特開 2023-175321 Ｘ線撮影装置、および、長尺撮影方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023175321

(43)【公開日】2023-12-12

(54)【発明の名称】Ｘ線撮影装置、および、長尺撮影方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20060101AFI20231205BHJP

   A61B 6/04 20060101ALI20231205BHJP

【ＦＩ】

A61B6/00 330Z

A61B6/00 360B

A61B6/04 332A

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022087709

(22)【出願日】2022-05-30

(71)【出願人】

【識別番号】320011683

【氏名又は名称】富士フイルムヘルスケア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000888

【氏名又は名称】弁理士法人山王坂特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】壁谷 秀太郎

【テーマコード（参考）】

4C093

【Ｆターム（参考）】

4C093AA07

4C093CA13

4C093EB17

4C093EC23

4C093ED07

4C093FD11

4C093FF22

4C093FF35

4C093FF37

(57)【要約】

【課題】ユーザの注目する点の高さを算出し、画像のつなぎ目において歪みのない長尺画像を作成する。
【解決手段】Ｘ線を前記被検体に対して斜め方向から入射させて斜入画像を撮影する。被検体の長手方向に沿って複数のＸ線画像を、隣接する画像が一部重なるように撮影する。斜入画像から被検体における注目点の高さを算出する。注目点の高さから、Ｘ線画像において注目点の高さの被検体の像が重なり合う領域を算出し、複数のＸ線画像の重なり合う領域を除去して結合することにより長尺画像を生成する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体を搭載する天板と、前記被検体に対してＸ線を照射するＸ線源と、前記被検体を挟んで前記Ｘ線源と対向する位置に配置されたＸ線検出器と、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器の位置関係を保った状態で前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器を前記天板に対して、前記天板の長手方向に相対的に移動させる長手方向移動機構と、Ｘ線源を前記天板の法線方向に対して相対的に傾斜させる傾斜機構と、長尺撮影制御部とを有し、
前記長尺撮影制御部は、前記傾斜機構を制御して、Ｘ線を前記被検体に対して斜め方向から入射させて斜入画像を撮影する斜入撮影部と、前記長手方向移動機構を制御して、前記被検体の長手方向に沿って複数のＸ線画像を隣接する画像が一部重なるように撮影する長尺撮影部と、画像処理部とを含み、
前記画像処理部は、高さ算出部と、長尺画像生成部とを備え、
前記高さ算出部は、前記斜入画像から前記被検体における注目点の高さを算出し、
前記長尺画像生成部は、前記高さ算出部が算出した前記注目点の高さから、前記長尺撮影部が撮影した複数の前記Ｘ線画像において前記注目点の高さの被検体の像が重なり合う領域を算出し、前記複数のＸ線画像の重なり合う領域を除去して結合するか、もしくは、前記重なり合う領域を重ね合わせ、長尺画像を生成することを特徴とするＸ線撮影装置。

【請求項2】

請求項１に記載のＸ線撮影装置であって、前記傾斜機構は、前記Ｘ線源を前記天板の長手方向に平行な軸を中心として回転させることにより傾斜させるＸ線源傾斜機構と、前記Ｘ線検出器を前記天板の短手方向に移動させる短手方向移動機構とを備えることを特徴とするＸ線撮影装置。

【請求項3】

請求項１に記載のＸ線撮影装置であって、前記斜入撮影部は、前記Ｘ線源傾斜機構により所定角度だけ前記Ｘ線源を傾斜させるとともに、前記短手方向移動機構により前記Ｘ線源の傾斜に伴いＸ線の照射範囲が移動する距離だけ前記Ｘ線検出器を前記天板の短手方向に移動させ、その状態で前記Ｘ線源からＸ線を照射して前記被検体の斜入画像を取得することを特徴とするＸ線撮影装置。

【請求項4】

請求項１に記載のＸ線撮影装置であって、前記斜入撮影部は、時系列に連続した透視画像を前記斜入画像として撮影することを特徴とするＸ線撮影装置。

【請求項5】

請求項１に記載のＸ線撮影装置であって、前記長尺撮影部は、前記Ｘ線源が前記傾斜機構により傾斜した状態で、前記長手方向に移動させながら斜め方向から撮影した複数のＸ線画像を撮影し、
前記長尺画像生成部は、斜め方向から撮影した複数のＸ線画像から前記長尺画像を生成することを特徴とするＸ線撮影装置。

【請求項6】

請求項５に記載のＸ線撮影装置であって、前記画像処理部は、斜め方向から撮影した前記複数のＸ線画像を補正することにより、前記Ｘ線源に対して前記検出検出器を対向させて撮影した画像と同等の画像を生成する画像補正部を有し、
前記長尺画像生成部は、前記画像補正部の補正後のＸ線画像を用いて前記長尺画像を生成することを特徴とするＸ線撮影装置。

【請求項7】

請求項１に記載のＸ線撮影装置であって、前記長尺撮影部は、前記Ｘ線源が前記被検体の正面に配置された状態で、前記長手方向に移動させながら正面方向から複数のＸ線画像を撮影し、
前記長尺画像生成部は、正面方向から撮影した複数のＸ線画像から前記長尺画像を生成することを特徴とするＸ線撮影装置。

【請求項8】

請求項１に記載のＸ線撮影装置であって、前記長尺撮影制御部は、前記斜入画像を表示部に表示し、表示された前記斜入画像上で、ユーザから注目点の指定の入力を受け付ける注目点入力部を含み、
前記高さ算出部は、前記注目点入力部が受け付けた注目点の高さを前記斜入画像から算出することを特徴とするＸ線撮影装置。

【請求項9】

請求項４に記載のＸ線撮影装置であって、前記斜入撮影部は、前記斜入画像である前記透視画像を、前記長手方向移動機構により前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器を前記被検体の長手方向に移動させながら取得し、
前記長尺撮影制御部は、前記長尺画像の生成範囲の指定の入力を、前記透視画像上でユーザから受け付ける長尺撮影範囲入力部を含むことを特徴とするＸ線撮影装置。

【請求項10】

請求項６に記載のＸ線撮影装置であって、前記画像補正部は、斜め方向から撮影した前記複数のＸ線画像の領域に応じて拡大または縮小することを特徴とするＸ線撮影装置。

【請求項11】

請求項１０に記載のＸ線撮影装置であって、前記画像補正部は、拡大または縮小した後のＸ線画像の画素ごとに、画素値に予め求めておいた補正用データを掛け合わせて補正することを特徴とするＸ線撮影装置。

【請求項12】

請求項１１に記載のＸ線撮影装置であって、前記補正用データは、被検体を配置せず斜め方向から撮影した画像と、被検体を配置せず正面方向から撮影した画像の画素値の比であることを特徴とするＸ線撮影装置。

【請求項13】

請求項１０に記載のＸ線撮影装置であって、前記補正用データは、前記被検体を斜め方向から撮影した画像と、前記被検体正面方向から撮影した画像の画素値の比であることを特徴とするＸ線撮影装置。

【請求項14】

Ｘ線撮影装置で被検体を長尺撮影する方法であって、
Ｘ線を前記被検体に対して斜め方向から入射させて斜入画像を撮影するステップと、
前記被検体の長手方向に沿って複数のＸ線画像を、隣接する画像が一部重なるように撮影するステップと、
前記斜入画像から前記被検体における注目点の高さを算出するステップと、
前記注目点の高さから、前記Ｘ線画像において前記注目点の高さの被検体の像が重なり合う領域を算出し、前記複数のＸ線画像の重なり合う領域を除去して結合するか、もしくは、前記重なり合う領域を重ね合わせ、長尺画像を生成するステップを
有することを特徴とする長尺撮影方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｘ線透視撮影装置に関し、特に、被検体の体軸方向に沿ってＸ線源とＸ線検出部とを移動させながら連続撮影した画像をつなぎ合わせ、長尺画像を作成可能なＸ線透視撮影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

被検体を挟んで対向するＸ線源とＸ線検出器を、位置関係を保ったまま被検体の体軸方向に移動させながら複数のＸ線画像を連続撮影し、得られた複数のＸ線画像をつなぎ合わることにより、長尺画像を作成する技術が例えば特許文献１に開示されている。

【0003】

この長尺撮影の技術において、隣り合うＸ線画像は、端部が重なり合うように撮影されるため、隣り合うＸ線画像をつなぎ合わせる際には、重なり合っている領域の幅を計算により求め、画像処理によりつなぎ合わせる際にも隣り合う画像を重ね合わせることにより、被検体の連続した長尺画像を作成している。

【0004】

Ｘ線撮影装置では、一般的にＸ線源からコーンビームが照射されるため、被検体の厚み方向の位置によって、隣り合うＸ線画像が重なり合う領域の幅が異なる。そのため、特許文献１では、ユーザは、操作部を操作して被検体の厚み方向の所望の位置を設定し、Ｘ線撮影装置は、ユーザに設定された所望の位置から重なり合う領域を計算により求め、算出した領域だけ隣り合う画像を重ねて長尺画像を生成している。また、生成した長尺画像において、画像の重なり合う部分で被検体像が不連続になった場合には、ユーザの操作により重なり合う領域の幅を調整する技術も開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３－１０６７０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の技術は、ユーザが操作部を操作して被検体の厚み方向の所望の位置を設定しているが、長尺画像で連続させたい部位（例えば、背骨）が被検体の厚み方向でどの位置にあるのかを正確に知ることは難しい。そのため、ユーザは、統計的または経験的に知った平均的な体格の被検体の背骨の高さ情報等を所望の位置として設定し、長尺画像を生成している。被検体の実際の背骨の高さが、設定された背骨の高さと異なると、複数の画像のつなぎ目において背骨の像が不連続になり、歪んだ長尺画像になるため、ユーザは、表示された長尺画像を見て、背骨の高さ情報を調整し、長尺画像を再生成する必要がある。

【0007】

本発明の目的は、ユーザの注目する点の高さを算出し、画像のつなぎ目において歪みのない長尺画像を作成できるＸ線透視撮影装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明のＸ線透視撮影装置は、被検体を搭載する天板と、被検体に対してＸ線を照射するＸ線源と、被検体を挟んでＸ線源と対向する位置に配置されたＸ線検出器と、Ｘ線源とＸ線検出器の位置関係を保った状態でＸ線源とＸ線検出器を天板に対して、天板の長手方向に相対的に移動させる長手方向移動機構と、Ｘ線源を天板の法線方向に対して相対的に傾斜させる傾斜機構と、長尺撮影制御部とを有する。長尺撮影制御部は、傾斜機構を制御して、Ｘ線を被検体に対して斜め方向から入射させて斜入画像を撮影する斜入撮影部と、長手方向移動機構を制御して、被検体の長手方向に沿って複数のＸ線画像を隣接する画像が一部重なるように撮影する長尺撮影部と、画像処理部とを含む。画像処理部は、高さ算出部と、長尺画像生成部とを備える。高さ算出部は、斜入画像から被検体における注目点の高さを算出する。長尺画像生成部は、高さ算出部が算出した注目点の高さから、長尺撮影部が撮影した複数のＸ線画像において注目点の高さの被検体の像が重なり合う領域を算出し、複数のＸ線画像の重なり合う領域を除去して結合するか、もしくは、重なり合う領域を重ね合わせ、長尺画像を生成する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ユーザの注目する点の高さを算出し、画像のつなぎ目において歪みのない長尺画像を作成できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態１のＸ線透視撮影装置の全体構成のブロック図である。

【図2】実施形態１のＸ線透視撮影装置の画像処理部１５の構成を示すブロック図である。

【図3】実施形態１のＸ線透視撮影装置の長尺撮影を説明する図である。

【図4】実施形態１のＸ線透視撮影装置の斜入撮影を説明する図である。

【図5】実施形態１のＸ線透視撮影装置の斜入撮影から注目点の高さＹを算出することを説明する図である。

【図6】実施形態１のＸ線透視撮影装置の長尺撮影の隣り合う画像の重なりを説明する図である。

【図7】実施形態１のＸ線透視撮影装置の長尺撮影の隣り合う画像の重なりを説明する図である。

【図8】実施形態１のＸ線透視撮影装置の長尺撮影の隣り合う画像の重なりを説明する図である。

【図9】実施形態１のＸ線透視撮影装置の長尺撮影の隣り合う画像を結合した状態を示す図である。

【図10】実施形態１のＸ線透視撮影装置の長尺撮影の隣り合う画像を結合した状態を示す図である。

【図11】実施形態１のＸ線透視撮影装置の動作を示すフローチャートである。

【図12】実施形態１のＸ線透視撮影装置において、注目点入力部１５１が注目点を受け付けるユーザーインターフェースの画面例を示す図である。

【図13】実施形態２のＸ線透視撮影装置の斜め方向からＸ線が入射した画像の補正を説明する図である。

【図14】（ａ）実施形態２のＸ線透視撮影装置の斜め方向からＸ線が入射したＸ線画像（台形画像）を示す図、（ｂ）台形補正後のＸ線画像を示す図である。

【図15】実施形態３のＸ線透視撮影装置において、斜め方向からＸ線が入射した画像の画素値の補正に用いる補正データを説明する図である。

【図16】実施形態４のＸ線透視撮影装置において、斜め方向からＸ線が入射した画像の画素値の補正に用いる補正データを説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

【0012】

＜＜実施形態１＞＞
実施形態１のＸ線透視撮影装置について、図１等を用いて説明する。

【0013】

図１は、実施形態１のＸ線透視撮影装置の全体構成を示す図である。図２は、画像処理部の構成を示す図である。図３は、Ｘ線源を天板の長手方向に移動させて長尺撮影を行う状態を示す図である。図４は、斜入撮影時のＸ線源１０とＸ線検出器１２の位置関係を示す図であり、図５は、斜入画像から注目点Ａの高さの算出方法を説明する図である。

【0014】

図１のように、Ｘ線透視撮影装置は、被検体２０を搭載する寝台天板２１と、被検体２０に対してＸ線を照射するＸ線源１０と、被検体２０を挟んでＸ線源１０と対向する位置に配置されたＸ線検出器１２と、長尺撮影制御部１７とを備えている。Ｘ線源１０は、Ｘ線を発生させるＸ線管球を含む。Ｘ線源１０は、特定のエネルギーのＸ線を選択的に透過させるＸ線フィルタやＸ線照射領域を設定する絞り装置などを有していてもよい。Ｘ線検出器１２は、Ｘ線源１０から照射され、被検体２０を透過したＸ線の入射量に応じたＸ線信号を検出する機器である。Ｘ線検出器１２としては、例えば、Ｘ線を検出する複数の検出素子が二次元アレイ状に配置されたＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）を用いることができる。

【0015】

Ｘ線源１０は、支柱１６によって支持されている。支柱１６には、Ｘ線源長手方向移動機構１６ａと、Ｘ線源傾斜機構１６ｂが備えられている。

【0016】

Ｘ線源長手方向移動機構１６ａは、図３に示すように、Ｘ線源１０を寝台天板２１の長手方向に移動させる。Ｘ線源傾斜機構１６ｂは、図３に示すように、Ｘ線源１０を寝台天板２１の長手方向に平行な軸Ｏを中心として回転させることにより、Ｘ線の被検体２０への入射方向を寝台天板２１の長手方向に垂直な面内で傾斜させる。軸Ｏは、寝台天板２１の上面から所定の高さｓ（例えば１０ｃｍ）に位置する。

【0017】

また、寝台天板２１には、検出器長手方向移動機構２１ａと検出器短手方向移動機構２１ｂとが備えられている。検出器長手方向移動機構２１ａは、Ｘ線検出器１２を、図３のように寝台天板２１の長手方向に移動させる。検出器短手方向移動機構２１ｂは、Ｘ線検出器１２を図４のように、寝台天板２１の短手方向に移動させる。

【0018】

Ｘ線源１０、Ｘ線源長手方向移動機構１６ａおよびＸ線源傾斜機構１６ｂには、Ｘ線源１０の曝射や移動や傾斜を制御するＸ線源制御部１１が接続されている。

【0019】

検出器長手方向移動機構２１ａと検出器短手方向移動機構２１ｂには、Ｘ線検出器１２の寝台天板２１の長手方向の移動と、短手方向の移動を制御するＸ線検出器制御部１３が接続されている。

【0020】

Ｘ線源制御部１１とＸ線検出器制御部１３には、長手方向移動制御部１８と、傾斜制御部１９が接続されている。

【0021】

長手方向移動制御部１８は、図３のように、Ｘ線源１０とＸ線検出器１２の位置関係を保った状態でＸ線源１０とＸ線検出器１２を寝台天板２１に対して、寝台天板２１の長手方向に移動させるように、Ｘ線源制御部１１とＸ線検出器制御部１３を制御する。

【0022】

傾斜制御部１９は、図４のように、Ｘ線源傾斜機構１６ｂにより所定角度だけＸ線源を傾斜させるとともに、Ｘ線源の傾斜に伴いＸ線の照射範囲が移動する距離ｗだけＸ線検出器１２を寝台天板２１の短手方向に検出器短手方向移動機構２１ｂにより移動させるように、Ｘ線源制御部１１とＸ線検出器制御部１３を制御する。

【0023】

Ｘ線検出器１２には、Ｘ線検出器１２から出力されたＸ線画像（透視画像を含む）を記憶する画像記憶部１４が接続されている。

【0024】

長尺撮影制御部１７は、斜入撮影部１７ａと、長尺撮影部１７ｂと、画像処理部１５とを備えている。

【0025】

斜入撮影部１７ａは、傾斜制御部１９に指示して、図４のように、Ｘ線源１０を傾斜させるとともに、Ｘ線源１０の傾斜に伴いＸ線の照射範囲が移動する距離ｗだけＸ線検出器１２を寝台天板２１の短手方向に移動させ、その状態でＸ線源制御部１１にＸ線の曝射を指示する。これにより、斜入撮影部１７ａは、Ｘ線を被検体２０に対して斜め方向から入射させて斜入画像を撮影する。斜入画像は、Ｘ線画像の撮影であってもよいし、透視画像（時系列なＸ線画像の動画撮影）であってもよい。

【0026】

また、斜入撮影部１７ａは、ユーザから長尺撮影を行う範囲の設定を受け付けるために、長手方向移動制御部１８を制御して、被検体２０の長手方向に沿って透視画像を撮影することも可能である。そのため、斜入撮影部１７ａには、ユーザから長尺撮影を行う範囲の設定を受け付ける視点・終点入力部１７１が接続されている。

【0027】

長尺撮影部１７ｂは、図３のように、長手方向移動制御部１８を制御して、被検体２０の長手方向に沿って複数のＸ線画像を、隣接する画像が一部重なるように撮影する。長尺撮影部１７ｂが撮影する複数のＸ線画像は、Ｘ線源１０を被検体２０の正面（寝台天板２１の法線方向）に配置して撮影してもよいし、傾斜制御部１９により、Ｘ線源１０を傾斜させて斜め方向から撮影してもよい。

【0028】

図２に示すように、画像処理部１５は、高さ算出部１５ａと、長尺画像生成部１５ｂと、画像補正部１５ｃとを備えている。

【0029】

高さ算出部１５ａは、図５に示すように、斜入撮影部１７ａが撮影した斜入画像から、被検体２０における注目点Ａの高さＹを算出する。高さ算出部１５ａの算出方法については、あとで詳しく説明する。

【0030】

長尺画像生成部１５ｂは、高さ算出部１５ａが算出した注目点Ａの高さＹを用いて、長尺撮影部１７ｂが撮影した複数のＸ線画像において、注目点の高さの被検体２０の像が重なり合う領域の幅Ｑ＝（Ｎ－Ｍ）／２を図６～図８のように算出する。ただし、Ｍは、図６のように、撮影時の被検体２０上で隣り合うＸ線画像において、高さＹの位置にある被検体２０の組織が投影された像が重なり合う領域の幅である。Ｎは、図７のように、撮影時の被検体２０上で隣り合うＸ線画像が重なり合う領域の幅である。長尺画像生成部１５ｂは、複数のＸ線画像から、重なり合う領域Ｑを除去して結合するか（図９参照）、もしくは、重なり合う領域Ｑを重ね合わせ（図１０参照）、長尺画像を生成する。

【0031】

画像補正部１５ｃは、長尺撮影部１７ｂが斜め方向から複数のＸ線画像を撮影した場合、撮影した画像の歪みを画像処理により補正し、正面方向から撮影したＸ線画像と同等の画像を生成する。長尺画像生成部１５ｂは、画像補正部１５ｃの補正後のＸ線画像を用いて長尺画像を生成する。

【0032】

なお、長尺撮影部１７ｂが正面方向から撮影した場合には、長尺画像生成部１５ｂは、補正していないＸ線画像を用いて長尺画像を生成する。

【0033】

画像処理部１５には、注目点入力部１５１と画像表示部１５２が接続されている。高さ算出部１５ａは、斜入画像を画像表示部１５２に表示する。注目点入力部は、表示された斜入画像上で、ユーザから注目点Ａの指定を受け付ける。高さ算出部１５ａは、注目点入力部１５１がユーザから受け付けた注目点Ａの高さを算出することができる。

【0034】

なお、高さ算出部１５ａが、高さを算出する注目点Ａは、ユーザが指定した注目点に限られるものではなく、斜入画像を画像処理して注目点を決定することも可能である。例えば、注目点が骨である場合、斜入画像を二値化処理し、白色の部分を抽出し、注目点とすることが可能である。

【0035】

また、画像表示部１５２には、長尺画像生成部１５ｂが生成した長尺画像が生成される。

【0036】

画像記憶部１４は、Ｘ線検出器１２に接続され、Ｘ線検出器１２から出力された斜入画像およびＸ線画像を記憶する。画像処理部１５の高さ算出部１５ａ、長尺画像生成部１５ｂおよび画像補正部は、画像記憶部１４からそれぞれ斜入画像およびＸ線画像を受け取って、上述の処理を行う。

【0037】

＜長尺撮影時の各部の動作＞
図１のＸ線透視撮影装置を用いて、長尺撮影を行う場合の各部の動作について図１１のフローを用いて説明する。

【0038】

なお、長尺撮影制御部１７は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサーと、メモリとを備えたコンピュータ等によって構成され、ＣＰＵが、メモリに格納されたプログラムを読み込んで実行することにより、以下の処理を実現する。なお、長尺撮影制御部１７の一部または全部をハードウエアにより構成することもできる。例えば、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）のようなカスタムＩＣや、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）のようなプログラマブルＩＣを用いて、長尺撮影制御部１７の各処理を実現するように回路設計を行えばよい。

【0039】

（ステップ１０１）
まず、長尺撮影制御部１７の斜入撮影部１７ａは、ユーザから長尺撮影を行う範囲の設定を受け付けるために、Ｘ線源１０を被検体２０の正面（寝台天板２１の法線方向）に配置した状態で透視画像を撮影開始し、透視画像を画像表示部１５２に表示する。

【0040】

（ステップ１０２）
斜入撮影部１７ａは、長手方向移動制御部１８を制御して、Ｘ線源１０とＸ線検出器１２を被検体２０の長手方向に沿って、足から頭の方向に移動させて透視画像を連続して画像表示部１５２に表示させる。この間に、始点・終点入力部１７１を介して、ユーザから長尺撮影の終点と始点（図３参照）の設定を順次受け付ける。

【0041】

（ステップ１０３）
斜入撮影部１７ａは、ユーザから始点の設定を受け付けた場合、始点において正面から撮影している透視画像の１フレームを画像記憶部１４に記憶させる。
（ステップ１０４）
斜入撮影部１７ａは、透視撮影を継続しながら、始点において、Ｘ線源１０を傾斜制御部１９により予め定めた角度θだけ傾斜させ、Ｘ線検出器１２を所定角度θに対応する予め定めた距離ｗだけ短手方向に移動させる。

【0042】

（ステップ１０５）
斜入撮影部１７ａは、始点において、斜め方向から撮影している透視画像の１フレームを斜入画像として画像記憶部１４に記憶させる。

【0043】

（ステップ１０６）
斜入撮影部１７ａは、透視撮影を終了する。

【0044】

（ステップ１０７）
斜入撮影部１７ａは、ステップ１０５で画像記憶部１４に記憶させた斜入画像を、例えば図１２のように画像表示部１５２に表示させ、表示させた斜入画像上で注目点Ａの像Ａ’の位置の指定をユーザから受け付ける。

【0045】

（ステップ１０８）
高さ算出部１５ａは、像Ａ’のＸ線検出器１２上の座標（原点はＯ’’）をＸ線検出器１２から取り込んで、注目点Ａの寝台天板２１からの高さＹを、式（１）により算出する。
Ｙ＝Ｘ／ｔａｎθ ・・・（１）
但し、
Ｘ＝ｘ＋ｗ
ｗ：Ｘ線検出器１２の移動距離であり、斜入撮影部１７ａが傾斜制御部１９に指示したｗの値である
ｘ：注目点Ａの像Ａ’のＸ線検出器１２上の座標（原点Ｏ’’）である
ここで、式（１）がどのように導出されたかについて説明する。

【0046】

図４に示すように、Ｘ線源傾斜機構１６ｂによりＸ線源１０の回転中心の軸Ｏは、Ｘ線源１０が正面（寝台天板２１の法線方向）にある場合、軸Ｏは、軸Ｏの法線方向の直下の点Ｏ’に投影される。Ｘ線検出器１２は、点Ｏ’が短手方向の中心に位置するように配置される。

【0047】

傾斜制御部１９が、Ｘ線源傾斜機構１６ｂによりＸ線源１０を、軸Ｏを中心に法線方向から角度θだけ傾斜させた場合、軸Ｏは、点Ｏ’’に投影される。点Ｏ’と点Ｏ’’の短手方向の距離はｗであり、式（２）により求められる。

【0048】

ｗ＝ｓ・ｔａｎθ ・・・（２）
ｗは、設定可能なθの値ごと予め求められ、斜入撮影部１７ａの記憶部に格納されている。上述のステップ１０４において、斜入撮影部１７ａは、Ｘ線源１０の傾斜角θに応じてＸ線検出器１２をｗだけ移動させるように、傾斜制御部１９に指示する。

【0049】

注目点Ａは、Ｘ線源１０が角度θだけ傾斜している場合、図５に示すように、点Ａ’に投影される。Ｘ線検出器１２の原点Ｏ’’に対する点Ａ’の短手方向の座標ｘをすると、Ｘ線源１０を傾斜させていない場合の点Ｏ’と、点Ａ’との距離Ｘは、Ｘ＝ｘ＋ｗである。よって、注目点Ａの高さＹは、Ｙ＝Ｘ／ｔａｎθにより算出でき、上述の式（１）の通りである。

【0050】

（ステップ１０９）
つぎに、長尺撮影部１７ｂは、ステップ１０２で受け付けた長尺撮影の始点から終点まで予め定めた間隔ｄでＸ線源１０を移動させながら、隣接する画像が一部重なるように、複数のＸ線画像を撮影する（図３参照）。ここでは、Ｘ線源１０は、傾斜させず正面方向から複数のＸ線画像を撮影する場合について以下説明する。なお、Ｘ線源１０を傾斜させて複数のＸ線画像を撮影する場合については、実施形態２において説明する。

【0051】

（ステップ１１０）
長尺画像生成部１５ｂは、注目点Ａの高さＹに位置する被検体２０の組織が投影された像が、隣り合うＸ線画像において重なり合う領域の幅Ｑ＝（Ｎ－Ｍ）／２（図８参照）を、各Ｘ線画像の長手方向の両端から除去して結合するか（図９参照）、もしくは、重なり合う領域Ｑを重ね合わせ（図１０参照）、長尺画像を生成する。ここで、Ｍは、図６のように、撮影時の被検体２０上で隣り合うＸ線画像において、高さＹの位置にある組織が投影された像が重なり合う領域の幅である。Ｍは、式（３）により算出される。Ｎは、図７のように、撮影時の被検体２０上で隣り合うＸ線画像が重なり合う領域の幅である。Ｎは、式（４）により算出される。

【0052】

Ｍ＝Ｙｄ／（Ｌ－Ｙ） ・・・（３）
Ｎ＝ｋ－ｄ ・・・（４）
但し、
Ｙ： ステップ１０８で算出した注目点Ａの高さ
ｄ：長尺撮影の複数のＸ線画像の撮影時のＸ線源１０の間隔
Ｌ：Ｘ線源１０から注目点Ａまでの距離
ｋ：Ｘ線画像の寝台天板２１の長手方向の幅

なお、重なり合う領域の幅Ｑが（Ｎ－Ｍ）／２で算出されることは、公知の技術であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

【0053】

このように、隣り合うＸ線画像の端部から幅Ｑ（＝（Ｎ－Ｍ）／２）の領域（図８参照）をＸ線画像から除去し、隣り合う画像を結合することにより、図９のように、注目点Ａの高さＹに位置する被検体２０の組織を歪みなく連続させた長尺画像を生成することができる。または、幅Ｑの領域を除去するのではなく、幅Ｑの領域を隣り合うＸ線画像同士で重ね合わせ、重なり合う２つのＸ線画像の画素の画素値の平均を、長尺画像の画素値として、長尺画像を生成してもよい。画素値の平均をとる際に、重み付け加算等の処理を行うことも可能である。

【0054】

長尺画像生成部１５ｂは、生成した長尺画像を画像表示部１５２に表示する。

【0055】

＜効果＞
上述してきたように、本実施形態のＸ線透視撮影装置では、斜入画像を用いて注目点の高さＹを算出することができるため、長尺撮影の複数の画像が重なり合う領域の幅Ｑを精度よく算出することができる。よって、つなぎ目において歪みがなく、精度のよい長尺画像生成することができる。

【0056】

なお、実施形態１では、図１１のフローのうち、ステップ１０１において、正面から透視を開始しているが、斜め方向から透視を開始してもよい。この場合、ステップ１０２およびステップ１０４を省略できる。

【0057】

＜＜実施形態２＞＞
実施形態２のＸ線透視撮影装置について説明する。

【0058】

従来、Ｘ線透視撮影装置では、Ｘ線源とＸ線検出器とが対向配置された間に被検体を配置し、被検体の体位を斜めに傾けることにより、被検体を斜め方向から撮影する斜入撮影が行われている。この場合、被検体自身に体位を斜めに傾けて静止してもらう必要がある。
本実施形態２のＸ線透視撮影装置は、被検体を動かさずに、被検体の斜め方向からＸ線を入射させ、斜入撮影により長尺画像を取得する装置である。実施形態２のＸ線透視撮影装置の動作について、実施形態１と異なる点のみについて以下説明する。実施形態２のＸ線透視撮影装置の装置構成は、実施形態１の装置と同様である。

【0059】

実施形態２では、実施形態１の図１１のステップ１０９において、長尺撮影部１７ｂは、Ｘ線源１０をＸ線源１０を正面（寝台天板２１の法線方向）から所定角度θだけ傾斜させ、その状態で、Ｘ線源１０を寝台天板２１の長手方向に間隔ｄで移動させながら、隣接する画像が一部重なるように、複数のＸ線画像を撮影する（図１３参照）。

【0060】

このとき、通常の斜入撮影と異なり、Ｘ線検出器１２はＸ線源１０とともに傾斜せず、寝台天板２１に対して平行に配置されている。そのため、Ｘ線検出器１２にはＸ線が斜め方向から入射し、撮影されるＸ線画像は、図１４（ａ）に示すように、台形に歪んだ画像となる。そこで、実施形態２では、台形に歪んだ画像を補正し、歪を除去する。

【0061】

画像の歪について詳しく説明する。傾斜したＸ線源１０に対して、正面に配置した仮想的なＸ線検出器１２ａよりも、Ｘ線源１０に近くなる領域、すなわち、Ｘ線源１０から見て、短手方向の中央の点Ｏ’’よりも、手前側のＸ線検出器１２の領域で撮影される画像は、中央の点Ｏ’’の周辺領域の画像にくらべて、寝台天板２１の長手方向および短手方向に拡大された画像となる。その拡大率は、画像中央から短手方向の距離ｃの位置で距離ａ＝ｃ・ｓｉｎθの分だけ拡大される割合である。

【0062】

一方、Ｘ線源１０から遠くなる領域、すなわち、Ｘ線源１０から見て、短手方向の中央の点Ｏ’’よりも奥側のＸ線検出器１２の領域で撮影される画像は、中央の点Ｏ’’の周辺領域の画像にくらべて、寝台天板２１の長手方向および短手方向に縮小された画像となる。その縮小率は、画像中央から短手方向の距離ｃの位置で距離ａ＝ｃ・ｓｉｎθの分だけ縮小される割合である。

【0063】

そこで、画像補正部１５ｃは、ステップ１１０において、台形に歪んだＸ線画像を画像記憶部１４から受け取って、傾斜角θに応じて、寝台天板２１の長手方向および短手方向において、拡大されている領域は射影変換により縮小し、縮小されている領域は射影変換により縮小する。これにより、歪みを除去した画像に補正する。

【0064】

射影変換後の画像を図１４（ｂ）に示す。補正後に存在しない画素（黒い部分）は、画素値をゼロにするか、または、元の画素値で埋める。

【0065】

長尺画像生成部１５ｂは、ステップ１１０において、画像補正部１５ｃが補正後のＸ線画像を用いて、実施形態１と同様の計算方法により、隣り合うＸ線画像において重なり合う領域の幅Ｑを求め、補正後のＸ線画像の長手方向の両端から除去して結合し、長尺画像を生成する。

【0066】

図１４（ｂ）の補正後の画像において、寝台天板２１の長手方向の両端で画素が存在しない領域の幅は、重なり合う領域の幅Ｑよりも小さいため、画素が存在しない領域は、両端から除去される。よって、画像が長手方向に連続した長尺画像を生成することできる。

【0067】

＜効果＞
このように、本実施形態では、Ｘ線源を傾斜させて長尺撮影を行うことにより、被検体２０を動かすことなく、Ｘ線を斜入させた長尺画像を生成することができる。一般的に寝台天板２１に背をつけて寝ている被検体２０に対して、斜入体位の長尺画像を撮影する場合、被検体２０に背中を浮かして斜めの体位になってもらう必要があるが、実施形態２の装置を用いることにより、被検体２０を動かすことなく、斜入体位の長尺画像を取得することができる。

【0068】

＜＜実施形態３＞＞
実施形態３のＸ線透視撮影装置について説明する。

【0069】

実施形態３のＸ線透視撮影装置の動作について、実施形態２と異なる点のみについて以下説明する。実施形態３のＸ線透視撮影装置は、実施形態２と同様に、図１１のステップ１０９において、長尺撮影部１７ｂが、Ｘ線源１０を所定角度θで傾斜させ、複数のＸ線画像を撮影する。実施形態１では、画像補正部１５ｃは、台形に歪んだＸ線画像を、射影変換により拡大・縮小して長方形画像に補正したが、実施形態３では、さらに画素値の補正を行う。

【0070】

Ｘ線源１０を傾斜させて撮影した実施形態２の長尺画像の複数のＸ線画像は、図１３のように、Ｘ線源１０とＸ線検出器１２との距離が、Ｘ線源１０とＸ線検出器１２とを対向配置させて撮影した従来の斜入画像とは異なるため、拡大・縮小が生じるだけでなく画素値にも変化が生じる。

【0071】

そこで、実施形態３では、事前に、被検体２０を配置していない状態で、Ｘ線源１０を正面に配置してＸ線画像Ｒを撮影するとともに、Ｘ線源１０を所定の角度θだけ傾斜させてＸ線画像Ｒ’を撮影する。斜め方向から撮影したＸ線画像Ｒ’は、実施形態２で説明したように、射影変換により台形補正を行う。正面から撮影したＸ線画像Ｒと、台形補正後のＸ線画像Ｒ’の対応する画素ごとに画素値の比（Ｒ／Ｒ’）を求め、これを補正用データ（Ｒ／Ｒ’）として、画像補正部１５ｃに格納しておく。補正用データは、設定可能な傾斜角度θごとに用意して、画像補正部１５ｃに格納しておく。

【0072】

画像補正部１５ｃは、ステップ１１０において、複数のＸ線画像を画像記憶部１４から受け取って、傾斜角θに応じて射影変換により台形補正した後、台形補正後の画像の各画素値に、傾斜角θに応じた補正用データ（Ｒ／Ｒ’）を掛け合わせ、画素値の補正を行う。

【0073】

長尺画像生成部１５ｂは、ステップ１１０において、画像補正部１５ｃが台形補正および画素値の補正を行った後の複数のＸ線画像を補正後のＸ線画像を用いて、長尺画像を生成する。

【0074】

＜効果＞
実施形態３のＸ線透視撮影装置は、画素値の補正を行うことができるため、実施形態２の歪除去の効果に加えて、Ｘ線源１０とＸ線検出器１２とを対向させて撮影した画像に近い画素値の長尺画像を生成することができる。

【0075】

＜＜実施形態４＞＞
実施形態４のＸ線透視撮影装置について説明する。

【0076】

実施形態４のＸ線透視撮影装置の動作について、実施形態３と異なる点のみについて以下説明する。実施形態４のＸ線透視撮影装置は、図１１のすべてのステップを行うが、ステップ１１０において画素値の補正を行う際に用いる補正用データ（Ｒ／Ｒ’）を、ステップ１０３およびステップ１０５で撮影した画像から算出する。

【0077】

すなわち、図１１のステップ１０９において、長尺撮影部１７ｂがＸ線源１０を所定角度θで傾斜させ、複数のＸ線画像を撮影し、画像補正部１５ｃは、台形補正した後、画素値の補正を行う。画素値の補正の際に、実施形態３では、補正用データとして、被検体２０がない状態で撮影した画像から予め求めておいた補正用データ（Ｒ／Ｒ’）を用いたが、実施形態４では、ステップ１０３で保存した正面から撮影した透視画像Ｆの１フレームと、ステップ１０５で保存した斜入画像Ｆ’（透視画像）の１フレームから補正用データ（Ｆ／Ｆ’）を算出する。

【0078】

さらに具体的には、ステップ１１０において、画像補正部１５ｃは、ステップ１０３で保存した正面から撮影した透視画像Ｆと、ステップ１０５で保存した斜入画像Ｆ’を画像記憶部１４から受け取る。画像補正部１５ｃは、斜入画像Ｆ’を傾斜角θに応じて射影変換により台形補正する。Ｘ線画像Ｆと、台形補正後のＸ線画像Ｆ’の対応する画素ごとに画素値の比（Ｆ／Ｆ’）を補正データとして求める。

【0079】

また、画像補正部１５ｃは、ステップ１１０において、ステップ１０９において撮影された複数のＸ線画像を画像記憶部１４から受け取って、傾斜角θに応じて射影変換により台形補正した後、台形補正後の画像の各画素値に、補正用データ（Ｆ／Ｆ’）を掛け合わせ、画素値の補正を行う。

【0080】

長尺画像生成部１５ｂは、ステップ１１０において、画像補正部１５ｃが台形補正および画素値の補正を行った後の複数のＸ線画像を補正後のＸ線画像を用いて、長尺画像を生成する。

【0081】

＜効果＞
実施形態４のＸ線透視撮影装置は、実際の被検体２０から算出した補正用データ（Ｆ／Ｆ’）を用いて、長尺データを生成する複数のＸ線画像の画素値の補正を行った長尺画像を生成することができる。

【符号の説明】

【0082】

１０ Ｘ線源
１１ Ｘ線源制御部
１２ Ｘ線検出器
１２ａ Ｘ線検出器
１３ Ｘ線検出器制御部
１４ 画像記憶部
１５ 画像処理部
１５ａ 高さ算出部
１５ｂ 長尺画像生成部
１５ｃ 画像補正部
１６ 支柱
１６ａ Ｘ線源長手方向移動機構
１６ｂ Ｘ線源傾斜機構
１７ 長尺撮影制御部
１７ａ 斜入撮影部
１７ｂ 長尺撮影部
１８ 長手方向移動制御部
１９ 傾斜制御部
２０ 被検体
２１ 寝台天板
２１ａ 検出器長手方向移動機構
２１ｂ 検出器短手方向移動機構
１５１ 注目点入力部
１５２ 画像表示部
１７１ 始点・終点入力部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】