特開 2024-70102 Ｘ線診断装置

(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】P2024070102

(43)【公開日】2024-05-22

(54)【発明の名称】Ｘ線診断装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20240101AFI20240515BHJP

   A61B 6/46 20240101ALI20240515BHJP

   A61B 6/40 20240101ALI20240515BHJP

   A61B 6/42 20240101ALI20240515BHJP

   A61B 6/08 20060101ALI20240515BHJP

【ＦＩ】

A61B6/00 330Z

A61B6/00 360B

A61B6/00 300D

A61B6/00 300X

A61B6/08 300

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022180492

(22)【出願日】2022-11-10

(71)【出願人】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】政橋 順史

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 弘明

(72)【発明者】

【氏名】酒井 泰

(72)【発明者】

【氏名】菅原 靖宏

(72)【発明者】

【氏名】石井 誠

(72)【発明者】

【氏名】小谷 篤司

(72)【発明者】

【氏名】宗塚 則夫

(72)【発明者】

【氏名】屋代 正二

(72)【発明者】

【氏名】小高 達昭

【テーマコード（参考）】

4C093

【Ｆターム（参考）】

4C093AA07

4C093AA26

4C093CA16

4C093EC02

4C093EC03

4C093EC13

4C093EC15

4C093EC33

4C093EE16

4C093FA15

4C093FA32

4C093FF28

4C093FF35

4C093FF37

(57)【要約】

【課題】長尺撮影における複数の撮影範囲の設定を容易且つ適切に行なうこと。
【解決手段】実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線を照射するＸ線発生器と、第１方向に平行な検出面を有し、前記第１方向と、前記第１方向に直交し且つ前記検出面に平行な第２方向とに移動可能なＸ線検出器と、参照情報に基づいて、連続した複数の撮影範囲を設定する撮影条件設定部と、前記複数の撮影範囲に対して前記Ｘ線検出器を順次移動させつつ前記Ｘ線発生器からＸ線を照射させる撮影制御部と、前記Ｘ線検出器が前記Ｘ線を検出した検出信号に基づいて、前記複数の撮影範囲それぞれのＸ線画像を生成する画像生成部とを備える。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線を照射するＸ線発生器と、
第１方向に平行な検出面を有し、前記第１方向と、前記第１方向に直交し且つ前記検出面に平行な第２方向とに移動可能なＸ線検出器と、
参照情報に基づいて、連続した複数の撮影範囲を設定する撮影条件設定部と、
前記複数の撮影範囲に対して前記Ｘ線検出器を順次移動させつつ前記Ｘ線発生器からＸ線を照射させる撮影制御部と、
前記Ｘ線検出器が前記Ｘ線を検出した検出信号に基づいて、前記複数の撮影範囲それぞれのＸ線画像を生成する画像生成部と
を備える、Ｘ線診断装置。

【請求項2】

前記撮影条件設定部は、前記参照情報として、被検体の検査対象部位における前記第１方向の上端を前記第２方向における略中央に含む第１の撮影範囲と、前記検査対象部位における前記第１方向の下端を前記第２方向における略中央に含む第２の撮影範囲とを設定し、前記第１の撮影範囲と前記第２の撮影範囲とを接続する少なくとも１つの第３の撮影範囲を設定することにより、前記複数の撮影範囲を設定する、請求項１に記載のＸ線診断装置。

【請求項3】

前記撮影条件設定部は、前記第３の撮影範囲の候補を複数設定し、当該複数の候補の中からユーザが選択した候補を、前記第３の撮影範囲として設定する、請求項２に記載のＸ線診断装置。

【請求項4】

前記撮影条件設定部は、前記候補ごとに撮影範囲の数を設定する、請求項３に記載のＸ線診断装置。

【請求項5】

前記参照情報は、被検体を撮影した光学画像であり、
前記撮影条件設定部は、前記光学画像から推定される前記被検体の検査対象部位の位置に基づいて、前記複数の撮影範囲を設定する、請求項１に記載のＸ線診断装置。

【請求項6】

前記参照情報は、被検体の検査対象部位における前記第１方向の一端を含むように設けられた第１の撮影範囲を対象として収集された端部Ｘ線画像であり、
前記撮影条件設定部は、前記端部Ｘ線画像に基づいて、前記被検体の検査対象部位のうち当該端部Ｘ線画像に含まれない部分の位置を推定することにより、前記第１の撮影範囲に接続される少なくとも１つの撮影範囲を設定して、前記複数の撮影範囲を設定する、請求項１に記載のＸ線診断装置。

【請求項7】

前記複数の候補を表示部に表示させる出力部を備え、
前記撮影条件設定部は、前記表示部に表示された前記複数の候補の中から、当該表示部を参照したユーザにより選択された候補を、前記第３の撮影範囲として設定する、請求項３に記載のＸ線診断装置。

【請求項8】

前記出力部は、前記複数の候補を、前記被検体を撮影した光学画像に重畳表示させる、請求項７に記載のＸ線診断装置。

【請求項9】

前記撮影条件設定部は、前記複数の候補を、前記被検体に対して投影し、当該投影を参照したユーザにより選択された候補を、前記第３の撮影範囲として設定する、請求項３に記載のＸ線診断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書及び図面に開示の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線診断装置が備えるＸ線検出器の大きさは有限であり、１回のＸ線照射で撮影することのできる撮影範囲の大きさも有限である。このため、検査対象部位によっては一回のＸ線照射でその全体を撮影できない場合がある。例えば、背骨や下肢などが検査対象部位となる場合、検査対象部位が撮影範囲のサイズを超えてしまう場合がある。

【0003】

検査対象部位が大きいケースでもその全体を観察することを可能にする技術として、長尺撮影が知られている。長尺撮影では、連続した複数の撮影範囲を設定して複数のＸ線画像を撮影し、これらＸ線画像を合成することで、検査対象部位が大きいケースでもその全体が現れたＸ線画像を提供することを可能とする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１９８３７５号公報

【特許文献2】特開２０１５－４７１９４号公報

【特許文献3】特開平７－１３６１４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、長尺撮影における複数の撮影範囲の設定を容易且つ適切に行なうことである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置付けることもできる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線を照射するＸ線発生器と、第１方向に平行な検出面を有し、前記第１方向と、前記第１方向に直交し且つ前記検出面に平行な第２方向とに移動可能なＸ線検出器と、参照情報に基づいて、連続した複数の撮影範囲を設定する撮影条件設定部と、前記複数の撮影範囲に対して前記Ｘ線検出器を順次移動させつつ前記Ｘ線発生器からＸ線を照射させる撮影制御部と、前記Ｘ線検出器が前記Ｘ線を検出した検出信号に基づいて、前記複数の撮影範囲それぞれのＸ線画像を生成する画像生成部とを備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示すブロック図である。

【図2】図２は、第１の実施形態に係るＸ線発生器及びＸ線検出器の移動可能方向を示す図である。

【図3A】図３Ａは、第１の実施形態に係る背骨の一例を示す図である。

【図3B】図３Ｂは、第１の実施形態に係る複数の撮影範囲を示す図である。

【図3C】図３Ｃは、第１の実施形態に係る複数の撮影範囲の設定方法について説明するための図である。

【図3D】図３Ｄは、第１の実施形態に係る長尺撮影画像の一例を示す図である。

【図4A】図４Ａは、第１の実施形態に係る背骨の一例を示す図である。

【図4B】図４Ｂは、第１の実施形態に係る複数の撮影範囲を示す図である。

【図4C】図４Ｃは、第１の実施形態に係る複数の撮影範囲の設定方法について説明するための図である。

【図4D】図４Ｄは、第１の実施形態に係る長尺撮影画像の一例を示す図である。

【図5】図５は、第１の実施形態に係る複数の撮影範囲の設定方法について説明するための図である。

【図6A】図６Ａは、第２の実施形態に係る第３の撮影範囲の候補の一例である。

【図6B】図６Ｂは、第２の実施形態に係る第３の撮影範囲の候補の一例である。

【図7A】図７Ａは、第３の実施形態に係る複数の撮影範囲の設定方法について説明するための図である。

【図7B】図７Ｂは、第３の実施形態に係る複数の撮影範囲の設定方法について説明するための図である。

【図8】図８は、第４の実施形態に係る複数の撮影範囲の設定方法について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付図面を参照して、Ｘ線診断装置の実施形態について詳細に説明する。

【0009】

（第１の実施形態）
本実施形態では、図１のＸ線診断装置１を例として説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１の構成の一例を示すブロック図である。Ｘ線診断装置１は、レール１０１、保持装置１０２、Ｘ線発生器１０３、保持装置１０４、Ｘ線検出器１０５、Ｘ線高電圧装置１０６、入力インタフェース１０７、ディスプレイ１０８、メモリ１０９及び処理回路１１０を備える。ディスプレイ１０８は、表示部の一例である。

【0010】

図１では、床面等を基準とし、鉛直方向をＺ方向とする。鉛直方向及びＺ方向は、第１方向の一例である。図１に示す通り、Ｘ線検出器１０５は、その検出面がＺ方向に平行となるように配置される。また、Ｘ方向は、Ｚ方向に直交し、且つ、Ｘ線検出器１０５の検出面に平行な方向である。Ｘ方向については、左右方向とも記載する。左右方向及びＸ方向は、第２方向の一例である。Ｙ方向は、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向である。Ｘ線発生器１０３からＸ線検出器１０５に対するＸ線の照射は、Ｙ方向と概ね平行な方向に沿って行なわれる。

【0011】

レール１０１は、Ｙ方向に沿って、検査室の天井に設けられる。保持装置１０２は、レール１０１に沿って、Ｙ方向に移動可能である。保持装置１０２は、Ｘ線発生器１０３を、Ｘ方向及びＺ方向に移動可能に保持する。

【0012】

Ｘ線発生器１０３は、Ｘ線を発生させる装置である。例えば、Ｘ線発生器１０３は、Ｘ線管とＸ線絞りとを備える。Ｘ線管は、熱電子を発生する陰極（フィラメント）と、熱電子の衝突を受けてＸ線を発生する陽極（ターゲット）とを有する真空管である。具体的には、Ｘ線管は、Ｘ線高電圧装置１０６から供給される高電圧を用いて、陰極から放出された熱電子を陽極に向けて加速させて衝突させることにより、Ｘ線を発生する。また、Ｘ線絞りは、例えば、スライド可能な４枚の絞り羽根により照射口を形成する。なお、絞り羽根は、鉛などで構成された板状部材である。Ｘ線絞りは、絞り羽根をスライドさせることで、照射口の形状及びサイズを制御し、Ｘ線管が発生したＸ線の照射範囲を絞り込む。

【0013】

保持装置１０４は、Ｘ線検出器１０５を、Ｘ方向及びＺ方向に移動可能に保持する。或いは、保持装置１０４は、Ｘ方向に移動可能に構成されるとともに、Ｘ線検出器１０５をＺ方向に移動可能に保持してもよい。Ｘ線検出器１０５は、例えば、マトリクス状に配列された検出素子を有するＸ線平面検出器（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）である。Ｘ線検出器１０５は、Ｘ線発生器１０３から照射されて被検体を透過したＸ線を検出し、検出したＸ線量に対応した検出信号を処理回路１１０へと出力する。Ｘ線検出器１０５は、グリッド、シンチレータアレイ及び光センサアレイを有する間接変換型の検出器であってもよいし、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。

【0014】

即ち、Ｘ線発生器１０３及びＸ線検出器１０５は、図２の矢印に示すように、少なくともＺ方向及びＸ方向に移動可能に構成される。Ｘ線発生器１０３及びＸ線検出器１０５を移動させるための機構として、図１及び図２ではレール１０１、保持装置１０２及び保持装置１０４を示した。しかしながら、具体的な移動機構について特に限定されるものではなく、Ｘ線発生器１０３及びＸ線検出器１０５をＺ方向及びＸ方向に移動させることが可能である限り、任意の変形が可能である。

【0015】

Ｘ線高電圧装置１０６は、処理回路１１０による制御の下、Ｘ線発生器１０３に高電圧を供給する。例えば、Ｘ線高電圧装置１０６は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、高電圧を発生する高電圧発生装置と、管電圧及び管電流及び照射時間の制御を行うＸ線制御装置とを有する。なお、高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。

【0016】

入力インタフェース１０７は、ユーザから各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路１１０に出力する。例えば、入力インタフェース１０７は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、入力インタフェース１０７は、処理回路１１０と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インタフェース１０７は、モーションキャプチャによりユーザからの入力操作を受け付ける回路であっても構わない。一例を挙げると、入力インタフェース１０７は、トラッカーを介して取得した信号やユーザについて収集された画像を処理することにより、ユーザの体動や視線等を入力操作として受け付けることができる。また、入力インタフェース１０７は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、Ｘ線診断装置１とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路１１０へ出力する電気信号の処理回路も、入力インタフェース１０７の例に含まれる。

【0017】

ディスプレイ１０８は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ１０８は、入力インタフェース１０７を介してユーザから各種の指示や設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示する。また、ディスプレイ１０８は、撮影されたＸ線画像を表示させる。例えば、ディスプレイ１０８は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイである。ディスプレイ１０８は、デスクトップ型でもよいし、処理回路１１０と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。

【0018】

メモリ１０９は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。例えば、メモリ１０９は、撮影されたＸ線画像のデータを記憶する。また、メモリ１０９は、Ｘ線診断装置１に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。メモリ１０９は、Ｘ線診断装置１とネットワークＮＷを介して接続されたサーバ群（クラウド）により実現されることとしてもよい。

【0019】

処理回路１１０は、撮影条件設定機能１１０ａ、撮影制御機能１１０ｂ、画像生成機能１１０ｃ及び出力機能１１０ｄとして機能することにより、Ｘ線診断装置１全体の動作を制御する。撮影条件設定機能１１０ａは、撮影条件設定部の一例である。撮影制御機能１１０ｂは、撮影制御部の一例である。出力機能１１０ｄは、出力部の一例である。例えば、処理回路１１０は、撮影条件設定機能１１０ａに対応するプログラムをメモリ１０９から読み出して実行することにより、撮影条件設定機能１１０ａとして機能する。同様にして、処理回路１１０は、撮影制御機能１１０ｂ、画像生成機能１１０ｃ及び出力機能１１０ｄとして機能する。

【0020】

例えば、撮影条件設定機能１１０ａは、長尺撮影のための複数の撮影範囲を設定する。
また、撮影制御機能１１０ｂは、設定された複数の撮影範囲に対してＸ線検出器１０５を順次移動させつつ、Ｘ線発生器１０３からＸ線を照射させ、検出信号を収集する。また、画像生成機能１１０ｃは、収集された検出信号に基づいて複数の撮影範囲それぞれのＸ線画像を生成し、生成したＸ線画像をメモリ１０９に格納する。また、出力機能１１０ｄは、各種情報の出力を制御する。例えば、出力機能１１０ｄは、ディスプレイ１０８における表示を制御する。また、出力機能１１０ｄは、ネットワークＮＷを介してＸ線画像を外部装置に送信し、保存させてもよい。このような外部装置の例としては、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）のサーバを挙げることができる。

【0021】

図１に示すＸ線診断装置１においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ１０９へ記憶されている。処理回路１１０は、メモリ１０９からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、プログラムを読み出した状態の処理回路１１０は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。

【0022】

なお、図１においては単一の処理回路１１０にて、撮影条件設定機能１１０ａ、撮影制御機能１１０ｂ、画像生成機能１１０ｃ及び出力機能１１０ｄが実現するものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１１０を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路１１０が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。

【0023】

また、処理回路１１０は、ネットワークＮＷを介して接続された外部装置のプロセッサを利用して、機能を実現することとしてもよい。例えば、処理回路１１０は、メモリ１０９から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、Ｘ線診断装置１とネットワークＮＷを介して接続されたサーバ群（クラウド）を計算資源として利用することにより、図１に示す各機能を実現する。

【0024】

以上、Ｘ線診断装置１の全体構成について説明した。かかる構成のもと、Ｘ線診断装置１は長尺撮影を実行する。以下では一例として、検査対象部位が背骨であるケースについて説明する。

【0025】

図３Ａは、被検体の背骨を横から示した図である。より具体的には、背骨を矢状面で示した図である。図３Ａに示す通り、背骨は、多くの場合、緩やかなＳ字カーブを描く形状となる。なお、矢状面の画像を撮影する場合、被検体は、Ｘ線発生器１０３とＸ線検出器１０５との間の位置に、Ｘ線発生器１０３から見て被検体が右又は左を向くように配置される。図３Ａは、Ｘ線発生器１０３から見て被検体が左（即ち、＋Ｘ方向）を向いた状態で撮影されるケースを示す。

【0026】

図３Ａの背骨を長尺撮影する場合、例えば図３Ｂに示すように、３つの撮影範囲（撮影範囲Ｒ１１、撮影範囲Ｒ１２及び撮影範囲Ｒ１３）が設定される。なお、図３Ｂでは、説明のため、背骨に撮影範囲を重ねて示すが、撮影範囲を設定する段階では背骨のＸ線画像は未だ得られていない。例えば、Ｘ線診断装置１は、被検体の体表面又は衣服の上に、撮影範囲を示す可視光をレーザ照射することで、設定した撮影範囲を医師等のユーザに対して示すことができる。

【0027】

より具体的には、まず、図３Ｃの左図に示すように、背骨におけるＺ方向の上端を含むように撮影範囲Ｒ１１が設定される。例えば、Ｘ線診断装置１は、撮影範囲を示す可視光を被検体に対してレーザ照射する。例えば、Ｘ線発生器１０３に光源が設けられ、当該光源から撮影範囲を示す可視光をレーザ照射する。この場合、Ｘ線発生器１０３の位置を動かすことで、撮影範囲の位置を調整することができる。たとえば、医師等のユーザは、被検体を目視して背骨の位置を推定しつつ、入力インタフェース１０７を介してＸ線発生器１０３の位置を動かすことにより、背骨の上端を含むように撮影範囲Ｒ１１の位置を決定する。

【0028】

同様にして、医師等のユーザは、背骨におけるＺ方向の下端を含むように撮影範囲Ｒ１２を設定する。その後、撮影範囲Ｒ１１と撮影範囲Ｒ１２とを接続するように、撮影範囲Ｒ１３が設定される。撮影範囲Ｒ１３は、医師等のユーザが設定してもよいし、装置側で自動設定してもよい。図３Ｂ及び図３Ｃに示したように、撮影範囲Ｒ１１、撮影範囲Ｒ１２及び撮影範囲Ｒ１３は、連続した複数の撮影範囲である。

【0029】

撮影範囲の設定後、Ｘ線診断装置１は、撮影範囲Ｒ１１、撮影範囲Ｒ１２及び撮影範囲Ｒ１３それぞれに対してＸ線検出器１０５を順次移動させつつＸ線発生器１０３からＸ線を照射させ、撮影範囲それぞれのＸ線画像を生成する。生成した複数のＸ線画像は合成され、図３Ｄに示すような長尺画像が生成される。長尺画像においては、背骨の全体が現れており、医師等のユーザは、背骨の状態を評価したり治療計画を立てたりすることができる。なお、図３Ｄでは、固定具Ｄ１を用いて背骨の治療が行われている。

【0030】

ここで、図３Ａにも示した通り、特段の疾患を有さない被検体であっても、背骨は弯曲している。長尺画像に背骨の全体を含ませるためには、医師等のユーザは、弯曲の程度や方向に注意しながら撮影範囲を設定する必要がある。具体的には、ユーザは、撮影範囲Ｒ１１を設定する段階から、後に設定する撮影範囲Ｒ１２や撮影範囲Ｒ１３から背骨がはみ出さないように注意しつつ、撮影範囲Ｒ１１のＸ方向の位置を決める必要がある。

【0031】

更に、疾患を有する被検体においては、背骨の弯曲が大きくなる場合がある。一例として、図４Ａに後弯症の被検体の背骨を示す。また、図４Ｂ及び図４Ｃに、図３Ｂ及び図３Ｃと同様にして３つの撮影範囲（撮影範囲Ｒ２１、撮影範囲Ｒ２２及び撮影範囲Ｒ２３）を設定したケースを示す。後弯症の場合、Ｘ方向に背骨が幅を有するため、注意して撮影範囲の設定を行なっても、図４Ｄの長尺画像に示す楕円領域のように、背骨が長尺画像からはみ出してしまう場合がある。

【0032】

そこで、実施形態の撮影条件設定機能１１０ａは、背骨におけるＺ方向の上端をＸ方向における略中央に含む第１の撮影範囲と、背骨におけるＺ方向の下端をＸ方向における略中央に含む第２の撮影範囲とを設定し、これら撮影範囲を接続する少なくとも１つの撮影範囲を設定することにより、背骨の弯曲が大きい場合でも、撮影範囲の設定を容易且つ適切に行なうことを可能とする。

【0033】

まず、撮影条件設定機能１１０ａは、例えば図５の左図に示すように、被検体の背骨のＺ方向の上端をＸ方向における略中央に含む撮影範囲Ｒ３１を設定する。例えば、医師等のユーザは、Ｘ線発生器１０３に設けられた光源からレーザ照射される撮影範囲を示す可視光を参照しながら、入力インタフェース１０７を介してＸ線発生器１０３の位置を動かし、適切な位置で決定の入力操作を行なう。撮影条件設定機能１１０ａは、このようなユーザの入力操作に基づいて、撮影範囲Ｒ３１を設定することができる。

【0034】

なお、「Ｘ方向における略中央」については、図５の左図にも示すように、厳密に中央である必要はない。例えば、撮影条件設定機能１１０ａは、背骨のＺ方向の上端が、撮影範囲Ｒ３１のＸ方向における両端の「５％」を除く範囲に位置するよう、撮影範囲Ｒ３１を設定する。また、例えば、撮影条件設定機能１１０ａは、背骨のＺ方向の上端をＸ方向における略中央に含んでいるとユーザが判断した撮影範囲を、撮影範囲Ｒ３１として設定する。

【0035】

撮影範囲Ｒ３１の設定に当たってユーザの操作は必要とされるものの、その作業負担は軽減される。具体的には、撮影範囲Ｒ３１の位置を設定する際、ユーザは、背骨の全体の形状を考慮する必要はなく、その上端の位置のみ考慮すればよい。即ち、撮影範囲Ｒ３１の設定は、前述した撮影範囲Ｒ１１や撮影範囲Ｒ２１を設定する場合と比較して注意する事項が少なく、容易である。

【0036】

次に、撮影条件設定機能１１０ａは、図５の中図に示すように、被検体の背骨のＺ方向の下端をＸ方向における略中央に含む撮影範囲Ｒ３２を設定する。ここで、撮影範囲Ｒ３２は、Ｘ方向の位置が撮影範囲Ｒ３１とずれていてもよい。即ち、Ｘ線診断装置１においては、Ｘ線検出器をＺ方向とＸ方向とに移動可能に構成したことで、Ｘ方向にずれた複数の撮影位置を設定することが可能となる。例えば、医師等のユーザは、Ｘ線発生器１０３に設けられた光源からレーザ照射される撮影範囲を示す可視光を参照しながら、入力インタフェース１０７を介してＸ線発生器１０３の位置を動かし、適切な位置で決定の入力操作を行なう。撮影条件設定機能１１０ａは、このようなユーザの入力操作に基づいて、撮影範囲Ｒ３２を設定することができる。撮影範囲Ｒ３１及び撮影範囲Ｒ３２は、参照情報の一例である。

【0037】

次に、撮影条件設定機能１１０ａは、図５の右図に示すように、撮影範囲Ｒ３１と撮影範囲Ｒ３２とを接続する撮影範囲Ｒ３３を設定する。例えば、撮影条件設定機能１１０ａは、矩形状の撮影範囲Ｒ３１及び撮影範囲Ｒ３２のそれぞれの対応する頂点を線分で結び、当該線分の中点が頂点となるように、矩形状の撮影範囲Ｒ３３を設定する。撮影範囲Ｒ３３は、第３の撮影範囲の一例である。

【0038】

そして、撮影制御機能１１０ｂは、複数の撮影範囲に対してＸ線検出器１０５を順次移動させつつＸ線発生器１０３からＸ線を照射させる。具体的には、撮影制御機能１１０ｂは、まず、撮影範囲Ｒ３１に対してＸ線が照射されるように、Ｘ線発生器１０３のＺ方向及びＸ方向の位置を調整する。また、撮影制御機能１１０ｂは、撮影範囲Ｒ３１を透過したＸ線を検出できる位置に、Ｘ線検出器１０５のＺ方向及びＸ方向の位置を調整する。そして、撮影制御機能１１０ｂは、Ｘ線発生器１０３からＸ線を照射させ、撮影範囲Ｒ３１の撮影を実行する。同様にして、撮影制御機能１１０ｂは、撮影範囲Ｒ３２及び撮影範囲Ｒ３３の撮影を実行する。

【0039】

画像生成機能１１０ｃは、Ｘ線検出器１０５から出力された検出信号に基づいて、複数の撮影範囲それぞれのＸ線画像を生成する。また、画像生成機能１１０ｃは、複数の撮影範囲それぞれのＸ線画像を合成して長尺画像を生成する。

【0040】

撮影範囲それぞれの位置座標は既知であるところ、画像生成機能１１０ｃは、当該位置座標に基づいて、複数の撮影範囲それぞれのＸ線画像を合成することができる。但し、撮影中の被検体の体動も想定されるため、画像生成機能１１０ｃは、画像認識技術による位置合わせを行なってもよい。例えば、画像生成機能１１０ｃは、各Ｘ線画像から骨や軟組織等を解剖学的特徴点として抽出し、抽出した特徴点の位置が一致するように、Ｘ線画像を合成することができる。

【0041】

図５に示す通り、撮影範囲Ｒ３１、撮影範囲Ｒ３２及び撮影範囲Ｒ３３は、後弯症の背骨を十分に含んだ適切な撮影範囲である。また、撮影範囲を設定するためにユーザの入力操作は必要になるとしても、その入力操作は容易なものである。即ち、撮影範囲Ｒ３１や撮影範囲Ｒ３２を設定する際に背骨の全体形状を考慮する必要はなく、背骨の上端又は下端という点のみを考慮して、撮影範囲を設定することが可能である。このように、実施形態のＸ線診断装置１によれば、長尺撮影における複数の撮影範囲の設定を容易且つ適切に行なうことができる。

【0042】

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、撮影範囲Ｒ３１と撮影範囲Ｒ３２とを接続する領域（第３の撮影範囲）を設定する方法の変形例について説明する。具体的には、第２の実施形態の撮影条件設定機能１１０ａは、第３の撮影範囲の候補を複数設定し、当該複数の候補の中からユーザが選択した候補を、第３の撮影範囲として設定する。

【0043】

第３の撮影範囲の候補の一例として、図６Ａに撮影範囲Ｒ３４を示し、図６Ｂに撮影範囲Ｒ３５を示す。撮影範囲Ｒ３４は、撮影範囲Ｒ３３と比較して＋Ｘ方向及び－Ｙ方向にずれた領域である。また、撮影範囲Ｒ３５は、撮影範囲Ｒ３３と比較して－Ｘ方向及び＋Ｙ方向にずれた領域である。

【0044】

第３の撮影範囲の候補は、撮影範囲Ｒ３１及び撮影範囲Ｒ３２と少なくとも一部が重なるように設定される。例えば、撮影条件設定機能１１０ａは、矩形状の撮影範囲Ｒ３１及び撮影範囲Ｒ３２のそれぞれの対応する頂点を線分で結び、当該線分の中点が頂点となるように、矩形状の撮影範囲Ｒ３３を設定する。また、撮影条件設定機能１１０ａは、撮影範囲Ｒ３３を、所定の方向に所定の距離移動させることで、撮影範囲Ｒ３４及び撮影範囲Ｒ３５を設定する。

【0045】

例えば、出力機能１１０ｄは、第３の撮影範囲の候補として、撮影範囲Ｒ３３、撮影範囲Ｒ３４及び撮影範囲Ｒ３５をディスプレイ１０８に表示させる。例えば、出力機能１１０ｄは、ディスプレイ１０８において、撮影範囲Ｒ３３、撮影範囲Ｒ３４及び撮影範囲Ｒ３５を、被検体を撮影した光学画像に重畳表示させる。一例を挙げると、出力機能１１０ｄは、光学画像に対して撮影範囲Ｒ３３、撮影範囲Ｒ３４及び撮影範囲Ｒ３５を重畳させた重畳画像を表示させる。別の例を挙げると、出力機能１１０ｄは、光学画像に対して撮影範囲Ｒ３３を重畳させた重畳画像と、光学画像に対して撮影範囲Ｒ３４を重畳させた重畳画像と、光学画像に対して撮影範囲Ｒ３５を重畳させた重畳画像とをそれぞれ表示させる。ユーザは入力インタフェース１０７を介してこれら候補の中から適切な撮影範囲を選択し、撮影条件設定機能１１０ａは、選択された撮影範囲を、第３の撮影範囲として設定する。例えば、ユーザは、被検体を目視して背骨の形状を推定し、図６Ａの曲線に示すような形状であると考えれば撮影範囲Ｒ３４を選択し、図６Ｂの曲線に示すような形状であると考えれば、撮影範囲Ｒ３５を選択することができる。いずれかの撮影範囲を選択した後、選択した撮影範囲の位置をユーザが更に調整できることとしてもよい。

【0046】

別の例を挙げると、撮影条件設定機能１１０ａは、第３の撮影範囲の候補として設定した撮影範囲Ｒ３３、撮影範囲Ｒ３４及び撮影範囲Ｒ３５を、例えばプロジェクタを用いて、被検体に投影する。例えば、撮影条件設定機能１１０ａは、撮影範囲Ｒ３３、撮影範囲Ｒ３４及び撮影範囲Ｒ３５のうちいずれかを、ユーザからの入力操作に応じて適宜切り替えながら、被検体に投影する。そして、ユーザは、投影された撮影範囲Ｒ３３、撮影範囲Ｒ３４及び撮影範囲Ｒ３５の中からいずれかを選択し、撮影条件設定機能１１０ａは、選択された撮影範囲を、第３の撮影範囲として設定する。

【0047】

また、第３の撮影範囲の候補ごとに、含まれる撮影範囲の数を変化させることとしてもよい。例えば、図６Ｂに示すように、撮影範囲Ｒ３３及び撮影範囲Ｒ３４と比較して、撮影範囲Ｒ３５が撮影範囲Ｒ３１及び撮影範囲Ｒ３２と重畳する面積は少ない。重畳する面積が少ないほど解剖学的特徴点に基づく位置合わせは難しくなり、長尺画像を合成する処理の精度が低下する場合がある。

【0048】

そこで、撮影条件設定機能１１０ａは、撮影範囲Ｒ３１及び撮影範囲Ｒ３２と十分な面積をもって重畳する複数の撮影範囲を、第３の撮影範囲の候補としてもよい。例えば、撮影条件設定機能１１０ａは、撮影範囲Ｒ３１に十分な面積が重畳する撮影範囲と、当該撮影範囲及び撮影範囲Ｒ３３に十分な面積が重畳する撮影範囲との２つの範囲を、第３の撮影範囲の候補として設定してもよい。

【0049】

第２の実施形態によれば、複数の候補の中から、第３の撮影範囲をより適切に選択することができる。このためにユーザが行なう操作は、背骨の中央部の大まかな位置を参考に候補の中からいずれかを選択するものであって、背骨の全体形状を考慮する必要はなく、比較的容易なものである。このように、第２の実施形態のＸ線診断装置１によれば、長尺撮影における複数の撮影範囲の設定を容易、且つ、より適切に行なうことができる。

【0050】

（第３の実施形態）
上述した第１～第２の実施形態では、撮影範囲Ｒ３１及び撮影範囲Ｒ３２を参照情報として、連続した複数の撮影範囲を設定する場合について説明した。第３の実施形態では、被検体を撮影した光学画像を参照情報として、連続した複数の撮影範囲を設定する場合について説明する。

【0051】

図７Ａは、被検体を撮影した光学画像の一例である。例えば、Ｘ線発生器１０３にカメラが設けられ、当該カメラにより、Ｘ線発生器１０３とＸ線検出器１０５との間に位置する被検体の光学画像が撮影される。光学画像には、背中表面の曲線が描出される。

【0052】

ここで、背中表面の曲線と背骨とは、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、概ね平行に走行する。従って、撮影条件設定機能１１０ａは、背中表面の曲線に基づいて、背骨の位置を推定することができる。例えば、撮影条件設定機能１１０ａは、背中表面の曲線を円弧により近似し、中心を維持したまま当該円弧を縮小することで、背骨の位置を推定する。

【0053】

更に、撮影条件設定機能１１０ａは、推定した背骨の位置に基づいて、長尺撮影のための連続した複数の撮影範囲を設定する。例えば、撮影条件設定機能１１０ａは、推定した背骨のＺ方向の上端を略中央に含むように図７Ａの撮影範囲Ｒ４１を設定し、推定した背骨のＺ方向の下端を略中央に含むように撮影範囲Ｒ４２を設定する。そして、撮影条件設定機能１１０ａは、撮影範囲Ｒ４１と撮影範囲Ｒ４２とを接続するように、撮影範囲Ｒ４３を設定する。

【0054】

例えば、撮影条件設定機能１１０ａは、推定した背骨状の位置を略中央に含むように撮影範囲Ｒ４３を設定する。例えば、撮影条件設定機能１１０ａは、解剖学的な特徴点に基づく位置合わせが可能となるよう、撮影範囲Ｒ４１及び撮影範囲Ｒ４２と十分な面積が重畳するように撮影範囲Ｒ４３を設定する。撮影条件設定機能１１０ａは、設定した撮影範囲について、ユーザによる修正を受け付けてもよい。

【0055】

上述した第３の実施形態によれば、撮影範囲の設定を自動化することが可能である。また、背骨の弯曲が大きい場合でもはみ出すことの無いように、複数の撮影範囲を設定することができる。このように、第３の実施形態のＸ線診断装置１によれば、長尺撮影における複数の撮影範囲の設定を容易且つ適切に行なうことができる。

【0056】

（第４の実施形態）
上述した第１～第３の実施形態では、撮影の開始前に、全ての撮影範囲を設定する場合について説明した。第４の実施形態では、撮影の開始前には一部の撮影範囲のみ設定し、残りの撮影範囲は、当該一部の撮影範囲の撮影後に設定するケースについて説明する。

【0057】

まず、撮影条件設定機能１１０ａは、図８の撮影範囲Ｒ５１を設定する。具体的には、撮影条件設定機能１１０ａは、被検体の背骨におけるＺ方向の端部を含むように、撮影範囲Ｒ５１を設定する。例えば、医師等のユーザは、Ｘ線発生器１０３に設けられた光源からレーザ照射される撮影範囲を示す可視光を参照しながら、入力インタフェース１０７を介してＸ線発生器１０３の位置を動かし、適切な位置で決定の入力操作を行なう。撮影条件設定機能１１０ａは、このようなユーザの入力操作に基づいて、撮影範囲Ｒ５１を設定することができる。

【0058】

次に、撮影制御機能１１０ｂは、撮影範囲Ｒ５１の撮影を行なう。即ち、撮影制御機能１１０ｂは、撮影範囲Ｒ５１に対してＸ線発生器１０３からＸ線を照射させるとともに、撮影範囲Ｒ５１を透過したＸ線をＸ線検出器１０５により検出させる。また、画像生成機能１１０ｃは、Ｘ線検出器１０５から出力された検出信号に基づいて、撮影範囲Ｒ５１のＸ線画像を生成する。撮影範囲Ｒ５１のＸ線画像は、端部Ｘ線画像の一例である。

【0059】

次に、撮影条件設定機能１１０ａは、撮影範囲Ｒ５１のＸ線画像に現れた背骨の形状を抽出し、抽出した形状から、撮影範囲Ｒ５１の外の背骨の形状を推定する。例えば、撮影条件設定機能１１０ａは、撮影範囲Ｒ５１のＸ線画像に現れた背骨の形状を円弧により近似して、図８の－Ｚ方向に拡張する。また、例えば、撮影条件設定機能１１０ａは、過去に撮影された他の患者の背骨全体の長尺画像の中から、撮影範囲Ｒ５１のＸ線画像に現れた背骨の形状とマッチするものを選出することにより、撮影範囲Ｒ５１の外の背骨の形状を推定する。

【0060】

そして、撮影条件設定機能１１０ａは、推定した形状に従い、撮影範囲Ｒ５１と一部が重複する撮影範囲Ｒ５２を設定する。例えば、背骨が位置すると推定した位置が中央となるように、かつ、十分解剖学的な特徴点に基づく位置合わせが可能となるよう、撮影範囲Ｒ５１と十分な面積が重畳するように、撮影範囲Ｒ５２を設定する。

【0061】

撮影範囲Ｒ５２を設定した後は、例えば背骨の全体が撮影されるまで、撮影と撮影範囲の設定とを繰り返すことができる。即ち、撮影範囲Ｒ５２を設定した後、撮影制御機能１１０ｂは撮影範囲Ｒ５２の撮影を行ない、画像生成機能１１０ｃは、撮影範囲Ｒ５２のＸ線画像を生成する。撮影条件設定機能１１０ａは、撮影範囲Ｒ５２のＸ線画像に現れた背骨の形状に基づいて、撮影範囲Ｒ５２と一部が重複する撮影範囲を更に設定する。

【0062】

上述した第４の実施形態によれば、撮影範囲Ｒ５１の設定時にはユーザの操作を要するとしても、残りの撮影範囲については自動で設定することができる。また、撮影範囲Ｒ５１の設定時には背骨の全体形状を考慮する必要はなく、背骨の一端という点のみを考慮すればよいため、撮影範囲Ｒ５１の設定は容易である。更に、背骨の弯曲が大きい場合でもはみ出すことの無いように、複数の撮影範囲を設定することができる。このように、実施形態のＸ線診断装置１によれば、長尺撮影における複数の撮影範囲の設定を容易且つ適切に行なうことができる。

【0063】

（第５の実施形態）
上述した実施形態の他、種々の変形を加えて実施されてよいものである。

【0064】

例えば、上述した実施形態では、Ｘ線発生器１０３を、Ｚ方向及びＸ方向に移動可能に構成するものとして説明したが、Ｘ線発生器１０３の位置は固定であってもよい。

【0065】

Ｘ線発生器１０３の位置を固定する場合、撮影制御機能１１０ｂは、例えば、設定された撮影範囲に対してＸ線が照射されるように、Ｘ線発生器１０３の角度を変化させてもよい。具体的には、撮影制御機能１１０ｂは、Ｘ線管におけるＸ線焦点の位置に対する照射口の位置を変化させることにより、照射角度を変化させ、設定された撮影範囲に対してＸ線を照射させてもよい。

【0066】

別の例を挙げると、撮影制御機能１１０ｂは、設定された撮影範囲に対してＸ線が照射されるように、Ｘ線発生器１０３におけるＸ線絞りを制御してもよい。例えば、撮影制御機能１１０ｂは、絞り羽根をスライド移動させ、絞り羽根により形成される照射口の位置を動かすことにより、設定された撮影範囲に対してＸ線を照射させてもよい。

【0067】

また、上述した実施形態では、被検体を横から撮影し、矢状面のＸ線画像を収集する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば被検体を正面から撮影し、冠状面のＸ線画像を収集する場合についても同様に適用が可能である。この場合、例えば背骨の側弯症の診断に用いる長尺画像を収集することができる。

【0068】

また、上述した実施形態では、検査対象部位が背骨であるケースについて説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、被検体の下肢を対象とする検査においても、同様に適用することが可能である。

【0069】

また、上述した実施形態では、図１に示したようにＸ線発生器１０３及びＸ線検出器１０５を配置し、立位又は座位の被検体を撮影するケースについて説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、寝台の上に横たわった臥位の被検体を対象とする検査においても、同様に適用することが可能である。この場合、例えば寝台の長手方向（即ち、被検体の体軸方向）が第１方向となる。即ち、Ｘ線検出器１０５は、寝台の長手方向に平行な検出面を有し、当該長手方向と、当該長手方向に直交し且つ検出面に平行な方向とに移動可能に構成される。

【0070】

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ（Graphics PROCESSING Unit）、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサが例えばＣＰＵである場合、プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。一方、プロセッサが例えばＡＳＩＣである場合、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、当該機能がプロセッサの回路内に論理回路として直接組み込まれる。なお、実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、各図における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

【0071】

また、これまで、単一のメモリが処理回路の各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、複数のメモリを分散して配置し、処理回路は、個別のメモリから対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、メモリにプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

【0072】

上述した実施形態に係る各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。即ち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。

【0073】

また、上述した実施形態で説明した方法は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。このプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な非一過性の記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

【0074】

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、長尺撮影における複数の撮影範囲の設定を容易且つ適切に行なうことができる。

【0075】

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0076】

１：Ｘ線診断装置
１０１：レール
１０２：保持装置
１０３：Ｘ線発生器
１０４：保持装置
１０５：Ｘ線検出器
１０６：Ｘ線高電圧装置
１０７：入力インタフェース
１０８：ディスプレイ
１０９：メモリ
１１０：処理回路
１１０ａ：撮影条件設定機能
１１０ｂ：撮影制御機能
１１０ｃ：画像生成機能
１１０ｄ：出力機能

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】