X射線診斷裝置和x射線攝影方法

專利名稱：X射線診斷裝置和x射線攝影方法
技術領域：
本發明涉及x射線診斷裝置和X射線攝影方法，特別涉及適合于實施下肢造影檢查的X射線診斷裝置和X射線攝影方法。
背景技術：
X射線診斷裝置是能夠用于被檢體的各個部位的檢查、診斷的設備。通過該X射線診斷裝置進行的檢查之一有下肢造影檢查。
通過該X射線診斷裝置進行的下肢造影檢查從被檢體的鼠蹊部向動脈中注入造影劑跟蹤造影劑的流動實施X射線攝影。因此，攝影范圍跨過從骨盆附近到足尖的廣范圍，由于通過一次攝影無法得到整個圖象，所以分為幾次實施部分攝影，然后，拼接圖象而得到整個圖象。但是，在該攝影范圍內，由于腿、膝、脛、踝等大小不同的部位相連，所以如果使X射線的照射范圍為例如能夠覆蓋骨盆附近的大小那樣的原始狀態來攝影例如脛部分，則會發生暈影而損害畫質。
所以，為了排除這樣的不良，現在都是調整X射線光圈裝置的寬度方向的散度，使X射線不照射被檢體的輪廓的外側區域。
另外，已知以下的方法如特開平6-217973號公報(第21～22頁，第50圖)所示，在進行下肢的移動攝影時，通過預掃描抽出與臥臺的位置數據對應的被檢體的輪廓數據作成控制表，在X射線攝影時，參照該控制表。即，參照該控制表，對每個臥臺的位置控制X射線光圈裝置的寬度方向的散度，其結果使X射線不照射被檢體的輪廓的外側區域。在這種情況下，X射線光圈裝置的長度方向(即被檢體的體軸方向)的散度總是為一定的。
但是，在從骨盆附近到足尖為止的廣范圍內，血流速度不一定，有流速緩慢的部位和流速快的部位，進而還有血管走行簡單的部位和復雜的部位。因此，如果使X射線光圈裝置的長度方向(即被檢體的下肢的方向)的散度一定來進行下肢的移動攝影，則有以下問題在通過攝影得到的圖象中存在一部分不滿足診斷的部位。
對于這樣的問題，可以采用使被檢體的下肢的方向上的攝影間隔窄，攝影次數多的方法。如果這樣，則X射線光圈裝置的長度方向的散度必然窄，能解決上述問題，但是由于操作者必須一邊在攝影圖象的顯示區域窄的狀態下跟蹤造影劑的流動一邊進行攝影，所以其操作復雜并且龐大化。

發明內容
所以，本發明的目的是提供一種X射線診斷裝置和X射線攝影方法，能夠跟蹤造影劑的流動進行最適合條件下的X射線攝影，減輕操作者的負擔，提高操作性。
為了解決上述問題，根據本發明相關的X射線診斷裝置的一個形式，具備產生X射線的X射線源；檢測上述X射線的X射線檢測器；使上述X射線源和上述X射線檢測器相互相對，同時保持該X射線源和X射線檢測器，使得裝載被檢體的頂板位于該X射線源和X射線檢測器之間的空的空間的保持裝置；使上述頂板和上述保持裝置中的一個相對于另一個相對地移動，對注入了造影劑的上述被檢體的沿著該被檢體的體軸方向的每個位置進行透視攝影，得到該每個位置的透視像的透視攝影裝置；根據通過該透視攝影裝置得到的每個位置的透視像，對上述每個位置設置主攝影所必需的攝影參數的攝影參數設置裝置；根據通過該攝影參數設置裝置設置的攝影參數，使上述頂板和上述保持裝置中的一個相對于另一個相對地移動，對注入了造影劑的上述被檢體進行上述主攝影的主攝影裝置。
由此，能夠控制使之跟蹤造影劑的流動使X射線照射范圍成為最適合，能夠得到良好的X射線診斷圖象。另外，提供一種大大減輕操作者的負擔，操作性良好的X射線診斷裝置。
在這種情況下，作為一個例子，上述攝影參數設置裝置構成為對應于操作者的手動信息，設置上述攝影參數。
例如，可以對應于上述造影劑的流速，控制上述頂板或上述保持裝置的相對的移動速度，還可以對應于上述造影劑的流速，控制X射線攝影的攝影率。由此，能夠對應于造影劑的流動，使X射線攝影條件更優化。
另一方面，根據另一個適合的例子，上述攝影參數設置裝置可以構成為根據通過上述透視攝影裝置得到的每個位置的透視像自動識別上述造影劑的流動區域，根據該識別結果設置上述攝影參數。通過這樣自動識別，在透視攝影中也能夠自動地跟蹤造影劑的流動，能夠幾乎實時地調整透視攝影中的X射線光圈的散度。另外，能夠對應于跟蹤的造影劑的流速和移動量自動地設置各攝影位置的X射線光圈散度、保持裝置和頂板之間的相對的移動速度等攝影參數，能夠顯著地減輕操作者的操作上的負擔。
另外，本發明的相關的X射線攝影方法是通過X射線診斷裝置執行的X射線攝影方法，該X射線診斷裝置具備產生X射線的X射線源；檢測上述X射線的X射線檢測器；使上述X射線源和上述X射線檢測器相互相對，同時保持該X射線源和X射線檢測器，使得裝載被檢體的頂板位于該X射線源和X射線檢測器之間的空的空間的保持裝置。該攝影方法包含使上述頂板和上述保持裝置中的一個相對于另一個相對地移動，對注入了造影劑的上述被檢體的每個沿著該被檢體的體軸方向的位置進行透視攝影，得到該每個位置的透視像的步驟；根據通過該透視攝影得到的每個位置的透視像，對上述每個位置設置主攝影所必需的攝影參數的步驟；根據該設置的攝影參數，使上述頂板和上述保持裝置中的一個相對于另一個相對地移動，對注入了造影劑的上述被檢體進行上述主攝影的步驟。由此，能夠發揮與上述X射線診斷裝置同等的作用效果。


圖1是展示本發明相關的X射線診斷裝置的實施例1中的保持裝置部分的概要構成的斜視圖。
圖2是展示實施例1的概要構成的系統圖。
圖3是為了說明X射線光圈的作用的平面圖。
圖4A和圖4B是說明在實施例1中，手動地對每個攝影部位設置X射線光圈的情況的說明圖。
圖5是為了說明在實施例1中，設置對希望的部位適合的攝影條件的狀況的說明圖。
圖6是展示通過攝影條件的設置操作而決定的設置值(攝影參數)的存儲表的一個例子的圖。
圖7是說明實施例1中的動作步驟的一個例子的流程圖。
圖8是實施例1中的造影劑移動速度和C臂移動速度的線圖顯示功能的說明圖。
圖9是說明實施例1中的其他功能的圖。
圖10A和圖10B是說明實施例1中的另外其他功能的圖。
圖11是展示本發明相關的X射線診斷裝置的實施例2中的保持裝置部分的概要構成的斜視圖。
圖12是展示由用于實施例2的輪廓處理器進行的處理的概要的功能框圖。
圖13是展示由輪廓處理器進行的用來自動設置X射線光圈的光圈散度的處理概要的流程圖。
圖14是由輪廓處理器進行的用來自動設置C臂的移動速度的處理概要的流程圖。
圖15是說明基于造影劑的輪廓抽出和差分處理的X射線光圈的光圈散度的自動設置的圖。
圖16是說明基于造影劑的輪廓抽出和差分處理的C臂移動速度的自動設置的圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細說明本發明相關的X射線診斷裝置的適合的實施例。
(實施例1)參照圖1～7，詳細說明本發明相關的X射線診斷裝置的實施例1。
該實施例1相關的X射線診斷裝置具備保持裝置10、X射線管20、X射線檢測器30和控制裝置50。
圖1是展示該X射線診斷裝置的保持裝置10的部分概要構成的斜視圖，保持裝置10主要由保持裝置主體11、C臂保持機構12、C臂13、頂板保持機構14、頂板15構成。
保持裝置主體11被固定在地板上，將C臂保持機構12平滑自由地保持在與地板大致平行的方向(在圖中用箭頭A表示)上。C臂13以被安裝到C臂保持機構12上的位置為中心，能夠相對于地板在大致垂直的面上旋轉(在圖中用箭頭B表示)，同時能夠在圓弧方向(在圖中用箭頭C表示)上滑動地被安裝到該C臂保持機構12上，并使之能夠相對于后述的頂板15傾斜。并且后述的X射線管20和X射線檢測器30相對地被安裝在C臂13上使頂板15在其之間。
另一方面，保持頂板保持機構14，使之能夠相對于保持裝置主體11上下可動(在圖中用箭頭D表示)，并且能夠旋轉(在圖中用箭頭E表示)。
頂板15在其寬度方向(在圖中用箭頭F表示)能夠滑動，同時在厚度方向(在圖中用箭頭G表示)能夠移動的狀態下被安裝在該頂板保持機構14。另外，頂板15相對于頂板保持機構14能夠以長度方向的中心軸為中心進行旋轉運動(在圖中同箭頭H表示)。并且，頂板15如圖2所示，裝載被檢體P。
另外，X射線管20朝向頂板15側地被安裝在保持在C臂保持機構12上的C臂13的一端，X射線光圈21和補償過濾器22被設置在X射線管20的前面即頂板15側(參照圖2)。該X射線光圈21將從X射線管20照射的X射線的照射范圍聚集到希望的范圍，不向被檢體的不需要部位照射，因而例如如圖3所示，將由鉛板構成的光圈葉片21a～21d組合為井字狀而構成。該光圈葉片21a～21d各自分別地經由未圖示的齒條傳動齒輪機構等由伺服電動機驅動，因而使相對的光圈葉片21a、21b和21c、21d相互接離，形成希望的照射范圍(在圖中用斜線表示，也稱為照射視野或光圈散度)。另外，補償過濾器22用于針對X射線的照射范圍部分地使X射線量衰減。這些X射線管20、X射線光圈21和補償過濾器22能夠從向C臂13的安裝側向頂板15側進退(在圖中用箭頭I表示)。
進而，X射線檢測器30被夾著頂板15與X射線管20相對地安裝在C臂13的另一端。該X射線檢測器30例如如圖2所示的那樣，經由光學系統33將圖象增強器(Image Intensifier以下簡稱為I.I.)和電視照相機32結合而成，其中電視照相機32具備攝像管或固體攝像元件(例如電荷耦合器件CCD)，在I.I.31的前面即頂板15側設置X射線網格34。在此，I.I.31接收從X射線管20照射的透過被檢體P的X射線并轉換為光學像，該光學像經由光學系統33射入電視照相機32并被轉換為TV影像信號。并且，X射線網格34防止由被檢體P產生的散亂X射線射入I.I.31。這樣的X射線檢測器30能夠從向C臂13的安裝側向頂板15側進退(在圖1中用箭頭J表示)。
接著，參照圖2說明與保持裝置10并列地作為本X射線診斷裝置的主要構成要素之一的控制裝置50。另外，在圖2中，展示了設置在保持裝置10的X射線管20和X射線檢測器30，同時也作為系統圖展示了構成控制裝置50的各機器等。
即，在控制裝置50中，設置了中樞性地負責統一控制X射線診斷裝置整體的動作的系統控制器51；具備用于操作者向系統控制器51發出規定的指示的鍵盤或觸摸屏以及鼠標和跟蹤球等指示設備等的操作板52；產生向X射線管20施加的高電壓的高電壓產生裝置53和控制它的X射線控制器54；為了得到X射線的照射范圍即X射線光圈21的希望的散度而控制光圈葉片21a～21d的移動量的X射線光圈控制器55；控制補償過濾器22的位置等的補償過濾器控制器56；控制C臂保持機構12和被其保持的C臂13的動作以及頂板保持機構14和被其支持的頂板15的動作等的保持裝置控制器57等。
另外，在控制裝置50中，還設置了控制I.I.31的I.I.控制器58；控制電視照相機32的電視照相機控制器59；對從電視照相機32得到的圖象或用后述的圖象處理器60處理了的圖象與基于X射線控制器54和X射線光圈控制器55以及補償過濾器控制器56的X射線控制條件、或基于保持裝置控制器57的攝影位置以及圖象處理器60中的圖象處理條件等一起進行存儲的圖象存儲器61；針對存儲在圖象存儲器61中的圖象和從電視照相機32實時地取得的圖象，實施灰度處理和空間過濾器處理，或實施加法處理和減法處理等的圖象處理器60；實時地顯示從電視照相機32得到的圖象，或顯示由圖象處理器60處理了的圖象的顯示器裝置62等。
進而，在控制裝置50中，還設置了針對存儲在圖象存儲器61中的圖象，根據在得到該圖象時從X射線光圈控制器55得到的位置信號，對該圖象計算適當的光圈位置、大小、角度等，生成其圖形的光圈位置·大小·角度計算器63；根據著眼的造影劑的移動點和攝影位置信息對多個部位計算C臂13的適當的移動速度，將它與光圈位置及其大小以及攝影間隔一起存儲起來的攝影參數存儲器64；在規定的攝影時序下，根據其隨時的位置信息，為了成為存儲在攝影參數存儲器64中的適當的C臂13的移動速度，而控制X射線光圈控制器55和保持裝置控制器57等的攝影參數控制器65等。
以下，說明通過這樣構成的X射線診斷裝置進行下肢造影檢查的情況下的動作。另外，在圖2中用箭頭表示方向，用X表示裝載在頂板15的被檢體P的寬度方向，用Y表示體軸方向，用Z表示厚度方向。
首先，對被檢體P進行從骨盆附近到足尖為止的廣范圍的透視攝影，并對每個部位設置X射線光圈21的散度。作為使用了造影劑的預掃描的透視攝影，例如向被檢體的下肢大團地投入少量的造影劑，通過弱X射線進行主攝影的定位等。在這種情況下，由于通過一次的攝影無法得到所希望的診斷范圍的全體像，所以使頂板15保持靜止，而使C臂13(即X射線管20和X射線檢測器30)向頂板15的長度方向(即Y方向)移動，而分為幾次地實施部分攝影，然后拼接圖象得到全體像。通過經由保持裝置控制器57使C臂保持機構12向圖1所示的箭頭A的方向移動來進行該移動動作。另外，為了能夠最好地描畫出所希望的部位，來設置對應于頂板15的C臂13的旋轉角(參照圖1的箭頭B的方向)和傾斜角(參照圖1的箭頭C的方向)。
圖4A用箭頭展示了在下肢造影檢查中用X射線攝影被檢體P的大致范圍。圖4B展示了拼接通過預先透視收集得到的圖象，為了對長尺寸顯示的圖象進行主攝影，而對每個部位設置X射線光圈21的散度時的情況。
即，首先向圖4A所示的被檢體P注入造影劑，分為幾次地對用箭頭表示的范圍進行透視收集，并將各透視圖象存儲在圖象存儲器61中。接著，在系統控制器51的控制下讀出存儲在圖象存儲器61中的各透視圖象，在圖象處理器60中對它們進行拼接處理，如圖4B所示，作為下肢全體像長尺寸地在顯示器裝置62上進行顯示。
針對長尺寸地顯示在該顯示器裝置62上的透視像或著眼的各攝影區域的透視像，操作者通過設置在操作板52上的指示設備，設置每個希望的部位的在主攝影中成為最適合的X射線光圈21的大小。即，在從骨盆附近到足尖為止的廣范圍內，對應于特別關心的想觀察的部位和各部位的大小或造影劑的流動狀況等，設置攝影范圍和與之對應的光圈散度，使之成為圖4B中用虛線烏黑表示的部分。
即，在圖4B中，展示了在攝影位置1上將X射線光圈21的散度設置為1的狀態，接著，在攝影位置2上將X射線光圈21的散度設置為2的狀態，進而，在攝影位置3上將X射線光圈21的散度設置為3的狀態，而在攝影位置n上將X射線光圈21的散度設置為n的狀態。在此，X射線光圈21的散度1、2、3…n并不一定都是不同的，根據攝影位置也可以是相同的散度。另外，在相鄰的攝影位置上，在被檢體P的體軸方向(Y方向)盡量使攝影范圍不重疊，這在降低被輻射上是理想的，但為了將流動的造影劑收斂到畫面中，即使對應于造影劑的速度λ調整攝影率f(最大1秒30格，但也可以通過設置變更為15格、7.5格)，也無法避免會產生一定程度的重疊。
這樣，如果通過指示設備對每個攝影位置設置光圈散度，則通過光圈位置·大小·角度計算器63計算構成X射線光圈21的葉片21a～21d的向x、y方向的移動量，將計算的結果存儲到攝影參數存儲器64中。
另外，從圖象存儲器61中讀出通過預先透視收集得到的多個X射線透視像，可以進行跟蹤顯示，通過圖5所示那樣的反饋流程，能夠設置與造影劑的速度λ對應的攝影率f和C臂13的移動速度等。
即，在如圖5所示那樣的預先向被檢體注入了造影劑的狀態下進行透視收集，將存儲在圖象存儲器61中的圖象如圖5(b)那樣地在顯示器裝置62上進行電影顯示或作為跟蹤圖象對每個設置的幀進行跟蹤顯示。另外，在圖5(a)中，模式地表示了存儲在圖象存儲器61中的從m幀到n幀的圖象，m幀的圖象的攝影時間是Tm，收集位置是lm，n幀的圖象的收集時間是Tn，收集位置是ln。在此，m＜n，收集速率f例如是30fps。
接著，操作者如圖5(b)那樣，將圖象依次顯示在顯示器裝置62上，一邊看著它一邊確認造影劑的擴散狀況，并使之停止在希望的圖象。然后，如圖5(c)的虛線框所示的那樣，針對該圖象設置對于主攝影為最適合的X射線光圈21的散度(葉片21a～21d的x、y方向的位置)。通過操作板52的指示設備，使X射線光圈控制器55動作來進行該設置。
由此，由于跟蹤取得的圖象的幀間隔是m～n，所以根據指定的2點的位置信息和基于收集速率f的時間信息，由式(1)可知造影劑的移動速度λ。
λ＝(ln-lm)/(Tn-Tm) …(1)在該造影劑的移動速度λ比攝影時的C臂13的移動速度快的情況下，由于有可能無法在畫面中顯示出造影劑的流動，所以通過使X射線光圈21的y方向的散度大，或提高攝影率f那樣地重新進行設置，來將醫生所特別關心要觀察的部位作為攝影區域進行攝影，在該區域全體中納入造影劑的流動狀況。
另外，這時在根據針對各圖象設置的X射線光圈21的大小，長尺寸地顯示全體像時自動地加上用來拼接前后圖象的誤差(△)。另外，攝影經過時間Tm、Tn和攝影位置lm、ln成為用來決定攝影間隔K和攝影率f的參考信息。
通過依次循環對每個攝影部位進行該操作，與整個攝影范圍內的每個攝影位置即與頂板15對應的C臂13的位置對應地，將其旋轉角、傾斜角、速度等各種設置值和造影劑的速度等攝影參數(設置值)作為例如圖6所示的存儲表而存儲到攝影參數存儲器64中。
經過這樣的準備工作，如果確定了每個攝影部位的光圈·攝影間隔·移動速度，則進行主攝影。主攝影由將造影劑注入到被檢體前進行的屏蔽時序、注入造影劑后進行的對比度時序組成。即，對通過屏蔽時序注入了造影劑前的被檢體，在攝影參數控制器65的控制下，依照通過上述透視收集確定了的光圈散度、攝影率、移動速度等那樣地例如從骨盆方向向足尖方向攝影規定的部位，將得到的屏蔽圖象與位置信息一起存儲到圖象存儲器61中。
然后，向被檢體注入造影劑，依照造影劑流動的方向在同一攝影參數控制器65的控制下實施基于對比度時序的攝影，得到對比度圖象。另外，由于逐次地將攝影時的C臂13等的移動速度、注入造影劑后的經過時間等信息提供給攝影參數控制器65，所以攝影參數控制器65進行控制使得在存儲在攝影參數存儲器64中的條件下進行攝影。
如果得到了對比度圖象，則將該圖象與位置信息一起存儲到圖象存儲器61中，進而在圖象處理器60中，從圖象存儲器61中讀出之前攝影了的屏蔽圖象，在圖象處理器60中實施與對比度圖象的減法運算處理，得到相減圖象。該相減圖象包含位置信息地被存儲到圖象存儲器61中，同時被實時地顯示到顯示器裝置62上。另外，實施減法運算處理的對比度圖象和屏蔽圖象當然是對被檢體的同一部位進行了攝影的圖象。另外，相減圖象是除去了對比度圖象和屏蔽圖象的相同背景部分，而只顯示造影劑的流動著的部分的圖象。
這樣，如果在主攝影時，讀出存儲在攝影參數存儲器64中的各種設置值(攝影參數)，依照該設置值，在系統控制器51的控制下，得到屏蔽圖象和對比度圖象，則在能夠極大地減輕操作者的負擔的同時，還能夠得到每個攝影部位的適當的診斷圖象。
在圖7中用流程圖表示了這樣的本實施例的動作步驟，下面就沿著該流程圖再次進行說明。
即，作為步驟S10，首先將C臂13的位置和角度設置為初始位置。具體地說，檢測出與頂板15對應的C臂13的位置和角度，檢測出是否沒有偏離初始位置，如果偏離了則通過保持裝置控制器57的動作修正它。通過系統控制器51發出該指示。如果設置了C臂13的位置和角度，則作為步驟S20，從存儲在攝影參數存儲器64中的設置值(參照圖6)中，檢索該位置的X射線光圈21的散度(葉片21a～21d的x、y的位置)，使X射線光圈控制器55動作來設置為規定的散度。這也是由系統控制器51進行的。接著，作為步驟S30，同樣從存儲在攝影參數存儲器64中的設置值中，檢索該位置的C臂13的移動速度β。作為步驟S40，將這些X射線光圈21的散度和C臂13的移動速度β的數據傳送到攝影參數控制器65。所以，作為步驟S50，根據存儲在攝影參數存儲器64中的設置值，在攝影參數控制器65的控制下，實施主攝影而得到屏蔽圖象和對比度圖象。
另外，在主攝影中得到對比度圖象時，如果操作者一邊看著實時地顯示在顯示器裝置62上的對比度圖象，一邊連續地按下設置在操作板52上地攝影按鍵(未圖示)，則自動地跟蹤著造影劑的流動使C臂13移動，進行對比度圖象的攝影。但是，在由于某種原因而基于自動控制的造影劑的追蹤發生偏差時，則通過操作設置在操作板上的控制桿(未圖示)等，手動地切換到以后的C臂13的移動操作而追蹤造影劑，這時，只有X射線光圈21的控制是自動的。
這樣，通過本發明的實施例，提供了一種極大地減輕了操作者的負擔，操作性良好的X射線診斷裝置。
另外，作為本發明的其他實施例，根據存儲在攝影參數存儲器64中的設置值存儲表(參照圖6)的信息，如圖8所示的那樣，線圖顯示與頂板15的Y方向對應的C臂13的位置與造影劑的移動速度或C臂13的移動速度的關系，能夠作為診斷信息而提供。
另外，如果從存儲在圖象存儲器61中的攝影圖象中讀出對診斷有用的圖象，如圖9所示的那樣按格顯示在顯示器裝置62上，同時與該顯示圖象重疊地顯示造影劑的測量開始點和測量結束點，用文字等顯示測量了的造影劑的移動速度等，則能夠在醫生進行診斷時時機良好地提供作為參考的信息。
進而，如圖10A所示的那樣，在長尺寸地顯示的圖象上，通過使用設置在操作板52上的指示設備來任意地設置關心區域(ROI)，則能夠從圖象存儲器61中讀出該部分的相減圖象，顯示在顯示器裝置62上。然后，例如在該部分由m1、m2那樣的多張圖象構成的情況下，則可以如圖10B所示的那樣以拼接的形式將這些圖象顯示在顯示器裝置62上。在這種情況下，也可以重疊造影劑的移動速度等進行顯示。
另外，在膝和踝等關節部分由于血管分開，所以與腿和脛那樣的直線部分相比血流速度慢，因而可以知道在關節部分造影劑的流動變慢。所以，在特別想觀察膝和踝等關節部分的狀況的情況下，通過預先指定該部位，在X射線攝影位置到達該指定位置時，X射線光圈控制器55可以控制X射線光圈21而成為適合于攝影該部位中的慢造影劑流動的散度(例如窄散度)，如果進行這樣的操作，則能夠更減輕操作者的負擔。
為了進行該特定部位的指定，使用設置在操作板52上的指示設備預先將特別想觀察的區域設置為關心區域(ROI)。該設置信息可以經由系統控制器51存儲到攝影參數存儲器64中。由此，在由攝影參數控制器65從攝影參數存儲器64讀出該設置信息時，經由系統控制器51將該相關設置信息發送到X射線光圈控制器55。其結果是，在關心區域中，對應于設置信息，最適當地調整了X射線光圈21的光圈散度即X射線照射范圍。由此，能夠減輕X射線放射量，同時也減輕了操作者操作上的負擔。
另外，在這樣造影劑的流動到達緩慢的特定部位時，也可以降低攝影率。由此，能夠進一步減輕X射線放射量。
(實施例2)參照圖11～圖16說明本發明的實施例2相關的X射線診斷裝置。在該實施例2中，其特征是不通過操作者的手動操作以手動處理執行上述的預掃描并根據由該預掃描得到的圖象設置主攝影用的攝影參數的過程，而能夠自動地執行。
由于進行該攝影參數的自動設置，所以本實施例相關的X射線診斷裝置如圖11所示，新具備進行作為造影劑的模型的輪廓的抽出和處理的輪廓處理器70。另外，在操作板52上追加安裝了鎖定開關71。其他的硬件構成與上述實施例1記載的一樣。
輪廓處理器70作為一個例子，構成為由具備CPU和程序存儲用、運算用、數據存儲用等各種存儲器(未圖示)的計算機構成的處理器。如果啟動該輪廓處理70，則將預先存儲在程序用存儲器中的程序讀出到運算用存儲器中，并依照記載在該程序中的規定步驟進行處理。圖12展示了該處理的概要。即，如該圖所示，功能性地具備輸入通過預掃描收集的圖象的圖象輸入部件F1；進行用來抽出輸入的造影劑的模型(以下稱為輪廓)的微分處理的輪廓抽出部件F2；存儲輪廓圖象的存儲部件F3；對位于差分的時刻tn/tn-1的圖象進行位置檢測的檢測部件F4；進行輪廓之間的差分處理的差分抽出部件(差分電路)F5；進行光圈散度計算·移動速度抽出的處理部件F6。
更具體地說，輪廓處理器70例如分時地并且在預掃描執行過程中，并行地進行圖13、14所示的處理。其中，圖13所示的處理表示用來決定X射線光圈21的光圈散度的處理，圖14所示的處理表示用來決定相對于C臂13和頂板15中的一個的另一個的相對移動速度(在實施例中是使C臂13相對于頂板15移動)的處理。另外，輪廓處理器70也可以只執行圖13和圖14的處理中的任意一個。
輪廓處理器70經由系統控制器51從圖象記錄部件60輸入通過現在進行的預掃描收集的、某一采樣時刻tn的圖象數據(步驟S51)。接著，輪廓處理器70從內置的存儲器讀出某一攝影位置的在上次采樣時刻tn-1處理過的造影劑的輪廓圖象數據(步驟S52)。
然后，輪廓處理器70依次進行輪廓抽出、差分圖象生成、光圈散度決定的處理。
最初，通過微分處理抽出這次采樣時刻tn的造影劑的輪廓(模式識別)，將該輪廓的各像素的圖象數據暫時存儲在內置存儲器中(步驟S53)。接著，在兩個采樣時刻tn、tn-1的造影劑的輪廓之間進行每個像素的差分，生成差分圖象(步驟S54)。圖15展示了該差分圖象的生成的狀況。
接著，對差分圖象的數據進行差分量(差分面積)運算，判斷該差分量是否在預先規定的閾值以上(步驟S55)。在差分量在閾值以上的情況下，確定差分量即與作為差分結果的輪廓面積對應的X射線光圈21的光圈散度，并將表示該光圈散度的數據存儲在內置的存儲器中(步驟S56)。另一方面，在差分量(差分面積)未滿閾值的情況下，也確定差分量即與作為差分結果的輪廓面積對應的X射線光圈21的光圈散度，并將表示該光圈散度的數據存儲在內置的存儲器中(步驟S57)。通過這樣對差分量進行閾值處理，能夠對應于造影劑的流速的程度，更詳細并且簡單地確定光圈散度。
如果這樣確定了光圈散度，則再輸入下一個采樣時刻tn+1的預掃描的圖象數據(步驟S51)。這樣循環地進行上述處理。
伴隨著該預掃描的執行，在執行過程中實時地顯示透視圖象。因此，從在預先根據經驗值等計劃了的采樣率下顯示的透視圖象的數據中，通過微分處理依次抽出造影劑的輪廓。其中，求出在這次顯示定時tn抽出的輪廓圖象和在上次顯示定時tn-1抽出的輪廓圖象的差分圖象。圖15(a)～(c)模式地展示了該差分圖象的生成的一個例子。根據該差分圖象能夠決定某一攝影位置的光圈散度(圖15(c)的虛線部分的區域RG表示最適合的光圈散度)，同時能夠求出造影劑的流速。
另一方面，如圖14所示，輪廓處理器70經由系統控制器51從圖象記錄部件60輸入通過現在進行的預掃描收集的、某一采樣時刻tn的圖象數據(步驟S61)。接著，輪廓處理器70從內置的存儲器讀出在上次采樣時刻tn-1處理過的造影劑的輪廓圖象數據(步驟S62)。
然后，輪廓處理器70依次進行輪廓抽出、差分圖象生成、移動速度決定的處理。
最初，在這次采樣時刻tn通過微分處理抽出造影劑的輪廓(模式識別)，將該輪廓的各像素的圖象數據暫時存儲在內置存儲器中(步驟S63)。接著，在兩個采樣時刻tn、tn-1的造影劑的輪廓之間進行每個像素的差分，生成差分圖象(步驟S64)。圖16展示了該差分圖象的生成的狀況。
接著，對差分圖象的數據進行造影劑的移動量運算，判斷該移動量是否在預先規定的閾值以上(步驟S65)。在移動量在閾值以上的情況下，確定與作為差分結果的輪廓面積大(光圈散度大)對應的C臂13的移動速度，并將表示該移動散度的數據存儲在內置的存儲器中(步驟S66)。另一方面，在造影劑的移動量未滿閾值的情況下，同樣也確定與作為差分結果的輪廓面積小(光圈散度小)對應的C臂13的移動速度，并將表示該移動速度的數據存儲在內置的存儲器中(步驟S67)。通過這樣對移動量進行閾值處理，能夠對應于造影劑的移動量的程度，更詳細并且簡單地確定C臂13的移動速度。
如果這樣確定了移動速度，則再輸入下一個采樣時刻tn+1的預掃描的圖象數據(步驟S61)。這樣循環地進行上述處理。
伴隨著該預掃描的執行，在執行過程中實時地顯示透視圖象。因此，從在預先根據經驗值等計劃了的采樣速率下顯示的透視圖象的數據中，通過微分處理依次抽出造影劑的輪廓。其中，在各攝影位置求出在這次顯示定時tn抽出的輪廓圖象和在上次顯示定時tn-1抽出的輪廓圖象的差分圖象。圖16(a)～(c)和(d)～(f)模式地展示了該差分圖象的生成的一個例子。
根據這些差分圖象能夠決定某一攝影位置(時刻t1)的光圈散度(圖16(c)的虛線部分的區域P1(x，y))，同時能夠確定下一個攝影位置(時刻t2)的光圈散度(圖16(f)的虛線部分的區域P2(x，y))(圖14的步驟S65、S66)。因此，可以通過下式計算從C臂13的某一攝影位置(時刻t1)到下一個攝影位置(時刻t2)的光圈散度的位置，即C臂13的移動速度V(mm/sec)(同樣通過圖14的步驟S65、S66執行)。
V＝(P1-P2)/(t1-t2)該C臂13的移動速度V被存儲在攝影參數存儲器64中。
如上所述，在攝影參數存儲器64中，與上述實施例的主攝影一樣，也存儲了主攝影所必需的攝影參數。因此，在主攝影時，由攝影參數控制器65讀出這些攝影參數，對通過預掃描確定的每個攝影位置自動調整X射線光圈21的光圈散度，同時根據各攝影位置的希望的攝影率f和希望的攝影間隔K的攝影，C臂13跟蹤著造影劑而向下一個攝影位置移動。
所以，通過本實施例2，在預掃描中，從由該預掃描得到的透視圖象識別為造影劑的輪廓，幾乎實時地根據該模式識別了的信息求出光圈散度，并存儲在攝影參數存儲器64中。因此，攝影參數控制器65從攝影參數存儲器64中讀出該光圈散度的信息，經由系統控制器51傳送到X射線光圈控制器55。由此，在預掃描中，由于幾乎實時地逐一將X射線光圈21的光圈散度調整為由X射線光圈控制器55指定的值，所以能夠在各攝影位置屏蔽流過了造影劑的區域的X射線放射，并減少該量的對被檢體的X射線放射量。
由于一般疾患部位的血流即造影劑的流速慢，所以通過使用該實施例2的與造影劑的輪廓對應的自動跟蹤功能，能夠在疾患部位的位置將X射線光圈21的光圈散度設置為特別窄的值。在該疾患部位的判斷中，也可以根據經驗值將用于例如圖13、圖14的差分量和移動量的閾值處理中的閾值設置為適當的值。
另外，使用基于該閾值處理的過去的采樣時刻的判斷傾向和攝影位置，能夠預測其后的造影劑的流速的程度，可以將該預測信息作為攝影參數的一部分信息進行存儲。可以將該預測信息用于X射線光圈的光圈散度和C臂的控制中，由此，能夠更高精度地控制主攝影時的攝影參數。例如可以由輪廓處理器70執行該預測信息的處理。
另外，根據本實施例2，根據由預掃描得到的各位置的透視圖象將造影劑的輪廓識別為模式，根據該模式識別信息，確定用于主攝影的各攝影位置的X射線光圈21的光圈散度、造影劑的流速、C臂13的移動速度等攝影參數，并自動存儲到攝影參數存儲器64中。因此，與上述實施例1不同，操作者不需要在預掃描后一邊顯示透視圖象，一邊進行設置每個攝影位置的攝影參數的手動設置。因此，更強化了操作上的輔助，大幅減輕了操作上的工作。
進而，如上所述在主攝影時，由攝影參數控制器65讀出自動設置的攝影參數，并經由系統控制器51自動地發送到X射線光圈控制器55和保持裝置控制器57。因此，在主攝影時，使用根據基于預掃描的透視圖象自動設置的攝影參數，與上述實施例1一樣，執行自動調整了光圈散度和C臂移動速度的主攝影。
其結果是，操作者可以不用手動地進行C臂13的移動操作，使相關操作者從操作工作中解放出來，因而能夠專心于與主攝影同時顯示的圖象診斷上。因此，顯著減輕了操作者操作上的工作，同時提高了操作效率并提高了檢查的精度。
進而，在上述操作上的簡化和減輕的同時，確實地通過鎖定開關71對應了異常發生時的情況。在操作者(執行者)按下鎖定開關71的期間，該X射線診斷裝置正常地動作，但在X射線管、C臂、頂板等發生了異常故障的情況下，操作者通過終止到這時為止一直按下的鎖定開關71的按壓操作，能夠馬上避免相關異常狀態。
另外，在上述各實施例中，作為X射線檢測器30，說明了經由光學系統33結合了I.I.31和電視照相機32的結構，但能夠適用于本發明的X射線檢測器并不一定限定于此，也可以是由例如用將放射線轉換為電荷等的光導電膜等覆蓋在玻璃基板上形成的開關元件和電容而形成的半導體陣列構成的平板型放射線檢測器(Flat Panel DetectorFPD)。在這種情況下，I.I.控制器58和電視照相機控制器59被置換為控制FPD的FPD控制部件。
另外，在上述各實施例中，說明了使頂板靜止，使C臂13移動來進行X射線攝影，但根據情況，也可以使C臂13靜止，而使頂板15移動來進行X射線攝影。
權利要求
1.一種X射線診斷裝置，其特征在于包括產生X射線的X射線源；檢測上述X射線的X射線檢測器；使上述X射線源和上述X射線檢測器相互相對，同時保持該X射線源和X射線檢測器，使得裝載被檢體的頂板位于該X射線源和X射線檢測器之間的空的空間的保持裝置；使上述頂板和上述保持裝置中的一個相對于另一個相對地移動，對注入了造影劑的上述被檢體的沿著該被檢體的體軸方向的每個位置進行透視攝影，得到該每個位置的透視像的透視攝影裝置；根據通過該透視攝影裝置得到的每個位置的透視像，對上述每個位置設置主攝影所必需的攝影參數的攝影參數設置裝置；根據通過該攝影參數設置裝置設置的攝影參數，使上述頂板和上述保持裝置中的一個相對于另一個相對地移動，對注入了造影劑的上述被檢體進行上述主攝影的主攝影裝置。
2.根據權利要求1所述的X射線診斷裝置，其特征在于上述攝影參數設置裝置構成為對應于操作者的手動信息，設置上述攝影參數。
3.根據權利要求2所述的X射線診斷裝置，其特征在于上述主攝影裝置具有照射范圍控制裝置，它根據上述攝影參數，控制注入上述被檢體的造影劑的流動方向的、從上述X射線源產生的上述X射線對上述被檢體的照射范圍。
4.根據權利要求3所述的X射線診斷裝置，其特征在于上述攝影參數設置裝置是將對應于上述造影劑流過上述被檢體內的速度的、上述頂板和上述保持裝置中的一個相對于另一個的相對移動速度作為上述攝影參數的一個進行設置的裝置，上述照射范圍控制裝置構成為對應于上述移動速度，控制上述照射范圍。
5.根據權利要求3所述的X射線診斷裝置，其特征在于上述攝影參數設置裝置是將對應于上述造影劑流過上述被檢體內的速度的、X射線攝影的攝影率作為上述攝影參數的一個進行設置的裝置，上述照射范圍控制裝置構成為對應于上述攝影率控制上述照射范圍。
6.根據權利要求3所述的X射線診斷裝置，其特征在于還具備指定上述被檢體的特定部位的部位指定裝置，上述照射范圍控制裝置具有以下裝置在基于上述主攝影裝置的上述X射線攝影的位置到達了由上述部位指定裝置設置的特定部位時，將上述照射范圍控制在適合于攝影上述特定部位的散度。
7.根據權利要求1所述的X射線診斷裝置，其特征在于上述攝影參數設置裝置構成為根據通過上述透視攝影裝置得到的每個位置的透視像自動識別上述造影劑的流動區域，根據該識別結果設置上述攝影參數。
8.根據權利要求7所述的X射線診斷裝置，其特征在于上述攝影參數設置裝置具備根據通過上述透視攝影裝置得到的每個位置的透視像，通過模式識別，自動計算上述造影劑的流動區域的計算裝置；根據由該計算裝置計算出的計算結果，對應于上述造影劑的流動區域，將上述每個位置的上述X射線的光圈散度作為上述攝影參數的一部分進行設置的裝置，上述主攝影裝置具備對應于上述X射線的光圈散度，控制X射線光圈的裝置。
9.根據權利要求7所述的X射線診斷裝置，其特征在于上述攝影參數設置裝置具備根據通過上述透視攝影裝置得到的每個位置的透視像，通過模式識別，自動計算上述造影劑的流動區域的計算裝置；根據由該計算裝置計算出的計算結果，對應于上述造影劑的流動速度，將上述每個位置的上述頂板和上述保持裝置中的一個相對于另一個的相對移動速度作為上述攝影參數的一部分進行設置的裝置，上述主攝影裝置具備對應于上述設置的相對移動速度，控制上述頂板和上述保持裝置中的一個相對于另一個的相對移動速度的裝置。
10.根據權利要求7所述的X射線診斷裝置，其特征在于上述攝影參數設置裝置具備根據通過上述透視攝影裝置得到的每個位置的透視像，通過模式識別，自動計算上述造影劑的流動區域的計算裝置；根據由該計算裝置計算出的計算結果，將對應于上述造影劑的流動區域的每個上述位置的、上述X射線的光圈散度和上述頂板、上述保持裝置中的一個相對于另一個的相對移動速度作為上述攝影參數的一部分進行設置的裝置，上述主攝影裝置具備對應于上述X射線的光圈散度，控制X射線光圈的裝置；對應于上述設置的相對移動速度，控制上述頂板和上述保持裝置中的一個相對于另一個的相對移動速度的裝置。
11.根據權利要求7所述的X射線診斷裝置，其特征在于具備根據通過上述透視攝影裝置得到的每個位置的透視像，通過模式識別，自動計算上述造影劑的流動區域的計算裝置；根據由該計算裝置計算出的計算結果，與基于上述透視攝影裝置的透視像的攝影并行地，實時并且自動地控制從上述X射線源產生的上述X射線對上述被檢體的照射范圍的照射范圍控制裝置。
12.一種X射線攝影方法，是通過X射線診斷裝置執行的X射線攝影方法，該X射線診斷裝置具備產生X射線的X射線源；檢測上述X射線的X射線檢測器；使上述X射線源和上述X射線檢測器相互相對，同時保持該X射線源和X射線檢測器，使得裝載被檢體的頂板位于該X射線源和X射線檢測器之間的空的空間的保持裝置，其特征在于包括使上述頂板和上述保持裝置中的一個相對于另一個相對地移動，對注入了造影劑的上述被檢體的沿著該被檢體的體軸方向的每個位置進行透視攝影，得到該每個位置的透視像的步驟；根據通過該透視攝影得到的每個位置的透視像，時上述每個位置設置主攝影所必需的攝影參數的步驟；根據該設置的攝影參數，使上述頂板和上述保持裝置中的一個相對于另一個相對地移動，對注入了造影劑的上述被檢體進行上述主攝影的步驟。
全文摘要
本發明提供一種在跟蹤向被檢體投與的造影劑的流動的最適合的條件下進行下肢等的X射線攝影的X射線診斷裝置。該X射線診斷裝置通過C臂等保持裝置將相對配置的X射線管和X射線檢測器保持得使裝載被檢體的頂板位于其之間。使頂板和C臂中的一個相對于另一個進行相對移動，并沿著被檢體的體軸方向進行X射線攝影。該X射線診斷裝置具備使頂板和保持裝置中的一個相對于另一個進行相對移動，對注入了造影劑的上述被檢體針對沿著該被檢體的體軸方向的每個位置進行透視攝影，得到該每個位置的透視像的裝置；根據通過該透視攝影得到的每個位置的透視像，對每個位置設置主攝影所必需的攝影參數的裝置。根據設置的攝影參數，對被檢體進行主攝影。
文檔編號G01N23/00GK1526360SQ20031012311
公開日2004年9月8日 申請日期2003年12月17日 優先權日2002年12月17日
發明者小川賢一 申請人:株式會社東芝, 東芝醫療系統株式會社