(57)【要約】【課題】Ｘ線画像の取得に用いる被検者の体厚の測定精度および測定効率を向上することを目的とする。【解決手段】Ｘ線撮影装置１は、複数の異なる位置に配置されて被検者１００の体厚データを複数方向から取得する体厚検出器２２０と、複数の体厚検出器２２０により取得された各体厚データを用いて体厚マップを生成する体厚演算部２４０とを備える。【選択図】図１
2020014801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の異なる位置に配置されて被検者の体厚データを複数方向から取得する体厚検出器と、
複数の前記体厚検出器により取得された各体厚データを用いて体厚マップを生成する体厚演算部と、
を備え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、
前記体厚演算部により生成された体厚マップを用いて散乱Ｘ線推定フィルタを作成し、散乱Ｘ線補正処理を実行する画像処理部をさらに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、
前記体厚検出器は、赤外線を検出する複数の検出素子が二次元アレイ状に配列された赤外線検出器を備え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、
前記体厚演算部は、各位置の前記体厚検出器が取得した二次元画像を用いて、被検者の三次元体厚マップを生成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、
前記体厚検出器は、前記Ｘ線撮影装置の３箇所に配置され、前記体厚演算部は、被検者の互いに直交する３方向からの体厚データを用いることを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項６】
請求項１に記載のＸ線撮影装置であって、
前記体厚演算部は、被検者に対するＸ線の照射角度に応じて体厚マップ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、
Ｘ線照射部と、
前記Ｘ線照射部を支持する回転可能な支柱部と、
前記支柱部を回転させる支柱部斜入機構とをさらに備え、
前記体厚演算部は、前記支柱部の回転角度ごとの体厚マップ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、
Ｘ線照射部と、
前記Ｘ線照射部を支持する支柱部と、
前記支柱部に対して前記Ｘ線照射部を回転させるＸ線照射部斜入機構とをさらに備え、
前記体厚演算部は、前記支柱部に対する前記Ｘ線照射部の回転角度ごとの体厚マップを生成することを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項９】
請求項１に記載のＸ線撮影装置であって、
被検者を透過したＸ線を検出してＸ線信号を生成するＸ線検出部をさらに備え、
前記体厚演算部は、Ｘ線の照射角度を前記体厚検出器の分解能に応じて分割し、分割したＸ線の照射角度に応じて体厚マップを生成することを特徴とするＸ線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線撮影装置に関し、特に、被検者の体厚情報に応じて撮像を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線撮影装置を用いた透視撮影では、Ｘ線を被検者に照射し、被検者を透過したＸ線をＸ線検出器で検出する。照射されたＸ線が被検者の体内で反射・散乱すると、二次的なＸ線（散乱Ｘ線）が生じる。そしてこの散乱Ｘ線が多くなると、撮影された画像の画質（コントラスト）が低下する。そこで画質向上を目的として、被検者と検出器の間に散乱Ｘ線を吸収するグリッドを配置して撮像する方法があるが、この方法では、照射されたＸ線がグリッドにより減衰するため、Ｘ線の出力を上げて撮像を行う必要があり、被ばく線量の増加が課題となる。
【０００３】
上記課題に対し、被ばく線量の低減と高画質化を目的として、一般に、散乱Ｘ線を除去する画像処理（例えば、散乱Ｘ線補正処理やグリッドレス処理）が行われる。
【０００４】
散乱Ｘ線補正処理は、散乱Ｘ線の主成分が低周波成分であることに着目し、元画像を低周波フィルタ（散乱Ｘ線推定フィルタ）に掛けることで散乱Ｘ線を推定し、推定した散乱Ｘ線を元画像から差し引く方法である。散乱Ｘ線の量は被検者の体厚や照射野の広さの影響を受けるため、高精度な散乱Ｘ線補正処理には、被検者の体厚、照射野の広さ情報を正確に取得する必要がある。
【０００５】
具体的には図１５に示すように、散乱Ｘ線補正処理では、画素毎の階調、Ｘ線管焦点・受像面間距離（SID）、照射するＸ線条件から一意の体厚が求められるよう、実験データを基にこれらの要素と体厚との関係を示すテーブルを作成し、体厚の画素値（ｆ画素値）を推定する（ｆは関数を意味する）。そしてＸ線条件から算出される体厚の画素値を元画像画素値から引き、体厚（ｆ体厚）を推定する。そして体厚の推定値から低周波フィルタ（LPF）を作成し、この低周波フィルタを用いて散乱Ｘ線推定画像を描出する。
【０００６】
しかし、従来の散乱Ｘ線補正処理では、被検者以外（例えば、被検者周辺に配置されている金属物）からのＸ線反射や、Ｘ線管球の経年変化による照射Ｘ線量の低下などが考慮されないため、体厚の推定値と現実値に差異が生じることがあった。
【０００７】
これに対し、特許文献１には、人体パターンを用いたパターンマッチングと光学センサと距離センサを使用した体厚測定の方法が開示されている。この方法では、光学センサと被検者の体表までの距離と、光学センサとテーブルまでの距離との差から体厚を測定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１７−１３６３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した特許文献１の体厚測定方法では、一度に取得できる体厚情報は光学センサからある一箇所までの距離であるが、被検者の体厚は部位毎に異なるため、画像を取得したい部位全体の体厚を一度に測定することが困難であった。
【００１０】
本発明は、Ｘ線画像の取得に用いる被検者の体厚の測定精度および測定効率を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のＸ線撮影装置は、複数の異なる位置に配置されて被検者の体厚データを複数方向から取得する体厚検出器と、複数の体厚検出器により取得された各体厚データを用いて体厚マップを生成する体厚演算部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、三次元的な体厚マップを生成するので、Ｘ線画像の取得に用いる被検者の体厚の測定精度および測定効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１のＸ線撮影装置１の全体構成を示すブロック図。
【図２】体厚検出器の構成例を示す平面図。
【図３】Ｘ線撮影装置１の構成例を示す側面図。
【図４】Ｘ線撮影装置１の構成例を示す上面からみた平面図。
【図５】Ｘ線撮影装置が実施する被検者の体厚マップの生成方法を示すフローチャート。
【図６】体厚検出器による被検者の体厚データ（画像）の取得の説明図。
【図７】体厚検出器による被検者の体厚データ（画像）の取得の説明図。
【図８】Ｘ線撮影装置１が実施する散乱Ｘ線補正処理のフローチャート。
【図９】実施形態２の被検者の体厚マップの生成方法を示すフローチャート。
【図１０】Ｘ線撮影装置の構成例を示す側面図。
【図１１】Ｘ線の放射角を示す説明図。
【図１２】斜入透視撮影時の体厚計算を示す説明図。
【図１３】実施形態３のＸ線撮影装置の構成例を示す側面図。
【図１４】変形例の体厚計算を示す説明図。
【図１５】従来のＸ線撮影装置が実施する散乱Ｘ線補正処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。
【００１５】
図１に示すように、Ｘ線撮影装置１は、被検者１００を乗せるテーブル１０２と、被検者１００にＸ線を照射するＸ線照射部１０４と、Ｘ線照射部１０４に対向する位置に配置されて被検者１００を透過したＸ線を検出するＸ線検出部１１２と、Ｘ線検出部１１２から出力されたＸ線信号に対して画像処理を行なう画像処理部１１４と、画像処理部１１４から出力されたＸ線画像を記憶する画像記憶部１１６と、Ｘ線画像を表示する表示部１１８とを備える。
【００１６】
またＸ線撮影装置１は、Ｘ線照射部１０４の被検者１００側に複数の絞り羽根を有して被検者１００に対するＸ線照射領域を設定するＸ線絞り１０６と、Ｘ線照射部１０４に電力供給を行なう高電圧発生部１１０とを備える。さらにＸ線撮影装置１は、各構成要素を制御する制御部１２０と、術者の操作により制御部１２０に対して各種指令を行なう操作部１２２とを備えている。
【００１７】
Ｘ線検出部１１２は、例えば、Ｘ線を検出する複数の検出素子が２次元アレイ状に配置されて構成されており、Ｘ線照射部１０４から照射されて被検者１００を透過したＸ線を検出し、検出したＸ線量に応じたＸ線信号を生成する。具体的には、Ｘ線検出部１１２で検出されたＸ線は、電荷として画素毎に蓄積コンデンサ（図示しない）に蓄積される。そして、画素毎に蓄積された電荷に基づくＸ線信号が画像処理部１１４に出力される。
【００１８】
さらにＸ線撮影装置１は、複数の異なる位置に配置されて被検者１００の体厚データを複数方向から取得する体厚検出器２２０と、複数の体厚検出器２２０により取得された各体厚データを用いて体厚マップを生成する体厚演算部２４０とを備える。
【００１９】
体厚検出器２２０は、被検者１００を複数の方向から検出できる位置に固定され、それぞれの方向から被検者１００の赤外線像を取得する。具体的な体厚検出器２２０の配置例については後で詳しく説明する。
【００２０】
各体厚検出器２２０は、図２に示すように、赤外線像を受光するための赤外線検出器２２１と、赤外線検出器２２１を保護するレンズ２２２と、カバー２２３により構成される。レンズ２２２が赤外線検出器２２１の受光面側に配置され、カバー２２３は赤外線検出器２２１の受光面とは反対の面側に配置されており、レンズ２２２とカバー２２３は赤外線検出器２２１を挟むようにして配置されている。
【００２１】
赤外線検出器２２１は、例えば、赤外線を検出する複数の検出素子が二次元アレイ状に配列された赤外線アレイセンサであり、被検者１００が発する赤外線を検出して、検出した二次元の赤外線画像を形成している体厚データを体厚演算部２４０に送出する。
【００２２】
体厚演算部２４０は、各位置に配置された複数の体厚検出器２２０から受信した各二次元画像を用いて、被検者１００の三次元体厚マップを生成する。
【００２３】
画像処理部１１４は、Ｘ線検出部１１２から出力されたＸ線信号を画像処理し、画像処理されたＸ線画像を出力する。画像処理は、ガンマ変換、階調変換処理、Ｘ線画像の拡大・縮小等である。
【００２４】
また画像処理部１１４は、体厚演算部２４０が算出した被検者１００の体厚マップを用いて散乱Ｘ線補正処理を実行する。具体的には、画像処理部１１４は、被検者１００の体厚マップから散乱Ｘ線推定フィルタを作成し、散乱Ｘ線推定フィルタを用いて、散乱Ｘ線の描出された散乱Ｘ線推定画像を生成する。さらに画像処理部１１４は、Ｘ線画像の画素値と散乱Ｘ線推定画像の画素値との差分をとって、散乱Ｘ線の補正（除去）されたＸ線散乱補正画像を取得する。
【００２５】
本実施形態では、制御部１２０の機能は、ＣＰＵとメモリを備えた計算機により実現することができる。演算や制御のプログラムは、予め記憶装置に格納しておいてもよいし、外部から取り込みＣＰＵがアップロードして実行することもできる。なお、演算部の機能の一部は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｒｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等のハードウェアで実現することも可能である。
【００２６】
以下、体厚検出器２２０の設置例について、図３、４を参照して説明する。まずは、Ｘ線撮影装置１の機構の詳細を説明する。Ｘ線撮影装置１には、床面に設置されるスタンド部１０と、被検者１００を載せる寝台としても機能する支持枠３０と、支持枠３０をスタンド部１０に対して移動可能に支持する支持腕部２０と、支持枠３０に対して移動可能に連結された支柱部５０とを備えている。支持枠３０の上部には、被検者１００を乗せるテーブル１０２が設けられている。以下の各図において、テーブル１０２の短手方向をＸ方向、テーブル１０２の長手方向をＹ方向とする。また、ＸＹ平面に対して直交する方向、すなわち、テーブル１０２の被検者１００の載置面に直交する方向をＺ方向とする。
【００２７】
スタンド部１０は、撮影台全体（支持腕部２０、支持枠３０、支柱部５０等）を支える筐体である。スタンド部１０の内部には、支持腕部２０をスタンド部１０に対して昇降させる昇降機構、および支持腕部２０をスタンド部１０に対して回転させる回転機構が収納されているため、支持腕部２０に支持される支持枠３０は、Ｚ方向に昇降可能であるとともに、所定のＸ方向の軸を中心として回転可能である。また、支持枠３０は、支持腕部２０に設けられたスライド機構により、支持腕部２０に対してＹ方向に移動可能である。
【００２８】
また、支柱部５０は、支持枠３０の内部に設けられたＸ線照射部移動機構により、支持枠３０に対してＹ方向とＸ方向にスライド可能である。さらにＸ線照射部移動機構には、所定のＸ方向の軸を中心に支柱部５０を回転移動させる斜入部５１が固定されている。斜入部５１と支柱部５０は、一体となってスライドすることができる。
【００２９】
支柱部５０の先端には、Ｘ線照射部１０４が設けられているため、Ｘ線照射部１０４は、Ｘ線照射部移動機構により、支柱部５０と共にＹ方向及びＸ方向に移動可能である。Ｘ線照射部１０４は、高電圧発生部１１０から電力供給を受けてＸ線を発生させるＸ線管を有する。Ｘ線照射部１０４は、特定のエネルギーのＸ線を選択的に透過させるＸ線フィルタなどを有していてもよい。
【００３０】
斜入部５１の内部には、支柱部５０を支持枠３０に対して所定のＸ方向の軸を中心に回転させる支柱部斜入機構が設けられている。この支柱部５０の回転は、制御部１２０に設けられた支柱部回転制御部１３２（図１）によって制御される。
【００３１】
支柱部５０の先端には、Ｘ線照射部１０４を支柱部５０に連結するＸ線照射部回転部１０５が設けられている。またＸ線照射部回転部１０５の内部には、Ｘ線照射部１０４を支柱部５０に対して所定のＹ方向の軸を中心に回転させるＸ線照射部斜入機構が設けられている。このＸ線照射部１０４の回転は、制御部１２０に設けられたＸ線照射部回転制御部１３０（図１）によって制御される。
【００３２】
支柱部５０のうち、支持枠３０に対向する側には圧迫部９０が設けられている。圧迫部９０は、被検者１００の関心領域を圧迫しながら撮影を行なうためのものである。
【００３３】
さらに支持枠３０の内部には、Ｘ線検出部１１２を支持枠３０に対してＸ方向およびＹ方向にスライドさせる不図示のＸ線検出部移動機構が設置されている。
【００３４】
各部材をスライドまたは回転させる上述した各機構は、図示しないが、モータ、スプロケット、スプロケットを連結するチェーンなど、公知の機構から構成される。
【００３５】
ここで、体厚検出器２２０の取り付け位置の例について説明する。本例では、３つの体厚検出器２２０ａ〜２２０ｃが、Ｘ線撮影装置１に配設されていて、互いに直交する３方向から、それぞれ被検者１００の正面（腹側から見た面）・側面・上面（頭部側から見た面）の赤外線像を取得する。体厚検出器２２０ａ〜２２０ｃが赤外線像を取得する範囲が重なる領域Ｒ（図４）の体厚を体厚演算部２４０が算出し、この領域Ｒ内にＸ線照射部１０４からＸ線が照射される。
【００３６】
被検者１００の正面を検出する体厚検出器２２０ａは、受光面がテーブル１０２に向かい合うように、Ｘ線絞り１０６の周囲に設けられたフレームに取り付けられる。上述の通りＸ線照射部１０４はＸ方向及びＹ方向にスライド可能なため、体厚検出器２２０ａも、Ｘ線照射部１０４およびＸ線絞り１０６と一体となってＸ方向及びＹ方向にスライド可能である。また、支柱部５０が支持枠３０に対してＸ方向の軸を中心に回転可能なため、Ｘ線絞り１０６に取り付けられた体厚検出器２２０ａも、支柱部５０と共に回転可能である。さらに、Ｘ線照射部１０４がＸ線照射部回転部１０５により支柱部５０に対してＹ方向の軸を中心に回転可能なため、体厚検出器２２０ａも、Ｘ線照射部１０４と一体となって回転可能である。
【００３７】
被検者１００の側面を検出する体厚検出器２２０ｂは、受光面がテーブル１０２上に載置される被検者１００に向かい合うように、支柱部５０に取り付けられる。被検者１００の上面を検出する体厚検出器２２０ｃは、受光面がテーブル１０２上に載置される被検者１００に向かい合うように、検出器固定具２５０によってテーブル１０２に固定される。体厚検出器２２０ｂ、２２０ｃが配置される高さは、被検者１００の体厚を検出可能なテーブル１０２からの高さであることが好ましい。また、体厚検出器２２０ｃは、足の厚みを測定可能なように被検者１００の頭部が配置される側の端部に設置されることが好ましい。テーブル１０２の一端に被検者１００の足を受ける踏み台が配置されている場合、体厚検出器２２０ｃは、その踏み台とは反対のテーブル１０２の他端に設けられていることが好ましい。
【００３８】
以上説明した体厚検出器２２０ａ〜２２０ｃの配置は、以下の実施形態１〜３において共通する構成である。なお、体厚検出器は３つが互いに直交して配置される例に限らず、２つ以上が異なる位置に配置されていればよい。以上の通り、Ｘ線体厚検出器２２０ａ〜２２０ｃが、被検者１００の体厚データを複数方向からそれぞれ取得するため、被検者１００の取得したい領域Ｒ全体の三次元的な体厚を一度に測定することができ、Ｘ線画像の取得に用いる被検者の体厚の測定精度および測定効率が向上する。
【００３９】
＜実施形態１＞
［体厚マップＺの生成方法］
以下、図５〜７を参照して被検者１００の体厚マップＺの生成方法について説明する。本実施形態では、複数の体厚検出器２２０ａ〜２２０ｃが取得する体厚データを用いて、領域Ｒの三次元マップとして体厚マップＺが得られる。被検者１００の体厚マップＺの生成は、Ｘ線照射部１０４が被検者１００にＸ線を照射し、画像処理部１１４がＸ線検出部１１２から出力されたＸ線信号を画像処理してＸ線画像Ｉ１（図８）を生成する動作と並行して実施される。本例の体厚検出器２２０においては、８×８の２次元アレイ赤外線検出器２２１を使用し、被検者１００の体厚測定を行うものとして説明する。
【００４０】
［ステップＳ１１］
図５に示すように、体厚マップＺの生成が開始されると、体厚検出器２２０が被検者１００の複数方向からの体厚を検出したデータを取得する。体厚検出器２２０の検出領域Ｒは、必ずしも被検者１００の全身でなくてよく、体厚検出器２２０は、少なくとも被検者１００にＸ線を照射する範囲を検出すればよい。本例では体厚検出器２２０ａが、被検者１００の正面（腹側）から体厚データ（画像）Aを取得し、体厚検出器２２０ｂが、被検者１００の側面からの体厚データ（画像）Bを取得し、体厚検出器２２０ｃが、被検者１００の上面（頭部側）からの体厚データ（画像）Cを取得する。
【００４１】
体厚データA、B、Cは、赤外線検出器２２１の検出素子アレイに相当する画素アレイであり、次式（１−１）〜（１−３）に示すようにそれぞれ、ｍ列×ｎ行（ｍ、ｎは自然数であり、図６、７に示すように、本例ではｍ＝８、ｎ＝８）のマトリクス状で表現することができる。
【００４２】
【数１】
2020014801.tif 000003
【００４３】
体厚データを二値化した場合、体厚検出器２２０ａ〜ｃは、被検者１００を検出した画素の画素値を「１」とし、被検者１００を検出しなかった画素の画素値を「０」として体厚データを取得する。その場合、図６、７に示すような被検者１００の体厚データA、B、Cはそれぞれ次式（２−１）〜（２−３）のように示すことができる。
【００４４】
【数２】
2020014801.tif 000004
【００４５】
［ステップＳ１２］
次に、体厚演算部２４０が、体厚データA、B、Cより、被検者１００を側面から見た体厚の体厚データ（マップ）Xと、上面から見た体厚の体厚データ（マップ）Yを演算する。
【００４６】
被検者１００の検出領域Ｒの体厚データX、Yはそれぞれ、次式（３−１）、（３−２）から導かれる。
【００４７】
【数３】
2020014801.tif 000005
【００４８】
なお本例では、ｍ＝ｎ＝８として各画素を二値化するため、体厚データX、Yの各画素値は、それぞれ次式（４−１）、（４−２）のように計算することができる。
【００４９】
【数４】
2020014801.tif 000006
【００５０】
そして、式（２−１）〜（２−３）に示した被検者１００の体厚データA、B、Cから導かられる体厚データX、Yは、それぞれ次式（５−１）、（５−２）のように示すことができる。
【００５１】
【数５】
2020014801.tif 000007
【００５２】
［ステップＳ１３］
次に、体厚演算部２４０は、体厚データX、Yから最終的な三次元の体厚データ（マップ）Ｚを求める。体厚マップＺは次の数式（６）のように示すことができる。体厚マップＺの各画素には、体厚データX、Yの各画素の画素値を比較して小さい画素値を採用する。なお本例では、ｍ＝ｎ＝８であるため、体厚マップＺの各画素は、数式（７）から導くことができる。
【００５３】
【数６】
2020014801.tif 000008
【００５４】
（数７）
zij = min{ xij, yij }
（1≦i≦8、1≦j≦8）                      （７）
【００５５】
そして、式（５−１）、（５−２）に示した被検者１００の体厚データX、Yから導かられる体厚データＺは、それぞれ次式（８）のように示すことができる。
【００５６】
【数８】
2020014801.tif 000009
【００５７】
以上の通り、体厚検出器２２０が互いに直交する３方向から検出した体厚データA、B、Cから、体厚演算部２４０によって被検者１００の検出領域Ｒの三次元体厚マップＺが生成される。
【００５８】
［撮像方法］
以下、図８を参照して、実施形態１での体厚マップＺを用いたＸ線撮像方法の全体の流れについて説明する。体厚マップＺは、撮影したＸ線の散乱Ｘ線を補正処理するために使用される。
【００５９】
［ステップＳ１］
まず、術者が操作部１２２を操作することで、Ｘ線撮影装置１に散乱Ｘ線補正処理の開始を指示する。散乱Ｘ線補正処理では、体厚検出器２２０、体厚演算部２４０、画像処理部１１４が連携することにより、散乱Ｘ線を推定した散乱Ｘ線推定フィルタが生成される（詳細は以下のステップＳ１Ａ、Ｓ１Ｂで説明する）。生成した散乱Ｘ線推定フィルタは、Ｘ線画像Ｉ１を補正して散乱Ｘ線がＸ線画像Ｉ１に与える影響を取り除くために用いられる。Ｘ線画像Ｉ１は、散乱X線補正処理の開始を術者が指示した後に得られる。具体的にはまず、術者は操作部１２２を操作し、透視撮影処理開始を指示する。透視撮影処理の開始指示に従い、Ｘ線照射部１０４が被検者１００に対してＸ線を照射し、被検者１００を透過したＸ線が、Ｘ線検出部１１２で検出される。Ｘ線検出部１１２が検出したＸ線を画像処理部１１４が処理し、Ｘ線画像Ｉ１が得られる。なお術者は、散乱Ｘ線補正処理の開始指示と同時に、Ｘ線画像Ｉ１の取得を指示してもよい。
【００６０】
［ステップＳ１Ａ］
散乱Ｘ線補正処理においては、まず体厚検出器２２０と体厚演算部２４０により、被検者１００の体厚推定（体厚マップＺの生成）が上述の通りに実施される。なお、体厚演算部２４０は、生成した体厚マップＺの情報を制御部１２０に送信し、制御部１２０は、体厚演算部２４０から受信した被検者１００の体厚情報に応じてＸ線の照射条件を決定してもよい。これにより、画像処理部１１６は、被検者１００の体厚に応じたＸ線画像Ｉ１を生成することができる。生成されたＸ線画像Ｉ１は、画像記憶部１１６に記憶される。
【００６１】
［ステップＳ１Ｂ］
次に、体厚マップＺに応じた散乱Ｘ線推定フィルタ（ｆLPF（ｆ体厚））が生成される。具体的には、体厚演算部２４０は、体厚マップＺの演算を完了したら、体厚マップＺを画像処理部１１４に送出する。画像処理部１１４は、算出された体厚マップＺを体厚推定値（ｆ体厚）として、体厚推定値に基づき、図１５に示した公知の方法と同様に散乱Ｘ線推定フィルタを生成する。なお体厚演算部２４０は、体厚マップＺから生成される三次元体厚画像や被検者１００の体厚の数値などを表示部１１８に表示してもよい。
【００６２】
［ステップＳ２］
画像処理部１１４は、画像記憶部１１６が記憶していたＸ線画像Ｉ１を読み出し、生成した散乱Ｘ線推定フィルタを、Ｘ線画像Ｉ１に掛け合わせて散乱Ｘ線推定画像Ｉ２を取得する。
【００６３】
［ステップＳ３］
画像処理部１１４は、Ｘ線画像Ｉ１の画素値と散乱Ｘ線推定画像Ｉ２との画素値の差をとることで、被検者１００の体厚に応じてＸ線散乱が補正されたＸ線散乱補正画像Ｉ３を取得する。Ｘ線散乱補正画像Ｉ３は、表示部１１８に表示され、画像記憶部１１６に記憶される。なお、補正処理の停止指示は、操作部１２２より術者の指示によって行われ、処理開始後に停止指示があるまで、体厚測定は継続されてもよいし、体厚測定の開始・停止指示は、Ｘ線透視撮影の開始・停止と連動してもよい。
【００６４】
以上に説明したように本実施形態のＸ線撮影装置１によれば、被検者１００を複数方向から検出して生成した三次元的な体厚マップＺから、散乱Ｘ線を除去したＸ線画像を描出することができる。またＸ線撮影装置１では、体厚マップＺを用いることにより、被検者１００の体厚を複数方向から検出して取得したい部位全体の体厚を一度に測定し、画像を描出することができるため、Ｘ線画像の取得に用いる被検者の体厚の測定精度および測定効率が向上する。
【００６５】
＜実施形態２＞
実施形態２では、実施形態１を基本として、支柱部５０がスタンド部１０に対してＸ方向の軸を中心に回転した状態で被検者１００のＸ線画像を取得する場合（以下、テーブル１０２の長手方向に斜入透視撮影する場合という）の体厚マップＺ２の生成方法について図９〜１２を参照して説明する。図９は、斜入時の体厚計算を適用した体厚マップ生成のフローチャートを示し、図１０は、長手方向の斜入透視撮影時のＸ線撮影装置１の全体構成を示し、図１１は、Ｘ線照射部１０４から照射されるＸ線の放射角とＸ線検出部１１２との関係を示し、図１２は、斜入時の体厚計算方法を示している。
【００６６】
図９に示すように実施形態２では、実施形態１の手法で算出した被検者１００の体厚マップＺ（ステップＳ１１〜Ｓ１３）に対して、支柱部５０の支持枠３０に対する傾きθsと、Ｘ線の放射角により修正を施して、体厚マップＺ２を算出する（ステップＳ１４）。実施形態２の具体的なフローについては後で説明する。
【００６７】
まず、支柱部５０の傾きθs及びＸ線の放射角と、被検者１００の体厚との関係ついて図１０、１１を参照して説明する。装置の構成で説明したように、体厚検出器２２０ａは支柱部５０と一体となってＸ方向の軸を中心に回転可能である。また、Ｘ線はＸ線照射部１０４からＸ線絞り１０６を通って放射状に照射される。
【００６８】
図１０に示すように、支柱部５０をテーブル１０２の被検者１００の載置面に直交する向きに対して傾きθsだけ傾けた斜入透視撮影時には、Ｘ線照射部１０４の照射面がテーブル１０２の被検者１００の載置面に対して平行に向かい合う状態で撮影する場合（以下、垂直撮影時という）と比べると、被検者１００の体内を透過するＸ線の透過距離が長くなる。すなわち、体厚は、斜入透視撮影時、垂直撮影時よりも長いものとして計算する必要がある。一方、図１１に示すように放射状に出射されたＸ線は、角度ごとに被検者１００内を透過する距離が異なるため、Ｘ線の透過距離は、放射角度により、体厚検出器２２０が計測する体厚距離とは異なる値となる。
【００６９】
つまり、長手方向の斜入透視撮影時には、支柱部５０の傾きθsとＸ線の放射角の２つの要素によって、被検者１００の体内を透過するＸ線の透過距離が変化する。そのため、実施形態２では、体厚演算部２４０が、傾きθsとＸ線の放射角の２つの要素を体厚マップＺに反映させ、被検者１００の体内を透過するＸ線の透過距離Ｚ２ｉｊ（1≦i≦m、1≦j≦n）を示すマップ（体厚マップＺ２）を算出する。
【００７０】
以下、図９に戻り、実施形態２のフローについて詳しく説明する。実施形態２において、算出した体厚マップＺ２を用いたＸ線撮像処理全体のステップは、体厚マップＺを用いたＸ線撮像処理全体のステップＳ１〜Ｓ３（図８）と同様である。また上述の通り、ステップＳ１１〜Ｓ１３で体厚マップＺを生成する方法は、実施形態１と同じである。
【００７１】
［ステップＳ１４］
ステップＳ１４において、支柱部５０の傾きθsと、Ｘ線の放射角の角度を用いて、被検者１００に対するＸ線の照射角度に応じた体厚マップＺ２を体厚マップＺから再計算する。
【００７２】
なお支柱部５０を傾きθsだけ傾ける際、図１の支柱部回転制御部１３２が、支柱部５０をテーブル１０２の被検者１００の載置面に直交する向きに対して傾けるように支柱部斜入機構（不図示）に指示する。支柱部斜入機構は、支柱部回転制御部１３２からの指示を受けて支柱部５０を支持枠３０に対して回転させる。支柱部回転制御部１３２は、制御した支柱部５０の傾きθsの情報を、体厚演算部２４０へ送信する。
【００７３】
Ｘ線の照射角度については、角度ごとに被検者１００を透過する透過距離を求めるために、Ｘ線の放射角を所定の角度範囲ごとに分割し、分割した放射角度ごとに透過距離を求める。分割数は特に限定されないが、ここでは放射されるＸ線の角度は、図１１に示すように、体厚検出器２２０の分解能nに応じてn等分し、それぞれの放射角をθ１〜θnと定義する。放射角θ１〜θnの角度は、予め体厚演算部２４０が記憶している。
【００７４】
このステップＳ１４では、具体的には、体厚演算部２４０が、ステップＳ１３で生成された体厚マップＺの各画素に対して、支柱部５０の傾きθsとＸ線の放射角θN（1≦N≦n）を用いた数式（１１）（後で詳しく説明する）により、斜入透視撮影時のＸ線の透過距離Ｚ２ｉｊの計算を行い、被検者１００の体厚マップＺ２を生成する。透過距離Ｚ２ｉｊを示すマップが体厚マップＺ２であり、体厚マップＺは、体厚検出器２２０が検出する被検者１００の体厚距離Ｚｉｊを示すマップである。斜入透視撮影時、Ｘ線の透過距離Ｚ２ｉｊは、傾きθsと放射角θNにより、体厚距離Ｚｉｊとは異なる値になる。
【００７５】
次に、体厚距離Ｚｉｊから透過距離Ｚ２ｉｊを算出する計算式について図１２を参照して説明する。本例では、体厚検出器２２０が被検者１００の体厚を検出する領域Ｒ内で、被検者１００の体厚マップＺ２を生成する。
【００７６】
ここで、領域Ｒ内の太線で示す三角形から体厚距離Ｚｍｎと透過距離Ｚ２ｍｎとの関係式を導くと、関係式は次式（９）で示すことができる（なお、−９０°＜θs＜９０°）。この数式（９）を一般化すると、体厚マップＺの各画素値ｚｉｊから、傾きθsと放射角θNを用いて、体厚マップＺ２の各画素値ｚ２ｉｊを求めることができる（数式（１０））。
【００７７】
（数９）
Zmn : Z2mn = π/2-(θs+θｎ) : π/2                      （９）
【００７８】
（数１０）
z2ｉｊ= π・zｉｊ / (π-2(θs+θN))                      （１０）
【００７９】
この数式（１０）から求められる画素値より、体厚マップＺ２は、次式（１１）のように示すことができる。
【００８０】
【数１１】
2020014801.tif 000010
【００８１】
以上の通り、実施形態２では、Ｘ線照射部１０４から照射されるＸ線の放射角度や支柱部５０の回転角度毎に、被検者１００の体内を透過する透過距離Ｚ２ｉｊを算出して体厚マップＺ２を算出することができる。また体厚マップＺ２を用いてＸ線撮影を行えば、Ｘ線の照射角度の違いによる被検者１００の体内を透過するＸ線の距離の違いを考慮して、散乱Ｘ線補正を行うことができる。
【００８２】
＜実施形態３＞
実施形態３では、実施形態１を基本として、Ｘ線照射部１０４が支柱部５０に対してＹ方向の軸を中心に回転した状態で被検者１００のＸ線画像を取得する場合（以下、テーブル１０２の短手方向に斜入透視撮影する場合という）の体厚マップＺ３の生成方法について図１３を参照して説明する。図１３は、短手方向斜入透視撮影時のＸ線撮影装置１の全体構成を示している。
【００８３】
実施形態３は、実施形態２と同様に体厚マップＺから、傾きを用いて体厚マップを修正するが、算出時に用いる傾きの方向が異なる。具体的には、実施形態３は、上述したＸ線の放射角と、Ｘ線照射部１０４の支柱部５０に対する傾きθeを考慮して、被検者１００に対するＸ線の照射角度に応じた体厚マップＺ３を算出する。すなわち、実施形態３では、図９に示したフローのステップＳ１４の体厚マップＺ２を体厚マップＺ３と読み替えることができ、体厚演算部２４０は、体厚マップＺの各画素に対して、後述する数式（１３）を用いて体厚マップＺ３を算出する。
【００８４】
Ｘ線照射部１０４の支柱部５０に対する傾きθeについて説明する。装置の構成で説明した通り、Ｘ線照射部１０４は、Ｘ線照射部回転制御部１３０によってその回転が制御され、Ｙ方向の軸を中心に回転可能である。また体厚検出器２２０ａはＸ線照射部１０４と一体となって回転可能である。
【００８５】
また、Ｘ線は図１１に示した通り、被検者１００に向けて、テーブル１０２の被検者１００の載置面に直交する向きに対して斜め（ここでは放射角θ１〜θn）に照射される。
【００８６】
そのため、短手方向の斜入透視撮影時には、体厚演算部２４０は、傾きθeと、Ｘ線の放射角θN（1≦N≦n）の２つの要素を体厚マップＺに反映させ、被検者１００の体内を透過するＸ線の透過距離Ｚ３ｉｊ（1≦i≦m、1≦j≦n）を示すマップ（体厚マップＺ３）を生成する。斜入透視撮影時、Ｘ線の透過距離Ｚ３ｉｊは、傾きθeと、Ｘ線の放射角θNにより、体厚距離Ｚｉｊとは異なる値になる。
【００８７】
図１のＸ線照射部回転制御部１３０がＸ線照射部１０４を、テーブル１０２の被検者１００の載置面に直交する向きに対して傾きθeだけ傾けるようにＸ線照射部回転部１０５に指示すると、Ｘ線照射部回転部１０５は、Ｘ線照射部１０４を支柱部５０に対して回転させる。Ｘ線照射部回転制御部１３０は、制御したＸ線照射部１０４の傾きθeの情報を、体厚演算部２４０へ送信する。
【００８８】
体厚演算部２４０は、ステップＳ１４において、図１２に示した領域Ｒ内で、被検者１００の体厚マップＺ３を生成する。本例では、領域Ｒ内のＸ線の傾きθｓは傾きθeと読み替え、被検者１００の透過距離Ｚ２ｉｊは、透過距離Ｚ３ｉｊと読み替えることができる。
【００８９】
また、体厚マップＺの各画素値ｚｉｊと体厚マップＺ３の各画素値ｚ３ｉｊとの関係式は、数式（１０）のθｓをθeと読み替え、ｚ２ｉｊをｚ３ｉｊと読み替えた次式（１２）で示すことができる（なお、−９０°＜θe＜９０°）。
【００９０】
（数１２）
z3ｉｊ= π・zｉｊ / (π-2(θe+θN))                      （１２）
【００９１】
この数式（１２）から求められる画素値より、体厚マップＺ３は、次式（１３）のように示すことができる。
【００９２】
【数１３】
2020014801.tif 000011
【００９３】
以上の通り、実施形態３では、Ｘ線照射部１０４から照射されるＸ線の放射角度やＸ線照射部１０４の回転角度毎に、被検者１００の体内を透過する透過距離Ｚ３ｉｊを考慮した体厚マップＺ３を算出することができる。また体厚マップＺ３を用いてＸ線撮影を行えば、Ｘ線の入射角度の違いによる被検者１００の体内を透過するＸ線の距離の違いを考慮して、散乱Ｘ線補正を行うことができる。
【００９４】
＜変形例＞
なお、実施形態２で説明した傾きθsと実施形態３で説明した傾きθeの両方を考慮した体厚マップや、傾きθsと傾きθeに加えて放射角θNを考慮した体厚マップを生成してもよい。傾きθsと傾きθeに加えて放射角θNを考慮した体厚マップＺ４を生成する場合、図１４に示す透過距離Ｚ４ｍｎの画素値ｚ４ｍｎと体厚距離Ｚｍｎの画素値ｚｍｎとの関係は、次式（１４）で表すことができる。この数式（１４）を一般化すると、体厚マップＺの各画素値ｚｉｊから、傾きθs、θeと放射角θNを用いて、体厚マップＺ４の各画素値ｚ４ｉｊを求めることができる（数式１５）。
【００９５】
（数１４）
z4mn = √(amn2+bmn2+zmn2)
= √(zmn2 ・tan(θs+θn)2 + zmn2 ・tan(θe+θn)2 +zmn2)        （１４）
= zmn √(tan(θs+θn)2＋ tan(θe+θn)2＋1)
【００９６】
（数１５）
z4ｉｊ= zｉｊ・√(tan(θs+θN)2＋ tan(θe+θN)2＋1)                （１５）
【００９７】
この数式（１５）から求められる画素値より、体厚マップＺ４は、次式（１６）のように示すことができる。
【００９８】
【数１６】
2020014801.tif 000012
【００９９】
変形例は他にもあり例えば、実施形態２で、傾きθsと放射角θNのどちらか一方のみを考慮して体厚マップを生成してもよい。その場合、考慮しない方の傾きθsと放射角θNのどちらか一方の値を０として、上述の数式（１０）から体厚マップの各画素値ｚ２ｉｊを算出することができる。さらに、実施形態３で、傾きθeと放射角θNのどちらか一方のみを考慮して体厚マップＺ３を生成してもよい。その場合、考慮しない方の傾きθeと放射角θNのどちらか一方の値を０として、数式（１２）から体厚マップの各画素値ｚ３ｉｊを算出することができる。
【０１００】
また、傾きθsと傾きθeは、傾きセンサをＸ線照射部１０４の周囲と支持枠３０の内部に配置することにより、検出されてもよい。
【０１０１】
なお、上述の通り、Ｘ線診断装置１において、支持枠３０は支持腕部２０に対して長手方向にスライドさせることができるが、テーブル１０２を支持枠３０に対して長手方向にスライド自在な構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１・・・Ｘ線撮影装置、１０・・・スタンド部、２０・・・支持腕部、３０・・・支持枠、５０・・・支柱部、５１・・・斜入装置、９０・・・圧迫装置、１００・・・被検者、１０２・・・テーブル、１０４・・・Ｘ線照射部、１０５・・・Ｘ線照射部回転部、１０６・・・Ｘ線絞り、１１０・・・高電圧発生部、１１２・・・Ｘ線検出部、１１４・・・画像処理部、１１６・・・画像記憶部、１１８・・・表示部、１２０・・・制御部、１２２・・・操作部、１３０・・・Ｘ線照射部回転制御部、１３２・・・支柱部回転制御部、２２０・・・体厚検出器、２２１・・・赤外線検出器、２２２・・・レンズ、２２３・・・カバー、２４０・・・体厚演算部、２５０・・・検出器固定具
【図１】
2020014801.tif 000013
【図２】
2020014801.tif 000014
【図３】
2020014801.tif 000015
【図４】
2020014801.tif 000016
【図５】
2020014801.tif 000017
【図６】
2020014801.tif 000018
【図７】
2020014801.tif 000019
【図８】
2020014801.tif 000020
【図９】
2020014801.tif 000021
【図１０】
2020014801.tif 000022
【図１１】
2020014801.tif 000023
【図１２】
2020014801.tif 000024
【図１３】
2020014801.tif 000025
【図１４】
2020014801.tif 000026
【図１５】
2020014801.tif 000027