(57)【要約】【課題】  Ｘ線撮影装置において、Ｘ線検出部外へのＸ線の照射を抑制する。【解決手段】  Ｘ線を発生する発生部とコリメータとを備え、被写体に対してＸ線を照射するＸ線照射手段と、前記被写体を透過したＸ線を検出しＸ線画像を生成する画像検出部を有する撮像部が移動可能に配されたＸ線検出手段と、前記発生部と前記撮像部との相対的な位置関係と、前記コリメータの絞りの量とを用いて、照射野を算出する照射野予測部２３１と、前記発生部が発生したＸ線の線量と、前記画像検出部により検出されたＸ線の線量分布とに基づいて、照射野を算出する照射野予測部２３２と、照射野予測部２３１、２３２によりそれぞれ算出された照射野のいずれか一方または両方を含む領域を、予測照射野として決定する予測照射野決定部２３３とを備える。【選択図】  図２
2010246778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生する発生部と、該発生したＸ線のビーム広がり角を規定する絞りを有するコリメータとを備え、被写体に対して任意の位置及び角度でＸ線を照射可能なＸ線照射手段と、
前記被写体を透過したＸ線を検出しＸ線画像を生成する画像検出部を有する撮像部が移動可能に配されたＸ線検出手段と、
前記発生部と前記撮像部との相対的な位置関係と、前記コリメータの絞りの量とを用いて、前記撮像部において形成される照射野を算出する第１の算出手段と、
前記発生部が発生したＸ線の線量と、前記画像検出部により検出されたＸ線の線量分布とに基づいて、前記撮像部において形成される照射野を算出する第２の算出手段と、
前記第１の算出手段と、前記第２の算出手段とによりそれぞれ算出された照射野のいずれか一方または両方が含まれる領域を、予測照射野として決定する決定手段と、を備え、
前記決定手段により決定された予測照射野に基づいて、前記撮像部において形成される照射野を制御することを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２】
前記第１の算出手段により算出された照射野の確信度と、前記第２の算出手段により算出された照射野の確信度との差分が、予め定められた閾値より大きい場合、前記決定手段は、確信度の高い照射野を前記予測照射野として決定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
【請求項３】
前記第１の算出手段により算出された照射野の確信度と、前記第２の算出手段により算出された照射野の確信度との差分が、予め定められた閾値以下であった場合、前記決定手段は、前記第１の算出手段により算出された照射野と前記第２の算出手段により算出された照射野とが含まれる領域を前記予測照射野として決定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
【請求項４】
前記決定手段は、前記第１の算出手段により算出された照射野と前記第２の算出手段により算出された照射野とが含まれる領域を前記予測照射野として決定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
【請求項５】
前記第１の算出手段により算出された照射野の確信度は、前記Ｘ線照射手段によりＸ線の照射が開始されてからの時間及び前記発生部と前記撮像部との相対的な位置関係に基づいて予め定められた変数を用いて算出されることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
【請求項６】
前記第２の算出手段により算出された照射野の確信度は、前記発生部が発生したＸ線の線量及び前記Ｘ線が照射される被写体の部位に基づいて予め定められた変数を用いて算出されることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
【請求項７】
Ｘ線を発生する発生部と、該発生したＸ線のビーム広がり角を規定する絞りを有するコリメータとを備え、被写体に対して任意の位置及び角度でＸ線を照射可能なＸ線照射手段と、前記被写体を透過したＸ線を検出しＸ線画像を生成する画像検出部を有する撮像部が移動可能に配されたＸ線検出手段と、を備えるＸ線撮影装置における制御方法であって、
第１の算出手段が、前記発生部と前記撮像部との相対的な位置関係と、前記コリメータの絞りの量とを用いて、前記撮像部において形成される照射野を算出する第１の算出工程と、
第２の算出手段が、前記発生部が発生したＸ線の線量と、前記画像検出部により検出されたＸ線の線量分布とに基づいて、前記撮像部において形成される照射野を算出する第２の算出工程と、
前記第１の算出工程と、前記第２の算出工程とによりそれぞれ算出された照射野のいずれか一方または両方が含まれる領域を、決定手段が、予測照射野として決定する決定工程と、を備え、
前記決定工程において決定された予測照射野に基づいて、前記撮像部において形成される照射野を制御することを特徴とするＸ線撮影装置の制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載の制御方法をコンピュータによって実行させるためのプログラム。
【請求項９】
請求項７に記載の制御方法をコンピュータによって実行させるためのプログラムを格納したコンピュータ読取可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線撮影装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、医療分野では、透視画像の撮影においてＸ線撮影装置が広く用いられている。Ｘ線撮影装置は、一般に、Ｘ線照射部とＸ線検出部と制御処理部とを備え、Ｘ線照射部に配されたコリメータの絞り開度を制御することにより、Ｘ線のビーム広がり角を任意に変更することが可能となっている。更に、Ｘ線照射部とＸ線検出部に配された撮像部との相対位置を自由に変更することもできる。
【０００３】
具体的には、Ｘ線照射部の位置や角度を変えたり、Ｘ線検出部に配された撮像部の位置や角度を変えたりすることが可能である。このため、操作者は、目的に応じて、Ｘ線の照射位置や照射方向を変更することができる。
【０００４】
このように、Ｘ線のビーム広がり角や照射位置、照射方向を変更可能なＸ線撮影装置では、Ｘ線がＸ線検出部の撮像部以外の領域に照射されたり、Ｘ線検出部外へ照射されたりすることが考えられる。ここで、Ｘ線がＸ線検出部の撮像部以外の領域に照射された場合、被写体は無効被曝することとなる。また、Ｘ線検出部外へ照射された場合には、更に、操作者をはじめとする周囲の人間まで被曝することとなる。このため、このようなＸ線撮影装置では、Ｘ線検出部外へのＸ線の照射を極力抑制することが求められており、従来より、そのための各種方法が提案されている。
【０００５】
例えば、下記特許文献１では、Ｘ線照射部と撮像部の相対位置情報及びコリメータの絞り開度情報を取得することで、Ｘ線の照射野を予測する方法が提案されている。当該文献によれば、予測した照射野に撮像部以外の領域が含まれていた場合に、照射を抑止し、操作者に警告を発する構成とすることで、Ｘ線検出部外へのＸ線の照射を抑制することとしている。
【０００６】
また、下記特許文献２では、撮像部の画像検出部端辺部にＸ線検出センサを設け、当該Ｘ線検出センサがＸ線を検知した場合に、Ｘ線検出センサがＸ線を検知しなくなるまでコリメータの絞り開度を絞るよう制御する構成が提案されている。当該文献によれば、Ｘ線の照射野を制御することでＸ線検出部外へのＸ線の照射を抑制することが可能となる。
【０００７】
更に、下記特許文献３では、Ｘ線の照射野を画像検出部の中心に近づけるために、まず画像検出部によってＸ線画像を生成し、生成したＸ線画像に基づいてＸ線の照射野を予測する。次いで予測された照射野が画像検出部の中心からずれていた場合に、操作者に被写体の位置を変えるよう指示を出したり、Ｘ線照射部と撮像部との相対位置を変更する制御したりする。これにより、当該文献では、Ｘ線検出部外へのＸ線の照射を抑制することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３１８８７７号公報
【特許文献２】特開２００１−１０４２９９号公報
【特許文献３】特開２００１−２９２９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、Ｘ線照射部と撮像部との相対位置の変化が大きくなると、相対位置検出精度が低下することが考えられる。また、相対位置検出精度は、経時変化によっても低下する。このため、上記特許文献１の場合、このような原因で相対位置検出精度が低下した場合、予測される照射野の精度も低下することとなる。更に、Ｘ線照射部と撮像部との相対角度の変化が大きくなり、画像検出部に対するＸ線の入射角が大きくなると、予測される照射野の精度はさらに低下することとなる。この結果、画像検出部外へのＸ線の照射を確実に抑制することができない場合が生じえる。
【００１０】
また、上記特許文献２の場合は、被写体の影響によりＸ線検出センサの検出精度が低下することが考えられる。例えば、Ｘ線の透過率が低い部位を撮影している場合、画像検出部端辺部に照射野があるにも関わらず、Ｘ線検出センサがＸ線を検知できないことがある。この場合、画像検出部外へのＸ線の照射を確実に抑制することができなくなる。
【００１１】
また、上記特許文献３の場合も、縦隔、腹部などのＸ線の透過率の低い部位を撮影する場合には、照射野の予測精度が低下することが考えられる。つまり、被写体の影響によって、Ｘ線検出部外へのＸ線の照射を適切に抑制することができない場合が生じえる。
【００１２】
このため、撮影時の諸条件（相対位置、相対角度、経時変化、撮影部位の影響）に関わらず、画像検出部外へのＸ線の照射を確実に抑制できる構成が望まれている。
【００１３】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、Ｘ線撮影装置において、Ｘ線検出部外へのＸ線の照射を確実に抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために本発明に係るＸ線撮影装置は以下のような構成を備える。即ち、
Ｘ線を発生する発生部と、該発生したＸ線のビーム広がり角を規定する絞りを有するコリメータとを備え、被写体に対して任意の位置及び角度でＸ線を照射するＸ線照射手段と、
前記被写体を透過したＸ線を検出しＸ線画像を生成する画像検出部を有する撮像部が移動可能に配されたＸ線検出手段と、
前記発生部と前記撮像部との相対的な位置関係と、前記コリメータの絞りの量とを用いて、前記撮像部において形成される照射野を算出する第１の算出手段と、
前記発生部が発生したＸ線の線量と、前記画像検出部により検出されたＸ線の線量分布とに基づいて、前記撮像部において形成される照射野を算出する第２の算出手段と、
前記第１の算出手段と、前記第２の算出手段とによりそれぞれ算出された照射野のいずれか一方または両方が含まれる領域を、予測照射野として決定する決定手段と、を備え、
前記決定手段により決定された予測照射野に基づいて、前記撮像部において形成される照射野を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、Ｘ線撮影装置において、Ｘ線検出部外へのＸ線の照射を確実に抑制できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮影装置の全体構成を示す図である。
【図２】Ｘ線撮影装置の制御処理部の機能構成を示す図である。
【図３】Ｘ線撮影装置におけるＸ線撮影処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】相対位置・角度及び絞り開度検出処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】Ｘ線照射部と撮像部との位置関係を示す図である。
【図６】照射野予測処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】予測される照射野の確信度を示す図である。
【図８】照射野予測処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】予測される照射野の確信度を示す図である。
【図１０】予測照射野決定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】予測照射野決定処理の実施例を説明するための図である。
【図１２】予測照射野の一例を示す図である。
【図１３】予測照射野決定処理の実施例を説明するための図である。
【図１４】Ｘ線検出部外へのＸ線照射抑制処理の流れを示すフローチャートである。
【図１５】予測照射野決定処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】予測照射野の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の各実施形態について説明する。
【００１８】
［第１の実施形態］
＜１．Ｘ線撮影装置の全体構成＞
図１は、Ｘ線撮影装置１００の全体構成を示す図である。図１に示すように、Ｘ線撮影装置１００は、被写体ＰにＸ線を照射するＸ線照射部と、被写体Ｐを透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、Ｘ線照射部及びＸ線検出部を制御する制御処理部とを備える。
【００１９】
Ｘ線照射部は、Ｘ線を発生するＸ線発生部（管球）１０１と、Ｘ線発生部１０１において発生したＸ線のビーム広がり角を規定するコリメータ１０２と、線量計１１０とを備える。更に、Ｘ線照射部は、不図示の駆動部を備えており、被写体Ｐに対して任意の位置及び角度でＸ線を照射可能である。
【００２０】
更に、コリメータ１０２内には、可動絞り１０３が配されている。可動絞り１０３は、Ｘ線を遮蔽する物質（例えば、鉛等）で構成されており、可動絞り１０３の絞り量を制御することで、Ｘ線のビーム広がり角が制御されることとなる。なお、可動絞り１０３の絞り量は、コリメータ１０２に取り付けられたダイヤルにより制御できるよう構成されているものとする。あるいは、後述する演算・制御部１０９からの指示によって制御されるよう構成されているものとする。
【００２１】
Ｘ線検出部は、撮像部１０４と撮像部１０４の移動可能に（位置及び角度を変更可能にするための駆動部（不図示）とを備え、撮像部１０４には、被写体を透過したＸ線を電気信号に変換し、Ｘ線画像を生成する画像検出部１０５が配されている。なお、画像検出部１０５は、微細な固定撮像素子を２次元に格子状に配置することにより構成されているものとする。
【００２２】
制御処理部は、撮像部情報検出器１０６を備え、画像検出部１０５において生成されたＸ線画像を取得し、演算・制御部１０９に送信するとともに、撮像部１０４の情報（位置及び角度に関する情報）を取得し、演算・制御部１０９に送信する。
【００２３】
また、制御処理部は、Ｘ線照射部情報検出器１０７を備え、Ｘ線照射部の情報（Ｘ線発生部（管球）１０１の位置及び角度、可動絞り１０３の絞り開度に関する情報）を取得し、演算・制御部１０９に送信する。
【００２４】
また、制御処理部は、撮影条件設定部１０８を備える。撮影条件設定部１０８は、操作者よりＸ線撮影時のフレームレート、管電圧、管電流等の撮影条件を受け付け、演算・制御部１０９に設定する。
【００２５】
更に、制御処理部は、演算・制御部１０９を備え、撮像部情報検出器１０６より送信された撮像部１０４の情報と、Ｘ線照射部情報検出器１０７から送信されたＸ線照射部の情報と、撮影条件設定部１０８において設定された撮影条件とを受信する。演算・制御部１０９では、これらの情報に基づいて、Ｘ線照射部及びＸ線検出部を制御する。
【００２６】
＜２．制御処理部の機能構成＞
次に図２を用いて、制御処理部の機能構成について説明する。図２に示すように、撮像部情報検出器１０６は、撮像部位置検出器２０１と、撮像部角度検出器２０２と、画像検出部Ｉ／Ｆ部２０３とを備える。
【００２７】
撮像部位置検出器２０１は、撮像部１０４の位置を検出し、撮像部位置情報を出力する。また、撮像部角度検出器２０２は、撮像部１０４の水平面に対する傾き（角度）を検出し、撮像部角度情報を出力する。更に、画像検出部Ｉ／Ｆ部２０３は、画像検出部１０５において生成されたＸ線画像を出力する。
【００２８】
Ｘ線照射部情報検出器１０７は、管球位置検出器２１１と、管球角度検出器２１２と、絞り開度検出器２１３と、線量計Ｉ／Ｆ部２１４と、照射情報検出器２１５とを備える。
【００２９】
管球位置検出器２１１は、Ｘ線発生部（管球）１０１の位置を検出し、管球位置情報を出力する。また、管球角度検出器２１２は、管球の鉛直方向に対する角度を検出し、管球角度情報を出力する。また、絞り開度検出器２１３は、コリメータ１０２の可動絞り１０３の絞り開度を検出し、絞り開度情報を出力する。また、線量計Ｉ／Ｆ部２１４は、線量計１１０により計測されたＸ線の線量を、線量情報として出力する。更に、照射情報検出器２１５は、Ｘ線発生部（管球）１０１がＸ線を発生する際の管電圧、管電流、パルス透視の場合の１パルスあたりのＸ線照射時間及び照射間隔などのＸ線照射情報を検出し、出力する。
【００３０】
また、撮影条件設定部１０８は、撮影条件取得部２２１を備える。撮影条件取得部２２１は、Ｘ線撮影における撮影条件を取得し、撮影条件情報として演算・制御部１０９に出力する。
【００３１】
演算・制御部１０９は、照射野予測部２３１（第１の算出手段）と、照射野予測部２３２（第２の算出手段）と、予測照射野決定部２３３と、相対位置制御部２３４と、相対角度制御部２３５と、絞り開度制御部２３６と、Ｘ線照射制御部２３７とを備える。
【００３２】
管球位置検出器２１１より出力された管球位置情報と、撮像部位置検出器２０１より出力された撮像部位置情報は、相対位置情報として演算・制御部１０９の照射野予測部２３１に入力される。また、管球角度検出器２１２より出力された管球角度情報と、撮像部角度検出器２０２より出力された撮像部角度情報は、相対角度情報として演算・制御部１０９の照射野予測部２３１に入力される。つまり、照射野予測部２３１には、Ｘ線発生部１０１と撮像部１０４との相対的な位置関係に関する情報が入力される。
【００３３】
また、絞り開度検出器２１３より出力された絞り開度情報は、演算・制御部１０９の照射野予測部２３２及びＸ線照射制御部２３７に入力される。また、線量計１１０により検出され線量計Ｉ／Ｆ部２１４を介して出力された線量情報は、演算・制御部１０９の照射野予測部２３２に入力される。更に、照射情報検出器２１５において検出されたＸ線照射情報は、Ｘ線照射制御部２３７に入力される。更に、撮影条件取得部２２１より出力された撮影条件情報は、Ｘ線照射制御部２３７に入力される。
【００３４】
照射野予測部２３１では、入力された相対位置情報と相対角度情報と絞り開度情報とに基づいて、撮像部１０４に形成される照射野を計算により予測する。一方、照射野予測部２３２では、入力されたＸ線画像（線量分布）と線量情報とに基づいて、撮像部１０４に形成される照射野を計算により予測する。
【００３５】
予測照射野決定部２３３では、照射野予測部２３１において予測された照射野と、照射野予測部２３２において予測された照射野とに基づいて、最終的な予測照射野を決定する。相対位置制御部２３４、相対角度制御部２３５、絞り開度制御部２３６では、予測照射野決定部２３３において最終的に決定された予測照射野に基づいて、照射野を制御する。
【００３６】
具体的には、相対位置制御部２３４が、Ｘ線発生部（管球）１０１の位置および撮像部１０４の位置を制御する。また、相対角度制御部２３５が、Ｘ線発生部（管球）１０１の角度および撮像部１０４の角度を制御する。さらに、絞り開度制御部２３６が、コリメータ１０２の可動絞り１０３の絞り量を制御する。これにより、Ｘ線検出部外へのＸ線の照射が抑制されることとなる。
【００３７】
一方、Ｘ線照射制御部２３７では、入力された線量情報と、Ｘ線照射情報と、撮影条件情報とに基づいて、Ｘ線発生部１０１が発生するＸ線の線量を制御する。また、決定された予測照射野に基づいて、Ｘ線検出部外へＸ線が照射されていると判断された場合には、Ｘ線の照射を停止するよう制御する。
【００３８】
＜３．Ｘ線撮影処理の流れ＞
次に図３に示すフローチャートを用いて、Ｘ線撮影装置１００におけるＸ線撮影処理の流れを説明する。なお、図３において、変数Ｓ１は、Ｘ線撮影処理開始からのＸ線照射の時間（撮影時間）を示している。また、変数Ｒ１（Ｓ１）及びＲ２（Ｓ１）は、Ｘ線撮影処理開始から、時間Ｓ１が経過したときの、Ｘ線発生部（管球）１０１と撮像部１０４のそれぞれの移動距離の総和を示している。さらに、変数Ｓ２は、１フレームのＸ線画像を撮影する間隔を示しており、変数Ｈ（Ｓ１）は、Ｘ線撮影処理開始から、時間Ｓ１が経過したときに撮影されたＸ線画像１フレームにおいて、被写体に照射された線量を示している。
【００３９】
操作者がフレームレート、管電圧といった被写体を撮影するための撮影条件を入力すると、ステップＳ３０１では撮影条件設定部１０８がこれを受け付け、当該撮影条件を演算・制御部１０９に設定する。
【００４０】
ステップＳ３０２では、変数Ｓ１に初期値０が設定され、ステップＳ３０２では、変数Ｒ１（Ｓ１）及びＲ２（Ｓ１）にそれぞれ初期値０が設定される。
【００４１】
ステップＳ３０４では、ステップＳ３０１において設定されたフレームレートに基づいて、１フレームのＸ線画像を撮影する間隔を示す変数Ｓ２が設定される。
【００４２】
ステップＳ３０５では、ステップＳ３０１で設定された撮影条件にしたがって、Ｘ線照射部がＸ線を照射する。ステップＳ３０６では、Ｘ線照射部に取り付けられた線量計１１０により、１フレームを撮影する間に被写体に照射された線量Ｈ（Ｓ１）が計測される。
【００４３】
ステップＳ３０７では、画像検出部１０５により、被写体を透過したＸ線に基づくＸ線画像が生成される。ステップＳ３０８では、操作者がＸ線を継続して照射するか否かの判断を行う。操作者がＸ線照射を停止すると判断した場合は、Ｘ線撮影処理を終了する。一方、操作者がＸ線照射を継続すると判断した場合には、ステップＳ３０９に進む。ステップＳ３０９では、Ｘ線発生部（管球）１０１及び撮像部１０４のそれぞれの位置及び角度、及びコリメータ１０２の可動絞り１０３の絞り開度を検出する。なお、位置・角度及び絞り開度の検出処理の詳細は後述する。
【００４４】
ステップＳ３１０では、ステップＳ３０９で検出したＸ線発生部（管球）１０１及び撮像部１０４のそれぞれの位置及び角度、及びコリメータ１０２の可動絞り１０３の絞り開度に基づいて、照射野予測部２３１が、Ｘ線の照射野を予測する。さらに、予測した照射野の確信度を計算する。なお、位置・角度及び絞り開度に基づく照射野予測処理の詳細は後述する。
【００４５】
ステップＳ３１１では、ステップＳ３０６で計測された、１フレームのＸ線画像を撮影する間に被写体に照射された線量Ｈ（Ｓ１）と、ステップＳ３０７で生成されたＸ線画像とに基づいて、照射野予測部２３２が、Ｘ線の照射野を予測する。さらに、予測した照射野の確信度を計算する。なお、線量及びＸ線画像に基づく照射野予測処理の詳細は後述する。
【００４６】
ステップＳ３１２では、ステップＳ３１０で予測された照射野と、ステップＳ３１１で予測された照射野とに基づいて、予測照射野決定部２３３が最終的な予測照射野を決定する。なお、予測照射野決定処理の詳細は後述する。
【００４７】
ステップＳ３１３では、ステップＳ３１２で決定された予測照射野が画像検出部１０５の境界に近いか否かを判断する。決定された予測照射部が画像検出部１０５の境界に近いと判断された場合には、Ｘ線が画像検出部１０５外に照射されるのを抑制するよう相対位置制御部２３４、相対角度制御部２３５、絞り開度制御部２３６のいずれかを制御する。具体的には、Ｘ線発生部（管球）１０１と撮像部１０４との相対位置、相対角度、ならびにコリメータ１０２の可動絞り１０３の絞り開度を制御する。あるいは、Ｘ線照射制御部２３７が、Ｘ線照射部によるＸ線の照射を停止するよう制御する。一方、ステップＳ３１３において、決定された予測照射部が画像検出部１０５の境界から離れていると判断された場合には、そのままステップＳ３１４に進む。
【００４８】
ステップＳ３１４では、Ｘ線撮影処理開始からのＸ線照射の時間Ｓ１に、１フレームのＸ線画像を撮影する間隔Ｓ２を加え、Ｘ線撮影開始からのＸ線照射の時間Ｓ１を更新した後、ステップＳ３０５に戻る。
【００４９】
＜４．位置・角度及び絞り開度検出処理＞
次に、位置・角度及び絞り開度検出処理の流れについて図４のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５０】
ステップＳ４０１では、管球位置検出器２１１が、Ｘ線発生部（管球）１０１の三次元の位置情報Ｘ１（Ｓ１）、Ｙ１（Ｓ１）、Ｚ１（Ｓ１）を計測する。また、撮像部位置検出器２０１が、撮像部１０４の三次元の位置情報Ｘ２（Ｓ１）、Ｙ２（Ｓ１）、Ｚ２（Ｓ１）を計測する。
【００５１】
ステップＳ４０２では、管球角度検出器２１２が、Ｘ線発生部（管球）１０１の鉛直方向に対する角度α１を検出する。また、撮像部角度検出器２０２が、撮像部１０４の水平方向に対する角度α２を検出する。なお、鉛直方向に対する角度α１及び水平方向に対するα２の関係は図５に示すとおりである。
【００５２】
ステップＳ４０３では、Ｘ線発生部（管球）１０１と撮像部１０４との相対位置Ｘ（Ｓ１）、Ｙ（Ｓ１）、Ｚ（Ｓ１）及び相対角度α（Ｓ１）を計算する。相対位置Ｘ（Ｓ１）、Ｙ（Ｓ１）、Ｚ（Ｓ１）及び相対角度α（Ｓ１）はそれぞれステップＳ４０１及びステップ４０２で計測されたＸ線発生部（管球）１０１と撮像部１０４の位置、角度の差に基づいて計算される。
【００５３】
ステップＳ４０４では、絞り開度検出器２１３が、二方向のコリメータ１０２の可動絞り１０３の絞り開度Ｌ１（Ｓ１）、Ｌ２（Ｓ１）を計測する。ステップＳ４０５では、Ｓ１＝０のときのＸ線発生部（管球）１０１と撮像部１０４の移動距離の計算に用いられる位置情報Ｘ１（−Ｓ２）、Ｙ１（−Ｓ２）、Ｚ１（−Ｓ２）、Ｘ２（−Ｓ２）、Ｙ２（−Ｓ２）、Ｚ２（−Ｓ２）の値が設定される。
【００５４】
ステップＳ４０６では、Ｘ線発生部（管球）１０１の移動距離Ｒ１（Ｓ１）が、前フレーム撮影時のＸ線発生部（管球）１０１の位置と現在の位置との距離を撮影フレームごとに加算していくことにより計算される。ステップＳ４０７では、ステップＳ４０６と同様の方法で撮像部１０４の移動距離Ｒ２（Ｓ１）が計算される。
【００５５】
ステップＳ４０８では、ステップＳ４０６及びステップＳ４０７で計算されたＸ線発生部（管球）１０１と撮像部１０４の移動距離を加算することにより、Ｘ線発生部（管球）１０１と撮像部１０４部のＸ線撮影処理開始からの移動距離の総和を計算する。
【００５６】
以上の処理により、Ｘ線発生部（管球）１０１と撮像部１０４の相対位置、相対角度、移動距離、及びコリメータの絞り開度が算出される。
【００５７】
＜５．相対位置・角度及び絞り開度に基づく照射野予測処理の流れ＞
次に、照射野予測部２３１による、相対位置・角度及び絞り開度に基づく照射野予測処理の流れについて、図６のフローチャートを参照しながら説明する。
【００５８】
ステップＳ６０１では、図４に示すフローチャートが実行されることにより検出されたＸ線発生部（管球）１０１と撮像部１０４の相対位置、相対角度及びコリメータの絞り開度に基づいて、撮像部１０４においてＸ線が照射されている照射野を予測する。Ｘ線照射野の予測は、相対位置、相対角度及びコリメータの絞り開度情報に基づいて、幾何学的に求めることができる。
【００５９】
ステップＳ６０２では、ステップＳ６０１で予測された照射野の確信度Ｋ１に初期値１を設定する。
【００６０】
ステップＳ６０３では、相対位置検出精度の経時劣化による確信度低下を計算する。Ｆ１１（Ｓ１）はＸ線撮影処理開始からの経過時間Ｓ１と相対位置検出精度の経時劣化による確信度低下の関係を表す関数である。図７（Ａ）にＳ１とＦ１１（Ｓ１）との関係を示す。ステップＳ６０３では確信度Ｋ１からＦ１１（Ｓ１）の値を減算することにより、経時劣化に伴う確信度の低下を計算する。
【００６１】
ステップＳ６０４では、Ｘ線検出部の画像検出部１０５に対するＸ線の入射角が大きいことによって生じる確信度の低下を計算する。Ｆ１２（α（Ｓ１））はＸ線の照射軸が撮像部１０４に対してα（Ｓ１）の角度で入射した場合の確信度の低下を表す関数である。図７（Ｂ）に相対角度α（Ｓ１）と確信度低下関数Ｆ１２（α（Ｓ１））との関係を示す。
【００６２】
ステップＳ６０４では、ステップＳ６０３で求めた確信度Ｋ１からＦ１２（Ｓ１）の値を減算することにより、Ｘ線の入射角が大きいことによる確信度の低下を計算する。
【００６３】
ステップＳ６０５では、Ｘ線発生部（管球）１０１と撮像部１０４の相対位置の変化が大きいことによって生じる確信度の低下を計算する。Ｆ１３（Ｒ（Ｓ１））はＸ線発生部（管球）１０１と撮像部１０４を総移動距離Ｒ（Ｓ１）移動させることによって生じる確信度の低下を表す関数である。図７（Ｃ）に総移動距離Ｒ（Ｓ１）と移動による確信度低下関数Ｆ１３（Ｒ（Ｓ１））との関係を示す。
【００６４】
ステップＳ６０５では、ステップＳ６０４で求めた確信度Ｋ１からＦ１３（Ｒ（Ｓ１））の値を減算することにより、相対位置の変化が大きいことに伴う確信度の低下を計算する。
【００６５】
以上の処理により、Ｘ線発生部（管球）１０１と撮像部１０４のそれぞれの位置、角度、及びコリメータの絞り開度に基づくＸ線の照射野の予測を行うとともに、予測した照射野の確信度の計算を行うことが可能となる。
【００６６】
＜６．線量及びＸ線画像に基づく照射野予測処理の流れ＞
次に、照射野予測部２３２による、線量及びＸ線画像に基づく照射野予測処理の流れについて、図８のフローチャートを参照しながら説明する。
【００６７】
ステップＳ８０１では、図３のステップＳ３０７において画像検出部１０５により生成されたＸ線画像に基づいて、被写体の部位Ｂ（Ｓ１）を推定する。なお、部位を推定する方法としては一般的な方法が用いられるものとする。
【００６８】
ステップＳ８０２では、画像検出部１０５により生成されたＸ線画像と、推定された撮影部位と、線量計１１０により計測された、１フレームを撮影する間に被写体に照射された線量とから、撮像部１０４に形成されるＸ線の照射野を推定する。なお、Ｘ線の照射野の推定方法は、一般的な手法が用いられるものとする。
【００６９】
ステップＳ８０３では、ステップＳ８０２で予測された照射野の確信度Ｋ２に初期値１を設定する。ステップＳ８０４では、ステップＳ３０６で計測された、１フレームを撮影する間に被写体に照射された線量Ｈ（Ｓ１）と、ステップＳ８０１で推定されたＸ線画像の部位情報Ｂ（Ｓ１）とに基づいて、ステップＳ８０２で推定された照射野の確信度を計算する。
【００７０】
Ｆ２１（Ｈ（Ｓ１））は１フレームを撮影する間に被写体に照射されたＸ線の線量が少ないことによって生じる照射野予測確信度低下を表す関数である。線量が少なくなると照射野予測確信度が低下するのは、線量が少なくなるとＸ線量子ノイズの影響で照射野の認識精度が下がるためである。
【００７１】
また、Ｆ２２（Ｂ（Ｓ１））はＸ線透過率の低い部位を撮影した場合に生じる照射野予測確信度低下を表す関数である。Ｆ２１（Ｈ（Ｓ１））とＨ（Ｓ１）の関係及びＦ２２（Ｂ（Ｓ１））とＢ（Ｓ１）の関係をそれぞれ図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示す。ステップＳ８０４では照射野予測確信度Ｋ２からＸ線照射線量による確信度低下量Ｆ２１（Ｈ（Ｓ１））と撮影部位による確信度低下量Ｆ２２（Ｂ（Ｓ１））の積を減算することにより、ステップＳ８０２で予測された照射野の確信度を計算する。
【００７２】
以上の処理により、線量及びＸ線画像に基づくＸ線の照射野の予測を行うとともに、予測された照射野の確信度の計算を行うことが可能となる。
【００７３】
＜７．予測照射野決定処理の流れ＞
次に、予測照射野決定部２３３による、予測照射野決定処理の流れについて、図１０を参照しながら説明する。
【００７４】
ステップＳ１００１では、照射野予測部２３１において予測された照射野の確信度Ｋ１と照射野予測部２３２において予測された照射野の確信度Ｋ２との差分|Ｋ１−Ｋ２|を計算する。そして、計算された差分が、確信度差分閾値Ｔ１より大きい場合には、ステップＳ１００２に進み、それ以外の場合（確信度差分閾値以下の場合）にはステップＳ１００５に進む。
【００７５】
ステップＳ１００２では、照射野予測部２３１において予測された照射野の確信度Ｋ１と、照射野予測部２３２において予測された照射野の確信度Ｋ２との比較を行う。ステップＳ１００２において、確信度Ｋ１が確信度Ｋ２より大きいと判断された場合には、ステップＳ１００４に進み、それ以外の場合にはステップＳ１００３に進む。
【００７６】
ステップＳ１００３では、照射野予測部２３２において予測された照射野を最終的な予測照射野として決定する。一方、ステップＳ１００４では、照射野予測部２３１において予測された照射野を最終的な予測照射野として決定する。
【００７７】
ステップＳ１００５では、照射野予測部２３１において予測された照射野と、照射野予測部２３２において予測された照射野の少なくとも一方が含まれる領域、あるいはそれよりも広い領域を最終的な予測照射野として決定する。
【００７８】
このように、本実施形態に係るＸ線撮影装置では、２つの異なる手法により予測されたＸ線の照射野の確信度に明らかな差異があれば、確信度の大きい方の予測照射野を最終的な予測照射野として決定する。また、２つの異なる手法により予測されたＸ線の照射野が同程度であれば、２つの照射野の少なくとも一方が含まれる領域または、それよりも広い領域を最終的な予測照射野として決定する。
【００７９】
＜８．予測照射野決定処理の実施例＞
次に、予測照射野決定部２３３における予測照射野決定処理の実施例１について説明する。
【００８０】
図１１は、予測照射野決定処理時の各種変数と最終的に決定された予測照射野を示したテーブルである。図１１の例は、Ｘ線撮影処理開始からの経過時間Ｓ１が５分であり、相対角度αは４であり°、総移動距離Ｒ（Ｓ１）が１ｍであり、撮影フレームでの線量が１０μＲであり、撮影部位が骨盤部の場合を示している。
【００８１】
この場合、照射野予測部２３１において予測されたＸ線照射野の確信度は０．６８、照射野予測部２３２において予測されたＸ線照射野の確信度は０．９２となり、最終的な予測照射野として、照射野予測部２３２において予測されたＸ線照射野が決定される。
【００８２】
このときの照射野を図１２に示す。図１２において、１２０１は実際に形成された照射野を示しており、１２０２は照射野予測部２３１において予測された照射野を、１２０３は照射野予測部２３２において予測された照射野をそれぞれ示している。図１２に示すように、照射野予測部２３２において予測された照射野の方が確信度が高く、実際の照射野に近似している。この結果、照射野予測部２３２において予測された照射野が最終的な予測照射野として決定されることとなる。
【００８３】
次に、予測照射野決定部２３３における予測照射野決定処理の実施例２について説明する。
【００８４】
図１３は、予測照射野決定処理時の各種変数と最終的に決定された予測照射野を示したテーブルである。図１３の例は、Ｘ線撮影処理開始からの経過時間Ｓ１が３分であり、相対角度αが１°であり、総移動距離Ｒ（Ｓ１）が０．４ｍ、撮影フレームでの線量が３μＲであり、撮影部位が腹部の場合を示している。
【００８５】
この場合、照射野予測部２３１において予測されたＸ線照射野の確信度は０．９、照射野予測部２３２において予測されたＸ線照射野の確信度は０．５となる。この結果、最終的な予測照射野として、照射野予測部２３１において予測された照射野が最終的な予測照射野として決定されることとなる。
【００８６】
＜９．Ｘ線検出部外へのＸ線照射抑制処理＞
次に、予測照射野決定部２３３において決定された予測照射野に基づいて、Ｘ線検出部外へのＸ線照射抑制処理の流れについて図１４を用いて説明する。
【００８７】
予測照射野決定部２３３において予測照射野が決定されると、図１４に示す、Ｘ線検出部外へのＸ線照射抑制処理が開始される。
【００８８】
ステップＳ１４０１では、決定された予測照射野の端部と画像検出部１０５との最小距離Ｕ（Ｓ１）を計算する。ステップＳ１４０２では、ステップＳ１４０１で計算された最小距離Ｕ（Ｓ１）と距離閾値Ｔ２との比較を行う。ステップＳ１４０２において、最小距離Ｕ（Ｓ１）が距離閾値Ｔ２より小さいと判断された場合には、ステップＳ１４０３に進み、最小距離Ｕ（Ｓ１）が距離閾値Ｔ２以上であると判断された場合には、処理を終了する。
【００８９】
ステップＳ１４０３では、操作者に照射野の端部が画像検出部１０５の境界に近いことを警告する。また、ステップＳ１４０４ではＸ線が画像検出部１０５外に照射されるのを抑制するようにＸ線発生部（管球）１０１と撮像部１０４との相対位置・角度、またはコリメータの絞り開度のいずれかを制御する。または、Ｘ線照射を停止するよう制御する。
【００９０】
これにより、決定された予測照射野の端部が画像検出部１０５の境界に近いと判断された場合には、Ｘ線が画像検出部１０５外へ照射されるのを抑制することが可能となる。
【００９１】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係るＸ線撮影装置では、２つの異なる手法により予測されたＸ線の照射野の確信度を算出し、それぞれの確信度に明らかな差異があれば、確信度の大きい方の予測照射野を最終的な予測照射野として決定する。
【００９２】
また、それぞれの確信度が同程度であれば、２つの照射野の少なくとも一方に含まれる領域または、当該領域を含み、当該領域よりも広い領域を最終的な予測照射野として決定する。
【００９３】
この結果、本実施形態に係るＸ線撮影装置によれば、相対位置、経時変化、入射角、被写体のＸ線透過率等の諸条件によらず、照射野を精度よく予測することが可能となり、その結果、Ｘ線検出部外へのＸ線の照射を確実に抑制することができるようになる。
【００９４】
［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、２つの異なる手法により予測されたＸ線の照射野の確信度に基づいて、最終的に決定される予測照射野を変更する構成としたが、本発明はこれに限定さない。
【００９５】
それぞれの確信度に関わらず、２つの異なる手法により予測されたＸ線の照射野を両方含む領域、または当該領域を含み、当該領域よりも広い領域を最終的な予測照射野として決定するように構成してもよい。
【００９６】
図１５は、本実施形態に係るＸ線撮影装置の予測照射野決定処理の流れを示すフローチャートである。図１５に示すように、ステップＳ１５０１では、照射野予測部２３１において予測された照射野を取得し、ステップＳ１５０２では、照射野予測部２３２において予測された照射野を取得する。
【００９７】
ステップＳ１５０３では、照射野予測部２３１において予測された照射野と照射野予測部２３２において予測された照射野が両方含まれる領域または、当該領域を含み、当該領域よりも広い領域を最終的な予測照射野として決定する。
【００９８】
図１６は、本実施形態に係るＸ線撮影装置の予測照射野決定部により決定された予測照射野の一例を示す図である。図１６において、１６０１は実際に形成された照射野である。また、１６０２は照射野予測部２３１において予測された照射野を、１６０３は照射野予測部２３２において予測された照射野をそれぞれ示している。さらに、１６０４は最終的に決定された予測照射野を示している。
【００９９】
図１６に示すように、最終的に決定された予測照射野１６０４は、照射野予測部２３１において予測された照射野１６０２と照射野予測部２３２において予測された照射野１６０３とを含む矩形領域となっている。当該矩形領域は、実際の照射野１６０１を包含する構成となっている。
【０１００】
つまり、本実施形態の場合、実際の照射野は、最終的に決定された予測照射野１６０４内に確実に含まれることとなり、この結果、Ｘ線検出部外へのＸ線の照射をより確実に抑制することが可能となる。
【０１０１】
かかる構成は、画像検出部外へのＸ線の照射の防止を、Ｘ線撮影時の自由度よりも優先したい場合に特に有効である。
【０１０２】
［他の実施形態］
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【０１０３】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録したコンピュータ読取可能な記憶媒体を、システムあるいは装置に供給するよう構成することによっても達成されることはいうまでもない。この場合、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することにより、上記機能が実現されることとなる。なお、この場合、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１０４】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピ（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。
【０１０５】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現される場合に限られない。例えば、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【０１０６】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。つまり、プログラムコードがメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって実現される場合も含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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