(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を用いて被写体を撮影する放射線撮影装置であって、
１ショット間にエネルギーが連続的に変化する前記放射線が前記被写体に照射され、当該１ショット間に前記被写体を透過した前記放射線を複数回検出し、複数の画像データを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成される複数の画像データを、所定の閾値に基づいて、高いエネルギー側の放射線によって生成された画像データと低いエネルギー側の放射線によって生成された画像データとに分類する分類手段と、
前記分類手段によって分類された、高いエネルギー側の放射線によって生成された画像データ群を加算するとともに、低いエネルギー側の放射線によって生成された画像データ群を加算する加算手段と、
前記加算手段によって加算された、高いエネルギー側の放射線によって生成された画像データと低いエネルギー側の放射線によって生成された画像データとを減算する減算手段と
を有することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
前記被写体に照射する前記放射線のエネルギーを制御する制御手段を更に有し、
前記制御手段は、前記被写体の撮影部位に応じて、前記放射線のエネルギーを制御することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
【請求項３】
前記被写体に照射する前記放射線のエネルギーを制御する制御手段を更に有し、
前記制御手段は、放射線撮影に使用される造影剤の有無に応じて、前記放射線のエネルギーを制御することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記生成手段により生成される画像データのフレームレートを変更する変更手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項５】
前記変更手段は、前記被写体の撮影部位及び前記被写体である被験者の年齢のうちの少なくとも何れか一方に応じてフレームレートを変更することを特徴とする請求項４に記載の放射線撮影装置。
【請求項６】
前記生成手段により生成される画像データの部分読み出しを行う部分読み出し手段を更に有し、
前記変更手段は、部分読み出しが行われる前の画像データのフレームレートより、部分読み出しが行われた画像データのフレームレートを高くすることを特徴とする請求項４または５に記載の放射線撮影装置。
【請求項７】
前記生成手段に含まれる前記放射線を検出する画素の所定の数をひとまとめにして画像データを読み出すビニング手段を更に有し、
前記変更手段は、前記ビニング手段によって解像度が落とされる前の画像データのフレームレートより、前記ビニング手段によって解像度が落とされた画像データのフレームレートを高くすることを特徴とする請求項４または５に記載の放射線撮影装置。
【請求項８】
前記生成手段に含まれる前記放射線を検出する画素の所定の数をひとまとめにして画像データを読み出すビニング手段を更に有し、
前記ビニング手段は、前記被写体に前記放射線が照射される間に、ひとまとめにして画像データを読み出す画素の数を切り替えることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項９】
前記ビニング手段は、高いエネルギー側の放射線によって画像データを生成する場合と低いエネルギー側の放射線によって画像データを生成する場合とで、ひとまとめにして画像データを読み出す画素の数を切り替えることを特徴とする請求項８に記載の放射線撮影装置。
【請求項１０】
前記生成手段により生成される画像データのフレームレートを変更する変更手段を更に有し、
前記変更手段は、前記被写体に前記放射線が照射される間に、前記生成手段により生成される画像データのフレームレートを変更することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項１１】
前記生成手段は、高いエネルギー側の放射線によって画像データを生成する場合と低いエネルギー側の放射線によって画像データを生成する場合とで、前記放射線を検出するフレームレートを変更することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項１２】
前記加算手段及び前記減算手段は、それぞれ、前記加算及び前記減算を行う際に、減算処理後における画像データの関心領域のコントラストが上がるように重み付けを行うことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項１３】
放射線を用いて被写体を撮影する放射線撮影装置の制御方法であって、
１ショット間にエネルギーが連続的に変化する前記放射線が前記被写体に照射され、当該１ショット間に前記被写体を透過した前記放射線を複数回検出し、複数の画像データを生成する生成ステップと、
前記生成ステップにより生成される複数の画像データを、所定の閾値に基づいて、高いエネルギー側の放射線によって生成された画像データと低いエネルギー側の放射線によって生成された画像データとに分類する分類ステップと、
前記分類ステップによって分類された、高いエネルギー側の放射線によって生成された画像データ群を加算するとともに、低いエネルギー側の放射線によって生成された画像データ群を加算する加算ステップと、
前記加算ステップによって加算された、高いエネルギー側の放射線によって生成された画像データと低いエネルギー側の放射線によって生成された画像データとを減算する減算ステップと
を有することを特徴とする放射線撮影装置の制御方法。
【請求項１４】
放射線を用いて被写体を撮影する放射線撮影装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
１ショット間にエネルギーが連続的に変化する前記放射線が前記被写体に照射され、当該１ショット間に前記被写体を透過した前記放射線を複数回検出し、複数の画像データを生成する生成ステップと、
前記生成ステップにより生成される複数の画像データを、所定の閾値に基づいて、高いエネルギー側の放射線によって生成された画像データと低いエネルギー側の放射線によって生成された画像データとに分類する分類ステップと、
前記分類ステップによって分類された、高いエネルギー側の放射線によって生成された画像データ群を加算するとともに、低いエネルギー側の放射線によって生成された画像データ群を加算する加算ステップと、
前記加算ステップによって加算された、高いエネルギー側の放射線によって生成された画像データと低いエネルギー側の放射線によって生成された画像データとを減算する減算ステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を用いて被写体の撮影を行う技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エネルギーサブトラクション法は、物質のＸ線の吸収特性がＸ線のエネルギーによって異なることを利用し、関心領域を見やすくする画像撮影法である。具体的には、被写体にエネルギーの高いＸ線ビームと低いＸ線ビームとを照射し、被写体透過後のそれらのＸ線画像データを画像検出手段により撮影し、両者を減算することによりエネルギーサブトラクション画像データを生成する方法である。
【０００３】
さらに、高エネルギーのＸ線ビームで撮影したＸ線画像データと低エネルギーのＸ線ビームで撮影したＸ線画像データとの重み付けを変更することにより、関心領域を変化させることも可能である。これにより、骨部組織が消去され、軟部組織が関心領域として抽出されたエネルギーサブトラクション画像データ、反対に軟部組織が消去され、骨部領域が関心領域として抽出されたエネルギーサブトラクション画像データ等が得られる。
【０００４】
エネルギーサブトラクション画像データの生成においては、高エネルギーのＸ線ビームと低エネルギーのＸ線ビームとのそれぞれのエネルギーが適切でないと、関心領域がうまく抽出できないという課題があり、これを解決する各種方法が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１では、少なくともエネルギーの高い側のＸ線ビームでの撮影において、エネルギーを複数段階に亘って離散的に変化させながらそれぞれの段階でＸ線画像データを撮影する。次いで高エネルギーのＸ線ビームで撮影したＸ線画像データと低エネルギーのＸ線ビームで撮影したＸ線画像データとの少なくとも２つ以上の組み合わせでそれぞれ減算処理を行う。これにより高エネルギーのＸ線ビームで撮影したＸ線画像データと低エネルギーのＸ線ビームで撮影したＸ線画像データとを１枚ずつしか撮影しない場合と比較して、適切なエネルギーで撮影されたエネルギーサブトラクション画像データが得られる可能性が高まる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２２２３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、離散的にエネルギーを変化させてＸ線画像データを撮影すると、その離散的エネルギー以外に適切なエネルギーがある場合、適切なエネルギーサブトラクション画像データが得られない。従って、特許文献１に開示される技術の場合、１回の撮影で適切なエネルギーで撮影されたエネルギーサブトラクション画像データを得られない場合が生じる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、１回の撮影で適切なエネルギーで撮影されたエネルギーサブトラクション画像データを確実に得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の放射線撮影装置は、放射線を用いて被写体を撮影する放射線撮影装置であって、１ショット間にエネルギーが連続的に変化する前記放射線が前記被写体に照射され、当該１ショット間に前記被写体を透過した前記放射線を複数回検出し、複数の画像データを生成する生成手段と、前記生成手段により生成される複数の画像データを、所定の閾値に基づいて、高いエネルギー側の放射線によって生成された画像データと低いエネルギー側の放射線によって生成された画像データとに分類する分類手段と、前記分類手段によって分類された、高いエネルギー側の放射線によって生成された画像データ群を加算するとともに、低いエネルギー側の放射線によって生成された画像データ群を加算する加算手段と、前記加算手段によって加算された、高いエネルギー側の放射線によって生成された画像データと低いエネルギー側の放射線によって生成された画像データとを減算する減算手段とを有する。
また、本発明は、上述した放射線撮影装置の制御方法、及び、当該制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、１回の撮影で適切なエネルギーで撮影されたエネルギーサブトラクション画像データを確実に得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るＸ線撮影装置の構成を示す図である。
【図２】Ｘ線照射部から被写体Ｐに照射されるＸ線１ショットのＸ線エネルギーの時間変化及びＸ線１ショット内でのＸ線画像データの撮影枚数を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るＸ線撮影装置の処理を示すフローチャートである。
【図４】撮影条件設定部の機能によって表示される操作画面上のボタン配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した好適な実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の本発明の各実施形態の説明では、本発明に係る放射線撮影装置として、放射線の一種であるＸ線を用いて被写体のＸ線画像データの撮影を行うＸ線撮影装置を適用した場合について説明を行う。また、本発明においては、このＸ線撮影装置に限らず、例えば、他の放射線（例えば、α線、β線、γ線等）を用いて被写体の放射線画像の撮影を行う放射線撮影装置に適用することも可能である。
【００１３】
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮影装置１００の全体構成を示す図である。本Ｘ線撮影装置１００は、特に医療用として使用される。
【００１４】
図１において、Ｘ線照射部１０１は被写体ＰにＸ線を照射する。Ｘ線検出部１０２は被写体Ｐを透過したＸ線を検出し、Ｘ線画像データを生成する。Ｘ線照射部１０１は、Ｘ線を発生する不図示のＸ線発生部（管球）とＸ線発生部において発生したＸ線のビーム広がり角を規定するコリメータとによって構成される。Ｘ線検出部１０２は、微細な固体撮像素子が２次元に格子状に配置されて構成されている。
【００１５】
エネルギー制御部１０３は、Ｘ線照射部１０１から照射されるＸ線のエネルギーを制御する。またエネルギー制御部１０３は、Ｘ線照射部１０１から照射されるＸ線の１ショット間のエネルギーを連続的に調整することが可能である。撮影条件設定部１０４は、被写体に照射されるＸ線のエネルギー、フレームレート、ビニング等の撮影条件を操作者の操作に応じて設定する。
【００１６】
画像分類部１０６は、Ｘ線検出部１０２で撮影された複数枚のＸ線画像データを、高エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データ群と低エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データ群とに分類する。画像加算部１０７は、画像分類部１０６によって分類された高エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データ群と低エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データ群とのそれぞれに対して、同一種類の群に含まれる各Ｘ線画像データに重み付けを行う。そして、画像加算部１０７は、重み付け後の同一群
内のＸ線画像データをそれぞれ加算する。画像減算部１０８は、画像加算部１０７によってそれぞれ加算された高エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データと低エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データとに対して重み付けをしてそれらを減算する。画像表示部１０９は、画像減算部１０８で減算されたＸ線画像データをモニタ等に出力する。なお、Ｘ線照射部１０１は本発明の照射手段の適用例となる構成であり、エネルギー制御部１０３は本発明の制御手段の適用例となる構成であり、Ｘ線検出部１０２は本発明の生成手段の適用例となる構成である。また、画像分類部１０６は本発明の分類手段の適用例となる構成であり、画像減算部１０８は本発明の減算手段の適用例となる構成であり、画像加算部１０７は本発明の加算手段の適用例となる構成である。
【００１７】
次に、図２（ａ）を用いて、Ｘ線照射部１０１から被写体Ｐに照射されるＸ線１ショットのＸ線エネルギーの時間変化及びＸ線１ショット内でのＸ線画像データの撮影枚数について説明する。図２（ａ）では、胸部撮影において、軟部組織と骨部とを分離する撮影を想定している。また、図２（ａ）では、Ｘ線１ショットの管球の管電圧を連続的に制御している。また、図２（ａ）では、撮影制御部１０５により、管電圧が時間経過と共に増加している場合と減少している場合とで、Ｘ線検出部１０２によるＸ線画像データの撮影と管電圧変化との位相をずらしている。さらに、図２（ａ）では、４×４のビニングを行うことにより、高フレームレートの撮影を行っている。これにより、図２（ａ）では、Ｘ線１ショットの照射時間１００ｍｓの間に高エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データが２０枚、低エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データが２０枚の、それぞれ被写体に照射されたＸ線エネルギーの異なるＸ線画像データを撮影することができる。なお、ビニングとは、放射線を検出する画素の所定の数（上記例では４×４）をひとまとめにして読み出す方法である。
【００１８】
次に、図３（ａ）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線撮影処理の流れについて説明する。なお、図３（ａ）において、変数ｆｍａｘは操作者が設定したＸ線画像データの撮影枚数（Ｘ線画像撮影枚数）である。変数Ｖｔｈは、高エネルギーのＸ線ビームで撮影されるＸ線画像データと低エネルギーのＸ線ビームで撮影されるＸ線画像データとを区別するための管電圧の閾値である。変数ｆは撮影開始からのＸ線画像データの撮影枚数である。変数Ｖｆは変数ｆのＸ線画像データの撮影時において管球に負荷された管電圧である。
【００１９】
図３（ａ）において、先ずステップＳ１０１では、撮影条件設定部１０４は、Ｘ線画像撮影枚数ｆｍａｘ、適切と考えられる高圧と低圧の管電圧、高エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データと低エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データとを区別するための管電圧の閾値Ｖｔｈといった、被写体を撮影するための撮影条件を操作者の操作に応じて設定する。これを受け、ステップＳ１０２において、撮影制御部１０５は、操作者が入力した適切と考えられる管電圧付近で管電圧の刻みの小さいＸ線画像データが多数撮影できるように、図２（ａ）に示すようなＸ線１ショットの管電圧波形を決定する。そして撮影制御部１０５は、当該管電圧波形の管電圧制御信号をエネルギー制御部１０３に送信する。
【００２０】
ステップＳ１０３において、撮影制御部１０５は、変数ｆに初期値０を設定する。続くステップＳ１０４において、エネルギー制御部１０３は、ステップＳ１０２の管電圧制御信号に基づいて被写体に対するＸ線の照射を開始する。続くステップＳ１０５において、撮影制御部１０５は、ステップＳ１０２にて決定した変数ｆでの管電圧波形をＶｆとして記録する。続くステップＳ１０６において、Ｘ線検出部１０２は被写体を透過したＸ線を検出し、検出結果がＸ線画像データＲｆとして保存される。続くステップＳ１０７において、撮影制御部１０５は変数ｆに１を加算し、これまでに撮影したＸ線画像データの枚数が更新される。
【００２１】
続くステップＳ１０８において、撮影制御部１０５は、変数ｆの値が変数ｆｍａｘの値より小さいか否かを判定することにより、これまでに撮影したＸ線画像データの枚数が操作者の設定したＸ線画像撮影枚数に達したかを判定する。これまでに撮影したＸ線画像データの枚数が操作者の設定したＸ線画像撮影枚数に達した場合、処理はステップＳ１０９に進む。一方、これまでに撮影したＸ線画像データの枚数がまだＸ線画像撮影枚数に達していない場合、処理はステップＳ１０５に戻る。ステップＳ１０９において、エネルギー制御部１０３は、Ｘ線照射部１０１による被写体へのＸ線照射を停止する。なお、ステップＳ１０６の最初の１枚目のＸ線画像データの撮影は、ステップＳ１０４のＸ線照射と同時又は照射前から行われるものとする。また、ステップＳ１０６の最後の１枚のＸ線画像データの撮影は、ステップＳ１０９でＸ線の照射が完全に終了するまで行われるものとする。
【００２２】
続くステップＳ１１０において、画像分類部１０６は、ステップＳ１０６で撮影されたＸ線画像データを、高エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データ群と低エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データ群とに分類する。続くステップＳ１１１において、画像加算部１０７は、ステップＳ１１０で同一グループに分類されたＸ線画像データについて、そのグループ内で各Ｘ線画像データに重みを付けてＸ線画像データを加算する。続くステップＳ１１２において、画像減算部１０８は、ステップＳ１１１で加算された高エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データと低エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データとの両者に重み付けをして、それらを減算する。なお、ステップＳ１１０、Ｓ１１１、Ｓ１１２の詳細は後述する。
【００２３】
続くステップＳ１１３において、画像表示部１０９は、ステップＳ１１２で減算されたＸ線画像データをモニタ等に表示する。操作者はステップＳ１１３で表示されたＸ線画像データを確認し、適切なＸ線画像データが得られたかどうかを判断する。適切なＸ線画像データが得られたと判断した場合、操作者は終了操作を行う。一方、まだ適切なＸ線画像データが得られていないと判断した場合、操作者は重み付け係数の変更操作を行う。ステップＳ１１４において、撮影制御部１０５は、重み付け係数の変更操作があったか否かを判定する。重み付け係数の変更操作があった場合、処理はステップＳ１１１に戻る。一方、重み付け係数の変更操作ではなく、終了操作があった場合、処理は終了する。このような、ステップＳ１１１〜Ｓ１１５は操作者が適切なＸ線画像データが得られたと判断するまで繰り返される。以上により、適切なエネルギーサブトラクション画像データが得られる。
【００２４】
次に、画像分類、画像加算、画像減算の処理の流れについて図３（ｂ）のフローチャートを参照しながら説明する。なお、図３（ｂ）において、変数ＲＨは高エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データである。変数ＲＬは低エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データである。変数ＲはそれらのＸ線画像データを重み付けして減算したＸ線画像データである。変数ｋＨｆ、ｋＬｆはそれぞれ、高エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データと低エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データとを加算する際の、各Ｘ線画像データに対する重み付け係数である。変数ｋＨ、ｋＬはそれぞれ、Ｘ線画像データＲＨとＸ線画像データＲＬとを減算する際のそれぞれのＸ線画像データに対する重み付け係数である。
【００２５】
ステップＳ２０１において、撮影制御部１０５は変数ｆを０に戻す。また撮影制御部１０５は、高エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データＲＨと低エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データＲＬとの全画素値に初期値０を代入する。ステップＳ２０２において、撮影制御部１０５は変数Ｖｆの値がＶｔｈの値より小さいか否かを判定する。即ち、撮影制御部１０５はＸ線画像データＲｆ撮影時の管電圧Ｖｆが閾値Ｖｔｈより低いか否かを判定する。Ｘ線画像データＲｆ撮影時の管電圧Ｖｆが閾値Ｖｔｈより低ければステップＳ２０５に進む。一方、Ｘ線画像データＲｆ撮影時の管電圧Ｖｆが閾値Ｖｔｈ以上であればステップＳ２０３に進む。
【００２６】
ステップＳ２０３において、撮影制御部１０５は、Ｘ線画像データＲｆに重み付け係数ｋＨｆを乗算し、それをＸ線画像データＲＨに加算することにより高エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データを加算する。続くステップＳ２０４において、撮影制御部１０５は変数ｆに１を加算し、加算対象となる撮影画像の更新を行う。
【００２７】
ステップＳ２０５において、撮影制御部１０５はＸ線画像データＲｆに重み付け係数ｋＬｆを乗算し、それをＸ線画像データＲＬに加算することにより、低エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データの加算を行う。続くステップＳ２０６において、撮影制御部１０５は変数ｆに１を加算し、加算対象となる撮影画像の更新を行う。
【００２８】
ステップＳ２０７において、撮影制御部１０５は、変数ｆの値がＸ線画像撮影枚数ｆｍａｘの値より小さいか否かを判定する。変数ｆの値がＸ線画像撮影枚数ｆｍａｘの値より小さい場合にはステップＳ２０２に処理を戻すことで、撮影された最後の１枚までステップＳ２０２からＳ２０６の処理を繰り返す。変数ｆの値がＸ線画像撮影枚数ｆｍａｘの値と等しくなると、Ｓ２０８に処理を進める。ステップＳ２０８において、撮影制御部１０５は、Ｘ線画像データＲＨとＸ線画像データＲＬとにそれぞれ変数ｋＨとｋＬとを乗算し、そして両者を減算する。これにより、高エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データと低エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データとの差分画像データを得ることになる。
【００２９】
なお、画像分類、画像加算、画像減算の処理において、Ｘ線画像データの重み付け係数ｋＨｆ、ｋＬｆ、ｋＨ、ｋＬの初期値は任意の値でよい。また重み付け係数ｋＨｆ、ｋＬｆ、ｋＨ、ｋＬの初期値として、それらの組み合わせを複数持って、それぞれの組み合わせでステップＳ２０１からＳ２０８までを実行し、重み付け係数の異なる差分画像データを複数作成してもよい。そして、それをディスプレイに表示して、最適な画像を操作者に選ばせてもよい。
【００３０】
以上説明した処理により、１ショットのＸ線照射で、照射されたＸ線エネルギーの異なるＸ線画像データが高エネルギー側、低エネルギー側それぞれ２０枚ずつ取得できる。そして、高エネルギー側、低エネルギー側のそれぞれのＸ線画像データの加算時の重み付け係数、高エネルギー側のＸ線画像データと低エネルギー側のＸ線画像データとの減算時の重み付け係数も操作者が自由に調整できる。これにより、１回の撮影で適切なエネルギーサブトラクション画像データを確実に得ることができる。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態に係るＸ線撮影装置は、第１の実施形態と同様に図１に示すような構成であるが、以下のように撮影制御部１０５の機能に違いがある。即ち、第１の実施形態では、撮影部位は胸部であり、造影剤を用いない撮影を想定した。また被験者の年齢は考慮せず、１回の撮影でビニングは固定であった。さらに適切なエネルギーサブトラクション画像データを得るのに、操作者がＸ線画像データの重み付けのパラメータを調整した。これに対し、第２の実施形態では、撮影部位の切り替え、造影剤を用いる撮影、被験者の年齢を考慮した撮影、１回の撮影でビニングが変化する撮影ができ、さらに適切なＸ線画像データを得るための重み付け係数の自動調整機能を実装した。このため、第２の実施形態における撮影制御部１０５には、Ｘ線画像データの部分読み出し機能、Ｘ線画像データから部位認識を行う部位認識機能、及び、部位認識機能による部位認識の結果と操作者が設定した撮影条件とを基に、Ｘ線画像データの関心領域とその周辺領域とを認識する関心領域認識機能が実装されている。
【００３２】
先ず、図４を用いて、第２の実施形態における撮影条件設定部１０４について説明する。図４は、第２の実施形態における撮影条件設定部１０４の機能によって表示される操作画面上のボタン配置を示す図である。撮影条件設定部１０４によって表示される操作画面は、部位、造影剤、年齢、解像度、画像サイズ、画像調整、決定の選択ボタン４０１〜４０７と、管電圧、管電流、フレームレート、撮影枚数の調整ウィンドウ４０８〜４１１と、調整ダイヤル４１２と管電圧波形表示ウィンドウ４１３とで構成される。第２の実施形態では、操作者が図４に示す操作画面上で、部位、造影剤、年齢、解像度、画像サイズの順に撮影条件を入力する。すると、各段階で、管電圧波形表示ウィンドウに管電圧の時間変化波形、ビニング、撮影枚数が表示される。また、各選択ボタンと調整ウィンドウにより、各段階で撮影条件を手動調整することも可能である。そして設定ボタンが押されると、その条件が撮影制御部１０５に入力され、その条件で撮影可能となる。また、設定ボタンが押された後でも、変更ボタンを押すことにより、撮影条件を再度設定することができる。
【００３３】
次に、図２（ｂ）〜（ｅ）を用いて、図４に示す操作画面上の各選択ボタンが押されたときに初期値として自動で設定される撮影条件について説明する。図２（ｂ）は、図４で部位として乳房が選択された場合に、撮影制御部１０５に初期値として設定される撮影条件である。図２（ｂ）の管電圧は、乳腺を消去して腫瘤を見えやすくするために、胸部の撮影を想定した図２（ａ）の場合と比較して管電圧を低くして、さらにビニングなしの撮影として高解像度の撮影を行っている。このように第２の実施形態では、撮影部位に応じて管電圧やビニングを変化させることができる。
【００３４】
図２（ｃ）は、図４に示す操作画面で部位として胸部が選択され、且つ造影剤ありが選択された場合に、撮影制御部１０５に初期値として設定される撮影条件である。図２（ｃ）では、造影剤と骨部を分離するため、図２（ａ）の造影剤なしの場合と比較して管電圧を高くしている。このように第２の実施形態では、造影剤の有無によって管電圧を変化させることができる。
【００３５】
図２（ｄ）は、図４に示す操作画面で部位として胸部が選択され、且つ造影剤なしが選択され、且つ年齢として小児が選択された場合に、撮影制御部１０５に初期値として設定される撮影条件である。図２（ｄ）では、一般に小児の心拍は成人の心拍と比較して早くその分短時間の撮影が要求されるため、図２（ａ）に示す成人の場合より撮影時間が短くなるように管電圧を制御している。さらに図２（ｄ）では、撮影制御部１０５により画像の部分読み出しを行って、撮影可能なフレームレートを高め、図２（ａ）の場合と比較してエネルギー分解能が落ちないように撮影を行っている。ここで小児の撮影においては、成人の撮影よりビニングによって解像度を落として、その分フレームレートを上げて撮影してもよい。このように第２の実施形態では、被験者の年齢に応じてＸ線画像データの部分読み出し、またはビニングによってフレームレートを高めた撮影が可能である。上記のように、部分読み出しが行われる前より部分読み出しが行われた画像データのフレームレートを高める処理や、ビニングによって解像度が落とされる前より解像度が落とされた後にフレームレートを高める処理は、本発明の変更手段の処理例である。
【００３６】
図２（ｅ）は、図４に示す操作画面で部位として胸部が選択され、且つ造影剤なしが選択され、且つ年齢として大人が選択され、且つ解像度として高が選択された場合に、撮影制御手段１０５に初期値として設定される撮影条件である。図２（ｅ）では、一般に低エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データは微細な構造が見えづらく、ビニングによる画質の劣化が小さい。そのため、高エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データの撮影は１×１で行い、低エネルギーのＸ線ビームで撮影されたＸ線画像データは４×４のビニングで撮影している。このようにＸ線１ショット照射する間にビニングによ
って解像度を切り替えることで、高エネルギー、低エネルギー共に１×１で撮影する場合より撮影時間を短縮し、モーションアーチファクトを低減している。このように第２の実施形態では、１回の撮影中にビニングを変えることができる。
【００３７】
次に第１の実施形態と第２の実施形態との撮影処理の相違点について説明する。第２の実施形態と第１の実施形態との撮影処理の違いは、図４に示す操作画面で画像調整が手動に設定された場合は、ステップＳ１０１の撮影条件設定処理が相違点となる。また画像調整が自動に設定された場合は、ステップＳ１０１の撮影条件設定処理とステップＳ１１４のＸ線画像データの重み付け変更の判断処理とステップＳ１１５の重み付け処理とが相違点となる。
【００３８】
以下、図３（ｃ）を用いて、画像調整を自動にした場合の、ステップＳ１１４とＳ１１５の代替となる画像最適化処理について述べる。なお、ステップＳ１０１の撮影条件設定の処理は上述のとおりである。先ずステップＳ３０１において、撮影制御部１０５は、ステップＳ１１２の最初のＸ線画像データを基に部位認識機能によって部位認識を行い、Ｘ線画像データの領域がどの部位に対応するのかを判断する。部位認識の方法は一般に公開されているいずれの方法を用いてもよい。続くステップＳ３０２において、撮影制御部１０５はＳ３０１の部位認識の結果とステップＳ１０１で設定された撮影条件とを基に、関心領域認識機能により関心領域とその周辺領域とを設定する。関心領域とその周辺領域とは、例えば造影剤を用いた撮影では造影剤の領域が関心領域であり、造影剤の周辺の領域が周辺領域である。この領域は撮影条件毎に予め設定されているものとする。なお、関心領域と周辺領域とは、撮影されたＸ線画像データをモニタ等に表示させ、操作者に選択させてもよい。またステップＳ３０２において、撮影制御部１０５は周辺領域の画素値をＣ、関心領域の画素値をＤと定義する。続くステップＳ３０３において、撮影制御部１０５はステップＳ３０２で定義された関心領域の画素値Ｄとその周辺領域の画素値Ｃとを計算し、それらのコントラストが最大になるように変数ｋＨｆ、ｋＬｆ、ｋＨ、ｋＬの調整を行う。ここでコントラストはＥ＝｜Ｃ−Ｄ｜／Ｃで定義される。変数ｋＨｆ、ｋＬｆ、ｋＨ、ｋＬの調整方法は一般に公開されている最適化手法であれば何でもよく、例えば目的関数を変数Ｅの最大化、設計変数を変数ｋＨｆ、ｋＬｆ、ｋＨ、ｋＬとして遺伝的アルゴリズムで行ってもよい。以上で画像最適化処理は終了し、操作者が最適化後のＸ線画像データを確認する。
【００３９】
以上説明した処理により、第１の実施形態より操作者にとってより少ない工数で、より適切なエネルギーサブトラクション画像データが得られる。
【００４０】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【００４１】
１００：Ｘ線撮影装置、１０１：Ｘ線照射部、１０２：Ｘ線検出部、１０３：エネルギー制御部、１０４：撮影条件設定部、１０５：撮影制御部、１０６：画像分類部、１０７：画像加算部、１０８：画像減算部、１０９：画像表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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