(57)【要約】【課題】  造影剤の到達タイミングに基づいて診断用画像データの生成を行なう際に、被検体に対する被曝量をあまり増大させること無く造影剤の到達タイミングを正確に把握する。【解決手段】  Ｘ線診断装置１００の操作部９は、低Ｘ線量のＸ線撮影によって得られた参照用画像データに対してモニタリング用撮影領域と診断用撮影領域を設定し、絞り移動制御部３１は、参照用画像データにおける被検体１５０の造影剤流入部位に設定された狭小なモニタリング用撮影領域の位置情報に基づいて可動絞り部１６を移動しモニタリング用撮影領域を形成する。次いで、画素値比較部６は、このモニタリング用撮影領域に対するＸ線撮影によって生成されたモニタリング用画像データの画素値と予め設定された閾値との比較を行ない、この比較結果に基づいて前記絞り移動制御部３１は、可動絞り部１６を高速移動して診断用画像データを生成するための広範囲な診断用撮影領域を形成する。【選択図】  図１
2006136500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
造影剤投与前及び投与後の被検体に対してＸ線を照射するＸ線発生手段と、
このＸ線発生手段から照射され前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、
このＸ線検出手段によって検出された透過Ｘ線に基づいて画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記被検体の診断対象部位に対する診断用撮影領域と、前記診断対象部位の造影剤流入部位あるいはその近傍部位に対するモニタリング用撮影領域の設定を行なう撮影領域設定手段と、
この撮影領域設定手段によって設定された前記診断用撮影領域及びモニタリング用撮影領域の位置情報に基づいてモニタリング用撮影領域及び診断用撮影領域を形成する撮影領域形成手段と、
この撮影領域形成手段によって形成されたモニタリング用撮影領域に対する前記Ｘ線発生手段のＸ線照射によって生成されたモニタリング用画像データにおける画素値と所定の閾値を比較する画素値比較手段を備え、
前記撮像領域形成手段は、前記画素値比較手段の比較結果に基づいて診断用画像データを生成するための前記診断用撮影領域を形成することを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記撮影領域設定手段は、造影剤投与前の前記被検体に対する前記Ｘ線発生手段のＸ線照射に基づいて前記画像データ生成手段が生成した参照用画像データに対し前記診断用撮影領域及び前記モニタリング用撮影領域を設定することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記Ｘ線発生手段はＸ線量制御手段を備え、このＸ線量制御手段は、前記参照用画像データの生成におけるＸ線量を、前記モニタリング用画像データあるいは前記診断用画像データの生成におけるＸ線量より低く設定することを特徴とする請求項２記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記参照用画像データを表示する表示手段を備え、前記撮影領域設定手段は、前記表示手段に表示された前記参照用画像データに基づいて前記診断用撮影領域及び前記モニタリング用撮影領域を設定することを特徴とする請求項２記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記撮影領域設定手段は、前記参照用画像データにおける前記被検体の咽頭部あるいは食道の造影剤流入部に対して前記モニタリング用撮影領域を設定することを特徴とする請求項２又は請求項４に記載したＸ線診断装置。
【請求項６】
前記撮影領域形成手段は、前記Ｘ線発生手段によって発生したＸ線の照射領域を設定するＸ線絞り手段を備え、前記撮影領域設定手段が設定した撮影領域の位置情報に基づいて前記Ｘ線絞り手段の絞り羽根及び補償フィルタの少なくとも何れかを所定位置に移動することにより前記モニタリング用撮影領域及び前記診断用撮影領域を形成することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
前記撮影領域形成手段は、前記診断用画像データの生成間隔より短い時間内で前記Ｘ線絞り手段の絞り羽根あるいは補償フィルタを前記所定位置に移動して前記診断用撮影領域を形成することを特徴とする請求項６記載のＸ線診断装置。
【請求項８】
前記画素値比較手段は、前記モニタリング用画像データを構成する複数の画素における画素値の平均値、最大値あるいは最小値の何れかと前記閾値を比較することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項９】
造影剤投与前の被検体に対する低Ｘ線量のＸ線照射によって参照用画像データを生成するステップと、
前記参照用画像データの所定部位に対してモニタリング用撮影領域及び診断用撮影領域を設定するステップと、
設定されたモニタリング用撮影領域の位置情報に基づいて形成されたモニタリング用撮影領域に対し高Ｘ線量のＸ線照射を行なってモニタリング用画像データを生成するステップと、
生成された前記モニタリング用画像データにおける画素値と所定の閾値を比較するステップと、
得られた比較結果と設定された前記診断用撮影領域の位置情報に基づいてＸ線絞り器の絞り羽根あるいは補償フィルタを所定位置に移動して診断用撮影領域を形成するステップと、
形成された診断用撮影領域に対して高Ｘ線量のＸ線を照射し診断用画像データを生成するステップを
有することを特徴とする画像データ生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線診断装置及び画像データ生成方法に係り、特に、造影剤を使用したＸ線撮影において、診断対象部位あるいはその周辺部位に対する造影剤の到達タイミングに基づいてＸ線照射の制御を行なうＸ線診断装置及び画像データ生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置やＭＲＩ装置、あるいはＸ線ＣＴ装置などを用いた医用画像診断技術は、コンピュータ技術の発展に伴って急速な進歩を遂げ、今日の医療において必要不可欠なものとなっている。
【０００３】
ところで、我が国における胃や食道等の消化器系の疾患は多く、特に癌による死亡率は欧米に比較して高い。このため、早期発見を目的とした検診が重要視され、内視鏡検査と比較して被検体に対する侵襲度が低く、しかも短時間での検査が可能なＸ線撮影による検診が従来より広く行なわれている。
【０００４】
食道に対するＸ線撮影では、操作者は、撮影準備の整ったＸ線診断装置に固定された被検体に対し好適なタイミングで造影剤の嚥下を促し、造影剤が咽頭内に流入するタイミングに基づいてＸ線撮影を開始する方法が行なわれている。
【０００５】
上述のＸ線撮影において、嚥下された造影剤は瞬時（１秒以内）で診断対象部位である食道内に到達するため、操作者は、嚥下のタイミングを正確に捉える必要がある。しかしながら、被検体が老齢者や幼児の場合には、操作者による嚥下の指示に対して即座に対応できない場合が多い。
【０００６】
このような被検体に対し造影剤が食道内を通過する好適なタイミングでＸ線撮影を行なう第１の方法として、Ｘ線撮影期間を長めに設定し、実際に造影剤が嚥下される前から高Ｘ線量の本撮影を開始する方法があり、又、第２の方法として、低Ｘ線量の予備撮影によって画像データを予め生成し、この画像データにおける食道の造影剤流入部における画素値に基づいて高Ｘ線量の本撮影を開始する方法がある。特に、後者の方法は、造影剤を用いたダイナミックＣＴ撮影においても検討されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−３４２１２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上述の第１の方法によれば、Ｘ線撮影期間が長くなるため、被検体に対するＸ線被曝量が増大する欠点があり、特に幼児に対しては好ましくない。一方、第２の方法によれば、低Ｘ線量の予備撮影によって得られる画像データのＳ／Ｎは劣化するため、食道に流入する造影剤のフロントエッジを正確に捉えることが困難となり、好適なタイミングでＸ線撮影を行なうことができない場合が多い。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、造影剤を使用したＸ線撮影において、診断対象部位あるいはその周辺部位に対する造影剤の到達タイミングに基づいてＸ線照射の制御を行なう際に、被検体に対する被曝量をあまり増大させること無く造影剤の到達タイミングを正確に捉えることが可能なＸ線診断装置及び画像データ生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明のＸ線診断装置は、造影剤投与前及び投与後の被検体に対してＸ線を照射するＸ線発生手段と、このＸ線発生手段から照射され前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、このＸ線検出手段によって検出された透過Ｘ線に基づいて画像データを生成する画像データ生成手段と、前記被検体の診断対象部位に対する診断用撮影領域と、前記診断対象部位の造影剤流入部位あるいはその近傍部位に対するモニタリング用撮影領域の設定を行なう撮影領域設定手段と、この撮影領域設定手段によって設定された前記診断用撮影領域及びモニタリング用撮影領域の位置情報に基づいてモニタリング用撮影領域及び診断用撮影領域を形成する撮影領域形成手段と、この撮影領域形成手段によって形成されたモニタリング用撮影領域に対する前記Ｘ線発生手段のＸ線照射によって生成されたモニタリング用画像データにおける画素値と所定の閾値を比較する画素値比較手段を備え、前記撮像領域形成手段は、前記画素値比較手段の比較結果に基づいて診断用画像データを生成するための前記診断用撮影領域を形成することを特徴としている。
【００１０】
又、請求項９に係る本発明の画像データ生成方法は、造影剤投与前の被検体に対する低Ｘ線量のＸ線照射によって参照用画像データを生成するステップと、前記参照用画像データの所定部位に対してモニタリング用撮影領域及び診断用撮影領域を設定するステップと、設定されたモニタリング用撮影領域の位置情報に基づいて形成されたモニタリング用撮影領域に対し高Ｘ線量のＸ線照射を行なってモニタリング用画像データを生成するステップと、生成された前記モニタリング用画像データにおける画素値と所定の閾値を比較するステップと、得られた比較結果と設定された前記診断用撮影領域の位置情報に基づいてＸ線絞り器の絞り羽根あるいは補償フィルタを所定位置に移動して診断用撮影領域を形成するステップと、形成された診断用撮影領域に対して高Ｘ線量のＸ線を照射し診断用画像データを生成するステップを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、造影剤を使用したＸ線撮影において、診断対象部位あるいはその周辺部位に対する造影剤の到達タイミングに基づいてＸ線照射の制御を行なう際に、被検体に対する被曝量をあまり増大させること無く造影剤の到達タイミングを正確に捉えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１３】
以下に述べる本発明の実施例の第１の特徴は、造影剤を用いて食道の透視撮影を行なう際に、低Ｘ線量のＸ線撮影によって得られた参照用画像データの咽頭部に画素値のモニタリングを目的としたモニタリング用撮影領域を設定し、この咽頭部に造影剤が流入することによりモニタリング用撮影領域にて得られた画像データの画素値が所定閾値に到達したならば高Ｘ線量のＸ線撮影による診断用画像データの生成を開始することにある。
【００１４】
又、本実施例の第２の特徴は、局所的なモニタリング用撮影領域と診断用画像データを得るための広範囲な診断用撮影領域に対するＸ線照射をＸ線発生部に設けられた可動絞り器によって制御することにある。
【００１５】
（装置の構成）
本発明の実施例におけるＸ線診断装置の構成につき図１乃至図３を用いて説明する。図１は、Ｘ線診断装置の全体構成を示すブロック図、図２は、このＸ線診断装置のＸ線発生部に設けられた可動絞り器の構造を示す図、又、図３は、Ｘ線検出部における平面検出器の構成を示す図である。
【００１６】
図１のＸ線診断装置１００は、被検体１５０に対してＸ線を発生するためのＸ線発生部１１と、被検体１５０を透過したＸ線を２次元的に検出すると共に、この検出結果に基づいてＸ線投影データを生成するＸ線検出部２と、Ｘ線発生部１１のＸ線照射部１とＸ線検出部２（以下、これらを纏めて撮像系と呼ぶ。）を保持する図示しない保持部と、被検体１５０を載置する天板１７と、前記撮像系や天板１７、更には、Ｘ線発生部１１における後述の可動絞り器１６の移動とその制御を行なう移動機構部３と、Ｘ線検出部２において生成されたＸ線投影データに基づいて参照用画像データ及び診断用画像データの生成と保存を行なう画像データ生成・記憶部５と、この画像データ生成・記憶部５において生成された参照用画像データ及び診断用画像データを表示する表示部８を備えている。
【００１７】
更に、Ｘ線診断装置１００は、被検体情報の入力、Ｘ線照射条件の設定、撮影領域の設定、更には、各種コマンドの入力等を行なう操作部９と、上述の操作部９において設定された撮影領域の範囲を計測する撮影範囲計測部１０と、参照用画像データに設定されたモニタリング用撮影領域において生成された画素値モニタリング用画像データ（以下では、モニタリング用画像データと呼ぶ。）における画素値と予め設定された閾値との比較を行なう画素値比較部６と、Ｘ線診断装置１００の上記各ユニットを統括して制御するシステム制御部１２を備えている。
【００１８】
Ｘ線発生部１１は、Ｘ線照射部１と高電圧発生部４から構成されており、Ｘ線照射部１はＸ線管１５と可動絞り器１６を備え、高電圧発生部４は、高電圧発生器４２と高電圧制御部４１を備えている。Ｘ線照射部１のＸ線管１５は、Ｘ線を発生する真空管であり、陰極（フィラメント）より放出された電子を高電圧によって加速させてタングステン陽極に衝突させＸ線を発生する。
【００１９】
一方、可動絞り器１６は、被検体１５０に対する被曝線量の低減と画質向上を目的として用いられており、図２に示すようにＸ線管１５から照射されたコーンビームを必要最小限の照射範囲に設定するための線錐制限羽根（上羽根）１６１と、上羽根１６１に連動して散乱線や漏れ線量の低減を行なうための下羽根１６２や焦点外Ｘ線を効果的に低減させるための図示しない焦点外Ｘ線低減羽根（円形羽根）が設けられている。又、吸収量が少ない媒質を透過したＸ線を選択的に低減させてハレーションを防止するための補償フィルタ１６３を備えている。
【００２０】
更に、可動絞り器１６は、上述の上羽根１６１、下羽根１６２、円形羽根及び補償フィルタ１６３を移動させるためのギヤとリンク機構による円弧状移動機構あるいはワイヤロープとプーリによる並行移動機構等を有した移動機構１６４−ａ乃至１６４−ｃを備えている。
【００２１】
高電圧発生部４の高電圧発生器４２は、Ｘ線管１５の陰極から発生する熱電子を加速するために、陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生させ、高電圧制御部４１は、システム制御部１２を介して操作部９から供給された参照用画像データ、モニタリング用画像データ及び診断用画像データの生成におけるＸ線照射条件に基づいて高電圧発生器４２の管電流／管電圧、照射時間、照射繰返し周波数等を制御する。
【００２２】
次に、Ｘ線検出部２は、被検体１５０を透過したＸ線を電荷に変換して蓄積する平面検出器２１と、この平面検出器２１に蓄積された電荷を読み出すためのゲートドライバ２２と、読み出された電荷からＸ線投影データを生成する投影データ生成部１３を備えている。尚、Ｘ線検出方式には、Ｘ線を直接電荷に変換する方式と、一旦光に変換した後電荷に変換する方式があり、本実施例では前者を例に説明するが後者であっても構わない。
【００２３】
Ｘ線検出部２の平面検出器２１は、図３に示すように微小な検出素子５１を列方向及びライン方向に２次元的に配列して構成されており、各々の検出素子５１はＸ線を感知し入射Ｘ線量に応じて電荷を生成する光電膜５２と、この光電膜５２に発生した電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサ５３と、電荷蓄積コンデンサ５３に蓄積された電荷を所定のタイミングで読み出すＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５４を備えている。以下では説明を簡単にするために、検出素子５１が列方向（図３の上下方向）、及びライン方向（図３の左右方向）に２素子ずつ配列されている場合の平面検出器２１の構成について説明する。
【００２４】
図３に示した平面検出器２１では、光電膜５２−１１、５２−１２、５２−２１、５２−２２の第１の端子と、電荷蓄積コンデンサ５３−１１、５３−１２、５３−２１、５３−２２の第１の端子とが接続され、更に、その接続点はＴＦＴ５４−１１、５４−１２、５４−２１、５４−２２のソース端子へ接続される。一方、光電膜５２−１１、５２−１２、５２−２１、５２−２２の第２の端子は、図示しないバイアス電源に接続され、電荷蓄積コンデンサ５３−１１、５３−１２、５３−２１、５３−２２の第２の端子は接地される。更に、ライン方向のＴＦＴ５４−１１及びＴＦＴ５４−２１のゲートはゲートドライバ２２の出力端子２２−１に共通接続され、又、ＴＦＴ５４−１２、及びＴＦＴ５４−２２のゲートはゲートドライバ２２の出力端子２２−２に共通接続される。
【００２５】
一方、列方向のＴＦＴ５４−１１及び５４−１２のドレイン端子は信号出力線５９−１に共通接続され、又、ＴＦＴ５４−２１及び５４−２２のドレイン端子は信号出力線５９−２にそれぞれ共通接続される。そして、信号出力線５９−１、５９−２は投影データ生成部１３に接続されている。一方、ゲートドライバ２２は、Ｘ線照射によって検出素子５１の光電膜５２で発生し電荷蓄積コンデンサ５３にて蓄積される信号電荷を読み出すために、ＴＦＴ５４のゲート端子に読み出し用の駆動パルスを供給する。
【００２６】
図１に戻って、投影データ生成部１３は、平面検出器２１から読み出された電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器２３と、電荷・電圧変換器２３の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２４と、平面検出器２１からライン単位でパラレルに読み出されデジタル変換されたＸ線投影データを時系列信号に変換するパラレル・シリアル変換器２５を備えている。尚、上述の電荷・電圧変換器２３及びＡ／Ｄ変換器２４は、平面検出器２１における信号出力線５９と等しいチャンネル数から構成されている。
【００２７】
次に、移動機構部３は、Ｘ線照射部１及びＸ線検出部２の平面検出器２１を被検体１５０に対して相対的に移動させるために、天板１７を被検体１５０の体軸を中心として回動させる天板移動機構３２と、被検体１５０からの透過Ｘ線に対しＸ線検出部２の位置調整を行なう検出部移動機構３３と、検出部移動機構３３及び天板移動機構３２を制御する機構制御部３４と、Ｘ線照射部１における可動絞り器１６の移動を制御する絞り移動制御部３１を備えている。
【００２８】
即ち、機構制御部３４は、システム制御部１２を介して操作部９から供給される制御信号に従がって天板１７の回動を制御し、被検体１５０に対するＸ線照射方向を更新すると共に、被検体１５０を透過したＸ線を平面検出器２１の好適な位置で検出するためにＸ線検出部２の位置調整を行なう。
【００２９】
一方、絞り移動制御部３１は、ＣＰＵと記憶回路を備え、表示部８に表示された参照用画像データに対し操作部９が設定したモニタリング用撮影領域及び診断用撮影領域の撮影範囲が前記記憶回路に保存される。例えば、モニタリング用撮影領域における体軸方向（Ｙ方向）の最大値Ｙｒ（ｍａｘ）及び最小値Ｙｒ（ｍｉｎ）と、この体軸方向に対して垂直な方向（Ｘ方向）の最大値Ｘｒ（ｍａｘ）及び最小値Ｘｒ（ｍｉｎ）が、又、診断用撮影領域におけるＹ方向の最大値Ｙｏ（ｍａｘ）及び最小値Ｙｏ（ｍｉｎ）とＸ方向の最大値Ｘｏ（ｍａｘ）及び最小値Ｘｏ（ｍｉｎ）が保存される。
【００３０】
そして、絞り移動制御部３１のＣＰＵは、前記記憶回路に保存された撮影範囲の情報に基づき、図２に示した可動絞り器１６の上羽根１６１、下羽根１６２及び補償フィルタ１６３に対する移動機構１６４−ａ乃至１６４−ｃの少なくとも何れかに対して駆動信号を供給し、これらの絞り羽根や補償フィルタ１６３を所定位置に高速移動させるための制御を行なう。即ち、モニタリング用画像データの画素値が所定閾値に到達した場合に画素値比較部６が出力する信号（到達信号）がシステム制御部１２を介して供給された場合には、Ｘ線照射範囲をモニタリング用撮影領域から診断用撮影領域へ切り換えるために可動絞り器１６を制御する。
【００３１】
次に、画像データ生成・記憶部５は、表示部８に表示するための画像データを生成する機能を有し、図示しない記憶回路と演算回路を備えている。そして、前記記憶回路には、Ｘ線検出部２の投影データ生成部１３におけるパラレル・シリアル変換器２５によってライン方向の時系列信号に変換されたＸ線投影データが順次保存されて参照用画像データ、モニタリング用画像データ及び診断用画像データが生成される。一方、前記演算回路は、生成された診断用画像データに対し、必要に応じて輪郭強調やＳ／Ｎ改善等を目的とした画像処理演算を行なう。
【００３２】
又、画素値比較部６は、演算回路と記憶回路を備え、前記記憶回路には、操作部９によって初期設定された画素の閾値が保存される。そして、前記演算回路は、モニタリング用撮影領域において生成されたモニタリング用画像データを画像データ生成・記憶部５の記憶回路から読み出し、このモニタリング用画像データの画素値と前記記憶回路に保存された閾値との比較を行なう。この場合、閾値と比較される画素値は、モニタリング用画像データにおける複数の画素の平均値あるいは最大値を用いることが好適であるが、特に限定されない。
【００３３】
一方、表示部８は、画像演算記憶部７の画像データ記憶回路７１に保存されている参照用画像データや診断用画像データの表示を行なうためのものであり、診断用画像データの表示に際しては、その付帯情報である数字や各種文字等を合成し、又、参照用画像データの表示においては、操作部９によって設定された診断用撮影領域及びモニタリング用撮影領域を合成して表示データを生成する表示データ生成回路８１と、生成された表示画像データに対してＤ／Ａ変換とＴＶフォーマット変換を行なって映像信号を生成する変換回路８２と、この映像信号を表示するモニタ８３を備えている。
【００３４】
次に、操作部９は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスや表示パネル、あるいは各種スイッチ等を備えたインタラクティブなインターフェースであり、被検体情報の入力、天板１７の回動角度や回動速度の設定、診断用撮影領域及びモニタリング用撮影領域の設定、画素に対する閾値の設定、参照用画像データ、モニタリング用画像データ及び診断用画像データの生成におけるＸ線照射条件の設定、撮影タイミングの自動設定モード及び通常モードの選択、各種コマンドの入力などを行なう。
【００３５】
尚、上述のＸ線照射条件として管電圧／管電流と照射時間等があり、参照用画像データの生成においては低Ｘ線量のＸ線照射条件（第１のＸ線照射条件）が、又、モニタリング用画像データ及び診断用画像データの生成においては高Ｘ線量のＸ線照射条件（第２のＸ線照射条件）が設定される。又、モニタリング用画像データのフレームレートと診断用画像データのフレームレートを決定するＸ線照射繰返し周波数も操作部９にて設定される。但し、上述の画素に対する閾値、Ｘ線照射条件、Ｘ線照射繰返し周波数等は、システム制御部１２の記憶回路に予め保管されていても構わない。
【００３６】
又、撮影範囲計測部１０は、表示部８のモニタ８３に表示された参照用画像データに対して操作部９が設定した診断用撮影領域及びモニタリング用撮影領域における撮影範囲を計測する。
【００３７】
そして、システム制御部１２は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、操作部９から供給される操作者のコマンド信号、Ｘ線照射条件、画素に対する閾値等の情報を前記記憶回路に一旦保存した後、これらの情報に基づいて参照用画像データ、モニタリング用画像データ及び診断用画像データの生成と表示に関する制御等を統括的に行なう。
【００３８】
（診断用画像データの生成手順）
次に、図１乃至図７を用い、本実施例のＸ線診断装置１００による診断用画像データの生成手順について説明する。尚、以下の説明では、被検体１５０の嚥下により食道内に硫酸バリウム等の造影剤を流入させた状態でＸ線撮影を行なう場合を想定し、図４に示したフローチャートに沿って診断用画像データの生成手順を述べるが診断対象臓器は食道に限定されない。
【００３９】
先ず、操作者は、Ｘ線診断装置１００の操作部９において被検体情報を入力した後表示パネルにて撮影タイミングの自動設定モードを選択し、次いで、参照用画像データ、モニタリング用画像データ及び診断用画像データを生成する際のＸ線照射条件、Ｘ線照射繰返し周波数、画素値の閾値Ｐｏ等の初期設定を行なう（図４のステップＳ１）。
【００４０】
次いで、被検体１５０を略鉛直方向に起立した天板１７に固定した後、この天板１７を被検体１５０の体軸を中心として回動させることにより被検体１５０に対するＸ線照射方向を設定する。そして、上述の設定が終了したならば、操作者は、操作部９において参照用画像データを生成するための撮影開始コマンドを入力し（図４のステップＳ２）、この撮影開始コマンド信号がシステム制御部１２に供給されることによって参照用画像データの生成が開始される。
【００４１】
上記撮影開始コマンド信号を受信したシステム制御部１２は、自己の記憶回路に保存されている参照用画像データのＸ線照射条件（第１のＸ線照射条件）を読み出し、このＸ線照射条件をＸ線発生部１１の高電圧制御部４１に供給する。
【００４２】
次いで、システム制御部１２は、Ｘ線撮影のための駆動信号を高電圧発生部４の高電圧制御部４１に供給する。この駆動信号を受信した高電圧制御部４１は、既に設定されているＸ線照射条件に基づき高電圧発生器４２を制御して高電圧をＸ線照射部１のＸ線管１５に印加し、Ｘ線管１５は、Ｘ線絞り器１６を介し被検体１５０に対してパルスＸ線を照射する。そして、被検体１５０を透過したＸ線は、被検体１５０の後方に設けられたＸ線検出部２の平面検出器２１によって検出される。
【００４３】
平面検出器２１は、図３において示したようにライン方向と列方向に２次元配列された検出素子５１から構成されており、検出素子５１は、被検体１５０を透過したＸ線を受信して、そのＸ線透過量に比例した信号電荷を検出素子５１の電荷蓄積コンデンサ５３に蓄積する。Ｘ線照射が終了すると、システム制御部１２からクロックパルスが供給されたゲートドライバ２２は、平面検出器２１に対して駆動パルスを供給して検出素子５１の電荷蓄積コンデンサ５３に蓄積されたライン方向の信号電荷を列方向に順次読み出す。
【００４４】
次に、読み出された信号電荷は、投影データ生成部１３における電荷・電圧変換器２３において電圧に変換され、更に、Ａ／Ｄ変換器２４においてデジタル信号に変換された後パラレル・シリアル変換器２５のメモリにおいて１ライン分の投影データとして一旦保存される。そして、システム制御部１２は、保存された投影データをライン単位でシリアルに順次読み出し、画像データ生成・記憶部５の記憶回路に保存して２次元の参照用画像データを生成する。
【００４５】
一方、画像データ生成・記憶部５の演算回路は、必要に応じて前記記憶回路に保存された２次元の画像データを読み出し、輪郭強調やＳ／Ｎ改善を目的とした画像処理演算を行なう。そして、処理後の参照用画像データを前記記憶回路に再度保存する。
【００４６】
次に、表示部８の表示データ生成回路８１は、画像データ生成・記憶部５の記憶回路に保存された参照用画像データを読み出し、所定の表示フォーマットに変換して表示データを生成する。そして、変換回路８２は、この表示データに対してＤ／Ａ変換とＴＶフォーマット変換を行なって映像信号を生成し、モニタ８３に表示する（図４のステップＳ３）。
【００４７】
一方、操作者は、表示部８のモニタ８３にリアルタイム表示された参照用画像データに対して診断用撮影領域とモニタリング用撮影領域を設定する（図４のステップＳ４及びＳ５）。
【００４８】
図５は、被検体１５０の食道に対して収集された参照用画像データにおける撮影領域を示したものであり、図５（ａ）は、参照用画像データ１５２の食道１５１に対して設定された診断用撮影領域１５３を、又、図５（ｂ）は、前記参照用画像データ１５２の咽頭部に設定されたモニタリング用撮影領域１５４を示している。
【００４９】
診断用撮影領域１５３及びモニタリング用撮影領域１５４が設定されたならば、撮影範囲計測部１０は、診断用撮影領域１５３における体軸方向（Ｙ方向）の最大座標Ｙｏ（ｍａｘ）と最小座標Ｙｏ（ｍｉｎ）、前記体軸方向に直交する方向（Ｘ方向）の最大座標Ｘｏ（ｍａｘ）と最小座標Ｘｏ（ｍｉｎ）を計測し、更に、モニタリング用撮影領域１５４におけるＹ方向の最大座標Ｙｒ（ｍａｘ）と最小座標Ｙｒ（ｍｉｎ）、Ｘ方向の最大座標Ｘｒ（ｍａｘ）と最小座標Ｘｒ（ｍｉｎ）の計測を行なう。そして、計測された最大座標及び最小座標は、システム制御部１２を介して移動機構部３の絞り移動制御部３１における記憶回路に保存される。
【００５０】
上述の撮影領域の設定が終了したならば、操作者は、操作部９において診断用画像データの生成開始コマンドを入力する（図４のステップＳ６）。このコマンド信号を受信したシステム制御部１２は、自己の記憶回路に保存されているモニタリング用画像データのＸ線照射条件（第２のＸ線照射条件）とＸ線照射繰返し周波数ｆ１を読み出し、これらの情報をＸ線発生部１１の高電圧発生部４における高電圧制御部４１に供給する。そして、高電圧制御部４１は、既に設定されている参照用画像データのＸ線照射条件（第１のＸ線照射条件）を診断用画像データのＸ線照射条件（第２のＸ線照射条件）に更新する。即ち、高電圧制御部４１におけるＸ線照射条件は、低Ｘ線量のＸ線照射条件から高Ｘ線量のＸ線照射条件に更新される。
【００５１】
一方、前記コマンド信号を受信したシステム制御部１２は、モニタリング用画像データを生成するための制御信号を移動機構部３の絞り移動制御部３１に供給し、この制御信号を受信した絞り移動制御部３１は、自己の記憶回路に保存されているモニタリング用撮影範囲Ｙｒ（ｍａｘ）、Ｙｒ（ｍｉｎ）、Ｘｒ（ｍａｘ）及びＸｒ（ｍｉｎ）を読み出し、Ｘ線照射部１の可動絞り器１６に設けられた移動機構１６４に供給する。
【００５２】
可動絞り器１６の移動機構１６４は、これらの撮影範囲の情報に基づいて絞り羽根を所定位置に移動しモニタリング用撮影領域を形成する（図４のステップＳ７）。そして、被検体１５０の咽頭部に設定されたモニタリング用撮影領域に対して第２のＸ線照射条件によるＸ線撮影を上述の参照用画像データと同様の手順によって繰返し周波数（フレームレート）ｆ１で行ない、このとき生成されたモニタリング用画像データは画像データ生成・記憶部５の記憶回路に保存される（図４のステップＳ８）。
【００５３】
次いで、画素値比較部６の演算回路は、モニタリング用画像データを画像データ生成・記憶部５の記憶回路から読み出し、このモニタリング用画像データの平均値あるいは最大値で定義される画素値Ｐｘと自己の記憶回路に保存された閾値Ｐｏとの比較を開始する。
【００５４】
上述の手順でモニタリング用画像データの生成及び画素値Ｐｘと閾値Ｐｏの比較がフレームレート（即ち、Ｘ線照射繰返し周波数）ｆ１で繰返し行なわれている時刻ｔ０で、被検体１５０は、操作者の指示に従って造影剤を嚥下し、嚥下された造影剤は口腔を経由しモニタリング用撮影領域に向かって流動する（図４のステップＳ９）。
【００５５】
図６は、モニタリング用撮影領域に造影剤が流入する前後における画素値Ｐｘの変化曲線であり、時刻ｔ０で造影剤が嚥下された直後においても上述のフレームレートｆ１でモニタリング用画像データの生成及び画素値Ｐｘと閾値Ｐｏとの比較が継続して行なわれ（図４のステップＳ１０）、例えば、時刻ｔ１において生成されたモニタリング用画像データにおいてその画素値Ｐｘは閾値Ｐｏに到達する。但し、この場合のモニタリング用画像データは、被検体１５０を透過したＸ線量が小さい程大きな画素値を有するネガ表示の場合について示しており、ポジ表示の場合の画素値変化曲線はその極性が反転する。
【００５６】
モニタリング用撮影領域への造影剤の流入により、時刻ｔ１における画素値Ｐｘが閾値Ｐｏに到達したならば、画素値比較部６は、システム制御部１２を介して移動機構部３の絞り移動制御部３１に対し到達信号を供給する。この到達信号を受信した絞り移動制御部３１は、自己の記憶回路に保存されている診断用画像データの撮影範囲Ｙｏ（ｍａｘ）、Ｙｏ（ｍｉｎ）、Ｘｏ（ｍａｘ）及びＸｏ（ｍｉｎ）を読み出し、Ｘ線照射部１の可動絞り器１６に設けられた移動機構１６４に供給する。
【００５７】
次いで、可動絞り器１６の移動機構１６４は、これらの撮影範囲の情報に基づいて絞り羽根を所定位置に移動し診断用撮影領域を形成する（図４のステップＳ１１）。図７は、上述の絞り羽根の移動方法を示したものであり、図７（ａ）は、モニタリング用撮影領域１８１が形成されている場合の絞り羽根の状態、又、図７（ｂ）は、診断用撮影領域１８２が形成されている場合の絞り羽根の状態を示している。そして、モニタリング用画像データの生成時に図７（ａ）の位置にあった４枚の絞り羽根１７１ａ乃至１７１ｄは、絞り移動制御部３１が画素値比較部６から到達信号を受信することによって矢印の方向に高速移動し、図７（ｂ）に示した診断用撮影領域１８２を形成する。
【００５８】
そして、この診断用撮影領域１８２に対して第２のＸ線照射条件によるＸ線撮影を上述の参照用画像データと同様の手順によって行なって診断用画像データが繰返し周波数（フレームレート）ｆ２で生成され、生成された診断用画像データは表示部８のモニタ８３にリアルタイム表示される（図４のステップＳ１２）。尚、上述の診断用画像データのフレームレートｆ２は、モニタリング用画像データのフレームレートｆ１と等しく設定してもよいが、モニタリング用撮影領域に対する造影剤到達タイミングを正確に捉えるためにはフレームレートｆ１をフレームレートｆ２より高く設定することが望ましい。
【００５９】
図８は、造影剤が嚥下された時刻ｔ０、モニタリング用撮影領域の画素値Ｐｘが閾値Ｐｏに到達した時刻ｔ１、食道内に造影剤が流入した時刻ｔ２以降において破線で示した食道の内部を流動する造影剤の状態（図８（ａ））とモニタリング用撮影領域における画素値Ｐｘの変化曲線（図８（ｂ））を模式的に示したものであり、図８（ａ）の時刻ｔ０及びｔ１における白枠はモニタリング用撮影領域、又、時刻ｔ２以降における白枠は診断用撮影領域に対応している。
【００６０】
即ち、時刻ｔ１に画素値比較部６が出力した到達信号に基づき、移動機構部３の絞り移動制御部３１がＸ線照射部１の可動絞り器１６を移動させて診断用撮影領域を形成する際、時刻ｔ１から１／ｆ２後に診断用画像データが生成される前に可動絞り器１６の移動を完了させる必要がある。例えば、診断用画像データのフレームレートｆ２が７フレーム／秒の場合には、可動絞り器１６の移動に要する時間は１４０ｍｓｅｃ以下にしなくてはならない。尚、図８（ｂ）では、説明を判りやすくするために時刻ｔ１以降における画素値Ｐｘについても示したが、この計測は必ずしも必要ではない。
【００６１】
以上述べた本発明の実施例によれば、食道等の診断対象部位に硫酸バリウム等の造影剤を流入することによってその内壁の形態診断や機能診断を行なう際に、上記診断対象部位に先行して造影剤が流入するモニタリング用撮影領域においてモニタリング用画像データを生成し、このモニタリング用画像データの画素値を計測することによって造影剤の診断対象部位への流入タイミングを正確に捉えることが可能となる。このため、被検体による造影剤の嚥下が操作者が指示したタイミングで行なわれなくとも、常に好適なタイミングでＸ線撮影を行なうことができる。
【００６２】
又、本実施例に拠れば、画素値のモニタリングに際し、診断用撮影範囲より狭小なモニタリング用撮影領域に限定したＸ線照射が行なわれるように可動絞り部が制御されるため、被検体に対する画素値モニタリング中の被曝量を軽減することが可能となる。
【００６３】
更に、画素値のモニタリングに際し、前記モニタリング用撮影領域に限定したＸ線照射が行なわれるように可動絞り部が制御されるため、高Ｘ線量のＸ線撮影が可能となり、Ｓ／Ｎに優れたモニタリング用画像データが生成される。従って診断対象部位に対する造影剤の到達タイミングを正確に捉えることができる。
【００６４】
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例では、造影剤を用いて食道のＸ線撮影を行なう場合について述べたが、他の消化管や血管に造影剤を注入して行なわれるＸ線撮影であってもよい。
【００６５】
一方、上述の実施例における可動絞り部１６は、図７に示すように４枚の絞り羽根１７１ａ乃至１７１ｄによって構成される場合について述べたが、例えば、図９に示すように２枚の絞り羽根１７２ａ及び１７２ｂによって構成され、左右の絞り羽根が閉じた時（図９（ａ））にモニタリング用撮影領域１８１が、又、上記絞り羽根が開いた時（図９（ｂ））に診断用撮影領域１８２が夫々形成されるような形状を有したものであってもよい。
【００６６】
又、可動絞り部は、図１０に示すように、診断用撮影領域１８２を形成する固定型の絞り羽根１７３ａ及び１７３ｂとモニタリング用撮影領域１８１を形成する移動型の絞り羽根１７４ａ及び１７４ｂによる２重構造で構成され、移動型の絞り羽根１７４ａ及び１７４ｂが閉じた時（図１０（ａ））にモニタリング用撮影領域１８１が形成され、開いた時（図１０（ｂ））に診断用撮影領域１８２が形成されるようにしてもよい。尚、モニタリング用撮影領域を形成する場合、Ｘ線を略完全に遮断する鉛製の絞り羽根の代りにＸ線を多少透過する補償フィルタ等を用いてもよい。
【００６７】
一方、モニタリング用撮影領域におけるＸ線透過量をＡＥＣ（Automatic Exposure Control）センサを用いて検出し、検出したＸ線透過量が所定の閾値に達したならば診断用画像データの生成を開始するようにしてもよい。例えば、平面検出器２１の前面に蛍光紙を移動自在に装着し、操作部９にて設定されたモニタリング用撮影領域の情報に基づいて前記蛍光紙を所定位置に移動する。そして、被検体１５０のモニタリング用撮影領域に対するＸ線照射によって前記蛍光紙が検出したＸ線透過量と所定閾値との比較を行なうことにより診断用画像データの生成開始タイミングを設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施例におけるＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施例における可動絞り部の構造を示す図。
【図３】同実施例における平面検出器の構成を示す図。
【図４】同実施例における診断用画像データの生成手順を示すフローチャート。
【図５】同実施例の参照用画像データに設定されたモニタリング用画像データ及び診断用画像データの撮影領域を示す図。
【図６】同実施例におけるモニタリング用画像データの画素値変化曲線を示す図。
【図７】同実施例の診断用画像データ生成時における絞り羽根の移動方法を示す図。
【図８】同実施例において診断対象部位を流動する造影剤の状態とモニタリング用画像データの画素値変化曲線を示す図。
【図９】同実施例における絞り羽根の変形例を示す図。
【図１０】同実施例における絞り羽根の他の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００６９】
１…Ｘ線照射部
２…Ｘ線検出部
３…移動機構部
４…高電圧発生部
５…画像データ生成・記憶部
６…画素値比較部
８…表示部
９…操作部
１０…撮影範囲計測部
１１…Ｘ線発生部
１２…システム制御部
１３…投影データ生成部
１５…Ｘ線管
１６…Ｘ線絞り器
１７…天板
２１…平面検出器
２２…ゲートドライバ
２３…電荷・電圧変換器
２４…Ａ／Ｄ変換器
２５…パラレル・シリアル変換器
３１…絞り移動制御部
３２…天板移動機構
３３…検出部移動機構
３４…機構制御部
４１…高電圧制御部
４２…高電圧発生器
８１…表示データ生成回路
８２…変換回路
８３…モニタ
１００…Ｘ線診断装置
【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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