(57)【要約】  透視中に被検体が動いた場合にも、適切な透視X線出力条件を得るX線画像診断装置、X線露出制御方法、及びプログラムを提供するために、X線画像診断装置は、X線を発生させるX線発生手段1と、被検体を透過した透過X線を検出して、その透過X線のX線強度を示す画像データを出力するX線検出手段2と、前記画像データに基づくX線強度分布像上に複数の関心領域を設定する関心領域設定手段7と、各関心領域のX線強度を示す指標の代表値を算出するX線強度算出手段8と、前記複数の関心領域のX線強度の代表値の中から一つの代表値を選択するX線強度選択手段9と、前記選択されたX線強度の代表値に基づいて、X線発生手段1の露出制御を行うX線露出制御手段5と、を備える。
2011074471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
X線を発生させるX線発生手段と、
被検体を透過した透過X線を検出して、その透過X線のX線強度を示す画像データを出力するX線検出手段と、
前記画像データに基づくX線強度分布像上に複数の関心領域を設定する関心領域設定手段と、
各関心領域のX線強度を示す指標の代表値を算出するX線強度算出手段と、
前記複数の関心領域のX線強度の代表値の中から一つの代表値を選択するX線強度選択手段と、
前記選択されたX線強度の代表値に基づいて、前記X線発生手段の露出制御を行うX線露出制御手段と、
を備えたことを特徴とするX線画像診断装置。
【請求項２】
前記X線検出手段により検出される前記透過X線のX線強度の目標値を設定する目標X線強度設定手段と、
前記各関心領域から得られた代表値の中から一つの代表値を選択するため選択条件を設定する選択条件設定手段と、を更に備え、
前記X線強度選択手段は、前記選択条件に従って、前記一つの代表値を選択し、
前記X線露出制御手段は、前記選択された代表値と、前記目標値と、を比較して、前記代表値と前記目標値との差が小さくなるようにX線の出力条件を変更して、前記露出制御を行う、
ことを特徴とする請求項1に記載のX線画像診断装置。
【請求項３】
前記被検体の透視中に、
前記X線強度算出手段は、前記透視中に得られる映像信号を構成するフレームのうち、所定数毎の各フレームに撮像された前記X線強度分布像に対して設定された前記各関心領域のX線強度を示す指標の代表値を算出し、
前記X線強度選択手段は、前記所定数毎の各フレームに撮像された前記X線強度分布像から得られた複数のX線強度を示す指標の代表値の中から前記一つの代表値を選択し、
前記X線露出制御手段は、前記選択された代表値と前記目標値とを比較して前記X線の出力条件を変更し、前記一つの代表値が選択されたX線強度分布像が撮像されたフレームよりも後のフレームを得るための露出制御を行う、
ことを特徴とする請求項2に記載のX線画像診断装置。
【請求項４】
前記関心領域設定手段は、前記X線検出手段におけるX線入射面上の任意の位置にある閉領域と、前記閉領域を分割して得られた複数の分割領域と、に基づいて、前記閉領域、前記分割領域、及び前記分割領域の組み合わせからなる領域のうちの少なくとも2以上を前記関心領域として設定する、
ことを特徴とする請求項1に記載のX線画像診断装置。
【請求項５】
前記代表値は、各関心領域の画素値の平均値、最頻値、又は中央値の何れかである、
ことを特徴とする請求項4に記載のX線画像診断装置。
【請求項６】
前記代表値は、各関心領域の画素値の平均値であって、
前記関心領域設定手段は、矩形状領域又は正方形状領域からなる前記閉領域と、その閉領域に内接する矩形状領域又は正方形状領域からなる1以上の小領域と、を設定することにより、前記閉領域を2以上の分割領域に分割し、
前記X線強度算出手段は、前記閉領域及び前記小領域を構成する画素の画素値と、前記閉領域の総画素数及び前記小領域の総画素数と、に基づいて、前記閉領域及び前記小領域からなる各関心領域の画素値の平均値を計算し、前記閉領域内における前記小領域とは異なる分割領域からなる関心領域の画素値の平均値を、前記計算された閉領域及び前記小領域のそれぞれの画素値の平均値と、前記閉領域を構成する総画素数及び前記小領域を構成する総画素数と、を用いて算出する、
ことを特徴とする請求項5に記載のX線画像診断装置。
【請求項７】
前記代表値は、各関心領域の画素値の平均値であって、
前記関心領域設定手段は、矩形状領域又は正方形状領域からなる前記閉領域と、その閉領域の対向する両辺に接する分割線により前記閉領域を2以上の領域に分割して分割領域を設定し、
前記X線強度算出手段は、前記閉領域及び少なくとも一つの分割領域を構成する画素の画素値と、前記閉領域の総画素数及び前記少なくとも一つの分割領域の総画素数と、に基づいて、前記閉領域及び前記少なくとも一つの分割領域からなる各関心領域の画素値の平均値を計算し、その計算の対象とはならない、前記分割領域又は前記分割領域の組み合わせからなる関心領域の画素値の平均値を、前記計算された閉領域及び前記少なくとも一つの分割領域の画素値の平均値と、前記閉領域を構成する総画素数及び前記少なくとも一つの分割領域を構成する総画素数と、を用いて算出する、
ことを特徴とする請求項5に記載のX線画像診断装置。
【請求項８】
前記閉領域と、前記小領域又は前記分割線と、を前記X線検出手段におけるX線入射面上の任意の位置に設定入力するための入力手段を更に備える、
ことを特徴とする請求項6に記載のX線画像診断装置。
【請求項９】
前記閉領域と、前記小領域又は前記分割線と、を前記X線検出手段におけるX線入射面上の任意の位置に設定入力するための入力手段を更に備える、
ことを特徴とする請求項7に記載のX線画像診断装置。
【請求項１０】
前記関心領域設定手段は、前記被検体の撮像部位に対応させて、前記関心領域の位置、大きさ、及び形状の少なくとも一つを変更する、
ことを特徴とする請求項1に記載のX線画像診断装置。
【請求項１１】
前記選択条件設定手段は、前記各関心領域から得られた複数の代表値のうちの最小値よりも大きく、かつ、最大値よりも小さい値を、前記一つの代表値として選択することを、前記選択条件として設定する、
ことを特徴とする請求項2に記載のX線画像診断装置。
【請求項１２】
被検体を透過した透過X線のX線強度を示す画像データに基づくX線強度分布像上に複数の関心領域を設定するステップと、
各関心領域のX線強度を示す指標の代表値を算出するステップと、
前記複数の関心領域のX線強度の代表値の中から一つの代表値を選択するステップと、  前記選択されたX線強度の代表値に基づいて、X線の露出制御を行うステップと、
を含むことを特徴とするX線露出制御方法。
【請求項１３】
被検体を透過した透過X線のX線強度を示す画像データに基づくX線強度分布像上に複数の関心領域を設定するステップと、
各関心領域のX線強度を示す指標の代表値を算出するステップと、
前記複数の関心領域のX線強度の代表値の中から一つの代表値を選択するステップと、  前記選択されたX線強度の代表値に基づいて、X線の露出制御を行うステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするX線露出制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、X線画像診断装置、X線露出制御方法及びプログラムに関し、特に、X線発生手段における露出制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
イメージインテンシファイヤ(以下、I．I.:Image Intensifierと略記)をX線検出器として使用し、透視機能を有するX線画像診断装置は、被検体を透過したX線をI．I．で検出、及び検出したX線を可視光に変換し、その像をカメラ、カメラコントロールユニットで映像信号に変換して、CRT等のモニタへ出力し、透視像として表示する。一般的に、I．I．を使用した透視像の自動輝度調整機能としてはI．I．内の特定の採光野における光量のレベルと基準レベルを比較し、光量レベルが基準レベルと等しくなるように、X線制御装置が管電圧及び/又は管電流を制御する仕組みとなっている。【０００３】
X線平面検出器(以下、FPD:Flat Panel Detectorと略記)をX線検出器として使用した場合もI．I.と同様で、FPD内の特定のROI(Region Of Interestの略)におけるX線強度と基準となるX線強度を比較し、ROI内におけるX線強度が基準となるX線強度と等しくなるように、X線制御装置が管電圧および/または管電流を制御する仕組みとなっている。【０００４】
上記技術の場合、被検体が予め想定されたポジションに位置していることを前提にROIをプリセットしているため、被検体が想定されたポジションから外れた場合、被検体に照射されるX線が不足または過多となり、適切な輝度を有する透視像を表示することが困難であるという問題があった。この問題に対し、例えば特許文献1では、X線強度測定領域(上記では、I．I．の場合採光野、FPDの場合ROIに相当)をユーザ側で任意に移動可能とする機能を設け、被検体に応じて適切な照射X線強度が得られるX線透視撮影装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2008-125610号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献1にて開示されている技術では、次のような問題があった。すなわち、被検体が静止しているようなX線検査の場合、上記特許文献1にて開示されている技術にて十分対応可能であるが、被検体が動くようなX線検査、例えば、食道、及び胃の造影検査の場合は、適切とされる採光野、またはROIが常時変化するにも関わらず、採光野、またはROIの位置は、X線検出器に対して初期設定した位置に固定されているため、適切とされる採光野、またはROIの位置の変化に伴って、ユーザ側で常時X線強度測定領域(I．I．の場合採光野、FPDの場合ROIに相当)を変更しなければならず、検査効率を低下させる可能性がある。【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、どの部位を観察しても、その部位に応じたX線強度が得られるX線画像診断装置、X線露出制御方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係るX線画像診断装置は、X線を発生させるX線発生手段と、被検体を透過した透過X線を検出して、その透過X線のX線強度を示す画像データを出力するX線検出手段と、前記画像データに基づくX線強度分布像上に複数の関心領域を設定する関心領域設定手段と、各関心領域のX線強度を示す指標の代表値を算出するX線強度算出手段と、前記複数の関心領域のX線強度の代表値の中から一つの代表値を選択するX線強度選択手段と、前記選択されたX線強度の代表値に基づいて、前記X線発生手段の露出制御を行うX線露出制御手段と、を備えたことを特徴とする。【０００９】
また、本発明に係るX線露出制御方法は、被検体を透過した透過X線のX線強度を示す画像データに基づくX線強度分布像上に複数の関心領域を設定するステップと、各関心領域のX線強度を示す指標の代表値を算出するステップと、前記複数の関心領域のX線強度の代表値の中から一つの代表値を選択するステップと、前記選択されたX線強度の代表値に基づいて、X線の露出制御を行うステップと、を含むことを特徴とする。【００１０】
更に、本発明に係るX線露出制御プログラムは、被検体を透過した透過X線のX線強度を示す画像データに基づくX線強度分布像上に複数の関心領域を設定するステップと、各関心領域のX線強度を示す指標の代表値を算出するステップと、前記複数の関心領域のX線強度の代表値の中から一つの代表値を選択するステップと、前記選択されたX線強度の代表値に基づいて、X線の露出制御を行うステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、どの部位を観察しても、その部位に応じたX線強度が得られるX線画像診断装置、X線露出制御方法、及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係るX線画像診断装置の構成を示す概略図。
【図２】本実施形態の制御系を示すブロック図。
【図３】本実施形態に係るX線画像診断装置100により、透視モードで検査を行う処理の流れを示すフローチャート。
【図４】図3のステップS4の処理の流れを示すフローチャート。
【図５】本実施形態に係るX線画像診断装置に備わっている関心領域設定手段7で設定するROIを説明するための説明図。
【図６Ａ】本実施形態に係るX線画像診断装置に備わっているX線強度算出手段8で行われる演算を説明するための説明図であって、計算するROI(パターン(A)〜(D))と、その計算したROIから算出可能なROI(パターン1〜5)の総画素数と画素値合計を示す説明図。
【図６Ｂ】本実施形態に係るX線画像診断装置に備わっているX線強度算出手段8で行われる演算を説明するための説明図であって、計算したROIから算出可能なROI(パターン6〜11)の総画素数と画素値合計を示す説明図。
【図７】本実施形態を臨床に照らし合わせて説明するための説明図。
【図８】本発明で提案する機能を実機に適用する場合のユーザインタフェースの一例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。同一機能を有する構成及び同一の処理内容の手順には同一符号を付し、その説明の繰り返しを省略する。
【００１４】
以下の説明では、透視モードによる被検体の動画像からなる透視像を得るX線画像診断装置を用いて、X線画像を撮像・表示する場合を例に説明するが、撮影モードにより、被検体の複数の静止画を得る場合に本発明を適用してもよい。
【００１５】
まず、図1、図2に基づいて、本実施形態に係るX線画像診断装置100の構成について説明する。図1は、本実施形態に係るX線画像診断装置の構成を示す概略図である。図2は、本実施形態の制御系を示すブロック図である。
【００１６】
X線画像診断装置100は、X線を被検体12に照射するX線発生手段1と、X線発生手段1と対向に配置され、被検体12を透過した後のX線強度分布をデジタル画像データとして出力するFPDからなるX線検出手段2と、X線検出手段2から出力されたデジタル画像データを処理する画像処理手段3と、画像処理手段3から出力される画像データを表示する画像表示手段4と、画像処理手段3にて処理されたデジタル画像データのデジタル値に基づき、X線発生手段1のX線出力条件を自動制御するX線露出制御手段5と、を有している。
【００１７】
また、X線画像診断装置100は、透視時、X線検出手段2で検出された各画素のX線強度を変換したデジタル値を記憶するX線強度分記憶手段6と、X線強度分布記憶手段6で記憶されたデジタル画像データ内で、X線強度を測定し、X線強度の指標となる代表値を算出するための領域(以下「関心領域」又は「ROI」という。)を複数パターン設定する関心領域設定手段7と、関心領域設定手段7にて設定された各ROIを構成する画素の画素値の平均値をX線強度の指標として算出するX線強度算出手段8と、関心領域設定手段7で設定された複数パターンのROIを構成する画素の画素値の各平均値の内、1つの平均値を選択するX線強度選択手段9と、X線強度選択手段9で1つの平均値を選択するための条件を設定する選択条件設定手段10と、X線強度選択手段9で選択されたX線強度の指標となるROIの画素値の平均値が一定に保たれるよう、X線露出制御手段5がX線出力条件を自動制御するための目標となるX線強度の平均値を定める目標X線強度設定手段11と、画像処理手段3で処理されたデジタル画像データをデジタル/アナログ変換するD/A変換器13と、を備えている。
【００１８】
X線検出手段2と画像処理手段3、及び画像処理手段3と画像表示手段4及びX線露出制御手段5とは電気的に接続される。更にX線露出制御手段5はX線発生手段1と電気的に接続される。画像処理手段3は、X線強度分布記憶手段6、X線強度算出手段8、X線強度選択手段9を内包する。関心領域設定手段7はX線強度算出手段8に、選択条件設定手段10はX線強度選択手段9に、目標X線強度設定手段11は、X線露出制御手段5に電気的に接続される。
【００１９】
画像処理手段3、X線露出制御手段5、X線強度分布記憶手段6、関心領域設定手段7、X線強度算出手段8、X線強度選択手段9、選択条件設定手段10、及び目標X線強度設定手段11は、それぞれの機能を遂行可能なプログラムモジュールと、このプログラムモジュールを実行するための制御装置、演算装置、記憶装置、出入力装置からなるハードウェア資源とが協働することにより構成される。
【００２０】
本実施形態では、X線強度算出手段8は、各ROIを構成する画素の画素値の平均値をX線強度として算出したが、X線強度算出手段8は、各ROIのX線強度の指標として、画素値を利用した指標、例えば、画素値の平均値の他、最頻値、中央値を用いて、各ROIのX線強度を算出してもよい。
【００２１】
次に、本実施形態に係るX線画像診断装置100の動作・原理を図3乃至図8に基づいて説明する。図3は、本実施形態に係るX線画像診断装置100により、透視モードで検査を行う処理の流れを示すフローチャートである。図4は、図3のステップS4の処理の流れを示すフローチャートである。図5は、本実施形態に係るX線画像診断装置100に備わっている関心領域設定手段7で設定するROIを説明するための説明図である。図6Aは、本実施形態に係るX線画像診断装置100に備わっているX線強度算出手段8で行われる演算を説明するための説明図であって、計算するROI(パターン(A)〜(D))と、その計算したROIから算出可能なROI(パターン1〜5)の総画素数と画素値合計を示す説明図である。図6Bは、本実施形態に係るX線画像診断装置に備わっているX線強度算出手段8で行われる演算を説明するための説明図であって、計算したROIから算出可能なROI(パターン6〜11)の総画素数と画素値合計を示す説明図である。図7は、本実施形態を臨床に照らし合わせて説明するための説明図である。図8は、本発明で提案する機能を実機に適用する場合のユーザインタフェースの一例を示す斜視図である。以下、図3の各ステップ順に沿って説明する。
【００２２】
(ステップ1)
各設定手段で設定を行う(S1)。より具体的にはX線強度の指標となる値を算出するためのROIの設定と、各ROIから得られたX線強度の指標となる値の中から一つを選択するための選択条件と、透視画像を所望する輝度で得るために必要なX線強度の目標値(「目標X線強度」ともいう。)と、を設定する。本実施形態では、X線強度の指標値として画素値の平均値を用いるため、目標X線強度も画素値を用いて定義する。
【００２３】
本実施形態のX線画像診断装置100は、設定手段として、関心領域設定手段7、選択条件設定手段10、及び目標X線強度設定手段11を備えている。
【００２４】
以下、各設定手段で設定する内容について具体的に説明する。
【００２５】
関心領域設定手段7では、X線露出制御手段5でX線出力条件を自動制御するために必要となるX線強度を算出するためのROIを設定する。設定するROIは図5の(A)に示すように大きく3つあり、まず、算出したい1番広いROI(領域1)を設定する。本実施形態では領域1は、X線検出手段4の任意の位置にある正方形状の閉領域であるが、形状は正方形状に限らず、矩形状、円形状でもよく、特に限定しない。
【００２６】
次いで、領域1内に収まり、かつ領域1に内接する矩形状の小領域からなる領域2、領域3を設定する。領域2は、縦方向(図5における左右方向を横方向、上下方向を縦方向という)に長い矩形状領域であって、領域1の横方向におけるほぼ中央付近に位置し、領域3は、横方向に長い矩形状領域であって、領域1の縦方向におけるほぼ中央付近に位置する。
【００２７】
本実施形態では、設定するROIは大きくは、領域1〜3の3つとしたが、例えば、縦方向に長い矩形状領域であって領域1に内接する矩形状の小領域を領域2の他に更に備えたり、横方向に長い矩形状領域であって領域1に内接する矩形状の小領域を領域3の他に更に備えたりするなどの変形も可能である。なお、本実施形態では、領域2、領域3ともに、領域1に内接する形状として構成したが、領域2、領域3は、領域1に内接することなく収まる形状により構成してもよい。また、領域2、領域3は、領域1を任意の割合で分割する小領域であってもよい。
【００２８】
本実施形態では、図5の(A)の領域1〜3を図6A左側に示すパターン(A)〜(D)にそれぞれ対応させて設定したと仮定した場合、同図左側の8つの変数(N_(A)〜N_(D)、及び平均値_(A)〜平均値_(D)、但し、N_(n)はパターン(n)の総画素数、平均値_(n)はパターン(n)の画素値の平均値)を用いて、パターン(A)〜(D)で設定された領域以外の領域、すなわち、図6A右側のパターン1〜5及び図6Bのパターン6〜11の平均値を算出可能である。説明の便宜のため、図5の(B)に示すように、領域1内に設定した領域2及び領域3により領域1内を3×3の9つの小ブロックに分け、各ブロックに領域1の左上から右下にかけて、(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9)と番号をつけると、上記パターン(A)〜(D)、パターン1〜11は、下式1の通り、以下のブロックにより構成される。
【００２９】
[数1]
2011074471.tif 000003
【００３０】
パターン(A)〜(D)から得られる変数(N_(A)〜N_(D)、及び平均値_(A)〜平均値_(D))は、X線検出手段2におけるX線入射面においてパターン(A)〜(D)の各ROIに含まれる画素数と、X線検出手段2から出力されるデジタル値と、に基づいてX線強度算出手段8が算出する。
【００３１】
各ROIの画素値の平均値は、下式2に従って、平均値を求めたい領域の画素値合計、及び総画素数のみで求められる。よって、パターン1〜11の画素値の平均値は、前記8つの変数を用いて、各パターンのROIの画素値合計と総画素数とが算出され、これら算出された画素値合計と総画素数とを用いて各パターンのROIの平均値を算出することができる。下式3は、パターン1〜11の総画素数の算出に用いる式を、下式4は、パターン1〜11の画素値合計の算出に用いる式を示す。下式3、下式4で得られた各ROIすなわち、各パターンの総画素数と画素値合計とを下式2にあてはめることにより、各ROIの画素値の平均値が算出できる。
【００３２】
[数2］
平均値_(n)＝S_(n)/N_(n)・・・(2)
平均値_(n)：パターン(n)の画素値の平均値
S_(n)  ：パターン(n)の画素値合計
N_(n)  ：パターン(n)の総画素数
【００３３】
[数3]
2011074471.tif 000004
【００３４】
[数4]
2011074471.tif 000005
【００３５】
上記図5の(A)のように領域1内に収まる小領域領域2、領域3を設定する代わりに、図5の(B)のように領域1内に収まり、かつ領域1の対向する2辺に接する4本の分割線40、41、42、43を用いて、9つの小ブロックを設定してもよい。分割線40、41は、領域1の上辺及び下辺(図5における左右方向と上下方向とを基準に領域1の右辺、左辺、上辺、下辺を定義する。)に平行、かつ対向する左辺及び右辺に接する線分である。分割線40と領域1の上辺との間隔と、分割線40と分割線41との間隔、及び分割線41と領域1の下辺との間隔は、均等でもよいし、不均等でもよい。図5の(B)の例では、分割線40と領域1の上辺との間隔と、分割線41と領域1の下辺との間隔はほぼ同一であり、それらの間隔よりも分割線40と分割線41との間隔が狭く設定されている。
【００３６】
また、分割線42、43は、領域1の左辺及び右辺に平行、かつ対向する上辺及び下辺に接する線分である。領域1の左辺と分割線42との間隔と、分割線42と分割線43との間隔、及び分割線43と領域1の右辺との間隔は、均等でもよいし、不均等でもよい。
【００３７】
図5の(A)の例では、領域1の左辺と分割線42との間隔と、分割線42と分割線43との間隔、及び分割線43と領域1の右辺との間隔はほぼ同一に設定されている。
【００３８】
分割線40、41、42、43により、領域1は、図5の(B)に示すように(1)〜(9)の9つの小ブロックに分割される。これらそれぞれのブロックの総画素数、及び画素値合計を求めておいて、それらの組み合わせで、パターン(A)〜(D)、及びパターン1〜11の平均値を算出することができる。パターン(A)〜(D)、及びパターン1〜11の各平均値の算出方法は、上記の如く、領域2、領域3を基に8つの変数を計算で求めて、パターン(1)〜(11)の平均値を算出する方法の他、9つの小ブロックの各平均値を求める方法でもよい。
【００３９】
選択条件設定手段10では、関心領域設定手段7で設定されたROI、及びそれら以外のROIの各平均値のうち、1つの平均値を選択する条件を設定する。
【００４０】
例えば、X線検査内容が、食道、及び胃の造影検査の場合、直接X線やX線絞りによる影響で、透視時、被検体に照射されるX線が不足または過多となり、適切な輝度を有する透視像を表示することが困難となる場合がある。
【００４１】
具体的に図7を用いて説明する。同図は胃透視の例を示した図であり、同図左側は胃透視全体の概略図、同図右側は画像表示手段4に表示されているX線画像を示している。従来技術ではケース1の場合、直接X線の影響によってROIの平均値が大きくなり、X線出力条件が低くなるため、食道の黒沈みが発生する。ケース2、及びケース3の場合、X線絞りの影響によって、ROIの平均値が小さくなり、X線出力条件が高くなるため、透視像が明るく、ハレーションぎみになる。従って、直接X線やX線絞りの影響を受けることなく、適切な透視輝度を有する画像を提供するためには、撮像部位が食道から胃にかけて動くに従って適切なROIを選択する必要がある。そのため、本実施形態では、フレームレートが30枚/secの映像信号を出力する透視モードであるとした場合、フレーム毎にROIを選択してもよいし、2フレーム毎にROIを選択するなど、撮像部位の変化の程度や画像処理手段3の処理能力に応じて、ROIを選択しなおす頻度を任意に設定できる、すなわち任意の枚数毎のフレームについて、ROIの平均値の算出・及び後述のX線出力条件の変更を行うようにしてもよい。
【００４２】
本実施形態の場合、関心領域設定手段7にて設定されたROI、及び図6A右側及び図6Bに示す複数のROI(パターン1〜11)の平均値は常に計算にて算出し、選択条件設定手段10にて設定された1つの平均値を選択するための条件に基づいて、フレーム毎に最適なROIの平均値を選択する。そして、その選択された平均値をX線自動露出制御に使用するため、安定した透視輝度を有する画像を提供することが可能となる。
【００４３】
例えば図7のケース1の場合、直接X線の入射領域を除いて被検体が撮影された領域のみからなるROIが選択されるように図6Aのパターン(B)のROIが選択され、ケース2の場合、X線絞りが撮影された領域を除いて被検体が撮影された領域のみからなるROIが選択されるように図6Aのパターン(B)のROIが選択され、ケース3の場合、X線絞りが撮影された領域を除いて被検体が撮影された領域のみからなるROIが選択されるようにパターン(D)が選択させるような条件を選択条件設定10に設定すれば良い。
【００４４】
すなわち、X線検査内容が、食道、及び胃の造影検査の場合には、関心領域設定手段7で設定されたROI、及びそれら以外のROIの各平均値のうち、最大と最小以外の平均値を選択するような設定を施せば良いということになる。
【００４５】
選択条件設定内容について、例えば、1)各ROIの平均値の小さい方から数えて何番目のROIを選択する、2)(図6A左側に示す4つのROI以外に)どのROIを選択可能なROIの候補に入れるか、等がある。1)の選択条件は、直接X線が入射した領域やX線絞りが撮影された領域を除いたROIを選択するのに有効である。また、2)の選択条件は、X線検査内容、手技の方法、撮影部位の形状に合わせてROI候補を絞り込むことにより、図6A右側及び図6Bの例では、パターン1〜11までの11全てについて画素値の平均値を算出する必要がなくなるため、処理の高速化やハードウェア資源の有効活用が期待できる。更に、選択条件として、3)従来のX線画像診断装置のようにX線検出手段2のX線入射面に対するROIの位置を固定する固定モードと、本実施形態に係るX線露出制御方法及びプログラムのように、一の透視中にX線入射面に対するROIの位置を変動させる変動モードとを選択できるようにしてもよい。
【００４６】
目標X線強度設定手段11では、X線強度選択手段9で選択されたX線強度の平均値が一定に保たれるよう、X線露出制御手段5がX線出力条件を自動制御するための目標となるX線強度の平均値を定める。
【００４７】
(ステップ2)
透視モードによりX線撮像が行われ、映像信号が出力される(S2)。
X線発生手段1から照射されたX線は被検体12を透過後、X線検出手段2よりデジタル画像データとして出力され、X線強度分布記憶手段6により記憶・保持される。
【００４８】
(ステップ3)
最初のフレームに撮像されたX線強度分布像が、X線検出手段2から画像処理手段3に出力される(S3)。
【００４９】
(ステップ4)
X線露出制御手段5で用いるROIの平均値を算出する(S4)。
【００５０】
(ステップS41)
画像処理手段3は、X線強度分布記憶手段6、X線強度算出手段8、及びX線強度選択手段9を内包しており、X線検出手段2から出力されたデジタル画像データからなるX線強度分布像は、X線強度分布記憶手段6で記憶・保持される(S41)。
【００５１】
(ステップS42)
X線強度分布記憶手段6で記憶・保持されたX線強度分布像は、X線強度算出手段8へ送られる。X線強度算出手段8は、関心領域設定手段7で設定されたROI、及びそれら以外のROIの各画素値の平均値を算出する(S42)。
【００５２】
(ステップS43)
X線強度選択手段9は、選択条件設定手段10で設定された条件に基づいて、算出された各ROIの平均値のうち1つを選択し、その平均値をX線露出制御手段5へ送る(S43)。
【００５３】
(ステップS5)
また、上記平均値算出と併せて、X線強度分布記憶手段6で記憶・保持されたデジタル画像データは、診断画像としての画質を得るために、ノイズ低減処理や表示階調処理、等の画像処理も画像処理手段3において施される(S5)。
【００５４】
(ステップS6)
D/A変換器13は、画像処理手段3にて画像処理が施されたデジタル画像データをアナログ信号へ変換し、画像表示手段4にて処理された画像が表示される(S6)。
【００５５】
(ステップ7)
X線露出制御手段5で次のフレームで被検体に照射するX線出力条件を決定する(S7)。
X線露出制御手段5は、目標X線強度設定手段11で設定された目標となるX線強度の平均値と、ステップS43でX線強度選択手段9から送られて来る現フレームにおけるROIのX線強度の平均値と、を比較して、その結果に応じて次のフレーム12で被検体に照射するX線出力条件を決定する。
【００５６】
すなわち、目標となるX線強度の平均値が現フレームにおけるROIのX線強度の平均値より大きい場合には、その差を解消するよう、X線出力条件を増加させる。一方、目標となるX線強度の平均値が現フレームにおけるROIのX線強度の平均値より小さい場合には、その差を解消するよう、X線出力条件を減少させる。尚、X線出力条件の増減に関しては、連続透視の場合、管電圧(ｋＶ)および/または管電流(ｍA)、パルス透視の場合、管電圧、管電流に加え、パルス照射幅が調整パラメータとして考えられる。
【００５７】
(ステップS8)
検査が終了でない場合にはステップS9へ進み、検査が終了である場合には、本処理の流れを終了する(S8)。
【００５８】
(ステップS9)
ステップS7で決定されたX線出力条件がX線発生手段1へと送られ、送られた情報に基づいてX線発生手段1から被検体12にX線が照射されて、X線検出手段2が次のフレームのX線強度分布像を出力する(S9)。そして、ステップS4へ戻り、ステップS4以下の処理を繰り返す。
【００５９】
上記実施形態では、自動的にROIを選択する方法について主に述べたが、図8に示すように、表示パネル71、透視像を映し出すTＶモニタ72、X線出力条件のマニュアル設定や変更されたX線出力条件を随時表示するX線高電圧装置操作パネル73を備えた遠隔操作卓70上の表示パネル71に、図6Aのパターン(A)〜(D)及びパターン1〜5と図6Bのパターン6〜11の形状を示すボタンを設け、ユーザ側で任意にROIをマニュアル的に選択できるように構成してもよい。また、表示パネル71上にX線検出手段2のX線入射面を示す画面を表示し、その画面上において、図5の領域1、領域2及び領域3の位置、大きさ、形状をマウスやジョイステックなどのポインティングデバイスを用いて入力設定できるようにしてもよい。又は上述の画面上において設定した領域1に、分割線40、41、42、43を入力設定してもよい。これにより、X線入射面に対する任意の位置に、任意の大きさや形状のROIを設定することができる。
【００６０】
また、検査対象部位に応じて、1)領域1〜3の各形状(大きさ)、2) 領域1〜3を設定するX線入射面上の推奨位置を初期表示し、この初期表示に対して任意に変更できるように構成してもよい。
【００６１】
また、上記実施形態では、X線検出手段2として、FPDを使用した場合について記述しているが、I．I．に置き換えることも可能である。
【符号の説明】
【００６２】
1  X線発生手段、2  X線検出手段、3  画像処理手段、4  画像表示手段、5  X線露出制御手段、6  X線強度分布記憶手段、7  X線強度算出領域設定手段、8  X線強度算出手段、9  X線強度選択手段、10  選択条件設定手段、11  目標X線強度設定手段、12  被検体、13  D/A変換器、70  遠隔操作卓、100  X線画像診断装置
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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