(57)【要約】【課題】ＡＥＣ撮影の効率やＡＥＣ撮影により収集される画像の画質を向上するＸ線診断装置及びＸ線診断装置の制御方法の提供。【解決手段】前面用カメラ３１は、Ｘ線管１１、Ｘ線検出器１３、又は支持機構に装着される。前面用カメラ３１は、被検体の前面に関する前面カメラ画像のデータを生成する。輪郭抽出部４１は、前面カメラ画像から被検体の輪郭を抽出する。露光タイマー制御部４５は、Ｘ線検出器１３からの信号のうちの輪郭内に対応する信号の時間積分値が予め設定された閾値に到達したか否かを判定する。Ｘ線制御部５３は、時間積分値が閾値に到達していないと判定された場合、Ｘ線管１１にＸ線を発生させ、時間積分値が閾値に到達したと判定された場合、Ｘ線管１１にＸ線の発生を停止させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
前記Ｘ線管から発生され被検体を透過したＸ線を検出し、前記検出されたＸ線の強度に応じた信号を出力するＸ線検出器と、
前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを支持する支持機構と、
前記Ｘ線管、前記Ｘ線検出器、又は前記支持機構に装着され、前記被検体の前面に関する第１カメラ画像のデータを生成する第１カメラと、
前記第１カメラ画像から前記被検体の輪郭を抽出する抽出部と、
前記信号のうちの前記輪郭内に対応する輪郭内信号の時間積分値が予め設定された閾値に到達したか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定の結果に基づいて、前記Ｘ線管からのＸ線を停止するＸ線制御部と、
を具備するＸ線診断装置。
【請求項２】
前記第１カメラは、カメラ撮影時において前記被検体を載置する天板の表面にレンズが向くように前記Ｘ線管、前記Ｘ線検出器、又は前記支持機構に装着される、請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記第１カメラは、ＣＣＤ（charge coupled device）カメラ、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor device）カメラ、又は赤外線カメラである、請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記Ｘ線管、前記Ｘ線検出器、又は前記支持機構に装着され、前記被検体の側面に関する第２カメラ画像のデータを生成する第２カメラと、
前記生成された第２カメラ画像から前記被検体の体厚を計算する計算部と、
前記計算された体厚に応じてＸ線条件を決定する決定部と、をさらに備える、
請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記Ｘ線制御部は、前記決定されたＸ線条件に応じたＸ線を前記Ｘ線管に発生させる、請求項４記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
前記第２カメラは、カメラ撮影時において前記被検体が載置された天板の側面にレンズが向くように前期Ｘ線管、前記Ｘ線検出器、又は前記支持機構に装着される、請求項４記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
前記第２カメラは、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラ、又は赤外線カメラである、請求項４記載のＸ線診断装置。
【請求項８】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
前記Ｘ線管から発生され被検体を透過したＸ線を検出し、前記検出されたＸ線の強度に応じた信号を出力するＸ線検出器と、
前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを支持する支持機構と、
前記Ｘ線管、前記Ｘ線検出器、又は前記支持機構に装着され、前記被検体の前面に関するカメラ画像のデータを生成するカメラと、
を具備するＸ線診断装置の制御方法において、
前記カメラ画像から前記被検体の輪郭を抽出し、
前記信号のうちの前記輪郭内に対応する輪郭内信号の時間積分値が予め設定された閾値に到達したか否かを判定し、
前記判定の結果に基づいて、前記Ｘ線管からのＸ線を停止する、
ことを特徴とするＸ線診断装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＥＣ（automatic exposure control）撮影を行うＸ線診断装置及びＸ線診断装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置による撮影方法の１つにＡＥＣ（automatic exposure control）撮影がある（例えば、特許文献１及び２参照）。ＡＥＣ撮影は、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器からの出力信号（Ｘ線強度信号）の強度が一定値に到達すると、Ｘ線の発生を停止させる撮影法である。ＡＥＣ撮影は、最適な画質を有する画像を収集することを目的にしている。しかし、脚間の隙間部分等のようにＸ線が被検体を透過せずにＸ線検出面に直接到達する部分は、被検体を透過する部分よりもＸ線の強度が大きいので、Ｘ線検出器全体からの出力信号の強度が一定値に到達するのが速くなってしまう。このため、Ｘ線が被検体を透過せずにＸ線検出面に直接到達する部分を含む撮影領域を撮影する場合、最適な画質の画像になる前にＸ線の発生が自動的に停止されてしまう場合がある。意に反してＸ線の発生が停止された場合、再度ＡＥＣ撮影しなければならない場合がある。ＡＥＣ撮影の繰り返しに伴う被検体や術者の負担は、大きい。また、ＡＥＣ撮影に関する画像の画質の安定が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６―２１７９７３号公報
【特許文献２】特開２００３―１１６８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ＡＥＣ撮影の効率やＡＥＣ撮影により収集される画像の画質を向上するＸ線診断装置及びＸ線診断装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１局面に係るＸ線診断装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線管から発生され被検体を透過したＸ線を検出し、前記検出されたＸ線の強度に応じた信号を出力するＸ線検出器と、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを支持する支持機構と、前記Ｘ線管、前記Ｘ線検出器、又は前記支持機構に装着され、前記被検体の前面に関する第１カメラ画像のデータを生成する第１カメラと、前記第１カメラ画像から前記被検体の輪郭を抽出する抽出部と、前記信号のうちの前記輪郭内に対応する輪郭内信号の時間積分値が予め設定された閾値に到達したか否かを判定する判定部と、前記判定部による判定の結果に基づいて、前記Ｘ線管からのＸ線を停止するＸ線制御部と、を具備する。
【０００６】
本発明の第２実施形態に係るＸ線診断装置の制御方法は、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線管から発生され被検体を透過したＸ線を検出し、前記検出されたＸ線の強度に応じた信号を出力するＸ線検出器と、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器とを支持する支持機構と、前記Ｘ線管、前記Ｘ線検出器、又は前記支持機構に装着され、前記被検体の前面に関するカメラ画像のデータを生成するカメラと、を具備するＸ線診断装置の制御方法であって、前記カメラ画像から前記被検体の輪郭を抽出し、前記信号のうちの前記輪郭内に対応する輪郭内信号の時間積分値が予め設定された閾値に到達したか否かを判定し、前記判定の結果に基づいて、前記Ｘ線管からのＸ線を停止する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ＡＥＣ撮影の効率やＡＥＣ撮影により収集される画像の画質を向上するＸ線診断装置及びＸ線診断装置の制御方法を提供することが実現する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るＸ線診断装置の機能ブロック図。
【図２】図１の撮影機構の外観図。
【図３】図１のシステム制御部の制御により行なわれるＡＥＣ撮影を利用したステッピングＤＳＡ撮影の典型的な流れを示す図。
【図４】図１の前面用カメラにより生成された前面カメラ画像の一例を示す図。
【図５】図１のＡＥＣ用ＲＯＩ設定部により設定される、ステッピングＤＳＡ撮影におけるＡＥＣ用のＲＯＩの一例を示す図。
【図６】図１の側面用カメラにより生成された側面カメラ画像の一例を示す図。
【図７】図１のＸ線条件テーブル記憶部に記憶されるＸ線条件テーブルの一例を示す図。
【図８】図１の表示部により表示される、撮影領域が可視化された画像の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係わるＸ線診断装置を説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態に係るＸ線診断装置の機能ブロック図である。図１に示すように、Ｘ線診断装置１は、撮影機構３とコンピュータ装置５とを有している。
【００１１】
図２は、撮影機構３の外観図である。図２に示すように、撮影機構３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１３とを搭載するＣアーム１５を有する。Ｘ線管１１は、高電圧発生部１７から高電圧の印加とフィラメント電流の供給とを受けてＸ線を発生する。高電圧発生部１７は、コンピュータ装置５内のＸ線制御部５３による制御に従ってＸ線管１１に高電圧を印加し、フィラメント電流を供給する。
【００１２】
Ｘ線検出器１３は、Ｘ線管１１から発生され被検体Ｐを透過するＸ線を検出する。Ｘ線検出器１３は、検出されたＸ線の強度に応じたＸ線強度信号を生成する。生成されたＸ線強度信号は、コンピュータ装置５内の露光タイマー制御部４５に供給される。また、Ｘ線強度信号により構成される各種のＸ線画像のデータは、コンピュータ装置５内の画像記憶部３９に供給される。なお、本実施形態においては、Ｘ線画像のデータとして、例えば、マスク画像のデータとコントラスト画像のデータとがＸ線検出器１３により生成される。マスク画像は、造影剤注入前に生成されたＸ線画像である。コントラスト画像は、造影剤注入後に生成されたＸ線画像であり、造影された血管に関する造影血管領域を含む。Ｘ線検出器１３は、マトリクス状に配置された複数の半導体検出素子を有するフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）で構成される。Ｘ線管１１の焦点とＸ線検出器１３のＸ線検出面中心とを結ぶ軸は、撮影軸という。
【００１３】
寝台１９は、被検体（患者）Ｐが搭載される天板２１を長手方向及び垂直方向に移動可能に支持する。天板２１は、脚部２３により支えられる。寝台１９は、寝台駆動部２５に接続されている。寝台駆動部２５は、コンピュータ装置５内の機構制御部３５からの制御信号に応じた駆動信号を寝台１９に供給する。寝台駆動部２５は、例えば、ステッピングモータ等のモータにより構成される。駆動信号が供給されると寝台１９は、天板２１を駆動信号に応じて移動する。ここで天板２１の長手方向がＺ軸方向に、天板２１の横手方向がＹ軸方向に、そして天板２１の垂直方向がＸ軸方向に規定される。このＸＹＺ座標系は、直交座標系を成す。
【００１４】
Ｃアーム１５は、Ｃアームホルダ２７に回転可能及び移動可能に支持されている。具体的には、Ｃアームホルダ２７は、被検体Ｐに対する撮影角度を自由に変更できるように、Ｙ軸を回転中心として矢印Ａ１方向に回転可能にＣアーム１５を支持する。また、Ｃアームホルダ２７は、Ｃアーム１５のＣ形状に沿って矢印Ａ２方向に移動可能にＣアーム１５を支持する。すなわち、Ｃアーム１５とＣアームホルダ２７とは、Ｘ線管１１とＸ線検出器１３との支持機構として機能する。
【００１５】
Ｃアームホルダ２７は、支持機構駆動部２９に接続されている。支持機構駆動部２９は、機構制御部３５からの制御信号に応じた駆動信号をＣアームホルダ２７に供給する。支持機構駆動部２９は、例えば、ステッピングモータ等のモータにより構成される。駆動信号が供給されるとＣアームホルダ２７は、Ｃアーム１５を回転又は移動する。
【００１６】
図２に示すように、Ｘ線検出器１３には、前面用カメラ３１が装着されている。前面用カメラ３１は、被検体Ｐを前面から撮影するためのカメラである。前面用カメラ３１は、カメラ撮影時において天板２１の表面にレンズが向くようにＸ線検出器１３に装着される。典型的には、前面用カメラ３１は、Ｘ線検出器１３の側面に配置される。前面用カメラ３１は、ＣＣＤ（charge coupled device）カメラ、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor device）、又は赤外線カメラが適当である。前面用カメラ３１は、コンピュータ装置５内のカメラ制御部３７による制御に従って被検体Ｐを前面からカメラ撮影する。カメラ撮影により前面用カメラ３１は、被検体Ｐの前面に関するカメラ画像（以下、前面カメラ画像と呼ぶことにする）のデータを生成する。前面カメラ画像は、前面から見た被検体Ｐに対応する被検体領域が含まれる。前面カメラ画像のデータは、画像記憶部３９に供給される。なお、前面用カメラ３１の装着箇所は、Ｘ線検出器１３のみに限定されない。前面用カメラ３１は、Ｘ線撮影時においてＸ線検出器１３の前方に位置しないようにＸ線検出器１３、Ｘ線管１１、又はＣアーム１５の任意の位置に装着可能である。
【００１７】
図２に示すように、Ｃアーム１５には、側面用カメラ３３が装着されている。側面用カメラ３３は、被検体Ｐを側面から撮影するためのカメラである。側面用カメラ３３は、カメラ撮影時において天板２１の側面にレンズが向くようにＣアーム１５に装着される。典型的には、側面用カメラ３３は、Ｃアーム１５上の回転軸（Ｙ軸）に交差する一部分に配置される。側面用カメラ３３は、ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳ、又は赤外線カメラが適当である。側面用カメラ３３は、カメラ制御部３７による制御に従って、被検体Ｐを側面からカメラ撮影する。カメラ撮影により側面用カメラ３３は、被検体Ｐの側面に関するカメラ画像（以下、側面カメラ画像と呼ぶことにする）のデータを生成する。側面カメラ画像は、側面から見た被検体Ｐに対応する被検体領域を含む。側面カメラ画像のデータは、画像記憶部３９に供給される。なお、側面用カメラ３３の装着箇所は、Ｃアーム１５のみに限定されない。側面用カメラ３３は、Ｘ線撮影時においてＸ線検出器１３の前方に位置しないようにＸ線検出器１３、Ｘ線管１１、又はＣアーム１５のいずれかの任意の位置に装着可能である。
【００１８】
コンピュータ装置５は、機構制御部３５、カメラ制御部３７、画像記憶部３９、輪郭抽出部４１、ＡＥＣ用ＲＯＩ設定部４３、露光タイマー制御部４５、体厚計算部４７、Ｘ線条件テーブル記憶部４９、Ｘ線条件設定部５１、Ｘ線制御部５３、減算処理部５５、表示部５７、操作部５９、システム制御部６１を有する。
【００１９】
機構制御部３５は、ユーザによる操作部５９を介した指示又はシステム制御部６１による制御のもとに寝台駆動部２５と支持機構駆動部２９とを制御する。より詳細には、機構制御部３５は、ステッピングＤＳＡ撮影に関する各ステージ位置に天板２１を移動させるために寝台駆動部２５を制御する。ステージ位置は、例えば、各ステージにおける天板２１の長手方向（Ｚ軸方向）に関する中心位置に規定される。また機構制御部３５は、所定の撮影角度にＣアーム１５を配置するためにＣアームホルダ２７を制御する。撮影角度は、例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸のそれぞれに対する撮影軸の角度により規定される。
【００２０】
カメラ制御部３７は、所定のタイミングで前面用カメラ３１に被検体Ｐを撮影させる。これにより前面用カメラは、前面カメラ画像のデータを生成する。また、カメラ制御部３７は、所定のタイミングで側面用カメラ３３に被検体Ｐを撮影させる。これにより側面用カメラ３３は、側面カメラ画像のデータを生成する。所定のタイミングは、例えば、ユーザにより操作部５９を介した撮影指示を受けたタイミング（撮影指示に対応する操作信号を受けたタイミング）である。なお、前面カメラ画像と側面カメラ画像とは、静止画であっても、動画であってもよい。以下、説明の簡単のため前面カメラ画像と側面カメラ画像とは、静止画であるとする。
【００２１】
画像記憶部３９は、前面用カメラ３１から供給される前面カメラ画像のデータと側面用カメラ３３から供給される側面カメラ画像のデータとを記憶する。前面カメラ画像のデータと側面カメラ画像のデータとは、ステージ番号に関連付けて記憶される。また、画像記憶部３９は、Ｘ線検出器１３から供給されるマスク画像のデータとコントラスト画像のデータとを記憶する。マスク画像のデータとコントラスト画像のデータとは、ステージ番号に関連付けて記憶される。また、画像記憶部３９は、後述する減算処理部５５により生成されたＤＳＡ画像のデータをステージ番号に関連付けて記憶する。
【００２２】
輪郭抽出部４１は、前面カメラ画像を画像処理して、前面カメラ画像から被検体領域の輪郭を抽出する。前面に関する輪郭のデータは、ＡＥＣ用ＲＯＩ設定部４３に供給される。また、輪郭抽出部４１は、側面カメラ画像を画像処理して、側面カメラ画像から被検体領域の輪郭を抽出する。側面に関する輪郭のデータは、体厚計算部４７に供給される。
【００２３】
ＡＥＣ用ＲＯＩ設定部４３は、前面に関する輪郭に基づいてＡＥＣ用のＲＯＩを設定する。ＡＥＣ用のＲＯＩとは、ＡＥＣに利用するＸ線強度信号を、被検体の輪郭内を透過したＸ線に由来するＸ線強度信号に限定するために設定されるＲＯＩである。以下、ＡＥＣ用のＲＯＩを単にＲＯＩと呼ぶことにする。設定されたＲＯＩに関するデータは、露光タイマー制御部４５に供給される。
【００２４】
露光タイマー制御部４５は、ＡＥＣ撮影するために、Ｘ線制御部５３にＸ線の発生指示又は停止指示を供給する。具体的には、露光タイマー制御部４５は、Ｘ線検出器１３からのＸ線強度信号を時間積分し積分値を算出する。積分値が算出されると露光タイマー制御部４５は、積分値が予め設定された閾値に到達したか否かを判定する。閾値の値は、予め設定されているものとする。積分対象のＸ線強度信号は、Ｘ線検出器１３により生成される全Ｘ線強度信号のうちのＲＯＩ内で生成されるＸ線強度信号に限定される。積分値が閾値に到達していないと判定した場合、露光タイマー制御部４５は、Ｘ線管１１にＸ線を発生させるために、Ｘ線制御部５３に発生信号を供給する。一方、積分値が閾値に到達したと判定した場合、露光タイマー制御部４５は、Ｘ線管１１にＸ線の発生を停止させるために、Ｘ線制御部５３に停止信号を供給する。このように露光タイマー制御部４５は、Ｘ線を発生するのか、あるいは停止するのかを判定する判定部として機能する。
【００２５】
体厚計算部４７は、側面に関する輪郭に基づいて被検体Ｐの体厚を計算する。計算された体厚に関するデータは、Ｘ線条件設定部５１に供給される。
【００２６】
Ｘ線条件テーブル記憶部４９は、体厚とＸ線条件とを関連付けた撮影用Ｘ線条件テーブル（以下、Ｘ線条件テーブルと呼ぶことにする）を記憶している。Ｘ線条件は、例えば、管電圧［ｋＶ］、管電流［ｍＡ］、最長継続時間［ｍｓ］、及び焦点サイズ等の組み合わせである。最長継続時間は、Ｘ線発生の最長継続時間である。最長継続時間を超えると、露光タイマー制御部４５による判定結果に依らず強制的にＸ線の発生が停止される。
【００２７】
Ｘ線条件設定部５１は、体厚計算部４７から供給される体厚のデータに基づいてＸ線条件を設定する。具体的には、Ｘ線条件設定部５１は、供給された体厚にＸ線条件テーブル上で関連付けられているＸ線条件をＸ線条件テーブル記憶部４９から読み出す。そしてＸ線条件設定部５１は、読み出されたＸ線条件をＸ線撮影のＸ線条件に設定する。設定されたＸ線条件に関するデータは、Ｘ線制御部５３に供給される。
【００２８】
Ｘ線制御部５３は、Ｘ線条件設定部５１から供給されるＸ線条件に従って高電圧発生部１７を制御する。Ｘ線発生中、Ｘ線制御部５３は、露光タイマー制御部４５から供給される発生信号又は停止信号を繰り返し受信する。Ｘ線制御部５３は、露光タイマー制御部４５から発生信号が供給された場合、すなわちＸ線強度信号の積算値が閾値に到達していないと判定された場合、高電圧発生部１７に高電圧の印加とフィラメント電流の供給とを行なわせる。これによりＸ線管１１からのＸ線の発生が継続される。一方、Ｘ線制御部５３は、露光タイマー制御部４５から停止信号が供給された場合、すなわちＸ線強度信号の積算値が閾値に到達したと判定された場合、Ｘ線の発生を停止するように高電圧発生部１７に高電圧の印加を停止させる。これによりＸ線管１１からのＸ線の発生が停止される。
【００２９】
減算処理部５５は、同一ステージに関するマスク画像のデータとコントラスト画像のデータとを減算処理し、ＤＳＡ画像のデータを生成する。
【００３０】
表示部５７は、マスク画像やコントラスト画像、ＤＳＡ画像、Ｘ線条件等を表示する。表示部５７としては、ＣＲＴディスプレイや、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等が適宜利用可能である。
【００３１】
操作部５９は、Ｘ線診断装置１を操作するための各種指示を受け付ける。例えば、操作部は、撮影開始／終了スイッチ等を有する。また、操作部５９は、例えば、カメラ撮影スイッチを有する。カメラ撮影スイッチに対応する操作信号は、カメラ制御部３７に供給される。また、操作部５９は、Ｃアーム１５をＡ１方向に回転させるための回転スイッチや、Ａ２方向に移動させるための移動スイッチが設けられている。回転スイッチや移動スイッチに関する操作信号は、機構制御部３５に供給される。また、操作部５９は、天板移動スイッチを有する。天板移動スイッチに関する操作信号は、機構制御部３５に供給される。
【００３２】
システム制御部６１は、Ｘ線診断装置１の中枢として機能する。具体的には、システム制御部６１は、カメラを利用したＡＥＣ撮影をするために各部を制御する。また、システム制御部６１は、カメラを利用したＸ線条件の設定をするために各部を制御する。
【００３３】
上記構成によりＸ線診断装置１は、前面用カメラ３１を利用してＡＥＣ撮影のためのＲＯＩを設定する。そしてＸ線診断装置１は、設定されたＲＯＩに対応するＸ線強度信号のみを利用してＡＥＣ撮影する。また、Ｘ線診断装置１は、側面用カメラ３３を利用してＸ線条件を設定する。
【００３４】
以下、本実施形態に係るＸ線診断装置１の動作を、ＡＥＣ撮影を利用したステッピングＤＳＡ撮影を例に挙げて説明する。
【００３５】
図３は、システム制御部６１の制御により行なわれるＡＥＣ撮影を利用したステッピングＤＳＡ撮影の典型的な流れを示す図である。
【００３６】
［ステップＳ１］
ステップＳ１においてシステム制御部６１は、第１ステージから第Ｎ（Ｎ≧２）ステージまでの各ステージを前面用カメラ３１と側面用カメラ３３とで撮影する。例えば、第１ステージ位置は、腹部であって、第Ｎステージ位置は、足先である。ステップＳ１におけるカメラ撮影は、ＲＯＩの範囲を決定するため、及び、Ｘ線条件を決定するために行なわれる。具体的には、システム制御部６１は、機構制御部３５を制御して天板２１を第１ステージの位置から第Ｎステージの位置までスライドさせる。機構制御部３５は、天板２１を段階的にスライド（ステップスライド）させても良いし、連続的にスライドさせてもよい。システム制御部６１は、天板２１のスライド中、カメラ制御部３７を制御して各ステージを前面用カメラ３１と側面用カメラ３３とで撮影する。前面用カメラ３１により前面カメラ画像のデータが生成され、側面用カメラ３３により側面カメラ画像のデータが生成される。前面カメラ画像のデータと側面カメラ画像のデータとは、ステージ番号に関連付けられて画像記憶部３９に記憶される。
【００３７】
［ステップＳ２］
ステップＳ１が行なわれるとシステム制御部６１は、輪郭抽出部４１に第１の輪郭抽出処理を行なわせる。ステップＳ２において輪郭抽出部４１は、処理対象のステージ番号に関連付けられた前面カメラ画像のデータを画像記憶部３９から読み出す。輪郭抽出部４１は、読み出された前面カメラ画像に対して輪郭抽出処理を行なう。輪郭抽出処理は、全てのステージ番号に関する前面カメラ画像に対して行なわれる。
【００３８】
図４は、前面用カメラ３１により生成された前面カメラ画像Ｉ１の一例を示す図である。図４に示すように、前面カメラ画像Ｉ１は、被検体Ｐの前面方向から撮影された画像であり、被検体Ｐの両足が描出されている。前面カメラ画像Ｉ１の横軸は、Ｙ軸に規定され、縦軸はＺ軸に規定される。前面カメラ画像Ｉ１は、被検体Ｐに関する被検体領域８１を含む。また、前面カメラ画像Ｉ１は、被検体領域８１以外に、天板２１等に由来する背景領域８５を含む。輪郭抽出部４１は、例えば、背景領域８５と区別してカメラ画像Ｉ１から被検体領域８１を抽出し、抽出された被検体領域８１からさらに輪郭８３を抽出する。被検体領域８１や輪郭８３の抽出方法は、特に限定されず、既存のあらゆる方法が適用可能である。抽出された輪郭８３のデータは、ステージ番号に関連付けられてＡＥＣ用ＲＯＩ設定部４３に供給される。
【００３９】
［ステップＳ３］
ステップＳ２が行なわれるとシステム制御部６１は、ＡＥＣ用ＲＯＩ設定部４３にＲＯＩ設定処理を行なわせる。ステップＳ３においてＡＥＣ用ＲＯＩ設定部４３は、ステップＳ２において抽出された輪郭のデータに基づいてＡＥＣ用のＲＯＩを設定する。
【００４０】
図５は、ステッピングＤＳＡ撮影におけるＡＥＣ用のＲＯＩの一例を示す図である。図５に示すように、第１ステージから第４ステージまでＡＥＣ撮影されるとする。例えば、第１ステージの撮影領域ＦＯＶ１は、被検体Ｐの足の付け根部分であり、第４ステージの撮影領域ＦＯＶ４は、被検体Ｐの足首の部分である。ＲＯＩは、被検体Ｐの形状に応じて各ステージについて設定される。ＲＯＩは、被検体Ｐの輪郭内を透過するＸ線が検出される画素に設定される。例えば、第１ステージのＲＯＩ１は、被検体Ｐを透過する範囲のみに設定され、被検体Ｐを透過しない脚間等には設定されない。なおＲＯＩは、被検体Ｐ内に相当する全領域に設定される必要はない。例えば、被検体Ｐ内に相当する全領域のうちの所定マトリクスサイズ（例えば、１０×１０mm）の小領域にＲＯＩが設定されるとしてもよい。この小領域は、Ｘ線線量の観点からして、Ｘ線検出面の中央側に設定されるとよい。
【００４１】
具体的には、ＡＥＣ用ＲＯＩ設定部４３は、前面カメラ画像の座標系とＸ線検出器１３の座標系との間の座標変換式を保存している。Ｘ線検出器１３の座標系は、Ｘ線画像の座標系と略同一である。ＡＥＣ用ＲＯＩ設定部４３は、ステップＳ２において抽出された輪郭のデータに座標変換式を適用し、被検体Ｐを透過したＸ線が到達するＸ線検出面上の領域を特定する。特定された領域は、ＲＯＩに設定される。このようにしてＡＥＣ用ＲＯＩ設定部４３は、第１ステージから第Ｎ（第４）ステージまでの各ステージについてＲＯＩを設定する。設定されたＲＯＩは、ステージ番号に関連付けられて露光タイマー制御部４５に供給される。
【００４２】
［ステップＳ４］
また、ステップＳ１が行なわれるとシステム制御部６１は、輪郭抽出部４１に第２の輪郭抽出処理を行なわせる。ステップＳ４において輪郭抽出部４１は、処理対象のステージ番号に関連付けられた側面カメラ画像のデータを画像記憶部３９から読み出す。輪郭抽出部４１は、読み出された側面カメラ画像に対して輪郭抽出処理を行なう。輪郭抽出処理は、全てのステージ番号に関する前面カメラ画像に対して行なわれる。
【００４３】
図６は、側面用カメラ３３により生成された側面カメラ画像Ｉ２の一例を示す図である。図６に示すように、側面カメラ画像Ｉ２は、被検体Ｐの側面方向から撮影された画像である。側面カメラ画像Ｉ２の横軸はＺ軸に規定され、縦軸はＸ軸に規定される。側面カメラ画像Ｉ２は、被検体領域８１を含む。また、側面カメラ画像Ｉ２は、被検体領域８１以外に、天板２１等に由来する背景領域８５を含む。輪郭抽出部４１は、例えば、背景領域８５と区別して側面カメラ画像Ｉ２から被検体領域８１を抽出し、抽出された被検体領域８１からさらに輪郭８３を抽出する。被検体領域８１や輪郭８３の抽出方法は、ステップＳ２と同様である。抽出された輪郭８３のデータは、ステージ番号に関連付けられて体厚計算部４７に供給される。
【００４４】
［ステップＳ５］
ステップＳ４が行なわれるとシステム制御部６１は、体厚計算部４７に体厚の計算処理を行なわせる。ステップＳ５において体厚計算部４７は、ステップＳ４において抽出された輪郭のデータに基づいて被検体Ｐの体厚を計算する。例えば、体厚計算部４７は、被検体領域の前面側の輪郭と背面側の輪郭との間のＸ方向に沿う距離間隔（体厚［pixel］）を計算する。体厚計算部４７は、側面用カメラ３３の拡大率や側面用カメラ３３と被検体Ｐとの間の距離間隔等に基づいて、画像上の体厚［pixel］から実寸の体厚［ｍｍ］を算出する。典型的には、体厚は、図６に示すように、側面カメラ画像Ｉ２上のＺ位置に応じて異なる。例えば、体厚計算部４７は、Ｚ位置を変えながら体厚を繰り返し計算し、計算され体厚のうちの最大値、平均値、中間値、又は最小値等がそのステージの体厚に決定される。また、最小Ｚ位置の体厚、中心Ｚ位置の体厚、又は最大Ｚ位置等の体厚がそのステージの体厚に決定されてもよい。このようにして全てのステージについて体厚が計算される。計算された体厚のデータは、ステージ番号に関連付けられてＸ線条件設定部５１に供給される。
【００４５】
［ステップＳ６］
ステップＳ５が行なわれるとシステム制御部６１は、Ｘ線条件設定部５１にＸ線条件の設定処理を行なわせる。Ｘ線条件設定部５１は、ステップＳ５において計算された体厚とＸ線条件テーブルとに基づいてＸ線条件を設定する。
【００４６】
図７は、Ｘ線条件テーブルの一例を示す図である。図７に示すように、Ｘ線条件テーブルは、体厚を入力としＸ線条件を出力とするテーブルである。Ｘ線条件は、管電圧［ｋＶ］、管電流［ｍＡ］、最長継続時間［ｍｓ］、及び焦点サイズを含む。Ｘ線条件の値は、実験または臨床検査の経験から求められる。Ｘ線条件設定部５１は、体厚計算部４７からの体厚のデータが供給されると、供給された体厚を検索キーとしてＸ線条件テーブルを検索する。次にＸ線条件設定部５１は、検索キーとして体厚にＸ線条件テーブルで関連付けられている管電圧［ｋＶ］、管電流［ｍＡ］、最長継続時間［ｍｓ］、焦点サイズ等のＸ線条件を特定する。そしてＸ線条件設定部５１は、特定されたＸ線条件を、処理対象のステージに関するＸ線条件に設定する。このようにして全てのステージについてＸ線条件が設定される。設定されたＸ線条件のデータは、ステージ番号に関連付けられてＸ線制御部５３に供給される。
【００４７】
［ステップＳ７］
ステップＳ３とステップＳ６とが行なわれるとユーザは、操作部５９に設けられた撮影開始スイッチを押す。撮影開始スイッチが押されるとシステム制御部６１は、天板２１をステップスライドさせ、第Ｎステージから第１ステージまでの各ステージをＡＥＣ撮影する。ＡＥＣ撮影により第Ｎステージから第１ステージまでのＮ個のマスク画像が生成される。
【００４８】
以下ステップＳ７における各部の動作を詳細に説明する。撮影開始スイッチが押されるとシステム制御部６１は、Ｘ線制御部５３を制御してＸ線を発生させる。Ｘ線制御部５３は、ステップＳ６において設定されたＸ線条件に従って高電圧発生部１７を制御してＸ線管１１にＸ線を発生させる。
【００４９】
Ｘ線の発生中、Ｘ線検出器１３上の各画素からＸ線強度信号が生成される。露光タイマー制御部４５は、ステップＳ３において設定されたＲＯＩ内の画素からのＸ線強度信号を読み出す。すなわち、被検体を透過しない直接線に由来するＸ線強度信号は読み出されず、被検体を透過したＸ線に由来するＸ線強度信号のみが読み出される。そして露光タイマー制御部４５は、読み出されたＸ線強度信号のみに基づいてＸ線を発生するのか或いはＸ線の発生を停止するのかの判定処理を行なう。より詳細には、露光タイマー制御部４５は、画素毎にＸ線強度信号を繰り返し加算し積分値を算出する。露光タイマー制御部４５は、Ｘ線強度信号を加算する毎に積分値と閾値との大小関係を比較する。積分値が閾値に到達していないと判定した場合、露光タイマー制御部４５は、発生信号をＸ線制御部５３に供給する。発生信号が供給されている間、Ｘ線制御部５３は、Ｘ線管１１にＸ線を発生させ続ける。一方、積分値が閾値に到達したと判定した場合、露光タイマー制御部４５は、停止信号をＸ線制御部５３に供給する。停止信号が供給されることを契機としてＸ線制御部５３は、高電圧発生部１７を制御してＸ線管１１にＸ線の発生を停止される。すなわち、Ｘ線管１１への高電圧の印加が強制的に遮断される。なお、停止信号が供給されない場合であっても、最長継続時間を超えた場合、Ｘ線制御部５３は、同様にしてＸ線の発生を停止させる。
【００５０】
Ｘ線の発生が停止されると第Ｎステージに関するマスク画像のデータがＸ線検出器１３により生成される。第Ｎステージに関するマスク画像が生成されるとユーザは、操作部５９に設けられた天板移動スイッチを押す。天板移動スイッチが押されると天板２１は、第Ｎステージから第Ｎ−１ステージに移動する。そしてユーザにより再び撮影開始スイッチが押されると、第Ｎ−１ステージに関するＸ線条件でＸ線が発生され、第Ｎ−１ステージに関するＲＯＩでＡＥＣ撮影が行われる。そして第Ｎ−１ステージに関するマスク画像が生成される。同様にして第１ステージまでの各ステージにおいてＡＥＣ撮影が行われ、各ステージに関するマスク画像が生成される。マスク画像のデータは、ステージ番号に関連付けられて画像記憶部３９に記憶される。
【００５１】
［ステップＳ８］
ステップＳ７が行なわれるとシステム制御部６１は、第１ステージから第Ｎステージまでの各ステージをＸ線撮影し、Ｎ個のコントラスト画像を生成する。
【００５２】
具体的には、ステップＳ７が行なわれるとユーザは、被検体Ｐに造影剤を注入する。そしてユーザは、造影剤の流れに応じて撮影開始スイッチを押す。撮影開始スイッチが押されるとシステム制御部６１は、Ｘ線制御部５３に第１ステージに関するＸ線条件に従ってＸ線を発生させる。そしてＸ線検出器１３により第１ステージに関するコントラスト画像が生成される。第１ステージに関するコントラスト画像が生成されるとユーザは、造影剤の流れに応じて天板移動スイッチを押す。天板移動スイッチが押されると天板２１は、第１ステージから第２ステージに移動する。そしてユーザにより再び撮影開始スイッチが押されると、第２ステージに関する撮影条件でＸ線が発生され、第２ステージに関するコントラスト画像が生成される。同様にして第Ｎステージまでの各ステージに関するコントラスト画像が生成される。コントラスト画像のデータは、ステージ番号に関連付けられて画像記憶部３９に記憶される。
【００５３】
本実施形態に係るＸ線診断装置１は、天板移動のための操作性や確実性を向上させるための工夫がなされている。以下、この工夫について図８を参照しながら説明する。表示部５７は、ステッピング撮影時において、図８に示すような、各ステージの撮影領域ＦＯＶを可視化した画像Ｉ３を表示する。画像Ｉ３は、天板移動の操作性の向上のため、ライブ画像が表示されているモニタ上に表示されるとよい。ユーザは、ステージ１の撮影領域ＦＯＶ１の端近くまで造影剤が流れた時に次のステージ２の撮影領域ＦＯＶ２内を、操作部５９を介して画像Ｉ３上で選択する。選択方法としては、例えば、マウスによるクリック等が挙げられる。撮影領域ＦＯＶ２の選択が行なわれると機構制御部３５は、選択された撮影領域ＦＯＶ２に対応するステージ位置に天板２１をステップスライドさせる。
【００５４】
隣り合う撮影領域の重複領域ＲＯが広い場合、次のステージの撮影領域ＦＯＶをクリックすることは難しい。この操作性の困難を解消するため、表示部５７は、図８に示すように、各ステージの撮影領域ＦＯＶの近傍にステージ番号を表すマークＭを表示する。例えば、撮影領域ＦＯＶ１の近傍にステージ番号１を表すマークＭ１が表示される。機構制御部３５は、操作部５９を介してマークＭが選択されたことを契機として、選択されたマークＭのステージ番号に対応するステージ位置に天板２１をステップスライドさせる。例えば、マークＭ２が選択されると、第２ステージのステージ位置に天板２１がステップスライドされる。
【００５５】
［ステップＳ９］
ステップＳ８が行なわれるとシステム制御部６１は、減算処理部５５に減算処理を行なわせる。ステップＳ９において減算処理部５５は、Ｎ個のコントラスト画像とＮ個のマスク画像とに基づいてＮ個のＤＳＡ画像を生成する。具体的には、減算処理部５５は、同一のステージ番号に関連付けられたコントラスト画像のデータとマスク画像のデータとを読み出す。そして減算処理部５５は、読み出されたコントラスト画像からマスク画像を減算し、ＤＳＡ画像のデータを生成する。このようにして減算処理部５５は、第１ステージから第Ｎステージまでの各ステージに関するＤＳＡ画像のデータを生成する。
【００５６】
［ステップＳ１０］
ステップＳ９が行なわれるとシステム制御部６１は、表示部５７に表示処理を行なわせる。ステップＳ１０において表示部５７は、ステップＳ９において生成されたＤＳＡ画像を表示する。
【００５７】
ステップＳ１０が行なわれるとシステム制御部６１は、ＡＥＣ撮影を利用したステッピングＤＳＡ撮影を終了する。
【００５８】
上述の説明により本実施形態に係るＸ線診断装置１は、Ｘ線を利用しない前面用カメラ３１と側面用カメラ３３とを搭載する。Ｘ線診断装置１は、前面用カメラ３１を利用して被検体Ｐの前面に関する前面カメラ画像を生成し、前面カメラ画像から被検体領域の輪郭を抽出する。そしてＸ線診断装置１は、ＡＥＣに利用するＸ線検出器１３のＲＯＩを被検体の輪郭に合わせて設定できる。Ｘ線診断装置１は、設定されたＲＯＩからのＸ線強度信号のみを利用してＡＥＣ撮影をする。従ってＸ線診断装置１は、直接線の影響を受けずにＡＥＣ撮影をするこができるため、安定した精度で最適なＸ線画像を収集できる。また、Ｘ線診断装置１は、側面用カメラ３３を利用して被検体Ｐの側面に関する側面カメラ画像を生成し、側面カメラ画像から被検体Ｐの体厚を計算する。Ｘ線診断装置１は、計算された体厚に基づいてＸ線条件を設定する。従ってＸ線診断装置１は、Ｘ線条件を設定するためにＸ線曝射をすることがないので、被検体Ｐの被爆量を低減することができる。
【００５９】
また、従来はステッピングＤＳＡを開始する前に、被検体Ｐの位置を確認するためのＸ線透視が必要であった。しかしながら、Ｘ線診断装置１は、前面カメラ画像や側面カメラ画像を利用して、被検体Ｐの位置を確認することができる。従ってＸ線診断装置１は、従来よりも被検体の被曝量を低減することができる。
【００６０】
かくして本実施形態によれば、ＡＥＣ撮影の効率やＡＥＣ撮影により収集される画像の画質を向上するＸ線診断装置１及びＸ線診断装置１の制御方法を提供することができる。
【００６１】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【００６２】
（変形例１）
露光タイマー制御部４５は、Ｘ線検出器１３上のＡＥＣ用のＲＯＩにおけるＸ線強度信号のみを読み出すとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、露光タイマー制御部４５は、Ｘ線検出器１３上の全領域からＸ線強度信号を読み出してもよい。この露光タイマー制御部４５は、Ｘ線画像全体のＸ線強度データの中から、輪郭抽出部４１により抽出された前面の輪郭内のＸ線強度データを読み出し、読み出されたＸ線強度データが閾値に到達したか否かを判定する。そして露光タイマー制御部４５は、Ｘ線強度データが閾値に到達していない場合、発生信号をＸ線制御部５３に供給し、Ｘ線強度データが閾値に到達した場合、停止信号をＸ線制御部５３に供給する。
【００６３】
（変形例２）
Ｘ線検出器１３は、ＦＰＤに代えて、イメージインテンシファイアと光学系との組み合わせから構成されるとしてもよい。この場合、Ｘ線検出器１３は、Ｘ線画像生成のための第１Ｘ線検出器とＡＥＣのための第２Ｘ線検出器とを搭載する。第２Ｘ線検出器は、第１Ｘ線検出器の前面に設置される。第２Ｘ線検出器は、ＡＥＣ採光野、受光器、及び光電子増倍管を有する。ＡＥＣ採光野は、ＡＥＣ用のＲＯＩである。受光器は、ＡＥＣ採光野を透過するＸ線を光に変換する。光電子増倍管は、受光器からの光を増幅し、増幅された光に応じたＸ線強度信号を発生する。
【００６４】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
以上本発明によれば、ＡＥＣ撮影の効率やＡＥＣ撮影により収集される画像の画質を向上するＸ線診断装置及びＸ線診断装置の制御方法の提供を実現することができる。
【符号の説明】
【００６６】
１…Ｘ線診断装置、３…撮影機構、５…コンピュータ装置、１１…Ｘ線管、１３…Ｘ線検出器、１５…Ｃアーム、１７…高電圧発生部、１９…寝台、２１…天板、２３…脚部、２５…寝台駆動部、２７…Ｃアームホルダ、２９…支持機構駆動部、３１…前面用カメラ、３３…側面用カメラ、３５…機構制御部、３７…カメラ制御部、３９…画像記憶部、４１…輪郭抽出部、４３…ＡＥＣ用ＲＯＩ設定部、４５…露光タイマー制御部、４７…体厚計算部、４９…Ｘ線条件テーブル記憶部、５１…Ｘ線条件設定部、５３…Ｘ線制御部、５５…減算処理部、５７…表示部、５９…操作部、６１…システム制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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