(57)【要約】【課題】画質を向上させることができるＸ線診断装置を提供すること。【解決手段】実施形態のＸ線診断装置は、第１のＸ線検出器と、第２のＸ線検出器と、補正部とを備える。第１のＸ線検出器は、Ｘ線管から照射されたＸ線に基づく第１の信号を出力する。第２のＸ線検出器は、第１のＸ線検出器と並行して、Ｘ線に基づく第２の信号を出力する。補正部は、第１のＸ線検出器から出力された第１の信号から生成された第１のＸ線画像データ及び第２のＸ線検出器から出力された第２の信号から生成された第２のＸ線画像データにおいて、一方のＸ線画像データを用いて他方のＸ線画像データを補正する。【選択図】図１
2019024570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管から照射されたＸ線に基づく第１の信号を出力する第１のＸ線検出器と、
前記第１のＸ線検出器と並行して、前記Ｘ線に基づく第２の信号を出力する第２のＸ線検出器と、
前記第１のＸ線検出器から出力された第１の信号から生成された第１のＸ線画像データ及び前記第２のＸ線検出器から出力された第２の信号から生成された第２のＸ線画像データにおいて、一方のＸ線画像データを用いて他方のＸ線画像データを補正する補正部と、
を備える、Ｘ線診断装置。
【請求項２】
前記補正部は、前記第１のＸ線画像データ及び前記第２のＸ線画像データのそれぞれに対して、補正対象のＸ線画像データの補正後の画像特性に応じた重み付けを行い、重み付け後の各Ｘ線画像データを加算することで、前記補正対象のＸ線画像データを補正する、請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記第１のＸ線検出器及び前記第２のＸ線検出器は、前記Ｘ線管から経時的に照射されたＸ線に基づいて、前記第１の信号及び前記第２の信号をそれぞれ経時的に出力し、
前記補正部は、経時的に出力された前記第１の信号から生成された経時的な複数の第１のＸ線画像データと、経時的に出力された前記第２の信号から生成された経時的な複数の第２のＸ線画像データとに対して、補正対象となるＸ線画像データの補正後の画像特性に応じた重み付けをそれぞれ行い、重み付け後の各Ｘ線画像データを加算することで、前記補正対象となるＸ線画像データを補正する、請求項１に記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記第１のＸ線検出器は、前記第２のＸ線検出器の画素サイズと比較して大きい画素サイズを有し、
前記補正部は、前記第２のＸ線画像データを補正対象とする場合に、前記第１のＸ線画像データに対して相対的に低い重み付けを行うことで、補正後の第２のＸ線画像データが相対的に高い空間分解能を有するように補正する、請求項２又は３に記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記第１のＸ線検出器は、前記第２のＸ線検出器の画素サイズと比較して大きい画素サイズを有し、
前記補正部は、前記第２のＸ線画像データを補正対象とする場合に、前記第１のＸ線画像データに対して相対的に高い重み付けを行うことで、補正後の第２のＸ線画像データが相対的に高い信号対雑音比を有するように補正する、請求項２又は３に記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
前記補正部は、前記経時的な複数の第１のＸ線画像データ及び前記経時的な複数の第２のＸ線画像データのうち、前記補正対象となるＸ線画像データよりも時系列的に過去となるＸ線画像データに対して相対的に低い重み付けを行うことで、補正後のＸ線画像データに含まれる動きぼけが相対的に低くなるように補正する、請求項３に記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
前記第１のＸ線検出器及び前記第２のＸ線検出器は、前記Ｘ線管から経時的に照射された線量の異なる複数のＸ線に基づいて、前記第１の信号及び前記第２の信号をそれぞれ経時的に出力し、
前記補正部は、経時的に出力された前記第１の信号から生成された経時的な複数の第１のＸ線画像データ、及び、経時的に出力された前記第２の信号から生成された経時的な複数の第２のＸ線画像データのうち、相対的に線量が多いＸ線に基づくＸ線画像データに対して高い重み付けを行うことで、補正後のＸ線画像データが相対的に高い信号対雑音比を有するように補正する、請求項３に記載のＸ線診断装置。
【請求項８】
前記補正部は、前記第１のＸ線検出器における画素サイズと前記第２のＸ線検出器における画素サイズのうち、小さい画素サイズに合うように前記第１のＸ線画像データ又は前記第２のＸ線画像データを補正した後、一方のＸ線画像データを用いて他方のＸ線画像データを補正する、請求項１〜７のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
【請求項９】
前記補正部は、前記第１のＸ線検出器及び前記第２のＸ線検出器のうち、視野が広いＸ線検出器によって出力された信号から生成されたＸ線画像データに基づいて散乱線画像データを生成し、生成した散乱線画像データを用いて、視野が狭いＸ線検出器によって出力された信号から生成されたＸ線画像データの散乱線補正を行う、請求項１〜８のいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
【請求項１０】
前記補正部は、前記視野が広いＸ線検出器によって出力された信号から生成されたＸ線画像データから前記視野が狭いＸ線検出器の視野よりも広い領域を抽出し、抽出した領域を用いて前記散乱線画像データを生成する、請求項９に記載のＸ線診断装置。
【請求項１１】
前記視野が広いＸ線検出器によって出力された信号から生成されたＸ線画像データに基づく表示画像と、前記散乱線補正後のＸ線画像データに基づく表示画像とを並列表示させる制御部をさらに備える、請求項９又は１０に記載のＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線診断装置を用いた検査では、被検体の広い領域を俯瞰的に観察しつつ、関心部位を高解像度で観察する場合がある。近年、このような検査に用いられるＸ線診断装置として、例えば、ＴＦＴ（Thin  Film  Transistor）アレイを採用した大視野部を持つ第１の検出器と、ＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）を使用した第１の検出器より小視野で且つ画素ピッチが細かい第２の検出器とを併せ持つ検出器を備えたＸ線診断装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／０００３５８４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、画質を向上させることができるＸ線診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態のＸ線診断装置は、第１のＸ線検出器と、第２のＸ線検出器と、補正部とを備える。第１のＸ線検出器は、Ｘ線管から照射されたＸ線に基づく第１の信号を出力する。第２のＸ線検出器は、前記第１のＸ線検出器と並行して、前記Ｘ線に基づく第２の信号を出力する。補正部は、前記第１のＸ線検出器から出力された第１の信号から生成された第１のＸ線画像データ及び前記第２のＸ線検出器から出力された第２の信号から生成された第２のＸ線画像データにおいて、一方のＸ線画像データを用いて他方のＸ線画像データを補正する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、第１の実施形態に係るＸ線検出器の構成の一例を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、第１の実施形態に係るＸ線検出器の構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る補正機能による補正処理の一例を説明するための図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る補正機能による画素サイズの補正の一例を説明するための図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図６Ａ】図６Ａは、第２の実施形態に係る補正機能による補正処理の一例を説明するための図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第２の実施形態に係る補正機能による補正処理の一例を説明するための図である。
【図７】図７は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、第３の実施形態に係る補正機能による散乱線補正の一例を説明するための図である。
【図９】図９は、第３の実施形態に係るＸ線診断装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、第３の実施形態に係るＸ線診断装置の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、添付図面を参照して、Ｘ線診断装置の実施形態を詳細に説明する。なお、本願に係るＸ線診断装置は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。
【０００８】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の全体構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、高電圧発生器１１と、Ｘ線管１２と、Ｘ線絞り１３と、天板１４と、Ｃアーム１５と、Ｘ線検出器１６と、Ｃアーム回転・移動機構１７と、天板移動機構１８と、Ｃアーム・天板機構制御回路１９と、絞り制御回路２０と、処理回路２１と、入力回路２２と、ディスプレイ２３と、画像データ生成回路２４と、記憶回路２５と、画像処理回路２６とを有する。
【０００９】
図１に示すＸ線診断装置１００においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路２５へ記憶されている。Ｃアーム・天板機構制御回路１９、絞り制御回路２０、処理回路２１、画像データ生成回路２４、及び、画像処理回路２６は、記憶回路２５からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の各回路は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。
【００１０】
なお、上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＧＰＵ（Graphics  Processing  Unit）、或いは、特定用途向け集積回路（Application  Specific  Integrated  Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple  Programmable  Logic  Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex  Programmable  Logic  Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field  Programmable  Gate  Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出して実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。
【００１１】
高電圧発生器１１は、処理回路２１による制御の下、高電圧を発生し、発生した高電圧をＸ線管１２に供給する。Ｘ線管１２は、高電圧発生器１１から供給される高電圧を用いて、Ｘ線を発生する。
【００１２】
Ｘ線絞り１３は、絞り制御回路２０による制御の下、Ｘ線管１２が発生したＸ線を、被検体Ｐの関心領域に対して選択的に照射されるように絞り込む。例えば、Ｘ線絞り１３は、スライド可能な４枚の絞り羽根を有する。Ｘ線絞り１３は、絞り制御回路２０による制御の下、これらの絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐに照射させる。また、Ｘ線絞り１３は、線質を調整するための付加フィルタを備える。付加フィルタは、例えば、検査に応じて設定される。天板１４は、被検体Ｐを載せるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。なお、被検体Ｐは、Ｘ線診断装置１００に含まれない。
【００１３】
Ｘ線検出器１６は、Ｘ線管１２から照射され、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。例えば、Ｘ線検出器１６は、マトリックス状に配列された検出素子を有する。各検出素子は、被検体Ｐを透過したＸ線を電気信号に変換して蓄積し、蓄積した電気信号を画像データ生成回路２４に送信する。ここで、本実施形態に係るＸ線検出器１６は、画素ピッチが異なる（画素サイズが異なる）複数の検出器を有し、被検体Ｐを透過したＸ線を複数の検出器でそれぞれ検出する。図２Ａ及び図２Ｂは、第１の実施形態に係るＸ線検出器１６の構成の一例を示す図である。ここで、図２Ａ及び図２Ｂは、Ｘ線検出器１６の縦断面図を示す。また、図２Ｂに示す画像は、概念図である。
【００１４】
例えば、Ｘ線検出器１６は、図２Ａに示すように、第１の光検出器１６ａと、第２の光検出器１６ｂと、シンチレータ１６ｃとを有する。第１の光検出器１６ａとシンチレータ１６ｃとにより第１の検出器が構成され、第２の光検出器１６ｂとシンチレータ１６ｃとにより第２の検出器が構成される。
【００１５】
シンチレータ１６ｃは、Ｘ線管１２から照射されたＸ線を光に変換する。第１の光検出器１６ａは、例えば、アモルファスシリコンにより形成されたＴＦＴ（Thin  Film  Transistor）アレイを採用した２次元のイメージセンサを備え、シンチレータ１６ｃによって変換された光を検出して電気信号を出力する。第２の光検出器１６ｂは、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor）トランジスタを採用した２次元のイメージセンサを備え、シンチレータ１６ｃによって変換された光を検出して電気信号を出力する。なお、以下では、第１の光検出器１６ａによって出力される電気信号を第１の電気信号と呼び、第２の光検出器１６ｂによって出力される電気信号を第２の電気信号と呼ぶ。
【００１６】
このように、シンチレータ１６ｃは、第１の光検出器１６ａと第２の光検出器１６ｂとで共有される。言い換えると、Ｘ線検出器１６は、Ｘ線管１２から照射されたＸ線を光に変換するシンチレータ１６ｃと、シンチレータ１６ｃを共有し、シンチレータ１６ｃによって変換された光を検出して電気信号を出力する第１の光検出器１６ａ及び第２の光検出器１６ｂとを有する。そして、第１の光検出器１６ａ及び第２の光検出器１６ｂは、シンチレータ１６ｃで変換された光を同時に検出した電気信号をそれぞれ出力する。すなわち、第１の光検出器１６ａは、Ｘ線管１２から照射されたＸ線に基づく第１の信号を出力する。また、第２の光検出器１６ｂは、第１の光検出器１６ａと並行して、Ｘ線に基づく第２の信号を出力する。
【００１７】
また、図２Ａに示すように、第１の光検出器１６ａ及び第２の光検出器１６ｂは、画素の構成単位となる素子を複数有する。この素子それぞれは、Ｘ線の入射によって得られた蛍光像を電気信号に変換してフォトダイオード（ＰＤ：Photo  Diode）に蓄積する。図２Ａの例では、第１の光検出器１６ａが１列に８つの素子を有し、第２の光検出器１６ｂが１列に８つの素子を有する場合を図示している。
【００１８】
ここで、第２の光検出器１６ｂの各素子の画素サイズは、第１の光検出器１６ａの各素子の画素サイズよりも小さい。すなわち、第２の光検出器１６ｂの各素子の画素ピッチは、第１の光検出器１６ａの各素子の画素ピッチよりも細かい。図２Ａに示す例では、第１の光検出器１６ａの各素子の画素サイズは、第２の光検出器１６ｂの素子２つ分の画素サイズに相当する。すなわち、Ｘ線検出器１６のＸＹ平面においては、第１の光検出器１６ａの１つの素子が、第２の光検出器１６ｂの４つの素子に相当する。したがって、第２の光検出器１６ｂは、第１の光検出器１６ａと比較して、解像度が高い。
【００１９】
また、第１の光検出器１６ａは、第２の光検出器１６ｂよりも視野サイズが広い。すなわち、第２の光検出器１６ｂは、第１の光検出器１６ａにおける一部の検出領域と重複するサイズである。したがって、第２の光検出器１６ｂは、第１の光検出器１６ａと重複する領域における高解像度のＸ線画像を収集する。例えば、図２Ｂに示すように、シンチレータ１６ｃと第１の光検出器１６ａとで構成される第１の検出器では、視野サイズが広い第１のＸ線画像Ｉ１を収集する。一方、シンチレータ１６ｃと第２の光検出器１６ｂとで構成される第２の検出器では、第１のＸ線画像Ｉ１内の領域と重複し、第１のＸ線画像Ｉ１と比較して、視野サイズが狭く、且つ、高解像度の第２のＸ線画像Ｉ２を収集する。
【００２０】
ここで、Ｘ線診断装置１００においては、Ｘ線絞り１３が４枚の絞り羽根を有し、絞り制御回路２０による制御の下、これらの絞り羽根がスライドされることで、Ｘ線の照射領域を調整することができる。例えば、Ｘ線診断装置１００においては、Ｘ線絞り１３における４枚の絞り羽根が、第１の光検出器１６ａ及び第２の光検出器１６ｂの各辺に平行にそれぞれ配置され、辺に沿ってスライドされることにより、Ｘ線の照射領域を調整する。
【００２１】
図１に戻って、Ｃアーム１５は、Ｘ線管１２、Ｘ線絞り１３及びＸ線検出器１６を保持する。Ｃアーム１５は、支持部（図示を省略）に設けられたモータにより、天板１４上に横臥する被検体Ｐの周りをプロペラのように高速回転する。ここで、Ｃアーム１５は、直交する３軸であるＸＹＺ軸に関してそれぞれ回転可能に支持され、図示しない駆動部によって各軸で個別に回転する。Ｘ線管１２及びＸ線絞り１３とＸ線検出器１６とは、Ｃアーム１５により被検体Ｐを挟んで対向するように配置される。なお、図１では、Ｘ線診断装置１００がシングルプレーンの場合を例に挙げて説明しているが、実施形態はこれに限定されるものではなく、バイプレーンの場合であってもよい。
【００２２】
Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｃアーム１５を回転及び移動させるための機構である。また、Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｘ線管１２とＸ線検出器１６との距離であるＳＩＤ（Source  Image  receptor  Distance）を変更することも可能である。また、Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｃアーム１５に保持されているＸ線検出器１６を、回転させることも可能である。天板移動機構１８は、天板１４を移動させるための機構である。
【００２３】
Ｃアーム・天板機構制御回路１９は、処理回路２１による制御の下、Ｃアーム回転・移動機構１７及び天板移動機構１８を制御することで、Ｃアーム１５の回転や移動、天板１４の移動を調整する。例えば、Ｃアーム・天板機構制御回路１９は、処理回路２１による制御の下、Ｃアーム１５を回転させながら所定のフレームレートで投影データを収集する回転撮影を制御する。絞り制御回路２０は、処理回路２１による制御の下、Ｘ線絞り１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射領域を制御する。
【００２４】
画像データ生成回路２４は、Ｘ線検出器１６によってＸ線から変換された電気信号を用いて投影データを生成し、生成した投影データを記憶回路２５に格納する。具体的には、画像データ生成回路２４は、第１の光検出器１６ａによって出力された第１の電気信号から第１の投影データを生成し、第２の光検出器１６ｂによって出力された第２の電気信号から第２の投影データを生成し、生成した各投影データを記憶回路２５に格納する。例えば、画像データ生成回路２４は、Ｘ線検出器１６から受信した第１の電気信号及び第２の電気信号に対して、電流・電圧変換やＡ（Analog）／Ｄ（Digital）変換、パラレル・シリアル変換をそれぞれ行い、第１の電気信号に基づく第１の投影データと第２の電気信号に基づく第２の投影データをそれぞれ生成する。そして、画像データ生成回路２４は、生成した第１の投影データ及び第２の投影データを記憶回路２５に格納する。
【００２５】
記憶回路２５は、画像データ生成回路２４によって生成された投影データを受け付けて記憶する。例えば、記憶回路２５は、第１の電気信号に基づく第１の投影データと第２の電気信号に基づく第２の投影データをそれぞれ記憶する。また、記憶回路２５は、画像処理回路２６によって生成されたＸ線画像や、ボリュームデータを記憶する。また、記憶回路２５は、図１に示す各回路によって読み出されて実行される各種機能に対応するプログラムを記憶する。一例を挙げると、記憶回路２５は、処理回路２１によって読み出されて実行される補正機能２１１に対応するプログラム及び制御機能２１２に対応するプログラムを記憶する。
【００２６】
画像処理回路２６は、後述する処理回路２１による制御のもと、記憶回路２５が記憶する投影データに対して各種画像処理を行うことでＸ線画像を生成する。或いは、画像処理回路２６は、後述する処理回路２１による制御のもと、画像データ生成回路２４から直接投影データを取得し、取得した投影データに対して各種画像処理を行うことでＸ線画像を生成する。例えば、画像処理回路２６は、第１の電気信号に基づく第１の投影データに対して画像処理を行うことで第１のＸ線画像を生成する。また、画像処理回路２６は、第２の電気信号に基づく第２の投影データに対して画像処理を行うことで第２のＸ線画像を生成する。なお、画像処理回路２６は、画像処理後のＸ線画像を、記憶回路２５に格納することも可能である。例えば、画像処理回路２６は、移動平均（平滑化）フィルタ、ガウシアンフィルタ、メディアンフィルタ、リカーシブフィルタ、バンドパスフィルタなどの画像処理フィルタによる各種処理を実行して、処理後のＸ線画像を記憶回路に格納する。なお、本実施形態においては、画像データ生成回路２４によって生成された投影データ、及び、画像処理回路２６によって生成されたＸ線画像をまとめてＸ線画像データとも記載する。例えば、第１の投影データと第１のＸ線画像をまとめて第１のＸ線画像データと記載する。同様に、第２の投影データと第２のＸ線画像をまとめて第２のＸ線画像データと記載する。
【００２７】
また、画像処理回路２６は、回転撮影によって収集された投影データから再構成データ（ボリュームデータ）を再構成する。例えば、画像処理回路２６は、回転撮影によって収集された第１の投影データから第１の再構成データを再構成する。また、画像処理回路２６は、回転撮影によって収集された第２の投影データから第２の再構成データを再構成する。そして、画像処理回路２６は、再構成したボリュームデータを記憶回路２５に格納する。さらに、画像処理回路２６は、ボリュームデータから３次元画像を生成する。例えば、画像処理回路２６は、ボリュームデータからボリュームレンダリング画像や、ＭＰＲ（Multi  Planar  Reconstruction）画像を生成する。そして、画像処理回路２６は、生成した３次元画像を記憶回路２５に格納する。
【００２８】
入力回路２２は、所定の領域（例えば、関心部位などの注目領域）などの設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等や、Ｘ線の照射などを行うためのフットスイッチ等によって実現される。入力回路２２は、処理回路２１に接続されており、操作者から受け付けた入力操作を電気信号へ変換し処理回路２１へと出力する。ディスプレイ２３は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）や、画像処理回路２６によって生成された種々の画像や、処理回路２１による制御のもと生成されたＸ線画像を表示する。
【００２９】
処理回路２１は、Ｘ線診断装置１００全体の動作を制御する。具体的には、処理回路２１は、装置全体を制御するための制御機能２１２に対応するプログラムを記憶回路２５から読み出して実行することにより、種々の処理を実行する。例えば、制御機能２１２は、入力回路２２から出力された操作者の指示に従って高電圧発生器１１を制御し、Ｘ線管１２に供給する高電圧を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量やＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、例えば、制御機能２１２は、操作者の指示に従ってＣアーム・天板機構制御回路１９を制御し、Ｃアーム１５の回転や移動、天板１４の移動を調整する。また、例えば、制御機能２１２は、操作者の指示に従って絞り制御回路２０を制御し、Ｘ線絞り１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射領域を制御する。
【００３０】
また、制御機能２１２は、操作者の指示に従って、画像データ生成回路２４による画像データ生成処理や、画像処理回路２６による画像処理、あるいは解析処理などを制御する。また、制御機能２１２は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩや記憶回路２５が記憶する画像などを、ディスプレイ２３に表示するように制御する。また、例えば、補正機能２１１は、画像処理回路２６による画像処理フィルタによる補正処理などを制御する。
【００３１】
図１に示すように、第１の実施形態に係る処理回路２１は、上述した補正機能２１１及び制御機能２１２を実行するが、これらの詳細については後述する。なお、補正機能２１１は、特許請求の範囲における補正部の一例である。また、制御機能２１２は、特許請求の範囲における制御部の一例である。
【００３２】
以上、Ｘ線診断装置１００の全体構成について説明した。かかる構成のもと、本実施形態に係るＸ線診断装置１００は、画質を向上させることを可能にする。具体的には、Ｘ線診断装置１００は、画素サイズが異なる第１の光検出器１６ａと第２の光検出器１６ｂとを用いたＸ線画像の収集において、一方の光検出器によって収集されたＸ線画像を、他方の光検出器によって収集されたＸ線画像を用いて補正することで画質を向上させる。以下、第１の実施形態では、第２の光検出器１６ｂによって収集される第２のＸ線画像を、第１の光検出器１６ａによって収集した第１のＸ線画像で補正することで、被曝線量の増加を抑止しつつ、第２のＸ線画像の画質を向上させる場合について説明する。
【００３３】
上述したように、第１の光検出器１６ａと第２の光検出器１６ｂとを有するＸ線検出器１６では、Ｘ線管１２から照射されたＸ線がシンチレータ１６ｃによって光に変換され、第１の光検出器１６ａ及び第２の光検出器１６ｂが、シンチレータ１６ｃで変換された光をそれぞれ同時に検出して、電気信号をそれぞれ出力する。すなわち、第１の光検出器１６ａ及び第２の光検出器１６ｂによってそれぞれ検出される光は、Ｘ線管１２から照射された１回のＸ線照射に基づくものである。
【００３４】
ここで、Ｘ線画像では、入射するＸ線の量が変わらない場合、光検出器の画素サイズが小さくなればなる程、１画素の信号に寄与するＸ線の光子数が少なくなるため、ノイズが増加する。例えば、Ｘ線検出器１６では、画素サイズが小さい第２の光検出器１６ｂの各画素に入射する光子数が、第１の光検出器１６ａの各画素に入射する光子数よりも少なくなるため、第１のＸ線画像と比較して第２のＸ線画像のノイズが多くなる。したがって、第１の光検出器１６ａによって収集される第１のＸ線画像が所望の信号対雑音比（ＳＮＲ：Signal  to  Noise  Ratio）となるようにＸ線量を制御すると、第２の光検出器１６ｂによって収集される第２のＸ線画像のＳＮＲが、所望のＳＮＲよりも低くなる。
【００３５】
これに対して、第２の光検出器１６ｂによって収集される第２のＸ線画像が所望のＳＮＲとなるようにＸ線量を制御すると、第１の光検出器１６ａにおいては必要十分以上のＸ線量となるため、被検体Ｐの被曝線量を低減できる余地を残すこととなる。
【００３６】
そこで、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、第１のＸ線画像が所望のＳＮＲとなるようにＸ線を制御しつつ、第２のＸ線画像に対して第１のＸ線画像を用いた補正処理を行うことで、被曝線量の増加を抑止しつつ、第２のＸ線画像の画質を向上させる。以下、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００による処理の一例を説明する。
【００３７】
第１の実施形態に係る補正機能２１１は、第１の光検出器１６ａから出力された第１の信号から生成された第１のＸ線画像データ及び第２の光検出器１６ｂから出力された第２の信号から生成された第２のＸ線画像データにおいて、一方のＸ線画像データを用いて他方のＸ線画像データを補正する。具体的には、補正機能２１１は、第１のＸ線画像データ及び第２のＸ線画像データについて、一方のＸ線画像データを用いて他方のＸ線画像データを補正するように、画像処理回路２６を制御する。以下、画像処理回路２６に対する補正機能２１１の制御について説明する。
【００３８】
例えば、補正機能２１１は、第１の光検出器１６ａから出力された第１の電気信号から生成された第１のＸ線画像データを、第２の光検出器１６ｂから出力された第２の電気信号から生成された第２のＸ線画像データを用いて補正する。例えば、補正機能２１１は、第１のＸ線画像データ及び第２のＸ線画像データのそれぞれに対して、補正後の第１のＸ線画像データの画像特性に応じた重み付けを行い、重み付け後の各Ｘ線画像データを加算することで、第１のＸ線画像データを補正する。すなわち、補正機能２１１は、各検出器から収集されるＸ線画像データ間での加算平均処理を、画像処理回路２６に実行させる。
【００３９】
ここで、補正機能２１１は、各検出器から収集されるＸ線画像データ間での加算平均処理だけではなく、時間方向のＸ線画像データ間での加算平均処理、及び、空間方向での加算平均処理を組み合わせて実行させることができる。以下、これらの加算平均処理を組み合わせて実行する場合について、一例を挙げて説明する。図３は、第１の実施形態に係る補正機能２１１による補正処理の一例を説明するための図である。ここで、図３においては、横方向に時間軸を示し、上段に第１の光検出器１６ａへの経時的なＸ線パルスを示し、下段に第２の光検出器１６ｂへの経時的なＸ線パルスを示す。また、図３におけるＸ線パルスを示す矩形は、面積がＸ線量を示す。なお、図３では、画素サイズが大きい第１の光検出器１６ａにおいて適切なＳＮＲが得られるようにＸ線量が制御されている場合を示す。すなわち、図３においては、画素サイズが小さい第２の光検出器１６ｂによって収集される第２のＸ線画像は、ノイズの多い画像となる。
【００４０】
例えば、図３に示すように、所定の周波数でＸ線管１２からＸ線パルスが照射され、各検出器によってＸ線が検出されると、各Ｘ線パルスに基づくＸ線画像データがそれぞれ生成される。例えば、画像データ生成回路２４は、シンチレータ１６ｃと第１の光検出器１６ａとで構成される第１の検出器によって経時的に検出された各Ｘ線パルスに基づく第１の投影データをそれぞれ生成する。そして、画像処理回路２６は、画像データ生成回路２４によって生成された第１の投影データから第１のＸ線画像をそれぞれ生成する。例えば、画像処理回路２６は、図３に示すように、各Ｘ線パルスに基づく第１のＸ線画像Ｌt-2〜Ｌt+1を順次生成する。
【００４１】
同様に、画像データ生成回路２４は、シンチレータ１６ｃと第２の光検出器１６ｂとで構成される第２の検出器によって経時的に検出された各Ｘ線パルスに基づく第２の投影データをそれぞれ生成する。そして、画像処理回路２６は、画像データ生成回路２４によって生成された第２の投影データから第２のＸ線画像をそれぞれ生成する。例えば、画像処理回路２６は、図３に示すように、各Ｘ線パルスに基づく第２のＸ線画像Ｓt-2〜Ｓt+1を順次生成する。
【００４２】
補正機能２１１は、まず、経時的に収集された複数の第１のＸ線画像と、経時的に収集された複数の第２のＸ線画像との加算平均処理を行うことで、各検出器から収集されるＸ線画像データ間での加算平均処理と、時間方向のＸ線画像データ間での加算平均処理とを実行する。その後、補正機能２１１は、上記加算平均処理によって生成された補正後のＸ線画像に対して空間方向での加算平均処理を行う。
【００４３】
例えば、補正機能２１１は、図３に示すように、第２のＸ線画像Ｓtのノイズを低減する加算平均処理に、第１のＸ線画像Ｌt-1と、第１のＸ線画像Ｌtと、第２のＸ線画像Ｓt-1とを用いる。すなわち、補正機能２１１は、第２のＸ線画像Ｓt、第２のＸ線画像Ｓt-1、第１のＸ線画像Ｌt-1、及び、第１のＸ線画像Ｌtに対して重み付けを行って加算することで、第２のＸ線画像Ｓtを補正する。
【００４４】
例えば、補正機能２１１は、以下の式（１）に示す加算平均処理を実行する。ここで、式（１）における「Ｓ’」は、補正後のＸ線画像を示す。また、式（１）における「Ｗ（s,t）」は、第２のＸ線画像Ｓtに対する重みを示し、「Ｗ（s,t-1）」は、第２のＸ線画像Ｓt-1に対する重みを示す。また、式（１）における「Ｗ（L,t）」は、第１のＸ線画像Ｌtに対する重みを示し、「Ｗ（L,t-1）」は、第１のＸ線画像Ｌt-1に対する重みを示す。
【００４５】
【数１】
2019024570.tif 000003
【００４６】
すなわち、補正機能２１１は、式（１）に示すように、各Ｘ線画像に対応する重みを各Ｘ線画像に乗算し、重みを乗算した各Ｘ線画像を加算する補正処理を実行する。ここで、上記補正処理にて用いられる重みは、例えば、以下の式（２）に示すように、重みの合計が「１」となるように設定される。
【００４７】
【数２】
2019024570.tif 000004
【００４８】
上述したように、補正機能２１１は、各Ｘ線画像に重みをかけて加算する補正処理を実行する。ここで、補正機能２１１は、補正対象のＸ線画像データの補正後の画像特性に応じた重み付けを行う。例えば、補正機能２１１は、第２のＸ線画像Ｓtの補正後の画像特性に応じた重みを決定して、決定した重みを各Ｘ線画像に乗算する。一例を挙げると、補正機能２１１は、補正後の第２のＸ線画像Ｓtの空間分解能、ＳＮＲ、動きぼけなどに応じて重みを決定する。以下、これらの画像特性に応じた重みの決定の例を説明する。
【００４９】
まず、空間分解能を重視する場合、補正機能２１１は、画素サイズが大きい光検出器によって収集されたＸ線画像に対する重みが小さくなるように重みを決定する。すなわち、補正機能２１１は、第２のＸ線画像Ｓtを補正対象とする場合に、第１のＸ線画像に対して相対的に低い重み付けを行うことで、補正後の第２のＸ線画像が相対的に高い空間分解能を有するように補正する。
【００５０】
画素サイズが小さい第２の光検出器１６ｂによって収集される第２のＸ線画像は、第１の光検出器１６ａによって収集される第１のＸ線画像と比較して高解像度である。従って、加算平均処理に用いる第１のＸ線画像の重みを小さくすることで、補正後の第２のＸ線画像の空間分解能の低下を抑止することができる。例えば、補正機能２１１は、「Ｗ（s,t）」及び「Ｗ（s,t-1）」と比較して、「Ｗ（L,t）」及び「Ｗ（L,t-1）」をより小さくするように制御する。
【００５１】
次に、ＳＮＲを重視する場合、補正機能２１１は、画素サイズが大きい光検出器によって収集されたＸ線画像に対する重みが大きくなるように重みを決定する。すなわち、補正機能２１１は、第２のＸ線画像Ｓtを補正対象とする場合に、第１のＸ線画像に対して相対的に高い重み付けを行うことで、補正後の第２のＸ線画像が相対的に高いＳＮＲを有するように補正する。
【００５２】
上述したように、画素サイズが大きい第１のＸ線画像が適切なＳＮＲとなるように収集されているため、第２のＸ線画像はＳＮＲが低くなっている。従って、加算平均処理に用いる第１のＸ線画像の重みを大きくすることで、補正後の第２のＸ線画像のＳＮＲを改善することができる。例えば、補正機能２１１は、「Ｗ（s,t）」及び「Ｗ（s,t-1）」と比較して、「Ｗ（L,t）」及び「Ｗ（L,t-1）」をより大きくするように制御する。
【００５３】
次に、動きボケを低減する場合、補正機能２１１は、時系列的に過去のＸ線画像に対する重みが小さくなるように重みを決定する。すなわち、補正機能２１１は、経時的な複数の第１のＸ線画像及び経時的な複数の第２のＸ線画像のうち、補正対象となるＸ線画像よりも時系列的に過去となるＸ線画像データに対して相対的に低い重み付けを行うことで、補正後のＸ線画像に含まれる動きぼけが相対的に低くなるように補正する。
【００５４】
時間方向の複数のＸ線画像を用いて加算平均処理を行う場合、補正後のＸ線画像に動きボケが含まれる場合がある。従って、加算平均処理に用いる過去のＸ線画像の重みを小さくすることで、補正後の第２のＸ線画像の動きボケを低減することができる。例えば、補正機能２１１は、「Ｗ（s,t）」及び「Ｗ（L,t）」と比較して、「Ｗ（s,t-1）」及び「Ｗ（L,t-1）」をより大きくするように制御する。
【００５５】
上述したように、補正機能２１１は、補正後のＸ線画像の画質特性に応じて重みを決定し、決定した重みを用いた加算平均処理を実行する。ここで、第１の光検出器１６ａと第２の光検出器１６ｂとは、画素サイズが異なる。そこで、補正機能２１１は、上述した加算平均処理を行う画素を対応付けるために、加算平均処理に先立って、第１のＸ線画像と第２のＸ線画像との画素サイズを合せる補正を行う。
【００５６】
具体的には、補正機能２１１は、第１の光検出器１６ａにおける画素サイズと第２の光検出器１６ｂにおける画素サイズのうち、小さい画素サイズに合うように第１のＸ線画像又は第２のＸ線画像を補正した後、一方のＸ線画像を用いて他方のＸ線画像を補正する。すなわち、補正機能２１１は、第２のＸ線画像の画素サイズに合うように第１のＸ線画像を補正した後、上述した加算平均処理を行う。
【００５７】
図４は、第１の実施形態に係る補正機能２１１による画素サイズの補正の一例を説明するための図である。ここで、図４においては、第１の光検出器１６ａの画素と、第２の光検出器１６ｂの画素を、それぞれ格子状に示す。例えば、第１の実施形態に係るＸ線検出器１６においては、図４に示すように、第１の光検出器１６ａの１つの画素が、第２の光検出器１６ｂの４つの画素に相当する。そこで、補正機能２１１は、第２の光検出器１６ｂの画素サイズに合うように、第１の光検出器１６ａから収集された第１のＸ線画像のアップサンプリングを実行する。
【００５８】
例えば、補正機能２１１は、第１のＸ線画像に対してアップサンプリングを実行する際のリサンプリング手法として、バイキュービック法や、バイリニア法、ニアレストネイバー法などを用い、第１のＸ線画像の各画素に対する補間処理を実行する。これにより、補正機能２１１は、第１のＸ線画像の各画素と第２のＸ線画像の各画素とを対応させ、対応させた画素間で上述した加算平均処理を実行する。なお、補正機能２１１は、上記した画素のリサンプリングを実行したのち、さらに超解像等の分解能補正を実施する場合であってもよい。例えば、補正機能２１１は、第１のＸ線画像に対してリサンプリングを実行して、リサンプリング後の第１のＸ線画像に対して分解能補正を実行する。その後、補正機能２１１は、分解能補正後の第１のＸ線画像を用いて上述した加算平均処理を実行する。
【００５９】
上述したように、各検出器から収集されるＸ線画像データ間での加算平均処理と、時間方向のＸ線画像データ間での加算平均処理とを実行すると、補正機能２１１は、上述した加算平均処理によって生成された補正後のＸ線画像データに対して空間方向での加算平均処理を行う。例えば、補正機能２１１は、補正後の第２のＸ線画像Ｓtにおける画素ごとに、周辺画素との類似度に基づく加算平均処理を実行する。
【００６０】
一例を挙げると、補正機能２１１は、加算平均処理の対象となる対象画素と周辺画素との類似度に基づいて、各周辺画素の画素値の重みを決定する。そして、補正機能２１１は、決定した重みを各周辺画素にかけて加算した値を対象画素の画素値とする加算平均処理を実行する。ここで、補正機能２１１は、対象画素と周辺画素との類似度が大きい場合には、周辺画素の重みを大きくする。これにより、補正機能２１１は、補正後の第２のＸ線画像のノイズをさらに低減することができる。
【００６１】
図１に戻って、制御機能２１２は、補正機能２１１によって加算平均処理が実行されたＸ線画像をディスプレイ２３に表示させる。例えば、制御機能２１２は、補正後の第２のＸ線画像Ｓtをディスプレイ２３に表示させる。ここで、制御機能２１２は、補正後の第２のＸ線画像Ｓtとともに、第１のＸ線画像を並列表示させることもできる。
【００６２】
次に、図５を用いて、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理について説明する。図５は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理手順を示すフローチャートである。図５に示すステップＳ１０１、１０５は、処理回路２１が記憶回路２５から制御機能２１２に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、ステップＳ１０２〜１０４は、処理回路２１が記憶回路２５から補正機能２１１に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。
【００６３】
ステップＳ１０１では、処理回路２１が、第１のＸ線画像及び第２のＸ線画像をそれぞれ収集する。ステップＳ１０２では、処理回路２１が、小さい画素サイズに合うように、大きい画素に対してリサンプリングを実行する。ステップＳ１０３では、処理回路２１が、補正後の画像特性に応じた重みを決定する。
【００６４】
ステップＳ１０４では、処理回路２１が、決定した重みで各Ｘ線画像に対して重み付けを実行して、加算する。ステップＳ１０５では、処理回路２１が、補正したＸ線画像をディスプレイ２３に表示させる。
【００６５】
上述したように、第１の実施形態によれば、第１の光検出器１６ａは、Ｘ線管１２から照射されたＸ線に基づく第１の電気信号を出力する。第２の光検出器１６ｂは、第１の光検出器１６ａと並行して、Ｘ線に基づく第２の電気信号を出力する。補正機能２１１は、第１の光検出器１６ａから出力された第１の電気信号から生成された第１のＸ線画像データ及び第２の光検出器１６ｂから出力された第２の電気信号から生成された第２のＸ線画像データにおいて、一方のＸ線画像データを用いて他方のＸ線画像データを補正する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、同時に収集した画像データ間で補正処理を実行することができ、画質を向上させることを可能にする。
【００６６】
また、第１の実施形態によれば、補正機能２１１は、第１のＸ線画像データ及び第２のＸ線画像データのそれぞれに対して、補正対象のＸ線画像データの補正後の画像特性に応じた重み付けを行い、重み付け後の各Ｘ線画像データを加算することで、補正対象のＸ線画像データを補正する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、所望の画像特性を有するＸ線画像に補正することを可能にする。
【００６７】
また、第１の実施形態によれば、第１の光検出器１６ａ及び第２の光検出器１６ｂは、Ｘ線管１２から経時的に照射されたＸ線に基づいて、第１の電気信号及び第２の電気信号をそれぞれ経時的に出力する。補正機能２１１は、経時的に出力された第１の電気信号から生成された経時的な複数の第１のＸ線画像データと、経時的に出力された第２の電気信号から生成された経時的な複数の第２のＸ線画像データとに対して、補正対象となるＸ線画像データの補正後の画像特性に応じた重み付けをそれぞれ行い、重み付け後の各Ｘ線画像データを加算することで、補正対象となるＸ線画像データを補正する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、経時的に収集されたＸ線画像を加算平均処理に用いることができ、より画質を向上させたＸ線画像に補正することを可能にする。
【００６８】
また、第１の実施形態によれば、補正機能２１１は、第２のＸ線画像データを補正対象とする場合に、第１のＸ線画像データに対して相対的に低い重み付けを行うことで、補正後の第２のＸ線画像データが相対的に高い空間分解能を有するように補正する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、空間分解能を重視したＸ線画像に補正することを可能にする。
【００６９】
また、第１の実施形態によれば、補正機能２１１は、第２のＸ線画像データを補正対象とする場合に、第１のＸ線画像データに対して相対的に高い重み付けを行うことで、補正後の第２のＸ線画像データが相対的に高い信号対雑音比を有するように補正する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、ＳＮＲを重視したＸ線画像に補正することを可能にする。例えば、第１の光検出器１６ａに適したＸ線量で常に撮影する場合、第２の光検出器１６ｂによって収集される第２のＸ線画像は相対的にノイズが多い画像になってしまうが、各検出器によって収集されたＸ線画像を用いることで、効果的にＳＮＲを向上させた画像を提供することができる。このことから、副次的な効果として、第２の光検出器１６ｂに適したＸ線量を照射させる必要がないため、常に第２の光検出器１６ｂに適したＸ線量で撮影した場合と比較して、被検体の被曝線量を低減することが可能となる。
【００７０】
また、第１の実施形態によれば、補正機能２１１は、経時的な複数の第１のＸ線画像データ及び経時的な複数の第２のＸ線画像データのうち、補正対象となるＸ線画像データよりも時系列的に過去となるＸ線画像データに対して相対的に低い重み付けを行うことで、補正後のＸ線画像データに含まれる動きぼけが相対的に低くなるように補正する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、動きボケを低減したＸ線画像に補正することを可能にする。
【００７１】
また、第１の実施形態によれば、補正機能２１１は、第１の光検出器１６ａにおける画素サイズと第２の光検出器１６ｂにおける画素サイズのうち、小さい画素サイズに合うように第１のＸ線画像データを補正した後、第１のＸ線画像データを用いて第２のＸ線画像データを補正する。従って、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、画素サイズが異なるＸ線画像間でも正確に加算平均処理を行うことを可能にする。
【００７２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態に係るＸ線診断装置１００の構成は、基本的には、図１に示したＸ線診断装置１００の構成と同じである。そのため、以下では、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００と異なる点を中心に説明することとし、図１に示した構成要素と同様の役割を果たす構成要素については同じ符号を付すこととして詳細な説明を省略する。
【００７３】
上述した第１の実施形態では、第１の光検出器１６ａに適したＸ線量でＸ線パルスを照射する場合について説明した。第２の実施形態では、第１の光検出器１６ａに適したＸ線量のＸ線パルスと、第２の光検出器１６ｂに適したＸ線量のＸ線パルスとを交互に照射する場合について説明する。
【００７４】
第２の実施形態に係る第１の光検出器１６ａ及び第２の光検出器１６ｂは、Ｘ線管１２から経時的に照射された線量の異なる複数のＸ線に基づいて、第１の電気信号及び第２の電気信号をそれぞれ経時的に出力する。例えば、制御機能２１２は、第１の光検出器１６ａに適したＸ線量のＸ線パルスと、第２の光検出器１６ｂに適したＸ線量のＸ線パルスとを交互に照射するように、高電圧発生器１１を制御する。第１の光検出器１６ａ及び第２の光検出器１６ｂは、第１の光検出器１６ａに適したＸ線量のＸ線パルスに基づく電気信号と、第２の光検出器１６ｂに適したＸ線量のＸ線パルスに基づく電気信号をそれぞれ交互に出力する。
【００７５】
第２の実施形態に係る補正機能２１１は、経時的に出力された第１の電気信号から生成された経時的な複数の第１のＸ線画像データ、および、経時的に出力された第２の電気信号から生成された経時的な複数の第２のＸ線画像データのうち、相対的に線量が多いＸ線に基づくＸ線画像データに対して高い重み付けを行うことで、補正後のＸ線画像データが相対的に高い信号対雑音比を有するように補正する。
【００７６】
図６Ａ及び図６Ｂは、第２の実施形態に係る補正機能２１１による補正処理の一例を説明するための図である。ここで、図６Ａ及び図６Ｂにおいては、横方向に時間軸を示し、各図の上段に第１の光検出器１６ａへの経時的なＸ線パルスを示し、各図の下段に第２の光検出器１６ｂへの経時的なＸ線パルスを示す。また、図６Ａ及び図６ＢにおけるＸ線パルスを示す矩形は、面積がＸ線量を示す。
【００７７】
また、図６Ａにおいては、画素サイズが大きい第１の光検出器１６ａに適したＸ線量のＸ線パルスに基づくＸ線画像が補正対象となる場合を示す。すなわち、時間「ｔ」の時に、第１の光検出器１６ａに適したＸ線量のＸ線パルスが照射されている場合を示す。また、図６Ｂにおいては、画素サイズが小さい第２の光検出器１６ｂに適したＸ線量のＸ線パルスに基づくＸ線画像が補正対象となる場合を示す。すなわち、時間「ｔ」の時に、第２の光検出器１６ｂに適したＸ線量のＸ線パルスが照射されている場合を示す。
【００７８】
例えば、補正機能２１１は、上述した式（１）における重み「Ｗ（s,t）」、「Ｗ（s,t-1）」、「Ｗ（L,t）」、「Ｗ（L,t-1）」を、照射されたＸ線の線量に応じて決定し、決定した重みを用いて式（１）に示す加算平均処理を実行する。
【００７９】
一例を挙げると、図６Ａに示すように、第２のＸ線画像Ｓtが補正対象であり、時間「ｔ」の時に第１の光検出器１６ａに適したＸ線量のＸ線パルスが照射されている場合、補正機能２１１は、多い線量で収集されたＸ線画像である第１のＸ線画像Ｌt-1の重み「Ｗ（L,t-1）」と第２のＸ線画像Ｓt-1の重み「Ｗ（ｓ,t-1）」を相対的に上げるように制御する。
【００８０】
一方、図６Ｂに示すように、第２のＸ線画像Ｓtが補正対象であり、時間「ｔ」の時に第２の光検出器１６ｂに適したＸ線量のＸ線パルスが照射されている場合、補正機能２１１は、多い線量で収集されたＸ線画像である第１のＸ線画像Ｌtの重み「Ｗ（L,t）」と第２のＸ線画像Ｓtの重み「Ｗ（ｓ,t）」を相対的に上げるように制御する。
【００８１】
次に、図７を用いて、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理について説明する。図７は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理手順を示すフローチャートである。図７に示すステップＳ２０１、２０５は、処理回路２１が記憶回路２５から制御機能２１２に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、ステップＳ２０２〜２０４は、処理回路２１が記憶回路２５から補正機能２１１に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。
【００８２】
ステップＳ２０１では、処理回路２１が、第１のＸ線画像及び第２のＸ線画像を、Ｘ線の線量を変化させながら、経時的にそれぞれ収集する。ステップＳ２０２では、処理回路２１が、小さい画素サイズに合うように、大きい画素に対してリサンプリングを実行する。ステップＳ２０３では、処理回路２１が、線量が高いＸ線画像に対する重み付けが相対的に高くなるように、重みを決定する。
【００８３】
ステップＳ２０４では、処理回路２１が、決定した重みで各Ｘ線画像に対して重み付けを実行して、加算する。ステップＳ２０５では、処理回路２１が、補正したＸ線画像をディスプレイ２３に表示させる。
【００８４】
上述したように、第２の実施形態によれば、第１の光検出器１６ａ及び第２の光検出器１６ｂは、Ｘ線管１２から経時的に照射された線量の異なる複数のＸ線に基づいて、第１の電気信号及び第２の電気信号をそれぞれ経時的に出力する。補正機能２１１は、経時的に出力された第１の電気信号から生成された経時的な複数の第１のＸ線画像、および、経時的に出力された第２の電気信号から生成された経時的な複数の第２のＸ線画像のうち、相対的に線量が多いＸ線に基づくＸ線画像に対して高い重み付けを行うことで、補正後のＸ線画像データが相対的に高い信号対雑音比を有するように補正する。従って、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、ノイズの少ないＸ線画像の重みを上げることができ、ＳＮＲを改善して画質を向上させることを可能にする。
【００８５】
このように、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００では、第２の光検出器１６ｂへの入射線量が相対的に足りない場合（第１の光検出器１６ａへのＸ線量が最適な場合）に、第２の光検出器１６ｂへの適切な線量を入射させたときの両検出器の画像を用いることで、ＳＮＲを効果的に向上させた画像を提供できる。また、例えば、各光検出器に適切なＸ線量を交互に照射することで、常に第２の光検出器１６ｂに適切な線量で照射した場合と比較して、被検体の被曝線量を低減することができる。
【００８６】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。なお、本実施形態に係るＸ線診断装置１００の構成は、基本的には、図１に示したＸ線診断装置１００の構成と同じである。そのため、以下では、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００と異なる点を中心に説明することとし、図１に示した構成要素と同様の役割を果たす構成要素については同じ符号を付すこととして詳細な説明を省略する。
【００８７】
第３の実施形態では、第１の光検出器１６ａによって収集した第１のＸ線画像から散乱線画像を生成して散乱線補正を行う場合について説明する。散乱線はコントラストの低下につながるため、通常、空間フィルタを用いた方法等により散乱線成分が推定され、散乱線成分が除去される。ここで、Ｘ線検出器１６のように、広い視野の第１の光検出器１６ａと狭い視野の第２の光検出器１６ｂとを有する場合、狭い視野の第２の光検出器１６ｂには、視野外から散乱線に基づく光子が混入することとなる。しかしながら、上述した空間フィルタを用いた方式では、このような視野外からの散乱線成分を、第２の光検出器１６ｂによって収集した第２のＸ線画像データのみから精度よく推定することが困難である。
【００８８】
そこで、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１００では、補正機能２１１が、第１の光検出器１６ａ及び第２の光検出器１６ｂのうち、視野が広い第１の光検出器１６ａによって出力された電気信号から生成された第１のＸ線画像データに基づいて散乱線画像データを生成し、生成した散乱線画像データを用いて、視野が狭い第２の光検出器１６ｂによって出力された電気信号から生成された第２のＸ線画像データの散乱線補正を行う。換言すると、補正機能２１１は、第１の光検出器１６ａによって収集された第１のＸ線画像データを用いて散乱線成分を推定し、第２のＸ線画像データの散乱線補正を実行する。
【００８９】
図８は、第３の実施形態に係る補正機能２１１による散乱線補正の一例を説明するための図である。なお、図８において示す各画像は、概念図である。例えば、補正機能２１１は、図８に示すように、第１の光検出器１６ａによって収集された第１のＸ線画像Ｉ１を用いて、散乱線成分を示す散乱線画像を生成し、第２の光検出器１６ｂによって収集された第２のＸ線画像Ｉ２から散乱線画像を差分することで、散乱線補正画像Ｉ６を生成する。
【００９０】
ここで、補正機能２１１は、散乱線画像の生成時間を短縮するために、視野が広い第１の光検出器１６ａによって出力された信号から生成された第１のＸ線画像Ｉ１から視野が狭い第２の光検出器１６ｂの視野よりも少し広い領域を抽出し、抽出した領域を用いて散乱線画像を生成する。例えば、補正機能２１１は、図８に示すように、第１のＸ線画像Ｉ１から第２の光検出器１６ｂの視野よりも少し広い領域を切り出し、切り出した領域の散乱線画像Ｉ３を生成する。そして、補正機能２１１は、散乱線画像Ｉ３において、第２のＸ線画像Ｉ２に対応する領域の散乱線画像Ｉ４を切り出す。その後、補正機能２１１は、第２のＸ線画像Ｉ２から散乱線画像Ｉ４を差分することで、第２のＸ線画像Ｉ２の散乱線補正を実行する。
【００９１】
なお、第１のＸ線画像Ｉ１に対しても散乱線補正を行う場合には、補正機能２１１は、第１のＸ線画像Ｉ１を用いて散乱線画像を生成し、第１のＸ線画像Ｉ１から散乱線画像を差分することで、第１のＸ線画像Ｉ１の散乱線補正を実行する。ここで、第１のＸ線画像Ｉ１を用いて散乱線画像を生成した場合、補正機能２１１は、生成した散乱線画像から第２のＸ線画像Ｉ２に対応する領域を切り出して、第２のＸ線画像Ｉ２の散乱線補正を実行する場合であってもよい。すなわち、補正機能２１１は、第１のＸ線画像Ｉ１から第２の光検出器１６ｂの視野よりも少し広い領域の切り出しを行わずに、散乱線画像を生成する場合であってもよい。
【００９２】
ここで、上述したように散乱線補正を実行すると、各Ｘ線画像における信号成分も減少する可能性があり、ＳＮＲが低下する場合もある。したがって、散乱線補正を実行した後の各Ｘ線画像に対して、第１の実施形態及び第２の実施形態にて説明した加算平均処理を実行することで、散乱線補正によって低下したＳＮＲを改善させることが可能である。
【００９３】
第３の実施形態に係る制御機能２１２は、加算平均処理が実行された後のＸ線画像以外にも、散乱線補正後のＸ線画像をディスプレイ２３に表示させることも可能である。例えば、制御機能２１２は、図８に示す第１のＸ線画像Ｉ１と散乱線補正画像Ｉ６とをディスプレイ２３に並列表示させることができる。また、制御機能２１２は、散乱線補正後の第１のＸ線画像と、散乱線補正画像Ｉ６とをディスプレイ２３に並列表示させることもできる。
【００９４】
次に、図９及び１０を用いて、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理について説明する。図９及び図１０は、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１００の処理手順を示すフローチャートである。ここで、図１０は、図９におけるステップＳ３０２の処理に対応する。図９に示すステップＳ３０１、３０２、３０６は、処理回路２１が記憶回路２５から制御機能２１２に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、図９に示すステップＳ３０３〜３０５は、処理回路２１が記憶回路２５から補正機能２１１に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、図１０に示すステップＳ３０２１〜３０２４は、処理回路２１が記憶回路２５から補正機能２１１に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。また、図１０に示すステップＳ３０２５は、処理回路２１が記憶回路２５から制御機能２１２に対応するプログラムを読み出して実行するステップである。
【００９５】
図９におけるステップＳ３０１では、処理回路２１が、第１のＸ線画像及び第２のＸ線画像をそれぞれ収集する。ステップＳ３０２では、処理回路２１が、第１のＸ線画像及び第２のＸ線画像における散乱線補正を実行する。ステップＳ３０３では、処理回路２１が、小さい画素サイズに合うように、大きい画素に対してリサンプリングを実行する。ステップＳ３０４では、処理回路２１が、補正後の画像特性に応じた重みを決定する。
【００９６】
ステップＳ３０５では、処理回路２１が、決定した重みで各Ｘ線画像に対して重み付けを実行して、加算する。ステップＳ３０６では、処理回路２１が、補正したＸ線画像をディスプレイ２３に表示させる。
【００９７】
図１０におけるステップＳ３０２１では、処理回路２１が、視野が狭い第２の光検出器１６ｂにおける視野サイズよりも大きくなるように、切り出しサイズを決定する。ステップＳ３０２２では、処理回路２１が、視野が広い第１の光検出器１６ａによって収集された第１のＸ線画像から、決定した切り出しサイズで画像を抽出する。ステップＳ３０２３では、処理回路２１が、切り出した画像から散乱線画像を生成する。
【００９８】
ステップＳ３０２４では、処理回路２１が、各光検出器によって収集されたＸ線画像から散乱線画像をそれぞれ差分することで、散乱線補正を実行する。ステップＳ３０２５では、処理回路２１が、散乱線補正後の散乱線補正画像をディスプレイ２３に表示させる。
【００９９】
上述したように、第３の実施形態によれば、補正機能２１１は、第１の光検出器１６ａ及び第２の光検出器１６ｂのうち、視野が広い第１の光検出器１６ａによって出力された電気信号から生成されたＸ線画像データに基づいて散乱線画像データを生成し、生成した散乱線画像データを用いて、視野が狭い第２の光検出器１６ｂによって出力された電気信号から生成された第２のＸ線画像データの散乱線補正を行う。従って、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、より精度の高い散乱線画像を生成することができ、第２のＸ線画像データの散乱線補正を精度よく行うことを可能にする。
【０１００】
また、第３の実施形態によれば、補正機能２１１は、視野が広い第１の光検出器１６ａによって出力された電気信号から生成された第１のＸ線画像データから視野が狭い第２の光検出器１６ｂの視野よりも広い領域を抽出し、抽出した領域を用いて散乱線画像データを生成する。従って、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、散乱線補正に係る時間を短縮することを可能にする。
【０１０１】
また、第３の実施形態によれば、制御機能２１２は、視野が広い第１の光検出器１６ａによって出力された電気信号から生成された第１のＸ線画像データに基づく表示画像と、散乱線補正後の第２のＸ線画像データに基づく表示画像とを並列表示させる。従って、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、第１のＸ線画像及び第２のＸ線画像を画質を向上させて表示させることを可能にする。
【０１０２】
（第４の実施形態）
さて、これまで第１〜第３の実施形態について説明したが、上述した第１〜第３の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
【０１０３】
上述した第１〜第３の実施形態では、画素サイズが小さい第２のＸ線画像データが補正対象となる場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、画素サイズが大きい第１のＸ線画像データが補正対象となる場合であってもよい。Ｘ線検出器１６のように、シンチレータ１６ｃを共有して、第１の光検出器１６ａと第２の光検出器１６ｂがそれぞれ光を検出する場合、シンチレータ１６ｃで変換された光がシンチレータ１６ｃの両面に向かうため、通常のＸ線検出器と比較して、各光検出器で検出される光子量が減少する。すなわち、第１の光検出器１６ａにて検出される光子量も減少しており、通常のＸ線検出器と比較してＳＮＲが低下する場合がある。
【０１０４】
そこで、補正機能２１１は、第１のＸ線画像データを補正対象として、上述した加算平均処理を実行する。ここで、第１のＸ線画像データが補正対象となる場合も第１の実施形態と同様に、補正機能２１１は、補正後の第１のＸ線画像データの画像特性に応じて加算平均処理における重みを決定する。
【０１０５】
また、第１〜第３の実施形態では、時間「ｔ」と時間「ｔ−１」のＸ線画像を用いた加算平均処理について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、加算平均処理に用いられるＸ線画像の数は任意である。
【０１０６】
上述した第１〜第３の実施形態で図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【０１０７】
また、上記実施形態で説明した制御方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。
【０１０８】
以上説明したとおり、少なくとも一つの実施形態によれば、画質を向上させることを可能にする。
【０１０９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１１０】
１６  Ｘ線検出器
１６ａ  第１の光検出器
１６ｂ  第２の光検出器
１６ｃ  シンチレータ
２１  処理回路
１００  Ｘ線診断装置
２１１  補正機能
２１２  制御機能
【図１】
2019024570.tif 000005
【図２Ａ】
2019024570.tif 000006
【図２Ｂ】
2019024570.tif 000007
【図３】
2019024570.tif 000008
【図４】
2019024570.tif 000009
【図５】
2019024570.tif 000010
【図６Ａ】
2019024570.tif 000011
【図６Ｂ】
2019024570.tif 000012
【図７】
2019024570.tif 000013
【図８】
2019024570.tif 000014
【図９】
2019024570.tif 000015
【図１０】
2019024570.tif 000016