(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生させるＸ線管と、
前記Ｘ線管と被検体との間に設置され、前記被検体に照射されるＸ線量を減弱するＸ線減弱フィルタと、
前記被検体を透過したＸ線を画素単位で検出するとともに、検出した前記Ｘ線の信号に対する利得を画素単位で変更することができる増幅器を有するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器の各画素が、関心領域に対応する画素であるのか、前記Ｘ線減弱フィルタによりＸ線量が減衰されたＸ線減弱領域に対応する画素であるのかに応じて、前記増幅器の利得を設定する利得設定部と、
を備え、
前記利得設定部は、前記Ｘ線減弱フィルタの開口部分の大きさに基づいて、前記Ｘ線検出器における各画素が前記関心領域か前記Ｘ線減弱領域かを判定し、各画素に対応する利得を設定する、
ことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
Ｘ線を発生させるＸ線管と、
前記Ｘ線管と被検体との間に設置され、前記被検体に照射されるＸ線量を減弱するＸ線減弱フィルタと、
前記被検体を透過したＸ線を画素単位で検出するとともに、検出した前記Ｘ線の信号に対する利得を画素単位で変更することができる増幅器を有するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器の各画素が、関心領域に対応する画素であるのか、前記Ｘ線減弱フィルタによりＸ線量が減衰されたＸ線減弱領域に対応する画素であるのかに応じて、前記増幅器の利得を設定する利得設定部と、
前記被検体に照射されるＸ線強度および撮影範囲を含む撮像条件、事前に撮像したＸ線画像である事前取得画像、および、前記被検体に対して実施される施術または施術対象となる解剖学的部位ごとに予め設定された前記関心領域の大きさの設定値を記憶するデータ記憶部と、
前記データ記憶部に記憶された情報に基づいて、前記関心領域と前記Ｘ線減弱領域とを算出する算出部と、
を備え、
前記利得設定部は、
前記算出部で算出された結果に応じて前記増幅器の利得を設定する、
ことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項３】
前記算出部は、前記事前取得画像の輝度、および前記撮像条件のいずれかに基づいて、前記増幅器に設定する利得を算出し、
前記利得設定部は、前記算出部で算出された前記利得を前記増幅器に設定する、
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】
前記算出部は、前記撮像条件が自動輝度制御により調整されるたびに、前記増幅器に設定する利得を算出する、
ことを特徴とする請求項３記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
Ｘ線を発生させるＸ線管と、
前記Ｘ線管と被検体との間に設置され、前記被検体に照射されるＸ線量を減弱するＸ線減弱フィルタと、
前記被検体を透過したＸ線を画素単位で検出するとともに、検出した前記Ｘ線の信号に対する利得を画素単位で変更することができる増幅器を有するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器の各画素が、関心領域に対応する画素であるのか、前記Ｘ線減弱フィルタによりＸ線量が減衰されたＸ線減弱領域に対応する画素であるのかに応じて、前記増幅器の利得を設定する利得設定部と、
を備え、
前記Ｘ線検出器の各画素に設定される利得はＸ線非曝射期間に変更される、
ことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項６】
Ｘ線を発生させるＸ線管と、
前記Ｘ線管と被検体との間に設置され、前記被検体に照射されるＸ線量を減弱するＸ線減弱フィルタと、
前記被検体を透過したＸ線を画素単位で検出するとともに、検出した前記Ｘ線の信号に対する利得を画素単位で変更することができる増幅器を有するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器の各画素が、関心領域に対応する画素であるのか、前記Ｘ線減弱フィルタによりＸ線量が減衰されたＸ線減弱領域に対応する画素であるのかに応じて、前記増幅器の利得を設定する利得設定部と、
を備え、
前記Ｘ線検出器の各画素に設定された利得を変更するときは、前記Ｘ線管からのＸ線の曝射を停止し、前記Ｘ線の曝射を停止する直前の画像を表示部に表示する、
ことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項７】
Ｘ線を発生させるＸ線管と、
前記Ｘ線管と被検体との間に設置され、前記被検体に照射されるＸ線量を減弱するＸ線減弱フィルタと、
前記被検体を透過したＸ線を画素単位で検出するとともに、検出した前記Ｘ線の信号に対する利得を画素単位で変更することができる増幅器を有するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器の各画素が、関心領域に対応する画素であるのか、前記Ｘ線減弱フィルタによりＸ線量が減衰されたＸ線減弱領域に対応する画素であるのかに応じて、前記増幅器の利得を設定する利得設定部と、
を備え、
前記Ｘ線検出器には、前記Ｘ線の減弱量が異なる複数のＸ線減弱領域を設定でき、
前記利得設定部は、前記複数のＸ線減弱領域それぞれの画素に対応する利得を設定する、
ことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項８】
Ｘ線を発生させるＸ線管と、
前記Ｘ線管と被検体との間に設置され、前記被検体に照射されるＸ線量を減弱するＸ線減弱フィルタと、
前記被検体を透過したＸ線を画素単位で検出するとともに、検出した前記Ｘ線の信号に対する利得を画素単位で変更することができる増幅器を有するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器の各画素が、関心領域に対応する画素であるのか、前記Ｘ線減弱フィルタによりＸ線量が減衰されたＸ線減弱領域に対応する画素であるのかに応じて、前記増幅器の利得を設定する利得設定部と、
を備え、
前記Ｘ線検出器は、それぞれ利得の異なる２つ以上の増幅器を備え、
前記Ｘ線検出器は、前記関心領域の画素に対応する信号と前記Ｘ線減弱領域の画素に対応する信号とで入力する前記増幅器を区別する、
ことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項９】
Ｘ線を発生させるＸ線管と、
前記Ｘ線管と被検体との間に設置され、前記被検体に照射されるＸ線量を減弱するＸ線減弱フィルタと、
前記被検体を透過したＸ線を画素単位で検出するとともに、検出した前記Ｘ線の信号に対する利得を画素単位で変更することができる増幅器を有するＸ線検出器と、
前記Ｘ線検出器の各画素が、関心領域に対応する画素であるのか、前記Ｘ線減弱フィルタによりＸ線量が減衰されたＸ線減弱領域に対応する画素であるのかに応じて、前記増幅器の利得を設定する利得設定部と、
前記Ｘ線検出器で取得したアナログ信号をデジタル信号に変換する、異なる入力レンジを有する複数のＡ／Ｄ変換器と、
を備え、
前記Ｘ線検出器は、前記関心領域の画素から取得された信号である場合と、前記Ｘ線減弱領域の画素から取得された信号である場合とで、異なる入力レンジのＡ／Ｄ変換器に前記アナログ信号を入力する、
ことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項１０】
前記利得設定部は、前記Ｘ線減弱フィルタの開口部分の大きさに基づいて、前記Ｘ線検出器における各画素が前記関心領域か前記Ｘ線減弱領域かを判定し、各画素に対応する利得を設定する、
ことを特徴とする請求項２ないし９のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項１１】
前記被検体に照射されるＸ線強度および撮影範囲を含む撮像条件、事前に撮像したＸ線画像である事前取得画像、および、前記被検体に対して実施される施術または施術対象となる解剖学的部位ごとに予め設定された前記関心領域の大きさの設定値を記憶するデータ記憶部と、
前記データ記憶部に記憶された情報に基づいて、前記関心領域と前記Ｘ線減弱領域とを算出する算出部と、
をさらに備え、
前記利得設定部は、前記算出部で算出された結果に応じて前記増幅器の利得を設定する、
ことを特徴とする請求項１、３ないし１０のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項１２】
前記利得設定部は、前記Ｘ線減弱フィルタの開口部分の大きさの変更、前記撮像条件の変更、および、前記関心領域または前記Ｘ線減弱領域の変更のいずれかが発生したタイミングで、前記利得の設定を変更する、
ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項１３】
前記Ｘ線検出器の各画素に設定される利得はＸ線非曝射期間に変更される、
ことを特徴とする請求項１ないし４、６ないし１２のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項１４】
前記Ｘ線検出器の各画素に設定された利得を変更するときは、前記Ｘ線管からのＸ線の曝射を停止し、前記Ｘ線の曝射を停止する直前の画像を表示部に表示する、
ことを特徴とする請求項１ないし５、７ないし１３のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項１５】
前記Ｘ線検出器には、前記Ｘ線の減弱量が異なる複数のＸ線減弱領域を設定でき、
前記利得設定部は、前記複数のＸ線減弱領域それぞれの画素に対応する利得を設定する、
ことを特徴とする請求項１ないし６、８ないし１４のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項１６】
前記Ｘ線検出器は前記画素ごとに増幅器を備え、
前記利得設定部は、前記Ｘ線検出器の各画素の前記関心領域と前記Ｘ線減弱領域の設定に応じて前記増幅器の利得をそれぞれ設定する、
ことを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項１７】
前記Ｘ線検出器は、それぞれ利得の異なる２つ以上の増幅器を備え、
前記Ｘ線検出器は、前記関心領域の画素に対応する信号と前記Ｘ線減弱領域の画素に対応する信号とで入力する前記増幅器を区別する、
ことを特徴とする請求項１ないし７、９ないし１５のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項１８】
前記Ｘ線検出器で検出された受信信号に基づいてＸ線画像を生成する画像生成部をさらに備え、
前記画像生成部は、前記Ｘ線検出器の前記関心領域と前記Ｘ線減弱領域の各画素に設定された利得を取得する、
ことを特徴とする請求項１ないし１７のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【請求項１９】
前記Ｘ線検出器で取得したアナログ信号をデジタル信号に変換する、異なる入力レンジを有する複数のＡ／Ｄ変換器をさらに備え、
前記Ｘ線検出器は、前記関心領域の画素から取得された信号である場合と、前記Ｘ線減弱領域の画素から取得された信号である場合とで、異なる入力レンジのＡ／Ｄ変換器に前記アナログ信号を入力する、
ことを特徴とする請求項１ないし８、１０ないし１８のいずれか１項に記載のＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様としての実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置は患者にＸ線を照射し、透過したＸ線を検出することで内部の構造を観察できる。Ｘ線は骨などの硬組織は透過しないが、空気や軟組織などはよく透過する。通常のＸ線画像はＸ線を透過しにくい部分を白く、Ｘ線を透過しやすい部分を黒く表示し、Ｘ線の透過量の違いをコントラストで示した画像となる。一方、軟組織である血管や心臓などの臓器についても、Ｘ線を透過しにくい造影剤などを用いることで画像化する技術が開発されている。
【０００３】
特に、循環器系の疾患においては、造影剤を用いて血管等を画像化しつつ、カテーテルなどを挿入し異常部位を治療するＩＶＲ（Interventional Radiology）が実用化されている。ＩＶＲは、Ｘ線を連続的に照射するＸ線透視と呼ばれる方法で治療の対象となる血管等を観察しながら、細い管状のカテーテルにより治療を行う。そのため、開腹手術などと比較して術創が小さく低侵襲な手術であり、高齢者などにも適用できることから幅広く実施されている。一方、比較的長時間Ｘ線を照射することとなるため、患者の被ばく量を適切にコントロールすることが求められており、たとえば日本循環器学会では、「循環器病の診断と治療に関するガイドライン（JCS 2011）」を設けている。
【０００４】
患者の被ばく量を抑えるために、たとえば、治療にかかわる領域（以下、関心領域（ＲＯＩ：Region Of Interest）と呼ぶこととする）以外へのＸ線量を、Ｘ線減弱フィルタを用いて低減する方法が提供されている（たとえば、特許文献１等）。このようにＸ線減弱フィルタを用いて、ＲＯＩ以外のＸ線被ばく量を抑制して透視する方法をＲＯＩ透視と呼ぶこととする。特許文献１の技術では、ＲＯＩ以外の領域はＸ線減弱フィルタによりＸ線検出器に照射されるＸ線量が減少するため、ＲＯＩに比べて明度が低く、コントラストの悪い画像となる。しかしながら、ＲＯＩ透視では、ＲＯＩ以外の領域もＲＯＩ内に存在する解剖学的な構造を特定するために参照したり、カテーテルを挿入する際に観察したりする場合がある。そこで、ＲＯＩと、ＲＯＩ以外のＸ線減弱領域（以下、ＲＯＡ：Region Of Attenuate）とで画像処理の重みを変えることで、見え方を均一にする技術が提供されている（たとえば、特許文献２等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２７８２３号公報
【特許文献１】米国特許出願公開２０１４／０１９８１３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上述の技術では、関心領域（ＲＯＩ）に比べて、減弱されたＸ線が検出されるＸ線減弱領域（ＲＯＡ）ではＸ線検出器で検出される信号が小さくなる。一方、Ｘ線検出器で検出された信号に対する増幅や階調変換などは関心領域（ＲＯＩ）に合わせて設定されているため、Ｘ線減弱領域（ＲＯＡ）で取得した信号から得られる画像の階調は低くなってしまう。特許文献２に記載された画像処理（フィルタ処理）により、Ｘ線減弱領域（ＲＯＡ）の信号を関心領域と同様の階調になるように補間しても、Ｘ線検出器で取得した元の信号の階調が低いため、コントラストは低くなってしまう。また、このようなフィルタ処理によりノイズ成分も同様に処理されるため、Ｓ／Ｎ比が低く、信頼性や客観性に劣る画像となってしまう。
【０００７】
そこで、Ｘ線検出器において関心領域（ＲＯＩ）とＸ線減弱領域（ＲＯＡ）とのそれぞれの領域で得られる信号の大きさに応じた信号処理が可能なＸ線診断装置が要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線を発生させるＸ線管と、前記Ｘ線管と被検体との間に設置され、前記被検体に照射されるＸ線量を減弱するＸ線減弱フィルタと、前記被検体を透過したＸ線を画素単位で検出するとともに、検出した前記Ｘ線の信号に対する利得を画素単位で変更することができる増幅器を有するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器の各画素が、関心領域に対応する画素であるのか、前記Ｘ線減弱フィルタによりＸ線量が減衰されたＸ線減弱領域に対応する画素であるのかに応じて、前記増幅器の利得を設定する利得設定部と、を備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係るＸ線診断装置の一例を示す概念的な構成図。
【図２】実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図。
【図３】実施形態に係るＸ線診断装置の動作を説明するフローチャート。
【図４】実施形態に係るＸ線診断装置のＲＯＩとＲＯＡを説明する図。
【図５】ＲＯＩとＲＯＡとの階調の違いを説明する図。
【図６】実施形態に係るＸ線診断装置におけるＲＯＩとＲＯＡの利得の設定を説明する図。
【図７】第１の実施形態に係るＸ線検出器の構成を説明する図。
【図８】第１の実施形態に係るＸ線検出器における信号検出のタイムチャート。
【図９】第２の実施形態に係るＸ線検出器の構成を説明する図。
【図１０】第２の実施形態に係るＸ線検出器における信号検出のタイムチャート。
【図１１】第３の実施形態に係るＡ／Ｄ変換器の構成を説明する図。
【図１２】実施形態に係るＸ線検出器の領域設定における変形例。
【図１３】第４の実施形態に係るＸ線診断装置の動作を説明するフローチャート。
【図１４】第４の実施形態における各領域の算出および条件変更のタイミングを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、Ｘ線診断装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００１１】
（１）構成
図１は、実施形態に係るＸ線診断装置の一例を示す概念的な構成図である。図１が示すように、Ｘ線診断装置１は大きく撮像部１０と制御部２０とから構成される。Ｘ線診断装置１の撮像部１０は通常は検査室に設置され、被検体Ｐに対してＸ線画像を取得するよう構成される。制御部２０は検査室に隣接する操作室に設置され、撮影条件の設定や、Ｘ線画像の生成と表示を行うよう構成される。なお、制御部２０は撮像部１０が設置される検査室に設置されてもよい。
【００１２】
撮像部１０は、コントローラ１００、利得設定部１１０、アーム駆動部１２０、寝台制御部１３０、Ｘ線調整部１４０、絞り駆動部１５０、高圧電源１６０、Ｘ線管保持部１７０、Ａ／Ｄ変換器（Analog-to-Digital converter）１８０を有する。Ｘ線管保持部１７０とＸ線検出器１１１は、アーム１２１の両端にお互いが対向するように位置し、寝台１３１に載置された被検体Ｐを挟むように設置されている。Ｘ線管保持部１７０は、Ｘ線減弱フィルタ１４１、Ｘ線可動絞り１５１、Ｘ線管１６１を備えて構成される。
【００１３】
利得設定部１１０は、Ｘ線検出器１１１の各画素が、関心領域（ＲＯＩ）に対応する画素であるのか、あるいは、Ｘ線減弱フィルタ１４１によりＸ線量が減衰されたＸ線減弱領域（ＲＯＡ）に対応する画素であるのかに応じて、各画素で受信する受信信号の利得をそれぞれ設定する。ここで、関心領域とは治療にかかわりのある領域のことであり、Ｘ線減弱領域（ＲＯＡ）とは、関心領域（ＲＯＩ）以外の領域であって、Ｘ線減弱フィルタによりＸ線量が減弱された領域である。Ｘ線減弱フィルタ１４１は銅や鉛などのＸ線減弱物質を含むことにより、Ｘ線管から照射されたＸ線を減衰させるフィルタである。このＸ線減弱フィルタをＸ線管と被検体Ｐとの間に設置することで、ＲＯＩ以外の領域へのＸ線照射量を減らすことができ、Ｘ線透視などの連続撮像において、被検体Ｐへの被ばく量を抑制することができる。
【００１４】
Ｘ線検出器１１１は、被検体Ｐを透過したＸ線を画素単位で検出するとともに、検出したＸ線の信号に対する利得を画素単位で変更することができる増幅器を有する。Ｘ線検出器１１１は、検出面に照射されたＸ線を検出するため、検出器として平面検出器（ＦＰＤ：Flat Panel Detector）などを内蔵している。ＦＰＤはイメージセンサを有しており、イメージセンサには、ＣＭＯＳイメージセンサ（Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor）や、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：thin film transistor）などが利用されている。たとえば、ＣＭＯＳイメージセンサでは、各画素に対応するフォトダイオード（ＰＤ：Photodiode）が検出したＸ線量に応じた電荷を蓄え、蓄えた電荷を電圧に変換し増幅器で増幅された信号を画像信号として出力している。画像信号はＡ／Ｄ変換器１８０によりデジタルデータに変換されたのち、コントローラ１００を介して制御部２０に与えられる。制御部２０に入力されたデジタルデータに基づき、Ｘ線透視画像などのＸ線画像が生成する。
【００１５】
アーム駆動部１２０は、コントローラ１００の制御に基づきアーム１２１を駆動する。支持部材としてのアーム１２１の一端にはＸ線管保持部１７０が、他端にはＸ線検出器１１１が保持されており、アーム１２１がアーム駆動部１２０に制御されて駆動されることにより、Ｘ線管保持部１７０およびＸ線検出器１１１は一体として被検体Ｐの周りを移動する。なお、図１にはアーム１２１がＸ線管保持部１７０を寝台１３１の下方に位置するよう支持するアンダーチューブタイプの場合を例として示したが、Ｘ線管保持部１７０を寝台１３１の上方に位置するよう支持するオーバーチューブタイプであってもよい。また、図１では１つのアーム１２１から構成されたシングルプレーンのＸ線診断装置１を例示しているが、２つのアームを備えたバイプレーンのＸ線診断装置であってもよい。また、アーム１２１は、Ｘ線管焦点とＸ線検出器の距離（ＳＩＤ：Source Image receptor Distance）を変更可能なようにＸ線管保持部１７０とＸ線検出器１１１を保持してもよい。
【００１６】
Ｘ線可動絞り１５１は、Ｘ線照射野絞りであり、Ｘ線管１６１のＸ線の出射側に設けられる。Ｘ線可動絞り１５１は、絞り駆動部１５０により制御されて、撮影範囲などに応じてＸ線管１６１から放射されるＸ線の照射範囲を調整する。Ｘ線可動絞り１５１は、複数枚の鉛羽で構成されてもよいし、Ｘ線管１６１の管軸に平行なシャッターの羽を持つコリメータにより構成されてもよい。
【００１７】
Ｘ線管１６１は、高圧電源１６０により電圧を印加されてＸ線を発生する。Ｘ線管１６１が発生するＸ線は、ファンビームＸ線やコーンビームＸ線として被検体Ｐに向かって照射される。
【００１８】
寝台１３１は、床面に設置され、被検体Ｐを載置する天板を支持する。寝台１３１は、寝台制御部１３０により制御されて、天板を水平方向、上下方向に移動させたり回転（ローリング）させたりする。
【００１９】
Ｘ線調整部１４０は、コントローラ１００に制御されて、Ｘ線減弱フィルタ１４１の開口を調整することにより、ＲＯＩとＸ線が減弱されたＲＯＡとの領域を生成する。
【００２０】
絞り駆動部１５０は、コントローラ１００に制御されて、Ｘ線可動絞り１５１の開口を調整することにより、撮影範囲に応じてＸ線管１６１から放射されるＸ線の照射範囲を調整する。
【００２１】
高圧電源１６０は、コントローラ１００に制御されて、Ｘ線の照射に必要な電力をＸ線管１６１に供給する。
【００２２】
コントローラ１００は、制御部２０により制御されて、利得設定部１１０、アーム駆動部１２０、寝台制御部１３０、Ｘ線調整部１４０、絞り駆動部１５０、高圧電源１６０を制御することにより、被検体ＰのＸ線画像の撮像の全体の制御を担う。
【００２３】
また、撮像部１０はコントローラ１００を介して制御部２０と接続されている。図１に示すように、制御部２０は、主制御部２００、記憶部２１０、入力部２２０、表示部２３０を有する。
【００２４】
記憶部２１０は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、主制御部２００のＣＰＵにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。記憶部２１０はＸ線画像を記憶するほか、主制御部２００のＣＰＵで実行する各種機能を実現するためのプログラムを記憶する。記憶部２１０に格納されたプログラムが、主制御部２００によって実行されることで、ＲＯＩやＲＯＡの算出やそれぞれの領域に対応する利得の算出などが行われる。
【００２５】
入力部２２０は、たとえばキーボード、タッチパネル、テンキー、マウスなどの一般的な入力装置により構成され、ユーザの操作に対応した操作入力信号を主制御部２００に出力する。
【００２６】
表示部２３０は、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、主制御部２００の制御に従ってＸ線画像などを表示する。
【００２７】
図２は、実施形態に係るＸ線診断装置１の構成を示すブロック図である。図２に示すように、Ｘ線診断装置１の撮像部１０は、Ｘ線検出器１１１、Ａ／Ｄ変換器１８０、利得設定部１１０、Ｘ線減弱フィルタ１４１、Ｘ線調整部１４０から構成される。利得設定部１１０およびＸ線調整部１４０は、電子回路により実現する機能であってもよいし、所定のメモリに保存されたプログラムをプロセッサに実行させることで実現する機能であってもよい。制御部２０は、データ記憶部２１１、画像生成部２０１、算出部２０３を備えて構成される。このうち、画像生成部２０１および算出部２０３は記憶部２１０に格納されたプログラムが主制御部２００が備えたＣＰＵによって実行されることで実現する機能である。
【００２８】
データ記憶部２１１は、被検体Ｐに照射されるＸ線強度および撮像範囲を含む撮像条件、事前に撮像したＸ線画像である事前取得画像、および、被検体Ｐに対して実施される施術または施術対象となる解剖学的部位ごとに予め設定されたＲＯＩの大きさの設定値などを記憶する。
【００２９】
データ記憶部２１１に記憶されている被検体Ｐに照射されるＸ線強度は、高圧電源１６０からＸ線管１６１に供給される電圧や、Ｘ線可動絞り１５１の状態に応じて様々に変化する。また、データ記憶部２１１に記憶されている撮像範囲は、Ｘ線管焦点とＸ線検出器１１１の距離によって変化する。Ｘ線管保持部１７０やＸ線検出器１１１の位置は可変であり、Ｘ線管焦点とＸ線検出器１１１の距離（ＳＩＤ）はそれらの位置によって変化する。
【００３０】
また、データ記憶部２１１に記憶されている事前取得画像は、ＩＶＲなどの処置を始める前に、治療を行う部位を確認するために事前に撮像されたＸ線画像である。このように撮像された事前取得画像を表示部２３０に表示し、ユーザはＲＯＩやＲＯＡの大きさや位置を設定したり、撮像範囲を設定したりする。
【００３１】
また、ＲＯＩの大きさや位置は施術の種類や施術の対象となる臓器や血管などに応じて予め推測することが可能であり、被検体Ｐの性別や体形などに応じて一般的な設定値をデータ記憶部２１１に記憶していてもよい。
【００３２】
算出部２０３は、データ記憶部２１１に記憶された情報に基づいて、ＲＯＩとＲＯＡとを算出する。また、事前取得画像の輝度、および撮像条件のすくなくともいずれかに基づいて、Ｘ線検出器１１１の各画素に設定する利得を算出する。算出部２０３でのＲＯＩとＲＯＡや利得の算出については後述する。
【００３３】
利得設定部１１０は、Ｘ線検出器１１１の各画素について、ＲＯＩに対応する画素か、ＲＯＡに対応する画素かを判定し、Ｘ線検出器１１１の増幅器の利得をそれぞれ設定する。利得設定部１１０は、Ｘ線調整部１４０によりＸ線減弱フィルタ１４１に設定された開口部分の物理的な大きさ、たとえば、開口部分の面積や、開口部分の幅や高さなどに応じて、ＲＯＩとＲＯＡの大きさを特定し、Ｘ線検出器１１１の各画素をＲＯＩとＲＯＡにそれぞれ設定する。また、ＲＯＩとＲＯＡは算出部２０３で算出された結果に基づいて設定されてもよい。さらに、利得設定部１１０は、ＲＯＩとＲＯＡの各画素にそれぞれのＸ線透過量に応じた利得を設定する。設定する利得は領域ごとに予め設定されていてもよいし、算出部２０３で算出された結果、あるいは入力部２２０を介してユーザが直接入力した値に基づいて設定してもよい。各領域への利得の設定については後述する。
【００３４】
画像生成部２０１は、Ｘ線検出器１１１で検出され、Ａ／Ｄ変換器１８０でデジタル変換された受信データに基づいてＸ線画像を生成する。Ｘ線検出器１１１に設定された各領域の利得を取得し、画像処理に用いてもよい。
【００３５】
（２）動作
以下、Ｘ線検出器１１１を構成するイメージセンサが、アクティブピクセルセンサ（ＡＰＳ：active pixel sensor）で構成される例を「第１の実施形態」、パッシブピクセルセンサ（ＰＰＳ：passive pixel sensor）で構成される例を「第２の実施形態」、Ｘ線検出器１１１で取得した信号に応じて入力レンジの異なるＡ／Ｄ変換器１８０に入力する例を「第３の実施形態」として説明する。さらに、撮像実行中に撮像条件等の変更により、ＲＯＩとＲＯＡのそれぞれの領域や利得が変更される場合を「第４の実施形態」として説明する。
【００３６】
（第１の実施形態）
第１の実施形態は、Ｘ線検出器１１１を構成するイメージセンサが、アクティブピクセルセンサ（ＡＰＳ：active pixel sensor）で構成される場合に関する。
【００３７】
図３は、実施形態に係るＸ線診断装置１の動作を説明するフローチャートである。
【００３８】
ＳＴ１０１では、利得設定部１１０がＸ線検出器１１１の各画素にＲＯＩとＲＯＡを設定する。利得設定部１１０でのＲＯＩとＲＯＡの設定は、Ｘ線調整部１４０から取得したＸ線減弱フィルタ１４１の開口部分の大きさに基づいて設定されてもよいし、算出部２０３で算出された結果に基づいて設定されてもよい。
【００３９】
図４は、実施形態に係るＸ線診断装置のＲＯＩとＲＯＡを説明する図である。図４の下部に示されたＸ線管１６１からＸ線減弱フィルタ１４１を介して被検体ＰにＸ線が照射され、Ｘ線検出器１１１の検出面に透過されたＸ線が照射される様子を示している。ＩＶＲなどで用いられるＲＯＩ透視は、ＲＯＩ以外のＸ線被ばく量を抑制して透視する方法であり、図４に示すようなＸ線減弱フィルタ１４１を用いて実施される。
【００４０】
図４のＸ線減弱フィルタ１４１は、中心の開口部分を白抜きで、中心以外の部分を網掛けで示している。中心以外の網掛けされた部分はＸ線減弱物質によりＸ線管１６１から照射されたＸ線が減弱される部分である。Ｘ線減弱フィルタ１４１を通過したＸ線は被検体Ｐを透過し、Ｘ線検出器１１１に照射する。Ｘ線検出器１１１についてもＸ線減弱フィルタ１４１と同様に、Ｘ線が減弱されずに通過した部分を白抜きで、Ｘ線がＸ線減弱フィルタ１４１により減弱された部分を網掛けで示している。
【００４１】
図４の上部は、Ｘ線検出器１１１を検出面側から観察した場合を示している。白抜きの部分はＸ線が減弱されずに通過した部分で、網掛け部分はＸ線が減弱された部分を示している。利得設定部１１０は、Ｘ線減弱フィルタ１４１の開口部分の大きさに応じて、Ｘ線が減弱されずに通過した円形の領域をＲＯＩとし、Ｘ線が減弱されたＲＯＩ以外の部分をＲＯＡと判定することができる。
【００４２】
なお、図４では、Ｘ線減弱フィルタ１４１が円形の開口部を有する例を示したが、Ｘ線減弱フィルタ１４１で作成される開口部は円形に限らず、正方形、長方形、楕円などであってもよい。
【００４３】
また、Ｘ線減弱フィルタ１４１の開口部分の大きさを算出部２０３が取得することによってＲＯＩおよびＲＯＡが算出されてもよい。さらに、算出部２０３はデータ記憶部２１１に記憶された情報に基づいて、ＲＯＩとＲＯＡを算出してもよい。データ記憶部２１１には、被検体に照射されるＸ線強度、撮像範囲などの撮像条件、事前取得画像およびＲＯＩの設定値などが記憶されている。たとえば、Ｘ線強度やＸ線検出器１１１の位置などの撮像条件に基づいて、ＲＯＩとＲＯＡを算出してもよいし、事前に撮像したＸ線画像である事前取得画像を表示部２３０に表示し、表示された画像にユーザが入力したＲＯＩに基づいて、ＲＯＩとＲＯＡを算出してもよい。また、事前取得画像と撮像条件に含まれる撮像部位などの情報とに基づいて、ＲＯＩとＲＯＡの範囲を算出してもよい。
【００４４】
従来のＸ線診断装置におけるＲＯＩ透視では、ＲＯＩとＲＯＡとでＸ線検出器１１１で検出した信号を増幅する増幅器の利得の設定が各画素で同じであった。一方、ＲＯＩとＲＯＡとでＸ線検出器１１１が受信する信号量の分布は大きく異なり、ＲＯＡでは適切な階調が得られないためコントラストの悪い画像となっていた。
【００４５】
図５は、ＲＯＩとＲＯＡとの階調の違いを説明する図である。図５（ａ）はＲＯＩの画像信号を、図５（ｂ）はＲＯＡの画像信号をそれぞれ示している。図５（ａ）および図５（ｂ）の上段は、Ｘ線検出器１１１が検出した画像信号のヒストグラムをそれぞれ示しており、横軸は信号量、縦軸は検出頻度を示している。図５（ａ）および図５（ｂ）の下段は、階調曲線を示しており、横軸は信号量、縦軸は画素値を示している。
【００４６】
図５（ａ）上部に示すように、ＲＯＩの画像信号はＸ線が減弱されずにＸ線検出器１１１に検出されるため、Ｘ線検出器１１１で検出される信号量の分布は大きくなる。ＲＯＩ透視では、ＲＯＩに観察または治療対象となる解剖学的部位が存在するため、ＲＯＩを中心に階調曲線の傾きが決定される。図５（ａ）下部に示すように、ＲＯＩの画像信号の２点を高いコントラストで表示することができる。
【００４７】
一方、図５（ｂ）上部に示すように、ＲＯＡの画像信号はＸ線が減弱されるため、透過Ｘ線量は少なくなる。したがって、Ｘ線検出器１１１で検出される信号量の分布はＲＯＩの場合と比較して小さくなる。階調曲線の傾きはＲＯＩの画像信号に基づいて決定されるため、ＲＯＡの画像信号は階調曲線の傾きの小さい部分で表示濃度を変換することになる。このような場合、Ｘ線透過量の高い部分（空気や軟組織などの白い部分）から低い部分（骨などの黒い部分）までの表示濃度に差が生じにくく、高いコントラストで表示することができない。
【００４８】
このように、従来のＸ線診断装置におけるＲＯＩ透視では、ＲＯＩとＲＯＡとでＸ線検出器１１１の設定が同じことにより、コントラストに差が生じ、画像全体を表示した際に、ＲＯＡ領域の構造が判別しにくいという問題が生じていた。
【００４９】
本実施形態に係るＸ線診断装置１では、ＲＯＩとＲＯＡのそれぞれの領域ごとにＸ線検出器１１１が受信した信号を増幅する増幅器の利得を設定することで、上述の問題を解決するものである。
【００５０】
図３に戻って利得の設定とＸ線検出器１１１での信号の取得について説明する。
【００５１】
ＳＴ１０３では、利得設定部１１０がＸ線検出器１１１のＲＯＩとＲＯＡに対応する各画素に利得を設定する。設定される利得は、利得設定部１１０に予め設定されていてもよいし、算出部２０３で算出された利得が設定されてもよい。たとえば、算出部２０３は、Ｘ線減弱フィルタ１４１を用いて事前取得画像を取得することで、ＲＯＩとＲＯＡのそれぞれの輝度から利得を算出してもよい。また、撮像対象となる解剖学的部位のＸ線吸収量や、撮像条件に含まれるＸ線強度、Ｘ線減弱フィルタ１４１の性能などに基づいて、それぞれの領域における利得を算出してもよい。
【００５２】
ＳＴ１０５では、Ｘ線管１６１から被検体ＰにＸ線が照射される。
【００５３】
ＳＴ１０７では、Ｘ線検出器１１１が画像信号を取得する。この際、Ｘ線検出器１１１の各画素の増幅器はＲＯＩもしくはＲＯＡに対応する利得が設定されている。
【００５４】
図６は、実施形態に係るＸ線診断装置１におけるＲＯＩとＲＯＡの利得の設定を説明する図である。図５と同様に、図６（ａ）はＲＯＩの画像信号を、図６（ｂ）はＲＯＡの画像信号をそれぞれ示している。図５ではＲＯＩおよびＲＯＡが同じ利得で増幅されるため、ＲＯＡは階調曲線の傾きの小さい部分で処理されるしかなく、コントラストの低下の原因となっていた。
【００５５】
それに対して、本実施形態に係るＸ線診断装置１では、図６（ａ）および図６（ｂ）上段に示すように、ＲＯＡの画像信号をＲＯＩの画像信号と比較して高い利得で増幅することで、階調曲線の傾きの大きい部分で表示濃度が変換されるように調整することができる。具体的には、ＲＯＩの利得を「Ａ倍」と設定した場合に、ＲＯＡの利得を「Ａ倍」より大きい「Ｂ倍」に設定し、Ｘ線検出器１１１で受信した信号を増幅する。このように各領域で利得を変えることで、増幅後の画像信号は同等の分布を示すこととなる。すなわち、異なる利得で増幅することで、Ｘ線検出器１１１で取得した信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器１８０への入力レンジをそろえることができる。このように、Ｘ線検出器１１１で得られる信号量の大きさに応じた利得で信号を増幅することで、適切に階調処理することができ、良好なコントラストで表示することができる。
【００５６】
図７は、第１の実施形態に係るＸ線検出器１１１の構成を説明する図である。第１の実施形態では、Ｘ線検出器１１１のイメージセンサとしてアクティブピクセルセンサ（ＡＰＳ）を用いる例を示している。
【００５７】
図７では、Ｘ線検出器１１１のイメージセンサが４つの画素に対応する検出素子から構成される例を示している。なお、実際の検出器では、５１２×５１２画素のように非常に多くの検出素子を備えて構成される。
【００５８】
図７のイメージセンサの例では、複数の検出素子（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４）に加えて、それらの検出素子のアドレスを指定して信号を取り出すための垂直走査回路と水平走査回路とで構成されている。たとえば、検出素子Ｅ１は列選択パルスＸ１および行選択パルスＹ１のパルス信号により指定される。また、各検出素子には、Ｘ線を直接または間接的に検出するダイオードＤと、可変ゲインアンプ（ＶＧＡ：Variable Gain Amplifier）およびスイッチが示されている。行選択パルスは破線で示した行信号線を介して各検出素子内のスイッチを制御し、列選択パルスは破線で示した列信号線を介して、出力信号線に設けられたスイッチＳ１およびＳ２を制御する。各検出素子からの信号の取り出しは、行選択パルスにより各検出素子のスイッチがオンになると、ダイオードＤに蓄積されていた電荷がＶＧＡを介して増幅されて出力される。この際、列選択パルスによりスイッチがオンになった列の信号がアンプおよびＡ／Ｄ変換器１８０を経て画像生成部２０１に入力される。たとえば、検出素子Ｅ１の信号は、行選択パルスＹ１により、検出素子Ｅ１のスイッチがオンになり、列選択パルスＸ１によりスイッチＳ１がオンとなり、出力信号線を介して信号は画像生成部２０１に伝達する。
【００５９】
利得設定部１１０は、Ｘ線検出器１１１の各検出素子それぞれのＶＧＡに、ＲＯＩとＲＯＡの各領域に対応する利得を設定する。たとえば、網掛けで示した検出素子Ｅ１とＥ３とをＲＯＡに対応する検出素子、白抜きで示した検出素子Ｅ２とＥ４とをＲＯＩに対応する検出素子とする。検出素子Ｅ１とＥ３のＶＧＡには図６で説明した利得「Ｂ倍」を、検出素子Ｅ２とＥ４のＶＧＡには「Ａ倍」を設定する。このような設定により、それぞれの検出素子から出力される信号は、それぞれの領域に応じた利得で増幅された信号となる。
【００６０】
図８は、第１の実施形態に係るＸ線検出器１１１における信号検出のタイムチャートである。上から、行選択パルス、列選択パルス、スイッチＳ１、Ｓ２、検出素子、領域判定結果、利得が示されている。
【００６１】
行選択パルスＹ１がオンのとき、列選択パルスＸ１によりスイッチＳ１がオンとなっていると、検出素子Ｅ１から信号を取り出すことができ、列選択パルスＸ２によりスイッチＳ２がオンとなっていると、検出素子Ｅ２の信号を取り出すことができる。検出素子Ｅ１はＲＯＡに属することから、検出素子Ｅ１内のＶＧＡはＢ倍に設定されており、増幅された信号はＡ／Ｄ変換器１８０を経て画像生成部２０１に入力する。同様に、検出素子Ｅ２は、ＲＯＩに属することから、検出素子Ｅ２内のＶＧＡはＡ倍に設定されており、増幅された信号はＡ／Ｄ変換器１８０を経て画像生成部２０１に入力する。
【００６２】
上述のように取得された信号に基づいて画像生成部２０１はＸ線画像を生成し（図３のＳＴ１０９）、表示部２３０に生成したＸ線画像を表示する（図３のＳＴ１１１）。
【００６３】
このように、第１の実施形態に係るＡＰＳを備えたＸ線検出器１１１は、それぞれの領域に対応する利得が各検出素子に設定されており、Ｘ線検出器１１１で取得した信号は所定の利得で増幅されてＡ／Ｄ変換器１８０に入力される。このように画素ごとに、対応する領域に適合する利得で増幅した信号をＡ／Ｄ変換器１８０に入力することで、取得したＸ線画像全体のコントラストを合わせることができる。したがって、Ｘ線被ばく量を低減しつつ、ＲＯＩとＲＯＡで見え方を均一にすることができる。また、デジタル処理で信号を増幅せず、検出素子で取得した信号をすぐに増幅するため、伝送途中で混入するノイズ等を増幅することがなく、画像のＳ／Ｎ比が高くなる。
【００６４】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、Ｘ線検出器１１１を構成するイメージセンサが、パッシブピクセルセンサ（ＰＰＳ：passive pixel sensor）で構成される場合に関する。以下、第１の実施形態と第２の実施形態とで異なる箇所を説明する。
【００６５】
図９は、第２の実施形態に係るＸ線検出器１１１の構成を説明する図である。図７のＡＰＳの場合と異なり、ＰＰＳでは検出素子内にＶＧＡなどの増幅器を持たない。ＰＰＳでは複数の増幅器を検出素子の外側に備え、行選択パルスと列選択パルスの入力により、取り出した信号を選択的に増幅器に入力する。
【００６６】
図９では図７と同様に４つの検出素子を備えたイメージセンサの例を示している。図９では、図７の例と異なり、増幅器（アンプＡおよびアンプＢ）が検出素子外のＡ／Ｄ変換器１８０に入力する前に配置されている。また、出力信号線にはそれぞれ２つのスイッチが接続されており、アンプへの入力を制御している。たとえば、検出素子Ｅ１がＲＯＡに属する場合、検出素子Ｅ１の信号は利得がＢ倍に設定されたアンプＢで増幅される。そのため、行選択パルスＹ１により検出素子Ｅ１内のスイッチがオンになり、列選択パルスＸ１ｂの入力によりスイッチＳ１ｂがオンとなり、検出素子Ｅ１から出力された信号は出力信号線を介してアンプＢに入力する。一方、検出素子Ｅ２がＲＯＩに属する場合、検出素子Ｅ２の信号は利得がＡ倍に設定されたアンプＡで増幅される。この場合列選択パルスＸ２ａにより出力信号線のスイッチＳ２ａがオンとなり、アンプＡに信号が入力する。
【００６７】
図１０は、第２の実施形態に係るＸ線検出器における信号検出のタイムチャートである。図８と同様に、上から、行選択パルス、列選択パルス、スイッチＳ１ａ、Ｓ２ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ｂ、検出素子、領域判定結果、利得が示されている。
【００６８】
図９で示した検出素子Ｅ１がＲＯＡに属し、検出素子Ｅ２がＲＯＩに属する場合、ＲＯＡに属する検出素子Ｅ１はＢ倍、ＲＯＩに属する検出素子Ｅ２はＡ倍に増幅される。したがって、検出素子Ｅ１から取り出される信号は図９で示したアンプＢで、検出素子Ｅ２から取り出される信号はアンプＡで増幅される。このように制御するため、行選択パルスＹ１がオンのとき、列選択パルスＸ１ｂにより出力信号線のスイッチＳ１ｂがオンとなることで、検出素子Ｅ１から出力される信号はアンプＢに入力する。次に、列選択パルスＸ２ａにより出力信号線のスイッチＳ２ａがオンとなることで、検出素子Ｅ２から出力される信号はアンプＡに入力する。
【００６９】
このように、第２の実施形態では、複数の増幅器に信号を同時並列入力することができるため、より高速に信号を収集することができる。また、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に出力した信号をそれぞれの領域に対応する利得で増幅し、Ａ／Ｄ変換器１８０への入力レンジをそろえることでコントラストを均一にできる。
【００７０】
なお、上記の実施形態ではＸ線検出器１１１を構成するイメージセンサがＣＭＯＳセンサである例を示したが、第２の実施形態で示すように各検出素子外に増幅器を配置する場合は、マルチプレクサなどを用いてそれぞれの検出素子で取得した信号を選択的にアンプで増幅してもよく、ＣＣＤやＴＦＴなどにも適用可能である。
【００７１】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、Ｘ線検出器１１１で取得した信号に応じて入力レンジの異なるＡ／Ｄ変換器１８０に入力する場合に関する。
【００７２】
第１または第２の実施形態では、Ｘ線検出器１１１で取得した信号を増幅する増幅器の利得を領域に応じて可変とすることで、Ａ／Ｄ変換器１８０に入力される信号の大きさをそろえる例を示した。一方、入力される信号の大きさに応じて、入力レンジの異なるＡ／Ｄ変換器１８０を使い分けることで、ＲＯＩとＲＯＡの階調をそろえてもよい。
【００７３】
Ａ／Ｄ変換器１８０は、連続的に変化する信号であるアナログ信号を標本化し、信号が離散化したデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器１８０でのアナログ信号からデジタル信号への変換はデジタイズと呼ばれ、一定間隔でアナログ信号がＡ／Ｄ変換器１８０に入力され、入力された時点の値を整数化することで信号の標本化を行う。また、デジタル信号として取り扱うために、標本化された信号は所望のビット数に変換（量子化）されて出力される。Ａ／Ｄ変換器１８０から出力される信号の分解能は標本化のされる信号の細かさにより決定する。
【００７４】
Ａ／Ｄ変換器１８０は入力レンジに応じて一定の決まった数に電圧を分割する。１２ビット（４０９６バイト）のデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１８０の場合、Ａ／Ｄ変換器１８０の入力レンジが０Ｖ−１０Ｖの場合、最小分割単位は約２．４４ｍＶとなり、０Ｖ−５Ｖの場合、最小分割単位は約１．２２ｍＶとなる。たとえば、分解能は同じだが入力レンジが０Ｖ−１０ＶのＡ／Ｄ変換器１８０と０Ｖ−５ＶのＡ／Ｄ変換器１８０があった場合、実際に取得した信号が０Ｖ−５Ｖの場合は入力レンジが０Ｖ−５ＶのＡ／Ｄ変換器１８０を用いたほうがよい。なぜなら、１２ビットに量子化する場合に、入力レンジが０Ｖ−５ＶのＡ／Ｄ変換器１８０の場合、最小分割単位は１．２２ｍＶである一方、入力レンジが０Ｖ−１０ＶのＡ／Ｄ変換器１８０の場合、最小分割単位は約２．４４ｍＶとなり、０Ｖ−５ＶのＡ／Ｄ変換器１８０の方が高い階調でデジタル信号を得ることができるからである。
【００７５】
Ｘ線検出器１１１で取得される信号の大きさはＲＯＩとＲＯＡで大きく異なるが、Ａ／Ｄ変換器１８０はＲＯＩに合わせた入力レンジを有する。そのため、信号量が小さいＲＯＡの信号は適切な入力レンジでデジタル変換されないため、階調が低下してしまう。
【００７６】
そこで、第３の実施形態は、取得した信号の大きさに応じて入力レンジの異なるＡ／Ｄ変換器１８０を選択し、信号の大きさにあった入力レンジのＡ／Ｄ変換器１８０によりデジタル変換することで、階調の良い画像を取得する。
【００７７】
図１１は、第３の実施形態に係るＡ／Ｄ変換器１８０の構成を説明する図である。図１１は図９に示したＸ線検出器１１１がＰＰＳで構成された例と類似する。図９の例と異なる点は、Ｘ線検出器１１１で取得された信号が入力される２つのＡ／Ｄ変換器１８０ａおよびＡ／Ｄ変換器１８０ｂを備えた点である。図９では、Ｘ線検出器１１１の領域の違いに応じて、それぞれの画素から信号を取り出す方法を説明した。同様の方法で信号を取り出し、入力するＡ／Ｄ変換器１８０を信号が大きいＲＯＩの場合は上部のＡ／Ｄ変換器１８０ａに、信号が小さい場合は下部のＡ／Ｄ変換器１８０ｂに信号が入力される。このようにＲＯＩとＲＯＡの領域の違いによる信号の大きさの違いに応じて、入力レンジの異なるＡ／Ｄ変換器１８０を使用することで、適切な階調を持ったデジタル信号に変換することができる。
【００７８】
第３の実施形態によれば、第１および第２の実施形態のようにＸ線検出器１１１で各画素の利得を夫々変更しなくても、第１および第２の実施形態と同等の効果を得ることができる。また、第１または第２の実施形態と組み合わせて実施することもできる。なお、第３の実施形態では２つのＡ／Ｄ変換器１８０を備えた例を示したが、入力レンジが可変のＡ／Ｄ変換器１８０を用いれば、１つのＡ／Ｄ変換器１８０で実現可能である。
【００７９】
また、第１乃至第３の実施形態ではＲＯＩとＲＯＡの２つの領域に分ける例を示したが、Ｘ線減弱量を段階的に調整し、ＲＯＡを複数の領域に分けてもよい。
【００８０】
図１２は、実施形態に係るＸ線検出器１１１の領域設定における変形例である。図１２は図４と同様に、Ｘ線検出器１１１を検出面側から観察した場合を示している。白抜きの部分はＸ線が減弱されずに通過した部分で、網掛け部分はＸ線が減弱された部分を示している。図１２の例では、薄い網掛けで示した「第１のＲＯＡ」と濃い網掛けで示した「第２のＲＯＡ」とが示されている。たとえば、薄い網掛けで示した「第１のＲＯＡ」は濃い網掛けで示した「第２のＲＯＡ」よりもＸ線減弱量を少なく設定してもよい。すなわち、ＲＯＩ＞第１のＲＯＡ＞第２のＲＯＡの順でＸ線の量が段階的に変化するように設定してもよい。このように、Ｘ線減弱フィルタ１４１により減弱する領域を、Ｘ線減弱の度合いを変化させて段階的に設けてもよい。このようにＲＯＡを段階的に設定した場合でも、Ｘ線検出器１１１は第１のＲＯＡと第２のＲＯＡのそれぞれに対応する利得で各検出素子の信号を増幅する。
【００８１】
図１２の例では、同心円状にＲＯＡが設定される例を示したが、このような形状に限らない。たとえば、ＩＶＲなどにおいてＲＯＩを中心としてカテーテルの侵入方向が明らかな場合は、カテーテルの侵入方向に対応する領域のＸ線量を高めに設定し（第１のＲＯＡ）、それ以外の方向のＸ線量を低めに設定する（第２のＲＯＡ）こともできる。
【００８２】
（第４の実施形態）
第４の実施形態は、第１乃至第３の実施形態に加えて、撮像実行中に撮像条件等の変更により、ＲＯＩとＲＯＡのそれぞれの領域や利得が変更される場合に関する。
【００８３】
図１３は、第４の実施形態に係るＸ線診断装置の動作を説明するフローチャートである。図３に示したフローチャートと同じ動作については同じステップ番号を付し、説明を省略する。
【００８４】
ＳＴ２０１では、制御部２０でＸ線非曝射期間か否かが判断される。Ｘ線非曝射期間でない場合（Ｎｏ）の場合は、Ｘ線非曝射期間まで待機（ＳＴ２０３）する。一方、Ｘ線非曝射期間である場合（Ｙｅｓ）は、Ｘ線調整部１４０やデータ記憶部２１１等に設定された各種条件が変更されたかどうかが判定される（ＳＴ２０５）。
【００８５】
図１４は、実施形態における各領域の算出および条件変更のタイミングを説明する図である。図１４の上段はＩＶＲなどで実施されるＸ線透視撮像のＸ線照射タイミングを示している。Ｘ線透視撮像では、Ｘ線を１秒に数回から数１０回パルス状に照射するパルス透視と呼ばれる方法により、連続撮像による被ばく量を抑制している。図１４の上段では斜線で示した領域は１回のＸ線パルス照射を示しており、白抜き部分はＸ線非曝射期間を示している。
【００８６】
図１４左側に示すように、照射開始前は「設定１」で示した領域設定および利得設定が行われていたとする。撮像を開始して左から２回のパルス照射は設定１の状態で撮像が実行される。たとえば、２回目照射中に撮像条件の変更が入力されると、２回目の照射が終わった後のＸ線非曝射期間中に新たな条件に基づいた「設定２」の条件に変更され、３回目のパルス照射からは新たな条件である「設定２」の条件で撮像が実行される。
【００８７】
データ記憶部２１１に記憶された情報や、Ｘ線減弱フィルタ１４１の設定等は、ユーザの入力や自動輝度調整（ＡＢＣ：Automatic Brightness Control）変更される。また、アーム１２１や寝台１３１の動作などにより、被検体ＰへのＸ線の照射範囲が変更されＲＯＩの位置が変更された場合も、算出部２０３は領域や利得を再算出してもよい。
【００８８】
ユーザの入力や入力された内容に基づくＲＯＩやＲＯＡおよび利得の算出はパルス照射期間中に行われてもよいが、実際に撮像条件を変更し、Ｘ線減弱フィルタ１４１の開口部分を変更するタイミングや、算出された結果に基づいてＸ線検出器１１１の各画素にＲＯＩやＲＯＡ、それぞれの画素に対応する利得を設定するタイミングは、Ｘ線が照射されてないＸ線非曝射期間に実行される。なお、算出部２０３は、ユーザの入力やＡＢＣなどにより撮像条件等が変更されるたびに領域の算出および利得の算出を行い、利得設定部１１０は算出が行われるたびに次の非曝射期間で設定を変更する。また、領域の設定を変更する場合や撮像条件を変更する場合は、Ｘ線の照射をいったん停止するようにしてもよい。このようにＸ線の照射をいったん停止する場合は、直前に取得したＸ線画像を表示部２３０に表示した状態で停止してもよい。
【００８９】
このように、Ｘ線検出器１１１の各画素で検出するＸ線量は、撮像条件やＸ線減弱フィルタ１４１の開口部分の大きさによって変動する。したがって、そのような変動に応じて各画素に対応する領域を判定し、領域ごとに利得を変更したり、入力レンジの異なるＡ／Ｄ変換器１８０を使用したりして、ＲＯＩとＲＯＡの階調をそろえ、コントラストの差が生じることを回避することができる。
【００９０】
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】
【００９１】
１  Ｘ線診断装置
１０  撮像部
２０  制御部
１００  コントローラ
１２０  アーム駆動部
１３０  寝台制御部
１４０  Ｘ線調整部
１５０  絞り駆動部
１６０  高圧電源
１７０  Ｘ線管保持部
１８０  Ａ／Ｄ変換器
１１０  利得設定部
１１１  Ｘ線検出器
１２１  アーム
１３１  寝台
１４１  Ｘ線減弱フィルタ
１５１  Ｘ線可動絞り
１６１  Ｘ線管
２００  主制御部
２１０  記憶部
２２０  入力部
２３０  表示部
２１１  データ記憶部
２０１  画像生成部
２０３  算出部
【図１】
0006479440.tif 000002
【図２】
0006479440.tif 000003
【図３】
0006479440.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006479440.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
0006479440.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0006479440.tif 000013
【図１３】
0006479440.tif 000014
【図１４】
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