(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者にＸ線を照射するＸ線源と、このＸ線源と対向配置され前記被検者の透過Ｘ線を検出する二次元配列された複数のＸ線検出素子からなるＸ線平面検出器と、前記被検者へのＸ線照射領域を設定するＸ線照射領域設定手段と、前記Ｘ線源のＸ線照射側に配置され前記Ｘ線照射領域設定手段で設定したＸ線照射領域にＸ線を絞るＸ線絞り手段と、前記Ｘ線平面検出器で検出したＸ線画像を表示する表示手段と、を備えたＸ線画像診断装置であって、
前記Ｘ線照射領域に対応する前記Ｘ線平面検出器の有効視野領域を求める手段と、該求められた有効視野領域を前記Ｘ線平面検出器の検出領域に対応づける対応付け手段と、該対応付けられた前記Ｘ線平面検出器の検出領域におけるＸ線検出データを読み出し制御する手段と、該読み出された有効視野領域内に該有効視野領域よりも小さい領域であって、該有効視野領域が小さくなるにしたがって所定の割合で増大する前記Ｘ線源から放射するＸ線量を制御するためのフィードバック信号算出領域を設定するフィードバック信号算出領域設定手段と、前記フィードバック信号算出領域設定手段によって設定された領域の画素値をフィードバックして前記Ｘ線量を制御するためのＸ線制御信号を生成するＸ線制御信号生成手段と、を備えたことを特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項２】
前記有効視野領域の有効視野サイズ閾値を設定する有効視野サイズ閾値設定手段と、前記有効視野サイズ閾値と前記有効視野領域を求める手段で求めた有効視野サイズとを比較する比較手段と、前記有効視野サイズ閾値に最も近い有効視野サイズでのＸ線条件を記憶する手段と、を設け、
前記有効視野サイズが前記有効視野サイズ閾値と同等以上の時は前記Ｘ線制御信号生成手段で生成したＸ線制御信号でＸ線を制御し、前記有効視野サイズが前記有効視野サイズ閾値未満の時は前記記憶手段に記憶した前記有効視野サイズ閾値に最も近い有効視野サイズでのＸ線条件でＸ線を制御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３】
前記Ｘ線平面検出器によって検出された前記有効視野領域のＸ線画像を拡大する領域拡大手段と、この領域拡大手段によって拡大される画像の拡大率を前記被検者の検査部位及びＸ線透視方向を含むオペレータの指示に対応して任意に変更可能な手段とを備えた請求項１又は２の何れか一項に記載のＸ線画像診断装置。
【請求項４】
前記Ｘ線制御信号生成手段にフィードバックする信号は、前記フィードバック信号算出領域設定手段で設定した領域の画素の平均値であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のＸ線画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者の透過X線を半導体式のX線検出素子を二次元配列したX線平面検出器(Flat Panel Detector、以下、FPDと呼ぶ場合がある)で検出するX線画像診断装置に係り、特に検査部位に前記FPDを位置決めした後に該FPDを機械的に移動させることなく広視野のFPDを用いて狭視野のX線像を高画質なものとするX線画像診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、X線診断装置はデジタル化が進んでいる。その要因は、X線像を検出する媒体が、X線フィルムやアナログの光学像であるイメージインテンシファイアから、X線を直接デジタルの電気信号に変換可能なFPDへと代わりつつあるからである。
このようなFPDは、X線フィルムに代わるものとして位置づけられるため、被検者の腹部、胸部、大腿部などの広範囲の部位が一度の撮影で得られるように広視野のものが採用されている。
この広視野のFPDは、前記広視野領域のみならず狭視野領域の透視撮影にも用い、これらの領域を共用してX線像を得ている。
【０００３】
その一例として、被検者にX線を照射するX線管と前記被検者を透過したX線を検出するFPDを用いた撮像系とをCアーム支持器に取り付け、前記Cアームがそれの円弧中心の周りに回転可能で、前記X線管と前記撮像系とが正対時のX線放射軸と直交する方向に前記撮像系を移動可能に保持する保持機構を備えたX線透視撮影装置が特許文献1に開示されている。
【特許文献１】特開2001-95790号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記開示技術は、X線管と撮像系(FPD)とが正対時のX線放射軸と直交する方向に移動するという機械的な動作であるため、心臓検査のような実時間計測が必要な場合は、心臓の拍動に対し前記X線管と撮像系を実時間に追従してX線画像を得ることは難しい。
すなわち、心臓は動いているために心拍の拡張時のX線画像を見て関心領域を設定する必要があるので、心臓の動きを見ながら前記心臓が画像の中に収まるように前記関心領域に前記X線管と撮像系を位置決めすることは、前記機械的移動手段では困難なことである。
【０００５】
また、上記開示技術は、X線管と撮像系とが被検者や天井、床、壁に接触することを防止するために、前記X線管と撮像系を移動させる、あるいは被検者を動かして検査部位に位置決めしなければならないので、この位置決め操作に多くの手間を要するものである。
【０００６】
そこで、大視野のFPDを用いることにより、被検者に照射するX線の照射範囲を制御してX線画像領域を任意に設定し、前記Cアーム支持器の移動及び回転動作を最小限に抑える、場合によっては前記Cアーム支持器を動かすことなく、若しくは被検者を動かすことなく前記FPDの有効視野を移動させて検査を行うことが可能となる。
【０００７】
しかし、上記のようにFPDの有効視野を移動させて検査を行う方法では、有効視野が小さくなると、表示画面上では有効視野が大きい場合と同じ面積となるが、前記小さい有効視野の中に骨や肺野のわずかな有無によってX線吸収率が大きく変化するために、安定したX線透視画像が得られないという問題が発生する。
これは、有効視野の大きさが変化しても同じX線条件でX線を制御しているために生じるものであり、この問題に関して上記特許文献1では何等提起されていない。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、検査部位に撮像系としてのX線平面検出器を位置決めした後に該検出器を移動させることなく、前記X線平面検出器が広視野の検出器であっても狭視野領域のX線画像を高画質にできるX線画像診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、以下の手段によって達成される。
(1)被検者にX線を照射するX線源と、このX線源と対向配置され前記被検者の透過X線を検出する二次元配列された複数のX線検出素子からなるX線平面検出器と、前記被検者へのX線照射領域を設定するX線照射領域設定手段と、前記X線源のX線照射側に配置され前記X線照射領域設定手段で設定したX線照射領域にX線を絞るX線絞り手段と、前記X線平面検出器で検出したX線画像を表示する表示手段とを備えたX線画像診断装置であって、前記X線照射領域に対応する前記X線平面検出器の有効視野領域を求める手段と、該求められた有効視野領域を前記X線平面検出器の検出領域に対応づける対応付け手段と、該対応付けられた前記X線平面検出器の検出領域におけるX線検出データを読み出し制御する手段と、該読み出されたX線画像データに基づいて前記X線源から放射するX線量を制御するためのX線制御信号を生成するX線制御信号生成手段とを備えて構成する。
【００１０】
(2)さらに前記X線平面検出器によって検出された前記有効視野領域内に前記X線制御信号生成手段にフィードバックする信号を算出するための領域を設定するフィードバック信号算出領域設定手段をさらに設け、前記X線制御信号生成手段は、前記フィードバック信号算出領域設定手段によって設定された領域の画素値をフィードバックしてX線制御信号を生成する。
【００１１】
このように、本発明のX線画像診断装置は、オペレータが設定したX線照射領域に対応するX線平面検出器の有効視野領域を求め、この有効視野領域とX線平面検出器の検出領域とを対応付け、この対応付けられた検出領域のみのX線検出データを読み出して前記有効視野領域におけるX線画像の画像領域内に前記X線制御信号生成手段へフィードバックする信号を算出する領域を設け、この領域の画素値を前記X線制御信号生成手段にフィードバックしてX線制御信号を生成し、この生成したX線制御信号を用いてX線を制御するようにしたので、前記有効視野を移動させて該視野が小さくなっても、この視野に対応した適切なX線条件でX線が制御され、検査部位に撮像系としてのX線平面検出器を位置決めした後に該検出器を移動させることなく、前記X線平面検出器が広視野の検出器であっても狭視野領域のX線画像を高画質なものとすることができる。
【００１２】
(3)前記フィードバック信号算出領域設定手段は、その設定された領域よりも小さい領域であって、前記有効視野が小さくなるにしたがって所定の割合で増大する領域を設定する。
【００１３】
このように構成されたX線画像診断装置は、前記フィードバック信号算出領域設定手段によって設定された画像領域内に前記有効視野領域が小さくなるにしたがって前記画像領域に対応して大きい前記フィードバック信号を求めるための領域を設定して、この設定された領域の画素値を用いて前記フィードバック信号を算出し、このフィードバック信号を用いてX線制御信号を生成し、このX線制御信号でX線を制御するようにしたので、有効視野の大きさに対応してX線量は適切なもとなり、特に有効視野が小さくなって該視野に骨や肺野が存在しても画素の平均値が大きく変動しなくなり、これによって安定したX線透視画像とすることが可能となる。
【００１４】
(4)さらに前記有効視野領域の有効視野領域サイズ閾値を設定する有効視野サイズ閾値設定手段と、前記有効視野サイズ閾値と前記有効視野領域を求める手段で求めた有効視野サイズとを比較する比較手段と、前記有効視野サイズ閾値に最も近い有効視野サイズでのＸ線条件を記憶する手段と、を設け、前記有効視野サイズが前記有効視野サイズ閾値と同等以上の時は前記Ｘ線制御信号生成手段で生成したＸ線制御信号でＸ線を制御し、前記有効視野サイズが前記有効視野サイズ閾値未満の時は前記記憶手段に記憶した前記有効視野サイズ閾値に最も近い有効視野サイズでのＸ線条件でＸ線を制御する。
【００１５】
このように、有効視野サイズの閾値を設けて、この閾値と設定した有効視野サイズとを比較し、前記有効視野サイズが前記閾値と同等以上の場合は前記フィードバック信号を算出し、このフィードバック信号に基づいて生成されたX線制御信号で透視X線を制御し、前記有効視野サイズが前記閾値未満の場合、すなわち有効視野サイズが極めて小さい場合は、フィードバック信号を算出しないで前記閾値に最も近い有効視野サイズにおけるX線条件で透視X線を制御するようにしたので、前記フィードバック信号算出領域にX線吸収率の高い骨やカテーテル、ガイドワイヤ等が存在した場合でもこれらの影響を受けることなく、安定したX線制御を行うことができ、これにより高画質のX線透視画像とすることができる。
【００１６】
(5)前記Ｘ線平面検出器によって検出された前記有効視野領域のＸ線画像を拡大する領域拡大手段と、この領域拡大手段によって拡大される画像の拡大率を前記被検者の検査部位及びＸ線透視方向を含むオペレータの指示に対応して任意に変更可能とする。
これによって、検査部位及びX線透視方向に対応して透視X線量を適切のものとすることができ、さらにオペレータの判断にも容易に対応できるようになる。
【００１７】
(6)前記Ｘ線制御信号生成手段にフィードバックする信号は、前記フィードバック信号算出領域設定手段で設定した領域の画素の平均値とする。
このように、フィードバック信号算出領域の平均画素値を求め、この平均画素値をフィードバック信号としたので、該フィードバック信号の算出が容易なものとなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、検査部位にX線平面検出器を位置決めした後に該検出器を機械的に移動させることなくX線絞り手段でX線照射領域を設定し、この領域に対応した最適なX線条件を求めてX線を制御するようにしたので、広視野のX線平面検出器を用いて広視野領域から狭視野領域に亘って安定した高画質のX線透視画像を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係るX線画像診断装置の好ましい実施の形態について添付図面を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明のX線画像診断装置の構成を示す図である。
この図1のX線画像診断装置は、寝台1に載置された被検者2に照射するX線を発生するX線管3と、前記被検者2に照射するX線の照射範囲を制限するX線可動絞り装置4と、前記X線管3及びX線可動絞り装置4と対向配置され前記被検者2の透過X線を検出しこれをデジタル画像データに変換するX線平面検出器(FPD)5と、一端に前記X線管3及びX線可動絞り装置4を他端に前記X線平面検出器5を取り付けてこれらを支持する天井吊りのCアーム支持器6と、このCアーム支持器6の位置を制御して前記被検者2の診断対象部位に前記X線管3及びX線可動絞り装置4と前記X線平面検出器5を位置決め制御するCアーム制御部7と、前記X線の照射範囲を設定するX線絞り操作器8と、このX線絞り操作器8で設定したX線照射範囲を入力し前記X線可動絞り装置4によりX線照射範囲を制御するX線絞り制御部9と、このX線絞り制御部9からのX線絞り範囲の信号が入力されて前記X線平面検出器5の有効視野を求めると共にこの有効視野を前記X線平面検出器5の検出領域に対応付ける有効視野制御部10と、前記X線平面検出器5からのX線検出信号及び前記有効視野制御部10からの有効視野信号が入力され所要の画像処理を施して診断に供するX線画像データを生成すると共に後述の表示部14に表示されるX線画像の輝度が所定値になるように後述のX線制御部12にフィードバックする信号を生成する画像処理部11と、前記有効視野制御部10からの有効視野信号及び前記画像処理部11からのフィードバック信号並びに後述の操作器15で設定したX線条件に基づいて前記X線管3から放射するX線を制御する信号を生成するX線制御部12と、このX線制御部12からの制御信号に対応した前記X線管3の陽極と陰極間に印加する直流高電圧(以下、管電圧と呼ぶ)を発生し、前記X線管3の陽極と陰極間に流す電流(以下、管電流と呼ぶ)を所定時間の間(X線照射時間)流す機能を備えたX線高電圧装置13と、前記画像処理部11で生成されたX線画像データをX線画像に表示制御してこれを表示する表示部14と、検査部位の設定、X線条件の設定、前記Cアーム支持器5の位置信号の設定等の各種制御信号を設定してシステム全体を制御する操作器15とを備えて構成される。
【００２０】
前記X線可動絞り装置4は、周知のように、X線照射野を調整する鉛を主材料とする一対の制限羽根を上下に備えていて、この上下の制限羽根は井桁状に配置され、互いに対向する一対の制限羽根を平行に対象移動するように構成されており、これらの独立に移動可能なX線絞りを用いてX線照射野を任意に設定するものである。
このような構成のX線可動絞り装置4は、前記X線管3の焦点より放射されたX線を線錐とし、その線錘のX線照射野を調整する。
したがって、X線照射範囲(X線照射野)は、X線絞り制御部9で生成された制御信号により前記X線可動絞り装置4の制限羽根の位置を制御して調整される。
【００２１】
前記X線照射野は、X線絞り操作器8にてオペレータにより設定された照射野設定信号をX線絞り制御部9に入力し、このX線絞り制御部9にて前記X線可動絞り装置4の制限羽根の位置が前記設定した照射野設定位置になるようなX線絞り羽根の位置制御信号を前記X線絞り制御部9で生成し、この生成した制御信号により前記X線可動絞り装置4の制限羽根の位置を制御してX線照射野を設定する。
【００２２】
前記X線平面検出器(FPD)5は、X線画像を直接デジタル画像として透視、撮影するために、デジタル画像がリアルタイムで得られる半導体式デジタルX線検出器である。
このX線平面検出器5には、X線変換方式により間接変換方式と直接変換方式とがあり、本発明はいずれの変換方式にも適用できるものであるが、ここでは間接変換方式を用いるものとする。
この間接変換方式のX線平面検出器5は、被検者2を透過したX線を光に変換するシンチレータと、このシンチレータから出力される光を電荷に変換するフォトダイオード(例えば、アモルファスシリコン型)とから構成され、フォトダイオードの電荷をスイッチング素子(例えば、TFT(Thin Film Transistor))を経由して読み出すことによってX線画像データを得るもので、被検者2を透過したX線量に応じた電気信号に変換する検出部が多数平面マトリックス状に並んでおり、前記X線量は前記検出部それぞれで電気信号に変換された電気的画像信号になる。
この電気的画像信号は、前記画像処理部11に読み出され、さらにアナログ／デジタル変換器でデジタル画像信号に変換されて各種画像処理を施し、X線画像データを生成する。
【００２３】
前記有効視野制御部10は、前記X線可動絞り装置4で設定したX線照射野を有効視野とし、この有効視野は、X線絞り制御部9で生成したX線絞り羽根の位置制御信号に対応するので、この信号を有効視野制御部10に入力して前記X線平面検出器の有効視野に換算する。
この換算された有効視野と前記X線平面検出器5の平面マトリックス状に並んで配列されているX線検出素子(画素)の位置とを対応付けてこれを前記画像処理装置11に出力する。
【００２４】
前記画像処理装置11は、前記有効視野制御部10で対応付けした有効視野とX線平面検出器5のX線検出素子(画素)との位置関係情報に基づいて前記有効視野のX線検出信号を読み出し、この読み出した信号をデジタル値に変換し、さらにこの変換されたデジタルデータに前記X線検出器5のオフセット(暗電流)補正及びゲイン補正を行い、この補正データに各種の画像処理を施して前記表示部14に表示するX線画像データを生成する。
そして、このX線画像データは、必要に応じて拡大し、これを表示制御して前記表示部14にX線画像を表示する。
【００２５】
また、前記画像処理装置11は、前記表示部14に表示されるX線透視画像の輝度が所定の輝度値になるようにするための前記X線制御部12にフィードバックするフィードバック信号を算出し、前記X線制御部12は前記フィードバック信号によりX線制御信号を生成して、この制御信号に対応したX線が前記X線管3から放射されるように前記X線高電圧装置13を制御する。
【００２６】
(第１の実施形態)
図2は、有効視野画像とこの画像を拡大したもので、同図(イ)はX線平面検出器5の全視野の出力画像(aの画像)、(ロ)はX線可動絞り装置4でX線照射野を制限した有効視野領域を点線で囲んで示した画像(実際には、点線の外側の領域はX線絞り羽根で制限されて被検者2にX線は照射されないが、有効視野を分り易くするために該有効視野を点線で囲んで示している)、(ハ)は前記(ロ)の有効視野領域である有効画像b，c，d，e，(ニ)は前記(ハ)の画像を拡大した画像b’，c’，d’，e’で、b⇒ｃ⇒ｄ⇒eの順に有効視野を小さくした例である。
なお、前記有効視野情報は前記有効視野制御部10から得られ、この情報に基づいて前記画像処理部11で有効視野に対応した拡大率で前記有効視野画像を拡大する。
また、b，c，d，eの有効視野は、オペレータがX線絞り操作器8により設定する。
このように、X線照射野を可能な限り小さくすることにより被検者2への被曝X線量を低減することが可能となる。
【００２７】
次に、図3を用いてX線制御部12へフィードバックするフィードバック信号の算出方法について説明する。
この図3は、同図(イ)，(ロ)，(ハ)までは前記図2の(イ)，(ロ)，(ハ)と同じであり、前記(ハ)の画像を所定の拡大率で拡大した(ニ)の拡大画像b1，c1，d1，e1に前記フィードバック信号を算出するための領域を図のように実線で囲んで示したものである。
【００２８】
図3の(ニ)に示すフィードバック信号の算出領域は、有効視野が異なっても前記拡大画像領域よりは小さい所定の領域とするもので、例えば有効視野の約50％を算出領域としたものである。
【００２９】
前記画像処理部11は、前記有効視野制御部10からの有効視野サイズ情報を用いて前記フィードバック信号算出領域を算出し、この算出領域における画素の平均値を求め(この画素の平均値は前記表示部14に表示されるX線画像の輝度値に対応する)、この平均値をX線制御部12にフィードハックする。
そして、X線制御部12は、前記画素の平均値が予め設定した所定値よりも小さい場合はX線量が多くなるように、逆に前記平均値が予め設定した所定値よりも大きい場合はX線量を少なくするX線制御信号を生成し、この生成した制御信号に対応したX線を前記X線管3から放射する。
前記生成したX線制御信号は、X線条件である管電圧、管電流、X線曝射時間のうちの少なくともいずれか一つに対応する制御信号である。
【００３０】
以上のように構成された本発明の第1の実施形態によるX線画像診断装置は以下のように動作し、この動作を図4のフローチャートを用いて説明する。
(1)オペレータは、操作器15を用いて検査部位、X線透視条件等の検査条件を設定する(ステップS1)。
(2)オペレータは、X線絞り操作器8を用いてX線照射野を設定すると、この情報はX線絞り制御部9に入力される(ステップS2)。
前記X線絞り制御部9は、前記設定した照射野にするためのX線可動絞り装置4のX線絞り羽根の位置制御信号を生成し、この生成した制御信号により前記X線可動絞り装置4を制御する。
(3)前記X線絞り制御部9は、前記X線可動絞り装置4で設定されたX線照射野に対応する有効視野領域情報を有効視野制御部10に出力し、該有効視野制御部10で有効視野領域とX線平面検出器5のX線検出領域との対応付けをとってこれを画像処理部11に出力する(ステップS3)。
(4)前記操作器15で設定したX線条件に対応したX線をX線管3から放射し、被検者2を透過したX線画像データをX線平面検出器5で検出して、前記有効視野領域に対応したX線検出領域のX線画像データを画像処理部11に読み込む(ステップS4)。
(5)前記読み込んだ有効視野領域におけるX線画像を拡大する(ステップS5)。
【００３１】
(6)前記拡大したX線画像領域にX線を制御するためのフィードバック信号算出領域を設定する(ステップS6)。
(7)前記設定した算出領域における画素の平均値を算出する(ステップS7)。
(8)前記算出した平均画素値をX線制御部12にフィードバックし、前記X線制御部12は、前記画素の平均値が予め設定した所定値よりも小さい場合はX線量が多くなるように、逆に前記平均値が予め設定した所定値よりも大きい場合はX線量を少なくするX線制御信号を生成する。(ステップS8)。
(9)前記生成されたX線制御信号に対応するX線でX線透視を行い、この透視画像を表示部14に表示する(ステップS9)。
【００３２】
このように、本発明の第1の実施形態は、X線平面検出器の有効視野画像を拡大し、この拡大画像領域に所定の領域を設定して、この領域の画素の平均値をX線制御部にフィードバックしてX線を制御するようにした。
これによって、前記有効視野を移動させて該視野が小さくなっても、この視野に対応したX線条件でX線を制御するので、検査部位に撮像系としてのX線平面検出器を位置決めした後に該検出器を移動させることなく、前記X線平面検出器が広視野の検出器であっても狭視野領域のX線画像を高画質なものとすることができる。
【００３３】
なお、X線制御信号を補正するためのフィードバック信号算出領域は、検査部位や診断目的あるいはオペレータの指示に応じて任意に変更可能に構成すれば良い。またここでは拡大領域に基づいて演算しているが、拡大する前の領域に基づいた値を用いてフィードバックしても良い。
【００３４】
(第２の実施形態)
上記第1の実施形態において、図3(ハ)に示すように、b⇒c⇒d⇒eと有効視野が小さくなると、表示画面上では同じ面積となるが、被検者2においては上記フィードバック信号の算出領域が小さくなりすぎて、この算出領域に存在する骨や肺野のわずかな有無によってX線吸収率が大きく変化するために安定したX線透視画像が得られない場合が考えられる。
これは、前記算出領域が小さくなると、骨や肺野が入ることで画素値の平均値が大きく変動するからである。
【００３５】
そこで、本発明の第2の実施形態は、有効視野サイズに応じてフィードバック信号の算出領域を可変するもので、これについて図5を用いて説明する。
図5において、(イ)はX線平面検出器5の全視野の出力画像(aの画像)、(ロ)はX線可動絞り装置4でX線照射野を制限した有効視野領域を点線で囲んで示した画像、(ハ)は前記(ロ)の有効視野領域である有効画像b，c，d，e、(ニ)は前記(ハ)の画像を拡大し、この拡大画像の50%の領域を実線で囲んだ画像b1，c1，d1，e1、そして(ホ)は前記(ニ)の拡大画像をその拡大率に応じてフィードバック信号の算出領域を大きくし、その算出領域を実線で囲んだb2，c2，d2，e2の画像で、b⇒c⇒d⇒eの順に有効視野を小さくした例である。
【００３６】
すなわち、前記フィードバック信号の算出領域は、
(1)bの画像の場合は、有効視野を拡大し(b1の画像)、この拡大した画像の50%をフィードバック信号の算出領域(b2の実線で囲んだ領域)とする。
(2)cの画像の場合は、有効視野を拡大し(c1の画像)、この拡大した画像の60%をフィードバック信号の算出領域(c2の実線で囲んだ領域)とする。
(3)dの画像の場合は、有効視野を拡大し(d1の画像)、この拡大した画像の70%をフィードバック信号の算出領域(d2の実線で囲んだ領域)とする。
(4)eの画像の場合は、有効視野を拡大し(e1の画像)、この拡大した画像の80%をフィードバック信号の算出領域(e2の実線で囲んだ領域)とする。
(5)そして、有効視野が極めて小さい場合は、該有効視野を拡大した画像の100%をフィードバック信号の算出領域としても良い。
【００３７】
このように、本発明による第2の実施の形態は、有効視野が小さくなるにしたがってフィードバック信号算出領域の有効視野に対する割合を増加させるもので、前記フィードバック信号算出領域は、例えば、予め有効視野とこの有効視野の拡大率及びこの拡大画像からフィードバック信号を算出する領域の割合との関係をテーブル化しておき、前記有効視野制御部10で求めた有効視野に対応する画像を前記テーブル化した有効視野の拡大率で拡大し、この拡大した画像領域に前記テーブル化したフィードバク信号算出領域の割合を乗じて該フィードバック信号算出領域を求めても良いし、あるいは前記有効視野、該有効視野の拡大率及びこの拡大画像からフィードバック信号を算出する領域の割合を変数としてプログラム化し、これにより算出しても良い。
【００３８】
前記フィードバック信号算出領域の有効視野に対する割合は、臨床経験から妥当性のある値とし、これは検査部位によっても異なるので、前記テーブル化したデータを参照して求める場合でも、あるいはプログラムによって求める場合でも前記検査部位も考慮して設定すれば良い。
【００３９】
前記画像処理部11は、前記有効視野制御部10からの有効視野サイズ情報を用いて前記フィードバック信号算出領域を算出し、この算出領域における画素の平均値を求め(この画素の平均値は前記表示部14に表示されるX線画像の輝度値に対応する)、この平均値をX線制御部12にフィードハックする。
そして、X線制御部12は、前記画素の平均値が予め設定した所定値よりも小さい場合はX線量が多くなるように、逆に前記平均値が予め設定した所定値よりも大きい場合はX線量を少なくするX線制御信号を生成し、この生成した制御信号に対応したX線を前記X線管3から放射する。
前記生成したX線制御信号は、X線条件である管電圧、管電流、X線曝射時間のうちの少なくともいずれか一つに対応する制御信号である。
【００４０】
以上のように構成された本発明の第2の実施形態によるX線画像診断装置は以下のように動作し、この動作を図6のフローチャートを用いて説明する。
(1)オペレータが操作器15を用いて検査部位、X線透視条件等の検査条件を設定(ステップS11)してから、有効視野領域におけるX線画像を拡大する
(ステップS15)までの処理は上記第1の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
(2)ステップS15で拡大したX線画像領域にフィードバック信号算出領域を設定する(ステップS16)。
このフィードバック信号算出領域は、有効視野が小さくなるにしたがって大きい領域になるように、前記有効視野の大きさに対応して所定の比率で増大して設定する。
(3)前記設定した算出領域における画素の平均値を算出する(ステップS17)。
(4)前記算出した平均画素値をX線制御部12にフィードバックし、前記X線制御部12は、前記画素の平均値が予め設定した所定値よりも小さい場合はX線量が多くなるように、逆に前記平均値が予め設定した所定値よりも大きい場合はX線量を少なくするX線制御信号を生成する。(ステップS18)。
(5)前記生成されたX線制御信号に対応するX線でX線透視を行い、この透視画像を表示部14に表示する(ステップS19)。
【００４１】
上記の本発明の第2の実施形態によれば、フィードバック信号算出領域を有効視野が小さくなるにしたがって前記フィードバック信号算出領域の有効視野に対する割合を増加するようにしたので、前記算出領域に骨や肺野が存在しても画素の平均値が大きく変動しなくなり、これによって安定したX線透視画像を得ることができる。
【００４２】
なお、X線制御信号を補正するためのフィードバック信号算出領域の有効視野に対する割合は、上記図5に限定するものではなく任意に設定しても良い。
また、検査部位や診断目的あるいはオペレータの指示に対応して任意に変更可能である。
【００４３】
(第３の実施形態)
上記第2の実施形態において、有効視野が極めて小さく設定されて該有効視野を拡大した画像の100%をフィードバック信号の算出領域としても、骨などが前記算出領域の一部に存在する場合は、骨のX線吸収率が大きいために前記算出領域における画素値の平均値が大きく変動し、前記フィードバック信号は大きくなりすぎて安定したX線制御ができない場合が考えられる。
これは、例えば、カテーテルを挿入してX線透視と撮影を繰り返した後に、薬剤投入などでカテーテルの先端のみを表示して被検者の被曝低減を図ろうとすると、被検者上で2〜3cm程度の領域を画像化するため、カテーテルやガイドワイヤの存在によって画素の平均値が大きく影響されるからである。
【００４４】
図7は、有効視野を極めて小さく設定した場合における本発明の第2の実施形態によるフィードバック信号算出の説明図である。
この図7は、有効視野サイズが変化していく過程における画像とそのときのX線条件を示したもので、e⇒f⇒g⇒h⇒j⇒kと有効視野サイズが変化して、hで極めて小さな有効視野サイズとなった場合は、この視野サイズhではフィードバック信号を算出しないで、該視野サイズhよりも前のgの視野サイズでのX線条件Xgを維持し、そのX線条件にてX線透視を行う。
そして、視野が拡大されてjのサイズになったところでフィードバック信号の算出を再開してkの視野サイズへとフィードバック信号の算出を継続し、この算出したフィードバック信号で生成されたX線条件にてX線透視を行う。
【００４５】
このように、有効視野サイズに、フィードバック信号を算出する視野サイズか否かの閾値、すなわち有効視野サイズ閾値を設けて、そのサイズ未満の有効視野サイズの場合は、フィードバック信号は算出しないで、前記視野サイズよりも大きい前記有効視野サイズ閾値に最も近い視野サイズのX線条件でX線透視し、前記閾値を超えた視野サイズになった時点でフィードバック信号の算出を再開する。
【００４６】
前記図7は、前記有効視野サイズの閾値をgの視野サイズとした場合で、X線条件は以下のようになる。
(1)eの場合は、上記図5のbの有効視野を拡大し、この拡大した画像の50%の領域をフィードバック信号の算出領域とした場合で、この算出領域で算出したフィードバック信号で補正したX線条件はXeとなる。
(2)fの場合は、上記図5のcの有効視野を拡大し、この拡大した画像の60%の領域をフィードバック信号の算出領域とした場合で、この算出領域で算出したフィードバック信号で補正したX線条件はXfとなる。
(3)gの場合は、上記図5のdの有効視野を拡大し、この拡大した画像の70%の領域をフィードバック信号の算出領域とした場合で、この算出領域で算出したフィードバック信号で補正したX線条件はXgとなる。
(4)hの場合は、上記図5のeの有効視野を拡大し、この拡大した画像の80%の領域をフィードバック信号の算出領域とするものであるが、この場合の有効視野サイズは前記有効視野サイズの閾値未満であるので、フィードバック信号は算出しないで、前記(3)のgのX線条件と同じXgに維持する。
(5)jの場合は、前記(4)のhよりも有効視野を拡大し、この拡大した画像の70%の領域をフィードバック信号の算出領域とした場合で、有効視野サイズが閾値以上であるので、フィードバック信号の算出を再開し、この算出領域で算出したフィードバック信号で補正したX線条件はXjとなる。
(6)kの場合は、前記(5)のjよりも有効視野を拡大し、この拡大した画像の60%の領域をフィードバック信号の算出領域とした場合で、この算出領域で算出したフィードバック信号で補正したX線条件はXkとなる。
【００４７】
以上のように構成された本発明の第2の実施形態によるX線画像診断装置は以下のように動作し、この動作を図8のフローチャートを用いて説明する。
(1)オペレータが操作器15を用いて検査部位、X線透視条件等の検査条件を設定(ステップS21)してから、有効視野領域におけるX線画像を拡大する(ステップS25)までの処理は上記第1の実施形態及び第2の実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００４８】
(2)前記有効視野サイズ(有効視野領域)が前記画像処理部11の記憶部に予め記憶してある有効視野サイズ閾値と同等以上かを判断し(ステップS26)、前記有効視野サイズが前記有効視野サイズ閾値と同等以上の場合はステップS27に進み、前記有効視野サイズが前記有効視野サイズ閾値未満の場合はステップS30に進んでそれぞれに対応した処理を実行する。
(3)前記有効視野サイズが前記有効視野サイズ閾値と同等以上の場合は、前記拡大したX線画像領域にフィードバック信号算出領域を設定する(ステップS27)。
(4)前記設定した算出領域における画素の平均値を算出する(ステップS28)。
【００４９】
(5)前記算出した平均画素値をX線制御部12にフィードバックし、前記X線制御部12は、前記画素の平均値が予め設定した所定値よりも小さい場合はX線量が多くなるように、逆に前記平均値が予め設定した所定値よりも大きい場合はX線量を少なくするX線制御信号を生成する。(ステップS29)。
(6)前記設定した有効視野サイズが前記有効視野サイズ閾値未満の場合は、前記有効視野サイズ閾値に最も近い前記X線制御部12の記憶部に記憶されている有効視野サイズのX線条件を前記記憶部から読み出し、この読み出したX線条件からX線制御信号を生成する。(ステップS30)。
(7)前記生成されたX線制御信号に対応するX線でX線透視を行い、この透視画像を表示部14に表示する(ステップS31)。
【００５０】
このように、本発明の第3の実施形態は、有効視野サイズの閾値を設けて、この閾値と設定した有効視野サイズとを比較し、前記有効視野サイズが前記閾値と同等以上の場合はフィードバック信号を算出し、この算出した信号によりX線制御信号を生成して透視X線を制御し、前記有効視野サイズが前記閾値未満の場合、すなわち有効視野サイズが極めて小さい場合は、フィードバック信号を算出しないで前記閾値に最も近い有効視野サイズにおけるX線条件で透視X線を制御するようにしたので、前記フィードバック信号算出領域にX線吸収率の高い骨やカテーテル、ガイドワイヤ等が存在した場合でも、これらの影響を受けることなく、安定したX線制御を行うことができ、これにより高画質のX線透視画像とすることができる。
【００５１】
なお、X線制御信号を補正するためのフィードバック信号算出領域の有効視野に対する割合は、上記図7に限定するものではなく任意に設定しても良い。
また、検査部位や診断目的あるいはオペレータの指示に対応して任意に変更可能である。
【００５２】
また、有効視野サイズが前記閾値未満の視野サイズであっても、有効視野サイズを変えずにX線可動絞り装置4で前記有効視野の位置を移動させた場合は、該有効視野位置の移動の直前のX線条件を決めた時の有効視野を外れた時点からフィードバック算出領域を100%としてフィードバック信号を算出する必要がある。
この場合も、有効視野制御部10は、フィードバック信号算出に必要な情報をX線絞り制御部9から得て、画像処理部11でフィードバック信号を算出する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明によるX線画像診断装置の構成を示す図。
【図２】X線平面検出器の出力画像と有効視野画像及びこの画像を拡大した例を示す図。
【図３】本発明の第1の実施形態におけるフィードバック信号算出方法の説明図。
【図４】本発明の第1の実施形態の動作を説明するフローチャート。
【図５】本発明の第2の実施形態におけるフィードバック信号算出方法の説明図。
【図６】本発明の第2の実施形態の動作を説明するフローチャート。
【図７】本発明の第3の実施形態におけるフィードバック信号算出方法の説明図。
【図８】本発明の第3の実施形態の動作を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００５４】
2  被検者、3  X線管、4  X線可動絞り装置、5  X線平面検出器(FPD)、8  X線絞り操作器、9  X線絞り制御部、10  有効視野制御部、11  画像処理部、12  X線制御部、13  X線高電圧装置、14  表示部、15  操作器、a  X線平面検出器の出力画像、b〜e  有効視野画像、b’〜e’  有効視野画像の拡大画像、b1〜e1  b’〜e’の50%領域の画像、b2〜e2  フィードバック信号算出領域を示す画像、Xe、Xf、Xg、Xj、Xk  X線制御信号
【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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