(57)【要約】【課題】  被接触静電容量センサによりＸ線検出部あるいはＸ線発生部と被検体との距離を設定する際、被検体の形状、年齢、性別、肥満度等によらず所望の距離に正確かつ速やかに設定する。【解決手段】  Ｘ線検出部２を被検体１５０に向けて移動させながら、このＸ線検出部２の前面に装着したセンサ部２６の静電容量センサ２６１を用いて静電容量を計測する。一方、距離検出部６は、被検体１５０の形状、年齢、性別、肥満度などに対して予め設定された静電容量補正値によって前記静電容量を補正し、更に、補正後の静電容量に基づいてＸ線検出部２と被検体１５０との距離を推定する。そして、この距離が所望の距離になった時点で機構部３の機構制御部３３は、撮像系移動機構３１に制御信号を供給し、Ｘ線検出部２の移動を停止する。【選択図】  図１
2005110975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の撮影位置に対してＸ線を照射するＸ線発生手段と、
このＸ線発生手段によって照射されたＸ線を検出するＸ線検出手段と、
このＸ線検出手段によって得られたＸ線情報に基づいて前記撮影位置におけるＸ線画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記Ｘ線検出手段と前記Ｘ線発生手段を有した撮像系を前記被検体の周囲で移動させる移動手段と、
前記撮像系における静電容量を計測する静電容量計測手段と、
前記静電容量計測手段によって計測された静電容量を被検体情報に基づいて設定された補正係数を用いて補正する静電容量補正手段と、
この静電容量補正手段によって補正された静電容量に基づいて、前記撮像系と前記被検体の体表との距離を推定する距離推定手段と、
推定された前記距離が所定の値に略等しくなったならば前記移動手段の移動速度を変更する移動速度制御手段を
備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
被検体の撮影位置に対してＸ線を照射するＸ線発生手段と、
このＸ線発生手段によって照射されたＸ線を検出するＸ線検出手段と、
このＸ線検出手段によって得られたＸ線情報に基づいて前記撮影位置におけるＸ線画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記Ｘ線検出手段を前記被検体に対して移動させる移動手段と、
前記Ｘ線検出手段における静電容量を計測する静電容量計測手段と、
前記静電容量計測手段によって計測された静電容量を被検体情報に基づいて設定された補正係数を用いて補正する静電容量補正手段と、
この静電容量補正手段によって補正された静電容量に基づいて、前記Ｘ線検出手段の前面と前記被検体の体表との撮像系距離を推定する距離推定手段と、
この距離推定手段によって推定された前記撮像系距離が所定の値に略等しくなったならば前記移動手段の移動速度を変更する移動速度制御手段を
備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項３】
被検体の撮影位置に対してＸ線を照射するＸ線発生手段と、
このＸ線発生手段によって照射されたＸ線を検出するＸ線検出手段と、
このＸ線検出手段によって得られたＸ線情報に基づいて前記撮影位置におけるＸ線画像データを生成する画像データ生成手段と、
前記Ｘ線検出手段を前記被検体に対して移動させる移動手段と、
前記Ｘ線検出手段のＸ線入射面の略全域に設けられた電極を用いて前記Ｘ線検出手段における静電容量を計測する静電容量計測手段と、
前記静電容量計測手段によって計測された前記静電容量に基づいて、前記Ｘ線検出手段の前面と前記被検体の体表との距離を推定する距離推定手段と、
この距離推定手段によって推定された前記距離が所定の値に到達したならば前記移動手段の移動速度の変更を行なう移動速度制御手段を
備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項４】
前記移動手段は、前記Ｘ線検出手段のＸ線入射面を前記被検体の体表面に対して接近させることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載したＸ線診断装置。
【請求項５】
前記静電容量計測手段は、前記Ｘ線検出手段に設けられ静電容量を感知する電極と、この電極に対して所定の波形を有した送信信号を供給する波形供給手段と、前記静電容量による前記送信信号の波形変化を計測する波形計測手段を備え、計測された波形変化情報に基づいて静電容量を計測することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載したＸ線診断装置。
【請求項６】
前記Ｘ線検出手段におけるＸ線入射面は、前記電極によって覆われていることを特徴とする請求項５記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
前記電極は、カーボンシートによって構成されることを特徴とする請求項６記載のＸ線診断装置。
【請求項８】
前記静電容量補正手段は、前記静電容量計測手段によって得られた静電容量の値を、被検体の検査部位、年齢、性別、肥満度の少なくとも何れかに基づいて設定された補正係数を用いて補正することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したＸ線診断装置。
【請求項９】
所定の距離を設定する距離設定手段を備え、前記移動速度制御手段は前記距離推定手段によって得られた距離が前記所定の距離に略等しくなったならば前記Ｘ線検出手段の移動を減速あるいは停止することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載したＸ線診断装置。
【請求項１０】
前記Ｘ線検出手段は、Ｘ線平面検出器を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載したＸ線診断装置。
【請求項１１】
静電容量を計測することによってＸ線検出手段と被検体との撮像系距離を設定するための撮像系移動制御方法であって、
（ａ）Ｘ線検出部を被検体に対して移動させるステップと、
（ｂ）Ｘ線検出部における静電容量を計測するステップと、
（ｃ）被検体情報に基づいて設定された補正係数を用いて前記静電容量の値を補正するステップと、
（ｄ）補正された静電容量の値に基づいて撮像系距離を推定するステップと、
（ｅ）前記ステップ（ａ）乃至ステップ（ｄ）を繰り返し、推定された撮像系距離が予め設定された所望の撮像系距離に略等しくなったならばＸ線検出部の移動速度を変更するステップを
有することを特徴とする撮像系移動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＸ線診断装置に係り、特に操作性と安全性の向上をはかったＸ線診断装置及び撮像系移動制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置やＭＲＩ装置、あるいはＸ線ＣＴ装置などを用いた医用画像診断技術は、１９７０年代のコンピュータ技術の発展に伴い急速な進歩を遂げ、今日の医療において必要不可欠なものとなっている。
【０００３】
Ｘ線診断は、近年ではカテーテル手技の発展に伴い循環器分野を中心に進歩を遂げている。循環器領域におけるＸ線診断は心血管系をはじめ、全身の動静脈の診断を対象としており、血管内に造影剤を注入した状態でＸ線透過像を撮影する場合が多い。循環器診断用のＸ線診断装置は、通常、Ｘ線発生部とＸ線検出部、これらを保持する保持機構と、寝台（天板）及び信号処理部を備えている。そして、保持機構はＣアームあるいはΩアームが用いられ、天板片持ち方式の寝台と組み合わせることによって患者（以下、被検体と呼ぶ。）に対して最適な位置や角度からのＸ線撮影を可能にしている。
【０００４】
Ｘ線診断装置のＸ線検出部に用いられる検出器は、従来はＸ線フィルムやＩ．Ｉ．（イメージ・インテンシファイア）が使用されてきた。このＩ．Ｉ．を用いたＸ線撮影方法では、Ｘ線発生部のＸ線管から発生したＸ線によって被検体を照射し、このとき被検体を透過して得られるＸ線の画像情報は、Ｉ．Ｉ．において光学画像に変換され、更に、この光学画像はＸ線ＴＶカメラによって撮影され電気信号に変換される。そして、電気信号に変換されたＸ線画像情報はＡ／Ｄ変換後、モニタに表示される。このため、Ｉ．Ｉ．を用いた撮影方法は、フィルム方式では不可能であったリアルタイム撮影を可能とし、又、デジタル信号で画像データの収集ができるため、種々の画像処理を可能とした。一方、前記Ｉ．Ｉ．に替わるものとして、近年、２次元配列のＸ線平面検出器（以下、平面検出器と呼ぶ。）が注目を集め、その一部は既に実用化の段階に入っている。
【０００５】
このようなＸ線診断装置は、血管内における造影剤の流れにＣアームを追従させる必要があり、このためＸ線発生部とＸ線検出部から構成される撮像系を広範囲かつ高速に移動させる機能が要求されている。
【０００６】
この場合、鮮明な画像データを得るためには、例えばＸ線検出部の前面に設けられた平面検出器は被検体の体表に接近した所定の位置に配置させる必要があり、そのための１つの方法として接触検出器を用いて平面検出器が被検体の体表面に接触した時点でＸ線検出部の移動を停止させる方法がある。しかしながらこの方法は、Ｘ線検出部の移動速度が速い場合には急停止が困難となり、被検体に対して危害を与える可能性があった。このため、近年では非接触型静電容量センサを用いる方法が実用化されている。
【０００７】
この方法では、Ｘ線検出部を構成する平面検出器の周囲に静電容量を検出するための静電容量センサを装着し、この静電容量センサに被検体が接近することによって変化する静電容量の情報によって、被検体の体表面と平面検出器との距離を計測する。そして、計測された距離情報に基づいてＸ線検出部の移動速度を徐々に減速し、被検体近傍の所望の位置に停止させる。この方法によれば、Ｘ線検出部は、被検体の体表面に接近するまでは高速に移動させることが可能となるため診断効率が向上し、流れの速い血流に対しても追随して撮影することが可能となる。
【０００８】
しかしながら、上述の静電容量センサを用いた方法では、平面検出器と被検体の体表面との距離が同一であっても、計測される静電容量の値は被検体の形状、性別、年齢、肥満度などによって異なる。このため、停止した平面検出器と被検体体表面との距離は被検体によって差異が発生し、所望の位置に停止することが困難であった。
【０００９】
上述の被検体の形状に起因する問題点に対しては、先ず、Ｘ線検出部の移動に伴う静電容量値の変化を計測することによって被検体表面の形状を推定し、次いで、後続して計測される静電容量の値を、この形状に基づいて補正することによって所望の位置にＸ線検出部を停止させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−２４１９１０号公報（第４−７頁、第１−９図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述の特許文献１の方法によれば、被検体の体表面の形状が異なる場合であっても計測される静電容量の値を自動的に補正することによってＸ線検出部の正確な停止位置を設定することが可能となる。しかしながら、この方法は、補正方法が複雑ゆえ静電容量の値を安定して補正することが困難であった。又、この方法における静電容量センサはＸ線検出部の周囲に装着されているため、形成される電磁界は被検体の体表面に対して均一にならず、特に、被検体の形状が凸型の場合には、Ｘ線検出部に最も接近した被検体部分との距離を正確に計測することができなかった。
【００１１】
更に、特許文献１の方法は、被検体の形状以外の誤差要因に対しては補正することができないため、Ｘ線検出部を所望の位置に停止させることは不可能であった。
【００１２】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検体の形状、年齢、性別、体型（肥満度）などにかかわらず、被検体表面に対してＸ線検出部前面あるいはＸ線発生部前面を所望の距離に設定することによって被検体に危害を与えることなく鮮明な画像データの生成を可能とするＸ線診断装置及び撮像系移動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】
【００１３】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明のＸ線診断装置は、被検体の撮影位置に対してＸ線を照射するＸ線発生手段と、このＸ線発生手段によって照射されたＸ線を検出するＸ線検出手段と、このＸ線検出手段によって得られたＸ線情報に基づいて前記撮影位置におけるＸ線画像データを生成する画像データ生成手段と、前記Ｘ線検出手段と前記Ｘ線発生手段を有した撮像系を前記被検体の周囲で移動させる移動手段と、前記撮像系における静電容量を計測する静電容量計測手段と、前記静電容量計測手段によって計測された静電容量を被検体情報に基づいて設定された補正係数を用いて補正する静電容量補正手段と、この静電容量補正手段によって補正された静電容量に基づいて、前記撮像系と前記被検体の体表との距離を推定する距離推定手段と、推定された前記距離が所定の値に略等しくなったならば前記移動手段の移動速度を変更する移動速度制御手段を備えたことを特徴としている。
【００１４】
又、請求項２に係る本発明のＸ線診断装置は、被検体の撮影位置に対してＸ線を照射するＸ線発生手段と、このＸ線発生手段によって照射されたＸ線を検出するＸ線検出手段と、このＸ線検出手段によって得られたＸ線情報に基づいて前記撮影位置におけるＸ線画像データを生成する画像データ生成手段と、前記Ｘ線検出手段を前記被検体に対して移動させる移動手段と、前記Ｘ線検出手段における静電容量を計測する静電容量計測手段と、前記静電容量計測手段によって計測された静電容量を被検体情報に基づいて設定された補正係数を用いて補正する静電容量補正手段と、この静電容量補正手段によって補正された静電容量に基づいて、前記Ｘ線検出手段の前面と前記被検体の体表との撮像系距離を推定する距離推定手段と、この距離推定手段によって推定された前記撮像系距離が所定の値に略等しくなったならば前記移動手段の移動速度を変更する移動速度制御手段を備えたことを特徴としている。
【００１５】
更に、請求項３に係る本発明のＸ線診断装置は、被検体の撮影位置に対してＸ線を照射するＸ線発生手段と、このＸ線発生手段によって照射されたＸ線を検出するＸ線検出手段と、このＸ線検出手段によって得られたＸ線情報に基づいて前記撮影位置におけるＸ線画像データを生成する画像データ生成手段と、前記Ｘ線検出手段を前記被検体に対して移動させる移動手段と、前記Ｘ線検出手段のＸ線入射面の略全域に設けられた電極を用いて前記Ｘ線検出手段における静電容量を計測する静電容量計測手段と、前記静電容量計測手段によって計測された前記静電容量に基づいて、前記Ｘ線検出手段の前面と前記被検体の体表との距離を推定する距離推定手段と、この距離推定手段によって推定された前記距離が所定の値に到達したならば前記移動手段の移動速度の変更を行なう移動速度制御手段を備えたことを特徴としている。
【００１６】
一方、請求項１１に係る本発明の撮像系移動制御方法は、静電容量を計測することによってＸ線検出手段と被検体との撮像系距離を設定するための撮像系移動制御方法であって、（ａ）Ｘ線検出部を被検体に対して移動させるステップと、（ｂ）Ｘ線検出部における静電容量を計測するステップと、（ｃ）被検体情報に基づいて設定された補正係数を用いて前記静電容量の値を補正するステップと、（ｄ）補正された静電容量の値に基づいて撮像系距離を推定するステップと、（ｅ）前記ステップ（ａ）乃至ステップ（ｄ）を繰り返し、推定された撮像系距離が予め設定された所望の撮像系距離に略等しくなったならばＸ線検出部の移動速度を変更するステップを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、被検体の形状や組織性状などにかかわらず、被検体表面に対してＸ線検出部表面あるいはＸ線発生部表面を所望の距離に設定することによって被検体に危害を与えることなく鮮明な画像データの生成が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１９】
以下に示す本発明の実施例の第１の特徴は、Ｘ線検出部の前面に装着した静電容量センサを用いて静電容量を計測することによって、このＸ線検出部の前面と被検体の体表面との距離を推定する際に、被検体の形状、年齢、性別、肥満度などに対して予め設定された静電容量補正値によって前記計測された静電容量の値を補正し、この補正後の静電容量に基づいて上述のＸ線検出部―被検体間距離を推定することにある。
【００２０】
又、本発明の実施例の第２の特徴は、前記Ｘ線検出部の前面がシート状の静電容量センサによって覆われていることにある。
【００２１】
（装置の構成）
本発明の実施例におけるＸ線診断装置の構成につき図１乃至図５を用いて説明する。なお、図１は、Ｘ線診断装置全体の構成を示すブロック図である。
【００２２】
図１に示したＸ線診断装置１００は、Ｘ線を被検体１５０に向け放射させるためのＸ線発生部１と、このＸ線発生部１におけるＸ線放射に必要な高電圧を供給する高電圧発生部４と、被検体１５０を透過したＸ線を検出するＸ線検出部２と、Ｘ線発生部１とＸ線検出部２を保持するＣアーム５と、このＣアーム５の所定方向への回動や前記Ｘ線検出部２及び被検体１５０を載せた天板１７の所定方向への移動を制御する機構部３を備えている。
【００２３】
又、Ｘ線診断装置１００は、Ｘ線検出部２で生成されるＸ線画像データを保存するとともに、種々の画像処理を行なう画像演算記憶部７と、この画像演算記憶部７に保存されているＸ線画像データを表示する表示部８と、操作者が被検体情報や各種コマンドの入力や撮影条件などの設定を行なうための操作部９と、被検体１５０とＸ線検出部２、あるいは被検体１５０とＸ線発生部１との距離を検出する距離検出部６と、上述の各ユニットを統括して制御するシステム制御部１０を備えている。
【００２４】
Ｘ線発生部１は、被検体１５０に対しＸ線を照射するＸ線管１５と、このＸ線管１５から照射されたＸ線に対してＸ線錘（コーンビーム）を形成するＸ線絞り器１６を備えている。Ｘ線管１５は、Ｘ線を発生する真空管であり、陰極（フィラメント）より放出された電子を高電圧によって加速させてタングステン陽極に衝突させＸ線を発生させる。一方、Ｘ線絞り器１６は、Ｘ線管１５と被検体１５０の間に位置し、Ｘ線管１５から照射されたＸ線ビームを所定の照射視野のサイズに絞り込む機能を有している。
【００２５】
Ｘ線検出部２には、Ｘ線を直接電荷に変換するものと、光に変換した後、電荷に変換するものとがあり、本実施例では前者を例に説明するが後者であっても構わない。即ち、Ｘ線検出部２は、被検体１５０を透過したＸ線を電荷に変換して蓄積する平面検出器２１と、この平面検出器２１に蓄積された電荷をＸ線信号として読み出すためのゲートドライバ２２と、読み出された電荷からＸ線投影データを生成する投影データ生成部１３と、被検体１５０とＸ線検出部２との距離を計測するためのセンサ部２６を備えている。
【００２６】
平面検出器２１は、図２に示すように微小な検出素子５１を列方向及びライン方向に２次元的に配列して構成されており、各々の検出素子５１はＸ線を感知し入射Ｘ線量に応じて電荷を生成する光電膜５２と、この光電膜５２に発生した電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサ５３と、この電荷蓄積コンデンサ５３に蓄積された電荷を所定のタイミングで読み出すＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５４を備えている。以下では説明を簡単にするために、検出素子５１が列方向（図２の上下方向）、及びライン方向（図２の左右方向）に２素子ずつ配列されている場合の平面検出器２１の構成について説明する。
【００２７】
図２の光電膜５２−１１、５２−１２、５２−２１、５２−２２の第１の端子と、電荷蓄積コンデンサ５３−１１、５３−１２、５３−２１、５３−２２の第１の端子とが接続され、更に、その接続点はＴＦＴ５４−１１、５４−１２、５４−２１、５４−２２のソース端子へ接続される。一方、光電膜５２−１１、５２−１２、５２−２１、５２−２２の第２の端子は、図示しないバイアス電源に接続され、電荷蓄積コンデンサ５３−１１、５３−１２、５３−２１、５３−２２の第２の端子は接地される。更に、ライン方向のＴＦＴ５４−１１及びＴＦＴ５４−２１のゲートはゲートドライバ２２の出力端子２２−１に共通接続され、又、ＴＦＴ５４−１２、及びＴＦＴ５４−２２のゲートはゲートドライバ２２の出力端子２２−２に共通接続される。
【００２８】
又、列方向のＴＦＴ５４−１１及び５４−１２のドレイン端子は信号出力線５９−１に共通接続され、又、ＴＦＴ５４−２１及び５４−２２のドレイン端子は信号出力線５９−２にそれぞれ共通接続される。そして、信号出力線５９−１、５９−２は投影データ生成部１３に接続されている。
【００２９】
一方、ゲートドライバ２２は、Ｘ線照射によって検出素子５１の光電膜５２で発生し電荷蓄積コンデンサ５３にて蓄積された信号電荷を読み出すために、ＴＦＴ５４のゲート端子に読み出し用の駆動パルスを供給する。
【００３０】
図１に戻って、投影データ生成部１３は、平面検出器２１から読み出された電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器２３と、この電荷・電圧変換器２３の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２４と、平面検出器２１からライン単位でパラレルに読み出されデジタル変換されたＸ線投影データを時系列信号に変換するパラレル・シリアル変換器２５とを備えている。尚、Ｘ線検出部２のセンサ部２６についての詳細な説明は、後述する距離検出部６の説明の中で行なう。
【００３１】
次に機構部３は、被検体１５０を体軸方向（図１の紙面に垂直な方向）及び上下方向（図１の上下方向）に移動させるために、被検体１５０を搭載した天板１７を上述の方向に移動する天板移動機構３２と、Ｘ線発生部１、Ｘ線検出部２及びこれらを保持するＣアーム５を被検体１５０の周囲で所定方向に回動すると共に、前記Ｘ線検出部２を被検体方向に移動する撮像系移動機構３１と、これらの移動機構を制御する機構制御部３３を備えている。
【００３２】
そして、機構制御部３３は、システム制御部１０から供給される制御信号に従い、撮像系移動機構３１を制御してＣアーム５の回動、あるいはＸ線検出部２の移動における回動／移動の方向、大きさ、あるいは速度などを設定する。図３は、被検体１５０に対して設定されたＸ線検出部２及びＸ線発生部１を示しており、機構制御部３３は、撮像系移動機構３１を駆動して例えばＸ線検出部２を移動し、その前面に設けられた平面検出器２１を被検体１５０の体表面に対して所望距離ＬＤに設定する。
【００３３】
高電圧発生部４は、Ｘ線管１５の陰極から発生する熱電子を加速するために、陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生させる高電圧発生器４２と、システム制御部１０からの指示信号に従い、高電圧発生器４２における管電流、管電圧、照射時間等のＸ線照射条件の設定を行なう高電圧制御部４１を備えている。
【００３４】
次に、Ｘ線検出部２のセンサ部２６と距離検出部６について、図４を用いて説明する。
【００３５】
センサ部２６は、図１のＸ線検出部２における平面検出器２１の近傍に設けられ、この平面検出器２１の前面における静電容量を感知する静電容量センサ２６１と、この静電容量センサ２６１の表面に形成され平面検出器２１の前面と被検体１５０の体表との接触の有無を感知する接触センサ２６２と、平面検出器２１の近傍における温度及び湿度を計測する温湿度センサ２６３を備えている。尚、静電容量センサ２６１として、例えばカーボンシートのようにＸ線透過をあまり妨げないシート状の導電材料が電極として用いられ、平面検出器２１の前面は前記静電容量センサによって覆われている。一方、接触センサ２６２として圧力―抵抗変換素子が好適である。
【００３６】
一方、距離検出部６は、静電容量センサ２６１に対して矩形波を供給すると共に、平面検出器２１の静電容量によって前記矩形波に発生する波形歪（遅延）の程度を計測する波形計測部６０と、接触センサ２６２の出力信号に基づいて平面検出器２１の表面と被検体１５０の体表との接触を判定する接触判定回路６６と、ＣＰＵ６７及び記憶回路６８を備えている。
【００３７】
波形計測部６０は、所定周期の矩形波を発生する矩形波発生器６１と、この矩形波を増幅して静電容量センサ２６１に供給する駆動回路６２と、静電容量センサ２６１の静電容量の影響を受けて波形歪が発生した矩形波を増幅及び波形整形するプリアンプ６３と、このプリアンプ６３の出力と矩形波発生器６１の出力との間で位相検波を行ない、その直流成分を検出する位相検波器６４を備えている。
【００３８】
次に、波形計測部６０における静電容量の計測方法を図５に示す。図５（ａ）の波形ａ−１は、図４の波形計測部６０の矩形波発生器６１から出力される矩形波、波形ａ−２は、静電容量によって波形歪（遅延）が発生したプリアンプ６３の入力端における矩形波、又、波形ａ−３は、波形ａ−２の閾値γで波形整形されたプリアンプ６３の出力信号である。この場合、静電容量センサ２６１に駆動回路６２を介して波形ａ−１が印加されると、静電容量の影響を受けて波形ａ−１は波形ａ−２に示す如く波形歪が発生し、従がって、波形ａ−３は、波形ａ−１に対して静電容量の大きさに対応した位相差δτだけ遅延する。
【００３９】
そして、波形ａ−１と波形ａ−３が夫々入力された位相検波器６４の直流出力は波形歪が大きいほど、即ち静電容量が大きいほど低値を示す。従がって、図５（ｂ）に示すように、位相検波器６４の出力信号の大きさを測定することによって平面検出器２１における静電容量の値を推定することができ、逆に、Ｘ線検出部２を移動させながら静電容量の値を得ることによって平面検出器２１と被検体表面との距離（以下、撮像系距離と呼ぶ。）を推定することが可能となる。
【００４０】
但し、この場合、被検体１５０の診断部位の形状や被検体１５０の性別、年齢、肥満度等を反映した組織性状によって静電容量は微妙に変化し、この静電容量の変化に起因して撮像系距離の推定値に誤差が発生する。同様にして、静電容量はＸ線検出部２や被検体１５０が置かれた環境によっても変化し、特に湿度に起因する誤差は無視できない。
【００４１】
このため、上述の診断部位の形状や組織性状、更には温湿度の情報に基づいた補正が必要となり、特に、被検体１５０の診断部位、年齢、性別、肥満度などに基づいて静電容量を補正する必要がある。
【００４２】
次に、図４の距離検出部６における記憶回路６８は、標準的な生体に対して設定された撮像系距離と波形計測部６０の出力信号に基づいて推定された静電容量との関係が予め保管されている静電容量―撮像系距離データ記憶領域、操作部９から入力された被検体１５０の診断部位、性別、年齢、肥満度等の被検体情報が保存されている被検体情報記憶領域、平面検出器２１の近傍における温度や湿度等の環境情報が保存されている環境情報記憶領域、そして、これら被検体情報や環境情報に伴う静電容量の補正係数が予め保管されている補正係数記憶領域を備えている。
【００４３】
更に、記憶回路６８は、既に、図４に示した波形計測部６０から出力される検波出力と、静電容量センサ２６１の静電容量との関係が予め保管されている検波出力―静電容量データ記憶領域を備えている。
【００４４】
尚、上述の標準生体における静電容量と撮像系距離に関するデータや被検体情報及び環境情報に対する静電容量の補正係数データは、過去に行なわれた同種のＸ線撮影において蓄積された多くのデータに基づいて生成することが望ましいが、人体ファントムを用いて生成してもよい。一方、位相検波器６４の出力と静電容量に関するデータは基礎的な実験によって事前に収集することが可能である。
【００４５】
次に、ＣＰＵ６７は、波形計測部６０における位相検波器６４の出力信号の他に、接触判定回路６６の出力と温湿度センサ２６３からの温度計測値や湿度計測値の供給を受ける。そして、位相検波器６４の出力信号を受信した場合には、この出力信号と記憶回路６８の検波出力―静電容量データ記憶領域に保管されている検波出力―静電容量データとから静電容量を求める。更に、記憶回路６８の被検体情報記憶領域及び環境情報記憶領域における被検体情報や環境情報に基づいて補正係数記憶領域から選択された静電容量の補正係数を用いて、前記静電容量を補正して補正後の静電容量（以下、補正静電容量と呼ぶ。）を算出する。
【００４６】
更に、ＣＰＵ６７は、記憶回路６８の静電容量―撮像系距離データ記憶領域に保管されている撮像系距離と静電容量に関するデータの中から補正静電容量における撮像系距離を求める。そして得られた撮像系距離の値が後述する第１の撮像系距離α、あるいは第２の撮像系距離βに至った場合には、システム制御部１０に対して到達信号を供給する。
【００４７】
再び図１に戻って、画像演算記憶部７は、表示部８において表示されるＸ線画像データを生成する機能を有し、Ｘ線検出部２の投影データ生成部１３よりライン単位で順次出力されるＸ線投影データに対して画像処理を施すための画像処理回路７１と、上記Ｘ線投影データや画像処理後のＸ線画像データを保存するための画像データ記憶回路７２を備えている。そして、画像処理回路７１は、投影データ生成部１３から出力されたＸ線投影データに対して、必要に応じて造影剤注入前後の画像データ間サブトラクションによるＤＳＡ画像データや、長尺画像データあるいは３次元画像データなどを生成するための画像処理を行なう。
【００４８】
操作部９は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスや表示パネル、あるいは各種スイッチ等を備えたインターラクティブなインターフェイスである。そして、操作部９は、被検体情報の入力、Ｘ線検出部２の移動速度の減速を開始する撮像系距離αとＸ線検出部２の移動を停止する撮像系距離βの設定、撮影開始コマンドの入力、更には、撮影対象臓器に対して最適なＸ線照射条件の設定などを行なう。尚、上記Ｘ線照射条件としてＸ線管１５に印加する管電圧、管電流、Ｘ線の照射時間などがあり、被検体情報として年齢、性別、身長、体重、肥満度、検査部位、過去の診断履歴などがある。
【００４９】
又、操作部９より被検体ＩＤ（患者ＩＤ）を入力することにより、上記被検体情報、あるいは被検体情報に基づく各種撮影条件は、ネットワークを介して接続されている図示しないＨＩＳ（病院情報システム）などから自動的に読み出され、操作者は、操作部９の表示パネルに表示されたこれらの情報や設定条件に対して、変更の必要がある場合は変更操作を行なう。
【００５０】
表示部８は、画像演算記憶部７の画像データ記憶回路７２に保存されている画像データの表示を行なうためのものであり、画像データと、その付帯情報である数字や各種文字などを合成して表示用の画像データを生成する表示用データ生成回路８１と、上記画像データや付帯情報に対してＤ／Ａ変換とＴＶフォーマット変換を行なって映像信号を生成する変換回路８２と、この映像信号を表示する液晶、あるいはＣＲＴのモニタ８３を備えている。
【００５１】
（撮像系の位置設定手順）
次に、図１乃至図６を用い、本実施例のＸ線診断装置１００における撮像系の位置設定手順について説明する。但し、図６は、撮像系の位置設定手順を示すフローチャートである。
【００５２】
まず、Ｘ線診断装置１００の電源が投入された時点で、Ｘ線診断装置１００は、ネットワークを介して同じ医療施設内に設置されている図示しないサーバあるいはＨＩＳと接続状態となる。次いで、操作者によって被検体１５０の被検体ＩＤが操作部９から入力されることによって、システム制御部１０の図示しないＣＰＵは、サーバあるいはＨＩＳの記憶装置に既に保存されている複数被検体に関する被検体情報やこの被検体情報に対応した各種撮影条件の中から、上記被検体ＩＤに対応した被検体情報及び撮影条件を読み出し、システム制御部１０の図示しない記憶回路に保存すると共に、操作部９における表示パネルに表示する。
【００５３】
操作者は、操作部９の表示パネルに表示された上記情報を確認し、必要に応じて修正した後、前記被検体情報の中から被検体１５０の診断部位、年齢、性別、肥満度などを入力デバイスを用いて選択する。そして、選択されたこれらの情報は、距離検出部６の記憶回路６８における被検体情報記憶領域に保存される。
【００５４】
一方、操作者は、操作部９の表示パネルに表示された種々の撮影条件の中から撮像系の移動条件を設定する。例えば、Ｘ線検出部２の移動速度の減速を開始する撮像系距離αと、Ｘ線検出部２の移動を停止する撮像系距離β（β＜α）を設定し、距離検出部６のＣＰＵ６７を介して記憶回路６８に保存する（図６のステップＳ１）。
【００５５】
次いで、距離検出部６のＣＰＵ６７は、Ｘ線検出部２の内部に設けられた温湿度センサ２６３から得られる温度値と湿度値を受信し、記憶回路６８の環境情報記憶領域に保存する（図６のステップＳ２）。
【００５６】
被検体情報と環境情報の保存が終了したならば、システム制御部１０は、機構制御部３３に対して撮像系を回動／移動するためのコマンド信号を供給し、このコマンド信号を受けた機構制御部３３は、撮像系移動機構３１に制御信号を供給してＣアーム５を所望方向に所望角度回動する。そして、撮影方向が設定されたならば、同様にして機構制御部３３は撮像系移動機構３１に制御信号を供給し、Ｘ線検出部２を被検体１５０に向けて所定速度で移動させる（図６のステップＳ３）。
【００５７】
次に、移動中のＸ線検出部２における静電容量センサ２６１に対して波形計測部６０の矩形波発生器６１は、駆動回路６２を介して所定周期の矩形波を供給する。このとき、静電容量を負荷とした静電容量センサ２６１に供給された前記矩形波には波形歪が発生する。そして、波形歪を有した矩形波は、波形計測部６０のプリアンプ６３にて増幅と波形整形が行なわれた後位相検波器６４の第１の入力端子に入力され、一方，位相検波器６４の第２の入力端子には矩形波発生器６１から出力される矩形波が入力される。即ち、矩形波発生器６１の矩形波とプリアンプ６３の出力信号は位相検波器６４において位相検波され、その出力はＣＰＵ６７に供給される（図６のステップＳ４）。
【００５８】
一方、ＣＰＵ６７は、記憶回路６８の検波出力―静電容量データ記憶領域に保管されている検波出力―静電容量データを用いて位相検波器６４の出力（直流成分）の大きさに対応した静電容量を求める（図６のステップＳ５）。
【００５９】
更に、ＣＰＵ６７は、Ｘ線検出部２の温湿度センサ２６３から供給され記憶回路６８の環境情報記憶領域に保存されている温度及び湿度の値と、記憶回路６８の被検体情報記憶領域に保存されている被検体１５０の診断部位、体格（身長、体重、肥満度）、年齢、性別などの被検体情報を読み出し、これらの情報に対応した静電容量の補正係数を記憶回路６８の補正係数記憶領域から抽出する。次いで、ステップＳ５において得られた静電容量を前記補正係数によって補正して補正静電容量を求める。（図６のステップＳ６）。
【００６０】
次に、ＣＰＵ６７は、記憶回路６８の静電容量―撮像系距離データ記憶領域に保管されている撮像系距離と静電容量に関するデータを用い、ステップＳ６において得られた補正静電容量に対応した撮像系距離Ｌｘを求める（図６のステップＳ７）。
【００６１】
次いで、得られた撮像系距離ＬｘがＸ線検出部２の移動速度の減速を開始する撮像系距離αより大きな場合は（図６のステップＳ８）、Ｘ線検出部２を同一の移動速度にて被検体１５０に向け移動させながらステップＳ３乃至ステップＳ７を繰り返す。一方、撮像系距離Ｌｘが撮像系距離α以下の場合には、更にＸ線検出部２の移動を停止する撮像系距離β（β＜α）と撮像系距離Ｌｘを比較する（図６のステップＳ９）。
【００６２】
そして、撮像系距離Ｌｘが撮像系距離βより大きな場合には、ＣＰＵ６７は、システム制御部１０に第１の到達信号を供給し、この第１の到達信号に基づいてシステム制御部１０からコマンド信号を受信した機構制御部３３は、撮像系移動機構３１を制御してＸ線検出部２の移動速度を減速させた後（図６のステップＳ１０）、上述のステップＳ４乃至ステップ１０を繰り返す。
【００６３】
一方、撮像系距離Ｌｘが撮像系距離β以下になった場合には、ＣＰＵ６７は、システム制御部１０に第２の到達信号を供給し、この第２の到達信号に基づいてシステム制御部１０からコマンド信号を受信した機構制御部３３は、撮像系移動機構３１に対して停止信号を供給してＸ線検出部２の移動を停止させる（図６のステップＳ１１）。
【００６４】
以上述べたように、被検体１５０に向けて所定の速度で移動しているＸ線検出部２は、被検体１５０に対して撮像系距離αに到達した時点でその移動速度の減速を開始し、次いで撮像系距離βに到達した時点で停止する。
【００６５】
（Ｘ線撮影の手順）
このような手順によって所望の撮像系距離βにＸ線検出部２が設定されたならば、操作者は操作部９においてＸ線撮影の開始コマンドを入力する。そして、この撮影開始コマンドがシステム制御部１０に供給されることによってＸ線撮影が開始される（図６のステップＳ１２）。
【００６６】
Ｘ線撮影に際して、高電圧発生部４の高電圧制御部４１は、システム制御部１０より撮影開始コマンドを受け、既に設定されているＸ線照射条件に基づいて高電圧発生器４２を制御して高電圧をＸ線発生部１のＸ線管１５に印加し、Ｘ線絞り器１６を介し被検体１５０に対してＸ線を照射する。そして、被検体１５０を透過したＸ線は、被検体１５０の後方に設けられたＸ線検出部２の平面検出器２１によって検出される。
【００６７】
平面検出器２１は、図２において示したようにライン方向と列方向に２次元配列された検出素子５１から構成されており、検出素子５１は、被検体１５０を透過したＸ線を受信して、そのＸ線照射強度に比例した信号電荷を検出素子５１の電荷蓄積コンデンサ５３に蓄積する。Ｘ線照射が終了すると、システム制御部１０からクロックパルスが供給されたゲートドライバ２２は、平面検出器２１に対して駆動パルスを供給して検出素子５１の電荷蓄積コンデンサ５３に蓄積された信号電荷を順次読み出す。
【００６８】
次に、読み出された信号電荷は、図１に示した投影データ生成部１３における電荷・電圧変換器２３において電圧に変換され、更に、Ａ／Ｄ変換器２４においてデジタル信号に変換されてパラレル・シリアル変換器２５のメモリにおいて投影データとして一旦保存される。そして、システム制御部１０は、保存された投影データをライン単位でシリアルに順次読み出し、画像演算記憶部７の画像データ記憶回路７２の投影データ記憶領域に２次元投影データとして保存する。
【００６９】
一方、画像演算記憶部７の画像処理回路７１は、画像データ記憶回路７２に保存された２次元の投影データを読み出し、必要に応じて輪郭強調や階調変更などの画像処理を施すことによって画像データを生成し、生成した画像データを画像データ記憶回路７２の画像データ記憶領域に保存する。
【００７０】
次いで、システム制御部１０は、画像データ記憶回路７２に保存された画像データを読み出し、表示部８のモニタ８３に表示する。即ち、システム制御部１０は、画像データ記憶回路７２に保存された画像データを読み出し、表示部８の表示用データ生成回路８１において、この画像データに関する文字や数値などの付帯情報と合成した後、変換回路８２に供給する。そして、変換回路８２においてＤ／Ａ変換とＴＶフォーマット変換が行なわれた表示用画像データをモニタ８３に表示する。
【００７１】
以上述べた本実施例によれば、Ｘ線検出部の前面は全て静電容量センサによって覆われているため、被検体の表面がいかなる形状であっても、Ｘ線検出部に最も接近した被検体部位に対する撮像系距離を正確に設定することができる。
【００７２】
又、被検体の診断部位の形状のみならず組織性状の差異に対しても計測された静電容量を補正することができるため、被検体の形状、年齢、性別、肥満度などにかかわらず撮像系距離を正確に設定することができる。更に、この静電容量の補正は予め作成されたデータベースに基づいて行なわれるため、簡単且つ安定した補正が可能となる。
【００７３】
従がって、被検体に危害を与えることなくＸ線検出部を被検体に対して所望の位置に速やかに接近させることができるため、鮮明な画像データを効率良く生成することが可能となる。
【００７４】
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は上記の実施例に限定されるものでは無く、変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例においては、Ｘ線検出部を被検体に向けて移動する場合について述べたが、Ｘ線発生部を被検体に相対的に移動する場合においても有効である。更に、Ｃアームを回動することによって、Ｘ線検出部あるいはＸ線発生部が被検体に接近する場合であってもよい。
【００７５】
又、この実施例では、撮像系距離を推定する際に、Ｘ線検出部の前面を覆ったシート状の静電容量センサを用いて得られた静電容量の値を被検体の形状、年齢、性別、肥満度などの被検体情報に基づいて補正する場合について述べたが、シート状静電容量センサの使用と被検体情報に基づいた静電容量値の補正の一方のみを行なってもよい。尚、静電容量値の補正に用いられる被検体情報は、上記の形状、年齢、性別、肥満度に限定されない。
【００７６】
一方、Ｘ線検出部は、平面検出器を用いた場合について述べたが、Ｉ．Ｉ．とＸ線テレビが備えられたＸ線検出部であってもよい。更に、静電容量の影響を計測するための具体例として位相検波方法について述べたが、この方法に限定されるものではない。又、この実施例では、Ｃアームを備えた循環器用Ｘ線診断装置について述べたが、腹部など他の領域におけるＸ線撮影を目的とした装置であってもよい。
【００７７】
更に、上述の実施例では、Ｘ線検出部の移動速度の減速を開始する撮像系距離αと移動を停止する撮像系距離βの設定を行なったが後者のみを設定しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】同実施例におけるＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施例における平面検出器の構成を示す図。
【図３】同実施例におけるＸ線検出部の移動方向を示す図。
【図４】同実施例におけるセンサ部と距離検出部のブロック図。
【図５】同実施例における静電容量の計測方法を示す図。
【図６】同実施例における撮像系の位置設定手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７９】
１…Ｘ線発生部
２…Ｘ線検出部
３…機構部
４…高電圧発生部
５…Ｃアーム
６…距離検出部
７…画像演算記憶部
８…表示部
９…操作部
１０…システム制御部
１３…投影データ生成部
１５…Ｘ線管
１６…Ｘ線絞り器
１７…天板
２１…平面検出器
２２…ゲートドライバ
２３…電荷・電圧変換器
２４…Ａ／Ｄ変換器
２５…パラレル・シリアル変換器
２６…センサ部
３１…撮像系移動機構
３２…天板移動機構
３３…機構制御部
４１…高電圧制御部
４２…高電圧発生器
７１…画像処理回路
７２…画像データ記憶回路
８１…表示用データ生成回路
８２…変換回路
８３…モニタ
１００…Ｘ線診断装置
１５０…被検体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005110975.tif 000006
【図５】
2005110975.tif 000007
【図６】
2005110975.tif 000008