(57)【要約】【課題】  アームや載置テーブルなどの移動状態に応じて適切な自動露出制御を行なうことができるＸ線画像診断装置を提供する。【解決手段】  被検体100にＸ線を照射するＸ線発生器1と、被検体100を透過したＸ線を可視光学像に変換出力するＸ線検出器2と、この可視光学像に基づいて複数の採光野データを得て、それらの採光野データに基づいて前記Ｘ線発生器1に対してＸ線条件の制御を行う自動露出制御手段8とを有する。被検体100が載せられる可動自在の載置テーブル4と、所定の角度から被検体100の撮影を行うことが可能なようにＸ線発生器1とＸ線検出器2とを可動自在に支持するアーム3とを備える。アーム3と載置テーブル4の移動情報を検出する移動検出手段と、移動情報に応じて自動露出制御手段8のＸ線発生器1に対する制御条件を選択する制御条件選択手段とを備える。【選択図】図１
2005143593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するＸ線発生器と、
被検体を透過したＸ線を可視光学像に変換出力するＸ線検出器と、
この可視光学像に基づいて複数の採光野データを得て、それらの採光野データに基づいて前記Ｘ線発生器に対してＸ線条件の制御を行う自動露出制御手段と、
被検体が載せられる可動自在の載置テーブルと、
所定の角度から被検体の撮影を行うことが可能なようにＸ線検出器とＸ線発生器とを可動自在に支持するアームと、
載置テーブルとアームの移動情報を検出する移動検出手段と、
移動情報に応じて自動露出制御手段のＸ線発生器に対する制御条件を選択する制御条件選択手段とを備えることを特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項２】
前記制御条件選択手段は、移動情報に応じてＸ線発生器に対する制御のフィードバック回数を変更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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線画像診断装置に関するものである。特に、複数の採光野のデータに基づいてＸ線自動露出の制御を行なう際、より適正なＸ線の自動露出が行なえるように一部の採光野を選択することができるＸ線画像診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線画像をデジタル画像として計測する装置として、例えば、Ｘ線管と、このＸ線管に対向配置されたイメージインテンシファイヤ（以下I.I.という）とを具える医療用Ｘ線装置が知られている。
【０００３】
被検体はＸ線管とI.I.との間に位置され、Ｘ線管からＸ線が照射される。被検体を透過したＸ線はI.I.で可視光線の光学像に変換され、さらに光学像は光学系を経て所定のサイズに変換される。続いて、この光学像はTVカメラで撮影されてアナログ画像データとして出力され、A/D変換器を介してデジタル画像データに変換される。そして、このデジタル画像データは必要な画像処理が施された後、Ｘ線透視画像としてモニタに表示される。
【０００４】
通常、Ｘ線画像診断装置では、Ｘ線透視画像の輝度を一定に保つために、フィードバック制御により自動的にＸ線管の管電圧、管電流等のＸ線条件を調整する自動露出制御方法（Automatic  Brightness  Control：ABC）を用いている（特許文献１、特許文献２参照）。例えば、TVカメラから出力されるビデオ画像データを複数の採光野に分割し、その各採光野におけるビデオ信号（画素値）の平均値を算出して、その平均値がしきい値以内か否かを判定する。この判定により、この平均値がしきい値外（露出超過または露出不足）であった採光野は除外する。さらに、この判定で除去されなかった採光野の画素値の平均値をABCの制御回路へと送る。ABCの制御回路では、採光野の画像の平均輝度が一定となるように、高電圧装置からＸ線管球に送られる管電圧（kV）や管電流（mA）の値をフィードバック制御して、Ｘ線透視画像の輝度を自動調整する。このフィードバックは設定された一定の時間間隔で行なわれている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭57-88698号公報
【特許文献２】特開平7-282990号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の技術では自動露出制御によるＸ線条件が安定せず、かえって診断の妨げとなる場合が生じていた。
【０００７】
上記の装置のABCによるＸ線の露出制御は一定のフィードバック間隔で実施されている。そのため、例えば載置テーブルなどの移動速度が速い場合、Ｘ線の自動露出制御の追従が遅れ、適正な露出が得られないことがある。あるいは、載置テーブルの移動などがない場合、呼吸などの体動に対してＸ線の自動露出制御が行われたりする。その結果、Ｘ線条件が安定せず、得られる画像の露出が不適正な場合が生じていた。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主目的は、アームや載置テーブルなど、Ｘ線画像診断装置における駆動箇所の移動状態に応じて適切な自動露出制御を行なうことができる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】
本発明は、自動露出制御を行なう際の制御条件をアームなどの移動情報に応じて調整することで上記の目的を達成する。
【００１０】
本発明Ｘ線画像診断装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線発生器と、被検体を透過したＸ線を可視光学像に変換出力するＸ線検出器と、この可視光学像に基づいて複数の採光野データを得て、それらの採光野データに基づいて前記Ｘ線発生器に対してＸ線条件の制御を行う自動露出制御手段とを有する。また、被検体が載せられる可動自在の載置テーブルと、所定の角度から被検体の撮影を行うことが可能なようにＸ線検出器とＸ線発生器とを可動自在に支持するアームとを備える。そして、載置テーブルとアームの移動情報を検出する移動検出手段と、移動情報に応じて自動露出制御手段のＸ線発生器に対する制御条件を選択する制御条件選択手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
載置テーブルやアームの移動情報に対応して自動露出制御手段のＸ線発生器に対する制御条件を可変とすることで、より適正な自動露出制御を行なうことができ、診断能の向上に寄与することができる。
【００１２】
制御条件選択手段の一例としては、Ｘ線発生器に対する自動露出制御手段の制御のフィードバック回数を移動情報に応じて変更することが挙げられる。移動情報には、例えば移動・停止の情報や移動速度が含まれる。より具体的には、載置テーブルやアームの移動速度が速い場合は、フィードバック回数を多くし、同移動速度が遅い場合はフィードバック回数を少なくなるように調整すればよい。この制御により、載置テーブルなどの移動速度に応じてＸ線の自動露出制御を確実に追従させ、適正な自動露出制御を行なうことが可能になる。
【００１３】
その他の移動情報としては、出力画像の変動値（差分値）を利用することも可能である。例えば、Ｘ線検出器より出力される複数のＸ線画像データを一旦メモリに順次記憶する。移動検出手段では、これらＸ線画像データを読み出し、２枚のＸ線画像データの差分値を算出する。制御条件選択手段は、差分値とフィードバック回数の関係を規定したテーブルを保持しておき、このテーブルより算出した差分値に対応するフィードバック回数を選択する。より具体的には、差分値が大きい場合は移動速度が速いと推定してフィードバック回数を多くし、差分値が小さい場合には移動速度が遅いと推定してフィードバック回数を少なくすることが挙げられる。
【００１４】
本発明装置において、Ｘ線検出器としては、被検体を透過したＸ線を可視光学像に変換出力できるものであれば良い。通常、I.I.が用いられ、I.I.から出力された可視光学像をTVカメラで撮影して画像データとして出力する。その他、FPD（Flat  Panel  Detector）を用いたものでも良い。
【００１５】
Ｘ線の自動露出を行なう方式としては、光学系からの光信号による制御方式と、TVカメラのビデオ信号による制御方式とがあり、本発明ではいずれの方式でも構わない。例えば、前者は、I.I.と光学系を介して変換された可視光学像のうち、採光野に対応する光学像の光信号を光学系に設けられたハーフミラー等のフォトピックアップにより分岐し、光電変換器で電気信号に変換して自動露出制御手段に出力する。一方、後者は、光学系から信号を取り出すのではなく、TVカメラから出力されるビデオ画像データあるいはFPDから出力されるデジタル画像データのうち、採光野に対応するビデオ画像データを抽出して自動露出制御手段に出力する。
【発明の効果】
【００１６】
このように、本発明装置によれば、載置テーブルやアームの移動状態を検知する移動検出手段を設け、その検出結果に応じて適正な自動露出制御を行なうことができる。特に、載置テーブルなどの移動速度が速いほど自動露出制御のフィードバック回数を多くすることで、載置テーブルなどの移動に追従した自動露出制御を行なうことができ、適正露出のＸ線透視画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明Ｘ線画像診断装置の実施の形態について図面を用いて説明する。図1は、本発明Ｘ線画像診断装置の構成例を示す模式図である。
【００１８】
このＸ線画像診断装置は、被検体100にＸ線を照射するＸ線発生器1と、被検体100を透過したＸ線を光学像として出力するＸ線検出器（FPD）2と、これらＸ線発生器1とＸ線検出器2を対向した状態に保持する円弧状のアーム3と、被検体100が載せられる載置テーブル4とを有する。
【００１９】
Ｘ線発生器1は、高電圧装置10からの所定の電圧が印加されることでＸ線を放出するＸ線管を有する。この高電圧装置10に対する管電圧、管電流は後述するＸ線制御部11からの指令により決定される。また、Ｘ線検出器2にはFPDを用いている。被検体100を透過したＸ線は、FPD2で可視光学像に変換され、デジタル画像データとして出力される。
【００２０】
一方、アーム3および載置テーブル4は、被検体100を任意の方向から撮影できるように、各々可動自在に構成されている。アーム3は、円弧の中心を回転軸としてアームに沿ってスライドし、さらに円弧の中心を通る水平線を軸として回転することができる。また、載置テーブル4は、長手方向軸およびその軸と直交する軸を回転軸として回転可能であると共に、左右方向（載置テーブル長手方向）および前後方向にスライドすることができる。
【００２１】
これらアーム3および載置テーブル4には、これらの移動状態を検出する位置検出器5として、例えば加速度センサが設けられている。この加速度センサによりアーム3または載置テーブル4の移動・停止ならびに移動速度を検出している。検出された移動速度などの移動情報は、フィードバック（FB）時間算出手段6に出力される。フィードバック（FB）時間算出手段6は、検出器5の検出結果に応じたフィードバック時間を選択する。
【００２２】
FPD2より出力されたデジタル画像データは、カメラコントロールユニット（CCU）7に出力されると共に、自動露出制御手段（ABC）8に出力される。CCU7は、デジタル画像データに対してシェーディング補正等の各種補正を行なう。CCU7で各種補正が施された画像データは、Ｘ線透視画像としてモニタ9に表示される。
【００２３】
一方、自動露出制御手段8では、図示しない採光野領域決定部により、デジタル画像データのうち特定領域が採光野として決定され、その採光野の画像データは図示しない平均算出部、判定部を経て制御部へと出力される。制御部では、FB時間算出手段6により選択されたフィードバック時間周期で繰り返し自動露出制御を行なう。この制御では、採光野の画像の平均輝度が一定となるように、Ｘ線制御部11を介して高電圧装置10からＸ線管球に送られる管電圧（kV）や管電流（mA）の値をフィードバック制御する。
【００２４】
次に、自動露出制御手段8での処理手順を図２に基づいて説明する。図２は本発明装置による自動露出制御の処理手順を示すフローチャートである。
【００２５】
まず、自動露出手段8の採光野決定部により、FPD2からのデジタル画像データより採光野を決定する（S1）。例えば送られてくる画像データが16×16マトリクスの採光野となるように画素値を加算して採光野としてもよいし、予め検査対象部位などに応じて画像内の任意の位置から複数の採光野領域を抽出するようにしてもよい。
【００２６】
次に、決定された各採光野における画素値の平均値を図示しない平均算出部により算出する（S2）。続いて、得られた平均値がしきい値の範囲内かどうかを判定部により判断する（S3）。ここで、平均値がしきい値の範囲外であった場合、露出超過または露出不足であるとして、その採光野を除外する（S4）。
【００２７】
一方、しきい値の範囲内に入っている採光野のデータは自動露出制御手段8の制御部に送られる（S5）。制御部では、送られてきた各採光野の画像データの平均輝度が一定となるように、高電圧装置10からＸ線管球に送られる管電圧（kV）や管電流（mA）の値をフィードバック制御して、Ｘ線透視画像の輝度を自動調整する。
【００２８】
ここで、アーム3や載置テーブル4が駆動された場合、検出器5からの移動情報がFB時間算出手段6に出力されるため、FB時間算出手段6では移動情報に応じたフィードバック時間を選択する。例えば、FB時間算出手段6は、図３に示すように、アーム3などの移動速度が速い場合は単位時間当たりのフィードバック回数が多く、逆にその移動速度が遅い場合はフィードバック回数が少なくなるように設定されたテーブルを保持している。通常、これらフィードバック回数を決定するためのテーブルは、検査対象となる被検部位などによって予め決められているものとする。このテーブルから移動速度に応じたフィードバック時間を選択し、このフィードバック時間を周期として繰り返し自動露出のフィードバック制御を行なうようにＸ線制御部11に指令する。
【００２９】
このように、本発明装置によれば、アームや載置テーブルの移動情報に応じて自動露出のフィードバック回数（時間）を変更して露出制御を行なうことにより、より適正な露出によるＸ線透視画像を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明Ｘ線画像診断装置は、アームや載置テーブルなど、Ｘ線画像診断装置における駆動箇所の移動状態に応じて適切な自動露出制御を行なうことができる。従って、より高画質のＸ線透視画像が求められる医療分野において有効な利用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明Ｘ線画像診断装置の構成例を示す模式図である。
【図２】本発明装置による自動露出制御の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】フィードバック時間算出手段においてテーブルなどの移動速度と露出制御回数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３２】
1  Ｘ線発生器
2  Ｘ線検出器
3  アーム
4  載置テーブル
5  位置検出器
6  フィードバック時間算出手段
7  カメラコントロールユニット
8  自動露出制御手段
9  モニタ
10  高電圧装置
11  Ｘ線制御部
100  被検体
【図１】
2005143593.tif 000003
【図２】
2005143593.tif 000004
【図３】
2005143593.tif 000005