(57)【要約】【課題】Ｘ線による被検体の被曝時間を極力減らすこと、及びスループットを向上させることである。【解決手段】複数のパルスのそれぞれに対応する透視Ｘ線を発生するＸ線発生部と、被検体を透過した透視Ｘ線に基づいて出力信号を発生するＸ線検出部と、前記Ｘ線発生部が前記複数のパルスのうちの第１パルスに対応する第１透視Ｘ線を継続して発生する第１期間において、前記第１透視Ｘ線に起因して検出された第１出力信号の第１積分値を予め定められた閾値と比較する比較部と、前記第１積分値が前記閾値に達したタイミング或いは前記複数のパルスの単位時間当たりのパルス数を基準として決定されるタイミングが前記第１期間の終期となるように、前記Ｘ線発生部を制御するＸ線制御部と、前記第１の期間に対応する第１透視Ｘ線に基づいてＸ線画像を生成する画像生成部と、を具備する。【選択図】図１
2013202328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパルスのそれぞれに対応する透視Ｘ線を発生するＸ線発生部と、
前記透視Ｘ線に基づいて出力信号を発生するＸ線検出部と、
前記Ｘ線発生部が前記複数のパルスのうちの第１パルスに対応する第１透視Ｘ線を継続して発生する第１期間において、前記第１透視Ｘ線に起因して検出された第１出力信号の第１積分値を予め定められた閾値と比較する比較部と、
前記第１積分値が前記閾値に達したタイミング或いは前記複数のパルスの単位時間当たりのパルス数を基準として決定されるタイミングが前記第１期間の終期となるように、前記Ｘ線発生部を制御するＸ線制御部と、
前記第１の期間に対応する第１透視Ｘ線に基づいてＸ線画像を生成する画像生成部と、
を具備することを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記複数のパルスのうちの第ｋ番目（ただし、ｋは１≦ｋ≦ｎを満たす自然数。ｎはｎ≧２を満たす自然数。）に対応する第ｋ透視Ｘ線に基づいて生成されたＸ線画像の画素値に基づいて、前記複数のパルスのうちの第ｋ＋１番目に対応する透視Ｘ線を発生するための透視管電圧と管電流時間積とを決定する決定部をさらに具備し、
前記Ｘ線制御部は、前記決定された透視管電圧と管電流時間積とに基づいて、前記Ｘ線発生部を制御すること、
を特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記比較部は、前記複数のパルスのうちの第ｋ番目（ただし、ｋは１≦ｋ≦ｎを満たす自然数。ｎはｎ≧２を満たす自然数。）に対応する第ｋ透視Ｘ線を継続して発生する第ｋ期間において、前記第ｋ透視Ｘ線に起因して検出された第ｋ出力信号の第ｋ積分値を予め定められた閾値と比較し、
前記第ｋ透視Ｘ線に基づいて生成されたＸ線画像の画素値に基づいて、前記複数のパルスのうちの第ｋ＋１番目に対応する透視Ｘ線を発生するための透視管電圧と管電流とを決定する決定部をさらに具備し、
前記Ｘ線制御部は、前記第ｋ積分値が前記閾値に達したタイミング或いは前記複数のパルスの単位時間当たりのパルス数を基準として決定されるタイミングが前記第ｋ期間の終期となるように、前記Ｘ線発生部を制御すると共に、前記第ｋ＋１番目に対応する透視Ｘ線を発生する場合に、前記決定された透視管電圧と管電流とに基づいて、前記Ｘ線発生部を制御すること、
を特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記決定部は、
記第ｋ透視Ｘ線に基づいて生成されたＸ線画像の画素値に基づいて被検体の体厚を計算し、
前記計算された体厚に基づいて、前記透視管電圧と管電流または前記透視管電圧と管電流時間積とを決定すること、
を特徴とする請求項２乃至３記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記複数のパルスのそれぞれに対応する透視Ｘ線に基づいて生成されたＸ線画像毎にオートウインドー処理を実行するオートウインドー処理部をさらに具備する請求項１乃至４
のうちいずれか一項記載の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】
Ｘ線診断装置を用いたＸ線曝射（主に撮影）中において、Ｘ線の線量を自動露出制御（Auto Exposure Control:以下ＡＥＣと呼ぶ）により制御する方法が存在する。ＡＥＣとは、Ｘ線診断装置の機能として、選択した部位で希望した放射線の量が得られるように、Ｘ線曝射時間を自動的に制御することである。以下、ＡＥＣについて図１０と図１１とを参照しながら詳細に説明する。ＡＥＣ検出器において検出されたＸ線は、Ｘ線の強さに比例した電気信号に変換され制御装置へ送信される。制御装置内の増幅回路により、ＡＥＣ検出器からの信号が増幅され積分回路へ出力される。積分回路により、Ｘ線の強さに比例した信号がＸ線量に比例した信号に変換される。積分回路により増幅回路の出力が積分されると、積分された増幅回路の出力は比較回路へ出力される。比較回路により、積分回路からの出力が予め設定された濃度基準値に達した時点を契機として、次段のＸ線遮断信号発生回路がトリガーされる。なお、積分回路出力が濃度基準値に達したということは、Ｘ線平面検出器（ＦＰＤ）への入射線量が適正量に到達したということである。トリガーされたＸ線遮断信号発生回路により、Ｘ線制御装置へＸ線遮断信号が出力される。最後に、Ｘ線制御装置により高電圧を発生するための信号が停止され、Ｘ線管でのＸ線曝射が停止される。
【０００３】
また、Ｘ線診断装置を用いたＸ線透視中において、Ｘ線の線量を自動輝度調整（Auto Brightness Control:以下ＡＢＣと呼ぶ）により制御する方法が存在する。自動輝度調整とは、Ｘ線条件を変化させて、透視像の輝度を一定に自動調整することである。以下、ＡＢＣについて図１２と図１３とを参照しながら説明する。アナログデジタル変換によりデジタルデータに変換されたＸ線平面検出器（ＦＰＤ）の出力映像信号は、画像処理装置内の画素値計算部により関心領域内の画素平均値が計算される。画像処理装置は、Ｘ線診断装置に組み込まれる場合、Ｘ線診断装置の外部に設けられたワークステーション等を用いる場合、など複数の形態を取り得る。画素値の計算に関して、通常は関心領域（ＲＯＩ）における画素値の平均値が計算される。透視（Ｆ）条件決定部により、現状フレームにおける画素平均値計算結果が予め定められた基準値と比較される。画素平均値計算結果が、基準値より低い場合、Ｘ線の出力が小さいと考えられるため、図１３に示されるような関数に沿ってＸ線出力条件を上げる。逆に、画素値計算結果が、基準値より高い場合、Ｘ線の出力が大きいと考えられるため、図１３に示されるような関数に沿ってＸ線出力条件を下げる。Ｆ条件決定部は、透視管電圧(F_kV)と透視管電流時間積(F_mAs)との関係を指定する関数を有し、Ｆ条件は関数に沿って上下する。この関数は予め登録され、通常は変更しない。関数に沿って上下する量は、ＰＩ制御またはＰＩＤ制御といった通常のフィードバック制御により計算する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ＡＢＣはフィードバック制御なので、特に透視開始時の応答性という点において問題が生ずる。ＡＢＣの応答を敏感にすると適正線量に収束せず、過大線量と過小線量の間を往復するハンチングが発生する（図９）。そのため、ＡＢＣの応答を敏感に設定できない。一方、ＡＢＣの応答を敏感に設定しない場合、ハンチングは発生しないが、適正線量に収束するまでの時間が長くなる。１秒あたりのパル数が少ない低レートパルス透視では、画素値計算をし、画素値と基準値とを比較し、次の透視Ｘ線条件を決定するまでのサイクルが長くなり、収束時間が顕著に長くなる。
【０００５】
特に、透視開始時点においては、被写体の厚さが不明のため、通常１フレーム目における第１パルスに対応する透視Ｘ線量は適正でない事が多い。このため、透視開始後は適正線量になるまで数フレームを要する事が多く、この数フレームに対応する透視画像は診断能が不十分である。従って、無駄な被ばくと招くと共に、透視時間を極力減らしたいというニーズを満足させることはできない。
【０００６】
上述のような事情を鑑み、目的は、Ｘ線による被検体の被曝時間を極力減らすこととスループットを向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態に係るＸ線診断装置は、複数のパルスのそれぞれに対応する透視Ｘ線を発生するＸ線発生部と、被検体を透過した透視Ｘ線に基づいて出力信号を発生するＸ線検出部と、前記Ｘ線発生部が前記複数のパルスのうちの第１パルスに対応する第１透視Ｘ線を継続して発生する第１期間において、前記第１透視Ｘ線に起因して検出された第１出力信号の第１積分値を予め定められた閾値と比較する比較部と、前記第１積分値が前記閾値に達したタイミング或いは前記複数のパルスの単位時間当たりのパルス数を基準として決定されるタイミングが前記第１期間の終期となるように、前記Ｘ線発生部を制御するＸ線制御部と、前記第１の期間に対応する第１透視Ｘ線に基づいてＸ線画像を生成する画像生成部と、を具備するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係るＸ線診断装置の機能を示すブロック図である。
【図２】透視中におけるパルスの様子を表す模式図である。
【図３】第１実施形態に係るパルス透視撮像処理を説明するためのフローチャートである。
【図４】第１実施形態に係るパルス透視撮像処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】第１実施形態に係るＸ線の出力を決定するための管電圧と管電流時間積との関係を示す関数である。
【図６】第２実施形態に係るパルス透視撮像処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】第２実施形態に係るパルス透視撮像処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】第２実施形態に係るＸ線の出力を決定するための管電圧と被検体厚との関係を示す関数である。
【図９】従来のＡＢＣによるＸ線量に関するハンチング現象を示したものである。
【図１０】従来のＡＥＣによる積分値と基準値とを用いたパルスの遮断の様子を示す模式図である。
【図１１】従来のＡＥＣを用いた制御装置とＸ線高電圧装置との構成を示すブロック図である。
【図１２】従来のＡＢＣによる制御方法を説明するためのブロック図である。
【図１３】従来のＡＢＣにおいて、Ｆ条件決定部により、管電圧と管電流時間積とを決定するための関数を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係るＸ線診断装置を説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１０】
（第１実施形態）
第１実施形態においては、第１パルス目に対する透視Ｘ線をＡＥＣにより制御し、第２パルス目以降のパルス系列に対応する透視Ｘ線をＡＢＣにより制御するＸ線診断装置を説明する。
【００１１】
図１は、第１実施形態に係るＸ線診断装置のブロック図である。図１に示されるように、第１実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線源１と、ＡＥＣ検出器２と、ＦＰＤ３と、ＡＥＣ制御部４と、Ｘ線制御部５と、高電圧発生部６と、ＡＤ変換部７と、画像生成部８と、オートウインドー処理部９と、表示部１０と、Ｆ条件決定部１１と、寝台１２と、を具備する。
【００１２】
Ｘ線源１は、寝台１２に搭載された被検体へ向けてＸ線を曝射する。Ｘ線は、Ｘ線源１により、透視中に所定の時間間隔で間欠的に被検体へ向けてＸ線曝射される。すなわち、本実施形態においては、透視は、パルスを例えば数ミリ秒間隔で断続的に発生させるパルス透視を実施するものとする。
【００１３】
ＡＥＣ検出器２は、被検体を透過したＸ線を検出し、Ｘ線の強さに応じた電気信号に変換する。
【００１４】
ＦＰＤ３は、複数の検出素子を有する。各検出素子は、Ｘ線を検出して入射したＸ線量に応じて電荷を生成する。ＦＰＤ３には、直接方式と間接方式がある。本実施形態においては、どちらの方式を採るＦＰＤ３でも良い。直接方式では、入射するＸ線を光導電体に照射して電荷を発生させ、画素単位でその発生した電荷を蓄積してアクティブマトリクスアレイ素子で読み取る。間接方式では入射するＸ線を蛍光体で可視光に変換し、その可視光を画素ごとに光ダイオード等の光センサで受けて電荷を発生させ、アクティブマトリクスアレイ素子で読み取る。また、これらのアクティブマトリクスアレイ素子は、ダイオードあるいはＴＦＴ等のスイッチング素子で構成される。生成された電荷は蓄積されて所定のタイミングで読み出せるようになっている。
【００１５】
ＡＥＣ制御部４は、増幅回路４０１と、積分回路４０２と、濃度設定回路４０３と、比較回路４０４と、Ｘ線遮断信号発生回路４０５と、を具備する。
【００１６】
増幅回路４０１は、ＡＥＣ検出器２からの電気信号を増幅する。
【００１７】
積分回路４０２は、コンデンサ、コイル等の素子を有し、増幅された電気信号を積分する。
【００１８】
濃度設定回路４０３は、予め定められた濃度基準値（閾値）を設定する。
【００１９】
比較回路４０４は、濃度基準値を積分値と随時比較される。積分回路４０２の積分値が閾値に達した時、比較回路４０４は、次段のＸ線遮断信号発生回路４０５にトリガー信号を送信する。
【００２０】
Ｘ線遮断信号発生回路４０５は、比較回路４０４からのトリガー信号に基づいて、Ｘ線制御部５へＸ線発生を停止するための信号を送信する。
【００２１】
Ｘ線制御部５は、高電圧発生部６を制御し、Ｘ線源１から発生されるＸ線を印加するための電力を制御するために、Ｘ線源１の管電流と管電圧とをパルス毎に決定する。
【００２２】
高電圧発生部６は、Ｘ線制御部５からの制御信号に基づいて高電圧を発生する。Ｘ線源１は、発生された高電圧に基づいてＸ線を発生し、Ｘ線を被検体へ向けて曝射する。
【００２３】
ＡＤ変換部７は、ＦＰＤ３からの電荷に基づくアナログ信号をデジタル信号に変換する
。
【００２４】
画像生成部８は、デジタル信号に基づいて、Ｘ線画像を生成する。また、画像生成部８は、画素値計算部８１を具備する。画素値計算部８１は、Ｘ線画像における関心領域の複数の画素の画素平均値を計算する。画素平均値は、関心領域内の画素値を画素毎に求め加算し、計算された画素数で割ることにより、関心領域内の平均化された画素値が計算される。
【００２５】
オートウインドー処理部９は、例えば、診断に必要な部位に適切なウインドー幅・ウインドーレベルを自動的に計算する。ウインドーとは、濃淡画像として表示のためにＸ線画像の画素値を濃度値（グレイレベル）に変換する仕組みのことを言う。本実施形態では、各パルスにおいてほぼ適切なＦ条件で透視が行われる。しかし、被検体を大きく動かす等の所定の場合には、適切なＦ条件から外れる事がある。この時、得られるＸ線画像の画素値は適切なＦ条件の画素値からずれた数値に分布する。オートウインドー処理部9は、このずれに追従して観察に必要な範囲の画素値データを選択して濃度値に変換する。この選択範囲をウインドー幅、その中心をウインドーレベルと言う。
【００２６】
画像表示部１０は、計算されたウインドー幅とウインドーレベルとに基づいたＸ線画像を表示する。
【００２７】
Ｆ条件決定部１１は、画素値計算部８１で計算された画素値に基づいて、直後に発生するＸ線のＦ条件（すなわち、管電圧と管電流時間積）を決定する。
【００２８】
寝台１２は、被検体を搭載するためのものである。
【００２９】
図２は、透視中におけるパルスの様子を表す模式図である。以下、Ｘ線を発生するための矩形波パルスが透視期間中においてｎ個発生するものとし、ｋ及びｋ＋１が１≦ｋ≦ｋ＋１≦ｎを満たす自然数であるとして説明する。第１パルスとは、透視期間中において、初めに発生するパルスのことである。パルスがＴＩ１の時間間隔を置いて間欠的に発生している間を透視中であるとする。第ｎパルスが発生し、透視期間が終了した場合、Ｘ線が遮断されている期間ＴＩ２を設けて次のパルス系列が発生する。
【００３０】
透視期間中において初めに発生するパルスに対応する透視Ｘ線を第１パルスに対応する透視Ｘ線、２番目に発生するパルスに対応する透視Ｘ線を第２パルスに対応する透視Ｘ線、ｋ番目に発生するパルスに対応する透視Ｘ線を第ｋパルスに対応する透視Ｘ線、ｋ＋１番目に発生するパルスに対応する透視Ｘ線を第ｋ＋１パルスに対応する透視Ｘ線を示すものとして説明する。
【００３１】
図３及び図４は、第１実施形態に係るパルス透視撮像処理を説明するためのフローチャートである。
【００３２】
まず、Ｘ線源１から第１パルスに対応する透視Ｘ線が発生される（Ｓ１１）。このとき、透視中における第１パルスに対応する透視Ｘ線について、高めの管電圧、最大の管電流を設定する。これは線量不足になることをなるべく防ぐためである。
【００３３】
ＡＥＣ検出器２で、第１パルスに対応する透視Ｘ線が検出され、Ｘ線の強さに比例した電気信号を発生する（Ｓ１２）。
【００３４】
ＡＥＣ検出器２で検出されたＸ線は、電気信号に変換され、増幅回路４０１により電気信号が増幅される。その後、積分回路４０２により増幅された電気信号の積分値が逐次計算される（Ｓ１３）。
【００３５】
比較回路４０４により、計算された積分値が濃度設定回路４０３により予め設定された濃度基準値（閾値）と比較される。また、Ｘ線制御部５は、第１パルスのパルス幅が、当該第１パルスに対応する透視Ｘ線の発生時刻から透視のフレームレートに従って決定された最長幅に到達したか否かを監視する（Ｓ１４）。
【００３６】
Ｓ１４において積分値が閾値に達しておらず、且つ第１パルスのパルス幅が最長幅に達していない場合には、ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理が継続して実行される。
【００３７】
一方、Ｓ１４において積分値が閾値に達した場合、或いは第１パルスのパルス幅が最長幅に達した場合には、当該達したタイミングを第１パルスに対応する透視Ｘ線の継続発生期間の終期として、Ｘ線遮断信号発生回路４０５により、Ｘ線制御部５にトリガー信号が発生され、第１パルスに対応する透視Ｘ線が遮断される（Ｓ１５）。発生されたパルスの停止方法として、高電圧発生部６の交流電圧を昇圧するための１次側コイルと２次側コイルとのうち、少なくとも一方のコイルに設けられたスイッチをＸ線制御部５が自動でＯＦＦすることによりパルスが停止される。このコイルは、通常、高電圧発生部６に設けられる。
【００３８】
以上により、透視開始における第１パルスに対応する透視Ｘ線おいては、ＡＥＣ制御でＸ線の出力が適正になるようにする。
【００３９】
第１パルスに対応する透視Ｘ線遮断後、ＦＰＤ３が読み出し期間に入ると、ＦＰＤ３から蓄積された電荷がアクティブマトリクスアレイ素子により読み出される（Ｓ１６）。
【００４０】
読み出された電荷に基づく電気信号は、ＡＤ変換部７でデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号に基づいて、画像生成部８により第１パルスに対応する透視Ｘ線のＸ線画像が生成されるとともに、オートウインドー処理部９によりＸ線画像の画素値が適切な数値からずれていても、適切な濃度値（グレイレベル）に変換される。Ｘ線画像が例えば０〜２５５の階調を有する濃度値で表示される（Ｓ１７）。
【００４１】
画素値計算部８１により、変換されたデジタルデータに基づいて関心領域内の各画素の画素値が加算され、計算された画素数で割ることにより関心領域内の画素値の平均値が計算される（Ｓ１８）。なお、関心領域に限定せず、Ｘ線画像全体の画素値を計算するとしても良い。
【００４２】
Ｆ条件決定部１１で、計算された関心領域内の画素平均値と、第１パルスに対応する透視Ｘ線曝射時に用いられた管電圧F１と管電流時間積F２とを以下の数式（１）に代入することにより、被検体厚（T=T1）が計算され、推定される（Ｓ１９）。
【００４３】
F１d[kV]×F２[mAs]×GLR=a×exp(b×T＋c)                            （１）
ここで、GLRは、予め設定された基準値をＳ１８において計算された画素平均値で除した値である。また、F１[kV]、F２[mAs]はそれぞれＳ１１のＸ線発生において設定された透視管電圧、透視管電流時間積である。a,b,c,dは係数である。
【００４４】
次に、Ｆ条件決定部１１により、Ｓ１９において計算された被検体厚に基づいて、第２パルスに対応する透視Ｘ線の管電圧と管電流時間積とが決定される（Ｓ２０）。第２パルスに対応する透視Ｘ線の出力は以下のようにして決定される。すなわち、Ｓ１９において計算された被検体厚（T=T1）を（１）式に代入し、さらにGLR=1（すなわち、画素値が基準値と等しい場合）が（１）式に代入される。被検体厚とGLR=1とが代入された式を（２）に示す。
【００４５】
F１d[kV]×F２[mAs]=a×exp（b×T1＋c）                            （２）
図５は、管電圧と管電流時間積との関係を規定する関数の一例を示す図である。Ｆ条件決定部１１は、図５の関数上で（２）式を満たす点を求める。すなわち、F１とF２との２つの変数を持つ（２）式を図５のグラフ上で表した場合に、図５の１次関数と（２）式との交点を求める。この交点から決定されるＦ条件（Ｘ線管電圧とＸ線管電流時間積との出力条件）が、第２パルスに対応する透視Ｘ線の出力となる。なお、図５に示した１次関数は予め設定され、通常は変更されない。
【００４６】
決定された管電圧と管電流時間積を用いて、Ｘ線源１から第２パルスに対応する透視Ｘ線が被検体へ向けて曝射される（Ｓ２１）。
【００４７】
第２パルスに対応する透視Ｘ線の発生に応答して、ＦＰＤ３により被検体を透過した第２パルスに対応する透視Ｘ線が電荷に変換され、当該電荷が蓄積される。蓄積された電荷は、所定のタイミングで読み出される（Ｓ２２）。
【００４８】
ＡＤ変換部７により電荷に基づくアナログ信号がデジタル信号に変換される。デジタルに変換された電気信号の出力に基づいて、画像生成部８は、第２パルスに対応する透視Ｘ線のＸ線画像を発生するとともに、オートウインドー処理部９は、Ｘ線画像の画素値が適切な数値からずれていても、０〜２５５の適切な濃度スケールに変換し、画像表示部１０に画像を表示する（Ｓ２３）。
【００４９】
画素値計算部８１により関心領域内の画素平均値が計算される（Ｓ２４）。
【００５０】
計算された第２パルスに対応する透視Ｘ線の出力に基づくＸ線画像の関心領域の画素平均値と第２パルスに対応する透視Ｘ線のＦ条件（第２パルスに対応する透視Ｘ線を印加するための管電圧と管電流時間積）とを式（１）に代入することによりＦ条件決定部１１において被検体厚（T=T1）が計算され、推定される（Ｓ２５）。被検体厚が計算されると、この計算された被検体厚（T=T1）を（１）式に代入し、さらにGLR=1（すなわち、画素値が基準値と等しい場合）が（１）式に代入されることにより（２）式を得る。図５の関数上で（２）式を満たす点を求める。すなわち、Ｆ条件決定部１１は、F１とF２との２つの変数を持つ（２）式を図５のグラフ上で表した場合に、図５の１次関数と（２）式との交点を求め、当該交点から第３パルスに対応する透視Ｘ線の管電圧と管電流時間積の出力条件を決定する（Ｓ２６）。
【００５１】
決定された管電圧、管電流を用いて第３パルスに対応する透視Ｘ線が発生される（Ｓ２７）。以降、第ｋパルス（３≦ｋ≦ｎ）に対応する透視Ｘ線の発生についても、Ｓ２２〜Ｓ２７の各処理を繰り返すことにより、Ｘ線管の管電圧と管電流時間積とが被検体厚に応じて最適になるように出力される（Ｓ２８）。なお、被検体の位置を変えるなどして再度透視を開始する場合、Ｓ１１〜Ｓ２８の処理によって得られた最終的なＸ線出力条件を引き継いでも良いし、初期化して再度、Ｓ１１〜Ｓ２８のステップを踏むとしても良い。
【００５２】
以上第１実施形態によれば、第１パルスに対応する透視Ｘ線をＡＥＣにより制御し、所望のＸ線量になった時点でＸ線源１の出力を停止するため、第１パルスに対応する透視Ｘ線の出力が最適になる。そのため、従来技術で問題となっていたハンチング現象（図９）あるいは応答遅れを抑えられ、スループットの向上したＸ線診断装置を提供することができる。また、第２パルス以降のパルス系列に対応する透視Ｘ線については、ＡＥＣからＡＢＣへ制御方法を切り替える。第２パルス以降のＡＢＣでは、発生されたＸ線量に基づくＸ線画像の画素値に基づいて、被検体厚が計算され、直後に発生するＸ線の出力を決定され、直後のＸ線が発生するというサイクルが繰り返される。これにより、透視期間の経過に伴い、被検体厚に応じて被検体に曝射されるＸ線量を最適にすることができ、被検体厚に応じて画像コントラストの高い医用画像を表示することができる。なお、以上のように第２パルスの条件が最適に設定されるため、第２パルス以降のＡＢＣは従来のフィードバック制御を用いても充分安定する。さらに、決定したＸ線の出力が最適条件から少々ずれていても、オートウインドーにより適切に補正して表示する事ができる。
【００５３】
以上、第１実施形態によれば、スループットが向上し、且つ、Ｘ線による被爆低減が可能なＸ線診断装置を提供することができる。
【００５４】
（第２実施形態）
第１実施形態の説明においては、第１パルスに対応する透視Ｘ線がＡＥＣにより制御され、第２パルス目以降のパルス系列に対応する透視Ｘ線がＡＢＣにより制御される方法を説明したが、第２実施形態においては、透視期間中全体に渡ってＡＥＣにより制御するＸ線診断装置を説明する。
【００５５】
第２実施形態を構成するブロック図は、第１実施形態と同様に図１である。
【００５６】
図６及び図７は、第２実施形態の処理を説明するためのフローチャートである。
【００５７】
Ｘ線源１から第１パルスに対応する透視Ｘ線が発生される（Ｓ３１）。
【００５８】
ＡＥＣ検出器２で、第１パルスに対応する透視Ｘ線が検出され、Ｘ線の強さに応じた電気信号が発生される（Ｓ３２）。
【００５９】
ＡＥＣ検出器２で検出されたＸ線は、電気信号に変換され、増幅回路４０１により電気信号が増幅される。その後、積分回路４０２により増幅された電気信号の積分値が逐次計算される（Ｓ３３）。
【００６０】
比較回路４０４により、計算された積分値が濃度設定回路４０３に予め設定された濃度基準値（閾値）と比較される（Ｓ３４）。
【００６１】
Ｓ３４において積分値が閾値に達しておらず、且つ第１パルスのパルス幅が最長幅に達していない場合には、ステップＳ３１〜Ｓ３３の処理が継続して実行される。
【００６２】
一方、Ｓ１４において積分値が閾値に達した場合、或いは第１パルスのパルス幅が最長幅に達した場合には、当該達したタイミングを第１パルスに対応する透視Ｘ線の継続発生期間の終期として、Ｘ線遮断信号発生回路４０５により、Ｘ線制御部５にトリガー信号が発生され、第１パルスに対応する透視Ｘ線が遮断される（Ｓ３５）。発生されたパルスの停止方法として、高電圧発生部６の交流電圧を昇圧するための１次側コイルと２次側コイルとのうち、少なくとも一方のコイルに設けられたスイッチをＸ線制御部５が自動でＯＦＦすることによりパルスが停止される。このコイルは、通常、高電圧発生部６に設けられる。
【００６３】
Ｓ３５において第１パルスに対応する透視Ｘ線遮断後、ＦＰＤ３が読み出し期間に入ると、ＦＰＤ３から蓄積された電荷が読み出される（Ｓ３６）。
【００６４】
読み出された電荷に基づく電気信号は、ＡＤ変換部７でデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号に基づいて、画像生成部８によりＸ線画像が生成されるとともに、オートウインドー処理部９によりＸ線画像の画素値が適切な数値からずれていても、適切な濃度値（グレイレベル）に変換される。Ｘ線画像が例えば０〜２５５の階調を有する濃度値で表示される（Ｓ３７）。
【００６５】
画素値計算部８１により、変換されたデジタルデータに基づいて関心領域内の各画素の画素値が加算され、計算された画素数で割ることにより関心領域内の画素値の平均値が計算される（Ｓ３８）。なお、関心領域に限定せず、Ｘ線画像全体の画素値を計算するとしても良い。
【００６６】
Ｆ条件決定部１１で、計算された関心領域内の画素平均値と、第１パルスに対応する透視Ｘ線曝射時に用いられた管電圧F１と管電流時間積F２とを既述の数式（１）に代入することにより、被検体厚（T=T1）が計算され、推定される（Ｓ３９）。
【００６７】
F１d[kV]×F２[mAs]×GLR=a×exp(b×T＋c)                            （１）
次に、Ｆ条件決定部１１により、Ｓ３９において計算された被検体厚に基づいて、第２パルスに対応する透視Ｘ線の管電圧と管電流とが決定される（Ｓ４０）。すなわち、図８に示された管電圧と被検体厚との関係を規定する関数を用いてＦ条件決定部１１により、（T=T1）を満たす管電圧（Ｖ＝Ｖ１）が求められる。求められた管電圧（Ｖ＝Ｖ１）のうち、可能な最大の管電流を求める。この求められた管電圧と管電流とが第２パルスに対応する透視Ｘ線の管電圧と管電流である。
【００６８】
第２パルスに対応する透視Ｘ線の出力が決定され、Ｘ線源１から第２パルスに対応する透視Ｘ線が発生される（Ｓ４１）。
【００６９】
ＡＥＣ検出器２で、第２パルスに対応する透視Ｘ線が検出され、Ｘ線の強さに比例した電気信号が発生される（Ｓ４２）。
【００７０】
ＡＥＣ検出器２で検出されたＸ線は、電気信号に変換され、増幅回路４０１により電気信号が増幅される。その後、積分回路４０２により増幅された電気信号の積分値が逐次計算される（Ｓ４３）。
【００７１】
濃度設定回路４０３により、濃度基準値（閾値）が設定される。比較回路４０４により、計算された積分値は、閾値と比較される（Ｓ４４）。
【００７２】
積分値が閾値に達した場合、Ｘ線遮断信号発生回路４０５は、Ｘ線制御部５にトリガー信号を発生することにより第2パルスが遮断される（Ｓ４５）。
【００７３】
第2パルスに対応する透視Ｘ線遮断後、ＦＰＤ３が読み出し期間に入ると、ＦＰＤ３から蓄積された電荷がアクティブマトリクスアレイ素子により読み出される（Ｓ４６）。
【００７４】
読み出された電荷に基づくアナログ信号は、ＡＤ変換部７でデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号に基づいて、画像生成部８によりＸ線画像が生成されるとともに、オートウインドー処理部９によりＸ線画像の画素値が適切な数値からずれていても、適切な濃度値に変換され、Ｘ線画像が例えば０〜２５５の階調を有する濃度値で表示される（Ｓ４７）。
【００７５】
画素値計算部８１により、変換されたデジタルデータに基づいて関心領域内の各画素の画素値が加算され、計算された画素数で割ることにより関心領域内の画素値の平均値が計算される（Ｓ４８）。なお、関心領域に限定せず、Ｘ線画像全体の画素値を計算するとしても良い。
【００７６】
Ｆ条件決定部１１で、計算された関心領域内の画素平均値と、第２パルスに対応する透視Ｘ線曝射時に用いられた管電圧F１と管電流時間積F２とを既述の数式（１）に代入することにより、被検体厚（T=T1）が計算され、推定される（Ｓ４９）。
【００７７】
F１d[kV]×F２[mAs]×GLR=a×exp(b×T＋c)                            （１）
次に、Ｆ条件決定部１１により、Ｓ４９において計算された被検体厚に基づいて、Ｓ４０等と同様に、第３パルスに対応する透視Ｘ線の管電圧と管電流とが決定され（Ｓ５０）、決定された管電圧、管電流を用いて第３パルスに対応する透視Ｘ線が発生される（Ｓ５１）。
【００７８】
以降、第ｋパルス（３≦ｋ≦ｎ）に対応する透視Ｘ線の発生についても、Ｓ４２〜Ｓ５１の各処理を繰り返すことにより、Ｘ線管の管電圧と管電流とが被検体厚に応じて最適になるように出力される（Ｓ５２）。なお、最後の第ｎパルスに対応する透視Ｘ線の発生が停止された状態で、被検体の位置を変えるなどして再度透視を開始する場合、Ｓ４２〜Ｓ５１の処理によって得られた最終的なＸ線出力条件を引き継いでも良いし、初期化して再度、Ｓ４２〜Ｓ５１のステップを踏むとしても良い。
【００７９】
以上、第２実施形態においては、第１パルスに対応する透視Ｘ線をＡＥＣにより制御し、所望のＸ線量になった時点でＸ線源１の出力を停止するため、第１パルスに対応する透視Ｘ線の出力が最適になる。そのため、従来技術で問題となっていたハンチング現象（図９）または応答遅れを抑えられ、スループットの向上したＸ線診断装置を提供することができる。また、第２パルス以降のパルス系列に対応する透視Ｘ線についてもＡＥＣで制御する。第２パルス以降では、ＡＥＣ制御に被検体厚推定のサイクルが組み合わされることにより、被検体厚に応じて順次Ｘ線の出力が最適になる。これにより、透視期間の経過に伴い、被検体厚に応じて被検体に曝射されるＸ線量を最適にすることができ、被検体厚に応じて画像コントラストの高い医用画像を表示することができる。さらに、透視のフレームレートにより可能な最長パルス幅となる時刻までに、ＡＥＣ制御によるＸ線遮断が行われなかった場合でも、オートウインドーにより適切に補正して表示する事ができる。
【００８０】
以上、第２実施形態によれば、スループットが向上し、且つ、Ｘ線による被爆低減が可能なＸ線診断装置を提供することができる。
【００８１】
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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】
【００８２】
１…Ｘ線源、２…ＡＥＣ検出器、３…フラットパネルディテクタ―（ＦＰＤ）、４…ＡＥＣ制御部、４０１…増幅回路、４０２…積分回路、４０３…濃度設定回路、４０４…比較回路、４０５…Ｘ線遮断信号発生回路、５…Ｘ線制御部、６…高電圧発生部、７…ＡＤ変換部、８…画像生成部、８１…画素値計算部、９…オートウインドー処理部、１０…表示部、１１…Ｆ条件決定部、１２…寝台
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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