(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本撮影時の撮影条件を、テスト撮影により得た画像を基に設定するＸ線画像診断装置において、
透視によって撮影条件を算出する第１の手段と、
この第１の手段によって算出される撮影条件のうち、入射Ｘ線に対して適切なレベルの出力信号を得るためにＸ線検出手段に設定される光学ゲインまたは感度を、所定の比率だけ下げてテスト撮影を行う第２の手段と、
この第２の手段により得られるＸ線画像を適正な画像レベルに補正し、かつハレーション領域は暗くするようにレベルを変更してテスト撮影画像としてモニタに表示する第３の手段と、
前記第３の手段により表示されたテスト撮影画像が満足すべき画像レベルにない場合に、当該テスト撮影画像に対して、所定のパラメータの補正を施す第４の手段とを具備することを特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項２】
前記第４の手段による補正に連動させて、前記領域も連動するように前記パラメータの補正内容を反映させた画像を前記モニタに表示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】
前記パラメータは、前記Ｘ線検出手段に設定される光学ゲインまたは感度であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線画像診断装置。
【請求項４】
前記パラメータは、Ｘ線管の管電流値であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線画像診断装置。
【請求項５】
前記パラメータは、Ｘ線管から照射されるＸ線のパルス幅であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線画像診断装置。
【請求項６】
前記パラメータは、Ｘ線検出手段に設定される光学ゲインまたは感度、Ｘ線管の管電流値およびＸ線管から照射されるＸ線のパルス幅のうち、少なくとも２つであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＸ線画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動画撮影に適したＸ線画像診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば造影剤注入による血流の状態を詳細に診断しようとする場合には、Ｘ線画像診断装置によって動画撮影を実施するのが有効である。動画撮影は、被検体（患者）の血管に造影剤を注入しながら実施するので、被曝量が増え被検体へ大きな負担をかけることになる。そこで、撮影の失敗によるリスクを軽減するために、動画撮影を実施する場合には、本撮影に適した撮影条件を導き出すために、事前にテスト撮影を行なっている。
このテスト撮影は、想定した本撮影時の撮影条件（管電圧、管電流、Ｘ線パルス幅などのＸ線条件およびＮＤフィルタ係数、光学絞りの径などの光学ゲインを含む）で１枚だけ撮影を行なって静止画像を得、そのテスト撮影画像を観察することによって、本撮影のための条件を決定するものである。ただし、１回のテスト撮影では、必ずしも適切な画像が得られるとは限らないので、１回目のテスト撮影によって導き出した撮影条件を使って再度テスト撮影を行い、その結果から本撮影時に適用すべき最終的な撮影条件を決定するようにしていた。また、撮影条件を補正する度に、その都度テスト撮影を行なわなければならなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、テスト撮影を何度も繰り返すことは、被検体が被曝するＸ線量が増加するという問題があった。
本発明は、このような問題を解決して、1回のテスト撮影だけで、本撮影に適した撮影条件を最終的に決定できるようにすることを目的としてなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、本撮影時の撮影条件を、テスト撮影により得た画像を基に設定するＸ線画像診断装置において、透視によって撮影条件を算出する第１の手段と、この第１の手段によって算出される撮影条件のうち、入射Ｘ線に対して適切なレベルの出力信号を得るためにＸ線検出手段に設定される光学ゲインまたは感度を、所定の比率だけ下げてテスト撮影を行う第２の手段と、この第２の手段により得られるＸ線画像を適正な画像レベルに補正し、かつハレーション領域は暗くするようにレベルを変更してテスト撮影画像としてモニタに表示する第３の手段と、前記第３の手段により表示されたテスト撮影画像が満足すべき画像レベルにない場合に、当該テスト撮影画像に対して、所定のパラメータの補正を施す第４の手段とを具備することを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るＸ線画像診断装置の一実施の形態について、図１ないし図５を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係るＸ線画像診断装置の一実施の形態を説明するために、循環器用Ｘ線診断装置の概略的な構成を示した図である。循環器用Ｘ線診断装置は、例えば略Ｃ字形に湾曲したアーム１１を支持している支持器１０と、アーム１１の一方の端に取着されたＸ線管２０と、アーム１１の他方の端に取着されたＸ線検出器３０と、Ｘ線管２０の管電圧、管電流、Ｘ線パルス幅などの出力条件を制御して、Ｘ線管２０から所望のＸ線を発生させるＸ線発生装置４０と、Ｘ線検出器３０に対してＮＤフィルタの係数や光学絞りの径を計算して制御するＸ線制御器５１やＸ線検出器３０から得られる映像信号に階調処理などを施す画像処理装置５２を有するＸ線画像制御装置５０と、このＸ線画像制御装置５０から得られるＸ線画像を表示するモニタ６０と、被検体を載置する天板７１を有する寝台７０と、これら支持器１０、Ｘ線検出器３０、Ｘ線発生装置４０、Ｘ線画像制御装置５０、寝台７０などを有機的に制御する演算装置（ＣＰＵ）やメモリを有するシステム制御器８０と、操作者が適宜操作するキーボードやマウス、トラックボールなどを備えた操作部９０とから構成されている。
なお、Ｘ線検出器３０は、Ｘ線像を可視光像に変換するイメージインテンシファイア（Image  Intensifier：以下、Ｉ．Ｉ．と略称する。）３１と、Ｉ．Ｉ．３１の出力蛍光面に形成された可視光像の透過量を制御する光学系３２と、光学系３２を介して前記可視光像を撮影するテレビカメラ３３とから構成されている。
【０００７】
このように構成されている循環器用Ｘ線診断装置を、臨床に供する場合の動作の概略について次に説明する。
先ずオペレータは、透視によって撮影部位の位置決めを行なう。すなわち、Ｘ線管２０とＸ線検出器３０とが対向する位置に被検体の撮影部位がくるように天板７１を移動させ、透視を行いながら所定の撮影部位を確定し、天板７１を停止させる。同時に、支持器１０に支持されているアーム１１を、支点を軸として回転させたり、湾曲方向に沿ってスライドさせたりして、撮影部位に適するように、被検体に対する撮影方向を決め、さらにＸ線検出器３０を上下動させて被検体に対するＸ線管２０とＸ線検出器３０の距離を確定し、その位置にアーム１１を固定する。
透視の開始時にオペレータは、Ｘ線条件などの初期設定を行なうが、上記の透視によって撮影部位の位置決めがされるとＸ線画像制御装置５０は、被検体の体厚を推定してＸ線検出器３０へのＸ線入射量を計算したり、画像のＳ／Ｎを計算したりすることによって、撮影に適した撮影条件を算出する。その結果、管電圧、管電流、Ｘ線パルス幅などのＸ線条件をＸ線発生装置４０に設定し、ＮＤフィルタの係数や光学絞りの径などの光学ゲインをＸ線検出器３０に設定する。これにより撮影準備が整ったことになる。
【０００８】
なお、光学ゲインは、入射Ｘ線に対して適切なレベルの出力信号を得るために、Ｘ線検出器３０に設定されるものであり、Ｘ線条件とともに所望のレベルの画像（画像レベル）を得るのに大切なパラメータである。また、２次元のＸ線画像において、被検体を透過したＸ線量の大きいところの画像レベルは高くなるので、画素単位での画像レベルはまちまちとなる。そのため、特に診断に必要な注目部位の画像レベルを適正にするために、上記のパラメータを適宜補正する。
そこで、撮影操作を行なうと、撮影用のＸ線が照射され、Ｘ線検出器３０によって検出されたＸ線画像がＸ線画像制御装置５０を経てモニタ６０に表示される。ただし、Ｘ線を１度だけ照射して得られるＸ線画像は静止画像であるが、Ｘ線を連続的に照射すれば、動画像が得られる。なお、Ｘ線画像を動画として記録する際には、テレビカメラ３２からのビデオ信号を録画装置に記録（アナログ信号としてでも、デジタル信号としてでも記録することは可能である）したり、テレビカメラ３２に代えてシネカメラを設置して記録することもできる。
【０００９】
ところで、Ｘ線撮影を実施する際には、被検体の体厚や撮影部位をはじめとして、当該循環器用Ｘ線診断装置の有する特性などに応じて、良好なＸ線画像を得るための撮影条件が予め決定される。この撮影条件の決定は、オペレータが経験的に決定していたが、例えば特開平８−６６３８９号公報に開示されているように、客観的なデータに基づく演算によって、決定することも提案されている。しかしいずれにしろ、最適なＸ線画像が得られるかどうかは、撮影した結果でしか確認することができないので、特に、動画撮影を実施する場合には、テスト撮影を欠かすことができない。
そこで、最適なＸ線画像が得られることを確認するためのテスト撮影として、予め透視を実施して算出した管電圧、管電流、Ｘ線パルス幅、光学ゲインなどの撮影条件の内、ハレーションが起こらないように、光学ゲインのみを低く（例えば１／２に）設定してテスト撮影を行なうものとする。光学ゲインの設定は、オペレータが操作部９０から指令を入力することにより、システム制御部８０を介してＸ線制御器５１により光学系３２に対して行われる。よって、テスト撮影によって得られる画像は通常よりも暗い画像となる。このときの、透視によって予め決定した光学ゲインに対して、低く設定した光学ゲインの比率をαとすると、その関係は（１）式で示される。
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【００１０】
そして、このテスト撮影によって得られたＸ線画像をモニタ６０に表示する際は、画像処理装置５２における計算によって、適正な画像レベルとなるように補正値を求める。このとき得られた補正値をβとすると、補正されて表示されるテスト撮影画像の画像レベルは（２）式のようになる。
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なお、画像レベルが補正されたテスト撮影画像をモニタ６０に表示する際には、ハレーション領域が存在する場合、その領域を分かりやすくするために、黒く表示するものとする。すなわち、画像レベルは画素単位に閾値処理されるので、所定の値よりも画像レベルが高い（明るい）部分に対しては、暗くするようにレベルが変更される。従って、光学ゲインを変更すれば、ハレーション領域も連動して変化することになる。
このように、モニタ６０に表示された画像レベルの補正されたテスト撮影画像を、オペレータが観察して、問題のない良好なＸ線画像であると判断すると、テスト撮影画像をモニタ６０に表示するときに使用した補正値βを、テスト撮影を実施したときの光学ゲインに掛けて、本撮影のための光学ゲインとする。よって、本撮影時の光学ゲインは、（３）式で表される。
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従って、本撮影時には、（３）式によって決まる光学ゲインとなるように、Ｘ線制御装置５１により光学系３２に対して設定を操作するとともに、Ｘ線発生装置４０における管電圧、管電流、Ｘ線パルス幅をテスト撮影時と同じように設定すれば、本撮影として動画を撮影しても良好な動画像を得ることができる。
【００１１】
しかし、モニタ６０に表示された画像レベルの補正されたテスト撮影画像を、オペレータが観察したときにも、満足すべき画像レベルにない（問題あり）と判断する場合がある。この場合オペレータは、モニタ６０に表示されたテスト撮影画像に対して、更に光学ゲインの設定の変更を試みる。すなわち、画像処理装置５２に対して光学ゲインの補正値を新たに追加して入力し、追加補正されたテスト撮影画像をモニタ６０に表示させる。このときに追加した光学ゲインの補正値をγ１とすると、モニタ９０に表示される追加補正されたテスト撮影画像の画像レベルは、（４）式のようになる。
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よってオペレータは、補正値γ１により追加補正されたテスト撮影画像をモニタ６０で観察しながら、満足すべき画像レベルとなるまで補正値γ１を適宜変更する。なおこのときも、ハレーション領域が存在する場合は、その領域を分かりやすくするために、黒く表示される。そして、最終的に決定した補正値を本撮影時の光学ゲインとして採用することとし、Ｘ線検出器３０にその値を設定する。これによって、本撮影として、失敗の無い動画撮影を実施することができる。
【００１２】
このような透視による位置決めから本撮影までの手順をフローチャートに示すと、図２のようになる。
先ずステップ１として、透視撮影を行なう。その結果、ステップ２として、撮影に適した撮影条件が算出される。次にステップ３へ進み、最適な撮影条件の内、光学ゲインだけを通常よりも低い光学ゲインに設定してテスト撮影を行なう。続いて、ステップ４として、ステップ３のテスト撮影で得られたテスト撮影画像に対して、所定の画像レベルになるように画像レベルの補正値を計算し、その計算結果に基づき画像レベルを補正したテスト撮影画像をモニタに表示する。
そして、ステップ５へ進み、モニタに表示された画像をオペレータが観察し、補正されたテスト撮影画像が適正な画像レベルか否かを判断する。ここで適正な画像レベルである（ＯＫ）と判断されればステップ６へ進み、テスト撮影によって補正された光学ゲインを含む管電圧、管電流、Ｘ線パルス幅などの撮影条件で本撮影を実施する。しかし、ステップ５において適正な画像レベルではない（ＮＧ）と判断されたときはステップ７へ進み、適正な画像レベルとなるまで光学ゲインの補正値をさらに変更する。そして、適正な補正値が決まると、その補正値をＸ線検出器３０に設定し、この設定された光学レベルを含む撮影条件によって、ステップ６として本撮影を実施する。
【００１３】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、光学ゲインの設定を追加して変更することに代えて、管電流を新たな補正対象として撮影条件を変更することも可能である。この場合の管電流の補正値をγ２とすれば、モニタ９０に表示される追加補正されたテスト撮影画像の画像レベルは、（５）式のようになる。
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よって、オペレータは、補正値γ２により管電流の値を補正したテスト撮影画像をモニタ６０で観察しながら、満足すべき画像レベルとなるまで補正値γ２を適宜変更する。なおこのときも、ハレーション領域が存在する場合は、その領域は黒く表示される。そして、最終的に決定した補正値を本撮影時の管電流値として採用することとし、Ｘ線発生装置４０にその値を設定する。これによっても、本撮影として、失敗の無い動画撮影を実施することができる。
【００１４】
このときの最適なＸ線画像を得るための手順をフローチャートに示すと、図３のようになる。ここで、図３と図２とを比べると、本実施の形態では、ステップ７が、適正な画像レベルになるまで管電流を補正することに変わっているだけで、その他は図２と同様である。よって、同様な部分の説明は省略する。
また、管電流の代わりにＸ線パルス幅を新たな補正対象として撮影条件を変更することもできる。この場合のＸ線パルス幅の補正値をγ３とすれば、モニタ９０に表示される追加補正されたテスト撮影画像の画像レベルは、（６）式のようになる。
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よって、オペレータは、補正値γ３によりＸ線パルス幅の値を補正したテスト撮影画像をモニタ６０で観察しながら、満足すべき画像レベルとなるまで補正値γ３を適宜変更する。このときも、ハレーション領域が存在する場合は、その領域は黒く表示される。そして、最終的に決定した補正値を本撮影時のＸ線パルス幅の値として採用することとし、Ｘ線発生装置４０にその値を設定する。これによっても、本撮影として、失敗の無い動画撮影を実施することができる。
このときの最適なＸ線画像を得るための手順をフローチャートは図４のようになる。ここでも、本実施の形態では、ステップ７が、適正な画像レベルになるまでＸ線パルス幅を補正すると変わっているだけなで、その他の部分の説明は省略する。
【００１５】
以上説明した実施の形態では、テスト撮影によって得られたテスト撮影画像が満足すべき画像レベルになかったときに、オペレータは、光学ゲイン、管電流、Ｘ線パルス幅のいずれかを、満足すべき画像レベルとなるまで追加補正しようとするものであった。しかし、これら光学ゲイン、管電流、Ｘ線パルス幅を任意に選択して、２以上の補正値γ１、γ２、γ３を適宜変更することも可能である。よって、この場合（４）式は（７）式のようになる。
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このときの最適なＸ線画像を得るための手順を示すフローチャートは、図５のようになる。
【００１６】
すなわち、ステップ１〜ステップ５までとステップ６は、図２ないし図４と同様である。そして、ステップ５において、適正な画像レベルではない（ＮＧ）と判断されたときは、適正な画像レベルとするために補正するパラメータを選択する。先ず、ステップ７へ進み、光学ゲインを更に変更するか否かを検討し、ＹＥＳであればステップ８へ進み、光学ゲインを補正値γ１によって追加補正し、最終的に決定した補正値をＸ線検出器３０に設定する。なお、ステップ７において、光学ゲインを変更しないと決めたときはステップ８をパスしてステップ９へ進む。
ステップ８において、光学ゲインを補正値γ１によって追加補正した後、およびステップ７において光学ゲインを変更しないと決めたときはステップ９へ進み、管電流を補正するか否かをさらに検討する。ここでＹＥＳであれば、ステップ１０へ進み、所望の画像レベルとなるように管電流の値を補正値γ２によって補正し、確定した補正値をＸ線発生装置４０に設定する。なお、ステップ９においてＮＯであれば、ステップ１０をパスしてステップ１１へ進む。
ステップ１０において、管電流値を補正値γ２によって補正した後、およびステップ９において管電流値を変更しないと決めたときはステップ１１へ進み、Ｘ線パルス幅を補正するか否かをさらに検討する。ここでＹＥＳであれば、ステップ１２へ進み、Ｘ線パルス幅を補正値γ３によって補正し、確定した補正値をＸ線発生装置４０に設定する。
【００１７】
このステップ７からステップ１２までの作業によって、撮影条件を追加して補正することができるので、ステップ１２での作業終了後およびステップ１１においてＮＯとしたときは、ステップ６へ進んで、これまでに設定された撮影条件によって本撮影を実施すればよい。
ただし、これまでの補正によってもなお満足すべき画像レベルが得られないときは、ステップ１２の次にステップ１３へ進んでもよい。すなわち、ステップ１３において、光学ゲイン、管電流、Ｘ線パルス幅の他のパラメータで補正するか否かを検討し、ＹＥＳであればステップ１４へ進み、例えばＸ線補償フィルタを挿入することを試みることもできる。勿論、ステップ１３においてＮＯであれば、ステップ１４をパスしてステップ６へ進み本撮影を実施すればよい。
なお、図１に示した循環器用Ｘ線診断装置のＸ線検出器３０は、Ｉ．Ｉ．３１と光学系３２およびテレビカメラ３３とから構成されるものとして説明した。しかし近時、例えばガラス基板上に形成されるスイッチング素子や容量を、Ｘ線を電荷などに変換する光導電膜などで覆うようにした半導体アレイで形成されるフラットパネル型放射線検出器（Flat  Panel  Detector：ＦＰＤ）が開発され実用に供されている。このＦＰＤは、高解像度、軽量・コンパクトで、画像歪みも少ないという特徴を備えており、上記のＩ．Ｉ．３１、光学系３２、テレビカメラ３３とから構成されるＸ線検出器３０に代えてＦＰＤを用いてもよいことは言うまでもない。ただし、ＦＰＤを使用する場合、本発明の実施の形態として説明してきた「光学ゲイン」は、ＦＰＤに対しては「感度」と読み替えるものとする。
【００１８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、テスト画像によって得た撮影画像に対して、各種補正用のパラメータを変更しながら最終的に得られる画像レベルを確認することができるので、例えばハレーションが起きている領域があれば、その領域もパラメータの変更に連動して確認できるので、動画撮影をしようとする際の１回のテスト撮影で、より最適な撮影条件を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＸ線画像診断装置の、一実施の形態の概略的な構成を示した説明図である。
【図２】本発明における位置決めから本撮影までの、手順の一実施の形態を説明したフローチャートである。
【図３】本発明における位置決めから本撮影までの手順の、他の実施の形態を説明したフローチャートである。
【図４】本発明における位置決めから本撮影までの手順の、さらに他の実施の形態を説明したフローチャートである。
【図５】本発明における位置決めから本撮影までの手順の、他の実施の形態を説明したフローチャートである。
【符号の説明】
１０  支持器
１１  アーム
２０  Ｘ線管
３０  Ｘ線検出器
３１  イメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）
３２  光学系
３３  テレビカメラ
４０  Ｘ線発生装置
５０  Ｘ線画像制御装置
５１  Ｘ線制御器
５２  画像処理装置
６０  モニタ
７０  寝台
７１  天板
８０  システム制御器
９０  操作部
【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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