特許 6373684 Ｘ線診断装置及びＸ線ＣＴ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6373684

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】Ｘ線診断装置及びＸ線ＣＴ装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20060101AFI20180806BHJP

   A61B 6/03 20060101ALI20180806BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/00 333

   A61B6/03 330B

   A61B6/03 373

【請求項の数】20

【全頁数】31

(21)【出願番号】特願2014-167901(P2014-167901)

(22)【出願日】2014年8月20日

(65)【公開番号】特開2016-42933(P2016-42933A)

(43)【公開日】2016年4月4日

【審査請求日】2017年8月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】特許業務法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】岩井 春樹

(72)【発明者】

【氏名】坂口 卓弥

(72)【発明者】

【氏名】永井 清一郎

【審査官】 九鬼 一慶

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０６４７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２７００５５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／００−６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｘ線を照射するＸ線管を含む照射部と、
前記Ｘ線の入射に応じて検出信号を出力する検出器と、
前記検出器が出力した検出信号によって計測されたエネルギー値を、複数のエネルギー区間のいずれかに振り分けることで、当該複数のエネルギー区間それぞれの計数データを収集する収集部と、
前記収集部で収集された前記複数のエネルギー区間の計数データの中から、特定の区間の計数データを選択し、選択された計数データに基づいて、Ｘ線照射条件に関する情報を前記照射部に送信する撮影制御部と
を備えたことを特徴とするＸ線診断装置。

【請求項2】

前記撮影制御部は、映像化する対象物質に基づいて、前記複数のエネルギー区間の計数データの中から、前記特定の区間の計数データを選択することを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。

【請求項3】

前記撮影制御部は、前記Ｘ線照射条件に関する情報として、前記Ｘ線管の電圧に関する情報を前記照射部に送信することを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線診断装置。

【請求項4】

前記撮影制御部は、前記Ｘ線照射条件に関する情報として、前記Ｘ線管の電流に関する情報を前記照射部に送信することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。

【請求項5】

前記撮影制御部は、前記Ｘ線照射条件に関する情報として、前記Ｘ線管の線質フィルターの制御に関する情報を前記照射部に送信することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。

【請求項6】

前記撮影制御部は、前記Ｘ線照射条件に関する情報として、Ｘ線の絞りに関する情報を前記照射部に送信することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。

【請求項7】

前記撮影制御部は、前記Ｘ線照射条件に関する情報として、Ｘ線の露光調整制御に関する情報を前記照射部に送信することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。

【請求項8】

前記露光調整制御は、予め設定された照射時間だけＸ線を照射するように前記照射部を制御する制御、または、露光調整用の検出器で得られた入射Ｘ線量を示す電気信号に基づいて、前記電気信号が示す入射Ｘ線量が所定の値となった場合に、Ｘ線の照射を停止するように前記照射部を制御する制御である請求項７に記載のＸ線診断装置。

【請求項9】

前記検出器の位置を制御する駆動部を更に備え、
前記撮影制御部は、前記Ｘ線照射条件に関する情報として、前記検出器の位置に関する情報を前記駆動部に送信することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。

【請求項10】

前記撮影制御部は、被検体に対するＸ線照射計画に連動したパラメータを用いて、前記Ｘ線照射条件に関する情報を前記照射部に送信することを特徴とする、請求項１に記載のＸ線診断装置。

【請求項11】

前記撮影制御部は、撮影対象部位、着目物質又は被検体の個体差に応じたＸ線照射計画に連動したパラメータを用いて、前記Ｘ線照射条件に関する情報を前記照射部に送信することを特徴とする請求項１０に記載のＸ線診断装置。

【請求項12】

前記撮影制御部は、前記複数のエネルギー区間ごとの計数値、又は、前記複数のエネルギー区間ごとの単位時間当たりの計数値を基に、前記Ｘ線照射条件に関する情報を前記照射部に送信することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。

【請求項13】

前記撮影制御部は、複数の関心領域それぞれの前記複数のエネルギー区間ごとの計数データ、又は、複数の関心領域それぞれの前記複数のエネルギー区間ごとの計数データを束ねた計数データを基に、前記Ｘ線照射条件に関する情報を前記照射部に送信することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。

【請求項14】

前記撮影制御部は、前記Ｘ線照射条件に関する情報として、２種類以上の情報を前記照射部に送信することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。

【請求項15】

前記撮影制御部は、前記計数データに応じて、前記Ｘ線照射条件に関する情報に含める制御量を変更することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。

【請求項16】

前記撮影制御部は、前記計数データに応じてパラメータを変更することで、前記Ｘ線照射条件に関する情報を決定することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。

【請求項17】

前記収集部は、前記複数のエネルギー区間の計数データを、複数フレームに渡って収集し、
前記撮影制御部は、前記Ｘ線照射条件に関する情報として、前記収集部が収集した前記複数のエネルギー区間の計数データに基づいて、次に前記収集部が収集する前記複数のエネルギー区間の計数データのためのＸ線照射条件を決定することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。

【請求項18】

前記撮影制御部は、前記Ｘ線照射条件に関する情報を履歴として所定の記憶部に格納することを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。

【請求項19】

Ｘ線を照射するＸ線管を含む照射部と、
前記Ｘ線の入射に応じて検出信号を出力する検出器と、
前記検出器が出力した検出信号によって計測されたエネルギー値を、複数のエネルギー区間のいずれかに振り分けることで、当該複数のエネルギー区間それぞれの計数データを収集する収集部と、
前記収集部で収集された前記複数のエネルギー区間の計数データの中から、特定の区間の計数データを選択し、選択された計数データに基づいて、Ｘ線照射条件に関する情報を照射部に送信する撮影制御部と、
を備えたことを特徴とするＸ線ＣＴ装置。

【請求項20】

被検体が載置される寝台装置を更に備え、
前記Ｘ線管は、前記被検体にＸ線を照射し、
前記検出器は、前記被検体を透過したＸ線の入射に応じて検出信号を出力し、
前記撮影制御部は、前記Ｘ線照射条件に関する情報として、前記寝台装置の位置に関する情報を前記寝台装置に送信することを特徴とする請求項１９に記載のＸ線ＣＴ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線診断装置及びＸ線ＣＴ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

光子計数型検出器を用いたＸ線診断装置は、光子計数型検出器の出力より光子計数データを作成し、光子計数データを用いた様々な画像処理により、特定組織の高コントラスト画像を得ることができる。かかる画像処理としては、検出器出力により作成された光子計数データの各エネルギー帯（エネルギーＢＩＮ）のカウント値を重み付け加算したデータから画像を得る「Energy Weighted処理」がある。また、かかる画像処理としては、光子計数データの各エネルギーＢＩＮのカウント値から、被写体内部の物質構成情報を作成する処理を行なう「Material Decomposition処理」がある。

【0003】

しかし、光子計数データを用いた画像処理の際、特定のＸ線条件（管電圧、管電流等）による自動露光調整機能を用いて照射を行った場合、不要な被ばくを伴う場合がある。例えば、画像処理に不要なエネルギー帯の情報も、自動露光調整機能の判断材料として用いられるため、画像処理に必要なＸ線量以上の曝射が行われる可能性があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２０１１−５２７２２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、被ばく量を低減することができるＸ線診断装置及びＸ線ＣＴ装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態に係るＸ線診断装置は、照射部と、検出器と、収集部と、撮影制御部とを備える。前記照射部は、Ｘ線を照射するＸ線管を含む。前記検出器は、前記Ｘ線の入射に応じて検出信号を出力する。前記収集部は、前記検出器が出力した検出信号によって計測されたエネルギー値を、複数のエネルギー区間のいずれかに振り分けることで、当該複数のエネルギー区間それぞれの計数データを収集する。前記撮影制御部は、前記収集部で収集された前記複数のエネルギー区間の計数データの中から、特定の区間の計数データを選択し、選択された計数データに基づいて、Ｘ線照射条件に関する情報を前記照射部に送信する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成例を示すブロック図である。

【図2】図２は、履歴情報のデータ構造の一例を示す図である。

【図3】図３は、照射領域の一例を示す図である。

【図4】図４は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線照射条件制御処理の一例を示すフローチャートである。

【図5】図５は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置のフィードバック処理の一例を示す図である。

【図6】図６は、第１の実施形態の第１の変形例に係るＸ線診断装置のフィードバック処理の一例を示す図である。

【図7】図７は、第１の実施形態の第３の変形例に係るフィードバック処理の一例を説明するための図（１）である。

【図8】図８は、第１の実施形態の第３の変形例に係るフィードバック処理の一例を説明するための図（２）である。

【図9】図９は、第３の実施形態に係るフィードバック処理の一例を説明するための図（１）である。

【図10】図１０は、第３の実施形態に係るフィードバック処理の一例を説明するための図（２）である。

【図11】図１１は、第４の実施形態に係るフィードバック処理の一例を説明するための図である。

【図12】図１２は、第５の実施形態に係るフィードバック処理の一例を説明するための図である。

【図13】図１３は、第５の実施形態の第１の変形例を説明するための図である。

【図14】図１４は、第５の実施形態の第２の変形例を説明するための図である。

【図15】図１５は、第６の実施形態に係るフィードバック処理の一例を説明するための図である。

【図16】図１６は、第７の実施形態を説明するための図（１）である。

【図17】図１７は、第７の実施形態を説明するための図（２）である。

【図18】図１８は、第８の実施形態に係るＸ線診断装置の構成例を示すブロック図である。

【図19】図１９は、第８の実施形態に係るフィードバック処理の一例を説明するための図である。

【図20】図２０は、第９の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示すブロック図である。

【図21A】図２１Ａは、第９の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が実行する処理の一例を説明するための図である。

【図21B】図２１Ｂは、第９の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が実行する処理の一例を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付図面を参照して、実施形態に係るＸ線診断装置の実施形態を詳細に説明する。

【0009】

積分型検出器を用いたＸ線診断装置とは異なり、光子計数（フォトンカウンティング）型検出器を用いた光子計数型Ｘ線診断装置では、被検体を透過したＸ線の光子を計数し、そのエネルギーを計測することができる。光子計数型Ｘ線診断装置は、検出したＸ線光子のエネルギーの値に応じて、複数のエネルギー区間（ＢＩＮ）それぞれに計数値を割り振ることで、複数のエネルギー区間それぞれの計数データを得ることができる。ここで、Ｘ線吸収率のエネルギー依存性が物質ごとに異なることを利用して、光子計数型Ｘ線診断装置では、例えば、ユーザが着目する物質が強調された画像を生成することができる。

【0010】

かかる画像を生成するためには、情報量を確保するために、Ｘ線光子のカウント数が一定以上必要である。従来、Ｘ線の照射条件を制御する方法として、予め設定されたＸ線条件に基づく自動露光調整機能がある。しかし、従来の自動露光調節機能では、Ｘ線のエネルギーごとに露光量を調節できないため、画像処理に必要なＸ線量以上の曝射が行われる可能性があった。

【0011】

そこで、本実施形態に係るＸ線診断装置は、エネルギーＢＩＮ（区間）ごとの計数データを元にＸ線照射条件を決定し、Ｘ線照射条件をＸ線を照射する照射部にフィードバックさせることで、画像処理に必要なＸ線量以上の曝射が行われることを回避して、被ばく量を低減させる。

【0012】

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係るＸ線診断装置は、照射部と、検出器と、収集部と、撮影制御部とを備える。照射部は、Ｘ線を照射するＸ線管を含む。検出器は、Ｘ線の入射に応じて検出信号を出力する。収集部は、検出器が出力した検出信号によって計測されたエネルギー値を、複数のエネルギー区間のいずれかに振り分けることで、複数のエネルギー区間それぞれの計数データを収集する。撮影制御部は、収集部で収集された複数のエネルギー区間それぞれの前記計数データに基づいて、Ｘ線照射条件に関する情報を照射部に送信する。

【0013】

まず、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置は、撮影装置１０と、制御・データ処理装置３０とを有する。

【0014】

撮影装置１０は、被検体ＰにＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線を計数する装置であり、高電圧発生部１１と、Ｘ線管１２ａを含む照射部１２と、検出器１３と、収集部１４と、駆動部１６とを有する。

【0015】

高電圧発生部１１は、Ｘ線管１２ａに高電圧を供給する装置であり、Ｘ線管１２ａは、高電圧発生部１１から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。すなわち、高電圧発生部１１は、Ｘ線管１２ａに供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量を調整する。

【0016】

照射部１２は、例えば、天井レールに配置され、前後左右上下方向に移動可能なＸ線管球支持器によって支持される。照射部１２は、Ｘ線管１２ａと線質フィルタ１２ｂと絞り１２ｃと有する。Ｘ線管１２ａは、例えば、Ｘ線を照射する真空管である。

【0017】

線質フィルタ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから照射されたＸ線のＸ線量を調節するためのＸ線フィルタである。具体的には、線質フィルタ１２ｂは、Ｘ線管１２ａから被検体Ｐへ照射されるＸ線が、予め定められた分布になるように、Ｘ線管１２ａから曝射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。線質フィルタ１２ｂは、ウェッジフィルター（wedge filter）や、ボウタイフィルター（bow-tie filter）とも呼ばれる。絞り１２ｃは、線質フィルタ１２ｂによってＸ線量が調節されたＸ線の照射範囲を絞り込むためのスリットである。例えば、絞り１２ｃは、スライド可能な４枚の絞り羽根を有し、これら絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１２ａが発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐに照射させる。なお、照射範囲には、関心領域が含まれる。以下では、関心領域をＲＯＩ（Region Of Interest）と記載する場合がある。

【0018】

駆動部１６は、撮影制御部３３からの信号を受信して、照射部１２及び検出器１３の位置を、前後左右上下に移動させる。また、駆動部１６は、撮影制御部３３からの信号を受信して、線質フィルタ１２ｂをＸ線管１２ａの前面に移動させたり、線質フィルタ１２ｂをＸ線管１２ａの前面から移動させたりする。また、駆動部１６は、絞り１２ｃを制御して、照射範囲の大きさを変更したり、照射範囲の位置を移動させたりする。

【0019】

検出器１３は、Ｘ線の入射に応じて検出信号を出力する。具体的には、検出器１３は、被検体Ｐを透過したＸ線光子を計数するための複数の検出素子を有する。検出器１３としては、例えば、光子計数型検出器が用いられる。例えば、検出器１３が有する各検出素子は、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）系の半導体である。かかる場合、第１の実施形態に係る検出器１３は、入射したＸ線を光を電荷正孔対に変換して、検出素子に掛けられたバイアス電圧により、発生した電荷を回収する直接変換型の半導体検出器となる。

【0020】

具体的には、検出器１３は、テルル化カドミウムにより構成される検出素子が、縦方向にＮ列、横方向にＭ列配置された面検出器である。なお、検出器１３は、Ｘ軸方向に検出素子が並んだライン検出器であってもよい。検出素子は、光子が入射すると、１パルスの電気信号を出力する。なお、後述の収集部１４は、検出素子が出力した個々のパルスを弁別することで、検出素子に入射したＸ線に由来する光子（Ｘ線光子）の数を計数することができる。また、後述の収集部１４は、個々のパルスの強度に基づく演算処理を行なうことで、計数した光子のエネルギーを計測することができる。また、検出器１３の中に、後述する収集部１４を含めることもできる。この場合には、検出器１３は、上述した検出器１３の機能に加えて、後述する収集部１４の機能を有する。また、この場合には、検出器１３と収集部１４とが一体となる。

【0021】

なお、以下では、検出器１３が直接変換型の半導体検出器である場合について説明するが、第１の実施形態は、例えば、シンチレータと光センサとにより構成される間接変換型の検出器が検出器１３として用いられる場合でも適用可能である。なお、光センサは、光電子増倍管や、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ：Avalanche Photodiode）を用いたシリコンフォトマルチプライアー（ＳｉＰＭ：Silicon Photomultiplier）等である。

【0022】

収集部１４は、いわゆるエネルギーＢＩＮ弁別処理を行う。エネルギーＢＩＮ弁別処理は、検出器出力から、該当するエネルギーＢＩＮのカウント回路にイベント信号を出力する処理のことをいう。ここで、エネルギーＢＩＮとは、特定のエネルギー幅を一つにまとめて処理する場合の、グループを意味する。

【0023】

すなわち、収集部１４は、検出器１３が出力した検出信号によって計測されたエネルギー値を、複数のエネルギー区間（ＢＩＮ）のいずれかに振り分けることで、当該複数のエネルギー区間それぞれの計数データを収集する。このエネルギー区間の振分け方としては、例えば、収集部１４で設定可能な最小限の個数の複数のエネルギー区間が設定される。

【0024】

収集部１４は、検出素子が出力した各パルスを弁別して計数したＸ線光子の入射位置（検出位置）と、当該Ｘ線光子のエネルギー値とを計数結果として収集する。収集部１４は、例えば、計数に用いたパルスを出力した検出素子の位置を、入射位置とする。また、収集部１４は、例えば、パルスのピーク値とシステム固有の応答関数とから、エネルギー値を演算する。或いは、収集部１４は、例えば、パルスの強度を積分することで、エネルギー値を演算する。

【0025】

そして、収集部１４は、計数結果を、複数のエネルギー区間のいずれかに振り分けることで、計数データを収集する。計数データは、例えば、『入射位置「Ｐ１１」の検出素子において、エネルギー範囲「Ｅ１Ｌ〜Ｅ１Ｒ」を有する光子の計数値が「Ｎ１」であり、エネルギー範囲「Ｅ２Ｌ〜Ｅ２Ｒ」を有する光子の計数値が「Ｎ２」である』といった情報となる。

【0026】

制御・データ処理装置３０は、操作者による操作を受け付けるとともに、撮影装置１０によって収集された計数データ群を用いてＸ線画像を生成する装置である。制御・データ処理装置３０は、図１に示すように、入力部３１と、表示部３２と、撮影制御部３３と、画像生成部３６と、画像記憶部３７と、システム制御部３８とを有する。

【0027】

入力部３１は、Ｘ線診断装置の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、システム制御部３８に転送する。例えば、入力部３１は、Ｘ線照射条件や、Ｘ線画像に対する画像処理条件等を受け付ける。

【0028】

表示部３２は、操作者によって参照されるモニタであり、システム制御部３８による制御のもと、Ｘ線画像を操作者に表示したり、入力部３１を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。

【0029】

撮影制御部３３は、後述するシステム制御部３８の制御のもと、高電圧発生部１１、駆動部１６、収集部１４の動作を制御することで、撮影装置１０における計数データの収集処理を制御する。

【0030】

第１の実施形態に係る撮影制御部３３は、収集部１４で収集された複数のエネルギー区間それぞれの計数データに基づいて、Ｘ線照射条件に関する情報を照射部１２に送信する。例えば、撮影制御部３３は、収集部１４から取得した光子計数データを基に、高電圧発生部１１及び駆動部１６に、Ｘ線照射条件に関する制御信号を送信する。高電圧発生部１１に送信される制御信号の例としては、管電圧又は管電流を制御するための信号が挙げられる。また、駆動部１６に送信される制御信号の例としては、Ｘ線管１２ａと被検体Ｐの位置関係を調整するための信号、照射範囲を調整するための信号、線質フィルタ１２ｂを調節するための信号、絞り１２ｃを調整するための信号、後述のフィードバック信号等が挙げられる。ここで、後述のフィードバック信号には、例えば、検出器１３がライン検出器である場合に、全てのエネルギー区間が後述の「Ｈ」と判定されたときには、Ｙ軸方向の次のステップに検出器１３を移動させる指示が含まれる。検出器１３は、かかる指示を含むフィードバック信号を受信すると、Ｙ軸方向の次のステップに移動する。

【0031】

なお、第１の実施形態に係る撮影制御部３３は、複数のエネルギー区間ごとの計数値（例えば、関心領域中のエネルギー区間ごとの計数値）を基に、Ｘ線照射条件に関する情報を照射部１２に送信する。また、第１の実施形態に係る撮影制御部３３は、Ｘ線照射条件に関する情報として、Ｘ線管１２ａの電圧に関する情報を照射部１２に送信する。また、第１の実施形態に係る撮影制御部３３は、Ｘ線照射条件に関する情報として、Ｘ線管１２ａの電流に関する情報を照射部１２に送信する。撮影制御部３３が行う処理については、後述する。

【0032】

また、画像記憶部３７は、Ｘ線照射条件の履歴を示す履歴情報を記憶しており、撮影制御部３３は、Ｘ線照射条件に関する情報を照射部１２に送信するたびに、画像記憶部３７に記憶された履歴情報に、Ｘ線照射条件を登録する。これにより、履歴情報には、Ｘ線照射条件の履歴が登録される。図２は、履歴情報のデータ構造の一例を示す図である。図２の例に示すように、履歴情報は、「Ｔｉｍｅ」、「Ｘ−Ｒａｙ ｋＶ」、「Ｘ−Ｒａｙ ｍＡ」、「（Ｘ０，Ｙ０，Ｘ１，Ｙ２）」及び「タイプ」の各項目を有する。「Ｔｉｍｅ」の項目には、フィードバック制御を行ったタイミングと同期した時間が登録される。「Ｘ−Ｒａｙ ｋＶ」の項目には、同一のレコードの「Ｔｉｍｅ」の項目に登録された時間に、単位を「ｋＶ」とするＸ線管１２ａに供給した管電圧の大きさが登録される。「Ｘ−Ｒａｙ ｍＡ」の項目には、同一のレコードの「Ｔｉｍｅ」の項目に登録された時間に、単位を「ｍＡ」とするＸ線管１２ａに供給した管電流の大きさが登録される。図３は、照射領域の一例を示す図である。「（Ｘ０，Ｙ０，Ｘ１，Ｙ２）」には、図３に示すように、照射領域のＸＹ座標における原点に最も近い位置（Ｘ０，Ｙ０）が登録されるとともに、照射領域のＸＹ座標における原点に最も遠い位置（Ｘ１，Ｙ１）が登録される。「タイプ」の項目には、同一のレコードの「Ｔｉｍｅ」の項目に登録された時間に用いた線質フィルタの識別子が登録される。例えば、図２の例に示す履歴情報の１番目のレコードは、時間「０」の場合に、撮影制御部３３が、管電圧「９０」ｋＶが印加され、管電流「１００」ｍＡが流れるようにＸ線管１２ａを制御し、照射領域のＸＹ座標における原点に最も近い位置が（０，０）となり、最も遠い位置が（１０２４，１０２４）となるように絞り１２ｃを制御し、識別子「１」が示す線質フィルタをＸ線管１２ａの前面に移動させるように制御したことを示す。なお、Ｘ線管１２ａの出力（Ｘ線出力）をモニタできる他の検出器を用いて、Ｘ線出力をモニタリングするようにしてもよい。

【0033】

画像生成部３６は、収集部１４から取得したエネルギーＢＩＮごとの計数データを基に、出力対象となるＸ線画像を生成する。Ｘ線画像を生成する処理の一例として、例えば、「Energy Weighted処理」や、「Material Decomposition処理」等、特定組織の高コントラスト画像を得るための処理があげられる。「Energy Weighted処理」は、計数データの各エネルギー帯（エネルギーＢＩＮ）のカウント値を重み付け加算したデータから画像を得る処理である。また、「Material Decomposition処理」は、計数データの各エネルギーＢＩＮのカウント値から、被写体Ｐの内部の物質構成情報を作成する処理である。「Material Decomposition処理」のアルゴリズムは、複数存在する。画像記憶部３７は、画像生成部３６で生成された画像を取得し、記憶する。なお、画像生成部３６は、収集部１４から取得した計数データを画像記憶部３７に格納してもよい。

【0034】

システム制御部３８は、Ｘ線診断装置の全体制御を行う。具体的には、システム制御部３８は、撮影制御部３３を制御することで、撮影装置１０で行なわれる撮影を制御する。また、システム制御部３８は、画像生成部３６及び画像記憶部３７等を制御することで、画像生成処理を制御する。また、システム制御部３８は、画像記憶部３７が記憶する各種画像を、表示部３２に表示するように制御する。また、システム制御部３８は、入力部３１や表示部３２で表示されたＧＵＩを用いて操作者が入力した各種情報に基づく制御信号を、該当する処理部に送信する。

【0035】

次に、図４を用いて、第１の実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線照射条件制御処理について説明する。図４は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線照射条件制御処理の一例を示すフローチャートである。

【0036】

図４に例示するように、撮影制御部３３は、Ｘ線撮影を開始するための条件として、Ｘ線照射条件の入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１００）。Ｘ線照射条件を受け付けていないと判定した場合（ステップＳ１００否定）、撮影制御部３３は、Ｘ線照射条件の入力があるまで待機する。Ｘ線照射条件の入力を受け付けた場合（ステップＳ１００肯定）、撮影制御部３３は、高電圧発生部１１及び駆動部１６にＸ線照射条件を通知する。その結果、Ｘ線管１２ａはＸ線を照射する（ステップＳ１０１）。

【0037】

検出器１３は、Ｘ線管１２ａから照射され、被検体Ｐを透過したＸ線を検出した信号を出力する。収集部１４は、検出器１３が出力した検出信号によって計測したエネルギー値を、複数のエネルギー区間のいずれかに振り分けることで、当該複数のエネルギー区間それぞれの光子計数データを作成する（ステップＳ１０２）。収集部１４によって作成された光子計数データは、撮影制御部３３及び画像生成部３６へと逐次送信される。収集部１４は、光子計数データを送信する手段としては、通信によるデジタル信号を用いても良いし、アナログ信号（カウント値に応じた逐次電圧変化）を用いても良い。

【0038】

撮影制御部３３は、収集部１４から受信した光子計数データを基に、高電圧発生部１１及び駆動部１６に、フィードバック信号を送信すべきか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３の処理については後述する。

【0039】

フィードバック信号の送信は不要と判断した場合（ステップＳ１０３否定）、撮影制御部３３の制御により、Ｘ線管１２ａはＸ線の照射を終了し、画像生成部３６は、蓄積された光子計数データを基に、画像を生成する（ステップＳ１０５）。画像生成部３６で、画像が生成されると、その結果は必要に応じて画像記憶部３７に送信されるとともに、必要に応じて、システム制御部３８を通じて表示部３２に画像のデータが送信される。表示部３２は、画像のデータを受信すると、画像を表示し（ステップＳ１０６）、一連の処理が終了する。

【0040】

一方、撮影制御部３３が、フィードバック信号を送信すべきと判断した場合（ステップＳ１０３肯定）、撮影制御部３３は、照射部１２にフィードバック信号を送信する（ステップＳ１０４）。具体的には、撮影制御部３３は、高電圧発生部１１及び駆動部１６に、Ｘ線照射条件を通知する。通知されたＸ線照射条件に基づき、Ｘ線管１２ａに供給される電圧、電流等が変更され、処理はステップＳ１０１に戻る。以降、ステップＳ１０３否定となるまで、フィードバック信号が送信され続ける。

【0041】

なお、第１の実施形態では、撮影制御部３３が行うフィードバック制御処理は、ＯＮ−ＴＩＭＥ（リアルタイム）で行われる。すなわち、Ｘ線が照射されている間に、Ｘ線照射条件がフィードバック信号により変更される。ステップＳ１０３否定となるまで、Ｘ線照射条件は、フィードバック信号により、リアルタイムで変更され続ける。

【0042】

次に、図５を用いて、図４に示すステップＳ１０３及びステップＳ１０４で撮影制御部３３が行うフィードバック処理について説明する。図５は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置のフィードバック処理の一例を示す図である。なお、以下では、説明を簡単にするために、光子計数データ（計数データ）として、エネルギーの異なる３つのエネルギーＢＩＮ（区間）に、光子計数データが振り分けられている場合を考える。ＢＩＮ１が最も低エネルギー区間のエネルギーＢＩＮであり、ＢＩＮ２が２番目にエネルギー区間の低いエネルギーＢＩＮであり、ＢＩＮ３は最も高いエネルギー区間のエネルギーＢＩＮである。

【0043】

撮影制御部３３は、各エネルギーＢＩＮに、光子のカウント数が、「Ｈ」（閾値を超える）であるか、または、「Ｌ」（閾値を超えない）であるかを判定する。すなわち、光子のカウント数が「Ｈ」であるＢＩＮでは、画像を生成するために十分な個数の光子のカウント数が集まったことを示し、「Ｌ」であるＢＩＮでは、不十分な個数しか集まっていないことを示す。例えば、撮影制御部３３は、ＲＯＩ内部の光子の平均カウント数が、所定の値を超えるかどうかを判断する。例えば、ＢＩＮ１において、ＲＯＩ内部の光子の平均カウント数が、閾値１を超えた場合、「Ｈ」と判定し、閾値１を超えなかった場合、「Ｌ」と判定する。同様に、ＢＩＮ２において、ＲＯＩ内部の光子の平均カウント数が、閾値２を超えた場合、「Ｈ」と判定し、閾値２を超えなかった場合、「Ｌ」と判定する。同様に、ＢＩＮ３において、ＲＯＩ内部の光子の平均カウント数が、閾値３を超えた場合、「Ｈ」と判定し、閾値３を超えなかった場合、「Ｌ」と判定する。すなわち、「Ｈ」と判定するか「Ｌ」と判定するかの閾値は、エネルギーＢＩＮごとに異なっても良い。

【0044】

図５に示すように、撮影制御部３３は、ＢＩＮ１，ＢＩＮ２，ＢＩＮ３のすべてについて、「Ｈ」と判定した場合、すべてのエネルギーＢＩＮについて、画像を生成するのに十分な個数の光子がカウントされたことから、これ以上のＸ線照射は不要と判断し（ステップＳ１０３否定）、フィードバック処理として、「ＥＮＤ」の処理を行う。具体的には、Ｘ線照射を終了する。なお、検出器１３がライン検出器である場合に、ＢＩＮ１，ＢＩＮ２，ＢＩＮ３のすべてについて、「Ｈ」と判定したとき、撮影制御部３３は、Ｙ軸方向の次のステップに検出器１３を移動させる指示が含まれたフィードバック信号を照射部１２に送信する。そして、画像生成部３６は、得られた光子計数データを基に、画像を生成する（ステップＳ１０５）。また、撮影制御部３３は、ＢＩＮ１，ＢＩＮ２，ＢＩＮ３のいずれかについて、「Ｌ」と判定した場合、撮影制御部３３は、フィードバック信号を照射部１２に送信する必要があると判断し（ステップＳ１０３肯定）、照射部１２に、フィードバック信号を送信する。

【0045】

ここで、撮影制御部３３が、照射部１２に、フィードバック信号を送信する手段としては、通信によるデジタル信号を用いても良いし、アナログ信号（カウント値に応じた逐次電圧変化）を用いても良い。

【0046】

次に、フィードバック信号の例について説明する。フィードバック信号としては、例えば、「管電流を大きくする」「管電流を小さくする」「管電圧を高くする」「管電圧を低くする」の４種類の制御信号が考えられる。

【0047】

まず、管電流について考える。管電流が大きくなると、Ｘ線管１２ａから放出されるＸ線光子の数が増加する。管電流が大きくなると、すべてのエネルギーＢＩＮについて、光子のカウント数が、おおむね同じ割合で増大する。

【0048】

これに対して、管電圧が大きくなると、Ｘ線管１２ａから放出されるＸ線光子のエネルギーが増大する。照射されるＸ線のエネルギーのピークが高エネルギー側にシフトすることになるので、高エネルギーのエネルギーＢＩＮでの光子のカウントの増加率（カウントレート）が増加し、逆に低エネルギーのエネルギーＢＩＮでの光子のカウントの増加率が減少する。

【0049】

同様に、管電圧が小さくなると、Ｘ線管１２ａから放出されるＸ線光子のエネルギーが減少するので、高エネルギーのエネルギーＢＩＮでの光子カウントの増加率が減少し、逆に低エネルギーのエネルギーＢＩＮでの光子のカウントの増加率が増大する。

【0050】

このことを踏まえて、フィードバック処理は、図５に例示するように行われる。まず、はじめに、ＢＩＮ１が「Ｌ」、ＢＩＮ２が「Ｌ」、ＢＩＮ３が「Ｌ」と判定された場合、すべてのエネルギーＢＩＮに関して、Ｘ線カウント数が不足しているので、管電流を上げて、全体的なＸ線カウント数を上げることが有効である。従って、フィードバック処理として、「管電流大」の処理を行う。具体的には、撮影制御部３３は、照射部１２に、管電流を増大させる旨の信号を送信する。

【0051】

次に、ＢＩＮ１が「Ｈ」、ＢＩＮ２が「Ｈ」、ＢｉＮ３が「Ｌ」と判定された場合、低エネルギーのエネルギーＢＩＮでは、十分な個数の光子のカウント数が収集されているのに対して、高エネルギーのエネルギーＢＩＮでは、光子のカウント数が不足している。従って、フィードバック処理として、「管電圧高」の処理を行うのが適切である。具体的には、撮影制御部３３は、照射部１２に、管電圧を増大させる旨の信号を送信する。

【0052】

次に、ＢＩＮ１が「Ｌ」、ＢＩＮ２が「Ｈ」、ＢＩＮ３が「Ｈ」と判定された場合、高エネルギーのエネルギーＢＩＮでは、十分な個数の光子のカウント数が収集されているのに対して、低エネルギーのエネルギーＢＩＮでは、光子のカウント数が不足している。従って、フィードバック処理として、「管電圧低」の処理を行うのが適切である。具体的には、撮影制御部３３は、照射部１２に、管電圧を低下させる旨の信号を送信する。

【0053】

同様な考え方で、ＢＩＮ１が「Ｈ」、ＢＩＮ２が「Ｌ」、ＢＩＮ３が「Ｌ」と判定された場合、フィードバック処理として、「管電圧高」の処理を行う。また、ＢＩＮ１が「Ｌ」、ＢＩＮ２が「Ｌ」、ＢＩＮ３が「Ｈ」の場合、フィードバック処理として、「管電圧低」の処理を行う。なお、ＢＩＮ１が「Ｈ」、ＢＩＮ２が「Ｌ」、ＢＩＮ３が「Ｈ」の場合、或いは、ＢＩＮ１が「Ｌ」、ＢＩＮ２が「Ｈ」、ＢＩＮ３が「Ｌ」の場合においては、管電圧を低エネルギー側にシフトしても高エネルギー側にシフトしてもうまくいかないと期待されることから、フィードバック処理として、「管電流大」の処理を行うのが適切である。

【0054】

（第１の実施形態の第１の変形例）
次に、第１の実施形態の第１の変形例について説明する。一部のエネルギーＢＩＮが「Ｌ」と判定されたとき、一般に、適切なフィードバックとしては、「管電流を増加させる」或いは、「管電圧を変化させる」の２通りの方法が存在しうる。第１の実施形態の第１の変形例では、そのような状況において、第１の実施形態と異なるフィードバック処理を行う。図６は、第１の実施形態の第１の変形例に係るＸ線診断装置のフィードバック処理の一例を示す図である。

【0055】

図６において、フィードバック処理は、『ＢＩＮ１が「Ｈ」、ＢＩＮ２が「Ｌ」、ＢＩＮ３が「Ｌ」のケース』、及び、『ＢＩＮ１が「Ｌ」、ＢＩＮ２が「Ｌ」、ＢＩＮ３「Ｈ」のケース』以外のフィードバック処理は、図３の場合における処理と同様である。図３では、『ＢＩＮ１が「Ｈ」、ＢＩＮ２が「Ｌ」、ＢＩＮ３が「Ｌ」のケース』では、「管電圧高」とし、『ＢＩＮ１が「Ｌ」、ＢＩＮ２が「Ｌ」、ＢＩＮ３「Ｈ」のケース』では、「管電圧低」としていた。一方、第１の実施形態の第１の変形例では、図４に示すように、双方のケースで、「管電流大」の処理を行う。すなわち、Ｘ線エネルギーのピークをシフトするのではなく、すべてのエネルギーＢＩＮのカウント数を底上げすることで、すべてのエネルギーＢＩＮで、必要な光子のカウント数を確保できるようにする。

【0056】

（第１の実施形態の第２の変形例）
第１の実施形態の第２の変形例として、開始時のＸ線照射条件や、フィードバック処理の内容が、保持された照射計画ごとに、予め設定されて（プリセットされて）いても良い。具体的には、撮影制御部３３は、被検体Ｐに対するＸ線照射計画に連動したパラメータを用いて、Ｘ線照射条件に関する情報（制御情報、フィードバック信号）を照射部１２に送信する。ここで、Ｘ線照射計画に連動したパラメータとして、例えば、注目部位（物質）、検査、患者体型、患者年齢等が挙げられる。一例として、撮影制御部３３は、撮影対象部位、着目物質又は被検体Ｐの個体差に応じたＸ線照射計画に連動したパラメータを用いて、Ｘ線照射条件に関する制御情報を、照射部１２に送信する。

【0057】

ここで、照射計画とは、撮影対象、被検体の固体差、用いる造影剤の種類、被検体の年齢等の情報を考慮し、照射するＸ線の照射時間、強度、エネルギー、範囲等を定めた計画のことを言う。

【0058】

撮影対象等の違いにより、適切なＸ線照射条件は異なる。第一の例として、例えば胸部を撮影する場合と腕を撮影する場合では、適切なＸ線の照射条件（管電圧、管電流）が異なる。撮影対象部位によって、Ｘ線の吸収率が異なり、また、撮影対象部位の厚みが異なるからである。第２の例として、被検体Ｐの固体差に応じて、適切なＸ線の照射条件が異なる。例えば、太っている人と、痩せている人では、体厚が異なるため、照射すべきＸ線のエネルギー及び、強さが異なる。第３の例として、造影撮影に用いる造影剤の種類や、「Material Decomposition処理」において注目する物質の種類によっても、適切なＸ線の照射条件が異なる。

【0059】

従って、Ｘ線照射計画に連動して、開始時のＸ線照射条件や、フィードバック処理の内容をプリセットしておくことで、撮影対象等に応じて適切な撮影をすることが可能になる。

【0060】

（第１の実施形態の第３の変形例）
第１の実施形態の第３の変形例として、各エネルギーＢＩＮについて、「Ｈ」（閾値より高い）又は「Ｌ」（閾値より低い）の２段階でＸ線カウント数を分類するのではなく、各エネルギーＢＩＮにＸ線のカウント数を多段階のレベルに分類し、それに応じたＸ線照射条件に関する制御信号を送信しても良い。

【0061】

図７及び図８は、第１の実施形態の第３の変形例に係るフィードバック処理の一例を説明するための図である。

【0062】

図７は、エネルギーＢＩＮごとに、Ｘ線のカウント数を多段階のレベルに分類する方法の一例を説明した図である。ＲＯＩ内部の平均カウント数であるｘに対して、各エネルギーＢＩＮに、第１の閾値「Ｃ１」、第２の閾値「Ｃ２」、第３の閾値「Ｃ３」、第４の閾値「Ｃ４」が設定される。図７に示す一例では、Ｘ線のカウント数が、判定条件「ｘ＜Ｃ１」を満たすと、当該エネルギーＢＩＮのカウントレベルとして、「Ｌ１」と判定され、判定条件「Ｃ１≦ｘ＜Ｃ２」を満たすと、「Ｌ２」と判定され、判定条件「Ｃ２≦ｘ＜Ｃ３」を満たすと、「Ｌ３」と判定され、判定条件「Ｃ３≦ｘ＜Ｃ４」を満たすと、「Ｈ１」と判定され、判定条件「Ｃ４≦ｘ」を満たすと、「Ｈ２」と判定される。

【0063】

図５と同様に、エネルギーＢＩＮが、エネルギーＢＩＮ１，エネルギーＢＩＮ２，エネルギーＢＩＮ３の３つに振り分けられている場合について説明する。第３の変形例では、エネルギーＢＩＮでのカウント数の収集状況を多段階に分類し、分類されたカウントレベルに応じて、きめ細かな制御処理を行う。

【0064】

エネルギーＢＩＮ１，エネルギーＢＩＮ２，エネルギーＢＩＮ３がいずれも「Ｌ」（すなわち、「Ｌ１」「Ｌ２」「Ｌ３」のいずれかであった場合）であった場合、撮影制御部３３は、制御信号として、「管電流大」、すなわちＸ線管の電流を増大させる制御信号を照射部１２に送信する。

【0065】

第１の実施形態の第３の変形例においては、これらの場合、更にどの程度カウント数が足りないかに応じて、図８に示すように、フィードバック量を変化させる。

【0066】

エネルギーＢＩＮすべてが「Ｌ」であった場合において、一つ以上のエネルギーＢＩＮが「Ｌ１」であった場合、管電流が必要量に比べ大幅に不足しているので、撮影制御部３３は、照射部１２に、管電流を現在の管電流に比べて０．５ｍＡ増加させるように制御信号を送信する。また、エネルギーＢＩＮのカウントレベルすべてが、「Ｌ１」でなく、かつ、「Ｌ２」が一つ以上ある場合には、管電流は必要量に比べて中程度不足しているので、撮影制御部３３は、照射部１２に、管電流を現在の管電流に比べて０．２ｍＡ増加させるように制御信号を送信する。また、エネルギーＢＩＮのすべてのカウントレベルが「Ｌ３」であるか、または、エネルギーＢＩＮのすべてのカウントレベルが「Ｌ３」以上の場合には、管電流は微小な量だけ不足しているので、撮影制御部３３は、照射部１２に、管電流を現在の管電流に比べて０．１ｍＡ増加させるように制御信号を送信する。

【0067】

このように、各エネルギーＢＩＮについて、Ｘ線のカウント数を多段階のカウントレベルに分類することで、きめ細かい制御をすることができ、被検体Ｐが不必要な被ばくをすることを防ぐことができる。

【0068】

以上、説明したように、第１の実施形態及び第１の実施形態の各変形例では、上述した計数データ（光子計数データ）から得られる各ＢＩＮの計数値に基づいて、例えば、カウント数が十分に収集されていないＢＩＮでのカウント数を上げるように、Ｘ線照射条件を適応的に変更する。従って、第１の実施形態では、被ばく量を低減することができる。

【0069】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、撮影制御部３３が、Ｘ線照射条件に関する情報を照射部１２に送信するかを決定する条件式として、ＲＯＩ内部のＸ線カウント数の平均値を用いた条件式を使用していた。第２の実施形態では、Ｘ線カウント数以外の量を用いた条件式を用いて、制御処理を行う例について説明する。

【0070】

第２の実施形態では、複数のエネルギー区間ごとの単位時間当たりの計数値（例えば、関心領域中のエネルギー区間ごとの単位時間当たりの計数値）を基に、Ｘ線照射条件に関する情報を照射部１２に送信する。具体的には、撮影制御部３３は、ＲＯＩ内部のＸ線カウント数の単位時間当たりの平均値（カウントレート）を用いた条件式を用いた制御処理を行う。

【0071】

ＲＯＩ内部のＸ線カウント数の平均値ではなく、ＲＯＩ内部のＸ線カウント数の単位時間当たりの平均値（カウントレート）を用いることの意義の一例として、例えば、パルスパイルアップの対策をすることができることがあげられる。

【0072】

パルスパイルアップについて簡単に説明する。検出器１３は、Ｘ線光子が入射すると、入射したＸ線光子を電気信号に変換する。この電気信号は、Ｘ線光子が入射した直後に大きな値を持ち、時間の経過とともに減衰する。この電気信号の強度及び減衰速度を計測することにより、検出器１３は、入射したＸ線光子を一つ一つ同定し、そのエネルギーを計測することができる。

【0073】

しかしながら、入射するＸ線光子の個数が増大すると、検出器１３に入射した第１のＸ線光子が電気信号に変換され、その電気信号が減衰しない間に、第２のＸ線光子が入射して電気信号に変換され、第１のＸ線光子由来の電気信号の値に加算される。この現象をパルスパイルアップと呼ぶ。パルスパイルアップが起こる結果、後段の処理で、より高いエネルギーを持ったＸ線光子が１個入射したと誤って判定され、画像にアーチファクトが発生する。

【0074】

ところで、パルスパイルアップが起こる確率は、Ｘ線光子が単位時間に入射する個数が大きくなればなるほど大きくなる。従って、例えば、カウントレートを条件式として用いて、第１の実施形態と同じように制御処理を行いつつ、カウントレートが所定の閾値を超えたときには、それ以上管電流を増加させない、との処理を行うことで、パルスパイルアップ対策を行うことができる。

【0075】

また、撮影制御部３３が、管電流の値を変化させるか管電圧の値を変化させるかいずれの制御信号を送るかの判断基準として、カウントレートを用いることもできる。例えば、撮影制御部３３は、現在の管電流が、パルスパイルアップを起こす可能性が少ない低電流であれば管電流を増加させ、これ以上の管電流の増加はパルスパイルアップを招くと判断した場合には、管電圧の変化で対処すると判断しても良い。

【0076】

このように、第２の実施形態に係るＸ線診断装置は、制御信号送信の判断のための条件式として、ＲＯＩ内部のＸ線カウント値の単位時間当たりの平均値（カウントレート）を用いても良い。これにより、第２の実施形態では、被ばく量を低減することができるとともに、パルスパイルアップが発生する確率も低減することができる。

【0077】

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。これまでの実施形態では、フィードバック信号として、「管電圧高」「管電圧低」「管電流大」等、管電圧や管電流に関するフィードバック信号を送信していた。第３の実施形態では、撮影制御部３３は、Ｘ線照射条件に関する制御情報として、Ｘ線管１２ａの線質フィルタ１２ｃの制御に関する制御情報を照射部１２に送信する。

【0078】

線質フィルタ１２ｃは、上述したように、特定のエネルギーのＸ線をカットするために使用されるフィルタであり、例えば、アルミニウム等が用いられる。線質フィルタ１２ｃは、典型的には軟線（波長が長くエネルギーが低いＸ線）をカットするために用いられる。エネルギーＢＩＮごとのカウント値をもとに、必要に応じて線質フィルタ１２ｃを用いるか否かを制御することでも、撮影制御部３３は、被検体Ｐの被ばく量を低減することができる。

【0079】

図９及び図１０は、第３の実施形態に係るフィードバック処理の一例を説明するための図である。この例において、線質フィルタ１２ｃは、エネルギー値が、「ＢＩＮ１」の範囲のＸ線を、選択的にカットするものとする。エネルギーＢＩＮ２及びエネルギーＢＩＮ３については、カウントレベルは、第１の実施形態と同じように、「Ｌ」及び「Ｈ」の２段階とする。エネルギーＢＩＮ１に関しては、図９の判定条件を用いてカウントレベルの判定を行う。

【0080】

図９は、第３の実施形態において、線質フィルタ１２ｃに対応するエネルギーＢＩＮであるエネルギーＢＩＮ１に対して、Ｘ線カウント数を、どのようなカウントレベルに割り振るかを説明した図である。ここで、エネルギーＢＩＮ１におけるＸ線カウント数を「ｘ」、第１の閾値を「Ｃ１」、第２の閾値を「Ｃ２」とする。撮影制御部３３は、判定条件「ｘ＜Ｃ１」を満たした場合、エネルギーＢＩＮ１のカウントレベルを、「Ｌ」と判断する。同様に、撮影制御部３３は、判定条件「Ｃ１≦ｘ＜Ｃ２」を満たした場合、「Ｈ１」と判断する。同様に、撮影制御部３３は、判定条件「Ｃ２≦ｘ」を満たした場合、「Ｈ２」と判断する。

【0081】

図１０は、第３の実施形態における線質フィルタ制御の一例を説明するための例である。エネルギーＢＩＮ１が「Ｈ１」、エネルギーＢＩＮ２が「Ｈ」、エネルギーＢＩＮ３が「Ｌ」であった場合、撮影制御部３３は、「管電圧高」の制御信号を照射部１２に送信し、管電圧を高電圧側にシフトさせ、Ｘ線のエネルギーを高エネルギー側にシフトさせる。管電圧が高電圧側にシフトする結果、Ｘ線のエネルギーが全体的に高エネルギー側にシフトし、エネルギーＢＩＮ１の範囲の計数データは、少なくなることが予想される。

【0082】

次に、エネルギーＢＩＮ１が「Ｈ２」、エネルギーＢＩＮ２が「Ｈ」、エネルギーＢＩＮ３が「Ｌ」であった場合、撮影制御部３３は、エネルギーＢＩＮ１が「Ｈ１」であった場合と同様に、撮影制御部３３は、「管電圧高」の制御信号を、照射部１２に送信する。エネルギーＢＩＮ１のカウントレベルは「Ｈ２」であり、「管電圧高」の制御信号が照射部１２に送信されることにより、エネルギーＢＩＮ１のカウント数が今後減少することを織り込んでもなお、エネルギーＢＩＮ１については、十分なＸ線光子のカウント数が得られている。従って、エネルギーＢＩＮ１については、もはやＸ線の照射は必要でないから、撮影制御部３３は、「管電圧高＋線質フィルタ」のフィードバック信号を送信することで、線質フィルタ１２ｃを作動させ、エネルギーＢＩＮ１に属するエネルギーのＸ線光子が被検体Ｐに照射されるのを防ぐ。

【0083】

このように、第３の実施形態では、例えば、カウント数に基づいて管電圧及び管電流を変更する制御とともに、線質フィルタ１２ｃを使用するか否かを制御することで、例えば、エネルギーＢＩＮ１に属するエネルギーのＸ線に関して、不要な被ばくを防ぐことができる。なお、第３の実施形態で説明した制御方法は、カウントレートに基づいて行われる場合であっても良い。

【0084】

（第４の実施形態）
これまでの実施形態では、一つの関心領域中のエネルギーＢＩＮごとのカウント数又は単位時間当たりのカウント数を基に、Ｘ線照射条件に関する情報を照射部１２に送信していた。第４の実施形態では、複数の関心領域（ＲＯＩ）が存在する場合について説明する。第４の実施形態では、撮影制御部３３は、複数の関心領域それぞれの複数エネルギー区間ごとの計数データ（例えば、計数値）を基に、Ｘ線照射条件に関する情報を照射部１２に送信する。

【0085】

また、第４の実施形態では、撮影制御部３３が送信する制御情報の一例として、前述の「電流」「電圧」「線質フィルタ」だけでなく、「絞り」、若しくは「露光制御」に関する制御情報を、照射部１２に送信する。すなわち、第４の実施形態では、撮影制御部３３は、Ｘ線照射条件に関する制御情報として、絞り１２ｂ、又は、露光調整制御に関する制御情報を照射部１２に送信する。ここで、「絞り」に関する制御情報とは、照射されるＸ線を絞り１２ｂで絞ることにより、Ｘ線の照射される空間的範囲を制御する情報である。Ｘ線の照射される空間的範囲を制御することで、全体的に照射されるＸ線の量を制御することができる。また、「露光調整制御」も、同様に、照射されるＸ線の量を制御することであるが、典型的には、Ｘ線の照射される時間を制御することにより照射されるＸ線の量を制御することに力点が置かれているものを指す。一例としては、「露光調整制御」は、予め設定された照射時間だけＸ線を照射するように照射部１２を制御することを指す。他の例としては、「露光調整制御」は、露光（露出）調整用の検出器（図示せず）で得られた入射Ｘ線量を示す電気信号に基づいて、電気信号が示す入射Ｘ線量が所定の値となったら、Ｘ線の照射を停止するように照射部１２を制御することを指す。

【0086】

図１１は、第４の実施形態に係るフィードバック処理の一例を説明するための図である。図１１は、撮影制御部３３が送信する制御情報の一例として、「絞り」制御を行う場合の一例を示している。また、図１１では、領域１及び領域２の二つの関心領域が設定されており、絞り１２ｂは、領域２に照射されるＸ線を遮断することにより、領域２に照射されるＸ線の量を制御することができるものとする。撮影制御部３３は、Ｘ線のエネルギーの大きさ及び関心領域の両方を用いて振分けられた計数データを基に、制御情報を照射部１２に送信する。

【0087】

まず、エネルギーＢＩＮ１において領域１及び領域２に対応する計数データのカウントレベルが「Ｈ」と判定され、エネルギーＢＩＮ２において領域１及び領域２に対応する計数データのカウントレベルが「Ｈ」と判定され、エネルギーＢＩＮ３において領域１及び領域２に対応する計数データのカウントレベルが「Ｌ」と判定された場合、撮影制御部３３は、図１１の上段に示すように、「管電圧高」の制御情報を照射部１２に照射する。次に、図１１の上段から図１１の下段の状態に変化した場合、すなわち、領域２に関してはすべてのエネルギーＢＩＮが「Ｈ」と判定された場合、領域２に関してはもはやこれ以上のＸ線照射が不要であるから、撮影制御部３３は、「領域２絞り制御」の信号を、更に、照射部１２に送信する。

【0088】

このように、第４の実施形態に係るＸ線診断装置は、絞り１２ｂを用いた制御も、計数データに基づくフィードバック信号に含めることで、被ばく量を効果的に低減することができる。なお、上記で説明した制御方法は、関心領域それぞれで、複数のエネルギーＢＩＮごとの計数値を束ねた計数値に基づいて、行われる場合であっても良い。また、第４の実施形態で説明した制御方法は、カウントレートに基づいて行われても良い。

【0089】

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。これまでの実施形態では、フィードバック信号として、「管電圧高」「管電圧低」「管電流大」「線質フィルタ制御」「絞り制御」「露光制御」等、一つの種類のフィードバック信号を送信していた。第５の実施形態では、フィードバック信号として、複数のフィードバック信号の同時選択を行う。すなわち、第５実施形態では、撮影制御部３３は、Ｘ線照射条件に関する情報として、２種類以上の情報を照射部１２に送信する。

【0090】

図１２は、第５の実施形態に係るフィードバック処理の一例を説明するための図である。図１２では、図５と同様に、３つのエネルギーＢＩＮが設定されている。図１２のフィードバック処理では、撮影制御部３３は、『エネルギーＢＩＮ１が「Ｈ」、エネルギーＢＩＮ２「Ｌ」、エネルギーＢＩＮ３「Ｌ」の場合』及び『エネルギーＢＩＮ１が「Ｌ」、エネルギーＢＩＮ２が「Ｌ」、エネルギーＢＩＮ３が「Ｈ」の場合』以外のケースにおいては、図５及び図６の同様のフィードバック処理を行う。ここで、『エネルギーＢＩＮ１が「Ｈ」、エネルギーＢＩＮ２「Ｌ」、エネルギーＢＩＮ３「Ｌ」の場合』、図５では、撮影制御部３３は、「管電圧高」のフィードバック処理を行なっている。また、『エネルギーＢＩＮ１が「Ｌ」、エネルギーＢＩＮ２が「Ｌ」、エネルギーＢＩＮ３が「Ｈ」の場合』、図５では、撮影制御部３３は、「管電圧低」のフィードバック処理を行い、図６では、撮影制御部３３は、「管電流大」のフィードバック処理を行っている。

【0091】

一方、第５の実施形態に係る撮影制御部３３は、図１２に示すように、『エネルギーＢＩＮ１が「Ｈ」，エネルギーＢＩＮ２「Ｌ」、エネルギーＢＩＮ３「Ｌ」の場合』、フィードバック処理として、「管電流大」及び「管電圧高」の２つの制御信号を、照射部１２に送信する。また、第５の実施形態に係る撮影制御部３３は、図１２に示すように、『エネルギーＢＩＮ１が「Ｌ」、エネルギーＢＩＮ２が「Ｌ」、エネルギーＢＩＮ３が「Ｈ」の場合』、フィードバック処理として、「管電流大」及び「管電圧低」の２つの制御信号を、照射部１２に送信する。

【0092】

第５の実施形態では、２種類以上の制御信号を送信することで、精密なＸ線照射条件の制御を行なうことができる。なお、第５の実施形態では、Ｘ線照射条件の履歴を示す履歴情報に、領域１及び領域２のそれぞれの位置を示す情報が含まれる。

【0093】

（第５の実施形態の第１の変形例）
第５の実施形態の第１の変形例では、管電圧及び管電流の値を同時に制御する場合において、管電圧及び管電流の値をどのような値に定めるかを、所定の方法で算出する。図１３は、第５の実施形態の第１の変形例を説明するための図である。図１３では、管電圧及び管電流のフィードバック量を算出する方法の一例を示している。

【0094】

図１３は、撮影制御部３３が照射部１２に送信する制御情報(フィードバック量が管電圧変化量δＶ及び管電流変化量δＩであること)を示す。以下、管電流がＩであり、Ｘ線のエネルギーがＥであるときの、Ｘ線カウント数ｆを、管電流及びＸ線のエネルギーの関数としてｆ（Ｅ，Ｉ）と定義する。

【0095】

被ばく量Ｐは、管電圧変化量δＶ及び管電流変化量δＩが定まれば一意的に定まるから、被ばく量Ｐは、δＶ及びδＩの関数となる。従って、撮影のために必要な所定の条件を満たすという制約条件のもと、Ｐ（δＶ，δＩ）を最小化することで目的関数が得られる。ここで、「撮影のために必要な所定の条件を満たす」ための十分条件の一例として、例えば、「管電圧及び管電流を変化させたときの、ｉ番目のエネルギーＢＩＮの予想カウント数Ｘｉが、当該エネルギーＢＩＮに対する閾値Ｔｈｉを上回る」という条件が考えられる。

【0096】

予想カウント数Ｘｉは、現在のｉ番目のエネルギーＢＩＮのカウント数Ｃｉ、定数Ａｉ、Ｂｉを用いて、「Ｘｉ＝Ｃｉ×（１＋Ａｉ×δＶ＋Ｂｉ×δＩ）」のように書くことができる。

【0097】

ここで、Ｃｉは現在のカウント数であり、係数Ａｉ、Ｂｉについては、「Ｘｉ＝ｆ（Ｅ＋δＶ，Ｉ＋δＩ）≒ｆ（Ｅ，Ｉ）＋δＶ×∂ｆ／∂Ｅ＋δＩ×∂ｆ／∂Ｉ」であることに注意すると、管電流Ｉ及びＸ線のエネルギーＥの関数としてのＸ線カウント数ｆから、容易に求めることができる。

【0098】

制約条件及び目的関数の両者が、δＶ及びδＩの関数として一意的に定まるから、線形計画法、最小二乗法、ラグランジュの未定乗数法、変分法等、所定の方法を用いることにより、撮影制御部３３は、適切な管電圧変化量δＶ及び管電流変化量δＩを算出することができる。その結果、撮影制御部３３は、当該フィードバック量を照射部１２に送信することができる。上記の変形例では、２種類以上の制御信号として設定する２種類以上のフィードバック量を高精度に算出することができる。

【0099】

（第５の実施形態の第２の変形例）
第５の実施形態の第２の変形例では、複数の種類の計数データを用いて、どのような制御信号を送るかを判断する。すなわち、第５の実施形態の第２の変形例では、撮影制御部３３は、関心領域中のエネルギー区間ごとの計数値、関心領域中のエネルギー区間ごとの単位時間当たりの計数値、関心領域の全エネルギー区間の計数値及び関心領域の全エネルギー区間の単位時間当たりの計数値のうち、２種類以上の情報をもとに、Ｘ線照射条件に関する情報を照射部１２に送信する。

【0100】

図１４は、第５の実施形態の第２の変形例を説明するための図である。図１４は、第５の実施形態の第２の変形例で撮影制御部３３が行うＸ線照射条件に関する情報の決定方法の一例を示している。第５の実施形態の第２の変形例においては、Ｘ線照射条件を決定するための条件式として、Ｘ線カウント数及び、単位時間当たりのＸ線カウント数（カウントレート）の両方を用いる。

【0101】

ここで、エネルギーＢＩＮは、今までと同様に３つ存在し、低エネルギーのエネルギーＢＩＮ１及び、２番目に低いエネルギーのエネルギーＢＩＮ２においては、「カウント数」及び「カウントレート」いずれの基準においても、「Ｌ」となっている場合を用いて説明する。

【0102】

図１４において、エネルギーＢＩＮ３において、「カウント数」が「Ｌ」と判定され、「カウントレート」も「Ｌ」と判定された場合は、エネルギーＢＩＮ３は、カウント数、カウントレートいずれの基準を用いても「Ｌ」であり、エネルギーＢＩＮ１、エネルギーＢＩＮ２も「Ｌ」であるから、図５と同様に、撮影制御部３３は、「管電流大」の制御信号を、照射部１２に送信する。同様に、「カウント数」が「Ｈ」と判定され、「カウントレート」も「Ｈ」と判定された場合は、エネルギーＢＩＮ３は、カウント数、カウントレートいずれの基準を用いても「Ｈ」であるから、エネルギーＢＩＮ１が「Ｌ」、エネルギーＢＩＮ２が「Ｌ」であることを考慮し、撮影制御部３３は、「管電圧低」の制御信号を、照射部１２に送信する。

【0103】

次に、エネルギーＢＩＮ３において、「カウント数」が「Ｌ」と判定され、「カウントレート」では「Ｈ」と判定されたケースを考える。この場合、カウントレートが閾値を超えており、これ以上電流を流した場合、第２の実施形態において述べたように、パルスパイルアップを引き起こす危険性がある。従って、撮影制御部３３は、フィードバックを行う制御信号として、「管電流大」を選択せず、「管電圧低」の制御信号を、照射部１２に送信する。

【0104】

最後に、エネルギーＢＩＮ３において、「カウント数」が「Ｈ」と判定され、「カウントレート」が「Ｌ」と判定されたケースを考える。この場合、カウントレートに関しては閾値を下回っていることから、管電流を増加させても、パルスパイルアップが起こる危険性が少ない。従って、撮影制御部３３は、フィードバックを行う制御信号として、「管電圧低」及び「管電流大」の２つの制御信号を、照射部１２に送信する。

【0105】

このように、第５の実施形態の第２の変形例に係るＸ線診断装置は、複数の種類の計数データを、フィードバック信号を決定するための判断材料として用いる。これにより、第５の実施形態の第２の変形例では、より精密なフィードバック制御を行うことができる。なお、第５の実施形態の第２の変形例は、関心領域が複数設定されている場合、各関心領域で上記の制御を行なっても良い。また、第５の実施形態の第２の変形例は、関心領域が複数設定されている場合、全エネルギー区間の計数データを束ねた計数データ（カウント数、又は、カウントレート）を用いて、各関心領域で上記の制御を行なっても良い。

【0106】

（第６の実施形態）
これまでの実施形態では、制御信号のフィードバック量（管電圧の変化量、管電流の変化量等）は、固定値であった。第６の実施形態では、フィードバック量をＯＮ ＴＩＭＥ（Ｘ線照射時間中）でリアルタイムに変化させる例を説明する。第６の実施形態に係るＸ線診断装置では、撮影制御部３３は、計数データに応じて、Ｘ線照射条件に関する情報に含める制御量（フィードバック量）を変更する。図１５は、第６の実施形態に係るフィードバック処理の一例を説明するための図である。

【0107】

図１５においては、図７及び図８のセットアップと同様、エネルギーＢＩＮ１、エネルギーＢＩＮ２、エネルギーＢＩＮ３の三つのエネルギーＢＩＮに振り分けられているケースを考える。図１５のカウントレベル「Ｌ１」「Ｌ２」「Ｌ３」に対する判定条件は、それぞれ、図７に与えられている。エネルギーＢＩＮのカウントレベルに応じて、異なる電流のフィードバック量が与えられる。図８の時の場合と同様、全てのエネルギーＢＩＮが「Ｌ」であったときの、フィードバック制御の例が、図１５に与えられている。

【0108】

ここで、撮影制御部３３は、「管電流大」という項目に対して、「現在のフィードバック量」という値を保持する。「現在のフィードバック量」の初期値としては、例えば、「０ｍＡ」という量が与えられる。撮影制御部３３は、制御信号として、「管電流大」という項目が選ばれると、「現在のフィードバック量」の値を更新する。例えば、「現在のフィードバック量」が「０ｍＡ」で、エネルギーＢＩＮが、「Ｌ１一つ以上」ならば、変更後のフィードバック量は、現在のフィードバック量を「ｘ」として、「ｘ＋０．５」で与えられる。すなわち、変更後のフィードバック量は、「０＋０．５＝０．５ｍＡ」となる。従って、撮影制御部３３は、照射部１２に、管電流の値を、現在の値に加えて「０．５ｍＡ」増加させるよう制御信号を送信する。このとき、撮影制御部３３は、「変更後のフィードバック量」の値を、「現在のフィードバック量」として保持させる。従って、撮影制御部３３が照射部１２に、当該制御信号を送信すると、「現在のフィードバック量」は、「０．５ｍＡ」となる。

【0109】

例えば、「現在のフィードバック量＝０．５ｍＡ」の状態で、撮影制御部３３が、新たな計数データを収集部１４から取得したとする。このとき、管電流が増加したことにより、エネルギーＢＩＮそれぞれのカウントレベルが、「Ｌ１」がなく、かつ、「Ｌ２」が一以上となったとする。その場合、変更後のフィードバック量は、「ｘ＋０．２」であり、現在のフィードバック量「ｘ」は、「０．５ｍＡ」であるから、変更後のフィードバック量は、「０．５＋０．２＝０．７」であり、「０．７ｍＡ」となる。撮影制御部３３は、照射部１２に、管電流の値を、現在の値に加えて０．７ｍＡ増加させるよう制御信号を送信し、同時に、現在のフィードバック量「ｘ」は、「０．７ｍＡ」となる。

【0110】

或いは、 例えば、「現在のフィードバック量＝０．５ｍＡ」の状態で、撮影制御部３３が、新たな計数データを収集部１４から取得し、管電流が増加したことにより、エネルギーＢＩＮそれぞれのカウントレベルが、すべて「Ｌ３」になったとする。その場合、変更後のフィードバック量は、「ｘ＋０．１」であり、現在のフィードバック量「ｘ」は、「０．５ｍＡ」であるから、変更後のフィードバック量は、「０．５＋０．１＝０．６」であり、「０．６ｍＡ」となる。撮影制御部３３は、照射部１２に、管電流の値を、現在の値に加えて０．６ｍＡ増加させるよう制御信号を送信し、同時に、現在のフィードバック量「ｘ」は、「０．６ｍＡ」となる。

【0111】

次に、撮影制御部３３が、「管電流大」という項目以外の項目を、制御信号として選択した場合における動作について説明する。撮影制御部３３は、「管電流大」という項目以外の項目が、制御信号として選択された場合、当該「管電流大」に対応する「現在のフィードバック量」の値を、初期値にリセットする。例えば、現在のフィードバック量ｘが「０．６ｍＡ」であるときに、制御信号として、「管電流小」や、「管電圧高」の項目が、制御信号として選択された場合、「管電流大」に対応するフィードバック量ｘの値は、「０ｍＡ」となる。同時に、「管電流小」や、「管電圧高」の項目に対応する「現在のフィードバック量」の値が、所定の値に更新されることになる。

【0112】

Ｘ線照射条件を、計数データに応じて、動的に変更させることで、現在のＸ線照射条件がどのようなものであっても、最適なＸ線照射条件へと、早く近づくことができる。例えば、「現在の電圧値」が「２０ｋｅＶ」であったとして、「最適な電圧値」が、「２０．１ｋｅＶ」又は「５０ｋｅＶ」の場合を考える。フィードバック量が０．１ｋｅＶであった場合、２０．１ｋｅＶには、１回のフィードバックで到達できる一方、５０ｋｅＶには、（５０−２０）／０．１＝３００回のフィードバックを要する。一方、フィードバック量が１０ｋｅＶであった場合、５０ｋｅＶへは、３回のフィードバックで到達できる一方、２０．１ｋｅＶには、１回当たりのフィードバック量が大きすぎて、到達することができない。

【0113】

一方、計数データに応じて、フィードバック量を動的に変更させた場合、すなわち、変更後のフィードバック量を、現在のフィードバック量に０．１ｋｅＶを加えるとした場合、フィードバック量が加速度的に増加する結果、２０．１ｋｅＶには１回、５０ｋｅＶには２４回で到達することができる。すなわち、第６の実施形態の第１の変形例では、Ｘ線照射条件のフィードバック量を動的に変更させることで、最適なＸ線照射条件へと速やかに近づけることができ、被ばく量を更に低減することができる。

【0114】

（第６の実施形態の第２の変形例）
第６の実施形態の第２の変形例として、フィードバック量の代わりに、フィードバックの条件式に用いられるパラメータを、動的に変更しても良い。第６の実施形態の第２の変形例では、撮影制御部３３は、計数データに応じてパラメータを変更することで、Ｘ線照射条件に関する情報を決定する。

【0115】

動的に変更されるパラメータの一例としては、フィードバック信号を送信する否かを判定するための時間間隔が挙げられる。例えば、フィードバック信号を送信する否かを判定するための時間間隔が「１秒間」であり、カウントレートに対して「Ｔｈｒ」が設定されているとする。かかる場合、撮影制御部３３は、各エネルギーＢＩＮのカウントレートのいずれかが「Ｔｈｒ」を超えている場合、カウント数が急激に上昇していると判断し、時間間隔を「０．５秒間」に変更して、フィードバック信号を送信する否かを判定する。

【0116】

第６の実施形態の第２の変形例では、例えば、計数値の変化率に応じて、フィードバック信号を送信する否かを判定するための時間間隔を動的に短縮することで、被ばく量を確実に低減することができる。

【0117】

（第７の実施形態）
第１〜第６の実施形態では、Ｘ線診断装置として、被検体Ｐが立った状態で撮影する、いわゆる立位撮影台方式でＸ線一般撮影を行う装置を一例として説明した。しかし、第１〜第６の実施形態で説明した内容は、Ｘ線一般撮影を行う装置以外のＸ線診断装置以外にも適用可能である。図１６及び図１７は、第７の実施形態を説明するための図である。

【0118】

ここで、図１６は、第１〜第６の実施形態で説明した内容を適用可能なＸ線診断装置として、上部消化管検査用のＸ線一般撮影装置の構成例を示している。また、図１７は、第１〜第６の実施形態で説明した内容を適用可能なＸ線診断装置として、マンモグラフィの構成例を示している。なお、図１６及び図１７では、説明を簡単にするため、図１に示すＸ線診断装置を構成する複数の処理部それぞれに対応する処理部に対して同一の符号を付与している。

【0119】

図１６に例示する上部消化管検査用のＸ線一般撮影装置は、例えば、天井に設置されたＸ線管１２ａ、線質フィルタ１２ｂ及び絞り１２ｃを有する照射部１２から、下向きにＸ線が照射され、被検体Ｐが横になるベッドの裏側に設置された検出器１３が、Ｘ線の入射に応じて検出信号を出力する。ここで、上部消化管検査用のＸ線一般撮影装置は、照射部１２及びベッドが臥位から立位、立位から臥位等、様々な状態に移動されることで、例えば、被検体Ｐの上部消化管の造影撮影が行われる。すなわち、臥位撮影台方式のＸ線一般撮影装置では、複数回Ｘ線撮影が行われるので、撮影時間の短縮及び被ばく量の低減が要求される。従って、かかる構成の元、図１６に例示する臥位撮影台方式のＸ線一般撮影装置が、第１〜第６の実施形態で説明したＸ線照射条件の適応的変更処理を行うことで、撮影時間の短縮及び被ばく量の低減を実現することができる。

【0120】

また、図１７に例示するマンモグラフィは、Ｘ線管１２ａ、線質フィルタ１２ｂ及び絞り１２ｃを有する照射部１２から、圧迫板及び撮影台で挟み込まれて伸展された被検体Ｐの乳房２０に対してＸ線が照射される。そして、図１７に例示するマンモグラフィは、撮影台の裏側に設置された検出器１３が、Ｘ線の入射に応じて検出信号を出力する。通常、マンモグラフィを用いた検査では、左右それぞれの乳房２０を撮影台に抑えつけて圧迫し、所定の厚みになったところで、例えば、左右それぞれ撮影方向を変えて２枚ずつ、合計で４枚撮影する。かかる場合、４回のＸ線曝射が必要であり、また、乳房２０が圧迫される被検体Ｐとっては撮影時間の短縮が要求される。従って、かかる構成の元、図１７に例示するマンモグラフィが、第１〜第６の実施形態で説明したＸ線照射条件の適応的変更処理を行うことで、撮影時間の短縮及び被ばく量の低減を実現することができる。

【0121】

（第８の実施形態）
第１〜第７の実施形態では、Ｘ線診断装置が静止画としてのＸ線画像を生成する例を用いて説明した。これに対して、第７の実施形態では、Ｘ線透視撮影を行うＸ線診断装置において、複数のエネルギー区間それぞれの計数データに基づくＸ線照射条件の適応的変更が行われる場合について説明する。

【0122】

ここで、Ｘ線透視撮影とは、Ｘ線を用いてリアルタイムに観察部位を時系列に沿って撮影することを言う。Ｘ線透視撮影装置としてのＸ線診断装置は、複数の撮影時間で時系列に沿った複数の静止画を生成し、生成した複数の静止画を、順次表示することで、Ｘ線透視画像の動画表示を行う。例えば３０ｆｐｓの場合、Ｘ線透視撮影装置は、１秒間当たり３０フレーム（３０個）の静止画を撮影する。

【0123】

第１〜第７の実施形態で説明した制御処理は、１フレームの間の処理、すなわち、一つの静止画を作成する過程でのフィードバック制御処理であった。第８の実施形態に係るＸ線診断装置は、例えば、あるフレームにおいて得られた計数データを基に、次のフレームにおけるＸ線照射条件を決定する。

【0124】

図１８は、第８の実施形態に係るＸ線診断装置の構成例を示すブロック図である。なお、図１８では、説明を簡単にするため、図１に示すＸ線診断装置を構成する複数の処理部それぞれに対応する処理部に対して同一の符号を付与している。図１８に例示するＸ線診断装置は、アンギオ（血管造影）検査等を行う装置であり、照射部１２及び検出器１３を保持するＣアームを有し、駆動部１６は、Ｃアームを回転及び移動させる。図１８に例示するＸ線診断装置は、被検体Ｐがベッドに載置した状態で、透視撮影に適したＸ線照射角度となるまで、Ｃアームが回転及び移動される。また、図１８に例示するＸ線診断装置は、被検体Ｐがベッドに載置した状態で、Ｃアームが様々な位置に回転及び移動されることで、複数のＸ線照射角度で透視撮影を行う。

【0125】

かかる構成の元、第８の実施形態に係る収集部１４は、複数のエネルギー区間の計数データを、複数フレームに渡って収集する。そして、第８の実施形態に係る撮影制御部３３は、Ｘ線照射条件に関する情報として、収集部１４が収集した複数のエネルギー区間の計数データに基づいて、次に収集部１４が収集する複数のエネルギー区間の計数データのためのＸ線照射条件を決定する。図１９は、第８の実施形態に係るフィードバック処理の一例を説明するための図である。

【0126】

図１９の横軸は時刻「ｔ」を表し、フレーム１の静止画、フレーム２の静止画、フレーム３の静止画が時系列に沿って順次生成されることを示している。また、図１９で、フレーム１、フレーム２、フレーム３それぞれからの下向きの矢印は、Ｘ線照射から、各フレームでの画像が生成されるまでの処理の流れを概念的に表したものである。すなわち、一つのフレームにおいて、第１の段階として、Ｘ線が被検体Ｐに照射される。第２の段階として、被検体Ｐを透過したＸ線を、検出器１３が検出する。第３の段階として、収集部１４が、検出器１３からの出力信号を、エネルギーＢＩＮに振分け、計数データを作成する。計数データは、撮影制御部３３において撮影制御処理に用いられる。

【0127】

なお、１フレーム分のＸ線照射が終了すると、画像生成部３６は、収集部１４から受け渡された計数データを基に、「Energy Weighted処理」や「Material Decomposition処理」等により、一つのＸ線画像を生成する。生成された画像は、必要に応じて、画像記憶部３７に保存され、或いは、システム制御部３８の制御により表示部３２で表示される。

【0128】

ここで、１フレーム分のＸ線照射が終了すると、第８の実施形態に係る撮影制御部３３は、収集部１４から受け渡された計数データを基に、どのようなフィードバック信号を照射部１２に送信するかを決定する。フィードバック信号の種類及びフィードバック量については、撮影制御部３３は、第１〜第７の実施形態で説明してきた方法のいずれかを用いる。ただし、これまでの実施形態では、フィードバック信号が、撮影制御部３３から照射部１２にリアルタイムで送信されていた。一方、第８の実施形態では、撮影制御部３３は、１フレーム分のＸ線照射が終了したのち、次のフレームにおけるＸ線照射条件を指定するフィードバック信号を送信する。

【0129】

このようにして、フレーム１においてＸ線照射が終了すると、撮影制御部３３は、図１９に示すように、フレーム２におけるＸ線照射条件を決定し、決定したＸ線照射条件に応じたフィードバック信号を照射部１２に送信する。また、画像生成部３６は、フレーム１に対応する静止画を生成する。次に、フレーム２において、Ｘ線照射が開始され、その後Ｘ線照射が終了すると、撮影制御部３３は、図１９に示すように、フレーム３におけるＸ線照射条件を決定し、決定したＸ線照射条件に応じたフィードバック信号を照射部１２に送信する。また、画像生成部３６は、フレーム２に対応する静止画を生成する。この処理が、撮影終了まで繰り返される。

【0130】

このような処理を行うことで、第８の実施形態では、Ｘ線透視画像の連続撮影においても、被ばく量を低減することができる。

【0131】

（第８の実施形態の第１の変形例）
上記では、撮影制御部３３のフィードバック処理が、１フレームの終了ごとに行う場合について説明した。しかし、第８の実施形態はこれには限られない。第８の実施形態の第１の変形例では、撮影制御部３３は、１フレームの間で、ＯＮ−ＴＩＭＥ（リアルタイム）でフィードバック信号を照射部１２に送信しつつ、１フレームが終了すると、次のフレームにおけるＸ線照射条件に関するフィードバック信号を同時に送信する。ここで、ＯＮ−ＴＩＭＥで、及び、１フレーム終了ごとに、撮影制御部３３が照射部１２に送信するフィードバック信号の種類、フィードバック量、並びに、フィードバック信号を決定するための条件式については、第１〜第７の実施形態で説明したいずれかの方法を用いることが可能である。

【0132】

第８の実施形態の第１の変形例では、Ｘ線透視画像の連続撮影において、フレーム間だけでなく、フレーム内でも計数データに基づくフィードバック制御を行うことで、被ばく量を更に低減することができる。

【0133】

（第８の実施形態の第２の変形例）
第８の実施形態の第２の変形例では、撮影制御部３３は、あるフレームで決定したＸ線照射条件が、以降の連続した複数フレーム（例えば、３フレーム）において変更する必要がなかった場合、最適なＸ線照射条件が決定されたと判断して、フィードバック信号の送信を停止する。一方、あるフレームで決定したＸ線照射条件を順次変更した場合には、フィードバック信号の送信処理を継続する。

【0134】

かかる第８の実施形態の第２の変形例では、Ｘ線照射条件が安定して最適であると判断した場合は、このＸ線照射条件を維持して、不要な撮影制御処理を行うことを回避することができる。なお、第８の実施形態の第２の変形例では、Ｘ線照射条件が安定して最適であると判断した場合であっても、例えば、１０フレームごとに、Ｘ線照射条件を変更する必要があるか否かを判定し、必要がある場合は、再度、Ｘ線照射条件を決定して、フィードバック信号の送信処理を行っても良い。

【0135】

（第８の実施形態の第３の変形例）
第８の実施形態の第３の変形例では、撮影制御部３３は、Ｘ線照射条件が安定して最適であると判断した場合でも、バックグランド処理として、Ｘ線照射条件を変更する必要があるか否かを継続して判定し、必要がある場合は、再度、Ｘ線照射条件を決定して、フィードバック信号の送信処理を行う。これにより、Ｘ線照射条件が安定している場合において、途中で何らかの事態が発生してＸ線照射条件が不安定になった場合にも、適切にフィードバック処理を行うことができる。

【0136】

（第９の実施形態）
第１〜第８の実施形態では、複数のエネルギー区間それぞれの計数データに基づくＸ線照射条件のフィードバック制御が、Ｘ線診断装置において行われる場合について説明した。しかし、第１〜第８の実施形態で説明したＸ線照射条件のフィードバック制御は、Ｘ線ＣＴ装置に適用される場合であっても良い。図２０は、第９の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成例を示すブロック図である。

【0137】

第９の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、架台装置としての撮影装置１００、寝台装置２００、及び、コンソール装置としての制御・データ処理装置３００を備える。撮影装置１００は、例えば、高電圧発生部１１０、Ｘ線管１２０ａと線質フィルタ１２０ｂと絞り１２０ｃとを有する照射部１２０、検出器１３０、収集部１４０、回転フレーム１５１及び架台駆動部１６０を備える。高電圧発生部１１０は、図１の高電圧発生部１１に対応する。また、Ｘ線管１２０ａと線質フィルタ１２０ｂと絞り１２０ｃとを有する照射部１２０は、図１のＸ線管１２ａと線質フィルタ１２ｂと絞り１２ｃとを有する照射部１２に対応する。また、収集部１４０は、図１の収集部１４に対応する。ただし、Ｘ線ＣＴ装置では、回転フレーム１５１により、照射部１２０と検出器１３０とが被検体Ｐを挟んで対向するように支持され、回転フレーム１５１は、架台駆動部１６０によって被検体Ｐを中心した円軌道にて高速に回転する。

【0138】

すなわち、照射部１２０は、Ｘ線を照射するＸ線管１２０ａを含む。また、検出器１３０は、Ｘ線の入射に応じて検出信号を出力する。収集部１４０は、検出器１３０が出力した検出信号によって計測されたエネルギー値を、複数のエネルギー区間のいずれかに振り分けることで、当該複数のエネルギー区間それぞれの計数データを収集する。収集部１４０は、複数の管球位相（複数のビュー）それぞれで、複数のエネルギー区間それぞれの計数データを収集する。

【0139】

また、図２０に示すように、寝台装置２００は、被検体Ｐを載せる装置であり、天板２２０と、寝台駆動装置２１０とを有する。天板２２０は、被検体Ｐが載置されるベッドであり、寝台駆動装置２１０は、天板２２０をＺ軸方向へ移動して、被検体Ｐを回転フレーム１５１内に移動させる。

【0140】

また、図２０に示すように、制御・データ処理装置３００は、入力部３１０、表示部３２０、撮影制御部３３０、前処理部３４０、投影データ記憶部３５０、画像再構成部３６０、画像記憶部３７０及びシステム制御部３８０を備える。

【0141】

入力部３１０及び表示部３２０は、図１の入力部３１及び表示部３２に対応する。また、撮影制御部３３０は、図１の撮影制御部３３に対応し、後述するシステム制御部３８０の制御のもと、撮影装置１００及び寝台装置２００の動作を制御することで、撮影装置１００における計数データの収集処理を制御する。第９の実施形態では、撮影制御部３３０は、収集部１４０で収集された複数のエネルギー区間それぞれの計数データに基づいて、Ｘ線照射条件に関する情報を照射部１２０に送信する。なお、撮影制御部３３０については、後述する。

【0142】

前処理部３４０は、収集部１４０から送信された計数データに対して、対数変換処理、オフセット補正、感度補正、ビームハードニング補正等の補正処理を行なうことで、投影データを生成する。

【0143】

投影データ記憶部３５０は、前処理部３４０により生成された投影データを記憶する。すなわち、投影データ記憶部３５０は、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成するための投影データ（補正済み計数データ）を記憶する。

【0144】

画像再構成部３６０は、投影データ記憶部３５０が記憶する投影データ（補正済み計数データ）を用いて、撮影部位における画像（Ｘ線ＣＴ画像）を再構成する。再構成方法としては、種々の方法があり、例えば、逆投影処理が挙げられる。また、逆投影処理としては、例えば、ＦＢＰ（Filtered Back Projection）法による逆投影処理が挙げられる。また、画像再構成部３６０は、逐次近似法により、再構成処理を行っても良い。また、画像再構成部３６０は、Ｘ線ＣＴ画像や、再構成前の投影データに対して各種画像処理を行なうことで、単色Ｘ線画像や密度画像、実効原子番号画像等様々な画像を生成する。かかる画像処理としては、例えば、再構成画像レベルや、投影データレベルでの「Energy Weighted処理」や、再構成画像レベルや、投影データレベルでの「Material Decomposition処理」が挙げられる。画像再構成部３６０は、再構成したＸ線ＣＴ画像や、各種画像処理により生成した画像を画像記憶部３７０に格納する。

【0145】

システム制御部３８０は、撮影装置１００、寝台装置２００及び制御・データ処理装置３００の動作を制御することによって、Ｘ線ＣＴ装置の全体制御を行う。具体的には、システム制御部３８は、撮影制御部３３０を制御することで、撮影装置１００で行なわれるＣＴスキャンを制御する。また、システム制御部３８０は、前処理部３４０や、画像再構成部３６０を制御することで、制御・データ処理装置３００における画像再構成処理や画像生成処理を制御する。また、システム制御部３８０は、画像記憶部３７０が記憶する各種画像データを、表示部３２０に表示するように制御する。

【0146】

ここで、Ｘ線診断装置で得られる１方向（１ビュー）での計数データ（又は、画像）は、Ｘ線ＣＴ装置で収集される１方向（１ビュー）での計数データに基づく投影データと見なすことができる。ここで、ビューとは、Ｘ線管１２０ａ、被検体Ｐ及び検出器１３０の相対的位置関係のことを言う。Ｘ線ＣＴ装置は、回転フレーム１５１を回転させることにより、Ｘ線管１２０ａ、被検体Ｐ及び検出器１３０の間の互いの位置関係を少しずつ変えながら撮影して、複数方向の各エネルギー区間の計数データを収集し、複数方向の各エネルギー区間の計数データから生成した複数方向の各エネルギー区間の投影データを再構成することで、様々な画像を生成する。

【0147】

Ｘ線ＣＴ装置では、例えば、回転フレーム１５１が１回転すると、１フレーム分の投影データが収集される。ここで、撮影開始時から、回転フレーム１５１の最初の１回転を第１サイクル、回転フレーム１５１の２回目の１回転を第２サイクルと呼ぶ。

【0148】

撮影制御部３３０は、第１サイクルで得られた複数ビューそれぞれでの各エネルギー区間の計数値の統計値（最小値、最大値、平均値、中央値等）、又は、単位時間当たりの計数値の統計値を用いて、第２サイクルにおけるＸ線照射条件を決定し、決定したＸ線照射条件に基づくフィードバック信号を照射部１２０に送信する。或いは、撮影制御部３３０は、第１サイクルで得られた複数ビューそれぞれでの各エネルギー区間の計数値、又は、単位時間当たりの計数値の統計値を用いて、第２サイクルにおける各ビューにおけるＸ線照射条件を決定し、決定した各ビューにおけるＸ線照射条件に基づくフィードバック信号を照射部１２０に送信する。図２１Ａ及び図２１Ｂは、第９の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が実行する処理の一例を説明するための図である。図２１Ａ及び図２１Ｂは、横軸をビューとし、縦軸を管電圧とするグラフを示す。図２１Ａには、第１サイクルにおける各ビューにおける管電圧の大きさを示すグラフ８０が示されている。図２１Ｂには、グラフ８０に加えて、第２サイクルにおける各ビューにおける管電圧の大きさを示すグラフ８１が示されている。例えば、撮影制御部３３０は、第１サイクルにおいて、各ビューにおける管電圧の大きさが、図２１Ａのグラフ８０が示す各ビューにおける管電圧の大きさとなるように管球１２ａを制御する。そして、撮影制御部３３０は、第１サイクルで得られた複数のビューそれぞれにおける各エネルギー区間における計数値に基づいて、第２サイクルにおいて、各ビューにおける管電圧の大きさが、図２１Ｂのグラフ８１が示す各ビューにおける管電圧の大きさとなるように管球１２ａを制御する。第１サイクル撮影制御部３３０は、上記の処理をＸ線ＣＴ画像の撮影が終了するまで、繰り返す。

【0149】

或いは、撮影制御部３３０は、あるビューで収集された計数データに基づいて、次のビューで計数データを収集するためのＸ線照射条件を決定し、決定したＸ線照射条件に基づくフィードバック信号を照射部１２に送信しても良い。

【0150】

また、撮影制御部３３０は、あるサイクルで得られた複数のビューそれぞれにおける各エネルギー区間における計数値に基づいて、次のサイクルにおける天板２２０のＺ軸方向の移動を制御することもできる。例えば、撮影制御部３３０は、あるサイクルで得られた複数のビューそれぞれにおける各エネルギー区間における計数値に基づいて、次のサイクルにおける天板２２０のＺ軸方向の移動量を算出し、算出した移動量分だけ天板２２０をＺ軸方向に移動させる指示を寝台駆動装置２１０に送信する。これにより、寝台駆動装置２１０は、算出した移動量分だけ天板２２０をＺ軸方向に移動させる。

【0151】

このように、第９の実施形態では、第１〜第８の実施形態で説明したフィードバック制御を、Ｘ線ＣＴ装置に適用することで、フォトンカウンティングＣＴにおいても被ばく量を低減することができる。

【0152】

なお、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

【0153】

また、上記の第１〜第９の実施形態で説明した制御方法は、予め用意された信号制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な非一時的な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

【0154】

以上述べた少なくとも一つの実施形態によれば、被ばく量を低減することができる。

【0155】

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同様に、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】

【0156】

１２ 照射部
１３ 検出器
１４ 収集部
３３ 撮影制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21A】

【図21B】