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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024104090
(43)【公開日】2024-08-02
(54)【発明の名称】Ｘ線撮影装置、および、その動作方法
(51)【国際特許分類】
A61B 6/40 20240101AFI20240726BHJP
A61B 6/00 20240101ALI20240726BHJP
A61B 6/12 20060101ALI20240726BHJP
【ＦＩ】
A61B6/00 300D
A61B6/00 320Z
A61B6/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023008131
(22)【出願日】2023-01-23
(71)【出願人】
【識別番号】320011683
【氏名又は名称】富士フイルムヘルスケア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000888
【氏名又は名称】弁理士法人山王坂特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山川 恵介
(72)【発明者】
【氏名】松崎 和喜
(72)【発明者】
【氏名】高橋 勲
(72)【発明者】
【氏名】中村 正
【テーマコード（参考）】
4C093
【Ｆターム（参考）】
4C093AA01
4C093AA25
4C093CA23
4C093CA34
4C093EA06
4C093EC15
4C093FA19
4C093FF35
4C093FF37
(57)【要約】 （修正有）
【課題】２管球を備えるＸ線撮影装置でありながら、バイプレーンのＸ線撮影装置よりも被検体の被ばく量が小さく、Ｘ線画像の画質を時間軸方向で維持し、かつ、デバイス等の視認性を向上させる。
【解決手段】被検体にＸ線を照射する第１Ｘ線管と、被検体に対して第１Ｘ線管とは異なる方向からＸ線を照射する第２Ｘ線管と、第１Ｘ線管および第２Ｘ線管が照射し、被検体を通過したＸ線を検出する１つのＸ線検出器とを有する。第１Ｘ線管がＸ線を照射する期間と、第２Ｘ線管がＸ線を照射する期間とが重複しないように、第１Ｘ線管に対して第１パルス幅で、第２Ｘ線管に対して第２パルス幅で交互にパルス状の電力を供給する。Ｘ線検出器が第１Ｘ線管の照射したＸ線を検出した出力を取り込んで、第１Ｘ線画像を生成する。Ｘ線検出器が第２Ｘ線管の照射したＸ線を検出した出力を取り込んで、第２Ｘ線画像を生成する。
【選択図】図５
【解決手段】被検体にＸ線を照射する第１Ｘ線管と、被検体に対して第１Ｘ線管とは異なる方向からＸ線を照射する第２Ｘ線管と、第１Ｘ線管および第２Ｘ線管が照射し、被検体を通過したＸ線を検出する１つのＸ線検出器とを有する。第１Ｘ線管がＸ線を照射する期間と、第２Ｘ線管がＸ線を照射する期間とが重複しないように、第１Ｘ線管に対して第１パルス幅で、第２Ｘ線管に対して第２パルス幅で交互にパルス状の電力を供給する。Ｘ線検出器が第１Ｘ線管の照射したＸ線を検出した出力を取り込んで、第１Ｘ線画像を生成する。Ｘ線検出器が第２Ｘ線管の照射したＸ線を検出した出力を取り込んで、第２Ｘ線画像を生成する。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検体を搭載する天板と、前記被検体にＸ線を照射する第１Ｘ線管と、前記被検体に対して前記第１Ｘ線管とは異なる方向からＸ線を照射する第２Ｘ線管と、前記第１Ｘ線管および第２Ｘ線管が照射し、前記被検体を通過したＸ線を検出する１つのＸ線検出器と、撮影制御部と、画像生成部とを有し、
前記撮影制御部は、前記第１Ｘ線管がＸ線を照射する期間と、前記第２Ｘ線管がＸ線を照射する期間とが重複しないように、前記第１Ｘ線管に対して第１パルス幅で、第２Ｘ線管に対して第２パルス幅で交互にパルス状の電力を供給し、
前記画像生成部は、前記Ｘ線検出器が前記第１Ｘ線管の照射したＸ線を検出した出力を取り込んで、第１Ｘ線画像を生成し、前記Ｘ線検出器が前記第２Ｘ線管の照射したＸ線を検出した出力を取り込んで、第２Ｘ線画像を生成することを特徴とするＸ線撮影装置。
前記撮影制御部は、前記第１Ｘ線管がＸ線を照射する期間と、前記第２Ｘ線管がＸ線を照射する期間とが重複しないように、前記第１Ｘ線管に対して第１パルス幅で、第２Ｘ線管に対して第２パルス幅で交互にパルス状の電力を供給し、
前記画像生成部は、前記Ｘ線検出器が前記第１Ｘ線管の照射したＸ線を検出した出力を取り込んで、第１Ｘ線画像を生成し、前記Ｘ線検出器が前記第２Ｘ線管の照射したＸ線を検出した出力を取り込んで、第２Ｘ線画像を生成することを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項2】
請求項１に記載のＸ線撮影装置であって、前記撮影制御部が前記第１Ｘ線管に電力を供給する第１パルス幅は、前記第２Ｘ線管に電力を供給する第２パルス幅より大きく、
前記画像生成部は、前記第１パルス幅で供給された電力によって前記第１Ｘ線管がＸ線を照射している間に、前記Ｘ線検出器の出力を所定のレートで複数回取り込んで、所定のフレームレートで時系列の複数の画像を生成することを特徴とするＸ線撮影装置。
前記画像生成部は、前記第１パルス幅で供給された電力によって前記第１Ｘ線管がＸ線を照射している間に、前記Ｘ線検出器の出力を所定のレートで複数回取り込んで、所定のフレームレートで時系列の複数の画像を生成することを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項3】
請求項２に記載のＸ線撮影装置であって、前記撮影制御部は、撮影条件調整部を備え、
前記撮影条件調整部は、予め定めた通常撮影モードと、高速デバイス撮影モードとを有し、前記通常撮影モードと前記高速デバイス撮影モードは、前記第１Ｘ線管に電力を供給する第１パルス幅、および、前記第２Ｘ線管に電力を供給するパルスの管電流値のうちの少なくとも一方を変化させることを特徴とするＸ線撮影装置。
前記撮影条件調整部は、予め定めた通常撮影モードと、高速デバイス撮影モードとを有し、前記通常撮影モードと前記高速デバイス撮影モードは、前記第１Ｘ線管に電力を供給する第１パルス幅、および、前記第２Ｘ線管に電力を供給するパルスの管電流値のうちの少なくとも一方を変化させることを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項4】
請求項３に記載のＸ線撮影装置であって、前記高速デバイス撮影モードの前記第１パルス幅は、前記通常撮影モードの第１パルス幅よりも小さく設定されていることを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項5】
請求項３に記載のＸ線撮影装置であって、前記高速デバイス撮影モードの前記第２Ｘ線管に電力を供給するパルスの管電流の値は、前記通常撮影モードの前記第２Ｘ線管に電力を供給するパルスの管電流の値よりも大きく設定されていることを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項6】
請求項３に記載のＸ線撮影装置であって、ユーザから撮影モードを前記通常撮影モードにするか前記高速デバイス撮影モードにするかの設定を受け付ける入力部をさらに有し、
前記撮影条件調整部は、前記入力部に設定された撮影モードにしたがって、前記通常撮影モードと前記高速デバイス撮影モードとを切り替えることを特徴とするＸ線撮影装置。
前記撮影条件調整部は、前記入力部に設定された撮影モードにしたがって、前記通常撮影モードと前記高速デバイス撮影モードとを切り替えることを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項7】
請求項３に記載のＸ線撮影装置であって、前記第１Ｘ線画像および前記第２Ｘ線画像を用いて、前記第１Ｘ線画像および前記第２Ｘ線画像に含まれる、前記被検体中のデバイスの像を抽出するデバイス抽出部と、前記デバイスの前記被検体中での移動速度を算出する移動速度算出部とをさらに有し、
前記撮影条件調整部は、前記移動速度算出部が算出した前記デバイスの移動速度が予め定めた速度よりも大きい場合、前記通常撮影モードから前記高速デバイス撮影モードへ切り替えることを特徴とするＸ線撮影装置。
前記撮影条件調整部は、前記移動速度算出部が算出した前記デバイスの移動速度が予め定めた速度よりも大きい場合、前記通常撮影モードから前記高速デバイス撮影モードへ切り替えることを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項8】
請求項３に記載のＸ線撮影装置であって、前記第１Ｘ線画像および前記第２Ｘ線画像を用いて、前記第１Ｘ線画像および前記第２Ｘ線画像に含まれる、前記被検体中のデバイスの像を抽出するデバイス抽出部と、前記デバイス抽出部による前記デバイスの像の抽出の信頼度を算出する信頼度算出部とをさらに有し、
前記撮影条件調整部は、前記信頼度算出部が算出した前記信頼度が予め定めた信頼度より小さい場合、前記通常撮影モードから前記高速デバイス撮影モードへ切り替えることを特徴とするＸ線撮影装置。
前記撮影条件調整部は、前記信頼度算出部が算出した前記信頼度が予め定めた信頼度より小さい場合、前記通常撮影モードから前記高速デバイス撮影モードへ切り替えることを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項9】
請求項２に記載のＸ線撮影装置であって、前記第２Ｘ線画像について、平均ノイズ値を算出する平均ノイズ値算出部と、前記第２Ｘ線管の前記第１Ｘ線管に対する位置を所定方向に移動させる移動機構とをさらに有し、
前記撮影制御部は、撮影条件調整部を備え、
前記撮影条件調整部は、前記平均ノイズ値算出部が算出した前記平均ノイズ値が予め定めた値より大きい場合、前記移動機構に指示し前記第２Ｘ線管の位置を移動させることを特徴とするＸ線撮影装置。
前記撮影制御部は、撮影条件調整部を備え、
前記撮影条件調整部は、前記平均ノイズ値算出部が算出した前記平均ノイズ値が予め定めた値より大きい場合、前記移動機構に指示し前記第２Ｘ線管の位置を移動させることを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項10】
被検体を搭載する天板と、被検体にＸ線を照射する第１Ｘ線管と、前記被検体に対して前記第１Ｘ線管とは異なる方向からＸ線を照射する第２Ｘ線管と、前記第１Ｘ線管および第２Ｘ線管が照射し、前記被検体を通過したＸ線を検出するＸ線検出器とを有するＸ線撮影装置の動作方法であって、
前記第１Ｘ線管がＸ線を照射する期間と、前記第２Ｘ線管がＸ線を照射する期間とが重複しないように、前記第１Ｘ線管に対して第１パルス幅で、第２Ｘ線管に対して第２パルス幅で交互にパルス状の電力を供給し、
前記Ｘ線検出器が前記第１Ｘ線管の照射したＸ線を検出した出力を取り込んで、第１Ｘ線画像を生成し、前記Ｘ線検出器が前記第２Ｘ線管の照射したＸ線を検出した出力を取り込んで、第２Ｘ線画像を生成する
ことを特徴とするＸ線撮影装置の動作方法。
前記第１Ｘ線管がＸ線を照射する期間と、前記第２Ｘ線管がＸ線を照射する期間とが重複しないように、前記第１Ｘ線管に対して第１パルス幅で、第２Ｘ線管に対して第２パルス幅で交互にパルス状の電力を供給し、
前記Ｘ線検出器が前記第１Ｘ線管の照射したＸ線を検出した出力を取り込んで、第１Ｘ線画像を生成し、前記Ｘ線検出器が前記第２Ｘ線管の照射したＸ線を検出した出力を取り込んで、第２Ｘ線画像を生成する
ことを特徴とするＸ線撮影装置の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、Ｘ線撮影装置に関し、特に、２管球を備えるＸ線撮影装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的なＸ線撮影装置は、１つのＸ線管球から被検体に対してＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線を１つの平面状のＸ線検出器により検出することにより、静止画のＸ線撮影や、連続撮影による動画のＸ線撮影（いわゆる透視）を行う。
【0003】
特許文献１には、１つのＸ線管球から複数回Ｘ線を照射し、１回目のＸ線照射の検出結果をもとに２回目のＸ線の照射条件を最適化する技術が開示されている。例えば、１回目にＸ線照射により得られたＸ線検出器からの出力に基づいて被検体に関する第１Ｘ線画像を生成し、ステント等のデバイス領域と所定の部位領域とが重畳していない場合やコントラストが低い場合、２回目のＸ線照射の線量を増大させるようにＸ線条件（管電圧、管電流、1回の照射時間に必要となる電力のパルス幅など）を変更する。これにより、透視像におけるデバイスの視認性を向上させ、検査のスループットを向上させ、被曝を低減する。
【0004】
また、特許文献２には、いわゆるバイプレーンのＸ線撮影装置が開示されている。このＸ線撮影装置は、２つのＸ線管球と、２つのＸ線検出器を備えている。第１のＸ線管と第１のＸ線検出器とを第１のＣ型アームによって対向配置し、第２のＸ線管と第２のＸ線検出器とを第２のＣ型アームによって対向配置した構成である。第１のＣ型アームと第２のＣ型アームの回転軸は、交差するように設定される。第１のＣ型アームと第２のＣ型アームをそれぞれ回転させて撮影を行うことにより、３次元画像を得ることができる。これにより、デバイスなどの３次元位置を把握することができる。
【0005】
特許文献３は、バイプレーンのＸ線撮影装置の第１のＣ型アームと第２のＣ型アームの配置を、事前に撮影しておいた被検体の３次元データをもとに決定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０２１－５３２６８号公報
【特許文献2】特開２０２１－１３３０３６号公報
【特許文献3】特開２０２０－９９５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献１のように、1つのＸ線管球からＸ線を照射するＸ線撮影装置は、デバイス等の被検体の奥行方向の位置を把握することはできない。１つのＸ線管球と１つのＸ線検出器の向きを変えて、２回撮影することにより、被検体の奥行方向のデバイス等の位置を検出することができるが、2回の撮影に時間差が生じるとともに、２回の撮影に時間がかかり、一定の方向から連続したＸ線画像を得ることができない。
【0008】
一方、特許文献２，３のように、２組のＸ線管球およびＸ線検出器を用いるバイプレーンのＸ線撮影装置は、デバイス等の３次元位置を把握することができるが、２組のＸ線管球からそれぞれＸ線を被検体に照射する。そのため、１つのＸ線管球と１つのＸ線検出器で撮影するのと同じ画質のＸ線画像を、２組のＸ線管とＸ線検出器によってそれぞれ撮影すると、約2倍のＸ線量を被検体に照射する必要があり、被検体の被ばくが大きい。また、特許文献３のように、事前に被検体の３次元データを撮影しておく場合、リアルタイムで撮影したＸ線画像と、事前の3次元データとの被検体の位置ずれが大きいという問題もある。
【0009】
本発明の目的は、２管球を備えるＸ線撮影装置でありながら、バイプレーンのＸ線撮影装置よりも被検体の被ばく量が小さく、Ｘ線画像の画質を時間軸方向で維持し、かつ、デバイス等の視認性を向上させることができるＸ線撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するために、本発明のＸ線撮影装置は、被検体を搭載する天板と、被検体にＸ線を照射する第１Ｘ線管と、被検体に対して第１Ｘ線管とは異なる方向からＸ線を照射する第２Ｘ線管と、第１Ｘ線管および第２Ｘ線管が照射し、被検体を通過したＸ線を検出するＸ線検出器と、撮影制御部と、画像生成部とを有する。撮影制御部は、第１Ｘ線管がＸ線を照射する期間と、第２Ｘ線管がＸ線を照射する期間とが重複しないように、第１Ｘ線管に対して第１パルス幅で、第２Ｘ線管に対して第２パルス幅で交互にパルス状の電力を供給する。画像生成部は、Ｘ線検出器が第１Ｘ線管の照射したＸ線を検出した出力を取り込んで、第１Ｘ線画像を生成し、Ｘ線検出器が第２Ｘ線管の照射したＸ線を検出した出力を取り込んで、第２Ｘ線画像を生成する。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、２管球を備えるＸ線撮影装置でありながら、バイプレーンのＸ線撮影装置よりも被検体の被ばく量が小さく、Ｘ線画像の画質を時間軸方向で維持し、かつ、デバイス等の視認性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の実施形態１のＸ線撮影装置１００のハードウエア構成を示すブロック図。
【図2】実施形態１のＸ線撮影装置１００の制御部１０１および演算処理部１０３の機能ブロック図。
【図3】実施形態１のＸ線撮影装置１００の制御部１０１の動作を示すフローチャート。
【図4】実施形態１のＸ線撮影装置１００の制御部１０１がユーザから撮影条件を受け付け、演算処理部１０３が撮影結果を表示する表示画面例を示す図。
【図5】実施形態１のＸ線撮影装置１００の制御部１０１が、通常撮影モードにおいて第１Ｘ線管１と第２Ｘ線管２に供給する電力のパルス形状と、演算処理部１０３がＸ線検出器３から信号を取り込むタイミングを示すタイミングチャート。
【図6】実施形態１のＸ線撮影装置１００の制御部１０１が、高速デバイス撮影モードにおいて第１Ｘ線管１と第２Ｘ線管２に供給する電力のパルス形状と、演算処理部１０３がＸ線検出器３から信号を取り込むタイミングを示すタイミングチャート。
【図7】実施形態１のＸ線撮影装置１００の演算処理部１０３の動作を示すフローチャート。
【図8】実施形態のＸ線撮影装置１００の３次元位置算出部１４３がデバイスの先端の３次元位置を算出する原理を説明する図。
【図9】実施形態２のＸ線撮影装置の機能ブロック図。
【図10】実施形態２のＸ線撮影装置の制御部１０１の動作を示すフローチャート。
【図11】実施形態２のＸ線撮影装置の演算処理部１０３の動作を示すフローチャート。
【図12】実施形態２のＸ線撮影装置の第１Ｘ線管１と第２Ｘ線管２に供給される電力のパルス形状の時系列な変化と、演算処理部１０３がＸ線検出器３から信号を取り込むタイミングと、第１および第２Ｘ線画像とノイズ画像とを説明する図。
【図13】実施形態３のＸ線撮影装置の機能ブロック図。
【図14】実施形態３のＸ線撮影装置の制御部１０１の動作を示すフローチャート。
【図15】実施形態３のＸ線撮影装置において、第２Ｘ線管２を移動させることにより、第１Ｘ線画像および第２Ｘ線画像の信頼度が高くなることを説明する図。
【図16】（ａ）および（ｂ）実施形態３のＸ線撮影装置の第１Ｘ線管１の第１支持部６の別の構造例と、第２Ｘ線管２を移動方向とを説明する図。
【図17】実施形態４のＸ線撮影装置の機能ブロック図。
【図18】実施形態４のＸ線撮影装置の演算処理部１０３の動作を説明するフローチャート。
【図19】実施形態４のＸ線撮影装置のモニター１２２の領域１２８に表示される画面例を示す図。
【図20】実施形態４のＸ線撮影装置の３Ｄマッピングの原理を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【0014】
＜＜実施形態１＞＞
実施形態１のＸ線撮影装置１００の構成について説明する。
実施形態１のＸ線撮影装置１００の構成について説明する。
【0015】
【0016】
図１に示すように、Ｘ線撮影装置１００は、被検体４を搭載する天板５と、被検体４にＸ線を照射する第１Ｘ線管１と、第２Ｘ線管２とを備えている。第２Ｘ線管２は、被検体４に対して第１Ｘ線管１とは異なる方向からＸ線を照射する。第１Ｘ線管１は、第１支持部６によって支持されている。第２Ｘ線管２は、第２支持部７によって支持されている。第１Ｘ線管１および第２Ｘ線管２が照射したＸ線は、被検体４を通過する。天板５内には、被検体４を通過したＸ線が照射される位置にＸ線検出器３が配置されている。第１Ｘ線管１と第２Ｘ線管２には、高電圧発生器１２４が接続されている。第１Ｘ線管１と第２Ｘ線管２には、陽極回転等の駆動部の動作を制御するＸ線制御器１１７が接続されている。天板５，第１支持部６および第２支持部７は、駆動機構を内蔵しており、駆動機構を制御する機構制御器１２３が接続されている。Ｘ線検出器３には、その動作を制御する検出器制御器１１６が接続されている。これらはＸ線撮影装置１００の本体１０２を構成している。
【0017】
本体１０２の検出器制御器１１６，Ｘ線制御器１１７および機構制御器１２３には、これらの動作を制御することにより、撮影を制御する制御部１０１が接続されている。制御部１０１は、中央処理装置１１４と、入力部１６０と、メモリ１１３と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive)装置１１５とを備えている。メモリ１１３とＨＤＤ装置１１５には、中央処理装置１１４が実行するプログラム等が格納されている。また、入力部１６０は、キーボード１１１とマウス１１２を含む。
【0018】
本体１０２のＸ線検出器３には、Ｘ線検出器３の出力するデータを収集して画像生成等の処理を行う演算処理部１０３が接続されている。演算処理部１０３は、Ｘ線検出器３の出力するデータを取り込んで記憶するＤＡＳ（Direct Attached Storage）１１８と、中央処理装置１２０と、メモリ１１９と、ＨＤＤ装置１２１と、モニター１２２とが接続されている。メモリ１１９とＨＤＤ装置１２１には、中央処理装置１２０が実行するプログラム等が格納されている。
【0019】
制御部１０１の中央処理装置１１４は、メモリ１１３および／またはＨＤＤ装置１１５に予め格納されたプログラムを読み込んで実行することにより、図２に示した駆動制御部１５１と、撮影制御部１５２と、撮影条件受付部１５３の機能を実現する。また、メモリ１１３および／またはＨＤＤ装置１１５は、図２の撮影条件保存部１５５の機能をソフトウエアにより実現する。
【0020】
撮影制御部１５２は、第１Ｘ線管１がＸ線を照射する期間と、第２Ｘ線管２がＸ線を照射する期間とが重複しないように、第１Ｘ線管１に対して第１パルス幅で、第２Ｘ線管２に対して第２パルス幅で、交互にパルス状の電力を供給するように、高電圧発生器１２４およびＸ線制御器１１７を制御する。
【0021】
撮影条件保存部１５５には、撮影モード（通常撮影モード／高速デバイス撮影モード）ごとに、第１Ｘ線管１および第２Ｘ線管２に供給する電力パルスのパターンが予め格納されている。
【0022】
演算処理部１０３の中央処理装置１２０は、メモリ１１９および／またはＨＤＤ装置１２１に予め格納されたプログラムを読み込んで実行することにより、図２に示したデータ収集部１５４、Ｘ線画像生成部１４１、デバイス抽出部１４２、３次元位置算出部１４３および画像評価部１４０の機能をソフトウエアにより実現する。
【0023】
【0024】
Ｘ線画像生成部１４１は、Ｘ線検出器３が第１Ｘ線管１からＸ線の照射を受けている間に出力した信号をデータ収集部１５４から受け取って、第１Ｘ線画像を生成する。また、Ｘ線検出器３が第２Ｘ線管２からＸ線の照射受けている間に出力した信号をデータ収集部１５４から受け取って、第２Ｘ線画像を生成する。
【0025】
デバイス抽出部１４２は、第１Ｘ線画像および第２Ｘ線画像をそれぞれ公知の方法により画像処理し、画像に含まれているデバイスの先端の像を抽出する。
【0026】
３次元位置算出部１４３は、第１Ｘ線画像および第２Ｘ線画像のデバイスの先端の位置から、デバイスの先端の３次元位置を算出する。
【0027】
画像評価部１４０は、ノイズ画像生成部１４４と、デバイス抽出信頼度算出部１４５を含む。ノイズ画像生成部１４４は、第１Ｘ線画像および第２Ｘ線画像をそれぞれ画像処理し、画像中のノイズの分布を示すノイズ画像を生成する。デバイス抽出信頼度算出部１４５は、デバイス抽出部１４２が抽出したデバイスの信頼度を算出する。
【0028】
なお、制御部１０１および演算処理部１０３は、上述の各部の一部または全部を、ハードウエアによって実現することも可能である。例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）のようなカスタムＩＣや、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）のようなプログラマブルＩＣを用いて、各部の機能を実現するように回路設計を行えばよい。
【0029】
制御部１０１および演算処理部１０３の上記各部の詳しい機能は、Ｘ線撮影装置１００の動作の説明において明らかにする。
【0030】
医師は、カテーテル等のデバイスを被検体４に挿入しながらＸ線撮影装置１００によって、被検体４およびデバイスの先端を撮影する。このときのＸ線撮影装置１００の各部の動作について、図３～図７を用いて説明する。
【0031】
図３は、制御部１０１の動作を示すフローチャートである。図４は、制御部１０１がユーザから撮影条件を受け付け、演算処理部１０３が撮影結果を表示する表示画面例を示す。図５および図６は、それぞれ通常撮影モードおよび高速デバイス撮影モードの、第１Ｘ線管１と第２Ｘ線管２に供給される電力のパルス形状と、Ｘ線検出器３から信号を取り込むタイミングを示す。図７は、演算処理部１０３の動作を示すフローチャートである。
【0032】
まず、制御部１０１の各部の動作について図３を用いて説明する。
【0033】
＜ステップ６０１＞
医師等のユーザは、被検体４を天板５に搭載する。また、ユーザは、入力部１６０を介して第１Ｘ線管１および第２Ｘ線管２の位置を設定する。
医師等のユーザは、被検体４を天板５に搭載する。また、ユーザは、入力部１６０を介して第１Ｘ線管１および第２Ｘ線管２の位置を設定する。
【0034】
ステップ６０１において、駆動制御部１５１は、第１支持部６および第２支持部７に内蔵される駆動機構を動作させ、ユーザから設定された位置に第１Ｘ線管１および第２Ｘ線管２を配置する。
【0035】
これにより、被検体４のデバイスを挿入するターゲット部位にＸ線を照射でき、かつ、被検体４を透過したＸ線がＸ線検出器３に到達する位置に、第１Ｘ線管１が配置される。また、被検体４のターゲット部位に対して第１Ｘ線管１とは異なる方向からＸ線を照射でき、かつ、被検体４を透過したＸ線がＸ線検出器３に到達する位置に、第２Ｘ線管２が配置される。
【0036】
＜ステップ６０２＞
ステップ６０２において、撮影条件受付部１５３は、図４の入力画面をモニター１２２に表示し、ユーザから撮影モード、目標パラメータおよび撮影条件の入力を受け付ける。撮影条件受付部１５３は、入力画面の撮影モード受付領域１２５に入力されたモードが、「通常撮影モード」および「高速デバイス撮影モード」のいずれであるかを確認する（ステップ６０２）。
ステップ６０２において、撮影条件受付部１５３は、図４の入力画面をモニター１２２に表示し、ユーザから撮影モード、目標パラメータおよび撮影条件の入力を受け付ける。撮影条件受付部１５３は、入力画面の撮影モード受付領域１２５に入力されたモードが、「通常撮影モード」および「高速デバイス撮影モード」のいずれであるかを確認する（ステップ６０２）。
【0037】
具体的には、図４の入力画面は、撮影モード受付領域１２５、目標パラメータ入力領域１２６および撮影条件入力領域１２７と、画像表示領域１２８とを含む。撮影条件受付部１５３は、図４の入力画面上で入力部１６０を介してユーザから入力を受け付ける。
【0038】
撮影モード受付領域１２５は、撮影モードとして、「通常撮影モード」または「高速デバイス撮影モード」のいずれかをユーザが選択するための領域である。通常撮影モードは、通常の速度でデバイスを被検体内で移動させている際の撮影に適したモードである。高速デバイス撮影モードは、高速でデバイスを被検体内で移動させている際の撮影に適したモードである。
【0039】
目標パラメータ入力領域１２６は、目標パラメータとして、撮影された画像に含まれるノイズの平均値である平均ノイズの目標値と、撮影された画像からデバイスの先端を抽出した際のデバイス抽出信頼度の目標値をユーザが入力するための領域である。
【0040】
撮影条件入力領域１２７は、第１Ｘ線管１と第２Ｘ線管２の管電圧と、管電流時間積をユーザが入力するための領域である。ここでは、第１Ｘ線管１と第２Ｘ線管２の管電圧は同一である。
【0041】
画像表示領域１２８は、演算処理部１０３が生成したＸ線画像を表示する領域であるので、後で説明する。
【0042】
＜ステップ６０３＞
撮影条件受付部１５３は、ステップ６０２で受け付けた撮影モード（通常撮影モードまたは高速デバイス撮影モード）に対応する、第１Ｘ線管１および第２Ｘ線管２の電力パルスのパターン（管電流、パルス幅）を撮影条件保存部１５５から読み込む。また、撮影条件受付部１５３は、（ステップ６０３）。
撮影条件受付部１５３は、ステップ６０２で受け付けた撮影モード（通常撮影モードまたは高速デバイス撮影モード）に対応する、第１Ｘ線管１および第２Ｘ線管２の電力パルスのパターン（管電流、パルス幅）を撮影条件保存部１５５から読み込む。また、撮影条件受付部１５３は、（ステップ６０３）。
【0043】
撮影条件保存部１５５には、通常撮影モードとして、図５に示した第１Ｘ線管１および第２Ｘ線管２に供給する電力パルスのパターン（管電流、パルス幅）と、演算処理部１０３がＸ線検出器３の信号を取り込みタイミングが格納されている。また、高速デバイス撮影モードとして、図６に示した第１Ｘ線管１および第２Ｘ線管２に供給する電力パルスのパターン（管電流、パルス幅）と、演算処理部１０３がＸ線検出器３の信号を取り込みタイミングが格納されている。
【0044】
いずれの撮影モードにおいても、第１Ｘ線管１に電力を供給するパルスの第１パルス幅Ｔ１は、第２Ｘ線管２に電力を供給する第２パルス幅Ｔ２より大きく、第１パルス幅で第１Ｘ線管１がＸ線を照射している間に、所定のフレームレートで時系列な複数の画像を生成することができるように設定されている。
【0045】
通常撮影モードと高速デバイス撮影モードは、第１Ｘ線管１に電力を供給するパルスの第１パルス幅Ｔ１、および、第２Ｘ線管２に電力を供給するパルスの管電流値のうちの少なくとも一方が異なっている。図４および図５のパルスのパターンでは、高速デバイス撮影モードは、通常撮影モードと比較して、第１パルス幅Ｔ１が小さく、かつ、第２Ｘ線管２に電力を供給するパルスの管電流値が大きい。第１パルス幅Ｔ１を小さくしたことにより、高速デバイス撮影モードは、通常撮影モードと比較して、第２Ｘ線管２からＸ線を照射する頻度が大きく、被検体４に挿入されているデバイスの移動速度が速い場合でも、その位置を第２Ｘ線管２から照射するＸ線の画像により頻繁に特定可能になる。また、第２Ｘ線管２の管電流値が大きいため、移動速度が大きいデバイスの画像をコントラストよく撮影することができるため、デバイスの先端を信頼度高く抽出することが可能になる。
【0046】
＜ステップ６０４＞
撮影制御部１５２の撮影条件調整部１５２ａは、ステップ６０３において取り込んだ撮影モード（通常モードまたは高速デバイス撮影モード）に対応する、第１Ｘ線管１の管電流とパルス幅、およびステップ５０２で入力を受け付けた管電圧で、高電圧発生器１２４から第１Ｘ線管１に電力を供給させる。
撮影制御部１５２の撮影条件調整部１５２ａは、ステップ６０３において取り込んだ撮影モード（通常モードまたは高速デバイス撮影モード）に対応する、第１Ｘ線管１の管電流とパルス幅、およびステップ５０２で入力を受け付けた管電圧で、高電圧発生器１２４から第１Ｘ線管１に電力を供給させる。
【0047】
＜ステップ６０５＞
つぎに、撮影制御部１５２の撮影条件調整部１５２ａは、ステップ６０３において取り込んだ撮影モード（通常モードまたは高速デバイス撮影モード）に対応する、第２Ｘ線管２の管電流とパルス幅、およびステップ５０２で入力を受け付けた管電圧で、高電圧発生器１２４から第２Ｘ線管２電力を供給させる。
つぎに、撮影制御部１５２の撮影条件調整部１５２ａは、ステップ６０３において取り込んだ撮影モード（通常モードまたは高速デバイス撮影モード）に対応する、第２Ｘ線管２の管電流とパルス幅、およびステップ５０２で入力を受け付けた管電圧で、高電圧発生器１２４から第２Ｘ線管２電力を供給させる。
【0048】
ステップ６０４、６０５により、図５の通常撮影モードまたは図６の高速デバイス撮影モードのパルス波形で、第１Ｘ線管１と第２Ｘ線管に交互に電力が供給され、交互にＸ線を被検体４に向かって照射する。よって、第１Ｘ線管１がＸ線を照射する期間と、第２Ｘ線管２がＸ線を照射する期間とが重複しない。
【0049】
＜ステップ６０６＞
撮影制御部１５２の撮影条件調整部１５２ａは、撮影条件受付部１５３に入力されている撮影モード（通常モードまたは高速デバイス撮影モード）を確認し、直前のステップ６０２で設定されていた撮影モードと異なる場合、ステップ６０３～６０５の実行中にユーザが設定を切り替えているので、ステップ６０３に戻る（ステップ６０６）。ステップ６０３では、撮影条件受付部１５３が切り替え後の撮影モードのパルス幅と管電流を読み込み、ステップ６０４、６０５で第１Ｘ線管１および第２Ｘ線管２に供給される電力のパルス幅と管電流を調整する。
撮影制御部１５２の撮影条件調整部１５２ａは、撮影条件受付部１５３に入力されている撮影モード（通常モードまたは高速デバイス撮影モード）を確認し、直前のステップ６０２で設定されていた撮影モードと異なる場合、ステップ６０３～６０５の実行中にユーザが設定を切り替えているので、ステップ６０３に戻る（ステップ６０６）。ステップ６０３では、撮影条件受付部１５３が切り替え後の撮影モードのパルス幅と管電流を読み込み、ステップ６０４、６０５で第１Ｘ線管１および第２Ｘ線管２に供給される電力のパルス幅と管電流を調整する。
【0050】
また、ステップ６０６において、撮影モード（通常モードまたは高速デバイス撮影モード）が切り替えられていない場合、ステップ６０４に戻る。これにより、ステップ６０４，６０５において前回のパルス幅と管電流で、第１Ｘ線管１および第２Ｘ線管２に電力のパルスが供給される。
【0051】
上記ステップ６０１～６０６により、ユーザが入力した撮影モードおよび管電圧にしたがって、通常モードまたは高速デバイス撮影モードに対応したパルス幅および管電流値で、第１Ｘ線管１および第２Ｘ線管２から交互にＸ線を照射することができる。
【0052】
つぎに、Ｘ線撮影装置１００の演算処理部１０３の各部の動作について図７のフローを用いて説明する。
【0053】
（ステップ７０１）
第１Ｘ線管１からＸ線が照射されている間、被検体４を通過したＸ線はＸ線検出器３により検出され、データ収集部１５４は、図５または図６に示したタイミングでＸ線検出器３の出力した信号を収集する。
第１Ｘ線管１からＸ線が照射されている間、被検体４を通過したＸ線はＸ線検出器３により検出され、データ収集部１５４は、図５または図６に示したタイミングでＸ線検出器３の出力した信号を収集する。
【0054】
（ステップ７０２）
Ｘ線画像生成部１４１は、ステップ７０１においてデータ収集部１５４が取得した信号を用いて、第１Ｘ線画像を生成する。
Ｘ線画像生成部１４１は、ステップ７０１においてデータ収集部１５４が取得した信号を用いて、第１Ｘ線画像を生成する。
【0055】
Ｘ線画像生成部１４１は、生成した第１Ｘ線画像をモニター１２２の図４の画像の表示領域１２８内に表示する。
【0056】
術者は、モニター１２２の第１Ｘ線画像を見ながら、デバイス（カテーテル等）を被検体内に挿入する。
【0057】
（ステップ７０３）
画像評価部１４０のノイズ画像生成部１４４は、第１Ｘ線画像のノイズの分布を示すノイズ画像を生成する。
画像評価部１４０のノイズ画像生成部１４４は、第１Ｘ線画像のノイズの分布を示すノイズ画像を生成する。
【0058】
具体的には、ノイズ画像生成部１４４は、第１Ｘ線画像上で、任意の位置（ｘ１，ｙ１）の画素に対して、近傍8画素(例：x方向×y方向=3×3画素における中心（ｘ１，ｙ１）を任意の画素とする)の画素値の標準偏差を算出する。算出した標準偏差をノイズ値として任意の位置（ｘ１，ｙ１）の画素値として、ノイズ画像を生成する。
【0059】
また、ノイズ画像生成部１４４は、別のノイズ画像の生成方法として、ステップ７０２において、第１Ｘ線管に供給される電力のパルスの間、複数回時系列に生成される第１Ｘ線画像の任意のフレーム番目（例：10フレーム番目）に対して、直前のフレーム番目（例：9フレーム番目）との差分をとり、この差分を√2で除算後、任意の位置の画素に対して、近傍8画素(例：x方向×y方向=3×3画素における中心（ｘ１，ｙ１）を任意の画素とする)の画素値の標準偏差を算出する。ノイズ画像生成部１４４は、算出した標準偏差をノイズ値として任意の位置（ｘ１，ｙ１）の画素値として、ノイズ画像を生成してもよい。
【0060】
ノイズ画像生成部１４４は、生成したノイズ画像をモニター１２２の図４の画像の表示領域１２８内に表示する。
【0061】
（ステップ７０４）
デバイス抽出部１４２は、ステップ７０２で生成された第１Ｘ線画像を画像処理し、第１Ｘ線画像内のデバイスの先端を抽出する。
デバイス抽出部１４２は、ステップ７０２で生成された第１Ｘ線画像を画像処理し、第１Ｘ線画像内のデバイスの先端を抽出する。
【0062】
具体的には、デバイス抽出部１４２は、予め準備しておいたデバイス先端を表すテンプレート画像を用い、第１Ｘ線画像を分割して設定した複数の領域の画像と、テンプレート画像との一致の度合いを表す信頼度を算出し、信頼度が高い領域を探索するテンプレートマッチング手法を用いる。最も信頼度が高い領域をデバイスの先端として抽出する。
【0063】
（ステップ７０５）
デバイス抽出信頼度算出部１４５は、ステップ７０４で抽出されたデバイスの先端の信頼度を算出する。
デバイス抽出信頼度算出部１４５は、ステップ７０４で抽出されたデバイスの先端の信頼度を算出する。
【0064】
デバイス抽出信頼度算出部１４５は、デバイス抽出部が抽出したデバイスの先端の画像と、テンプレートのデバイス画像との近さを表す値を、公知である零平均正規化相互相関（Zero-means Normalized Cross-Correlation)を用いて算出し、信頼度とする。信頼度が最も大きい値を1.0とする。
【0065】
デバイス抽出信頼度算出部１４５は、算出した信頼度をモニター１２２に表示する。
【0066】
（ステップ７０６）
３次元位置算出部１４３は、ステップ７０４で抽出したデバイスの位置に基づいて、デバイスの先端が投影されたＸ線検出器３上での位置Ｄ１（実空間座標）を算出する。
３次元位置算出部１４３は、ステップ７０４で抽出したデバイスの位置に基づいて、デバイスの先端が投影されたＸ線検出器３上での位置Ｄ１（実空間座標）を算出する。
【0067】
（ステップ７０７）
３次元位置算出部１４３は、図８に示すように、デバイス先端のＸ線検出器上での位置Ｄ１（実空間座標）と、第１Ｘ線管１の位置Ｓ１（実空間座標）の２点を結ぶ直線Ｌ１を算出する。
３次元位置算出部１４３は、図８に示すように、デバイス先端のＸ線検出器上での位置Ｄ１（実空間座標）と、第１Ｘ線管１の位置Ｓ１（実空間座標）の２点を結ぶ直線Ｌ１を算出する。
【0068】
（ステップ７０８）
一方、第２Ｘ線管２からＸ線が照射されている間、被検体４を通過したＸ線はＸ線検出器３により検出され、データ収集部１５４は、図５または図６に示した所定のレートを実現するタイミングでＸ線検出器３の出力した信号を収集する。
一方、第２Ｘ線管２からＸ線が照射されている間、被検体４を通過したＸ線はＸ線検出器３により検出され、データ収集部１５４は、図５または図６に示した所定のレートを実現するタイミングでＸ線検出器３の出力した信号を収集する。
【0069】
（ステップ７０９）
Ｘ線画像生成部１４１は、ステップ７０８において第２Ｘ線管２の照射したＸ線により第２Ｘ線画像を生成する。
Ｘ線画像生成部１４１は、ステップ７０８において第２Ｘ線管２の照射したＸ線により第２Ｘ線画像を生成する。
【0070】
これにより、術者は、第１Ｘ線画像とは異なる角度から撮影した第２Ｘ線画像をモニター１２２で確認することができる。
【0071】
Ｘ線画像生成部１４１は、生成した第２Ｘ線画像をモニター１２２の図４の画像の表示領域１２８内に表示する。
【0072】
（ステップ７１０）
ノイズ画像生成部１４４は、上述したステップ７０３と同様に、第２Ｘ線画像のノイズの分布を示すノイズ画像を生成し、モニター１２２の図４の画像の表示領域１２８内に表示する。
ノイズ画像生成部１４４は、上述したステップ７０３と同様に、第２Ｘ線画像のノイズの分布を示すノイズ画像を生成し、モニター１２２の図４の画像の表示領域１２８内に表示する。
【0073】
（ステップ７１１）
デバイス抽出部１４２は、上述したステップ７０４と同様に、第２Ｘ線画像内のデバイスの先端を抽出する。
デバイス抽出部１４２は、上述したステップ７０４と同様に、第２Ｘ線画像内のデバイスの先端を抽出する。
【0074】
（ステップ７１２）
デバイス抽出信頼度算出部１４５は、ステップ７１１で抽出されたデバイスの先端の信頼度を算出し、モニター１２２に表示する。
デバイス抽出信頼度算出部１４５は、ステップ７１１で抽出されたデバイスの先端の信頼度を算出し、モニター１２２に表示する。
【0075】
（ステップ７１３）
３次元位置算出部１４３は、第２Ｘ線画像内のデバイスの位置に基づいて、デバイスの先端が投影されたＸ線検出器３上での位置Ｄ２（実空間座標）を算出する（図８参照）。
３次元位置算出部１４３は、第２Ｘ線画像内のデバイスの位置に基づいて、デバイスの先端が投影されたＸ線検出器３上での位置Ｄ２（実空間座標）を算出する（図８参照）。
【0076】
（ステップ７１４）
３次元位置算出部１４３は、デバイスの先端のＸ線検出器上での位置Ｄ２（実空間座標）と、第２Ｘ線管２の位置Ｓ２（実空間座標）の２点を結ぶ直線Ｌ２を算出する（図８参照）。
３次元位置算出部１４３は、デバイスの先端のＸ線検出器上での位置Ｄ２（実空間座標）と、第２Ｘ線管２の位置Ｓ２（実空間座標）の２点を結ぶ直線Ｌ２を算出する（図８参照）。
【0077】
（ステップ７１５）
３次元位置算出部１４３は２直線Ｌ１，Ｌ２の位置関係から図８に示すように、式１および式２を用いて、デバイスの先端の３次元位置を算出する。
３次元位置算出部１４３は２直線Ｌ１，Ｌ２の位置関係から図８に示すように、式１および式２を用いて、デバイスの先端の３次元位置を算出する。
【0078】
具体的には、２つの直線Ｌ１，Ｌ２の距離が最も近くなる直線Ｓ１－Ｄ１上の点Ｑ１と、直線Ｓ２－Ｄ２上の点Ｑ２を求め、例えばその２点の中点ｕを、先端の像の位置とする。
【0079】
図８に示す点Ｑ１及び点Ｑ２は、以下の式１に従って求めることができる。
【0080】
Ｑ１＝Ｓ１＋（Ｄ１－Ｄ２＊Ｄｖ）／（１－Ｄｖ＊Ｄｖ）＊ｖ１
Ｑ２＝Ｓ２＋（Ｄ２－Ｄ１＊Ｄｖ）／（Ｄｖ＊Ｄｖ－１）＊ｖ２ ・・・（１）
但し、
Ｄ１＝（Ｓ２－Ｓ１）ｖ１
Ｄ２＝（Ｓ２－Ｓ１）ｖ２
Ｄｖ＝ｖ１・ｖ２
Ｑ２＝Ｓ２＋（Ｄ２－Ｄ１＊Ｄｖ）／（Ｄｖ＊Ｄｖ－１）＊ｖ２ ・・・（１）
但し、
Ｄ１＝（Ｓ２－Ｓ１）ｖ１
Ｄ２＝（Ｓ２－Ｓ１）ｖ２
Ｄｖ＝ｖ１・ｖ２
【0081】
上記の式により求めた点Ｑ１及び点Ｑ２の３次元位置から、次式２を用いて先端の３次元位置ｕを算出する。
【0082】
ｕ＝（Ｑ１＋Ｑ２）／２ ・・・（２）
【0083】
（ステップ７１６）
３次元位置算出部１４３は、算出したデバイスの先端の現時点の３次元位置をモニター１２２に表示する。
３次元位置算出部１４３は、算出したデバイスの先端の現時点の３次元位置をモニター１２２に表示する。
【0084】
（ステップ７１７）
操作者から撮影継続の指示を確認し、撮影継続であれば、ステップ７０１、７０８に戻って撮影を継続する。
操作者から撮影継続の指示を確認し、撮影継続であれば、ステップ７０１、７０８に戻って撮影を継続する。
【0085】
実施形態１のＸ線撮影装置によれば、２管球１検出器というコンパクトな構成で、第１Ｘ線管と第２Ｘ線管の検出データを、同一撮影時間帯で重複させることなく、かつ、リアルタイム性を維持して、２方向から撮影したＸ線画像を表示することができる。しかも、２管球２検出器の装置と比較して、低被ばく化を図りつつ、画質の維持できる。
【0086】
また、ユーザは、画像を見ながら、通常撮影モードと、高速デバイス撮影モードとで切り替えることができるため、デバイスの移動速度が速い場合であっても、デバイスの視認性の維持することができる。
【0087】
＜＜実施形態２＞＞
実施形態２のＸ線撮影装置について説明する。
実施形態２のＸ線撮影装置について説明する。
【0088】
実施形態１では、ユーザが通常撮影モードか高速デバイス撮影モードかを選択する構成であったが、実施形態２では、撮影条件調整部１５２ａが、デバイス抽出の信頼度が予め定めた信頼度より小さい場合、または、算出したデバイスの移動速度が予め定めた速度よりも大きい場合、通常撮影モードから高速デバイス撮影モードへ切り替える。
【0089】
【0090】
図９のように、実施形態２のＸ線撮影装置は、実施形態１のＸ線撮影装置１００と同様な構成であるが、画像評価部１４０が、デバイス移動速度算出部１４６をさらに備えている点で実施形態とは異なっている。
【0091】
（ステップ７２１）
デバイス移動速度算出部１４６は、図１１に示すように、ステップ７１５の次のステップ７２１において、今回のステップ７１５で算出したデバイスの先端の３次元位置と、前回のステップ７１５において算出したデバイスの先端の３次元位置との差から、デバイスの移動速度を算出する。
デバイス移動速度算出部１４６は、図１１に示すように、ステップ７１５の次のステップ７２１において、今回のステップ７１５で算出したデバイスの先端の３次元位置と、前回のステップ７１５において算出したデバイスの先端の３次元位置との差から、デバイスの移動速度を算出する。
【0092】
ステップ７２１以外のステップは、実施形態１の図７のフローと同様である。
【0093】
【0094】
（ステップ６１６）
ステップ６０５の次のステップ６１６において撮影条件調整部１５２ａは、現在設定されているモードが通常撮影モードかどうかを確認し、通常撮影モードである場合、ステップ６１７に進む。
ステップ６０５の次のステップ６１６において撮影条件調整部１５２ａは、現在設定されているモードが通常撮影モードかどうかを確認し、通常撮影モードである場合、ステップ６１７に進む。
【0095】
（ステップ６１７）
ステップ６１７において直前の演算処理部１０３の動作においてステップ７０５およびステップ７１２でそれぞれ算出されたデバイスの先端の抽出の信頼度をデバイス抽出信頼度算出部１４５から受け取って、信頼度が所定値以上かどうかを判定し、少なくとも一方の信頼度が所定値未満である場合、ステップ６１８に進む。また、信頼度が所定値以上の場合、ステップ６２１に進む。
ステップ６１７において直前の演算処理部１０３の動作においてステップ７０５およびステップ７１２でそれぞれ算出されたデバイスの先端の抽出の信頼度をデバイス抽出信頼度算出部１４５から受け取って、信頼度が所定値以上かどうかを判定し、少なくとも一方の信頼度が所定値未満である場合、ステップ６１８に進む。また、信頼度が所定値以上の場合、ステップ６２１に進む。
【0096】
（ステップ６１８）
ステップ６１８において、撮影条件調整部１５２ａは、信頼度を高めるために、高速デバイス撮影モードに切り替える。
ステップ６１８において、撮影条件調整部１５２ａは、信頼度を高めるために、高速デバイス撮影モードに切り替える。
【0097】
（ステップ６２１）
ステップ６２１において、撮影条件調整部１５２ａは、デバイス移動速度算出部１４６が上記ステップ７２１において算出したデバイス移動速度を取り込み、デバイス移動速度が所定値以上かどうかをさらに判断する。
ステップ６２１において、撮影条件調整部１５２ａは、デバイス移動速度算出部１４６が上記ステップ７２１において算出したデバイス移動速度を取り込み、デバイス移動速度が所定値以上かどうかをさらに判断する。
【0098】
デバイス移動速度が所定値以上である場合、撮影条件調整部１５２ａは、ステップ６１８に進んで、高速デバイス撮影モードに切り替える。
【0099】
また、デバイス移動速度が所定値未満である場合、撮影条件調整部１５２ａは、撮影モードを通常撮影モードのままとし、ステップ６０４に戻って、第１Ｘ線管１および第２Ｘ線管２に通常撮影モードのパルス幅で交互に電力を供給する。
【0100】
一方、上述のステップ６１６において撮影条件調整部１５２ａは、現在設定されているモードが高速デバイス撮影モードである場合、ステップ６１９に進む。
【0101】
（ステップ６１９、６２０）
ステップ６１９において、撮影条件調整部１５２ａは、デバイス移動速度を取り込み、デバイス移動速度が所定値未満である場合、ステップ６２０に進んで、撮影モードを通常撮影モードに切り替え、ステップ６０３に戻ってパルス幅・管電流を通常撮影モードのパルス幅等に切り替える。
ステップ６１９において、撮影条件調整部１５２ａは、デバイス移動速度を取り込み、デバイス移動速度が所定値未満である場合、ステップ６２０に進んで、撮影モードを通常撮影モードに切り替え、ステップ６０３に戻ってパルス幅・管電流を通常撮影モードのパルス幅等に切り替える。
【0102】
一方、ステップ６１９において、撮影条件調整部１５２ａはデバイス移動速度が所定値以上である場合、高速デバイス撮影モードのまま、ステップ６０４に戻って撮影を継続する。
【0103】
これにより、実施形態２のＸ線撮影装置は、抽出したデバイスの移動速度と、抽出の信頼度によって、自動的に撮影モードを切り替えることができる。
【0104】
よって、第１Ｘ線管１と第２Ｘ線管２に供給される電力のパルス幅は、モードが切り替えられるたびに、図１２のように時系列に変化する。
【0105】
実施形態２のＸ線撮影装置は、実施形態１で述べた効果に加えて、撮影条件調整部１５２ａによって撮影モードが適したモードに切り替えられるため、ユーザの手を煩わせることなく、最適な撮影モード設定することができるという効果を達成することができる。
【0106】
【0107】
図１３は、実施形態３のＸ線撮影装置の機能ブロック図である。図１４は、実施形態３のＸ線撮影装置の制御部１０１の動作を示すフローチャートである。図１５は、第２Ｘ線管２を移動させることにより、第１Ｘ線画像および第２Ｘ線画像の信頼度が高くなることを説明する図である。
【0108】
実施形態３のＸ線撮影装置は、図１３に示したように、画像評価部１４０が平均ノイズ値算出部１４７を備えている。平均ノイズ値算出部１４７は、第２Ｘ線画像について、平均ノイズ値を算出する。例えば、平均ノイズ値算出部１４７は、ノイズ画像生成部１４４が生成した第２Ｘ線画像のノイズ画像の画素値の平均値を求めることにより、平均ノイズ値を算出する。
【0109】
また、第２Ｘ線管２を支持する第２支持部７には、第２Ｘ線管２の第１Ｘ線管１に対する位置を所定方向に移動させる移動機構が備えられている。移動機構は、機構制御器１２３によってその動作を制御されている。
【0110】
Ｘ線撮影装置の制御部１０１は、図１４のように、ステップ６０１～６０５を実施形態１と同様に行った後、ステップ６３１において、撮影条件調整部１５２ａは、平均ノイズ値算出部１４７が直近に算出した平均ノイズ値を受け取って、所定値以下かどうかを判定する。平均ノイズ値が所定値より大きい場合、ステップ６３２に進み、撮影条件調整部１５２ａは、機構制御器１２３に移動機構を動作させ、所定量だけ第２Ｘ線管２の位置を移動させる。例えば、図１５のように、第２支持部７を伸縮させることにより、第２Ｘ線管２を移動させる。
【0111】
これにより、図１５のように、移動前とは異なる位置の第２Ｘ線管２から被検体４にＸ線を照射することができるため、例えば第２Ｘ線画像において、骨とデバイスが重なる等の理由により、ノイズ量が増加し、デバイス抽出の信頼度が低下していた状態を改善し、第２Ｘ線画像のノイズ量を低下させ、デバイス抽出の信頼度を向上させることができる。
【0112】
実施形態３の上述した以外の構成は、実施形態１と同様であるので説明を省略する。
【0113】
なお、第２Ｘ線管２の移動機構は、図１５のように第２支持部７を伸縮させる機構に限られず、第１Ｘ線管１の光軸６１を中心に、第２Ｘ線管２を回動させる機構であってもよい。
【0114】
また、図１６（ａ）に示すように、第２支持部７は、第１Ｘ線管１を支持する第１支持部６の支柱部によって支持される構成でもよい。第２Ｘ線管２の移動機構は、第２Ｘ線管２を上下動させ、被検体４に近づけるまたは遠ざける方向に移動させる移動機構や、第２Ｘ線管２を天板の幅（被検体４の体の幅方向）に移動させる移動機構や、第２Ｘ線管２を被検体４の体軸に平行な軸を中心に回動させる移動機構であってもよい。
【0115】
また、図１６（ｂ）に示すように、第１Ｘ線管１を支持する第１支持部６は、Ｃ型アームであり、第２支持部７は、Ｃ型アームの第１支持部６の回転中心を支持する支柱部によって支持される構成であってもよい。この場合、第２Ｘ線管２の移動機構は、Ｃ型アームとの接触を避けつつ、第２Ｘ線管２を被検体４に近づけるまたは遠ざける方向に移動させる移動機構や、第２Ｘ線管２を天板の幅（被検体４の体の幅方向）に移動させる移動機構や、第２Ｘ線管２を被検体４の体軸に平行な軸を中心に回動させる移動機構であってもよい。
【0116】
＜＜実施形態４＞＞
実施形態４のＸ線撮影装置について図１７～図１９を用いて説明する。実施形態４のＸ線撮影装置は、ＣＴ装置やＭＲＩ装置等によって予め撮影しておいた３次元画像から術者が所望する方向の２次元投影像を生成し、生成した２次元投影像上でデバイスの先端の位置を表示する３Ｄマッピングの機能を有する。
実施形態４のＸ線撮影装置について図１７～図１９を用いて説明する。実施形態４のＸ線撮影装置は、ＣＴ装置やＭＲＩ装置等によって予め撮影しておいた３次元画像から術者が所望する方向の２次元投影像を生成し、生成した２次元投影像上でデバイスの先端の位置を表示する３Ｄマッピングの機能を有する。
【0117】
Ｘ線撮影装置２の他の構成は、実施形態１と同様であるので、実施形態１と同じ構成および同じ動作については説明を省略する。
【0118】
図１７は、実施形態４のＸ線撮影装置２の主要部の構成を示すブロック図である。図１８は、演算処理部１０３の動作を説明するフローである。図１８は、事前撮影３次元画像を投影して２次元投影画像を生成するステップ８０１～８０８を含む。図１９は、領域１２８に表示される画面例を示す。図２０は、３Ｄマッピングの原理を示す図である。
【0119】
Ｘ線撮影装置２は、実施形態１のＸ線撮影装置１００とほぼ同様の構成であるが、演算処理部１０３内に、３次元画像取得部１６４と、２次元投影像作成部１６５と、画像位置合わせ部１６６とを備えている点が実施形態１とは異なる。３次元画像取得部１６４は、外部の医用画像サーバ１７０に接続されている。医用画像サーバ１７０には、被検体４について予めＣＴ装置やＭＲＩ装置によって撮影された３次元画像が格納されている。
【0120】
Ｘ線撮影装置２の演算処理部の動作を図１０のフローを用いて説明する。
【0121】
【0122】
（ステップ８０１）
まず、３次元画像取得部１６４は、医用画像サーバ１７０から被検体４について事前に撮影された３次元画像を取得する。
まず、３次元画像取得部１６４は、医用画像サーバ１７０から被検体４について事前に撮影された３次元画像を取得する。
【0123】
（ステップ８０２）
つぎに、制御部１０１により図３のフローのステップ６０１において、第１Ｘ線管１と第２Ｘ線管２の位置設定が終了している状態で、第１Ｘ線管１から被検体４にＸ線を照射する。Ｘ線画像生成部１４１は、第１Ｘ線画像を生成する。
つぎに、制御部１０１により図３のフローのステップ６０１において、第１Ｘ線管１と第２Ｘ線管２の位置設定が終了している状態で、第１Ｘ線管１から被検体４にＸ線を照射する。Ｘ線画像生成部１４１は、第１Ｘ線画像を生成する。
【0124】
（ステップ８０３）
２次元投影像作成部１６５は、図２０（ａ）のように、ステップ８０２の第１Ｘ線管１と、Ｘ線検出器３との位置関係と同じ位置に、模擬的な第１Ｘ線管１と模擬的なＸ線検出器３を事前撮影３次元画像に対して配置し、事前撮影３次元画像を模擬的なＸ線検出器３に投影し、第１の２次元投影画像を算出する。
２次元投影像作成部１６５は、図２０（ａ）のように、ステップ８０２の第１Ｘ線管１と、Ｘ線検出器３との位置関係と同じ位置に、模擬的な第１Ｘ線管１と模擬的なＸ線検出器３を事前撮影３次元画像に対して配置し、事前撮影３次元画像を模擬的なＸ線検出器３に投影し、第１の２次元投影画像を算出する。
【0125】
（ステップ８０４）
画像位置合わせ部１６６は、図２０（ｂ）のように、ステップ８０２で取得した第１Ｘ線画像と、ステップ８０３で算出した第１の２次元投影画像を比較する。相違している場合、模擬的な第１Ｘ線管１と模擬的なＸ線検出器３に対する事前撮影３次元画像の位置を変更し、再び、第１の２次元投影画像を算出し、ステップ８０２で取得した第１Ｘ線画像と比較する。これをステップ８０２で取得した第１Ｘ線画像と、ステップ８０３で算出した第１の２次元投影画像が一致するまで繰り返す。
画像位置合わせ部１６６は、図２０（ｂ）のように、ステップ８０２で取得した第１Ｘ線画像と、ステップ８０３で算出した第１の２次元投影画像を比較する。相違している場合、模擬的な第１Ｘ線管１と模擬的なＸ線検出器３に対する事前撮影３次元画像の位置を変更し、再び、第１の２次元投影画像を算出し、ステップ８０２で取得した第１Ｘ線画像と比較する。これをステップ８０２で取得した第１Ｘ線画像と、ステップ８０３で算出した第１の２次元投影画像が一致するまで繰り返す。
【0126】
（ステップ８０５）
つぎに、第２Ｘ線管２から被検体４にＸ線を照射し、Ｘ線画像生成部１４１は、第２Ｘ線画像を取得する。
つぎに、第２Ｘ線管２から被検体４にＸ線を照射し、Ｘ線画像生成部１４１は、第２Ｘ線画像を取得する。
【0127】
（ステップ８０６）
２次元投影像作成部１６５は、図２０（ａ）のように、ステップ８０５の第２Ｘ線管６０と、Ｘ線検出器３との位置関係と同じ位置に、模擬的な第２Ｘ線管２と模擬的なＸ線検出器３を事前撮影３次元画像に対して配置し、事前撮影３次元画像を模擬的なＸ線検出器３に投影し、第２の２次元投影画像を算出する。
２次元投影像作成部１６５は、図２０（ａ）のように、ステップ８０５の第２Ｘ線管６０と、Ｘ線検出器３との位置関係と同じ位置に、模擬的な第２Ｘ線管２と模擬的なＸ線検出器３を事前撮影３次元画像に対して配置し、事前撮影３次元画像を模擬的なＸ線検出器３に投影し、第２の２次元投影画像を算出する。
【0128】
（ステップ８０７）
画像位置合わせ部１６６は、図２０（ｃ）のように、ステップ８０５で取得した第２Ｘ線画像と、ステップ８０６で算出した第２の２次元投影画像を比較する。相違している場合、模擬的な第２Ｘ線管２と模擬的なＸ線検出器３に対する事前撮影３次元画像の位置を変更し、再び、第２の２次元投影画像を算出し、ステップ８０５で取得した第２Ｘ線画像と比較する。これをステップ８０５で取得した第２Ｘ線画像と、ステップ８０６で算出した第２の２次元投影画像が一致するまで繰り返す。
画像位置合わせ部１６６は、図２０（ｃ）のように、ステップ８０５で取得した第２Ｘ線画像と、ステップ８０６で算出した第２の２次元投影画像を比較する。相違している場合、模擬的な第２Ｘ線管２と模擬的なＸ線検出器３に対する事前撮影３次元画像の位置を変更し、再び、第２の２次元投影画像を算出し、ステップ８０５で取得した第２Ｘ線画像と比較する。これをステップ８０５で取得した第２Ｘ線画像と、ステップ８０６で算出した第２の２次元投影画像が一致するまで繰り返す。
【0129】
（ステップ８０８）
画像位置合わせ部１６６は、ステップ８０２で取得した第１Ｘ線画像と、ステップ８０３で算出した第１の２次元投影画像が一致した時の模擬的な第１Ｘ線管１と模擬的なＸ線検出器３に対する事前撮影３次元画像の位置から、事前撮影３次元画像の座標系を実空間座標に対応づけるパラメータを算出する（レジストレーション）。同様に、ステップ８０５で取得した第２Ｘ線画像と、ステップ８０６で算出した第２の２次元投影画像が一致した時の模擬的な第１Ｘ線管１と模擬的なＸ線検出器３に対する事前撮影３次元画像の位置から、事前撮影３次元画像の座標系を実空間座標に対応づけるパラメータを算出する（レジストレーション）。ここでは、第１Ｘ線画像から得たパラメータと、第２Ｘ線画像から得たパラメータとが得られるため、いずれか一方を選択するか、平均を求める等により、事前撮影３次元画像の座標系を実空間座標に対応づけるパラメータを求める。
画像位置合わせ部１６６は、ステップ８０２で取得した第１Ｘ線画像と、ステップ８０３で算出した第１の２次元投影画像が一致した時の模擬的な第１Ｘ線管１と模擬的なＸ線検出器３に対する事前撮影３次元画像の位置から、事前撮影３次元画像の座標系を実空間座標に対応づけるパラメータを算出する（レジストレーション）。同様に、ステップ８０５で取得した第２Ｘ線画像と、ステップ８０６で算出した第２の２次元投影画像が一致した時の模擬的な第１Ｘ線管１と模擬的なＸ線検出器３に対する事前撮影３次元画像の位置から、事前撮影３次元画像の座標系を実空間座標に対応づけるパラメータを算出する（レジストレーション）。ここでは、第１Ｘ線画像から得たパラメータと、第２Ｘ線画像から得たパラメータとが得られるため、いずれか一方を選択するか、平均を求める等により、事前撮影３次元画像の座標系を実空間座標に対応づけるパラメータを求める。
【0130】
（ステップ７０１～７１６）
ステップ７０１～７１６は、実施形態１と同様に実行し、デバイスの先端の現時点の３次元位置を算出し、モニター１２２に表示する。表示方法として例えば、図１９の画像１９０２のように３次元空間をイメージする枠内に表示する。
ステップ７０１～７１６は、実施形態１と同様に実行し、デバイスの先端の現時点の３次元位置を算出し、モニター１２２に表示する。表示方法として例えば、図１９の画像１９０２のように３次元空間をイメージする枠内に表示する。
【0131】
（ステップ８０９）
ステップ８０８において求めた事前撮影３次元画像の座標系を実空間座標に対応づけるパラメータにより、事前撮影３次元画像を実空間座標に変換した後、術者が所望する方向に２次元投影し、図１９のように計算投影画像１９０３を算出する。算出した計算投影画像１９０３上にステップ７１５で算出したデバイスの先端の位置を重畳し、図１９のように表示する。
ステップ８０８において求めた事前撮影３次元画像の座標系を実空間座標に対応づけるパラメータにより、事前撮影３次元画像を実空間座標に変換した後、術者が所望する方向に２次元投影し、図１９のように計算投影画像１９０３を算出する。算出した計算投影画像１９０３上にステップ７１５で算出したデバイスの先端の位置を重畳し、図１９のように表示する。
【0132】
実施形態４のＸ線撮影装置によれば、リアルタイムに認識したデバイスの先端の位置を、事前撮影３次元画像を術者が指定する方向に投影した２次元投影画像上に示すことができ、デバイスの先端の位置と被検者の解剖構造との対応の把握が容易になる。
【符号の説明】
【0133】
６１ 光軸
１００ Ｘ線撮影装置
１０１ 制御部
１０２ 本体
１０３ 演算処理部
１１１ キーボード
１１２ マウス
１１３ メモリ
１１４ 中央処理装置
１１５ 装置
１１６ 検出器制御器
１１７ Ｘ線制御器
１１９ メモリ
１２０ 中央処理装置
１２１ ＨＤＤ装置
１２２ モニター
１２３ 機構制御器
１２４ 高電圧発生器
１２５ 撮影モード受付領域
１２６ 目標パラメータ入力領域
１２７ 撮影条件入力領域
１２８ 画像表示領域
１４０ 画像評価部
１４１ Ｘ線画像生成部
１４２ デバイス抽出部
１４３ ３次元位置算出部
１４４ ノイズ画像生成部
１４５ デバイス抽出信頼度算出部
１４６ デバイス移動速度算出部
１４７ 平均ノイズ値算出部
１５１ 駆動制御部
１５２ 撮影制御部
１５２ａ 撮影条件調整部
１５３ 撮影条件受付部
１５４ データ収集部
１５５ 撮影条件保存部
１６０ 入力部
１６４ ３次元画像取得部
１６５ ２次元投影像作成部
１６６ 画像位置合わせ部
１７０ 医用画像サーバ
１９０２ 画像
１９０３ 計算投影画像
１００ Ｘ線撮影装置
１０１ 制御部
１０２ 本体
１０３ 演算処理部
１１１ キーボード
１１２ マウス
１１３ メモリ
１１４ 中央処理装置
１１５ 装置
１１６ 検出器制御器
１１７ Ｘ線制御器
１１９ メモリ
１２０ 中央処理装置
１２１ ＨＤＤ装置
１２２ モニター
１２３ 機構制御器
１２４ 高電圧発生器
１２５ 撮影モード受付領域
１２６ 目標パラメータ入力領域
１２７ 撮影条件入力領域
１２８ 画像表示領域
１４０ 画像評価部
１４１ Ｘ線画像生成部
１４２ デバイス抽出部
１４３ ３次元位置算出部
１４４ ノイズ画像生成部
１４５ デバイス抽出信頼度算出部
１４６ デバイス移動速度算出部
１４７ 平均ノイズ値算出部
１５１ 駆動制御部
１５２ 撮影制御部
１５２ａ 撮影条件調整部
１５３ 撮影条件受付部
１５４ データ収集部
１５５ 撮影条件保存部
１６０ 入力部
１６４ ３次元画像取得部
１６５ ２次元投影像作成部
１６６ 画像位置合わせ部
１７０ 医用画像サーバ
１９０２ 画像
１９０３ 計算投影画像
【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】
