特許 7015113 Ｘ線診断装置、Ｘ線診断装置の制御方法、及び画像処理装置

(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】

(24)【登録日】2022-01-25

(45)【発行日】2022-02-02

(54)【発明の名称】Ｘ線診断装置、Ｘ線診断装置の制御方法、及び画像処理装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20060101AFI20220126BHJP

【ＦＩ】

A61B6/00 320Z

A61B6/00 350A

A61B6/00 ZDM

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2017026272

(22)【出願日】2017-02-15

(65)【公開番号】P2018130334

(43)【公開日】2018-08-23

【審査請求日】2020-01-22

【前置審査】

(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】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100202429

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 信人

(74)【代理人】

【識別番号】100125151

【弁理士】

【氏名又は名称】新畠 弘之

(72)【発明者】

【氏名】加藤 久典

【審査官】遠藤 直恵

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０１１８６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２１１５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０７０７２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１７１１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０４２４１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１３５８６７（ＷＯ，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線を被検体に向けて照射するＸ線照射部と、
前記Ｘ線照射部の照射に応じて、前記被検体を透過した前記Ｘ線のＸ線画像を繰り返し取得する取得部と、
前記Ｘ線照射部の制御に用いる領域であり、前記Ｘ線画像中の所定領域が前記被検体の体動によって変化する領域としての第１関心領域と、当該第１関心領域に含まれ、前記所定領域に基づく大きさを有する第２関心領域とを前記Ｘ線画像内に設定する設定部と、
前記第２関心領域を前記第１関心領域内の当該第２関心領域を除く領域よりも大きい重みを付けて、前記取得部で取得された前記Ｘ線画像の前記第１関心領域内における画素値を変換する画素値変換部と、
前記画素値が変換された第１関心領域内における画素値に基づいて制御値を生成する生成部と、
前記制御値が所定値に近づくように、前記Ｘ線照射部が照射するＸ線の制御を行う制御部と、
を備えるＸ線診断装置。

【請求項2】

前記第１関心領域および前記第２関心領域と、前記第１関心領域および前記第２関心領域それぞれの重み値とは、検査種別毎に予め設定されている請求項１に記載のＸ線診断装置。

【請求項3】

前記制御部は、検査種別で定まる線量指標に前記制御値を近づけるように、前記Ｘ線照射部に供給する管電圧、及びｍＡｓ値に対応する電流を制御する請求項１又は２に記載のＸ線診断装置。

【請求項4】

Ｘ線を被検体に向けて照射する照射工程と、
前記Ｘ線の照射に応じて、前記被検体を透過した前記Ｘ線のＸ線画像を繰り返し取得する取得工程と、
前記Ｘ線の制御に用いる領域であり、前記Ｘ線画像中の所定領域が前記被検体の体動によって変化する領域としての第１関心領域と、当該第１関心領域に含まれ、前記所定領域に基づく大きさを有する第２関心領域とを前記Ｘ線画像内に設定する設定工程と、
前記第２関心領域を前記第１関心領域内の当該第２関心領域を除く領域よりも大きい重みを付けて、前記取得工程で取得された前記Ｘ線画像の前記第１関心領域内における画素値を変換する画素値変換工程と、
前記画素値が変換された第１関心領域内における画素値に基づいて制御値を生成する生成工程と、
前記制御値が所定値に近づくように、前記Ｘ線の制御を行う制御工程と、
を備えるＸ線診断装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本実施形態は、Ｘ線診断装置、Ｘ線診断装置の制御方法、及び画像処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線診断装置では、被検体を透過したＸ線のＸ線像を時系列に収集し、このＸ線像に基づくＸ線画像を時系列に得るＸ線透視が行われている。このＸ線透視では、Ｘ線画像に設定された第１関心領域内の画素値が所定値になるように、Ｘ線量がフィードバック制御されている。

【0003】

Ｘ線画像に設定された第１関心領域内の画素がフィードバック制御に用いられる。これにより、Ｘ線画像における第１関心領域の画素値が所定値になるように、Ｘ線量がフィードバック制御される。この結果、画像処理されたＸ線画像中における被検体内の関心領域は、観察や、診断に適した所定の輝度値で表示される。このような制御は、ＡＢＣ（ＡＢＣ：Ａｕｔｏ Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれている。

【0004】

ところが、被検体の体動などが生じると、Ｘ線画像に設定された第１関心領域内の画素値分布が変動し、フィードバック制御の結果、被検体内の関心領域を透過するＸ線量が変動する場合がある。この結果、被検体内の関心領域における輝度値も変動し、観察や、診断に適さなくなってしまう恐れがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平９－１０６０１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本実施形態の目的は、被検体内の関心領域を透過したＸ線量の変動を抑制可能なＸ線診断装置、Ｘ線診断装置の制御方法、及び画像処理装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線を被検体に向けて照射するＸ線照射部と、前記Ｘ線照射部の照射に応じて、前記被検体を透過した前記Ｘ線のＸ線画像を繰り返し取得する取得部と、前記Ｘ線照射部の制御に用いる領域である第１関心領域を前記Ｘ線画像内に設定する設定部と、前記取得部での前記Ｘ線画像の取得に応じて、当該Ｘ線画像の前記第１関心領域内におけるそれぞれの画素値を、前記第１関心領域内の位置に応じて０より大きな重み値が付与された重みを付けて加算する加算処理を行い、当該加算処理で得られた値に基づいて制御値を生成する生成部と、前記制御値が所定値に近づくように、前記Ｘ線照射部が照射するＸ線の制御を行う制御部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係るＸ線診断装置の構成を説明するためのブロック図。

【図2】対数変換機能により画像処理された画像のヒストグラムを示す図。

【図3】画像処理装置の生成機能が生成した制御値の時間変化を示す図。

【図4】検査種別毎に設定する領域及び重み値の設定テーブルの一例を示す図。

【図5A】（ａ）は、胸部正面のＸ線画像と、第１関心領域の範囲を示す図。（ｂ）は、胸部正面の第１関心領域及び第２関心領域それぞれの領域内の重み値と、第１関心領域内の位置との関係を示す図。

【図5B】（ａ）は、胸椎正面のＸ線画像と、第１関心領域の範囲を示す図。（ｂ）は、胸椎正面の第１関心領域及び第２関心領域それぞれの領域内の重み値と、第１関心領域内の位置との関係を示す図。

【図5C】（ａ）は、胸椎右側面のＸ線画像と、第１関心領域の範囲を示す図。（ｂ）は、胸椎右側面の第１関心領域及び第２関心領域それぞれの領域内の重み値と、第１関心領域内の位置との関係を示す図。

【図5D】（ａ）は、胸椎左側面のＸ線画像と、第１関心領域の範囲を示す図。（ｂ）は、胸椎左側面の第１関心領域及び第２関心領域それぞれの領域内の重み値と、第１関心領域内の位置との関係を示す図。

【図6】第１実施形態に係る透視の一連の流れを示したフローチャートを示す図。

【図7A】第１関心領域、第２関心領域及び第３関心領域の範囲を示す図であり、第２関心領域が中央部にある図。

【図7B】第１関心領域、第２関心領域及び第３関心領域の範囲を示す図であり、第２関心領域が右部にある図。

【図7C】第１関心領域、第２関心領域及び第３関心領域の範囲を示す図であり、第２関心領域が左部にある図。

【図7D】第１関心領域内の重み値が連続的に変化する場合の重み値を示す図。

【図8】第２実施形態に係るＸ線診断装置の構成を説明するためのブロック図。

【図9】（ａ）は、腰椎のミエログラフィーにおいて時系列に透視されるＸ線画像を示す図。（ｂ）は、Ｘ線画像に対応して、設定機能が時系列に設定する第１関心領域と第２関心領域を示す図。

【図10】透視シーケンス設定機能を用いた透視における一連の流れを示したフローチャートを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら、実施形態に係るＸ線診断装置１０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こととする。

【0010】

（第１実施形態）
まず、図１に基づき、第１実施形態に係るＸ線診断装置１０の構成を説明する。図１は、第１実施形態に係るＸ線診断装置１０の構成を説明するためのブロック図である。この図１に示すように、Ｘ線診断装置１０は、被検体ＰのＸ線透視が可能な装置であり、Ｘ線照射装置１００と、収集装置２００と、画像処理装置３００と、制御装置４００と、曝射ボタン５００と、入力回路６００と、ディスプレイ７００と、天板８００とを備えて構成されている。

【0011】

Ｘ線照射装置１００は、Ｘ線を被検体Ｐに向けて所定の時間間隔で繰り返し照射する。このＸ線照射装置１００は、高電圧発生器１０２と、Ｘ線管１０４と、Ｘ線可動絞り１０６とを備えて構成されている。

【0012】

高電圧発生器１０２は、管電圧と、ｍＡｓ値に基づく電流とを出力する。ここでのｍＡｓ値は、管電流と照射時間の積である。具体的には、高電圧発生器１０２は、例えば変圧器と、整流器とを有している。変圧器は、交流電源に接続され、交流電源から供給される交流電圧を設定された管電圧に応じて昇圧する。そして、変圧器は、昇圧した交流電圧を整流器に供給する。整流器は、変圧器から供給された交流電圧を整流し、正の成分だけを有する脈動電圧を管電圧として出力する。また、高電圧発生器１０２は、脈動電圧を分圧し、ｍＡｓ値に基づく照射時間の間、ｍＡｓ値に基づく電流を出力する。このｍＡｓ値に基づく電流が管電流に対応する。

【0013】

より詳細には、高電圧発生器１０２は、制御装置４００とＸ線管１０４とに接続され、管電圧、管電流、パルス幅、及びパルスレートを示す透視条件信号が制御装置４００から高電圧発生器１０２に入力される。高電圧発生器１０２は、透視条件信号に基づくパルス幅の間、透視条件信号に基づく管電圧、及び管電流に対応する電流をパルスレートの逆数の時間間隔でＸ線管１０４に供給する。すなわち、ここでの時間間隔は、Ｘ線の照射の開始から、次のＸ線の照射の開始までの時間を意味する。これは、曝射ボタン５００を押している限り継続する。なお、本実施形態における時間間隔はパルスレートの逆数でもよく、或いは、Ｘ線の照射の終了から、次のＸ線の照射の開始までの時間でもよい。

【0014】

Ｘ線管１０４は、Ｘ線を発生する。Ｘ線管１０４は、真空の外囲器内に陰極であるフィラメントと、陽極であるターゲット金属とを有している。Ｘ線管１０４は、高電圧発生器１０２に接続され、高電圧発生器１０２から管電圧、及び管電流に対応する電流が供給される。より詳細には、フィラメントは、タングステン等の金属によりコイル状に形成され、管電流に対応する電流が高電圧発生器１０２から供給されると、熱電子を発生する。すなわち、単位時間あたりに発生する熱電子の数が管電流である。ターゲット金属は、例えばタングステンである。これらの陰極と陽極との間には、高電圧発生器１０２から供給される管電圧が印加され、陰極と陽極との間に電界が発生する。この電界により加速された熱電子は、陽極のターゲット金属に衝突し、ターゲット金属からＸ線が発生する。管電圧の増加に従い、Ｘ線の波長ピークは短波長側にシフトし、Ｘ線のエネルギーも増加する。

【0015】

ここで、Ｘ線の強度は、単位面積を単位時間に通過するＸ線のエネルギーである。また。Ｘ線量は、Ｘ線の強度と、照射時間との積である。これらのことから分かるように、Ｘ線量は、ｍＡｓ値に比例すると共に、管電圧が増加するに従い増加する。

【0016】

Ｘ線可動絞り１０６は、鉛などで構成される羽状の絞りを有している。Ｘ線可動絞り１０６は、Ｘ線管１０４の出射口に配置され、Ｘ線管１０４が発生したＸ線の照射範囲の絞りを移動させることで限定する。これにより、被検体ＰにＸ線を照射する範囲が限定される。ここでは、透視前および透視中に検査者が手動で絞りの移動を行う。なお、絞りの移動は、制御装置４００からの制御信号に従い、モータ駆動で行ってもよい。

【0017】

収集装置２００は、Ｘ線照射装置１００の照射に応じて、被検体Ｐを透過したＸ線のＸ線画像を繰り返し収集する。収集装置２００は、Ｘ線検出器２０２と、ＡＤ変換回路２０４と、画像補正部２０６とを有している。Ｘ線検出器２０２は、被検体Ｐを透過したＸ線のＸ線像を画素単位で検出するとともに、検出したＸ線量に比例する画像信号を画素毎に出力する。ここで、Ｘ線像は２次元のＸ線強度分布である。

【0018】

例えば、Ｘ線検出器２０２は、検出面に照射されたＸ線を検出するための平面検出器（ＦＰＤ：Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）により構成されている。ＦＰＤはイメージセンサを有しており、イメージセンサには、ＣＭＯＳイメージセンサ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）や、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などが利用されている。

【0019】

より詳細には、Ｘ線検出器２０２は、制御装置４００に接続され、制御装置４００から入力される例えば蓄積信号、及び照射時間信号に従い制御されている。また、Ｘ線検出器２０２の駆動は、高電圧発生器１０２に入力される透視条件信号と同期している。例えば、ＣＭＯＳイメージセンサでは、蓄積信号に従い、各画素に対応するフォトダイオード（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）は、Ｘ線がＸ線管１０４から照射されている間、Ｘ線量に応じた電荷を蓄える。そして、照射時間信号に従い、これらの各画素に対応するフォトダイオードは、照射時間の終了に応じて、蓄えた電荷を電圧に変換し、増幅器で増幅された電圧信号をアナログの画像信号として出力する。

【0020】

ＡＤ変換回路２０４は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。より詳細には、ＡＤ変換回路２０４は、Ｘ線検出器２０２と画像処理装置３００とに接続され、Ｘ線検出器２０２から入力されるアナログの画像信号を、デジタルの画像信号に変換する。

【0021】

画像補正回路２０６は、ＡＤ変換回路２０４に接続され、デジタルの画像信号に対し、Ｘ線検出器２０２における各画素の感度不均一を補正するゲイン補正処理、及び画素の脱落を補正する欠陥画素補正処理などの補正処理を行って、補正処理後のＸ線画像を生成する。画像補正回路２０６は、この補正処理後のＸ線画像を画像処理装置３００の第１記憶回路３０２に出力する。なお、本実施形態では、被検体Ｐを透過したＸ線の二次元の強度分布に基づく画像をＸ線画像と呼ぶこととする。例えば、Ｘ線画像には、ＡＤ変換回路２０４が出力するデジタルの画像信号に基づくＸ線デジタル画像が含まれる。また、このＸ線デジタル画像に、ゲイン補正処理、欠陥画素補正処理などの補正処理を施した画像もＸ線画像に含まれる。

【0022】

画像処理装置３００は、収集装置２００が収集したＸ線像に基づくＸ線画像を処理し、Ｘ線照射装置１００が照射するＸ線の線量制御を行うための制御値を生成する。また、画像処理装置３００は、Ｘ線画像を画像処理し、表示用の画像を生成する。具体的には、画像処理装置３００は、第１記憶回路３０２と、処理回路３０４とを備えて構成されている。第１記憶回路３０２は、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。第１記憶回路３０２は、処理回路３０４にて行われる各処理機能をコンピュータによって実行可能なプログラム形態で、記憶している。第１記憶回路３０２は、画像補正回路２０６から入力されたＸ線画像を記憶するほか、後述する処理回路３０４における各処理機能を実現するための領域情報、重み値なども記憶している。より詳細には、第１記憶回路３０２は、収集装置２００の画像補正回路２０６に接続され、画像補正回路２０６から入力されたＸ線画像を記憶する。

【0023】

処理回路３０４は、プログラムを第１記憶回路３０２から読み出し、実行することで各プログラムに対応する各処理機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路３０４は、各処理機能を有することとなる。なお図１においては単一の処理回路３０４にて各処理機能が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路３０４を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各処理機能を実現しても構わない。

【0024】

より詳細には、処理回路３０４は、収集装置２００の画像補正回路２０６と、第１記憶回路３０２と、制御装置４００と、ディスプレイ７００などに接続され、第１記憶回路３０２から読み出したＸ線画像を処理し、処理結果を制御装置４００と、ディスプレイ７００とに出力する。すなわち、この処理回路３０４は、画素値変換機能３０６と、設定機能３０８と、生成機能３１０と、画像処理機能３１２と、第１階調処理機能３１４とを備えて構成されている。ここで、画素値変換機能３０６と、設定機能３０８と、生成機能３１０とは、Ｘ線照射装置１００の制御に用いられる制御値を演算するための機能である。一方、画像処理機能３１２と、第１階調処理機能３１４とは、Ｘ線画像を画像処理し、表示用の画像を生成するために用いられる機能である。

【0025】

画素値変換機能３０６は、第１記憶回路３０２から読み出したＸ線画像の画素値を変換する。この画素値変換機能３０６は、画素値の変換テーブルを有しており、変換テーブルに基づいてＸ線画像の画素値を変換する。

【0026】

ここで、図２に基づき画素値変換機能３０６について説明する。図２は、画素値変換機能３０６の一例である対数変換により画像処理されたＸ線画像のヒストグラムを示す図である。左図は、胸椎正面画像と後述する第１関心領域３２０とを示す図であり、中図は、対数変換する前の第１関心領域内の画素値のヒストグラムであり、右図は、対数変換した後の第１関心領域３２０内の画素値のヒストグラムである。ヒストグラムでは、横軸は画素値を示し、縦軸は画素値毎の出現頻度を示している。

【0027】

画素値変換機能３０６による画素値の変換は、輝度を合せたい部分を伸張し、その他の部分を圧縮するように行われる。例えば図２の左図に示す胸部検査において縦隔に輝度を合わせたい場合、画素値変換は、縦隔つまり画素値の低い領域を伸張し、肺野つまり高い領域を圧縮するような、例えば対数変換が行われる。これにより、低めの画素値(縦隔)寄りの領域が観察に適する輝度となる。なお、高い画素値の領域(肺野)は明るくなり観察しにくくなるが、線量が多くノイズが少ない領域なので、ダイナミックレンジ圧縮処理などの既存技術で補正すれば観察可能となる。このように、画素値変換機能３０６に対数変換を用い、ダイナミックレンジ圧縮処理など既存の補正技術を併用すると、広い範囲が観察可能になるので、積極的に輝度を合せたい部分がなく一般的なＡＢＣの用途には、対数変換が適している。

【0028】

再び図１に戻り、設定機能３０８は、Ｘ線照射装置１００の制御に用いる領域である第１関心領域を、Ｘ線像に基づくＸ線画像内に設定する。ここでのＸ線画像は、画素値変換機能３０６で画素値が変換された画像である。また、被検体Ｐを透過したＸ線の線量に基づく画像に各種の画像処理を施した画像も、Ｘ線画像と呼ぶこととする。例えば、Ｘ線画像に、画素値変換、周波数処理などの画像処理を行った画像もＸ線画像と呼ぶこととする。

【0029】

また、設定機能３０８は、第１関心領域内に第２関心領域を設定する。設定機能３０８の詳細は、後述する。なお、関心領域は、ＲＯＩ（ＲＯＩ：Ｒｅｇｉｏｎ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）と呼ばれる場合がある。

【0030】

生成機能３１０は、Ｘ線画像の第１関心領域内におけるそれぞれの画素値に、第１関心領域内の位置に応じて０より大きな重み値が付与された重みを付けて加算する加算処理を行い、加算処理で得られた値に基づいてＸ線照射装置１００を制御する制御値を生成する。生成機能３１０の詳細も後述する。

【0031】

画像処理機能３１２は、補正処理後のＸ線画像に周波数処理などの鮮鋭化処理を施す。
第１階調処理機能３１４は、画像処理機能３１２が生成したＸ線画像、第１記憶回路３０２から読み出した画像、画素値変換機能３０６が生成したＸ線画像の内のいずれかの階調を変換する第１階調処理を行う。第１階調処理機能３１４がいずれの画像の階調処理を行うかは、例えば入力回路６００からの選択指示により可能である。なお、第１階調処理機能３１４による画素値変換特性は、輝度を合せたい部分により、変更してもよい。例えば、胸部検査と四肢の検査とで、画素値変換特性を異ならせてもよい。

【0032】

図１に示すように、制御装置４００は、Ｘ線照射装置１００の高電圧発生器１０２と、収集装置２００のＸ線検出器２０２と、画像処理装置３００の処理回路３０４と、曝射ボタン５００と、入力回路６００と、ディスプレイ７００とに接続され、Ｘ線診断装置１全体の制御を行う。具体的には、制御装置４００は、第２記憶回路４０２と、Ｆ条件決定回路４０４と、制御回路４０６とを備えて構成されている。

【0033】

第２記憶回路４０２は、上述した第１記憶回路３０２と同様に、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。第２記憶回路４０２は、制御回路４０６にて行われる各処理機能をコンピュータによって実行可能なプログラム形態で記憶している。また、第２記憶回路４０２は、被検体Ｐを透過したＸ線量の指標となる線量指標を検査種別毎に記憶し、図１で示すＦ条件決定テーブル４０８を記憶している。このＦ条件決定テーブル４０８において、横軸は管電圧（Ｆ＿ｋＶ）を示し、縦軸は管電流とパルス幅の積であるｍＡｓ値（Ｆ＿ｍＡｓ）を示している。図１中で矢印４１０が示す向きに従い、Ｘ線量がより大きくなる管電圧（Ｆ＿ｋＶ）と、ｍＡｓ値（Ｆ＿ｍＡｓ）との組み合わせを示している。

【0034】

Ｆ条件決定回路４０４は、検査種別に応じた線量指標と画像処理装置３００の生成機能３１０が生成した制御値とに基づき、次の透視における透視条件である管電圧、及びｍＡｓ値を制御回路４０６に出力する。

【0035】

制御回路４０６は、プログラムを第２記憶回路４０２から読み出し、実行することで各プログラムに対応する各機能を実現するプロセッサである。より詳細には、制御回路４０６は、Ｘ線照射装置１００の高電圧発生器１０２と、Ｆ条件決定回路４０４とに、接続され、検査種別で定まる線量指標に生成機能３１０で生成された制御値を近づけるように、Ｘ線照射装置１００のＸ線管１０４に供給する管電圧、及びｍＡｓ値に対応する電流とパルス幅を制御する。すなわち、制御回路４０６は、Ｆ条件決定回路４０４から入力された管電圧、及びｍＡｓ値に基づく透視条件信号を高電圧発生器１０２に出力する。制御回路４０６により行われるＸ線照射装置１００全体における一連の透視処理の詳細は、図６を参照して後述する。また、制御回路４０６は、第１記憶回路３０２から読み込まれた検査種別の情報に基づき、検査種別を示すボタンを検査種別毎に映像信号としてディスプレイ７００に出力する。

【0036】

曝射ボタン５００は、Ｘ線の照射タイミングを制御装置４００に指示するためのスイッチであり、検査者は手で、この曝射ボタン５００を操作する。曝射ボタン５００は、制御装置４００の制御回路４０６に接続され、検査者にスイッチが押されると、曝射開始信号を制御回路４０６に出力する。

【0037】

入力回路６００は、検査種別、透視検査種別等の設定を行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等によって実現される。入力回路６００は、制御装置４００の制御回路４０６に接続され、検査者から受け取った入力操作を電気信号に変換し、制御回路４０６に出力する。本実施形態では、入力回路６００から検査種別を示す信号が制御回路４０６に入力されると、制御回路４０６は、その検査種別の検査を開始する。一方で、別の検査種別を示す信号、又は終了を示す終了信号が入力回路６００から入力されると、制御回路４０６はその検査種別の検査を終了する。

【0038】

ディスプレイ７００は、Ｘ線画像を表示するための、液晶表示装置などによって実現される。より詳細には、ディスプレイ７００は、画像処理装置３００の処理回路３０４に接続され、処理回路３０４で処理されたＸ線画像などを輝度信号に変換し画面に表示する。また、ディスプレイ７００は、制御回路４０６に接続され、上述のように制御回路４０６から入力された検査種別それぞれを示すボタンの映像信号を輝度信号に変換し画面に表示する。例えば、ディスプレイ７００に表示される検査種別を示すボタンが検査者に指示されると、検査種別を示す信号が入力回路６００から制御回路４０６に出力される。一方で、検査種別を示すボタンの指示が終了すると、終了を示す終了信号が入力回路６００から制御回路４０６に出力される。

【0039】

天板８００は、Ｘ線の透過率が高いアクリル、カーボンなどで構成される。この天板８００に、横たわった状態の被検体Ｐが載置される。

【0040】

次に、図１を参照にしつつ図３に基づき、ＡＢＣに用いられる制御回路４０６の透視条件制御について説明する。図３は、画像処理装置３００の生成機能３１０が生成した制御値４１２の時間変化を示す図である。横軸は経過時間を示し、縦軸は制御値を示している。図３中の４１２は、図３と同様に、検査種別が胸部正面透視である場合における制御値を示し、４１４は、胸部正面透視の基準となる線量指標を示している。

【0041】

この図３に示すよう、制御回路４０６は、線量指標４１４に生成機能３１０が生成した制御値４１２が近づくように、Ｘ線照射装置１００における高電圧発生器１０２の透視条件を制御する。すなわち、Ｆ条件決定回路４０４は、線量指標４１４よりも制御値４１２が大きい場合には、Ｆ条件決定テーブル４０８に従い、現透視における透視条件のｍＡｓ値及び管電圧を共に減少し、制御回路４０６に出力する。これにより、制御回路４０６は、現透視における透視条件の管電圧、及びｍＡｓ値を共に減少した次透視用の管電圧、及びｍＡｓを透視条件信号として高電圧発生器１０２に出力する。つまり、次透視では、被検体を透過するＸ線量が減少する。

【0042】

一方で、Ｆ条件決定回路４０４は、線量指標４１４よりも制御値４１２が小さい場合には、Ｆ条件決定テーブル４０８に従い、現透視における透視条件のｍＡｓ値及び管電圧を共に増加した次透視用の管電圧、及びｍＡｓを透視条件信号として高電圧発生器１０２に出力する。つまり、次透視では、被検体を透過するＸ線量が増加する。なお、透視条件の変更は、必ずしも次透視である必要はなく、数パルスから数十パルスのＸ線が照射された後に変更してもよい。

【0043】

これらから分かる様に、制御回路４０６は、Ｆ条件決定回路４０４からの入力に基づき、検査種別で定まる線量指標４１４に制御値４１２を近づけるように高電圧発生器１０２を制御する。このように、Ｘ線画像における第１関心領域内の画素値を一定値に維持するようにＸ線量を増減させる一連の制御は、ＡＢＣと呼ばれている。

【0044】

次に、図１を参照にしつつ、図４及び図５Ａから図５Ｄに基づいて設定機能３０８及び生成機能３１０についてより詳細に説明する。図４は、検査種別毎に設定される領域及び重み値の設定テーブルの一例を示す図である。図４には、検査種別の例として胸部正面、腰椎正面、腰椎右側面、腰椎左側面が記載されている。

【0045】

座標１は、四角形の第１関心領域を示す座標であり、この四角形における原点の座標と、原点と対角線で結ばれる対角点の座標を示している。重み値１は、第１関心領域内の第２関心領域を除く領域に付与される重みを示している。ここでは、重み値は、重み係数の値に対応する。この重み値は、後述する（１）式に示すように、正規化してもよい。座標２は、四角形の第２関心領域を示す座標で有り、この四角形の原点の座標と、原点と対角線で結ばれる対角点の座標を示している。重み値２は、第２関心領域に付与される重みを示している。なお、胸部正面においては、２つの第２関心領域が設定される。このように、第１関心領域及び第１関心領域内の第２関心領域は、Ｘ線画像中の座標で定義されている。

【0046】

ここで検査種別とは例えば、腰椎正面、腰椎側面、胸部正面、頭部正面、胸部側面、腹部正面、手正面、足正面等の検査における透視部位と透視方向とを含むプロトコルである。また、透視部位とは、被検体Ｐ中の体の部位であり、例えば部位は、腰椎、胸部、頭部、腹部、手、足などである。さらにまた、透視方向は、Ｘ線の進行方向に対向する被検体Ｐの向きであり、例えば正面、背面、右側面、左側面などである。このように、第１記憶回路３０２が記憶する設定テーブルには、透視可能である検査種別毎に、座標１、重み値１、座標２、重み値２の情報が登録されている。

【0047】

なお、第１関心領域、及び第２関心領域の形状は四角形に限らず任意の形状でよい。例えば楕円、円、台形、５角形などの多角形などでもよい。

【0048】

図５Ａ～図５Ｄは、検査種別毎の第１関心領域３２０、第２関心領域３２２の範囲、及び被検体内の関心領域３２４と、領域内の重み値とを示す図である。図５Ａは、検査種別が胸部正面の図であり、図５Ｂは、胸椎正面の図であり、図５Ｃは、胸椎右側面の図あり、図５Ｄは、胸椎左側面の図ある。ここでの右側面とはＲ―Ｌ透視を意味する。すなわち、撮像装置に被検体Ｐの左側面を天板８００につけ、右側面からＸ線を照射する透視である。一方で、ここでの左側面とはＬ―Ｒ透視を意味し、撮像装置に被検体Ｐの右側面を天板８００につけ、左側面からＸ線を照射する透視である。

【0049】

図５Ａ～図５Ｄにおける（ａ）図がＸ線画像と、第１関心領域３２０の範囲とを示す図である。ここでのＸ線画像においては、線量が高くなるにしたがい色が白くなるように処理されている。

【0050】

３２４は、被検体Ｐ内の関心領域を示している。関心領域３２４は、線量基準となる領域であり、検査種別毎に、位置、及び大きさが異なる。例えば、検査種別が胸部正面透視であれば、図５Ａの関心領域３２４で示す第５肋間の領域であり、腰椎透視であれば、図５Ｂ～図５Ｄの関心領域３２４で示す腰椎内の領域である。関心領域３２４には、胸部正面透視の第５肋間のように、階調の基準となる部位を領域として選択する場合もあり、或いは、関心領域３２４には、腰椎透視のように、例えば検査で観察や診断を行いたい領域を選択する場合もある。

【0051】

また、図５Ａ～図５Ｄにおける（ｂ）図が、第１関心領域３２０及び第２関心領域３２２それぞれの領域内の重み値と、第１関心領域３２０内の位置との関係を示す図である。ここで、（ｂ）図では、上側の図が重み値を濃淡で示し、下側のグラフの横軸は第１関心領域３２０内の水平軸上の位置を示し、縦軸は重み値を示している。さらにまた、ここでの所定値ｔｈ２は、例えば１．０であり、１．０以上の重み値を有する領域が第２関心領域３２２である。換言すると第２関心領域３２２内の重み値を１．０以上に設定している。一方で、０．０よりも大きく、１．０未満の重み値を付与する領域が第１関心領域３２０内で第２関心領域３２２を除く領域である。

【0052】

設定機能３０８は、入力回路６００に接続され、入力回路６００から入力された検査種別に基づき、図４に示す設定テーブルの座標１及び座標２を記憶回路から呼び出し、Ｘ線画像内に第１関心領域３２０及び、第２関心領域３２２を設定する。例えば、設定機能３０８は、これらの図５Ａ～図５Ｄに示すように、第１関心領域３２０及び第２関心領域３２２を、検査種別毎にＸ線画像内に設定する。なお、検査種別は、透視プロトコルと呼ばれる場合もある。

【0053】

ここで、Ｘ線画像中の関心領域３２４の大きさと第１関心領域３２０の大きさとの比率が小さいと、被検体Ｐに体動が生じることにより、第１関心領域３２０内から関心領域３２４の少なくとも一部がはみ出してしまう可能性が高くなる。

【0054】

第１関心領域３２０の外に位置する関心領域３２４内の画素は、生成機能３１０が生成する制御値の演算に用いられず、この制御値の演算精度が低下してしまう恐れがある。また、上述したように、関心領域３２４は検査種別により大きさと位置が異なる。そこで、本実施形態では、設定機能３０８は、第１関心領域３２０を被検体内の関心領域３２４よりも広く設定し、且つ検査種別に応じて第１関心領域３２０の大きさと位置を設定する。この場合、第１関心領域３２０は、関心領域３２４の検査種別毎の体動に基づく大きさに設定される。ここで、体動とは、透視中における被検体Ｐの体の動きを意味する。体動には随意筋による体の動きと、不随意筋による体の動きとの両方が含まれる。また、例えば側面透視などのように、重力などの外力により体が移動する場合も体動に含まれる。

【0055】

一方で、第１関心領域３２０を大きくすると、関心領域３２４の周辺組織による生成機能３１０が生成する制御値への寄与が増加してしまう。そこで、本実施形態では、設定機能３０８は、所定値（ｔｈ２）以上の重み値を付与する領域を第２関心領域３２２として設定する。すなわち、第２関心領域３２２は、関心領域３２４に基づく大きさであり、第１関心領域３２０よりも小さく設定される。上述のように、関心領域３２４は、検査種別毎に大きさ、及び位置が異なる。このため、設定機能３０８は、検査種別に基づき、第２関心領域３２２の大きさ、及び位置を設定する。

【0056】

例えば、第１関心領域３２０の大きさ、及び位置は、過去に透視された検査種別毎の被検体Ｐ内の関心領域３２４の位置に基づき設定されている。この過去の画像には体動により関心領域３２４の位置が変動している画像が含まれている。これにより、一般的な体動が生じても第１関心領域３２０内から関心領域３２４が出ない範囲に第１関心領域３２０を設定可能である。

【0057】

同様に、第２関心領域３２２の大きさ、及び位置は、過去に透視された検査種別毎の被検体Ｐ内の関心領域３２４の位置に基づき設定されている。すなわち、第２関心領域３２２の大きさ、及び位置は、関心領域３２４がより高い可能性で存在する位置に基づき設定されている。これにより、体動が生じていない透視時には、関心領域３２４内における画素が制御値の演算に寄与する割合をより高めることが可能である。換言すると、関心領域３２４の周辺組織が制御値の演算に寄与する割合をより低減可能である。

【0058】

例えば、生成機能３１０は、図４の設定テーブルに示すように、第２関心領域３２２を除く第１関心領域３２０内の重み値１よりも、第２関心領域３２２内の重み値２を大きく設定している。このように、第１関心領域内の重み付けに用いられる重み値の分布は、被検体Ｐの検査種別に応じて予め設定されている。

【0059】

これらから分かるように、第１関心領域３２０の大きさを被検体Ｐ内の関心領域３２４より大きく設定することで、被検体Ｐの体動や位置ずれが生じた場合に、生成機能３１０が生成する制御値の変動が抑制される。一方で、体動などが生じていない通常時の透視では、関心領域３２４に対応する重み値が他の領域の重み値よりも大きくなるので、関心領域３２４内における画素の制御値への寄与を高めることが可能である。

【0060】

また、本実施形態では、例えば図５Ａ及び図５Ｃに示すように、第１関心領域３２０全体における面積に対する第２関心領域３２２の面積の割合を、検査種別に応じて異ならせている。例えば、第２関心領域３２２の面積が８０（任意単位）であり、第１関心領域３２０全体における面積が１００（任意単位）であれば、第１関心領域３２０全体における面積に対する第２関心領域３２２の面積の割合は０．８である。また、例えば、第２関心領域３２２の面積が１２０（任意単位）であり、第１関心領域３２０全体における面積が２４０（任意単位）であれば、第１関心領域３２０全体における面積に対する第２関心領域３２２の面積の割合は０．５である。ここでは、割合０．８の方が割合０．５よりも大きいと定義する。さらに、ここでは、第１関心領域３２０全体における面積とは、第１関心領域３２０から第２関心領域３２２を除かない面積である。すなわち、第１関心領域３２０全体における面積は、第２関心領域３２２を包含している場合であっても、包含していない場合であっても同一の値である。

【0061】

より具体的には、被検体Ｐの体動が胸椎側面透視より少ない胸部正面透視では、第１関心領域３２０全体における面積に対する第２関心領域３２２の面積の割合を、胸椎側面透視より大きくしている。この場合、第２関心領域３２２を除く第１関心領域３２０内の重み値１と、第２関心領域３２２内の重み値２との差も、胸部正面透視の方が胸椎側面透視より小さく設定されている。このように、検査種別に応じて、設定機能３０８が、第２関心領域３２２と第１関心領域３２０全体との面積比を異ならせている。また、検査種別に応じて、生成機能３１０が、第２関心領域３２２を除く第１関心領域３２０内の重み値１と、第２関心領域３２２内の重み値２との差を異ならせている。これにより、検査種別毎に制御値の変動を抑制すると共に、検査種別毎の線量制御をより正確に行うことが可能である。

【0062】

また、本実施形態では、図５Ｃ及び図５Ｄに示すように、第１関心領域３２０内の胸部寄りの重み値をより小さくし、胸部から遠ざかるに従い重み値を大きくしている。すなわち、図５Ｃに示す胸椎右側面透視では、第２関心領域３２２は、第１関心領域３２０の中心から右側にずれた位置に設定される。

【0063】

一方で、図５Ｄに示す胸椎左側面透視では、第２関心領域３２２は、第１関心領域３２０の中心から左側にずれた位置に設定される。このように、例えば側面透視では、第１関心領域３２０内の重み値の分布は左右非対称である。これにより、体動などが生じて胸部が第１関心領域内に含まれても、胸部内の画素値が制御値の演算に寄与してしまうことを抑制している。

【0064】

また、胸椎等の脊柱系の側面透視では、第１関心領域３２０も画像の中心からずれた位置に設定される。例えば、図５Ｃに示すように、第１関心領域３２０が画像の中心から右側にずれた位置にある場合には、第１関心領域３２０の左側に胸部が透視される。このため、第２関心領域３２２は、第１関心領域３２０の中心から右側にずれた位置に設定される。

【0065】

このように、検査種別に応じて、第１関心領域３２０内における第２関心領域３２２の位置を変更することで、体動により生じる制御値の変動をより抑制可能であると共に、検査種別毎の線量制御をより正確に行うことが可能である。

【0066】

次に、生成機能３１０が行う制御値の演算について詳しく説明する。生成機能３１０は、例えば下記の（１）式に従い、制御値を演算する。

【数1】

【0067】

ここでは、重み係数の値を重み係数の値の総和で除算することで、重み値は正規化されている。すなわち、第１関心領域３２０及び第２関心領域３２２内の各画素値に割り振られる重み値の合計値は、１．０になるように設定されている。このように重み値を正規化することにより、制御値をＸ線画像の画素値と同等に扱うことが可能となる。ここでの画素値はＸ線量に比例するので、制御値もＸ線量に比例する。なお、「重み値」は、画素値を加算する加算処理を行う場合に、それぞれの画素値に付けられた重みに付与された値である。例えば（１）式では、（重み係数の値／重み係数の値の総和）が「重み値」である。但し、例えば、重み値を正規化せずに、（１）式において、（重み係数の値の総和）で重み係数の値を除算しない場合には、重み係数の値が「重み値」に相当することとなる。このように、制御値を演算する場合に、重み値を正規化してもよく、或いは、正規化しなくてもよい。

【0068】

また、ここでの実施形態では、画素の間引きでなく、画素ごとの重み付けであることにより、Ｓ／Ｎ比の向上という効果も奏される。このため、より正確に関心領域３２４内を透過するＸ線量の制御が可能になる。

【0069】

以上が第１実施形態に係るＸ線診断装置１０の構成の説明であるが、以下に第１実施形態に係るＸ線診断装置１０における透視処理の一連の流れを説明する。

【0070】

図６は、第１実施形態に係る透視の一連の流れを示したフローチャートを示す図である。ステップＳ１００は、検査者が入力回路６００から検査種別を入力することにより実現するステップである。ステップＳ１００により入力された検査種別を示す信号は、設定機能３０８、生成機能３１０、第１階調処理機能３１４、Ｆ条件決定回路４０４、及び制御回路４０６に入力される。

【0071】

ステップＳ１０２は、制御機能に対応するステップであり、制御回路４０６が第２記憶回路４０２から制御機能に対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、制御機能が実現されるステップである。ステップＳ１０２では、制御機能が、入力回路６００から入力された検査種別の検査を終了するか否かを判定する。別の検査種別を示す信号、又は終了信号が入力された場合（ステップＳ１０２のＹＥＳ）には、制御機能は、その検査種別の検査を終了する。一方で、入力回路６００から別の検査種別を示す信号、又は終了信号が入力されていない場合（ステップＳ１０２のＮＯ）には、その検査種別の検査を継続する。

【0072】

ステップＳ１０４は、制御機能に対応するステップであり、制御回路４０６が第２記憶回路４０２から制御機能に対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、制御機能が実現されるステップである。ステップＳ１０４では、透視用のＸ線の照射を継続するか否かを判定する。曝射ボタン５００から照射信号が制御回路４０６に入力されている場合に（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、透視用のＸ線の照射を継続する。一方で、曝射ボタン５００のスイッチが押されていない場合には、透視用のＸ線の照射を停止し、制御機能は、ステップＳ１０２からの処理を行う（ステップＳ１０４のＮＯ）。

【0073】

ステップＳ１０６は、Ｆ条件決定回路４０４が、第２記憶回路４０２からＦ条件決定テーブル４０８、及び入力回路６００から入力された検査種別に応じた線量指標を読み出すことにより実現するステップである。ステップＳ１０６では、Ｆ条件決定回路４０４が、透視開始時には初期設定のｍＡｓ値、及び管電圧を制御回路４０６に出力する。一方で、画像処理装置３００の生成機能３１０が生成した制御値が入力される場合には、Ｆ条件決定回路４０４が、線量指標と制御値との比較に基づく、管電圧、及びｍＡｓ値を制御回路４０６に出力する。

【0074】

ステップＳ１０８は、制御機能に対応するステップである。制御回路４０６が第２記憶回路４０２から制御機能に対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、制御機能が実現されるステップである。ステップＳ１０８では、制御回路４０６が、Ｆ条件決定回路４０４から入力された管電圧、及びｍＡｓ値に対応する透視条件信号を高電圧発生器１０２に出力する。また、制御回路４０６が、Ｘ線検出器２０２に蓄積信号、及び照射時間を示す照射時間信号を出力する。続いて、高電圧発生器１０２が、管電圧、及びｍＡｓ値に対応する電流をＸ線管１０４に供給する。また、制御回路４０６からの蓄積信号に応じて、Ｘ線検出器２０２が、電荷の蓄積を開始する。続いて、Ｘ線検出器２０２が、制御回路４０６から入力された照射時間信号に従い、照射時間の終了に応じて蓄積電荷に基づくアナログのＸ線画像信号をＡＤ変換回路２０４に出力する。更に続いて、ＡＤ変換回路２０４がデジタルのＸ線画像信号に変換し、画像補正回路２０６に出力する。そして、画像補正回路２０６は、補正後のＸ線画像を第１記憶回路３０２に出力する。

【0075】

ステップＳ１１０は、処理回路３０４が第１記憶回路３０２から画素値変換機能３０６に対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、画素値変換機能３０６が実現されるステップである。ステップＳ１００では、画素値変換機能３０６が第１記憶回路３０２からＸ線画像を読み出し、例えば対数変換処理を施したＸ線画像を設定機能３０８に出力する。

【0076】

ステップＳ１１２は、処理回路３０４が第１記憶回路３０２から設定機能３０８に対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、設定機能３０８が実現されるステップである。ステップＳＳ１１２は、設定機能３０８が、入力された検査種別に基づき、Ｘ線画像内に第１関心領域３２０及び第２関心領域３２２を設定する。

【0077】

ステップＳ１１４は、処理回路３０４が第１記憶回路３０２から生成定機能に対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、生成機能３１０が実現されるステップである。ステップＳ１１４では、生成機能３１０が、入力された検査種別に基づき、第１関心領域３２０内におけるそれぞれの画素値に、第１関心領域３２０内の位置に応じて０より大きな値が付与された重みを付けて加算処理をし、加算処理で得られた値に基づいて制御値を生成する。

【0078】

ステップＳ１１６は、処理回路３０４が第１記憶回路３０２から第１階調処理機能３１４に対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、第１階調処理機能３１４が実現されるステップである。ステップＳ１１６では、第１階調処理機能３１４が、観察に適した画像への階調変換を第１記憶回路３０２から入力されるＸ線画像に施し、ディスプレイ７００に出力する。

【0079】

ステップＳ１１８は、ディスプレイ７００が第１階調処理機能３１４から入力された画像信号を輝度信号に変換して画面に表示することで実行されるステップである。そして、制御回路４０６の制御機能は、ステップＳ１０４からの処理を繰り返す。

【0080】

以上のように、本実施形態においては、第１関心領域３２０内におけるそれぞれの画素値に、第１関心領域３２０内の位置に応じて０より大きな値が付与された重み値が付与された重みを付けて加算する加算処理を行い、加算処理で得られた値に基づいて制御値を生成することした。これにより、被検体Ｐ内の関心領域３２４内の画素に付与する重みを大きくすることが可能であり、Ｘ線照射装置１００の制御に用いる制御値の生成に関心領域３２４内の画素の寄与を増加させることができる。このため、透視時における制御値の精度をより向上させることが可能である。

【0081】

また、第１関心領域３２０の大きさを、体動で生じる変動に基づき被検体内の関心領域３２４の大きさよりも、大きくしている。これにより、被写体Ｐに体動が生じても、第１関心領域３２０の外に関心領域３２４の少なくとも一部が位置することが抑制されるので、被検体Ｐへの照射線量の変動が抑制される。

【0082】

（変形例）
上述した第１実施形態においては、生成機能３１０に用いられる重み値を２値で構成することとしたが、本変形例においては、生成機能３１０に用いられる重み値を３値以上で構成するようにしている。以下、上述した第１実施形態と異なる部分を説明する。

【0083】

図７Ａから図７Ｄに基づいて、本変形例に係る生成機能３１０に用いられる重み値について説明する。図７Ａは、第１関心領域３２０、第２関心領域３２２、及び第３関心領域３２６の範囲を示す図であり、第２関心領域３２２が中央部にある図である。図７Ｂは、第１関心領域３２０、第２関心領域３２２及び第３関心領域３２６の範囲を示す図であり、第２関心領域３２２が右部にある図である。図７Ｃは、第１関心領域３２０、第２関心領域３２２及び第３関心領域３２６の範囲を示す図であり、第２関心領域３２２が左部にある図である。図７Ｄは、第１関心領域３２０内の重み値が連続的に変化する場合の重み値を示す図である。

【0084】

図７Ａから図７Ｃの上図が第１関心領域３２０、第２関心領域３２２及び第３関心領域３２６の範囲を示す図であり、下図が第１関心領域３２０内の重み値と、第１関心領域３２０内の位置との関係を示す図である。図７Ｄの上図が第１関心領域３２０、及び第２関心領域３２２の範囲を示す図であり、下図が第１関心領域３２０内の重み値と、第１関心領域３２０内の位置との関係を示す図である。これらの下図において、横軸は、第１関心領域３２０内の水平軸上の位置を示し、縦軸は、重み値を示している。また、ここで、所定値ｔｈ２は、例えば１．０であり、１．０以上の重み値を有する領域が第２関心領域３２２である。

【0085】

第１実施形態では、例えば図５Ａから図５Ｄに示したように、設定機能３０８は、第１関心領域３２０と、第２関心領域３２２とを設定していた。この場合、被検体Ｐの体動が生じ、関心領域３２４が第２関心領域３２２からはみ出した場合に、制御値（例えば（１）式）が不連続に変動してしまう恐れがある。

【0086】

そこで、本変形例では、この図７Ａから図７Ｃに示すように、設定機能３０８は、第１関心領域３２０内に第３関心領域３２６を設定し、第３関心領域３２６内に第２関心領域３２２を設定する。この場合、生成機能３１０は、第２関心領域３２２内に１段階目の重み値を付与し、第２関心領域３２２を除く第３関心領域３２６内に２段階目の重み値を付与し、第３関心領域３２６を除く第１関心領域３２０内に３段階目の重み値を付与する。このように、多段階にすることで、体動により第１関心領域３２０内を被検体Ｐの関心領域３２４が移動する場合に、制御値（例えば（１）式）の変動をよりなだらかにできる。これにより、よりＸ線量の変動もよりなだらかにできる。

【0087】

また、図７Ｄに示すように、重み値の値を連続的に変化させる場合には、体動により第１関心領域３２０内を被検体Ｐの関心領域３２４が移動する場合に、制御値の変動を連続的にすることが可能となり、Ｘ線量の変動も連続的にすることが可能である。図７Ｄで示す重み値は、例えばｘ＝ＸＡを中心（平均値）とする正規分布の演算式に従い生成される。すなわち、画像処理装置３００の生成機能３１０は、正規分布の演算式に従い重み値を生成する。この場合、第２関心領域３２２の座標に従い、重み値が１．０をとる座標が予め設定されている。

【0088】

以上のように、本変形例においては、第１関心領域３２０を被検体内の関心領域３２４よりも広くすると共に、第１関心領域３２０内の重み値の変動をよりなだらかにすることとした。これにより、第１関心領域３２０内を被検体Ｐの関心領域３２４が移動する場合に、被検体Ｐに照射するＸ線量の変動もよりなだらかにすることが可能である。これにより、被検体内の関心領域に対応する輝度値の変動もよりなだらかにすることができる。

【0089】

（第２実施形態）
上述した第１実施形態においては、検査種別を検査者がＸ線診断装置１０に入力することとしたが、第２実施形態においては、透視シーケンス設定機能３２８が透視シーケンスに従い、検査種別をＸ線診断装置１０に入力するようにしている。以下、上述した第１実施形態と異なる部分を説明する。

【0090】

図８は、第２本実施形態に係るＸ線診断装置１０の構成を説明するためのブロック図である。この図８に示すように、画像処理装置３００が、透視シーケンス設定機能３２８を更に有することで、第１実施形態と相違する。処理回路３０４が第２記憶回路４０２から透視シーケンス設定機能３２８に対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、透視シーケンス設定機能３２８が実現される。すなわち、透視シーケンス設定機能３２８は、画素値変換機能３０６と、設定機能３０８と、生成機能３１０と同様に、Ｘ線照射装置１００の制御に用いられる制御値を演算するための機能である。

【0091】

図８を参照にしつつ図９に基づき透視シーケンス設定機能３２８を説明する。図９は、腰椎のミエログラフィーにおける一連の透視動作の一部を示す図である。（ａ）は、時系列に透視装置２００に透視されるＸ線画像を示す図である。また、（ｂ）は、Ｘ線画像に対応して、設定機能３０８が時系列に設定する第１関心領域３２０と第２関心領域３２２を示す図である。ここで、ミエログラフィーは、脊髄腔の形状などを診断するための臨床検査である。ミエログラフィーでは、脊髄腔内に造影剤を注入し、Ｘ線透視により造影剤の流れが観察される。このように、Ｘ線透視では、時系列に透視される検査種別が予め定められている場合がある。この場合、検査者が、時系列に検査種別を入力回路６００から入力すると、Ｘ線透視の流れを途切れさしてしまう恐れがある。

【0092】

このため、本実施形態では、図８に示すように、第１記憶回路３０２は、透視検査毎に時系列に透視される検査種別の順番を記憶している。ここでは、時系列に透視される検査種別の順番を透視シーケンスと呼ぶこととする。例えば、透視検査が腰椎のミエログラフィーである場合、透視シーケンスとして、胸椎正面、胸椎左側面、胸椎右側面などが時系列の順番に記憶されている。また、例えば、透視検査が胃造影透視である場合、透視シーケンスとして、腹部正面、腹部右１０度側面、腹部右３０度側面などが時系列の順番に記憶されている。第１記憶回路３０２には、腰椎のミエログラフィー、頸椎のミエログラフィー、胃造影、胆管造影、泌尿器系造影などの透視検査毎に透視シーケンスが記憶されている。

【0093】

透視シーケンス設定機能３２８は、透視シーケンスに従い、検査種別を時系列に出力する。具体的には、透視シーケンス設定機能３２８は、第１記憶回路３０２と、設定機能３０８と、生成機能３１０と、第１階調処理機能３１４と、Ｆ条件決定回路４０４と、制御回路４０６と、曝射ボタン５００と、入力回路６００とに接続され、入力回路６００から透視検査の開始指示が入力されると、第１記憶回路３０２から透視検査に対応する透視シーケンスを読み出す。例えば、透視シーケンス設定機能３２８は、予め設定された検査種別ごとの透視時間に従い、透視シーケンスに従った検査種別を設定機能３０８、生成機能３１０、第１階調処理機能３１４、Ｆ条件決定回路４０４、及び制御回路４０６に出力する。また、本実施形態の透視シーケンス設定機能３２８は、一連の検査種別を出力した後に終了信号を出力する。また、例えば、透視シーケンス設定機能３２８は、曝射ボタン５００から入力される照射信号に基づき、透視シーケンスに従った検査種別を設定機能３０８、生成機能３１０、第１階調処理機能３１４、Ｆ条件決定回路４０４、及び制御回路４０６に出力してもよい。

【0094】

図１０に基づき、この透視シーケンス設定機能３２８を用いた透視の一例を説明する。図１０は、透視シーケンス設定機能３２８を用いた透視における一連の流れを示したフローチャートを示す図である。第１実施形態における図６と同等の処理には、同一の番号を付し、必要がない場合には、その説明を省略する。

【0095】

ステップＳ１２０は、検査者が入力回路６００から透視検査の種別を入力することにより実現するステップである。ステップＳ１２０により入力された透視検査の種別は、透視シーケンス設定機能３２８に入力される。

【0096】

ステップＳ１２２は、処理回路３０４が第１記憶回路３０２から透視シーケンス設定機能３２８に対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、透視シーケンス設定機能３２８が実現されるステップである。ステップＳ１２２では、透視シーケンス設定機能３２８は、入力回路６００から入力された透視検査の透視シーケンスを、第１記憶回路３０２から読み出し、透視シーケンスに示される検査種別を透視の進行に従いＦ条件決定回路４０４、制御回路４０６、設定機能３０８、生成機能３１０、及び第１階調処理機能３１４に出力する。また、ここでの透視シーケンス設定機能３２８は、一連の処理の終了時に終了信号を出力する。

【0097】

ステップＳ１００は、第１実施形態における図６と同様に検査種別を入力するステップである。ここでのステップＳ１００は、処理回路３０４が第１記憶回路３０２から透視シーケンス設定機能３２８に対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、透視シーケンス設定機能３２８が実現されるステップである。ステップＳ１００では、透視シーケンス設定機能３２８は、透視シーケンスに示される検査種別を、設定機能３０８、生成機能３１０、第１階調処理機能３１４、Ｆ条件決定回路４０４、及び制御回路４０６に出力する。この場合、時系列に並ぶ透視種別を順に一つ出力する。

【0098】

ステップＳ１２４は、制御機能に対応するステップであり、制御回路４０６が第２記憶回路４０２から制御機能に対応する所定のプログラムを呼び出し実行することにより、制御機能が実現されるステップである。ステップＳ１２８では、透視検査の種別に基づく一連の検査を終了するか否かを判定する。透視シーケンス設定機能３２８から検査種別が入力されている場合（ステップＳ１２４のＮＯ）、一連の検査を継続し、ステップＳ１００からの処理を行う。一方で、透視シーケンス設定機能３２８から終了信号が入力されている場合（ステップＳ１２４のＮＯ）、一連の検査を終了する。

【0099】

以上のように、本実施形態においては、透視シーケンス設定機能３２８が、透視検査の種別が入力されると、透視検査に応じた透視シーケンスに従い、第１関心領域３２０、及びと第２関心領域３２２の位置を検査種別毎に自動的に変更させることとした。これにより、検査者が、検査種別を入力する必要がなくなり、操作性を向上させることができる。

【0100】

なお、第１実施形態におけるＸ線照射装置１００は、特許請求の範囲におけるＸ線照射部の一例であり、収集装置２００は、特許請求の範囲における取得部の一例である。第１実施形態における設定機能３０８は、特許請求の範囲における設定部の一例である。また、第１実施形態の変形例における設定機能３０８は、特許請求の範囲における設定部の他の例である。第１実施形態における生成機能３１０は、特許請求の範囲における生成部の一例である。また、第１実施形態の変形例における生成機能３１０は、特許請求の範囲における生成部の他の例である。

【0101】

第１実施形態における制御装置４００は、特許請求の範囲における制御部の一例であり、第１階調処理機能３１４は、特許請求の範囲における第１階調処理部の一例である。第２実施形態における透視シーケンス設定機能３２８は、特許請求の範囲におけるシーケンス設定部の一例である。第１実施形態におけるディスプレイ７００は、特許請求の範囲における画像表示部の一例である。

【0102】

上記の説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えばＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、或いは、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ））、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ）などの回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１、８、１１における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

【0103】

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置、方法およびシステムは、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置、方法およびシステムの形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。

【符号の説明】

【0104】

１０：Ｘ線診断装置、１００：Ｘ線照射装置、２００：収集装置、３００：画像処理装置、３０８：設定機能、３１０：生成機能、３１４：第１階調処理機能、３２０：第１関心領域、３２２：第２関心領域、３２４：被検体内の関心領域、３２８：透視シーケンス設定機能、４００：制御装置、７００：ディスプレイ、Ｐ：被検体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図7D】

【図8】

【図9】

【図10】