JP2011019707A - Ｘ線撮影装置、ｘ線撮影装置の制御方法、及びプログラム - Google Patents

Ｘ線撮影装置、ｘ線撮影装置の制御方法、及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】Ｘ線の照射野とＦＰＤの受像面との位置ずれが大きい場合においても両者の中心位置のずれ量を検出することを可能とする。
【解決手段】ＦＰＤ１２の受像面１２ａに照射されるＸ線の照射野１１ａの中心Ｐを基点とした複数の放射線の各放射線上に、大きさが互いに異なるマーカ画像が順に配列され、かつ、同一の大きさを有するマーカ画像が中心Ｐから等距離に配置されるように、Ｘ線を部分的に透過させて調整用Ｘ線パターンを形成するフィルタ２０を着脱自在に設ける。中心位置検出部２５は、ＦＰＤ１２により検出される調整用Ｘ線パターンのＸ線画像から、大きさが異なり、かつ中心間距離が互いに最も近い２つのマーカ画像を選択し、両者の大きさの比率に基づいて、調整用Ｘ線パターン中のいずれのマーカ画像の組み合わせであるかを特定するとともに、外挿演算により照射野の中心Ｐの位置を特定し、受像面の中心位置とのずれ量を算出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、Ｘ線により被検体の撮影を行うＸ線撮影装置、Ｘ線撮影装置の制御方法、及びプログラムに関し、特に、Ｘ線発生部からＸ線検出器に照射されるＸ線の照射野の中心と、Ｘ線検出器の受像面の中心との位置ずれ量の検出機能を有するＸ線撮影装置、Ｘ線撮影装置の制御方法、及びプログラムに関する。
近年、医療分野等において、Ｘ線撮影装置のＸ線検出器として、小型・軽量かつ大受像面が可能で、Ｘ線画像をデジタルデータとして取得可能なフラットパネル型検出器（以下、「ＦＰＤ」と言う）が普及しつつある。このＦＰＤを用いたＸ線撮影装置は、Ｘ線発生部から照射され、被検者を透過したＸ線をＦＰＤにより検出し、ＦＰＤから出力された画像データをモニタに表示するものであり、リアルタイムなＸ線画像の観察を可能とする。
Ｘ線発生部には、被検体に向けて放射されるＸ線のうち、撮影に不要な部分を遮蔽して被検者の被曝を低減させるために、Ｘ線の照射領域を規制するコリメータ装置（絞り装置）が設けられている。このコリメータ装置により、Ｘ線は、例えば矩形状の照射野としてＦＰＤの受像面に照射される。
コリメータ装置により形成される照射野の中心は、ＦＰＤの受像面の中心に合致していることが望ましいが、従来、Ｘ線発生部に対するＦＰＤの位置調整は、ＦＰＤの据付作業者により目視によって行われており、調整精度が作業者の能力に応じて異なるといった問題があった。このため、実際の被検者の撮影の前に調整用のプリ撮影を行い、ＦＰＤによって得られるＸ線の照射野を表す画像に基づいて、照射野とＦＰＤの受像面との中心位置のずれを定量的に検出する技術が提案されている（特許文献１参照）。
特許文献１に記載のＸ線撮影装置では、コリメータ装置により照射野を矩形状とし、ＦＰＤによって得られるＸ線の照射野を表す画像に基づいて、照射野のＸＹ方向に対向する２辺間の中間の座標をそれぞれ求めることにより、照射野の中心位置を検出している。
特開２００６−１２２４８８号公報
しかしながら、特許文献１に記載のＸ線撮影装置では、ＦＰＤの受像面に対する照射野のずれ量が大きいことにより、照射野の一部が受像面からはみ出し、照射野の４辺のうちいずれかの辺が画像中に現れない場合には、上記の２辺間の中間の座標をＸＹ方向のそれぞれについて求めることができないため、照射野の中心位置を検出することができないといった問題がある。
特に、Ｘ線撮影装置のＸ線検出器として、電子カセッテと称される可搬型のＦＰＤを用いる場合には、ベッド上に仰臥している被検者とベッドの間にＦＰＤを差し込んで撮影を行うというように、被検者の位置に合わせたＦＰＤの配置が行われ、据付型のＦＰＤの場合と比べて、Ｘ線の照射野とＦＰＤの受像面との位置ずれが生じる可能性が高いため、上記問題の改善がより一層求められている。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、Ｘ線の照射野とＦＰＤの受像面との位置ずれが大きい場合においても両者の中心位置のずれ量を検出することができるＸ線撮影装置、Ｘ線撮影装置の制御方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明のＸ線撮影装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線発生手段と、前記Ｘ線発生手段により照射された前記Ｘ線を受像面により受像して、Ｘ線画像を生成するＸ線検出手段と、前記受像面に照射される前記Ｘ線の照射野の中心を基点とし、特徴量が互いに異なる複数のマーカ画像が配列されるように、前記Ｘ線発生手段から前記Ｘ線検出手段に照射されるＸ線を部分的に透過させて調整用Ｘ線パターンを形成する調整用Ｘ線パターン形成手段と、前記Ｘ線検出手段により検出される前記調整用Ｘ線パターンのＸ線画像から、１つ以上のマーカ画像を選択し、選択したマーカ画像の特徴量に基づいて、マーカ画像が前記調整用Ｘ線パターン中のいずれのマーカ画像であるかを特定するとともに、外挿演算により前記照射野の中心位置を特定し、前記受像面の中心位置とのずれ量を算出する中心位置検出手段と、を備えることを特徴とする。
なお、前記調整用Ｘ線パターン形成手段は、特徴量が互いに異なる複数のマーカ画像が、前記Ｘ線の照射野の中心を基点とした複数の放射線の各放射線上に配置され、同一の特徴量を有するマーカ画像が前記照射野の中心から等距離に配置されるように、調整用Ｘ線パターンを形成し、前記中心位置検出手段は、特徴量が異なる、かつ中心間距離が互いに最も近い２つの画像マーカを選択することが好ましい。
また、前記調整用Ｘ線パターン形成手段は、前記マーカ画像に対応するマーカが孔加工されたフィルタであり、前記Ｘ線発生手段のＸ線照射側に着脱自在であることが好ましい。また、前記調整用Ｘ線パターン形成手段は、前記マーカ画像に対応するマーカが孔加工されたコリメータリーフを有するコリメータ装置とすることも好ましい。
また、前記マーカは円形であり、前記特徴量がマーカ画像の大きさであるとともに、前記中心位置検出手段は、２つのマーカ画像の大きさの比率に基づき、マーカ画像が調整用Ｘ線パターン中のいずれのマーカ画像であるかを特定することが好ましい。また、前記マーカは多角形であり、前記特徴量がマーカ画像の形状であるとともに、前記中心位置検出手段は、前記特徴量に基づき、マーカ画像が調整用Ｘ線パターン中のいずれのマーカ画像であるかを特定することも好ましい。
また、前記中心位置検出手段により特定される前記照射野の中心位置と１つのマーカ画像、または２つのマーカ画像を結ぶ直線に基づき、前記Ｘ線の照射野の中心軸周りの前記受像面の回転角を算出する回転度算出手段を備えることが好ましい。
また、１つのマーカと、このマーカに対応するマーカ画像の形状の差異に基づき、前記Ｘ線の照射野の中心軸に対する前記受像面の垂直度を算出する垂直度検出手段を備えることが好ましい。
また、１つのマーカの大きさと、このマーカに対応するマーカ画像の大きさとの比率に基づき、前記Ｘ線発生手段のＸ線焦点から前記受像面までの距離を算出するＸ線焦点受像面間距離算出手段を備えることが好ましい。
また、前記調整用Ｘ線パターン形成手段は、Ｘ線の透過率が異なる複数の領域からなるフィルタであって、前記Ｘ線発生手段のＸ線照射側に着脱自在であり、前記特徴量がＸ線濃度であり、前記中心位置検出手段は、選択した２つのマーカ画像のＸ線濃度の比率に基づき、選択した２つのマーカ画像が調整用Ｘ線パターン中のいずれのマーカ画像であるかを特定することも好ましい。
また、前記Ｘ線発生手段は、前記調整用Ｘ線パターン形成手段により調整用Ｘ線パターンを生成させる際に、前記調整用Ｘ線パターン形成手段を用いずに撮影を行う本撮影時よりも低強度のＸ線を発生することが好ましい。
本発明のＸ線撮影装置の制御方法は、Ｘ線発生手段により被検体にＸ線を照射するステップと、前記Ｘ線発生手段により照射された前記Ｘ線の照射野の中心を基点とし、特徴量が互いに異なる複数のマーカ画像が配列されるように、前記Ｘ線発生手段からＸ線検出手段に照射されるＸ線を部分的に透過させて調整用Ｘ線パターンを形成するするステップと、Ｘ線検出手段の受像面により前記調整用Ｘ線パターンを受像して、Ｘ線画像を生成するステップと、前記Ｘ線検出手段により検出される前記調整用Ｘ線パターンのＸ線画像から、１つ以上のマーカ画像を選択し、選択したマーカ画像の特徴量に基づいて、マーカ画像が前記調整用Ｘ線パターン中のいずれのマーカ画像であるかを特定するとともに、外挿演算により前記照射野の中心位置を特定し、前記受像面の中心位置とのずれ量を算出するステップと、を備えることを特徴とする。
本発明のプログラムは、Ｘ線の照射野の中心を基点とし、特徴量が互いに異なる複数のマーカ画像が配列された調整用Ｘ線パターン画像をＸ線検出手段から取得し、取得した前記調整用Ｘ線パターン画像から、１つ以上のマーカ画像を選択し、選択したマーカ画像の特徴量に基づいて、マーカ画像が調整用Ｘ線パターン中のいずれのマーカ画像であるかを特定するとともに、外挿演算により前記照射野の中心位置を特定し、前記Ｘ線検出手段の受像面の中心位置とのずれ量を算出する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
本発明は、所定の調整用Ｘ線パターンをＸ線検出器に照射し、Ｘ線検出手段により受像されたＸ線画像中のマーカ画像を解析することによりＸ線の照射野の中心位置を特定するものであるから、Ｘ線の照射野の中心がＸ線検出手段の受像面の外に位置する場合のように、Ｘ線の照射野と受像面との位置ずれが大きい場合においても両者の中心位置のずれ量を検出することができる。
本発明の第１実施形態に係るＸ線撮影装置の外観図である。 Ｘ線撮影装置のＸ線発生部及びＦＰＤの概略構成と電気的構成を示す図である。 フィルタの構成を示す平面図である。 中心位置検出部による処理の流れを示すフローチャートである。 ＦＰＤにより取得されたプリ撮影画像の一例を示す図である。 照射野の中心位置の特定、及び照射野の中心と受像面の中心とのずれ量の算出方法を説明する図である。 受像面が照射野の中心軸の周りに回転した様子を示す平面図である。 （ａ）は、受像面が照射野の中心軸に対して垂直な場合のマーカ画像の形状を示す図であり、（ｂ）は、受像面が照射野の中心軸に対して垂直でない場合のマーカ画像の形状を示す図である。 ＳＩＤの算出方法を説明する図である。 Ｘ線撮影装置の作用を説明するフローチャートである。 フィルタの変形例を示す平面図である。 マーカの変形例を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係るＸ線撮影装置が備えるコリメータ装置の構成を示す平面図である。 本発明の第３実施形態に係るＸ線撮影装置に装着されるフィルタを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
（第１実施形態）
図１において、本発明の第１実施形態に係るＸ線撮影装置１０は、Ｘ線発生部１１から照射されて被検者を透過したＸ線を、電子カセッテと称される可搬型のＦＰＤ１２により画像データとして検出する装置である。具体的には、Ｘ線撮影装置１０は、移動機構を備えた回診車１３により移動可能であって、Ｘ線発生部１１は、回診車１３の支柱１３ａに移動自在に取り付けられている。ＦＰＤ１２は、ケーブル１３ｂを介して回診車１３と接続されている。
表示部１４は、液晶ディスプレイなどのモニタにより構成され、回診車１３に取り付けられている。表示部１４は、ＦＰＤ１２により検出された画像データに基づくＸ線画像や、ＧＵＩ（グラフィカルユーザインターフェース）画像などを画面に表示する。
回診車１３の筐体の内部には、Ｘ線撮影装置１０を制御するための制御部２１（図２参照）が設けられている。この制御部２１は、Ｘ線発生部１１によるＸ線照射や、ＦＰＤ１２によるＸ線検出などの動作制御を、回診車１３に備え付けられたキーボード、マウスや、フットペダル等からなる操作入力部２２（図２参照）からの指示に基づいて行う。医師等のユーザは、操作入力部２２を操作することにより、被検者の撮影条件の設定、ＦＰＤ１２の位置ずれ検出を行うためのプリ撮影の実行や、本撮影の実行を指示することができる。
Ｘ線発生部１１は、Ｘ線を発するＸ線管１５と、絞り装置としてのコリメータ装置１６とから構成されている。Ｘ線管１５から発せられたＸ線は、コリメータ装置１６により照射領域が矩形状の照射野１１ａに規制されてＦＰＤ１２の受像面１２ａに照射される。
ＦＰＤ１２は、蛍光体層と検出素子層とからなるパネル（図示せず）と、検出素子層を駆動する駆動回路や、パネルから読み出された画像信号をデジタル形式の画像データに変換する信号処理回路などからなるモジュール（図示せず）とを備えた間接変換型のＸ線検出器である。蛍光体層は、ＣｓＩ（沃化セシウム）などの蛍光体からなる層であり、入射したＸ線を可視光に変換する。検出素子層は、蛍光体層で生じた可視光を電荷に変換して蓄積するフォトダイオードと、フォトダイオードに蓄積された電荷の読み出し制御を行なうＴＦＴ（薄膜トランジスタ）スイッチとからなる画素が二次元マトリクス状に配列されたセンサマトリクスである。なお、ＦＰＤ１２は、アモルファスセレンなどからなる変換層でＸ線を直接電荷に変換する直接変換型のＸ線検出器であってもよい。
ＦＰＤ１２は、ケーブル１３ｂを介して回診車１３の制御部２１から制御信号を受けて撮影動作を行うとともに、検出した画像データを、ケーブル１３ｂを介して回診車１３に出力する。ＦＰＤ１２は、ケーブル１３ｂが届く範囲で移動自在であるため、被検者の位置に合わせて配置可能である。Ｘ線発生部１１は、移動機構（図示せず）により移動可能であり、上下方向の移動やＸ線の照射角度の変更が可能となっている。なお、ＦＰＤ１２は、ケーブル１３ｂを用いず、回診車１３との間で無線通信を行うように構成された無線方式の電子カセッテであってもよい。
図２において、コリメータ装置１６のＸ線射出側には、矩形平板状のフィルタ２０を、Ｘ線の射出方向に対して垂直方向（図中上下方向）にスライド自在に装着するフィルタ装着部１６ａが形成されている。フィルタ２０は、Ｘ線を遮蔽する鉛等の材料により形成された板状部材であり、Ｘ線を透過させる複数の孔（マーカＭ）が形成されている。このフィルタ２０は、ＦＰＤ１２の位置検出を行うためのプリ撮影時にフィルタ装着部１６ａに装着して用いられるものであり、被検体の撮影を行うための本撮影時にはフィルタ装着部１６ａから外される。
制御部２１は、Ｘ線撮影装置１０の制御を実行するためのＣＰＵ（図示せず）と、ＣＰＵにより実行されるプログラムを記憶するＲＯＭ（図示せず）と、ＣＰＵのワークエリアとして機能するＲＡＭ（図示せず）とを有する。制御部２１には、前述の表示部１４、操作入力部２２の他、回診車１３の筐体内に構成された、高電圧発生器２３、画像メモリ２４、中心位置検出部２５、回転度検出部２６、垂直度検出部２７、及びＸ線焦点・受像面間距離（ＳＩＤ）検出部２８が接続されている。これらのうち、中心位置検出部２５、回転度検出部２６、垂直度検出部２７、及びＳＩＤ検出部２８は、プリ撮影時に得られた画像データ（以下、プリ撮影画像と称する）に基づいて検出処理を行う機能部であり、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＣＰＵとＲＯＭに記憶されたプログラムとの協働などによって実現される。
高電圧発生器２３は、制御部２１の制御に基づき、プリ撮影時及び本撮影時にＸ線管１５で発生させるべきＸ線の強度に応じた電圧を発生し、発生した電圧を、高電圧ケーブル（図示せず）を介してＸ線管１５に印加する。Ｘ線管１５は、印加された電圧に応じた強度のＸ線を、点線源とみなすことが可能なＸ線焦点Ｆから放射する。
Ｘ線管１５から放射されたＸ線は、コリメータ装置１６内の複数のコリメータリーフ（図示せず）によって照射領域が矩形状に規制される。前述のフィルタ２０がフィルタ装着部１６ａに装着されていない場合には、コリメータ装置１６により矩形状の照射野１１ａが形成されてＦＰＤ１２の受像面１２ａに照射される。この照射野１１ａの大きさは、ＳＩＤ（Ｘ線焦点Ｆから照射野１１ａの中心Ｐまでの距離）に応じて変化する。一方、フィルタ２０がフィルタ装着部１６ａに装着されている場合には、コリメータ装置１６から放射されたＸ線は、フィルタ２０のマーカＭの部分のみを透過して、マーカＭの形状及び配列に対応したＸ線像（調整用Ｘ線パターン）がＦＰＤ１２の受像面１２ａに照射される。画像メモリ２４は、ＦＰＤ１２から出力された画像データを記憶し、制御部２１の制御に基づいて、画像データを表示部１４に出力する。
図３において、フィルタ２０には、大きさの異なる複数のマーカＭ（同図中では、大きさに応じて符号Ｍ０、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４を付している）が配列されている。マーカＭ０〜Ｍ３は、いずれも円形状である。マーカＭ０は、フィルタ２０のほぼ中心に配置されており、その他のマーカＭ１〜Ｍ３は、それぞれ、マーカＭ０を中心とした放射線上（０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°の各放射線上）に１つずつ配置されている。同一放射線上に位置するマーカＭ１〜Ｍ３の各中心位置は、マーカＭ０の中心位置を起点として、等間隔（間隔ｒ）で順位に配置されている。換言すれば、マーカＭ１は、中心位置がマーカＭ０の中心位置から距離ｒの同心円上に位置している。マーカＭ２は、中心位置がマーカＭ０の中心位置から距離２ｒの同心円上に位置している。マーカＭ３は、中心位置がマーカＭ０の中心位置から距離３ｒの同心円上に位置している。
また、マーカＭ０〜Ｍ３の直径はそれぞれ異なる。マーカＭ０の直径ｄ０に対して、マーカＭ１の直径ｄ１は「ｄ１＝２ｄ０」の関係を満たし、マーカＭ２の直径ｄ２は「ｄ２＝３ｄ０」の関係を満たし、マーカＭ３の直径ｄ３は「ｄ３＝４ｄ０」の関係を満たす。したがって、上記各放射線方向に隣接するマーカＭ０〜Ｍ３の直径の比率は、「マーカＭ０とマーカＭ１との直径の比率：ｄ１／ｄ０＝２」、「マーカＭ１とマーカＭ２との直径の比率：ｄ２／ｄ１＝３／２」、「マーカＭ２とマーカＭ３との直径の比率：ｄ３／ｄ２＝４／３」とそれぞれ異なる。
このように構成されたフィルタ２０は、マーカＭ０〜Ｍ３の形成面がコリメータ装置１６から照射されるＸ線照射方向の中心軸Ｃ（照射野１１ａの中心Ｐを通る線）に垂直で、かつマーカＭ０が中心軸Ｃに合致するように、フィルタ装着部１６ａに装着される。
中心位置検出部２５は、上記のようにフィルタ２０がフィルタ装着部１６ａに装着され状態でプリ撮影が行われ、ＦＰＤ１２により得られたプリ撮影画像中におけるマーカＭ０〜Ｍ３の画像（以下、マーカ画像と称す）に基づいて、照射野１１ａの中心Ｐを特定し、この中心ＰとＦＰＤ１２の受像面１２ａの中心（以下、中心Ｑと称す）とのずれ量を算出する。
具体的には、中心位置検出部２５は、図４に示すフローチャートに従った処理を行う。まず、中心位置検出部２５は、プリ撮影画像からマーカ画像を抽出し、各マーカ画像の大きさを算出する（ステップＳ１０）。ここで、ＦＰＤ１２の受像面１２ａがＸ線照射方向の中心軸Ｃに対して垂直である場合には、マーカ画像は円形となる。この場合には、マーカ画像の「円の直径」をマーカ画像の大きさとする（マーカ画像の大きさは、例えばピクセル（画素）を単位として表す）。一方、受像面１２ａが中心軸Ｃに対して垂直でない場合（傾斜している場合）には、マーカ画像は楕円形となる。この場合には、マーカ画像の「楕円の短径」をマーカ画像の大きさとする（受像面１２ａが傾斜している場合のマーカ画像の楕円の短径は、傾斜していない場合のマーカ画像の円の直径にほぼ等しいため）。なお、中心位置検出部２５は、プリ撮影画像からの円または楕円の検出を、周知のテンプレートマッチング技術を利用して行う。
次いで、中心位置検出部２５は、ステップＳ１０において、大きさが異なる複数のマーカ画像が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１１）。ステップＳ１０において、１つのマーカ画像のみ検出された場合、或いは同一の大きさのマーカ画像のみが検出された場合には、以降の処理で、照射野１１ａの中心位置検出を行うことができないため、中心位置検出部２５は、制御部２１にエラー情報の出力を行い（ステップＳ１２）、処理を終了する。一方、ステップＳ１０において、大きさが異なる複数のマーカ画像が検出された場合には、中心位置検出部２５は、検出された複数のマーカ画像のうちから、大きさが異なり、かつ中心間距離が互いに最も近い２つのマーカ画像を「判定対象」として選択する（ステップＳ１３）。
例えば、ステップＳ１０において、図５に示すようなプリ撮影画像が得られた場合には、上記の判定対象として選択可能なマーカ画像の組み合わせは複数存在する。中心位置検出部２５は、こられのマーカ画像の組み合わせから所定の順（例えば、大きさが小さいマーカ画像の組み合わせから）で順番に判定対象として選択する。なお、同図では、判定対象となる一部のマーカ画像の組み合わせのみを例示しており、マーカ画像には、符号ｍ０〜ｍ３を付している。マーカ画像ｍ０〜ｍ３は、それぞれフィルタ２０のマーカＭ０〜Ｍ３に対応する。マーカ画像ｍ０は、照射野１１ａの中心位置に対応し、隣接するマーカ画像ｍ１との大きさの比率（マーカ画像ｍ１の大きさをマーカ画像ｍ０の大きさで除算した値）は、マーカＭ０とマーカＭ１との大きさの比率と同一であり、ほぼ「２」である。勿論、ステップＳ１３の時点では、プリ撮影画像中の各マーカ画像が、マーカ画像ｍ０〜ｍ３のうちのいずれであるかは特定されていない。
次いで、中心位置検出部２５は、ステップＳ１３で選択された判定対象の２つのマーカ画像の大きさ（円の直径または楕円の短径）の比率を算出する（ステップＳ１４）。ここで、比率の算出は、判定対象のうち、大きさが大きいほうのマーカ画像の大きさを、小さいほうのマーカ画像の大きさで除算することにより行う。次いで、中心位置検出部２５は、ステップＳ１４で算出された比率が「２」であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。中心位置検出部２５は、この比率がほぼ「２」であれば、判定対象は、マーカ画像ｍ０とマーカ画像ｍ１との組み合わせであることが判明するため、小さいほうのマーカ画像ｍ０の中心位置を照射野１１ａの中心Ｐの位置として特定する（ステップＳ１６）。
一方、中心位置検出部２５は、ステップＳ１４で算出した比率が「２」でない場合には、プリ撮影画像中において、大きさが異なり、かつ中心間距離が互いに最も近い２つのマーカ画像（すなわち、マーカ画像ｍ０を中心とした放射線上の任意の２つのマーカ画像）の組み合わせのうち、判定対象として未選択の組み合わせが存在するか否かを判定する（ステップＳ１７）。判定対象として未選択の判定対象が存在する場合には、未選択のマーカ画像の組み合わせから１つの組み合わせを判定対象として選択し（ステップＳ１８）、上記ステップＳ１４に戻る。
一方、中心位置検出部２５は、ステップＳ１７において、未選択の判定対象が存在しないと判定した場合には、プリ撮影画像中に、照射野１１ａの中心Ｐに対応するマーカ画像ｍ０が存在しないことが判明するため、この場合には、ステップＳ１４で算出結果に基づき、比率が「３／２」または「４／３」の２つのマーカ画像を特定する（ステップＳ１９）。なお、比率が「３／２」の２つのマーカ画像は、マーカ画像ｍ１とマーカ画像ｍ２との組み合わせに対応し、比率が「４／３」の２つのマーカ画像は、マーカ画像ｍ２とマーカ画像ｍ３との組み合わせに対応する。
次いで、中心位置検出部２５は、ステップＳ１９で特定した２つのマーカ画像の中心位置に基づき、外挿演算（既知の数値データを基にして、そのデータの範囲の外側で予想される数値を推定する演算方法）により照射野１１ａの中心Ｐの位置（マーカ画像ｍ０の中心位置）を特定する（ステップＳ２０）。具体的には、中心位置検出部２５は、まず、ステップＳ１９で特定した２つのマーカ画像の大きさの比率に基づきマーカ画像の組み合わせを特定（マーカ画像ｍ１とマーカ画像ｍ２との組み合わせであるか、或いは、マーカ画像ｍ２とマーカ画像ｍ３との組み合わせであるかを特定）する。そして、特定した２つのマーカ画像は、マーカ画像ｍ０の中心位置を基点とした放射線上に位置し、かつ、マーカ画像ｍ１〜ｍ３の中心位置は、マーカ画像ｍ０の中心位置から等間隔に配置されるという点に着目して、特定した２つのマーカ画像の中心位置に基づき、外挿演算によりマーカ画像ｍ０の中心位置（照射野１１ａの中心Ｐ）を特定する。図６は、大きさの比率が「４／３」であるマーカ画像ｍ２とマーカ画像ｍ３との組み合わせに基づいて、外挿演算により中心Ｐを特定する例を示している。
そして、中心位置検出部２５は、ステップＳ１６またはステップＳ２０で特定した照射野１１ａの中心Ｐと、受像面１２ａの中心Ｑ（プリ撮影画像の中心）とのずれ量を、受像面１２ａの縦横方向（ＸＹ方向）に関するベクトル量（ＸＹ方向成分）として算出し、このずれ量（Ｘ，Ｙ）を制御部２１に出力する（ステップＳ２１）。このように、中心位置検出部２５は、照射野１１ａに対するＦＰＤ１２の位置ずれが大きく、マーカ画像ｍ０がプリ撮影画像に存在しない場合であっても、照射野１１ａの中心Ｐを検出し、受像面１２ａの中心Ｑとのずれ量（Ｘ，Ｙ）を算出することができる。
具体的に、中心Ｐと中心Ｑとのずれ量（Ｘ，Ｙ）の算出方法を、図６を参照しながら説明する。まず、中心Ｑとマーカ画像ｍ３との距離のＸＹ方向成分（ＡＸ，ＡＹ）と、マーカ画像ｍ２とマーカ画像ｍ３との距離のＸＹ方向成分（ＢＸ，ＢＹ）とを、画像から算出する。次に、マーカ画像ｍ３とマーカ画像ｍ２の大きさの比率から、マーカ画像ｍ３がマーカ画像ｍ０から３番目のマーカであることがわかっているため、マーカ画像ｍ２とマーカ画像ｍ３との距離のＸＹ方向成分（ＢＸ，ＢＹ）にそれぞれ「３」を乗算することにより、マーカ画像ｍ３からマーカ画像ｍ０までの距離のＸＹ方向成分（３ＢＸ，３ＢＹ）を算出する。そして、中心Ｑとマーカ画像ｍ３との距離のＸＹ方向成分（ＡＸ，ＡＹ）と、マーカ画像ｍ３とマーカ画像ｍ０との距離のＸＹ方向成分（３ＢＸ，３ＢＹ）とを加算することにより、中心Ｐと中心Ｑとのずれ量（Ｘ，Ｙ）が、（ＡＸ＋３ＢＸ，ＡＹ＋３ＢＹ）と算出される。
以上のずれ量（Ｘ，Ｙ）の算出は、画像データに基づいているため、（ＡＸ＋３ＢＸ，ＡＹ＋３ＢＹ）は、ピクセル（画素）を単位として表されている。したがって、実空間での中心Ｐと中心Ｑとのずれ量（Ｘ，Ｙ）は、受像面１２ａの画素ピッチｐを用いて、（ｐ×（ＡＸ＋３ＢＸ）、ｐ×（ＡＹ＋３ＢＹ））と表される。
回転度検出部２６は、中心位置検出部２５によるマーカ画像の検出結果を用い、Ｘ照射野１１ａに対するＦＰＤ１２の受像面１２ａの回転度（中心軸Ｃ周りの回転角）を検出する。具体的には、回転度検出部２６は、図７に示すように、受像面１２ａの縦横方向（ＸＹ方向）がＸ照射野１１ａの縦横方向に沿っている場合を基準とし、Ｘ線照射方向の中心軸Ｃを中心とした受像面１２ａの時計回り方向の回転角φを求める。前述の中心位置検出部２５によるマーカ画像の検出により、図６に示したように、マーカ画像ｍ０〜ｍ３が順に並ぶ少なくとも１つの放射線が特定される。回転度検出部２６は、この放射線の方向を特定し、この放射線方向が、受像面１２ａの中心Ｑを基点とした本来の放射線方向（０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°）のうち最も近い放射線方向に対して何度のずれがあるかを求めることにより回転角φを算出し、この回転角φを制御部２１に出力する。
垂直度検出部２７は、Ｘ線照射方向の中心軸Ｃと、ＦＰＤ１２の受像面１２ａとの垂直度を算出する。具体的には、垂直度検出部２７は、中心軸Ｃと受像面１２ａとが垂直である場合を基準として、中心軸Ｃに垂直なＸ軸及びＹ軸周りの受像面１２ａの傾斜角θＸ，θＹを、中心位置検出部２５で検出されたマーカ画像の形状に基づいてそれぞれ算出し、制御部２１に出力する。
図８（ａ）に示すように、受像面１２ａが中心軸Ｃに垂直である場合には、マーカ画像は、マーカの形状に相似した円形となる。一方、図８（ｂ）に示すように、受像面１２ａが中心軸Ｃに垂直でなく傾斜している場合には、マーカ画は楕円形となる。垂直度検出部２７は、中心位置検出部２５で検出されるいずれかのマーカ画像に着目し、その形状が円形であれば、受像面１２ａの傾斜角θＸ，θＹを、θＸ＝θＹ＝０と判定し、マーカ画像の形状が楕円形であれば、傾斜角θＸ，θＹを、それぞれ次式（１），（２）に基づいて算出する。
θＸ＝ｃｏｓ−１（ＬＳ／ＬＹ） ・・・（１）
θＹ＝ｃｏｓ−１（ＬＳ／ＬＸ） ・・・（２）
ここで、「ＬＸ」，「ＬＹ」は、それぞれ楕円形のマーカ画像のＸＹ方向への長さである。「ＬＳ」は、マーカ画像の楕円の短軸方向への長さ（短径）である。短径ＬＳは、受像面１２ａが傾斜していない場合（図８（ａ）の場合）のマーカ画像の円の直径Ｄにほぼ等しい。
ＳＩＤ検出部２８は、中心位置検出部２５によるマーカ画像の検出結果を用い、Ｘ線焦点Ｆから照射野１１ａの中心Ｐまでの距離ＳＩＤを検出する。具体的には、ＳＩＤ検出部２８は、マーカとこのマーカに対応したマーカ画像との大きさの比率が、距離ＳＩＤに比例することに基づいて、距離ＳＩＤを次式（３）に基づいて算出する。
ＳＩＤ＝（ｋ／ｄ）×Ｄ ・・・（３）
図９に示すように、式（３）中の「ｋ」は、Ｘ線焦点Ｆからフィルタ２０までの距離であり、「ｄ」は、マーカの直径である。また、「Ｄ」は、マーカ画像が円形である場合の直径Ｄである。距離ｋ及び直径ｄは、Ｘ線発生部１１及びフィルタ２０の設計上定まる値であり、これらの値はＣＰＵ内のＲＯＭ等に予め記録されている。距離ＳＩＤは、マーカ画像の直径Ｄをパラメータとして算出される。なお、受像面１２ａが中心軸Ｃに対して垂直でなく、傾斜している場合には、マーカ画像が楕円形となるため、ＳＩＤ検出部２８は、円の直径Ｄに代えて、前述の楕円の短径ＬＳを用いて距離ＳＩＤを算出する。
次に、このように構成されたＸ線撮影装置１０の作用を、図１０に示すフローチャートを参照しながら説明する。Ｘ線発生部１１に対するＦＰＤ１２の位置合わせを行うために、フィルタ２０をフィルタ装着部１６ａに装着した状態で、医師等のユーザにより操作入力部２２の操作が行われ、プリ撮影の実行指示がなされると（ステップＳ３０のＹＥＳ判定）、制御部２１が各部の動作制御を開始する。
まず、高電圧発生器２３により、本撮影時より低い電圧がＸ線管１５に印加され、Ｘ線管１５は、本撮影時より低強度のＸ線を発生する。Ｘ線管１５から発生されたＸ線は、コリメータ装置１６のフィルタ装着部１６ａに装着されたフィルタ２０により、前述のマーカＭ０〜Ｍ３の形状及び配列に対応した像（調整用Ｘ線パターン）となり、ＦＰＤ１２に向けて照射される。（ステップＳ３１）。このように、プリ撮影時のＸ線照射は、本撮影時より低強度であってＸ線量が小さいため、被検体の被曝量が抑えられる。
次いで、Ｘ線発生部１１からフィルタ２０を介して照射された調整用Ｘ線パターンがＦＰＤ１２により検出され、ＦＰＤ１２から回診車１３内の画像メモリ２４に、上記ケーブル１３ｂを介して画像データ（プリ撮影画像）が出力される（ステップＳ３２）。画像メモリ２４にプリ撮影画像が記憶されると、中心位置検出部２５により、図４に示すフローチャートに従った処理が実行され、ＦＰＤ１２の受像面１２ａに照射されるＸ線の照射野１１ａの中心Ｐを基準とした、受像面１２ａの中心Ｑとのずれ量（Ｘ，Ｙ）が算出される（ステップＳ３３）。
このステップＳ３３の中心位置検出処理において、大きさの異なる複数のマーカ画像が検出されないことにより、前述のエラー出力（図４のステップＳ１２）が行われた場合には、ＦＰＤ１２の位置ずれが大きく、照射野１１ａの中心Ｐの位置検出が行えないことがエラーメッセージとして表示部１４に表示され（ステップＳ３４）、ステップＳ３０に戻る。表示部１４にエラー表示が行われると、ユーザは、ＦＰＤ１２の位置ずれが大きいことを認識し、ＦＰＤ１２の位置を再調整したうえで、再度プリ撮影の実行指示を行うことができる。
ステップＳ３３において受像面１２ａの中心Ｑのずれ量（Ｘ，Ｙ）が検出されると、続いて、回転度検出部２６により、Ｘ線照射方向の中心軸Ｃ周りの受像面１２ａの回転角φが算出され（ステップＳ３５）、垂直度検出部２７により、中心軸Ｃに垂直なＸ軸及びＹ軸周りの受像面１２ａの傾斜角θＸ，θＹが算出され（ステップＳ３６）、ＳＩＤ検出部２８により、Ｘ線焦点Ｆから照射野１１ａの中心Ｐまでの距離ＳＩＤが算出される（ステップＳ３７）。
そして、ステップＳ３３、Ｓ３５〜Ｓ３７で算出されたＦＰＤ１２の位置情報（中心位置のずれ量（Ｘ，Ｙ）、傾斜角θＸ，θＹ、Ｘ線焦点・受像面間距離ＳＩＤ）が表示部１４に表示される（ステップＳ３８）。ユーザは、表示部１４に表示されたＦＰＤ１２の位置情報に基づき、ＦＰＤ１２の受像面１２ａを、精度良く位置調整することができる。この後、ユーザにより、再度プリ撮影を実施するか、本撮影を実行するかのいずれかが選択される。なお、本撮影を実行するには、フィルタ２０をフィルタ装着部１６ａから外す必要がある。
制御部２１は、操作入力部２２によりプリ撮影または本撮影のいずれの実行指示がなされたかを判定する（ステップＳ３９）。プリ撮影の実行指示がなされた場合には、上記のステップＳ３０〜Ｓ３８が再度実行される。一方、本撮影の実行指示がなされた場合には、高電圧発生器２３により、プリ撮影時より高い電圧がＸ線管１５に印加され、Ｘ線管１５は、プリ撮影時より高強度のＸ線を発生する。Ｘ線管１５から発生されたＸ線は、コリメータ装置１６により照射領域が矩形状に規制されて放射され、被検体を透過したＸ線がＦＰＤ１２の受像面１２ａに照射される（ステップＳ４０）。この受像面１２ａに照射されたＸ線は、ＦＰＤ１２から回診車１３内の画像メモリ２４に、画像データ（本撮影画像）として出力される（ステップＳ４１）。そして、表示部１４により、画像メモリ２４に記憶された本撮影画像が表示される（ステップＳ４２）。
なお、上記第１実施形態では、照射野１１ａの中心Ｐの検出処理において、プリ撮影画像から検出された２つのマーカ画像の対が、マーカＭ０〜Ｍ３のいずれの対に対応するかを判別するために、各マーカの大きさを「特徴量」とし、隣接するマーカ対の大きさの比率（特徴量の関係）をそれぞれ変化させているが、このマーカの特徴量としては、マーカの大きさに限られず、マーカの形状等を用いることも可能である。
図１１に、マーカの形状を特徴量とする場合のフィルタの一例を示す。フィルタ３０では、マーカＭ０〜Ｍ３は、それぞれ順に、円形、正三角形、正四角形、正五角形の孔により形成されている。マーカＭ０〜Ｍ３の配列位置は、フィルタ２０と同様であり、マーカＭ０を中心とした放射線上（０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７０°、３１５°の各放射線上）に１つずつ配置されている。このマーカの形状（特徴量）とマーカＭ０から何番目のマーカかという情報は、予め中心位置検出部２５に保持されている。このフィルタ６０を用いる場合、中心位置検出部２５を、形状が異なり、かつ中心間距離が互いに最も近い２つのマーカ画像を「判定対象」として選択し、２つのマーカ画像を結ぶ直線上にあるマーカ画像ｍ０がある方向を特定し、そしてマーカ画像の形状（特徴量）からそれらのマーカ画像がマーカ画像ｍ０から何番目であるかを特定することで、マーカ画像ｍ０の位置（照射野１１ａの中心Ｐ）を検出するように構成する。また、垂直度検出部２７を、受像面１２ａの傾斜角θＸ，θＹを、マーカ画像の形状変化に基づいて算出するように構成する。その他の構成については、上記と同様である。
なお、上記のようにマーカの形状を特徴量とする場合には、２つのマーカ画像からマーカ画像ｍ０の方向を特定する方法には限られず、１つのマーカ画像の特徴量のみからマーカ画像ｍ０の方向を特定可能とするように、マーカの形状を形成してもよい。例えば、図１２に示すように、マーカＭの形状を二等辺三角形とし、長さが等しい２辺の頂点Ｔが照射野１１ａの中心Ｐを向くようにマーカＭを配置したフィルタを構成した場合、このマーカ画像の底辺に垂直でかつ頂点Ｔを通る直線上にマーカ画像ｍ０が位置することになる。この場合、二等辺三角形の高さαと、頂点Ｔから中心Ｐまでの距離βとの比率を、予め中心位置検出部２５に保持しておく。これにより、マーカＭに対応するマーカ画像から検出した二等辺三角形の高さ（画素数）、画素ピッチ、及び予め中心位置検出部２５に保持した高さαと距離βとの比率に基づき、マーカ画像ｍ０の位置（照射野１１ａの中心Ｐ）を特定することができる。
また、第１実施形態では、ＦＰＤ１２の位置合わせのためのプリ撮影を行う場合に、フィルタ２０をフィルタ装着部１６ａに装着する必要があり、一方の本撮影を行う場合には、フィルタ２０をフィルタ装着部１６ａから取り外す必要があるため、フィルタ２０の付け忘れや取り忘れにより、撮影の種類とフィルタ２０の着脱状態が不一致の場合には、不適切な撮影が行われることになる。このような誤撮影を防止するために、フィルタ２０の着脱状態をセンサにより検出し、検出された着脱状態に対応した撮影のみを実行可能とすることも好適である。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態のＸ線撮影装置では、第１実施形態で説明したマーカＭ０〜Ｍ３を、コリメータリーフに形成することにより、上記フィルタを用いずに、ＦＰＤ１２の位置合わせのための調整用Ｘ線パターンを生成するものである。第２実施形態のＸ線撮影装置は、コリメータ装置の以外の構成については第１実施形態のＸ線撮影装置１０と同一である。
図１３において、第２実施形態のコリメータ装置４０には、横方向（Ｘ方向）の開閉動作を行う第１及び第２コリメータリーフ４１ａ，４１ｂと、縦方向（Ｙ方向）の開閉動作を行う第３及び第４コリメータリーフ４１ｃ，４１ｄとが組み込まれている。第１及び第２コリメータリーフ４１ａ，４１ｂには、マーカＭ０〜Ｍ３が円形の孔として形成されており、両者を閉じた際に、マーカＭ０〜Ｍ３は、図３に示すフィルタ２０のマーカＭ０〜Ｍ３と同一の配列となる。
第１〜第４コリメータリーフ４１ａ〜４１ｄの開閉動作は、制御部２１によって制御される。ＦＰＤ１２の位置合わせのためのプリ撮影を行う場合には、第３及び第４コリメータリーフ４１ｃ，４１ｄをＹ方向に開いた状態としたまま、第１及び第２コリメータリーフ４１ａ，４１ｂをＸ方向の中央で閉じた状態とし、Ｘ線管１５から放射されるＸ線を、マーカＭ０〜Ｍ３が形成された第１及び第２コリメータリーフ４１ａ，４１ｂで遮る。これにより、第１実施形態と同様なＸ線像（調整用Ｘ線パターン）がＦＰＤ１２の受像面１２ａに照射される。ＦＰＤ１２の位置情報（中心位置のずれ量（Ｘ，Ｙ）、傾斜角θＸ，θＹ、Ｘ線焦点・受像面間距離ＳＩＤ）の検出処理については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本撮影時には、第１及び第２コリメータリーフ４１ａ，４１ｂを開いた状態とし、第１〜第４コリメータリーフ４１ａ〜４１ｄでＸ線の照射領域を規制する。第１及び第２コリメータリーフ４１ａ，４１ｂにはマーカＭ０〜Ｍ３が形成されているため、本撮影時には、マーカＭ０〜Ｍ３を通過したＸ線が被検体に照射される可能性があるが、マーカＭ０〜Ｍ３の大きさを可能な限り小さくすることで、被曝量を低減することができる。
このように、第２実施形態のＸ線撮影装置では、第１実施形態のようなフィルタの装着が不要であるため、フィルタの付け忘れや取り忘れによる誤撮影が防止され、また、フィルタの紛失や破損といった問題からも開放される。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を説明する。上記第１及び第２実施形態のＸ線撮影装置では、フィルタまたはコリメータリーフにマーカＭ０〜Ｍ３を孔加工することにより、マーカＭ０〜Ｍ３を通過したＸ線により調整用Ｘ線パターンを形成している。第３実施形態のＸ線撮影装置は、領域に応じてＸ線透過率が異なるフィルタを用いて、Ｘ線濃度が中心から周囲へ段階的に変化した調整用Ｘ線パターンを形成するものである。
図１４（ａ）において、第３実施形態のフィルタ５０には、Ｘ線の透過率が異なる第１〜第４領域５０ａ〜５０ｄが設けられている。第１領域５０ａは、フィルタ５０の中央に配置された正方形状の領域であって、Ｘ線管１５から放出されるＸ線の透過率が約９０％である。第２領域５０ｂは、第１領域５０ａの周囲を取り囲むように形成された正方形状の外形を有する領域であって、Ｘ線の透過率が約７０％である。また、第３領域５０ｃは、第２領域５０ｂの周囲を取り囲むように形成された正方形状の外形を有する領域であって、Ｘ線の透過率が約５０％である。さらに、第４領域５０ｄは、第３領域５０ｃの周囲を取り囲むように形成された正方形状の外形を有する領域であって、Ｘ線の透過率が約３０％である。
図１４（ｂ）において、フィルタ５０は、所定のＸ線透過率を有する第１〜第４Ｘ線透過部材５１ａ〜５１ｄを積層することにより構成されている。第１〜第４Ｘ線透過部材５１ａ〜５１ｄは、第１領域５０ａに第１Ｘ線透過部材５１ａのみが存在し、第２領域５０ｂに第１及び第２Ｘ線透過部材５１ａ，５１ｂが存在し、第３領域５０ｃに第１〜第３Ｘ線透過部材５１ａ〜５１ｃが存在し、第４領域５０ｄに第１〜第４Ｘ線透過部材５１ａ〜５１ｄが存在するように、形状が加工されている。また、第１〜第４Ｘ線透過部材５１ａ〜５１ｄは、第１〜第４領域５０ａ〜５０ｄが上記Ｘ線透過率を有するように厚さや材質が設定されている。
このように構成されたフィルタ５０を用いてプリ撮影を行うと、第１〜第４領域５０ａ〜５０ｄのＸ線透過率に応じたＸ線濃度の画像（プリ撮影画像）がＦＰＤ１２により検出される。フィルタ５０では、第１〜第３領域５０ａ〜５０ｃのコーナー部をマーカＭ１〜Ｍ３とし、マーカの特徴量として各領域のＸ線透過率（Ｘ線濃度）を用い、特徴量の関係として２つのマーカ画像のＸ線透過率（Ｘ線濃度）の比率を用いる。マーカＭ１〜Ｍ３は、フィルタの中心を基点とした放射線上に位置しているため、第１実施形態と同様な方法（外挿演算）により、照射野１１ａの中心Ｐの位置を特定することができる。
なお、第１〜第４領域５０ａ〜５０ｄの外形は、正方形に限られず、六角形や八角形等の多角形であってもよい。
また、第３実施形態では、Ｘ線濃度が中心から周囲へ段階的に変化した調整用Ｘ線パターンを、フィルタ５０を用いて形成しているが、フィルタ５０を用いずに、コリメータリーフで形成されるＸ線照射窓の大きさを段階的に変化させるとともに、Ｘ線強度を変化させることで、Ｘ線濃度が中心から周囲へ段階的に変化した調整用Ｘ線パターンを形成することも可能である。この場合には、従来のコリメータ装置を利用することができる。
以上のように、上記第１〜第３実施形態のＸ線撮影装置では、Ｘ線発生部１１とＦＰＤ１２とが独立で、Ｘ線発生部１１に対するＦＰＤ１２の相対位置が管理されていないシステムにおいて、Ｘ線発生部１１に対するＦＰＤ１２の位置ずれ量を、位置ずれ量が大きい場合であっても確実に検出することができる。
また、上記第１〜第３実施形態のＸ線撮影装置では、検出されたＦＰＤ１２の位置情報を表示部１４に表示し、この表示に基づいてユーザが手動でＦＰＤ１２の位置調整を行うように構成しているが、ＦＰＤ１２またはＸ線発生部１１の移動機構を設け、検出されたＦＰＤ１２の位置情報に基づいて、ＦＰＤ１２またはＸ線発生部１１を自動的に移動させて、位置調整を行うことも好ましい。例えば、ＦＰＤ１２を装着可能な立位スタンドを用いる場合には、立位スタンドにＦＰＤ１２の移動機構を設け、中心位置検出部２５、回転度検出部２６、垂直度検出部２７による検出結果に基づいて、該移動機構を駆動させればよい。また、中心位置検出部２５、回転度検出部２６、垂直度検出部２７を立位スタンド側に設け、立位スタンド側でＦＰＤ１２の位置検出及び位置調整を行うことも好ましい。
１０ Ｘ線撮影装置
１１ Ｘ線発生部
１１ａ 照射野
１２ ＦＰＤ
１２ａ 受像面
１５ Ｘ線管
１６，４０ コリメータ装置
１６ａ フィルタ装着部
２０，３０，５０，６０ フィルタ
２１ 制御部
２５ 中心位置検出部
２６ 回転度検出部
２７ 垂直度検出部
２８ Ｘ線焦点・受像面間距離検出部

Claims (13)

  1. 被検体にＸ線を照射するＸ線発生手段と、
    前記Ｘ線発生手段により照射された前記Ｘ線を受像面により受像して、Ｘ線画像を生成するＸ線検出手段と、
    前記受像面に照射される前記Ｘ線の照射野の中心を基点とし、特徴量が互いに異なる複数のマーカ画像が配列されるように、前記Ｘ線発生手段から前記Ｘ線検出手段に照射されるＸ線を部分的に透過させて調整用Ｘ線パターンを形成する調整用Ｘ線パターン形成手段と、
    前記Ｘ線検出手段により検出される前記調整用Ｘ線パターンのＸ線画像から、１つ以上のマーカ画像を選択し、選択したマーカ画像の特徴量に基づいて、マーカ画像が前記調整用Ｘ線パターン中のいずれのマーカ画像であるかを特定するとともに、外挿演算により前記照射野の中心位置を特定し、前記受像面の中心位置とのずれ量を算出する中心位置検出手段と、
    を備えることを特徴とするＸ線画像撮影装置。
  2. 前記調整用Ｘ線パターン形成手段は、特徴量が互いに異なる複数のマーカ画像が、前記Ｘ線の照射野の中心を基点とした複数の放射線の各放射線上に配置され、同一の特徴量を有するマーカ画像が前記照射野の中心から等距離に配置されるように、調整用Ｘ線パターンを形成し、
    前記中心位置検出手段は、特徴量が異なる、かつ中心間距離が互いに最も近い２つの画像マーカを選択することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
  3. 前記調整用Ｘ線パターン形成手段は、前記マーカ画像に対応するマーカが孔加工されたフィルタであり、前記Ｘ線発生手段のＸ線照射側に着脱自在であることを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線画像撮影装置。
  4. 前記調整用Ｘ線パターン形成手段は、前記マーカ画像に対応するマーカが孔加工されたコリメータリーフを有するコリメータ装置であることを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線画像撮影装置。
  5. 前記マーカは円形であり、前記特徴量がマーカ画像の大きさであるとともに、前記中心位置検出手段は、２つのマーカ画像の大きさの比率に基づき、マーカ画像が調整用Ｘ線パターン中のいずれのマーカ画像であるかを特定することを特徴とする請求項３または４に記載のＸ線画像撮影装置。
  6. 前記マーカは多角形であり、前記特徴量がマーカ画像の形状であるとともに、前記中心位置検出手段は、前記特徴量に基づき、マーカ画像が調整用Ｘ線パターン中のいずれのマーカ画像であるかを特定することを特徴とする請求項３または４に記載のＸ線画像撮影装置。
  7. 前記中心位置検出手段により特定される前記照射野の中心位置と１つのマーカ画像、または２つのマーカ画像を結ぶ直線に基づき、前記Ｘ線の照射野の中心軸周りの前記受像面の回転角を算出する回転度算出手段を備えることを特徴とする請求項５または６に記載のＸ線画像撮影装置。
  8. １つのマーカと、このマーカに対応するマーカ画像の形状の差異に基づき、前記Ｘ線の照射野の中心軸に対する前記受像面の垂直度を算出する垂直度検出手段を備えることを特徴とする請求項５から７いずれか１項に記載のＸ線画像撮影装置。
  9. １つのマーカの大きさと、このマーカに対応するマーカ画像の大きさとの比率に基づき、前記Ｘ線発生手段のＸ線焦点から前記受像面までの距離を算出するＸ線焦点受像面間距離算出手段を備えることを特徴とする請求項５から８いずれか１項に記載のＸ線画像撮影装置。
  10. 前記調整用Ｘ線パターン形成手段は、Ｘ線の透過率が異なる複数の領域からなるフィルタであって、前記Ｘ線発生手段のＸ線照射側に着脱自在であり、前記特徴量がＸ線濃度であり、前記中心位置検出手段は、選択した２つのマーカ画像のＸ線濃度の比率に基づき、選択した２つのマーカ画像が調整用Ｘ線パターン中のいずれのマーカ画像であるかを特定することを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線画像撮影装置。
  11. 前記Ｘ線発生手段は、前記調整用Ｘ線パターン形成手段により調整用Ｘ線パターンを生成させる際に、前記調整用Ｘ線パターン形成手段を用いずに撮影を行う本撮影時よりも低強度のＸ線を発生することを特徴とする請求項１から１０いずれか１項に記載のＸ線画像撮影装置。
  12. Ｘ線発生手段により被検体にＸ線を照射するステップと、
    前記Ｘ線発生手段により照射された前記Ｘ線の照射野の中心を基点とし、特徴量が互いに異なる複数のマーカ画像が配列されるように、前記Ｘ線発生手段からＸ線検出手段に照射されるＸ線を部分的に透過させて調整用Ｘ線パターンを形成するするステップと、
    Ｘ線検出手段の受像面により前記調整用Ｘ線パターンを受像して、Ｘ線画像を生成するステップと、
    前記Ｘ線検出手段により検出される前記調整用Ｘ線パターンのＸ線画像から、１つ以上のマーカ画像を選択し、選択したマーカ画像の特徴量に基づいて、マーカ画像が前記調整用Ｘ線パターン中のいずれのマーカ画像であるかを特定するとともに、外挿演算により前記照射野の中心位置を特定し、前記受像面の中心位置とのずれ量を算出するステップと、
    を備えることを特徴とするＸ線画像撮影装置の制御方法。
  13. Ｘ線の照射野の中心を基点とし、特徴量が互いに異なる複数のマーカ画像が配列された調整用Ｘ線パターン画像をＸ線検出手段から取得し、
    取得した前記調整用Ｘ線パターン画像から、１つ以上のマーカ画像を選択し、選択したマーカ画像の特徴量に基づいて、マーカ画像が調整用Ｘ線パターン中のいずれのマーカ画像であるかを特定するとともに、外挿演算により前記照射野の中心位置を特定し、前記Ｘ線検出手段の受像面の中心位置とのずれ量を算出する処理
    をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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