JP2013223691A - Ｘ線診断装置及び制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＥＣセンサを用いたＸ線撮影において被検体のポジショニングに依存して発生する著しい感度劣化を低減する。
【解決手段】ＡＥＣ（Auto EＸposure Control）撮影モードのＸ線撮影を行なうＸ線診断装置１００は、被検体の近傍に配置されたＡＥＣセンサの検出信号の累積値を計測する検出信号累積値計測部１１と、前記被検体の被検体情報、検査情報及び撮影条件の少なくとも何れかに基づいてＸ線照射の最小照射時間を設定する最小照射時間設定部１２と、前記被検体に対するＸ線照射の経過時間を計測する経過時間計測部１３と、前記経過時間と前記最小照射時間との比較結果、前記経過時間と予め設定された最大照射時間との比較結果及び前記検出信号の累積値と所定の閾値との比較結果に基づいて前記被検体に対するＸ線照射を停止させる照射停止タイミングを設定する照射タイミング設定部１４を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、被検体に対しＸ線を照射して画像データを収集する際、ＡＥＣ（Auto EＸposure Control）センサによって検出された被検体等におけるＸ線透過量に基づいて照射時間を制御することにより、良質な画像データを得ることが可能なＸ線診断装置及び制御プログラムに関する。

Ｘ線診断装置やＸ線ＣＴ装置等を用いた医用画像診断は、コンピュータ技術の発展に伴って急速な進歩を遂げ、今日の医療において必要不可欠なものとなっている。

このようなＸ線診断装置では、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と被検体との間に、Ｘ線検出部への入射線量制御を目的としたＸ線センサ（以下、ＡＥＣセンサと呼ぶ。）を配置し、このＡＥＣセンサに入射したＸ線が電気信号に変換され、そのＸ線の線量に基づいた電気信号の累積値が所定の閾値を超えた時点で被検体に対するＸ線照射を停止する方法が用いられている。

ＡＥＣセンサを用いたＸ線撮影では、被検体を透過しＡＥＣセンサが備える１つあるいは複数の採光野（以下、開口部と呼ぶ。）に入射したＸ線を電気信号に変換する。そのＸ線の線量に基づいた電気信号の累積値が所定の閾値に到達した時点で被検体に対するＸ線照射を停止する。

上述の機能を用いることにより被検体を透過してＸ線検出部に入射する線量を一定にすることが可能となるため、被検体の体型等に関わらず良質な画像データの生成に必要なＸ線検出部への入射線量を常時確保することができる。尚、AECセンサを用いたＸ線撮影では、最大照射時間が予め設定され、被検体に対するＸ線照射の開始時刻からの経過時間が上述の最大撮影時間に到達した時点でＸ線照射を停止することにより被検体に対する異常被曝を防止する方法が併用されている。

特開２０１１−１３９７６１号公報

検査対象部位が胸部や腹部のようにＡＥＣセンサが備えた１つあるいは複数からなる開口部を被検体が覆うようにしてＸ線撮影が行なわれる場合、被検体を透過したＸ線のみをＡＥＣセンサにおいて検出することが可能となり、この検出結果に基づいて被検体に対するＸ線撮影の照射時間を制御することにより良質な画像データの収集が可能となる。

しかしながら、検査対象部位の大きさや位置設定（ポジショニング）によってはＡＥＣセンサが備える開口部の全てあるいは一部が被検体によって覆われない場合があり、このような場合には、Ｘ線発生部から放射されたＸ線が被検体を透過せずにＡＥＣセンサに直接照射される。そして、このような減衰が極めて小さな直接照射のＸ線に基づいて生じた電気信号の累積値によって当該被検体に対する照射時間あるいはこの照射時間を決定する照射停止タイミングが設定されるため、通常の検査対象部位に対するＸ線撮影の照射時間は大幅に短縮され、従って、十分なＳ／Ｎを有した画像データを得ることが困難になるという問題点を有していた。

本開示は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＡＥＣセンサを用いたＸ線撮影によって当該被検体の画像データを収集する際、予め設定あるいは収集された被検体情報や撮影条件等に基づいて最小照射時間を設定することにより、Ｘ線発生部から放射されたＸ線が直接あるいは極めて小さな局所的減衰量を有する生体組織等を介し上述のＡＥＣセンサにて検出された場合においても、Ｓ／Ｎに優れた良質な画像データを得ることが可能なＸ線診断装置及び制御プログラムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本開示のＸ線診断装置は、被検体に対するＡＥＣ（Auto EＸposure Control）撮影モードのＸ線撮影によって収集された投影データに基づいて画像データを生成するＸ線診断装置において、前記被検体の近傍に配置されたＡＥＣセンサの検出信号の累積値を計測する検出信号累積値計測手段と、前記被検体の被検体情報、検査情報及び撮影条件の少なくとも何れかに基づいてＸ線照射の最小照射時間を設定する最小照射時間設定手段と、前記被検体に対するＸ線照射の経過時間を計測する経過時間計測手段と、前記経過時間と前記最小照射時間との比較結果、前記経過時間と予め設定された最大照射時間との比較結果及び前記検出信号の累積値と所定の閾値との比較結果に基づいて前記被検体に対するＸ線照射を停止させる照射停止タイミングを設定する照射タイミング設定手段とを備えたことを特徴としている。

本実施形態におけるＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図。 本実施形態のＸ線診断装置が備えるＸ線撮影部の具体的な構成を示すブロック図。 本実施形態のＸ線診断装置が備えるＡＥＣセンサの具体的な構造を示す図。 本実施形態のＸ線診断装置が備えた最小照射時間設定部に保管される最低表面線量補正係数及びＭ値の具体例を示す図。 本実施形態における管球―入射面距離を説明するための図。 本実施形態のＸ線診断装置が備える照射タイミング設定部の具体的な構成を示すブロック図。 本実施形態における照射停止タイミング信号の生成手順を示すフローチャート。 本実施形態のＸ線診断装置が備えるデータ保管部の具体的な構成を示すブロック図。 本実施形態のＡＥＣ撮影モードにおける照射停止タイミング信号の生成過程等を示すタイムチャート。 本実施形態におけるＸ線撮影の手順を示すフローチャート。

以下、図面を参照して本開示の実施形態を説明する。

（実施形態）
本実施形態におけるＸ線診断装置は、表示部に表示された被検体リストの中から当該Ｘ線撮影の対象となる被検体を選択し、この被検体に関連した被検体情報や検査プロトコル（検査情報及び撮影条件）を予め保管された各種情報の中から検索（抽出）する。次いで、得られた被検体情報や検査プロトコルに基づいて最小照射時間を算出した後、ＡＥＣセンサを用いたＸ線撮影を上述の被検体に対して開始する。そして、ＡＥＣセンサの検出信号の累積値と所定閾値との比較結果と、前記被検体に対するＸ線照射の経過時間と撮影条件の１つとして設定された最大照射時間及び上述の最小照射時間との比較結果に基づいて高電圧発生部に対する照射停止タイミングの設定を行なう。

（装置の構成及び機能）
本実施形態におけるＸ線診断装置の構成と機能につき図１乃至図９を用いて説明する。尚、図１は、本実施形態におけるＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図であり、図２、図６及び図８は、このＸ線診断装置が備えるＸ線撮影部、照射タイミング設定部及びデータ保管部の具体的な構成を示すブロック図である。

図１に示すＸ線診断装置１００は、被検体３００の検査対象部位を含む撮影領域に対しＡＥＣセンサ１０を用いた撮影モード（以下、ＡＥＣ撮影モードと呼ぶ。）のＸ線を照射し、前記撮影領域を透過したＸ線を検出して投影データを生成するＸ線撮影部１と、上述のＸ線照射及びＸ線検出が可能な撮像系を保持する図示しない保持部と、被検体３００を載置する天板６と、撮像系が取り付けられた保持部や被検体３００を載置した天板６、更には、後述のＸ線発生部２に設けられた可動絞り器２２を所望の位置へ移動させる移動機構部７と、Ｘ線撮影部１から出力されたＡＥＣ撮影モードの投影データを処理して画像データを生成する画像データ生成部８と、得られた画像データを表示する表示部９を備えている。

又、Ｘ線診断装置１００は、撮影領域の一部を透過した局所的なＸ線を検出するＡＥＣセンサ１０と、このＡＥＣセンサ１０によって得られた検出信号の累積値を計測する検出信号累積値計測部１１と、予め検索あるいは入力された被検体情報や撮影条件等に基づいて最小照射時間を設定する最小照射時間設定部１２と、被検体３００に対するＸ線照射の経過時間を計測する経過時間計測部１３と、最小照射時間設定部１２から供給される最小照射時間、経過時間計測部１３から供給されるＸ線照射の経過時間及び検出信号累積値計測部１１から供給される計測結果に基づいて被検体３００に対するＸ線照射の停止タイミング（照射停止タイミング）を設定する照射タイミング設定部１４を備え、更に、被検体リスト、被検体情報、検査情報及び撮影条件が予め保管されているデータ保管部１５と、当該Ｘ線撮影の対象となる被検体３００の選択及びこの被検体３００に関連した被検体情報、検査情報及び撮影条件の検索／入力／更新、画像データ生成条件及び表示データ生成条件の設定、各種指示信号の入力等を行なう入力部１６と、上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１７を備えている。

Ｘ線撮影部１は、図１に示すように撮像系を構成するＸ線発生部２及びＸ線検出部３と、投影データ生成部４と、高電圧発生部５を備え、被検体３００の撮影領域に対してＸ線を照射する機能と前記撮影領域を透過したＸ線を検出して投影データを生成する機能を有している。

図２は、Ｘ線撮影部１に設けられた上述の各ユニットの具体的な構成を示すブロック図であり、Ｘ線発生部２は、被検体３００の撮影領域に対してＸ線を照射するＸ線管２１と、Ｘ線管２１から放射されたＸ線に対して所定範囲のＸ線錘（コーンビーム）を形成する可動絞り器２２を備えている。Ｘ線管２１は、Ｘ線を発生する真空管であり、加熱された陰極（フィラメント）から生ずる熱電子を高電圧発生部５から供給される直流高電圧により加速させてタングステン陽極に衝突させＸ線を発生させる。

可動絞り器２２は、被検体３００に対する被曝線量の低減と画像データの画質向上を目的として用いられ、Ｘ線管２１から放射されたＸ線を所定の照射範囲に絞りこむ上羽根と、この上羽根に連動して移動することにより散乱線や漏れ線量を低減する下羽根と、吸収量が少ない媒質を透過したＸ線を選択的に低減させることによりハレーションを防止する補償フィルタ（何れも図示せず）を有している。

一方、Ｘ線検出部３には、イメージインテンシファイア及びＸ線ＴＶを用いる方法と平面検出器を用いる方法があり、平面検出器には、Ｘ線を直接電荷に変換する方式と、一旦光に変換した後電荷に変換する方式とがある。又、平面検出器の替わりにデジタルデータの出力が可能な各種Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅを用いてもよく、透過Ｘ線をＸ線フィルムに投影することによって画像データの生成を行なってもよいが、ここでは、Ｘ線を直接電荷に変換することが可能な平面検出器を有したＸ線検出部３について述べる。

即ち、本実施形態のＸ線検出部３は、図２に示すように被検体３００を透過したＸ線を検出する平面検出器３１と、検出されたＸ線を信号電荷として読み出すための駆動信号を平面検出器３１へ供給するゲートドライバ３２を有している。

平面検出器３１は、微小な検出素子を列方向及びライン方向に２次元配列して構成され、検出素子の各々は、Ｘ線を感知し入射Ｘ線量に応じて信号電荷を発生する光電膜と、この光電膜に発生した信号電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサと、電荷蓄積コンデンサに蓄積された信号電荷を所定のタイミングで読み出すＴＦＴ（薄膜トランジスタ）（何れも図示せず）を備えている。

投影データ生成部４は、上述の平面検出器３１から、例えば、ライン方向単位でパラレルに読み出された信号電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器４１と、電荷・電圧変換器４１の出力をデジタル信号（投影データのデータ要素）に変換するＡ／Ｄ変換器４２と、デジタル変換された上述のデータ要素を時系列的なデータ要素に変換するパラレル・シリアル変換器４３を備えている。そして、パラレル・シリアル変換器４３から出力された時系列的なデータ要素は、図１の画像データ生成部８へ供給される。

高電圧発生部５は、Ｘ線管２１の陰極から発生する熱電子を加速するために、陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生する高電圧発生器５２と、データ保管部１５から供給された被検体３００に対応するＡＥＣ撮影モードの撮影条件及び照射タイミング設定部１４から供給される照射開始タイミング信号及び照射停止タイミング信号に基づいて高電圧発生器５２における管電流、管電圧、高電圧印加時間、高電圧印加タイミング等を制御する高電圧制御部５１を備えている。

図１へ戻って、移動機構部７は、Ｘ線発生部２及びＸ線検出部３（撮像系）が取り付けられた図示しない保持部を被検体３００の周囲で回動あるいは移動させる保持部移動機構と、天板６を被検体３００の体軸方向（図１のｚ方向）及び体軸と直交する方向（図１のＸ方向及びｙ方向）へ移動させる天板移動機構と、Ｘ線発生部２に設けられた可動絞り器２２の絞り羽根を所定の位置へ移動させる絞り移動機構と、上述の保持部移動機構、天板移動機構及び絞り移動機構を制御する移動機構制御部（何れも図示せず）を備えている。

そして、移動機構制御部は、入力部１６からシステム制御部１７を介して供給される撮像系移動指示信号に基づいて生成した移動制御信号を保持部移動機構へ供給し、撮像系が取り付けられた保持部を被検体３００の周囲で回動あるいは移動させることによりＸ線撮影の撮影位置及び撮影方向を設定する。

同様にして、移動機構制御部は、入力部１６からシステム制御部１７を介して供給される天板移動指示信号に基づいて生成した移動制御信号を天板移動機構へ供給し、天板６を被検体３００の体軸方向あるいは体軸と直交する方向へ平行移動させることにより撮影領域の中心を設定する。

更に、移動機構制御部は、入力部１６からシステム制御部１７を介して供給される絞り羽根移動指示信号に基づいて生成した移動制御信号を絞り移動機構へ供給し、Ｘ線発生部２の可動絞り器２２に設けられた複数の絞り羽根を所定の位置へ移動させることによりＡＥＣ撮影モードにおけるＸ線照射範囲を所定の大きさに設定する。

次に、画像データ生成部８は、図示しない投影データ記憶部、画像データ処理部及び画像データ記憶部を備え、投影データ記憶部には、ＡＥＣ撮影モードにおいてＸ線撮影部１の投影データ生成部４から時系列的に出力される投影データのデータ要素が検出素子のライン方向及び列方向に対応させて順次保存され、２次元の画像データが生成される。

一方、画像データ処理部は、上述の投影データ記憶部から読み出した画像データに対してノイズ除去を目的としたフィルタリング処理等を行ない、処理後の画像データを画像データ記憶部に保存する。

表示部９は、図示しない表示データ生成部、データ変換部及びモニタを備え、表示データ生成部は、画像データ生成部８の画像データ記憶部から読み出した画像データを所定の表示フォーマットに変換した後、被検体情報や撮影条件等の付帯情報を必要に応じて付加することにより表示データを生成する。そして、データ変換部は、表示データ生成部から供給された上述の表示データに対しテレビフォーマット変換等の変換処理を行なってモニタに表示する。

ＡＥＣセンサ１０は、例えば、Ｘ線検出部３に設けられた平面検出器３１の前面近傍に配置され、この平面検出器３１に入射するＸ線を局所的に検出する機能を有している。ＡＥＣセンサ１０として、薄型センサ、半導体センサ、電離層型センサ等があり、ここでは、構造が簡単ゆえに厚みが薄く機械的強度に優れた薄型センサを用いる場合について述べるが、他の方式のセンサをＡＥＣセンサ１０として用いても構わない。

薄型センサを用いたＡＥＣセンサ１０は、図３に示すようにＸ線発生部２のＸ線管２１から可動絞り器２２を介して放射され被検体３００を透過したＸ線の一部を光へ変換する増感紙１０１と、増感紙１０１に設定された１つあるいは複数の局所領域から発生する光を抽出し、他の領域から発生する光を遮断する開口領域を備えたマスク１０２と、マスク１０２によって抽出された光を光電変換することにより電気信号へ変換する光電子倍増管（フォトマルチプライヤ）１０３と、その壁面に反射紙１０４を有し、マスク１０２の開口領域から出力された上述の光を壁面にて反射させながら光電子増倍管１０３へ伝搬させる透明なアクリル板１０５を有している。そして、光電子増倍管１０３において得られたＸ線強度に対応する電気信号は、検出信号累積値計測部１１へ供給される。

再び図１へ戻って、検出信号累積値計測部１１は、図示しない増幅部と累積演算部を備え、増幅部は、ＡＥＣセンサ１０が備えた上述の光電子増倍管１０３から供給される電気信号を所定の大きさに増幅し、累積演算部は、増幅された電気信号を積分処理することによってマスク１０２の開口領域における照射線量に対応したＡＥＣセンサ検出信号の累積値を計測する。

この累積演算部において行なわれる積分処理の開始タイミングは、例えば、入力部１６からシステム制御部１７を介して供給される撮影開始指示信号に基づいて設定され、積分処理の終了タイミングは、照射タイミング設定部１４から供給される照射停止タイミング信号に基づいて設定される。尚、上述の検出信号累積値計測部１１によるＡＥＣセンサ検出信号の累積値の計測と、この計測結果に基づいて照射タイミング設定部１４が生成する照射停止タイミング信号の具体例については後述の図９に示す。

次に、最小照射時間設定部１２は、図１に示すように、補正係数／Ｍ値保管部１２１と照射時間算出部１２２を備えている。

補正係数／Ｍ値保管部１２１には、最小照射時間の算出に用いられる最低表面線量補正係数及びＭ値が予め保管されている。図４は、補正係数／Ｍ値保管部１２１が保管する最低表面線量補正係数及びＭ値の具体例を示したものであり、最低表面線量補正係数（Ｃｄ）は、例えば、図４（ａ）に示すように被検体の年齢（Ｇ）と性別（Ｓ）あるいは図４（ｂ）に示すように被検体の身長（Ｈ）と体重（Ｗ）をパラメータとして設定されている。又、Ｍ値（ＮＤＤ−Ｍ）は、図４（ｃ）に示すようにＸ線発生部２のＸ線管２１に印加される管電圧（Ｖ）をパラメータとして設定されている。

一方、照射時間算出部１２２は、当該Ｘ線撮影の撮影条件としてデータ保管部１５から供給される最低表面線量（Ｄｍｉｎ）及び管電流（ＩＸ）、データ保管部１５から供給される被検体３００の被検体情報に基づいて上述の補正係数／Ｍ値保管部１２１から読み出した最低表面線量補正係数（Ｃｄ）、上述の管電流（ＩＸ）と共にデータ保管部１５から撮影条件として供給される管電圧（ＶＸ）に基づいて補正係数／Ｍ値保管部１２１から読み出したＭ値（ＮＤＤ−Ｍ）、上述の撮影条件や検査情報等に基づいて予め算出したＸ線管２１の焦点から被検体３００のＸ線入射表面までの距離（管球―入射面距離：ＦＳＤ）の値をＮＤＤ法（Non Dosimeter Dosimetry）法に基づく次式（１）へ代入することにより照射停止タイミングの設定に用いる最小照射時間（Ｔｍｉｎ）を算出する。

尚、上式（１）におけるＭ値（ＮＤＤ−Ｍ）は、撮影条件の管電圧（ＶＸ）に基づいて一義的に決まる係数であり、最低表面線量（Ｄｍｉｎ）は、一般に知られている医療被曝ガイドラインの情報に基づいて設定される値、あるいは、Ｘ線検出部３の性能（例えば、平面検出器３１に対する入射線量と画質との関係）に基づいて経験的に設定される値である。又、最低表面線量補正係数（Ｃｄ）は、既に述べたように被検体情報として検索あるいは入力された被検体３００の性別と年齢あるいは身長と体重に基づいて決定される係数である。

一方、図５は、上述したＸ線管２１の焦点から被検体３００のＸ線入射表面までの距離を示す管球―入射面距離（ＦＳＤ）を説明するための図であり、この管球―入射面距離（ＦＳＤ）は、Ｘ線管２１と平面検出器３１との距離を示す管球―検出器間距離（ＳＩＤ：Source-Image-Distance）から基準被写体厚（Ｂ）及び天板６と平面検出器３１との距離を示す天板―検出器間距離（Ｃ）を減算することによって得ることができる。尚、基準被検体厚（Ｂ）は、データ保管部１５から供給される被検体３００の検査情報（例えば、検査部位、体位、撮影方向等）に基づいて決定される。

即ち、照射時間算出部１２２は、先ず、データ保管部１５から供給された撮影条件に含まれている管球―検出器間距離（ＳＩＤ）及び天板―平面検出器間距離（Ｃ）と、データ保管部１５から供給された検査情報に含まれている撮影部位や撮影方向等に基づいて予め設定された基準被写体厚（Ｂ）とを用いて管球―入射面距離（ＦＳＤ）を算出し、次いで、得られた管球―入射面距離（ＦＳＤ）と上述の最低表面線量（Ｄｍｉｎ）、管電流（ＩＸ）、最低表面線量補正係数（Ｃｄ）及びＭ値（ＮＤＤ−Ｍ）を上式（１）へ代入することによって最小照射時間Ｔｍｉｎを算出する。

経過時間計測部１３は、図示しない基準信号発生部と計数部を備え、計数部は、例えば、システム制御部１７から供給される撮影開始指示信号の入力タイミングを基準として上述の基準信号発生部が発生する所定周波数のクロックパルスを計数することにより、ＡＥＣセンサ１０や被検体３００に対するＸ線照射開始時刻からの経過時間を計測する。

一方、照射タイミング設定部１４は、最小照射時間設定部１２から供給される最小照射時間、経過時間計測部１３から供給される経過時間及び検出信号累積値計測部１１から供給されるＡＥＣセンサ検出信号の累積値に基づいて被検体３００に対するＸ線照射の停止タイミングを設定する機能を有し、図６に示すように比較データ記憶部１４１、照射時間比較部１４２、検出信号累積値比較部１４３及びタイミング信号生成部１４４を備えている。

比較データ記憶部１４１は、最小照射時間設定部１２において設定された最小照射時間（Ｔｍｉｎ）を保存する最小照射時間記憶部１４１ａと、撮影条件の１つとしてデータ保管部１５から読み出された最大照射時間（ＴｍａＸ）を保存する最大照射時間記憶部１４１ｂと、同様にして、データ保管部１５から読み出されたＡＥＣセンサ検出信号の累積値に対する閾値αを保存する閾値記憶部１４１ｃを備えている。

照射時間比較部１４２は、経過時間計測部１３において計測された被検体３００に対するＸ線照射が開始されてからの経過時間（ＴＸ）と最小照射時間記憶部１４１ａから読み出した最小照射時間（Ｔｍｉｎ）及び最大照射時間記憶部１４１ｂから読み出した最大照射時間（ＴｍａＸ）とを比較し、得られた照射時間比較結果をタイミング信号生成部１４４へ供給する。

同様にして、検出信号累積値比較部１４３は、検出信号累積値計測部１１において計測されたＡＥＣセンサ検出信号の累積値（ＤＸ）と閾値記憶部１４１ｃから読み出した閾値αとを比較し、得られた検出信号累積値の比較結果をタイミング信号生成部１４４へ供給する。

タイミング信号生成部１４４は、図示しない比較結果判定部を備え、照射時間比較部１４２から供給された照射時間比較結果と検出信号累積値比較部１４３から供給された比較結果とに基づいて被検体３００に対するＸ線照射を停止するためのタイミング信号（照射停止タイミング信号）を生成する。又、タイミング信号生成部１４４は、入力部１６からシステム制御部１７を介して供給される撮影開始指示信号に基づいて被検体３００に対するＸ線照射を開始するためのタイミング信号（照射開始タイミング信号）を生成する機能も有している。

次に、上述の照射時間比較結果とＡＥＣセンサ検出信号の累積値比較結果に基づいた照射停止タイミング信号の生成手順につき図７のフローチャートを用いて説明する。

図６に示した照射タイミング設定部１４のタイミング信号生成部１４４は、照射時間比較部１４２から供給される照射時間比較結果と検出信号累積値比較部１４３から供給されるＡＥＣセンサ検出信号の累積値比較結果を受信する（図７のステップＳ１）。次いで、これらの比較結果に基づいて被検体３００に対するＸ線照射を停止するための照射停止タイミング信号を生成するか否かを判定し（図７のステップＳ２）、所定の条件を満たしている場合には、照射停止タイミング信号を生成して高電圧発生部５へ供給する（図７のステップＳ３）。一方、上述の条件を満たしていない場合には照射停止タイミング信号の生成を行なわずに被検体３００に対するＸ線照射を継続して行なう（図７のステップＳ４）。

この場合、照射経過時間（ＴＸ）が最小照射時間（Ｔｍｉｎ）より小さい場合には照射停止タイミング信号の生成は行なわずに被検体３００に対するＸ線照射を続行し、照射経過時間（ＴＸ）が最大照射時間（ＴｍａＸ）より大きい場合には照射停止タイミング信号を生成して被検体３００に対するＸ線照射を停止させる。一方、照射経過時間（ＴＸ）がＴｍｉｎ＜ＴＸ＜ＴｍａＸの関係にあり、ＡＥＣセンサ検出信号の累積値（ＤＸ）が閾値αより大きな場合には照射停止タイミング信号を生成して被検体３００に対するＸ線照射を停止させ、累積値（ＤＸ）が閾値αより小さい場合には被検体３００に対するＸ線照射を続行する。

次に、図１のデータ保管部１５は、図８に示すように被検体リスト保管部１５１、被検体情報保管部１５２及び検査プロトコル保管部１５３を備え、検査プロトコル保管部１５３は、検査情報保管部１５４と撮影条件保管部１５５を備えている。

被検体リスト保管部１５１には、Ｘ線診断装置１００あるいは他のＸ線診断装置を用いて検査が行なわれた複数からなる被検体の被検体名や被検体ＩＤ等の被検体識別情報が一覧表示された被検体リストが保存され、被検体情報保管部１５２には、上述の被検体リストに示された被検体の被検体名、被検体ＩＤ、生年月日、年齢、性別、身長、体重、既往歴等が被検体情報として保管されている。

一方、検査プロトコル保管部１５３の検査情報保管部１５４には、上述の被検体リストに示されている被検体の各々に対して行なわれた過去のＸ線撮影における検査部位、体位（立位、臥位等）、撮影方向等が検査情報として保存され、検査プロトコル保管部１５３の撮影条件保管部１５５には、上述した過去のＸ線撮影において設定された管電圧（ＶＸ）及び管電流（ＩＸ）、Ｘ線照射時間（最大照射時間）（ＴｍａＸ）、最低表面線量（Ｄｍｉｎ）、管球―検出器間距離（ＳＩＤ）、基準被写体厚（Ｂ）、天板―検出器間距離（Ｃ）、閾値α、ＡＥＣセンサ１０の適用／非適用等が撮影条件として保管されている。尚、撮影条件の基準被検体厚（Ｂ）は、検査部位、体位、撮影方向等の検査情報と関連付けて保管されている。

次に、図１の入力部１６は、表示パネルやキーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスを備えたインタラクティブなインターフェースであり、当該Ｘ線撮影における被検体３００の選択、画像データ生成条件及び表示データ生成条件の設定、各種指示信号の入力等を行ない、更に、データ保管部１５から読み出した被検体３００に関する被検体情報、検査情報及び撮影条件の更新を必要に応じて行なう。

システム制御部１７は、図示しないＣＰＵと情報記憶部を備え、入力部１６において入力／設定／選択された各種の情報やデータ保管部１５から読み出した被検体３００に関する被検体情報、検査情報及び撮影条件等は上述の情報記憶部に一旦保存される。そして、ＣＰＵは、これらの情報に基づいてＸ線診断装置１００が有する上述の各ユニットを統括的に制御し、最小照射時間を考慮したＡＥＣモードのＸ線撮影を実行させる。

次に、本実施形態のＡＥＣ撮影モードにおける照射停止タイミング信号の生成過程を、図９のタイムチャートを用いて説明する。但し、ここでは、検出信号累積値計測部１１において計測された被検体３００に対する局所的なＡＥＣセンサ検出信号の累積値が所定の閾値αに到達した時点で照射停止タイミング信号を生成する場合について示すが、Ｘ線照射の経過時間が最大照射時間に到達した場合においても同様のプロセスによって照射停止タイミング信号の生成が行なわれる。

即ち、図９（ａ）は、入力部１６において入力された撮影開始指示信号あるいはこの撮影開始指示信号に基づいて照射タイミング設定部１４が生成した照射開始タイミング信号、図９（ｂ）は、検出信号累積値計測部１１が、ＡＥＣセンサ１０の出力信号を積分処理することによって計測したＡＥＣセンサ検出信号の累積値計測結果、図９（Ｃ）は、ＡＥＣセンサ検出信号の累積値計測結果が閾値αに到達した時刻ｔ２において照射タイミング設定部１４が生成する照射停止タイミング信号を示している。

又、図９（ｄ）は、図９（ａ）の撮影開始指示信号（照射開始タイミング信号）と図９（ｃ）の照射停止タイミング信号に基づいて設定された被検体３００に対するＸ線照射期間を示しており、図９（ｅ）は、Ｘ線検出部３の平面検出器３１が上述の照射期間において検出したＸ線情報に基づいて投影データ生成部４が生成する投影データの生成期間、図９（ｆ）は、この投影データに基づいて画像データ生成部８が生成する画像データの生成期間を夫々示している。

（Ｘ線撮影の手順）
次に、本実施形態のＡＥＣ撮影モードにおけるＸ線撮影の手順につき図１０のフローチャートを用いて説明する。

ＡＥＣ撮影モードのＸ線撮影に先立ち、Ｘ線診断装置１００の入力部１６は、データ保管部１５の被検体リスト保管部１５１に保管されているＸ線診断装置１００の被検体リストを読み出して自己の表示パネルあるいは表示部９のモニタに表示し、操作者は、表示された被検体リストを用いて当該Ｘ線撮影の対象となる被検体３００を選択する。

次いで、この選択情報を受信したシステム制御部１７は、データ保管部１５の被検体情報保管部１５２及び検査プロトコル保管部１５３に保管されている各種の被検体情報、検査情報及び撮影条件の中から被検体３００に対する過去のＸ線撮影において用いた被検体情報／検査情報／撮影条件を検索して自己の情報記憶部に保存する（図１０のステップＳ１１）。

上述の初期設定が終了したならば、操作者は、撮像系を保持する保持部や被検体３００を載置した天板６を移動させるための移動指示信号を入力部１６において入力し、システム制御部１７を介して上述の移動指示信号を受信した移動機構部７の移動機構制御部は、この移動指示信号に基づいて生成した移動制御信号を保持部移動機構及び天板移動機構へ供給して保持部及び天板６を所望の位置へ移動させることにより被検体３００に対する撮影位置や撮影方向を設定する（図１０のステップＳ１２）。

次に、最小照射時間設定部１２は、データ保管部１５からシステム制御部１７を介して供給された被検体３００の被検体情報及び撮影条件に基づいて被検体３００に対応した最低表面線量補正係数（Ｃｄ）及びＭ値（ＮＤＤ−Ｍ）を自己の補正係数／Ｍ値保管部１２１から読み出す。そして、得られた最低表面線量補正係数（Ｃｄ）及びＭ値（ＮＤＤ−Ｍ）と、撮影条件としてデータ保管部１５からシステム制御部１７を介して供給された最低表面線量（Ｄｍｉｎ）及び管電流（ＩＸ）、撮影条件や検査情報に基づいて算出された管球―入射面距離（ＦＳＤ）の値を上述の式（１）へ代入することにより最小照射時間（Ｔｍｉｎ）を算出する（図１０のステップＳ１３）。

次に、操作者は、撮像系を保持する保持部や被検体３００を載置した天板６を移動させるための移動指示信号を入力部１６において入力し、システム制御部１７を介して上述の移動指示信号を受信した移動機構部７の移動機構制御部は、この移動指示信号に基づいて生成した移動制御信号を保持部移動機構及び天板移動機構へ供給して保持部及び天板６を所望の位置へ移動させることにより被検体３００に対する撮影位置や撮影方向を設定する（図１０のステップＳ１３）。

撮影位置や撮影方向の設定が終了したならば、操作者は、入力部１６においてＡＥＣ撮影モードの選択と撮影開始指示信号の入力を行なう（図１０のステップＳ１４）。そして、この撮影開始指示信号がシステム制御部１７へ供給されることにより被検体３００に対するＡＥＣ撮影モードのＸ線撮影が開始される。

即ち、入力部１６に入力された撮影開始指示信号を受信したシステム制御部１７は、この撮影開始指示信号を照射タイミング設定部１４のタイミング信号生成部１４４へ供給し、更に、自己の情報記憶部に一旦保存されたＡＥＣ撮影モードの撮影条件をＸ線撮影部１が備える高電圧発生部５の高電圧制御部５１へ供給する。

一方、タイミング信号生成部１４４は、上述の撮影開始指示信号に同期した照射開始タイミング信号を生成して高電圧発生部５の高電圧制御部５１へ供給し、高電圧制御部５１は、タイミング信号生成部１４４から供給された照射開始タイミング信号及びシステム制御部１７から供給されたＡＥＣ撮影モードの撮影条件に基づいて高電圧発生部５の高電圧発生器５２から出力される管電流、管電圧、高電圧印加時間、高電圧印加タイミング等を制御する。そして、Ｘ線発生部２のＸ線管２１は、高電圧発生器５２の出力電圧によって駆動され、被検体３００に対するＸ線照射を開始する（図１０のステップＳ１５）。

次に、検出信号累積値計測部１１は、ＡＥＣセンサ１０の光電子増倍管１０３から供給された電気信号を所定の大きさに増幅し、増幅後の電気信号を順次積分処理することによってマスク１０２の開口領域におけるＡＥＣセンサ検出信号の累積値（ＤＸ）を計測する（図１０のステップＳ１６）。一方、経過時間計測部１３は、システム制御部１７から供給される撮影開始指示信号を基準として自己の基準信号発生部が発生する所定周波数のクロックパルスを計数することにより、被検体３００に対するＸ線照射が開始されてからの経過時間（ＴＸ）を計測する（図１０のステップＳ１７）。

次いで、照射タイミング設定部１４の照射時間比較部１４２は、経過時間計測部１３から供給された被検体３００に対するＸ線照射が開始されてからの経過時間（ＴＸ）と最小照射時間設定部１２から比較データ記憶部１４１の最小照射時間記憶部１４１ａを介して供給された最小照射時間（Ｔｍｉｎ）及び撮影条件の１つとしてシステム制御部１７から比較データ記憶部１４１の最大照射時間記憶部１４１ｂを介して供給された最大照射時間（ＴｍａＸ）とを比較し、得られたＡＥＣセンサ検出信号の累積値比較結果を照射タイミング設定部１４のタイミング信号生成部１４４へ供給する。

同様にして、照射タイミング設定部１４の検出信号累積値比較部１４３は、検出信号累積値計測部１１から供給されたＡＥＣセンサ検出信号の累積値（ＤＸ）と撮影条件の１つとしてシステム制御部１７から比較データ記憶部１４１の閾値記憶部１４１ｃを介して供給された閾値αとを比較し、得られたＡＥＣセンサ検出信号の累積値比較結果を上述のタイミング信号生成部１４４へ供給する（図１０のステップＳ１８）。

そして、照射タイミング設定部１４のタイミング信号生成部１４４は、照射時間比較部１４２から供給された照射時間比較結果と検出信号累積値比較部１４３から供給されたＡＥＣセンサ検出信号の累積値比較結果とに基づいて被検体３００に対するＸ線照射を停止するための照射停止タイミング信号を生成する（図１０のステップＳ１９）。

一方、高電圧発生部５の高電圧制御部５１は、タイミング信号生成部１４４から供給された上述の照射停止タイミング信号に基づいて高電圧発生部５を制御し、Ｘ線発生部２のＸ線管２１によるＸ線放射を停止する。

照射停止タイミング信号により被検体３００に対するＸ線照射が停止されたならば、Ｘ線撮影部１の投影データ生成部４は、上述のＸ線照射によって平面検出器３１に蓄積された信号電荷を電圧に変換した後、デジタル信号（投影データのデータ要素）に変換する（図１０のステップＳ２０）。次いで、投影データのデータ要素を時系列的なデータ要素に変換して画像データ生成部８の投影データ記憶部に保存することにより画像データを生成し、得られた画像データに対し所定の処理を行なって表示部９のモニタに表示する（図１０のステップＳ２１）。

次いで、表示部９に表示された画像データを観察した操作者により、異なる撮影位置や撮影方向におけるＸ線撮影が必要となった場合、上述のステップＳ１２乃至ステップＳ２１を繰り返すことによって新たな撮影位置／撮影方向における画像データの生成と表示を行なう。一方、異なる撮影位置や撮影方向におけるＸ線撮影が不要な場合、入力部１６から入力される撮影終了指示信号に基づいてＡＥＣ撮影モードのＸ線撮影を終了させる（図１０のステップＳ２２）。

以上述べた本開示の実施形態によれば、ＡＥＣセンサを用いたＸ線撮影によって当該被検体の画像データを収集する際、予め検索あるいは入力された被検体情報や撮影条件等に基づいて最小照射時間を設定することにより、Ｘ線発生部から放射されたＸ線が直接あるいは極めて小さな局所的減衰量を有する生体組織等を介し上述のＡＥＣセンサにて検出された場合においても、Ｓ／Ｎに優れた良質な画像データを得ることができる。

即ち、ＡＥＣセンサの検出信号に基づいて計測されたＡＥＣセンサ検出信号の累積値と所定閾値との比較結果、前記被検体に対するＸ線照射の経過時間と撮影条件の１つとして予め設定された最大照射時間との比較結果及び上述の経過時間と前記最小照射時間との比較結果に基づいて当該Ｘ線撮影に好適な照射停止タイミングを設定することが可能となる。

又、上述の最小照射時間は、予め検索あるいは入力された性別／年齢あるいは身長／体重等の被検体情報に基づいて補正され、更に、被検体の体位や撮影方向等の更新に伴って更新されるため、被検体の個人差や検査方法にあまり影響されることなく、常に、良質な画像データを得ることができる。

以上、本開示の実施形態について述べてきたが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施形態では、被検体３００を透過したＸ線をＸ線検出部３の平面検出器３１によって検出し、この検出信号を処理して画像データを生成するＸ線診断装置１００について述べたが、平面検出器３１の替わりにデジタルデータの出力が可能な各種Ｉｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅを用いてもよく、又、透過Ｘ線をＸ線フィルムに投影することによって画像データの生成を行なってもよい。但し、Ｘ線フィルムをＸ線検出部３として用いる場合には、Ｘ線撮影部１の投影データ生成部４や画像データ生成部８及び表示部９は不要となる。

又、上述の実施形態におけるＸ線診断装置１００は、被検体リストが予め保管された被検体リスト保管部１５１を備え、この被検体リストを用いて選択した当該Ｘ線撮影の対象となる被検体３００に関する被検体情報や検査プロトコル（検査情報及び撮影条件）を自己の被検体情報保管部１５２及び検査プロトコル保管部１５３に保管された各種情報の中から検索する場合について述べたが、ネットワーク等を介して接続されたＲＩＳ（Radiology Information System:放射線部門情報管理システム）等から供給される被検体リストに基づいて被検体情報や検査プロトコルの検索を行なってもよい。この場合、被検体リストと共にＲＩＳのデータ記憶部に保管された各種情報の中から被検体３００に関する検査情報や検査プロトコルの検索を行なうことも可能であり、又、上述のＲＩＳやデータ保管部１５に被検体３００に関する被検体情報や検査プロトコルの情報が保管されていない場合には、当該Ｘ線撮影に必要なこれらの情報を入力部１６において入力しても構わない。

更に、上述の実施形態では、ＡＥＣセンサ１０として、構造が簡単ゆえに厚みが薄く機械的強度に優れた薄型センサを用いる場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、半導体センサや電離層型センサ等の他の方式のセンサを用いても構わない。

尚、本実施形態のＸ線診断装置１００に含まれる各ユニットは、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、磁気記憶装置、入力装置、表示装置等で構成されるコンピュータをハードウェアとして用いることでも実現することができる。例えば、Ｘ線診断装置１００のシステム制御部１７は、上記のコンピュータに搭載されたＣＰＵ等のプロセッサに所定の制御プログラムを実行させることにより各種機能を実現することができる。この場合、上述の制御プログラムをコンピュータに予めインストールしてもよく、又、コンピュータ読み取りが可能な記憶媒体への保存あるいはネットワークを介して配布された制御プログラムのコンピュータへのインストールであっても構わない。

以上、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。これら新規な実施形態は、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、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

１…Ｘ線撮影部
２…Ｘ線発生部
３…Ｘ線検出部
４…投影データ生成部
５…高電圧発生部
６…天板
７…移動機構部
８…画像データ生成部
９…表示部
１０…ＡＥＣセンサ
１１…検出信号累積値計測部
１２…最小照射時間設定部
１２１…補正係数／Ｍ値保管部
１２２…照射時間算出部
１３…経過時間計測部
１４…照射タイミング設定部
１５…データ保管部
１６…入力部
１７…システム制御部
１００…Ｘ線診断装置

Claims (8)

1. 被検体に対するＡＥＣ（Auto EＸposure Control）撮影モードのＸ線撮影によって収集された投影データに基づいて画像データを生成するＸ線診断装置において、
   前記被検体の近傍に配置されたＡＥＣセンサの検出信号の累積値を計測する検出信号累積値計測手段と、
   前記被検体の被検体情報、検査情報及び撮影条件の少なくとも何れかに基づいてＸ線照射の最小照射時間を設定する最小照射時間設定手段と、
   前記被検体に対するＸ線照射の経過時間を計測する経過時間計測手段と、
   前記経過時間と前記最小照射時間との比較結果、前記経過時間と予め設定された最大照射時間との比較結果及び前記検出信号の累積値と所定の閾値との比較結果に基づいて前記被検体に対するＸ線照射を停止させる照射停止タイミングを設定する照射タイミング設定手段とを
   備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記最小照射時間設定手段は、各種の最低表面線量補正係数が予め保管された補正係数保管手段を備え、この補正係数保管手段から読み出した前記被検体の被検体情報に対応する最低表面線量補正係数を用いて前記最小照射時間を設定することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
3. 前記最小照射時間設定手段は、前記被検体情報に含まれる前記被検体の年齢と性別あるいは身長と体重に基づいて前記補正係数保管手段から読み出した前記最低表面線量補正係数を用いて前記最小照射時間を設定することを特徴とする請求項２記載のＸ線診断装置。
4. 前記被検体の被検体情報及び過去のＸ線撮影における検査情報及び撮影条件を保管するデータ保管手段を備え、前記最小照射時間設定手段は、前記被検体の識別情報に基づいて前記データ保管手段から読み出した前記被検体情報、前記検査情報及び前記撮影条件の少なくとも何れかに基づいて前記最小照射時間を設定することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
5. 前記最小照射時間設定手段は、前記被検体の識別情報に基づき、ＲＩＳ（放射線部門情報管理システム）等からネットワークを介して供給された前記被検体の被検体情報及び過去のＸ線撮影における検査情報及び撮影条件の少なくとも何れかに基づいて前記最小照射時間を設定することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
6. 前記経過時間計測手段は、前記Ｘ線撮影の開始指示信号に基づいて前記照射タイミング設定手段が設定した照射開始タイミングからの経過時間を計測することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
7. 前記ＡＥＣセンサは、薄型センサ、半導体センサあるいは電離層型センサの何れかによって構成されることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
8. 被検体に対するＡＥＣ（Auto EＸposure Control）撮影モードのＸ線撮影によって収集された投影データに基づいて画像データを生成するＸ線診断装置に対し、
   前記被検体の近傍に配置されたＡＥＣセンサの検出信号の累積値を計測する検出信号累積値計測機能と、
   前記被検体の被検体情報、検査情報及び撮影条件の少なくとも何れかに基づいてＸ線照射の最小照射時間を設定する最小照射時間設定機能と、
   前記被検体に対するＸ線照射の経過時間を計測する経過時間計測機能と、
   前記経過時間と前記最小照射時間との比較結果、前記経過時間と予め設定された最大照射時間との比較結果及び前記検出信号の累積値と所定閾値との比較結果に基づいて前記被検体に対するＸ線照射を停止させる照射停止タイミングを設定する照射タイミング設定機能を
   実行させることを特徴とする制御プログラム。

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