JP2015058225A - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線照射範囲の線量分布において、線量を部分的に低減することのできるＸ線診断装置を提供する。【解決手段】Ｘ線診断装置は、Ｘ線を発生するＸ線管１２１と、Ｘ線管から発生され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部１４と、Ｘ線管と前記被検体との間に配置され、開口部を有するＸ線フィルタ１２４と、を具備することを特徴とする。Ｘ線フィルタを支持するフィルタ支持部は、Ｘ線の撮影軸方向、直交する２軸のそれぞれに移動可能である。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。

Ｘ線診断装置を用いたＸ線透視は、ユーザに対して、リアルタイムに更新される被検体に関する透視画像を提供する技術である。ユーザは、透視画像を視認することにより、動いている臓器の様子や造影剤の流れ具合等を観察することができる。しかしながら、Ｘ線透視は、被検体の関心領域の周辺に対しても、関心領域と同等の線量のＸ線が照射されるため、被検体への不要な被ばくが問題であった。この不要な被ばくを抑えるための技術の１つとして、スポット透視がある。スポット透視は、ユーザに対して、スポット透視直前の従来のＸ線透視により収集された被検体の特定領域に対応する静止画像上に、リアルタイムに更新される被検体の関心領域に対応する透視画像を重ねた重畳画像を提供する技術である。ユーザは、重畳画像を視認することにより、特定領域における関心領域の位置等を確認しながら、関心領域をリアルタイムに観察することができる。スポット透視下において、Ｘ線が照射されている範囲は、関心領域だけである。したがって、スポット透視は、従来のＸ線透視に比べて、被検体への不要な被ばくを抑えることができる。しかしながら、スポット透視では、関心領域の周辺をリアルタイムに観察できない。

そのため、被検体への被ばく線量を従来の透視よりも低減しながらも、関心領域の周辺もリアルタイムに観察したいという要望がある。この要望に実現するためには、関心領域の線量に対して、関心領域の周辺の線量を低減する技術開発が課題となっている。

目的は、Ｘ線照射範囲の線量分布において、線量を部分的に低減することのできるＸ線診断装置を提供することにある。

本実施形態によるＸ線診断装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、前記Ｘ線管から発生され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、前記Ｘ線管と前記被検体との間に配置され、開口部を有するＸ線フィルタと、を具備することを特徴とする。

図１は、第１実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。 図２は、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線照射系の構成を示すブロック図である。 図３は、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタの第１の例を示した図である。 図４は、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタの第２の例を示した図である。 図５は、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタの配置例を示した図である。 図６は、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ支持部の構造の一例を示した図である。 図７は、第１の例に係るＸ線フィルタを適用したＸ線診断装置のＸ線検出部１４のＸ線照射範囲における線量分布を説明するための説明図である。 図８は、第２の例に係るＸ線フィルタを適用したＸ線診断装置のＸ線検出部１４のＸ線照射範囲における線量分布を説明するための説明図である。 図９は、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ制御部によるＸ線フィルタ駆動部の自動制御を説明するための説明図である。 図１０は、第２実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。 図１１は、第２実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線照射系の構成を示すブロック図である。 図１２は、第２実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタの一例を説明するための説明図である。 図１３は、第２実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタの開口部の変更例の一例を示す図である。 図１４は、第２実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタの他の例を説明するための説明図である。 図１５は、第３実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。 図１６は、第３実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ支持部の構造の一例を示した図である。 図１７は、第３実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ支持部の構造の他の例を示した図である。 図１８は、第４実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。 図１９は、第４実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ制御部で設定される自動設定範囲を説明するための説明図である。

以下、図面を参照しながら第１乃至第４実施形態に係るＸ線診断装置を説明する。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。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。第１実施形態に係るＸ線診断装置（以下、第１Ｘ線診断装置と呼ぶ）は、寝台１０、Ｃ形アーム１１、Ｘ線照射系１２、高電圧発生部１３、Ｘ線検出部１４、前処理部１５、画像発生部１６、表示部１７、記憶部１８、入力部１９、システム制御部２０、撮影制御部２１、絞り器制御部２２、及びＸ線フィルタ制御部２３を有する。

寝台１０は、被検体が載置される天板（図示しない）を移動可能に支持する。寝台１０は、寝台駆動部（図示しない）が、システム制御部２０の制御に従って駆動されることにより、天板を移動させる。

Ｃ形アーム１１は、Ｃ形アーム支持機構（図示しない）により、回転自在に支持される。Ｃ形アーム支持機構は、Ｃ形アーム１１を回転させるための複数の回転軸を有する。Ｃ形アーム１１は、Ｃ形アーム支持機構が有するＣ形アーム駆動部（図示しない）が、システム制御部２０の制御に従って駆動されることにより、複数の回転軸まわりに回転される。Ｃ形アーム１１は、その一端にＸ線照射系１２を保持する。

図２は、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線照射系１２の構成を示すブロック図である。図２に示すように、Ｘ線照射系１２は、Ｘ線管１２１と、Ｘ線フィルタ駆動部１２２と、Ｘ線フィルタ支持部１２３と、Ｘ線フィルタ１２４と、絞り羽根駆動部１２５と、絞り羽根支持部１２６と、Ｘ線絞り器１２７とを有する。Ｘ線管１２１は、Ｘ線を発生する真空管である。

Ｘ線管１２１は、高電圧発生部１３からの高電圧（管電圧）の印加及び管電流の供給を受けて、焦点からＸ線を発生する。発生されたＸ線は、Ｘ線管１２１の放射窓から放射され、Ｘ線フィルタ１２４、Ｘ線絞り器１２７を通過し、被検体に対して照射される。

Ｘ線フィルタ１２４は、被検体のＸ線被曝量の低減や画質の向上等を目的に、Ｘ線の線質を変更するもので、放射窓から放射されたＸ線の連続スペクトルに関して、診断に必要のない長波長成分を除去する。また、Ｘ線フィルタ１２４は、Ｘ線検出部１４のＸ線検出面（以下、単にＸ線検出面と呼ぶ）に照射されるＸ線の線量を、Ｘ線が照射される範囲において、部分的に低減する。Ｘ線フィルタ１２４は移動機構を有する。Ｘ線フィルタ支持部１２３は、Ｘ線フィルタ１２４を移動可能に支持する。Ｘ線フィルタ駆動部１２２は、Ｘ線フィルタ制御部２３の制御に従って、Ｘ線フィルタ１２４の移動機構を駆動する。Ｘ線フィルタ駆動部１２２は、例えば、モータ等の駆動デバイスである。Ｘ線フィルタ１２４の構成及びＸ線フィルタ１２４の移動に関する説明については後述する。

Ｘ線絞り器１２７は、Ｘ線管１２１の放射窓から放射され、Ｘ線フィルタ１２４を通過したＸ線の、Ｘ線検出部１４の検出面上のＸ線照射範囲を限定するための複数の絞り羽根を有する。複数の絞り羽根は、それぞれ移動機構を有し、絞り羽根支持部１２６は、複数の絞り羽根を移動可能に支持する。絞り羽根駆動部１２５は、Ｘ線絞り器制御部２２の制御に従って、複数の絞り羽根各々の移動機構を駆動する。絞り羽根駆動部１２５は、例えば、モータ等の駆動デバイスである。

Ｃ形アーム１１は、その他端に、Ｘ線照射系１２と対向するように、Ｘ線検出部１４を保持する。Ｘ線検出部１４は、複数のＸ線検出素子を有する。複数のＸ線検出素子は、２次元のアレイ状に配列される。２次元のアレイ状の検出器はＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：平面検出器）と呼ばれる。ＦＰＤの各素子は、Ｘ線照射系１２から放射され被検体を透過したＸ線を検出する。ＦＰＤの各素子は、検出したＸ線強度に対応した電気信号を出力する。

前処理部１５は、Ｘ線検出部１４から出力された電気信号に対して前処理を実行する。前処理とは、例えば、各種補正処理、増幅処理、及びＡ／Ｄ変換処理等である。

画像発生部１６は、前処理を実行された電気信号に基づいて、Ｘ線画像のデータを発生する。Ｘ線画像を構成する各画素に割り付けられた画素値は、Ｘ線の透過経路上の物質に関するＸ線減弱係数に応じた値等である。

表示部１７は、画像発生部１６で発生されたＸ線画像を表示画面に表示する。

記憶部１８は、半導体記憶素子であるＦｌａｓｈ ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｉｓｋ）などの半導体記憶装置、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等である。記憶部１８は、画像発生部１６により発生されたＸ線画像のデータ等を記憶する。

入力部１９は、第１Ｘ線診断装置に対して、ユーザによる指示情報を入力するための、インターフェースとして機能する。例えば、入力部１９は、ユーザが所望する撮影位置にＣ形アーム１１（Ｘ線管１２１及びＸ線検出部１４）と天板とを移動させるための操作コンソールを有する。操作コンソールは、ボタン、ハンドル、及びトラックボール等を有する。ユーザは、操作コンソールを操作することにより、Ｃ形アーム１１及びＣ形アーム支持機構を既出の複数の回転軸周りに独立に回転させることにより、所望の撮影位置にＣ形アーム１１を移動させることができる。また、入力部１９は、ユーザが撮影条件と高解像度範囲とを設定するための、マウス、キーボード等の入力デバイスを有する。撮影条件は、管電圧、管電流、パルス幅、パルスレート、撮影枚数、及び撮影範囲等である。高解像度範囲は、より高解像度な画像データを取得する範囲である。また、入力部１９は、Ｘ線撮影を開始するための撮影スイッチを有していてもよい。入力部１９は、ユーザによる撮影スイッチの操作を契機として、Ｘ線撮影を実行するためのトリガ信号を、後述するシステム制御部２０に出力する。

システム制御部２０は、入力部１９から入力された情報を受け取り、一時的にメモリ回路に入力情報を記憶する。そして、システム制御部２０は、この入力情報に基づいて第１Ｘ線診断装置の各部を制御する。具体的には、システム制御部は、入力部１９を介してユーザにより設定された撮影条件及び操作コンソールを介してユーザにより指示されたＣ形アーム１１の移動情報に基づいて、Ｃ形アーム駆動部及び寝台駆動部を制御する。

撮影制御部２１は、入力部１９を介したユーザ指示により設定された撮影条件のデータに基づいて、高電圧発生部１３とＸ線検出部１４とを制御する。撮影制御部２１の制御に従って、高電圧発生部１３とＸ線検出部１４とが動作することにより、撮影動作が実行される。

絞り器制御部２２は、絞り羽根駆動部１２５を制御する。具体的には、絞り器制御部２２は、入力部１９を介してユーザにより設定された被検体の撮影範囲にＸ線が照射されるために、絞り羽根駆動部１２５を駆動させ、複数の絞り羽根をそれぞれ移動させる。

Ｘ線フィルタ制御部２３は、Ｘ線フィルタ駆動部１２２を制御する。具体的には、Ｘ線フィルタ制御部２３は、入力部１９を介したユーザ指示及びＸ線検出部１４からの出力等に従って、Ｘ線フィルタ１２４を移動させるために、Ｘ線フィルタ駆動部１２２を駆動させる。

以下、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ１２４について図３乃至図５を参照して説明する。
図３は、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ１２４の第１の例を示した図である。図３Ａに示す第１の例に係るＸ線フィルタ１２４は、減弱係数Aの金属板で形成されており、開口部を有する。開口部は、例えば、開口の中心位置がＸ線フィルタ１２４全体の中心位置に重なるように形成される。開口部の形状は、例えば、矩形形状である。なお、図３Ａに示す第１の例に係るＸ線フィルタ１２４は、図３Ｂに示すように、他のＸ線フィルタ１２４と組み合わせた一対のＸ線フィルタ１２４であってもよい。他のＸ線フィルタ１２４は、放射窓から放射されたＸ線の連続スペクトルに関して、診断に必要のない長波長成分を除去するためのＸ線フィルタ１２４である。なお、図３Ｂでは、他のＸ線フィルタ１２４は、１つであるものとして図示しているが、他のＸ線フィルタ１２４は、複数であってもよい。また、第１の例に係るＸ線フィルタ１２４は、それ自体が、開口部を有する１つの部品であってもよいし、複数の部品で構成されてもよい。この場合、複数の部品のうち、少なくとも１つの部品を交換することで、開口部の大きさ、形状等を変更することができる。また、第１の例に係るＸ線フィルタ１２４を複数の部品で構成し、複数の部品を、手動または自動で移動させることにより、開口部の大きさを可変にすることができる。開口部の大きさを自動的に可変にする構造、及び制御方法については第２実施形態で説明する。

図４は、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ１２４の第２の例を示した図である。図４に示す第２の例に係るＸ線フィルタ１２４は、金属平板で形成されており、同一平面上に減弱係数の異なる複数の部分を有する。Ｘ線フィルタ１２４は、例えば、図４に示すように、同一平面上に第１部分と、第１部分の周囲と接する第２部分とを有する。第１部分に対応する減弱係数Ａは、第２部分に対応する減弱係数Ｂよりも小さい。図４に示す第２の例に係るＸ線フィルタ１２４は、図３に示した第１の例に係るＸ線フィルタ１２４と同様に、他のＸ線フィルタ１２４と組み合わされてもよい。

次に、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ１２４の位置について図５を参照して説明する。

図５は、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ１２４の配置例を示した図である。Ｘ線フィルタ１２４は、Ｘ線管１２１と被検体との間に配置される。図５に示すように、Ｘ線フィルタ１２４は、例えば、Ｘ線絞り器１２７内の、Ｘ線管１２１とＸ線絞り羽根との間に配置される。なお、Ｘ線フィルタ１２４は、被検体のＸ線被曝量の低減や画質の向上等を目的として用いられるものであるため、被検体とＸ線管１２１との間に配置されるのであれば、その位置は図５の例に限定されない。例えば、Ｘ線フィルタ１２４は、Ｘ線絞り器１２７外に配置されてもよいし、被検体とＸ線絞り羽根との間に配置されてもよい。

次に、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ１２４の移動に関して、図６を参照して説明する。

図６は、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ支持部１２３の構造の一例を示した図である。図６に示すように、Ｘ線フィルタ支持部１２３は、第１支持部１２３１と、第２支持部１２３２と、第３支持部１２３４とを有する。第１支持部１２３１は、Ｘ線フィルタ１２４を支持する。第１支持部１２３１は、第２支持部１２３２との連結面に第１スライダ（図示しない）を有する。第２支持部１２３２は、図６に示すように、第１支持部１２３１をＸＹ方向に移動可能に支持するための、第１スライドレール１２３３を有する。第１スライダが第１スライドレール１２３３に沿って移動されることにより、Ｘ線フィルタ１２４が第１支持部１２３１とともにＸＹ方向に移動される。第２支持部１２３２は、第３支持部１２３４との連結面に第２スライダ（図示しない）を有する。第３支持部１２３４は、図６に示すように、第２支持部１２３２をＺ方向に移動可能に支持するための、第２スライドレール１２３５を有する。第２スライダが第２スライドレール１２３５に沿って移動されることにより、Ｘ線フィルタ１２４が第１支持部１２３１及び第２支持部１２３２とともにＺ方向に移動される。上述の各スライダは、Ｘ線フィルタ駆動部１２２により駆動される。なお、図６に示したＸ線フィルタ支持部１２３の構造は一例である。Ｘ線フィルタ支持部１２３は、Ｘ線フィルタ１２４を図６中のＸＹＺ方向に移動できる構造を有するのであれば、図６に示した構造に限定されない。

次に、第１、第２の例に係るＸ線フィルタ１２４を適用したＸ線診断装置のＸ線検出部１４のＸ線照射範囲における線量分布を図７と図８とを参照してそれぞれ説明する。

図７は、第１の例に係るＸ線フィルタ１２４を適用したＸ線診断装置のＸ線検出部１４のＸ線照射範囲における線量分布を説明するための説明図である。図７に示すように、Ｘ線焦点から放射され、Ｘ線フィルタ１２４を通過したＸ線により、Ｘ線検出部１４のＸ線検出面上のＸ線照射範囲には、線量の多い照射範囲（以下、多線量範囲と呼ぶ）と線量の少ない照射範囲（以下、少線量範囲と呼ぶ）とが発生される。Ｘ線照射範囲における多線量範囲の大きさと位置とは、Ｘ線フィルタ１２４の開口部の大きさと位置とにそれぞれ対応する。

図８は、第２の例に係るＸ線フィルタ１２４を適用したＸ線診断装置のＸ線検出部１４のＸ線照射範囲における線量分布を説明するための説明図である。図８に示すように、Ｘ線焦点から放射され、Ｘ線フィルタ１２４を通過したＸ線により、Ｘ線検出部１４のＸ線検出面上のＸ線照射範囲には、多線量範囲と少線量範囲とが発生される。Ｘ線照射範囲における多線量範囲の大きさと位置とは、Ｘ線フィルタ１２４の減弱係数Ａを有する第１部分の大きさと位置とにそれぞれ対応する。

次に、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ制御部２３によるＸ線フィルタ１２４の制御方法について説明する。なお、以下の説明では、Ｘ線フィルタ１２４は、第１の例に係るＸ線フィルタ１２４であるものとする。

Ｘ線フィルタ制御部２３は、入力部１９を介したユーザ指示に従って、Ｘ線フィルタ１２４を移動させるために、Ｘ線フィルタ駆動部１２２を制御する。例えば、Ｘ線フィルタ制御部２３は、Ｘ線フィルタ１２４の開口部が、入力部１９を介したユーザ指示に従って設定された線量を多くする範囲の位置と大きさとに対応するために、Ｘ線フィルタ駆動部１２２を駆動させる。そして、Ｘ線フィルタ１２４は、Ｘ線フィルタ制御部２３の制御に従って駆動されたＸ線フィルタ駆動部１２２により、移動される。また、Ｘ線フィルタ制御部２３は、Ｘ線検出部１４からの出力に従って、自動的にＸ線フィルタ１２４を移動させるために、Ｘ線フィルタ駆動部１２２を駆動させる。

図９は、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ制御部２３によるＸ線フィルタ駆動部１２２の自動制御を説明するための説明図である。

Ｘ線フィルタ制御部２３は、Ｘ線焦点とＸ線フィルタ１２４との間の距離Ｄに対する、Ｘ線焦点とＸ線検出部１４との間の距離ＳＩＤ（Ｓｏｕｒｃｅ Ｉｍａｇｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）の比率を、設定された値に維持するために、Ｘ線フィルタ駆動部１２２を制御する。例えば、Ｘ線検出部１４を、初期位置から撮影軸方向に移動させた時に、ＳＩＤが変化する。Ｘ線フィルタ制御部２３は、ＳＩＤの変化量に応じて、Ｘ線焦点とＸ線フィルタ１２４との間の距離Ｄに対するＳＩＤの比率をＸ線検出部１４が移動される前の比率に維持するために、Ｘ線フィルタ駆動部１２２を制御し、Ｘ線フィルタ１２４を移動させる。Ｘ線検出部１４を初期位置から撮影軸方向に移動させる時とは、例えば、第１Ｘ線診断装置を用いた透視撮影中に、撮影範囲の拡大、縮小等をＸ線検出部１４の移動により実行する時等である。

また、Ｘ線フィルタ制御部２３は、ユーザ指示に従って設定された範囲に多線量範囲を維持するために、Ｘ線フィルタ駆動部１２２を制御する。具体的には、Ｘ線フィルタ制御部２３は、Ｘ線検出部１４を構成する複数のＸ線検出素子各々から出力される信号に従って、Ｘ線照射範囲における多線量範囲の位置と大きさとを特定する。そして、Ｘ線フィルタ制御部２３は、ユーザ指示に従って設定された範囲の大きさと位置とに対する、特定した多線量範囲の大きさと位置との変化に応じて、Ｘ線フィルタ駆動部１２２を制御し、Ｘ線フィルタ１２４を移動させる。

以上に述べた第１実施形態に係るＸ線診断装置によれば、以下の効果を得ることができる。第１実施形態における第１の例に係るＸ線フィルタ１２４は、開口部を有する。また、第２の例に係るＸ線フィルタ１２４は、減弱係数の異なる複数の部分を有する。これらのＸ線フィルタ１２４を通過したＸ線により、Ｘ線検出部１４のＸ線検出面上のＸ線照射範囲には、多線量範囲と少線量範囲とが発生される。したがって、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ１２４は、Ｘ線照射範囲の線量分布において、線量を部分的に低減することができる。

（第２実施形態）
第１Ｘ線診断装置に対する第２実施形態に係るＸ線診断装置（以下、第２Ｘ線診断装置と呼ぶ）の差異は、第２Ｘ線診断装置のＸ線フィルタ１２４の開口部の形状等が、変更可能である点にある。以下、第２Ｘ線診断装置について説明する。なお、第２Ｘ線診断装置の説明は、第１Ｘ線診断装置に対する差異を中心に行う。

図１０は、第２実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、第２Ｘ線診断装置は、第１Ｘ線診断装置の構成要素に加えて、フィルタ部品制御部２４を有する。

フィルタ部品制御部２４は、フィルタ部品駆動部１２８を制御する。具体的には、フィルタ部品制御部２４は、入力部１９を介したユーザ指示及びＸ線検出部１４からの出力等に従って、Ｘ線フィルタ１２４を構成する複数のフィルタ部品を移動させるために、フィルタ部品駆動部１２８を駆動させる。

図１１は、第２実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線照射系１２の構成を示すブロック図である。図１１に示すように、Ｘ線照射系１２は、Ｘ線管１２１と、ＸＸ線フィルタ駆動部１２２と、Ｘ線フィルタ支持部１２３と、線フィルタ１２４と、絞り羽根駆動部１２５と、絞り羽根支持部１２６と、Ｘ線絞り器１２７と、フィルタ部品駆動部１２８とを有する。

第２Ｘ線診断装置が備えるＸ線フィルタ１２４は、複数のフィルタ部品により構成される。複数のフィルタ部品各々は、移動機構を有する。フィルタ部品駆動部１２８は、フィルタ部品制御部２４の制御に従って、複数のフィルタ部品各々を移動させる。フィルタ部品駆動部１２８は、例えば、モータ等の駆動デバイスである。

次に、第２実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ１２４について図１２乃至図１４を参照して、説明する。
図１２は、第２実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ１２４の一例を説明するための説明図である。図１２Ａに示すように、Ｘ線フィルタ１２４は、第１部品と第２部品とで構成される。第１部品と第２部品とは、同一の減弱係数を有するＬ字型の金属平板で形成される。図１２Ｂに示すように、第１部品と第２部品とが、互いに噛み合わされることにより、Ｘ線フィルタ１２４の開口部が形成される。図１２Ｃは、図１２Ｂに示したＸ線フィルタ１２４のＡ
−Ｂに関する断面図である。図１２Ｃに示すように、第１部品と第２部品とは、Ｘ線フィルタ１２４の厚みが均一になるように、噛み合わされる。そして、噛み合わされた面は、スライド移動可能な構造を有する。このスライド可能な構造により、第１部品と第２部品とは、互いに対してスライド移動可能となる。

図１３は、第２実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ１２４の開口部の変更例の一例を示す図である。図１３に示すように、フィルタ部品駆動部１２８により、第１部品及び第２部品が図１３中のＸ方向に移動されることにより、開口部の形状をＺ方向に変更される。

図１４は、第２実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ１２４の他の例を説明するための説明図である。図１４に示すように、Ｘ線フィルタ１２４は、同一の減弱係数を有する金属平板で形成された４つの部品が噛み合わされることにより、形成されてもよい。４つの部品各々は、図１２で示した第１部品及び第２部品と同様の構造を有する。また、フィルタ部品駆動部１２８は、４つの部品各々を独立に制御することができる。これにより、図１４に示すように、開口部の形状をＸ方向及びＺ方向に変更が可能である。従って、図１４に示した第２実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ１２４の他の例によれば、開口部の形状及び大きさを変更することができる。

以上に述べた第２実施形態に係るＸ線診断装置によれば、以下の効果を得ることができる。第２実施形態におけるＸ線フィルタ１２４は、その開口部の形状、大きさ等を変更するための機構を有する。そのため、第２実施形態におけるＸ線フィルタ１２４は、第１実施形態の第１の例に係るＸ線フィルタ１２４よりも、多線量範囲を詳細に決めることができる。したがって、第２実施形態におけるＸ線フィルタ１２４は、第１実施形態の第１の例に係るＸ線フィルタ１２４の効果に加え、さらに被検体への被ばく低減をすることができる。

（第３実施形態）
第１Ｘ線診断装置及び第２実施形態に係るＸ線診断装置に対する第３実施形態に係るＸ線診断装置（以下、第３Ｘ線診断装置と呼ぶ）の差異は、第３Ｘ線診断装置は、ユーザ指示、被検体の検査情報、及び被検体の患者情報等に従って、多線量範囲の線量が所定の量となるＸ線フィルタ１２４を、複数のＸ線フィルタ１２４から選択可能である点にある。以下、第３Ｘ線診断装置について説明する。なお、第３Ｘ線診断装置の説明は、第１Ｘ線診断装置及び第２Ｘ線診断装置に対する差異を中心に行う。

図１５は、第３実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。図１５に示すように、第３Ｘ線診断装置は、第１Ｘ線診断装置の構成要素に加えて、Ｘ線フィルタ選択部２５を有する。
Ｘ線フィルタ選択部２５は、被検体の検査情報、患者情報等に応じて、少線量範囲の線量が所定の線量となるＸ線フィルタ１２４を、減弱係数の異なる複数のＸ線フィルタ１２４から選択する。検査情報とは、例えば、被検体の検査部位、検査方向、及び造影剤の濃度等に関する情報である。また、患者情報とは、例えば、患者の年齢、性別、身長、体重、被曝情報、及び被曝経歴情報等である。

また、Ｘ線フィルタ選択部２５は、ユーザ指示に従って設定された範囲の形状に応じて、開口部の形状の異なる複数のＸ線フィルタ１２４から使用するＸ線フィルタ１２４を選択する。

さらに、Ｘ線フィルタ選択部２５は、ユーザ指示に従って設定された範囲の大きさに応じて、開口部の大きさの異なる複数のＸ線フィルタ１２４から使用するＸ線フィルタ１２４を選択する。

Ｘ線フィルタ支持部１２３は、既述したＸ線フィルタ１２４を移動可能に支持する構造に加えて、複数のＸ線フィルタ１２４を設定するためのフィルタ設置部１２３６を備える。

図１６は、第３実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ支持部１２３の構造の一例を示した図である。なお、図１６の説明では、Ｘ線フィルタ１２４は既述の第２の例に係るＸ線フィルタ１２４であるものとする。

図１６に示すように、Ｘ線フィルタ支持部１２３は、フィルタ設置部１２３６と、第１支持部１２３１と、第２支持部１２３２と、第３支持部１２３４とを有する。フィルタ設置部１２３６は、例えば図１６に示すように、金属円板等で構成されており、その側面には、回転可能な構造、例えば、レール等が設けられる。フィルタ設置部１２３６は、金属円板上に減弱係数の異なる複数のＸ線フィルタ１２４を設置するための複数の設置位置を有する。複数の設置位置にはそれぞれ複数のフィルタが設置される。なお、複数のＸ線フィルタ１２４は、第１の例に係り、減弱係数の異なる複数のＸ線フィルタ１２４、開口部の形状の異なる複数のＸ線フィルタ１２４、及び開口部の大きさの異なる複数のＸ線フィルタ１２４等であってもよい。第１支持部１２３１は、フィルタ設置部１２３６を回転可能に支持する。第１支持部１２３１は、フィルタ設置部１２３６との連結面にフィルタ設置部１２３６に設けられたレールに沿って、フィルタ設置部１２３６を回転させるための回転スライダ（図示しない）を有する。Ｘ線フィルタ制御部２３は、Ｘ線フィルタ選択部２５により選択されたＸ線フィルタ１２４を、図１６中の使用フィルタ設置位置に移動させるために、Ｘ線フィルタ駆動部１２２を制御する。なお、図１６に示した複数のＸ線フィルタ１２４を設置する構造は一例である。図１６に示した、円板上に複数のＸ線フィルタ１２４を設けるのではなく、例えば、複数のＸ線フィルタ１２４各々は、独立に移動可能に支持されてもよい。この場合、Ｘ線フィルタ制御部２３は、Ｘ線フィルタ選択部２５により選択されたＸ線フィルタ１２４を、図１６中の使用フィルタ設置位置に移動させるために、選択されたＸ線フィルタ１２４に対応するＸ線フィルタ駆動部１２２を制御する。また、既述のＸ線フィルタ１２４を組み合わせた上で、Ｘ線フィルタ選択部２５は、複数のＸ線フィルタ１２４から使用するＸ線フィルタ１２４を選択してもよい。

図１７は、第３実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ支持部１２３の構造の他の例を示した図である。図１７に示した構造は、撮影軸方向に複数のＸ線フィルタ１２４が設置される例を示している。Ｘ線フィルタ支持部１２３は、図１６に示したＸ線フィルタ支持部１２３の構造に加え、他のＸ線フィルタ１２４を支持するための第４支持部を有する。図１７では、他のＸ線フィルタ１２４を図１４で示したＸ線フィルタ１２４とする。Ｘ線フィルタ１２４の組み合わせは、Ｘ線照射範囲に多線量範囲と少線量範囲とを発生できるのであれば、既述のＸ線フィルタ１２４をどのように組み合わせてもよい。

以上に述べた第３実施形態に係るＸ線診断装置によれば、以下の効果を得ることができる。第３実施形態に係るＸ線診断装置は、減弱係数の異なる複数のＸ線フィルタ１２４から、被検体の患者情報、検査情報等に応じて、少線量範囲の線量が所定の量にするためのＸ線フィルタ１２４を選択することができる。そのため、第３実施形態に係るＸ線診断装置は、第１実施形態及び第２実施形態に係るＸ線診断装置よりも、被検体への被ばく線量を詳細に決めることができる。したがって、第３実施形態に係るＸ線診断装置は、第１実施形態及び第２実施形態におけるＸ線フィルタ１２４の効果に加え、さらに被検体への被ばく低減をすることができる。

（第４実施形態）
第１Ｘ線診断装置、第２実施形態、及び第３実施形態に係るＸ線診断装置に対する第４実施形態に係るＸ線診断装置（以下、第４Ｘ線診断装置と呼ぶ）の差異は、表示部１７に表示された画像の特徴点の位置の変化に応じて、Ｘ線フィルタ制御部２３が、Ｘ線フィルタ１２４を移動させるために、Ｘ線フィルタ駆動部１２２を駆動する点にある。以下、第１Ｘ線診断装置に上述の機能を付加した、第４Ｘ線診断装置について説明する。なお、上述の機能は、第２Ｘ線診断装置及び第３Ｘ線診断装置に付加されてもよい。第４Ｘ線診断装置の説明は、第１Ｘ線診断装置、第２Ｘ線診断装置、及び第３Ｘ線診断装置に対する差異を中心に行う。

図１８は、第４実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。図１８に示すように、第４Ｘ線診断装置は、第１Ｘ線診断装置の構成要素に加えて、特徴点抽出部２６を有する。

特徴点抽出部２６は、表示部１７に表示された被検体に関するＸ線画像から、予めユーザにより設定された特徴点を閾値処理等により抽出する。特徴点とは、例えば、ユーザが手術中等において、高解像で見たい物の特徴的な部分を示す。特徴点は、例えば、カテーテルの先端等である。

Ｘ線フィルタ制御部２３は、特徴点抽出部２６からの出力に基づいて、Ｘ線フィルタ１２４を移動させるために、Ｘ線フィルタ駆動部１２２を制御する。具体的には、Ｘ線フィルタ制御部２３は、特徴点抽出部２６により抽出された特徴点の画像上の位置を中心とした自動設定範囲を特定する。そして、Ｘ線フィルタ制御部２３は、自動設定範囲に多線量範囲を対応させるために、Ｘ線フィルタ駆動部１２２を駆動し、Ｘ線フィルタ１２４を移動させる。

図１９は、第４実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ制御部２３で設定される自動設定範囲を説明するための説明図である。図１９は、表示部１７に表示された透視画像を示している。ユーザは、表示部１７に表示された透視画像を視認しながら、カテーテル手技をしているものとする。なお、図１９の説明では、予めユーザにより特徴点がカテーテルの先端に設定されているものとする。まず、特徴点抽出部２６により、カテーテルの先端位置が画像上で特定される。そして、Ｘ線フィルタ制御部２３は、図１９に示すように、特徴点の位置から四方（図１９中のＸＹ方向）に設定マージンを加えた矩形状の自動設定範囲を設定する。Ｘ線フィルタ制御部２３は、自動設定範囲の位置の変化量に応じて、Ｘ線フィルタ１２４を移動させるために、Ｘ線フィルタ駆動部１２２を駆動する。

以上に述べた第４実施形態に係るＸ線診断装置によれば、以下の効果を得ることができる。

第４実施形態に係るＸ線診断装置は、表示部１７に表示された特徴点の位置に応じて、自動設定範囲を特定し、自動設定範囲に多線量範囲を対応させるために、Ｘ線フィルタ駆動部１２２を駆動し、Ｘ線フィルタ１２４を移動させることができる。これにより、例えば、カテーテル手技中においても、多線量範囲を手技に影響しない範囲に常に設定することができる。そのため、第４実施形態に係るＸ線診断装置は、第１実施形態及び第２実施形態におけるＸ線フィルタ１２４の効果に加え、さらに被検体への被ばく低減をすることができる。

本発明のいくつかの実施形態及びその変形例を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や趣旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものある。

１０…寝台、１１…Ｃ形アーム、１２…Ｘ線照射系、１３…高電圧発生部、１４…Ｘ線検出部、１５…前処理部、１６…画像発生部、１７…表示部、１８…記憶部、１９…入力部、２０…システム制御部、２１…撮影制御部、２２…Ｘ線絞り器制御部、２３…Ｘ線フィルタ制御部、１２１…Ｘ線管、１２４…Ｘ線フィルタ、１２７…Ｘ線絞り器

Claims (25)

1. Ｘ線を発生するＸ線管と、
   前記Ｘ線管から発生され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、
   前記Ｘ線管と前記被検体との間に配置され、開口部を有するＸ線フィルタと、
   を具備することを特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記X線フィルタを移動可能に支持するフィルタ支持部をさらに具備すること、
   を特徴とする請求項１記載のX線診断装置。
3. 前記X線フィルタ支持部は、前記X線フィルタを、前記X線の撮影軸方向に移動可能に支持すること、
   を特徴とする請求項２記載のX線診断装置。
4. 前記X線フィルタ支持部は、前記X線フィルタを、前記X線の撮影軸に直交する２軸のそれぞれの方向に移動可能に支持すること、
   を特徴とする請求項２記載のX線診断装置。
5. 前記X線フィルタを移動させるためのX線フィルタ駆動部と、
   前記X線フィルタ駆動部を制御するX線フィルタ制御部と、をさらに具備すること、
   を特徴とする請求項２記載のX線診断装置。
6. 前記X線フィルタ制御部は、前記Ｘ線検出部のX線受光感度の低い範囲に応じて、前記X線フィルタ駆動部を制御すること、
   を特徴とする請求項５記載のＸ線診断装置。
7. 前記X線フィルタ制御部は、前記開口部に対応する照射範囲を、ユーザの指示に従って設定された範囲に維持するために、前記X線の照射範囲における線量分布の変化に従って、前記X線フィルタ駆動部を制御すること、
   を特徴とする請求項５記載のX線診断装置。
8. 前記Ｘ線検出部の出力に基づいて、前記被検体に関するＸ線画像を発生する画像発生部と、
   前記Ｘ線画像から閾値処理により、特徴点を抽出する特徴点抽出部と、
   をさらに具備し、
   前記Ｘ線フィルタ制御部は、前記開口部に対応する照射範囲に前記抽出された特徴点が含まれるために、前記Ｘ線フィルタ駆動部を制御すること、
   を特徴とする請求項５記載のＸ線診断装置。
9. 前記被検体の患者情報に応じて、前記Ｘ線検出部のX線受光感度の高い範囲に到達するX線が所定の線量となる前記X線フィルタを、減弱係数の異なる複数種のX線フィルタから選択するフィルタ選択部をさらに具備すること、
   を特徴とする請求項１記載のX線診断装置。
10. 前記被検体の検査情報に応じて、前記Ｘ線検出部のX線受光感度の高い範囲に到達するX線が所定の線量となる前記X線フィルタを、減弱係数の異なる複数種のX線フィルタから選択するフィルタ選択部をさらに具備すること、
    を特徴とする請求項１記載のX線診断装置。
11. 前記X線フィルタは、複数のフィルタ部品により構成されること、
    を特徴とする請求項１記載のX線診断装置。
12. 前記X線フィルタにおける前記開口部の位置及び前記開口部の大きさのうち、少なくとも一方を変更するために、前記複数のフィルタ部品を移動させるフィルタ部品駆動部と、
    前記フィルタ部品駆動部を制御するフィルタ部品制御部と、
    をさらに具備することを特徴とする請求項１１記載のX線診断装置。
13. 前記フィルタ部品制御部は、前記Ｘ線検出部のX線受光感度の低い範囲に応じて、前記フィルタ部品駆動部を制御すること、
    を特徴とする請求項１２記載のＸ線診断装置。
14. 前記フィルタ部品制御部は、前記開口部に対応する照射範囲を、ユーザの指示に従って設定された範囲に維持するために、前記X線の照射範囲における線量分布の変化に従って、前記フィルタ部品駆動部を制御すること、
    を特徴とする請求項１２記載のX線診断装置。
15. Ｘ線を発生するＸ線管と、
    前記Ｘ線管から発生され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、
    前記Ｘ線管と前記被検体との間に配置される平板状のＸ線フィルタと、
    を具備し、
    前記Ｘ線フィルタは、同一平面上に減弱係数の異なる複数の部分を有すること、
    を特徴とするＸ線診断装置。
16. 前記X線フィルタは、第１部分と、前記第１部分の周囲と接する第２部分とを有し、前記第１部分に対応する減弱係数は、第２部分に対応する減弱係数よりも小さいこと、
    を特徴とする請求項１５記載のX線診断装置。
17. 前記X線フィルタを移動可能に支持するフィルタ支持部をさらに具備すること、
    を特徴とする請求項１５記載のX線診断装置。
18. 前記X線フィルタ支持部は、前記X線フィルタを、前記X線の撮影軸方向に移動可能に支持すること、
    を特徴とする請求項１５記載のX線診断装置。
19. 前記X線フィルタ支持部は、前記X線フィルタを、前記X線の撮影軸に直交する２軸のそれぞれの方向に移動可能に支持すること、
    を特徴とする請求項１６記載のX線診断装置。
20. 前記X線フィルタを移動させるためのX線フィルタ駆動部と、
    前記X線フィルタ駆動部を制御するX線フィルタ制御部と、をさらに具備すること、
    を特徴とする請求項１６記載のX線診断装置。
21. 前記X線フィルタ制御部は、前記Ｘ線検出部のX線受光感度の低い範囲に前記第１部分を対応させるために、前記X線フィルタ駆動部を制御すること、
    を特徴とする請求項２０記載のＸ線診断装置。
22. 前記X線フィルタ制御部は、前記第１部分に対応する照射範囲を、ユーザの指示に従って設定された範囲に維持するために、前記X線の照射範囲における線量分布の変化に従って、前記X線フィルタ駆動部を制御すること、
    を特徴とする請求項２０記載のX線診断装置。
23. 前記Ｘ線検出部の出力に基づいて、前記被検体に関するＸ線画像を発生する画像発生部と、
    前記Ｘ線画像から閾値処理により、特徴点を抽出する特徴点抽出部と、
    をさらに具備し、
    前記Ｘ線フィルタ制御部は、前記第１部分に対応する照射範囲に前記抽出された特徴点が含まれるために、前記Ｘ線フィルタ駆動部を制御すること、
    を特徴とする請求項２０記載のＸ線診断装置。
24. 前記被検体の患者情報に応じて、前記Ｘ線検出部のX線受光感度の高い範囲に到達するX線が所定の線量となる前記X線フィルタを、減弱係数の異なる複数種のX線フィルタから選択するフィルタ選択部をさらに具備すること、
    を特徴とする請求項１５記載のX線診断装置。
25. 前記被検体の検査情報に応じて、前記Ｘ線検出部のX線受光感度の高い範囲に到達するX線が所定の線量となる前記X線フィルタを、減弱係数の異なる複数種のX線フィルタから選択するフィルタ選択部をさらに具備すること、
    を特徴とする請求項１５記載のX線診断装置。

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