JP2017176689A - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被検体への被曝量を低減させつつ関心領域の設定を容易にすること。【解決手段】実施形態のＸ線診断装置は、Ｘ線検出器と、フィルタと、調整部と、制御部とを備える。Ｘ線検出器は、Ｘ線を照射するＸ線管から照射され、被検体を透過したＸ線を検出して電気信号を生成する。フィルタは、前記Ｘ線管と前記被検体との間に設けられ、前記Ｘ線管から照射されたＸ線を通過させる開口部を有する。調整部は、前記電気信号を用いて生成された画像において前記開口部に対応する関心領域内の輝度値と所定の閾値との比較結果に基づいて、Ｘ線照射条件を調整する。制御部は、前記関心領域の位置を示す情報をディスプレイに表示させ、前記フィルタの移動に伴い前記開口部の位置が移動した場合、移動後の前記開口部に対応する前記関心領域の位置を示す情報をディスプレイに表示させる。【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線診断装置は、Ｘ線画像の輝度値を一定に保つために、Ｘ線の線量を自動的に調整する自動輝度調整（ＡＢＣ：Automatic Brightness Control）機能を備えている。例えば、Ｘ線診断装置は、画像データに対して所定の関心領域（ＲＯＩ：Region of Interest）を設定し、設定した関心領域の平均画素値と所定の閾値との比較結果に基づいて、Ｘ線照射条件を調整する。また、Ｘ線診断装置では、被検体への被曝量を低減するために、Ｘ線管から照射されるＸ線を部分的に遮蔽する補償フィルタが使用される場合がある。

特開２００５−１１８３８２号公報

本発明が解決しようとする課題は、被検体への被曝量を低減させつつ関心領域の設定を容易にすることができるＸ線診断装置を提供することである。

実施形態のＸ線診断装置は、Ｘ線検出器と、フィルタと、調整部と、制御部とを備える。Ｘ線検出器は、Ｘ線を照射するＸ線管から照射され、被検体を透過したＸ線を検出して電気信号を生成する。フィルタは、前記Ｘ線管と前記被検体との間に設けられ、前記Ｘ線管から照射されたＸ線を通過させる開口部を有する。調整部は、前記電気信号を用いて生成された画像において前記開口部に対応する関心領域内の輝度値と所定の閾値との比較結果に基づいて、Ｘ線照射条件を調整する。制御部は、前記関心領域の位置を示す情報をディスプレイに表示させ、前記フィルタの移動に伴い前記開口部の位置が移動した場合、移動後の前記開口部に対応する前記関心領域の位置を示す情報をディスプレイに表示させる。

図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る減衰フィルタの構成例を示す図である。 図３は、血管内インターベンション治療時における術者の動作を説明するための図である。 図４は、第１の実施形態に係る制御機能によるＡＢＣ制御ＲＯＩ設定表示処理の処理手順を示すフローチャートである。 図５Ａは、第１の実施形態を説明するための図（１）である。 図５Ｂは、第１の実施形態を説明するための図（２）である。 図５Ｃは、第１の実施形態を説明するための図（３）である。 図５Ｄは、第１の実施形態を説明するための図（４）である。 図６Ａは、第１の実施形態を説明するための図（５）である。 図６Ｂは、第１の実施形態を説明するための図（６）である。 図６Ｃは、第１の実施形態を説明するための図（７）である。 図６Ｄは、第１の実施形態を説明するための図（８）である。 図７Ａは、第２の実施形態を説明するための図（１）である。 図７Ｂは、第２の実施形態を説明するための図（２）である。 図７Ｃは、第２の実施形態を説明するための図（３）である。

以下、図面を参照して、実施形態に係るＸ線診断装置を説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００の構成例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、高電圧発生器１１と、Ｘ線管１２と、コリメータ１３と、天板１４と、Ｃアーム１５と、Ｘ線検出器１６とを備える。また、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、Ｃアーム回転・移動機構１７と、天板移動機構１８と、Ｃアーム・天板機構制御回路１９と、絞り制御回路２０と、処理回路２１と、入力インターフェース２２と、ディスプレイ２３とを備える。また、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００は、画像データ生成回路２４と、記憶回路２５と、画像処理回路２６と、補償フィルタ２７と、減衰フィルタ２８とを備える。そして、Ｘ線診断装置１００は、図１に示すように、各回路が相互に接続され、各回路間で種々の電気信号を送受信する。

図１に示すＸ線診断装置１００においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路２５へ記憶されている。Ｃアーム・天板機構制御回路１９、絞り制御回路２０、処理回路２１、画像データ生成回路２４、及び、画像処理回路２６は、記憶回路２５からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する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各回路は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。

なお、上記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））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路２５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２５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。

高電圧発生器１１は、処理回路２１による制御の下、高電圧を発生し、発生した高電圧をＸ線管１２に供給する。Ｘ線管１２は、高電圧発生器１１から供給される高電圧を用いて、Ｘ線を発生する。

コリメータ１３は、絞り制御回路２０による制御の下、Ｘ線管１２が発生したＸ線を、被検体Ｐの関心領域（ＲＯＩ：Region of Interest）に対して選択的に照射されるように絞り込む。例えば、コリメータ１３は、スライド可能な４枚の絞り羽根を有する。コリメータ１３は、絞り制御回路２０による制御の下、これらの絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐに照射させる。天板１４は、被検体Ｐを載せるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。なお、被検体Ｐは、Ｘ線診断装置１００に含まれない。

補償フィルタ２７は、Ｘ線管１２と被検体Ｐとの間に設けられ、被曝低減対象の部位に照射されるＸ線を減衰させる。Ｘ線診断装置１００において、補償フィルタ２７は、独立して移動可能な複数の金属板（単にフィルタとも言う）と、各金属板の回転移動及び水平移動を制御する駆動機構とを有する。各金属板の材質は、例えば、銅板、アルミニウム等である。なお、各金属板の材質は、Ｘ線を減衰させることが可能であれば、銅板やアルミニウム以外であってもよい。また、各金属板は、例えば長方形状を有し、絞り制御回路２０による制御の下、駆動機構を介して回転移動又は水平移動する。すなわち、補償フィルタ２７は、駆動機構による制御の下、各金属板が回転移動又は水平移動することで、Ｘ線管１２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐに照射させる。なお、Ｘ線診断装置１００において設けられる金属板の枚数は、任意に設定可能である。

減衰フィルタ２８は、Ｘ線管１２と被検体Ｐとの間に設けられ、被曝低減対象の部位に照射されるＸ線を減衰させる。図２は、第１の実施形態に係る減衰フィルタ２８の構成例を示す図である。図２に示すように、減衰フィルタ２８は、一枚板の金属板２８ａを有する。なお、金属板２８ａのことを単にフィルタとも言う。金属板２８ａの材質は、例えば、銅板、アルミニウム等である。なお、金属板２８ａの材質は、Ｘ線を減衰させることが可能であれば、銅板やアルミニウム以外であってもよい。図２では、金属板２８ａは、矩形状に形成される場合を示すが、金属板２８ａの形状は任意に形成されてよい。また、金属板２８ａは、テーパ状に形成されてもよい。

また、図２に示すように、金属板２８ａは、Ｘ線管１２から照射されたＸ線を通過させる開口部２８ｂを有する。なお、図２では、開口部２８ｂが矩形状である場合を示すが、開口部２８ｂの形状は円形であっても多角形状であってもよい。

また、図２に示すように、減衰フィルタ２８は、第１の駆動機構２８ｃと、第２の駆動機構２８ｄと、第３の駆動機構２８ｅとを有する。また、第１の駆動機構２８ｃと第２の駆動機構２８ｄとが接続され、第２の駆動機構２８ｄと第３の駆動機構２８ｅとが接続され、第３の駆動機構２８ｅと金属板２８ａとが接続される。ここで、第１の駆動機構２８ｃは、第２の駆動機構２８ｄを支持し、処理回路２１による制御の下、第２の駆動機構２８ｄを図２に示すａｂ方向に水平移動させる。また、第２の駆動機構２８ｄは、第３の駆動機構２８ｅを支持し、処理回路２１による制御の下、第３の駆動機構２８ｅを図２に示すｃｄ方向に水平移動させる。すなわち、金属板２８ａは、第２の駆動機構２８ｄの水平移動に伴い図２に示すａｂ方向に水平移動し、第３の駆動機構２８ｅの水平移動に伴い図２に示すｃｄ方向に水平移動する。

また、図２では、金属板２８ａは、図２中の破線で示すＸ線照射範囲２８ｆから離れた位置にある場合を示す。ここで、金属板２８ａは、処理回路２１による制御の下、図２に示すｄ方向に水平移動してＸ線照射範囲２８ｆ内に移動することで、Ｘ線管１２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐに照射させる。より具体的には、減衰フィルタ２８の金属板２８ａは、開口部２８ｂではＸ線管１２から照射されたＸ線を通過させて被検体Ｐに照射させ、開口部２８ｂ周辺ではＸ線管１２から照射されたＸ線の透過性を下げて被検体Ｐに照射させる。

Ｘ線検出器１６は、Ｘ線を照射するＸ線管１２から照射され、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して電気信号を生成する。例えば、Ｘ線検出器１６は、マトリックス状に配列された検出素子を有する。各検出素子は、被検体Ｐを透過したＸ線を電気信号に変換して蓄積し、蓄積した電気信号を画像データ生成回路２４に送信する。

Ｃアーム１５は、Ｘ線管１２、コリメータ１３、補償フィルタ２７、減衰フィルタ２８及びＸ線検出器１６を保持する。Ｘ線管１２及びコリメータ１３とＸ線検出器１６とは、Ｃアーム１５により被検体Ｐを挟んで対向するように配置される。なお、図１では、Ｘ線診断装置１００がシングルプレーンの場合を例に挙げて説明しているが、実施形態はこれに限定されるものではなく、バイプレーンの場合であってもよい。

Ｃアーム回転・移動機構１７は、Ｃアーム１５を回転及び移動させるための機構であり、天板移動機構１８は、天板１４を移動させるための機構である。Ｃアーム・天板機構制御回路１９は、処理回路２１による制御の下、Ｃアーム回転・移動機構１７及び天板移動機構１８を制御することで、Ｃアーム１５の回転や移動、天板１４の移動を調整する。絞り制御回路２０は、処理回路２１による制御の下、コリメータ１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。また、絞り制御回路２０は、処理回路２１による制御の下、補償フィルタ２７が有する金属板を回転移動又は水平移動させることで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。また、絞り制御回路２０は、処理回路２１による制御の下、減衰フィルタ２８が有する金属板２８ａの位置を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。

画像データ生成回路２４は、Ｘ線検出器１６によってＸ線から変換された電気信号を用いて画像データ（Ｘ線画像）を生成し、生成した画像データを記憶回路２５に格納する。例えば、画像データ生成回路２４は、Ｘ線検出器１６から受信した電気信号に対して、電流・電圧変換やＡ（Analog）／Ｄ（Digital）変換、パラレル・シリアル変換を行い、画像データを生成する。一例を挙げると、画像データ生成回路２４は、造影剤が注入されていない状態で撮像された画像データ（マスク画像）及び造影剤が注入された状態で撮像された画像データ（コントラスト画像）を生成する。そして、画像データ生成回路２４は、生成したマスク画像及びコントラスト画像を記憶回路２５に格納する。ここで、画像データ生成回路２４は、同一被検体に対して注入する造影剤の濃度を変化させながらそれぞれ撮像された複数のコントラスト画像を生成し、記憶回路２５に格納することもできる。

記憶回路２５は、画像データ生成回路２４によって生成された画像データを受け付けて記憶する。例えば、記憶回路２５は、造影剤が投与される前後の被検体Ｐの画像データを記憶する。また、記憶回路２５は、図１に示す各回路によって読み出されて実行される各種機能に対応するプログラムを記憶する。一例を挙げると、記憶回路２５は、処理回路２１によって読み出されて実行される調整機能２１１に対応するプログラム及び制御機能２１２に対応するプログラムを記憶する。

画像処理回路２６は、記憶回路２５が記憶する画像データに対して各種画像処理を行う。例えば、画像処理回路２６は、記憶回路２５が記憶するマスク画像とコントラスト画像とを読み出し、サブトラクション（Ｌｏｇサブ）することで差分画像を生成する。ここで、画像処理回路２６は、異なる濃度の造影剤が注入された状態で撮像された複数のコントラスト画像とマスク画像とをそれぞれサブトラクションすることで複数の差分画像を生成することもできる。

入力インターフェース２２は、所定の領域（例えば、カテーテルの領域）などの設定など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。入力インターフェース２２は、処理回路２１に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し処理回路２１へと出力する。なお、操作者は例えば医師等の術者である。

ディスプレイ２３は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、画像データ生成回路２４によって生成された画像データ、画像処理回路２６によって生成された差分画像などを表示する。

処理回路２１は、Ｘ線診断装置１００全体の動作を制御する。処理回路２１は、装置全体を制御するための各種処理機能に対応するプログラムを記憶回路２５から読み出して実行することにより、種々の処理を実行する。例えば、処理回路２１は、入力インターフェース２２から転送された操作者の指示に従って高電圧発生器１１を制御し、Ｘ線管１２に供給する電圧を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量やＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、例えば、処理回路２１は、操作者の指示に従ってＣアーム・天板機構制御回路１９を制御し、Ｃアーム１５の回転や移動、天板１４の移動を調整する。また、例えば、処理回路２１は、操作者の指示に従って絞り制御回路２０を制御し、コリメータ１３が有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。

また、処理回路２１は、操作者の指示に従って、画像データ生成回路２４による画像データ生成処理や、画像処理回路２６による画像処理、あるいは解析処理などを制御する。また、処理回路２１は、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩや記憶回路２５が記憶する画像などを、ディスプレイ２３に表示するように制御する。

また、処理回路２１は、調整機能２１１と、制御機能２１２とを実行する。ここで、例えば、図１に示す処理回路２１の構成要素である調整機能２１１と、制御機能２１２とが実行する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路２５に記録されている。処理回路２１は、各プログラムを記憶回路２５から読み出し、実行することで各プログラムに対応する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２１は、図１の処理回路２１内に示された各機能を有することとなる。なお、処理回路２１が実行する各処理機能について後述する。

以上、Ｘ線診断装置１００の構成の一例について説明した。かかる構成のもと、本実施形態に係るＸ線診断装置１００は、例えば、血栓などにより血管内に生じた狭窄部位に対する血管内インターベンション治療に利用される。図３は、血管内インターベンション治療時における術者の動作を説明するための図である。

図３に示すように、術者は、天板１４に載置された被検体Ｐに対して血管内インターベンション治療を行う際に、ディスプレイ２３に表示されるＸ線画像を参照して治療部位を確認する。ここで、Ｘ線診断装置１００は、Ｘ線画像の輝度値を一定に保つために自動輝度調整（ＡＢＣ：Automatic Brightness Control）機能を備えている。このＡＢＣ機能は、入力インターフェース２２を介して、操作者からＡＢＣ機能を有効にする設定を受付けた場合に、処理回路２１が調整機能２１１を実行することにより実現される。

より具体的には、調整機能２１１は、画像データ生成回路２４によって生成される画像データに対して所定の関心領域を設定し、設定した関心領域の平均画素値と所定の閾値との比較結果に基づいて、管電圧、管電流及びパルス幅等のＸ線照射条件を調整することでＡＢＣ機能を実行する。ここで、調整機能２１１は、例えば、関心領域内の画像輝度平均値がほぼ一定になるようにＸ線照射条件を調整する。なお、ＡＢＣ機能を実行する際に設定される関心領域のことをＡＢＣ制御ＲＯＩとも言う。

また、血管内インターベンション治療時には、被検体Ｐへの被曝量を低減するために、補償フィルタ２７や減衰フィルタ２８が使用される場合がある。ここでは、視野内に減衰フィルタ２８の金属板２８ａが挿入された場合について説明する。例えば、操作者は、ディスプレイ２３上のＧＵＩや入力インターフェース２２上のボタン等を操作して、減衰フィルタ２８の金属板２８ａを視野内に移動させる。また、操作者は、入力インターフェース２２上のレバーを操作することで、減衰フィルタ２８の金属板２８ａの位置を移動させることが可能である。例えば、操作者は、ＡＢＣ機能を実行する際に設定した関心領域の位置に、開口部２８ｂが位置するように金属板２８ａを移動させる。

ここで、従来の技術では、操作者は、減衰フィルタ２８の金属板２８ａの位置を移動させる場合、ディスプレイ２３に表示されるＸ線画像における金属板２８ａの陰影を見ながら視野内における金属板２８ａの位置関係を確認することになる。このような金属板２８ａの陰影をみながら金属板２８ａを移動させる操作は、操作者にとって手間となる。このため、従来の技術では、減衰フィルタ２８を使用しながらＡＢＣ機能を実行する際、操作者にとって関心領域を設定する操作は複雑になる。

このようなことから、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１００では、処理回路２１が制御機能２１２を実行することにより、被検体Ｐへの被曝量を低減させつつ関心領域の設定を容易にする。以下では、制御機能２１２について詳細に説明する。

図４は、第１の実施形態に係る制御機能２１２によるＡＢＣ制御ＲＯＩ設定表示処理の処理手順を示すフローチャートである。図４に示すステップＳ１からステップＳ１１は、制御機能２１２に対応するステップである。処理回路２１が記憶回路２５から制御機能２１２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２１２が実現されるステップである。なお、図４に示す例では、ＡＢＣ機能を実行する際に、減衰フィルタ２８の金属板２８ａが視野内に挿入された場合について説明する。

ステップＳ１では、制御機能２１２は、減衰フィルタ２８の金属板２８ａの位置を取得する。例えば、制御機能２１２は、絞り制御回路２０から金属板２８ａの位置を取得する。より具体的には、制御機能２１２は、金属板２８ａの４つの頂点の位置を取得する。或いは、制御機能２１２は、金属板２８ａの重心の位置を取得する。

そして、ステップＳ２では、制御機能２１２は、ステップＳ１で取得した金属板２８ａの位置に基づいて、ディスプレイ２３上のＡＢＣ制御ＲＯＩの位置及び領域を計算する。例えば、制御機能２１２は、取得した金属板２８ａの位置から開口部２８ｂの位置を求める。制御機能２１２は、金属板２８ａの位置とディスプレイ２３上の位置とを対応付けた情報を保持しており、求めた開口部２８ｂの位置に対応するディスプレイ２３上の位置及び領域を、ディスプレイ２３上のＡＢＣ制御ＲＯＩの位置及び領域として求める。

ステップＳ３では、制御機能２１２は、ステップＳ２で求めたディスプレイ２３上のＡＢＣ制御ＲＯＩの位置及び領域に基づいて、ＡＢＣ制御ＲＯＩを設定する。言い換えると、制御機能２１２は、ステップＳ２で求めた開口部２８ｂに対応する位置及び領域をＡＢＣ制御ＲＯＩに設定する。ここで、制御機能２１２は、生成されたＸ線画像を用いてＲＯＩを設定し、ＡＢＣ制御を行う場合、対象とする画素数が多くなる。このため、制御機能２１２は、電気信号を用いて生成されたＸ線画像を圧縮し、圧縮後のＸ線画像においてＡＢＣ制御ＲＯＩを設定する。例えば、制御機能２１２は、生成されたＸ線画像を３２ピクセル×３２ピクセルのＸ線画像に圧縮し、圧縮後のＸ線画像において開口部２８ｂに対応する位置及び領域をＡＢＣ制御ＲＯＩに設定する。

また、制御機能２１２は、開口部２８ｂより開口部２８ｂの中心側にＡＢＣ制御ＲＯＩを設定する。制御機能２１２は、設定したＡＢＣ制御ＲＯＩを調整機能２１１に通知する。この結果、調整機能２１１は、電気信号を用いて生成された画像において開口部２８ｂに対応する関心領域内の輝度値と所定の閾値との比較結果に基づいて、Ｘ線照射条件を調整する。かかる場合、調整機能２１１は、圧縮後のＸ線画像において開口部２８ｂに対応するＡＢＣ制御ＲＯＩ内の輝度値と所定の閾値との比較結果に基づいて、Ｘ線照射条件を調整する。

ステップＳ４では、制御機能２１２は、ステップＳ３で設定したＡＢＣ制御ＲＯＩをディスプレイ２３上に表示させる。言い換えると、制御機能２１２は、ＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報をディスプレイ２３に表示させる。例えば、制御機能２１２は、ステップＳ２で求めたディスプレイ２３上のＡＢＣ制御ＲＯＩの位置及び領域に基づいて、ディスプレイ２３上にＡＢＣ制御ＲＯＩを設定する。ここで、制御機能２１２は、ディスプレイ２３上に表示されるＸ線画像において、開口部２８ｂより開口部２８ｂの中心側にＡＢＣ制御ＲＯＩを設定する。

ステップＳ５では、制御機能２１２は、減衰フィルタ２８の金属板２８ａの位置の移動を受付けたか否かを判定する。ここで、制御機能２１２は、減衰フィルタ２８の金属板２８ａの位置の移動を受付けたと判定した場合（ステップＳ５、Ｙｅｓ）、ステップＳ１に移行して、ステップＳ２からステップＳ４までの処理を再度実行する。すなわち、制御機能２１２は、フィルタの移動に伴い開口部２８ｂの位置が移動した場合、移動後の開口部２８ｂに対応するＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報をディスプレイ２３に表示させる。

一方、制御機能２１２は、減衰フィルタ２８の金属板２８ａの位置の移動を受付けたと判定しなかった場合（ステップＳ５、Ｎｏ）、ステップＳ６に移行する。ところで、操作者は、例えば、治療部位をより見やすくするために、ＳＩＤ（Source to image-receptor distance）やＦＯＶ（Field Of View）を変更する場合がある。そこで、ステップＳ６以降では、ＳＩＤやＦＯＶを変更する場合の処理について図５Ａから図６Ｄを用いて説明する。なお、図５Ａから図６Ｄは、第１の実施形態を説明するための図である。

ステップＳ６では、制御機能２１２は、ＳＩＤの変更を受付けたか否かを判定する。ここで、制御機能２１２は、ＳＩＤの変更を受付けたと判定した場合（ステップＳ６、Ｙｅｓ）、ステップＳ７に移行する。例えば、制御機能２１２は、図５Ａに示すように、Ｘ線管１２からの距離がａの位置にあるＸ線検出器１６が、Ｘ線管１２からの距離がｂの位置まで移動した場合、ＳＩＤの変更を受付けたと判定する。一方、制御機能２１２は、ＳＩＤの変更を受付けたと判定しなかった場合（ステップＳ６、Ｎｏ）、ステップＳ９に移行する。

ステップＳ７では、制御機能２１２は、ＡＢＣ制御ＲＯＩを設定する。例えば、制御機能２１２は、Ｘ線管１２とＸ線検出器１６との間の距離が変更された場合、Ｘ線検出器１６に投影される開口部２８ｂの大きさに応じたＡＢＣ制御ＲＯＩをＸ線画像に設定する。言い換えると、制御機能２１２は、ＳＩＤ変更後のＸ線検出器１６に投影される開口部２８ｂに対応するＡＢＣ制御ＲＯＩを設定する。以下では、ステップＳ７におけるＡＢＣ制御ＲＯＩを設定する処理について説明する。

制御機能２１２は、ＳＩＤの変更を受付けたと判定した場合、Ｃアーム回転・移動機構１７から現在のＳＩＤを取得する。図５Ａに示す例では、制御機能２１２は、変更後のＳＩＤがｂであることをＣアーム回転・移動機構１７から取得する。なお、制御機能２１２は、前回設定時にＳＩＤを取得しているので、変更前のＳＩＤがａであることを保持している。これにより、制御機能２１２は、ＳＩＤがａからｂに変更されたと算出する。また、制御機能２１２は、変更前後のＳＩＤ比がｂ／ａであると求める。

また、図５Ａでは、開口部２８ｂを通過したＸ線の照射範囲を破線で示す。かかる破線で示すＸ線の照射範囲が、Ｘ線検出器１６に投影される開口部２８ｂに対応する。また、図５Ｂ上図は、ＳＩＤ変更前のＸ線検出器１６に投影される開口部２８ｂを図示し、図５Ｂ下図は、ＳＩＤ変更後のＸ線検出器１６に投影される開口部２８ｂを図示している。ここで、ＳＩＤ変更後のＸ線検出器１６に投影される開口部２８ｂの大きさは、ＳＩＤ変更前のＸ線検出器１６に投影される開口部２８ｂの大きさに対して、変更前後のＳＩＤ比で表現される。

続いて、制御機能２１２は、変更前後のＳＩＤ比を用いた内部処理によりＸ線画像においてＡＢＣ制御ＲＯＩを設定する。ここで、制御機能２１２は、生成されたＸ線画像を用いてＲＯＩを設定し、ＡＢＣ制御を行う場合、対象とする画素数が多くなる。このため、制御機能２１２は、電気信号を用いて生成されたＸ線画像を圧縮し、圧縮後のＸ線画像においてＡＢＣ制御ＲＯＩを設定する。

例えば、図５Ｃに示すように、制御機能２１２は、生成されたＸ線画像を３２ピクセル×３２ピクセルのＸ線画像に圧縮する。図５Ｃ上図は、圧縮後のＸ線画像において設定したＳＩＤ変更前のＡＢＣ制御ＲＯＩを示し、図５Ｃ下図は、圧縮後のＸ線画像において設定したＳＩＤ変更後のＡＢＣ制御ＲＯＩを示す。制御機能２１２は、図５Ｃ上図において設定したＡＢＣ制御ＲＯＩに対して変更前後のＳＩＤ比を用いることで、図５Ｃ下図に示すＡＢＣ制御ＲＯＩを設定する。すなわち、制御機能２１２は、図５Ｃ上図に示すＡＢＣ制御ＲＯＩをｂ／ａ倍することで図５Ｃ下図に示すＡＢＣ制御ＲＯＩを設定する。また、制御機能２１２は、ＳＩＤ変更後のＡＢＣ制御ＲＯＩを調整機能２１１に通知する。この結果、調整機能２１１は、ＳＩＤ変更後のＡＢＣ制御ＲＯＩ内の輝度値と所定の閾値との比較結果に基づいて、Ｘ線照射条件を調整する。かかる場合、調整機能２１１は、圧縮後のＸ線画像におけるＡＢＣ制御ＲＯＩ内の輝度値と所定の閾値との比較結果に基づいて、Ｘ線照射条件を調整する。

ステップＳ８では、制御機能２１２は、設定したＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報をディスプレイ２３に表示させる。図５Ｄでは、ディスプレイ２３上に表示されたＡＢＣ制御ＲＯＩを示す情報の一例を示す。図５Ｄ上図は、ＳＩＤ変更前のＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報を示し、図５Ｄ下図は、ＳＩＤ変更後のＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報を示す。

ここで、制御機能２１２は、ディスプレイ２３上に表示されるＸ線画像において、開口部２８ｂより開口部２８ｂの中心側にＡＢＣ制御ＲＯＩを設定する。一例をあげると、制御機能２１２は、図５Ｄ上図に示すように、ＳＩＤ変更前のＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報を実線で表示させる。同様に、制御機能２１２は、図５Ｄ下図に示すように、ＳＩＤ変更後のＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報を実線で表示させる。なお、制御機能２１２は、ＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報を表示させる場合、ＡＢＣ制御ＲＯＩの外側に、開口部２８ｂに対応する情報をディスプレイ２３上に更に表示させてもよい。例えば、制御機能２１２は、ＡＢＣ制御ＲＯＩとは別の表示形態で開口部２８ｂに対応する情報を表示させる。

ステップＳ９では、制御機能２１２は、ＦＯＶの変更を受付けたか否かを判定する。例えば、制御機能２１２は、入力インターフェース２２を介して、操作者からＦＯＶを変更する指示を受付けたか否かを判定する。ここで、制御機能２１２は、ＦＯＶの変更を受付けたと判定した場合（ステップＳ９、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０に移行する。例えば、制御機能２１２は、図６Ａに示すように、Ｘ線検出器１６の有効視野が、ＦＯＶ−Ａで示す範囲からＦＯＶ−Ｂで示す範囲に変更された場合、ＦＯＶの変更を受付けたと判定する。一方、制御機能２１２は、ＦＯＶの変更を受付けたと判定しなかった場合（ステップＳ９、Ｎｏ）、ステップＳ１１に移行する。

ステップＳ１０では、制御機能２１２は、ＦＯＶの大きさに応じたＡＢＣ制御ＲＯＩを表示させる。以下では、ステップＳ１０におけるＦＯＶの大きさに応じたＡＢＣ制御ＲＯＩを表示させる処理について説明する。ここで、制御機能２１２は、Ｘ線検出器１６の有効視野が変更された場合、Ｘ線画像において設定したＡＢＣ制御ＲＯＩの大きさを変更しない。例えば、図６Ｂ上図は、ＦＯＶ変更前のＸ線検出器１６に投影される開口部２８ｂを図示し、図６Ｂ下図は、ＦＯＶ変更後のＸ線検出器１６に投影される開口部２８ｂを図示している。ここで、ＦＯＶ変更後のＸ線検出器１６の有効視野は、図６Ｂ下図の斜線部分が視野から外れるため狭くなるが、ＦＯＶ変更後のＸ線検出器１６に投影される開口部２８ｂの大きさは、ＦＯＶ変更前のＸ線検出器１６に投影される開口部２８ｂの大きさと同じである。

また、ＦＯＶ変更前後でＸ線検出器１６に投影される開口部２８ｂの大きさは同じであるので、図６Ｃに示すように、圧縮後のＸ線画像において設定するＡＢＣ制御ＲＯＩもＦＯＶ変更前後で同じである。図６Ｃ上図は、圧縮後のＸ線画像において設定したＦＯＶ変更前のＡＢＣ制御ＲＯＩを示し、図６Ｃ下図は、圧縮後のＸ線画像において設定したＦＯＶ変更後のＡＢＣ制御ＲＯＩを示す。

また、制御機能２１２は、ＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報をディスプレイ２３に表示させる。図６Ｄでは、ディスプレイ２３上に表示されたＡＢＣ制御ＲＯＩを示す情報の一例を示す。図６Ｄ上図は、ＦＯＶ変更前のＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報を示し、図６Ｄ下図は、ＦＯＶ変更後のＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報を示す。

ここで、制御機能２１２は、ディスプレイ２３上に表示されるＸ線画像において、開口部２８ｂより開口部２８ｂの中心側にＡＢＣ制御ＲＯＩを設定する。一例をあげると、制御機能２１２は、図６Ｄ上図に示すように、ＦＯＶ変更前のＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報を実線で表示させる。同様に、制御機能２１２は、図６Ｄ下図に示すように、ＦＯＶ変更後のＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報を実線で表示させる。更に、制御機能２１２は、変更後の有効視野の大きさに応じたＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報をディスプレイ２３に表示させる。例えば、制御機能２１２は、有効視野が狭くなった場合、図６Ｄ下図に示すように、ＦＯＶ変更後のＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報を拡大して表示させる。なお、制御機能２１２は、有効視野が広くなった場合、ＦＯＶ変更後のＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報を縮小して表示させる。なお、制御機能２１２は、ＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報を表示させる場合、ＡＢＣ制御ＲＯＩの外側に、開口部２８ｂに対応する情報をディスプレイ２３上に更に表示させてもよい。例えば、制御機能２１２は、ＡＢＣ制御ＲＯＩとは別の表示形態で開口部２８ｂに対応する情報を表示させる。

ステップＳ１１では、制御機能２１２は、ＡＢＣ制御ＲＯＩ設定表示処理の終了を受付けたか否かを判定する。ここで、制御機能２１２は、ＡＢＣ制御ＲＯＩ設定表示処理の終了を受付けたと判定した場合（ステップＳ１１、Ｙｅｓ）、処理を終了する。一方、制御機能２１２は、ＡＢＣ制御ＲＯＩ設定表示処理の終了を受付けたと判定しなかった場合（ステップＳ１１、Ｎｏ）、ステップＳ１に移行する。

上述したように、第１の実施形態に係る制御機能２１２は、ＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報をディスプレイ２３に表示させ、金属板２８ａの移動に伴い開口部２８ｂの位置が移動した場合、移動後の開口部２８ｂに対応するＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報をディスプレイ２３に表示させる。これにより、第１の実施形態によれば、被検体への被曝量を低減させつつ関心領域の設定を容易にすることができる。

また、上述した第１の実施形態では、金属板２８ａの移動に伴い、ＡＢＣ制御ＲＯＩが追従して設定される。このため、減衰フィルタ２８の開口部２８ｂにおけるＸ線画像の明るさを適切に輝度値に維持することができる。この結果、Ｘ線画像の画質を向上させることが可能になる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、ＡＢＣ機能を実行する際に、減衰フィルタ２８が視野内に挿入される場合について説明した。ところで、ＡＢＣ機能を実行する際に、補償フィルタ２７が視野内に挿入される場合がある。また、Ｘ線診断装置１００が有する補償フィルタ２７には、開口部が形成される場合がある。このようなことから、第２の実施形態では、ＡＢＣ機能を実行する際に、減衰フィルタ２８ではなく、開口部を有する補償フィルタ２７が視野内に挿入される場合について説明する。

なお、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１００の全体構成は、補償フィルタ２７が有する金属板の構成が異なる点を除いて、図１に示した構成例と同様である。このため、図１と同様の構成については説明を省略する。図７Ａから図７Ｃは、第２の実施形態を説明するための図である。

図７Ａでは、補償フィルタ２７が２枚の金属板を有する場合について説明する。図７Ａに示すように、補償フィルタ２７は、独立して移動可能な、金属板２７ａと金属板２７ｂとを有する。なお、図７Ａでは図示を省略するが、補償フィルタ２７は、各金属板の回転移動及び水平移動を制御する駆動機構を有する。

また、第１の実施形態に係る金属板と同様に、金属板２７ａ及び金属板２７ｂの材質は、例えば、銅板、アルミニウム等である。なお、金属板２７ａ及び金属板２７ｂの材質は、Ｘ線を減衰させることが可能であれば、銅板やアルミニウム以外であってもよい。また、金属板２７ａ及び金属板２７ｂは、例えば長方形状であり、長方形の一部に切欠きを有する。この金属板２７ａ及び金属板２７ｂは、絞り制御回路２０による制御の下、駆動機構を介して回転移動又は水平移動する。

そして、操作者が入力インターフェース２２を介して金属板２７ａ及び金属板２７ｂを操作すると、絞り制御回路２０による制御の下、金属板２７ａ及び金属板２７ｂが移動する。ここで、操作者は、例えば、図７Ｂに示すように、金属板２７ａ及び金属板２７ｂが関心領域２７ｃを囲むように操作する。或いは、操作者は、図７Ｃに示すように、金属板２７ａ及び金属板２７ｂが関心領域２７ｃを囲むように移動する。

関心領域２７ｃを囲むように金属板２７ａ及び金属板２７ｂが移動した後、操作者から関心領域として設定する指示を受付けることで、絞り制御回路２０は、金属板２７ａ及び金属板２７ｂの位置関係を保持した状態で、開口部を有する１つの金属板として動かすように制御する。

また、第２の実施形態に係る制御機能２１２は、第１の実施形態に係る制御機能２１２と同様の機能を実行する。例えば、第２の実施形態に係る制御機能２１２は、操作者から関心領域として設定する指示を受付けることで、関心領域２７ｃをＡＢＣ制御ＲＯＩとして設定する。ここで、制御機能２１２は、ディスプレイ２３上に表示されるＸ線画像において、開口部より開口部の中心側にＡＢＣ制御ＲＯＩを設定する。

また、制御機能２１２は、設定したＡＢＣ制御ＲＯＩを調整機能２１１に通知する。これにより、調整機能２１１は、設定されたＡＢＣ制御ＲＯＩ内の輝度値と所定の閾値との比較結果に基づいて、Ｘ線照射条件を調整する。かかる場合、調整機能２１１は、圧縮後のＸ線画像におけるＡＢＣ制御ＲＯＩ内の輝度値と所定の閾値との比較結果に基づいて、Ｘ線照射条件を調整する。

また、制御機能２１２は、ＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報をディスプレイ２３に表示させる。そして、第２の実施形態に係る制御機能２１２は、金属板２７ａ及び２７ｂの移動に伴い開口部の位置が移動した場合、移動後の開口部に対応するＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報をディスプレイ２３に表示させる。これにより、第２の実施形態によれば、被検体への被曝量を低減させつつ関心領域の設定を容易にすることができる。

なお、制御機能２１２は、Ｘ線管１２とＸ線検出器１６との間の距離が変更された場合、Ｘ線検出器１６に投影される開口部の大きさに応じたＡＢＣ制御ＲＯＩをＸ線画像に設定する。また、制御機能２１２は、Ｘ線検出器１６の有効視野が変更された場合、Ｘ線画像において設定したＡＢＣ制御ＲＯＩを変更せず、かつ、変更後の有効視野の大きさに応じたＡＢＣ制御ＲＯＩの位置を示す情報をディスプレイ２３に表示させる。

また、上述した第２の実施形態では、金属板２７ａ及び２７ｂの移動に伴い、ＡＢＣ制御ＲＯＩが追従して設定される。このため、補償フィルタ２７の開口部におけるＸ線画像の明るさを適切に輝度値に維持することができる。この結果、Ｘ線画像の画質を向上させることが可能になる。

（その他の実施形態）
実施形態は、上述した実施形態に限られるものではない。

上述した実施形態では、補償フィルタ２７は、独立して移動可能な金属板を複数有するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、補償フィルタ２７が有する金属板は、一枚板で形成されてもよい。また、補償フィルタ２７が有する金属板が一枚板で形成される場合、この金属板には開口部が形成されるようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、減衰フィルタ２８が有する金属板２８ａは、水平移動するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、減衰フィルタ２８が有する金属板２８ａは、回転移動してもよい。

図１に示す例では、補償フィルタ２７は、コリメータ１３と減衰フィルタ２８との間に設けられるものとして図示しているが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、補償フィルタ２７や減衰フィルタ２８が設けられる位置は、Ｘ線管１２と被検体Ｐとの間であれば任意に変更可能である。

また、上述した実施形態では、Ｘ線診断装置１００が、補償フィルタ２７と減衰フィルタ２８とを有するものとして説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、Ｘ線診断装置１００は、第１の実施形態で説明した減衰フィルタ２８及び第２の実施形態で説明した補償フィルタ２７のいずれか一方を有するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、血管内インターベンション治療を行う場合を例に説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。すなわち、上述した実施形態は、Ｘ線診断装置１００において、ＡＢＣ機能を実行する際に、開口部を有する補償フィルタ２７や減衰フィルタ２８が視野内に挿入される場合に適用可能である。

上記の実施形態の説明において、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

また、上記の実施形態で説明した制御方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、被検体への被曝量を低減させつつ関心領域の設定を容易にすることができる。

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、発明の範囲や要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である。

１６ Ｘ線検出器
２１ 処理回路
２８ 減衰フィルタ
１００ Ｘ線診断装置
２１１ 調整機能
２１２ 制御機能

Claims (5)

1. Ｘ線を照射するＸ線管から照射され、被検体を透過したＸ線を検出して電気信号を生成するＸ線検出器と、
   前記Ｘ線管と前記被検体との間に設けられ、前記Ｘ線管から照射されたＸ線を通過させる開口部を有するフィルタと、
   前記電気信号を用いて生成された画像において前記開口部に対応する関心領域内の輝度値と所定の閾値との比較結果に基づいて、Ｘ線照射条件を調整する調整部と、
   前記関心領域の位置を示す情報をディスプレイに表示させ、前記フィルタの移動に伴い前記開口部の位置が移動した場合、移動後の前記開口部に対応する前記関心領域の位置を示す情報をディスプレイに表示させる制御部と、
   を備える、Ｘ線診断装置。
2. 前記制御部は、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器との間の距離が変更された場合、前記Ｘ線検出器に投影される前記開口部の大きさに応じた関心領域を前記画像に設定し、設定した前記関心領域の位置を示す情報を前記ディスプレイに表示させる、請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記制御部は、前記Ｘ線検出器の有効視野が変更された場合、前記画像において設定した前記関心領域を変更せず、かつ、変更後の有効視野の大きさに応じた前記関心領域の位置を示す情報を前記ディスプレイに表示させる、請求項１又は２に記載のＸ線診断装置。
4. 前記制御部は、前記画像において、前記開口部より前記開口部の中心側に前記関心領域を設定する、請求項１〜３のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
5. 前記制御部は、前記電気信号を用いて生成された画像を圧縮し、圧縮後の画像において前記関心領域を設定する、請求項１〜４のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。

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