JP5199629B2

JP5199629B2 - Ｘ線診断装置

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Publication number: JP5199629B2
Application number: JP2007235592A
Authority: JP
Inventors: 博士中山; 正典松本
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2027-09-11
Also published as: JP2009066062A

Description

本発明は、回転ＤＡ撮影を行なうＸ線診断装置に関する。

Ｘ線診断装置は、被験者の体内を透過したＸ線の強弱を濃淡画像として表示する画像装置であり、その種類は、診断・治療等の目的に応じて種々のものが存在する。透過したＸ線像を可視化する手法は、大きく分けて撮影と透視の二つの方法に分けられる。透視を利用したＸ線診断装置は、収集したＸ線画像をテレビジョンのモニタにリアルタイムに動画として表示することができ、即時性に優れている。また、撮影を利用したＸ線診断装置は、強度のＸ線照射によりフィルムに写し込まれたＸ線像を、高い空間分解能と鮮鋭度にて提供することが可能である。

透視及び撮影が可能なＸ線診断装置では、Ｃアームを回転させながらＤＡ（ｄｉｇｉｔａｌａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）撮影を行なうことができる。その回転ＤＡ撮影では、適切な輝度や解像度による鮮明な撮影画像を取得するために、Ｘ線管の管電圧や管電流、Ｘ線照射時間を適宜制御する必要がある。Ｃアームの回転角度（Ｘ線の曝射方向）毎に被検体の体厚が異なり、それに伴った条件設定が必要だからである。従来のＸ線透視及びＸ線撮影では、Ｘ線検出装置の後段に設置されたフォトマルチプライアやＴＶカメラからの信号を利用するＡＢＣ（ａｕｔｏｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌ）や、ＡＥＣ（ａｕｔｏｅｘｐｏｓｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌ）によって、Ｘ線管の管電圧や管電流等を制御している。

本発明に関連する技術として、例えば、下記の特許文献１が開示されている。
特開２００５−１４９７６２号公報

しかしながら、例えば腰部から脚部にかけての下肢の検査等特定の部位の診断においては、被検体の体厚が極端に変化するため、ＡＢＣ制御やＡＥＣ制御等の従来の技術では、鮮明な一定の回転ＤＡ画像を提供することができない。例えば、ＡＢＣでは透視及び撮影においてフィードバック制御を行なうため、好適なＸ線条件等による画像取得は数枚後に実行され効率的ではない。また、ＡＥＣ制御ではＸ線曝射時間の制御を行なうため、被検体の体厚が極端に変化する部位に対応させることは困難である。

加えて、回転角度毎に被検体の体厚が異なると、Ｘ線条件を固定して撮影した場合、収集される画像の画像レベルがばらつくことが知られている。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、回転ＤＡ画像の画像レベルを均一に維持できるＸ線診断装置を提供することを目的とする。

本発明に係るＸ線診断装置は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、Ｃアームの複数の回転角度から２以上の回転角度を選択して設定する透視回転角度設定部と、前記Ｃアームの現実の回転角度を検出して取得する回転角度取得部と、前記２以上の回転角度の方向から所要の透視Ｘ線条件に従って透視Ｘ線を曝射して透視を実行する透視実行部と、前記透視実行部によって生成された透視画像の画像データを基に画像レベルを演算し、前記画像レベルと前記所要の透視Ｘ線条件とを基に前記２以上の回転角度のそれぞれに対応する撮影Ｘ線条件を演算し、前記２以上の回転角度のそれぞれに対応する撮影Ｘ線条件を基に前記複数の回転角度のそれぞれに対応する撮影Ｘ線条件を演算する撮影Ｘ線条件演算部と、前記撮影Ｘ線条件演算部によって生成された前記複数の回転角度のそれぞれに対応する撮影Ｘ線条件を記憶装置に記憶させる撮影Ｘ線条件記憶制御部と、前記複数の回転角度のそれぞれに対応する撮影Ｘ線条件にもとづいて、前記Ｃアームの現実の回転角度に応じた撮影Ｘ線条件で撮影Ｘ線を曝射して撮影する撮影実行部と、を備える。

本発明に係るＸ線診断装置によると、回転ＤＡ画像の画像レベルを均一に維持できる。

本発明に係るＸ線診断装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

一般的なＸ線診断装置は、ＤＡ撮影モード及びＤＳＡ（ｄｉｇｉｔａｌｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）撮影モードを有する。ＤＡ撮影モードでは、一般的なＸ線撮影を実施して単にＸ線透過像（ＤＡ画像）の画像データを生成し、それを表示・記憶する。一方、ＤＳＡ撮影モードでは、造影剤の像を含まないＸ線透過像（マスク画像）の画像データと、造影剤の像を含む２ＤのＸ線透過像（コントラスト画像又はライブ画像）の画像データとをサブトラクション処理して血管像である差分画像（ＤＳＡ画像）の画像データを生成し、それを表示・記憶する。本発明に係るＸ線診断装置は、ＤＡ撮影モードに特徴的なものである。

（第１実施形態）
図１は、本発明に係るＸ線診断装置の第１実施形態の構成を示す概略図である。

図１は、本実施形態のＸ線診断装置１０を示す。Ｘ線診断装置１０は、大きくは、Ｃアーム保持装置１１及びＤＦ（ｄｉｇｉｔａｌｆｌｕｏｒｏｇｒａｐｈｙ）装置１２から構成される。

Ｃアーム構造のＣアーム保持装置１１は、Ｘ線管２１、Ｘ線検出装置２２、Ｃアーム２３、天板（カテーテルテーブル）２５、高電圧供給装置２６及び駆動機構２７を設ける。なお、Ｃアーム保持装置１１は、Ｘ線管２１が天板２５の上方に位置するオーバーチューブタイプである場合を説明するが、Ｘ線管２１が天板２５の下方に位置するアンダーチューブタイプである場合であってもよい。また、Ｘ線管２１のＸ線の出射側に、複数枚の鉛羽で構成されるＸ線照射野絞りや、シリコンゴム等で形成されハレーションを防止するために所定量の照射Ｘ線を減衰させる補償フィルタを設けてもよい。

Ｘ線管２１は、Ｃアーム２３の一端に設けられ、高電圧供給回路２６から高電圧電力の供給を受けて、この高電圧電力の条件に応じて被検体（患者）Ｐの所定部位に向かってＸ線を曝射する。Ｘ線管２１は、所定部位を撮影するための撮影Ｘ線や、所定部位を透視するための透視Ｘ線を曝射することができる。例えば、撮影Ｘ線は、Ｘ線管２１を管電圧８０［ｋＶ］、管電流５００［ｍＡ］に制御することで曝射される一方、透視Ｘ線は、Ｘ線管２１を管電圧８０［ｋＶ］、管電流５０［ｍＡ］に制御することで曝射される。

Ｘ線検出装置２２は、Ｃアーム２３の他端であってＸ線管２１の出射側に設けられ、患者Ｐの所要部位を透過したＸ線を検出する。Ｘ線検出装置２２は、Ｉ．Ｉ．（ｉｍａｇｅｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）−ＴＶ系であり、大きくは、Ｉ．Ｉ．２２ａ及びＴＶカメラ２２ｂを備える。

Ｉ．Ｉ．２２ａは、患者Ｐを透過したＸ線を可視光に変換し、さらに、光−電子−光変換の過程で輝度の倍増を行なって感度のよい投影データを形成させる。ＴＶカメラ２２ｂは、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅｃｏｕｐｌｅｄｄｅｖｉｃｅ）撮像素子を用いて光学的な投影データを電気信号に変換する。

なお、Ｘ線検出装置２２は、平面検出器（ＦＰＤ：ｆｌａｔｐａｎｅｌｄｅｔｅｃｔｏｒ）を有するものであってもよい。Ｘ線検出装置２２が平面検出器を有する場合、Ｘ線検出装置２２は、２Ｄ状に配列された検出素子によりＸ線を検出して電気信号に変換する平面検出器としての２Ｄアレイ型Ｘ線検出器と、その２Ｄアレイ型Ｘ線検出器の各検出素子によって電気信号として検出されたＸ線検出データを収集するＤＡＳ（ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ）とによって構成される。

Ｃアーム２３は、その一端にＸ線管２１を、他端にＸ線検出装置２２を支持することで、Ｘ線管２１とＸ線検出装置２２とを、患者Ｐを中心に対向配置させる。Ｃアーム２３は、駆動機構２７によって、その移動量、移動タイミング及び移動速度が制御される。

天板２５は、患者Ｐを載置する。

高電圧供給装置２６は、ＤＦ装置１２の制御によって、Ｘ線管２１に高電圧電力を供給する。

駆動機構２７は、ＤＦ装置１２による制御に従って、Ｃアーム２３を円弧動（ＬＡＯ（ｌｅｆｔａｎｔｅｒｉｏｒｏｂｌｉｑｕｅｖｉｅｗ）方向及びＲＡＯ（ｒｉｇｈｔａｎｔｅｒｉｏｒｏｂｌｉｑｕｅｖｉｅｗ）方向の移動）させたり、Ｃアーム２３を回転動（ＣＲＡ（ｃｒａｎｉａｌｖｉｅｗ）方向及びＣＡＵ（ｃａｕｄａｌｖｉｅｗ）方向の移動）させたりする。駆動機構２７によってＣアーム２３の円弧動や回転動が制御されることによって、一方向の画像データを取得するＤＡ撮影や多方向の画像データを取得する回転ＤＡ撮影が実現される。

また、駆動機構２７は、ＤＦ装置１２による制御に従ってＣアーム２３を患者Ｐの体軸方向に対して平行移動させたり、Ｃアーム２３及び天板２５を一体として起倒させたりする。さらに、駆動機構２７は、Ｘ線管２１及びＸ線検出装置２２を患者Ｐの体軸方向に移動させて撮影するために、ＤＦ装置１２による制御に従ってＣアーム２３を患者Ｐの体軸方向に直線移動させる。加えて、駆動機構２７は、ＤＦ装置１２による制御に従って天板２５を上下方向、左右方向及び体軸方向に移動させる。

一方、ＤＦ装置１２は、コンピュータをベースとして構成されており、病院基幹のＬＡＮ（ｌｏｃａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークＮと相互通信可能である。ＤＦ装置１２は、Ａ／Ｄ（ａｎａｌｏｇｔｏｄｉｇｉｔａｌ）変換回路３０、画像生成・処理回路３１、画像メモリ３２、画像合成回路３３、表示装置３４、プロセッサとしてのＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｕｎｉｔ）３５、包括メモリ３６、ＨＤ（ｈａｒｄｄｉｓｃ）３７、入力装置３８、通信制御装置３９及びシステム制御装置４０等のハードウェアから構成される。ＣＰＵ３５は、共通信号伝送路としてのバスを介して、ＤＦ装置１２を構成する各ハードウェア構成要素に相互接続されている。

Ａ／Ｄ変換回路３０は、Ｘ線検出装置２２から出力された時系列的なアナログ信号（ビデオ信号）をデジタル信号に変換する。

画像生成・処理回路３１は、ＣＰＵ３５の制御によって、Ａ／Ｄ変換回路３０から出力された投影データのデジタル信号に対してフレーム単位の画像データを生成する。また、画像生成・処理回路３１は、自身で生成したフレーム単位の画像データを画像メモリ３２やＨＤ３７等の記憶装置に記憶させたり、自身で生成したフレーム単位のリアルタイム表示用の画像データ又は画像メモリ３２に記憶された再生表示用のフレーム単位の画像データに対して画像処理を施し、画像処理後の画像データを画像合成回路３４に出力したりする。画像処理としては、画像データに対する拡大／諧調／空間ファイルタ処理や、時系列に蓄積された画像データの最小値／最大値トレース処理及びノイズを除去するための加算処理等が挙げられる。

画像メモリ３２は、ＣＰＵ３５の制御によって、画像生成・処理回路３１から出力された画像データを記憶する。

画像合成回路３３は、ＣＰＵ３５の制御によって、画像生成・処理回路３１から出力された画像データを種々のパラメータの文字情報や目盛等と共に合成し、ビデオ信号として表示装置３４に出力する。

表示装置３４は、モニタ等を含み、画像合成回路３３から出力されるビデオ信号を基に、Ｘ線画像をモニタ上に表示する。

ＣＰＵ３５は、検査者によって入力装置３８が操作等されることにより指令が入力されると、包括メモリ３６に記憶しているプログラムを実行する。又は、ＣＰＵ３５は、ＨＤ３７に記憶しているプログラム、ネットワークＮから転送され通信制御装置３９で受信されてＨＤ３７にインストールされたプログラムを、包括メモリ３６にロードして実行する。

包括メモリ３６は、ＲＯＭ（ｒｅａｄｏｎｌｙｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍａｃｃｅｓｓｍｅｍｏｒｙ）等の要素を兼ね備え、ＩＰＬ（ｉｎｉｔｉａｌｐｒｏｇｒａｍｌｏａｄｉｎｇ）、ＢＩＯＳ（ｂａｓｉｃｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔｓｙｓｔｅｍ）及びデータを記憶したり、ＣＰＵ３５のワークメモリやデータの一時的な記憶に用いたりする記憶装置である。

ＨＤ３７は、磁性体を塗布又は蒸着した金属のディスクによって構成され、読み取り装置（図示しない）に着脱不能で内蔵されている。ＨＤ３７は、ＤＦ装置１２にインストールされたプログラム（アプリケーションプログラムの他、ＯＳ（ｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ）等も含まれる）や、収集した画像データを記憶する記憶装置である。また、ＯＳに、ユーザに対する情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力装置３７によって行なうことができるＧＵＩ（ｇｒａｐｈｉｃａｌｕｓｅｒｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を提供させることもできる。

入力装置３８としては、検査者によって操作が可能なキーボード及びマウス等が挙げられ、操作に従った入力信号がＣＰＵ３５に送られる。

通信制御装置３９は、各規格に応じた通信制御を行なう。通信制御装置３９は、電話回線等を通じてネットワークＮに接続することができる機能を有しており、これにより、X線診断装置１０は、通信制御装置３９からネットワークＮ網に接続することができる。

システム制御装置４０は、図示しないＣＰＵ及びメモリを含んでいる。システム制御装置４０は、ＣＰＵ３５からの指示に従って、Ｃアーム保持装置１１の高電圧供給装置２６及び駆動機構２７等の動作を制御する。

図２は、本発明に係るＸ線診断装置の第１実施形態の機能を示すブロック図である。

図２は、第１実施形態のＸ線診断装置１０の機能を示す。図２に示すように、ＣＰＵ３５（図１に図示）がプログラムを実行することによって、Ｘ線診断装置１０のＤＦ装置１２は、撮影Ｘ線条件設定・撮影実行部５０として機能する。撮影Ｘ線条件設定・撮影実行部５０は、撮影Ｘ線条件記憶制御部５１、Ｃアーム駆動制御部５２、撮影回転角度取得部５３、撮影Ｘ線条件取得制御部５４及び撮影実行部５５を有する。なお、撮影Ｘ線条件設定・撮影実行部５０の構成要素としての各部５１乃至５５は、一つのプログラムによって機能するものであってもよいし、複数のプログラムによって機能するものであってもよい。また、撮影Ｘ線条件設定・撮影実行部５０の構成要素としての各部５１乃至５５は、ソフトウェア的に機能するものとして構成される場合を説明するが、その一部又は全部がハードウェア的に構成される場合であってもよい。

撮影Ｘ線条件記憶制御部５１は、予め、Ｃアーム２３の回転角度（回転動方向の回転角度又は円弧動方向の回転角度）と、撮影時のＸ線条件である撮影Ｘ線条件（Ｘ線管負荷条件）とを対応させてＨＤ３７等の記憶装置に記憶させる機能を有する。撮影Ｘ線条件としては、Ｘ線管２１の管電流［ｍＡ］、管電圧［ｋＶ］及び負荷時間［ｍｓｅｃ．］等が挙げられる。

Ｃアーム駆動制御部５２は、Ｃアーム２３の回転速度（回転動方向の回転速度又は円弧動方向の回転速度）に従って、システム制御装置４０及び駆動機構２７を介して、Ｃアーム２３の回転速度を制御する機能を有する。

撮影回転角度取得部５３は、撮影を行なおうとするＣアーム２３の現実の回転角度を駆動機構２７から検出して取得する機能を有する。

撮影Ｘ線条件取得制御部５４は、撮影Ｘ線条件記憶制御部５１によって記憶装置に記憶された複数の撮影Ｘ線条件から、撮影回転角度取得部５３によって取得された現実の回転角度に対応する撮影Ｘ線条件を取得する機能を有する。

撮影実行部５５は、撮影Ｘ線条件取得制御部５４によって取得された撮影Ｘ線条件に従ってシステム制御部４０を介して高電圧供給装置２６を制御して、天板２５上に載置された患者Ｐの所定部位に撮影Ｘ線を曝射して、撮影回転角度取得部５３によって取得された現実の回転角度方向から所定部位を撮影する機能を有する。また、撮影実行部５５は、Ａ／Ｄ変換回路３０、画像生成・処理回路３１、画像メモリ３２、画像合成回路３３及び表示装置３４を制御して、撮影によって生成された投影データを基に、撮影画像の画像データの生成・表示を制御する機能を有する。さらに、撮影実行部５５は、撮影回転角度取得部５３によって取得された現実の回転角度方向から患者Ｐの所定部位を撮影すると、撮影回転角度取得部５３に対して、次のタイミング（回転角度）におけるＣアーム２３の現実の回転角度を取得するように指示する。

続いて、Ｘ線診断装置１０の動作について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。

Ｘ線診断装置１０のＣＰＵ３５がプログラムを実行することによって、Ｘ線診断装置１０はステップＳ１乃至Ｓ７に従って動作する。

まず、Ｘ線診断装置１０を用いた撮影に先立って、撮影時のＣアーム２３の回転角度（回転動方向の回転角度又は円弧動方向の回転角度）と撮影Ｘ線条件とを対応させてＨＤ３７等の記憶装置に記憶させる（ステップＳ１）。

Ｘ線診断装置１０を用いた撮影では、まず、患者Ｐが天板２５上に載置される。患者Ｐに対して一方向から透視Ｘ線を曝射する透視によって患者Ｐの位置合わせが行なわれる。患者Ｐの位置合わせ終了後、Ｃアーム２３の回転速度（回転動方向の回転速度又は円弧動方向の回転速度）に従って、Ｃアーム２３の回転が開始される（ステップＳ２）。

次いで、ステップＳ２によって開始されたＣアーム２３の回転の途中、撮影を行なおうとするＣアーム２３の現実の回転角度を駆動機構２７から適宜検出して取得する（ステップＳ３）。

次いで、ステップＳ１によって記憶装置に記憶された複数の撮影Ｘ線条件から、ステップＳ３によって取得された現実の回転角度に対応する撮影Ｘ線条件を取得する（ステップＳ４）。

次いで、ステップＳ４によって取得された撮影Ｘ線条件に従ってシステム制御部４０を介して高電圧供給装置２６を制御して、天板２５上に載置された患者Ｐの所定部位に対して撮影Ｘ線を曝射して、ステップＳ３によって取得された現実の回転角度方向から所定部位を撮影する（ステップＳ５）。また、Ａ／Ｄ変換回路３０、画像生成・処理回路３１、画像メモリ３２、画像合成回路３３及び表示装置３４を制御して、撮影によって生成された投影データを基に、撮影画像の画像データの生成・記憶・表示を制御する（ステップＳ６）。

ステップＳ５によって、ステップＳ３によって取得された現実の回転角度方向から患者Ｐの所定部位を撮影すると、次のタイミング（回転角度）における撮影を行なうか否かが判断される（ステップＳ７）。ステップＳ７の判断にてＹＥＳ、すなわち、次のタイミングにおける撮影を行なうと判断された場合、次のＣアーム２３の現実の回転角度を取得する（ステップＳ３）。

一方、ステップＳ７の判断にてＮＯ、すなわち、次のタイミングにおける撮影を行なわないと判断された場合、ステップＳ２によって開始されたＣアーム２３の回転を停止させ、患者Ｐの所定部位の撮影を終了する。

ステップＳ３乃至Ｓ７を繰り返すことで、複数の回転角度毎の撮影画像の画像データの生成・記憶・表示を行なうことで、回転ＤＡ画像の画像データを生成・記憶・表示を行なうことができる。

第１実施形態のＸ線診断装置１０によると、撮影前に回転角度毎の撮影Ｘ線条件をそれぞれ演算しておき、撮影時に各回転角度に対応する撮影Ｘ線条件をそれぞれ採用して撮影Ｘ線制御の追従性を向上させることで、回転ＤＡ画像の画像レベルを均一に維持できる。

（第２実施形態）
本発明に係るＸ線診断装置の第２実施形態のハードウェアは、図１に示すＸ線診断装置１０と同様であるので、説明を省略する。

図４は、本発明に係るＸ線診断装置の第２実施形態の機能を示すブロック図である。

図４は、第２実施形態のＸ線診断装置１０Ａの機能を示す。図４に示すように、ＣＰＵ３５（図１に図示）がプログラムを実行することによって、Ｘ線診断装置１０ＡのＤＦ装置１２は、撮影Ｘ線条件設定・撮影実行部５０Ａとして機能する。撮影Ｘ線条件設定・撮影実行部５０ＡのＤＦ装置１２は、透視回転角度取得部６１、透視実行部６２、撮影Ｘ線条件演算部６３、撮影Ｘ線条件記憶制御部６４、Ｃアーム駆動制御部５２、回転角度取得部５３、撮影Ｘ線条件取得制御部５４及び撮影実行部５５を有する。なお、撮影Ｘ線条件設定・撮影実行部５０Ａの構成要素としての各部５２乃至５５，６１乃至６４は、一つのプログラムによって機能するものであってもよいし、複数のプログラムによって機能するものであってもよい。また、撮影Ｘ線条件設定・撮影実行部５０Ａの構成要素としての各部５２乃至５５，６１乃至６４は、ソフトウェア的に機能するものとして構成される場合を説明するが、その一部又は全部がハードウェア的に構成される場合であってもよい。

透視回転角度取得部６１は、透視を行なおうとするＣアーム２３の現実の回転角度を駆動機構２７から検出して取得する機能を有する。

透視実行部６２は、任意の透視Ｘ線条件に従ってシステム制御部４０を介して高電圧供給装置２６を制御して、天板２５上に載置された患者Ｐの所定部位に透視Ｘ線を曝射して、透視回転角度取得部６１によって取得された現実の回転角度方向から所定部位を透視する機能を有する。また、透視実行部６２は、Ａ／Ｄ変換回路３０、画像生成・処理回路３１、画像メモリ３２、画像合成回路３３及び表示装置３４を制御して、透視によって生成された投影データを基に、透視画像の画像データの生成・表示を制御する機能を有する。さらに、透視実行部６２は、透視回転角度取得部６１によって取得された現実の回転角度方向から患者Ｐの所定部位を透視すると、透視回転角度取得部６１に対して、次のタイミング（回転角度）におけるＣアーム２３の現実の回転角度を取得するように指示する。

撮影Ｘ線条件演算部６３は、画像生成・処理回路３１から出力される透視時の回転角度毎の透視画像の画像データを基に回転角度毎の画像レベルを演算する機能を有する。また、撮影Ｘ線条件演算部６３は、透視実行部６２によって用いた透視Ｘ線条件と、回転角度毎の画像レベルとを基に、一般的な演算方法を用いて、回転角度毎の撮影Ｘ線条件を演算する機能を有する。

撮影Ｘ線条件記憶制御部６４は、撮影Ｘ線条件演算部６３によって生成された回転角度と撮影Ｘ線条件とを対応させてＨＤ３７等の記憶装置に記憶させる機能を有する。

なお、図４に示すＸ線条件設定・撮影実行部５０Ａにおいて、図２に示すＸ線条件設定・撮影実行部５０と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

続いて、Ｘ線診断装置１０Ａの動作について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。

Ｘ線診断装置１０ＡのＣＰＵ３５がプログラムを実行することによって、Ｘ線診断装置１０ＡはステップＳ２乃至Ｓ７，Ｓ１１乃至Ｓ１７に従って動作する。

まず、Ｘ線診断装置１０Ａを用いた撮影に先立って、患者Ｐが天板２５上に載置される。患者Ｐに対して一方向から透視Ｘ線を曝射する透視によって患者Ｐの位置合わせが行なわれる。患者Ｐの位置合わせ終了後、Ｃアーム２３の回転速度（回転動方向の回転速度又は円弧動方向の回転速度）に従って、Ｃアーム２３の回転が開始される（ステップＳ１１）。

次いで、ステップＳ１１によって開始されたＣアーム２３の回転の途中、透視を行なおうとするＣアーム２３の現実の回転角度を駆動機構２７から適宜検出して取得する（ステップＳ１２）。

次いで、任意の透視Ｘ線条件に従ってシステム制御部４０を介して高電圧供給装置２６を制御して、天板２５上に載置された患者Ｐの所定部位に対して透視Ｘ線を曝射して、ステップＳ１２によって取得された現実の回転角度方向から所定部位を透視する（ステップＳ１３）。また、Ａ／Ｄ変換回路３０、画像生成・処理回路３１、画像メモリ３２、画像合成回路３３及び表示装置３４を制御して、透視によって生成された投影データを基に、透視画像の画像データの生成・記憶・表示を制御する（ステップＳ１４）。

また、画像生成・処理回路３１から出力される回転角度毎の透視画像の画像データを基に回転角度毎の画像レベルを演算し、ステップＳ１３によって用いられた透視Ｘ線条件と、回転角度毎の画像レベルとを基に、回転角度毎の撮影Ｘ線条件を演算する（ステップＳ１５）。

次いで、ステップＳ１５によって生成されたＣアーム２３の回転角度と撮影Ｘ線条件とを対応させてＨＤ３７等の記憶装置に記憶させる（ステップＳ１６）。

ステップＳ１３によって、ステップＳ１２によって取得された現実の回転角度方向から患者Ｐの所定部位を透視すると、次のタイミング（回転角度）における透視を行なうか否かが判断される（ステップＳ１７）。ステップＳ１７の判断にてＹＥＳ、すなわち、次のタイミングにおける透視を行なうと判断された場合、次のＣアーム２３の現実の回転角度を取得する（ステップＳ１２）。

一方、ステップＳ１７の判断にてＮＯ、すなわち、次のタイミングにおける透視を行なわないと判断された場合、ステップＳ１１によって開始されたＣアーム２３の回転を停止させ、患者Ｐの所定部位の透視を終了する。

ステップＳ１２乃至Ｓ１７を繰り返すことで、複数の回転角度毎の撮影Ｘ線条件の記憶を行なうことができる。

引き続き行なわれるＸ線診断装置１０を用いた撮影では、Ｃアーム２３の回転速度（回転動方向の回転速度又は円弧動方向の回転速度）に従って、Ｃアーム２３の回転が開始される（ステップＳ２）。

次いで、ステップＳ２によって開始されたＣアーム２３の回転の途中、撮影を行なおうとするＣアーム２３の現実の回転角度を駆動機能２７から適宜検出して取得する（ステップＳ３）。

次いで、ステップＳ１６によって記憶装置に記憶された複数の撮影Ｘ線条件から、ステップＳ３によって取得された現実の回転角度に対応する撮影Ｘ線条件を取得する（ステップＳ４）。

一方、ステップＳ７の判断にてＮＯ、すなわち、次のタイミングにおける撮影を行なわないと判断された場合、ステップＳ２によって開始されたＣアーム２３の回転を終了し、患者Ｐの所定部位の撮影を終了する。

第２実施形態のＸ線診断装置１０Ａによると、撮影前に回転角度毎の撮影Ｘ線条件をそれぞれ演算しておき、撮影時に各回転角度に対応する撮影Ｘ線条件をそれぞれ採用して撮影Ｘ線制御の追従性を向上させることで、回転ＤＡ画像の画像レベルを均一に維持できる。

（第３実施形態）
本発明に係るＸ線診断装置の第３実施形態のハードウェア構成は、図１に示すＸ線診断装置１０と同様であるので、説明を省略する。

図６は、本発明に係るＸ線診断装置の第３実施形態の機能を示すブロック図である。

図６は、第３実施形態のＸ線診断装置１０Ｂの機能を示す。図６に示すように、ＣＰＵ３５（図１に図示）がプログラムを実行することによって、Ｘ線診断装置１０ＢのＤＦ装置１２は、撮影Ｘ線条件設定・撮影実行部５０Ｂとして機能する。撮影Ｘ線条件設定・撮影実行部５０ＢのＤＦ装置１２は、透視回転角度設定部７１、透視実行部７２、撮影Ｘ線条件演算部７３、撮影Ｘ線条件記憶制御部７４、Ｃアーム駆動制御部５２、回転角度取得部５３、撮影Ｘ線条件取得制御部５４及び撮影実行部５５を有する。なお、撮影Ｘ線条件設定・撮影実行部５０Ｂの構成要素としての各部５２乃至５５，７１乃至７４は、一つのプログラムによって機能するものであってもよいし、複数のプログラムによって機能するものであってもよい。また、撮影Ｘ線条件設定・撮影実行部５０Ｂの構成要素としての各部５２乃至５５，７１乃至７４は、ソフトウェア的に機能するものとして構成される場合を説明するが、その一部又は全部がハードウェア的に構成される場合であってもよい。

透視回転角度設定部７１は、Ｃアーム２３の全回転角度のうち、透視を行なうためのＣアーム２３の２以上の回転角度を選択して設定する機能を有する。例えば、透視回転角度設定部７１は、Ｃアーム２３の全回転角度のうち、２つの回転角度を選択して設定する。

透視実行部７２は、任意の透視Ｘ線条件に従ってシステム制御部４０を介して高電圧供給装置２６を制御して、天板２５上に載置された患者Ｐの所定部位に透視Ｘ線を曝射して、透視回転角度設定部７１によって設定された回転角度方向から所定部位を透視する機能を有する。また、透視実行部７２は、Ａ／Ｄ変換回路３０、画像生成・処理回路３１、画像メモリ３２、画像合成回路３３及び表示装置３４を制御して、透視によって生成された投影データを基に、透視画像の画像データの生成・表示を制御する機能を有する。

撮影Ｘ線条件演算部７３は、画像生成・処理回路３１から出力される透視時の回転角度毎の透視画像の画像データを基に回転角度毎の画像レベルを演算し、透視実行部７２によって用いた透視Ｘ線条件と、回転角度毎の画像レベルとを基に、回転角度毎の撮影Ｘ線条件を演算する機能を有する。

また、撮影Ｘ線条件演算部７３は、透視回転角度設定部７１によって設定された回転角度に対応する撮影Ｘ線条件を基に、Ｃアーム２３の全回転角度にそれぞれ対応する撮影Ｘ線条件を演算する機能を有する。

図７は、Ｃアーム２３の全回転角度にそれぞれ対応する撮影Ｘ線条件の演算方法を説明するための図である。

図７に示すように、患者Ｐの体表面の周を楕円（一般式：（ｘ^２／ａ^２）＋（ｙ^２／ｂ^２）＝１）とみなし、透視回転角度設定部７１によって設定される２つの回転角度θ_１，θ_２の方向から透視して演算された撮影Ｘ線条件α_１，α_２を用いて次の式からａ，ｂを求め、患者Ｐの体表面の周に関する楕円方程式を求める。

そして、撮影Ｘ線条件演算部７３は、患者Ｐの体表面の周に関する楕円方程式を基に、Ｃアーム２３の全回転角度にそれぞれ対応する撮影Ｘ線条件を演算する。

撮影Ｘ線条件記憶制御部７４は、撮影Ｘ線条件演算部７３によって生成された回転角度と撮影Ｘ線条件とを対応させてＨＤ３７等の記憶装置に記憶させる機能を有する。

なお、図６に示すＸ線条件設定・撮影実行部５０Ｂにおいて、図２に示すＸ線条件設定・撮影実行部５０と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

続いて、Ｘ線診断装置１０Ｂの動作について、図８に示すフローチャートを用いて説明する。

Ｘ線診断装置１０ＢのＣＰＵ３５がプログラムを実行することによって、Ｘ線診断装置１０ＢはステップＳ２乃至Ｓ７，Ｓ２１乃至Ｓ２７に従って動作する。

まず、Ｘ線診断装置１０Ｂを用いた撮影に先立って、患者Ｐが天板２５上に載置される。患者Ｐに対して一方向から透視Ｘ線を曝射する患者Ｐに対して一方向から透視Ｘ線を曝射する透視によって患者Ｐの位置合わせが行なわれる。患者Ｐの位置合わせ終了後、Ｃアーム２３の全回転角度のうち、透視を行なうためのＣアーム２３の回転角度を選択して設定する（ステップＳ２１）。例えば、ステップＳ２１では、Ｃアーム２３の全回転角度のうち、２つの回転角度を選択して設定する。

次いで、任意の透視Ｘ線条件に従ってシステム制御部４０を介して高電圧供給装置２６を制御して、天板２５上に載置された患者Ｐの所定部位に対して、透視Ｘ線を曝射して、ステップＳ２１によって設定された回転角度方向から所定部位を透視する（ステップＳ２２）。また、Ａ／Ｄ変換回路３０、画像生成・処理回路３１、画像メモリ３２、画像合成回路３３及び表示装置３４を制御して、透視によって生成された投影データを基に、透視画像の画像データの生成・記憶・表示を制御する（ステップＳ２３）。

次いで、画像生成・処理回路３１から出力される回転角度毎の透視画像の画像データを基に画像レベルを演算し、ステップＳ２２によって用いられた透視Ｘ線条件と、画像レベルとを基に、ステップＳ２２によって用いられた回転角度の撮影Ｘ線条件を演算する（ステップＳ２４）。ステップＳ２４によって生成されたＣアーム２３の回転角度と撮影Ｘ線条件とを対応させてＨＤ３７等の記憶装置に記憶させる。

ステップＳ２２によって、ステップＳ２１によって設定された回転角度方向から患者Ｐの所定部位を透視すると、ステップＳ２１によって設定された他の回転角度における透視を行なうか否かが判断される（ステップＳ２５）。ステップＳ２５の判断にてＹＥＳ、すなわち、ステップＳ２１によって設定された他の回転角度における透視を行なうと判断された場合、Ｃアーム２３の他の回転角度方向から所定部位を透視する（ステップＳ２２）。

一方、ステップＳ２５の判断にてＮＯ、すなわち、ステップＳ２１によって設定された他の回転角度における透視を行なわないと判断された場合、患者Ｐの所定部位の透視を終了する。

次いで、ステップＳ２１によって設定された回転角度に対応する撮影Ｘ線条件を基に、Ｃアーム２３の全回転角度にそれぞれ対応する撮影Ｘ線条件を演算する（ステップＳ２６）。ステップＳ２６では、患者Ｐの体表面の周を楕円とみなし、ステップＳ２１によって設定された２つの回転角度方向から透視して演算された撮影Ｘ線条件を用いて、患者Ｐの体表面の周に関する楕円方程式を求める。そして、患者Ｐの体表面の周に関する楕円方程式を基に、Ｃアーム２３の全回転角度にそれぞれ対応する撮影Ｘ線条件を演算する。

次いで、ステップＳ２６によって生成されたＣアーム２３の回転角度と撮影Ｘ線条件とを対応させてＨＤ３７等の記憶装置に記憶させる（ステップＳ２７）。

次いで、ステップＳ２７によって記憶装置に記憶された複数の撮影Ｘ線条件から、ステップＳ３によって取得された現実の回転角度に対応する撮影Ｘ線条件を取得する（ステップＳ４）。

第３実施形態のＸ線診断装置１０Ｂによると、撮影前に、回転角度毎の撮影Ｘ線条件を近似的にそれぞれ演算しておき、撮影時に各回転角度に対応する撮影Ｘ線条件をそれぞれ採用して撮影Ｘ線制御の追従性を向上させることで、回転ＤＡ画像の画像レベルを均一に維持できる。

また、第３実施形態のＸ線診断装置１０Ｂによると、第２実施形態のＸ線診断装置１０Ａと比較して、撮影前の撮影Ｘ線条件の演算時のＸ線被爆が抑えられる。

本発明に係るＸ線診断装置の第１実施形態の構成を示す概略図。第１実施形態のＸ線診断装置の機能を示すブロック図。第１実施形態のＸ線診断装置の動作を示すフローチャート。第２実施形態のＸ線診断装置の機能を示すブロック図。第２実施形態のＸ線診断装置の動作を示すフローチャート。第３実施形態のＸ線診断装置の機能を示すブロック図。Ｃアームの全回転角度にそれぞれ対応する撮影Ｘ線条件の演算方法を説明するための図。第３実施形態のＸ線診断装置の動作を示すフローチャート。

符号の説明

１０，１０Ａ，１０ＢＸ線診断装置
１１Ｃアーム保持装置
１２ＤＦ装置
２３Ｃアーム
３１画像生成・処理回路
５０，５０Ａ，５０Ｂ撮影Ｘ線条件設定・撮影実行部
５１，６４，７４撮影Ｘ線条件記憶制御部
５２Ｃアーム駆動制御部
５３撮影回転角度取得部
５４撮影Ｘ線条件取得制御部
５５撮影実行部
６１透視回転角度取得部
６２，７２透視実行部
６３，７３撮影Ｘ線条件演算部
７１透視回転角度設定部

Claims

Ｃアームの複数の回転角度から２以上の回転角度を選択して設定する透視回転角度設定部と、
前記Ｃアームの現実の回転角度を検出して取得する回転角度取得部と、
前記２以上の回転角度の方向から所要の透視Ｘ線条件に従って透視Ｘ線を曝射して透視を実行する透視実行部と、
前記透視実行部によって生成された透視画像の画像データを基に画像レベルを演算し、前記画像レベルと前記所要の透視Ｘ線条件とを基に前記２以上の回転角度のそれぞれに対応する撮影Ｘ線条件を演算し、前記２以上の回転角度のそれぞれに対応する撮影Ｘ線条件を基に前記複数の回転角度のそれぞれに対応する撮影Ｘ線条件を演算する撮影Ｘ線条件演算部と、
前記撮影Ｘ線条件演算部によって生成された前記複数の回転角度のそれぞれに対応する撮影Ｘ線条件を記憶装置に記憶させる撮影Ｘ線条件記憶制御部と、
前記複数の回転角度のそれぞれに対応する撮影Ｘ線条件にもとづいて、前記Ｃアームの現実の回転角度に応じた撮影Ｘ線条件で撮影Ｘ線を曝射して撮影する撮影実行部と、
を備えたＸ線診断装置。
前記撮影Ｘ線条件演算部は、
前記透視回転角度設定部によって設定された２つの回転角度の方向から透視して演算された撮影Ｘ線条件を用いて被検体の体表面の周に関する楕円方程式を求め、前記楕円方程式を基に、前記複数の回転角度にそれぞれ対応する撮影Ｘ線条件を演算する、
請求項１記載のＸ線診断装置。
撮影時に前記Ｃアームの現実の回転角度を検出して取得する撮影回転角度取得部と、
前記記憶装置から、前記撮影回転角度取得部によって取得された前記現実の回転角度に対応する撮影Ｘ線条件を取得する撮影Ｘ線条件取得制御部と、
をさらに備え、
前記撮影実行部は、
前記撮影Ｘ線条件取得制御部によって取得された前記撮影Ｘ線条件に従って撮影Ｘ線を曝射して、前記撮影回転角度取得部によって取得された前記現実の回転角度の方向から撮影する、
請求項１または２に記載のＸ線診断装置。