JP5460114B2

JP5460114B2 - Ｘ線診断装置

Info

Publication number: JP5460114B2
Application number: JP2009106839A
Authority: JP
Inventors: 学田中; 直高佐藤; 悟大石; 邦夫白石; 章夫手塚; 章仁高橋
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Medical Systems Corp; Toshiba Medical Systems Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2009-04-24
Filing date: 2009-04-24
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2029-04-24
Also published as: JP2010253051A

Description

本発明は、Ｘ線診断装置に係り、画像データの輝度の制御が可能なＸ線診断装置に関する。

Ｘ線診断装置は、近年ではカテーテルを用いた血管造影検査やＩＶＲ（ＩｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌＲａｄｉｏｌｏｇｙ）の発展に伴い循環器分野を中心に進歩を遂げている。そして、循環器分野においては、心臓、頭部、腹部、四肢等のあらゆる部位における血管系の診断や治療を行うために使用される。

このＸ線診断装置では、天板上に載置された被検体に対してＸ線を照射するＸ線照射部及び被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部を保持するＣアームや、被検体を載置する天板を移動することにより、被検体に対して様々な角度からの透視やＤＡ（ＤｉｇｉｔａｌＡｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）を可能にしている。そして、透視やＤＡにより生成された画像データが所定の輝度にするための制御であるＡＢＣ（ＡｕｔｏＢｒｉｇｈｔｎｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）制御が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

そして、被検体の下肢の診断や治療を行うための検査では、Ｘ線照射部及びＸ線検出部に対して相対的に移動する被検体の造影剤が注入された鼠径部を含む腹部から下肢の足先まで、ＡＢＣ制御されたＸ線を照射する。

特開２００３−１１５３９９号公報

しかしながら、腹部よりも投影断面積が小さい上に体厚が薄い下肢へＸ線が照射されると、下肢を透過するＸ線量や、下肢の股間や外側を通過する直接Ｘ線の領域が増えて、下肢の画像データの輝度が腹部の画像データの場合よりも高くなるのを抑えるために、下肢に照射するＸ線量を少なくする制御を行う。このため、下肢の画像データの輝度が低下して、診断や治療の対象である血管の骨に重なる部分を骨と識別するのが困難になる。

この問題に対して、血管と骨を識別可能な画像データを得ようとすると、下肢の股間や外側を通過する直接Ｘ線の領域にフィルタを置いて、画像データの輝度が高くなるのを抑制する必要があるため、手間がかかる問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、画像データの輝度の低下を抑制することができるＸ線診断装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、本発明の請求項１にかかるＸ線診断装置は、天板上に載置された被検体に対してＸ線を照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線照射手段により照射され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出手段により検出されたＸ線に基づいてＸ線画像を生成する画像生成手段と、前記Ｘ線画像における略下端の画素を調べることにより、前記画像生成手段により生成されたＸ線画像における前記被検体の股間を検出するための股間検出手段と、前記検出した結果に基づいて制御条件を切り替えるＸ線制御手段と、前記Ｘ線照射手段を照射駆動する高電圧発生手段と、前記前記股間検出手段により検出された後に生成されるＸ線画像の関心領域における輝度の分布を表すヒストグラムから、前記被検体以外を通過した直接Ｘ線に対応するピークの輝度を検出する輝度検出手段と、を備え、前記Ｘ線制御手段は、前記股間検出手段により検出される前に生成されたＸ線画像の関心領域における輝度が予め設定された設定輝度値になるＸ線照射条件を設定し、この設定したＸ線照射条件で前記Ｘ線照射手段が照射駆動されるように前記高電圧発生手段を制御し、前記股間検出手段により検出された後に生成されるＸ線画像の関心領域における輝度が所定の輝度値以上になるＸ線照射条件を設定し、この設定したＸ線照射条件で前記Ｘ線照射手段が照射駆動されるように前記高電圧発生手段を制御し、前記輝度検出手段により検出されたピークの輝度が所定の輝度値以上になるＸ線照射条件を設定し、この設定したＸ線照射条件で前記Ｘ線照射手段が照射駆動されるように前記高電圧発生手段を制御することを特徴とする。
また、本発明の請求項４にかかるＸ線診断装置は、天板上に載置された被検体に対してＸ線を照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線照射手段により照射され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出手段により検出されたＸ線に基づいてＸ線画像を生成する画像生成手段と、前記Ｘ線画像における略下端の画素を調べることにより、前記画像生成手段により生成されたＸ線画像における前記被検体の股間を検出するための股間検出手段と、前記検出した結果に基づいて制御条件を切り替えるＸ線制御手段と、前記Ｘ線照射手段を照射駆動する高電圧発生手段と、を備え、前記Ｘ線制御手段は、前記股間検出手段により検出される前に生成されたＸ線画像の関心領域における輝度が予め設定された設定輝度値になるＸ線照射条件を設定し、この設定したＸ線照射条件で前記Ｘ線照射手段が照射駆動されるように前記高電圧発生手段を制御し、前記股間検出手段により検出された後に生成されるＸ線画像の関心領域における輝度を前記被検体の位置に応じて前記設定輝度値以上の範囲で予め設定されたグラフに沿って可変するＸ線照射条件を設定し、この設定したＸ線照射条件で前記Ｘ線照射手段が照射駆動されるように前記高電圧発生手段を制御し、前記所定の輝度値は、前記設定輝度値であることを特徴とする。
また、本発明の請求項７にかかるＸ線診断装置は、天板上に載置された被検体に対してＸ線を照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線照射手段により照射され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出手段により検出されたＸ線に基づいてＸ線画像を生成する画像生成手段と、前記画像生成手段により生成されたＸ線画像における前記被検体の下肢を検出するための下肢検出手段と、前記検出した結果に基づいて制御条件を切り替えるＸ線制御手段と、前記Ｘ線照射手段を照射駆動する高電圧発生手段と、前記下肢検出手段により検出された後に生成されるＸ線画像の関心領域における輝度の分布を表すヒストグラムから、前記被検体以外を通過した直接Ｘ線に対応するピークの輝度を検出する輝度検出手段と、を有し、前記Ｘ線制御手段は、前記輝度検出手段により検出されたピークの輝度が前記所定の輝度値以上になるＸ線照射条件を設定し、この設定したＸ線照射条件で前記Ｘ線照射手段が照射駆動されるように前記高電圧発生手段を制御することを特徴とする。
また、本発明の請求項１０にかかるＸ線診断装置は、天板上に載置された被検体に対してＸ線を照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線照射手段により照射され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出手段により検出されたＸ線に基づいてＸ線画像を生成する画像生成手段と、前記画像生成手段により生成されたＸ線画像における前記被検体の下肢を検出するための下肢検出手段と、前記検出した結果に基づいて制御条件を切り替えるＸ線制御手段と、前記Ｘ線照射手段を照射駆動する高電圧発生手段と、を備え、前記Ｘ線制御手段は、前記下肢検出手段により検出される前に生成されたＸ線画像の関心領域における輝度が予め設定された設定輝度値設定輝度値以上の範囲で予め設定されたグラフに沿って可変するＸ線照射条件を設定し、この設定したＸ線照射条件で前記Ｘ線照射手段が照射駆動されるように前記高電圧発生手段を制御することを特徴とする。

本発明によれば、被検体へのＸ線照射に応じて生成された画像データから被検体の下肢に当たる下肢データを検出する下肢検出部を設け、下肢検出部で下肢データが検出された後に生成される画像データの輝度が所定の輝度以上になるように、被検体の下肢に照射するＸ線を制御することができる。これにより、手間をかけることなく血管の骨に重なる部分を骨と容易に識別することができる画像データを得ることができる。

本発明の実施例に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図。本発明の実施例に係る被検体が載置された天板を移動する方向を示す図。本発明の実施例に係るアーム移動機構の構成及びＣアームの回動方向を示す図。本発明の実施例に係るＸ線診断装置の動作を示すフローチャート。本発明の実施例に係る天板の移動中に画像データ生成部で生成された被検体の股の付け根の画像データの一例を示す図。本発明の実施例に係るピーク位置下肢制御に応じて画像データ生成部で生成される画像データ及びこの画像データの関心領域における輝度分布を表すヒストグラムの一例を示す図。本発明の実施例に係る輝度検出部から出力される平均輝度を被検体の位置に応じて設定輝度値以上の範囲で可変するためのグラフの一例を示す図。

本発明の実施例を説明する。

以下、本発明によるＸ線画像診断装置の実施例を、図１乃至図７を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例に係るＸ線診断装置の構成を示したブロック図である。このＸ線診断装置１００は、天板１８上に載置された被検体Ｐに対してＸ線を照射するＸ線照射部１０と、Ｘ線照射部１０から照射され、被検体Ｐを透過したＸ線を検出してＸ線投影データを生成するＸ線検出部１４と、Ｘ線照射部１０及びＸ線検出部１４を保持するＣアーム１９と、天板１８及びＣアーム１９の移動を行う機構部２０とを備えている。

また、Ｘ線診断装置１００は、Ｘ線検出部１４で生成されたＸ線投影データに基づいて画像データを生成する画像データ生成部２５と、画像データ生成部２５で生成された画像データの輝度を検出する輝度検出部３０と、画像データ生成部２５で生成された画像データから被検体Ｐの下肢に当たる下肢データを検出するための下肢検出部３５とを備えている。

更に、Ｘ線診断装置１００は、Ｘ線照射部１０を照射駆動する高電圧部４０と、画像データ生成部２５で生成された画像データを表示する表示部５０と、各種コマンド等の入力を行う操作部５１と、上記の各ユニットを統括して制御するシステム制御部５２とを備えている。

Ｘ線照射部１０は、高電圧部４０の駆動によりＸ線を発生するＸ線管１１と、Ｘ線管１１と被検体Ｐの間に配置され、被検体Ｐに照射するＸ線管１１からのＸ線の照射範囲を制限するＸ線絞り器１２とを備えている。

Ｘ線検出部１４は、Ｘ線照射部１０に対向して配置され、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して電荷に変換するＸ線検出器１５と、Ｘ線検出器１５で変換された電荷を読み出してＸ線投影データを生成する信号処理部１６とを備えている。

Ｘ線検出器１５は例えばＸ線を直接電荷に変換する直接変換方式であり、入射したＸ線を電荷に変換して蓄積する列方向及びライン方向の２次元に配列された複数の検出素子と、この検出素子に蓄積された電荷を読み出すための駆動パルスを供給するゲートドライバとを備えている。そして、読み出した電荷を信号処理部１６に出力する。なお、Ｘ線を光に変換した後、電荷に変換する間接変換方式を用いて実施するようにしてもよい。

信号処理部１６は、Ｘ線検出器１５の検出素子から読み出された電荷を電圧に変換するアンプ及びその電圧を増幅するアンプと、このアンプの出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器からの信号を時系列信号に変換してＸ線投影データを生成するパラレル・シリアル変換器とを備えている。そして、生成したＸ線投影データを画像データ生成部２５に出力する。

機構部２０は、被検体ＰのＸ線透視やＸ線撮影を行うために、天板１８を長手方向、幅方向、及び上下方向の各方向へ移動する天板移動機構２１と、天板１８上の被検体Ｐに対するＸ線照射部１０及びＸ線検出部１４の角度や位置を設定するためにＣアーム１９を移動するアーム移動機構２２と、天板移動機構２１及びアーム移動機構２２を制御する機構制御部２３とを備えている。

天板移動機構２１は、被検体Ｐの下肢造影検査では、図２に示すように、造影剤が注入された鼠径部を含む腹部から下肢における股の付け根、大腿部、膝部、下腿部、及び足先の順に血管内を流れる造影剤を追いかける速度で、所定の角度で停止したＸ線照射部１０及びＸ線検出部１４に対して被検体Ｐを頭部の方向に移動するために、天板１８を矢印Ｌ１方向へ移動する。

図３は、アーム移動機構２２の構成及びＣアーム１９の移動方向を示した図である。アーム移動機構２２は、一端部近傍でＸ線照射部１０を保持すると共に他端部近傍でＸ線検出部１４を保持するＣアーム１９を矢印Ｒ１方向に回動可能に支持する第１の支持体２２１と、第１の支持体２２１を矢印Ｒ２回動可能に支持する第２の支持体２２２と、上方に配置された２つのガイドレール２２４とを備えている。また、ガイドレール２２４に支持され、第２の支持体２２２を、鉛直線２２３ａを中心として回動可能に支持し、またガイドレール２２４に沿って移動可能に支持し、更にガイドレール２２４に対して垂直方向に水平移動可能に支持する第３の支持体２２３を備えている。なお、下肢造影検査では、所定の位置で停止させた天板１８に対して、被検体Ｐを足先の方向に移動するために、Ｘ線照射部１０及びＸ線検出部１４を所定の角度で保持したＣアーム１９を図２のＬ１方向とは反対方向へ移動するように実施してもよい。

図１に示した画像データ生成部２５は、Ｘ線検出部１４の信号処理部１６から出力されたＸ線投影データに基づいて画像データを生成し、生成した画像データを輝度検出部３０、下肢検出部３５、及び表示部５０に出力する。

輝度検出部３０は、画像データ生成部２５から出力された画像データに設定された関心領域における平均の輝度を検出する。また、関心領域における輝度分布として表されるヒストグラムから高輝度領域のピークの輝度を検出する。そして、検出した平均輝度やピーク輝度の輝度情報を高電圧部４０に出力する。

下肢検出部３５は、天板１８の移動中に画像データ生成部２５から出力される画像データに被検体Ｐの下肢に当たる下肢データが含まれているか否かを調べる。そして、下肢データが含まれている場合、その下肢データを検出した検出結果を高電圧部４０に出力する。

高電圧部４０は、透視用のＸ線及びこの透視用よりも高エネルギーの撮影用のＸ線を発生させるためにＸ線照射部１０のＸ線管１１を照射駆動する高電圧発生部４１と、輝度検出部３０から出力される輝度情報や下肢検出部３５から出力される検出結果に基づいて高電圧発生部４１を制御するＸ線制御部４２とを備えている。

Ｘ線制御部４２は、被検体Ｐの腹部、股の付け根、大腿部、膝部、下腿部、足先の順にＸ線を照射する下肢造影検査において、下肢検出部３５で下肢データが検出されるまでの間、輝度検出部３０から出力される平均輝度を被検体Ｐの体幹用に設定された設定輝度値にするための制御条件であるＡＢＣ制御（ＡｕｔｏＢｒｉｇｈｔｎｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）を行う。このＡＢＣ制御では、輝度検出部３０から出力される平均輝度が設定輝度値になる管電圧、管電流、パルス幅等のＸ線照射条件を設定し、設定したＸ線照射条件でＸ線管１１が照射駆動されるように高電圧発生部４１を制御する。

また、下肢検出部３５で下肢データが検出されたとき、ＡＢＣ制御を輝度検出部３０から出力される輝度を所定の輝度値以上にするための制御条件である下肢制御に切り替える。この下肢制御では、輝度検出部３０から出力される輝度が所定の輝度値以上になるＸ線照射条件を設定し、設定したＸ線照射条件でＸ線管１１が照射駆動されるように高電圧発生部４１を制御する。

そして、下肢制御には、輝度検出部３０から出力されるピーク輝度を予め設定された下肢輝度値以上にするための制御であるピーク位置下肢制御と、輝度検出部３０から出力される平均輝度を被検体Ｐの位置に応じてＡＢＣ制御用の設定輝度値以上の範囲で可変するための制御である可変下肢制御とがある。操作部５１からピーク位置下肢制御又は可変下肢制御を設定することにより、設定された下肢制御を行う。

表示部５０はＣＲＴや液晶パネル等を備え、画像データ生成部２５から出力された画像データを表示する。

操作部５１は、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、被検体Ｐを識別する氏名やＩＤ番号等の被検体情報、Ｘ線照射部１０及びＸ線検出部１４の角度や位置、並びに天板１８の位置等の検査情報等を設定するための入力操作、表示に関する諸条件の設定や選択を行なうための入力操作等を行う。

システム制御部５２は、ＣＰＵと記憶回路を備え、操作部５１から入力された入力情報を一旦記憶した後、これらの入力情報に基づいてＸ線照射部１０、Ｘ線検出部１４、機構部２０、画像データ生成部２５、輝度検出部３０、下肢検出部３５、及び高電圧部４０の制御やシステム全体の制御を行なう。

以下、図１乃至図７を参照して、Ｘ線診断装置１００の動作の一例を説明する。図４は、Ｘ線診断装置１００の動作を示すフローチャートである。図５は、天板１８の移動中に画像データ生成部２５で生成された被検体Ｐの股の付け根の画像データの一例を示す図である。図６は、ピーク位置下肢制御に応じて画像データ生成部２５で生成される画像データ及びこの画像データの関心領域における輝度分布を表すヒストグラムの一例を示す図である。図７は、輝度検出部３０から出力される平均輝度を被検体Ｐの位置に応じて設定輝度値以上の範囲で可変するためのグラフの一例を示す図である。

図４において、天板１８上に載置された被検体Ｐの下肢造影検査を行うために例えば鼠径部から下肢動脈に造影剤が注入された後、操作部５１から下肢造影検査開始の操作が行われると、Ｘ線診断装置１００は動作を開始する（ステップＳ１）。

システム制御部５２は、Ｘ線照射部１０、Ｘ線検出部１４、機構部２０、画像データ生成部２５、輝度検出部３０、下肢検出部３５、及び高電圧部４０に下肢造影検査を指示する。機構部２０の機構制御部２３は、天板移動機構２１及びアーム移動機構２２を制御する。そして、被検体Ｐの間に配置されたＸ線照射部１０及びＸ線検出部１４を保持するＣアーム１９を所定の角度で停止させた状態で、被検体Ｐの腹部から下肢の股の付け根、大腿部、膝部、下腿部、足先の順に血管内を流れる造影剤を追いかける速度で、天板１８をＬ１方向へ移動させる。

高電圧部４０のＸ線制御部４２は、高電圧発生部４１を制御する。高電圧発生部４１は、Ｘ線照射部１０を照射駆動する。Ｘ線照射部１０は、天板１８上に載置された被検体Ｐの腹部にＸ線を照射する。Ｘ線検出部１４は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出してＸ線投影データを生成し、生成したＸ線投影データを画像データ生成部２５に出力する。画像データ生成部２５は、Ｘ線検出部１４から出力されたＸ線投影データから画像データを生成し、生成した画像データを輝度検出部３０、下肢検出部３５、及び表示部５０に出力する。

輝度検出部３０は、画像データ生成部２５から出力された画像データに設定された関心領域における輝度情報をＸ線制御部４２に出力する。Ｘ線制御部４２は、輝度検出部３０から出力される輝度情報に基づいて、関心領域の平均輝度を設定輝度値にするためのＡＢＣ制御を行う（ステップＳ２）。

下肢検出部３５は、天板１８をＬ１方向へ移動中に画像データ生成部２５から出力された画像データに下肢データが含まれているか否かを調べる。そして、その画像データに下肢データが含まれている場合（ステップＳ３のはい）、下肢検出部３５は下肢データを検出した下肢検出情報をＸ線制御部４２に出力する。また、画像データに下肢データが含まれていない場合（ステップＳ３のいいえ）、ステップＳ２へ戻る。

図５は、天板１８の移動中に画像データ生成部２５で生成された被検体Ｐの股の付け根の画像データの一例を示した図である。この画像データ６０は、上方が被検体Ｐの頭部の方向を示し、下方が足先の方向を示している。そして、被検体Ｐを透過したＸ線に対応する被写体データ６０１、及び被検体Ｐ以外の股間の空気を通過した直接Ｘ線に対応する空気データ６０２により構成され、画像データ６０には関心領域６０３が設定されている。

被写体データ６０１は、被検体Ｐに一部が吸収された後のＸ線に対応しているため、低い輝度の画素により構成されている。また、空気データ６０２は空気を通過した直接Ｘ線に対応しているため、被写体データ６０１の低輝度よりも高い輝度の画素により構成されている。更に、関心領域６０３は、被写体データ６０１の一部の低輝度の画素及び空気データ６０２の一部の高輝度の画素により構成されている。

下肢検出部３５では、図５に示した画像データ６０に含まれる被写体データ６０１の下端部の中央近傍に形成される被検体Ｐの股間に当たる空気データ６０２を検出するために、画像データ６０の下端部の一端部から他端部の方向（例えば矢印ＬＲ方向）へ向けて画素を調べる。

そして、下端部が高輝度の画素領域を検出した後に低輝度の画素領域を検出する２つの領域により構成されている場合、被検体Ｐの腹部が天板１８の幅方向の一方向に偏っている下肢データを含まない画像データであると判断する。また、下端部が低輝度の画素領域を検出した後に高輝度の画素領域を検出する２つの領域により構成されている場合、被検体Ｐの腹部が天板１８の幅方向の他方向に偏っている下肢データを含まない画像データであると判断する。また、下端部が低輝度の画素領域のみを検出する１つの領域により構成されている場合、被検体Ｐの腹部が天板１８の幅方向における中央近傍に位置している下肢データを含まない画像データであると判断する。

また、図５に示すように、下端部が低輝度の画素領域を検出した後に高輝度の画素領域を検出し、その高輝度の画素領域を検出した後に低輝度の画素領域を検出する３つの領域により構成されている場合、低輝度の画素領域間の高輝度の画素領域（空気データ６０２の領域）が被検体Ｐの股間に当たり、被検体Ｐの下肢が天板１８の幅方向における中央近傍に位置している画像データであると判断する。これにより、下肢データを検出する。

更に、下端部が１つめの高輝度の画素領域を検出した後に１つめの低輝度の画素領域を検出し、その１つめの低輝度の画素領域を検出した後に２つめの高輝度の画素領域を検出し、その２つめの高輝度の画素領域を検出した後に２つめの低輝度の画素領域を検出する４つの領域により構成されている場合、２つめの高輝度の画素領域が被検体Ｐの股間に当たり、被検体Ｐの下肢が天板１８の幅方向の一方向に偏っている画像データであると判断する。これにより、下肢データを検出する。

更にまた、下端部が１つめの低輝度の画素領域を検出した後に１つめの高輝度の画素領域を検出し、その１つめの高輝度の画素領域を検出した後に２つめの低輝度の画素領域を検出し、その２つめの低輝度の画素領域を検出した後に２つめの高輝度の画素領域を検出する４つの領域により構成されている場合、１つめの高輝度の画素領域が被検体Ｐの股間に当たり、被検体Ｐの下肢が天板１８の幅方向の他方向に偏っている画像データであると判断する。これにより、下肢データを検出する。

このように、画像データ生成部２５で生成された画像データに含まれる下肢データを検出することができる。

ステップＳ３の「はい」の後に、Ｘ線制御部４２は、下肢検出部３５から出力された下肢検出情報及び輝度検出部３０から出力された輝度情報に基づいて、関心領域における輝度を所定の輝度値以上にするための下肢制御を行う（図４のステップＳ４）。

このように、下肢検出部３５から出力された下肢検出情報に基づいて、ＡＢＣ制御から下肢制御に切り替えることができる。

ここで、図６を参照して、下肢制御におけるピーク位置下肢制御の例を説明する。

図６は、ピーク位置下肢制御に応じて画像データ生成部２５で生成される画像データ及びこの画像データの関心領域における輝度分布を表すヒストグラムの一例を示した図である。

図６（ａ）において、画像データ６１は、被検体Ｐの大腿部へのＸ線照射に応じて生成され、被検体Ｐを透過したＸ線に対応する低輝度の被写体データ６１１、及び被検体Ｐ以外を通過した直接Ｘ線に対応する高輝度の空気データ６１２により構成される。そして、画像データ６１には、関心領域６１３が設定されている。

ヒストグラム７１は、画像データ６１の関心領域６１３における輝度の分布を表し、空気データ６１２の高輝度領域に対応するピーク７１１、及び被写体データ６１１の低輝度領域に対応するピーク７１２を有する。そして、ピーク７１１の輝度は、例えば下肢輝度値よりも高輝度を示している。

ここで、被検体Ｐの大腿部へのＡＢＣ制御によるＸ線照射に応じて生成される画像データは、画像データ６１と同様に、低輝度の被写体データ及び高輝度の空気データにより構成される。そして、その画像データの関心領域６１３と同じ領域における輝度分布は、ヒストグラム７２として表される。このヒストグラム７２の空気データに対応する高輝度領域のピーク７２１の輝度は、例えば下肢輝度値よりも高輝度を示している。

図６（ｂ）において、画像データ６２は、図６（ａ）に示した画像データ６１の生成された位置からＬ１方向へ移動した被検体Ｐの膝部へのＸ線照射に応じて生成され、被検体Ｐを透過したＸ線に対応する低輝度の被写体データ６２１、及び被検体Ｐ以外を通過した直接Ｘ線に対応する高輝度の空気データ６２２により構成される。そして、画像データ６２には、画像データ６１の関心領域６１３と同じ領域に関心領域６２３が設定されている。

ヒストグラム７３は、画像データ６２の関心領域６２３における輝度の分布を表し、空気データ６２２の高輝度領域に対応するピーク７３１、及び被写体データ６２１の低輝度領域に対応するピーク７３２を有する。そして、ピーク７３１の輝度は、例えば下肢輝度値に一致している。

ここで、被検体Ｐの膝部へのＡＢＣ制御によるＸ線照射に応じて生成される画像データは、画像データ６２と同様に、低輝度の被写体データ及び高輝度の空気データにより構成される。そして、その画像データの関心領域６２３と同じ領域における輝度分布は、ヒストグラム７４として表される。空気データの高輝度領域に対応するピーク７４１の輝度はヒストグラム７３のピーク７３１の輝度よりも低輝度を示し、被写体データの低輝度領域に対応するピーク７４２の輝度は、ピーク７３２の輝度よりも低輝度を示すことになる。

また、画像データ６２は大腿部よりも投影断面積が小さい上に体厚が薄い膝部のデータであるため、被写体データ６２１は図６（ａ）の被写体データ６１１よりも狭い面積を有し、空気データ６２２は図６（ａ）の空気データ６１２よりも広い面積を有する。このため、ＡＢＣ制御では、被検体Ｐの膝部に照射するＸ線の強度を大腿部に照射する場合よりも下げる。これにより、ピーク７４１の輝度はヒストグラム７２のピーク７２１の輝度よりも低輝度を示し、ピーク７４２の輝度はピーク７２２の輝度よりも低輝度を示すことになる。

このように、ピーク位置下肢制御では、Ｘ線透過率の高い直接Ｘ線に対応するピーク７３１の輝度を下肢輝度値以上にすることにより、ＡＢＣ制御によるピーク７４２の輝度よりも高いピーク７３２の輝度に上げることができる。これにより、被検体Ｐの膝部の診断や治療の対象である血管の骨に重なる部分を骨と容易に識別することができる画像データを生成することができる。

図６（ｃ）において、画像データ６３は、図６（ｂ）に示した画像データ６２の生成された位置からＬ１方向へ移動した被検体Ｐの足先へのＸ線照射に応じて生成され、被検体Ｐを透過したＸ線に対応する低輝度の被写体データ６３１、及び被検体Ｐ以外を通過した直接Ｘ線に対応する高輝度の空気データ６３２により構成される。そして、画像データ６３には、図６（ａ）の画像データ６１における関心領域６１３と同じ領域に関心領域６３３が設定されている。

ヒストグラム７５は、画像データ６１の関心領域６３３における輝度の分布を表し、空気データ６３２の高輝度領域に対応するピーク７５１、及び被写体データ６３１の低輝度領域に対応するピーク７５２を有する。そして、ピーク７５１の輝度は、下肢輝度値に一致している。

ここで、被検体Ｐの足先へのＡＢＣ制御によるＸ線照射に応じて生成される画像データは、画像データ６１と同様に、低輝度の被写体データ及び高輝度の空気データにより構成される。そして、その画像データの関心領域６３３と同じ領域における輝度分布は、ヒストグラム７６として表される。このヒストグラム７６における空気データの高輝度領域に対応するピーク７６１の輝度はヒストグラム７４のピーク７４１の輝度よりも低輝度を示し、被写体データの低輝度領域に対応するピーク７６２はピーク７４２よりも低輝度を示すことになる。

また、画像データ６３は膝部よりも投影断面積が小さい上に体厚が薄い足先のデータであるため、被写体データ６３１は図６（ｂ）の被写体データ６２１よりも小さい面積を有し、空気データ６３２は図６（ｂ）の空気データ６２２よりも大きな面積を有する。このため、被検体Ｐの足先に照射するＸ線の強度を膝部に照射する場合よりも下げる。これにより、ピーク７６１の輝度はヒストグラム７４におけるピーク７４１の輝度よりも低輝度を示し、ピーク７６２の輝度はピーク７４２の輝度よりも低輝度を示すことになる。

このように、ピーク位置下肢制御では、Ｘ線透過率の高い直接Ｘ線に対応するピーク７５１の輝度を下肢輝度値以上にすることにより、ＡＢＣ制御によるピーク７６２の輝度よりも高いピーク７５２の輝度に上げることができる。これにより、被検体Ｐの足先の診断や治療の対象である血管の骨に重なる部分を骨と容易に識別することができる画像データを生成することができる。

なお、輝度の範囲を例えば４０９５階調で表し、ＡＢＣ制御における設定輝度値を例えば３００としたとき、画像データ６１乃至６３の被写体データ６１１，６２１，６３１に含まれる骨に重なった血管のデータの識別が可能なように、下肢輝度を例えば２０００〜４０９５の範囲で設定する。

ステップＳ４の後に、高電圧発生部４１は、Ｘ線制御部４２の下肢制御により、Ｘ線照射部１０を照射駆動する。Ｘ線照射部１０は、Ｌ１方向へ移動している天板１８上に載置された被検体Ｐの下肢にＸ線を照射する。Ｘ線検出部１４は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出してＸ線投影データを生成し、生成したＸ線投影データを画像データ生成部２５に出力する。画像データ生成部２５は、Ｘ線検出部１４から出力されたＸ線投影データから画像データを生成し、生成した画像データを輝度検出部３０、下肢検出部３５、及び表示部５０に出力する。

ステップＳ４の後、被検体Ｐの、操作部５１からＸ線透視停止の操作が行われると、システム制御部５２が、Ｘ線照射部１０、Ｘ線検出部１４、機構部２０、画像データ生成部２５、輝度検出部３０、下肢検出部３５、及び高電圧部４０にＸ線透視の停止を指示することにより、Ｘ線診断装置１００は動作を終了する（図４のステップＳ５）。

次に、図７及び図８を参照して、下肢制御における可変下肢制御の例を説明する。

図７は、輝度検出部３０から出力される平均輝度を被検体Ｐの位置に応じて設定輝度値以上の範囲で可変するためのグラフの一例を示した図である。このグラフ８０は例えばシグモイド曲線で表され、下肢検出部３５で下肢データが検出されたときを起点としてＸ線照射される被検体Ｐの下肢の位置と輝度の関係を表している。

ここで、下肢検出部３５で下肢データが検出されたときの被検体Ｐの股の付け根である位置「０」に対して、輝度の範囲を例えば４０９５階調で表したときの設定輝度値である例えば「３００」を輝度の下限として定める。また、被検体Ｐの股の付け根及び膝部よりも投影断面積が小さい上に体厚が薄い足先である位置「Ｘ２」に対して、輝度の上限である例えば「７５０」を定める。更に、被検体Ｐの股の付け根よりも投影断面積が小さい上に体厚が薄く、且つ足先よりも投影断面積が大きい上に体厚が厚い膝部である位置「Ｘ１」に対して、「７５０」付近の「Ｂ」を定める。これによりグラフ８０を作成することができる。

Ｘ線制御部４２は、輝度検出部３０から出力される平均輝度をＬ１方向へ移動する被検体Ｐの位置に応じて下限である「３００」と上限である「７５０」間でグラフ８０に沿った輝度に可変するための可変下肢制御を行う。

そして、被検体Ｐが位置「０」であるとき、輝度検出部３０から出力される平均輝度が「３００」になるＸ線照射条件を設定し、設定したＸ線照射条件でＸ線管１１が照射駆動されるように高電圧発生部４１を制御する。

また、被検体Ｐが位置「０」からＬ１方向に例えば２０ｃｍ移動した位置「Ｘ１」であるとき、輝度検出部３０から出力される平均輝度が「Ｂ」になるＸ線照射条件を設定し、設定したＸ線照射条件でＸ線管１１が照射駆動されるように高電圧発生部４１を制御する。

更に、被検体Ｐが位置「Ｘ１」からＬ１方向に移動した位置「Ｘ２」であるとき、輝度検出部３０から出力される平均輝度が「７５０」になるＸ線照射条件を設定し、設定したＸ線照射条件でＸ線管１１が照射駆動されるように高電圧発生部４１を制御する。

なお、股の付け根から膝部までの長さである「Ｘ１」、及び股の付け根から足先までの長さである「Ｘ２」を被検体Ｐ毎に操作部５１から入力することにより、より適切なＸ線を照射することができる。

このように、可変下肢制御では、輝度検出部３０から出力される平均輝度を被検体Ｐの下肢の位置に応じて設定輝度値以上の範囲でグラフ８０に沿って可変することができる。これにより、被検体Ｐの下肢の診断や治療の対象である血管の骨に重なる部分を骨と容易に識別することができる画像データを生成することができる。

以上述べた本発明の実施例によれば、輝度検出部３０からの輝度情報及び下肢検出部３５からの下肢検出情報に基づいて、下肢検出部３５で下肢データが検出される前に画像データ生成部２５で生成された画像データの関心領域における平均輝度を設定輝度値にするためのＡＢＣ制御を行うことができる。

また、下肢検出部３５で下肢データが検出された後に画像データ生成部２５で生成される画像データの関心領域における輝度を所定の輝度値以上にするための下肢制御を行うことができる。そして、下肢制御では、輝度検出部３０から出力されるピーク輝度を下肢輝度値以上にするためのピーク位置下肢制御を行うことができる。また、輝度検出部３０から出力される平均輝度を被検体Ｐの位置に応じて設定輝度値以上の範囲でグラフ８０に沿って可変するための可変下肢制御を行うことができる。

これにより、下肢へのＸ線照射に応じて生成される画像データの輝度を、ＡＢＣ制御によるＸ線照射に応じて生成される画像データの輝度よりも上げることが可能となり、被検体Ｐの下肢の診断や治療の対象である血管の骨に重なる部分を骨と容易に識別することができる画像データを得ることができる。また、フィルタを置く手間を削減し、画像データの画質が良くなることで、手技の時間を軽減することができる。

Ｐ被検体
１０Ｘ線照射部
１１Ｘ線管
１２Ｘ線絞り器
１４Ｘ線検出部
１５Ｘ線検出器
１６信号処理部
１８天板
１９Ｃアーム
２０機構部
２１天板移動機構
２２アーム移動機構
２３機構制御部
２５画像データ生成部
３０輝度検出部
３５下肢検出部
４０高電圧部
４１高電圧発生部
４２Ｘ線制御部
５０表示部
５１操作部
５２システム制御部
１００Ｘ線診断装置

Claims

天板上に載置された被検体に対してＸ線を照射するＸ線照射手段と、
前記Ｘ線照射手段により照射され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、
前記Ｘ線検出手段により検出されたＸ線に基づいてＸ線画像を生成する画像生成手段と、
前記Ｘ線画像における略下端の画素を調べることにより、前記画像生成手段により生成されたＸ線画像における前記被検体の股間を検出するための股間検出手段と、
前記検出した結果に基づいて制御条件を切り替えるＸ線制御手段と、
前記Ｘ線照射手段を照射駆動する高電圧発生手段と、
前記股間検出手段により検出された後に生成されるＸ線画像の関心領域における輝度の分布を表すヒストグラムから、前記被検体以外を通過した直接Ｘ線に対応するピークの輝度を検出する輝度検出手段と、を備え、
前記Ｘ線制御手段は、前記股間検出手段により検出される前に生成されたＸ線画像の関心領域における輝度が予め設定された設定輝度値になるＸ線照射条件を設定し、この設定したＸ線照射条件で前記Ｘ線照射手段が照射駆動されるように前記高電圧発生手段を制御し、前記股間検出手段により検出された後に生成されるＸ線画像の関心領域における輝度が所定の輝度値以上になるＸ線照射条件を設定し、この設定したＸ線照射条件で前記Ｘ線照射手段が照射駆動されるように前記高電圧発生手段を制御し、前記輝度検出手段により検出されたピークの輝度が所定の輝度値以上になるＸ線照射条件を設定し、この設定したＸ線照射条件で前記Ｘ線照射手段が照射駆動されるように前記高電圧発生手段を制御することを特徴とするＸ線診断装置。
前記天板を前記被検体の頭部の方向に移動する、又は前記Ｘ線照射手段及び前記Ｘ線検出手段を前記被検体の足先の方向に移動する移動手段を有し、
前記股間検出手段は、前記移動手段による前記天板、又は前記Ｘ線照射手段及び前記Ｘ線検出手段の移動中に、前記画像生成手段により生成されたＸ線画像から前記股間を検出するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
前記股間検出手段は、前記画像生成手段により生成された一方が前記被検体の頭部の方向を示し、他方が足先の方向を示すＸ線画像における前記他方の端部の一端部から他端部の方向へ向けて画素を調べ、前記他方の端部が低輝度の画素領域を検出した後に高輝度の画素領域を検出し、その高輝度の画素領域を検出した後に低輝度の画素領域を検出する３つの領域により構成されている場合、又は前記他方の端部が１つめの高輝度の画素領域又は低輝度の画素領域の一方の画素領域を検出した後に１つめの他方の画素領域を検出し、その１つめの他方の画素領域を検出した後に２つめの一方の画素領域を検出し、その２つめの一方の画素領域を検出した後に２つめの他方の画素領域を検出する４つの領域により構成されている場合に股間を検出することを特徴とする請求項２に記載のＸ線診断装置。
天板上に載置された被検体に対してＸ線を照射するＸ線照射手段と、
前記Ｘ線照射手段により照射され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、
前記Ｘ線検出手段により検出されたＸ線に基づいてＸ線画像を生成する画像生成手段と、
前記Ｘ線画像における略下端の画素を調べることにより、前記画像生成手段により生成されたＸ線画像における前記被検体の股間を検出するための股間検出手段と、
前記検出した結果に基づいて制御条件を切り替えるＸ線制御手段と、
前記Ｘ線照射手段を照射駆動する高電圧発生手段と、を備え、
前記Ｘ線制御手段は、前記股間検出手段により検出される前に生成されたＸ線画像の関心領域における輝度が予め設定された設定輝度値になるＸ線照射条件を設定し、この設定したＸ線照射条件で前記Ｘ線照射手段が照射駆動されるように前記高電圧発生手段を制御し、前記股間検出手段により検出された後に生成されるＸ線画像の関心領域における輝度を前記被検体の位置に応じて前記設定輝度値以上の範囲で予め設定されたグラフに沿って可変するＸ線照射条件を設定し、この設定したＸ線照射条件で前記Ｘ線照射手段が照射駆動されるように前記高電圧発生手段を制御し、
前記所定の輝度値は、前記設定輝度値であることを特徴とするＸ線診断装置。
前記天板を前記被検体の頭部の方向に移動する、又は前記Ｘ線照射手段及び前記Ｘ線検出手段を前記被検体の足先の方向に移動する移動手段を有し、
前記股間検出手段は、前記移動手段による前記天板、又は前記Ｘ線照射手段及び前記Ｘ線検出手段の移動中に、前記画像生成手段により生成されたＸ線画像から前記股間を検出するようにしたことを特徴とする請求項４に記載のＸ線診断装置。
前記股間検出手段は、前記画像生成手段により生成された一方が前記被検体の頭部の方向を示し、他方が足先の方向を示すＸ線画像における前記他方の端部の一端部から他端部の方向へ向けて画素を調べ、前記他方の端部が低輝度の画素領域を検出した後に高輝度の画素領域を検出し、その高輝度の画素領域を検出した後に低輝度の画素領域を検出する３つの領域により構成されている場合、又は前記他方の端部が１つめの高輝度の画素領域又は低輝度の画素領域の一方の画素領域を検出した後に１つめの他方の画素領域を検出し、その１つめの他方の画素領域を検出した後に２つめの一方の画素領域を検出し、その２つめの一方の画素領域を検出した後に２つめの他方の画素領域を検出する４つの領域により構成されている場合に股間を検出することを特徴とする請求項５に記載のＸ線診断装置。
天板上に載置された被検体に対してＸ線を照射するＸ線照射手段と、
前記Ｘ線照射手段により照射され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、
前記Ｘ線検出手段により検出されたＸ線に基づいてＸ線画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段により生成されたＸ線画像における前記被検体の下肢を検出するための下肢検出手段と、
前記検出した結果に基づいて制御条件を切り替えるＸ線制御手段と、
前記Ｘ線照射手段を照射駆動する高電圧発生手段と、
前記下肢検出手段により検出された後に生成されるＸ線画像の関心領域における輝度の分布を表すヒストグラムから、前記被検体以外を通過した直接Ｘ線に対応するピークの輝度を検出する輝度検出手段と、を有し、
前記Ｘ線制御手段は、前記輝度検出手段により検出されたピークの輝度が前記所定の輝度値以上になるＸ線照射条件を設定し、この設定したＸ線照射条件で前記Ｘ線照射手段が照射駆動されるように前記高電圧発生手段を制御することを特徴とするＸ線診断装置。
前記天板を前記被検体の頭部の方向に移動する、又は前記Ｘ線照射手段及び前記Ｘ線検出手段を前記被検体の足先の方向に移動する移動手段を有し、
前記下肢検出手段は、前記移動手段による前記天板、又は前記Ｘ線照射手段及び前記Ｘ線検出手段の移動中に、前記画像生成手段により生成されたＸ線画像から前記下肢を検出するようにしたことを特徴とする請求項７に記載のＸ線診断装置。
前記下肢検出手段は、前記画像生成手段により生成された一方が前記被検体の頭部の方向を示し、他方が足先の方向を示すＸ線画像における前記他方の端部の一端部から他端部の方向へ向けて画素を調べ、前記他方の端部が低輝度の画素領域を検出した後に高輝度の画素領域を検出し、その高輝度の画素領域を検出した後に低輝度の画素領域を検出する３つの領域により構成されている場合、又は前記他方の端部が１つめの高輝度の画素領域又は低輝度の画素領域の一方の画素領域を検出した後に１つめの他方の画素領域を検出し、その１つめの他方の画素領域を検出した後に２つめの一方の画素領域を検出し、その２つめの一方の画素領域を検出した後に２つめの他方の画素領域を検出する４つの領域により構成されている場合に下肢を検出することを特徴とする請求項８に記載のＸ線診断装置。
天板上に載置された被検体に対してＸ線を照射するＸ線照射手段と、
前記Ｘ線照射手段により照射され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、
前記Ｘ線検出手段により検出されたＸ線に基づいてＸ線画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段により生成されたＸ線画像における前記被検体の下肢を検出するための下肢検出手段と、
前記検出した結果に基づいて制御条件を切り替えるＸ線制御手段と、
前記Ｘ線照射手段を照射駆動する高電圧発生手段と、を備え、
前記Ｘ線制御手段は、前記下肢検出手段により検出される前に生成されたＸ線画像の関心領域における輝度が予め設定された設定輝度値設定輝度値以上の範囲で予め設定されたグラフに沿って可変するＸ線照射条件を設定し、この設定したＸ線照射条件で前記Ｘ線照射手段が照射駆動されるように前記高電圧発生手段を制御することを特徴とするＸ線診断装置。
前記天板を前記被検体の頭部の方向に移動する、又は前記Ｘ線照射手段及び前記Ｘ線検出手段を前記被検体の足先の方向に移動する移動手段を有し、
前記下肢検出手段は、前記移動手段による前記天板、又は前記Ｘ線照射手段及び前記Ｘ線検出手段の移動中に、前記画像生成手段により生成されたＸ線画像から前記下肢を検出するようにしたことを特徴とする請求項１０に記載のＸ線診断装置。
前記下肢検出手段は、前記画像生成手段により生成された一方が前記被検体の頭部の方向を示し、他方が足先の方向を示すＸ線画像における前記他方の端部の一端部から他端部の方向へ向けて画素を調べ、前記他方の端部が低輝度の画素領域を検出した後に高輝度の画素領域を検出し、その高輝度の画素領域を検出した後に低輝度の画素領域を検出する３つの領域により構成されている場合、又は前記他方の端部が１つめの高輝度の画素領域又は低輝度の画素領域の一方の画素領域を検出した後に１つめの他方の画素領域を検出し、その１つめの他方の画素領域を検出した後に２つめの一方の画素領域を検出し、その２つめの一方の画素領域を検出した後に２つめの他方の画素領域を検出する４つの領域により構成されている場合に下肢を検出することを特徴とする請求項１１に記載のＸ線診断装置。