JP6264589B2 - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線を用いて骨密度測定などを行うＸ線撮影装置に関し、特にＸ線画像の撮影位置およびＸ線照射野を補正する技術に関する。

医療現場では、骨粗鬆症などの診断を行うためのデータとして、骨密度の測定を行う場合がある。骨密度の測定方法の一例としては、Ｘ線撮影装置を用いて腰椎の椎体などを関心部位とするＸ線画像を撮影する方法が挙げられる。そして、このような骨密度測定用のＸ線画像（測定用Ｘ線画像）を撮影する手法として、デュアルエナジーサブトラクション法が開示されている。

デュアルエナジーサブトラクション法は、高エネルギーのＸ線を被検体に照射して得られる高電圧Ｘ線画像から、低エネルギーのＸ線を被検体に照射して得られる低電圧Ｘ線画像を減算画像処理して減算画像（サブトラクション画像）を生成する手法である。この場合、Ｘ線透過性の低い骨部組織と、Ｘ線透過性の高い軟部組織との画像を個別に取得することが可能となる。

なお測定用Ｘ線画像を撮影する場合、Ｘ線の散乱やＸ線像の歪みなどの発生を回避すべく、Ｘ線照射野をスリット状（短冊状）に調整してからＸ線照射を行う手法について開示されている（例えば、特許文献１参照）。すなわちＸ線管と、Ｘ線照射野を短冊状に調整するコリメータとを被検体の体軸方向に平行移動させつつＸ線照射を繰り返すことにより、短冊状のサブトラクション画像を複数枚生成する。そして、生成された短冊状のサブトラクション画像の各々を被検体の体軸方向に繋ぎ合わせることにより、被検体の体軸方向に伸びる測定用Ｘ線画像を再構成する。操作者は再構成された測定用Ｘ線画像を用いて骨密度の解析を行う。

ここで骨密度測定に用いられるＸ線撮影装置について説明する。従来のＸ線撮影装置１００は図１５（ａ）に示すように、被検体Ｍを載置させる天板１０１と、被検体Ｍに対してＸ線を照射するＸ線管１０３と、Ｘ線を検出して電気信号であるＸ線検出信号に変換するＸ線検出器１０５とを備えている。Ｘ線管１０３から照射されるＸ線の出力は、図示しないＸ線照射制御部によって制御される。

Ｘ線管１０３の下方には、コリメータ１０７が設けられている。コリメータ１０７はコリメータ制御機構１０９の制御に従って、Ｘ線管１０３から照射されるＸ線を角錐状に制限する。Ｘ線管１０３とＸ線検出器１０５は撮像系を構成しており、天板１０１を挟んで対向配置されている。Ｘ線検出器１０５としては、フラットパネル型検出器（ＦＰＤ）などが用いられる。撮像系の各々はｘ方向（天板１０１の長手方向、および被検体Ｍの体軸方向）に移動するように構成されている。撮像系の各々の移動は、撮像系移動機構１１１によって制御される。

Ｘ線検出器１０５の後段には画像生成部１１３が設けられている。画像生成部１１３は、Ｘ線検出器１０５から出力されるＸ線検出信号に基づいて、高電圧Ｘ線画像および低電圧Ｘ線画像を生成する。サブトラクション処理部１１５は、画像生成部１１３が生成する高電圧Ｘ線画像から低電圧Ｘ線画像を減算するサブトラクション処理を行い、サブトラクション画像を複数枚生成する。再構成部１１７はサブトラクション処理部１１５が生成するサブトラクション画像の各々を被検体Ｍの体軸方向に繋ぎ合わせ、骨密度測定に用いる測定用Ｘ線画像を再構成する。

骨密度測定に用いる測定用Ｘ線画像の撮影を行う場合、予め測定用Ｘ線画像の撮影位置を設定する。すなわち、測定用Ｘ線画像に映る予定のＸ線像を参照すべく、Ｘ線照射野を広くした状態で、低線量のＸ線を被検体Ｍに照射するＸ線透視を行う。Ｘ線透視により、被検体の腰椎の椎体Ｋや骨盤Ｌが映し出されるＸ線透視画像Ｐ（プレ画像Ｐ）が断続的に取得される。プレ画像Ｐは測定用Ｘ線画像の撮影範囲の設定に用いるＸ線画像である。

操作者は取得されるプレ画像Ｐに映るＸ線像を参照して、Ｘ線透視を継続しつつＸ線管１０３の位置を適宜制御し、ターゲットである椎体Ｋがプレ画像Ｐの中心に位置するように、プレ画像Ｐの撮影位置を調整する（図１５（ｂ））。撮影位置を調整したプレ画像Ｐにおいて、被検体Ｍの腰椎の椎体Ｋの各々は、ｙ方向の中心線Ｈの線上に映し出される（図１５（ｃ））。そして撮影位置を調整したプレ画像Ｐの撮影範囲を測定用Ｘ線画像の撮影範囲として設定する。その後、プレ画像Ｐの撮影範囲に基づいて、ｙ方向に広がり、ｘ方向に厚さＴを有する短冊状にＸ線照射野を制限し、Ｘ線管１０３を図１６（ａ）において実線で示す位置へ移動させる。

そしてＸ線管１０３を図１６（ａ）において実線で示す位置から破線で示す位置へ移動させつつ、Ｘ線画像の撮影を行う。このとき、Ｘ線管１０３がｘ方向に厚さＴに相当する距離を移動する度に、Ｘ線管１０３に対して高電圧と低電圧とを交互に印加し、Ｘ線を照射させる。画像生成部１１３は各々の電圧に応じて、各々の撮影位置において高電圧Ｘ線画像および低電圧Ｘ線画像の各々を生成する。サブトラクション処理部１１５は各々のＸ線画像に基づいてサブトラクション画像を生成する。

このように、プレ画像Ｐの撮影範囲について、ｘ方向の幅をＴとする短冊状のサブトラクション画像Ｓ１〜Ｓ６が生成される（図１６（ｂ）、上図）。最後に再構成部１１７はサブトラクション画像Ｓ１〜Ｓ６をｘ方向に繋ぎ合わせ、腰椎の椎体Ｋや骨盤Ｌなどが映し出される測定用Ｘ線画像Ｑを再構成する（図１６（ｂ）、下図）。

サブトラクション画像Ｓ１〜Ｓ６の各々を生成する際に照射されるＸ線は、ｘ方向への広がりが小さい。そのため、サブトラクション画像Ｓ１〜Ｓ６の各々は、Ｘ線の散乱の影響やＸ線像の歪みが小さい。従って、これらの画像を再構成して得られる測定用Ｘ線画像Ｑは、骨密度の解析に適した高品質のＸ線画像である。

特開２０１３−１８４０１７号公報

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題点がある。
すなわち従来の装置においてプレ画像Ｐの撮影位置を調整する場合、プレ画像Ｐの撮影位置が適切な位置となるまで、Ｘ線透視画像を断続的に生成しつつ、Ｘ線管１０３の位置の微調整を行う。この場合、Ｘ線管１０３が適切な撮影位置に移動するまで被検体ＭにＸ線が照射され続ける結果、Ｘ線透視の際における被検体Ｍの被曝量が増大する。

また、測定用Ｘ線画像Ｑの正確な撮影範囲をより確実に確認するため、プレ画像Ｐの撮影範囲は広い方が望ましい。一方、測定用Ｘ線画像Ｑにおいて骨密度測定に必要な領域は、腰椎の椎体Ｋなどの骨部組織の領域、および骨部組織の近傍の領域に限られる。しかしながらサブトラクション画像Ｓ１〜Ｓ６のＸ線照射野はｙ方向に広いので、従来例における測定用Ｘ線画像Ｑは、骨密度の解析に不要な領域を含んでいる（例えば、符号Ｒで示す領域）。このように、骨密度測定に不要な領域にまでＸ線照射を行っているので、Ｘ線撮影の際における被検体Ｍの被曝量が増大するという問題も懸念される。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、骨密度測定などに用いるＸ線画像を撮影する際に、被検体の被曝量をより低く抑えることを可能とするＸ線撮影装置を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係るＸ線撮影装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線源と、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線源および前記Ｘ線検出手段からなる撮像系を前記被検体に対して相対的に移動させる撮像系移動手段と、前記Ｘ線検出手段が出力する検出信号を用いて、前記被検体の体軸方向を短手方向とする短冊状のＸ線画像である短冊画像を前記被検体の体軸に沿って複数枚生成する短冊画像生成手段と、前記短冊画像生成手段が生成する複数枚の前記短冊画像を、前記被検体の体軸方向に繋ぎ合わせて単一の合成画像を再構成する再構成手段と、前記Ｘ線検出手段が出力する検出信号を用いて、前記合成画像の撮影範囲を設定するために用いるＸ線画像をプレ画像として生成するプレ画像生成手段と、前記プレ画像を生成する指示を入力するプレ画像生成指示手段と、前記プレ画像生成指示手段に入力される前記指示に基づいて前記Ｘ線源からパルスＸ線を単発照射させるように前記Ｘ線源を制御する照射制御手段と、前記プレ画像に映るＸ線像から特徴領域を抽出する特徴領域抽出手段と、前記特徴領域抽出手段が抽出する前記特徴領域の中心と、前記プレ画像の中心との位置関係を補正量として算出する補正量算出手段と、前記補正量算出手段が算出する前記補正量に基づいて、前記特徴領域の中心が前記合成画像の撮影範囲の中心に一致するように前記撮像系移動手段を制御する撮像系移動制御手段とを備えることを特徴とするものである。

本発明に係るＸ線撮影装置によれば、特徴領域抽出手段は、合成画像の撮影範囲の設定に用いるプレ画像から特徴領域を抽出する。補正量算出手段は、プレ画像のＸ線像から抽出される特徴領域の中心と、プレ画像の中心との位置関係に基づいて補正量を算出する。撮像系移動制御手段は、補正量に基づいて撮像系移動手段を制御する。すなわちプレ画像が生成されると、自動的に特徴領域の抽出および補正量の算出が行われる。

そして撮像系移動制御手段は補正量に基づいて、特徴領域の中心が合成画像の撮影範囲の中心に一致するように撮像系移動手段を制御し、撮像系の各々を移動させる。補正量はプレ画像のＸ線像から抽出される特徴領域の中心と、プレ画像の中心との位置関係に基づいて算出される値である。そのため、プレ画像１枚を生成することによって、特徴領域の中心が合成画像の撮影範囲の中心に一致するように、適切な撮像系の位置が自動的に算出される。

従って、特徴領域の中心が合成画像の中心と一致するような撮像系の位置を設定するために、Ｘ線を照射し続けて断続的にプレ画像を生成する必要がない。また、プレ画像を１枚生成することにより、特徴領域の中心が合成画像の中心に一致するような、適切な合成画像の撮影範囲を迅速に設定できる。その結果、Ｘ線の照射時間を短縮し、被検体の被曝量を低く抑えることができる。さらに迅速に合成画像の撮影範囲を設定できるので、合成画像の撮影に要する時間を短縮することが可能となる。

さらに、プレ画像はプレ画像生成指示手段に指示を入力することによって生成される。そして照射制御手段はプレ画像生成指示手段に入力される指示に基づいて、Ｘ線源からパルスＸ線を単発照射させる。この場合、プレ画像生成指示手段の入力時間などの差異に関わらず、Ｘ線照射時間は常にパルスＸ線の単発照射に応じた所定の短時間となる。そのため、簡便な操作によってＸ線照射時間は確実に所定の短時間となる。その結果、被検体Ｍの被曝量を抑制できるとともに、生成されるプレ画像ごとにＸ線照射時間が異なることを確実に回避できる。

また、本発明に係るＸ線撮影装置は、前記撮像系移動制御手段は前記補正量に基づいて前記特徴領域の中心と前記プレ画像の撮影範囲の中心とが一致するように前記撮像系移動手段を制御し、前記プレ画像生成手段は、前記撮像系移動制御手段が前記特徴領域の中心と前記プレ画像の撮影範囲の中心とが一致するように前記撮像系移動手段を制御した後に前記プレ画像を再度生成することが好ましい。

本発明に係るＸ線撮影装置によれば、プレ画像生成手段は、前記撮像系移動制御手段が特徴領域の中心とプレ画像の撮影範囲の中心とが一致するように撮像系移動手段を制御した後にプレ画像を再度生成する。この場合、再度生成されたプレ画像の中心は特徴領域の中心と一致すると同時に、合成画像の中心と一致する。従って、再度生成されたプレ画像を参照することにより、合成画像の中心と特徴領域の中心とが実際に一致しているか否かを予め確認できる。そのため、合成画像の撮影範囲をより適切な位置に設定できる。

また、本発明に係るＸ線撮影装置は、前記撮像系移動制御手段は前記補正量に基づいて前記特徴領域の中心と前記合成画像の撮影範囲の中心とが一致するように前記撮像系移動手段を制御して、前記撮像系を前記プレ画像の撮影位置から前記短冊画像の撮影位置へ移動させることが好ましい。

本発明に係るＸ線撮影装置によれば、撮像系移動制御手段は、プレ画像の撮影位置から前記短冊画像の撮影位置へ移動させる。この場合、プレ画像を生成した後、撮像系は補正量に基づいてプレ画像の撮影位置から短冊画像の撮影位置へ直接移動して短冊画像の撮影を開始する。従って、合成画像の撮影に要する時間を短縮できるので、操作者や被検体が受ける負担をより軽減できる。また、合成画像をより効率的に撮影できる。

また、本発明に係るＸ線撮影装置は、Ｘ線を遮蔽する遮蔽部が設けられ、前記Ｘ線源から照射されるＸ線の照射野を制御するコリメータと、前記遮蔽部の開閉移動を制御するコリメータ制御手段と、前記特徴領域抽出手段が抽出する前記特徴領域の幅に基づいて、前記短冊画像の各々の生成時における前記遮蔽部の開き量を開閉量として算出する開閉量算出部とを備え、前記短冊画像の各々は、前記コリメータ制御手段が前記開閉量の各々に基づいて前記遮蔽部の開閉移動を制御することによって生成されることが好ましい。

本発明に係るＸ線撮影装置によれば、開閉量算出部はプレ画像に映るＸ線像から抽出される特徴領域の幅に基づいて開閉量を算出する。開閉量は、短冊画像の各々を生成する際における遮蔽部の開き量であり、短冊画像の各々について、特徴領域の幅に基づいた適切な開閉量がそれぞれ算出される。

そしてコリメータ制御手段が開閉量の各々に基づいて遮蔽部の開閉移動を制御することによって短冊画像の各々が生成される。そのため短冊画像の各々は、特徴領域に基づいて設定された適切なＸ線照射野に対してＸ線が照射されることによって生成される。従って、各短冊画像を生成する際にＸ線が照射される範囲を好適に制限できるので、被検体の被曝量をより低く抑えることが可能となる。

また、本発明に係るＸ線撮影装置は、前記Ｘ線源に高電圧が印加された場合に前記短冊画像生成手段が生成する前記短冊画像と、前記Ｘ線源に低電圧が印加された場合に前記短冊画像生成手段が生成する前記短冊画像とに対してサブトラクション処理を行うサブトラクション処理手段を備えることが好ましい。

本発明に係るＸ線撮影装置によれば、サブトラクション処理手段はＸ線源に高電圧が印加された場合に短冊画像生成手段が生成する短冊画像と、Ｘ線源に低電圧が印加された場合に短冊画像生成手段が生成する短冊画像とに対してサブトラクション処理を行う。サブトラクション処理によって、Ｘ線の透過率が異なる領域の画像を個別に得ることができる。そして再構成画像はサブトラクション処理が行われた短冊画像を繋ぎ合わせ、合成画像を再構成する。この場合、合成画像に映る画像は全てサブトラクション処理が行われている。そのため合成画像を用いることにより、広い関心領域について精度の高い診断を行うことが可能となる。

また、本発明に係るＸ線撮影装置は、前記Ｘ線源に高電圧が印加された場合に前記再構成手段が再構成する前記合成画像と、前記Ｘ線源に低電圧が印加された場合に前記再構成手段が再構成する前記合成画像とに対してサブトラクション処理を行うサブトラクション処理手段を備えることが好ましい。

本発明に係るＸ線撮影装置によれば、サブトラクション処理手段はＸ線源に高電圧が印加された場合に再構成される合成画像と、Ｘ線源に低電圧が印加された場合に再構成される合成画像とに対してサブトラクション処理を行う。この場合、サブトラクション処理によって、より広い範囲についてＸ線の透過率が異なる領域の画像を個別に得られる画像を取得できる。従って、サブトラクション処理が行われた合成画像を用いることにより、より広い関心領域について精度の高い診断を行うことが可能となる。

また、本発明に係るＸ線撮影装置において、前記特徴領域抽出手段が抽出する前記特徴領域は、前記被検体の椎体の領域であることが好ましい。

本発明に係るＸ線撮影装置によれば、特徴領域抽出手段はプレ画像のＸ線像から、被検体の椎体の領域を抽出する。そしてプレ画像補正手段は椎体の領域の中心がプレ画像の中央と一致するようにプレ画像を補正する。この場合、補正されたプレ画像を用いて得られる合成画像は、椎体の領域が好適に映り込む画像である。椎体の領域は骨密度測定などに用いられる領域であるので、合成画像を用いて骨密度測定をより好適に行うことが可能となる。

また、本発明に係るＸ線撮影装置において、前記開閉量算出手段は、前記椎体の領域からの距離が所定の値以下である骨密度の測定に要する領域と、前記椎体の領域とが前記Ｘ線の照射野に含まれるように、前記開閉量を前記短冊画像の各々について算出することが好ましい。

本発明に係るＸ線撮影装置によれば、椎体の領域からの距離が所定の値以下である、骨密度の測定に要する領域と椎体の領域とがＸ線の照射野に含まれるように開閉量が算出される。そのため開閉量に基づいて、被検体の被曝量を抑えつつ、骨密度の測定を可能とするＸ線照射野の範囲が定まることとなる。また、開閉量は短冊画像の各々について算出されるので、各短冊画像において被検体の被曝量を抑えつつ、骨密度の測定を可能とする最適なＸ線照射野の範囲が定まる。従って、被検体の被曝量をより低く抑えつつ、骨密度測定に適する合成画像を取得することが可能となる。

また、本発明に係るＸ線撮影装置は、前記補正量算出手段は、過去に同一の前記被検体について生成された前記プレ画像を参照して補正量を算出することが好ましい。

本発明に係るＸ線撮影装置によれば、過去に同一の被検体について生成されたプレ画像を参照して補正量が算出される。この場合、過去のプレ画像から抽出された特徴領域の範囲などを参照して補正量を算出する。その結果、被検体の特徴に応じてより正確な補正量を算出できるので、診断により適した合成画像を取得することが可能となる。

また、本発明に係るＸ線撮影装置は、前記プレ画像生成手段が生成する前記プレ画像を表示する表示手段と、前記表示手段が表示する前記プレ画像に対して、抽出された前記特徴領域の範囲を修正する修正手段とを備えることが好ましい。

本発明に係るＸ線撮影装置によれば、表示手段が表示するプレ画像に対して、抽出された特徴領域の範囲を修正する修正手段を備えている。この場合、操作者は表示されるプレ画像を参照し、特徴領域抽出手段がプレ画像から抽出した特徴領域の範囲をより適した範囲に適宜修正する。補正量は特徴領域の中心の位置に応じて算出されるので、特徴領域の範囲の修正によって、より正確な補正量が算出される。その結果、より精度の高い診断を可能とする合成画像を取得することができる。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとってもよい。
すなわち、本発明に係るＸ線撮影装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線源と、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線源および前記Ｘ線検出手段からなる撮像系を前記被検体に対して相対的に移動させる撮像系移動手段と、前記Ｘ線検出手段が出力する検出信号を用いて、前記被検体の関心領域に対する撮影範囲を設定するために用いるＸ線画像をプレ画像として生成するプレ画像生成手段と、前記プレ画像を生成する指示を入力するプレ画像生成指示手段と、前記プレ画像生成指示手段に入力される前記指示に基づいて前記Ｘ線源からパルスＸ線を単発照射させるように前記Ｘ線源を制御する照射制御手段と、前記プレ画像に映るＸ線像から特徴領域を抽出する特徴領域抽出手段と、前記特徴領域抽出手段が抽出する前記特徴領域の中心と、前記プレ画像の中心との位置関係を補正量として算出する補正量算出手段と、前記補正量算出手段が算出する前記補正量に基づいて、前記特徴領域の中心が前記被検体の関心領域に対する撮影範囲の中心に一致するように前記撮像系移動手段を制御する撮像系移動制御手段とを備えることを特徴とするものである。

本発明に係るＸ線撮影装置によれば、特徴領域抽出手段は、被検体の関心領域に対する撮影範囲を設定するために用いるプレ画像から特徴領域を抽出する。補正量算出手段は、プレ画像のＸ線像から抽出される特徴領域の中心と、プレ画像の中心との位置関係に基づいて補正量を算出する。撮像系移動制御手段は、補正量に基づいて撮像系移動手段を制御する。すなわちプレ画像が生成されると、自動的に特徴領域の抽出および補正量の算出が行われる。

そして撮像系移動制御手段は補正量に基づいて、特徴領域の中心が被検体の関心領域に対する撮影範囲の中心に一致するように撮像系移動手段を制御し、撮像系の各々を移動させる。補正量はプレ画像のＸ線像から抽出される特徴領域の中心と、プレ画像の中心との位置関係に基づいて算出される値である。そのため、プレ画像１枚を生成することによって、特徴領域の中心が関心領域に対する撮影範囲の中心に一致するように、適切な撮像系の位置が自動的に算出される。

従って、特徴領域の中心と関心領域に対する撮影範囲の中心とが一致するような撮像系の位置を設定するために、Ｘ線を照射し続けて断続的にプレ画像を生成する必要がない。また、プレ画像を１枚生成することにより、特徴領域の中心が関心領域に対する撮影範囲の中心に一致するような、適切な関心領域の撮影範囲を迅速に設定できる。その結果、Ｘ線の照射時間を短縮し、被検体の被曝量を低く抑えることができる。さらに迅速に関心領域の撮影範囲を設定できるので、関心領域の撮影に要する時間を短縮することが可能となる。

さらに、プレ画像はプレ画像生成指示手段に指示を入力することによって生成される。そして照射制御手段はプレ画像生成指示手段に入力される指示に基づいて、Ｘ線源からパルスＸ線を単発照射させる。この場合、プレ画像生成指示手段の入力時間などの差異に関わらず、Ｘ線照射時間は常にパルスＸ線の単発照射に応じた所定の短時間となる。そのため、簡便な操作によってＸ線照射時間は確実に所定の短時間となる。その結果、被検体Ｍの被曝量を抑制できるとともに、生成されるプレ画像ごとにＸ線照射時間が異なることを確実に回避できる。

本発明に係るＸ線撮影装置によれば、特徴領域抽出手段は、合成画像の撮影範囲の設定に用いるプレ画像から特徴領域を抽出する。補正量算出手段は、プレ画像のＸ線像から抽出される特徴領域の中心と、プレ画像の中心との距離に基づいて補正量を算出する。撮像系移動制御手段は、補正量に基づいて撮像系移動手段を制御する。すなわちプレ画像が生成されると、自動的に特徴領域の抽出および補正量の算出が行われる。

そして撮像系移動制御手段は補正量に基づいて、特徴領域の中心が合成画像の撮影範囲の中心に一致するように撮像系移動手段を制御し、撮像系の各々を移動させる。補正量はプレ画像のＸ線像から抽出される特徴領域の中心と、プレ画像の中心との距離に基づいて算出される値である。そのため、プレ画像を１枚生成することによって、特徴領域の中心が合成画像の撮影範囲の中心に一致するように、適切な撮像系の位置が自動的に算出される。

従って、特徴領域の中心が合成画像の中心と一致するような撮像系の位置を設定するために、Ｘ線を照射し続けて断続的にプレ画像を生成する必要がない。また、プレ画像を１枚生成することにより、特徴領域の中心が合成画像の中心に一致するような、適切な合成画像の撮影範囲を迅速に設定できる。その結果、Ｘ線の照射時間を短縮し、被検体の被曝量を低く抑えることができる。さらに迅速に合成画像の撮影範囲を設定できるので、合成画像の撮影に要する時間を短縮することが可能となる。

さらに、プレ画像はプレ画像生成指示手段に指示を入力することによって生成される。そして照射制御手段はプレ画像生成指示手段に入力される指示に基づいて、Ｘ線源からパルスＸ線を単発照射させる。この場合、プレ画像生成指示手段の入力時間などの差異に関わらず、Ｘ線照射時間は常にパルスＸ線の単発照射に応じた所定の短時間となる。そのため、簡便な操作によってＸ線照射時間は確実に所定の短時間となる。その結果、被検体Ｍの被曝量を抑制できるとともに、プレ画像の生成ごとにＸ線照射時間が異なることを確実に回避できる。

（ａ）は実施例１に係るＸ線撮影装置の構成を説明する概略図であり、（ｂ）は実施例１に係るＸ線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。 実施例１に係るコリメータの構成を説明する図である。（ａ）は、実施例１に係るコリメータをｙ方向に向かって見たときの構成を説明する縦断面図であり、（ｂ）は実施例１に係るコリメータをｘ方向に向かって見たときの構成を説明する縦断面図であり、（ｃ）は遮蔽板がＸ線の照射範囲を調整する構成を説明する概略図である。 実施例１に係るＸ線撮影装置の動作の工程を説明するフローチャートである。 実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する図である。（ａ）は関心部位において、短冊画像を撮影する被検体の領域を示す図であり、（ｂ）は短冊画像を繋ぎ合わせて再構成される測定用Ｘ線画像を説明する図である。 ステップＳ１におけるＸ線撮影装置の構成を説明する図である。 実施例１に係るステップＳ１の工程を説明する図である。（ａ）は理想的なプレ画像に映るＸ線像を示す図であり、（ｂ）はステップＳ１において実際に生成されるプレ画像に映るＸ線像を示す図である。 実施例１に係るステップＳ２の工程を説明する図である。（ａ）は椎体のサイドラインを抽出する工程を説明する図であり、（ｂ）は抽出されたサイドラインを示す図であり、（ｃ）は抽出された境界線および椎体領域を示す図であり、（ｄ）は第３腰椎の椎体および椎体中心を示す図である。 実施例１に係るステップＳ３およびステップＳ４の工程を説明する図である。（ａ）は椎体中心の位置に基づく補正量を説明する図であり、（ｂ）はステップＳ４において、補正量に基づいて補正されたプレ画像を示す図である。 実施例１に係るステップＳ５の工程を説明する図である。（ａ）はプレ画像における短冊画像の撮影領域を示す図であり、（ｂ）はプレ画像において、骨密度測定に要する領域を説明する図であり、（ｃ）は各領域における開閉量の算出方法を説明する図である。 実施例１に係るステップＳ６の工程を説明する図である。（ａ）は移動前における遮蔽板のｘ方向の開き量を示す図であり、（ｂ）は移動後における遮蔽板のｘ方向の開き量を示す図であり、（ｃ）は移動前における遮蔽板のｙ方向の開き量を示す図であり、（ｄ）は移動後における遮蔽板のｙ方向の開き量を示す図である。 実施例１に係るステップＳ７におけるＸ線撮影装置の構成を説明する図である。 実施例１に係るステップＳ８およびステップＳ９の工程を説明する図である。（ａ）はステップＳ８におけるサブトラクション処理を説明する図であり、（ｂ）はステップＳ９におけるサブトラクション画像の再構成処理を説明する図である。 実施例２に係るＸ線撮影装置を説明する図である。（ａ）は椎体中心の位置に基づく補正量、および椎体中心を通る直線を説明する図であり、、（ｂ）は各領域における開閉量の算出方法を説明する図である。 実施例２の変形例に係る、仮想的に撮影位置が補正されたプレ画像を説明する図である。 従来例に係るＸ線撮影装置を説明する図である。（ａ）は従来例に係るＸ線撮影装置の構成を説明する概略図であり、（ｂ）は従来例に係るＸ線撮影装置の動作を説明する図であり、（ｃ）は従来例に係るプレ画像を説明する図である 従来例に係るＸ線撮影装置の動作を説明する図である。（ａ）は従来例に係るサブトラクション画像を説明する図であり、（ｂ）は従来例において再構成される測定用Ｘ線画像を説明する図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例１を説明する。

＜全体構成の説明＞
実施例１に係るＸ線撮影装置１は図１（ａ）に示すように、水平姿勢をとる被検体Ｍを載置させる天板３と、被検体Ｍに対してＸ線を照射するＸ線管５と、被検体Ｍに照射されて透過したＸ線を検出するＦＰＤ７とを備えている。Ｘ線管５とＦＰＤ７は、天板３を挟んで対向配置されている。ＦＰＤ７はＸ線を検出する検出面を備えており、検出面にはＸ線検出素子が二次元的に配列されている。Ｘ線管５は本発明におけるＸ線源に相当し、ＦＰＤ７は本発明におけるＸ線検出手段に相当する。

Ｘ線管５の下方にはコリメータ９が設けられており、コリメータ９は４枚の板状の遮蔽板９ａ〜９ｄを備えている。遮蔽板９ａおよび遮蔽板９ｂは図２（ａ）で示すように、Ｘ線管５の焦点５ａから照射されるＸ線５ｂの中心軸５ｃを基準として、ｘ方向（天板３の長手方向、および被検体Ｍの体軸方向）へ移動するように構成される。そして遮蔽板９ｃおよび遮蔽板９ｄは図２（ｂ）で示すように、ｙ方向（天板３の短手方向）へ移動するように構成される。

遮蔽板９ａ〜９ｄの各々は、Ｘ線を遮蔽する材料で構成されており、その一例として鉛が挙げられる。図２（ｃ）で示すように、Ｘ線管５の焦点５ａから照射されたＸ線５ｂの広がりは、遮蔽板９ａ〜９ｄの各々によって角錐状に制限される。そして遮蔽板９ａ〜９ｄの各々によって形成された開口部Ａを通過したＸ線５ｂが被検体Ｍに照射される。

すなわち遮蔽板９ａ〜９ｄを開閉移動させて開口部Ａを調整することによって、Ｘ線５ｂの照射野Ｂの位置および範囲が調整される。また、コリメータ９は図示しない可視光ランプを備えており、可視光ランプから照射される可視光線の照射野は、焦点５ａから照射されるＸ線５ｂの照射野と一致するように調整されている。遮蔽板９ａ〜９ｄは本発明における遮蔽部に相当する。

Ｘ線撮影装置１は図１（ｂ）に示すように、Ｘ線照射制御部１１と、Ｘ線管移動部１３と、ＦＰＤ移動部１５と、コリメータ制御部１７と、画像処理部１９とを備えている。Ｘ線照射制御部１１はＸ線管５に接続されており、Ｘ線照射時間やＸ線管５に印加される管電圧などを制御することによって、Ｘ線管５から照射されるＸ線の線量、およびＸ線を照射させるタイミングなどを制御する。Ｘ線照射制御部１１は本発明における照射制御手段に相当する。

Ｘ線管移動部１３はＸ線管５に接続されており、Ｘ線管５をｘ方向およびｙ方向へ移動させる。ＦＰＤ移動部１５はＦＰＤ７に接続されており、ＦＰＤ７をｘ方向およびｙ方向へ移動させる。すなわち、Ｘ線管移動部１３およびＦＰＤ移動部１５によって、Ｘ線管５およびＦＰＤ７からなる撮像系はｘ方向およびｙ方向に水平移動する。

コリメータ制御部１７は、コリメータ９に設けられている遮蔽板９ａ〜９ｄの各々の開閉移動を制御することにより、Ｘ線管５から照射されるＸ線５ｂの照射野を調節する。Ｘ線管移動部１３およびＦＰＤ移動部１５は、本発明における撮像系移動手段に相当する。コリメータ制御部１７は本発明におけるコリメータ制御手段に相当する。

画像処理部１９は、画像生成部２１と、サブトラクション処理部２３と、再構成部２５と、椎体領域抽出部２７と、補正量算出部２９と、撮影範囲設定部３０と、開閉量算出部３１とを備えている。画像生成部２１はＦＰＤ７の後段に設けられており、ＦＰＤ７から出力されるＸ線検出信号に基づいて、被検体ＭのＸ線画像を生成する。

画像生成部２１が生成するＸ線画像は、測定用Ｘ線画像の再構成に用いる短冊状の各種Ｘ線画像の他、測定用Ｘ線画像の撮影範囲を設定するために用いるＸ線画像（プレ画像）が含まれる。また各種Ｘ線画像には、Ｘ線管５に高電圧が印加された場合に画像生成部２１が生成するＸ線画像（高電圧Ｘ線画像）、およびＸ線管５に低電圧が印加された場合に画像生成部２１が生成するＸ線画像（低電圧Ｘ線画像）が含まれる。 画像生成部２１は、本発明における短冊画像生成手段およびプレ画像生成手段に相当する。

サブトラクション処理部２３は画像生成部２１の後段に設けられており、高電圧Ｘ線画像から低電圧Ｘ線画像を減算する画像処理（サブトラクション処理）を行う。サブトラクション処理によって生成されるＸ線画像を以下、サブトラクション画像とする。サブトラクション処理部２３は、本発明におけるサブトラクション処理手段に相当する。

再構成部２５はサブトラクション処理部２３の後段に設けられており、生成された一連の短冊状のサブトラクション画像を、被検体Ｍの体軸方向（ｘ方向）に繋ぎ合わせて測定用Ｘ線画像を再構成する。再構成部２５は、本発明における再構成手段に相当する。また、測定用Ｘ線画像は本発明における合成画像に相当する。

椎体領域抽出部２７は、プレ画像に映るＸ線像を解析し、椎体の像が映る領域を椎体領域として抽出する。また、椎体領域抽出部２７は椎体領域の中心点を抽出する。補正量算出部２９は、椎体領域抽出部２７が抽出する椎体領域の中心点の位置に基づいて、撮像系の補正量を算出する。撮影範囲設定部３０は、補正量に基づいて測定用Ｘ線画像の撮影範囲（関心部位）の位置および大きさを設定する。また撮影範囲設定部３０は、短冊画像を撮影する領域の各々の位置および大きさを設定する。

開閉量算出部３１は椎体領域抽出部２７が抽出する椎体領域に基づいて、短冊状のＸ線画像の各々を撮影する際における開閉量を算出する。ここで開閉量とは、Ｘ線照射野の範囲をお制御する、遮蔽部９ａ〜９ｄの各々の開き量を意味する。なお、椎体領域の抽出、補正量の算出、および開閉量の算出のそれぞれを行う方法については後述する。なお、椎体領域抽出部２７は本発明における特徴領域抽出手段に相当する。補正量算出部２９は、本発明における補正量算出手段に相当する。開閉量算出部３１は、本発明における開閉量算出手段に相当する。

Ｘ線撮影装置１はさらに、入力部３３と、記憶部３５と、モニタ３７と、主制御部３９とを備えている。入力部３３は操作者の指示を入力するものであり、その例として、キーボード入力式のパネルやタッチ入力式のパネルなどが挙げられる。また入力部３３はプレ画像生成指示ボタン３３ａを備えている。

操作者がプレ画像生成指示ボタン３３ａを押下することにより、Ｘ線管５は透視モードによるＸ線照射を所定の短時間行い、画像生成部２１はプレ画像を生成する。プレ画像生成指示ボタン３３ａはボタン式の構成に限られることはなく、スイッチ式などの構成を用いてもよい。入力部３３は本発明における修正手段に相当する。プレ画像生成指示ボタン３３ａは、本発明におけるプレ画像生成指示手段に相当する。

記憶部３５は、Ｘ線撮影装置１の制御に参照される各種パラメータや、画像生成部２１が生成する各種Ｘ線画像などを記憶する。Ｘ線撮影装置１の制御に参照されるパラメータの例としては、Ｘ線管５に印加される管電圧や管電流などが挙げられる。モニタ３７は生成される各種Ｘ線画像やプレ画像などを表示する。主制御部３９は、Ｘ線照射制御部１１、Ｘ線管移動部１３、ＦＰＤ移動部１５、コリメータ制御部１７、画像処理部１９、モニタ３７の各々を統括制御する。モニタ３７は本発明における表示手段に相当し、主制御部３９は実施例１における撮像系移動制御手段に相当する。

＜動作の説明＞
次に、実施例１に係るＸ線撮影装置１を用いて、骨密度測定に用いる測定用Ｘ線画像を撮影するための動作について説明する。図３は実施例１に係るＸ線撮影装置１の動作の工程を説明するフローチャートである。

この動作説明は、被検体Ｍの体軸方向が短手方向となっている細長い矩形状のＸ線画像、すなわち短冊画像を複数枚取得し、これらの短冊画像を被検体Ｍの体軸方向に繋ぎ合わせて単一の測定用Ｘ線画像を再構成する方式を説明している。すなわち図４（ａ）に示すように、被検体Ｍの関心部位Ｗは複数の短冊状の領域Ｒ１〜Ｒｎによって構成される。そしてＸ線撮影装置１の撮影動作により、領域Ｒ１〜Ｒｎの各々について、椎体Ｋおよび骨盤Ｌを映す短冊画像Ｊ１〜Ｊｎが撮影される。

そして図４（ｂ）に示すように、短冊画像Ｊ１〜Ｊｎを被検体Ｍの体軸方向に繋ぎ合わせることにより、関心部位Ｗについての骨密度測定に用いられる、測定用Ｘ線画像Ｑが再構成される。なお、短冊画像Ｊ１〜Ｊｎの各々について、短手方向の長さをＴとする。以下、動作の工程の各ステップについて詳細に説明する。

ステップＳ１（プレ画像の生成）
骨密度測定に用いる測定用Ｘ線画像を撮影するために、まずプレ画像の生成を行う。プレ画像とは、測定用Ｘ線画像の撮影範囲を設定するために用いるＸ線画像である。まず、操作者は被検体Ｍの体軸方向がｘ方向に一致するように、被検体Ｍを天板３に載置させる。

そしてコリメータ９から照射される可視光の照射野などを確認してプレ画像のおおよその撮影位置（撮像系の位置）を決定し、Ｘ線管５およびＦＰＤ７の各々を図５に示す位置へ移動させる。なお、骨密度の測定は主に腰椎の椎体のＸ線像に基づいて行われるので、プレ画像の撮影位置は被検体Ｍの腰部付近に相当する。

撮像系（Ｘ線管５およびＦＰＤ７）の各々を移動させた後、操作者は入力部３３を操作してプレ画像の生成を指示する。プレ画像生成の指示は、入力部３３に設けられるプレ画像生成指示ボタン３３ａを押下することによって行われる。この際に、照射するＸ線量がＸ線撮影より低い、Ｘ線透視を行うように管電圧や管電流の値が入力される。

入力部３３に入力された管電圧や管電流などの情報は主制御部３９に送信される。またプレ画像生成指示部３３ａが押下された場合、入力部３３から主制御部３９へＸ線照射時間が所定の短時間である旨の情報が送信される。主制御部３９は送信された情報に基づいて、Ｘ線照射制御部１１へ制御信号を出力する。

Ｘ線照射制御部１１は制御信号に従って、Ｘ線管５の焦点５ａから被検体Ｍへコーンビーム状のＸ線５ｂを所定の短時間照射させる。実施例１において、Ｘ線５ｂを照射する所定の短時間はＸ線ビームの１パルスに相当する時間とする。そしてＸ線ビームの１パルスに相当する時間とは、一例として３ミリ秒〜１０ミリ秒程度である。なお、Ｘ線５ｂを照射する所定の短時間に相当する時間はＸ線ビームの１パルスに限られず、Ｘ線ビームの数パルス程度に適宜変更してもよい。

この場合、プレ画像を生成する際にＸ線が照射される時間が非常に短いので、被検体Ｍの被曝量を抑制できる。また、プレ画像生成指示ボタン３３ａの押下によって所定の短時間、Ｘ線が照射されるように構成されている。すなわち、プレ画像生成指示ボタン３３ａの押下時間などの差異に関わらず、Ｘ線照射時間は常に所定の短時間となる。そのため、簡便な操作で確実にＸ線照射時間を所定の短時間とすることができる。その結果、生成されるプレ画像ごとにＸ線照射時間が異なることを確実に回避できる。

照射されたＸ線５ｂは被検体Ｍを透過し、ＦＰＤ７によって検出される。ＦＰＤ７は検出したＸ線に基づいてＸ線検出信号を出力する。画像生成部２１はＸ線検出信号に基づいて、腰椎の椎体Ｋや骨盤Ｌなどが映し出されるプレ画像Ｐを生成する。生成されたプレ画像Ｐは椎体領域抽出部２７に送信されるとともに記憶部３５に記憶される。主制御部３９は記憶されたプレ画像Ｐを静止像としてモニタ３７に表示させる。

ステップＳ２（プレ画像の解析処理）
本来、生成されたプレ画像Ｐにおいて、ｙ方向の中心線Ｈの線上に腰椎の椎体Ｋの各々が映し出され、かつ５つの椎体Ｋ全体の中心がプレ画像Ｐの中心Ｐｏと一致することが理想である（図６（ａ））。しかし実際は撮影位置（撮像系の位置）のずれなどにより、椎体Ｋの各々は、プレ画像Ｐの中心線Ｈから外れた位置に映し出される（図６（ｂ））。この場合、骨密度測定により適した測定用Ｘ線画像を取得するため、プレ画像Ｐの撮影位置を適切な位置へ補正する必要がある。

そこで、撮影位置を適切な位置へ補正するために、操作者はプレ画像Ｐの解析処理を行う。プレ画像の解析処理を行うにあたり、椎体領域抽出部２７は図６（ｂ）で示すプレ画像Ｐから、各々の椎体Ｋの椎体領域を抽出する。椎体領域を抽出する工程は大きく２つの工程に分けられる。１つは、椎体Ｋの輪郭をなす横輪郭（サイドライン）を抽出する工程であり、もう１つは互いに隣接する椎体の境界線を検出することにより個々の椎体を抽出する工程である。

そこでまず、椎体領域抽出部２７はプレ画像Ｐに対して椎体Ｋの輪郭をなす横輪郭（サイドライン）を抽出する処理を行う。サイドラインの抽出は、プレ画像Ｐの各ｘ座標におけるｙ方向の画素ラインについて、サイドラインを構成する画素を探索することによって行われる。

ここで図７（ａ）に示すように、ｙ方向に伸びる画素ラインＧを例にとって、サイドラインを構成する画素の探索する方法を説明する。まず画素ラインＧ上において、中心線Ｈから左右に一定の間隔を取った位置を探索開始位置Ｇ１およびＧ２として決定する。そしてＧ１およびＧ２から中心線Ｈに向かって探索を開始する。そして画素ラインＧにおける各画素値の勾配や、既にサイドラインとして抽出されている他のｘ座標の画素の位置などを参照することにより、画素ラインＧにおいてサイドラインを構成する画素ＧＫの位置が抽出される。

このように、各ｘ座標におけるｙ方向の画素ラインについて、サイドラインを構成する画素の位置をそれぞれ抽出し、抽出された各々の画素の位置を繋ぎ合わせる。その結果、ｘ方向に伸びる椎体ＫのサイドラインＳＬが２本抽出される（図７（ｂ））。サイドラインＳＬを参照することにより、実際の椎体Ｋの横輪郭を確認できるとともに、骨盤Ｌの内部など、椎体Ｋから上下に外れた領域においても椎体部分相当の輪郭を確認できる

そして椎体領域抽出部２７は椎体の境界線の抽出を行う。互いに隣接する椎体Ｋの間には椎間ＫＪが存在する。椎体Ｋの間における境界線ＢＬは、図７（ｃ）に示すように、椎間ＫＪの中心に引かれることによって抽出される。その結果、プレ画像Ｐにおいて、サイドラインＳＬおよび境界線ＢＬによって囲まれる領域として５つの椎体領域が抽出される。なお、第１腰椎を含む椎体領域を椎体領域Ｋ１とし、以下第２腰椎から第５腰椎の各々を含む椎体領域について、それぞれ椎体領域Ｋ２〜Ｋ５とする。椎体領域Ｋ１〜Ｋ５は、本発明における特徴領域に相当する。

椎体領域抽出部２７は抽出された椎体領域Ｋ１〜Ｋ５のうち、図７（ｄ）において網点を付して示す第３腰椎を含む椎体領域Ｋ３を検出する。さらに椎体領域抽出部２７は、椎体領域Ｋ３の中心となる点を椎体中心Ｋｏとして抽出する。椎体中心Ｋｏは、椎体領域Ｋ１〜Ｋ５からなる椎体領域全体の略中心となる点である。

椎体領域Ｋ１〜Ｋ５の各々および椎体中心Ｋｏが抽出されることによりプレ画像Ｐの解析処理は終了し、解析処理が行われたプレ画像Ｐの画像データは補正量算出部２９へ送信される。さらに、解析処理後のプレ画像Ｐは記憶部３５に記憶されるとともに、モニタ３７に表示される。操作者はモニタ３７に映るプレ画像Ｐを参照し、抽出された椎体領域や椎体中心の位置を確認できる。

ステップＳ３（補正量の算出）
プレ画像の解析処理が終了した後、補正量算出部２９は解析処理後のプレ画像Ｐに基づいて、補正量の算出を行う。補正量とは、プレ画像を補正するために撮影位置（撮像系の位置）を移動させる距離を意味する。

骨密度測定は腰椎のＸ線像に基づいて行われるので、プレ画像Ｐに映る椎体中心Ｋｏが、プレ画像Ｐの中心と一致するように撮影位置を補正することが好ましい。すなわち補正量は、図８（ａ）に示すように、椎体中心Ｋｏからプレ画像Ｐの中心Ｐｏまでのｘ方向の距離Ｄｘ、およびｙ方向の距離Ｄｙとして算出される。

ステップＳ４（撮影範囲の設定）
補正量が算出された後、補正量に基づいて測定用Ｘ線画像Ｑの撮影範囲の設定を行う。実施例１では測定用Ｘ線画像Ｑの撮影範囲の設定を行うに先だって、プレ画像の撮影位置の補正を行う。操作者は入力部３３を操作して、プレ画像の中心と特徴領域の中心とが一致するように撮像系の位置を移動させる。すなわちＸ線管移動部１３およびＦＰＤ移動部１５は、補正量に基づいて撮像系の各々をｘ方向に距離Ｄｘ、ｙ方向に距離Ｄｙ移動させる。

そして操作者はプレ画像生成指示部３３ａを押下して、透視モードによるＸ線照射を所定の短時間行い、プレ画像を再度生成する。撮影位置を補正した後に再度生成されるプレ画像をプレ画像Ｐ２とする。プレ画像Ｐ２はモニタ３７に表示される。

そして椎体領域抽出部２７は補正後のプレ画像Ｐ２について解析処理を行い、サイドラインＳＬ、椎体領域Ｋ１〜Ｋ５、および椎体中心Ｋｏを抽出する。図８（ｂ）に示すように、プレ画像Ｐ２において、椎体中心Ｋｏは中心Ｐｏと一致するように補正されている。すなわちプレ画像Ｐ２の撮影位置では、補正量は０となる。操作者はモニタ３７に表示されるプレ画像Ｐ２を参照し、椎体領域の各々や椎体中心Ｋｏの位置が適切に補正されていることを確認する。

なお、プレ画像Ｐ２を参照し、補正量に基づいた自動補正では撮影位置の補正が不十分であると判断した場合など、必要に応じて操作者はさらに入力部３３を操作して、プレ画像Ｐ２の撮影位置を手動で適宜補正することもできる。また、操作者は入力部３３を操作することにより、椎体領域抽出部２７が抽出するサイドラインＳＬ、境界線ＢＬ、および椎体中心Ｋｏの各々の位置をさらに適宜修正することも可能である。解析処理が行われたプレ画像Ｐ２の画像データは、撮影範囲設定部３０へ送信される。

プレ画像Ｐ２の撮影位置を確認した後、測定用Ｘ線画像Ｑの撮影範囲の設定を行う。撮影範囲設定部３０は補正量に基づいて、測定用Ｘ線画像Ｑの撮影範囲（関心部位Ｗ）の中心の位置を設定する。具体的には関心部位Ｗの中心と、プレ画像Ｐ２の中心Ｐｏとが一致するように、関心部位Ｗの中心の位置が設定される。この場合、椎体中心Ｋｏと測定用Ｘ線画像Ｑの撮影範囲の中心が一致するので、測定用Ｘ線画像Ｑは椎体の各々の観察に適したＸ線画像となる。このように、プレ画像Ｐを１枚生成することによって補正量が算出され、さらに補正量に基づいて関心部位Ｗの中心の位置が設定される。

操作者はプレ画像Ｐ２を参照して入力部３３を操作し、短冊画像のｘ方向の長さＴの情報と、関心部位Ｗのｘ方向の長さＰｘの情報とを入力する。なお、長さＰｘは一例として９インチ程度（約２３ｃｍ）であり、長さＴは、一例として２ｃｍ程度である。関心部位Ｗの中心は補正量に基づいて設定されているので、関心部位Ｗのｘ方向の長さＰｘに基づいて、撮影範囲設定部３０は測定用Ｘ線画像Ｑの撮影範囲を設定できる。

実施例１において、測定用Ｘ線画像Ｑの撮影範囲はプレ画像Ｐ２の撮影範囲と一致するものとする。すなわち測定用Ｘ線画像Ｑの測定用Ｘ線画像Ｑのｘ方向の長さＰｘはプレ画像Ｐ２のｘ方向の長さと一致する。撮影範囲設定部３０は、測定用Ｘ線画像Ｑの撮影範囲、長さＰｘの値、および長さＴの値に基づいて、短冊画像の各々を撮影する短冊状の領域Ｒ１〜Ｒｎの位置と、領域の数（ｎの数値）とを設定する（図９（ａ））。解析処理が行われたプレ画像Ｐ２の画像、関心部位Ｗの位置、および領域Ｒ１〜Ｒｎの位置や数などの各種情報は、撮影範囲設定部３０から開閉量算出部３１へ送信される。

ステップＳ５（開閉量の算出）
撮影位置を移動させてプレ画像を再度生成し、測定用Ｘ線画像の撮影範囲を設定した後、開閉量の算出を行う。ここで開閉量とは、短冊画像の各々を撮影する際における、遮蔽板９ａ〜９ｄの開き量を意味する。

従来の装置において、領域Ｒ１〜Ｒｎのｙ方向の長さはいずれもプレ画像Ｐ２のｙ方向の長さと一致する。しかし実際に骨密度測定を行う場合、ターゲットである腰椎の椎体が映る領域と、輝度変化が一定値以下である椎体の近傍領域とを用いて解析を行う。すなわち実際に骨密度測定に用いるＸ線画像を要する領域は、図９（ｂ）において斜線で示す椎体領域（サイドラインＳＬに挟まれた領域）、および網点を付して示す椎体近傍領域Ｎに限られる。

従って、従来例では測定用Ｘ線画像Ｑを取得する際に、被検体Ｍの脇腹等、骨密度測定に要しない部位にまでＸ線が照射されるので、被検体の被曝量が増大する。また５つの腰椎の椎体の各々は、部位によってｙ方向の長さがそれぞれ異なる。そのため、領域Ｒ１〜Ｒｎの各々についてＸ線画像の撮影を必要とする領域は、それぞれｙ方向の長さが相違する。

そこで実施例１に係るＸ線撮影装置１では、領域Ｒ１〜Ｒｎの各々について短冊画像の撮影範囲を検出し、これに基づいて開閉量を算出する。以下、領域Ｒ２を例にとり、開閉量を算出する機構について、図９（ｃ）を用いて説明する。なお、椎体近傍領域Ｎについて左右の横輪郭を符号ＮＳＬで示す。

図９（ｃ）は領域Ｒ２におけるプレ画像Ｐ２の拡大図である。領域Ｒ２において短冊画像を必要とする領域とは、椎体領域Ｋと椎体近傍領域Ｎとを含む領域、すなわち図の破線で示す領域Ｆである。領域Ｆの左端は、左の横輪郭ＮＳＬにおいて中心線Ｈから最も離れた位置に接している。そして領域Ｆの右端は、右の横輪郭ＮＳＬにおいて中心線Ｈから最も離れた位置に接している。中心線Ｈから領域Ｆの左端までの距離をＮＬ、中心線Ｈから領域Ｆの右端までの距離をＮＲとする。この場合、領域Ｆはｘ方向の長さがＴであり、ｙ方向の長さがＮＬとＮＲとの和である、短冊状の領域として算出される。

経験上、骨密度測定を行う場合には、斜線で示す椎体領域Ｋからの距離が所定の距離Ｎｙ以下である領域を椎体周辺の領域Ｎとして用いる。所定の距離Ｎｙは骨密度測定において経験的に用いられる数値であるので、距離Ｎｙの値は定数αとして算出できる。ここで、中心線Ｈから左のサイドラインＳＬまでの最大距離をＫＬ、中心線Ｈから右のサイドラインＳＬまでの最大距離をＫＲとする。なお、距離ＫＬおよび距離ＫＬは、サイドラインＳＬの各々に対してスムージング処理を行い、サイドラインＳＬを平滑化した後に行ってもよい。

この場合、中心線Ｈから領域Ｆの左端までの距離ＮＬは、距離ＫＬおよび定数αを用いて以下の（１）で示す式によって算出できる。
ＮＬ＝ＫＬ＋Ｎｙ＝ＫＬ＋α …（１）
同様に、中心線Ｈから領域Ｆの右端までの距離ＮＲは、距離ＫＲおよび定数αを用いて、以下の（２）で示す式によって算出できる。
ＮＲ＝ＫＲ＋Ｎｙ＝ＫＲ＋α …（２）

このように、開閉量算出部３１は、中心線Ｈから左右のサイドラインＳＬまでの最大距離をそれぞれ検出することにより、領域Ｒ２において短冊画像の撮影範囲である領域Ｆの位置および範囲を検出できる。領域Ｆは、領域Ｒ２において短冊画像を撮影する際のＸ線照射野に相当する。そのため開閉部算出部３１は領域Ｆの位置および範囲に基づいて、領域Ｒ２における開閉度を算出できる。

開閉量算出部３１は領域Ｒ１〜Ｒｎの各々について、中心線Ｈから左右のサイドラインＳＬまでの最大距離に基づいて開閉度を算出する。なお、領域Ｒ１について算出される開閉度をＶ１とし、以下、領域Ｒ２〜Ｒｎについての開閉度をそれぞれＶ２，…Ｖｎとする。また、領域Ｒ１〜Ｒｎの各々について算出される、距離ＮＬの値を以下、ＮＬ１，…ＮＬｎとする。そして領域Ｒ１〜Ｒｎの各々について算出される、距離ＮＲの値を以下、ＮＲ１，…ＮＲｎとする。また、領域Ｒ１〜Ｒｎの各々について検出される領域Ｆをそれぞれ領域Ｆ１〜Ｆｎとする。

このように、プレ画像Ｐ２における椎体領域の幅に基づいて領域Ｒ１〜Ｒｎの各々について開閉量Ｖ１〜Ｖｎが算出され、算出された各開閉量の情報は記憶部３５に記憶される。開閉量Ｖ１〜Ｖｎの各々が算出されることによって、ステップＳ５の工程は終了する。

ステップＳ６（Ｘ線撮影の準備）
開閉量の算出が終了した後、Ｘ線撮影の準備を行う。実施例１では、まず領域Ｒ１においてＸ線撮影を行い、順次Ｒ２，…Ｒｎの順にＸ線撮影を行うものとする。この場合、操作者は入力部３３を操作してＸ線管５を領域Ｒ１における短冊画像の撮影位置へ移動させるとともに、Ｘ線照射野の調整を行う。領域Ｒ１における短冊画像の撮影位置は、領域Ｒ１の中心Ｒｃ１に相当する（図８（ａ））。すなわちＸ線管５はプレ画像Ｐ２の中心Ｐｏに相当する位置から領域Ｒ１の中心Ｒｃ１に相当する位置へ、ｘ方向に（Ｐｘ−Ｔ）／２の距離を移動する。

そして遮蔽板９ａおよび遮蔽板９ｂはコリメータ制御部１７の制御に従い、図１０（ａ）に示す位置から図１０（ｂ）に示す位置へｘ方向に移動する。その結果、焦点５ａから照射されるＸ線５ｂは、ｘ方向およびｙ方向に広がったコーンビーム状（図１０（ａ））から、ｙ方向に広がり、ｘ方向に厚さＴを有するファンビーム状に制限される（図１０（ｂ））。

さらに遮蔽板９ｃおよび遮蔽板９ｄはコリメータ制御部１７の制御に従い、図１０（ｃ）に示す位置から図１０（ｄ）に示す位置へｙ方向に移動する。その結果、焦点５ａから照射されるＸ線５ｂのｙ方向の広がりは、プレ画像Ｐのｙ方向の長さＰｙ（図１０（ｃ））から、開閉量Ｖ１に応じた長さに制限される（図１０（ｄ））。すなわちＸ線５ｂの中心軸５ｃを基準として、ｙ方向の左側への広がりはＮＬ１に、ｙ方向の右側への広がりはＮＲ１となるようにそれぞれ制限される。

このように遮蔽板９ａ〜９ｄの各々を移動させることにより、Ｘ線照射野は領域Ｆ１の範囲と一致することとなる。Ｘ線管５の移動およびＸ線照射野の調整によってＸ線撮影の準備は完了する。

ステップＳ７（短冊画像の撮影）
Ｘ線撮影の準備が完了した後、短冊画像の撮影を行う。すなわち操作者は入力部３３を操作してＸ線管５の焦点５ａからＸ線５ｂを照射させる。この際、照射するＸ線量がＸ線透視より高い、撮影モードによるＸ線撮影を行うように管電圧などのＸ線照射条件が入力される。ＦＰＤ７は被検体Ｍの領域Ｆを透過するＸ線５ｂを検出してＸ線検出信号を出力する。画像生成部２１はＸ線検出信号に基づいて、短冊画像を生成する。

なお、同一またはほぼ同一の撮影位置において、撮影モードによる短冊画像の撮影は２回行われる。すなわち１回目のＸ線撮影において、操作者は比較的高い管電圧をＸ線管５に印加するように指示を入力する。この場合に画像生成部２１は、高い管電圧に基づいた短冊状のＸ線画像（高電圧短冊画像）を生成する。なお、領域Ｒ１〜Ｒｎの各々について生成される高電圧短冊画像を、それぞれ高電圧短冊画像ＲＨ１〜ＲＨｎとする。

そして２回目のＸ線撮影において、操作者は比較的低い管電圧をＸ線管５に印加するように指示を入力する。この場合に画像生成部２１は、低い管電圧に基づいた短冊状のＸ線画像（低電圧短冊画像）を生成する。なお、領域Ｒ１〜Ｒｎの各々について生成される低電圧短冊画像を、それぞれ低電圧短冊画像ＲＬ１〜ＲＬｎとする。高電圧短冊画像ＲＨ１および低電圧短冊画像ＲＬ１を撮影することにより、領域Ｒ１におけるＸ線撮影は終了する。なお、高電圧短冊画像ＲＨ１および低電圧短冊画像ＲＬ１を撮影する順番は逆であってもよい。

領域Ｒ１におけるＸ線撮影の終了後、領域Ｒ２におけるＸ線撮影を行う。Ｘ線管移動部１３はＸ線管５を領域Ｒ２における短冊画像の撮影位置へ移動させる。そして、コリメータ制御部１７は遮蔽板９ｃおよび遮蔽板９ｄを開閉量Ｖ２に応じた位置へ移動させる。すなわちＸ線５ｂの中心軸５ｃを基準として、Ｘ線５ｂのｙ方向の左側への広がりはＮＬ２に、ｙ方向の右側への広がりはＮＲ２となるように、遮蔽板９ｃおよび遮蔽板９ｄの各々はｙ方向に移動する。そしてＸ線管５の移動およびコリメータ９の制御が完了した後に、Ｘ線管５はＸ線照射を２回行う。その結果、画像生成部２１は高電圧短冊画像ＲＨ２および低電圧短冊画像ＲＬ２を生成する。

以降、領域Ｒ１〜Ｒｎの各々について、撮影位置の移動、開閉量に基づいたコリメータ９の制御、高電圧短冊画像の撮影、および低電圧短冊画像の撮影からなる一連の工程を繰り返す。すなわち図１１に示すように、Ｘ線管５は実線で示す撮影位置から破線で示す撮影位置へ移動しつつ、領域Ｒ１〜Ｒｎの各々について一連の工程を繰り返す。その結果、ｎ枚の高電圧短冊画像ＲＨ１〜ＲＨｎと、ｎ枚の低電圧短冊画像ＲＬ１〜ＲＬｎが生成される。各々の短冊画像のデータは、サブトラクション処理部２３へ送信される。

ステップＳ８（短冊画像のサブトラクション処理）
サブトラクション処理部２３は、送信された短冊画像の各々を用いてサブトラクション処理を行う。すなわち、サブトラクション処理部２３は高電圧短冊画像ＲＨ１の画像データから、低電圧短冊画像ＲＬ１の画像データを減算する処理を行い、短冊状のサブトラクション画像Ｓ１を生成する（図１２（ａ）上段）。サブトラクション画像Ｓ１は、図１２（ａ）右上に示すように、領域Ｆ１についてのＸ線像を映し出す画像である。すなわちｘ方向の幅がＴである領域Ｒ１について、中心線Ｈからｙ方向へ左に距離ＮＬ１、右に距離ＮＲ１の範囲を映し出している。

サブトラクション処理部２３は同様に、高電圧短冊画像ＲＨ２〜ＲＨｎのそれぞれから低電圧短冊画像ＲＬ２〜ＲＬｎのそれぞれを減算する画像処理を行い、サブトラクション画像Ｓ２〜Ｓｎを生成する（図１２（ａ）、中段および下段）。生成されたサブトラクション画像Ｓ１〜Ｓｎの各々は、再構成部２５へ送信される。

ステップＳ９（測定用Ｘ線画像の再構成）
サブトラクション画像Ｓ１〜Ｓｎの生成が終了した後、測定用Ｘ線画像の再構成を行う。すなわち再構成部２５は、図１２（ｂ）に示すように、サブトラクション画像Ｓ１〜Ｓｎを順に被検体Ｍの体軸方向に繋ぎ合わせ、単一の測定用Ｘ線画像Ｑを再構成する。この場合、中心線Ｍを基準にｙ方向の位置合わせを行い、各サブトラクション画像を繋ぎ合わせる。

測定用Ｘ線画像Ｑは、骨密度測定に必要な、椎体Ｋおよび椎体周辺の領域におけるＸ線像を映し出し、かつ撮影範囲を最低限に抑制したＸ線画像である。再構成された測定用Ｘ線画像Ｑはモニタ３７に表示されるとともに、記憶部３５によって記憶される。測定用Ｘ線画像Ｑの取得によって、Ｘ線撮影に係る工程は全て終了する。

＜実施例１の構成による効果＞
このような実施例１に係る構成を有することにより、骨密度測定などに用いるＸ線画像を撮影する際に、被検体の被曝量をより低く抑えることができる。ここで実施例１の構成に基づいて得られる効果について説明する。

実施例１に係るＸ線撮影装置では、椎体領域抽出部２７はプレ画像ＰのＸ線像から腰椎の椎体領域を抽出する。補正量算出部２９は抽出された椎体領域の位置に基づいてプレ画像Ｐの撮影位置の補正量を算出する。具体的には、補正量は椎体領域の中心（第３腰椎の椎体Ｋ３の中心Ｋｏ）から、プレ画像Ｐの中心Ｐｏまでの距離として算出される。

そして補正量に基づいてプレ画像の撮影位置を補正し、撮影位置の補正後にプレ画像Ｐ２を生成する。この場合、プレ画像Ｐ２において、椎体領域の中心はプレ画像の中心に一致しており、椎体Ｋの各々はプレ画像Ｐ２の中心線Ｈの線上に位置することとなる。そして測定用Ｘ線画像の撮影範囲の中心とプレ画像Ｐ２の中心とが一致するように、測定用Ｘ線画像の撮影範囲が設定される。

従って、補正後に生成されるプレ画像Ｐ２を参照することにより、測定用Ｘ線画像の撮影範囲の位置が適切であるかを容易かつ正確に設定できる。また、椎体領域の中心と測定用Ｘ線画像の撮影範囲の中心が一致するので、測定用Ｘ線画像は椎体の観察に適したＸ線画像となる。

従来のＸ線撮影装置では、透視によるＸ線照射を断続的に継続しつつ、プレ画像をモニタに表示させる。そして表示されるプレ画像（動画）を参照し、プレ画像の撮影位置を手入力で補正する。これに対して、実施例ではプレ画像を生成した後、補正量の算出および撮影位置の補正を自動で行うことができる。すなわちパルスＸ線の単発照射に相当する程度の短時間、Ｘ線を照射してプレ画像を生成することにより、静止画として表示されるプレ画像を用いて自動的に撮影位置を適切な位置へ補正できる。従って、適切な撮影位置におけるプレ画像を取得する際に、被検体の被曝量をより低く抑えることが可能となる。

また、開閉量算出部３１は撮影位置が補正されたプレ画像を用いて、短冊画像を撮影する領域の各々について開閉量を算出する。開閉量は、骨密度測定に要する最低限の領域に基づいて算出される。そのため、開閉量に基づいて設定される撮影領域にＸ線を照射して生成される短冊画像を再構成することにより、関心部位Ｗのうち、骨密度測定に要する最低限の領域についてのＸ線像を映し出すＸ線画像を取得できる。すなわち、骨密度測定に用いる測定用Ｘ線画像を撮影する際に、Ｘ線の照射範囲を最低限に抑制できる。その結果、測定用Ｘ線画像を撮影する際に、被検体の被曝量をさらに抑制することができる。

さらに、測定用Ｘ線画像の再構成に用いる短冊画像の各々は、高い管電圧で得られるＸ線画像と低い管電圧で得られるＸ線画像との差分によって生成されるサブトラクション画像である。このようなデュアルエナジーサブトラクションによって得られるサブトラクション画像では、Ｘ線透過率がそれぞれ異なる骨部組織の画像と軟部組織の画像とを個別に得ることが可能である。従って、サブトラクション画像によって構成される測定用Ｘ線画像を用いることにより、骨密度の測定をより精密に行うことが可能となる。

次に、図を参照して本発明の実施例２について説明する。実施例２に係るＸ線撮影装置１Ａの構成は、実施例１と同様である。但し、実施例２に係るＸ線撮影装置の動作の工程は、ステップＳ４の工程を省略する点において実施例１と相違する。

実施例１ではステップＳ３において補正量を算出した後、撮像系の各々を補正量に基づいて移動させる。そして撮像位置を補正した後、プレ画像Ｐ２を改めて撮影する（ステップＳ４）。そして補正後のプレ画像Ｐ２におけるｙ方向の中心線ＨとサイドラインＳＬとの距離などに基づいて開閉量の算出を行う（ステップＳ５）。開閉量の算出後、撮像系を短冊画像Ｒ１の撮影位置へ移動させつつ、開閉量の値に基づいて遮蔽板９ａ〜９ｄの位置を制御する（ステップＳ６）。すなわち実施例１において、撮像系の各々はプレ画像Ｐの撮影位置から、プレ画像Ｐ２の撮影位置を経由して、領域Ｒ１における短冊画像の撮影位置へ移動する。

一方、実施例２では、ステップＳ３において補正量を算出した後、ステップＳ４において撮像系を移動させずに、測定用Ｘ線画像Ｑの撮影範囲を設定する。すなわち撮像系を移動させてプレ画像Ｐ２を撮影する工程を省略する。そしてプレ画像Ｐに映る椎体領域の位置に基づいてステップＳ５に係る開閉量の算出を行う。開閉量を算出した後、補正量に基づいて撮像系を短冊画像Ｐ１の撮影位置へ移動させつつ、開閉量の値に基づいて遮蔽板９ａ〜９ｄの位置を制御する。すなわち実施例２において、撮像系の各々はプレ画像Ｐの撮影位置から、領域Ｒ１における短冊画像の撮影位置へ直接移動する。

ここで実施例２に係るＸ線撮影装置１Ａの動作の工程について、実施例１と相違する点を詳細に説明する。なお、ステップＳ１およびステップＳ２に係る工程は実施例１と同様であるので説明を省略する。また実施例１と同様に、測定用Ｘ線画像Ｑのｘ方向の長さ、およびプレ画像Ｐのｘ方向の長さをＰｘとし、領域Ｒ１〜Ｒｎの各々についてｘ方向の長さをＴとする。そして測定用Ｘ線画像Ｑのｘ方向の長さＰｘはプレ画像Ｐのｘ方向の長さと一致するものとする。

ステップＳ３（補正量の算出）、ステップＳ４（撮影範囲の設定）
ステップＳ３において、補正量算出部２９は実施例１と同様に、プレ画像Ｐを用いて補正量ＤｘおよびＤｙを算出する（図１３（ａ））。プレ画像Ｐの画像データおよび補正量の情報は撮影範囲設定部３０へ送信される。ステップＳ４において、撮影範囲設定部３０は、プレ画像Ｐおよび補正量に基づいて測定用Ｘ線画像の撮影範囲を設定する。すなわち椎体中心Ｋｏと、測定用Ｘ線画像の撮影範囲の中心とが一致するように関心部位Ｗの中心の位置が設定される。

さらに操作者は入力部３３を操作し、短冊画像のｘ方向の長さＴの情報と、関心部位Ｗのｘ方向の長さＰｘの情報とを入力する。関心部位Ｗの中心の位置と、関心部位Ｗのｘ方向の長さＰｘとに基づいて、撮影範囲設定部３０は測定用Ｘ線画像Ｑの撮影範囲を設定できる。撮影範囲設定部３０は、測定用Ｘ線画像Ｑの撮影範囲、長さＰｘの値、および長さＴの値に基づいて、短冊画像の各々を撮影する短冊状の領域Ｒ１〜Ｒｎの位置と、領域の数（ｎの数値）とを設定する。算出された補正量、解析処理が行われたプレ画像Ｐの画像、および領域Ｒ１〜Ｒｎの位置などの情報は、撮影範囲設定部３０から開閉量算出部３１へ送信される。

ステップＳ５（開閉量の算出）
開閉量算出部３１はプレ画像Ｐを用いて、ステップＳ５に係る開閉量の算出を行う。この場合、開閉量算出部３１は、プレ画像Ｐから抽出された椎体領域の中心Ｋｏを通り、ｘ方向に延びる直線ＨＤを検出する。そして領域Ｒ１〜Ｒｎの各々について、直線ＨＤから左側のサイドラインＳＬまでの最大距離ＫＬ、および直線ＨＤから右側のサイドラインＳＬまでの最大距離ＫＲをそれぞれ算出する。さらに開閉量算出部３１は、ＫＬ，ＫＲ、および所定の定数αの値に基づいて、開閉量Ｖ１〜Ｖｎをそれぞれ算出する。

ステップＳ６（Ｘ線撮影の準備）
開閉量が算出された後、ステップＳ６に係るＸ線撮影の準備を行う。Ｘ線管移動部１３およびＦＰＤ移動部１５の各々は、補正量ＤｘおよびＤｙに基づいて、領域Ｒ１における短冊画像の撮影位置へ撮像系の各々を移動させる。具体的には、Ｘ線管移動部１３はＸ線管５をｘ方向に（Ｐｘ−Ｔ＋２Ｄｘ）／２の距離を移動させ、ｙ方向にＤｙの距離を移動させる。ＦＰＤ移動部１５はＦＰＤ７をｙ方向にＤｙの距離を移動させる。

撮像系の各々をｙ方向にＤｙ移動させることにより、プレ画像Ｐにおいて中心線Ｈから外れた位置に映っていた椎体Ｋの各々は、短冊画像の各々において中心線Ｈの線上に位置することとなる。そして実施例１において述べた通り、（Ｐｘ−Ｔ）／２はプレ画像Ｐ２の撮影位置から領域Ｒ１における短冊画像の撮影位置までのｘ方向の距離であり、Ｄｘはプレ画像Ｐの撮影位置からプレ画像Ｐ２の撮影位置までのｘ方向の距離である。従って、撮像系の各々をｙ方向に移動させつつ、Ｘ線管５をｘ方向に（Ｐｘ−Ｔ＋２Ｄｘ）／２の距離を移動させることにより、撮像系の各々はプレ画像Ｐの撮影位置から領域Ｒ１における短冊画像の撮影位置へ直接移動する。

また、コリメータ制御部１７は開閉量Ｖ１に基づいて、Ｘ線照射野が領域Ｆ１の範囲と一致するように遮蔽板９ａ〜９ｄの開閉移動を制御する。撮像系の移動およびＸ線照射野の調整によって、ステップＳ６に係るＸ線撮影の準備は完了する。なお、ステップＳ７以降の工程は実施例１と同様である。

＜実施例２の構成による効果＞
実施例１では、撮像系の各々はプレ画像Ｐの撮影位置から、補正量に基づいて撮像系を移動させ、移動後にＸ線を照射してプレ画像Ｐ２を生成する。そしてプレ画像Ｐ２に映る椎体領域に基づいて開閉量を算出する。その後、撮像系をプレ画像Ｐ２の撮影位置から領域Ｒ１における撮影位置へ移動させて短冊画像の撮影を行う。

一方、実施例２では、補正前のプレ画像Ｐの撮影位置において補正量の算出、プレ画像の補正、および開閉量の算出を行う。そして補正量を加味して撮像系の各々を短冊画像の撮影位置へと移動する。

そのため実施例２では、補正後のプレ画像の撮影位置へ撮像系を移動させる工程、および補正後の撮影位置においてＸ線を照射してプレ画像を新たに生成する工程を省略できる。従って、測定用Ｘ線画像の撮影に要する時間および工程をより短縮できるので、Ｘ線撮影の効率をより向上させることが可能となる。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した各実施例では、各撮影位置において短冊状の高電圧Ｘ線画像と低電圧Ｘ線画像を生成した後にサブトラクション処理を行い、生成された短冊状のサブトラクション画像を繋ぎ合わせて測定用Ｘ線画像を再構成する。しかしながら、測定用Ｘ線画像を取得する工程はこれに限られない。すなわち、再構成処理とサブトラクション処理の工程の順序を入れ替えてもよい。

この場合、再構成部２５は画像処理部２１の後段に設けられ、短冊状の高電圧短冊画像ＲＨ１〜ＲＨｎをｘ方向に繋ぎ合わせて単一の高電圧Ｘ線画像ＲＨを再構成する。また、短冊状の低電圧短冊画像ＲＬ１〜ＲＬｎをｘ方向に繋ぎ合わせて単一の低電圧Ｘ線画像ＲＬを再構成する。サブトラクション処理部２３は再構成部２５の後段に設けられ、再構成された高電圧Ｘ線画像ＲＨと低電圧Ｘ線画像ＲＬとの差分をとることにより、サブトラクション処理が行われた測定用Ｘ線画像Ｑを生成することができる。

（２）上述した各実施例では、各撮影位置においてＸ線管５に高電圧と低電圧とを交互に印加することにより、高電圧短冊画像と低電圧短冊画像とを順次取得する。しかしこのような構成に代えて、領域Ｒ１〜Ｒｎの各々について高電圧短冊画像ＲＨ１〜ＲＨｎを取得した後、領域Ｒ１〜Ｒｎの各々について低電圧短冊画像ＲＬ１〜ＲＬｎを取得するようにしてもよい。

（３）上述した各実施例では、測定用Ｘ線画像Ｑの撮影範囲の広さはプレ画像の撮影範囲の広さと一致するものとしたが、測定用Ｘ線画像Ｑの上端（または下端）は、プレ画像の上端（または下端）と一致しなくともよい。この場合、図８（ｂ）に示すように、測定用Ｘ線画像Ｑの上端を示すカーソルＣ１と、測定用Ｘ線画像Ｑの下端を示すカーソルＣ２とを必要に応じてプレ画像に重畳表示させることにより、測定用Ｘ線画像の撮影範囲が設定される。

この場合、プレ画像Ｐの撮影範囲を十分広くした場合であっても、測定用Ｘ線画像Ｑの撮影範囲を骨密度測定に過不足のない範囲に設定することができる。そのため、プレ画像Ｐを広くして関心部位Ｗの特定をより容易にしつつ、測定用Ｘ線画像Ｑの撮影時における被曝量をより低く抑えることができる。

（４）上述した各実施例ではステップＳ６において、測定用Ｘ線画像の撮影範囲全体がＦＰＤ７のサイズ内に収まっていることから、図１１に示すように、ＦＰＤ７を固定してＸ線撮影を実行している。しかしさらに長尺の領域についての測定用Ｘ線画像を撮影する場合においては、ＦＰＤ７を被検体Ｍの体軸方向に移動させながらＸ線撮影を実行する構成としてもよい。

（５）上述した各実施例において補正量を算出する場合、過去に取得された同一被検体のプレ画像を参照する構成を備えてもよい。この場合、過去のプレ画像に対してなされた解析処理の内容を参照し、補正量をより正確に算出することができる。

（６）上述した実施例２ではステップＳ４に係る撮影位置の補正を行わず、プレ画像Ｐ２の生成工程を省略する構成としたが、補正量を算出した後、補正量に基づいて画像データ上でプレ画像Ｐに映るＸ線像の位置を補正してもよい。この場合、図１４に示すように、仮想的に撮影位置が補正されたプレ画像Ｐ２Ａが生成される。そしてプレ画像Ｐ２Ａの撮影範囲に基づいて、測定用Ｘ線画像Ｑの撮影範囲と、領域Ｒ１〜Ｒｎの各々の範囲とが設定される。操作者はプレ画像Ｐ２Ａを参照することにより、測定用Ｘ線画像に映るＸ線像と、測定用Ｘ線画像の撮影範囲とを確認できる。

（７）上述した各実施例では、短冊画像を再構成させて測定用Ｘ線画像を生成しているが、本発明の構成は、短冊画像の生成・再構成を行わずに測定用Ｘ線画像を取得する構成にも応用できる。すなわち、被検体の関心部位Ｗの領域（関心領域）を撮影範囲に設定するために用いるＸ線画像をプレ画像として生成する。この場合、プレ画像から抽出される椎体領域に基づいて補正量を算出する。そして補正量に基づいて、椎体領域の中心が関心領域に対する撮影範囲の中心に一致するように撮像系を移動させる。移動後の撮像系の位置において関心部位Ｗを撮影範囲とするＸ線画像を撮影し、撮影によって画像生成部２１が生成するＸ線画像を測定用Ｘ線画像として骨密度の解析に用いる。

１ …Ｘ線撮影装置
３ …天板
５ …Ｘ線管（Ｘ線源）
７ …ＦＰＤ（Ｘ線検出手段）
９ …コリメータ
９ａ〜９ｄ …遮蔽板（遮蔽部）
１１ …Ｘ線照射制御部（照射制御手段）
１７ …コリメータ制御部（コリメータ制御手段）
２１ …画像生成部（短冊画像生成手段、プレ画像生成手段）
２３ …サブトラクション処理部（サブトラクション処理手段）
２５ …再構成部（再構成手段）
２７ …椎体領域抽出部（特徴領域抽出手段）
２９ …補正量算出部（補正量算出手段）
３０ …撮影範囲設定部
３１ …開閉量算出部（開閉量算出手段）
３３ …入力部（修正手段）
３３ａ …プレ画像生成指示ボタン（プレ画像生成指示手段）
３５ …記憶部（記憶手段）
３７ …モニタ（表示手段）
３９ …主制御部（撮像系移動制御手段）

Claims (11)

1. 被検体にＸ線を照射するＸ線源と、
   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線源および前記Ｘ線検出手段からなる撮像系を前記被検体に対して相対的に移動させる撮像系移動手段と、
   前記Ｘ線検出手段が出力する検出信号を用いて、前記被検体の体軸方向を短手方向とする短冊状のＸ線画像である短冊画像を前記被検体の体軸に沿って複数枚生成する短冊画像生成手段と、
   前記短冊画像生成手段が生成する複数枚の前記短冊画像を、前記被検体の体軸方向に繋ぎ合わせて単一の合成画像を再構成する再構成手段と、
   前記Ｘ線検出手段が出力する検出信号を用いて、前記合成画像の撮影範囲を設定するために用いるＸ線画像をプレ画像として生成するプレ画像生成手段と、
   前記プレ画像を生成する指示を入力するプレ画像生成指示手段と、
   前記プレ画像生成指示手段に入力される前記指示に基づいて前記Ｘ線源からパルスＸ線を単発照射させるように前記Ｘ線源を制御する照射制御手段と、
   前記プレ画像に映るＸ線像から特徴領域を抽出する特徴領域抽出手段と、
   前記特徴領域抽出手段が抽出する前記特徴領域の中心と、前記プレ画像の中心との位置関係を補正量として算出する補正量算出手段と、
   前記補正量算出手段が算出する前記補正量に基づいて、前記特徴領域の中心が前記合成画像の撮影範囲の中心に一致するように前記撮像系移動手段を制御する撮像系移動制御手段とを備えることを特徴とするＸ線撮影装置。
2. 請求項１に記載のＸ線撮影装置において、
   前記撮像系移動制御手段は前記補正量に基づいて前記特徴領域の中心と前記プレ画像の撮影範囲の中心とが一致するように前記撮像系移動手段を制御し、
   前記プレ画像生成手段は、前記撮像系移動制御手段が前記特徴領域の中心と前記プレ画像の撮影範囲の中心とが一致するように前記撮像系移動手段を制御した後に前記プレ画像を再度生成するＸ線撮影装置。
3. 請求項１に記載のＸ線撮影装置において、
   前記撮像系移動制御手段は前記補正量に基づいて前記特徴領域の中心と前記合成画像の撮影範囲の中心とが一致するように前記撮像系移動手段を制御して、前記撮像系を前記プレ画像の撮影位置から前記短冊画像の撮影位置へ移動させるＸ線撮影装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、
   Ｘ線を遮蔽する遮蔽部が設けられ、前記Ｘ線源から照射されるＸ線の照射野を制御するコリメータと、
   前記遮蔽部の開閉移動を制御するコリメータ制御手段と、
   前記特徴領域抽出手段が抽出する前記特徴領域の幅に基づいて、前記短冊画像の各々の生成時における前記遮蔽部の開き量を開閉量として算出する開閉量算出部とを備え、
   前記短冊画像の各々は、前記コリメータ制御手段が前記開閉量の各々に基づいて前記遮蔽部の開閉移動を制御することによって生成されるＸ線撮影装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、
   前記Ｘ線源に高電圧が印加された場合に前記短冊画像生成手段が生成する前記短冊画像と、前記Ｘ線源に低電圧が印加された場合に前記短冊画像生成手段が生成する前記短冊画像とに対してサブトラクション処理を行うサブトラクション処理手段を備えるＸ線撮影装置。
6. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、
   前記Ｘ線源に高電圧が印加された場合に前記再構成手段が再構成する前記合成画像と、前記Ｘ線源に低電圧が印加された場合に前記再構成手段が再構成する前記合成画像とに対してサブトラクション処理を行うサブトラクション処理手段を備えるＸ線撮影装置。
7. 請求項４に記載のＸ線撮影装置において、
   前記特徴領域抽出手段が抽出する前記特徴領域は、前記被検体の椎体の領域であるＸ線撮影装置。
8. 請求項７に記載のＸ線撮影装置において、
   前記開閉量算出手段は、前記椎体の領域からの距離が所定の値以下である骨密度の測定に要する領域と、前記椎体の領域とが前記Ｘ線の照射野に含まれるように、前記開閉量を前記短冊画像の各々について算出するＸ線撮影装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、
   前記補正量算出手段は、過去に同一の前記被検体について生成された前記プレ画像を参照して補正量を算出するＸ線撮影装置。
10. 請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、
    前記プレ画像生成手段が生成する前記プレ画像を表示する表示手段と、
    前記表示手段が表示する前記プレ画像に対して、抽出された前記特徴領域の範囲を修正する修正手段とを備えるＸ線撮影装置。
11. 被検体にＸ線を照射するＸ線源と、
    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線源および前記Ｘ線検出手段からなる撮像系を前記被検体に対して相対的に移動させる撮像系移動手段と、
    前記Ｘ線検出手段が出力する検出信号を用いて、前記被検体の関心領域に対する撮影範囲を設定するために用いるＸ線画像をプレ画像として生成するプレ画像生成手段と、
    前記プレ画像を生成する指示を入力するプレ画像生成指示手段と、
    前記プレ画像生成指示手段に入力される前記指示に基づいて前記Ｘ線源からパルスＸ線を単発照射させるように前記Ｘ線源を制御する照射制御手段と、
    前記プレ画像に映るＸ線像から特徴領域を抽出する特徴領域抽出手段と、
    前記特徴領域抽出手段が抽出する前記特徴領域の中心と、前記プレ画像の中心との位置関係を補正量として算出する補正量算出手段と、
    前記補正量算出手段が算出する前記補正量に基づいて、前記特徴領域の中心が前記被検体の関心領域に対する撮影範囲の中心に一致するように前記撮像系移動手段を制御する撮像系移動制御手段とを備えることを特徴とするＸ線撮影装置。

Images