JP6397659B2 - Ｘ線画像診断装置及びｘ線制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線画像診断装置及びＸ線制御方法に係り、詳細には、関心領域の移動に追従してＸ線を制御する技術に関する。

Ｘ線画像診断装置は、Ｘ線管で発生させたＸ線を被検体に照射し、被検体を透過したＸ線量を検出して画像化する装置である。このＸ線画像診断装置において、被検体厚が変化しても透視画像の輝度が一定となるようにＸ線条件を制御する自動輝度制御システム（Auto Brightness System；ＡＢＳ）を有するものがある。従来のＡＢＳでは一般に、Ｘ線検出器から出力された透過Ｘ線データに基づいて生成された画像に対して、予め関心領域（Region Of Interest；ＲＯＩ）を設定し、ＲＯＩ内の平均輝度値をフィードバック信号として用いる。そして、輝度値が予め設定された基準値に近づくように管電圧等を自動制御する。しかし、このような制御においてＲＯＩが固定されていると、被検体位置の移動等で操作者が確認したい領域がＲＯＩから外れた場合、適切なフィードバック信号を得ることができなくなる。その結果、良好な画像が得られないことがあった。

このような問題を解決するために、特許文献１には、関心領域におけるピクセルの輝度ヒストグラムを生成し、輝度ヒストグラムに応じてＸ線源の電圧および電流の少なくとも一方を調節する自動被爆制御器を有する透視撮影装置において、操作者がマウス等のポインティングデバイスを使用して透視撮影中にＲＯＩを設定することについて記載されている。

特表２００５−５２２２３７号公報

しかしながら、この方法では撮影位置を変更する都度、ＲＯＩを設定する操作が必要であり、操作効率が悪い。また、関心領域の輝度ヒストグラムに基づいてＸ線条件を調整するため、輝度ヒストグラムを演算する時間が必要であった。

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、操作者の視線の移動に追従して関心領域を設定可能とし、輝度値を適正に制御可能なＸ線画像診断装置及びＸ線制御方法を提供することである。

前述した目的を達成するために第１の発明は、所定のＸ線条件に基づいて被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線源に対向配置され前記被検体の透過Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記透過Ｘ線に基づいて透視画像を生成する画像生成部と、前記透視画像を表示する表示部と、表示されている透視画像に対する操作者の視線位置を検出する視線検出器と、検出した視線位置に追従させて前記透視画像における関心領域を設定する設定部と、設定された関心領域の輝度情報に基づいてＸ線条件を決定し、前記Ｘ線源から照射するＸ線量を制御するＸ線制御部と、を備えることを特徴とするＸ線画像診断装置である。

また、第２の発明は、所定のＸ線条件に基づいて被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線源に対向配置され前記被検体の透過Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記透過Ｘ線に基づいて透視画像を生成する画像生成部と、前記透視画像を表示する表示部と、を備えたＸ線画像診断装置のＸ線制御部が、表示されている透視画像に対する操作者の視線位置を視線検出器により検出するステップと、検出した視線位置に追従させて前記透視画像における関心領域を設定するステップと、設定された関心領域の輝度情報に基づいてＸ線条件を決定し、前記Ｘ線源から照射するＸ線量を制御するステップと、を含むことを特徴とするＸ線制御方法である。

本発明により、操作者の視線の移動に追従して関心領域を設定し、輝度値を適正に制御可能なＸ線画像診断装置及びＸ線制御方法を提供できる。

本発明に係るＸ線画像診断装置１の概略構成図 Ｘ線画像診断装置１が実行するＸ線条件決定処理の手順を示すフローチャート Ｘ線画像診断装置１により得た透視画像のある時相における１フレームの画像６を模式的に示す図 ＲＯＩ６３の中心位置を視線位置Ｐｄに変更した状態を示す図 第２の実施の形態のＸ線条件決定処理の手順を示すフローチャート 現在（ｔ＝ｔ_ｎ）の視線位置Ｐ０と、現在から遡る各サンプリング時点ｔ_ｎ−１、ｔ_ｎ−２、ｔ_ｎ−３、ｔ_ｎ−４における各視線位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を示す図 過去の視線位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に基づいてサイズが縮小された新たなＲＯＩ６３ｂを示す図 （ａ）金属８等のＸ線を透過しにくい物質がＲＯＩ６３内に入った状態、（ｂ）視線位置を金属等を含まない領域に移動した状態、（ｃ）フィードバック値の算出に使用する領域を視線位置の周辺領域に切り替えた状態について説明する図 任意の時刻ｔ_ｉにおける処理の流れを示すフローチャート 図９のフローチャートの各ステップの演算結果を時系列に並べた表

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
まず、図１に基づいて、本発明に係るＸ線画像診断装置１の構成について説明する。図１は、Ｘ線画像診断装置１の一実施の形態であるＸ線透視撮影装置の概略構成図である。Ｘ線透視撮影装置とは、被検体に対してＸ線を連続的に照射して動画像からなるＸ線画像（透視画像）を生成する透視機能と、被検体に一瞬だけＸ線を照射して静止画像からなるＸ線画像を生成する一般撮影機能とを有する装置である。

図１に示すように、Ｘ線画像診断装置１は、高電圧発生器２１、Ｘ線管球２２、及びＸ線絞り２３を有するＸ線源と、被検体３を載置する天板４と、天板４を介してＸ線源（Ｘ線管球２２）に対向配置されたＸ線検出器２４と、操作部１１と、システム制御部１２と、画像処理部１３と、画像表示部１４と、視線検出センサ１５とを備える。上述の各部はバス（不図示）を介してシステム制御部１２に電気的に接続される。

高電圧発生器２１は、Ｘ線制御部２０を備え、システム制御部１２により決定されたＸ線条件または画像処理部１３により決定されたＸ線条件（フィードバック信号）に応じたＸ線管電流及びＸ線管電圧をＸ線管球２２に供給・印加する。

Ｘ線管球２２は、高電圧発生器２１から供給・印加されたＸ線管電流及びＸ線管電圧に応じた強度のＸ線を発生する。Ｘ線管球２２から発生したＸ線は、Ｘ線絞り２３によって所定の照射範囲に制限されて被検体３に照射される。被検体３を透過したＸ線（透過Ｘ線）はＸ線検出器２４に入射する。
Ｘ線絞り２３は、Ｘ線管球２２から放射するＸ線を遮る複数の遮蔽板を有し、遮蔽板の位置を移動することでＸ線照射範囲を制限する。Ｘ線絞り２３の遮蔽板の位置は、システム制御部１２の制御により調節される。

Ｘ線検出器２４は、被検体３を透過したＸ線（透過Ｘ線）を検出する装置であり、例えば、複数のＸ線検出素子を体幅方向及び体軸方向の２次元に配列したフラットパネルディテクタやイメージ・インテンシファイア等である。Ｘ線検出器２４は、検出したＸ線の強度に応じた電気信号（以下、透視画像データという）を画像処理部１３に出力する。

画像処理部１３は、透視撮影を行う際、Ｘ線検出器２４から出力された透視画像データを取得し、透視画像データに基づいて被検体３の透視画像を生成する。生成された透視画像は所定の時間刻みに生成され、動画像として画像表示部１４に出力され、順次表示される。

画像表示部１４はＣＲＴや液晶パネル等により構成され、画像処理部１３により生成された被検体の透視画像を表示する。画像表示部１４の表示画面近傍には、操作者の視線位置を検知する視線検出センサ１５が設けられる。

視線検出センサ１５は、例えば、表示画面の周囲に１または複数個設けられる。視線検出センサ１５は、操作者が表示画面上のどこに視線を置いているかを所定のサンプリング間隔で検出し、検出した視線情報を順次画像処理部１３に送出する。視線検出センサ１５の設置位置は任意であり、画像表示部１４と一体的に設けられていてもよいし、画像表示部１４の近傍に画像表示部１４とは別体に設けられていてもよい。

画像処理部１３は、視線検出センサ１５から入力される視線位置情報を取得し、各時相における透視画像データとその時相における視線位置情報とを対応づける。また画像処理部１３は、後述するＸ線条件決定処理を実行する。Ｘ線条件決定処理において、画像処理部１３は、操作者の視線位置に関心領域（ＲＯＩ）を追従させてＸ線条件を決定するための処理を行う。すなわち、画像処理部１３は、各時相における視線位置に追従してＲＯＩを設定する。また画像処理部１３は、視線位置に追従して設定されたＲＯＩ内の輝度値情報に基づいて自動輝度制御のフィードバック信号（主にＸ線管電圧を制御するフィードバック信号）を生成する。画像処理部１３は、生成したフィードバック信号をＸ線制御部２０に送る。これにより、Ｘ線管球２２から照射されるＸ線量が調整される。

操作部１１は、例えば、キーボードやマウス等の入力装置であり、操作者によって入力される各種の指示や情報をシステム制御部１２に出力する。操作者は、画像表示部１４及び操作部１１等の外部機器を使用して対話的に操作を行う。なお、操作部１１は、画像表示部１４の表示画面と一体的に構成されたタッチパネル等としてもよい。

システム制御部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びハードディスク等の記憶装置等を備える。

システム制御部１２の記憶装置には、撮影（透視撮影及び一般撮影）に関するプログラムや各種撮影条件、各処理に必要なプログラム及びデータ等が記憶される。システム制御部１２のＣＰＵは記憶装置に記憶されているプログラムを読み込み、プログラムに従った処理を実行することによりＸ線画像診断装置１における各種の機能を実現する。

システム制御部１２は、操作部１１から入力される撮影条件またはシステム制御部１２が決定した撮影条件に応じたＸ線条件を高電圧発生器２１のＸ線制御部２０に通知して照射Ｘ線量を制御する。またシステム制御部１２は、Ｘ線絞り２３の絞り（遮蔽板）位置を制御したり、Ｘ線検出器２４におけるデータ収集動作や画像処理部１３における画像の生成や表示の制御等、Ｘ線画像診断装置１の各部の動作を制御する。

次に、Ｘ線画像診断装置１の動作を説明する。
図２は、Ｘ線画像診断装置１が実行するＸ線条件決定処理の手順を示すフローチャートである。

まず、システム制御部１２は、関心領域（以下、ＲＯＩという）の初期設定を行う（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１においてシステム制御部１２は、操作部１１を介して操作者から入力される指示に従って、ＲＯＩ６３のサイズ、中心位置、及び形状等を初期設定する。例えば図３に示すように、形状を矩形とし、任意の時相ｔ＝ｔ_ｉにおける中心位置をＰｉとする。

操作部１１を介して検査の開始指示が入力されると（ステップＳ１０２）、システム制御部１２は、操作部１１から入力された情報または予め設定されている検査プロトコルに応じて撮影部位や初期Ｘ線条件を決定して検査を開始する。

検査が開始されると、まず初期Ｘ線条件に応じたＸ線が被検体３に対して照射される。Ｘ線検出器２４は、被検体３を透過した透過Ｘ線を検出し、透視画像データとして画像処理部１３に送る。画像処理部１３は、取得した透視画像データに基づいて透視画像を作成し、画像表示部１４に出力する。画像表示部１４は画像処理部１３から入力された透視画像を表示画面に表示する。例えば、図３に示すような透視画像６を得る。図３は、ある時相ｔ＝ｔ_ｉにおける１フレームの透視画像６を示している。

検査の開始とともに、視線検出センサ１５は表示画面上の視線位置を検出する。視線検出センサ１５は、検出した視線位置情報を画像処理部１３に随時送出する。

検査を開始すると、画像処理部１３はＸ線条件のフィードバック制御を開始する。
画像処理部１３は、まず表示中の画像６におけるＸ線絞りの位置情報を取得する（ステップＳ１０３）。図３に示す画像６のように、Ｘ線照射領域６１とＸ線遮蔽領域６２とは、輝度値の大きさによって区別できる。ステップＳ１０３において画像処理部１３は、輝度値に大きさに基づいて画像６内のＸ線遮蔽領域６２（Ｘ線絞り位置）に該当する画素位置を取得する。

また、画像処理部１３は、視線の位置情報を視線検出センサ１５から取得する（ステップＳ１０４）。

システム制御部１２は、ステップＳ１０３で取得したＸ線絞りの位置情報とステップＳ１０４で取得した視線位置情報に基づいて、Ｘ線照射領域６１内に視線位置があるかを否かを判定する（ステップＳ１０５）。Ｘ線照射領域６１内に視線位置がある場合は（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０６において、画像処理部１３はＲＯＩ６３の中心位置をステップＳ１０４で取得した視線位置Ｐｄに変更する（ステップＳ１０６;図４参照）。図４は、ＲＯＩ６３の中心位置が視線位置Ｐｄに変更された状態を示している。

ステップＳ１０５において、Ｘ線照射領域６１内に視線位置がない場合は（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、ステップＳ１０７へ進む。ステップＳ１０７において、画像処理部１３はＲＯＩ６３の中心位置を現在の位置Ｐｉから変更しないものとする（ステップＳ１０７）。

その後、画像処理部１３は透視撮影用のＸ線条件に基づきＸ線（透視Ｘ線）を照射するようＸ線源（高電圧発生器２１）を制御する（ステップＳ１０８）。透視Ｘ線が照射されると、Ｘ線検出器２４は被検体３を透過したＸ線を検出し、投影画像データとして画像処理部１３へ送る。画像処理部１３は取得した透過Ｘ線に基づいて当該時相の透視画像６を作成し、画像表示部１４に表示する。

また、画像処理部１３は、ステップＳ１０６またはステップＳ１０７で決定したＲＯＩ６３内の各画素の輝度値を取得する（ステップＳ１０９）。
このとき、図４に示すようにＲＯＩ６３とＸ線遮蔽領域６２とが重なる領域６４がある場合は、ＲＯＩ６３とＸ線遮蔽領域６２とが重なる領域６４の輝度値を除き、ＲＯＩ６３内のＸ線照射領域６１の輝度値を取得するようにする。ＲＯＩ６３内のどの画素がＸ線遮蔽領域６２と重なっているかは、ステップＳ１０３で取得したＸ線絞りの位置情報により判定できる。

画像処理部１３は、ステップＳ１０９で取得した輝度値に基づいてＸ線管電圧を制御するフィードバック値を算出する（ステップＳ１１０）。フィードバック値は、ＲＯＩ６３内の平均輝度値がターゲットとする輝度値（以下、基準値という）に近づくように管電圧の大きさを制御するための信号値である。画像処理部１３は、現在設定されているＲＯＩ６３内のＸ線照射領域６１にある画素の平均輝度値を求め、平均輝度値と基準値とを比較し、比較結果をフィードバック値とする。画像処理部１３は、ステップＳ１１０で算出したフィードバック値をＸ線源（高電圧発生器２１）のＸ線制御部２０に送り、透視Ｘ線条件を更新する（ステップＳ１１１）。

透視Ｘ線条件を更新すると、ステップＳ１０３へ戻り、次の時刻ｔ＝ｔ_ｉ＋１においてステップＳ１０３〜ステップＳ１１１の処理を実行する。時刻ｔ＝ｔ_ｉ＋１における処理で照射される透視Ｘ線条件は、前の時刻ｔ＝ｔ_ｉにおける処理で決定された透視Ｘ線条件とする。検査終了まで、所定の時間刻みにステップＳ１０３〜ステップＳ１１１の処理を繰り返し実行する。

以上説明したように、Ｘ線画像診断装置１は表示されている透視画像に対する操作者の視線位置を検知する視線検出センサ１５を備え、検出した視線位置に追従させてＲＯＩ６３の位置を設定する。そしてＲＯＩ６３内の輝度値に基づいてＸ線条件（Ｘ線管電圧）のフィードバック値を求め、次のタイミングにおける照射Ｘ線の大きさを制御する。

したがって、Ｘ線画像診断装置１は、操作者の視線位置に追従して時相毎にＲＯＩ６３を設定するため、手動でＲＯＩを設定する操作が不要となり、操作が容易となる。また、操作者が実際に注目している位置にＲＯＩ６３を設定できるため、作成した画像からＲＯＩ位置を演算により求める場合等と比較して、少ない演算量でＲＯＩを追従させることができる。そして視線移動に追従して設定したＲＯＩ６３内の輝度値に基づいてＸ線条件をフィードバック制御するため、常にＲＯＩ６３を着目部位と一致させ、かつ着目部位の輝度値が最適なものとなるように透視画像を作成することができる。

なお、上述の説明では、時相毎に視線位置情報を取得し、取得した１時相分の視線位置情報に基づいてＲＯＩを設定する例について説明したが、複数時相分の視線位置情報を保持しておき、複数時相分の視線位置情報に基づいてＲＯＩを設定するものとしてもよい。例えば、現在の時相から遡る１０時相分の視線位置情報を保持しておき、保持した各時相における視線位置の平均位置を求め、求めた平均位置を次の時相でのＲＯＩの中心点としてもよい。このように、現在及び過去の複数時相分の視線位置の平均値を次の時相のＲＯＩ中心点とすれば、極端な視線の移動や微細な視線のブレを吸収し、安定したＲＯＩ設定を行える。

また、ＲＯＩの形状は矩形（正方形）としたがこの例に限定されない。例えば、長方形や多角形、円形、楕円形の他、胃の形や骨の形等、撮影部位にフィットした形状のＲＯＩを設定してもよい。

［第２の実施の形態］
次にＸ線画像診断装置１の第２の実施の形態について、図５〜図７を参照して説明する。
Ｘ線条件決定処理において、ＲＯＩのサイズや形状を操作者の視線の移動量や凝視時間、視線移動速度等に基づいて変更できるものとしてもよい。例えば、視線検出センサ１５により検出した視線の動きが所定量より小さい場合は、画像処理部１２は、ＲＯＩ６３のサイズを縮小する。

図５は、第２の実施の形態のＸ線条件決定処理の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ２０１〜ステップＳ２０４の処理は、第１の実施の形態のステップＳ１０１〜ステップＳ１０４（図２）の処理と同様であるため説明を省略し、ステップＳ２０５以降の処理について説明する。

画像処理部１３は、透視画像６のＸ線照射領域６１に視線の中心が位置しているか否かを判定する（ステップＳ２０５）。ここで「視線の中心」とは現時点及び現時点から遡る複数の時点（過去）における各視線位置Ｐ０〜Ｐ４の平均位置である。図６において、Ｐ０は現在（ｔ＝ｔ_ｎ）の視線位置、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４はそれぞれ現在ｔ＝ｔ_ｎから遡るサンプリング時点ｔ_ｎ−１、ｔ_ｎ−２、ｔ_ｎ−３、ｔ_ｎ−４における各視線位置である。

視線の中心がＸ線照射領域６１にある場合は（ステップＳ２０５；Ｙｅｓ）、画像処理部１３はＲＯＩ６３の中心位置（図６の「＋」の記号）を現在の視線位置Ｐ０に変更する（ステップＳ２０６）。
視線の中心がＸ線照射領域６１にない場合は（ステップＳ２０５；Ｎｏ）、画像処理部１３はＲＯＩ６３の位置を変更せず、現状を維持する（ステップＳ２０９）。

次に、画像処理部１３は、視線の位置が所定時間同じ位置またはＲＯＩ６３の領域内のみの移動であるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。

視線の位置が所定時間同じ位置にあるか、またはＲＯＩ６３の領域内のみの移動である場合は（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）、ＲＯＩ６３のサイズを変更する（ステップＳ２０８）。

図６及び図７を用いてＲＯＩ６３のサイズを縮小する場合について説明する。
図６、図７において、Ｐ０は現在（ｔ＝ｔ_ｎ）の視線位置、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４はそれぞれ過去の時点（ｔ＝ｔ_ｎ−１、ｔ_ｎ−２、ｔ_ｎ−３、ｔ_ｎ−４）での各視線位置である。

図６に示すように、現在の視線位置Ｐ０と過去の複数時点での視線位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が、ＲＯＩ６３の領域内である場合は（ステップＳ２０７；Ｙｅｓ）、システム制御装置１２はＲＯＩ６３のサイズを変更し（縮小し）、図７に示すように視線位置Ｐ０〜Ｐ４を含む矩形範囲を新たなＲＯＩ６３ｂとする。

過去の所定時間分の視線位置が同じ位置にない場合、またはＲＯＩ６３の範囲内の移動ではない場合は（ステップＳ２０７；Ｎｏ）、ＲＯＩ６３のサイズは変更しない（ステップＳ２１０）。

ステップＳ２０５〜ステップＳ２１０の処理によりＲＯＩ６３の位置及びサイズを決定するとステップＳ２１１へ進む。

画像処理部１３は、現在設定されている透視撮影用のＸ線条件に基づきＸ線（透視Ｘ線）を照射するようＸ線源（高電圧発生器２１）を制御する（ステップＳ２１１）。透視Ｘ線が照射されると、Ｘ線検出器２４は被検体を透過した透過Ｘ線を取得し、画像処理部１３へ送る。画像処理部１３は取得した透過Ｘ線に基づいて所定時間刻みに被検体の透視画像を順次作成し、画像表示部１４に表示する。また、画像処理部１３は、ステップＳ２０６、ステップＳ２０８、ステップＳ２０９、またはステップＳ２１０で決定したＲＯＩ６３（または６３ｂ）内の各画素の輝度値を取得する（ステップＳ２１２）。

このとき、図４や図６に示すようにＲＯＩ６３（または６３ｂ）とＸ線遮蔽領域６４とが重なる場合は、ＲＯＩ６３（または６３ｂ）とＸ線遮蔽領域６４とが重なる部分の輝度値を除き、ＲＯＩ６３（または６３ｂ）内のＸ線照射領域６１の輝度値を取得する。

画像処理部１３は、ステップＳ２１２で取得した輝度値に基づいて透視Ｘ線の大きさ（管電圧）を制御するフィードバック値を算出する（ステップＳ２１３）。フィードバック値は、第１の実施の形態と同様に算出される。画像処理部１３は、ステップＳ２１３で算出したフィードバック値をＸ線源（高電圧発生器２１）のＸ線制御部２０に入力し、透視Ｘ線条件を更新する（ステップＳ２１４）。

透視Ｘ線条件を更新すると、ステップＳ２０３へ戻る。検査終了まで、所定時間刻みにステップＳ２０３〜ステップＳ２１４の処理を繰り返し実行する。

以上説明したように、第２の実施の形態においてＸ線画像診断装置１は、操作者の過去の複数時相分の視線位置に基づいてＲＯＩ位置及びＲＯＩサイズを決定する。そのため、手動でＲＯＩのサイズや位置を設定する操作を行う必要がなく操作性が更に向上する。また、過去複数点分の視線位置に基づいてＲＯＩ位置を移動させたりサイズを変更させるため、視線位置の微細なブレを吸収し、安定したＲＯＩ設定を行える。

なお、上述の説明では、図６及び図７に示すように正方形のＲＯＩ６３を初期設定のサイズから縮小する場合について説明したが、縮小だけに限定されず、拡大する場合にも応用できる。また、予め定義されている視線移動パターンと同様の視線移動が行われると、ＲＯＩの形状を所定の形状に変更するといった処理にも応用可能である。

［第３の実施の形態］
次にＸ線画像診断装置１の第３の実施の形態について、図８〜図１０を参照して説明する。
第１または第２の実施の形態において説明したＸ線条件決定処理において、画像処理部１３は、操作者の視線位置の周辺領域の輝度値に基づいてフィードバック値を求めるようにしてもよい。

例えば、図８（ａ）に示すように、金属８等のＸ線を透過しにくい物質がＲＯＩ６３内に存在する場合、第１または第２の実施の形態のようにＲＯＩ６３内の輝度値に基づいてフィードバック値を求めると、金属８が映り込んだ画素の輝度値がフィードバック値の演算対象となる。金属はＸ線を透過しにくい物質であるため、フィードバック値はＸ線の管電圧を大きく上昇させるものとなる。そうすると、ＲＯＩ６３内の金属８以外の画素の表示は不適切となり、白飛びした画像となる。このような場合は、金属８を含まない周辺領域の輝度値を参照して、フィードバック値を求める方が、適切な輝度値となる。
第３の実施の形態では、フィードバック値の演算対象とする範囲を、視線位置または視線位置の周辺領域のいずれかに切り替えるものとする。

図９は任意の時刻ｔ＝ｔ_ｉにおけるＸ線条件決定処理の流れを示すフローチャートである。また、図１０は、図９のフローチャートの各ステップの演算結果を時系列に並べた表である。

操作部１１を介して検査の開始指示が入力されると（ステップＳ３０１）、画像処理部１３は、第１または第２の実施の形態と同様に視線検出センサ１５から入力される視線位置情報に応じてＲＯＩ６３の位置（及びサイズ）を設定する（ステップＳ３０２）。また、画像処理部１３は、第１または第２の実施の形態と同様に、直前の時相ｔ＝ｔ_ｉ-１におけるＲＯＩ６３内の輝度値に基づいてＸ線条件のフィードバック値を算出し、セットする（Ｘ線制御部２０に入力し、透視Ｘ線条件を更新する；ステップＳ３０３）。

Ｘ線制御部２０は、画像処理部１３から送られたフィードバック値に基づいて透視Ｘ線条件を更新し、更新後の透視Ｘ線をＸ線管球２２から被検体３に対して照射する（ステップＳ３０４）。透視Ｘ線が照射されると、Ｘ線検出器２４は被検体３を透過した透過Ｘ線を取得し、透視画像データとして画像処理部１３へ送る。画像処理部１３は取得した透過画像データに基づいて被検体３の透視画像（ｔ＝ｔ_ｉ）を作成し、画像表示部１４に表示する。

画像処理部１３は、ｔ＝ｔ_ｉにおける透視画像から、ステップＳ３０２で決定したＲＯＩ６３内の各画素の輝度値とＲＯＩ６３の周辺領域７０の輝度値とを取得する（ステップＳ３０５）。周辺領域７０は、一例として図８に示すように、ＲＯＩ６３の上下左右の４つの矩形領域を合わせた領域とする。なお、この周辺領域７０の例は一例であり、周辺領域の範囲やサイズ、形状、領域数等は図８の例に限定されない。検査の内容に応じて、適切な範囲、サイズ、形状、領域数の組み合わせを採用することが望ましい。

画像処理部１３は、ステップＳ３０５で取得したＲＯＩ６３（視線位置により決定されたＲＯＩ）内の輝度値に基づくフィードバック値Ａ_Ｃｉと、ＲＯＩ６３の周辺領域７０の輝度値に基づくフィードバック値Ａ_Ｒｉとを算出する（ステップＳ３０６）。

フィードバック値Ａ_Ｃｉは、視線位置により決定されたＲＯＩ６３内の各画素の輝度値の平均値等とする。
フィードバック値Ａ_Ｒｉは、ＲＯＩ６３の周辺領域７０内の各画素の輝度値の平均値等とする。例えば図８に示すように、ＲＯＩ６３の周囲の４つの矩形領域を周辺領域７０とする場合は、各矩形領域内のすべての輝度値の平均値等により求めるものとする。

なお、フィードバック値Ａ_Ｃｉ、Ａ_Ｒｉを求める際、ＲＯＩ６３内、或いは周辺領域７０内のＸ線遮蔽領域６２と重なる領域の輝度値は、フィードバック値を演算する際に除かれることが望ましい。例えば図８（ｃ）の例では、右側の矩形領域７０Ｒ内にＸ線遮蔽領域６２と重なる部分７１があるため、このＸ線遮蔽領域６２との重なる部分７１の輝度値はフィードバック値の演算に用いないものとする。

画像処理部１３は、ターゲットとするフィードバック値（基準値）Ａ_{ｔａｒｇｅｔ}と視線位置領域（ＲＯＩ６３）の輝度値に基づくフィードバック値Ａ_Ｃｉとの差分の絶対値（｜Ａ_{ｔａｒｇｅｔ}-Ａ_Ｃｉ｜）と、基準値Ａ_{ｔａｒｇｅｔ}と周辺領域７０の輝度値に基づくフィードバック値Ａ_Ｒｉとの差分の絶対値（｜Ａ_{ｔａｒｇｅｔ}-Ａ_Ｒｉ｜）とを比較し、差分の絶対値が小さい方のフィードバック値を採用する（ステップＳ３０７〜ステップＳ３０９）。

すなわち、基準値Ａ_{ｔａｒｇｅｔ}とＲＯＩ６３内の輝度値に基づくフィードバック値Ａ_Ｃｉとの差分の絶対値（｜Ａ_{ｔａｒｇｅｔ}-Ａ_Ｃｉ｜）が、基準値Ａ_{ｔａｒｇｅｔ}と周辺領域７０の輝度値に基づくフィードバック値Ａ_Ｒｉとの差分の絶対値（｜Ａ_{ｔａｒｇｅｔ}-Ａ_Ｒｉ｜）以下となる場合は（ステップＳ３０７；Ｙｅｓ）、フィードバック値Ａ_Ｃｉを用いたフィードバック制御を行う（ステップＳ３０８）。

図８（ｂ）に示すように、視線位置領域（ＲＯＩ６３）に金属８が含まれず、周辺領域７０に金属８が含まれる場合は、視線位置領域（ＲＯＩ６３）内の輝度値の方が基準値に近いことが多い。

基準値Ａ_{ｔａｒｇｅｔ}とＲＯＩ６３内の輝度値に基づくフィードバック値Ａ_Ｃｉとの差分の絶対値（｜Ａ_{ｔａｒｇｅｔ}-Ａ_Ｃｉ｜）が、基準値Ａ_{ｔａｒｇｅｔ}と周辺領域７０の輝度値に基づくフィードバック値Ａ_Ｒｉとの差分の絶対値（｜Ａ_{ｔａｒｇｅｔ}-Ａ_Ｒｉ｜）より大きい場合は（ステップＳ３０７；Ｎｏ）、フィードバック値Ａ_Ｒｉを用いたフィードバック制御を行う（ステップＳ３０９）。

図８（ａ）に示すように、視線位置領域（ＲＯＩ６３）に金属８が含まれる場合は、視線位置領域（ＲＯＩ６３）内の方が輝度値が基準値から外れることが多い。その場合は、図８（ｃ）に示すように、周辺領域７０の輝度値から算出したフィードバック値Ａ_Ｒｉを採用する。

画像処理部１３は、ステップＳ３０８またはステップＳ３０９で決定したフィードバック値からフィードバック信号を生成し、Ｘ線源（高電圧発生器２１）のＸ線制御部２０に入力し、透視Ｘ線条件を更新する。透視Ｘ線条件を更新すると、ステップＳ３０２の処理へ戻る。検査終了まで、所定の時間刻みにステップＳ３０２〜ステップＳ３０９の処理を繰り返し実行する。

図１０を参照して、第３の実施の形態における制御の具体例を説明する。図１０の例では、時刻ｔ１〜ｔ３では視線位置により決定されたＲＯＩ６３（視線位置領域）内に金属が含まれない状態であり、時刻ｔ４〜ｔ７はＲＯＩ６３内に金属が含まれる状態となり、時刻ｔ８〜ｔ１０でＲＯＩ６３（視線位置領域）内に金属が含まれない状態に戻るものとする。

図１０に示すように、時刻ｔ１は検査開始直後であり、フィードバック値がないためＸ線条件は初期設定時の値（初期値）とする。画像処理部１３はステップＳ３０５、ステップＳ３０６において求めたフィードバック値Ａ_Ｃ１、Ａ_Ｒ１を用いてステップＳ３０７の判定を行う。判定の結果、視線位置領域（ＲＯＩ６３）のフィードバック値Ａ_Ｃ１を採用する。

時刻ｔ２のＸ線条件は、時刻ｔ１で決定されたフィードバック値Ａ_Ｃ１に基づいて決定される。画像処理部１３はステップＳ３０５、ステップＳ３０６により求めたフィードバック値Ａ_Ｃ２、Ａ_Ｒ２を用いてステップＳ３０７の判定を行う。判定の結果、視線位置領域（ＲＯＩ６３）のフィードバック値Ａ_Ｃ２を採用する。

時刻ｔ３のＸ線条件は、時刻ｔ２で決定されたフィードバック値Ａ_Ｃ２に基づいて決定される。画像処理部１３はステップＳ３０５、ステップＳ３０６により求めたフィードバック値Ａ_Ｃ３、Ａ_Ｒ３を用いてステップＳ３０７の判定を行う。判定の結果、視線位置領域（ＲＯＩ６３）のフィードバック値Ａ_Ｃ３を採用する。

時刻ｔ４で、視線位置が変更され、視線位置領域（ＲＯＩ６３）内に金属が含まれるものとする。
時刻ｔ４のＸ線条件は、時刻ｔ３で決定されたフィードバック値Ａ_Ｃ３に基づいて決定されている。金属８はＸ線が透過しにくく輝度値が低下するため、金属８を含む視線位置領域（ＲＯＩ６３）では輝度値が低下する。すると、時刻ｔ４で取得したフィードバック値Ａ_Ｃ４、Ａ_Ｒ４と基準値Ａ_{ｔａｒｇｅｔ}との各差分値は、Ａ_Ｒ４の方が小さくなる。したがって、周辺領域７０のフィードバック値Ａ_Ｒ４を採用する。

時刻ｔ５のＸ線条件は、時刻ｔ４で決定されたフィードバック値Ａ_Ｒ４に基づいて決定されている。視線位置の周辺領域７０の画像が最適な輝度値となるように透視Ｘ線の大きさが制御される。ステップＳ３０５、ステップＳ３０６により求めたフィードバック値Ａ_Ｃ５、Ａ_Ｒ５を用いてステップＳ３０７の判定を行う。判定の結果、周辺領域７０のフィードバック値Ａ_Ｒ５からフィードバック信号を生成する。

時刻ｔ６、ｔ７のＸ線条件は、時刻ｔ５の処理と同様に、それぞれ直前の時刻ｔ５、ｔ６で決定されたフィードバック値Ａ_Ｒ５、Ａ_Ｒ６に基づいて決定されている。視線位置の周辺領域７０の画像が最適な輝度値となるように透視Ｘ線の大きさが制御される。ステップＳ３０７の判定の結果、周辺領域７０のフィードバック値Ａ_Ｒ６からフィードバック信号を生成する。時刻ｔ７では周辺領域７０のフィードバック値Ａ_Ｒ７からフィードバック信号を生成する。

時刻ｔ８で、視線位置が変更され、視線位置領域（ＲＯＩ６３）内に金属が含まれなくなるものとする。
時刻ｔ８のＸ線条件は、時刻ｔ７で決定されたフィードバック値Ａ_Ｒ７に基づいて決定されている。したがって視線位置の周辺領域７０の画像が最適な輝度値となるように透視Ｘ線の大きさが制御されている。ステップＳ３０５、ステップＳ３０６により求めたフィードバック値Ａ_Ｃ８、Ａ_Ｒ８を用いてステップＳ３０７の判定を行うと、視線位置領域（ＲＯＩ６３）には金属が含まれないため視線位置領域（ＲＯＩ６３）の輝度値が上昇する。すると、時刻ｔ８で取得したフィードバック値Ａ_Ｃ８、Ａ_Ｒ８と基準値Ａ_{ｔａｒｇｅｔ}との各差分値は、Ａ_Ｃ８の方が小さくなる。したがって、視線位置領域（ＲＯ６３）のフィードバック値Ａ_Ｃ８からフィードバック信号を生成する。

時刻ｔ９のＸ線条件は、時刻ｔ４８で決定されたフィードバック値Ａ_Ｃ８に基づいて決定されている。視線位置領域（ＲＯＩ６３）の画像が最適な輝度値となるように透視Ｘ線の大きさが制御される。ステップＳ３０５、ステップＳ３０６により求めたフィードバック値Ａ_Ｃ９、Ａ_Ｒ９を用いてステップＳ３０７の判定を行う。判定の結果、視線位置領域（ＲＯＩ６３）のフィードバック値Ａ_Ｒ９からフィードバック信号を生成する。

時刻ｔ１０のＸ線条件は、時刻ｔ９の処理と同様に、直前の時刻ｔ９で決定されたフィードバック値Ａ_Ｃ９に基づいて決定されている。視線位置領域（ＲＯＩ６３）の画像が最適な輝度値となるように透視Ｘ線の大きさが制御される。ステップＳ３０７の判定の結果、視線位置領域（ＲＯＩ６３）のフィードバック値Ａ_Ｃ１０からフィードバック信号を生成する。

以上説明したように、第３の実施の形態では、視線検出センサ１５で検出した操作者の視線位置情報を用いて、視線位置の領域（ＲＯＩ６３）で得られた輝度値及び視線位置の周辺領域７０で得られた輝度値のうち、どちらをフィードバック値Ａ_Ｃｉ、Ａ_Ｒｉに用いるかを切り替える。したがって、視線位置に金属８等の輝度制御に不適切なものが含まれる場合は、周辺領域７０の輝度値をフィードバック制御に用いることが可能となる。これにより、画像全体の輝度値を適正にすることが可能となる。

なお、第３の実施の形態の処理手順（図９、図１０）は、視線位置領域（ＲＯＩ６３）と周辺領域７０とでフィードバック値を切り替える処理を説明するために単純化した一例である。実際の処理では、被検体３へのＸ線の入射線量や被検体３の体厚、或いはＸ線検出器２４の感度等のシステムの状態や被検体３の状態等も考慮してフィードバック値を決定することが望ましい。

また第３の実施の形態の別の処理手順としては、例えば、処理開始後、所定時間は視線位置領域（ＲＯＩ６３）のフィードバック値Ａ_Ｃｉを採用し、所定時間経過後に基準値Ａ_{ｔａｒｇｅｔ}との比較を行うものとしてもよい。

また、視線位置の周辺領域７０は、４つの矩形領域の平均輝度値に基づいてフィードバック値を算出するものとしたが、周辺領域７０の形状や範囲や領域数等はその他のものとしてもよく、検査内容（検査部位等）に応じて最適な形状や範囲や領域数を組み合わせることが望ましい。

以上、各実施の形態において、本発明の好適なＸ線画像診断装置について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１・・・・・・・Ｘ線画像診断装置
１１・・・・・・操作部
１２・・・・・・システム制御部
１３・・・・・・画像処理部
１４・・・・・・画像表示部
１５・・・・・・視線検出センサ
２０・・・・・・Ｘ線制御部
２１・・・・・・高電圧発生器
２２・・・・・・Ｘ線管球
２３・・・・・・Ｘ線絞り
２４・・・・・・Ｘ線検出器
３・・・・・・・被検体
４・・・・・・・天板
５・・・・・・・操作者
６・・・・・・・透視画像
６１・・・・・・Ｘ線照射領域
６２・・・・・・Ｘ線遮蔽領域
６３・・・・・・ＲＯＩ（関心領域）
６３ｂ・・・・・サイズ変更後のＲＯＩ
６４・・・・・・Ｘ線遮蔽領域６２とＲＯＩ６３とが重なる領域
Ｐｉ・・・・・・ＲＯＩの中心位置（初期設定位置）
Ｐｄ・・・・・・視線に追従して移動させたＲＯＩの中心位置
Ｐ０・・・・・・現在の視線位置
Ｐ１〜Ｐ４・・・過去の視線位置
７０・・・・・・周辺領域
８・・・・・・・金属

Claims (4)

1. 所定のＸ線条件に基づいて被検体にＸ線を照射するＸ線源と、
   前記Ｘ線源に対向配置され前記被検体の透過Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
   前記透過Ｘ線に基づいて透視画像を生成する画像生成部と、
   前記透視画像を表示する表示部と、
   関心領域の初期設定のサイズの入力を操作者から受け付ける操作部と、
   表示されている透視画像に対する操作者の視線位置を所定の間隔で繰り返し検出する視線検出器と、
   繰り返し検出される前記視線位置に対して追従するように、前記視線位置を中心に、前記初期設定のサイズの関心領域を前記透視画像に設定する設定部と、
   前記透視画像における前記関心領域の輝度情報に基づいてＸ線条件を決定し、前記Ｘ線源から照射するＸ線量を制御するＸ線制御部と、
   を備え、
   前記設定部は、前記視線検出器により検出された現在および現在から所定時間内の視線位置が、同じ位置または現在設定されている関心領域内に収まる場合、前記関心領域のサイズを縮小して、前記現在および前記所定時間内に検出された視線位置を含む範囲を新たな関心領域とすることを特徴とするＸ線画像診断装置。
2. 前記Ｘ線制御部は、
   前記関心領域内にＸ線遮蔽領域を含む場合は、前記関心領域からＸ線遮蔽領域を除外した領域の輝度情報に基づいて前記Ｘ線条件を決定することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
3. 前記設定部は、前記現在および前記所定時間内に検出された前記視線位置の平均位置が前記透視画像のＸ線照射領域に位置している場合、前記視線位置を中心に前記初期設定のサイズの関心領域を設定し、前記関心領域を繰り返し検出される前記視線位置に対して追従させることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
4. 所定のＸ線条件に基づいて被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前記Ｘ線源に対向配置され前記被検体の透過Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記透過Ｘ線に基づいて透視画像を生成する画像生成部と、前記透視画像を表示する表示部と、関心領域の初期設定のサイズの入力を操作者から受け付ける操作部と、を備えたＸ線画像診断装置のＸ線制御部が、
   表示されている透視画像に対する操作者の視線位置を視線検出器により所定の間隔で繰り返し検出するステップと、
   検出した視線位置に対して追従するように、当該視線位置を中心に、前記初期設定のサイズの関心領域を前記透視画像に設定するステップと、
   前記視線検出器により検出された現在および現在から所定時間内の視線位置が、同じ位置または現在設定されている関心領域内に収まる場合、前記関心領域のサイズを縮小して、前記現在および前記所定時間内に検出された視線位置を含む範囲を新たな関心領域とするステップと、
   設定された関心領域の輝度情報に基づいてＸ線条件を決定し、前記Ｘ線源から照射するＸ線量を制御するステップと、
   を行うことを特徴とするＸ線制御方法。

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