JP6595656B2 - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線診断装置に関する。

Ｘ線診断装置を用いたＸ線透視は、ユーザに対して、リアルタイムに更新される被検体に関する透視画像を提供する技術である。ユーザは、透視画像を視認することにより、動いている臓器の様子や造影剤の流れ具合等を観察することができる。しかしながら、Ｘ線透視は、被検体の関心領域の周辺に対しても、関心領域と同等の線量のＸ線が照射されるため、被検体への不要な被ばくが問題であった。この不要な被ばくを抑えるための技術の１つとして、スポット透視がある。スポット透視は、ユーザに対して、スポット透視直前に収集された被検体に関する静止画像上に、リアルタイムに更新される被検体の関心領域に対応する透視画像を位置整合して重ねた重畳画像を提供する技術である。ユーザは、重畳画像を視認することにより、関心領域をリアルタイムに観察しながら、関心領域の周辺を確認することができる。スポット透視下において、Ｘ線が照射されている範囲は、関心領域だけである。したがって、スポット透視は、従来のＸ線透視に比べて、被検体への不要な被ばくを抑えることができる。しかしながら、スポット透視では、関心領域の周辺をリアルタイムに観察できない。

そのため、被検体への被ばく線量を従来の透視よりも低減しながらも、関心領域の周辺もリアルタイムに観察したいという要望がある。

特開２００５−１５２６４０号公報 特開２００８−２２９２７０号公報

目的は、Ｘ線診断装置において、従来のＸ線透視よりも患者の被ばくを低減しながらも、従来のＸ線透視と同等の透視画像を提供すること。

本実施形態によるＸ線診断装置は、Ｘ線を発生するＸ線発生部と、被検体を透過したＸ線を検出する第１検出部と第１検出部より検出素子のサイズが小さく被検体を透過したＸ線を検出する第２検出部とを有し、第１検出部と第２検出部とがＸ線の照射方向に関して重ねられているＸ線検出部と、Ｘ線発生部と被検体との間に配置されるＸ線フィルタと、第１検出部からの出力に基づいて、被検体に関する第１Ｘ線画像のデータを発生し、第２検出部からの出力に基づいて、被検体に関する第２Ｘ線画像のデータを発生する画像発生部と、第１Ｘ線画像と第２Ｘ線画像とに基づいて、被検体に関する重畳画像を発生する画像処理部と、重畳画像を表示する表示部とを備え、第１検出部と第２検出部は、被検体を通過したＸ線を並行して検出し、画像発生部は、第１Ｘ線画像と第２Ｘ線画像とを並行して発生し、第２検出部の検出面は、Ｘ線フィルタによりＸ線検出部のＸ線検出面上に形成される線量の異なる複数の部分範囲のうち、高線量範囲に対応する。

図１は、第１実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。 図２は、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線照射系の構成を示すブロック図である。 図３Ａは、第１実施形態に係るＸ線診断装置に用いられるＸ線フィルタの第１例を示した図である。 図３Ｂは、第１実施形態に係るＸ線診断装置に用いられるＸ線フィルタの第２例を示した図である。 図３Ｃは、第１実施形態に係るＸ線診断装置に用いられるＸ線フィルタの第３例を示した図である。 図３Ｄは、第１実施形態に係るＸ線診断装置に用いられるＸ線フィルタの第４例を示した図である。 図４は、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ支持部の第１例を示した図である。 図５は、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ支持部の第２例を示した図である。 図６は、直接変換型のＦＰＤの構成を模式的に表した図である。 図７Ａは、Ｘ線検出部の一部分範囲にビニングを実行した時の画像を説明するための説明図である。 図７Ｂは、ビニング実行時における信号の読み出し動作を説明するための説明図である。 図８は、第１実施形態に係るＸ線診断装置１により発生されるＸ線画像の一例を示した図である。 図９は、第１実施形態に係るＸ線診断装置の関心領域設定部が特徴点の移動ベクトルに基づいて関心領域を変更する方法を説明するための説明図である。 図１０は、第１実施形態に係るＸ線診断装置を用いた一連のユーザの手技の流れを説明するためのフローチャートである。 図１１は、第２実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。 図１２は、第２実施形態にＸ線診断装置における第１Ｘ線検出部及び第２Ｘ線検出部の配置例を、Ｘ線照射系とともに示した図である。 図１３は、第２実施形態に係るＸ線診断装置の画像発生部により発生される重畳画像の一例を示した図である。 図１４は、重畳画像Ｐに含まれる空白画像範囲を説明するための説明図である。 図１５は、第２実施形態に係るＸ線診断装置を用いた一連のユーザの手技の流れを説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照しながら第１及び第２実施形態に係るＸ線診断装置を説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。第１実施形態に係るＸ線診断装置（以下、第１Ｘ線診断装置と呼ぶ）は、寝台１０、Ｃ形アーム１１、Ｘ線照射系１２、高電圧発生部１３、Ｘ線検出部１４、Ｘ線フィルタ制御部１５、Ｘ線絞り器制御部１６、信号読み出し制御部１７、ビニング条件設定部１８、前処理部１９、画像発生部２０、画像処理部２１、記憶部２２、システム制御部２３、表示部２４、入力部２５、関心領域設定部２６、及び撮影制御部２７を有する。

寝台１０は、被検体が載置される天板（図示しない）を移動可能に支持する。寝台１０は、寝台駆動部（図示しない）が、撮影制御部２７の制御に従って駆動されることにより、天板を移動させる。

Ｃ形アーム１１は、Ｃ形アーム支持機構（図示しない）により、回転自在に支持される。Ｃ形アーム支持機構は、Ｃ形アーム１１を回転させるための複数の回転軸を有する。Ｃ形アーム１１は、Ｃ形アーム支持機構が有するＣ形アーム駆動部（図示しない）が、撮影制御部２７の制御に従って駆動されることにより、複数の回転軸まわりに回転される。Ｃ形アーム１１は、その一端にＸ線照射系１２を保持する。

なお、第１実施形態では、Ｘ線照射系１２及びＸ線検出部１４をＣ形アーム１１により保持され、Ｃ形アーム支持機構により、Ｃ形アーム１１が回転自在に支持される旨を記載している。しかしながら、Ｘ線照射系１２とＸ線検出部１４とが、対峙するように保持できるのであれば、他の支持機構であってもよい。例えば、Ｃ形アーム１１及びＣ形アーム支持機構は、Ｘ線照射系１２を回転自在に保持する第１保持部と、Ｘ線検出部１４を回転自在に保持する第２保持部とにより代替可能である。この時、例えば、第１保持部は床置きされた機構を有し、第２保持部は、天井から吊り下げられた機構を有する。第１保持部と第２保持部とにより、Ｘ線照射系１２とＸ線検出部１４とは、対峙する向きに保持される。そして、第１保持部の回転動作と第２保持部の回転動作とが、例えば、同期するように制御されることで、Ｘ線の連続撮影が可能である。

図２は、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線照射系１２の構成を示すブロック図である。図２に示すように、Ｘ線照射系１２は、Ｘ線発生部１２１と、Ｘ線フィルタ駆動部１２２と、Ｘ線フィルタ支持部１２３と、Ｘ線フィルタ１２４と、絞り羽根駆動部１２５と、絞り羽根支持部１２６と、Ｘ線絞り器１２７とを有する。Ｘ線発生部１２１は、Ｘ線を発生する真空管である。Ｘ線発生部１２１は、高電圧発生部１３からの高電圧（管電圧）の印加及び管電流の供給を受けて、焦点からＸ線を発生する。発生されたＸ線は、Ｘ線フィルタ１２４を透過し、Ｘ線絞り器１２７によりビーム形成がされる。

Ｘ線フィルタ１２４は、被検体のＸ線被曝量の低減や画質の向上等を目的に、Ｘ線フィルタ１２４を透過した後のＸ線の線質を変更するもので、Ｘ線焦点から発生されたＸ線の連続スペクトルに関して、診断に必要のない長波長成分を除去する。Ｘ線フィルタ１２４は、アルミニウム、銅、モリブデン、タングステン等の金属で構成される。Ｘ線フィルタ１２４は、Ｘ線照射範囲において、線量の異なる複数の部分範囲を発生するような構造を有する。

図３は、第１実施形態に係るＸ線診断装置に用いられるＸ線フィルタ１２４の各例を示した図である。
図３Ａは、第１実施形態に係るＸ線診断装置に用いられるＸ線フィルタ１２４の第１例を示した図である。図３Ａに示す第１例のＸ線フィルタ１２４は、減弱係数Ａの金属平板Ｐｌａで形成されており、矩形状の開口部（以下、開口フィルタと呼ぶ。）を有する。図３ＡのＸ線フィルタ１２４を用いたとき、Ｘ線照射範囲には、線量の異なる第１範囲と第２範囲とが発生される。第１範囲は、開口部に対応する。第２範囲は、Ｘ線焦点Ｓから発生され、金属平板Ｐｌａを透過したＸ線が照射された範囲に対応する。したがって、第２範囲に比べ第１範囲が、単位面積当たりの線量が少なくなる。つまり、開口フィルタは、第１範囲以外の照射範囲の線量を低減する。第１範囲と第２範囲との間の線量の比率は透過した金属平板の減弱係数に依存する。第１Ｘ線診断装置に用いられる開口フィルタは、第１範囲と第２範囲との間の線量の比が２：１、４：１、及び９：１等になるように開口フィルタの金属平板Ｐｌａの厚さ、金属の種類が調整されている。以下、Ｘ線フィルタ１２４により発生された線量の異なる２つの範囲のうち、線量の低い範囲（第２範囲）を低線量範囲、線量の高い範囲（第１範囲）を高線量範囲と呼ぶ。

なお、開口部の形状は、矩形状でなくてもよい。
図３Ｂは、第１実施形態に係るＸ線診断装置に用いられるＸ線フィルタ１２４の第２例を示した図である。図３Ｂに示す第２例のＸ線フィルタ１２４は、図３Ａで示した開口フィルタの開口の形状が円状である。開口の形状は、図３Ａ及び図３Ｂに示したような矩形状や円状に限定されない。また、開口の数は１つでなくてもよい。したがって、１つのＸ線フィルタ１２４に複数の開口部があってもよい。

図３Ｃは、第１実施形態に係るＸ線診断装置に用いられるＸ線フィルタ１２４の第３例を示した図である。図３Ｃに示す第３例のＸ線フィルタ１２４は、図３Ａで示した開口フィルタに、減弱係数Ａを有する金属平板Ｐｌａで一様に形成されたＸ線フィルタ１２４（一様フィルタと呼ぶ。）を組み合わせた一対のＸ線フィルタ１２４を構成する。主に、一様フィルタが、Ｘ線焦点Ｓから発生されたＸ線の連続スペクトルに関して、診断に必要のない長波長成分を除去し、開口フィルタは、低線量範囲と高線量範囲とを発生させる。高線量範囲は、金属平板Ｐｌｂを透過し、開口部を透過したＸ線が照射された範囲（開口部）に対応する。低線量範囲は、金属平板Ｐｌａ及び金属平板Ｐｌｂを透過したＸ線が照射された範囲に対応する。したがって、第１範囲と第２範囲との間の線量の比率は、金属平板Ｐｌａ及びＰｌｂの厚さ、形成する金属の種類に依存する。例えば、第１Ｘ線診断装置に用いられる一対のＸ線フィルタ１２４は、高線量範囲と低線量範囲との間の線量の比が２：１、４：１、及び９：１等になるようにＸ線フィルタ１２４の金属平板Ｐｌａ及びＰｌｂの厚さ、金属の種類が調整されている。これにより、一対のＸ線フィルタ１２４は、Ｘ線照射範囲において、部分的に線量を低減する。

図３Ｄは、第１実施形態に係るＸ線診断装置に用いられるＸ線フィルタ１２４の第４例を示した図である。図３Ｄに示すように、第４例のＸ線フィルタ１２４は、減弱係数Ａを有する金属平板Ｐｌａと減弱係数Ｂを有する金属平板Ｐｌｂとを一体成型したＸ線フィルタ１２４である。図４ＤのＸ線フィルタ１２４を用いたとき、Ｘ線照射範囲には、高線量範囲と低線量範囲とが発生される。高線量範囲は、減弱係数Ｂの金属平板Ｐｌｂを透過したＸ線が照射された範囲に対応する。低線量範囲は、減弱係数Ａの金属平板Ｐｌａを透過したＸ線が照射された範囲に対応する。減弱係数Ｂは、減弱係数Ａよりも減弱係数は小さい。したがって、高線量範囲と低線量範囲との間の線量の比率は、金属平板Ｐｌａ及びＰｌｂの厚さ、形成する金属の種類に依存する。例えば、金属平板Ｐｌａ及びＰｌｂが同じ厚さで形成されたとき、高線量範囲の線量と低線量範囲の線量との比率は、金属平板Ｐｌａ及びＰｌｂを形成する減弱係数の比率に対応する。例えば、第１Ｘ線診断装置に用いられる第４例のＸ線フィルタ１２４は、高線量範囲と低線量範囲との間の線量の比が２：１、４：１、及び９：１等になるようにＸ線フィルタ１２４の金属平板Ｐｌａ及びＰｌｂの厚さ、金属の種類が調整されている。これにより、一対のＸ線フィルタ１２４は、Ｘ線照射範囲において、部分的に線量を低減する。

なお、図３Ａ及び図３Ｂでは、単独の開口フィルタを、図３Ｃでは、開口フィルタと一様フィルタとを組み合わせた一対のＸ線フィルタ１２４を、図３Ｄでは、複数の金属平板で成型されたＸ線フィルタ１２４を記載している。しかしながら、Ｘ線フィルタ１２４は、Ｘ線焦点から発生され、Ｘ線フィルタ１２４を透過（通過）したＸ線により発生されたＸ線照射範囲において、部分的に線量を低減できるのであれば、その構成は前述の構成に限定されるものではない。例えば、Ｘ線フィルタ１２４は、複数の開口フィルタで構成されてもよいし、複数の一様フィルタで構成されてもよい。また、第１例のＸ線フィルタ１２４、第２例のＸ線フィルタ１２４、第３例のＸ線フィルタ１２４、及び第４例のＸ線フィルタ１２４が組み合わされて用いられてもよい。また、Ｘ線フィルタ１２４は、金属平板ではなく、例えば、ボウタイフィルタのように、金属が部分的に厚く成型されてもよい。これにより、Ｘ線照射範囲において、線量が異なる３つ以上の部分範囲が発生されてもよい。

Ｘ線フィルタ制御部１５は、Ｘ線フィルタ１２４が複数のＸ線フィルタ１２４で構成されている場合において、複数のＸ線フィルタ１２４各々を独立して制御する。しかし、複数のＸ線フィルタ１２４のうち、１つのＸ線フィルタ１２４がＸ線フィルタ制御部１５により制御され、他のＸ線フィルタ１２４が１つのＸ線フィルタ１２４に連動するような移動機構であってもよい。

Ｘ線フィルタ１２４は、Ｘ線フィルタ支持部１２３により移動可能に支持される。Ｘ線フィルタ支持部１２３は、Ｘ線フィルタ駆動部１２２の駆動がＸ線フィルタ制御部１５の制御に従って駆動されることにより、支持するＸ線フィルタ１２４を移動させる。Ｘ線フィルタ駆動部１２２は、例えば、モータ等の駆動デバイスである。

図４は、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ支持部１２３の第１例を示した図である。図４は、１枚のＸ線フィルタ１２４を支持するＸ線フィルタ支持部１２３である。図４に示すように、Ｘ線フィルタ支持部１２３は、第１支持部と、第２支持部と、第３支持部とを有する。第１支持部１２３１は、フィルタ設置部１２３０を支持する。フィルタ設置部１２３０は、例えば、アクリル及びプラスチック等のＸ線に影響のない材料で成型される。フィルタ設置部１２３０は、Ｘ線フィルタ１２４を固定するためのホルダーを有する。Ｘ線フィルタ１２４は、ホルダーから取り外し可能である。例えば、ホルダーは、Ｘ線フィルタ１２４を置くようなトレー構造、Ｘ線フィルタ１２４を挟む構造、及びＸ線フィルタ１２４を磁石で固定するような構造等が適用される。ここでは、Ｘ線フィルタ１２４の差し替えを前提として記載しているが、フィルタ設置部１２３０に取り外し不可のＸ線フィルタ１２４が固定されていてもよい。第１支持部１２３１は、第２支持部１２３２との連結面に第１スライダ（図示しない）を有する。第２支持部１２３２は、図４に示すように、第１支持部１２３１をＸＹ方向に移動可能に支持するための、第１スライドレール１２３３を有する。第１スライダが第１スライドレール１２３３に沿って移動されることにより、Ｘ線フィルタ１２４が第１支持部１２３１とともにＸＹ方向に移動される。第２支持部１２３２は、第３支持部１２３４との連結面に第２スライダ（図示しない）を有する。第３支持部１２３４は、図４に示すように、第２支持部１２３２をＺ方向に移動可能に支持するための、第２スライドレール１２３５を有する。第２スライダが第２スライドレール１２３５に沿って移動されることにより、Ｘ線フィルタ１２４が第１支持部１２３１及び第２支持部１２３２とともにＺ方向に移動される。上述の各スライダは、Ｘ線フィルタ駆動部１２２により駆動される。第３支持部１２３４は、Ｘ線絞り器１２７にして固定される。なお、第３支持部１２３４は、Ｃ形アーム１１、または、Ｘ線発生部１２１に対して固定されてもよいし、Ｘ線フィルタ１２４は単独の装置として、Ｘ線発生部１２１等に固定されてもよい。なお、図４に示したＸ線フィルタ支持部１２３の構造は一例である。Ｘ線フィルタ支持部１２３は、Ｘ線フィルタ１２４が図４に示すＸＹＺ方向に移動できるのであれば、その機構は、図４に示した移動機構に限定されない。また、図４に示したＸ線フィルタ支持部１２３の機構は、図３Ｃに示すような、複数のＸ線フィルタ１２４を組み合わせた場合においても適用が可能である。また、Ｘ線フィルタ支持部１２３に支持されるＸ線フィルタ１２４は差し替え可能であってもよい。つまり、第１Ｘ線診断装置は、Ｘ線フィルタ１２４を構成要素として含まなくてもよい。

Ｘ線フィルタ支持部１２３は、複数のＸ線フィルタ１２４を切り替え可能に支持する構造であってもよい。
図５は、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線フィルタ支持部１２３の第２例を示した図である。図５は、複数のＸ線フィルタ１２４を切り替え可能に支持するＸ線フィルタ支持部１２３である。図４で示した第１例のＸ線フィルタ支持部１２３との差異は、フィルタ設置部１２３０が複数のＸ線フィルタ１２４を設置可能な構造を有する点にある。複数のホルダーには、開口部の形状が異なる複数のＸ線フィルタ１２４、開口部の大きさの異なる複数のＸ線フィルタ１２４、及び減弱係数の異なる金属で成型された複数のＸ線フィルタ１２４等が設置されるのが好適である。これにより、ユーザは、検査の種類、被検体の被ばく可能な線量、高線量範囲と低線量範囲との間の線量の比率、及び適用するビニング条件等に応じて、適切なＸ線フィルタ１２４を手技前または手技中に選択することができる。ユーザは、フィルタ設置部１２３０に設置したＸ線フィルタ１２４の種類を、入力部２５を介して第１Ｘ線診断装置に対して入力する。また、第１Ｘ線診断装置が、フィルタ設置部１２３０に設置されたＸ線フィルタ１２４の種類を、例えば、バーコード、ＱＲコード(登録商標)等により自動的に認識できるような構成、システムであってもよい。

第１支持部１２３１は、フィルタ設置部１２３０を回転可能に支持する。第１支持部１２３１は、フィルタ設置部１２３０の側面に設けられた回転レール１２３６に沿って、フィルタ設置部１２３０をＲ軸回りに回転させるための回転スライダ（図示しない）を有する。Ｘ線フィルタ支持部１２３は、第１支持部１２３１によるフィルタ設置部１２３０の回転、及び図４で説明したＸＹＺ方向への移動機構により、Ｘ線発生部１２１の放射窓に対応する位置Ａｒに、使用するＸ線フィルタ１２４を移動させることができる。なお、使用するＸ線フィルタ１２４の移動制御は、第１支持部１２３１によるフィルタ設置部の回転により、使用するＸ線フィルタ１２４が切り替えられ、他の移動機構により、使用するＸ線フィルタ１２４の位置が調整される方法が好適である。なお、図５に示したＸ線フィルタ支持部１２３による複数のＸ線フィルタ１２４を切り替え可能に支持する構造は一例である。Ｘ線フィルタ支持部１２３は、複数のＸ線フィルタ１２４を選択的に切り替え可能な構造であれば他の構造であってもよい。例えば、複数のＸ線フィルタ１２４が、それぞれ独立に移動可能に支持されてもよい。このとき、使用するＸ線フィルタ１２４が、Ｘ線焦点と被検体との間に挿入され、他のＸ線フィルタ１２４はＸ線に影響しない位置に退避される。

Ｘ線フィルタ制御部１５は、Ｘ線フィルタ駆動部１２２を制御する。具体的には、Ｘ線フィルタ制御部１５は、入力部２５を介して入力されたフィルタの移動指示に従って、Ｘ線フィルタ１２４を移動させるために、Ｘ線フィルタ駆動部１２２を駆動させる。また、Ｘ線フィルタ制御部１５は、後述の撮影制御部２７と連動してＸ線フィルタ１２４を移動させる。例えば、Ｃ形アーム１１の移動及びＳＩＤ（Ｓｏｕｒｃｅ Ｉｍａｇｅ ｒｅｃｅｐｔｏｒ Ｄｉｓｔａｎｃｅ：Ｘ線焦点‐Ｘ線検出面間距離）の変化等と連動するようにＸ線フィルタ１２４を移動させる。さらに、Ｘ線フィルタ制御部１５は、後述の画像処理部２１により特定された特徴点の移動ベクトルに従って、Ｘ線フィルタ１２４を移動させる。

Ｘ線絞り器１２７は、Ｘ線焦点から発生され、Ｘ線フィルタ１２４を通過したＸ線が、ユーザが所望する撮影部位以外に照射されないように、Ｘ線照射範囲を限定する。Ｘ線絞り器１２７は、Ｘ線照射範囲を限定するための複数の絞り羽根を有する。複数の絞り羽根は、それぞれ対応する複数の絞り羽根支持部１２６により、移動可能に支持される。絞り羽根駆動部１２５は、Ｘ線絞り器制御部１６の制御に従って、複数の絞り羽根各々の移動機構を駆動する。絞り羽根駆動部１２５は、例えば、モータ等の駆動デバイスである。Ｘ線絞り器制御部１６は、複数の絞り羽根各々を独立して制御する。しかし、複数の絞り羽根のうち、１つの絞り羽根がＸ線絞り器制御部１６により制御され、他の絞り羽根が１つの絞り羽根に連動するような移動機構であってもよい。

Ｘ線絞り器制御部１６は、絞り羽根駆動部１２５を制御する。具体的には、Ｘ線絞り器制御部１６は、入力部２５を介してユーザにより設定された被検体の撮影範囲にＸ線が照射されるように、絞り羽根駆動部１２５を駆動させ、複数の絞り羽根をそれぞれ移動させる。

Ｃ形アーム１１は、その他端に、Ｘ線照射系１２と対向するように、Ｘ線検出部１４を保持する。Ｘ線検出部１４は、複数のＸ線検出素子を、２次元のアレイ上に配列したＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：平面検出器）である。

ＦＰＤには、大きく分けて直接変換型のＦＰＤと間接変換型のＦＰＤとがある。直接変換型のＦＰＤは、Ｘ線変換層に入射したＸ線を直接電荷に変換する方式である。間接変換型のＦＰＤは、蛍光体で入射したＸ線をいったん蛍光に変換し、その後に光電変換により電荷を検出する方式である。ここでは、直接変換型のＦＰＤについて説明する。

図６は、直接変換型のＦＰＤの構成を模式的に表した図である。ＦＰＤは、複数のＸ線検出素子１４ａ、ＴＦＴ駆動回路１４３、及び信号読み出し回路１４４を有する。複数のＸ線検出素子１４ａは、列方向と行方向（ライン方向）に従って、２次元のマトリクス状に配置される。

複数のＸ線検出素子１４ａ各々は画素に対応する。Ｘ線検出素子１４ａは、一対の画素電極、コンデンサ、及びＴＦＴスイッチで構成される。一対の電極の間は、Ｘ線変換層と呼ばれる。Ｘ線変換層は、例えば、１０００μｍ厚のアモルファスセレニウム膜で構成され、画素電極の間には、バイアス電圧が印加される。Ｘ線変換層に入射したＸ線（フォトン）は、電荷（電子・正孔対）に直接変換される。変換された電荷は、画素電極に接続されたコンデンサに蓄積される。ＴＦＴスイッチは、コンデンサに蓄積された電荷の読出しのＯＮ／ＯＦＦの切り替えスイッチとして機能する。ＴＦＴスイッチのゲート端子は、ゲートラインＧを介してＴＦＴ駆動回路１４３に接続される。このとき、行方向に従って配置された複数のＸ線検出素子１４ａは、共通のゲートラインＧによりＴＦＴ駆動回路１４３の出力端子に接続される。ＴＦＴスイッチのソース端子はコンデンサに接続される。ドレイン端子は、データラインＤを介して、積分回路１４ｂに接続される。このとき、列方向に従って配置された複数のＸ線検出素子１４ａは、共通のデータラインＤにより信号読み出し回路１４４の入力端子に接続される。

ＴＦＴスイッチは、ＴＦＴ駆動回路１４３から供給されるパルス状の制御信号に従って、ＯＮ動作をする。ＴＦＴスイッチがＯＮ動作されると、コンデンサに蓄えられた電荷が読み出され、電荷信号としてデータラインＤに出力される。信号読み出し回路１４４のマルチプレクサ１４ｃのスイッチがＯＮ動作すると、信号読み出し回路１４４は、データラインＤに出力された電荷信号を読み出す。読み出された電荷信号は、積分回路１４ｂを介して電圧信号に変換される。変換された電圧信号（アナログ信号）はＡ／Ｄ変換され、画像信号（デジタル信号）として前処理部１９に出力される。ＴＦＴ駆動回路１４３及び信号読み出し回路１４４は、信号読み出し制御部１７により制御される。
信号読み出し制御部１７は、撮影制御部２７の制御に従って、ＴＦＴ駆動回路１４３及び信号読み出し回路１４４を制御することにより、Ｘ線検出部１４から画像信号を読み出す。

信号読み出し制御部１７は、ビニング条件設定部１８により設定されたビニング条件に従って、信号読み出し回路１４４を制御する。ビニングとは、複数のＸ線検出素子各々からの出力をまとめて読み出すことを指す。ビニング条件は、一括して読み出す素子数の条件（ビニングモード）、及びビニングの対象範囲の条件を含む。ビニング対象範囲は、低線量範囲に対応する。ビニングモードとしては、２（列）×２（ライン）の４画素を一括して読み出す対称形のビニングモード、１（列）×２（ライン）の２画素を一括して読み出す非対称形のビニングモードがある。

図７は、第１実施形態に係るＸ線診断装置のビニングを説明するための説明図である。 図７Ａは、Ｘ線検出部１４の一部分範囲にビニングを実行した時に発生される画像を説明するための説明図である。
図７Ｂは、ビニング実行時における信号の読み出し動作を説明するための説明図である。図７Ｂに示すように、ビニング対象範囲は範囲Ｃｒである。また、ビニング対象範囲に対して適用されるビニングモードは、ビニング２×２であるものとする。ビニング２×２は、列方向に２素子、ライン方向に２素子の合計４素子からの出力をまとめて１画素として読み出すことを指す。図７Ｂに示すように、Ｘ線検出部１４は、３×３のマトリクス状に配置された複数のＸ線検出素子を有する。図７Ａにおける画素Ａ１、Ａ２…、Ａ９は、図７ＢにおけるＸ線検出素子Ｂ１、Ｂ２…、Ｂ９にそれぞれ対応している。範囲Ｃｒはビニング２×２の対象範囲であるため、画素Ａ５，Ａ６、Ａ８、及びＡ９（まとめて画素Ａ１０と呼ぶ）は１画素として扱われる。つまり、Ｘ線検出素子が２次元のマトリクス状に配列された全体範囲のうち、ビニングの対象範囲は、他の範囲よりも低画素となる。例えば、ビニング２×２の場合、ビニング２×２の対象範囲Ｃｒに対応するＸ線画像の列方向及びライン方向の画素数は、ビニングを行わずに得られた他の範囲に対応するＸ線画像の半分（１／２）となる。したがって、ビニング２×２の対象範囲Ｃｒに対応するＸ線画像の総画素数は、ビニングを行わずに得られた他の範囲に対応するＸ線画像の１／４になる。

以下、時系列に沿って、ＴＦＴ駆動回路１４３及び信号読み出し回路１４４の動作を説明する。

ＴＦＴ駆動回路１４３は、信号読み出し制御部１７の制御に従って、ゲートラインＧ１に制御信号を出力する。すると、ゲートラインＧ１に接続されたＸ線検出素子Ｂ１、Ｂ２及びＢ３のＴＦＴスイッチが同時にＯＮされる。Ｘ線検出素子Ｂ１、Ｂ２、及びＢ３からの電荷信号が、それぞれデータラインＤ１、Ｄ２、及びＤ３に出力される。信号読み出し回路１４４は、信号読み出し制御部１７の制御に従って、データラインＤ１に接続されたマルチプレクサ１４ｃのスイッチをＯＮにし、Ｘ線検出素子Ｂ１からの電荷信号を読み出す。読み出された電荷信号は、信号読み出し回路１４４により電圧信号に変換される。変換された電圧信号は、Ａ／Ｄ変換され画像信号に変換される。以上の処理で、Ｘ線検出素子Ｂ１からの電荷信号に応じた画像信号が前処理部１９に出力される。Ｘ線検出素子Ｂ１から出力された画像信号は、画素Ａ１の画素値に対応する。次に、信号読み出し回路１４４は、データラインＤ２に接続されたマルチプレクサ１４ｃのスイッチをＯＮにし、Ｘ線検出素子Ｂ２からの電荷信号を読み出す。次に、信号読み出し回路１４４は、データラインＤ３に接続されたマルチプレクサ１４ｃのスイッチをＯＮにし、Ｘ線検出素子Ｂ３からの電荷信号を読み出す。以上の処理により、１ラインに対応する複数のＸ線検出素子からの画像信号の読み出しが完了する。

次に、ＴＦＴ駆動回路１４３は、信号読み出し制御部１７の制御に従って、ゲートラインＧ２に制御信号を出力する。すると、ゲートラインＧ２に接続されたＸ線検出素子Ｂ４、Ｂ５、及びＢ６のＴＦＴスイッチが同時にＯＮされる。Ｘ線検出素子Ｂ４、Ｂ５、及びＢ６からの電荷信号が、それぞれデータラインＤ１、Ｄ２、及びＤ３に出力される。信号読み出し回路１４４は、信号読み出し制御部１７の制御に従って、データラインＤ１に接続されたマルチプレクサ１４ｃのスイッチをＯＮにし、Ｘ線検出素子Ｂ１からの電荷信号を読み出す。読み出された電荷信号は、信号読み出し回路１４４により電圧信号に変換される。変換された電圧信号は、Ａ／Ｄ変換され画像信号に変換される。以上の処理で、Ｘ線検出素子Ｂ４からの電荷信号に応じた画像信号が前処理部１９に出力される。Ｘ線検出素子Ｂ１から出力された画像信号は、画素Ａ４の画素値に対応する。Ｘ線検出素子Ｂ５、Ｂ６は、ビニングの対象素子である。そのため、信号読み出し回路１４４は、Ｘ線検出素子Ｂ５、Ｂ６から個別に電荷信号の読み出し処理を行わない。

次に、ＴＦＴ駆動回路１４３は、信号読み出し制御部１７の制御に従って、ゲートラインＧ３に制御信号を出力する。すると、ゲートラインＧ３に接続されたＸ線検出素子Ｂ７、Ｂ８、及びＢ９のＴＦＴスイッチが同時にＯＮされる。Ｘ線検出素子Ｂ７、Ｂ８、及びＢ９からの電荷信号が、それぞれデータラインＤ１、Ｄ２、及びＤ３に出力される。信号読み出し回路１４４は、信号読み出し制御部１７の制御に従って、データラインＤ１に接続されたマルチプレクサ１４ｃのスイッチをＯＮにし、Ｘ線検出素子Ｂ７からの電荷信号を読み出す。読み出された電荷信号は、信号読み出し回路１４４により電圧信号に変換される。変換された電圧信号は、Ａ／Ｄ変換され画像信号に変換される。以上の処理で、Ｘ線検出素子Ｂ７からの電荷信号に応じた画像信号が前処理部１９に出力される。Ｘ線検出素子Ｂ７から出力された画像信号は、画素Ａ７の画素値に対応する。次に、信号読み出し回路１４４は、データラインＤ２に接続されたマルチプレクサ１４ｃのスイッチをＯＮにし、Ｘ線検出素子Ｂ５からの電荷信号とＸ線検出素子Ｂ８からの電荷信号とを一括して読み出す。読み出された電荷信号は、信号読み出し回路１４４により電圧信号（以下、電圧信号Ｂ５８と呼ぶ）に変換される。電圧信号Ｂ５８は、Ｘ線検出素子Ｂ５に蓄積された電荷とＸ線検出素子Ｂ８に蓄積された電荷との和に対応する。信号読み出し回路１４４は、スイッチをＯＮにするのと同時に、データラインＤ３に接続されたマルチプレクサ１４ｃのスイッチをＯＮにし、Ｘ線検出素子Ｂ６からの電荷信号とＸ線検出素子Ｂ９からの電荷信号とを一括して読み出す。読み出された電荷信号は、信号読み出し回路１４４により電圧信号（以下、電圧信号Ｂ６９と呼ぶ）に変換される。電圧信号Ｂ６９は、Ｘ線検出素子Ｂ６に蓄積された電荷とＸ線検出素子Ｂ９に蓄積された電荷との和に対応する。そして、電圧信号Ｂ５８及び電圧信号Ｂ６９を加算した電圧信号は、画像信号にＡ／Ｄ変換される。以上の処理により、複数のＸ線検出素子からの画像信号の読み出しが完了する。Ｘ線検出素子Ｂ５、Ｂ６、Ｂ８、及びＢ９から出力された画像信号は、画素Ａ１０の画素値に対応する。

以上のように、Ｘ線検出素子が、マトリクス状に配置された全範囲において、ビニングが設定された範囲Ｃｒでは、近傍のＸ線検出素子からの電荷信号を一括して読み出され、他の範囲では、Ｘ線検出素子からの電荷信号が個別に読み出される。

ビニング条件設定部１８は、ビニング条件設定画面上のユーザ操作に従ってビニングモードを設定する。ビニング条件設定画面には、複数のビニングモードの項目が表示される。ビニング条件設定部１８は、複数のビニングモードからユーザにより選択されたビニングモードを設定する。複数のビニングモードには、例えばビニング１×２、ビニング２×２、及びビニング３×３等が含まれる。ユーザは、Ｘ線透視中において、ビニングモードを変更することができる。ビニングモードの変更方法は、設定方法と同様である。ビニングモードが変更されると、透視画像の低解像範囲の解像度が変更される。ユーザは、選択したビニングモードに従って透視画像の低解像範囲の解像度が変化する様子を見ながら、低解像範囲として必要な解像度になるように、ビニングモードを変更することができる。

また、ビニング条件設定部１８は、使用するＸ線フィルタ１２４の種類に応じたビニングモードを設定する。図３で説明したように、第１Ｘ線診断装置に用いられるＸ線フィルタ１２４は、Ｘ線照射範囲において、高線量範囲と低線量範囲とを発生させる構造を有する。ビニング条件設定部１８は、使用するＸ線フィルタ１２４により発生される線量分布に基づいて、ビニング条件を設定する。線量分布は、例えば、散乱体が存在しない状態で、Ｘ線発生部１２１から発生されＸ線フィルタ１２４を透過（通過）したＸ線をＸ線検出部１４で検出することにより特定できる。そして、例えば、高線量範囲と低線量範囲との間の線量の比が２：１になるＸ線フィルタ１２４が用いられた場合、ビニング条件設定部１８は、ビニングモードとして、ビニング１×２、または、ビニング２×１を設定する。また、高線量範囲と低線量範囲との間の線量の比が４：１になるＸ線フィルタ１２４が用いられた場合、ビニング条件設定部１８は、ビニングモードとして、ビニング２×２を設定する。なお、Ｘ線フィルタ１２４の種類に対応するビニングモードが予め対応表として、対応表のデータが記憶部２２に記憶されていてもよい。これにより、ビニング条件設定部１８は、使用するＸ線フィルタ１２４に応じて自動的にビニングモードを設定することができる。

前処理部１９はＸ線検出部１４から出力された画像信号に対して前処理を実行する。前処理とは、例えば、感度補正、暗電流補正等である。

画像発生部２０は、前処理を実行された画像信号に基づいて、Ｘ線画像のデータを発生する。
図８は、第１Ｘ線診断装置により発生されるＸ線画像の一例を示した図である。Ｘ線画像Ｐは、解像度の異なる複数の部分範囲により構成される。解像度の高い部分範囲（以下、高解像範囲と呼ぶ。）ＨＰは第２関心領域に対応する。また、Ｘ線フィルタ１２４に図３Ａで説明した開口フィルタが使用されている場合は、部分範囲ＨＰは開口部に対応する。解像度の低い部分範囲（以下、低解像範囲と呼ぶ。）ＬＰは第１関心領域に対応する。部分範囲ＨＰと部分範囲ＬＰとの間の解像度の比率は、第１関心領域に対応するＸ線検出部１４の部分範囲に適用されたビニング条件に依存する。例えば、適用されたビニング条件が、ビニング２×２であれば、図８に示すように部分範囲ＨＰと部分範囲ＬＰとの間の解像度の比は４：１となる。

画像処理部２１は、閾値処理等により、Ｘ線画像から特徴点の位置を特定する。特徴点は、例えば、カテーテルの先端位置等である。特徴点は、透視画像上で、ユーザがカーソルを移動し、クリックすることにより入力される。また、カテーテル、ガイドワイヤ、及びコイル等の手技に用いる道具の形状が予め記憶部２２に登録されており、ユーザは、これらから追跡対象を選択することにより、特徴点を入力することもできる。Ｘ線透視中、画像処理部２１は、特徴点の位置を繰り返し抽出する。これにより、画像処理部２１は、特徴点の移動ベクトル（移動方向及び移動速度）を特定する。

画像処理部２１は、Ｘ線画像における高解像範囲と低解像範囲との間のウィンドウレベルを調整するためのウィンドウ処理を、少なくとも一方の範囲に対して実行する。具体的には、ビニングモードとしてビニング２×２が適用された場合、低線量範囲の１画素は、４つのＸ線検出素子からの画像信号の合計に基づいて決定される。一方、高線量範囲の１画素は、１つのＸ線検出素子からの画像信号に基づいて決定される。したがって、例えば、高線量範囲と低線量範囲との間の線量の比が４：１のときは、低線量範囲は、高線量範囲と同じウィンドウレベルを有する。そのため、ウィンドウ処理は不要である。しかし、高線量範囲と低線量範囲との間の線量の比が４：１ではないとき、低線量範囲と高線量範囲との間のウィンドウレベルは異なる。そのため、画像処理部２１によるウィンドウ処理が高線量範囲と低線量範囲とのうち、少なくとも一方の範囲に対して実行される。

また、実際のＸ線フィルタ１２４が一様に出来ていない等のため、低線量範囲または高線量範囲の中でも線量分布が異なる場合がある。すると、Ｘ線画像において、微細な粒状模様が発生される。画像処理部２１は、粒状模様を除去するために、ローパスフィルタ処理、リカーシブフィルタ処理をＸ線画像に対して実行する。

記憶部２２は、半導体記憶素子であるＦｌａｓｈ ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｉｓｋ）などの半導体記憶装置、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等である。記憶部２２は、画像発生部２０により発生されたＸ線画像のデータ等を記憶する。

システム制御部２３は、入力部２５から入力された情報を受け取り、一時的にメモリ回路に入力情報を記憶する。そして、システム制御部２３は、この入力情報に基づいて第１Ｘ線診断装置の各部を制御する。

表示部２４は、画像発生部２０及び画像処理部２１で発生されたＸ線画像をモニタに表示する。

入力部２５は、第１Ｘ線診断装置に対して、ユーザ指示情報を入力するための、インターフェースとして機能する。例えば、入力部２５は、Ｘ線透視撮影の開始と終了の契機となる透視スイッチを有する。透視スイッチは、例えばフットスイッチである。例えば、フットスイッチが押されている間にＸ線透視が行われる。また、入力部２５は、第１Ｘ線診断装置に対して、天板及びＣ形アーム１１の移動をユーザが自由に指示するための操作コンソールを有する。操作コンソールは、マウス、キーボード、トラックボール、タッチパネル、及びスイッチ等の入力デバイスを有する。指示情報は、Ｘ線透視条件の設定指示、関心領域の設定指示、及び関心領域の変更指示である。

Ｘ線透視条件は、管電圧、管電流、及び照射時間等の条件項目を含む。ユーザは、例えば、透視条件の設定画面上の操作により、Ｘ線透視条件を入力することができる。具体的には、透視条件の設定画面には、複数の条件項目にそれぞれ対応する複数の入力ボックスが配置される。ユーザは、例えば、管電圧に対応する入力ボックスにキーボードで数値を入力することで、管電圧値を入力することができる。なお、ユーザは、Ｘ線透視条件を他の方法で入力してもよい。例えば、ユーザは、複数のＸ線透視条件から選択したＸ線透視条件を入力することができる。このとき、記憶部２２には、複数のＸ線透視条件のデータが、患者情報（患者の年齢、性別、体格等）や検査情報（撮影部位、担当医師、撮影方法等）の付帯情報とともに記憶されているものとする。透視条件の設定画面には、複数のＸ線透視条件が、それぞれ対応する付帯情報とともに表示される。ユーザは、患者情報や検査情報を参考に、複数のＸ線透視条件から選択したＸ線透視条件を入力することができる。

関心領域の入力は、第１関心領域及び第２関心領域の入力を含む。第１関心領域は、動画として見たい被検体の領域である。第２関心領域は、動画として見る第１関心領域のうち、高詳細に見たい領域である。第２関心領域は、例えば、カテーテル手技の対象領域等である。

関心領域は、例えば、関心領域設定画面上のユーザ操作に従って入力される。このとき、被検体に関する位置決め用の透視画像が関心領域設定画面に表示される。位置決め用の透視画像は、通常のＸ線透視よりも低い線量で撮影される。ユーザは、位置決め用の透視画像を見ながら、ＦＯＶに第１関心領域が入るように、操作コンソールで天板及びＣ形アーム１１を移動させる。次に、透視画像上のマウス操作により、第２関心領域を入力する。具体的には、ユーザは、透視画像上で第２関心領域を囲うようにマウスを操作することにより、第２関心領域を入力することができる。第２関心領域の入力が完了すると、ユーザは、関心領域の決定ボタンを押す。関心領域の決定ボタンが押されたのを契機に、関心領域設定部２６は、第１関心領域と第２関心領域とを設定する。なお、ユーザは、Ｘ線透視中において、関心領域を変更することができる。関心領域の変更方法は、関心領域の設定方法と同様である。例えば、第１関心領域を変更するために、ユーザは、操作コンソールで天板及びＣ形アーム１１を移動させ、第２関心領域を変更するために、透視画像上で第２関心領域を指定する。
なお、Ｘ線透視では、インターベンション等の手技が行われる場合が多い。そのため、後述の関心領域設定部２６が第２関心領域を設定するために、血管内を走行させるカテーテルやガイドワイヤ等の器具がユーザにより指定されてもよい。

関心領域設定部２６は、第１関心領域及び第２関心領域（併せて単に関心領域と呼ぶ。）を設定する。関心領域設定部２６は、入力部２５を介したユーザ指示に従って、関心領域を設定する。関心領域設定部２６により第２関心領域が設定されるために、ユーザにより器具が指定された場合、第２関心領域は、器具の特徴点（例えば、カテーテルの先端）を中心とした範囲に設定される。第１関心領域は、器具の特徴点を中心に、第２関心領域の周囲に設定される。第１関心領域及び第２関心領域の大きさは、ユーザ指示に従って適宜変更が可能である。また、関心領域設定部２６は、画像処理部２１により特定された特徴点の移動ベクトルに基づいて、関心領域を変更する。

図９は、第１実施形態に係るＸ線診断装置の関心領域設定部２６が特徴点の移動ベクトルに基づいて関心領域を変更する方法を説明するための説明図である。
透視画像Ｐは、Ｘ線透視中の、ユーザがカテーテルＧｗを挿入している際の一透視画像である。したがって、透視画像Ｐには、カテーテルＧｗの陰影が映っている。特徴点はカテーテルＧｗの先端である。図９において、移動前のカテーテルＧｗの特徴点の位置がＣｈ１、その時の第２関心領域がＲｏ１とする。そして、カテーテルＧｗが移動したとき、画像処理部２１は、移動後の特徴点の位置Ｃｈ２とともに、移動前の特徴点の位置Ｃｈ１と移動後の特徴点の位置Ｃｈ２とに基づいて、移動ベクトルｗを特定する。関心領域設定部２６は、移動前の第２関心領域Ｒｏ１の位置と移動ベクトルｗとに基づいて、移動後の第２関心領域Ｒｏ２を再設定する。ここでは、カテーテルＧｗに伴う第１関心領域の設定は行われていないが、関心領域設定部２６は、移動前の第１関心領域と移動ベクトルｗとに基づいて、第１関心領域を再設定してもよい。

撮影制御部２７は、設定されたＸ線撮影に関わる条件に従ってＸ線撮影が実行されるために、Ｃ形アーム１１の移動、Ｘ線の発生、及びＸ線の検出が連動するように、各制御部、各駆動部、及び高電圧発生部１３を制御する。
撮影制御部２７は、ＳＩＤの変化にＸ線フィルタ１２４が追従するように、Ｘ線フィルタ制御部１５を制御する。具体的には、Ｘ線フィルタ１２４に開口フィルタ用いられ、今、開口フィルタの開口が第１Ｘ線検出部１４１に対応しているとする。ＳＩＤが変化すると、その対応関係が崩れる。そのため、撮影制御部２７は、ＳＩＤの変化量をＸ線フィルタ制御部１５に出力する。Ｘ線フィルタ制御部１５は、ＳＩＤの変化量に応じて、Ｘ線フィルタ１２４を昇降させたり、開口の大きさの異なるＸ線フィルタ１２４に切り替えたりするために、Ｘ線フィルタ駆動部１２２を制御する。また、撮影制御部２７は、画像処理部２１により特定された特徴点の移動ベクトルに従って、Ｃ形アーム１１を移動するように、Ｃ形アーム駆動部を制御する。

以下、第１Ｘ線診断装置を用いた一連の手技について図８を参照して説明する。
図１０は、第１実施形態に係るＸ線診断装置を用いた一連のユーザの手技の流れを説明するためのフローチャートである。なお、ここで説明する第１Ｘ線診断装置は、減弱係数の異なる複数の開口フィルタを有するものとする。

（ステップＳ１１）関心領域を設定
位置決め用のＸ線透視が開始され、関心領域設定画面上のユーザ操作に従って入力された第１関心領域と第２関心領域とが関心領域設定部２６により設定される。

（ステップＳ１２）Ｘ線フィルタ１２４を移動
ユーザにより複数のＸ線フィルタ１２４から使用するＸ線フィルタ１２４が選択される。そして、第２関心領域に高線量範囲が対応し、第１関心領域に低線量範囲が対応するように、Ｘ線フィルタ制御部１５により、Ｘ線フィルタ１２４が移動される。

（ステップＳ１３）ビニング条件を設定
ビニング条件設定部１８により、使用するＸ線フィルタ１２４の種類に応じたビニングモードが設定される。また、ビニング条件設定部１８により、低線量範囲をビニング対象範囲に設定される。

（ステップＳ１４）Ｘ線透視を開始
透視スイッチが押されたのを契機に、撮影制御部２７により各部が制御され、Ｘ線透視が開始される。画像発生部２０により発生されたＸ線画像（透視画像）は、低解像範囲と高解像範囲とで構成される。低解像範囲は、ビニング対象範囲である。また、高解像範囲は、ビニング対象範囲外である。例えば、ビニングモードがビニング２×２のとき、高解像範囲は、低解像範囲よりも解像度が４倍高い。

（ステップＳ１５）透視画像を表示
画像発生部２０により発生された透視画像が表示される。ユーザは、透視画像を見ながらカテーテル手技等を行う。

（ステップＳ１６）関心領域の変更指示の有無の判定
入力部２５を介して、関心領域（第１関心領域及び第２関心領域）の変更の指示が入力された場合は、処理がステップＳ１９に移行される。関心領域の変更は、例えば、透視画像上のユーザ操作により入力される。また、第２関心領域として、カテーテルが指定されている場合、画像処理部２１により特定された特徴点の移動ベクトルにより入力される。特徴点は、例えば、カテーテルの先端である。また、第２関心領域の変更は、例えば、操作コンソールがユーザにより操作され、Ｃ形アーム１１が移動されることにより入力される。関心領域の変更指示がない場合は、ステップＳ１７に処理が移行される。

（ステップＳ１７）ビニング条件の変更指示の有無の判定
ビニング条件の変更指示が入力された場合はステップＳ２１に処理が移行される。ビニング条件の変更指示は、例えば、入力部２５を介したユーザ指示に従って入力される。また、Ｘ線フィルタ１２４の変更に応じてビニング条件の変更指示が入力される。ビニング条件の変更指示がない場合はステップＳ１８に処理が移行される
（ステップＳ１８）Ｘ線透視が終了されたかの判定
透視スイッチが離されたときは、Ｘ線透視が終了される。透視スイッチが押されている期間、ステップＳ１５〜ステップＳ２１の処理が繰り返し実行される。

（ステップＳ１９）関心領域を再設定
関心領域設定部２６により、関心領域の変更指示に従って関心領域が再設定される。

（ステップＳ２０）Ｃ形アーム１１及びＸ線フィルタ１２４のうち、少なくとも一方を移動
再設定された第２関心領域に高線量範囲が対応するように、また、第１関心領域に低線量範囲が対応するように、撮影制御部２７によりＣ形アーム１１が移動され、Ｘ線フィルタ制御部１５によりＸ線フィルタ１２４移動される。

（ステップＳ２１）ビニング条件を再設定
ビニング条件設定部１８により、ビニング条件の変更指示に従って、ビニング条件が再設定される。

（ステップＳ２２）信号読み出し方法を変更
再設定されたビニング条件に従って、信号読み出し制御部１７により、ＴＦＴ駆動回路及び信号読み出し回路１４４が制御され、信号の読み出し方法が変更される。

第１実施形態に係るＸ線診断装置によれば、以下の効果を得ることができる。
第１実施形態に係るＸ線診断装置において、ユーザは、入力部２５を介して第１関心領域と第２関心領域とを入力することができる。例えば、ユーザは、動画として見たい領域を第１関心領域とし、第１関心領域のうち、高詳細に見たい領域を第２関心領域として入力する。Ｘ線フィルタ制御部１５は、Ｘ線照射範囲において、線量の異なる２つの範囲を発生するＸ線フィルタ１２４の、高線量範囲が第２関心領域に対応し、低線量範囲が第１関心領域に対応するようにＸ線フィルタ１２４を移動させる。信号読み出し制御部１７は、低線量範囲をビニング対象として、信号読み出し回路１４４を制御する。低線量範囲に対してビニングを実行することにより、高線量範囲に対応するＸ線画像の高解像範囲と低線量範囲に対応するＸ線画像の低解像範囲との間のウィンドウレベルを一致させることができる。また、低線量範囲では、Ｘ線検出素子に入射するＸ線フォトン数が少ないため、Ｘ線検出素子から出力される電荷信号が小さく、ノイズの影響を受けやすい。ビニングは、複数のＸ線検出素子からの出力をまとめて読み出すことができるため、そのノイズの影響を小さくすることができる。したがって、発生されるＸ線画像の低解像範囲におけるランダムノイズ等の影響を小さくすることができる。

つまり、第１実施形態に係るＸ線診断装置のＸ線透視において、ユーザは、高解像に第２関心領域の透視画像を見ることができる。また、ユーザは、ビニングにより、第２関心領域よりも低解像ながらも、第１関心領域の透視画像を、第２関心領域と同等の画質でみることができる。これにより、ユーザは、透視画像の高解像範囲を見て手技、治療等を行いながら、周囲に異常等が発生していないかを低解像範囲を見て確認することができる。したがって、第１実施形態に係るＸ線診断装置は、従来のＸ線透視と同等の透視画像をユーザに提供することができる。また、第１関心領域に照射される線量は、第２関心領域に照射される線量に比べて少ない。したがって、第１実施形態に係るＸ線診断装置は、従来のＸ線透視よりも患者の被ばくを低減することができる。つまり、第１実施形態に係るＸ線診断装置は、従来のＸ線透視よりも患者の被ばくを低減しながらも、従来のＸ線透視と同等の透視画像を提供することができる。

（第２実施形態）
図１１は、第２実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示すブロック図である。第２実施形態に係るＸ線診断装置は、第１実施形態に係るＸ線診断装置と異なり、複数のＸ線検出部１４を有する。以下、第１実施形態との差異を中心に第２実施形態を説明する。

第２実施形態に係るＸ線検出部１４は、第１Ｘ線検出部１４１と第２Ｘ線検出部１４２（以下、第１Ｘ線検出部１４１及び第２Ｘ線検出部１４２の両方を指す表記として、単にＸ線検出部１４を用いる）とを有する。第１Ｘ線検出部１４１は、第１Ｘ線検出部１４１に比べて、高解像度に対応するＸ線検出部１４である。つまり、第２Ｘ線検出部１４２を構成する複数の第２Ｘ線検出素子の素子サイズは、第１Ｘ線検出部１４１を構成する複数の第１Ｘ線検出素子の素子サイズよりも小さい。例えば、第２Ｘ線検出素子の素子サイズは、２０μｍ程度であり、第１Ｘ線検出素子の素子サイズは、１５０μｍ〜２００μｍ程度である。

図１２は、第２実施形態にＸ線診断装置における第１Ｘ線検出部１４１及び第２Ｘ線検出部１４２の配置例を、Ｘ線照射系１２とともに示した図である。
図１２に示すように、第２Ｘ線検出部１４２は、第１Ｘ線検出部１４１よりも検出面の面積が狭い。また、第２Ｘ線検出部１４２は、第１Ｘ線検出部１４１に対して固定されるように配置される。このとき、第２Ｘ線検出部１４２の検出面は、第１Ｘ線検出部１４１の検出面と同じ方向を向くように配置される。また、第２Ｘ線検出部１４２は、第１Ｘ線検出部１４１と部分的に重なるように配置される。好適には、第２Ｘ線検出部１４２は、第１Ｘ線検出部１４１の検出面の中心位置Ｏ１と第２Ｘ線検出部１４２の検出面の中心位置Ｏ２とが一致するように配置される。第２Ｘ線検出部１４２の固定方法としては、以下の方法がある。１）第１Ｘ線検出部１４１に対して固定される。このとき、第１Ｘ線検出部１４１は、Ｘ線への影響が小さいアクリル、プラスチック等で出来たスペーサー等を介して第２Ｘ線検出部１４２の検出面に固定される。または、第１Ｘ線検出部１４１は、第２Ｘ線検出部１４２の枠部分に固定される。２）Ｃ形アーム１１に対して固定される。３）第１Ｘ線検出部１４１と第２Ｘ線検出部１４２とを内蔵するカバーに対して固定される。

以下、説明を簡単にするため、第２Ｘ線検出部１４２は、第１Ｘ線検出部１４１の検出面の中心位置Ｏ１と第２Ｘ線検出部１４２の検出面の中心位置Ｏ２とが一致するように配置されているものとする。

前処理部１９は、第１Ｘ線検出部１４１及び第２Ｘ線検出部１４２から出力された画像信号に対して前処理を実行する。なお、前処理部１９は、第１Ｘ線検出部１４１からの画像信号に対して前処理を実行する第１前処理部と、第２Ｘ線検出部１４２からの画像信号に対して前処理を実行する第２前処理部とを有する構成でもよい。

画像発生部２０は、前処理を実行された画像信号に基づいて、Ｘ線画像のデータを発生する。具体的には、画像発生部２０は、第１Ｘ線検出部１４１からの出力に基づいて、第１関心領域に対応する第１Ｘ線画像のデータを発生する。また、画像発生部２０は、第２Ｘ線検出部１４２からの出力に基づいて、第２関心領域に対応する第２Ｘ線画像のデータを発生する。なお、画像発生部２０は、第１Ｘ線検出部１４１からの画像信号に基づいて、第１関心領域に対応する第１Ｘ線画像のデータを発生する第１画像発生部と、第２Ｘ線検出部１４２からの画像信号に基づいて、第２関心領域に対応する第２Ｘ線画像のデータを発生する第２画像発生部とを有する構成でもよい。

画像処理部２１は、第１Ｘ線画像のデータ、第２Ｘ線画像のデータ、及び過去画像のデータに基づいて、重畳画像のデータを発生する。なお、重畳画像のデータは、第１Ｘ線画像のデータ及び第２Ｘ線画像のデータに基づいて発生されてもよい。

図１３は、第２実施形態に係るＸ線診断装置の画像発生部２０により発生される重畳画像の一例を示した図である。
図１３に示した重畳画像Ｐは、第１Ｘ線画像Ｐ１に対して第２Ｘ線画像Ｐ２を重ねた画像である。重畳画像Ｐは、部分範囲ＬＰ、部分範囲ＨＰ、及び空白画像範囲ＮＰを有する。部分範囲ＬＰと空白画像範囲ＮＰとは、第１Ｘ線画像Ｐ１に対応する。部分範囲ＨＰは、第２Ｘ線画像Ｐ２に対応する。第２Ｘ線画像Ｐ２の解像度は、第１Ｘ線画像Ｐ１の解像度よりも高い。したがって、重畳画像Ｐの部分範囲ＨＰの解像度は、部分範囲ＬＰに比べて高い。例えば、第１Ｘ線検出素子と第２Ｘ線検出素子との間の素子面積の比が４：１のとき、図１３に示すように、重畳画像Ｐの部分範囲ＨＰの解像度は、部分範囲ＬＰの４倍になる。また、重畳画像Ｐの、部分範囲ＨＰと部分範囲ＬＰとの間に、第１Ｘ線画像Ｐ１の空白画像範囲ＮＰが残される。

図１４は、重畳画像Ｐに含まれる空白画像範囲ＮＰを説明するための説明図である。 図１４に示すように、Ｘ線焦点Ｓから発生されたＸ線により、Ｘ線照射範囲において、低解像範囲Ａｒ１、高線量範囲Ａｒ２、及びＸ線が十分に入射しない範囲（以下、不感範囲と呼ぶ。）Ａｒ３が発生する。不感範囲Ａｒ１の発生の要因は、第２Ｘ線検出部１４２は検出面を囲う外枠等を有すること、第２Ｘ線検出部１４２が第１Ｘ線検出部１４１に重ねられていることにより、Ｘ線焦点から発生されたＸ線が、第１Ｘ線検出部１４１の第１Ｘ線検出素子に十分に入射されないこと、等があげられる。したがって、第１Ｘ線画像と第２Ｘ線画像とを解剖学的位置が一致するように重ねた重畳画像Ｐの、第１Ｘ線画像に対応する部分範囲ＬＰと第２Ｘ線画像に対応する部分範囲ＨＰとの間に、空白画像範囲ＮＰが発生する。

図１３に示す重畳画像Ｐでは、空白画像範囲ＮＰがあるため、ユーザは、第１関心領域の周囲を確認しにくい。そのため、画像処理部２１は、第１Ｘ線画像、第２Ｘ線画像、及び代替画像に基づいて、重畳画像Ｐの空白画像範囲を代替画像で代替した重畳画像を発生してもよい。代替画像は、例えば、同一被検体に関する過去に撮影された過去画像である。記憶部２２には、過去画像のデータが記憶されている必要がある。過去画像としては、被検体とＸ線照射系１２とＸ線検出部１４との間の位置関係（撮影角度、撮影位置、及びＳＩＤ）が、現在の位置関係と同じ位置関係で撮影されたＸ線画像が好適である。このとき、画像処理部２１は、空白画像範囲に合わせて、過去画像を切り出すことにより代替画像を発生する。したがって、代替画像は静止画である。なお、過去画像として、被検体とＸ線照射系１２とＸ線検出部１４との間の位置関係が、現在の位置関係と異なるときに撮影されたＸ線画像でもよい。このとき、画像処理部２１は、過去画像を、拡大、縮小、及び回転等の処理を行った上で、空白画像範囲にあわせて切り出すことにより代替画像を発生する。なお、重畳画像に空白画像範囲が含まれたままにするか、空白画像範囲を代替画像で代替するかは、ユーザ指示に従って適宜変更が可能である。

記憶部２２は、半導体記憶素子であるＦｌａｓｈ ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｉｓｋ）などの半導体記憶装置、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等である。記憶部２２は、画像処理部２１により発生された重畳画像のデータ等を記憶する。

表示部２４は、画像処理部２１で発生された重畳画像をモニタに表示する。

入力部２５は、第２Ｘ線診断装置に対して、ユーザ指示情報を入力するための、インターフェースとして機能する。指示情報とは、例えば、関心領域の設定指示である。
関心領域は、第１実施形態と同様に、例えば、関心領域設定画面上のユーザ操作に従って入力される。第２Ｘ線診断装置において、第２Ｘ線検出部１４２は、第１Ｘ線検出部１４１に対して固定されているため、第１Ｘ線検出部１４１と第２Ｘ線検出部１４２との間の位置関係は変化しない。したがって、第１関心領域と第２関心領域との間の位置関係は固定される。ただし、ＳＩＤの変化に応じて、第１関心領域と第２関心領域との間の大きさの関係は変化する。ユーザは、関心領域設定画面に表示された位置決め用の透視画像を見ながら、ＦＯＶの中心に第２関心領域の中心が一致するように、操作コンソールで天板及びＣ形アーム１１を移動させる。そして、ＳＩＤを変化させることにより、第１関心領域と第２関心領域とを決めると、ユーザは、関心領域の決定ボタンを押す。関心領域の決定ボタンが押されたのを契機に、関心領域設定部２６は、第１関心領域と第２関心領域とを設定する。

以下、第２Ｘ線診断装置を用いた一連の手技について図１５を参照して説明する。 図１５は、第２実施形態に係るＸ線診断装置を用いた一連のユーザの手技の流れを説明するためのフローチャートである。なお、ここで説明する第２Ｘ線診断装置は、減弱係数の異なる複数の開口フィルタを有するものとする。

（ステップＳ２１）関心領域を設定
位置決め用のＸ線透視が開始され、関心領域設定画面上のユーザ操作に従って入力された第１関心領域と第２関心領域とが関心領域設定部２６により設定される。

（ステップＳ２２）Ｘ線フィルタ１２４を移動
ユーザにより複数のＸ線フィルタ１２４から使用するＸ線フィルタ１２４が選択される。そして、第２関心領域に高線量範囲が対応し、第１関心領域に低線量範囲が対応するように、Ｘ線フィルタ制御部１５により、Ｘ線フィルタ１２４が移動される。

（ステップＳ２３）Ｘ線透視を開始
透視スイッチが押されたのを契機に、撮影制御部２７により各部が制御され、Ｘ線透視が開始される。画像発生部２０により、第１Ｘ線画像のデータと第２Ｘ線画像のデータとが発生される。第１Ｘ線画像は、第１関心領域に対応する。第２Ｘ線画像は、第２関心領域に対応する。

（ステップＳ２４）重畳画像を発生
画像処理部２１により、第１Ｘ線画像、第２Ｘ線画像、及び代替画像に基づいて、重畳画像が発生される。重畳画像において、高解像範囲が第２Ｘ線画像に対応し、低解像範囲が第１Ｘ線画像に対応し、空白画像範囲が代替画像に対応する。なお、重畳画像は、第１Ｘ線画像及び第２Ｘ線画像に基づいて発生されてもよい。このとき、重畳画像の空白画像範囲は、空白（白または黒）となる。

（ステップＳ２５）重畳画像を表示
画像処理部２１により発生された重畳画像が動画として表示される。ユーザは、重畳画像を見ながらカテーテル手技等を行う。

（ステップＳ２６）関心領域の変更指示の有無の判定
入力部２５を介して、関心領域（第１関心領域及び第２関心領域）の変更の指示が入力された場合は、処理がステップＳ２８に移行される。関心領域の変更指示がない場合は、ステップＳ２７に処理が移行される。

（ステップＳ２７）Ｘ線透視が終了されたかの判定
透視スイッチが離されたときは、Ｘ線透視が終了される。透視スイッチが押されている期間、ステップＳ２４〜ステップＳ２９の処理が繰り返し実行される。

（ステップＳ２８）関心領域を再設定
関心領域設定部２６により、関心領域の変更指示に従って関心領域が再設定される。

（ステップＳ２９）Ｃ形アーム１１及びＸ線フィルタ１２４のうち、少なくとも一方を移動
再設定された第２関心領域に高線量範囲（第２Ｘ線検出部１４２）が対応するように、また、第１関心領域に低線量範囲（第１Ｘ線検出部１４１）が対応するように、Ｃ形アーム１１及びＸ線フィルタ１２４のうち、少なくとも一方が移動される。

第２実施形態に係るＸ線診断装置によれば、以下の効果を得ることができる。
第２実施形態に係るＸ線診断装置において、ユーザは、入力部２５を介して第１関心領域と第２関心領域とを入力することができる。ユーザは、高詳細に見たい領域を第２関心領域として入力する。第１関心領域は、第１Ｘ線検出部１４１と第２Ｘ線検出部１４２との間の位置関係、Ｘ線フィルタ１２４の種類、及びＳＩＤに応じて自動的に入力される。Ｘ線フィルタ制御部１５は、Ｘ線照射範囲において、線量の異なる２つの範囲を発生するＸ線フィルタ１２４の、高線量範囲が第１Ｘ線検出部１４１に対応し、低線量範囲が第１Ｘ線検出部１４１に対応するようにＸ線フィルタ１２４を移動させる。画像発生部２０は、第１Ｘ線検出部１４１からの出力に基づいて第１Ｘ線画像を発生し、第２Ｘ線検出部１４２からの出力に基づいて第２Ｘ線画像を発生する。画像処理部２１は、第１Ｘ線画像及び第２Ｘ線画像に基づいて重畳画像を発生する。表示部２４は、重畳画像は、第２関心領域に対応する高解像範囲と、第１関心領域に対応する低解像範囲と、空白画像範囲とで構成される。したがって、Ｘ線透視において、ユーザは、第２関心領域を、高解像に動画として見ることができる。また、ユーザは、第２関心領域よりも低解像で、且つ空白画像範囲が含まれるが、第１関心領域を第２関心領域と同等の画質の動画をみることができる。これにより、ユーザは、高詳細な第２関心領域に対応する動画を見て手技、治療等を行いながら、第２関心領域の周辺に異常等がないかを確認することができる。なお、重畳画像が、第１Ｘ線画像、第２Ｘ線画像、及び代替画像に基づいて画像処理部２１により発生可能な場合、空白画像範囲は、空白画像範囲に対応する被検体の過去画像で代替される。これにより、ユーザは、空白画像範囲が含まれる重畳画像よりも、違和感なく重畳画像を見ることができる。なお、第１関心領域の一部分が静止画（代替画像）であっても、第２関心領域が高詳細に動画として見られるため、臨床上大きな問題はない。

したがって、第２実施形態に係るＸ線診断装置は、従来のＸ線透視と同等の透視画像をユーザに提供することができる。また、第１関心領域に照射される線量は、第２関心領域に照射される線量に比べて少ない。したがって、第２実施形態に係るＸ線診断装置は、従来のＸ線透視よりも患者の被ばくを低減することができる。つまり、第１実施形態に係るＸ線診断装置は、従来のＸ線透視よりも患者の被ばくを低減しながらも、従来のＸ線透視と同等の透視画像を提供することができる。

本発明のいくつかの実施形態及びその変形例を説明したが、これらは、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、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や趣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ある。

１０…寝台、１１…Ｃ形アーム、１２…Ｘ線照射系、１３…高電圧発生部、１４…Ｘ線検出部、１４１…第１Ｘ線検出部、１４２…第２Ｘ線検出部、１４３…ＴＦＴ駆動回路、１４４…信号読み出し回路、１５…Ｘ線フィルタ制御部、１６…Ｘ線絞り器制御部、１７…信号読み出し制御部、１８…ビニング条件設定部、１９…前処理部、２０…画像発生部、２１…画像処理部、２２…記憶部、２３…システム制御部、２４…表示部、２５…入力部、２６…関心領域設定部、２７…撮影制御部、１２１…Ｘ線発生部、１２４…Ｘ線フィルタ、１２７…Ｘ線絞り器。

Claims (5)

1. Ｘ線を発生するＸ線発生部と、
   被検体を透過したＸ線を検出する第１検出部と前記第１検出部より検出素子のサイズが小さく前記被検体を透過したＸ線を検出する第２検出部とを有し、前記第１検出部と前記第２検出部とがＸ線の照射方向に関して重ねられているＸ線検出部と、
   前記Ｘ線発生部と前記被検体との間に配置されるＸ線フィルタと、
   前記第１検出部からの出力に基づいて、前記被検体に関する第１Ｘ線画像のデータを発生し、前記第２検出部からの出力に基づいて、前記被検体に関する第２Ｘ線画像のデータを発生する画像発生部と、
   前記第１Ｘ線画像と前記第２Ｘ線画像とに基づいて、前記被検体に関する重畳画像を発生する画像処理部と、
   前記重畳画像を表示する表示部と
   を具備し、
   前記第１検出部と前記第２検出部は、前記被検体を通過したＸ線を並行して検出し、
   前記画像発生部は、前記第１Ｘ線画像と前記第２Ｘ線画像とを並行して発生し、
   前記第２検出部の検出面は、前記Ｘ線フィルタにより前記Ｘ線検出部のＸ線検出面上に形成される線量の異なる複数の部分範囲のうち、高線量範囲に対応する、Ｘ線診断装置。
2. 前記Ｘ線フィルタにおける前記高線量範囲が前記第２検出部の検出面に対応し、前記Ｘ線フィルタにおける前記高線量範囲とは異なる線量範囲が前記第１検出部の検出面に対応するように前記Ｘ線フィルタの移動を制御するＸ線フィルタ制御部を更に具備する、請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記画像処理部は、前記第１Ｘ線画像、前記第２Ｘ線画像、及び被検体に関する過去画像に基づいて、前記被検体に関する重畳画像を発生する、請求項１または請求項２に記載のＸ線診断装置。
4. 前記第１Ｘ線画像は、第１の部分範囲と前記Ｘ線が十分に入射しない空白画像範囲とを有し、
   前記第２Ｘ線画像は、前記空白画像範囲よりも小さく、前記第１の部分範囲よりも解像度の高い第２の部分範囲を有する、請求項３に記載のＸ線診断装置。
5. 前記画像処理部は、前記空白画像範囲を前記過去画像で代替することによって前記重畳画像を発生する、請求項４に記載のＸ線診断装置。