JP7475943B2 - Ｘ線診断装置及び医用情報処理装置 - Google Patents

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、Ｘ線診断装置及び医用情報処理装置に関する。

従来、Ｘ線診断装置においては、被検体の血管にカテーテルを挿入し、インジェクタから造影剤を注入してＸ線画像を収集する造影撮影が行われている。かかる造影撮影では、例えば、撮影の対象部位ごとに、造影剤の希釈率や注入速度などの注入条件が経験によって定められ、インジェクタに設定される。

特開２０１３－１３６４９号公報

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、所望のコントラストを得るための造影剤の注入条件を、経験によらず容易に設定することを可能にすることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

実施形態に係るＸ線診断装置は、決定部と、算出部と、表示制御部とを備える。決定部は、造影画像の収集の対象となる関心領域ごとに前記造影画像において推奨されるコントラストを対応付けた第１の参照情報と、Ｘ線の発生条件と造影剤濃度とコントラストとの関係を示す第２の参照情報とに基づいて、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する。算出部は、決定された前記関心領域における造影剤濃度に基づいて、前記被検体に対して造影剤を注入するインジェクタの設定情報を算出する。表示制御部は、前記設定情報を表示部に表示させる。

図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２Ａは、第１の実施形態に係る第１参照情報の一例を示す図である。 図２Ｂは、第１の実施形態に係る第２参照情報の一例を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係る表示情報の一例を示す図である。 図４は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置による処理の手順を示すフローチャートである。 図５は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示すブロック図である。 図６は、第３の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示すブロック図である。 図７は、第３の実施形態に係るＸ線診断装置による処理の手順を示すフローチャートである。 図８は、第４の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示すブロック図である。 図９は、第４の実施形態に係るＸ線診断装置による処理の手順を示すフローチャートである。 図１０は、第５の実施形態に係るＸ線診断装置の構成の一例を示すブロック図である。 図１１は、第５の実施形態に係るＸ線診断装置による処理の手順を示すフローチャートである。 図１２は、その他の実施形態に係る医用情報処理装置の構成の一例を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、Ｘ線診断装置及び医用情報処理装置の実施形態について詳細に説明する。なお、本願に係るＸ線診断装置及び医用情報処理装置は、以下に示す実施形態によって限定されるものではない。また、実施形態は、処理内容に矛盾が生じない範囲で他の実施形態や従来技術との組み合わせが可能である。また、以下の説明において、同様の構成要素には共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係るＸ線診断装置における構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、Ｘ線診断装置１は、Ｘ線高電圧装置１１と、Ｘ線管１２と、Ｘ線絞り器１３と、天板１４と、Ｃアーム１５と、Ｘ線検出器１６と、メモリ１７と、ディスプレイ１８と、入力インターフェース１９と、処理回路２０とを備える。

Ｘ線高電圧装置１１は、処理回路２０による制御の下、Ｘ線管１２に高電圧を供給する。例えば、Ｘ線高電圧装置１１は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１２に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管１２が照射するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。なお、高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。

Ｘ線管１２は、熱電子を発生する陰極（フィラメント）と、熱電子の衝突を受けてＸ線を発生する陽極（ターゲット）とを有する真空管である。Ｘ線管１２は、Ｘ線高電圧装置１１から供給される高電圧を用いて、陰極から陽極に向けて熱電子を照射することにより、Ｘ線を発生する。

Ｘ線絞り器１３は、Ｘ線管１２により発生されたＸ線の照射範囲を絞り込むＸ線絞りと、Ｘ線管１２から曝射されたＸ線を調節するフィルタとを有する。

Ｘ線絞り器１３におけるＸ線絞りは、例えば、スライド可能な４枚の絞り羽根を有する。Ｘ線絞りは、絞り羽根をスライドさせることで、Ｘ線管１２が発生したＸ線を絞り込んで被検体Ｐに照射させる。ここで、絞り羽根は、鉛などで構成された板状部材であり、Ｘ線の照射範囲を調整するためにＸ線管１２のＸ線照射口付近に設けられる。

Ｘ線絞り器１３におけるフィルタは、被検体Ｐに対する被曝線量の低減とＸ線画像データの画質向上を目的として、その材質や厚みによって透過するＸ線の線質を変化させ、被検体Ｐに吸収されやすい軟線成分を低減したり、Ｘ線画像データのコントラスト低下を招く高エネルギー成分を低減したりする。また、フィルタは、その材質や厚み、位置などによってＸ線の線量及び照射範囲を変化させ、Ｘ線管１２から被検体Ｐへ照射されるＸ線が予め定められた分布になるようにＸ線を減衰させる。

例えば、Ｘ線絞り器１３は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有し、後述する処理回路２０による制御の下、駆動機構を動作させることによりＸ線の照射を制御する。例えば、Ｘ線絞り器１３は、処理回路２０から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、Ｘ線絞りの絞り羽根の開度を調整して、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。また、例えば、Ｘ線絞り器１３は、処理回路２０から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、フィルタの位置を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の線量の分布を制御する。

天板１４は、被検体Ｐを載せるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。なお、被検体Ｐは、Ｘ線診断装置１に含まれない。例えば、寝台は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有し、後述する処理回路２０による制御の下、駆動機構を動作させることにより、天板１４の移動・傾斜を制御する。例えば、寝台は、処理回路２０から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、天板１４を移動させたり、傾斜させたりする。

Ｃアーム１５は、Ｘ線管１２及びＸ線絞り器１３と、Ｘ線検出器１６とを、被検体Ｐを挟んで対向するように保持する。例えば、Ｃアーム１５は、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構を有し、後述する処理回路２０による制御の下、駆動機構を動作させることにより、回転したり移動したりする。例えば、Ｃアーム１５は、処理回路２０から受け付けた制御信号に応じて駆動電圧を駆動機構に付加することにより、Ｘ線管１２及びＸ線絞り器１３と、Ｘ線検出器１６とを被検体Ｐに対して回転・移動させ、Ｘ線の照射位置や照射角度を制御する。なお、図２では、Ｘ線診断装置１がシングルプレーンの場合を例に挙げて説明しているが、実施形態はこれに限定されるものではなく、バイプレーンの場合であってもよい。

Ｘ線検出器１６は、例えば、マトリクス状に配列された検出素子を有するＸ線平面検出器（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）である。Ｘ線検出器１６は、Ｘ線管１２から照射されて被検体Ｐを透過したＸ線を検出して、検出したＸ線量に対応した検出信号を処理回路２０へと出力する。なお、Ｘ線検出器１６は、グリッド、シンチレータアレイ及び光センサアレイを有する間接変換型の検出器であってもよいし、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。

メモリ１７は、例えば、ＲＡＭ等の半導体メモリ素子により実現される。メモリ１７は、処理回路２０による処理結果を一時的に記憶する。例えば、メモリ１７は、処理回路２０によって収集されたＸ線画像データなどの各種データを受け付けて一時記憶する。ここで、本願におけるＸ線画像データは、Ｘ線検出器１６によって検出された検出信号、検出信号に基づいて生成された投影データ、投影データに基づいて生成されたＸ線画像を含む。

また、メモリ１７は、処理回路２０によって用いられる種々の情報を記憶する。例えば、メモリ１７は、図１にように、第１参照情報１７１と、第２参照情報１７２とを記憶する。なお、第１参照情報１７１及び第２参照情報１７２については、後に詳述する。

また、メモリ１７は、処理回路１１０によって読み出されて実行される各種機能に対応するプログラムを記憶する。なお、メモリ１７は、Ｘ線診断装置１とネットワークを介して接続されたサーバ群（クラウド）により実現されることとしてもよい。

ディスプレイ１８は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ１８は、処理回路２０による制御の下、操作者の指示を受け付けるためのＧＵＩや、各種のＸ線画像を表示する。また、ディスプレイ１８は、処理回路２０による処理結果を表示する。例えば、ディスプレイ１８は、インジェクタの設定情報を表示する。なお、インジェクタの設定情報については、後に詳述する。

入力インターフェース１９は、操作者からの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路２０に出力する。例えば、入力インターフェース１９は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、入力インターフェース１９は、装置本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インターフェース１９は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路２０へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース１９の例に含まれる。

処理回路２０は、収集機能２０１、制御機能２０２、決定機能２０３及び算出機能２０４を実行することで、Ｘ線診断装置１全体の動作を制御する。具体的には、処理回路２０は、メモリ１７から各種機能に相当するプログラムを実行することで、Ｘ線診断装置１の動作を制御する。ここで、制御機能２０２は、表示制御部及び制御部の一例である。また、決定機能２０３は、決定部の一例である。また、算出機能２０４は、算出部の一例である。

収集機能２０１は、Ｘ線画像データを収集する。例えば、収集機能２０１は、Ｘ線高電圧装置１１を制御し、Ｘ線管１２に供給する電圧を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量やオン／オフを制御する。また、収集機能２０１は、Ｘ線絞り器１３の動作を制御し、Ｘ線絞りが有する絞り羽根の開度を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線の照射範囲を制御する。具体的には、収集機能２０１は、Ｘ線絞りにおける複数の絞り羽根をスライドさせることにより、複数の絞り羽根で形成される開口部の形状、サイズ、位置を任意に変化させることができる。例えば、収集機能２０１は、入力インターフェース１９を介してユーザが設定したＲＯＩのみにＸ線が照射されるように、絞り羽根をスライド移動させる。

また、収集機能２０１は、Ｘ線絞り器１３の動作を制御し、フィルタの位置を調整することで、Ｘ線の線量の分布を制御する。例えば、収集機能２０１は、入力インターフェース１９を介してユーザが設定した位置にフィルタを移動させて、Ｘ線の線量の分布を制御する。また、収集機能２０１は、Ｃアーム１５の動作を制御することで、Ｃアーム１５を回転させたり、移動させたりする。また、例えば、収集機能２０１は、寝台の動作を制御することで、天板１４を移動させたり、傾斜させたりする。

また、収集機能２０１は、Ｘ線検出器１６から受信した検出信号に基づいて投影データを生成し、生成した投影データをメモリ１７に格納する。また、収集機能２０１は、メモリ１７が記憶する投影データに対して各種画像処理を行なうことで、Ｘ線画像を生成する。また、収集機能２０１は、Ｘ線画像に対して、例えば、画像処理フィルタによるノイズ低減処理や、散乱線補正を実行する。

ここで、収集機能２０１は、回転撮影によって収集した投影データを用いて３次元画像データ（ボリュームデータ）を再構成し、再構成したボリュームデータからＸ線画像を生成することができる。例えば、収集機能２０１は、Ｃアーム１５を回転させながら所定のフレームレートで投影データを収集する回転撮影を実行し、収集した投影データから、被検体Ｐの血管形状を示すボリュームデータを再構成する。

一例を挙げると、収集機能２０１は、血管内に造影剤が注入されていない状態の被検体Ｐに対する回転撮影を実行し、所定のフレームレートでマスク画像を収集する。また、収集機能２０１は、血管内に造影剤が注入された状態の被検体Ｐに対する回転撮影を実行し、所定のフレームレートでコントラスト画像を収集する。次に、収集機能２０１は、マスク画像とコントラスト画像とを差分した差分画像データを用いて、被検体Ｐの血管形状を示すボリュームデータを再構成する。別の例を挙げると、収集機能２０１は、マスク画像を用いてボリュームデータを再構成する。また、収集機能２０１は、コントラスト画像を用いてボリュームデータを再構成する。そして、収集機能２０１は、再構成した２つのボリュームデータを差分することで、被検体Ｐの血管形状を示すボリュームデータを生成する。

制御機能２０２は、ディスプレイ１８にＧＵＩやＸ線画像を表示させる。例えば、制御機能２０２は、入力インターフェース１９を介した操作に応じて、Ｘ線画像をメモリ１７から読み出して、ディスプレイ１８に表示させる。また、制御機能２０２は、図示しないネットワークを介して外部装置とのデータの送受信を制御する。

決定機能２０３は、被検体の関心領域に応じた造影剤濃度を決定する。具体的には、決定機能２０３は、関心領域におけるコントラストが最適となる造影剤濃度を決定する。算出機能２０４は、決定機能２０３によって決定された造影剤濃度に基づいて、インジェクタの設定情報を算出する。なお、決定機能２０３及び算出機能２０４による処理については、後に詳述する。

以上、Ｘ線診断装置１の全体構成について説明した。かかる構成のもと、Ｘ線診断装置１は、処理回路２０による処理によって、所望のコントラストを得るための造影剤の注入条件を、経験によらず容易に設定することを可能にする。具体的には、Ｘ線診断装置１は、関心領域におけるコントラストが最適となる造影剤の注入条件を算出して表示することで、造影剤の注入条件を、経験によらず容易に設定することを可能にする。

上述したように、Ｘ線診断装置では、造影撮影を行う際に、造影剤の注入条件が経験によって定められ、インジェクタに設定される。しかしながら、実際には、被検体の体厚やＸ線の発生条件によって、得られるコントラストが異なり、設定された注入条件では血管のコントラストが低すぎたり、高すぎたりする場合がある。例えば、コントラストが低すぎる場合、血管が十分に描画されず、コントラストが高すぎる場合、血管の輝度が高くなりすぎてアーチファクトが生じたり、血管を正しく描画しようとすると周辺組織が適切に描画できなかったりする。しかしながら、注入条件を変えて再撮影を行うことは、造影剤の使用量、被ばく、ワークフローの観点で望ましくない。

そこで、本願に係るＸ線診断装置１では、造影撮影前に、関心領域におけるコントラストが最適となる造影剤の注入条件を算出して表示する。以下、Ｘ線診断装置１による処理の詳細について説明する。なお、以下では、３次元の造影撮影を行う場合を一例に挙げて説明する。

決定機能２０３は、造影画像の収集の対象となる関心領域ごとに造影画像において推奨されるコントラストを対応付けた第１の参照情報と、Ｘ線の発生条件と造影剤濃度とコントラストとの関係を示す第２の参照情報とに基づいて、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する。具体的には、決定機能２０３は、第１の参照情報から被検体の関心領域において推奨されるコントラストを取得し、取得したコントラストと、被検体に対して照射されるＸ線の発生条件とに基づいて、第２の参照情報から造影剤濃度を取得することで、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する。

例えば、決定機能２０３は、造影剤濃度の決定に際し、まず、造影撮影の対象となる被検体の関心領域を決定する。一例を挙げると、決定機能２０３は、造影撮影の撮影プロトコルに付帯された対象部位の情報や、造影撮影における視野サイズに基づいて、被検体の関心領域を決定する。３次元の造影撮影においては、準備として、まず、ユーザが、入力インターフェース１９を操作して、ＦＯＶ（Fields of View）や、撮影プロトコルを選択する。決定機能２０３は、ユーザによって選択されたＦＯＶや、撮影プロトコルの情報から、被検体における関心領域を決定する。

なお、３次元の造影撮影における準備としては、例えば、最適なＸ線条件を決めるための予備撮影や透視が行われる場合でもよい。かかる場合には、決定機能２０３は、予備撮影又は透視によって収集されたＸ線画像に基づいて、Ｘ線の発生条件（例えば、管電圧など）を決定したり、被検体の体厚を推定したりすることができる。

上述したように、被検体の関心領域を決定すると、決定機能２０３は、関心領域と最適コントラストとが対応付けられた第１の参照情報に基づいて、決定した関心領域における最適コントラストの情報を取得する。そして、決定機能２０３は、Ｘ線の発生条件と、コントラストと、血管内の造影剤濃度との関係を示した第２の参照情報を参照して、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する。すなわち、決定機能２０３は、取得した最適コントラストの情報と、撮像プロトコルに基づく造影撮影時のＸ線の発生条件（或いは、予備撮影又は透視に基づく造影撮影時のＸ線の発生条件）とを用いて、第２の参照情報から関心領域における造影剤濃度の情報を取得する。

算出機能２０４は、決定された関心領域における造影剤濃度に基づいて、被検体に対して造影剤を注入するインジェクタの設定情報を算出する。具体的には、算出機能２０４は、造影撮影のおけるＸ線の発生条件と造影剤濃度とに基づいて、造影剤の注入条件を算出する。例えば、算出機能２０４は、被検体に対する造影剤の注入速度及び造影剤の希釈率のうち少なくとも１つを含む注入条件を算出する。

ここで、上述した第１の参照情報と第２の参照情報を用いた造影剤濃度の決定及び造影剤の注入条件の算出は、血管径や体厚を考慮する場合でもよい。造影画像における血管のコントラストは、血管内の造影剤濃度に応じて変化するが、血管径が異なる場合、同一の注入条件で造影剤を注入すると、血管径が大きい方が血管内の造影剤濃度が低くなり、コントラストが低下することとなる。また、体厚が異なる場合、適切なＸ線画像を収集するための管電圧が異なり、例えば、体厚が厚く管電圧を上げた場合、コントラストが低下することとなる。このように、血管径や体厚は、造影画像における血管のコントラストに影響を及ぼす因子である。したがって、これらの因子を考慮して、造影剤の注入条件を決定することで、より精度の高い注入条件を算出することができる。

以下、血管径及び体厚を考慮した場合の注入条件の算出の一例について説明する。図２Ａは、第１の実施形態に係る第１参照情報１７１の一例を示す図である。なお、第１参照情報１７１は、第１の参照情報の一例である。例えば、第１参照情報１７１は、図２Ａに示すように、関心領域ごとに、代表的血管径と、最適コントラストとを対応付けた情報である。ここで、関心領域とは、造影撮影の対象となる血管を含む領域を意味する。また、代表的血管径とは、関心領域に含まれる血管（造影撮影の対象となる血管）の代表的な血管の血管径を意味する。また、最適コントラストとは、関心領域の血管を造影する際の血管と周囲の組織との最適なコントラスト（造影血管の画素値／血管周辺の画素値）を意味する。

例えば、第１参照情報１７１は、「関心領域：頭部」と、「代表的血管径：１．０ｍｍ」と、「最適コントラスト：２」とを対応付けた情報が記憶される。かかる情報は、関心領域が「頭部」の場合、代表的な血管径が「１．０ｍｍ」であり、最適なコントラストが「２」であることを意味する。同様に、第１参照情報１７１は、「関心領域：腹部（肝臓）」と、「代表的血管径：３．０ｍｍ」と、「最適コントラスト：１．５」とを対応付けた情報などが記憶される。

なお、図２Ａで示した第１参照情報１７１は、あくまでも一例であり、情報の形式は、図２Ａに示したテーブルに限らず、データベースでもよい。また、最適コントラストの情報は、ユーザによって任意に変更することができる。また、関心領域に対応付けて、さらに体厚の情報が記憶される場合でもよい。

図２Ｂは、第１の実施形態に係る第２参照情報１７２の一例を示す図である。なお、第２参照情報１７２は、第２の参照情報の一例である。例えば、第２参照情報１７２は、図２Ｂに示すように、体厚（水換算）と、血管径と、管電圧と、コントラストと、造影剤濃度とを対応付けた情報である。ここで、体厚（水換算）とは、撮影部位の体厚を意味する。また、血管径とは、造影撮影の対象となる血管の血管径を意味する。また、管電圧とは、被検体に照射するＸ線の管電圧を意味する。また、コントラストとは、造影血管と周囲の組織とのコントラストを意味する。また、造影剤濃度とは、血管内の造影剤濃度を意味する。

例えば、第２参照情報１７２は、図２Ｂに示すように、「体厚（水換算）：１０ｃｍ」と、「血管径：１．０ｍｍ」と、「管電圧：８０ｋＶ」と、「コントラスト：０．５」と、「造影剤濃度：２０ｍｇ／ｍｌ」とを対応付けた情報が記憶される。かかる情報は、水換算当量での体厚が「１０ｃｍ」であり、血管径が「１．０ｍｍ」の関心領域に対して、管電圧「８０ｋＶ」で造影撮影を行った場合に、コントラストが「０．５」となる血管内の造影剤濃度が「２０ｍｇ／ｍｌ」であることを意味する。同様に、第２参照情報１７２は、「体厚（水換算）：１０ｃｍ」と、「血管径：１．０ｍｍ」と、「管電圧：８０ｋＶ」と、「コントラスト：１」と、「造影剤濃度：３０ｍｇ／ｍｌ」とを対応付けた情報などが記憶される。このように、第２参照情報１７２は、体厚、血管径ごとの、管電圧、コントラスト、造影剤濃度の情報が記憶される。

なお、図２Ｂで示した第２参照情報１７２は、あくまでも一例であり、体厚、血管径、管電圧及びコントラストを入力として、造影剤濃度を出力するものであればどのような情報でもよい。例えば、第２参照情報１７２は、データベースや一連の関数でもよい。一連の関数としては、例えば、機械学習の手法によりパラメータが調整されたニューラルネットワークが利用可能である。

決定機能２０３は、図２Ａで示す第１参照情報１７１と第２参照情報１７２とを用いて、被検体の造影撮影の対象となる関心領域における造影剤濃度を決定する。例えば、決定機能２０３は、３次元の造影撮影の準備においてユーザによって入力された視野サイズや、撮影プロトコルの情報に基づいて関心領域を決定する。

そして、決定機能２０３は、第１参照情報１７１を参照して、決定した関心領域における代表的血管径に対応する最適コントラストの情報を取得する。ここで、第１参照情報１７１にさらに関心領域における代表的な体厚の情報が対応付けられている場合には、決定機能２０３は、体厚の情報をさらに取得する。また、被検体の過去の画像がある場合には、決定機能２０３は、被検体の関心領域における過去画像から被検体の関心領域における体厚を決定し、決定した体厚に対応する第２参照情報１７２に基づいて、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する。例えば、造影撮影におけるＸ線の発生条件を設定するための予備撮影或いは透視が行われている場合には、決定機能２０３は、予備撮影或いは透視によって収集されたＸ線画像に基づいて、被検体の関心領域における体厚の情報を取得する。そして、決定機能２０３は、取得した体厚に対応する第２参照情報１７２に基づいて、造影剤濃度を決定する。

このように、関心領域における体厚、血管径及び最適コントラストの情報を取得すると、決定機能２０３は、次に、第２参照情報１７２を参照して、関心領域における造影血管のコントラストを最適コントラストとするための血管内の造影剤濃度を決定する。具体的には、決定機能２０３は、撮影プロトコルから取得したＸ線の発生条件から管電圧の情報をさらに取得し、体厚、血管径、管電圧及びコントラストに対応する造影剤濃度の情報を、第２参照情報１７２から取得することで、関心領域における造影血管のコントラストを最適コントラストとするための血管内の造影剤濃度を決定する。

算出機能２０４は、決定機能２０３によって決定された造影剤濃度に基づいて、造影剤を被検体に注入するインジェクタの設定情報を算出する。具体的には、算出機能２０４は、インジェクタに設定する注入条件を算出する。ここで、算出機能２０４は、インジェクタの設定情報として、例えば、被検体に対する造影剤の注入速度及び造影剤の希釈率のうち少なくも１つを算出する。例えば、算出機能２０４は、以下に示す関係式に基づいて、設定情報を算出する。

造影剤濃度（ｍｇ／ｍｌ）＝Ｃ＊造影剤原液濃度（ｍｇ／ｍｌ）＊注入速度（ｍｌ／ｓ）／希釈率／血管径2（ｍｍ2）／血流速（ｍｍ／ｓ）

ここで、Ｃは、無次元の係数である。血管内の造影剤濃度は、種々のパラメータが関係している。一例を挙げると、関心領域における造影対象の血管位置と、造影剤が噴出されるカテーテルの先端位置との距離に応じて、造影対象の血管位置における造影剤濃度が変化する。また、血流速は、心臓付近の動脈で拍出されてすぐの速度と、抹消側の速度とでは、大きく異なる。すなわち、関心領域における位置に応じて、血流速は異なる。そこで、Ｃ及び血流速は、例えば、血管径の関数として予め実験的に求めておくことが考えられる。

算出機能２０４は、決定機能２０３によって決定された造影剤濃度、造影撮影に用いられる造影剤の原液濃度、血管径、Ｃ及び血流速を、上記関係式に適用することで、注入速度及び希釈率を算出する。ここで、例えば、造影撮影に用いられるインジェクタが希釈機能を有さない場合、算出機能２０４は、希釈率を「１．０」として、注入速度を算出する。

一方、造影撮影に用いられるインジェクタが希釈機能を有する場合、算出機能２０４は、ユーザによる指定操作或いは予め設定された値に基づいて注入速度（或いは、希釈率）を固定して、希釈率（或いは、注入速度）を算出する。なお、注入速度及び希釈率を固定しない場合、算出機能２０４は、上記関係式に基づいて、「注入速度（ｍｌ／ｓ）／希釈率」を算出する。

上記したように、算出機能２０４によってインジェクタの設定情報が算出されると、制御機能２０２は、ディスプレイ１８に設定情報を表示させるように制御する。図３は、第１の実施形態に係る表示情報の一例を示す図である。例えば、算出機能２０４が、希釈率を「１．０」或いは固定値として、注入速度を算出すると、制御機能２０２は、図３に示すように、インジェクタに設定する造影剤の注入速度として「造影剤推奨濃度：０．４ｍｌ／ｓ」を表示させる。ユーザは、表示された注入速度と、注入速度の算出に用いられた希釈率をインジェクタに設定することで、最適コントラストの造影画像を収集することができる。

なお、制御機能２０２は、図３に示すように、造影剤の注入速度以外にも、関心部位や、血管径、体厚、コントラスト、血管内の造影剤濃度（ｍｇ／ｍｌ）、希釈率などの情報をディスプレイ１８に表示させることもできる。

また、制御機能２０２は、算出機能２０４が「注入速度（ｍｌ／ｓ）／希釈率」を算出した場合、注入速度及び希釈率について、それぞれ取りうる範囲を示す場合でもよい。かかる場合には、制御機能２０２は、インジェクタが可能な注入速度の範囲と、希釈可能な範囲とをディスプレイ１８に表示させる。ユーザは、表示された範囲を参照して、注入速度又は希釈率の一方について、表示された範囲内の値を指定する。ユーザの指定に応じて、算出機能２０４が、注入速度又は希釈率のうち、指定されなかった方の値を算出し、制御機能２０２が、算出された値をディスプレイ１８に表示させる。

次に、Ｘ線診断装置による処理の手順について説明する。図４は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１による処理の手順を示すフローチャートである。ここで、図４におけるステップＳ１０１～ステップＳ１０４は、処理回路２０が、決定機能２０３に対応するプログラムをメモリ１７から読みだして実行することで実現される。また、ステップＳ１０５は、処理回路２０が、算出機能２０４に対応するプログラムをメモリ１７から読みだして実行することで実現される。また、ステップＳ１０６は、処理回路２０が、制御機能２０２に対応するプログラムをメモリ１７から読みだして実行することで実現される。

図４に示すように、処理回路２０は、３次元の造影撮影の準備を受け付けると（ステップＳ１０１、肯定）、関心領域を決定して（ステップＳ１０２）、関心領域における血管径と体厚を決定する（ステップＳ１０３）。なお、処理回路２０は、３次元の造影撮影の準備を受け付けるまで待機状態である（ステップＳ１０１、否定）。

そして、処理回路２０は、第１参照情報１７１に基づいて、関心領域における最適コントラストを決定する（ステップＳ１０４）。その後、処理回路２０は、第２参照情報１７２に基づいて、血管内の造影剤濃度を決定し、決定した造影剤濃度に基づいて、造影剤の推奨濃度（注入速度）を算出する（ステップＳ１０５）。そして、処理回路２０は、造影剤の推奨濃度をディスプレイ１８に表示させる（ステップＳ１０６）。

上述したように、第１の実施形態によれば、決定機能２０３は、造影画像の収集の対象となる関心領域ごとに造影画像において推奨されるコントラストを対応付けた第１参照情報１７１と、Ｘ線の発生条件と造影剤濃度とコントラストとの関係を示す第２参照情報１７２とに基づいて、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する。算出機能２０４は、決定された関心領域における造影剤濃度に基づいて、被検体に対して造影剤を注入するインジェクタの設定情報を算出する。制御機能２０２は、設定情報をディスプレイ１８に表示させる。したがって、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、関心領域ごとに最適コントラストを得るためのインジェクタの設定情報をユーザに提示することができ、所望のコントラストを得るための造影剤の注入条件を、経験によらず容易に設定することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、決定機能２０３は、第１参照情報１７１から被検体の関心領域において推奨されるコントラストを取得し、取得したコントラストと、被検体に対して照射されるＸ線の発生条件とに基づいて、第２参照情報１７２から造影剤濃度を取得することで、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する。したがって、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、最適コントラストを得るための血管内の造影剤濃度を容易に決定することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、第１参照情報１７１は、関心領域ごとに代表的な血管径の情報をさらに有する。第２参照情報１７２は、血管径ごとに、Ｘ線の発生条件と造影剤濃度とコントラストとの関係を示す情報を有する。決定機能２０３は、第１参照情報１７１に基づいて被検体の関心領域における血管径を決定し、決定した血管径に対応する第２参照情報１７２に基づいて、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する。したがって、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、関心領域における血管径を考慮した造影剤濃度を決定することができ、より正確な注入条件を設定することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、第１参照情報１７１は、関心領域ごとに代表的な体厚の情報をさらに有する。第２参照情報１７２は、体厚ごとに、Ｘ線の発生条件と造影剤濃度とコントラストとの関係を示す情報を有する。決定機能２０３は、第１参照情報１７１に基づいて被検体の関心領域における体厚を決定し、決定した体厚に対応する第２参照情報１７２に基づいて、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する。したがって、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、関心領域の体厚を考慮した造影剤濃度を決定することができ、より正確な注入条件を設定することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、第２参照情報１７２は、体厚ごとに、Ｘ線の発生条件と造影剤濃度とコントラストとの関係を示す情報を有する。決定機能２０３は、被検体の関心領域における過去画像から被検体の関心領域における体厚を決定し、決定した体厚に対応する第２参照情報１７２に基づいて、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する。したがって、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、関心領域の体厚について、被検体の情報を取得することができ、さらに正確な注入条件を設定することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、設定情報は、被検体に対する造影剤の注入速度及び造影剤の希釈率のうち少なくとも１つである。したがって、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、インジェクタに設定する情報を表示することができ、注入条件を容易に設定することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、決定機能２０３は、被検体の撮影プロトコルに基づいて、当該被検体における関心部位を決定する。また、決定機能２０３は、撮影時の視野サイズに基づいて、当該被検体における関心部位を決定する。したがって、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１は、被検体の関心領域について、精度よく特定することを可能にする。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、第１参照情報１７１において関心領域ごとに対応付けられた代表的血管径を用いて造影剤の注入条件を算出する場合について説明した。第２の実施形態では、被検体の過去画像を用いて関心領域における血管の血管径を決定する場合について説明する。図５は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１ａの構成の一例を示すブロック図である。なお、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１ａは、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１と比較して、メモリ１７に過去画像を記憶する点と、決定機能２０３ａによる処理内容が異なる。以下、これらを中心に説明する。

図５に示すように、第２の実施形態に係るメモリ１７は、過去画像１７３を記憶する。ここで、過去画像１７３は、被検体の過去に撮影した造影画像を含む。具体的には、過去画像１７３は、被検体の現時点の造影撮影の対象となる関心領域について過去に造影撮影された造影画像を含む。

第２の実施形態に係る決定機能２０３ａは、被検体の関心領域における過去画像から被検体の関心領域における血管径を決定し、決定した血管径に対応する第２参照情報１７２に基づいて、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する。例えば、決定機能２０３ａは、被検体の現時点の造影撮影の対象となる関心領域について過去に造影撮影された造影画像をメモリ１７から取得し、取得した造影画像において描出されて血管を抽出する。ここで、血管の抽出には、既存のパターン認識技術や、血管輪郭抽出技術など任意の手法を用いることができる。

決定機能２０３ａは、上記した技術などによって造影画像内の血管を抽出し、抽出した血管の血管径を実際の血管径に変換する。例えば、画像上の長さ測定を行う場合と同様に、事前に、天板上の長さと画像上の長さとを対応付けるキャリブレーションを行っておく。決定機能２０３ａは、キャリブレーションの情報に基づいて、造影画像における血管の血管径を実際の血管径に変換する。

上述したように、過去画像から血管径を取得すると、決定機能２０３ａは、取得した血管径に対応する第２参照情報１７２に基づいて、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する。

上述したように、第２の実施形態によれば、第２参照情報１７２は、血管径ごとに、Ｘ線の発生条件と造影剤濃度とコントラストとの関係を示す情報を有する。決定機能２０３は、被検体の関心領域における過去画像から被検体の関心領域における血管径を決定し、決定した血管径に対応する第２参照情報１７２に基づいて、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する。したがって、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１ａは、造影撮影の対象となる血管の実際の血管径を取得することができ、より正確な注入条件を設定することを可能にする。

（第３の実施形態）
上述した第２の実施形態では、被検体の過去の造影画像を用いて実際の血管径を取得する場合について説明した。第３の実施形態では、被検体の過去画像に対してさらに造影剤の注入条件が対応付けられ、過去の造影撮影の結果を用いて設定情報を補正する場合について説明する。図６は、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１ｂの構成の一例を示すブロック図である。なお、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１ｂは、第２の実施形態に係るＸ線診断装置１ａと比較して、メモリ１７に記憶された情報と、算出機能２０４ａによる処理内容が異なる。以下、これらを中心に説明する。

第３の実施形態に係る過去画像１７３ａは、被検体の現時点の造影撮影の対象となる関心領域について過去に造影撮影された造影画像に対して、造影剤の注入条件が対応付けられた情報である。例えば、過去画像１７３ａは、過去の造影画像と、当該造影画像を収集した際にインジェクタに設定された造影剤の注入速度及び希釈率と、当該造影画像を収集した際のＸ線の発生条件とが対応付けられる。

第３の実施形態に係る算出機能２０４ａは、被検体の関心領域における過去の造影画像のコントラストと、当該造影画像の収集時におけるインジェクタの設定情報とに基づいて、設定情報を補正する。具体的には、まず、算出機能２０４ａは、決定機能２０３ａによって抽出された過去の造影画像における血管のコントラストを算出する。例えば、算出機能２０４ａは、造影血管の画素値／血管周辺の画素値を算出することで、過去の造影画像における血管のコントラストを算出する。

そして、算出機能２０４ａは、決定機能２０３ａによって決定された造影剤濃度、造影撮影に用いられる造影剤の原液濃度、血管径、Ｃ及び血流速を、上記した関係式に適用することで算出した設定情報と、過去画像における設定情報とを比較することで、補正係数を算出する。

例えば、「体厚：２０ｃｍ」、「血管径：２．０ｃｍ」の関心領域について、「管電圧：７０ｋＶ」、「造影剤の注入速度：１０ｍｌ/ｓ」、「造影剤の希釈率：１．０」で造影撮影した際の過去画像における血管のコントラストが「２．０」であったとする。一方、同一の関心領域について、同一のＸ線の発生条件で同一のコントラストで撮像する場合の造影剤の注入速度について、決定機能２０３ａが決定した造影剤濃度に基づいて算出した結果が「１５ｍｌ/ｓ」であったとする。

この場合、算出機能２０４ａは、過去画像における「造影剤の注入速度：１０ｍｌ/ｓ」と、現在の第２参照情報１７２における造影剤濃度に基づいて算出した「造影剤の注入速度：１５ｍｌ/ｓ」とを比較して、算出した造影剤の注入速度が実際の注入速度よりも大きな値として算出されていると推定する。

また、「体厚：２０ｃｍ」、「血管径：２．０ｃｍ」の関心領域の最適コントラストについて、第１参照情報１７１を参照した場合に「３．０」であり、コントラストを「３．０」とする場合の注入速度が「２０ｍｌ/ｓ」であった場合、算出機能２０４ａは、この注入速度についても実際の注入速度よりも大きな値として算出されていると推定する。

このように、算出した注入条件と実際の注入条件との間に乖離がある場合、算出機能２０４ａは、実際の注入速度に基づいて、算出した注入速度を補正する補正係数を算出する。例えば、上記した乖離がある場合、算出機能２０４ａは、補正係数「１０／１５」を算出し、補正後の注入速度として、「２０＊１０／１５＝１３．３」を算出する。

なお、上記した例では、補正係数として、第２参照情報１７２に基づく注入速度と実際の注入速度との比「１０／１５」を用いる場合について説明した。しかしながら、補正係数はこれに限定されるものではなく、例えば、補正係数は、上記比の関数ｆを用いたｆ（１０／１５）とする場合でもよい。かかる場合には、補正後の注入速度は、「２０＊ｆ（１０／１５）」となる。

次に、第３の実施形態に係るＸ線診断装置による処理の手順について説明する。図７は、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１ｂによる処理の手順を示すフローチャートである。ここで、図７におけるステップＳ２０１～ステップＳ２０４は、処理回路２０が、決定機能２０３ａに対応するプログラムをメモリ１７から読みだして実行することで実現される。また、ステップＳ２０５～ステップＳ２１０は、処理回路２０が、算出機能２０４ａに対応するプログラムをメモリ１７から読みだして実行することで実現される。また、ステップＳ２１１は、処理回路２０が、制御機能２０２に対応するプログラムをメモリ１７から読みだして実行することで実現される。

図７に示すように、処理回路２０は、３次元の造影撮影の準備を受け付けると（ステップＳ２０１、肯定）、関心領域を決定して（ステップＳ２０２）、関心領域における血管径と体厚を決定する（ステップＳ２０３）。なお、処理回路２０は、３次元の造影撮影の準備を受け付けるまで待機状態である（ステップＳ２０１、否定）。

そして、処理回路２０は、第１参照情報１７１に基づいて関心領域における最適コントラストを決定する（ステップＳ２０４）。その後、処理回路２０は、過去画像のコントラストを算出して（ステップＳ２０５）、過去画像の収集時の条件とコントラストとの関係と、第２の参照情報に基づく条件とコントラストとの関係とを比較して（ステップＳ２０６）、乖離があるか否かを判定する（ステップＳ２０７）。

ここで、乖離がある場合（ステップＳ２０７、肯定）、処理回路２０は、第２参照情報１７２を補正するための補正係数を算出して（ステップＳ２０８）、補正係数を用いて造影剤の推奨濃度（注入速度）を決定する（ステップＳ２０９）。一方、ステップＳ２０７において乖離がない場合（ステップＳ２０７、否定）、処理回路２０は、第２参照情報１７２に基づいて、造影剤の推奨濃度（注入速度）を決定する（ステップＳ２１０）。そして、処理回路２０は、造影剤の推奨濃度をディスプレイ１８に表示させる（ステップＳ２１１）。

上述したように、第３の実施形態によれば、算出機能２０４ａは、被検体の関心領域における過去の造影画像のコントラストと、当該造影画像の収集時におけるインジェクタの設定情報とに基づいて、設定情報を補正する。したがって、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１ｂは、過去の造影撮影の結果をフィードバックすることができ、より正確な造影剤の注入条件を、経験によらず容易に設定することを可能にする。

（第４の実施形態）
上述した第３の実施形態では、過去の造影画像における注入条件と、現時点で算出した注入条件とを比較して、補正する場合について説明した。第４の実施形態では、過去の３次元の血管画像に基づいて設定情報を補正する場合について説明する。図８は、第４の実施形態に係るＸ線診断装置１ｃの構成の一例を示すブロック図である。なお、第４の実施形態に係るＸ線診断装置１ｃは、第３の実施形態に係るＸ線診断装置１ｂと比較して、算出機能２０４ｂによる処理内容が異なる。以下、これを中心に説明する。

第４の実施形態に係る過去画像１７３ａは、被検体の現時点の造影撮影の対象となる関心領域について過去に造影撮影された造影画像を含む。具体的には、過去画像１７３ａは、回転撮影によって収集された投影データに基づいて再構成された３次元の血管画像データを含む。例えば、過去画像１７３ａは、術前に収集された３次元の血管画像データを含む。

第４の実施形態に係る算出機能２０４ｂは、３次元の血管画像データを用いて、設定情報を補正する。具体的には、算出機能２０４ｂは、被検体の関心領域における過去の３次元の血管画像データに含まれるアーチファクトに基づいて、設定情報を補正する。

例えば、３次元の血管画像データの再構成に用いられる血管造影画像において、血管のコントラストが高すぎる場合、再構成された３次元の血管画像データにおける血管のボクセル値（ＣＴ値）が高くなり、放射状のアーチファクトが生じる場合がある。そこで、算出機能２０４ｂは、過去の３次元の血管画像データにおける血管描出の良し悪しをもとに、設定情報を補正する。すなわち、算出機能２０４ｂは、過去の３次元の血管画像データにおいてアーチファクトが生じている場合に、以下の補正を行う。

かかる場合には、算出機能２０４ｂは、過去の３次元の血管画像データにおける血管のボクセル値を取得し、取得したボクセル値の目標のボクセル値に対する比率を算出する。ここで、血管のボクセル値は、ユーザによって指定されたボクセル、或いは、過去の３次元の血管画像データにおいて既存のアルゴリズムに基づいて抽出した血管に対応するボクセルの値が取得される。

また、目標のボクセル値は、例えば、過去の３次元の血管画像データを観察する際に、ユーザが設定したボクセル値を用いる場合でもよく、予め設定された値を用いる場合でもよい。なお、目標のボクセル値が予め設定される場合、第１参照情報１７１に対してさらに３次元の血管画像における目標のボクセル値が対応付けられる場合でもよい。

上述したように、ボクセル値の比率を算出すると、算出機能２０４ｂは、算出した比率を補正係数として、血管の造影画像のコントラストを補正し、補正したコントラストとなるように、造影剤の注入条件を算出する。

次に、第４の実施形態に係るＸ線診断装置１ｃによる処理の手順について説明する。図９は、第４の実施形態に係るＸ線診断装置１ｃによる処理の手順を示すフローチャートである。ここで、図９におけるステップＳ３０１～ステップＳ３０４は、処理回路２０が、決定機能２０３ａに対応するプログラムをメモリ１７から読みだして実行することで実現される。また、ステップＳ３０５～ステップＳ３１０は、処理回路２０が、算出機能２０４ｂに対応するプログラムをメモリ１７から読みだして実行することで実現される。また、ステップＳ３１１は、処理回路２０が、制御機能２０２に対応するプログラムをメモリ１７から読みだして実行することで実現される。

図９に示すように、処理回路２０は、３次元の造影撮影の準備を受け付けると（ステップＳ３０１、肯定）、関心領域を決定して（ステップＳ３０２）、関心領域における血管径と体厚を決定する（ステップＳ３０３）。なお、処理回路２０は、３次元の造影撮影の準備を受け付けるまで待機状態である（ステップＳ３０１、否定）。

そして、処理回路２０は、第１参照情報１７１に基づいて関心領域における最適コントラストを決定する（ステップＳ３０４）。その後、処理回路２０は、過去画像におけるボクセル値を算出して（ステップＳ３０５）、算出したボクセル値と目標値とを比較して（ステップＳ３０６）、乖離があるか否かを判定する（ステップＳ３０７）。

ここで、乖離がある場合（ステップＳ３０７、肯定）、処理回路２０は、第２参照情報１７２を補正するための補正係数を算出して（ステップＳ３０８）、補正係数を用いて造影剤の推奨濃度（注入速度）を決定する（ステップＳ３０９）。一方、ステップＳ３０７において乖離がない場合（ステップＳ３０７、否定）、処理回路２０は、第２参照情報１７２に基づいて、造影剤の推奨濃度（注入速度）を決定する（ステップＳ３１０）。そして、処理回路２０は、造影剤の推奨濃度をディスプレイ１８に表示させる（ステップＳ３１１）。

上述したように、第４の実施形態によれば、算出機能２０４ａは、被検体の関心領域における過去の造影３次元画像に含まれるアーチファクトに基づいて、設定情報を補正する。したがって、第４の実施形態に係るＸ線診断装置１ｃは、３次元の血管画像の結果をフィードバックすることができ、より正確な造影剤の注入条件を、経験によらず容易に設定することを可能にする。

（第５の実施形態）
上述した第１の実施形態では、算出した設定情報をディスプレイ１８に表示させる場合について説明した。第５の実施形態では、算出した設定情報をインジェクタに送信して、インジェクタを制御する場合について説明する。図１０は、第５の実施形態に係るＸ線診断装置１の構成の一例を示すブロック図である。なお、第５の実施形態に係るＸ線診断装置１は、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１と比較して、インジェクタ３０が接続される点と、制御機能２０２による処理内容が異なる。以下、これらを中心に説明する。

図１０に示すように、第５の実施形態に係るＸ線診断装置１は、インジェクタ３０が接続される。インジェクタ３０は、インジェクションの開始及び停止を外部からコントロールするためのインターフェースを有する。また、インジェクタ３０は、造影剤の注入条件（造影剤の注入速度、希釈率など）を外部から設定するためのインターフェースを有する。インジェクタ３０における処理回路は、上記したインターフェースを介してＸ線診断装置１から設定情報や、インジェクションの開始指示及び停止指示を受信する。そして、インジェクタ３０は、受信した設定情報を自装置に設定するとともに、インジェクションの開始指示及び停止指示に応じて造影剤の注入を開始したり、停止したりする。

第５の実施形態に係る制御機能２０２は、算出機能２０４によって算出された設定情報をインジェクタ３０に送信する。具体的には、制御機能２０２は、算出機能２０４によって算出された造影剤の注入条件をインジェクタ３０に送信することで、インジェクタ３０に注入条件を設定させる。ここで、制御機能２０２は、造影剤の総量、注入時間及び注入開始タイミングのうち、少なくとも１つを含む設定情報をインジェクタ３０に送信する。なお、制御機能２０２は、インジェクタ３０に対する注入条件の送信とともに、注入条件をディスプレイ１８に表示させることもできる。

また、制御機能２０２は、３次元の造影撮影の開始タイミング、撮影時間、終了タイミングに基づいて、インジェクションの開始指示及び停止指示をインジェクタ３０に送信する。例えば、３次元の血管画像データを収集する場合、対象血管における造影剤の注入状態が、回転撮影の各角度において同様の状態となっていることが求められる。そこで、制御機能２０２は、３次元の造影撮影の開始タイミング、撮影時間、終了タイミングに基づいて、インジェクションの開始タイミングと終了タイミングを決定し、決定した開始タイミングと終了タイミングをインジェクタ３０に通知する。なお、インジェクションの開始タイミングは、３次元の造影撮影の開始タイミングよりも一定時間だけ前に通知される。

なお、図１０においては、第１の実施形態に係るＸ線診断装置１に対してインジェクタ３０が接続される場合について示しているが、インジェクタ３０は、第２～第４の実施形態におけるいずれのＸ線診断装置に接続される場合でもよい。かかる場合には、各実施形態に係るＸ線診断装置は、インジェクタ３０に対して注入条件や、インジェクションの開始指示及び停止指示を送信する。

また、インジェクタ３０に対して注入条件を送信することで、インジェクタ３０による造影剤の注入を制御する場合、造影画像を収集中にリアルタイムに注入条件を変更する場合でもよい。例えば、第３の実施形態において説明した収集済みの造影画像を用いた注入条件の補正をリアルタイムに行い、補正後の注入条件をインジェクタ３０に送信することで、インジェクタ３０による造影剤の注入をリアルタイムに変更する場合でもよい。

次に、Ｘ線診断装置による処理の手順について説明する。図１１は、第５の実施形態に係るＸ線診断装置１による処理の手順を示すフローチャートである。ここで、図１１におけるステップＳ４０１～ステップＳ４０４は、処理回路２０が、決定機能２０３に対応するプログラムをメモリ１７から読みだして実行することで実現される。また、ステップＳ４０５は、処理回路２０が、算出機能２０４に対応するプログラムをメモリ１７から読みだして実行することで実現される。また、ステップＳ４０６～ステップＳ４０８は、処理回路２０が、制御機能２０２に対応するプログラムをメモリ１７から読みだして実行することで実現される。

図１１に示すように、処理回路２０は、３次元の造影撮影の準備を受け付けると（ステップＳ４０１、肯定）、関心領域を決定して（ステップＳ４０２）、関心領域における血管径と体厚を決定する（ステップＳ４０３）。なお、処理回路２０は、３次元の造影撮影の準備を受け付けるまで待機状態である（ステップＳ４０１、否定）。

そして、処理回路２０は、第１参照情報１７１に基づいて、関心領域における最適コントラストを決定する（ステップＳ４０４）。その後、処理回路２０は、第２参照情報１７２に基づいて、血管内の造影剤濃度を決定し、決定した造影剤濃度に基づいて、造影剤の推奨濃度（注入速度）を算出する（ステップＳ４０５）。そして、処理回路２０は、造影剤の推奨濃度をディスプレイ１８に表示させ（ステップＳ４０６）、設定情報をインジェクタ３０に送信する（ステップＳ４０７）。さらに、処理回路２０は、インジェクションの開始指示及び終了指示をインジェクタ３０に送信することで、インジェクションの開始及び終了を制御する（ステップＳ４０８）。

上述したように、第５の実施形態によれば、制御機能２０２は、算出された設定情報をインジェクタ３０に送信する。また、制御機能２０２は、造影剤の総量、注入時間及び注入開始タイミングのうち少なくとも１つをさらに含む設定情報をインジェクタ３０に送信する。したがって、第５の実施形態に係るＸ線診断装置１は、造影剤の注入条件の設定及びインジェクタの制御を自動で行うことを可能にする。

（その他の実施形態）
さて、これまで第１～第５の実施形態について説明したが、上述した第１～第５の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。

上述した実施形態では、Ｘ線診断装置によって各種処理が実行される場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、上述した各処理が医用情報処理装置によって実行される場合でもよい。

図１２は、その他の実施形態に係る医用情報処理装置３の構成の一例を示すブロック図である。図１２に示すように、医用情報処理装置３は、ネットワーク２を介してＸ線診断装置１に接続される。そして、医用情報処理装置３は、通信インターフェース３１と、メモリ３２と、入力インターフェース３３と、ディスプレイ３４と、処理回路３５とを有する。なお、医用情報処理装置３は、例えば、タブレット端末や、ワークステーションなどの情報処理装置である。

通信インターフェース３１は、処理回路３５に接続され、ネットワークを介して接続されたＸ線診断装置１等との間で行われる各種データの伝送及び通信を制御する。例えば、通信インターフェース３１は、ネットワークカードやネットワークアダプタ、ＮＩＣ（Network Interface Controller）等によって実現される。

メモリ３２は、処理回路３５に接続され、各種データを記憶する。例えば、メモリ３２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子や、ハードディスク、光ディスク等によって実現される。本実施形態では、メモリ３２は、Ｘ線診断装置から受信した医用画像（過去画像１７３）や、第１参照情報１７１、第２参照情報１７２を記憶する。また、メモリ３２は、処理回路３５の処理に用いられる種々の情報や、処理回路３５による処理結果等を記憶する。

入力インターフェース３３は、種々の設定などを行うためのトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチモニタ、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。入力インターフェース３３は、処理回路３５に接続されており、操作者から受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路３５に出力する。なお、本明細書において入力インターフェース３３は、マウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する処理回路も入力インターフェースの例に含まれる。

ディスプレイ３４は、処理回路３５に接続され、処理回路３５から出力される各種情報及び各種画像を表示する。例えば、ディスプレイ３４は、液晶モニタやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）モニタ、タッチモニタ等によって実現される。例えば、ディスプレイ３４は、操作者の指示を受け付けるためのＵＩ（User Interface）や、種々の画像、処理回路３５による種々の処理結果（設定情報）を表示する。

処理回路３５は、入力インターフェース３３を介して操作者から受け付けた入力操作に応じて、医用情報処理装置３が有する各構成要素を制御する。処理回路３５は、図１２に示すように、例えば、制御機能３５１と、決定機能３５２と、算出機能３５３とを実行する。ここで、例えば、図１２に示す処理回路３５の構成要素である制御機能３５１、決定機能３５２、算出機能３５３が実行する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ３２内に記録されている。処理回路３５は、例えば、プロセッサであり、メモリ３２から各プログラムを読み出し、実行することで読み出した各プログラムに対応する機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路３５は、図１２の処理回路３５内に示された各機能を有することとなる。

制御機能３５１は、医用情報処理装置３の全体を制御する。また、制御機能３５１は、上述した制御機能２０２と同様の処理を実行する。決定機能３５２は、上述した決定機能２０３、２０３ａと同様の処理を実行する。算出機能３５３は、上述した算出機能２０４、２０４ａ、２０４ｂと同様の処理を実行する。

各実施形態において説明したＸ線診断装置においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ１７へ記憶されている。処理回路２０は、メモリ１７からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路２０は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。なお、上記した各実施形態においては、各処理機能が単一の処理回路２０によって実現される場合を示したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、処理回路２０は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路２０が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、あるいは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサはストレージ１１１に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

なお、上述した各実施形態においては、メモリ１７が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。しかしながら、複数のメモリ１７を分散して配置し、処理回路２０は、個別のメモリ１７から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、メモリ１７にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

上述した実施形態に係る各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。

また、上述した実施形態で説明した制御方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な非一過性の記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、所望のコントラストを得るための造影剤の注入条件を、経験によらず容易に設定することができる。

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要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である。

以上の実施形態に関し、発明の一側面および選択的な特徴として以下の付記を開示する。
（付記１）
造影画像の収集の対象となる関心領域ごとに前記造影画像において推奨されるコントラストを対応付けた第１の参照情報と、Ｘ線の発生条件と造影剤濃度とコントラストとの関係を示す第２の参照情報とに基づいて、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する決定部と、
決定された前記関心領域における造影剤濃度に基づいて、前記被検体に対して造影剤を注入するインジェクタの設定情報を算出する算出部と、
前記設定情報を表示部に表示させる表示制御部と、
を備える、Ｘ線診断装置。
（付記２）
前記決定部は、前記第１の参照情報から前記被検体の関心領域において推奨されるコントラストを取得し、取得したコントラストと、前記被検体に対して照射されるＸ線の発生条件とに基づいて、前記第２の参照情報から造影剤濃度を取得することで、前記造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定してもよい。
（付記３）
前記第１の参照情報は、関心領域ごとに代表的な血管径の情報をさらに有し、
前記第２の参照情報は、血管径ごとに、前記Ｘ線の発生条件と前記造影剤濃度と前記コントラストとの関係を示す情報を有し、
前記決定部は、前記第１の参照情報に基づいて前記被検体の関心領域における血管径を決定し、決定した血管径に対応する第２の参照情報に基づいて、前記造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定してもよい。
（付記４）
前記第１の参照情報は、関心領域ごとに代表的な体厚の情報をさらに有し、
前記第２の参照情報は、体厚ごとに、前記Ｘ線の発生条件と前記造影剤濃度と前記コントラストとの関係を示す情報を有し、
前記決定部は、前記第１の参照情報に基づいて前記被検体の関心領域における体厚を決定し、決定した体厚に対応する第２の参照情報に基づいて、前記造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定してもよい。
（付記５）
前記第２の参照情報は、血管径ごとに、前記Ｘ線の発生条件と前記造影剤濃度と前記コントラストとの関係を示す情報を有し、
前記決定部は、前記被検体の関心領域における過去画像から前記被検体の関心領域における血管径を決定し、決定した血管径に対応する第２の参照情報に基づいて、前記造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定してもよい。
（付記６）
前記第２の参照情報は、体厚ごとに、前記Ｘ線の発生条件と前記造影剤濃度と前記コントラストとの関係を示す情報を有し、
前記決定部は、前記被検体の関心領域における過去画像から前記被検体の関心領域における体厚を決定し、決定した体厚に対応する第２の参照情報に基づいて、前記造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定してもよい。
（付記７）
前記設定情報は、前記被検体に対する造影剤の注入速度及び前記造影剤の希釈率のうち少なくとも１つでもよい。
（付記８）
前記決定部は、前記被検体の撮影プロトコルに基づいて、当該被検体における関心部位を決定してもよい。
（付記９）
前記決定部は、撮影時の視野サイズに基づいて、当該被検体における関心部位を決定してもよい。
（付記１０）
前記算出部は、前記被検体の関心領域における過去の造影画像のコントラストと、当該造影画像の収集時におけるインジェクタの設定情報とに基づいて、前記設定情報を補正してもよい。
（付記１１）
前記算出部は、前記被検体の関心領域における過去の造影３次元画像に含まれるアーチファクトに基づいて、前記設定情報を補正してもよい。
（付記１２）
算出された前記設定情報を前記インジェクタに送信する制御部をさらに備えてもよい。
（付記１３）
前記制御部は、造影剤の総量、注入時間及び注入開始タイミングのうち少なくとも１つをさらに含む設定情報を前記インジェクタに送信してもよい。
（付記１４）
造影画像の収集の対象となる関心領域ごとに前記造影画像において推奨されるコントラストを対応付けた第１の参照情報と、Ｘ線の発生条件と造影剤濃度とコントラストとの関係を示す第２の参照情報とに基づいて、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する決定部と、
決定された前記関心領域における造影剤濃度に基づいて、前記被検体に対して造影剤を注入するインジェクタの設定情報を算出する算出部と、
前記設定情報を表示部に表示させる表示制御部と、
を備える、医用情報処理装置。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ Ｘ線診断装置
３ 医用情報処理装置
２０、３５ 処理回路
１７１ 第１参照情報
１７２ 第２参照情報
２０２、３５１ 制御機能
２０３、２０３ａ、３５２ 決定機能
２０４、２０４ａ、２０４ｂ、３５３ 算出機能

Claims (18)

1. 造影画像の収集の対象となる関心領域ごとに前記造影画像において推奨されるコントラストを対応付けた第１の参照情報と、体厚ごとのＸ線の発生条件と造影剤濃度とコントラストとの関係を示す第２の参照情報とに基づいて、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する決定部と、
   決定された前記関心領域における造影剤濃度に基づいて、前記被検体に対して造影剤を注入するインジェクタの設定情報を算出する算出部と、
   前記設定情報を表示部に表示させる表示制御部と、
   を備え、
   前記決定部は、前記関心領域における体厚の情報を取得し、取得した体厚に対応する第２の参照情報に基づいて前記造影剤濃度を決定する、Ｘ線診断装置。
2. 前記決定部は、前記第１の参照情報から前記被検体の関心領域において推奨されるコントラストを取得し、取得したコントラストと、前記被検体に対して照射されるＸ線の発生条件とに基づいて、前記第２の参照情報から造影剤濃度を取得することで、前記造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する、請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記第１の参照情報は、関心領域ごとに代表的な血管径の情報をさらに有し、
   前記第２の参照情報は、血管径ごとに、前記Ｘ線の発生条件と前記造影剤濃度と前記コントラストとの関係を示す情報を有し、
   前記決定部は、前記第１の参照情報に基づいて前記被検体の関心領域における血管径を決定し、決定した血管径に対応する第２の参照情報に基づいて、前記造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する、請求項１又は２に記載のＸ線診断装置。
4. 前記第１の参照情報は、関心領域ごとに代表的な体厚の情報をさらに有し、
   前記決定部は、前記第１の参照情報に基づいて前記被検体の関心領域における体厚を決定し、決定した体厚に対応する第２の参照情報に基づいて、前記造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する、請求項１～３のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。
5. 前記第２の参照情報は、さらに、血管径ごとに、前記Ｘ線の発生条件と前記造影剤濃度と前記コントラストとの関係を示す情報を有し、
   前記決定部は、前記被検体の関心領域における過去画像から前記被検体の関心領域における血管径を決定し、決定した血管径に対応する第２の参照情報に基づいて、前記造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する、請求項１又は２に記載のＸ線診断装置。
6. 前記決定部は、前記被検体の関心領域における過去画像から前記被検体の関心領域における体厚を決定し、決定した体厚に対応する第２の参照情報に基づいて、前記造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する、請求項１、２又は５に記載のＸ線診断装置。
7. 前記設定情報は、前記被検体に対する造影剤の注入速度及び前記造影剤の希釈率のうち少なくとも１つである、請求項１～６のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。
8. 前記決定部は、前記被検体の撮影プロトコルに基づいて、当該被検体における関心領域を決定する、請求項１～７のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。
9. 前記決定部は、撮影時の視野サイズに基づいて、当該被検体における関心領域を決定する、請求項１～７のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。
10. 前記算出部は、前記被検体の関心領域における過去の造影画像のコントラストと、当該造影画像の収集時におけるインジェクタの設定情報とに基づいて、前記設定情報を補正する、請求項１～９のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。
11. 前記算出部は、前記被検体の関心領域における過去の造影３次元画像に含まれるアーチファクトに基づいて、前記設定情報を補正する、請求項１～９のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。
12. 算出された前記設定情報を前記インジェクタに送信する制御部をさらに備える、請求項１～１１のいずれか１つに記載のＸ線診断装置。
13. 前記制御部は、造影剤の総量、注入時間及び注入開始タイミングのうち少なくとも１つをさらに含む設定情報を前記インジェクタに送信する、請求項１２に記載のＸ線診断装置。
14. 造影画像の収集の対象となる関心領域ごとに前記造影画像において推奨されるコントラストを対応付けた第１の参照情報と、体厚ごとのＸ線の発生条件と造影剤濃度とコントラストとの関係を示す第２の参照情報とに基づいて、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する決定部と、
    決定された前記関心領域における造影剤濃度に基づいて、前記被検体に対して造影剤を注入するインジェクタの設定情報を算出する算出部と、
    前記設定情報を表示部に表示させる表示制御部と、
    を備え、
    前記決定部は、前記関心領域における体厚の情報を取得し、取得した体厚に対応する第２の参照情報に基づいて前記造影剤濃度を決定する、医用情報処理装置。
15. 造影画像の収集の対象となる関心領域ごとに前記造影画像において推奨されるコントラストを対応付けた第１の参照情報と、Ｘ線の発生条件と造影剤濃度とコントラストとの関係を示す第２の参照情報とに基づいて、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する決定部と、
    決定された前記関心領域における造影剤濃度に基づいて、前記被検体に対して造影剤を注入するインジェクタの設定情報を算出する算出部と、
    前記設定情報を表示部に表示させる表示制御部と、
    を備え、
    前記算出部は、前記被検体の関心領域における過去の造影画像のコントラストと、当該造影画像の収集時におけるインジェクタの設定情報とに基づいて、前記設定情報を補正する、Ｘ線診断装置。
16. 造影画像の収集の対象となる関心領域ごとに前記造影画像において推奨されるコントラストを対応付けた第１の参照情報と、Ｘ線の発生条件と造影剤濃度とコントラストとの関係を示す第２の参照情報とに基づいて、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する決定部と、
    決定された前記関心領域における造影剤濃度に基づいて、前記被検体に対して造影剤を注入するインジェクタの設定情報を算出する算出部と、
    前記設定情報を表示部に表示させる表示制御部と、
    を備え、
    前記算出部は、前記被検体の関心領域における過去の造影３次元画像に含まれるアーチファクトに基づいて、前記設定情報を補正する、Ｘ線診断装置。
17. 造影画像の収集の対象となる関心領域ごとに前記造影画像において推奨されるコントラストを対応付けた第１の参照情報と、Ｘ線の発生条件と造影剤濃度とコントラストとの関係を示す第２の参照情報とに基づいて、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する決定部と、
    決定された前記関心領域における造影剤濃度に基づいて、前記被検体に対して造影剤を注入するインジェクタの設定情報を算出する算出部と、
    前記設定情報を表示部に表示させる表示制御部と、
    を備え、
    前記算出部は、前記被検体の関心領域における過去の造影画像のコントラストと、当該造影画像の収集時におけるインジェクタの設定情報とに基づいて、前記設定情報を補正する、医用情報処理装置。
18. 造影画像の収集の対象となる関心領域ごとに前記造影画像において推奨されるコントラストを対応付けた第１の参照情報と、Ｘ線の発生条件と造影剤濃度とコントラストとの関係を示す第２の参照情報とに基づいて、造影画像収集時の被検体の関心領域における造影剤濃度を決定する決定部と、
    決定された前記関心領域における造影剤濃度に基づいて、前記被検体に対して造影剤を注入するインジェクタの設定情報を算出する算出部と、
    前記設定情報を表示部に表示させる表示制御部と、
    を備え、
    前記算出部は、前記被検体の関心領域における過去の造影３次元画像に含まれるアーチファクトに基づいて、前記設定情報を補正する、医用情報処理装置。

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