JP6021319B2 - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、複数の付加フィルタを有するＸ線絞り部を具備するＸ線診断装置に関する。

従来、Ｘ線診断装置は、Ｘ線照射野を調整することができるＸ線絞り部を有する。Ｘ線絞り部は、Ｘ線の線質を調整するために、厚みの異なる複数のフィルタ（以下、付加フィルタと呼ぶ）を有する。付加フィルタ（線質フィルタまたはビームスペクトグラムフィルタとも呼ばれる）は、Ｘ線診断装置におけるＸ線発生部で発生されたＸ線の軟線を削減することができる。複数の付加フィルタの切り替えは、例えば、Ｘ線を発生させるための条件（以下、Ｘ線条件と呼ぶ）などにより推定された被検体厚、または線源受像面間距離（Ｓｏｕｒｃｅ Ｉｍａｇｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅ：以下、ＳＩＤと呼ぶ）に基づいて実行される。

推定された被検体厚に基づいて付加フィルタを切り替える（以下、被検体厚切替法と呼ぶ）場合、次のような問題がある。被検体厚が薄い場合、軟Ｘ線（比較的長波長で透過力が低いＸ線）の除去率が高い付加フィルタ（一般的に厚みが厚い付加フィルタ）が用いられる。一方、推定された被検体厚が厚い場合、透視時などにおいてＸ線条件（例えば、Ｘ線管球の最大出力、被検体への入射線量の規制等）が上限に達しやすいため、Ｘ線透過率が高い付加フィルタ（軟Ｘ線の除去率が低い付加フィルタ：一般的に厚みが薄い付加フィルタ）が用いられる。被検体厚が厚い場合、Ｘ線診断装置において透過力のあるＸ線を発生させる能力に余力があるにもかかわらず薄い付加フィルタが用いられる。このため、撮影または透視することができる最大厚が、上記能力を最大限用いることにより撮影または透視できる最大厚に比べて減少する問題がある。

また、上記問題を回避するための方法が、ＳＩＤの大きさに連動した付加フィルタの切り替え方法（以下、ＳＩＤ依存切替法と呼ぶ）である。この方法により、Ｘ線診断装置において透過力のあるＸ線を発生させる能力を最大限用いることにより、撮影および透視することができる最大厚を確保することができる。しかしながら、ＳＩＤ依存切替法では、被検体厚みによらずＳＩＤが長いと薄い付加フィルタが用いられるため、被検体厚が薄い被検体にとって、被検体厚切替法に比べて被曝量が増大するという問題がある。加えて、被検体厚切替法およびＳＩＤ切替法では画質が低下するという問題がある。

特開２００４−８４９０号公報 特開２００７−９７６６５号公報

目的は、被検体厚とＳＩＤとに基づいて適切な付加フィルタを特定し、Ｘ線発生部と天板に載置された被検体との間に特定された付加フィルタを配置することができるＸ線診断装置を提供することにある。

本実施形態に係るＸ線診断装置は、Ｘ線を発生するＸ線発生部と、前記Ｘ線発生部から発生され、天板に載置された被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、前記発生されたＸ線の線質を硬化する複数のフィルタを有するＸ線絞り部と、前記Ｘ線発生部と前記Ｘ線検出部との間の距離と、前記Ｘ線の発生に関するＸ線条件と、前記Ｘ線検出部に入射するＸ線の線量と、前記被検体の厚みの計算に用いられるフィルタの厚みとに基づいて、前記被検体の厚みを決定する厚み決定部と、前記距離と前記被検体の厚みとに基づいて、前記複数のフィルタのうち少なくとも一つのフィルタを、Ｘ線撮影またはＸ線透視に適切なフィルタとして特定するフィルタ特定部と、前記Ｘ線発生部と前記被検体との間に前記特定されたフィルタを配置させるために、前記Ｘ線絞り部を制御するＸ線絞り制御部と、を具備することを特徴とする。

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図である。 図２は、第１の実施形態に係り、被検体厚とＳＩＤとに応じた付加フィルタの厚みの対応表の一例を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係り、Ｘ線条件とＳＩＤとＸ線検出線量と付加フィルタの厚み（付加フィルタの種別も含む）とに基づいて被検体厚を決定し、被検体厚とＳＩＤとに基づいて複数の付加フィルタから一つの付加フィルタを特定する手順の一例を示すフローチャートである。 図４は、第１の実施形態の第１の変形例に係り、Ｘ線条件（Ｘ線管の最大電力）に対応した対応表を読み出し、被検体厚とＳＩＤと読み出された対応表とに基づいて複数の付加フィルタから一つの付加フィルタを特定する手順の一例を示すフローチャートである。 図５は、第１の実施形態の第１の変形例に係り、Ｘ線条件と被検体への入射線量率（上限値）とＳＩＤと被検体厚とに応じた付加フィルタの対応表の一例を示す図である。 図６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図である。 図７は、第２の実施形態に係り、被検体厚とＸ線条件と第１、第２ファントムのデータとに基づいて、コントラスト値を計算し、コントラスト値と被検体厚とＳＩＤとに基づいて、複数の付加フィルタから一つの付加フィルタを特定する手順の一例を示すフローチャートである。 図８は、第２の実施形態の第２の変形例に係り、コントラスト値と被検体厚とＳＩＤと被検体の検査部位とに基づいて、複数の付加フィルタから一つの付加フィルタを特定する手順の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る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の実施形態）
図１は、本実施形態に係るＸ線診断装置１の構成を示している。Ｘ線診断装置１は、Ｘ線発生部３と、Ｘ線絞り部４と、Ｘ線検出部５と、支持機構７と、支持機構駆動部９と、天板１１と、天板駆動部１３と、移動制御部１５と、厚み決定部１６と、フィルタ特定部１７と、Ｘ線絞り制御部１８、画像発生部１９と、記憶部２１と、表示部２３と、入力部２５と、システム制御部２７とを有する。

Ｘ線発生部３は、図示していないＸ線管と高電圧発生部とを有する。高電圧発生部は、Ｘ線管に供給する管電流と、Ｘ線管に印加する管電圧とを発生する。高電圧発生部は、Ｘ線撮影およびＸ線透視にそれぞれ適した管電流をＸ線管に供給し、Ｘ線撮影およびＸ線透視各々にそれぞれ適した管電圧をＸ線管に印加する。Ｘ線管は、高電圧発生部から供給された管電流と、高電圧発生部により印加された管電圧とに基づいて、Ｘ線の焦点（以下管球焦点と呼ぶ）でＸ線を発生する。

Ｘ線絞り部４は、Ｘ線発生部と後述する天板１１に載置された被検体との間に設けられる。具体的には、Ｘ線絞り部４は、Ｘ線発生部３のＸ線放射窓に設けられる。Ｘ線絞り部４は、Ｘ線発生部３で発生されたＸ線を、観察部位以外に不要な被爆をさせないために、所定の照射視野のサイズに絞る。Ｘ線絞り部４は、被検体への被曝線量の低減および画質の向上を目的として、利用Ｘ線錐内に挿入される複数のフィルタ（以下、付加フィルタと呼ぶ）を有する。複数の付加フィルタ各々は、金属薄板（アルミニウム、銅、モリブデン、タンタルなど）で構成される板材である。複数の付加フィルタは、それぞれ異なる厚みを有する。付加フィルタは、Ｘ線フィルタ、濾過板、ビームフィルタ、線質フィルタ、またはビームスペクトグラムフィルタとも呼ばれる。Ｘ線絞り部４は、後述するＸ線絞り制御部１８の制御のもとで、複数の付加フィルタのうち少なくとも一つを、Ｘ線放射窓の前面に配置する。

複数の付加フィルタ各々は、Ｘ線発生部３で発生された連続スペクトルＸ線の長波長成分を、付加フィルタの厚みに応じて除去する。複数の付加フィルタ各々は、厚みに応じた長波長成分の除去により、Ｘ線発生部３で発生されたＸ線の線質を硬化させる。また、複数の付加フィルタ各々は、Ｘ線診断にとって不必要なＸ線のエネルギー成分を除去することも可能である。これにより、複数の付加フィルタ各々は、Ｘ線発生部３で発生されたＸ線の線質を調整するために用いられる。Ｘ線絞り部４は、後述するＸ線絞り制御部１８による制御のもとで、後述するフィルタ特定部１７で特定された付加フィルタを、Ｘ線発生部３におけるＸ線放射窓の前面に配置する。

Ｘ線検出部５は、Ｘ線発生部３から発生され、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する。例えば、Ｘ線検出部５は、フラットパネルディテクタ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｅｒ：以下、ＦＰＤと呼ぶ）を有する。ＦＰＤは、複数の半導体検出素子を有する。半導体検出素子には、直接変換形と間接変換形とがある。直接変換形とは、入射Ｘ線を直接的に電気信号に変換する形式である。間接変換形とは、入射Ｘ線を蛍光体で光に変換し、その光を電気信号に変換する形式である。Ｘ線の入射に伴って複数の半導体検出素子で発生された電気信号は、図示していないアナログディジタル変換器（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：以下、Ａ／Ｄ変換器と呼ぶ）に出力される。Ａ／Ｄ変換器は、電気信号をディジタルデータに変換する。Ａ／Ｄ変換器は、ディジタルデータを、図示していない前処理部に出力する。なお、Ｘ線検出部５として、イメージインテンシファイア（Ｉｍａｇｅｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）が用いられてもよい。

図示していない前処理部は、Ｘ線検出部５から出力されたディジタルデータに対して、前処理を実行する。前処理とは、Ｘ線検出部５におけるチャンネル間の感度不均一の補正、および金属等のＸ線強吸収体による極端な信号の低下またはデータの脱落に関する補正等である。前処理されたディジタルデータは、後述する画像発生部１９に出力される。

支持機構７は、Ｘ線発生部３とＸ線検出部５とを移動可能に支持する。具体的には、支持機構７は、例えば、図示していないＣアームとＣアーム支持部とを有する。Ｃアームは、Ｘ線発生部３とＸ線検出部５とを、互いに向き合うように支持する。なお、Ｃアームに代わりにΩアームが用いられてもよい。また、Ｃアームは、Ｘ線発生部３とＸ線検出部５との距離（線源受像面間距離（Ｓｏｕｒｃｅ Ｉｍａｇｅ Ｄｉｓｔａｎｃｅ：以下、ＳＩＤと呼ぶ））を変更可能に、Ｘ線発生部３とＸ線検出部５とを支持する。Ｃアーム支持部は、そのＣ形状に沿う方向（以下、第１方向と呼ぶ）に、Ｃアームをスライド可能に支持する。また、Ｃアーム支持部は、ＣアームとＣアーム支持器との接続部を中心として、第１方向に直交する方向（以下、第２方向と呼ぶ）に回転可能にＣアームを支持する。なお、Ｃアーム支持部は、後述する天板の横手方向（以下、Ｘ方向と呼ぶ）と長手方向（以下、Ｙ方向と呼ぶ）とに平行移動可能にＣアームを支持することも可能である。

支持機構駆動部９は、後述する移動制御部１７の制御のもとで、支持機構７を駆動する。具体的には、支持機構駆動部９は、移動制御部１７からの制御信号に応じた駆動信号をＣアーム支持部に供給して、Ｃアームを第１方向（ＬＡＯまたはＲＡＯ）にスライド、第２方向（ＣＲＡまたはＣＡＵ）に回転させる。支持機構駆動部９は、入力部２５を介して操作者により入力されたＳＩＤを実現するために、移動制御部１５の制御のもとで、支持機構７を駆動する。Ｘ線透視時およびＸ線撮影時においては、Ｘ線発生部３とＸ線検出部５との間に、天板１１に載置された被検体Ｐが配置される。

天板駆動部１３は、後述する移動制御部１５の制御のもとで、天板１１を駆動する。具体的には、天板駆動部１３は、移動制御部１５からの制御信号に基づいて、天板１１の横手方向または天板１１の長手方向に、天板１１をスライドさせる。また、天板駆動部１３は、鉛直方向に関して、天板１１を昇降する。天板駆動部１３は、移動制御部１５の制御のもとで、入力部２５を介して入力された視野サイズとＳＩＤとに基づいて、天板１１を駆動する。

移動制御部１５は、支持機構７を駆動することにより、撮影位置および透視位置にＦＰＤの中心を位置させるために、支持機構駆動部９を制御する。具体的には、移動制御部１５は、撮影位置および透視位置にＦＰＤの中心を位置させるための制御信号を、支持機構駆動部９に出力する。

厚み決定部１６は、Ｘ線発生部３においてＸ線の発生に関する条件（以下、Ｘ線条件と呼ぶ）と、Ｘ線検出部５に入射するＸ線の線量（以下、Ｘ線検出線量と呼ぶ）と、視野サイズと、ＳＩＤと付加フィルタの厚み（付加フィルタの種別を含む）とに基づいて、被検体の厚み（以下、被検体厚と呼ぶ）を決定する。Ｘ線条件とは、例えば、Ｘ線管に印加される管電圧（ｋＶ）とＸ線管に供給される管電流（ｍＡ）との積（電力：ｋＷ）である。Ｘ線検出線量とは、例えば、ＦＰＤからの出力により画像を発生させるために必要なＸ線の線量であって、画質に関連する。具体的には、厚み決定部１６は、Ｘ線条件とＸ線検出線量と視野サイズとＳＩＤと付加フィルタの厚み（付加フィルタの種別を含む）とを入力値として、所定の計算を実行することにより、被検体厚を決定する。厚み決定部１６は、決定した被検体厚を、後述するフィルタ特定部１７に出力する。

フィルタ特定部１７は、被検体厚とＳＩＤとに基づいて、Ｘ線絞り部４における複数の付加フィルタのうち少なくとも一つを特定する。具体的には、フィルタ特定部１７は、後述する記憶部２１に記憶された対応表を読み出す。対応表とは、被検体厚とＳＩＤとに応じた付加フィルタの対応表である。フィルタ特定部１７は、被検体厚とＳＩＤと読み出した対応表とに基づいて、複数の付加フィルタから、Ｘ線放射窓の前面に配置される付加フィルタを特定する。例えば、被検体厚が薄く、ＳＩＤが短い場合、フィルタ特定部１７は、厚い付加フィルタを特定する。また、例えば、被検体厚が厚く、ＳＩＤが長い場合、フィルタ特定部１７は、薄い付加フィルタを特定する。フィルタ特定部１７は、特定した付加フィルタに関する情報（例えば、付加フィルタの厚みによる識別子等：以下、付加フィルタ特定情報と呼ぶ）を、後述するＸ線絞り制御部１８に出力する。

なお、対応表は、被検体厚とＳＩＤとに応じた付加フィルタの厚みの対応表であってもよい。このとき、フィルタ特定部１７は、被検体厚とＳＩＤと読み出した対応表とに基づいて、付加フィルタの厚みを決定する。次いで、フィルタ特定部１７は、決定された厚みを有する付加フィルタを、複数の付加フィルタから特定する。

図２は、対応表を可視化させた一例を示す図である。図２の対応表は、被検体厚とＳＩＤとに応じた付加フィルタの厚みの対応表である。フィルタ特定部１７は、例えば、被検体厚が１１ｃｍであって、ＳＩＤが１２３ｃｍの場合、付加フィルタの厚みを、０．９ｍｍとして決定する。次いで、フィルタ特定部１７は、０．９ｍｍの厚みを有する付加フィルタを、複数の付加フィルタから特定する。なお、フィルタ特定部１７は、複数の付加フィルタのうち２種類以上の付加フィルタを組み合わせることにより、０．９ｍｍの厚みとなる複数の付加フィルタを特定してもよい。

また、フィルタ特定部１７は、付加フィルタの特定前に、第１、第２の閾値を記憶部２１から読み出し、以下の処理を行うことも可能である。フィルタ特定部１７は、被検体厚が第１の閾値以下である場合、ＳＩＤに因らずに、Ｘ線放射窓の前面に配置される付加フィルタを特定することも可能である。この時、フィルタ特定部１７は、まず、被検体厚と所定の閾値とを比較する。次いで、被検体厚が所定の閾値以上である場合、フィルタ特定部１７は、被検体厚に応じた付加フィルタを、複数の付加フィルタから特定する。なお、被検体厚が第２の閾値を超える場合、フィルタ特定部１７は、被検体厚とＳＩＤと読み出した対応表とに基づいて、複数の付加フィルタから、Ｘ線放射窓の前面に配置される付加フィルタを特定する。

Ｘ線絞り制御部１８は、フィルタ特定部１７により特定された付加フィルタを、Ｘ線放射窓の前面に配置させるために、Ｘ線絞り部４を制御する。具体的には、Ｘ線絞り制御部１８は、フィルタ特定部１７から出力された付加フィルタ特定情報に対応する付加フィルタを、Ｘ線放射窓の前面に配置させるために、Ｘ線絞り部４を制御する。

画像発生部１９は、撮影位置においてＸ線撮影された後に前処理されたディジタルデータに基づいて、撮影画像を発生する。画像発生部１９は、透視位置でＸ線透視された後に前処理されたディジタルデータに基づいて、透視画像を発生する。

記憶部２１は、画像発生部１９で発生された種々の画像、本Ｘ線診断装置１の制御プログラム、診断プロトコル、後述する入力部２５から送られてくる操作者の指示、撮影条件、透視条件などの各種データ群、視野サイズ、ＳＩＤ、Ｘ線検出線量などを記憶する。また、記憶部２１は、Ｘ線条件とＸ線検出線量と視野サイズとＳＩＤとを入力値として、所定の計算を実行するための被検体厚計算プログラムを記憶する。記憶部２１は、被検体厚とＳＩＤとに応じた付加フィルタの対応表を記憶する。また、記憶部２１は、第１、第２の閾値を記憶してもよい。なお、記憶部２１は、被検体厚とＳＩＤとに応じた付加フィルタの厚みの対応表を記憶してもよい。

表示部２３は、画像発生部１９で発生された撮影画像および透視画像を表示する。表示部２３は、Ｘ線条件、Ｘ線検出線量、被検体への入射線量率（上限値）、視野サイズ、ＳＩＤ等を入力するための入力画面を表示する。なお、表示部２３は、被検体厚を入力するための画面を表示することも可能である。

入力部２５は、操作者が所望するＸ線撮影の撮影条件およびＸ線透視の透視条件、視野サイズ、ＳＩＤなどを入力する。具体的には、入力部２５は、操作者からの各種指示・命令・情報・選択・設定を本Ｘ線診断装置１に取り込む。入力部２５は、図示しないが、関心領域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、キーボード等を有する。入力部２５は、表示画面上に表示されるカーソルの座標を検出し、検出した座標を後述するシステム制御部２７に出力する。なお、入力部２５は、表示画面を覆うように設けられたタッチパネルでもよい。この場合、入力部２５は、電磁誘導式、電磁歪式、感圧式等の座標読み取り原理でタッチ指示された座標を検出し、検出した座標をシステム制御部２７に出力する。なお、入力部２５は、被検体厚を入力することも可能である。

システム制御部２７は、図示していないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とメモリを備える。システム制御部２７は、入力部２５から送られてくる操作者の指示、撮影条件、透視条件などに従って、Ｘ線撮影よび透視を実行するために、Ｘ線発生部３、Ｘ線絞り制御部、移動制御部１７などを制御する。

（付加フィルタ特定機能）
付加フィルタ特定機能とは、被検体厚とＳＩＤと読み出した対応表とに基づいて、複数の付加フィルタから、Ｘ線放射窓の前面に配置される付加フィルタを特定する機能である。以下、付加フィルタ特定機能に関する処理（以下、付加フィルタ特定処理と呼ぶ）について説明する。なお、付加フィルタ特定処理は、検査の目的に応じた対応表を用いて実行されてもよい。

図３は、第１の実施形態に係り、Ｘ線条件とＳＩＤとＸ線検出線量と付加フィルタの厚み（付加フィルタの種別も含む）とに基づいて被検体厚を決定し、被検体厚とＳＩＤとに基づいて複数の付加フィルタから一つの付加フィルタを特定する手順の一例を示すフローチャートである。

本Ｘ線診断装置１によるＸ線撮影およびＸ線透視に先立って、Ｘ線条件、ＳＩＤ、Ｘ線検出線量、被検体への入射線量率（上限値）、視野サイズ等が設定される（ステップＳａ１）。なお、Ｘ線条件、ＳＩＤ、Ｘ線検出線量、被検体への入射線量率（上限値）、視野サイズ等の設定は、例えば、入力部２５を介して操作者により入力されてもよい。

設定されたＸ線条件とＳＩＤとＸ線検出線量と視野サイズと付加フィルタの厚み（付加フィルタの種別も含む）とを入力値として、所定の計算を実行することにより、被検体厚が決定される（ステップＳａ２）。次いで、記憶部２１から対応表が読み出される。決定された被検体厚とＳＩＤと読み出された対応表とを用いて、複数の付加フィルタのうち少なくともひとつの付加フィルタが特定される（ステップＳａ３）。特定された付加フィルタをＸ線放射窓の前面に配置させるために、Ｘ線絞り部４が制御される（ステップＳａ４）。

（第１の変形例）
第１の実施形態との相違は、管電圧および管電流などのＸ線条件（またはＸ線管の最大電力）に応じた複数の対応表を記憶し、設定されたＸ線条件に対応する対応表と被検体厚とＳＩＤとに基づいて、複数の付加フィルタから、Ｘ線放射窓の前面に配置される付加フィルタを特定することにある。

記憶部２１は、例えば、管電圧と管電流との積などのＸ線条件（またはＸ線管の最大電力）に応じた複数の対応表を記憶する。記憶部２１は、複数の対応表各々に応じた複数の閾値を記憶する。

フィルタ特定部１７は、設定されたＸ線条件（例えば、管電圧と管電流との積である電力）に応じた対応表を、記憶部２１から読み出す。フィルタ特定部１７は、被検体厚とＳＩＤと読み出した対応表とに基づいて、複数の付加フィルタから、Ｘ線放射窓の前面に配置される付加フィルタを特定する。フィルタ特定部１７は、付加フィルタ特定情報を、Ｘ線絞り制御部１８に出力する。

また、フィルタ特定部１７は、付加フィルタの特定前に、読み出された対応表に対応する閾値を、記憶部２１から読み出し、以下の処理を行うことも可能である。フィルタ特定部１７は、被検体厚が読み出された第１の閾値以下である場合、ＳＩＤに因らずに、Ｘ線放射窓の前面に配置される付加フィルタを特定する。この時、フィルタ特定部１７は、まず、被検体厚と所定の閾値とを比較する。次いで、被検体厚が第１の閾値以下である場合、フィルタ特定部１７は、被検体厚に応じた付加フィルタを、複数の付加フィルタから特定する。なお、被検体厚が、第２の閾値を超える場合、フィルタ特定部１７は、被検体厚とＳＩＤと読み出した対応表とに基づいて、複数の付加フィルタから、Ｘ線放射窓の前面に配置される付加フィルタを特定する。

（付加フィルタ特定機能）
第１の変形例における付加フィルタ特定機能とは、Ｘ線条件に応じた対応表を記憶部２１から読み出し、被検体厚とＳＩＤと読み出された対応表とに基づいて複数の付加フィルタから一つの付加フィルタを特定する機能である。以下、第１の変形例における付加フィルタ特定機能に関する処理について説明する。

図４は、第１の実施形態の第１の変形例に係り、Ｘ線条件（Ｘ線管の最大電力）に対応した対応表を読み出し、被検体厚とＳＩＤと読み出された対応表とに基づいて複数の付加フィルタから一つの付加フィルタを特定する手順の一例を示すフローチャートである。

本Ｘ線診断装置１によるＸ線撮影およびＸ線透視に先立って、Ｘ線条件、ＳＩＤ、Ｘ線検出線量、被検体への入射線量率（上限値）、視野サイズ等が設定される（ステップＳｂ１）。なお、Ｘ線条件、ＳＩＤ、Ｘ線検出線量、被検体への入射線量率（上限値）、視野サイズ等の設定は、例えば、入力部２５を介して操作者により入力されてもよい。

設定されたＸ線条件とＳＩＤとＸ線検出線量と視野サイズと付加フィルタの厚み（付加フィルタの種別も含む）とを入力値として、所定の計算を実行することにより、被検体厚が決定される（ステップＳｂ２）。次いで、記憶部２１からＸ線条件に応じた対応表が読み出される（ステップＳｂ３）。

図５は、Ｘ線条件と被検体への入射線量率（上限値）とＳＩＤと被検体厚とに応じた付加フィルタの対応表の一例を示す図である。図５の（ａ）は、パルスＸ線透視法におけるＸ線条件として最大電力（ｋＷ）が３ｋＷである対応表の一例を示している。図５の（ｂ）は、パルスＸ線透視法におけるＸ線条件として最大電力（ｋＷ）が２．２ｋＷである対応表の一例を示している。図５における第１乃至第７の付加フィルタは、フィルタの厚みが異なる付加フィルタである。第１乃至第７の付加フィルタのうち、第１の付加フィルタは最も厚い付加フィルタであって、第７の付加フィルタは最も薄い付加フィルタである。

決定された被検体厚とＳＩＤと読み出された対応表とを用いて、複数の付加フィルタのうち少なくともひとつの付加フィルタが特定される（ステップＳｂ４）。特定された付加フィルタをＸ線放射窓の前面に配置させるために、Ｘ線絞り部４が制御される（ステップＳｂ５）。

以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本Ｘ線診断装置１によれば、Ｘ線条件とＸ線検出線量と視野サイズとＳＩＤと付加フィルタの厚み（付加フィルタの種別も含む）とに基づいて決定された被検体厚、ＳＩＤ、および対応表に基づいて、Ｘ線撮影およびＸ線透視に適切な付加フィルタを、より精密に特定することができる。これにより、本Ｘ線診断装置１においてＸ線を発生させる性能を最大限に活用することができる。加えて、被検体への被曝量を最小限に抑えることができる。また、本Ｘ線診断装置１によれば、付加フィルタの特定に用いられる対応表を、Ｘ線条件に応じて用いることができる。これにより、Ｘ線条件（例えば、Ｘ線管の性能）に応じて、最適な付加フィルタを用いることができる。加えて、Ｘ線管の陽極蓄積熱の上昇や経年劣化に応じて、Ｘ線管の性能が劣化した場合においても、最適な付加フィルタを用いることが可能となる。以上のことから、本Ｘ線診断装置１によれば、被検体厚が薄い被検体においては常に被曝低減を優先した付加フィルタを使用することができる。加えて、被検体厚が厚い被検体であってもＳＩＤが短い場合は、Ｘ線管の性能を有効に利用することができ、被検体厚が厚い被検体においても被曝低減が可能となる。

（第２の実施形態）
以下に述べる第２の実施形態において、第１の実施形態と同じ構成要素については、説明の重複を避けるため同じ構成部分には同符号を付して、その詳細な説明は省略し、異なる構成要素についてのみ説明する。
図６は、第２の実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示す図である。
記憶部２１は、被検体厚と同じ厚みを有する第１ファントムのデータを記憶する。第１ファントムのデータは、例えば、水のＸ線減弱係数を有するデータである。記憶部２１は、被検体厚より薄い所定の厚みを有する第２ファントムのデータを記憶する。第２ファントムのデータは、造影剤のＸ線減弱係数を有するデータである。所定の厚みとは、例えば血管の直径である。記憶部２１は、被検体厚とＳＩＤと後述する計算部２０により計算されたコントラスト値とに応じた付加フィルタの対応表を記憶する。具体的には、第２の実施形態における対応表は、例えば、第１の実施形態における図５の対応表の項目に、コントラスト値が付加された対応表である。第２の実施形態に関する対応表における付加フィルタは、コントラスト値を向上させる付加フィルタである。なお、記憶部２１は、第１、第２ファントムのデータを記憶する代わりに、水のＸ線減弱係数と造影剤のＸ線減弱係数と所定の厚みとを記憶していてもよい。

計算部２０は、Ｘ線条件と第１ファントムのデータとを用いて、Ｘ線条件で発生されたＸ線が第１ファントムを透過したときにＸ線検出部５から出力される第１信号値を計算する。計算部２０は、Ｘ線条件と第２ファントムのデータとを用いて、Ｘ線条件で発生されたＸ線が第２ファントムを透過したときにＸ線検出部５から出力される第２信号値を計算する。計算部２０は、第１信号値に対する第２信号値の比（以下、コントラスト値と呼ぶ）を計算する。なお、計算部２０は、コントラスト値として、第２信号値に対する第１信号値の比を計算してもよい。なお、記憶部２１に第１、第２ファントムのデータが記憶されていない場合、計算部２０は、第１、第２信号値を計算する前に、記憶部２１に記憶された水のＸ線減弱係数と被検体厚とに基づいて第１ファントムのデータを発生し、記憶部２１に記憶された水のＸ線減弱係数と被検体厚とに基づいて第１ファントムのデータを発生し、記憶部２１に記憶された造影剤のＸ線減弱係数と所定の厚みとに基づいて第２ファントムのデータを発生することも可能である。

フィルタ特定部１７は、被検体厚とＳＩＤとコントラスト値とに基づいて、Ｘ線絞り部４における複数の付加フィルタのうち少なくとも一つを特定する。具体的には、フィルタ特定部１７は、記憶部２１に記憶された対応表を読み出す。対応表とは、被検体厚とＳＩＤとコントラスト値とに応じた付加フィルタの対応表である。フィルタ特定部１７は、被検体厚とＳＩＤとコントラスト値と読み出した対応表とに基づいて、複数の付加フィルタから、Ｘ線放射窓の前面に配置される付加フィルタを特定する。例えば、被検体厚が薄く、ＳＩＤが短く、コントラスト値が大きい場合は、厚い付加フィルタが特定される。また、例えば、被検体厚が厚く、ＳＩＤが長く、コントラスト値が小さい場合は、薄い付加フィルタが特定される。フィルタ特定部１７は、特定した付加フィルタに関する情報（例えば、付加フィルタの厚みによる識別子等：以下、付加フィルタ特定情報と呼ぶ）を、後述するＸ線絞り制御部１８に出力する。

（付加フィルタ特定機能）
第１の実施形態との相違は、被検体厚とＸ線条件と第１、第２ファントムのデータとに基づいてコントラスト値を計算し、計算されたコントラスト値と被検体厚とＳＩＤとに基づいて、複数の付加フィルタから一つの付加フィルタを特定することにある。以下、第２の実施形態における付加フィルタ特定機能に関する処理について説明する。

図７は、第２の実施形態に係り、被検体厚とＸ線条件と第１、第２ファントムのデータとに基づいてコントラスト値を計算し、計算されたコントラスト値と被検体厚とＳＩＤとに基づいて、複数の付加フィルタから一つの付加フィルタを特定する手順の一例を示すフローチャートである。

本Ｘ線診断装置１によるＸ線撮影およびＸ線透視に先立って、Ｘ線条件、ＳＩＤ、Ｘ線検出線量、視野サイズ等が設定される（ステップＳｃ１）。なお、Ｘ線条件、ＳＩＤ、Ｘ線検出線量、視野サイズ等の設定は、例えば、入力部２５を介して操作者により入力されてもよい。

設定されたＸ線条件とＳＩＤとＸ線検出線量と視野サイズと付加フィルタの厚み（付加フィルタの種別も含む）とを入力値として、所定の計算を実行することにより、被検体厚が決定される（ステップＳｃ２）。次いで、第１ファントムのデータが読み出される。Ｘ線条件と被検体厚と第１ファントムのデータとに基づいて、Ｘ線検出部５から出力される第１信号値が計算される（ステップＳｃ３）。次いで、第２ファントムのデータが読み出される。Ｘ線条件と被検体厚と第２ファントムのデータとに基づいて、Ｘ線検出部５から出力される第２信号値が計算される（ステップＳｃ４）。第１信号値に対する第２信号値の比であるコントラスト値が計算される（ステップＳｃ５）。

次いで、記憶部２１から対応表が読み出される。コントラスト値と被検体厚とＳＩＤと読み出された対応表とを用いて、複数の付加フィルタのうち少なくともひとつの付加フィルタが特定される（ステップＳｃ６）。特定された付加フィルタをＸ線放射窓の前面に配置させるために、Ｘ線絞り部４が制御される（ステップＳｃ７）。

（第２の変形例）
第２の実施形態との相違は、入力部２５などを介して入力された検査部位とコントラスト値と被検体厚とＳＩＤとに基づいて、複数の付加フィルタから一つの付加フィルタを特定することにある。

入力部２５は、被検体の検査部位を入力する。なお、検査部位の代わりに検査プロトコルが、入力されてもよい。検査部位または検査プロトコルは、図示していないインターフェースを介して接続された病院情報システムまたは放射線部門情報管理システムから転送されてもよい。

記憶部２１は、検査部位と被検体厚とＳＩＤとコントラスト値とに応じた付加フィルタの対応表を記憶する。具体的には、第２の変形例における対応表は、例えば、第１の実施形態における図５の対応表の項目に、コントラスト値と検査部位とが付加された対応表である。第２の変形例の対応表における付加フィルタは、コントラスト値を向上させる付加フィルタまたは被検体の被曝低減のために用いられる付加フィルタである。なお、記憶部２１は、被検体の被曝低減またはコントラスト値の向上などの目的に応じて複数の対応表を記憶することも可能である。また、記憶部２１は、複数の検査部位にそれぞれ対応する複数の対応表を記憶してもよい。なお、記憶部２１は、被検体への被曝量と表示部２３で表示される画像の質との優先順位を設けた対応表を記憶してもよい。

フィルタ特定部１７は、検査部位と被検体厚とＳＩＤとコントラスト値とに基づいて、Ｘ線絞り部４における複数の付加フィルタのうち少なくとも一つを特定する。具体的には、フィルタ特定部１７は、記憶部２１に記憶された対応表を読み出す。対応表とは、検査部位と被検体厚とＳＩＤとコントラスト値とに応じた付加フィルタの対応表である。なお、フィルタ特定部１７は、検査内容に応じた被検体への被曝量と画質との優先順位の入力に基づいて、対応表を読み出してもよい。フィルタ特定部１７は、検査部位と被検体厚とＳＩＤとコントラスト値と読み出した対応表とに基づいて、複数の付加フィルタから、Ｘ線放射窓の前面に配置される付加フィルタを特定する。例えば、被検体厚が薄く、ＳＩＤが長く、コントラスト値が大きく、検査部位が頭部である場合は、厚い付加フィルタが特定される。また、例えば、被検体厚が厚く、ＳＩＤが短く、コントラスト値が小さく、検査部位が腹部である場合は、薄い付加フィルタが特定される。フィルタ特定部１７は、特定した付加フィルタに関する情報（例えば、付加フィルタの厚みによる識別子等：以下、付加フィルタ特定情報と呼ぶ）を、後述するＸ線絞り制御部１８に出力する。

（付加フィルタ特定機能）
付加フィルタ特定機能における第２の実施形態との相違は、検査部位が設定され、設定された検査部位とコントラスト値と被検体厚とＳＩＤと読み出された対応表とを用いて、複数の付加フィルタのうち少なくともひとつの付加フィルタが特定されることにある。

図８は、コントラスト値と被検体厚とＳＩＤと被検体の検査部位とに基づいて、複数の付加フィルタから一つの付加フィルタを特定する手順の一例を示すフローチャートである。

本Ｘ線診断装置１によるＸ線撮影およびＸ線透視に先立って、被検体の検査部位、Ｘ線条件、ＳＩＤ、Ｘ線検出線量、視野サイズ等が設定される（ステップＳｄ１）。なお、被検体の検査部位、Ｘ線条件、ＳＩＤ、Ｘ線検出線量、視野サイズ等の設定は、例えば、入力部２５を介して操作者により入力されてもよい。

設定されたＸ線条件とＳＩＤとＸ線検出線量と視野サイズと付加フィルタの厚み（付加フィルタの種別も含む）とを入力値として、所定の計算を実行することにより、被検体厚が決定される（ステップＳｄ２）。次いで、第１ファントムのデータが読み出される。Ｘ線条件と被検体厚と第１ファントムのデータとに基づいて、Ｘ線検出部５から出力される第１信号値が計算される（ステップＳｄ３）。次いで、第２ファントムのデータが読み出される。Ｘ線条件と被検体厚と第２ファントムのデータとに基づいて、Ｘ線検出部５から出力される第２信号値が計算される（ステップＳｄ４）。第１信号値に対する第２信号値の比であるコントラスト値が計算される（ステップＳｄ５）。

次いで、記憶部２１から対応表が読み出される。検査部位とコントラスト値と被検体厚とＳＩＤと読み出された対応表とを用いて、複数の付加フィルタのうち少なくともひとつの付加フィルタが特定される（ステップＳｄ６）。特定された付加フィルタをＸ線放射窓の前面に配置させるために、Ｘ線絞り部４が制御される（ステップＳｄ７）。

以上に述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
本Ｘ線診断装置１によれば、Ｘ線条件とＸ線検出線量と視野サイズとＳＩＤと付加フィルタの厚み（付加フィルタの種別も含む）とに基づいて決定された被検体厚と、Ｘ線条件とに基づいて、コントラスト値を計算することができる。本Ｘ線診断装置１によれば、コントラスト値と被検体厚とＳＩＤと対応表とに基づいて、Ｘ線撮影およびＸ線透視に適切な付加フィルタを、より精密に特定することができる。これにより、本Ｘ線診断装置１においてＸ線を発生させる性能を最大限に活用することができる。加えて、被検体への被曝量を最小限に抑えることができる。また、本Ｘ線診断装置１によれば、コントラスト値を考慮して付加フィルタを特定するため、表示部２３で表示される画像の質を落とすことなく、付加フィルタの特定が可能となる。

また、本Ｘ線診断装置１によれば、付加フィルタの特定に用いられる対応表を、検査部位または検査プロトコルなどに応じて読み出すことができる。これにより、被検体への被曝量と画質との優先程度に応じて、付加フィルタを特定することが可能となる。

以上のことから、本Ｘ線診断装置１によれば、Ｘ線条件、被検体厚などに最適な付加フィルタを使用することができ、被検体の検査内容に応じた最適な画像を提供することができる。加えて、診断時間の短縮、正確な診断、被曝量の低減などが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１…Ｘ線診断装置、３…Ｘ線発生部、４…Ｘ線絞り部、５…Ｘ線検出部、７…支持機構、９…支持機構駆動部、１１…天板、１３…天板駆動部、１５…移動制御部、１６…厚み決定部、１７…フィルタ特定部、１８…Ｘ線絞り制御部、１９…画像発生部、２０…計算部、２１…記憶部、２３…表示部、２５…入力部、２７…システム制御部

Claims (7)

1. Ｘ線を発生するＸ線発生部と、
   前記Ｘ線発生部から発生され、天板に載置された被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、
   前記発生されたＸ線の線質を硬化する複数のフィルタを有するＸ線絞り部と、
   前記Ｘ線発生部と前記Ｘ線検出部との間の距離と、前記Ｘ線の発生に関するＸ線条件と、前記Ｘ線検出部に入射するＸ線の線量と、前記被検体の厚みの計算に用いられるフィルタの厚みとに基づいて、前記被検体の厚みを決定する厚み決定部と、
   前記距離と前記被検体の厚みとに基づいて、前記複数のフィルタのうち少なくとも一つのフィルタを、Ｘ線撮影またはＸ線透視に適切なフィルタとして特定するフィルタ特定部と、
   前記Ｘ線発生部と前記被検体との間に前記特定されたフィルタを配置させるために、前記Ｘ線絞り部を制御するＸ線絞り制御部と、
   を具備することを特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記被検体の厚みと前記距離とに応じた前記複数のフィルタの対応表を記憶する記憶部をさらに具備し、
   前記フィルタ特定部は、
   前記被検体の厚みと前記距離と前記対応表とに基づいて、前記複数のフィルタのうち少なくとも一つのフィルタを特定すること、
   を特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記Ｘ線の発生に関するＸ線条件と前記被検体の厚みを有する第１ファントムのデータとを用いて、前記Ｘ線条件で発生されたＸ線が前記第１ファントムを透過したときに前記Ｘ線検出部から出力される第１信号値を計算し、
   前記被検体の厚みより薄い所定の厚みを有し、造影剤に関する第２ファントムのデータと前記Ｘ線の発生に関するＸ線条件とを用いて、前記Ｘ線条件で発生されたＸ線が前記第２ファントムを透過したときに前記Ｘ線検出部から出力される第２信号値を計算し、
   前記第１信号値と前記第２信号値との比を計算する計算部をさらに具備し、
   前記フィルタ特定部は、前記距離と前記被検体の厚みと前記比とに基づいて、前記複数のフィルタのうち少なくとも一つのフィルタを特定すること、
   を特徴とする請求項１または２に記載のＸ線診断装置。
4. 前記被検体の検査部位を入力する入力部をさらに具備し、
   前記フィルタ特定部は、前記検査部位と前記距離と前記被検体の厚みと前記比とに基づいて、前記複数のフィルタのうち少なくとも一つのフィルタを特定すること、
   を特徴とする請求項３に記載のＸ線診断装置。
5. 前記フィルタ特定部は、
   前記Ｘ線発生部で発生されるＸ線に関するＸ線条件と前記距離と前記被検体の厚みとに基づいて、前記複数のフィルタのうち少なくとも一つのフィルタを特定すること、
   を特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
6. 前記Ｘ線の発生に関する複数のＸ線条件各々に対応し、かつ前記被検体の厚みと前記距離と応じた前記複数のフィルタの厚みの対応表を記憶する記憶部をさらに具備し、
   前記フィルタ特定部は、
   前記Ｘ線条件に対応する対応表と前記被検体の厚みと前記距離とに基づいて、前記複数のフィルタのうち少なくとも一つのフィルタを特定すること、
   を特徴とする請求項５に記載のＸ線診断装置。
7. 前記被検体の厚みと前記距離と前記被検体への入射線量率の上限値とに応じた前記複数のフィルタの対応表を記憶する記憶部と、
   前記距離と前記上限値とを入力する入力部とをさらに具備し、
   前記フィルタ特定部は、
   前記被検体の厚みと前記距離と前記上限値と前記対応表とに基づいて、前記複数のフィルタのうち少なくとも一つのフィルタを特定すること、
   を特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。

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