JP6381198B2 - 制御装置、制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、制御方法及びプログラムに関する。

透視装置は一般撮影と異なり、検査だけでなく、透視画像を見ながら血管内治療等を行うＩＶＲという手技にも用いられている。このような手技を行う際、手技の困難さ等に応じて透視時間が長くなり、患者の被ばく線量増大を招く場合がある。このような患者の被ばく線量を低減するための技術として、例えば特許文献１には、テーブルの動き等に応じてパルス占有率を変更する事で被ばく線量を低減する技術が開示されている。また、特許文献２には、通常の線量と通常の線量よりも低線量となる照射を組み合わせた照射パターンを繰り返す技術が開示されている。

特開平８−５５６９６号公報 特開２００８−１１９１９５号公報

しかしながら、パルス占有率を低くした場合には、動きの滑らかさが不足することがあり、また、放射線量を低くした場合には、ノイズ量が増加することがあるという問題があった。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたもので、患者の被ばく量を低減しつつ、高品質な画像データを得ることを目的とする。

そこで、本発明は、制御装置であって、被写体を透過した放射線を検知手段により検知することにより作成された複数の画像データのうち、対象画像データの直前に作成された直前画像データの作成タイミングから、前記対象画像データの作成タイミングまでの間の、前記被写体の前記検知手段に対する相対位置の変化量を特定する変化量特定手段と、前記変化量が変化量閾値よりも大きい場合に、第１の放射線量を設定し、前記変化量が前記変化量閾値よりも大きい値から変化量閾値以下の値に変化した場合に、前記第１の放射線量に比べて大きい第２の放射線量を設定する放射線量設定手段と、前記変化量が前記変化量閾値よりも大きい値から変化量閾値以下の値に変化したタイミングにおいて、前記第２の放射線量の照射に対応して作成された画像データの合成比率を、前記第２の放射線量の照射に対応する画像データよりも前に作成された画像データの合成比率に比べて高い値に決定する合成比率決定手段と、前記対象画像データに、前記対象画像データよりも前に作成された画像データを、前記合成比率に応じて合成する合成処理手段とを有する。

本発明によれば、患者の被ばく量を低減しつつ、高品質な画像データを得ることができる。

放射線撮影装置を示す図である。 相対位置を変化させる処理を説明するための図である。 グラフ化したｋＶ−ｍＡテーブルを示す図である。 撮影処理を示すフローチャートである。 Ｘ線量設定値を示す図である。 リカーシブフィルタ係数を示す図である。 コンピュータを示す図である。 Ｘ線量設定値を示す図である。 リカーシブフィルタ係数を示す図である。 Ｘ線量設定値を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る放射線撮影装置１００を示す図である。放射線撮影装置１００は、Ｘ線発生部１１０と、Ｘ線検知部１１１と、制御装置１２０とを有している。制御装置１２０は、変化量特定部１２１と、Ｘ線制御部１２２と、ノイズ低減処理部１２３とを有している。
Ｘ線発生部１１０は、被写体としての患者に向けて、Ｘ線（放射線）を放射する。そして、Ｘ線検知部１１１は、患者を透過したＸ線を検知し、検知したＸ線に基づいて、画像データを生成する。Ｘ線検知部１１１は、連続してＸ線の検知及び画像データの作成を行い、複数の画像データを得る。

本実施形態にかかる放射線撮影装置１００は、被写体としての患者に対するＸ線検知部１１１の相対位置を変化させることができる。具体的には、放射線撮影装置１００には、Ｘ線検知部１１１又は患者を載せるテーブル（不図示）のうち少なくとも一方が、移動可能に設けられている。
そして、Ｘ線検知部１１１が放射線の検知及び画像データの作成を行う度に、不図示の制御部が、Ｘ線検知部１１１又はテーブルを移動させる。これにより、放射線撮影装置１００は、適宜、相対位置を変化させることができる。なお、Ｘ線発生部１１０は、制御部の制御の下、Ｘ線検知部１１１の移動に対応して移動するものとする。

変化量特定部１２１は、画像データが作成される度に、直前画像データの作成タイミングから対象画像データの作成タイミングまでの間の相対位置の変化量を特定する。ここで、対象画像データとは、処理対象の画像データであり、直前画像データは、対象画像データの直前に作成された画像データである。なお、変化量特定部１２１は、例えば、被写体が載せられたテーブル、Ｘ線検知部１１１の保持具、放射線管球支持支柱、コリメータ等の動きに基づいて、相対位置の変化量を特定するものとする。
他の例としては、変化量特定部１２１は、Ｘ線検知部１１１により作成された画像データの解析結果に基づいて、相対位置の変化量を特定してもよい。画像データの解析結果に基づく、相対位置の変化量の特定方法については、例えば、特開２００８−２２０４１４号公報を参照することができる。

図２は、相対位置を変化させる処理を説明するための図である。被写体Ａに対するＸ線検知部１１１の相対位置が、図２（ａ）に示す位置２０１から図２（ｂ）に示す位置２０２まで、矢印Ｂの方向に沿って変化し、位置２０２において、相対位置が固定された状態、すなわち視野が固定された状態となるものとする。これに対応し、相対位置が、位置２０１から位置２０２までの変化する間、Ｘ線検知部１１１は、適宜画像データの撮影を行い、相対位置が位置２０２に固定された後も、定期的に画像データの撮影を行うこととする。
図２（ｃ）は、図２（ａ）,（ｂ）に示す相対位置の変化に対応して得られた画像データの一例を示す図である。フレーム番号１の画像データは、図２（ａ）の位置２０１において放射されたＸ線に対応する画像データである。フレーム番号２〜フレーム番号４の画像データは、相対位置が矢印Ｂの方向に沿って変化している期間に放射されたＸ線に対応する画像データである。フレーム番号４の画像データは、図２（ｂ）の位置２０２において放射されたＸ線に対応する画像データである。フレーム番号５〜７の画像データは、相対位置が固定された状態において順次作成された画像データである。
このように、放射線撮影装置１００は、相対位置を変化させながら、一定時間毎に連続して画像データを作成することができる。さらに、放射線撮影装置１００は、相対位置を固定した状態で、一定時間毎に連続して画像データを作成することができる。なお、画像データの作成間隔、すなわち撮影間隔は、任意である。撮影間隔はまた、一定でなくともよい。

Ｘ線制御部１２２は、変化量特定部１２１により特定された相対位置の変化量に基づいて、Ｘ線量を設定する。そして、Ｘ線制御部１２２は、設定されたＸ線量に基づいて、管電圧、管電流、照射時間等の照射条件を設定する。Ｘ線制御部１２２により設定されるＸ線量は、被写体を透過した後のＸ線量の目標値である。
まず、相対位置の変化量に基づいて、Ｘ線量を設定する処理について説明する。Ｘ線制御部１２２は、変化量が変化量閾値以下である場合に、Ｘ線量を１μＧｙ（第１のＸ線量）に設定し、変化量が変化量閾値よりも大きい場合には、Ｘ線量を２μＧｙ（第２のＸ線量）に設定する。ここで、変化量閾値は、後述のＲＯＭ等に予め格納されているものとする。なお、本実施形態においては、変化量閾値は「０ｍｍ」に設定されているものとする。
すなわち、Ｘ線制御部１２２は、第１の変化量が特定された場合に、第１のＸ線量を設定する一方で、第２の変化量が特定された場合には、第２のＸ線量を設定する。ここで、第２の変化量は、第１の変化量に比べて大きい値である。第２のＸ線量は、第１のＸ線量に比べて大きい値である。

なお、本実施形態においては、Ｘ線制御部１２２は、変化量「０ｍｍ」を変化閾値とし、変化量閾値「０ｍｍ」以下の場合に、Ｘ線量を２μＧｙから１μＧｙに下げることとしたが、変化量閾値は、「０ｍｍ」に限定されるものではなく、他の値であってもよい。

次に、照射条件を設定する処理について説明する。なお、Ｘ線量を設定する処理については後述する。Ｘ線制御部１２２は、Ｘ線量に基づいて、ｋＶ−ｍＡテーブルを参照して、管電圧及び管電流を決定する。ここで、ｋＶ−ｍＡテーブルは、被写体の透過率と、透過率に対応した管電圧及び管電流を、Ｘ線量毎に定めた情報である。ｋＶ−ｍＡテーブルは、例えばＲＯＭ等に予め設定されているものとする。
図３は、グラフ化したｋＶ−ｍＡテーブルを示す図である。図３のグラフの横軸は、管電圧（ｋＶ）、縦軸は、管電流（ｍＶ）を示している。また、グラフ中の線３０１，３０２はそれぞれ、異なるＸ線量に応じたｋＶ-ｍＡテーブルを示している。線３０１，３０２は、それぞれ１μＧｙ，２μＧｙに対応するｋＶ-ｍＡテーブルである。
被写体が厚くなる程、放射線は被写体を透過し難くなる。これに対応し、線３０１，３０２は、透過率が低くなる程、管電圧及び管電流のうち少なくとも一方の値がより高くなるような管電圧と管電流の値の組を定めている。

Ｘ線制御部１２２は、設定されたＸ線量に応じて、線３０１，３０２のｋＶ−ｍＡテーブルのうちいずれかのｋＶ−ｍＡテーブルを選択する。そして、Ｘ線制御部１２２は、被写体の透過率に応じて、管電圧及び管電流の値を決定する。このように、Ｘ線制御部１２２は、ｋＶ−ｍＡテーブルを参照することにより、被写体の厚さに応じた適切な照射条件を設定することができる。
なお、Ｘ線制御部１２２は、Ｘ線検知部１１１により得られた画像データに基づいて、透過線量を推定する。そして、Ｘ線制御部１２２は、推定した透過線量と被写体に照射したＸ線量とに基づいて、透過率を求め、透過率に基づいて、管電圧及び管電流の値を決定するものとする。
なお、透過線量を推定する処理は、実施形態に限定されるものではない。他の例としては、放射線撮影装置１００は、自動露出機構等の装置を利用して透過線量を推定することとしてもよい。

図１に戻り、ノイズ低減処理部１２３は、処理対象とする対象画像データに対し、一連の連続撮影において既に得られている画像データを合成することにより、対象画像データのノイズを低減する。具体的には、ノイズ低減処理部１２３は、リカーシブフィルタ処理のアルゴリズムに従い、合成処理を行う。リカーシブフィルタ処理とは、対象画像データ（現フレーム）と、既に作成済みの画像データ（前フレーム）に各々係数をかけて合成する処理である。このように複数の画像を合成することによって、ノイズ成分を除去する事が可能となる一方、位置変化が大きい場合は合成による残像の影響が強く出現する。
ノイズ低減処理部１２３は、（式１）によりリカーシブフィルタ処理を行う。
Ｔ_n＝ａＳ_n＋（１−ａ）Ｔ_(n-1) …（式１）
ここで、Ｔ_nは、ノイズ低減処理後の現フレームを示している。Ｓ_nは、Ｘ線検知部１１１により得られた画像データ（現フレーム）、すなわちノイズ低減前の現フレームを示している。Ｔ_(n-1)は、ノイズ低減処理後の直前フレームを示している。また、ａは、リカーシブフィルタ係数を示している。
リカーシブフィルタ係数ａは、現フレームの合成比率を表す。したがって、リカーシブフィルタの係数ａが大きいほど現フレームの合成比率が大きく、前フレームの合成比率が小さくなる。

ノイズ低減処理部１２３は、変化量特定部１２１により特定された、相対位置の変化量に基づいて、対象画像データのノイズ低減処理に利用するリカーシブフィルタ係数ａの値を決定する。ノイズ低減処理部１２３は、変化量が大きい程大きい値となるようなリカーシブフィルタ係数ａを決定する。すなわち、ノイズ低減処理部１２３は、変化量が大きい程、大きくなるような前フレームの合成比率を決定する（合成比率決定処理）。
ノイズ低減処理部１２３は、具体的には、変化量とリカーシブフィルタ係数ａの対応テーブルを参照し、変化量に基づいて、リカーシブフィルタ係数ａを決定する。ここで、対応テーブルは、例えばＲＯＭ等に予め格納されているものとする。
すなわち、ノイズ低減処理部１２３は、第１の変化量が特定された場合に、前フレームに対し第１の合成比率を決定する一方、第２の変化量が特定された場合には、前フレームに対し、第２の合成比率を決定する。ここで、第２の変化量は、第１の変化量に比べて大きい値である。第２の合成比率は、第１の合成比率に比べて小さい値である。

他の例としては、ノイズ低減処理部１２３は、変化量からリカーシブフィルタ係数ａを算出する関数を利用して、リカーシブフィルタ係数ａを決定してもよい。この場合、関数は、例えばＲＯＭ等に予め格納されているものとする。

図４は、放射線撮影装置１００による撮影処理を示すフローチャートである。撮影処理において、放射線撮影装置１００は、連続する一連の画像データを得る。ステップＳ４０１において、Ｘ線制御部１２２は、管電圧、管電流、照射時間等の初期条件を設定する。使用する装置、撮影する部位や検査の種類毎の初期条件は、ＲＯＭ等に予め格納されているものとする。そして、Ｘ線制御部１２２は、使用する装置等に応じた初期条件を設定する。
ステップＳ４０２において、Ｘ線発生部１１０は、ステップＳ４０１又は後述のステップＳ４０７において設定された照射条件にてＸ線を被写体に向けて照射する（照射処理）。次に、ステップＳ４０３において、Ｘ線検知部１１１は、被写体を透過した放射線を検知し、検知結果に基づいて、画像データを生成する（検知処理、作成処理）。

次に、ステップＳ４０４において、ノイズ低減処理部１２３は、ステップＳ４０３において生成された画像データ（対象画像データ）を取得し（取得処理）、対象画像データのノイズ低減処理を行う（ノイズ低減処理）。これにより、Ｘ線検知部１１１により得られた画像データは、診断や検査に適した画像に変換される。

次に、ステップＳ４０５において、Ｘ線制御部１２２は、一連の連続撮影が終了したか否かを確認する。Ｘ線制御部１２２は、連続撮影が終了した場合には（ステップＳ４０５でＹｅｓ）、撮影処理を終了する。
Ｘ線制御部１２２は、連続撮影が終了していない場合には（ステップＳ４０５でＮｏ）、処理をステップＳ４０６へ進める。ステップＳ４０６において、変化量特定部１２１は、相対位置の変化量を特定する（変化量特定処理）。次に、ステップＳ４０７において、Ｘ線制御部１２２は、相対位置の変化量に基づいて、Ｘ線量を設定し（放射線量設定処理）、Ｘ線量に基づき照射条件を設定し、処理をステップＳ４０２へ進める。

図５は、撮影処理において作成された画像データ（フレーム）と、相対位置の変化量と、Ｘ線量設定値とを示す図である。相対位置の変化量は、変化量特定部１２１により特定された値である。Ｘ線量設定値は、Ｘ線制御部１２２により設定されたＸ線量である。図５に示す例は、図２（ｃ）に対応し、５フレーム目において、変化量が変化量閾値「０ｍｍ」以下になっている。そして、これに対応し、Ｘ線制御部１２２は、５フレーム目において、Ｘ線量を「２μＧｙ」から「１μＧｙ」に上げている。
なお、本実施形態においては、５フレーム目の変化量に応じて、６フレーム目の照射条件を変更する。したがって、実際に照射条件の変更（Ｘ線量設定値「１μＧｙ」）が適用されるのは、６フレーム目以降の画像データとなる。

相対位置の変化量が小さい場合、すなわち視野の動きが小さくなった場合には、リカーシブフィルタ処理において、現フレームよりも前のフレームの合成比率を大きくしても、位置ずれによる画像劣化は少ない。さらに、前のフレームの合成比率を大きくする場合には、現フレームのＸ線量を下げても高品質な画像データを得ることができる。また、変化量が小さい場合には、視覚の残像効果により、Ｘ線量を下げても高品質な画像データを得ることができる。
以上のことから、Ｘ線制御部１２２は、相対位置の変化量が変化量閾値以下となった場合には、Ｘ線量を下げることとした。これにより、放射線撮影装置１００により作成される画像データの品質を維持しつつ、被写体の被ばく量を低減することができる。

図６は、撮影処理において作成された画像データ（フレーム）と、相対位置の変化量と、リカーシブフィルタ係数ａとを示す図である。図６は、図２（ｃ）に対応し、５フレーム目において、相対位置の変化量が「０」になり、これに対応し、ノイズ低減処理部１２３は、５フレーム目において、リカーシブフィルタ係数を「０．８」から「０．５」に減少させている。
このように、ノイズ低減処理部１２３は、相対位置の変化量が小さい程、リカーシブフィルタ係数ａを下げ、現フレームよりも前のフレームの合成比率を大きくする。したがって、ノイズ低減処理部１２３は、残像の影響を抑えつつ、ノイズを低減することができる。

以上のように、本実施形態にかかる放射線撮影装置１００は、相対位置の変化量に応じて、Ｘ線量設定値及びリカーシブフィルタ処理における現フレームより前のフレームの合成比率を決定する。これにより、患者の被ばく量を低減しつつ、高品質な画像データを得ることができる。

図７は、制御装置１２０のハードウェア構成を示す図である。制御装置１２０は、ＣＰＵ７０１と、ＲＯＭ７０２と、ＲＡＭ７０３と、ＨＤＤ７０４と、表示部７０５と、操作部７０６とを有している。ＣＰＵ７０１は、ＲＯＭ７０２に記憶された制御プログラムを読み出して各種処理を実行する。ＲＡＭ７０３は、ＣＰＵ７０１の主メモリ、ワークエリア等の一時記憶領域として用いられる。ＨＤＤ７０４は、画像データや各種プログラム、後述する各種情報等を記憶する。表示部７０５は、各種情報を表示する。操作部７０６は、操作者からの各種操作を受け付ける。
図１を参照しつつ説明した制御装置１２０の機能は、ＣＰＵ７０１がＲＯＭ７０２又はＨＤＤ７０４に格納されているプログラムを読み出し、このプログラムを実行することにより実現されるものである。同様に、図４を参照しつつ説明する制御装置１２０の処理は、ＣＰＵ７０１がＲＯＭ７０２又はＨＤＤ７０４に格納されているプログラムを読み出し、このプログラムを実行することにより実現されるものである。

次に、本実施形態にかかる放射線撮影装置１００の第１の変更例について説明する。第１の変更例としては、放射線撮影装置１００は、動き検出部をさらに有してもよい。動き検出部は、画像データに基づいて動きを検出し、画像データを、動きが検出された動き検出領域と、動きが検出されなかった動き非検出領域とに分離する。そして、ノイズ低減処理部１２３は、リカーシブフィルタと平滑化フィルタ等の空間フィルタを組み合わせて、領域それぞれに適した処理を領域単位で行う。このように、ノイズ低減処理部１２３は、ノイズ低減処理のアルゴリズムに合わせた解析を行うことにより、より最適化されたノイズ低減処理を行うことができる。

第２の変更例としては、Ｘ線制御部１２２によりＸ線量が変更された場合には、放射線撮影装置１００は、Ｘ線検知部１１１の感度の変更や、得られた画像データに対する画素値補正を行ってもよい。Ｘ線量設定値が変更された場合には、Ｘ線検知部１１１に到達するＸ線量が異なるためである。放射線撮影装置１００は、Ｘ線検知部１１１の感度変更等を行うことにより、Ｘ線量設定値によらず一定の画素値を得ることができる。また、管電圧が変更された場合には、画像コントラストが変化する。そこで、他の例としては、放射線撮影装置１００は、画像データに対し、コントラストの補正を行ってもよい。

第３の変更例としては、Ｘ線制御部１２２は、ｋＶ−ｍＡテーブルを選択するのに替えて、照射時間、管電流、管電圧の少なくとも一つを１フレーム前の透視条件に応じて調整することとしてもよい（調整処理）。これにより、Ｘ線制御部１２２は、ｋＶ−ｍＡテーブルを変更することなく、Ｘ線量を変更することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態にかかる放射線撮影装置１００について説明する。ここでは、第２の実施形態にかかる放射線撮影装置１００について、第１の実施形態にかかる放射線撮影装置１００と異なる部分について説明する。
図８は、撮影処理において作成された画像データ（フレーム）と、相対位置の変化量と、Ｘ線量設定値とを示す図である。第２の実施形態においては、Ｘ線制御部１２２は、５フレーム目において、Ｘ線量を「１μＧｙ」から「２μＧｙ」に上げている（放射線量変更処理）。さらに、Ｘ線制御部１２２は、６フレーム目において、Ｘ線量を「２μＧｙ」から「１μＧｙ」に下げている。
Ｘ線制御部１２２は、変更したＸ線量に応じて、次の照射時の照射条件を変更する。５フレーム目でＸ線量設定値を変更した場合、Ｘ線制御部１２２は、６フレームの照射条件を変更する。図８に示す例において、Ｘ線制御部１２２は、５フレーム目の照射条件に基づいて、Ｘ線量が所望の値になるように管電圧、管電流、照射時間等を変更する。

図９は、撮影処理において作成された画像データ（フレーム）と、相対位置の変化量と、リカーシブフィルタ係数ａとを示す図である。ノイズ低減処理部１２３は、Ｘ線量設定値が小さい１〜６フレーム目に対し、リカーシブフィルタ係数ａを大きくし、Ｘ線量設定値が大きい７フレーム目において、リカーシブフィルタ係数ａを下げている。７フレーム目のリカーシブフィルタ係数ａを下げることは、６フレーム目の合成比率を上げることを意味している。
なお、７フレームに続く８フレーム以降において、相対位置の変化量が再び増加した場合には、ノイズ低減処理部１２３は、再びリカーシブフィルタ係数ａを上げることとする。

すなわち、本実施形態においては、Ｘ線制御部１２２は、相対位置の変化量が変化量閾値よりも大きい値から、変化量閾値以下の値に変化した場合に、Ｘ線量を一時的に大きい値（第２の放射線量）に変更する。
そして、ノイズ低減処理部１２３は、相対位置の変化量が変化量閾値よりも大きい値から、変化量閾値以下の値に変化したタイミングにおいて作成された画像データの合成比率を高くする。これにより、放射線撮影装置１００は、ノイズを効果的に低減することができる。

さらに、Ｘ線制御部１２２は、Ｘ線量を大きい値に変更してから一定期間が経過すると、再びＸ線量を下げる。これにより、放射線撮影装置１００は、患者の被ばく量を低減することができる。放射線撮影装置１００はまた、図７に示す１〜５フレーム目のように、変化量が変化量閾値よりも大きい場合には、Ｘ線量設定値を低い値（１μＧｙ）に決定する。これにより、患者の被ばく量を低減することができる。
なお、第２の実施形態にかかる放射線撮影装置１００のこれ以外の構成及び処理は、第１の実施形態にかかる放射線撮影装置１００の構成及び処理と同様である。

以上のように、第２の実施形態にかかる放射線撮影装置１００は、相対位置の変化量が小さくなった場合に、一時的にＸ線量を上げ、これに対応する画像データを利用してノイズ低減処理を行う。これにより、患者の被ばく量を低減しつつ、高品質な画像データを得ることができる。
このように、相対位置の変化量が変化量閾値よりも大きい場合に、Ｘ線量設定値を小さくする処理は、例えば、患者を載せたテーブル移動時には、おおよその撮影部位がわかる程度の画質の画像データが得られればよいような場合に適した処理である。

第２の実施形態にかかる放射線撮影装置１００の変更例について説明する。変更例にかかる放射線撮影装置１００は、Ｘ線量の高い画像データに対しては、エッジ保存型空間フィルタ処理を行い、その後リカーシブフィルタ処理を行っても良い。Ｘ線量が高い画像は、ＳＮ比が高い。したがって、放射線撮影装置１００は、ノイズと構造の分離を比較的精度よく行うことができる。このため、放射線撮影装置１００は、エッジ保存型空間フィルタ処理を行うことにより、よりノイズの抑制された画像データを得ることができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態にかかる放射線撮影装置１００について説明する。ここでは、第３の実施形態にかかる放射線撮影装置１００について、他の実施形態にかかる放射線撮影装置１００と異なる部分について説明する。第３の実施形態にかかるＸ線制御部１２２は、相対位置の変化量が小さくなり、高いＸ線量に対応して得られた６フレーム目の画像データをキーフレームとしてＲＯＭ等に格納する。ここで、キーフレームは、参照画像データの一例である。そして、ノイズ低減処理部１２３は、対象画像データに対し、キーフレームを合成するようなリカーシブフィルタ処理を行う。
具体的には、ノイズ低減処理部１２３は、（式２）に示すリカーシブフィルタ処理を行う。
Ｔ_n＝ａＳ_n＋（１−ａ）Ｔ_key …（式２）
ここで、Ｔ_nは、ノイズ低減処理後の現フレームを示している。Ｓ_nは、Ｘ線検知部１１１により得られた画像データ（現フレーム）、すなわちノイズ低減前の現フレームを示している。Ｔ_keyは、キー画像を示している。また、ａは、リカーシブフィルタ係数を示している。

図１０は、撮影処理において作成された画像データ（フレーム）と、相対位置の変化量と、Ｘ線量設定値とを示す図である。図１０に示すように、Ｘ線制御部１２２は、相対位置の変化量が変化量閾値以下となった、５フレーム目において、Ｘ線量を上げる。これに対応し、６フレーム目の画像データの照射条件が変更される。
さらに、Ｘ線制御部１２２は、６フレーム目のＸ線量を上げた後、変化量閾値以下の相対位置の変化量が継続する７フレーム目において、Ｘ線量を下げる。なお、他の例としては、相対位置の変化量が閾値以下となった場合に、その後予め定められたフレームに対応する間、Ｘ線量を上げたままとしてもよい。

Ｘ線制御部１２２は、Ｘ線量設定値「２」で撮影された６フレーム目を、キーフレームとしてメモリに格納する。そして、ノイズ低減処理部１２３は、７フレーム目以降の画像データに対し、キーフレームを用いたリカーシブフィルタ処理を行う。なお、本実施形態においては、リカーシブフィルタ係数は一定値であるものとする。これにより、ノイズ量を一定に保つことができる。リカーシブフィルタ係数は、予めＲＯＭ等に格納されているものとする。
なお、再び相対位置の変化量が変化量閾値よりも大きくなった場合には、Ｘ線制御部１２２は、メモリからキーフレームを削除する。そして、作成された画像データに対しては、既に得られた画像データを合成する処理は行わないこととする。
なお、第３の実施形態にかかる放射線撮影装置１００のこれ以外の構成及び処理は、他の実施形態にかかる放射線撮影装置１００の構成及び処理と同様である。

このように、第３の実施形態においては、ノイズ低減処理部１２３は、高いＸ線量設定値において撮影された、ノイズの少ないキーフレームを現フレームに合成する。したがって、ノイズを効果的に低減することができる。

第３の実施形態にかかる放射線撮影装置１００の第１の変更例としては、Ｘ線制御部１２２は、ノイズの少ない複数の画像データを合成して、１のキーフレームを作成し、これをメモリに格納してもよい。
第２の変更例としては、ノイズ低減処理部１２３は、リカーシブフィルタ係数として一定値を利用するのに替えて、キーフレームの作成タイミングからの時間経過に応じて、キーフレームの合成比率を下げるようなリカーシブフィルタ係数を利用してもよい。これにより、現フレームとキーフレームの間の位置ずれを防ぐことができる。
位置ずれを防ぐ観点から、また他の例としては、ノイズ低減処理部１２３は、キーフレームの作成タイミングからの時間経過に応じて、現フレームとキーフレームの位置ずれを補正しつつ、現フレームにキーフレームを合成してもよい。

次に、第３の変更例について説明する。放射線撮影装置１００は、相対位置の変化量が閾値以下となったタイミング（図１０においては、５フレーム目以降）において、患者の体内にカテーテル等が挿入される場合がある。第３の変更例にかかる放射線撮影装置１００は、カテーテル等が挿入された場合に、画像データをカテーテルに対応する挿入物領域と、カテーテル以外の非挿入物領域とに分離する。
放射線撮影装置１００は、具体的には、対象画像データと、その直前に得られた画像データの画素値の比較、線上構造の認識処理、画像データ内の動き検出（動き検出処理）、等により、挿入物領域と非挿入物領域の分離を行う。

そして、ノイズ低減処理部１２３は、挿入物領域と非挿入物領域に対し、異なるリカーシブフィルタ係数を利用したリカーシブフィルタ処理を行う。具体的には、ノイズ低減処理部１２３は、画像データ内の変化の小さい非挿入物領域に対し、小さいリカーシブフィルタ係数を用いたリカーシブフィルタ処理を行う。
一方、ノイズ低減処理部１２３は、画像データ内の変化の大きい挿入物領域に対しては、非挿入物領域のリカーシブフィルタ係数に比べて大きいリカーシブフィルタ係数を用いたリカーシブフィルタ処理を行う。これにより、画像データにおけるカテーテルの視認性を向上することができる。

第４の変更例としては、相対位置の変化量が小さい状態が継続する場合には、一定時間が経過する度に、又は一定フレーム数の作成が完了する度に、Ｘ線制御部１２２は、再度Ｘ線量を上げることとする。そして、Ｘ線制御部１２２は、高いＸ線量に対応して作成された画像データを既に格納されているキーフレームと入れ替える。これにより、時間経過に応じた位置ずれを防ぐことができる。

なお、本実施形態にかかる放射線撮影装置１００による撮影処理は、選択的に実行されてもよい。本実施形態にかかる撮影処理は、例えば心臓のように、定常的に動きが検出される部位のへの撮影には適さない。そこで、所定の部位の撮影時においてのみ、本実施形態にかかる撮影処理が実行されるものとしてもよい。また、他の例としては、本実施形態にかかる撮影処理は、所定の撮影条件が選択された場合に実行されるものとしてもよい。

＜その他の実施形態＞
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

以上、上述した各実施形態によれば、患者の被ばく量を低減しつつ、高品質な画像データを得ることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１００ 放射線撮影装置、１１０ Ｘ線発生部、１１１ Ｘ線検知部、１２０ 制御装置、１２１ 変化量特定部、１２２ Ｘ線制御部、１２３ ノイズ低減部

Claims (13)

1. 被写体を透過した放射線を検知手段により検知することにより作成された複数の画像データのうち、対象画像データの直前に作成された直前画像データの作成タイミングから、前記対象画像データの作成タイミングまでの間の、前記被写体の前記検知手段に対する相対位置の変化量を特定する変化量特定手段と、
   前記変化量が変化量閾値よりも大きい場合に、第１の放射線量を設定し、前記変化量が前記変化量閾値よりも大きい値から変化量閾値以下の値に変化した場合に、前記第１の放射線量に比べて大きい第２の放射線量を設定する放射線量設定手段と、
   前記変化量が前記変化量閾値よりも大きい値から変化量閾値以下の値に変化したタイミングにおいて、前記第２の放射線量の照射に対応して作成された画像データの合成比率を、前記第２の放射線量の照射に対応する画像データよりも前に作成された画像データの合成比率に比べて高い値に決定する合成比率決定手段と、
   前記対象画像データに、前記対象画像データよりも前に作成された画像データを、前記合成比率に応じて合成する合成処理手段と
   を有する制御装置。
2. 検知手段により、被写体を透過した放射線の検知結果に基づいて作成された複数の画像データのうち、対象画像データの直前に作成された直前画像データの作成タイミングから、前記対象画像データの作成タイミングまでの間の、前記被写体と前記検知手段との相対位置の変化量を特定する変化量特定手段と、
   前記変化量が変化量閾値よりも大きい値から変化量閾値以下の値に変化した場合に、照射手段が照射する放射線量を第１の放射線量から前記第１の放射線量に比べて大きい第２の放射線量に変更する放射線量変更手段と、
   前記第２の放射線量の照射に対応して作成された画像データを参照画像データとして、前記対象画像データに合成する合成処理手段と
   を有する制御装置。
3. 前記対象画像データに基づいて、動きを検出する動き検出手段をさらに有し、
   前記合成処理手段は、前記対象画像データのうち動きが検出された検出領域に対し、前記対象画像データのうち動きが検出されなかった非検出領域への前記参照画像データの合成比率に比べて低い合成比率で、前記参照画像データを合成する請求項２に記載の制御装置。
4. 被写体を透過した放射線を検知手段により検知することにより作成された複数の画像データのうち、対象画像データの直前に作成された直前画像データの作成タイミングから、前記対象画像データの作成タイミングまでの間の、前記被写体の前記検知手段に対する相対位置の変化量を特定する変化量特定手段と、
   前記変化量が変化量閾値よりも大きい場合に、第１の放射線量を設定し、前記変化量が前記変化量閾値よりも大きい値から変化量閾値以下の値に変化した場合に、前記第１の放射線量に比べて大きい第２の放射線量を設定する放射線量設定手段と、
   前記放射線量設定手段において前記第２の放射線量が設定された場合、前記第２の放射線量の照射に対応して作成された画像データの合成比率を、前記第２の放射線量の照射に対応する画像データよりも前に作成された画像データの合成比率に比べて高い値に決定する合成比率決定手段と、
   前記対象画像データに、前記対象画像データよりも前に作成された画像データを、前記合成比率に応じて合成する合成処理手段と
   を有する制御装置。
5. 前記合成処理手段は、リカーシブフィルタ処理を行う請求項１乃至４何れか１項に記載の制御装置。
6. 前記放射線量に基づいて、管電圧、管電流及び照射時間のうち少なくとも１つの値を調整する調整手段をさらに有する請求項１乃至５何れか１項に記載の制御装置。
7. 請求項１乃至６何れか１項に記載の制御装置と、
   放射線を照射する照射手段と、
   前記被写体を透過した放射線を連続して検知し、検知結果に基づいて、複数の画像データを作成する作成手段と
   を有する撮影装置。
8. 制御装置が実行する制御方法であって、
   被写体を透過した放射線を検知手段により検知することにより作成された複数の画像データのうち、対象画像データの直前に作成された直前画像データの作成タイミングから、前記対象画像データの作成タイミングまでの間の、前記被写体の前記検知手段に対する相対位置の変化量を特定する変化量特定ステップと、
   前記変化量が変化量閾値よりも大きい場合に、第１の放射線量を設定し、前記変化量が前記変化量閾値よりも大きい値から変化量閾値以下の値に変化した場合に、前記第１の放射線量に比べて大きい第２の放射線量を設定する放射線量設定ステップと、
   前記変化量が前記変化量閾値よりも大きい値から変化量閾値以下の値に変化したタイミングにおいて、前記第２の放射線量の照射に対応して作成された画像データの合成比率を、前記第２の放射線量の照射に対応する画像データよりも前に作成された画像データの合成比率に比べて高い値に決定する合成比率決定ステップと、
   前記対象画像データに、前記対象画像データよりも前に作成された画像データを、前記合成比率に応じて合成する合成処理ステップと
   を含む制御方法。
9. 制御装置が実行する制御方法であって、
   検知手段により、被写体を透過した放射線の検知結果に基づいて作成された複数の画像データのうち、対象画像データの直前に作成された直前画像データの作成タイミングから、前記対象画像データの作成タイミングまでの間の、前記被写体と前記検知手段との相対位置の変化量を特定する変化量特定ステップと、
   前記変化量が変化量閾値よりも大きい値から変化量閾値以下の値に変化した場合に、放射線量を第１の放射線量から前記第１の放射線量に比べて大きい第２の放射線量に変更する放射線量変更ステップと、
   前記第２の放射線量の照射に対応して作成された画像データを、参照画像データとして、前記対象画像データに、合成する合成処理ステップと
   を含む制御方法。
10. 制御装置が実行する制御方法であって、
    被写体を透過した放射線を検知手段により検知することにより作成された複数の画像データのうち、対象画像データの直前に作成された直前画像データの作成タイミングから、前記対象画像データの作成タイミングまでの間の、前記被写体の前記検知手段に対する相対位置の変化量を特定する変化量特定ステップと、
    前記変化量が変化量閾値よりも大きい場合に、第１の放射線量を設定し、前記変化量が前記変化量閾値よりも大きい値から変化量閾値以下の値に変化した場合に、前記第１の放射線量に比べて大きい第２の放射線量を設定する放射線量設定ステップと、
    前記放射線量設定ステップにおいて前記第２の放射線量が設定された場合、前記第２の放射線量の照射に対応して作成された画像データの合成比率を、前記第２の放射線量の照射に対応する画像データよりも前に作成された画像データの合成比率に比べて高い値に決定する合成比率決定ステップと、
    前記対象画像データに、前記対象画像データよりも前に作成された画像データを、前記合成比率に応じて合成する合成処理ステップと
    を含む制御方法。
11. コンピュータを、
    被写体を透過した放射線を検知手段により検知することにより作成された複数の画像データのうち、対象画像データの直前に作成された直前画像データの作成タイミングから、前記対象画像データの作成タイミングまでの間の、前記被写体の前記検知手段に対する相対位置の変化量を特定する変化量特定手段と、
    前記変化量が変化量閾値よりも大きい場合に、第１の放射線量を設定し、前記変化量が前記変化量閾値よりも大きい値から変化量閾値以下の値に変化した場合に、前記第１の放射線量に比べて大きい第２の放射線量を設定する放射線量設定手段と、
    前記変化量が前記変化量閾値よりも大きい値から変化量閾値以下の値に変化したタイミングにおいて、前記第２の放射線量の照射に対応して作成された画像データの合成比率を、前記第２の放射線量の照射に対応する画像データよりも前に作成された画像データの合成比率に比べて高い値に決定する合成比率決定手段と、
    前記対象画像データに、前記対象画像データよりも前に作成された画像データを、前記合成比率に応じて合成する合成処理手段と
    して機能させるためのプログラム。
12. コンピュータを、
    検知手段により、被写体を透過した放射線の検知結果に基づいて作成された複数の画像データのうち、対象画像データの直前に作成された直前画像データの作成タイミングから、前記対象画像データの作成タイミングまでの間の、前記被写体と前記検知手段との相対位置の変化量を特定する変化量特定手段と、
    前記変化量が変化量閾値よりも大きい値から変化量閾値以下の値に変化した場合に、照射手段が照射する放射線量を第１の放射線量から前記第１の放射線量に比べて大きい第２の放射線量に変更する放射線量変更手段と、
    前記第２の放射線量の照射に対応して作成された画像データを、参照画像データとして前記対象画像データに合成する合成処理手段と
    して機能させるためのプログラム。
13. コンピュータを、
    被写体を透過した放射線を検知手段により検知することにより作成された複数の画像データのうち、対象画像データの直前に作成された直前画像データの作成タイミングから、前記対象画像データの作成タイミングまでの間の、前記被写体の前記検知手段に対する相対位置の変化量を特定する変化量特定手段と、
    前記変化量が変化量閾値よりも大きい場合に、第１の放射線量を設定し、前記変化量が前記変化量閾値よりも大きい値から変化量閾値以下の値に変化した場合に、前記第１の放射線量に比べて大きい第２の放射線量を設定する放射線量設定手段と、
    前記放射線量設定手段において前記第２の放射線量が設定された場合、前記第２の放射線量の照射に対応して作成された画像データの合成比率を、前記第２の放射線量の照射に対応する画像データよりも前に作成された画像データの合成比率に比べて高い値に決定する合成比率決定手段と、
    前記対象画像データに、前記対象画像データよりも前に作成された画像データを、前記合成比率に応じて合成する合成処理手段と
    して機能させるためのプログラム。

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