JP3670439B2 - Ｘ線装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線装置に関し、特に、Ｘ線診断における透視および撮影時のＸ線条件を適正に制御する露出制御に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
診断を目的とするＸ線装置（Ｘ線透視撮影装置）においては、Ｘ線自動露出制御方法は古くから工夫、改良が行われている。しかしながら、被検体透過時の造影剤や骨等の影響で適正なＸ線条件設定が難しく、特に多用されている消化器診断においては、その改良の要求が強い。
【０００３】
このＸ線透視撮影装置は、Ｘ線イメージインテンシファイア（以下、Ｘ線Ｉ．Ｉ．と記す）とテレビカメラとから構成されるＸ線検出系が用いられる。Ｘ線Ｉ．Ｉ．は、Ｘ線像を光学像に変換し、テレビカメラは光学像を検出してビデオ信号に変換する。通常、Ｘ線Ｉ．Ｉ．の出力面とテレビカメラの入力面との間には、光量を調節するための光学絞りが配置される。
【０００４】
従来のＸ線透視撮影装置におけるＸ線自動露出装置は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．の出力光を一部採光して光電子増倍管等で検出し、該検出信号に従いＸ線透視および撮影制御を行っていた。例えば、Ｘ線透視制御においては、光電子増倍管の検出信号の単位時間あたりの積分値が一定値となるように、Ｘ線管の管電流や管電圧あるいは光学絞りの絞り量等をフィードバック制御することで、Ｘ線透視像の明るさを常に適正値に保っていた。また、Ｘ線撮影制御においては、光電子増倍管の検出信号の積分値が一定値になった時点でＸ線を遮断することで、適正な明るさのＸ線撮影像を得ていた（フォトタイマ）。
【０００５】
Ｘ線自動露出制御方法の別の例としては、特開昭５７−８８６９８号公報に記載されるＸ線自動露出装置がある。このＸ線自動露出装置では、前述した光電子増倍管の代わりに複数のフォトダイオードを用いてＸ線Ｉ．Ｉ．の出力光を検出し、複数のフォトダイオードの内選択された幾つかのフォトダイオードの出力に基づいて、Ｘ線透視および撮影制御を行う方法であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、前記従来技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
【０００７】
前述する光電子増倍管を用いるＸ線自動露出制御装置においては、Ｘ線Ｉ．Ｉ．の出力光を一部ハーフミラー等で採光して光電子増倍管に入力するため、テレビカメラへ入力する光量が減少してしまい、光の利用効率が悪くなるという問題があった。また、通常、光電子増倍管の採光視野は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．の中心付近に１点のみ配置されるため、様々なＸ線吸収量の分布を持つＸ線画像に対して、画像全体が適正な明るさになるように制御をすることが困難であった。例えば、人体の肺野等のように被写体厚が薄く、Ｘ線透過量の多い部分が光電子増倍管の採光視野内に配置されると、Ｘ線自動露出制御装置はＸ線量を抑える方向に制御を行う。この結果、臓器等の被写体厚が厚い部分に対してはＸ線量が不足してしまい、適正な明るさの画像が得られないという問題があった。
【０００８】
一方、特開昭５７−８８６９８号公報に記載のＸ線自動露出装置では、前述の例の光電子増倍管の代わりに複数のフォトダイオードを配置することで、採光視野を増やすことができた。また、各フォトダイオードの信号レベルに従って診断に必要な部位を推定し、前記部位が適正な明るさになるような制御を行うことができた。しかしながら、通常ではフォトダイオードの個数は８〜１２個程度であり、個数が少ないため制御が不安定になるという問題があった。この問題は、たとえば、被検体を側面方向から撮影する場合等のように、被検体を透過したＸ線の減衰量が大きく、また、Ｘ線の照射視野よりも被検体幅が小さい場合には、被検体を透過したＸ線を計測したフォトダイオードと被検を透過することなく直接フォトダイオードに入射したＸ線を計測したフォトダイオードとの計測値の差が大きくなる。このため、１個以上のフォトダイオードが被検体を透過したＸ線と直接入射するＸ線との境界付近に位置した場合、被検体の僅かな動きによって、該フォトダイオードに入射するＸ線量が大きく変動することになり、表示画面が明暗が大きく変動してしまうという問題があった。
【０００９】
この問題を解決するために、フォトダイオードの個数を増加して、よりきめ細かな制御を行うという方法が考えられるが、各フォトダイオード間の感度調整を行う必要があり、回路構成や調整が複雑になるという問題があった。また、制御アルゴリズムが複雑になるという問題があった。更には、フォトダイオードとＸ線検出器との光に対する感度特性の差が、正確な露出制御を困難にするという問題もあった。
【００１０】
以上の問題を解決する方法として、テレビカメラから出力されるビデオ信号を直接用いて被検体のＸ線透視撮影制御を行う方法が提案されていた。この方法では、Ｘ線Ｉ．Ｉ．の出力光の一部を採光する必要がないため、光の利用効率が高くなる。また、ビデオ信号の各画素の値に基づいてＸ線透視撮影制御が行えるため、前述したフォトダイオードに比べてよりきめ細かな制御を行うことができる。また、前述したフォトダイオード間の感度調整のような問題が生じない。更には、光電子増倍管やフォトダイオードを用いる必要ないため、低コストとなるという効果があった。
【００１１】
しかしながら、この方法には以下に示すような問題があり、実際には実現が困難であった。
【００１２】
例えば、テレビカメラのダイナミックレンジが光電子増倍管やフォトダイオードに比べて非常に小さいため、光量が増加するとハレーションが発生して正確なＸ線出力が検出できないという問題があった。またＸ線撮影制御においては、テレビカメラのフレーム読み取り時間に対してＸ線発生を制御する時間が短いため、フォトタイマとして使用することができないという問題があった。更には、ビデオ信号中に含まれる多量のデータを有効に利用して、診断に必要な部位の透視および撮影像を適正な明るさにする制御アルゴリズムが不明確であるという問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、ビデオ信号を用いたＸ線透視撮影制御において、従来に比べてより適正なＸ線透視撮影制御を行うことが可能なＸ線装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、検者の診断性能を向上することが可能なＸ線装置を提供することにある。
【００１５】
本発明のその他の目的は、Ｘ線装置の構成を簡単化することにより、低コストなＸ線診断装置を実現することが可能な技術を提供することにある。
【００１６】
本発明のその他の目的は、Ｘ線透視を安定に行うことが可能な技術を提供することにある。
【００１７】
本発明のその他の目的は、被検体の移動に伴うセンサーの過敏な反応を防止することが可能な技術を提供することにある。
【００１８】
本発明のその他の目的は、グレア散乱の混入に伴う量子ノイズの増加に起因する撮影画像の画質の低下を防止することが可能な技術を提供することにある。
【００１９】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００２１】
（１）Ｘ線を発生し被検体に照射するＸ線管と、Ｘ線の照射野を制限するＸ線照射野制限手段と、前記被検体のＸ線像を得る撮像手段とを有するＸ線装置において、Ｘ線透視時において撮像するＸ線像を参照画像とし、該参照画像の画像強度に対応するデータ数のヒストグラムと前記画像強度を変数とする重み関数とを積算して得た積算ヒストグラムの平均値を計算する重み付け平均値演算手段と、前記積算ヒストグラムの平均値が所定の値になるように、前記Ｘ線管の出力を制御する透視撮影制御手段とを具備する。
【００２２】
（２）前述した（１）に記載のＸ線装置において、Ｘ線撮影時には、前記重み付け平均値演算手段は、Ｘ線予備撮影において撮像したＸ線像を参照画像とする。
【００２３】
（３）前述した（２）に記載のＸ線装置において、前記透視撮影制御手段は、予備撮影時と本撮影時とにおいて、前記Ｘ線管の管電圧および前記Ｘ線の照射野が同一となるように制御する。
【００２４】
（４）前述した（２）に記載のＸ線装置において、前記透視撮影制御手段は、本撮影時における前記Ｘ線管の出力および前記撮像手段の利得に対して、予備撮影時における前記Ｘ線管の出力および前記撮像手段の利得が小さくなるように制御する。
【００２５】
（５）前述した（１）ないし（４）の内のいずれかに記載のＸ線装置において、前記重み付け平均値演算手段は、前記重み関数として確率分布関数を用い、該確率分布関数の平均値と標準偏差値とを前記重み関数の関数パラメータとする。
【００２６】
（６）前述した（１）ないし（５）の内のいずれかに記載のＸ線装置において、前記確率分布関数として正規分布を用いる。
【００２７】
（７）前述した（１）ないし（６）の内のいずれかに記載のＸ線装置において、Ｘ線透視時あるいは予備撮影時のＸ線像の画素数に対して、前記参照画像の画素数を小さくする画像縮小手段を具備し、前記重み付け平均値演算手段は、縮小後の参照画像に基づいて、前記平均値を計算する。
【００２８】
（８）前述した（１）ないし（７）の内のいずれかに記載のＸ線装置において、前記参照画像中のハレーション領域を検出する手段と、前記Ｘ線管の制御値と前記被検体の厚さと前記撮像手段の制御値とに基づいて、前記ハレーション領域における画像強度を計算する手段と、前記参照画像のハレーション領域内の画像強度を計算によって得た画像強度に置き換える手段とからなるハレーション補正手段を具備し、前記重み付け平均値演算手段は、前記置き換え後の参照画像に基づいて、平均値を計算する。
【００２９】
（９）前述した（８）に記載のＸ線装置において、前記重み付け平均値演算手段は、前記ハレーション領域の大きさに基づいて、該ハレーション領域の被検体の厚さを決定する手段を具備する。
【００３０】
（１０）前述した（１）ないし（９）の内のいずれかに記載のＸ線装置において、前記参照画像中に存在するグレア散乱成分を除去するグレア散乱成分除去手段を具備し、前記重み付け平均値演算手段は、前記グレア散乱成分除去後の参照画像に基づいて、平均値を計算する。
【００３１】
（１１）前述した（１）ないし（１０）の内のいずれかに記載のＸ線装置において、前記被検体の透視および撮影対象部位を設定する手段と、該対象部位設定手段によって設定した対象部位に基づいて、前記重み関数を決定する手段を具備する。
【００３２】
（１２）前述した（１）ないし（１１）の内のいずれかに記載のＸ線装置において、前記重み関数決定手段は、前記重み関数の関数パラメータの値を設定する関数パラメータ設定手段を具備する。
【００３３】
（１３）前述した（１）ないし（１２）の内のいずれかに記載のＸ線装置において、前記参照画像に設けた関心領域内のＸ線像に対して、選択的に前記平均値を計算する領域を選択する関心領域内データ選択手段を具備し、前記重み付け平均値演算手段は、前記関心領域内データ選択手段によって設定した領域に基づいて、前記平均値を計算する。
【００３４】
（１４）前述した（１３）に記載のＸ線装置において、前記関心領域内データ選択手段は、前記対象部位設定手段が設定する対象部位に基づいて、前記関心領域を設定する手段を具備する。
【００３５】
（１５）前述した（１３）もしくは（１４）に記載のＸ線装置において、前記関心領域内データ選択手段は、前記撮像手段の撮像範囲を模擬的に示した領域を分割して生成される複数の小領域に対して、当該領域に対応する位置のオンおよびオフの状態を決定する複数個のタッチセンサと、該タッチセンサの内でオン状態の領域に対応する撮像領域を前記参照画像上の関心領域として設定する手段とを具備し、前記重み付け平均値演算手段は、前記関心領域内データ選択手段によって設定した領域に基づいて、前記平均値を計算する。
【００３６】
前述した（１）〜（６）、（１１）および（１２）の手段によれば、Ｘ線透視時あるいは予備撮影時において撮像したＸ線像である参照画像に対して、重み付け平均値演算手段が、画像強度に対応するデータ数のヒストグラムと、画像強度を変数とする重み関数とを積算することによって、診断上重要性の低い部位である画像強度すなわち画像濃度値が極端に高い部位や極端に低い部位が参照画像中に占める割合を減少できる。すなわち、予め設定された適正な重み関数あるいは検者が設定した重み関数の積算よって得た積算ヒストグラムは、参照画像に対して診断上重要性の低い部位の影響を低減させるための補正を行い、該補正後の参照画像のヒストグラムを作成したものとほぼ等価となる。
【００３７】
一方、ヒストグラムおよび重み関数の特性を示す代表的な係数としては、当該ヒストグラムおよび重み関数の平均値が一般的であり、また、その計算が容易である。
【００３８】
従って、本手段では、重み付け平均値演算手段が積算ヒストグラムの平均値を計算し、透視撮影制御手段が積算ヒストグラムの平均値が所定の値になるように、Ｘ線管の出力を制御することによって、診断上重要性の低い部位の画像情報がＸ線透視時およびＸ線本撮影時における露出制御に与える影響を少なくすることができる。従って診断上重要な部位の画像濃度を適正にすることができる。また、診断上重要な部位の画像濃度を適正にするように透視および撮影条件を制御できるので、Ｘ線透視撮影画像の画質を向上できる。
【００３９】
このとき、重み関数として確率分布関数の一形態である正規分布を用いることにより、関数パラメータを変更する場合等に、関数の形状を検者が直感的に判断できるという効果がある。
【００４０】
また、（３）の手段に示すように、透視撮影制御手段が、予備撮影時と本撮影時におけるＸ線管の管電圧およびＸ線の照射野とが同一となるように制御を行うことによって、予備撮影と本撮影間において画像のコントラストや散乱Ｘ線量の割合を同一にすることができるので、撮影時の露出量を簡単に決定することができる。また、撮影時の露出量を適正に制御することができる。さらには、Ｘ線撮影画像の画質を向上できる。
【００４１】
一方、（４）の手段に示すように、透視撮影制御手段が、本撮影時における前記Ｘ線管の出力および前記撮像手段の利得に対して、予備撮影時における前記Ｘ線管の出力および前記撮像手段の利得が小さくなるように制御することによって、参照画像中に含まれるハレーションを抑えることができるので、参照画像に基づく撮影制御を正確に行うことができる。従って、Ｘ線撮影画像の画質を向上できる。
【００４２】
前述した（７）の手段によれば、平均値の計算等の参照画像に対する演算量を少なくすることができるので、透視制御および撮影制御を高速に行うことができる。
【００４３】
前述した（８）および（９）の手段によれば、重み付け平均値演算手段は、ハレーション補正手段がハレーションを補正した置き換え後の参照画像に基づいて、平均値を計算するので、透視もしくは予備撮影直後の参照画像中にハレーションが存在している場合であっても、透視制御および撮影制御を正確に行うことができる。従って、Ｘ線撮影画像の画質をより向上できる。
【００４４】
また、このとき、ハレーション補正手段が、ハレーション領域の大きさに基づいて、該ハレーション領域の被検体の厚さを決定することによって、ハレーション領域における画像強度すなわち画像濃度の計算をより正確に行うことができるので、透視制御および撮影制御をより正確に行うことができる。従って、Ｘ線撮影画像の画質をより一層向上できる。
【００４５】
前述した（１０）の手段によれば、重み付け平均値演算手段が、グレア散乱成分除去後の参照画像に基づいて、平均値を計算することにより、ハレーション等により大量に発生するグレア散乱成分を除去することができるので、撮像手段へ入射するＸ線量を参照画像出力に正確に反映することができる。従って、透視制御および撮影制御をより正確に行うことができる。また、Ｘ線撮影画像の画質をより一層向上できる。
【００４６】
前述した（１３）の手段によれば、重み付け平均値演算手段が、関心領域内データ選択手段によって設定した領域に基づいて、平均値を計算することにより、検者の関心の高い部位の画像強度すなわち画像濃度をとりわけ適正な値になるように制御することができるので、Ｘ線撮影画像の画質をより一層向上できる。
【００４７】
前述した（１４）および（１５）の手段によれば、対象部位設定手段が設定する対象部位に基づいて、前記関心領域を被検体の対象部位に合わせて簡易的に設定できる。また、関心領域を変更したい場合は、撮像手段の撮像範囲を模擬的に示した領域を分割して生成される複数の小領域に対して、当該領域に対応する位置のオンおよびオフの状態を決定する複数個のタッチセンサを用いて、該タッチセンサの内でオン状態の領域に対応する撮像領域を前記参照画像上の関心領域として設定することが可能であり、関心領域の指示を視覚的に確認しながらできるので、透視および撮影対象部位毎にそれぞれの関心領域を容易に設定することができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、発明の実施の形態（実施例）とともに図面を参照して詳細に説明する。
【００４９】
なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００５０】
図１は、本発明の一実施の形態に係るＸ線装置の概略構成を示すブロック図である。本実施の形態に係るＸ線装置（Ｘ線透視撮影装置）は、Ｘ線管１、Ｘ線フィルタ２、Ｘ線コリメータ（Ｘ線照射野制限手段）３、寝台天板５、Ｘ線グリッド６、Ｘ線イメージインテンシファイア（以下、Ｘ線Ｉ．Ｉ．と記す）７、光学レンズ系８、テレビカメラ９、モニタ１０、遠隔操作卓１１、操作卓１２、Ｘ線制御器１００、Ｘ線フィルタ制御器１０１、Ｘ線コリメータ制御器１０２、透視撮影位置制御器１０３、Ｉ．Ｉ．モード制御器１０４、光学絞り制御器１０５、テレビカメラ制御器１０６、アンプ１０７、Ａ／Ｄ変換器１０８、画像処理装置１０９、透視撮影条件演算装置１１０、透視撮影条件記憶メモリ１１１等より構成される。また、図１中において、４は被検体、１３は本実施の形態のＸ線透視撮影装置のＸ線透視撮影時におけるＸ線照射野を示す。
【００５１】
本実施の形態においては、Ｘ線検出器（撮像手段）は周知のＸ線Ｉ．Ｉ．７、光学レンズ系８およびテレビカメラ９から構成される周知のＸ線検出器である。撮影系は周知のＸ線管１、Ｘ線フィルタ２、Ｘ線コリメータ３、Ｘ線グリッド６およびＸ線検出器からなる周知の撮影系である。被検体４は寝台天板５上に位置し、撮影体位を様々に変化できる。そして、被検体４の撮りたい部位を前記Ｘ線検出器の視野の中心付近に設定する。
【００５２】
図１において、Ｘ線管１とＸ線Ｉ．Ｉ．７の入力面との距離は１２０ｃｍ、被検体４の厚さはｔ、寝台天板５の上面とＸ線Ｉ．Ｉ．７の入力面との間の距離（以下、エアギャップと記す）はＬである。被検体４の厚さｔは、被検体４の個体差あるいは体位に応じて様々に変化する。また、エアギャップＬは、寝台天板５の位置の設定に従い変化する。Ｘ線Ｉ．Ｉ．７のＸ線入力面の直径は、３０．４８ｃｍである。（ｘ，ｙ）座標系は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．７の入力面上で定義した直交座標系であり、Ｘ線Ｉ．Ｉ．の中心を原点に持ち、体軸方向をｙ軸、該ｙ軸に直交する方向をｘ軸として定める。Ｘ線グリッド６は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．７の入力面上に固定される。テレビカメラ９は、撮像素子として高解像度ＣＣＤ素子を使用する。
【００５３】
次に、図１に示すＸ線透視撮影装置の各部の概要を説明する。
【００５４】
Ｘ線制御器１００は、Ｘ線透視時における透視管電圧値および透視管電流値を透視撮影条件記憶メモリ１１１から読み出し、該読み出し値に基づいて、Ｘ線管１のＸ線発生をリアルタイム制御する制御装置である。また、Ｘ線制御器１００は、Ｘ線撮影時においては、撮影管電圧値、撮影管電流値および撮影時間を透視撮影条件記憶メモリ１１１から読み出し、該読み出し値に基づいて、Ｘ線管１のＸ線発生を制御する。
【００５５】
Ｘ線フィルタ制御器１０１は、Ｘ線透視・撮影時におけるＸ線フィルタ２の種類および有無を、透視撮影条件記憶メモリ１１１から読み出し、制御する制御装置である。Ｘ線フィルタ２は、Ｘ線管１から放射されるＸ線のエネルギー分布を変化する周知のＸ線フィルタである。
【００５６】
Ｘ線コリメータ制御器１０２は、Ｘ線透視・撮影時におけるＸ線照射野１３を設定するためのＸ線コリメータ３の位置を、透視撮影条件記憶メモリ１１１から読み出し、制御する制御装置である。ただし、Ｘ線照射野１３は、前述するように、Ｘ線Ｉ．Ｉ．７の入力面上におけるＸ線の照射野として定義する。また、Ｘ線コリメータ３は、Ｘ線照射野１３をｘ軸およびｙ軸方向に変化する周知のＸ線コリメータである。該変化量は、それぞれｘ軸およびｙ軸に対して軸対称であり、ｘ軸方向およびｙ軸方向のＸ線照射野の大きさは、それぞれＡｘおよびＡｙで表現する。
【００５７】
透視撮影位置制御器１０３は、被検体４のＸ線透視・撮影位置を制御する制御装置である。透視・撮影位置の制御の場合には、透視撮影制御装置１０３は、固定された寝台天板５に対して撮影系全体を移動することにより、あるいは、固定された撮影系に対して寝台天板５を移動することにより、または、これらの両方を組み合わせることにより行う。
【００５８】
Ｉ．Ｉ．モード制御器１０４は、Ｘ線透視・撮影時におけるＸ線Ｉ．Ｉ．７のＩ．Ｉ．モードを制御する制御装置であり、透視撮影条件記憶メモリ１１１から読み出した値に基づいて制御する。ただし、Ｉ．Ｉ．モードは、Ｘ線Ｉ．Ｉ．７のＸ線検出領域を規定するものである。Ｘ線Ｉ．Ｉ．７には、たとえば、Ｉ．Ｉ．モードとして、７、９、１２インチモードが用意されており、Ｘ線Ｉ．Ｉ．７の入力面上において、およそそれぞれのインチ数（ただし、１インチを２．５４ｃｍとする）を直径とする円の内部の領域でＸ線を検出する。
【００５９】
光学絞り制御器１０５は、Ｘ線透視・撮影時における光学レンズ系８の光学絞り面積を制御する制御装置であり、それぞれ透視撮影条件記憶メモリ１１１から読み出した値に基づいて制御する。
【００６０】
テレビカメラ制御器１０６は、Ｘ線透視・撮影時におけるテレビカメラ９の走査条件（以下、カメラモードと記す）を制御する装置であり、透視撮影条件記憶メモリ１１１から読み出した値に基づいて制御する。また、テレビカメラ制御器１０６は、テレビカメラ９の走査のタイミングを制御する。テレビカメラ９のＸ線透視時における標準走査モードは、毎秒３０フレーム、走査線数１０５０本であるが、毎秒６０フレーム、走査数５２５本による透視も可能である。また、テレビカメラ９のＸ線撮影時における標準走査線数は２１００本であるが、走査線数１０５０本および５２５本による撮影も可能である。
【００６１】
アンプ１０７は、Ｘ線透視・撮影時におけるテレビカメラ９の出力信号を増幅した後、該増幅信号をＡ／Ｄ変換器１０８に入力する増幅器であり、本実施の形態においては、透視撮影条件記憶メモリ１１１から読み出した値に基づいて、ゲイン（増幅率、利得）を決定する。
【００６２】
Ａ／Ｄ変換器１０８は、アンプ１０７によりゲイン調整されたテレビカメラ９の出力信号をデジタル信号に変換する周知のＡ／Ｄ変換器である。Ａ／Ｄ変換器１０８により変換される画像の画素数はカメラモードに基づいて決まる。たとえば、テレビカメラ９の走査線数が５２５本の場合，Ａ／Ｄ変換器１０８は画素数５１２ピクセル四方のデジタル画像に変換する。同様に走査線数が１０５０および２１００本の場合には、Ａ／Ｄ変換器１０８はそれぞれ１０２４および２０４８ピクセル四方のデジタル画像に変換する。ただし、Ａ／Ｄ変換における量子化ビット数は１２ビットであり、デジタル画像の画素値（画像強度）は０〜４０９５の範囲の数値として表現される。
【００６３】
画像処理装置１０９は、Ａ／Ｄ変換器１０８から出力されるデジタル画像に対して公知の画像処理を行い、該画像処理後のデジタル画像をモニタ１０に出力する装置であり、出力されたデジタル画像はモニタ１０上に表示される。
【００６４】
透視撮影条件演算装置１１０は、Ａ／Ｄ変換器１０８から出力されるデジタル画像に基づき透視時におけるＸ線管１の管電圧および管電流の適正値を算出した後、該結果を透視撮影条件記憶メモリ１１１に記録する演算装置である。また、透視撮影条件演算装置１１０は、撮影時における撮影時間を算出した後、該結果を透視撮影条件記憶メモリ１１１に記録する。
【００６５】
透視撮影条件記憶メモリ１１１は、Ｘ線制御器１００、Ｘ線フィルタ制御器１０１、Ｘ線コリメータ制御器１０２、透視撮影位置制御器１０３、Ｉ．Ｉ．モード制御器１０４、光学絞り制御器１０５、テレビカメラ制御器１０６およびアンプ１０７が使用する各パラメータを格納する周知のメモリである。
【００６６】
次に、図１に基づいて本実施の形態のＸ線透視撮影装置の動作を説明する。ただし、以下の説明において、Ｘ線管１の管電圧Ｖないし管電流量Ｑ（ただし、管電流量Ｑは、Ｘ線透視時においてはＸ線管１の管電流とテレビカメラ９の１フレームの読み込み時間との積として、また、Ｘ線撮影時においてはＸ線管１の管電流と撮影時間との積として定義したいわゆるｍＡｓ値とする）、Ｘ線フィルタ２の種類、Ｘ線照射野１３を表現するＡｘおよびＡｙ、エアギャップＬ、Ｘ線グリッド６の種類、Ｉ．Ｉ．モード、光学絞り面積Ω、カメラモード、および、アンプ１０７のゲインＧの状態をそれぞれパラメータとして、Ｘ線透視およびＸ線撮影時における前記各パラメータの設定値をそれぞれＸ線透視条件およびＸ線撮影条件とする。また、検者は遠隔操作卓１１あるいは操作卓１２を通して被検体の透視・撮影対象部位（例えば、胸部・腹部等）の設定を行うことができ、このときの設定値もパラメータとしてＸ線透視条件およびＸ線撮影条件に加えるととする。これらのＸ線透視条件およびＸ線撮影条件は、透視撮影条件記憶メモリ１１１に記録される。
【００６７】
Ｘ線透視および撮影時において、Ｘ線管１から発生されたＸ線はＸ線フィルタ２によりエネルギー分布が変化され、Ｘ線コリメータ３によりＸ線照射野１３を制限された後に被検体４を透過する。このとき、Ｘ線は被検体４を透過する際にその一部が被検体４により散乱される。該散乱Ｘ線は、Ｘ線グリッド６により大部分遮断されるが、その一部は遮断されずにＸ線グリッド６を透過することになる。Ｘ線グリッド６を透過した散乱Ｘ線と被検体４を散乱されずに透過する直接Ｘ線とは同時にＸ線Ｉ．Ｉ．７により検出され、光学像に変換される。該光学像は光学レンズ系８において光学絞りを用いて光量を調節された後、テレビカメラ９に結像される。テレビカメラ９は前記光学像をビデオ信号（アナログ画像）に変換し、出力する。テレビカメラ９から出力されたビデオ信号は、アンプ１０７によって信号強度を調整された後に、Ａ／Ｄ変換器１０８においてアナログ信号からデジタル信号（デジタル画像）へ変換される。該デジタル信号へ変換されたビデオ信号すなわちデジタル画像は、画像処理装置１０９によって所定の画像処理を行われた後に、モニタ１０に出力され、表示画面上に表示される。
【００６８】
このとき、Ｘ線透視時においては、Ａ／Ｄ変換器１０８から出力されるデジタル画像は画像処理装置に出力されると共に、透視撮影条件演算装置１１０に出力される。透視撮影条件演算装置１１０は、入力されたデジタル画像が適正な値となるように、Ｘ線管１の透視管電圧Ｖおよび管電流量Ｑ、光学絞り面積Ω、並びに、アンプ１０７のゲインＧの値をそれぞれ後述する手順でリアルタイムに計算し、該計算結果を透視撮影条件記憶メモリ１１１中のそれぞれの値の格納場所に上書きする。透視条件記憶メモリ１１１は、透視撮影条件演算装置１１０から入力されるＸ線管１の透視管電圧Ｖおよび管電流量Ｑ、光学絞り面積Ω、並びに、アンプ１０７のゲインＧの値と、検者により遠隔操作卓１１あるいは操作卓１２を通して入力されるカメラモード、Ｉ．Ｉ．モード、Ｘ線照射野Ａｘ，Ａｙ、被検体部位設定、Ｘ線フィルタ種類、Ｘ線グリッド種類、並びに、エアギャップＬの設定値の情報を保持する。Ｘ線制御器１００、光学絞り制御器１０５およびアンプ１０７は、それぞれ該情報に従ってリアルタイムにＸ線管電圧およびＸ線管電流量、光学絞り量、並びに、アンプゲインを制御し、制御結果はビデオ信号強度に反映されて、Ａ／Ｄ変換の後に、透視撮影条件演算装置１１０にフィードバックされる。以上に説明した演算と該演算結果に基づく制御（フィードバック制御）を行うことにより、Ｘ線透視時における表示画像が適正となるように制御される。
【００６９】
一方、検者は、Ｘ線透視時において、被検体４の見たい部位がモニタ１０の表示画面の適正な位置にくるように、遠隔操作卓１１あるいは操作卓１２を用いて位置（透視・撮影位置）を合わせ、位置が合った時点において、遠隔操作卓１１あるいは操作卓１２を用いてＸ線撮影開始の指示をすることにより、Ｘ線撮影の開始信号が発生する。Ｘ線撮影開始の信号が発生されると、以下に示す手順によって、Ｘ線予備撮影およびＸ線本撮影が行われる。
【００７０】
Ｘ線予備撮影においては、撮影開始の信号が発生されると、まず、Ｘ線制御器１００はＸ線発生を停止してＸ線透視を終了する。次に、Ｘ線制御器１００、Ｘ線コリメータ制御器１０２、Ｉ．Ｉ．モード制御器１０４およびテレビカメラ制御器１０６は、Ｘ線本撮影時におけるＸ線管１の管電圧Ｖ’、Ｘ線照射野Ａ’ｘ，Ａ’ｙ、Ｉ．Ｉ．モードおよびカメラモードの設定値をそれぞれ透視撮影条件記憶メモリ１１１から読み出して、それぞれの値に設定する。ただし、Ｘ線本撮影時におけるＸ線管１の管電圧Ｖ’は、透視終了時の管電圧Ｖに基づいて決定され、該管電圧ＶとＶ’との両者の関係は、予め遠隔操作卓１１を通して設定されている。また、Ｘ線本撮影時におけるＸ線照射野Ａ’ｘ，Ａ’ｙ、Ｉ．Ｉ．モードおよびカメラモードの設定値は、検者により遠隔操作卓１１あるいは操作卓１２を通して予め設定されている。更には、Ｘ線制御器１００は、透視終了時のＸ線管１の管電流量Ｑに対して、管電流量がｋＱとなるように設定を行う。ただし、ｋは隔操作卓１１を通して予め設定された値であり、通常０．１程度の値が設定される。ｋを比較的小さな値に設定するのは、Ｘ線予備撮影においてハレーションが発生するのを防ぐためである。前述した設定が全て完了すると同時に、Ｘ線制御器１００はＸ線発生信号をＸ線管１に送り、Ｘ線予備撮影を行う。
【００７１】
Ｘ線予備撮影が終了すると同時に、透視撮影条件演算装置１１０は、Ａ／Ｄ変換された予備撮影画像をＡ／Ｄ変換器１０８から読み出し、Ｘ線本撮影時における管電流量Ｑ’、光学絞り面積Ω’およびゲインＧ’を後述する手順で算出し、該算出結果を透視撮影条件記憶メモリ１１１に書き出す。続いて、Ｘ線制御器１００、光学絞り制御器１０５およびアンプ１０７は、Ｘ線本撮影時における管電流量Ｑ’、光学絞り面積Ω’およびゲインＧ’の値を透視撮影条件記憶メモリ１１１からそれぞれ読み出して設定を行う。この設定が全て完了すると、次に、Ｘ線制御器１００はＸ線発生信号をＸ線管１に送り、Ｘ線本撮影を行う。Ｘ線撮影像は、Ａ／Ｄ変換器１０８によりデジタル信号に変換された後に、図示しないフレームメモリに格納される。
【００７２】
ただし、Ｘ線透視条件および撮影条件とＸ線画像出力との関係は、たとえば、同一出願による特願平８−２６７５１８号にその近似式が示されている。該文献によれば、Ａ／Ｄ変換器１０８の出力画像の中心付近の平均画素値をＩとしたとき、Ｉは次式で近似される。
【００７３】
【数１】
【００７４】
ただし、ＦＣおよびＦＩはそれぞれカメラモード、Ｉ．Ｉ．モード毎に決まる比例係数である。また、Ｐ（Ｖ）は直接Ｘ線出力関数、μ（Ｖ）はアクリル板等で近似された被検体４のＸ線吸収係数関数である。Ｐ（Ｖ），μ（Ｖ）はそれぞれ２次関数で近似され、ａｐ，ｂｐ，ｃｐおよびａｍ，ｂｍ，ｃｍの値はそれぞれの関数の係数である。関数ｆＡはＸ線照射野の変化に伴う散乱Ｘ線量の変化を補正する関数である。ｆＡ中のＡｏの値はＸ線照射野の標準値を表す。また、ｋＦおよびＶＦは定数である。関数ｆＬはエアギャップの変化に伴う散乱Ｘ線量の変化を補正する関数である。ｆＬ中のＬｏの値はエアギャップの標準値を表す。またｋＬおよびＶＬは定数である。ａｐ，ｂｐ，ｃｐ，ａｍ，ｂｍ，ｃｍ，ｋＦ，ＶＦ，ｋＬ，ＶＬの値は、それぞれ使用するＸ線透視撮影系のシステム、Ｘ線フィルタの種類およびＸ線Ｉ．Ｉ．の種類毎に決まる特性値である。後述するように、数１は透視撮影条件演算装置における演算に使用されるため、ＦＣ，ＦＩの値および特性値は、たとえば、テーブルとして図示しないメモリ中に保持しておく。なお、詳細については後述する。
【００７５】
次に、図２に本実施の形態の透視撮影条件演算装置の概略構成を示すブロック図を示し、以下、図２に基づいて、透視撮影条件演算手段の構成を説明する。
【００７６】
図２において、３００はテーブル、４００は画像縮小手段、４０１はハレーション補正手段、４０２はグレア補正手段（グレア散乱成分除去手段）、４０３は関心領域内データ選択手段、４０４は重み付け平均値演算手段、４０５は透視撮影条件設定手段（透視撮影制御手段）を示す。
【００７７】
画像縮小手段４００は、Ａ／Ｄ変換器１０８でデジタル画像に変換された透視画像もしくは予備撮影画像を、検者が予め設定したピクセル数（画素数）のデジタル画像に変換（縮小）する周知の縮小手段であり、たとえば、周知の情報処理装置上で動作するプログラムによって実現する。また、本実施の形態においては、Ａ／Ｄ変換器１０８から入力されたデジタル画像を、６４ピクセル四方のデジタル画像に縮小する。なお、以下の説明においては、該縮小デジタル画像の内で、特に、透視・撮影条件決定に使用される場合の画像を「参照画像」と記す。このように、Ａ／Ｄ変換後のデジタル画像ではなく、画素数の少ない参照画像を用いることにより、後に行う演算量（透視および撮影条件の決定等に要する演算量）を減少させることができるので、後に行う演算を高速化できる。また、Ａ／Ｄ変換器１０８から入力される画素サイズは、カメラモードの設定によって決まり、透視時では５１２もしくは１０２４ピクセル、一方、撮影時では１０２４もしくは２０４８ピクセルとなる。従って、画像縮小手段４００は、Ａ／Ｄ変換直後の画像に対する画素加算、あるいは、間引きによって画像の縮小を行う。例えば、１０２４ピクセルサイズの画像を縮小する場合は、１６ピクセル四方毎に画素加算を行い、その平均値をとることにより、あるいは、１６ピクセル毎に間引いて画素を選択ことにより画像縮小を行うことができる。
【００７８】
ハレーション補正手段４０１は、画素値が４０９５となるハレーション領域に対して、ハレーション領域の大きさに対して決定される被検体厚とそのときのＸ線条件とに基づいて、ハレーション領域内の各画素の画素値Ｉを数１を用いて計算する演算手段であり、たとえば、周知の情報処理装置上で動作するプログラムによって実現する。ただし、ハレーション補正手段４０１が補正するハレーション領域とは、Ａ／Ｄ変換前のビデオ信号出力が大きくて、Ａ／Ｄ変換器１０８により量子化できるビデオ信号のダイナミックレンジを越えた場合に、Ｘ線画像中に生じる飽和領域である。本実施の形態では、Ａ／Ｄ変換器１０８において、量子化ビット数１２ビットで量子化を行うため、ハレーション領域内の画素値は４０９５に張り付いてしまう。しかしながら、ハレーション領域内部の画素値は、本来、４０９５より大きな値をとるはずであり、このような誤差が透視および撮影制御の精度を低下させる原因となっていた。従って、このハレーション領域内部の画素値をハレーション補正装置４０１が計算して補正することによって、透視および撮影制御の精度の低下を防止できるので、従来のＸ線透視撮影装置と比較して制御の精度を向上できる。なお、詳細については、後述する。
【００７９】
グレア補正手段４０２は、予め設定したグレア補正用のデジタルフィルタによって、参照画像のグレア補正を行う演算手段であり、たとえば、周知の情報処理装置上で動作するプログラムによって実現する。ただし、グレア補正とは、Ｘ線Ｉ．Ｉ．７の出力蛍光面において生じる光の散乱がＸ線画像中に混入したものを取り除く処理である。特に、画像中にハレーションが存在する場合はハレーション部分で発生するグレア散乱光が，参照画像中に大量に混入して透視および撮影制御の精度を低下させる原因となる。従って、本実施の形態のＸ線透視撮影装置では、参照画像中の該グレア散乱光を補正することによって、透視および撮影制御の精度の低下を防止できるので、従来のＸ線透視撮影装置と比較して制御の精度を向上できる。なお、グレア補正用のデジタルフィルタの詳細については、後述する。
【００８０】
関心領域内データ選択手段４０３は、図示しない検者が特に観察を要すると判断した個所すなわち関心領域をグレア補正後の参照画像内に設定するための手段であり、たとえば、透視および撮影対象部位ごとに予め設定された関心領域マスクあるいは検者がＸ線透視画像に基づいて設定した関心領域マスクを検者の指示により選択すると共に、検者が選択したコリメータ３に応じて設定されるＸ線照射野マスクと関心領域マスクとの論理積をとったデータ選択マスクを生成する。関心領域内データ選択装置４０３により関心領域内部のデータのみを選択することにより、診断上重要になる透視および撮影対象部位あるいは検者が指示する部分を基準として、後述する透視撮影条件の設定において、前記指示部分である関心領域内部の画像出力が特に適正になるように透視および撮影制御を行うことができる。従って、従来のＸ線透視撮影装置と比較して制御の精度を向上できる。なお、データ選択マスクの生成手順の詳細は、後述する。
【００８１】
重み付け平均値演算手段４０４は、重み関数として導入した変数を画素値とする正規分布（平均値Ｍと標準偏差σによって一意に決定される）と、関心領域内データ選択手段４０３から入力される選択データの画素値のヒストグラムとから、該選択データの重み付け平均値（積算ヒストグラムの平均値）Ｍ’を計算（演算）する演算手段であり、たとえば、周知の情報処理装置上で動作するプログラムによって実現する。重み付け平均値演算手段４０４は、操作卓１１から入力される撮影部位に応じて設定されている、あるいは、検者が入力した平均値Ｍおよび標準偏差σの値を用いて、選択データに対して、下記の数２に示す計算式で計算する。ただし、重み関数のパラメータである平均値Ｍおよび標準偏差σは、一般的に、撮影対象部位毎に適正値が異なるので、撮影対象部位毎に適正値を予め設定しておく。また、この数２は、関心領域内データ選択手段４０３から入力される選択データの画素値のヒストグラムと正規分布とを積算して得たヒストグラム（積算ヒストグラム）の重み付け平均値を計算している。
【００８２】
【数２】
【００８３】
ただし、Ｗは重み関数、ｋは１〜ｎの自然数（ｎは選択データの画素数）、Ｉ（ｋ）は各画素の画素値を示す。
【００８４】
なお、重み付け平均値演算手段４０４による重み付け平均値Ｍ’の算出手順の詳細は、後述する。
【００８５】
透視撮影条件設定手段４０５は、操作卓１１から入力される撮影部位に応じて設定されているあるいは検者が入力した重み関数の平均値Ｍと、重み付け平均値演算手段４０４が計算した重み付け平均値Ｍ’とから、透視撮影条件を計算し、該計算結果を透視撮影条件記憶メモリ１１１に出力し格納する手段であり、本実施の形態においては、たとえば、周知の情報処理装置上で動作するプログラムによって実現する。なお、透視撮影条件設定手段４０５による透視撮影条件の設定手順の詳細については、後述する。
【００８６】
次に、図３に本発明の透視撮影条件演算装置の動作を説明するための動作フローを示し、以下、図３に基づいて、透視撮影条件演算手段１１０の動作を説明する。
【００８７】
本フローの開始は、Ａ／Ｄ変換器１０８からの透視画像の入力である。まず、画像縮小手段４００が、入力された透視画像（デジタル情報に変換された透視画像）を、検者が予め設定した画素数の参照画像に縮小する（ステップ４１０）。次に、画像縮小手段４００は、この参照画像をハレーション補正手段４０１に出力する。
【００８８】
次に、ハレーション補正手段４０１が、画像縮小手段４００から入力された参照画像に対して、まず、ハレーション補正処理として、参照画像内で画素値が４０９５となるハレーション領域の大きさに対して決定された被検体厚と、このときのＸ線条件とに基づいて、当該ハレーション領域内の各画素の画素値Ｉを数１によって計算する。次に、ハレーション補正手段４１１は、ハレーション領域内の画素値を計算によって求められた画素値に置き換えた後に、該置き換え後の画像をハレーション補正後の参照画像としてグレア補正手段４０２に出力する（ステップ４１１）。
【００８９】
次に、グレア補正手段４０２が、後述するデジタルフィルタによって、ハレーション補正後の参照画像中に含まれるＸ線Ｉ．Ｉ．７の出力蛍光面に生じる光の散乱（グレア散乱光）の補正を行い、該グレア補正後の参照画像を関心領域内データ選択手段４０３に出力する（ステップ４１２）。
【００９０】
次に、関心領域内データ選択手段４０３が、まず、透視撮影対象部位ごとに予め設定されている関心領域マスクあるいは検者が透視画像に基づいて設定した関心領域マスクと、検者が指示したコリメータ３に応じて設定されるＸ線照射野マスクとの論理積をとったデータ選択マスクを生成する。次に、関心領域内データ選択手段４０３は、参照画像からデータ選択マスク領域内のデータのみを選択した参照画像（以下、選択参照画像と記す）を作成し、該選択参照画像を重み付け平均値演算手段４０４に出力する（ステップ４１３）。
【００９１】
次に、重み付け平均値演算手段４０４が、重み関数として導入した変数を画素値とする正規分布と、関心領域内データ選択手段４０３から入力される選択データの画素値のヒストグラムとから、該選択データの重み付け平均値Ｍ’を計算し、該重み付け平均値Ｍ’を透視撮影条件記憶メモリ１１１に格納する（ステップ４１５）。
【００９２】
透視時においては、以上に示すステップ４１０〜４１５を新規透視画像の取り込みごとに実行することによって、重み付け平均値Ｍ’が重み関数の平均値Ｍに集束するように、すなわち、取り込み画像が最適となるように制御係数である透視管電圧Ｖをフィードバック制御する。
【００９３】
一方、撮影時においては、前述のフィードバック制御により重み付け平均値Ｍ’を平均値Ｍに集束させることができないが、重み付け平均値Ｍ’と平均値Ｍとの差を所定値ε以下となるように、ステップ４１４と４１５とを計算機上で繰り返す。なお、詳細な動作については、後述する。
【００９４】
次に、図４にＸ線透視およびＸ線撮影時におけるパラメータの設定例を説明するための図を示し、以下、図４に基づいて、各パラメータについて説明する。なお、透視および撮影時のパラメータ値の違いを明確にするために、撮影時のパラメータにはプライム記号を付ける。
【００９５】
各パラメータの設定は、パラメータ毎に手動あるいは自動に設定される。ただし、図４に示すパラメータの内で、カメラモード、Ｉ．Ｉ．モード、Ｘ線照射野１３、被検体部位設定、Ｘ線フィルタ２の種類、Ｘ線グリッド６の種類、および、エアギャップは、それぞれ検者が遠隔操作卓１１あるいは操作卓１２から手動設定する。Ｘ線フィルタ２の種類は、たとえば、透視および撮影時の管電圧に応じて、Ｘ線フィルタ２の種類を選択することによって自動設定することもできる。また、管電圧と使用するフィルタ２の種類との関係は、検者が予め設定することができる。
【００９６】
手動設定されるパラメータの内、カメラモード、Ｉ．Ｉ．モードおよびＸ線照射野１３は、透視時設定２０１と撮影時設定２０２とでは異なる値が設定がされ、その他のパラメータは、透視時および撮影時において共通の値（透視撮影時共通設定２０３）が設定される。また、図４に示すパラメータの内で、管電圧Ｖ、管電流量Ｑ、光学絞り面積ΩおよびゲインＧの各値は、前述するように、透視および撮影時においてそれぞれ自動設定される。ただし、２０４は透視自動制御による設定値であり、２０５は撮影自動制御による設定値を示す。また、撮影管電圧Ｖは、検者が遠隔操作卓１１あるいは操作卓１２を通して手動で設定することもできることは言うまでもない。
【００９７】
次に、図５に本実施の形態のハレーション補正手段の動作を説明するための図を示し、以下、図５に基づいて、ハレーション補正手段によるハレーション補正処理手順を説明する。ただし、図５において、図５（Ａ）はハレーション領域の画素値の計算手順を説明するための図であり、図５（Ｂ）はハレーション領域の大きさから被検体厚ｔを決定する手順を説明するための図である。
【００９８】
まず、図５（Ａ）に基づいて、参照画像中５００に生じたハレーション領域における画素値の計算手順について説明する。
【００９９】
参照画像５００中にハレーション領域５０１が存在した場合、該ハレーション領域５０１は、画素値が４０９５である画素として検出される。
【０１００】
従って、ハレーション補正手段４０１は、以下に示す計算手順によって、当該ハレーション領域内の画素値を計算することができる。
【０１０１】
まず、参照画像５００上のｘ方向の各位置において、ｙ方向のハレーションの大きさＨｙを測定する。このとき、Ｈｙの大きさに従い各位置ｘにおけるハレーション領域の被検体厚ｔを決定する。同様にして、参照画像５００上のｙ方向の各位置において、ｘ方向のハレーションの大きさＨｘを測定し、ハレーション領域の被検体厚ｔを決定する。このとき、ハレーション領域５０１内部の各画素に対して、ｘ方向およびｙ方向に決定された被検体厚ｔが存在するが、各画素における被検体厚をｘ方向およびｙ方向の被検体厚の平均値として決定する。
【０１０２】
次に、図５（Ｂ）に基づいて、ハレーションの大きさＨｘ，Ｈｙから被検体厚ｔを決定する方法を説明する。ただし、図５（Ｂ）中において、横軸はＨｘまたはＨｙの大きさ（ピクセル数，画素数））を示し、縦軸は被検体厚ｔを示す。
【０１０３】
ハレーション領域内部の被検体厚ｔは、ＨｘおよびＨｙの大きさに従って決定される。この両者の関係は、予め設定された直線５０２あるいは単純な曲線５０３，５０４等により近似される。ただし、ＨｘおよびＨｙがある程度大きくてピクセル数Ｔを越えた場合には、ハレーション領域内部の被検体厚は０である。また、ＨｘおよびＨｙが小さい場合は、被検体厚ｔは縮小画像５００中の被検体の平均被検体厚ｔｏに近づく。
【０１０４】
このように、被検体厚ｔは、縮小画像５００中の被検体の平均被検体厚ｔｏに対して相対的に決定される。平均被検体厚ｔｏは、Ｘ線透視時においては、透視画像出力の平均値Ｉおよび透視条件から数１を用いて逆算することができる。同様に、Ｘ線予備撮影像に対してハレーション補正を行う場合は、透視終了時において計測された被検体の平均被検体厚ｔｏを用いればよい。なお、平均被検体厚ｔｏは、透視・撮影条件設定装置において計算され、ハレーション補正装置４０１に情報が供給される。ただし、透視開始時においては、平均被検体厚ｔｏは０に設定される。
【０１０５】
最後に、各画素に対して決定された被検体厚ｔｏおよびその時のＸ線条件に基づき、各画素値Ｉを数１を用いて計算して、縮小画像５００中の画素値とし、ハレーション補正が完了する。
【０１０６】
次に、図６に本実施の形態のグレア散乱を補正するためのグレア補正フィルタの作成手順を説明するための図を示し、以下、図６に基づいて、グレア補正フィルタの作成手順を説明する。ただし、図６において、図６（Ａ），図６（Ｃ）はグレア散乱の点広がり関数を測定するために用いられるファントムの正面像を説明するための図であり、図６（Ｂ），図６（Ｄ）は撮影画像の画素値と該画素値の分布位置との関係を示すプロフィールの図である。また、図６（Ａ）に示すファントムは、たとえば、鉛板６００の中央に半径ｒ１の穴を開けたものであり、図６（Ｃ）に示すファントムは、鉛板６００の穴の中心に半径ｒ２の円盤状の鉛板６０２を配置したものである。
【０１０７】
前述するように、グレア補正とは、Ｘ線Ｉ．Ｉ．７の出力蛍光面において生じる光の散乱がＸ線画像中に混入したものを取り除く処理である。特に、画像中にハレーションが存在する場合は、ハレーション部分で発生するグレア散乱光が参照画像中に大量に混入して、Ｘ線透視制御およびＸ線撮影制御の精度を低下させる原因となる。
【０１０８】
グレア散乱の点広がり関数ｈは、一般的に、指数関数で近似され、下記に示す数３で表される。
【０１０９】
【数３】
【０１１０】
従って、参照画像をグレア散乱前の画像に戻すためのグレア補正フィルタの周波数特性１／Ｈは、下記の数４で示される。
【０１１１】
【数４】
【０１１２】
このように、グレア補正手段４０２では、数４で示されるデジタルフィルタによりグレア補正を行う。但し、数３および数４中に含まれるａ，ｂは、点広がり関数を特徴づけるパラメータであり、予め測定しておく必要がある。
【０１１３】
次に、グレア散乱の点広がり関数のパラメータａ，ｂの値の測定法を説明する。
【０１１４】
グレア散乱の点広がり関数の測定においては、ファントムはＸ線グリッドの直前に配置され、被検体４および寝台天板５は配置しないものとする。このとき、図６（Ａ），（Ｃ）のファントムに対してそれぞれＸ線撮影を行い、撮影画像の画素値と該画素値の分布位置との関係を示すプロフィールを表示すると図６（Ｂ），（Ｄ）のようになる。ただし、プロフィールは、鉛板６００の中央を通過する直線６０１上のプロフィールである。
【０１１５】
図６（Ｂ），（Ｄ）において、鉛板６００の穴の中心位置における画素値をそれぞれＩ１，Ｉ２とすると、点広がり関数のパラメータａは、Ｉ１，Ｉ２およびパラメータｂを用いて、下記の数５で表される。
【０１１６】
【数５】
【０１１７】
従って、数５を数４に代入することで、数４のパラメータをｂのみにすることができる。このとき、ｂを変数として、図６（Ｃ）に示されるファントムの撮影像に対してグレア補正を行い、補正後の画像のプロフィールにおけるＩ２の値が０となるようにｂを決定することができる。また、決定されたｂの値と数５とを用いてａの値も求めることができるので、グレア補正フィルタの周波数特性を決定することができる。
【０１１８】
次に、図７に本実施の形態の関心領域内データ選択手段の動作を説明するための図を示し、以下、図７に基づいて、関心領域内データ選択手段４０３における処理動作を説明する。
【０１１９】
一般的に、関心領域は被検体４の撮影対象部位毎に異なるため、検者は予め操作卓１１より被検体４の撮影対象部位を設定する。このとき、関心領域の内部のデータのみを選択するために用いられる関心領域マスク７０５は、該撮影対象部位毎に予め設定されており、撮影対象部位の設定値に応じて選択される。なお、関心領域マスク７０５で設定される関心領域は、Ｘ線透視時においては、後述する手段で任意に変えることもできる。
【０１２０】
次に、選択された関心領域マスク７０５は、Ｘ線照射野の内部のデータのみを選択するために用いられるＸ線照射野マスク７０３に対して、論理積演算手段７０４による論理積がとられる。従って、論理積手段７０４から出力されるマスク（選択マスク）では、関心領域内部であり、かつ、Ｘ線照射野内部である領域が選択される。また、Ｘ線照射野マスク７０３は、操作卓１１で設定された透視時および撮影時におけるＸ線照射野に応じて作成される。
【０１２１】
最後に、データ選択処理手段７０１が、参照画像７００に対して、論理積手段７０４で決定された領域の内部のデータのみを選択するデータ選択処理を行い、選択されたデータ７０２のみが、関心領域内データ選択装置４０３から出力される。ただし、前述したデータ選択処理手段７０１および論理積手段７０４は、たとえば、周知の情報処理装置上で動作するプログラムによって実現する。
【０１２２】
次に、図８に本実施の形態の重み付け平均値演算手段の計算を説明するための図を示し、以下、図８に基づいて、重み付け平均値演算手段４０４の動作を説明する。ただし、図８において、図８（Ａ）は本実施の形態における重み関数を示す図であり、図８（Ｂ）は重み付け平均値演算装置４０４における処理手順を説明するための図である。
【０１２３】
関心領域内データ選択装置４０３で選択されたデータは、まず、図８（Ａ）に示す重み関数が各ピクセル値に応じて積算され、次に、重み関数を積算した後の全データの平均値が計算される。図８（Ａ）に示すように、重み関数はデータのピクセル値すなわち画素値を変数とする正規分布で示される。該正規分布は平均値Ｍおよび標準偏差σによって一意に決定される。従って、平均値Ｍおよび標準偏差σの値は、重み関数を表現するパラメータとして検者が設定できるようになっている。また、本実施の形態においては、重み関数を関心領域内データ選択装置４０３により選択されたデータ７０２のヒストグラムに対して積算することによって、選択データ内におけるピクセル値が極端に高い部位や極端に低い部位等のような、診断上、重要性の低い部位の画像情報がＸ線透視時における露出制御に与える影響を少なくすることができる。
【０１２４】
次に、図８（Ｂ）に基づいて、重み付け平均値演算装置４０４における処理の手順を説明する。
【０１２５】
前述するように、重み関数のパラメータＭ，σの値は、撮影対象部位毎に適正値が異なるので、撮影対象部位毎に適正値が予め設定されている。検者は、操作卓１１より被検体４の撮影対象部位を設定し、該設定値に応じて適正なＭ，σの値８０１が選択される。なお、このとき、Ｍ，σの値は、Ｘ線透視時においては、後述する手段によって、任意に変えることもできる。該選択されたＭ，σの値８０１を用いて、関心領域内データ選択装置４０３により選択されたデータ７０２に対して、数５で示される重み付け平均演算８００が行われ、重み付け平均値Ｍ’が計算される。
【０１２６】
本実施の形態においては、重み関数として正規分布とすることにより、検者が直感的に重み関数を操作することができるという効果がある。ただし、重み関数としては正規分布に限定されることはなく、たとえば、自由度３以上のχ2（カイ２乗）分布、ポアソン分布あるいはｔ分布等でもよい。
【０１２７】
次に、図９に関心領域マスクおよび重み関数のパラメータＭ，σの値をＸ線透視時において任意に変化するパラメータ設定手段の動作を説明するための図を示し、以下、図９に基づいて、パラメータ設定手段の動作を説明する。ただし、図９において、図９（Ａ）はパラメータ設定手段の外観を説明するための図であり、図９（Ｂ）は関心領域の設定手順を説明するための図であり、図９（Ｃ）は関心領域の設定後を説明するための図である。
【０１２８】
一般的に、関心領域および重み関数のパラメータ値は、被検体４の個体差によって適正値が異なるので、Ｘ線透視時において修正を加えることによって、適正なＸ線透視制御を行うことができる。本実施の形態においては、該関心領域およびＭ，σの設定は、コントローラ９００を用いて行う。該コントローラ９００は、リモート操作が可能であり、また、操作卓１２および遠隔操作卓１１上に配置することもできる。
【０１２９】
図９（Ａ）に示すように、関心領域の設定は、関心領域設定ボタン９０１およびリセットボタン９０２を用いて設定される。関心領域設定ボタン９０１は、多数のボタンから構成されるが、その外枠は円形となっている。ただし、この円形は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．により検出される領域に対応している。この多数のボタンは、それぞれが独立にオン，オフ可能であり、該ボタンを押すことにより、順次、オンとオフとを繰り返す。また、各ボタンはオンの状態の時にのみ、ボタン自体が光る構造あるいはボタンの色が変化する構成となっている。たとえば、この関心領域設定ボタン９０１は、周知のタッチセンサを用いる。
【０１３０】
次に、図９（Ｂ）に基づいて、関心領域の設定手順を説明すると、まず、検者が操作卓１１から撮影対象部位を設定すると、図９（Ｂ）に示すように、撮影対象部位に対して設定された関心領域に対応するボタン９０７のみが自動的にオンの状態になり光る（図９（Ｂ）に斜線で示すボタン）。次に、Ｘ線透視時において、検者が関心領域を変化する場合は、たとえば、検者が関心領域設定ボタン９０１を押し下げるあるいは接触することによって、関心領域設定ボタン９０１を自由にオン，オフさせることで、図９（Ｃ）に示すように、関心領域を設定するできる。ただし、関心領域がＸ線照射野外に設定されることを防止するために、本実施の形態においては、Ｘ線照射野外に対応するボタンは、常にオフの状態のまま固定されるようになっている。また、設定した関心領域が小さすぎる場合にはＸ線透視制御が不安定になるので、関心領域の最小面積を予め設定しておき、設定された関心領域の面積が、この最小面積より小さくなる場合には、関心領域設定ボタン９０１がオンの状態のまま固定されるようになっている。
【０１３１】
前述するように、関心領域が変更された場合、設定された関心領域の外枠は、一定時間だけモニタ１０上に表示される。なお、このようにして新たに設定された関心領域は、リセットボタン９０２を押すことにより、図９（Ｂ）に示す初期状態に戻すことができる。また、前述した手順によって決定した関心領域を撮影対象部位に対して新たに設定し直すことも可能である。
【０１３２】
次に、重み関数のパラメータＭ，σ設定の手順は、平均値設定ボタン（関数パラメータ設定手段）９０４および標準偏差設定ボタン（関数パラメータ設定手段）９０６を用いてそれぞれ設定する。設定されたＭ，σの値は、それぞれ平均値表示板９０３および標準偏差値表示板９０５上に常に表示される。まず、操作卓１１によって撮影対象部位が設定されると、撮影対象部位に対して設定されるＭ，σの値がはじめに設定され、それぞれ平均値表示板９０３および標準偏差値表示板９０５上に表示される。次に、Ｘ線透視時においてＭを変える場合は、平均値設定ボタン９０４（ａ），（ｂ）を押すことにより、それぞれＭの値をそれぞれ増やす、あるいは、Ｍの値を減らすことができる。なお、Ｍの値は予め設定された設定範囲内のみで変化することができる。同様に、Ｘ線透視時においてσを変える場合は、標準偏差設定ボタン９０６（ａ），（ｂ）を押すことによりσの値をそれぞれ増やす、あるいは、減らすことができる。なお、σの値は予め設定された設定範囲内のみで変化することができる。また、前述する手順によって新たに設定したＭ，σの値は、リセットボタン９０７を押すことにより初期状態に戻すことができる。また、前述した手順で決定したＭ，σの値を、撮影対象部位に対して新たに設定し直すことも可能である。
【０１３３】
次に、図１０に本実施の形態の透視撮影条件設定手段の動作を説明するための図を示し、以下、図１０に基づいて、透視撮影条件設定手段の動作を説明する。ただし、図１０において、図１０（Ａ）はＸ線透視時の透視撮影条件設定手段の動作を説明するための図であり、図１０（Ｂ）はＸ線撮影時の透視撮影条件設定手段の動作を説明するための図である。
【０１３４】
まず、図１０（Ａ）に基づいて、Ｘ線透視時における透視条件の設定手順を説明する。
【０１３５】
Ｘ線透視時においては、Ｘ線管１の透視管電圧Ｖ、管電流量Ｑ、光学絞り面積Ωおよびアンプ１０７のゲインＧのそれぞれの値を決定する必要がある。ただし、通常、透視管電流量Ｑの値は透視管電圧Ｖに基づいて決定されるので、透視管電流量は管電圧Ｖの関数としてＱ（Ｖ）で表される。また、光学絞り面積Ωは、透視時においては一定に保たれる。更には、アンプ１０７のゲインＧは、カメラモードにより決定される。従って、透視時において制御されるパラメータとしては透視管電圧Ｖのみを考慮すればよい。すなわち、重み付け平均値Ｍ’がＭになるように、画像出力をＭ／Ｍ’倍する透視管電圧Ｖを設定すればよい。このため、数１を用いて画像出力ＩをＭ／Ｍ’倍する透視管電圧Ｖを求めることによって、透視画像を適正に制御できる。
【０１３６】
次に、透視管電圧Ｖの計算手順を説明すると、まず、数１において、左辺の画像出力ＩにＭ’を代入することにより、平均被検体厚ｔｏを逆算する（ステップ１０００）。ただし、平均被検体厚ｔｏの逆算は、たとえば、２分法等の数値計算手段を用いることにより演算する。
【０１３７】
次に、透視撮影条件設定手段４０５は、平均被検体厚ｔｏ、透視管電圧Ｖおよび透視管電流量Ｑ（Ｖ）を数１に代入して、透視管電圧Ｖを変化させ、左辺の画像出力ＩがＭとなるようなＶを決定する（ステップ１００１）。なお、この平均被検体厚ｔｏは、ハレーション補正手段４０１における処理においてもデータを共有することができる。
【０１３８】
ステップ１０００，１００１で求めた透視管電圧Ｖおよび透視管電流量Ｑ（Ｖ）の値は、透視・撮影条件記憶メモリ１１１に記録（格納）され、直ちにＸ線管１の出力に反映される。前述する手順によって、Ｘ線透視時におけるフィードバック制御が行われる。一般的に、前述した手順によって新たに得た参照画像に対して重み付け平均値Ｍ’を計算すると、直ちにＭとはならないが、これは重み付け演算に起因するものである。しかしながら、本実施の形態におけるＸ線透視時においては、重み付け平均値Ｍ’は、フィードバック制御により数回でＭに収束する。
【０１３９】
次に、図１０（Ｂ）に基づいて、Ｘ線撮影時における撮影条件の設定手順を説明する。
【０１４０】
Ｘ線本撮影時においては、Ｘ線管１の管電流量Ｑ’、光学絞り面積Ω’およびゲインＧ’のそれぞれの値を決定する必要がある。ただし、撮影時における光学絞り面積Ω’は、通常、一定値に保たれる。更には、アンプ１０７のゲインＧ’は、カメラモードにより決定される。従って、撮影時において制御されるパラメータとしては撮影管電流量Ｑ’のみを考慮すればよい。すなわち、予備撮影における重み付け平均値Ｍ’がＭになるように、画像出力ＩをＭ／Ｍ’倍する撮影管電流量Ｑ’を設定すればよい。しかしながら、前述したＸ線透視時と同様に、こうして設定された撮影管電流量Ｑ’を用いてＸ線本撮影を行った場合であっても、Ｘ線撮影像の重み付け平均値は直ちにＭとはならない。これは、重み付け演算に起因するものである。また、Ｘ線撮影時においては、透視時の場合のようにフィードバック制御を行いながらＭ’をＭに近づけていくことができないので、正確な撮影管電流量Ｑ’を計算するために、以下に示す処理を行う。
【０１４１】
まず、Ｘ線予備撮影時においては、関心領域内データ選択装置４０３から出力されるデータは、図示しないメモリに一度保存される。次に、該メモリに保存されたデータに対して、重み付け平均値演算装置４０４が重み付け平均Ｍ’を計算する。次に、透視撮影条件設定手段４０５は、ＭとＭ’との差の絶対値を計算し、この差がεより小さいか否かを判定する（ステップ１００２）。該ステップ１１０２において、ＭとＭ’との差の絶対値差がεより小さい場合には、撮影管電流量Ｑ’が適正値に設定されているものとして、このときの重み付け平均値Ｍ’を透視・撮影条件記憶メモリ１１１に記録（格納）する。一方、ＭとＭ’との差の絶対値がεより大きい場合には、透視撮影条件設定手段４０５は、撮影管電流量Ｑ’が適正値に設定されていないとして、撮影管電流量Ｑ’をＭ／Ｍ’倍したものを新たにＱ’として、重み付け平均値演算手段４０４に出力する。また、透視条件設定手段４０５は、図示しないメモリに格納されたデータ（関心領域内データ選択手段４０３から出力されたデータ）を全てＭ／Ｍ’倍した後、該Ｍ／Ｍ’倍したデータを図示しないメモリに上書きすることによって、メモリ内のデータを更新する。
【０１４２】
一方、透視撮影条件設定手段４０５によってデータを更新された重み付け平均値演算手段４０４は、再び、更新されたデータに基づいて、重み付け平均値Ｍ’を計算し、透視撮影条件設定手段４０５に出力する。透視撮影条件設定手段４０５でも、再び、ＭとＭ’との差の絶対値を計算し、この差がεより小さいか否かを判定する（ステップ１００２）。
【０１４３】
透視撮影条件設定手段４０５は、以上に説明した手順を、ＭとＭ’との差の絶対値が所定値εよりも小さくなるまで繰り返すことによって、Ｍ’を逐次的にＭに近づけていき、適正な撮影管電流量Ｑ’、すなわち、適正な撮影条件を計算する。
【０１４４】
このように、本実施の形態の透視撮影条件設定手段４０５は、本撮影を行う前に適正な撮影管電流量を設定することができるので、テレビカメラ９のフレーム読み取り時間に関係なくＸ線照射時間を制御できる。
【０１４５】
ただし、所定値εは、予め設定した値をテーブル３００に格納しておく、あるいは、透視撮影前に操作卓１２もしくは遠隔操作卓１１から検者が設定してもよい任意の値である。また、所定値εは、撮影画像の精度を決定する係数となっており、所定値εが小さい場合には精度が高くなる一方、演算時間が増加し、所定値εが大きい場合には精度が低くなる一方、演算時間を減少させることができる。従って、所定値εの適正値としては、５≦ε≦２５の範囲であり、たとえば、１０，１５等が適している。
【０１４６】
また、本実施の形態の透視撮影条件設定手段１１０は、予備撮影時と本撮影時とにおける管電圧およびＸ線照射野を同一にしているので、予備撮影と本撮影間において画像のコントラストや散乱Ｘ線量の割合を同一にすることができる。したがって、撮影時の露出量を簡単に決定することができる。また、撮影時の露出量を精度よく算出することができるので、Ｘ線撮影画像の画質を向上できる。
【０１４７】
一方、本実施の形態の透視撮影条件設定手段１１０は、本撮影時における撮影管電流量Ｑ’に対して、予備撮影時における撮影管電流量Ｑ’が小さくなるように設定することも可能であり、この場合には、参照画像中に含まれるハレーションを抑えることができるので、参照画像に基づく撮影制御を正確に行うことができる。従って、Ｘ線撮影画像の画質を向上できる。
【０１４８】
次に、図１１に本実施の形態のテーブルのデータ構成を説明するための図を示し、以下、図１１に基づいて、テーブル３００のデータ構成を説明する。
【０１４９】
図１１から明らかなように、テーブル３００は、ＦＣの各テレビモードに対する値３０１、ＦＩの各Ｉ．Ｉ．モードに対する値３０２、および、各特性値の値３０３から構成される。但し、特性値は、グリッドの種類およびフィルタの種類によって異なるので、使用される全てのグリッドおよびフィルタの組み合わせに対して、テーブルが用意される。このテーブルは、たとえば、グリッドとフィルタとの組み合わせ毎に用意しておく。
【０１５０】
以上説明したように、本発明の実施の形態のＸ線透視撮影装置では、Ｘ線透視時あるいは予備撮影時において撮像したＸ線像であるデジタル画像に対して、重み付け平均値演算手段４０４が、重み関数として導入した変数を画素値とする正規分布と、関心領域内データ選択手段４０３から入力される選択データの画素値のヒストグラムとから、数２に示す計算式によって、選択データの重み付け平均値Ｍ’を計算し、透視撮影条件設定手段４０５が重み付け平均値Ｍ’と重み関数の平均値Ｍとが等しくなる透視管電圧Ｖもしくは撮影管電流量Ｑ’計算し、透視撮影条件記憶メモリ１１１に格納することによって、Ｘ線制御器１００が該格納値に基づいて、Ｘ線管１の出力を調整するので、診断上重要性の低い部位の画像情報がＸ線透視時における露出制御に与える影響を少なくすることができる。従って診断上重要な部位の画像濃度を適正にすることができる。また、診断上重要な部位の画像濃度を適正にするように透視および撮影条件を制御できるので、Ｘ線透視撮影画像の画質を向上できる。従って、検者の診断性能を向上することができる。また、検者の診断効率を向上できる。さらには、本実施の形態においては、重み関数として確率分布関数の一形態である正規分布を用いているので、関数パラメータを変更する場合等に、関数の形状を検者が直感的に判断できるという効果もある。
【０１５１】
また、数２から明らかなように、重み付け平均値Ｍ’は、関心領域内データ選択手段４０３から入力されたヒストグラムと重み関数との積算値、すなわち、重み付け処理がされているので、本実施の形態のＸ線装置は、診断上重要性の高い撮影部位における画像出力が適正な値になるように、透視撮影制御を行うことができる。
【０１５２】
更には、本実施の形態のＸ線透視撮影装置は、従来とは異なり、グレア補正手段４０２がグレア散乱の影響を除去した参照画像に基づいて、透視撮影制御を行うので、常に適正なＸ線量となるように、Ｘ線透視条件およびＸ線撮影条件を制御することができる。
【０１５３】
例えば、マーゲン側面等の透視画像中にハレーションが生じると、該ハレーション部分で発生したグレア散乱が大量に透視画像中に混入し、出力信号中の４０パーセント近くに及ぶことがあった。このため、トータルの出力信号が一定値になるようにＸ線透視制御を行っていた従来のＸ線透視撮影装置では、適正なＸ線量の６０パーセント程度のＸ線量が出力された状態で制御が収束し、このため画質が低下してしまうという問題があった。これに対して，本実施の形態のＸ線透視撮影装置では、グレア補正手段４０２がグレア成分を除去した参照画像に基づいて、Ｘ線透視制御を行うので、Ｘ線量がほぼ適正値となるように制御を行うことができる。従って、従来に比べてＸ線量で約４０パーセント程度の改善ができる。
【０１５４】
更には、本実施の形態のＸ線装置では、グレア補正手段４０２によってグレア散乱の補正を行う前に、ハレーション補正手段４０１によって、参照画像中のハレーション領域内の画素値を適正な画素値に変換するので、ダイナミックレンジが小さいテレビカメラ９で撮像した場合であっても、透視および撮影制御に使用できる。
【０１５５】
また、本実施の形態のＸ線透視撮影装置では、テレビカメラ９で撮像したＸ線画像に基づいて、制御を行うことができるので、Ｘ線装置の構成を簡単化することができる。従って。低コストなＸ線診断装置を提供することができる。
【０１５６】
また、テレビカメラ９で撮像したＸ線画像に基づいて、制御を行う構成となっているので、被検体の移動に伴うセンサーの過敏な反応を防止することができる。さらには、透視画像を安定に撮影できる。
【０１５７】
なお、本実施の形態のＸ線透視撮影装置においては、画像縮小手段４００、ハレーション補正手段４０１、グレア補正手段４０２、関心領域内データ選択手段４０３、重み付け平均値演算手段４０４および透視撮影手段４０５は、周知の情報処理装置上で動作するプログラムで実現したが、これに限定されることはなく、たとえば、これらの手段の内の１手段あるいはそれ以上の手段を専用の演算回路すなわちハードウエアを用いて構成してもよいことは言うまでもない。
【０１５８】
また、本実施の形態においては、撮影時の管電流量Ｑ’を採用するか否かを平均値Ｍと重み付け平均値Ｍ’との差の絶対値が、所定の値ε以下か否かによって判定していたが、これに限定されることはなく、ＭとＭ’との比（Ｍ／Ｍ’）で近似してもよいことは言うまでもない。
【０１５９】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【０１６０】
例えば，本実施の形態では、Ｘ線撮影を行う際に、予備撮影を行う方式を示したが、Ｘ線透視中に計算される平均被検体厚の情報から、適正なＸ線撮影条件を求めることもできる。平均被検体厚の情報から、適正なＸ線撮影条件を求める方法としては、たとえば、特願平８−２６７５１８号に記載の方法がある。また、たとえば、本実施の形態においては、Ｘ線検出器としてＸ線Ｉ．Ｉ．７、光学レンズ系８およびテレビカメラ９からなる系を用いたが、これに限定されることはなく、たとえば、Ｘ線２次元平面センサ等を用いた場合であっても、同等の効果が得られることは言うまでもない。該Ｘ線２次元平面センサの例としては、たとえば、「Large Area,Flat-Panel,Amorphous Silicon Imagers;L.E.Antonuk,et al.SPIE,Vol.2432,Physics of Medical Imaging,pp.216-227」に記載の例等がある。また、本発明は一般的なＸ線透視装置、Ｘ線撮影装置、立体Ｘ線撮影装置等にも適用できることは言うまでもない。
【０１６１】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【０１６２】
（１）ビデオ信号を用いたＸ線透視撮影制御において、従来に比べてより適正なＸ線透視撮影制御を行うことができる。
【０１６３】
（２）ビデオ信号を用いたＸ線透視撮影制御において、診断性能を向上することができる。
【０１６４】
（３）Ｘ線装置の構成を簡単化することができるので、低コストなＸ線診断装置を提供することができる。
【０１６５】
（４）Ｘ線透視を安定に行うことができる。
【０１６６】
（５）被検体の移動に伴うセンサーの過敏な反応を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るＸ線装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態の透視撮影条件演算装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の透視撮影条件演算装置の動作を説明するための動作フローである。
【図４】Ｘ線透視およびＸ線撮影時におけるパラメータの設定例を説明するための図である。
【図５】本実施の形態のハレーション補正手段の動作を説明するための図である。
【図６】本実施の形態のグレア散乱を補正するためのグレア補正フィルタの作成手順を説明するための図である。
【図７】本実施の形態の関心領域内データ選択手段の動作を説明するための図である。
【図８】本実施の形態の重み付け平均値演算手段の計算を説明するための図である。
【図９】関心領域マスクおよび重み関数のパラメータＭ，σの値をＸ線透視時において任意に変化するパラメータ設定手段の動作を説明するための図である。
【図１０】本実施の形態の透視撮影条件設定手段の動作を説明するための図である。
【図１１】本実施の形態のテーブルのデータ構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１…Ｘ線管、２…Ｘ線フィルタ、３…Ｘ線コリメータ、４…被検体、５…寝台天板、６…Ｘ線グリッド、７…Ｘ線イメージインテンシファイア、８…光学レンズ系、９…テレビカメラ、１０…モニタ、１１…遠隔操作卓、１２…操作卓、１００…Ｘ線制御器、１０１…Ｘ線フィルタ制御器、１０２…Ｘ線コリメータ制御器、１０３…透視撮影位置制御器、１０４…Ｉ．Ｉ．モード制御器、１０５…光学絞り制御器、１０６…テレビカメラ制御器、１０７…アンプ、１０８…Ａ／Ｄ変換器、１０９…画像処理装置、１１０…透視撮影条件演算装置、１１１…透視撮影条件記憶メモリ、３００…テーブル、４００…画像縮小手段、４０１…ハレーション補正手段、４０２…グレア補正手段、４０３…関心領域内データ選択手段、４０４…重み付け平均値演算手段、４０５…透視撮影条件設定手段、７００…参照画像、７０１…データ選択処理手段、７０２…選択されたデータ７０２、７０３…Ｘ線照射野マスク、７０４…論理積手段、７０５…関心領域マスク、９００…コントローラ、９０１…関心領域設定ボタン、９０２…リセットボタン、９０３…平均値表示板、９０４…平均値設定ボタン、９０５…標準偏差値表示板、９０６…標準偏差設定ボタン、９０７…関心領域に対応するボタン。
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線装置に関し、特に、Ｘ線診断における透視および撮影時のＸ線条件を適正に制御する露出制御に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
診断を目的とするＸ線装置（Ｘ線透視撮影装置）においては、Ｘ線自動露出制御方法は古くから工夫、改良が行われている。しかしながら、被検体透過時の造影剤や骨等の影響で適正なＸ線条件設定が難しく、特に多用されている消化器診断においては、その改良の要求が強い。
【０００３】
このＸ線透視撮影装置は、Ｘ線イメージインテンシファイア（以下、Ｘ線Ｉ．Ｉ．と記す）とテレビカメラとから構成されるＸ線検出系が用いられる。Ｘ線Ｉ．Ｉ．は、Ｘ線像を光学像に変換し、テレビカメラは光学像を検出してビデオ信号に変換する。通常、Ｘ線Ｉ．Ｉ．の出力面とテレビカメラの入力面との間には、光量を調節するための光学絞りが配置される。
【０００４】
従来のＸ線透視撮影装置におけるＸ線自動露出装置は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．の出力光を一部採光して光電子増倍管等で検出し、該検出信号に従いＸ線透視および撮影制御を行っていた。例えば、Ｘ線透視制御においては、光電子増倍管の検出信号の単位時間あたりの積分値が一定値となるように、Ｘ線管の管電流や管電圧あるいは光学絞りの絞り量等をフィードバック制御することで、Ｘ線透視像の明るさを常に適正値に保っていた。また、Ｘ線撮影制御においては、光電子増倍管の検出信号の積分値が一定値になった時点でＸ線を遮断することで、適正な明るさのＸ線撮影像を得ていた（フォトタイマ）。
【０００５】
Ｘ線自動露出制御方法の別の例としては、特開昭５７−８８６９８号公報に記載されるＸ線自動露出装置がある。このＸ線自動露出装置では、前述した光電子増倍管の代わりに複数のフォトダイオードを用いてＸ線Ｉ．Ｉ．の出力光を検出し、複数のフォトダイオードの内選択された幾つかのフォトダイオードの出力に基づいて、Ｘ線透視および撮影制御を行う方法であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、前記従来技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
【０００７】
前述する光電子増倍管を用いるＸ線自動露出制御装置においては、Ｘ線Ｉ．Ｉ．の出力光を一部ハーフミラー等で採光して光電子増倍管に入力するため、テレビカメラへ入力する光量が減少してしまい、光の利用効率が悪くなるという問題があった。また、通常、光電子増倍管の採光視野は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．の中心付近に１点のみ配置されるため、様々なＸ線吸収量の分布を持つＸ線画像に対して、画像全体が適正な明るさになるように制御をすることが困難であった。例えば、人体の肺野等のように被写体厚が薄く、Ｘ線透過量の多い部分が光電子増倍管の採光視野内に配置されると、Ｘ線自動露出制御装置はＸ線量を抑える方向に制御を行う。この結果、臓器等の被写体厚が厚い部分に対してはＸ線量が不足してしまい、適正な明るさの画像が得られないという問題があった。
【０００８】
一方、特開昭５７−８８６９８号公報に記載のＸ線自動露出装置では、前述の例の光電子増倍管の代わりに複数のフォトダイオードを配置することで、採光視野を増やすことができた。また、各フォトダイオードの信号レベルに従って診断に必要な部位を推定し、前記部位が適正な明るさになるような制御を行うことができた。しかしながら、通常ではフォトダイオードの個数は８〜１２個程度であり、個数が少ないため制御が不安定になるという問題があった。この問題は、たとえば、被検体を側面方向から撮影する場合等のように、被検体を透過したＸ線の減衰量が大きく、また、Ｘ線の照射視野よりも被検体幅が小さい場合には、被検体を透過したＸ線を計測したフォトダイオードと被検を透過することなく直接フォトダイオードに入射したＸ線を計測したフォトダイオードとの計測値の差が大きくなる。このため、１個以上のフォトダイオードが被検体を透過したＸ線と直接入射するＸ線との境界付近に位置した場合、被検体の僅かな動きによって、該フォトダイオードに入射するＸ線量が大きく変動することになり、表示画面が明暗が大きく変動してしまうという問題があった。
【０００９】
この問題を解決するために、フォトダイオードの個数を増加して、よりきめ細かな制御を行うという方法が考えられるが、各フォトダイオード間の感度調整を行う必要があり、回路構成や調整が複雑になるという問題があった。また、制御アルゴリズムが複雑になるという問題があった。更には、フォトダイオードとＸ線検出器との光に対する感度特性の差が、正確な露出制御を困難にするという問題もあった。
【００１０】
以上の問題を解決する方法として、テレビカメラから出力されるビデオ信号を直接用いて被検体のＸ線透視撮影制御を行う方法が提案されていた。この方法では、Ｘ線Ｉ．Ｉ．の出力光の一部を採光する必要がないため、光の利用効率が高くなる。また、ビデオ信号の各画素の値に基づいてＸ線透視撮影制御が行えるため、前述したフォトダイオードに比べてよりきめ細かな制御を行うことができる。また、前述したフォトダイオード間の感度調整のような問題が生じない。更には、光電子増倍管やフォトダイオードを用いる必要ないため、低コストとなるという効果があった。
【００１１】
しかしながら、この方法には以下に示すような問題があり、実際には実現が困難であった。
【００１２】
例えば、テレビカメラのダイナミックレンジが光電子増倍管やフォトダイオードに比べて非常に小さいため、光量が増加するとハレーションが発生して正確なＸ線出力が検出できないという問題があった。またＸ線撮影制御においては、テレビカメラのフレーム読み取り時間に対してＸ線発生を制御する時間が短いため、フォトタイマとして使用することができないという問題があった。更には、ビデオ信号中に含まれる多量のデータを有効に利用して、診断に必要な部位の透視および撮影像を適正な明るさにする制御アルゴリズムが不明確であるという問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、ビデオ信号を用いたＸ線透視撮影制御において、従来に比べてより適正なＸ線透視撮影制御を行うことが可能なＸ線装置を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、検者の診断性能を向上することが可能なＸ線装置を提供することにある。
【００１５】
本発明のその他の目的は、Ｘ線装置の構成を簡単化することにより、低コストなＸ線診断装置を実現することが可能な技術を提供することにある。
【００１６】
本発明のその他の目的は、Ｘ線透視を安定に行うことが可能な技術を提供することにある。
【００１７】
本発明のその他の目的は、被検体の移動に伴うセンサーの過敏な反応を防止することが可能な技術を提供することにある。
【００１８】
本発明のその他の目的は、グレア散乱の混入に伴う量子ノイズの増加に起因する撮影画像の画質の低下を防止することが可能な技術を提供することにある。
【００１９】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００２１】
（１）Ｘ線を発生し被検体に照射するＸ線管と、Ｘ線の照射野を制限するＸ線照射野制限手段と、前記被検体のＸ線像を得る撮像手段とを有するＸ線装置において、Ｘ線透視時において撮像するＸ線像を参照画像とし、該参照画像の画像強度に対応するデータ数のヒストグラムと前記画像強度を変数とする重み関数とを積算して得た積算ヒストグラムの平均値を計算する重み付け平均値演算手段と、前記積算ヒストグラムの平均値が所定の値になるように、前記Ｘ線管の出力を制御する透視撮影制御手段とを具備する。
【００２２】
（２）前述した（１）に記載のＸ線装置において、Ｘ線撮影時には、前記重み付け平均値演算手段は、Ｘ線予備撮影において撮像したＸ線像を参照画像とする。
【００２３】
（３）前述した（２）に記載のＸ線装置において、前記透視撮影制御手段は、予備撮影時と本撮影時とにおいて、前記Ｘ線管の管電圧および前記Ｘ線の照射野が同一となるように制御する。
【００２４】
（４）前述した（２）に記載のＸ線装置において、前記透視撮影制御手段は、本撮影時における前記Ｘ線管の出力および前記撮像手段の利得に対して、予備撮影時における前記Ｘ線管の出力および前記撮像手段の利得が小さくなるように制御する。
【００２５】
（５）前述した（１）ないし（４）の内のいずれかに記載のＸ線装置において、前記重み付け平均値演算手段は、前記重み関数として確率分布関数を用い、該確率分布関数の平均値と標準偏差値とを前記重み関数の関数パラメータとする。
【００２６】
（６）前述した（１）ないし（５）の内のいずれかに記載のＸ線装置において、前記確率分布関数として正規分布を用いる。
【００２７】
（７）前述した（１）ないし（６）の内のいずれかに記載のＸ線装置において、Ｘ線透視時あるいは予備撮影時のＸ線像の画素数に対して、前記参照画像の画素数を小さくする画像縮小手段を具備し、前記重み付け平均値演算手段は、縮小後の参照画像に基づいて、前記平均値を計算する。
【００２８】
（８）前述した（１）ないし（７）の内のいずれかに記載のＸ線装置において、前記参照画像中のハレーション領域を検出する手段と、前記Ｘ線管の制御値と前記被検体の厚さと前記撮像手段の制御値とに基づいて、前記ハレーション領域における画像強度を計算する手段と、前記参照画像のハレーション領域内の画像強度を計算によって得た画像強度に置き換える手段とからなるハレーション補正手段を具備し、前記重み付け平均値演算手段は、前記置き換え後の参照画像に基づいて、平均値を計算する。
【００２９】
（９）前述した（８）に記載のＸ線装置において、前記重み付け平均値演算手段は、前記ハレーション領域の大きさに基づいて、該ハレーション領域の被検体の厚さを決定する手段を具備する。
【００３０】
（１０）前述した（１）ないし（９）の内のいずれかに記載のＸ線装置において、前記参照画像中に存在するグレア散乱成分を除去するグレア散乱成分除去手段を具備し、前記重み付け平均値演算手段は、前記グレア散乱成分除去後の参照画像に基づいて、平均値を計算する。
【００３１】
（１１）前述した（１）ないし（１０）の内のいずれかに記載のＸ線装置において、前記被検体の透視および撮影対象部位を設定する手段と、該対象部位設定手段によって設定した対象部位に基づいて、前記重み関数を決定する手段を具備する。
【００３２】
（１２）前述した（１）ないし（１１）の内のいずれかに記載のＸ線装置において、前記重み関数決定手段は、前記重み関数の関数パラメータの値を設定する関数パラメータ設定手段を具備する。
【００３３】
（１３）前述した（１）ないし（１２）の内のいずれかに記載のＸ線装置において、前記参照画像に設けた関心領域内のＸ線像に対して、選択的に前記平均値を計算する領域を選択する関心領域内データ選択手段を具備し、前記重み付け平均値演算手段は、前記関心領域内データ選択手段によって設定した領域に基づいて、前記平均値を計算する。
【００３４】
（１４）前述した（１３）に記載のＸ線装置において、前記関心領域内データ選択手段は、前記対象部位設定手段が設定する対象部位に基づいて、前記関心領域を設定する手段を具備する。
【００３５】
（１５）前述した（１３）もしくは（１４）に記載のＸ線装置において、前記関心領域内データ選択手段は、前記撮像手段の撮像範囲を模擬的に示した領域を分割して生成される複数の小領域に対して、当該領域に対応する位置のオンおよびオフの状態を決定する複数個のタッチセンサと、該タッチセンサの内でオン状態の領域に対応する撮像領域を前記参照画像上の関心領域として設定する手段とを具備し、前記重み付け平均値演算手段は、前記関心領域内データ選択手段によって設定した領域に基づいて、前記平均値を計算する。
【００３６】
前述した（１）〜（６）、（１１）および（１２）の手段によれば、Ｘ線透視時あるいは予備撮影時において撮像したＸ線像である参照画像に対して、重み付け平均値演算手段が、画像強度に対応するデータ数のヒストグラムと、画像強度を変数とする重み関数とを積算することによって、診断上重要性の低い部位である画像強度すなわち画像濃度値が極端に高い部位や極端に低い部位が参照画像中に占める割合を減少できる。すなわち、予め設定された適正な重み関数あるいは検者が設定した重み関数の積算よって得た積算ヒストグラムは、参照画像に対して診断上重要性の低い部位の影響を低減させるための補正を行い、該補正後の参照画像のヒストグラムを作成したものとほぼ等価となる。
【００３７】
一方、ヒストグラムおよび重み関数の特性を示す代表的な係数としては、当該ヒストグラムおよび重み関数の平均値が一般的であり、また、その計算が容易である。
【００３８】
従って、本手段では、重み付け平均値演算手段が積算ヒストグラムの平均値を計算し、透視撮影制御手段が積算ヒストグラムの平均値が所定の値になるように、Ｘ線管の出力を制御することによって、診断上重要性の低い部位の画像情報がＸ線透視時およびＸ線本撮影時における露出制御に与える影響を少なくすることができる。従って診断上重要な部位の画像濃度を適正にすることができる。また、診断上重要な部位の画像濃度を適正にするように透視および撮影条件を制御できるので、Ｘ線透視撮影画像の画質を向上できる。
【００３９】
このとき、重み関数として確率分布関数の一形態である正規分布を用いることにより、関数パラメータを変更する場合等に、関数の形状を検者が直感的に判断できるという効果がある。
【００４０】
また、（３）の手段に示すように、透視撮影制御手段が、予備撮影時と本撮影時におけるＸ線管の管電圧およびＸ線の照射野とが同一となるように制御を行うことによって、予備撮影と本撮影間において画像のコントラストや散乱Ｘ線量の割合を同一にすることができるので、撮影時の露出量を簡単に決定することができる。また、撮影時の露出量を適正に制御することができる。さらには、Ｘ線撮影画像の画質を向上できる。
【００４１】
一方、（４）の手段に示すように、透視撮影制御手段が、本撮影時における前記Ｘ線管の出力および前記撮像手段の利得に対して、予備撮影時における前記Ｘ線管の出力および前記撮像手段の利得が小さくなるように制御することによって、参照画像中に含まれるハレーションを抑えることができるので、参照画像に基づく撮影制御を正確に行うことができる。従って、Ｘ線撮影画像の画質を向上できる。
【００４２】
前述した（７）の手段によれば、平均値の計算等の参照画像に対する演算量を少なくすることができるので、透視制御および撮影制御を高速に行うことができる。
【００４３】
前述した（８）および（９）の手段によれば、重み付け平均値演算手段は、ハレーション補正手段がハレーションを補正した置き換え後の参照画像に基づいて、平均値を計算するので、透視もしくは予備撮影直後の参照画像中にハレーションが存在している場合であっても、透視制御および撮影制御を正確に行うことができる。従って、Ｘ線撮影画像の画質をより向上できる。
【００４４】
また、このとき、ハレーション補正手段が、ハレーション領域の大きさに基づいて、該ハレーション領域の被検体の厚さを決定することによって、ハレーション領域における画像強度すなわち画像濃度の計算をより正確に行うことができるので、透視制御および撮影制御をより正確に行うことができる。従って、Ｘ線撮影画像の画質をより一層向上できる。
【００４５】
前述した（１０）の手段によれば、重み付け平均値演算手段が、グレア散乱成分除去後の参照画像に基づいて、平均値を計算することにより、ハレーション等により大量に発生するグレア散乱成分を除去することができるので、撮像手段へ入射するＸ線量を参照画像出力に正確に反映することができる。従って、透視制御および撮影制御をより正確に行うことができる。また、Ｘ線撮影画像の画質をより一層向上できる。
【００４６】
前述した（１３）の手段によれば、重み付け平均値演算手段が、関心領域内データ選択手段によって設定した領域に基づいて、平均値を計算することにより、検者の関心の高い部位の画像強度すなわち画像濃度をとりわけ適正な値になるように制御することができるので、Ｘ線撮影画像の画質をより一層向上できる。
【００４７】
前述した（１４）および（１５）の手段によれば、対象部位設定手段が設定する対象部位に基づいて、前記関心領域を被検体の対象部位に合わせて簡易的に設定できる。また、関心領域を変更したい場合は、撮像手段の撮像範囲を模擬的に示した領域を分割して生成される複数の小領域に対して、当該領域に対応する位置のオンおよびオフの状態を決定する複数個のタッチセンサを用いて、該タッチセンサの内でオン状態の領域に対応する撮像領域を前記参照画像上の関心領域として設定することが可能であり、関心領域の指示を視覚的に確認しながらできるので、透視および撮影対象部位毎にそれぞれの関心領域を容易に設定することができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、発明の実施の形態（実施例）とともに図面を参照して詳細に説明する。
【００４９】
なお、発明の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００５０】
図１は、本発明の一実施の形態に係るＸ線装置の概略構成を示すブロック図である。本実施の形態に係るＸ線装置（Ｘ線透視撮影装置）は、Ｘ線管１、Ｘ線フィルタ２、Ｘ線コリメータ（Ｘ線照射野制限手段）３、寝台天板５、Ｘ線グリッド６、Ｘ線イメージインテンシファイア（以下、Ｘ線Ｉ．Ｉ．と記す）７、光学レンズ系８、テレビカメラ９、モニタ１０、遠隔操作卓１１、操作卓１２、Ｘ線制御器１００、Ｘ線フィルタ制御器１０１、Ｘ線コリメータ制御器１０２、透視撮影位置制御器１０３、Ｉ．Ｉ．モード制御器１０４、光学絞り制御器１０５、テレビカメラ制御器１０６、アンプ１０７、Ａ／Ｄ変換器１０８、画像処理装置１０９、透視撮影条件演算装置１１０、透視撮影条件記憶メモリ１１１等より構成される。また、図１中において、４は被検体、１３は本実施の形態のＸ線透視撮影装置のＸ線透視撮影時におけるＸ線照射野を示す。
【００５１】
本実施の形態においては、Ｘ線検出器（撮像手段）は周知のＸ線Ｉ．Ｉ．７、光学レンズ系８およびテレビカメラ９から構成される周知のＸ線検出器である。撮影系は周知のＸ線管１、Ｘ線フィルタ２、Ｘ線コリメータ３、Ｘ線グリッド６およびＸ線検出器からなる周知の撮影系である。被検体４は寝台天板５上に位置し、撮影体位を様々に変化できる。そして、被検体４の撮りたい部位を前記Ｘ線検出器の視野の中心付近に設定する。
【００５２】
図１において、Ｘ線管１とＸ線Ｉ．Ｉ．７の入力面との距離は１２０ｃｍ、被検体４の厚さはｔ、寝台天板５の上面とＸ線Ｉ．Ｉ．７の入力面との間の距離（以下、エアギャップと記す）はＬである。被検体４の厚さｔは、被検体４の個体差あるいは体位に応じて様々に変化する。また、エアギャップＬは、寝台天板５の位置の設定に従い変化する。Ｘ線Ｉ．Ｉ．７のＸ線入力面の直径は、３０．４８ｃｍである。（ｘ，ｙ）座標系は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．７の入力面上で定義した直交座標系であり、Ｘ線Ｉ．Ｉ．の中心を原点に持ち、体軸方向をｙ軸、該ｙ軸に直交する方向をｘ軸として定める。Ｘ線グリッド６は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．７の入力面上に固定される。テレビカメラ９は、撮像素子として高解像度ＣＣＤ素子を使用する。
【００５３】
次に、図１に示すＸ線透視撮影装置の各部の概要を説明する。
【００５４】
Ｘ線制御器１００は、Ｘ線透視時における透視管電圧値および透視管電流値を透視撮影条件記憶メモリ１１１から読み出し、該読み出し値に基づいて、Ｘ線管１のＸ線発生をリアルタイム制御する制御装置である。また、Ｘ線制御器１００は、Ｘ線撮影時においては、撮影管電圧値、撮影管電流値および撮影時間を透視撮影条件記憶メモリ１１１から読み出し、該読み出し値に基づいて、Ｘ線管１のＸ線発生を制御する。
【００５５】
Ｘ線フィルタ制御器１０１は、Ｘ線透視・撮影時におけるＸ線フィルタ２の種類および有無を、透視撮影条件記憶メモリ１１１から読み出し、制御する制御装置である。Ｘ線フィルタ２は、Ｘ線管１から放射されるＸ線のエネルギー分布を変化する周知のＸ線フィルタである。
【００５６】
Ｘ線コリメータ制御器１０２は、Ｘ線透視・撮影時におけるＸ線照射野１３を設定するためのＸ線コリメータ３の位置を、透視撮影条件記憶メモリ１１１から読み出し、制御する制御装置である。ただし、Ｘ線照射野１３は、前述するように、Ｘ線Ｉ．Ｉ．７の入力面上におけるＸ線の照射野として定義する。また、Ｘ線コリメータ３は、Ｘ線照射野１３をｘ軸およびｙ軸方向に変化する周知のＸ線コリメータである。該変化量は、それぞれｘ軸およびｙ軸に対して軸対称であり、ｘ軸方向およびｙ軸方向のＸ線照射野の大きさは、それぞれＡｘおよびＡｙで表現する。
【００５７】
透視撮影位置制御器１０３は、被検体４のＸ線透視・撮影位置を制御する制御装置である。透視・撮影位置の制御の場合には、透視撮影制御装置１０３は、固定された寝台天板５に対して撮影系全体を移動することにより、あるいは、固定された撮影系に対して寝台天板５を移動することにより、または、これらの両方を組み合わせることにより行う。
【００５８】
Ｉ．Ｉ．モード制御器１０４は、Ｘ線透視・撮影時におけるＸ線Ｉ．Ｉ．７のＩ．Ｉ．モードを制御する制御装置であり、透視撮影条件記憶メモリ１１１から読み出した値に基づいて制御する。ただし、Ｉ．Ｉ．モードは、Ｘ線Ｉ．Ｉ．７のＸ線検出領域を規定するものである。Ｘ線Ｉ．Ｉ．７には、たとえば、Ｉ．Ｉ．モードとして、７、９、１２インチモードが用意されており、Ｘ線Ｉ．Ｉ．７の入力面上において、およそそれぞれのインチ数（ただし、１インチを２．５４ｃｍとする）を直径とする円の内部の領域でＸ線を検出する。
【００５９】
光学絞り制御器１０５は、Ｘ線透視・撮影時における光学レンズ系８の光学絞り面積を制御する制御装置であり、それぞれ透視撮影条件記憶メモリ１１１から読み出した値に基づいて制御する。
【００６０】
テレビカメラ制御器１０６は、Ｘ線透視・撮影時におけるテレビカメラ９の走査条件（以下、カメラモードと記す）を制御する装置であり、透視撮影条件記憶メモリ１１１から読み出した値に基づいて制御する。また、テレビカメラ制御器１０６は、テレビカメラ９の走査のタイミングを制御する。テレビカメラ９のＸ線透視時における標準走査モードは、毎秒３０フレーム、走査線数１０５０本であるが、毎秒６０フレーム、走査数５２５本による透視も可能である。また、テレビカメラ９のＸ線撮影時における標準走査線数は２１００本であるが、走査線数１０５０本および５２５本による撮影も可能である。
【００６１】
アンプ１０７は、Ｘ線透視・撮影時におけるテレビカメラ９の出力信号を増幅した後、該増幅信号をＡ／Ｄ変換器１０８に入力する増幅器であり、本実施の形態においては、透視撮影条件記憶メモリ１１１から読み出した値に基づいて、ゲイン（増幅率、利得）を決定する。
【００６２】
Ａ／Ｄ変換器１０８は、アンプ１０７によりゲイン調整されたテレビカメラ９の出力信号をデジタル信号に変換する周知のＡ／Ｄ変換器である。Ａ／Ｄ変換器１０８により変換される画像の画素数はカメラモードに基づいて決まる。たとえば、テレビカメラ９の走査線数が５２５本の場合，Ａ／Ｄ変換器１０８は画素数５１２ピクセル四方のデジタル画像に変換する。同様に走査線数が１０５０および２１００本の場合には、Ａ／Ｄ変換器１０８はそれぞれ１０２４および２０４８ピクセル四方のデジタル画像に変換する。ただし、Ａ／Ｄ変換における量子化ビット数は１２ビットであり、デジタル画像の画素値（画像強度）は０〜４０９５の範囲の数値として表現される。
【００６３】
画像処理装置１０９は、Ａ／Ｄ変換器１０８から出力されるデジタル画像に対して公知の画像処理を行い、該画像処理後のデジタル画像をモニタ１０に出力する装置であり、出力されたデジタル画像はモニタ１０上に表示される。
【００６４】
透視撮影条件演算装置１１０は、Ａ／Ｄ変換器１０８から出力されるデジタル画像に基づき透視時におけるＸ線管１の管電圧および管電流の適正値を算出した後、該結果を透視撮影条件記憶メモリ１１１に記録する演算装置である。また、透視撮影条件演算装置１１０は、撮影時における撮影時間を算出した後、該結果を透視撮影条件記憶メモリ１１１に記録する。
【００６５】
透視撮影条件記憶メモリ１１１は、Ｘ線制御器１００、Ｘ線フィルタ制御器１０１、Ｘ線コリメータ制御器１０２、透視撮影位置制御器１０３、Ｉ．Ｉ．モード制御器１０４、光学絞り制御器１０５、テレビカメラ制御器１０６およびアンプ１０７が使用する各パラメータを格納する周知のメモリである。
【００６６】
次に、図１に基づいて本実施の形態のＸ線透視撮影装置の動作を説明する。ただし、以下の説明において、Ｘ線管１の管電圧Ｖないし管電流量Ｑ（ただし、管電流量Ｑは、Ｘ線透視時においてはＸ線管１の管電流とテレビカメラ９の１フレームの読み込み時間との積として、また、Ｘ線撮影時においてはＸ線管１の管電流と撮影時間との積として定義したいわゆるｍＡｓ値とする）、Ｘ線フィルタ２の種類、Ｘ線照射野１３を表現するＡｘおよびＡｙ、エアギャップＬ、Ｘ線グリッド６の種類、Ｉ．Ｉ．モード、光学絞り面積Ω、カメラモード、および、アンプ１０７のゲインＧの状態をそれぞれパラメータとして、Ｘ線透視およびＸ線撮影時における前記各パラメータの設定値をそれぞれＸ線透視条件およびＸ線撮影条件とする。また、検者は遠隔操作卓１１あるいは操作卓１２を通して被検体の透視・撮影対象部位（例えば、胸部・腹部等）の設定を行うことができ、このときの設定値もパラメータとしてＸ線透視条件およびＸ線撮影条件に加えるととする。これらのＸ線透視条件およびＸ線撮影条件は、透視撮影条件記憶メモリ１１１に記録される。
【００６７】
Ｘ線透視および撮影時において、Ｘ線管１から発生されたＸ線はＸ線フィルタ２によりエネルギー分布が変化され、Ｘ線コリメータ３によりＸ線照射野１３を制限された後に被検体４を透過する。このとき、Ｘ線は被検体４を透過する際にその一部が被検体４により散乱される。該散乱Ｘ線は、Ｘ線グリッド６により大部分遮断されるが、その一部は遮断されずにＸ線グリッド６を透過することになる。Ｘ線グリッド６を透過した散乱Ｘ線と被検体４を散乱されずに透過する直接Ｘ線とは同時にＸ線Ｉ．Ｉ．７により検出され、光学像に変換される。該光学像は光学レンズ系８において光学絞りを用いて光量を調節された後、テレビカメラ９に結像される。テレビカメラ９は前記光学像をビデオ信号（アナログ画像）に変換し、出力する。テレビカメラ９から出力されたビデオ信号は、アンプ１０７によって信号強度を調整された後に、Ａ／Ｄ変換器１０８においてアナログ信号からデジタル信号（デジタル画像）へ変換される。該デジタル信号へ変換されたビデオ信号すなわちデジタル画像は、画像処理装置１０９によって所定の画像処理を行われた後に、モニタ１０に出力され、表示画面上に表示される。
【００６８】
このとき、Ｘ線透視時においては、Ａ／Ｄ変換器１０８から出力されるデジタル画像は画像処理装置に出力されると共に、透視撮影条件演算装置１１０に出力される。透視撮影条件演算装置１１０は、入力されたデジタル画像が適正な値となるように、Ｘ線管１の透視管電圧Ｖおよび管電流量Ｑ、光学絞り面積Ω、並びに、アンプ１０７のゲインＧの値をそれぞれ後述する手順でリアルタイムに計算し、該計算結果を透視撮影条件記憶メモリ１１１中のそれぞれの値の格納場所に上書きする。透視条件記憶メモリ１１１は、透視撮影条件演算装置１１０から入力されるＸ線管１の透視管電圧Ｖおよび管電流量Ｑ、光学絞り面積Ω、並びに、アンプ１０７のゲインＧの値と、検者により遠隔操作卓１１あるいは操作卓１２を通して入力されるカメラモード、Ｉ．Ｉ．モード、Ｘ線照射野Ａｘ，Ａｙ、被検体部位設定、Ｘ線フィルタ種類、Ｘ線グリッド種類、並びに、エアギャップＬの設定値の情報を保持する。Ｘ線制御器１００、光学絞り制御器１０５およびアンプ１０７は、それぞれ該情報に従ってリアルタイムにＸ線管電圧およびＸ線管電流量、光学絞り量、並びに、アンプゲインを制御し、制御結果はビデオ信号強度に反映されて、Ａ／Ｄ変換の後に、透視撮影条件演算装置１１０にフィードバックされる。以上に説明した演算と該演算結果に基づく制御（フィードバック制御）を行うことにより、Ｘ線透視時における表示画像が適正となるように制御される。
【００６９】
一方、検者は、Ｘ線透視時において、被検体４の見たい部位がモニタ１０の表示画面の適正な位置にくるように、遠隔操作卓１１あるいは操作卓１２を用いて位置（透視・撮影位置）を合わせ、位置が合った時点において、遠隔操作卓１１あるいは操作卓１２を用いてＸ線撮影開始の指示をすることにより、Ｘ線撮影の開始信号が発生する。Ｘ線撮影開始の信号が発生されると、以下に示す手順によって、Ｘ線予備撮影およびＸ線本撮影が行われる。
【００７０】
Ｘ線予備撮影においては、撮影開始の信号が発生されると、まず、Ｘ線制御器１００はＸ線発生を停止してＸ線透視を終了する。次に、Ｘ線制御器１００、Ｘ線コリメータ制御器１０２、Ｉ．Ｉ．モード制御器１０４およびテレビカメラ制御器１０６は、Ｘ線本撮影時におけるＸ線管１の管電圧Ｖ’、Ｘ線照射野Ａ’ｘ，Ａ’ｙ、Ｉ．Ｉ．モードおよびカメラモードの設定値をそれぞれ透視撮影条件記憶メモリ１１１から読み出して、それぞれの値に設定する。ただし、Ｘ線本撮影時におけるＸ線管１の管電圧Ｖ’は、透視終了時の管電圧Ｖに基づいて決定され、該管電圧ＶとＶ’との両者の関係は、予め遠隔操作卓１１を通して設定されている。また、Ｘ線本撮影時におけるＸ線照射野Ａ’ｘ，Ａ’ｙ、Ｉ．Ｉ．モードおよびカメラモードの設定値は、検者により遠隔操作卓１１あるいは操作卓１２を通して予め設定されている。更には、Ｘ線制御器１００は、透視終了時のＸ線管１の管電流量Ｑに対して、管電流量がｋＱとなるように設定を行う。ただし、ｋは隔操作卓１１を通して予め設定された値であり、通常０．１程度の値が設定される。ｋを比較的小さな値に設定するのは、Ｘ線予備撮影においてハレーションが発生するのを防ぐためである。前述した設定が全て完了すると同時に、Ｘ線制御器１００はＸ線発生信号をＸ線管１に送り、Ｘ線予備撮影を行う。
【００７１】
Ｘ線予備撮影が終了すると同時に、透視撮影条件演算装置１１０は、Ａ／Ｄ変換された予備撮影画像をＡ／Ｄ変換器１０８から読み出し、Ｘ線本撮影時における管電流量Ｑ’、光学絞り面積Ω’およびゲインＧ’を後述する手順で算出し、該算出結果を透視撮影条件記憶メモリ１１１に書き出す。続いて、Ｘ線制御器１００、光学絞り制御器１０５およびアンプ１０７は、Ｘ線本撮影時における管電流量Ｑ’、光学絞り面積Ω’およびゲインＧ’の値を透視撮影条件記憶メモリ１１１からそれぞれ読み出して設定を行う。この設定が全て完了すると、次に、Ｘ線制御器１００はＸ線発生信号をＸ線管１に送り、Ｘ線本撮影を行う。Ｘ線撮影像は、Ａ／Ｄ変換器１０８によりデジタル信号に変換された後に、図示しないフレームメモリに格納される。
【００７２】
ただし、Ｘ線透視条件および撮影条件とＸ線画像出力との関係は、たとえば、同一出願による特願平８−２６７５１８号にその近似式が示されている。該文献によれば、Ａ／Ｄ変換器１０８の出力画像の中心付近の平均画素値をＩとしたとき、Ｉは次式で近似される。
【００７３】
【数１】
ただし、ＦＣおよびＦＩはそれぞれカメラモード、Ｉ．Ｉ．モード毎に決まる比例係数である。また、Ｐ（Ｖ）は直接Ｘ線出力関数、μ（Ｖ）はアクリル板等で近似された被検体４のＸ線吸収係数関数である。Ｐ（Ｖ），μ（Ｖ）はそれぞれ２次関数で近似され、ａｐ，ｂｐ，ｃｐおよびａｍ，ｂｍ，ｃｍの値はそれぞれの関数の係数である。関数ｆＡはＸ線照射野の変化に伴う散乱Ｘ線量の変化を補正する関数である。ｆＡ中のＡｏの値はＸ線照射野の標準値を表す。また、ｋＦおよびＶＦは定数である。関数ｆＬはエアギャップの変化に伴う散乱Ｘ線量の変化を補正する関数である。ｆＬ中のＬｏの値はエアギャップの標準値を表す。またｋＬおよびＶＬは定数である。ａｐ，ｂｐ，ｃｐ，ａｍ，ｂｍ，ｃｍ，ｋＦ，ＶＦ，ｋＬ，ＶＬの値は、それぞれ使用するＸ線透視撮影系のシステム、Ｘ線フィルタの種類およびＸ線Ｉ．Ｉ．の種類毎に決まる特性値である。後述するように、数１は透視撮影条件演算装置における演算に使用されるため、ＦＣ，ＦＩの値および特性値は、たとえば、テーブルとして図示しないメモリ中に保持しておく。なお、詳細については後述する。
【００７５】
次に、図２に本実施の形態の透視撮影条件演算装置の概略構成を示すブロック図を示し、以下、図２に基づいて、透視撮影条件演算手段の構成を説明する。
【００７６】
図２において、３００はテーブル、４００は画像縮小手段、４０１はハレーション補正手段、４０２はグレア補正手段（グレア散乱成分除去手段）、４０３は関心領域内データ選択手段、４０４は重み付け平均値演算手段、４０５は透視撮影条件設定手段（透視撮影制御手段）を示す。
【００７７】
画像縮小手段４００は、Ａ／Ｄ変換器１０８でデジタル画像に変換された透視画像もしくは予備撮影画像を、検者が予め設定したピクセル数（画素数）のデジタル画像に変換（縮小）する周知の縮小手段であり、たとえば、周知の情報処理装置上で動作するプログラムによって実現する。また、本実施の形態においては、Ａ／Ｄ変換器１０８から入力されたデジタル画像を、６４ピクセル四方のデジタル画像に縮小する。なお、以下の説明においては、該縮小デジタル画像の内で、特に、透視・撮影条件決定に使用される場合の画像を「参照画像」と記す。このように、Ａ／Ｄ変換後のデジタル画像ではなく、画素数の少ない参照画像を用いることにより、後に行う演算量（透視および撮影条件の決定等に要する演算量）を減少させることができるので、後に行う演算を高速化できる。また、Ａ／Ｄ変換器１０８から入力される画素サイズは、カメラモードの設定によって決まり、透視時では５１２もしくは１０２４ピクセル、一方、撮影時では１０２４もしくは２０４８ピクセルとなる。従って、画像縮小手段４００は、Ａ／Ｄ変換直後の画像に対する画素加算、あるいは、間引きによって画像の縮小を行う。例えば、１０２４ピクセルサイズの画像を縮小する場合は、１６ピクセル四方毎に画素加算を行い、その平均値をとることにより、あるいは、１６ピクセル毎に間引いて画素を選択ことにより画像縮小を行うことができる。
【００７８】
ハレーション補正手段４０１は、画素値が４０９５となるハレーション領域に対して、ハレーション領域の大きさに対して決定される被検体厚とそのときのＸ線条件とに基づいて、ハレーション領域内の各画素の画素値Ｉを数１を用いて計算する演算手段であり、たとえば、周知の情報処理装置上で動作するプログラムによって実現する。ただし、ハレーション補正手段４０１が補正するハレーション領域とは、Ａ／Ｄ変換前のビデオ信号出力が大きくて、Ａ／Ｄ変換器１０８により量子化できるビデオ信号のダイナミックレンジを越えた場合に、Ｘ線画像中に生じる飽和領域である。本実施の形態では、Ａ／Ｄ変換器１０８において、量子化ビット数１２ビットで量子化を行うため、ハレーション領域内の画素値は４０９５に張り付いてしまう。しかしながら、ハレーション領域内部の画素値は、本来、４０９５より大きな値をとるはずであり、このような誤差が透視および撮影制御の精度を低下させる原因となっていた。従って、このハレーション領域内部の画素値をハレーション補正装置４０１が計算して補正することによって、透視および撮影制御の精度の低下を防止できるので、従来のＸ線透視撮影装置と比較して制御の精度を向上できる。なお、詳細については、後述する。
【００７９】
グレア補正手段４０２は、予め設定したグレア補正用のデジタルフィルタによって、参照画像のグレア補正を行う演算手段であり、たとえば、周知の情報処理装置上で動作するプログラムによって実現する。ただし、グレア補正とは、Ｘ線Ｉ．Ｉ．７の出力蛍光面において生じる光の散乱がＸ線画像中に混入したものを取り除く処理である。特に、画像中にハレーションが存在する場合はハレーション部分で発生するグレア散乱光が，参照画像中に大量に混入して透視および撮影制御の精度を低下させる原因となる。従って、本実施の形態のＸ線透視撮影装置では、参照画像中の該グレア散乱光を補正することによって、透視および撮影制御の精度の低下を防止できるので、従来のＸ線透視撮影装置と比較して制御の精度を向上できる。なお、グレア補正用のデジタルフィルタの詳細については、後述する。
【００８０】
関心領域内データ選択手段４０３は、図示しない検者が特に観察を要すると判断した個所すなわち関心領域をグレア補正後の参照画像内に設定するための手段であり、たとえば、透視および撮影対象部位ごとに予め設定された関心領域マスクあるいは検者がＸ線透視画像に基づいて設定した関心領域マスクを検者の指示により選択すると共に、検者が選択したコリメータ３に応じて設定されるＸ線照射野マスクと関心領域マスクとの論理積をとったデータ選択マスクを生成する。関心領域内データ選択装置４０３により関心領域内部のデータのみを選択することにより、診断上重要になる透視および撮影対象部位あるいは検者が指示する部分を基準として、後述する透視撮影条件の設定において、前記指示部分である関心領域内部の画像出力が特に適正になるように透視および撮影制御を行うことができる。従って、従来のＸ線透視撮影装置と比較して制御の精度を向上できる。なお、データ選択マスクの生成手順の詳細は、後述する。
【００８１】
重み付け平均値演算手段４０４は、重み関数として導入した変数を画素値とする正規分布（平均値Ｍと標準偏差σによって一意に決定される）と、関心領域内データ選択手段４０３から入力される選択データの画素値のヒストグラムとから、該選択データの重み付け平均値（積算ヒストグラムの平均値）Ｍ’を計算（演算）する演算手段であり、たとえば、周知の情報処理装置上で動作するプログラムによって実現する。重み付け平均値演算手段４０４は、操作卓１１から入力される撮影部位に応じて設定されている、あるいは、検者が入力した平均値Ｍおよび標準偏差σの値を用いて、選択データに対して、下記の数２に示す計算式で計算する。ただし、重み関数のパラメータである平均値Ｍおよび標準偏差σは、一般的に、撮影対象部位毎に適正値が異なるので、撮影対象部位毎に適正値を予め設定しておく。また、この数２は、関心領域内データ選択手段４０３から入力される選択データの画素値のヒストグラムと正規分布とを積算して得たヒストグラム（積算ヒストグラム）の重み付け平均値を計算している。
【００８２】
【数２】
ただし、Ｗは重み関数、ｋは１〜ｎの自然数（ｎは選択データの画素数）、Ｉ（ｋ）は各画素の画素値を示す。
【００８４】
なお、重み付け平均値演算手段４０４による重み付け平均値Ｍ’の算出手順の詳細は、後述する。
【００８５】
透視撮影条件設定手段４０５は、操作卓１１から入力される撮影部位に応じて設定されているあるいは検者が入力した重み関数の平均値Ｍと、重み付け平均値演算手段４０４が計算した重み付け平均値Ｍ’とから、透視撮影条件を計算し、該計算結果を透視撮影条件記憶メモリ１１１に出力し格納する手段であり、本実施の形態においては、たとえば、周知の情報処理装置上で動作するプログラムによって実現する。なお、透視撮影条件設定手段４０５による透視撮影条件の設定手順の詳細については、後述する。
【００８６】
次に、図３に本発明の透視撮影条件演算装置の動作を説明するための動作フローを示し、以下、図３に基づいて、透視撮影条件演算手段１１０の動作を説明する。
【００８７】
本フローの開始は、Ａ／Ｄ変換器１０８からの透視画像の入力である。まず、画像縮小手段４００が、入力された透視画像（デジタル情報に変換された透視画像）を、検者が予め設定した画素数の参照画像に縮小する（ステップ４１０）。次に、画像縮小手段４００は、この参照画像をハレーション補正手段４０１に出力する。
【００８８】
次に、ハレーション補正手段４０１が、画像縮小手段４００から入力された参照画像に対して、まず、ハレーション補正処理として、参照画像内で画素値が４０９５となるハレーション領域の大きさに対して決定された被検体厚と、このときのＸ線条件とに基づいて、当該ハレーション領域内の各画素の画素値Ｉを数１によって計算する。次に、ハレーション補正手段４１１は、ハレーション領域内の画素値を計算によって求められた画素値に置き換えた後に、該置き換え後の画像をハレーション補正後の参照画像としてグレア補正手段４０２に出力する（ステップ４１１）。
【００８９】
次に、グレア補正手段４０２が、後述するデジタルフィルタによって、ハレーション補正後の参照画像中に含まれるＸ線Ｉ．Ｉ．７の出力蛍光面に生じる光の散乱（グレア散乱光）の補正を行い、該グレア補正後の参照画像を関心領域内データ選択手段４０３に出力する（ステップ４１２）。
【００９０】
次に、関心領域内データ選択手段４０３が、まず、透視撮影対象部位ごとに予め設定されている関心領域マスクあるいは検者が透視画像に基づいて設定した関心領域マスクと、検者が指示したコリメータ３に応じて設定されるＸ線照射野マスクとの論理積をとったデータ選択マスクを生成する。次に、関心領域内データ選択手段４０３は、参照画像からデータ選択マスク領域内のデータのみを選択した参照画像（以下、選択参照画像と記す）を作成し、該選択参照画像を重み付け平均値演算手段４０４に出力する（ステップ４１３）。
【００９１】
次に、重み付け平均値演算手段４０４が、重み関数として導入した変数を画素値とする正規分布と、関心領域内データ選択手段４０３から入力される選択データの画素値のヒストグラムとから、該選択データの重み付け平均値Ｍ’を計算し、該重み付け平均値Ｍ’を透視撮影条件記憶メモリ１１１に格納する（ステップ４１５）。
【００９２】
透視時においては、以上に示すステップ４１０〜４１５を新規透視画像の取り込みごとに実行することによって、重み付け平均値Ｍ’が重み関数の平均値Ｍに集束するように、すなわち、取り込み画像が最適となるように制御係数である透視管電圧Ｖをフィードバック制御する。
【００９３】
一方、撮影時においては、前述のフィードバック制御により重み付け平均値Ｍ’を平均値Ｍに集束させることができないが、重み付け平均値Ｍ’と平均値Ｍとの差を所定値ε以下となるように、ステップ４１４と４１５とを計算機上で繰り返す。なお、詳細な動作については、後述する。
【００９４】
次に、図４にＸ線透視およびＸ線撮影時におけるパラメータの設定例を説明するための図を示し、以下、図４に基づいて、各パラメータについて説明する。なお、透視および撮影時のパラメータ値の違いを明確にするために、撮影時のパラメータにはプライム記号を付ける。
【００９５】
各パラメータの設定は、パラメータ毎に手動あるいは自動に設定される。ただし、図４に示すパラメータの内で、カメラモード、Ｉ．Ｉ．モード、Ｘ線照射野１３、被検体部位設定、Ｘ線フィルタ２の種類、Ｘ線グリッド６の種類、および、エアギャップは、それぞれ検者が遠隔操作卓１１あるいは操作卓１２から手動設定する。Ｘ線フィルタ２の種類は、たとえば、透視および撮影時の管電圧に応じて、Ｘ線フィルタ２の種類を選択することによって自動設定することもできる。また、管電圧と使用するフィルタ２の種類との関係は、検者が予め設定することができる。
【００９６】
手動設定されるパラメータの内、カメラモード、Ｉ．Ｉ．モードおよびＸ線照射野１３は、透視時設定２０１と撮影時設定２０２とでは異なる値が設定がされ、その他のパラメータは、透視時および撮影時において共通の値（透視撮影時共通設定２０３）が設定される。また、図４に示すパラメータの内で、管電圧Ｖ、管電流量Ｑ、光学絞り面積ΩおよびゲインＧの各値は、前述するように、透視および撮影時においてそれぞれ自動設定される。ただし、２０４は透視自動制御による設定値であり、２０５は撮影自動制御による設定値を示す。また、撮影管電圧Ｖは、検者が遠隔操作卓１１あるいは操作卓１２を通して手動で設定することもできることは言うまでもない。
【００９７】
次に、図５に本実施の形態のハレーション補正手段の動作を説明するための図を示し、以下、図５に基づいて、ハレーション補正手段によるハレーション補正処理手順を説明する。ただし、図５において、図５（Ａ）はハレーション領域の画素値の計算手順を説明するための図であり、図５（Ｂ）はハレーション領域の大きさから被検体厚ｔを決定する手順を説明するための図である。
【００９８】
まず、図５（Ａ）に基づいて、参照画像中５００に生じたハレーション領域における画素値の計算手順について説明する。
【００９９】
参照画像５００中にハレーション領域５０１が存在した場合、該ハレーション領域５０１は、画素値が４０９５である画素として検出される。
【０１００】
従って、ハレーション補正手段４０１は、以下に示す計算手順によって、当該ハレーション領域内の画素値を計算することができる。
【０１０１】
まず、参照画像５００上のｘ方向の各位置において、ｙ方向のハレーションの大きさＨｙを測定する。このとき、Ｈｙの大きさに従い各位置ｘにおけるハレーション領域の被検体厚ｔを決定する。同様にして、参照画像５００上のｙ方向の各位置において、ｘ方向のハレーションの大きさＨｘを測定し、ハレーション領域の被検体厚ｔを決定する。このとき、ハレーション領域５０１内部の各画素に対して、ｘ方向およびｙ方向に決定された被検体厚ｔが存在するが、各画素における被検体厚をｘ方向およびｙ方向の被検体厚の平均値として決定する。
【０１０２】
次に、図５（Ｂ）に基づいて、ハレーションの大きさＨｘ，Ｈｙから被検体厚ｔを決定する方法を説明する。ただし、図５（Ｂ）中において、横軸はＨｘまたはＨｙの大きさ（ピクセル数，画素数））を示し、縦軸は被検体厚ｔを示す。
【０１０３】
ハレーション領域内部の被検体厚ｔは、ＨｘおよびＨｙの大きさに従って決定される。この両者の関係は、予め設定された直線５０２あるいは単純な曲線５０３，５０４等により近似される。ただし、ＨｘおよびＨｙがある程度大きくてピクセル数Ｔを越えた場合には、ハレーション領域内部の被検体厚は０である。また、ＨｘおよびＨｙが小さい場合は、被検体厚ｔは縮小画像５００中の被検体の平均被検体厚ｔｏに近づく。
【０１０４】
このように、被検体厚ｔは、縮小画像５００中の被検体の平均被検体厚ｔｏに対して相対的に決定される。平均被検体厚ｔｏは、Ｘ線透視時においては、透視画像出力の平均値Ｉおよび透視条件から数１を用いて逆算することができる。同様に、Ｘ線予備撮影像に対してハレーション補正を行う場合は、透視終了時において計測された被検体の平均被検体厚ｔｏを用いればよい。なお、平均被検体厚ｔｏは、透視・撮影条件設定装置において計算され、ハレーション補正装置４０１に情報が供給される。ただし、透視開始時においては、平均被検体厚ｔｏは０に設定される。
【０１０５】
最後に、各画素に対して決定された被検体厚ｔｏおよびその時のＸ線条件に基づき、各画素値Ｉを数１を用いて計算して、縮小画像５００中の画素値とし、ハレーション補正が完了する。
【０１０６】
次に、図６に本実施の形態のグレア散乱を補正するためのグレア補正フィルタの作成手順を説明するための図を示し、以下、図６に基づいて、グレア補正フィルタの作成手順を説明する。ただし、図６において、図６（Ａ），図６（Ｃ）はグレア散乱の点広がり関数を測定するために用いられるファントムの正面像を説明するための図であり、図６（Ｂ），図６（Ｄ）は撮影画像の画素値と該画素値の分布位置との関係を示すプロフィールの図である。また、図６（Ａ）に示すファントムは、たとえば、鉛板６００の中央に半径ｒ１の穴を開けたものであり、図６（Ｃ）に示すファントムは、鉛板６００の穴の中心に半径ｒ２の円盤状の鉛板６０２を配置したものである。
【０１０７】
前述するように、グレア補正とは、Ｘ線Ｉ．Ｉ．７の出力蛍光面において生じる光の散乱がＸ線画像中に混入したものを取り除く処理である。特に、画像中にハレーションが存在する場合は、ハレーション部分で発生するグレア散乱光が参照画像中に大量に混入して、Ｘ線透視制御およびＸ線撮影制御の精度を低下させる原因となる。
【０１０８】
グレア散乱の点広がり関数ｈは、一般的に、指数関数で近似され、下記に示す数３で表される。
【０１０９】
【数３】
従って、参照画像をグレア散乱前の画像に戻すためのグレア補正フィルタの周波数特性１／Ｈは、下記の数４で示される。
【０１１１】
【数４】
このように、グレア補正手段４０２では、数４で示されるデジタルフィルタによりグレア補正を行う。但し、数３および数４中に含まれるａ，ｂは、点広がり関数を特徴づけるパラメータであり、予め測定しておく必要がある。
【０１１３】
次に、グレア散乱の点広がり関数のパラメータａ，ｂの値の測定法を説明する。
【０１１４】
グレア散乱の点広がり関数の測定においては、ファントムはＸ線グリッドの直前に配置され、被検体４および寝台天板５は配置しないものとする。このとき、図６（Ａ），（Ｃ）のファントムに対してそれぞれＸ線撮影を行い、撮影画像の画素値と該画素値の分布位置との関係を示すプロフィールを表示すると図６（Ｂ），（Ｄ）のようになる。ただし、プロフィールは、鉛板６００の中央を通過する直線６０１上のプロフィールである。
【０１１５】
図６（Ｂ），（Ｄ）において、鉛板６００の穴の中心位置における画素値をそれぞれＩ１，Ｉ２とすると、点広がり関数のパラメータａは、Ｉ１，Ｉ２およびパラメータｂを用いて、下記の数５で表される。
【０１１６】
【数５】
従って、数５を数４に代入することで、数４のパラメータをｂのみにすることができる。このとき、ｂを変数として、図６（Ｃ）に示されるファントムの撮影像に対してグレア補正を行い、補正後の画像のプロフィールにおけるＩ２の値が０となるようにｂを決定することができる。また、決定されたｂの値と数５とを用いてａの値も求めることができるので、グレア補正フィルタの周波数特性を決定することができる。
【０１１８】
次に、図７に本実施の形態の関心領域内データ選択手段の動作を説明するための図を示し、以下、図７に基づいて、関心領域内データ選択手段４０３における処理動作を説明する。
【０１１９】
一般的に、関心領域は被検体４の撮影対象部位毎に異なるため、検者は予め操作卓１１より被検体４の撮影対象部位を設定する。このとき、関心領域の内部のデータのみを選択するために用いられる関心領域マスク７０５は、該撮影対象部位毎に予め設定されており、撮影対象部位の設定値に応じて選択される。なお、関心領域マスク７０５で設定される関心領域は、Ｘ線透視時においては、後述する手段で任意に変えることもできる。
【０１２０】
次に、選択された関心領域マスク７０５は、Ｘ線照射野の内部のデータのみを選択するために用いられるＸ線照射野マスク７０３に対して、論理積演算手段７０４による論理積がとられる。従って、論理積手段７０４から出力されるマスク（選択マスク）では、関心領域内部であり、かつ、Ｘ線照射野内部である領域が選択される。また、Ｘ線照射野マスク７０３は、操作卓１１で設定された透視時および撮影時におけるＸ線照射野に応じて作成される。
【０１２１】
最後に、データ選択処理手段７０１が、参照画像７００に対して、論理積手段７０４で決定された領域の内部のデータのみを選択するデータ選択処理を行い、選択されたデータ７０２のみが、関心領域内データ選択装置４０３から出力される。ただし、前述したデータ選択処理手段７０１および論理積手段７０４は、たとえば、周知の情報処理装置上で動作するプログラムによって実現する。
【０１２２】
次に、図８に本実施の形態の重み付け平均値演算手段の計算を説明するための図を示し、以下、図８に基づいて、重み付け平均値演算手段４０４の動作を説明する。ただし、図８において、図８（Ａ）は本実施の形態における重み関数を示す図であり、図８（Ｂ）は重み付け平均値演算装置４０４における処理手順を説明するための図である。
【０１２３】
関心領域内データ選択装置４０３で選択されたデータは、まず、図８（Ａ）に示す重み関数が各ピクセル値に応じて積算され、次に、重み関数を積算した後の全データの平均値が計算される。図８（Ａ）に示すように、重み関数はデータのピクセル値すなわち画素値を変数とする正規分布で示される。該正規分布は平均値Ｍおよび標準偏差σによって一意に決定される。従って、平均値Ｍおよび標準偏差σの値は、重み関数を表現するパラメータとして検者が設定できるようになっている。また、本実施の形態においては、重み関数を関心領域内データ選択装置４０３により選択されたデータ７０２のヒストグラムに対して積算することによって、選択データ内におけるピクセル値が極端に高い部位や極端に低い部位等のような、診断上、重要性の低い部位の画像情報がＸ線透視時における露出制御に与える影響を少なくすることができる。
【０１２４】
次に、図８（Ｂ）に基づいて、重み付け平均値演算装置４０４における処理の手順を説明する。
【０１２５】
前述するように、重み関数のパラメータＭ，σの値は、撮影対象部位毎に適正値が異なるので、撮影対象部位毎に適正値が予め設定されている。検者は、操作卓１１より被検体４の撮影対象部位を設定し、該設定値に応じて適正なＭ，σの値８０１が選択される。なお、このとき、Ｍ，σの値は、Ｘ線透視時においては、後述する手段によって、任意に変えることもできる。該選択されたＭ，σの値８０１を用いて、関心領域内データ選択装置４０３により選択されたデータ７０２に対して、数５で示される重み付け平均演算８００が行われ、重み付け平均値Ｍ’が計算される。
【０１２６】
本実施の形態においては、重み関数として正規分布とすることにより、検者が直感的に重み関数を操作することができるという効果がある。ただし、重み関数としては正規分布に限定されることはなく、たとえば、自由度３以上のχ2（カイ２乗）分布、ポアソン分布あるいはｔ分布等でもよい。
【０１２７】
次に、図９に関心領域マスクおよび重み関数のパラメータＭ，σの値をＸ線透視時において任意に変化するパラメータ設定手段の動作を説明するための図を示し、以下、図９に基づいて、パラメータ設定手段の動作を説明する。ただし、図９において、図９（Ａ）はパラメータ設定手段の外観を説明するための図であり、図９（Ｂ）は関心領域の設定手順を説明するための図であり、図９（Ｃ）は関心領域の設定後を説明するための図である。
【０１２８】
一般的に、関心領域および重み関数のパラメータ値は、被検体４の個体差によって適正値が異なるので、Ｘ線透視時において修正を加えることによって、適正なＸ線透視制御を行うことができる。本実施の形態においては、該関心領域およびＭ，σの設定は、コントローラ９００を用いて行う。該コントローラ９００は、リモート操作が可能であり、また、操作卓１２および遠隔操作卓１１上に配置することもできる。
【０１２９】
図９（Ａ）に示すように、関心領域の設定は、関心領域設定ボタン９０１およびリセットボタン９０２を用いて設定される。関心領域設定ボタン９０１は、多数のボタンから構成されるが、その外枠は円形となっている。ただし、この円形は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．により検出される領域に対応している。この多数のボタンは、それぞれが独立にオン，オフ可能であり、該ボタンを押すことにより、順次、オンとオフとを繰り返す。また、各ボタンはオンの状態の時にのみ、ボタン自体が光る構造あるいはボタンの色が変化する構成となっている。たとえば、この関心領域設定ボタン９０１は、周知のタッチセンサを用いる。
【０１３０】
次に、図９（Ｂ）に基づいて、関心領域の設定手順を説明すると、まず、検者が操作卓１１から撮影対象部位を設定すると、図９（Ｂ）に示すように、撮影対象部位に対して設定された関心領域に対応するボタン９０７のみが自動的にオンの状態になり光る（図９（Ｂ）に斜線で示すボタン）。次に、Ｘ線透視時において、検者が関心領域を変化する場合は、たとえば、検者が関心領域設定ボタン９０１を押し下げるあるいは接触することによって、関心領域設定ボタン９０１を自由にオン，オフさせることで、図９（Ｃ）に示すように、関心領域を設定するできる。ただし、関心領域がＸ線照射野外に設定されることを防止するために、本実施の形態においては、Ｘ線照射野外に対応するボタンは、常にオフの状態のまま固定されるようになっている。また、設定した関心領域が小さすぎる場合にはＸ線透視制御が不安定になるので、関心領域の最小面積を予め設定しておき、設定された関心領域の面積が、この最小面積より小さくなる場合には、関心領域設定ボタン９０１がオンの状態のまま固定されるようになっている。
【０１３１】
前述するように、関心領域が変更された場合、設定された関心領域の外枠は、一定時間だけモニタ１０上に表示される。なお、このようにして新たに設定された関心領域は、リセットボタン９０２を押すことにより、図９（Ｂ）に示す初期状態に戻すことができる。また、前述した手順によって決定した関心領域を撮影対象部位に対して新たに設定し直すことも可能である。
【０１３２】
次に、重み関数のパラメータＭ，σ設定の手順は、平均値設定ボタン（関数パラメータ設定手段）９０４および標準偏差設定ボタン（関数パラメータ設定手段）９０６を用いてそれぞれ設定する。設定されたＭ，σの値は、それぞれ平均値表示板９０３および標準偏差値表示板９０５上に常に表示される。まず、操作卓１１によって撮影対象部位が設定されると、撮影対象部位に対して設定されるＭ，σの値がはじめに設定され、それぞれ平均値表示板９０３および標準偏差値表示板９０５上に表示される。次に、Ｘ線透視時においてＭを変える場合は、平均値設定ボタン９０４（ａ），（ｂ）を押すことにより、それぞれＭの値をそれぞれ増やす、あるいは、Ｍの値を減らすことができる。なお、Ｍの値は予め設定された設定範囲内のみで変化することができる。同様に、Ｘ線透視時においてσを変える場合は、標準偏差設定ボタン９０６（ａ），（ｂ）を押すことによりσの値をそれぞれ増やす、あるいは、減らすことができる。なお、σの値は予め設定された設定範囲内のみで変化することができる。また、前述する手順によって新たに設定したＭ，σの値は、リセットボタン９０７を押すことにより初期状態に戻すことができる。また、前述した手順で決定したＭ，σの値を、撮影対象部位に対して新たに設定し直すことも可能である。
【０１３３】
次に、図１０に本実施の形態の透視撮影条件設定手段の動作を説明するための図を示し、以下、図１０に基づいて、透視撮影条件設定手段の動作を説明する。ただし、図１０において、図１０（Ａ）はＸ線透視時の透視撮影条件設定手段の動作を説明するための図であり、図１０（Ｂ）はＸ線撮影時の透視撮影条件設定手段の動作を説明するための図である。
【０１３４】
まず、図１０（Ａ）に基づいて、Ｘ線透視時における透視条件の設定手順を説明する。
【０１３５】
Ｘ線透視時においては、Ｘ線管１の透視管電圧Ｖ、管電流量Ｑ、光学絞り面積Ωおよびアンプ１０７のゲインＧのそれぞれの値を決定する必要がある。ただし、通常、透視管電流量Ｑの値は透視管電圧Ｖに基づいて決定されるので、透視管電流量は管電圧Ｖの関数としてＱ（Ｖ）で表される。また、光学絞り面積Ωは、透視時においては一定に保たれる。更には、アンプ１０７のゲインＧは、カメラモードにより決定される。従って、透視時において制御されるパラメータとしては透視管電圧Ｖのみを考慮すればよい。すなわち、重み付け平均値Ｍ’がＭになるように、画像出力をＭ／Ｍ’倍する透視管電圧Ｖを設定すればよい。このため、数１を用いて画像出力ＩをＭ／Ｍ’倍する透視管電圧Ｖを求めることによって、透視画像を適正に制御できる。
【０１３６】
次に、透視管電圧Ｖの計算手順を説明すると、まず、数１において、左辺の画像出力ＩにＭ’を代入することにより、平均被検体厚ｔｏを逆算する（ステップ１０００）。ただし、平均被検体厚ｔｏの逆算は、たとえば、２分法等の数値計算手段を用いることにより演算する。
【０１３７】
次に、透視撮影条件設定手段４０５は、平均被検体厚ｔｏ、透視管電圧Ｖおよび透視管電流量Ｑ（Ｖ）を数１に代入して、透視管電圧Ｖを変化させ、左辺の画像出力ＩがＭとなるようなＶを決定する（ステップ１００１）。なお、この平均被検体厚ｔｏは、ハレーション補正手段４０１における処理においてもデータを共有することができる。
【０１３８】
ステップ１０００，１００１で求めた透視管電圧Ｖおよび透視管電流量Ｑ（Ｖ）の値は、透視・撮影条件記憶メモリ１１１に記録（格納）され、直ちにＸ線管１の出力に反映される。前述する手順によって、Ｘ線透視時におけるフィードバック制御が行われる。一般的に、前述した手順によって新たに得た参照画像に対して重み付け平均値Ｍ’を計算すると、直ちにＭとはならないが、これは重み付け演算に起因するものである。しかしながら、本実施の形態におけるＸ線透視時においては、重み付け平均値Ｍ’は、フィードバック制御により数回でＭに収束する。
【０１３９】
次に、図１０（Ｂ）に基づいて、Ｘ線撮影時における撮影条件の設定手順を説明する。
【０１４０】
Ｘ線本撮影時においては、Ｘ線管１の管電流量Ｑ’、光学絞り面積Ω’およびゲインＧ’のそれぞれの値を決定する必要がある。ただし、撮影時における光学絞り面積Ω’は、通常、一定値に保たれる。更には、アンプ１０７のゲインＧ’は、カメラモードにより決定される。従って、撮影時において制御されるパラメータとしては撮影管電流量Ｑ’のみを考慮すればよい。すなわち、予備撮影における重み付け平均値Ｍ’がＭになるように、画像出力ＩをＭ／Ｍ’倍する撮影管電流量Ｑ’を設定すればよい。しかしながら、前述したＸ線透視時と同様に、こうして設定された撮影管電流量Ｑ’を用いてＸ線本撮影を行った場合であっても、Ｘ線撮影像の重み付け平均値は直ちにＭとはならない。これは、重み付け演算に起因するものである。また、Ｘ線撮影時においては、透視時の場合のようにフィードバック制御を行いながらＭ’をＭに近づけていくことができないので、正確な撮影管電流量Ｑ’を計算するために、以下に示す処理を行う。
【０１４１】
まず、Ｘ線予備撮影時においては、関心領域内データ選択装置４０３から出力されるデータは、図示しないメモリに一度保存される。次に、該メモリに保存されたデータに対して、重み付け平均値演算装置４０４が重み付け平均Ｍ’を計算する。次に、透視撮影条件設定手段４０５は、ＭとＭ’との差の絶対値を計算し、この差がεより小さいか否かを判定する（ステップ１００２）。該ステップ１１０２において、ＭとＭ’との差の絶対値差がεより小さい場合には、撮影管電流量Ｑ’が適正値に設定されているものとして、このときの重み付け平均値Ｍ’を透視・撮影条件記憶メモリ１１１に記録（格納）する。一方、ＭとＭ’との差の絶対値がεより大きい場合には、透視撮影条件設定手段４０５は、撮影管電流量Ｑ’が適正値に設定されていないとして、撮影管電流量Ｑ’をＭ／Ｍ’倍したものを新たにＱ’として、重み付け平均値演算手段４０４に出力する。また、透視条件設定手段４０５は、図示しないメモリに格納されたデータ（関心領域内データ選択手段４０３から出力されたデータ）を全てＭ／Ｍ’倍した後、該Ｍ／Ｍ’倍したデータを図示しないメモリに上書きすることによって、メモリ内のデータを更新する。
【０１４２】
一方、透視撮影条件設定手段４０５によってデータを更新された重み付け平均値演算手段４０４は、再び、更新されたデータに基づいて、重み付け平均値Ｍ’を計算し、透視撮影条件設定手段４０５に出力する。透視撮影条件設定手段４０５でも、再び、ＭとＭ’との差の絶対値を計算し、この差がεより小さいか否かを判定する（ステップ１００２）。
【０１４３】
透視撮影条件設定手段４０５は、以上に説明した手順を、ＭとＭ’との差の絶対値が所定値εよりも小さくなるまで繰り返すことによって、Ｍ’を逐次的にＭに近づけていき、適正な撮影管電流量Ｑ’、すなわち、適正な撮影条件を計算する。
【０１４４】
このように、本実施の形態の透視撮影条件設定手段４０５は、本撮影を行う前に適正な撮影管電流量を設定することができるので、テレビカメラ９のフレーム読み取り時間に関係なくＸ線照射時間を制御できる。
【０１４５】
ただし、所定値εは、予め設定した値をテーブル３００に格納しておく、あるいは、透視撮影前に操作卓１２もしくは遠隔操作卓１１から検者が設定してもよい任意の値である。また、所定値εは、撮影画像の精度を決定する係数となっており、所定値εが小さい場合には精度が高くなる一方、演算時間が増加し、所定値εが大きい場合には精度が低くなる一方、演算時間を減少させることができる。従って、所定値εの適正値としては、５≦ε≦２５の範囲であり、たとえば、１０，１５等が適している。
【０１４６】
また、本実施の形態の透視撮影条件設定手段１１０は、予備撮影時と本撮影時とにおける管電圧およびＸ線照射野を同一にしているので、予備撮影と本撮影間において画像のコントラストや散乱Ｘ線量の割合を同一にすることができる。したがって、撮影時の露出量を簡単に決定することができる。また、撮影時の露出量を精度よく算出することができるので、Ｘ線撮影画像の画質を向上できる。
【０１４７】
一方、本実施の形態の透視撮影条件設定手段１１０は、本撮影時における撮影管電流量Ｑ’に対して、予備撮影時における撮影管電流量Ｑ’が小さくなるように設定することも可能であり、この場合には、参照画像中に含まれるハレーションを抑えることができるので、参照画像に基づく撮影制御を正確に行うことができる。従って、Ｘ線撮影画像の画質を向上できる。
【０１４８】
次に、図１１に本実施の形態のテーブルのデータ構成を説明するための図を示し、以下、図１１に基づいて、テーブル３００のデータ構成を説明する。
【０１４９】
図１１から明らかなように、テーブル３００は、ＦＣの各テレビモードに対する値３０１、ＦＩの各Ｉ．Ｉ．モードに対する値３０２、および、各特性値の値３０３から構成される。但し、特性値は、グリッドの種類およびフィルタの種類によって異なるので、使用される全てのグリッドおよびフィルタの組み合わせに対して、テーブルが用意される。このテーブルは、たとえば、グリッドとフィルタとの組み合わせ毎に用意しておく。
【０１５０】
以上説明したように、本発明の実施の形態のＸ線透視撮影装置では、Ｘ線透視時あるいは予備撮影時において撮像したＸ線像であるデジタル画像に対して、重み付け平均値演算手段４０４が、重み関数として導入した変数を画素値とする正規分布と、関心領域内データ選択手段４０３から入力される選択データの画素値のヒストグラムとから、数２に示す計算式によって、選択データの重み付け平均値Ｍ’を計算し、透視撮影条件設定手段４０５が重み付け平均値Ｍ’と重み関数の平均値Ｍとが等しくなる透視管電圧Ｖもしくは撮影管電流量Ｑ’計算し、透視撮影条件記憶メモリ１１１に格納することによって、Ｘ線制御器１００が該格納値に基づいて、Ｘ線管１の出力を調整するので、診断上重要性の低い部位の画像情報がＸ線透視時における露出制御に与える影響を少なくすることができる。従って診断上重要な部位の画像濃度を適正にすることができる。また、診断上重要な部位の画像濃度を適正にするように透視および撮影条件を制御できるので、Ｘ線透視撮影画像の画質を向上できる。従って、検者の診断性能を向上することができる。また、検者の診断効率を向上できる。さらには、本実施の形態においては、重み関数として確率分布関数の一形態である正規分布を用いているので、関数パラメータを変更する場合等に、関数の形状を検者が直感的に判断できるという効果もある。
【０１５１】
また、数２から明らかなように、重み付け平均値Ｍ’は、関心領域内データ選択手段４０３から入力されたヒストグラムと重み関数との積算値、すなわち、重み付け処理がされているので、本実施の形態のＸ線装置は、診断上重要性の高い撮影部位における画像出力が適正な値になるように、透視撮影制御を行うことができる。
【０１５２】
更には、本実施の形態のＸ線透視撮影装置は、従来とは異なり、グレア補正手段４０２がグレア散乱の影響を除去した参照画像に基づいて、透視撮影制御を行うので、常に適正なＸ線量となるように、Ｘ線透視条件およびＸ線撮影条件を制御することができる。
【０１５３】
例えば、マーゲン側面等の透視画像中にハレーションが生じると、該ハレーション部分で発生したグレア散乱が大量に透視画像中に混入し、出力信号中の４０パーセント近くに及ぶことがあった。このため、トータルの出力信号が一定値になるようにＸ線透視制御を行っていた従来のＸ線透視撮影装置では、適正なＸ線量の６０パーセント程度のＸ線量が出力された状態で制御が収束し、このため画質が低下してしまうという問題があった。これに対して，本実施の形態のＸ線透視撮影装置では、グレア補正手段４０２がグレア成分を除去した参照画像に基づいて、Ｘ線透視制御を行うので、Ｘ線量がほぼ適正値となるように制御を行うことができる。従って、従来に比べてＸ線量で約４０パーセント程度の改善ができる。
【０１５４】
更には、本実施の形態のＸ線装置では、グレア補正手段４０２によってグレア散乱の補正を行う前に、ハレーション補正手段４０１によって、参照画像中のハレーション領域内の画素値を適正な画素値に変換するので、ダイナミックレンジが小さいテレビカメラ９で撮像した場合であっても、透視および撮影制御に使用できる。
【０１５５】
また、本実施の形態のＸ線透視撮影装置では、テレビカメラ９で撮像したＸ線画像に基づいて、制御を行うことができるので、Ｘ線装置の構成を簡単化することができる。従って。低コストなＸ線診断装置を提供することができる。
【０１５６】
また、テレビカメラ９で撮像したＸ線画像に基づいて、制御を行う構成となっているので、被検体の移動に伴うセンサーの過敏な反応を防止することができる。さらには、透視画像を安定に撮影できる。
【０１５７】
なお、本実施の形態のＸ線透視撮影装置においては、画像縮小手段４００、ハレーション補正手段４０１、グレア補正手段４０２、関心領域内データ選択手段４０３、重み付け平均値演算手段４０４および透視撮影手段４０５は、周知の情報処理装置上で動作するプログラムで実現したが、これに限定されることはなく、たとえば、これらの手段の内の１手段あるいはそれ以上の手段を専用の演算回路すなわちハードウエアを用いて構成してもよいことは言うまでもない。
【０１５８】
また、本実施の形態においては、撮影時の管電流量Ｑ’を採用するか否かを平均値Ｍと重み付け平均値Ｍ’との差の絶対値が、所定の値ε以下か否かによって判定していたが、これに限定されることはなく、ＭとＭ’との比（Ｍ／Ｍ’）で近似してもよいことは言うまでもない。
【０１５９】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【０１６０】
例えば，本実施の形態では、Ｘ線撮影を行う際に、予備撮影を行う方式を示したが、Ｘ線透視中に計算される平均被検体厚の情報から、適正なＸ線撮影条件を求めることもできる。平均被検体厚の情報から、適正なＸ線撮影条件を求める方法としては、たとえば、特願平８−２６７５１８号に記載の方法がある。また、たとえば、本実施の形態においては、Ｘ線検出器としてＸ線Ｉ．Ｉ．７、光学レンズ系８およびテレビカメラ９からなる系を用いたが、これに限定されることはなく、たとえば、Ｘ線２次元平面センサ等を用いた場合であっても、同等の効果が得られることは言うまでもない。該Ｘ線２次元平面センサの例としては、たとえば、「Large Area,Flat-Panel,Amorphous Silicon Imagers;L.E.Antonuk,et al.SPIE,Vol.2432,Physics of Medical Imaging,pp.216-227」に記載の例等がある。また、本発明は一般的なＸ線透視装置、Ｘ線撮影装置、立体Ｘ線撮影装置等にも適用できることは言うまでもない。
【０１６１】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【０１６２】
（１）ビデオ信号を用いたＸ線透視撮影制御において、従来に比べてより適正なＸ線透視撮影制御を行うことができる。
【０１６３】
（２）ビデオ信号を用いたＸ線透視撮影制御において、診断性能を向上することができる。
【０１６４】
（３）Ｘ線装置の構成を簡単化することができるので、低コストなＸ線診断装置を提供することができる。
【０１６５】
（４）Ｘ線透視を安定に行うことができる。
【０１６６】
（５）被検体の移動に伴うセンサーの過敏な反応を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るＸ線装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態の透視撮影条件演算装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の透視撮影条件演算装置の動作を説明するための動作フローである。
【図４】Ｘ線透視およびＸ線撮影時におけるパラメータの設定例を説明するための図である。
【図５】本実施の形態のハレーション補正手段の動作を説明するための図である。
【図６】本実施の形態のグレア散乱を補正するためのグレア補正フィルタの作成手順を説明するための図である。
【図７】本実施の形態の関心領域内データ選択手段の動作を説明するための図である。
【図８】本実施の形態の重み付け平均値演算手段の計算を説明するための図である。
【図９】関心領域マスクおよび重み関数のパラメータＭ，σの値をＸ線透視時において任意に変化するパラメータ設定手段の動作を説明するための図である。
【図１０】本実施の形態の透視撮影条件設定手段の動作を説明するための図である。
【図１１】本実施の形態のテーブルのデータ構成を説明するための図である。
【符号の説明】
１…Ｘ線管、２…Ｘ線フィルタ、３…Ｘ線コリメータ、４…被検体、５…寝台天板、６…Ｘ線グリッド、７…Ｘ線イメージインテンシファイア、８…光学レンズ系、９…テレビカメラ、１０…モニタ、１１…遠隔操作卓、１２…操作卓、１００…Ｘ線制御器、１０１…Ｘ線フィルタ制御器、１０２…Ｘ線コリメータ制御器、１０３…透視撮影位置制御器、１０４…Ｉ．Ｉ．モード制御器、１０５…光学絞り制御器、１０６…テレビカメラ制御器、１０７…アンプ、１０８…Ａ／Ｄ変換器、１０９…画像処理装置、１１０…透視撮影条件演算装置、１１１…透視撮影条件記憶メモリ、３００…テーブル、４００…画像縮小手段、４０１…ハレーション補正手段、４０２…グレア補正手段、４０３…関心領域内データ選択手段、４０４…重み付け平均値演算手段、４０５…透視撮影条件設定手段、７００…参照画像、７０１…データ選択処理手段、７０２…選択されたデータ７０２、７０３…Ｘ線照射野マスク、７０４…論理積手段、７０５…関心領域マスク、９００…コントローラ、９０１…関心領域設定ボタン、９０２…リセットボタン、９０３…平均値表示板、９０４…平均値設定ボタン、９０５…標準偏差値表示板、９０６…標準偏差設定ボタン、９０７…関心領域に対応するボタン。
Claims (7)
- Ｘ線を発生し被検体に照射するＸ線管と、Ｘ線の照射野を制限するＸ線照射野制限手段と、前記被検体のＸ線像を得る撮像手段とを有するＸ線装置において、Ｘ線透視時において撮像するＸ線像を参照画像とし、該参照画像の画像強度に対応するデータ数のヒストグラムと前記画像強度を変数とする重み関数とを積算して得た積算ヒストグラムの平均値を計算する重み付け平均値演算手段と、前記積算ヒストグラムの平均値が前記重み関数の平均値になるように、前記Ｘ線管の出力を制御する透視撮影制御手段とを具備することを特徴とするＸ線装置。
- 請求項１に記載のＸ線装置において、前記重み付け平均値演算手段は、前記重み関数として確率分布関数を用い、該確率分布関数の平均値と標準偏差値とを前記重み関数の関数パラメータとすることを特徴とするＸ線装置。
- 請求項１に記載のＸ線装置において、Ｘ線透視時あるいは予備撮影時のＸ線像の画素数に対して、前記参照画像の画素数を小さくする画像縮小手段を具備し、前記重み付け平均値演算手段は、縮小後の参照画像に基づいて、前記平均値を計算することを特徴するＸ線装置。
- 請求項１に記載のＸ線装置において、前記被検体の透視および撮影対象部位を設定する手段と、該対象部位設定手段によって設定した対象部位に基づいて、前記重み関数を決定する手段を具備することを特徴とするＸ線装置。
- 請求項１に記載のＸ線装置において、前記重み関数決定手段は、前記重み関数の関数パラメータの値を設定する関数パラメータ設定手段を具備することを特徴とするＸ線装置。
- 請求項１に記載のＸ線装置において、前記参照画像に設けた関心領域内のＸ線像に対して、選択的に前記平均値を計算する領域を選択する関心領域内データ選択手段を具備し、前記重み付け平均値演算手段は、前記関心領域内データ選択手段によって設定した領域に基づいて、前記平均値を計算することを特徴とするＸ線装置。
- 請求項１に記載のＸ線装置において、前記参照画像に設けた関心領域内のＸ線像に対して、選択的に前記平均値を計算する領域を選択する関心領域内データ選択手段を具備し、前記重み付け平均値演算手段は、前記関心領域内データ選択手段によって設定した領域に基づいて前記平均値を計算し、前記関心領域内データ選択手段は、前記撮像手段の撮像範囲を模擬的に示した領域を分割して生成される複数の小領域に対して、当該領域に対応する位置のオンおよびオフの状態を決定する複数個のタッチセンサと、該タッチセンサの内でオン状態の領域に対応する撮像領域を前記参照画像上の関心領域として設定する手段とを具備し、前記重み付け平均値演算手段は、前記関心領域内データ選択手段によって設定した領域に基づいて、前記平均値を計算することを特徴とするＸ線装置。
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