放射線画像撮影装置及びその駆動方法
【課題】被写体の内部情報をより多く含む、観察に適したＸ線画像の取得を実現できるようにする。
【解決手段】Ｘ線発生部１０１から被写体１０００にＸ線を照射して、被写体１０００を透過した透過Ｘ線１０１ｂに基づくＸ線画像Ａの撮像を行うＸ線センサ部１０２と、Ｘ線画像Ａの各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出部１０３と、ヒストグラムの分布が平坦となるように、Ｘ線発生部１０１から照射する照射Ｘ線１０１ａのＸ線照射条件を決定するＸ線照射条件決定部１０４を有する。
【解決手段】Ｘ線発生部１０１から被写体１０００にＸ線を照射して、被写体１０００を透過した透過Ｘ線１０１ｂに基づくＸ線画像Ａの撮像を行うＸ線センサ部１０２と、Ｘ線画像Ａの各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出部１０３と、ヒストグラムの分布が平坦となるように、Ｘ線発生部１０１から照射する照射Ｘ線１０１ａのＸ線照射条件を決定するＸ線照射条件決定部１０４を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置及びその駆動方法に関するものである。なお、本明細書においては、放射線としてＸ線を適用した例を示すが、本発明においては、このＸ線に限定されずに、例えば、α線、β線、γ線などの他の放射線も含まれるものとする。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射線の一種であるＸ線を用いて被写体の撮影を行い、Ｘ線画像を取得するＸ線画像撮影装置が、医療分野を中心に広く普及している。この際、Ｘ線画像撮影装置は、Ｘ線発生部から被写体にＸ線を照射し、被写体を透過したＸ線に基づいてＸ線画像を取得するものであり、被写体の内部の状態を観察することが可能となっている。なお、Ｘ線画像撮影装置は、Ｘ線透視装置とも称される。また、被写体が人体の場合には、一般的に、観察という用語は使わずに、診断とか検査という用語を使うことが多い。
【０００３】
また、Ｘ線画像撮影装置では、被写体を透過したＸ線をＸ線センサ部で検知することにより、Ｘ線画像を取得する。ここで、Ｘ線センサ部は、Ｘ線を検知すると、当該Ｘ線をそのＸ線強度に応じた電気信号へ変換してＸ線画像を取得するデバイスである。このＸ線センサ部の一例としては、イメージインテンシファイアやＦＰＤ（Flat Panel Detector）等が挙げられる。
【０００４】
また、Ｘ線発生部から照射するＸ線は、被写体を被曝させてしまうため、被写体への照射Ｘ線量が少ないほどよい。しかしながら、被写体への照射Ｘ線量が少ないと、被写体を透過するＸ線が少なくなり、その結果、Ｘ線センサ部で受光するＸ線量が少なくなって、被写体を観察するには不適当なＸ線画像が取得されてしまうことになる。
【０００５】
このように、Ｘ線画像撮影装置では、被写体を撮影する際に、「被写体へのＸ線の被曝量を低減する」という目標と、「観察に適したＸ線画像を取得する」という目標をいかにしてバランスよく折り合いをつけるかということが重要である。
【０００６】
そのため、Ｘ線画像撮影装置には、Ｘ線発生部から照射するＸ線の最適なＸ線照射条件を自動的に決定するためのＸ線照射条件決定部が設けられている。ここで、Ｘ線照射条件としては、例えば、Ｘ線発生部における管電圧や管電流、或いはＸ線の照射時間等が挙げられる。具体的に、管電圧とは、Ｘ線を発生させるＸ線発生部のＸ線管に印加する電圧であり、Ｘ線スペクトルに関係する量である。また、管電流とは、Ｘ線発生部のＸ線管に流す電流であり、Ｘ線強度に関係する量である。また、照射時間とは、管電圧と管電流で決定されるＸ線を照射する時間である。
【０００７】
この際、観察する被写体が毎回同じであれば、最適なＸ線照射条件を一度求めてしまえば、常にそのＸ線照射条件を使用し続けることが可能である。一方、観察する被写体が毎回異なる場合、或いは、被写体が動くものである場合には、撮影の度に、最適なＸ線照射条件が変化するため、その都度、Ｘ線照射条件を設定する必要がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−６６３８９号公報
【特許文献２】特開２００２−１４０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のＸ線画像撮影装置では、Ｘ線照射条件決定部によるＸ線照射条件の決定に際して、一般的に、Ｘ線センサ部がイメージインテンシファイアであるものを想定したものである。この場合、イメージインテンシファイアは、正常動作可能領域であるダイナミックレンジが非常に狭いため、イメージインテンシファイアに入射するＸ線量がダイナミックレンジを超えないように、Ｘ線照射条件を決定する必要がある。
【００１０】
仮に、イメージインテンシファイアに入射するＸ線量がダイナミックレンジを超えた場合には、「観察に適したＸ線画像を取得する」ことが困難になってしまう。この場合、具体的には、ハレーションを起こして、いわゆる白飛びをしてしまう。また、仮に、イメージインテンシファイアに入射するＸ線量がダイナミックレンジを下回る場合には、Ｘ線画像が黒つぶれして、やはり、「観察に適したＸ線画像を取得する」ことが困難になってしまう。
【００１１】
この問題を解決する技術として、例えば、上記の特許文献１や特許文献２の技術がある。これらの技術では、まず、Ｘ線画像に関する所定値がイメージインテンシファイアの非常に狭い正常動作可能領域（ダイナミックレンジ）に収まるようにＸ線照射条件を決定し、その上で、Ｘ線の被曝量を低減するＸ線照射条件を決定するようにしている。
【００１２】
このように、Ｘ線センサ部がイメージインテンシファイアである場合には、一般的に、「被写体へのＸ線の被曝量を低減する」ことと、「観察に適したＸ線画像を取得する」こととの２つをバランス良く満足させることは非常に難しい。
【００１３】
しかしながら、現在、Ｘ線センサ部の主流はＦＰＤになってきている。
このＦＰＤは、イメージインテンシファイアと比較して、桁違いにダイナミックレンジが広いため、ある非常に狭いレンジに収まるように、Ｘ線照射条件を決定する必要性は少なくなっている。
【００１４】
ここで、従来のＸ線画像撮影装置における概略構成について説明する。
【００１５】
図１８は、従来のＸ線画像撮影装置の概略構成の一例を示す模式図である。
従来のＸ線画像撮影装置１８００は、図１８に示すように、例えば、Ｘ線発生部１８０１、Ｘ線センサ部１８０２、Ｘ線照射条件決定部１８０３、及び、表示部１８０４を具備して構成されている。この際、Ｘ線センサ部１８０２は、例えばイメージインテンシファイアで形成されている。また、被写体１０００は、Ｘ線発生部１８０１とＸ線センサ部１８０２との間に配置される。
【００１６】
従来のＸ線画像撮影装置１８００では、Ｘ線照射条件決定部１８０３において、上述したように、Ｘ線センサ部１８０２の非常に狭いダイナミックレンジを考慮し、その上で、被写体１０００へのＸ線の被曝量を低減するＸ線照射条件を決定する。
【００１７】
そして、Ｘ線照射条件決定部１８０３で決定されたＸ線照射条件により、Ｘ線発生部１８０１から被写体１０００にＸ線（照射Ｘ線）１８０１ａが照射される。この照射Ｘ線１８０１ａのうち、被写体１０００に吸収されずに透過した透過Ｘ線１８０１ｂがＸ線センサ部１８０２に入射する。そして、Ｘ線センサ部１８０２において、透過Ｘ線１８０１ｂに基づくＸ線画像Ａが生成され、当該Ｘ線画像Ａが表示部１８０４に出力されて表示される。
【００１８】
しかしながら、この場合、Ｘ線画像Ａは、Ｘ線センサ部１８０２の非常に狭いダイナミックレンジを満たすことを考慮した上で得られた画像であるため、被写体１０００の内部情報をより多く含んだ、観察に適したＸ線画像であるとは必ずしも言えなかった。更に、Ｘ線照射条件の決定に際して、Ｘ線センサ部１８０２の非常に狭いダイナミックレンジを満たすことを第１に優先させているため、被写体へのＸ線の被曝量を低減することについては、あまり考慮されていなかった。
【００１９】
また、図１９は、従来のＸ線画像撮影装置の概略構成の他の一例を示す模式図である。ここで、図１９において、図１８に示す構成と同様の構成については、同じ符号を付しており、画像処理部１９０１の構成が追加されている。
【００２０】
図１９に示す従来のＸ線画像撮影装置１９００では、画像処理部１９０１において、Ｘ線センサ部１８０２で生成されたＸ線画像Ａに対して画像処理を行い、Ｘ線画像ＡをＸ線画像Ｂとしている。この場合、表示部１８０４には、画像処理が施されたＸ線画像Ｂが表示される。
【００２１】
この場合、Ｘ線画像Ａに画像処理を施してＸ線画像Ｂを生成しているため、図１８に示す場合よりは良好なＸ線画像を得られるかもしれない。しかしながら、この場合においても、原画像であるＸ線画像ＡがＸ線センサ部１８０２の非常に狭いダイナミックレンジを満たすことを考慮した上で得られた画像であるため、観察に適したＸ線画像であるとは必ずしも言えなかった。更に、本例においても、Ｘ線照射条件の決定に際して、Ｘ線センサ部１８０２の非常に狭いダイナミックレンジを満たすことを第１に優先させているため、被写体へのＸ線の被曝量を低減することについては、あまり考慮されていなかった。
【００２２】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、被写体の内部情報をより多く含む、観察に適した放射線画像の取得を実現する放射線画像撮影装置及びその駆動方法を提供することを第１の目的とする。
さらに、被写体への放射線の被曝量をより低減させることを実現する放射線画像撮影装置及びその駆動方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の放射線画像撮影装置は、放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置であって、前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出部と、前記ヒストグラムの分布が平坦となるように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定部とを有する。
【００２４】
本発明の放射線画像撮影装置における他の態様は、放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置であって、前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出部と、前記ヒストグラムから前記放射線画像の輝度に係る平均情報量を算出する平均情報量算出部と、前記平均情報量が増大するように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定部とを有する。
【００２５】
また、本発明の放射線画像撮影装置におけるその他の態様は、放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置であって、前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出部と、前記ヒストグラムから前記放射線画像の輝度に係る平均情報量を算出する平均情報量算出部と、前記平均情報量が増大すると共に前記ヒストグラムの分布が平坦となるように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定部とを有する。
【００２６】
本発明の放射線画像撮影装置の駆動方法は、放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置の駆動方法であって、前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出ステップと、前記ヒストグラムの分布が平坦となるように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定ステップとを有する。
【００２７】
本発明の放射線画像撮影装置の駆動方法における他の態様は、放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置の駆動方法であって、前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出ステップと、前記ヒストグラムから前記放射線画像の輝度に係る平均情報量を算出する平均情報量算出ステップと、前記平均情報量が増大するように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定ステップとを有する。
【００２８】
また、本発明の放射線画像撮影装置の駆動方法におけるその他の態様は、放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置の駆動方法であって、前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出ステップと、前記ヒストグラムから前記放射線画像の輝度に係る平均情報量を算出する平均情報量算出ステップと、前記平均情報量が増大すると共に前記ヒストグラムの分布が平坦となるように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定ステップとを有する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、被写体の内部情報をより多く含む、観察に適した放射線画像を取得することが可能となる。
さらに、本発明の他の特徴によれば、被写体への放射線の被曝量をより低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す本発明の各実施形態では、放射線としてＸ線を適用したＸ線画像撮影装置の例を示すが、本発明においてはこれに限定されずに、例えば、α線、β線、γ線などの他の放射線に基づく放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置も適用可能である。
【００３１】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００３２】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の概略構成の一例を示す模式図である。
図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置１００は、Ｘ線発生部１０１、Ｘ線センサ部１０２、ヒストグラム算出部１０３、Ｘ線照射条件決定部１０４、画像処理部１０５、及び、表示部１０６を有して構成されている。この際、Ｘ線センサ部１０２は、例えばＦＰＤで形成されている。また、被写体１０００は、Ｘ線発生部１０１とＸ線センサ部１０２との間に配置される。
【００３３】
Ｘ線発生部（放射線発生部）１０１は、Ｘ線照射条件決定部１０４で決定されたＸ線照射条件に基づいてＸ線を発生させ、当該Ｘ線を被写体１０００に照射する。ここで、Ｘ線発生部１０１から被写体１０００に照射されたＸ線を「照射Ｘ線１０１ａ」とする。
【００３４】
Ｘ線センサ部（放射線センサ部）１０２は、Ｘ線発生部１０１から照射された照射Ｘ線１０１ａのうち、被写体１０００に吸収されずに透過した透過Ｘ線１０１ｂを検知して、当該透過Ｘ線１０１ｂに基づくＸ線画像Ａを撮像する撮像部を構成する。具体的に、Ｘ線センサ部１０２は、透過Ｘ線１０１ｂを検知すると、当該透過Ｘ線１０１ｂをそのＸ線強度に応じた電気信号へ変換してＸ線画像Ａを生成して撮像を行う。
【００３５】
ヒストグラム算出部１０３は、Ｘ線画像Ａの各画素値に係るヒストグラムを算出する。
【００３６】
Ｘ線照射条件決定部（放射線照射条件決定部）１０４は、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムに基づいて、Ｘ線発生部１０１から照射するＸ線のＸ線照射条件を決定する。具体的に、本実施形態では、Ｘ線照射条件決定部１０４は、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムに基づいて、当該ヒストグラムの分布の平坦度（平坦度合い）を算出する。そして、Ｘ線照射条件決定部１０４は、算出したヒストグラムの分布の平坦度合いに応じて、当該ヒストグラムの分布が平坦となるように、Ｘ線照射条件を決定する。ここで、Ｘ線照射条件としては、例えば、Ｘ線発生部１０１のＸ線管に供給する管電圧や管電流、或いはＸ線の照射時間等を適用することができる。
【００３７】
画像処理部１０５は、Ｘ線センサ部１０２で生成されたＸ線画像Ａに対して所定の画像処理を行い、画像処理後のＸ線画像Ｂを生成する。
【００３８】
表示部１０６は、画像処理が施されたＸ線画像Ｂや、Ｘ線発生部１０１から照射する照射Ｘ線１０１ａのＸ線照射条件に係る各種の情報等を必要に応じて表示する。具体的に、本実施形態では、Ｘ線照射条件に係る各種の情報として、例えば、Ｘ線照射条件決定部１０４で算出された、ヒストグラムの分布の平坦度合いに係る数値が表示部１０６に表示される。さらに、例えば、Ｘ線照射条件に係る各種の情報として、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムの分布を表示するようにしてもよい。
【００３９】
本実施形態では、被写体１０００の内部情報をより多く含む、観察に適したＸ線画像の取得を実現するために、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムの分布（形状）が平坦となるように、Ｘ線照射条件決定部１０４でＸ線照射条件を決定している。
【００４０】
ここで、Ｘ線画像Ａの各画素値に係るヒストグラムの分布が平坦になると、被写体１０００の内部情報をより多く含む、観察に適したＸ線画像の取得が可能となる点について、以下に説明を行う。
【００４１】
図２は、図１に示す被写体１０００の内部構成の一例を示す模式図である。
図２に示す例では、被写体１０００は、物質１〜物質７で構成されている。ここで、物質１〜物質７は、それぞれ、均一な物質であり、その面積は、（物質１＝物質２）＞物質３＞（物質４＝物質５）＞（物質６＝物質７）という順番になっているものとする。また、後の説明のために、物質１をＸ、物質２をＹと呼ぶことにする。
【００４２】
図３は、図１に示すヒストグラム算出部１０３で算出されたＸ線画像の各画素値に係るヒストグラムの分布の一例を示す模式図である。
【００４３】
図３（ａ）及び（ｂ）には、被写体１０００として図２に示す異なる７つの物質１〜７を、Ｘ線照射条件を変えてＸ線センサ部１０２で撮像（撮影）したＸ線画像の各画素値のヒストグラムが示されている。ここでは、画素値として、Ｘ線画像の各画素の輝度に係る値を用いている。
【００４４】
図２に示すＸとＹは、面積が同じであるため、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ｘの度数とＹの度数は同じとなる。ここで、「被写体の内部情報をより多く含む、観察に適したＸ線画像」とは、図２に示す被写体１０００の場合には、７つの物質１〜７が弁別できることを意味する。これは、被写体１０００に７つの物質１〜７が存在するのにもかかわらず、６つの物質或いは５つの物質しか弁別できない場合には、被写体１０００の内部構造を見落としてしまうことになるからである。極端な場合、被写体１０００に７つの物質１〜７が存在するにもかかわらず、どの物質も全く弁別できない場合には、Ｘ線画像の撮影による観察の意味は全く無く、被写体１０００に対してＸ線をただ被曝させているだけになってしまう。
【００４５】
図３（ａ）で示されるヒストグラム１に係るＸ線画像と図３（ｂ）で示されるヒストグラム２に係るＸ線画像において、ＸとＹを弁別しやすいＸ線画像は、図３（ｂ）である。図２に示すように、被写体１０００に存在する物質が７つであるという先験情報があれば、ＸとＹを弁別することは、図３（ａ）に示すＸ線画像でも可能である。しかしながら、一般には、被写体１０００の内部に物質がいくつ存在しているのかという先験情報は得られないため、図３（ｂ）のように、Ｘの画素値とＹの画素値とが離れている方が、弁別が簡単である。
【００４６】
図２に示す被写体１０００の場合には、異なる７つの物質１〜７が存在するとしているが、Ｘ線の吸収線量の度合いが異なる７つの対象物であれば、同じことが言える。この場合、例えば、物質１（Ｘ）と物質２（Ｙ）とがどちらも同じ水である場合であって、その厚みが異なるというケースでもよい。また、各物質は、混合物質であってもよく、例えば、物質１が、厚み１ｃｍの水と厚み２ｃｍのカルシウムとの計３ｃｍの厚みの混合物質であってもよい。
【００４７】
ここで、図３（ａ）に示すヒストグラム１と図３（ｂ）に示すヒストグラム２とは、ヒストグラムの分布（形状）が異なっている。具体的に、図３（ｂ）に示すヒストグラム２は、図３（ａ）に示すヒストグラム１よりも、ヒストグラムの分布が平坦となっている。上述したように、図３（ｂ）のヒストグラム２に係るＸ線画像の方が、図３（ａ）のヒストグラム１に係るＸ線画像よりも、被写体１０００の内部の状態を弁別できるため、本実施形態ではこの点を利用して、Ｘ線照射条件を決定するようにする。即ち、Ｘ線照射条件決定部１０４において、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムの分布が平坦となるように、Ｘ線照射条件を決定する。
【００４８】
この際、例えばＸ線照射条件決定部１０４は、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムの分布の平坦度合いを算出する。このヒストグラムの分布の平坦度合いの一例として、例えば、累積ヒストグラムの包絡線の直線度合いを算出する方法が挙げられる。
【００４９】
図３（ｃ）は、図３（ａ）に示すヒストグラム１の累積ヒストグラムであり、図３（ｄ）は、図３（ｂ）に示すヒストグラム２の累積ヒストグラムである。この図３（ｃ）及び図３（ｄ）において、点線が累積ヒストグラムであり、実線が累積ヒストグラムの包絡線である。この実線で示された包絡線を見て分かるように、図３（ｃ）よりも図３（ｄ）の方が直線に近いと言える。この直線は、（画素値，累積度数）と表記すると、（０，０）と（最大画素値，画面の画素数）を結ぶ直線のことである。
【００５０】
ここで、包絡線の曲線における直線度合いとしては、例えば、包絡線の曲線と直線で囲まれる面積で求める方法がある。この例を図４に示す。
【００５１】
図４は、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示す累積ヒストグラムの包絡線の直線度合いにおける算出方法の一例を示す模式図である。
図４に示す例では、累積ヒストグラムの包絡線と直線とで囲まれた、縦線で塗りつぶされた領域の面積が小さいほど、包絡線の直線度合いが大きいと判断することができる。
【００５２】
この方法を用いれば、ヒストグラムの平坦度（平坦度合い）を数値的に算出することができる。その１つの指標として、例えば、以下の（１）式に示す指標を設定する。
ヒストグラムの平坦度＝１／｛（縦線で塗りつぶした領域の面積）＋１｝ ・・（１）
この（１）式に示す指標は、０〜１の値であり、１に近いほどヒストグラムの平坦度が大きいということになる。
【００５３】
また、ヒストグラムの分布が平坦となるように、Ｘ線照射条件を決定する方法としては、例えば、複数の管電圧で撮影して、その中でヒストグラムの分布が一番平坦となる管電圧を選択するという方法が考えられる。
【００５４】
また、表示部１０６に表示されるＸ線画像Ｂの平均輝度が一定ではない場合、即ち平均輝度がふらつく場合、観察に適した画像ではなくなってしまう。本実施形態では、画像処理部１０５において、Ｘ線画像Ａの平均輝度値をあらかじめ設定された一定値に補正する画像処理を行う。
【００５５】
画像処理部１０５で行われる具体的な画像処理方法として、Ｘ線画像Ａの全画素に補正値Ｋを加算する方法がある。例えば、Ｘ線画像Ｂの平均輝度値を一定値βにする補正値Ｋは、次式で計算される。
Ｋ＝（β−α）
ここで、αはＸ線画像Ａの平均輝度である。上記式で計算された補正値ＫをＸ線画像Ａに加算することにより、Ｘ線画像Ｂの平均輝度値を一定値βにすることができる。
【００５６】
また、他の方法として、入力画像を出力画像に変換する階調変換曲線をリアルタイムに変更する方法がある。
図２０は、図１に示す画像処理部１０５において行われる階調変換曲線の変更の一例を示す模式図である。図２０の横軸は入力画像の画素値を示し、縦軸は出力画像の画素値を示している。画像処理部１０５が階調変換処理のみを行う場合は、Ｘ線画像Ａが入力画像となり、Ｘ線画像Ｂが出力画像となる。
【００５７】
図２０に示されるように、現時点における階調変換曲線２００１を右方向へ概形を変えずに移動させると、階調変換曲線２００２になる。移動後（変更後）の階調変換曲線２００２を用いて階調変換を行うと、出力画像の画素には、変更前の画素値よりも小さい画素が多くなる。従って、平均輝度値も小さくなる。これは、入力画素をｘとし、階調変換曲線２００１をｆ01（ｘ）、階調変換曲線２００２をｆ02（ｘ）とした場合に、ｆ01（ｘ）＞ｆ02（ｘ）が成立することに起因する。同様に、階調変換曲線を左へ移動させると、平均輝度値を大きくすることができる。
【００５８】
以上説明したように、階調変換曲線の移動（変更）により平均輝度値を変化させることができる。
【００５９】
なお、Ｘ線画像Ｂの平均輝度を一定値βにする場合、まず、Ｘ線画像ＡからＸ線画像Ｂを生成した後に、Ｘ線画像Ｂの平均輝度β'を算出する。そして、βよりβ'の方が大きい場合は、階調変換曲線を右へ移動させる。また、βよりβ'の方が小さい場合は、階調変換曲線を左へ移動させる。
【００６０】
以上の操作を高速で反復してリアルタイム実行することにより、Ｘ線画像Ｂの平均輝度をβにすることができる。ちなみに、反復実行中のごく短い時間のふらつきは知覚されにくいが、ふらつきは表示されない方が好ましい。よって、反復実行中は、前フレームのＸ線画像Ｂを表示し、現フレームのＸ線画像Ｂは平均輝度がβになるまで表示しない処理を行うようにしてもよい。
【００６１】
次に、第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置１００の駆動方法における処理手順について説明する。
【００６２】
図５は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。ここで、図５に示すフローチャートは、動画像の撮影を行う場合を示している。
【００６３】
まず、Ｘ線画像撮影装置１００における不図示の操作部を介してユーザからＸ線照射指示が入力されると、ステップＳ１０１に進む。この際、操作部を介したＸ線照射指示の入力としては、例えば、フットペダルの押下や、曝射ボタンの押下が挙げられる。
【００６４】
ステップＳ１０１に進むと、Ｘ線照射条件決定部１０４は、例えば自身に予め記憶されているＸ線照射条件の初期値を読み出して、Ｘ線照射条件を設定する。このＸ線照射条件の初期値としては、被写体１０００の観察部位に適した値が記憶されている。例えば、被写体１０００の観察部位が厚い場合にはＸ線の強度が大きいＸ線照射条件となっており、また、例えば、被写体１０００の観察部位が薄い場合にはＸ線の強度が小さいＸ線照射条件となっている。本実施形態においては、このＸ線照射条件の初期値は、特に限定するものではない。
【００６５】
続いて、ステップＳ１０２において、Ｘ線発生部１０１は、Ｘ線照射条件決定部１０４で設定されたＸ線照射条件に基づいて、被写体１０００に対してＸ線を照射する。
【００６６】
続いて、ステップＳ１０３において、Ｘ線センサ部１０２は、被写体１０００を透過した透過Ｘ線１０１ｂを検知して、当該透過Ｘ線１０１ｂに基づくＸ線画像Ａを撮像する。これにより、Ｘ線画像Ａが取得される。このステップＳ１０３で取得されたＸ線画像Ａは、ヒストグラム算出部１０３に出力される。
【００６７】
続いて、ステップＳ１０４において、ヒストグラム算出部１０３は、ステップＳ１０３で取得されたＸ線画像Ａの各画素値に係るヒストグラムを算出する。
【００６８】
続いて、ステップＳ１０５において、Ｘ線照射条件決定部１０４は、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムに基づいて、Ｘ線発生部１０１から照射するＸ線のＸ線照射条件を決定する。具体的に、ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で算出されたヒストグラムに基づいて当該ヒストグラムの分布の平坦度合いを算出し、算出した平坦度合いに応じて、Ｘ線照射条件を決定する。
【００６９】
この際、Ｘ線照射条件決定部１０４は、ヒストグラムの分布の平坦度合いに係る数値を、今回の撮影に係るＸ線照射条件と関連付けて自身の内部に記憶する。続いて、Ｘ線照射条件決定部１０４は、Ｘ線照射条件を変更する処理を行う。ここで、Ｘ線照射条件を変更する例としては、管電圧を少し大きくする又は少し小さくすることや、管電流を少し大きくする又は少し小さくするなどである。
【００７０】
上述したように、ヒストグラムの分布の平坦化を目指すために、本例では累積ヒストグラムの包絡線の直線度合いを算出するようにしているが、この場合、以下のようにしてもよい。例えば、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すヒストグラムの偏りを計算し、画素値が小さい方に偏っている場合には、管電流を大きくする、もしくは、管電圧を大きくする、或いは、管電流と管電圧を大きくする変更を行う。また、画素値が大きい方に偏っている場合には、管電流を小さくする、もしくは、管電圧を小さくする、或いは、管電流と管電圧を小さくする変更を行う。また、画素値が偏っていない場合には、例えば被写体１０００へのＸ線の被曝量を低減することを目的として、必ず管電圧を少し小さくする、または、必ず管電流を少し小さくするというように、変更後のＸ線照射条件を予め決めておいてもよい。また、乱数等で管電圧や管電流をどのように変更するのかを決めてもよい。
【００７１】
続いて、ステップＳ１０６において、Ｘ線照射条件決定部１０４は、ステップＳ１０５で決定したＸ線照射条件を、Ｘ線発生部１０１に対して設定する。
【００７２】
また、ステップＳ１０３で取得されたＸ線画像Ａは、画像処理部１０５にも出力される。そして、以降のステップＳ１０７及びＳ１０８の処理が行われる。なお、ステップＳ１０７及びＳ１０８の処理は、ステップＳ１０４〜Ｓ１０６の処理と同時に平行して実行される。
【００７３】
ステップＳ１０７に進むと、画像処理部１０５は、Ｘ線画像Ａに対して所定の画像処理を行い、画像処理後のＸ線画像Ｂを生成する。この際、画像処理部１０５は、例えば、Ｘ線画像Ａに対してノイズ低減処理や鮮鋭化処理を実行する。さらに、画像処理部１０５は、上述したように、表示部１０６に表示されるＸ線画像Ｂの平均輝度が一定となるように、例えば階調曲線をリアルタイムに変更することにより、Ｘ線画像Ａの平均輝度を一定する画像処理を行う。
【００７４】
続いて、ステップＳ１０８において、表示部１０６は、画像処理部１０５から出力されたＸ線画像Ｂを表示する。
【００７５】
ステップＳ１０６、Ｓ１０８の処理が終了すると、再び、ステップＳ１０２に戻る。
２巡目（２フレーム目）以降の処理では、ステップＳ１０５の処理が異なる。１巡目（１フレーム目）のステップＳ１０５では、Ｘ線照射条件を所定のルールに基づき変更するものであった。２巡目（２フレーム目）以降のステップＳ１０５の処理では、Ｘ線照射条件の変更により、ヒストグラムの平坦度合いがどのように変化したのかを算出して、Ｘ線照射条件を決定する。
【００７６】
具体的には、２巡目の場合、１巡目で記憶したヒストグラムの分布の平坦度と、２巡目で算出したヒストグラムの分布の平坦度とを比較して、平坦度が大きい方のＸ線照射条件を採用し、３巡目のＸ線照射条件とする。さらに、平坦度を大きくするためのＸ線照射条件を予測して、Ｘ線照射条件を変更するようにしてもよい。例えば、２巡目で管電圧を大きくした結果、ヒストグラムの分布の平坦度が小さくなった場合は、次の３巡目では、２巡目（或いは１巡目）における管電圧よりも小さくすれば、ヒストグラムの分布の平坦度を大きくすることができるという予測が成り立つ。このため、これをＸ線照射条件に反映させて変更する。なお、２巡目で上述した予測が成り立たない場合には、当該予測のＸ線照射条件への反映は行わず、３巡目以降で予測が成り立った時点で、Ｘ線照射条件への反映を行うようにする。Ｘ線照射条件を決定するための多くのヒストグラムの分布の平坦度のデータがあると、当該平坦度を大きくするための予測の精度は、向上することになる。
【００７７】
このように、Ｘ線照射条件決定部１０４では、繰り返し撮影することで得られた複数のＸ線画像Ａの各画素値に係るヒストグラムの分布の平坦度を算出することで、当該ヒストグラムの分布が平坦となるようなＸ線照射条件を決定することができる。
【００７８】
なお、通常、Ｘ線画像撮影装置におけるＸ線画像の撮影サイクルは、例えば、毎秒３０フレームや毎秒１０フレームというように決まっている。この際、ステップＳ１０５において、Ｘ線照射条件の決定の完了時間が長い場合には、撮影サイクルを守ることができなくなってしまうため、例えば、ステップＳ１０５の完了を待たずに、ステップＳ１０６に進む場合もある。この場合、例えば、ステップＳ１０６のＸ線照射条件の設定では、１巡前のものと同じＸ線照射条件を使用する。
【００７９】
また、ステップＳ１０５で算出されたヒストグラムの分布の平坦度合いに係る数値を、例えばステップＳ１０８において、表示部１０６に表示するようにしてもよい。この表示を行うことにより、ユーザ（観察者）は、表示部１０６に表示されているＸ線画像が、被写体１０００の内部情報が最大限含まれているかどうかを判断することができる。例えば、被写体１０００が動いたために最適なＸ線照射条件を探索し直している間は、ヒストグラムの平坦度は小さい。この場合、ユーザは、もう少し待てば、最適なＸ線照射条件に到達する可能性があることを、表示部１０６に表示されたヒストグラムの平坦度から判断することができるようになる。
【００８０】
（第２実施の形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００８１】
図６は、本発明の第２の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の概略構成の一例を示す模式図である。ここで、図６において、図１に示す構成と同様の構成については、同じ符号を付している。
【００８２】
図６に示すように、第２の実施形態のＸ線画像撮影装置２００は、第１の実施形態のＸ線画像撮影装置１００に対して、素抜けの画素値データテーブル２０１と、吸収線量算出部２０２と、照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３が追加されて構成されている。また、第２の実施形態のＸ線画像撮影装置２００では、第１の実施形態のＸ線画像撮影装置１００のＸ線照射条件決定部における処理の内容が異なるため、図６では、これをＸ線照射条件決定部２０４として示している。
【００８３】
素抜けの画素値データテーブル２０１は、Ｘ線照射条件に関するものであって、Ｘ線発生部１０１とＸ線センサ部１０２との間に被写体１０００が存在しない場合にＸ線センサ部１０２で撮像されたＸ線画像の画素値データが設定されたテーブルである。
【００８４】
吸収線量算出部２０２は、Ｘ線発生部１０１とＸ線センサ部１０２との間に被写体１０００が存在する場合にＸ線センサ部１０２で撮像されたＸ線画像と、素抜けの画素値データテーブル２０１とを用いて、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を算出する。
【００８５】
照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル（同値曲線データテーブル）２０３は、Ｘ線照射条件に関するものであって、Ｘ線発生部１０１から照射するＸ線のＸ線量（放射線量）における複数の等値曲線データが設定された等値曲線データテーブルである。
【００８６】
Ｘ線照射条件決定部２０４は、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムのみならず、吸収線量算出部２０２で算出された吸収線量、及び、照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３の等値曲線データを用いて、Ｘ線照射条件を決定する。
【００８７】
第１の実施形態では、被写体１０００の内部情報をより多く含む、観察に適したＸ線画像の取得を目的として、Ｘ線画像Ａの各画素値に係るヒストグラムの分布が平坦となるように、Ｘ線照射条件を設定するものであった。第２の実施形態では、第１の実施形態における目的に加えて、更に、被写体１０００へのＸ線被曝量の低減を目的としたＸ線照射条件の設定を行うものである。
【００８８】
以下、被写体１０００へのＸ線被曝量の低減を考慮したＸ線照射条件の決定方法について説明を行う。
【００８９】
被写体１０００の負担を軽減するためには、［１］Ｘ線の照射線量を小さくするという方法と、［２］被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を小さくするという方法が考えられる。
【００９０】
［１］の方法は、Ｘ線発生部１０１から照射する照射Ｘ線１０１ａのＸ線量（照射Ｘ線量）を小さくすれば、被写体１０００のＸ線の吸収線量も小さくなるという考え方である。この場合、Ｘ線照射条件である管電圧、管電流及び照射時間を決定すれば、照射Ｘ線量が一意に定まるため、Ｘ線照射条件を制御しやすい方法である。この場合、照射Ｘ線量が決定すると、管電圧、管電流及び照射時間が決まるため、例えば、照射Ｘ線量が１００マイクロレントゲン以下になるようにＸ線照射条件を決定するということが可能である。ただし、この場合、照射Ｘ線量を小さくすれば、必ず、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量も小さくなるとは限らない。
【００９１】
［２］の方法は、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を算出する必要があるが、［１］の方法と比較して、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を小さくすることが確実に行える。ただし、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を確実に算出することは、簡単ではなく、また、その精度を向上させることは難しい。
【００９２】
そこで、本実施形態では、［１］の方法と、［２］の方法を単独で、もしくは、組み合わせて使用することにより、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を小さくすることを実現する。
【００９３】
まず、［１］の方法を実現するための実施例を以下に説明する。
【００９４】
図７は、図６に示す照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３を説明するための模式図である。この図７に示すデータは、例えば、キャリブレーション時に予め作成される。
【００９５】
ここで、図７（ａ）は、Ｘ線照射条件である管電圧と管電流を変化させたときに、照射Ｘ線量を測定したデータ（「照射Ｘ線量マップ」と呼ぶ）である。図７（ａ）に示す照射Ｘ線量マップにおいて、水平方向の点線と垂直方法の点線が交差する点は、照射Ｘ線量を測定したデータである。この照射Ｘ線量の測定は、例えば、Ｘ線照射時間が一定値という条件、もしくは、Ｘ線照射時間と管電流の積が一定値という条件で測定する。
【００９６】
図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す照射Ｘ線量マップにおいて、照射Ｘ線量が等しい点を結んで、照射Ｘ線量の等値曲線群を示したものである。図７（ｂ）が、図６に示す照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３に相当するものである。
【００９７】
図８は、図６に示す照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３の一例を示す模式図である。
図７（ｂ）に示す照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３は、具体的に、例えば、図８（ａ）のようになる。図８（ａ）には、照射Ｘ線量が小さい順に、１０マイクロレントゲン、２０マイクロレントゲン、３０マイクロレントゲン、４０マイクロレントゲン、５０マイクロレントゲンという照射Ｘ線量の等値曲線データが示されている。
【００９８】
そして、図８（ｂ）に示すように、３０マイクロレントゲンを指定すれば、３０マイクロレントゲンを実現する管電圧と管電流との組み合わせが取得できるようになっている。ここで、管電圧と管電流との組み合わせは、例えば、（Ｘ１，Ｙ１）や（Ｘ２，Ｙ２）である。
【００９９】
この際、管電圧と管電流の組み合わせは、多数存在するため、Ｘ線照射条件の範囲を絞ることが肝要である。このように、Ｘ線照射条件の範囲を絞ることで、必要な撮影時間を短くすることができ、また、被写体へのＸ線被曝量も少なくすることができる。
【０１００】
被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を小さくするには、例えば、照射Ｘ線量が３０マイクロレントゲン以下という条件でＸ線照射条件を決定する。ただし、照射Ｘ線量を小さくすれば、Ｘ線量子モトルによるノイズの影響が大きくなるため、Ｘ線画像の画質は悪くなる。そのため、照射Ｘ線量が３０マイクロレントゲン以下という条件であれば、照射Ｘ線量がちょうど３０マイクロレントゲンのとき、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量とＸ線画像の画質とのトレードオフが釣り合うことになる。
【０１０１】
また、照射Ｘ線量の上限値を決定するだけでは、Ｘ線照射条件の範囲を絞ることが困難である場合がある。そのため、このような場合には、Ｘ線センサ部１０２のＸ線量に対する感度限界を考慮するとよい。例えば、Ｘ線センサ部１０２のＸ線量に対する感度限界が１０マイクロレントゲンである場合であって、照射Ｘ線量の上限値が２００マイクロレントゲンである場合には、図８（ｃ）に示す斜線部分がＸ線照射条件の範囲となる。
【０１０２】
この際、照射Ｘ線量の下限値は、Ｘ線センサ部のＸ線量に対する感度限界でなくてもよく、例えば、画像処理部１０５の性能から定まる照射Ｘ線量を測定しておき、その照射Ｘ線量を使用することも可能である。また、照射Ｘ線量の下限値が定まらない場合は、照射Ｘ線量の下限値を０とする。この場合、Ｘ線照射条件の下限における範囲を絞ることはできない。
【０１０３】
続いて、［２］の方法を実現するための実施例を以下に説明する。
【０１０４】
［２］の方法は、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を小さくするという方法であるが、この場合、本実施形態では、吸収線量算出部２０２で被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を算出する。この際、「照射Ｘ線量から被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を差し引いた残りのＸ線量がＸ線センサ部１０２へ到達してＸ線画像になる」という考えに基づいて行われる。即ち、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量は、照射Ｘ線量からＸ線センサ部へ到達したＸ線量の差分であり、以下に示す（２）式から算出される。
吸収線量＝照射Ｘ線量−Ｘ線センサ部１０２へ到達したＸ線量 ・・（２）
【０１０５】
また、Ｘ線画像の画素値は、Ｘ線のＸ線量に依存する。この関係をｆ（ ）とすると、以下に示す（３）式のようになる。
Ｘ線画像の画素値＝ｆ（Ｘ線センサ部１０２へ到達したＸ線量） ・・（３）
【０１０６】
（３）式のｆ（ ）は、単調増加関数であるため、逆関数が存在する。この逆関数をｈ（ ）とすると、（３）式は、以下に示す（４）式のようになる。
Ｘ線センサ部１０２へ到達したＸ線量＝ｈ（Ｘ線画像の画素値） ・・（４）
【０１０７】
そして、（２）式は、（４）式を考慮すると、以下に示す（５）式のようになる。
吸収線量＝照射Ｘ線量−ｈ（Ｘ線画像の画素値） ・・（５）
【０１０８】
また、照射Ｘ線量は、Ｘ線発生部１０１とＸ線センサ部１０２との間に被写体１０００が存在しない場合にＸ線センサ部１０２で撮像されたＸ線画像の画素値（即ち、素抜けの画素値）と対応している。
【０１０９】
これは、（５）式に、吸収線量＝０を代入すると、以下の（６）式となるためである。
照射Ｘ線量＝ｈ（被写体１０００が存在しない場合のＸ線画像の画素値）
＝ｈ（Ｘ線画像の素抜けの画素値） ・・（６）
【０１１０】
これらをまとめると、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量は、以下の（７）式により算出することができる。
吸収線量＝ｈ（Ｘ線画像の素抜けの画素値）−ｈ（Ｘ線画像の画素値） ・・（７）
【０１１１】
また、関数ｈ（ ）が線形関数とみなせるならば、（７）式は、以下の（８）式のように表すことができる。
吸収線量＝ｈ（Ｘ線画像の素抜けの画素値−Ｘ線画像の画素値） ・・（８）
【０１１２】
本実施形態では、上述したＸ線画像の素抜けの画素値データを、素抜けの画素値データテーブル２０１として予め記憶しておく。
【０１１３】
図９は、図６に示す素抜けの画素値データテーブル２０１を説明するための模式図である。
【０１１４】
ここで、図９（ａ）は、Ｘ線発生部１０１とＸ線センサ部１０２との間に被写体１０００が存在しない状態で、Ｘ線照射条件である管電圧と管電流を変化させたときに、Ｘ線センサ部１０２で撮像したＸ線画像の画素値データである。このデータを、「Ｘ線センサ部１０２の素抜けの画素値マップ」と呼ぶ。図９（ａ）に示すＸ線センサ部１０２の素抜けの画素値マップは、１点でもよいが、複数点あることが望ましい。そして、図９（ａ）に示す「Ｘ線センサ部１０２の素抜けの画素値マップ」の各データから、図６に示す素抜けの画素値データテーブル２０１が作成される。
【０１１５】
この際、Ｘ線センサ部１０２のある位置における素抜けの画素値から、Ｘ線センサ部１０２のどの位置の素抜けの画素値でも推測できるようになっていればよい。一般に、照射されたＸ線は、図９（ｂ）に示すように、四方八方へ広がりながら、Ｘ線センサ部１０２へ到達する。そのため、被写体１０００が存在しない場合であっても、点ＡにおけるＸ線量と点Ｂにおける線量とは異なるため、その画素値も異なる。
【０１１６】
この場合、素抜けの画素値は、点Ａだけを測定しておき、点Ａの画素値から点Ｂの画素値や、その他の位置の画素値を推測するという方法でもよい。また、素抜けの画素値は、点Ａと点Ｂを測定しておき、これら２つの画素値から、その他の位置の画素値を推測するという方法でもよい。さらには、全画素の画素値について測定する方法でもよい。ただし、この場合、管電圧と管電流の組み合わせの数分だけＸ線画像を取得する必要があるため、データ量が非常に多くなることが懸念される。また、素抜けの画素値における測定時は、ノイズの影響をできるかぎり排除するために、加算平均の結果を使用するとよい。
【０１１７】
次に、第２の実施形態に係るＸ線画像撮影装置２００の駆動方法における処理手順について説明する。
【０１１８】
図１０は、本発明の第２の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。ここで、図１０に示すフローチャートは、動画像の撮影を行う場合を示している。また、図１０において、図５に示すフローチャートのステップと同様のステップについては、同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。
【０１１９】
ユーザからＸ線照射指示が入力されると、図５に示すステップＳ１０１〜ステップＳ１０３の処理が行われる。
【０１２０】
ステップＳ１０３の処理が終了すると、ステップＳ１０４、ステップＳ２０１及びステップＳ１０７の処理が同時に平行して実行される。
【０１２１】
ステップＳ１０４では、ヒストグラム算出部１０３は、ステップＳ１０３で取得されたＸ線画像Ａの各画素値に係るヒストグラムを算出する。
【０１２２】
また、ステップＳ２０１では、吸収線量算出部２０２は、ステップＳ１０３で取得されたＸ線画像Ａから、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を算出する。
【０１２３】
このステップＳ２０１の詳細について以下に説明する。
ステップＳ２０１では、吸収線量算出部２０２は、まず、ステップＳ１０１で設定したＸ線照射条件に対応する、Ｘ線センサ部１０２の素抜けの画素値を、素抜けの画素値データテーブル２０１から抽出する。この際、素抜けの画素値データテーブル２０１は、上述したように、図９（ａ）のＸ線センサ部１０２の素抜けの画素値マップに対応したものである。
【０１２４】
続いて、吸収線量算出部２０２は、抽出したＸ線センサ部１０２の素抜けの画素値を用いて、ステップＳ１０３で取得された被写体１０００におけるＸ線画像Ａから、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を算出する。
【０１２５】
ステップＳ１０４及びＳ２０１の処理が終了すると、ステップＳ２０２に進む。
ステップＳ２０２に進むと、Ｘ線照射条件決定部２０４は、ステップＳ１０４で算出されたヒストグラム、ステップＳ２０１で算出された吸収線量、及び、照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３の等値曲線データを用いて、Ｘ線照射条件を決定する。
【０１２６】
このステップＳ２０２の詳細について以下に説明する。
ステップＳ２０２では、Ｘ線照射条件決定部２０４は、まず、ステップＳ１０４と同様にヒストグラムの平坦度合いを算出する。そして、Ｘ線照射条件決定部２０４は、算出したヒストグラムの平坦度平坦度合いに係る数値と、ステップＳ２０１で算出された被写体１０００におけるＸ線の吸収線量に係る数値とを、今回の撮影に係るＸ線照射条件と関連付けて自身の内部に記憶する。続いて、Ｘ線照射条件決定部２０４は、Ｘ線照射条件を変更する処理を行う。
【０１２７】
このＸ線照射条件決定部２０４によるＸ線照射条件の変更方法は、第１の実施形態におけるステップＳ１０５の処理とほぼ同じであるが、本実施形態では、この際、照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３の等値曲線データを用いる。この場合、例えば、図８（ｂ）に示すように、照射Ｘ線量が、丁度、３０マイクロレントゲンであればよいことが分かっている場合には、Ｘ線照射条件として、３０マイクロレントゲンの等値曲線データ上の値を使用する。なお、この場合、次回のＸ線画像の撮影においては、３０マイクロレントゲンの等値曲線データに基づくＸ線照射条件でＸ線画像Ａの撮影が行われ、ヒストグラム算出部１０３では、当該Ｘ線画像Ａに対してヒストグラムを算出することになる。
【０１２８】
また、例えば、図８（ｃ）に示すように、照射Ｘ線量の上限値と下限値が既知の場合には、照射Ｘ線量の上限値における等値曲線データと、照射Ｘ線量の下限値の等値曲線データで囲まれる領域に基づくＸ線照射条件を使用する。なお、この場合、次回のＸ線画像の撮影においては、照射Ｘ線量の上限値と下限値の等値曲線データで囲まれる領域に基づくＸ線照射条件でＸ線画像Ａの撮影が行われ、ヒストグラム算出部１０３では、当該Ｘ線画像Ａに対してヒストグラムを算出することになる。
【０１２９】
ステップＳ２０２の処理が終了すると、ステップＳ２０３に進み、Ｘ線照射条件決定部２０４は、ステップＳ２０２で決定したＸ線照射条件を、Ｘ線発生部１０１に対して設定する。
【０１３０】
ステップＳ２０３、Ｓ１０８の処理が終了すると、再び、ステップＳ１０２に戻る。
２巡目（２フレーム目）以降の処理では、ステップＳ２０２の処理が異なる。１巡目（１フレーム目）のステップＳ２０２では、Ｘ線照射条件を所定のルールに基づき変更するものであった。２巡目（２フレーム目）以降のステップＳ２０２の処理では、Ｘ線照射条件の変更により、ヒストグラムの平坦度合いと被写体１０００におけるＸ線の吸収線量がどのように変化したのかを算出して、Ｘ線照射条件を決定する。
【０１３１】
そのために、本実施形態では、予め、ヒストグラムの平坦度合いと被写体１０００におけるＸ線の吸収線量とを統一的に取り扱うための評価指標を決定しておく。その評価指標の一例を以下の（９）式に示す。
評価指標＝α（ヒストグラムの平坦度）＋β（１／｛吸収線量＋１｝） ・・（９）
【０１３２】
ここで、（９）式のαとβは、定数である。（９）式の場合、評価指標の値が大きいほど、ヒストグラムの平坦度合いも大きくなり、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量も小さくなる。即ち、Ｘ線照射条件決定部２０４は、（９）式に示す評価指標が大きくなるように、Ｘ線照射条件を決定する。なお、評価指標としては、（９）式に限定されるわけではなく、例えば、評価指標が小さいほど、Ｘ線照射条件として望ましいという指標でもよい。この場合には、Ｘ線照射条件決定部２０４は、評価指標が小さくなるように、Ｘ線照射条件を決定する。便宜上、この評価指標を「統一評価指標」と呼ぶ。この際、各巡目で記憶した、ヒストグラムの平坦度合いに係る数値と被写体１０００におけるＸ線の吸収線量に係る数値から、それぞれ、各統一評価指標が算出される。
【０１３３】
そして、２巡目（２フレーム目）のステップＳ２０２の処理では、１巡目における統一評価指標と、２巡目における統一評価指標とを比較して、統一評価指標が大きい方のＸ線照射条件を採用し、３巡目のＸ線照射条件とする。さらに、統一評価指標を大きくするためのＸ線照射条件を予測して、Ｘ線照射条件を変更するようにしてもよい。例えば、２巡目で管電圧を大きくした結果、統一評価指標が小さくなった場合は、次の３巡目では、２巡目（或いは１巡目）における管電圧より小さくすれば、統一評価指標を大きくすることができるという予測が成り立つ。このため、これをＸ線照射条件に反映させて変更する。なお、２巡目で上述した予測が成り立たない場合には、当該予測のＸ線照射条件への反映は行わず、３巡目以降で予測が成り立った時点で、Ｘ線照射条件への反映を行うようにする。Ｘ線照射条件を決定するための多くの統一評価指標があると、統一評価指標を大きくするための予測の精度は、向上することになる。
【０１３４】
また、ステップＳ２０２で算出されたヒストグラムの分布の平坦度合いに係る数値を、例えばステップＳ１０８において、表示部１０６に表示するようにしてもよい。この表示を行うことにより、ユーザ（観察者）は、表示部１０６に表示されているＸ線画像が、被写体１０００の内部情報が最大限含まれているかどうかを判断することができる。例えば、被写体１０００が動いたために最適なＸ線照射条件を探索し直している間は、ヒストグラムの平坦度は小さい。この場合、ユーザは、もう少し待てば、最適なＸ線照射条件に到達する可能性があることを、表示部１０６に表示されたヒストグラムの平坦度から判断することができるようになる。さらに、ステップＳ２０１で算出された被写体１０００におけるＸ線の吸収線量に係る数値を、例えばステップＳ１０８において、表示部１０６に表示するようにしてもよい。この場合、ユーザは、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量が多いのか少ないのかを判断することができるようになる。
【０１３５】
（第３実施の形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【０１３６】
図１１は、本発明の第３の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の概略構成の一例を示す模式図である。ここで、図１１において、図６に示す構成と同様の構成については、同じ符号を付している。
【０１３７】
図１１に示すように、第３の実施形態のＸ線画像撮影装置３００は、第２の実施形態のＸ線画像撮影装置２００に対して、平均情報量算出部３０１が追加されて構成されている。また、第３の実施形態のＸ線画像撮影装置３００では、第２の実施形態のＸ線画像撮影装置２００のＸ線照射条件決定部における処理の内容が異なるため、図１１では、これをＸ線照射条件決定部３０４として示している。
【０１３８】
平均情報量算出部３０１は、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムからＸ線画像Ａの輝度に係る平均情報量を算出する。
【０１３９】
Ｘ線照射条件決定部３０４は、平均情報量算出部３０１で算出された平均情報量、吸収線量算出部２０２で算出された吸収線量、及び、照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３の等値曲線データを用いて、Ｘ線照射条件を決定する。
【０１４０】
特に、本実施形態では、Ｘ線照射条件決定部３０４は、平均情報量算出部３０１で算出された平均情報量が増大するように、Ｘ線発生部１０１から照射するＸ線（照射Ｘ線１０１ａ）のＸ線照射条件を決定する。これにより、本実施形態では、被写体１０００の内部情報をより多く含んだ、観察に適したＸ線画像を取得できるようにしている。この点について、以下に詳しく説明する。
【０１４１】
図１２は、図１１に示すヒストグラム算出部１０３で算出されたＸ線画像の各画素値に係るヒストグラムの分布の一例を示す模式図である。
【０１４２】
図１２（ａ）及び（ｂ）は、Ｘ線照射条件を変えて被写体１０００を撮影したＸ線画像の各画素値のヒストグラムが示されている。ここでは、画素値として、Ｘ線画像の各画素の輝度に係る値を用いている。
【０１４３】
図１２（ａ）で示されるヒストグラム１に係るＸ線画像と図１２（ｂ）で示されるヒストグラム２に係るＸ線画像において、観察に有用な被写体の内部情報をより含んでいるＸ線画像は、図１２（ｂ）である。その理由は、画像処理をしない場合、図１２（ａ）では、３パターンに色分けされたＸ線画像を見て被写体を観察することになるが、図１２（ｂ）では、４パターンに色分けされたＸ線画像を見ながら同じ被写体を観察することができるためである。
【０１４４】
図１２（ａ）及び（ｂ）に示すヒストグラムの分布（形状）は、どちらも平坦である。そのため、図３（ｃ）及び（ｄ）のように、図１２（ａ）及び（ｂ）のヒストグラムにおける累積ヒストグラムの包絡線を考慮した場合、どちらも直線となり、その優劣の区別がつかない。そして、本実施形態では、平均情報量を用いて、この区別をつけるようにする。
【０１４５】
ここで、平均情報量算出部３０１で算出する平均情報量は、例えば、以下の（１０）式に示すものとなる。
平均情報量＝−Σ（Ｐｉ／Ｍ）＊（ＬｏｇＰｉ／Ｍ） ・・（１０）
ただし、（１０）式に示すΣは、ｉ＝１〜Ｎについて加算し、Ｎは、ヒストグラムのビン数を示す。また、Ｐｉは、ｉ番目のビンの度数であり、Ｍは、全画素数である。ここで、ＭとＰｉの関係は、Ｍ＝ΣＰｉである。
【０１４６】
この平均情報量は、エントロピーとも称される。（１０）式に示す対数の底は、自然対数や１０や２を用いることが多い。本実施形態では、（１０）式に示す対数の底は、自然対数でも１０でも２でもその他の値でもよい。
【０１４７】
この平均情報量の性質として、「ビン数がＮのとき、平均情報量の最大値は、ＬｏｇＮである」という事実がある。この場合、Ｐｉは、ｉによらず、同じであり、Ｐｉ＝Ｐ＝（Ｍ／Ｎ）である。即ち、ヒストグラムの度数がすべて同じときに、平均情報量は最大となる。そのため、図１２（ｂ）に示すヒストグラム２と図１２（ｃ）に示すヒストグラム３の平均情報量を算出すると、平均情報量は、図１２（ｂ）の方が大きい。
【０１４８】
このように、平均情報量は、ヒストグラムの度数分布に偏りがある場合より、ヒストグラムの度数分布に偏りが無い場合の方が大きいという性質がある。このことは、上述した第１の実施形態（或いは、第２の実施形態）における「ヒストグラムの平坦化」と、ほぼ同じ指標として使用することができる。即ち、Ｘ線照射条件決定部３０４では、平均情報量算出部３０１で算出された平均情報量が増大するように、Ｘ線発生部１０１から照射するＸ線（照射Ｘ線１０１ａ）のＸ線照射条件を決定すればよいことになる。
【０１４９】
さらに、図１２（ａ）に示すヒストグラム１と図１２（ｂ）に示すヒストグラム２の平均情報量を算出すると、平均情報量は、図１２（ｂ）の方が大きくなる。このように、「ヒストグラムの平坦度」等による比較では区別がつかない場合も、平均情報量を使用することで、観察に有用な被写体の内部情報をより多く含んだＸ線画像を撮影することができる。
【０１５０】
次に、第３の実施形態に係るＸ線画像撮影装置３００の駆動方法における処理手順について説明する。
【０１５１】
図１３は、本発明の第３の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。ここで、図１３に示すフローチャートは、動画像の撮影を行う場合を示している。また、図１３において、図１０に示すフローチャートのステップと同様のステップについては、同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。
【０１５２】
ユーザからＸ線照射指示が入力されると、図１０に示すステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理が行われる。また、ステップＳ１０４の処理と同時に、ステップＳ２０１及びステップＳ１０７の処理が平行して実行される。
【０１５３】
ステップＳ１０４の処理が終了すると、ステップＳ３０１に進む。ステップＳ３０１に進むと、平均情報量算出部３０１は、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムからＸ線画像Ａの輝度に係る平均情報量を算出する。
【０１５４】
ステップＳ３０１及びＳ２０１の処理が終了すると、ステップＳ３０２に進む。ステップＳ３０２に進むと、Ｘ線照射条件決定部３０４は、ステップＳ３０１で算出された平均情報量、ステップＳ２０１で算出された吸収線量、及び、照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３の等値曲線データを用いて、Ｘ線照射条件を決定する。
【０１５５】
なお、このステップＳ３０２の処理は、第２の実施形態におけるステップＳ２０２の処理において、ステップＳ１０４で算出されたヒストグラムに替えて、ステップＳ３０１で算出された平均情報量を適用すること以外は、同様である。
【０１５６】
ステップＳ３０２の処理が終了すると、ステップＳ３０３に進み、Ｘ線照射条件決定部３０４は、ステップＳ３０２で決定したＸ線照射条件を、Ｘ線発生部１０１に対して設定する。
【０１５７】
ステップＳ３０３、Ｓ１０８の処理が終了すると、再び、ステップＳ１０２に戻る。
２巡目（２フレーム目）以降の処理についても、第２の実施形態で説明した処理において、ステップＳ１０４で算出されたヒストグラムに替えて、ステップＳ３０１で算出された平均情報量を適用すること以外は、同様である。
【０１５８】
また、ステップＳ３０１で算出された平均情報量に係る数値を、例えばステップＳ１０８において、表示部１０６に表示するようにしてもよい。この表示を行うことにより、ユーザ（観察者）は、表示部１０６に表示されているＸ線画像が、被写体１０００の内部情報が最大限含まれているかどうかを判断することができる。
【０１５９】
（第４実施の形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
【０１６０】
図１４は、本発明の第４の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の概略構成の一例を示す模式図である。ここで、図１４において、図１及び図１１に示す構成と同様の構成については、同じ符号を付している。
【０１６１】
図１４に示すように、第４の実施形態のＸ線画像撮影装置４００は、第１の実施形態のＸ線画像撮影装置１００に対して、図１１に示す第３の実施形態のＸ線画像撮影装置３００の平均情報量算出部３０１を追加したものである。また、第４の実施形態のＸ線画像撮影装置４００では、第１の実施形態或いは第３の実施形態のＸ線画像撮影装置のＸ線照射条件決定部における処理の内容が異なるため、図１４では、これをＸ線照射条件決定部４０４として示している。
【０１６２】
Ｘ線照射条件決定部４０４は、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラム、及び、平均情報量算出部３０１で算出された平均情報量を用いて、Ｘ線照射条件を決定する。
【０１６３】
第３の実施形態では、平均情報量算出部３０１において、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムからＸ線画像Ａの輝度に係る平均情報量を算出し、当該平均情報量を用いて、Ｘ線照射条件を決定するものであった。即ち、第３の実施形態では、「ヒストグラムの平坦度」の指標では区別がつかなかった図１２（ａ）及び（ｂ）のヒストグラに係るＸ線画像の優劣を、平均情報量を算出することにより、区別できるようにしたものであった。
【０１６４】
しかしながら、例えば、図１２（ｂ）及び（ｄ）のヒストグラに係るＸ線画像を比較すると、図１２（ｂ）の方が観察に有用な内部情報を含むＸ線画像であると考えられるが、この場合、どちらの平均情報量も同じとなる。このように、ヒストグラムの分布（形状）が平坦になるようにＸ線照射条件を決定する方法も、平均情報量が最大化するようにＸ線照射条件を決定する方法も、それぞれ一長一短がある。
【０１６５】
そこで、本実施形態では、Ｘ線照射条件決定部４０４において、平均情報量算出部３０１で算出された平均情報量が増大すると共に、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムの分布が平坦となるように、Ｘ線照射条件を決定する。
【０１６６】
この際、Ｘ線照射条件決定部４０４では、以下に示すように処理することが望ましい。
まず、平均情報量算出部３０１で算出された平均情報量が増大する放射線照射条件を求め、次に、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムの分布が平坦となる放射線照射条件を求めて、Ｘ線照射条件を決定する。この場合、例えば、平均情報量算出部３０１で算出された平均情報量が同じである場合に、ヒストグラムの分布（形状）の平坦度合いを比較して、Ｘ線照射条件を決定するようにする。
【０１６７】
次に、第４の実施形態に係るＸ線画像撮影装置４００の駆動方法における処理手順について説明する。
【０１６８】
図１５は、本発明の第４の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。ここで、図１５に示すフローチャートは、動画像の撮影を行う場合を示している。また、図１５において、図５に示すフローチャートのステップと同様のステップについては、同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。
【０１６９】
ユーザからＸ線照射指示が入力されると、図１に示すステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理が行われる。また、ステップＳ１０４の処理と同時に、ステップＳ１０７の処理が平行して実行される。
【０１７０】
ステップＳ１０４の処理が終了すると、ステップＳ４０１に進む。ステップＳ４０１に進むと、平均情報量算出部３０１は、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムからＸ線画像Ａの輝度に係る平均情報量を算出する。
【０１７１】
ステップＳ４０１の処理が終了すると、ステップＳ４０２に進む。ステップＳ４０２に進むと、Ｘ線照射条件決定部４０４は、上述したように、ステップＳ４０１で算出された平均情報量、及び、ステップＳ１０４で算出されたヒストグラムを用いて、Ｘ線照射条件を決定する。
【０１７２】
ステップＳ４０２の処理が終了すると、ステップＳ４０３に進み、Ｘ線照射条件決定部３０４は、ステップＳ４０２で決定したＸ線照射条件を、Ｘ線発生部１０１に対して設定する。
【０１７３】
ステップＳ４０３、Ｓ１０８の処理が終了すると、再び、ステップＳ１０２に戻る。
２巡目（２フレーム目）以降の処理についても、上述した第１の実施形態で説明した内容と第３の実施形態で説明した内容を組み合わせたものとなる。
【０１７４】
また、ステップＳ４０１で算出された平均情報量に係る数値及びステップＳ４０２で算出されたヒストグラムの分布の平坦度合いに係る数値を、例えばステップＳ１０８において、表示部１０６に表示するようにしてもよい。この表示を行うことにより、ユーザ（観察者）は、表示部１０６に表示されているＸ線画像が、被写体１０００の内部情報が最大限含まれているかどうかを判断することができる。
【０１７５】
（第５実施の形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
【０１７６】
図１６は、本発明の第５の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の概略構成の一例を示す模式図である。ここで、図１６において、図１１に示す構成と同様の構成については、同じ符号を付している。
【０１７７】
図１６に示すように、第５の実施形態のＸ線画像撮影装置５００は、第３の実施形態のＸ線画像撮影装置３００に対して、第４の実施形態で示した内容を反映させたものである。即ち、Ｘ線照射条件決定部５０４において、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラム、及び、平均情報量算出部３０１で算出された平均情報量を用いて、Ｘ線照射条件を決定するようにしたものである。
【０１７８】
次に、第５の実施形態に係るＸ線画像撮影装置５００の駆動方法における処理手順について説明する。
【０１７９】
図１７は、本発明の第５の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。ここで、図１７に示すフローチャートは、動画像の撮影を行う場合を示している。また、図１７において、図１３に示すフローチャートのステップと同様のステップについては、同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。
【０１８０】
ユーザからＸ線照射指示が入力されると、図１３に示すステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理が行われる。また、ステップＳ１０４の処理と同時に、ステップＳ２０１及びステップＳ１０７の処理が平行して実行される。
【０１８１】
ステップＳ１０４の処理が終了すると、ステップＳ５０１に進む。ステップＳ５０１に進むと、平均情報量算出部３０１は、図１５のステップＳ４０１と同様に、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムからＸ線画像Ａの輝度に係る平均情報量を算出する。
【０１８２】
ステップＳ５０１及びＳ２０１の処理が終了すると、ステップＳ５０２に進む。ステップＳ５０２に進むと、Ｘ線照射条件決定部５０４は、ステップＳ１０４、Ｓ５０１及びＳ２０１で算出されたヒストグラム、平均情報量及び吸収線量、並びに、照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３の等値曲線データを用いて、Ｘ線照射条件を決定する。
【０１８３】
ステップＳ５０２の処理が終了すると、ステップＳ５０３に進み、Ｘ線照射条件決定部３０４は、ステップＳ５０２で決定したＸ線照射条件を、Ｘ線発生部１０１に対して設定する。
【０１８４】
ステップＳ５０３、Ｓ１０８の処理が終了すると、再び、ステップＳ１０２に戻る。
２巡目（２フレーム目）以降の処理についても、上述した第３の実施形態で説明した内容と第４の実施形態で説明した内容を組み合わせたものとなる。
【０１８５】
また、ステップＳ５０１で算出された平均情報量に係る数値及びステップＳ５０２で算出されたヒストグラムの分布の平坦度合いに係る数値を、例えばステップＳ１０８において、表示部１０６に表示するようにしてもよい。この表示を行うことにより、ユーザ（観察者）は、表示部１０６に表示されているＸ線画像が、被写体１０００の内部情報が最大限含まれているかどうかを判断することができる。
【０１８６】
前述した各実施形態に係る放射線画像撮影装置の駆動方法を示す図５、図１０、図１３、図１５及び図１７の各ステップは、コンピュータのＣＰＵがＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムを実行することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。
【０１８７】
具体的に、前記プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのような記憶媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。前記プログラムを記録する記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、前記プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネットの等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体を用いることができる。また、この際の通信媒体としては、光ファイバ等の有線回線や無線回線などが挙げられる。
【０１８８】
また、本発明は、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより各実施形態に係る放射線画像撮影装置の機能が実現される態様に限られない。そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して各実施形態に係る放射線画像撮影装置の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。また、供給されたプログラムの処理の全て、或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて各実施形態に係る放射線画像撮影装置の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。
【０１８９】
また、前述した本実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術的思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の概略構成の一例を示す模式図である。
【図２】図１に示す被写体の内部構成の一例を示す模式図である。
【図３】図１に示すヒストグラム算出部で算出されたＸ線画像の各画素値に係るヒストグラムの分布の一例を示す模式図である。
【図４】図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示す累積ヒストグラムの包絡線の直線度合いにおける算出方法の一例を示す模式図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の概略構成の一例を示す模式図である。
【図７】図６に示す照射Ｘ線量の等値曲線データテーブルを説明するための模式図である。
【図８】図６に示す照射Ｘ線量の等値曲線データテーブルの一例を示す模式図である。
【図９】図６に示す素抜けの画素値データテーブルを説明するための模式図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の概略構成の一例を示す模式図である。
【図１２】図１１に示すヒストグラム算出部で算出されたＸ線画像の各画素値に係るヒストグラムの分布の一例を示す模式図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第４の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の概略構成の一例を示す模式図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第５の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の概略構成の一例を示す模式図である。
【図１７】本発明の第５の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１８】従来のＸ線画像撮影装置の概略構成の一例を示す模式図である。
【図１９】従来のＸ線画像撮影装置の概略構成の他の一例を示す模式図である。
【図２０】図１に示す画像処理部において行われる階調変換曲線の変更の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１９１】
１００ Ｘ線画像撮影装置
１０１ Ｘ線発生部
１０１ａ 照射Ｘ線
１０１ｂ 透過Ｘ線
１０２ Ｘ線センサ部
１０３ ヒストグラム算出部
１０４ Ｘ線照射条件決定部
１０５ 画像処理部
１０６ 表示部
１０００ 被写体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置及びその駆動方法に関するものである。なお、本明細書においては、放射線としてＸ線を適用した例を示すが、本発明においては、このＸ線に限定されずに、例えば、α線、β線、γ線などの他の放射線も含まれるものとする。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射線の一種であるＸ線を用いて被写体の撮影を行い、Ｘ線画像を取得するＸ線画像撮影装置が、医療分野を中心に広く普及している。この際、Ｘ線画像撮影装置は、Ｘ線発生部から被写体にＸ線を照射し、被写体を透過したＸ線に基づいてＸ線画像を取得するものであり、被写体の内部の状態を観察することが可能となっている。なお、Ｘ線画像撮影装置は、Ｘ線透視装置とも称される。また、被写体が人体の場合には、一般的に、観察という用語は使わずに、診断とか検査という用語を使うことが多い。
【０００３】
また、Ｘ線画像撮影装置では、被写体を透過したＸ線をＸ線センサ部で検知することにより、Ｘ線画像を取得する。ここで、Ｘ線センサ部は、Ｘ線を検知すると、当該Ｘ線をそのＸ線強度に応じた電気信号へ変換してＸ線画像を取得するデバイスである。このＸ線センサ部の一例としては、イメージインテンシファイアやＦＰＤ（Flat Panel Detector）等が挙げられる。
【０００４】
また、Ｘ線発生部から照射するＸ線は、被写体を被曝させてしまうため、被写体への照射Ｘ線量が少ないほどよい。しかしながら、被写体への照射Ｘ線量が少ないと、被写体を透過するＸ線が少なくなり、その結果、Ｘ線センサ部で受光するＸ線量が少なくなって、被写体を観察するには不適当なＸ線画像が取得されてしまうことになる。
【０００５】
このように、Ｘ線画像撮影装置では、被写体を撮影する際に、「被写体へのＸ線の被曝量を低減する」という目標と、「観察に適したＸ線画像を取得する」という目標をいかにしてバランスよく折り合いをつけるかということが重要である。
【０００６】
そのため、Ｘ線画像撮影装置には、Ｘ線発生部から照射するＸ線の最適なＸ線照射条件を自動的に決定するためのＸ線照射条件決定部が設けられている。ここで、Ｘ線照射条件としては、例えば、Ｘ線発生部における管電圧や管電流、或いはＸ線の照射時間等が挙げられる。具体的に、管電圧とは、Ｘ線を発生させるＸ線発生部のＸ線管に印加する電圧であり、Ｘ線スペクトルに関係する量である。また、管電流とは、Ｘ線発生部のＸ線管に流す電流であり、Ｘ線強度に関係する量である。また、照射時間とは、管電圧と管電流で決定されるＸ線を照射する時間である。
【０００７】
この際、観察する被写体が毎回同じであれば、最適なＸ線照射条件を一度求めてしまえば、常にそのＸ線照射条件を使用し続けることが可能である。一方、観察する被写体が毎回異なる場合、或いは、被写体が動くものである場合には、撮影の度に、最適なＸ線照射条件が変化するため、その都度、Ｘ線照射条件を設定する必要がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−６６３８９号公報
【特許文献２】特開２００２−１４０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のＸ線画像撮影装置では、Ｘ線照射条件決定部によるＸ線照射条件の決定に際して、一般的に、Ｘ線センサ部がイメージインテンシファイアであるものを想定したものである。この場合、イメージインテンシファイアは、正常動作可能領域であるダイナミックレンジが非常に狭いため、イメージインテンシファイアに入射するＸ線量がダイナミックレンジを超えないように、Ｘ線照射条件を決定する必要がある。
【００１０】
仮に、イメージインテンシファイアに入射するＸ線量がダイナミックレンジを超えた場合には、「観察に適したＸ線画像を取得する」ことが困難になってしまう。この場合、具体的には、ハレーションを起こして、いわゆる白飛びをしてしまう。また、仮に、イメージインテンシファイアに入射するＸ線量がダイナミックレンジを下回る場合には、Ｘ線画像が黒つぶれして、やはり、「観察に適したＸ線画像を取得する」ことが困難になってしまう。
【００１１】
この問題を解決する技術として、例えば、上記の特許文献１や特許文献２の技術がある。これらの技術では、まず、Ｘ線画像に関する所定値がイメージインテンシファイアの非常に狭い正常動作可能領域（ダイナミックレンジ）に収まるようにＸ線照射条件を決定し、その上で、Ｘ線の被曝量を低減するＸ線照射条件を決定するようにしている。
【００１２】
このように、Ｘ線センサ部がイメージインテンシファイアである場合には、一般的に、「被写体へのＸ線の被曝量を低減する」ことと、「観察に適したＸ線画像を取得する」こととの２つをバランス良く満足させることは非常に難しい。
【００１３】
しかしながら、現在、Ｘ線センサ部の主流はＦＰＤになってきている。
このＦＰＤは、イメージインテンシファイアと比較して、桁違いにダイナミックレンジが広いため、ある非常に狭いレンジに収まるように、Ｘ線照射条件を決定する必要性は少なくなっている。
【００１４】
ここで、従来のＸ線画像撮影装置における概略構成について説明する。
【００１５】
図１８は、従来のＸ線画像撮影装置の概略構成の一例を示す模式図である。
従来のＸ線画像撮影装置１８００は、図１８に示すように、例えば、Ｘ線発生部１８０１、Ｘ線センサ部１８０２、Ｘ線照射条件決定部１８０３、及び、表示部１８０４を具備して構成されている。この際、Ｘ線センサ部１８０２は、例えばイメージインテンシファイアで形成されている。また、被写体１０００は、Ｘ線発生部１８０１とＸ線センサ部１８０２との間に配置される。
【００１６】
従来のＸ線画像撮影装置１８００では、Ｘ線照射条件決定部１８０３において、上述したように、Ｘ線センサ部１８０２の非常に狭いダイナミックレンジを考慮し、その上で、被写体１０００へのＸ線の被曝量を低減するＸ線照射条件を決定する。
【００１７】
そして、Ｘ線照射条件決定部１８０３で決定されたＸ線照射条件により、Ｘ線発生部１８０１から被写体１０００にＸ線（照射Ｘ線）１８０１ａが照射される。この照射Ｘ線１８０１ａのうち、被写体１０００に吸収されずに透過した透過Ｘ線１８０１ｂがＸ線センサ部１８０２に入射する。そして、Ｘ線センサ部１８０２において、透過Ｘ線１８０１ｂに基づくＸ線画像Ａが生成され、当該Ｘ線画像Ａが表示部１８０４に出力されて表示される。
【００１８】
しかしながら、この場合、Ｘ線画像Ａは、Ｘ線センサ部１８０２の非常に狭いダイナミックレンジを満たすことを考慮した上で得られた画像であるため、被写体１０００の内部情報をより多く含んだ、観察に適したＸ線画像であるとは必ずしも言えなかった。更に、Ｘ線照射条件の決定に際して、Ｘ線センサ部１８０２の非常に狭いダイナミックレンジを満たすことを第１に優先させているため、被写体へのＸ線の被曝量を低減することについては、あまり考慮されていなかった。
【００１９】
また、図１９は、従来のＸ線画像撮影装置の概略構成の他の一例を示す模式図である。ここで、図１９において、図１８に示す構成と同様の構成については、同じ符号を付しており、画像処理部１９０１の構成が追加されている。
【００２０】
図１９に示す従来のＸ線画像撮影装置１９００では、画像処理部１９０１において、Ｘ線センサ部１８０２で生成されたＸ線画像Ａに対して画像処理を行い、Ｘ線画像ＡをＸ線画像Ｂとしている。この場合、表示部１８０４には、画像処理が施されたＸ線画像Ｂが表示される。
【００２１】
この場合、Ｘ線画像Ａに画像処理を施してＸ線画像Ｂを生成しているため、図１８に示す場合よりは良好なＸ線画像を得られるかもしれない。しかしながら、この場合においても、原画像であるＸ線画像ＡがＸ線センサ部１８０２の非常に狭いダイナミックレンジを満たすことを考慮した上で得られた画像であるため、観察に適したＸ線画像であるとは必ずしも言えなかった。更に、本例においても、Ｘ線照射条件の決定に際して、Ｘ線センサ部１８０２の非常に狭いダイナミックレンジを満たすことを第１に優先させているため、被写体へのＸ線の被曝量を低減することについては、あまり考慮されていなかった。
【００２２】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、被写体の内部情報をより多く含む、観察に適した放射線画像の取得を実現する放射線画像撮影装置及びその駆動方法を提供することを第１の目的とする。
さらに、被写体への放射線の被曝量をより低減させることを実現する放射線画像撮影装置及びその駆動方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の放射線画像撮影装置は、放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置であって、前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出部と、前記ヒストグラムの分布が平坦となるように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定部とを有する。
【００２４】
本発明の放射線画像撮影装置における他の態様は、放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置であって、前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出部と、前記ヒストグラムから前記放射線画像の輝度に係る平均情報量を算出する平均情報量算出部と、前記平均情報量が増大するように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定部とを有する。
【００２５】
また、本発明の放射線画像撮影装置におけるその他の態様は、放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置であって、前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出部と、前記ヒストグラムから前記放射線画像の輝度に係る平均情報量を算出する平均情報量算出部と、前記平均情報量が増大すると共に前記ヒストグラムの分布が平坦となるように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定部とを有する。
【００２６】
本発明の放射線画像撮影装置の駆動方法は、放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置の駆動方法であって、前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出ステップと、前記ヒストグラムの分布が平坦となるように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定ステップとを有する。
【００２７】
本発明の放射線画像撮影装置の駆動方法における他の態様は、放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置の駆動方法であって、前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出ステップと、前記ヒストグラムから前記放射線画像の輝度に係る平均情報量を算出する平均情報量算出ステップと、前記平均情報量が増大するように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定ステップとを有する。
【００２８】
また、本発明の放射線画像撮影装置の駆動方法におけるその他の態様は、放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置の駆動方法であって、前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出ステップと、前記ヒストグラムから前記放射線画像の輝度に係る平均情報量を算出する平均情報量算出ステップと、前記平均情報量が増大すると共に前記ヒストグラムの分布が平坦となるように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定ステップとを有する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、被写体の内部情報をより多く含む、観察に適した放射線画像を取得することが可能となる。
さらに、本発明の他の特徴によれば、被写体への放射線の被曝量をより低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す本発明の各実施形態では、放射線としてＸ線を適用したＸ線画像撮影装置の例を示すが、本発明においてはこれに限定されずに、例えば、α線、β線、γ線などの他の放射線に基づく放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置も適用可能である。
【００３１】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００３２】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の概略構成の一例を示す模式図である。
図１に示すように、第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置１００は、Ｘ線発生部１０１、Ｘ線センサ部１０２、ヒストグラム算出部１０３、Ｘ線照射条件決定部１０４、画像処理部１０５、及び、表示部１０６を有して構成されている。この際、Ｘ線センサ部１０２は、例えばＦＰＤで形成されている。また、被写体１０００は、Ｘ線発生部１０１とＸ線センサ部１０２との間に配置される。
【００３３】
Ｘ線発生部（放射線発生部）１０１は、Ｘ線照射条件決定部１０４で決定されたＸ線照射条件に基づいてＸ線を発生させ、当該Ｘ線を被写体１０００に照射する。ここで、Ｘ線発生部１０１から被写体１０００に照射されたＸ線を「照射Ｘ線１０１ａ」とする。
【００３４】
Ｘ線センサ部（放射線センサ部）１０２は、Ｘ線発生部１０１から照射された照射Ｘ線１０１ａのうち、被写体１０００に吸収されずに透過した透過Ｘ線１０１ｂを検知して、当該透過Ｘ線１０１ｂに基づくＸ線画像Ａを撮像する撮像部を構成する。具体的に、Ｘ線センサ部１０２は、透過Ｘ線１０１ｂを検知すると、当該透過Ｘ線１０１ｂをそのＸ線強度に応じた電気信号へ変換してＸ線画像Ａを生成して撮像を行う。
【００３５】
ヒストグラム算出部１０３は、Ｘ線画像Ａの各画素値に係るヒストグラムを算出する。
【００３６】
Ｘ線照射条件決定部（放射線照射条件決定部）１０４は、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムに基づいて、Ｘ線発生部１０１から照射するＸ線のＸ線照射条件を決定する。具体的に、本実施形態では、Ｘ線照射条件決定部１０４は、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムに基づいて、当該ヒストグラムの分布の平坦度（平坦度合い）を算出する。そして、Ｘ線照射条件決定部１０４は、算出したヒストグラムの分布の平坦度合いに応じて、当該ヒストグラムの分布が平坦となるように、Ｘ線照射条件を決定する。ここで、Ｘ線照射条件としては、例えば、Ｘ線発生部１０１のＸ線管に供給する管電圧や管電流、或いはＸ線の照射時間等を適用することができる。
【００３７】
画像処理部１０５は、Ｘ線センサ部１０２で生成されたＸ線画像Ａに対して所定の画像処理を行い、画像処理後のＸ線画像Ｂを生成する。
【００３８】
表示部１０６は、画像処理が施されたＸ線画像Ｂや、Ｘ線発生部１０１から照射する照射Ｘ線１０１ａのＸ線照射条件に係る各種の情報等を必要に応じて表示する。具体的に、本実施形態では、Ｘ線照射条件に係る各種の情報として、例えば、Ｘ線照射条件決定部１０４で算出された、ヒストグラムの分布の平坦度合いに係る数値が表示部１０６に表示される。さらに、例えば、Ｘ線照射条件に係る各種の情報として、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムの分布を表示するようにしてもよい。
【００３９】
本実施形態では、被写体１０００の内部情報をより多く含む、観察に適したＸ線画像の取得を実現するために、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムの分布（形状）が平坦となるように、Ｘ線照射条件決定部１０４でＸ線照射条件を決定している。
【００４０】
ここで、Ｘ線画像Ａの各画素値に係るヒストグラムの分布が平坦になると、被写体１０００の内部情報をより多く含む、観察に適したＸ線画像の取得が可能となる点について、以下に説明を行う。
【００４１】
図２は、図１に示す被写体１０００の内部構成の一例を示す模式図である。
図２に示す例では、被写体１０００は、物質１〜物質７で構成されている。ここで、物質１〜物質７は、それぞれ、均一な物質であり、その面積は、（物質１＝物質２）＞物質３＞（物質４＝物質５）＞（物質６＝物質７）という順番になっているものとする。また、後の説明のために、物質１をＸ、物質２をＹと呼ぶことにする。
【００４２】
図３は、図１に示すヒストグラム算出部１０３で算出されたＸ線画像の各画素値に係るヒストグラムの分布の一例を示す模式図である。
【００４３】
図３（ａ）及び（ｂ）には、被写体１０００として図２に示す異なる７つの物質１〜７を、Ｘ線照射条件を変えてＸ線センサ部１０２で撮像（撮影）したＸ線画像の各画素値のヒストグラムが示されている。ここでは、画素値として、Ｘ線画像の各画素の輝度に係る値を用いている。
【００４４】
図２に示すＸとＹは、面積が同じであるため、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ｘの度数とＹの度数は同じとなる。ここで、「被写体の内部情報をより多く含む、観察に適したＸ線画像」とは、図２に示す被写体１０００の場合には、７つの物質１〜７が弁別できることを意味する。これは、被写体１０００に７つの物質１〜７が存在するのにもかかわらず、６つの物質或いは５つの物質しか弁別できない場合には、被写体１０００の内部構造を見落としてしまうことになるからである。極端な場合、被写体１０００に７つの物質１〜７が存在するにもかかわらず、どの物質も全く弁別できない場合には、Ｘ線画像の撮影による観察の意味は全く無く、被写体１０００に対してＸ線をただ被曝させているだけになってしまう。
【００４５】
図３（ａ）で示されるヒストグラム１に係るＸ線画像と図３（ｂ）で示されるヒストグラム２に係るＸ線画像において、ＸとＹを弁別しやすいＸ線画像は、図３（ｂ）である。図２に示すように、被写体１０００に存在する物質が７つであるという先験情報があれば、ＸとＹを弁別することは、図３（ａ）に示すＸ線画像でも可能である。しかしながら、一般には、被写体１０００の内部に物質がいくつ存在しているのかという先験情報は得られないため、図３（ｂ）のように、Ｘの画素値とＹの画素値とが離れている方が、弁別が簡単である。
【００４６】
図２に示す被写体１０００の場合には、異なる７つの物質１〜７が存在するとしているが、Ｘ線の吸収線量の度合いが異なる７つの対象物であれば、同じことが言える。この場合、例えば、物質１（Ｘ）と物質２（Ｙ）とがどちらも同じ水である場合であって、その厚みが異なるというケースでもよい。また、各物質は、混合物質であってもよく、例えば、物質１が、厚み１ｃｍの水と厚み２ｃｍのカルシウムとの計３ｃｍの厚みの混合物質であってもよい。
【００４７】
ここで、図３（ａ）に示すヒストグラム１と図３（ｂ）に示すヒストグラム２とは、ヒストグラムの分布（形状）が異なっている。具体的に、図３（ｂ）に示すヒストグラム２は、図３（ａ）に示すヒストグラム１よりも、ヒストグラムの分布が平坦となっている。上述したように、図３（ｂ）のヒストグラム２に係るＸ線画像の方が、図３（ａ）のヒストグラム１に係るＸ線画像よりも、被写体１０００の内部の状態を弁別できるため、本実施形態ではこの点を利用して、Ｘ線照射条件を決定するようにする。即ち、Ｘ線照射条件決定部１０４において、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムの分布が平坦となるように、Ｘ線照射条件を決定する。
【００４８】
この際、例えばＸ線照射条件決定部１０４は、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムの分布の平坦度合いを算出する。このヒストグラムの分布の平坦度合いの一例として、例えば、累積ヒストグラムの包絡線の直線度合いを算出する方法が挙げられる。
【００４９】
図３（ｃ）は、図３（ａ）に示すヒストグラム１の累積ヒストグラムであり、図３（ｄ）は、図３（ｂ）に示すヒストグラム２の累積ヒストグラムである。この図３（ｃ）及び図３（ｄ）において、点線が累積ヒストグラムであり、実線が累積ヒストグラムの包絡線である。この実線で示された包絡線を見て分かるように、図３（ｃ）よりも図３（ｄ）の方が直線に近いと言える。この直線は、（画素値，累積度数）と表記すると、（０，０）と（最大画素値，画面の画素数）を結ぶ直線のことである。
【００５０】
ここで、包絡線の曲線における直線度合いとしては、例えば、包絡線の曲線と直線で囲まれる面積で求める方法がある。この例を図４に示す。
【００５１】
図４は、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示す累積ヒストグラムの包絡線の直線度合いにおける算出方法の一例を示す模式図である。
図４に示す例では、累積ヒストグラムの包絡線と直線とで囲まれた、縦線で塗りつぶされた領域の面積が小さいほど、包絡線の直線度合いが大きいと判断することができる。
【００５２】
この方法を用いれば、ヒストグラムの平坦度（平坦度合い）を数値的に算出することができる。その１つの指標として、例えば、以下の（１）式に示す指標を設定する。
ヒストグラムの平坦度＝１／｛（縦線で塗りつぶした領域の面積）＋１｝ ・・（１）
この（１）式に示す指標は、０〜１の値であり、１に近いほどヒストグラムの平坦度が大きいということになる。
【００５３】
また、ヒストグラムの分布が平坦となるように、Ｘ線照射条件を決定する方法としては、例えば、複数の管電圧で撮影して、その中でヒストグラムの分布が一番平坦となる管電圧を選択するという方法が考えられる。
【００５４】
また、表示部１０６に表示されるＸ線画像Ｂの平均輝度が一定ではない場合、即ち平均輝度がふらつく場合、観察に適した画像ではなくなってしまう。本実施形態では、画像処理部１０５において、Ｘ線画像Ａの平均輝度値をあらかじめ設定された一定値に補正する画像処理を行う。
【００５５】
画像処理部１０５で行われる具体的な画像処理方法として、Ｘ線画像Ａの全画素に補正値Ｋを加算する方法がある。例えば、Ｘ線画像Ｂの平均輝度値を一定値βにする補正値Ｋは、次式で計算される。
Ｋ＝（β−α）
ここで、αはＸ線画像Ａの平均輝度である。上記式で計算された補正値ＫをＸ線画像Ａに加算することにより、Ｘ線画像Ｂの平均輝度値を一定値βにすることができる。
【００５６】
また、他の方法として、入力画像を出力画像に変換する階調変換曲線をリアルタイムに変更する方法がある。
図２０は、図１に示す画像処理部１０５において行われる階調変換曲線の変更の一例を示す模式図である。図２０の横軸は入力画像の画素値を示し、縦軸は出力画像の画素値を示している。画像処理部１０５が階調変換処理のみを行う場合は、Ｘ線画像Ａが入力画像となり、Ｘ線画像Ｂが出力画像となる。
【００５７】
図２０に示されるように、現時点における階調変換曲線２００１を右方向へ概形を変えずに移動させると、階調変換曲線２００２になる。移動後（変更後）の階調変換曲線２００２を用いて階調変換を行うと、出力画像の画素には、変更前の画素値よりも小さい画素が多くなる。従って、平均輝度値も小さくなる。これは、入力画素をｘとし、階調変換曲線２００１をｆ01（ｘ）、階調変換曲線２００２をｆ02（ｘ）とした場合に、ｆ01（ｘ）＞ｆ02（ｘ）が成立することに起因する。同様に、階調変換曲線を左へ移動させると、平均輝度値を大きくすることができる。
【００５８】
以上説明したように、階調変換曲線の移動（変更）により平均輝度値を変化させることができる。
【００５９】
なお、Ｘ線画像Ｂの平均輝度を一定値βにする場合、まず、Ｘ線画像ＡからＸ線画像Ｂを生成した後に、Ｘ線画像Ｂの平均輝度β'を算出する。そして、βよりβ'の方が大きい場合は、階調変換曲線を右へ移動させる。また、βよりβ'の方が小さい場合は、階調変換曲線を左へ移動させる。
【００６０】
以上の操作を高速で反復してリアルタイム実行することにより、Ｘ線画像Ｂの平均輝度をβにすることができる。ちなみに、反復実行中のごく短い時間のふらつきは知覚されにくいが、ふらつきは表示されない方が好ましい。よって、反復実行中は、前フレームのＸ線画像Ｂを表示し、現フレームのＸ線画像Ｂは平均輝度がβになるまで表示しない処理を行うようにしてもよい。
【００６１】
次に、第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置１００の駆動方法における処理手順について説明する。
【００６２】
図５は、本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。ここで、図５に示すフローチャートは、動画像の撮影を行う場合を示している。
【００６３】
まず、Ｘ線画像撮影装置１００における不図示の操作部を介してユーザからＸ線照射指示が入力されると、ステップＳ１０１に進む。この際、操作部を介したＸ線照射指示の入力としては、例えば、フットペダルの押下や、曝射ボタンの押下が挙げられる。
【００６４】
ステップＳ１０１に進むと、Ｘ線照射条件決定部１０４は、例えば自身に予め記憶されているＸ線照射条件の初期値を読み出して、Ｘ線照射条件を設定する。このＸ線照射条件の初期値としては、被写体１０００の観察部位に適した値が記憶されている。例えば、被写体１０００の観察部位が厚い場合にはＸ線の強度が大きいＸ線照射条件となっており、また、例えば、被写体１０００の観察部位が薄い場合にはＸ線の強度が小さいＸ線照射条件となっている。本実施形態においては、このＸ線照射条件の初期値は、特に限定するものではない。
【００６５】
続いて、ステップＳ１０２において、Ｘ線発生部１０１は、Ｘ線照射条件決定部１０４で設定されたＸ線照射条件に基づいて、被写体１０００に対してＸ線を照射する。
【００６６】
続いて、ステップＳ１０３において、Ｘ線センサ部１０２は、被写体１０００を透過した透過Ｘ線１０１ｂを検知して、当該透過Ｘ線１０１ｂに基づくＸ線画像Ａを撮像する。これにより、Ｘ線画像Ａが取得される。このステップＳ１０３で取得されたＸ線画像Ａは、ヒストグラム算出部１０３に出力される。
【００６７】
続いて、ステップＳ１０４において、ヒストグラム算出部１０３は、ステップＳ１０３で取得されたＸ線画像Ａの各画素値に係るヒストグラムを算出する。
【００６８】
続いて、ステップＳ１０５において、Ｘ線照射条件決定部１０４は、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムに基づいて、Ｘ線発生部１０１から照射するＸ線のＸ線照射条件を決定する。具体的に、ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で算出されたヒストグラムに基づいて当該ヒストグラムの分布の平坦度合いを算出し、算出した平坦度合いに応じて、Ｘ線照射条件を決定する。
【００６９】
この際、Ｘ線照射条件決定部１０４は、ヒストグラムの分布の平坦度合いに係る数値を、今回の撮影に係るＸ線照射条件と関連付けて自身の内部に記憶する。続いて、Ｘ線照射条件決定部１０４は、Ｘ線照射条件を変更する処理を行う。ここで、Ｘ線照射条件を変更する例としては、管電圧を少し大きくする又は少し小さくすることや、管電流を少し大きくする又は少し小さくするなどである。
【００７０】
上述したように、ヒストグラムの分布の平坦化を目指すために、本例では累積ヒストグラムの包絡線の直線度合いを算出するようにしているが、この場合、以下のようにしてもよい。例えば、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すヒストグラムの偏りを計算し、画素値が小さい方に偏っている場合には、管電流を大きくする、もしくは、管電圧を大きくする、或いは、管電流と管電圧を大きくする変更を行う。また、画素値が大きい方に偏っている場合には、管電流を小さくする、もしくは、管電圧を小さくする、或いは、管電流と管電圧を小さくする変更を行う。また、画素値が偏っていない場合には、例えば被写体１０００へのＸ線の被曝量を低減することを目的として、必ず管電圧を少し小さくする、または、必ず管電流を少し小さくするというように、変更後のＸ線照射条件を予め決めておいてもよい。また、乱数等で管電圧や管電流をどのように変更するのかを決めてもよい。
【００７１】
続いて、ステップＳ１０６において、Ｘ線照射条件決定部１０４は、ステップＳ１０５で決定したＸ線照射条件を、Ｘ線発生部１０１に対して設定する。
【００７２】
また、ステップＳ１０３で取得されたＸ線画像Ａは、画像処理部１０５にも出力される。そして、以降のステップＳ１０７及びＳ１０８の処理が行われる。なお、ステップＳ１０７及びＳ１０８の処理は、ステップＳ１０４〜Ｓ１０６の処理と同時に平行して実行される。
【００７３】
ステップＳ１０７に進むと、画像処理部１０５は、Ｘ線画像Ａに対して所定の画像処理を行い、画像処理後のＸ線画像Ｂを生成する。この際、画像処理部１０５は、例えば、Ｘ線画像Ａに対してノイズ低減処理や鮮鋭化処理を実行する。さらに、画像処理部１０５は、上述したように、表示部１０６に表示されるＸ線画像Ｂの平均輝度が一定となるように、例えば階調曲線をリアルタイムに変更することにより、Ｘ線画像Ａの平均輝度を一定する画像処理を行う。
【００７４】
続いて、ステップＳ１０８において、表示部１０６は、画像処理部１０５から出力されたＸ線画像Ｂを表示する。
【００７５】
ステップＳ１０６、Ｓ１０８の処理が終了すると、再び、ステップＳ１０２に戻る。
２巡目（２フレーム目）以降の処理では、ステップＳ１０５の処理が異なる。１巡目（１フレーム目）のステップＳ１０５では、Ｘ線照射条件を所定のルールに基づき変更するものであった。２巡目（２フレーム目）以降のステップＳ１０５の処理では、Ｘ線照射条件の変更により、ヒストグラムの平坦度合いがどのように変化したのかを算出して、Ｘ線照射条件を決定する。
【００７６】
具体的には、２巡目の場合、１巡目で記憶したヒストグラムの分布の平坦度と、２巡目で算出したヒストグラムの分布の平坦度とを比較して、平坦度が大きい方のＸ線照射条件を採用し、３巡目のＸ線照射条件とする。さらに、平坦度を大きくするためのＸ線照射条件を予測して、Ｘ線照射条件を変更するようにしてもよい。例えば、２巡目で管電圧を大きくした結果、ヒストグラムの分布の平坦度が小さくなった場合は、次の３巡目では、２巡目（或いは１巡目）における管電圧よりも小さくすれば、ヒストグラムの分布の平坦度を大きくすることができるという予測が成り立つ。このため、これをＸ線照射条件に反映させて変更する。なお、２巡目で上述した予測が成り立たない場合には、当該予測のＸ線照射条件への反映は行わず、３巡目以降で予測が成り立った時点で、Ｘ線照射条件への反映を行うようにする。Ｘ線照射条件を決定するための多くのヒストグラムの分布の平坦度のデータがあると、当該平坦度を大きくするための予測の精度は、向上することになる。
【００７７】
このように、Ｘ線照射条件決定部１０４では、繰り返し撮影することで得られた複数のＸ線画像Ａの各画素値に係るヒストグラムの分布の平坦度を算出することで、当該ヒストグラムの分布が平坦となるようなＸ線照射条件を決定することができる。
【００７８】
なお、通常、Ｘ線画像撮影装置におけるＸ線画像の撮影サイクルは、例えば、毎秒３０フレームや毎秒１０フレームというように決まっている。この際、ステップＳ１０５において、Ｘ線照射条件の決定の完了時間が長い場合には、撮影サイクルを守ることができなくなってしまうため、例えば、ステップＳ１０５の完了を待たずに、ステップＳ１０６に進む場合もある。この場合、例えば、ステップＳ１０６のＸ線照射条件の設定では、１巡前のものと同じＸ線照射条件を使用する。
【００７９】
また、ステップＳ１０５で算出されたヒストグラムの分布の平坦度合いに係る数値を、例えばステップＳ１０８において、表示部１０６に表示するようにしてもよい。この表示を行うことにより、ユーザ（観察者）は、表示部１０６に表示されているＸ線画像が、被写体１０００の内部情報が最大限含まれているかどうかを判断することができる。例えば、被写体１０００が動いたために最適なＸ線照射条件を探索し直している間は、ヒストグラムの平坦度は小さい。この場合、ユーザは、もう少し待てば、最適なＸ線照射条件に到達する可能性があることを、表示部１０６に表示されたヒストグラムの平坦度から判断することができるようになる。
【００８０】
（第２実施の形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００８１】
図６は、本発明の第２の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の概略構成の一例を示す模式図である。ここで、図６において、図１に示す構成と同様の構成については、同じ符号を付している。
【００８２】
図６に示すように、第２の実施形態のＸ線画像撮影装置２００は、第１の実施形態のＸ線画像撮影装置１００に対して、素抜けの画素値データテーブル２０１と、吸収線量算出部２０２と、照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３が追加されて構成されている。また、第２の実施形態のＸ線画像撮影装置２００では、第１の実施形態のＸ線画像撮影装置１００のＸ線照射条件決定部における処理の内容が異なるため、図６では、これをＸ線照射条件決定部２０４として示している。
【００８３】
素抜けの画素値データテーブル２０１は、Ｘ線照射条件に関するものであって、Ｘ線発生部１０１とＸ線センサ部１０２との間に被写体１０００が存在しない場合にＸ線センサ部１０２で撮像されたＸ線画像の画素値データが設定されたテーブルである。
【００８４】
吸収線量算出部２０２は、Ｘ線発生部１０１とＸ線センサ部１０２との間に被写体１０００が存在する場合にＸ線センサ部１０２で撮像されたＸ線画像と、素抜けの画素値データテーブル２０１とを用いて、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を算出する。
【００８５】
照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル（同値曲線データテーブル）２０３は、Ｘ線照射条件に関するものであって、Ｘ線発生部１０１から照射するＸ線のＸ線量（放射線量）における複数の等値曲線データが設定された等値曲線データテーブルである。
【００８６】
Ｘ線照射条件決定部２０４は、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムのみならず、吸収線量算出部２０２で算出された吸収線量、及び、照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３の等値曲線データを用いて、Ｘ線照射条件を決定する。
【００８７】
第１の実施形態では、被写体１０００の内部情報をより多く含む、観察に適したＸ線画像の取得を目的として、Ｘ線画像Ａの各画素値に係るヒストグラムの分布が平坦となるように、Ｘ線照射条件を設定するものであった。第２の実施形態では、第１の実施形態における目的に加えて、更に、被写体１０００へのＸ線被曝量の低減を目的としたＸ線照射条件の設定を行うものである。
【００８８】
以下、被写体１０００へのＸ線被曝量の低減を考慮したＸ線照射条件の決定方法について説明を行う。
【００８９】
被写体１０００の負担を軽減するためには、［１］Ｘ線の照射線量を小さくするという方法と、［２］被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を小さくするという方法が考えられる。
【００９０】
［１］の方法は、Ｘ線発生部１０１から照射する照射Ｘ線１０１ａのＸ線量（照射Ｘ線量）を小さくすれば、被写体１０００のＸ線の吸収線量も小さくなるという考え方である。この場合、Ｘ線照射条件である管電圧、管電流及び照射時間を決定すれば、照射Ｘ線量が一意に定まるため、Ｘ線照射条件を制御しやすい方法である。この場合、照射Ｘ線量が決定すると、管電圧、管電流及び照射時間が決まるため、例えば、照射Ｘ線量が１００マイクロレントゲン以下になるようにＸ線照射条件を決定するということが可能である。ただし、この場合、照射Ｘ線量を小さくすれば、必ず、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量も小さくなるとは限らない。
【００９１】
［２］の方法は、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を算出する必要があるが、［１］の方法と比較して、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を小さくすることが確実に行える。ただし、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を確実に算出することは、簡単ではなく、また、その精度を向上させることは難しい。
【００９２】
そこで、本実施形態では、［１］の方法と、［２］の方法を単独で、もしくは、組み合わせて使用することにより、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を小さくすることを実現する。
【００９３】
まず、［１］の方法を実現するための実施例を以下に説明する。
【００９４】
図７は、図６に示す照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３を説明するための模式図である。この図７に示すデータは、例えば、キャリブレーション時に予め作成される。
【００９５】
ここで、図７（ａ）は、Ｘ線照射条件である管電圧と管電流を変化させたときに、照射Ｘ線量を測定したデータ（「照射Ｘ線量マップ」と呼ぶ）である。図７（ａ）に示す照射Ｘ線量マップにおいて、水平方向の点線と垂直方法の点線が交差する点は、照射Ｘ線量を測定したデータである。この照射Ｘ線量の測定は、例えば、Ｘ線照射時間が一定値という条件、もしくは、Ｘ線照射時間と管電流の積が一定値という条件で測定する。
【００９６】
図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す照射Ｘ線量マップにおいて、照射Ｘ線量が等しい点を結んで、照射Ｘ線量の等値曲線群を示したものである。図７（ｂ）が、図６に示す照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３に相当するものである。
【００９７】
図８は、図６に示す照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３の一例を示す模式図である。
図７（ｂ）に示す照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３は、具体的に、例えば、図８（ａ）のようになる。図８（ａ）には、照射Ｘ線量が小さい順に、１０マイクロレントゲン、２０マイクロレントゲン、３０マイクロレントゲン、４０マイクロレントゲン、５０マイクロレントゲンという照射Ｘ線量の等値曲線データが示されている。
【００９８】
そして、図８（ｂ）に示すように、３０マイクロレントゲンを指定すれば、３０マイクロレントゲンを実現する管電圧と管電流との組み合わせが取得できるようになっている。ここで、管電圧と管電流との組み合わせは、例えば、（Ｘ１，Ｙ１）や（Ｘ２，Ｙ２）である。
【００９９】
この際、管電圧と管電流の組み合わせは、多数存在するため、Ｘ線照射条件の範囲を絞ることが肝要である。このように、Ｘ線照射条件の範囲を絞ることで、必要な撮影時間を短くすることができ、また、被写体へのＸ線被曝量も少なくすることができる。
【０１００】
被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を小さくするには、例えば、照射Ｘ線量が３０マイクロレントゲン以下という条件でＸ線照射条件を決定する。ただし、照射Ｘ線量を小さくすれば、Ｘ線量子モトルによるノイズの影響が大きくなるため、Ｘ線画像の画質は悪くなる。そのため、照射Ｘ線量が３０マイクロレントゲン以下という条件であれば、照射Ｘ線量がちょうど３０マイクロレントゲンのとき、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量とＸ線画像の画質とのトレードオフが釣り合うことになる。
【０１０１】
また、照射Ｘ線量の上限値を決定するだけでは、Ｘ線照射条件の範囲を絞ることが困難である場合がある。そのため、このような場合には、Ｘ線センサ部１０２のＸ線量に対する感度限界を考慮するとよい。例えば、Ｘ線センサ部１０２のＸ線量に対する感度限界が１０マイクロレントゲンである場合であって、照射Ｘ線量の上限値が２００マイクロレントゲンである場合には、図８（ｃ）に示す斜線部分がＸ線照射条件の範囲となる。
【０１０２】
この際、照射Ｘ線量の下限値は、Ｘ線センサ部のＸ線量に対する感度限界でなくてもよく、例えば、画像処理部１０５の性能から定まる照射Ｘ線量を測定しておき、その照射Ｘ線量を使用することも可能である。また、照射Ｘ線量の下限値が定まらない場合は、照射Ｘ線量の下限値を０とする。この場合、Ｘ線照射条件の下限における範囲を絞ることはできない。
【０１０３】
続いて、［２］の方法を実現するための実施例を以下に説明する。
【０１０４】
［２］の方法は、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を小さくするという方法であるが、この場合、本実施形態では、吸収線量算出部２０２で被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を算出する。この際、「照射Ｘ線量から被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を差し引いた残りのＸ線量がＸ線センサ部１０２へ到達してＸ線画像になる」という考えに基づいて行われる。即ち、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量は、照射Ｘ線量からＸ線センサ部へ到達したＸ線量の差分であり、以下に示す（２）式から算出される。
吸収線量＝照射Ｘ線量−Ｘ線センサ部１０２へ到達したＸ線量 ・・（２）
【０１０５】
また、Ｘ線画像の画素値は、Ｘ線のＸ線量に依存する。この関係をｆ（ ）とすると、以下に示す（３）式のようになる。
Ｘ線画像の画素値＝ｆ（Ｘ線センサ部１０２へ到達したＸ線量） ・・（３）
【０１０６】
（３）式のｆ（ ）は、単調増加関数であるため、逆関数が存在する。この逆関数をｈ（ ）とすると、（３）式は、以下に示す（４）式のようになる。
Ｘ線センサ部１０２へ到達したＸ線量＝ｈ（Ｘ線画像の画素値） ・・（４）
【０１０７】
そして、（２）式は、（４）式を考慮すると、以下に示す（５）式のようになる。
吸収線量＝照射Ｘ線量−ｈ（Ｘ線画像の画素値） ・・（５）
【０１０８】
また、照射Ｘ線量は、Ｘ線発生部１０１とＸ線センサ部１０２との間に被写体１０００が存在しない場合にＸ線センサ部１０２で撮像されたＸ線画像の画素値（即ち、素抜けの画素値）と対応している。
【０１０９】
これは、（５）式に、吸収線量＝０を代入すると、以下の（６）式となるためである。
照射Ｘ線量＝ｈ（被写体１０００が存在しない場合のＸ線画像の画素値）
＝ｈ（Ｘ線画像の素抜けの画素値） ・・（６）
【０１１０】
これらをまとめると、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量は、以下の（７）式により算出することができる。
吸収線量＝ｈ（Ｘ線画像の素抜けの画素値）−ｈ（Ｘ線画像の画素値） ・・（７）
【０１１１】
また、関数ｈ（ ）が線形関数とみなせるならば、（７）式は、以下の（８）式のように表すことができる。
吸収線量＝ｈ（Ｘ線画像の素抜けの画素値−Ｘ線画像の画素値） ・・（８）
【０１１２】
本実施形態では、上述したＸ線画像の素抜けの画素値データを、素抜けの画素値データテーブル２０１として予め記憶しておく。
【０１１３】
図９は、図６に示す素抜けの画素値データテーブル２０１を説明するための模式図である。
【０１１４】
ここで、図９（ａ）は、Ｘ線発生部１０１とＸ線センサ部１０２との間に被写体１０００が存在しない状態で、Ｘ線照射条件である管電圧と管電流を変化させたときに、Ｘ線センサ部１０２で撮像したＸ線画像の画素値データである。このデータを、「Ｘ線センサ部１０２の素抜けの画素値マップ」と呼ぶ。図９（ａ）に示すＸ線センサ部１０２の素抜けの画素値マップは、１点でもよいが、複数点あることが望ましい。そして、図９（ａ）に示す「Ｘ線センサ部１０２の素抜けの画素値マップ」の各データから、図６に示す素抜けの画素値データテーブル２０１が作成される。
【０１１５】
この際、Ｘ線センサ部１０２のある位置における素抜けの画素値から、Ｘ線センサ部１０２のどの位置の素抜けの画素値でも推測できるようになっていればよい。一般に、照射されたＸ線は、図９（ｂ）に示すように、四方八方へ広がりながら、Ｘ線センサ部１０２へ到達する。そのため、被写体１０００が存在しない場合であっても、点ＡにおけるＸ線量と点Ｂにおける線量とは異なるため、その画素値も異なる。
【０１１６】
この場合、素抜けの画素値は、点Ａだけを測定しておき、点Ａの画素値から点Ｂの画素値や、その他の位置の画素値を推測するという方法でもよい。また、素抜けの画素値は、点Ａと点Ｂを測定しておき、これら２つの画素値から、その他の位置の画素値を推測するという方法でもよい。さらには、全画素の画素値について測定する方法でもよい。ただし、この場合、管電圧と管電流の組み合わせの数分だけＸ線画像を取得する必要があるため、データ量が非常に多くなることが懸念される。また、素抜けの画素値における測定時は、ノイズの影響をできるかぎり排除するために、加算平均の結果を使用するとよい。
【０１１７】
次に、第２の実施形態に係るＸ線画像撮影装置２００の駆動方法における処理手順について説明する。
【０１１８】
図１０は、本発明の第２の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。ここで、図１０に示すフローチャートは、動画像の撮影を行う場合を示している。また、図１０において、図５に示すフローチャートのステップと同様のステップについては、同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。
【０１１９】
ユーザからＸ線照射指示が入力されると、図５に示すステップＳ１０１〜ステップＳ１０３の処理が行われる。
【０１２０】
ステップＳ１０３の処理が終了すると、ステップＳ１０４、ステップＳ２０１及びステップＳ１０７の処理が同時に平行して実行される。
【０１２１】
ステップＳ１０４では、ヒストグラム算出部１０３は、ステップＳ１０３で取得されたＸ線画像Ａの各画素値に係るヒストグラムを算出する。
【０１２２】
また、ステップＳ２０１では、吸収線量算出部２０２は、ステップＳ１０３で取得されたＸ線画像Ａから、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を算出する。
【０１２３】
このステップＳ２０１の詳細について以下に説明する。
ステップＳ２０１では、吸収線量算出部２０２は、まず、ステップＳ１０１で設定したＸ線照射条件に対応する、Ｘ線センサ部１０２の素抜けの画素値を、素抜けの画素値データテーブル２０１から抽出する。この際、素抜けの画素値データテーブル２０１は、上述したように、図９（ａ）のＸ線センサ部１０２の素抜けの画素値マップに対応したものである。
【０１２４】
続いて、吸収線量算出部２０２は、抽出したＸ線センサ部１０２の素抜けの画素値を用いて、ステップＳ１０３で取得された被写体１０００におけるＸ線画像Ａから、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量を算出する。
【０１２５】
ステップＳ１０４及びＳ２０１の処理が終了すると、ステップＳ２０２に進む。
ステップＳ２０２に進むと、Ｘ線照射条件決定部２０４は、ステップＳ１０４で算出されたヒストグラム、ステップＳ２０１で算出された吸収線量、及び、照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３の等値曲線データを用いて、Ｘ線照射条件を決定する。
【０１２６】
このステップＳ２０２の詳細について以下に説明する。
ステップＳ２０２では、Ｘ線照射条件決定部２０４は、まず、ステップＳ１０４と同様にヒストグラムの平坦度合いを算出する。そして、Ｘ線照射条件決定部２０４は、算出したヒストグラムの平坦度平坦度合いに係る数値と、ステップＳ２０１で算出された被写体１０００におけるＸ線の吸収線量に係る数値とを、今回の撮影に係るＸ線照射条件と関連付けて自身の内部に記憶する。続いて、Ｘ線照射条件決定部２０４は、Ｘ線照射条件を変更する処理を行う。
【０１２７】
このＸ線照射条件決定部２０４によるＸ線照射条件の変更方法は、第１の実施形態におけるステップＳ１０５の処理とほぼ同じであるが、本実施形態では、この際、照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３の等値曲線データを用いる。この場合、例えば、図８（ｂ）に示すように、照射Ｘ線量が、丁度、３０マイクロレントゲンであればよいことが分かっている場合には、Ｘ線照射条件として、３０マイクロレントゲンの等値曲線データ上の値を使用する。なお、この場合、次回のＸ線画像の撮影においては、３０マイクロレントゲンの等値曲線データに基づくＸ線照射条件でＸ線画像Ａの撮影が行われ、ヒストグラム算出部１０３では、当該Ｘ線画像Ａに対してヒストグラムを算出することになる。
【０１２８】
また、例えば、図８（ｃ）に示すように、照射Ｘ線量の上限値と下限値が既知の場合には、照射Ｘ線量の上限値における等値曲線データと、照射Ｘ線量の下限値の等値曲線データで囲まれる領域に基づくＸ線照射条件を使用する。なお、この場合、次回のＸ線画像の撮影においては、照射Ｘ線量の上限値と下限値の等値曲線データで囲まれる領域に基づくＸ線照射条件でＸ線画像Ａの撮影が行われ、ヒストグラム算出部１０３では、当該Ｘ線画像Ａに対してヒストグラムを算出することになる。
【０１２９】
ステップＳ２０２の処理が終了すると、ステップＳ２０３に進み、Ｘ線照射条件決定部２０４は、ステップＳ２０２で決定したＸ線照射条件を、Ｘ線発生部１０１に対して設定する。
【０１３０】
ステップＳ２０３、Ｓ１０８の処理が終了すると、再び、ステップＳ１０２に戻る。
２巡目（２フレーム目）以降の処理では、ステップＳ２０２の処理が異なる。１巡目（１フレーム目）のステップＳ２０２では、Ｘ線照射条件を所定のルールに基づき変更するものであった。２巡目（２フレーム目）以降のステップＳ２０２の処理では、Ｘ線照射条件の変更により、ヒストグラムの平坦度合いと被写体１０００におけるＸ線の吸収線量がどのように変化したのかを算出して、Ｘ線照射条件を決定する。
【０１３１】
そのために、本実施形態では、予め、ヒストグラムの平坦度合いと被写体１０００におけるＸ線の吸収線量とを統一的に取り扱うための評価指標を決定しておく。その評価指標の一例を以下の（９）式に示す。
評価指標＝α（ヒストグラムの平坦度）＋β（１／｛吸収線量＋１｝） ・・（９）
【０１３２】
ここで、（９）式のαとβは、定数である。（９）式の場合、評価指標の値が大きいほど、ヒストグラムの平坦度合いも大きくなり、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量も小さくなる。即ち、Ｘ線照射条件決定部２０４は、（９）式に示す評価指標が大きくなるように、Ｘ線照射条件を決定する。なお、評価指標としては、（９）式に限定されるわけではなく、例えば、評価指標が小さいほど、Ｘ線照射条件として望ましいという指標でもよい。この場合には、Ｘ線照射条件決定部２０４は、評価指標が小さくなるように、Ｘ線照射条件を決定する。便宜上、この評価指標を「統一評価指標」と呼ぶ。この際、各巡目で記憶した、ヒストグラムの平坦度合いに係る数値と被写体１０００におけるＸ線の吸収線量に係る数値から、それぞれ、各統一評価指標が算出される。
【０１３３】
そして、２巡目（２フレーム目）のステップＳ２０２の処理では、１巡目における統一評価指標と、２巡目における統一評価指標とを比較して、統一評価指標が大きい方のＸ線照射条件を採用し、３巡目のＸ線照射条件とする。さらに、統一評価指標を大きくするためのＸ線照射条件を予測して、Ｘ線照射条件を変更するようにしてもよい。例えば、２巡目で管電圧を大きくした結果、統一評価指標が小さくなった場合は、次の３巡目では、２巡目（或いは１巡目）における管電圧より小さくすれば、統一評価指標を大きくすることができるという予測が成り立つ。このため、これをＸ線照射条件に反映させて変更する。なお、２巡目で上述した予測が成り立たない場合には、当該予測のＸ線照射条件への反映は行わず、３巡目以降で予測が成り立った時点で、Ｘ線照射条件への反映を行うようにする。Ｘ線照射条件を決定するための多くの統一評価指標があると、統一評価指標を大きくするための予測の精度は、向上することになる。
【０１３４】
また、ステップＳ２０２で算出されたヒストグラムの分布の平坦度合いに係る数値を、例えばステップＳ１０８において、表示部１０６に表示するようにしてもよい。この表示を行うことにより、ユーザ（観察者）は、表示部１０６に表示されているＸ線画像が、被写体１０００の内部情報が最大限含まれているかどうかを判断することができる。例えば、被写体１０００が動いたために最適なＸ線照射条件を探索し直している間は、ヒストグラムの平坦度は小さい。この場合、ユーザは、もう少し待てば、最適なＸ線照射条件に到達する可能性があることを、表示部１０６に表示されたヒストグラムの平坦度から判断することができるようになる。さらに、ステップＳ２０１で算出された被写体１０００におけるＸ線の吸収線量に係る数値を、例えばステップＳ１０８において、表示部１０６に表示するようにしてもよい。この場合、ユーザは、被写体１０００におけるＸ線の吸収線量が多いのか少ないのかを判断することができるようになる。
【０１３５】
（第３実施の形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【０１３６】
図１１は、本発明の第３の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の概略構成の一例を示す模式図である。ここで、図１１において、図６に示す構成と同様の構成については、同じ符号を付している。
【０１３７】
図１１に示すように、第３の実施形態のＸ線画像撮影装置３００は、第２の実施形態のＸ線画像撮影装置２００に対して、平均情報量算出部３０１が追加されて構成されている。また、第３の実施形態のＸ線画像撮影装置３００では、第２の実施形態のＸ線画像撮影装置２００のＸ線照射条件決定部における処理の内容が異なるため、図１１では、これをＸ線照射条件決定部３０４として示している。
【０１３８】
平均情報量算出部３０１は、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムからＸ線画像Ａの輝度に係る平均情報量を算出する。
【０１３９】
Ｘ線照射条件決定部３０４は、平均情報量算出部３０１で算出された平均情報量、吸収線量算出部２０２で算出された吸収線量、及び、照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３の等値曲線データを用いて、Ｘ線照射条件を決定する。
【０１４０】
特に、本実施形態では、Ｘ線照射条件決定部３０４は、平均情報量算出部３０１で算出された平均情報量が増大するように、Ｘ線発生部１０１から照射するＸ線（照射Ｘ線１０１ａ）のＸ線照射条件を決定する。これにより、本実施形態では、被写体１０００の内部情報をより多く含んだ、観察に適したＸ線画像を取得できるようにしている。この点について、以下に詳しく説明する。
【０１４１】
図１２は、図１１に示すヒストグラム算出部１０３で算出されたＸ線画像の各画素値に係るヒストグラムの分布の一例を示す模式図である。
【０１４２】
図１２（ａ）及び（ｂ）は、Ｘ線照射条件を変えて被写体１０００を撮影したＸ線画像の各画素値のヒストグラムが示されている。ここでは、画素値として、Ｘ線画像の各画素の輝度に係る値を用いている。
【０１４３】
図１２（ａ）で示されるヒストグラム１に係るＸ線画像と図１２（ｂ）で示されるヒストグラム２に係るＸ線画像において、観察に有用な被写体の内部情報をより含んでいるＸ線画像は、図１２（ｂ）である。その理由は、画像処理をしない場合、図１２（ａ）では、３パターンに色分けされたＸ線画像を見て被写体を観察することになるが、図１２（ｂ）では、４パターンに色分けされたＸ線画像を見ながら同じ被写体を観察することができるためである。
【０１４４】
図１２（ａ）及び（ｂ）に示すヒストグラムの分布（形状）は、どちらも平坦である。そのため、図３（ｃ）及び（ｄ）のように、図１２（ａ）及び（ｂ）のヒストグラムにおける累積ヒストグラムの包絡線を考慮した場合、どちらも直線となり、その優劣の区別がつかない。そして、本実施形態では、平均情報量を用いて、この区別をつけるようにする。
【０１４５】
ここで、平均情報量算出部３０１で算出する平均情報量は、例えば、以下の（１０）式に示すものとなる。
平均情報量＝−Σ（Ｐｉ／Ｍ）＊（ＬｏｇＰｉ／Ｍ） ・・（１０）
ただし、（１０）式に示すΣは、ｉ＝１〜Ｎについて加算し、Ｎは、ヒストグラムのビン数を示す。また、Ｐｉは、ｉ番目のビンの度数であり、Ｍは、全画素数である。ここで、ＭとＰｉの関係は、Ｍ＝ΣＰｉである。
【０１４６】
この平均情報量は、エントロピーとも称される。（１０）式に示す対数の底は、自然対数や１０や２を用いることが多い。本実施形態では、（１０）式に示す対数の底は、自然対数でも１０でも２でもその他の値でもよい。
【０１４７】
この平均情報量の性質として、「ビン数がＮのとき、平均情報量の最大値は、ＬｏｇＮである」という事実がある。この場合、Ｐｉは、ｉによらず、同じであり、Ｐｉ＝Ｐ＝（Ｍ／Ｎ）である。即ち、ヒストグラムの度数がすべて同じときに、平均情報量は最大となる。そのため、図１２（ｂ）に示すヒストグラム２と図１２（ｃ）に示すヒストグラム３の平均情報量を算出すると、平均情報量は、図１２（ｂ）の方が大きい。
【０１４８】
このように、平均情報量は、ヒストグラムの度数分布に偏りがある場合より、ヒストグラムの度数分布に偏りが無い場合の方が大きいという性質がある。このことは、上述した第１の実施形態（或いは、第２の実施形態）における「ヒストグラムの平坦化」と、ほぼ同じ指標として使用することができる。即ち、Ｘ線照射条件決定部３０４では、平均情報量算出部３０１で算出された平均情報量が増大するように、Ｘ線発生部１０１から照射するＸ線（照射Ｘ線１０１ａ）のＸ線照射条件を決定すればよいことになる。
【０１４９】
さらに、図１２（ａ）に示すヒストグラム１と図１２（ｂ）に示すヒストグラム２の平均情報量を算出すると、平均情報量は、図１２（ｂ）の方が大きくなる。このように、「ヒストグラムの平坦度」等による比較では区別がつかない場合も、平均情報量を使用することで、観察に有用な被写体の内部情報をより多く含んだＸ線画像を撮影することができる。
【０１５０】
次に、第３の実施形態に係るＸ線画像撮影装置３００の駆動方法における処理手順について説明する。
【０１５１】
図１３は、本発明の第３の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。ここで、図１３に示すフローチャートは、動画像の撮影を行う場合を示している。また、図１３において、図１０に示すフローチャートのステップと同様のステップについては、同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。
【０１５２】
ユーザからＸ線照射指示が入力されると、図１０に示すステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理が行われる。また、ステップＳ１０４の処理と同時に、ステップＳ２０１及びステップＳ１０７の処理が平行して実行される。
【０１５３】
ステップＳ１０４の処理が終了すると、ステップＳ３０１に進む。ステップＳ３０１に進むと、平均情報量算出部３０１は、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムからＸ線画像Ａの輝度に係る平均情報量を算出する。
【０１５４】
ステップＳ３０１及びＳ２０１の処理が終了すると、ステップＳ３０２に進む。ステップＳ３０２に進むと、Ｘ線照射条件決定部３０４は、ステップＳ３０１で算出された平均情報量、ステップＳ２０１で算出された吸収線量、及び、照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３の等値曲線データを用いて、Ｘ線照射条件を決定する。
【０１５５】
なお、このステップＳ３０２の処理は、第２の実施形態におけるステップＳ２０２の処理において、ステップＳ１０４で算出されたヒストグラムに替えて、ステップＳ３０１で算出された平均情報量を適用すること以外は、同様である。
【０１５６】
ステップＳ３０２の処理が終了すると、ステップＳ３０３に進み、Ｘ線照射条件決定部３０４は、ステップＳ３０２で決定したＸ線照射条件を、Ｘ線発生部１０１に対して設定する。
【０１５７】
ステップＳ３０３、Ｓ１０８の処理が終了すると、再び、ステップＳ１０２に戻る。
２巡目（２フレーム目）以降の処理についても、第２の実施形態で説明した処理において、ステップＳ１０４で算出されたヒストグラムに替えて、ステップＳ３０１で算出された平均情報量を適用すること以外は、同様である。
【０１５８】
また、ステップＳ３０１で算出された平均情報量に係る数値を、例えばステップＳ１０８において、表示部１０６に表示するようにしてもよい。この表示を行うことにより、ユーザ（観察者）は、表示部１０６に表示されているＸ線画像が、被写体１０００の内部情報が最大限含まれているかどうかを判断することができる。
【０１５９】
（第４実施の形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
【０１６０】
図１４は、本発明の第４の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の概略構成の一例を示す模式図である。ここで、図１４において、図１及び図１１に示す構成と同様の構成については、同じ符号を付している。
【０１６１】
図１４に示すように、第４の実施形態のＸ線画像撮影装置４００は、第１の実施形態のＸ線画像撮影装置１００に対して、図１１に示す第３の実施形態のＸ線画像撮影装置３００の平均情報量算出部３０１を追加したものである。また、第４の実施形態のＸ線画像撮影装置４００では、第１の実施形態或いは第３の実施形態のＸ線画像撮影装置のＸ線照射条件決定部における処理の内容が異なるため、図１４では、これをＸ線照射条件決定部４０４として示している。
【０１６２】
Ｘ線照射条件決定部４０４は、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラム、及び、平均情報量算出部３０１で算出された平均情報量を用いて、Ｘ線照射条件を決定する。
【０１６３】
第３の実施形態では、平均情報量算出部３０１において、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムからＸ線画像Ａの輝度に係る平均情報量を算出し、当該平均情報量を用いて、Ｘ線照射条件を決定するものであった。即ち、第３の実施形態では、「ヒストグラムの平坦度」の指標では区別がつかなかった図１２（ａ）及び（ｂ）のヒストグラに係るＸ線画像の優劣を、平均情報量を算出することにより、区別できるようにしたものであった。
【０１６４】
しかしながら、例えば、図１２（ｂ）及び（ｄ）のヒストグラに係るＸ線画像を比較すると、図１２（ｂ）の方が観察に有用な内部情報を含むＸ線画像であると考えられるが、この場合、どちらの平均情報量も同じとなる。このように、ヒストグラムの分布（形状）が平坦になるようにＸ線照射条件を決定する方法も、平均情報量が最大化するようにＸ線照射条件を決定する方法も、それぞれ一長一短がある。
【０１６５】
そこで、本実施形態では、Ｘ線照射条件決定部４０４において、平均情報量算出部３０１で算出された平均情報量が増大すると共に、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムの分布が平坦となるように、Ｘ線照射条件を決定する。
【０１６６】
この際、Ｘ線照射条件決定部４０４では、以下に示すように処理することが望ましい。
まず、平均情報量算出部３０１で算出された平均情報量が増大する放射線照射条件を求め、次に、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムの分布が平坦となる放射線照射条件を求めて、Ｘ線照射条件を決定する。この場合、例えば、平均情報量算出部３０１で算出された平均情報量が同じである場合に、ヒストグラムの分布（形状）の平坦度合いを比較して、Ｘ線照射条件を決定するようにする。
【０１６７】
次に、第４の実施形態に係るＸ線画像撮影装置４００の駆動方法における処理手順について説明する。
【０１６８】
図１５は、本発明の第４の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。ここで、図１５に示すフローチャートは、動画像の撮影を行う場合を示している。また、図１５において、図５に示すフローチャートのステップと同様のステップについては、同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。
【０１６９】
ユーザからＸ線照射指示が入力されると、図１に示すステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理が行われる。また、ステップＳ１０４の処理と同時に、ステップＳ１０７の処理が平行して実行される。
【０１７０】
ステップＳ１０４の処理が終了すると、ステップＳ４０１に進む。ステップＳ４０１に進むと、平均情報量算出部３０１は、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムからＸ線画像Ａの輝度に係る平均情報量を算出する。
【０１７１】
ステップＳ４０１の処理が終了すると、ステップＳ４０２に進む。ステップＳ４０２に進むと、Ｘ線照射条件決定部４０４は、上述したように、ステップＳ４０１で算出された平均情報量、及び、ステップＳ１０４で算出されたヒストグラムを用いて、Ｘ線照射条件を決定する。
【０１７２】
ステップＳ４０２の処理が終了すると、ステップＳ４０３に進み、Ｘ線照射条件決定部３０４は、ステップＳ４０２で決定したＸ線照射条件を、Ｘ線発生部１０１に対して設定する。
【０１７３】
ステップＳ４０３、Ｓ１０８の処理が終了すると、再び、ステップＳ１０２に戻る。
２巡目（２フレーム目）以降の処理についても、上述した第１の実施形態で説明した内容と第３の実施形態で説明した内容を組み合わせたものとなる。
【０１７４】
また、ステップＳ４０１で算出された平均情報量に係る数値及びステップＳ４０２で算出されたヒストグラムの分布の平坦度合いに係る数値を、例えばステップＳ１０８において、表示部１０６に表示するようにしてもよい。この表示を行うことにより、ユーザ（観察者）は、表示部１０６に表示されているＸ線画像が、被写体１０００の内部情報が最大限含まれているかどうかを判断することができる。
【０１７５】
（第５実施の形態）
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
【０１７６】
図１６は、本発明の第５の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の概略構成の一例を示す模式図である。ここで、図１６において、図１１に示す構成と同様の構成については、同じ符号を付している。
【０１７７】
図１６に示すように、第５の実施形態のＸ線画像撮影装置５００は、第３の実施形態のＸ線画像撮影装置３００に対して、第４の実施形態で示した内容を反映させたものである。即ち、Ｘ線照射条件決定部５０４において、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラム、及び、平均情報量算出部３０１で算出された平均情報量を用いて、Ｘ線照射条件を決定するようにしたものである。
【０１７８】
次に、第５の実施形態に係るＸ線画像撮影装置５００の駆動方法における処理手順について説明する。
【０１７９】
図１７は、本発明の第５の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。ここで、図１７に示すフローチャートは、動画像の撮影を行う場合を示している。また、図１７において、図１３に示すフローチャートのステップと同様のステップについては、同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。
【０１８０】
ユーザからＸ線照射指示が入力されると、図１３に示すステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理が行われる。また、ステップＳ１０４の処理と同時に、ステップＳ２０１及びステップＳ１０７の処理が平行して実行される。
【０１８１】
ステップＳ１０４の処理が終了すると、ステップＳ５０１に進む。ステップＳ５０１に進むと、平均情報量算出部３０１は、図１５のステップＳ４０１と同様に、ヒストグラム算出部１０３で算出されたヒストグラムからＸ線画像Ａの輝度に係る平均情報量を算出する。
【０１８２】
ステップＳ５０１及びＳ２０１の処理が終了すると、ステップＳ５０２に進む。ステップＳ５０２に進むと、Ｘ線照射条件決定部５０４は、ステップＳ１０４、Ｓ５０１及びＳ２０１で算出されたヒストグラム、平均情報量及び吸収線量、並びに、照射Ｘ線量の等値曲線データテーブル２０３の等値曲線データを用いて、Ｘ線照射条件を決定する。
【０１８３】
ステップＳ５０２の処理が終了すると、ステップＳ５０３に進み、Ｘ線照射条件決定部３０４は、ステップＳ５０２で決定したＸ線照射条件を、Ｘ線発生部１０１に対して設定する。
【０１８４】
ステップＳ５０３、Ｓ１０８の処理が終了すると、再び、ステップＳ１０２に戻る。
２巡目（２フレーム目）以降の処理についても、上述した第３の実施形態で説明した内容と第４の実施形態で説明した内容を組み合わせたものとなる。
【０１８５】
また、ステップＳ５０１で算出された平均情報量に係る数値及びステップＳ５０２で算出されたヒストグラムの分布の平坦度合いに係る数値を、例えばステップＳ１０８において、表示部１０６に表示するようにしてもよい。この表示を行うことにより、ユーザ（観察者）は、表示部１０６に表示されているＸ線画像が、被写体１０００の内部情報が最大限含まれているかどうかを判断することができる。
【０１８６】
前述した各実施形態に係る放射線画像撮影装置の駆動方法を示す図５、図１０、図１３、図１５及び図１７の各ステップは、コンピュータのＣＰＵがＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムを実行することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。
【０１８７】
具体的に、前記プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのような記憶媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。前記プログラムを記録する記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、前記プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネットの等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体を用いることができる。また、この際の通信媒体としては、光ファイバ等の有線回線や無線回線などが挙げられる。
【０１８８】
また、本発明は、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより各実施形態に係る放射線画像撮影装置の機能が実現される態様に限られない。そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して各実施形態に係る放射線画像撮影装置の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。また、供給されたプログラムの処理の全て、或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて各実施形態に係る放射線画像撮影装置の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明に含まれる。
【０１８９】
また、前述した本実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術的思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の概略構成の一例を示す模式図である。
【図２】図１に示す被写体の内部構成の一例を示す模式図である。
【図３】図１に示すヒストグラム算出部で算出されたＸ線画像の各画素値に係るヒストグラムの分布の一例を示す模式図である。
【図４】図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示す累積ヒストグラムの包絡線の直線度合いにおける算出方法の一例を示す模式図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の概略構成の一例を示す模式図である。
【図７】図６に示す照射Ｘ線量の等値曲線データテーブルを説明するための模式図である。
【図８】図６に示す照射Ｘ線量の等値曲線データテーブルの一例を示す模式図である。
【図９】図６に示す素抜けの画素値データテーブルを説明するための模式図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の概略構成の一例を示す模式図である。
【図１２】図１１に示すヒストグラム算出部で算出されたＸ線画像の各画素値に係るヒストグラムの分布の一例を示す模式図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第４の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の概略構成の一例を示す模式図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第５の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の概略構成の一例を示す模式図である。
【図１７】本発明の第５の実施形態に係るＸ線画像撮影装置（放射線画像撮影装置）の駆動方法における処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１８】従来のＸ線画像撮影装置の概略構成の一例を示す模式図である。
【図１９】従来のＸ線画像撮影装置の概略構成の他の一例を示す模式図である。
【図２０】図１に示す画像処理部において行われる階調変換曲線の変更の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１９１】
１００ Ｘ線画像撮影装置
１０１ Ｘ線発生部
１０１ａ 照射Ｘ線
１０１ｂ 透過Ｘ線
１０２ Ｘ線センサ部
１０３ ヒストグラム算出部
１０４ Ｘ線照射条件決定部
１０５ 画像処理部
１０６ 表示部
１０００ 被写体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置であって、
前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出部と、
前記ヒストグラムの分布が平坦となるように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定部と
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項２】
放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置であって、
前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出部と、
前記ヒストグラムから前記放射線画像の輝度に係る平均情報量を算出する平均情報量算出部と、
前記平均情報量が増大するように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定部と
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項３】
放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置であって、
前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出部と、
前記ヒストグラムから前記放射線画像の輝度に係る平均情報量を算出する平均情報量算出部と、
前記平均情報量が増大すると共に前記ヒストグラムの分布が平坦となるように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定部と
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項４】
前記放射線照射条件決定部は、前記放射線照射条件を決定する際に、前記平均情報量が増大する放射線照射条件を求め、次に、前記ヒストグラムの分布が平坦となる放射線照射条件を求めることを特徴とする請求項３に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項５】
前記放射線照射条件に関するものであって、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線量における同値曲線データが設定された同値曲線データテーブルを更に有し、
前記ヒストグラム算出部は、前記同値曲線データに基づく放射線照射条件で撮影された放射線画像に対して、前記ヒストグラムを算出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項６】
前記放射線照射条件に関するものであって、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線量における複数の同値曲線データが設定された同値曲線データテーブルを更に有し、
前記ヒストグラム算出部は、前記同値曲線データで囲まれる領域に基づく放射線照射条件で撮影された放射線画像に対して、前記ヒストグラムを算出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項７】
前記放射線画像を撮像する撮像部と、
前記放射線照射条件に関するものであって、前記放射線発生部と前記撮像部との間に前記被写体が存在しない場合に前記撮像部で撮像された放射線画像の画素値に係る画素値データテーブルと、
前記放射線発生部と前記撮像部との間に前記被写体が存在する場合に前記撮像部で撮像された放射線画像と、前記画素値データテーブルとを用いて、前記被写体における放射線の吸収線量を算出する吸収線量算出部と
を更に有し、
前記放射線照射条件決定部は、前記吸収線量算出部で算出された吸収線量を小さくすることも考慮して前記放射線照射条件を決定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項８】
前記ヒストグラムの分布の平坦度合いに係る数値を表示部に表示することを特徴とする請求項１又は３に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項９】
前記平均情報量に係る数値を表示部に表示することを特徴とする請求項２又は３に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１０】
前記ヒストグラムの分布の平坦度合いに係る数値、及び、前記平均情報量に係る数値を表示部に表示することを特徴とする請求項３に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１１】
前記放射線画像の平均輝度値をあらかじめ設定された値に補正する画像処理部を更に有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１２】
放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置の駆動方法であって、
前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出ステップと、
前記ヒストグラムの分布が平坦となるように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定ステップと
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置の駆動方法。
【請求項１３】
放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置の駆動方法であって、
前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出ステップと、
前記ヒストグラムから前記放射線画像の輝度に係る平均情報量を算出する平均情報量算出ステップと、
前記平均情報量が増大するように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定ステップと
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置の駆動方法。
【請求項１４】
放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置の駆動方法であって、
前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出ステップと、
前記ヒストグラムから前記放射線画像の輝度に係る平均情報量を算出する平均情報量算出ステップと、
前記平均情報量が増大すると共に前記ヒストグラムの分布が平坦となるように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定ステップと
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置の駆動方法。
【請求項１５】
前記放射線画像の平均輝度値をあらかじめ設定された値に補正する画像処理ステップを更に有することを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置の駆動方法。
【請求項１】
放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置であって、
前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出部と、
前記ヒストグラムの分布が平坦となるように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定部と
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項２】
放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置であって、
前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出部と、
前記ヒストグラムから前記放射線画像の輝度に係る平均情報量を算出する平均情報量算出部と、
前記平均情報量が増大するように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定部と
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項３】
放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置であって、
前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出部と、
前記ヒストグラムから前記放射線画像の輝度に係る平均情報量を算出する平均情報量算出部と、
前記平均情報量が増大すると共に前記ヒストグラムの分布が平坦となるように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定部と
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項４】
前記放射線照射条件決定部は、前記放射線照射条件を決定する際に、前記平均情報量が増大する放射線照射条件を求め、次に、前記ヒストグラムの分布が平坦となる放射線照射条件を求めることを特徴とする請求項３に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項５】
前記放射線照射条件に関するものであって、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線量における同値曲線データが設定された同値曲線データテーブルを更に有し、
前記ヒストグラム算出部は、前記同値曲線データに基づく放射線照射条件で撮影された放射線画像に対して、前記ヒストグラムを算出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項６】
前記放射線照射条件に関するものであって、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線量における複数の同値曲線データが設定された同値曲線データテーブルを更に有し、
前記ヒストグラム算出部は、前記同値曲線データで囲まれる領域に基づく放射線照射条件で撮影された放射線画像に対して、前記ヒストグラムを算出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項７】
前記放射線画像を撮像する撮像部と、
前記放射線照射条件に関するものであって、前記放射線発生部と前記撮像部との間に前記被写体が存在しない場合に前記撮像部で撮像された放射線画像の画素値に係る画素値データテーブルと、
前記放射線発生部と前記撮像部との間に前記被写体が存在する場合に前記撮像部で撮像された放射線画像と、前記画素値データテーブルとを用いて、前記被写体における放射線の吸収線量を算出する吸収線量算出部と
を更に有し、
前記放射線照射条件決定部は、前記吸収線量算出部で算出された吸収線量を小さくすることも考慮して前記放射線照射条件を決定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項８】
前記ヒストグラムの分布の平坦度合いに係る数値を表示部に表示することを特徴とする請求項１又は３に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項９】
前記平均情報量に係る数値を表示部に表示することを特徴とする請求項２又は３に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１０】
前記ヒストグラムの分布の平坦度合いに係る数値、及び、前記平均情報量に係る数値を表示部に表示することを特徴とする請求項３に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１１】
前記放射線画像の平均輝度値をあらかじめ設定された値に補正する画像処理部を更に有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１２】
放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置の駆動方法であって、
前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出ステップと、
前記ヒストグラムの分布が平坦となるように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定ステップと
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置の駆動方法。
【請求項１３】
放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置の駆動方法であって、
前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出ステップと、
前記ヒストグラムから前記放射線画像の輝度に係る平均情報量を算出する平均情報量算出ステップと、
前記平均情報量が増大するように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定ステップと
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置の駆動方法。
【請求項１４】
放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置の駆動方法であって、
前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出ステップと、
前記ヒストグラムから前記放射線画像の輝度に係る平均情報量を算出する平均情報量算出ステップと、
前記平均情報量が増大すると共に前記ヒストグラムの分布が平坦となるように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定ステップと
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置の駆動方法。
【請求項１５】
前記放射線画像の平均輝度値をあらかじめ設定された値に補正する画像処理ステップを更に有することを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置の駆動方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００９−２６８８２７（Ｐ２００９−２６８８２７Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２３９２１（Ｐ２００８−１２３９２１）
【出願日】平成２０年５月９日（２００８．５．９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月９日（２００８．５．９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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