Ｘ線診断装置及び画像データ生成方法
【課題】 被検体に対するＸ線被曝線量をあまり増大させることなく関心領域における高画質な診断用画像データと前記関心領域の周囲に設定した参照領域における参照用画像データを得る。
【解決手段】 被検体１５０とＸ線管３１との間に設けられるＸ線可動絞り器の絞り羽根３２１を、所定のＸ線透過率を有する絞り羽根３２１ａとＸ線を完全に遮断する絞り羽根３２１ｂによって構成し、これらの絞り羽根を矢印（⇔）の方向に移動することにより、夫々の絞り開口の位置と大きさを任意に設定する。このとき、絞り羽根３２１ｂによる開口を絞り羽根３２１ａによる開口より広く設定することにより、Ｘ線検出部における平面検出器２１の撮像領域Ｒｘｉには、被検体１５０の関心領域Ｒｉを透過した高線量Ｘ線が、又、前記撮像領域Ｒｘｉの周囲における撮像領域Ｒｘｒには、前記被検体１５０の参照領域Ｒｒを透過した低線量Ｘ線が照射される。
【解決手段】 被検体１５０とＸ線管３１との間に設けられるＸ線可動絞り器の絞り羽根３２１を、所定のＸ線透過率を有する絞り羽根３２１ａとＸ線を完全に遮断する絞り羽根３２１ｂによって構成し、これらの絞り羽根を矢印（⇔）の方向に移動することにより、夫々の絞り開口の位置と大きさを任意に設定する。このとき、絞り羽根３２１ｂによる開口を絞り羽根３２１ａによる開口より広く設定することにより、Ｘ線検出部における平面検出器２１の撮像領域Ｒｘｉには、被検体１５０の関心領域Ｒｉを透過した高線量Ｘ線が、又、前記撮像領域Ｒｘｉの周囲における撮像領域Ｒｘｒには、前記被検体１５０の参照領域Ｒｒを透過した低線量Ｘ線が照射される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線診断装置及び画像データ生成方法に係り、特に、Ｘ線可動絞り器を用いることにより被検体に対する被曝線量の低減を可能にしたＸ線診断装置及び画像データ生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置やＭＲＩ装置、あるいはＸ線ＣＴ装置などを用いた医用画像診断技術は、コンピュータ技術の発展に伴って急速な進歩を遂げ、今日の医療において必要不可欠なものとなっている。
【０００３】
Ｘ線診断は、近年ではカテーテル手技の発展に伴い循環器分野を中心に進歩を遂げている。循環器診断用のＸ線診断装置は、通常、Ｘ線照射部及びＸ線検出部と、これらを保持する保持機構と、寝台（天板）及び信号処理部を備えている。そして、ＣアームあるいはΩアームによって構成される保持機構と寝台を回動あるいは移動させることにより患者等（以下では、被検体と呼ぶ。）に対して好適な撮影位置や撮影方向を設定している。
【０００４】
又、上述のＸ線照射部にはＸ線を発生するＸ線管が設けられ、更に、このＸ線管と被検体との間には、Ｘ線の照射範囲を制御して被検体に対する無用なＸ線被曝を回避する絞り羽根や吸収の少ない媒質を透過したＸ線によるハレーションを防止する補償フィルタ等を有したＸ線可動絞り器が備えられている。このＸ線可動絞り器に設けられたスライド可能な複数枚の絞り羽根は開口を形成し、Ｘ線管から放射されたＸ線が被検体の診断対象領域（以下では、関心領域と呼ぶ。）に対して選択的に照射されるように、前記開口の大きさ及び位置が設定される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平４−２８８１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のＸ線診断装置によって得られたＸ線画像データ（以下では、画像データと呼ぶ。）の観察下においてカテーテル等を用いた治療を行なう所謂ＩＶＲ（Interventional radiology）が広く行われている。このＩＶＲの開発により、医師（以下では、操作者と呼ぶ。）は、Ｘ線診断装置のモニタ上に表示された被検体患部の画像データを観察しながら治療用カテーテルの先端部を所望部位に挿入して治療することが可能となったため、治療における安全性と効率が飛躍的に向上している。
【０００６】
このような場合、カテーテル先端部及び被検体患部（即ち、治療対象部位）を中心とした関心領域を特に詳細に観察する必要があるため、従来のＩＶＲでは、上述の関心領域に対してのみＸ線が照射されるようにＸ線可動絞り器における絞り羽根の移動制御が行われていた。同様にして、消化器用のＸ線診断装置等を用いて腫瘍組織に対する針生検（バイオプシ検査）を行なう場合においても、生検針の先端部や腫瘍組織を中心に設定した関心領域に対してのみＸ線が照射されるように上記絞り羽根は制御されていた。
【０００７】
しかしながら、上述のＩＶＲにおいては、挿入されたカテーテルあるいは生検針と周囲臓器との位置関係の把握や挿入方向の確認等を行なうために関心領域の周囲（以下では、参照領域と呼ぶ。）における画像データも要求される場合がある。そして、このような場合には、絞り羽根の開口を拡張することにより関心領域及び参照領域に対する画像データの生成と表示を行なってきた。
【０００８】
ところで、上述の関心領域に対しては高線量のＸ線を用いて高画質の画像データを生成する必要があるが、参照領域に対しては臓器やカテーテル等の輪郭が捉えられる程度の画質であればよく、従って、低線量のＸ線であっても構わない。しかしながら、従来のＸ線可動絞り器を用いた場合、関心領域に対する高線量Ｘ線の照射と参照領域に対する低線量Ｘ線の照射を同時に行なうことが不可能であったため、関心領域の画像データ（以下では、診断用画像データと呼ぶ。）と参照領域の画像データ（以下では、参照用画像データと呼ぶ。）を同時に観察したい場合には、絞り羽根の開口を拡張した状態で高線量Ｘ線を照射する必要があり、従って、被検体に対する被爆線量が著しく増大するという問題点を有していた。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、Ｘ線可動絞り器を用いて関心領域に対する高線量のＸ線照射とこの関心領域の周囲の参照領域に対する低線量のＸ線照射を同時に行なうことにより、被検体のＸ線被曝線量をあまり増大させることなく関心領域における高画質な診断用画像データと参照領域における広範囲な参照用画像データを得ることが可能なＸ線診断装置及び画像データ生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明のＸ線診断装置は、Ｘ線を放射するＸ線管と、被検体に対して前記Ｘ線管が放射したＸ線を照射する関心領域と前記Ｘ線を所定の大きさに減衰させて照射する参照領域を設定するＸ線絞り手段と、前記関心領域及び前記参照領域を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、このＸ線検出手段が検出したＸ線情報に基づいて画像データを生成する画像データ生成手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
一方、請求項１３に係る本発明の画像データ生成方法は、低線量Ｘ線を用い被検体に対して画像データを生成するステップと、生成した前記画像データの観察下にて前記被検体に対する関心領域及び参照領域を設定するステップと、所望のＸ線透過率を有する絞り羽根を選択するステップと、選択した前記絞り羽根を前記関心領域及び前記参照領域の位置情報に基づいて移動するステップと、移動後の前記絞り羽根を介して前記被検体に高線量Ｘ線を照射し、前記関心領域における診断用画像データ及び前記参照領域における参照用画像データを生成するステップとを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、Ｘ線可動絞り器を用いて関心領域に対する高線量のＸ線照射と、この関心領域の周囲に設定した参照領域に対する低線量のＸ線照射を同時に行なうことにより、被検体に対するＸ線被曝線量をあまり増大させることなく関心領域における高画質な診断用画像データと参照領域における参照用画像データを得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１４】
以下に述べる本発明の実施例の特徴は、所定サイズの円孔を所定間隔で２次元配列することによりそのＸ線透過率が所望の値に設定された第１の絞り羽根と、Ｘ線を略完全に遮断する第２の絞り羽根とを備えたＸ線可動絞り部を用い、Ｘ線管から放射され第１の絞り羽根の開口部を通過した高線量Ｘ線の被検体に対する照射により関心領域を設定し、第２の絞り羽根の開口部における前記第１の絞り羽根を透過した低線量Ｘ線の前記被検体に対する照射によって参照領域を設定することにある。
【００１５】
（装置の構成）
本発明の実施例におけるＸ線診断装置の構成につき図１乃至図５を用いて説明する。図１は、Ｘ線診断装置の全体構成を示すブロック図、図２乃至図４は、このＸ線診断装置のＸ線発生部に設けられたＸ線可動絞り器の構成と機能を示す図、又、図５は、Ｘ線検出部における平面検出器の構成を示す図である。
【００１６】
図１のＸ線診断装置１００は、被検体１５０に対してＸ線を発生するためのＸ線発生部１と、被検体１５０を透過したＸ線を２次元的に検出すると共に、この検出結果に基づいてＸ線投影データを生成するＸ線検出部２と、Ｘ線発生部１のＸ線照射部３とＸ線検出部２（以下、これらを纏めて撮像系と呼ぶ。）を保持する図示しない保持部と、被検体１５０を載置する天板１０と、前記撮像系や天板１０、更には、Ｘ線発生部１の後述するＸ線可動絞り器３２における絞り羽根等の移動制御を行なう移動機構部６と、Ｘ線検出部２において生成されたＸ線投影データに基づいて診断用画像データ及び参照用画像データの生成と保存を行なう画像データ生成・記憶部７と、この画像データ生成・記憶部７において生成された診断用画像データ及び参照用画像データを表示する表示部８を備えている。
【００１７】
更に、Ｘ線診断装置１００は、前記絞り羽根におけるＸ線透過率の設定、絞り羽根の移動方向及び移動位置の設定と移動指示信号の入力、更には、各種コマンドの入力等を行なう操作部９と、Ｘ線診断装置１００の上記各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１１を備えている。
【００１８】
Ｘ線発生部１は、Ｘ線照射部３と高電圧発生部４を有しており、Ｘ線照射部３はＸ線管３１とＸ線可動絞り器３２を備え、高電圧発生部４は、高電圧発生器４２と高電圧制御部４１を備えている。Ｘ線照射部３のＸ線管３１は、Ｘ線を発生する真空管であり、陰極（フィラメント）より放出された電子を高電圧により加速してタングステン陽極に衝突させＸ線を発生する。
【００１９】
一方、Ｘ線可動絞り器３２は、被検体１５０に対する被曝線量の低減と画質向上を目的として用いられ、図２に示すようにＸ線管３１から放射された高線量Ｘ線の被検体１５０における照射領域（関心領域）Ｒｉとこの高線量Ｘ線を所定の大きさに減衰させた低線量Ｘ線の前記被検体１５０における照射領域（参照領域）Ｒｒを設定する上羽根（以下では、絞り羽根と呼ぶ。）３２１を備えている。又、絞り羽根３２１に連動して散乱線や漏れ線量を低減する下羽根３２２や、吸収量が少ない媒質を透過したＸ線を選択的に低減させてハレーションを防止する補償フィルタ３２３等を有している。
【００２０】
更に、Ｘ線可動絞り器３２は、絞り羽根３２１、下羽根３２２及び補償フィルタ３２３を所望の位置に移動させるためのワイヤロープとプーリを有した絞り羽根移動機構３２４ａ、下羽根移動機構３２４ｂ及び補償フィルタ移動機構３２４ｃを備えている。
【００２１】
次に、本実施例におけるＸ線診断装置１００の重要部分である絞り羽根３２１の構成と機能につき図３を用いて更に詳しく説明する。
【００２２】
図３において、被検体１５０を挟んでＸ線管３１と後述するＸ線検出部２の平面検出器２１は対向して配置され、更に、Ｘ線管３１の前面にはＸ線可動絞り器３２の絞り羽根３２１が設けられている。そして、絞り羽根３２１は、例えば、所定のＸ線透過率を有する絞り羽根３２１ａ（第１の絞り羽根）とＸ線を完全に遮断する絞り羽根３２１ｂ（第２の絞り羽根）を備え、絞り羽根３２１ａ及び絞り羽根３２１ｂの各々は、ワイヤロープを介して図２の絞り羽根移動機構３２４ａに接続されている。尚、上述の絞り羽根３２１ａ及び絞り羽根３２１ｂは、何れも略同一のＸ線透過率を有する４枚の絞り羽根を一組として構成されている。
【００２３】
そして、絞り羽根移動機構３２４ａは、絞り羽根３２１ａ及び絞り羽根３２１ｂの各々を図３の矢印方向（⇔）に移動することにより、高線量Ｘ線用開口及び低線量Ｘ線用開口の大きさと位置を任意に設定することが可能となっている。このとき、絞り羽根３２１ｂによる開口を絞り羽根３２１ａによる開口より広く設定することにより、平面検出器２１の略中央部には、絞り羽根３２１ａの開口を通過し被検体１５０の関心領域Ｒｉを透過した高線量Ｘ線による撮像領域Ｒｘｉが形成され、前記撮像領域Ｒｘｉの周囲には、絞り羽根３２１ｂの開口を通過し絞り羽根３２１ａと被検体１５０の参照領域Ｒｒを透過した低線量Ｘ線による撮像領域Ｒｘｒが形成される。又、撮像領域Ｒｘｒの周囲には、絞り羽根３２１ｂによってＸ線が略完全に遮蔽された撮像領域Ｒｘｃが形成される。
【００２４】
即ち、上述の撮像領域Ｒｘｉには、被検体１５０の関心領域Ｒｉを透過した高線量Ｘ線が、又、撮像領域Ｒｘｒには、前記被検体１５０の参照領域Ｒｒを透過した低線量Ｘ線が照射される。尚、Ｘ線を略完全に遮蔽するために設けられた絞り羽根３２１ｂは、従来と同様な鉛板によって構成されている。
【００２５】
次に、高線量Ｘ線を減衰させて低線量Ｘ線に変換する絞り羽根３２１ａの具体例につき図４を用いて説明する。図4（ａ）は、１枚の絞り羽根３２１ａを示したものであり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した絞り羽根３２１ａの一部（例えば、矩形枠Ｆａで示した左下端部）を拡大して示している。この場合、絞り羽根３２１ａの鉛板Ｂａには、直径Ｌａの円孔Ｂｂが間隔Ｌｂで２次元配列されており、この円孔Ｂｂの直径Ｌａ及び配列間隔Ｌｂにより絞り羽根３２１ａのＸ線透過率は制御される。
【００２６】
一方、図１のＸ線可動絞り器３２には、例えば、円孔の直径Ｌａあるいは配列間隔Ｌｂを変更することにより異なるＸ線透過率を有した複数組の絞り羽根３２１ａと、これらの絞り羽根３２１ａを所望の位置に移動する絞り羽根移動機構３２４ａが設けられている。そして、絞り羽根移動機構３２４ａは、移動機構部６の絞り移動制御部６１から供給される制御信号に基づいて所望のＸ線透過率を有した一組の絞り羽根３２１ａを選択し図３に示した所定位置に移動する。尚、絞り羽根３２１ａにおける円孔の直径は０．５ｍｍ乃至５ｍｍが好適であるが特に限定されない。
【００２７】
次に、高電圧発生部４の高電圧発生器４２は、Ｘ線管３１の陰極から発生する熱電子を加速するために、陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生させ、高電圧制御部４１は、システム制御部１１を介して操作部９から供給されたＸ線照射条件に基づいて高電圧発生器４２の管電流／管電圧、照射時間、照射繰返し周期等を制御する。
【００２８】
一方、Ｘ線検出部２は、被検体１５０の関心領域Ｒｉを透過した高線量Ｘ線及び参照領域Ｒｒを透過した低線量Ｘ線を電荷に変換して蓄積する平面検出器２１と、この平面検出器２１に蓄積された電荷を読み出すためのゲートドライバ２２と、読み出された電荷からＸ線投影データを生成する投影データ生成部２０を備えている。尚、Ｘ線検出方式には、Ｘ線を直接電荷に変換する方式と、一旦光に変換した後電荷に変換する方式があり、本実施例では前者を例に説明するが後者であっても構わない。又、平面検出器２１の代わりにＸ線Ｉ．Ｉ．を用いた方式であってもよい。
【００２９】
Ｘ線検出部２の平面検出器２１は、図５に示すように微小な検出素子５１を列方向及びライン方向に２次元的に配列して構成されており、各々の検出素子５１はＸ線を感知し入射Ｘ線量に応じて電荷を生成する光電膜５２と、この光電膜５２に発生した電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサ５３と、電荷蓄積コンデンサ５３に蓄積された電荷を所定のタイミングで読み出すＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５４を備えている。以下では説明を簡単にするために、検出素子５１が列方向（図５の上下方向）、及びライン方向（図５の左右方向）に２素子ずつ配列されている場合の平面検出器２１の構成について説明する。
【００３０】
図５に示した平面検出器２１では、光電膜５２−１１、５２−１２、５２−２１、５２−２２の第１の端子と、電荷蓄積コンデンサ５３−１１、５３−１２、５３−２１、５３−２２の第１の端子とが接続され、更に、その接続点はＴＦＴ５４−１１、５４−１２、５４−２１、５４−２２のソース端子へ接続される。一方、光電膜５２−１１、５２−１２、５２−２１、５２−２２の第２の端子は、図示しないバイアス電源に接続され、電荷蓄積コンデンサ５３−１１、５３−１２、５３−２１、５３−２２の第２の端子は接地される。更に、ライン方向のＴＦＴ５４−１１及びＴＦＴ５４−２１のゲートはゲートドライバ２２の出力端子２２−１に共通接続され、ＴＦＴ５４−１２、及びＴＦＴ５４−２２のゲートはゲートドライバ２２の出力端子２２−２に共通接続される。
【００３１】
一方、列方向のＴＦＴ５４−１１及び５４−１２のドレイン端子は信号出力線５９−１に共通接続され、ＴＦＴ５４−２１及び５４−２２のドレイン端子は信号出力線５９−２に共通接続される。そして、信号出力線５９−１、５９−２は投影データ生成部２０に接続されている。一方、ゲートドライバ２２は、Ｘ線照射によって検出素子５１の光電膜５２で発生し電荷蓄積コンデンサ５３にて蓄積される信号電荷を読み出すために、ＴＦＴ５４のゲート端子に読み出し用の駆動パルスを供給する。
【００３２】
図１に戻って、投影データ生成部２０は、平面検出器２１から読み出された電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器２３と、電荷・電圧変換器２３の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２４と、平面検出器２１からライン単位でパラレルに読み出されデジタル変換されたＸ線投影データを時系列信号に変換するパラレル・シリアル変換器２５を備えている。尚、上述の電荷・電圧変換器２３及びＡ／Ｄ変換器２４は、平面検出器２１における信号出力線５９と等しいチャンネル数から構成されている。
【００３３】
次に、移動機構部６は、Ｘ線照射部３及びＸ線検出部２の平面検出器２１（撮像系）を被検体１５０に対して相対的に移動させるために、天板１０を被検体１５０の体軸方向に移動させる天板移動機構６２と、撮像系を保持部と共に被検体１５０の周囲で回動あるいは移動させる撮像系移動機構６３と、撮像系移動機構６３及び天板移動機構６２を制御する機構制御部６４と、Ｘ線照射部３におけるＸ線可動絞り器３２の移動を制御する絞り移動制御部６１を備えている。
【００３４】
機構制御部６４は、システム制御部１１を介して操作部９から供給される指示信号に従がって天板１０及び撮像系の移動や回動を制御し、被検体１５０に対するＸ線照射方向やＸ線照射位置を設定あるいは更新する。
【００３５】
一方、絞り移動制御部６１は、操作部９において初期設定あるいは更新された絞り羽根３２１ａのＸ線透過率に基づいて、Ｘ線照射部３のＸ線可動絞り部３２に設けられた複数組の絞り羽根３２１ａの中から前記Ｘ線透過率を有する一組の絞り羽根３２１ａを選択する。又、操作部９からシステム制御部１１を介して供給された絞り羽根３２１ａの移動指示信号に基づいて絞り羽根３２１ｂ及び前記絞り羽根３２１ａの各々に接続された絞り羽根移動機構３２４ａに対し、絞り羽根３２１ａ及び絞り羽根３２１ｂを所望の位置に移動するための制御信号を供給する。
【００３６】
更に、絞り移動制御部６１は、移動後の絞り羽根３２１ａ及び絞り羽根３２１ｂの位置情報に基づいてＸ線可動絞り器３２の下羽根３２２及び補償フィルタ３２３に接続された下羽根移動機構３２４ｂ及び補償フィルタ移動機構３２４ｃに対しても所定位置に移動するための制御信号を供給する。
【００３７】
次に、画像データ生成・記憶部７は、表示部８に表示するための画像データを生成する機能を有し、図示しない記憶回路と演算回路を備えている。そして、前記記憶回路には、Ｘ線検出部２の投影データ生成部２０におけるパラレル・シリアル変換器２５によってライン方向の時系列信号に変換されたＸ線投影データが順次保存されて診断用画像データ及び参照用画像データから構成される１枚の画像データが生成される。一方、前記演算回路は、生成された画像データに対し、必要に応じて輪郭強調やＳ／Ｎ改善等を目的とした画像処理演算を行なう。
【００３８】
一方、表示部８は、図示しない表示データ生成回路、変換回路及びモニタを備え、前記表示データ生成回路は、画像データ生成・記憶部７が生成した画像データに対して所定の表示形態に対応した変換処理を行ない、更に、その付帯情報である数字や各種文字等を合成して表示データを生成する。次いで、前記変換回路は、この表示データに対してＤ／Ａ変換とテレビフォーマット変換を行なって映像信号を生成し前記モニタに表示する。
【００３９】
次に、操作部９は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスや表示パネルあるいは各種スイッチ等を備えたインタラクティブなインターフェースであり、被検体情報の入力、絞り羽根３２１ａ及び絞り羽根３２１ｂに対する移動方向及び移動位置の設定と移動指示信号の入力、絞り羽根３２１ａにおけるＸ線透過率の設定、天板１０の移動方向や移動速度の設定、撮像系の回動／移動方向及び回動／移動速度の設定、管電圧や管電流を含むＸ線照射条件の設定、更には、各種指示信号の入力等を行なう。
【００４０】
尚、絞り羽根３２１ａにおけるＸ線透過率の設定の代わりに、被検体１５０の参照領域ＲｒにおけるＸ線照射量の設定あるいは前記Ｘ線透過率を有した絞り羽根３２１ａの選択を操作部９において行なってもよい。
【００４１】
そして、システム制御部１１は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、操作部９から供給された入力情報、設定情報及び選択情報を前記記憶回路に一旦保存した後、これらの情報に基づいて上述の各ユニットを統括的に制御し、画像データの生成と表示を行なう。
【００４２】
（画像データの生成手順）
次に、図６に示したフローチャートを用いて本実施例のＸ線診断装置１００による画像データの生成手順について説明する。
【００４３】
尚、以下の説明では、カテーテルを介して造影剤が注入された被検体１５０の大腿動脈に対してＸ線撮影を行なう際に、低線量Ｘ線を用いた準備撮影モードにてカテーテル挿入状態の確認と関心領域及び参照領域の設定を行ない、次いで、本撮影モードにて高線量Ｘ線による関心領域の撮影と低線量Ｘ線による参照領域の撮影を行なう場合について述べるが、これに限定されない。
【００４４】
又、Ｘ線可動絞り器３２における絞り羽根３２１ａのＸ線透過率を操作部９において設定し、移動機構部６の絞り移動制御部６１は、このＸ線透過率に基づいて複数組の絞り羽根３２１ａの中から好適な一組の絞り羽根３２１ａを選択する場合について述べるが、既に述べたように、参照領域ＲｒにおけるＸ線照射量の設定あるいは前記Ｘ線透過率を有した絞り羽根３２１ａの選択を操作部９において行なってもよい。
【００４５】
画像データの生成に先立って、操作者は、Ｘ線診断装置１００の操作部９において被検体情報を入力した後、絞り羽根３２１ａのＸ線透過率を設定し、更に、準備撮影モード及び本撮影モードにおけるＸ線照射条件等の初期設定を行なう（図６のステップＳ１）。そして、これらの初期設定情報はシステム制御部１１の記憶回路に保存される。
【００４６】
但し、ここでは造影剤注入用カテーテルの挿入状態の確認や被検体１５０に対する撮影方向の設定、更には、関心領域Ｒｉや参照領域Ｒｒの設定を目的とし、比較的低線量のＸ線によって画像データを生成する撮影モードを準備撮影モード、上述の設定が終了した段階で高線量のＸ線を用いて精査（診断）用の画像データを生成する撮影モードを本撮影モードと呼ぶ。
【００４７】
次いで、操作者は、被検体１５０を天板１０に載置し、更に、Ｘ線照射部３とＸ線検出部２によって構成される撮像系と天板１０を好適な位置に移動あるいは回動することにより被検体１５０に対するＸ線照射方向を初期設定する。そして、上述の初期設定が終了したならば、操作部９において準備撮影モードの画像データを生成するための撮影開始指示信号を入力し、この撮影開始指示信号がシステム制御部１１に供給されることによって準備撮影が開始される（図６のステップＳ２）。
【００４８】
この撮影開始指示信号を受信したシステム制御部１１は、自己の記憶回路に保存されている準備撮影モードのＸ線照射条件を読み出す。次いで、このＸ線照射条件をＸ線発生部１の高電圧制御部４１に供給し、更に、Ｘ線発生のための駆動信号を前記高電圧制御部４１に供給する。
【００４９】
この駆動信号を受信した高電圧制御部４１は、前記Ｘ線照射条件の情報に基づいて高電圧発生器４２を制御しＸ線照射部３のＸ線管３１に高電圧を印加する。そして、高電圧が印可されたＸ線管３１は、Ｘ線可動絞り器３２を介して被検体１５０に対しＸ線を所定期間照射し、被検体１５０を透過したＸ線は、その後方に設けられたＸ線検出部２の平面検出器２１によって検出される。
【００５０】
平面検出器２１は、図５に示したようにライン方向と列方向に２次元配列された検出素子５１から構成されており、検出素子５１は、被検体１５０を透過したＸ線を受信して、そのＸ線透過量に比例した信号電荷を検出素子５１の電荷蓄積コンデンサ５３に蓄積する。Ｘ線照射が終了すると、システム制御部１１からクロックパルスが供給されたゲートドライバ２２は、平面検出器２１に対して駆動パルスを供給して検出素子５１の電荷蓄積コンデンサ５３に蓄積された信号電荷を列方向に順次読み出す。
【００５１】
読み出された信号電荷は、投影データ生成部２０における電荷・電圧変換器２３において電圧に変換され、更に、Ａ／Ｄ変換器２４においてデジタル信号に変換された後パラレル・シリアル変換器２５のメモリにおいて１ライン分の投影データとして一旦保存される。そして、システム制御部１１は、保存された投影データをライン単位でシリアルに順次読み出し、画像データ生成・記憶部７の記憶回路に保存して２次元の画像データを生成する。
【００５２】
一方、画像データ生成・記憶部７の演算回路は、必要に応じて前記記憶回路に保存された画像データを読み出し、輪郭強調やＳ／Ｎ改善を目的とした画像処理演算を行なう。そして、処理後の画像データを前記記憶回路に再度保存する。
【００５３】
次に、表示部８の表示データ生成回路は、画像データ生成・記憶部７の記憶回路に保存された画像データを読み出し、所定の表示フォーマットに変換して表示データを生成する。そして、表示部８の変換回路は、この表示データに対しＤ／Ａ変換とＴＶフォーマット変換を行ない、得られた映像信号をモニタに表示する。
【００５４】
以下同様にして、準備撮影モードにおける第２、第３、・・・の駆動信号がシステム制御部１１からＸ線発生部１の高電圧制御部４１に対して供給され、これらの駆動信号に基づいて、Ｘ線照射部３、Ｘ線検出部２、画像データ生成・記憶部７及び表示部８は、上述と同様の動作を繰り返すことにより被検体１５０に対する準備撮影モードの画像データを生成し、このとき時系列的に得られた複数枚の画像データは表示部８のモニタにリアルタイム画像として表示される（図６のステップＳ３）。
【００５５】
そして、操作者は、表示部８に表示された準備撮影モードの画像データを観察し、撮影方向や撮影位置が適当でない場合には、操作部９より移動機構部６の機構制御部６４に対して撮像系あるいは天板１０の位置を更新するための指示信号を供給する。この指示信号を受信した機構制御部６４は、撮像系移動機構６３あるいは天板移動機構６２に駆動信号を供給して撮像系や天板１０の位置を更新し、被検体１５０に対して好適な撮影位置及び撮影方向を設定する（図６のステップＳ４）。
【００５６】
次いで、操作者は、更新された撮影位置及び撮影方向において得られ表示部８のモニタにリアルタイム表示された画像データを観察しながら被検体１５０の鼠ケイ部（足の付け根部）より造影剤注入用のカテーテルを挿入し（図６のステップＳ５）、その先端部が例えば大腿動脈の所定部位に到達したことを確認したならば、画像データ上のカテーテル先端部を中心として所定サイズの関心領域及び参照領域を設定する（図６のステップＳ６）。
【００５７】
即ち、操作者は、準備撮影モードにおいて生成された画像データの観察下にてＸ線可動絞り器３２における絞り羽根３２１ａ及び絞り羽根３２１ｂの位置を操作部９の入力デバイスを用いて設定する。一方、移動機構部６の絞り移動制御部６１は、操作部９にて初期設定されたＸ線透過率の情報をシステム制御部１１より受信し、Ｘ線照射部３のＸ線可動絞り器３２に収納された複数組の絞り羽根３２１ａの中から前記Ｘ線透過率を有する絞り羽根３２１ａを選択する。
【００５８】
次いで、絞り移動制御部６１は、システム制御部１１を介して受信した絞り羽根３２１ａ及び絞り羽根３２１ｂの位置情報に基づいて移動制御信号を生成し、この移動制御信号を絞り羽根移動機構３２４ａに供給して絞り羽根３２１ｂ及び選択した前記絞り羽根３２１ａを所定位置に移動する。このとき、絞り羽根３２１ａの移動により関心領域Ｒｉの大きさと位置が決定され、絞り羽根３２１ｂの移動により参照領域Ｒｒの大きさと位置が決定される。
【００５９】
準備撮影モードの画像データにおいて関心領域Ｒｉ及び参照領域Ｒｒの設定が終了したならば、操作者は、操作部９において本撮影モードにおける画像データを生成するための撮影開始指示信号を入力する（図６のステップＳ７）。
【００６０】
この撮影開始指示信号を操作部９から受信したシステム制御部１１は、Ｘ線発生部１の高電圧制御部４１に対し駆動信号を供給して既に設定されている準備撮影モードのＸ線照射条件を本撮影モードのＸ線照射条件に更新し、Ｘ線照射部３のＸ線管３１は、新たに設定されたＸ線照射条件に基づき被検体１５０に対してＸ線を照射する。
【００６１】
以下、システム制御部１１は、各ユニットを制御して上述の準備撮影モードにおける画像データの生成及び表示と同様の手順によって本撮影モードにおける画像データの生成と表示を行なう（図６のステップＳ８）。一方、操作者は、表示部８にリアルタイム表示された本撮影モードにおける画像データの観察下にて、図示しない造影剤インジェクタを用い被検体１５０の大腿動脈内に造影剤を注入する（図６のステップＳ９）。
【００６２】
そして、造影剤注入前後の所定期間において時系列的に生成される複数枚の画像データは、画像データ生成・記憶部７に保存されると共に表示部８のモニタにリアルタイム表示される。
【００６３】
尚、本撮影モードにおける画像データの観察中に関心領域Ｒｉや参照領域Ｒｒの変更、あるいは絞り羽根３２１ａにおけるＸ線透過率の変更が必要になった場合には、操作者は、操作部９において上述の手順と同様の手順によって更新することが可能である。
【００６４】
（変形例）
次に、本実施例の変形例につき図７を用いて説明する。
【００６５】
図７は、Ｘ線可動絞り器３２における絞り羽根３２１ａの変形例であり、図７（ａ）は、１次元配列された短冊状のＸ線遮蔽板Ｓｂによって構成された１枚の絞り羽根３２１ａを示している。一方、図７（ｂ）は、図７（ａ）の矩形枠Ｆｂにおける絞り羽根３２１ａの構造を示したものであり、Ｘ線遮蔽板Ｓｂの各々は、Ｘ線照射方向に対して角度αだけ傾斜して設定されている。そして、絞り羽根３２１ａのＸ線透過率はＸ線遮蔽板Ｓｂの傾斜角度αによって制御される。
【００６６】
一方、Ｘ線遮蔽板Ｓｂの下端部あるいは上端部は連結アームＣｍに回動自在に接続され、この連結アームＣｍの端部は絞り羽根移動機構３２４ａに接続されている。そして、連結アームＣｍのＳ１方向への移動に伴なうＸ線遮蔽板ＳｂのＳ２方向への回動により前記傾斜角度αは変化し、この傾斜角度αにより絞り羽根３２１ａのＸ線透過率は制御される。
【００６７】
尚、上述の絞り羽根３２１ａを４枚組み合わせて用いることにより関心領域Ｒｉ及び参照領域Ｒｒを設定する手順については上述の実施例と同様であるため説明を省略する。
【００６８】
以上述べた本発明の実施例及びその変形例によれば、Ｘ線可動絞り器における絞り羽根のＸ線透過率を制御することにより、関心領域に対する高線量のＸ線照射とこの関心領域の周囲に設定した参照領域に対する低線量のＸ線照射を同時に行なうことが可能となる。従がって、被検体に対するＸ線被曝線量をあまり増大させることなく関心領域における高画質な診断用画像データと参照領域における参照用画像データを得ることができる。
【００６９】
特に、画像データ観察下にてカテーテルや穿刺針等を用いて治療を行なう場合、関心領域において得られた高分解能の画像データによってカテーテルや穿刺針の先端部近傍における治療部位の設定や治療効果の確認を行ない、更に、関心領域の周囲に設定した比較的広範囲の参照領域において得られる参照画像データによってカテーテルや穿刺針の挿入方向や挿入経路あるいは周囲臓器との位置関係等を把握することが容易となる。
【００７０】
又、腫瘍等の観察においても、診断用画像データにおいて病巣部を詳細に観察し、参照用画像データにおいて前記病巣部と周囲臓器との位置関係を把握することができる。
【００７１】
図８は、上述の本実施例による効果の具体例を説明するための図であり、図８（ａ）は、絞り羽根３２１ａを全開した従来法により得られた画像データＰ１、図８（ｂ）は、Ｘ線を完全に遮断する従来の絞り羽根によって設定された関心領域における画像データＰ２を示す。一方、図８（ｃ）は、上述の実施例において得られた関心領域Ｒｉにおける診断用画像データＰｉと参照領域Ｒｒにおける参照用画像データＰｒを示す。
【００７２】
例えば、☆印で示したカテーテルの先端部を中心に画像データを生成する場合、図８（ａ）の方法によれば、広範囲において高画質の画像データが得られるが画像化する全ての領域に対して高線量Ｘ線が照射されるため被検体１５０に対する被曝線量は多い。
【００７３】
又、図８（ｂ）の方法によれば、高線量Ｘ線の照射は、関心領域に限られるため被検体１５０に対する被曝線量は図８（ａ）の方法と比較して低減するが、広範囲の画像データが得られないためカテーテルの挿入経路や周囲臓器に関する情報等を捉えることができない。
【００７４】
一方、図８（ｃ）に示した本実施例の方法によれば、関心領域Ｒｉに対し高線量Ｘ線を照射して得られた診断用画像データＰｉと、参照領域Ｒｒに対し低線量Ｘ線を照射して得られた参照用画像データＰｒが同時に得られるため、参照用画像データＰｒを参照しながら高画質な診断用画像データＰｉによる診断を行なうことが可能となり、しかも、被検体１５０に対する被曝線量は図８（ａ）の方法と比較して低減させることができる。
【００７５】
以上述べた理由により、本実施例に拠れば、当該被検体１５０に対する診断あるいは治療の効率や精度、更には安全性が向上する。
【００７６】
又、診断用画像データと参照用画像データは、同時かつ空間的に連続して生成・表示されるため画像データ間の関連付けが容易となる。従がって、診断あるいは治療を担当するＸ線診断装置の操作者の負担を軽減することができる。
【００７７】
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例では、カテーテルを介して造影剤が注入された被検体１５０の大腿動脈に対してＸ線撮影を行なう場合について述べたが、穿刺針を用いた治療におけるＸ線撮影や通常のＸ線撮影においても同様の効果を得ることができる。
【００７８】
又、低線量Ｘ線を用いた準備撮影モードにて関心領域と参照領域の設定を行ない、次いで、本撮影モードにて高線量Ｘ線による関心領域の撮影と低線量Ｘ線による参照領域の撮影を行なう場合について述べたが、本撮影モードにおいて関心領域及び参照領域の設定を行なっても構わない。
【００７９】
一方、絞り羽根３２１ａにおけるＸ線透過率の制御方法として、鉛板に２次元配列した円孔の直径や配列間隔を制御する方法（図４参照）と、１次元配列した短冊状Ｘ線遮蔽板の傾斜角度を制御する方法（図７参照）について述べたが、これらの方法に限定されるものではなく、例えば、１次元あるいは２次元の格子状透過孔における透過孔幅や配列間隔を制御する方法であってもよい。又、絞り羽根３２１ａに使用する材料自身のＸ線透過率を制御してもよい。
【００８０】
例えば、図９に示した絞り羽根３２１ｂは、従来と同様にしてＸ線透過率０％の鉛板によって構成され、絞り羽根３２１ａは、Ｘ線透過率がα％（０＜α＜１００）及びβ％（０＜β＜１００）の２種類のＸ線遮蔽板Ｓｂ１及びＳｂ２によって構成されている。この場合、Ｘ線遮蔽板Ｓｂ１及びＳｂ２の各々は、ゴムやプラスチック等のベース材に鉛、錫、タングステン等の微粒子を混入して形成され、そのＸ線透過率は混入した微粒子の種類や濃度によって制御される。
【００８１】
即ち、Ｘ線照射部３のＸ線可動絞り器３２には、上述の方法によって形成されたＸ線透過率の異なる複数組のＸ線遮蔽板が予め収納され、操作部９にて設定された絞り羽根３２１ａのＸ線透過率に基づいて前記複数組のＸ線遮蔽板の中から好適な一組あるいは複数組のＸ線遮蔽板が選択される。
【００８２】
上述の微粒子を混入する方法によれば、空間的に均一な低線量Ｘ線を被検体１５０の参照領域Ｒｒに照射することができるため高画質な参照用画像データが得られる。又、Ｘ線透過率の異なる複数組のＸ線遮蔽板を重ねることにより絞り羽根３２１ａのＸ線透過率を正確かつ容易に制御することが可能となる。
【００８３】
尚、絞り羽根３２１ｂにおけるＸ線透過率０％の鉛板の代わりに所定のＸ線透過率γ％（γ≠０）を有した一組あるいは複数組のＸ線遮蔽板を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施例におけるＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施例におけるＸ線可動絞り器の構成を示す図。
【図３】同実施例のＸ線可動絞り器における絞り羽根の構成と機能を説明するための図。
【図４】同実施例における絞り羽根の具体例を示す図。
【図５】同実施例における平面検出器の構成を示す図。
【図６】同実施例における画像データの生成手順を示すフローチャート。
【図７】同実施例における絞り羽根の変形例を示す図。
【図８】同実施例の効果を説明するための図。
【図９】同実施例における絞り羽根の他の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００８５】
１…Ｘ線発生部
２…Ｘ線検出部
３…Ｘ線照射部
４…高電圧発生部
６…移動機構部
７…画像データ生成・記憶部
８…表示部
９…操作部
１０…天板
１１…システム制御部
２０…投影データ生成部
２１…平面検出器
２２…ゲートドライバ
２３…電荷・電圧変換器
２４…Ａ／Ｄ変換器
２５…パラレル・シリアル変換器
３１…Ｘ線管
３２…Ｘ線可動絞り器
４１…高電圧制御部
４２…高電圧発生器
６１…絞り移動制御部
６２…天板移動機構
６３…撮像系移動機構
６４…機構制御部
１００…Ｘ線診断装置
３２１…絞り羽根（上羽根）
３２２…下羽根
３２３…補償フィルタ
３２４ａ…絞り羽根移動機構
３２４ｂ…下羽根移動機構
３２４ｃ…補償フィルタ移動機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線診断装置及び画像データ生成方法に係り、特に、Ｘ線可動絞り器を用いることにより被検体に対する被曝線量の低減を可能にしたＸ線診断装置及び画像データ生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線診断装置やＭＲＩ装置、あるいはＸ線ＣＴ装置などを用いた医用画像診断技術は、コンピュータ技術の発展に伴って急速な進歩を遂げ、今日の医療において必要不可欠なものとなっている。
【０００３】
Ｘ線診断は、近年ではカテーテル手技の発展に伴い循環器分野を中心に進歩を遂げている。循環器診断用のＸ線診断装置は、通常、Ｘ線照射部及びＸ線検出部と、これらを保持する保持機構と、寝台（天板）及び信号処理部を備えている。そして、ＣアームあるいはΩアームによって構成される保持機構と寝台を回動あるいは移動させることにより患者等（以下では、被検体と呼ぶ。）に対して好適な撮影位置や撮影方向を設定している。
【０００４】
又、上述のＸ線照射部にはＸ線を発生するＸ線管が設けられ、更に、このＸ線管と被検体との間には、Ｘ線の照射範囲を制御して被検体に対する無用なＸ線被曝を回避する絞り羽根や吸収の少ない媒質を透過したＸ線によるハレーションを防止する補償フィルタ等を有したＸ線可動絞り器が備えられている。このＸ線可動絞り器に設けられたスライド可能な複数枚の絞り羽根は開口を形成し、Ｘ線管から放射されたＸ線が被検体の診断対象領域（以下では、関心領域と呼ぶ。）に対して選択的に照射されるように、前記開口の大きさ及び位置が設定される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平４−２８８１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のＸ線診断装置によって得られたＸ線画像データ（以下では、画像データと呼ぶ。）の観察下においてカテーテル等を用いた治療を行なう所謂ＩＶＲ（Interventional radiology）が広く行われている。このＩＶＲの開発により、医師（以下では、操作者と呼ぶ。）は、Ｘ線診断装置のモニタ上に表示された被検体患部の画像データを観察しながら治療用カテーテルの先端部を所望部位に挿入して治療することが可能となったため、治療における安全性と効率が飛躍的に向上している。
【０００６】
このような場合、カテーテル先端部及び被検体患部（即ち、治療対象部位）を中心とした関心領域を特に詳細に観察する必要があるため、従来のＩＶＲでは、上述の関心領域に対してのみＸ線が照射されるようにＸ線可動絞り器における絞り羽根の移動制御が行われていた。同様にして、消化器用のＸ線診断装置等を用いて腫瘍組織に対する針生検（バイオプシ検査）を行なう場合においても、生検針の先端部や腫瘍組織を中心に設定した関心領域に対してのみＸ線が照射されるように上記絞り羽根は制御されていた。
【０００７】
しかしながら、上述のＩＶＲにおいては、挿入されたカテーテルあるいは生検針と周囲臓器との位置関係の把握や挿入方向の確認等を行なうために関心領域の周囲（以下では、参照領域と呼ぶ。）における画像データも要求される場合がある。そして、このような場合には、絞り羽根の開口を拡張することにより関心領域及び参照領域に対する画像データの生成と表示を行なってきた。
【０００８】
ところで、上述の関心領域に対しては高線量のＸ線を用いて高画質の画像データを生成する必要があるが、参照領域に対しては臓器やカテーテル等の輪郭が捉えられる程度の画質であればよく、従って、低線量のＸ線であっても構わない。しかしながら、従来のＸ線可動絞り器を用いた場合、関心領域に対する高線量Ｘ線の照射と参照領域に対する低線量Ｘ線の照射を同時に行なうことが不可能であったため、関心領域の画像データ（以下では、診断用画像データと呼ぶ。）と参照領域の画像データ（以下では、参照用画像データと呼ぶ。）を同時に観察したい場合には、絞り羽根の開口を拡張した状態で高線量Ｘ線を照射する必要があり、従って、被検体に対する被爆線量が著しく増大するという問題点を有していた。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、Ｘ線可動絞り器を用いて関心領域に対する高線量のＸ線照射とこの関心領域の周囲の参照領域に対する低線量のＸ線照射を同時に行なうことにより、被検体のＸ線被曝線量をあまり増大させることなく関心領域における高画質な診断用画像データと参照領域における広範囲な参照用画像データを得ることが可能なＸ線診断装置及び画像データ生成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明のＸ線診断装置は、Ｘ線を放射するＸ線管と、被検体に対して前記Ｘ線管が放射したＸ線を照射する関心領域と前記Ｘ線を所定の大きさに減衰させて照射する参照領域を設定するＸ線絞り手段と、前記関心領域及び前記参照領域を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、このＸ線検出手段が検出したＸ線情報に基づいて画像データを生成する画像データ生成手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
一方、請求項１３に係る本発明の画像データ生成方法は、低線量Ｘ線を用い被検体に対して画像データを生成するステップと、生成した前記画像データの観察下にて前記被検体に対する関心領域及び参照領域を設定するステップと、所望のＸ線透過率を有する絞り羽根を選択するステップと、選択した前記絞り羽根を前記関心領域及び前記参照領域の位置情報に基づいて移動するステップと、移動後の前記絞り羽根を介して前記被検体に高線量Ｘ線を照射し、前記関心領域における診断用画像データ及び前記参照領域における参照用画像データを生成するステップとを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、Ｘ線可動絞り器を用いて関心領域に対する高線量のＸ線照射と、この関心領域の周囲に設定した参照領域に対する低線量のＸ線照射を同時に行なうことにより、被検体に対するＸ線被曝線量をあまり増大させることなく関心領域における高画質な診断用画像データと参照領域における参照用画像データを得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１４】
以下に述べる本発明の実施例の特徴は、所定サイズの円孔を所定間隔で２次元配列することによりそのＸ線透過率が所望の値に設定された第１の絞り羽根と、Ｘ線を略完全に遮断する第２の絞り羽根とを備えたＸ線可動絞り部を用い、Ｘ線管から放射され第１の絞り羽根の開口部を通過した高線量Ｘ線の被検体に対する照射により関心領域を設定し、第２の絞り羽根の開口部における前記第１の絞り羽根を透過した低線量Ｘ線の前記被検体に対する照射によって参照領域を設定することにある。
【００１５】
（装置の構成）
本発明の実施例におけるＸ線診断装置の構成につき図１乃至図５を用いて説明する。図１は、Ｘ線診断装置の全体構成を示すブロック図、図２乃至図４は、このＸ線診断装置のＸ線発生部に設けられたＸ線可動絞り器の構成と機能を示す図、又、図５は、Ｘ線検出部における平面検出器の構成を示す図である。
【００１６】
図１のＸ線診断装置１００は、被検体１５０に対してＸ線を発生するためのＸ線発生部１と、被検体１５０を透過したＸ線を２次元的に検出すると共に、この検出結果に基づいてＸ線投影データを生成するＸ線検出部２と、Ｘ線発生部１のＸ線照射部３とＸ線検出部２（以下、これらを纏めて撮像系と呼ぶ。）を保持する図示しない保持部と、被検体１５０を載置する天板１０と、前記撮像系や天板１０、更には、Ｘ線発生部１の後述するＸ線可動絞り器３２における絞り羽根等の移動制御を行なう移動機構部６と、Ｘ線検出部２において生成されたＸ線投影データに基づいて診断用画像データ及び参照用画像データの生成と保存を行なう画像データ生成・記憶部７と、この画像データ生成・記憶部７において生成された診断用画像データ及び参照用画像データを表示する表示部８を備えている。
【００１７】
更に、Ｘ線診断装置１００は、前記絞り羽根におけるＸ線透過率の設定、絞り羽根の移動方向及び移動位置の設定と移動指示信号の入力、更には、各種コマンドの入力等を行なう操作部９と、Ｘ線診断装置１００の上記各ユニットを統括的に制御するシステム制御部１１を備えている。
【００１８】
Ｘ線発生部１は、Ｘ線照射部３と高電圧発生部４を有しており、Ｘ線照射部３はＸ線管３１とＸ線可動絞り器３２を備え、高電圧発生部４は、高電圧発生器４２と高電圧制御部４１を備えている。Ｘ線照射部３のＸ線管３１は、Ｘ線を発生する真空管であり、陰極（フィラメント）より放出された電子を高電圧により加速してタングステン陽極に衝突させＸ線を発生する。
【００１９】
一方、Ｘ線可動絞り器３２は、被検体１５０に対する被曝線量の低減と画質向上を目的として用いられ、図２に示すようにＸ線管３１から放射された高線量Ｘ線の被検体１５０における照射領域（関心領域）Ｒｉとこの高線量Ｘ線を所定の大きさに減衰させた低線量Ｘ線の前記被検体１５０における照射領域（参照領域）Ｒｒを設定する上羽根（以下では、絞り羽根と呼ぶ。）３２１を備えている。又、絞り羽根３２１に連動して散乱線や漏れ線量を低減する下羽根３２２や、吸収量が少ない媒質を透過したＸ線を選択的に低減させてハレーションを防止する補償フィルタ３２３等を有している。
【００２０】
更に、Ｘ線可動絞り器３２は、絞り羽根３２１、下羽根３２２及び補償フィルタ３２３を所望の位置に移動させるためのワイヤロープとプーリを有した絞り羽根移動機構３２４ａ、下羽根移動機構３２４ｂ及び補償フィルタ移動機構３２４ｃを備えている。
【００２１】
次に、本実施例におけるＸ線診断装置１００の重要部分である絞り羽根３２１の構成と機能につき図３を用いて更に詳しく説明する。
【００２２】
図３において、被検体１５０を挟んでＸ線管３１と後述するＸ線検出部２の平面検出器２１は対向して配置され、更に、Ｘ線管３１の前面にはＸ線可動絞り器３２の絞り羽根３２１が設けられている。そして、絞り羽根３２１は、例えば、所定のＸ線透過率を有する絞り羽根３２１ａ（第１の絞り羽根）とＸ線を完全に遮断する絞り羽根３２１ｂ（第２の絞り羽根）を備え、絞り羽根３２１ａ及び絞り羽根３２１ｂの各々は、ワイヤロープを介して図２の絞り羽根移動機構３２４ａに接続されている。尚、上述の絞り羽根３２１ａ及び絞り羽根３２１ｂは、何れも略同一のＸ線透過率を有する４枚の絞り羽根を一組として構成されている。
【００２３】
そして、絞り羽根移動機構３２４ａは、絞り羽根３２１ａ及び絞り羽根３２１ｂの各々を図３の矢印方向（⇔）に移動することにより、高線量Ｘ線用開口及び低線量Ｘ線用開口の大きさと位置を任意に設定することが可能となっている。このとき、絞り羽根３２１ｂによる開口を絞り羽根３２１ａによる開口より広く設定することにより、平面検出器２１の略中央部には、絞り羽根３２１ａの開口を通過し被検体１５０の関心領域Ｒｉを透過した高線量Ｘ線による撮像領域Ｒｘｉが形成され、前記撮像領域Ｒｘｉの周囲には、絞り羽根３２１ｂの開口を通過し絞り羽根３２１ａと被検体１５０の参照領域Ｒｒを透過した低線量Ｘ線による撮像領域Ｒｘｒが形成される。又、撮像領域Ｒｘｒの周囲には、絞り羽根３２１ｂによってＸ線が略完全に遮蔽された撮像領域Ｒｘｃが形成される。
【００２４】
即ち、上述の撮像領域Ｒｘｉには、被検体１５０の関心領域Ｒｉを透過した高線量Ｘ線が、又、撮像領域Ｒｘｒには、前記被検体１５０の参照領域Ｒｒを透過した低線量Ｘ線が照射される。尚、Ｘ線を略完全に遮蔽するために設けられた絞り羽根３２１ｂは、従来と同様な鉛板によって構成されている。
【００２５】
次に、高線量Ｘ線を減衰させて低線量Ｘ線に変換する絞り羽根３２１ａの具体例につき図４を用いて説明する。図4（ａ）は、１枚の絞り羽根３２１ａを示したものであり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した絞り羽根３２１ａの一部（例えば、矩形枠Ｆａで示した左下端部）を拡大して示している。この場合、絞り羽根３２１ａの鉛板Ｂａには、直径Ｌａの円孔Ｂｂが間隔Ｌｂで２次元配列されており、この円孔Ｂｂの直径Ｌａ及び配列間隔Ｌｂにより絞り羽根３２１ａのＸ線透過率は制御される。
【００２６】
一方、図１のＸ線可動絞り器３２には、例えば、円孔の直径Ｌａあるいは配列間隔Ｌｂを変更することにより異なるＸ線透過率を有した複数組の絞り羽根３２１ａと、これらの絞り羽根３２１ａを所望の位置に移動する絞り羽根移動機構３２４ａが設けられている。そして、絞り羽根移動機構３２４ａは、移動機構部６の絞り移動制御部６１から供給される制御信号に基づいて所望のＸ線透過率を有した一組の絞り羽根３２１ａを選択し図３に示した所定位置に移動する。尚、絞り羽根３２１ａにおける円孔の直径は０．５ｍｍ乃至５ｍｍが好適であるが特に限定されない。
【００２７】
次に、高電圧発生部４の高電圧発生器４２は、Ｘ線管３１の陰極から発生する熱電子を加速するために、陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生させ、高電圧制御部４１は、システム制御部１１を介して操作部９から供給されたＸ線照射条件に基づいて高電圧発生器４２の管電流／管電圧、照射時間、照射繰返し周期等を制御する。
【００２８】
一方、Ｘ線検出部２は、被検体１５０の関心領域Ｒｉを透過した高線量Ｘ線及び参照領域Ｒｒを透過した低線量Ｘ線を電荷に変換して蓄積する平面検出器２１と、この平面検出器２１に蓄積された電荷を読み出すためのゲートドライバ２２と、読み出された電荷からＸ線投影データを生成する投影データ生成部２０を備えている。尚、Ｘ線検出方式には、Ｘ線を直接電荷に変換する方式と、一旦光に変換した後電荷に変換する方式があり、本実施例では前者を例に説明するが後者であっても構わない。又、平面検出器２１の代わりにＸ線Ｉ．Ｉ．を用いた方式であってもよい。
【００２９】
Ｘ線検出部２の平面検出器２１は、図５に示すように微小な検出素子５１を列方向及びライン方向に２次元的に配列して構成されており、各々の検出素子５１はＸ線を感知し入射Ｘ線量に応じて電荷を生成する光電膜５２と、この光電膜５２に発生した電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサ５３と、電荷蓄積コンデンサ５３に蓄積された電荷を所定のタイミングで読み出すＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５４を備えている。以下では説明を簡単にするために、検出素子５１が列方向（図５の上下方向）、及びライン方向（図５の左右方向）に２素子ずつ配列されている場合の平面検出器２１の構成について説明する。
【００３０】
図５に示した平面検出器２１では、光電膜５２−１１、５２−１２、５２−２１、５２−２２の第１の端子と、電荷蓄積コンデンサ５３−１１、５３−１２、５３−２１、５３−２２の第１の端子とが接続され、更に、その接続点はＴＦＴ５４−１１、５４−１２、５４−２１、５４−２２のソース端子へ接続される。一方、光電膜５２−１１、５２−１２、５２−２１、５２−２２の第２の端子は、図示しないバイアス電源に接続され、電荷蓄積コンデンサ５３−１１、５３−１２、５３−２１、５３−２２の第２の端子は接地される。更に、ライン方向のＴＦＴ５４−１１及びＴＦＴ５４−２１のゲートはゲートドライバ２２の出力端子２２−１に共通接続され、ＴＦＴ５４−１２、及びＴＦＴ５４−２２のゲートはゲートドライバ２２の出力端子２２−２に共通接続される。
【００３１】
一方、列方向のＴＦＴ５４−１１及び５４−１２のドレイン端子は信号出力線５９−１に共通接続され、ＴＦＴ５４−２１及び５４−２２のドレイン端子は信号出力線５９−２に共通接続される。そして、信号出力線５９−１、５９−２は投影データ生成部２０に接続されている。一方、ゲートドライバ２２は、Ｘ線照射によって検出素子５１の光電膜５２で発生し電荷蓄積コンデンサ５３にて蓄積される信号電荷を読み出すために、ＴＦＴ５４のゲート端子に読み出し用の駆動パルスを供給する。
【００３２】
図１に戻って、投影データ生成部２０は、平面検出器２１から読み出された電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器２３と、電荷・電圧変換器２３の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２４と、平面検出器２１からライン単位でパラレルに読み出されデジタル変換されたＸ線投影データを時系列信号に変換するパラレル・シリアル変換器２５を備えている。尚、上述の電荷・電圧変換器２３及びＡ／Ｄ変換器２４は、平面検出器２１における信号出力線５９と等しいチャンネル数から構成されている。
【００３３】
次に、移動機構部６は、Ｘ線照射部３及びＸ線検出部２の平面検出器２１（撮像系）を被検体１５０に対して相対的に移動させるために、天板１０を被検体１５０の体軸方向に移動させる天板移動機構６２と、撮像系を保持部と共に被検体１５０の周囲で回動あるいは移動させる撮像系移動機構６３と、撮像系移動機構６３及び天板移動機構６２を制御する機構制御部６４と、Ｘ線照射部３におけるＸ線可動絞り器３２の移動を制御する絞り移動制御部６１を備えている。
【００３４】
機構制御部６４は、システム制御部１１を介して操作部９から供給される指示信号に従がって天板１０及び撮像系の移動や回動を制御し、被検体１５０に対するＸ線照射方向やＸ線照射位置を設定あるいは更新する。
【００３５】
一方、絞り移動制御部６１は、操作部９において初期設定あるいは更新された絞り羽根３２１ａのＸ線透過率に基づいて、Ｘ線照射部３のＸ線可動絞り部３２に設けられた複数組の絞り羽根３２１ａの中から前記Ｘ線透過率を有する一組の絞り羽根３２１ａを選択する。又、操作部９からシステム制御部１１を介して供給された絞り羽根３２１ａの移動指示信号に基づいて絞り羽根３２１ｂ及び前記絞り羽根３２１ａの各々に接続された絞り羽根移動機構３２４ａに対し、絞り羽根３２１ａ及び絞り羽根３２１ｂを所望の位置に移動するための制御信号を供給する。
【００３６】
更に、絞り移動制御部６１は、移動後の絞り羽根３２１ａ及び絞り羽根３２１ｂの位置情報に基づいてＸ線可動絞り器３２の下羽根３２２及び補償フィルタ３２３に接続された下羽根移動機構３２４ｂ及び補償フィルタ移動機構３２４ｃに対しても所定位置に移動するための制御信号を供給する。
【００３７】
次に、画像データ生成・記憶部７は、表示部８に表示するための画像データを生成する機能を有し、図示しない記憶回路と演算回路を備えている。そして、前記記憶回路には、Ｘ線検出部２の投影データ生成部２０におけるパラレル・シリアル変換器２５によってライン方向の時系列信号に変換されたＸ線投影データが順次保存されて診断用画像データ及び参照用画像データから構成される１枚の画像データが生成される。一方、前記演算回路は、生成された画像データに対し、必要に応じて輪郭強調やＳ／Ｎ改善等を目的とした画像処理演算を行なう。
【００３８】
一方、表示部８は、図示しない表示データ生成回路、変換回路及びモニタを備え、前記表示データ生成回路は、画像データ生成・記憶部７が生成した画像データに対して所定の表示形態に対応した変換処理を行ない、更に、その付帯情報である数字や各種文字等を合成して表示データを生成する。次いで、前記変換回路は、この表示データに対してＤ／Ａ変換とテレビフォーマット変換を行なって映像信号を生成し前記モニタに表示する。
【００３９】
次に、操作部９は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスや表示パネルあるいは各種スイッチ等を備えたインタラクティブなインターフェースであり、被検体情報の入力、絞り羽根３２１ａ及び絞り羽根３２１ｂに対する移動方向及び移動位置の設定と移動指示信号の入力、絞り羽根３２１ａにおけるＸ線透過率の設定、天板１０の移動方向や移動速度の設定、撮像系の回動／移動方向及び回動／移動速度の設定、管電圧や管電流を含むＸ線照射条件の設定、更には、各種指示信号の入力等を行なう。
【００４０】
尚、絞り羽根３２１ａにおけるＸ線透過率の設定の代わりに、被検体１５０の参照領域ＲｒにおけるＸ線照射量の設定あるいは前記Ｘ線透過率を有した絞り羽根３２１ａの選択を操作部９において行なってもよい。
【００４１】
そして、システム制御部１１は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、操作部９から供給された入力情報、設定情報及び選択情報を前記記憶回路に一旦保存した後、これらの情報に基づいて上述の各ユニットを統括的に制御し、画像データの生成と表示を行なう。
【００４２】
（画像データの生成手順）
次に、図６に示したフローチャートを用いて本実施例のＸ線診断装置１００による画像データの生成手順について説明する。
【００４３】
尚、以下の説明では、カテーテルを介して造影剤が注入された被検体１５０の大腿動脈に対してＸ線撮影を行なう際に、低線量Ｘ線を用いた準備撮影モードにてカテーテル挿入状態の確認と関心領域及び参照領域の設定を行ない、次いで、本撮影モードにて高線量Ｘ線による関心領域の撮影と低線量Ｘ線による参照領域の撮影を行なう場合について述べるが、これに限定されない。
【００４４】
又、Ｘ線可動絞り器３２における絞り羽根３２１ａのＸ線透過率を操作部９において設定し、移動機構部６の絞り移動制御部６１は、このＸ線透過率に基づいて複数組の絞り羽根３２１ａの中から好適な一組の絞り羽根３２１ａを選択する場合について述べるが、既に述べたように、参照領域ＲｒにおけるＸ線照射量の設定あるいは前記Ｘ線透過率を有した絞り羽根３２１ａの選択を操作部９において行なってもよい。
【００４５】
画像データの生成に先立って、操作者は、Ｘ線診断装置１００の操作部９において被検体情報を入力した後、絞り羽根３２１ａのＸ線透過率を設定し、更に、準備撮影モード及び本撮影モードにおけるＸ線照射条件等の初期設定を行なう（図６のステップＳ１）。そして、これらの初期設定情報はシステム制御部１１の記憶回路に保存される。
【００４６】
但し、ここでは造影剤注入用カテーテルの挿入状態の確認や被検体１５０に対する撮影方向の設定、更には、関心領域Ｒｉや参照領域Ｒｒの設定を目的とし、比較的低線量のＸ線によって画像データを生成する撮影モードを準備撮影モード、上述の設定が終了した段階で高線量のＸ線を用いて精査（診断）用の画像データを生成する撮影モードを本撮影モードと呼ぶ。
【００４７】
次いで、操作者は、被検体１５０を天板１０に載置し、更に、Ｘ線照射部３とＸ線検出部２によって構成される撮像系と天板１０を好適な位置に移動あるいは回動することにより被検体１５０に対するＸ線照射方向を初期設定する。そして、上述の初期設定が終了したならば、操作部９において準備撮影モードの画像データを生成するための撮影開始指示信号を入力し、この撮影開始指示信号がシステム制御部１１に供給されることによって準備撮影が開始される（図６のステップＳ２）。
【００４８】
この撮影開始指示信号を受信したシステム制御部１１は、自己の記憶回路に保存されている準備撮影モードのＸ線照射条件を読み出す。次いで、このＸ線照射条件をＸ線発生部１の高電圧制御部４１に供給し、更に、Ｘ線発生のための駆動信号を前記高電圧制御部４１に供給する。
【００４９】
この駆動信号を受信した高電圧制御部４１は、前記Ｘ線照射条件の情報に基づいて高電圧発生器４２を制御しＸ線照射部３のＸ線管３１に高電圧を印加する。そして、高電圧が印可されたＸ線管３１は、Ｘ線可動絞り器３２を介して被検体１５０に対しＸ線を所定期間照射し、被検体１５０を透過したＸ線は、その後方に設けられたＸ線検出部２の平面検出器２１によって検出される。
【００５０】
平面検出器２１は、図５に示したようにライン方向と列方向に２次元配列された検出素子５１から構成されており、検出素子５１は、被検体１５０を透過したＸ線を受信して、そのＸ線透過量に比例した信号電荷を検出素子５１の電荷蓄積コンデンサ５３に蓄積する。Ｘ線照射が終了すると、システム制御部１１からクロックパルスが供給されたゲートドライバ２２は、平面検出器２１に対して駆動パルスを供給して検出素子５１の電荷蓄積コンデンサ５３に蓄積された信号電荷を列方向に順次読み出す。
【００５１】
読み出された信号電荷は、投影データ生成部２０における電荷・電圧変換器２３において電圧に変換され、更に、Ａ／Ｄ変換器２４においてデジタル信号に変換された後パラレル・シリアル変換器２５のメモリにおいて１ライン分の投影データとして一旦保存される。そして、システム制御部１１は、保存された投影データをライン単位でシリアルに順次読み出し、画像データ生成・記憶部７の記憶回路に保存して２次元の画像データを生成する。
【００５２】
一方、画像データ生成・記憶部７の演算回路は、必要に応じて前記記憶回路に保存された画像データを読み出し、輪郭強調やＳ／Ｎ改善を目的とした画像処理演算を行なう。そして、処理後の画像データを前記記憶回路に再度保存する。
【００５３】
次に、表示部８の表示データ生成回路は、画像データ生成・記憶部７の記憶回路に保存された画像データを読み出し、所定の表示フォーマットに変換して表示データを生成する。そして、表示部８の変換回路は、この表示データに対しＤ／Ａ変換とＴＶフォーマット変換を行ない、得られた映像信号をモニタに表示する。
【００５４】
以下同様にして、準備撮影モードにおける第２、第３、・・・の駆動信号がシステム制御部１１からＸ線発生部１の高電圧制御部４１に対して供給され、これらの駆動信号に基づいて、Ｘ線照射部３、Ｘ線検出部２、画像データ生成・記憶部７及び表示部８は、上述と同様の動作を繰り返すことにより被検体１５０に対する準備撮影モードの画像データを生成し、このとき時系列的に得られた複数枚の画像データは表示部８のモニタにリアルタイム画像として表示される（図６のステップＳ３）。
【００５５】
そして、操作者は、表示部８に表示された準備撮影モードの画像データを観察し、撮影方向や撮影位置が適当でない場合には、操作部９より移動機構部６の機構制御部６４に対して撮像系あるいは天板１０の位置を更新するための指示信号を供給する。この指示信号を受信した機構制御部６４は、撮像系移動機構６３あるいは天板移動機構６２に駆動信号を供給して撮像系や天板１０の位置を更新し、被検体１５０に対して好適な撮影位置及び撮影方向を設定する（図６のステップＳ４）。
【００５６】
次いで、操作者は、更新された撮影位置及び撮影方向において得られ表示部８のモニタにリアルタイム表示された画像データを観察しながら被検体１５０の鼠ケイ部（足の付け根部）より造影剤注入用のカテーテルを挿入し（図６のステップＳ５）、その先端部が例えば大腿動脈の所定部位に到達したことを確認したならば、画像データ上のカテーテル先端部を中心として所定サイズの関心領域及び参照領域を設定する（図６のステップＳ６）。
【００５７】
即ち、操作者は、準備撮影モードにおいて生成された画像データの観察下にてＸ線可動絞り器３２における絞り羽根３２１ａ及び絞り羽根３２１ｂの位置を操作部９の入力デバイスを用いて設定する。一方、移動機構部６の絞り移動制御部６１は、操作部９にて初期設定されたＸ線透過率の情報をシステム制御部１１より受信し、Ｘ線照射部３のＸ線可動絞り器３２に収納された複数組の絞り羽根３２１ａの中から前記Ｘ線透過率を有する絞り羽根３２１ａを選択する。
【００５８】
次いで、絞り移動制御部６１は、システム制御部１１を介して受信した絞り羽根３２１ａ及び絞り羽根３２１ｂの位置情報に基づいて移動制御信号を生成し、この移動制御信号を絞り羽根移動機構３２４ａに供給して絞り羽根３２１ｂ及び選択した前記絞り羽根３２１ａを所定位置に移動する。このとき、絞り羽根３２１ａの移動により関心領域Ｒｉの大きさと位置が決定され、絞り羽根３２１ｂの移動により参照領域Ｒｒの大きさと位置が決定される。
【００５９】
準備撮影モードの画像データにおいて関心領域Ｒｉ及び参照領域Ｒｒの設定が終了したならば、操作者は、操作部９において本撮影モードにおける画像データを生成するための撮影開始指示信号を入力する（図６のステップＳ７）。
【００６０】
この撮影開始指示信号を操作部９から受信したシステム制御部１１は、Ｘ線発生部１の高電圧制御部４１に対し駆動信号を供給して既に設定されている準備撮影モードのＸ線照射条件を本撮影モードのＸ線照射条件に更新し、Ｘ線照射部３のＸ線管３１は、新たに設定されたＸ線照射条件に基づき被検体１５０に対してＸ線を照射する。
【００６１】
以下、システム制御部１１は、各ユニットを制御して上述の準備撮影モードにおける画像データの生成及び表示と同様の手順によって本撮影モードにおける画像データの生成と表示を行なう（図６のステップＳ８）。一方、操作者は、表示部８にリアルタイム表示された本撮影モードにおける画像データの観察下にて、図示しない造影剤インジェクタを用い被検体１５０の大腿動脈内に造影剤を注入する（図６のステップＳ９）。
【００６２】
そして、造影剤注入前後の所定期間において時系列的に生成される複数枚の画像データは、画像データ生成・記憶部７に保存されると共に表示部８のモニタにリアルタイム表示される。
【００６３】
尚、本撮影モードにおける画像データの観察中に関心領域Ｒｉや参照領域Ｒｒの変更、あるいは絞り羽根３２１ａにおけるＸ線透過率の変更が必要になった場合には、操作者は、操作部９において上述の手順と同様の手順によって更新することが可能である。
【００６４】
（変形例）
次に、本実施例の変形例につき図７を用いて説明する。
【００６５】
図７は、Ｘ線可動絞り器３２における絞り羽根３２１ａの変形例であり、図７（ａ）は、１次元配列された短冊状のＸ線遮蔽板Ｓｂによって構成された１枚の絞り羽根３２１ａを示している。一方、図７（ｂ）は、図７（ａ）の矩形枠Ｆｂにおける絞り羽根３２１ａの構造を示したものであり、Ｘ線遮蔽板Ｓｂの各々は、Ｘ線照射方向に対して角度αだけ傾斜して設定されている。そして、絞り羽根３２１ａのＸ線透過率はＸ線遮蔽板Ｓｂの傾斜角度αによって制御される。
【００６６】
一方、Ｘ線遮蔽板Ｓｂの下端部あるいは上端部は連結アームＣｍに回動自在に接続され、この連結アームＣｍの端部は絞り羽根移動機構３２４ａに接続されている。そして、連結アームＣｍのＳ１方向への移動に伴なうＸ線遮蔽板ＳｂのＳ２方向への回動により前記傾斜角度αは変化し、この傾斜角度αにより絞り羽根３２１ａのＸ線透過率は制御される。
【００６７】
尚、上述の絞り羽根３２１ａを４枚組み合わせて用いることにより関心領域Ｒｉ及び参照領域Ｒｒを設定する手順については上述の実施例と同様であるため説明を省略する。
【００６８】
以上述べた本発明の実施例及びその変形例によれば、Ｘ線可動絞り器における絞り羽根のＸ線透過率を制御することにより、関心領域に対する高線量のＸ線照射とこの関心領域の周囲に設定した参照領域に対する低線量のＸ線照射を同時に行なうことが可能となる。従がって、被検体に対するＸ線被曝線量をあまり増大させることなく関心領域における高画質な診断用画像データと参照領域における参照用画像データを得ることができる。
【００６９】
特に、画像データ観察下にてカテーテルや穿刺針等を用いて治療を行なう場合、関心領域において得られた高分解能の画像データによってカテーテルや穿刺針の先端部近傍における治療部位の設定や治療効果の確認を行ない、更に、関心領域の周囲に設定した比較的広範囲の参照領域において得られる参照画像データによってカテーテルや穿刺針の挿入方向や挿入経路あるいは周囲臓器との位置関係等を把握することが容易となる。
【００７０】
又、腫瘍等の観察においても、診断用画像データにおいて病巣部を詳細に観察し、参照用画像データにおいて前記病巣部と周囲臓器との位置関係を把握することができる。
【００７１】
図８は、上述の本実施例による効果の具体例を説明するための図であり、図８（ａ）は、絞り羽根３２１ａを全開した従来法により得られた画像データＰ１、図８（ｂ）は、Ｘ線を完全に遮断する従来の絞り羽根によって設定された関心領域における画像データＰ２を示す。一方、図８（ｃ）は、上述の実施例において得られた関心領域Ｒｉにおける診断用画像データＰｉと参照領域Ｒｒにおける参照用画像データＰｒを示す。
【００７２】
例えば、☆印で示したカテーテルの先端部を中心に画像データを生成する場合、図８（ａ）の方法によれば、広範囲において高画質の画像データが得られるが画像化する全ての領域に対して高線量Ｘ線が照射されるため被検体１５０に対する被曝線量は多い。
【００７３】
又、図８（ｂ）の方法によれば、高線量Ｘ線の照射は、関心領域に限られるため被検体１５０に対する被曝線量は図８（ａ）の方法と比較して低減するが、広範囲の画像データが得られないためカテーテルの挿入経路や周囲臓器に関する情報等を捉えることができない。
【００７４】
一方、図８（ｃ）に示した本実施例の方法によれば、関心領域Ｒｉに対し高線量Ｘ線を照射して得られた診断用画像データＰｉと、参照領域Ｒｒに対し低線量Ｘ線を照射して得られた参照用画像データＰｒが同時に得られるため、参照用画像データＰｒを参照しながら高画質な診断用画像データＰｉによる診断を行なうことが可能となり、しかも、被検体１５０に対する被曝線量は図８（ａ）の方法と比較して低減させることができる。
【００７５】
以上述べた理由により、本実施例に拠れば、当該被検体１５０に対する診断あるいは治療の効率や精度、更には安全性が向上する。
【００７６】
又、診断用画像データと参照用画像データは、同時かつ空間的に連続して生成・表示されるため画像データ間の関連付けが容易となる。従がって、診断あるいは治療を担当するＸ線診断装置の操作者の負担を軽減することができる。
【００７７】
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく変形して実施することが可能である。例えば、上述の実施例では、カテーテルを介して造影剤が注入された被検体１５０の大腿動脈に対してＸ線撮影を行なう場合について述べたが、穿刺針を用いた治療におけるＸ線撮影や通常のＸ線撮影においても同様の効果を得ることができる。
【００７８】
又、低線量Ｘ線を用いた準備撮影モードにて関心領域と参照領域の設定を行ない、次いで、本撮影モードにて高線量Ｘ線による関心領域の撮影と低線量Ｘ線による参照領域の撮影を行なう場合について述べたが、本撮影モードにおいて関心領域及び参照領域の設定を行なっても構わない。
【００７９】
一方、絞り羽根３２１ａにおけるＸ線透過率の制御方法として、鉛板に２次元配列した円孔の直径や配列間隔を制御する方法（図４参照）と、１次元配列した短冊状Ｘ線遮蔽板の傾斜角度を制御する方法（図７参照）について述べたが、これらの方法に限定されるものではなく、例えば、１次元あるいは２次元の格子状透過孔における透過孔幅や配列間隔を制御する方法であってもよい。又、絞り羽根３２１ａに使用する材料自身のＸ線透過率を制御してもよい。
【００８０】
例えば、図９に示した絞り羽根３２１ｂは、従来と同様にしてＸ線透過率０％の鉛板によって構成され、絞り羽根３２１ａは、Ｘ線透過率がα％（０＜α＜１００）及びβ％（０＜β＜１００）の２種類のＸ線遮蔽板Ｓｂ１及びＳｂ２によって構成されている。この場合、Ｘ線遮蔽板Ｓｂ１及びＳｂ２の各々は、ゴムやプラスチック等のベース材に鉛、錫、タングステン等の微粒子を混入して形成され、そのＸ線透過率は混入した微粒子の種類や濃度によって制御される。
【００８１】
即ち、Ｘ線照射部３のＸ線可動絞り器３２には、上述の方法によって形成されたＸ線透過率の異なる複数組のＸ線遮蔽板が予め収納され、操作部９にて設定された絞り羽根３２１ａのＸ線透過率に基づいて前記複数組のＸ線遮蔽板の中から好適な一組あるいは複数組のＸ線遮蔽板が選択される。
【００８２】
上述の微粒子を混入する方法によれば、空間的に均一な低線量Ｘ線を被検体１５０の参照領域Ｒｒに照射することができるため高画質な参照用画像データが得られる。又、Ｘ線透過率の異なる複数組のＸ線遮蔽板を重ねることにより絞り羽根３２１ａのＸ線透過率を正確かつ容易に制御することが可能となる。
【００８３】
尚、絞り羽根３２１ｂにおけるＸ線透過率０％の鉛板の代わりに所定のＸ線透過率γ％（γ≠０）を有した一組あるいは複数組のＸ線遮蔽板を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施例におけるＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施例におけるＸ線可動絞り器の構成を示す図。
【図３】同実施例のＸ線可動絞り器における絞り羽根の構成と機能を説明するための図。
【図４】同実施例における絞り羽根の具体例を示す図。
【図５】同実施例における平面検出器の構成を示す図。
【図６】同実施例における画像データの生成手順を示すフローチャート。
【図７】同実施例における絞り羽根の変形例を示す図。
【図８】同実施例の効果を説明するための図。
【図９】同実施例における絞り羽根の他の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００８５】
１…Ｘ線発生部
２…Ｘ線検出部
３…Ｘ線照射部
４…高電圧発生部
６…移動機構部
７…画像データ生成・記憶部
８…表示部
９…操作部
１０…天板
１１…システム制御部
２０…投影データ生成部
２１…平面検出器
２２…ゲートドライバ
２３…電荷・電圧変換器
２４…Ａ／Ｄ変換器
２５…パラレル・シリアル変換器
３１…Ｘ線管
３２…Ｘ線可動絞り器
４１…高電圧制御部
４２…高電圧発生器
６１…絞り移動制御部
６２…天板移動機構
６３…撮像系移動機構
６４…機構制御部
１００…Ｘ線診断装置
３２１…絞り羽根（上羽根）
３２２…下羽根
３２３…補償フィルタ
３２４ａ…絞り羽根移動機構
３２４ｂ…下羽根移動機構
３２４ｃ…補償フィルタ移動機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を放射するＸ線管と、
被検体に対して前記Ｘ線管が放射したＸ線を照射する関心領域と前記Ｘ線を所定の大きさに減衰させて照射する参照領域を設定するＸ線絞り手段と、
前記関心領域及び前記参照領域を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、
このＸ線検出手段が検出したＸ線情報に基づいて画像データを生成する画像データ生成手段とを
備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記Ｘ線絞り手段は、絞り羽根移動手段と所定のＸ線透過率を有した少なくとも一組の絞り羽根とを備え、前記絞り羽根移動手段は、前記絞り羽根を所望の位置に移動することによって前記関心領域と前記参照領域との境界を設定することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記Ｘ線絞り手段は、絞り羽根選択手段及び絞り羽根移動手段と異なるＸ線透過率を有した複数組の絞り羽根とを備え、前記絞り羽根移動手段は、前記絞り羽根選択手段が前記複数組の絞り羽根の中から選択した所望のＸ線透過率を有する一組あるいは複数組の絞り羽根を所望の位置に移動することにより前記関心領域と前記参照領域との境界を設定することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記Ｘ線絞り手段は、絞り羽根選択手段及び絞り羽根移動手段と異なるＸ線透過率を有した複数組の絞り羽根をと備え、前記絞り羽根移動手段は、前記絞り羽根選択手段が前記複数組の絞り羽根の中から選択した所望のＸ線透過率を有する少なくとも２組の絞り羽根を所望の位置に移動することにより前記関心領域及び前記参照領域を設定することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記Ｘ線絞り手段は、所定のＸ線透過率を有した第１の絞り羽根により前記関心領域を設定し、前記第１の絞り羽根とＸ線を遮断する第２の絞り羽根により前記参照領域を設定することを特徴とする請求項４記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
前記Ｘ線絞り手段は、前記関心領域の周囲に前記参照領域を設定することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
前記絞り羽根は、１次元あるいは２次元に配列された複数個の透過孔を有したＸ線遮蔽板から構成され、透過孔幅及び配列間隔の少なくとも何れかにより前記Ｘ線透過率を制御することを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載したＸ線診断装置。
【請求項８】
前記絞り羽根は、１次元配列された短冊状のＸ線遮蔽板を有し、前記絞り羽根移動手段は、Ｘ線放射方向に対する前記Ｘ線遮蔽板の傾斜角度を変更することにより前記Ｘ線透過率を制御することを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載したＸ線診断装置。
【請求項９】
前記絞り羽根は、高分子材料からなるベース材にＸ線を遮断する元素の微粒子を混入して形成されることを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載したＸ線診断装置。
【請求項１０】
前記ベース材は、ゴムあるいはプラスチックの何れかであることを特徴とする請求項９記載のＸ線診断装置。
【請求項１１】
前記微粒子は、鉛、錫及びタングステンの少なくとも何れかであることを特徴とする請求項９記載のＸ線診断装置。
【請求項１２】
前記Ｘ線検出手段は、前記被検体における前記関心領域を透過したＸ線と前記参照領域を透過したＸ線を略同時に検出し、前記画像データ生成手段は、前記関心領域における診断用画像データと前記参照領域における参照用画像データを有した前記画像データを生成することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項１３】
低線量Ｘ線を用い被検体に対して画像データを生成するステップと、
生成した前記画像データの観察下にて前記被検体に対する関心領域及び参照領域を設定するステップと、
所望のＸ線透過率を有する絞り羽根を選択するステップと、
選択した前記絞り羽根を前記関心領域及び前記参照領域の位置情報に基づいて移動するステップと、
移動後の前記絞り羽根を介して前記被検体に高線量Ｘ線を照射し、前記関心領域における診断用画像データ及び前記参照領域における参照用画像データを生成するステップとを
有することを特徴とする画像データ生成方法。
【請求項１】
Ｘ線を放射するＸ線管と、
被検体に対して前記Ｘ線管が放射したＸ線を照射する関心領域と前記Ｘ線を所定の大きさに減衰させて照射する参照領域を設定するＸ線絞り手段と、
前記関心領域及び前記参照領域を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、
このＸ線検出手段が検出したＸ線情報に基づいて画像データを生成する画像データ生成手段とを
備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記Ｘ線絞り手段は、絞り羽根移動手段と所定のＸ線透過率を有した少なくとも一組の絞り羽根とを備え、前記絞り羽根移動手段は、前記絞り羽根を所望の位置に移動することによって前記関心領域と前記参照領域との境界を設定することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記Ｘ線絞り手段は、絞り羽根選択手段及び絞り羽根移動手段と異なるＸ線透過率を有した複数組の絞り羽根とを備え、前記絞り羽根移動手段は、前記絞り羽根選択手段が前記複数組の絞り羽根の中から選択した所望のＸ線透過率を有する一組あるいは複数組の絞り羽根を所望の位置に移動することにより前記関心領域と前記参照領域との境界を設定することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記Ｘ線絞り手段は、絞り羽根選択手段及び絞り羽根移動手段と異なるＸ線透過率を有した複数組の絞り羽根をと備え、前記絞り羽根移動手段は、前記絞り羽根選択手段が前記複数組の絞り羽根の中から選択した所望のＸ線透過率を有する少なくとも２組の絞り羽根を所望の位置に移動することにより前記関心領域及び前記参照領域を設定することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
前記Ｘ線絞り手段は、所定のＸ線透過率を有した第１の絞り羽根により前記関心領域を設定し、前記第１の絞り羽根とＸ線を遮断する第２の絞り羽根により前記参照領域を設定することを特徴とする請求項４記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
前記Ｘ線絞り手段は、前記関心領域の周囲に前記参照領域を設定することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
前記絞り羽根は、１次元あるいは２次元に配列された複数個の透過孔を有したＸ線遮蔽板から構成され、透過孔幅及び配列間隔の少なくとも何れかにより前記Ｘ線透過率を制御することを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載したＸ線診断装置。
【請求項８】
前記絞り羽根は、１次元配列された短冊状のＸ線遮蔽板を有し、前記絞り羽根移動手段は、Ｘ線放射方向に対する前記Ｘ線遮蔽板の傾斜角度を変更することにより前記Ｘ線透過率を制御することを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載したＸ線診断装置。
【請求項９】
前記絞り羽根は、高分子材料からなるベース材にＸ線を遮断する元素の微粒子を混入して形成されることを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載したＸ線診断装置。
【請求項１０】
前記ベース材は、ゴムあるいはプラスチックの何れかであることを特徴とする請求項９記載のＸ線診断装置。
【請求項１１】
前記微粒子は、鉛、錫及びタングステンの少なくとも何れかであることを特徴とする請求項９記載のＸ線診断装置。
【請求項１２】
前記Ｘ線検出手段は、前記被検体における前記関心領域を透過したＸ線と前記参照領域を透過したＸ線を略同時に検出し、前記画像データ生成手段は、前記関心領域における診断用画像データと前記参照領域における参照用画像データを有した前記画像データを生成することを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項１３】
低線量Ｘ線を用い被検体に対して画像データを生成するステップと、
生成した前記画像データの観察下にて前記被検体に対する関心領域及び参照領域を設定するステップと、
所望のＸ線透過率を有する絞り羽根を選択するステップと、
選択した前記絞り羽根を前記関心領域及び前記参照領域の位置情報に基づいて移動するステップと、
移動後の前記絞り羽根を介して前記被検体に高線量Ｘ線を照射し、前記関心領域における診断用画像データ及び前記参照領域における参照用画像データを生成するステップとを
有することを特徴とする画像データ生成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−２８８５５４（Ｐ２００６−２８８５５４Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１１３３７（Ｐ２００５−１１１３３７）
【出願日】平成１７年４月７日（２００５．４．７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【出願人】（５９４１６４５３１）東芝医用システムエンジニアリング株式会社 (892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月７日（２００５．４．７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【出願人】（５９４１６４５３１）東芝医用システムエンジニアリング株式会社 (892)
【Ｆターム（参考）】
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