JP2020027101A - Ｘ線撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】取得画像の１画素サイズと管電圧値ｖの変化に追従し管電流値ｉを自動調整するＸ線撮像装置を得る。【解決手段】位置設定部９ｃには、Ｘ線発生器１、被検体４、Ｘ線検出器３の幾何学的位置関係を設定する。管電流演算部９ｅは、位置設定部９ｃから取得したＸ線発生器１、被検体４、Ｘ線検出器３の幾何学的位置と、取得画像の１画素サイズとＸ線発生器１の陽極電力に対する焦点サイズの変化特性と、被検体４によって定まる管電圧値ｖとに基づいて管電流値ｉを計算する。Ｘ線制御部１２は、管電流値ｉと管電圧値ｖに基づいてＸ線発生器１の陽極電力を求め、求めた陽極電力に基づいてＸ線発生器１の出力を制御する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、取得画像の１画素サイズに応じて放射条件を自動設定するＸ線撮像装置に関する。

Ｘ線透視検査装置やＸ線ＣＴ装置などのＸ線撮像装置では、例えば特許文献１から特許文献３に示すように、Ｘ線の投射条件を管電圧値ｖ、管電流値ｉという２つのパラメータでコントロールしている。Ｘ線発生器の多くは、陽極電力（管電圧値ｖ×管電流値ｉ）を増加させると、Ｘ線の焦点のサイズが大きくなり、取得画像にボケが生じる。

従来の装置では、操作者が画像のボケ具合を視認しつつ管電圧及び管電流の値を装置に入力して焦点サイズを調整する必要があった。この場合、画像にボケが生じないように焦点サイズを小さく保とうとすると、陽極電力が小さくなり、その結果、Ｘ線発生器から出力するＸ線の線量不足により、ＳＮ比の悪い取得画像になる。このように、管電圧及び管電流の最適値は、ボケの原因となる分解能とＳＮ比の双方を考慮した設定が必要なため、Ｘ線に関する知識の乏しい操作者が最適値を入力することは困難であった。

特開２００３−１７３８９５号公報 特開２００４−３１７３６８号公報 特開２００５−１４９７６２号公報

前記のように、Ｘ線撮像装置においてＸ線の投射条件を決定する場合、陽極電力を大きくすれば焦点サイズが大きくなり取得画像がボケる、すなわち分解能が低下する恐れがあるが、陽極電力が増加に伴い線量は増加しＳＮ比の良い画像が取得できる。

このようなことから、短い撮影時間で効率的に良い画像を取得するためには、取得画像の１画素サイズに対しボケが目立たない最大の陽極電力で撮影する必要がある。しかし、従来技術では、このような課題を解決することはできず、操作者が目視により画像のボケを判定しながら、適切な管電圧値ｖと管電流値ｉを決定していた。

本実施形態は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものである。本実施形態の目的は、取得画像の１画素サイズと管電圧値ｖの変化に追従し管電流値を自動調整することで、簡便操作により高分解能で且つＳＮ比が良い画像が取得できるＸ線撮像装置を提供することにある。

本発明の実施形態のＸ線撮像装置は、次のような構成を有する。
（１）Ｘ線発生器、被検体、Ｘ線検出器の幾何学的位置関係を設定する位置設定部。
（２）前記位置設定部から取得した前記Ｘ線発生器、前記被検体、前記Ｘ線検出器の幾何学的位置と、計算される取得画像の１画素サイズとＸ線発生器の陽極電力に対する焦点サイズの変化特性と、前記被検体によって定まる管電圧値ｖとに基づいて、管電流値ｉを計算する管電流演算部。
（３）前記管電流値ｉと前記管電圧値ｖに基づいて前記Ｘ線発生器の陽極電力を求め、その陽極電力に基づいて前記Ｘ線発生器の出力を制御するＸ線制御部。

本発明の実施形態において、次のような構成を有することができる。
（１）撮像画像の分解能又はＳＮ比を補正する画像処理部と、前記画像処理部による分解能又はＳＮ比の補正値に応じて、前記管電流値を調整する管電流補正部を備える。
（２）前記Ｘ線発生器、前記被検体、前記Ｘ線検出器の少なくとも１つを移動させる移動機構と、前記移動機構による移動量を制御する機構制御部と、前記Ｘ線発生器、前記被検体、前記Ｘ線検出器の少なくとも１つの移動による補正後の前記撮像装置各部の幾何学的位置の変化を設定する前記位置設定部と、前記位置設定部による補正後の前記撮像装置各部の幾何学的位置に基づいて前記管電流値ｉを計算する前記管電流演算部を有する。
（３）補正前後の画像のサムネイルを生成するサムネイル生成部と、前記サムネイルを所定の形式で表示するサムネイル配置部と、前記サムネイル配置部によって配置された前記サムネイル中から所定のサムネイルを選択する入力装置とを備え、前記入力装置によって選択された前記サムネイルに基づいて、撮像画像を得るための焦点サイズ及び／又は管電流値ｉの補正値が選択される。

第１実施形態のＸ線撮像装置のブロック図。 第１実施形態におけるデータ処理部の構成を示すブロック図。 第１実施形態のＸ線撮像装置の動作を示すフローチャート。 第２実施形態のＸ線撮像装置の動作を示すフローチャート。 第３実施形態のＸ線撮像装置の動作を示すフローチャート。 第２実施形態におけるＳＮ比向上と分解能向上の処理を選択する際の表示画面例を示す図。 第３実施形態における輪郭強調補正とノイズ除去補正の処理を選択する際の表示画面例を示す図。 第３実施形態における輪郭強調補正とノイズ除去補正の処理を選択する際の他の表示画面例を示す図。 焦点サイズＦと取得画像の１画素サイズｐとの関係を示すグラフ。

［１．第１実施形態］
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本実施形態は、Ｘ線ＣＴ及び透視検査装置どちらにも適応できる。

［１−１．管電流値ｉの決定］
陽極電力ｗ（ｉ，ｖ）は管電流値ｉ，管電圧値ｖの積で定義されるが、管電圧値ｖはＸ線の透視対象である被写体の性状によってのみ決定するのが望ましいので、本実施形態では、焦点サイズをコントロールするために管電流値ｉをパラメータとして用いる。

焦点サイズＦ（ｗ（ｉ，ｖ））は陽極電力ｗ（ｉ，ｖ）により変化するが、Ｘ線発生器の種類により変化特性は異なる。例えば焦点サイズの最大、最小値をＦｍａｘ、Ｆｍｉｎ、陽極電力の最大、最小値をＷｍａｘ、Ｗｍｉｎとすると、
Ｆ（ｗ（ｉ，ｖ））＝Ｆｍａｘ ｗ（ｉ，ｖ）＝＞Ｗｍａｘ
＝ｆ（ｗ（ｉ，ｖ）） Ｗｍｉｎ＜ｗ（ｉ，ｖ）＜Ｗｍａｘ
＝Ｆｍｉｎ ｗ（ｉ，ｖ）＝＜Ｗｍｉｎ
のように陽極電力ｗ（ｉ，ｖ）が最小最大値に達すると固定値になり、最小から最大の間は、陽極電力ｗ（ｉ，ｖ）に応じて連続的に変動しｆ（ｗ（ｉ，ｖ））の値をとるものがある。

また、Ｆ（ｗ（ｉ，ｖ））＝Ｆ１（ｗ１＜ｗ（ｉ，ｖ）＝＜ｗ２）
＝Ｆ２（ｗ２＜ｗ（ｉ，ｖ）＜ｗ３）
：
：
＝Ｆｎ（ｗｎ−１＜ｗ（ｉ，ｖ）＜ｗｎ）
など、陽極電力に応じて段階的に変化するものもある。

そこで、Ｘ線発生器の種類に応じて焦点サイズＦと陽極電力ｗ（ｉ，ｖ）の関係式をモデル化し、Ｆ（ｗ（ｉ，ｖ））を求める。…式（１）

次に、焦点サイズＦ（ｗ（ｉ，ｖ））と取得画像の１画素サイズｐの関係式を求める。縦軸に焦点サイズＦ（ｗ（ｉ，ｖ））、縦軸に取得画像の１画素サイズｐをとると、図９のグラフのようになる。例えば、画像がボケる境界を
Ｆ（ｐ）＝２ｐ…式（２）
とすると、グラフのＦ（ｐ）以下の領域では画像がボケない。また、焦点サイズＦは値が大きいほどＸ線量が増え画像のＳＮ比が増加するので、境界Ｆ（ｐ）＝２ｐに近い大きな焦点サイズをとるのが良い。境界を示す式（２）は、式（１）の変化特性をベースに決定できるが、画像処理等でボケを補正する他、Ｘ線のビーム幅によっても変化するので対象のＸ線装置構成、機能に応じて実測又は計算によって決定する。

ここで、前記のように陽極電力ｗのコントロールは管電流値ｉのみで行うとすると、（１）式及び（２）式より、ある管電圧値ｖかつ取得画像の１画素サイズｐのときの管電流値ｉ（ｖ，ｐ）…（３）式が求まる。

操作者が設定した管電圧値ｖと、Ｘ線撮像装置の各構成部品の幾何学的位置により求まる取得画像の１画素サイズｐに応じて、（３）式を用いて決定される管電流値ｉ（ｖ、ｐ）の値に自動変化させることで、操作者は常に装置性能を最大限に生かした画像を撮影できる。

［１−２．１画素サイズｐの算出］
１画素サイズｐの算出方法としては、例えば、次の式を採用することができる。
撮影画像の視野FOVは、以下の通りとする。（計算はVC関数により行うものとする。）
FOVを出力画像のマトリックスサイズで割ることで１画素サイズｐを算出できる。
ただし、透視画像の場合Y＝０。

（１）フルスキャン、ハーフスキャンの場合

（２）オフセットスキャンの場合
L shift = 0として、以下に述べる（３）に含める。

（３）オフセットスキャン及び検出器シフトスキャンの場合

［１−３．実施形態の構成］
第１実施形態のＸ線撮像装置では、図１のブロック図に示すように、Ｘ線発生器であるＸ線管１と、Ｘ線管１の焦点Ｆから放射されたＸ線ビーム２を受光する検出器３とが、被検体４を挟んで対向して配置される。Ｘ線ビーム２は、Ｘ線光軸Ｌを中心とする角錐状のビームである。検出器３は、Ｘ線ビーム２の中に置かれた被検体４を透過したＸ線ビーム２を２次元の空間分解能をもって検出し、透過像（透過データ）として出力する。Ｘ線管１及び検出器３は対向してシフト機構７より支持されている。

被検体４は、回転テーブル５上にＸＹ機構８を介して載置される。回転テーブル５は、その下部に配置された回転・昇降機構６により回転軸１８を中心として回転する。回転軸１８は、Ｘ線ビーム２内でＸ線光軸Ｌを含む面である撮影面１９に直交する。回転テーブル５は、回転・昇降機構６により、撮影面１９に直角に昇降する。被検体４は回転テーブル５上でＸＹ機構８によって撮影面１９に沿って水平な２方向に移動され、回転軸１８に対して位置を変えることができる。

回転テーブル５は被検体４と共にシフト機構７によりＸ線管１と検出器３の間をＸ線光軸Ｌに沿って移動され、撮影距離（焦点−回転軸間距離）ＦＣＤが変更される。検出器３はシフト機構７によりＸ線光軸Ｌに沿って移動され、検出距離（焦点−検出器間距離）ＦＤＤが変更される。これにより撮影倍率ＦＤＤ／ＦＣＤが変更される。

本実施形態では、Ｘ線管１は発生するＸ線ビーム２の焦点Ｆの大きさがμｍのオーダーであるマイクロフォーカスＸ線管を用い、検出器３にはＸ線Ｉ．Ｉ．（像増強管）とテレビカメラのもの、あるいは、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を用いるが、これに限定されるものではない。

検出器３からの透過像はデータ処理部９に送られ、処理結果等は表示部１０に表示される。ＣＴ撮影は、Ｘ線ビーム２内で被検体４を回転させ、検出器３で被検体４の複数方向の透過像を得る撮影であり、ＣＴ撮影で得られた透過像からデータ処理部９によりＣＴ撮影領域（断面像視野）内の複数の断面像が再構成される。ここで、ＣＴ撮影領域は、通常のボリュームスキャンの場合、被検体４に対して、１回転の間に常に測定されるＸ線ビーム２に包含される領域である。

データ処理部９と表示部１０は通常のコンピュータで、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスク、キーボードやマウスなどの入力装置１３、インターフェースなどより成り、ＣＴ撮影のシーケンスやデータから断面像を再構成するソフトウェア等を記憶している。操作者はデータ処理部９と表示部１０を用いて、メニュー選択や条件設定、機構部手動操作、透過像の動画表示、ＣＴ撮影の開始、装置のステータス読取、断面像の表示、断面像の解析、投影像の表示などを行なう。表示部１０には、ＦＣＤ、ＦＤＤ値などの撮像装置各部の幾何学的位置に関するデータ、撮影画像のサムネイル、各種メニューやコマンドの選択画面も表示される。

データ処理部９には、回転・昇降機構６、シフト機構７、ＸＹ機構８などの機構部を制御する機構制御部１１が接続される。機構制御部１１は、データ処理部９からの指令に基づいて回転・昇降機構６、シフト機構７、ＸＹ機構８などによる各部の移動量を制御すると共に、移動の結果得られたＦＣＤ値やＦＤＤ値等のステータス信号をデータ処理部９に送る。

データ処理部９は、ＣＰＵが実施する機能ブロックとして、ＣＴ撮影のスキャン制御部９ａ、断面像を作成する再構成部９ｂを有する。データ処理部９は、本実施形態に特有の構成として、撮像装置各部の幾何学的位置を設定する位置設定部９ｃ、機構制御部１１の制御データに基づいてＸ線管１、検出器３及び被検体４の幾何学的位置を計算する位置計算部９ｄ、管電流演算部９ｅ、画像処理部９ｆ、サムネイル生成部９ｇ、サムネイル配置部９ｈ、及び操作者からの指令に基づいて演算された管電流値を補正する管電流補正部９ｉを有する。

位置設定部９ｃは、本実施形態のＸ線撮像装置に固有のデータとして与えられた撮像装置各部の幾何学的位置、操作者によって入力装置１３から与えられた撮像装置の幾何学的位置、及び位置計算部９ｄによって得られたＸ線管１、検出器３及び被検体４の移動量に基づいて、撮像装置各部の幾何学的位置を設定する。位置計算部９ｄは、機構制御部１１によって制御される回転・昇降機構６、シフト機構７、ＸＹ機構８などの各機構部の制御データに基づいて、Ｘ線管１、検出器３及び被検体４の移動量を計算し、位置設定部９ｃに対して出力する。

管電流演算部９ｅは、被検体４の性状に合わせて予め設定されるか、あるいは操作者からの入力により設定された管電圧値ｖと、位置設定部９ｃから取得した撮像装置各部の幾何学的位置に基づいて、式（１）から（３）を実行し、Ｘ線管１の陽極電力を決定する管電流値ｉを求める。撮像装置に特有の値である式（１）及び式（２）は、操作者や装置の製造者によって、管電流演算部９ｅに予め設定される。

画像処理部９ｆは、操作者からの指示に基づいて再構成部９ｂが作成した撮像画像に対して、分解能（ボケの度合い）の補正、ＳＮ比の改善処理、輪郭強調、ノイズ除去などの画像処理を施す。サムネイル生成部９ｇは、再構成部９ｂが作成した画像処理前の撮像画像及び画像処理部９ｆが行った分解能補正画像、ＳＮ比改善補正画像、輪郭強調画像、ノイズ除去画像のサムネイルを生成する。サムネイル配置部９ｈは、サムネイル生成部９ｇが生成した画像処理前後の撮像画像を操作者が指定した形式で表示部１０に表示させる。

管電流補正部９ｉは、操作者が表示部１０に表示されたサムネイルを入力装置１３から選択することで管電流値ｉを補正する。管電流値ｉの補正は、分解能補正やＳＮ比改善補正においては、撮像装置各部の幾何学的位置を変更することで取得画像の１画素サイズｐを変更し、Ｘ線の焦点サイズを変更することで、管電流演算部９ｅによって計算される管電流値を間接的に補正する。管電流補正部９ｉの出力側は、その補正量に応じてＸ線管１、検出器３及び被検体４を移動させて焦点サイズを調整するために、機構制御部１１に接続される。また、管電流補正部９ｉの入力側は、機構制御部１１からの制御データに基づいて変化した撮像装置各部の幾何学的位置を計算する位置計算部９ｄに接続される。

一方、輪郭強調及びノイズ除去による補正は、画像処理ソフトによって行う補正であることから、管電流補正部９ｉは、入力装置１３から入力された輪郭強調及びノイズ除去による補正の程度に応じて、管電流値を直接補正する。そのため、管電流補正部９ｉの入力側は入力装置１３に接続され、サムネイル配置部９ｈ上に配置された所定のサムネイルの選択信号を入力装置１３から受信する。管電流補正部９ｉの出力側は、陽極電力を算出するＸ線制御部１２に接続される。

データ処理部９には、管電流演算部９ｅが計算した管電流又は管電流補正部９ｉによって補正された管電流値ｉと、予め被検体４に応じて設定された管電圧値ｖに基づき、Ｘ線管１の陽極電力を制御するＸ線制御部１２が接続される。

データ処理部９には、操作者が各種のデータやコマンドを入力するキーボード、マウス、ファイル読込装置などの入力装置１３が接続される。入力装置１３からデータ処理部９に入力されるデータとしては、従来公知のＸ線撮像装置において入力される各種データに加え、本実施形態特有のデータとして、例えば、予め定められた撮像装置各部の幾何学的位置、被検体４に応じた管電圧値、サムネイルの表示形式、輪郭強調やノイズ除去などの画像処理の種類やそのレベルなどがある。

［１−４．実施形態の作用］
（１）ＣＴ装置の基本的な動作
図１を参照して、本実施形態の作用を説明する。まず、操作者は、以下のように被検体４のスキャン（ＣＴ撮影）を行う。操作者は被検体４をＸＹ機構８にのせ、Ｘ線をＯＮし、被検体４の透過像を表示部１０にリアルタイム動画表示させ、これを観察しながら回転・昇降機構６で被検体を昇降させて被検体を撮影面１９に合わせ、さらに、管電圧値ｖ、管電流値ｉ、積分時間、ビュー数を設定する。ここで、積分時間は１透過像を検出する時間で、ビュー数は回転中の透過像の収集数である。

操作者がスキャンを開始させるとデータ処理部９のスキャン制御部９ａにより回転テーブル５が回転され、１回転の間に透過像が収集されスキャンが完了する。スキャンにより３６０°方向で得られたビュー数分の透過像から再構成部９ｂによりＸ線ビーム２に包含されるＣＴ撮影領域が再構成され、記憶される。このとき、再構成部９ｂは回転軸１８に直交し、回転軸１８方向に等間隔で連続的にならんだ複数の断面像を再構成し、この複数の断面像は３次元データを形成する。スキャンで得られた３次元データはＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ−ｐｌａｎｅｒ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）表示等で表示部１０に表示され得る。

（２）第１実施形態の作用
図３は、第１実施形態の作用を説明するフローチャートである。本実施形態においては、まず、管電流演算部９ｅに対して、陽極電力と焦点サイズの式（１）…Ｆ（ｗ（ｉ，ｖ））を設定する（Ｓ０１）。次に、位置設定部９ｃに対して、撮像装置各部の幾何学的位置データを入力する（Ｓ０２）。管電流演算部９ｅに対して、画像がボケる境界の式（２）…Ｆ（ｐ）＝ｆ（ｐ）を設定する（Ｓ０３）。回転テーブル５上のＸＹ機構８の上に被検体４を配置する（Ｓ０４）。管電流演算部９ｅに対して被検体４に応じた管電圧値ｖの設定をする（Ｓ０５）。なお、これらＳ０１からＳ０５の処理は、どのような順番で行ってもよい。

管電流演算部９ｅは、設定された式（１）及び式（２）によって得られた１画素サイズｐと焦点サイズＦとの関係に基づいて式（３）を計算することで、ボケが少なくしかもＳＮ比が向上した画像を取得するための最適な管電流値ｉを計算する（Ｓ０６）。管電流演算部９ｅは、得られた陽極電力ｗ（ｉ，ｖ）に基づいて管電流値ｉを計算する。管電流演算部９ｅによって得られた管電流値ｉはＸ線制御部１２に出力され、Ｘ線制御部１２は予め設定された管電圧値ｖと計算された管電流値ｉによって陽極電力ｗ（ｉ，ｖ）を計算し（Ｓ０７）、得られた陽極電力ｗ（ｉ，ｖ）でＸ線管１を励磁して、所望量のＸ線を被検体４に投射する。その結果、表示部１０において、ボケが少なくしかもＳＮ比が向上した撮像画像を表示することができる（Ｓ０８）。

具体的には、焦点サイズＦ（ｗ（ｉ，ｖ））である被検体４において管電圧値ｖ＝１００ｋＶを設定したとき、焦点サイズＦ（ｗ（ｉ，ｖ））と陽極電力の関係式が（１）式が、
Ｆ（ｗ（ｉ，ｖ））［ｕｍ］＝ｗ（ｉ，ｖ）＝ｉ×ｖ［Ｗ］…（１）
で与えられ、画像がボケる境界の式（２）が、
Ｆ（ｐ）＝２ｐ…（２）
のとき（１），（２）式より、
Ｆ（ｐ）＝２ｐ＝ｉ×ｖ…（３）
（３）式から、求める管電流値ｉ＝２ｐ／ｖとなる。

例えば、（３）式よりあるＸ線幾何位置での取得画像の１画素サイズｐ＝５０ｕｍとすれば、管電流値ｉ＝１０００ｕＡとなり、Ｘ線幾何を変更して１画素サイズｐ＝１０ｕｍになれば、管電流値ｉ＝２００ｕＡとなる。このように本実施形態によれば、撮影位置を変更するごとに１画素サイズｐが変化した場合、それに追従して管電流値ｉが自動的に変更される。

［１−３．実施形態の効果］
本実施形態は、次のような効果を有する。
（１）操作者は取得画像の分解能とＳＮ比を考慮しなくても簡単に最適な撮影ができる。
（２）操作者は管電圧値ｖと管電流値ｉのうち、管電圧値ｖを変更するのみでよくなるため、簡単に画像ボケのないＳＮ比の良い画像を取得することができる。
（３）撮像装置各部の幾何学的位置及び被検体４によって決まる管電圧値ｖに合わせて最適な陽極電力が得られるので、ボケが少なく、すなわち分解能が高く、しかもＳＮ比が向上した撮像画像を得ることができる。

［２．第２実施形態］
第２実施形態は、第１実施形態の処理に加えて、撮像した画像に対して撮像装置各部の位置を変更するという機械的処理、すなわちハード的な処理を加えることで、分解能あるいはＳＮ比のいずれかを向上させた画像を得るものである。第２実施形態の他の構成は、第１実施形態と同様である。第１実施形態と同様な構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図４のフローチャートに示すように、第２実施形態では、第１実施形態において撮像した画像に対して、分解能又はＳＮ比の補正処理（Ｓ５１）を行うか否かを選択する。この選択は、操作者が入力装置１３から所定のコマンドを機構制御部１１に出力することにより実行される。補正処理を行うことが選択された場合は（Ｓ５１のＹＥＳ）、機構制御部１１は、回転・昇降機構６、シフト機構７、ＸＹ機構８などの各機構部に予め定められた移動量分だけＸ線管１、検出器３及び被検体４を変化させる制御データを出力する（Ｓ５２）。Ｘ線管１、検出器３及び被検体４は、機構制御部１１からの制御データに基づき、補正前の画層の撮影位置から、補正後の位置に移動する。機構制御部１１からの制御データは位置計算部９ｄにも送られ、位置計算部９ｄは補正に伴う撮像装置各部の移動量を計算し、計算結果を位置設定部９ｃに送信する。

位置設定部９ｃは、位置計算部９ｄから受信した各部の移動量に基づいて、補正後の各部の幾何学的位置を式（１）に導入し、管電流演算部９ｅは、設定された補正後の式（１）、及び式（２）によって得られた１画素サイズｐと焦点サイズＦとの関係に基づいて、式加算により補正後の管電流値ｉを計算する（Ｓ０６，Ｓ０７）。すなわち、焦点サイズＦを大きくする方向に撮像装置の各部を移動させることで、より分解能の高いボケの少ない画像を得ることができ、逆に焦点サイズＦを小さくする方向に撮像装置の各部を移動させることで、ＳＮ比が向上した画像を得ることができる。

その後、サムネイル生成部９ｇにより、焦点サイズＦを大きくする方向と小さくする方向に撮像装置各部を移動させて、得られた補正後の画像と、補正前の標準画像とのサムネイルを生成し、これらのサムネイルをサムネイル配置部９ｈによって予め設定した形式で表示部１０に表示する（Ｓ０９）。図６は、サムネイルの表示形式の一例を示すもので、焦点サイズＦを大きくする方向と小さくする方向に２段階移動させ、各段階の撮像画像のサムネイルを、標準画像（未補正の画像）を中心に、上下方向に１列に配列したものである。

このような第２実施形態では、標準画像に加えて、分解能とＳＮ比についてハードウェア的な補正を行ったサムネイルを表示部１０に複数表示することができる。その結果、本番の撮像の前に、撮像装置各部の幾何学的位置が異なる複数の画像を予備的に撮影し、そのサムネイルを表示することにより、操作者が最適と思われるサムネイルを選択することで、本番の撮像にあたっては操作者の要求する分解能とＳＮ比を有する撮影画像を得ることができる。

［３．第３実施形態］
第３実施形態は、第２実施形態の分解能補正又はＳＮ比補正処理の代わりに、画像処理部９ｆにより、撮像した画像に対して輪郭強調又はノイズ除去というソフトウェアによる画像処理を行うことで、視認性を向上させた画像を得るものである。第３実施形態の他の構成は、第２実施形態と同様である。第２実施形態と同様な構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図５のフローチャートに示すように、第３実施形態では、第１実施形態において撮像した画像に対して、輪郭強調又はノイズ除去の補正処理（Ｓ５３）を行うか否かを選択する。この選択は、操作者が入力装置１３から所定のコマンドを機構制御部１１に出力することにより実行される。補正処理を行うことが選択された場合は（Ｓ５３のＹＥＳ）、機構制御部１１は、輪郭強調又はノイズ除去の補正量に応じて予め決定しておいた係数を、管電流演算部９ｅが計算した標準画像の管電流値ｉに乗じて、補正後の管電流値ｉを計算する（Ｓ０６，Ｓ０７）。すなわち、輪郭強調又はノイズ除去の補正処理を行うと、焦点サイズＦが大きいため分解能は低いがＳＮ比が優れた画像でも分解能が高く鮮明な画像となり、焦点サイズＦが小さいため分解能は高いがＳＮ比が劣る画像でもＳＮ比が向上する。そこで、得られた標準画像の分解能やＳＮ比の程度に応じて、輪郭強調又はノイズ除去を行うことで、分解能とＳＮ比の両方に優れた画像を得ることができる。

第３実施形態では、標準画像と輪郭強調又はノイズ除去の補正処理を行った画像について、サムネイル生成部９ｇによりサムネイルを生成し、これらのサムネイルをサムネイル配置部９ｈによって予め設定した形式で表示部１０に表示する（Ｓ０９）。この場合、第２実施形態の図６の表示例のように、輪郭強調又はノイズ除去の補正処理を複数段階行い、各段階の撮像画像のサムネイルを、標準画像（未補正の画像）を中心に、上下方向に１列に配列することができる。

このような第３実施形態では、標準画像に加えて、輪郭強調又はノイズ除去というソフトウェア的な補正を行ったサムネイルを表示部１０に複数表示することができる。その結果、本番の撮像の前に、輪郭強調又はノイズ除去の程度異なる複数の画像を予備的に撮影し、そのサムネイルを表示することにより、操作者が最適と思われるサムネイルを選択することで、本番の撮像にあたっては操作者の要求する分解能とＳＮ比を有する撮影画像を得ることができる。

図７は、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせた場合のサムネイルの表示形式の一例である。分解能とＳＮ比を調整するハードウェア的な補正と、輪郭強調又はノイズ除去というソフトウェア的な補正によって得られた複数のサムネイルを、標準画像を中心としたマトリックス上に配置することで、最適な撮像条件を簡単に選択することができる。

図８は、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせた場合のサムネイルの表示形式の他の例である。図８では、図６に示す分解能とＳＮ比を調整するハードウェアな補正によって得られた個々のサムネイルに対して、輪郭強調又はノイズ除去の補正処理によって得られたサムネイルを複数軸表示している。これにより、より多くの選択肢を操作者に与えることができる。

なお、表示形式はサムネイルに限定されるものではなく、取得した最適画像を基準値とし、基準値に中心にして、希望の数値及び任意の数値幅が入力できるキーと、その数値幅により、焦点サイズ変動させＳ／Ｎ比及び分解能（ボケ具合）、あるいは輪郭強調及びノイズ除去を微調整した画像を得られるようなユーザインターフェース機能であれば、他の形式を採用してもよい。

［４．他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。例えば、本発明は、Ｘ線ＣＴ及び透視検査装置どちらにも適応できる。また、本実施形態における１画素サイズｐの算出方法は、前記のものに限定されるものではない。

以下は、本件発明の変形例の具体例を示すものである。
（１）Ｘ線による撮像状態、すなわちＸ線撮像装置各部のある特定の幾何学的位置において、Ｘ線発生器に所定の陽極電力を加えた場合に、その焦点サイズをＸ線撮像装置に設けた液晶ディスプレイなどに常時あるいは適時表示することで、電流値を変更したときに焦点サイズを容易に判別できるようにする。
（２）撮像状態におけるＸ線発生器の陽極電力に対する焦点サイズを、同じ状態のＸ線撮像装置における１画素サイズに対する比率で常時あるいは適時表示する。例えば、幾何学的位置〜計算される１画素サイズが１００μｍで、その状態の焦点サイズが１５０μｍの場合に、１．５倍と表示する。
（３）前記（２）の数値の代わりに、カラーマップや記号、文字列を用いて１画素サイズに対する比率で常時あるいは適時表示する。例えば、「比率＜1：黄、１≦比率≦1.5：緑、1.5＜比率：赤」のようなカラーマップ、「〇、△、×」などの記号、「良、不良」などの文字列、サムネイル画像などで状態を示す。
（４）画像処理部によって撮像画像の分解能又はＳＮ比を補正した場合に、画像処理部が実施した撮像画像に対する補正値、例えば補正値それ自体の数値や、その補正値に基づく補正強度を表示する。

１…Ｘ線管
２…Ｘ線ビーム
３…検出器
４…被検体
５…回転テーブル
６…回転・昇降機構
７…シフト機構
８…ＸＹ機構
９…データ処理部
９ａ…スキャン制御部
９ｂ…再構成部
９ｃ…位置設定部
９ｄ…位置計算部
９ｅ…管電流演算部
９ｆ…画像処理部
９ｇ…サムネイル生成部
９ｈ…サムネイル配置部
９ｉ…管電流補正部
１０…表示部
１１…機構制御部
１２…Ｘ線制御部
１３…入力装置

Claims (7)

1. Ｘ線発生器、被検体、Ｘ線検出器の幾何学的位置関係を設定する位置設定部と、
   前記位置設定部から取得した前記Ｘ線発生器、前記被検体、前記Ｘ線検出器の幾何学的位置と、前記幾何学的位置に基づいて計算される取得画像の１画素サイズと、前記幾何学的位置における前記Ｘ線発生器の陽極電力に対する焦点サイズの変化特性と、前記被検体によって定まる管電圧値ｖとに基づいて、管電流値ｉを計算する管電流演算部と、
   前記管電流値ｉと前記管電圧値ｖに基づいてＸ線発生器の陽極電力を求め、その陽極電力に基づいて前記Ｘ線発生器の出力を制御するＸ線制御部とを備えることを特徴とするＸ線撮像装置。
2. 撮像画像の分解能又はＳＮ比を補正する画像処理部と、
   前記画像処理部による分解能又はＳＮ比の補正値に応じて、前記管電流値を調整する管電流補正部を備えた請求項１に記載のＸ線撮像装置。
3. 前記Ｘ線発生器、前記被検体、前記Ｘ線検出器の少なくとも１つを移動させる移動機構と、
   前記移動機構による移動量を制御する機構制御部と、
   前記Ｘ線発生器、前記被検体、前記Ｘ線検出器の少なくとも１つの移動による補正後の前記撮像装置各部の幾何学的位置の変化を設定する前記位置設定部と、
   前記位置設定部による補正後の前記撮像装置各部の幾何学的位置に基づいて前記管電流値ｉを計算する前記管電流演算部を有する請求項１又は請求項２に記載のＸ線撮像装置。
4. 補正前後の画像のサムネイルを生成するサムネイル生成部と、
   前記サムネイルを所定の形式で表示するサムネイル配置部と、
   前記サムネイル配置部によって配置された前記サムネイル中から所定のサムネイルを選択する入力装置と、
   を備え、
   前記入力装置によって選択された前記サムネイルに基づいて、撮像画像を得るための焦点サイズ及び／又は管電流値ｉの補正値が選択される請求項１から請求項３のいずれかに記載のＸ線撮像装置。
5. 前記幾何学的位置における前記Ｘ線発生器の陽極電力に対する焦点サイズを表示する請求項１または請求項２に記載のＸ線撮像装置。
6. 前記幾何学的位置における前記Ｘ線発生器の陽極電力に対する焦点サイズを、前記幾何学的位置に対応する前記１画素サイズに対する比率で表示する請求項１または請求項２に記載のＸ撮像線装置。
7. 前記撮像画像に対する前記画像処理部が実施した撮像画像に対する補正値を表示する請求項２に記載のＸ撮像線装置。

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