JP3538286B2 - Ｘ線装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線装置に関し、
特に、Ｘ線診断における撮影時のＸ線条件を適正に制御
する露出制御装置に適用して有効な技術に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線装置におけるＸ線自動露出制御方法
は、古くから工夫、改良が行われているが、被検体透過
時の造影剤や骨等の影響で適正なＸ線条件設定が難し
く、特に多用されている消化器診断においては、その改
良の要求が強い。

【０００３】従来のＸ線自動露出制御方法としては、た
とえば、特開昭５７−８８６９８号公報に記載されるＸ
線自動露出装置がある。

【０００４】このＸ線自動露出装置は、被検体のＸ線透
過像を一部採光したものを複数のフォトダイオードで検
出し、この複数のフォトダイオードの内選択された幾つ
かのフォトダイオードの検出器の出力に基づいて、Ｘ線
撮影時におけるＸ線の照射時間を制御する方法である。

【０００５】すなわち、このＸ線自動露出装置では、フ
ォトダイオードの出力信号に基づいてＸ線撮影時におけ
るＸ線の照射時間をリアルタイムに制御できるので、被
検体の個体差やＸ線撮影条件等に左右されない制御が可
能となる。

【０００６】また、他のＸ線自動露出制御方法として
は、特開昭６２−１５８００号公報に記載されるＸ線診
断装置がある。

【０００７】このＸ線診断装置は、被検体のＸ線透視時
におけるＸ線検出器から出力されるビデオ信号から、被
検体の平均的な厚さおよび最小・最大の厚さを求め、前
記被検体のＸ線撮影像のコントラストが最大となるよう
なＸ線撮影条件を決定し、撮影を制御する。

【０００８】すなわち、Ｘ線検出器から出力されるビデ
オ信号を用いて被検体のＸ線撮影条件を決定するので、
前記特開昭５７−８８６９８号公報の場合のようにフォ
トダイオードを用意する必要がなく、簡単な装置構成で
Ｘ線撮影条件を制御することができる。

【０００９】一般に、ビデオ信号を用いて露出制御を行
う場合、ビデオ信号の読み込み速度よりも短い時間スケ
ールで撮影時間の制御を行う必要があるので、リアルタ
イムの制御が不可能である。

【００１０】このため、前述する特開昭６２−１５８０
０号公報に記載のように、被検体のＸ線撮影条件を予め
決定する必要がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。

【００１２】特開昭５７−８８６９８号公報に記載のＸ
線自動露出装置は、正確な露出制御を行うために多数の
フォトダイオードを必要とするので、コストが上昇して
しまうという問題がある。

【００１３】また、多数のフォトダイオードを制御する
と共に、多数の入力に基づいて露出を制御するための制
御装置もフォトダイオード数の増加と共に複雑となるの
で、コストがかかるという問題がある。

【００１４】さらには、フォトダイオードとＸ線検出器
とでは、光に対する感度特性に差があるので、正確な露
出制御を困難なものにするという問題がある。

【００１５】一方、Ｘ線が被検体内を透過する際に生じ
るＸ線散乱は、一般的にＸ線管の管電圧、Ｘ線フィルタ
の種類、被検体の厚さ、被検体とＸ線検出器の入力面と
の距離（以下、エアギャップと記す）、および、Ｘ線グ
リッドの種類等により、その散乱強度および散乱分布が
変化すると共に、Ｘ線の照射領域の大きさの影響を受け
ることが知られている。

【００１６】また、検出器にＸ線イメージインテンシフ
ァイア（以下、Ｘ線Ｉ．Ｉ．と記す）を使用する装置で
は、Ｘ線像を光学像に変換する際に生じるグレア散乱が
検出領域を規定するＩ．Ｉ．モードにしたがって、その
散乱強度および散乱分布を変化することが知られてい
る。

【００１７】したがって、Ｘ線Ｉ．Ｉ．とテレビカメラ
とを用いた装置では、Ｘ線Ｉ．Ｉ．に入射する直接Ｘ線
および散乱Ｘ線に加え、Ｘ線Ｉ．Ｉ．で生じるグレア散
乱をも含んだ結果がテレビカメラで撮影すなわちビデオ
信号に変換されることになる。

【００１８】一方、特開昭６２−１５８００号公報に記
載のＸ線診断装置では、ビデオ信号を用いて露出制御を
行う際に、Ｘ線散乱やグレア散乱の影響が考慮されてい
ないので、被検体の正確な厚さを求めることができず、
この結果、Ｘ線撮影条件を正確に決定できないという問
題がある。

【００１９】以上の問題を解決する方法として、同一出
願人による特願平８−２１４４６６号に記載の「Ｘ線装
置」がある。

【００２０】このＸ線装置では、まず、直接Ｘ線の強度
とテレビカメラの出力であるビデオ信号出力との関係、
および、被検体で散乱されるＸ線の点広がりを予め計測
し、その結果を記憶装置に記憶しておく。

【００２１】Ｘ線透視を行い、この透視結果に基づいて
Ｘ線撮影を行う場合には、Ｘ線装置がＸ線透視時条件、
散乱Ｘ線の点広がりおよび記憶手段の記憶内容から、テ
レビカメラ（Ｘ線イメージインテンシファイアを含む）
の入射光量に占める散乱Ｘ線量すなわち散乱Ｘ線による
テレビカメラの入射光量の増加分を計算し、撮影条件を
決定する。

【００２２】具体的には、まず、透視時における撮像条
件から被検体が所定の厚さの場合の出力画像の強度分布
を計算する。次に、透視時における出力画像の強度分布
と被検体厚との関係を求め、この関係から作業者の関心
領域（以下、ＲＯＩ：Ｒｅｇｉｏｎ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒ
ｅｓｔと記す）内での平均出力信号を、たとえば、周知
の最小２乗法を用いる関数フィッティングによって求め
る。次に、この平均出力信号からＲＯＩ内の平均被検体
厚を計算し、撮影条件の一部（管電圧、Ｘ線フィルタ種
類等）を決定する。

【００２３】次に、決定した撮影条件下における他の撮
影条件（エアギャップ、グリッドの種類およびイメージ
インテンシファイアのモード等）を決定し、この条件下
で撮影を行った場合の出力画像の強度分布と被検体厚と
の関係を求め、この関係からＲＯＩ内での平均出力信号
を求める。

【００２４】最後に、前述の透視時の平均出力信号と撮
影時の平均出力信号とから、最終すなわち実際に撮影を
行う場合の撮影条件（Ｘ線管の管電流量、光学絞り面積
およびテレビカメラのゲイン）を求め、Ｘ線撮影を行う
というものである。

【００２５】しかしながら、このＸ線装置は、ＲＯＩ内
の平均出力信号を計算する際に、２次元の畳み込み演算
を伴う出力画像の強度分布を計算する必要があるので、
撮影時の撮像条件の決定に多くの時間がかかるという問
題があった。

【００２６】本発明の目的は、Ｘ線透視時の撮像条件か
らＸ線撮影時の撮像条件を決定する際に、少ない時間で
適正な濃度レベルの撮像条件を決定することが可能なＸ
線装置を提供することにある。

【００２７】本発明の他の目的は、Ｘ線透視時の撮像条
件からＸ線撮影時の撮像条件を決定する際に、Ｘ線散乱
の影響を考慮した撮像条件を決定することが可能なＸ線
装置を提供することにある。

【００２８】本発明のその他の目的は、簡単な装置構成
により低コストなＸ線装置を実現することが可能な技術
を提供することにある。

【００２９】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００３１】（１）Ｘ線を発生するＸ線管と、Ｘ線の照
射領域を制限するＸ線コリメータと、被検体のＸ線像を
撮像する検出手段と、前記Ｘ線像を表示する表示手段と
を有するＸ線装置に於いて、前記被検体を模擬する材料
を用いて得られる、前記検出手段の出力値Ｉと前記Ｘ線
管の管電圧Ｖと管電流量Ｑと前記検出手段の利得Ｇと前
記被検体の厚さｔとの関係を、前記管電圧Ｖを変数とす
る多項式Ｐｏ（Ｖ）及びμ（Ｖ）を用いた第１の近似式
Ｉ＝ＱＧＰｏ（Ｖ）ｅｘｐ（−μ（Ｖ）ｔ）で近似して
得られる前記Ｐｏ（Ｖ）及びμ（Ｖ）の多項式係数の値
を格納する第１の格納手段と、前記照射領域のサイズの
変化に対する前記検出手段の出力値Ｉの変化率を前記Ｘ
線管の管電圧Ｖと前記被検体の厚さｔと前記照射領域の
サイズとを変数とする多項式で構成される第２の近似式
で近似して得られる多項式係数の値を格納する第２の格
納手段と、前記被検体と前記検出手段の入力面との距離
の変化に対する前記検出手段の出力値Ｉの変化率を、前
記Ｘ線管の管電圧Ｖと前記被検体の厚さｔと前記被検体
と前記検出手段の入力面との距離とを変数とする多項式
で構成される第３の近似式で近似して得られる多項式係
数の値を格納する第３の格納手段と、前記第１〜３の近
似式の積で表される出力近似関数と透視時における前記
Ｘ線管の管電圧Ｖと管電流量Ｑと前記照射領域のサイズ
と前記被検体と前記検出手段の入力面との距離と前記検
出手段の利得Ｇの値とに基づいて前記被検体の厚さｔを
計算する第１の計算手段と、前記第１の計算手段により
計算された前記被検体の厚さｔと前記出力近似関数と撮
影時において予め設定された前記Ｘ線管の管電圧Ｖと前
記照射領域のサイズと前記被検体と前記検出手段の入力
面との距離とに基づいて撮影時の管電流量Ｑ及び前記検
出手段の利得Ｇを計算する第２の計算手段と、前記第２
の計算手段の計算結果に基づいて撮影を制御する制御手
段とを具備するＸ線装置。

【００３２】（２）前述する（１）に記載のＸ線装置に
おいて、Ｘ線のエネルギー分布を変化させるＸ線フィル
タ、及び／又は、Ｘ線が前記被検体を透過する際に発生
する散乱Ｘ線を除去するＸ線グリッドを有し、複数の前
記Ｘ線フィルタ、及び／又は、複数の前記Ｘ線グリッド
の組み合わせに対して求められた前記第１〜３の近似式
の多項式係数の値を、それぞれ前記第１〜３の格納手段
が格納する。

【００３３】（３）前述する（１）に記載のＸ線装置に
おいて、前記第２の近似式は一定値である。

【００３４】（４）前述する（１）に記載のＸ線装置に
おいて、前記第３の近似式は一定値である。

【００３５】（５）前述する（１）に記載のＸ線装置に
おいて、前記第１の計算手段は、透視時に於ける前記管
電圧Ｖ、前記管電流量Ｑ及び前記利得Ｇの値が予め設定
した許容値の範囲内であるか否かを判定する判定手段を
有し、前記判定手段が前記管電圧Ｖ、前記管電流量Ｑ、
及び前記利得Ｇが前記許容値の範囲内に含まれないと判
定した場合に、撮影時の前記管電流量Ｑ又は前記利得Ｇ
を所定倍する出力値補正手段を前記第２の計算手段が具
備する。

【００３６】

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】

【００４１】前述した（１）の手段によれば、被検体を
模擬する材料を用いて得られる、検出手段の出力値Ｉと
Ｘ線管の管電圧Ｖと管電流量Ｑと検出手段の利得Ｇと被
検体の厚さｔとの関係を、管電圧Ｖを変数とする多項式
Ｐｏ（Ｖ）及びμ（Ｖ）を用いた第１の近似式Ｉ＝ＱＧ
Ｐｏ（Ｖ）ｅｘｐ（−μ（Ｖ）ｔ）で近似して得られる
Ｐｏ（Ｖ）及びμ（Ｖ）の多項式係数の値を第１の格納
手段に格納しておく。また、照射領域のサイズの変化に
対する検出手段の出力値Ｉの変化率を、Ｘ線管の管電圧
Ｖと被検体の厚さｔと照射領域のサイズとを変数とする
多項式で構成される第２の近似式で近似して得られる多
項式係数の値を第２の格納手段に格納しておく。

【００４２】さらには、被検体と検出手段の入力面との
距離の変化に対する検出手段の出力値Ｉの変化率を、Ｘ
線管の管電圧Ｖと被検体の厚さｔと被検体と検出手段の
入力面との距離とを変数とする多項式で構成される第３
の近似式で近似して得られる多項式係数の値を第３の格
納手段に格納しておく。

【００４３】使用時すなわち透視撮影時においては、ま
ず、作業者および自動透視制御により設定される設定条
件に基づいた撮像条件で透視を行い、被検体の撮影部位
を決定する。

【００４４】次に、透視から撮影に移行する時には、第
１の計算手段が、まず、第１〜３の近似式の積で表され
る出力近似関数と、透視時におけるＸ線管の管電圧Ｖと
管電流量Ｑと照射領域のサイズと被検体と検出手段の入
力面との距離と検出手段の利得Ｇの値とに基づいて、被
検体の厚さｔを計算する。次に、第２の計算手段が第１
の計算手段により計算された被検体の厚さｔと出力近似
関数と、撮影時において予め設定されたＸ線管の管電圧
Ｖと照射領域のサイズと被検体と検出手段の入力面との
距離とに基づいて、撮影時の管電流量Ｑ及び検出手段の
利得Ｇを計算する。この後に、制御手段が第２の計算手
段の計算結果に基づいて撮影を制御するＸ線管の管電
圧、管電流量およびＸ線検出手段の利得等の撮影時の撮
像条件を制御するので、少ない時間で適正な濃度レベル
の撮像条件でのＸ線撮像ができる。

【００４５】前述した（２）の手段によれば、Ｘ線のエ
ネルギー分布を変化させるＸ線フィルタ、及び／又は、
Ｘ線が被検体を透過する際に発生する散乱Ｘ線を除去す
るＸ線グリッドを有し、複数のＸ線フィルタ、及び／又
は、複数のＸ線グリッドの組み合わせに対して求められ
た第１〜３の近似式の多項式係数の値を、それぞれ第１
〜３の格納手段が格納することにより、Ｘ線散乱による
検出手段の出力値への影響を考慮できるので、Ｘ線散乱
の影響を考慮した撮像条件で被検体のＸ線像を撮影でき
る。

【００４６】

【００４７】

【００４８】

【００４９】前述した（３）の手段によれば、第２の近
似式を一定値で近似することにより、照射領域のサイズ
の変化量の測定を省略できるので、照射領域のサイズの
変化量を測定するための測定機構を省くことができる。

【００５０】したがって、Ｘ線装置を安価に製造でき
る。

【００５１】前述した（４）の手段によれば、第３の近
似式を一定値で近似することにより、被検体からＸ線検
出手段の入力面までの距離を変数とする測定を省略でき
るので、被検体からＸ線検出手段の入力面までの距離を
変化させたときのＸ線検出手段の出力値を測定するため
の測定機構を省くことができる。

【００５２】したがって、Ｘ線装置を安価に製造でき
る。

【００５３】

【００５４】

【００５５】

【００５６】

【００５７】

【００５８】前述した（５）の手段によれば、判定手段
の判定結果に基づいて、出力値補正手段が撮影時のＸ線
管の管電流量ＱまたはＸ線検出手段の利得Ｇを所定倍す
るので、たとえば、被検体の厚さが厚いために透視時の
Ｘ線検出手段の利得Ｇを適正なレベルにまで上げること
ができない場合であっても、撮影時の撮像条件は正確に
計算できる。

【００５９】

【００６０】

【発明の実施の形態】以下、本発明について、発明の実
施の形態（実施例）とともに図面を参照して詳細に説明
する。

【００６１】なお、発明の実施の形態を説明するための
全図において、同一機能を有するものは同一符号を付
け、その繰り返しの説明は省略する。

【００６２】図１は、本発明の一実施の形態のＸ線装置
の概略構成を示すブロック図であり、Ｘ線管１、Ｘ線フ
ィルタ２、Ｘ線コリメータ３、寝台天板５、Ｘ線グリッ
ド６、Ｘ線イメージインテンシファイア（以下、Ｘ線
Ｉ．Ｉ．と略記する）７、光学レンズ系８、テレビカメ
ラ９、モニタ（表示手段）１０、遠隔操作卓１１、操作
卓１２、Ｘ線制御器１００、Ｘ線フィルタ制御器１０
１、Ｘ線コリメータ制御器１０２、透視・撮影位置制御
器１０３、Ｉ．Ｉ．モード制御器１０４、光学絞り制御
器１０５、テレビカメラ制御器１０６、アンプ１０７、
Ａ／Ｄ変換器１０８、画像処理装置１０９、透視条件演
算装置１１０、透視条件記憶メモリ１１１、撮影条件演
算装置（撮影時撮像条件計算手段）１１２、撮影条件記
憶メモリ１１３、テーブル（格納手段）１１４等より構
成される。なお、前記各装置および機構は公知のものを
用いる。

【００６３】図１において、Ｘ線検出器は、Ｘ線Ｉ．
Ｉ．７、光学レンズ系８およびテレビカメラ９からな
り、Ｘ線検出系（Ｘ線検出手段）は、前述のＸ線検出器
にアンプ１０７を加えた構成となる。したがって、Ｘ線
検出系の利得および出力値は、それぞれアンプ１０７の
利得および出力値となる。撮影系は、Ｘ線管１、Ｘ線フ
ィルタ２、Ｘ線コリメータ３、Ｘ線グリッド６および前
述のＸ線検出器からなる。制御系（制御手段）は、各制
御器１００〜１０６、アンプ１０７および該各制御器の
制御情報を格納出力する撮影条件記憶メモリ１１３から
なる。また、被検体４は、寝台天板５上に位置し、撮影
体位を様々に変化できるものとする。そして、図示しな
い作業者は、被検体４の撮りたい部位を前記Ｘ線検出器
の視野の中心付近に設定する。

【００６４】また、Ｘ線管１とＸ線Ｉ．Ｉ．７の入力面
との距離は１２０［ｃｍ］、被検体４の厚さはｔ、寝台
天板５の上面とＸ線Ｉ．Ｉ．７の入力面との間の距離
（以下エアギャップとする）はＬである。

【００６５】ｔは被検体４の個体差あるいは体位に応じ
て様々に変化する。また、エアギャップＬは寝台天板５
の位置の設定に従い変化する。Ｘ線Ｉ．Ｉ．７のＸ線入
力面の直径は３０．４８［ｃｍ］である。（ｘ，ｙ）座
標系はＸ線Ｉ．Ｉ．７の入力面上で定義され、Ｘ線Ｉ．
Ｉ．７の中心を原点に持ち、体軸方向をｙ軸、ｙ軸に直
交する方向をｘ軸として定める。Ｘ線グリッド６は、Ｘ
線Ｉ．Ｉ．７の入力面上に固定される。テレビカメラ９
は、撮影素子として高解像度ＣＣＤ素子を使用してい
る。

【００６６】次に、図１に基づいて、前述する各部の概
要を説明すると、Ｘ線制御器１００は、Ｘ線透視時にお
けるＸ線管１の管電圧（以下、透視管電圧と記す）およ
び管電流量（以下、透視管電流と記す）を透視条件記憶
メモリ１１１から読み出し、該読み出し値に基づいて、
Ｘ線管１のＸ線発生をリアルタイム制御する。また、Ｘ
線撮影時におけるＸ線管１の管電圧（以下、撮影管電圧
と記す）、管電流量（以下、撮影管電流と記す）および
撮影時間を撮影条件記憶メモリ１１３から読み出し、該
読み出し値に基づいて、Ｘ線管１のＸ線発生を制御す
る。

【００６７】Ｘ線フィルタ制御器１０１は、Ｘ線透視・
撮影時におけるＸ線フィルタ２の種類および有無を、そ
れぞれ透視条件記憶メモリ１１１および撮影条件記憶メ
モリ１１３から読み出し、該読み出し値に基づいて、Ｘ
線フィルタ２の種類および有無を制御する。Ｘ線フィル
タ２は、Ｘ線管１から放射されるＸ線のエネルギー分布
を変化させるために用いられる。

【００６８】Ｘ線コリメータ制御器１０２は、Ｘ線透視
・撮影時におけるＸ線照射領域１３を設定するためのＸ
線コリメータ３の位置を、透視条件記憶メモリ１１１お
よび撮影条件記憶メモリ１１３から読み出し、該読み出
し値に基づいて、Ｘ線コリメータ３の位置を制御する。
ただし、Ｘ線照射領域１３は、Ｘ線Ｉ．Ｉ．７の入力面
上におけるＸ線の照射領域として定義する。Ｘ線コリメ
ータ３は、前記Ｘ線照射領域１３をｘ軸およびｙ軸方向
に変化することができる。また、この変化量はそれぞれ
ｘ軸およびｙ軸に対して軸対称であり、ｘ軸方向および
ｙ軸方向のＸ線照射領域の大きさは、それぞれＡｘおよ
びＡｙで表現する。

【００６９】透視撮影位置制御器１０３は、被検体４の
Ｘ線透視・撮影位置を制御する装置である。透視・撮影
位置の制御は、固定された寝台天板５に対して撮影系全
体を移動することにより、あるいは固定された撮影系に
対して寝台天板５を移動することにより、または、これ
らの両方を組み合わせることにより行う。

【００７０】Ｉ．Ｉ．モード制御器１０４は、Ｘ線透視
・撮影時におけるＸ線Ｉ．Ｉ．７のＩ．Ｉ．モードを、
それぞれ透視条件記憶メモリ１１１および撮影条件記憶
メモリ１１３から読み出し、Ｘ線Ｉ．Ｉ．７のＩ．Ｉ．
モードを制御する。ただし、Ｉ．Ｉ．モードは、Ｘ線
Ｉ．Ｉ．７のＸ線検出領域を規定するものである。Ｘ線
Ｉ．Ｉ．７にはＩ．Ｉ．モードとして、たとえば、７、
９、１２インチモードが用意されており、Ｘ線Ｉ．Ｉ．
７の入力面上において、およそそれぞれのインチ数（た
だし、１インチを２．５４［ｃｍ］とする）を直径とす
る円の内部の領域でＸ線を検出する。

【００７１】光学絞り制御器１０５は、Ｘ線透視・撮影
時における光学レンズ系８の光学絞り面積を、それぞれ
透視条件記憶メモリ１１１および撮影条件記憶メモリ１
１３から読み出し、該読み出し値に基づいて、図示しな
い周知の絞り機構を制御する。

【００７２】テレビカメラ制御器１０６は、Ｘ線透視・
撮影時におけるテレビカメラ９の走査条件を、それぞれ
透視条件記憶メモリ１１１および撮影条件記憶メモリ１
１３から読み出し、該読み出し値に基づいて、テレビカ
メラ９の走査条件を制御する。また、テレビカメラ制御
器１０６は、テレビカメラ９の走査のタイミングを制御
する。ただし、本実施の形態においては、テレビカメラ
９のＸ線透視時における標準走査モードは毎秒３０フレ
ーム、走査線数１０５０本であるが、毎秒６０フレー
ム、走査数５２５本による透視も可能である。また、テ
レビカメラ９のＸ線撮影時における標準走査線数は２１
００本であるが、走査線数１０５０本および５２５本に
よる撮影も可能である。

【００７３】アンプ１０７は、Ｘ線透視・撮影時におけ
るテレビカメラ９の出力信号のゲインを、それぞれ透視
条件記憶メモリ１１１および撮影条件記憶メモリ１１３
から読み出し、制御する。

【００７４】透視・撮影時におけるＸ線照射領域１３、
Ｘ線透視・撮影位置、Ｘ線グリッド６の種類、Ｉ．Ｉ．
モード、および、テレビカメラ９の走査条件は、それぞ
れ図示しない作業者が遠隔操作卓１１あるいは操作卓１
２を通して手動設定する。透視・撮影時におけるＸ線管
１の管電圧、管電流、Ｘ線フィルタ２の種類、光学絞り
面積、および、アンプ１０７のゲインは、それぞれ図示
しない作業者が遠隔操作卓１１あるいは操作卓１２を通
して手動設定することができると共に、自動設定するこ
ともできる。ただし、撮影時における撮影時間は、後述
する方法（手順）より自動設定される。遠隔操作卓１１
あるいは操作卓１２は、前述の設定の他に、被検体４の
撮像対象部位（例えば胸部・腹部等）の設定、および、
分割撮影モード等の設定を行うことができる。このとき
の分割モードとしては、分割なし、上下および左右２分
割モード、４分割モードが用意される。

【００７５】以下に示す説明では、Ｘ線管１の管電圧Ｖ
あるいは管電流量Ｑ（ただし、管電流量Ｑは、Ｘ線透視
時においては、Ｘ線管１の管電流とテレビカメラ９の１
フレームの読み込み時間の積として、一方、Ｘ線撮影時
においては、Ｘ線管１の管電流と撮影時間の積として定
義する）、Ｘ線フィルタ２の種類、Ｘ線照射領域１３を
表現するＡｘおよびＡｙ、エアギャップＬ、Ｘ線グリッ
ド６の種類、Ｉ．Ｉ．モード、光学絞り面積Ω、テレビ
カメラ９の走査条件、および、アンプ１０７のゲインＧ
の状態をそれぞれパラメータとして、Ｘ線透視およびＸ
線撮影時における前記各パラメータの設定値をそれぞれ
Ｘ線透視条件およびＸ線撮影条件とする。このときのＸ
線透視条件およびＸ線撮影条件は、それぞれ透視条件記
憶メモリ１１１および撮影条件記憶メモリ１１３に記録
される。

【００７６】次に、図１に基づいて、本実施の形態に係
るＸ線装置の動作を説明する。Ｘ線透視および撮影時に
おいて、Ｘ線管１で発生したＸ線は、まず、Ｘ線フィル
タ２によりエネルギー分布が変化され、次に、Ｘ線コリ
メータ３によりＸ線照射領域１３を制限された後に、被
検体４に照射される。

【００７７】被検体に照射されたＸ線は、被検体４を透
過する際に、その一部が被検体４により散乱される。こ
の散乱Ｘ線は、Ｘ線グリッド６により、その大部分が遮
断されるが、その一部は遮断されずにＸ線グリッド６を
透過する。このＸ線グリッド６を透過した散乱Ｘ線と被
検体４を散乱されずに透過した直接Ｘ線とは、同時にＸ
線Ｉ．Ｉ．７の入力面で検出され、光学像に変換され
る。Ｘ線Ｉ．Ｉ．７で変換され出力面から照射された光
学像は、光学レンズ系８において、図示しない周知の光
学絞で光量を調節され、テレビカメラ９に結像される。
テレビカメラ９は、この光学像をビデオ信号に変換し、
アンプ１０７に出力する。アンプ１０７に入力されたビ
デオ信号は、このアンプ１０７よって信号強度を調整さ
れた後にＡ／Ｄ変換器１０８において、アナログ信号か
らデジタル信号へ変換される。このデジタル信号へ変換
されたビデオ信号は、画像処理装置１０９により所定の
画像処理が施された後に、モニタ１０の表示画面上に表
示される。

【００７８】このとき、Ｘ線透視時においては、画像処
理装置１０９から出力されるビデオ信号は、透視条件演
算装置１１０に入力される。

【００７９】次に、透視条件演算装置１１０は、前述の
ビデオ信号出力を予め設定される値（適正な値）にする
Ｘ線管１の透視管電圧Ｖ、管電流量Ｑ、光学絞り面積Ω
およびアンプ１０７のゲインＧのそれぞれの値をリアル
タイムに計算して、透視条件記憶メモリ１１１中のそれ
ぞれの値の格納場所に上書きする。このとき、透視時に
おけるビデオ信号の信号出力の適正値は、撮影対象であ
る被検体部位や分割モードによって異なり、これらの値
はテーブル１１４に予め保存されている。したがって、
透視条件演算装置１１０は、図示しない作業者による遠
隔操作卓１１あるいは操作卓１２を通して透視条件記憶
メモリに入力１１１された被検体部位および分割モード
の設定値からテーブル１１４を参照し、透視時における
前記ビデオ信号の信号出力の適正値を設定する。

【００８０】また透視条件演算装置１１０は、透視条件
記憶メモリに入力１１１に記録された被検体部位の設定
値および透視管電圧Ｖから、適正なＸ線フィルタを選択
して透視条件記憶メモリ１１１上の格納場所に上書きす
る。このときのＸ線フィルタの選択方法の一例として
は、たとえば、electromedica 62 (1994) no.1 p19-22
等に記載の方法がある。

【００８１】透視条件記憶メモリ１１１は、透視条件演
算装置１１０から入力されるＸ線管１の透視管電圧Ｖ、
管電流量Ｑ、光学絞り面積Ωおよびアンプ１０７のゲイ
ンＧの値と、図示しない作業者により遠隔操作卓１１あ
るいは操作卓１２を通して入力されるＸ線照射領域Ａ
ｘ，Ａｙ、Ｘ線透視・撮影位置、Ｘ線グリッドの種類、
Ｉ．Ｉ．モード、テレビカメラ９の走査条件の値、被検
体部位の設定値、および、撮影分割モードの設定値等の
情報を保持する。各制御器は前述の情報に従ってリアル
タイムに各装置を制御し、その制御結果はビデオ信号強
度に反映されて、透視条件演算装置１１０にフィードバ
ックされる。

【００８２】図示しない作業者は、Ｘ線透視時におい
て、被検体４の見たい部位がモニタ１０の表示画面の適
正な位置にくるように、遠隔操作卓１１あるいは操作卓
１２を用いて透視位置の位置合わせを行い、その位置が
合った時点において、遠隔操作卓１１あるいは操作卓１
２を用いて、Ｘ線撮影開始の信号を発生を行い、撮影を
行う。

【００８３】撮影開始の信号が発生されると同時に、Ｘ
線制御器１００はＸ線発生を停止してＸ線透視を終了す
る。また、同時に、Ｘ線撮影条件演算装置１１２は、Ｘ
線透視終了時のＸ線透視条件を透視条件記憶メモリ１１
１から読み出すと共に、遠隔操作卓１１あるいは操作卓
１２を通して図示しない作業者により予め入力されてい
る、撮影時におけるＸ線照射領域Ａ’ｘ，Ａ’ｙ（以下
の記載において、撮影条件の設定値にはプライム ’
を付けて、透視条件の設定値と区別する）、Ｉ．Ｉ．モ
ード、テレビカメラ９の走査条件の情報を撮影条件記憶
メモリ１１３から読み出す。更に、Ｘ線撮影条件演算装
置１１２は、読み出した情報に基づいて、テーブル１１
４を参照しながら、後述する方法により、撮影時におけ
る管電圧Ｖ’および管電流量Ｑ’、光学絞り面積Ω’、
アンプ１０７のゲインＧ’のそれぞれの値を演算し、該
演算結果を撮影条件記憶メモリ１１３に格納する。演算
結果が撮影条件記憶メモリ１１３に格納されると同時
に、各制御器は、撮影条件を撮影条件記憶メモリ１１３
から読み出し、設定値に従いそれぞれの設定を行う。該
設定が完了すると同時にＸ線制御器１００は、Ｘ線発生
信号をＸ線管１に送り、Ｘ線撮影を行う。撮影によって
得られたＸ線撮影像は、Ａ／Ｄ変換器１０８によりデジ
タル信号に変換された後に、図示しないフレームメモリ
に格納される。

【００８４】図２は、本実施の形態の撮影条件演算装置
の概略構成を示すブロック図であり、撮影条件演算装置
１１２は、被検体厚計算手段（平均被検体厚計算手段）
２０１、撮影管電圧決定手段２０２、Ｑ’Ω’Ｇ’計算
手段２０３および飽和監視手段（許容値判定手段、出力
値補正手段）２０４、Ｑ’Ω’Ｇ’決定手段２０５から
構成される。

【００８５】ただし、本実施の形態においては、図２に
示す各手段は、周知の情報処理装置上で実行されるプロ
グラムによって実現する。

【００８６】図２において、被検体厚計算手段２０１
は、透視時における被検体厚とアンプ１０７のビデオ信
号出力との関係から被検体４の被検体厚を計算する手段
であり、詳細については、後述する。

【００８７】撮影管電圧決定手段２０２は、撮影時にＸ
線管１に印加するいわゆる撮影管電圧を決定する手段で
ある。本実施の形態においては、被検体厚決定手段２０
１で決定された被検体厚ｔと撮影部位とに基づいて、テ
ーブル１１４ｂから該当する撮影管電圧を参照すること
によって、決定する。なお、詳細については、後述す
る。

【００８８】Ｑ’Ω’Ｇ’計算手段２０３は、被検体厚
計算手段２０１および撮影管電圧決定手段２０２、なら
びに、図示しない作業者によって遠隔操作卓１１あるい
は操作卓１２を用いて入力された撮影条件に基づく出力
画像の平均信号出力と、透視時の出力画像の平均信号出
力とが同一の値となるように、管電流量Ｑ’、光学絞り
面積Ω’およびアンプ１０７のゲインＧ’を計算する手
段であり、詳細については後述する。

【００８９】飽和監視手段２０４は、透視時における管
電圧Ｖ、管電流量Ｑ、光学絞り面積Ωおよびアンプ１０
７のゲインＧのそれぞれが、許容される最大値に設定さ
れているか否か、すなわち、透視時の撮像条件が飽和し
ているか否かを判定し、この結果に基づき、以下に示す
処理を実行する手段である。

【００９０】前述の値が許容される最大値に設定されて
いなかった場合には、管電圧決定手段２０２およびＱ’
Ω’Ｇ’計算手段２０３によって決定された管電圧
Ｖ’、管電流量Ｑ’、光学絞り面積Ω’およびアンプ１
０７のゲインＧ’の値を撮影時の値とする。

【００９１】一方、前述の値が許容される最大値に設定
されていた場合には、Ｑ’Ω’Ｇ’計算手段２０３によ
って決定された管電流量Ｑ’、光学絞り面積Ω’および
アンプ１０７のゲインＧ’の積を、（撮影時の信号出力
の適正値）／（計算値に基づく出力画像の平均信号出
力）倍する。なお、詳細については、後述する。

【００９２】Ｑ’Ω’Ｇ’決定手段２０５は、飽和監視
手段２０４で求めたＱ’Ω’Ｇ’から、Ｑ’、Ω’、
Ｇ’の個々の値を求めた後、該値を撮影条件記憶メモリ
１１３中に、撮影自動制御による設定値３１５として記
録する。

【００９３】次に、図３にＸ線撮影開始の信号が発生し
てから、撮影条件が全て決定されるまでの処理を説明す
るための処理フローを示し、以下、図３に基づいて、図
２に示す撮影条件演算装置１１２における処理を説明す
る。

【００９４】まず、処理の流れ全体の概略を説明する。
本処理フローの開始は、図示しない作業者による遠隔操
作卓１１あるいは操作卓１２上に設けられた撮影ボタン
のＯＮである（ステップ３０１）。

【００９５】撮影ボタンのＯＮが検出されると、撮影条
件演算装置１１２の被検体厚計算手段２０１が、透視終
了時に透視条件記憶メモリ１１１に記録される透視条件
を全て読み出し、テーブル１１４ａおよびテーブル１１
４ｃを参照しながら被検体４のＸ線照射領域内における
平均被検体厚ｔを計算する（ステップ３０２）。ただ
し、前述の透視条件は、具体的には、遠隔操作卓１１、
操作卓１２あるいはその他から入力される設定値３１０
の中の透視時設定３１１、透視・撮影時共通設定３１３
および透視自動制御による設定値３１４である。

【００９６】次に、撮影管電圧決定手段２０２が、平均
被検体厚ｔの値と被検体部位の設定値に対して、テーブ
ル１１４ｂを参照して適当な撮影管電圧Ｖ’を決定し、
撮影条件記憶メモリ１１３（具体的には撮影自動制御に
よる設定値３１５）に記録する（ステップ３０３）。

【００９７】次に、Ｑ’Ω’Ｇ’計算手段２０３が、被
検体厚ｔおよび撮影管電圧Ｖ’の値と透視条件記憶メモ
リ１１１および撮影条件記憶メモリ１１３に記録されて
いる透視および撮影条件を全て読み出し、テーブル１１
４ｃを参照しながら撮影時における管電流量Ｑ’、光学
絞り面積Ω’およびゲインＧ’の積の値Ｑ’Ω’Ｇ’を
計算する（ステップ３０４）。ただし、本ステップの撮
影条件は、具体的には遠隔操作卓１１、操作卓１２ある
いはその他から入力される設定値３１０および透視自動
制御による設定値３１４である。

【００９８】ここで、飽和監視手段２０４が、透視自動
制御による設定値３１４が、まず、出力画像の信号強度
を最大にする値に設定されているかどうか、すなわち、
透視条件が飽和しているかどうかを判定し（ステップ３
０５）、飽和していない場合は、既に決定されたＱ’
Ω’Ｇ’の値が適正であると判断して次のステップ３０
７へ進む。一方、飽和している場合は、後述するよう
に、決定されたＱ’Ω’Ｇ’の値が適正値より小さく評
価されるため、これを適正な値に補正するためにｋ倍し
（ステップ３０６）、その後に次のステップ３０７へ進
む。ここで、ｋの値は、透視終了時に得られた出力画像
の信号強度３２３の値を用いて、後述する方法により決
定される。

【００９９】最後に、求められたＱ’Ω’Ｇ’の値に対
して、Ｑ’Ω’Ｇ’決定手段２０５が、Ｑ’、Ω’、
Ｇ’の値を個々に求め、それぞれの値を撮影条件記憶メ
モリ１１３中に、撮影自動制御による設定値３１５とし
て記録し（ステップ３０７）、撮影条件演算装置１１２
による撮影条件の設定が終了する。

【０１００】次に、本実施の形態の撮影条件演算装置１
１２の各手段における処理を、図２および図３に基づい
て、具体的に説明する。

【０１０１】被検体厚計算手段２０１において、被検体
４のＸ線照射視野内における平均被検体厚ｔを計算する
には、透視撮影条件下における被検体厚と出力画像の信
号強度とを関係づける下記の数１（第１の関数）を用い
る。

【０１０２】

【数１】

【０１０３】数１において、平均信号出力ＩｃはＡ／Ｄ
変換器１０８から出力される画像の、中心付近の出力信
号強度の平均値を示す。

【０１０４】以下の説明においては、Ｉｃを出力画像の
中心１／４の領域（１辺の長さ）の内部における、出力
信号の平均値とするが（例えば、走査線数２１００本で
走査され、Ａ／Ｄ変換によりサンプリングされた画像に
対しては、中心５２５ピクセル四方の出力信号の平均
値）、これに限るものではない。

【０１０５】ＦＣおよびＦＩは、それぞれテレビカメラ
９の走査モードおよびＩ．Ｉ．モードによって決定され
る係数である。ＦＣおよびＦＩの値は、全ての走査モー
ドおよびＩ．Ｉ．モードに対して予め測定される。Ｐｏ
（Ｖ）は、空気に対する平均信号出力関数であり、被検
体４が存在しない場合に、空気を透過して検出されるＸ
線の平均信号出力を表す。一般に、Ｐｏ（Ｖ）は、管電
圧Ｖに依存して変化し、下記の数２で示されるような２
次関数で近似することができる。

【０１０６】

【数２】

【０１０７】数２において、２次関数の係数であるａ
ｐ，ｂｐ，ｃｐの値は、予め測定することができる。μ
（Ｖ）は、被検体４のＸ線吸収係数の関数である。一般
にμ（Ｖ）は、管電圧Ｖに依存して変化し、下記の数３
で示されるような２次関数で近似することができる。

【０１０８】

【数３】

【０１０９】数３において、２次関数の係数であるａ
ｍ，ｂｍ，ｃｍの値は、アクリル板もしくは水等の、被
検体４を模擬する材料に対して予め測定される。ＦＦ
（Ｖ，ｔ，Ａｘ，Ａｙ）は、Ｘ線照射領域の変化に対す
る平均信号出力の変化率の関数である。一般に、ＦＦ
（Ｖ，ｔ，Ａｘ，Ａｙ）のＸ線照射領域Ａｘ，Ａｙに対
する変化量は、管電圧Ｖおよび被検体厚ｔに依存し、下
記の数４（第３の関数）で近似することができる。

【０１１０】

【数４】

【０１１１】数４において、ＦＦ（Ｖ，ｔ，Ａｘ，Ａ
ｙ）を特徴づける係数ＫＦおよび管電圧ＶＦの値は、ア
クリル板もしくは水等の、被検体４を模擬する材料に対
して予め測定される。また、Ａｏは、Ｘ線照射領域Ａ
ｘ，Ａｙの標準サイズとして設定される値である。数４
をみると、ＦＦ（Ｖ，ｔ，Ａｘ，Ａｙ）は、Ｘ線照射領
域Ａｘ，Ａｙが標準値Ａｏである場合に１であり、従っ
て、数４は、Ｘ線照射領域Ａｘ，Ａｙの変化に対する、
平均信号出力の変化率を表している。ＦＬ（Ｖ，ｔ，
Ｌ）は、エアギャップの変化に対する平均信号出力の変
化率の関数である。一般に、ＦＬ（Ｖ，ｔ，Ｌ）のエア
ギャップＬに対する変化量は、管電圧Ｖおよび被検体厚
ｔに依存し、下記の数５（第４の関数）で近似すること
ができる。

【０１１２】

【数５】

【０１１３】数５において、ＦＬ（Ｖ，ｔ，Ｌ）を特徴
づける係数ＫＬおよび管電圧ＶＬの値は、アクリル板も
しくは水等の、被検体４を模擬する材料に対して予め測
定される。また、Ｌｏは、エアギャップＬの標準サイズ
として設定される値である。数５をみると、ＦＬ（Ｖ，
ｔ，Ｌ）は、エアギャップＬが標準値Ｌｏである場合に
１であり、従って、数５は、エアギャップＬの変化に対
する、平均信号出力の変化率を表している。以上の数１
〜５を特徴づけるパラメータの内、ＦＣ，ＦＩの値は、
特定のＸ線フィルタ２とＸ線グリッド６との組み合わせ
に対して予め計測され、テーブル１１４ｃに保存され
る。また、ａｐ，ｂｐ，ｃｐ，ａｍ，ｂｍ，ｃｍ，Ｋ
Ｆ，ＶＦ，ＫＬ，ＶＬの値は、全てのＸ線フィルタ２と
Ｘ線グリッド６の種類との組み合わせに対して予め測定
され、テーブル１１４ｃに保存される。なお、数１〜５
の導出およびテーブル１１４ｃに保存される各パラメー
タ値の測定方法については、後述する。

【０１１４】前述のように透視条件演算装置１１０は、
平均信号出力Ｉｃが適正な値Ｉｃｏに保たれるように透
視制御を行う。Ｉｃｏの適正値は、アクリル板もしくは
水等の、被検体４を模擬する材料に対して予め計測され
る。またＩｃｏは、被検体部位や分割モードによって異
なる値として設定され、これらの値はテーブル１１４ａ
に保存される。

【０１１５】被検体厚計算手段２０１において、被検体
４の平均被検体厚ｔを計算する際には、まず、透視条件
記憶メモリ１１１に保存されている透視条件、すなわ
ち、遠隔操作卓１１、操作卓１２あるいはその他から入
力される設定値３１０中の透視時設定３１１、透視・撮
影時共通設定３１３および透視自動制御による設定値３
１４を全て読み出す。次に、透視条件中のカメラモード
およびＩ．Ｉ．モードの設定値に対して、テーブル１１
４ｃからＦＣおよびＦＩの値を読み出す。また、透視条
件中のグリッド種類およびＸ線フィルタ種類の設定値に
対して、テーブル１１４ｃからａｐ，ｂｐ，ｃｐ，ａ
ｍ，ｂｍ，ｃｍ，ＫＦ，ＶＦ，ＫＬおよびＶＬの値を読
み出す。さらには、透視条件中の被検体部位設定および
分割モード設定の設定値に対して、テーブル１１４ａか
ら平均信号出力の設定値Ｉｃｏを読み出す。このとき、
数１の右辺において、平均被検体厚ｔ以外の全てのパラ
メータの値が読み出されて決定されているため、数１左
辺の平均信号出力をＩｃｏとする平均被検体厚ｔを決定
することができる。具体的には、数１を満たすｔをニュ
ートン法や二分法等の数値計算方法を用いることで計算
できる。また、他の計算方法として、数１右辺を異なる
数点のｔの値として、例えば５、１０、１５、２０［ｃ
ｍ］等に対して計算した後に、これらを指数関数ａ×ｅ
ｘｐ（−ｂｔ）で最小２乗フィッティングし（ただし、
ａ，ｂはフィッティングで決定される変数とする）、被
検体厚ｔをｔ＝（ｌｏｇ ａ − ｌｏｇ Ｉｃｏ）／
ｂとして容易に求めることもできる。

【０１１６】平均被検体厚ｔを求めるその他の方法とし
ては、透視終了時の透視画像から実際の平均信号出力Ｉ
ｃを計算して、数１の左辺の平均信号出力Ｉｃとする方
法がある。この方法では、平均信号出力の実測値を用い
て演算を行うため、より正確な被検体厚ｔを求めること
ができる。ただし、透視終了時の透視画像が、中心１／
４の領域（１辺の長さ）の内部においてハレーションを
起こしている場合には、正確なＩｃが求められない。こ
のため、このハレーションの有無を判別し、ハレーショ
ンが存在する場合は、数１の左辺の平均信号出力をＩｃ
ｏとする前述の方法を用いて、平均被検体厚ｔを計算す
る必要がある。

【０１１７】撮影管電圧決定手段２０２において、撮影
管電圧Ｖ’は、被検体厚計算手段２０１で決定された被
検体厚ｔに従って決定される。ここで、各被検体厚ｔに
対する適正な撮影管電圧Ｖ’の値は、撮影画像のコント
ラストやノイズ、検者の好み等を考慮して予めテーブル
１１４ｂに設定される。また、このような設定は、被検
体部位により異なるので（被検体部位毎にＸ線吸収係数
の分布が異なるため）、被検体のそれぞれの撮影部位に
合わせてテーブル値を用意することができる。

【０１１８】Ｑ’Ω’Ｇ’計算手段２０３において、
Ｑ’Ω’Ｇ’の値は、透視終了時の出力画像の平均信号
出力と撮影画像の平均信号出力とが同一の値Ｉｃになる
ように計算される。このとき、透視終了時における透視
画像の信号出力は、透視自動制御により適正な値となっ
ているため、撮影画像の信号出力が適正値となるように
撮影を行うことができる。数１より、このようなＱ’
Ω’Ｇ’の値は、下記の数６で求められる。

【０１１９】

【数６】

【０１２０】数６の右辺中の各パラメータの値は、被検
体厚ｔ、撮影管電圧Ｖ’、操作卓・その他から入力され
る設定値３１０、透視自動制御による設定値３１４、お
よび、テーブル１１４ｃを参照することで、全て決定さ
れるため、数６を計算することができる。

【０１２１】Ｑ’Ω’Ｇ’計算手段２０３における計算
は、透視終了時における透視画像の信号出力が透視自動
制御により適正な値となっていることを前提にしてい
る。しかしながら、被検体４が厚い場合や、造影剤を使
用する場合等は、透視自動制御を適正に行うことが出来
ないことがある。これは、被検体４のＸ線吸収が大き
く、透視時において許容される管電圧Ｖ、管電流量Ｑ、
光学絞り面積Ω、ゲインＧのそれぞれの値が、全て許容
される最大値に設定されているにもかかわらず、透視時
における透視画像の信号出力が適正値に満たないためで
ある。この場合、透視画像の平均信号出力Ｉｃは、適正
値Ｉｃｏに対して小さな値をとるため、撮影画像におけ
る信号出力が適正値Ｉｃｏをとるように、撮影時におけ
るＱ’Ω’Ｇ’の値をｋ＝Ｉｃｏ／Ｉｃ倍する補正を行
う必要がある。

【０１２２】飽和監視手段２０４では、透視自動制御に
よる設定値３１４を読み出し、透視時における管電圧
Ｖ、管電流量Ｑ、光学絞り面積Ω、ゲインＧの値が全て
許容される最大値に設定されているかどうか、すなわ
ち、透視条件が飽和しているかどうかを判断する。ここ
で、管電圧Ｖおよび管電流用Ｑの最大値は、Ｘ線管１の
熱容量により決定される。また、光学絞り面積Ωの最大
値は、光学系８で用いられるレンズの口径で決定され
る。さらには、アンプ１０７のゲインＧの最大値は、透
視出力画像のＳＮ比の制限により予め設定される。透視
条件が飽和していない場合は、透視自動制御が適正に行
われているため、Ｑ’Ω’Ｇ’計算手段２０３で計算し
たＱ’Ω’Ｇ’の値をそのまま用いることができる。ま
た、透視条件が飽和している場合は、透視自動制御が適
正に行われていないため、撮影画像の信号出力が適正値
Ｉｃｏをとるように、Ｑ’Ω’Ｇ’の値をｋ＝Ｉｃｏ／
Ｉｃ倍する（ステップ３０６）。ここで、信号出力の適
正値Ｉｃｏの値は、ステップ３０２でテーブル１１４ａ
から読み出した値を用いることができる。

【０１２３】ステップ３０７では、決定されたＱ’Ω’
Ｇ’の値に対して、それぞれＱ’、Ω’、Ｇ’の値を個
々に決定する。ここで、前述の決定は、被検体４の被曝
線量、撮影画像の空間解像度、撮影画像のＳＮ比等を考
慮して全て自動的に、あるいは、図示しない作業者によ
り、予め一部手動で決定される。一般に、管電流量Ｑ’
を増加すれば被検体４の被曝線量が増加し、また、光学
絞り面積Ω’を大きくすれば撮影画像の空間解像度が低
下し、さらに、カメラゲインＧ’を増加すれば撮影画像
のＳＮ比が低下する。このため、撮影画像の画質を重視
して撮影を行う場合には、光学絞り面積Ω’およびカメ
ラゲインＧ’を小さくし、逆に、管電流量Ｑ’を大きく
すればよい。また、被検体４の被曝線量の低減を重視し
て撮影を行う場合には、光学絞り面積Ω’およびカメラ
ゲインＧ’を大きくし、逆に、管電流量Ｑ’を小さくす
ればよい。

【０１２４】次に、図４に被検体厚および管電圧と出力
画像の平均信号出力との関係を説明するための図を、図
５にエアギャップＬおよびＸ線照射領域Ａの変化と出力
画像の平均信号出力との関係を説明するための図を、図
６にエアギャップＬの変化と出力画像の平均信号出力と
の関係を説明するための図を、図７にＸ線照射領域Ａ
ｘ，Ａｙの変化と出力画像の平均信号出力との関係を説
明するための図を示し、以下、図４〜７に基づいて、透
視撮影条件および被検体厚と、出力画像の信号強度とを
関係づける数１〜５の導出、および、数１〜数５中の各
パラメータａｐ，ｂｐ，ｃｐ，ａｍ，ｂｍ，ｃｍ，Ｋ
Ｆ，ＶＦ，ＫＬ，ＶＬの測定方法について説明する。

【０１２５】まず、透視・撮影条件および被検体厚と、
出力画像の信号強度とを関係づける数１のうち、特に、
被検体厚ｔおよび管電圧Ｖと出力画像の平均信号出力と
の関係を図４に基づいて、説明する。ただし、以下の説
明において、被検体厚ｔおよび管電圧Ｖ以外の全てのパ
ラメータ、すなわち、管電流量Ｑ、カメラ絞りΩ、アン
プのゲインＧ、カメラモード、Ｉ．Ｉ．モード、Ｘ線照
射領域Ａｘ，Ａｙ、エアギャップＬに対しては、それぞ
れ標準値を定める。それぞれのパラメータに対する標準
値の例は、たとえば、図４（Ａ）に示すようになる。な
お、以下に示す測定においては、標準値の値は、全て図
４（Ａ）に示される値を用いる。また、以下の説明にお
いては、Ｘ線フィルタ２の種類として０．５［ｍｍ］厚
の標準的なアルミニウムフィルタ、Ｘ線グリッドの種類
として焦点距離１２０［ｃｍ］、グリッド比１：１２の
標準的なグリッド、被検体を模擬する材料として標準的
なアクリル板を用いる。更には、Ｘ線照射領域Ａｘ，Ａ
ｙに対して、Ａｘ＝Ａｙ＝Ａが保たれる場合は、簡単の
ため、これをＸ線照射領域Ａとして省略して表現する。
図４に関する以下の全ての説明においては、標準値を持
つ全ての前述のパラメータは、標準値に固定する。この
とき、数１中のＦＦ（Ｖ，ｔ，Ａｘ，Ａｙ）およびＦＬ
（Ｖ，ｔ，Ｌ）の値は１となり、被検体厚ｔおよび管電
圧Ｖと出力画像の信号強度との関係を特徴づけるＰｏ
（Ｖ）およびμ（Ｖ）を測定することができる。

【０１２６】図４（Ｂ）は、管電圧Ｖ＝７０，８５，１
００，１１５［ｋＶ］のそれぞれの場合において、被検
体厚ｔを５〜２５［ｃｍ］まで５［ｃｍ］毎に変化した
場合の平均信号出力Ｉｃの測定値をプロットしたもので
ある。図４（Ｂ）には、また、前述のプロット値を指数
関数Ｐｏ×ｅｘｐ（−μｔ）で最小２乗フィッティング
した結果が同時に示される。指数関数を特徴づけるパラ
メータＰｏ，μは、前述のフィッティングで決定さる。
Ｐｏ，μは、管電圧依存性を持ち、Ｐｏ（Ｖ）およびμ
（Ｖ）と表現することができる。図４（Ｂ）からそれぞ
れの管電圧Ｖに対して決定されたＰｏ（Ｖ）およびμ
（Ｖ）をプロットした結果をそれぞれ図４（Ｃ）、
（Ｄ）に示す。また、図４（Ｃ）、（Ｄ）には、前述の
プロット値をそれぞれ数２、数３で示される２次関数で
最小２乗フィッティングした結果を同時に示す。数２、
数３を特徴づけるパラメータａｐ，ｂｐ，ｃｐおよびａ
ｍ，ｂｍ，ｃｍの値は、前述のフィッティングで決定さ
れる。これらのパラメータの値は、Ｘ線管１の管電圧
Ｖ、すなわち、放射Ｘ線のエネルギー分布に対して依存
性を持つので、一般に、Ｘ線のエネルギー分布を変化さ
せるＸ線フィルタやＸ線グリッドを変えると、パラメー
タの値も変化する。このため、使用される全てのＸ線フ
ィルタおよびグリッドの種類の組み合わせに対して、予
め、ａｐ，ｂｐ，ｃｐ，ａｍ，ｂｍおよびｃｍを測定し
て、その結果をテーブルとして保存する必要がある。図
４（Ｂ）〜（Ｄ）を見ると、それぞれのプロット値を最
小２乗するフィッティング関数により、フィッティング
がほぼ妥当に行われることがわかる。しかしながら、フ
ィッティング関数は、上記例のみに限定されるものでは
なく、測定値に応じて、より適切なものに置き換えるこ
ともできる。

【０１２７】次に、透視・撮影条件および被検体厚と、
出力画像の信号強度とを関係づける数１のうち、特に、
エアギャップＬおよびＸ線照射領域Ａの変化と出力画像
の平均信号出力との関係を図５に基づいて説明する。

【０１２８】図５（Ａ）は、管電圧Ｖを１１０［ＫＶ］
に固定したまま、エアギャップＬをＬ＝５，１５，２５
［ｃｍ］と変えた場合の平均出力信号Ｉｃの変化の様子
を示した図である。ただし、平均出力信号Ｉｃの値は、
エアギャップＬの標準値５［ｃｍ］における平均出力信
号Ｉｃの値を１として正規化してあり、このため図５
（Ａ）は、平均出力信号Ｉｃの変化率を示した図となっ
ている。この図５（Ａ）明らかなように、一般に、エア
ギャップＬが大きくなる程、平均信号出力が小さくな
る。これは、エアギャップＬが大きくなるに従い、Ｘ線
Ｉ．Ｉ．７に入射する散乱Ｘ線の量が減少することに起
因する。図５（Ａ）には、また、前述の変化率の被検体
厚依存性、および、Ｘ線照射領域依存性について同時に
調べた結果も示す。図５（Ａ）によれば、被検体厚ｔを
５，１０，１５［ｃｍ］と変化するに従い、変化率が大
きくなることがわかる。これは、被検体厚ｔが大きくな
るに従い、直接Ｘ線に対する散乱Ｘ線の割合が増加する
ことに起因する。また、図５（Ａ）によれば、Ｘ線照射
領域Ａを１２，９．６，７．２［ｉｎｃｈ］四方と変化
しても、平均出力信号の変化率にはそれ程大きな影響を
与えないことがわかる。

【０１２９】図５（Ｂ）は、管電圧Ｖを１１０［ＫＶ］
に固定したまま、Ｘ線照射領域ＡをＬ＝１２，９．６，
７．２［ｉｎｃｈ］四方と変えた場合の平均出力信号Ｉ
ｃの変化の様子を示した図である。ただし、平均出力信
号Ｉｃの値は、Ｘ線照射領域Ａの標準値１２［ｉｎｃ
ｈ］における平均出力信号Ｉｃの値を１として正規化し
てある。

【０１３０】この図５（Ｂ）から明らかなように、一般
に、Ｘ線照射領域Ａが小さくなる程、平均信号出力が小
さくなる。これは、Ｘ線照射領域Ａが小さくなるに従
い、Ｘ線照射領域の周辺部で散乱されて、Ｘ線Ｉ．Ｉ．
７の中心付近に入射する散乱Ｘ線の量が減少することに
起因する。また、図５（Ｂ）には、前述の変化率の被検
体厚依存性およびエアギャップ依存性について同時に調
べた結果も示す。この結果、図５（Ｂ）によれば、被検
体厚ｔを５，１０，１５［ｃｍ］と変化するに従い、変
化率が大きくなることがわかる。これは、被検体厚ｔが
大きくなるに従い、直接Ｘ線に対する散乱Ｘ線の割合が
増加することに起因する。また、図５（Ｂ）によれば、
エアギャップＬを５，１５，２５［ｃｍ］と変化して
も、平均出力信号の変化率にはそれ程大きな影響を与え
ないことがわかる。

【０１３１】以上、図５（Ａ）（Ｂ）より、平均信号出
力Ｉｃの変化は、エアギャップＬおよびＸ線照射領域Ａ
の変化に対して、ほぼ独立であると見なすことができ
る。

【０１３２】したがって、数１においては、Ｘ線照射領
域の変化に対する平均信号出力の変化率の関数ＦＦ
（Ｖ，ｔ，Ａｘ，Ａｙ）と、エアギャップの変化に対す
る平均信号出力の変化率の関数ＦＬ（Ｖ，ｔ，Ｌ）とを
互いに独立した関数として分離してある。

【０１３３】図６に基づいて、透視・撮影条件および被
検体厚と、出力画像の信号強度とを関係づける数１のう
ち、特に、エアギャップＬの変化と出力画像の平均信号
出力との関係を説明する。この図６においては、特に、
出力画像の信号強度として、平均出力信号Ｉｃの変化率
を示し、その表現方法は、基本的に図５（Ａ）と同一で
あるため説明を省略する。

【０１３４】図６（Ａ）は前記平均出力信号Ｉｃの変化
率の管電厚依存性を、図６（Ｂ）は平均出力信号Ｉｃの
変化率の被検体厚依存性をそれぞれ示したものである。
この図６（Ａ）、（Ｂ）から明らかなように、平均出力
信号Ｉｃの変化率は、管電圧および被検体厚に依存性を
持つことがわかる。これは、被検体厚および管電圧が変
化するに従い、直接Ｘ線に対する散乱Ｘ線の割合が変化
することに起因する。図６（Ａ）では、被検体厚ｔを２
５［ｃｍ］に固定し、管電圧Ｖ＝７０，９０，１１０
［ｋＶ］のそれぞれの場合に対して、エアギャップＬを
５，１２，１９，２６［ｃｍ］と変化させており、図中
のプロット値は、実験値を表す。このプロット値から明
らかなように、平均出力信号Ｉｃは、エアギャップＬの
変化に対して、ほぼリニアに変化していることがわか
る。また、前記平均出力信号Ｉｃは、管電圧Ｖに対して
もほぼリニアに変化することがわかる。

【０１３５】図６（Ｂ）では、管電圧Ｖを１１０［ｋ
Ｖ］に固定し、被検体厚ｔ＝５，１５，２５［ｃｍ］の
それぞれの場合に対して、エアギャップＬを５，１２，
１９，２６［ｃｍ］と変化させており、図中のプロット
値は、実験値を表す。このプロット値から明らかなよう
に、平均出力信号Ｉｃは、エアギャップＬの変化に対し
てほぼリニアに変化していることがわかる。さらには、
平均出力信号Ｉｃは、被検体厚ｔに対してもほぼリニア
に変化することがわかる。

【０１３６】以上より、エアギャップＬの変化に対する
平均信号出力Ｉｃの変化率の関数ＦＬ（Ｖ，ｔ，Ｌ）を
数５で近似する。このとき、数５を特徴づけるＶＬの値
は、図６（Ａ）中のプロット２点（ｔ＝２５［ｃｍ］，
Ｌ＝２６［ｃｍ］，Ｖ＝７０，１１０［ｋＶ］）の値を
測定し、前述の測定値と数５とからＦＬ（Ｖ，ｔ＝２５
［ｃｍ］，Ｌ＝２６［ｃｍ］）＝１とするＶＬの値を計
算することで求められる。また、数５を特徴づけるＫＬ
の値は、前述の測定値のうち、ｔ＝２５［ｃｍ］，Ｌ＝
２６［ｃｍ］，Ｖ＝１１０［ｋＶ］における測定値と、
既に求めたＶＬの値とから、数５を用いて容易に計算さ
れる。これらのパラメータの値は、Ｘ線管１の管電圧Ｖ
すなわち放射Ｘ線のエネルギー分布に対し依存性を持つ
ため、一般に、Ｘ線のエネルギー分布を変化させるＸ線
フィルタやＸ線グリッドを変えると、パラメータの値も
変化する。このため、使用される全てのＸ線フィルタお
よびグリッドの種類の組み合わせに対して、予め、ＶＬ
およびＫＬを測定して、テーブルとして保存する必要が
ある。図６（Ａ）、（Ｂ）中には、前述の方法によって
求めたＫＬおよびＶＬに対して、数５を用いて計算した
平均信号出力Ｉｃの値が同時に示される。図６（Ａ）、
（Ｂ）によれば、エアギャップＬの変化に対する平均出
力信号Ｉｃの変化は、数５を用いてほぼ近似されること
がわかる。なお、数５においては、前記平均出力信号Ｉ
ｃのエアギャップＬ、被検体厚ｔおよび管電圧Ｖに対す
る変化がリニアであるとして１次関数で近似したが、前
述の近似関数は前述の例のみに限定されるものではな
く、測定値に応じて、より適切なものに置き換えること
もできる。

【０１３７】図７に基づいて、透視撮影条件および被検
体厚と、出力画像の信号強度とを関係づける数１のう
ち、特に、Ｘ線照射領域Ａｘ，Ａｙの変化と出力画像の
平均信号出力との関係を説明する。この図７は、平均出
力信号Ｉｃの変化率を示す図であり、その表現方法は基
本的に図４（Ｂ）と同一であるため説明を省略する。

【０１３８】図７（Ａ）は、前述の平均出力信号Ｉｃの
変化率の管電厚依存性を、図７（Ｂ）は、前述の平均出
力信号Ｉｃの変化率の被検体厚依存性をそれぞれ示した
ものである。図７（Ａ）、（Ｂ）から明らかなように、
前述の平均出力信号Ｉｃの変化率は、管電圧および被検
体厚に依存性を持つ。これは、被検体厚および管電圧が
変化するに従い、直接Ｘ線に対する散乱Ｘ線の割合が変
化することに起因する。

【０１３９】図７（Ａ）では、被検体厚ｔを２５［ｃ
ｍ］に固定し、管電圧Ｖ＝７０，９０，１１０［ｋＶ］
のそれぞれの場合に対して、Ｘ線照射領域Ａを１２，１
０，８，６［ｉｎｃｈ］と変化させており、図中のプロ
ット値は実験値を表す。このプロット値によれば、平均
出力信号Ｉｃは、Ｘ線照射領域Ａの変化に対してほぼリ
ニアに変化していることがわかる。また、平均出力信号
Ｉｃは、管電圧Ｖに対してもほぼリニアに変化すること
がわかる。

【０１４０】図７（Ｂ）では、管電圧Ｖを１１０［ｋ
Ｖ］に固定し、被検体厚ｔ＝５，１５，２５［ｃｍ］の
それぞれの場合に対して、Ｘ線照射領域Ａを１２，１
０，８，６［ｉｎｃｈ］と変化させており、図中のプロ
ット値は実験値を表す。このプロット値から明らかなよ
うに、平均出力信号Ｉｃは、Ｘ線照射領域Ａの変化に対
してほぼリニアに変化している。また、平均出力信号Ｉ
ｃは、被検体厚ｔに対してもほぼリニアに変化すること
がわかる。

【０１４１】図７（Ｃ）は、Ｘ線照射量域をｘ，ｙ方向
同時に変化させた場合と、ｘ方向のみ変化させた場合
（このとき、ｙ方向は標準値１２［ｉｎｃｈ］に固定）
とのそれぞれの場合に対する、平均出力信号Ｉｃの変化
を示したものである。図７（Ｃ）では、被検体厚ｔおよ
び管電圧Ｖをそれぞれ２５［ｃｍ］，９０［ｋＶ］に固
定して、Ｘ線照射領域ＡおよびＡｘを１２，１０，８，
６［ｉｎｃｈ］と変化させており、図中のプロット値は
実験値を表す。このプロット値から明らかなように、Ｘ
線照射領域をｘ方向のみに変化させた場合の平均出力信
号Ｉｃの変化量は、Ｘ線照射領域をｘ，ｙ方向同時に変
化させた場合の平均出力信号Ｉｃの変化量のほぼ半分と
なっている。したがって、平均出力信号Ｉｃの値は、近
似的にＡｘの変化量とＡｙの変化量の和に比例して変化
すると考えられる。

【０１４２】以上より、Ｘ線照射領域Ａｘ，Ａｙの変化
に対する平均信号出力Ｉｃの変化率の関数ＦＦ（Ｖ，
ｔ，Ａｘ，Ａｙ）を数４で近似する。このとき、数４を
特徴づけるＶＦの値は、図７（Ａ）中のプロット２点
（ｔ＝２５［ｃｍ］，Ａ＝６［ｉｎｃｈ］，Ｖ＝７０，
１１０［ｋＶ］）の値を測定し、この測定値と数４とか
らＦＦ（Ｖ，ｔ＝２５［ｃｍ］，Ａｘ＝６［ｉｎｃ
ｈ］，Ａｙ＝６［ｉｎｃｈ］）＝１とするＶＦの値を計
算することで求められる。また、数４を特徴づけるＫＦ
の値は、前記測定値のうち、ｔ＝２５［ｃｍ］，Ａ＝６
［ｉｎｃｈ］，Ｖ＝１１０［ｋＶ］における測定値と既
に求めたＶＦの値とから、数４を用いて容易に計算でき
る。これらのパラメータの値は、Ｘ線管１の管電圧Ｖす
なわち放射Ｘ線のエネルギー分布に対し依存性を持つた
め、一般に、Ｘ線のエネルギー分布を変化させるＸ線フ
ィルタやＸ線グリッドを変えると、パラメータの値も変
化する。このため、使用される全てのＸ線フィルタおよ
びグリッドの種類の組み合わせに対して予めＶＦおよび
ＫＦを測定して、テーブルとして保存する必要がある。
図７（Ａ）〜（Ｃ）中には、前述の方法によって求めた
ＫＦおよびＶＦに対して、数４を用いて計算した平均信
号出力Ｉｃの値が同時に示される。

【０１４３】図７（Ａ）〜（Ｃ）によれば、Ｘ線照射領
域Ａｘ，Ａｙの変化に対する平均出力信号Ｉｃの変化
は、数４を用いてほぼ近似されることがわかる。なお、
数４においては、平均出力信号ＩｃのＸ線照射領域Ａ
ｘ，Ａｙ、被検体厚ｔおよび管電圧Ｖに対する変化がそ
れぞれリニアであるとして１次関数で近似したが、この
近似関数は、前述の例のみに限定されるものではなく、
測定値に応じてより適切なものに置き換えることもでき
る。

【０１４４】以上、図４〜７を用いて、数１〜数５の導
出および数１〜数５のパラメータａｐ，ｂｐ，ｃｐ，ａ
ｍ，ｂｍ，ｃｍ，ＫＦ，ＶＦ，ＫＬ，ＶＬの測定方法に
ついて説明した。この他に数１中には、パラメータＦ
Ｃ，ＦＩが含まれているが、これらは、それぞれカメラ
モードに対する係数、Ｘ線Ｉ．Ｉ．のＩ．Ｉ．モードに
対する係数を示している。ＦＣ，ＦＩは、それぞれ標準
カメラモードおよび標準Ｉ．Ｉ．モードにおいて１であ
る。ＦＣ，ＦＩの測定は、標準条件および適当な被検体
厚ｔ、管電圧Ｖ（例えばｔ＝１５［ｃｍ］、Ｖ＝９０
［ｋＶ］等）、Ｘ線フィルタ種類およびＸ線グリッド種
類において、カメラモードおよびＩ．Ｉ．モードのみを
標準条件から変化させ、平均出力信号Ｉｃの変化率を測
定することで容易に測定できる。

【０１４５】数１および数６において、Ｘ線照射領域お
よびエアギャップの変化に対する補正項ＦＦ（Ｖ，ｔ，
Ａｘ，Ａｙ），ＦＬ（Ｖ，ｔ，Ｌ）は、そのどちらか一
方、または、両方を省略できる。すなわち、ＦＦ（Ｖ，
ｔ，Ａｘ，Ａｙ）＝１あるいはＦＬ（Ｖ，ｔ，Ｌ）＝１
とする。このとき、被検体厚ｔの導出あるいはＸ線撮影
条件の決定の演算において精度が劣化するが、Ｘ線照射
領域あるいはエアギャップの測定機構を必要としないた
め、装置構成を比較的簡単にすることができる。特に、
エアギャップの補正項ＦＬ（Ｖ，ｔ，Ｌ）については、
Ｘ線透視時と撮影時において、エアギャップＬが変化し
ないので、この省略が演算精度に与える影響は小さい。
例えば、ＦＬ（Ｖ，ｔ，Ｌ）を省略した場合、数６で決
定されるＱ’Ω’Ｇ’の値は、透視と撮影管の管電圧Ｖ
との差が２０［ｋＶ］程度以内であれば、５％程度の誤
差範囲で計算することができる。

【０１４６】本実施の形態では、各パラメータの標準値
として図４（Ａ）に示す値を用いたが、これに限るもの
ではない。特に、エアギャップＬおよびＸ線照射領域Ａ
ｘ，Ａｙの標準値については、それぞれのパラメータの
最も使用頻度の高い値に設定することが望ましい。この
とき、数４および数５に示されるＦＦ（Ｖ，ｔ，Ａｘ，
Ａｙ）およびＦＬ（Ｖ，ｔ，Ｌ）の近似誤差、あるい
は、省略に起因する計算誤差の発生頻度を抑えることが
できる。

【０１４７】以上説明したように、本実施の形態のＸ線
装置によれば、透視撮影条件下における被検体厚と出力
画像の信号強度（平均信号出力Ｉｃ）との関係を数１で
近似すると共に、まず、数１のパラメータであるＦＣお
よびＦＩを特定するための値、ならびに、Ｐｏ（Ｖ）、
μ（Ｖ）、ＦＦ（Ｖ，ｔ，Ａｘ，Ａｙ）およびＦＬ
（Ｖ，ｔ，Ｌ）を計算するための数２〜５のパラメータ
であるａｐ，ｂｐ，ｃｐ，ａｍ，ｂｍ，ｃｍ，ＫＦ，Ｖ
Ｆ，ＫＬ，ＶＬと、透視時の撮像条件および作業者の指
示による撮影時の撮像条件とを、それぞれテーブル１１
４ａ〜ｃ、透視条件記憶メモリ１１１および撮影条件記
憶メモリ１１３に格納しておく。

【０１４８】撮影の指示があったならば、、透視時の撮
像条件に基づいて、まず、被検体厚計算手段２０１が被
検体厚を計算する。

【０１４９】次に、撮影管電圧決定手段２０２がＸ線管
１の管電圧を決定した後、Ｑ’Ω’Ｇ’計算手段２０３
が、数２〜６、テーブル１１４ａ〜ｃ、透視条件記憶メ
モリ１１１および撮影条件記憶メモリ１１３に格納され
る値に基づいて、簡単な演算によって撮影時の撮像条件
を決定する。

【０１５０】次に、飽和監視手段２０４が透視時の撮像
条件（透視自動制御による設定値３１４）の中に飽和し
ている項目がないかを判定し、透視時の撮像条件が飽和
していない場合は、透視自動制御が適正に行われている
とみなし、Ｑ’Ω’Ｇ’計算手段２０３で計算したＱ’
Ω’Ｇ’の値をそのまま用いる。一方、透視時の撮像条
件が飽和している場合は、透視自動制御が適正に行われ
ていなかったとみなし、撮影画像の信号出力が適正値Ｉ
ｃｏをとるように、Ｑ’Ω’Ｇ’の値をｋ＝Ｉｃｏ／Ｉ
ｃ倍した値を用いる。

【０１５１】Ｑ’Ω’Ｇ’決定手段２０５では、飽和監
視手段２０４から出力されるＱ’Ω’Ｇ’の値に対し
て、それぞれＱ’、Ω’、Ｇ’の値を個々に求め、それ
ぞれの値を撮影条件記憶メモリ１１３中に、撮影自動制
御による設定値３１５として記録し、該設定値に基づい
て、各制御器１００〜１０６およびアンプ１０７がそれ
ぞれ対応する装置を制御してＸ線撮影を行う、すなわ
ち、Ｘ線透視条件および透視時のビデオ信号からＸ線撮
影条件を決定する場合において、Ｘ線照射領域やエアギ
ャップ等の変化に伴い変化する散乱Ｘ線量を簡単な関数
を用いて精度よく計算できるので、散乱Ｘ線量の変化を
考慮してＸ線撮影条件を決定できる。したがって、Ｘ線
散乱による影響を除去した、より適正なＸ線撮影を行う
ことができる。

【０１５２】また、少ない時間で適正な濃度レベルの撮
像条件でのＸ線撮像ができる。

【０１５３】撮影時の撮像条件である管電流量Ｑ’管電
流量光学絞り面積Ω’およびアンプ１０７のゲインＧ’
を計算する数６において、Ｘ線散乱にかかわる補正を透
視時のＦＦ（Ｖ，ｔ，Ａｘ，Ａｙ）およびＦＬ（Ｖ，
ｔ，Ｌ）と撮影時のＦＦ（Ｖ’，ｔ，Ａｘ’，Ａｙ’）
およびＦＬ（Ｖ’，ｔ，Ｌ）とからなる補正項によって
行っているので、Ｘ線散乱の影響を考慮した撮像条件で
被検体のＸ線像を撮影できる。

【０１５４】さらには、撮影条件演算装置１１２は、テ
ーブル１１４ａ〜ｃ、透視条件記憶メモリ１１１および
撮影条件記憶メモリ１１３に格納に格納する値と、数１
に示す出力値の近似式に基づく数２〜６とによって、撮
影時の撮像条件を計算するので、少ない演算量すなわち
少ない時間で適正な濃度レベルの撮像条件でのＸ線撮像
ができる。

【０１５５】積演算のみで撮影時の撮像条件を決定でき
るので、高速な演算能力を有しない低コストな演算装置
を使用できる。したがって、Ｘ線装置を低コストで製造
できる。

【０１５６】被検体厚計算手段２０１は、数１、テーブ
ル１１４ａおよびテーブル１１４ｂに基づいて、被検体
４の被検体厚を近似して計算するので、たとえば、透視
時におけるＸ線検出器に入射するＸ線の強度が該Ｘ線検
出器で適正に検出できる範囲を越えている場合であって
も、被検体厚を正確に計算できる。

【０１５７】したがって、たとえば、透視時の撮像画像
（透視画像）がハレーションを起こしているような場合
であっても、被検体厚を正確に計算できるので、正確に
撮影時の撮像条件を決定できる。

【０１５８】また、被検体厚計算手段２０１の計算で得
られた被検体厚に基づいて、Ｑ’Ω’Ｇ’計算手段２０
３が撮影時の撮像条件を計算するので、より適正に撮像
条件を計算できる。

【０１５９】本実施の形態のＸ線装置では、装置に固有
な関数を数４および数５積で近似すると共に、該数４お
よび数５のパラメータであるＫＦ、ＶＦ、ＫＬ、ＶＬを
テーブル１１４ｃに格納しているので、たとえば、定期
点検等に伴う調整等を目的とした測定が短時間でできる
と共に、前述のパラメータを変更することによって、簡
単に装置の調整が行えるという効果がある。

【０１６０】飽和監視手段２０４が透視時の撮像条件の
中に飽和している項目がないかを監視し、飽和している
場合は、透視自動制御が適正に行われていなかったとみ
なし、撮影画像の信号出力が適正値Ｉｃｏをとるよう
に、Ｑ’Ω’Ｇ’の値をｋ＝Ｉｃｏ／Ｉｃ倍した値を撮
影時の撮像条件とするので、たとえば、被検体４の厚さ
が厚いために透視時のアンプ１０７の利得を適正なレベ
ルにまで上げることができない場合であっても、撮影時
の撮像条件は正確に計算できる。

【０１６１】さらには、図４（Ａ）に示す標準値（管電
流量Ｑ、カメラ絞りΩ、アンプのゲインＧ、カメラモー
ド、Ｉ．Ｉ．モード、Ｘ線照射領域Ａｘ，Ａｙ、エアギ
ャップＬ）が、たとえば、透視時に最も頻繁に使用され
る値である場合には、数４および数５の近似誤差に起因
する、撮影時の撮像条件の決定の際の誤差を減少できる
という効果もある。

【０１６２】以上に示す効果は、散乱Ｘ線量が多い場
合、すなわち、被検体厚が厚くＸ線管の管電圧が高い場
合において、特に効果的である。

【０１６３】この一例として、被検体として厚さ２８ｃ
ｍのアクリルを用いて撮影制御を行った場合を以下に示
す。このときの透視条件としては、Ｘ線管の管電圧Ｖ＝
１２０［ｋＶ（キロボルト）］、Ｘ線照射領域Ａｘ＝Ａ
ｙ＝７［ｉｎｃｈ］、撮影条件としては、Ｘ線管の管電
圧Ｖ’＝１０８［ｋＶ］、Ｘ線照射領域Ａｘ＝Ａｙ＝１
２［ｉｎｃｈ］とした。また、その他の条件（Ｘ線フィ
ルタ種類、Ｘ線グリッド種類、Ｉ．Ｉ．モード、カメラ
絞り、カメラモード、アンプのゲイン、およびエアギャ
ップ）に関しては、透視時と撮影時とで同一の条件とし
た。特に、Ｘ線フィルタ種類およびＸ線グリッド種類
は、図４〜７に示す実験で使用したものと同一とし、
Ｉ．Ｉ．モード、カメラ絞り、カメラモードおよびアン
プのゲインは、図４（Ａ）に示す標準値とした。また、
エアギャップＬは、Ｌ＝２５［ｃｍ］と設定した。

【０１６４】この条件で、本発明のＸ線装置で撮影条件
を求めて実際に撮影を行い、透視画像と撮影画像とを比
較した。

【０１６５】その結果、透視画像の平均信号出力を１０
０％とした場合、撮影画像の平均信号出力は９５〜１０
５％程度となり、すなわち、５％程度の誤差で撮影を行
うことができた。

【０１６６】これに対して、特開昭６２−１５８００号
公報に記載されているような従来の方法で、透視時と撮
影時における散乱Ｘ線量の誤差を考慮せずに撮影制御を
行った場合、撮影画像の平均信号出力は１４０〜１５０
％程度の値となり、４０〜５０％の誤差が生じた。この
ような大きな誤差の主原因は、Ｘ線照射領域の変化およ
びエアギャップの標準値からのずれに伴う散乱Ｘ線量の
変化である。このような大きな誤差は、撮影画像におい
てハレーションを発生させる原因となるため、従来の方
法では適正な濃度レベルで撮影を行うことができない
が、本発明に示す装置の方法を用いて、適正な濃度レベ
ルで撮影を行うことができることが確認された。

【０１６７】ただし、本実施の形態においては、Ｘ線装
置について、その動作および効果を説明したが、本発明
はＸ線装置に限定されることはなく、他の一般的なＸ線
透視装置、Ｘ線撮影装置、立体Ｘ線撮影装置、ＤＳＡ装
置（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ Ａｎｇ
ｉｏｇｒａｐｈｙ装置）等にも適用できることは勿論で
ある。

【０１６８】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本
発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることは勿論である。

【０１６９】たとえば、前述する本発明の実施の形態の
においては、Ｘ線検出器としてＸ線イメージインテンシ
ファイア７、光学レンズ系８およびテレビカメラ９から
なる系を用いたが、この系に限定されることはなく、Ｘ
線信号を直接電気信号に変換可能なＸ線平面センサ等
（撮像手段）を用いたＸ線検出器でこれを代用しても、
前述する効果が得られることは言うまでもない。Ｘ線平
面センサの例としては、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ
Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）素子を用いる方法が、「Large
Area,Flat-Panel,Amorphous Silicon Imagers;L.E.Anto
nuk,et al.SPIE,Vol.2432,Physics of Medical Imagin
g,pp.216-217」等に記載される。

【０１７０】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。

【０１７１】（１）Ｘ線透視時の撮像条件からＸ線撮影
時の撮像条件を決定する際に、少ない時間で適正な濃度
レベルの撮像条件を決定できる。

【０１７２】（２）Ｘ線透視時の撮像条件からＸ線撮影
時の撮像条件を決定する際に、Ｘ線散乱の影響を考慮し
た撮像条件を決定できる。

【０１７３】（３）簡単な構成でＸ線装置を製造できる
ので、Ｘ線装置の製造コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のＸ線装置の概略構成を
示すブロック図である。

【図２】本実施の形態の撮影条件演算装置の概略構成を
示すブロック図である。

【図３】Ｘ線撮影開始の信号が発生してから、撮影条件
が全て決定されるまでの処理を説明するための処理フロ
ーである。

【図４】被検体厚および管電圧と出力画像の平均信号出
力との関係を説明するための図である。

【図５】エアギャップおよびＸ線照射領域の変化と出力
画像の平均信号出力との関係を説明するための図であ
る。

【図６】エアギャップの変化と出力画像の平均信号出力
との関係を説明するための図である。

【図７】Ｘ線照射領域の変化と出力画像の平均信号出力
との関係を説明するための図である。

【符号の説明】

１…Ｘ線管、２…Ｘ線フィルタ、３…Ｘ線コリメータ、
５…寝台天板、６…Ｘ線グリッド、７…Ｘ線イメージイ
ンテンシファイア、８…光学レンズ系、９…テレビカメ
ラ、１０…モニタ、１１…遠隔操作卓、１２…操作卓、
１００…Ｘ線制御器、１０１…Ｘ線フィルタ制御器、１
０２…Ｘ線コリメータ制御器、１０３…透視撮影位置制
御器、１０４…Ｉ．Ｉ．モード制御器、１０５…光学絞
り制御器、１０６…テレビカメラ制御器、１０７…アン
プ、１０８…Ａ／Ｄ変換器、１０９…画像処理装置、１
１０…透視条件演算装置、１１１…透視条件記憶メモ
リ、１１２…撮影条件演算装置、１１３…撮影条件記憶
メモリ、１１４…テーブル、２０１…被検体厚計算手
段、２０２…撮影管電圧決定手段、２０３…Ｑ’Ω’
Ｇ’計算手段、２０４…飽和監視手段、２０５…Ｑ’
Ω’Ｇ’決定手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 謙 東京都千代田区内神田一丁目１番14号 株式会社日立メディコ内 (72)発明者 石黒 隆 東京都千代田区内神田一丁目１番14号 株式会社日立メディコ内 (56)参考文献 特開 平６−189946（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−14911（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−82627（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−29109（ＪＰ，Ｕ) 特公 平４−77440（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05G 1/00 - 2/00 A61B 6/00 - 6/14 ＪＳＴＰｌｕｓファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線を発生するＸ線管と、Ｘ線の照射領
   域を制限するＸ線コリメータと、被検体のＸ線像を撮像
   する検出手段と、前記Ｘ線像を表示する表示手段とを有
   するＸ線装置に於いて、前記被検体を模擬する材料を用
   いて得られる、前記検出手段の出力値Ｉと前記Ｘ線管の
   管電圧Ｖと管電流量Ｑと前記検出手段の利得Ｇと前記被
   検体の厚さｔとの関係を、前記管電圧Ｖを変数とする多
   項式Ｐｏ（Ｖ）及びμ（Ｖ）を用いた第１の近似式Ｉ＝
   ＱＧＰｏ（Ｖ）ｅｘｐ（−μ（Ｖ）ｔ）で近似して得ら
   れる前記Ｐｏ（Ｖ）及びμ（Ｖ）の多項式係数の値を格
   納する第１の格納手段と、前記照射領域のサイズの変化
   に対する前記検出手段の出力値Ｉの変化率を前記Ｘ線管
   の管電圧Ｖと前記被検体の厚さｔと前記照射領域のサイ
   ズとを変数とする多項式で構成される第２の近似式で近
   似して得られる多項式係数の値を格納する第２の格納手
   段と、前記被検体と前記検出手段の入力面との距離の変
   化に対する前記検出手段の出力値Ｉの変化率を、前記Ｘ
   線管の管電圧Ｖと前記被検体の厚さｔと前記被検体と前
   記検出手段の入力面との距離とを変数とする多項式で構
   成される第３の近似式で近似して得られる多項式係数の
   値を格納する第３の格納手段と、前記第１〜３の近似式
   の積で表される出力近似関数と透視時における前記Ｘ線
   管の管電圧Ｖと管電流量Ｑと前記照射領域のサイズと前
   記被検体と前記検出手段の入力面との距離と前記検出手
   段の利得Ｇの値とに基づいて前記被検体の厚さｔを計算
   する第１の計算手段と、前記第１の計算手段により計算
   された前記被検体の厚さｔと前記出力近似関数と撮影時
   において予め設定された前記Ｘ線管の管電圧Ｖと前記照
   射領域のサイズと前記被検体と前記検出手段の入力面と
   の距離とに基づいて撮影時の管電流量Ｑ及び前記検出手
   段の利得Ｇを計算する第２の計算手段と、前記第２の計
   算手段の計算結果に基づいて撮影を制御する制御手段と
   を具備することを特徴とするＸ線装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のＸ線装置に於いて、Ｘ
   線のエネルギー分布を変化させるＸ線フィルタ、及び／
   又は、Ｘ線が前記被検体を透過する際に発生する散乱Ｘ
   線を除去するＸ線グリッドを有し、複数の前記Ｘ線フィ
   ルタ、及び／又は、複数の前記Ｘ線グリッドの組み合わ
   せに対して求められた前記第１〜３の近似式の多項式係
   数の値を、それぞれ前記第１〜３の格納手段が格納する
   ことを特徴とするＸ線装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のＸ線装置に於いて、前
   記第２の近似式は一定値であることを特徴とするＸ線装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のＸ線装置に於いて、前
   記第３の近似式は一定値であることを特徴とするＸ線装
   置。
5. 【請求項５】 請求項１に記載のＸ線装置に於いて、前
   記第１の計算手段は、透視時に於ける前記管電圧Ｖ、前
   記管電流量Ｑ及び前記利得Ｇの値が予め設定した許容値
   の範囲内であるか否かを判定する判定手段を有し、前記
   判定手段が前記管電圧Ｖ、前記管電流量Ｑ、及び前記利
   得Ｇが前記許容値の範囲内に含まれないと判定した場合
   に、撮影時の前記管電流量Ｑ又は前記利得Ｇを所定倍す
   る出力値補正手段を前記第２の計算手段が具備すること
   を特徴とするＸ線装置。