(57)【要約】【課題】不適切なグリッド縞を放射線画像上から除去する為、画像処理が施されるが、Ｘ線画像検出パネルの画素の並びと、散乱Ｘ線除去用グリッドの縞目が平行でない或る値以上の角度・位置ズレを起こすと、診断画像にモアレ縞が発生し観察の際に障害となったり、画像処理を行うライン数が増大し、画像処理に要する時間が増大するといった問題があった。【解決手段】本発明に係るＸ線画像撮影装置は、Ｘ線検出器とＸ線散乱線除去用グリッドの相対的な位置・角度調整手段を設けることで、診断上有害となるグリッドカットオフの影響やモアレ縞の発生を抑制することで、画像処理に要する時間を削減し、良好な画像を効率良く得ることが可能となった。【選択図】    図１
2006288465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を透過したＸ線の強度分布を検出するＸ線画像検出器と、前記Ｘ線画像検出器を内包する筐体と、前記筐体のＸ線入力面に着脱自在に取り付け可能な散乱Ｘ線除去手段と、前記筐体のＸ線入射面に垂直な軸に対する、前記Ｘ線画像検出器と前記散乱Ｘ線除去手段との相対的な角度位置の規制及び、調整を行う手段を有することを特徴とするＸ線画像撮影装置。
【請求項２】
前記筐体のＸ線入射面に平行な面における、前記Ｘ線画像検出器と前記散乱Ｘ線除去手段との中心を略一致させるよう、左右上下の相対的な位置の規制及び、調整を行う手段を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項３】
前記調整手段は、独立部位として着脱可能又は／及び、前記筐体又は／及び前記放射線除去手段に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項４】
前記Ｘ線画像検出器又は前記散乱線除去手段と、前記調整手段との相対的な取り付け位置精度を確保する為の規制手段を有することを特徴とする請求項３に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項５】
Ｘ線撮影により取得した画像情報により、前記Ｘ線画像検出器と前記散乱Ｘ線除去手段とのズレ量を算出し、前記調整手段を駆動させ位置調整する制御手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項６】
前記制御手段に制御量を入力する入力手段を有することを特徴とする請求項５に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項７】
前記筐体及び、前記散乱Ｘ線除去手段に中心を表す指標を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項８】
Ｘ線入力面に垂直な軸に対する前記Ｘ線検出器と前記散乱Ｘ線除去手段との相対的な角度誤差を０．５度以内に調整を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項９】
前記散乱Ｘ線除去手段はＸ線吸収部材を帯状又は格子状に配置された構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項１０】
前記散乱Ｘ線除去手段は帯状に配置したＸ線吸収部材をＸ線源に向かうように周辺を傾斜した収束グリッドであることを特徴とする請求項２に記載のＸ線画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着脱可能な散乱Ｘ線除去用グリッドを備えた平面検出器を用いたＸ線画像撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、Ｘ線撮影として最も一般的な撮影方法はフィルム／スクリーン法であり、これは感光性フィルムとＸ線に対して感度を有している蛍光体を組み合わせて撮影する方法である。第２の撮影方法として、コンピューテッドラジオグラフィ（ＣＲ）法と呼ばれる方法も実用化されている。この方法はＸ線の透過画像を蛍光体中に一旦、潜像として蓄積し、後に励起光を照射することにより潜像を読み出す方式である。
【０００３】
また近年の半導体プロセス技術の進歩に伴い、第３の撮影方法として半導体センサを使用して同様にＸ線画像を撮影する装置が開発されている。この種のシステムは、従来の銀塩写真を用いるＸ線写真システムと比較して、極めて広範囲なＸ線露出域の画像を記録できるという利点を有している。即ち、広範囲のダイナミックレンジのＸ線を光電変換手段により読み取って電気信号に変換した後に、この電気信号を用いて写真感光材料等の記録材料やＣＲＴ等の表示装置にＸ線画像を可視像として出力させることにより、Ｘ線の露光量の変動に影響され難い、Ｘ線画像を得ることができる。
【０００４】
図９は上述した半導体センサを用いたＸ線画像撮影システムの概略図を示しており、Ｘ線画像撮影装置３には、複数の光電変換素子を二次元状に配置した検出面を有するＸ線検出センサ４が内蔵されており、Ｘ線発生部１から出射されたＸ線が被写体２に照射され、被写体２を透過したＸ線はＸ線検出センサ４により検出される。このＸ線検出センサ４から出力された画像信号は、画像処理手段５においてデジタル画像処理され、モニタ６上に被写体２のＸ線画像として表示される。このようなＸ線検出センサは形状から平面検出器、フラットパネル等と称される。
【０００５】
上記Ｘ線検出センサを用いた装置で、より迅速かつ広範囲な部位の撮影を可能にする為、操作性の優れた電子カセッテと称する可搬型の撮影装置がこれまでに提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００６】
また、Ｘ線画像のコントラストを改善する目的で散乱Ｘ線除去用グリッドを用いた撮影方法がある。これはＸ線の照射し、被写体の内部透過により発生する散乱Ｘ線を除去するためのものであり、この散乱Ｘ線除去用グリッドは、Ｘ線管球とＸ線画像検出器の間に配置して撮影を行う。
【０００７】
この散乱Ｘ線除去用グリッドは、Ｘ線吸収部材としてＸ線吸収率の大きい鉛等から成る複数枚の箔と、Ｘ線吸収率が小さなアルミニウム、紙、木、合成樹脂、炭素繊維強化樹脂等から成る中間物質とを交互に積層し、アルミニウム等から成るカバー部材により覆われている。この場合に、箔の面に沿った方向からＸ線が入射するような構成となっているため、散乱Ｘ線は箔に対して或る角度で入射し、箔に当たり吸収される。被写体を透過したＸ線の一次光は、箔に対して平行に入射するため、中間物質部を通過してグリッドを透過する。従って、被写体において散乱された散乱Ｘ線を箔で吸収することができ、散乱Ｘ線による解像度の低下を防止することができる。
【０００８】
図１０は従来のＸ線平面検出器を用いた撮影装置の概略構成の縦断面図、図１２は横断面図の例である。
【０００９】
このＸ線撮影装置は、Ｘ線を可視光に変換する蛍光体１４ａと、この光電変換素子１４ｂをその上面に形成した基板１４ｃから構成される撮像素子１４と、この基板１４ｃを支持する基台１３と、光電変換素子１４ｂからの電気信号を処理する電子部品を搭載した回路基板を搭載した回路基板１６及び、光電変換素子１４ｂと回路基板１６とを電気的に接続する配線１５と光電変換素子１４ｂ及び回路基板１６に電源供給する為の電源回路１７と電源用配線と、基台１３を固定するスペーサ１２と、これらを収納する筐体１１などから構成されている。
【００１０】
更に、筐体１１のＸ線入力面側には着脱自在のグリッドユニット２０が設けられていおり、このグリッドユニット２０は、開口部１９’を設けたグリッド固定枠１９と、このグリッド固定枠１９に取り付けられている散乱Ｘ線除去用グリッド１８からなる。
【００１１】
図１１は、散乱Ｘ線除去用グリッド１８をＸ線入射方向から見た平面図である。この図に平行に描かれた線は散乱Ｘ線除去用グリッド１８の内部に紙面に対し鉛直方向に奥行きを持つ箔１８ｂと中間物質の積層状態を模式的に表した線を意味している。散乱Ｘ線除去用グリッド１８の中心線１８ａは、箔１８ｂの図示積層方向と平行である。また、Ｘ線管球の中心に焦点を有する所謂集束グリッドの場合、この中心線１８ａは管球中心に合わせるラインであるため、中心線１８ａ付近の箔１９ｂは紙面に対し鉛直方向の線に対し平行であるが、中心線１８ａから徐々に離れるに従ってＸ線照射角に平行した構成となっている。
【特許文献１】特開昭５５−１２４２９号公報
【特許文献２】特開昭５６−１１３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前述の従来例のような、半導体画素から成るＸ線画像検出器は、図１２に示すような二次元的に分布した画素の方向性があり、Ｘ線吸収部材を帯状又は格子状に配置されたグリッド又は、帯状に配置したＸ線吸収部材をＸ線源に向かうように周辺を傾斜した収束グリッドからなる散乱Ｘ線除去手段とを併用した場合、相対関係が適切でないと、１次Ｘ線の損失により撮影されたＸ線画像に明暗のむらが生じ全体的に暗くなることや、エリアシングやサンプリング周期の設定を原因として放射線画像には不適切なグリッド縞が重畳する。
【００１３】
このような不適切なグリッド縞を放射線画像上から除去する為、画像処理が施されるが、前記Ｘ線画像検出器の画素の並びに平行な線１４ｄと、前記散乱Ｘ線除去手段のグリッド１８の中心線１８ａが平行でない或る値以上の角度をもつと、様々な障害が発生する。
【００１４】
先ず、第１にはモアレ縞の発生が問題となる。グリッド１８の１ｃｍ当りの箔の数をグリッド密度（本／ｃｍ）として表した場合に、通常のグリッド密度は約３０〜６０（本／ｃｍ）である。従って、グリッド１８の縞目の空間周波数は３〜６ｌｐ／ｍｍである。これに対して、Ｘ線撮影に用いられる半導体センサの画素のピッチはセンサの有効範囲が大きいことから、通常では２００〜５０μｍの範囲にある。従って、センサの分解能は２．５〜１０ｌｐ／ｍｍであり、グリッド１８の縞目の空間周波数と近似したものとなり、両者が或る角度を有して重なると干渉を起こしモアレ縞が発生し、Ｘ線画像を用いた診断において微細な病変を観察する際に障害となる。
【００１５】
第２には画像処理上の問題があり、グリッド１８の縞目に対して何らかの画像処理を施す場合に、グリッド１８の縞目が画素の並びに対して傾くと、１本の縞目が何本もの画素のラインを跨ぐことになり、画像処理を行うライン数が増大し、画像処理に要する時間が増大するといった問題があった。
【００１６】
そこで、本発明は、良好な画像を効率良く得ることができるＸ線画像撮影装置を提供するために、上述のような問題を解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明は、被写体を透過したＸ線の強度分布を検出するＸ線画像検出器と、前記Ｘ線画像検出器を内包する筐体と、前記筐体のＸ線入射面に着脱自在に取り付け可能な散乱Ｘ線除去手段と、前記筐体のＸ線入射面に垂直な軸に対する、前記Ｘ線画像検出器と前記散乱Ｘ線除去手段との相対的な角度位置の規制及び、調整を行う手段を有することを特徴とするＸ線画像撮影装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るＸ線画像撮影装置は、Ｘ線検出器とＸ線散乱線除去用グリッドの部品精度のばらつきがあっても位置合わせが簡便な方法で行え、診断上有害となるグリッドカットオフの影響やモアレ縞の発生を抑制することができる。また、グリッドの像が交差する画像読み取りラインの数が規制されるので、グリッド除去等を行う画像処理の範囲が減少し、計算時間が短縮が可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を図１〜図８に図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施の形態では、本発明のＸ線画像撮影装置の例として、Ｘ線を用いて被検者を撮影する医療用の撮影装置（Ｘ線画像撮影装置）について説明するが、本発明を他の被写体を撮影するＸ線画像撮影装置又は他のＸ線を用いた撮影装置に適用することも可能である。
【実施例】
【００２０】
図１は第１の実施形態のＸ線画像撮影装置の概略構成を説明する縦断面図、図２は図１の横断面図である。
【００２１】
図１を用いて第１の実施例の構成を説明する。
【００２２】
このＸ線撮影装置は、Ｘ線を可視光に変換する蛍光体１４ａと、この光電変換素子１１４ｂをその上面に形成した基板１１４ｃから構成される撮像素子１１４と、この基板１１４ｃを指示する基台１１３と、光電変換素子１１４ｂからの電気信号を処理する電子部品を搭載した回路基板を搭載した回路基板１１６及び、光電変換素子１１４ｂと回路基板１１６とを電気的に接続する配線１１５と光電変換素子１１４ｂ及び回路基板１１６に電源供給する為の電源回路１１７と図示にない電源用配線と、基台１１３固定用のスペーサ１１２と、これらを収納する筐体１１１などから構成されている。
【００２３】
尚、電源回路１１７の具体例としては、バッテリとＤＣ／ＤＣ電源回路との組合せあるいは図示しない電源ケーブルより外部から所定の電圧を供給されて各種電圧を生成するＤＣ／ＤＣ電源などから構成される。
【００２４】
更に、筐体１１１のＸ線入射面側には着脱自在のグリッドユニット１２０と、グリッド調整部１２１とグリッド保持部１２２と、これらを覆うグリッドカバー１２３が構成されている。グリッドカバーには開口部１２３’が設けられている。
【００２５】
グリッドユニット１２０は、散乱Ｘ線除去用グリッド１１８とその縁に一体化して取り付けられたグリッド枠１１９からなる。また、グリッド枠１１９は全周にＶ溝１１９’が設けられている。
【００２６】
図２に示すように、筐体１１１にはグリッド調整部１２１とグリッド保持部１２２が対向の位置に配置され取り付けられている。グリッド調整部１２１は突出量調整可能なピン部１２１’が設けられており、筐体１１１内部より図示にない信号線及び電源によって接続されている。グリッド保持部１２２は、ピン１２２ｃとバネ１２２ａとそれらを内包する筐体１２２ｂからなる。
【００２７】
グリッドカバー１２３は図示にない引掛け部により筐体１１１に固定されており、グリッドカバー１２３を取り外すことで、グリッドユニット１２０及び、グリッド調整部１２１、グリッド保持部１２２は、筐体１１１より着脱可能となっている。これらを取り外すことで、散乱Ｘ線除去用グリッドを用いない撮影を行うことが出来る。
【００２８】
図３はグリッドユニットとグリッド保持部１２２、グリッド調整部１２１の縦断面の概略拡大図である。グリッド調整ピン部１２１’とグリッド保持部１２２ｃの先端は球状になっており、グリッドユニット１２０にあるグリッド枠Ｖ溝部１１９’にはめ込むことでグリッドユニットを保持している。図示にない入力手段により入力された値でグリッド調整１２１のピン部１２１’が移動すると、対向に設けてあるグリッド保持バネ部１２２ｂにより、グリッドユニット１２０が追従して移動する。
【００２９】
図示にない制御手段によって算出された値を元に入力手段よりその値が入力されると、図４のように２辺に設置されたグリッド調整部１２１のピン突出量を変化させることでグリッドを動かし、Ｘ線画像検出器の光電変換素子１１４ｂの画素の並びに平行な線１１４ｘとグリッド１１８の縞目に平行な線１１８ｘの理想値である０度に限りなく近づけるようにする。
【００３０】
図５はグリッド１１８をサンプリングした様子を模式的に示した説明図である。図５（ａ）においてＳで示す部分はサンプリング間隔を示し、サンプリング間隔ＳＰとグリッド１１８Ｓが正確に揃っていれば、縞模様は安定して観察され、観察者の邪魔にもならず、またフィルタリング等の画像処理でも除去し易い。しかしながら、図５（ｂ）に示すようにサンプリング間隔ＳＰに対しグリッド１１８Ｓが傾いていると斜め方向に強い低周波のモアレ縞が観察され、観察者にとって極めて邪魔な存在となり、フィルタリング等での画像処理での除去も困難となる。
【００３１】
図６は空間周波数でのサンプリングの様子を示したグラフ図である。縦軸に縦方向の周波数を表し、横軸に横方向の周波数を示しており、周波数ｆｇはグリッド周波数を表し、周波数ｆｓはサンプリング周波数を示している。一般に、観察される縞の周波数はサンプリング周波数の半分であるナイキスト周波数以下であり、観察される縞周波数ｆｍはサンプリング周波数ｆｓとの変調になるため、以下の式で計算できる。
ｆｍ＝｜ｆｇｎ・ｆｇ｜；ｆｍ≦ｆｓ／２    （ただし、ｎは正の自然数）
【００３２】
Ｘ線画像検出パネルに対し、グリッド取付角度が平行な状態を表す図６（ａ）の場合においては、グリッド周波数ｆｇの方がサンプリング周波数ｆｓよりも大きな値であるため、サンプリング周波数ｆｓに対して点対称な位置に縞周波数ｆｍの縞が発生する。この場合は、縦方向の周波数成分は現われることはない。
【００３３】
しかしながら、グリッド取付角度がθだけ傾いた状態を示す図６（ｂ）の場合においては、図６（ａ）同様にサンプリング周波数ｆｓに対して点対称の位置に縞周波数ｆｍが現われるが、この場合の縞周波数ｆｍの角度は取付角度ではなく、反対方向の更に大きな角度θ０の角度の縞が現われる。この角度θ０が図５（ｂ）で観察されたモアレ縞である。種々の実験の結果から、この取付角度が０．５度以上であると観察に支障をきたし、更に画像処理による除去も処理時間が増大してしまい困難になる。
【００３４】
その為、本発明の実施形態において、Ｘ線画像検出器の光電変換素子１１４ｂの画素の並びに対してグリッド調整部１２１により、グリッド１１８の取り付け角度を限りなく平行に近づけるよう調整することで画像処理における縞模様の除去が容易もしくは不要になる。
【００３５】
図７は、第２の実施形態のＸ線画像撮影装置の概略構成を説明する縦断面図である。
【００３６】
Ｘ線入射及び放射面に開口部１３１’を設けたグリッドカバー１３１に、グリッド保持部１２２とグリッド調整部１２１が取り付けてあり、これにグリッド１１８とグリッド枠１１９を組付けた形でグリッドユニットとする。グリッドカバー１３１にはＸ線入射及び放射面に開口部１３１’を設けた、図示にない筐体側面開口部より筐体内部に設けられたガイドレール１３２にグリッドユニットを挿入し、筐体内部に構成した形態である。
【００３７】
図８は、第１の実施形態の応用例を説明する平面図である。
【００３８】
筐体１１１にＸ線画像検出器の中心を表す指標１１１ｍとグリッド枠１１９にグリッド１１８の中心を表す指標１１９ｍを設け筐体１１１にグリッドユニット１２０を組付ける際の位置目安とすることで、実際の調整量を小さくさせることが出来る。
【００３９】
なお、上述の実施形態のＸ線画像撮影装置は、これら実施例に限定されず、特許請求の範囲を逸脱することなく、多様に変形することが可能であることは言うまでも無い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１の実施形態のＸ線画像撮影装置の概略構成を説明する縦断面図である。
【図２】第１の実施形態のＸ線画像撮影装置の概略構成を説明する平面図である。
【図３】第１の実施形態のＸ線画像撮影装置のグリッド保持部、グリッド調整部を説明する部分断面図である。
【図４】第１の実施形態のＸ線画像撮影装置の概略構成を説明する横断面図である。
【図５】モアレ縞の説明をする模式図である。
【図６】空間周波数でのサンプリングを説明する模式グラフである。
【図７】第２の実施形態のＸ線画像撮影装置の概略構成を説明する縦断面図である。
【図８】第１の実施形態の変形例の概略構成を説明する平面図である。
【図９】従来のＸ線画像撮影システムの説明図である。
【図１０】従来のＸ線画像撮影装置の概略構成を説明する縦断面図である。
【図１１】従来の散乱Ｘ線除去用グリッドを説明する平面図である。
【図１２】従来のＸ線画像撮影装置の概略構成を説明する横断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１１    筐体
１１３    基台
１１４    Ｘ線検出パネル
１１４ａ  蛍光体
１１４ｂ  光電変換素子
１１４ｃ  基板
１１５    配線
１１６    回路基板
１１８    散乱Ｘ線除去用グリッド
１１９    グリッド枠
１２０    グリッドユニットカバー
１２１    グリッド調整部
１２２    グリッド保持部
１２２ａ  保持筐体
１２２ｂ  バネ
１２２ｃ  保持ピン
１２３    グリッドユニット
【図１】
2006288465.tif 000003
【図２】
2006288465.tif 000004
【図３】
2006288465.tif 000005
【図４】
2006288465.tif 000006
【図５】
2006288465.tif 000007
【図６】
2006288465.tif 000008
【図７】
2006288465.tif 000009
【図８】
2006288465.tif 000010
【図９】
2006288465.tif 000011
【図１０】
2006288465.tif 000012
【図１１】
2006288465.tif 000013
【図１２】
2006288465.tif 000014