(57)【要約】【課題】放射線撮影装置において、より容易に、放射線撮影における管球焦点位置の測定精度を高める。【解決手段】放射線を発する放射線源３０と、放射線源３０から発せられて被写体１Ａを通った放射線を検出する放射線検出器２０と、放射線源３０を保持しつつこの放射線源３０を放射線検出器２０の検出面２０Ｍに平行な方向へ移動させる移動手段１０と、放射線源３０における管球焦点３０Ｆの位置を取得するための加速度センサ４０Ｓとを備え、加速度センサ４０Ｓを放射線源３０の近傍に一体的に配し、移動手段１０により放射線源３０を移動させつつ放射線撮影を行う。【選択図】図１
2011067248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を発する放射線源と、前記放射線源から発せられた被写体を通った放射線を検出する放射線検出器と、前記放射線源を保持しつつ前記放射線源を前記放射線検出器の検出面に平行な方向へ移動させる移動手段と、前記放射線源における管球焦点の位置を取得するための位置取得手段とを備え、前記移動手段により前記放射線源を移動させつつ放射線撮影を行う放射線撮影装置であって、
前記位置取得手段が、前記放射線源の近傍に一体的に配された加速度センサであることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
前記加速度センサが、前記管球焦点を通る直線上に該管球焦点を間に挟んで配されたものであることを特徴とする請求項１記載の放射線撮影装置。
【請求項３】
前記移動手段が、前記放射線源を前記検出面に直交する方向へ移動させる直交移動部を有すものであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記放射線源が、天井走行懸垂式の移動台に保持されたものであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の放射線撮影装置。
【請求項５】
放射線を発する放射線源と、前記放射線源から発せられた被写体を通った放射線を検出する放射線検出器と、前記放射線源を保持しつつ前記放射線源を前記放射線検出器の検出面に平行な方向へ移動させる移動手段と、前記放射線源における管球焦点の位置を取得するための位置取得手段とを備え、前記移動手段により前記放射線源を移動させつつ放射線撮影を行う放射線撮影装置であって、
前記位置取得手段が、前記放射線源の近傍に一体的に配されたレーザー測長器であることを特徴とする放射線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放射線撮影装置に関し、詳しくは、トモシンセシス画像の生成に用いる複数の放射線画像を取得するための放射線撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、検査部位に対して放射線源を移動させつつ、この検査部位へ互に異なる入射角で放射線を入射させて複数回の放射線撮影を行うトモシンセシス撮影が知られている（特許文献３参照）。
【０００３】
また、このトモシンセシス撮影で得られた複数の放射線画像を合成して、この検査部位の断面を示す放射線断層画像、すなわちトモシンセシス画像を得る手法も知られている（非特許文献１参照）。この手法は、検査部位の所定断面を示す画像のコントラストを高め、この所定断面以外の領域を示す画像のボケを大きくするように複数の放射線画像を合成してトモシンセシス画像を得るものである。
【０００４】
このようなトモシンセシス撮影を行う装置として、天井に架設されたレール上を走行する天井走行懸垂器で保持した放射線源を水平方向および鉛直方向へ移動させる汎用の放射線撮影装置が知られている（特許文献１、２参照）。
【０００５】
この汎用の放射線撮影装置は、天井走行懸垂器で放射線源を移動させつつ複数回の放射線撮影を行うトモシンセシス撮影を実施したり、天井走行懸垂器により放射線源を位置決めし、検査部位に対して１回だけ放射線を照射して放射線画像を得る一般の放射線撮影を実施したりすることができる。
【０００６】
開業医、診療所等、比較的小規模な医療施設においては、トモシンセシス撮影を行うための専用の放射線撮影装置を設置することは稀であり、汎用の放射線撮影装置を用いて様々な放射線撮影を実施するのが一般的である。
【０００７】
このような汎用の放射線装置を用いてトモシンセシス撮影を行うときには、放射線検出器の検出面に平行な１方向に放射線源を移動させて検査部位（例えば背骨）に対する放射線の入射角を変更しつつ、この検査部位の放射線撮影を複数回行う。その後、このトモシンセシス撮影で取得した複数の放射線画像を表す画像データと各放射線撮影時の管球焦点の位置を示す位置データとを用いた画像合成により、検査部位の断面を示すトモシンセシス画像を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１３０１３３号公報
【特許文献２】特開２００７−２４４５６９号公報
【特許文献３】特開昭６３−２３０１５２号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】医用画像情報学会誌、題名；トモシンセシスの原理と応用、Ｖｏｌ．２４  Ｎｏ.２  ２００７年、ｐ．２２〜２７」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、このような汎用の放射線撮影装置を用いたトモシンセシス撮影において取得する各放射線撮影時の管球焦点の位置は、例えば、天井走行懸垂器の架設されている天井近傍に配した位置測定器（例えばリニアスケール測定器）で測定している。
【００１１】
このような天井の近傍に配された位置測定器による管球焦点の位置の測定では、測定軸が天井近傍に存在し、測定対象点となる管球焦点は天井から離れているため（例えば１．５ｍ離れているため）、位置測定器によって取得される管球焦点の位置データに含まれる誤差が大きい。
【００１２】
すなわち、天井に沿って配されたリニアスケール測定器等で天井走行懸垂器の移動を測定して得られる位置データを、この天井から離れた管球焦点の位置データとして用いるときには、管球焦点の位置が天井から離れるほどこの天井走行懸垂器の移動誤差（ピッチング、ヨーイング、ローリング等の誤差）の影響が拡大される。いわゆるアッベの原理により、測定軸（リニアスケール測定器の測定軸）と測定対象点（管球焦点）とが離れるほど測定誤差が大きくなる。
【００１３】
そのため、トモシンセシス撮影で得られた複数の放射線画像を合成するときの誤差も大きくなり、取得されたトモシンセシス画像の解像度やコントラストが低下してしまうという問題がある。
【００１４】
上記のようなことにより、管球焦点の位置を測定するときには、位置測定器の測定軸上に管球焦点を位置させることが望ましい。しかしながら、天井に架設されたレール上を走行する天井走行懸垂器に保持された放射線源の管球焦点（測定対象点）の近くに、位置測定器の測定軸を位置させるように放射線撮影装置を構成することが難しいという問題がある。
【００１５】
なお、上記問題は、トモシンセシス撮影を実施する放射線撮影装置に限らず、放射線源を放射線検出器の検出面に平行な方向へ移動させつつ放射線撮影を行う放射線撮影装置に共通する問題である。
【００１６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、放射線撮影における管球焦点の位置測定の精度をより容易に高めることができる放射線撮影装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の放射線撮影装置は、放射線を発する放射線源と、放射線源から発せられた被写体を通った放射線を検出する放射線検出器と、放射線源を保持しつつ、放射線源を放射線検出器の検出面に平行な方向へ移動させる移動手段と、放射線源における管球焦点の位置を取得するための位置取得手段とを備え、移動手段により放射線源を移動させつつ放射線撮影を行う放射線撮影装置であって、位置取得手段が、放射線源の近傍に一体的に配された加速度センサであることを特徴とする放射線撮影装置。
【００１８】
なお、前記管球焦点の位置は、放射線源から発せられる放射線の焦点の位置である。すなわち、放射線源に配されている管球の焦点の位置である。
【００１９】
前記放射線源の近傍に一体的に配された加速度センサは、放射線源の近傍に配された加速度センサであって、この放射線源に対して一体的に配された加速度センサである。
【００２０】
前記加速度センサは、管球焦点を通る直線上にこの管球焦点を間に挟んで配されたものとすることが望ましい。
【００２１】
前記移動手段は、放射線源を検出面に直交する方向へ移動させる直交移動部を有すものとすることができる。
【００２２】
前記放射線源は、天井走行懸垂式の移動台に保持されたものとすることができる。
【００２３】
本発明の他の放射線撮影装置は、放射線を発する放射線源と、この放射線源から発せられた被写体を通った放射線を検出する放射線検出器と、放射線源を保持しつつこの放射線源を放射線検出器の検出面に平行な方向へ移動させる移動手段と、放射線源における管球焦点の位置を取得するための位置取得手段とを備え、移動手段により放射線源を移動させつつ放射線撮影を行う放射線撮影装置であって、
位置取得手段が、放射線源の近傍に一体的に配されたレーザー測長器であることを特徴とするものである。
【００２４】
前記放射線撮影は、トモシンセシス撮影とすることができる。このトモシンセシス撮影は、移動手段により放射線源を移動させつつ、複数回の放射線撮影を行い、被写体の断面を表すトモシンセシス画像の生成に用いる複数の放射線画像を得るとともに、複数回行われる各放射線撮影時の管球焦点の位置を得るものである。
【００２５】
加速度センサは、３次元空間における管球焦点の位置を測定するためのものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の放射線撮影装置によれば、位置取得手段を、放射線源の近傍にこの放射線源に対して一体的に配された加速度センサとし、その加速度センサを用いて、管球焦点の位置を測定するようにしたので、各放射線撮影時に取得する管球焦点の位置測定の精度をより容易に高めることができる。
【００２７】
すなわち、加速度センサは、単体で加速度を測定することができるので、例えば、天井走行懸垂器の下方に保持されて水平方向および鉛直方向に移動可能な放射線源にも容易に取り付けることができる。さらに、この加速度センサで測定した加速度の値を積分することにより、速度センサの位置を得ることができる。
【００２８】
これにより、加速度センサ（位置測定器）の測定軸から測定対象点である管球焦点までの距離をより接近させてこの加速度センサを配置することができ、アッベの原理により即した測定を行うことができるので、管球焦点の位置の測定精度をより高めることができる。
【００２９】
これに対して、例えば、リニアスケール測定器は、固定部側にスケールを固定し移動部側にスケールの目盛りを読み取る読取器を配置して測定を行うものであり、固定部と移動部との組み合わせによって定められる測定軸を管球焦点の近くに位置させることは難しい。
【００３０】
また、加速度センサを、管球焦点を通る直線上にこの管球焦点を間に挟んで配されたものとすれば、加速度センサの測定軸から管球焦点までの距離に応じて生じる誤差（アッベの原理に即した測定から外れていることにより生じる誤差）をさらに低減することができる。すなわち、管球焦点を間に挟んで配された各加速度センサから管球焦点までのそれぞれの距離が得られれば、管球焦点を間に挟んで一方の側に配された加速度センサの測定で生じる誤差を、他方の側に配された加速度センサの測定で生じる誤差によって相殺することができるので、管球焦点の位置の測定精度をさらに高めることができる。
【００３１】
また、移動手段を、検出面に直交する方向へ放射線源を移動させる直交移動部としたり、あるいは、放射線源を天井走行懸垂式の移動台に保持されたものとすれば、管球焦点の位置測定の精度を高める顕著な効果を奏することができる。
【００３２】
すなわち、放射線源に配された加速度センサで管球焦点の位置を測定するときに生じる測定誤差は、主にこの管球焦点の位置から加速度センサまでの距離に応じた大きさの誤差となるので、移動手段で放射線源を移動させるときの移動誤差の影響を受けることなく管球焦点の位置を測定することができる。そのため、比較的大きな移動誤差を生じる移動手段で放射線源を移動させつつ放射線撮影を行うときには、管球焦点の位置測定の精度を高める顕著な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第実施の形態による放射線撮影装置の概略構成を示す概念図
【図２】上記放射線撮影装置を用いて立位の放射線撮影を行うときの様子を示す図
【図３】移動支援部を拡大して示す斜視図
【図４】トモシンセシス撮影で得られた複数の画像を合成する様子を示す図
【図５】トモシンセシス撮影を行うときの各部の位置関係を示す図
【図６】図５に示す位置関係でトモシンセシス撮影を行うときの許容誤差を示す図
【図７】Ｘ方向へ延びる可動レールが撓んでいる様子を示す図
【図８】加速度センサで測定した加速度の値を示す図
【図９】加速度センサで測定された加速度を１回積分して得た速度の値を示す図
【図１０】加速度センサで測定された加速度を２回積分して得た位置の値を示す図
【図１１】水平移動台が一定速度で移動する領域において生じる管球焦点の位置誤差を示す図
【図１２Ａ】加速度データの測定に関するフローチャートを示す図
【図１２Ｂ】トモシンセシス撮影に関するフローチャートを示す図
【図１３】レーザ測長器を用いて管球位置の測定を行う放射線撮影装置を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１、２は本発明の実施の形態による放射線撮影装置の概略構成を示す図である。図１は臥位の放射線撮影を行うときの様子を示す概念図、図２は立位の放射線撮影を行うときの様子を示す概念図、図３は移動支援部を拡大して示す斜視図である。
【００３５】
図示のように、診療室に配置された本発明の放射線撮影装置１００は、天井走行懸垂式の汎用の放射線撮影装置１００であって、放射線を発する放射線源３０と、この放射線源３０から発せられ被験者１の検査部位１Ａを通った放射線を検出する放射線検出器２０と、放射線源３０を保持した状態で放射線源３０を放射線検出器２０の検出面２０Ｍに平行な１方向（ここでは、Ｘ方向）へ移動させる移動部１０と、移動部１０によって移動される放射線源３０の管球焦点３０Ｆの位置（図中Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の位置）を取得するための位置取得部４０とを備え、移動部１０により放射線源３０を移動させつつトモシンセシス撮影を行うものである。
【００３６】
移動部１０は、後述するように、診療室の天井に架設されたレール上を移動可能である。
【００３７】
放射線検出器２０は、検査部位１Ａを通った放射線像の担持するこの検査部位１Ａを表す放射線像を検出するものである。
【００３８】
この放射線撮影装置１００は、移動部１０により放射線源３０を移動させつつ、放射線源３０から放射線を発して検査部位１Ａの放射線撮影を複数回行う。この複数回の放射線撮影により、検査部位１Ａの断面を表すトモシンセシス画像の生成に用いる複数の放射線画像を表す画像データを放射線検出器２０を介して得る。これとともに、位置取得部４０により、各放射線撮影時、すなわち放射線撮影のため放射線源３０から放射線が発せられたときの管球焦点３０Ｆの位置を示す位置データを取得するものである。
【００３９】
上記位置取得部４０は、放射線源３０の近傍にて一体的に配されたモーションセンサである加速度を測定する加速度センサ４０Ｓａ、４０Ｓｂ（以後、まとめて加速度センサ４０Ｓともいう）を有するものであり、これらの加速度センサ４０Ｓａ、４０Ｓｂを用いて管球焦点３０Ｆの位置を測定するものである。
【００４０】
加速度センサ４０Ｓａは、Ｘ方向，Ｙ方向，Ｚ方向の３軸方向の加速度を測定可能なものである。加速度センサ４０Ｓｂも同様に３軸方向の加速度を測定可能なものである。
【００４１】
なお、位置取得部４０は、加速度センサ４０Ｓａ、４０Ｓｂそれぞれで測定された加速度の値を時間積分して各加速度センサ４０Ｓａ、４０Ｓｂの位置の変動量を得る演算部４０Ｅを有している。
【００４２】
上記加速度センサ４０Ｓａ、４０Ｓｂは、管球焦点３０Ｆを通る直線上に管球焦点３０Ｆを間に挟んで、すなわちこの管球焦点３０Ｆの両側にそれぞれ配されている。
【００４３】
ここで、加速度センサ４０Ｓａと加速度センサ４０Ｓｂとは管球焦点３０Ｆから等距離に位置するので、演算部４０Ｅは、この演算部４０Ｅで取得した加速度センサ４０Ｓａ、４０Ｓｂそれぞれの位置の変動量を示す各座標を加算平均することにより、管球焦点３０Ｆの位置の変動量を求めることができる。
【００４４】
管球焦点３０Ｆ（測定対象点）から加速度センサ４０Ｓａ（測定軸）までのＺ軸方向の距離Ｌａと管球焦点３０Ｆ（測定対象点）から加速度センサ４０Ｓｂ（測定軸）までのＺ軸方向の距離Ｌｂとは互に等しく、例えば０．１ｍとすることができる。
【００４５】
なお、加速度センサ４０Ｓａと加速度センサ４０Ｓｂとが管球焦点３０Ｆから等距離に位置しない場合であっても、管球焦点３０Ｆから加速度センサ４０Ｓａまでの距離と管球焦点３０Ｆから加速度センサ４０Ｓｂまでの距離の比率がわかれば、上記と同様に、従来より知られている手法により管球焦点３０Ｆの位置の変動量を求めることができる。
【００４６】
演算部４０Ｅは、予め定められ入力された管球焦点３０Ｆの基準位置を示す座標に対して、上記のようにして求めた管球焦点３０Ｆの位置の変動量を加えることにより、この管球焦点３０Ｆの位置を示す座標データを出力する。
【００４７】
より具体的には、上記管球焦点３０Ｆが診療室内の予め定められた基準位置（例えば、座標（０、０、０）の位置）に位置するように放射線源３０を配置し、その後、上記演算部４０Ｅで求めた管球焦点３０Ｆの位置の変動量を上記基準位置の座標（０、０、０）に加算することにより、管球焦点３０Ｆの位置を得ることができる。これにより、例えば、基準位置に対する診察台７２の位置座標、あるいは基準位置に対する検査部位１Ａの位置座標等を予め求めて演算部４０Ｅにきおくさせておけば、これらの位置に対する管球焦点３０Ｆの位置を得ることができる。このようにして、位置取得部４０は、診療室に対して静止している物体に対する管球焦点３０Ｆの位置を取得することができる。
【００４８】
位置取得部４０は、ここでは、上記検出面２０Ｍに平行な１方向（図中矢印Ｘ方向）、この１方向に直交し検出面２０Ｍに平行な他方向（図中矢印Ｙ方向）、検出面２０Ｍに直交する方向（図中矢印Ｚ方向）の３軸方向に関する管球焦点３０Ｆの位置を示す座標データを得るものとする。
【００４９】
また、移動部１０は、図示のように、天井９に架設された固定レール１１、この固定レール１１の延びる方向（Ｙ方向）に対して直交する方向（Ｘ方向）に延びるレールであって、固定レール１１に懸架された状態でこの固定レール１１の延びる方向（Ｙ方向）へ走行可能な可動レール１２、この可動レール１２に懸架された状態でこの可動レール１２の延びる方向（Ｘ方向）へ移動可能な水平移動台１３、この水平移動台１３の下側に取り付けられた支柱であって、多段繰り出し方式により鉛直方向（Ｚ方向）へ伸縮可能な伸縮支柱１４と、上記Ｘ方向、Ｙ方向への水平移動台１３の移動、およびＺ方向への伸縮支柱１４の伸縮を行うための各駆動モータ（図示は省略）とを備えている。
【００５０】
なお、放射線源３０は、一端が水平移動台１３に固定された伸縮支柱１４の他端に取り付けられている。
【００５１】
これにより、移動部１０が、放射線源３０を、検出面２０Ｍに平行な直交２方向（Ｘ方向、Ｙ方向）、および検出面２０Ｍに直交する直交方向（Ｚ方向）へ移動させる。
【００５２】
伸縮支柱１４の他端に取り付けられている放射線源３０は、伸縮支柱１４に対して姿勢の変更が可能であり臥位の放射線撮影（図１参照）や立位の放射線撮影（図２，３参照）を行うことができるように、水平軸Ｈｊの回り（図３中矢印ＲＡ方向）に回転可能にに支持されている。
【００５３】
なお、上記位置取得部４０は、上記加速度センサＳの他に、放射線源３０の管球焦点３０Ｆの位置を測定するためのリニアスケール測定器４０Ｌをも有している。
【００５４】
このリニアスケール測定器４０Ｌは、天井の架設されたＹ方向に延びる固定レール１１に沿ってこの固定レール１１に対して固定されたリニアスケールと可動レール１２に固定された上記リニアスケールの目盛を読み取るための読取部とからなるＹ軸用のリニアスケール測定器４０Ｌｙ有している。また、天井に架設された可動レール１２に沿ってこの可動レール１２に固定されたリニアスケールと水平移動台１３に固定された上記リニアスケールの目盛を読み取るための読取部とからなるＸ方向に関する位置測定用のリニアスケール測定器４０Ｌｘを有している。さらに、Ｚ方向へ伸縮可能な伸縮支柱１４の先端のＺ方向の位置を測定するためのＺ軸用のリニアスケール測定器４０Ｌｚをも有している。なお、これらのリニアスケールの図示は省略する。
【００５５】
リニアスケール測定器４０Ｌｘ、４０Ｌｙは、測定軸の近傍に測定対象点である水平移動台１３が位置するので、水平移動台１３のＸ方向およびＹ方向の位置を正確に測定することができる。しかしながら、測定対象点を管球焦点３０Ｆとしたときには、リニアスケール測定器４０Ｌｘ、４０Ｌｙの測定軸が測定対象点から大きく離れる。管球焦点３０Ｆ（測定対象点）からリニアスケール測定器４０Ｌｘの測定軸までのＺ軸方向の距離Ｌｓは、１．５ｍである。
【００５６】
そのため、いわゆるアッベの原理により、このリニアスケール測定器４０Ｌｘ、４０Ｌｙによる測定で管球焦点３０ＦのＸ方向、Ｙ方向の位置を得る場合には、リニアスケール測定器４０Ｌｘ、４０Ｌｙによる測定で水平移動台１３のＸ方向、Ｙ方向の位置を測定するときよりも測定誤差が大きくなる。
【００５７】
このような誤差を含みながら、リニアスケール測定器４０Ｌｘ、４０Ｌｙ、４０Ｌｚ（まとめてリニアスケール測定器４０Ｌともいう）によって管球焦点３０ＦのＸ、Ｙ、Ｚ方向における移動を測定する場合については後述する。
【００５８】
なお、上記加速度センサ４０Ｓａ、４０Ｓｂは測定対象点である管球焦点３０Ｆの近傍に位置しており、管球焦点３０Ｆ（測定対象点）から加速度センサ４０Ｓａ、４０Ｓｂの測定軸までのＺ軸方向の距離Ｌａ、Ｌｂが０．１ｍであるのに対し、管球焦点３０Ｆ（測定対象点）からリニアスケール測定器４０Ｌｘの測定軸までのＺ軸方向の距離Ｌｓが１．５ｍである。
【００５９】
したがって、加速度センサ４０Ｓａ、４０Ｓを用いて管球焦点３０Ｆの位置を測定する場合の測定値に含まれる移動部１０による移動誤差（ピッチング、ローリング、ヨーイング）の影響による測定誤差は、リニアスケール測定器４０Ｌｘを用いて管球焦点３０Ｆの位置を測定する場合の測定値に含まれる上記移動部１０による移動誤差（ピッチング、ローリング、ヨーイング）の影響による測定誤差の約１／１５となる。
【００６０】
さらに、加速度センサ４０Ｓａによる管球焦点３０Ｆの位置測定で生じる誤差（アッベの原理に係る誤差）を、加速度センサ４０Ｓｂによる管球焦点３０Ｆの位置測定で生じる誤差（アッベの原理に係る誤差）によって相殺されるように演算部４０Ｅが演算を行うことができる。これにより、位置取得部４０により、管球焦点３０Ｆの位置をより正確に測定することができる。
【００６１】
なお、放射線撮影装置１００の位置取得部４０が取得した画像データと位置データとは、記憶部７６に一端記憶された後、放射線画像再生装置２００の備えるトモシンセシス画像生成部２１０に入力される。そして、このトモシンセシス画像生成部２１０が、位置取得部４０により取得した位置データと放射線検出器により取得した複数の放射線画像を示す画像データを用いてトモシンセシス画像を生成する。なお、トモシンセシス画像生成部２１０には、別途測定された撮影台２５上の被験者１の検査部位１Ａの位置が、後述するコンソール７０、および記憶部７６を介して入力される。
【００６２】
なお、トモシンセシス画像の生成に用いる画像データと位置データとを取得するトモシンセシス撮影を行なう放射線撮影装置１００の各部の動作および動作タイミングの同期等はコントローラ７２によって制御される。また、コントローラ７２は、コンソール７０から入力された命令に従って各部を制御するものである。
【００６３】
次に、上記放射線撮影装置１００を用いてトモシンセシス撮影を行う作用について説明する。
【００６４】
はじめに、位置取得部４０による管球焦点３０Ｆの位置の取得を、加速度センサ４０Ｓａ、４０Ｓｂのみを用いて測定する場合について説明する。その後、上記管球焦点３０Ｆの位置をリニアスケール測定器４０Ｌのみを用いて測定する場合について説明する。最後に、管球焦点３０Ｆの位置を加速度センサ４０Ｓとリニアスケール測定器４０Ｌとを組み合わせて測定する場合について説明する。
【００６５】
＜管球焦点の位置を加速度センサのみを用いて測定する場合について＞
臥位の姿勢でトモシンセシス撮影を行うときには、臥位の撮影台２５に放射線検出器２０を収容し、この撮影台２５の上面側、すなわち臥位の撮影台２５に収容された放射線検出器２０の検出面２０Ｍの側に、被験者１を臥位の姿勢で配置する（図１参照）。
【００６６】
次に、操作者２が、臥位の姿勢の被験者１の検査部位１Ａの位置を測定して得た位置データやトモシンセシス撮影の撮影条件等をコンソール７０へ入力する。
【００６７】
そして、操作者２は、管球焦点３０Ｆを基準位置である座標（０、０、０）に位置させるようにコンソール７０を操作して放射線源３０を移動させる。基準位置である座標（０、０、０）は、例えば、放射線源３０を所定の衝面に当て付けたときの管球焦点３０Ｆの位置とすることができる。
【００６８】
次に、操作者２がコンソール７０を操作してトモシンセシス撮影をスタートさせる。これにより、コンソール７０から、所定のトモシンセシス撮影が行われるようにするための命令がコントローラ７２に入力される。コントローラ７２は、被験者１の検査部位１Ａの断層画像（トモシンセシス画像）を得るためのトモシンセシス撮影が実施されるように各部を制御する。
【００６９】
はじめに、コントローラ７２の制御により、基準位置である座標（０、０、０）に位置させていた管球焦点３０Ｆがトモシンセシス撮影を行うための初期位置である座標（Ｘｏ、Ｙｏ、Ｚｏ）に位置するように放射線源３０が移送される。すなわち加速度センサ４０Ｓのみを用いた測定によって位置取得部４０の得た管球焦点３０Ｆの位置が座標（Ｘｏ、Ｙｏ、Ｚｏ）となるように放射線源３０を移動させる（図１参照）。
【００７０】
その後、この放射線撮影装置１００によるトモシンセシス撮影がスタートする。
【００７１】
図１に示すように、移動部１０が、水平移動台１３を、Ｘ方向に延びる可動レール１２に沿って移動させる。これにより、水平移動台１３に固定された伸縮支柱１４の先端に取り付けられた放射線源３０もＸ方向に移動する。
【００７２】
ここで、移動部１０は、Ｚ方向に延びる伸縮支柱１４を伸縮させたり、Ｙ方向に延びる固定レール１１上に水平移動台１３を移動させたりすることなく、水平移動台１３をＸ方向に延びる可動レール１２上にのみ移動させる。
【００７３】
放射線源３０は、放射線検出器２０の検出面２０Ｍに平行な１方向であるＸ方向に移動されながら、第１の撮影位置Ｐ１において放射線を検査部位１Ａに向けて発する。この第１の撮影位置Ｐ１は、位置取得部４０で取得される管球焦点３０Ｆの位置のＸ座標が予め定められた座標Ｘ１となった位置である。第１の撮影位置Ｐ１において位置取得部４０が取得した管球焦点３０Ｆの位置は、座標（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）となる。
【００７４】
ここで、移動部１０が、放射線源３０を上記１方向（Ｘ方向）へ誤差なく移動させることができれば、位置取得部４０が取得する管球焦点３０Ｆの位置は、座標（Ｘ１、Ｙｏ、Ｚｏ）なるはずである。しかしながら、管球焦点３０ＦはＹ方向やＺ方向にも多少変動しながら移動している。そのため、管球焦点３０Ｆが第１の撮影位置Ｐ１（位置取得部４０で取得されるＸ方向の座標がＸ１となる位置）に到達したときには、管球焦点３０Ｆの位置がＹ方向に変動するとともに（変動量（Ｙ１−Ｙｏ））、Ｚ方向にも変動するので（変動量（Ｚ１−Ｚｏ））、この管球焦点３０Ｆの位置は、座標（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）として取得される。
【００７５】
すなわち、天井に沿ってＸ方向に延びる可動レール１２の歪みや、天井自体の歪み等により、可動レール１２上をＸ方向に移動する水平移動台１３は、Ｙ方向やＺ方向に振れたり、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回りの回転方向に多少回転する。すなわち、水平移動台１３の移動に伴いこの水平移動台１３にピッチング、ローリング、ヨーイングが生じる。
【００７６】
次に、放射線源３０は、Ｘ方向に移動しながら第２の撮影位置Ｐ２において放射線を検査部位１Ａに向けて発する。この第２の撮影位置Ｐ２は、位置取得部４０で取得される管球焦点３０Ｆの位置のＸ座標が予め定められた座標Ｘ２となった位置である。この第２の撮影位置Ｐ２において位置取得部４０が取得する管球焦点３０Ｆの位置は、座標（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）となる。
【００７７】
ここで、移動部１０が、放射線源３０を上記１方向（Ｘ方向）へ誤差なく移動させることができれば、第２の撮影位置Ｐ２において位置取得部４０が取得する管球焦点３０Ｆの位置は、座標（Ｘ２、Ｙｏ、Ｚｏ）となるはずである。しかしながら、上記と同様に、管球焦点３０Ｆが第２の撮影位置Ｐ２（位置取得部４０で取得されるＸ方向の座標がＸ２となる位置）に到達したときには、この管球焦点３０Ｆの位置がＹ方向に変動するとともに（変動量（Ｙ２−Ｙｏ））、Ｚ方向にも変動するので（変動量（Ｚ２−Ｚｏ））。したがって、この管球焦点３０Ｆの位置は、座標（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）として取得される。
【００７８】
つづいて、放射線源３０は、Ｘ方向に移動しながら第３の撮影位置Ｐ３において検査部位１Ａに向けて放射線を発する。この第３の撮影位置Ｐ３は、位置取得部４０で取得される管球焦点３０Ｆの位置のＸ座標が予め定められた座標Ｘ３となった位置である。この第３の撮影位置Ｐ３において位置取得部４０が取得した管球焦点３０Ｆの位置は、座標（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）となる。
【００７９】
ここで、移動部１０が、放射線源３０を上記１方向（Ｘ方向）へ誤差なく移動させることができれば、第３の撮影位置Ｐ３における管球焦点３０Ｆの位置は、座標（Ｘ３、Ｙｏ、Ｚｏ）として取得されるはずである。しかしながら、上記と同様に、管球焦点３０Ｆが第３の撮影位置Ｐ３（位置取得部４０で取得されるＸ方向の座標がＸ３となる位置）に到達したときには、管球焦点３０Ｆの位置がＹ方向に変動するとともに（変動量（Ｙ３−Ｙｏ））、Ｚ方向に変動するの（変動量（Ｚ３−Ｚｏ））。したがって、この管球焦点３０Ｆの位置は、座標（Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３）として取得される。
【００８０】
上記のことにより、第１〜第３の撮影位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３それぞれにおいて撮影された放射線画像を示す画像データが放射線検出器２０を介して取得されるとともに、第１〜第３の撮影位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３それぞれにおける管球焦点３０Ｆの位置を示す位置データが位置取得部４０によって取得されてトモシンセシス撮影が終了する。
【００８１】
上記トモシンセシス撮影によって位置取得部４０が取得した位置データおよび放射線検出器２０を介して取得された複数の放射線画像を示す画像データは、記憶部７６に一端記憶された後トモシンセシス画像生成部２１０に入力される。その後、このトモシンセシス画像生成部２１０が、入力された位置データを用いて画像データを再構築し検査部位１Ａの断面を表すトモシンセシス画像を生成する。
【００８２】
このようにして生成されたトモシンセシス画像は、放射線画像再生装置２００の備える表示器２２０に表示される。
【００８３】
上記トモシンセシス撮影で得られた複数の放射線画素を合成してトモシンセシス画像を取得する手法については、「医用画像情報学会誌、題名；トモシンセシスの原理と応用、Ｖｏｌ．２４  Ｎｏ.２  ２００７年、ｐ．２２〜２７」等に詳しく記載されている。
【００８４】
＜管球焦点の位置をリニアスケール測定器のみを用いて測定する場合について＞
次に、管球焦点の位置をリニアスケール測定器のみを用いて測定する場合について説明する。
【００８５】
放射線撮影装置１００によるトモシンセシス撮影がスタートするところまでは上記加速度センサＳのみを使用して撮影する場合と同様なのでその説明を省略する。また、それ以後の作用についても、管球焦点３０Ｆの位置の測定方式が異なるだけなので、リニアスケール測定器のみを用いて測定する場合の動作については上記図１を参照して説明する。
【００８６】
図１に示すように、放射線撮影装置１００によるトモシンセシス撮影がスタートすると、移動部１０が、水平移動台１３をＸ方向に延びる可動レール１２上に移動させる。これにより、水平移動台１３に固定されている伸縮支柱１４の先端に取り付けられた放射線源３０はＸ方向に移動し、管球焦点もＸ方向に移動する。
【００８７】
ここで、移動部１０は、Ｚ方向に延びる伸縮支柱１４を伸縮させたり、Ｙ方向に延びる固定レール１１上に水平移動台１３を移動させたりすることなく、水平移動台１３をＸ方向に延びる可動レール１２上にのみ移動させる。
【００８８】
放射線源３０は、放射線検出器２０の検出面に平行な１方向であるＸ方向に移送されつつ、第１の撮影位置Ｐ１′において放射線を検査部位１Ａに向けて発する。この第１の撮影位置Ｐ１′は、リニアスケール測定器を用いて位置取得部４０が取得した管球焦点３０Ｆの位置を示すＸ座標が予め定められた座標Ｘ１となった位置である。第１の撮影位置Ｐ１′において位置取得部４０が取得した管球焦点３０Ｆの位置は座標（Ｘ１、Ｙｏ、Ｚｏ）となる。
【００８９】
ここで、移動部１０は、放射線源３０をＸ方向へ誤差なく移動させているわけではなく、可動レール１２上をＸ方向に移動する水平移動台１３は、Ｙ方向やＺ方向に変動したり、あるいはＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の回りの回転方向に変動する（ピッチング、ローリング、ヨーイングが生じる）。そして、管球焦点３０Ｆの位置はこのような水平移動台１３の移動誤差に応じて変動する。
【００９０】
そのため、実際は、管球焦点３０Ｆの位置は、上記位置取得部４０によって取得された座標の示す位置から外れている。しかしながら、このような移動誤差は、上記のように取り付けられたリニアスケール測定器のみを用いて測定した場合には検出されない。
【００９１】
したがって、水平移動台１３が、第１の撮影位置Ｐ１′（リニアスケール測定器Ｌｘで取得されるＸ方向の座標がＸ１となる位置）に到達して第１の撮影が行われるときの移動誤差は検出されないので、位置取得部４０の取得する第１の撮影位置Ｐ１′の位置は座標（Ｘ１、Ｙｏ、Ｚｏ）となる。
【００９２】
なお、位置取得部４０の取得した第１の撮影位置Ｐ１′のＸ方向の座標の値はＸ１であるが、この値Ｘ１にも、アッベの原理に即して測定が行われなかったことによる測定誤差が含まれている。
【００９３】
次に、放射線源３０がＸ方向に移送されつつ第２の撮影位置Ｐ２′（位置取得部４０のリニアスケール測定器Ｌｘで取得されるＸ方向の座標がＸ２となる位置）に到達したときに第２の撮影が行われる。ここで、上記のような移動誤差は検出されないので、位置取得部４０の取得する第２の撮影位置Ｐ２′の位置は座標（Ｘ２、Ｙｏ、Ｚｏ）となる。
【００９４】
つづいて、放射線源３０がＸ方向に移送されつつ第３の撮影位置Ｐ３′（位置取得部４０のリニアスケール測定器Ｌｘで取得されるＸ方向の座標がＸ３となる位置）に到達したときに第３の撮影が行われる。ここでも、上記のような移動誤差は検出されないので、位置取得部４０の取得する第３の撮影位置Ｐ３′の位置は座標（Ｘ３、Ｙｏ、Ｚｏ）となる。
【００９５】
このように位置取得部４０で取得される管球焦点３０Ｆの第１の撮影位置Ｐ１′は座標（Ｘ１、Ｙｏ、Ｚｏ）、第２の撮影位置Ｐ２′は座標（Ｘ２、Ｙｏ、Ｚｏ）、第３の撮影位置Ｐ３′は座標（Ｘ３、Ｙｏ、Ｚｏ）として取得されるが、これらの座標はいずれもアッベの原理に即した測定が行われなかったことによる誤差を含んでいる。
【００９６】
上記のことにより、第１の撮影位置Ｐ１′〜第３の撮影位置Ｐ３′それぞれにおいて撮影された放射線画像を示す画像データが放射線検出器を介して取得され、第１の撮影位置Ｐ１′〜第３の撮影位置Ｐ３′それぞれにおける管球焦点３０Ｆの位置を示す位置データ（リニアスケール測定器のみを用いて測定された位置データ）が位置取得部４０によって取得されトモシンセシス撮影が終了する。
【００９７】
上記トモシンセシス撮影によって取得された画像データおよび位置データは、記憶部７６に一端記憶された後、トモシンセシス画像生成部２１０に入力される。その後、このトモシンセシス画像生成部２１０が、画像データの示す複数の画像を位置データを用いて再構築し検査部位１Ａの断面を表すトモシンセシス画像を生成する。生成されたトモシンセシス画像は表示器２２０に表示される。
【００９８】
＜管球焦点の位置をリニアスケール測定器Ｌと加速度センサＳとを組み合わせて測定する場合について＞
管球焦点３０Ｆの位置を、リニアスケール測定器４０Ｌと加速度セン４０Ｓとを組み合わせて測定する場合には、実際に使用する加速度センサの性能および実際に使用するリニアスケール測定器の性能を考慮して両者を組み合わせることが求められる。例えば、Ｘ方向の位置を測定する場合に、リニアスケール測定器Ｌｘによる測定で得られた測定結果を基準にして、その測定結果を加速度センサＳによる測定で得られた測定結果で補正するように構成することができる。
【００９９】
＜トモシンセシス画像の生成について＞
図４は、トモシンセシス撮影で得られた複数の画像を合成する様子を示す図である。
【０１００】
例えば、第１の撮影位置Ｐ１での撮影によって得られた画像Ｇ１と、第２の撮影位置Ｐ２での撮影によって得られた２枚目の画像Ｇ２とを、位置関係を補正することなく単に重ね合わせて合成しようとすると、重畳画像Ｇ１２のように、検査部位１Ａを示す画像（１Ａ）がずれた状態で重ね合わされる。
【０１０１】
このような場合には、加速度センサ４０Ｓの測定で得られた第１の撮影位置Ｐ１および第２の撮影位置Ｐ２を示す座標（Ｘ１、Ｙ１、Ｚ１）および座標（Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２）を用いて補正する。すなわち、画像Ｇ１および画像Ｇ２それぞれが、所定位置である座標（Ｘ１、Ｙｏ、Ｚｏ）および座標（Ｘ２、Ｙｏ、Ｚｏ）それぞれの位置で得られたものとなるように補正する。すなわち、トモシンセシス画像生成部２１０においては、予め定められた所定位置である座標（Ｘ１、Ｙｏ、Ｚｏ）および座標（Ｘ２、Ｙｏ、Ｚｏ）において放射線撮影が行われたものとして画像の再構成を行うので、予め定められた所定位置で放射線撮影が行われたときに取得される放射線画像により近い画像となるように、実際に取得した放射線画像を補正する。
【０１０２】
このように補正された画像Ｇ１′、画像Ｇ２′を重ね合わせた画像Ｇ１２′は、検査部位１Ａを示す画像（１Ａ）が概略重なったものとなる。このように、トモシンセシス撮影によって得られた各画像を補正してから再構成することで、より品質の高いトモシンセシス画像を得ることができる。
【０１０３】
なお、図４に示すように、Ｘ方向およびＹ方向の位置ずれは画像をシフトさせることにより補正することができ、Ｚ方向の位置ずれは画像を拡大あるいは縮小させることにより補正することができる。
【０１０４】
以下、トモシンセシス撮影の様子を示す図、トモシンセシス撮影で生じる誤差を示す図、加速度センサの測定で得られた結果を表す図、および加速度の測定やトモシンセシス撮影に関するフローチャ等を示す。
【０１０５】
図５は、トモシンセシス撮影を行うときの各部の位置関係を示す図である。
【０１０６】
図５に示すように、放射線源３０における管球焦点３０Ｆの位置から検査部位１Ａまでの距離が１１００ｍｍ、検査部位１Ａから放射線検出器２０の検出面２０Ｍまでの距離が２００ｍｍである。また、第１の撮影位置Ｐ１から検査部位１Ａに向けて照射した放射線と第３の撮影位置Ｐ３から検査部位１Ａに向けて照射した放射線とのなす角度は４０°である。
【０１０７】
図６は、図５に示す位置関係でトモシンセシス撮影を行うときの許容誤差を示す図である。
【０１０８】
図６に示すように、放射線検出器２０の検出画素の画素ピッチが０．１５ｍｍなので、検出面２０Ｍ上に形成される放射線像に許容される位置ずれは０．１５ｍｍ以下となる。図５に示す位置関係でトモシンセシス撮影を行うときに、検出面２０Ｍ上に形成される放射線像の位置誤差を０．１５ｍｍ以下とするためには、管球焦点３０ＦのＸ方向の位置ずれを０．９ｍｍ以下にする必要がある。
【０１０９】
図７は、Ｘ方向へ延びる可動レールが撓んでいる状態を示す図である。
【０１１０】
図７に示すように、Ｘ方向へ３．３ｍ延びる可動レール１２を放射線源３０を保持した移動部１０が移動するときのこの可動レール１２の撓みδｚは、最大２ｍｍに達する。またこの撓みに伴い、可動レール１２に懸架された水平移動台１３がＺ-Ｘ平面内で傾いてＸ方向の位置ずれが生じる。また、可動レール１２の歪みによりこの可動レール１２に懸架された水平移動台１３がＺ-Ｙ平面内で傾いてＹ方向の位置ずれが生じる。
【０１１１】
図８は、縦軸に加速度、横軸に経過時間を示す座標軸上に、放射線源３０がＸ方向へ移動しているときに加速度センサＳａ（Ｓｂ）で測定した加速度の値を示す図である。なお、Ｚ方向の加速度の値が常に−１となっているのは、重力を検出しているためである。
【０１１２】
図９は、縦軸に速度、横軸に経過時間を示す座標軸上に、放射線源３０がＸ方向へ移動しているときに加速度センサＳａ（Ｓｂ）で測定された加速度（上記図８に示す）を１回積分して得た速度の値を示す図である。
【０１１３】
図１０は、縦軸に位置、横軸に経過時間を示す座標軸上に、放射線源３０がＸ方向へ移動しているときに加速度センサＳａ（Ｓｂ）で測定された加速度（上記図８に示す）を２回積分して得た位置の値を示す図である。
【０１１４】
図８〜１０に示すように、放射線源に取り付けた加速度センサのみにより、基準位置からの変動量、すなわち位置を測定できることが解る。
【０１１５】
図１１は、水平移動台１３が一定速度で移動する領域（図１０中の符号Ｗで示す領域）において生じた管球焦点の位置誤差（変位）を示す図である。
【０１１６】
図１１に示すように、管球焦点のＺ方向（鉛直方向）の位置誤差やＹ方向の位置誤差はそれほど大きくないが、Ｘ方向（移動方向）の位置誤差（所定位置からのずれ）が大きいことが解る。
【０１１７】
図１２Ａは、加速度データの測定に関するフローチャートを示す図である。
【０１１８】
図１２Ｂはトモシンセシス撮影に関するフローチャートを示す図である。
【０１１９】
図１２Ａ，１２Ｂに示すように、加速度データの測定とトモシンセシス撮影の測定とが行われる。
【０１２０】
以下、レーザ測長器を用いて管球位置の測定を行う放射線撮影装置について説明する
図１３は、レーザ測長器を用いて管球位置の測定を行う放射線撮影装置を正面から見た様子と側面から見た様子を示している。図１３中の左側に放射線撮影装置を正面から見た様子、右側に放射線撮影装置を側面から見た様子を示す。
【０１２１】
図示のように、レーザ測長器を用いて管球位置の測定を行う放射線撮影装置３００は、Ｘ方向の測定基準となる壁面Ｈｘ、Ｙ方向の測定基準となる壁面Ｈｙ、Ｚ方向の測定基準となる床面Ｈｚそれぞれにレーザ光を反射させて測定を行うものである。
【０１２２】
放射線撮影装置３００によるトモシンセシス撮影がスタートすると、移動部１０が、水平移動台１３をＸ方向に延びる可動レール１２上に移動させる。これにより、水平移動台１３に固定されている伸縮支柱１４の先端に取り付けられた放射線源３０はＸ方向に移動し、管球焦点もＸ方向に移動する。
【０１２３】
放射線源３０に取り付けられた、レーザ発振器４０Ｕから発せられたレーザ光は、レーザ測長の基準となる光学系４０Ｊを通って、各基準面（壁面Ｈｘ、壁面Ｈｙ、床面Ｈｚ）で反射され再び光学系４０Ｊに入射することにより、この放射線源３０の管球焦点３０Ｆの位置が測定される。
【０１２４】
この放射線撮影装置３００によるトモシンセシス撮影は、上記説明済みの放射線撮影装置と概略同様に行うことができる。
【０１２５】
なお、上記リニアスケール測定器４０Ｌやレーザ発振器４０Ｕを用いる代わりに、放射線源３０を３軸方向へ移動させるために移動部１０に配されている３つの各駆動モータの回転軸にロータリーエンコーダ（図示は省略）を取り付けて３軸方向の位置を測定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２６】
１Ａ    被写体
１０    移動手段
２０    放射線検出器
２０Ｍ    検出面
３０    放射線源
３０Ｆ    管球焦点
４０Ｓ    加速度センサ
【図１】
2011067248.tif 000003
【図２】
2011067248.tif 000004
【図３】
2011067248.tif 000005
【図４】
2011067248.tif 000006
【図５】
2011067248.tif 000007
【図６】
2011067248.tif 000008
【図７】
2011067248.tif 000009
【図８】
2011067248.tif 000010
【図９】
2011067248.tif 000011
【図１０】
2011067248.tif 000012
【図１１】
2011067248.tif 000013
【図１２Ａ】
2011067248.tif 000014
【図１２Ｂ】
2011067248.tif 000015
【図１３】
2011067248.tif 000016