(57)【要約】【課題】コリメータの開き量を適切に求めることができるＸ線撮影装置を提供することを目的とする。【解決手段】Ｘ線画像の拡大率に関するパラメータを入力設定する拡大率パラメータ入力設定手段として基準高さ入力設定部１２ａを備える。これにより、拡大率に関するパラメータ（基準高さ）を自在に設定することができ、スロット幅が一定になるように、コントローラはコリメータの開き幅を求める。これにより、被検体の体格や症例などから各検査において拡大率に関するパラメータ（基準高さ）を適切に設定することができ、それに基づいてコリメータの開き量を適切に求めることができる。【選択図】図７
2015100641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線撮影を行うＸ線撮影装置であって、
被検体に向けてＸ線を照射するＸ線照射手段と、
前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、
当該Ｘ線検出手段で得られた複数のＸ線画像を連結して長尺画像を作成する画像連結手段と、
前記Ｘ線照射手段から照射されるＸ線の開き量を調節するコリメータと、
Ｘ線画像の拡大率に関するパラメータを入力設定する拡大率パラメータ入力設定手段と、
連結方向に沿ったＸ線画像の幅であるスロット幅が一定になるように、前記拡大率パラメータ入力設定手段で入力設定された前記拡大率に関するパラメータに基づいて、前記Ｘ線の開き量を決定する前記コリメータの開き幅を求める開き幅演算手段と
を備えることを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線撮影装置において、
前記拡大率に関するパラメータは、撮影対象となる被検体の、被検体を載置する載置手段からの高さであり、
前記拡大率パラメータ入力設定手段に前記被検体の前記載置手段からの高さを入力設定し、
前記スロット幅が一定になるように、前記拡大率パラメータ入力設定手段で入力設定された前記被検体の前記載置手段からの高さに基づいて、前記コリメータの開き幅を前記開き幅演算手段は求めることを特徴とするＸ線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｘ線撮影を行うＸ線撮影装置に係り、特に、複数のＸ線画像を連結して長尺画像を作成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、Ｘ線管（Ｘ線照射手段）とＸ線検出器（Ｘ線検出手段）とを同期動作させて被検体の体軸方向に沿って移動させてＸ線画像をそれぞれ取得して、体軸方向にＸ線画像を連結して長尺画像を作成する。特に、コリメータによりＸ線の開き量を調節して照視野をスリット状に絞り込んで得られたＸ線画像を体軸方向に連結して長尺画像を作成する長尺撮影（以下、「スロット撮影」と呼ぶ）を行う手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
コリメータの開き幅を設定することでＸ線の開き量を調節することができる。コリメータの開き幅は、「収集される（連結方向に沿ったＸ線画像の幅である）スロット幅」、「Ｘ線管の天板からの高さ（すなわちＸ線管・Ｘ線検出器間の距離ＳＩＤ(Source Image Distance)から、天板のＸ線検出器からの高さを減算したＸ線管・天板間の距離）」および「撮影対象となる被検体の天板からの高さ（すなわち基準高さ）」から自動的に決定される。コリメータの開き幅は、被検体の被曝量およびスロット撮影で得られた最終的なＸ線画像の画質に影響する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２３６９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、コリメータの開き量を決定する要素のうち、「撮影対象となる被検体の天板からの高さ（基準高さ）」は、観察したい対象の部位や被検体（患者）の体厚などにより、撮影毎に異なるという問題がある。また、観察したい対象の部位（例えば背骨）が同じでも、臥位や側位などの撮影姿勢に応じて異なる。従来では、観察したい対象の部位や被検体（患者）の体厚などに応じた基準高さをテーブル化して記憶して、撮影に応じて基準高さを選択して、選択された基準高さを用いてコリメータの開き量を決定していた。したがって、Ｘ線透視撮影装置の使用者が、透視画像や撮影画像の結果（例えば被検体の体格や症例など）から、観察したい被検体の天板からの高さ（基準高さ）を明確に確認したとしても、その高さを指定してコリメータの開き量を調整することができなかった。
【０００６】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、コリメータの開き量を適切に求めることができるＸ線撮影装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、この発明に係るＸ線撮影装置は、Ｘ線撮影を行うＸ線撮影装置であって、被検体に向けてＸ線を照射するＸ線照射手段と、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、当該Ｘ線検出手段で得られた複数のＸ線画像を連結して長尺画像を作成する画像連結手段と、前記Ｘ線照射手段から照射されるＸ線の開き量を調節するコリメータと、Ｘ線画像の拡大率に関するパラメータを入力設定する拡大率パラメータ入力設定手段と、連結方向に沿ったＸ線画像の幅であるスロット幅が一定になるように、前記拡大率パラメータ入力設定手段で入力設定された前記拡大率に関するパラメータに基づいて、前記Ｘ線の開き量を決定する前記コリメータの開き幅を求める開き幅演算手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００８】
［作用・効果］この発明に係るＸ線撮影装置によれば、Ｘ線画像の拡大率に関するパラメータを入力設定する拡大率パラメータ入力設定手段を備える。これにより、拡大率に関するパラメータを自在に設定することができ、スロット幅が一定になるように、開き幅演算手段はコリメータの開き幅を求める。これにより、被検体の体格や症例などから各検査において拡大率に関するパラメータを適切に設定することができ、それに基づいてコリメータの開き量を適切に求めることができる。また、コリメータの開き量を適切に求めることにより、最適なコリメータの開き量でスロット撮影を実施することができ、被検体の被曝を抑え、かつ高画質なＸ線画像を得ることができるという効果をも奏する。
【０００９】
上述したこの発明に係るＸ線撮影装置において、拡大率に関するパラメータの一例は、撮影対象となる被検体の、被検体を載置する載置手段からの高さである。よって、拡大率パラメータ入力設定手段に被検体の載置手段からの高さを入力設定することにより、被検体の載置手段からの高さを自在に設定することができ、スロット幅が一定になるように、開き幅演算手段はコリメータの開き幅を求める。これにより、被検体の体格や症例などから各検査において被検体の載置手段からの高さを適切に設定することができ、それに基づいてコリメータの開き量を適切に求めることができる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係るＸ線撮影装置によれば、Ｘ線画像の拡大率に関するパラメータを入力設定する拡大率パラメータ入力設定手段を備える。これにより、拡大率に関するパラメータを自在に設定することができ、スロット幅が一定になるように、開き幅演算手段はコリメータの開き幅を求める。これにより、被検体の体格や症例などから各検査において拡大率に関するパラメータを適切に設定することができ、それに基づいてコリメータの開き量を適切に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例に係るＸ線撮影装置の概略斜視図である。
【図２】実施例に係るＸ線撮影装置の概略正面図である。
【図３】実施例に係るＸ線撮影装置の概略側面図およびブロック図である。
【図４】側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の等価回路である。
【図５】平面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の等価回路である。
【図６】基準高さとスロット幅とコリメータの開き幅との関係を示した概略図である。
【図７】基準高さ入力設定部（インターフェース）の一態様の図である。
【実施例】
【００１２】
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係るＸ線撮影装置の概略斜視図であり、図２は、実施例に係るＸ線撮影装置の概略正面図であり、図３は、実施例に係るＸ線撮影装置の概略側面図およびブロック図である。図３では、天板保持部等の図示を省略する。
【００１３】
Ｘ線撮影装置は、図１〜図３に示すように、被検体Ｍを載置する天板１と、その被検体Ｍに向けてＸ線を照射するＸ線管２と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するフラットパネル型Ｘ線検出器（FPD: Flat Panel Detector）（以下、「ＦＰＤ」と略記する）３とを備えている。ＦＰＤ３は天板１内に収容されている。天板１は、この発明における載置手段に相当し、Ｘ線管２は、この発明におけるＸ線照射手段に相当し、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３は、この発明におけるＸ線検出手段に相当する。
【００１４】
Ｘ線撮影装置は、Ｘ線管２を支持する支柱２１を備えるとともに、天板１を支持する主支柱３１を備えている。Ｘ線管２の照射側にはＸ線管２から照射されるＸ線の開き量を調節することで照視野を制御するコリメータ２２を配設している。本実施例では、主支柱３１の一端が上述したようにＸ線管２を支持し、他端が天板１内に収容されたＦＰＤ３を支持することで、Ｘ線管２およびＦＰＤ３が被検体Ｍの長手方向に沿って互いに同方向に天板１に対して平行移動する（図３を参照）。また、コリメータ２２によって、ＦＰＤ３に投影される照視野よりも狭く絞った状態で（図３を参照）、Ｘ線管２およびＦＰＤ３が被検体Ｍの長手方向に沿って互いに同方向に天板１に対して平行移動しながら、Ｘ線管２からスリット状のＸ線を照射して、ＦＰＤ３がＸ線を検出してＸ線撮影を行う。コリメータ２２は、この発明におけるコリメータに相当する。
【００１５】
主支柱３１は、床面に設置された基台３２に立設されており、天板１を起倒（傾斜）可能に保持する天板保持部３３を配設している。床面に設置された基台３２に主支柱３１を立設し、天板１を保持する天板保持部３３を配設することで、天板１が保持された状態で、天板１内に収容されたＦＰＤ３、ＦＰＤ３を他端で支持した支柱２１、その支柱２１の一端に支持されたＸ線管２およびＸ線管２の照射側に配設されたコリメータ２２も支持される。
【００１６】
天板保持部３３内には、天板１を水平軸の軸心周りに回転させて傾斜させる扇形ラック３４と、扇形ラック３４および主支柱３１に挿入される支軸３５と、扇形ラック３４に嵌合されるピニオン３６と、ピニオン３６を一端に配設した回転軸３７と、回転軸３７を回転させるモータ３８とを収容している。モータ３８が回転軸３７を回転させることで、回転軸３７の一端に配設されたピニオン３６が回転し、ピニオン３６の回転に連動して、それに嵌合された扇形ラック３４が支軸３５を支点として支軸３５周りに回転する。扇形ラック３４が支軸３５周りに回転することで、天板１を水平軸の軸心周りに回転させて傾斜させる。
【００１７】
このように、天板１が水平軸の軸心周りに回転して傾斜すると、天板１を起立姿勢・傾斜姿勢・水平姿勢（臥位姿勢）に起倒させることが可能になる。また、天板１の傾斜に連動して、Ｘ線管２およびＦＰＤ３が傾斜傾斜するとともに、Ｘ線管２を支持する支柱２１も傾斜する。なお、天板１を起立姿勢に傾斜させる際に、天板１の水平軸の軸心周りの回動位置から天板１下部の距離が、支柱３１の支軸３５から支柱３１下部までの高さよりも長い場合には、起立姿勢が実現できないので、この場合には天板１を上部に移動させれば起立姿勢を実現することができる。
【００１８】
Ｘ線撮影装置は、他に、図３に示すように、支柱２１とともにそれに支持されたＸ線管２およびコリメータ２２を被検体Ｍの体軸である長手方向に沿って天板１に対して平行移動させるために、モータ（図示省略）を駆動させる支柱駆動機構４や、ＦＰＤ３を長手方向に沿って天板１に対して平行移動させるために、モータ（図示省略）を駆動させるＦＰＤ駆動機構５や、上述した天板１を起倒（傾斜）させるためにモータ３８（図２を参照）を駆動させる天板回転機構６や、連結する軸（すなわち体軸に直交する軸）の軸心周りにＸ線管２を回転移動させるために、モータ（図示省略）を駆動させるＸ線管回転機構７と、ＦＰＤ３から電荷信号であるＸ線検出信号をディジタル化して取り出すＡ／Ｄ変換器８や、Ａ／Ｄ変換器８から出力されたＸ線検出信号に基づいて種々の処理を行う画像処理部９や、これらの各構成部を統括するコントローラ１０や、処理されたＸ線画像などを記憶するメモリ部１１や、操作者が入力設定を行う入力部１２や、処理されたＸ線画像などを表示するモニタ１３などを備えている。なお、Ｘ線管２の管電圧や管電流を発生させる高電圧発生部等については、特徴部分に関連していないので、図示および説明については省略する。コントローラ１０は、この発明における開き幅演算手段に相当する。コントローラ１０の具体的な演算については、図６〜図７で後述する。
【００１９】
画像処理部９は、ＦＰＤ３で得られた複数のＸ線画像を連結して長尺画像を作成する画像連結部９ａを備えている。なお、画像連結部９ａにより複数のＸ線画像を連結して長尺画像を作成する際には、後述するデータ線４９（図４および図５を参照）に平行にＦＰＤ３を移動させてＦＰＤ３で複数のＸ線画像をそれぞれ取得して連結する。画像連結部９ａは、この発明における画像連結手段に相当する。
【００２０】
コントローラ１０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されており、メモリ部１１は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体などで構成されている。また、入力部１２は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。Ｘ線撮影装置では、被検体Ｍを透過したＸ線をＦＰＤ３が検出して、検出されたＸ線に基づいて画像処理部９で画像処理を行ってＸ線画像を作成することで被検体ＭのＸ線撮影を行う。
【００２１】
本実施例では、入力部１２は、被検体Ｍの天板１からの高さ（すなわち基準高さ）を入力設定する基準高さ入力設定部１２ａを備えている。基準高さ入力設定部１２ａは、この発明における拡大率パラメータ入力設定手段に相当する。基準高さ入力設定部１２ａの具体的な機能についても、図６〜図７で後述する。
【００２２】
次に、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３の構造について、図４および図５を参照して説明する。図４は、側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の等価回路であり、図５は、平面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の等価回路である。
【００２３】
ＦＰＤ３は、図４に示すように、ガラス基板４１と、ガラス基板４１上に形成された薄膜トランジスタＴＦＴとから構成されている。薄膜トランジスタＴＦＴについては、図４、図５に示すように、縦・横式２次元マトリクス状配列でスイッチング素子４２が多数個（例えば、1024個×1024個）形成されており、キャリア収集電極４３ごとにスイッチング素子４２が互いに分離形成されている。すなわち、ＦＰＤ３は、２次元アレイ放射線検出器でもある。
【００２４】
図４に示すようにキャリア収集電極４３の上にはＸ線感応型半導体４４が積層形成されており、図４、図５に示すようにキャリア収集電極４３は、スイッチング素子４２のソースＳに接続されている。ゲートドライバ４５からは複数本のゲート線４６が接続されているとともに、各ゲート線４６はスイッチング素子４２のゲートＧに接続されている。一方、図５に示すように、電荷信号を収集して１つに出力するマルチプレクサ４７には増幅器４８を介して複数本のデータ線４９が接続されているとともに、図４、図５に示すように各データ線４９はスイッチング素子４２のドレインＤに接続されている。
【００２５】
図示を省略する共通電極にバイアス電圧を印加した状態で、ゲート線４６の電圧を印加（または０Ｖに）することでスイッチング素子４２のゲートがＯＮされて、キャリア収集電極４３は、検出面側で入射したＸ線からＸ線感応型半導体４４を介して変換された電荷信号（キャリア）を、スイッチング素子４２のソースＳとドレインＤとを介してデータ線４９に読み出す。なお、スイッチング素子がＯＮされるまでは、電荷信号はキャパシタ（図示省略）で暫定的に蓄積されて記憶される。各データ線４９に読み出された電荷信号を増幅器４８で増幅して、マルチプレクサ４７で１つの電荷信号にまとめて出力する。出力された電荷信号をＡ／Ｄ変換器８でディジタル化してＸ線検出信号として出力する。
【００２６】
次に、コントローラ１０の具体的な演算および基準高さ入力設定部１２ａの具体的な機構について、図６〜図７を参照して説明する。図６は、基準高さとスロット幅とコリメータの開き幅との関係を示した概略図であり、図７は、基準高さ入力設定部（インターフェース）の一態様の図である。
【００２７】
図６に示すように、天板（図６では図示省略）の長手方向（体軸方向）をＶとし、当該Ｖに直交する方向（短手方向）をＨとする。コリメータ２２は、Ｖ方向の開き幅を設定するＶリーフ（コリメータ２２内の点線で図示）と、Ｈ方向の開き幅を設定するＨリーフ（図示省略）とから構成されている。Ｖ方向のコリメータの開き幅をｄ１とし、連結方向に沿ったＸ線画像の幅であるスロット幅をｄ２とする。なお、隣接するＸ線画像と重複するが、この重複部分（マージン）もスロット幅ｄ２に含まれている。また、Ｘ線管２・ＦＰＤ３間の距離をＳＩＤとし、Ｘ線管２とＶリーフとの距離をｈ１とし、天板のＦＰＤ３からの高さをｈ２とし、撮影対象となる被検体（図６では図示省略）の天板からの高さ（すなわち基準高さ）をｈ３とする。
【００２８】
図１〜図３の構成では、基準高さｈ３が可変であり、スロット幅ｄ２が一定になるようにＶ方向のコリメータの開き幅ｄ１を演算することになる。それ以外の高さｈ１，ｈ２は固定である。それぞれの関係式は下記（１）式のように表される。
【００２９】
ｄ１＝ｈ１×ｄ２／（ＳＩＤ−ｈ２−ｈ３）  …  （１）
図７に示す基準高さ入力設定部１２ａに、撮影対象となる被検体の天板からの高さ（基準高さ）ｈ３を入力設定すると、スロット幅ｄ２が一定になるように、コントローラ１０（図３を参照）は、上記（１）式からＶ方向のコリメータの開き幅ｄ１を演算する。
【００３０】
基準高さ入力設定部１２ａは、図７に示すように基準高さを高い値に設定するボタン１２Ａと、基準高さを低い値に設定するボタン１２Ｂとを設けており、操作者がいずれかのボタン１２Ａ，１２Ｂを押すことにより任意の基準高さを入力設定することができる。入力設定された基準高さは窓１２Ｃに表示される。
【００３１】
本実施例に係るＸ線撮影装置によれば、Ｘ線画像の拡大率に関するパラメータを入力設定する拡大率パラメータ入力設定手段として基準高さ入力設定部１２ａを備える。これにより、拡大率に関するパラメータ（本実施例では基準高さ）を自在に設定することができ、スロット幅が一定になるように、コントローラ１０はコリメータの開き幅を求める。これにより、被検体Ｍの体格や症例などから各検査において拡大率に関するパラメータ（基準高さ）を適切に設定することができ、それに基づいてコリメータの開き量を適切に求めることができる。また、コリメータの開き量を適切に求めることにより、最適なコリメータの開き量でスロット撮影を実施することができ、被検体Ｍの被曝を抑え、かつ高画質なＸ線画像を得ることができるという効果をも奏する。
【００３２】
本実施例では、拡大率に関するパラメータは、撮影対象となる被検体Ｍの天板１からの高さ（基準高さ）である。よって、基準高さ入力設定部１２ａに被検体Ｍの天板１からの高さ（基準高さ）を入力設定することにより、被検体Ｍの天板１からの高さ（基準高さ）を自在に設定することができ、スロット幅が一定になるように、コントローラ１０はコリメータの開き幅を求める。これにより、被検体Ｍの体格や症例などから各検査において被検体Ｍの天板１からの高さ（基準高さ）を適切に設定することができ、それに基づいてコリメータの開き量を適切に求めることができる。
【００３３】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００３４】
（１）長尺撮影においては、水平姿勢（臥位姿勢）で行ってもよいし、起立姿勢で行ってもよいし、傾斜姿勢で行ってもよい。
【００３５】
（２）上述した実施例では、Ｘ線検出手段としてフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）を例に採って説明したが、イメージインテンシファイア(Ｉ．Ｉ)のように、通常において用いられるＸ線検出手段であれば特に限定されない。
【００３６】
（３）上述した実施例では、拡大率に関するパラメータは被検体Ｍの天板１からの高さ（基準高さ）であったが、ＳＩＤや、図６の天板のＦＰＤ３からの高さｈ２に例示されるように拡大率に関するパラメータであれば、特に限定されない。例えばＳＩＤが可変の場合には、ＳＩＤを入力設定すればよい。
【符号の説明】
【００３７】
１  …  天板
２  …  Ｘ線管
３  …  フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
９ａ  …  画像連結部
１０  …  コントローラ
１２ａ  …  基準高さ入力設定部
２２  …  コリメータ
ｈ３  …  基準高さ
ｄ１  …  Ｖ方向のコリメータの開き幅
ｄ２  …  スロット幅
Ｍ  …  被検体
【図１】
2015100641.tif 000003
【図２】
2015100641.tif 000004
【図３】
2015100641.tif 000005
【図４】
2015100641.tif 000006
【図５】
2015100641.tif 000007
【図６】
2015100641.tif 000008
【図７】
2015100641.tif 000009