(57)【要約】【課題】平面検出器を用いた拡大撮影において空間分解能に優れたＸ線画像データの生成を行う。【解決手段】所定の方向にＸ線を照射するＸ線発生部１と、このＸ線発生部１によって照射されるＸ線を検出するＸ線検出部２と、このＸ線検出部２における平面検出器２１をＸ線照射方向に対して角度設定する検出器傾斜機構４３を備え、拡大撮影において前記検出器傾斜機構４３は、前記平面検出器２１に所定の傾斜角度を与えてＸ線の検出を行うことによって平面検出器２１が有する画素を有効に用いる。前記平面検出器２１によって得られたＸ線画像データに対して、画像補正回路１２は画像歪補正および感度補正を行う。【選択図】  図１
2004180805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の方向にＸ線を照射するＸ線発生手段と、
このＸ線発生手段によって照射されるＸ線を検出するＸ線検出手段と、
このＸ線検出手段におけるＸ線検出器の検出面を前記Ｘ線照射方向に対して所定の角度に設定する検出器角度設定手段と、
前記Ｘ線検出手段によって得られる検出信号からＸ線画像データを生成する画像生成手段とを
備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記Ｘ線検出手段におけるＸ線検出器は、Ｘ線検出素子が２次元的に配列された平面検出器であることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記検出器角度設定手段はＸ線撮影領域の大きさに基づいて前記Ｘ線検出器の検出面の角度設定を行うことを特徴とする請求項１または２記載のＸ線診断装置。
【請求項４】
前記検出器角度設定手段は、前記Ｘ線検出器の検出面を前記Ｘ線照射方向に垂直な平面に対して所定角度傾斜して設定することを特徴とする請求項３記載のＸ線診断装置。
【請求項５】
表示手段と操作部を備え、前記検出器角度設定手段は前記表示手段において表示される基準Ｘ線画像上に前記操作部からの指示に従って設定される拡大撮影領域情報に基づいて前記Ｘ線検出器の角度設定を行うことを特徴とする請求項４記載のＸ線診断装置。
【請求項６】
操作部を備え、前記検出器角度設定手段は前記操作部より入力される画像拡大率の情報に基づいて前記Ｘ線検出器の検出面の傾斜角度を設定することを特徴とする請求項４記載のＸ線診断装置。
【請求項７】
前記画像生成手段によって得られたＸ線画像データに対して、画像歪補正手段が、前記Ｘ線検出器の検出面の傾斜角度情報に基づいて画像歪補正を行うことを特徴とする請求項１または２記載のＸ線診断装置。
【請求項８】
前記画像生成手段によって得られたＸ線画像データに対して、画像感度補正手段が、前記Ｘ線検出器の検出面の傾斜角度情報に基づいて画像感度補正を行うことを特徴とする請求項１または２記載のＸ線診断装置。
【請求項９】
グリッド着脱手段が、前記Ｘ線検出器のＸ線照射面に近接して取り付けられたグリッドを除去するようにしたことを特徴とする請求項４記載のＸ線診断装置。
【請求項１０】
Ｘ線発生手段及びＸ線検出手段によって標準撮影を行うステップと、
この標準撮影によって第１のＸ線画像データを生成するステップと、
この第１のＸ線画像データに対して拡大撮影領域を設定するステップと、
この拡大撮影領域の情報に基づき、Ｘ線検出手段のＸ線検出器をＸ線照射方向に対して所定の角度に設定するステップと、
所定の角度に設定された前記Ｘ線検出器を用いて拡大撮影を行う第２のＸ線画像データを生成するステップと、
この第２のＸ線画像データに対して画像補正を行うステップと、
補正されたＸ線画像データを表示するステップとを
有することを特徴とするＸ線撮影方法。
【請求項１１】
Ｘ線撮影における画像の拡大率を設定するステップと、
設定された拡大率に基づき、Ｘ線検出手段のＸ線検出器をＸ線照射方向に対して所定の角度に設定するステップと、
所定の角度に設定された前記Ｘ線検出器を用いてＸ線画像データを生成するステップと、
このＸ線画像データに対して画像補正を行うステップと、
補正されたＸ線画像データを表示するステップとを
有することを特徴とするＸ線撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は２次元的に配列された複数のＸ線検出素子を有したＸ線診断装置に係り、特に空間分解能に優れた拡大撮影を可能にするＸ線診断装置及びＸ線撮影方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線診断装置やＭＲＩ装置あるいはＸ線ＣＴ装置などを用いた医用画像診断技術は、１９７０年代のコンピュータ技術の発展に伴い急速な進歩を遂げ、今日の医療において必要不可欠なものとなっている。
【０００３】
Ｘ線診断装置に用いられる検出素子として、従来はＸ線フィルムや図９（ａ）に示したＩ．Ｉ．（イメージ・インテンシファイア）が使用されてきた。即ち、図９（ａ）はＩ．Ｉ．２０３を用いたＸ線診断装置の概略を示す図であり、このＩ．Ｉ．２０３を用いたＸ線撮像方法ではＸ線管２００から発生したＸ線をＸ線絞り器２０１を介して被検体２０６に照射し、このとき被検体２０６を透過して得られるＸ線の画像情報をＸ線検出器２０２のＩ．Ｉ．２０３によって光学画像に変換する、更に、この光学画像をＸ線ＴＶカメラ２０４によって撮影し、電気信号に変換して得られたＸ線画像データはＡ／Ｄ変換後、図示しないＴＶモニタに表示していた。このため、Ｉ．Ｉ．２０３を用いた撮影方法では、フィルム方式では出来なかったリアルタイム撮影を可能とし、また、デジタル信号で画像データの収集ができるため、種々の画像処理を可能とした。
【０００４】
このようなＸ線診断装置において、Ｘ線検出器２０２によって検出される画像情報から所定の領域を拡大して表示する場合、図９（ａ）に示すＩ．Ｉ．２０３を用いたＸ線検出器２０２では、Ｉ．Ｉ．２０３に投影される光学画像の所定の領域をＸ線ＴＶカメラ２０４によって拡大撮影を行う。このとき、Ｘ線ＴＶカメラ２０４が有するＣＣＤ画素を用いて、拡大すべき前記領域の画像情報を電気信号に変換するため、１枚のＸ線画像データを構成する画素数は、Ｘ線ＴＶカメラ２０４のＣＣＤが有する有効画素数（水平画素数×垂直画素数）によって決定され、画像の拡大率に関係なく常に一定となる。従って、拡大撮影においてＸ線画像の空間分解能を改善することが可能であった。
【０００５】
一方、Ｉ．Ｉ．２０３を用いたＸ線診断装置に替わるものとして近年、２次元配列のＸ線平面検出器（以下平面検出器）が大きな注目を集め、その一部は既に実用化の段階に入っている。この平面検出器を用いた装置では、Ｘ線画像情報を直接電気信号に変換しているため、画質性能や安定性の面での大幅向上が期待されている。
【０００６】
図９（ｂ）は平面検出器２０５を用いた標準撮影と拡大撮影を示したものであり、Ｘ線管２００から放射されたＸ線は、Ｘ線絞り器２０１を介して被検体２０６に照射され、この被検体２０６を透過したＸ線は、Ｘ線検出器２０２に照射される。
【０００７】
平面検出器２０２では、照射されたＸ線量に比例した電荷（以下信号電荷とよぶ）が２次元に配列された検出素子の夫々に蓄積され、この蓄積された信号電荷はスイッチング機能を有するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を介して順次信号出力線に読み出される構成になっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
更に、信号出力線に出力された信号電荷は電荷・電圧変換器を介してＡ／Ｄ変換器にてデジタル信号に変換され、Ｘ線画像データとして画像データ記憶回路に保存された後、表示部にて表示される。なおＡ／Ｄ変換されたＸ線画像信号は、種々の画像処理や複数画像間のサブトラクション処理なども容易に行うことが可能となる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−３４０３２４号公報（第２−３頁、第１５−１８図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、平面検出器２０２を用いたＸ線診断装置による拡大撮影は、従来のＩ．Ｉ．２０３を用いた場合と比較して空間分解能があまり改善されないという問題点が考えられる。即ち、図９（ｂ）に示した平面検出器２０２を用いた拡大撮影においては、Ｘ線検出器２０２の平面検出器２０５が離散的な検出素子から構成されており、有効画素数及び画素の大きさが予め決定されている。従って、このようなＸ線検出器２０２によって得られた画像データをＣＲＴモニタ等において拡大表示しても、画像情報は検出素子の素子幅によって量子化されているため、モザイク状の画像となり、空間分解能の向上が困難となる場合が考えられる。
【００１１】
本発明はこのような従来の平面検出器２０５を用いた撮影における問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、拡大撮影において空間分解能の優れたＸ線画像の撮影を可能とするＸ線診断装置及びＸ線撮影方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のＸ線診断装置は、所定の方向にＸ線を照射するＸ線発生手段と、このＸ線発生手段によって照射されるＸ線を検出するＸ線検出手段と、このＸ線検出手段におけるＸ線検出器の検出面を前記Ｘ線照射方向に対して所定の角度に設定する検出器角度設定手段と、前記Ｘ線検出手段によって得られる検出信号からＸ線画像データを生成する画像生成手段とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
従って本発明によれば、平面検出器を使用した場合の拡大撮影において、高い空間分解能を有したＸ線画像を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（装置の構成）
本発明の実施の形態の構成につき図１及び図２を用いて説明する。但し、図１は本発明に係るＸ線診断装置全体の概略構成を示すブロック図であり、図２は本発明の実施の形態における平面検出器の構成を示す図である。
【００１５】
このＸ線診断装置１００は、Ｘ線を被検体４５に対して照射するＸ線発生部１と、被検体４５を透過したＸ線を２次元的に検出するＸ線検出部２と、前記Ｘ線発生部１とＸ線検出部２を例えばＣアームによって保持する保持アーム５と、前記被検体４５を載せる寝台（天板）１７とを備えている。
【００１６】
また、このＸ線診断装置１００は、前記保持アーム５や寝台（天板）１７の移動、Ｘ線検出部２の平面検出器２１におけるグリッド２０の着脱、あるいは前記平面検出器２１の傾斜などを行う機構部３と、機構部３の各機構を制御する機構制御部６と、前記Ｘ線検出部２によってライン単位で検出されるＸ線画像データを画像として保存するとともに、この画像の歪や感度を補正する画像記憶・補正部７とを備えている。
【００１７】
更に、Ｘ線診断装置１００は、前記画像記憶・補正部７の画像データ記憶回路１３に保存されているＸ線画像データを表示する表示部８と、Ｘ線発生部１におけるＸ線放射に必要な高電圧を発生する高電圧発生部４と、上記各ユニットを制御するシステム制御部１０、及び装置操作者がこのＸ線診断装置１００に対して種々の指示を与えるための操作部９を備えている。
【００１８】
Ｘ線発生部１は、被検体４５に対しＸ線を放射するＸ線管１５と、このＸ線管１５から放射されたＸ線をコリメートするＸ線絞り器１６を備えている。Ｘ線管１５はＸ線を発生する真空管であり、陰極（フィラメント）より放出された電子を高電圧によって加速させてタングステン陽極に衝突させることによってＸ線を発生させる。一方、Ｘ線絞り器１６は、Ｘ線管１５と被検体４５の間に位置し、拡大撮影の場合には、Ｘ線管１５から放射されたＸ線ビームを拡大撮影領域のサイズに絞り込む機能を有している。
【００１９】
Ｘ線検出部２は、被検体４５を透過したＸ線を電荷に変換して蓄積する平面検出器２１と、この平面検出器２１に蓄積された電荷をＸ線画像信号として読み出すためのゲートドライバ２２と、読み出された電荷を画像データに変換する画像データ生成部１１とを備えている。また、前記平面検出器２１の前面には、被検体４５において生ずる散乱Ｘ線の受信を防ぐためのグリッド２０が配置されている。
【００２０】
平面検出器２１は図２に示すように、微小な検出素子５１−１１、５１−１２、・・・５１−２１、５１−２２、・・・を列方向及びライン方向に２次元的に配列して構成されており、各々の検出素子５１はＸ線を感知し、入射Ｘ線量に応じて電荷を生成する光電膜５２と、この光電膜５２に発生した電荷を蓄積する電荷蓄積コンデンサ５３と、この電荷蓄積コンデンサ５３に蓄積された電荷を所定のタイミングで読み出すＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５４を備えている。以下では説明を簡単にするために、例えば、検出素子５１が列方向（図２の上下方向）、及びライン方向（図２の左右方向）に２素子づつ配列されている場合の平面検出器２１の構成について説明する。
【００２１】
図２の光電膜５２−１１、５２−１２、５２−２１、５２−２２の第１の端子と、電荷蓄積コンデンサ５３−１１、５３−１２、５３−２１、５３−２２の第１の端子は接続され、更に、その接続点はＴＦＴ５４−１１、５４−１２、５４−２１、５４−２２のソース端子へ接続される。一方、光電膜５２−１１、５２−１２、５２−２１、５２−２２の第２の端子は、図示しないバイアス電源に接続され、電荷蓄積コンデンサ５３−１１、５３−１２、５３−２１、５３−２２の第２の端子は接地される。更に、ライン方向のＴＦＴ５４−１１及びＴＦＴ５４−２１のゲートはゲートドライバ２２の出力端子２２−１に接続され、また、ＴＦＴ５４−１２、及びＴＦＴ５４−２２のゲートはゲートドライバ２２の出力端子２２−２に接続される。
【００２２】
一方、列方向のＴＦＴ５４−１１、及び５４−１２のドレイン端子は信号出力線５９−１に共通接続され、また、ＴＦＴ５４−２１及び５４−２２のドレイン端子は信号出力線５９−２にそれぞれ共通接続される。信号出力線５９−１、５９−２は画像データ生成部１１に接続されている。
【００２３】
図１のゲートドライバ２２は、Ｘ線照射によって検出素子５１の光電膜５２で発生し電荷蓄積コンデンサ５３にて蓄積される信号電荷を読み出すために、ＴＦＴ５４のゲート端子に読み出し用の駆動パルスを供給する。
【００２４】
画像データ生成部１１は、平面検出器２１から読み出された電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器２３と、この電荷・電圧変換器２３の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２４と、平面検出器２１からライン単位でパラレルに読み出される画像信号をシリアルな信号に変換するパラレル・シリアル変換器２５とを備えている。
【００２５】
機構部３は、Ｘ線発生部１、及びＸ線検出部２を被検体４５の体軸方向に対して相対的に移動させて撮影断面の設定を行う保持アーム移動機構４１、及び寝台（天板）移動機構４４と、拡大撮影を行なうに際して平面検出器２１をＸ線ビーム方向に対して所定角度傾けるための検出器傾斜機構４３と、平面検出器２１の前面に取り付けられている散乱Ｘ線排除用のグリッド２０の着脱を行うグリッド着脱機構４２を備えている。
【００２６】
機構制御部６は、システム制御部１０からの制御信号によって前記保持アーム移動機構４１、寝台（天板）移動機構４４、検出器傾斜機構４３及びグリッド着脱機構４２を制御する。
【００２７】
画像記憶・補正部７は、画像データ生成部１１からシリアルに送られてくるＸ線画像データを順次記憶する画像データ記憶回路１３と、この画像データ記憶回路１３にて保存されるＸ線画像データに対して歪補正と感度補正を行う画像補正回路１２を備えている。画像補正回路１２はＣＰＵを有し、平面検出器２１をＸ線放射方向に対して斜めに配置した場合に発生するＸ線画像データの台形歪と、前記平面検出器２１を構成する検出素子５１における感度差に対して補正を行う。
【００２８】
高電圧発生部４は、Ｘ線管１５の陰極から発生する熱電子を加速するために、陽極と陰極の間に印加する高電圧を発生させる。通常は、インバータ方式により８０ＫＷ乃至１００ＫＷの大出力容量を有している。
【００２９】
操作部９はキーボード、各種スイッチ、マウス等を備えたインターラクティブなインターフェースであり、装置の操作者は操作部９において、撮影の各種条件や検査の開始、機構部３の移動制御などのコマンド信号を入力し、これらのコマンド信号はシステム制御部１０を介して各ユニットに送られる。また、操作者は表示部８のＣＲＴモニタ３３に表示される標準Ｘ線画像に対して、拡大撮影用の関心領域（ＲＯＩ）を設定することも可能である。
【００３０】
表示部８は、画像記憶・補正部７において歪や感度の補正が行われた１枚分のＸ線画像データと、このＸ線画像データの付帯情報である数字や各種文字などを一旦保存する表示用画像メモリ３１と、このＸ線画像データや付帯情報をアナログ映像信号に変換するＤ／Ａ変換器３２と、前記映像信号を表示する前記ＣＲＴモニタ３３から構成される。
【００３１】
システム制御部１０は、ＣＰＵと記憶回路を備え、操作部９から送られてくる操作者の指示や撮影条件などの情報を一旦記憶した後、これらの情報に基づいてＸ線画像データの収集や表示の制御、あるいは移動機構に関する制御などシステム全体の制御を行う。
【００３２】
（標準撮影）
次に、図１乃至図８を用いて本実施の形態におけるＸ線診断装置の標準撮影、及び拡大撮影における撮影手順について説明する。但し、図８は本実施の形態における撮影手順のフローチャートを示す。
【００３３】
標準撮影に先立って装置操作者は、操作部９において標準撮影における種々の撮影条件を入力し、これらの撮影条件はシステム制御部１０の記憶回路に保存される。次いで操作者は、システム制御部１０、及び機構制御部６を介して保持アーム移動機構４１、及び寝台移動機構４４に対して指示信号を供給し、Ｘ線発生部１、及びＸ線検出部２に対して被検者４５の撮影部位を最適な位置に設定する（図８のステップＳ１）。
【００３４】
次に、操作者は操作部９よりＸ線透過画像の標準撮影開始コマンドを入力し、このコマンドが操作部９よりシステム制御部１０に供給されると、システム制御部１０から駆動信号が高電圧発生部４に送られる（図８のステップＳ２）。この駆動信号によって発生する高電圧発生部４の出力電圧は、Ｘ線発生部１のＸ線管１５に印加されて、Ｘ線管１５は被検体４５に対してパルスＸ線を放射する。そして、被検体４５を透過したＸ線は、被検体４５の後方に配置されるＸ線検出部２のグリッド２０を介し、平面検出器２１によって検出される。
【００３５】
次に、Ｘ線検出部２について更に詳細な構成を示した図３と、平面検出器２１における信号読み出しのタイムチャートを示した図４を用いてＸ線画像データの生成手順を説明する。
【００３６】
図３において、平面検出器２１はライン方向にＭ個、列方向にＮ個、２次元配列された検出素子５１から構成されている。この平面検出器２１において、ライン方向に配列されたＭ個の検出素子５１のそれぞれの駆動端子（即ち、図２に示すＴＦＴ５４のゲート端子）は共通接続され、ゲートドライバ２２の出力端子に接続される。例えば、ゲートドライバ２２の出力端子２２−１は検出素子５１−１１、５１−２１、５１−３１、・・・５１−Ｍ１の各駆動端子に接続され、ゲートドライバ２２の出力端子２２−Ｎは検出素子５１−１Ｎ、５１−２Ｎ、５１−３Ｎ、・・・５１−ＭＮの各駆動端子に接続される。
【００３７】
一方、列方向に配列されたＮ個の検出素子５１のそれぞれの出力端子（即ち、図２に示すＴＦＴ５４のドレイン端子）は信号出力線５９によって共通接続され、この信号出力線５９は画像データ生成部１１の電荷・電圧変換器２３の入力端子に接続される。例えば、検出素子５１−１１、５１−１２、５１−１３、・・・５１−１Ｎの出力端子は信号出力線５９−１によって共通接続され、この信号出力線５９−１は電荷・電圧変換器２３−１に接続される。同様にして、検出素子５１−Ｍ１、５１−Ｍ２、５１−Ｍ３、・・・５１−ＭＮの出力端子は信号出力線５９−Ｍによって共通接続され、この信号出力線５９−Ｍは電荷・電圧変換器２３−Ｍに接続される。
【００３８】
図４はＸ線の照射タイミング、ゲートドライバ２２の出力信号及び検出素子５１の出力信号を示したものであり、システム制御部１０からの制御信号に基づいて、Ｘ線発生部１は図４（ａ）の時間ｔ０ａ乃至ｔ０ｂの期間に被検体４５に対してＸ線を照射し、検出素子５１は被検体４５を透過したＸ線を受信して、そのＸ線照射強度に比例した信号電荷を電荷蓄積コンデンサ５３に蓄積する。このＸ線照射が終了すると、システム制御部１０はゲートドライバ２２にクロックパルスを供給し、ゲートドライバ２２はその出力端子２２−１乃至２２−Ｎから図４（ｂ）乃至図４（ｄ）に示すような駆動パルスを順次出力する。
【００３９】
図２に示したゲートドライバ２２は駆動回路で、検出素子５１にて蓄積された電荷をＴＦＴ５４を介して信号出力線５９に読み出すために、ＴＦＴ５４のゲート端子に読み出し用の駆動パルス（ＯＮ電圧）を供給する。この駆動パルスをゲート端子に供給することによってＴＦＴ５４を導通（ＯＮ）状態にし、電荷蓄積コンデンサ５３に蓄えられた信号電荷を信号出力線５９に出力する。
【００４０】
図４（ａ）の時間ｔ０ａ乃至ｔ０ｂの期間においてＸ線の照射が行われた後、ゲートドライバ２２の出力端子２２−１は時間ｔ１ａ乃至ｔ１ｂの期間においてＯＮ電圧になり（図４（ｂ））、第１ラインの検出素子５１−１１、５１−２１，・・・，５１−Ｍ１を駆動する。そして、これらの検出素子５１に蓄積された信号電荷を信号出力線５９−１乃至５９―Ｍに出力する。信号出力線５９−１乃至５９−Ｍに出力された信号電荷は、電荷・電圧変換器２３−１乃至２３−Ｍにおいて電荷から電圧に変換され、更に、Ａ／Ｄ変換器２４−１乃至２４−Ｍにおいてデジタル信号に変換される。システム制御部１０は、Ａ／Ｄ変換器２４−１乃至２４−Ｍの出力をパラレル・シリアル変換器２５のメモリ２５−１乃至２５−Ｍにパラレル入力して一旦保存した後、シリアルに読み出して第１ラインの画像データとして画像記憶・補正部７の画像データ記憶回路１３に保存する。
【００４１】
次に、時間ｔ２ａ乃至ｔ２ｂの期間においてゲートドライバ２２は、その出力端子２２−２のみをＯＮ電圧にして（図４（ｃ））、第２ラインの検出素子５１−１２、５１−２２、５１−３２，・・・，５１−Ｍ２に蓄積された信号電荷を信号出力線５９−１乃至５９−Ｍに出力し、出力された信号電荷は、電荷・電圧変換器２３−１乃至２３−ＭやＡ／Ｄ変換器２４−１乃至２４−Ｍに送られる。次いで、システム制御部１０は、Ａ／Ｄ変換器２４−１乃至２４−Ｍの出力をパラレル・シリアル変換器２５のメモリ２５−１乃至２５−Ｍに保存した後、第２ラインの画像データとして画像データ記憶回路１３に保存する。
【００４２】
以下同様にして、ゲートドライバ２２の出力端子２２−３乃至２２−Ｎが順次ＯＮ電圧になると、第３ライン乃至第Ｎラインに配置された検出素子５１は内部に蓄積していた信号電荷を順次信号出力線５９−１乃至５９−Ｍに出力し、この信号電荷は電荷・電圧変換器２３−１やＡ／Ｄ変換器２４−１を介してパラレル・シリアル変換器２５に一旦記憶され、更に、画像データ記憶回路１３において第３ライン乃至第Ｎラインの画像データとして保存される（図８のステップＳ３）。
【００４３】
画像データ記憶回路１３において１枚のＸ線画像データが生成されたならば、システム制御部１０は、画像データ記憶回路１３の画像データを表示部８の表示用画像メモリ３１に一旦保存し、更に、Ｄ／Ａ変換器３２によってＤ／Ａ変換を行った後ＣＲＴモニタ３３にてＸ線画像として表示する（図８のステップＳ４）。なお、画像補正回路１２は、後述する拡大撮影においてＸ線画像データの歪や感度を補正するためのものであり、標準撮影における画像データ記憶回路１３の出力は直接表示部８の表示用画像メモリ３１に保存される。
【００４４】
（拡大撮影）
次に、拡大撮影における撮影手順について説明する。操作者は、前記標準撮影によって得られるＸ線画像を表示部８のＣＲＴモニタ３３において観察し、このＸ線画像に対して拡大撮影する領域を設定する（図８のステップＳ５）。即ち、操作者は、例えば操作部９のマウスを用いてＣＲＴモニタ３３に表示されているＸ線画像上に拡大撮影用の関心領域（ＲＯＩ）を設定し、操作部９に備えられている操作パネル上で拡大撮影モードを選択する（図８のステップＳ６）。
【００４５】
システム制御部１０は、操作者によって操作部９より入力された拡大撮影モードの選択信号と、拡大撮影領域に関する情報をシステム制御部１０の記憶回路に保存する。次いで、この拡大撮影領域の情報、即ち拡大撮影領域のサイズに基づいてＸ線発生部１のＸ線絞り器１６に対して制御信号を供給し、前記拡大撮影領域に効率よくＸ線ビームが照射されるように照射領域の設定を行う。
【００４６】
更に、システム制御部１０のＣＰＵは前記拡大撮影領域の情報から平面検出器２１の傾斜角度を算出し、この算出結果に基づいた制御信号を機構制御部６を介して検出器傾斜機構４３に送り、平面検出器２１を所定角度（θ０）傾斜させる。また、この平面検出器２１が斜めから入射するＸ線に対して十分な検出感度が得られるように、システム制御部１０はグリッド着脱機構４２に対して散乱Ｘ線排除用のグリッド２０が不要であることを指示し、グリッド２０はグリッド着脱機構４２によって取り外される（図８のステップＳ７）。
【００４７】
（平面検出器の傾斜とその効果）
図５は、平面検出器２１を使用したＸ線撮影の場合に、従来の拡大撮影において用いられるＸ線画像の画素数と、本実施の形態の拡大撮影において用いられるＸ線画像の画素数をＸ方向において比較したものである。例えば、Ｘ線管１５から放射されるＸ線ビームの中心軸をＺ軸とした場合、図５（ａ）に示した従来の拡大撮影では、前記Ｚ軸に対して垂直なＸ−Ｙ平面上に平面検出器２１を配置し、被検体４５の体軸に平行なＹ軸に対して垂直なＸ軸方向の撮影領域Ｌ１を、平面検出器２１のＸ軸方向の最大有効画素数Ｍ１を用いて撮影する。
【００４８】
次いで、Ｘ線ビームを絞って撮影領域Ｌ２に対して拡大撮影する場合、用いられる平面検出器２１の画素数Ｍ２と最大有効画素数Ｍ１の間にはＭ２／Ｍ１＝Ｌ２／Ｌ１の関係が成り立ち、画素数Ｍ２は撮影領域Ｌ２に比例して減少する。また、Ｙ軸方向においても同様な関係が成立し、例えば、従来の標準撮影においてＭ１×Ｍ１の画素を用いて撮影される１枚のＸ線画像は、拡大撮影によってＭ２×Ｍ２の画素によるＸ線画像となるため、モザイク状の量子化ノイズが発生するため画質が劣化する。
【００４９】
一方、図５（ｂ）に示した本実施の形態における拡大撮影では、被検体４５の体軸と平行なＹ軸を回転軸５０として前記平面検出器２１を回転させ、Ｘ−Ｙ平面に対してθ０度傾斜させる。このように平面検出器２１を傾斜させて用いることによって、被検体４５の拡大撮影領域Ｌ２を透過するＸ線は、平面検出器２１の最大有効画素Ｍ１によって検出されるため、平面検出器２１にて使用される画素の減少を防ぐことが可能となる。
【００５０】
次に、Ｘ線画像のＸ軸方向の拡大率γと平面検出器２１の傾斜角度（θ０）の関係を図６を用いて説明する。一般に、平面検出器２１は被検体４５に対して極めて接近して用いられるため、図５（ｂ）のＸ線ビームは図６に示すような平行ビームによって近似することが可能である。従って、平面検出器２１の傾斜角度θ０は
θ０≒ｃｏｓ−１（Ｌ２／Ｌ１）＝ｃｏｓ−１（１／γ）  ・・・（１）
から算出することができる。
【００５１】
システム制御部１０からの制御信号に従って、Ｘ線ビームの照射領域の設定、グリッド２０の取り外し、平面検出器２１の傾斜が行われたならば、操作者は拡大撮影開始のコマンド信号を操作部９より入力し、このコマンド信号が操作部９よりシステム制御部１０に供給されると、システム制御部１０から駆動信号が高電圧発生部４に送られる（図８のステップＳ８）。この駆動信号によって発生する高電圧発生部４の出力電圧は、Ｘ線発生部１のＸ線管１５に印加されて、Ｘ線管１５は被検体４５に対してパルスＸ線を放射する。そして、被検体４５を透過したＸ線は、被検体４５の後方に配置されるＸ線検出部２のグリッド２０を介し、平面検出器２１によって検出される。
【００５２】
平面検出器２１の検出素子５１は、被検体４５を透過したＸ線を受信して、そのＸ線照射強度に比例した信号電荷を電荷蓄積コンデンサ５３に蓄積する。Ｘ線照射が終了するとシステム制御部１０は、ゲートドライバ２２にクロックパルスを供給し、ゲートドライバ２２はその出力端子２２−１乃至２２−Ｎから駆動パルスを順次出力する。
【００５３】
即ち、Ｘ線の照射が行われた後、図３に示すゲートドライバ２２の出力端子２２−１は、第１ラインの検出素子５１−１１、５１−２１，・・・，５１−Ｍ１を駆動する。そして、これらの検出素子５１に蓄積された信号電荷を信号出力線５９−１乃至５９―Ｍに出力する。信号出力線５９−１乃至５９−Ｍに出力された信号電荷は、電荷・電圧変換器２３−１乃至２３−Ｍにおいて電荷から電圧に変換され、更に、Ａ／Ｄ変換器２４−１乃至２４−Ｍにおいてデジタル信号に変換する。システム制御部１０は、Ａ／Ｄ変換器２４−１乃至２４−Ｍの出力をパラレル・シリアル変換器２５のメモリ２５−１乃至２５−Ｍにパラレル入力して一旦保存した後、シリアルに読み出して第１ラインの画像データとして画像記憶・補正部７の画像データ記憶回路１３に保存する。
【００５４】
次に、ゲートドライバ２２の出力端子２２−２は、第２ラインの検出素子５１−１２、５１−２２、５１−３２，・・・，５１−Ｍ２を駆動して、これらの変換素子５１に蓄積された信号電荷を信号出力線５９−１乃至５９−Ｍに出力し、これらの信号電荷も電荷・電圧変換器２３−１乃至２３−ＭやＡ／Ｄ変換器２４−１乃至２４−Ｍに送られる。そして、システム制御部１０は、Ａ／Ｄ変換器２４−１乃至２４−Ｍの出力をパラレル・シリアル変換器２５のメモリ２５−１乃至２５−Ｍに保存した後、第２ラインの画像データとして画像データ記憶回路１３に保存する。
【００５５】
以下同様にして、ゲートドライバ２２の出力端子２２−３乃至２２−Ｎによって第３ライン乃至第Ｎラインの検出素子５１は順次駆動されて内部に蓄積していた信号電荷を順次信号出力線５９−１乃至５９−Ｍに出力し、この信号電荷も電荷・電圧変換器２３−１やＡ／Ｄ変換器２４−１、更にはパラレル・シリアル変換器２５を介して画像データ記憶回路１３に供給され、第３ライン乃至第Ｎラインの画像データとして保存される（図８のステップＳ９）。
【００５６】
画像記憶・補正部７の画像データ記憶回路１３において１枚のＸ線画像データが生成されたならば、画像記憶・補正部７の画像補正回路１２は、システム制御部１０からの指示に従いＸ線画像データを画像記憶回路１３から読み出し、画像歪と画像感度の補正を行う（図８のステップＳ１０）。
【００５７】
ここで図７（ａ）は図５（ｂ）と同様に平面検出器２１を所定角度（θ０）傾斜させた場合に、矩形で示した被検体４５の拡大撮影領域４６を透過したＸ線が平面検出器２１に照射されてＸ線透過像４７が生成される領域を示している。図６に示した平面検出器２１の傾斜角度算出の説明では、被検体４５を透過したＸ線は近似的に平行ビームとしたが、厳密には拡散ビームであるため、Ｘ線管１５から平面検出器２１までの距離によってＹ方向（体軸方向）におけるＸ線の照射幅は異なり、従ってこの平面検出器２１によって得られる画像の拡大率も異なる。即ち、Ｘ線管１５に最も近い平面検出器２１の上辺４８におけるＸ線の照射幅Ｗ１は、最も遠い平面検出器２１の下辺４９における照射幅Ｗ２に対してＷ１＜Ｗ２となる。
【００５８】
このように、本実施の形態において傾斜させた平面検出器２１から得られるＸ線透過像は、上記の理由により拡大率が一様にならないために画像歪が発生する。図１の画像記憶・補正部７の画像補正回路１２は、この画像歪を補正する機能を有しており、前記画像補正回路１２は、傾斜した平面検出器２１によって検出される被検体４５のＸ線データを用いて画像データ生成部１１にて生成されるＸ線画像データに対して、まず画像歪の補正処理を行う。例えば、図７（ｂ）に示すように、拡大率の小さい平面検出器２１の上辺４８における各画素のデータを太矢印で示す外側の画素にシフトさせ、この画素データのシフトによって空いた画素には周囲の画素データを用いて補間処理を行った後、必要に応じてフィルタリング処理を行う。
【００５９】
このようにして、Ｘ線画像データの拡大率を一様にすることによって画像歪を補正する処理を終了したならば、次に、各画素のデータに対して感度補正を行う。Ｘ線ビームは、Ｘ線発生部１のＸ線管１５からの距離の増大に伴って単位面積当たりのＸ線強度が減少する。従って、図６に示すように、有効撮影領域Ｌ３の平面検出器２１をθ０度傾斜させた場合には、Ｘ線管１５と平面検出器２１のＸ方向における各変換素子との距離は異なるため、前記変換素子の検出感度に差異が生ずる。なお、この場合の最大距離差ΔＲは近似的に、ΔＲ＝Ｌ３ｓｉｎθ０によって示され、平面検出器２１から得られる最大感度差はこの最大距離差に基づいて発生する。
【００６０】
なお、感度差の補正に際して、システム制御部１０のＣＰＵは、傾斜角度（θ０）が算出された段階で、平面検出器２１の有効撮影領域Ｌ３の大きさや前記傾斜角度情報に基づいて各変換素子５１とＸ線管１５の間の距離を算出し、その算出結果を画像記憶・補正部７の画像補正回路１２に供給し、その記憶回路に保存しておくことが望ましい。
【００６１】
前記画像補正回路１２は、既に画像歪補正が完了しているＸ線画像データに対し、制御部１０から供給される距離の算出結果に基づいて感度補正を行う。
【００６２】
上記手順によって画像の歪と感度についての補正が完了したＸ線画像データは、画像データ記憶回路１３に再度保存された後、表示部８の表示用画像メモリ３１を介してＤ／Ａ変換器３２に供給されてＤ／Ａ変換が行われ、ＣＲＴモニタ３３にて表示される（図８のステップＳ１１）。
【００６３】
以上述べた本実施の形態によれば、平面検出器２１を傾斜させて拡大撮影を行なうことによって、平面検出器２１が有している画素を有効に用いることができる。このため、空間分解能に優れたＸ線画像を撮影することが可能となる。また、平面検出器２１を傾斜させる方式は、後方に平行移動させる方式と比較して、平面検出器２１を被検体４５に対して接近させた状態で撮影できるため感度的にも有利であり、しかも簡単な機構によって実現することが可能となる。
【００６４】
以上、本発明の実施の形態について述べてきたが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものでは無く、変形して実施することが可能である。例えば、本発明の実施の形態における画像歪補正、あるいは感度補正は、平面検出器２１の個々の変換素子５１を単位として行う場合について述べたが、平面検出器２１のＹ軸方向に配列された検出素子５１の列を単位として行なうことによって補正処理を簡単かつ短時間で行うことができる。
【００６５】
また、平面検出器２１の傾斜において、平面検出器２１の回転軸を体軸方向（図５のＹ軸方向）に設定した場合について述べたが、体軸と直交した軸（図５のＸ軸方向）に設定してもかまわない。
【００６６】
一方、図５（ｂ）では、平面検出器２１の回転軸は平面検出器２１のほぼ中央部に設けたが、上辺４８や下辺４９の近傍であってもよく、特に限定されない。
【００６７】
更に、本実施の形態の拡大撮影において、散乱Ｘ線排除用のグリッド２０の取り外しは平面検出器２１の傾斜時に行う場合について述べたが、これに限定されるものではなく、例えば、操作者によって拡大撮影モードが選択された時点において取り外しが行われてもよい。
【００６８】
また、本実施の形態の拡大撮影における拡大率は、事前に撮影される標準撮影画像にて操作者が拡大撮影領域を指定することによって設定される場合について述べたが、操作者が拡大率の値を操作部９より直接入力する方法や、予め設定されている複数の拡大率の中から所望の拡大率を選択する方法であってもよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、拡大撮影においても平面検出器が有する画素を有効に用いることができるため、空間分解能に優れたＸ線画像の撮影が可能なＸ線診断装置及びＸ線撮影方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるＸ線診断装置全体の概略構成を示す図。
【図２】本発明の実施の形態における平面検出器の構成を示す図。
【図３】本発明の実施の形態における平面検出器とその周辺回路の構成を示す図。
【図４】本発明の実施の形態におけるゲートドライバの駆動信号と検出素子の出力信号のタイムチャートを示す図。
【図５】本発明の実施の形態における平面検出器の設定方法を示す図。
【図６】本発明の実施の形態における平面検出器の傾斜角度設定方法を示す図。
【図７】本発明の実施の形態における画像歪と補正方法を示す図。
【図８】本発明の実施の形態における撮影の手順を示すフローチャート。
【図９】従来の拡大撮影法を示す図。
【符号の説明】
１・・・Ｘ線発生部
２・・・Ｘ線検出部
３・・・機構部
４・・・高電圧発生部
５・・・保持アーム
６・・・機構制御部
７・・・画像記憶・補正部
８・・・表示部
９・・・操作部
１０・・・システム制御部
１１・・・画像データ生成部
１２・・・画像補正回路
１３・・・画像データ記憶回路
１５・・・Ｘ線管
１６・・・Ｘ線絞り器
１７・・・寝台
２１・・・平面検出器
２２・・・ゲートドライバ
４２・・・グリッド着脱機構
４３・・・検出器傾斜機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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