(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）撮影対象の被検体へスロット状放射線ビームを照射する放射線ビーム照射手段と、（Ｂ）被検体へのスロット状放射線ビームの照射により生じる被検体の透過放射線像を検出して放射線検出信号を出力する２次元放射線検出手段と、（Ｃ）放射線ビーム照射手段および２次元放射線検出手段を被検体の長手方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、（Ｄ）放射線ビーム照射手段により照射されるスロット状放射線ビームを放射線エネルギーの高い高エネルギー放射線ビームと放射線エネルギーの低い低エネルギー放射線ビームに交互に切り替える放射線エネルギー切替制御をおこなう放射線エネルギー切替制御手段と、（Ｅ）隣り合う高エネルギー放射線ビームの各照射域が被検体の長手方向に繋ぎ合わさって一つの長尺状の高エネルギー放射線ビーム照射域になると共に隣り合う低エネルギー放射線ビームの各照射域が被検体の長手方向に繋ぎ合わさって一つの長尺状の低エネルギー放射線ビーム照射域になるように、放射線ビーム照射手段にスロット状放射線ビームを照射させる照射タイミング制御をおこなう放射線照射タイミング制御手段、もしくは前記移動手段の移動速度を制御する移動速度制御手段と、（Ｆ）高エネルギー放射線ビームの照射に伴って２次元放射線検出手段から出力される放射線検出信号にしたがって長尺状の高エネルギー放射線ビーム照射域についての透過放射線像に相応する長尺状の高エネルギー放射線画像を取得する高エネルギー画像取得手段と、（Ｇ）低エネルギー放射線ビームの照射に伴って２次元放射線検出手段から出力される放射線検出信号にしたがって長尺状の低エネルギー放射線ビーム照射域についての透過放射線像に相応する長尺状の低エネルギー放射線画像を取得する低エネルギー画像取得手段と、（Ｈ）長尺状の高エネルギー放射線画像と長尺状の低エネルギー放射線画像とを画像サブトラクション処理して長尺状のサブトラクション画像を取得する画像サブトラクション手段とを備えていることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線撮像装置において、移動手段が放射線ビーム照射手段と２次元放射線検出手段を被検体の長手方向に沿って移動させると共に、被検体は停止したままである放射線撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の放射線撮像装置において、放射線照射タイミング制御手段もしくは移動速度制御手段は、隣り合う二つの高エネルギー放射線ビームの各照射域の隣接側端部が両高エネルギー放射線ビームの端が重なり合う重複照射領域となるように高エネルギー放射線ビームを照射させると共に、隣り合う二つの低エネルギー放射線ビームの各照射域の隣接側端部が両低エネルギー放射線ビームの端が重なり合う重複照射領域となるように低エネルギー放射線ビームを照射させる放射線撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の放射線撮像装置において、高エネルギー画像取得手段が、高エネルギー放射線ビームの端が重なり合う重複照射領域の放射線検出信号については、高エネルギー放射線ビームの端に近づくに従って減少する重み係数を一方の放射線検出信号に、同様の重み係数を他方の放射線検出信号に、それぞれ乗じてから加え合わせて長尺状の高エネルギー放射線画像の画素信号とすると共に、低エネルギー画像取得手段が、低エネルギー放射線ビームの端が重なり合う重複照射領域の放射線検出信号については、低エネルギー放射線ビームの端に近づくに従って減少する重み係数を一方の放射線検出信号に、同様の重み係数を他方の放射線検出信号に、それぞれ乗じてから加え合わせて長尺状の低エネルギー放射線画像の画素信号とする放射線撮像装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の放射線撮像装置において、高エネルギー画像取得手段により取得される長尺状の高エネルギー放射線画像と低エネルギー画像取得手段により取得される長尺状の低エネルギー放射線画像との間に被検体の長手方向に平行な向きの撮影位置のズレがあって、画像サブトラクション手段が、高エネルギー放射線画像と低エネルギー放射線画像との間の撮影位置のズレを解消する画像シフト処理を行なってから画像サブトラクション処理を行なう放射線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、撮影対象の被検体へ照射する放射線ビームとしてスロット状（短冊状）放射線ビームを用いるのに加え、スロット状放射線ビームの放射線エネルギーが高い時の高エネルギー放射線画像とスロット状放射線ビームの放射線エネルギーが低い時の低エネルギー放射線画像を取得してから、高エネルギー放射線画像と低エネルギー放射線画像を画像サブトラクション処理してサブトラクション画像を取得するスロット状放射線ビームを用いたデュアルエネルギー方式の放射線撮像装置に係り、特に長尺状のサブトラクション画像を取得するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、病院などで診断に用いられているデュアルエネルギー方式のＸ線撮像装置は、撮影対象の被検体（患者）にＸ線ビームを照射するＸ線管と、被検体の透過Ｘ線像を検出する２次元Ｘ線検出器を備え、Ｘ線ビームの照射に伴って２次元Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号にしたがって高エネルギーＸ線画像が取得されるのに加え、Ｘ線管からＸ線エネルギーの高いＸ線ビームとＸ線エネルギーの低いＸ線ビームとを切り替え照射する構成を備えているのに加え、Ｘ線エネルギーの高いＸ線ビームを照射した時には高エネルギーＸ線画像が取得され、Ｘ線エネルギーの低いＸ線ビームを照射した時には低エネルギーＸ線画像が取得される構成を備えている。
【０００３】
高エネルギーＸ線画像の場合、例えば肺臓組織などの軟部組織は余り写らないで肋骨などの骨部組織が目立つ画像となる。エネルギーの高いＸ線は軟部組織で余り吸収されずに透過しがちなので、軟部組織ははっきり写らず目立たない。
低エネルギーＸ線画像の場合、例えば軟部組織と骨部組織の両方が写っている骨部組織と軟部組織の混在画像となる。エネルギーの低いＸ線は骨部組織は勿論、軟部組織でも吸収されるので、骨部組織と軟部組織の両方が写る。
【０００４】
加えて、従来のデュアルエネルギー方式のＸ線撮像装置の場合、高エネルギーＸ線画像と低エネルギーＸ線画像を画像サブトラクション処理してサブトラクション画像を取得する構成とされている装置がある。高エネルギーＸ線画像と低エネルギーＸ線画像を画像サブトラクション処理することで、実質的に骨部組織のみが写っている画像をサブトラクション画像として取得したり、実質的に軟部組織のみが写っている画像をサブトラクション画像として取得したりできる。
【０００５】
これに加え、Ｘ線ビームとしてスロット状Ｘ線ビームを用いると共に２次元Ｘ線検出器として蓄積性蛍光体シートを用いるデュアルエネルギー方式のＸ線撮像装置が提案されている。スロット状Ｘ線ビームを用いる場合、透過Ｘ線像の歪みや散乱線の入射を抑えられる利点がある（例えば、特許文献１を参照。）
【０００６】
【特許文献１】特開平２−２７５５８２号公報（５頁〜６頁，図１〜図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来のスロット状Ｘ線ビームを用いたデュアルエネルギー方式のＸ線撮像装置には、被検体の長手方向（被検体の体軸方向）の向きに長い範囲にわたって撮影する長尺状のサブトラクション画像を速やかに取得することが困難であるという問題がある。
従来の装置の場合、蓄積性蛍光体シートを別の画像読取装置にかけてＸ線検出信号を読み取る必要があり、高エネルギーＸ線画像や低エネルギーＸ線画像の取得に必要なＸ線検出信号がリアルタイムで得られないので、サブトラクション画像の元になる高エネルギーＸ線画像や低エネルギーＸ線画像の取得に時間がかかる結果、サブトラクション画像を速やかに取得することが難しい。
【０００８】
加えて、従来の装置は、Ｘ線管と２次元放射線検出器を被検体の長手方向に沿って間歇移動させる構成であるので、被検体へのＸ線の照射と被検体を透過したＸ線の検出が完了する迄の時間も長くなる結果、サブトラクション画像を取得するのに長時間を要する。重量物であるＸ線管と２次元放射線検出器である蓄積性蛍光体シートは速度制御が難しくて間歇移動させるには、Ｘ線管と２次元放射線検出器をゆっくり移動させる必要があり、これに伴って被検体へのＸ線の照射と被検体を透過したＸ線の検出が完了する迄の時間が長くなる。
【０００９】
特に被検体の長手方向の向きに長い範囲にわたって撮影して長尺状のサブトラクション画像を取得する場合には、Ｘ線管および２次元放射線検出器である蓄積性蛍光体シートの移動距離がより長くなり、蓄積性蛍光体シートに被検体の透過Ｘ線像を記録し終える迄の時間が更に延びることになる。
したがって、従来の装置の場合、長尺状のサブトラクション画像を速やかに取得することは、非常に困難である。
【００１０】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、スロット状放射線ビームを用いたデュアルエネルギー方式において、被検体の長手方向の向きに長い範囲にわたって撮影する長尺状のサブトラクション画像を速やかに取得することができる放射線撮像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】
【００１１】
請求項１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、請求項１に記載の発明に係る放射線撮像装置は、（Ａ）撮影対象の被検体へスロット状放射線ビームを照射する放射線ビーム照射手段と、（Ｂ）被検体へのスロット状放射線ビームの照射により生じる被検体の透過放射線像を検出して放射線検出信号を出力する２次元放射線検出手段と、（Ｃ）放射線ビーム照射手段および２次元放射線検出手段を被検体の長手方向に沿って相対的に移動させる移動手段と、（Ｄ）放射線ビーム照射手段により照射されるスロット状放射線ビームを放射線エネルギーの高い高エネルギー放射線ビームと放射線エネルギーの低い低エネルギー放射線ビームに交互に切り替える放射線エネルギー切替制御をおこなう放射線エネルギー切替制御手段と、（Ｅ）隣り合う高エネルギー放射線ビームの各照射域が被検体の長手方向に繋ぎ合わさって一つの長尺状の高エネルギー放射線ビーム照射域になると共に隣り合う低エネルギー放射線ビームの各照射域が被検体の長手方向に繋ぎ合わさって一つの長尺状の低エネルギー放射線ビーム照射域になるように、放射線ビーム照射手段にスロット状放射線ビームを照射させる照射タイミング制御をおこなう放射線照射タイミング制御手段、もしくは前記移動手段の移動速度を制御する移動速度制御手段と、（Ｆ）高エネルギー放射線ビームの照射に伴って２次元放射線検出手段から出力される放射線検出信号にしたがって長尺状の高エネルギー放射線ビーム照射域についての透過放射線像に相応する長尺状の高エネルギー放射線画像を取得する高エネルギー画像取得手段と、（Ｇ）低エネルギー放射線ビームの照射に伴って２次元放射線検出手段から出力される放射線検出信号にしたがって長尺状の低エネルギー放射線ビーム照射域についての透過放射線像に相応する長尺状の低エネルギー放射線画像を取得する低エネルギー画像取得手段と、（Ｈ）長尺状の高エネルギー放射線画像と長尺状の低エネルギー放射線画像とを画像サブトラクション処理して長尺状のサブトラクション画像を取得する画像サブトラクション手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
［作用・効果］請求項１の発明の放射線撮像装置により長尺状のサブトラクション画像を取得する場合、先ず、撮影対象の被検体へスロット状放射線ビームを照射する放射線ビーム照射手段と、被検体へのスロット状放射線ビームの照射により生じる被検体の透過放射線像を検出して放射線検出信号を出力する２次元放射線検出手段とが、移動手段により被検体の長手方向に沿って相対的に移動させられる。
こうして被検体の長手方向に沿って移動してゆく放射線ビーム照射手段は、放射線ビーム照射手段により照射されるスロット状放射線ビームを放射線エネルギーの高い高エネルギー放射線ビームと放射線エネルギーの低い低エネルギー放射線ビームに交互に切り替える放射線エネルギー切替制御を放射線エネルギー切替制御手段から受けながら、同時に放射線照射タイミング制御手段から受ける照射タイミング制御、もしくは移動速度制御手段から受ける移動手段の移動速度制御にしたがって、隣り合う高エネルギー放射線ビームの各照射域が被検体の長手方向に繋ぎ合わさって一つの長尺状の高エネルギー放射線ビーム照射域になると共に隣り合う低エネルギー放射線ビームの各照射域が被検体の長手方向に繋ぎ合わさって一つの長尺状の低エネルギー放射線ビーム照射域になるようにスロット状放射線ビームを繰り返し被検体に照射させる。
【００１３】
そして、高エネルギー放射線ビームの照射に伴って２次元放射線検出手段から出力される放射線検出信号にしたがって高エネルギー画像取得手段が長尺状の高エネルギー放射線ビーム照射域についての透過放射線像に相応する長尺状の高エネルギー放射線画像を取得すると共に、低エネルギー放射線ビームの照射に伴って２次元放射線検出手段から出力される放射線検出信号にしたがって低エネルギー画像取得手段が長尺状の低エネルギー放射線ビーム照射域についての透過放射線像に相応する長尺状の低エネルギー放射線画像を取得する。
さらに、高エネルギー画像取得手段により得られた長尺状の高エネルギー放射線画像と低エネルギー画像取得手段により得られた長尺状の低エネルギー放射線画像とを画像サブトラクション手段が画像サブトラクション処理して長尺状のサブトラクション画像を取得する。
【００１４】
即ち、請求項１の発明の放射線撮像装置の場合、長尺状のサブトラクション画像の元となる長尺状の高エネルギー放射線画像と長尺状の低エネルギー放射線画像の取得に必要な放射線検出信号は全て２次元放射線検出手段から出力されるので、長尺状の高エネルギー放射線画像と長尺状の低エネルギー放射線画像を迅速に取得できる。
したがって、請求項１の発明の放射線撮像装置によれば、スロット状放射線ビームを用いたデュアルエネルギー方式の装置において、被検体の長手方向の向きに長い範囲にわたって撮影する長尺状のサブトラクション画像を速やかに取得することができる。
【００１５】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の放射線撮像装置において、移動手段が放射線ビーム照射手段と２次元放射線検出手段を被検体の長手方向に沿って移動させると共に、被検体は停止したままであるものである。
【００１６】
［作用・効果］請求項２の発明の放射線撮像装置の場合、放射線ビーム照射手段と２次元放射線検出手段の方だけが被検体の長手方向に沿って移動し、被検体の方は停止したままであるので、撮影対象の被検体が撮影中に動いて被検体の位置がズレてしまうのを回避できる。
【００１７】
また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載の放射線撮像装置において、放射線照射タイミング制御手段もしくは移動速度制御手段は、隣り合う二つの高エネルギー放射線ビームの各照射域の隣接側端部が両高エネルギー放射線ビームの端が重なり合う重複照射領域となるように高エネルギー放射線ビームを照射させると共に、隣り合う二つの低エネルギー放射線ビームの各照射域の隣接側端部が両低エネルギー放射線ビームの端が重なり合う重複照射領域となるように低エネルギー放射線ビームを照射させるものである。
【００１８】
［作用・効果］請求項３の発明の放射線撮像装置の場合、隣り合う二つの高エネルギー放射線ビームの各照射域、および、隣り合う二つの低エネルギー放射線ビームの各照射域は、隣接側端部が放射線ビームの端が重なり合う重複照射領域となるので、隣り合う二つの高エネルギー放射線ビームの両照射域の間にも、また隣り合う二つの低エネルギー放射線ビームの両照射域の間にも、放射線未照射の隙間が生じる恐れは全くない。
【００１９】
また、請求項４の発明は、請求項３に記載の放射線撮像装置において、高エネルギー画像取得手段が、高エネルギー放射線ビームの端が重なり合う重複照射領域の放射線検出信号については、高エネルギー放射線ビームの端に近づくに従って減少する重み係数を一方の放射線検出信号に、同様の重み係数を他方の放射線検出信号に、それぞれ乗じてから加え合わせて長尺状の高エネルギー放射線画像の画素信号とすると共に、低エネルギー画像取得手段が、低エネルギー放射線ビームの端が重なり合う重複照射領域の放射線検出信号については、低エネルギー放射線ビームの端に近づくに従って減少する重み係数を一方の放射線検出信号に、同様の重み係数を他方の放射線検出信号に、それぞれ乗じてから加え合わせて長尺状の低エネルギー放射線画像の画素信号とするものである。
【００２０】
［作用・効果］請求項４の発明の放射線撮像装置の場合、高エネルギー放射線ビームの端が重なり合う重複照射領域の放射線検出信号、および、低エネルギー放射線ビームの端が重なり合う重複照射領域の放射線検出信号については、いずれも、二つの放射線ビームの照射位置が同じ二つの放射線検出信号を、各放射線ビームの端に近づくに従って減少する重み係数をそれぞれ乗じてから加え合わせて長尺状の高エネルギー放射線画像または長尺状の低エネルギー放射線画像の画素信号とするので、高エネルギー放射線ビームまたは低エネルギー放射線ビームの端が重なり合う重複照射領域が、長尺状の高エネルギー放射線画像や長尺状の低エネルギー放射線画像の上で明瞭な継ぎ目として現れることを回避できる。
【００２１】
また、請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の放射線撮像装置において、高エネルギー画像取得手段により取得される長尺状の高エネルギー放射線画像と低エネルギー画像取得手段により取得される長尺状の低エネルギー放射線画像との間に被検体の長手方向に平行な向きの撮影位置のズレがあって、画像サブトラクション手段が、高エネルギー放射線画像と低エネルギー放射線画像との間の撮影位置のズレを解消する画像シフト処理を行なってから画像サブトラクション処理を行なうものである。
【００２２】
［作用・効果］請求項５の発明の放射線撮像装置の場合、長尺状の高エネルギー放射線画像と長尺状の低エネルギー放射線画像との間に存在する被検体の長手方向に平行な向きの撮影位置のズレは、画像サブトラクション手段による画像シフト処理により、画像サブトラクション処理の前に解消されるので、長尺状の高エネルギー放射線画像と長尺状の低エネルギー放射線画像との間の撮影位置のズレに起因する画像の乱れが、サブトラクション画像の上に出現することを回避できる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明の放射線撮像装置の場合、長尺状のサブトラクション画像の元となる長尺状の高エネルギー放射線画像と長尺状の低エネルギー放射線画像の取得に必要な放射線検出信号は全て２次元放射線検出手段から出力されるので、長尺状の高エネルギー放射線画像と長尺状の低エネルギー放射線画像を迅速に取得できる。
よって、この発明の放射線撮像装置によれば、スロット状放射線ビームを用いたデュアルエネルギー方式において、被検体の長手方向の向きに長い範囲にわたって撮影する長尺状のサブトラクション画像を速やかに取得することができる。
【実施例】
【００２４】
この発明の放射線撮像装置の実施例を説明する。図１は実施例に係るスロット状Ｘ線ビームを用いたデュアルエネルギー方式の（医用）Ｘ線撮像装置の全体構成を示すブロック図、図２は実施例の装置で用いるスロット状Ｘ線ビーム（短冊状Ｘ線ビーム）を示す斜視図、図３は実施例の装置の２次元Ｘ線検出器（２次元放射線検出手段）であるフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、適宜「ＦＰＤ」と略記）におけるＸ線検出素子の配列状況を示す模式図である。
【００２５】
実施例のＸ線撮像装置は、図１および図２に示すように、撮影対象の被検体Ｍへスロット状Ｘ線ビームＳＡをスロット状Ｘ線ビームＳＡの短手方向ＳＸが被検体Ｍの長手方向ＭＸと平行となる向きで照射するＸ線ビーム照射部１と、被検体Ｍへのスロット状Ｘ線ビームＳＡの照射により生じる被検体Ｍの透過Ｘ線像を検出してＸ線検出信号をリアルタイムで出力するＦＰＤ２と、被検体Ｍは停止のままでＸ線ビーム照射部１およびＦＰＤ２を被検体Ｍの長手方向ＭＸに沿って連続移動させる連続移動部３とを備えている。
【００２６】
Ｘ線ビーム照射部１は、Ｘ線管４とＸ線ビームをスロット状に整形するコリメータ５とよりなり、スロット状Ｘ線ビームＳＡの短手方向ＳＸは被検体Ｍの長手方向ＭＸと平行となる向きであるので、スロット状Ｘ線ビームＳＡの長手方向ＳＹは被検体Ｍの長手方向ＭＸに対し直角となる向きになる。
ＦＰＤ２は、図３に示すように、検出対象の透過Ｘ線像が投影されるＸ線検出面ＸａにＸ線を電気信号に変換して検出する多数のＸ線検出素子２Ａが横・縦の２次元マトリックス状に配列されている。Ｘ線検出素子２Ａの配列マトリックスとしては、例えば横：数千×縦：数千が挙げられる。Ｘ線検出素子２ＡはＸ線が直に電気信号に変換される直接変換タイプであるが、Ｘ線がいったん光に変換されてから更に電気信号に変換される間接変換タイプであってもよい。
【００２７】
Ｘ線ビーム照射部１とＦＰＤ２からなる撮像系は被検体Ｍを載置する天板６を挟んで取り付けアーム７の一端側と他端側に取り付けられていると共に連続移動部３により取り付けアーム７がＸ線ビーム照射部１とＦＰＤ２ごと被検体Ｍの長手方向ＭＸに沿って連続移動させられる構成とされている。
連続移動部３は、ラックおよびピニオン等の機械部品で構成され、取り付けアーム７を被検体Ｍの長手方向ＭＸに沿って往復移動させる撮像系連続移動機構８と、Ｘ線ビーム照射部１とＦＰＤ２の始動や停止あるいは移動速度の制御を行なう撮像系連続移動制御部９とからなり、撮像系連続移動制御部９の制御にしたがって撮像系連続移動機構８がＸ線ビーム照射部１とＦＰＤ２を連続移動させる。
【００２８】
一方、Ｘ線ビーム照射部１はＸ線管４にＸ線用電源１０からＸ線管駆動用電力が供給される毎にスロット状Ｘ線ビームＳＡを照射するのであるが、実施例の装置は、Ｘ線ビーム照射部１により照射されるスロット状Ｘ線ビームＳＡをエネルギーの高い高エネルギーＸ線ビームとＸ線エネルギーの低い低エネルギーＸ線ビームに交互に切り替えるＸ線エネルギー切替制御をおこなうＸ線エネルギー切替制御部１１を備えている。具体的には、Ｘ線エネルギー切替制御部１１がＸ線用電源１０の高圧発生部１０Ａの高圧電圧を高エネルギーＸ線ビーム用の高めの電圧（例えば１４０ｋＶ）と低エネルギーＸ線ビーム用の低めの電圧（例えば６０ｋＶ）に交互に切り替えることによりＸ線エネルギー切替制御をおこなう。
【００２９】
つまり、実施例の装置の場合、連続移動部３の作動によりＸ線ビーム照射部１とＦＰＤ２が被検体Ｍの長手方向ＭＸに沿って連続移動しながら、Ｘ線エネルギー切替制御部１１によるＸ線エネルギー切替制御によりＸ線ビーム照射部１は高エネルギーＸ線ビームと低エネルギーＸ線ビームを交互に繰り返し被検体Ｍへ照射すると共に、Ｘ線ビームが照射される毎にＦＰＤ２が透過Ｘ線像を検出してＸ線検出信号をリアルタイムで出力する。換言すれば、被検体Ｍには長手方向に沿って高エネルギーのスロット状Ｘ線ビームＳＡと低エネルギーのスロット状Ｘ線ビームＳＡがＸ線ビーム照射部１から交互に繰り返し照射されると共に、スロット状Ｘ線ビームＳＡが照射される毎にスロット状透過Ｘ線像がＦＰＤ２により逐一に検出されるのである。
【００３０】
他方、実施例の装置は、被検体Ｍにおいて隣り合う高エネルギーＸ線ビームの照射域同士の間に隙間が空かないで高エネルギーＸ線ビームの各照射域が被検体Ｍの長手方向に繋ぎ合わさって一つの長尺状の高エネルギーＸ線ビーム照射域になると共に、被検体Ｍにおいて隣り合う低エネルギーＸ線ビームの照射域同士の間も隙間が空かないで低エネルギーＸ線ビームの各照射域が被検体Ｍの長手方向に繋ぎ合わさって一つの長尺状の低エネルギーＸ線ビーム照射域になるタイミングでＸ線ビーム照射部１にスロット状Ｘ線ビームＳＡを照射させる照射タイミング制御を行なうＸ線照射タイミング制御部１２を備えている。
【００３１】
つまり、スロット状Ｘ線ビームＳＡの照射が全て完了した段階では、Ｘ線照射タイミング制御部１２による照射タイミング制御により、図４（ａ）に示すように、高エネルギーＸ線ビームの各照射域Ｈａが隙間を空けずに被検体Ｍの長手方向に繋ぎ合わさって一つの長尺状の高エネルギーＸ線ビーム照射域ＨＡとなり、図４（ｂ）に示すように、低エネルギーＸ線ビームの各照射域Ｌａが隙間を空けずに被検体Ｍの長手方向に繋ぎ合わさって一つの長尺状の低エネルギーＸ線ビーム照射域ＬＡとなる。
【００３２】
さらに、実施例の装置は、高エネルギーＸ線ビームの照射に伴ってＦＰＤ２から出力されるＸ線検出信号にしたがって長尺状の高エネルギーＸ線ビーム照射域ＨＡについての透過Ｘ線像に相応する長尺状の高エネルギーＸ線画像を取得する高エネルギー画像取得部１３と、低エネルギーＸ線ビームの照射に伴ってＦＰＤ２からから出力されるＸ線検出信号にしたがって長尺状の低エネルギーＸ線ビーム照射域ＬＡについての透過Ｘ線像に相応する長尺状の低エネルギーＸ線画像を取得する低エネルギー画像取得部１４とを備えている。
【００３３】
具体的には、図５に示すように、例えば２mSEC程度の期間Ｔ１で高エネルギーＸ線ビームが照射された時は、続く期間Ｔ３でＦＰＤ２からリアルタイム出力されるＸ線検出信号がメモリセレクタ１５から第１スロット状画像メモリ１６を経由して高エネルギー画像取得部１３へ送り込まれる。１回の高エネルギーＸ線ビームに伴って出力されるＸ線検出信号が、１枚のスロット状画像に対応する。高エネルギー画像取得部１３は次々と送り込まれるスロット状画像を被検体Ｍの長手方向に沿って順番に繋ぎ合わせて、図６（ａ）に示すように、１枚の長尺状の高エネルギーＸ線画像Ｐａを取得する。高エネルギーＸ線画像Ｐａは、図６（ａ）に示すように、例えば肺や胃といった臓器組織などの軟部組織は余り写らないで肋骨などの骨部組織が目立つ画像となる。
【００３４】
次に、図５に示すように、例えば１０mSEC程度の期間Ｔ２で低エネルギーＸ線ビームが照射された時は、続く期間Ｔ４でＦＰＤ２からリアルタイム出力されるＸ線検出信号がメモリセレクタ１５から第２スロット状画像メモリ１７を経由して低エネルギー画像取得部１４へ送り込まれる。１回の低エネルギーＸ線ビームに伴って出力されるＸ線検出信号が、やはり１枚のスロット状画像に対応する。低エネルギー画像取得部１４は次々と送り込まれるスロット状画像を被検体Ｍの長手方向に沿って順番に繋ぎ合わせて、図６（ｂ）に示すように、１枚の長尺状の低エネルギーＸ線画Ｐｂを取得する。低エネルギーＸ線画像は、図６（ｂ）に示すように、例えば軟部組織と骨部組織の両方が写っている骨部組織と軟部組織の混在画像となる。
【００３５】
加えて、実施例の装置は、長尺状の高エネルギーＸ線画像と長尺状の低エネルギーＸ線画像とを画像サブトラクション処理して長尺状のサブトラクション画像を取得する画像サブトラクション部１８を備えている。画像サブトラクション部１８は、高エネルギー画像取得部１３で取得されて高エネルギー画像メモリ１９経由で送り込まれる長尺状の高エネルギーＸ線画像Ｐａと、低エネルギー画像取得部１４で取得されて低エネルギー画像メモリ２０経由で送り込まれる長尺状の低エネルギーＸ線画Ｐｂとに適当な係数を掛けることで重み付けをしてから差し引きする演算を行なって長尺状のサブトラクション画像を取得する。
【００３６】
即ち、画像サブトラクション部１８はａ×ｌｏｇ（長尺状の高エネルギーＸ線画像Ｐａの画素信号）−ｂ×ｌｏｇ（長尺状の低エネルギーＸ線画像Ｐｂの画素信号）という画像を差し引く演算を画像サブトラクション処理で行なう。
したがって、上記の画像を差し引く演算の係数ａと係数ｂを適当に調整することにより、例えば図７に示すように、実質的に肋骨と背骨等の骨部組織のみが写っている画像をサブトラクション画像ＰＡとして取得することができる。勿論、係数ａと係数ｂの調整で実質的に軟部組織のみが写っている画像をサブトラクション画像として取得することも可能である。
画像サブトラクション部１８で取得された長尺状のサブトラクション画像はサブトラクション画像メモリ２１に記憶されると共に必要に応じて表示モニタ２２の画面に映し出される。
【００３７】
さらに、表示モニタ２２の画面にはＸ線撮影や装置の稼働に必要な操作を行なう為のメニューなども表示される。また、Ｘ線撮影や装置の稼働に必要な指令やデータを入力する時は、マウスやキーボード等の入力機器を用いた操作部２３から指令やデータを入力する操作を行なう。
なお、主制御部２４は、コンピュータ（ＣＰＵ）と動作プログラムを中心に構成されていて、操作部２３などによる各種の指令入力、あるいは、Ｘ線撮影の進行状況などに応じて適切な命令やデータを必要な部所へ適時に送出し、装置全体を常に適切に動作させる統括制御機能を果たす。
【００３８】
また、実施例の装置の場合、スロット状Ｘ線ビームＳＡの幅（短手方向ＳＸの寸法）ＷやＸ線ビーム照射部１とＦＰＤ２の移動速度などは操作部２３等の入力操作で設定できる構成とされている。
スロット状Ｘ線ビームＳＡの幅Ｗは、通常、数センチ、例えば１ｃｍ〜５ｃｍ程度の範囲に設定される。Ｘ線ビーム照射部１とＦＰＤ２の移動速度は、余り速いと画像がぼけるので、例えば数センチ／秒（具体的には１ｃｍ／秒〜５ｃｍ／秒）程度の移動速度に設定される。
【００３９】
したがって、スロット状Ｘ線ビームＳＡの幅Ｗが４ｃｍであって、Ｘ線ビーム照射部１とＦＰＤ２の移動速度が４ｃｍ／秒であり、取得しようとする長尺状のサブトラクション画像の長さが８０ｃｍ程の場合、Ｘ線ビーム照射部１とＦＰＤ２のトータル移動時間は２５秒であり、スロット状Ｘ線ビームＳＡは、高エネルギーＸ線ビームと低エネルギーＸ線ビームそれぞれ約２０回ずつの合計４０回の照射回数となり、長尺状のサブトラクション画像の長さが１ｍ程である場合、Ｘ線ビーム照射部１とＦＰＤ２のトータル移動時間は２５秒であり、スロット状Ｘ線ビームＳＡは、高エネルギーＸ線ビームと低エネルギーＸ線ビームそれぞれ約２５回ずつの合計５０回の照射回数となる。
【００４０】
一方、実施例の装置の場合、Ｘ線照射タイミング制御部１２は、スロット状Ｘ線ビームＳＡの幅ＷとＸ線ビーム照射部１とＦＰＤ２の移動速度に応じて、図８に示すように、高エネルギーＸ線ビームの照射域Ｈａと低エネルギーＸ線ビームの照射域Ｌａを、被検体Ｍの長手方向ＭＸについての高エネルギーＸ線ビームの照射域Ｈａと低エネルギーＸ線ビームの照射域Ｌａとの寸法差ΔＬが各照射域の幅Ｗの半分（Ｗ／２）となるタイミングで照射させる。
加えて、Ｘ線照射タイミング制御部１２は、図９に示すように、隣り合う二つの高エネルギーＸ線ビームの各照射域Ｈａの隣接側端部が両高エネルギーＸ線ビームの端が重なり合う重複照射領域Ｑａとなるタイミングで高エネルギーＸ線ビームを照射させると共に、隣り合う二つの低エネルギーＸ線ビームの各照射域Ｌａの隣接側端部も両低エネルギーＸ線ビームの端が重なり合う重複照射領域Ｑｂとなるタイミングで低エネルギーＸ線ビームを照射させる。
【００４１】
したがって、実施例の装置の場合、隣り合う二つの高エネルギーＸ線ビームの各照射域Ｈａ、および、隣り合う二つの低エネルギーＸ線ビームの各照射域Ｌａは、隣接側端部がＸ線ビームの端が重なり合う重複照射領域Ｑａあるいは重複照射領域Ｑｂとなるので、隣り合う二つの高エネルギーＸ線ビームの両照射域Ｈａの間にも、また隣り合う二つの低エネルギーＸ線ビームの両照射域Ｌａの間にも、Ｘ線未照射の隙間が生じる恐れは全くない。
【００４２】
加えて、実施例の装置の場合、高エネルギー画像取得部１３が、高エネルギーＸ線ビームの端が重なり合う重複照射領域ＱａのＸ線検出信号については、高エネルギーＸ線ビームの端に近づくに従って減少する重み係数ｋ１を一方のＸ線検出信号に、同様の重み係数ｋ２を他方のＸ線検出信号に、それぞれ乗じてから加え合わせて長尺状の高エネルギーＸ線画像の画素信号とする。同様に、低エネルギー画像取得部１４が、低エネルギーＸ線ビームの端が重なり合う重複照射領域ＱｂのＸ線検出信号についても、低エネルギーＸ線ビームの端に近づくに従って減少する重み係数ｋ１を一方のＸ線検出信号に、同様の重み係数ｋ２を他方のＸ線検出信号に、それぞれ乗じてから加え合わせて長尺状の低エネルギーＸ線画像の画素信号とする。
【００４３】
したがって、実施例の装置の場合、高エネルギーＸ線ビームの端が重なり合う重複照射領域ＱａのＸ線検出信号、および、低エネルギーＸ線ビームの端が重なり合う重複照射領域ＱｂのＸ線検出信号については、いずれも、二つのＸ線ビームの照射位置が同じ二つのＸ線検出信号を、各Ｘ線ビームの端に近づくに従って減少する重み係数ｋ１または重み係数ｋ２をそれぞれ乗じてから加え合わせて長尺状の高エネルギーＸ線画像または長尺状の低エネルギーＸ線画像の画素信号とするので、高エネルギーＸ線ビームまたは低エネルギーＸ線ビームの端が重なり合う重複照射領域Ｑａまたは重複照射領域Ｑｂが、長尺状の高エネルギーＸ線画像や長尺状の低エネルギーＸ線画像の上で明瞭な継ぎ目として現れることを回避できる。
【００４４】
Ｘ線ビームの端が重なり合う重複照射領域Ｑａまたは重複照射領域ＱｂのＸ線検出信号に乗ずる重み係数ｋ１および重み係数ｋ２としては、重複照射領域の端から最も遠い位置では重み係数ｋ１と重み係数ｋ２が共に１となり、重複照射領域の端の位置では重み係数ｋ１と重み係数ｋ２が共に０となるのに加え、重み係数ｋ１＋重み係数ｋ２＝１が常に成り立つものが挙げられる。
Ｘ線ビームの端に近づくに従って減少する重み係数の減少の仕方としては、図１０に示すように、直線に沿って減少するもの形態や、図１１に示すように、ｓｉｎ2 θおよびｃｏｓ2 θの曲線に沿って減少する形態が挙げられる。
【００４５】
なお、実施例の装置の場合、図８に示すように、高エネルギーＸ線ビームの照射域Ｈａの始端と低エネルギーＸ線ビームの照射域Ｌａの始点は被検体Ｍの長手方向ＭＸに平行な向きに寸法差ΔＬだけズレているので、長尺状の高エネルギーＸ線画像と長尺状の低エネルギーＸ線画像との間にも被検体Ｍの長手方向ＭＸに平行な向きに寸法差ΔＬの撮影位置のズレが存在するが、画像サブトラクション部１８は、寸法差ΔＬの撮影位置のズレを解消する画像シフト処理を行なってから画像サブトラクション処理を行なう構成となっている。したがって、実施例の装置では、長尺状の高エネルギーＸ線画像と長尺状の低エネルギーＸ線画像との間の撮影位置のズレに起因する画像の乱れがサブトラクション画像の上に出現することを回避できる。
【００４６】
以上に述べたように、実施例の装置の場合、スロット状Ｘ線ビーム照射用のＸ線ビーム照射部１と被検体Ｍの透過Ｘ線像検出用のＦＰＤ２とが連続移動部３により被検体Ｍの長手方向ＭＸに沿って連続移動させられるので、Ｘ線ビーム照射部１とＦＰＤ２とが間歇移動させられる場合に比べ、Ｘ線ビーム照射部１とＦＰＤ２の移動が速やかに行なえる結果、被検体へのＸ線の照射と被検体を透過したＸ線の検出を迅速に完了させられる。
加えて、実施例の装置の場合、長尺状のサブトラクション画像の元となる長尺状の高エネルギーＸ線画像と長尺状の低エネルギーＸ線画像の取得に必要なＸ線検出信号は全てＦＰＤ２からリアルタイムで出力されるので、長尺状の高エネルギーＸ線画像と長尺状の低エネルギーＸ線画像を迅速に取得できる。
【００４７】
したがって、実施例の装置によれば、スロット状Ｘ線ビームを用いたデュアルエネルギー方式の装置において、被検体の長手方向の向きに長い範囲にわたって撮影する長尺状のサブトラクション画像を速やかに取得することができる。
また、実施例の発明の装置では、Ｘ線ビーム照射部１とＦＰＤ２の方だけが被検体Ｍの長手方向に沿って連続移動し、被検体Ｍの方は停止したままであるので、撮影対象の被検体Ｍが撮影中に動いて被検体Ｍの位置がズレてしまうのを回避できる。
【００４８】
この発明は、上記の実施例に限られるものではなく、以下のように変形実施することも可能である。
（１）実施例の装置の場合、Ｘ線ビーム照射部１とＦＰＤ２の方だけが被検体Ｍの長手方向に沿って連続移動し、被検体Ｍの方は停止したままであったが、Ｘ線ビーム照射部１とＦＰＤ２は停止したままで被検体Ｍだけが長手方向に沿って連続移動する構成の装置である他は、実施例と同一の構成の装置を、変形例として挙げることができる。
【００４９】
（２）実施例の装置は、２次元Ｘ線検出器がＦＰＤであったが、２次元Ｘ線検出器はＦＰＤ以外の検出器であってもよい。
【００５０】
（３）実施例の装置は、医用のＸ線撮像装置であったが、この発明は医用以外のＸ線撮像装置にも適用することができる。
【００５１】
（４）実施例の装置の場合、放射線としてＸ線を用いる装置であったが、この発明はＸ線以外の放射線（例えばγ線）を用いる装置にも適用することができる。
【００５２】
（５）実施例の装置は、Ｘ線ビーム照射部１にスロット状Ｘ線ビームＳＡを照射させる照射タイミング制御を行なうＸ線照射タイミング制御部１２を備えたが、図１２に示すように、連続移動部３の移動速度を制御する移動速度制御部２５を備えた装置にも適用することができる。
【００５３】
この場合には、高エネルギーＸ線ビームの各照射域Ｈａが隙間を空けずに被検体Ｍの長手方向に繋ぎ合わさって一つの長尺状の高エネルギーＸ線ビーム照射域ＨＡとなり、低エネルギーＸ線ビームの各照射域Ｌａが隙間を空けずに被検体Ｍの長手方向に繋ぎ合わさって一つの長尺状の低エネルギーＸ線ビーム照射域ＬＡとなるように、移動速度制御部２５は連続移動部３の移動速度を制御する。また、移動速度制御部２５は、隣り合う二つの高エネルギーＸ線ビームの各照射域Ｈａの隣接側端部が両高エネルギーＸ線ビームの端が重なり合う重複照射領域Ｑａとなる移動速度で高エネルギーＸ線ビームを照射させると共に、隣り合う二つの低エネルギーＸ線ビームの各照射域Ｌａの隣接側端部も両低エネルギーＸ線ビームの端が重なり合う重複照射領域Ｑｂとなる移動速度で低エネルギーＸ線ビームを照射させる。
【００５４】
なお、Ｘ線照射タイミング制御部１２は照射タイミング制御を行なうためにＸ線用電源１０を経由してＸ線ビーム照射部１を操作したが、移動速度制御部２５は移動速度制御を行なうために連続移動部３の撮像系連続移動機構８を操作する。
【００５５】
（６）実施例の装置は、被検体Ｍにおいて隣り合う高エネルギーＸ線ビームの照射域Ｈａ同士の間に隙間が空かないで高エネルギーＸ線ビームの各照射域が被検体Ｍの長手方向に繋ぎ合わさって一つの長尺状の高エネルギーＸ線ビーム照射域ＨＡになると共に、被検体Ｍにおいて隣り合う低エネルギーＸ線ビームの照射域Ｌａ同士の間に隙間が空かないで低エネルギーＸ線ビームの各照射域が被検体Ｍの長手方向に繋ぎ合わさって一つの長尺状の低エネルギーＸ線ビーム照射域ＬＡになるように制御したが、必ずしも各照射域同士の間に隙間が空かないように制御する必要はない。隙間が空いても、その隙間の領域を各照射域間で補間することで、高エネルギーＸ線ビーム照射域または低エネルギーＸ線ビーム照射域を形成するようにしてもよい。
【００５６】
（７）実施例の装置は、スロット状Ｘ線ビームＳＡをスロット状Ｘ線ビームＳＡの短手方向ＳＸが被検体Ｍの長手方向ＭＸと平行となる向きで照射したが、スロット状Ｘ線ビームＳＡが少なくとも被検体Ｍの長手方向ＭＸに照射可能な装置であれば、その装置に適用することができる。
【００５７】
（８）実施例の装置は、ＦＰＤ２はＸ線検出信号をリアルタイムで出力したが、ＦＰＤ２がＸ線検出信号を出力した後に、そのＸ線検出信号を一旦書き込んで記憶してから逐次に読み出して出力する装置にも適用することができる。
【００５８】
（９）実施例の装置は、Ｘ線ビーム照射部１およびＦＰＤ２を被検体Ｍの長手方向ＭＸに沿って相対的に連続移動させたが、間歇移動させる装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】実施例のＸ線撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施例の装置で用いるスロット状Ｘ線ビームを示す斜視図である。
【図３】実施例の装置のＦＰＤにおけるＸ線検出素子の配列状況を示す模式図である。
【図４】実施例の装置における長尺状の高エネルギーＸ線ビーム照射域と長尺状の低エネルギーＸ線ビーム照射域を示す模式的平面図である。
【図５】実施例の装置における高圧発生部の出力電圧およびＸ線検出信号の出力状況の経時的変化を示すグラフである。
【図６】実施例の装置で取得される長尺状の高エネルギーＸ線画像と長尺状の低エネルギーＸ線画像を示す模式図である。
【図７】実施例の装置で取得される長尺状のサブトラクション画像を示す模式図である。
【図８】実施例の装置において高エネルギーＸ線ビームの照射域と低エネルギーＸ線ビームの照射域の間に生じる寸法差を示す模式図である。
【図９】実施例の装置において高エネルギーＸ線ビームまたは低エネルギーＸ線ビームの照射域の間に生じる重複照射領域を示す模式図である。
【図１０】実施例の装置においてＸ線ビームの端が重なり合う重複照射領域のＸ線検出信号に乗ずる重み係数の一例を説明する為のグラフである。
【図１１】実施例の装置においてＸ線ビームの端が重なり合う重複照射領域のＸ線検出信号に乗ずる重み係数の他の例を説明する為のグラフである。
【図１２】変形例のＸ線撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６０】
１          …  Ｘ線ビーム照射部
２          …  ＦＰＤ
３          …  連続移動部
１１        …  Ｘ線エネルギー切替制御部
１２        …  Ｘ線照射タイミング制御部
１３        …  高エネルギー画像取得部
１４        …  低エネルギー画像取得部
１８        …  画像サブトラクション部
２５        …  移動速度制御部
ＨＡ        …  長尺状の高エネルギーＸ線ビーム照射域
Ｈａ        …  高エネルギー放射線ビームの照射域
ＬＡ        …  長尺状の低エネルギーＸ線ビーム照射域
Ｌａ        …  低エネルギー放射線ビームの照射域
ｋ１，ｋ２  …  重み係数
Ｍ          …  被検体
ＭＸ        …  （被検体の）長手方向
ＰＡ        …  長尺状のサブトラクション画像
Ｐａ        …  長尺状の高エネルギーＸ線画像
Ｐｂ        …  長尺状の低エネルギーＸ線画像
Ｑａ，Ｑｂ  …  重複照射領域
ＳＡ        …  スロット状Ｘ線ビーム
ＳＸ        …  （スロット状Ｘ線ビームの）短手方向
【図１】
0004756366.tif 000002
【図２】
0004756366.tif 000003
【図３】
0004756366.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004756366.tif 000006
【図６】
0004756366.tif 000007
【図７】
0004756366.tif 000008
【図８】
0004756366.tif 000009
【図９】
0004756366.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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