(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管と、前記Ｘ線管から撮影対象に照射されるＸ線ビームを形成するコリメータと、前記コリメータを通じて撮影対象に照準用の光を照射する光源とを有するＸ線撮影装置であって、
前記Ｘ線管の焦点を通る軸に対し対称に開口した前記コリメータを通じて照射された前記光源からの光のＦＯＶの実測に基づいて求められた、前記照準用の光の光軸の前記軸と直交する方向における位置ずれを含む前記照準用の光の位置ずれ量を記憶する記憶手段と、
前記照準用の光を照射する際に、前記記憶手段から読み出された前記位置ずれ量が補正されるように前記コリメータの開口を制御する制御手段、
を具備することを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２】
前記位置ずれ量は、光およびＸ線の照射系のジオメトリに関する諸元のうち光源の位置ずれ量を未知数としそれ以外を既知数とする方程式を解いて求められる、
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
【請求項３】
前記既知数のうちコリメータの開口の大きさは設定値であり、ＦＯＶの大きさはコリメータによって形成されたＦＯＶの測定値である、
ことを特徴とする請求項２に記載のＸ線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線撮影装置に関し、とくに、Ｘ線照射に先立って光を用いて照準を行うＸ線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線撮影装置では、Ｘ線の照射に先立って光を用いて照準を行い、照準が決まってからＸ線を照射することが行われる。これによって、不可視光であるＸ線の照射位置を可視光によって事前に確認することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭５５−１１５００１号公報（第１頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
Ｘ線の照射野（ＦＯＶ：  ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）を事前に確認できるようにするために、光照射をＸ線用のコリメータ（ｃｏｌｉｍａｔｏｒ）を通して行うときは、光源がＸ線焦点に関して正しく位置決めされていなければならないが、構成部品の公差等の影響で光源に位置ずれが生じる場合があり、そのような場合は、光照射とＸ線照射のＦＯＶが一致せず正しい照準ができない。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、光源の位置ずれに関わらず光照射とＸ線照射のＦＯＶが一致するＸ線撮影装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するための本発明は、Ｘ線管と、前記Ｘ線管から撮影対象に照射されるＸ線ビームを形成するコリメータと、前記コリメータを通じて撮影対象に照準用の光を照射する光源とを有するＸ線撮影装置であって、予め計算によって求められた前記光源の位置ずれ量を記憶する記憶手段と、前記記憶手段から読み出された前記位置ずれ量で補正された光源位置に基づいて、照準用の光のＦＯＶが目標値に一致するように前記コリメータの開口を制御する制御手段、を具備することを特徴とするＸ線撮影装置である。
【０００６】
前記位置ずれ量は前記光源の光軸の位置ずれ量であることが、光軸の位置ずれに関わらず光の照射野をＸ線の照射野に一致させる点で好ましい。
前記位置ずれ量は前記光源の光軸上の位置ずれ量であることが、光軸上の光源の位置ずれに関わらず光の照射野をＸ線の照射野に一致させる点で好ましい。
【０００７】
前記位置ずれ量は、光およびＸ線の照射系のジオメトリに関する諸元のうち光源の位置ずれ量を未知数としそれ以外を既知数とする方程式を解いて求められることが、正しい位置ずれ量を得る点で好ましい。
【０００８】
前記既知数のうちコリメータの開口の大きさは設定値であり、ＦＯＶの大きさはコリメータによって形成されたＦＯＶの測定値であることが、解の計算を容易にする点で好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、Ｘ線管と、前記Ｘ線管から撮影対象に照射されるＸ線ビームを形成するコリメータと、前記コリメータを通じて撮影対象に照準用の光を照射する光源とを有するＸ線撮影装置は、予め計算によって求められた前記光源の位置ずれ量を記憶する記憶手段と、前記記憶手段から読み出された前記位置ずれ量で補正された光源位置に基づいて、照準用の光のＦＯＶが目標値に一致するように前記コリメータの開口を制御する制御手段を具備するので、光源の位置ずれに関わらず光照射とＸ線照射のＦＯＶが一致するＸ線撮影装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図１に、Ｘ線撮影装置の模式的構成を示す。本装置は本発明を実施するため最良の形態の一例である。本装置の構成によって、Ｘ線撮影装置に関する発明を実施するため最良の形態の一例が示される。
【００１１】
図１に示すように、Ｘ線撮影装置は、Ｘ線管１のＸ線焦点１１から発生したＸ線１３を、コリメータボックス（ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ  ｂｏｘ）３内の１対のブレード（ｂｌａｄｅ）３１でコリメート（Ｘ線ビーム形成）して撮影対象７に向けて照射し、透過Ｘ線を検出器９で検出するようになっている。すなわち、Ｘ線をコリメートして所望のＦＯＶを得るようにしている。
【００１２】
コリメータボックス３は内部に光照射器５を備えている。光照射器５はＸ線焦点１１とブレード３１の間に設けられる。光照射器５は光源５１と反射鏡５３を有する。反射鏡５３はＸ線１３の経路の途中に挿入され、光源５１から発生した可視光の方向を折り曲げてＸ線１３の照射方向と同じ方向に照射するようになっている。これによって、Ｘ線照射に先立って可視光による照準が可能となる。ブレード３１の間隔は可変であり、これによってＸ線照射のＦＯＶが調節可能になっている。
【００１３】
検出器９の検出信号はオペレータコンソール（ｏｐｅｒａｔｏｒ  ｃｏｎｓｏｌｅ）３０に入力される。オペレータコンソール３０はコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）３０２を有する。コンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）３０２はメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）３０４を有する。オペレータコンソール３０は、入力信号に基づいて撮影対象７の透視像を再構成しディスプレイ（ｄｉｓｐｌａｙ）３２で表示する。なお、検出器９はＸ線によって感光する感光材料であってよい。その場合は現像処理によって透視像が可視化される。
【００１４】
オペレータコンソール３０は、オペレータによる操作の下でＸ線管１とコリメータボックス３を制御する。Ｘ線管１についてはＸ線の強度および照射タイミング（ｔｉｍｉｎｇ）が制御される。コリメータボックス３についてはブレード３１の間隔が制御される。ブレード３１の間隔に応じて検出器９の受光面におけるＸ線照射のＦＯＶが定まる。ＦＯＶの設定値はオペレータによってオペレータコンソール３０に入力される。
【００１５】
図２に、本装置におけるＸ線照射系と光照射系のジオメトリ（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）を示す。なお、光照射系は反射鏡による光路の折曲げがない状態で示す。光源５１は光軸に垂直な方向の辺の長さがａの面光源である。Ｘ線焦点１１は大きさが無視できる点焦点である。光源５１からの光でＸ線焦点１１からのＸ線と同一のＦＯＶを形成するために、光源５１はＸ線焦点１１から光進行の反対方向において距離ｂの位置に設けられる。
【００１６】
Ｘ線焦点１１から検出器９の受光面（ＦＯＶ平面）までの距離はＳＩＤである。Ｘ線焦点１１からブレード３１が存在する平面（ブレード平面）までの距離はＦＤである。ブレード３１の間隔はＢＬである。以下、ブレード３１の間隔ＢＬをコリメータ開口ともいう。コリメータ開口ＢＬによって形成されるＸ線の照射野の大きさがＦＯＶである。
【００１７】
このようなジオメトリの諸元の間には次式の関係がある。
【００１８】
【数１】
0004669791.tif 000002
【００１９】
ここで、ＦＯＶはオペレータによって任意に設定される値であり、ＢＬはそのようなＦＯＶを形成するためのコリメータ開口であり、それ以外の諸元は固定の値である。したがって、ＦＯＶが与えられるとコリメータの開口ＢＬは次式によって計算することができる。
【００２０】
【数２】
0004669791.tif 000003
【００２１】
オペレータコンソール３０は、ＦＯＶの設定値が入力されると、その設定値およびジオメトリの諸元を用いて（２）式によりコリメータの開口ＢＬを計算し、ブレード３１の間隔がＢＬとなるように制御する。
【００２２】
光源５１の位置は、部品の公差等の影響で正規の位置からずれていることがあり得る。光源５１の位置ずれの一例を図３に示す。図３は、光源５１の光軸がＸ線の光軸からずれた場合を示す。このような状態では（１）式の関係が成立しないので、（２）式によってコリメータ開口を制御しても光のＦＯＶはＸ線のＦＯＶに一致しない。
【００２３】
図３のような状態では次式の関係が成立する。
【００２４】
【数３】
0004669791.tif 000004
【００２５】
ここで、ＦＯＶＬ，ＦＯＶＳはＸ線の光軸に関して一方側の半分および他方側の半分であり、ＢＬＬ，ＢＬＳはそのようなＦＯＶをそれぞれ形成するためのコリメータ開口であり、Δは光軸のずれ量であり、それ以外の諸元は固定の値である。したがって、ＦＯＶ（＝ＦＯＶＬ＋ＦＯＶＳ）に対応するコリメータの開口ＢＬＬ，ＢＬＳは次式によって与えられる。
【００２６】
【数４】
0004669791.tif 000005
【００２７】
（４）式において光軸のずれ量Δは未知数であるから、このままではコリメータの開口を計算することができない。そこで、次のようにして光軸のずれ量Δの値を特定する。先ず、コリメータの開口を制御してＢＬＬ＝ＢＬＳとなるようにする。この状態でＦＯＶＬおよびＦＯＶＳの大きさを実測し、それらの差を求める。ＦＯＶＬとＦＯＶＳの差は次式で与えられる。
【００２８】
【数５】
0004669791.tif 000006
【００２９】
（５）式はΔのみを未知数とする方程式となる。この方程式を解くことにより光軸のずれ量は、
【００３０】
【数６】
0004669791.tif 000007
【００３１】
として求めることができる。このような計算はコンピュータ３０２によって行われる。光軸のずれ量は、ジオメトリに関する諸元のうち光軸の位置ずれ量を未知数としそれ以外を既知数とする方程式を解いて求められるので、正しい位置ずれ量を得ることができる。また、既知数のうちコリメータの開口の大きさは設定値であり、ＦＯＶの大きさはコリメータによって形成されたＦＯＶの測定値であるので、解の計算が容易である。
【００３２】
計算値結果はジオメトリの諸元の一環としてメモリ３０４に記憶される。このような光軸のずれ量Δの値の特定は、例えば、本装置の稼動サイト（ｓｉｔｅ）へのインストール（ｉｎｓｔａｌｌ）時に行われる。あるいは、定期または臨時のメンテナンス（ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）時に行われる。
【００３３】
稼動時には、このように特定された光軸のずれ量Δの値を用いて、（４）式により、ＦＯＶの設定値ＦＯＶＬ，ＦＯＶＳに対応するコリメータの開口ＢＬＬ，ＢＬＳが計算される。このような計算値に基づいてコリメータの開口を制御することにより、光軸のずれに関わらず光照射のＦＯＶをＸ線照射のＦＯＶに一致させることができる。なお、ＦＯＶの設定値はＦＯＶＬ＋ＦＯＶＳで与えられ、かつ、ＦＯＶＬ＝ＦＯＶＳである。
【００３４】
光源５１の位置ずれの他の例を図４に示す。図４は、光源５１が光軸上でずれた場合を示す。位置ずれの量はΔｂである。このような状態では（１）式の関係が成立しないので、（２）式によってコリメータ開口を制御しても光のＦＯＶはＸ線のＦＯＶに一致しない。
【００３５】
図４のような状態では次式の関係が成立する。
【００３６】
【数７】
0004669791.tif 000008
【００３７】
ここで、Δｂは光源の位置ずれ量であり、それ以外の諸元は固定の値である。したがって、ＦＯＶに対応するコリメータの開口ＢＬは次式によって与えられる。
【００３８】
【数８】
0004669791.tif 000009
【００３９】
（８）式において光源の位置ずれ量Δｂは未知数であるから、このままではコリメータの開口を計算することができない。そこで、次のようにして光源の位置ずれ量Δｂの値を特定する。先ず、ＦＯＶの理想値ＦＯＶｉを定め、ＦＯＶｉに対応するコリメータ開口ＢＬを（２）式によって計算する。これによって
【００４０】
【数９】
0004669791.tif 000010
【００４１】
が得られる。そして、コリメータ開口がＢＬとなるように制御し、この状態でＦＯＶの大きさを測定して実測値ＦＯＶａを得る。このＦＯＶａは光源の位置ずれ量Δｂの影響されており、次式で表される。
【００４２】
【数１０】
0004669791.tif 000011
【００４３】
（１０）式はΔｂのみを未知数とする方程式となる。この方程式を解くことにより光源の位置ずれ量は、
【００４４】
【数１１】
0004669791.tif 000012
【００４５】
として求めることができる。このような計算はコンピュータ３０２によって行われる。光源のずれ量は、ジオメトリに関する諸元のうち光源の位置ずれ量を未知数としそれ以外を既知数とする方程式を解いて求められるので、正しい位置ずれ量を得ることができる。また、既知数のうちコリメータの開口の大きさは設定値であり、ＦＯＶの大きさはコリメータによって形成されたＦＯＶの測定値であるので、解の計算が容易である。
【００４６】
計算値結果はジオメトリの諸元の一環としてメモリ３０４に記憶される。このような光源の位置ずれ量Δｂの値の特定は、例えば、本装置の稼動サイトへのインストール時に行われる。あるいは、定期または臨時のメンテナンス時に行われる。
【００４７】
稼動時には、このように特定された光源の位置ずれ量Δｂの値を用いて、（８）式により、ＦＯＶの設定値に対応するコリメータの開口ＢＬが計算される。このような計算値に基づいてコリメータの開口を制御することにより、光源の位置ずれに関わらず光照射のＦＯＶをＸ線照射のＦＯＶに一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明を実施するため最良の形態の一例のＸ線撮影装置の構成を示す図である。
【図２】本発明を実施するため最良の形態の一例のＸ線撮影装置のジオメトリを示す図である。
【図３】本発明を実施するため最良の形態の一例のＸ線撮影装置のジオメトリを示す図である。
【図４】本発明を実施するため最良の形態の一例のＸ線撮影装置のジオメトリを示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  Ｘ線管
１１  Ｘ線焦点
３  コリメータボックス
３１  ブレード
５  光照射器
５１  光源
５３  反射鏡
７  撮影対象
９  検出器
３０  オペレータコンソール
３０２  コンピュータ
３０４  メモリ
３２  ディスプレイ
【図１】
0004669791.tif 000013
【図２】
0004669791.tif 000014
【図３】
0004669791.tif 000015
【図４】
0004669791.tif 000016