(57)【要約】【課題】放射線源が移動しながらサブトラクション画像を取得する放射線撮影装置において、装置構成が簡単で制御を行いやすい放射線撮影装置を提供する。【解決手段】本発明は、放射線源が被検体に対して移動しながらサブトラクション画像を生成する構成となっている。この様な装置は、従来は放射線源を移動させながら高電圧の撮影と低電圧の撮影を交互に行うようにしている。この様にすると、装置の制御が複雑となる。そこで、本発明では、放射線源を一方向に移動させながら高電圧の撮影を行い、放射線源を逆方向に移動させながら低電圧の撮影を行うようにしている。この様にすることで制御が単純で構造が単純な放射線撮影装置が提供できる。【選択図】図７
2012254191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を照射する放射線源と、
前記放射線源の電圧を制御する放射線源制御手段と、
前記放射線源を被検体に対して移動させる放射線源移動手段と、
前記放射線源移動手段を制御する放射線源移動制御手段と、
前記放射線源の移動に追従して移動するとともに放射線を通過させる高電圧用フィルタおよび低電圧用フィルタと、
これらのフィルタにおいて放射線が通過するフィルタを切替えるフィルタ切替手段と、
前記フィルタ切替手段を制御するフィルタ切替制御手段と、
前記フィルタおよび被検体を通過した放射線を検出する放射線検出手段と、
前記放射線検出手段の出力を基に画像を生成する画像生成手段と、
放射線源を高電圧条件で一方向に移動させながら連写された画像と、放射線源を低電圧条件で逆方向に移動させながら連写された画像との差分を取得してサブトラクション画像を生成する画像減算手段と、
前記サブトラクション画像を合成して合成画像を生成する画像合成手段とを備え、
前記フィルタ切替制御手段は、前記放射線源が被検体に対して一方向に移動されながら高電圧で放射線を連射するときには、前記高電圧用フィルタに切り替え、
前記放射線源が被検体に対して逆方向に移動されながら低電圧で放射線を連射するときには、前記低電圧用フィルタに切り替えるよう前記フィルタ切替制御手段を制御することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線撮影装置において、
前記放射線検出手段を被検体に対して移動させる検出器移動手段と、
前記検出器移動手段を制御する検出器移動制御手段とを備え、
前記放射線源が移動される際、前記放射線検出手段が被検体に対して移動されることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放射線撮影装置において、
前記画像合成手段は被検体を仮想平面で裁断したときの断層画像を前記合成画像として生成し、
前記放射線源が被検体に対して一方向に移動されると、前記放射線検出手段は被検体に対して逆方向に移動され、
前記放射線源が被検体に対して逆方向に移動されると、前記放射線検出手段は被検体に対し一方向に移動されることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項４】
請求項２に記載の放射線撮影装置において、
前記画像合成手段は前記放射線源の移動方向と直交する方向に伸びた細長状のサブトラクション画像を前記放射線源の移動方向に配列してつなぎ合わせて前記合成画像を生成し、
前記放射線源が被検体に対して一方向に移動されると、前記放射線検出手段は一方向に移動され、
前記放射線源が被検体に対して逆方向に移動されると、前記放射線検出手段は逆方向に移動されることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項５】
請求項２に記載の放射線撮影装置において、
前記画像合成手段は、前記サブトラクション画像を前記放射線源の移動方向と直交する方向に伸びた細長状の短冊状画像に分割して放射線の照射方向が同じ短冊状画像をつなぎ合わせた中間画像を生成し、前記中間画像から被検体を仮想平面で裁断したときの断層画像を前記合成画像として生成し、
前記放射線源が被検体に対して一方向に移動されると、前記放射線検出手段は一方向に移動され、
前記放射線源が被検体に対して逆方向に移動されると、前記放射線検出手段は逆方向に移動されることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項６】
請求項１に記載の放射線撮影装置において、
前記画像合成手段が生成する前記合成画像は前記放射線源の移動方向と直交する方向に伸びた細長状のサブトラクション画像を前記放射線源の移動方向に配列してつなぎ合わせたものであり、
画像の撮影中に前記放射線検出手段が被検体に対して移動しないことを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項７】
請求項６に記載の放射線撮影装置において、
骨塩定量用となってい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、被検体に放射線を照射して画像を取得する放射線撮影装置に関し、特に、撮影中に被検体に対して放射線源が移動する放射線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療機関には、被検体の断層画像を取得する放射線断層撮影装置５１が配備されている。この様な放射線断層撮影装置５１には、放射線を照射する放射線源５３と、放射線を検出するＦＰＤ５４とが同期的に移動しながら一連の透視画像を連写し、一連の透視画像を重ね合わせることで断層画像を取得する構成となっているものがある（図２４参照）。この様な放射線断層撮影装置５１においては、一連の透視画像の撮影中、放射線源５３とＦＰＤ５４とが被検体の体軸方向に互いに近づくように移動し、放射線源５３とＦＰＤ５４との体軸方向における位置が一致した状態となったあと、放射線源５３とＦＰＤ５４とが体軸方向に互いに遠ざかるように移動する。
【０００３】
放射線断層撮影装置５１が上述のような断層画像を撮影する際の動作について説明する。まず、放射線源５３は、移動しながら間歇的に放射線を照射する。つまり一度の照射が終了する毎に放射線源５３は被検体の体軸方向に移動し、再び放射線の照射を行う。こうして７４枚の透視画像が取得され、これらがフィルタバックプロジェクション法により断層画像に再構成される。完成した断層画像は、被検体をある裁断面で裁断したときの断層像が写りこんだ画像となっている。
【０００４】
このような放射線断層撮影装置５１には、２種類の撮影を行って得られる２つの画像の差分を取得することにより、被検体の軟組織や骨部が強調されたサブトラクション画像を取得できるものがある。従来の放射線断層撮影装置５１において、サブトラクション画像を撮影するときの動作について説明する。
【０００５】
従来の放射線断層撮影装置においては、図２５に示すように、放射線源５３を高電圧とした撮影と低電圧とした撮影とを交互に行いながら被検体に対して放射線源５３とＦＰＤ５４とが移動される。これにより、高電圧条件の透視画像と低電圧画像の透視画像とが交互に撮影されることになる。撮影の後、高電圧の撮影で取得された透視画像のみから断層画像を再構成すれば、高電圧条件の断層画像が取得できる。また、低電圧の撮影で取得された透視画像のみから断層画像を再構成すれば、低電圧条件の断層画像が取得される。このとき、放射線源５３は、撮影中常に同じ方向に移動する。
【０００６】
撮影条件の異なる断層画像を比較すると写り込んでいる被検体像の様子が異なっている。具体的には高電圧条件の断層画像に写り込む被検体の軟組織と骨部とのコントラストの違いは、低電圧条件の断層画像における軟組織と骨部とのコントラストの違いと異なっている。したがって、低電圧条件の断層画像から高電圧条件の断層画像を減算すると、両画像が単純に相殺されるのでなはく、被検体の軟組織がより強調されたり骨部が強調されたりする。従来の放射線断層撮影装置５１はこれを利用して、被検体の軟組織や骨部が強調されたサブトラクション画像を取得する。
【０００７】
従来の放射線断層撮影装置５１は、放射線源５３の線質を変更するフィルタ５３ｆを備えている（図２４参照）。このフィルタ５３ｆは、高電圧条件のときに被検体に照射される放射線に含まれる波長と、低電圧条件のときに被検体に照射される放射線に含まれる波長とを違えるようにする目的で設けられている。このようにすることで、より鮮明なサブトラクション画像が取得できる。フィルタ５３ｆは、高電圧照射用のガドリニウムフィルタと低電圧照射用の銅フィルタとから構成される。ガドリニウムフィルタと銅フィルタはフィルタ５３ｆの駆動部を制御することで切り替えられるようになっている。
【０００８】
従来の放射線断層撮影装置においては、高電圧の撮影と低電圧の撮影とが交互に行われるのであるから、撮影の度にフィルタ５３ｆを切り替える必要がある。すなわち、高電圧の撮影をするときは、放射線源５３から照射される放射線がガドリニウムフィルタを通過するようにフィルタ５３ｆが駆動される。一方、低電圧の撮影をするときは、放射線源５３から照射される放射線が銅フィルタを通過するようにフィルタ５３ｆが駆動される。この様な放射線断層撮影装置は、例えば特許文献１に記載されている。
【０００９】
このように、従来構成においては、ガドリニウムフィルタと銅フィルタとを交互に切替えながら高電圧条件の撮影と低電圧条件の撮影を交互に行うことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平４−１４１１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、従来の放射線断層撮影装置においては、次のような問題点がある。
すなわち、従来の放射線断層撮影装置は、フィルタ５３ｆの制御が複雑すぎるという問題点がある。
【００１２】
従来構成によれば、高電圧撮影と低電圧撮影とが交互に行われるように構成されているので、透視画像を撮影する度にフィルタ５３ｆを切り替えるように制御しなければならない。フィルタ５３ｆの切替は、フィルタ５３ｆを回転させることで行われる。フィルタ５３ｆを高速かつ正確に移動させようとすると、より大きな駆動装置が必要となる。さらに、放射線源５３の放射線照射のタイミングとフィルタ５３ｆの回転の速度とを同期させるように制御しなければならず、装置の制御も複雑なものとなってしまう。
【００１３】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、撮影中に被検体に対して放射線源が移動しながらサブトラクション画像を取得する放射線撮影装置において、放射線源から発した放射線を通過させるフィルタの駆動制御を単純なものとすることで、装置構成が簡単で制御を行いやすい放射線撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線源の電圧を制御する放射線源制御手段と、放射線源を被検体に対して移動させる放射線源移動手段と、放射線源移動手段を制御する放射線源移動制御手段と、放射線源の移動に追従して移動するとともに放射線を通過させる高電圧用フィルタおよび低電圧用フィルタと、これらのフィルタにおいて放射線が通過するフィルタを切替えるフィルタ切替手段と、フィルタ切替手段を制御するフィルタ切替制御手段と、フィルタおよび被検体を通過した放射線を検出する放射線検出手段と、放射線検出手段の出力を基に画像を生成する画像生成手段と、放射線源を高電圧条件で一方向に移動させながら連写された画像と、放射線源を低電圧条件で逆方向に移動させながら連写された画像との差分を取得してサブトラクション画像を生成する画像減算手段と、サブトラクション画像を合成して合成画像を生成する画像合成手段とを備え、フィルタ切替制御手段は、放射線源が被検体に対して一方向に移動されながら高電圧で放射線を連射するときには、高電圧用フィルタに切り替え、放射線源が被検体に対して逆方向に移動されながら低電圧で放射線を連射するときには、低電圧用フィルタに切り替えるようフィルタ切替制御手段を制御することを特徴とするものである。
【００１５】
［作用・効果］本発明は、放射線源が被検体に対して移動する構成の放射線撮影装置において、高電圧の撮影と低電圧の撮影との差分を取得してサブトラクション画像を生成する構成となっている。放射線源が被検体に対して移動する構成においては、従来は放射線源を移動させながら高電圧の撮影と低電圧の撮影を交互に行うようにしている。この様にすると、高電圧用のフィルタと低電圧用のフィルタとを交互に交換しなければならず、制御が複雑となる。そこで、本発明では、放射線源を一方向に移動させながら高電圧の撮影を行い、放射線源を逆方向に移動させながら低電圧の撮影を行うようにしている。この様にすることで、高電圧用のフィルタと低電圧用のフィルタとを切り替える動作を１回で完了させることができるので制御が単純で構造が単純な放射線撮影装置が提供できる。
【００１６】
また、上述の放射線撮影装置において、放射線検出手段を被検体に対して移動させる検出器移動手段と、検出器移動手段を制御する検出器移動制御手段とを備え、放射線源が移動される際、放射線検出手段が被検体に対して移動されればより望ましい。
【００１７】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置の具体的構成を示すものとなっている。すなわち、上述の構成によれば、放射線検出手段を被検体に対して移動させることができる。この様にすることで、より多様な撮影様式に対応できる放射線撮影装置が提供できる。
【００１８】
また、上述の放射線撮影装置において、画像合成手段は被検体を仮想平面で裁断したときの断層画像を合成画像として生成し、放射線源が被検体に対して一方向に移動されると、放射線検出手段は被検体に対して逆方向に移動され、放射線源が被検体に対して逆方向に移動されると、放射線検出手段は被検体に対し一方向に移動されればより望ましい。
【００１９】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置の具体的構成を示すものとなっている。すなわち、上述の構成によれば、断層画像を生成することができる。このときの放射線源と放射線検出手段の移動の様式は、互いに逆方向となっている。
【００２０】
また、上述の放射線撮影装置において、画像合成手段は放射線源の移動方向と直交する方向に伸びた細長状のサブトラクション画像を放射線源の移動方向に配列してつなぎ合わせて合成画像を生成し、放射線源が被検体に対して一方向に移動されると、放射線検出手段は一方向に移動され、放射線源が被検体に対して逆方向に移動されると、放射線検出手段は逆方向に移動されればより望ましい。
【００２１】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置の具体的構成を示すものとなっている。すなわち、上述の構成によれば、スロット撮影の様式によりサブトラクション画像を撮影する構成となっている。スロット撮影でサブトラクション画像を行うようにすれば、散乱放射線に影響を受けずに鮮明なサブトラクション画像を取得できる放射線撮影装置を提供できる。
【００２２】
また、上述の放射線撮影装置において、画像合成手段は、サブトラクション画像を放射線源の移動方向と直交する方向に伸びた細長状の短冊状画像に分割して放射線の照射方向が同じ短冊状画像をつなぎ合わせた中間画像を生成し、中間画像から被検体を仮想平面で裁断したときの断層画像を合成画像として生成し、放射線源が被検体に対して一方向に移動されると、放射線検出手段は一方向に移動され、放射線源が被検体に対して逆方向に移動されると、放射線検出手段は逆方向に移動されればより望ましい。
【００２３】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置の具体的構成を示すものとなっている。すなわち、上述の構成によれば、スロット撮影により取得された中間画像を撮影しこれらから断層画像を撮影する構成となっている。この様な撮影を行うようにすれば、広範囲に亘って撮影された断層画像を取得できる放射線撮影装置を提供できる。
【００２４】
また、上述の放射線撮影装置において、画像合成手段が生成する合成画像は放射線源の移動方向と直交する方向に伸びた細長状のサブトラクション画像を放射線源の移動方向に配列してつなぎ合わせたものであり、画像の撮影中に放射線検出手段が被検体に対して移動しなければより望ましい。
【００２５】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置の具体的構成を示すものとなっている。すなわち、上述の構成によれば、撮影中に放射線検出手段が移動しない構成を示している。この様にすることで、制御がより単純となった放射線撮影装置が提供できる。
【００２６】
また、上述の放射線撮影装置において、骨塩定量用となっていればより望ましい。
【００２７】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置の具体的構成を示すものとなっている。骨塩定量を行うときは、放射線源を被検体に対して移動させるとともに、放射線検出手段を被検体に対して移動させない方式でスロット撮影が行われる。本発明はこの様な構成にも採用することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、放射線源が被検体に対して移動しながらサブトラクション画像を生成する構成となっている。この様な装置は、従来は放射線源を移動させながら高電圧の撮影と低電圧の撮影を交互に行うようにしている。この様にすると、高電圧用のフィルタと低電圧用のフィルタとを交互に交換しなければならず、制御が複雑となる。そこで、本発明では、放射線源を一方向に移動させながら高電圧の撮影を行い、放射線源を逆方向に移動させながら低電圧の撮影を行うようにしている。この様にすることで、高電圧用のフィルタと低電圧用のフィルタとを切り替える動作を１回で完了させることができるので制御が単純で構造が単純な放射線撮影装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施例１に係るＸ線断層撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。
【図２】実施例１に係るＸ線断層撮影装置の撮影原理を説明する模式図である。
【図３】実施例１に係るＸ線断層撮影装置のフィルタを説明する平面図である。
【図４】実施例１に係るＸ線断層撮影装置のフィルタの機能を説明する模式図である。
【図５】実施例１に係るＸ線断層撮影装置のフィルタの機能を説明する模式図である。
【図６】実施例１に係るＸ線断層撮影装置の動作を説明するフローチャートである。
【図７】実施例１に係るＸ線断層撮影装置の撮影様式を説明する模式図である。
【図８】実施例１に係るＸ線断層撮影装置の撮影様式を説明する模式図である。
【図９】実施例１に係るＸ線断層撮影装置の撮影様式を説明する模式図である。
【図１０】実施例２に係るＸ線撮影装置のコリメータを説明する機能ブロック図である。
【図１１】実施例２に係るＸ線撮影装置の撮影様式を説明する模式図である。
【図１２】実施例２に係るＸ線撮影装置の撮影様式を説明する模式図である。
【図１３】実施例２に係るＸ線撮影装置の撮影様式を説明する模式図である。
【図１４】実施例３に係るＸ線断層撮影装置の撮影様式を説明する模式図である。
【図１５】実施例３に係るＸ線断層撮影装置の撮影原理を説明する模式図である。
【図１６】実施例３に係るＸ線断層撮影装置の撮影原理を説明する模式図である。
【図１７】実施例３に係るＸ線断層撮影装置の撮影原理を説明する模式図である。
【図１８】実施例３に係るＸ線断層撮影装置の撮影様式を説明する模式図である。
【図１９】実施例３に係るＸ線断層撮影装置の撮影様式を説明する模式図である。
【図２０】実施例３に係るＸ線断層撮影装置の撮影様式を説明する模式図である。
【図２１】実施例４に係るＸ線撮影装置の撮影様式を説明する模式図である。
【図２２】実施例４に係るＸ線撮影装置の撮影様式を説明する模式図である。
【図２３】実施例４に係るＸ線撮影装置の撮影様式を説明する模式図である。
【図２４】従来の放射線撮影装置の構成を説明する模式図である。
【図２５】従来の放射線撮影装置の構成を説明する模式図である。
【実施例１】
【００３０】
次に、本発明に係る放射線断層撮影装置の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、実施例におけるＸ線は、本発明の構成の放射線に相当する。なお、ＦＰＤは、フラットパネル型Ｘ線検出器（フラット・パネル・ディテクタ）の略である。
【００３１】
図１は、実施例１に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。図１に示すように、実施例１に係るＸ線撮影装置１は、Ｘ線断層撮影の対象である被検体Ｍを載置する天板２と、天板２の上部（天板２の１面側）に設けられた被検体Ｍに対してコーン状のＸ線ビームを照射するＸ線管３と、天板２の下部（天板の他面側）に設けられ、被検体Ｍの透過Ｘ線像を検出するＦＰＤ４と、コーン状のＸ線ビームの中心軸とＦＰＤ４の中心点とが常に一致する状態でＸ線管３とＦＰＤ４との各々を被検体Ｍの関心部位を挟んで互いに反対方向に同期移動させる同期移動機構７と、これを制御する同期移動制御部８と、ＦＰＤ４のＸ線を検出するＸ線検出面を覆うように設けられた散乱Ｘ線を吸収するＸ線グリッド５とを備えている。この様に、天板２は、Ｘ線管３とＦＰＤ４とに挟まれる位置に配置されている。Ｘ線管３は、本発明の放射線源に相当し、ＦＰＤ４は、本発明の放射線検出手段に相当する。
【００３２】
同期移動機構７は、Ｘ線管３を被検体Ｍに対して体軸方向Ａに移動させるＸ線管移動機構７ａと、ＦＰＤ４を被検体Ｍに対して体軸方向Ａに移動させるＦＰＤ移動機構７ｂとを備えている。また、同期移動制御部８は、Ｘ線管移動機構７ａを制御するＸ線管移動制御部８ａとＦＰＤ移動機構７ｂを制御するＦＰＤ移動制御部８ｂとを備えている。Ｘ線管移動機構７ａは、本発明の放射線源移動手段に相当し、Ｘ線管移動制御部８ａは、本発明の放射線源移動制御手段に相当する。
【００３３】
Ｘ線管３は、Ｘ線管制御部６の制御にしたがってコーン状でパルス状のＸ線ビームを被検体Ｍに対して繰り返し照射する構成となっている。このＸ線管３には、Ｘ線ビームを角錐となっているコーン状にコリメートするコリメータが付属している。そして、このＸ線管３と、ＦＰＤ４はＸ線透視画像を撮像する撮像系３，４を生成している。Ｘ線管制御部６は、本発明の放射線源制御手段に相当する。
【００３４】
同期移動機構７は、Ｘ線管３とＦＰＤ４とを同期させて移動させる構成となっている。この同期移動機構７は、同期移動制御部８の制御にしたがって被検体Ｍの体軸方向Ａに平行な直線軌道（天板２の長手方向）に沿ってＸ線管３を直進移動させる。このＸ線管３とＦＰＤ４との移動方向は、天板２の長手方向に一致している。しかも、検査中、Ｘ線管３の照射するコーン状のＸ線ビームは、常に被検体Ｍの関心部位に向かって照射されるようになっており、このＸ線照射角度は、Ｘ線管３の角度を変更することによって、たとえば初期角度−２０°から最終角度２０°まで変更される。この様なＸ線照射角度の変更は、Ｘ線管傾斜機構９が行う。Ｘ線管傾斜制御部１０は、Ｘ線管傾斜機構９を制御する目的で設けられている。
【００３５】
そして、さらに実施例１に係るＸ線撮影装置１は、各制御部６，８，１０を統括的に制御する主制御部２５と、断層画像Ｄを表示する表示部２７とを備えている。この主制御部２５は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより各制御部６，８，１０，２２および後述の各部１１，１２，１３を実現している。記憶部２３は、Ｘ線管３の制御に関わるパラメータなどのＸ線撮影装置１の制御に関するデータの一切を記憶する。操作卓２６は、術者のＸ線撮影装置１に対する各操作を入力させるものである。
【００３６】
また、同期移動機構７は、上述のＸ線管３の直進移動に同期して、天板２の下部に設けられたＦＰＤ４を被検体Ｍの体軸方向Ａ（天板２の長手方向）に直進移動させる。そして、その移動方向は、Ｘ線管３の移動方向と反対方向となっている。つまり、Ｘ線管３が移動することによってＸ線管３の焦点の位置と照射方向が変化するコーン状のＸ線ビームは、常にＦＰＤ４のＸ線検出面の全面で受光される構成となっている。このように、一度の検査において、ＦＰＤ４は、Ｘ線管３と互いに反対方向に同期して移動しながら、たとえば７４枚の透視画像Ｐを取得するようになっている。具体的には、撮像系３，４は、実線の位置を初期位置として、破線で示した位置を介して、図１に示した一点鎖線で示す位置まで対向移動する。すなわち、Ｘ線管３とＦＰＤ４の位置を変化させながら複数のＸ線透視画像が撮影されることになる。ところで、コーン状のＸ線ビームは常にＦＰＤ４のＸ線検出面の全面で受光されるので、撮影中コーン状のＸ線ビームの中心軸は、常にＦＰＤ４の中心点と一致している。また、撮影中、ＦＰＤ４の中心は、直進移動するが、この移動はＸ線管３の移動の反対方向となっている。つまり、体軸方向ＡにＸ線管３とＦＰＤ４とを同期的、かつ互いに反対方向に移動させる構成となっている。
【００３７】
また、ＦＰＤ４の後段には、そこから出力される検出信号を基に透視画像Ｐを生成する画像生成部１１が備えられており（図１参照），この画像生成部１１の更に後段には、Ｘ線管３を高電圧条件で一方向に移動させながら連写された透視画像Ｐ１と、Ｘ線管３を低電圧条件で逆方向に移動させながら連写された透視画像Ｐ２との差分を取得してサブトラクション画像ｓを生成する画像減算部１２と、サブトラクション画像ｓを合成して断層画像Ｄを生成する画像再構成部１３とを備えている。画像生成部１１は、本発明の画像生成手段に相当する。画像減算部１２は、本発明の画像減算手段に相当し、画像再構成部１３は、本発明の画像合成手段に相当する。
【００３８】
続いて、実施例１に係るＸ線撮影装置１の断層画像の取得原理について説明する。図２は、実施例１に係るＸ線撮影装置の断層画像の取得方法を説明する図である。例えば、天板２に平行な（鉛直方向に対して水平な）仮想平面（基準裁断面ＭＡ）について説明すると、図２に示すように、基準裁断面ＭＡに位置する点Ｐ，Ｑが、常にＦＰＤ４のＸ線検出面の不動点ｐ，ｑのそれぞれに投影されるように、Ｘ線管３によるコーン状のＸ線ビームＢの照射方向に合わせてＦＰＤ４をＸ線管３の反対方向に同期移動させながら一連の透視画像Ｐが画像生成部１１にて生成される。一連の透視画像Ｐには、被検体Ｍの投影像が位置を変えながら写り込んでいる。そして、この一連の透視画像Ｐを画像再構成部１３にて再構成すれば、基準裁断面ＭＡに位置する像（たとえば、不動点ｐ，ｑ）が集積され、Ｘ線断層画像としてイメージングされることになる。一方、基準裁断面ＭＡに位置しない点Ｉは、ＦＰＤ４における投影位置を変化させながら一連の被検体画像に点ｉとして写り込んでいる。この様な点ｉは、不動点ｐ，ｑとは異なり、画像再構成部１３でＸ線透視画像を重ね合わせる段階で像を結ばずにボケる。このように、一連の透視画像Ｐの重ね合わせを行うことにより、被検体Ｍの基準裁断面ＭＡに位置する像のみが写り込んだＸ線断層画像が得られる。このように、透視画像Ｐを単純に重ね合わせると、基準裁断面ＭＡにおける断層画像Ｄが得られる。
【００３９】
さらに、画像再構成部１３の設定を変更することにより、基準裁断面ＭＡに水平な任意の裁断面においても、同様な断層画像を得ることができる。撮影中、ＦＰＤ４において上記点ｉの投影位置は移動するが、投影前の点Ｉと基準裁断面ＭＡとの離間距離が大きくなるにしたがって、この移動速度は増加する。これを利用して、取得された一連の被検体画像を所定のピッチで体軸方向Ａにずらしながら再構成を行うようにすれば、基準裁断面ＭＡに平行な裁断面における断層画像Ｄが得られる。このような一連の被検体画像の再構成は、画像再構成部１３が行う。
【００４０】
図３は、Ｘ線を通過させるフィルタ３ｆを説明する図である。フィルタ３ｆは、Ｘ線管３に付設されており、Ｘ線管３に追従して移動する。フィルタ３ｆは、図３に示すように半円型で板状の高電圧用フィルタ３ｐと半円型で板状の低電圧用フィルタ３ｑとを備えている。高電圧用フィルタ３ｐは、例えばガドリニウムで構成され、低電圧用フィルタ３ｑは例えば銅で構成される。半円型となっている両フィルタ３ｐ，３ｑは、組み合わされて円形のフィルタ３ｆを構成する。
【００４１】
このフィルタ３ｆは、Ｘ線管３に付設されるフィルタ切替部２１に回転される。具体的には、フィルタ切替部２１は、円形のフィルタ３ｆの中心を回転中心として、フィルタ３ｆをＸ線管３に対して回転させることができる。フィルタ切替制御部２２は、フィルタ切替部２１を制御する目的で設けられている。フィルタ切替部２１は、本発明のフィルタ切替手段に相当し、フィルタ切替制御部２２は、本発明のフィルタ切替制御手段に相当する。
【００４２】
フィルタ切替部２１にはフィルタの種類を切り替える役割が与えられている。すなわち、図３においてＲで示す円形の領域は、Ｘ線管３がＸ線を照射する照射口を表している。フィルタ切替部２１は、この照射口に高電圧用フィルタ３ｐと低電圧用フィルタ３ｑとのどちらかを隣接させることにより、Ｘ線が通過するフィルタの種類を切り替えることができるようになっている。
【００４３】
本発明のＸ線断層撮影装置１がフィルタ３ｆを備えている理由について説明する。フィルタ３ｆは、Ｘ線管３の出力が異なる２枚の画像を用いてサブトラクション画像ｓを取得する目的で設けられている。サブトラクション画像ｓは、Ｘ線管３を高電圧で制御して取得した画像からＸ線管３を低電圧で制御して取得した画像を減算することで生成される。サブトラクション画像の元となる２枚の画像を比較すると、被検体Ｍの骨部における像の濃さに対する被検体Ｍの軟組織における像の濃さが異なっている。
【００４４】
仮に、骨部像の濃さに対する軟組織像の濃さが同じ２枚の画像を減算処理すると、画像に写り込む被検体像同士が単に相殺されて消去されるだけである。しかし、被検体Ｍの骨部像の濃さに対する軟組織像の濃さが異なる２枚の画像を減算処理すると、例えば画像における軟組織が写り込んでいる部分においては像同士の相殺があまり起こらず、画像における骨部が写り込んでいる部分においては像同士の相殺が強く起こるような現象が生じる。この例の場合、２枚の画像を減算することで被検体Ｍの軟組織が骨部よりも強調されたサブトラクション画像が取得される。減算処理を行うときの係数を変更することで、被検体Ｍの骨部を強調することもできる。
【００４５】
視認性の高いサブトラクション画像ｓを取得するには、取得する２枚の画像の間で被検体Ｍの骨部における像の濃さに対する被検体Ｍの軟組織における像の濃さ確実に違えるようにしなければならない。このような像の濃さの違いは、２枚の画像を撮影するときに照射されるＸ線の性質が異なることに由来している。仮に、同じ線質のＸ線を照射して２枚の画像を撮影すると、２枚の画像の間で骨部像の濃さに対する軟組織像の濃さが似通ってくる。この様な２枚の画像の差分を取ったとしても画像に写り込む被検体像同士が単に相殺されるだけで、被検体Ｍの軟組織が強調されない。
【００４６】
図４は、フィルタ３ｆなしでサブトラクション画像ｓを取得する場合におけるＸ線のスペクトルを示したものである。図中、Ｘ線管３が高電圧のときに照射されるＸ線のスペクトルをＨで表し、Ｘ線管３が低電圧のときに照射されるＸ線のスペクトルをＬで表すものとする。図４を参照すると互いのスペクトルは、周波数分布が異なるものの、スペクトルが部分的に重なっている共通部分ａが存在していることが分かる。この共通部分ａは、２回のＸ線照射に亘って同じ線質のＸ線が含まれていたことを意味する。Ｘ線管３が高電圧のときと低電圧のときとでＸ線の性質を確実に違えるようにするには、この共通部分ａをできるだけ少なくしたほうが望ましい。
【００４７】
そこで、サブトラクション画像ｓの取得にはフィルタ３ｆが用いられる。すなわち、Ｘ線管３が高電圧となっているとき、Ｘ線はフィルタ３ｆの有する高電圧用フィルタ３ｐを通過する。高電圧用フィルタ３ｐは、高電圧条件下におけるＸ線の周波数の低い成分をカットするものとなっている。また、Ｘ線管３が低電圧となっているとき、Ｘ線はフィルタ３ｆの有する低電圧用フィルタ３ｑを通過する。低電圧用フィルタ３ｑは、低電圧条件下におけるＸ線の周波数の高い成分をカットするものとなっている。
【００４８】
フィルタ３ｆが作用することで、被検体Ｍに向けて照射されるＸ線のスペクトルは図５のように変化する。図５を参照すれば分かるように、フィルタ３ｆの作用により各スペクトルＨ，Ｌの共通部分ａが図４のときと比べて少なくなっていることが分かる。このようにフィルタ３ｆは、２枚の画像を撮影するときに照射されるＸ線の性質を確実に異なるようにする目的で設けられているのである。
【００４９】
＜Ｘ線断層撮影装置の動作＞
次に、図６を参照して実施例１に係るＸ線断層撮影装置１の動作について説明する。実施例１に係るＸ線断層撮影装置１を用いて断層像のサブトラクション画像を取得するには、まず被検体Ｍを天板２に載置し（被検体載置ステップＳ１），高電圧条件下で透視画像Ｐ１の撮影が行われる（高電圧撮影ステップＳ２）。そして、フィルタ３ｆが有するフィルタの種類が切り替えられ（フィルタ切替ステップＳ３），低電圧条件下で透視画像Ｐ２の撮影が行われる（低電圧撮影ステップＳ４）。続いて、連写された透視画像Ｐ１と透視画像Ｐ２とからサブトラクション画像ｓが生成され、（画像減算ステップＳ５），最後にサブトラクション画像ｓを再構成して断層画像Ｄが取得される（画像再構成ステップＳ６）。以降、各ステップについて順を追って説明する。
【００５０】
なお、実施例１の構成は、従来のように高電圧条件下の撮影と低電圧条件下の撮影とを交互に繰り返す構成を採用せず、高電圧条件に係る一連の撮影を終えたあと低電圧条件に係る一連の撮影を行う構成を採用している。また、Ｘ線管３およびＦＰＤ４が撮影時に往復移動することも実施例１の構成の特徴と言える。
【００５１】
＜被検体載置ステップＳ１，高電圧撮影ステップＳ２＞
天板２に被検体Ｍを載置した後、術者が操作卓２６を通じて撮影開始の指示をＸ線撮影装置１に与えると、Ｘ線管制御部６は、記憶部２３に記憶されている管電圧・管電流・パルス幅などのＸ線管３の制御に関する設定値を読み出す。Ｘ線管制御部６は、この設定値通りにＸ線管３を制御し、Ｘ線管３にＸ線を発生させる。被検体Ｍを透過したＸ線は、ＦＰＤ４で検出され、このときの検出信号が画像生成部１１に送出される。画像生成部１１は、検出信号を基に被検体Ｍの透視像が写り込んだ透視画像を生成する。
【００５２】
このときＸ線管制御部６に読み出される設定値は、高電圧撮影に係るものであり、Ｘ線管３に高電圧が供給される。高電圧条件下で撮影されたＸ線透視画像には符号Ｐ１を付すものとする。
【００５３】
術者の撮影開始の指示は、フィルタ切替制御部２２にも送出される。フィルタ切替制御部２２は、透視画像Ｐ１の撮影が開始される前にフィルタ切替部２１を通じてフィルタ３ｆの種類を高電圧用フィルタ３ｐに切り替える。従って、Ｘ線管３から照射されるＸ線はこの高電圧用フィルタ３ｐを通過して被検体Ｍに照射されることになる。
【００５４】
図７は、最初の透視画像Ｐ１が撮影されるときの様子を表している。高電圧撮影が開始されると図７の矢印に示すように、Ｘ線管３が被検体Ｍに対して被検体Ｍの頭部から足先に向かう一方向に移動されながら高電圧でＸ線を連射する。また、ＦＰＤ４は被検体Ｍに対して被検体Ｍの足先から頭部に向かう逆方向に移動されながらＸ線を検出する。一連の透視画像Ｐ１の撮影において用いられるフィルタは、高電圧用フィルタ３ｐで一定である。透視画像Ｐ１は、７４枚取得される。
【００５５】
この様に透視画像Ｐ１の生成はＸ線管３およびＦＰＤ４を移動させながら複数回に亘って行われる。従って、撮影された透視画像Ｐ１の各々には被検体Ｍの透視像が異なる撮影方向で写り込んでいることになる。Ｘ線管３およびＦＰＤ４の移動は同期移動機構７が行う。撮影中、Ｘ線管３は、ＦＰＤ４を向くように傾斜角度が随時変更される。このＸ線管３の傾斜角度の変更はＸ線管傾斜機構９が行う。こうして、透視画像Ｐ１は一度の撮影で７４枚生成される。
【００５６】
＜フィルタ切替ステップＳ３＞
一連の透視画像Ｐ１の撮影が完了すると、Ｘ線管３は被検体Ｍの足先側に位置し、ＦＰＤ４は被検体Ｍの頭部側に位置する。この時点で同期移動制御部８は、撮影終了を意味する信号をフィルタ切替制御部２２に送出する。フィルタ切替制御部２２は、図８に示すようにフィルタ切替部２１を通じてフィルタ３ｆの種類を低電圧用フィルタ３ｑに切り替える。従って、Ｘ線管３から照射されるＸ線はこの低電圧用フィルタ３ｑを通過して被検体Ｍに照射されることになる。
【００５７】
＜低電圧撮影ステップＳ４＞
フィルタ３ｆの切替が完了すると、フィルタ切替制御部２２は、切替完了を意味する信号をＸ線管制御部６および同期移動制御部８に送出する。Ｘ線管制御部６は、記憶部２３に記憶されている管電圧・管電流・パルス幅などのＸ線管３の制御に関する設定値を再び読み出す。このときＸ線管制御部６に読み出される設定値は、低電圧撮影に係るものであり、Ｘ線管３に低電圧が供給される。低電圧条件下で撮影されたＸ線透視画像には符号Ｐ２を付すものとする。
【００５８】
図９は、最初の透視画像Ｐ２が撮影されるときの様子を表している。低電圧撮影が開始されると図９の矢印に示すように、Ｘ線管３が被検体Ｍに対して被検体Ｍの足先から頭部に向かう逆方向に移動されながら低電圧でＸ線を連射する。また、ＦＰＤ４は被検体Ｍに対して被検体Ｍの頭部から足先に向かう一方向に移動されながらＸ線を検出する。一連の透視画像Ｐ２の撮影において用いられるフィルタは、低電圧用フィルタ３ｑで一定である。透視画像Ｐ２は、７４枚取得される。実施例１の構成においては、Ｘ線管３およびＦＰＤ４を被検体Ｍに対して往復して移動させ、往路で透視画像Ｐ１を撮影し復路で透視画像Ｐ２を撮影するようになっている。透視画像Ｐ２を撮影し終わると、Ｘ線管３とＦＰＤ４とは、高電圧撮影ステップＳ２における最初の透視画像Ｐ１を撮影する前の位置に戻る（図７参照）。
【００５９】
＜画像減算ステップＳ５＞
透視画像Ｐ１および透視画像Ｐ２は、画像減算部１２に送出される。画像減算部１２は、透視画像Ｐ１と透視画像Ｐ２との間の差分を取得し、サブトラクション画像ｓを生成する。画像減算部１２に送出される透視画像Ｐ１と透視画像Ｐ２とは、７４枚ずつ取得されている。
【００６０】
透視画像Ｐ１と透視画像Ｐ２との関係について説明する。透視画像Ｐ１と透視画像Ｐ２とはＸ線管３の電圧の条件が異なる以外は、同じ条件で被検体Ｍを撮影したものとなっている。より具体的には、７４枚の透視画像Ｐ１のそれぞれに対応する透視画像Ｐ２が撮影されている。つまり、ある透視画像Ｐ１を撮影したときにおける被検体、Ｘ線管３，ＦＰＤ４の位置関係と同じ位置関係で透視画像Ｐ２が撮影されている。例えば、最初に取得された透視画像Ｐ１に対応する透視画像Ｐ２は、低電圧撮影ステップＳ４において最後に撮影された透視画像Ｐ２である。
【００６１】
画像減算部１２は、透視画像Ｐ１のそれぞれについて対応する透視画像Ｐ２との間の差分を取得することでサブトラクション画像ｓを取得する。透視画像Ｐ１は７４枚撮影されていることからすると、サブトラクション画像ｓも７４枚取得されることになる。サブトラクション画像ｓの各々には、被検体Ｍの軟組織または骨部が強調された像が写り込んでいる。画像減算部１２は、差分演算に用いる係数を変更することにより、サブトラクション画像ｓにおける像の強調の様子を調整することができる。
【００６２】
＜画像再構成ステップＳ６＞
７４枚のサブトラクション画像ｓは、画像再構成部１３に送出される。画像再構成部１３は、撮影の投影方向が互いに異なる被検体像が写り込んだ一連のサブトラクション画像ｓを再構成して、断層画像Ｄを生成する。断層画像Ｄが表示部２７に表示されてＸ線断層撮影装置１の動作は終了となる。
【００６３】
以上のように、実施例１の構成は、Ｘ線管３が被検体Ｍに対して移動する構成の放射線撮影装置において、高電圧の撮影と低電圧の撮影との差分を取得してサブトラクション画像ｓを生成する構成となっている。Ｘ線管３が被検体Ｍに対して移動する構成においては、従来はＸ線管３を移動させながら高電圧の撮影と低電圧の撮影を交互に行うようにしている。この様にすると、高電圧用フィルタ３ｐと低電圧用フィルタ３ｑとを交互に交換しなければならず、制御が複雑となる。そこで、実施例１の構成では、Ｘ線管３を一方向に移動させながら高電圧の撮影を行い、Ｘ線管３を逆方向に移動させながら低電圧の撮影を行うようにしている。この様にすることで、高電圧用フィルタ３ｐと低電圧用フィルタ３ｑとを切り替える動作を１回で完了させることができるので制御が単純で構造が単純な放射線撮影装置が提供できる。
【実施例２】
【００６４】
続いて、実施例２に係るＸ線撮影装置について説明する。実施例２は、Ｘ線管３を移動させ、ＦＰＤ４を移動させない移動様式で撮影を行うもので、骨塩定量に用いられる撮影様式である。実施例２に係るＸ線撮影装置の構成は図１における機能ブロック図と同様である。図１に関して実施例２の構成が実施例１と異なる点は、ＦＰＤ４が移動しないことと、Ｘ線管３が傾斜しないこと、断層画像を生成しないことである。したがって、実施例２においては図１における同期移動機構７，ＦＰＤ移動機構７ｂ，同期移動制御部８，ＦＰＤ移動制御部８ｂ，Ｘ線管傾斜機構９，Ｘ線管傾斜制御部１０，および画像再構成部１３は必ずしも必要とされない。
【００６５】
なお、実施例２の構成は、従来のように高電圧条件下の撮影と低電圧条件下の撮影とを交互に繰り返す構成を採用せず、高電圧条件に係る一連の撮影を終えたあと低電圧条件に係る一連の撮影を行う構成を採用している。また、Ｘ線管３が撮影時に往復移動することも実施例２の構成の特徴と言える。
【００６６】
実施例２に係るＸ線撮影装置はＸ線管３から放射されるＸ線を制限するコリメータ３ａを備えている。図１０は、コリメータ３ａの構成を説明する図である。コリメータ３ａは、図１０に示すように、中心軸Ｃを基準として鏡像対称に移動する１対のリーフ３ｂを有し、同じく中心軸Ｃを基準として鏡像対称に移動するもう１対のリーフ３ｂを備えている。このコリメータ３ａは、リーフ３ｂを移動させることで、ＦＰＤ４が有する検出面の全面にコーン状のＸ線ビームＢを照射させることもできれば、たとえば、ＦＰＤ４の中心部分だけにファン状のＸ線ビームＢを照射させることもできる。なお、中心軸Ｃは、Ｘ線ビームＢの中心を示す軸ともなっている。なお、リーフ３ｂの対の一方は、４角錐形状となっているＸ線ビームの体軸方向Ａの広がりを調整するものであり、もう一方のリーフ３ｂの対は、Ｘ線ビームの体側方向Ｓの広がりを調整するものである。コリメータ３ａの開度の変更は、コリメータ移動機構１８ａが行う。コリメータ制御部１８ｂは、コリメータ移動機構１８ａを制御するものであり、主制御部２５により制御される。また、コリメータ３ａを鏡像対称に移動させる構成とせずに、一対のリーフ３ｂが独立に移動する構成としてもよい。コリメータ３ａとＸ線管３の位置関係はＸ線管３の移動・傾斜によって変更されず、コリメータ３ａはＸ線管３の移動・傾斜に追従する。
【００６７】
実施例２に係るＸ線撮影装置においては、Ｘ線管３から照射されるＸ線はコリメータ３ａによって制限される。コリメータ３ａはＸ線の体軸方向Ａの広がりを制限するので、ＦＰＤ４には体側方向Ｓに細長となったファン状のＸ線ビームが到達することになる。つまり、実施例２に係るＸ線撮影装置は、一度のＸ線照射により被検体Ｍの体側方向Ｓに伸びた細長状のＸ線透視画像が取得されることになる。この細長状の画像は複数回に亘って撮影され、体側方向に配列されて、一枚の合成画像となる。このようにＸ線撮影を複数回に分けて被検体Ｍを少しずつ撮影することにより、画像に写り込む散乱線の量を減少させることができるので、骨塩が高い定量性を持って定量されることになる。この様な広がりが制限されたＸ線による撮影をスロット撮影と呼ぶ。
【００６８】
実施例２に係る画像再構成部１３は、実施例１で説明したように断層画像Ｄを生成する動作を行わない。画像再構成部１３は、被検体Ｍに対するＸ線管３の位置を変えながら撮影されたサブトラクション画像ｓをつなぎ合わせて一枚の合成画像を生成する。すなわち画像再構成部１３は、被検体Ｍの体側方向Ｓに細長状となっているサブトラクション画像ｓを被検体Ｍの体軸方向Ａに配列してつなぎ合わせて合成画像を生成する。
【００６９】
＜Ｘ線撮影装置の動作＞
実施例２に係るＸ線撮影装置の動作は、図６で説明した実施例１に係る装置の動作と同様である。図１１は、高電圧撮影ステップＳ２において、高電圧条件でＸ線撮影が開始されるときの様子を示している。図１１に示すように、Ｘ線管３は、ＦＰＤ４が有する両端うち被検体Ｍの頭部側の一端に位置し、Ｘ線ビームＢを連射しながら一方向に移動し被検体Ｍの頭部足先側に向かう。このときＦＰＤ４は移動することがない。このときフィルタ３ｆは、高電圧用フィルタ３ｐが選択されている。
【００７０】
図１２は、フィルタ切替ステップＳ３においてフィルタ３ｆが切り替えられる様子を示している。この動作は、高電圧条件下での撮影が全て終了した後で行われる。このとき、Ｘ線管３は、ＦＰＤ４が有する両端うち被検体Ｍの足先側の一端に位置している。
【００７１】
図１３は、低電圧撮影ステップＳ４において、低電圧条件でＸ線撮影が開始されるときの様子を示している。図１３に示すように、Ｘ線管３は、ＦＰＤ４が有する両端うち被検体Ｍの足先側の一端に位置し、Ｘ線ビームＢを連射しながら逆方向に移動し被検体Ｍの頭部側に向かう。このときＦＰＤ４は移動することがない。このときフィルタ３ｆは、低電圧用フィルタ３ｑが選択されている。実施例２の構成においては、Ｘ線管３を被検体Ｍに対して往復して移動させ、往路で高電圧条件の撮影をし、復路で低電圧条件の撮影するようになっている。こうして、Ｘ線管３は、高電圧撮影ステップＳ２における最初の透視画像Ｐ１を撮影する前の位置に戻る（図１１参照）。
【００７２】
高電圧条件下で撮影された透視画像Ｐ１と低電圧条件下で撮影された透視画像Ｐ２との関係について説明する。透視画像Ｐ１と透視画像Ｐ２とはＸ線管３の電圧の条件が異なる以外は、同じ条件で被検体Ｍを撮影したものとなっている。より具体的には、複数枚の透視画像Ｐ１のそれぞれに対応する透視画像Ｐ２が撮影されている。つまり、ある透視画像Ｐ１を撮影したときにおける被検体ＭとＸ線管３の位置関係と同じ位置関係で透視画像Ｐ２が撮影されている。例えば、最初に取得された透視画像Ｐ１に対応する透視画像Ｐ２は、低電圧撮影ステップＳ４において最後に撮影された透視画像Ｐ２である。
【００７３】
画像減算部１２は、画像減算ステップＳ５において、透視画像Ｐ１のそれぞれについて対応する透視画像Ｐ２との間の差分を取得することでサブトラクション画像ｓを取得する。このとき透視画像Ｐ１と同数のサブトラクション画像ｓが取得されることになる。
【００７４】
画像再構成部１３は、画像再構成ステップＳ６において、複数枚のサブトラクション画像ｓを被検体Ｍの体軸方向Ａにつなぎ合わせて合成画像を生成する。合成画像が表示部２７に表示されてＸ線撮影装置１の動作は終了となる。
【００７５】
以上のように、実施例２の構成は、骨塩定量用の放射線撮影装置となっている。骨塩定量を行うときは、Ｘ線管３を被検体Ｍに対して移動させるとともに、ＦＰＤ４を被検体Ｍに対して移動させない方式でスロット撮影が行われる。本発明はこの様な構成にも採用することができる。
【実施例３】
【００７６】
続いて、実施例３に係るＸ線断層撮影装置について説明する。実施例３の構成は、図１４に示すように、Ｘ線管３とＦＰＤ４とが互いの位置関係を保った状態で被検体Ｍの体軸方向Ａに移動されながら断層画像を撮影することができる構成である。このとき、撮影方法としては、実施例２のようにスロット撮影ではなく、ＦＰＤ４の全面にＸ線を照射することで撮影が行われる。
【００７７】
なお、実施例３の構成は、従来のように高電圧条件下の撮影と低電圧条件下の撮影とを交互に繰り返す構成を採用せず、高電圧条件に係る一連の撮影を終えたあと低電圧条件に係る一連の撮影を行う構成を採用している。また、Ｘ線管３およびＦＰＤ４が撮影時に往復移動することも実施例３の構成の特徴と言える。
【００７８】
実施例３に係るＸ線撮影装置の構成は図１における機能ブロック図と同様である。図１に関して実施例３の構成が実施例１と異なる点は、ＦＰＤ４がＸ線管３に追従して移動すること（図１４参照），Ｘ線管３が傾斜しないことである。したがって、実施例３においては図１におけるＸ線管傾斜機構９，Ｘ線管傾斜制御部１０は必ずしも必要とされない。
【００７９】
実施例３に係る断層画像の撮影の原理について説明する。まず、図１４に示すように撮像系３，４が相対位置を保った状態で被検体Ｍに対して移動しながら間歇的にＸ線を照射する。つまり一度の照射が終了する毎にＸ線管３は被検体Ｍの体軸方向Ａに移動し、再びＸ線の照射を行う。こうして複数枚の透視画像が取得され、透視画像の加工画像（後述の長尺透視画像）がフィルタバックプロジェクション法により断層画像に再構成される。完成した断層画像は、被検体Ｍをある裁断面で裁断したときの断層像が写りこんだ画像となっている。
【００８０】
断層画像を生成するには、異なる方向から被検体Ｍを透視したときの画像が必要となる。実施例３に係るＸ線断層撮影装置は、得られた透視画像を分割してつなぎ合わせてこの画像を生成するようにしている。この動作について説明する。図１５は、Ｘ線管３のＸ線を照射する焦点がｄ１の位置にあるときのＦＰＤ４の位置を表している。この撮影において、被検体Ｍの体軸方向ＡにおけるＦＰＤ４の１／５の幅だけＸ線管３およびＦＰＤ４が天板２に対してこの方向に移動する度に透視画像の撮影が行われるものとする。
【００８１】
Ｘ線はＸ線管３から放射状に広がってＦＰＤ４に到達するので、生成された透視画像を被検体Ｍの体軸方向Ａに５分割すると、ＦＰＤ４に対するＸ線の入射角度は、矢印に示すように、その分割区の間で互いに異なっている。そのうちのあるの１つの方向ｋに注目する。この方向ｋに進んできたＸ線は、被検体Ｍの斜線の部分を通過してＦＰＤ４に写り込んでいるので、方向ｋのＸ線が入射したＦＰＤ４の分割区には、被検体Ｍの斜線部が写り込んでいる。透視画像において、この分割区に相当する部分を断片Ｒ１とする。
【００８２】
図１６は、Ｘ線管３のＸ線を照射する焦点がｄ１からＦＰＤ４の１／５の幅だけ移動したｄ２の位置にあるときのＦＰＤ４の位置を表している。Ｘ線管３とＦＰＤ４の位置関係は変化しないので、このときの撮影においてもＦＰＤ４には、方向ｋに進んできたＸ線が写り込んでいる分割区があるはずであり、方向ｋのＸ線が入射したＦＰＤ４の分割区には、被検体Ｍの斜線部が写り込んでいる。透視画像において、この分割区に相当する部分を断片Ｒ２とする。
【００８３】
断片Ｒ１と断片Ｒ２とを比較すると、撮像系３，４に対する被検体Ｍの位置が異なるので、両断片Ｒ１，Ｒ２に写り込んでいる被検体Ｍの部分は互いに異なっている。Ｘ線管３をＦＰＤ４の１／５の幅だけずらすことにより、焦点ｄ１〜ｄ９において９回の撮影を行ったとして、そのときの方向ｋのＸ線が入射したＦＰＤ４の分割区における透視画像の各断片Ｒ１〜Ｒ９には、それぞれ異なる被検体Ｍの位置が写り込んでいる。そこで、図１７に示すように透視画像の各断片Ｒ１〜Ｒ９をこの順に被検体Ｍの体軸方向Ａにつなぎ合わせれば、ある方向ｋで被検体Ｍの全身にＸ線を照射したときに撮影される画像を得ることができる。この画像を長尺透視画像と呼ぶことにする。長尺画像は本発明の中間画像に相当する。
【００８４】
実施例３に係るＸ線断層撮影装置は、画像再構成部１３において方向ｋ以外の方向についても長尺透視画像を生成する。そして、画像再構成部１３は、被検体Ｍを投影した方向が異なる複数の長尺透視画像を基に被検体Ｍを所定の裁断位置で裁断したときの断層画像を生成するのである。
【００８５】
＜Ｘ線断層撮影装置の動作＞
実施例３に係るＸ線撮影装置の動作は、図６で説明した実施例１に係る装置の動作と同様である。図１８は、高電圧撮影ステップＳ２において、高電圧条件でＸ線撮影が開始されるときの様子を示している。図１８に示すように、Ｘ線管３およびＦＰＤ４は、被検体Ｍの頭部側に位置し、透視画像を連写しながら一方向に移動し被検体Ｍの足先側に向かう。このときフィルタ３ｆは、高電圧用フィルタ３ｐが選択されている。
【００８６】
図１９は、フィルタ切替ステップＳ３においてフィルタ３ｆが切り替えられる様子を示している。この動作は、高電圧条件下での撮影が全て終了した後で行われる。このとき、Ｘ線管３およびＦＰＤ４は、被検体Ｍの足先側の一端に位置している。
【００８７】
図２０は、低電圧撮影ステップＳ４において、低電圧条件でＸ線撮影が開始されるときの様子を示している。図２０に示すように、Ｘ線管３およびＦＰＤ４は、被検体Ｍの足先側に位置し、Ｘ線ビームＢを連射しながら逆方向に移動し被検体Ｍの頭部側に向かう。このときフィルタ３ｆは、低電圧用フィルタ３ｑが選択されている。実施例３の構成においては、Ｘ線管３およびＦＰＤ４を被検体Ｍに対して往復して移動させ、往路で高電圧条件の撮影をし、復路で低電圧条件の撮影するようになっている。こうして、Ｘ線管３およびＦＰＤ４は、高電圧撮影ステップＳ２における最初の透視画像Ｐ１を撮影する前の位置に戻る（図１８参照）。
【００８８】
高電圧条件下で撮影された透視画像Ｐ１と低電圧条件下で撮影された透視画像Ｐ２との関係について説明する。透視画像Ｐ１と透視画像Ｐ２とはＸ線管３の電圧の条件が異なる以外は、同じ条件で被検体Ｍを撮影したものとなっている。より具体的には、複数枚の透視画像Ｐ１のそれぞれに対応する透視画像Ｐ２が撮影されている。つまり、ある透視画像Ｐ１を撮影したときにおける被検体ＭとＸ線管３の位置関係と同じ位置関係で透視画像Ｐ２が撮影されている。例えば、最初に取得された透視画像Ｐ１に対応する透視画像Ｐ２は、低電圧撮影ステップＳ４において最後に撮影された透視画像Ｐ２である。
【００８９】
画像減算部１２は、画像減算ステップＳ５において、透視画像Ｐ１のそれぞれについて対応する透視画像Ｐ２との間の差分を取得することでサブトラクション画像ｓを取得する。このとき透視画像Ｐ１と同数のサブトラクション画像ｓが取得されることになる。
【００９０】
画像再構成部１３は、画像再構成ステップＳ６において、複数枚のサブトラクション画像ｓを取得する。画像再構成部１３は、サブトラクション画像ｓの各々を被検体Ｍの体側方向Ｓに伸びた短冊状画像に分割する。その後、画像再構成部１３は、Ｘ線の照射方向が同じ短冊状画像をつなぎ合わせて複数枚の長尺画像を生成する。これら長尺画像には投影方向の異なる被検体Ｍの全身像が写り込んでいる。
【００９１】
画像再構成部１３は、複数枚の長尺画像を重ね合わせて断層画像Ｄを生成する。この断層画像Ｄを生成する原理としては、図２で説明したものと同様である。すなわち、複数枚の長尺画像を単に重ね合わせれば、基準裁断面ＭＡにおける被検体全身の断層像が取得される。また、複数枚の長尺画像をずらしながら重ね合わせれば基準裁断面ＭＡと平行な任意の裁断面における被検体全身の断層像が取得される。
【００９２】
以上のように、実施例３の構成によれば、スロット撮影により取得された長尺画像を撮影しこれらから断層画像Ｄを撮影する構成となっている。この様な撮影を行うようにすれば、広範囲に亘って撮影された断層画像を取得できる放射線撮影装置を提供できる。
【実施例４】
【００９３】
続いて、実施例４に係るＸ線撮影装置について説明する。実施例４の構成は、図２１に示すように、Ｘ線管３とＦＰＤ４とが互いの位置関係を保った状態で被検体Ｍの体軸方向Ａに移動されながら透視画像を撮影することができる構成である。このとき、撮影方法としては、実施例２のようなスロット撮影であり、コリメータ３ａが体軸方向ＡにおけるＸ線の幅を制限しながら撮影が行われる。このようにすることにより、散乱線の影響を受けないで鮮明な画像を広い範囲に亘って撮影することができる。
【００９４】
なお、実施例４の構成は、従来のように高電圧条件下の撮影と低電圧条件下の撮影とを交互に繰り返す構成を採用せず、高電圧条件に係る一連の撮影を終えたあと低電圧条件に係る一連の撮影を行う構成を採用している。また、Ｘ線管３およびＦＰＤ４が撮影時に往復移動することも実施例４の構成の特徴と言える。
【００９５】
実施例４に係るＸ線撮影装置の構成は図１における機能ブロック図と同様である。図１に関して実施例４の構成が実施例１と異なる点は、ＦＰＤ４がとの位置関係を保った状態でＸ線管３に追従して移動すること（図２１参照），Ｘ線管３が傾斜しないこと、および断層画像を生成しないことである。したがって、実施例４においては図１におけるＸ線管傾斜機構９，Ｘ線管傾斜制御部１０および画像再構成部１３は必ずしも必要とされない。
【００９６】
＜Ｘ線撮影装置の動作＞
実施例４に係るＸ線撮影装置の動作は、図６で説明した実施例１に係る装置の動作と同様である。図２１は、高電圧撮影ステップＳ２において、高電圧条件でＸ線撮影が開始されるときの様子を示している。図２１に示すように、Ｘ線管３およびＦＰＤ４は、被検体Ｍの頭部側に位置し、透視画像を連写しながら一方向に移動し被検体Ｍの足先側に向かう。このときフィルタ３ｆは、高電圧用フィルタ３ｐが選択されている。
【００９７】
図２２は、フィルタ切替ステップＳ３においてフィルタ３ｆが切り替えられる様子を示している。この動作は、高電圧条件下での撮影が全て終了した後で行われる。このとき、Ｘ線管３およびＦＰＤ４は、被検体Ｍの足先側に位置している。
【００９８】
図２３は、低電圧撮影ステップＳ４において、低電圧条件でＸ線撮影が開始されるときの様子を示している。図２３に示すように、Ｘ線管３およびＦＰＤ４は、被検体Ｍの足先側に位置し、Ｘ線ビームＢを連射しながら逆方向に移動し被検体Ｍの頭部側に向かう。このときフィルタ３ｆは、低電圧用フィルタ３ｑが選択されている。実施例４の構成においては、Ｘ線管３およびＦＰＤ４を被検体Ｍに対して往復して移動させ、往路で高電圧条件の撮影をし、復路で低電圧条件の撮影するようになっている。こうして、Ｘ線管３およびＦＰＤ４は、高電圧撮影ステップＳ２における最初の透視画像Ｐ１を撮影する前の位置に戻る（図２１参照）。
【００９９】
高電圧条件下で撮影された透視画像Ｐ１と低電圧条件下で撮影された透視画像Ｐ２との関係について説明する。透視画像Ｐ１と透視画像Ｐ２とはＸ線管３の電圧の条件が異なる以外は、同じ条件で被検体Ｍを撮影したものとなっている。より具体的には、複数枚の透視画像Ｐ１のそれぞれに対応する透視画像Ｐ２が撮影されている。つまり、ある透視画像Ｐ１を撮影したときにおける被検体ＭとＸ線管３の位置関係と同じ位置関係で透視画像Ｐ２が撮影されている。例えば、最初に取得された透視画像Ｐ１に対応する透視画像Ｐ２は、低電圧撮影ステップＳ４において最後に撮影された透視画像Ｐ２である。
【０１００】
画像減算部１２は、画像減算ステップＳ５において、透視画像Ｐ１のそれぞれについて対応する透視画像Ｐ２との間の差分を取得することでサブトラクション画像ｓを取得する。このとき透視画像Ｐ１と同数のサブトラクション画像ｓが取得されることになる。このサブトラクション画像ｓは、被検体Ｍの体側方向Ｓに伸びた細長状となっている。
【０１０１】
画像再構成部１３は、画像再構成ステップＳ６において、複数枚のサブトラクション画像ｓを被検体Ｍの体軸方向Ａに配列してつなぎ合わせて合成画像を生成する。
【０１０２】
以上のように、実施例４の構成によれば、スロット撮影の様式によりサブトラクション画像ｓを撮影する構成となっている。スロット撮影でサブトラクション画像ｓを行うようにすれば、散乱放射線に影響を受けずに鮮明なサブトラクション画像ｓを取得できる放射線撮影装置を提供できる。
【０１０３】
本発明は、上述した実施例の構成に限られず、下記のように変形実施が可能である。
【０１０４】
（１）上述した各実施例において、高電圧の撮影が低電圧の撮影よりも先に行われていたが、本発明はこの構成に限られない。低電圧の撮影を高電圧の撮影よりも先行して行うように構成してもよい。この際、フィルタ３ｆは、低電圧用フィルタ３ｑから高電圧用フィルタ３ｐに切り替えられることになる。
【０１０５】
（２）上述した各実施例において、サブトラクション画像ｓを生成したあと断層画像Ｄを生成するようにしていたが、本発明はこの様な構成に限られない。高電圧撮影に係る断層画像Ｄと低電圧に係る断層画像Ｄとを生成した後、これらの差分を取ってサブトラクション画像ｓを取得するような構成としても良い。この様な構成の機能ブロック図は、図１における画像減算部１２と画像再構成部１３との位置が入れ替えられたものとなっている。
【０１０６】
（３）上述した実施例は、医用の装置であったが、本発明は、工業用や、原子力用の装置に適用することもできる。
【０１０７】
（４）上述した実施例のいうＸ線は、本発明における放射線の一例である。したがって、本発明は、Ｘ線以外の放射線にも適応できる。
【符号の説明】
【０１０８】
３     Ｘ線管（放射線源）
３ｆ   フィルタ
４     ＦＰＤ（放射線検出手段）
６     Ｘ線管制御部（放射線源制御手段）
７ａ   Ｘ線管移動機構（放射線源移動手段）
８ａ   Ｘ線管移動制御部（放射線源移動制御手段）
１１   画像生成部（画像生成手段）
１２   画像減算部（画像減算手段）
１３   画像再構成部（画像合成手段）
２１   フィルタ切替部（フィルタ切替手段）
２２   フィルタ切替制御部（フィルタ切替制御手段）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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