(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を載置する天板と、天板の上方に配置される第１Ｘ線管と、天板の側方に配置される第２Ｘ線管と、天板を挟んで第１Ｘ線管あるいは第２Ｘ線管と対向するように配置されて被検体からの透過Ｘ線を検出する透過Ｘ線検出器と、前記各Ｘ線管からのＸ線照射に伴って透過Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出データに基づきＸ線透視画像を得る画像処理を行う画像処理手段とを備えているＸ線診断装置において、前記透過Ｘ線検出器として、Ｘ線検出素子が縦横に配列されているＸ線面センサを１個備えているとともに、前記天板の側端部下側に取り付けられ、前記天板の下方における第１Ｘ線管と対向する第１位置と、天板の側方における第２Ｘ線管と対向する第２位置との間を第１位置ではＸ線面センサが水平姿勢となり、第２位置ではＸ線面センサが垂直姿勢で第１位置の姿勢から１８０度反転した姿勢となるようにしてＸ線面センサを移動させるセンサ位置切替え手段を備えていることを特徴とするＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、天板の上方からのＸ線照射によるＸ線撮影を行うための第１Ｘ線管と、天板の側方からのＸ線撮影を行うための第２Ｘ線管とを備えたＸ線診断装置に係り、撮影位置精度を向上させるとともに天板に対する被検体（患者）の揚げ降ろしを容易にするための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
病院等の医療施設において、患者体内の癌等の患部に高エネルギーＸ線や60Ｃｏのγ線などの放射線を体外から照射して治療する放射線治療が行われている。放射線治療の場合、患者に照射する放射線の照準を合わせる時に照合される照準照合用のＸ線透視画像を治療実行に先立って予め撮影するためのＸ線診断装置（Ｘ線ミュレータ）が用いられている。そして、このＸ線診断装置より撮影・記録された照準照合用のＸ線透視画像に従って患者に照射する放射線の照準を合わせておいて放射線を患者に照射することになる。
【０００３】
図１０はＸ線シミュレータとして用いられる従来のＸ線診断装置を示す。図１０に示すように、天板６０に載置された患者ＭにＸ線を照射するＸ線管６１と、患者Ｍからの透過Ｘ線を検出するイメージインテンシファイア６２とがＣ字状アーム（Ｃ型アーム）６３の両端部に患者Ｍを挟んで対向するかたちで取り付け保持されている。そして、図１０に実線で示すように、Ｘ線管６１とイメージインテンシファイア６２を天板６０を挟んで垂直方向（Ｙ軸方向）に対向配置させた状態で天板６０の上方からＸ線を照射する垂直方向Ｘ線撮影と、図１０に二点鎖線で示すように、Ｘ線管６１とイメージインテンシファイア６２を天板６０を挟んで水平方向（Ｘ軸方向）で対向配置させた状態で天板６０の側方からＸ線を照射する水平方向Ｘ線撮影とを行う。
【０００４】
Ｘ線撮影を実行する場合、Ｘ線管６１から患者ＭにＸ線を照射するとともに、患者Ｍからの透過Ｘ線をイメージインテンシファイア６２で検出し、イメージインテンシファイア６２で検出された透過Ｘ線像をイメージインテンシファイア６２の後端に設置されたＴＶカメラ６４で撮像して、最終的にモニタ（図示省略）の画面にＸ線透視画像として映し出したり、画像保存メモリ（図示省略）に記憶したりする。
【０００５】
普通、垂直方向Ｘ線撮影を行ってから、Ｘ線管６１とイメージインテンシファイア６２を二点鎖線で示す位置へ移動させて、水平方向Ｘ線撮影を行い、得られた垂直・水平両方向のＸ線透視画像に従って、放射線の照準合わせを行うことになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来のＸ線診断装置の場合、撮影位置精度が十分でないという問題がある。イメージインテンシファイア６２が非常に重くて、Ｘ線管６１とイメージインテンシファイア６２を保持するＣ字状アーム６３に機械的な撓みが生じ、しかも、Ｃ字状アーム６３の撓み量が垂直方向撮影時と水平方向撮影時とで異なるために、Ｘ線管６１とイメージインテンシファイア６２を正確に水平方向あるいは垂直方向に対向配置することが出来ず、垂直・水平両方向の両Ｘ線透視画像の間の対応関係にズレが生じるからである。
【０００７】
Ｘ線管６１とイメージインテンシファイア６２を両端に取り付けたＣ字状アーム６３を二組備え、一方が図１０に実線で示すように、正確に垂直方向に対向配置されていて、他方が図１０に二点鎖線で示すように、正確に水平方向に対向配置されており、Ｘ線管６１とイメージインテンシファイア６２を移動させずとも、垂直・水平両方向の各Ｘ線透視画像が得られて、各Ｘ線透視画像の間の対応関係にズレが生じないように構成した装置もあるが、天板６０まわりの構成が煩雑となり、患者Ｍの揚げ降ろしが困難になるという問題がある。
【０００８】
この発明は、上記の事情に鑑み、撮影位置精度を向上させることが出来るとともに、天板に対する被検体の揚げ降ろしが容易に行えるＸ線診断装置を提供することを課題とする。
【０００９】
上記の課題を達成するため、この発明に係るＸ線診断装置は、被検体を載置する天板と、天板の上方に配置される第１Ｘ線管と、天板の側方に配置される第２Ｘ線管と、天板を挟んで第１Ｘ線管あるいは第２Ｘ線管と対向するように配置されて被検体からの透過Ｘ線を検出する透過Ｘ線検出器と、前記各Ｘ線管からのＸ線照射に伴って透過Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出データに基づきＸ線透視画像を得る画像処理を行う画像処理手段とを備えているＸ線診断装置において、前記透過Ｘ線検出器として、Ｘ線検出素子が縦横に配列されているＸ線面センサを１個備えているとともに、前記天板の側端部下側に取り付けられ、前記天板の下方における第１Ｘ線管と対向する第１位置と、天板の側方における第２Ｘ線管と対向する第２位置との間を第１位置ではＸ線面センサが水平姿勢となり、第２位置ではＸ線面センサが垂直姿勢で第１位置の姿勢から１８０度反転した姿勢となるようにしてＸ線面センサを移動させるセンサ位置切替え手段を備えている。
【００１０】
〔作用〕
次に、この発明のＸ線診断装置によるＸ線撮影実行の際の作用について説明する。
この発明のＸ線診断装置は、Ｘ線管を２個備えていて、天板の上方に位置する第１Ｘ線管によるＸ線撮影と、天板の側方に位置する第２Ｘ線管によるＸ線撮影とが行われる。
第１Ｘ線管によるＸ線撮影の場合、Ｘ線検出素子が縦横に配列されている透過Ｘ線検出用のＸ線面センサを、センサ位置切替え手段により、天板の下方における第１Ｘ線管と対向する第１位置に移動させて水平姿勢にセットする。この状態では、天板の上方の第１Ｘ線管と天板の下方のＸ線面センサとが、天板を挟んで垂直方向に対向配置された状態となる。そして、第１Ｘ線管から被検体にＸ線を照射すると、被検体へのＸ線照射に伴って、Ｘ線面センサからＸ線検出データが出力されるとともに、Ｘ線検出データに基づき画像処理手段による画像処理が行われてＸ線透視画像が得られる。この場合、第１Ｘ線管とＸ線面センサは、垂直方向に対向配置されていることから、垂直方向Ｘ線撮影（正面系Ｘ線撮影）が行われたことになる。
【００１１】
第２Ｘ線管によるＸ線撮影の場合、透過Ｘ線検出用のＸ線面センサを、センサ位置切替え手段により、天板の側方における第２Ｘ線管と対向する第２位置に移動させて垂直姿勢にセットする。この状態では、天板の側方の第２Ｘ線管と天板の側方のＸ線面センサとが、天板を挟んで水平方向に対向配置された状態となる。そして、第２Ｘ線管から被検体にＸ線を照射すると、被検体へのＸ線照射に伴って、Ｘ線面センサからＸ線検出データが出力されるとともに、Ｘ線検出データに基づき、画像処理手段による画像処理が行われてＸ線透視画像が得られる。この場合、第２Ｘ線管とＸ線面センサは、水平方向に対向配置されていることから、水平方向Ｘ線撮影（側面系Ｘ線撮影）が行われたことになる。
【００１２】
Ｘ線面センサは、大型の重量物であるイメージインテンシファイアと違って薄型・軽量であるので、イメージインテンシファイアの場合に生じるような機械的な撓み（機械的変形）を伴わない。さらに、垂直および水平方向の撮影をおこなうために、２台のＸ線管が支柱に固定支持されているので、従来例のように、透視撮像系の重心移動に伴うＣ字状アームの撓みによる画像のずれを生じることがない。したがって、Ｘ線管とＸ線面センサを正確に水平方向あるいは垂直方向に対向配置させられる。
また、天板に対する被検体の揚げ降ろしの際は、Ｘ線面センサを天板の側方から、被検体の揚げ降ろしの邪魔にならない天板の下方に移動させておいて、被検体の揚げ降ろしを行う。
【００１３】
【発明の実施の形態】
続いて、この発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。図１は実施例に係るＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図、図２は実施例のＸ線診断装置の撮像系の構成を示す正面図、図３は実施例のＸ線診断装置の撮像系の概略構成を示す側面図である。
図１のＸ線診断装置は、患者（被検体）Ｍを載置する天板１と、天板１の上方に配置された第１Ｘ線管２と、天板１の側方に配置された第２Ｘ線管３とを備えている。図２に示すように、天板１は、上下方向（Ｙ方向）および水平方向（Ｘ方向）と患者Ｍの体軸方向（Ｚ方向）に対して移動可能となっている。第１Ｘ線管２は、床Ｆに設置された逆Ｌ字状の支柱Ｇの水平上辺Ｇａに下向きに取り付けられていて、第２Ｘ線管３は、逆Ｌ字状の支柱Ｇの垂直辺Ｇｂに横向きに取り付けられている。
【００１４】
また、実施例のＸ線診断装置では、特徴的なこととして、天板１を挟んで第１Ｘ線管２あるいは第２Ｘ線管３と対向するように配置されているとともに、Ｘ線検出素子が縦横に配列されている透過Ｘ線検出用のフラットパネル型Ｘ線センサ（Ｘ線面センサ）５を一つ備えている。フラットパネル型Ｘ線センサ（以下、適宜「パネル型Ｘ線センサ」）５は、平板状の回転台６の表面に取り付けられているとともに、回転台６が天板１の下の検診台４の側縁部下側に取り付けられた支持アーム７に回転軸８を回転中心として、図２に矢印ＲＡで示すように、２７０°の範囲を往復移動可能に構成されていることにより、天板１の下方における第１Ｘ線管２と対向する第１位置ＰＡと、天板１の側方における第２Ｘ線管３と対向する第２位置ＰＢとの間を第１位置ＰＡではパネル型Ｘ線センサ５が実線で示すように水平姿勢となり、第２位置ＰＢではパネル型Ｘ線センサ５が一点鎖線で示すように垂直姿勢となるようにしてパネル型Ｘ線センサ５を移動させて、パネル型Ｘ線センサ５のセット位置を切替えられるようになっている。
【００１５】
実施例装置の場合、パネル型Ｘ線センサ５の第１位置ＰＡから第２位置ＰＢへの移動、あるいは、パネル型Ｘ線センサ５の第２位置ＰＢから第１位置ＰＡへの移動は、手動で行われる。そして、パネル型Ｘ線センサ５が第１位置ＰＡにある場合、天板１の上方の第１Ｘ線管２と天板の下方のパネル型Ｘ線センサ５とが、天板１の上の患者Ｍを挟んで垂直方向に対向配置された状態となる。また、パネル型Ｘ線センサ５が第２位置ＰＢにある場合、天板１の側方の第２Ｘ線管３と天板の側方のパネル型Ｘ線センサ５とが、天板１の上の患者Ｍを挟んで水平方向に対向配置された状態となる。
【００１６】
パネル型Ｘ線センサ５の後段には、パネル型Ｘ線センサ５から出力されるＸ線検出データを収集し、画像処理部１０へ送り出す信号収集部９が設置されている。この信号収集部９の後段の画像処理部１０は、Ｘ線検出データをディジタル信号に変換するＡＤ変換部１１、ディジタル化されたＸ線検出データを記憶する検出データメモリ１２、検出データメモリ１２に記憶されたＸ線検出データにエッジ強調やフィルタリングなどの必要な画像処理を施すことによりＸ線画像を作成するデータ処理部１３、および、得られたＸ線画像を記憶するＸ線画像メモリ１４を具備している。通常、Ｘ線透視撮影中、Ｘ線画像メモリ１４に格納されたＸ線画像は次々と更新され続けることになる。
【００１７】
第１Ｘ線管２あるいは第２Ｘ線管３は、高電圧発生器などを含む照射制御部１５のコントロールにより、管電圧・管電流等の設定照射条件に従って、Ｘ線を患者Ｍに照射するよう構成されている。照射制御部１５によるコントロールは、キーボード１６やマウス１７からの設定操作に伴って撮影制御部１９から送出される指令信号に従って行われる。
また、天板１の移動は、天板制御部１８のコントロールにより行われるよう構成されている。天板制御部１８によるコントロールも、キーボード１６やマウス１７からの設定操作に伴って撮影制御部１９から送出される指令信号に従って行われる。
【００１８】
一方、実施例のＸ線診断装置は、画像表示モニタ２０を備えており、Ｘ線画像メモリ１４に記憶されたＸ線画像を表示するよう構成されている他、Ｘ線画像メモリ１４に記憶されるＸ線画像をフィルムに焼き付けて画像写真として出力する画像焼付け記録部（レザー式イメージャー）２１やＸ線画像信号をそのまま記憶保存する電子式の画像保存メモリ２２も設けられている。そして、キーボード１６やマウス１７からの操作入力により撮影制御部１９から送出される指令信号に従って、Ｘ線画像メモリ１４に記憶されたＸ線画像が画像表示モニタ２０へ出力されて表示されたり、画像焼付け記録部２１から画像写真として送り出されたり、画像保存メモリ２２へ格納保持されたりする構成となっている。
【００１９】
続いて、パネル型Ｘ線センサ５の構成を具体的に説明する。パネル型Ｘ線センサ５におけるＸ線検出素子の配列としては、例えば横（ｘ）方向１０２４，縦（ｙ）方向１０２４の正方形マトリックス構成が挙げられる。また、パネル型Ｘ線センサ５の平面寸法としては、例えば縦横約３０ｃｍが挙げられる。このパネル型Ｘ線センサ５は、画像周辺の像歪みが殆どなく解像度も高い上に、イメージインテンシファイアに比べると、図３に示すように、薄型・軽量であるなど多くの利点を有する。
【００２０】
パネル型Ｘ線センサ５は、図４に示すように、入射Ｘ線を電荷あるいは光に変換するＸ線変換層３０と、Ｘ線変換層３０で生じた電荷あるいは光を検出する素子が縦横にマトリックス状に配置形成されている検出アレイ層３１との積層構造となっており、図５（ａ）に示す直接変換タイプのセンサと、図５（ｂ）に示す間接変換タイプのセンサとがある。
【００２１】
前者の直接変換タイプの場合、Ｘ線変換層３０が入射Ｘ線を直に電荷に変換するセレン層やＣｄＺｎＴｅ層などからなり、検出アレイ層３１の表面に電荷検出素子３２として表面電極３３に対向形成された電荷収集電極でもって電荷の検出を行いコンデンサＣ１に蓄電するとともに蓄積電荷がＴＦＴ（Thin Film Transister：薄膜トランジスタ) ３４を介して取り出される構成となっていて、各電荷検出素子３２と、その上のＸ線変換層３０の一部分と、コンデンサＣ１およびＴＦＴ３４とで１個のＸ線検出素子ＸＤが形成される。
【００２２】
後者の間接変換タイプの場合、Ｘ線変換層３０が入射Ｘ線を光に変換するシンチレータ層からなり、検出アレイ層３１の表面に光検出素子３５として形成されたフォトダイオードでもって光の検出を行いコンデンサＣ１に蓄電するとともに蓄積電荷がＴＦＴ３４を介して取り出される構成となっていて、各光検出素子３５と、その上のＸ線変換層３０の一部分と、コンデンサＣ１とおよびＴＦＴ３４とで１個のＸ線検出素子ＸＤが形成される。
【００２３】
そして、パネル型Ｘ線センサ５では、図６に示すように、各Ｘ線検出素子ＸＤ，…，ＸＤがそれぞれＴＦＴ３４を介して縦横に走る読出し配線３６，３７に接続されているとともに、読出し配線３６，３７は、それぞれ横読出し駆動部３８あるいは縦読出し駆動部３９に接続されており、横・縦読出し駆動部３８，３９へ読出し用の走査信号が送り込まれることになる。パネル型Ｘ線センサ５の各Ｘ線検出素子ＸＤの特定は横方向・縦方向の配列に沿って各Ｘ線検出素子ＸＤへ順番に割り付けられている０〜１０２３のアドレスに基づいて行われるので、読出し用の走査信号は、それぞれ横方向アドレスまたは縦方向アドレスを指定する信号となる。
【００２４】
横・縦の走査信号に従って横読出し駆動部３８あるいは縦読出し駆動部３９から読出し配線３６，３７に対して読出し用の電圧が印加されるのに伴い、各検出素子ＸＤ，…，ＸＤより順番にＸ線検出信号がＴＦＴ３４から読出し配線３７を通り、さらに透視用Ｘ線検出データとして信号収集部９の各プリアンプ４０およびマルチプレクサ４１を経て収集されることになる。
【００２５】
上記のことから、パネル型Ｘ線センサ５からの検出信号の読出し方式は、概ね通常のＴＶカメラなどの映像検出器に準ずる構成である。
実施例の場合には、信号収集部９を構成する両読出し駆動部３８，３９や、プリアンプ４０およびマルチプレクサ４１も、パネル型Ｘ線センサ５の検出アレイ層３１の表面周縁に設置されていて、一段と集積化が図られた構成となっている。
また、パネル型Ｘ線センサ５から得られたＸ線検出データを記憶する検出データメモリ１２やＸ線画像を記憶するＸ線画像メモリ１４は、パネル型Ｘ線センサ５でのＸ線検出素子ＸＤの縦横マトリック構成に対応するマトリックス構成を持つフレームメモリ方式の記憶デバイスが使われている。
【００２６】
続いて、以上に述べた構成を有する実施例のＸ線診断装置により第１Ｘ線管によるＸ線撮影と第２Ｘ線管によるＸ線撮影を実行する時の装置動作を、図７に示すフローチャートなどを参照しながら説明する。
【００２７】
〔ステップＳ１〕図８に示すように、パネル型Ｘ線センサ５を天板１の下方の第１位置ＰＡに移動させておいて、移動寝台２６の上の患者Ｍを、天板１の上へ移す。パネル型Ｘ線センサ５が邪魔にならないので、移動患者Ｍを天板１の上ヘ容易に載せることができる。
【００２８】
〔ステップＳ２〕続いて、天板１を移動させて患者Ｍを透視撮影位置へセットする。
【００２９】
〔ステップＳ３〕キーボード１６またはマウス１７からの入力操作により第１Ｘ線管２による垂直方向Ｘ線撮影（正面系Ｘ線撮影）を選択指定する。
【００３０】
〔ステップＳ４〕キーボード１６またはマウス１７からの入力操作により撮影を開始させると、第１Ｘ線管２から患者ＭにＸ線が照射される。
【００３１】
〔ステップＳ５〕Ｘ線照射に伴ってパネル型Ｘ線センサ５から出力されるデータが検出データメモリ１２に格納されるとともに、データ処理部１３により画像データ処理が行われ、Ｘ線透視画像がモニタ２０の画面に映し出されて表示されるとともに、必要な画像を画像保存メモリ２２に保存したり、あるいは、画像焼付け記録部２１により画像写真として出力したりする。
【００３２】
〔ステップＳ６〕第１Ｘ線管２によるＸ線撮影が終われば、図９（ａ）の中に矢印ＲＢで示すように、回転台６を天板１の２７０°時計方向に回転させてから、矢印ＲＣで示すように、１８０°反転させて、図９（ｂ）に示すように、パネル型Ｘ線センサ５を天板１の側方の第２位置ＰＢに移動させる。
【００３３】
〔ステップＳ７〕次に、キーボード１６またはマウス１７からの入力操作により第２Ｘ線管３による水平方向Ｘ線撮影（側面方向Ｘ線撮影）を選択指定する。
【００３４】
〔ステップＳ８〕キーボード１６またはマウス１７からの入力操作により撮影を開始させると、第２Ｘ線管３から患者ＭにＸ線が照射される。
【００３５】
〔ステップＳ９〕Ｘ線照射に伴ってパネル型Ｘ線センサ５から出力されるデータが検出データメモリ１２に格納されるとともに、データ処理部１３により画像データ処理が行われ、Ｘ線透視画像がモニタ２０の画面に映し出されて表示されるとともに、必要な画像を画像保存メモリ２２に保存したり、あるいは、画像焼付け記録部２１により画像写真として出力したりする。
【００３６】
〔ステップＳ１０〕必要なＸ線撮影が終われば、パネル型Ｘ線センサ５を天板１の下方の第１位置ＰＡに移動させておいて、天板１の上の患者Ｍを移動寝台２５の上に移せば、容易に患者Ｍを天板１の上から降ろすことができる。
こうして得られたＸ線透視画像は、次の放射線治療において、患者に照射する放射線の照準を合わせる時の照準照合用として用いることができる。
【００３７】
この発明は、上記実施の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。
（１）実施例のＸ線診断装置は、第１，第２Ｘ線管が床に設置された支柱に取り付けられた構成であったが、第１，第２Ｘ線管が天井に設置された支持アームに取り付けられているものが変形例として挙げられる。
【００３８】
（２）実施例のＸ線診断装置は、パネル型Ｘ線センサが診察台に取り付けられた形であったが、パネル型Ｘ線センサが床に設けられた支持アーム材に取り付けられた構成のものが、変形例として挙げられる。
【００３９】
（３）この発明のＸ線診断装置は、Ｘ線シュミレータ以外のものとして用いられてもよいことは言うまでもない。
【００４０】
（４）実施例装置の場合、パネル型Ｘ線センサの移動は手動で行われる構成であったが、パネル型Ｘ線センサの移動が電動で行われる構成のものが、変形例として挙げられる。
【００４１】
【発明の効果】
この発明のＸ線診断装置によれば、支柱に固定支持されたＸ線管、および薄型・軽量のＸ線面センサにより透過Ｘ線を検出する構成であることから、Ｃ字状アームが回動する場合に生じるような機械的撓みの影響を受けないので、Ｘ線管とＸ線面センサを正確に水平方向あるいは垂直方向に対向配置させることができるようになり、撮影位置精度を向上させられるのに加え、天板に対する被検体の揚げ降ろしの際は、Ｘ線面センサを被検体の揚げ降ろしの邪魔にならない天板の下方に移動させられる構成であることから、天板に対する被検体の揚げ降ろしを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施例のＸ線診断装置の撮像系の構成を示す正面図である。
【図３】実施例のＸ線診断装置の撮像系の概略構成を示す側面図である。
【図４】フラットパネル型Ｘ線センサの大略構成を示す斜視図である。
【図５】フラットパネル型Ｘ線センサの層構造を示す断面図である。
【図６】フラットパネル型Ｘ線センサまわりの回路構成を示すブロック図である。
【図７】実施例によるＸ線撮影動作の一連の流れを示すフローチャートである。
【図８】実施例による垂直方向Ｘ線撮影の様子を示す模式図である。
【図９】実施例による水平方向Ｘ線撮影の様子を示す模式図である。
【図１０】従来のＸ線診断装置の要部構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１    …天板
２    …第１Ｘ線管
３    …第２Ｘ線管
５    …フラットパネル型Ｘ線センサ
１０  …画像処理部
Ｍ    …患者
ＸＤ  …Ｘ線検出素子
ＰＡ  …第１位置
ＰＢ  …第２位置
【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】
0003991411.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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