(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の骨塩量を測定する放射線測定装置において、
放射線として、ファンビーム形状のＸ線を発生する発生装置と、
前記発生装置で発生されたファンビーム形状のＸ線を検出する装置であって、前記ファンビーム形状のＸ線の広がり方向に沿って配置された複数の検出素子で構成される検出装置と、
各放射線測定ごとに、前記検出装置でファンビーム形状のＸ線の検出が間欠的に行われるように制御する間欠制御部と、
前記検出装置における各検出素子ごとに、放射線検出時の測定値に対し、時間的に近傍の放射線非検出時の測定値を利用して暗電流を除外する補正を行う補正演算手段と、
を含み、
前記間欠制御部は、前記発生装置と前記被検体との間に設けられ、前記放射線の通過を周期的に阻止するシャッタ装置を有し、
前記補正演算手段は、前記シャッタ装置による放射線通過許容期間内における安定期間としての第１期間だけ放射線検出時の測定値を取得し、かつ、前記シャッタ装置による放射線通過阻止期間内における安定期間としての第２期間だけ放射線非検出時の測定値を取得することを特徴とする放射線測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記シャッタ装置は、
一定間隔で径方向に突出形成された複数のブレードを有するシャッタ板と、
前記シャッタ板を一定の回転速度で回転させる回転機構と、
を有することを特徴とする放射線測定装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、
前記シャッタ装置は、
前記放射線のビーム経路に対して進退するシャッタ板と、
前記シャッタ板を周期的に進退させる進退機構と、
を有することを特徴とする放射線測定装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置において、
前記第１期間と前記第２期間は同じ期間であることを特徴とする放射線測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放射線測定装置に関し、特に被検体に対して放射線を照射し、被検体を通過した放射線を検出して、被検体の性状を測定する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、Ｘ線を用いた骨塩量測定装置においては、被検体の一方側にＸ線発生装置が設けられ、被検体の反対側にＸ線検出装置が設けられる。Ｘ線検出装置は例えばＣＣＤで構成され、そこで蓄積された電荷量により（換言すれば電流値により）各部位の骨塩量が評価される。
【０００３】
そのようなＸ線検出装置においては、放射線測定を行っていない状態でも微弱ながら電荷が蓄積され、それがいわゆる「暗電流」として測定されてしまう。その暗電流は温度条件などに依存して変動し、測定誤差の要因となるものである。このため、その暗電流分を測定値から排除する必要がある。そこで、従来においては、被検体の測定前又は後に、１回だけ暗電流のみを測定することが行われている。すなわち、実際の測定値から暗電流による測定値を除外して真の測定値を求めるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、被検体の測定時間は、例えば短いもので十数秒、長いもので数十分もかかり、その測定中において暗電流の大きさが変化すると、それが誤差要因となって測定精度を低下させてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、測定中の暗電流の経時変化によらずに高精度測定を行うことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、被検体の骨塩量を測定する放射線測定装置において、放射線として、ファンビーム形状のＸ線を発生する発生装置と、前記発生装置で発生されたファンビーム形状のＸ線を検出する装置であって、前記ファンビーム形状のＸ線の広がり方向に沿って配置された複数の検出素子で構成される検出装置と、各放射線測定ごとに、前記検出装置でファンビーム形状のＸ線の検出が間欠的に行われるように制御する間欠制御部と、前記検出装置における各検出素子ごとに、放射線検出時の測定値に対し、時間的に近傍の放射線非検出時の測定値を利用して暗電流を除外する補正を行う補正演算手段と、を含み、前記間欠制御部は、前記発生装置と前記被検体との間に設けられ、前記放射線の通過を周期的に阻止するシャッタ装置を有し、前記補正演算手段は、前記シャッタ装置による放射線通過許容期間内における安定期間としての第１期間だけ放射線検出時の測定値を取得し、かつ、前記シャッタ装置による放射線通過阻止期間内における安定期間としての第２期間だけ放射線非検出時の測定値を取得することを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、例えば被検体の骨塩量の測定を行う場合において、被検体に対する１回の測定ごとに、検出装置において放射線の検出状態と非検出状態とが間欠的に設定され、非検出時の測定値を利用して検出時の測定値が補正される。すなわち、非検出時の測定値はその時点での暗電流の大きさを示すものとみなして、それを除外する演算を実行するものである。本発明によれば、１回の測定中で暗電流測定が複数回実行されるため、測定中に温度変化などに起因して暗電流が変化したとしても、その刻々と変化する暗電流を特定して精度よく除外可能である。ここで、望ましくは、放射線の検出時間と非検出時間は同じ期間に設定され、それが一定周期で切り換えられる。その場合、各期間は例えば０．１秒〜０．００１秒という短時間に設定される。
【０００８】
上記構成において、前記間欠制御部は、前記発生装置と前記被検体との間に設けられ、前記放射線の通過を周期的に阻止するシャッタ装置を有する。Ｘ線発生自体を制御してもよいが、シャッタ装置を利用すれば確実かつ簡単に間欠制御を行うことができる。特に、放射線の検出時間と非検出時間を時間的に正確に設定可能である。
【０００９】
望ましくは、前記シャッタ装置は、一定間隔で径方向に突出形成された複数のブレードを有するシャッタ板と、前記シャッタ板を一定の回転速度で回転させる回転機構と、を有する。望ましくは、前記シャッタ装置は、前記放射線のビーム経路に対して進退するシャッタ板と、前記シャッタ板を周期的に進退させる進退機構と、を有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１には、本発明に係る放射線測定装置の好適な実施形態が示されており、図１はその全体構成を示すブロック図である。この放射線測定装置は、例えば、被検体としての人体の骨塩量を測定する装置である。
【００１３】
ベット１２上には被検体１０が位置決めされる。被検体１０の上方には、この実施形態においてＸ線発生器１４が設けられ、一方、被検体１０の下方にはこの実施形態においてＸ線検出器１６が設けられている。もちろん、被検体１０の上方にＸ線検出器１６を設け、被検体１０の下方にＸ線発生器１４を設けるようにしてもよい。本実施形態において、Ｘ線発生器１４及びＸ線検出器１６は所定の方向に走査される。
【００１４】
Ｘ線発生器１４は、ファンビーム形状のＸ線ビーム１３を形成する。このＸ線ビーム１３に対応してその横広がり方向に沿ってＸ線検出器１６が配置されている。このＸ線検出器１６は複数の検出素子で構成され、たとえばＣＣＤ等で構成される。Ｘ線検出器１６の素子配列方向と直交する方向にＸ線発生器１４及びＸ線検出器１６を移動させれば、あるいは当該方向に被検体１０を移動させれば、二次元の領域に渡って骨塩量測定を行なうことが可能となる。
【００１５】
Ｘ線検出器１６は、いわゆる電荷蓄積型の検出器であって、暗電流を演算により除去する必要がある。そのような暗電流の除去演算は、後述する演算部２８において行われており、これについては後に詳述する。
【００１６】
Ｘ線発生器１４の出射孔近傍にはシャッタ装置２０が設けられている。このシャッタ装置２０は、Ｘ線の通過を阻止するシャッタ板２２と、そのシャッタ板２２を駆動する駆動機構と、で構成されるものである。シャッタ板２２をＸ線ビーム１３の経路上に挿入することによって、そのシャッタ板２２によってＸ線が完全に阻止され、その際にＸ線検出器１６における検出値を読み取れば暗電流を特定することが可能である。シャッタ装置２０は、制御部２６によって制御されており、この制御部２６から供給される信号に基づき、シャッタ板２２が所定周期で間欠的に駆動される。
【００１７】
電源２４は、Ｘ線発生器１４に対して電力を供給する手段であり、制御部２６は、その電源２４及びシャッタ装置２０を制御している。演算部２８においては上述したように、放射線照射時における検出データＳＩＧから暗電流に相当する放射線非照射時における検出データＤＣを減算し、このように暗電流が除外されたデータＤＡＴに基づき骨塩量などの演算を実行する手段である。その演算結果は表示部３０に表示される。
【００１８】
以下に、暗電流の校正方法について詳述する。
【００１９】
図２（Ａ）には、図１に示したシャッタ装置２０におけるシャッタ板２２の動作が示されている。上述したように、制御部２６からの信号に基づき、シャッタ板２２は、周期的に駆動されている。シャッタ板２２が前進する期間と後退する期間は本実施形態において同じである。その期間Ｔ１はたとえば０．１〜０．００１秒である。被検体１０に対する一回の測定当たり、このように間欠的にシャッタ板２２を動作させれば、各検出データについて精度良く暗電流の除外演算を実行することが可能となる。
【００２０】
図２（Ｂ）には検出期間が示されている。上述したシャッタ動作に対応して、放射線検出時の検出期間と放射線非検出時の検出期間とが交互に設定される。図２（Ｃ）には各期間において取得されるデータが示されている。シャッタ板２２の挿入及び退避の際には、Ｘ線ビーム１３の通過が不安定になる。そこで、そのような切替え期間においてはデータの取得は行われず、安定期間内においてのみデータが取得されている。それらの期間Ｔ２は何れも同じであり、上述した期間Ｔ１よりも小さい。
【００２１】
このようにシャッタ動作に対応して各検出期間ごとに順番にＳＩＧ及びＤＣが得られることになる。図１に示した演算部２８では、ｉ番目のＸ線照射時のデータＳＩＧｉから暗電流データＤＣｉを減算することにより、真のデータＤＡＴｉの演算を行っている。上述したように、Ｘ線検出器１６は複数の検出素子で構成され、演算部２８では、各検出素子ごとに上記の暗電流除外演算を行っている。
【００２２】
シャッタ動作が極めて高速に行われるため、各期間内における暗電流の変動は無視することができ、隣接する各期間ごとに暗電流の除外演算を行うことができるので、たとえば被検体測定が数十秒かかる場合であっても、その間における暗電流の変動は、各検出期間ごとに実行される暗電流除外演算により排除可能である。その結果、高精度の放射線測定結果を得ることができる。
【００２３】
図３には、図１に示したシャッタ装置２０の具体例が示されている。この例においては、シャッタ装置２０が円板状のシャッタ板２２Ａと、そのシャッタ板２２Ａを駆動する駆動モータ４０と、で構成されている。シャッタ板２２Ａの外縁には複数のブレード４２が径方向に突出形成されている。シャッタ板２２Ａを回転させれば、ブレード４２が間欠的にＸ線ビーム１３を遮断することになる。
【００２４】
図４には、図１に示したシャッタ装置２０の他の具体例が示されている。シャッタ板２２Ｂは、アクチュエータ４４によって前後に駆動される。シャッタ板２２Ｂにはシャッタ孔４６が形成され、シャッタ板２２Ｂの退避状態においてシャッタ孔４６内をＸ線ビーム１３が通過する。シャッタ板２２Ｂが前方へ駆動されると、シャッタ孔４６も前方へシフトすることになり、その結果Ｘ線ビーム１３はシャッタ板２２Ｂによって遮断されることになる。したがって、アクチュエータ４４により周期的にシャッタ板２２Ｂを前後動させれば、図３に示した具体例と同様に図２に示したシャッタ動作を実現可能である。
【００２５】
ちなみに、骨塩量測定装置に本発明が適用される場合、たとえば図３に示したシャッタ板２２Ａあるいは図４に示したシャッタ板２２Ｂによって構成され、その場合には厚さ５ｍｍである。
【００２６】
本実施形態に係る装置は、ファンビームが形成される場合の他、ペンシルビームなどが形成される場合においても適用可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、測定中における暗電流の経時変化によらずに高精度測定を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る放射線測定装置の好適な実施形態を示すブロック図である。
【図２】  装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】  シャッタ装置の具体例を示す図である。
【図４】  シャッタ装置の他の具体例を示す図である。
【符号の説明】
１０  被検体、１２  ベット、１４  Ｘ線発生器、１６  Ｘ線検出器、２０  シャッタ装置、２６  制御部、２８  演算部。
【図１】
0003875793.tif 000002
【図２】
0003875793.tif 000003
【図３】
0003875793.tif 000004
【図４】
0003875793.tif 000005