(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に放射線を照射する小焦点放射線源と、前記被写体を保持する保持部材と、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像情報を読み取る読み取り手段と、前記小焦点放射線源と前記保持部材との間の第１の距離または前記保持部材と前記読み取り手段との間の第２の距離を変更する距離変更手段と、少なくとも通常撮影モードと位相画像撮影モードとを切り替え可能な切り替え手段と、前記小焦点放射線源の放射条件を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は少なくとも前記第１の距離または前記第２の距離に関する距離情報に応じて前記小焦点放射線源の放射条件を制御し、且つ前記制御手段は、前記切り替え手段により選択されたモードに応じて前記距離変更手段を作動させるよう制御することを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項２】
前記保持部材に対して前記小焦点放射線源とは反対側に放射線検出器を有し、前記制御手段が前記放射線検出器が検出した放射線強度情報に応じて前記小焦点放射線源の放射条件を制御することを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項３】
前記読み取り手段が、増感紙とハロゲン化銀写真フィルムとを組み合わせた組体または輝尽性発光をする蛍光板を有することを特徴とする請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項４】
前記読み取り手段が、放射線を電気信号に変換するものであることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項５】
前記制御手段が、前記距離情報から放射線画像撮影時の画像拡大率を算出し、前記放射線画像撮影時の画像拡大率から変更して前記放射線画像情報を画像表示手段により表示または画像出力手段により出力を行うよう制御することを特徴とする請求項４に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項６】
前記制御手段が、前記距離情報から放射線画像撮影時の画像拡大率を算出し、前記放射線画像撮影時の画像拡大率から縮小して前記放射線画像情報を画像表示手段により表示または画像出力手段により出力を行うよう制御することを特徴とする請求項５に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項７】
前記制御手段が、前記距離情報から放射線画像撮影時の画像拡大率を算出し、前記放射線画像撮影時の画像拡大率から前記被写体と等倍に戻して前記放射線画像情報を画像表示手段により表示または画像出力手段により出力を行うよう制御することを特徴とする請求項６に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項８】
前記保持部材を挟んで前記小焦点放射線源及び前記読み取り手段が垂直方向に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項９】
前記保持部材を挟んで前記小焦点放射線源および前記読み取り手段が水平方向に配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線画像撮影装置に関し、詳しくは、焦点サイズが３０μｍ〜３００μｍの小焦点放射線源を用い、位相コントラストによるエッジ強調によって被写体の境界コントラストが高く、鮮鋭性に優れる放射線画像を得ることが出来る放射線画像撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放射線の一つであるＸ線が物質を透過する作用を利用するＸ線画像は、医用画像診断や非破壊検査等に広く利用されている。Ｘ線画像は、Ｘ線が被写体を透過するときに、被写体を構成する物質の原子量の大きさによってＸ線透過量が異なることによる陰影画像である。すなわちＸ線源からＸ線が放射され、被写体透過後のＸ線量の２次元分布をＸ線検出器で検出し、被写体のＸ線吸収コントラストに基づくＸ線画像を形成するものである。
【０００３】
最近、Ｘ線画像において、位相コントラスト画像と呼ばれる画像が提案されている。位相コントラスト画像とは、屈折コントラスト画像とも呼ばれるもので、ＳＰｒｉｎｇ−８など放射光Ｘ線源から得る単色の平行Ｘ線による撮影や、１０μｍ程度の焦点サイズをもつマイクロ焦点Ｘ線源による撮影によって得られるものである。通常の吸収コントラストのみの画像に比べ、被写体の境界のコントラストを高く描写でき、高精細Ｘ線画像を得ることが可能である。しかし、これら単色の平行Ｘ線や、焦点サイズが２０μｍ以下のマイクロ焦点Ｘ線源を用いた撮影装置は、一般の医療機関で用いることは難しい。つまり、単色の平行Ｘ線を得るための放射光Ｘ線源は装置が巨大であり、また、マイクロ焦点Ｘ線源はＸ線強度が低すぎて、人体を透過することが出来ない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人は、鋭意研究の結果、特願平１１−２０３９６９号や特願平１１−２６６６０４号に記載したように、一般の医療機関で使用されているＸ線管（焦点サイズが３０〜３００μｍの小焦点放射線源）を用いて位相コントラスト画像を撮影する方法を見い出した。
【０００５】
上記方法によって位相コントラスト画像を得るにあたり、焦点サイズが３０〜３００μｍの小焦点放射線源から放射される放射線エネルギーの性質等から、小焦点放射線源と被写体との距離及び被写体とＸ線画像の読み取り装置との距離を一定条件とする必要がある。さらに、読み取り装置の種類によって、これら距離を前記一定条件とした場合に撮影が可能な小焦点放射線源の放射条件も設定、制御する必要がある。後述するが、小焦点放射線源を有する放射線撮影装置で位相コントラスト画像を得るのに、半影による悪影響を回避しつつ、エッジ強調も充分得られる条件が、ある一定範囲に限られているためである。この条件は、前記距離、被写体の性質、または放射線の種類等によって変わってくるものである。
【０００６】
また、位相コントラスト画像を撮影する「位相画像撮影モード」だけでなく、通常の吸収コントラストのみの画像を撮影する「通常撮影モード」の両方を、同一の撮影装置で行えることが望まれるが、同一の撮影装置で、位相画像撮影と通常撮影と両方行うには、撮影条件を適宜変更しなければならない。しかし、一般の医療施設では、患者数が多く非常に忙しい状況にあり、いちいち手作業で撮影条件を変更することは現実的でない。
【０００７】
よって、本発明の目的は、簡便に通常撮影および位相画像撮影の両方を行うことの出来る撮影装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的は、下記構成によって達成された。
【０００９】
（１）被写体に放射線を照射する小焦点放射線源と、前記被写体を保持する保持部材と、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像情報を読み取る読み取り手段と、前記小焦点放射線源と前記保持部材との間の第１の距離または前記保持部材と前記読み取り手段との間の第２の距離を変更する距離変更手段と、少なくとも通常撮影モードと位相画像撮影モードとを切り替え可能な切り替え手段と、前記小焦点放射線源の放射条件を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は少なくとも前記第１の距離または前記第２の距離に関する距離情報に応じて前記小焦点放射線源の放射条件を制御し、且つ前記制御手段は、前記切り替え手段により選択されたモードに応じて前記距離変更手段を作動させるよう制御することを特徴とする放射線画像撮影装置。
【００１０】
（２）前記保持部材に対して前記小焦点放射線源とは反対側に放射線検出器を有し、前記制御手段が前記放射線検出器が検出した放射線強度情報に応じて前記小焦点放射線源の放射条件を制御することを特徴とする上記１に記載の放射線画像撮影装置。
【００１１】
（３）前記読み取り手段が、増感紙とハロゲン化銀写真フィルムとを組み合わせた組体または輝尽性発光をする蛍光板を有することを特徴とする上記２に記載の放射線画像撮影装置。
【００１２】
（４）前記読み取り手段が、放射線を電気信号に変換するものであることを特徴とする上記１に記載の放射線画像撮影装置。
【００１３】
（５）前記制御手段が、前記距離情報から放射線画像撮影時の画像拡大率を算出し、前記放射線画像撮影時の画像拡大率から変更して前記放射線画像情報を画像表示手段により表示または画像出力手段により出力を行うよう制御することを特徴とする上記４に記載の放射線画像撮影装置。
【００１４】
（６）前記制御手段が、前記距離情報から放射線画像撮影時の画像拡大率を算出し、前記放射線画像撮影時の画像拡大率から縮小して前記放射線画像情報を画像表示手段により表示または画像出力手段により出力を行うよう制御することを特徴とする上記５に記載の放射線画像撮影装置。
【００１５】
（７）前記制御手段が、前記距離情報から放射線画像撮影時の画像拡大率を算出し、前記放射線画像撮影時の画像拡大率から前記被写体と等倍に戻して前記放射線画像情報を画像表示手段により表示または画像出力手段により出力を行うよう制御することを特徴とする上記６に記載の放射線画像撮影装置。
【００１７】
（８）前記保持部材を挟んで前記小焦点放射線源及び前記読み取り手段が垂直方向に配置されていることを特徴とする上記１〜７のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【００１８】
（９）前記保持部材を挟んで前記小焦点放射線源および前記読み取り手段が水平方向に配置されていることを特徴とする上記１〜８のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る放射線撮影装置について、Ｘ線撮影装置を実施の形態として図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。尚、以下の説明において「Ｘ線」と「放射線」は同義に扱う。また、同じ参照符号を付した部材は、同義の部材を意味する。
【００２３】
図１および図２は、Ｘ線画像撮影装置の全体構成図である。図１は、Ｘ線検出器を読み取り装置とは別に有するタイプ、図２は、読み取り装置がＸ線を直接電気信号に置き換え、Ｘ線検出器を兼ねるタイプである。
【００２４】
小焦点放射線源としてのＸ線源１１にはＸ線源コントローラ１２が接続されており、Ｘ線源コントローラ１２によってＸ線源１１の焦点１１ａから放射されるＸ線量を調整する。このＸ線量は、Ｘ線源１１の放射条件の一つである。制御手段としてのコントロール装置６０は、読み取り手段としての読み取り装置３０または放射線検出器としてのＸ線検出器５０から取得したＸ線強度情報（放射線強度情報）に応じて、Ｘ線源コントローラ１２を制御する。コントロール装置６０は、Ｘ線源コントローラ１２を制御する他、読み取り装置３０がＸ線を電気信号に変換するものである場合は、読み取り装置３０から取得したＸ線画像情報（放射線画像情報）を適宜処理して、モニタ等の画像表示装置９０（画像表示手段）に表示させたり、レーザイメージャ等の画像出力装置８０（画像出力手段）からハードコピーを出力させたりする制御を行う。
【００２５】
Ｘ線源１１から放射されるＸ線は被写体１５を透過して読み取り装置３０でＸ線エネルギー（Ｘ線画像情報）として観測される。読み取り装置３０は２次元構造、すなわち被写体１５を透過するＸ線を検出するために必要な面積を有するものである。
【００２６】
図１においては、読み取り装置３０に付設して、Ｘ線検出器５０（いわゆるフォトタイマ）が設けられている。Ｘ線検出器５０は、被写体１５を透過してきたＸ線の強度を検出するものであり、ここで得られたＸ線強度情報が、コントロール装置６０に送られる。このＸ線強度情報に応じて、コントロール装置６０は、Ｘ線源コントローラ１２を制御し、Ｘ線源１１から放射されるＸ線量を調整する。このようにして調整されたＸ線量で被写体１５を撮影し、読み取り装置３０によってＸ線画像情報を保持する。
【００２７】
図２においては、読み取り装置３０が、Ｘ線画像情報を直接電気信号に変換するものであるため、当該電気信号がＸ線強度情報を兼ねることになる。よってＸ線検出器は不用である。
【００２８】
またコントロール装置６０に、位置判別手段としての位置判別装置２０から、Ｘ線源１１と保持部材１８（被写体１５との接触位置）との距離Ｒ１および保持部材１８（被写体１５との接触位置）と読み取り装置３０との距離Ｒ２の距離情報が送られて、Ｘ線量の制御を行うこともできる。
【００２９】
保持部材１８はレール等に取り付けられていて、取り外し可能であり、またその位置を撮影モード等に応じて移動させ、係止することが出来る。保持部材１８をレール上でスライドさせることによって、距離Ｒ１および距離Ｒ２を変更することが可能となるので、この場合レールが本発明における距離変更手段である。
【００３０】
Ｘ線源１１としては、Ｘ線の波長が１Å前後のＸ線を放射するＸ線管を用いる。このＸ線管は熱励起によって生ずる電子を高電圧で加速して陰極に衝突させることで、その運動エネルギーを放射エネルギーに変換することによってＸ線が放射されるものである。Ｘ線画像を撮影するとき、この加速電圧を管電圧として、また電子の発生量を管電流として、そして、Ｘ線放射時間を露光時間として設定する。電子が衝突する陽極（対陰極）は銅、モリブデン、ロジウム、タングステンなど、その種類を変えることで、放射されるＸ線エネルギースペクトルを変えることができる。銅、モリブデン、ロジウムなどを陽極として用いる場合、Ｘ線のエネルギー分布の狭い比較的エネルギーの低い線スペクトルが得られ、その特性を利用してＸ線回折結晶分析や微細な構造を判読する乳房撮影に用いられる。タングステンを陽極として用いる場合は広いスペクトルの比較的高いエネルギーのＸ線で、人体の胸部や腹部、頭部、そして工業一般の非破壊検査に用いられる。医療用あるいは工業用では照射するＸ線量が多いことが特徴である。この場合、多量の電子を陽極に高速で衝突させるために陽極が発熱し、高温になると陽極が溶解する恐れがあることから、陽極を回転させて衝突する場所を変えることで、発熱による不具合を回避することが行われる。すなわち回転陽極を用いることが一般的である。本実施の形態の撮影装置は、医療用あるいは非破壊検査を目的として用いる装置であるので、モリブデン、ロジウム、タングステンの回転陽極をもつＸ線管が望ましい。
【００３１】
ここでＸ線の焦点１１ａは、Ｘ線管１１の例えば回転陽極に電子が衝突して発生するＸ線を取り出す、被写体１５方向から見た窓である。一般にこれは正方形であり、その１辺の長さが焦点サイズＤである。焦点の形状が円である場合はその直径を、長方形である場合はその短辺をさす。この焦点サイズＤの測定方法はピンホールカメラによる方法とマイクロテストチャートを用いる方法などがＪＩＳ  Ｚ  ４７０４に記載されている。通常、焦点サイズＤはＸ線管メーカーの測定に基づく値が製品仕様で示されている。
【００３２】
Ｘ線の焦点サイズＤが大きいと放射されるＸ線量が多くなるが、図３に示すように、いわゆる半影が生じる。半影とは、図３に示すように焦点サイズＤの大きさに起因して被写体１５上の１点が、読み取り装置３０上で大きさを持った像（図３では大きさＥを持った像）として検出される現象であり、いわゆるボケのことである。従って、Ｘ線源が、単色の平行Ｘ線を出射するシンクロトロンや、点焦点と見なせるマイクロ焦点Ｘ線源と異なり、小焦点Ｘ線源では、有限な大きさの焦点サイズＤを有するが故に、この半影の影響が問題となる。
【００３３】
一方、図４に示すように、被写体１５と読み取り装置３０との距離を間隔をもって離してＸ線撮影すると、Ｘ線の屈折に起因するエッジ強調（＝位相コントラスト強調）画像を得ることが出来る。図４の被写体１５の下端部に模式的に描いたように、Ｘ線が物体を通過するときに屈折して物体の境界内側のＸ線密度が疎になり、さらに被写体１５の外側は被写体１５を通過しないＸ線と重なることからＸ線密度が上昇する。このようにして被写体１５の境界部分であるエッジが画像として強調される。これは被写体１５と空気とのＸ線に対する屈折率の差から生じる現象と考えられる。エッジ強調画像（位相コントラスト画像）を得るには被写体１５と読み取り装置３０との距離を一定以上にすることが必要であり、この撮影モードを「位相画像撮影モード」と呼ぶ。一方、被写体１５と読み取り装置３０との距離を０とした場合は、吸収コントラストのみの画像が得られるが、これを「通常撮影モード」と呼ぶ。しかし図４において、被写体１５と読み取り装置３０との距離を大きくすると半影によるボケ幅Ｅ（図３）が増加することがわかる。こうしたことから一定以上のＸ線量を得るために焦点サイズＤの下限値が決まり、そして屈折コントラストを半影のボケをしのいで実現して高鮮鋭な画像を得るために被写体１５と読み取り装置３０との距離、焦点から被写体１５との距離またはＸ線物理特性などから、焦点サイズＤの上限が決まってしまう。従って通常の医療施設で位相コントラスト撮影を行うには、焦点サイズＤは３０μｍ以上で３００μｍ以下であることが必要である。さらにＸ線管の対陰極がモリブデンやロジウムであるときは、焦点サイズＤが８０μｍ以上で３００μｍ以下、対陰極がタングステンであるときは焦点サイズＤが３０μｍ以上で２００μｍ以下であることが必要である。
【００３４】
上述の通り、位相コントラスト撮影を行うには、図４に示すように被写体１５と読み取り装置３０との距離を一定以上取らねばならない。このとき撮影時に被写体１５が動くと、画像ボケが生ずるために、被写体１５を固定する必要がある。従って図１または図２に示すように、Ｘ線源１１と読み取り装置３０との間に保持部材１８を設置する。保持部材１８は四角の枠、あるいはその枠に透明な薄いプラスチック板を貼りつけたものであることが好ましい。そして保持部材１８を可動とし、Ｘ線源１１と保持部材１８（被写体１５との接触位置）との間の第１の距離Ｒ１と、保持部材１８（被写体１５との接触位置）と読み取り装置３０との間の第２の距離Ｒ２を自在に調整出来るようにする（距離変更手段）。距離変更は、保持部材１８を支軸上にスライド可能に配設する等の方式をとることで達成可能である。距離変更手段によって距離Ｒ２を自在に変更することにより、位相画像撮影モード（Ｒ２＞０）と通常撮影モード（Ｒ２＝０）との切り替えを簡単に行うことが出来る。
【００３５】
また図１または図２に示したように距離Ｒ１及び距離Ｒ２を測定して、これを距離情報としてコントロール装置６０に供給する位置判別装置２０を設置し、コントロール装置６０において、この距離情報から位相画像撮影における最適条件を自動的に設定するようにした。これによって、頻繁な撮影モードの切り替えも可能とした。
【００３６】
位置判別装置２０は、赤外線を用いた測光による方式、保持部材をスライドするレールに線抵抗を設けて、その抵抗値測定から位置判別する方式、また離散的な測定には上記レールに溝や突起を設けて、それを感知することから位置判別する方式などが採用できる。
【００３７】
読み取り装置３０は、▲１▼Ｘ線蛍光増感紙とハロゲン化銀写真フィルムとを組み合わせた組体、▲２▼輝尽性発光をする蛍光板、▲３▼Ｘ線エネルギーを光に変換するシンチレータとその光を読み取る光半導体素子を２次元に配列したＸ線読み取り装置、▲４▼Ｘ線エネルギーを直接に電気信号に変換する光導電体とその電気信号を読み取る半導体素子を２次元に配列したＸ線読み取り装置、▲５▼Ｘ線を光に変換するシンチレータとその光をＣＣＤやＣＭＯＳなどに集光するためのレンズとを組み合わせたものを２次元に配列したＸ線読み取り装置、あるいは▲６▼Ｘ線を光に変換するシンチレータとその光を光ファイバでＣＣＤやＣＭＯＳに導いて電気信号に置きかえるＸ線読み取り装置を使うことができる。
【００３８】
読み取り装置が上記▲１▼または▲２▼のような場合は、図１に示したように、その背面にＸ線検知器としてのＸ線検知器を備え、検知したＸ線強度情報をコントロール装置６０に送る。コントロール装置６０では、取得したＸ線強度情報と読み取り装置３０の感度等との関係から自動的にＸ線の照射条件を計算して、Ｘ線源コントローラ１２を介して自動的にＸ線照射量をコントロールすることが好ましい態様である。
【００３９】
読み取り装置３０が上記▲３▼〜▲６▼のように、直接Ｘ線エネルギーを電気的に取り出すことが出来る場合は、Ｘ線検出器は必要とせず、図２に示したように、読み取り装置３０自体を上記Ｘ線検出器と同様な機能として使用することが好ましい態様である。
【００４０】
本発明の撮影装置において、読み取り装置３０を▲１▼Ｘ線蛍光増感紙とハロゲン化銀写真フィルムとの組体としたものは、ＳＦシステム（スクリーンフィルムシステム）とも呼ばれる。Ｘ線蛍光増感紙はタングステン酸カルシウムやガドリニウムオキシサルファイドなどの希土類蛍光体を有するもので、Ｘ線エネルギーを青色あるいは緑色発光に置き換えるものである。特に希土類蛍光体を用いた増感紙については特開平６−６７３６５号公報で開示されている技術を使用しても構わない。またハロゲン化銀写真フィルムは、支持体の片面のみに感光性乳剤が塗布されたものや支持体の両面に感光性乳剤が塗布されたものなどを使用することが好ましい。特に両面フィルムの場合、フィルム支持体を挟んだそれぞれの乳剤層の写真特性が異なる写真感光材料を使用することは好ましい態様である。また両面フィルムのそれぞれの乳剤面の間にクロスーオーバー光を吸収する層を有する写真フィルムを使用することは好ましい。本発明で使用する片面そして両面フィルムのサイズは六つ切りサイズから半切サイズまで、あらゆるサイズのフィルムを用いることができる。これらハロゲン化銀写真感光材料は、特開平６−６７３６５号公報や、例えば“改訂  写真工学の基礎  −銀塩写真編―”（日本写真学会編コロナ社１９９８年）に概説されている。また写真フィルムの現像処理については、現像処理温度を上げることやその処理時間を延ばすことで平均階調を上げることができるが、自動現像処理を行うときには原則的にはフィルムメーカー指定の現像処理条件で処理することが好ましい。
【００４１】
上記▲２▼で言う輝尽性発光とは、Ｘ線照射時には発光せず、照射後に可視光を照射することにより、既に照射したＸ線強度に対応する可視光発光が誘起されるものである。すなわち図１の読み取り装置３０に輝尽性発光の蛍光体を置き、Ｘ線照射後にこの蛍光体をレーザ読み取り装置に移して輝尽発光を読み取り、読み取った発光を光電子倍増管で電気信号に置き換えて、Ｘ線画像の電気信号を得るものである。この電気信号は適切な画像処理を行った後に、モニタ等の画像表示手段に表示するか、あるいはレーザイメージャ等の画像出力手段を用いてＸ線画像のハードコピーを得る。このとき、拡大撮影された画像であれば、予め拡大倍率を入力しておくことにより、自動的に実態サイズに戻して、モニタ上に表示あるいはハードコピーに出力することが好ましい態様である。輝尽性蛍光体を用いる読み取り装置３０に関しては、特願平１１−４９０８０号で開示されている蛍光体、および輝尽発光読取等の画像の可視化技術を本発明で使用することは好ましい態様である。
【００４２】
上記▲３▼〜▲６▼で説明した放射線を電気信号に変換する読み取り装置については、特願平１１−４９０８０号あるいは“Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  ＭｅｄｉｃａｌＩｍａｇｉｎｇ”Ｖｏｌ．１，第４章“Ｆｌａｔ  ｐａｎｅｌ  ｉｍａｇｅｒｓ  ｆｏｒ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ”（ｅｄ．Ｒ．Ｖ．Ｍａｔｔｅｒ  他、ＳＰＩＥ  Ｐｒｅｓｓ，Ｂｅｌｌｉｎｇｈａｍ，２０００）に開示されている技術を使用することは好ましい態様である。これらの場合、読み取り装置で得られたＸ線画像の電気信号を適切に処理し、モニタ上あるいはハードコピーに画像を描いて、画像診断等に供せられる。
【００４３】
位相コントラスト画像を得るための「位相画像撮影モード」で拡大撮影を行った場合は、得られたＸ線画像はモニタや写真フィルムなどのハードコピー上には、被写体の実体サイズ（等倍）に自動的に戻して表示することが好ましい態様である。Ｘ線画像撮影時の画像拡大率は、コントロール装置６０が、自動的に位置判別装置２０から距離Ｒ１および距離Ｒ２に関する距離情報を取得して算出し、該算出値から画像表示装置９０や、画像出力装置８０にＸ線画像情報を送る際、画像拡大率を自在に変更して表示あるいは出力することが好ましい。
【００４４】
ハードコピーとしては、ハロゲン化銀写真感光材料を用いて自動現像機などで現像することにより画像が得られるもの、ハロゲン化銀写真感光材料であるがＸ線画像情報に応じたレーザ光による感光後に加熱により現像が行われるもの、Ｘ線画像情報に応じた加熱によって画像が描かれるもの等も好ましい実施態様である。また常温で固体のインクを加熱した液体状態のものをノズルから噴射して画像を描く固体インクジェット記録方法、常温で液体である染料もしくは顔料をノズルから噴射して画像を描くインクジェット記録方法、インクリボンを加熱により昇華させて記録媒体に固着させて画像を描く方法、カーボンなどを一面に塗布したシートを画像情報に基づきレーザー光などで過熱蒸発させることによるアブレイション画像形成方法などによるハードコピーを使用することは好ましい実施態様である。
【００４５】
図５は、Ｘ線画像撮影装置の制御手段としてのコントロール装置の構成を示している。コントロール装置の全体動作を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）には、システムバス６２と画像バス６３と入力インタフェイス６７とが接続される。システムバス６２と画像バス６３には撮影制御部６６、切り替え部７７、スケール情報生成部７１、メモリ６４、ディスク制御部７０、画像処理部７６、フレームメモリ制御部６９、そして出力インタフェイス６８などが接続されている。システムバス６２を利用しＣＰＵ６１によって各部の動作が制御されると共に、画像バス６３を介して各部間でのＸ線画像情報の転送等が行われる。
【００４６】
撮影制御部６６では、読み取り装置３０の動作や読み取りゲイン等を制御するための制御信号を生成して読み取り装置３０に供給すると共に、読み取り装置３０からＸ線画像情報を読み出してフレームメモリ制御部６９に供給する。また、ＣＰＵ６１で算出された半影の大きさに応じた読み取り画素サイズの設定を行う。
【００４７】
切り替え部７７は、上述の「位相画像撮影モード」と「通常撮影モード」の切り替えを行う切り替え手段である。切り替え指示は、入力装置２５から入力するようにしてもよい。
【００４８】
フレームメモリ制御部６９には、フレームメモリ７２が接続されており、読み取り装置３０で生成されたＸ線画像情報がフレームメモリ７２に記憶される。フレームメモリ７２に記憶されたＸ線画像情報は読み出されてディスク制御部７０に供給される。また、フレームメモリ７２には、読み取り装置３０から供給されたＸ線画像情報を画像処理部７６で処理してから記憶するものとしてもよい。
【００４９】
フレームメモリ７２からディスク制御部７０にＸ線画像情報を供給する際には、例えば連続してＸ線画像情報が読み出されてディスク制御部７０内のＦＩＦＯメモリに書き込まれ、その後順次ディスク装置７３に記憶される。
【００５０】
フレームメモリ７２から読み出されたＸ線画像情報やディスク装置７３から読み出されたＸ線画像情報は、出力インタフェイス６８を介して画像出力手段としての画像出力装置８０や画像表示手段としての画像表示装置に供給されて、可視画像としてユーザに提供される。
【００５１】
スケール情報生成部７１では、位置判別装置２０から撮影制御部６６を介して供給された拡大率等に基づいて、Ｘ線画像のサイズを判別するためのスケール情報を生成する。この生成されたスケール情報は、出力インタフェイス６８を介して画像出力装置８０または画像表示装置９０に供給される。
【００５２】
画像処理部７６では、読み取り装置３０から撮影制御部６６を介して供給されたＸ線画像情報の照射野認識処理、関心領域設定、正規化処理および階調処理等を行う。また、周波数強調処理やダイナミックレンジ圧縮処理等を行うものとしてもよい。さらに画像処理部７６では、反影の影響を防止するための処理や、位相コントラスト撮影が行われたときに、被写体の輪郭を判別し易くする等の処理を行う。また撮影モード情報から、１倍以上に拡大して撮影した画像をモニタ等の画像表示装置９０あるいはハードコピー等の画像出力装置８０に１倍に戻して、実態寸法にほぼ近い表示または出力を自動的に行うことができる。なお、画像処理部７６をＣＰＵ６１が兼ねる構成として、画像処理等を行うことも可能である。
【００５３】
入力インタフェイス６７には、Ｘ線検出器５０または読み取り装置３０からＸ線強度情報、読み取り装置３０から画像電気信号、そして切り替え部７７から撮影モード情報、その他読み取り装置の感度やＸ線管設定電圧値などの情報が入力される。また、入力インタフェース６７にはキーボード等の入力装置２５が接続される。この入力装置２５を操作することで、撮影によって得られたＸ線画像情報を識別するための情報やＸ線画像の拡大率などの撮影に関する情報等の管理情報の入力が行われる。また、管理情報の入力は、キーボードを使用するだけでなく、磁気カード、バーコード、ＨＩＳ（病院内情報システムネットワークによる情報管理）等を利用しても行われる。
【００５４】
なお、フレームメモリ７２には、読み取り装置３０から供給されたＸ線画像情報を記憶するものとしたが、供給されたＸ線画像情報を画像処理部７６等で処理してから記憶するものとしてもよい。また、ディスク装置７３には、フレームメモリ７２に記憶されているＸ線画像情報、すなわち読み取り装置３０から供給されたＸ線画像情報を画像処理部７６で処理したＸ線画像情報を管理情報等とともに保存することが出来る。
【００５５】
ＳＦシステムや輝尽性発光の蛍光板を読み取り装置３０として使用する場合、コントロール装置６０は、読み取り装置３０やＸ線検出器５０からのＸ線強度情報と、位置判別装置２０からの位置判別情報と、撮影モード情報から、予めメモリ６４に記憶させている焦点フォーカス径情報と制御プログラムなどを用いて撮影条件を算出し、Ｘ線源コントローラ１２を通じて撮影制御を行うことになる。
【００５６】
読み取り装置３０からＸ線画像情報の電気信号が入力される場合、コントロール装置６０は、この電気信号情報、位置判別情報、撮影モード情報や読み取り装置感度やＸ線管設定電圧から、予めメモリ６４に記憶させている焦点フォーカス径情報と制御プログラムなどを用いて撮影条件が算出し、Ｘ線源コントローラ１２を通じて撮影制御を行う。
【００５７】
図６に、マンモグラフィ用のＸ線撮影装置の一例を示す。図６のＸ線撮影装置は、保持部材を挟んでＸ線源と読み取り装置が、垂直方向に配置されているタイプである。
【００５８】
保持部材１８と、駆動源１０１と、握り棒１０４とは、第１支軸１０２に配設しており、それぞれの部材は、第１支軸１０２上をスライドして移動することが可能となっていて、距離Ｒ１および距離Ｒ２を変更することが出来る。よって、第１支軸１０２が距離変更手段である。Ｘ線源１１と、読み取り装置３０とは、第２支軸１０３に連結している。第２支軸１０３は、図中Ｂ−Ｂ′（保持部材１８の被写体１５との接触位置における水平方向）を回転軸として、回転可能である。第２支軸１０３を回転させることによって、保持部材１８上に固定した被写体１５を、真上方向から撮影したり、斜め方向から撮影したりすることが可能となる。第２支軸１０３は、電気抵抗器を兼ねており、第２支軸の位置Ａから位置Ｂ、電源１１２、電気抵抗位置検出器１１１とともに回路を成し、位置判別装置を形成している。位置Ｂが変更されると、電気抵抗が変わるため、電気抵抗位置検出器１１１の検出値から、距離Ｒ１および距離Ｒ２を算出出来る。距離Ｒ１および距離Ｒ２の距離情報より、放射条件を制御することになる。コントロール装置６０は、得られた距離情報から放射線画像撮影時の拡大率を計算し、画像表示手段による表示時または画像出力手段による出力時に、当該拡大率を自由に変更して（好ましくは被写体と等倍）表示もしくは出力することが出来る。電気抵抗器（第２支軸１０３）は、被写体である人体が接触しないようにカバー等で覆うことが好ましい。尚、電源１１２による印加電圧は１０Ｖを越えず、人体に感知しない範囲であることが好ましい。
【００５９】
Ｘ線源１１はモリブデン回転陽極の焦点サイズＤ：１００μｍのＸ線管で、保持部材１８の上部に位置している。距離Ｒ１は、Ｘ線源１１の焦点位置Ａと保持部材１８の位置Ｂ（被写体１５が保持部材１８と接触する位置）との間隔であり、０．３ｍから１ｍの範囲で可変である。Ｒ２は、保持部材１８の位置Ｂと読み取り装置３０の位置Ｃとの間隔であり、０から０．５ｍまで可変である。
【００６０】
キーボード等の入力装置２５から「通常撮影モード」を入力すると（切り替え手段）、コントロール装置６０が、Ｒ１は０．６ｍの位置に、Ｒ２は０の位置に、保持部材１８や読み取装り置３０を、モーター等の駆動源１０１の作動により自動的に配置する。例えば増感紙ＭＤ−１００（コニカ社製）とマンモ撮影用片面フィルムＣＭＨ（コニカ社製）の感度にあった撮影条件を予め入力しておくと、例えば２８ｋＶｐ、１２ｍＡの１．２秒の放射条件を自動的に設定し、Ｘ線源コントローラ１２を制御してＸ線撮影ＯＮの状態とし、通常撮影を行う。
【００６１】
また、「位相画像撮影モード」を入力すると、Ｒ１を１ｍの位置に、Ｒ２を０．５ｍの位置に、Ｘ線源１１、保持部材１８および読み取り装置３０を自動的に配置する。そして例えばＸＧＭバック増感紙（コニカ社製）とマンモ撮影用片面フィルムＣＭＨ（コニカ社製）の感度にあった撮影条件、すなわち２８ｋＶｐ、１６ｍＡ、３秒露光の放射条件を自動的に設定し、Ｘ線源コントローラ１２を制御してＸ線撮影ＯＮの状態とし、位相画像撮影を行う。このときＲ１とＲ２の距離情報、撮影条件などが、被写体１５の患者情報とともにコントロール装置６０を通じてフィルムに焼きこみ、フィルムを現像処理して、マンモグラフィ画像を得る。この例では、読み取り装置３０はＳＦシステムを用いているが、輝尽性発光する蛍光体や上記その他の読み取り装置を用いることができる。例えば、輝尽性発光する蛍光板としてコニカ社製ＲＥＧＩＵＳプレートＲＰ−１Ｓ（四つ切りサイズ）を用いて、撮影後にコニカ社製ＲＥＧＩＵＳ  ＭＯＤＥＬ１５０で画像を読み取り、適切な画像処理を行った後にモニタ等画像表示装置に描出するか、あるいは得られた放射線画像情報を用いてレーザイメージャ等画像出力装置を用いて、ハードコピーを得ることが出来る。このとき、位相画像撮影モードでは被写体の実寸から拡大撮影されていることになるので（読み取り装置と被写体が離れているため）、画像表示装置での表示や、画像出力装置での出力は、当該放射線画像撮影時の拡大率（被写体の実寸からの拡大率）に基づき、被写体の実寸（等倍）に戻して表示または出力することが好ましい。例えば、本発明の放射線画像撮影装置のコントロール装置６０から、ＲＥＧＩＵＳ  ＭＯＤＥＬ１５０に送ることにより、自動的に所定のサイズに縮小して、画像表示または画像出力することが好ましい態様である。
【００６２】
また、本実施の形態では、コントロール装置６０、Ｘ線源コントローラ１２、入力装置２５、画像表示装置９０を一体化したものとしたが、分離状態でも差し支えない。本実施の形態において、保持部材１８と読み取り装置３０との間に、Ｘ線進路に異物が侵入して、画像を遮らないようにするための防御板１０５を設置し、また、被写体１５である患者の動きを制するための握り棒１０４などを具備することが好ましい態様である。
【００６３】
図７に、胸部単純Ｘ線画像用のＸ線撮影装置の一例を示す。このＸ線撮影装置は、保持部材を挟んでＸ線放射線源および読み取り装置が水平方向に配置されているタイプである。
【００６４】
Ｘ線源１１、保持部材１８、読み取り装置３０、駆動源１０１は、レール１０６上をスライド可能に配設されていて、距離Ｒ１および距離Ｒ２を自在に変更できるようになっている。レール１０６が距離変更手段である。
【００６５】
１２１は赤外線位置検出器であり、Ｘ線源１１の位置Ａから赤外線を出射し、保持部材１８で反射して返ってきた赤外線を受光することによって、距離を測定する位置判別装置である。厳密には、保持部材の厚さを加算して、距離Ｒ１を算出することになる。赤外線位置検出器１２１は、赤外発光ダイオードを内蔵して赤外線を発射し、保持部材１８に備えた反射板等で反射された赤外光を読み取るものである。読み取り装置３０の位置を予め設定しておくことで、距離Ｒ２を算出することが出来る。コントロール装置６０は、赤外線位置検出器１２１によって得られた距離情報から、放射条件を制御し、放射線画像撮影時の拡大率を変更して、画像表示手段による表示または画像出力手段による出力を行う。
【００６６】
Ｘ線源１１は、タングステン回転陽極の焦点サイズ７０μｍのＸ線管である。距離Ｒ１は０．３ｍから３ｍの範囲で可変であり、Ｒ２は０から１ｍまで可変である。キーボード等の入力装置２５から「通常撮影モード」の入力をすると、コントロール装置６０が、駆動源１０１を作動して、Ｒ１を２ｍ、Ｒ２を０の位置にするよう保持部材１８や読み取り装置３０を自動的に配置する。そして、予め登録されている当該距離情報に対応する放射条件として１２０ｋＶｐ、８ｍＡの０．５秒露光を自動的に設定し、Ｘ線源コントローラ１２を制御して、Ｘ線撮影ＯＮの状態とし、通常撮影を行う。
【００６７】
入力装置２５から「位相画像撮影モード」の入力をすると、コントロール装置６０が、Ｒ１を１．５ｍ、Ｒ２を１．５ｍの位置にするよう駆動源１０１を作動して、Ｘ線源１１、保持部材１８および読み取り装置３０を自動的に配置する。そして当該距離情報に対応する放射条件を計算して、自動設定する。
【００６８】
「位相画像撮影モード」で得られた画像は、被写体１５の実体サイズよりも拡大されているので、画像表示装置９０上に表示されるときは、被写体１５の等倍サイズに戻す。得られた画像は画像表示装置９０に一旦表示され、必要に応じてハロゲン化銀写真フィルムのレーザイメージャ等の画像出力装置８０からハードコピーとして出力することが可能である。画像表示装置９０上での表示もしくはハードコピーの出力においては、位相コントラスト画像と通常に撮影された画像とを並べて表示することもできる。また、これらＸ線画像は他のモダリティ、すなわちＸ線ＣＴ，ＭＲＩ，ＵＳ，ＲＩ、内視鏡画像、眼底画像などとも並べて表示することができる。さらに文字情報として患者情報のほかに、医師の診断コメントや承認などのサイン、また病変などを指し示す矢印や囲み円などを同時に書きこむことができる。そして、病院内のオーダリングシステムとも連動させることは、好ましい態様である。本実施の形態では、Ｘ線画像情報を直接電気信号として取り出す例を示したが、ＳＦシステムや輝尽発光蛍光板を用いることもできる。また、コントロール装置６０とＸ線源コントローラ１２を一体化しているが、分離状態でももちろん差し支えない。
【００６９】
図８、図９および図１０を用いて、Ｘ線画像情報を直接電気信号に変換可能な読み取り装置の一例を説明する。
【００７０】
図８に示すように、この読み取り装置は、８８ｃｍ平方の受像平面を持つ。４ｃｍ平方面の細分画像を、５枚組みレンズでエリアセンサであるＣＣＤ上に結像させて、全部で２２×２２＝４８４の画像を画像処理で結合して１枚のＸ線画像情報を得る。
【００７１】
図９に、読み取り装置の横断面図を示す。また、図１０に、一つのレンズユニットの概略を示す。
【００７２】
蛍光層４２は、３００ミクロンメータ厚の直径約１０μｍ程度のタリウム賦活のＣｓＩ柱状結晶である。蛍光層４２の両側に保護膜４３，４４が設けられ、隔壁４０で区画された部分に対応してレンズユニット４５がレンズ支え板４６に組み付けられている。レンズユニット４５でＣＣＤもしくはＣＭＯＳ等の撮像素子のエリアセンサ４７は基板４８に組み付けられている。
【００７３】
【発明の効果】
簡便に通常撮影および位相画像撮影の両方を行うことの出来る撮影装置を提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＸ線画像撮影装置の全体構成図である。
【図２】本発明のＸ線画像撮影装置の別の形態の全体構成図である。
【図３】焦点サイズと半影の関係を説明する図である。
【図４】位相コントラスト画像の原理を説明する図である。
【図５】本発明のＸ線画像撮影装置の制御手段の構成を示す図である。
【図６】本発明のマンモグラフィ用のＸ線撮影装置の一例を示す図である。
【図７】本発明の胸部単純Ｘ線画像用のＸ線撮影装置の一例を示す図である。
【図８】本発明の放射線画像撮影装置の読み取り装置の受像平面を説明する図である。
【図９】図８の読み取り装置の横断面図を示す図である。
【図１０】図８の読み取り装置の一つのレンズユニットを示す概略図である。
【符号の説明】
１１  Ｘ線源
１２  Ｘ線源コントローラ
１５  被写体
１８  保持部材
２０  位置判別装置
２５  入力装置
３０  読み取り装置
４２  蛍光層
４５  レンズユニット
４７  エリアセンサ
５０  Ｘ線検出器
６０  コントロール装置
８０  画像出力装置
９０  画像表示装置
１０１  駆動源
１０２  第１支軸
１０３  第２支軸
１０４  握り棒
１０５  防御板
１０６  レール
Ｄ  焦点サイズ
Ｅ  半影の幅
【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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