放射線撮像装置
【課題】被検体の状況に応じて長尺状の放射線画像を安定して得ることができる放射線撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】コリメータによって照視野を狭く絞った状態で行われる撮像（スロット撮像）の際に、被検体の体厚に基づいて所定距離であるスロット幅を設定変更することで、被検体の体厚に基づいて撮像系の移動速度をも設定変更することになる。そして、被検体の体厚に依存せずに一定のＸ線照射量を確保してＸ線画像を得ることができ、被検体の状況に応じて短冊状のＸ線画像（スロット画像）、さらには長尺状のＸ線画像を安定して得ることができる。
【解決手段】コリメータによって照視野を狭く絞った状態で行われる撮像（スロット撮像）の際に、被検体の体厚に基づいて所定距離であるスロット幅を設定変更することで、被検体の体厚に基づいて撮像系の移動速度をも設定変更することになる。そして、被検体の体厚に依存せずに一定のＸ線照射量を確保してＸ線画像を得ることができ、被検体の状況に応じて短冊状のＸ線画像（スロット画像）、さらには長尺状のＸ線画像を安定して得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、検出された放射線に基づいて放射線画像を得ることで放射線撮像を行う放射線撮像装置に係り、特に、照視野よりも狭く絞った状態で所定距離（スロット幅）毎に動かしながら撮像（スロット撮像）を行うスロットラジオグラフィーの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
スロットラジオグラフィーでは、Ｘ線管（放射線照射手段）から照射される照視野を制御するコリメータ（照視野制御手段）をＸ線管の照射側に配設し、そのコリメータによって、Ｘ線検出器（放射線検出手段）に投影される照視野よりも狭く絞った状態で、Ｘ線管およびＸ線検出器を被検体の長手方向に沿って天板に対して所定距離（すなわちスロット幅）毎に平行移動させながらＸ線管から狭く絞られたスロット状のＸ線を間欠的に照射して撮像を行う。このような撮像を、本明細書では「スロット撮像」と定義づける。
【０００３】
コリメータによって照視野を狭く絞った状態で検出されたスロット幅毎の複数の短冊状のＸ線画像を１つの長尺状のＸ線画像に合成することで、従来よりも撮影範囲の長い、いわゆる長尺撮像を行う（例えば、特許文献１参照）。なお、スロット幅は固定である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２３６９２９号公報（第１−１０頁、図１，６，８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、撮像系（Ｘ線管・Ｘ線検出器対）は、被検体をできる限り短時間で走査（移動）するのが好ましい。したがって、ステップ状（撮像のときのみ走査して、それ以外のときには停止）ではなく、連続的に撮像系を移動させることが必須である。しかし、連続的に移動させながらＸ線の照射を行うと、動きによるボケが生じるので照射間隔が限られてしまう。例えば、被検体の体厚が厚い場合には、Ｘ線量を確保するために間欠照射毎の照射間隔を長くする必要があるが、上述したように有効なスロット幅が固定であれば撮影時間を長くすることもできない。体厚が厚い場合で、限られた照射間隔で撮像を行えば、Ｘ線量の少ない粒状性の粗い画像しか得られない。
【０００６】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、被検体の状況に応じて長尺状の放射線画像を安定して得ることができる放射線撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、被検体に向けて放射線を照射する放射線照射手段と、前記被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線照射手段に配設され、かつその放射線照射手段から照射される照視野を、前記放射線検出手段に投影される照視野よりも狭く絞って制御する照視野制御手段とを備え、検出された放射線に基づいて放射線画像を得ることで放射線撮像を行う放射線撮像装置であって、前記照視野制御手段によって前記照視野を狭く絞った状態で、前記放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向かつ互いに同速度に相対的に平行移動するように構成するとともに、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体に対して所定距離毎に相対移動する度に放射線照射手段から放射線を間欠的に照射して、間欠的に照射された被検体を透過した放射線を前記放射線検出手段が検出するように構成し、前記装置は、前記照視野制御手段によって前記照視野を狭く絞った状態で検出された前記所定距離毎の複数の短冊状の放射線画像を１つの長尺状の放射線画像に合成する画像合成手段と、被検体の体厚に基づいて前記所定距離を設定変更する所定距離設定変更手段とを備え、前記放射線照射手段から放射線を間欠的に照射する時間である間欠照射毎の照射間隔は固定であって、前記所定距離設定変更手段は、前記被検体の体厚に基づいて前記所定距離を設定変更することで、その所定距離を前記固定の間欠照射毎の照射間隔で除算した値である、前記放射線照射手段および放射線検出手段の被検体に対する相対的な移動速度を、被検体の体厚に基づいて設定変更することを特徴とするものである。
【０００８】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、放射線照射手段から照射される照視野を、放射線検出手段に投影される照視野よりも狭く絞って照視野制御手段は制御し、照視野制御手段によって照視野を狭く絞った状態で、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向かつ互いに同速度に相対的に平行移動しながら、放射線照射手段から放射線を間欠的に照射して、間欠的に照射された被検体を透過した放射線を放射線検出手段が検出して、放射線撮像（すなわちスロット撮像）を行う。このようなスロット撮像を行うことで、照視野制御手段によって照視野を狭く絞った状態で検出された所定距離（すなわちスロット幅）毎の複数の短冊状の放射線画像が得られる。画像合成手段は、これらの短冊状の放射線画像を１つの長尺状の放射線画像に合成することで、長尺状の放射線画像が得られる。このようなスロット撮像を行う際に、被検体の体厚に基づいて上述した所定距離（スロット幅）を設定変更する所定距離設定変更手段を備えることで、被検体の体厚に依存せずに一定の放射線照射量を確保して放射線画像を得ることができる。その結果、被検体の状況に応じて長尺状の放射線画像を安定して得ることができる。
【０００９】
通常、放射線照射手段から放射線を間欠的に照射する時間である間欠照射毎の照射間隔は固定である。したがって、上述した所定距離設定変更手段が被検体の体厚に基づいて所定距離を設定変更することで、放射線照射手段および放射線検出手段の被検体に対する相対的な移動速度（すなわち所定距離を上述した固定の間欠照射毎の照射間隔で除算した値）も、被検体の体厚に基づいて設定変更されることになる。
【００１０】
また、所定距離設定変更手段が、被検体の体厚が厚ければ所定距離を短くして移動速度を遅くし、体厚が薄ければ所定距離を長くして移動速度を速く設定変更することで、照視野制御手段は、その所定距離に応じて照視野を設定変更するのが好ましい（請求項２に記載の発明）。所定距離が可変になることで生じる所定距離（スロット幅）に対する放射線照射量の過不足を防止して、所定距離に応じた適切な放射線照射量で照視野を設定変更することができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係る放射線撮像装置によれば、照視野制御手段によって照視野を狭く絞った状態で行われる撮像（スロット撮像）の際に、被検体の体厚に基づいて、所定距離設定変更手段が所定距離（スロット幅）を設定変更することで、被検体の体厚に依存せずに一定の放射線照射量を確保して放射線画像を得ることができ、被検体の状況に応じて長尺状の放射線画像を安定して得ることができる。
また、放射線照射手段から放射線を間欠的に照射する時間である間欠照射毎の照射間隔は固定であって、所定距離設定変更手段は、被検体の体厚に基づいて所定距離を設定変更することで、放射線照射手段および放射線検出手段の被検体に対する相対的な移動速度（すなわち所定距離を上述した固定の間欠照射毎の照射間隔で除算した値）も、被検体の体厚に基づいて設定変更されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例に係るＸ線撮像装置のブロック図である。
【図２】フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の駆動に関するＦＰＤ駆動機構の概略構成を示す模式図である。
【図３】Ｘ線管の駆動に関するＸ線管駆動部の概略構成を示す模式図である。
【図４】側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の等価回路である。
【図５】平面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の等価回路である。
【図６】一連のＸ線撮像の流れを示したフローチャートである。
【図７】Ｘ線撮像中のスロット撮像の流れを示したフローチャートである。
【図８】被検体の体厚の説明に供する模式図である。
【図９】被検体の体厚と移動速度との関係を模式化したグラフである。
【図１０】有効スロット幅と移動速度と照射間隔（曝射間隔）との関係を示す説明に供する照射のタイミングチャートである。
【図１１】短冊状のＸ線画像の合成の概略図であり、（ａ）は実施例での画像の合成、（ｂ）は従来での画像の合成の概略図である。
【図１２】画像合成のときの各信号のタイミングチャートである。
【実施例】
【００１３】
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係るＸ線撮像装置のブロック図であり、図２は、フラットパネル型Ｘ線検出器の駆動に関するＦＰＤ駆動機構の概略構成を示す模式図であり、図３は、Ｘ線管の駆動に関するＸ線管駆動部の概略構成を示す模式図である。本実施例では放射線検出手段としてフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、「ＦＰＤ」と略記する）を例に採るとともに、放射線撮像装置としてＸ線撮像装置を例に採って説明する。
【００１４】
Ｘ線撮像装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１と、その被検体Ｍに向けてＸ線を照射するＸ線管２と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するＦＰＤ３とを備えている。Ｘ線管２の照射側にはＸ線管２から照射される照視野を制御するコリメータ２ａを配設している。Ｘ線管２は、この発明における放射線照射手段に相当し、コリメータ２ａは、この発明における照視野制御手段に相当し、ＦＰＤ３は、この発明における放射線検出手段に相当する。
【００１５】
Ｘ線撮像装置は、他に、天板１の昇降および水平移動を制御する天板制御部４や、ＦＰＤ３の走査を制御するＦＰＤ制御部５や、Ｘ線管２の管電圧や管電流を発生させる高電圧発生部６を有するＸ線管制御部７や、ＦＰＤ３から電荷信号であるＸ線検出信号をディジタル化して取り出すＡ／Ｄ変換器８や、Ａ／Ｄ変換器８から出力されたＸ線検出信号に基づいて種々の処理を行う画像処理部９や、これらの各構成部を統括するコントローラ１０や、処理された画像などを記憶するメモリ部１１や、オペレータが入力設定を行う入力部１２や、処理された画像などを表示するモニタ１３などを備えている。
【００１６】
天板制御部４は、天板１を水平移動させて被検体Ｍを撮像位置にまで収容したり、昇降、回転および水平移動させて被検体Ｍを所望の位置に設定したり、水平移動させながら撮像を行ったり、撮像終了後に水平移動させて撮像位置から退避させる制御などを行う。これらの制御は、モータやエンコーダ（図示省略）などからなる天板駆動機構（図示省略）を制御することで行う。
【００１７】
ＦＰＤ制御部５は、ＦＰＤ３を被検体Ｍの長手方向である体軸ｚ方向に沿って平行移動させる制御を行う。この制御は、図２に示すように、ラック１４ａやピニオン１４ｂやモータ１４ｃやエンコーダ１４ｄなどからなるＦＰＤ駆動機構１４を制御することで行う。具体的には、ラック１４ａは被検体Ｍの体軸ｚ方向に沿って延在している。ピニオン１４ｂはＦＰＤ３を支持し、その一部はラック１４ａに嵌合しており、モータ１４ｃの回転によって回転する。例えば、モータ１４ｃを正転させると、図２中の一点鎖線に示すようにラック１４ａに沿ってＦＰＤ３が被検体Ｍの足元側に平行移動し、モータ１４ｃを逆転させると、図２中の二点鎖線に示すようにラック１４ａに沿ってＦＰＤ３が被検体Ｍの頭側に平行移動する。エンコーダ１４ｄはＦＰＤ３の移動方向と移動量（移動距離）に対応したモータ１４ｃの回転方向および回転量を検出する。エンコーダ１４ｄによる検出結果をＦＰＤ制御部５に送る。
【００１８】
本実施例では、ＦＰＤ制御部５は、後述するメモリ部１１の体厚メモリ部１１ａに記憶された被検体Ｍの体厚に基づいて、スロット幅や移動速度を設定変更する。ＦＰＤ制御部５による具体的な設定変更については、図６〜図１２で後述する。ＦＰＤ制御部５は、この発明における所定距離設定変更手段に相当する。
【００１９】
高電圧発生部６は、Ｘ線を照射させるための管電圧や管電流を発生してＸ線管２に与える。Ｘ線管制御部７は、Ｘ線管２を被検体Ｍの体軸ｚ方向に沿って平行移動させる制御を行う。この制御は、図３に示すように、支柱１５ａやネジ棒１５ｂやモータ１５ｃやエンコーダ１５ｄなどからなるＸ線管駆動部１５を制御することで行う。具体的には、支柱１５ａはＸ線管２を上端側に装着支持し、下端側にネジ棒１５ｂにネジ結合している。ネジ棒１５ｂは被検体Ｍの体軸ｚ方向に沿って延在しており、モータ１５ｃの回転によって回転する。例えば、モータ１５ｃを正転させると、図３中の一点鎖線に示すように支柱１５ａとともにＸ線管２が被検体Ｍの足元側に平行移動し、モータ１５ｃを逆転させると、図３中の二点鎖線に示すように支柱１５ａとともにＸ線管２が被検体Ｍの頭側に平行移動する。エンコーダ１５ｄはＸ線管２の移動方向と移動量（移動距離）に対応したモータ１５ｃの回転方向および回転量を検出する。エンコーダ１５ｄによる検出結果をＸ線管制御部７に送る。
【００２０】
なお、図１に示すように、Ｘ線管２およびＦＰＤ３が被検体Ｍの体軸ｚ方向に沿って互いに同方向かつ互いに同速度に平行移動するように構成するために、図２のモータ１４ｃの回転方向、および図３のモータ１５ｃの回転方向が同じになるように、ＦＰＤ制御部５およびＸ線管制御部７は制御する。すなわち、Ｘ線管２の移動量とＦＰＤ３の移動量とが同じになるように、ＦＰＤ制御部５はモータ１４ｃの回転量を制御するとともに、Ｘ線管制御部７はモータ１５ｃの回転量を制御する。
【００２１】
また、Ｘ線管制御部７は、Ｘ線管２側のコリメータ２ａの照視野の設定の制御を行う。本実施例では、被検体Ｍの長手方向（体軸ｚ方向）に、ＦＰＤ３に投影される照視野よりも狭く絞った状態でスロット状のＸ線を照射するとともに、短手方向（体軸ｚに水平面内に直交する方向）に広がりを有するファンビーム状のＸ線を照射するようにコリメータ２ａを制御して照視野を設定する。また、Ｘ線管２およびＦＰＤ３が後述するスロット幅（所定距離）毎に移動する度にＸ線管２から（長手方向ではスロット状で、短手方向ではファンビーム状の）Ｘ線を間欠的に照射するようにＸ線管制御部７は制御する。また、ＦＰＤ制御部５は、間欠的に照射された被検体Ｍを透過したＸ線をＦＰＤ３が検出するように制御する。
【００２２】
コントローラ１０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されており、メモリ部１１は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体などで構成されている。また、入力部１２は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。
【００２３】
画像処理部９は、Ｘ線検出信号に対してラグ補正やゲイン補正などを行って、ＦＰＤ３の検出面に投影されたＸ線画像を出力する補正部９ａと、補正された各々のＸ線画像を１つの長尺状のＸ線画像に合成する画像合成部９ｂとを備えている。画像合成部９ｂは、画像合成手段に相当する。画像合成部９ｂの具体的な機能については、図６〜図１２で後述する。
【００２４】
メモリ部１１は、画像処理部９で処理された各々の画像を書き込んで記憶するように構成されている。本実施例では、メモリ部１１は体厚メモリ部１１ａを有しており、体厚メモリ部１１ａには、透視撮影で得られた被検体Ｍの体厚が被検体Ｍの部位に応じて予め記憶されている。ＦＰＤ制御部５やＸ線管制御部７も、コントローラ１０と同様にＣＰＵなどで構成されている。
【００２５】
次に、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３の構造について、図４および図５を参照して説明する。図４は、側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の等価回路であり、図５は、平面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の等価回路である。
【００２６】
ＦＰＤ３は、図４に示すように、ガラス基板３１と、ガラス基板３１上に形成された薄膜トランジスタＴＦＴとから構成されている。薄膜トランジスタＴＦＴについては、図４、図５に示すように、縦・横式２次元マトリクス状配列でスイッチング素子３２が多数個（例えば、1024個×1024個）形成されており、キャリア収集電極３３ごとにスイッチング素子３２が互いに分離形成されている。すなわち、ＦＰＤ３は、２次元アレイ放射線検出器でもある。
【００２７】
図４に示すようにキャリア収集電極３３の上にはＸ線感応型半導体３４が積層形成されており、図４、図５に示すようにキャリア収集電極３３は、スイッチング素子３２のソースＳに接続されている。ゲートドライバ３５からは複数本のゲートバスライン３６が接続されているとともに、各ゲートバスライン３６はスイッチング素子３２のゲートＧに接続されている。一方、図５に示すように、電荷信号を収集して１つに出力するマルチプレクサ３７には増幅器３８を介して複数本のデータバスライン３９が接続されているとともに、図４、図５に示すように各データバスライン３９はスイッチング素子３２のドレインＤに接続されている。
【００２８】
図示を省略する共通電極にバイアス電圧を印加した状態で、ゲートバスライン３６の電圧を印加（または０Ｖに）することでスイッチング素子３２のゲートがＯＮされて、キャリア収集電極３３は、検出面側で入射したＸ線からＸ線感応型半導体３４を介して変換された電荷信号（キャリア）を、スイッチング素子３２のソースＳとドレインＤとを介してデータバスライン３９に読み出す。なお、スイッチング素子がＯＮされるまでは、電荷信号はキャパシタ（図示省略）で暫定的に蓄積されて記憶される。各データバスライン３９に読み出された電荷信号を増幅器３８で増幅して、マルチプレクサ３７で１つの電荷信号にまとめて出力する。出力された電荷信号をＡ／Ｄ変換器８でディジタル化してＸ線検出信号として出力する。
【００２９】
次に、ＦＰＤ制御部５による具体的な設定変更および画像合成部９ｂの具体的な機能について、図６〜図１２を参照して説明する。図６は、一連のＸ線撮像の流れを示したフローチャートであり、図７は、Ｘ線撮像中のスロット撮像の流れを示したフローチャートであり、図８は、被検体の体厚の説明に供する模式図であり、図９は、被検体の体厚と移動速度との関係を模式化したグラフであり、図１０は、有効スロット幅と移動速度と照射間隔（曝射間隔）との関係を示す説明に供する照射のタイミングチャートであり、図１１は、短冊状のＸ線画像の合成の概略図であり、図１２は、画像合成のときの各信号のタイミングチャートである。
【００３０】
（ステップＳ１）透視撮影
実際のスロット撮像の前に、先ず、透視撮影を行う。撮像系（Ｘ線管２・ＦＰＤ３対）が被検体Ｍを透視条件で走査（移動）することで透視撮影を行い、被検体Ｍの部位に応じた被検体Ｍの体厚を得る。この被検体Ｍの部位に応じた被検体Ｍの体厚を体厚メモリ部１１ａに書き込んで記憶する。例えば、図８に示すように、被検体Ｍの首の部位の体厚はｈ１となり、胸部の部位の体厚はｈ２となる。これらの部位での体厚ｈ１，ｈ２を含む体厚ｈの情報を体厚メモリ部１１ａから読み出すことで、次のスロット撮像において被検体Ｍの体厚に依存せずに一定量のＸ線量（Ｘ線照射量）、さらには一定量のＸ線検出信号（画像信号）が得られるように、次のスロット撮像でのＸ線条件（この場合にはスロット幅の設定変更）を制御する。すなわち、自動輝度制御のための透視をこのステップＳ１で行う。なお、被検体Ｍの体厚ｈがメモリ部１１ａに既に記憶されており、各々のスロット撮像において、常に同じ被検体Ｍの体厚ｈの情報を用いるのであれば、このステップＳ１での透視撮影を必ずしも行う必要はない。もちろん、常に最新の被検体Ｍの体厚ｈの情報を用いるのであれば、各々のスロット撮像の前に、このステップＳ１での透視撮影を行う。
【００３１】
（ステップＳ２）スロット撮像
ステップＳ１で透視撮影を行い、被検体Ｍの体厚ｈを体厚メモリ部１１ａに書き込んで記憶したら、スロット撮像を行う。このステップＳ２は、下記のステップＴ１〜Ｔ３からなる。
【００３２】
（ステップＴ１）スロット幅（移動速度）の設定変更
先ず、ＦＰＤ制御部５は、体厚メモリ部１１ａに記憶された被検体Ｍの体厚に基づいて、スロット幅を設定変更する。通常、Ｘ線管２からＸ線を間欠的に照射する時間である間欠照射毎の照射間隔は固定である。したがって、ＦＰＤ制御部５が、被検体Ｍの体厚ｈに基づいて所定距離であるスロット幅を設定変更することで、撮像系（Ｘ線管２・ＦＰＤ３対）の被検体Ｍに対する移動速度（すなわちスロット幅（所定距離）を上述した固定の間欠照射毎の照射間隔で除算した値）も、被検体Ｍの体厚ｈに基づいて設定変更されることになる。そこで、本実施例では、スロット幅を設定変更することは、移動速度を設定変更することと同義として説明する。
【００３３】
移動速度をＶとすると、被検体Ｍの体厚ｈが厚い場合には、一定のＸ線量を確保するためにスロット幅（移動速度Ｖ）を、図９に示すように短く（移動速度Ｖでは遅く）する。逆に、被検体Ｍの体厚ｈが薄い場合には、一定のＸ線量を確保するためにスロット幅（移動速度Ｖ）を、図９に示すように長く（移動速度Ｖでは速く）する。被検体の首の部位の体厚ｈ１が胸部の部位の体厚ｈ２よりも厚い場合（すなわちｈ１＞ｈ２）には、撮像系（Ｘ線管２・ＦＰＤ３対）が首の部位を走査するときにはその移動速度をＶ１と速くして、撮像系（Ｘ線管２・ＦＰＤ３対）が胸部の部位を走査するときにはその移動速度をＶ２と遅くする。図９のグラフでは、一次関数で表したが、これに限定されず、二次関数やその他の曲線の関数であってもよい。また、被検体Ｍの部位に応じてＸ線の透過率や吸収率が異なるので、透過率や吸収率を考慮して被検体Ｍの体厚ｈと移動速度Ｖとの関係をグラフ化してもよい。
【００３４】
実際のスロット幅を「有効スロット幅」と定義して、図１０に示すように、その有効スロット幅をｄとして、間欠照射から次の間欠照射までの時間間隔である照射間隔（すなわち曝射間隔）をｔとすると、ｄ＝Ｖ×ｔで表される。なお、画像合成のために必要な部分（固定幅）をΔｄとして、その固定幅Δｄを有効スロット幅ｄに加えた幅をｄ´とすると、ｄ´＝ｄ＋Δｄで表される。したがって、ＦＰＤ制御部５によって、有効スロット幅ｄを設定変更する場合には、その有効スロット幅ｄに応じて、コリメータ２ａは照視野を設定変更するのが好ましい。もちろん、固定幅Δｄを有効スロット幅ｄに加えた幅ｄ´に応じて、コリメータ２ａは照視野を設定変更してもよく、設定変更の対象は、有効スロット幅ｄでも幅ｄ´でも特に限定されない。
【００３５】
（ステップＴ２）短冊状のＸ線画像の取得
ステップＴ１においてＦＰＤ制御部５で設定変更された、被検体Ｍの体厚ｈに基づく（有効）スロット幅ｄで、そのスロット幅ｄに応じた照視野で、撮像系（Ｘ線管２・ＦＰＤ３対）は被検体Ｍの各部位を走査して、短冊状のＸ線画像（「スロット画像」とも呼ぶ）を取得する。具体的には、コリメータ２ａによって照視野を狭く絞った状態で、撮像系（Ｘ線管２・ＦＰＤ３対）が被検体Ｍの長手方向である体軸ｚに沿って互いに同方向かつ互いに同速度に平行移動しながら、Ｘ線管２からＸ線を間欠的に照射して、間欠的に照射された被検体Ｍを透過したＸ線をＦＰＤ３が検出することで、Ｘ線検出信号が得られる。このＸ線検出信号に対して補正部９ａがラグ補正やゲイン補正などを行うことで、ＦＰＤ３に投影される図１１（ａ）に示すような照視野Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＮにおいて、有効スロット幅ｄの短冊状のＸ線画像（スロット画像）がＰＳ１，ＰＳ２，…，ＰＳＮと得られる。
【００３６】
有効スロット幅ｄは被検体Ｍの部位に応じて設定変更されているので、例えば図１１（ａ）に示すようになる。なお、従来の場合には、有効スロット幅ｄが設定変更されずに固定されているので、図１１（ｂ）に示すようになる。もし、スロット画像ＰＳ１，ＰＳ２，…，ＰＳＮにおける有効スロット幅ｄが、図１１（ａ）に示すような場合には、最初のスロット画像ＰＳ１を基準とすると、次のスロット画像ＰＳ２では被検体Ｍの体厚ｈがスロット画像ＰＳ１のときよりも薄いので、移動速度Ｖを速くして有効スロット幅ｄを長くする。逆に、最後のスロット画像ＰＳＮでは被検体Ｍの体厚ｈがスロット画像ＰＳ１のときよりも厚いので、移動速度を遅くして有効スロット幅ｄを短くする。
【００３７】
（ステップＴ３）部位はあるか？
各間欠照射ごとに、図１１（ａ）に示すようなスロット画像ＰＳ１，ＰＳ２，…，ＰＳＮを順に得て、走査すべき部位があるか否かを判定する。もし、走査すべき部位があれば、ステップＴ２に戻って、走査すべき部位がなくなるまで、ステップＴ２，Ｔ３を繰り返し行う。もし、走査すべき部位がなければ、上述したステップＴ１〜Ｔ３からなるスロット撮像が終了したとする。
【００３８】
（ステップＳ３）画像合成
図１１（ａ）に示すような複数Ｎ個のスロット画像ＰＳ１，ＰＳ２，…，ＰＳＮを画像合成部９ｂが１つの長尺状のＸ線画像Ｑに合成する。この合成の際には、被検体Ｍの部位に応じたＸ線の透過率や吸収率を考慮して、図１２に示すように、各々のスロット画像ＰＳ１，ＰＳ２，…，ＰＳＮに対して重み付けを行って合成するのが好ましい。図１２中の「重み１」は図１２中の「スロット画像１」に対して重み付けされる値であり、「重み２」は「スロット画像２」に対して重み付けされる値であり、「重み３」は「スロット画像３」に対して重み付けされる値であり、「重み４」は「スロット画像４」に対して重み付けされる値である。したがって、図１２の場合には、合成画像は合成画像＝スロット画像１×重み１＋スロット画像２×重み２＋スロット画像３×重み３＋スロット画像４×重み４＋…で表される。
【００３９】
なお、図１２ではタイミングチャートで表しているので、有効スロット幅ｄに対応する時間はｄ／Ｖとなり、幅ｄ´に対応する時間はｄ´／Ｖとなる。また、上述した固定幅Δｄは、時系列的には２分割されるので、有効スロット幅ｄに対応する時間（ｄ／Ｖ）の前後にΔｄ／２に対応する時間がそれぞれ加わることになる。また、Δｄ／２に対応する時間はΔｄ／２Ｖとなる。
【００４０】
本実施例に係るＸ線撮像装置によれば、Ｘ線管２から照射される照視野を、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３に投影される照視野よりも狭く絞ってコリメータ２ａは制御し、コリメータ２ａによって照視野を狭く絞った状態で、Ｘ線管２およびＦＰＤ３が被検体Ｍの長手方向である体軸ｚに沿って互いに同方向かつ互いに同速度に平行移動しながら、Ｘ線管２からＸ線を間欠的に照射して、間欠的に照射された被検体Ｍを透過したＸ線をＦＰＤ３が検出して、Ｘ線撮像（すなわちスロット撮像）を行う。このようなスロット撮像を行うことで、コリメータ２ａによって照視野を狭く絞った状態で検出された所定距離（すなわちスロット幅ｄ）毎の複数の短冊状のＸ線画像（すなわちスロット画像）が得られる。画像合成部９ｂは、これらの短冊状のＸ線画像（スロット画像）を１つの長尺状のＸ線画像に合成することで、長尺状のＸ線画像が得られる。
【００４１】
このようなスロット撮像を行う際に、被検体Ｍの体厚ｈに基づいて上述した所定距離（スロット幅ｄ）を設定変更するＦＰＤ制御部５を備えることで、被検体Ｍの体厚ｈに依存せずに一定のＸ線照射量（Ｘ線量）を確保してＸ線画像を得ることができる。その結果、被検体Ｍの状況に応じて長尺状のＸ線画像を安定して得ることができる。
【００４２】
被検体Ｍを人体に適用するとともに、このＸ線撮像を整形外科などの診断装置に適用した場合には、整形外科などで要求される全脊柱の骨成分のみの抽出など人体の体軸方向の長い視野において特定組織の抽出が可能になる。その結果、Ｘ線量が確保され粒状性の良い画像を得ることができて、診断能の向上を図ることができるという効果をも奏する。
【００４３】
本実施例では、ＦＰＤ制御部５が、被検体Ｍの体厚ｈが厚ければ所定距離（スロット幅ｄ）を短く（狭く）、体厚ｈが薄ければ所定距離（スロット幅ｄ）を長く（広く）設定変更することで、好ましくは、コリメータ２ａは、その所定距離に応じて照視野を設定変更している。所定距離が可変になることで生じる所定距離（スロット幅）に対するＸ線照射量の過不足を防止して、所定距離に応じた適切なＸ線照射量で照視野を設定変更することができる。
【００４４】
この発明は、上記実施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。
【００４５】
（１）上述した実施例では、放射線撮像装置としてＸ線撮像装置を例に採って説明したが、ＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置やＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission CT）装置などに代表されるＥＣＴ（Emission Computed Tomography）装置のように、Ｘ線以外の放射線（ＰＥＴ装置の場合にはγ線）を検出して、検出された放射線に基づいて放射線画像を得ることで放射線撮像を行う放射線撮像装置に適用してもよい。
【００４６】
（２）上述した実施例では、図１に示すようなＸ線撮像装置を例に採って説明したが、この発明は、例えばＣ型アームに配設されたＸ線撮像装置にも適用してもよい。また、この発明は、Ｘ線ＣＴ装置にも適用してもよい。
【００４７】
（３）上述した実施例では、放射線検出手段としてフラットパネル型Ｘ線検出器を例に採って説明したが、イメージインテンシファイア(Ｉ．Ｉ)のように、通常において用いられるＸ線検出手段であれば特に限定されない。また、上述した変形例（１）のようにＥＣＴ装置に適用した場合のように、通常において用いられる放射線検出手段であれば特に限定されない。
【００４８】
（４）上述した実施例では、Ｘ線管２に代表される放射線照射手段およびＦＰＤ３に代表される放射線検出手段のみを移動させて、被検体Ｍを載置する天板１を固定することで、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向かつ互いに同速度に相対的に平行移動したが、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向かつ互いに同速度に相対的に平行移動するのではあれば、具体的な移動については限定されない。例えば、Ｘ線管２に代表される放射線照射手段およびＦＰＤ３に代表される放射線検出手段を固定して、被検体Ｍを載置する天板１のみを長手方向に移動させることで、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向かつ互いに同速度に相対的に平行移動してもよい。また、Ｘ線管２に代表される放射線照射手段およびＦＰＤ３に代表される放射線検出手段を移動させるとともに、被検体Ｍを載置する天板１も長手方向に移動させることで、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向かつ互いに同速度に相対的に平行移動してもよい。
【００４９】
（５）上述した実施例では、この発明における照視野制御手段として、コリメータ２ａを例に採って説明したが、照視野を制御する手段であれば、単なるスリットに例示されるように、特に限定されない。
【００５０】
（６）上述した実施例では、全ての短冊状の画像（スロット画像）を取得してから合成したが、各々のスロット画像を取得する度に合成してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
２ … Ｘ線管
２ａ … コリメータ
３ … フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
５ … ＦＰＤ制御部
９ｂ … 画像合成部
ｄ … （有効）スロット幅
Ｖ … 移動速度
ｈ … 体厚
ＰＳ１，ＰＳ２，…，ＰＳＮ… 短冊状のＸ線画像（スロット画像）
Ｑ … 長尺状のＸ線画像
ｚ … 体軸
Ｍ … 被検体
【技術分野】
【０００１】
この発明は、検出された放射線に基づいて放射線画像を得ることで放射線撮像を行う放射線撮像装置に係り、特に、照視野よりも狭く絞った状態で所定距離（スロット幅）毎に動かしながら撮像（スロット撮像）を行うスロットラジオグラフィーの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
スロットラジオグラフィーでは、Ｘ線管（放射線照射手段）から照射される照視野を制御するコリメータ（照視野制御手段）をＸ線管の照射側に配設し、そのコリメータによって、Ｘ線検出器（放射線検出手段）に投影される照視野よりも狭く絞った状態で、Ｘ線管およびＸ線検出器を被検体の長手方向に沿って天板に対して所定距離（すなわちスロット幅）毎に平行移動させながらＸ線管から狭く絞られたスロット状のＸ線を間欠的に照射して撮像を行う。このような撮像を、本明細書では「スロット撮像」と定義づける。
【０００３】
コリメータによって照視野を狭く絞った状態で検出されたスロット幅毎の複数の短冊状のＸ線画像を１つの長尺状のＸ線画像に合成することで、従来よりも撮影範囲の長い、いわゆる長尺撮像を行う（例えば、特許文献１参照）。なお、スロット幅は固定である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２３６９２９号公報（第１−１０頁、図１，６，８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、撮像系（Ｘ線管・Ｘ線検出器対）は、被検体をできる限り短時間で走査（移動）するのが好ましい。したがって、ステップ状（撮像のときのみ走査して、それ以外のときには停止）ではなく、連続的に撮像系を移動させることが必須である。しかし、連続的に移動させながらＸ線の照射を行うと、動きによるボケが生じるので照射間隔が限られてしまう。例えば、被検体の体厚が厚い場合には、Ｘ線量を確保するために間欠照射毎の照射間隔を長くする必要があるが、上述したように有効なスロット幅が固定であれば撮影時間を長くすることもできない。体厚が厚い場合で、限られた照射間隔で撮像を行えば、Ｘ線量の少ない粒状性の粗い画像しか得られない。
【０００６】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、被検体の状況に応じて長尺状の放射線画像を安定して得ることができる放射線撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、被検体に向けて放射線を照射する放射線照射手段と、前記被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線照射手段に配設され、かつその放射線照射手段から照射される照視野を、前記放射線検出手段に投影される照視野よりも狭く絞って制御する照視野制御手段とを備え、検出された放射線に基づいて放射線画像を得ることで放射線撮像を行う放射線撮像装置であって、前記照視野制御手段によって前記照視野を狭く絞った状態で、前記放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向かつ互いに同速度に相対的に平行移動するように構成するとともに、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体に対して所定距離毎に相対移動する度に放射線照射手段から放射線を間欠的に照射して、間欠的に照射された被検体を透過した放射線を前記放射線検出手段が検出するように構成し、前記装置は、前記照視野制御手段によって前記照視野を狭く絞った状態で検出された前記所定距離毎の複数の短冊状の放射線画像を１つの長尺状の放射線画像に合成する画像合成手段と、被検体の体厚に基づいて前記所定距離を設定変更する所定距離設定変更手段とを備え、前記放射線照射手段から放射線を間欠的に照射する時間である間欠照射毎の照射間隔は固定であって、前記所定距離設定変更手段は、前記被検体の体厚に基づいて前記所定距離を設定変更することで、その所定距離を前記固定の間欠照射毎の照射間隔で除算した値である、前記放射線照射手段および放射線検出手段の被検体に対する相対的な移動速度を、被検体の体厚に基づいて設定変更することを特徴とするものである。
【０００８】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、放射線照射手段から照射される照視野を、放射線検出手段に投影される照視野よりも狭く絞って照視野制御手段は制御し、照視野制御手段によって照視野を狭く絞った状態で、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向かつ互いに同速度に相対的に平行移動しながら、放射線照射手段から放射線を間欠的に照射して、間欠的に照射された被検体を透過した放射線を放射線検出手段が検出して、放射線撮像（すなわちスロット撮像）を行う。このようなスロット撮像を行うことで、照視野制御手段によって照視野を狭く絞った状態で検出された所定距離（すなわちスロット幅）毎の複数の短冊状の放射線画像が得られる。画像合成手段は、これらの短冊状の放射線画像を１つの長尺状の放射線画像に合成することで、長尺状の放射線画像が得られる。このようなスロット撮像を行う際に、被検体の体厚に基づいて上述した所定距離（スロット幅）を設定変更する所定距離設定変更手段を備えることで、被検体の体厚に依存せずに一定の放射線照射量を確保して放射線画像を得ることができる。その結果、被検体の状況に応じて長尺状の放射線画像を安定して得ることができる。
【０００９】
通常、放射線照射手段から放射線を間欠的に照射する時間である間欠照射毎の照射間隔は固定である。したがって、上述した所定距離設定変更手段が被検体の体厚に基づいて所定距離を設定変更することで、放射線照射手段および放射線検出手段の被検体に対する相対的な移動速度（すなわち所定距離を上述した固定の間欠照射毎の照射間隔で除算した値）も、被検体の体厚に基づいて設定変更されることになる。
【００１０】
また、所定距離設定変更手段が、被検体の体厚が厚ければ所定距離を短くして移動速度を遅くし、体厚が薄ければ所定距離を長くして移動速度を速く設定変更することで、照視野制御手段は、その所定距離に応じて照視野を設定変更するのが好ましい（請求項２に記載の発明）。所定距離が可変になることで生じる所定距離（スロット幅）に対する放射線照射量の過不足を防止して、所定距離に応じた適切な放射線照射量で照視野を設定変更することができる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係る放射線撮像装置によれば、照視野制御手段によって照視野を狭く絞った状態で行われる撮像（スロット撮像）の際に、被検体の体厚に基づいて、所定距離設定変更手段が所定距離（スロット幅）を設定変更することで、被検体の体厚に依存せずに一定の放射線照射量を確保して放射線画像を得ることができ、被検体の状況に応じて長尺状の放射線画像を安定して得ることができる。
また、放射線照射手段から放射線を間欠的に照射する時間である間欠照射毎の照射間隔は固定であって、所定距離設定変更手段は、被検体の体厚に基づいて所定距離を設定変更することで、放射線照射手段および放射線検出手段の被検体に対する相対的な移動速度（すなわち所定距離を上述した固定の間欠照射毎の照射間隔で除算した値）も、被検体の体厚に基づいて設定変更されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例に係るＸ線撮像装置のブロック図である。
【図２】フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の駆動に関するＦＰＤ駆動機構の概略構成を示す模式図である。
【図３】Ｘ線管の駆動に関するＸ線管駆動部の概略構成を示す模式図である。
【図４】側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の等価回路である。
【図５】平面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の等価回路である。
【図６】一連のＸ線撮像の流れを示したフローチャートである。
【図７】Ｘ線撮像中のスロット撮像の流れを示したフローチャートである。
【図８】被検体の体厚の説明に供する模式図である。
【図９】被検体の体厚と移動速度との関係を模式化したグラフである。
【図１０】有効スロット幅と移動速度と照射間隔（曝射間隔）との関係を示す説明に供する照射のタイミングチャートである。
【図１１】短冊状のＸ線画像の合成の概略図であり、（ａ）は実施例での画像の合成、（ｂ）は従来での画像の合成の概略図である。
【図１２】画像合成のときの各信号のタイミングチャートである。
【実施例】
【００１３】
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係るＸ線撮像装置のブロック図であり、図２は、フラットパネル型Ｘ線検出器の駆動に関するＦＰＤ駆動機構の概略構成を示す模式図であり、図３は、Ｘ線管の駆動に関するＸ線管駆動部の概略構成を示す模式図である。本実施例では放射線検出手段としてフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、「ＦＰＤ」と略記する）を例に採るとともに、放射線撮像装置としてＸ線撮像装置を例に採って説明する。
【００１４】
Ｘ線撮像装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１と、その被検体Ｍに向けてＸ線を照射するＸ線管２と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するＦＰＤ３とを備えている。Ｘ線管２の照射側にはＸ線管２から照射される照視野を制御するコリメータ２ａを配設している。Ｘ線管２は、この発明における放射線照射手段に相当し、コリメータ２ａは、この発明における照視野制御手段に相当し、ＦＰＤ３は、この発明における放射線検出手段に相当する。
【００１５】
Ｘ線撮像装置は、他に、天板１の昇降および水平移動を制御する天板制御部４や、ＦＰＤ３の走査を制御するＦＰＤ制御部５や、Ｘ線管２の管電圧や管電流を発生させる高電圧発生部６を有するＸ線管制御部７や、ＦＰＤ３から電荷信号であるＸ線検出信号をディジタル化して取り出すＡ／Ｄ変換器８や、Ａ／Ｄ変換器８から出力されたＸ線検出信号に基づいて種々の処理を行う画像処理部９や、これらの各構成部を統括するコントローラ１０や、処理された画像などを記憶するメモリ部１１や、オペレータが入力設定を行う入力部１２や、処理された画像などを表示するモニタ１３などを備えている。
【００１６】
天板制御部４は、天板１を水平移動させて被検体Ｍを撮像位置にまで収容したり、昇降、回転および水平移動させて被検体Ｍを所望の位置に設定したり、水平移動させながら撮像を行ったり、撮像終了後に水平移動させて撮像位置から退避させる制御などを行う。これらの制御は、モータやエンコーダ（図示省略）などからなる天板駆動機構（図示省略）を制御することで行う。
【００１７】
ＦＰＤ制御部５は、ＦＰＤ３を被検体Ｍの長手方向である体軸ｚ方向に沿って平行移動させる制御を行う。この制御は、図２に示すように、ラック１４ａやピニオン１４ｂやモータ１４ｃやエンコーダ１４ｄなどからなるＦＰＤ駆動機構１４を制御することで行う。具体的には、ラック１４ａは被検体Ｍの体軸ｚ方向に沿って延在している。ピニオン１４ｂはＦＰＤ３を支持し、その一部はラック１４ａに嵌合しており、モータ１４ｃの回転によって回転する。例えば、モータ１４ｃを正転させると、図２中の一点鎖線に示すようにラック１４ａに沿ってＦＰＤ３が被検体Ｍの足元側に平行移動し、モータ１４ｃを逆転させると、図２中の二点鎖線に示すようにラック１４ａに沿ってＦＰＤ３が被検体Ｍの頭側に平行移動する。エンコーダ１４ｄはＦＰＤ３の移動方向と移動量（移動距離）に対応したモータ１４ｃの回転方向および回転量を検出する。エンコーダ１４ｄによる検出結果をＦＰＤ制御部５に送る。
【００１８】
本実施例では、ＦＰＤ制御部５は、後述するメモリ部１１の体厚メモリ部１１ａに記憶された被検体Ｍの体厚に基づいて、スロット幅や移動速度を設定変更する。ＦＰＤ制御部５による具体的な設定変更については、図６〜図１２で後述する。ＦＰＤ制御部５は、この発明における所定距離設定変更手段に相当する。
【００１９】
高電圧発生部６は、Ｘ線を照射させるための管電圧や管電流を発生してＸ線管２に与える。Ｘ線管制御部７は、Ｘ線管２を被検体Ｍの体軸ｚ方向に沿って平行移動させる制御を行う。この制御は、図３に示すように、支柱１５ａやネジ棒１５ｂやモータ１５ｃやエンコーダ１５ｄなどからなるＸ線管駆動部１５を制御することで行う。具体的には、支柱１５ａはＸ線管２を上端側に装着支持し、下端側にネジ棒１５ｂにネジ結合している。ネジ棒１５ｂは被検体Ｍの体軸ｚ方向に沿って延在しており、モータ１５ｃの回転によって回転する。例えば、モータ１５ｃを正転させると、図３中の一点鎖線に示すように支柱１５ａとともにＸ線管２が被検体Ｍの足元側に平行移動し、モータ１５ｃを逆転させると、図３中の二点鎖線に示すように支柱１５ａとともにＸ線管２が被検体Ｍの頭側に平行移動する。エンコーダ１５ｄはＸ線管２の移動方向と移動量（移動距離）に対応したモータ１５ｃの回転方向および回転量を検出する。エンコーダ１５ｄによる検出結果をＸ線管制御部７に送る。
【００２０】
なお、図１に示すように、Ｘ線管２およびＦＰＤ３が被検体Ｍの体軸ｚ方向に沿って互いに同方向かつ互いに同速度に平行移動するように構成するために、図２のモータ１４ｃの回転方向、および図３のモータ１５ｃの回転方向が同じになるように、ＦＰＤ制御部５およびＸ線管制御部７は制御する。すなわち、Ｘ線管２の移動量とＦＰＤ３の移動量とが同じになるように、ＦＰＤ制御部５はモータ１４ｃの回転量を制御するとともに、Ｘ線管制御部７はモータ１５ｃの回転量を制御する。
【００２１】
また、Ｘ線管制御部７は、Ｘ線管２側のコリメータ２ａの照視野の設定の制御を行う。本実施例では、被検体Ｍの長手方向（体軸ｚ方向）に、ＦＰＤ３に投影される照視野よりも狭く絞った状態でスロット状のＸ線を照射するとともに、短手方向（体軸ｚに水平面内に直交する方向）に広がりを有するファンビーム状のＸ線を照射するようにコリメータ２ａを制御して照視野を設定する。また、Ｘ線管２およびＦＰＤ３が後述するスロット幅（所定距離）毎に移動する度にＸ線管２から（長手方向ではスロット状で、短手方向ではファンビーム状の）Ｘ線を間欠的に照射するようにＸ線管制御部７は制御する。また、ＦＰＤ制御部５は、間欠的に照射された被検体Ｍを透過したＸ線をＦＰＤ３が検出するように制御する。
【００２２】
コントローラ１０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されており、メモリ部１１は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体などで構成されている。また、入力部１２は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。
【００２３】
画像処理部９は、Ｘ線検出信号に対してラグ補正やゲイン補正などを行って、ＦＰＤ３の検出面に投影されたＸ線画像を出力する補正部９ａと、補正された各々のＸ線画像を１つの長尺状のＸ線画像に合成する画像合成部９ｂとを備えている。画像合成部９ｂは、画像合成手段に相当する。画像合成部９ｂの具体的な機能については、図６〜図１２で後述する。
【００２４】
メモリ部１１は、画像処理部９で処理された各々の画像を書き込んで記憶するように構成されている。本実施例では、メモリ部１１は体厚メモリ部１１ａを有しており、体厚メモリ部１１ａには、透視撮影で得られた被検体Ｍの体厚が被検体Ｍの部位に応じて予め記憶されている。ＦＰＤ制御部５やＸ線管制御部７も、コントローラ１０と同様にＣＰＵなどで構成されている。
【００２５】
次に、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３の構造について、図４および図５を参照して説明する。図４は、側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の等価回路であり、図５は、平面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の等価回路である。
【００２６】
ＦＰＤ３は、図４に示すように、ガラス基板３１と、ガラス基板３１上に形成された薄膜トランジスタＴＦＴとから構成されている。薄膜トランジスタＴＦＴについては、図４、図５に示すように、縦・横式２次元マトリクス状配列でスイッチング素子３２が多数個（例えば、1024個×1024個）形成されており、キャリア収集電極３３ごとにスイッチング素子３２が互いに分離形成されている。すなわち、ＦＰＤ３は、２次元アレイ放射線検出器でもある。
【００２７】
図４に示すようにキャリア収集電極３３の上にはＸ線感応型半導体３４が積層形成されており、図４、図５に示すようにキャリア収集電極３３は、スイッチング素子３２のソースＳに接続されている。ゲートドライバ３５からは複数本のゲートバスライン３６が接続されているとともに、各ゲートバスライン３６はスイッチング素子３２のゲートＧに接続されている。一方、図５に示すように、電荷信号を収集して１つに出力するマルチプレクサ３７には増幅器３８を介して複数本のデータバスライン３９が接続されているとともに、図４、図５に示すように各データバスライン３９はスイッチング素子３２のドレインＤに接続されている。
【００２８】
図示を省略する共通電極にバイアス電圧を印加した状態で、ゲートバスライン３６の電圧を印加（または０Ｖに）することでスイッチング素子３２のゲートがＯＮされて、キャリア収集電極３３は、検出面側で入射したＸ線からＸ線感応型半導体３４を介して変換された電荷信号（キャリア）を、スイッチング素子３２のソースＳとドレインＤとを介してデータバスライン３９に読み出す。なお、スイッチング素子がＯＮされるまでは、電荷信号はキャパシタ（図示省略）で暫定的に蓄積されて記憶される。各データバスライン３９に読み出された電荷信号を増幅器３８で増幅して、マルチプレクサ３７で１つの電荷信号にまとめて出力する。出力された電荷信号をＡ／Ｄ変換器８でディジタル化してＸ線検出信号として出力する。
【００２９】
次に、ＦＰＤ制御部５による具体的な設定変更および画像合成部９ｂの具体的な機能について、図６〜図１２を参照して説明する。図６は、一連のＸ線撮像の流れを示したフローチャートであり、図７は、Ｘ線撮像中のスロット撮像の流れを示したフローチャートであり、図８は、被検体の体厚の説明に供する模式図であり、図９は、被検体の体厚と移動速度との関係を模式化したグラフであり、図１０は、有効スロット幅と移動速度と照射間隔（曝射間隔）との関係を示す説明に供する照射のタイミングチャートであり、図１１は、短冊状のＸ線画像の合成の概略図であり、図１２は、画像合成のときの各信号のタイミングチャートである。
【００３０】
（ステップＳ１）透視撮影
実際のスロット撮像の前に、先ず、透視撮影を行う。撮像系（Ｘ線管２・ＦＰＤ３対）が被検体Ｍを透視条件で走査（移動）することで透視撮影を行い、被検体Ｍの部位に応じた被検体Ｍの体厚を得る。この被検体Ｍの部位に応じた被検体Ｍの体厚を体厚メモリ部１１ａに書き込んで記憶する。例えば、図８に示すように、被検体Ｍの首の部位の体厚はｈ１となり、胸部の部位の体厚はｈ２となる。これらの部位での体厚ｈ１，ｈ２を含む体厚ｈの情報を体厚メモリ部１１ａから読み出すことで、次のスロット撮像において被検体Ｍの体厚に依存せずに一定量のＸ線量（Ｘ線照射量）、さらには一定量のＸ線検出信号（画像信号）が得られるように、次のスロット撮像でのＸ線条件（この場合にはスロット幅の設定変更）を制御する。すなわち、自動輝度制御のための透視をこのステップＳ１で行う。なお、被検体Ｍの体厚ｈがメモリ部１１ａに既に記憶されており、各々のスロット撮像において、常に同じ被検体Ｍの体厚ｈの情報を用いるのであれば、このステップＳ１での透視撮影を必ずしも行う必要はない。もちろん、常に最新の被検体Ｍの体厚ｈの情報を用いるのであれば、各々のスロット撮像の前に、このステップＳ１での透視撮影を行う。
【００３１】
（ステップＳ２）スロット撮像
ステップＳ１で透視撮影を行い、被検体Ｍの体厚ｈを体厚メモリ部１１ａに書き込んで記憶したら、スロット撮像を行う。このステップＳ２は、下記のステップＴ１〜Ｔ３からなる。
【００３２】
（ステップＴ１）スロット幅（移動速度）の設定変更
先ず、ＦＰＤ制御部５は、体厚メモリ部１１ａに記憶された被検体Ｍの体厚に基づいて、スロット幅を設定変更する。通常、Ｘ線管２からＸ線を間欠的に照射する時間である間欠照射毎の照射間隔は固定である。したがって、ＦＰＤ制御部５が、被検体Ｍの体厚ｈに基づいて所定距離であるスロット幅を設定変更することで、撮像系（Ｘ線管２・ＦＰＤ３対）の被検体Ｍに対する移動速度（すなわちスロット幅（所定距離）を上述した固定の間欠照射毎の照射間隔で除算した値）も、被検体Ｍの体厚ｈに基づいて設定変更されることになる。そこで、本実施例では、スロット幅を設定変更することは、移動速度を設定変更することと同義として説明する。
【００３３】
移動速度をＶとすると、被検体Ｍの体厚ｈが厚い場合には、一定のＸ線量を確保するためにスロット幅（移動速度Ｖ）を、図９に示すように短く（移動速度Ｖでは遅く）する。逆に、被検体Ｍの体厚ｈが薄い場合には、一定のＸ線量を確保するためにスロット幅（移動速度Ｖ）を、図９に示すように長く（移動速度Ｖでは速く）する。被検体の首の部位の体厚ｈ１が胸部の部位の体厚ｈ２よりも厚い場合（すなわちｈ１＞ｈ２）には、撮像系（Ｘ線管２・ＦＰＤ３対）が首の部位を走査するときにはその移動速度をＶ１と速くして、撮像系（Ｘ線管２・ＦＰＤ３対）が胸部の部位を走査するときにはその移動速度をＶ２と遅くする。図９のグラフでは、一次関数で表したが、これに限定されず、二次関数やその他の曲線の関数であってもよい。また、被検体Ｍの部位に応じてＸ線の透過率や吸収率が異なるので、透過率や吸収率を考慮して被検体Ｍの体厚ｈと移動速度Ｖとの関係をグラフ化してもよい。
【００３４】
実際のスロット幅を「有効スロット幅」と定義して、図１０に示すように、その有効スロット幅をｄとして、間欠照射から次の間欠照射までの時間間隔である照射間隔（すなわち曝射間隔）をｔとすると、ｄ＝Ｖ×ｔで表される。なお、画像合成のために必要な部分（固定幅）をΔｄとして、その固定幅Δｄを有効スロット幅ｄに加えた幅をｄ´とすると、ｄ´＝ｄ＋Δｄで表される。したがって、ＦＰＤ制御部５によって、有効スロット幅ｄを設定変更する場合には、その有効スロット幅ｄに応じて、コリメータ２ａは照視野を設定変更するのが好ましい。もちろん、固定幅Δｄを有効スロット幅ｄに加えた幅ｄ´に応じて、コリメータ２ａは照視野を設定変更してもよく、設定変更の対象は、有効スロット幅ｄでも幅ｄ´でも特に限定されない。
【００３５】
（ステップＴ２）短冊状のＸ線画像の取得
ステップＴ１においてＦＰＤ制御部５で設定変更された、被検体Ｍの体厚ｈに基づく（有効）スロット幅ｄで、そのスロット幅ｄに応じた照視野で、撮像系（Ｘ線管２・ＦＰＤ３対）は被検体Ｍの各部位を走査して、短冊状のＸ線画像（「スロット画像」とも呼ぶ）を取得する。具体的には、コリメータ２ａによって照視野を狭く絞った状態で、撮像系（Ｘ線管２・ＦＰＤ３対）が被検体Ｍの長手方向である体軸ｚに沿って互いに同方向かつ互いに同速度に平行移動しながら、Ｘ線管２からＸ線を間欠的に照射して、間欠的に照射された被検体Ｍを透過したＸ線をＦＰＤ３が検出することで、Ｘ線検出信号が得られる。このＸ線検出信号に対して補正部９ａがラグ補正やゲイン補正などを行うことで、ＦＰＤ３に投影される図１１（ａ）に示すような照視野Ｐ１，Ｐ２，…，ＰＮにおいて、有効スロット幅ｄの短冊状のＸ線画像（スロット画像）がＰＳ１，ＰＳ２，…，ＰＳＮと得られる。
【００３６】
有効スロット幅ｄは被検体Ｍの部位に応じて設定変更されているので、例えば図１１（ａ）に示すようになる。なお、従来の場合には、有効スロット幅ｄが設定変更されずに固定されているので、図１１（ｂ）に示すようになる。もし、スロット画像ＰＳ１，ＰＳ２，…，ＰＳＮにおける有効スロット幅ｄが、図１１（ａ）に示すような場合には、最初のスロット画像ＰＳ１を基準とすると、次のスロット画像ＰＳ２では被検体Ｍの体厚ｈがスロット画像ＰＳ１のときよりも薄いので、移動速度Ｖを速くして有効スロット幅ｄを長くする。逆に、最後のスロット画像ＰＳＮでは被検体Ｍの体厚ｈがスロット画像ＰＳ１のときよりも厚いので、移動速度を遅くして有効スロット幅ｄを短くする。
【００３７】
（ステップＴ３）部位はあるか？
各間欠照射ごとに、図１１（ａ）に示すようなスロット画像ＰＳ１，ＰＳ２，…，ＰＳＮを順に得て、走査すべき部位があるか否かを判定する。もし、走査すべき部位があれば、ステップＴ２に戻って、走査すべき部位がなくなるまで、ステップＴ２，Ｔ３を繰り返し行う。もし、走査すべき部位がなければ、上述したステップＴ１〜Ｔ３からなるスロット撮像が終了したとする。
【００３８】
（ステップＳ３）画像合成
図１１（ａ）に示すような複数Ｎ個のスロット画像ＰＳ１，ＰＳ２，…，ＰＳＮを画像合成部９ｂが１つの長尺状のＸ線画像Ｑに合成する。この合成の際には、被検体Ｍの部位に応じたＸ線の透過率や吸収率を考慮して、図１２に示すように、各々のスロット画像ＰＳ１，ＰＳ２，…，ＰＳＮに対して重み付けを行って合成するのが好ましい。図１２中の「重み１」は図１２中の「スロット画像１」に対して重み付けされる値であり、「重み２」は「スロット画像２」に対して重み付けされる値であり、「重み３」は「スロット画像３」に対して重み付けされる値であり、「重み４」は「スロット画像４」に対して重み付けされる値である。したがって、図１２の場合には、合成画像は合成画像＝スロット画像１×重み１＋スロット画像２×重み２＋スロット画像３×重み３＋スロット画像４×重み４＋…で表される。
【００３９】
なお、図１２ではタイミングチャートで表しているので、有効スロット幅ｄに対応する時間はｄ／Ｖとなり、幅ｄ´に対応する時間はｄ´／Ｖとなる。また、上述した固定幅Δｄは、時系列的には２分割されるので、有効スロット幅ｄに対応する時間（ｄ／Ｖ）の前後にΔｄ／２に対応する時間がそれぞれ加わることになる。また、Δｄ／２に対応する時間はΔｄ／２Ｖとなる。
【００４０】
本実施例に係るＸ線撮像装置によれば、Ｘ線管２から照射される照視野を、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３に投影される照視野よりも狭く絞ってコリメータ２ａは制御し、コリメータ２ａによって照視野を狭く絞った状態で、Ｘ線管２およびＦＰＤ３が被検体Ｍの長手方向である体軸ｚに沿って互いに同方向かつ互いに同速度に平行移動しながら、Ｘ線管２からＸ線を間欠的に照射して、間欠的に照射された被検体Ｍを透過したＸ線をＦＰＤ３が検出して、Ｘ線撮像（すなわちスロット撮像）を行う。このようなスロット撮像を行うことで、コリメータ２ａによって照視野を狭く絞った状態で検出された所定距離（すなわちスロット幅ｄ）毎の複数の短冊状のＸ線画像（すなわちスロット画像）が得られる。画像合成部９ｂは、これらの短冊状のＸ線画像（スロット画像）を１つの長尺状のＸ線画像に合成することで、長尺状のＸ線画像が得られる。
【００４１】
このようなスロット撮像を行う際に、被検体Ｍの体厚ｈに基づいて上述した所定距離（スロット幅ｄ）を設定変更するＦＰＤ制御部５を備えることで、被検体Ｍの体厚ｈに依存せずに一定のＸ線照射量（Ｘ線量）を確保してＸ線画像を得ることができる。その結果、被検体Ｍの状況に応じて長尺状のＸ線画像を安定して得ることができる。
【００４２】
被検体Ｍを人体に適用するとともに、このＸ線撮像を整形外科などの診断装置に適用した場合には、整形外科などで要求される全脊柱の骨成分のみの抽出など人体の体軸方向の長い視野において特定組織の抽出が可能になる。その結果、Ｘ線量が確保され粒状性の良い画像を得ることができて、診断能の向上を図ることができるという効果をも奏する。
【００４３】
本実施例では、ＦＰＤ制御部５が、被検体Ｍの体厚ｈが厚ければ所定距離（スロット幅ｄ）を短く（狭く）、体厚ｈが薄ければ所定距離（スロット幅ｄ）を長く（広く）設定変更することで、好ましくは、コリメータ２ａは、その所定距離に応じて照視野を設定変更している。所定距離が可変になることで生じる所定距離（スロット幅）に対するＸ線照射量の過不足を防止して、所定距離に応じた適切なＸ線照射量で照視野を設定変更することができる。
【００４４】
この発明は、上記実施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。
【００４５】
（１）上述した実施例では、放射線撮像装置としてＸ線撮像装置を例に採って説明したが、ＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置やＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission CT）装置などに代表されるＥＣＴ（Emission Computed Tomography）装置のように、Ｘ線以外の放射線（ＰＥＴ装置の場合にはγ線）を検出して、検出された放射線に基づいて放射線画像を得ることで放射線撮像を行う放射線撮像装置に適用してもよい。
【００４６】
（２）上述した実施例では、図１に示すようなＸ線撮像装置を例に採って説明したが、この発明は、例えばＣ型アームに配設されたＸ線撮像装置にも適用してもよい。また、この発明は、Ｘ線ＣＴ装置にも適用してもよい。
【００４７】
（３）上述した実施例では、放射線検出手段としてフラットパネル型Ｘ線検出器を例に採って説明したが、イメージインテンシファイア(Ｉ．Ｉ)のように、通常において用いられるＸ線検出手段であれば特に限定されない。また、上述した変形例（１）のようにＥＣＴ装置に適用した場合のように、通常において用いられる放射線検出手段であれば特に限定されない。
【００４８】
（４）上述した実施例では、Ｘ線管２に代表される放射線照射手段およびＦＰＤ３に代表される放射線検出手段のみを移動させて、被検体Ｍを載置する天板１を固定することで、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向かつ互いに同速度に相対的に平行移動したが、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向かつ互いに同速度に相対的に平行移動するのではあれば、具体的な移動については限定されない。例えば、Ｘ線管２に代表される放射線照射手段およびＦＰＤ３に代表される放射線検出手段を固定して、被検体Ｍを載置する天板１のみを長手方向に移動させることで、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向かつ互いに同速度に相対的に平行移動してもよい。また、Ｘ線管２に代表される放射線照射手段およびＦＰＤ３に代表される放射線検出手段を移動させるとともに、被検体Ｍを載置する天板１も長手方向に移動させることで、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向かつ互いに同速度に相対的に平行移動してもよい。
【００４９】
（５）上述した実施例では、この発明における照視野制御手段として、コリメータ２ａを例に採って説明したが、照視野を制御する手段であれば、単なるスリットに例示されるように、特に限定されない。
【００５０】
（６）上述した実施例では、全ての短冊状の画像（スロット画像）を取得してから合成したが、各々のスロット画像を取得する度に合成してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
２ … Ｘ線管
２ａ … コリメータ
３ … フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
５ … ＦＰＤ制御部
９ｂ … 画像合成部
ｄ … （有効）スロット幅
Ｖ … 移動速度
ｈ … 体厚
ＰＳ１，ＰＳ２，…，ＰＳＮ… 短冊状のＸ線画像（スロット画像）
Ｑ … 長尺状のＸ線画像
ｚ … 体軸
Ｍ … 被検体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に向けて放射線を照射する放射線照射手段と、前記被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線照射手段に配設され、かつその放射線照射手段から照射される照視野を、前記放射線検出手段に投影される照視野よりも狭く絞って制御する照視野制御手段とを備え、検出された放射線に基づいて放射線画像を得ることで放射線撮像を行う放射線撮像装置であって、前記照視野制御手段によって前記照視野を狭く絞った状態で、前記放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向かつ互いに同速度に相対的に平行移動するように構成するとともに、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体に対して所定距離毎に相対移動する度に放射線照射手段から放射線を間欠的に照射して、間欠的に照射された被検体を透過した放射線を前記放射線検出手段が検出するように構成し、前記装置は、前記照視野制御手段によって前記照視野を狭く絞った状態で検出された前記所定距離毎の複数の短冊状の放射線画像を１つの長尺状の放射線画像に合成する画像合成手段と、被検体の体厚に基づいて前記所定距離を設定変更する所定距離設定変更手段とを備え、
前記放射線照射手段から放射線を間欠的に照射する時間である間欠照射毎の照射間隔は固定であって、前記所定距離設定変更手段は、前記被検体の体厚に基づいて前記所定距離を設定変更することで、その所定距離を前記固定の間欠照射毎の照射間隔で除算した値である、前記放射線照射手段および放射線検出手段の被検体に対する相対的な移動速度を、被検体の体厚に基づいて設定変更することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線撮像装置において、前記所定距離設定変更手段が、前記被検体の体厚が厚ければ前記所定距離を短くして前記移動速度を遅くし、前記体厚が薄ければ前記所定距離を長くして前記移動速度を速く設定変更することで、前記照視野制御手段は、その所定距離に応じて前記照視野を設定変更することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１】
被検体に向けて放射線を照射する放射線照射手段と、前記被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線照射手段に配設され、かつその放射線照射手段から照射される照視野を、前記放射線検出手段に投影される照視野よりも狭く絞って制御する照視野制御手段とを備え、検出された放射線に基づいて放射線画像を得ることで放射線撮像を行う放射線撮像装置であって、前記照視野制御手段によって前記照視野を狭く絞った状態で、前記放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向かつ互いに同速度に相対的に平行移動するように構成するとともに、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体に対して所定距離毎に相対移動する度に放射線照射手段から放射線を間欠的に照射して、間欠的に照射された被検体を透過した放射線を前記放射線検出手段が検出するように構成し、前記装置は、前記照視野制御手段によって前記照視野を狭く絞った状態で検出された前記所定距離毎の複数の短冊状の放射線画像を１つの長尺状の放射線画像に合成する画像合成手段と、被検体の体厚に基づいて前記所定距離を設定変更する所定距離設定変更手段とを備え、
前記放射線照射手段から放射線を間欠的に照射する時間である間欠照射毎の照射間隔は固定であって、前記所定距離設定変更手段は、前記被検体の体厚に基づいて前記所定距離を設定変更することで、その所定距離を前記固定の間欠照射毎の照射間隔で除算した値である、前記放射線照射手段および放射線検出手段の被検体に対する相対的な移動速度を、被検体の体厚に基づいて設定変更することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線撮像装置において、前記所定距離設定変更手段が、前記被検体の体厚が厚ければ前記所定距離を短くして前記移動速度を遅くし、前記体厚が薄ければ前記所定距離を長くして前記移動速度を速く設定変更することで、前記照視野制御手段は、その所定距離に応じて前記照視野を設定変更することを特徴とする放射線撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１４８１４３（Ｐ２０１２−１４８１４３Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１０５０４１（Ｐ２０１２−１０５０４１）
【出願日】平成２４年５月２日（２０１２．５．２）
【分割の表示】特願２００８−８１９５（Ｐ２００８−８１９５）の分割
【原出願日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月２日（２０１２．５．２）
【分割の表示】特願２００８−８１９５（Ｐ２００８−８１９５）の分割
【原出願日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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