Ｘ線撮影装置
【課題】コストをかけず、エネルギー消費量も増大させることなく長尺撮影に要する時間を従来よりも短縮する。
【解決手段】天板１を挟んで対向配置されたＸ線管２およびＸ線検出器３を備える。Ｘ線管は、Ｘ線管移動機構６によって支持され、長尺撮影の間に首振り運動する。Ｘ線検出器３は、Ｘ線検出器移動機構７によって支持され、Ｘ線管に追従して天板に対して平行移動する。Ｘ線管およびＸ線検出器が、被検者の長尺撮影範囲に対応する移動範囲内で動かされ、その間に移動範囲の両端の撮影位置を含む複数の撮影位置においてＸ線管から被検者に対してＸ線が照射され、連続した複数のＸ線画像が取得され、それらのＸ線画像から長尺Ｘ線画像が生成される。Ｘ線検出器の検出面上のＸ線画像取得エリアにおいてＸ線画像が取得され、撮影位置毎に、検出面上のＸ線画像取得エリアの位置がＸ線検出器の移動方向に変更され得る。
【解決手段】天板１を挟んで対向配置されたＸ線管２およびＸ線検出器３を備える。Ｘ線管は、Ｘ線管移動機構６によって支持され、長尺撮影の間に首振り運動する。Ｘ線検出器３は、Ｘ線検出器移動機構７によって支持され、Ｘ線管に追従して天板に対して平行移動する。Ｘ線管およびＸ線検出器が、被検者の長尺撮影範囲に対応する移動範囲内で動かされ、その間に移動範囲の両端の撮影位置を含む複数の撮影位置においてＸ線管から被検者に対してＸ線が照射され、連続した複数のＸ線画像が取得され、それらのＸ線画像から長尺Ｘ線画像が生成される。Ｘ線検出器の検出面上のＸ線画像取得エリアにおいてＸ線画像が取得され、撮影位置毎に、検出面上のＸ線画像取得エリアの位置がＸ線検出器の移動方向に変更され得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線撮影装置、特に、全脊椎撮影や全下肢撮影のような長尺撮影を行うのに適したＸ線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のＸ線撮影装置は、臥位または立位をとる被検者を挟んで対向配置されたＸ線管およびＸ線検出器を備えている。Ｘ線管は、Ｘ線管移動機構によって支持され、長尺撮影時に被検者の体軸に沿って首振り運動または平行移動し得るようになっており、Ｘ線検出器は、Ｘ線検出器移動機構によって支持され、Ｘ線管の首振り運動または平行移動に追従して被検者の体軸に沿って平行移動し得るようになっている。
【０００３】
そして、Ｘ線管およびＸ線検出器が、被検者の体軸に沿って予め決定された長尺撮影範囲に対応する移動範囲の一端から他端に向けて動かされ、その間に、移動範囲の両端の撮影位置を含む複数の撮影位置においてＸ線管から被検者に対してＸ線が照射され、その都度、被検者からの透過Ｘ線がＸ線検出器によって検出され、それによって、連続した複数のＸ線画像が取得される。
【０００４】
この場合、通常、Ｘ線検出器の検出面上のＸ線画像取得エリアは当該検出面よりも小さく、このため、各Ｘ線画像の取得時の補正処理を簡単にするべく、各撮影位置において、Ｘ線画像取得エリアが常に検出面上の同じ位置にあるようにＸ線検出器の位置が設定される。
そして、取得された複数のＸ線画像は互いにつなぎ合わされ、被検者の長尺Ｘ線画像が生成される（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
こうして、医師は、個々のＸ線画像の視野よりも広い合計視野を有する結合Ｘ線画像に基づいて、関心領域の全体をくまなく観察することができ、よって、長尺撮影は有効なＸ線撮影法の１つとなっている。
しかしながら、長尺撮影の際には、Ｘ線管およびＸ線検出器を一定の範囲内において移動させながらＸ線撮影を行うので、Ｘ線管およびＸ線検出器の移動時間に比例して撮影時間が増大する。また、長尺Ｘ線画像は、一連のＸ線画像をつなぎ合わせたものからなり、よって、個々のＸ線画像の間に不整合が生じると正確な長尺画像を取得することができないので、通常、被検者は、長尺撮影の間にできるだけ体を動かさないように指示され、これは被検者にとって大きな負担となっている。
【０００６】
そこで、長尺撮影に要する時間を短縮するため、例えば、Ｘ線検出器のサイズを大きくすることが考えられるが、大型のＸ線検出器は高価であり、しかもそれを動かすのに高出力トルクのモータが必要とされ、コスト高となり、エネルギー消費量も増大するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１３５６９２号公報
【特許文献２】特開２００７−２２２５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の課題は、コストをかけず、エネルギー消費量も増大させることなく長尺撮影に要する時間を従来よりも短縮することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、Ｘ線管およびＸ線検出器を、被検者を挟んで対向配置し、前記Ｘ線管を前記被検者の体軸に沿って首振り運動または平行移動させるとともに、前記Ｘ線検出器を前記Ｘ線管に追従させて前記被検者の体軸に沿って平行移動させ、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器を、所定の長尺撮影範囲に対応する移動範囲の一端から他端に向けて動かし、その間に、前記移動範囲の両端を含む複数の撮影位置において、前記Ｘ線管から前記被検者に対してＸ線を照射し、前記被検者からの透過Ｘ線を前記Ｘ線検出器によって検出することにより、連続した複数のＸ線画像を取得し、それらのＸ線画像をつなぎ合わせることによって前記被検者の長尺Ｘ線画像を生成するＸ線撮影装置において、前記Ｘ線管を支持するとともに、前記被検者の体軸に沿って首振り運動または平行移動させるＸ線管移動機構と、前記Ｘ線検出器を支持するとともに、前記被検者の体軸に沿って平行移動させるＸ線検出器移動機構と、前記Ｘ線管、前記Ｘ線管移動機構および前記Ｘ線検出器移動機構を制御する制御部と、を有し、前記Ｘ線検出器の検出面上のＸ線画像取得エリアにおいて前記Ｘ線画像が取得され、前記制御部は、前記撮影位置毎に、前記検出面上の前記Ｘ線画像取得エリアの位置を前記Ｘ線検出器の移動方向に変更する制御信号を前記Ｘ線検出器移動機構に送信することを特徴とするＸ線撮影装置を構成したものである。
【００１０】
上記構成において、前記制御部は、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器が前記移動範囲の両端の撮影位置をそれぞれとるとき、前記Ｘ線検出器の前記検出面における前記移動範囲の端側に位置する端縁を、前記Ｘ線画像取得エリアにおける前記移動範囲の端側に位置する端縁に一致させる制御信号を前記Ｘ線検出器移動機構に送信することが好ましい。
さらに、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器が、前記移動範囲内において前記両端の撮影位置を含む３つ以上の撮影位置をとる場合、前記制御部は、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器が前記両端の撮影位置を除く撮影位置をとるとき、前記Ｘ線検出器の前記Ｘ線画像取得エリアを前記検出面の中央に位置させる制御信号を前記Ｘ線検出器移動機構に送信することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、長尺撮影装置において、Ｘ線検出器の検出面上のＸ線画像取得エリアの位置を撮影位置毎に変更することで、長尺撮影の間にＸ線検出器が移動する距離を従来例よりも短くし、それによって撮影時間を大幅に短縮することができ、長尺撮影時の被検者の負担を軽減することができる。
本発明のこの効果は、特に、長尺撮影の間にＸ線管を首振り運動させる構成の場合に顕著である。これに対し、長尺撮影の間にＸ線管がＸ線検出器とともに被検体の体軸方向に平行移動する構成では、本発明のこの効果は、Ｘ線検出器移動機構の駆動モータの出力が、Ｘ線管移動機構の駆動モータの出力に比べて小さい場合に有意義なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の１実施例によるＸ線撮影装置のブロック図である。
【図２】（Ａ）は、Ｘ線撮影装置における撮影距離および長尺撮影範囲の決定方法を説明する図であり、（Ｂ）は、Ｘ線検出器の撮影位置の決定方法を説明する図である。
【図３】Ｘ線管の撮影位置の決定方法を説明する図である。
【図４】Ｘ線管およびＸ線検出器の各撮影位置と、各撮影位置におけるＸ線検出器の検出面上のＸ線取得エリアの位置との関係を示す図である。
【図５】（Ａ）は、図１のＸ線撮影装置の長尺撮影時におけるＸ線管およびＸ線検出器の移動の様子を説明する側面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の各撮影位置におけるＸ線検出器の検出面上のＸ線画像取得エリアの位置を示す平面図である。
【図６】（Ａ）は、従来の同種のＸ線撮影装置の長尺撮影時におけるＸ線管およびＸ線検出器の移動の様子を説明する側面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の各撮影位置におけるＸ線検出器の検出面上のＸ線画像取得エリアの位置を示す平面図である。
【図７】（Ａ）は、本発明の別の実施例によるＸ線撮影装置の長尺撮影時におけるＸ線管およびＸ線検出器の移動の様子を説明する側面図であり、（Ｂ）は、従来の同種のＸ線撮影装置の長尺撮影時におけるＸ線管およびＸ線検出器の移動の様子を説明する側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。図１は、本発明の１実施例によるＸ線撮影装置のブロック図である。
図１を参照して、Ｘ線撮影装置は、Ｘ線透過材料から形成され、被検者Ｍが臥位に支持される天板１と、天板１の上方に配置され、被検者ＭにＸ線を照射するＸ線管２と、天板１の下側に配置され、被検者Ｍからの透過Ｘ線を検出するＸ線検出器３を備えている。
この実施例では、臥位をとる被検者Ｍを長尺撮影するので、天板１が備えられるが、立位をとる被検者Ｍを長尺撮影する場合には、天板１は不要であり、その代わりに被検者Ｍの後側にＸ線透過材料から形成された衝立が設けられる。
【００１４】
Ｘ線管２は、Ｘ線の照射範囲を制限する絞り２ａを備えている。また、Ｘ線検出器３は、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）からなっている。なお、Ｘ線検出器として、ＦＰＤの代わりに、イメージ増倍管（Ｉ．Ｉ．）およびＴＶカメラを用いることもできる。
【００１５】
天板１は、天板移動機構４によって、昇降可能に、また、水平面内において長手方向および幅方向に移動可能になっている。天板移動機構４には、天板１の床面からの高さを検出する位置検出器１５が備えられる。
Ｘ線管２には高圧電源装置５が接続され、また、Ｘ線管２は、Ｘ線管移動機構６によって支持され、初期位置まで垂直方向および天板１の長手方向に移動可能に、かつ長尺撮影の間に、初期位置においてＸ線管２の焦点のまわりに被検者Ｍの体軸に沿って首振り運動可能になっている。Ｘ線管移動機構６には、Ｘ線管２の床面からの高さ、天板長手方向の位置、および首振りの角度（Ｘ線管２から照射されるＸ線の中心が垂線に対してなす角度）を検出する位置検出器１３が備えられる。
【００１６】
Ｘ線検出器３は、Ｘ線検出器移動機構７によって支持され、長尺撮影の間のＸ線管２の移動に追従して、天板１に対して平行にかつ被検者Ｍの体軸方向に移動可能になっている。Ｘ線検出器移動機構７には、Ｘ線検出器３の天板長手方向の位置を検出する位置検出器１４が備えられる。
【００１７】
天板移動機構４、Ｘ線管２、高圧電源装置５、Ｘ線管移動機構６およびＸ線検出器移動機構７は制御部８によって制御される。制御部８は、操作部９から入力される種々の命令やデータに基づいてこれらの装置や機構を制御する。
【００１８】
Ｘ線撮影装置は、また、Ｘ線検出器３の検出信号を読み取り、連続した複数のＸ線画像を取得し、それらのＸ線画像をつなぎ合わせることによって被検者の長尺Ｘ線画像を生成する画像処理部１０と、画像処理部１０で生成されたＸ線画像データを格納する画像メモリ１１と、画像メモリ１１に接続されたモニタ１２を備えている。
【００１９】
図２（Ａ）は、Ｘ線撮影装置における撮影距離および長尺撮影範囲の決定方法を説明する図であり、図２（Ｂ）は、Ｘ線検出器の撮影位置の決定方法を説明する図である。また、図３は、Ｘ線管の撮影位置の決定方法を説明する図である。なお、図２および図３において、天板の長手方向にｘ軸を設定した。
図２（Ａ）を参照して、長尺撮影に際し、まず、天板１の位置が設定される。このとき、制御部８は、位置検出器１５の検出信号を受け、天板１の床面からの高さを記録する。そして、被検者Ｍが天板１上に寝かされ、Ｘ線管２が操作者の手動によって撮影距離設定位置Ｐ（長尺撮影範囲内の任意の点を通る垂線上にある）まで動かされ、Ｘ線管２の（図示しない）撮影距離設定ボタンが操作者によって押される。このとき、制御部８は、位置検出器１３の検出信号を受け、Ｘ線管２の床面からの高さおよび天板長手方向の位置ｘ２を記録し、さらに、床面からの高さと、既に記録された天板１の床面からの高さと、予め設定されたＸ線検出器３から天板１までの距離ｄとに基づいて撮影距離Ｄ（Ｘ線管２の焦点および検出器３の検出面間の距離）を算出し、記録する。
【００２０】
そして、Ｘ線管２に内蔵された（図示しない）Ｘ線照射範囲確認用の投光器から光ビームｇが照射され（光ビームｇは、Ｘ線管２からの照射Ｘ線のビーム中心を通る）、Ｘ線管２が操作者の手動によって傾けられ、被検者Ｍの長尺撮影範囲の一方の端Ａが照らされて（図２（Ａ）の破線で示した位置）、Ｘ線管２の（図示しない）位置決定ボタンが操作者によって押される。このとき、制御部８は、位置検出器１３の検出信号を受け、Ｘ線管２の垂線方向に対する首振りの角度θを記録し、また、
ｘ１＝ｘ２−（Ｄ−ｄ）×ｔａｎθ
ｘ４＝ｘ２−Ｄ×ｔａｎθ
に従って、長尺撮影範囲の一方の端Ａの位置ｘ１、並びに、長尺撮影画像の長手方向の一方の端Ｅの位置ｘ４を算出し、それらを記録する。
【００２１】
次に、Ｘ線管２が操作者の手動によって前と反対向きに傾けられ、被検者Ｍの長尺撮影範囲の他方の端が投光器からの光ビームによって照らされ、操作者によって位置決定ボタンが押される。そして、制御部８は、前と同様にして、長尺撮影範囲の他方の端Ｂの位置ｘ３、並びに、長尺撮影画像の長手方向の他方の端Ｆの位置ｘ５を求め、それらを記録する。
【００２２】
次に、図２（Ｂ）を参照して、Ｘ線検出器３の検出面の長さｓおよびＸ線画像をつなぎ合わせるときの重なり部分の長さｆは予め設定されており、制御部８は、これらの設定値と長尺撮影画像の長さＥＦ（＝ｘ５−ｘ４）とから、
ＥＦ≦Ｎ×ｓ−（Ｎ−１）×ｆ
を満たすＮの最小値を求め、それを撮影枚数Ｎとし、記録する。なお、図２の実施例では、撮影枚数Ｎ＝３である。
【００２３】
さらに、制御部８は、ＥＦをＮ分割（この実施例では３等分）することによって、１撮影当たりに取得されるＸ線画像の長さ、よって、撮影毎のＸ線検出器３のＸ線画像取得エリアの長さと、それに対応するＸ線検出器３の撮影位置を決定する。この場合、ＥＦの分割は等分割である必要はない。
そして、例えば、ＥＦをＮ等分する場合には、１撮影当たりに取得されるＸ線画像の長さＬは、
Ｌ＝［ＥＦ＋（Ｎ−１）×ｆ］／Ｎ
となる。
【００２４】
制御部８は、１撮影当たりに取得されるＸ線画像の長さに基づき、撮影毎のＸ線管２のＸ線照射範囲と対応するＸ線管２の撮影位置を決定する。
【００２５】
例えば、図３を参照して、今、１撮影当たりに取得されるＸ線画像の一端がＥ（ｘ４）、他端がＪ（ｘ７）とし、線分ＥＪを当該Ｘ線画像の長さＬとすれば、
ｘ７＝ｘ４＋Ｌ
であり、そして、Ｘ線照射範囲は線分ＥＪとなり、Ｘ線の入射線上の位置を点Ｉ（ｘ６）とすれば、
ｘ６＝ｘ４＋ａ
である。また、角の二等分線の性質より、
ａ：ｂ＝√［Ｄ２＋（ｘ２−ｘ４）２］：√［Ｄ２＋（ｘ２−ｘ７）２］
が成立する。さらに、距離の比例等分より、
ａ＝Ｌ×ａ／（ａ＋ｂ）
＝Ｌ×√［Ｄ２＋（ｘ２−ｘ４）２］／［√（Ｄ２＋（ｘ２−ｘ４）２）＋√（Ｄ２＋（ｘ２−ｘ７）２）］
＝Ｌ×√［Ｄ２＋（ｘ２−ｘ４）２］／［√（Ｄ２＋（ｘ２−ｘ４）２）＋√（Ｄ２＋（ｘ２−ｘ４−Ｌ）２）］
となるので、
ｘ６＝ｘ４＋Ｌ×√［Ｄ２＋（ｘ２−ｘ４）２］／［√（Ｄ２＋（ｘ２−ｘ４）２）＋√（Ｄ２＋（ｘ２−ｘ４−Ｌ）２）］
が得られる。したがって、Ｘ線照射範囲ＥＪに対応するＸ線管２の首振り角度α（撮影位置）は、
α＝ｔａｎ−１［（ｘ２−ｘ６）／Ｄ］
となる。
【００２６】
図４は、上で決定されたＸ線管およびＸ線検出器の各撮影位置と、各撮影位置におけるＸ線検出器の検出面上のＸ線取得エリアの位置との関係を示す図である。図４中、Ｘ線検出器３の移動方向に沿ってｘ軸を設定した。また、Ｌは１撮影当たりに取得されるＸ線画像の長さを表し、ｆはＸ線画像をつなぎ合わせるときの重なり部分の長さの所定値を表し、（I）、（II）および（III）は、それぞれ、Ｘ線管およびＸ線検出器の３つの撮影位置を表している。また、Ｗは、Ｘ線検出器３の中心を表し、ＶはＸ線画像取得エリア１７の中心を表している。
【００２７】
図４を参照して、Ｘ線検出器３の検出面１６は、２つの端縁１６ａ、１６ｂによってＸ線検出器３の移動方向に限定されるとともに、検出面１３上の（１撮影当たりのＸ線画像の長さに対応する）Ｘ線画像取得エリア１７においてＸ線画像が取得されるようになっている。そして、制御部８は、撮影位置毎に、Ｘ線検出器３の検出面１３上のＸ線画像取得エリア１７の位置をＸ線検出器３の移動方向に変更する制御信号をＸ線検出器移動機構７に対して送信する。
【００２８】
この制御部８によるＸ線検出器３の検出面１３上のＸ線画像取得エリア１７の位置変更の方法を詳細に説明する。
再び図４を参照して、制御部８には、Ｘ線検出器３の中心Ｗから検出面１６の両端縁１６ａ、１６ｂまでの距離ｕが予め記録されており、よって、制御部８によってＸ線検出器１３の位置Ｗ（ｘ）が決定されると、その位置での検出面１６の端縁１６ａ、１６ｂの位置Ｗ（ｘ）±ｕも同時に決定される。
【００２９】
また、図４において、各撮影位置（I）、（II）、（III）におけるＸ線画像取得エリア１７の中心の位置Ｖ（ｘ）は次のように表される。
撮影位置（I）：Ｖ（ｘ）＝ｘ４＋Ｌ／２
撮影位置（II）：Ｖ（ｘ）＝ｘ４＋Ｌ／２＋（Ｌ−ｆ）
撮影位置（III）：Ｖ（ｘ）＝ｘ４＋Ｌ／２＋（Ｌ−ｆ）×２
そして、制御部８は、Ｘ線検出器３に対して制御信号を送り、Ｘ線検出器３が移動範囲の両端の撮影位置（I）および（III）をとるとき、Ｘ線検出器３の検出面１６における当該移動範囲の端側に位置する端縁が、Ｘ線画像取得エリア１７における当該移動範囲の端側に位置する端縁に一致するよう、Ｘ線検出器３を移動させる。
このため、撮影位置（I）および（III）では、Ｘ線画像取得エリア１７の中心Ｖに対しＸ線検出器３の中心Ｗをずらす必要がある。この場合、Ｘ線検出器３の検出面１６のｘ軸方向の長さとＸ線画像取得エリア１７のｘ軸方向の長さとの差分は、２×ｕ−Ｌであるから、その半分の長さをずらせばよい。
したがって、各撮影位置（I）、（II）、（III）におけるＸ線検出器３の中心の位置Ｗ（ｘ）は、次のように決定される。
撮影位置（I）：Ｗ（ｘ）＝Ｖ（ｘ）＋（２×ｕ−Ｌ）／２＝ｘ４＋ｕ
撮影位置（II）：Ｗ（ｘ）＝Ｖ（ｘ）＝ｘ４＋Ｌ＋（Ｌ／２−ｆ）
撮影位置（III）：Ｗ（ｘ）＝Ｖ（ｘ）−（２×ｕ−Ｌ）／２＝ｘ４＋２×（Ｌ−ｆ）＋（Ｌ−ｕ）
そして、Ｘ線画像取得エリアの一端１７ａおよび他端１７ｂの位置は、撮影位置毎に、当該撮影位置におけるＸ線検出器の中心Ｗを座標原点とすると、次のように決定される。
撮影位置（I）：一端１７ａの位置＝−ｕ、他端１７ｂの位置＝Ｌ−ｕ
撮影位置（II）：一端１７ａの位置＝−Ｌ／２、他端１７ｂの位置＝Ｌ／２
撮影位置（III）：一端１７ａの位置＝ｕ−Ｌ、他端１７ｂの位置＝ｕ
こうして、制御部８は、撮影毎に、Ｘ線検出器３の位置およびそれに対応するＸ線管２の位置を制御し、さらに、Ｘ線画像取得エリア１７の両端１７ａ、１７ｂの位置を切り替える。
【００３０】
上では、長尺撮影の間に全部で３回の撮影を行う場合について説明したが、これを一般化し、長尺撮影の間に全部でＮ回の撮影を行う場合について説明すると、ｎ番目の撮影位置において、Ｘ線画像取得エリア１７の中心Ｖの位置は、
Ｖ（ｘ）＝ｘ４＋Ｌ／２＋（Ｌ−ｆ）×（ｎ−１）
となり、また、Ｘ線検出器３の中心の位置Ｗ（ｘ）は、次のように決定される。
（１）Ｘ線検出器３の移動範囲の一方の端の撮影位置（ｎ＝１）において、
Ｗ（ｘ）＝Ｖ（ｘ）＋（２×ｕ−Ｌ）／２
（２）Ｘ線検出器３の移動範囲の中間の各撮影位置（ｎ≠１，Ｎ）において、
Ｗ（ｘ）＝Ｖ（ｘ）＋（２×ｕ−Ｌ）／２−（２×ｕ−Ｌ）×（ｎ−１）／（Ｎ−１）
（３）Ｘ線検出器３の移動範囲の他方の端の撮影位置（ｎ＝Ｎ）において、
Ｗ（ｘ）＝Ｖ（ｘ）−（２×ｕ−Ｌ）／２
したがって、Ｘ線画像取得エリア１７の一端１７ａおよび他端１７ｂの位置は、撮影位置毎に、当該撮影位置におけるＸ線検出器の中心Ｗを座標原点とすると次のように決定される。
（１）Ｘ線検出器３の移動範囲の一方の端の撮影位置（ｎ＝１）において、
一端１７ａの位置＝−ｕ、他端１７ｂの位置＝Ｌ−ｕ
（２）Ｘ線検出器３の移動範囲の中間の各撮影位置（ｎ≠１，Ｎ）において、
一端１７ａの位置＝−ｕ＋（２×ｕ−Ｌ）×（ｎ−１）／（Ｎ−１）、他端１７ｂの位置＝Ｌ−ｕ＋（２×ｕ−Ｌ）×（ｎ−１）／（Ｎ−１）
（３）Ｘ線検出器３の移動範囲の他方の端の撮影位置（ｎ＝Ｎ）において、
一端１７ａの位置＝ｕ−Ｌ、他端１７ｂの位置＝ｕ
【００３１】
こうして、制御部８は、Ｘ線管２の撮影位置毎の撮影範囲（Ｘ線照射範囲）に対応するＸ線検出器３の位置Ｗ（ｘ）、よって検出面１７上のＸ線画像取得エリア１７の位置を決定し、Ｘ線検出器移動機構７に対し制御信号を送信して、Ｘ線検出器３の検出面１６上のＸ線画像取得エリア１７の位置をＸ線検出器３の移動方向に変更する。
【００３２】
この実施例では、制御部８によるＸ線検出器３の検出面１６上のＸ線画像取得エリア１７の位置変更は、長尺撮影の間にＸ線検出器３が移動する距離が最小となるように実行される。これは、Ｘ線管２およびＸ線検出器３が移動範囲の両端の撮影位置をそれぞれとるとき、Ｘ線検出器３の検出面１６における当該移動範囲の端側に位置する端縁を、Ｘ線画像取得エリア１７における当該移動範囲の端側に位置する端縁に一致させることによって実行される。
【００３３】
すなわち、この実施例では、図５（Ａ）を参照して、長尺撮影の間に、Ｘ線管２およびＸ線検出器３は、破線で示した頭側の端（I）と、一点鎖線で示した足側の端（III）との間において移動（首振り運動）し、頭側の端の第１撮影位置（I）と、中央の第２撮影位置（II）と、足側の端の第３撮影位置（III）の３つの撮影位置においてＸ線画像が取得される。
【００３４】
そして、図５（Ｂ）に示すように、Ｘ線管２およびＸ線検出器３が第１撮影位置（I）をとるとき、制御部８は、Ｘ線検出器３の検出面１６の頭側の端縁１６ａが、Ｘ線画像取得エリア１７の頭側の端縁に一致するようにＸ線検出器３の位置を制御し（図５（Ｂ）（I））、Ｘ線管２およびＸ線検出器３が第３撮影位置（III）をとるとき、制御部８は、Ｘ線検出器３の検出面１６の足側の端縁１６ｂが、Ｘ線画像取得エリア１７の足側の端縁に一致するようにＸ線検出器３の位置を制御する（図５（Ｂ）（III））。また、Ｘ線管２およびＸ線検出器３が第２撮影位置（II）をとるとき、制御部８は、Ｘ線画像取得エリア１４がＸ線検出器３の検出面１３の中央に位置するようにＸ線検出器３の位置を制御する（図５（Ｂ）（II））。
【００３５】
こうして、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、Ｘ線管２およびＸ線検出器３が、長尺撮影範囲に対応する移動範囲の一端から他端に向けて動かされ、その間に、移動範囲の両端の撮影位置を含む複数の撮影位置においてＸ線管２から被検者ＭにＸ線が照射され、その都度、被検者Ｍからの透過Ｘ線がＸ線検出器３によって検出される。そして、Ｘ線検出器３の検出信号は画像処理部１０によって読み取られ、画像処理部１０は、検出信号に基づいて連続した複数のＸ線画像を取得し、それらのＸ線画像を順次つなぎ合わせることによって被検者Ｍの長尺Ｘ線画像を生成する。生成された長尺Ｘ線画像のデータは画像メモリ１１に格納され、また、モニタ１２によって画像メモリ１１から長尺Ｘ線画像のデータが読み出され、被検者Ｍの長尺Ｘ線画像がモニタ１１に表示される。
【００３６】
図６（Ａ）は、従来のこの種のＸ線撮影装置の長尺画像撮影時のＸ線管およびＸ線検出器の移動の様子を説明する側面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の各撮影位置におけるＸ線検出器の検出面上のＸ線画像取得エリアの位置を示す平面図である。図６の従来例においては、被検者Ｍの長尺撮影範囲およびＸ線管２の移動距離はいずれも図５の実施例と同じであり、撮影位置もまた図５の実施例と同じである。しかしながら、従来例では、図６から明らかなように、３つの撮影位置のいずれにおいても、Ｘ線検出器３のＸ線画像取得エリア１７の位置が検出面１３上の同じ位置（この例では中央）にあるようにＸ線検出器３の位置が制御される。
【００３７】
この構成の相違に基づき、図６（Ａ）と図５（Ａ）との比較から明らかなように、本発明のＸ線撮影装置においては、長尺撮影の間にＸ線検出器が移動する距離が、従来例と比べると移動方向においてＸ線検出器３の検出面１６の幅とＸ線画像取得エリア１７の幅との差分だけ短くなる。その結果、長尺撮影の間のＸ線管およびＸ線検出器からなる撮影系全体の移動時間が大幅に短縮され、よって、撮影時間が大幅に短縮され、被検者の負担が大幅に軽減される。
こうして、本発明によれば、大型のＸ線検出器および高出力トルクのモータを使用することなく、よって、余計なコストをかけず、またエネルギー消費量も増大させることなく、長尺撮影に要する時間を短縮できる。また、本発明によれば、Ｘ線検出器の移動距離が従来よりも短くてすむので、Ｘ線撮影装置のサイズを小さくすることができ、同時に、装置の作動時に生じる騒音も低減することができる。
【００３８】
また、長尺撮影範囲における両端の撮影位置以外の中間の撮影位置のそれぞれにおける撮影の際に、Ｘ線検出器の検出面上のＸ線画像取得エリアの位置を、撮影毎の移動距離が等しくなるように変更すれば、操作者にとって、撮影のタイミングおよび全撮影が完了するタイミングを想定し易くなり、装置の操作性が向上する。
【００３９】
以上、本発明の１実施例を説明したが、本発明の構成はこの実施例に限定されない。例えば、上述の実施例では、長尺撮影の間にＸ線管が首振り運動する構成としたが、図７（Ａ）に示すようにＸ線管を被検者Ｍの体軸方向に平行移動させることによって撮影位置を切り替え、長尺撮影をする構成としてもよい。この実施例においては、図７（Ｂ）に示した従来の同種のＸ線撮影装置と比べて、長尺撮影の間に、Ｘ線検出器の移動距離が従来例よりも短くなる一方、Ｘ線管は天板に対して従来例と同じ距離だけ平行移動するので、Ｘ線管およびＸ線検出器からなる撮影系全体の移動時間が短縮される割合は、Ｘ線管が首振り運動する構成とした場合よりも小さくなる。しかし、この実施例によれば、Ｘ線検出器の移動に従来ものより小型のモータを用いて、従来例と同程度の撮影時間を実現することができるという付加的な効果が得られる。
また、上述の実施例では、天板によって臥位に支持された被検者を長尺撮影する構成としたが、立位をとる被検者を長尺撮影する構成とすることもできる。被検者が立位をとる構成の場合には、天板は不要であり、その代わりに、被検者の後側にＸ線透過材料から形成された衝立を設ける。
【符号の説明】
【００４０】
１ 天板
２ Ｘ線管
２ａ 絞り
３ Ｘ線検出器
４ 天板移動機構
５ 高圧電源装置
６ Ｘ線管移動機構
７ Ｘ線検出器移動機構
８ 制御部
９ 操作部
１０ 画像処理部
１１ 画像メモリ
１２ モニタ
１３〜１５ 位置検出器
１６ 検出面
１６ａ、１６ｂ 端縁
１７ Ｘ線画像取得エリア
１７ａ、１７ｂ 端縁
Ｍ 被検者
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線撮影装置、特に、全脊椎撮影や全下肢撮影のような長尺撮影を行うのに適したＸ線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のＸ線撮影装置は、臥位または立位をとる被検者を挟んで対向配置されたＸ線管およびＸ線検出器を備えている。Ｘ線管は、Ｘ線管移動機構によって支持され、長尺撮影時に被検者の体軸に沿って首振り運動または平行移動し得るようになっており、Ｘ線検出器は、Ｘ線検出器移動機構によって支持され、Ｘ線管の首振り運動または平行移動に追従して被検者の体軸に沿って平行移動し得るようになっている。
【０００３】
そして、Ｘ線管およびＸ線検出器が、被検者の体軸に沿って予め決定された長尺撮影範囲に対応する移動範囲の一端から他端に向けて動かされ、その間に、移動範囲の両端の撮影位置を含む複数の撮影位置においてＸ線管から被検者に対してＸ線が照射され、その都度、被検者からの透過Ｘ線がＸ線検出器によって検出され、それによって、連続した複数のＸ線画像が取得される。
【０００４】
この場合、通常、Ｘ線検出器の検出面上のＸ線画像取得エリアは当該検出面よりも小さく、このため、各Ｘ線画像の取得時の補正処理を簡単にするべく、各撮影位置において、Ｘ線画像取得エリアが常に検出面上の同じ位置にあるようにＸ線検出器の位置が設定される。
そして、取得された複数のＸ線画像は互いにつなぎ合わされ、被検者の長尺Ｘ線画像が生成される（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
こうして、医師は、個々のＸ線画像の視野よりも広い合計視野を有する結合Ｘ線画像に基づいて、関心領域の全体をくまなく観察することができ、よって、長尺撮影は有効なＸ線撮影法の１つとなっている。
しかしながら、長尺撮影の際には、Ｘ線管およびＸ線検出器を一定の範囲内において移動させながらＸ線撮影を行うので、Ｘ線管およびＸ線検出器の移動時間に比例して撮影時間が増大する。また、長尺Ｘ線画像は、一連のＸ線画像をつなぎ合わせたものからなり、よって、個々のＸ線画像の間に不整合が生じると正確な長尺画像を取得することができないので、通常、被検者は、長尺撮影の間にできるだけ体を動かさないように指示され、これは被検者にとって大きな負担となっている。
【０００６】
そこで、長尺撮影に要する時間を短縮するため、例えば、Ｘ線検出器のサイズを大きくすることが考えられるが、大型のＸ線検出器は高価であり、しかもそれを動かすのに高出力トルクのモータが必要とされ、コスト高となり、エネルギー消費量も増大するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１３５６９２号公報
【特許文献２】特開２００７−２２２５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の課題は、コストをかけず、エネルギー消費量も増大させることなく長尺撮影に要する時間を従来よりも短縮することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、Ｘ線管およびＸ線検出器を、被検者を挟んで対向配置し、前記Ｘ線管を前記被検者の体軸に沿って首振り運動または平行移動させるとともに、前記Ｘ線検出器を前記Ｘ線管に追従させて前記被検者の体軸に沿って平行移動させ、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器を、所定の長尺撮影範囲に対応する移動範囲の一端から他端に向けて動かし、その間に、前記移動範囲の両端を含む複数の撮影位置において、前記Ｘ線管から前記被検者に対してＸ線を照射し、前記被検者からの透過Ｘ線を前記Ｘ線検出器によって検出することにより、連続した複数のＸ線画像を取得し、それらのＸ線画像をつなぎ合わせることによって前記被検者の長尺Ｘ線画像を生成するＸ線撮影装置において、前記Ｘ線管を支持するとともに、前記被検者の体軸に沿って首振り運動または平行移動させるＸ線管移動機構と、前記Ｘ線検出器を支持するとともに、前記被検者の体軸に沿って平行移動させるＸ線検出器移動機構と、前記Ｘ線管、前記Ｘ線管移動機構および前記Ｘ線検出器移動機構を制御する制御部と、を有し、前記Ｘ線検出器の検出面上のＸ線画像取得エリアにおいて前記Ｘ線画像が取得され、前記制御部は、前記撮影位置毎に、前記検出面上の前記Ｘ線画像取得エリアの位置を前記Ｘ線検出器の移動方向に変更する制御信号を前記Ｘ線検出器移動機構に送信することを特徴とするＸ線撮影装置を構成したものである。
【００１０】
上記構成において、前記制御部は、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器が前記移動範囲の両端の撮影位置をそれぞれとるとき、前記Ｘ線検出器の前記検出面における前記移動範囲の端側に位置する端縁を、前記Ｘ線画像取得エリアにおける前記移動範囲の端側に位置する端縁に一致させる制御信号を前記Ｘ線検出器移動機構に送信することが好ましい。
さらに、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器が、前記移動範囲内において前記両端の撮影位置を含む３つ以上の撮影位置をとる場合、前記制御部は、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器が前記両端の撮影位置を除く撮影位置をとるとき、前記Ｘ線検出器の前記Ｘ線画像取得エリアを前記検出面の中央に位置させる制御信号を前記Ｘ線検出器移動機構に送信することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、長尺撮影装置において、Ｘ線検出器の検出面上のＸ線画像取得エリアの位置を撮影位置毎に変更することで、長尺撮影の間にＸ線検出器が移動する距離を従来例よりも短くし、それによって撮影時間を大幅に短縮することができ、長尺撮影時の被検者の負担を軽減することができる。
本発明のこの効果は、特に、長尺撮影の間にＸ線管を首振り運動させる構成の場合に顕著である。これに対し、長尺撮影の間にＸ線管がＸ線検出器とともに被検体の体軸方向に平行移動する構成では、本発明のこの効果は、Ｘ線検出器移動機構の駆動モータの出力が、Ｘ線管移動機構の駆動モータの出力に比べて小さい場合に有意義なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の１実施例によるＸ線撮影装置のブロック図である。
【図２】（Ａ）は、Ｘ線撮影装置における撮影距離および長尺撮影範囲の決定方法を説明する図であり、（Ｂ）は、Ｘ線検出器の撮影位置の決定方法を説明する図である。
【図３】Ｘ線管の撮影位置の決定方法を説明する図である。
【図４】Ｘ線管およびＸ線検出器の各撮影位置と、各撮影位置におけるＸ線検出器の検出面上のＸ線取得エリアの位置との関係を示す図である。
【図５】（Ａ）は、図１のＸ線撮影装置の長尺撮影時におけるＸ線管およびＸ線検出器の移動の様子を説明する側面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の各撮影位置におけるＸ線検出器の検出面上のＸ線画像取得エリアの位置を示す平面図である。
【図６】（Ａ）は、従来の同種のＸ線撮影装置の長尺撮影時におけるＸ線管およびＸ線検出器の移動の様子を説明する側面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の各撮影位置におけるＸ線検出器の検出面上のＸ線画像取得エリアの位置を示す平面図である。
【図７】（Ａ）は、本発明の別の実施例によるＸ線撮影装置の長尺撮影時におけるＸ線管およびＸ線検出器の移動の様子を説明する側面図であり、（Ｂ）は、従来の同種のＸ線撮影装置の長尺撮影時におけるＸ線管およびＸ線検出器の移動の様子を説明する側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。図１は、本発明の１実施例によるＸ線撮影装置のブロック図である。
図１を参照して、Ｘ線撮影装置は、Ｘ線透過材料から形成され、被検者Ｍが臥位に支持される天板１と、天板１の上方に配置され、被検者ＭにＸ線を照射するＸ線管２と、天板１の下側に配置され、被検者Ｍからの透過Ｘ線を検出するＸ線検出器３を備えている。
この実施例では、臥位をとる被検者Ｍを長尺撮影するので、天板１が備えられるが、立位をとる被検者Ｍを長尺撮影する場合には、天板１は不要であり、その代わりに被検者Ｍの後側にＸ線透過材料から形成された衝立が設けられる。
【００１４】
Ｘ線管２は、Ｘ線の照射範囲を制限する絞り２ａを備えている。また、Ｘ線検出器３は、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）からなっている。なお、Ｘ線検出器として、ＦＰＤの代わりに、イメージ増倍管（Ｉ．Ｉ．）およびＴＶカメラを用いることもできる。
【００１５】
天板１は、天板移動機構４によって、昇降可能に、また、水平面内において長手方向および幅方向に移動可能になっている。天板移動機構４には、天板１の床面からの高さを検出する位置検出器１５が備えられる。
Ｘ線管２には高圧電源装置５が接続され、また、Ｘ線管２は、Ｘ線管移動機構６によって支持され、初期位置まで垂直方向および天板１の長手方向に移動可能に、かつ長尺撮影の間に、初期位置においてＸ線管２の焦点のまわりに被検者Ｍの体軸に沿って首振り運動可能になっている。Ｘ線管移動機構６には、Ｘ線管２の床面からの高さ、天板長手方向の位置、および首振りの角度（Ｘ線管２から照射されるＸ線の中心が垂線に対してなす角度）を検出する位置検出器１３が備えられる。
【００１６】
Ｘ線検出器３は、Ｘ線検出器移動機構７によって支持され、長尺撮影の間のＸ線管２の移動に追従して、天板１に対して平行にかつ被検者Ｍの体軸方向に移動可能になっている。Ｘ線検出器移動機構７には、Ｘ線検出器３の天板長手方向の位置を検出する位置検出器１４が備えられる。
【００１７】
天板移動機構４、Ｘ線管２、高圧電源装置５、Ｘ線管移動機構６およびＸ線検出器移動機構７は制御部８によって制御される。制御部８は、操作部９から入力される種々の命令やデータに基づいてこれらの装置や機構を制御する。
【００１８】
Ｘ線撮影装置は、また、Ｘ線検出器３の検出信号を読み取り、連続した複数のＸ線画像を取得し、それらのＸ線画像をつなぎ合わせることによって被検者の長尺Ｘ線画像を生成する画像処理部１０と、画像処理部１０で生成されたＸ線画像データを格納する画像メモリ１１と、画像メモリ１１に接続されたモニタ１２を備えている。
【００１９】
図２（Ａ）は、Ｘ線撮影装置における撮影距離および長尺撮影範囲の決定方法を説明する図であり、図２（Ｂ）は、Ｘ線検出器の撮影位置の決定方法を説明する図である。また、図３は、Ｘ線管の撮影位置の決定方法を説明する図である。なお、図２および図３において、天板の長手方向にｘ軸を設定した。
図２（Ａ）を参照して、長尺撮影に際し、まず、天板１の位置が設定される。このとき、制御部８は、位置検出器１５の検出信号を受け、天板１の床面からの高さを記録する。そして、被検者Ｍが天板１上に寝かされ、Ｘ線管２が操作者の手動によって撮影距離設定位置Ｐ（長尺撮影範囲内の任意の点を通る垂線上にある）まで動かされ、Ｘ線管２の（図示しない）撮影距離設定ボタンが操作者によって押される。このとき、制御部８は、位置検出器１３の検出信号を受け、Ｘ線管２の床面からの高さおよび天板長手方向の位置ｘ２を記録し、さらに、床面からの高さと、既に記録された天板１の床面からの高さと、予め設定されたＸ線検出器３から天板１までの距離ｄとに基づいて撮影距離Ｄ（Ｘ線管２の焦点および検出器３の検出面間の距離）を算出し、記録する。
【００２０】
そして、Ｘ線管２に内蔵された（図示しない）Ｘ線照射範囲確認用の投光器から光ビームｇが照射され（光ビームｇは、Ｘ線管２からの照射Ｘ線のビーム中心を通る）、Ｘ線管２が操作者の手動によって傾けられ、被検者Ｍの長尺撮影範囲の一方の端Ａが照らされて（図２（Ａ）の破線で示した位置）、Ｘ線管２の（図示しない）位置決定ボタンが操作者によって押される。このとき、制御部８は、位置検出器１３の検出信号を受け、Ｘ線管２の垂線方向に対する首振りの角度θを記録し、また、
ｘ１＝ｘ２−（Ｄ−ｄ）×ｔａｎθ
ｘ４＝ｘ２−Ｄ×ｔａｎθ
に従って、長尺撮影範囲の一方の端Ａの位置ｘ１、並びに、長尺撮影画像の長手方向の一方の端Ｅの位置ｘ４を算出し、それらを記録する。
【００２１】
次に、Ｘ線管２が操作者の手動によって前と反対向きに傾けられ、被検者Ｍの長尺撮影範囲の他方の端が投光器からの光ビームによって照らされ、操作者によって位置決定ボタンが押される。そして、制御部８は、前と同様にして、長尺撮影範囲の他方の端Ｂの位置ｘ３、並びに、長尺撮影画像の長手方向の他方の端Ｆの位置ｘ５を求め、それらを記録する。
【００２２】
次に、図２（Ｂ）を参照して、Ｘ線検出器３の検出面の長さｓおよびＸ線画像をつなぎ合わせるときの重なり部分の長さｆは予め設定されており、制御部８は、これらの設定値と長尺撮影画像の長さＥＦ（＝ｘ５−ｘ４）とから、
ＥＦ≦Ｎ×ｓ−（Ｎ−１）×ｆ
を満たすＮの最小値を求め、それを撮影枚数Ｎとし、記録する。なお、図２の実施例では、撮影枚数Ｎ＝３である。
【００２３】
さらに、制御部８は、ＥＦをＮ分割（この実施例では３等分）することによって、１撮影当たりに取得されるＸ線画像の長さ、よって、撮影毎のＸ線検出器３のＸ線画像取得エリアの長さと、それに対応するＸ線検出器３の撮影位置を決定する。この場合、ＥＦの分割は等分割である必要はない。
そして、例えば、ＥＦをＮ等分する場合には、１撮影当たりに取得されるＸ線画像の長さＬは、
Ｌ＝［ＥＦ＋（Ｎ−１）×ｆ］／Ｎ
となる。
【００２４】
制御部８は、１撮影当たりに取得されるＸ線画像の長さに基づき、撮影毎のＸ線管２のＸ線照射範囲と対応するＸ線管２の撮影位置を決定する。
【００２５】
例えば、図３を参照して、今、１撮影当たりに取得されるＸ線画像の一端がＥ（ｘ４）、他端がＪ（ｘ７）とし、線分ＥＪを当該Ｘ線画像の長さＬとすれば、
ｘ７＝ｘ４＋Ｌ
であり、そして、Ｘ線照射範囲は線分ＥＪとなり、Ｘ線の入射線上の位置を点Ｉ（ｘ６）とすれば、
ｘ６＝ｘ４＋ａ
である。また、角の二等分線の性質より、
ａ：ｂ＝√［Ｄ２＋（ｘ２−ｘ４）２］：√［Ｄ２＋（ｘ２−ｘ７）２］
が成立する。さらに、距離の比例等分より、
ａ＝Ｌ×ａ／（ａ＋ｂ）
＝Ｌ×√［Ｄ２＋（ｘ２−ｘ４）２］／［√（Ｄ２＋（ｘ２−ｘ４）２）＋√（Ｄ２＋（ｘ２−ｘ７）２）］
＝Ｌ×√［Ｄ２＋（ｘ２−ｘ４）２］／［√（Ｄ２＋（ｘ２−ｘ４）２）＋√（Ｄ２＋（ｘ２−ｘ４−Ｌ）２）］
となるので、
ｘ６＝ｘ４＋Ｌ×√［Ｄ２＋（ｘ２−ｘ４）２］／［√（Ｄ２＋（ｘ２−ｘ４）２）＋√（Ｄ２＋（ｘ２−ｘ４−Ｌ）２）］
が得られる。したがって、Ｘ線照射範囲ＥＪに対応するＸ線管２の首振り角度α（撮影位置）は、
α＝ｔａｎ−１［（ｘ２−ｘ６）／Ｄ］
となる。
【００２６】
図４は、上で決定されたＸ線管およびＸ線検出器の各撮影位置と、各撮影位置におけるＸ線検出器の検出面上のＸ線取得エリアの位置との関係を示す図である。図４中、Ｘ線検出器３の移動方向に沿ってｘ軸を設定した。また、Ｌは１撮影当たりに取得されるＸ線画像の長さを表し、ｆはＸ線画像をつなぎ合わせるときの重なり部分の長さの所定値を表し、（I）、（II）および（III）は、それぞれ、Ｘ線管およびＸ線検出器の３つの撮影位置を表している。また、Ｗは、Ｘ線検出器３の中心を表し、ＶはＸ線画像取得エリア１７の中心を表している。
【００２７】
図４を参照して、Ｘ線検出器３の検出面１６は、２つの端縁１６ａ、１６ｂによってＸ線検出器３の移動方向に限定されるとともに、検出面１３上の（１撮影当たりのＸ線画像の長さに対応する）Ｘ線画像取得エリア１７においてＸ線画像が取得されるようになっている。そして、制御部８は、撮影位置毎に、Ｘ線検出器３の検出面１３上のＸ線画像取得エリア１７の位置をＸ線検出器３の移動方向に変更する制御信号をＸ線検出器移動機構７に対して送信する。
【００２８】
この制御部８によるＸ線検出器３の検出面１３上のＸ線画像取得エリア１７の位置変更の方法を詳細に説明する。
再び図４を参照して、制御部８には、Ｘ線検出器３の中心Ｗから検出面１６の両端縁１６ａ、１６ｂまでの距離ｕが予め記録されており、よって、制御部８によってＸ線検出器１３の位置Ｗ（ｘ）が決定されると、その位置での検出面１６の端縁１６ａ、１６ｂの位置Ｗ（ｘ）±ｕも同時に決定される。
【００２９】
また、図４において、各撮影位置（I）、（II）、（III）におけるＸ線画像取得エリア１７の中心の位置Ｖ（ｘ）は次のように表される。
撮影位置（I）：Ｖ（ｘ）＝ｘ４＋Ｌ／２
撮影位置（II）：Ｖ（ｘ）＝ｘ４＋Ｌ／２＋（Ｌ−ｆ）
撮影位置（III）：Ｖ（ｘ）＝ｘ４＋Ｌ／２＋（Ｌ−ｆ）×２
そして、制御部８は、Ｘ線検出器３に対して制御信号を送り、Ｘ線検出器３が移動範囲の両端の撮影位置（I）および（III）をとるとき、Ｘ線検出器３の検出面１６における当該移動範囲の端側に位置する端縁が、Ｘ線画像取得エリア１７における当該移動範囲の端側に位置する端縁に一致するよう、Ｘ線検出器３を移動させる。
このため、撮影位置（I）および（III）では、Ｘ線画像取得エリア１７の中心Ｖに対しＸ線検出器３の中心Ｗをずらす必要がある。この場合、Ｘ線検出器３の検出面１６のｘ軸方向の長さとＸ線画像取得エリア１７のｘ軸方向の長さとの差分は、２×ｕ−Ｌであるから、その半分の長さをずらせばよい。
したがって、各撮影位置（I）、（II）、（III）におけるＸ線検出器３の中心の位置Ｗ（ｘ）は、次のように決定される。
撮影位置（I）：Ｗ（ｘ）＝Ｖ（ｘ）＋（２×ｕ−Ｌ）／２＝ｘ４＋ｕ
撮影位置（II）：Ｗ（ｘ）＝Ｖ（ｘ）＝ｘ４＋Ｌ＋（Ｌ／２−ｆ）
撮影位置（III）：Ｗ（ｘ）＝Ｖ（ｘ）−（２×ｕ−Ｌ）／２＝ｘ４＋２×（Ｌ−ｆ）＋（Ｌ−ｕ）
そして、Ｘ線画像取得エリアの一端１７ａおよび他端１７ｂの位置は、撮影位置毎に、当該撮影位置におけるＸ線検出器の中心Ｗを座標原点とすると、次のように決定される。
撮影位置（I）：一端１７ａの位置＝−ｕ、他端１７ｂの位置＝Ｌ−ｕ
撮影位置（II）：一端１７ａの位置＝−Ｌ／２、他端１７ｂの位置＝Ｌ／２
撮影位置（III）：一端１７ａの位置＝ｕ−Ｌ、他端１７ｂの位置＝ｕ
こうして、制御部８は、撮影毎に、Ｘ線検出器３の位置およびそれに対応するＸ線管２の位置を制御し、さらに、Ｘ線画像取得エリア１７の両端１７ａ、１７ｂの位置を切り替える。
【００３０】
上では、長尺撮影の間に全部で３回の撮影を行う場合について説明したが、これを一般化し、長尺撮影の間に全部でＮ回の撮影を行う場合について説明すると、ｎ番目の撮影位置において、Ｘ線画像取得エリア１７の中心Ｖの位置は、
Ｖ（ｘ）＝ｘ４＋Ｌ／２＋（Ｌ−ｆ）×（ｎ−１）
となり、また、Ｘ線検出器３の中心の位置Ｗ（ｘ）は、次のように決定される。
（１）Ｘ線検出器３の移動範囲の一方の端の撮影位置（ｎ＝１）において、
Ｗ（ｘ）＝Ｖ（ｘ）＋（２×ｕ−Ｌ）／２
（２）Ｘ線検出器３の移動範囲の中間の各撮影位置（ｎ≠１，Ｎ）において、
Ｗ（ｘ）＝Ｖ（ｘ）＋（２×ｕ−Ｌ）／２−（２×ｕ−Ｌ）×（ｎ−１）／（Ｎ−１）
（３）Ｘ線検出器３の移動範囲の他方の端の撮影位置（ｎ＝Ｎ）において、
Ｗ（ｘ）＝Ｖ（ｘ）−（２×ｕ−Ｌ）／２
したがって、Ｘ線画像取得エリア１７の一端１７ａおよび他端１７ｂの位置は、撮影位置毎に、当該撮影位置におけるＸ線検出器の中心Ｗを座標原点とすると次のように決定される。
（１）Ｘ線検出器３の移動範囲の一方の端の撮影位置（ｎ＝１）において、
一端１７ａの位置＝−ｕ、他端１７ｂの位置＝Ｌ−ｕ
（２）Ｘ線検出器３の移動範囲の中間の各撮影位置（ｎ≠１，Ｎ）において、
一端１７ａの位置＝−ｕ＋（２×ｕ−Ｌ）×（ｎ−１）／（Ｎ−１）、他端１７ｂの位置＝Ｌ−ｕ＋（２×ｕ−Ｌ）×（ｎ−１）／（Ｎ−１）
（３）Ｘ線検出器３の移動範囲の他方の端の撮影位置（ｎ＝Ｎ）において、
一端１７ａの位置＝ｕ−Ｌ、他端１７ｂの位置＝ｕ
【００３１】
こうして、制御部８は、Ｘ線管２の撮影位置毎の撮影範囲（Ｘ線照射範囲）に対応するＸ線検出器３の位置Ｗ（ｘ）、よって検出面１７上のＸ線画像取得エリア１７の位置を決定し、Ｘ線検出器移動機構７に対し制御信号を送信して、Ｘ線検出器３の検出面１６上のＸ線画像取得エリア１７の位置をＸ線検出器３の移動方向に変更する。
【００３２】
この実施例では、制御部８によるＸ線検出器３の検出面１６上のＸ線画像取得エリア１７の位置変更は、長尺撮影の間にＸ線検出器３が移動する距離が最小となるように実行される。これは、Ｘ線管２およびＸ線検出器３が移動範囲の両端の撮影位置をそれぞれとるとき、Ｘ線検出器３の検出面１６における当該移動範囲の端側に位置する端縁を、Ｘ線画像取得エリア１７における当該移動範囲の端側に位置する端縁に一致させることによって実行される。
【００３３】
すなわち、この実施例では、図５（Ａ）を参照して、長尺撮影の間に、Ｘ線管２およびＸ線検出器３は、破線で示した頭側の端（I）と、一点鎖線で示した足側の端（III）との間において移動（首振り運動）し、頭側の端の第１撮影位置（I）と、中央の第２撮影位置（II）と、足側の端の第３撮影位置（III）の３つの撮影位置においてＸ線画像が取得される。
【００３４】
そして、図５（Ｂ）に示すように、Ｘ線管２およびＸ線検出器３が第１撮影位置（I）をとるとき、制御部８は、Ｘ線検出器３の検出面１６の頭側の端縁１６ａが、Ｘ線画像取得エリア１７の頭側の端縁に一致するようにＸ線検出器３の位置を制御し（図５（Ｂ）（I））、Ｘ線管２およびＸ線検出器３が第３撮影位置（III）をとるとき、制御部８は、Ｘ線検出器３の検出面１６の足側の端縁１６ｂが、Ｘ線画像取得エリア１７の足側の端縁に一致するようにＸ線検出器３の位置を制御する（図５（Ｂ）（III））。また、Ｘ線管２およびＸ線検出器３が第２撮影位置（II）をとるとき、制御部８は、Ｘ線画像取得エリア１４がＸ線検出器３の検出面１３の中央に位置するようにＸ線検出器３の位置を制御する（図５（Ｂ）（II））。
【００３５】
こうして、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、Ｘ線管２およびＸ線検出器３が、長尺撮影範囲に対応する移動範囲の一端から他端に向けて動かされ、その間に、移動範囲の両端の撮影位置を含む複数の撮影位置においてＸ線管２から被検者ＭにＸ線が照射され、その都度、被検者Ｍからの透過Ｘ線がＸ線検出器３によって検出される。そして、Ｘ線検出器３の検出信号は画像処理部１０によって読み取られ、画像処理部１０は、検出信号に基づいて連続した複数のＸ線画像を取得し、それらのＸ線画像を順次つなぎ合わせることによって被検者Ｍの長尺Ｘ線画像を生成する。生成された長尺Ｘ線画像のデータは画像メモリ１１に格納され、また、モニタ１２によって画像メモリ１１から長尺Ｘ線画像のデータが読み出され、被検者Ｍの長尺Ｘ線画像がモニタ１１に表示される。
【００３６】
図６（Ａ）は、従来のこの種のＸ線撮影装置の長尺画像撮影時のＸ線管およびＸ線検出器の移動の様子を説明する側面図であり、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）の各撮影位置におけるＸ線検出器の検出面上のＸ線画像取得エリアの位置を示す平面図である。図６の従来例においては、被検者Ｍの長尺撮影範囲およびＸ線管２の移動距離はいずれも図５の実施例と同じであり、撮影位置もまた図５の実施例と同じである。しかしながら、従来例では、図６から明らかなように、３つの撮影位置のいずれにおいても、Ｘ線検出器３のＸ線画像取得エリア１７の位置が検出面１３上の同じ位置（この例では中央）にあるようにＸ線検出器３の位置が制御される。
【００３７】
この構成の相違に基づき、図６（Ａ）と図５（Ａ）との比較から明らかなように、本発明のＸ線撮影装置においては、長尺撮影の間にＸ線検出器が移動する距離が、従来例と比べると移動方向においてＸ線検出器３の検出面１６の幅とＸ線画像取得エリア１７の幅との差分だけ短くなる。その結果、長尺撮影の間のＸ線管およびＸ線検出器からなる撮影系全体の移動時間が大幅に短縮され、よって、撮影時間が大幅に短縮され、被検者の負担が大幅に軽減される。
こうして、本発明によれば、大型のＸ線検出器および高出力トルクのモータを使用することなく、よって、余計なコストをかけず、またエネルギー消費量も増大させることなく、長尺撮影に要する時間を短縮できる。また、本発明によれば、Ｘ線検出器の移動距離が従来よりも短くてすむので、Ｘ線撮影装置のサイズを小さくすることができ、同時に、装置の作動時に生じる騒音も低減することができる。
【００３８】
また、長尺撮影範囲における両端の撮影位置以外の中間の撮影位置のそれぞれにおける撮影の際に、Ｘ線検出器の検出面上のＸ線画像取得エリアの位置を、撮影毎の移動距離が等しくなるように変更すれば、操作者にとって、撮影のタイミングおよび全撮影が完了するタイミングを想定し易くなり、装置の操作性が向上する。
【００３９】
以上、本発明の１実施例を説明したが、本発明の構成はこの実施例に限定されない。例えば、上述の実施例では、長尺撮影の間にＸ線管が首振り運動する構成としたが、図７（Ａ）に示すようにＸ線管を被検者Ｍの体軸方向に平行移動させることによって撮影位置を切り替え、長尺撮影をする構成としてもよい。この実施例においては、図７（Ｂ）に示した従来の同種のＸ線撮影装置と比べて、長尺撮影の間に、Ｘ線検出器の移動距離が従来例よりも短くなる一方、Ｘ線管は天板に対して従来例と同じ距離だけ平行移動するので、Ｘ線管およびＸ線検出器からなる撮影系全体の移動時間が短縮される割合は、Ｘ線管が首振り運動する構成とした場合よりも小さくなる。しかし、この実施例によれば、Ｘ線検出器の移動に従来ものより小型のモータを用いて、従来例と同程度の撮影時間を実現することができるという付加的な効果が得られる。
また、上述の実施例では、天板によって臥位に支持された被検者を長尺撮影する構成としたが、立位をとる被検者を長尺撮影する構成とすることもできる。被検者が立位をとる構成の場合には、天板は不要であり、その代わりに、被検者の後側にＸ線透過材料から形成された衝立を設ける。
【符号の説明】
【００４０】
１ 天板
２ Ｘ線管
２ａ 絞り
３ Ｘ線検出器
４ 天板移動機構
５ 高圧電源装置
６ Ｘ線管移動機構
７ Ｘ線検出器移動機構
８ 制御部
９ 操作部
１０ 画像処理部
１１ 画像メモリ
１２ モニタ
１３〜１５ 位置検出器
１６ 検出面
１６ａ、１６ｂ 端縁
１７ Ｘ線画像取得エリア
１７ａ、１７ｂ 端縁
Ｍ 被検者
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管およびＸ線検出器を、被検者を挟んで対向配置し、前記Ｘ線管を前記被検者の体軸に沿って首振り運動または平行移動させるとともに、前記Ｘ線検出器を前記Ｘ線管に追従させて前記被検者の体軸に沿って平行移動させ、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器を、所定の長尺撮影範囲に対応する移動範囲の一端から他端に向けて動かし、その間に、前記移動範囲の両端を含む複数の撮影位置において、前記Ｘ線管から前記被検者に対してＸ線を照射し、前記被検者からの透過Ｘ線を前記Ｘ線検出器によって検出することにより、連続した複数のＸ線画像を取得し、それらのＸ線画像をつなぎ合わせることによって前記被検者の長尺Ｘ線画像を生成するＸ線撮影装置において、
前記Ｘ線管を支持するとともに、前記被検者の体軸に沿って首振り運動または平行移動させるＸ線管移動機構と、
前記Ｘ線検出器を支持するとともに、前記被検者の体軸に沿って平行移動させるＸ線検出器移動機構と、
前記Ｘ線管、前記Ｘ線管移動機構および前記Ｘ線検出器移動機構を制御する制御部と、を有し、
前記Ｘ線検出器の検出面上のＸ線画像取得エリアにおいて前記Ｘ線画像が取得され、前記制御部は、前記撮影位置毎に、前記検出面上の前記Ｘ線画像取得エリアの位置を前記Ｘ線検出器の移動方向に変更する制御信号を前記Ｘ線検出器移動機構に送信することを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器が前記移動範囲の両端の撮影位置をそれぞれとるとき、前記Ｘ線検出器の前記検出面における前記移動範囲の端側に位置する端縁を、前記Ｘ線画像取得エリアにおける前記移動範囲の端側に位置する端縁に一致させる制御信号を前記Ｘ線検出器移動機構に送信することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
【請求項３】
前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器が、前記移動範囲内において前記両端の撮影位置を含む３つ以上の撮影位置をとる場合、前記制御部は、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器が前記両端の撮影位置を除く撮影位置をとるとき、前記Ｘ線検出器の前記Ｘ線画像取得エリアを前記検出面の中央に位置させる制御信号を前記Ｘ線検出器移動機構に送信することを特徴とする請求項２に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１】
Ｘ線管およびＸ線検出器を、被検者を挟んで対向配置し、前記Ｘ線管を前記被検者の体軸に沿って首振り運動または平行移動させるとともに、前記Ｘ線検出器を前記Ｘ線管に追従させて前記被検者の体軸に沿って平行移動させ、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器を、所定の長尺撮影範囲に対応する移動範囲の一端から他端に向けて動かし、その間に、前記移動範囲の両端を含む複数の撮影位置において、前記Ｘ線管から前記被検者に対してＸ線を照射し、前記被検者からの透過Ｘ線を前記Ｘ線検出器によって検出することにより、連続した複数のＸ線画像を取得し、それらのＸ線画像をつなぎ合わせることによって前記被検者の長尺Ｘ線画像を生成するＸ線撮影装置において、
前記Ｘ線管を支持するとともに、前記被検者の体軸に沿って首振り運動または平行移動させるＸ線管移動機構と、
前記Ｘ線検出器を支持するとともに、前記被検者の体軸に沿って平行移動させるＸ線検出器移動機構と、
前記Ｘ線管、前記Ｘ線管移動機構および前記Ｘ線検出器移動機構を制御する制御部と、を有し、
前記Ｘ線検出器の検出面上のＸ線画像取得エリアにおいて前記Ｘ線画像が取得され、前記制御部は、前記撮影位置毎に、前記検出面上の前記Ｘ線画像取得エリアの位置を前記Ｘ線検出器の移動方向に変更する制御信号を前記Ｘ線検出器移動機構に送信することを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器が前記移動範囲の両端の撮影位置をそれぞれとるとき、前記Ｘ線検出器の前記検出面における前記移動範囲の端側に位置する端縁を、前記Ｘ線画像取得エリアにおける前記移動範囲の端側に位置する端縁に一致させる制御信号を前記Ｘ線検出器移動機構に送信することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
【請求項３】
前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器が、前記移動範囲内において前記両端の撮影位置を含む３つ以上の撮影位置をとる場合、前記制御部は、前記Ｘ線管および前記Ｘ線検出器が前記両端の撮影位置を除く撮影位置をとるとき、前記Ｘ線検出器の前記Ｘ線画像取得エリアを前記検出面の中央に位置させる制御信号を前記Ｘ線検出器移動機構に送信することを特徴とする請求項２に記載のＸ線撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２２７３７２（Ｐ２０１０−２２７３７２Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７９５５０（Ｐ２００９−７９５５０）
【出願日】平成２１年３月２７日（２００９．３．２７）
【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２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２７日（２００９．３．２７）
【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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