JP3643745B2 - Ｘ線撮影用検出器及びｘ線撮影装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、歯科診療、口腔外科、耳鼻科領域の診療などにおいて使用され、全顎のＸ線透過画像などを画像として取り出すようにした医療用のＸ線撮影用検出器及びＸ線撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のＸ線撮影装置では、Ｘ線フィルムにＸ線透過画像を記録する従来のフィルム式のものに比べて、撮像素子として感度の高いＣＣＤ（固体撮像素子）イメージセンサを用いたＸ線撮影用検出器を使用している。
【０００３】
ＣＣＤイメージセンサでは、被写体を透過したＸ線をシンチレータで可視光に変換して得られた電荷像を受光部に生成し、その電荷像をいわゆる時間遅延積分してから電圧信号の形で出力し、最後にＡＤ変換して電子画像として取り出す構成になっている。
【０００４】
このようなＣＣＤイメージセンサを使用して、全顎のパノラマＸ線撮影を行う場合には、撮影の基本原理から、被写体とフィルムとを所定の速度で相対運動させる代わりに、ＣＣＤイメージセンサに生成蓄積される電荷像の転送速度を、旋回アームの回転速度に見合った速度に制御保持する必要があり、そのような原理は、特開昭６１−２２８４１号、特開平２−８４９４２号や実公平４−４８１６９号に教示されているように、ＴＤＩ（時間遅延積分）撮影としてよく知られている。
【０００５】
また、特開平１１−１０４１２７号や、特開平１１−１０４１２８号には、ＣＣＤイメージセンサに、ＡＤ変換器を内蔵させて、直接、Ｘ線透過画像を電子画像として取り出しできるようにしたＸ線撮影用検出器や、そのようなＸ線撮影用検出器を、従来のフィルム検出器と互換性を持たせることによって、Ｘ線撮影装置の検出器ホルダに着脱可能に付け替えできるようにした使い勝手の向上されたＸ線撮影装置も提案されており、いずれもＴＤＩ撮影を簡易に実施化する試みであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記いずれの先行技術も、ＴＤＩ撮影を実施するためのＴＤＩクロック発生器などをＸ線撮影装置に設けており、Ｘ線撮影用検出器自体にはＴＤＩクロック発生器を設けていなかった。したがって、ＴＤＩ撮影をするためには、Ｘ線撮影装置にＴＤＩクロック発生器などを設ける必要があり、従来のフィルムを使用するＸ線撮影装置をＣＣＤセンサを使用するＸ線撮影装置に改造するのに、大きな費用を要する事となり、より安価にＴＤＩ撮影を実現する装置にできる技術が望まれていた。
【０００７】
また、いずれの先行技術も、Ｘ線フィルムにＸ線透過画像を撮影していたパノラマ撮影を電子画像に置き換えて実施化を図る手法や、被写体を挟んでＸ線発生器とＸ線検出器とを移動することを教示する程度のもので、撮影時間を高速化にして、なおかつ、十分な診断に耐える電子画像を得るものではなかった。
【０００８】
このようにパノラマＸ線撮影を高速で行う利点は、撮影時間を短縮化して、被検者の動きによる像ボケの問題を解決するために有益であるばかりでなく、被検者に照射するＸ線量を抑制して、Ｘ線被爆線量を軽減するために特に有益である。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、Ｘ線撮影装置側にＴＤＩクロック発生器を備えていない場合でも、ＣＣＤ等の撮像素子を使用するＴＤＩ撮影を可能とするＸ線撮影用検出器を提供することにある。
【００１０】
第２の目的は、Ｘ線画像を得る従来のＣＣＤ等の撮像素子を使用するＴＤＩ撮影では未だ十分な手法が提案されていない究極の課題である高速撮影を実現するＸ線撮影用検出器を提供することにある。
【００１１】
第３の目的は、診断目的に応じて、撮影モードを種々に変更して、解像度の異なる電子画像を生成することのできるＸ線撮影用検出器を提供することにある。
【００１２】
本発明の更なる目的は、上記第１から３の目的を達成するにあたって、更にユーザ側の観点に立って、使い勝手の面から改良されたＸ線撮影用検出器を提供することにある。
【００１３】
また、本発明は、上記種々の目的をＸ線撮影装置側において達成する医療用のＸ線撮影装置を提供することを目的する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本出願人は、請求項１から８でＸ線撮影用検出器を、請求項９から１２で、これらのＸ線撮影用検出器を備えたＸ線撮影装置を、請求項１３から１７で、これらのＸ線撮影用検出器の機能を装置本体側に設けたＸ線撮影装置を提案している。
【００１５】
請求項１のＸ線撮影用検出器は、Ｘ線発生器とＸ線撮影用検出器と、これらのＸ線発生器とＸ線撮影用検出器との間に被写体を固定する固定手段とを有し、上記Ｘ線発生器と上記Ｘ線撮影用検出器とが対向状態を維持して上記固定手段に固定された被写体を挟んで移動することによりＸ線撮影するＸ線撮影装置に使用され、Ｘ線透過画像を電気信号の形で生成して出力する機能を備えたＸ線撮影用検出器であって、
上記Ｘ線撮影用検出器が、Ｘ線透過画像を生成する撮像素子と、ＴＤＩクロック信号を発生させるＴＤＩクロック発生器と、ＴＤＩクロック信号の周波数を制御するＴＤＩ周波数制御情報を記憶させたクロック情報格納メモリを有し、該ＴＤＩ周波数制御情報に基づいて上記ＴＤＩクロック発生器からＴＤＩクロック信号を発生させ、このＴＤＩクロック信号に応じて上記撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御するＴＤＩクロック制御手段とを備え、上記Ｘ線撮影用検出器と、上記Ｘ線撮影装置とは接続ケーブルを介して着脱可能になっていることを特徴としている。
【００１６】
このＸ線撮影用検出器は、自ら、ＴＤＩクロック発生器、ＴＤＩクロック制御手段を備え、Ｘ線撮影装置からＴＤＩクロック信号の供給を受けずに、撮像素子のＴＤＩ制御をすることができる撮影モード、すなわち自走モード型の検出器である。したがって、Ｘ線撮影装置本体側に、ＴＤＩクロック発生器がなくとも、ＴＤＩ撮影を実現することができ、上記第１の目的を達成することができる。
【００１７】
ここで、撮像素子としては、ＣＣＤイメージセンサが好適に用いられるが、これに限らず、ＴＤＩ制御できるものであればよい。
【００１９】
また、このＸ線撮影用検出器は、ＴＤＩクロック制御手段が、クロック制御情報格納メモリを有しているので、メーカ側で予め記憶させたＴＤＩ周波数制御情報をこのメモリから取り出して、ＴＤＩ撮影を行うことができ、便利である。
【００２０】
請求項２のＸ線撮影用検出器は、請求項１のＸ線撮影用検出器において、上記クロック制御情報格納メモリは、上記ＴＤＩ周波数制御情報を書き換え可能に格納している事を特徴とする。
【００２１】
このＸ線撮影用検出器は、クロック制御情報格納メモリが書換可能であって、ＴＤＩ周波数制御情報を、製造メーカでの出荷時に、Ｘ線撮影装置の製品仕様に合うように書き換えることができ、製造メーカは、Ｘ線撮影装置にＸ線撮影用検出器を装着するだけで、Ｘ線撮影装置本体に合わせたＴＤＩ撮影を行うことができ便利である。
【００２２】
制御情報格納メモリは、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭなどで構成するのが好適であるが、格納内容が書き換え可能であって、電源を遮断しても、その内容を保持しているものであれば何でもよい。
【００２３】
請求項３のＸ線撮影用検出器は、請求項１のＸ線撮影用検出器において、上記クロック制御情報格納メモリは、上記ＴＤＩ周波数制御情報を複数パターン格納している事を特徴とする。
【００２４】
このＸ線撮影用検出器では、ＴＤＩ周波数制御情報を複数パターン格納することにより、例えば、Ｘ線撮影用検出器を装着したＸ線撮影装置がパノラマＸ線撮影装置の場合には、拡大撮影や上顎洞撮影や顎関節撮影などの制御や、大人、子供などの選択が可能となり、使い勝手が良く、上記第３の目的を達成することができる。
【００２５】
請求項４のＸ線撮影用検出器は、請求項３のＸ線撮影用検出器において、上記クロック制御情報格納メモリに格納された複数パターンのＴＤＩ周波数制御情報のうちの少なくとも一つを選択する選択手段を更に備えた事を特徴とする。
【００２６】
このＸ線撮影用検出器は、複数パターンのＴＤＩクロツク信号を格納したメモリから、必要とする撮影を可能とするように選択手段で選択することができ、上記第３の目的を達成することができる。
【００２７】
この選択手段においては、医院等で術者がＸ線撮影装置に備えられたコントロール部に設けた選択手段の信号に対応して選択するようにしても 良いし、予めメーカの工場で選択設定して出荷するようにしても良い。
【００２８】
請求項５のＸ線撮影用検出器は、請求項１から４のいずれかのＸ線撮影用検出器において、上記ＴＤＩクロック制御手段は、上記撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御する際に、ビニング処理する機能を更に備えたことを特徴とする。
【００２９】
ここで、ビニング処理とは、撮像素子に生成される電荷像を、電荷像のまま、実時間処理でサミングすることをいう。
【００３０】
このＸ線撮影用検出器は、センサ感度を上げるためビニング処理をすることができ、それによって、ＡＤ変換器に送出するデータ量を軽減している。したがって、ＡＤ変換器を高速処理が可能なものに交換することなく、高速でＴＤＩ制御のＸ線撮影をすることができ、Ｘ線撮影用画像を処理する場合のメモリ量の軽減を測ることもでき、上記第２の目的を達成することができる。
【００３１】
請求項６のＸ線撮影用検出器は、請求項１から４のいずれかのＸ線撮影用検出器において、上記ＴＤＩクロック制御手段は、ＴＤＩクロック信号に応じて上記撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御する際にビニング処理することにより、上記Ｘ線発生器と上記Ｘ線撮影用検出器とを対向状態を維持して高速で移動させる機能を更に備えたことを特徴としている。
【００３２】
このＸ線撮影用検出器は、ビニング処理することにより、電荷像が積分され、少ないＸ線量でも十分なコントラストの電荷像が得られることを利用して、その分だけ、Ｘ線発生器とＸ線撮影用検出器を高速移動させて、短い時間、Ｘ線を照射するようにしている。したがって、Ｘ線撮影装置本体を変えることなく、Ｘ線撮影をより高速で行える上に、被験者のＸ線被爆量も低減させることができ、また、被検者の動きによる像ボケの問題も解決し、上記第２の目的を達成することができる。
【００３３】
請求項７のＸ線撮影用検出器は、請求項５または６のいずれかのＸ線撮影用検出器において、上記ＴＤＩクロック制御手段は、上記撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御する際に、少なくとも標準撮影モードと、それよりも高速での撮影を可能とした高速撮影モードとを選択的に実行可能としており、それぞれの撮影モードでは、ＴＤＩクロック信号の周波数とビニング情報とを制御要素にしていることを特徴としている。
【００３４】
このＸ線撮影用検出器は、標準撮影モードと高速撮影モードとを選択的に実施可能で、術者にとって便利であり、ＴＤＩクロック信号の周波数とビニング情報とを制御要素にしているので、それぞれの撮影モードが良好に行える。
【００３５】
請求項８のＸ線撮影用検出器は、請求項１から７のいずれかのＸ線撮影用検出器において、Ｘ線透過画像を生成する撮像素子がフルフレームトランスファー（ＦＦＴ）型のＣＣＤセンサである事を特徴とする。
【００３６】
このＸ線撮影用検出器は、撮像素子としてフルフレームトランスファー（ＦＦＴ）型のＣＣＤセンサを用いている。したがって、蓄積部がなく、その分だけ受光部サイズを大きくすることができるという、このセンサの特性を利用して、フレームレートが遅い計測用、例えば、本発明のＴＤＩ撮影をするＸ線撮影を良好に実現することができる。請求項９は、請求項１から８のいずれかのＸ線撮影用検出器を備えたＸ線撮影装置を提案している。
【００３７】
このＸ線撮影装置は、請求項１から９のいずれかのＸ線撮影用検出器を備えているので、それぞれのＸ線撮影用検出器の効果を発揮することができる。
【００３８】
請求項１０のＸ線撮影装置は、請求項９のＸ線撮影装置において、上記Ｘ線撮影用検出器に設けられた上記クロック発生器から発生するＴＤＩクロック信号と、上記Ｘ線発生器と上記Ｘ線撮影用検出器とを対向状態を維持して上記固定手段に固定された被写体を挟んで移動させる制御信号とが同期する事を特徴とする。
【００３９】
このＸ線撮影装置は、Ｘ線撮影用検出器側のＴＤＩクロック信号が、Ｘ線撮影装置側の移動制御信号に同期するようになっているので、ＴＤＩ撮影をするＸ線撮影を良好に実現することができる。
【００４０】
請求項１１のＸ線撮影装置は、請求項９または１０のいずれかのＸ線撮影装置において、上記Ｘ線撮影装置がパノラマＸ線撮影装置である事を特徴とする。
【００４１】
このＸ線撮影装置は、請求項９または１０のいずれかのＸ線撮影装置を、パノラマＸ線撮影装置として構成したので、それぞれのＸ線撮影装置の効果を、パノラマ撮影をする場合にも発揮する。
【００４２】
請求項１２のＸ線撮影装置は、請求項９または１０のいずれかのＸ線撮影装置において、上記Ｘ線撮影装置がセファロＸ線撮影装置である事を特徴とする。
【００４３】
このＸ線撮影装置は、請求項９または１０のいずれかのＸ線撮影装置を、セファロＸ線撮影装置として構成したので、それぞれのＸ線撮影装置の効果を、セファロ撮影をする場合にも発揮する。
請求項１３のＸ線撮影装置は、Ｘ線発生器とＸ線撮影用検出器と、これらのＸ線発生器とＸ線撮影用検出器との間に被写体を固定する固定手段とを有し、上記Ｘ線発生器と上記Ｘ線撮影用検出器とが対向状態を維持して上記固定手段に固定された被写体を挟んで移動することによりＸ線撮影するＸ線撮影装置であって、上記Ｘ線撮影用検出器がＸ線透過画像を生成する撮像素子を備え、上記Ｘ線撮影装置は、ＴＤＩクロック信号を発生させるＴＤＩクロック発生器と、上記ＴＤＩクロック発生器から出力されるＴＤＩクロック信号の周波数を制御するためのＴＤＩ周波数制御情報を記憶させたクロック制御情報格納メモリを有し、該ＴＤＩ周波数制御情報に基づいて上記クロック発生器からＴＤＩクロック信号を発生させて、このＴＤＩクロック信号に応じて上記撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御するＴＤＩクロック制御手段とを備え、このＴＤＩクロック制御手段は、上記撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御する際に、少なくとも標準撮影モードと、それよりも高速での撮影を可能とした高速撮影モードとを選択的に実行可能としており、それぞれの撮影モードでは、ＴＤＩクロック信号の周波数とビニング情報とを制御要素にしていることを特徴とする。
【００４６】
このＸ線撮影装置は、請求項７のＸ線撮影用検出器と同様の機能を、Ｘ線撮影装置本体側に設けたものであり、Ｘ線撮影用検出器側にこの機能が備えられていない場合でも、請求項７のＸ線撮影用検出器と同様の効果を発揮することができる。
【００４７】
請求項１４のＸ線撮影装置は、請求項１３のＸ線撮影装置において、Ｘ線透過画像を生成する撮像素子がフルフレームトランスファー（ＦＦＴ）型のＣＣＤセンサである事を特徴とする。
【００４８】
このＸ線撮影装置は、請求項８のＸ線撮影用検出器と同様に、撮像素子をＦＦＴ型ＣＣＤセンサとしたものであり、請求項８のＸ線撮影用検出器と同様の効果を発揮することができる。
【００４９】
請求項１５のＸ線撮影装置は、請求項１３、１４のいずれかのＸ線撮影装置において、上記Ｘ線撮影装置に設けられた上記クロック発生器から発生するＴＤＩクロック信号と、上記Ｘ線発生器と上記Ｘ線撮影用検出器とを対向状態を維持して上記固定手段に固定された被写体を挟んで移動させる移動制御信号とが同期する事を特徴とする。
【００５０】
このＸ線撮影装置は、請求項１０と同様に、Ｘ線撮影用検出器側のＴＤＩクロック信号が、Ｘ線撮影装置側の移動制御信号に同期するようになっているので、ＴＤＩ撮影をするＸ線撮影を良好に実現することができる。
【００５１】
請求項１６のＸ線撮影装置は、請求項１３から１５のいずれかのＸ線撮影装置において、上記Ｘ線撮影装置がパノラマＸ線撮影装置である事を特徴とする。
【００５２】
このＸ線撮影装置は、請求項１３から１５のいずれかのＸ線撮影装置をパノラマＸ線撮影装置としているので、それぞれのＸ線撮影装置の効果を、パノラマ撮影をする場合にも発揮することができる。請求項１７のＸ線撮影装置は、請求項１３から１５のいずれかのＸ線撮影装置において、上記Ｘ線撮影装置がセファロＸ線撮影装置である事を特徴とする。
【００５３】
このＸ線撮影装置は、請求項１３から１５のいずれかのＸ線撮影装置をセファロＸ線撮影装置としているので、それぞれのＸ線撮影装置の効果を、セファロ撮影をする場合にも発揮する。
【００５４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図とともに、本発明の実施の形態について説明する。
【００５５】
図１に本発明のＸ線撮影用検出器を備えたＸ線撮影装置の外観、図２にそのＸ線撮影用検出器の外観、図３に、図１のＸ線撮影装置の検出器着脱部の要部断面を示している。
【００５６】
このＸ線撮影装置５０は、パノラマＸ線撮影装置であり、その装置本体１の基台２に支柱３が立設され、この支柱３に支持体４が昇降可能に取り付けられ、この支持体４に旋回アーム５が旋回可能に取り付けられている。支持体４の上端と下端には、それぞれほぼ水平に延びた支持アーム４ａと、患者フレーム４ｂを設けてあり、患者フレーム４ｂにはチンレスト４ｃが設けられている。
【００５７】
支持アーム４ａにはステップモータによってＸ方向及びＹ方向に自在に移動可能なＸＹテーブルが内蔵されており、旋回アーム５はこのＸＹテーブルを介して吊り下げられて水平面内を任意に移動できるようになっている。４ｄは支持アーム４ａの下面に旋回アーム５を貫通して固設されている患者固定手段の患者頭部押えであり、位置調整機構が備えられている。
【００５８】
旋回アーム５には、ステップモータにより支持アーム４ａに対して旋回アーム５を旋回させる旋回機構が設けられており、旋回アーム５は上記のＸＹテーブルにより旋回中心を移動させながら、垂直な軸線に対して旋回できるように構成されている。
【００５９】
旋回アーム５は両端が垂下しており、一方の端部５ａにはＸ線発生器６が、他方の端部５ｂにはＸ線検出部７が対向配設されている。Ｘ線発生器６には、Ｘ線管、縦方向の１次スリットを有するＸ線遮蔽板と、その１次スリットの形状を変更する調整機構（いずれも不図示）などが備えられている。
【００６０】
Ｘ線検出部７には、１次スリットに対応した縦方向の２次スリット８ａと、その調整機構を有する遮蔽板８がＸ線発生器６に対向して設けられ、その背後に検出器ホルダ９が配置され、この検出器ホルダ９にＸ線撮影用検出器２２が装着されている。
【００６１】
検出器ホルダ９には、図３に示したように、このＸ線撮影用検出器２２を着脱可能に装着するためのガイド９ｃが上下に対で設けられ、このガイド９ｃには従来のフィルム式検出器も着脱可能に装着できるようになっている。検出器２２を装置本体に着脱自在とし、検出器２２を従来の従来のフィルム式検出器と同サイズにすれば、フィルム撮影も行える兼用機にもなる。なお、Ｘ線撮影用検出器２２は、検出器ホルダー９を用いずにＸ線検出部７に直接固設されていても良い。
【００６２】
このＸ線検出部７の後部には、各種回路を組み込んだプリント基板などから構成される装置本体制御部１１と、その外側を覆うように操作パネル１２が設けられ、操作パネル１２には各種のスイッチや液晶表示部（不図示）が取り付けられている。
【００６３】
また、装置本体１には操作コード１３ａで接続されるリコモンボックス１３が設けられており、これに例えば、電源オンオフ用のメインスイッチとＸ線照射スイッチが備えられている。Ｘ線検出部７には、Ｘ線撮影用検出器接続用のコネクタ１４を設けてある。
【００６４】
Ｘ線撮影用検出器２２は、図２に示すように、内部に電気的Ｘ線検出器（不図示）と、これに関連する各種の回路を収用した外装ハウジング２３で外装され、ハウジング２３の一側面には外部回路との接続用コネクタ２４が設けられている。このコネクタ２４は通常はＸ線検出部７のコネクタ１４との間を給電線と信号線が一体となったケーブル（不図示）で接続されるが、パソコンなど他の外部機器との接続用にも利用できる。
【００６５】
外装ハウジング２３はアルミ板等の金属やＡＢＳ樹脂等の合成樹脂など、必要な強度が得られる適宜の材料で構成されている。前面中央にはＸ線に対する透過性が良好であるが、可視光線は遮蔽する材料、例えば、暗い色のＡＢＳ樹脂で製されたＸ線受光部２５が２次スリット８ａの背後に縦方向に設けられ、その内側に電気的Ｘ線像検出器が配置されている。
【００６６】
図４には、Ｘ線撮影用検出器に内蔵させた電気的Ｘ線像検出器が示されている。
【００６７】
この検出器２６は、Ｘ線受光部２５の裏側に設置され、照射されたＸ線を可視光線に変換する発光体（シンチレータ）２６ａと、この発光体２６ａの発光を撮像素子２６ｃの受光面に伝達する光ファイバー２６ｂと、後述する構成の撮像素子２６ｃを設けている。２７は保護ケース、２７ａはシール材、２６ｄは撮像素子２６ｃの信号ピンである。
【００６８】
図５に、本発明のＸ線撮影用検出器の一例の要部概略構成を示すブロック図を示す。
【００６９】
Ｘ線撮影用検出器２２には、単独で、あるいは装置本体制御部１１と一体となって検出器２２内の各回路の動作や装置本体（図１に示す）を含む装置全体の動作を制御するＭＰＵ（ＣＰＵ）で構成された制御ユニット２２ａ、入出力ポート２２ｂ、ＴＤＩクロック信号を発生させるＴＤＩクロック発生器２２ｃ、撮像素子駆動回路２２ｄ、Ａ／Ｄ変換器２２ｅ、メモリ２２ｆ、通信制御回路２２ｇ、電源回路２２ｈ等が設けられ、これらの各回路と電気的Ｘ線像検出器２６及びコネクタ２４が図に例示するように接続されている。
【００７０】
この検出器２２は、Ｘ線撮影装置本体（不図示）に着脱可能に装着されて使用されるもので、コネクタ２４は、装置本体制御部１１から導出された接続ケーブル１５に設けられたコネクタ２４′によって、本体側と電気的、制御的接続を行っている。また、装置本体制御部１１には、制御部１１や、検出器２２に制御情報などを入力したり、逆にデータを出力して保存するために、パーソナルコンピュータなどで構成された外部機器３０を接続することができるようになっている。
【００７１】
また、検出器２２は、内部でＡＤ変換を行ってデジタル信号を出力するようにしてもよいし、装置本体１にＡＤ変換器を有し、検出器２２からはアナログ信号を出力し、装置本体１でデジタル信号にしても良い。
【００７２】
電気的Ｘ線像検出器２６は、発光体２６ａ、光学ファイバ２６ｂ、撮像素子２６ｃから構成されており、Ｘ線透過画像を電圧信号の形で出力するが、その基本的機能は公知のものであり、その概要は後述する。
【００７３】
この検出器２２の特徴は、その内部自身に、上述したＴＤＩクロック発生器２２ｃを備え、これに対応させて、ＴＤＩクロック信号の周波数を制御するＴＤＩ周波数制御情報に基づいてＴＤＩクロック発生器２２ｃからＴＤＩクロック信号を発生させ、このＴＤＩクロック信号に応じて撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御するＴＤＩクロック制御手段２２ｉを制御ユニット２２ａに備え、また、メモリ２２ｆには、ＴＤＩ周波数制御情報を記憶させたクロック制御情報格納メモリ２２ｊを備えている点にある。
【００７４】
つまり、この検出器は、自ら、ＴＤＩクロック発生器、ＴＤＩクロック制御手段を備え、Ｘ線撮影装置からＴＤＩクロック信号の供給を受けずに、撮像素子のＴＤＩ制御をすることができる自走モード型の検出器である。したがって、Ｘ線撮影装置本体側に、ＴＤＩクロック発生器がなくとも、ＴＤＩ撮影を実現することができる。これは、Ｘ線撮影装置がＴＤＩ撮影に対応していなくとも、検出器を本発明のものに交換するだけで、ＴＤＩ撮影ができるようになるもので、産業的効果が大きい。
【００７５】
また、この検出器２２は、ＴＤＩクロック制御手段２２ｉが、クロック制御情報格納メモリ２２ｊを備えているので、メーカ側で予め記憶させたＴＤＩ周波数制御情報をこのメモリ２２ｊから取り出して、ＴＤＩ制御モードの撮影を行うことができ、便利である。また、このクロック制御情報格納メモリ２２ｊを書換可能とすると、ＴＤＩ周波数制御情報を、製造メーカでの出荷時などに、Ｘ線撮影装置の製品仕様に合うように書き換えることができ、術者は、装置に検出器を装着するだけで、装置本体に合わせたＴＤＩ制御モードの撮影を行うことができ便利である。
【００７６】
制御情報格納メモリ２２ｊは、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭなどで構成するのが好適であるが、格納内容が書き換え可能であって、電源を遮断しても、その内容を保持しているものであれば何でもよい。
【００７７】
さらに、この検出器２２では、メモリ２２ｊにＴＤＩ周波数制御情報を複数パターン格納し、この複数パターンから希望のものを選択するクロック選択手段２２ｋを設けているので、例えば、検出器２２を装着したＸ線撮影装置がパノラマＸ線撮影装置の場合には、拡大撮影や上顎洞撮影や顎関節撮影などの制御や、大人、子供などの選択が可能となり、使い勝手が良い。
【００７８】
また、撮像素子２６ｃに生成される電荷像を時間遅延積分制御する際に、ビニング処理を行うと共に、少なくとも標準撮影モードと、それよりも高速での撮影を可能とした高速撮影モードとを選択するモード選択手段２２ｌを備え、いずれかのモードを選択的に実行可能としており、それぞれの撮影モードでは、ＴＤＩクロック信号の周波数とビニング処理のための情報とを制御要素にしているので、術者にとって便利であり、それぞれの撮影モードが良好に行える。なお、ビニング処理については、後に説明する。
【００７９】
図６に、図５のＸ線撮影用検出器を備えるＸ線撮影装置の装置本体制御部の要部概略構成を示すブロック図を示す。なお、これより、同一の部分については、同一の符号を付して重複説明を省略する。
【００８０】
この制御部１１には、装置全体の動作制御の中心となるＭＰＵ（ＣＰＵ）で構成された制御ユニット１１ａ、入出力ポート１１ｂ、メモリ１１ｃがあり、その他にＸ線照射制御回路１１ｄ、Ｘ線照射検出回路１１ｅ、Ｘ線発生器１１ｆ、１次スリット幅調整回路１１ｇ、２次スリット幅調整回路１１ｈ、旋回アーム回転検出回路１１ｍ、撮影モード設定回路１１ｒ、検出器種類検出回路１１ｑ、通信制御回路１１ｐ、電源回路１１ｓが設けられており、これらが入出力ポート１１ｂを介して制御ユニット１１ａに接続されている。
【００８１】
また、図５のＸ線撮影用検出器２２を接続するために、接続ケーブル１５のコネクタ１４′に対応したコネクタ１４が設けられ、このコネクタ１４には、入出力ポート１１ｂ、通信制御回路１１ｐ、電源回路１１ｓが接続されている。
【００８２】
入出力ポート１１ｂには、種々の操作データを入力するための操作パネル１２、あるいは、同様の入力を本体から離れた位置から入力するためのリモコンボックス１３が接続されている。
【００８３】
この制御部１１は、その内部に、ＴＤＩ制御モードのＸ線撮影に必要なＴＤＩクロック発生器を備えていない。しかしながら、上述のＸ線撮影用検出器２２を着脱可能に装着して、接続ケーブル１５で電気的、制御的に接続する事で、ＴＤＩ制御モードのＸ線撮影を行うことができる。
【００８４】
つまり、本発明のＸ線撮影用検出器を用いる場合には、ＴＤＩクロック発生器を備えていない既存のＸ線撮影装置であっても、ＴＤＩ制御モードのＸ線撮影を実現することができる。
【００８５】
なお、本発明のＸ線撮影用検出器は、ＴＤＩ制御モードのＸ線撮影に必要なＴＤＩクロック発生器、ＴＤＩクロック制御手段などを自ら備えている点に特徴があり、その他の構成要素は従来のＸ線撮影用検出器とほとんど異なるところはない。また、これに対応して、Ｘ線撮影装置側では、ＴＤＩクロック発生器が不要になる点が異なり、その他の構成要素は従来のものとほとんど異なるところはない。
【００８６】
図７は、図２、４のＸ線撮影用検出器に備えられた撮像素子の概略構成を示す図である。
【００８７】
この撮像素子２６ｃは、ＦＦＴタイプ（フルフレームトランスファー型）のＣＣＤイメージセンサで構成されており、２６ｃａは受光部を構成するセンサマトリクスであり、水平方向に信号電荷を転送する水平シフトレジスタ部２６ｃｂを、上下に複数行形成して構成され、これらの水平シフトレジスタ部２６ｃｂに形成されるポテンシャルウエルによって、行及び列に配置されたピクセルｅを形成した構造にしている。
【００８８】
２６ｃｃは上下に複数列形成して構成された水平シフトレジスタ部２６ｃｂのポテンシャルウエルを一斉に水平方向に並列して転送されて来た電荷像を蓄積させて結合する結合シフトレジスタ、２６ｃｄは結合シフトレジスタ２６ｃｃから垂直方向にシリアル転送されて来る結合電荷像を、更に垂直方向に蓄積結合させるための出力ウエル、２６ｃｅは出力ウエル２６ｃｄから、順次出力されて来る結合された電荷像を更に電圧信号に変換し、センサ信号として出力させる増幅器である。
【００８９】
増幅器２６ｃｅから出力されたセンサ信号は、ゼロオフセット補正回路２６ｃｆによってゼロ補正された後、ＡＤ変換器２２ｅに送出されるようになっている。２６ｃｇは、ＣＣＤイメージセンサを構成するシフトレジスタ部、結合シフトレジスタ、出力ウエルなどに、電荷像の転送と、ビニング処理を行うために、ＴＤＩクロック信号を含む必要な制御信号を送出し制御するためのコントローラである。
【００９０】
受光面を構成するセンサマトリクス２６ｃａのポテンシャルウエルに、光を照射して得た信号電荷を閉じ込めて半導体中を転送させるＣＣＤイメージセンサの電荷転送の基本動作は、既に特開平９−２００６２５号公報などで周知であるので、ここでは、本発明に固有の信号電荷をビニング処理すると共に、ＴＤＩクロックを高速化する処理について説明する。
【００９１】
本発明では、例えば高速撮影、すなわち、図１に示す旋回アーム５を高速で旋回させる歯科用等の医療用パノラマＸ線撮影の場合には、撮像素子における電荷像の転送も高速で行うことが要求される。そのため、撮像素子の受光面に蓄積された電荷像を、周波数の速いＴＤＩクロック信号で転送させるが、ＣＣＤセンサで生成された電荷像を電圧変換してセンサ信号として、そのままＡＤ変換器に出力すれば、ＡＤ変換器は、それに見合った速い速度でアナログ信号をデジタル信号に変換する必要があるため、センサの能力も向上させる必要があり、多くの場合には、Ｘ線撮影装置の全体構成の変更を余儀なくされてしまう。
【００９２】
これを解決するためにもっとも容易な手法としては、ＣＣＤセンサからアナログ信号の形で出力されるセンサ信号の一部を間引いて、ＣＣＤセンサからＡＤ変換器に出力されるセンサ信号の出力間隔を軽減することが考えられるが、このような手法で得たセンサ信号はその一部が抜け落ちているために、情報が欠けた粗いデジタル画像になってしまう。
【００９３】
しかるに、本発明において採用しているビニング処理は、このような問題点を解決するもので、画像として重要な情報を抜け落ちさせることなく、ＣＣＤセンサにおける電荷転送を、旋回アームの旋回速度に応じて高速化し、撮影時間を短縮化できるものである。
【００９４】
Ｘ線透過画像が発光体２６ａ（図４参照）に当たると、そこではＸ線が可視光に変換され、その可視光は光ファイバー２６ｂを介して撮像素子２６ｃのセンサマトリクス２６ｃａに電荷像を形成する。かくして、撮像素子２６ｃがＴＤＩクロック信号を受けると、センサマトリクス２６ｃａに生成された電荷像は、ポテンシャルウエルに閉じ込められたまま、最初の列から最終列まで上下一列の状態（以下では、列の信号電荷という）で一斉に転送される（遅延時間積分制御）。
【００９５】
このような列の信号電荷が結合シフトレジスタ２６ｃｃに転送されると、ここでは、予め設定されたビニング情報に応じて、複数列の信号電荷を蓄積し、結合する。例えば、ビニング情報が３×３ピクセル、４×４ピクセルをビニングするように設定されている場合には、ここでは、列方向の結合を意味する３個、４個の列の信号電荷を蓄積結合させ、蓄積結合させた電荷像は、次の出力ウエル２６ｃｄに転送される。
【００９６】
結合シフトレジスタ２６ｃｃから出力ウエル２６ｃｄに転送される電荷像（以下では、行の信号電荷という）は、例えば、ビニング情報が３×３ピクセル、４×４ピクセルをビニングするように設定されている場合には、ここでは、行方向の結合を意味する３個、４個の行の信号電荷を蓄積結合させる。
【００９７】
結合シフトレジスタ２６ｃｃから出力ウエル２６ｃｄへの結合電荷の転送は、結合シフトレジスタにおいて蓄積結合されている１回分の列電荷の転送が終了するまでに順次行われ、出力ウエル２６ｃｄは結合シフトレジスタ２６ｃｃから転送されて来た電荷を、行方向のビニング数だけ蓄積し、出力する毎に出力ウエル２６ｃｄに残った電荷を放電させてクリアする動作を繰り返し行うことによって、残存する不要な電荷が、結合シフトレジスタ２６ｃｃから順次転送されて来る結合電荷に加算されないようにしている。
【００９８】
このようにして、センサマトリクス２６ｃａから結合シフトレジスタ２６ｃｃに転送されて来て、そこでビニング情報によって指定された列方向のビニング数分だけ蓄積された電荷が、出力ウエル２６ｃｄに送られると、結合シフトレジスタ２６ｃｃは、列方向のビニング数によって指定された分の列の電荷信号を蓄積し、同じようにして、蓄積結合した列の電荷を順次出力ウエル２６ｃｄに送り、出力ウエル２６ｃｄでは、行方向のビニング数によって指定された数の電荷を蓄積結合させて出力する。
【００９９】
このようなビニング処理では、出力ウエル２６ｃｄは、センサマトリクス２６ｃａのポテンシャルウエルによって閉じ込められて、遅延積分された複数のピクセルを、電荷のままの状態で、１つの新たなピクセルに加算して出力することになるので、出力ウエル２６ｃｄから電圧変換された後、ＡＤ変換器に出力されるセンサ信号の時間間隔は、加算した部分を間引きしたように長くなる。
【０１００】
したがって、後段のＡＤ変換器２２ｅには、それほど高速処理は要求されず、ビニング処理の結果、ＣＣＤセンサから出力されるデータの転送速度を既存のＡＤ変換器２２ｅの処理能力に予め適合させれば、Ｘ線撮影用検出器２２のＴＤＩ周波数制御情報に含まれる周波数を変えるだけで適用できる。
【０１０１】
また、この場合において、最も重要なことは、加算された電荷像には、その構成要素となる電荷像を積分した形で含んでいるので、積分情報であるＸ線透過画像としては情報の漏れはなく、しかもデジタル画像としての総画素数も少なくできるため、データ処理やデータ保存が容易となるなどの利点がある点である。
【０１０２】
図８は、本発明のＸ線撮影用検出器を用いて得られるＸ線透過画像の概念説明図で、（ａ）は原画像で各マス目が一つ一つのピクセルの電荷を表す。（ａ）の原画像を基に２ｘ２のピクセルをビニングすると２ｘ２のピクセル内の太枠で囲った領域の電荷を加算したものになり、（ｂ）で示すビニング処理を行った画像となる。
【０１０３】
このようにビニングは、２ｘ２や３ｘ３の正方形や、２ｘ３や３ｘ４の長方形などのピクセル内において、行列ともに加算するか、行だけを加算するか、列だけを加算するか、あるいは、１行又は１列の領域の内、適当なピクセル数を加算するものである。
【０１０４】
（ｃ）に示す図は、ゼロオフセットを示す図であって、（ｂ）に示すビニング処理した後に、（ｂ）の全画面の中から最も電荷の小さい「０４」を「０」とするように、すべてのビニング処理した後の各領域から、「４」を差し引きした処理である。このゼロオフセット処理をすると、ピクセルの電荷成分に含まれる暗電流によるノイズ成分が除去されるので、画像が鮮明になり、ダイナミックレンジが増す。
【０１０５】
この図から解るように、ビニング処理を行うことによって、原画像の画素総数はビニング情報に応じた分だけ減少し、その結果、画像は縮小される。一方、原画像の各画素の電荷像データは全て蓄積されて、出力されるＸ線透過画像の要素として用いられており、画素の間引きによる情報の欠落がないことが分かるはずである。
【０１０６】
図９は、本発明のＸ線撮影用検出器で用いるＴＤＩクロック信号制御情報の概念説明図である。
【０１０７】
図９において、（ａ）は本発明のＸ線撮影用検出器を備えたパノラマタイプのＸ線撮影装置で生成した全顎パノラマＸ線透過画像、（ｂ）は、この画像を得るための旋回アームの回転速度を示すグラフ、（ｃ）はこれに対応したＴＤＩクロック信号の周波数の変化を示すグラフである。
【０１０８】
図９（ａ）において、ＲＺは、パノラマＸ線撮影する場合に通常適用される濃度補正領域であって、この領域では、頸椎などの障害陰影の影響を除去するため、より長い時間Ｘ線を照射するようにしており、その分だけ、旋回アームはゆっくり回転するようになっている。
【０１０９】
図９（ｂ）では、縦軸を旋回アームの回転速度Ｖｄ、横軸を旋回アームの旋回角度φとし、濃度補正領域ＲＺでの補正を行う場合の速度を実線で、補正を行わない場合の速度を点線で示している。
【０１１０】
図９（ｃ）では、縦軸をＴＤＩクロック信号の周波数Ｖｃ、横軸を旋回アームの旋回角度φとし、同様に、濃度補正領域ＲＺでの補正を行う場合の速度を実線で、補正を行わない場合の速度を点線で示している。このＴＤＩクロック信号の周波数Ｖｃとは、撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御する速度に対応し、従来のフィルム式検出器の移動速度に対応するものである。
【０１１１】
このように、図９（ａ）の画像を得るために、旋回アームの回転速度ＶｄとＴＤＩクロック信号の周波数Ｖｃとの間には所定の関係が成立するが、この関係がＴＤＩクロック信号制御情報であり、このＴＤＩクロック信号制御情報を用いてＴＤＩクロック信号の周波数を制御することによって、旋回アームの回転速度Ｖｄに合わせて、従来のフィルム式検出器を移動させて得ていた全顎パノラマＸ線透過画像と同じ画像を、Ｘ線撮影用検出器でも得る事ができる。
【０１１２】
このＴＤＩクロック信号制御情報は、この図９から解るように、旋回アームの回転速度Ｖｄの曲線に対応させて、それぞれ用意する必要があり、この旋回アームの回転速度Ｖｄの曲線は、Ｘ線撮影装置、撮像目的、撮像対象によって変わるものであり、それに対応させて、ＴＤＩクロック信号制御情報も複数のパターンを用意し、これを選択使用することができるようにしておくと、診療現場で用いるのに便利が良い。
【０１１３】
また、この図から解るように、旋回アームの回転とＴＤＩクロック信号とは同期させる必要があり、これによって、良好なＸ線透過画像を得ることができる。
【０１１４】
更に、既に説明したビニング処理による高速化を行う場合は、全体として、ＴＤＩクロック信号の周波数も、ビニング情報に合わせて高速化され、ＴＤＩクロック信号制御情報もこれに対応させて用意されるものである。
【０１１５】
図１０は、本発明のＸ線撮影装置の他例の要部概略構成を示すブロック図である。
【０１１６】
このＸ線撮影装置５０Ａは、図１で説明したＸ線撮影装置５０に比べて、ＴＤＩクロック発生器１１ｎが、Ｘ線撮影用検出器２２Ａではなく、装置本体制御部１１Ａに設けられ、代わりに、検出器２２Ａには、このＴＤＩクロック発生器１１ｎからの信号を変換するＴＤＩクロック変換回路２２ｍが設けられている点が相違する。また、これに対応して、この図では明示していないが、図１のＸ線撮影用検出器２２に設けられていたＴＤＩクロック制御手段２２ｉ、クロック制御情報格納メモリ２２ｊ、クロック選択手段２２ｋ、モード選択手段２２ｌに相当するものが、装置本体制御部１１Ａに設けられている。
【０１１７】
したがって、このＸ線撮影装置５０Ａによれば、ＴＤＩクロック発生器を備えていない既存のＸ線撮影用検出器２２Ａを用いて、ＴＤＩクロック発生器を備えたＸ線撮影用検出器２２を用いた場合と同様に、ＴＤＩ撮影のＸ線撮影をすることができ、同様の効果を発揮することができる。
【０１１８】
また、このＸ線撮影装置５０Ａでは、ＴＤＩクロック発生器を備えたＸ線撮影用検出器２２を装着した場合でも、装置５０Ａ本体側のＴＤＩクロック発生器を用いてＴＤＩ撮影を行う他走モード（検出器から見て）と、検出器２２側のＴＤＩクロック発生器を用いてＴＤＩ撮影を行う自走モード（検出器から見て）のいずれかを選択的に実施できるようにすることもできる。
【０１１９】
図１１は、本発明のＸ線撮影用検出器を用いたＸ線撮影の手順を示すフローチャートである。
【０１２０】
このフローチャートは、他走モードと自走モードの選択が可能で、また、標準撮影モードと高速撮影モードの選択も可能なＸ線撮影装置において実行される基本動作を示している。
【０１２１】
Ｘ線撮影装置では、Ｘ線撮影用検出器を検出器ホルダに装着すると、Ｘ線撮影装置は、Ｘ線撮影用検出器のＴＤＩクロック発生器の有無、クロック制御情報格納メモリに記憶されたＴＤＩ周波数制御情報の内容、あるいはＸ線撮影用検出器に設けた種別を表す特徴を読み取って、あるいは、モード選択手段の選択に基づいて、自走モードか、他走モードかを判別する（Ｓ１、Ｓ２）。
【０１２２】
判別の結果、自走モード、あるいは、他走モードが設定され（Ｓ３、Ｓ４）、それぞれのモードに対応させて、ＴＤＩ周波数制御情報の読み出しなどが行われ、アームの旋回速度に対応したＴＤＩクロック信号の周波数パターンが用意される。
【０１２３】
ついで、高速撮影モードであるか否かが、選択手段の選択などに基づいて判断され、標準撮影モード、高速撮影モードが設定され（Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７）、それに応じた設定が行われる。この際、高速撮影モードでは、ＴＤＩクロック信号の周波数がビニング情報に基づいて、大きいものに設定される。
【０１２４】
Ｘ線撮影装置は、照射指令信号を受けると、旋回アームを制御パラメータによって設定変更されたＴＤＩクロック信号に応じた速度で旋回させながら被写体にＸ線を照射し（Ｓ８）、Ｘ線撮影用検出器では、Ｘ線透過画像を撮像素子に電荷像として生成し、ＴＤＩクロック信号に応じて、更にＴＤＩ周波数制御情報によって指定されたビニング情報に従ってビニング処理を行い、結果として所望のＸ線透過画像を得る（Ｓ９）。
【０１２５】
なお、図１１では、Ｘ線撮影用検出器を検出器ホルダーに装着することによって、自走、他走モードの選択や、高速撮影、標準撮影の選択をする構成のフローチャートを示しているが、この選択は、自動で行うようにしても良いし、手動で切り換えるようにしても良いし、始めから、これらのいずれかになるように固定して設定されていてもよい。
【０１２６】
図１２は、本発明のＸ線撮影用検出器を備えたＸ線撮影装置の他例の外観正面図である。
【０１２７】
このＸ線撮影装置５０Ｂは、セファロＸ線撮影装置として構成されたもので、図１で説明したＸ線撮影装置５０や図１０で説明したＸ線撮影装置５０Ａに、更に、セファロＸ線撮影用に、Ｘ線撮影用検出器２２、２２Ａを着脱可能に装着すると共に、患者の頭部を固定支持するセファロ用支持装置３１を備えており、パノラマＸ線撮影だけでなく、セファロＸ線撮影も行うことができ、その場合にも上述のＸ線撮影装置５０、５０Ａについて述べた効果と同様の効果を発揮することができる。
【０１２８】
また、リモコンボックス１３Ａは、図１のリモコンボックス１３と同様のものであるが、パノラマＸ線撮影とセファロＸ線撮影のいずれの場合にも使用できるように、その設置位置と操作できる内容が変更されたものである。
【０１２９】
セファロＸ線撮影装置の場合には、従来技術と同様に、Ｘ線検出部７がＸ線発生器６からのＸ線放射領域から外れ、Ｘ線発生器６からのＸ線がセファロ用支持装置３１に固定された患者頭部を透過して、Ｘ線撮影用検出器２２、２２Ａに到達すようになっている。この時には、Ｘ線撮影用検出器２２、２２Ａは、そのＸ線受光部２５が患者頭部全体のＸ線透過画像を受光するようにセファロ用支持装置３１に対して上下又は左右に移動可能となっており、この動きに同期して、Ｘ線発生器６も上下、または左右に移動するようになっている。
【０１３０】
図１３は、本発明のＸ線撮影用検出器に備えられた撮像素子の他例の概略構成を示す図である。
【０１３１】
図７では、撮像素子はＦＦＴタイプのものを用いて構成した例を示したが、本発明は、ＦＴタイプ（フレームトランスファー型）のＣＣＤイメージセンサ、ＩＴタイプ（インターライントランスファー型）、ＦＩＴタイプ（フレームインターライン型）のＣＣＤイメージセンサに、前述した結合シフトレジスタや、出力ウエルを付加した構成にしてもよい。
【０１３２】
この内、図１３では、ＦＴタイプのＣＣＤイメージセンサを用いた撮像素子の基本構成例を示している。
【０１３３】
この撮像素子２６ｃＡは、図７のセンサマトリクス２６ｃａと結合シフトレジスタ２６ｃｃとの間に、センサマトリクス２６ｃａと同様のピクセルｅを設けた蓄積部２６ｃｈを設けている点が異なるだけで、その他の構成は同じである。
【０１３４】
【発明の効果】
請求項１のＸ線撮影用検出器によれば、自ら、ＴＤＩクロック発生器、ＴＤＩクロック制御手段を備え、Ｘ線撮影装置からＴＤＩクロック信号の供給を受けずに、撮像素子のＴＤＩ制御をすることができる自走モード型の検出器であるので、Ｘ線撮影装置本体側に、ＴＤＩクロック発生器がなくとも、ＴＤＩ撮影を実現することができ、上記第１の目的を達成することができる。
【０１３５】
また、ＴＤＩクロック制御手段が、クロック制御情報格納メモリを有しているので、メーカ側で予め記憶させたＴＤＩ周波数制御情報をこのメモリから取り出して、ＴＤＩ撮影を行うことができ、便利である。
【０１３６】
請求項２のＸ線撮影用検出器によれば、請求項１の効果に加え、クロック制御情報格納メモリが書換可能であって、ＴＤＩ周波数制御情報を、製造メーカでの出荷時に、Ｘ線撮影装置の製品仕様に合うように書き換えることができ、術者は、装置に検出器を装着するだけで、装置本体に合わせたＴＤＩ撮影を行うことができ便利である。
【０１３７】
請求項３のＸ線撮影用検出器によれば、請求項１の効果に加え、ＴＤＩ周波数制御情報を複数パターン格納することにより、例えば、検出器を装着したＸ線撮影装置がパノラマＸ線撮影装置の場合には、拡大撮影や上顎洞撮影や顎関節撮影などの制御や、大人、子供などの選択が可能となり、使い勝手が良く、上記第３の目的を達成することができる。
【０１３８】
請求項５のＸ線撮影用検出器によれば、請求項３の効果に加え、複数パターンのＴＤＩクロツク信号を格納したメモリから、必要とする撮影を可能とするように選択手段で選択することができ、上記第３の目的を達成することができる。
【０１３９】
請求項５のＸ線撮影用検出器によれば、請求項１から４のいずれかの効果に加え、センサ感度を上げるためビニング処理をすることができ、それによって、ＡＤ変換器に送出するデータ量を軽減している。したがって、ＡＤ変換器を高速処理が可能なものに交換することなく、高速でＴＤＩ撮影をすることができ、デジタル画像を処理する場合のメモリ量の軽減を測ることもでき、上記第２の目的を達成することができる。
【０１４０】
請求項６のＸ線撮影用検出器によれば、請求項１から４のいずれかの効果に加え、ビニング処理することにより、電荷像が積分され、少ない電荷量でも十分なコントラストの電荷像が得られることを利用して、その分だけ、Ｘ線発生器とＸ線撮影用検出器を高速移動させて、短い時間、Ｘ線を照射するようにしている。したがって、装置本体を変えることなく、Ｘ線撮影をより高速で行える上に、被験者のＸ線被爆量も低減させることができ、また、被検者の動きによる像ボケの問題も解決し、上記第２の目的を達成することができる。
【０１４１】
請求項７のＸ線撮影用検出器によれば、請求項５または６のいずれかの効果に加え、標準撮影モードと高速撮影モードとを選択的に実施可能で、術者にとって便利であり、ＴＤＩクロック信号の周波数とビニング情報とを制御要素にしているので、それぞれの撮影モードが良好に行える。
【０１４２】
請求項８のＸ線撮影用検出器によれば、請求項１から７のいずれかの効果に加え、撮像素子としてフルフレームトランスファー型のＣＣＤセンサを用いているので、蓄積部がなく、その分だけ受光部サイズを大きくすることができるという、このセンサの特性を利用して、フレームレートが遅い計測用、例えば、本発明のＴＤＩ撮影をするＸ線撮影を良好に実現することができる。請求項９のＸ線撮影装置によれば、請求項１から８のいずれかのＸ線撮影用検出器を備えているので、それぞれのＸ線撮影用検出器の効果を発揮することができる。
【０１４３】
請求項１０のＸ線撮影装置によれば、請求項９のＸ線撮影装置の効果に加え、Ｘ線撮影用検出器側のＴＤＩクロック信号が、Ｘ線撮影装置側の移動制御信号に同期するようになっているので、ＴＤＩ撮影をするＸ線撮影を良好に実現することができる。
【０１４４】
請求項１１のＸ線撮影装置は、請求項９または１０のいずれかのＸ線撮影装置の効果に加え、請求項１０または１１のいずれかのＸ線撮影装置を、パノラマＸ線撮影装置として構成したので、それぞれのＸ線撮影装置の効果を、パノラマ撮影をする場合にも発揮する。
【０１４５】
請求項１２のＸ線撮影装置は、請求項９または１０のいずれかのＸ線撮影装置の効果に加え、請求項９または１０のいずれかのＸ線撮影装置を、セファロＸ線撮影装置として構成したので、それぞれのＸ線撮影装置の効果を、セファロ撮影をする場合にも発揮する。請求項１３のＸ線撮影装置によれば、請求項７のＸ線撮影用検出器と同様の機能を、装置本体側に設けたので、Ｘ線撮影用検出器側にこの機能が備えられていない場合でも、請求項７のＸ線撮影用検出器と同様の効果を発揮することができる。
【０１４７】
請求項１４のＸ線撮影装置によれば、請求項１３の効果に加え、請求項８のＸ線撮影用検出器と同様に、撮像素子をＦＦＴ型ＣＣＤセンサとしたので、請求項８のＸ線撮影用検出器と同様の効果を発揮することができる。
【０１４８】
請求項１５のＸ線撮影装置によれば、請求項１３、１４のいずれかのＸ線撮影装置の効果に加え、請求項１１と同様に、Ｘ線撮影用検出器側のＴＤＩクロック信号が、Ｘ線撮影装置側の移動制御信号に同期するようになっているので、ＴＤＩ撮影をするＸ線撮影を良好に実現することができる。
【０１４９】
請求項１６のＸ線撮影装置によれば、請求項１３から１５のいずれかのＸ線撮影装置をパノラマＸ線撮影装置としているので、それぞれのＸ線撮影装置の効果を、パノラマ撮影をする場合にも発揮することができる。請求項１７のＸ線撮影装置によれば、請求項１３から１５のいずれかのＸ線撮影装置をセファロＸ線撮影装置としているので、それぞれのＸ線撮影装置の効果を、セファロ撮影をする場合にも発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＸ線撮影用検出器を備えたＸ線撮影装置の外観斜視図
【図２】図１のＸ線撮影用検出器の外観斜視図
【図３】図１のＸ線撮影装置の検出器着脱部を示す要部断面図
【図４】図２のＸ線撮影用検出器に内蔵させた電気的Ｘ線像検出器の分解斜視図
【図５】図２のＸ線撮影用検出器の要部概略構成を示すブロック図
【図６】図５のＸ線撮影用検出器を備えるＸ線撮影装置の装置本体制御部の要部概略構成を示すブロック図
【図７】図２のＸ線撮影用検出器に備えられた撮像素子の概略構成を示す図
【図８】本発明のＸ線撮影用検出器を用いて得られるＸ線透過画像の概念説明図
【図９】本発明のＸ線撮影用検出器で用いるＴＤＩクロック信号制御情報の概念説明図
【図１０】本発明のＸ線撮影装置の他例の要部概略構成を示すブロック図
【図１１】本発明のＸ線撮影用検出器を用いたＸ線撮影の手順を示すフローチャート
【図１２】本発明のＸ線撮影用検出器を備えたＸ線撮影装置の他例の外観正面図
【図１３】本発明のＸ線撮影用検出器に備えられた撮像素子の他例の概略構成を示す図
【符号の説明】
１ Ｘ線撮影装置
１Ａ Ｘ線撮影装置
５ 固定手段
１１ａ 制御ユニット（ＴＤＩクロック制御手段）
１１ｃ メモリ（クロック制御情報格納メモリ）
１１ｆ Ｘ線発生器
１１ｎ ＴＤＩクロック発生器
２２ Ｘ線撮影用検出器
２２Ａ Ｘ線撮影用検出器
２２ｃ ＴＤＩクロック発生器
２２ｉ ＴＤＩクロック制御手段
２２ｊ クロック制御情報格納メモリ
２２ｋ クロック選択手段
２２ｌ モード選択手段
２６ｃ 撮像素子
本発明は、歯科診療、口腔外科、耳鼻科領域の診療などにおいて使用され、全顎のＸ線透過画像などを画像として取り出すようにした医療用のＸ線撮影用検出器及びＸ線撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のＸ線撮影装置では、Ｘ線フィルムにＸ線透過画像を記録する従来のフィルム式のものに比べて、撮像素子として感度の高いＣＣＤ（固体撮像素子）イメージセンサを用いたＸ線撮影用検出器を使用している。
【０００３】
ＣＣＤイメージセンサでは、被写体を透過したＸ線をシンチレータで可視光に変換して得られた電荷像を受光部に生成し、その電荷像をいわゆる時間遅延積分してから電圧信号の形で出力し、最後にＡＤ変換して電子画像として取り出す構成になっている。
【０００４】
このようなＣＣＤイメージセンサを使用して、全顎のパノラマＸ線撮影を行う場合には、撮影の基本原理から、被写体とフィルムとを所定の速度で相対運動させる代わりに、ＣＣＤイメージセンサに生成蓄積される電荷像の転送速度を、旋回アームの回転速度に見合った速度に制御保持する必要があり、そのような原理は、特開昭６１−２２８４１号、特開平２−８４９４２号や実公平４−４８１６９号に教示されているように、ＴＤＩ（時間遅延積分）撮影としてよく知られている。
【０００５】
また、特開平１１−１０４１２７号や、特開平１１−１０４１２８号には、ＣＣＤイメージセンサに、ＡＤ変換器を内蔵させて、直接、Ｘ線透過画像を電子画像として取り出しできるようにしたＸ線撮影用検出器や、そのようなＸ線撮影用検出器を、従来のフィルム検出器と互換性を持たせることによって、Ｘ線撮影装置の検出器ホルダに着脱可能に付け替えできるようにした使い勝手の向上されたＸ線撮影装置も提案されており、いずれもＴＤＩ撮影を簡易に実施化する試みであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記いずれの先行技術も、ＴＤＩ撮影を実施するためのＴＤＩクロック発生器などをＸ線撮影装置に設けており、Ｘ線撮影用検出器自体にはＴＤＩクロック発生器を設けていなかった。したがって、ＴＤＩ撮影をするためには、Ｘ線撮影装置にＴＤＩクロック発生器などを設ける必要があり、従来のフィルムを使用するＸ線撮影装置をＣＣＤセンサを使用するＸ線撮影装置に改造するのに、大きな費用を要する事となり、より安価にＴＤＩ撮影を実現する装置にできる技術が望まれていた。
【０００７】
また、いずれの先行技術も、Ｘ線フィルムにＸ線透過画像を撮影していたパノラマ撮影を電子画像に置き換えて実施化を図る手法や、被写体を挟んでＸ線発生器とＸ線検出器とを移動することを教示する程度のもので、撮影時間を高速化にして、なおかつ、十分な診断に耐える電子画像を得るものではなかった。
【０００８】
このようにパノラマＸ線撮影を高速で行う利点は、撮影時間を短縮化して、被検者の動きによる像ボケの問題を解決するために有益であるばかりでなく、被検者に照射するＸ線量を抑制して、Ｘ線被爆線量を軽減するために特に有益である。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、Ｘ線撮影装置側にＴＤＩクロック発生器を備えていない場合でも、ＣＣＤ等の撮像素子を使用するＴＤＩ撮影を可能とするＸ線撮影用検出器を提供することにある。
【００１０】
第２の目的は、Ｘ線画像を得る従来のＣＣＤ等の撮像素子を使用するＴＤＩ撮影では未だ十分な手法が提案されていない究極の課題である高速撮影を実現するＸ線撮影用検出器を提供することにある。
【００１１】
第３の目的は、診断目的に応じて、撮影モードを種々に変更して、解像度の異なる電子画像を生成することのできるＸ線撮影用検出器を提供することにある。
【００１２】
本発明の更なる目的は、上記第１から３の目的を達成するにあたって、更にユーザ側の観点に立って、使い勝手の面から改良されたＸ線撮影用検出器を提供することにある。
【００１３】
また、本発明は、上記種々の目的をＸ線撮影装置側において達成する医療用のＸ線撮影装置を提供することを目的する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本出願人は、請求項１から８でＸ線撮影用検出器を、請求項９から１２で、これらのＸ線撮影用検出器を備えたＸ線撮影装置を、請求項１３から１７で、これらのＸ線撮影用検出器の機能を装置本体側に設けたＸ線撮影装置を提案している。
【００１５】
請求項１のＸ線撮影用検出器は、Ｘ線発生器とＸ線撮影用検出器と、これらのＸ線発生器とＸ線撮影用検出器との間に被写体を固定する固定手段とを有し、上記Ｘ線発生器と上記Ｘ線撮影用検出器とが対向状態を維持して上記固定手段に固定された被写体を挟んで移動することによりＸ線撮影するＸ線撮影装置に使用され、Ｘ線透過画像を電気信号の形で生成して出力する機能を備えたＸ線撮影用検出器であって、
上記Ｘ線撮影用検出器が、Ｘ線透過画像を生成する撮像素子と、ＴＤＩクロック信号を発生させるＴＤＩクロック発生器と、ＴＤＩクロック信号の周波数を制御するＴＤＩ周波数制御情報を記憶させたクロック情報格納メモリを有し、該ＴＤＩ周波数制御情報に基づいて上記ＴＤＩクロック発生器からＴＤＩクロック信号を発生させ、このＴＤＩクロック信号に応じて上記撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御するＴＤＩクロック制御手段とを備え、上記Ｘ線撮影用検出器と、上記Ｘ線撮影装置とは接続ケーブルを介して着脱可能になっていることを特徴としている。
【００１６】
このＸ線撮影用検出器は、自ら、ＴＤＩクロック発生器、ＴＤＩクロック制御手段を備え、Ｘ線撮影装置からＴＤＩクロック信号の供給を受けずに、撮像素子のＴＤＩ制御をすることができる撮影モード、すなわち自走モード型の検出器である。したがって、Ｘ線撮影装置本体側に、ＴＤＩクロック発生器がなくとも、ＴＤＩ撮影を実現することができ、上記第１の目的を達成することができる。
【００１７】
ここで、撮像素子としては、ＣＣＤイメージセンサが好適に用いられるが、これに限らず、ＴＤＩ制御できるものであればよい。
【００１９】
また、このＸ線撮影用検出器は、ＴＤＩクロック制御手段が、クロック制御情報格納メモリを有しているので、メーカ側で予め記憶させたＴＤＩ周波数制御情報をこのメモリから取り出して、ＴＤＩ撮影を行うことができ、便利である。
【００２０】
請求項２のＸ線撮影用検出器は、請求項１のＸ線撮影用検出器において、上記クロック制御情報格納メモリは、上記ＴＤＩ周波数制御情報を書き換え可能に格納している事を特徴とする。
【００２１】
このＸ線撮影用検出器は、クロック制御情報格納メモリが書換可能であって、ＴＤＩ周波数制御情報を、製造メーカでの出荷時に、Ｘ線撮影装置の製品仕様に合うように書き換えることができ、製造メーカは、Ｘ線撮影装置にＸ線撮影用検出器を装着するだけで、Ｘ線撮影装置本体に合わせたＴＤＩ撮影を行うことができ便利である。
【００２２】
制御情報格納メモリは、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭなどで構成するのが好適であるが、格納内容が書き換え可能であって、電源を遮断しても、その内容を保持しているものであれば何でもよい。
【００２３】
請求項３のＸ線撮影用検出器は、請求項１のＸ線撮影用検出器において、上記クロック制御情報格納メモリは、上記ＴＤＩ周波数制御情報を複数パターン格納している事を特徴とする。
【００２４】
このＸ線撮影用検出器では、ＴＤＩ周波数制御情報を複数パターン格納することにより、例えば、Ｘ線撮影用検出器を装着したＸ線撮影装置がパノラマＸ線撮影装置の場合には、拡大撮影や上顎洞撮影や顎関節撮影などの制御や、大人、子供などの選択が可能となり、使い勝手が良く、上記第３の目的を達成することができる。
【００２５】
請求項４のＸ線撮影用検出器は、請求項３のＸ線撮影用検出器において、上記クロック制御情報格納メモリに格納された複数パターンのＴＤＩ周波数制御情報のうちの少なくとも一つを選択する選択手段を更に備えた事を特徴とする。
【００２６】
このＸ線撮影用検出器は、複数パターンのＴＤＩクロツク信号を格納したメモリから、必要とする撮影を可能とするように選択手段で選択することができ、上記第３の目的を達成することができる。
【００２７】
この選択手段においては、医院等で術者がＸ線撮影装置に備えられたコントロール部に設けた選択手段の信号に対応して選択するようにしても 良いし、予めメーカの工場で選択設定して出荷するようにしても良い。
【００２８】
請求項５のＸ線撮影用検出器は、請求項１から４のいずれかのＸ線撮影用検出器において、上記ＴＤＩクロック制御手段は、上記撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御する際に、ビニング処理する機能を更に備えたことを特徴とする。
【００２９】
ここで、ビニング処理とは、撮像素子に生成される電荷像を、電荷像のまま、実時間処理でサミングすることをいう。
【００３０】
このＸ線撮影用検出器は、センサ感度を上げるためビニング処理をすることができ、それによって、ＡＤ変換器に送出するデータ量を軽減している。したがって、ＡＤ変換器を高速処理が可能なものに交換することなく、高速でＴＤＩ制御のＸ線撮影をすることができ、Ｘ線撮影用画像を処理する場合のメモリ量の軽減を測ることもでき、上記第２の目的を達成することができる。
【００３１】
請求項６のＸ線撮影用検出器は、請求項１から４のいずれかのＸ線撮影用検出器において、上記ＴＤＩクロック制御手段は、ＴＤＩクロック信号に応じて上記撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御する際にビニング処理することにより、上記Ｘ線発生器と上記Ｘ線撮影用検出器とを対向状態を維持して高速で移動させる機能を更に備えたことを特徴としている。
【００３２】
このＸ線撮影用検出器は、ビニング処理することにより、電荷像が積分され、少ないＸ線量でも十分なコントラストの電荷像が得られることを利用して、その分だけ、Ｘ線発生器とＸ線撮影用検出器を高速移動させて、短い時間、Ｘ線を照射するようにしている。したがって、Ｘ線撮影装置本体を変えることなく、Ｘ線撮影をより高速で行える上に、被験者のＸ線被爆量も低減させることができ、また、被検者の動きによる像ボケの問題も解決し、上記第２の目的を達成することができる。
【００３３】
請求項７のＸ線撮影用検出器は、請求項５または６のいずれかのＸ線撮影用検出器において、上記ＴＤＩクロック制御手段は、上記撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御する際に、少なくとも標準撮影モードと、それよりも高速での撮影を可能とした高速撮影モードとを選択的に実行可能としており、それぞれの撮影モードでは、ＴＤＩクロック信号の周波数とビニング情報とを制御要素にしていることを特徴としている。
【００３４】
このＸ線撮影用検出器は、標準撮影モードと高速撮影モードとを選択的に実施可能で、術者にとって便利であり、ＴＤＩクロック信号の周波数とビニング情報とを制御要素にしているので、それぞれの撮影モードが良好に行える。
【００３５】
請求項８のＸ線撮影用検出器は、請求項１から７のいずれかのＸ線撮影用検出器において、Ｘ線透過画像を生成する撮像素子がフルフレームトランスファー（ＦＦＴ）型のＣＣＤセンサである事を特徴とする。
【００３６】
このＸ線撮影用検出器は、撮像素子としてフルフレームトランスファー（ＦＦＴ）型のＣＣＤセンサを用いている。したがって、蓄積部がなく、その分だけ受光部サイズを大きくすることができるという、このセンサの特性を利用して、フレームレートが遅い計測用、例えば、本発明のＴＤＩ撮影をするＸ線撮影を良好に実現することができる。請求項９は、請求項１から８のいずれかのＸ線撮影用検出器を備えたＸ線撮影装置を提案している。
【００３７】
このＸ線撮影装置は、請求項１から９のいずれかのＸ線撮影用検出器を備えているので、それぞれのＸ線撮影用検出器の効果を発揮することができる。
【００３８】
請求項１０のＸ線撮影装置は、請求項９のＸ線撮影装置において、上記Ｘ線撮影用検出器に設けられた上記クロック発生器から発生するＴＤＩクロック信号と、上記Ｘ線発生器と上記Ｘ線撮影用検出器とを対向状態を維持して上記固定手段に固定された被写体を挟んで移動させる制御信号とが同期する事を特徴とする。
【００３９】
このＸ線撮影装置は、Ｘ線撮影用検出器側のＴＤＩクロック信号が、Ｘ線撮影装置側の移動制御信号に同期するようになっているので、ＴＤＩ撮影をするＸ線撮影を良好に実現することができる。
【００４０】
請求項１１のＸ線撮影装置は、請求項９または１０のいずれかのＸ線撮影装置において、上記Ｘ線撮影装置がパノラマＸ線撮影装置である事を特徴とする。
【００４１】
このＸ線撮影装置は、請求項９または１０のいずれかのＸ線撮影装置を、パノラマＸ線撮影装置として構成したので、それぞれのＸ線撮影装置の効果を、パノラマ撮影をする場合にも発揮する。
【００４２】
請求項１２のＸ線撮影装置は、請求項９または１０のいずれかのＸ線撮影装置において、上記Ｘ線撮影装置がセファロＸ線撮影装置である事を特徴とする。
【００４３】
このＸ線撮影装置は、請求項９または１０のいずれかのＸ線撮影装置を、セファロＸ線撮影装置として構成したので、それぞれのＸ線撮影装置の効果を、セファロ撮影をする場合にも発揮する。
請求項１３のＸ線撮影装置は、Ｘ線発生器とＸ線撮影用検出器と、これらのＸ線発生器とＸ線撮影用検出器との間に被写体を固定する固定手段とを有し、上記Ｘ線発生器と上記Ｘ線撮影用検出器とが対向状態を維持して上記固定手段に固定された被写体を挟んで移動することによりＸ線撮影するＸ線撮影装置であって、上記Ｘ線撮影用検出器がＸ線透過画像を生成する撮像素子を備え、上記Ｘ線撮影装置は、ＴＤＩクロック信号を発生させるＴＤＩクロック発生器と、上記ＴＤＩクロック発生器から出力されるＴＤＩクロック信号の周波数を制御するためのＴＤＩ周波数制御情報を記憶させたクロック制御情報格納メモリを有し、該ＴＤＩ周波数制御情報に基づいて上記クロック発生器からＴＤＩクロック信号を発生させて、このＴＤＩクロック信号に応じて上記撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御するＴＤＩクロック制御手段とを備え、このＴＤＩクロック制御手段は、上記撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御する際に、少なくとも標準撮影モードと、それよりも高速での撮影を可能とした高速撮影モードとを選択的に実行可能としており、それぞれの撮影モードでは、ＴＤＩクロック信号の周波数とビニング情報とを制御要素にしていることを特徴とする。
【００４６】
このＸ線撮影装置は、請求項７のＸ線撮影用検出器と同様の機能を、Ｘ線撮影装置本体側に設けたものであり、Ｘ線撮影用検出器側にこの機能が備えられていない場合でも、請求項７のＸ線撮影用検出器と同様の効果を発揮することができる。
【００４７】
請求項１４のＸ線撮影装置は、請求項１３のＸ線撮影装置において、Ｘ線透過画像を生成する撮像素子がフルフレームトランスファー（ＦＦＴ）型のＣＣＤセンサである事を特徴とする。
【００４８】
このＸ線撮影装置は、請求項８のＸ線撮影用検出器と同様に、撮像素子をＦＦＴ型ＣＣＤセンサとしたものであり、請求項８のＸ線撮影用検出器と同様の効果を発揮することができる。
【００４９】
請求項１５のＸ線撮影装置は、請求項１３、１４のいずれかのＸ線撮影装置において、上記Ｘ線撮影装置に設けられた上記クロック発生器から発生するＴＤＩクロック信号と、上記Ｘ線発生器と上記Ｘ線撮影用検出器とを対向状態を維持して上記固定手段に固定された被写体を挟んで移動させる移動制御信号とが同期する事を特徴とする。
【００５０】
このＸ線撮影装置は、請求項１０と同様に、Ｘ線撮影用検出器側のＴＤＩクロック信号が、Ｘ線撮影装置側の移動制御信号に同期するようになっているので、ＴＤＩ撮影をするＸ線撮影を良好に実現することができる。
【００５１】
請求項１６のＸ線撮影装置は、請求項１３から１５のいずれかのＸ線撮影装置において、上記Ｘ線撮影装置がパノラマＸ線撮影装置である事を特徴とする。
【００５２】
このＸ線撮影装置は、請求項１３から１５のいずれかのＸ線撮影装置をパノラマＸ線撮影装置としているので、それぞれのＸ線撮影装置の効果を、パノラマ撮影をする場合にも発揮することができる。請求項１７のＸ線撮影装置は、請求項１３から１５のいずれかのＸ線撮影装置において、上記Ｘ線撮影装置がセファロＸ線撮影装置である事を特徴とする。
【００５３】
このＸ線撮影装置は、請求項１３から１５のいずれかのＸ線撮影装置をセファロＸ線撮影装置としているので、それぞれのＸ線撮影装置の効果を、セファロ撮影をする場合にも発揮する。
【００５４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図とともに、本発明の実施の形態について説明する。
【００５５】
図１に本発明のＸ線撮影用検出器を備えたＸ線撮影装置の外観、図２にそのＸ線撮影用検出器の外観、図３に、図１のＸ線撮影装置の検出器着脱部の要部断面を示している。
【００５６】
このＸ線撮影装置５０は、パノラマＸ線撮影装置であり、その装置本体１の基台２に支柱３が立設され、この支柱３に支持体４が昇降可能に取り付けられ、この支持体４に旋回アーム５が旋回可能に取り付けられている。支持体４の上端と下端には、それぞれほぼ水平に延びた支持アーム４ａと、患者フレーム４ｂを設けてあり、患者フレーム４ｂにはチンレスト４ｃが設けられている。
【００５７】
支持アーム４ａにはステップモータによってＸ方向及びＹ方向に自在に移動可能なＸＹテーブルが内蔵されており、旋回アーム５はこのＸＹテーブルを介して吊り下げられて水平面内を任意に移動できるようになっている。４ｄは支持アーム４ａの下面に旋回アーム５を貫通して固設されている患者固定手段の患者頭部押えであり、位置調整機構が備えられている。
【００５８】
旋回アーム５には、ステップモータにより支持アーム４ａに対して旋回アーム５を旋回させる旋回機構が設けられており、旋回アーム５は上記のＸＹテーブルにより旋回中心を移動させながら、垂直な軸線に対して旋回できるように構成されている。
【００５９】
旋回アーム５は両端が垂下しており、一方の端部５ａにはＸ線発生器６が、他方の端部５ｂにはＸ線検出部７が対向配設されている。Ｘ線発生器６には、Ｘ線管、縦方向の１次スリットを有するＸ線遮蔽板と、その１次スリットの形状を変更する調整機構（いずれも不図示）などが備えられている。
【００６０】
Ｘ線検出部７には、１次スリットに対応した縦方向の２次スリット８ａと、その調整機構を有する遮蔽板８がＸ線発生器６に対向して設けられ、その背後に検出器ホルダ９が配置され、この検出器ホルダ９にＸ線撮影用検出器２２が装着されている。
【００６１】
検出器ホルダ９には、図３に示したように、このＸ線撮影用検出器２２を着脱可能に装着するためのガイド９ｃが上下に対で設けられ、このガイド９ｃには従来のフィルム式検出器も着脱可能に装着できるようになっている。検出器２２を装置本体に着脱自在とし、検出器２２を従来の従来のフィルム式検出器と同サイズにすれば、フィルム撮影も行える兼用機にもなる。なお、Ｘ線撮影用検出器２２は、検出器ホルダー９を用いずにＸ線検出部７に直接固設されていても良い。
【００６２】
このＸ線検出部７の後部には、各種回路を組み込んだプリント基板などから構成される装置本体制御部１１と、その外側を覆うように操作パネル１２が設けられ、操作パネル１２には各種のスイッチや液晶表示部（不図示）が取り付けられている。
【００６３】
また、装置本体１には操作コード１３ａで接続されるリコモンボックス１３が設けられており、これに例えば、電源オンオフ用のメインスイッチとＸ線照射スイッチが備えられている。Ｘ線検出部７には、Ｘ線撮影用検出器接続用のコネクタ１４を設けてある。
【００６４】
Ｘ線撮影用検出器２２は、図２に示すように、内部に電気的Ｘ線検出器（不図示）と、これに関連する各種の回路を収用した外装ハウジング２３で外装され、ハウジング２３の一側面には外部回路との接続用コネクタ２４が設けられている。このコネクタ２４は通常はＸ線検出部７のコネクタ１４との間を給電線と信号線が一体となったケーブル（不図示）で接続されるが、パソコンなど他の外部機器との接続用にも利用できる。
【００６５】
外装ハウジング２３はアルミ板等の金属やＡＢＳ樹脂等の合成樹脂など、必要な強度が得られる適宜の材料で構成されている。前面中央にはＸ線に対する透過性が良好であるが、可視光線は遮蔽する材料、例えば、暗い色のＡＢＳ樹脂で製されたＸ線受光部２５が２次スリット８ａの背後に縦方向に設けられ、その内側に電気的Ｘ線像検出器が配置されている。
【００６６】
図４には、Ｘ線撮影用検出器に内蔵させた電気的Ｘ線像検出器が示されている。
【００６７】
この検出器２６は、Ｘ線受光部２５の裏側に設置され、照射されたＸ線を可視光線に変換する発光体（シンチレータ）２６ａと、この発光体２６ａの発光を撮像素子２６ｃの受光面に伝達する光ファイバー２６ｂと、後述する構成の撮像素子２６ｃを設けている。２７は保護ケース、２７ａはシール材、２６ｄは撮像素子２６ｃの信号ピンである。
【００６８】
図５に、本発明のＸ線撮影用検出器の一例の要部概略構成を示すブロック図を示す。
【００６９】
Ｘ線撮影用検出器２２には、単独で、あるいは装置本体制御部１１と一体となって検出器２２内の各回路の動作や装置本体（図１に示す）を含む装置全体の動作を制御するＭＰＵ（ＣＰＵ）で構成された制御ユニット２２ａ、入出力ポート２２ｂ、ＴＤＩクロック信号を発生させるＴＤＩクロック発生器２２ｃ、撮像素子駆動回路２２ｄ、Ａ／Ｄ変換器２２ｅ、メモリ２２ｆ、通信制御回路２２ｇ、電源回路２２ｈ等が設けられ、これらの各回路と電気的Ｘ線像検出器２６及びコネクタ２４が図に例示するように接続されている。
【００７０】
この検出器２２は、Ｘ線撮影装置本体（不図示）に着脱可能に装着されて使用されるもので、コネクタ２４は、装置本体制御部１１から導出された接続ケーブル１５に設けられたコネクタ２４′によって、本体側と電気的、制御的接続を行っている。また、装置本体制御部１１には、制御部１１や、検出器２２に制御情報などを入力したり、逆にデータを出力して保存するために、パーソナルコンピュータなどで構成された外部機器３０を接続することができるようになっている。
【００７１】
また、検出器２２は、内部でＡＤ変換を行ってデジタル信号を出力するようにしてもよいし、装置本体１にＡＤ変換器を有し、検出器２２からはアナログ信号を出力し、装置本体１でデジタル信号にしても良い。
【００７２】
電気的Ｘ線像検出器２６は、発光体２６ａ、光学ファイバ２６ｂ、撮像素子２６ｃから構成されており、Ｘ線透過画像を電圧信号の形で出力するが、その基本的機能は公知のものであり、その概要は後述する。
【００７３】
この検出器２２の特徴は、その内部自身に、上述したＴＤＩクロック発生器２２ｃを備え、これに対応させて、ＴＤＩクロック信号の周波数を制御するＴＤＩ周波数制御情報に基づいてＴＤＩクロック発生器２２ｃからＴＤＩクロック信号を発生させ、このＴＤＩクロック信号に応じて撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御するＴＤＩクロック制御手段２２ｉを制御ユニット２２ａに備え、また、メモリ２２ｆには、ＴＤＩ周波数制御情報を記憶させたクロック制御情報格納メモリ２２ｊを備えている点にある。
【００７４】
つまり、この検出器は、自ら、ＴＤＩクロック発生器、ＴＤＩクロック制御手段を備え、Ｘ線撮影装置からＴＤＩクロック信号の供給を受けずに、撮像素子のＴＤＩ制御をすることができる自走モード型の検出器である。したがって、Ｘ線撮影装置本体側に、ＴＤＩクロック発生器がなくとも、ＴＤＩ撮影を実現することができる。これは、Ｘ線撮影装置がＴＤＩ撮影に対応していなくとも、検出器を本発明のものに交換するだけで、ＴＤＩ撮影ができるようになるもので、産業的効果が大きい。
【００７５】
また、この検出器２２は、ＴＤＩクロック制御手段２２ｉが、クロック制御情報格納メモリ２２ｊを備えているので、メーカ側で予め記憶させたＴＤＩ周波数制御情報をこのメモリ２２ｊから取り出して、ＴＤＩ制御モードの撮影を行うことができ、便利である。また、このクロック制御情報格納メモリ２２ｊを書換可能とすると、ＴＤＩ周波数制御情報を、製造メーカでの出荷時などに、Ｘ線撮影装置の製品仕様に合うように書き換えることができ、術者は、装置に検出器を装着するだけで、装置本体に合わせたＴＤＩ制御モードの撮影を行うことができ便利である。
【００７６】
制御情報格納メモリ２２ｊは、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭなどで構成するのが好適であるが、格納内容が書き換え可能であって、電源を遮断しても、その内容を保持しているものであれば何でもよい。
【００７７】
さらに、この検出器２２では、メモリ２２ｊにＴＤＩ周波数制御情報を複数パターン格納し、この複数パターンから希望のものを選択するクロック選択手段２２ｋを設けているので、例えば、検出器２２を装着したＸ線撮影装置がパノラマＸ線撮影装置の場合には、拡大撮影や上顎洞撮影や顎関節撮影などの制御や、大人、子供などの選択が可能となり、使い勝手が良い。
【００７８】
また、撮像素子２６ｃに生成される電荷像を時間遅延積分制御する際に、ビニング処理を行うと共に、少なくとも標準撮影モードと、それよりも高速での撮影を可能とした高速撮影モードとを選択するモード選択手段２２ｌを備え、いずれかのモードを選択的に実行可能としており、それぞれの撮影モードでは、ＴＤＩクロック信号の周波数とビニング処理のための情報とを制御要素にしているので、術者にとって便利であり、それぞれの撮影モードが良好に行える。なお、ビニング処理については、後に説明する。
【００７９】
図６に、図５のＸ線撮影用検出器を備えるＸ線撮影装置の装置本体制御部の要部概略構成を示すブロック図を示す。なお、これより、同一の部分については、同一の符号を付して重複説明を省略する。
【００８０】
この制御部１１には、装置全体の動作制御の中心となるＭＰＵ（ＣＰＵ）で構成された制御ユニット１１ａ、入出力ポート１１ｂ、メモリ１１ｃがあり、その他にＸ線照射制御回路１１ｄ、Ｘ線照射検出回路１１ｅ、Ｘ線発生器１１ｆ、１次スリット幅調整回路１１ｇ、２次スリット幅調整回路１１ｈ、旋回アーム回転検出回路１１ｍ、撮影モード設定回路１１ｒ、検出器種類検出回路１１ｑ、通信制御回路１１ｐ、電源回路１１ｓが設けられており、これらが入出力ポート１１ｂを介して制御ユニット１１ａに接続されている。
【００８１】
また、図５のＸ線撮影用検出器２２を接続するために、接続ケーブル１５のコネクタ１４′に対応したコネクタ１４が設けられ、このコネクタ１４には、入出力ポート１１ｂ、通信制御回路１１ｐ、電源回路１１ｓが接続されている。
【００８２】
入出力ポート１１ｂには、種々の操作データを入力するための操作パネル１２、あるいは、同様の入力を本体から離れた位置から入力するためのリモコンボックス１３が接続されている。
【００８３】
この制御部１１は、その内部に、ＴＤＩ制御モードのＸ線撮影に必要なＴＤＩクロック発生器を備えていない。しかしながら、上述のＸ線撮影用検出器２２を着脱可能に装着して、接続ケーブル１５で電気的、制御的に接続する事で、ＴＤＩ制御モードのＸ線撮影を行うことができる。
【００８４】
つまり、本発明のＸ線撮影用検出器を用いる場合には、ＴＤＩクロック発生器を備えていない既存のＸ線撮影装置であっても、ＴＤＩ制御モードのＸ線撮影を実現することができる。
【００８５】
なお、本発明のＸ線撮影用検出器は、ＴＤＩ制御モードのＸ線撮影に必要なＴＤＩクロック発生器、ＴＤＩクロック制御手段などを自ら備えている点に特徴があり、その他の構成要素は従来のＸ線撮影用検出器とほとんど異なるところはない。また、これに対応して、Ｘ線撮影装置側では、ＴＤＩクロック発生器が不要になる点が異なり、その他の構成要素は従来のものとほとんど異なるところはない。
【００８６】
図７は、図２、４のＸ線撮影用検出器に備えられた撮像素子の概略構成を示す図である。
【００８７】
この撮像素子２６ｃは、ＦＦＴタイプ（フルフレームトランスファー型）のＣＣＤイメージセンサで構成されており、２６ｃａは受光部を構成するセンサマトリクスであり、水平方向に信号電荷を転送する水平シフトレジスタ部２６ｃｂを、上下に複数行形成して構成され、これらの水平シフトレジスタ部２６ｃｂに形成されるポテンシャルウエルによって、行及び列に配置されたピクセルｅを形成した構造にしている。
【００８８】
２６ｃｃは上下に複数列形成して構成された水平シフトレジスタ部２６ｃｂのポテンシャルウエルを一斉に水平方向に並列して転送されて来た電荷像を蓄積させて結合する結合シフトレジスタ、２６ｃｄは結合シフトレジスタ２６ｃｃから垂直方向にシリアル転送されて来る結合電荷像を、更に垂直方向に蓄積結合させるための出力ウエル、２６ｃｅは出力ウエル２６ｃｄから、順次出力されて来る結合された電荷像を更に電圧信号に変換し、センサ信号として出力させる増幅器である。
【００８９】
増幅器２６ｃｅから出力されたセンサ信号は、ゼロオフセット補正回路２６ｃｆによってゼロ補正された後、ＡＤ変換器２２ｅに送出されるようになっている。２６ｃｇは、ＣＣＤイメージセンサを構成するシフトレジスタ部、結合シフトレジスタ、出力ウエルなどに、電荷像の転送と、ビニング処理を行うために、ＴＤＩクロック信号を含む必要な制御信号を送出し制御するためのコントローラである。
【００９０】
受光面を構成するセンサマトリクス２６ｃａのポテンシャルウエルに、光を照射して得た信号電荷を閉じ込めて半導体中を転送させるＣＣＤイメージセンサの電荷転送の基本動作は、既に特開平９−２００６２５号公報などで周知であるので、ここでは、本発明に固有の信号電荷をビニング処理すると共に、ＴＤＩクロックを高速化する処理について説明する。
【００９１】
本発明では、例えば高速撮影、すなわち、図１に示す旋回アーム５を高速で旋回させる歯科用等の医療用パノラマＸ線撮影の場合には、撮像素子における電荷像の転送も高速で行うことが要求される。そのため、撮像素子の受光面に蓄積された電荷像を、周波数の速いＴＤＩクロック信号で転送させるが、ＣＣＤセンサで生成された電荷像を電圧変換してセンサ信号として、そのままＡＤ変換器に出力すれば、ＡＤ変換器は、それに見合った速い速度でアナログ信号をデジタル信号に変換する必要があるため、センサの能力も向上させる必要があり、多くの場合には、Ｘ線撮影装置の全体構成の変更を余儀なくされてしまう。
【００９２】
これを解決するためにもっとも容易な手法としては、ＣＣＤセンサからアナログ信号の形で出力されるセンサ信号の一部を間引いて、ＣＣＤセンサからＡＤ変換器に出力されるセンサ信号の出力間隔を軽減することが考えられるが、このような手法で得たセンサ信号はその一部が抜け落ちているために、情報が欠けた粗いデジタル画像になってしまう。
【００９３】
しかるに、本発明において採用しているビニング処理は、このような問題点を解決するもので、画像として重要な情報を抜け落ちさせることなく、ＣＣＤセンサにおける電荷転送を、旋回アームの旋回速度に応じて高速化し、撮影時間を短縮化できるものである。
【００９４】
Ｘ線透過画像が発光体２６ａ（図４参照）に当たると、そこではＸ線が可視光に変換され、その可視光は光ファイバー２６ｂを介して撮像素子２６ｃのセンサマトリクス２６ｃａに電荷像を形成する。かくして、撮像素子２６ｃがＴＤＩクロック信号を受けると、センサマトリクス２６ｃａに生成された電荷像は、ポテンシャルウエルに閉じ込められたまま、最初の列から最終列まで上下一列の状態（以下では、列の信号電荷という）で一斉に転送される（遅延時間積分制御）。
【００９５】
このような列の信号電荷が結合シフトレジスタ２６ｃｃに転送されると、ここでは、予め設定されたビニング情報に応じて、複数列の信号電荷を蓄積し、結合する。例えば、ビニング情報が３×３ピクセル、４×４ピクセルをビニングするように設定されている場合には、ここでは、列方向の結合を意味する３個、４個の列の信号電荷を蓄積結合させ、蓄積結合させた電荷像は、次の出力ウエル２６ｃｄに転送される。
【００９６】
結合シフトレジスタ２６ｃｃから出力ウエル２６ｃｄに転送される電荷像（以下では、行の信号電荷という）は、例えば、ビニング情報が３×３ピクセル、４×４ピクセルをビニングするように設定されている場合には、ここでは、行方向の結合を意味する３個、４個の行の信号電荷を蓄積結合させる。
【００９７】
結合シフトレジスタ２６ｃｃから出力ウエル２６ｃｄへの結合電荷の転送は、結合シフトレジスタにおいて蓄積結合されている１回分の列電荷の転送が終了するまでに順次行われ、出力ウエル２６ｃｄは結合シフトレジスタ２６ｃｃから転送されて来た電荷を、行方向のビニング数だけ蓄積し、出力する毎に出力ウエル２６ｃｄに残った電荷を放電させてクリアする動作を繰り返し行うことによって、残存する不要な電荷が、結合シフトレジスタ２６ｃｃから順次転送されて来る結合電荷に加算されないようにしている。
【００９８】
このようにして、センサマトリクス２６ｃａから結合シフトレジスタ２６ｃｃに転送されて来て、そこでビニング情報によって指定された列方向のビニング数分だけ蓄積された電荷が、出力ウエル２６ｃｄに送られると、結合シフトレジスタ２６ｃｃは、列方向のビニング数によって指定された分の列の電荷信号を蓄積し、同じようにして、蓄積結合した列の電荷を順次出力ウエル２６ｃｄに送り、出力ウエル２６ｃｄでは、行方向のビニング数によって指定された数の電荷を蓄積結合させて出力する。
【００９９】
このようなビニング処理では、出力ウエル２６ｃｄは、センサマトリクス２６ｃａのポテンシャルウエルによって閉じ込められて、遅延積分された複数のピクセルを、電荷のままの状態で、１つの新たなピクセルに加算して出力することになるので、出力ウエル２６ｃｄから電圧変換された後、ＡＤ変換器に出力されるセンサ信号の時間間隔は、加算した部分を間引きしたように長くなる。
【０１００】
したがって、後段のＡＤ変換器２２ｅには、それほど高速処理は要求されず、ビニング処理の結果、ＣＣＤセンサから出力されるデータの転送速度を既存のＡＤ変換器２２ｅの処理能力に予め適合させれば、Ｘ線撮影用検出器２２のＴＤＩ周波数制御情報に含まれる周波数を変えるだけで適用できる。
【０１０１】
また、この場合において、最も重要なことは、加算された電荷像には、その構成要素となる電荷像を積分した形で含んでいるので、積分情報であるＸ線透過画像としては情報の漏れはなく、しかもデジタル画像としての総画素数も少なくできるため、データ処理やデータ保存が容易となるなどの利点がある点である。
【０１０２】
図８は、本発明のＸ線撮影用検出器を用いて得られるＸ線透過画像の概念説明図で、（ａ）は原画像で各マス目が一つ一つのピクセルの電荷を表す。（ａ）の原画像を基に２ｘ２のピクセルをビニングすると２ｘ２のピクセル内の太枠で囲った領域の電荷を加算したものになり、（ｂ）で示すビニング処理を行った画像となる。
【０１０３】
このようにビニングは、２ｘ２や３ｘ３の正方形や、２ｘ３や３ｘ４の長方形などのピクセル内において、行列ともに加算するか、行だけを加算するか、列だけを加算するか、あるいは、１行又は１列の領域の内、適当なピクセル数を加算するものである。
【０１０４】
（ｃ）に示す図は、ゼロオフセットを示す図であって、（ｂ）に示すビニング処理した後に、（ｂ）の全画面の中から最も電荷の小さい「０４」を「０」とするように、すべてのビニング処理した後の各領域から、「４」を差し引きした処理である。このゼロオフセット処理をすると、ピクセルの電荷成分に含まれる暗電流によるノイズ成分が除去されるので、画像が鮮明になり、ダイナミックレンジが増す。
【０１０５】
この図から解るように、ビニング処理を行うことによって、原画像の画素総数はビニング情報に応じた分だけ減少し、その結果、画像は縮小される。一方、原画像の各画素の電荷像データは全て蓄積されて、出力されるＸ線透過画像の要素として用いられており、画素の間引きによる情報の欠落がないことが分かるはずである。
【０１０６】
図９は、本発明のＸ線撮影用検出器で用いるＴＤＩクロック信号制御情報の概念説明図である。
【０１０７】
図９において、（ａ）は本発明のＸ線撮影用検出器を備えたパノラマタイプのＸ線撮影装置で生成した全顎パノラマＸ線透過画像、（ｂ）は、この画像を得るための旋回アームの回転速度を示すグラフ、（ｃ）はこれに対応したＴＤＩクロック信号の周波数の変化を示すグラフである。
【０１０８】
図９（ａ）において、ＲＺは、パノラマＸ線撮影する場合に通常適用される濃度補正領域であって、この領域では、頸椎などの障害陰影の影響を除去するため、より長い時間Ｘ線を照射するようにしており、その分だけ、旋回アームはゆっくり回転するようになっている。
【０１０９】
図９（ｂ）では、縦軸を旋回アームの回転速度Ｖｄ、横軸を旋回アームの旋回角度φとし、濃度補正領域ＲＺでの補正を行う場合の速度を実線で、補正を行わない場合の速度を点線で示している。
【０１１０】
図９（ｃ）では、縦軸をＴＤＩクロック信号の周波数Ｖｃ、横軸を旋回アームの旋回角度φとし、同様に、濃度補正領域ＲＺでの補正を行う場合の速度を実線で、補正を行わない場合の速度を点線で示している。このＴＤＩクロック信号の周波数Ｖｃとは、撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御する速度に対応し、従来のフィルム式検出器の移動速度に対応するものである。
【０１１１】
このように、図９（ａ）の画像を得るために、旋回アームの回転速度ＶｄとＴＤＩクロック信号の周波数Ｖｃとの間には所定の関係が成立するが、この関係がＴＤＩクロック信号制御情報であり、このＴＤＩクロック信号制御情報を用いてＴＤＩクロック信号の周波数を制御することによって、旋回アームの回転速度Ｖｄに合わせて、従来のフィルム式検出器を移動させて得ていた全顎パノラマＸ線透過画像と同じ画像を、Ｘ線撮影用検出器でも得る事ができる。
【０１１２】
このＴＤＩクロック信号制御情報は、この図９から解るように、旋回アームの回転速度Ｖｄの曲線に対応させて、それぞれ用意する必要があり、この旋回アームの回転速度Ｖｄの曲線は、Ｘ線撮影装置、撮像目的、撮像対象によって変わるものであり、それに対応させて、ＴＤＩクロック信号制御情報も複数のパターンを用意し、これを選択使用することができるようにしておくと、診療現場で用いるのに便利が良い。
【０１１３】
また、この図から解るように、旋回アームの回転とＴＤＩクロック信号とは同期させる必要があり、これによって、良好なＸ線透過画像を得ることができる。
【０１１４】
更に、既に説明したビニング処理による高速化を行う場合は、全体として、ＴＤＩクロック信号の周波数も、ビニング情報に合わせて高速化され、ＴＤＩクロック信号制御情報もこれに対応させて用意されるものである。
【０１１５】
図１０は、本発明のＸ線撮影装置の他例の要部概略構成を示すブロック図である。
【０１１６】
このＸ線撮影装置５０Ａは、図１で説明したＸ線撮影装置５０に比べて、ＴＤＩクロック発生器１１ｎが、Ｘ線撮影用検出器２２Ａではなく、装置本体制御部１１Ａに設けられ、代わりに、検出器２２Ａには、このＴＤＩクロック発生器１１ｎからの信号を変換するＴＤＩクロック変換回路２２ｍが設けられている点が相違する。また、これに対応して、この図では明示していないが、図１のＸ線撮影用検出器２２に設けられていたＴＤＩクロック制御手段２２ｉ、クロック制御情報格納メモリ２２ｊ、クロック選択手段２２ｋ、モード選択手段２２ｌに相当するものが、装置本体制御部１１Ａに設けられている。
【０１１７】
したがって、このＸ線撮影装置５０Ａによれば、ＴＤＩクロック発生器を備えていない既存のＸ線撮影用検出器２２Ａを用いて、ＴＤＩクロック発生器を備えたＸ線撮影用検出器２２を用いた場合と同様に、ＴＤＩ撮影のＸ線撮影をすることができ、同様の効果を発揮することができる。
【０１１８】
また、このＸ線撮影装置５０Ａでは、ＴＤＩクロック発生器を備えたＸ線撮影用検出器２２を装着した場合でも、装置５０Ａ本体側のＴＤＩクロック発生器を用いてＴＤＩ撮影を行う他走モード（検出器から見て）と、検出器２２側のＴＤＩクロック発生器を用いてＴＤＩ撮影を行う自走モード（検出器から見て）のいずれかを選択的に実施できるようにすることもできる。
【０１１９】
図１１は、本発明のＸ線撮影用検出器を用いたＸ線撮影の手順を示すフローチャートである。
【０１２０】
このフローチャートは、他走モードと自走モードの選択が可能で、また、標準撮影モードと高速撮影モードの選択も可能なＸ線撮影装置において実行される基本動作を示している。
【０１２１】
Ｘ線撮影装置では、Ｘ線撮影用検出器を検出器ホルダに装着すると、Ｘ線撮影装置は、Ｘ線撮影用検出器のＴＤＩクロック発生器の有無、クロック制御情報格納メモリに記憶されたＴＤＩ周波数制御情報の内容、あるいはＸ線撮影用検出器に設けた種別を表す特徴を読み取って、あるいは、モード選択手段の選択に基づいて、自走モードか、他走モードかを判別する（Ｓ１、Ｓ２）。
【０１２２】
判別の結果、自走モード、あるいは、他走モードが設定され（Ｓ３、Ｓ４）、それぞれのモードに対応させて、ＴＤＩ周波数制御情報の読み出しなどが行われ、アームの旋回速度に対応したＴＤＩクロック信号の周波数パターンが用意される。
【０１２３】
ついで、高速撮影モードであるか否かが、選択手段の選択などに基づいて判断され、標準撮影モード、高速撮影モードが設定され（Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７）、それに応じた設定が行われる。この際、高速撮影モードでは、ＴＤＩクロック信号の周波数がビニング情報に基づいて、大きいものに設定される。
【０１２４】
Ｘ線撮影装置は、照射指令信号を受けると、旋回アームを制御パラメータによって設定変更されたＴＤＩクロック信号に応じた速度で旋回させながら被写体にＸ線を照射し（Ｓ８）、Ｘ線撮影用検出器では、Ｘ線透過画像を撮像素子に電荷像として生成し、ＴＤＩクロック信号に応じて、更にＴＤＩ周波数制御情報によって指定されたビニング情報に従ってビニング処理を行い、結果として所望のＸ線透過画像を得る（Ｓ９）。
【０１２５】
なお、図１１では、Ｘ線撮影用検出器を検出器ホルダーに装着することによって、自走、他走モードの選択や、高速撮影、標準撮影の選択をする構成のフローチャートを示しているが、この選択は、自動で行うようにしても良いし、手動で切り換えるようにしても良いし、始めから、これらのいずれかになるように固定して設定されていてもよい。
【０１２６】
図１２は、本発明のＸ線撮影用検出器を備えたＸ線撮影装置の他例の外観正面図である。
【０１２７】
このＸ線撮影装置５０Ｂは、セファロＸ線撮影装置として構成されたもので、図１で説明したＸ線撮影装置５０や図１０で説明したＸ線撮影装置５０Ａに、更に、セファロＸ線撮影用に、Ｘ線撮影用検出器２２、２２Ａを着脱可能に装着すると共に、患者の頭部を固定支持するセファロ用支持装置３１を備えており、パノラマＸ線撮影だけでなく、セファロＸ線撮影も行うことができ、その場合にも上述のＸ線撮影装置５０、５０Ａについて述べた効果と同様の効果を発揮することができる。
【０１２８】
また、リモコンボックス１３Ａは、図１のリモコンボックス１３と同様のものであるが、パノラマＸ線撮影とセファロＸ線撮影のいずれの場合にも使用できるように、その設置位置と操作できる内容が変更されたものである。
【０１２９】
セファロＸ線撮影装置の場合には、従来技術と同様に、Ｘ線検出部７がＸ線発生器６からのＸ線放射領域から外れ、Ｘ線発生器６からのＸ線がセファロ用支持装置３１に固定された患者頭部を透過して、Ｘ線撮影用検出器２２、２２Ａに到達すようになっている。この時には、Ｘ線撮影用検出器２２、２２Ａは、そのＸ線受光部２５が患者頭部全体のＸ線透過画像を受光するようにセファロ用支持装置３１に対して上下又は左右に移動可能となっており、この動きに同期して、Ｘ線発生器６も上下、または左右に移動するようになっている。
【０１３０】
図１３は、本発明のＸ線撮影用検出器に備えられた撮像素子の他例の概略構成を示す図である。
【０１３１】
図７では、撮像素子はＦＦＴタイプのものを用いて構成した例を示したが、本発明は、ＦＴタイプ（フレームトランスファー型）のＣＣＤイメージセンサ、ＩＴタイプ（インターライントランスファー型）、ＦＩＴタイプ（フレームインターライン型）のＣＣＤイメージセンサに、前述した結合シフトレジスタや、出力ウエルを付加した構成にしてもよい。
【０１３２】
この内、図１３では、ＦＴタイプのＣＣＤイメージセンサを用いた撮像素子の基本構成例を示している。
【０１３３】
この撮像素子２６ｃＡは、図７のセンサマトリクス２６ｃａと結合シフトレジスタ２６ｃｃとの間に、センサマトリクス２６ｃａと同様のピクセルｅを設けた蓄積部２６ｃｈを設けている点が異なるだけで、その他の構成は同じである。
【０１３４】
【発明の効果】
請求項１のＸ線撮影用検出器によれば、自ら、ＴＤＩクロック発生器、ＴＤＩクロック制御手段を備え、Ｘ線撮影装置からＴＤＩクロック信号の供給を受けずに、撮像素子のＴＤＩ制御をすることができる自走モード型の検出器であるので、Ｘ線撮影装置本体側に、ＴＤＩクロック発生器がなくとも、ＴＤＩ撮影を実現することができ、上記第１の目的を達成することができる。
【０１３５】
また、ＴＤＩクロック制御手段が、クロック制御情報格納メモリを有しているので、メーカ側で予め記憶させたＴＤＩ周波数制御情報をこのメモリから取り出して、ＴＤＩ撮影を行うことができ、便利である。
【０１３６】
請求項２のＸ線撮影用検出器によれば、請求項１の効果に加え、クロック制御情報格納メモリが書換可能であって、ＴＤＩ周波数制御情報を、製造メーカでの出荷時に、Ｘ線撮影装置の製品仕様に合うように書き換えることができ、術者は、装置に検出器を装着するだけで、装置本体に合わせたＴＤＩ撮影を行うことができ便利である。
【０１３７】
請求項３のＸ線撮影用検出器によれば、請求項１の効果に加え、ＴＤＩ周波数制御情報を複数パターン格納することにより、例えば、検出器を装着したＸ線撮影装置がパノラマＸ線撮影装置の場合には、拡大撮影や上顎洞撮影や顎関節撮影などの制御や、大人、子供などの選択が可能となり、使い勝手が良く、上記第３の目的を達成することができる。
【０１３８】
請求項５のＸ線撮影用検出器によれば、請求項３の効果に加え、複数パターンのＴＤＩクロツク信号を格納したメモリから、必要とする撮影を可能とするように選択手段で選択することができ、上記第３の目的を達成することができる。
【０１３９】
請求項５のＸ線撮影用検出器によれば、請求項１から４のいずれかの効果に加え、センサ感度を上げるためビニング処理をすることができ、それによって、ＡＤ変換器に送出するデータ量を軽減している。したがって、ＡＤ変換器を高速処理が可能なものに交換することなく、高速でＴＤＩ撮影をすることができ、デジタル画像を処理する場合のメモリ量の軽減を測ることもでき、上記第２の目的を達成することができる。
【０１４０】
請求項６のＸ線撮影用検出器によれば、請求項１から４のいずれかの効果に加え、ビニング処理することにより、電荷像が積分され、少ない電荷量でも十分なコントラストの電荷像が得られることを利用して、その分だけ、Ｘ線発生器とＸ線撮影用検出器を高速移動させて、短い時間、Ｘ線を照射するようにしている。したがって、装置本体を変えることなく、Ｘ線撮影をより高速で行える上に、被験者のＸ線被爆量も低減させることができ、また、被検者の動きによる像ボケの問題も解決し、上記第２の目的を達成することができる。
【０１４１】
請求項７のＸ線撮影用検出器によれば、請求項５または６のいずれかの効果に加え、標準撮影モードと高速撮影モードとを選択的に実施可能で、術者にとって便利であり、ＴＤＩクロック信号の周波数とビニング情報とを制御要素にしているので、それぞれの撮影モードが良好に行える。
【０１４２】
請求項８のＸ線撮影用検出器によれば、請求項１から７のいずれかの効果に加え、撮像素子としてフルフレームトランスファー型のＣＣＤセンサを用いているので、蓄積部がなく、その分だけ受光部サイズを大きくすることができるという、このセンサの特性を利用して、フレームレートが遅い計測用、例えば、本発明のＴＤＩ撮影をするＸ線撮影を良好に実現することができる。請求項９のＸ線撮影装置によれば、請求項１から８のいずれかのＸ線撮影用検出器を備えているので、それぞれのＸ線撮影用検出器の効果を発揮することができる。
【０１４３】
請求項１０のＸ線撮影装置によれば、請求項９のＸ線撮影装置の効果に加え、Ｘ線撮影用検出器側のＴＤＩクロック信号が、Ｘ線撮影装置側の移動制御信号に同期するようになっているので、ＴＤＩ撮影をするＸ線撮影を良好に実現することができる。
【０１４４】
請求項１１のＸ線撮影装置は、請求項９または１０のいずれかのＸ線撮影装置の効果に加え、請求項１０または１１のいずれかのＸ線撮影装置を、パノラマＸ線撮影装置として構成したので、それぞれのＸ線撮影装置の効果を、パノラマ撮影をする場合にも発揮する。
【０１４５】
請求項１２のＸ線撮影装置は、請求項９または１０のいずれかのＸ線撮影装置の効果に加え、請求項９または１０のいずれかのＸ線撮影装置を、セファロＸ線撮影装置として構成したので、それぞれのＸ線撮影装置の効果を、セファロ撮影をする場合にも発揮する。請求項１３のＸ線撮影装置によれば、請求項７のＸ線撮影用検出器と同様の機能を、装置本体側に設けたので、Ｘ線撮影用検出器側にこの機能が備えられていない場合でも、請求項７のＸ線撮影用検出器と同様の効果を発揮することができる。
【０１４７】
請求項１４のＸ線撮影装置によれば、請求項１３の効果に加え、請求項８のＸ線撮影用検出器と同様に、撮像素子をＦＦＴ型ＣＣＤセンサとしたので、請求項８のＸ線撮影用検出器と同様の効果を発揮することができる。
【０１４８】
請求項１５のＸ線撮影装置によれば、請求項１３、１４のいずれかのＸ線撮影装置の効果に加え、請求項１１と同様に、Ｘ線撮影用検出器側のＴＤＩクロック信号が、Ｘ線撮影装置側の移動制御信号に同期するようになっているので、ＴＤＩ撮影をするＸ線撮影を良好に実現することができる。
【０１４９】
請求項１６のＸ線撮影装置によれば、請求項１３から１５のいずれかのＸ線撮影装置をパノラマＸ線撮影装置としているので、それぞれのＸ線撮影装置の効果を、パノラマ撮影をする場合にも発揮することができる。請求項１７のＸ線撮影装置によれば、請求項１３から１５のいずれかのＸ線撮影装置をセファロＸ線撮影装置としているので、それぞれのＸ線撮影装置の効果を、セファロ撮影をする場合にも発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＸ線撮影用検出器を備えたＸ線撮影装置の外観斜視図
【図２】図１のＸ線撮影用検出器の外観斜視図
【図３】図１のＸ線撮影装置の検出器着脱部を示す要部断面図
【図４】図２のＸ線撮影用検出器に内蔵させた電気的Ｘ線像検出器の分解斜視図
【図５】図２のＸ線撮影用検出器の要部概略構成を示すブロック図
【図６】図５のＸ線撮影用検出器を備えるＸ線撮影装置の装置本体制御部の要部概略構成を示すブロック図
【図７】図２のＸ線撮影用検出器に備えられた撮像素子の概略構成を示す図
【図８】本発明のＸ線撮影用検出器を用いて得られるＸ線透過画像の概念説明図
【図９】本発明のＸ線撮影用検出器で用いるＴＤＩクロック信号制御情報の概念説明図
【図１０】本発明のＸ線撮影装置の他例の要部概略構成を示すブロック図
【図１１】本発明のＸ線撮影用検出器を用いたＸ線撮影の手順を示すフローチャート
【図１２】本発明のＸ線撮影用検出器を備えたＸ線撮影装置の他例の外観正面図
【図１３】本発明のＸ線撮影用検出器に備えられた撮像素子の他例の概略構成を示す図
【符号の説明】
１ Ｘ線撮影装置
１Ａ Ｘ線撮影装置
５ 固定手段
１１ａ 制御ユニット（ＴＤＩクロック制御手段）
１１ｃ メモリ（クロック制御情報格納メモリ）
１１ｆ Ｘ線発生器
１１ｎ ＴＤＩクロック発生器
２２ Ｘ線撮影用検出器
２２Ａ Ｘ線撮影用検出器
２２ｃ ＴＤＩクロック発生器
２２ｉ ＴＤＩクロック制御手段
２２ｊ クロック制御情報格納メモリ
２２ｋ クロック選択手段
２２ｌ モード選択手段
２６ｃ 撮像素子
Claims (17)
- Ｘ線発生器とＸ線撮影用検出器と、これらのＸ線発生器とＸ線撮影用検出器との間に被写体を固定する固定手段とを有し、上記Ｘ線発生器と上記Ｘ線撮影用検出器とが対向状態を維持して上記固定手段に固定された被写体を挟んで移動することによりＸ線撮影するＸ線撮影装置に使用され、Ｘ線透過画像を電気信号の形で生成して出力する機能を備えたＸ線撮影用検出器であって、
上記Ｘ線撮影用検出器が、
Ｘ線透過画像を生成する撮像素子と、
ＴＤＩクロック信号を発生させるＴＤＩクロック発生器と、
ＴＤＩクロック信号の周波数を制御するＴＤＩ周波数制御情報を記憶させたクロック情報格納メモリを有し、該ＴＤＩ周波数制御情報に基づいて上記ＴＤＩクロック発生器からＴＤＩクロック信号を発生させ、このＴＤＩクロック信号に応じて上記撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御するＴＤＩクロック制御手段とを備え、
上記Ｘ線撮影用検出器と、上記Ｘ線撮影装置とは接続ケーブルを介して着脱可能になっていることを特徴とするＸ線撮影用検出器。 - 請求項１のＸ線撮影用検出器において、
上記クロック制御情報格納メモリは、上記ＴＤＩ周波数制御情報を書き換え可能に格納している事を特徴とするＸ線撮影用検出器。 - 請求項１又は２のＸ線撮影用検出器において、
上記クロック制御情報格納メモリは、上記ＴＤＩ周波数制御情報を複数パターン格納している事を特徴とするＸ線撮影用検出器。 - 請求項３のＸ線撮影用検出器において、
上記クロック制御情報格納メモリに格納された複数パターンのＴＤＩ周波数制御情報のうちの少なくとも一つを選択する選択手段を更に備えた事を特徴とするＸ線撮影用検出器。 - 請求項１から４のいずれかのＸ線撮影用検出器において、
上記ＴＤＩクロック制御手段は、上記撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御する際に、ビニング処理する機能を更に備えたことを特徴とするＸ線撮影用検出器。 - 請求項１から４のいずれかのＸ線撮影用検出器において、
上記ＴＤＩクロック制御手段は、ＴＤＩクロック信号に応じて上記撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御する際にビニング処理することにより、上記Ｘ線発生器と上記Ｘ線撮影用検出器とを対向状態を維持して高速で移動させる機能を更に備えたことを特徴としているＸ線撮影用検出器。 - 請求項５または６のいずれかのＸ線撮影用検出器において、
上記ＴＤＩクロック制御手段は、上記撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御する際に、少なくとも標準撮影モードと、それよりも高速での撮影を可能とした高速撮影モードとを選択的に実行可能としており、それぞれの撮影モードでは、ＴＤＩクロック信号の周波数とビニング情報とを制御要素にしていることを特徴としているＸ線撮影用検出器。 - 請求項１から７のいずれかのＸ線撮影用検出器において、
Ｘ線透過画像を生成する撮像素子がフルフレームトランスファー（ＦＦＴ）型のＣＣＤセンサである事を特徴とするＸ線撮影用検出器。 - 請求項１から８のいずれかのＸ線撮影用検出器を備えたＸ線撮影装置。
- 請求項９のＸ線撮影装置において、
上記Ｘ線撮影用検出器に設けられた上記クロック発生器から発生するＴＤＩクロック信号と、上記Ｘ線発生器と上記Ｘ線撮影用検出器とを対向状態を維持して上記固定手段に固定された被写体を挟んで移動させる移動制御信号とが同期する事を特徴とするＸ線撮影装置。 - 請求項９または１０のいずれかのＸ線撮影装置において、
上記Ｘ線撮影装置がパノラマＸ線撮影装置である事を特徴とするＸ線撮影装置。 - 請求項９または１０のいずれかのＸ線撮影装置において、
上記Ｘ線撮影装置がセファロＸ線撮影装置である事を特徴とするＸ線撮影装置。 - Ｘ線発生器とＸ線撮影用検出器と、これらのＸ線発生器とＸ線撮影用検出器との間に被写体を固定する固定手段とを有し、上記Ｘ線発生器と上記Ｘ線撮影用検出器とが対向状態を維持して上記固定手段に固定された被写体を挟んで移動することによりＸ線撮影するＸ線撮影装置であって、
上記Ｘ線撮影用検出器が、Ｘ線透過画像を生成する撮像素子を備え、
上記Ｘ線撮影装置は、
ＴＤＩクロック信号を発生させるＴＤＩクロック発生器と、
上記ＴＤＩクロック発生器から出力されるＴＤＩクロック信号の周波数を制御するためのＴＤＩ周波数制御情報を記憶させたクロック制御情報格納メモリを有し、該ＴＤＩ周波数制御情報に基づいて上記クロック発生器からＴＤＩクロック信号を発生させて、このＴＤＩクロック信号に応じて上記撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御するＴＤＩクロック制御手段とを備え、
上記ＴＤＩクロック制御手段は、上記撮像素子に生成される電荷像を時間遅延積分制御する際に、少なくとも標準撮影モードと、それよりも高速での撮影を可能とした高速撮影モードとを選択的に実行可能としており、それぞれの撮影モードでは、ＴＤＩクロック信号の周波数とビニング情報とを制御要素にしていることを特徴とするＸ線撮影装置。 - 請求項１３のＸ線撮影装置において、
Ｘ線透過画像を生成する撮像素子がフルフレームトランスファー（ＦＦＴ）型のＣＣＤセンサである事を特徴とするＸ線撮影装置。 - 請求項１３、１４のいずれかのＸ線撮影装置において、
上記Ｘ線撮影装置に設けられた上記クロック発生器から発生するＴＤＩクロック信号と、上記Ｘ線発生器と上記Ｘ線撮影用検出器とを対向状態を維持して上記固定手段に固定された被写体を挟んで移動させる移動制御信号とが同期する事を特徴とするＸ線撮影装置。 - 請求項１３から１５のいずれかのＸ線撮影装置において、
上記Ｘ線撮影装置がパノラマＸ線撮影装置である事を特徴とするＸ線撮影装置。 - 請求項１３から１５のいずれかのＸ線撮影装置において、
上記Ｘ線撮影装置がセファロＸ線撮影装置である事を特徴とするＸ線撮影装置。
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