JP4454970B2 - Ｘ線画像撮影装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平面検出器を用いたＸ線画像撮影装置の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、Ｘ線撮影として最も一般的な撮影方法はフィルム／スクリーン法であり、これは感光性フィルムとＸ線に対して感度を有している蛍光体を組み合わせて撮影する方法である。第２の撮影方法として、コンピューテッドラジオグラフィ（ＣＲ）法と呼ばれる方法も実用化されている。この方法は放射線の透過画像を蛍光体中に一旦、潜像として蓄積し、後に励起光を照射することにより潜像を読み出す方式である。また近年の半導体プロセス技術の進歩に伴い、第３の撮影方法として半導体センサを使用して同様にＸ線画像を撮影する装置が開発されている。この種のシステムは、従来の銀塩写真を用いる放射線写真システムと比較して、極めて広範囲な放射線露出域の画像を記録できるという利点を有している。即ち、広範囲のダイナミックレンジのＸ線を光電変換手段により読み取って電気信号に変換した後に、この電気信号を用いて写真感光材料等の記録材料やＣＲＴ等の表示装置に放射線画像を可視像として出力させることにより、放射線の露光量の変動に影響され難い、放射線画像を得ることができる。
【０００３】
図８は上述した半導体センサを用いた放射線画像撮影システムの概略図を示しており、Ｘ線画像撮影装置１には、複数の光電変換素子を二次元状に配置した検出面を有するＸ線検出センサ２が内蔵されており、Ｘ線発生部３から出射されたＸ線が被写体Ｓに照射され、被写体Ｓを透過したＸ線はＸ線検出センサ２により検出される。このＸ線検出センサ２から出力された画像信号は、画像処理手段４においてデジタル画像処理され、モニタ５上に被写体ＳのＸ線画像として表示される。このようなＸ線検出センサは形状から平面検出器、フラットパネル等と称される。
【０００４】
上記さまざまな方式で、撮影を行う場合、Ｘ線検出手段とＸ線発生手段の保持に関してはさまざまな方式があり、多くの種類の装置が用いられている。
【０００５】
平面検出機を保持する機構として、保持する機構から平面検出機を着脱する機能を有するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１-００９５７９号公報（第４-６頁、第１-３図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
フィルムやＣＲのプレートをカセッテに入れて撮影する場合や、可搬性の平面検出器を用いて撮影する場合は、これらのＸ線検出手段を、Ｘ線発生手段とは切り離して独立に扱う。すなわち寝台にＸ線検出手段を載置したり、さまざまな姿勢に固定することのできるホルダーを用いたりする。これに対してＸ線発生手段は、これらのさまざまな位置に置かれたＸ線検出手段の検出平面に対して垂直な方向にＸ線の照射が行える位置に、撮影のたびにアライメントする必要がある。Ｘ線発生手段すなわちＸ線管球は、Ｘ線検出手段とは独立に支持されている。撮影室の天井から懸垂されＸ線管球を上下左右に移動可能に支持するアームや、同じくＸ線管球を移動自在に保持するアームを有する移動式のＸ線発生装置がその例である。この方式では、軽量、小型の検出手段を単独で取り扱うことができるので、撮影時の位置的な制約が少なく、そのため、動くことのできない被験者の撮影や、さまざまな角度の撮影が可能であり、機動性の高い撮影方法である。反面Ｘ線検出手段とＸ線管球の位置合わせが困難で、撮影前の位置合わせに有する作業負荷が大である。またアライメント精度が悪いとＸ線のけられが多いため高い格子比の散乱線除去用グリッドを用いることができず、散乱線除去用グリッドを用いないで撮影するか、散乱線除去能力は劣るがアライメント許容幅の広い低格子比のグリッドを用いて撮影する場合が多い。従って散乱線が多く画質が良好でない場合が多い。
【０００８】
一方、Ｘ線検出手段とＸ線発生手段との位置関係を拘束して支持する装置を用いる場合もある。Ｃ字型のアームの一端にＸ線検出手段を固定し、その検出面に対向する位置のアーム他端にＸ線発生手段を固定するいわゆるＣアームと称される装置などがある。Ｃアームも撮影室の天井から懸垂されているものや、移動式のＸ線発生装置に固定されているものなどがある。この方式ではＸ線検出手段とＸ線発生手段の位置関係を拘束しているため、撮影時のアライメント時間が短く撮影効率が高い。またアライメント精度も多く、格子比の高いグリッドを用いることができるため画質も良好である。反面、検出器の移動には、位置的な制限があり、撮影部位、方向などに制約がある。従って動くことのできない患者に好適な位置にアライメントすることができない場合がある。
【０００９】
以上のように、前記二つの方式のはそれぞれ長所短所があり、このため多種の装置が必要になり、撮影の方法により装置を使い分ける必要があった。
【００１０】
前記特許文献１に記載された発明では、平面検出器を保持機構から着脱する機能は開示しているが、変面検出器は常に支持機構に装着された状態で使用する。したがって支持機構の拘束から解かれた可搬性を有する状態での撮影は開示していない。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明は、Ｘ線発生手段により発せられたＸ線を被写体に照射し、前記被写体を透過したＸ線分布をセンサで検出するＸ線画像撮影装置に於いて、二次元に複数の検出素子を配置された検出面を有するＸ線検出手段と、前記Ｘ線検出手段に対してＸ線を照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線検出手段を支持する第１の支持機構と、前記Ｘ線照射手段を支持する第２の支持機構を有し、前記第１の支持機構に対し、前記Ｘ線検出手段は着脱可能で、前記Ｘ線検出手段は前記第１の支持機構より切り離した状態で撮影可能な制御手段を有し、前記第２の支持機構は、前記Ｘ線検出手段が前記第１の支持機構に固定された状態には前記Ｘ線照射手段を前記Ｘ線検出手段に対向する第１の方向に固定し、前記Ｘ線検出手段が前記第１の支持機構より切り離された状態では、前記Ｘ線照射手段を第１の方向以外にも照射することが可能な移動機構を有することを特徴とするＸ線撮影装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明を図１から図４に図示する実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１、２は本発明の第１の実施例の概略斜視図である。図中同一の記号は同一の部材を表す。
【００１４】
図１を用いて本実施例の構成を説明する。１１は画像検出部で、内部に不図示の複数の光電変換素子を二次元状に配置した検出面を有するＸ線検出センサおよび、電装部が内蔵されている。電装部には、画像信号処理部、画像信号蓄積部、画像信号通信部、電源などが含まれている。Ｘ線散乱除去グリッドを用いる場合は画像検出部１１の前面に不図示の固定機構で固定する。画像検出部１１は固定機構１９に固定されている。固定機構１９に固定されているときは画像検出部と固定機構に設けられた不図示のコネクタが結合され有線にて制御信号、画像データの通信を行う。固定機構１９は、不図示のロック機構を解除すると、画像検出部１１を固定している拘束力を解き、画像検出部１１を切り離すことができる。固定機構１９はＣアーム１６の一端に固定されている。Ｃアーム１６の他端にはＸ線管球１２が支持軸１8、一対の支持板１7を介して固定されている。この状態でＸ線管球１２は照射するＸ線の中心が画像検出部１１の検出面の中心に一致する位置で固定されている。１５はＣアーム保持部で、Ｃアーム１６の円筒面の外周に当接する位置にあり、不図示の移動機構により、Ｃアーム１６が図中時計回り方向、反時計回り方向に回転可能に支持している。Ｃアーム保持部１５はＣアーム保持部２６を介して支柱１４に上下移動自在に保持されている。またＣアーム保持部１５は２６に対して水平軸まわりに回転可能に支持されている。支柱１４は移動式Ｘ線発生装置１３に保持されている。移動式Ｘ線発生装置１３は車輪２５を有し、病院内を移動可能である。２０はＸ線発生装置の制御部、２１は画像検出部の制御部、２２は操作部及び表示部である。このような構成で、従来のＣアーム式の移動式Ｘ線発生装置と同様に、Ｘ線管球１２と画像検出部１１の位置関係を保持したまま、被験者や撮影部位に応じて各移動機構の調整範囲内で撮影方向を設定することができる。Ｘ線管球１２と画像検出部１１の位置関係を保持しているので、アライメントが短時間で行え、かつ高精度である。格子比の高いグリッドを用いることができるため良好な画質を得ることができる。
【００１５】
図２は図１の状態から画像検出部１１を固定機構１９から切り離し、第２の撮影形態に変形した状態を示す。図１と同一の記号は同一の部材を表す。画像検出部１１は寝台２４と、寝台２４に仰臥している被験者２３の間に載置されている。画像検出部１１は、固定機構１９から切り離されると、制御部２１との間で無線通信が可能で、制御信号、画像データを無線にて通信する。Ｘ線管球１２は画像検出部１１の上方で、Ｘ線検出器１１の検出平面に対して垂直な方向にＸ線の照射が行える位置にアライメントされている。この位置合わせのためにＣアーム１６は図１に示す位置から紙面内で反時計回りに約４５度回転している。またＸ線管球１２は支持軸１８を回転中心にして支持板１7に対して図１に示す位置から時計回り(Ａ方向)に約４５度回転している。場合により反時計回り（Ｂ方向）にも回転できる。またＸ管球１２は支持板１７と共にＣアーム１６の円弧の接線を軸として図中Ｃ、Ｄ方向にも回転可能である。また支柱１４は垂直軸周りに回転可能で、Ｃアーム１６全体を垂直軸まわりに回転させることができる。以上のような自由度でＸ線管球１２を移動可能なため、画像検出部を固定機構から切り離し、さまざまな位置に設置しても好適な位置から、Ｘ線の照射を行うことができる。
【００１６】
図３、４は本発明の第２の実施例である。第１の実施例が病院内を移動する装置であったのに対し、本実施例は撮影室に固定された装置である。図１、２と同一の記号は同一の部材を示す。Ｃアーム１６はＣアーム保持部３５、３６を介して、支柱３１に結合している。Ｃアーム保持部３５は３６に対して水平軸まわりに回転可能に支持されている。支柱３１は支柱３２に対し、上下動自在に支持されている。支柱３２は不図示の撮影室の天井に回転自在に支持されている回転機構３４に固定されたアーム３３に結合している。図４はＸ線検出部１１を固定機構１９から切り離したところで、所望の位置にＸ線管球１２が位置するようにＣアーム１６の位置を図２と同様に移動した状態である。このような構成とすることで撮影室内の据え置き型の装置であっても第１の実施例のように検出部を固定して効率のよい撮影をしたり、検出部を切り離して自由度の高い撮影を行うことができる。
【００１７】
本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されることなく、様々な変形例が考えられる。検出部とＸ線管球の固定はＣアームに限らず、さまざまな形態がある。ユニバーサルアームと呼ばれる形状のものでもよい。また撮影室の天井に固定されたレールによって２次元的な移動が可能な支持方法であってもよい。あるいは、検出部とＸ線管球がそれぞれ独立に、たとえば天井から懸垂支持され、対向する位置を保つように制御されてもよい。この場合はアームが邪魔になることが少なくさらに自由度の高い撮影が可能である。
【００１８】
検出部と制御部の間の通信手段は、無線、有線、両者の併用のいずれでもよい。また切り離した場合は画像を検出部内の記憶部に記録したり、あるいは可搬性の記憶媒体を介して制御部に送ってもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るＸ線画像撮影装置は、Ｘ線検出部を管球に対抗する位置に固定して支持したり、支持部から切り離して用いることができるため、前者においては位置決めが用意で、高精度のアライメントが迅速に行うことができる。後者においては検出部を自由な位置に置くことができるので、動けない被験者に対しての負担を軽減するために、装置の側で被験者の位置に合わせて撮影することができる。すなわち２つの撮影形態をひとつの装置で兼用することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の概略構成を説明する斜視図である。
【図２】第１の実施例の概略構成を説明する斜視図である。
【図３】第２の実施例の概略構成を説明する斜視図である。
【図４】第２の実施例の概略構成を説明する斜視図である。
【図５】従来のシステムの説明図である。
【符号の説明】
１１ Ｘ線検出部
１２ Ｘ線管球
１３ 移動式Ｘ線発生装置
１６ Ｃアーム
１９ 固定機構

Claims (3)

1. 二次元に複数の検出素子を配置した検出面を有するＸ線検出手段と、
   前記Ｘ線検出手段を着脱可能に支持する支持手段と、
   前記Ｘ線検出手段を制御する制御手段と、
   前記Ｘ線検出手段が前記支持手段に支持された第一の撮影形態では、有線で前記Ｘ線検出手段と前記制御手段との通信を行い、
   前記Ｘ線検出手段が前記支持手段に支持されていない第二の撮影形態では、無線でＸ線検出手段と前記制御手段との通信を行うことを特徴とするＸ線画像撮影装置。
2. 前記支持手段は移動式Ｘ線発生装置に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
3. 前記支持手段はＣ字型のアームであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。

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