CN104717923A - X射线摄影装置 - Google Patents

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Abstract

在FPD(4)独立于X射线管(3)地进行移动的X射线摄影装置(1)中，X射线照射区域辨别部(33)在每次X射线摄影时对从FPD(4)输出的X射线图像(G1)中的X射线照射区域图像(G2)进行识别，X射线管位置传感器(31)获取每次X射线摄影时的X射线管(3)的位置信息(P)。长图像生成部(35)基于位置信息(P)使X射线照射区域图像(G2)偏移，将各X射线照射区域图像(G2)相接合来生成长图像(G3)。因此，即使X射线管(3)与FPD(4)的相对位置不一致且能够变化，也能够可靠地获得X射线照射区域图像(G2)，并将它们高精度地接合。另外，也可以不使X射线管(3)与FPD(4)的开始移动的时刻相同并且移动速度相同，从而控制变得简单。

Description

X射线摄影装置
技术领域
本发明涉及一种进行将多张X射线图像相接合来获取长图像的SLOT摄影等全景摄影的X射线摄影装置。
背景技术
以往，X射线摄影装置具备：X射线摄影台，其具有用于载置被检体M的顶板；X射线管，其向被检体照射(irradiation)X射线；以及X射线检测器，其与X射线管相向地配置，检测透过被检体的X射线。例如利用从顶棚悬吊下来的X射线管保持装置来保持X射线管。X射线检测器在X射线摄影台内隔着顶板被设置在与X射线管相反一侧的位置处。
在该X射线摄影装置中，在对被检体的整个脊椎、整个下肢进行X射线摄影的情况下，不能一次性地将它们纳入X射线检测器的X射线检测区域内。因此，使用一种叫做全景摄影的方法(例如，参照专利文献1和2)。如下那样进行全景摄影。首先，一边使X射线管和X射线检测器沿着被检体进行平行移动一边进行拍摄，来获得连续的多张X射线图像。然后，通过将得到的多张X射线图像相接合来生成一张长图像。
并且，在全景摄影中，存在一种叫做SLOT摄影(SLOT Radiography)的方法，在该方法中，将要照射的X射线收束为狭缝状(也叫做缝隙状)来获得长图像(例如，参照专利文献3和非专利文献1)。该方法是如下一种方法：将X射线收束为狭缝状，一边使X射线管和X射线检测器进行平行移动一边进行连续拍摄来获得X射线图像，通过将多张X射线图像相接合来获得长图像。通过将X射线收束为狭缝状，能够视为来自无限远的平行X射线照射，能够获得不失真的长图像。另外，在SLOT摄影中还能够抑制散射X射线的影响，因此能够获得高画质的长图像。
专利文献1：日本特开2010-075245号公报
专利文献2：日本特开2010-240247号公报
专利文献3：国际公开第2010/050032号
非专利文献1：「スロットラジオグラフィ」，株式会社岛津制作所URL<http：//www.med.shimadzu.co.jp/safire/appli/02.html>
发明内容
发明要解决的问题
然而，进行SLOT摄影的以往的X射线摄影装置存在如下问题。X射线摄影装置以使X射线轴位于X射线检测器的作为X射线检测区域的检测面的中心的方式进行摄影，该X射线轴是从X射线管照射的X射线的中心。即，X射线管和X射线检测器以使X射线管与X射线检测器的相对位置始终相同的方式同步地沿着被检体的体轴方向进行移动。因此，需要以使X射线管和X射线检测器的开始移动的时刻相同并且X射线管和X射线检测器的移动速度相同的方式进行驱动。特别是在分别独立地驱动X射线管和X射线检测器的情况下，难以使上述时刻及移动速度高精度地一致。另外，X射线管和X射线检测器以使直到变为等速移动的状态为止的时间一致的方式被加速。在使用平板型X射线检测器(以下适当地称为“FPD”)作为X射线检测器的情况下，FPD一般比X射线管重。当X射线管和X射线检测器中的某一个的加速时间延迟时，直到摄影为止的时间延长了该延迟的时间。这样，以往装置必须进行复杂的控制，为此需要AC伺服电动机等昂贵的电动机。因此，装置变得昂贵。
此外，在专利文献3中公开了如下问题。即，FPD不一定按设定那样进行移动，当相对于设定发生些许位置偏移而使FPD相对于被检体的相对移动距离过长时，被拍进狭缝状图像的被检体的透视像出乎意料地发生位置偏移。而且，视为FPD按设定那样进行移动而FPD使各狭缝状图像重叠，因此将出乎意料地发生位置偏移的透视像互相重叠。因此，在专利文献3中，提出了以下方案：通过将FPD的相对移动距离设为最低限度，来将被拍进狭缝状图像的透视像的位置偏移抑制得较小。然而，期望获得能够与X射线管、FPD的相对移动距离无关地抑制位置偏移的影响的长图像。
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够简化全景摄影中的X射线管和X射线检测器的控制的X射线摄影装置。
用于解决问题的方案
本发明为了实现这样的目的，采用如下结构。
即，本发明所涉及的X射线摄影装置的特征在于，具备：X射线源，其向被检体照射X射线；X射线源移动部，其使上述X射线源沿着被检体的体轴进行移动；X射线检测器，其与上述X射线源相向地设置，检测透过被检体的X射线来作为X射线图像进行输出；X射线检测器移动部，其使上述X射线检测器独立于上述X射线源地沿着上述被检体的体轴进行移动；准直器，其设置于上述X射线源的X射线照射侧，将照射X射线收束在上述X射线检测器的移动方向上的比上述X射线检测器的检测区域狭窄的区域，并且追随上述X射线源进行移动；X射线照射区域辨别部，其在每次X射线摄影时对上述X射线图像中的作为拍进了进行过准直的X射线的区域的X射线照射区域图像进行辨别；位置信息获取部，其获取每次X射线摄影时的上述X射线源的位置信息；以及长图像生成部，其基于上述位置信息以使各个上述X射线照射区域图像中的在上述X射线检测器的移动的方向上的中心成为摄影时的X射线入射的位置的方式使X射线照射区域图像偏移，将各X射线照射区域图像相接合来生成长图像。
根据本发明所涉及的X射线摄影装置，X射线源向被检体照射X射线，利用X射线源移动部使X射线源沿着被检体的体轴进行移动。X射线检测器与X射线源相向地设置，检测透过被检体的X射线来作为X射线图像进行输出。X射线检测器移动部使X射线检测器独立于X射线源地沿着被检体的体轴进行移动。另外，在X射线源的X射线照射侧设置有准直器。准直器将照射X射线收束在X射线检测器的移动方向上的比X射线检测器的检测区域狭窄的区域，并且追随上述X射线源进行移动。X射线照射区域辨别部在每次上述X射线摄影时对X射线图像中的作为拍进了进行过准直的X射线的区域的X射线照射区域图像进行辨别。另外，位置信息获取部获取每次X射线摄影时的X射线源的位置信息。而且，长图像生成部基于位置信息以使各个X射线照射区域图像中的在X射线检测器的移动的方向上的中心成为摄影时的X射线入射的位置的方式使X射线照射区域图像偏移，将各X射线照射区域图像相接合来生成长图像。
即，在X射线检测器独立于X射线源地进行移动的全景摄影中，X射线照射区域辨别部在每次X射线摄影时对X射线图像中的作为拍进了进行过准直的X射线的区域的X射线照射区域图像进行辨别，位置信息获取部获取每次X射线摄影时的X射线源的位置信息。而且，长图像生成部基于位置信息以使各个X射线照射区域图像中的在X射线检测器的移动的方向上的中心成为摄影时的X射线入射的位置的方式使X射线照射区域图像偏移，通过将各X射线照射区域图像相接合来生成长图像。由此，即使X射线源与X射线检测器的相对位置不一致且能够变化，也能够可靠地获得X射线照射区域图像，能够将各X射线照射区域图像高精度地接合。另外，不需要使X射线管和X射线检测器的开始移动的时刻相同并且使它们的移动速度相同，因此能够使控制变得简单，使装置变得便宜。
另外，以往的X射线摄影装置被控制成从X射线源照射的X射线的X射线轴位于X射线检测器的作为X射线检测区域的检测面的中心。因此，全景摄影范围为与X射线检测器的移动距离对应的距离。然而，根据本发明，在X射线检测器的检测面的任何位置都可以进行X射线摄影，因此即使X射线检测器的移动距离与以往相同，也能够较宽地设定全景摄影范围。
此外，在此对相对于专利文献3的效果进行说明。根据本发明，根据X射线图像来辨别相当于狭缝状图像的X射线照射区域图像。X射线照射区域图像是被收束到比X射线检测器的检测区域狭窄的区域的照射X射线的区域。因此，在从位于规定的位置的X射线源照射了X射线的情况下，即使X射线检测器发生了些许位置偏移，也只要照射X射线处于X射线检测器的检测区域内，辨别得到的X射线照射区域图像就相同。因此，如果基于获取到的X射线源的位置信息使根据X射线图像辨别出的X射线照射区域图像发生偏移并将各X射线照射区域图像相接合，则能够获得与X射线检测器的相对移动距离无关地抑制位置偏移的影响的长图像。
另外，在本发明所涉及的X射线摄影装置中，上述X射线检测器移动部优选使上述X射线检测器以平均慢于上述X射线源的方式进行移动。在此所说的平均慢是指在以贯穿于从摄影开始到结束为止的一系列动作的平均来进行比较时慢。以往，为了使比X射线源重的X射线检测器与X射线源同样地进行移动，使用了高输出的电动机。然而，通过使X射线检测器以慢于X射线源的方式进行移动，能够使用比以往输出小的电动机。因此，能够使用省电且便宜的电动机，能够使装置变得便宜。
另外，在本发明所涉及的X射线摄影装置中，上述位置信息获取部的一例是X射线源位置传感器。由此，能够获得实际的X射线源的位置信息，因此即使在具有误差(位置偏移)的情况下，也能够将各X射线照射区域图像高精度地接合。
另外，在此对相对于专利文献3的效果进行说明。如上所述，在从位于规定的位置的X射线源照射了X射线的情况下，即使X射线检测器发生了些许位置偏移，也只要照射X射线处于X射线检测器的检测区域内，辨别得到的X射线照射区域图像就相同。并且，如果使用实际的X射线源的位置信息，则能够考虑X射线源的位置偏移地将各X射线照射区域图像接合。因此，能够获得与X射线源、X射线检测器的相对移动距离无关地抑制位置偏移的影响的长图像。
另外，在本发明所涉及的X射线摄影装置中，根据摄影时间间隔信息和X射线源移动速度信息来计算上述位置信息的一例。在X射线摄影时间间隔和X射线源的移动速度固定的情况下，例如不需要设置X射线源位置传感器。因此，能够使结构变得简单，使装置变得便宜。
另外，在本发明所涉及的X射线摄影装置中，上述X射线照射区域图像的一例是从上述X射线图像提取的图像。能够去除除X射线照射区域以外的图像，与原来的X射线图像相比能够减小数据容量。
另外，在本发明所涉及的X射线摄影装置中，上述X射线照射区域辨别部优选在每次X射线摄影时将对上述X射线照射区域图像附加上述位置信息。由此，能够简化X射线照射区域图像和位置信息的管理。例如，即使在用于生成长图像的多张X射线照射区域图像的顺序发生变化的情况下，也能够根据附加于X射线照射区域图像的位置信息来获知进行接合时的X射线照射区域图像的位置。
另外，在本发明所涉及的X射线摄影装置中，上述X射线源移动部优选使上述X射线源进行等速移动。由此，能够获得控制简单且品质稳定的长图像。
此外，本说明书还公开了如下的X射线摄影装置所涉及的发明。
(1)X射线摄影装置的特征在于，具备：X射线源，其向被检体照射X射线；X射线源角度变更部，其使上述X射线源以沿着被检体的体轴的方式绕预先设定的轴变更角度；X射线检测器，其与上述X射线源相向地设置，检测透过被检体的X射线来作为X射线图像进行输出；X射线检测器移动部，其使上述X射线检测器独立于上述X射线源地沿着上述被检体的体轴进行移动；准直器，其设置于上述X射线源的X射线照射侧，将照射X射线收束在上述X射线检测器的移动方向上的比上述X射线检测器的检测区域狭窄的区域，并且追随上述X射线源的角度进行移动；X射线照射区域辨别部，其在每次X射线摄影时对上述X射线图像中的作为拍进了进行过准直的X射线的区域的X射线照射区域图像进行辨别；角度信息获取部，其获取每次X射线摄影时的上述X射线源的角度信息；以及长图像生成部，其基于上述角度信息以使各个上述X射线照射区域图像中的在上述X射线检测器的移动的方向上的中心成为摄影时的X射线照射的位置的方式使X射线照射区域图像偏移，将各X射线照射区域图像相接合来生成长图像。
上述结构成为以下结构：具备X射线源角度变更部来代替先前说明的X射线源移动部，具备角度信息获取部来代替位置信息获取部。根据上述结构所涉及的X射线摄影装置，在X射线检测器独立于X射线源地进行移动的全景摄影中，X射线照射区域辨别部在每次X射线摄影时对X射线图像中的作为拍进了进行过准直的X射线的区域的X射线照射区域图像进行辨别，角度信息获取部获取每次X射线摄影时的X射线源的位置信息。而且，长图像生成部基于角度信息以使各个X射线照射区域图像中的在X射线检测器的移动的方向上的中心成为摄影时的X射线照射的位置的方式使X射线照射区域图像偏移，通过将各X射线照射区域图像相接合来生成长图像。由此，即使X射线源与X射线检测器的相对位置不一致且能够变化，也能够可靠地获得X射线照射区域图像，能够将各X射线照射区域图像高精度地接合。另外，不需要使X射线管和X射线检测器的开始移动的时刻相同并且使它们的移动速度相同，因此能够使控制变得简单，使装置变得便宜。
另外，以往的X射线摄影装置被控制成从X射线源照射出的X射线的X射线轴位于X射线检测器的作为X射线检测区域的检测面的中心。因此，全景摄影范围是与X射线检测器的移动距离对应的距离。然而，根据本发明，在X射线检测器的检测面的任何位置都可以进行X射线摄影，因此即使X射线检测器的移动距离与以往相同，也能够较宽地设定全景摄影范围。
发明的效果
根据本发明所涉及的X射线摄影装置，在X射线检测器独立于X射线源地进行移动的全景摄影中，X射线照射区域辨别部在每次X射线摄影时对X射线图像中的作为拍进了进行过准直的X射线的区域的X射线照射区域图像进行辨别，位置信息获取部获取每次X射线摄影时的X射线源的位置信息。而且，长图像生成部基于位置信息以使各个X射线照射区域图像中的在X射线检测器的移动的方向上的中心成为摄影时的X射线入射的位置的方式使X射线照射区域图像偏移，通过将各X射线照射区域图像相接合来生成长图像。由此，即使X射线源与X射线检测器的相对位置不一致且能够变化，也能够可靠地获得X射线照射区域图像，能够将各X射线照射区域图像高精度地接合。另外，不需要使X射线管和X射线检测器的开始移动的时刻相同并且使它们的移动速度相同，因此能够使控制变得简单，使装置变得便宜。
附图说明
图1是表示实施例1所涉及的X射线摄影装置的概要结构的图。
图2是用于说明全景摄影的设定方法的图。
图3是用于说明全景摄影范围、各次的摄影范围以及重叠部分等的图。
图4的(a)是用于说明X射线照射区域辨别部的动作的图，(b)是表示(a)中的线L的像素值的分布的图，(c)是表示X射线照射区域辨别部的输出图像的一例的图。
图5的(a)～(e)是用于说明X射线照射区域图像和位置信息的图。
图6是用于说明长图像生成部的动作的图。
图7是用于说明效果的图。
图8的(a)、(b)是用于说明实施例2所涉及的X射线摄影装置的动作的图。
图9是表示变形例所涉及的X射线摄影装置的概要结构的图。
图10是用于说明X射线照射的位置的计算方法的图。
具体实施方式
实施例1
下面，参照附图来说明本发明的实施例1。图1是表示实施例1所涉及的X射线摄影装置的概要结构的图。
参照图1。X射线摄影装置1具备：顶板2，其用于载置被检体M；X射线管3，其向被检体M照射X射线；以及平板型X射线检测器(FPD)4，其与X射线管3相向地设置，检测透过被检体M的X射线并输出X射线图像。此外，X射线管3相当于本发明的X射线源，FPD 4相当于本发明的X射线检测器。
X射线管3被X射线管控制部5控制。X射线管控制部5具有产生X射线管3的管电压和管电流的高电压产生部6。X射线管控制部5根据管电压、管电流以及照射时间等X射线照射条件从X射线管3照射X射线。另外，在X射线管3的X射线照射侧设置有收束从X射线管3照射出的X射线的准直器7。
准直器7例如具备四片叶片(未图示)。这四片叶片遮蔽从X射线管3照射出的X射线，来将X射线收束地照射到任意尺寸的矩形区域。图1的准直器7例如将照射X射线收束到被检体M的体轴方向11(X方向)上的比FPD 4的检测区域R1狭窄的区域R2。另外，准直器7追随X射线管3进行移动。也就是说，准直器7与X射线管3一体地进行移动。
FPD 4在投影检测对象(被检体M)的透过X射线像的X射线检测面上将多个X射线检测元件排列为纵横的二维矩阵状，该多个X射线检测元件将X射线转换为电信号来进行检测。作为X射线检测元件的排列矩阵，能够列举例如横向：几千×纵向：几千。X射线检测元件由将X射线直接转换为电信号的直接转换型，或者将X射线暂时转换为光后进一步转换为电信号的间接转换型构成。
另外，X射线摄影装置1具备：X射线管移动部8，其使X射线管3沿着被检体M的体轴方向11进行移动；以及X射线检测器移动部9，其使FPD 4独立于X射线管3地沿着被检体M的体轴方向11进行移动。X射线管移动部8和X射线检测器移动部9均使X射线管3和FPD 4沿着被检体M的体轴方向11(X方向)进行移动。即，X射线检测器移动部9使FPD 4与X射线管3的移动方向平行地进行移动。X射线管移动部8使X射线管3进行等速移动，通过从进行等速移动的X射线管3照射X射线来进行X射线摄影。X射线管移动部8例如由AC伺服电动机构成，X射线检测器移动部9例如由DC有刷电动机构成。此外，X射线管移动部8相当于本发明的X射线源移动部。
在FPD 4的后级依次设置有A/D转换器13、图像处理部15以及主控制部17。A/D转换器13将从FPD 4输出的模拟的X射线图像(X射线检测信号)转换为数字的X射线图像。图像处理部15对进行数字转换而得到的X射线图像进行灰度处理等必要的处理，并输出处理后的X射线图像G1。主控制部17统一控制X射线摄影装置1的各结构，并由中央运算处理装置(CPU)等构成。主控制部17例如控制X射线管移动部8和X射线检测器移动部9，从而使X射线管3和FPD 4进行移动。
另外，X射线摄影装置1具备显示部19、输入部21以及存储部23。显示部19由监视器等构成。输入部21由键盘、鼠标等构成。存储部23由ROM(Read-onlyMemory：只读存储器)、RAM(Random-AccessMemory：随机存取存储器)或者硬盘等包括能够拆卸的部件的存储介质构成。
利用输入部21进行全景摄影的设定等。图2是用于说明全景摄影的设定方法的图。如图2所示，设定包括附图标记A与附图标记B之间的全景摄影范围S。一边利用设置于准直器7的准直灯、激光标识器等投光器(未图示)照射可见光，一边进行附图标记A和附图标记B的位置的设定。另外，设定包括X射线管3与FPD 4的检测面4a之间的摄影距离D，并设定FPD 4的检测面4a与被检体M的任意的摄影面Ma之间的距离d，由此设定X射线管3、FPD 4等的全景摄影的各次的摄影位置。图3是用于说明全景摄影范围S、各次的摄影范围E以及重叠部分OL等的图。在相邻的两个摄影范围E内设定重叠部分OL。
接着，对用于生成长图像的结构进行说明。返回到图1。X射线摄影装置1还具备：X射线管位置传感器31，其获取被检体M的体轴方向11上的每次X射线摄影时的X射线管3的位置信息；X射线照射区域辨别部33，其对由FPD 4获取到的X射线图像G1进行图像处理并辨别被照射了X射线的X射线照射区域图像G2(参照图4的(a))；以及长图像生成部35，其基于X射线管3的位置信息P以使各个X射线照射区域图像G2中的在FPD 4的移动的方向上的中心成为摄影时的X射线入射的位置的方式使X射线照射区域图像G2偏移，将各X射线照射区域图像G2相接合来生成长图像G3。此外，X射线管位置传感器31相当于本发明的位置信息获取部。
X射线管位置传感器31在每次X射线摄影时获取被检体M的体轴方向11上的X射线管3的位置信息P。由该X射线管位置传感器31得到的X射线管3的位置信息P是包含误差的实际位置信息P。X射线管位置传感器31由线性编码器等构成。此外，在图2中，分别用附图标记P1、P2、P3表示第一次、第二次、第三次X射线摄影的位置信息(或者该位置)P，用附图标记Pn表示第n次的位置信息P。此外，在不特别地进行区分时，设为第一次、第二次、第三次、…、第n次的位置信息P1、P2、P3、…、Pn用附图标记P表示。
X射线照射区域辨别部33在每次X射线摄影时对X射线图像G1中的作为拍进了被准直成狭缝状的X射线的区域的X射线照射区域图像G2进行辨别。在图4的(a)中，将X射线图像G1设为例如在FPD 4的整个检测区域内检测X射线而得到的图像。X射线照射区域辨别部33对该X射线图像G1中的X射线照射区域图像G2进行辨别。此外，在图4的(a)中，图像NI表示被准直器7的叶片遮蔽的区域。
图4的(b)是表示图4的(a)中的线L的像素值(亮度)的分布PF的图。例如对表示X射线强度的像素值大幅变化的位置进行检测并设为边界，由此进行X射线照射区域图像G2的辨别。作为具体的处理，例如使用边缘检测处理等现有的方法。此外，也可以不在FPD 4的整个检测区域内检测X射线图像G1，但为了获得本发明的效果，X射线图像G1需要是比X射线照射区域图像G2大的图像。
图4的(c)是表示X射线照射区域辨别部33的输出图像的一例的图。在本实施例中，如图4的(c)所示，X射线照射区域辨别部33从X射线图像G1截取并提取X射线照射区域图像G2。即，X射线照射区域辨别部33仅输出X射线照射区域图像G2。
另外，X射线照射区域辨别部33对每次X射线摄影时的X射线照射区域图像G2附加X射线管3的位置信息P。即，将X射线照射区域图像G2与获取到该X射线照射区域图像G2时的X射线管3的位置信息P相关联，例如使X射线照射区域图像G2中包含X射线管3的位置信息P。对每个X射线照射区域图像G2进行该关联的处理。此外，X射线管3的位置信息P被附加于X射线照射区域图像G2，但X射线照射区域图像G2和位置信息P也可以分开。
根据实施例1的结构，为了使控制变得简单而构成为某种程度上允许变动X射线管3与FPD 4的位置关系。如果这样，则X射线管3和FPD 4不会以相同的行为进行移动。如果按该想法实施，则当将X射线照射区域图像G2相接合来获取长图像G3时，也会考虑是否发生了位置偏移。但是，根据本发明的结构，即使存在这样的情况也不会对长图像G3产生影响。
图5说明了其理由。图5的(a)示出了被准直器7收束的照射X射线位于FPD4的检测面4a的中央的状态。可以说，是X射线管3和FPD 4按所期望那样进行移动的情况。另一方面，图5的(b)示出了相对于图5的(a)的FPD 4，FPD 4向纸面右侧偏移的状态，被收束为与图5的(a)相同形状的照射X射线位于检测面4a的端侧。可以说，是X射线管3和FPD 4没有按所期望那样进行移动的情况。
图5的(a)和图5的(b)的X射线管3例如均位于与位置信息P1对应的位置P1。在图5的(c)和图5的(d)中表示在图5的(a)和图5的(b)的状态下分别进行X射线摄影而获取到的X射线图像G1。X射线照射区域辨别部33根据X射线图像G1来辨别X射线照射区域图像G2。在图5的(e)中表示所辨别出的X射线照射区域图像G2。也就是说，X射线管3在图5的(a)和图5的(b)中均相同，当在位置P1处进行摄影时，所要拍摄的位置P1相同，因此无论X射线照射到FPD 4的检测面4a的哪个位置，所获取的X射线照射区域图像G2结果都相同。如果设为这种情况，则X射线照射区域图像G2与X射线管3的位置信息所表示的位置的空间上的关系不会由于FPD 4相对于X射线管3的位置偏移而发生变化。因而，如果一边使X射线照射区域图像G2基于所关联的位置信息P发生偏移一边生成长图像，则当然成为不存在偏移的图像。
长图像生成部35基于X射线管3的位置信息P使作为提取X射线照射区域的形状而得到的断片的X射线照射区域图像G2各自发生偏移，将各X射线照射区域图像G2相接合来生成长图像。长图像生成部35将各X射线照射区域图像G2按图3的全景摄影范围S的各次的摄影范围E的顺序进行配置。具体地说，基于由X射线管位置传感器31获取到的各次的位置信息P(P1、P2、P3、…、Pn)来计算作为位置基准的位置信息P1与各次的X射线管3的位置信息P2、P3、…、Pn的相对距离。利用计算出的相对距离将与各位置信息P(P1、P2、P3、…、Pn)对应的X射线照射区域图像G2偏移来进行配置。在所配置的位置处将多张X射线照射区域图像G2相接合来生成一张长图像。
此外，当将各X射线照射区域图像G2偏移来进行配置时，相对距离以各X射线照射区域图像G2的基准线SL为基准(参照图6)。关于基准线SL，如图4的(c)所示，例如利用X射线照射区域辨别部33、主控制部17计算X射线照射区域图像G2的宽度R2成为1/2的值。另外，在假设所辨别出的X射线照射区域图像G2的端部Eg1、Eg2不是一条直线的情况下，也可以将计算出宽度R2的1/2后的存在弯曲的线进行直线化来求出基准线SL，另外，还可以在将存在弯曲的端部Eg1、Eg2进行直线化之后计算出宽度R2的1/2从而求出基准线SL。例如，利用统计值(平均值、最大值、最小值、最频值或者中央值)来进行直线化。此外，在图6中，为了方便图示，省略一部分图以表示X射线照射区域图像G2的重叠部分OL。
接着，对X射线摄影装置1的动作进行说明。首先，设定全景摄影条件。关于全景摄影条件，例如设定全景摄影范围S、各次的摄影范围E、重叠部分OL以及摄影次数等。利用输入部21等来进行该设定。
例如，如下那样设定各次的摄影位置。将形成为狭缝状的X射线所照射的FPD 4的检测面4a中的FPD 4的移动方向上的区域R2设定为100mm，将相邻的两个X射线照射区域重叠的重叠部分OL设定为10mm。在该情况下，X射线管3的相对的移动距离为100mm-10mm＝90mm。即，每当移动90mm时，X射线管3进行X射线摄影。因而，如果将第一张的摄影位置作为基准并设为0mm，则第二张的摄影位置为90mm，第三张的摄影位置为180mm。
执行X射线摄影。主控制部17按照全景摄影条件执行X射线管移动部8和X射线检测器移动部9的移动控制等。X射线管3和FPD 4独立地进行平行移动，并多次、也就是在各摄影位置处从X射线管3照射X射线。从X射线管3照射出的X射线透过被检体M而入射到FPD 4的检测面4a。FPD 4检测所入射的X射线并输出X射线图像G1。被输出的X射线图像(X射线检测信号)G1被A/D转换器13进行数字化。进行数字化而得到的X射线图像在被图像处理部15进行必要的处理后，被存储在存储部23等中。
另外，每当在各摄影位置处进行X射线摄影时，X射线管位置传感器31都获取(检测)作为X射线管3的移动方向上的坐标信息的X射线管3的实际的位置信息P，并传送到X射线照射区域辨别部33或者存储部23。
存储部23等中存储的X射线图像G1被传送到X射线照射区域辨别部33。X射线照射区域辨别部33对X射线图像G1中的被收束为狭缝状的X射线所照射的区域进行辨别。而且，在本实施例中，X射线照射区域辨别部33输出X射线照射区域图像G2并存储到存储部23等中，该X射线照射区域图像G2是截取并提取所辨别出的X射线照射区域而得到的。此时，X射线照射区域辨别部33将由X射线管位置传感器31获取到的X射线摄影时的X射线管3的位置信息P附加于与该位置信息P对应的X射线照射区域图像G2。此外，并不限定于由X射线照射区域辨别部33向X射线照射区域图像G2附加位置信息P，例如也可以由主控制部17对存储在存储部23中的X射线照射区域图像G2进行位置信息P的附加。
全景摄影范围S的所有X射线摄影完成。长图像生成部35基于存储在存储部23等中的各X射线照射区域图像G2和被附加于各X射线照射区域图像G2的X射线管3的位置信息P，使X射线照射区域图像G2相对地偏移并重叠，由此生成长图像G3(参照图6)。生成的长图像G3被显示在显示部19中，或者被存储在存储部23中。
根据本实施例，X射线管3向被检体M照射X射线，并利用X射线管移动部8使X射线管3沿着被检体M的体轴方向11进行移动。FPD 4与X射线管3相向地设置，检测透过被检体M的X射线来作为X射线图像G1进行输出。X射线检测器移动部9使FPD 4独立于X射线管3地沿着被检体M的体轴方向11进行移动。另外，在X射线管3的X射线照射侧设置有准直器7。准直器7将照射X射线收束到FPD 4的移动方向上的比FPD 4的检测区域R1狭窄的区域R2内，并且追随X射线管3进行移动。X射线照射区域辨别部33在每次X射线摄影时对X射线图像G1中的作为拍进了进行过准直的X射线的区域的X射线照射区域图像G2进行辨别。另外，X射线管位置传感器31获取每次X射线摄影时的X射线管3的位置信息P。然后，长图像生成部35基于位置信息P以使各个X射线照射区域图像G2中的在FPD 4的移动的方向上的中心成为摄影时的X射线入射的位置的方式使X射线照射区域图像G2偏移，将各X射线照射区域图像G2相接合来生成长图像G3。
即，在FPD 4独立于X射线管3地进行移动的全景摄影中，X射线照射区域辨别部33在每次X射线摄影时对X射线图像G1中的作为拍进了进行过准直的X射线的区域的X射线照射区域图像G2进行辨别，X射线管位置传感器31获取每次X射线摄影时的X射线管3的位置信息P。然后，长图像生成部35基于位置信息P以使各个X射线照射区域图像G2中的在FPD 4的移动的方向上的中心成为摄影时的X射线入射的位置的方式使X射线照射区域图像G2偏移，通过将各X射线照射区域图像G2相接合来生成长图像G3。由此，即使X射线管3和FPD 4的相对位置不一致且能够变化，也能够可靠地获得X射线照射区域图像G2，能够将各X射线照射区域图像G2高精度地接合。另外，不需要使X射线管3和FPD 4的开始移动的时刻相同并且使它们的移动速度相同，因此能够使控制变得简单，使装置变得便宜。
例如，关于使FPD 4进行移动的X射线检测器移动部9的电动机，能够不使用昂贵的XC伺服电动机，而使用例如DC有刷电动机等比较廉价的电动机。另外，不需要使X射线管3和FPD 4的开始移动的时刻相同并且使它们的移动速度相同。因此，能够将以往同时施加给X射线管移动部8和X射线检测器移动部9的动作指令只施加给X射线管移动部8，例如能够在第一次X射线摄影后对X射线检测器移动部9施加动作指令。
另外，以往的X射线摄影装置被控制成从X射线管3照射出的X射线的X射线轴ax位于FPD 4的作为X射线检测区域的检测面4a的中心。因此，如图7所示，全景摄影范围S是与FPD 4的移动距离对应的距离J1。然而，根据本发明，在FPD 4的检测面4a的任何位置都可以进行X射线摄影，因此即使FPD 4的移动距离与以往相同，也能够如图7的距离J2那样较宽地设定全景摄影范围S。
另外，为了获取X射线管3的位置信息P，使用了X射线管位置传感器31。由此，能够获得实际的X射线管3的位置信息P，因此即使在存在误差的情况下，也能够将各X射线照射区域图像G2高精度地接合。
另外，X射线照射区域图像G2是从X射线图像G1提取的图像。能够去除除X射线照射区域图像G2以外的图像，与原来的X射线图像G1相比能够减小数据容量。
另外，X射线照射区域辨别部33在每次X射线摄影时对X射线照射区域图像G2附加位置信息P。由此，能够简化X射线照射区域图像G2和位置信息P的管理。例如，即使在用于生成长图像G3的多张X射线照射区域图像G2的顺序改变的情况下，也能够根据附加于X射线照射区域图像G2的位置信息P来获知进行接合时的X射线照射区域图像G2的位置。
另外，X射线管移动部8使X射线管3进行等速移动。由此，能够获得控制简单且品质稳定的长图像G3。
此外，在此对相对于专利文献3的效果进行说明。根据本实施例，根据X射线图像G1来辨别相当于狭缝状图像的X射线照射区域图像G2。X射线照射区域图像G2是被收束到比FPD 4的检测区域R1狭窄的区域R2的照射X射线的区域。因此，在从位于规定的位置的X射线管3照射出X射线的情况下，即使FPD 4发生了些许位置偏移，也只要照射X射线位于FPD 4的检测区域R1内，辨别得到的X射线照射区域图像G2就相同。并且，如果使用实际的X射线管3的位置信息P，则能够考虑X射线管3的位置偏移地将各X射线照射区域图像G2相接合。因此，如果基于所获取到的X射线管3的位置信息P使根据X射线图像G1辨别出的X射线照射区域图像G2发生偏移，并将各X射线照射区域图像G2相接合，则能够获得与X射线管3、FPD 4的相对移动距离无关地抑制位置偏移的影响的长图像G3。
实施例2
接着，参照附图来说明本发明的实施例2。图8的(a)和图8的(b)是用于说明实施例2所涉及的X射线摄影装置的动作的图。此外，省略与实施例1重复的结构的说明。
在上述实施例1中，针对FPD 4独立于X射线管3地进行移动，没有特别地确定FPD 4的移动方法。因此，在实施例2中，例如X射线检测器移动部9使FPD 4比X射线管3移动得慢。
X射线检测器移动部9使FPD 4以平均慢于X射线管3的方式进行移动。平均慢并不是指FPD 4的移动速度瞬间慢于X射线管3，而是指贯穿于从全景摄影开始起移动到全景摄影结束为止的X射线管3和FPD 4的移动距离的平均速度慢。能够通过如下那样动作来执行平均慢地进行移动。例如图8的(a)那样，在摄影开始时，使包含X射线轴ax的X射线照射区域位于FPD 4的检测面4a的一端侧、即与检测面4a的移动方向相反一侧的区域。而且，如图8的(b)那样，在摄影结束时，使X射线照射区域位于FPD 4的检测面4a的另一端侧、即检测面4a的移动方向侧的区域。
根据实施例1，如果X射线收束于FPD 4的检测面4a内，则可以在该检测面4a的任何位置进行X射线摄影。在一边进行X射线照射一边使X射线管3移动预先设定的移动距离的过程中，使FPD 4移动预先设定的移动距离。也就是说，如果有效地利用FPD 4的检测面4a，则能够抑制FPD 4的移动量。例如，设为X射线摄影中的X射线管3的移动距离T1等于将FPD 4的检测面4a的尺寸R1与FPD 4的移动距离T2相加得到的值的关系(T1＝R1+T2)。在该情况下，能够使FPD 4的移动量最小。但是，为了方便说明，没有考虑作为X射线的宽度的X射线照射区域的宽度R2。
根据本实施例，X射线检测器移动部9使FPD 4以平均慢于X射线管3的方式进行移动。以往，为了使比X射线管3重的FPD 4与X射线管3同样地进行移动而使用了高输出的电动机。然而，通过使FPD 4比X射线管3移动得慢，能够使用比以往输出小的电动机。因此，能够使用省电且便宜的电动机，能够使X射线摄影装置1变得便宜。
实施例3
接着，参照附图来说明本发明的实施例3。此外，省略与各实施例重复的结构的说明。
在上述各实施例中，利用X射线管位置传感器31获取每次X射线摄影时的X射线管3的位置信息P，将获取到的位置信息P附加于在该X射线摄影中提取的X射线照射区域图像G2。然而，例如在X射线摄影时间间隔固定且X射线管3的移动速度固定的情况下，也可以不具备X射线管位置传感器31来实际地测量X射线管3的位置信息P。
即，主控制部17在X射线摄影前或者X射线摄影后，对长图像生成部35通知X射线摄影时间间隔信息U和X射线管移动速度信息V。长图像生成部35根据X射线摄影时间间隔信息U、X射线管移动速度信息V以及摄影次数N来计算各次摄影的位置P(＝U×V×N)。也就是说，如果预先获知X射线摄影的时间间隔和X射线管3的移动速度，则能够获知每次X射线摄影时的X射线管3的摄影位置P。长图像生成部35基于作为该各次摄影的位置P的信息的X射线管3的位置信息P来生成长图像G3。此外，也可以是，主控制部17根据X射线摄影时间间隔信息U和X射线管移动速度信息V来计算作为各次的摄影位置P的信息的X射线管3的位置信息P，并通知给长图像生成部35。此外，X射线管移动速度信息V相当于本发明的X射线源移动速度信息。
根据本实施例，根据摄影时间间隔信息U和X射线管移动速度信息V来计算位置信息P。在X射线摄影时间间隔U和X射线管3的移动速度固定的情况下，例如不需要设置X射线管位置传感器31。因此，能够使结构变得简单，使装置变得便宜。
本发明并不限于上述实施方式，能够如下述那样变形并实施。
(1)在上述各实施例中，如图1所示，将被检体M载置于顶板2，并利用在顶板2的上下相向配置的X射线管3和FPD 4来拍摄用于全景摄影的多张X射线图像G1。然而，也可以代替顶板2而使用隔板(也称为支架)。将被检体M沿隔板直立地配置，利用在隔板的前后(横向)相向配置的X射线管3和FPD 4进行全景摄影。
(2)在上述各实施例和变形例(1)中，X射线管3和FPD 4中的至少一个也可以不进行等速移动。例如，FPD 4也可以进行加速移动或者减速移动。另外，FPD 4还可以进行将等速移动、加速移动以及减速移动中的至少两个相组合的移动。
(3)在上述各实施例和各变形例中，如图4的(c)所示，X射线照射区域辨别部33从X射线图像G1截取并提取X射线照射区域图像G2。然而，X射线照射区域辨别部33例如也可以辨别X射线照射区域图像G2，不截取没有被照射X射线的区域的图像NI，而输出将图像NI设为“无信息”的X射线图像。另外，既可以将图像NI以原始状态输出，也可以在减少对图像NI的原始状态图像施加的噪声之后输出该图像NI。
(4)在上述各实施例和各变形例中，X射线照射区域辨别部33与图像处理部15分开地设置。然而，图像处理部15也可以具有X射线照射区域辨别部33。
(5)在上述各实施例和各变形例中，一边使X射线管3和FPD 4相对于被检体M的体轴方向11进行平行移动，一边进行全景摄影的各次的X射线摄影，并获取X射线照射区域图像G2和X射线管3的位置信息P。然而，也可以一边变更X射线管3的方向一边照射X射线。即，X射线管3以沿着被检体M的体轴方向11的方式绕预先设定的轴(例如，水平轴)进行摇头运动。
参照图9。首先，与图1的X射线摄影装置1相比，X射线摄影装置41具备X射线管角度变更部43来代替X射线管移动部8，另外具备X射线管角度传感器45来代替X射线管位置传感器31。X射线管角度变更部43使X射线管3以沿着被检体M的体轴方向11的方式绕预先设定的轴变更角度。X射线管角度传感器45获取每次X射线摄影时的X射线管3的角度信息θ。而且，在本变形例中，长图像生成部47基于角度信息θ以使各个X射线照射区域图像G2中的在FPD 4的移动的方向上的中心成为摄影时的X射线照射的位置的方式使X射线照射区域图像G2偏移，将各X射线照射区域图像G2相接合来生成长图像G3。
参照图10对基于角度信息θ使X射线照射区域图像G2偏移的位置的计算方法进行说明。首先，将以使X射线的中心轴ax成为与被检体M的体轴方向11正交的方向(Z方向)的方式从X射线管3照射时的X射线管3的角度设为基准。以此时的X射线管3的角度为基准的角度是角度信息θ。另外，设定了X射线管3的焦点至FPD 4的检测面4a的摄影距离D。根据角度信息θ和摄影距离D来计算X射线照射的位置Pa(＝D×tanθ)。根据每次X射线摄影时的角度信息θ(θ1、θ2、θ3、…、θn)来计算X射线照射的位置Pa(Pa1、Pa2、Pa3、…、Pa(n))。此外，也可以将X射线管3的角度信息θ附加于每次X射线摄影时的X射线照射区域图像G2。另外，利用长图像生成部47计算X射线照射的位置Pa，但也可以利用主控制部17计算X射线照射的位置Pa并传送到长图像生成部47。
此外，X射线管角度变更部43相当于本发明的X射线源角度变更部，X射线管角度传感器45相当于本发明的角度信息获取部。
另外，也可以将X射线摄影装置41设为如下那样的结构。X射线检测器移动部9可以使FPD 4以平均慢于从X射线管3照射的X射线轴ax的移动速度的方式进行移动。另外，X射线管3的角度信息θ也可以不是由X射线管角度传感器45获取的角度信息θ，而是根据X射线摄影时间间隔信息U和X射线管3的角速度计算出的角度信息。即，在X射线摄影时间间隔固定且从X射线管3照射的X射线轴ax的移动速度固定的情况下，能够根据二者来计算使每次X射线摄影时获取的X射线照射区域图像G2偏移多少合适，从而计算出各次的X射线照射的位置Pa。此外，从X射线管3照射的X射线轴ax的移动速度也可以不固定。
根据本变形例，虽然一边改变X射线管3的朝向一边进行全景摄影的情况与实施例1不同，但具有与实施例1相同的效果。
(6)在上述各实施例和各变形例中，作为X射线检测器的一例，使用FPD 4进行了说明，但也可以是图像增强器和照相机。
(7)在上述各实施例和各变形例中，如图3所示，由于进行SLOT摄影，因此全景摄影的各次的摄影范围E是狭缝状。例如，也可以是除狭缝状以外的矩形的摄影范围。
附图标记说明
1、41：X射线摄影装置；3：X射线管；4：平板型X射线检测器(FPD)；4a：检测面；7：准直器；8：X射线管移动部；9：X射线检测器移动部；11：体轴方向；17：主控制部；31：X射线管位置传感器；33：X射线照射区域辨别部；35、47：长图像生成部；43：X射线管角度变更部；45：X射线管角度传感器；M：被检体；R1：检测区域；R2：狭窄区域；G1：X射线图像；G2：X射线照射区域图像；G3：长图像；P(P1、P2、P3、…、Pn)：位置信息(位置)；SL：基准线。

Claims (7)

1.一种X射线摄影装置，其特征在于，具备：
X射线源，其向被检体照射X射线；
X射线源移动部，其使上述X射线源沿着被检体的体轴进行移动；
X射线检测器，其与上述X射线源相向地设置，检测透过被检体的X射线来作为X射线图像进行输出；
X射线检测器移动部，其使上述X射线检测器独立于上述X射线源地沿着上述被检体的体轴进行移动；
准直器，其设置于上述X射线源的X射线照射侧，将照射X射线收束在上述X射线检测器的移动方向上的比上述X射线检测器的检测区域狭窄的区域，并且追随上述X射线源进行移动；
X射线照射区域辨别部，其在每次X射线摄影时对上述X射线图像中的作为拍进了进行过准直的X射线的区域的X射线照射区域图像进行辨别；
位置信息获取部，其获取每次X射线摄影时的上述X射线源的位置信息；以及
长图像生成部，其基于上述位置信息以使各个上述X射线照射区域图像中的在上述X射线检测器的移动的方向上的中心成为摄影时的X射线入射的位置的方式使X射线照射区域图像偏移，将各X射线照射区域图像相接合来生成长图像。
2.根据权利要求1所述的X射线摄影装置，其特征在于，
上述X射线检测器移动部使上述X射线检测器以平均慢于上述X射线源的方式进行移动。
3.根据权利要求1或2所述的X射线摄影装置，其特征在于，
上述位置信息获取部是X射线源位置传感器。
4.根据权利要求1或2所述的X射线摄影装置，其特征在于，
根据摄影时间间隔信息和X射线源移动速度信息来计算上述位置信息。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的X射线摄影装置，其特征在于，
上述X射线照射区域图像是从上述X射线图像提取的图像。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的X射线摄影装置，其特征在于，
上述X射线照射区域辨别部在每次X射线摄影时对上述X射线照射区域图像附加上述位置信息。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的X射线摄影装置，其特征在于，
上述X射线源移动部使上述X射线源进行等速移动。
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