JP2001091479A - Ｘ線画像撮影方法及びその撮影装置 - Google Patents
Ｘ線画像撮影方法及びその撮影装置Info
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/48—Diagnostic techniques
- A61B6/484—Diagnostic techniques involving phase contrast X-ray imaging
-
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- Veterinary Medicine (AREA)
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- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】医療や検査等の現場での実用性に欠けた従来の
Ｘ線画像形成の方法及びその装置に対して、広く実用可
能な屈折コントラストＸ線画像を得ることができる。 【解決手段】Ｘ線画像撮影方法及びその撮影装置は、半
影により生ずる鮮鋭性の低下を、屈折コントラスト強調
により高めるものであり、また、Ｘ線管１の焦点サイズ
（Ｄμｍ）が３０μｍより大きく、Ｘ線管１から被写体
２までの距離Ｒ１はＲ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ）の
式の範囲であり、且つ被写体２からＸ線検出器３までの
距離Ｒ２が０．１５ｍ以上として、Ｘ線画像を撮影する
ものである。
Ｘ線画像形成の方法及びその装置に対して、広く実用可
能な屈折コントラストＸ線画像を得ることができる。 【解決手段】Ｘ線画像撮影方法及びその撮影装置は、半
影により生ずる鮮鋭性の低下を、屈折コントラスト強調
により高めるものであり、また、Ｘ線管１の焦点サイズ
（Ｄμｍ）が３０μｍより大きく、Ｘ線管１から被写体
２までの距離Ｒ１はＲ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ）の
式の範囲であり、且つ被写体２からＸ線検出器３までの
距離Ｒ２が０．１５ｍ以上として、Ｘ線画像を撮影する
ものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、医療及び非破壊検
査等に適用可能なＸ線画像撮影方法及びその撮影装置に
関するもので、とくに被写体の境界のコントラストを高
く描写する撮影方法及びその撮影装置に関する。
査等に適用可能なＸ線画像撮影方法及びその撮影装置に
関するもので、とくに被写体の境界のコントラストを高
く描写する撮影方法及びその撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線画像はＸ線源から放射されたＸ線が
被写体を透過し、そのときに被写体を構成する物質の原
子量の大きさによってＸ線透過量に差が生ずることか
ら、その透過Ｘ線量の２次元的分布を検出することで形
成される。
被写体を透過し、そのときに被写体を構成する物質の原
子量の大きさによってＸ線透過量に差が生ずることか
ら、その透過Ｘ線量の２次元的分布を検出することで形
成される。
【０００３】ところで、Ｘ線は電磁波であるゆえに波の
性質を有することから、被写体を透過するときに位相の
ずれによる回折や屈折を生じ、これを画像として検出す
ることもできる。従来はこうした性質を利用するＸ線画
像の形成は一般に行われていなかったが、近年この性質
を利用した被写体コントラストの高いＸ線画像を撮影す
る方法が提案されている。ここで得られるＸ線画像は、
位相コントラストＸ線画像と呼ばれている。この画像で
は、とくに被写体の境界部分のコントラストが高められ
ることからＸ線画像の検出性が向上するので、Ｘ線を用
いる医用分野や、工業用の非破壊検査分野などへの応用
が期待されている。
性質を有することから、被写体を透過するときに位相の
ずれによる回折や屈折を生じ、これを画像として検出す
ることもできる。従来はこうした性質を利用するＸ線画
像の形成は一般に行われていなかったが、近年この性質
を利用した被写体コントラストの高いＸ線画像を撮影す
る方法が提案されている。ここで得られるＸ線画像は、
位相コントラストＸ線画像と呼ばれている。この画像で
は、とくに被写体の境界部分のコントラストが高められ
ることからＸ線画像の検出性が向上するので、Ｘ線を用
いる医用分野や、工業用の非破壊検査分野などへの応用
が期待されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】位相コントラストＸ線
画像を得る方法及び装置が既にいくつか提案されてい
る。しかし以下に述べるように、これらの技術は画像を
実際に得る現場での実用性が十分であるとは言えない。
画像を得る方法及び装置が既にいくつか提案されてい
る。しかし以下に述べるように、これらの技術は画像を
実際に得る現場での実用性が十分であるとは言えない。
【０００５】例えば特開平１０−２４８８３３号公報に
おいては、シンクロトン放射光Ｘ線を用いてマッハツエ
ンダ型干渉計を応用した干渉法の位相コントラストＸ線
撮影装置が提案されている。また”Ｍｅｄｉｃａｌ Ａ
ｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏ
ｎ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ”（Ｍ．Ａｎｄｏ ａｎｄＣ．
Ｕｙａｍａ ｅｄｓ．，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａ
ｇ Ｔｏｋｙｏ，１９９８）にシンクロトロン放射光Ｘ
線を用いた位相コントラストＸ線画像を医用へ適用する
研究が多く記載されている。
おいては、シンクロトン放射光Ｘ線を用いてマッハツエ
ンダ型干渉計を応用した干渉法の位相コントラストＸ線
撮影装置が提案されている。また”Ｍｅｄｉｃａｌ Ａ
ｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｓｙｎｃｈｒｏｔｒｏ
ｎ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ”（Ｍ．Ａｎｄｏ ａｎｄＣ．
Ｕｙａｍａ ｅｄｓ．，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａ
ｇ Ｔｏｋｙｏ，１９９８）にシンクロトロン放射光Ｘ
線を用いた位相コントラストＸ線画像を医用へ適用する
研究が多く記載されている。
【０００６】これらの方法はシンクロトロン放射光Ｘ線
発生装置を用いて行われる。この装置は「平行光の空間
的コヒーレントな強い単色Ｘ線」を得ることができる。
なおＸ線が「空間コヒーレント」もしくは「横モードの
空間コヒーレント」であるとは、Ｘ線が波としての干渉
性を有することを意味する。
発生装置を用いて行われる。この装置は「平行光の空間
的コヒーレントな強い単色Ｘ線」を得ることができる。
なおＸ線が「空間コヒーレント」もしくは「横モードの
空間コヒーレント」であるとは、Ｘ線が波としての干渉
性を有することを意味する。
【０００７】ここでシンクロトロン”放射線Ｘ線発生装
置”は、例えば兵庫県赤穂郡に近年建設された「ＳＰｒ
ｉｎｇ−８」、あるいは栃木県筑波市の高エネルギー加
速器研究機構物理構造科学研究所に設置されているもの
である。これらは個々の民間医療施設には巨大すぎる設
備であり、そして莫大な建設費がかかることから、多く
の医療、その他の検査のための民間施設において実用性
はほとんどない。
置”は、例えば兵庫県赤穂郡に近年建設された「ＳＰｒ
ｉｎｇ−８」、あるいは栃木県筑波市の高エネルギー加
速器研究機構物理構造科学研究所に設置されているもの
である。これらは個々の民間医療施設には巨大すぎる設
備であり、そして莫大な建設費がかかることから、多く
の医療、その他の検査のための民間施設において実用性
はほとんどない。
【０００８】またＷｉｌｋｉｎｓはマイクロフォーカス
Ｘ線源を用いて魚などの小動物の位相コントラストＸ線
画像が得られる方法を、科学雑誌”Ｎａｔｕｒｅ，ｖｏ
ｌ．７７，２９６２（ｌ９９６）”に報告し、さらに特
許公報ＷＯ９６／３１０９８にそのＸ線画像の撮影方法
を記載している。この公報において、Ｗｉｌｋｉｎｓは
高い横モード空間干渉性のＸ線を得るために、Ｘ線源が
点光源とみなせるだけの焦点サイズ、すなわち２０μｍ
以下の焦点サイズのＸ線源を用い、且つ被写体とＸ線検
知器との距離が０．３ｍ以上であるＸ線画像の撮影装置
及びその装置を用いた撮影方法を記載している。
Ｘ線源を用いて魚などの小動物の位相コントラストＸ線
画像が得られる方法を、科学雑誌”Ｎａｔｕｒｅ，ｖｏ
ｌ．７７，２９６２（ｌ９９６）”に報告し、さらに特
許公報ＷＯ９６／３１０９８にそのＸ線画像の撮影方法
を記載している。この公報において、Ｗｉｌｋｉｎｓは
高い横モード空間干渉性のＸ線を得るために、Ｘ線源が
点光源とみなせるだけの焦点サイズ、すなわち２０μｍ
以下の焦点サイズのＸ線源を用い、且つ被写体とＸ線検
知器との距離が０．３ｍ以上であるＸ線画像の撮影装置
及びその装置を用いた撮影方法を記載している。
【０００９】上述の科学雑誌においては２０μｍの焦点
サイズのマイクロフォーカスＸ線源を用い、魚などの小
動物を被写体とした実験結果を報告しているが、Ｗｉｌ
ｋｉｎｓが報告した方法では、Ｘ線管のＸ線焦点サイズ
が小さいために少ない照射Ｘ線量しか得られず、魚のＸ
線画像撮影においてでさえ銀塩フィルムでＸ線画像を得
るために、２時間程の撮影時間が必要であることが報告
されている。このことから、この方法は人体などを撮影
する医療の臨床現場あるいは、物体の検査に広く適用す
るには、やはりかなり困難である。また、Ｘ線焦点サイ
ズを大きくすると、焦点サイズによる半影が生じ、画像
の鮮鋭性が低下する、つまりボケ画像を生じてしまうと
いう問題がある。
サイズのマイクロフォーカスＸ線源を用い、魚などの小
動物を被写体とした実験結果を報告しているが、Ｗｉｌ
ｋｉｎｓが報告した方法では、Ｘ線管のＸ線焦点サイズ
が小さいために少ない照射Ｘ線量しか得られず、魚のＸ
線画像撮影においてでさえ銀塩フィルムでＸ線画像を得
るために、２時間程の撮影時間が必要であることが報告
されている。このことから、この方法は人体などを撮影
する医療の臨床現場あるいは、物体の検査に広く適用す
るには、やはりかなり困難である。また、Ｘ線焦点サイ
ズを大きくすると、焦点サイズによる半影が生じ、画像
の鮮鋭性が低下する、つまりボケ画像を生じてしまうと
いう問題がある。
【００１０】本発明は、前記の実情に鑑みてなされたも
ので、医療や非破壊検査等の現場で実用性に欠けた従来
の位相コントラストＸ線画像形成の方法及びその装置に
対して、広く実用可能な位相コントラストＸ線画像を得
ることができるＸ線画像撮影方法及びその撮影装置を提
供するものである。
ので、医療や非破壊検査等の現場で実用性に欠けた従来
の位相コントラストＸ線画像形成の方法及びその装置に
対して、広く実用可能な位相コントラストＸ線画像を得
ることができるＸ線画像撮影方法及びその撮影装置を提
供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は以下のように構
成することにより前記課題を解決し、且つ目的を達成し
た。
成することにより前記課題を解決し、且つ目的を達成し
た。
【００１２】すなわち、請求項１に記載の発明は、『Ｘ
線管から照射され、被写体を透過したＸ線画像をＸ線検
出器で検出するＸ線画像撮影方法であって、半影によっ
て低下する鮮鋭性を、屈折コントラスト強調による画像
エッジ強調により高めることを特徴とするＸ線画像撮影
方法。』である。
線管から照射され、被写体を透過したＸ線画像をＸ線検
出器で検出するＸ線画像撮影方法であって、半影によっ
て低下する鮮鋭性を、屈折コントラスト強調による画像
エッジ強調により高めることを特徴とするＸ線画像撮影
方法。』である。
【００１３】請求項２に記載の発明は、『焦点サイズ
（Ｄμｍ）が３０μｍ以上であるＸ線管を用いるＸ線画
像撮影法であって、前記Ｘ線管から被写体までの距離Ｒ
１（ｍ）を Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ） の式の範囲とし、且つ前記被写体からＸ線検出器までの
距離Ｒ２を０．１５ｍ以上として撮影することを特徴と
するＸ線画像撮影方法。』である。
（Ｄμｍ）が３０μｍ以上であるＸ線管を用いるＸ線画
像撮影法であって、前記Ｘ線管から被写体までの距離Ｒ
１（ｍ）を Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ） の式の範囲とし、且つ前記被写体からＸ線検出器までの
距離Ｒ２を０．１５ｍ以上として撮影することを特徴と
するＸ線画像撮影方法。』である。
【００１４】請求項３に記載の発明は、『前記Ｘ線管か
ら被写体までの距離Ｒ１（ｍ）を １０＞Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ） の式の範囲として撮影することを特徴とする請求項２記
載のＸ線画像撮影方法。』である。
ら被写体までの距離Ｒ１（ｍ）を １０＞Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ） の式の範囲として撮影することを特徴とする請求項２記
載のＸ線画像撮影方法。』である。
【００１５】さらに、請求項１３に記載の発明は、『焦
点サイズ（Ｄμｍ）が３０μｍ以上であるＸ線管と、被
写体位置を固定する固定手段と、被写体を透過したＸ線
画像を検出するＸ線検出器とを有し、前記固定手段は、
前記Ｘ線管から前記固定手段により固定された被写体ま
での距離Ｒ１（ｍ）を Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ） の式の範囲に、且つ前記固定手段により固定された被写
体からＸ線検出器までの距離Ｒ２が０．１５ｍ以上に設
定可能に構成されていることを特徴とするＸ線画像撮影
装置。』である。
点サイズ（Ｄμｍ）が３０μｍ以上であるＸ線管と、被
写体位置を固定する固定手段と、被写体を透過したＸ線
画像を検出するＸ線検出器とを有し、前記固定手段は、
前記Ｘ線管から前記固定手段により固定された被写体ま
での距離Ｒ１（ｍ）を Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ） の式の範囲に、且つ前記固定手段により固定された被写
体からＸ線検出器までの距離Ｒ２が０．１５ｍ以上に設
定可能に構成されていることを特徴とするＸ線画像撮影
装置。』である。
【００１６】請求項１４に記載の発明は、『前記Ｘ線管
から前記固定手段により固定された被写体までの距離Ｒ
１（ｍ）を １０＞Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ） の式の範囲に設定可能に構成されていることを特徴とす
る請求項１３に記載のＸ線画像撮影装置。』である。
から前記固定手段により固定された被写体までの距離Ｒ
１（ｍ）を １０＞Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ） の式の範囲に設定可能に構成されていることを特徴とす
る請求項１３に記載のＸ線画像撮影装置。』である。
【００１７】本発明におけるＸ線画像撮影方法及びその
撮影装置は、概念的に図１のように示される。
撮影装置は、概念的に図１のように示される。
【００１８】すなわち構成要素は、Ｘ線管１、被写体２
の位置を決め、これを固定する固定手段４、Ｘ線検出器
３を有し、Ｘ線管１と固定された際の被写体２との距離
をＲ１、被写体２とＸ線検出器３との距離をＲ２と表
す。なお、固定手段４は図１では被写体に対してＸ線検
出器３側に設けているが、Ｘ線管１側に設けてもよい。
の位置を決め、これを固定する固定手段４、Ｘ線検出器
３を有し、Ｘ線管１と固定された際の被写体２との距離
をＲ１、被写体２とＸ線検出器３との距離をＲ２と表
す。なお、固定手段４は図１では被写体に対してＸ線検
出器３側に設けているが、Ｘ線管１側に設けてもよい。
【００１９】本発明によれば、巨大施設のシンクロトロ
ンや、Ｘ線量が微弱なマイクロフォーカスＸ線源を用い
ることなく、通常医療施設等で使用されるＸ線管を用い
てコントラストの高い画像を得ることができる。ここで
用いられるＸ線管は回転陽極Ｘ線管とすることが好まし
い。この回転陽極Ｘ線管においては、陰極から放射され
る電子線が陽極に衝突することでＸ線が発生する。これ
は自然光のようにインコヒーレント（非干渉性）であ
り、また平行光Ｘ線でもなく発散光である。電子線が陽
極の固定した場所に当り続けると、熱の発生で陽極が傷
むので、通常用いられるＸ線管では陽極を回転して陽極
の寿命の低下を防いでいる。電子線を陽極の一定の大き
さの面に衝突させ、発生したＸ線はその一定の大きさ陽
極の平面から被写体に向けて放射される。この平面をＸ
線照射方向から見た部分のことを焦点（フォーカス）と
呼ぶ。この焦点サイズをＤとする。本発明の焦点サイズ
は、放射線源の強度分布の半値幅から測定することがで
きる。焦点は、種々の形があるが正方形の場合、その一
辺の長さ、長方形や多角形の場合、短辺の長さ、円形の
場合はその直径を焦点サイズＤとする。
ンや、Ｘ線量が微弱なマイクロフォーカスＸ線源を用い
ることなく、通常医療施設等で使用されるＸ線管を用い
てコントラストの高い画像を得ることができる。ここで
用いられるＸ線管は回転陽極Ｘ線管とすることが好まし
い。この回転陽極Ｘ線管においては、陰極から放射され
る電子線が陽極に衝突することでＸ線が発生する。これ
は自然光のようにインコヒーレント（非干渉性）であ
り、また平行光Ｘ線でもなく発散光である。電子線が陽
極の固定した場所に当り続けると、熱の発生で陽極が傷
むので、通常用いられるＸ線管では陽極を回転して陽極
の寿命の低下を防いでいる。電子線を陽極の一定の大き
さの面に衝突させ、発生したＸ線はその一定の大きさ陽
極の平面から被写体に向けて放射される。この平面をＸ
線照射方向から見た部分のことを焦点（フォーカス）と
呼ぶ。この焦点サイズをＤとする。本発明の焦点サイズ
は、放射線源の強度分布の半値幅から測定することがで
きる。焦点は、種々の形があるが正方形の場合、その一
辺の長さ、長方形や多角形の場合、短辺の長さ、円形の
場合はその直径を焦点サイズＤとする。
【００２０】Ｘ線検出器は、Ｘ線エネルギーを他のエネ
ルギーに変換して画像情報として取り出すものであり、
例としては、スクリーン（増感紙）／フィルムを用いる
もの、後述する輝尽光性蛍光体を用いたシステム、Ｘ線
蛍光体とＣＣＤあるいはＣＭＯＳとを組み合わせたシス
テム、Ｘ線蛍光体とあるいはＸ線光導電体とＴＦＴを組
み合わせたシステムなどがある。本発明において、焦点
サイズが３０μｍ以上のＸ線管を用いることが好まし
い。
ルギーに変換して画像情報として取り出すものであり、
例としては、スクリーン（増感紙）／フィルムを用いる
もの、後述する輝尽光性蛍光体を用いたシステム、Ｘ線
蛍光体とＣＣＤあるいはＣＭＯＳとを組み合わせたシス
テム、Ｘ線蛍光体とあるいはＸ線光導電体とＴＦＴを組
み合わせたシステムなどがある。本発明において、焦点
サイズが３０μｍ以上のＸ線管を用いることが好まし
い。
【００２１】Ｘ線画像の撮影においては、図３に示すよ
うにＸ線の屈折に起因するエッジ強調（屈折コントラス
ト強調）画像を得ることができる。図３の下部の模式的
に描くように、Ｘ線が物体を通過するときに屈折して物
体の境界内側のＸ線密度が疎になり、さらに物体の外側
は物体を通過しないＸ線と重なることからＸ線密度が上
昇する。このようにして被写体境界部分であるエッジが
画像として強調される。これは物体と空気とのＸ線に対
する屈折率の差から生じる現象である。これがエッジ強
調画像である。
うにＸ線の屈折に起因するエッジ強調（屈折コントラス
ト強調）画像を得ることができる。図３の下部の模式的
に描くように、Ｘ線が物体を通過するときに屈折して物
体の境界内側のＸ線密度が疎になり、さらに物体の外側
は物体を通過しないＸ線と重なることからＸ線密度が上
昇する。このようにして被写体境界部分であるエッジが
画像として強調される。これは物体と空気とのＸ線に対
する屈折率の差から生じる現象である。これがエッジ強
調画像である。
【００２２】さらに図３で原理的に示す空気と被写体と
の境界でのエッジ強調のみならず、物体内においても屈
折率の異なる部分の境界部分も同様な効果が得られる。
本発明での被写体境界部分とはＸ線の屈折率の異なる物
質との境界部分と表現することができる。
の境界でのエッジ強調のみならず、物体内においても屈
折率の異なる部分の境界部分も同様な効果が得られる。
本発明での被写体境界部分とはＸ線の屈折率の異なる物
質との境界部分と表現することができる。
【００２３】一方で、図７に示すように、焦点サイズＤ
に起因した半影、いいかえると画像のボケが生じる。こ
の半影により画像の鮮鋭性が低下する。本発明は、この
鮮鋭性の低下を向上させるものであり、そのために上記
Ｘ線の屈折に起因する屈折コントラスト強調を用いるも
のである。半影とは、図７に示すように焦点サイズの大
きさに起因して被写体上の１点がＸ線検出器上で大きさ
を持った像（例ではＢ）として検出される現象であり、
いわゆるボケのことである。したがって、出射されるＸ
線が平行であるシンクロトンや点焦点と見なせるマイク
ロフォーカスＸ線源に対し、有限の大きさのある焦点サ
イズのＸ線管を用いる場合は半影の影響が問題となるの
である。
に起因した半影、いいかえると画像のボケが生じる。こ
の半影により画像の鮮鋭性が低下する。本発明は、この
鮮鋭性の低下を向上させるものであり、そのために上記
Ｘ線の屈折に起因する屈折コントラスト強調を用いるも
のである。半影とは、図７に示すように焦点サイズの大
きさに起因して被写体上の１点がＸ線検出器上で大きさ
を持った像（例ではＢ）として検出される現象であり、
いわゆるボケのことである。したがって、出射されるＸ
線が平行であるシンクロトンや点焦点と見なせるマイク
ロフォーカスＸ線源に対し、有限の大きさのある焦点サ
イズのＸ線管を用いる場合は半影の影響が問題となるの
である。
【００２４】本発明は、大型の装置を必要とするシンク
ロトロン放射光や、点光源と見なせるまでＸ線焦点サイ
ズの小さなＸ線光源を用いることなく、エッジ強調の効
果を得るものである。
ロトロン放射光や、点光源と見なせるまでＸ線焦点サイ
ズの小さなＸ線光源を用いることなく、エッジ強調の効
果を得るものである。
【００２５】また、鋭意研究の結果、実用範囲の感度領
域及び装置サイズでこのエッジ強調画像を得るものとし
て、Ｘ線焦点サイズＤが３０μｍより大きいとき、Ｘ線
管１から被写体２までの距離がＲ１≧（Ｄ−７）／２０
０（ｍ）の式を満足する領域であり、かつ被写体２とＸ
線検出器３との距離Ｒ２が０．１５ｍ以上であることが
好ましいことがわかった。
域及び装置サイズでこのエッジ強調画像を得るものとし
て、Ｘ線焦点サイズＤが３０μｍより大きいとき、Ｘ線
管１から被写体２までの距離がＲ１≧（Ｄ−７）／２０
０（ｍ）の式を満足する領域であり、かつ被写体２とＸ
線検出器３との距離Ｒ２が０．１５ｍ以上であることが
好ましいことがわかった。
【００２６】Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ）の式で示
す距離よりＲ１が小さいときにはエッジ強調画像を得ら
れることが難しく、もしくは認識しにくくなる。また、
Ｒ１は大きくなるにつれ、Ｘ線の強度が弱くなること、
さらに広い空間を要することより１０ｍ未満とすること
が好ましい。
す距離よりＲ１が小さいときにはエッジ強調画像を得ら
れることが難しく、もしくは認識しにくくなる。また、
Ｒ１は大きくなるにつれ、Ｘ線の強度が弱くなること、
さらに広い空間を要することより１０ｍ未満とすること
が好ましい。
【００２７】ここで、Ｘ線画像の鮮鋭性を劣化させる被
写体からのＸ線散乱線を除去する目的のために、Ｘ線グ
リッドを使用することが従来から行われている。しかし
ながらＸ線グリッドはＸ線検出器３に到達するＸ線を減
少させてしまう。したがってＸ線量を有効に使うために
できるだけＸ線グリッドは用いないことが好ましい。
写体からのＸ線散乱線を除去する目的のために、Ｘ線グ
リッドを使用することが従来から行われている。しかし
ながらＸ線グリッドはＸ線検出器３に到達するＸ線を減
少させてしまう。したがってＸ線量を有効に使うために
できるだけＸ線グリッドは用いないことが好ましい。
【００２８】本発明においては、被写体からＸ線検出器
３までの距離Ｒ２と０．１５ｍ以上離す構成とすること
により散乱線の除去を行うことや、さらにエッジ強調を
認識しやすくしている。
３までの距離Ｒ２と０．１５ｍ以上離す構成とすること
により散乱線の除去を行うことや、さらにエッジ強調を
認識しやすくしている。
【００２９】本発明において、Ｒ２を０．１５ｍ以上と
すれば、拡大率＝（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１の拡大撮影とな
る。ここでＲ１については、その起点はＸ線管１の焦点
の位置であり、通常の市販のＸ線管１にはその場所が明
示されている。また終点は被写体位置を固定する固定手
段４により固定された被写体２の中心線である。Ｒ２に
ついては起点は被写体２の中心線であり、終点はＸ線検
出器３のＸ線を受ける平面の最上面である。表１にＲ１
≧（Ｄ−７）／２００（ｍ）の式から得られる焦点サイ
ズに対応するＲ１の下限値を示す。
すれば、拡大率＝（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１の拡大撮影とな
る。ここでＲ１については、その起点はＸ線管１の焦点
の位置であり、通常の市販のＸ線管１にはその場所が明
示されている。また終点は被写体位置を固定する固定手
段４により固定された被写体２の中心線である。Ｒ２に
ついては起点は被写体２の中心線であり、終点はＸ線検
出器３のＸ線を受ける平面の最上面である。表１にＲ１
≧（Ｄ−７）／２００（ｍ）の式から得られる焦点サイ
ズに対応するＲ１の下限値を示す。
【００３０】
【表１】 撮影時間を短縮するためにはできるだけ単位時間当りの
Ｘ線量が多い方が好ましく、焦点サイズはできるだけ大
きいことが好ましい。一方、表１に示すように焦点サイ
ズＤを大きくすると、エッジ強調Ｘ線画像を得るために
はＲ１を大きくとる必要がある。
Ｘ線量が多い方が好ましく、焦点サイズはできるだけ大
きいことが好ましい。一方、表１に示すように焦点サイ
ズＤを大きくすると、エッジ強調Ｘ線画像を得るために
はＲ１を大きくとる必要がある。
【００３１】一般の医療もしくは検査用の施設の空間的
な余裕には限度がある。従って本発明ではＲ１が５ｍ以
下であることがより好ましい。また、エッジ強調性をよ
り強く得るために、Ｒ１が０．７ｍ以上であることがよ
り好ましい。ここでＲ２を０．１５ｍ以上の距離をとる
とき、撮影されるＸ線画像はいわゆる拡大撮影となる。
このとき拡大率は（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１であり、とくに
Ｘ線源と被写体との距離Ｒ１が小さいときには拡大率が
大きくなる。スクリーン／フィルムをＸ線検出器として
用いるＸ線像の撮影の場合には、Ｒ１及びＲ２に対応し
た拡大率の画像が得られ、目的に応じてこの拡大率を任
意に設定することができる。
な余裕には限度がある。従って本発明ではＲ１が５ｍ以
下であることがより好ましい。また、エッジ強調性をよ
り強く得るために、Ｒ１が０．７ｍ以上であることがよ
り好ましい。ここでＲ２を０．１５ｍ以上の距離をとる
とき、撮影されるＸ線画像はいわゆる拡大撮影となる。
このとき拡大率は（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１であり、とくに
Ｘ線源と被写体との距離Ｒ１が小さいときには拡大率が
大きくなる。スクリーン／フィルムをＸ線検出器として
用いるＸ線像の撮影の場合には、Ｒ１及びＲ２に対応し
た拡大率の画像が得られ、目的に応じてこの拡大率を任
意に設定することができる。
【００３２】本発明において用いるＸ線は実質的に輝線
スペクトルとすることが好ましい。ここで言う「Ｘ線が
実質的に輝線スペクトル」とは、輝線スペクトルと連続
スペクトルを含むＸ線出力スペクトルにおいて連続スペ
クトルの最大光子数が輝線スペクトルの最大光子数の５
０％以下であることを意味する（図２）。Ｘ線の屈折率
はＸ線のエネルギーによって変化する。Ｘ線エネルギー
が高くなるとＸ線の屈折率は低下する（図３の左半
分）。したがってＸ線のエネルギー分布が広い場合にお
いては屈折率の幅も広がるために、屈折コントラストが
低下する。一方、輝線スペクトルを用いればＸ線エネル
ギー幅が小さいので、より鮮明なエッジ強調画像を得る
ことができる（図３）。ここでＸ線検出器に到達するＸ
線量を多くする手段として、Ｘ線源からＸ線検出器まで
の距離を小さくすることも可能であるが、焦点サイズＤ
を大きくすることもできる。しかしながら表１に示すよ
うに、Ｒ１は逆に大きくとらねばならない。したがって
医療施設で建物の空間的な制限があるとき、焦点サイズ
をできるだけ小さくすればＲ１を小さくすることができ
る。
スペクトルとすることが好ましい。ここで言う「Ｘ線が
実質的に輝線スペクトル」とは、輝線スペクトルと連続
スペクトルを含むＸ線出力スペクトルにおいて連続スペ
クトルの最大光子数が輝線スペクトルの最大光子数の５
０％以下であることを意味する（図２）。Ｘ線の屈折率
はＸ線のエネルギーによって変化する。Ｘ線エネルギー
が高くなるとＸ線の屈折率は低下する（図３の左半
分）。したがってＸ線のエネルギー分布が広い場合にお
いては屈折率の幅も広がるために、屈折コントラストが
低下する。一方、輝線スペクトルを用いればＸ線エネル
ギー幅が小さいので、より鮮明なエッジ強調画像を得る
ことができる（図３）。ここでＸ線検出器に到達するＸ
線量を多くする手段として、Ｘ線源からＸ線検出器まで
の距離を小さくすることも可能であるが、焦点サイズＤ
を大きくすることもできる。しかしながら表１に示すよ
うに、Ｒ１は逆に大きくとらねばならない。したがって
医療施設で建物の空間的な制限があるとき、焦点サイズ
をできるだけ小さくすればＲ１を小さくすることができ
る。
【００３３】したがって焦点サイズＤは、１０００μｍ
以下とすることが好ましい。さらには、Ｘ線管１の焦点
サイズＤを５０μｍ以上で５００μｍ以下の範囲とする
のがより好ましい。
以下とすることが好ましい。さらには、Ｘ線管１の焦点
サイズＤを５０μｍ以上で５００μｍ以下の範囲とする
のがより好ましい。
【００３４】一般的に医用画像診断のためのＸ線画像撮
影に用いられるＸ線エネルギーの範囲は１０ｋｅＶから
１５０ｋｅＶの範囲である。非破壊検査においては２０
０ｋｅＶの高いエネルギーのＸ線が用いられる。ここで
Ｘ線エネルギーが大きい場合には、その屈折率が小さく
なる。したがって鮮明なエッジ強調画像を得るには、Ｒ
１，Ｒ２を大きくとる必要がある。しかしながら限られ
た空間の一般の医療施設で撮影を行う場合、用いるＸ線
のエネルギーが低い方が好ましい。一方、Ｘ線のエネル
ギーが低すぎると、Ｘ線の本来の特性である物体の透過
性が失われてしまう。従って実用性の観点から、請求項
３及び１２の発明に記載されているように、輝線スペク
トルのＸ線エネルギーは１０ｋｅＶから６０ｋｅＶの範
囲であることが好ましい。
影に用いられるＸ線エネルギーの範囲は１０ｋｅＶから
１５０ｋｅＶの範囲である。非破壊検査においては２０
０ｋｅＶの高いエネルギーのＸ線が用いられる。ここで
Ｘ線エネルギーが大きい場合には、その屈折率が小さく
なる。したがって鮮明なエッジ強調画像を得るには、Ｒ
１，Ｒ２を大きくとる必要がある。しかしながら限られ
た空間の一般の医療施設で撮影を行う場合、用いるＸ線
のエネルギーが低い方が好ましい。一方、Ｘ線のエネル
ギーが低すぎると、Ｘ線の本来の特性である物体の透過
性が失われてしまう。従って実用性の観点から、請求項
３及び１２の発明に記載されているように、輝線スペク
トルのＸ線エネルギーは１０ｋｅＶから６０ｋｅＶの範
囲であることが好ましい。
【００３５】請求項７及び１８に記載の発明は『Ｘ線管
の陽極にモリブデンもしくはロジウムを有することを特
徴とするＸ線画像撮影方法及びその撮影装置。』であ
る。Ｘ線管の陽極がモリブデンであるとき、１７ｋｅＶ
付近に強い輝線スペクトル発光を持ち、またロジウムの
場合は２０ｋｅＶ付近に強い輝線スペクトル発光をも
つ。この領域のＸ線エネルギーは丁度人体の肉部などの
いわゆる軟部組織の描写に優れており、より好ましい。
の陽極にモリブデンもしくはロジウムを有することを特
徴とするＸ線画像撮影方法及びその撮影装置。』であ
る。Ｘ線管の陽極がモリブデンであるとき、１７ｋｅＶ
付近に強い輝線スペクトル発光を持ち、またロジウムの
場合は２０ｋｅＶ付近に強い輝線スペクトル発光をも
つ。この領域のＸ線エネルギーは丁度人体の肉部などの
いわゆる軟部組織の描写に優れており、より好ましい。
【００３６】Ｘ線検出器１としてタングステン酸カルシ
ウムやガドリニウムオキシサルファイドなどの蛍光体か
らなる増感紙と、ポリエステルフィルム支持体の片面も
しくは両面にハロゲン化銀粒子を含む乳剤層を塗布した
銀塩フィルムからなる、スクリーン／フィルムシステム
を用いることがより好ましい。また、画像コントラスト
Ｇが、１．５以上４．０以下であるスクリーン／フィル
ムシステムを用いることが好ましい。
ウムやガドリニウムオキシサルファイドなどの蛍光体か
らなる増感紙と、ポリエステルフィルム支持体の片面も
しくは両面にハロゲン化銀粒子を含む乳剤層を塗布した
銀塩フィルムからなる、スクリーン／フィルムシステム
を用いることがより好ましい。また、画像コントラスト
Ｇが、１．５以上４．０以下であるスクリーン／フィル
ムシステムを用いることが好ましい。
【００３７】本発明では、請求項８及び１９の発明に記
載されているように、画像コントラストはＧが１．５以
上３．６以下であるスクリーン／フィルムシステムを用
いることがより好ましく、システムのコントラストＧが
１．５付近の低い領域でも、撮影許容度（ラチチュー
ド）が広く、且つ鮮鋭性の良い画像が得られる。ここ
で、特性曲線とは、フィルムに照射された光量と、現像
して得られた画像濃度の関係を、横軸に露光量の対数
を、縦軸に写真濃度をとって描いた曲線のことを言う。
また、カブリとは、露光を受けなかった部分を現像して
得られた濃度である。
載されているように、画像コントラストはＧが１．５以
上３．６以下であるスクリーン／フィルムシステムを用
いることがより好ましく、システムのコントラストＧが
１．５付近の低い領域でも、撮影許容度（ラチチュー
ド）が広く、且つ鮮鋭性の良い画像が得られる。ここ
で、特性曲線とは、フィルムに照射された光量と、現像
して得られた画像濃度の関係を、横軸に露光量の対数
を、縦軸に写真濃度をとって描いた曲線のことを言う。
また、カブリとは、露光を受けなかった部分を現像して
得られた濃度である。
【００３８】またＧが３．６付近のシステムにおいて
は、画像の粒状性を劣化させることなく、さらに鮮鋭性
の高い画像が得られる。なお本発明でいうＧは露光現象
後に得られた特性曲線上の「カブリ＋０．２５」と「カ
ブリ＋２．０」を結んだ直線の勾配として定義する。
は、画像の粒状性を劣化させることなく、さらに鮮鋭性
の高い画像が得られる。なお本発明でいうＧは露光現象
後に得られた特性曲線上の「カブリ＋０．２５」と「カ
ブリ＋２．０」を結んだ直線の勾配として定義する。
【００３９】本発明においては被写体などのＸ線の屈折
率の異なる界面のコントラストを上げることができる。
したがってスクリーン／フィルムシステムのコントラス
トを上げることなく、画像コントラストのついたＸ線画
像を得ることができる。すなわちＧが２．０以上で３．
０以下である、比較的コントラストの低いスクリーン／
フィルムシステムを用いることがより好ましい。
率の異なる界面のコントラストを上げることができる。
したがってスクリーン／フィルムシステムのコントラス
トを上げることなく、画像コントラストのついたＸ線画
像を得ることができる。すなわちＧが２．０以上で３．
０以下である、比較的コントラストの低いスクリーン／
フィルムシステムを用いることがより好ましい。
【００４０】このようにコントラストのやや低い領域の
スクリーン／フィルムシステムを用いても、本発明によ
れば十分に高い画像コントラストが得られ、且つ画像の
粒状が荒れない。さらに例えば乳房Ｘ線撮影では、ラチ
チュードが広がるために乳房辺縁が細部まで描写され、
且つ鮮鋭性が高くなるために乳房中の石灰化の検出性の
よい乳房Ｘ線写真が得られる。
スクリーン／フィルムシステムを用いても、本発明によ
れば十分に高い画像コントラストが得られ、且つ画像の
粒状が荒れない。さらに例えば乳房Ｘ線撮影では、ラチ
チュードが広がるために乳房辺縁が細部まで描写され、
且つ鮮鋭性が高くなるために乳房中の石灰化の検出性の
よい乳房Ｘ線写真が得られる。
【００４１】スクリーン／フィルムシステムのＧに影響
する主要因は、フィルム及びその現像処理の二つがあげ
られる。フィルムの場合は乳剤層を構成するハロゲン化
銀粒子の組成また粒径やその分布、かぶり抑制剤などの
添加剤、さらに塗布されるハロゲン化銀粒子の量などで
ある。また分光増感色素の種類や量によっても影響され
る。本発明で使用されるハロゲン化銀写真感光材料につ
いては、例えば“改訂写真工学の基礎 −銀塩写真編
−”（日本写真学会編コロナ社１９９８年）に概説され
ている。また現像処理については現像処理温度や処理時
間を変えることで、Ｇを変化することができるが、原則
的にはフィルムメーカの指定現像処理条件で処理するこ
とが好ましい。
する主要因は、フィルム及びその現像処理の二つがあげ
られる。フィルムの場合は乳剤層を構成するハロゲン化
銀粒子の組成また粒径やその分布、かぶり抑制剤などの
添加剤、さらに塗布されるハロゲン化銀粒子の量などで
ある。また分光増感色素の種類や量によっても影響され
る。本発明で使用されるハロゲン化銀写真感光材料につ
いては、例えば“改訂写真工学の基礎 −銀塩写真編
−”（日本写真学会編コロナ社１９９８年）に概説され
ている。また現像処理については現像処理温度や処理時
間を変えることで、Ｇを変化することができるが、原則
的にはフィルムメーカの指定現像処理条件で処理するこ
とが好ましい。
【００４２】近年Ｘ線画像検出器において従来のスクリ
ーン／フィルムシステムに変わっていわゆるディジタル
Ｘ線画像撮影システムが出現している。例えば輝尽性蛍
光体を用いるコンピューテッドラジオグラフィ（ＣＲ）
やＸ線蛍光体とＣＣＤあるいはＣＭＯＳとを組み合わせ
たシステム、さらにＸ線蛍光体あるいはＸ線光導電体と
ＴＦＴを組み合わせた平面型Ｘ線画像検出器などであ
る。本発明においては、このようなＸ線画像検出器も用
いることができる。
ーン／フィルムシステムに変わっていわゆるディジタル
Ｘ線画像撮影システムが出現している。例えば輝尽性蛍
光体を用いるコンピューテッドラジオグラフィ（ＣＲ）
やＸ線蛍光体とＣＣＤあるいはＣＭＯＳとを組み合わせ
たシステム、さらにＸ線蛍光体あるいはＸ線光導電体と
ＴＦＴを組み合わせた平面型Ｘ線画像検出器などであ
る。本発明においては、このようなＸ線画像検出器も用
いることができる。
【００４３】これらのディジタルＸ線画像撮影システム
においては、２次元平面を分割してＸ線画像情報を読み
取る。この読み取る最小面積の四角形の辺の長さ、ある
いは円形の直径が画素サイズとよばれている。例えば、
ＣＲにおいては輝尽発光を読み取る時のピッチに相当
し、ＣＣＤやＣＭＯＳの最小読取径、またＦＰＤにおい
てはシリコン光ダイオードの読取り径やＸ線導電層での
発生電荷を収集する最小画素サイズにあたる。
においては、２次元平面を分割してＸ線画像情報を読み
取る。この読み取る最小面積の四角形の辺の長さ、ある
いは円形の直径が画素サイズとよばれている。例えば、
ＣＲにおいては輝尽発光を読み取る時のピッチに相当
し、ＣＣＤやＣＭＯＳの最小読取径、またＦＰＤにおい
てはシリコン光ダイオードの読取り径やＸ線導電層での
発生電荷を収集する最小画素サイズにあたる。
【００４４】ここでエッジ強調される濃度上昇部あるい
は濃度低下部は、銀塩フィルムを用いた画像での実測値
は数μｍオーダであった。したがってＣＣＤやＣＭＯＳ
については最小画素サイズが数μｍ以下であることが好
ましい。また逆に２００μｍより大きいと読取画像自体
の鮮鋭性が劣化してしまう。
は濃度低下部は、銀塩フィルムを用いた画像での実測値
は数μｍオーダであった。したがってＣＣＤやＣＭＯＳ
については最小画素サイズが数μｍ以下であることが好
ましい。また逆に２００μｍより大きいと読取画像自体
の鮮鋭性が劣化してしまう。
【００４５】本発明では、請求項９及び２０の発明に記
載されているように、Ｘ線像検出のために画素サイズが
２００μｍ以下であり、かつ１μｍより大きいデジタル
Ｘ線検出器を用いることが好ましい。
載されているように、Ｘ線像検出のために画素サイズが
２００μｍ以下であり、かつ１μｍより大きいデジタル
Ｘ線検出器を用いることが好ましい。
【００４６】本発明において、Ｘ線像検出のために輝尽
性蛍光体を用いる場合、画像信号の読取は、通常、レー
ザ露光スキャンにより行う。その最小画素サイズは、レ
ーザースポット径と同等であることが好ましい。この径
は、１μｍ以上であることが望ましいが、最小画素サイ
ズが小さいと、読取速度が低下するので、２０μｍ以上
であることが好ましい。また２００μｍより大きいと、
読取画像自体の鮮鋭性が劣化する傾向がみられるので、
２００μｍ以下が好ましい。また、平面型Ｘ線画像検出
器を用いる場合にも、最小画素サイズが１μｍ以上であ
ることが望ましく、好ましくは、２０μｍ以上であり、
２００μｍ以下であることが好ましい。
性蛍光体を用いる場合、画像信号の読取は、通常、レー
ザ露光スキャンにより行う。その最小画素サイズは、レ
ーザースポット径と同等であることが好ましい。この径
は、１μｍ以上であることが望ましいが、最小画素サイ
ズが小さいと、読取速度が低下するので、２０μｍ以上
であることが好ましい。また２００μｍより大きいと、
読取画像自体の鮮鋭性が劣化する傾向がみられるので、
２００μｍ以下が好ましい。また、平面型Ｘ線画像検出
器を用いる場合にも、最小画素サイズが１μｍ以上であ
ることが望ましく、好ましくは、２０μｍ以上であり、
２００μｍ以下であることが好ましい。
【００４７】本発明においてディジタルＸ線検出器を使
用するとき、その観察するための出力画像の大きさは自
由に決めることができる。本発明においてはＸ線検出器
上にはＲ２，Ｒ１に対応する拡大率で画像が投影される
が、デジタルＸ線画像検出器を使用すると、観察すると
きに画像を縮小して実寸で表示することが可能である。
用するとき、その観察するための出力画像の大きさは自
由に決めることができる。本発明においてはＸ線検出器
上にはＲ２，Ｒ１に対応する拡大率で画像が投影される
が、デジタルＸ線画像検出器を使用すると、観察すると
きに画像を縮小して実寸で表示することが可能である。
【００４８】本発明は、請求項１０及び２１に記載され
ているように、『得られた画像データから強調された被
写体境界部分を検出し、境界部分の幅及び／又は画像コ
ントラストをさらに強調することを特徴とする』Ｘ線像
撮影方法及びその撮影装置である。
ているように、『得られた画像データから強調された被
写体境界部分を検出し、境界部分の幅及び／又は画像コ
ントラストをさらに強調することを特徴とする』Ｘ線像
撮影方法及びその撮影装置である。
【００４９】このＸ線像撮影装置を図４及び図５に示
す。図４はＸ線像撮影装置の概略構成図、図５は信号強
度とフーリエ変換した空間周波数との関係を示す図であ
る。
す。図４はＸ線像撮影装置の概略構成図、図５は信号強
度とフーリエ変換した空間周波数との関係を示す図であ
る。
【００５０】このＸ線像撮影装置は、デジタルＸ線画像
検出器１０、画像処理手段１１、ＣＲＴ画像表示装置１
２、画像プリンタ１３及び画像記憶装置１４から構成す
ることができる。デジタルＸ線画像検出器１０から得ら
れたデジタルＸ線画像の画像処理を画像処理手段１１に
より行なう。
検出器１０、画像処理手段１１、ＣＲＴ画像表示装置１
２、画像プリンタ１３及び画像記憶装置１４から構成す
ることができる。デジタルＸ線画像検出器１０から得ら
れたデジタルＸ線画像の画像処理を画像処理手段１１に
より行なう。
【００５１】この画像処理手段１１による画像処理は、
例えば画素マスクにより屈折コントラスト特有のエッジ
部分を検出し、その部分のコントラストを拡大すること
や、あるいは図５に示すように、予測される屈折コント
ラストのパターンをフーリエ変換してその周波数成分を
エッジ強調計算値として求めておき、全画像の周波数処
理において、屈折コントラストに対応する周波数成分を
強調することによって達成される。このように画像処理
されたデジタルＸ線画像は、ＣＲＴ画像表示装置１２及
び画像プリンタ１３に出力され、また画像記憶装置１４
に記憶され、あるいは病院内のＬＡＮなどに送られる。
例えば画素マスクにより屈折コントラスト特有のエッジ
部分を検出し、その部分のコントラストを拡大すること
や、あるいは図５に示すように、予測される屈折コント
ラストのパターンをフーリエ変換してその周波数成分を
エッジ強調計算値として求めておき、全画像の周波数処
理において、屈折コントラストに対応する周波数成分を
強調することによって達成される。このように画像処理
されたデジタルＸ線画像は、ＣＲＴ画像表示装置１２及
び画像プリンタ１３に出力され、また画像記憶装置１４
に記憶され、あるいは病院内のＬＡＮなどに送られる。
【００５２】本発明は医療用に適用することが好まし
い。すなわち本発明は、請求項１１及び２２に記載され
ているように、『被写体が人体もしくは人体から摘出し
た検体であることを特徴とする』Ｘ線画像撮影方法及び
その撮影装置である。
い。すなわち本発明は、請求項１１及び２２に記載され
ているように、『被写体が人体もしくは人体から摘出し
た検体であることを特徴とする』Ｘ線画像撮影方法及び
その撮影装置である。
【００５３】さらに本発明は、請求項１２及び２３に記
載されているように、『被写体が人間の乳房もしくはそ
こから摘出された検体であることを特徴とする』Ｘ線撮
影方法及びその撮影装置である。
載されているように、『被写体が人間の乳房もしくはそ
こから摘出された検体であることを特徴とする』Ｘ線撮
影方法及びその撮影装置である。
【００５４】従来のマンモグラフィ撮影ではモリブデン
陽極をもつ管球を用い、拡大倍率が１〜２倍の範囲で撮
影が行われる。そして焦点サイズは好ましくは１００μ
ｍ乃至６００μｍであり、管球からＸ線検出器までの距
離は好ましくは０．３ｍ以上で、拡大撮影でもせいぜい
０．６ｍを越えない程度である。これらの従来の撮影条
件では、本発明での撮影条件を十分にみたすことができ
ず、本発明の被写体の境界コントラスト強調画像を得る
ことができない。
陽極をもつ管球を用い、拡大倍率が１〜２倍の範囲で撮
影が行われる。そして焦点サイズは好ましくは１００μ
ｍ乃至６００μｍであり、管球からＸ線検出器までの距
離は好ましくは０．３ｍ以上で、拡大撮影でもせいぜい
０．６ｍを越えない程度である。これらの従来の撮影条
件では、本発明での撮影条件を十分にみたすことができ
ず、本発明の被写体の境界コントラスト強調画像を得る
ことができない。
【００５５】従来の乳房Ｘ線画像の撮影方法はＸ線源が
患者の上部にあり、Ｘ線検出器は乳房の下部に設置す
る。このような撮影装置であるとＸ線源から被写体まで
の距離を置くことに制限が生ずる。したがって本発明で
は、被写体の人体を横たえて中空に支えた乳房を、水平
方向に発射したＸ線で撮影することがより好ましい。
患者の上部にあり、Ｘ線検出器は乳房の下部に設置す
る。このような撮影装置であるとＸ線源から被写体まで
の距離を置くことに制限が生ずる。したがって本発明で
は、被写体の人体を横たえて中空に支えた乳房を、水平
方向に発射したＸ線で撮影することがより好ましい。
【００５６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、実
施例に基づきさらに具体的に説明する。 ［実施例１］東芝製回転陽極Ｘ線管ロータノードＤＲＸ
−Ｂ１１４６Ｂ−Ｍｏを用い、管電圧２８ｋＶｐ設定の
焦点サイズ１００μｍで０．０３ｍｍモリブデンフィル
タを通して、輝線Ｘ線を得た。約１７ｋｅＶに輝線スペ
クトルが得られ、このとき連続スペクトル光子数の最大
値は、図２に示すように輝線スペクトルの光子数の最大
値の７％であった。
施例に基づきさらに具体的に説明する。 ［実施例１］東芝製回転陽極Ｘ線管ロータノードＤＲＸ
−Ｂ１１４６Ｂ−Ｍｏを用い、管電圧２８ｋＶｐ設定の
焦点サイズ１００μｍで０．０３ｍｍモリブデンフィル
タを通して、輝線Ｘ線を得た。約１７ｋｅＶに輝線スペ
クトルが得られ、このとき連続スペクトル光子数の最大
値は、図２に示すように輝線スペクトルの光子数の最大
値の７％であった。
【００５７】Ｘ線の進行方向が地面と平行となるように
Ｘ線管を水平に設置し、Ｒ１の距離をおいて被写体をお
き、さらにそこからＲ２の距離をおいてＸ線検出器を設
置した。
Ｘ線管を水平に設置し、Ｒ１の距離をおいて被写体をお
き、さらにそこからＲ２の距離をおいてＸ線検出器を設
置した。
【００５８】コニカ製マンモ用フィルムＣＭＨ及びＭ−
２００片面増感紙とを組み合わせてＸ線検出器とした。
Ｘ線照射撮影後に、自動現像機ＳＲＸ−５０２で３４℃
の９０秒処理を行った。予め距離法で測定したこのスク
リーン／フイルムシステムのコントラストはＧ＝３．２
０であった。
２００片面増感紙とを組み合わせてＸ線検出器とした。
Ｘ線照射撮影後に、自動現像機ＳＲＸ−５０２で３４℃
の９０秒処理を行った。予め距離法で測定したこのスク
リーン／フイルムシステムのコントラストはＧ＝３．２
０であった。
【００５９】中に気泡の入っている直径１ｃｍの円筒樹
脂と、やはり樹脂製の直径１ｃｍの円錐状ピペットの先
端を被写体としてＸ線像の撮影をおこなった。本発明の
撮影条件はＲ１＝１ｍでＲ２＝０．５ｍ、１０ｍＡで
０．５秒の撮影を行い、１．５倍拡大のＸ線像が得られ
た（図６（ａ））。図６（ａ）は物件提出書で提出した
本発明写真を模して図面にしたものである。Ｒ１＝０．
６ｍでＲ２＝０の時の比較画像を図６（ｂ）に示す。こ
の比較画像を示す図６（ｂ）は物件提出書で提出した比
較例写真を模して図面にしたものであり、本発明写真と
比較し易くするために倍率を同じにした。
脂と、やはり樹脂製の直径１ｃｍの円錐状ピペットの先
端を被写体としてＸ線像の撮影をおこなった。本発明の
撮影条件はＲ１＝１ｍでＲ２＝０．５ｍ、１０ｍＡで
０．５秒の撮影を行い、１．５倍拡大のＸ線像が得られ
た（図６（ａ））。図６（ａ）は物件提出書で提出した
本発明写真を模して図面にしたものである。Ｒ１＝０．
６ｍでＲ２＝０の時の比較画像を図６（ｂ）に示す。こ
の比較画像を示す図６（ｂ）は物件提出書で提出した比
較例写真を模して図面にしたものであり、本発明写真と
比較し易くするために倍率を同じにした。
【００６０】図６（ａ）の図面（写真１）では円筒樹脂
中の気泡の辺縁が白く見とめられ、そして三角錐のピペ
ット先端については円曲の内側の辺縁が白く強調されて
いる。エッジが白く強調されるか黒く強調されるかは、
２つの物質の屈折率がどちらが大きいかによって決ま
る。本発明によれば、白、黒のいずれの場合のエッジ強
調も得られる。 ［実施例２］実施例１において撮影距離Ｒ１及びＲ２を
変化させてエッジ強調性について目視で確認した。
中の気泡の辺縁が白く見とめられ、そして三角錐のピペ
ット先端については円曲の内側の辺縁が白く強調されて
いる。エッジが白く強調されるか黒く強調されるかは、
２つの物質の屈折率がどちらが大きいかによって決ま
る。本発明によれば、白、黒のいずれの場合のエッジ強
調も得られる。 ［実施例２］実施例１において撮影距離Ｒ１及びＲ２を
変化させてエッジ強調性について目視で確認した。
【００６１】フィルムはコニカ製ＣＭＨを用い、増感紙
はコニカ製Ｍ１００を用いた。撮影後の現像処理はコニ
カ製ＳＲＸ−５０２で、３４℃で行った。撮影後に、現
像処理した後に、蛍光灯のライトボックス（シャウカス
テン）に試料をかけて裸眼で判定した。その結果を表２
に示す。
はコニカ製Ｍ１００を用いた。撮影後の現像処理はコニ
カ製ＳＲＸ−５０２で、３４℃で行った。撮影後に、現
像処理した後に、蛍光灯のライトボックス（シャウカス
テン）に試料をかけて裸眼で判定した。その結果を表２
に示す。
【００６２】エッジ強調が極めて明瞭の場合を５、明瞭
である場合４、エッジ強調がすぐ認識できる場合３、エ
ッジ強調画像が極めて弱く認められる場合２、エッジ強
調が認められない場合を１とした。なお、Ｒ１＝０．５
ｍ，Ｒ２＝０．５の距離で焦点サイズを６００μｍにし
たところ、エッジ強調は認められなかった（この場合Ｒ
１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ）の式からＲ１は３ｍ以上
必要）。
である場合４、エッジ強調がすぐ認識できる場合３、エ
ッジ強調画像が極めて弱く認められる場合２、エッジ強
調が認められない場合を１とした。なお、Ｒ１＝０．５
ｍ，Ｒ２＝０．５の距離で焦点サイズを６００μｍにし
たところ、エッジ強調は認められなかった（この場合Ｒ
１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ）の式からＲ１は３ｍ以上
必要）。
【００６３】
【表２】 前記Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ）の式によると焦点
サイズ１００μｍのときＲ１≧０．４７ｍである。表２
よりＲ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ）の式を満たす本発
明の実施例は、高い評価となっていることがわかる。 ［実施例３］実施例１に準じてＸ線像撮影を行った。そ
の結果を表３に示す。被写体はＲＭＩ社製ＡＣＲ規格１
５６型マンモグラフィック・ファントムを用いた。Ｘ線
検出器はスクリーン／フィルムシステムを用い、フィル
ムはコニカ社製のＣＭＨを使用した。スクリーンはコニ
カ社製Ｍ１００、発光量の多いＭ２００、そして更に発
光量の多いＳＲＯ５００のバック用の蛍光増感紙を適宜
用いた。
サイズ１００μｍのときＲ１≧０．４７ｍである。表２
よりＲ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ）の式を満たす本発
明の実施例は、高い評価となっていることがわかる。 ［実施例３］実施例１に準じてＸ線像撮影を行った。そ
の結果を表３に示す。被写体はＲＭＩ社製ＡＣＲ規格１
５６型マンモグラフィック・ファントムを用いた。Ｘ線
検出器はスクリーン／フィルムシステムを用い、フィル
ムはコニカ社製のＣＭＨを使用した。スクリーンはコニ
カ社製Ｍ１００、発光量の多いＭ２００、そして更に発
光量の多いＳＲＯ５００のバック用の蛍光増感紙を適宜
用いた。
【００６４】この実施例で用いたファントムは、約４．
５ｃｍ厚に圧縮した人体の乳房を想定しており、繊維組
織を模したナイロンファイバ６態、微小石灰群を模した
酸化アルミニウムスペック５態、そして腫瘍を模したナ
イロン繊維６態が封入されている。それぞれ観察できる
数を合計して得点数とする。実用的にはファイバー４
点、スペック３点そして腫瘍３点で合計１０点最低点数
であり、１６点満点となる。尚、画像のバック濃度は約
１．３に揃えた。
５ｃｍ厚に圧縮した人体の乳房を想定しており、繊維組
織を模したナイロンファイバ６態、微小石灰群を模した
酸化アルミニウムスペック５態、そして腫瘍を模したナ
イロン繊維６態が封入されている。それぞれ観察できる
数を合計して得点数とする。実用的にはファイバー４
点、スペック３点そして腫瘍３点で合計１０点最低点数
であり、１６点満点となる。尚、画像のバック濃度は約
１．３に揃えた。
【００６５】
【表３】 本発明では比較に対して検出性が向上した。照射線量と
は被写体がどれだけの量のＸ線が照射されたかを示す値
である。１Ｒ（レントゲン）とは空気１ｃｍ3中（０
℃、１気圧）に２．１×１０9個のイオン対を形成する
線量である。なお、照射線量は患者の被曝から１０００
ｍＲを越えないことが好ましい。発光量の多い増感紙を
用いてシステム感度を上げることにより、実用領域で検
出性の向上が認められる。 ［実施例４］実施例２においてＧ＝２．７のコニカ製フ
ィルムＮｅｗＣＭを用いて同様の実験を行った。この場
合、実施例２と同様のエッジ強調の結果が得られ、さら
に画像の粒状性の改善が認められた。 ［実施例５］実施例２と同様の実験を行った。ここでは
Ｘ線検出器はスクリーン／フィルムシステムを用いず、
その代わりにコニカで試作した輝尽光性蛍光体と塗布し
たプレートを用いた。Ｘ線照射後のプレートは８７．５
μｍピッチでレーザーを照射して画像情報を読み取っ
た。読み取った画像信号はコニカ製レーザイメージャＬ
ｉ７を用いて銀塩フィルムに焼き付け、ＳＲＸ−５０２
で現像処理を行った。焼き込んだ画像の大きさは、全て
実寸大にして観察した。そこで得られた評価結果を表４
に示す。
は被写体がどれだけの量のＸ線が照射されたかを示す値
である。１Ｒ（レントゲン）とは空気１ｃｍ3中（０
℃、１気圧）に２．１×１０9個のイオン対を形成する
線量である。なお、照射線量は患者の被曝から１０００
ｍＲを越えないことが好ましい。発光量の多い増感紙を
用いてシステム感度を上げることにより、実用領域で検
出性の向上が認められる。 ［実施例４］実施例２においてＧ＝２．７のコニカ製フ
ィルムＮｅｗＣＭを用いて同様の実験を行った。この場
合、実施例２と同様のエッジ強調の結果が得られ、さら
に画像の粒状性の改善が認められた。 ［実施例５］実施例２と同様の実験を行った。ここでは
Ｘ線検出器はスクリーン／フィルムシステムを用いず、
その代わりにコニカで試作した輝尽光性蛍光体と塗布し
たプレートを用いた。Ｘ線照射後のプレートは８７．５
μｍピッチでレーザーを照射して画像情報を読み取っ
た。読み取った画像信号はコニカ製レーザイメージャＬ
ｉ７を用いて銀塩フィルムに焼き付け、ＳＲＸ−５０２
で現像処理を行った。焼き込んだ画像の大きさは、全て
実寸大にして観察した。そこで得られた評価結果を表４
に示す。
【００６６】評価基準は実施例２と同様であるが、基準
の中間的な微妙な具合は、例えば２〜３と表した。さら
に、得られた画像のエッジ部分を図５に示すように強調
処理したところ評価で括弧内に示すランクが得られ、改
良の効果が見られた。ここでの画像処理は予め計算で得
られたエッジ強調成分を、フーリエ変換した画像信号を
重ねてエッジを強調させるものである。
の中間的な微妙な具合は、例えば２〜３と表した。さら
に、得られた画像のエッジ部分を図５に示すように強調
処理したところ評価で括弧内に示すランクが得られ、改
良の効果が見られた。ここでの画像処理は予め計算で得
られたエッジ強調成分を、フーリエ変換した画像信号を
重ねてエッジを強調させるものである。
【００６７】
【表４】 以上、実施例１〜５では、焦点サイズＤ＝１００μｍの
例を示したが、Ｄは３０μｍ以上であれば、１００μｍ
以外でも効果を有する。
例を示したが、Ｄは３０μｍ以上であれば、１００μｍ
以外でも効果を有する。
【００６８】
【発明の効果】前記したように、本発明のＸ線画像撮影
方法及びその撮影装置では、医療や検査等の現場での実
用性に欠けた従来の位相コントラストＸ線画像に対し
て、広く実用可能な位相コントラストＸ線画像を得るこ
とができる。
方法及びその撮影装置では、医療や検査等の現場での実
用性に欠けた従来の位相コントラストＸ線画像に対し
て、広く実用可能な位相コントラストＸ線画像を得るこ
とができる。
【図１】Ｘ線画像撮影装置の概念図である。
【図２】輝線スペクトルを説明する図である。
【図３】高エネルギーＸ線からエッジ強調画像を得るこ
とを示す図である。
とを示す図である。
【図４】Ｘ線像撮影装置の概略構成図である。
【図５】信号強度とフーリエ変換した空間周波数との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図６】実施例で得たＸ線像の写真を模した図である。
【図７】Ｘ線源の焦点サイズに起因する半影を示す図で
ある。
ある。
１ Ｘ線管 ２ 被写体 ３ Ｘ線検出器
Claims (24)
- 【請求項１】Ｘ線管から照射され、被写体を透過したＸ
線画像をＸ線検出器で検出するＸ線画像撮影方法であっ
て、 半影によって低下する鮮鋭性を、屈折コントラスト強調
による画像エッジ強調によって高めることを特徴とする
Ｘ線画像撮影方法。 - 【請求項２】焦点サイズ（Ｄμｍ）が３０μｍ以上であ
るＸ線管を用いるＸ線画像撮影法であって、 前記Ｘ線管から被写体までの距離Ｒ１（ｍ）を Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ） の式の範囲とし、且つ前記被写体からＸ線検出器までの
距離Ｒ２を０．１５ｍ以上として撮影することを特徴と
するＸ線画像撮影方法。 - 【請求項３】前記Ｘ線管から被写体までの距離Ｒ１
（ｍ）を １０＞Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ） の式の範囲として撮影することを特徴とする請求項２記
載のＸ線画像撮影方法。 - 【請求項４】焦点サイズが３０μｍ以上、且つ１０００
μｍ以下のＸ線管を用いることを特徴とする請求項２ま
たは請求項３に記載のＸ線画像撮影方法。 - 【請求項５】前記Ｘ線管の焦点サイズが、５０μｍ以上
で５００μｍ以下であることを特徴とする請求項２乃至
請求項４のいずれか１項に記載のＸ線画像撮影方法。 - 【請求項６】輝線スペクトルのＸ線のエネルギーが、１
０ｋｅＶ以上であり６０ｋｅＶ以下であることを特徴と
する請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載のＸ線
画像撮影方法。 - 【請求項７】前記Ｘ線管の陽極に、モリブデンもしくは
ロジウムを有することを特徴とする請求項２乃至請求項
６のいずれか１項に記載のＸ線画像撮影方法。 - 【請求項８】画像コントラストはＧが１．５以上で３．
６以下であるスクリーン／フィルムシステムを用いるこ
とを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に
記載のＸ線画像撮影方法。 - 【請求項９】Ｘ線像検出のために画素サイズが１μｍよ
り大きく２００μｍ以下のデジタルＸ線検出器を用いる
ことを特徴とする請求項２乃至請求項８のいずれか１項
に記載のＸ線画像撮影方法。 - 【請求項１０】得られた画像データから強調された被写
体境界部分を検出し、境界部分の幅及び／又は画像コン
トラストをさらに強調することを特徴とする請求項９に
記載のＸ線像撮影方法。 - 【請求項１１】前記被写体が人体もしくは人体から摘出
した検体であることを特徴とする請求項２乃至請求項１
０のいずれか１項に記載のＸ線画像撮影方法。 - 【請求項１２】前記被写体が人間の乳房もしくはそこか
ら摘出された検体であることを特徴とする請求項２乃至
請求項１１のいずれか１項に記載のＸ線画像撮影方法。 - 【請求項１３】焦点サイズ（Ｄμｍ）が３０μｍ以上で
あるＸ線管と、 被写体位置を固定する固定手段と、 被写体を透過したＸ線画像を検出するＸ線検出器とを有
し、 前記固定手段は、前記Ｘ線管から前記固定手段により固
定された被写体までの距離Ｒ１（ｍ）を Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ） の式の範囲に、且つ前記固定手段により固定された被写
体からＸ線検出器までの距離Ｒ２が０．１５ｍ以上に設
定可能に構成されていることを特徴とするＸ線画像撮影
装置。 - 【請求項１４】前記Ｘ線管から前記固定手段により固定
された被写体までの距離Ｒ１（ｍ）を １０＞Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ） の式の範囲に設定可能に構成されていることを特徴とす
る請求項１３に記載のＸ線画像撮影装置。 - 【請求項１５】前記Ｘ線管の焦点サイズが３０μｍ以
上、且つ１０００μｍ以下であることを特徴とする請求
項１３または請求項１４に記載のＸ線画像撮影装置。 - 【請求項１６】前記Ｘ線管の焦点サイズが、５０μｍ以
上で５００μｍ以下であることを特徴とする請求項１３
乃至請求項１５のいずれか１項に記載のＸ線画像撮影装
置。 - 【請求項１７】輝線スペクトルのＸ線のエネルギーが、
１０ｋｅＶ以上であり６０ｋｅＶ以下であることを特徴
とする請求項１３乃至請求項１６のいずれか１項に記載
のＸ線画像撮影装置。 - 【請求項１８】前記Ｘ線管の陽極に、モリブデンもしく
はロジウムを有することを特徴とする請求項１３乃至請
求項１７のいずれか１項に記載のＸ線画像撮影装置。 - 【請求項１９】前記Ｘ線管の陽極に、画像コントラスト
Ｇが１．５以上で３．６以下であるスクリーン／フィル
ムシステムを用いることを特徴とする請求項１３乃至請
求項１８のいずれか１項に記載のＸ線画像撮影装置。 - 【請求項２０】Ｘ線像検出のために画素サイズが１μｍ
より大きく２００μｍ以下のデジタルＸ線検出器を用い
ることを特徴とする請求項１３乃至請求項１９のいずれ
か１項に記載のＸ線画像撮影装置。 - 【請求項２１】得られた画像データから強調された被写
体境界部分を検出し、境界部分の幅及び／又は画像コン
トラストをさらに強調することを特徴とする請求項２０
に記載のＸ線像撮影装置。 - 【請求項２２】前記被写体が人体もしくは人体から摘出
した検体であることを特徴とする請求項１３乃至請求項
２１のいずれか１項に記載のＸ線画像撮影装置。 - 【請求項２３】前記被写体が人間の乳房もしくはそこか
ら摘出された検体であることを特徴とする請求項１３乃
至請求項２２のいずれか１項に記載のＸ線画像撮影装
置。 - 【請求項２４】前記Ｘ線管の陽極に、画像コントラスト
はＧが１．５以上で４．０以下であるスクリーン／フィ
ルムシステムを用いることを特徴とする請求項１３乃至
請求項１８のいずれか１項に記載のＸ線画像撮影装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000214098A JP3861572B2 (ja) | 1999-07-16 | 2000-07-14 | Ｘ線画像撮影装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-203969 | 1999-07-16 | ||
| JP20396999 | 1999-07-16 | ||
| JP2000214098A JP3861572B2 (ja) | 1999-07-16 | 2000-07-14 | Ｘ線画像撮影装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001091479A true JP2001091479A (ja) | 2001-04-06 |
| JP3861572B2 JP3861572B2 (ja) | 2006-12-20 |
Family
ID=26514206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000214098A Expired - Fee Related JP3861572B2 (ja) | 1999-07-16 | 2000-07-14 | Ｘ線画像撮影装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3861572B2 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2004229900A (ja) * | 2003-01-30 | 2004-08-19 | Konica Minolta Holdings Inc | 乳房画像撮影装置 |
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| EP1892953A1 (en) | 2006-08-22 | 2008-02-27 | Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. | X-Ray image processing system |
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