JP2002177264A - Ｘ線撮影方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像上に現れるグリッドによるモアレ縞が目
立たないようにグリッドを駆動して、良好なＸ線撮影を
実現する。 【解決手段】 先ずＸ線照射ボタン８がオンになってか
ら、センサ部３ではＸ線信号の蓄積を開始する。蓄積は
Ｘ線タイミング取得手段５から取得されるＸ線強度がな
くなるまで続く。一方、Ｘ線照射部１ではＸ線照射ボタ
ン８がオンになってから、実際にＸ線が照射されるまで
個々の特有の遅延が存在する。この遅延をＸ線タイミン
グ取得手段５を用いて測定し、センサ部３の蓄積開始時
間を決定する。移動グリッド２の有効部分がＸ線の照射
をカバーするように、グリッド２の移動タイミングを合
わせる。これにより、グリッド２の縞目のコントラスト
が小さくなり、縞目は殆ど目立たなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、散乱線を除去する
グリッドを移動させながら、被写体のＸ線撮影を行うＸ
線撮影方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線撮影では、被写体内で散乱したＸ線
が画像に大きな影響を与える。この散乱Ｘ線を効率良く
除去するために、撮影面に平行に散乱Ｘ線除去用グリッ
ドを使用し、Ｘ線画像のコントラストの向上に役立てて
いる。グリッドは鉛箔がＸ線発生源の焦点に対して集束
するか又は撮影面に垂直になるように配置されている構
造を持ち、Ｘ線焦点から被写体を通過して直線的に入射
してくるＸ線は透過し易く、被写体により散乱されて斜
めに入射してくるＸ線は鉛箔により遮蔽される機能を持
っている。

【０００３】従来からのフィルム／スクリーン系による
Ｘ線撮影では、グリッドがないと仮定した場合のＸ線画
像が持つ周波数成分よりもグリッドの鉛箔の周波数を高
くして、グリッドによってＸ線画像に形成されるモアレ
縞による縞目を目立たなくしたり、またグリッドを撮影
面に平行に移動させることにより、グリッドによってＸ
線画像上の縞目のコントラストを減じて、フィルム上で
は縞目が見えないようにして撮影されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】最近では、Ｘ線を蛍光
体によってＸ線の強度に比例した可視光に変換し、それ
を光電変換素子を用いて電気信号に変換し、電気信号を
ＡＤ変換器でデジタル変換するＸ線デジタル撮影装置
や、Ｘ線を直接吸収しＸ線の強度に比例した電荷分布を
検知して電気信号に変換して、この電気信号をＡＤ変換
器によりデジタル変換するＸ線デジタル撮影装置などが
使用され始めている。

【０００５】これらのＸ線デジタル撮影装置は、従来の
フィルム／スクリーン系よりもＸ線吸収率が高い、また
Ｘ線デジタル撮影装置で得られたＸ線画像には画像の粒
状性を悪化させるフィルムの構造モトルがない、デジタ
ル値として得られるＸ線画像はフィルムの決まった階調
で出力する必要はない、画像モニタなどで階調を自在に
変えてＸ線画像を見ることができる、画像処理で周波数
解析等を行い画質を改善することができるなどの利点を
有している。しかし、このＸ線デジタル撮影装置では、
散乱線除去のためのグリッドを用いた撮影において、従
来のフィルム／スクリーン系では気にならなかった問題
が発生する。

【０００６】即ち、従来のフィルム／スクリーン系での
撮影では、グリッドで散乱線の補正をする縞目状鉛箔の
ピッチつまりグリッド密度を通常のＸ線画像が持つ周波
数成分よりも高くすることで、グリッドの縞目を目立た
なくしている。しかし、Ｘ線デジタル撮影装置において
は、Ｘ線を電気信号として検出するセンサの画素ピッチ
とグリッド密度の違いにより、Ｘ線画像にモアレ縞が発
生し易い。このモアレ縞の周波数は画素とグリッド網目
の周期が合う周波数であり、通常のＸ線画像が持つ周波
数成分にあるので、グリッドのモアレ縞は非常に目立つ
ため、これを除去することが必要である。

【０００７】その１つの方法として、グリッドをただ移
動させることによりグリッドによってＸ線画像に生ずる
モアレ縞を減じている。しかし、最近の技術の進歩によ
り、Ｘ線デジタル撮影装置では従来の撮影装置よりもＸ
線の吸収率及び解像度が良く、また画像モニタで自在に
階調を変化させることができるため、従来よりもＸ線画
像上でより細かなグリッドのモアレ縞の像が問題とな
る。

【０００８】本発明の目的は、上述の問題を解決し、画
像上に現れるグリッドによるモアレ縞が目立たないよう
にグリッドを駆動して、良好なＸ線撮影を実現するＸ線
撮影装置及びＸ線撮影装置の駆動方法を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の請求項に係る本発明は、センサ部に入射するＸ線の散
乱成分を除去する移動グリッドを備え、該グリッドの鉛
箔ピッチＧＰと移動速度ＧＳに対して、Ｘ線照射時間が
次式の離散照射時間列ＤＴｎの何れかと等しくなるよう
に前記Ｘ線照射時間を制御することを特徴とするＸ線撮
像方法である。 ＤＴｎ＝（Ｎ・ＧＰ）／ＧＳ（Ｎ：自然数）

【００１０】請求項２に係る本発明は、前記式で導出し
た離散照射時間列ＤＴｎを記憶し、自動的に又は操作者
が設定した照射時間に最も近い離散照射時間を前記離散
照射時間列ＤＴｎから選択し、選択した前記離散照射時
間によりＸ線照射を終了することを特徴とする請求項１
に記載のＸ線撮像方法である。

【００１１】請求項３に係る本発明は、グリッド移動制
御手段、グリッド位置測定手段、Ｘ線タイミング取得手
段を備え、前記グリッド移動速度ＧＳがほぼ等速になる
状態においてＸ線を照射することを特徴とする請求項１
に記載のＸ線撮像方法である。

【００１２】請求項４に係る本発明は、センサ部に入射
するＸ線の散乱成分を除去する移動グリッドを備え、該
グリッドの鉛箔ピッチＧＰと移動速度ＧＳに対して、Ｘ
線照射時間が次式の離散照射時間列ＤＴｎの何れかと等
しくなるように前記Ｘ線照射時間を制御し、 ＤＴｎ＝（Ｎ・ＧＰ）／ＧＳ（Ｎ：自然数） 前記式で導出した離散照射時間列ＤＴｎを記憶し、自動
的に又は操作者が設定した照射時間に最も近い離散照射
時間を前記離散照射時間列ＤＴｎから選択し、選択した
前記離散照射時間によりＸ線照射を終了する撮影制御部
を備えたことを特徴とするＸ線撮像装置である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明を図示の実施の形態に基づ
いて詳細に説明する。図１において、１はＸ線照射部で
あり、その前方に被写体Ｓを介してグリッド２、センサ
部３が配置されており、センサ部３にはＸ線画像取得手
段４、Ｘ線タイミング取得手段５が内蔵されている。こ
のＸ線撮影装置の全ての機構を制御する撮影制御部６に
は、Ｘ線照射部１、グリッド２、センサ部３、画像処理
手段７、Ｘ線照射ボタン８、撮影操作入力部９が接続さ
れている。なお、グリッド２はグリッド移動制御手段１
０、グリッド位置測定手段１１を介して接続され、画像
処理手段７の出力は画像表示・保存手段１２に接続され
ている。

【００１４】撮影時にはＸ線照射部１から被写体ＳにＸ
線が照射され、被写体Ｓを透過したＸ線は移動するグリ
ッド２を通してセンサ部３に入射する。センサ部３に入
射したＸ線は電気信号として検出され、Ｘ線画像はデジ
タル値に変換されて画像処理手段７で画像処理により画
質を改善して、画像表示・保存手段１２により画像表示
又は保存される。撮影制御部６はＸ線照射ボタン８が押
されたときに、グリッド２とセンサ部３を制御して、Ｘ
線とタイミングを合わせる役目をする。これらの一連の
撮影において、撮影操作入力部９により撮影に必要な情
報を入力をする。

【００１５】照射中のグリッド２の移動とセンサ部３の
駆動は、照射されるＸ線照射のタイミングによりなされ
る。グリッド移動制御手段１０では、グリッド２の移動
は例えばパルスモータの回転運動を直線往復運動に変え
るリンク機構により行われる。図２はこのときの最も簡
単なグリッド２の駆動を示すグラフ図であり、縦軸はセ
ンサ部３に対するグリッド２の位置、横軸は時間であ
り、グリッド２の位置はセンサ部３の中心線に対するグ
リッド２の中心線の位置を表している。

【００１６】図３に示すように、Ｘ線照射部１からセン
サ部３を見て、センサ部３の中心線に対しグリッド２の
中心線が右側にあるときはグリッド２の位置は正の値
で、左側にあるときはグリッド２の位置は負の値とし、
図３はグリッド２の位置が−３０ｍｍの場合を示してい
る。

【００１７】図２に表すグリッド２の駆動の例による
と、グリッド２はパルスモータを使用する場合には、パ
ルスモータの回転開始の時間０でセンサ部３の中心に対
して右側３０ｍｍの個所から動き出し、３０×ｃｏｓ
（ωｔ）の動きをしながら２００ｍｓでセンサ部３の中
心に対して左側３０ｍｍの個所で折り返して、４００ｍ
ｓで元のセンサ部３の中心に対して右側３０ｍｍの個所
に戻る動作をする。

【００１８】このような例のグリッド駆動の場合に、図
２から分かるようにグリッド２はセンサ部３の前面で振
動的な動きをする。この場合の振動の端では、グリッド
２は一時止まって逆方向に動き出す。グリッド２の縞目
のコントラストを目立たなくするためと、直接Ｘ線のグ
リッド２によるカットオフをなくすためには、グリッド
２の位置が０の付近のとき、つまりグリッドが速くかつ
ほぼ等速移動しているタイミングでＸ線を照射するよう
にすればよい。

【００１９】このためにグリッド移動制御手段１０に
は、グリッド２の位置を判定するグリッド位置測定手段
１１が備えられている。位置測定手段１１の例として
は、図４に示すようにパルスモータの回転軸に切欠部２
１を持つ回転板２２が、グリッド２にリンク機構２３を
介して付設した構成が採用されている。切欠部２１を通
してＬＥＤの発光を検知する方法により先ず初期位置を
決定して、パルスモータのパルス数を計数することによ
り、回転角度を決定してグリッド２の位置を測定する。

【００２０】グリッド２の移動とセンサ部３の駆動とＸ
線照射のタイミングを取るために、Ｘ線照射部１におい
てＸ線照射ボタン８が押されたときから、実際にＸ線が
照射されるまでの遅延時間を測定することが必要であ
る。そのため、センサ部３にはＸ線タイミング取得手段
５が備えられている。Ｘ線タイミング取得手段５はＸ線
照射ボタン８が押されたときから、時系列的にＸ線強度
を測定する機能を有している。Ｘ線画像取得手段４が時
系列的にＸ線強度を測定する機能を持つ場合には、Ｘ線
タイミング取得手段５はなくともよく、Ｘ線画像取得手
段４を使って遅延時間を測定すればよい。また、Ｘ線タ
イミング取得手段５はセンサ部３ではなく、Ｘ線照射部
１に備えられている場合もある。

【００２１】図５により詳しくグリッド２の移動とセン
サ部３の駆動とＸ線のタイミングについて説明すると、
先ずＸ線照射ボタン８がオンになってから、センサ部３
ではＸ線信号の蓄積を開始する。蓄積はＸ線タイミング
取得手段５から取得されるＸ線強度がなくなるまで続
く。一方、Ｘ線照射部１ではＸ線照射ボタン８がオンに
なってから、実際にＸ線が照射されるまで個々の特有の
遅延が存在する。この遅延をＸ線タイミング取得手段５
を用いて測定し、センサ部３の蓄積開始時間を決定す
る。更に、図２、図５に示す移動グリッドの有効部分が
Ｘ線の照射をカバーするように、グリッド移動のタイミ
ングを合わせる。これにより、グリッド２の縞目のコン
トラストが小さくなり、縞目は殆ど目立たなくなる。

【００２２】グリッド２を移動させたときのグリッド縞
目のコントラスト強度の説明は、特開平１０−３０５０
３０号公報に詳しく説明されている。この公報の図７に
は、グリッド鉛箔の移動本数を横軸に、コントラスト強
度を縦軸に示している。グリッド鉛箔の移動本数は、グ
リッドの移動速度と照射時間をグリッド鉛箔のピッチで
除したものであるので、グリッド移動速度とグリッド鉛
箔を固定すれば、照射時間を横軸にコントラスト強度を
縦軸にしたグラフ図に変換できる。

【００２３】図６はこのグラフ図を示しており、グリッ
ド移動速度が０．２２５ｍｍ／ｍｓで、グリッド鉛箔の
ピッチは４０本／ｃｍの例である。点線はグリッド移動
距離がグリッド鉛箔ピッチの整数倍になったときを示し
ている。従って、グリッド縞のコントラストを減ずるに
は、図６に示すようにＸ線照射時間をグリッド移動距離
がグリッド鉛箔ピッチの整数倍になるような離散値にす
ればよい。

【００２４】また、グリッド移動速度、Ｘ線照射時間な
どに多少の誤差がある場合でも、グリッド縞のコントラ
ストが画質に影響しなければ、目的は達せられる。図６
には、１０％のグリッド縞のコントラストが０．３％に
なる例を示している。この０．３％が画質に影響しない
レベルとすると、照射時間は０．３％を示す線以下のコ
ントラスト値に対応する幅の誤差が許容できることにな
る。グリッド速度の誤差は図６のコントラスト曲線の変
動に対応するので、グリッド速度は上記と同様に０．３
％を示す線以下のコントラスト値に対応する幅の誤差が
許容できることになる。

【００２５】図７はＸ線撮影においてＸ線照射時間を離
散値にするためのフローチャート図である。離散値はグ
リッド移動速度とグリッド鉛箔ピッチに依存する。従っ
て、先ず始めにグリッド移動速度とグリッド鉛箔ピッチ
の２つの情報が必要である。グリッド移動速度は撮影操
作入力部９から撮影部位情報又はグリッドテーブル情
報、撮影時間情報の入力に対応して、適切なグリッド移
動速度が選択され取得される。

【００２６】また、グリッド移動速度を変更する必要が
なければ、予め決められて記憶媒体に記憶されているグ
リッド移動速度情報を使用してもよい。グリッド鉛箔ピ
ッチはグリッド移動制御手段において、セットされたグ
リッド２に対しグリッド検知を行い、グリッド２の種類
を特定してグリッド鉛箔ピッチが取得される。また、グ
リッド２を交換する必要がなければ、予め記憶媒体に記
憶されているグリッド２のグリッド鉛箔ピッチ情報を使
用してもよい。

【００２７】次に、グリッド移動距離がグリッド鉛箔ピ
ッチの整数倍になる離散照射時間列を計算する。離散照
射時間列ＤＴｎはグリッド移動速度ＧＳとグリッド鉛箔
ピッチＧＰ情報から、次式のように計算される。 ＤＴｎ＝（Ｎ・ＧＰ）／ＧＳ （Ｎ：自然数）

【００２８】計算された離散照射時間列ＤＴｎは撮影制
御部６に記憶され、操作者がＸ線照射ボタン８を押して
Ｘ線を照射開始する。Ｘ線タイミング取得手段５等によ
りＸ線強度を時系列に測定し、実際のＸ線照射時間をリ
アルタイムで取得する。設定照射時間情報とは、被写体
Ｓに照射されるＸ線量を制御するために、Auto Exposur
e Control（ＡＥＣ）によりＸ線照射強度に対応して設
定された照射時間や、操作者が予め設定した照射時間の
ことである。この照射時間に最も近い照射時間を記憶さ
れた離散照射時間列ＤＴｎから選択する。そして、選択
された照射時間を計測されているＸ線照射時間と比較
し、選択された照射時間になった時点でＸ線照射を終了
する。

【００２９】前式はグリッド移動速度ＧＳがほぼ一定で
あることを想定している。従って、図２に示すようにグ
リッド移動速度ＧＳが時間により変化するような場合
に、グリッド移動速度ＧＳがほぼ等速になるときにＸ線
照射を開始した方がよい。これを達成するためには、先
の図２、図４、図５での説明と同様に、グリッド移動制
御手段１０、グリッド位置測定手段１１、Ｘ線タイミン
グ取得手段５を備え、図５に示すような駆動が可能であ
ることが必要である。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に係るＸ線
撮影方法によれば、Ｘ線照射中のグリッド移動距離をグ
リッド鉛箔ピッチの整数倍にすることにより、グリッド
縞目のない画像を取得でき、多少の照射時間のずれが生
じてもグリッド縞目が目立たない画像を取得できる。

【００３１】請求項２に係るＸ線撮影方法によれば、被
写体に照射するＸ線量を調節でき、適正なＸ線量でグリ
ッド縞目のない画像を取得できる。

【００３２】請求項３に係るＸ線撮影方法によれば、グ
リッド移動速度が時間と共に変化する場合でも、適正な
Ｘ線量でグリッド縞目のない画像を取得できる。

【００３３】請求項４に係るＸ線撮影装置によれば、Ｘ
線照射中のグリッド移動距離をグリッド鉛箔ピッチの整
数倍にすることにより、グリッド縞目のない画像を取得
でき、被写体に照射するＸ線量を調節して適正なＸ線量
でグリッド縞目のない画像を取得できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｘ線撮影装置の構成図である。

【図２】グリッドの移動時間とグリッド位置のグラフ図
である。

【図３】センサ部中心に対するグリッド中心位置の説明
図である。

【図４】グリッド位置測定機構の構成図である。

【図５】Ｘ線照射とセンサ部駆動とグリッドの移動のタ
イムチャート図である。

【図６】Ｘ線照射時間とグリッドの縞目の強さの関係の
グラフ図である。

【図７】Ｘ線照射時間を制御するためのフローチャート
図である。

【符号の説明】

１ Ｘ線照射部 Ｓ 被写体 ２ グリッド ３ センサ部 ４ Ｘ線画像取得手段 ５ Ｘ線タイミング取得手段 ６ 撮影制御部 ７ 画像処理手段 ８ Ｘ線照射ボタン ９ 撮影操作入力部 １０ グリッド移動制御手段 １１ グリッド位置測定手段 １２ 画像表示・保存手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センサ部に入射するＸ線の散乱成分を除
   去する移動グリッドを備え、該グリッドの鉛箔ピッチＧ
   Ｐと移動速度ＧＳに対して、Ｘ線照射時間が次式の離散
   照射時間列ＤＴｎの何れかと等しくなるように前記Ｘ線
   照射時間を制御することを特徴とするＸ線撮像方法。 ＤＴｎ＝（Ｎ・ＧＰ）／ＧＳ（Ｎ：自然数）
2. 【請求項２】 前記式で導出した離散照射時間列ＤＴｎ
   を記憶し、自動的に又は操作者が設定した照射時間に最
   も近い離散照射時間を前記離散照射時間列ＤＴｎから選
   択し、選択した前記離散照射時間によりＸ線照射を終了
   することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮像方法。
3. 【請求項３】 グリッド移動制御手段、グリッド位置測
   定手段、Ｘ線タイミング取得手段を備え、前記グリッド
   移動速度ＧＳがほぼ等速になる状態においてＸ線を照射
   することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮像方法。
4. 【請求項４】 センサ部に入射するＸ線の散乱成分を除
   去する移動グリッドを備え、該グリッドの鉛箔ピッチＧ
   Ｐと移動速度ＧＳに対して、Ｘ線照射時間が次式の離散
   照射時間列ＤＴｎの何れかと等しくなるように前記Ｘ線
   照射時間を制御し、 ＤＴｎ＝（Ｎ・ＧＰ）／ＧＳ（Ｎ：自然数） 前記式で導出した離散照射時間列ＤＴｎを記憶し、自動
   的に又は操作者が設定した照射時間に最も近い離散照射
   時間を前記離散照射時間列ＤＴｎから選択し、選択した
   前記離散照射時間によりＸ線照射を終了する撮影制御部
   を備えたことを特徴とするＸ線撮像装置。