JP2003038482A - Ｘ線撮影装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 散乱線除去用グリッドを用いる場合のモアレ
縞の発生を防ぐ。 【解決手段】 Ｘ線管１１と、被写体３１を透過したＸ
線が入射するように配置されるＦＰＤ２１と、被写体３
１とＦＰＤ２１との間に配置される散乱線除去用グリッ
ド１５と、このグリッド１５を、ＦＰＤ２１の信号蓄積
期間の間、ＦＰＤ２１の空間サンプリング周期の整数倍
の距離だけ、グリッド１５のＸ線の高吸収率部と低吸収
率部との並び方向（図１の紙面に直角な方向）に移動さ
せる移動装置１６とを備える。
縞の発生を防ぐ。 【解決手段】 Ｘ線管１１と、被写体３１を透過したＸ
線が入射するように配置されるＦＰＤ２１と、被写体３
１とＦＰＤ２１との間に配置される散乱線除去用グリッ
ド１５と、このグリッド１５を、ＦＰＤ２１の信号蓄積
期間の間、ＦＰＤ２１の空間サンプリング周期の整数倍
の距離だけ、グリッド１５のＸ線の高吸収率部と低吸収
率部との並び方向（図１の紙面に直角な方向）に移動さ
せる移動装置１６とを備える。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、Ｘ線撮影装置に
関し、とくに散乱線除去用グリッドを備えたＸ線撮影装
置に関する。 【０００２】 【従来の技術】Ｘ線撮影装置では、被写体によって散乱
した散乱線を除去するため、Ｘ線の吸収率が高い物質と
低い物質とを一定間隔で交互に平行に並べたグリッドが
用いられるが、このグリッドの持つ空間的な周波数（配
列間隔）とＸ線検出器の空間的サンプリング周期（検出
画素間隔）の相違により、このＸ線検出器によって得た
画像にモアレ縞が生じる。そのため、従来では、このよ
うな撮影画像におけるモアレ縞の除去・軽減を図るべ
く、種々の対策を講じてきた。 【０００３】そのひとつの対策として、モアレ縞が生じ
ないようにＸ線検出器と同じ周波数特性を持つグリッド
を使用するというものが知られている。また、Ｘ線照射
中にグリッドを移動させてモアレ縞を消すようにするこ
ともある。さらに、グリッドをその平面内で回転させ
て、グリッドの間隔を cosθ倍にし（回転角度θ）、こ
の cosθ倍のグリッド間隔がＸ線検出器の画素間隔と同
じになるようにすることで、Ｘ線検出器と同じ周波数特
性を持つグリッドを用いたのと同様の効果を得ることな
ども行われている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｘ線検
出器と同じ周波数特性を有するグリッドを使用する場
合、それらを厳密に一致させなければ効果がないため、
グリッドの位置精度・製作精度には非常に高度なものが
要求され、安価には得られない。たとえそのようなグリ
ッドが得られたとしても、ＳＩＤ（Ｘ線源とＸ線検出器
との間の距離）が変れば周波数特性の一致は崩れてしま
うし、ＳＩＤが微妙に変化しただけでも周波数差が生じ
てモアレ縞が発現する。 【０００５】Ｘ線照射中にグリッドを移動させる場合
は、単純に移動させるだけでは、移動速度とＸ線検出器
のサンプリング周期との関係で微細なモアレ縞を消すこ
とはできない。さらに連続的にＸ線を照射する手技では
グリッドをどれだけ移動させればよいのか定かでない。 【０００６】グリッドを回転させる場合には、平行グリ
ッドの長さ方向に一致した方向から斜めにＸ線を入射さ
せる場合以外、斜めに入射するＸ線の一部がグリッドに
よって遮られてしまうという問題が生じる。そのため、
Ｘ線検出器の検出面に直角にＸ線を入射させずに、斜め
に入射させることの多い、Ｘ線断層撮影法には向かな
い。 【０００７】この発明は、上記に鑑み、グリッドを移動
させる場合の条件を探求してそれにしたがって制御する
ことにより、その問題を解決するとともに、Ｘ線検出器
の検出面に直角にＸ線を入射させない場合の問題や、グ
リッドの位置精度を高めなければならない問題などを回
避するようにした、Ｘ線撮影装置を提供することを目的
とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるＸ線撮影装置においては、Ｘ線発生
器と、被写体を透過したＸ線が入射するように配置され
るＸ線検出器と、被写体とＸ線検出器との間に配置され
る散乱線除去用グリッドと、該グリッドを、上記Ｘ線検
出器の信号蓄積期間の間、該Ｘ線検出器の空間サンプリ
ング周期の整数倍の距離だけ、該グリッドのＸ線の高吸
収率部と低吸収率部との並び方向に移動させる移動装置
とが備えられることが特徴となっている。 【０００９】グリッドが、Ｘ線検出器の信号蓄積期間の
間、一定距離だけ、一定方向に移動させられる。その方
向というのは、グリッドのＸ線高吸収率部と低吸収率部
との並び方向であり、その距離というのは、Ｘ線検出器
の空間サンプリング周期の整数倍の距離である。これに
より、グリッドのＸ線高吸収率部の投影像が、Ｘ線検出
器の信号蓄積期間の間、Ｘ線検出器の画素ピッチの整数
倍の距離だけ移動することとなり、各画素における、グ
リッドのＸ線高吸収率部の投影像による信号低下の割合
が平均化され、モアレ縞の影響をより少なくできる。 【００１０】 【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示す
実施の形態は、この発明をＸ線断層撮影装置に適用した
ものである。この図１において、Ｘ線管１１には、Ｘ線
用の高電圧電源装置１２が接続される。この電源装置１
２は曝射制御装置１３によって制御される。また、Ｘ線
管１１は、Ｘ線管移動装置１４によって矢印方向（図で
は左右方向）に移動させられるようになっている。この
曝射制御装置１３の制御の下、電源装置１２からＸ線管
１１に高電圧が供給されると、Ｘ線管１１よりＸ線が発
生する。 【００１１】このＸ線は、検査台３２に横たえられた被
写体（患者）３１に向けて照射され、被写体３１を透過
したＸ線はグリッド１５を経て、フラットパネルディテ
クタ（以下ＦＰＤと略す）２１に入射する。グリッド１
５は、被写体３１によって散乱した散乱線を除去するた
めのもので、Ｘ線の吸収率が高い物質と低い物質とを一
定間隔で交互に平行に並べて構成される。ここでは、鉛
等のＸ線吸収率の高い金属の板を一定間隔で平行に並べ
たものを使用している（金属板の間の空間がＸ線吸収率
の低い空気で満たされている）。この高吸収率板の長さ
方向は図１の左右方向となっており、この高吸収率板の
並び方向が図１の紙面に直角な方向となっている。 【００１２】図２は、検査台３２に横たわる被写体３１
の頭部方向から見た模式的な図であって、この図から
も、グリッド１５の高吸収率板の並び方向が、横たわっ
た被写体３１の左右方向となっており、高吸収率板が被
写体３１の身長方向に伸びていることが分かる。このグ
リッド１５は、グリッド移動装置１６によって図１の紙
面に直角な方向、つまり図２において矢印で示すよう
に、検査台３２上に横たわった被検者３１の左右方向に
直線的に往復移動させられるようになっている。 【００１３】ＦＰＤ２１は、半導体Ｘ線検出器であり、
多数の検出画素がマトリックス状に平面的に並べられて
おり、その検出面に入射したＸ線画像に対応した画像信
号を出力する。ＦＰＤ２１にＸ線が入射すると、その入
射Ｘ線量に対応してＦＰＤ２１の各検出画素に信号が蓄
積され、読み出し部２２を経てその各画素ごとの信号が
読み出され、Ａ／Ｄ変換器２３を経てフレームメモリ２
４に送られ、記憶させられる。 【００１４】このフレームメモリ２４における画像信号
の書き込み番地はＣＰＵ２８によって制御されている。
ＣＰＵ２８は、この装置の全体を制御するもので、ここ
ではとくに曝射制御装置１３、Ｘ線管移動装置１４、グ
リッド移動装置１６の制御が重要である。ＣＰＵ２８
は、曝射制御装置１３を介してＸ線の曝射のタイミン
グ、曝射時間の長さを制御し、そのＸ線曝射タイミング
・時間に同期して、Ｘ線管移動装置１４を介してＸ線管
１１を移動させ、グリッド移動装置１６を介してグリッ
ド１５を移動させる。 【００１５】ここでは、Ｘ線管１１を図１の左右方向に
ステップ的に移動させ、その各停止位置ごとに一定時間
Ｘ線曝射し、曝射が終了したらつぎの停止位置まで移動
させるということを繰り返すものとする。これによりＸ
線管１１からのＸ線は、実線で示すようにＦＰＤ２１
（の検出面）に直角に入射するだけでなく、点線で示す
ようにＦＰＤ２１に対して斜めに入射する。入射角度が
斜めになることから、被写体３１の同一部位はＦＰＤ２
１の異なる位置に投影される。そこで、通常のＸ線断層
撮影法の原理によれば、被写体３１の同一深さの部位
が、入射角度の変化にもかかわらず、同一位置に投影さ
れるようにＦＰＤ２１を位置ずれさせることで、その深
さ以外の部位をぼけさせ、その深さの部位が鮮明に現れ
るようにするのであるが、ここでは、ＦＰＤ２１を実際
に位置ずれさせる代わりに、フレームメモリ２４の書き
込み番地をずらしながら、各入射角度ごとの画像を加算
して現実にＦＰＤ２１を位置ずれさせたと同様に被写体
３１の一定深さの断層像を、フレームメモリ２４上で再
構成するようにしている。 【００１６】なお、各入射角度ごとの画像の各々をその
ままフレームメモリ２４に記憶するとともにその各々の
画像に関する入射角度（Ｘ線管１１の位置）を記憶して
おき、後に位置ずれさせながら各画像を加算し一定深さ
の断層像を再構成するようにもでき、その場合画像加算
時の位置ずれ量を変えることで、再構成する断層像の深
さを変えることができる。 【００１７】こうして得られた断層像は、階調変換器２
５を経ることによって階調の調整がされた後、Ｄ／Ａ変
換器２６を経てアナログ信号にされて画像モニター装置
２７に送られて表示される。 【００１８】つぎにグリッド１５の移動について説明す
る。グリッド１５は、Ｘ線管１１がある位置で停止し、
Ｘ線曝射が行われている期間、一方向に一定距離だけ移
動させられる。その移動距離は、ＦＰＤ２１の検出画素
の配列間隔（ピッチ）の整数倍の距離とする。つぎの停
止位置で停止しＸ線曝射が行われるとき、反対方向に同
距離だけ移動し、このような往復移動を、Ｘ線曝射ごと
に繰り返す。ここれにより、グリッド１５の空間周波数
特性と、ＦＰＤ２１の空間サンプリング周波数特性との
相違に基づくモアレ縞をなくすことができる。 【００１９】以下その原理について少し詳しく説明す
る。図３の（ａ）は、ＦＰＤ２１を断面して横方向（図
２と同様の、被写体３１の頭部方向）から見た拡大図で
あり、この図で上方向からＸ線が入射するものとする。
この（ａ）に示すように、グリッド１５（の高吸収率
部）の投影像１５ａのピッチがＦＰＤ２１の検出画素２
１ａのピッチと厳密に一致していれば、モアレ縞は生じ
ない。ところが、一般に図３の（ｂ）に示すようにそれ
らのピッチは一致していない。図３の（ｂ）ではグリッ
ド１５の投影像１５ａのピッチは検出画素２１ａのピッ
チより狭くなっている。仮にあるＳＩＤ（Ｘ線管１１に
おけるＸ線焦点位置とＦＰＤ２１の検出面との間の距
離）において図３の（ａ）のような理想的な状態が実現
できたとしても、ＳＩＤが変れば（ｂ）のような状態に
なってしまう。図３の（ｂ）のようになると、投影像１
５ａがより入る画素２１ａとより入らない画素２１ａと
が一定周期で現れ、投影像１５ａがいくつも入る画素２
１ａの信号は小さく、投影像１５ａの入る数の少ない画
素２１ａの信号が大きくなるので、これがモアレ縞を作
る原因となる。 【００２０】図３の（ｂ）で投影像１５ａを画素２１ａ
の１間隔だけ左右方向、たとえば右方向に移動させ、そ
の間Ｘ線曝射および各画素２１ａでの信号蓄積を行わせ
たとする。すると、どの画素２１ａにおいても、投影像
１５ａが右方向に横切っていくので、どの画素２１ａで
も投影像１５ａの影響は平均化され、投影像１５ａによ
る画素２１ａごとの信号変化は小さなものとなる。その
ため、このようなグリッド１５の移動によりモアレ縞の
振幅を小さくすることが可能である。さらに移動距離を
画素間隔の何倍もの距離とすれば、より投影像１５ａの
影響の平均化はより強くなり、モアレ縞の振幅をより小
さくすることができる。 【００２１】実際に、画素ピッチ（サンプリング周期）
１５０μｍのＦＰＤ２１と、ＳＩＤ＝１０００ｍｍで投
影像周期１００μｍとなるグリッド１５とを用いて実験
しデータを得てみた。ここでは１３３ｍｓｅｃごとにＦ
ＰＤ２１の読み出しを行った（ＦＰＤ２１の信号蓄積期
間＝１３３ｍｓｅｃ、つまり画像読み出し速度＝１３３
ｍｓｅｃ／ｓｈｅｅｔ）。この画像読み出し時間間隔の
間に、グリッド１５を移動させる量（距離）を変化させ
てみたところ、図４に示すような結果が得られた。この
図４で、横軸のグリッド移動量の単位は画素ピッチの倍
数であり、縦軸はモアレ縞の振幅（％）を示す。このよ
うにＦＰＤ２１の空間サンプリング周期とグリッド１５
の投影像周期とが異なっている場合、グリッド１５を移
動させない（グリッド移動量＝０）と、モアレ縞の振幅
は大きなものとなるが、グリッド移動量を大きなものと
すればするほどモアレ縞の振幅は小さなものとなり、上
記が実証された。 【００２２】なお、実際のシステムでは上記のようにＦ
ＰＤ２１の画像読み出し速度が速いため、その都度Ｘ線
管１１を停止させることはできず、Ｘ線管１１を連続的
に移動させることになるが、その場合画像読み出し時間
間隔（上記の例では１３３ｍｓｅｃ）でＸ線管１１が停
止していると見れば、同じように説明できる。この場
合、Ｘ線曝射についてもＸ線管１１の停止位置ごとに行
うのではなく、Ｘ線管１１の移動中連続的にＸ線曝射を
行うことになる。実際にＸ線断層撮影を行う場合には、
たとえばＸ線の入射角度が４０度振れるようにＸ線管１
１を１．５秒かけて移動させ、その１．５秒の間Ｘ線は
連続的に発生させる。そして、１３３ｍｓｅｃごとにＦ
ＰＤ２１の読み出しを行い、その読み出し時間間隔ごと
に、グリッド１５を、Ｘ線吸収率の高・低部の並び方向
に、ＦＰＤ２１の検出画素ピッチの整数倍の距離だけ一
方向に移動させ、つぎの読み出し時間間隔では反対方向
に同距離だけ移動させるという往復移動を繰り返す。 【００２３】Ｘ線断層撮影では、Ｘ線検出器（ここでは
ＦＰＤ２１）の検出面に直角にＸ線を入射すること以外
に、斜めにＸ線を入射することが必須であるから、とく
にこのようなＸ線断層撮影に効果的である。すなわち、
Ｘ線管１１の移動方向（図１の左右方向、図２の紙面に
直角な方向）とグリッド１５のＸ線の高吸収率部と低吸
収率部とが平行に伸びていく方向（図１の左右方向、図
２の紙面に直角な方向）とを一致させることによって、
斜めにＸ線を入射させる場合の、グリッド１５によるＸ
線の遮断を防ぐことができるからである。 【００２４】なお上の説明はこの発明の実施の形態に関
するものであって、この発明は上で説明した例に限定さ
れるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、具
体的な構成などは上記した以外に種々に変更できること
はもちろんである。 【００２５】 【発明の効果】以上説明したように、この発明のＸ線撮
影装置によれば、散乱線除去用グリッドを用いる場合に
モアレ縞の発生を防ぐことができる。しかも、グリッド
の製造精度を高める必要もないし、Ｘ線をＸ線検出器の
検出面に直角に入射させない場合にＸ線がグリッドによ
って遮断されてしまわないようにグリッドを用いること
ができるので、Ｘ線を斜めに入射させる必要のあるＸ線
断層撮影に好適である。
関し、とくに散乱線除去用グリッドを備えたＸ線撮影装
置に関する。 【０００２】 【従来の技術】Ｘ線撮影装置では、被写体によって散乱
した散乱線を除去するため、Ｘ線の吸収率が高い物質と
低い物質とを一定間隔で交互に平行に並べたグリッドが
用いられるが、このグリッドの持つ空間的な周波数（配
列間隔）とＸ線検出器の空間的サンプリング周期（検出
画素間隔）の相違により、このＸ線検出器によって得た
画像にモアレ縞が生じる。そのため、従来では、このよ
うな撮影画像におけるモアレ縞の除去・軽減を図るべ
く、種々の対策を講じてきた。 【０００３】そのひとつの対策として、モアレ縞が生じ
ないようにＸ線検出器と同じ周波数特性を持つグリッド
を使用するというものが知られている。また、Ｘ線照射
中にグリッドを移動させてモアレ縞を消すようにするこ
ともある。さらに、グリッドをその平面内で回転させ
て、グリッドの間隔を cosθ倍にし（回転角度θ）、こ
の cosθ倍のグリッド間隔がＸ線検出器の画素間隔と同
じになるようにすることで、Ｘ線検出器と同じ周波数特
性を持つグリッドを用いたのと同様の効果を得ることな
ども行われている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｘ線検
出器と同じ周波数特性を有するグリッドを使用する場
合、それらを厳密に一致させなければ効果がないため、
グリッドの位置精度・製作精度には非常に高度なものが
要求され、安価には得られない。たとえそのようなグリ
ッドが得られたとしても、ＳＩＤ（Ｘ線源とＸ線検出器
との間の距離）が変れば周波数特性の一致は崩れてしま
うし、ＳＩＤが微妙に変化しただけでも周波数差が生じ
てモアレ縞が発現する。 【０００５】Ｘ線照射中にグリッドを移動させる場合
は、単純に移動させるだけでは、移動速度とＸ線検出器
のサンプリング周期との関係で微細なモアレ縞を消すこ
とはできない。さらに連続的にＸ線を照射する手技では
グリッドをどれだけ移動させればよいのか定かでない。 【０００６】グリッドを回転させる場合には、平行グリ
ッドの長さ方向に一致した方向から斜めにＸ線を入射さ
せる場合以外、斜めに入射するＸ線の一部がグリッドに
よって遮られてしまうという問題が生じる。そのため、
Ｘ線検出器の検出面に直角にＸ線を入射させずに、斜め
に入射させることの多い、Ｘ線断層撮影法には向かな
い。 【０００７】この発明は、上記に鑑み、グリッドを移動
させる場合の条件を探求してそれにしたがって制御する
ことにより、その問題を解決するとともに、Ｘ線検出器
の検出面に直角にＸ線を入射させない場合の問題や、グ
リッドの位置精度を高めなければならない問題などを回
避するようにした、Ｘ線撮影装置を提供することを目的
とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるＸ線撮影装置においては、Ｘ線発生
器と、被写体を透過したＸ線が入射するように配置され
るＸ線検出器と、被写体とＸ線検出器との間に配置され
る散乱線除去用グリッドと、該グリッドを、上記Ｘ線検
出器の信号蓄積期間の間、該Ｘ線検出器の空間サンプリ
ング周期の整数倍の距離だけ、該グリッドのＸ線の高吸
収率部と低吸収率部との並び方向に移動させる移動装置
とが備えられることが特徴となっている。 【０００９】グリッドが、Ｘ線検出器の信号蓄積期間の
間、一定距離だけ、一定方向に移動させられる。その方
向というのは、グリッドのＸ線高吸収率部と低吸収率部
との並び方向であり、その距離というのは、Ｘ線検出器
の空間サンプリング周期の整数倍の距離である。これに
より、グリッドのＸ線高吸収率部の投影像が、Ｘ線検出
器の信号蓄積期間の間、Ｘ線検出器の画素ピッチの整数
倍の距離だけ移動することとなり、各画素における、グ
リッドのＸ線高吸収率部の投影像による信号低下の割合
が平均化され、モアレ縞の影響をより少なくできる。 【００１０】 【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示す
実施の形態は、この発明をＸ線断層撮影装置に適用した
ものである。この図１において、Ｘ線管１１には、Ｘ線
用の高電圧電源装置１２が接続される。この電源装置１
２は曝射制御装置１３によって制御される。また、Ｘ線
管１１は、Ｘ線管移動装置１４によって矢印方向（図で
は左右方向）に移動させられるようになっている。この
曝射制御装置１３の制御の下、電源装置１２からＸ線管
１１に高電圧が供給されると、Ｘ線管１１よりＸ線が発
生する。 【００１１】このＸ線は、検査台３２に横たえられた被
写体（患者）３１に向けて照射され、被写体３１を透過
したＸ線はグリッド１５を経て、フラットパネルディテ
クタ（以下ＦＰＤと略す）２１に入射する。グリッド１
５は、被写体３１によって散乱した散乱線を除去するた
めのもので、Ｘ線の吸収率が高い物質と低い物質とを一
定間隔で交互に平行に並べて構成される。ここでは、鉛
等のＸ線吸収率の高い金属の板を一定間隔で平行に並べ
たものを使用している（金属板の間の空間がＸ線吸収率
の低い空気で満たされている）。この高吸収率板の長さ
方向は図１の左右方向となっており、この高吸収率板の
並び方向が図１の紙面に直角な方向となっている。 【００１２】図２は、検査台３２に横たわる被写体３１
の頭部方向から見た模式的な図であって、この図から
も、グリッド１５の高吸収率板の並び方向が、横たわっ
た被写体３１の左右方向となっており、高吸収率板が被
写体３１の身長方向に伸びていることが分かる。このグ
リッド１５は、グリッド移動装置１６によって図１の紙
面に直角な方向、つまり図２において矢印で示すよう
に、検査台３２上に横たわった被検者３１の左右方向に
直線的に往復移動させられるようになっている。 【００１３】ＦＰＤ２１は、半導体Ｘ線検出器であり、
多数の検出画素がマトリックス状に平面的に並べられて
おり、その検出面に入射したＸ線画像に対応した画像信
号を出力する。ＦＰＤ２１にＸ線が入射すると、その入
射Ｘ線量に対応してＦＰＤ２１の各検出画素に信号が蓄
積され、読み出し部２２を経てその各画素ごとの信号が
読み出され、Ａ／Ｄ変換器２３を経てフレームメモリ２
４に送られ、記憶させられる。 【００１４】このフレームメモリ２４における画像信号
の書き込み番地はＣＰＵ２８によって制御されている。
ＣＰＵ２８は、この装置の全体を制御するもので、ここ
ではとくに曝射制御装置１３、Ｘ線管移動装置１４、グ
リッド移動装置１６の制御が重要である。ＣＰＵ２８
は、曝射制御装置１３を介してＸ線の曝射のタイミン
グ、曝射時間の長さを制御し、そのＸ線曝射タイミング
・時間に同期して、Ｘ線管移動装置１４を介してＸ線管
１１を移動させ、グリッド移動装置１６を介してグリッ
ド１５を移動させる。 【００１５】ここでは、Ｘ線管１１を図１の左右方向に
ステップ的に移動させ、その各停止位置ごとに一定時間
Ｘ線曝射し、曝射が終了したらつぎの停止位置まで移動
させるということを繰り返すものとする。これによりＸ
線管１１からのＸ線は、実線で示すようにＦＰＤ２１
（の検出面）に直角に入射するだけでなく、点線で示す
ようにＦＰＤ２１に対して斜めに入射する。入射角度が
斜めになることから、被写体３１の同一部位はＦＰＤ２
１の異なる位置に投影される。そこで、通常のＸ線断層
撮影法の原理によれば、被写体３１の同一深さの部位
が、入射角度の変化にもかかわらず、同一位置に投影さ
れるようにＦＰＤ２１を位置ずれさせることで、その深
さ以外の部位をぼけさせ、その深さの部位が鮮明に現れ
るようにするのであるが、ここでは、ＦＰＤ２１を実際
に位置ずれさせる代わりに、フレームメモリ２４の書き
込み番地をずらしながら、各入射角度ごとの画像を加算
して現実にＦＰＤ２１を位置ずれさせたと同様に被写体
３１の一定深さの断層像を、フレームメモリ２４上で再
構成するようにしている。 【００１６】なお、各入射角度ごとの画像の各々をその
ままフレームメモリ２４に記憶するとともにその各々の
画像に関する入射角度（Ｘ線管１１の位置）を記憶して
おき、後に位置ずれさせながら各画像を加算し一定深さ
の断層像を再構成するようにもでき、その場合画像加算
時の位置ずれ量を変えることで、再構成する断層像の深
さを変えることができる。 【００１７】こうして得られた断層像は、階調変換器２
５を経ることによって階調の調整がされた後、Ｄ／Ａ変
換器２６を経てアナログ信号にされて画像モニター装置
２７に送られて表示される。 【００１８】つぎにグリッド１５の移動について説明す
る。グリッド１５は、Ｘ線管１１がある位置で停止し、
Ｘ線曝射が行われている期間、一方向に一定距離だけ移
動させられる。その移動距離は、ＦＰＤ２１の検出画素
の配列間隔（ピッチ）の整数倍の距離とする。つぎの停
止位置で停止しＸ線曝射が行われるとき、反対方向に同
距離だけ移動し、このような往復移動を、Ｘ線曝射ごと
に繰り返す。ここれにより、グリッド１５の空間周波数
特性と、ＦＰＤ２１の空間サンプリング周波数特性との
相違に基づくモアレ縞をなくすことができる。 【００１９】以下その原理について少し詳しく説明す
る。図３の（ａ）は、ＦＰＤ２１を断面して横方向（図
２と同様の、被写体３１の頭部方向）から見た拡大図で
あり、この図で上方向からＸ線が入射するものとする。
この（ａ）に示すように、グリッド１５（の高吸収率
部）の投影像１５ａのピッチがＦＰＤ２１の検出画素２
１ａのピッチと厳密に一致していれば、モアレ縞は生じ
ない。ところが、一般に図３の（ｂ）に示すようにそれ
らのピッチは一致していない。図３の（ｂ）ではグリッ
ド１５の投影像１５ａのピッチは検出画素２１ａのピッ
チより狭くなっている。仮にあるＳＩＤ（Ｘ線管１１に
おけるＸ線焦点位置とＦＰＤ２１の検出面との間の距
離）において図３の（ａ）のような理想的な状態が実現
できたとしても、ＳＩＤが変れば（ｂ）のような状態に
なってしまう。図３の（ｂ）のようになると、投影像１
５ａがより入る画素２１ａとより入らない画素２１ａと
が一定周期で現れ、投影像１５ａがいくつも入る画素２
１ａの信号は小さく、投影像１５ａの入る数の少ない画
素２１ａの信号が大きくなるので、これがモアレ縞を作
る原因となる。 【００２０】図３の（ｂ）で投影像１５ａを画素２１ａ
の１間隔だけ左右方向、たとえば右方向に移動させ、そ
の間Ｘ線曝射および各画素２１ａでの信号蓄積を行わせ
たとする。すると、どの画素２１ａにおいても、投影像
１５ａが右方向に横切っていくので、どの画素２１ａで
も投影像１５ａの影響は平均化され、投影像１５ａによ
る画素２１ａごとの信号変化は小さなものとなる。その
ため、このようなグリッド１５の移動によりモアレ縞の
振幅を小さくすることが可能である。さらに移動距離を
画素間隔の何倍もの距離とすれば、より投影像１５ａの
影響の平均化はより強くなり、モアレ縞の振幅をより小
さくすることができる。 【００２１】実際に、画素ピッチ（サンプリング周期）
１５０μｍのＦＰＤ２１と、ＳＩＤ＝１０００ｍｍで投
影像周期１００μｍとなるグリッド１５とを用いて実験
しデータを得てみた。ここでは１３３ｍｓｅｃごとにＦ
ＰＤ２１の読み出しを行った（ＦＰＤ２１の信号蓄積期
間＝１３３ｍｓｅｃ、つまり画像読み出し速度＝１３３
ｍｓｅｃ／ｓｈｅｅｔ）。この画像読み出し時間間隔の
間に、グリッド１５を移動させる量（距離）を変化させ
てみたところ、図４に示すような結果が得られた。この
図４で、横軸のグリッド移動量の単位は画素ピッチの倍
数であり、縦軸はモアレ縞の振幅（％）を示す。このよ
うにＦＰＤ２１の空間サンプリング周期とグリッド１５
の投影像周期とが異なっている場合、グリッド１５を移
動させない（グリッド移動量＝０）と、モアレ縞の振幅
は大きなものとなるが、グリッド移動量を大きなものと
すればするほどモアレ縞の振幅は小さなものとなり、上
記が実証された。 【００２２】なお、実際のシステムでは上記のようにＦ
ＰＤ２１の画像読み出し速度が速いため、その都度Ｘ線
管１１を停止させることはできず、Ｘ線管１１を連続的
に移動させることになるが、その場合画像読み出し時間
間隔（上記の例では１３３ｍｓｅｃ）でＸ線管１１が停
止していると見れば、同じように説明できる。この場
合、Ｘ線曝射についてもＸ線管１１の停止位置ごとに行
うのではなく、Ｘ線管１１の移動中連続的にＸ線曝射を
行うことになる。実際にＸ線断層撮影を行う場合には、
たとえばＸ線の入射角度が４０度振れるようにＸ線管１
１を１．５秒かけて移動させ、その１．５秒の間Ｘ線は
連続的に発生させる。そして、１３３ｍｓｅｃごとにＦ
ＰＤ２１の読み出しを行い、その読み出し時間間隔ごと
に、グリッド１５を、Ｘ線吸収率の高・低部の並び方向
に、ＦＰＤ２１の検出画素ピッチの整数倍の距離だけ一
方向に移動させ、つぎの読み出し時間間隔では反対方向
に同距離だけ移動させるという往復移動を繰り返す。 【００２３】Ｘ線断層撮影では、Ｘ線検出器（ここでは
ＦＰＤ２１）の検出面に直角にＸ線を入射すること以外
に、斜めにＸ線を入射することが必須であるから、とく
にこのようなＸ線断層撮影に効果的である。すなわち、
Ｘ線管１１の移動方向（図１の左右方向、図２の紙面に
直角な方向）とグリッド１５のＸ線の高吸収率部と低吸
収率部とが平行に伸びていく方向（図１の左右方向、図
２の紙面に直角な方向）とを一致させることによって、
斜めにＸ線を入射させる場合の、グリッド１５によるＸ
線の遮断を防ぐことができるからである。 【００２４】なお上の説明はこの発明の実施の形態に関
するものであって、この発明は上で説明した例に限定さ
れるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、具
体的な構成などは上記した以外に種々に変更できること
はもちろんである。 【００２５】 【発明の効果】以上説明したように、この発明のＸ線撮
影装置によれば、散乱線除去用グリッドを用いる場合に
モアレ縞の発生を防ぐことができる。しかも、グリッド
の製造精度を高める必要もないし、Ｘ線をＸ線検出器の
検出面に直角に入射させない場合にＸ線がグリッドによ
って遮断されてしまわないようにグリッドを用いること
ができるので、Ｘ線を斜めに入射させる必要のあるＸ線
断層撮影に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態にかかるＸ線断層撮影装
置のブロック図。 【図２】同実施形態における、Ｘ線管、被写体、グリッ
ド、ＦＰＤの部分についての正面（図１の左側）からの
模式図。 【図３】グリッドの投影像とＦＰＤの検出画素との関係
を示す模式図。 【図４】グリッド移動量に対するモアレ縞振幅の測定結
果を示すグラフ。 【符号の説明】 １１ Ｘ線管 １２ 電源装置 １３ 曝射制御装置 １４ Ｘ線管移動装置 １５ グリッド １６ グリッド移動装置 ２１ ＦＰＤ ２２ ＦＰＤ読み出し部 ２３ Ａ／Ｄ変換器 ２４ フレームメモリ ２５ 階調変換器 ２６ Ｄ／Ａ変換器 ２７ 画像モニター装置 ２８ ＣＰＵ ３１ 被写体 ３２ 検査台
置のブロック図。 【図２】同実施形態における、Ｘ線管、被写体、グリッ
ド、ＦＰＤの部分についての正面（図１の左側）からの
模式図。 【図３】グリッドの投影像とＦＰＤの検出画素との関係
を示す模式図。 【図４】グリッド移動量に対するモアレ縞振幅の測定結
果を示すグラフ。 【符号の説明】 １１ Ｘ線管 １２ 電源装置 １３ 曝射制御装置 １４ Ｘ線管移動装置 １５ グリッド １６ グリッド移動装置 ２１ ＦＰＤ ２２ ＦＰＤ読み出し部 ２３ Ａ／Ｄ変換器 ２４ フレームメモリ ２５ 階調変換器 ２６ Ｄ／Ａ変換器 ２７ 画像モニター装置 ２８ ＣＰＵ ３１ 被写体 ３２ 検査台
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Ｆターム(参考） 2G088 EE02 FF02 GG21 JJ05 JJ09
JJ15 LL12
4C093 AA11 AA16 CA13 EB12 EB17
EB26 FA15 FA32 FA43 FA52
FA53
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 Ｘ線発生器と、被写体を透過したＸ線が
入射するように配置されるＸ線検出器と、被写体とＸ線
検出器との間に配置される散乱線除去用グリッドと、該
グリッドを、上記Ｘ線検出器の信号蓄積期間の間、該Ｘ
線検出器の空間サンプリング周期の整数倍の距離だけ、
該グリッドのＸ線の高吸収率部と低吸収率部との並び方
向に移動させる移動装置とを備えることを特徴とするＸ
線撮影装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001226540A JP3724393B2 (ja) | 2001-07-26 | 2001-07-26 | Ｘ線撮影装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001226540A JP3724393B2 (ja) | 2001-07-26 | 2001-07-26 | Ｘ線撮影装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
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2001
- 2001-07-26 JP JP2001226540A patent/JP3724393B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2011143308A (ja) * | 2011-04-28 | 2011-07-28 | Shimadzu Corp | 放射線撮影装置 |
| EP3469988A1 (en) * | 2017-10-11 | 2019-04-17 | Ion Beam Applications S.A. | Apparatus and methods for imaging an object by cone beam tomography |
| JP2021518217A (ja) * | 2018-03-19 | 2021-08-02 | センスラボ エルエルシーＸｅｎｓｅｌａｂ， Ｌｌｃ | Ｘ線断層撮影法 |
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