JP2003038483A - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 散乱線除去用グリッドを用いるＸ線撮影装置
において、モアレ縞の発生を防ぐ。 【解決手段】 被写体３１に向けてＸ線を照射する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３１とＦＰＤ２１との
間に配置される、Ｘ線の高吸収率部と低吸収率部とが交
互に平行に並べられてなる散乱線除去用グリッド１５と
を備えるＸ線撮影装置において、グリッド１５を、それ
自身の平面内で回転させ、ＦＰＤ２１の画素配列方向と
グリッド１５の高・低吸収率部が平行に伸びる方向との
なす角度がθｒとなるようにしたことを特徴とする。

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。 【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、移動機構・装置が別途必要であり、装置全体の大型
化を招来するとともに、製造コストの上昇ももたらすと
いう問題がある。 【０００６】この発明は、上記に鑑み、きわめて簡単な
構成でコスト的にも問題がなく、しかもグリッドの位置
精度を高めなければならない問題なども回避しつつ、グ
リッドの空間的周波数特性とＸ線検出器の空間的周波数
特性との相違の基づくモアレ縞の発生を抑えるように改
善した、Ｘ線撮影装置を提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によれば、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、Ｘ線の高吸収率部と低吸収率部とが交互に平行
に配列されてなる散乱線除去用グリッドとを備えるＸ線
撮影装置において、該グリッドがそれ自身の平面内で角
度θｒだけ回転させられていることが特徴となってい
る。この角度θｒというのは、該グリッドの高・低吸収
率部が平行に伸びていく方向と上記Ｘ線検出器の空間的
サンプリング方向とがなす角度であり、上記Ｘ線検出器
の空間的サンプリング周期をＴｐ、グリッドの上記Ｘ線
検出器の検出面への投影周期をＴｇ、ｎを任意の自然数
とするとき、つぎの２つの式（１）、（２）の一方を満
たす角度θに対し、つぎの式（３）の関係にある角度θ
ｒである。 Ｔｇ＝ｎ×Ｔｐ×sinθ ……（１） Ｔｇ＝ｎ×Ｔｐ×cosθ ……（２） θ−５°＜θｒ＜θ＋５°…（３） 【０００８】グリッドの高・低吸収率部が平行に伸びて
いく方向とＸ線検出器の空間的サンプリング方向とがな
す角度をθとすると、グリッドの投影像がＸ線検出器の
どの検出画素にも均等にかかるようになる、つまりグリ
ッドの高吸収率部によって影になる量がどの検出画素で
も同じになる。そのため、各検出画素の出力に空間的な
周期性が現れることがないので、モアレ縞が現れない。
この角度θに対してθｒは±５°の範囲のものである
が、このように多少角度をずらした場合でも実際上、同
様のモアレ縞抑制効果が得られることが確認できた。 【０００９】 【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は、こ
の発明を適用したＸ線撮影装置の実施の形態を示すもの
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１２は
曝射制御装置１３によって制御される。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。 【００１０】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ＦＰＤ２１に対して回転させられるようにして配置
される。すなわちグリッド１５は、その面内で角度θだ
け回転させられている。 【００１１】グリッド１５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、図２に示すように鉛等のＸ線吸収
率の高い金属の板１６を多数、一定間隔で平行に並べた
ものを使用している（金属板１６の間の空間がＸ線吸収
率の低い空気で満たされている）。 【００１２】ＦＰＤ２１は、半導体Ｘ線検出器であり、
多数の検出画素２５がマトリックス状に平面的に並べら
れており（図２参照）、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２５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
経て画像処理装置２４に送られ、さらに図示しないが画
像モニター装置などに送られて表示される。 【００１３】このグリッド１５とＦＰＤ２１との位置関
係について図２を参照しながら詳しく説明する。この図
２は、グリッド１５とＦＰＤ２１とを、Ｘ線管１１側か
ら見た模式的な図である。上記のグリッド１５の回転角
度θは、ＦＰＤ２１の検出画素２５の配列間隔（画像サ
ンプリング周期）をＴｐとし、グリッド１５の金属板１
６のＦＰＤ２１の検出面への投影像の周期（投影周期）
をＴｇとし、ｎを任意の自然数とするとき、つぎの２つ
の式（１）、（２）のいずれかを満たすものとする。 Ｔｇ＝ｎ×Ｔｐ×sinθ…（１） Ｔｇ＝ｎ×Ｔｐ×cosθ…（２） 【００１４】さらに詳しく述べれば、図２は、ｎ＝３と
した場合に（１）式を満たすようにした配置関係を示
す。グリッド１５の金属板１６として示したものは、厳
密には金属板のＦＰＤ２１の検出面への投影像である。
この図２から分かるように、投影像１６がどの検出画素
２５にも均等にかかっているため、つまりグリッド１５
によって影になる量がどの検出画素２５でも同じになっ
ているので、検出画素２５の出力に空間的な周期性が現
れることがない。その結果、モアレ縞が現れない。 【００１５】上記の（２）式が満たされる場合は、図３
に示されている。この図３でもｎ＝３としている。図３
は、図２を９０°回転させかつ左右反転させた関係にあ
り、この関係を理解すれば図２と同じになっていること
が分かる。そのため、図２と同様の説明が成り立つ。 【００１６】ところで、実際には回転角度は厳密に上記
のθにしなくてもよいことが種々の実験および実際の目
視観察で確認できた。これらの実際的な経験によると、
実際の回転角度θｒはθに対してつぎの式を満たしてい
ればよい。 θ−５°＜θｒ＜θ＋５°…（３） 【００１７】具体的な例でさらに説明する。空間的サン
プリング周期（検出画素２５の間隔）Ｔｐが１５０μｍ
のＦＰＤ２１を用い、ＳＩＤ＝１０００ｍｍとした。こ
のようなＸ線撮影装置において、グリッド１５としては
投影周期Ｔｇが１００μｍとなるようなものを用いた場
合に、ｎ＝１として、（１）式よりグリッド１５の回転
角度θ＝４２°が得られた。これにしたがい、角度θ＝
４２°だけグリッド１５を回転させた場合、図４で示す
ような関係になる。この状態でＸ線撮影を行って画像を
得てみると、モアレ縞を除去することができた。なお、
（２）式を使えばθ＝４８°となるが、これは図４を９
０°回転させて見た場合と同じである。 【００１８】このような具体例において、回転角度θ＝
４０°〜４５°と変化させてＸ線撮影を行ったが、撮影
画像のモアレ縞が現れることはなかった。角度θの精度
は高い必要がなく、±５°程度のゆとりがあることがこ
の例でも分かる。 【００１９】さらに、上記の回転角度θ＝４２°でＳＩ
Ｄ＝８００ｍｍ〜１２００ｍｍと変化させてＸ線撮影を
行ってみたが、撮影画像上にモアレ縞が現れることはな
かった。ＳＩＤのこの程度の変化では、投影周期Ｔｇは
１００μｍからさほど変化しないため、上記の±５°の
許容誤差に収まったからであると推測できる。このよう
な許容誤差のため、ある条件でモアレ縞が消えるような
回転角度θを式（１）または（２）から求めて設定して
おけば、ＳＩＤを多少変化させても問題がないことが分
かる。 【００２０】なお、この具体例において、回転角度θ＝
０°とした場合は図５のようになり、グリッド１５の金
属板１６の並び方向（図の左右方向）において、投影像
１６が各検出画素２５にかかっている量、つまりグリッ
ド１５の金属板１６によって影になる量が、左右方向に
おいて周期的に変化しており、検出画素２５の出力に空
間的な周期性（左右方向での）が現れ、これがモアレ縞
として現れることになる。このようなモアレ縞を、上記
のようにたとえば４２°回転させることによって解消さ
せることができる。 【００２１】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・数値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。 【００２２】 【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、グリッドの空間的周波数特性とＸ線検
出器の空間的周波数特性との相違の基づいて発生するモ
アレ縞を、グリッドの位置精度を高めなければならない
問題などを回避しつつ、しかもきわめて簡単な構成で、
低コストで、効果的に抑制することができる。

【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線撮影装置の
ブロック図。 【図２】同実施形態における、ＦＰＤに対するグリッド
の回転角度の一例を説明するため、Ｘ線入射側からグリ
ッドおよびＦＰＤを見た模式図。 【図３】同実施形態における、ＦＰＤに対するグリッド
の回転角度の他の例を説明するため、Ｘ線入射側からグ
リッドおよびＦＰＤを見た模式図。 【図４】同実施形態における、ＦＰＤに対するグリッド
の回転角度の具体的な例を説明するため、Ｘ線入射側か
らグリッドおよびＦＰＤを見た模式図。 【図５】同具体例において、ＦＰＤに対するグリッドの
回転角度を０°とした場合にモアレ縞が発生することを
説明するため、Ｘ線入射側からグリッドおよびＦＰＤを
見た模式図。 【符号の説明】 １１ Ｘ線管 １２ 電源装置 １３ 曝射制御装置 １５ グリッド １６ グリッドのＸ線高吸収率板および
その投影像 ２１ ＦＰＤ ２２ ＦＰＤ読み出し部 ２３ Ａ／Ｄ変換器 ２４ 画像処理装置 ２５ ＦＰＤの検出画素 ３１ 被写体 ３２ 検査台

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G088 EE01 FF02 JJ05 JJ15 4C093 AA16 CA13 EB12 EB17 EB26 FA43 FA55

Claims (1)

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、Ｘ線の高吸収率部と低吸収
   率部とが交互に平行に配列されてなる散乱線除去用グリ
   ッドとを備え、該グリッドは、該グリッドの高・低吸収
   率部が平行に伸びていく方向と上記Ｘ線検出器の空間的
   サンプリング方向とが、以下で示される角度θｒ、つま
   り、上記Ｘ線検出器の空間的サンプリング周期をＴｐ、
   グリッドの上記Ｘ線検出器の検出面への投影周期をＴ
   ｇ、ｎを任意の自然数とするとき、つぎの２つの式
   （１）、（２）の一方を満たす角度θに対し、つぎの式
   （３）の関係にある角度θｒ Ｔｇ＝ｎ×Ｔｐ×sinθ ……（１） Ｔｇ＝ｎ×Ｔｐ×cosθ ……（２） θ−５°＜θｒ＜θ＋５°…（３） をなすように、それ自身の平面内で回転させられている
   ことを特徴とするＸ線撮影装置。