JP2003116837A - 放射線診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広範囲の領域であって、歪みが少なく、分解
能が高い３次元画像を短時間に得ることができ、また、
Ｘ線被曝量を従来の装置に比して大幅に削減することが
できる。 【解決手段】 回転駆動装置３１は、放射線源１０と２
次元センサ２０を一体として被検体５０を周回させる。
Ｘ線管球１３は、Ｘ線をパルス的に被検体５０に照射す
る。Ｘ線／光変換素子２１は、Ｘ線透過像を光学的像に
変換する。ＣＣＤカメラ２３は、この光学的像を撮像す
る。情報処理装置４０は、得られる複数方向の２次元画
像を基に３次元画像を再構成し、ディスプレイモニタ４
６は、この３次元画像を表示する。コントローラ３９
は、被検体５０の大きさに基づいて、Ｘ線管球１３とＸ
線／光変換素子２１の距離及びＸ線管球１３の焦点サイ
ズを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、放射線診断装置に
関し、特に３次元画像を得ることができる放射線診断装
置に関する。 【０００２】 【従来の技術】放射線診断装置としては、例えば所謂Ｘ
線テレビジョン装置やＸ線ＣＴ（Computer Tomograph
y）装置等が知られている。 【０００３】従来のＸ線テレビジョン装置は、被検体に
Ｘ線を照射して得られるＸ線透過像を所謂Ｘ線イメージ
インテンシファイアで明るい光学的像に変換し、この光
学的像をビデオカメラで撮像するようになっている。し
たがって、このＸ線テレビジョン装置では、２次元画像
を得ることができるが、３次元画像（多断層面の像）を
得ることができなかった。また、Ｘ線イメージインテン
シファイアは、最大でも１４インチ（直径が約３５ｃ
ｍ）であり、大視野を得ることができず、例えば胸部全
体をカバーすることができなかった。また、画像歪みが
大きく、振動や地磁気の影響を受けやすいという問題も
あった。 【０００４】一方、従来のＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線源と１
次元アレイセンサを一体として被検体を周回させ、１次
元アレイセンサから得られる複数方向の１次元の透過像
から例えば所謂コンボリュージョン・バックプロジェク
ション法（参考文献：L. A.Feldkamp, L. C. Davis, an
d J. W. Kress, "Practical cone-beam algorithm,"J.
Opt. Soc. Am. A/Vol. 1, No. 6 612-619/June 1984）
や高速フーリエ変換（ＦＦＴ）法により断層面の像を形
成するようになっている。したがって、このＸ線ＣＴ装
置では、例えば、１回転する毎に高々２〜３枚の断層面
の像しか得ることができず、多断層面の像、例えば１２
８断層面の像を得るためには、１断層当たり５秒とする
と、６４０（＝５×１２８）秒の時間を要してしまう。
したがって、患者を対象とする臨床装置としては不十分
であり、また、Ｘ線被曝量が膨大になるという問題があ
った。換言すると、被曝量を考慮すると、患者の頭と足
を結ぶ体軸方向の分解能をあまり高くすることができな
かった。 【０００５】以上のように、従来のＸ線テレビジョン装
置では、３次元画像を得ることができない等の問題があ
り、一方、従来のＸ線ＣＴ装置では、３次元画像を得る
ことはできるが、時間がかかる、Ｘ線被曝量が大きい、
体軸方向の分解能が悪い等の問題があった。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
実情に鑑みてなされたものであり、広範囲の領域であっ
て、歪みが少なく、分解能が高い３次元画像を短時間に
得ることができる放射線診断装置の提供を目的とするも
のである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明に係る放射線診断装置は、ファン角度をも
って放射線を被写体に照射する放射線源と、放射線源と
被検体を介して対向する位置に配設されるとともに、平
面状の形状を有し、被検体を透過した放射線の強度分布
を検出する２次元放射線検出手段と、放射線源と２次元
放射線検出手段との距離を可変とする駆動手段と、放射
線源と２次元放射線検出手段を一体として被検体を周回
させる回転駆動手段と、２次元放射線検出手段からの複
数方向の放射線の強度分布に基づいて、３次元画像を形
成する情報処理手段とを備える。そして、放射線源が被
検体を周回しながら所定の回転角度毎に放射線を被検体
に照射し、２次元放射線検出手段で検出される複数方向
の強度分布としての２次元画像情報により、３次元画像
情報を形成する。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る放射線診断装
置の一実施例を図面を参照しながら説明する。図１は、
本発明を適用した放射線診断装置の具体的な構成を示す
ブロック図である。この放射線診断装置は、図１に示す
ように、放射線を出力する放射線源１０と、放射線源１
０と被検体５０を介して対向する位置に配設され、被検
体５０を透過した放射線の強度分布を検出する２次元セ
ンサ２０と、放射線源１０と２次元センサ２０を一体と
して被検体５０を周回させたり、放射線源１０と２次元
センサ２０間の距離を変える等を行う駆動装置３０と、
２次元センサ２０からの複数方向の放射線の強度分布に
基づいて、３次元画像を形成する情報処理装置４０とを
備える。 【０００９】さらに、上述の放射線源１０は、上述の図
１に示すように、制御装置１１と、制御装置１１の制御
のもとに高電圧を発生する高電圧発生器１２と、高電圧
発生器１２からの高電圧により放射線、例えばＸ線を出
力するＸ線管球１３とから構成され、Ｘ線管球１３は、
少なくとも２つの所謂焦点サイズを有し、それらが選択
できるようになっている。 【００１０】また、上述の２次元センサ２０は、同じく
図１に示すように、被検体５０を透過したＸ線を可視光
に変換するＸ線／光変換素子２１と、Ｘ線／光変換素子
２１からの可視光の光軸を直角に曲げるミラー２２と、
Ｘ線／光変換素子２１で形成される光学的像を撮影する
ＣＣＤビデオカメラ（以下、単にＣＣＤカメラとい
う。）２３とから構成される。 【００１１】また、上述の駆動装置３０は、同じく図１
に示すように、放射線源１０と２次元センサ２０を一体
として被検体５０を周回させる回転駆動装置３１と、回
転駆動装置３１で回転された回転角度を検出する回転角
度検出器３２と、Ｘ線管球１３とＸ線／光変換素子２１
間の距離を可変とする管球駆動装置３３と、Ｘ線管球１
３の焦点サイズを切り換え選択する焦点サイズ切換器３
４と、被検体５０である患者を載置する寝台３５と、寝
台３５を患者の体軸方向に移動する寝台駆動装置３６
と、ＣＣＤカメラ２３を取り付け、カメラの光軸方向に
移動するカメラ取付台３７と、カメラ取付台３７を、ミ
ラー２２で反射された可視光の光軸方向に移動するカメ
ラ位置駆動装置３８と、これらを制御するコントローラ
３９とを備える。 【００１２】そして、この放射線診断装置では、Ｘ線管
球１３からのＸ線を被検体５０に照射して得られるＸ線
透過像をＸ線／光変換素子２１で可視光の像（光学的
像）に変換し、この光学的像をＣＣＤカメラ２３で撮像
するとともに、以上の動作を、回転駆動装置３１により
放射線源１０と２次元センサ２０を一体として被検体５
０を周回させ、所定の回転角度毎に、すなわち所定の周
期で繰り返し、得られる複数方向の２次元画像に基づい
て、３次元画像を形成するようになっている。 【００１３】具体的には、制御装置１１は、所定の管電
圧及び管電流を短い時間であって所定の周期（以下、パ
ルス的という。）でＸ線管球１３に印加するように高電
圧発生器１２を制御する。例えば、制御装置１１は、被
検体５０である患者の頭と足を結ぶ体軸に直交する面に
おいてＸ線管球１３と２次元センサ２０が一体となって
１８０＋α度回転（αは所謂ファン（fan）角度であ
り、以下単にＸ線管球１３が半回転という）する間に、
Ｘ線照射回数が１２０回以上となるように高電圧発生器
１２を制御する。そして、Ｘ線管球１３からのＸ線は寝
台３５に載置された被検体５０を透過し、この結果、Ｘ
線／光変換素子２１には、被検体５０内部のＸ線吸収係
数μの差異による強度分布を有するＸ線が入射される。
なお、Ｘ線管球１３の回転角度は、例えば１回転（３６
０＋α度）としてもよい。 【００１４】Ｘ線／光変換素子２１は、Ｘ線阻止能力に
優れた希土類元素を含む蛍光体、例えばＧｄ_２Ｏ_２Ｓ：
Ｔｂ、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕ等からなるとともに、その形
状が例えば胸部全体をカバーできる平面状のものであ
り、Ｘ線を可視光に変換する。Ｘ線／光変換素子２１か
らの可視光は、ミラー２２でその光軸が直角に曲げら
れ、ＣＣＤカメラ２３に入射されて、光学的像の撮影が
行われる。そして、ＣＣＤカメラ２３からのビデオ信号
は、情報処理装置４０に供給される。ところで、上述の
ように、Ｘ線／光変換素子２１としてＸ線阻止能力に優
れた希土類元素を含む蛍光体を用いるとともに、ミラー
２２で可視光の光軸を曲げ、ＣＣＤカメラ２３にＸ線／
光変換素子２１で変換されなかったＸ線が照射されない
ようにすることにより、Ｘ線に起因するＣＣＤカメラ２
３の故障を未然に防止することができる。なお、ＣＣＤ
カメラの代わりに、例えば所謂撮像管を用いたビデオカ
メラを用いてもよい。 【００１５】情報処理装置４０は、例えば上述の図１に
示すように、ＣＣＤカメラ２３からのビデオ信号をディ
ジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４１と、Ａ／Ｄ変換
器４１からのディジタルビデオ信号を記憶する外部記憶
装置４２と、回転角度検出器３２からの回転角度情報に
基づいて、Ａ／Ｄ変換器４１からのディジタルビデオ信
号の取り込み等を制御する中央演算装置（以下、ＣＰＵ
という。）４３と、外部記憶装置４２から読み出された
ディジタルビデオ信号に輝度補正等の前処理を施すとと
もに、前処理されたディジタルビデオ信号、すなわち複
数方向の２次元画像に基づいて３次元画像を形成する画
像再構成ユニット４４と、画像再構成ユニット４４から
の３次元画像に必要に応じて輪郭抽出等の画像処理を施
す画像処理装置４５と、画像処理装置４５からの３次元
画像データに基づいた画像を表示するとともに、画面上
の位置等が指定可能なディスプレイモニタ４６とから構
成される。 【００１６】そして、Ａ／Ｄ変換器４１は、ＣＣＤカメ
ラ２３からのビデオ信号、例えば輝度信号をディジタル
信号に変換し、得られる輝度データはＣＰＵ４３の制御
のもとに外部記憶装置４２に記憶される。具体的には、
回転角度検出器３２は、放射線源１０と２次元センサ２
０が一体となって被検体５０を周回するときの回転角度
を検出し、ＣＰＵ４３は、この回転角度情報に基づき、
上述したＸ線管球１３のパルス的な照射に同期して輝度
データを収集し、収集した輝度データを外部記憶装置４
２に記憶するように制御を行う。すなわち、被検体５０
に照射するＸ線をパルス的にすることにより、連続的に
照射する場合と比較して、被検体５０の無駄な被曝を防
ぐことができるとともに、例えば、照射時間が短いの
で、Ｘ線の照射強度を高めることができ、所謂Ｓ／Ｎ
（Signal to Noise ratio）を改善することができる。
なお、例えば、輝度データを外部記憶装置４２に記憶す
る代わりに、情報処理装置４０の内部メモリに記憶する
ようにしてもよい。 【００１７】このようにして、外部記憶装置４２に記憶
された複数方向（例えば１２０以上の方向）の輝度デー
タは、再びＣＰＵ４３の制御のもとに読み出されて、画
像再構成ユニット４４に供給される。 【００１８】画像再構成ユニット４４は、読み出された
輝度データに幾何的な歪みを補正する幾何歪補正、輝度
補正、輝度データをＸ線吸収データに変換する等の前処
理を施し、得られる複数方向のＸ線吸収データを用い
て、例えば所謂コンボリュージョン・バックプロジェク
ション法や高速フーリエ変換（ＦＦＴ）法により、複数
の断層面の像（３次元画像データ）を形成し、この３次
元画像データを画像処理装置４５に供給する。 【００１９】具体的には、例えば図２に示すように、ス
テップＳＴ１において、画像再構成ユニット４４は、操
作者が３次元画像データを全領域にわたって形成するよ
うに操作を行ったかを判断し、該当するときはステップ
ＳＴ３に進み、該当しないときはステップＳＴ２に進
む。 【００２０】ステップＳＴ２において、画像再構成ユニ
ット４４は、ステップＳＴ１において指定された領域に
おける断層面が体軸方向の断層面か、体軸に直交する方
向の断層面かを判断し、体軸方向のときはステップＳＴ
５に進み、体軸に直交する方向のときはステップＳＴ４
に進む。 【００２１】ステップＳＴ３において、画像再構成ユニ
ット４４は、３次元画像データを形成する領域を全領域
としてステップＳＴ１１に進む。 【００２２】ステップＳＴ４において、画像再構成ユニ
ット４４は、３次元画像データを形成する領域を指定領
域としてステップＳＴ１１に進む。 【００２３】また、ステップＳＴ５において、画像再構
成ユニット４４は、３次元画像データを形成する領域を
指定領域としてステップＳＴ２１に進む。 【００２４】ステップＳＴ１１において、画像再構成ユ
ニット４４は、内蔵するメモリの３次元画像データを記
憶するための再構成領域を初期化、例えば値を０とし、
ステップＳＴ１２に進む。 【００２５】ステップＳＴ１２において、Ｘ線の強度は
中心部が強く、周辺部が弱くなることから、画像再構成
ユニット４４は、予め測定したＸ線強度分布に基づい
て、位置によるバラツキを補正する。すなわち、例え
ば、予め測定した最大輝度分布、最小輝度分布をそれぞ
れＭ(x,y)、Ｂ(x,y)とし、収集された回転角度ｄにおけ
る輝度データをｉ_ｄ(x,y)とすると、画像再構成ユニッ
ト４４は、下記式１により補正後の輝度データＩ_ｄ(x,
y)を求め、ステップＳＴ１３に進む。 【００２６】 Ｉ_ｄ(x,y)＝（ｉ_ｄ(x,y)−Ｂ(x,y)）／（Ｍ(x,y)−Ｂ(x,y)） ・・・式１ ステップＳＴ１３において、Ｘ線は吸収体内を通過する
と指数関数で強度が低下することから、画像再構成ユニ
ット４４は、補正後の輝度データＩ_ｄ(x,y)から吸収係
数（Ｘ線吸収データ）Ｐ_ｄ(x,y)を例えば下記式２によ
り求め、ステップＳＴ１４に進む。なお、Ｈは任意の係
数であり、その値は例えば１０００である。 【００２７】 Ｐ_ｄ(x,y)＝Ｈ−（Ｈ／LogＨ）×Log(Ｈ×Ｉ_ｄ(x,y)) ・・・式２ ステップＳＴ１４において、画像再構成ユニット４４
は、Ｘ線吸収データＰ_ｄ(x,y)と補正関数（例えばShepp
とLoganの補正関数）のコンボリュージョン（重畳積
分）を行い、投影データを生成した後、ステップＳＴ１
５に進む。 【００２８】ステップＳＴ１５において、画像再構成ユ
ニット４４は、ステップＳＴ１１において初期化した再
構成領域に投影データを累積的に記憶し、ステップＳＴ
１６に進む。 【００２９】ステップＳＴ１６において、画像再構成ユ
ニット４４は、全方向の投影データを累積的に記憶した
かを判断し、該当するときはステップＳＴ１７に進み、
該当しないときはステップＳＴ１２に戻る。すなわち、
ステップＳＴ１２〜ステップＳＴ１６のループにおい
て、例えば３次元構成となっている再構成領域の各画素
位置に、各方向からの投影データを逆投影（バックプロ
ジェクション）して順次累積する。この結果、再構成領
域には３次元の吸収係数画像が形成される。ところで、
画像再構成ユニット４４は、ステップＳＴ３を介してこ
のループを実行したときは、全領域にわたって吸収係数
画像を形成するが、ステップＳＴ４を介してこのループ
を実行すると、指定された領域、例えば体軸に直交する
１枚あるいは複数枚の断層面の吸収係数画像を形成す
る。 【００３０】ステップＳＴ１７において、画像再構成ユ
ニット４４は、再構成領域に形成された吸収係数画像の
各画素の値を、予め測定されている空気及び水の吸収係
数値で校正して、所謂ＣＴナンバ値に変換する。かくし
て、画像再構成ユニット４４は、ＣＴナンバ値からなる
３次元画像データ（複数の断層面の像）を形成する。と
ころで、バックプロジェクション法により３次元画像デ
ータを形成するには、多くの演算が必要であり（時間が
かかり）、この放射線診断装置では、バックプロジェク
ション法により、全領域における３次元画像データを形
成する前に、上述したように所望の領域を指定し、この
領域における１枚あるいは複数枚の断層面の像であっ
て、ＣＴナンバからなる２次元画像データ（体軸に直交
する断層面の像）を形成し、後述するようにこの２次元
画像データに基づいた画像をディスプレイモニタ４６に
表示することができ、操作者は表示された画像を観察し
て、収集した輝度データの良否、例えばノイズ等の影響
の有無を短時間で確認することができる。換言すると、
例えば雑音が多く、再度輝度データの収集が必要か否か
を、患者を待たせることなく判断することができる。 【００３１】一方、ステップＳＴ２１において、画像再
構成ユニット４４は、再構成領域を初期化して、ステッ
プＳＴ２２に進む。 【００３２】ステップＳＴ２２において、画像再構成ユ
ニット４４は、上述の式１により補正後の輝度データＩ
_ｄ(x,y)を求め、ステップＳＴ２３に進む。 【００３３】ステップＳＴ２３において、画像再構成ユ
ニット４４は、補正後の輝度データＩ_ｄ(x,y)からＸ線
吸収データＰ_ｄ(x,y)を上述の式２により求め、ステッ
プＳＴ２４に進む。 【００３４】ステップＳＴ２４において、画像再構成ユ
ニット４４は、Ｘ線吸収データＰ_ｄ(x,y)と補正関数の
コンボリュージョンを行い、投影データを生成した後、
ステップＳＴ２５に進む。 【００３５】ステップＳＴ２５において、画像再構成ユ
ニット４４は、全周にわたって投影データを生成したか
を判断し、該当するときはステップＳＴ２６に進み、該
当しないときはステップＳＴ２２に戻る。 【００３６】ステップＳＴ２６において、画像再構成ユ
ニット４４は、再構成領域におけるステップＳＴ５で指
定した指定領域の各画素位置に、各方向からの投影デー
タをバックプロジェクションして順次累積し、ステップ
ＳＴ２７に進む。この結果、再構成領域には、体軸方向
における１枚あるいは複数枚の２次元の吸収係数画像が
形成される。すなわち、全領域に対してバックプロジェ
クションを行っていないので、短時間に２次元の吸収係
数画像を得ることができる。 【００３７】ステップＳＴ２７において、画像再構成ユ
ニット４４は、再構成領域に形成された吸収係数画像の
各画素の値を、ＣＴナンバ値に変換する。かくして、画
像再構成ユニット４４は、ＣＴナンバ値からなる１枚あ
るいは複数枚の２次元画像データ（体軸方向における断
層面の像）を形成する。そして、この２次元画像データ
はディスプレイモニタ４６に表示され、操作者は表示さ
れた画像を観察して、収集した輝度データの良否を判断
する。すなわち、上述した体軸に直交する断層面の像を
得る場合と同様に、輝度データの良否判断を、バックプ
ロジェクションを全領域において実行することなく、短
時間で行うことができる。なお、例えば、画像再構成ユ
ニット４４を用いる代わりに、ＣＰＵ４３で上述の処理
を行うようにしてもよい。 【００３８】画像処理装置４５は、３次元画像データに
必要に応じて輪郭抽出等の画像処理を施して、ディスプ
レイモニタ４６に供給する。ディスプレイモニタ４６
は、３次元画像データあるいは輪郭抽出等の画像処理が
施された３次元画像データに基づいた３次元画像を表示
する。また、ディスプレイモニタ４６は、必要に応じて
画像処理装置４５から供給される体軸方向あるいは体軸
に直交する方向の２次元画像データに基づいた２次元画
像を表示する。すなわち、従来の装置が上述したように
１２８枚の断層面の像を得るのに６４０秒を要していた
のに、この放射線診断装置では、Ｘ線管球１３を半回転
あるいは１回転する間に、ＣＣＤカメラ２３の水平ある
いは垂直方向の分解能に対応する多断層面の像を得るこ
とができる。換言すると、この放射線診断装置では、分
解能が高い３次元画像を短時間に得ることができる。し
たがって、この放射線診断装置は、患者を対象とする臨
床装置として実用に適し、また、Ｘ線被曝量を従来の装
置に比して大幅に削減することができる。また、Ｘ線／
光変換素子２１を上述したように大きな平面状のものと
することにより、広範囲であって歪みが少ない３次元画
像を得ることができる。さらに、この放射線診断装置で
は、上述のようにＸ線イメージインテンシファイアを用
いていないので、振動や地磁気の影響を受けない。 【００３９】つぎに、上述した駆動装置３０の動作につ
いて説明する。この放射線診断装置では、ＣＣＤカメラ
２３からのビデオ信号を直接ディスプレイモニタ４６に
供給し、すなわち従来の技術で述べたＸ線テレビジョン
装置と同様な使用状態においてディスプレイモニタ４６
に表示された画像を観察し、関心がある領域又は病巣が
画面の略中央に位置するように被検体５０を移動した
り、被検体５０の大きさに応じて所謂拡大率を変えるこ
とができるようになっている。 【００４０】具体的には、ディスプレイモニタ４６は、
画面上の位置や領域を指定することができる例えば所謂
ライトペンを具備したものであり、例えば、操作者がラ
イトペンを用いてディスプレイモニタ４６の画面上で関
心がある箇所を指示（マーク）すると、コントローラ３
９は、ディスプレイモニタ４６からのマークされた位置
を示す位置情報に基づいて、マークされた位置が画面の
略中央に位置するための移動量を求め、この移動量を示
す制御信号を寝台駆動装置３６に供給する。寝台駆動装
置３６は、この制御信号に基づいて寝台３５を被検体５
０の体軸方向に駆動する。その後、上述したように複数
方向の２次元画像に基づいて３次元画像を形成すること
により、ディスプレイモニタ４６には、関心がある領域
又は病巣の３次元画像が画面の略中央に位置するように
表示される。なお、画面上の位置等を指示するポインテ
ィングデバイスとしては、上述のライトペン以外に、所
謂マウス、ジョイスティック、タブレット等としてもよ
い。 【００４１】また、例えば、拡大率は、Ｘ線管球１３と
被検体５０の距離と、Ｘ線管球１３とＸ線／光変換素子
２１の距離との比に基づくことから、コントローラ３９
は、ディスプレイモニタ４６からの画面に表示されてい
る被検体５０の像のプロファイル（輪郭）情報に基づい
て、表示されている被検体５０の像が所望の大きさ、例
えば画面の７５％以上を占めるＸ線管球１３とＸ線／光
変換素子２１間の距離を求め、この距離を示す制御信号
を管球駆動装置３３に供給する。管球駆動装置３３は、
この制御信号に基づいてＸ線管球１３を駆動する。ま
た、このとき、コントローラ３９は、Ｘ線管球１３とＸ
線／光変換素子２１間の距離に応じて最適な焦点サイズ
を求め、焦点サイズを選択するための制御信号を焦点サ
イズ切換器３４に供給する。焦点サイズ切換器３４は、
この制御信号に基づいてＸ線管球１３の焦点サイズを切
り換える。その後、上述したように複数方向からの２次
元画像に基づいて３次元画像を形成することにより、デ
ィスプレイモニタ４６には、被検体５０の３次元画像
が、所望の大きさ、例えば画面の７５％以上となるよう
に表示される。換言すると、Ｘ線を有効利用できるとと
もに、分解能を高めることができる。 【００４２】ところで、表示画像の大きさを調整する手
段は、上述のＸ線管球１３とＸ線／光変換素子２１間の
距離を変える以外に、例えば上述の図１に示すように、
ＣＣＤカメラ２３を、ミラー２２で反射された可視光の
光軸方向に移動するようにしてもよい。具体的には、コ
ントローラ３９は、ディスプレイモニタ４６からの画面
に表示されている被検体５０の像のプロファイル情報に
基づいて、表示されている被検体５０の像の大きさがＣ
ＣＤカメラ２３の所謂画角の例えば７５％以上を占める
ＣＣＤカメラ２３の位置を求め、この位置を示す制御信
号をカメラ位置駆動装置３８に供給する。カメラ位置駆
動装置３８は、この制御信号に基づいてカメラ取付台３
７を可視光の光軸方向に移動する。この結果、ディスプ
レイモニタ４６には、被検体５０の３次元画像が、画面
の７５％以上となるように表示されるとともに、上述と
同様な効果を得ることができる。また、例えばＣＣＤカ
メラ２３をズームレンズを具備したビデオカメラとし、
ズーミングをコントローラ３９で制御するようにしても
よい。 【００４３】以上の説明でも明らかなように、本発明に
係る放射線診断装置では、放射線、例えばＸ線を被検体
に照射し、被検体を透過したＸ線の強度分布を検出する
とともに、放射線出力手段と２次元放射線検出手段を一
体として被検体を周回させ、複数方向の放射線の強度分
布に基づいて、３次元画像を形成することにより、分解
能が高い３次元画像を短時間に得ることができる。換言
すると、この放射線診断装置は、患者を対象とする臨床
装置として実用に適し、また、Ｘ線被曝量を従来の装置
に比して大幅に削減することができる。さらに、Ｘ線／
光変換素子の形状は大きな平面状のものとすることがで
き、広範囲であって歪みが少ない３次元画像を得ること
ができる。 【００４４】また、Ｘ線／光変換素子を希土類元素を含
む蛍光体とすることにより、この蛍光体を透過するＸ線
を阻止することができ、ＣＣＤカメラの故障を未然に防
ぐことができる。 【００４５】また、放射線出力手段と２次元放射線検出
手段間の距離を変化させ、またこのとき、放射線出力手
段と２次元放射線検出手段間の距離に応じて焦点サイズ
を切り換えることにより、所望の大きさの３次元画像を
得ることができる。換言すると、Ｘ線を有効利用できる
とともに、分解能を高めることができる。 【００４６】また、２次元放射線検出手段として、例え
ばズームレンズを具備したＣＣＤカメラや、光軸方向に
移動可能なＣＣＤカメラ等を用いることにより、２次元
放射線検出手段の画角を調節することができ、所望の大
きさの３次元画像を得ることができる。 【００４７】また、被検体である患者を載置する寝台
と、寝台を患者の体軸方向に移動する寝台駆動手段と、
２次元放射線出力手段からの放射線の強度分布に基づい
た画像を表示する表示手段と、寝台駆動手段を制御する
制御手段とを備え、表示手段に表示される被検体の像の
プロファイルに基づいて、制御手段によって関心領域が
表示手段の画面の略中央に位置するように寝台駆動手段
を制御することにより、関心領域又は病巣の３次元画像
を画面の略中央に位置するように表示することができ
る。 【００４８】また、被検体である患者の体軸方向又は体
軸方向に直交する方向の２次元画像を、コンボリュージ
ョン・バックプロジェクション法によって３次元画像を
形成する前に形成することにより、２次元放射線検出手
段で検出した複数方向の放射線の強度分布が有効か否か
を予め判断することができる。 【００４９】 【発明の効果】以上の説明でも明らかなように、本発明
に係る放射線診断装置は、ファン角度をもって放射線を
被写体に照射する放射線源と、放射線源と被検体を介し
て対向する位置に配設されるとともに、平面状の形状を
有し、被検体を透過した放射線の強度分布を検出する２
次元放射線検出手段と、放射線源と２次元放射線検出手
段との距離を可変とする駆動手段と、放射線源と２次元
放射線検出手段を一体として被検体を周回させる回転駆
動手段と、２次元放射線検出手段からの複数方向の放射
線の強度分布に基づいて、３次元画像を形成する情報処
理手段とを備える。そして、放射線源が被検体を周回し
ながら所定の回転角度毎に放射線を被検体に照射し、２
次元放射線検出手段で検出される複数方向の強度分布と
しての２次元画像情報により、３次元画像情報を形成す
る。このような放射線診断装置では、広範囲の領域であ
って、歪みが少なく、分解能が高い３次元画像を短時間
に得ることができる。この結果として、Ｘ線被曝量を従
来の装置に比して大幅に削減することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明を適用した放射線診断装置の具体的な構
成を示すブロック図である。 【図２】放射線診断装置を構成する画像再構成ユニット
の具体的な動作を説明するためのフローチャートであ
る。 【符号の説明】 １０ 放射線源、１１ 制御装置、１２ 高電圧発生
器、１３ Ｘ線管球、２０２次元センサ、２１ Ｘ線／
光変換素子、２２ ミラー、２３ ＣＣＤカメラ、３０
駆動装置、３１ 回転駆動装置、３２ 回転角度検出
器、３３ 管球駆動装置、３４ 焦点サイズ切換器、３
５ 寝台、３６ 寝台駆動装置、３７ カメラ取付台、
３８ カメラ位置駆動装置、３９ コントローラ、４０
情報処理装置、４１ Ａ／Ｄ変換器、４２ 外部記憶
装置、４３ ＣＰＵ、４４ 画像再構成ユニット、４５
画像処理装置、４６ ディスプレイモニタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 館野 之男 千葉県千葉市稲毛区穴川４丁目９番１号 科学技術庁 放射線医学総合研究所内 (72)発明者 神保 昌夫 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 日下部 正宏 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 佐藤 一雅 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 岡崎 勉 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 4C093 AA08 AA22 CA27 EA02 EB10 EB12 EB13 EB17 EC28 EC29 FA15 FA53 FF02 FF42

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ファン角度をもって放射線を被写体に照
   射する放射線源と、 上記放射線源と上記被検体を介して対向する位置に配設
   されるとともに、平面状の形状を有し、上記被検体を透
   過した放射線の強度分布を検出する２次元放射線検出手
   段と、 上記放射線源と上記２次元放射線検出手段との距離を可
   変とする駆動手段と、 上記放射線源と上記２次元放射線検出手段を一体として
   上記被検体を周回させる回転駆動手段と、 上記２次元放射線検出手段からの複数方向の放射線の強
   度分布に基づいて、３次元画像を形成する情報処理手段
   とを備え、 上記放射線源が上記被検体を周回しながら所定の回転角
   度毎に放射線を上記被検体に照射し、上記２次元放射線
   検出手段で検出される複数方向の強度分布としての２次
   元画像情報により、上記３次元画像情報を形成すること
   を特徴とする放射線診断装置。