JP2006212173A - X-ray apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、被検体にコーン状X線ビームを照射するX線照射手段と、被検体を挟んで対向配置され、被検体を透過したコーン状X線ビームを検出してX線断層画像取得用のX線検出データを出力する2次元X線検出手段が、X線撮像系走査手段によるX線検出データ収集用走査に伴って移動しながら、コーン状X線ビームの照射とX線検出データの出力を行なうX線撮影装置に係り、特に撮影対象の被検体を透過したコーン状X線ビームを検出する際の2次元X線検出手段の出力応答速度が遅いのを補うための技術に関する。 The present invention is for obtaining an X-ray tomographic image by detecting a cone-shaped X-ray beam that is disposed opposite to an X-ray irradiation unit that irradiates a subject with a cone-shaped X-ray beam and sandwiches the subject. The two-dimensional X-ray detection means for outputting the X-ray detection data is moved along with the X-ray detection data collection scan by the X-ray imaging system scanning means, and the irradiation of the cone-shaped X-ray beam and the X-ray detection data The present invention relates to an X-ray imaging apparatus that performs output, and more particularly, to a technique for compensating for a slow output response speed of a two-dimensional X-ray detection means when detecting a cone-shaped X-ray beam that has passed through a subject to be imaged.
被検体のX線断層画像を撮影できるX線撮影装置のひとつとして、既に病院等で使われているX線CT装置がある。従来のX線CT装置の場合、図10に示すように、X線管61AとX線絞り61Bを具備して天板BDの上の被検体Mにコーン状X線ビームXBを照射するX線照射部61と、被検体Mを天板BDごと挟んでX線照射部61に対向配置され、被検体Mを透過したコーン状X線ビームXBを検出してX線CT画像(X線断層画像)取得用のX線検出データを出力するフラットパネル型X線検出器(2次元X線検出器)62とを備え、X線照射部61とフラットパネル型X線検出器(以下、適宜「FPD」と略記)62とを対向配置状態のままで被検体Mを間にして被検体Mの周りを180°以上の角度にわたって巡る周回型軌道に沿って移動させるX線検出データ収集用走査が行なわれる構成とされている。
As one of X-ray imaging apparatuses capable of capturing an X-ray tomographic image of a subject, there is an X-ray CT apparatus already used in a hospital or the like. In the case of a conventional X-ray CT apparatus, as shown in FIG. 10, the
従来のX線CT装置によるX線撮影の際は、X線検出データ収集用走査が行なわれるのに伴ってX線照射部61とFPD62が対向配置状態を維持したままで、例えば、図10(a)〜(c)に示すように、被検体Mの周りを180°にわたって巡りながら、コーン状X線ビームXBの照射とX線CT画像取得用のX線検出データの出力を行なう。
FPD62の後段では、FPD62から出力されるX線検出データが収集されると共に、収集されたX線検出データを再構成用アルゴリズムにしたがってコンピュータ演算方式で再構成処理して、被検体Mに仮想的に設定される3次元格子点マトリックスについてX線CT画像の画素信号用としてCT画像データが求められる。
そして、3次元格子点マトリックスについて求められたCT画像データにしたがって、撮影対象である被検体Mの断面についてのX線CT画像が取得される。
In the case of X-ray imaging by a conventional X-ray CT apparatus, the
In the subsequent stage of the FPD 62, X-ray detection data output from the FPD 62 is collected, and the collected X-ray detection data is reconstructed by a computer calculation method according to a reconstruction algorithm, and the subject M is virtually processed. CT image data is obtained for the pixel signal of the X-ray CT image with respect to the three-dimensional lattice point matrix set to.
Then, according to the CT image data obtained for the three-dimensional lattice point matrix, an X-ray CT image for the cross section of the subject M to be imaged is acquired.
こうして取得されたX線CT画像は、画像表示モニタ(図示省略)の画面に表示されたり、プリンタ(図示省略)で印刷されたりして、オペレータや医師の診断に供される(例えば特許文献1を参照。)。
従来のX線CT装置の場合、多数本のファン状X線ビームを束ねたものと等価なコーン状X線ビームXBを照射するので、一度のX線検出データ収集用走査で多数の被検体Mの断面(スライス面)についてのX線検出データを収集することができる。
The X-ray CT image acquired in this way is displayed on a screen of an image display monitor (not shown) or printed by a printer (not shown) to be used for diagnosis by an operator or a doctor (for example, Patent Document 1). See).
In the case of a conventional X-ray CT apparatus, since a cone-shaped X-ray beam XB equivalent to a bundle of a large number of fan-shaped X-ray beams is irradiated, a large number of subjects M can be obtained by a single X-ray detection data collection scan. X-ray detection data for the cross section (slice plane) can be collected.
また、コーン状X線ビームXBを照射する被検体MのX線断層画像を撮影するX線撮影装置として、X線検出データ収集用走査の際にX線管とFPDがそれぞれ被検体Mの一側と他側に設定されている非周回型軌道に沿って移動しながらコーン状X線ビームの照射とX線断層画像取得用のX線検出データの出力を行い、FPDの後段でX線検出データを画素毎に積分処理等することによりX線断層画像を取得する装置もある(例えば特許文献2を参照。)。
このX線撮影装置の場合、X線管およびFPDを被検体の周りを180°以上にわたって移動させずにX線検出データ収集用走査が行なえる。
In addition, as an X-ray imaging apparatus that captures an X-ray tomographic image of the subject M that is irradiated with the cone-shaped X-ray beam XB, an X-ray tube and an FPD are each one of the subject M during X-ray detection data collection scanning. X-ray detection is performed after the FPD by irradiating a cone-shaped X-ray beam and outputting X-ray detection data for X-ray tomographic image acquisition while moving along a non-circular orbit set on the other side There is also an apparatus that acquires an X-ray tomographic image by performing an integration process on data for each pixel (see, for example, Patent Document 2).
In the case of this X-ray imaging apparatus, X-ray detection data collection scanning can be performed without moving the X-ray tube and FPD around the subject over 180 ° or more.
しかしながら、上記従来のX線撮影装置は、コーン状X線ビームXBを検出するFPD62の出力応答速度が遅いという問題がある。具体的には、従来装置の場合、FPD62からX線断層画像取得用のX線検出データを所定時間毎に繰り返し読み出しては収集するのであるが、高速度(速い速度レート)でX線検出データを収集する時は、FPD62の出力応答速度が遅い(タイムラグが大きい)為に読み出し切れないX線検出データの読み出し残分が次々と蓄積されてFPD62に残像(焼き付け)となって現れる。FPD62の残像は、最終的に取得されるX線断層画像に、画質低下の原因であるアーティファクト(偽像)を生じる等の不都合を招来する。
However, the conventional X-ray imaging apparatus has a problem that the output response speed of the FPD 62 that detects the cone-shaped X-ray beam XB is slow. Specifically, in the case of the conventional apparatus, X-ray detection data for X-ray tomographic image acquisition is repeatedly read out from the FPD 62 every predetermined time and collected, but X-ray detection data is acquired at a high speed (fast speed rate). Are collected one after another because of the slow output response speed of the FPD 62 (the time lag is large), and the remainder of the X-ray detection data that cannot be read out appears as an afterimage (burn-in) on the
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、撮影対象の被検体を透過したコーン状X線ビームを検出する際の2次元X線検出手段の出力応答速度が遅いのを補うことができるX線撮影装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the output response speed of the two-dimensional X-ray detection means when detecting the cone-shaped X-ray beam transmitted through the subject to be imaged is slow. An object of the present invention is to provide an X-ray imaging apparatus capable of supplementing.
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1に記載の発明に係るX線撮影装置は、被検体にコーン状X線ビームを照射するX線照射手段と、被検体を挟んで対向配置され、被検体を透過したコーン状X線ビームを検出してX線断層画像取得用のX線検出データを出力する2次元X線検出手段と、X線照射手段と2次元X線検出手段とを対向配置状態のままで被検体を間にして移動させてX線検出データ収集用走査を行なうX線撮像系走査手段を備え、X線照射手段と2次元X線検出手段が、X線撮像系走査手段によるX線検出データ収集用走査により同期移動しながら、コーン状X線ビームの照射とX線検出データの出力を行なうX線撮影装置において、X線検出データ収集用走査の際のコーン状X線ビームの移動経路に沿った方向に対するコーン状X線ビームのビーム幅を2次元X線検出手段のX線検出面の幅よりも短くしてコーン状X線ビームにビーム短手方向をもたせるX線ビーム幅制限手段と、X線検出データ収集用走査と同期してX線検出面に対しコーン状X線ビームをビーム短手方向に相対的にスライドさせるX線ビーム同期スライド手段を備えていることを特徴とするものである。
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, the X-ray imaging apparatus according to the first aspect of the present invention is a cone-shaped device that is disposed opposite to an X-ray irradiating unit that irradiates a subject with a cone-shaped X-ray beam and sandwiches the subject and transmits the subject. A subject in which the two-dimensional X-ray detection means for detecting the X-ray beam and outputting X-ray detection data for acquiring an X-ray tomographic image, the X-ray irradiation means, and the two-dimensional X-ray detection means remain in an opposing arrangement state. X-ray imaging system scanning means for performing scanning for collecting X-ray detection data by moving the X-ray detection data, and the X-ray irradiation means and the two-dimensional X-ray detection means collect X-ray detection data by the X-ray imaging system scanning means. In an X-ray imaging apparatus that irradiates a cone-shaped X-ray beam and outputs X-ray detection data while moving synchronously by scanning for scanning, along the moving path of the cone-shaped X-ray beam at the time of scanning for collecting X-ray detection data Of cone-shaped X-ray beam with respect to different directions X-ray beam width limiting means for making the cone width shorter than the width of the X-ray detection surface of the two-dimensional X-ray detection means so that the cone-shaped X-ray beam has a shorter direction, and synchronization with X-ray detection data collection scanning The X-ray beam synchronizing slide means for sliding the cone-shaped X-ray beam relative to the X-ray detection surface in the beam short direction is provided.
[作用・効果]請求項1の発明のX線撮影装置によるX線撮影の際は、X線撮像系走査手段によって、被検体にコーン状X線ビームを照射するX線照射手段と、被検体を透過したコーン状X線ビームを検出してX線断層画像取得用のX線検出データを出力する2次元X線検出手段とを対向配置状態のままで被検体を間にして移動させてX線検出データ収集用走査が行なわれる。X線照射手段と2次元X線検出手段は、X線撮像系走査手段によるX線検出データ収集用走査により同期移動しながら、コーン状X線ビームの照射とX線検出データの出力を行なう。 [Operation / Effect] When performing X-ray imaging by the X-ray imaging apparatus according to the first aspect of the present invention, an X-ray irradiating means for irradiating a subject with a cone-shaped X-ray beam by an X-ray imaging system scanning means; The two-dimensional X-ray detection means that detects the cone-shaped X-ray beam that has passed through and outputs the X-ray detection data for acquiring the X-ray tomographic image is moved in the state of being opposed to the X-ray detection means. A scan for collecting line detection data is performed. The X-ray irradiation means and the two-dimensional X-ray detection means perform irradiation with a cone-shaped X-ray beam and output of X-ray detection data while moving synchronously by scanning for X-ray detection data collection by the X-ray imaging system scanning means.
そして、請求項1の発明のX線撮影装置の場合、X線ビーム幅制限手段によって、X線検出データ収集用走査の際のコーン状X線ビームの移動経路に沿った方向に対するコーン状X線ビームのビーム幅を2次元X線検出手段のX線検出面の幅よりも短くしてコーン状X線ビームにビーム短手方向をもたせてあるのに加え、X線ビーム同期スライド手段によって、X線検出データ収集用走査と同期してX線検出面に対しコーン状X線ビームがビーム短手方向へ向けて相対的にスライドさせられる。
その結果、2次元X線検出手段のX線検出面におけるX線ビームの検出エリアがX線検出データ収集用走査の進行に連れて刻々変化するので、2次元X線検出手段から読み出し切れずに生じるX線検出データの読み出し残分の蓄積が抑えられ、撮影対象の被検体を透過したコーン状X線ビームを検出する際の2次元X線検出手段の出力応答速度が遅いことに起因して2次元X線検出手段に生じる残像の程度は従来より弱められる。
In the case of the X-ray imaging apparatus according to the first aspect of the present invention, the cone-shaped X-ray in the direction along the moving path of the cone-shaped X-ray beam during the X-ray detection data collection scan is obtained by the X-ray beam width limiting means. In addition to the beam width of the beam being made shorter than the width of the X-ray detection surface of the two-dimensional X-ray detection means, the cone-shaped X-ray beam has a beam short direction, and the X-ray beam synchronization slide means The cone-shaped X-ray beam is slid relative to the X-ray detection surface in the beam short direction in synchronization with the line detection data acquisition scan.
As a result, the detection area of the X-ray beam on the X-ray detection surface of the two-dimensional X-ray detection means changes with the progress of the X-ray detection data acquisition scan, so that the reading from the two-dimensional X-ray detection means is not completed. Accumulation of the read residue of the X-ray detection data generated is suppressed, and the output response speed of the two-dimensional X-ray detection means when detecting the cone-shaped X-ray beam transmitted through the subject to be imaged is slow. The degree of afterimage generated in the two-dimensional X-ray detection means is weaker than before.
また、コーン状X線ビームのビーム幅はX線検出データ収集用走査に伴うコーン状X線ビームの移動経路に沿った方向に対してだけ短くすれば済むので、コーン状X線ビームの移動経路に沿わない方向に対しては短くする必要はなく、X線検出データ収集用走査による走査エリアが狭くなるようなことはない。
よって、請求項1の発明のX線撮影装置によれば、撮影対象の被検体を透過したコーン状X線ビームを検出する際の2次元X線検出手段の出力応答速度が遅いのを補うことができる。
Further, since the beam width of the cone-shaped X-ray beam only needs to be shortened with respect to the direction along the moving path of the cone-shaped X-ray beam associated with the X-ray detection data acquisition scan, the moving path of the cone-shaped X-ray beam. It is not necessary to shorten the direction not along the line, and the scanning area by the X-ray detection data collection scan is not narrowed.
Therefore, according to the X-ray imaging apparatus of the first aspect of the invention, it is compensated that the output response speed of the two-dimensional X-ray detection means when detecting the cone-shaped X-ray beam transmitted through the subject to be imaged is slow. Can do.
請求項2の発明のX線撮影装置は、請求項1に記載のX線撮影装置において、X線ビーム同期スライド手段は2次元X線検出器をX線検出データ収集用走査と同期してコーン状X線ビームのビーム短手方向に移動させることによりX線検出面に対しコーン状X線ビームをビーム短手方向に相対的にスライドさせるものである。 An X-ray imaging apparatus according to a second aspect of the present invention is the X-ray imaging apparatus according to the first aspect, wherein the X-ray beam synchronization slide means synchronizes the two-dimensional X-ray detector with the X-ray detection data collection scan and The cone X-ray beam is slid relative to the X-ray detection surface relative to the X-ray detection surface by moving the X-ray beam in the beam short direction.
[作用・効果]請求項2の発明の装置の場合、2次元X線検出器の方を移動させることによってX線検出面に対しコーン状X線ビームをビーム短手方向に相対的にスライドさせる。その結果、X線検出データ収集用走査中にX線照射光学系が同じ構成を保てるので、X線照射光学系の変動を伴わずにX線断層画像取得用のX線検出データが収集できる。
[Operation / Effect] In the case of the apparatus of the invention of
請求項3の発明のX線撮影装置は、請求項1に記載のX線撮影装置において、X線ビーム同期スライド手段はX線ビーム幅制限手段をX線検出データ収集用走査と同期してコーン状X線ビームのビーム短手方向に移動させることによりX線検出面に対しコーン状X線ビームをビーム短手方向に相対的にスライドさせるものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the X-ray imaging apparatus according to the first aspect, wherein the X-ray beam synchronizing slide means synchronizes the X-ray beam width limiting means with the X-ray detection data collection scan and the cone. The cone X-ray beam is slid relative to the X-ray detection surface relative to the X-ray detection surface by moving the X-ray beam in the beam short direction.
[作用・効果]請求項3の発明の装置の場合、2次元X線検出器より小型軽量であるX線ビーム幅制限手段の方を移動させることによりX線検出面に対しコーン状X線ビームをビーム短手方向に相対的にスライドさせるので、X線検出面に対するコーン状X線ビームの相対的なスライドが容易に行なえる。
[Operation and Effect] In the case of the apparatus of the invention of
請求項4の発明のX線撮影装置は、請求項1から3のいずれかに記載のX線撮影装置において、X線ビーム幅制限手段はコーン状X線ビームのビーム短手方向のビーム幅を2次元X線検出手段のX線検出面の幅の1/2以下〜1/4以上の範囲で短くすると共に、X線ビーム同期スライド手段はX線検出データ収集用走査に伴ってコーン状X線ビームをX線検出面の一端縁から他端縁にわたってスライドさせるものである。 An X-ray imaging apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the X-ray imaging apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the X-ray beam width limiting means sets the beam width of the cone-shaped X-ray beam in the beam short direction. The two-dimensional X-ray detection means is shortened in the range of ½ or less to ¼ or more of the width of the X-ray detection surface of the two-dimensional X-ray detection means. The line beam is slid from one edge to the other edge of the X-ray detection surface.
[作用・効果]請求項4の発明の装置の場合、コーン状X線ビームの移動経路に沿ったビーム短手方向についてはコーン状X線ビームのビーム幅が2次元X線検出手段のX線検出面の幅の1/2以下〜1/4以上の範囲であり、X線検出データ収集用走査に伴ってコーン状X線ビームをX線検出面の一端縁から他端縁にわたってスライドさせるので、X線検出データ収集用走査中にコーン状X線ビームが常時照射されているエリアが無く、その結果、X線検出面全域にわたってX線検出データの読み出し残分の蓄積が抑えられる。
なお、コーン状X線ビームのビーム幅をX線検出面の幅の1/2以下とするのは、ビーム幅がX線検出面の幅の1/2を超過すると、X線検出データ収集用走査中にコーン状X線ビームが常時照射されているエリアを完全に無くせないからである。また、コーン状X線ビームのビーム幅をX線検出面の幅の1/4以上とするのは、ビーム幅がX線検出面の幅の1/4未満だと、一度のX線検出データ収集用走査で多量のX線検出データが収集できるコーン状X線ビームのメリットが十分でなくなるからである。
[Operation / Effect] In the case of the apparatus of the invention of claim 4, the beam width of the cone-shaped X-ray beam is the X-ray of the two-dimensional X-ray detection means in the beam short direction along the moving path of the cone-shaped X-ray beam. The range of the detection surface is ½ or less to ¼ or more of the width of the detection surface, and the cone-shaped X-ray beam is slid from one edge of the X-ray detection surface to the other edge along with the X-ray detection data collection scan. In addition, there is no area where the cone-shaped X-ray beam is constantly irradiated during the X-ray detection data acquisition scan, and as a result, the accumulation of X-ray detection data read residue over the entire X-ray detection surface is suppressed.
It should be noted that the beam width of the cone-shaped X-ray beam is set to 1/2 or less of the width of the X-ray detection surface when the beam width exceeds 1/2 of the width of the X-ray detection surface. This is because the area where the cone-shaped X-ray beam is constantly irradiated during scanning cannot be completely eliminated. The cone width of the X-ray beam is set to 1/4 or more of the width of the X-ray detection surface when the beam width is less than 1/4 of the width of the X-ray detection surface. This is because the merit of the cone-shaped X-ray beam that can collect a large amount of X-ray detection data by the acquisition scan is not sufficient.
請求項5の発明のX線撮影装置は、請求項1から4のいずれかに記載のX線撮影装置において、X線撮像系走査手段は、X線検出データ収集用走査の際にX線照射手段と2次元X線検出手段をX線照射手段と2次元X線検出手段が被検体の周りを180°以上の角度にわたって巡る周回型軌道に沿って移動させるものである。 An X-ray imaging apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the X-ray imaging apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the X-ray imaging system scanning means performs X-ray irradiation during the X-ray detection data collection scan. The X-ray irradiating means and the two-dimensional X-ray detecting means are moved along a circular orbit around the subject over an angle of 180 ° or more.
[作用・効果]請求項5の発明の装置の場合、X線検出データ収集用走査に伴ってX線照射手段と2次元X線検出手段が被検体の周りを180°以上にわたって巡りながらコーン状X線ビームの照射とX線検出データの出力を行なうので、X線断層画像取得用のX線検出データを十分に収集できる。
[Operation / Effect] In the case of the apparatus of the invention of
請求項1の発明のX線撮影装置の場合、X線検出データ収集用走査の際のコーン状X線ビームの移動経路に沿った方向に対するコーン状X線ビームのビーム幅を2次元X線検出手段のX線検出面の幅よりも短くしてコーン状X線ビームにビーム短手方向をもたせてあるのに加え、X線検出データ収集用走査と同期してX線検出面に対しコーン状X線ビームがビーム短手方向へ向けて相対的にスライドさせられる構成を備えている。その結果、2次元X線検出手段のX線検出面におけるX線ビームの検出エリアがX線検出データ収集用走査の進行に連れて刻々変化するので、2次元X線検出手段から読み出し切れずに生じるX線検出データの読み出し残分の蓄積が抑えられ、撮影対象の被検体を透過したコーン状X線ビームを検出する際に2次元X線検出手段の出力応答速度が遅いことに起因して2次元X線検出手段に生じる残像は従来よりも弱められる。 In the case of the X-ray imaging apparatus according to the first aspect of the present invention, the beam width of the cone-shaped X-ray beam with respect to the direction along the moving path of the cone-shaped X-ray beam at the time of scanning for collecting X-ray detection data is detected two-dimensionally. The cone-shaped X-ray beam is made shorter than the width of the X-ray detection surface of the means so that the short side direction of the cone-shaped X-ray beam is in addition to the X-ray detection surface. The X-ray beam is configured to be relatively slid in the beam short direction. As a result, the detection area of the X-ray beam on the X-ray detection surface of the two-dimensional X-ray detection means changes with the progress of the X-ray detection data acquisition scan, so that the reading from the two-dimensional X-ray detection means is not completed. Accumulation of the readout residue of the X-ray detection data generated is suppressed, and the output response speed of the two-dimensional X-ray detection means is slow when detecting the cone-shaped X-ray beam transmitted through the subject to be imaged. The afterimage generated in the two-dimensional X-ray detection means is weaker than before.
また、コーン状X線ビームのビーム幅はX線検出データ収集用走査に伴うコーン状X線ビームの移動経路に沿った方向に対してだけ短くすれば済むので、コーン状X線ビームの移動経路に沿わない方向に対しては短くする必要はなく、X線検出データ収集用走査による走査エリアが狭くなるようなことはない。
よって、請求項1の発明のX線撮影装置によれば、撮影対象の被検体を透過したコーン状X線ビームを検出する際の2次元X線検出手段の出力応答速度が遅いのを補うことができる。
Further, since the beam width of the cone-shaped X-ray beam only needs to be shortened with respect to the direction along the moving path of the cone-shaped X-ray beam associated with the X-ray detection data acquisition scan, the moving path of the cone-shaped X-ray beam. It is not necessary to shorten the direction not along the line, and the scanning area by the X-ray detection data collection scan is not narrowed.
Therefore, according to the X-ray imaging apparatus of the first aspect of the invention, it is compensated that the output response speed of the two-dimensional X-ray detection means when detecting the cone-shaped X-ray beam transmitted through the subject to be imaged is slow. Can do.
この発明のX線撮影装置の実施例1を図面を参照して説明する。図1は実施例1に係るX線撮影装置の全体構成を示すブロック図である。
実施例1のX線透視撮影装置は、図1に示すように、X線管1AとX線絞り1Bを具備して天板BDの上の被検体Mにコーン状X線ビームXAを照射するX線照射部1と、被検体Mを天板BDごと挟んでX線照射部1に対向配置され、被検体Mを透過したコーン状X線ビームXAを検出してX線CT画像(X線断層画像)取得用のX線検出データを出力する2次元X線検出器であるフラットパネル型X線検出器(以下、適宜「FPD」と略記)2とよりなるX線撮像系を備え、X線検出データ収集用走査が行なわれるのに伴ってX線管1とFPD2を対向配置状態のままで被検体を間にして被検体Mの周りを180°以上(例えば180°あるいは360°)の角度にわたって巡る周回型軌道に沿って移動させられる構成とされている。
A first embodiment of the X-ray imaging apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating the overall configuration of the X-ray imaging apparatus according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the X-ray fluoroscopic apparatus according to the first embodiment includes an
このように実施例1の装置は、X線検出データ収集用走査に伴ってX線照射部1とFPD2が被検体Mの周りを180°以上にわたって巡りながらコーン状X線ビームXAの照射とX線検出データの出力を行なうので、X線断層画像取得用のX線検出データを十分に収集できる。
なお、以下では、説明の便宜上、X線検出データ収集用走査の際にX線照射部1とFPD2が被検体Mの周りを180°の角度で巡る場合について述べることとする。
As described above, in the apparatus of the first embodiment, the
In the following, for convenience of explanation, the case where the
実施例1の装置の場合、X線照射部1とFPD2は被検体Mが天板BDごと内側に入り込める内径を有する回転リング3に対向設置されている。X線検出データ収集用走査の際は、撮像系走査制御部5のコントロールに従ってリング回動機構部4が回転リング3を矢印RAで示す回転リング3の円周方向に回転させる。そして、回転リング3の回転に伴ってX線照射部1とFPD2が被検体Mの周りを巡りながら、X線照射部1がX線照射制御部6のコントロールに従ってコーン状X線ビームXAを照射すると共に、FPD2が被検体Mを透過したコーン状X線ビームXAを検出してX線CT画像取得用のX線検出データを出力する。つまり、実施例1の装置では、リング回動機構部4と撮像系走査制御部5が、X線検出データ収集用走査を行なうX線撮像系走査手段として配備されている。
In the case of the apparatus according to the first embodiment, the
FPD2の後段には、X線検出データ収集用走査に伴って収集されるX線検出データを記憶する検出データメモリ7と、検出データメモリ7に収集記憶されたX線検出データを再構成用アルゴリズムに従いコンピュータ処理演算方式で再構成処理して被検体Mに仮想的に設定される3次元格子点マトリックスについてX線CT画像の画素信号用としてのCT画像データを求める再構成処理部8と、再構成処理部8で求められたCT画像データを被検体Mに仮想的に設定される3次元格子点マトリックスと対応付けて記憶する画像データメモリ9が配備されている。
In the subsequent stage of the
加えて、実施例1の装置では、CT画像データにしたがってX線CT画像を取得するCT画像取得部10およびX線CT画像を記憶する画像メモリ11やX線CT画像などを表示する表示用モニタ12の他、X線撮影の実行に必要な指令やデータの入力を行なう操作部13が配備されている。そして、オペレータ等が表示用モニタ12の画面上で操作部13を使って入力する等して指定した画像取得位置のX線CT画像を、CT画像取得部10が画像データメモリ9に記憶されているCT画像データにしたがって取得すると共に、CT画像取得部10により取得されたX線CT画像が、必要に応じて画像メモリ11により記憶されたり、さらには表示用モニタ12の画面に映し出されて表示されたりする。
In addition, in the apparatus according to the first embodiment, a CT
そして、実施例1の装置の場合、図2や図3にも示すように、X線絞り1Bは、X線検出データ収集用走査の際のコーン状X線ビームXAの移動経路に沿った方向に対するコーン状X線ビームXAのビーム幅XLをFPD2のX線検出面Xaの幅XDよりも短くしてコーン状X線ビームXAに(図2に矢印図示するように)ビーム短手方向RXをもたせるX線ビーム幅制限手段を兼ねている。なお、コーン状X線ビームXAのビーム長手方向RYのビーム幅YLは特に短くすることはなくてX線検出面Xaの幅YDと略等幅としている。
また、FPD2の場合、図4に示すように、X線検出面Xaに多数のX線検出素子2aが横方向(X方向)と縦方向(Y方向)にマトリックス配置されている。したがって、FPD2のY方向のX線検出素子ライン数(行数)と同数の被検体Mのスライス面についてのX線検出データを一度のX線検出データ収集用走査で収集できる。
In the case of the apparatus according to the first embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the
In the case of the
X線絞り1Bは、図3に示すように、ビーム短手方向RXのビーム幅XLを規定する2枚のX線非透過性リーフ1Ba,1Bbとビーム長手方向RYのビーム幅YLを規定する2枚のX線非透過性リーフ1Bc,1Bdとから構成されている。
なお、実施例1の装置のX線絞り1Bの場合、コーン状X線ビームXAをビーム短手方向RXのビーム幅XLがFPD2のX線検出面Xaの幅XDの1/2以下〜1/4以上の範囲で短くする構成とされているのに加え、X線非透過性リーフ1Ba,1Bbをビーム短手方向RXと平行な向きに移動させてコーン状X線ビームXAのビーム幅XLを調節したり、X線非透過性リーフ1Bc,1Bdをビーム長手方向RYと平行な向きに移動させてコーン状X線ビームXAのビーム幅YLを調節したりできる構成とされている。
As shown in FIG. 3, the
In the case of the
加えて、実施例1の装置は、FPDスライド制御部15のコントロールに従ってFPD2をX線検出データ収集用走査と同期してコーン状X線ビームXAのビーム短手方向RXに移動させるFPDスライド機構部16を備えている。つまり、実施例1の装置では、FPDスライド制御部15とFPDスライド機構部16が、X線検出データ収集用走査と同期してX線検出面Xaに対しコーン状X線ビームXAをビーム短手方向RXに相対的にスライドさせるX線ビーム同期スライド手段として配備されている。
In addition, the apparatus according to the first embodiment includes an FPD slide mechanism unit that moves the
さらに、これらFPDスライド制御部15とFPDスライド機構部16は、X線検出データ収集用走査に伴ってコーン状X線ビームXAをX線検出面Xaの一端縁から他端縁にわたってスライドさせる構成とされている。即ち、図5(a)に示すように、X線検出データ収集用走査の開始時点では、コーン状X線ビームXAの右端縁をX線検出面Xaの右端縁に位置させた状態とし、図5(b)に示すように、X線検出データ収集用走査の終了時に始めて、コーン状X線ビームXAの左端縁をX線検出面Xaの左端縁に到達させるスライド態様でFPD2が動かされるのである。
Further, the FPD
なお、FPD2のスライド態様は上記に限られるものではない。例えば一度のX線検出データ収集用走査の間にFPD2がビーム短手方向RXに行来し、一度のX線検出データ収集用走査でコーン状X線ビームXAがX線検出面Xaの両端縁の間を往復するようなスライド態様であってもよい。
また、主制御部14は、操作部13による指令ないしデータの入力あるいはX線撮影の進行に応じて適時に適当な指令信号を各部に送出し、装置を正常に稼働させる司令塔の役割を担っている。
The slide mode of the
Further, the
続いて、上述した構成を有する実施例1のX線撮影装置による180°の角度にわたるX線検出データ収集用走査を実行する時の状況に即して説明する。
X線検出データ収集用走査の開始時点では、図6(a)に示すように、X線照射部1とFPD2が水平に向き合っていると共に、図5(a)に示すように、コーン状X線ビームXAの右端縁がX線検出面Xaの右端縁に位置している。
Next, a description will be given in accordance with a situation when the X-ray detection data collection scan over an angle of 180 ° is performed by the X-ray imaging apparatus according to the first embodiment having the above-described configuration.
At the start of the X-ray detection data collection scan, as shown in FIG. 6A, the
X線検出データ収集用走査が開始された後は、図6(b)に示すように、X線照射部1とFPB2が対向状態を維持したまま被検体Mの周りを回転してゆくと共に、FPB2がX線検出データ収集用走査と同期してコーン状X線ビームXAのビーム短手方向RXに動き続ける。また、X線検出データ収集用走査の進行に伴って、X線照射部1によるコーン状X線ビームXAの照射と、FPD2から出力されるX線検出データの収集とが行なわれる。
After the X-ray detection data collection scan is started, as shown in FIG. 6B, the
そして、X線検出データ収集用走査の終了時点では、図6(c)に示すように、X線照射部1とFPD2が走査開始時とは位置が反対になった状態で再び水平に向き合っていると共に、図5(b)に示すように、コーン状X線ビームXAの左端縁がX線検出面Xaの左端縁に位置している。
Then, at the end of the X-ray detection data collection scan, as shown in FIG. 6C, the
以上に詳述したように実施例1の装置の場合、X線検出データ収集用走査の際のコーン状X線ビームXAの移動経路に沿った方向に対するコーン状X線ビームXAのビーム幅XLをFPD2のX線検出面Xaの幅XDよりも短くしてコーン状X線ビームXAにビーム短手方向RXをもたせてあるのに加え、X線検出データ収集用走査と同期してX線検出面Xaに対しコーン状X線ビームXAがビーム短手方向RXへ向けて相対的にスライドさせられる構成を備えていて、FPD2のX線検出面XaにおけるX線ビームの検出エリアがX線検出データ収集用走査の進行に連れて刻々変化するので、FPD2から読み出し切れずに生じるX線検出データの読み出し残分の蓄積が抑えられ、撮影対象の被検体Mを透過したコーン状X線ビームXAを検出する際にFPD2の出力応答速度が遅いことに起因してFPD2に生じる残像は従来よりも弱められる。
As described in detail above, in the case of the apparatus of the first embodiment, the beam width XL of the cone-shaped X-ray beam XA with respect to the direction along the moving path of the cone-shaped X-ray beam XA at the time of scanning for collecting X-ray detection data is set. In addition to the width XD of the X-ray detection surface Xa of the
また、コーン状X線ビームXAのビーム幅はX線検出データ収集用走査に伴うコーン状X線ビームXAの移動経路に沿った方向に対してだけ短くすれば済むので、コーン状X線ビームXAの移動経路に沿わない方向に対しては短くする必要はなく、X線検出データ収集用走査による走査エリアが狭くなることもない。
よって、実施例1のX線撮影装置によれば、撮影対象の被検体Mを透過したコーン状X線ビームXAを検出する際のFPD2の出力応答速度が遅いのを、適切に補うことができる。
Further, the beam width of the cone-shaped X-ray beam XA only needs to be shortened with respect to the direction along the moving path of the cone-shaped X-ray beam XA accompanying the X-ray detection data acquisition scan. It is not necessary to shorten the direction that does not follow the movement path, and the scanning area by the X-ray detection data collection scan is not narrowed.
Therefore, according to the X-ray imaging apparatus of the first embodiment, it is possible to appropriately compensate for the slow output response speed of the
また、実施例1の装置では、FPD2の方を移動させることによってX線検出面Xaに対しコーン状X線ビームXAをビーム短手方向RXに相対的にスライドさせる構成であり、X線検出データ収集用走査中にX線照射光学系が同じ構成を保てるので、X線照射光学系の変動を伴わずにX線断層画像取得用のX線検出データを収集できる。
In the apparatus of the first embodiment, the
加えて、実施例1の装置の場合、コーン状X線ビームXAの移動経路に沿ったビーム短手方向RXについてはコーン状X線ビームXAのビーム幅XLがFPD2のX線検出面Xaの幅XDの1/2以下〜1/4以上の範囲であると共に、X線検出データ収集用走査に伴ってコーン状X線ビームXAをX線検出面Xaの一端縁から他端縁にわたってスライドさせるので、X線検出データ収集用走査中にコーン状X線ビームXAが常時照射され続けるエリアが無く、その結果、X線検出面Xaの全域にわたってX線検出データの読み出し残分の蓄積を抑えられる。
なお、コーン状X線ビームXAのビーム幅XLをX線検出面Xaの幅XDの1/2以下とするのは、ビーム幅XLがX線検出面Xaの幅XDの1/2を超過すると、X線検出データ収集用走査中にコーン状X線ビームXAが常時照射されているエリアを完全に無くせないからである。コーン状X線ビームXAのビーム幅XLをX線検出面Xaの幅XDの1/4以上とするのは、ビーム幅XLがX線検出面Xaの幅XDの1/4未満だと、一度のX線検出データ収集用走査で多量のX線検出データが収集できるコーン状X線ビームXAのメリットが十分でなくなるからである。
In addition, in the case of the apparatus of the first embodiment, the beam width XL of the cone-shaped X-ray beam XA is the width of the X-ray detection surface Xa of the
Note that the beam width XL of the cone-shaped X-ray beam XA is set to 1/2 or less of the width XD of the X-ray detection surface Xa when the beam width XL exceeds 1/2 of the width XD of the X-ray detection surface Xa. This is because the area where the cone-shaped X-ray beam XA is always irradiated during the X-ray detection data acquisition scan cannot be completely eliminated. The beam width XL of the cone-shaped X-ray beam XA is set to ¼ or more of the width XD of the X-ray detection surface Xa when the beam width XL is less than ¼ of the width XD of the X-ray detection surface Xa. This is because the merit of the cone-shaped X-ray beam XA that can collect a large amount of X-ray detection data by the X-ray detection data acquisition scan becomes insufficient.
実施例2に係るX線撮影装置を説明する。図7は実施例2に係るX線撮影装置の全体構成を示すブロック図である。
実施例2のX線撮影装置は、絞りスライド制御部17のコントロールに従ってX線絞り1BをFPD2をX線検出データ収集用走査と同期してコーン状X線ビームXAのビーム短手方向RXに移動させる絞りスライド機構部18を備えている。即ち、実施例2の装置は、絞りスライド制御部17と絞りスライド機構部18が、X線検出データ収集用走査と同期してX線検出面Xaに対しコーン状X線ビームXAをビーム短手方向RXに相対的にスライドさせるX線ビーム同期スライド手段として配備されている以外は、実施例1の装置と実質的に同一であるので、実施例1の装置と相違する点のみを説明し、共通する点についての説明は省略する。
An X-ray imaging apparatus according to
In the X-ray imaging apparatus according to the second embodiment, the
絞りスライド制御部17と絞りスライド機構部18は、やはりX線検出データ収集用走査に伴ってコーン状X線ビームXAをX線検出面Xaの一端縁から他端縁にわたってスライドさせる構成とされている。即ち、図8(a)に示すように、X線検出データ収集用走査の開始時点では、コーン状X線ビームXAの右端縁をX線検出面Xaの右端縁に位置させた状態とし、図8(b)に示すように、X線検出データ収集用走査の終了時に始めて、コーン状X線ビームXAの左端縁をX線検出面Xaの左端縁に到達させるスライド態様でX線絞り1Bを動かす。
The diaphragm
なお、X線絞り1Bのスライド態様は上記に限られるものではなく、例えば一度のX線検出データ収集用走査の間にX線絞り1Bがビーム短手方向RXに行来し、一度のX線検出データ収集用走査でコーン状X線ビームXAがX線検出面Xaの両端縁の間を往復するようなスライド態様であってもよい。
また、実施例2の装置の場合、X線検出データ収集用走査の進行に伴ってX線絞り1Bが動く時は4枚のX線非透過性リーフ1Ba〜1Bdが一斉に移動すると共にX線非透過性リーフ1Ba,1Bbはコーン状X線ビームXAのビーム幅XLが常に一定幅に維持されるように移動量が調節される構成とされている。しかし、X線非透過性リーフ1Bc,1Bdの寸法が長ければ、X線検出データ収集用走査の進行に伴ってX線絞り1Bが動く時に2枚のX線非透過性リーフ1Ba,1Bbだけが移動し、残り2枚のX線非透過性リーフ1Bc,1Bdは移動しない構成であってもよい。つまり、実施例2の装置の場合、絞りスライド機構部18によるX線絞り1Bの移動態様として、X線非透過性リーフ1Ba,1Bbだけが移動する態様も挙げられるのである。
Note that the slide mode of the
In the case of the apparatus of the second embodiment, when the
続いて、上述した構成を有する実施例2のX線撮影装置による180°の角度にわたるX線検出データ収集用走査の実行する時の状況に即して説明する。
X線検出データ収集用走査の開始時点では、図9(a)に示すように、X線照射部1とFPD2が水平に向き合っていると共に、図8(a)に示すように、コーン状X線ビームXAの右端縁がX線検出面Xaの右端縁に位置している。
Next, a description will be given according to the situation when the X-ray detection data collection scan over the angle of 180 ° is performed by the X-ray imaging apparatus of the second embodiment having the above-described configuration.
At the start of the X-ray detection data collection scan, as shown in FIG. 9A, the
X線検出データ収集用走査が開始された後は、図9(b)に示すように、X線照射部1とFPB2が対向状態を維持したまま被検体Mの周りを回転してゆくのと同時平行的に、FPD2からのX線検出データの読み出しが行なわれると共に、X線絞り1BがX線検出データ収集用走査と同期してコーン状X線ビームXAのビーム短手方向RXに動き続ける。また、X線検出データ収集用走査の進行に伴って、X線照射部1によるコーン状X線ビームXAの照射と、FPD2から出力されるX線検出データの収集とが行なわれる。
After the scan for collecting X-ray detection data is started, as shown in FIG. 9B, the
X線検出データ収集用走査中のX線絞り1Bの動きにより、実施例2の装置でも、FPD2のX線検出面XaにおけるX線ビームの検出エリアがX線検出データ収集用走査の進行に連れて刻々変化するので、FPD2から読み出し切れずに生じるX線検出データの読み出し残分の蓄積が抑えられ、撮影対象の被検体Mを透過したコーン状X線ビームXAを検出する際にFPD2の出力応答速度が遅いことに起因してFPD2に生じる残像がやはり弱められる。
Due to the movement of the
そして、X線検出データ収集用走査の終了時点では、図9(c)に示すように、X線照射部1とFPD2が走査開始時とは位置が反対になった状態で再び水平に向き合っていると共に、図8(b)に示すように、コーン状X線ビームXAの左端縁がX線検出面Xaの左端縁に位置している。
Then, at the end of the X-ray detection data collection scan, as shown in FIG. 9C, the
以上に述べたように、実施例2の装置の場合、FPD2より小型軽量のX線絞り1Bの方を移動させることによってX線検出面Xaに対しコーン状X線ビームXAをビーム短手方向RXに相対的にスライドさせるので、X線検出面Xaに対するコーン状X線ビームXAの相対的なスライドが容易に行なえる。
As described above, in the case of the apparatus according to the second embodiment, the cone-shaped X-ray beam XA is moved in the beam short direction RX with respect to the X-ray detection surface Xa by moving the
この発明は、上記の実施例に限られるものではなく、以下のように変形実施することも可能である。
(1)実施例1,2の装置の場合、FPD2またはX線絞り1Bのどちらか一方を移動させることによってX線検出面Xaに対しコーン状X線ビームXAをビーム短手方向RXに相対的にスライドさせる構成であったが、FPD2とX線絞り1Bの両方を移動させることによってX線検出面Xaに対しコーン状X線ビームXAをビーム短手方向RXに相対的にスライドさせる他は実施例と同一の構成である装置を、変形例として挙げることができる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.
(1) In the case of the apparatus according to the first and second embodiments, the cone-shaped X-ray beam XA is relative to the X-ray detection surface Xa by moving either the
(2)実施例1,2の装置は、X線検出データ収集用走査が行なわれるのに伴ってX線照射部1とFPD2を対向配置状態のままで被検体を間にして被検体Mの周りを180°以上の角度にわたって巡る周回型軌道に沿って移動させられる構成であったが、この発明は、X線検出データ収集用走査の際にX線照射部1とFPD2がそれぞれ被検体Mの一側と他側に設定されている非周回型軌道に沿って移動(例えば、逆方向に平行移動)しながらコーン状X線ビームXAの照射とX線断層画像取得用のX線検出データの出力を行い、FPDの後段でX線検出データを画素毎に積分処理、あるいは、再構成用アルゴリズムに従って再構成処理することによりX線断層画像を取得する装置に適用することもできる。
(2) In the apparatuses of Examples 1 and 2, as the X-ray detection data collection scan is performed, the
(3)実施例1,2の装置は、被検体Mを透過したコーン状X線ビームをFPDにより検出する構成であったが、この発明はFPD以外の2次元X線検出器により被検体Mを透過したコーン状X線ビームを検出する装置にも適用することができる。 (3) Although the apparatus of Examples 1 and 2 is configured to detect the cone-shaped X-ray beam transmitted through the subject M by the FPD, the present invention uses the two-dimensional X-ray detector other than the FPD to detect the subject M. The present invention can also be applied to an apparatus that detects a cone-shaped X-ray beam that has passed through the beam.
(4)実施例1,2の装置は、X線絞り1Bが、X線検出データ収集用走査の際のコーン状X線ビームXAの移動経路に沿った方向に対するコーン状X線ビームXAのビーム幅XLをFPD2のX線検出面Xaの幅XDよりも短くしてコーン状X線ビームXAにビーム短手方向RXをもたせるX線ビーム幅制限手段を兼用している構成であったが、このX線ビーム幅制限手段はX線絞り1Bと別に付設配備した構成であってもよい。
(4) In the apparatus of the first and second embodiments, the
(5)実施例1,2の装置は、医用のX線撮影装置であったが、この発明は、工業用あるいは原子力用のX線撮影装置にも適用することができる。 (5) Although the apparatuses of Examples 1 and 2 are medical X-ray imaging apparatuses, the present invention can also be applied to industrial or nuclear X-ray imaging apparatuses.
1 … X線照射部(X線照射手段)
1A … X線管(X線照射手段の一部)
1B … X線絞り(X線照射手段の一部かつX線ビーム幅制限手段)
2 … FPD(2次元X線検出手段)
4 … リング回動機構部(X線撮像系走査手段の一部)
5 … 撮像系走査制御部(X線撮像系走査手段の一部)
15 … FPDスライド制御部(X線ビーム同期スライド手段の一部)
16 … FPDスライド機構部(X線ビーム同期スライド手段の一部)
17 … 絞りスライド制御部(X線ビーム同期スライド手段の一部)
18 … 絞りスライド機構部(X線ビーム同期スライド手段の一部)
M … 被検体
XA … コーン状X線ビーム
Xa … X線検出面
XD … X線検出面の幅
XL … (コーン状X線ビームのビーム短手方向の)ビーム幅
RX … (コーン状X線ビームの)ビーム短手方向
1 ... X-ray irradiation part (X-ray irradiation means)
1A X-ray tube (part of X-ray irradiation means)
1B: X-ray aperture (a part of X-ray irradiation means and X-ray beam width limiting means)
2 ... FPD (two-dimensional X-ray detection means)
4 ... Ring rotation mechanism (part of X-ray imaging system scanning means)
5: Imaging system scanning control unit (part of X-ray imaging system scanning means)
15 ... FPD slide control part (a part of X-ray beam synchronous slide means)
16 ... FPD slide mechanism (part of X-ray beam synchronous slide means)
17 ... Aperture slide control unit (part of X-ray beam synchronized slide means)
18 ... Aperture slide mechanism (part of X-ray beam synchronized slide means)
M ... subject XA ... cone-shaped X-ray beam Xa ... X-ray detection surface XD ... width of X-ray detection surface XL ... beam width (in the beam transverse direction of cone-shaped X-ray beam) RX ... (cone-shaped X-ray beam ) Beam short direction
Claims (5)
5. The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein the X-ray imaging system scanning unit irradiates the X-ray irradiation unit and the two-dimensional X-ray detection unit during X-ray detection data collection scanning. An X-ray imaging apparatus in which the means and the two-dimensional X-ray detection means are moved along a circular orbit around the subject over an angle of 180 ° or more.
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Cited By (1)
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CN113456091A (en) * | 2020-03-31 | 2021-10-01 | 西门子医疗有限公司 | Method for recording extended X-ray recordings |
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- 2005-02-03 JP JP2005027470A patent/JP2006212173A/en active Pending
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CN113456091A (en) * | 2020-03-31 | 2021-10-01 | 西门子医疗有限公司 | Method for recording extended X-ray recordings |
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