JP2006271513A - Ｘ線断層撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の断面の断層画像を被曝線量増加と撮影時間長期化を避けつつ注目部位を顕在化させて取得できるうえに、奥行き感をもって断層画像が観察できるようにする。
【解決手段】この発明の装置は、Ｘ線管１とＦＰＤ２の１回の同期移動で基準断面ＭＡと複数の平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎの断層画像が取得されるトモシンセシス方式であるので、被検体Ｍの被曝線量の増加および撮影時間の長期化を避けつつ複数の断面の断層画像が取得でき、また高管電圧と低管電圧のＸ線透過画像を差し引くことで得られたサブトラクション画像を加算して断層画像を取得するデュアルエネルギー方式であるので、断層画像の中の注目部位を顕在化させられるうえ、基準断面ＭＡと各平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎの断層画像が順に表示されるので、奥行き感をもって断層画像が観察できる。
【選択図】 図１

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線管と、被検体の透過Ｘ線像を検出するＸ線受像器とを、コーン状Ｘ線ビームの中心とＸ線受像器の中心が常に一致するようにＸ線管とＸ線受像器とを被検体を挟んで互いに反対方向に同期移動させながらＸ線管にＸ線照射を繰り返させると共に、Ｘ線管によるＸ線照射毎にＸ線受像器から出力されるＸ線検出信号にしたがって取得されるＸ線透過画像を加算することにより、被検体に設定された撮影対象である裁断断面の断層画像を取得するＸ線断層撮影装置に係り、特に被検体における複数の断面の断層画像を取得する為の技術に関する。

従来、Ｘ線断層撮影装置として、図６に示すように、被検体Ｍにコーン状Ｘ線ビームを照射するＸ線管５１と、被検体Ｍの透過Ｘ線像を検出するＸ線受像器５２とを、コーン状Ｘ線ビームの中心とＸ線受像器５２の中心が常に一致するようにＸ線管５１とＸ線受像器５２とを被検体Ｍを挟んで互いに反対方向に同期移動させながらＸ線管５１にＸ線照射を繰り返させると共に、Ｘ線管５１によるＸ線照射毎にＸ線受像器５２から出力されるＸ線検出信号にしたがって取得されるＸ線透過画像を加算することにより、被検体Ｍにおける照準位置へ設定された撮影対象の裁断断面ｍａの断層画像を取得する構成の装置が病院等の医療機関で用いられている。なお、図６の上では裁断断面ｍａが直線の形で示されているが、もちろん裁断断面ｍａは図面に対して垂直な向きに拡がりを有する平面である。

即ち、より具体的に言えば、裁断断面ｍａに位置する点Ａ，Ｂが、常にＸ線受像器５２の受像面５２ａの同一点ａ，点ｂに投影されるように、Ｘ線管５１とＸ線受像器５２を同期移動させるのである。こうすると、裁断断面ｍａから外れた位置の点Ｃは、Ｘ線管５１とＸ線受像器５２の同期移動に伴って起こるコーン状Ｘ線ビームの照射方向の変化につれて受像面５２ａでの投影位置が変化する。Ｘ線管５１が位置Ｐ１にある時のコーン状Ｘ線ビームの照射方向では、点Ｃが受像面５２ａの点ｃ１に投影され、Ｘ線管５１が異なる位置Ｐ２に移った時のコーン状Ｘ線ビームの照射方向では、点Ｃが受像面５２ａの点ｃ２に投影される。
したがって、Ｘ線透過画像を加算することで断層画像を取得すれば、点Ａ，Ｂの信号は集積されて集中するので、断層画像では点Ａ，Ｂが鮮明となるのに対し、点Ｃの信号は断層画像全体にばらまかれて（分配されて）分散するので、断層画像では点Ｃはボケる。点Ｃが裁断断面ｍａから離れている距離が大きくなるほどボケ度合も大きくなる。その結果、裁断断面ｍａだけが鮮明に撮影された断層画像が、画像の加算という比較的簡単な処理で取得できることになる。

一方、近年、図６のＸ線断層撮影装置において、Ｘ線管５１とＸ線受像器５２の１回の同期移動の間にＸ線管５１の管電圧を高低の間で交互に切り換えると共に、Ｘ線透過画像を加算する前に、経時的に隣り合う高管電圧のＸ線透過画像と低管電圧のＸ線透過画像を適当な係数をそれぞれ掛けて差し引くことによりサブトラクション画像を取得してから画像の加算を行なうデュアルエネルギー方式の装置も提案されている（例えば、特許文献１，２を参照。）。
高管電圧のＸ線透過画像と低管電圧のＸ線透過画像に掛ける係数を適当に調整することにより、例えば肺臓組織などの軟部組織は実質的に写らないで専ら肋骨などの骨部組織だけが写っている断層画像を取得したり、骨部組織は実質的に写らないで専ら軟部組織（例えば肺部組織）だけが写っている軟部組織画像を取得したりできる。つまり、デュアルエネルギーＸ線撮影方式の装置の場合、骨部または肺部などの注目部位を顕在化させた断層画像を取得することが可能となるのである。

他方、図６のＸ線断層撮影装置において、照準位置となる撮影対象の裁断断面ｍａを基準断面として、基準断面の表側ないし裏側に所定距離を隔てて被検体Ｍに設定された基準断面と平行な複数の平行断面の断層画像も、Ｘ線管５１によるＸ線照射毎にＸ線受像器５２から出力されるＸ線検出信号にしたがって得たＸ線透過画像を利用して取得できるトモシンセシス方式の装置もある。トモシンセシス方式の装置の場合、Ｘ線管５１によるＸ線照射毎にＸ線受像器５２から出力されるＸ線検出信号にしたがって取得されるＸ線透過画像を基準断面からの距離に応じて修正を施して加算することにより、各平行断面の断層画像を取得できる。

特開２００４−１７３８５６号公報（２〜３頁，図１） 特開２００２−３２５７５６号公報（３頁４欄，図２〜図５）

しかしながら、上述した従来のデュアルエネルギー方式のＸ線断層撮影装置の場合、Ｘ線管５１とＸ線受像器５２の１回の同期移動で撮影できる断層画像が１枚だけであるので、被検体Ｍの複数の断面の断層画像を撮影する場合には、Ｘ線管５１とＸ線受像器５２の同期移動を繰り返し行なわなければならず、被検体Ｍの被曝線量が増加するのに加え、撮影時間も長くなるという問題がある。

また、上述したトモシンセシス方式の場合、Ｘ線管５１とＸ線受像器５２の１回の同期移動で複数の断面の断層画像が取得できるけれども、取得した断層画像において注目部位が明瞭に現れていないという事態が往々にして起こり、適切な診断が妨げられるという問題がある。また、複数枚の断層画像が取得できても、各断層画像が別々の断層画像として表示されるのであれば、断層画像を奥行き感をもって観察することは出来ず、トモシンセシス方式の持つ威力を十分に発揮させられない。

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、被検体における複数の断面の断層画像を、被曝線量の増加および撮影時間の長期化を回避しつつ注目部位を顕在化させる状態で取得できるのに加え、取得された断層画像を奥行き感をもって観察することができるＸ線断層撮影装置を提供することを目的とする。

請求項１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線断層撮影装置は、被検体にコーン状Ｘ線ビームを照射するＸ線管と、被検体の透過Ｘ線像を検出するＸ線受像器と、コーン状Ｘ線ビームの中心とＸ線受像器の中心が常に一致する状態でＸ線管とＸ線受像器とを被検体を挟んで互いに反対方向に同期移動させる同期移動手段と、同期移動手段による１回の同期移動の間にＸ線管の管電圧を高低の間で交互に切り換えながらＸ線管にＸ線照射を繰り返させる制御を行なうＸ線照射制御手段と、Ｘ線管によるＸ線照射毎にＸ線受像器から出力されるＸ線検出信号にしたがって被検体に照準位置となる撮影対象の裁断断面として設定された基準断面の断層画像の取得に必要なＸ線透過画像を取得する基準断面用画像取得手段と、基準断面の表側ないし裏側に所定距離を隔てて被検体に設定された基準断面と平行な複数の平行断面の断層画像の取得に必要なＸ線透過画像を前記基準断面用画像取得手段により取得されたＸ線透過画像に基づいて各平行断面ごとに取得する平行断面用画像取得手段と、基準断面および平行断面の断層画像の取得に必要な各Ｘ線透過画像について経時的に隣り合う高管電圧のＸ線透過画像と低管電圧のＸ線透過画像を差し引くことによりサブトラクション画像を基準断面および各平行断面ごとに取得する画像サブトラクション手段と、画像サブトラクション手段で取得したサブトラクション画像を加算することによりＸ線断層画像を基準断面および各平行断面ごとに取得する断層画像取得手段と、断層画像取得手段により取得された基準断面および各平行断面の設定位置（裁断位置）の各断層画像を順に表示する断層画像表示手段とを備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１の発明のＸ線断層撮影装置で断層撮影が実行される場合、被検体にコーン状Ｘ線ビームを照射するＸ線管と被検体の透過Ｘ線像を検出するＸ線受像器とが、同期移動手段によってコーン状Ｘ線ビームの中心とＸ線受像器の中心が常に一致する状態で被検体を挟んで互いに反対方向に移動する同期移動が１回行なわれる間、Ｘ線照射制御手段による制御によりＸ線管の管電圧が高低の間で交互に切り換えられながらＸ線管からコーン状Ｘ線ビームが被検体に繰り返し照射される。
一方、Ｘ線受像器の後段では、基準断面用画像取得手段によりＸ線管によるＸ線照射毎にＸ線受像器から出力されるＸ線検出信号にしたがって被検体に照準位置となる撮影対象の裁断断面として設定された基準断面の断層画像の取得に必要なＸ線透過画像が取得される。他方、画像サブトラクション手段によって、基準断面の断層画像の取得に必要な各Ｘ線透過画像について経時的に隣り合う高管電圧のＸ線透過画像と低管電圧のＸ線透過画像を差し引くことによりサブトラクション画像が取得された後、断層画像取得手段によってサブトラクション画像が加算されることによりＸ線断層画像が基準断面について取得される。

また、適時、基準断面用画像取得手段により取得されたＸ線透過画像に基づき、平行断面用画像取得手段によって、基準断面の表側ないし裏側に所定距離を隔てて被検体に設定された基準断面と平行な複数の平行断面の断層画像の取得に必要なＸ線透過画像が各平行断面ごとに取得されると共に、画像サブトラクション手段によって、平行断面の断層画像の取得に必要な各Ｘ線透過画像について経時的に隣り合う高管電圧のＸ線透過画像と低管電圧のＸ線透過画像を差し引くことによりサブトラクション画像が各平行断面ごとに取得された後、断層画像取得手段によってサブトラクション画像が加算されることによりＸ線断層画像が各平行断面ごとに取得される。
そして、取得された基準断面および各平行断面の断層画像は、断層画像表示手段によって順に表示され、医師やオペレータにより観察される。

即ち、請求項１の発明のＸ線断層撮影装置の場合、Ｘ線管およびＸ線受像器の１回の同期移動でもって、被検体に照準位置となる撮影対象の裁断断面として設定された基準断面および基準断面の表側ないし裏側に所定距離を隔てて被検体に設定された基準断面と平行な複数の平行断面の断層画像の取得に必要なＸ線透過画像の取得が可能であると共に、断層画像の取得に必要なＸ線透過画像を加算する前に、経時的に隣り合う高管電圧のＸ線透過画像と低管電圧のＸ線透過画像を差し引くことによりサブトラクション画像を取得してから加算を行なって断層画像を基準断面および各平行断面ごとに取得する構成とされているのに加え、取得された基準断面および各平行断面の断層画像が順に表示される構成とされている。

その結果、請求項１の発明の装置には、Ｘ線管およびＸ線受像器の１回の同期移動で基準断面と複数の平行断面の断層画像が取得されるトモシンセシス方式機能が組み込まれ、被検体の被曝線量の増加および撮影時間の長期化を回避しつつ被検体における複数の断面の断層画像が取得できる。
加えて、請求項１の発明の装置には、経時的に隣り合う高管電圧のＸ線透過画像と低管電圧のＸ線透過画像を差し引くことにより得られたサブトラクション画像を加算することで断層画像が取得されるデュアルエネルギー機能が組み込まれ、断層画像の中の注目部位を顕在化させた状態で断層画像を取得することができる。
さらに、請求項１の発明の装置の場合、取得された基準断面および各平行断面の断層画像が順に表示される画像表示機能が組み込まれていて、あたかも観察者が自らの目を手前から奥へ或いは逆に奥から手前に走らせて見る時と同じ状態で断層画像が見れるので、観察者は取得された断層画像を奥行き感をもって観察することができる。

また、請求項２の発明は、画像サブトラクション手段が、経時的に最初と最後となるＸ線透過画像を除いた残りのＸ線透過画像については、経時的に前に隣り合うＸ線透過画像とのサブトラクション画像と経時的に後に隣り合うＸ線透過画像とのサブトラクション画像の二つのサブトラクション画像を取得するものである。

［作用・効果］請求項２の発明のＸ線断層撮影装置の場合、画像サブトラクション手段が、経時的に最初と最後となるＸ線透過画像を除いた残りのＸ線透過画像については、経時的に前に隣り合うＸ線透過画像とのサブトラクション画像と経時的に後に隣り合うＸ線透過画像とのサブトラクション画像の二つのサブトラクション画像を取得するので、経時的に隣り合う高管電圧のＸ線透過画像と低管電圧のＸ線透過画像の２枚の画像ごとに１枚のサブトラクション画像を取得する場合に比べ、断層画像取得の為に加算されるサブトラクション画像の数が略２倍となり、その結果、取得される断層画像は高画質である。

即ち、この発明のＸ線断層撮影装置の場合、Ｘ線管およびＸ線受像器の１回の同期移動でもって、被検体に照準位置となる撮影対象の裁断断面として設定された基準断面および基準断面の表側ないし裏側に所定距離を隔てて被検体に設定された基準断面と平行な複数の平行断面の断層画像の取得に必要なＸ線透過画像の取得が可能であると共に、断層画像の取得に必要なＸ線透過画像を加算する前に、経時的に隣り合う高管電圧のＸ線透過画像と低管電圧のＸ線透過画像を差し引くことによりサブトラクション画像を取得してから加算を行なって断層画像を基準断面および各平行断面ごとに取得する構成とされているのに加え、取得された基準断面および各平行断面の断層画像が、基準断面および各平行断面の設定位置（裁断位置）の順に画像の途切れが生じない時間間隔で表示される構成とされている。

その結果、この発明の装置には、Ｘ線管およびＸ線受像器の１回の同期移動で基準断面と複数の平行断面の断層画像が取得されるトモシンセシス方式機能が組み込まれ、被検体の被曝線量の増加および撮影時間の長期化を回避しつつ被検体における複数の断面の断層画像が取得できる。
加えて、この発明の装置には、経時的に隣り合う高管電圧のＸ線透過画像と低管電圧のＸ線透過画像を差し引くことにより得られたサブトラクション画像を加算することで断層画像が取得されるデュアルエネルギー機能が組み込まれ、断層画像の中の注目部位を顕在化させた状態で断層画像を取得することができる。
さらに、この発明の装置の場合、取得された基準断面および各平行断面の断層画像が、順に表示される画像表示機能が組み込まれていて、あたかも観察者が自らの目を手前から奥へ或いは逆に奥から手前に走らせて見る時と同じ状態で断層画像が見れるので、観察者は取得された断層画像を奥行き感をもって観察することができる。

よって、この発明のＸ線断層撮影装置によれば、被検体における複数の断面の断層画像を、被曝線量の増加および撮影時間の長期化を回避しつつ注目部位を顕在化させる状態で取得できるのに加え、取得された断層画像を奥行き感をもって観察することができる。

この発明のＸ線断層撮影装置の実施例について図面を参照しながら詳しく説明する。図１は実施例に係る医用のＸ線断層撮影装置の全体構成を示すブロック図である。

実施例の装置は、Ｘ線断層撮影対象である被検体Ｍを載置する天板ＢＤと、天板ＢＤの上の被検体Ｍにコーン状Ｘ線ビームを照射するＸ線管１と、被検体Ｍの透過Ｘ線像を検出するＸ線受像器であるフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、「ＦＰＤ」と略記）２と、コーン状Ｘ線ビームの中心とＦＰＤ２の中心が常に一致する状態でＸ線管１とＦＰＤ２とを被検体Ｍを挟んで互いに反対方向に同期移動させる同期移動機構３と、同期移動機構３による１回の同期移動の間にＸ線管１の管電圧を高低の間で短時間の間に交互に切り換えながらＸ線管１にＸ線照射を繰り返させる制御を行なうＸ線照射制御部４とを備えている。通常、Ｘ線管１の管電圧が数十ミリ秒（ｍＳＥＣ）〜数百ミリ秒程度の時間間隔で切り換えられながらＸ線管１からコーン状Ｘ線ビームがパルス照射される構成となっている。

またＦＰＤ２の後段には、Ｘ線管１によるＸ線照射に伴ってＦＰＤ２から出力されるＸ線検出信号を処理する検出信号処理部５を備えていて、検出信号処理部５はＸ線管１によるＸ線照射毎にＦＰＤ２から出力されるＸ線検出信号にしたがって被検体Ｍに照準位置となる撮影対象の裁断断面として設定された基準断面ＭＡの断層画像の取得に必要なＸ線透過画像を取得する基準断面用画像取得部６と、図３にも示すように、基準断面ＭＡの表側ないし裏側に所定距離を隔てて被検体Ｍに設定された基準断面ＭＡと平行な複数の平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎの断層画像の取得に必要なＸ線透過画像を基準断面用画像取得部６により取得されたＸ線透過画像に基づいて各平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎごとに取得する平行断面用画像取得部７とが配備されている。

実施例の装置の同期移動機構３は、同期移動制御部８の制御にしたがって直線軌道ＮＡ，ＮＢの一方の直線軌道ＮＡに沿ってＸ線管１を直進移動させるのと同時に、他方の直線軌道ＮＢに沿ってＦＰＤ２を反対方向へ直進移動させる。より具体的に言えば、同期移動機構３にはＸ線管１の位置移動機能およびＸ線照射角度（首振り角度）の変更機能や、ＦＰＤ２の位置移動機能などが備わっていて、図１に示すように、Ｘ線管１を位置Ｆ１→位置Ｆ２→位置Ｆ３と移動させると同時にＸ線管１の首振り角度を調整してＸ線照射角度を変化させながら、Ｘ線管１の移動に合わせて、ＦＰＤ２を位置ｆ１→位置ｆ２→位置ｆ３と移動させる

天板ＢＤは天板移動機構９が天板移動制御部１０の制御にしたがって天板ＢＤを縦ないし横および上下に移動させられる構成とされている。またＸ線管１とＦＰＤ２の間隔を調整可能にする為に、Ｘ線管１とＦＰＤ２の一方または両方をＸ線ビームの照射方向に手動あるいは電動で移動させられる構成とされている。したがって、天板ＢＤまたはＸ線管１やＦＰＤ２を移動させることで、被検体Ｍに照準位置となる撮影対象の裁断断面として基準断面ＭＡを設定することができる。

さらに、検出信号処理部５の後段には、基準断面ＭＡおよび平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎの断層画像の取得に必要な各Ｘ線透過画像について経時的に隣り合う高管電圧のＸ線透過画像と低管電圧のＸ線透過画像を適当な係数をそれぞれ掛けて差し引くことによりサブトラクション画像を基準断面ＭＡおよび各平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎごとに取得する画像サブトラクション部１１と、画像サブトラクション部１１で取得したサブトラクション画像を加算することによりＸ線断層画像を基準断面ＭＡおよび各平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎごとに取得する断層画像取得部１２と、断層画像取得部１２により取得された断層画像を記憶する断層画像メモリ１３とを備えているのに加え、断層画像メモリ１３に記憶されている断層画像の表示階調（濃淡）を調整する表示階調調整部１４と、表示階調調整部１４による表示階調の調整の済んだ断層画像を基準断面ＭＡおよび各平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎの設定位置（裁断位置）の順に画像の途切れが生じない時間間隔で表示する表示用モニタ１５の他に、断層撮影の実行に必要な指令やデータ等を入力するための操作部１６などを備えている。
なお、表示用モニタ１５には装置稼働に必要な操作用メューなども表示される。また操作部１６はキーボードやいわゆるマウスなどの入力機器類で構成されている。

ＦＰＤ２は、被検体Ｍからの透過Ｘ線像が投影されるＸ線検出面（Ｘ線受像面）２Ａに多数のＸ線検出素子（図示省略）が被検体Ｍの体軸方向と体側方向に沿って縦横に配列された構成となっている。実施例装置に用いられるＦＰＤ２の場合、例えば、縦３０ｃｍ×横３０ｃｍ程の広さのＸ線検出面２Ａに、Ｘ線検出素子が例えば縦１０２４×横１０２４のマトリックスで縦横に配列されている。ＦＰＤ２は薄型・軽量であるので、ＦＰＤ２まわりの構造が簡潔なものになるのに加えて、画像歪みが少ないので、Ｘ線透過画像が被検体Ｍの透過放射線像の形状と的確に対応したものになる。

実施例の装置における断層画像の取得原理は次の通りである。例えば基準断面ＭＡについて説明すると、図２に示すように、基準断面ＭＡに位置する点Ｇ，Ｈが、常にＦＰＤ２のＸ線検出面２Ａの同一点ｇ，点ｈに投影されるように、ＦＰＤ２をＸ線管１によるＸ線照射方向に合わせて移動させる。こうすると、基準断面ＭＡから外れた位置の点Ｉは、Ｘ線の照射角度の変化につれてＸ線検出面２Ａでの投影位置が変化する。Ｘ線管１が位置Ｋ１にある時のＸ線照射角度では、点Ｉが位置ｋ１にあるＸ線検出面２Ａの点ｉ１に投影され、Ｘ線管１が異なる位置Ｋ２に移った時のＸ線照射角度では、点Ｉが位置ｋ２にあるＸ線検出面２Ａの点ｉ２に投影される。

したがって、Ｘ線透過画像を加算して断層画像を取得すれば、点Ｇ，Ｈの信号は集積されて集中するので、断層画像では点Ｇ，Ｈが鮮明となるのに対し、点Ｉの信号は断層画像全体にばらまかれて（分配されて）分散するので、断層画像では点Ｉはボケる。点Ｉが基準断面ＭＡから離れている距離が大きくなるほどボケ度合も大きくなる。その結果、基準断面ＭＡだけが鮮明に撮影された断層画像が、画像の加算という比較的簡単な処理で取得できることになる。また基準断面ＭＡと平行な各平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎの断層画像の取得についても、原理的には基準断面ＭＡの場合と全く同様である。

但し、実施例の装置の場合、断層画像の取得に必要なＸ線透過画像を加算する前に、経時的に隣り合う高管電圧のＸ線透過画像と低管電圧のＸ線透過画像を適当な係数をそれぞれ掛けて差し引くことによりサブトラクション画像を画像サブトラクション部１１で得てから断層画像取得部１２で加算することで断層画像を取得する構成となっている。つまり実施例の装置にはデュアルエネルギー機能が組み込まれているのである。

更に具体的に言えば、画像サブトラクション部１１の場合、例えば高管電圧のＸ線透過画像と低管電圧のＸ線透過画像にそれぞれ掛ける係数を適当に調整することにより、例えば肺臓組織などの軟部組織は実質的に写らないで専ら肋骨などの骨部組織だけが写っている断層画像を取得したり、逆に骨部組織は実質的に写らないで専ら軟部組織（例えば肺部組織）だけが写っている軟部組織画像を取得したりできる。つまり、実施例の装置はデュアルエネルギー機能が組み込まれているので、骨部または肺部などの注目部位を顕在化させた断層画像が取得できるのである。

加えて、実施例の装置の画像サブトラクション部１１の場合、経時的に最初と最後となるＸ線透過画像を除いた残りのＸ線透過画像については、経時的に前に隣り合うＸ線透過画像とのサブトラクション画像と経時的に後に隣り合うＸ線透過画像とのサブトラクション画像の二つのサブトラクション画像を取得する構成となっており、単純に経時的に隣り合う高管電圧のＸ線透過画像と低管電圧のＸ線透過画像の２枚の画像ごとに１枚のサブトラクション画像を取得する場合に比べると、断層画像取得の為に加算されるサブトラクション画像の数が略２倍となる結果、取得される断層画像は高画質である。

続いて、基準断面ＭＡの表側ないし裏側に所定距離を隔てて基準断面ＭＡと平行な状態で設定されている複数の平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎについて、平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎ自体の設定およびその断層画像の取得に関連する構成を説明する。
平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎを設定する時は、操作部１６により基準断面ＭＡとの間の距離データおよび平行断面の枚数データを入力する。今、基準断面ＭＡおよび隣接する平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎ同士の間の間隔が全て距離ｄであって、基準断面ＭＡの表側の平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎの枚数がｎ枚であり、基準断面ＭＡの裏側の平行断面Ｍｂ１〜Ｍｂｎの枚数もｎ枚であると操作部１６で入力すると、図３に示すように、２ｎ枚の平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎが設定される。操作部１６により設定された２ｎ枚の平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎのそれぞれと基準断面ＭＡとの間の各距離は平行断面設定部１７により保持される。

一方、平行断面用画像取得部７は、基準断面用画像取得部６により取得されたＸ線透過画像に基づいて、複数の平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎの断層画像の取得に必要なＸ線透過画像を各平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎごとに取得する。即ち、図４に示すように、例えば位置Ｆ１でＸ線管１からコーン状Ｘ線ビームを照射して基準断面ＭＡのＸ線透過画像を取得したとして、平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎのうちの任意の平行断面Ｍａｋ，Ｍｂｋについてみると、基準断面ＭＡに対し距離ＬＡ、ＬＢだけ離れている分だけＸ線ビームの照射角度に角度差Δθ１，Δθ２がある。換言すれば、Ｘ線管１から各平行断面Ｍａｋ，Ｍｂｋを見た時に照射角度差Δθ１，Δθ２に見合った視差が生じており、ＦＰＤ２のＸ線検出面２Ａの上で各平行断面Ｍａｋ，Ｍｂｋの透過Ｘ線像は基準断面ＭＡの透過Ｘ線像に対し距離Ｌａ，Ｌｂだけシフトしていると見做すことができる。

したがって、平行断面用画像取得部７は、元になる基準断面ＭＡのＸ線透過画像が取得された時のＸ線管１の照射位置と平行断面設定部１７により保持されている平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎのそれぞれの基準断面ＭＡとの間の距離にしたがって距離Ｌａないし距離Ｌｂを算出すると共に、算出した距離Ｌａないし距離Ｌｂの分だけ基準断面ＭＡのＸ線透過画像の画素をシフトさせることで各平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎの断層画像の取得に必要なＸ線透過画像を各平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎごとに取得することができる。

平行断面用画像取得部７によりＸ線透過画像を取得した後は、基準断面ＭＡの場合と同様、平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎごとに画像サブトラクション部１１でサブトラクション画像を取得してから断層画像取得部１２で加算する処理を行なうことにより、各平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎの断層画像をそれぞれ取得する。
そして、上述のようにして取得された基準断面ＭＡおよび平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎの断層画像は、表示用モニタ１５により基準断面ＭＡおよび各平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎの設定位置（裁断位置）の順に画像の途切れが生じない時間間隔で表示される。

より具体的な場合について説明すると、基準断面ＭＡおよび平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎを例えば１ｍｍ間隔で例えば２００枚ほど設定し、また基準断面ＭＡおよび平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎごとに取得されるＸ線透過画像の枚数を例えば４０枚程とすると、サブトラクション画像の枚数も４０枚程となり、また断層画像は２００枚ほど取得することになって、３０ミリ秒の時間間隔で表示した場合、５秒前後で全断層画像を表示観察できることになる。

なお、主制御部１８は、コンピュータとその動作プログラムを中心に構成されており、操作部１６によって入力される指令やデータあるいは撮影の進行状況に合わせて、必要な命令信号やデータ信号を各部に送出し、装置を正常に稼働させる機能を発揮する。

続いて、以上に述べた構成を有する実施例の装置における断層画像の取得・表示プロセスを図面を参照して説明する。図５は実施例のＸ線断層撮影装置における断層画像の取得・表示プロセスの一例を示すフローチャートである。
なお、以下では、被検体Ｍが撮影位置に既にセットされて基準断面ＭＡおよび平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎの設定が済んだ段階から説明する。

〔ステップＳ１〕Ｘ線管１がＦＰＤ２と共に同期移動しながら天板ＢＤの被検体Ｍに対して管電圧の高い高エネルギーＸ線と管電圧の低い低エネルギーのＸ線照射を交互に繰り返す（被検体ＭにデュアルエネルギーＸ線照射を行なう）。

〔ステップＳ２〕基準断面用画像取得部６により基準断面ＭＡの断層画像の取得に必要なＸ線透過画像が取得される。

〔ステップＳ３〕画像サブトラクション部１１により基準断面ＭＡについてのＸ線透過画像のサブトラクション画像が取得される。

〔ステップＳ４〕断層画像取得部１２によりサブトラクション画像の加算が行なわれて基準断面ＭＡの断層画像が取得される。

〔ステップＳ５〕平行断面用画像取得部７により平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎの断層画像の取得に必要なＸ線透過画像を平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎごとに取得する。

〔ステップＳ６〕画像サブトラクション部１１により平行断面についてのＸ線透過画像のサブトラクション画像が取得される。

〔ステップＳ７〕断層画像取得部１２によりサブトラクション画像の加算が行なわれて平行断面の断層画像が取得される。

〔ステップＳ８〕全ての平行断面について断層画像が取得されれば、次のステップＳ９へ進む。断層画像を取得していない平行断面が残っていれば、ステップＳ６へ戻る。

〔ステップＳ９〕基準断面ＭＡおよび全平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎの断層画像を裁断位置の順に表示用モニタ１５に表示され、オペレータや医師による観察が行なわれると、Ｘ線断層撮影は終了となる。

以上に述べたように実施例のＸ線断層撮影装置の場合、Ｘ線管１およびＦＰＤ２の１回の同期移動でもって、被検体Ｍに設定された基準断面ＭＡおよび複数の平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎの断層画像の取得に必要なＸ線透過画像の取得が可能であると共に、断層画像の取得に必要なＸ線透過画像を加算する前に、経時的に隣り合う高管電圧のＸ線透過画像と低管電圧のＸ線透過画像を適当な係数をそれぞれ掛けて差し引くことによりサブトラクション画像を取得してから加算を行なって断層画像を基準断面ＭＡおよび各平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎごとに取得する構成とされるいるのに加え、取得された基準断面ＭＡおよび各平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎの断層画像が、基準断面ＭＡおよび各平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎの設定位置（裁断位置）の順に画像の途切れが生じない時間間隔で表示される構成とされている。

その結果、実施例の装置には、Ｘ線管１およびＦＰＤ２の１回の同期移動で基準断面ＭＡと複数の平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎの断層画像が取得されるトモシンセシス方式の撮影機構が組み込まれ、被検体の被曝線量の増加および撮影時間の長期化を回避しつつ被検体Ｍにおける複数の断面の断層画像が取得できる。
加えて、実施例の装置には、経時的に隣り合う高管電圧のＸ線透過画像と低管電圧のＸ線透過画像を適当な係数をそれぞれ掛けて差し引くことにより得られたサブトラクション画像を加算することで断層画像が取得されるデュアルエネルギー方式の撮影機構が組み込まれ、断層画像の中の注目部位を顕在化させた状態で断層画像を取得できる。

さらに、実施例の装置の場合、取得された基準断面ＭＡおよび各平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎの断層画像が、基準断面ＭＡおよび各平行断面Ｍａ１〜Ｍａｎ，Ｍｂ１〜Ｍｂｎの設定位置（裁断位置）の順に画像の途切れが生じない時間間隔で表示され、あたかも観察者が自らの目を手前から奥へ或いは逆に奥から手前に走らせて見る時と同じ状態で断層画像が見れるので、観察者は取得された断層画像を奥行き感をもって観察できる。
よって、実施例のＸ線断層撮影装置によれば、被検体Ｍにおける複数の断面の断層画像を、被曝線量の増加および撮影時間の長期化を回避しつつ注目部位を顕在化させる状態で取得できるのに加え、取得された断層画像を奥行き感をもって観察することができる。

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）実施例の装置の場合、Ｘ線管１とＦＰＤ２が直線軌道ＮＡ，ＮＢに沿って同期移動する構成であったが、Ｘ線管１とＦＰＤ２が円弧軌道や渦巻き軌道に沿って同期移動する以外は実施例と同じ構成の装置が、変形例として挙げられる。

（２）実施例の装置の場合、被検体Ｍの透過Ｘ線像を検出するＸ線受像器がＦＰＤ２であったが、被検体Ｍの透過Ｘ線像を検出するＸ線受像器は、ＦＰＤ２に限らず、例えばイメージインテンシファイアとＴＶカメラを組み合わせて構成した２次元Ｘ線検出器であってもよい。

（３）実施例のＸ線断層撮影装置は、医用の装置であったが、この発明は、工業用や原子力用の装置に適用することもできる。

実施例のＸ線断層撮影装置の全体構成を示すブロック図である。 実施例の装置における断層画像の取得原理を説明するための模式図である。 被検体における基準断面および平行断面の設定状況を示す斜視図である。 被検体の基準断面と平行断面の間のＸ線照射角度の差を示す模式図である。 実施例の装置における断層画像の取得・表示プロセスの一例を示すフローチャートである。 従来のＸ線断層撮影装置における断層画像の取得原理を説明するための模式図である。

符号の説明

１ …Ｘ線管（Ｘ線照射手段）
２ …ＦＰＤ（Ｘ線受像器）
３ …同期移動機構
４ …Ｘ線照射制御部
６ …基準断面用画像取得部
７ …平行断面用画像取得部
１１ …画像サブトラクション部
１２ …断層画像取得部
１５ …表示用モニタ（断層画像表示手段）
Ｍ …被検体
ＭＡ …基準断面
Ｍａ１〜Ｍａｎ…平行断面
Ｍｂ１〜Ｍｂｎ…平行断面

Claims (2)

1. 被検体にコーン状Ｘ線ビームを照射するＸ線管と、被検体の透過Ｘ線像を検出するＸ線受像器と、コーン状Ｘ線ビームの中心とＸ線受像器の中心が常に一致する状態でＸ線管とＸ線受像器とを被検体を挟んで互いに反対方向に同期移動させる同期移動手段と、同期移動手段による１回の同期移動の間にＸ線管の管電圧を高低の間で交互に切り換えながらＸ線管にＸ線照射を繰り返させる制御を行なうＸ線照射制御手段と、Ｘ線管によるＸ線照射毎にＸ線受像器から出力されるＸ線検出信号にしたがって被検体に照準位置となる撮影対象の裁断断面として設定された基準断面の断層画像の取得に必要なＸ線透過画像を取得する基準断面用画像取得手段と、基準断面の表側ないし裏側に所定距離を隔てて被検体に設定された基準断面と平行な複数の平行断面の断層画像の取得に必要なＸ線透過画像を前記基準断面用画像取得手段により取得されたＸ線透過画像に基づいて各平行断面ごとに取得する平行断面用画像取得手段と、基準断面および平行断面の断層画像の取得に必要な各Ｘ線透過画像について経時的に隣り合う高管電圧のＸ線透過画像と低管電圧のＸ線透過画像を差し引くことによりサブトラクション画像を基準断面および各平行断面ごとに取得する画像サブトラクション手段と、画像サブトラクション手段で取得したサブトラクション画像を加算することによりＸ線断層画像を基準断面および各平行断面ごとに取得する断層画像取得手段と、断層画像取得手段により取得された基準断面および各平行断面の設定位置（裁断位置）の各断層画像を順に表示する断層画像表示手段とを備えていることを特徴とするＸ線断層撮影装置。
2. 請求項１に記載のＸ線断層撮影装置において、画像サブトラクション手段が、経時的に最初と最後となるＸ線透過画像を除いた残りのＸ線透過画像については、経時的に前に隣り合うＸ線透過画像とのサブトラクション画像と経時的に後に隣り合うＸ線透過画像とのサブトラクション画像の二つのサブトラクション画像を取得するＸ線断層撮影装置。
   

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