JP2007222500A

JP2007222500A - Ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JP2007222500A
Application number: JP2006049033A
Authority: JP
Inventors: Shingo Baba; 新悟馬場
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2026-02-24
Also published as: JP4779699B2

Abstract

【課題】スロットスキャン撮影による長尺撮影を行う場合、操作者は事前に被検者を載置した天板を移動させる等により始点位置および終点位置を設定しなければならないが、この場合操作者は被検者の体表面を見て臓器や骨の位置を想像して位置決めを行っており、必ずしも十分な精度で撮影範囲を決定できていない。またこのような方法による撮影範囲の指定は検査室内の被検者の近傍で行い、その後の撮影は操作室に移動して行うため作業効率の点でも改善の余地がある。
【解決手段】被検者ごとにあらかじめ撮影され、その始点、終点の天板位置情報とともに保存されている長尺撮影画像を画像表示部１２上に表示し、その画像上でカーソル１２Ａおよび１２Bによりこれから行う長尺撮影の始点、終点の位置を指定することにより装置が自動的に天板の移動範囲を算出する。
【選択図】図２

Description

本発明は被検者の体軸方向の長尺撮影範囲の全体が1枚のＸ線画像に納まった長尺Ｘ線画像を撮影できるように構成されたＸ線撮影装置に関する。

診断用のＸ線撮影装置において、例えば被検者の首の付近から膝の付近までの長尺領域を撮影対象として全体が１枚のＸ線画像に納まるように撮影する長尺撮影が行われることがある。長尺撮影法のうちスロットスキャン撮影による方法について、図３および図５を用いて簡単に説明する。なお図５はこのための装置の構成例を示す図であり、図３は撮影時のＸ線照射野に対する被写体の移動について説明するための図である。

Ｘ線管１から照射されるＸ線がコリメータ２によって被検者３の体軸と直角の体側方向に扇型に広がり、体軸方向に厚さｆを有するファンビーム状に成形されて、天板４上に載置された被検者３に照射され、被検者３を透過した後、被検者３および天板４を挟んでＸ線管１と対向配置された、例えばフラットパネル型Ｘ線検出器等のＸ線検出器５によって検出され電気信号に変換されて、例えばパーソナルコンピュータ等により構成される画像収集部１０により読み取られる。このとき得られる画像はファンビーム状のＸ線により撮影されるので、ビーム厚さｆに対応した幅ｆの短冊状の画像である。

従って1回のファンビームＸ線の照射では撮影対象の長尺領域のうち幅ｆの短冊状エリアだけが撮影されることになるので、ファンビームＸ線の照射位置が撮影の始点となる長尺領域の一方の端、例えば図３（ａ）に示すように首付近、から撮影の終点となる他方の端、例えば図３（ｂ）に示すように膝付近、まで移動するように、被検者３を体軸方向にビーム厚さｆづつ移動しながら撮影を繰り返す。図３（ｃ）は被検者３に対するＸ線照射野の移動範囲の両端の位置を天板４の上方から見た図である。これらの撮影によって画像収集部１０に得られた複数枚の短冊状画像は、例えばワークステーション等により構成される長尺画像合成部１１に送信され1枚の長尺画像になるようにつなぎ合わされる。合成された長尺画像は操作パネル１３からの指示により適当な画像処理が施されて、例えば図３（ｄ）に示すような画像として画像表示部１２に表示される（例えば特許文献１参照）。

次にファンビームＸ線の照射位置を撮影の始点となる長尺領域の一方の端から撮影の終点となる他方の端まで移動させて、ビーム厚さｆだけ移動するごとにＸ線を照射して撮影を繰り返す方法の一例について以下に説明する。図５において検査室内で、一体構造またはそれぞれ別構造の保持装置（図示しない）により保持されたＸ線管１とＸ線検出器５は、床に設置された寝台１４の上面で長手方向に水平動可能に保持された天板４の上に載置された被検者３を挟んで対向して配置されている。操作者（図示しない）が天板操作パネル７を操作して頭側または足側への天板４の移動を指示すると、例えばマイクロコンピュータ等により構成される天板移動制御部６が、寝台１４に取り付けられ例えばパルスモータやモータの回転を直線運動に変えるボールネジ機構等により構成される天板移動機構４Aを電気的に駆動する天板駆動部４B（寝台１４に内蔵）にモータの回転方向を示す信号と回転を指示するパルス列を出力する。天板移動制御部６は、同じく寝台１４に内蔵された原点検出部４Cにより、天板４が機械的原点位置（図示しない）にきたときリセットされ、天板駆動部４Bに出力したパルス数を回転方向に応じて加算または減算して数える天板移動制御部６に内蔵されたカウンタ（図示しない）により、常に天板４の長手方向の座標位置を認識することができる。

操作者が天板操作パネル７を操作して天板４を頭側または足側に移動させ、Ｘ線管１のＸ線照射野を模擬する光照射野を参照しながら、被検者３の長尺撮影の終点とする箇所を照射野内に配置する。図３（ｂ）はこの状態を示しており、操作者が天板４を終点位置で静止させた後、この位置が終点であることを知らせるために天板操作パネル７を操作すると、天板移動制御部６は天板４の長手方向の座標位置、すなわち天板移動制御部６の前記カウンタのそのときの計数値Bを天板終点位置として記憶する。その後同様の方法で天板４を、図３（ａ）に示す始点位置まで移動させ、そのときのカウンタの計数値Aを天板始点位置として記憶させる。操作者は以上の操作を検査室内の被検者３の近傍で照射野に対する被検者３の位置を注視して行う。

その後操作者は検査室とＸ線防護壁により隔てられた操作室に移動して、例えばマイクロコンピュータ等により構成されるＸ線制御器９の操作パネル９Aにより長尺撮影の術式および適当な撮影条件を設定した後、ハンドスイッチ９Bの押ボタン（図示しない）を押して撮影を開始する。これによりＸ線制御器９が高電圧発生器８を駆動してＸ線管１にパルス状の高電圧を印加することにより、Ｘ線が被検者３に照射されて始点位置でのＸ線撮影および画像収集部１０による画像収集が行われる。天板移動制御部６はＸ線制御器９から始点位置でのＸ線撮影終了の通知を受けると、天板駆動部４Bおよび天板移動機構４Aにより、天板４を頭側にビーム厚さｆだけ移動させた後、移動終了をＸ線制御器９に知らせる。これによりＸ線制御器９は始点位置に隣接する短冊位置での撮影を行う。天板移動制御部６およびＸ線制御器９は上記の動作を繰り返し行い、天板４が天板終点位置に達して前記カウンタの計数値がBになり終点位置での撮影を終了したとき、上記の動作の繰り返しを終了する。以上の繰り返し動作はＸ線制御器９により安全確保のため、前記のハンドスイッチ９Bの押ボタンが操作者によって押し続けていることを確認しながら続けられるので、操作者は天板４が天板終点位置に達して移動を停止し、一連のＸ線照射が終了した後押ボタンを離す。一方天板終点位置での撮影が終了した時点で、始点位置から終点位置までの短冊状の全画像が画像収集部１０から長尺画像合成部１１に送信され、1枚の長尺画像になるようにつなぎ合わされて画像表示部１２に表示されるとともに画像録画装置１５に保存される。
特開２００４−２３６９２９号公報

上述したスロットスキャン撮影による長尺撮影を行う場合、操作者は事前に光照射野を用いる等により始点位置および終点位置を決定しなければならないが、この場合操作者は被検者の体表面を見て臓器や骨の位置を想像して位置決めを行っており、また光照射野がＸ線照射野と必ずしも高い精度で一致しているわけではないので、それらの結果長尺撮影の撮影範囲を十分な位置的精度で決定するのがむずかしく、例えば生殖腺等できるだけ被爆を避けたい部位を避けるように撮影範囲を設定しても、境界部分での好ましくない被爆が発生することがある。またこのような方法による撮影範囲の指定は検査室内の被検者の近傍で行われ、その後の撮影はＸ線防護壁により隔てられた操作室に移動して行われるため、操作者の作業効率の点でも改善の余地がある。本発明はこれらの課題を解決するためのものである。

請求項１記載の発明は上記の目的を達成するために、天板上に載置された被検者にファンビームＸ線をビーム拡がり方向が前記被検者の体軸と直角の方向になるように照射するＸ線管と、前記Ｘ線管と対向配置され前記被検者を透過したＸ線を検出し電気信号に変換するＸ線検出器と、前記天板または互いに対向配置された前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器を前記被検者の体軸方向に移動させる移動手段と、撮影範囲の始点および終点位置を前記移動手段の位置情報により設定する第一の撮影範囲設定手段と、前記移動手段により前記被検者が体軸方向にファンビームＸ線のビーム厚さだけ移動するごとに前記Ｘ線検出器から出力される短冊状の画像を収集して、前記第一の撮影範囲設定手段により設定された撮影範囲の全域の前記画像を合成し、撮影範囲全体を１枚の長尺Ｘ線画像に編集する長尺画像作成手段と、前記長尺Ｘ線画像を記憶する画像記憶手段と、前記長尺Ｘ線画像を表示する表示手段を備えたＸ線撮影装置において、前記長尺Ｘ線画像に関連づけてその撮影範囲についての前記移動手段の位置情報を記憶する位置情報憶手段と、撮影範囲の始点および終点位置を前記表示手段に表示された前記長尺Ｘ線画像上の位置情報により設定する第二の撮影範囲設定手段と、設定された位置情報を前記位置情報記憶手段に記憶された位置情報に基づき前記位移動手段の位置情報に変換する位置情報変換手段を設けたＸ線撮影装置を提供する。

本発明により、各被検者ごとに過去に撮影され保存されている長尺撮影画像およびその撮影範囲情報を用いて新たな撮影範囲を指定するので、被検者を毎回天板の長手方向の同じ位置に載置することにより、骨の位置やある程度の臓器の位置等を画像上で具体的に確認しながら始点および終点の位置を設定することができるとともに、光照射野とＸ線照射野のずれの影響を除去できるため、被写体に対する撮影範囲設定の精度が向上し、始点あるいは終点に隣接する部位での不要なＸ線被爆を防止することができる。また撮影範囲の設定および撮影操作とも操作室で行うことができるため従来に比べて操作者の作業効率が改善される。

本発明の実施例を図１〜図３を用いて説明する。ここで図１は本発明による長尺撮影を行う装置の構成例を示す図であり、図２は本発明による長尺撮影範囲の指定方法を説明するための図である。また図３は背景技術の項でも説明した撮影時のＸ線照射野に対する被写体の移動について示す図である。これらの図において図５と同じ符号で示される部品等は図５と同じものなのでそれらについての説明は省略する。

本発明によるＸ線撮影装置を用いて行う長尺撮影についても、各被検者３について１回目の長尺撮影は背景技術の項で説明したのとほぼ同じ方法で行われる。すなわち、操作者（図示しない）は撮影に先立ち被検者３を天板４上に載置して頭側または足側に水平に移動させ、Ｘ線管１の光照射野を用いて長尺撮影の始点および終点の位置決めを行い、始点および終点に関する天板位置情報を天板移動制御部６に記憶させる。その後Ｘ線制御器９のハンドスイッチ９Bの押ボタン（図示しない）を押して長尺撮影を開始すると、天板４の水平動の移動距離を制御する天板移動制御部６とＸ線照射を制御するＸ線制御器９が連動して動作し、例えば図３（ｃ）に示すような事前に指定された始点から終点までの範囲を、ファンビーム状のＸ線のビーム厚さｆに対応した幅ｆの短冊状の画像に分割して撮影する。この結果画像収集部１０に収集された一連の短冊状の画像が、長尺画像合成部１１で1枚の長尺画像になるようにつなぎ合わされて、画像表示部１２に表示されるとともに画像録画装置１５に保存される。

ただし本発明によるＸ線撮影装置を用いて長尺撮影を行うとき、各被検者３について行われる１回目の長尺撮影も含めて毎回、操作者は被検者３を天板４上に載置するとき、適当な方法でマークされた天板４の頭側端面から一定距離の位置に被検者３の頭頂部を配置する等の方法により、天板４の長手方向について一定の位置に被検者３を配置して撮影を行う。また本発明によるＸ線撮影装置を用いて長尺撮影を行うとき、各被検者３についての１回目の撮影も含めて毎回、長尺画像合成部１１は画像収集部１０から撮影された一連の短冊状の画像を受け取るとき、天板移動制御部６からその画像の始点および終点に関する天板位置情報を受け取り、これを合成された長尺画像と一対にして画像録画装置１５に保存する。

本発明によるＸ線撮影装置の特徴は、各被検者３についてこの装置を用いて行う２回目以降の長尺撮影の撮影範囲の指定を、それまでに撮影され画像録画装置１５に保存されている同じ各被検者３の長尺撮影画像のうち適当な画像を画像表示部１２に表示してその画像上で行う点にある。以下本発明によるＸ線撮影装置を用いて行う２回目以降の長尺撮影の撮影範囲の設定方法の一例について具体的に説明する。

操作者は操作パネル１３を操作して画像録画装置１５に保存されている被検者３の過去の長尺撮影画像のうち適当な画像を選んで、例えば図３（ｄ）に示すような画像を画像表示部１２に表示した後、さらに操作パネル１３を操作して画像表示部１２の画面上に、図２において画面の上辺から下辺に至る破線により示される２本のカーソル１２Ａおよび１２Ｂを表示させる。そして長尺画像合成部１１に接続されたマウス（図示しない）等により、カーソル１２Ａおよび１２Ｂを画面に表示されている長尺撮影画像上で左右方向にそれぞれ別々に移動させ、一本を今回行う長尺撮影の始点位置、もう一本を終点位置に配置した後、再度操作パネル１３を操作して、長尺画像合成部１１にこれらのカーソル位置と表示されている長尺撮影画像の始点および終点に関する天板位置情報から、図２に示す数式１および数式２に従って、今回行う長尺撮影の天板始点位置Ｃおよび終点位置Ｄの算出を指示する。なお図２においてａ，ｂはそれぞれ画像位置座標上での表示画像の始点、終点の座標値であり、ｃ，ｄはそれぞれ画像位置座標上での今回行う長尺撮影の始点、終点の座標値である。これに対してＡ，Ｂはそれぞれ天板位置座標上での表示画像の始点、終点の座標値であり、Ｃ，Ｄはそれぞれ天板位置座標上での今回行う長尺撮影の始点、終点の座標値である。また数式１および数式２はいずれも、画像位置座標上の距離と天板位置座標上の距離が比例関係にあることから導かれている。

その後長尺画像合成部１１内で算出された今回行う長尺撮影の天板始点位置Ｃおよび終点位置Ｄの値が天板移動制御部６に送られるので、背景技術の項で述べたように天板操作パネル７を操作して天板４を移動させ始点および終点の位置決めを行うことにより、天板始点位置Ｃおよび終点位置Ｄの値を天板移動制御部６に記憶させる操作は不要になる。

次に操作者は被検者３を天板４上に載置する。このとき操作者は１回目の撮影時と同様に、適当な方法でマークされた天板４の頭側端面から一定距離の位置に被検者３の頭頂部を配置する等の方法により、被検者３の体の各部が天板４の長手方向について毎回同じ位置になるように被検者３を配置する。以上によりこれから行う長尺撮影の撮影範囲の設定は終了する。なお以後の長尺撮影を行うための操作およびそれによる装置の動作はこれまで述べた方法と同じなので再度の説明は省略する。

上記の実施例ではスロットスキャン撮影を行うためにＸ線管１とＸ線検出器５を固定して天板４を長手方向に移動させたが、天板４を固定してＸ線管１とＸ線検出器５を対向させた状態で天板４の長手方向に移動させてもよい。

上記の実施例では天板４がファンビーム状のＸ線のビーム厚さｆだけ移動するごとに停止させＸ線撮影を繰り返す方法で画像を収集したが、天板４をその移動による撮影画像の運動のボケを無視できる程度の低速で連続的に移動させながら、Ｘ線のビーム厚さｆだけ移動するごとにＸ線撮影を繰り返す方法で画像を収集してもよい。

上記の実施例では各被検者３について過去にこの装置でスロットスキャン撮影により撮影された長尺撮影画像を用いて以後の撮影範囲の指定を行ったが、図４に示すように、コリメータ２を操作して被検者３の体軸方向の照射野を広げてＸ線検出器５の全面を使用した通常の撮影を、例えばＸ線管１およびＸ線検出器５が図４の実線の位置および破線の位置の２箇所等複数箇所で、各画像の一部が重なるように行い、得られた複数枚の画像（図４では画像１および画像２）を合成して得られた長尺撮影画像を用いて以後の撮影範囲の指定を行ってもよい。このとき装置は得られた複数枚の画像（図４では画像１および画像２）についてそれぞれの画像の中心位置を天板座標位置と対応して記憶することにより、画像上の位置を天板座標上の位置に変換することができる。なお図４において図５と同じ符号で示される部品等は図５と同じものなのでそれらについての説明は省略する。

本発明による長尺撮影を行うＸ線撮影装置の構成を説明するための図である。本発明による長尺撮影範囲の指定方法を説明するための図である。長尺撮影時のＸ線照射野に対する被写体の移動について説明するための図である。本発明の別の実施例を説明するための図である。従来の長尺撮影を行うＸ線撮影装置の構成を説明するための図である。

符号の説明

１：Ｘ線管
２：コリメータ
３：被検者
４：天板
４A：天板移動機構
４B：天板駆動部
４C：原点検出部
５：Ｘ線検出器
６：天板移動制御部
７：天板操作パネル
８：高電圧発生器
９：Ｘ線制御器
９A：操作パネル
９B：ハンドスイッチ
１０：画像収集部
１１：長尺画像合成部
１２：画像表示部
１２A：カーソル
１２B：カーソル
１３：操作パネル
１４：寝台
１５：画像録画装置

Claims

天板上に載置された被検者にファンビームＸ線をビーム拡がり方向が前記被検者の体軸と直角の方向になるように照射するＸ線管と、前記Ｘ線管と対向配置され前記被検者を透過したＸ線を検出し電気信号に変換するＸ線検出器と、前記天板または互いに対向配置された前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器を前記被検者の体軸方向に移動させる移動手段と、撮影範囲の始点および終点位置を前記移動手段の位置情報により設定する第一の撮影範囲設定手段と、前記移動手段により前記被検者が体軸方向にファンビームＸ線のビーム厚さだけ移動するごとに前記Ｘ線検出器から出力される短冊状の画像を収集して、前記第一の撮影範囲設定手段により設定された撮影範囲の全域の前記画像を合成し、撮影範囲全体を１枚の長尺Ｘ線画像に編集する長尺画像作成手段と、前記長尺Ｘ線画像を記憶する画像記憶手段と、前記長尺Ｘ線画像を表示する表示手段を備えたＸ線撮影装置において、前記長尺Ｘ線画像に関連づけてその撮影範囲についての前記移動手段の位置情報を記憶する位置情報記憶手段と、撮影範囲の始点および終点位置を前記表示手段に表示された前記長尺Ｘ線画像上の位置情報により設定する第二の撮影範囲設定手段と、設定された位置情報を前記位置情報記憶手段に記憶された位置情報に基づき前記位移動手段の位置情報に変換する位置情報変換手段を設けたことを特徴とするＸ線撮影装置。