JP2008272056A - Radiation imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射線源と対向して検出器が配置される放射線検出撮像装置に関する。特に、検出器の検出面を回転させて視野を変更可能な放射線検出撮像装置に関する。 The present invention relates to a radiation detection imaging apparatus in which a detector is disposed to face a radiation source. In particular, the present invention relates to a radiation detection imaging apparatus capable of changing a visual field by rotating a detection surface of a detector.
支柱の両端またはガントリに放射線(X線)源とX線検出器とを被写体を中心として対向して配置し、被写体の静止像や動画像を得るX線撮像装置がある。このような装置では、X線源と検出器との対を被写体の周囲で回転させながら、または、X線源と検出器との対を固定し、被写体を回転させながら、X線計測を行う。 There is an X-ray imaging apparatus that obtains a still image or a moving image of a subject by disposing a radiation (X-ray) source and an X-ray detector opposite to each other at both ends of a column or a gantry with the subject as a center. In such an apparatus, X-ray measurement is performed while rotating a pair of an X-ray source and a detector around the subject or fixing a pair of the X-ray source and a detector and rotating the subject. .
X線計測では、被検体の被爆を最小限に抑えるため、計測回数はできる限り少なくすべきである。このため、1回の計測でカバーできる視野を拡大、あるいは計測対象の形状に応じて切り替えたいという要望がある。これに応じ、検出器を検出器の回転軌道の接線方向にシフトさせた位置に配置することにより、再構成視野を拡大する技術がある(例えば、特許文献1参照。)。 In X-ray measurement, the number of measurements should be as small as possible to minimize the exposure of the subject. For this reason, there is a demand for expanding the field of view that can be covered by one measurement or switching according to the shape of the measurement target. Accordingly, there is a technique for enlarging the reconstruction field of view by arranging the detector at a position shifted in the tangential direction of the rotation trajectory of the detector (see, for example, Patent Document 1).
図10は、上記技術の原理を説明するための図である。図10(a)は、図10(b)に示すX線撮像装置のX線源502と検出器503とからなる計測系のA−A’断面図である。本断面は、X線源502を通り、回転軸501に垂直な平面である。以後、この断面図で表される面を計測系回転面と呼ぶ。507および508は、それぞれ検出器503およびX線源502の計測系回転面上の回転軌道である。通常、検出器503はX線源502の正面位置503aに設置される。ここで、正面位置503aとは、検出器503の計測系回転面上の中心503cが、計測系回転面上のX線源502と回転軸501とを結ぶ直線505上にある配置位置である。
FIG. 10 is a diagram for explaining the principle of the above technique. FIG. 10A is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of the measurement system including the
再構成処理を行い3次元データを得るためには、検出器503が一回転する間に少なくとも1回はデータが計測されている必要がある。検出器503が正面位置503aに設置される場合、計測系回転面上で検出器503が一回転する間に少なくとも1回データが計測される領域は、その間にX線源502と検出器503の端部とを結ぶ線分が描く軌跡によって形成される軌道の内部領域504となる。一方、検出器503をX線源502の正面からシフトした位置(シフト位置)503bに設置した場合、検出器503が一回転する間に少なくとも1回データが計測される領域は、その間にX線源502とシフト位置503bに配置された検出器503の端部とを結ぶ線分が描く軌跡によって形成される軌道の内部領域506となる。従って、検出器503を正面位置503aに配置した場合には領域504、シフト位置503bに配置した場合には領域506が再構成領域となる。このように、検出器503の配置を正面配置503aからシフト配置503bに移動することにより、再構成領域を領域504から領域506に拡大することができる。
In order to obtain the three-dimensional data by performing the reconstruction process, the data needs to be measured at least once while the
図11は、図10に示すX線撮像装置の計測系を斜め方向から見た概要図である。特許文献1に記載された技術では、検出器503を正面配置503aからシフト配置503bに移動することにより、計測系回転面上で再構成領域506を得る。すなわち、再構成領域の拡大を、検出器503の平行移動で実現している。
FIG. 11 is a schematic view of the measurement system of the X-ray imaging apparatus shown in FIG. 10 viewed from an oblique direction. In the technique described in Patent Document 1, the
しかし、検出器503を平行移動させる、いわゆるシフト機構は、構成が複雑であり、また、シフト量の制御の精度を高めることも難しい。上述のように、X線計測では、計測回数を少なくする要請があるため、計測対象に応じた適切な計測範囲(視野)の確保、および、視野を高い精度で確定することが望まれているが、シフト機構では、両要望に応えられていない。
However, the so-called shift mechanism that translates the
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、X線撮像装置の検出器の視野を簡易かつ高精度に切り替える技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a technique for easily and accurately switching the field of view of a detector of an X-ray imaging apparatus.
本発明のX線撮像装置は、検出器の検出面を含む面内で当該検出面を1点を中心に回転させる機構を備える。 The X-ray imaging apparatus of the present invention includes a mechanism for rotating the detection surface around one point in a plane including the detection surface of the detector.
具体的には、被検体に放射線を照射する放射線源と、被検体を挟んで前記放射線源に対向する位置に配置されて放射線を検出する検出器と、前記放射線源と前記検出器との組を前記被検体に対して相対的に回転させる制御手段を備える放射線撮像装置であって、前記検出器の前記放射線を検出する検出面を当該検出面を含む平面上で1点を中心として回転させる検出面回転手段とを備え、前記検出面の回転の中心(回転中心)は、第一の計測視野を実現する第一の配置と、当該第一の計測視野とは異なる第二の計測視野を実現する第二の配置との間で前記検出面を回転させるよう決定されることを特徴とする放射線撮像装置を提供する。 Specifically, a radiation source that irradiates a subject with radiation, a detector that is disposed at a position facing the radiation source with the subject interposed therebetween, and a set of the radiation source and the detector A radiation imaging apparatus comprising a control means for rotating the sensor relative to the subject, wherein the detection surface of the detector for detecting the radiation is rotated around a point on a plane including the detection surface. A detection surface rotation means, wherein the rotation center (rotation center) of the detection surface has a first arrangement for realizing the first measurement visual field and a second measurement visual field different from the first measurement visual field. A radiation imaging apparatus is provided that is determined to rotate the detection surface between a second arrangement to be realized.
また、被検体に放射線を照射する放射線源と、被検体を挟んで前記放射線源に対向する位置に配置されて放射線を検出する検出器と、前記放射線源と前記検出器との組を前記被検体に対して相対的に回転させる制御手段を備える放射線撮像装置であって、前記検出器の前記放射線を検出する検出面を当該検出面を含む平面上で1点を中心として回転させる検出面回転手段とを備え、前記検出面の回転の中心(回転中心)は、前記検出面の中心とは異なる位置に設けられることを特徴とする放射線撮像装置を提供する。 In addition, a radiation source that irradiates the subject with radiation, a detector that is disposed at a position facing the radiation source with the subject interposed therebetween, and detects the radiation, and a set of the radiation source and the detector are combined with the subject. A radiation imaging apparatus comprising a control means for rotating relative to a specimen, wherein a detection surface rotation for rotating a detection surface for detecting the radiation of the detector around a point on a plane including the detection surface And a center of rotation (rotation center) of the detection surface is provided at a position different from the center of the detection surface.
本発明によれば、X線撮像装置の検出器の視野を、簡易かつ高精度に切り替えることができる。 According to the present invention, the field of view of the detector of the X-ray imaging apparatus can be switched easily and with high accuracy.
<<第一の実施形態>>
以下、本発明の第一の実施形態を説明する。図1は、第一の実施形態のX線撮像装置20の側面図である。本図に示すように、本実施形態のX線撮像装置20は、X線管200内のX線源201、検出器202、支柱203、回転装置204、被写体保持装置205、制御処理装置206を備える。なお、散乱X線遮蔽用にグリッド210を備えてもよい。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a side view of the
X線源201と検出器202とは、支柱203の、被検体208を挟み対向する位置に設置され、計測系を構成する。X線源201から照射されたX線は、被写体208を透過し、検出器202により検出され、X線強度に応じた電気信号に変換され、制御処理装置206に計測像として入力される。
The
支柱203には、C字型のアーム、U字型のアーム、コ字型のアーム、ガントリ等が用いられ、支柱203を天井から吊るす形態、支柱203を床から支える形態がある。また、支柱203は、回転装置204により、回転軸207を中心として回転する。支柱203の回転に伴い、支柱203に設置されたX線源201および検出器202も、回転軸207を中心として被写体保持装置205上の被写体208の周囲を回転する。なお、被写体保持装置205には、椅子や寝台が用いられる。図1は、支柱203がU字型のアームであり、支柱203を床から支えた別の支柱から吊るす形態の例である。本図に示すX線撮像装置20では、回転軸207は床に垂直であり、X線源201および検出器202を被写体保持装置(椅子)205に座った被写体208の周囲を床面に平行な面内で回転させ、撮像を行う。
As the
検出器202には、1次元検出器あるいは2次元検出器を用いる。2次元検出器としては、平面型X線検出器、X線イメージインテンシファイアとCCDカメラの組み合わせ、イメージングプレート、CCD検出器、固体検出器等がある。平面型X線検出器には、アモルファスシリコンフォトダイオードとTFTを一対としてこれを正方マトリックス上に配置し、これと蛍光板を直接組み合わせたもの等がある。検出器が2次元検出器の場合には、データは2次元画像として得られる。以下、本明細書では、1次元データおよび2次元画像を包括して、データと表記する。また、本実施形態では、2次元検出器を用いる場合を例にあげて説明する。
The
また、本実施形態では、検出器202は、検出面700を含む平面(検出器回転面)上の所定の点を中心に検出面700を検出器回転面上で回転させることによりその検出面700の配置を切り替え可能な構成を有する。本実施形態では、先に図10で示したように、検出器201の検出面700が正面位置に配置される場合を、センタ配置と呼ぶ。また、その他の配置をシフト配置と呼ぶ。本実施形態の検出器202の検出面700は、センタ配置とシフト配置との間の切り替えが可能な構成を有する。なお、検出器202は、検出面700のみを回転させるのではなく、検出器202自体を回転させるよう構成してもよい。
In the present embodiment, the
制御処理装置206は、X線源201におけるX線発生、検出器202におけるX線の検出および電気信号への変換、回転装置204における支柱203の回転を制御する。これにより、X線撮像装置20は、支柱203を回転させながらX線の発生と計測像の取得とを行う回転計測を行う。また、制御処理装置206は、計測像に補正処理を行い補正像を得、再構成演算処理を行い3次元再構成像を取得する。さらに、本実施形態の制御処理装置206は、ユーザからの指示または予め定められたプログラムに従って、検出面700の配置(センタ配置とシフト配置)の選択および切り替えの制御を行う。
The
また、制御処理装置206は、内部に記憶手段を有し、上記切り替えの制御、補正処理や再構成処理に必要な関数やパラメータ、等を記憶する。関数やパラメータは、キーボードからのキー入力、ファイルからの読み込み、記憶チップの交換、または、付属のモニタ等の画面上からの選択等により記憶手段に記憶される。
Further, the
なお、X線撮像装置20は、図1の構成以外であってもよい。例えば、支柱が支柱203がC字型のアームであり、支柱203を床から支える形態、支柱203がガントリであってもよい。図2に、前者を、図3に後者の例を示す。図2に示すX線撮像装置30は、回転軸207は床に平行であり、X線源201および検出器202を被写体保持装置(寝台)204に横たわった被写体の周囲を床面に垂直な面内で回転させ、撮像を行う。また、上記各形態のX線撮像装置において、支柱203と被写体保持装置205の両方あるいは片方を移動させることにより、回転軸207を被写体208の軸に対して斜めに設定することも可能である。
The
また、散乱X線遮蔽用にグリッド210を使用する場合、グリッド210の遮蔽版がX線源201に対して焦点を有する場合には、グリッド210は検出器202とは別に固定し、検出器202の移動(配置位置の切り替え)に関わらず移動を行わない。本構成により、グリッド210の焦点がX線源からずれることを防ぎ、散乱X線の遮蔽効果を保つことができる。
Further, when the
次に、本実施形態の検出器202の検出面700のセンタ配置およびシフト配置について説明する。図4は、本実施形態の検出器202の検出面700の両配置を説明するための図である。本実施形態では、検出器202の検出面700は縦軸長と横軸長の長さが異なる長方形形状を有し、センタ配置は、長方形の長辺が検出器202の回転軌道の接線方向に平行(横方向と呼ぶ。)で、短辺が計測系回転面に垂直(縦方向と呼ぶ。)となる配置、シフト配置は、長方形の短辺が検出器202の横方向で長辺が縦方向となる配置の場合を例にあげて説明する。以下、センタ配置時の検出面700の中心を原点O、検出面700の中心線であって縦方向の直線をu軸、同中心線であって横方向の直線をv軸とするuv座標系上で説明する。
Next, the center arrangement and shift arrangement of the
センタ配置703時の検出面700を図4(a)に斜線で示す。また、シフト配置704時の検出面700を図4(b)に斜線で示す。本図に示すように、センタ配置703時は、検出面700は、その中心が原点、両中心線705、707がそれぞれv軸、u軸上に配される。一方、シフト配置704時は、検出面700は、その長辺の一方がセンタ配置703時の短辺の一方と重なる位置であって、横方向に平行な中心線(以後、横方向の中心線と呼ぶ。)706がu軸上となる位置に配置される。本図に示すように縦方向に平行な中心線(以後、縦方向の中心線と呼ぶ。)708は、v軸とは、ずれた位置となる。
The
なお、本実施形態では、シフト配置704時に計測系回転面上の回転軸207の近傍にデータの欠落部分が生じないようにするため、検出面700の長辺と短辺との長さの関係に制限がある。データの欠落は、シフト配置704時に検出面700がv軸を含まない位置になると発生する。この場合、図10に示す計測系回転面の回転軸207(図10では501)近傍の計測ができない。従って、本実施形態の検出面700の長辺の長さを2a、短辺の長さを2bとすると、a≦2bである必要がある。
In the present embodiment, the relationship between the lengths of the long side and the short side of the
本実施形態では、センタ配置703からシフト配置704へは、1点(回転中心P)を中心に検出面700を計測系回転面に垂直な平面内で回転させること(回転移動)により切り替える。次に、この本実施形態のこの回転移動の回転中心Pの位置を説明する。図5は、本実施形態の検出面700を放射線源201の方向から見た図である。センタ配置703の時の検出面700の、縦方向(短辺方向)の中心線705をAA’、横方向(長辺方向)の中心線707をCC’とする。また、両線の交点を中心Oとする。ここでは、中心Oはuv座標系の原点である。シフト配置704時の、縦方向(長辺方向)の中心線708をBB’、横方向(短辺方向)の中心線706をDD’、両線の交点を中心Qとする。
In this embodiment, switching from the
上述のように、本実施形態では、シフト配置704時は、センタ配置703時の短辺の一方とシフト配置704時の長辺の一方とが重なる。また、センタ配置703時の長辺方向の中心線CC’とシフト配置704時の短辺方向の中心線DD’とはともにu軸上にあり、重なる。従って、回転中心Pは、回転中心P、中心O、中心Qの3点による直角二等辺三角形の頂点である。すなわち、OP=QPであり、かつ、OPQの成す角度が90度となる点が、回転中心Pである。
As described above, in the present embodiment, at the time of the
ここで、検出面700の長辺の長さは2a、短辺の長さは2bであるため、線分OQの長さはa−bであり、また、回転中心Pは、中心Oから角度α=45度の直線上で、中心Oから距離(a−b)/21/2に位置する。検出面700上の、中心Oを原点とするuv座標系では、回転中心Pの座標は((a−b)/2、−(a−b)/2)である。本実施形態では、回転中心Pを上記座標位置に設定し、この回転中心Pを中心に検出面700を検出器回転面上で回転させる機構を検出器202に持たせることにより、センタ配置703とシフト配置704との切り替えを実現する。センタ配置703からシフト配置704へは、時計回りに90度回転させ、シフト配置704からセンタ配置703へは、反時計回りに90度回転させる。
Here, since the length of the long side of the
次に、本実施形態の検出器202のセンタ配置703およびシフト配置704で実現される計測範囲について説明する。計測系回転面上の再構成データを取得可能な領域である計測範囲は、図10で説明したとおり、計測系が1回転する間にX線源201(図10では502)と、検出器202の検出面700(図10では503)の両端部とを結ぶ線分が描く軌跡によって形成される軌道の内部領域である。本実施形態では、検出面700の配置を、データの欠落がないよう定めているため、計測範囲は、u軸上の原点から端部までの距離の最大値によって定まる。すなわち、横方向の計測範囲は、センタ配置703時は図5のOC’、シフト配置704時はOD’により定まり、両者は一致する。
Next, the measurement range realized by the
縦方向の計測範囲を図4(c)に示す。本図に示すように、縦方向の計測範囲は、X線源201と検出面700の縦方向の両端とをそれぞれ結ぶ直線に被検体が切り取られる範囲である。すなわち、検出面700の縦方向の長さによって定まる。従って、センタ配置703時は図5のOA、シフト配置704時はQBにより定まり、シフト配置704時の計測範囲の方が大きくなる。
The measurement range in the vertical direction is shown in FIG. As shown in the figure, the measurement range in the vertical direction is a range in which the subject is cut out by straight lines connecting the
このように、本実施形態では、平行移動等の複雑な機構によることなく、横方向の同じ計測範囲を確保しつつ、縦方向の計測範囲を広げることができる。検出器202の検出面700の配置の切り替えを回転のみの簡素な機構で実現するため、操作が容易であるとともに移動後の位置精度も高まる。また、検出器をシフトさせる平行移動機構が不要であるため、コストを低減することができる。すなわち、本実施形態によれば、低コストで複数の計測視野を高精度で実現可能なX線撮像装置を提供できる。
Thus, in the present embodiment, the vertical measurement range can be expanded while ensuring the same measurement range in the horizontal direction without using a complicated mechanism such as parallel movement. Since the switching of the arrangement of the
さらに、配置切り替え後の計測範囲が中心Oと検出面700の端部との距離で定まるため、その確認も容易である。特に、本実施形態では、センタ配置703とシフト配置704とで、ともに、横方向の中心線をu軸に一致させている。本構成により、センタ配置703時の縦方向の計測範囲の中心の高さと、シフト配置704時の縦方向の計測範囲の中心の高さとが一致することとなる。配置位置に関わらず、基準となる高さが一致しているため、視野確認の操作はさらに容易になるとともに、検出器202の位置の調整も容易になる。また、検出面700の横方向の中心線が一致しているため、X線源201およびコリメータの位置の調整も不要となる。
In addition, since the measurement range after the arrangement switching is determined by the distance between the center O and the end of the
以上説明したように、本実施形態によれば、長方形の検出面700を有する検出器202について、横長状態のセンタ配置と、縦長状態のシフト配置との両配置を行うことができ、両者間の切り替えも容易である。そして、シフト配置であってもセンタ配置と横方向は同等の計測範囲を確保できる。従って、センタ配置による標準サイズの視野と、シフト配置による標準サイズより縦方向の大きな視野とを、1つの検出器を用いて容易に実現できる。
As described above, according to the present embodiment, the
<<第二の実施形態>>
次に、本発明の第二の実施形態を説明する。本実施形態のX線撮像装置は、基本的に第一の実施形態と同様である。また、長方形の検出面を持つ検出器の検出器自体または検出面を、検出器回転面上で1点を中心として回転移動させることにより、2つの異なる計測範囲を得る配置(センタ配置、シフト配置)を実現する構成も第一の実施形態と同様である。第一の実施形態では、横方向は同じ計測範囲を確保し、縦方向の計測範囲を広げる形態を説明した。これに対し、本実施形態は、縦方向の計測範囲を広げる点は第一の実施形態と同様であるが、横方向の計測範囲は異なる例である。以下、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The X-ray imaging apparatus of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment. In addition, an arrangement for obtaining two different measurement ranges (center arrangement, shift arrangement) by rotating the detector itself or the detection surface of a detector having a rectangular detection surface around a point on the detector rotation plane. ) Is also the same as that of the first embodiment. In 1st embodiment, the horizontal direction ensured the same measurement range, and demonstrated the form which expands the vertical measurement range. On the other hand, this embodiment is the same as the first embodiment in that the measurement range in the vertical direction is expanded, but the measurement range in the horizontal direction is an example. Hereinafter, a description will be given focusing on the configuration different from the first embodiment.
図6は、本実施形態の検出器202の検出面700の配置図である。本図において、各部の名称は第一の実施形態と同様である。本図に示すように、本実施形態では第一の実施形態と異なり、シフト配置704時の長辺は、センタ配置703時の短辺に重ならず、センタ配置703の短辺より原点側にある。
FIG. 6 is a layout diagram of the
以下、本実施形態における回転中心P2の位置について説明する。本実施形態においても、第一の実施形態と同様、回転中心P2は、回転中心P2、中心O、中心Q、の3点による直角二等辺三角形の頂点である。ただし、検出面700の長辺の長さを2a、短辺の長さを2bとすると、本実施形態では、線分OQの長さはa−bより短い。この線分OQの長さをL2とすると、L2<a−bであり、回転中心P2は、中心Oから角度α=45度の直線上で、中心Oから距離L2/21/2に位置する。
The following describes the position of the center of rotation P 2 in this embodiment. Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the rotation center P 2 is a vertex of a right isosceles triangle formed by three points of the rotation center P 2 , the center O, and the center Q. However, if the length of the long side of the
なお、シフト配置704時に計測系回転面上の回転軸207の近傍にデータの欠落が生じないように、L2≦bである必要がある。すなわち、本実施形態では、第一の実施形態のようにa≦2bの限定がない替わりに、L2<a−bかつL2≦bという限定がある。
It should be noted that L 2 ≦ b is necessary so that no data is lost in the vicinity of the
検出面700上の、中心Oを原点とするuv座標系では、回転中心P2の座標は(L2/2、−L2/2)である。本実施形態では、回転中心P2を上記座標位置に設定し、この回転中心P2を中心に検出面700を検出器回転面上で回転させる機構を検出器202に持たせることにより、センタ配置703とシフト配置704との切り替えを実現する。センタ配置703からシフト配置704へは、検出面700を時計回りに90度回転させ、シフト配置704からセンタ配置703へは、反時計回りに90度回転させる。
On the
本実施形態によれば、第一の実施形態同様、複雑な機構を備えることなく、回転移動のみの簡易な構成で、高い精度で縦方向の計測範囲を広げることができる。また、配置切り替え後の計測範囲の確認も容易である。従って、低コストで複数の計測視野を高精度で実現可能なX線撮像装置を提供できる。 According to the present embodiment, as in the first embodiment, it is possible to widen the measurement range in the vertical direction with high accuracy with a simple configuration of only rotational movement without providing a complicated mechanism. In addition, it is easy to confirm the measurement range after switching the arrangement. Therefore, it is possible to provide an X-ray imaging apparatus capable of realizing a plurality of measurement visual fields with high accuracy at low cost.
また、本実施形態のシフト配置704によれば、縦方向の計測範囲は、センタ配置703時より広くなり、横方向の計測範囲はセンタ配置703時より小さくなる。しかし、本実施形態のシフト配置704時は、長辺がセンタ配置703時の短辺と重ならないため、センタ配置703時の中心Oから他の長辺までの距離(図6のLL2)が、第一の実施形態より長くなる。ここで、検出器202の検出面700上で、センタ配置703時の縦方向の中心線AA’より点D側にある領域で検出される計測領域は、検出器202を計測系の回転中心に対して1回転させて行う計測の間に、重複してデータを計測する領域である。重複データを用いることにより、単一データを用いる場合より、再構成データの質を向上することができる。本実施形態のシフト配置704では、第一の実施形態に比べ、重複データを取得する領域が増加するため、その分、再構成データの質を向上することができる。
Further, according to the
<<第三の実施形態>>
次に、本発明の第三の実施形態を説明する。本実施形態のX線撮像装置は、基本的に第一の実施形態と同様である。また、長方形の検出面を持つ検出器の検出器自体または検出面を、検出器回転面上で1点を中心として回転移動させることにより、2つの異なる計測範囲を得る配置(センタ配置、シフト配置)を実現する構成も第一の実施形態と同様である。第一の実施形態では、横方向は同じ計測範囲を確保し、縦方向の計測範囲を広げる形態を説明した。これに対し、本実施形態は、縦方向の計測範囲を広げる点は第一の実施形態と同様であるが、第二の実施形態同様、横方向の計測範囲は異なるものとする形態である。本実施形態では、横方向の計測範囲は、第一の実施形態より広くする。以下、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
<< Third Embodiment >>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The X-ray imaging apparatus of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment. In addition, an arrangement for obtaining two different measurement ranges (center arrangement, shift arrangement) by rotating the detector itself or the detection surface of a detector having a rectangular detection surface around a point on the detector rotation plane. ) Is also the same as that of the first embodiment. In 1st embodiment, the horizontal direction ensured the same measurement range, and demonstrated the form which expands the vertical measurement range. On the other hand, the present embodiment is the same as the first embodiment in that the vertical measurement range is expanded, but the horizontal measurement range is different from the second embodiment. In the present embodiment, the horizontal measurement range is made wider than in the first embodiment. Hereinafter, a description will be given focusing on the configuration different from the first embodiment.
図7は、本実施形態の検出器202の検出面700の配置図である。本図において、各部の名称は第一の実施形態と同様である。本図に示すように、本実施形態では第一の実施形態と異なり、シフト配置704時の長辺は、センタ配置703時の短辺に重ならず、センタ配置703の短辺より原点と反対側にある。
FIG. 7 is a layout diagram of the
以下、本実施形態における回転中心P3の位置について説明する。本実施形態においても、第一の実施形態と同様、回転中心P3は、回転中心P3、中心O、中心Qの3点による直角二等辺三角形の頂点である。ただし、検出面700の長辺の長さを2a、短辺の長さを2bとすると、線分OQの長さはa−bより長い。線分OQの長さをL3とすると、L3>a−bであり、回転中心P3は、中心Oから角度α=45度の直線上で、中心Oから距離L3/21/2に位置する。
The following describes the position of the rotation center P 3 in the present embodiment. Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the rotation center P 3 is a vertex of a right isosceles triangle formed by three points of the rotation center P 3 , the center O, and the center Q. However, when the length of the long side of the
なお、本実施形態においても、シフト配置704時に計測系回転面上の回転軸207の近傍にデータの欠落が生じないように、第二の実施形態同様、L3≦bである必要がある。すなわち、本実施形態では、第一の実施形態のようにa≦2bの限定がない替わりに、a−b<L3≦bである。
In this embodiment as well, L 3 ≦ b is necessary as in the second embodiment so that no data is lost near the
検出面700上の、中心Oを原点とするuv座標系では、回転中心P3の座標は(L3/2、−L3/2)である。本実施形態では、回転中心P3を上記座標位置に設定し、この回転中心P3を中心に検出面700を検出器回転面上で回転させる機構を検出器202に持たせることにより、センタ配置703とシフト配置704との切り替えを実現する。センタ配置703からシフト配置704へは、検出面700を時計回りに90度回転させ、シフト配置704からセンタ配置703へは、反時計回りに90度回転させる。
On the
本実施形態のシフト配置704によれば、縦方向だけでなく、横方向もセンタ配置703時に比べ、広い計測範囲を得ることができる。従って、本実施形態では、第一の実施形態により得られる効果に加え、さらに、横方向の広視野も得ることができる。
According to the
<<第四の実施形態>>
次に、本発明の第四の実施形態を説明する。本実施形態のX線撮像装置は、基本的に第一の実施形態と同様である。また、長方形の検出面を持つ検出器の検出器自体または検出面を、検出器回転面上で1点を中心として回転移動させることにより、2つの異なる計測範囲を得る配置(センタ配置、シフト配置)を実現する構成も第一の実施形態と同様である。上記各実施形態では、センタ配置時とシフト配置時とにおいて、横方向の中心線を一致させている。これに対し、本実施形態では、横方向の中心線の位置を異なるものとする。以下、本実施形態において、上記各実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
<< Fourth Embodiment >>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The X-ray imaging apparatus of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment. In addition, an arrangement for obtaining two different measurement ranges (center arrangement, shift arrangement) by rotating the detector itself or the detection surface of a detector having a rectangular detection surface around a point on the detector rotation plane. ) Is also the same as that of the first embodiment. In each of the above embodiments, the center line in the horizontal direction is made to coincide between the center arrangement and the shift arrangement. On the other hand, in this embodiment, the position of the horizontal center line is different. Hereinafter, the present embodiment will be described focusing on the configuration different from the above embodiments.
図8は、本実施形態の検出器202の検出面700の配置について説明するための図である。図8(a)は、センタ配置703の長辺の一方と、シフト配置704の短辺の一方とを一致させるよう検出器202または検出面700を回転移動させた例である。また、図8(b)は、センタ配置703時とシフト配置704時の辺を一致させていない場合の例である。いずれも、シフト配置704を斜線で示す。このように、本実施形態のシフト配置は、センタ配置703から1点を中心に計測系回転面上で回転することにより実現可能な種々の配置を取り得る。以下、その回転中心のについて説明する。
FIG. 8 is a diagram for explaining the arrangement of the
図9は、本実施形態の回転中心P4の取り得る位置を説明するための図である。本図において、検出面700のサイズおよび各種符号は第一の実施形態と同様である。本実施形態においても、センタ配置703の検出面700を回転中心P4を中心として検出器面上で時計回りに90度回転させることにより、シフト配置704を実現する。
Figure 9 is a diagram for explaining the possible positions of the center of rotation P 4 of the present embodiment. In this figure, the size and various symbols of the
本図において、センタ配置703の検出面700の各頂点をJ、K、L、Mとし、シフト配置704時の検出面700の各頂点をJ’、K’、L’、M’とする。上記各実施形態同様、センタ配置703から回転中心P4を回転中心として時計回りに90度回転させることによりシフト配置704を実現した場合、センタ配置703時の検出面700の下端JKと回転中心P4との距離sと、シフト配置704の左端J’K’と回転中心P4との距離s’とは等しい。同様に、センタ配置703の左端MJと回転中心P4との距離tと、シフト配置704の上端M’J’と回転中心P4との距離t’とは等しい。従って、回転中心P4は、直線JKと直線J’K’との交点Eを角とする正方形の対角線上と、直線MJと直線M’J’との交点Fを角とする正方形の対角線上との交点として求めることができる。
In this figure, the vertices of the
さらに、シフト配置704時に、再構成視野の回転軸207近傍領域での画像データの欠落を防ぐため、回転中心P4とシフト配置704時の検出面700の左右いずれかの端部までの距離の最小値s’minが、回転中心P4とセンタ配置703時の縦方向の中心線であるv軸との距離q以上となるよう回転中心P4を設定する。なお、本実施形態においても、第一の実施形態のa≦2bの限定はない。
Furthermore, sometimes the
本実施形態では、上記条件を満たす回転中心P4を中心に検出面700を検出器回転面上で回転させる機構を検出器202に持たせることにより、センタ配置703とシフト配置704との切り替えを実現する。センタ配置703からシフト配置704へは、検出面700を時計回りに90度回転させ、シフト配置704からセンタ配置703へは、反時計回りに90度回転させる。従って、簡易な構成で、データの欠落無しに1つの検出器で異なる計測範囲を得ることができる。
In this embodiment, the
なお、上記各実施形態では、検出器202の検出面700をセンタ配置703からシフト配置704に切り替える場合に、検出器回転面上で時計回りに90度を回転させる場合を例に挙げて説明した。しかし、回転方向および角度はこれに限定されない。
In each of the above-described embodiments, the case where the
例えば、図5および図9において、回転中心PおよびP4を線分CC’に対して線対称の位置に設定し、検出面700を反時計回りに90度を回転させることにより、シフト配置704の検出面700を同じ位置に設定することができる。また、回転中心PおよびP4を線分AA’に対して線対称の位置に設定し、検出面700を反時計回りに90度を回転させることにより、シフト配置704の検出面700を線分AA’に対して左右逆転した位置に設定することができる。また、回転中心PおよびP4を点Oに対して点対称の位置に設定し、検出面700を時計回りに90度を回転させることにより、シフト配置704の検出面700を線分AA’に対して左右逆転した位置に設定することができる。シフト配置704の検出面700が左右逆転した位置に配置された場合であっても、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、時計回り方向の90度の回転は、反時計回りの方向270度の回転として構成してもよい。同様に、反時計回り方向90度の回転は、時計回り方向270度の回転としてもよく、90度は(90+360×n)度(nは整数)としてもよい。
For example, in FIGS. 5 and 9, the rotation centers P and P 4 are set to positions symmetrical with respect to the line segment CC ′, and the
なお、上記各実施形態では、検出器202の検出面700の配置を、1点Pを中心とする回転のみで切り替える場合を例にあげて説明した。しかし、回転移動を他の種の移動と組み合わせて配置を切り替えるよう構成してもよい。
In each of the above embodiments, the case where the arrangement of the
また、上記各実施形態では、検出器202の検出面700が、横方向の長さと縦方向の長さとが異なる長方形形状を有する場合を例に挙げて説明した。しかし、検出面700の形状はこれに限られない。例えば、横方向と縦方向の長さが等しい正方形であってもよい。正方形の中心とは異なる位置に回転中心を設けることにより、シフト配置704時にセンタ配置703時とは異なる計測範囲を実現することができる。
Further, in each of the above embodiments, the case where the
さらに、上記各実施形態では、検出面700が長方形の場合を例にあげて説明した。しかし、検出面700の形状はこれに限られない。例えば、円形、多角形であってもよい。円形および正多角形の場合、上記正方形の場合と同様、当該形状の中心(重心)とは異なる位置に回転中心を設けることにより、シフト配置704時にセンタ配置703時とは異なる計測範囲を実現することができる。
Further, in each of the above embodiments, the case where the
以上説明したように、上記各実施形態によれば、1の検出面を有する検出器により、2つの異なる計測範囲を、回転といった簡易な構成で高精度に実現することができる。また、計測範囲の確認も容易である。回転時の回転中心は、センタ配置とシフト配置との位置関係に応じて予め決定する。 As described above, according to each of the embodiments described above, two different measurement ranges can be realized with high accuracy with a simple configuration such as rotation by the detector having one detection surface. It is also easy to check the measurement range. The rotation center at the time of rotation is determined in advance according to the positional relationship between the center arrangement and the shift arrangement.
なお、センタ配置とシフト配置とは、例えば、視野の大きさの違いを利用して「広視野計測、狭視野計測」、「大人用、子供用」等として用いることができる。また、用途による視野の違いを基に、「歯科インプラント用、歯科矯正用」、「歯列用、頭蓋用」、「歯科用、顔面用」、「耳鼻用、咽喉用」、「胃用、肺用」、「心臓用、胸部用」、「肝臓用、大腸用」、「大腿骨頭用、骨盤用」、「片足用、両足用」等として用いることができる。また、本実施形態のX線撮像装置は、CT計測、コーンビームCT計測に用いることができる。 The center arrangement and the shift arrangement can be used as, for example, “wide-field measurement, narrow-field measurement”, “adult use, child use” or the like by utilizing the difference in the size of the visual field. Also, based on the difference in field of view depending on the application, `` for dental implant, orthodontic '', `` dental, skull '', `` dental, facial '', `` otolaryngology, throat '', `` stomach, It can be used as “pulmonary”, “heart, chest”, “liver, large intestine”, “femoral head, pelvis”, “one leg, both legs”, and the like. Moreover, the X-ray imaging apparatus of this embodiment can be used for CT measurement and cone beam CT measurement.
200:X線撮像装置、201:X線源、202:検出器、203:支柱、204:回転装置、205:被写体保持装置、206:制御処理装置、207:回転軸、208:被写体、209:記憶装置、210:グリッド、700:検出面、703:センタ配置、704:シフト配置 200: X-ray imaging device, 201: X-ray source, 202: detector, 203: support, 204: rotating device, 205: subject holding device, 206: control processing device, 207: rotating shaft, 208: subject, 209: Storage device, 210: Grid, 700: Detection surface, 703: Center arrangement, 704: Shift arrangement
Claims (9)
前記検出器の前記放射線を検出する検出面を当該検出面を含む平面上で1点を中心として回転させる検出面回転手段とを備え、
前記検出面を回転させる中心(回転中心)は、第一の計測視野を実現する第一の配置と、当該第一の計測視野とは異なる第二の計測視野を実現する第二の配置との間で前記検出面を回転させるよう決定されること
を特徴とする放射線撮像装置。 A radiation source that irradiates the subject with radiation, a detector that is disposed at a position opposite to the radiation source with the subject interposed therebetween, and a set of the radiation source and the detector is attached to the subject. A radiation imaging apparatus including a control unit that rotates relative to the radiation imaging apparatus,
A detection surface rotating means for rotating a detection surface for detecting the radiation of the detector around a point on a plane including the detection surface;
The center (rotation center) for rotating the detection surface is a first arrangement that realizes the first measurement visual field and a second arrangement that realizes a second measurement visual field different from the first measurement visual field. The radiation imaging apparatus is characterized in that it is determined to rotate the detection surface in between.
前記検出器の前記放射線を検出する検出面を当該検出面を含む平面上で1点を中心として回転させる検出面回転手段とを備え、
前記検出面を回転させる中心(回転中心)は、前記検出面の中心とは異なる位置に設けられること
を特徴とする放射線撮像装置。 A radiation source that irradiates the subject with radiation, a detector that is disposed at a position opposite to the radiation source with the subject interposed therebetween, and a set of the radiation source and the detector is attached to the subject. A radiation imaging apparatus including a control unit that rotates relative to the radiation imaging apparatus,
A detection surface rotating means for rotating a detection surface for detecting the radiation of the detector around a point on a plane including the detection surface;
A radiation imaging apparatus, wherein a center (rotation center) for rotating the detection surface is provided at a position different from the center of the detection surface.
前記回転中心と前記第二の配置の前記検出面の端部との距離であって、前記制御手段による前記検出器の回転の接線方向(横方向)の距離の最小値が、前記第一の配置の前記接線方向と垂直な方向(縦方向)の中心線と前記回転中心との距離の最小値より大きいこと
を特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 1,
The minimum value of the distance between the rotation center and the end of the detection surface of the second arrangement, the tangential direction (lateral direction) of the rotation of the detector by the control means is the first value. A radiation imaging apparatus characterized by being larger than a minimum value of a distance between a center line in a direction (longitudinal direction) perpendicular to the tangential direction of the arrangement and the rotation center.
前記検出面は長方形形状を有し、
前記第一の配置では、前記長方形の長辺が横方向になるよう配置され、
前記第二の配置では、前記長方形の長辺が縦方向になるよう配置されること
を特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 3,
The detection surface has a rectangular shape;
In the first arrangement, the long sides of the rectangle are arranged in the horizontal direction,
In the second arrangement, the radiation imaging apparatus is arranged such that a long side of the rectangle is in a vertical direction.
前記第二の配置では、前記長方形の長辺の一辺が前記第一の配置の長方形の短辺の一辺と重なるよう配置されること
を特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 4,
In the second arrangement, the radiation imaging apparatus is arranged such that one side of the long side of the rectangle overlaps with one side of the short side of the rectangle of the first arrangement.
前記第一の配置の縦方向の中心線と前記第二の配置の縦方向の中心線との距離は、前記長方形の長辺と短辺との差より小さいこと
を特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 4,
The radiation imaging apparatus, wherein a distance between a vertical center line of the first arrangement and a vertical center line of the second arrangement is smaller than a difference between a long side and a short side of the rectangle.
前記第一の配置の縦方向の中心線と前記第二の配置の縦方向の中心線との距離は、前記長方形の長辺と短辺との差より大きいこと
を特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 4,
The radiation imaging apparatus, wherein a distance between a vertical center line of the first arrangement and a vertical center line of the second arrangement is larger than a difference between a long side and a short side of the rectangle.
前記検出面は長方形形状を有し、
前記第一の配置は、前記検出面を前記放射線源の正面に配置し、
前記検出面を回転させる中心となる点(回転中心)は、前記検出面の中心に設けられること
を特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 1,
The detection surface has a rectangular shape;
In the first arrangement, the detection surface is arranged in front of the radiation source,
A radiation imaging apparatus, wherein a point (rotation center) serving as a center for rotating the detection surface is provided at the center of the detection surface.
前記検出面は円または正多角形形状を有すること
を特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 3,
The radiation imaging apparatus, wherein the detection surface has a circular or regular polygonal shape.
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