JP2009240477A - 放射線画像撮影装置及び方法並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＦＰＤを用いた長尺撮影において、複数の画像を合成する際の目印となるマーカーの位置を撮影毎に調整する必要なく簡単にマーカーの配置を行い、長尺撮影の利便性を向上させる。
【解決手段】撮影範囲及び放射線源の位置を設定する撮影条件設定手段と、前記設定された撮影条件に基づいて撮影手順を設定する撮影手順設定手段と、前記放射線源から射出された放射線による画像を合成する際の目印となるマーカーの放射線検出器の検出面上での投影位置を算出する投影位置算出手段と、前記算出された投影位置に基づいて前記放射線検出器を移動させる位置及びそれに対応した前記放射線源の位置または放射線照射方向を決定する決定手段と、前記設定された撮影手順及び前記決定手段の決定に基づいて前記放射線源及び前記放射線検出器を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射線画像撮影装置及び方法並びにプログラムに係り、特に、ＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）を用いた長尺放射線画像の撮影において、放射線の照射野を変更しながら撮影して得られた複数枚の画像を連結する際、精度の良い長尺合成を可能とする技術に関する。

従来より、Ｘ線等の放射線を被検体に照射し、その透過放射線を検出して放射線画像を取得し、診断に供する放射線画像撮影装置が広く知られている。この放射線画像撮影装置において、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出器として、放射線フィルムや、放射線エネルギーを蓄積する蓄積性蛍光体シートを用いるものなどが知られている。

また、医療診断用の放射線画像の撮影において、全脊椎や下肢全長を一度に被写体全体を把握し診断するために、長尺撮影が行われている。

従来の長尺撮影においては、長尺な放射線フィルムを長尺な専用カセッテに収納して撮影を行ったり、複数の蓄積性蛍光体シートを互いに部分的に重なり合うように配置して長尺な専用カセッテに収納して撮影を行っていた。

例えば、画像の欠落を防止するため、隣接する２枚の蓄積性蛍光体シートの端部を互いに重複するように連ねて撮影し、読み取った画像データを画像処理により過不足なく合成して長尺の画像を得るようにしたＣＲ（コンピューテッド・ラジオグラフィ）システムが知られている（例えば、特許文献１等参照）。

このように複数の蓄積性蛍光体シートに撮影した画像を合成することによって長尺撮影を行う場合には、複数の画像の合成を精度良く安定して行うためには、複数の蓄積性蛍光体シート間に位置合わせ用のマーカーを予め配置した上で撮影記録することが好ましい。このような位置合わせの目印となるマーカーをカセッテ外部に貼り付けたり、カセッテ内部に埋め込んだりして被検体画像と一緒にマーカーも撮影することにより、例えば下肢のように構造的な特徴点を特定しずらい部位であっても、画像の合成処理の安定性を向上させることができる。

また、近年では、Ｘ線管によるＸ線照射に伴って生じる被検体のＸ線透過像を検出するＸ線検出器として、半導体等を利用した極めて多数個のＸ線検出素子をＸ線検出面に縦横に配列したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ、フラットパネルディテクタ）が用いられている。

例えば、ＦＰＤを用いた長尺撮影で、ＦＰＤを動かすことによって被検体の複数の位置における部分画像を得て、それらを連結することで長尺の全体画像を得るようにしたものが知られている（例えば、特許文献２あるいは特許文献３等参照）。

このＦＰＤを用いる方法においても、上記蓄積性蛍光体シートを用いたシステムと同様に、画像の合成を精度良く安定して行うためには、位置合わせ用の目印となるマーカーを予め配置した上で撮影記録することが好ましい。また、マーカーを被検体と一緒に撮影記録することにより被検体の体動を確認することができる。
特開２０００−２７５７６１号公報 特開２００４−３５８２５４号公報 特表２００６−５００１２６号公報

しかしながら、上記ＦＰＤを用いた長尺撮影においては、複数の蓄積性蛍光体シートを配置して１ショットで複数の部分画像を得るＣＲシステムとは異なり、１枚のパネルの位置を移動して撮影するので、画像中の所望の位置（部分画像間の重複領域内）に、位置合わせ用のマーカーを撮影記録するために、撮影の都度、マーカーを適当な位置に配置する必要があるため操作が煩わしく、非常に長尺撮影の手間がかかるという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ＦＰＤを用いた長尺撮影において、複数の画像を合成する際の目印となるマーカーの位置を撮影毎に調整する必要なく簡単にマーカーの配置を行い、長尺撮影の利便性を向上させることのできる放射線画像撮影装置及び方法並びにプログラムを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、その一部分ずつが重複するように放射線検出器を移動して複数の画像を撮影して該重複部分で合成することにより放射線検出器の最大視野の長さよりも長い被検体の画像を得る放射線画像撮影装置であって、放射線を射出する放射線源と、前記放射線源から射出され前記被検体を透過した放射線を検出する放射線検出器と、放射線透過性の材料で形成され、前記被検体と前記検出器の間に配置される衝立と、放射線減弱係数の大きい物質で形成され、前記画像を合成する際の目印となるように、前記衝立面に沿って配置されるマーカーと、撮影条件として撮影範囲及び前記放射線源の位置を設定する撮影条件設定手段と、前記設定された撮影条件に基づいて前記放射線源から射出された放射線による前記マーカーの前記放射線検出器の可動範囲を含む面上での投影位置を算出する投影位置算出手段と、前記算出された投影位置に基づいて複数の画像を撮影するための前記放射線検出器を移動させる個々の位置及びそれに対応した前記放射線源の位置または放射線照射方向を決定する決定手段と、前記決定手段の決定に基づいて前記放射線源及び前記放射線検出器を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする放射線画像撮影装置を提供する。

これにより、撮影時の条件設定に基づいてマーカーの放射線検出器上への投影位置を算出し、このマーカーの投影位置に基づいてマーカーを撮影された複数の画像間の重複領域内に撮影記録するように検出系、撮影系を制御するようにしたため、長尺撮影時の各撮影毎にマーカーの位置を調整する必要がなく、複数の画像を合成する際の位置合わせ用のマーカーを用いた長尺撮影の利便性を向上させることが可能となる。

また、請求項２に示すように、前記決定手段は、さらに前記放射線検出器を移動させる個々の位置における放射線照射範囲を算出し、前記放射線源と前記被検体との間に配置された絞りの開きを決定し、前記制御手段は、さらに前記決定手段の決定に基づいて前記絞りを制御することを特徴とする。

これにより、長尺撮影を効率的に行うことが可能となる。

また、同様に前記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、その一部分ずつが重複するように放射線検出器を移動して複数の画像を撮影して該重複部分で合成することにより放射線検出器の最大視野の長さよりも長い被検体の画像を得る放射線画像撮影方法であって、放射線源から射出され前記被検体を透過した放射線を検出する工程と、撮影範囲及び前記放射線源の位置を撮影条件として設定する工程と、放射線透過性の材料で形成され前記被検体と前記検出器の間に配置される衝立面に沿って、放射線減弱係数の大きい物質で形成された前記画像を合成する際の目印となるマーカーを配置する工程と、前記設定された撮影条件に基づいて前記放射線源から射出された放射線による前記マーカーの前記放射線検出器の可動範囲を含む面上での投影位置を算出する工程と、前記算出された投影位置に基づいて複数の画像を撮影するための前記放射線検出器を移動させる個々の位置及びそれに対応した前記放射線源の位置または放射線照射方向を決定する工程と、前記決定手段の決定に基づいて前記放射線源及び前記放射線検出器を制御する工程と、を備えたことを特徴とする放射線画像撮影方法を提供する。

これにより、撮影時の条件設定に基づいてマーカーの放射線検出器上への投影位置を算出し、このマーカーの投影位置に基づいてマーカーを撮影された複数の画像間の重複領域内に撮影記録するように検出系、撮影系を制御するようにしたため、長尺撮影時の各撮影毎にマーカーの位置を調整する必要がなく、複数の画像を合成する際の位置合わせ用のマーカーを用いた長尺撮影の利便性を向上させることが可能となる。

また、同様に前記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の放射線画像撮影方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラムを提供する。

これによっても、同様に、複数の画像を合成する際の位置合わせ用のマーカーを用いた長尺撮影の利便性を向上させることが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、撮影時の条件設定に基づいてマーカーの放射線検出器上への投影位置を算出し、このマーカーの投影位置に基づいてマーカーを撮影された複数の画像間の重複領域内に撮影記録するように検出系、撮影系を制御するようにしたため、長尺撮影時の各撮影毎にマーカーの位置を調整する必要がなく、複数の画像を合成する際の位置合わせ用のマーカーを用いた長尺撮影の利便性を向上させることが可能となる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る放射線画像撮影装置及び方法並びにプログラムについて詳細に説明する。

図１は、本発明に係る放射線画像撮影装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。

図１に示すように、本実施形態の放射線画像撮影装置１０は主に、被検体ＭにＸ線を照射するＸ線源１２と、Ｘ線源１２から射出されたＸ線を絞るコリメータ１４と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出して検出信号を出力するフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ、フラットパネルディテクタ、以下検出パネルとも言う）１６と、被検体Ｍが撮影中姿勢を保持するための衝立１８及び複数の撮影画像を合成する際の目印となるマーカー２０と、撮影に必要な各種の条件等を設定、算出等行うとともに、以上の各構成要素を制御する制御部（コンソール）２２とを含んで構成される。

Ｘ線源１２は、細かい構成についての説明は省略するが、被検体ＭにＸ線を照射するＸ線管を有し、制御部２２によりＸ線管に付与される管電圧及び管電流が制御され、出射されるＸ線のエネルギーが制御される。

ＦＰＤ１６は、その表面の受光面（パネル面）が平板状に形成され、受光面が水平または垂直となるように傾きが変更可能となっており、被検体Ｍの背中に当てて用いられ、被検体Ｍを透過してきたＸ線を光電的に検出してアナログ電気信号を出力するものである。ＦＰＤ１６の出力信号はデジタル信号に変換されて制御部２２に入力され、あるいは制御部２２においてデジタル信号に変換されて画像処理が施される。

なお、ＦＰＤ１６は、被検体Ｍの体軸に平行に設けられた支柱２４に沿って移動可能に設置されている。長尺撮影においては、ＦＰＤ１６を重複領域２６を有するように移動させて撮影が行われ、得られた複数画像を重複領域２６で合成することにより一つの長尺画像が得られる。

衝立１８は、被検体Ｍを立位状態で、例えば全脊椎などを長尺撮影する場合のように複数枚の画像を撮影している間中、被検体Ｍの姿勢を支持し固定するためのものである。なお、衝立１８は、放射線透過性の材料で形成される。

マーカー２０は、複数の撮影画像を合成する際の目印となるものであり、被検体Ｍ及び撮影画像に応じて衝立１８の適切な位置に配置される。マーカー２０は、例えば角のある図形を、鉛のように放射線減弱係数の大きい物質で、１０ｍｍ程度に形成される。

図２は、この放射線画像撮影装置１０を用いて長尺撮影する場合のＸ線源１２とＦＰＤ１６との位置関係を示す説明図である。

上述したように、ＦＰＤ１６の長さ以上の画像を撮影する場合に、支柱２４に沿ってＦＰＤ１６を重複領域２６を有するように移動しながらＸ線源１２からのＸ線照射方向を変えて撮影を行うことで長尺撮影が行われる。このようにして得られた複数のＸ線画像を重複領域２６で合成することによって一つの長尺画像が得られる。

図２（ａ）、（ｂ）に示すのは、ＦＰＤ１６の位置を異なる３つの位置に移動し、Ｘ線照射方向を３回切り換えて撮影する場合である。また、図２（ｃ）、（ｄ）に示すのは、ＦＰＤ１６の位置を異なる２つの位置に移動し、Ｘ線照射方向を２回切り換えて撮影する場合である。また、図２（ａ）、（ｃ）は、Ｘ線源１２からＦＰＤ１６までの距離が近い場合であり、図２（ｂ）、（ｄ）は、Ｘ線源１２からＦＰＤ１６までの距離が遠い場合である。

いずれの場合においても、ＦＰＤ１６の重複領域２６にマーカー２０が投影されるようにする。さらに、このとき、Ｘ線源１２の位置、高さあるいはＸ線の照射範囲によらず、衝立１８上に配置するマーカー２０の位置を固定できるように、撮影系及び検出系をコントロールすることが望ましいが、それについては後で詳しく説明する。

なお、複数の撮影画像を合成する際の目印となるマーカー２０は、衝立１８に配置されるが、衝立１８に埋め込まれていてもよいし、衝立１８に対して着脱可能、スライド可能であってもよい。

例えば、図３に示すように、細長い短冊状の部材３０の表面に所定の間隔でマーカー２０を接着・固定し、この短冊状の部材３０の上下にフック２８を取り付けて、衝立１８の上下の枠部材１９に対して着脱可能に取り付けるようにしてもよい。

次に、本実施形態の放射線画像撮影装置１０におる長尺画像撮影方法の概略について説明する。なお、以下説明する長尺撮影方法は、一例であって、これに限定されるものではない。

長尺撮影を行うに当たり、まず撮影準備として、通常、Ｘ線源１２及びＦＰＤ１６等が設置された撮影室とは別室に設置された制御部（コンソール）２２を介して、通常のＸ線撮影や長尺撮影等の撮影メニューが選択される。これは、図示を省略するが、制御部２２の表示画面（コントロールパネル）に表示された撮影メニューにタッチして、所望のメニューを選択して入力するようにしても良いし、制御部２２に接続されたキーボードやマウス等の入力手段を用いて入力するようにしても良い。

そして、撮影室（図示省略）の所定の位置に衝立１８及びマーカー２０を配置する。衝立１８は、撮影室内の所定の位置に固定するための機構を有している。例えば、撮影室の床穴にストッパーを挿入して固定するようにした形態でもよいし、スタンドと連結したり、あるいはスタンドと一体化された形態などとしてもよい。

また、このように撮影メニューを選択してから、衝立１８等のセッティングを行うのではなく、逆に衝立１８等のセッティングの状態に応じて、撮影メニューや撮影モードを制御するようにしてもよい。例えば、衝立１８等がセッティングされたことを制御部２２が検知して自動的に長尺撮影モードに入るようにしてもよい。

また、制御部２２を介して長尺撮影のメニューが選択されると、選択されたメニューに応じて所定の位置に自動的に衝立１８がセッティングされるようにしてもよい。例えば、プロジェクタのスクリーンのように、使用時に引き上げたり、引き下げたりするような形態や、自動でスタンドとＸ線源１２との位置関係を把握しながら衝立１８が所定位置まで移動するような形態としてもよい。

衝立１８を所定位置に配置することで、Ｘ線源１２との位置関係（距離）が確定するが、このように衝立１８を移動するのではなく、Ｘ線源１２の方を水平方向及び垂直方向に移動可能としてＸ線源１２の位置を設定することで、Ｘ線源１２と衝立１８及びＦＰＤ１６との距離を設定するようにしてもよい。

撮影準備ができたら、次に被検体（患者）を撮影室に入室させ、衝立１８前の所定の位置に立たせる。そして、被検体Ｍの身長や体の幅等及び撮影目的、撮影部位に応じて撮影範囲を設定する。これで、撮影範囲及びＸ線源１２の位置（Ｘ線源１２とＸ線検出器（ＦＰＤ１６）との相対位置）という撮影条件が設定される。

次に、その撮影範囲に対して、コリメータ１４を調節してＸ線の照射範囲を設定する。コリメータ１４の開きと、Ｘ線源１２の位置から衝立１８の前面に位置した被検体Ｍを透過してＦＰＤ１６の検出面（パネル面）上を照射するＸ線の照射範囲が制御部２２において計算によって求められる。そして、コンソールのコントロールパネル上の決定ボタンをタッチする（押す）と、Ｘ線照射範囲が確定する。

すると制御部２２において、上記設定された撮影条件に基づいて、長尺画像を撮影する際のＦＰＤ１６（Ｘ線検出パネル）の移動方法などの撮影手順が設定される。例えば、ＦＰＤ１６の移動方法としては、最初にＦＰＤ１６をＸ線照射範囲の上端にＦＰＤ１６のトップ位置が一致するように配置して撮影を開始し、その後一定の重複領域を設けながら撮影毎に下方に移動していくように制御する。

なお、上記Ｘ線照射範囲を求めるのに、計算で求めるのではなく、Ｘ線源１２近傍に照射野ランプを配置して、撮影室を暗くして照射野ランプから可視光を照射し、コリメータ１４で絞って衝立１８上に当たる光の範囲を目視で確認して求めるようにしてもよい。照射野ランプは、可視光を照射できるものであればよく、通常、照射野ランプはＸ線源１２の照射野と一致した光照射野を持つようにミラーと組み合わせて使用される。

また、制御部２２において、上記撮影手順に基づいて、衝立１８表面に沿って配置されたマーカー２０の、Ｘ線源１２から照射されたＸ線による、ＦＰＤ１６の検出面（パネル面）上での投影位置が算出される。

マーカー２０のＦＰＤ１６（検出パネル）上での投影位置が算出されると、長尺画像を撮影する際の分割枚数、及び各分割画像を撮影す際のＦＰＤ１６の位置（パネル位置）、Ｘ線源１２の照射角度（照射方向）などの制御情報が、制御部２２において決定される。

また、制御部２２において、上で設定された撮影手順に応じて、Ｘ線源１２の管電圧や照射線量などの実際の撮影におけるＸ線源１２の制御量が確認されるとともに、必要に応じて変更される。

次に、以上の各制御量等の値の算出方法について、図を用いて説明する。

図４に各制御量等の値の算出方法の説明図を示す。

図４に示すように、装置固定の設定情報及び各撮影毎に設定される設定情報は、それぞれ制御部２２のメモリ３２及び３４に格納されている。制御部２２では、メモリ３２及び３４から必要な情報を読み出して各種の値を算出する。

メモリ３２のデータベースに格納されている装置固定の設定情報としては、ＦＰＤ１６（検出パネル）のパネル面の画面サイズpanel、衝立と検出パネル間の距離db、床からの高さで表したマーカー配置位置hm’(1)、hm’(2)、・・・、マーカーサイズmarker、などがある。

また、メモリ３４に格納されている各撮影毎に設定される情報としては、Ｘ線源高さhs、Ｘ線源と検出パネル間の距離da、ＦＰＤ１６が配置される面における撮影範囲の上端htと下端hbで表された撮影範囲情報［ht,hb］などがある。

制御部２２は、まず図４のステップＳ１０において、マーカー２０のＦＰＤ１６のパネル面上での投影位置を算出する。衝立１８（図４では図示省略）上に配置されたマーカー２０の上からｉ番目のマーカー２０のパネル面上における投影位置hm(i)は、Ｘ線源と検出パネル間の距離da、衝立と検出パネル間の距離db、Ｘ線源高さhs、及び衝立１８面上でのマーカー配置位置hm’(i)から次の式（１）によって算出される。

hm(i)＝（hm’(i)−hs）×da／（da−db） ＋ hs ・・・（１）
次に、制御部２２は、ステップＳ２０において、撮影範囲[ht,hb]をカバーするのに必要な長尺画像の分割枚数及び各分割画像のショットにおけるＦＰＤ１６（検出パネル）の位置を算出し決定する。

上で算出したマーカー投影位置hm(i)、検出パネルの画面サイズpanel、に基づいて、ＦＰＤ１６（検出パネル）の位置（パネルトップの位置）hp(i)を次の式（２）によって算出する。このとき、ＦＰＤ１６（検出パネル）の中央が、隣り合ったマーカー投影位置の中点に来るようにする。

hp(i)＝hm(i) ＋ md／２ ＋ panel／２ ・・・（２）
ここで、ｉ＝１，２，・・・，mn−１（mnはマーカーの数）である。また、mdは、検出パネル上に投影されたマーカー２０の間隔を表し、これは衝立１８上に配置されたマーカー２０の間隔md’によって、次の式（３）によって算出される。

md＝md’×da／（da−db） ・・・（３）
また、ｉ＝mnの場合のパネルトップの位置については、上記式（２）の代わりに次の式（４）によって算出される。

hp(mn)＝hm(mn−１) − md／２ ＋ panel／２ ・・・（４）
次に、制御部２２は、ステップＳ３０において、各分割画像のショットにおけるＸ線照射方向を算出し決定する。

図５は、Ｘ線照射方向を算出する方法を示す説明図である。

図５は、第ｉ番目のＦＰＤ１６（第ｉ回目の撮影におけるＦＰＤ１６の位置）に対するＸ線源１２からのＸ線照射方向を求める場合を示したものである。

図５に示すように、ＦＰＤ１６とＸ線源１２との距離はda、ＦＰＤ１６のパネルトップ位置はhp(i)、ＦＰＤ１６の長さはpanelとして、ＦＰＤ１６の上端（パネルトップ）とＸ線源１２を結ぶ方向（床面に対する角度）をα、ＦＰＤ１６の下端（パネルボトム）とＸ線源１２を結ぶ方向（床面に対する角度）をβとし、求めるＸ線照射方向（床面に対する角度）をθとする。このとき、Ｘ線照射方向θは、上記αとβの丁度中間となる方向、すなわちθ＝（α＋β）／２とする。すると、α及びβは、それぞれ次の式（５）及び（６）のように算出されるので、求めるＸ線照射方向θは、式（７）のように算出される。

α＝arctan((hp(i)−hs)／da） ・・・（５）
β＝arctan((hp(i) −hs−panel)／da) ・・・（６）
θ＝（α＋β）／２
＝｛arctan((hp(i) −hs)／da）＋arctan((hp(i) −hs−panel)／da)｝／２ ・・・（７）
このように、本実施形態においては、撮影時の条件に基づいて、パネル面上におけるマーカーの投影位置を算出し、これに基づいてＦＰＤ１６及びＸ線源１２を制御することによって、撮影時の条件（撮影範囲、Ｘ線源の位置（高さ）、Ｘ線源とパネル面との距離など）によらずに画像上の所望の位置にマーカーを埋め込むことができ、ユーザーの負荷なく、後段の画像合成の安定性を向上させることができる。

なお、衝立１８上のマーカー配置間隔ｍｄ’は、パネル面とＸ線源１２との距離の最小値min(da)に基づいて、以下のようにして決定される。

まず、パネル面に必ず合成の際の目印としてのマーカーが投影されなければならないので、マーカーサイズmarkerや誤差を考慮したマージンをmarginとすると、max(md)＜panel−margin であり、また式（３）より、md＝md’×da／（da−db）＝md'/(1−db/da)であるので、max(md)＝max(md’/(1−db/da)) ＜ panel−marginとなる。

ここで、衝立１８面上でのマーカー位置（マーカー間隔）md'を固定すると、md’/(1−db/min(da)) ＜ panel−marginとなる。これにより、次の式（８）が成り立つ。

md’ ＜(1−db/min(da))×（ panel−margin） ・・・（８）
例えば、図６に示すように、panel−margin＝４０［ｃｍ］、db＝１０［ｃｍ］、min(da)＝１００［ｃｍ］とすると、md'＜（１−１０／１００）×４０［ｃｍ］＝３６［ｃｍ］となる。

Ｘ線源１２が最もＦＰＤ１６（パネル面）に近い場合に、パネル面上に投影されるマーカー２０の間隔mdは、最も大きくなる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。

本第２実施形態は、装置構成は前述した第１実施形態と同様であるが、被曝低減のため、各ショット毎にＸ線照射範囲を調整するようにした点が第１実施形態とは異なる。

図７に、各分割画像を撮影するショット毎のＸ線照射範囲の調整方法を含めた各制御量等の算出方法を示す。

図７に示すように、図４に示した第１実施形態の場合と同様に、装置固定の設定情報及び各撮影毎に設定される設定情報は、それぞれ制御部２２のメモリ３２及び３４に格納されている。制御部２２では、メモリ３２及び３４から必要な情報を読み出して各種の値を算出する。

メモリ３２に格納されている装置固定の設定情報としては、ＦＰＤ１６（検出パネル）のパネル面の画面サイズpanel、衝立と検出パネル間の距離db、マーカー配置位置（床からの高さ）hm’(1)、hm’(2)、・・・、マーカーサイズmarker、などがある。

また、メモリ３４に格納されている各撮影毎に設定される情報としては、Ｘ線源高さhs、Ｘ線源と検出パネル間の距離da、撮影範囲情報［ht,hb］などがある。

制御部２２は、まず図７のステップＳ１１０において、マーカー２０のＦＰＤ１６のパネル面上での投影位置を算出する。算出方法は、前述した第１実施形態と同じである。

次に、制御部２２は、ステップＳ１２０において、撮影範囲[ht,hb]をカバーするのに必要な長尺画像の分割枚数及び各分割画像のショットにおけるＦＰＤ１６（検出パネル）の位置を算出し決定する。

次に、制御部２２は、ステップＳ１３０において、各分割画像のショットにおけるＸ線照射範囲及び照射方向を算出し決定する。

図８は、Ｘ線照射範囲及び照射方向を算出する方法を示す説明図である。

図８（ａ）に示すように、ＦＰＤ１６上のＸ線照射範囲Ｐ［xtop(i),xbottom(i)］を示すトップ位置（上端）xtop(i)及びボトム位置（下端）xbottom(i)を以下のように算出する。

なお、ここで各分割画像がその上下にマーカー２０を含むように、かつ重複領域サイズをoverlapとするものとする。

すると、トップ位置xtop(i)は、次の式（９）で求めることができる。

xtop(i)＝hm(i)＋md＋marker／２＋overlap／２ ・・・（９）
ただし、ｉ＝１，２，・・・，mn−１（mnはマーカーの数）である。

また、ボトム位置xbottom(i)は、次の式（１０）で求めることができる。

xbottom(i)＝hm(i)−marker／２−overlap／２ ・・・（１０）
なお、mdは、検出パネル上に投影されたマーカー２０の間隔を表し、これは衝立１８上に配置されたマーカー２０の間隔md’によって、前述した式（３）によって算出される。

また、ｉ＝mnの場合、すなわち最後の検出パネルについては、トップ位置xtop(mn)は次の式（１１）で、ボトム位置xbottom(mn)は次の式（１２）によってそれぞれ求めることができる。

xtop(mn)＝hm(mn-1)＋marker／２＋overlap／２ ・・・（１１）
xbottom(mn)＝hm(mn-1)−md−marker／２−overlap／２ ・・・（１２）
次に、このようにして求められた照射範囲ＰからＸ線照射方向と絞りを算出する。

図８（ａ）に示すように、Ｘ線源１２と照射範囲Ｐのトップ位置を結ぶ方向の床面との角度をαとし、Ｘ線源１２と照射範囲Ｐのボトム位置を結ぶ方向の床面との角度をβとし、これらの角度の丁度中間の値としてＸ線照射方向θを、θ＝（α＋β）／２として算出する。

すると、α及びβは、それぞれ次の式（１３）及び（１４）のように算出される。

α＝arctan((xtop(i) −hs)／da） ・・・（１３）
β＝arctan((xbottom(i) −hs)／da) ・・・（１４）
従って、これより求めるＸ線照射方向θは、次の式（１５）のように算出される。

θ＝（α＋β）／２
＝｛arctan((xtop(i) −hs)／da）＋arctan((xbottom(i)−hs)／da)｝／２
・・・（１５）
次に、照射範囲ＰのＸ線源１２から見た角度幅φからコリメータ１４の絞り幅Δを以下のように算出する。

すなわち、図８（ｂ）に示すように、角度幅φは上で求めたαとβの差として算出され、φ＝α−β＝arctan((xtop(i) −hs)／da）−arctan((xbottom(i) −hs)／da)となる。

この角度幅φを用いて、絞り幅Δは、Δ＝２ｄ×tan(φ／２）のように求められる。

このように、各分割画像を撮影する毎にそのときのＦＰＤ１６のパネル面上の照射範囲Ｐ及び絞り幅Δを求めて、制御することにより、撮影に無関係な余分な範囲にまで照射するのを防ぎ、被曝量を低減することができる。

また、被曝量を低減するために、コリメータ１４の非長手方向についても絞り幅を適切に制御することが望ましい。

通常、コリメータは管球の方向を変えるとそれに連動して方向が変わるため、パネルに対して管球の角度が斜めになると、パネル面での照射範囲の形状は台形になる。これは斜めになれば成るほど顕著になる。

例えば、次のようにして適切な照射範囲となるようにすることが望ましい。例えば、絞りの開口部の形状が台形形状となるような機構を設けて、Ｘ線源の照射方向と直交する面内で、照射方向に応じて絞り形状を適切に制御してもよいし、コリメータ面がＸ線源の照射方向と独立になるようにして、パネル面と平行な面内で長方形状の絞りを適切に制御するようにしてもよい。

また、いままで説明してきた例では、Ｘ線源の管球の角度を制御する撮影方式について説明しているが、管球の角度は固定にして絞りを制御する撮影方式や、管球とＦＰＤ（パネル面）を平行移動する撮影方式として、これに対して上記実施形態の方法を適用するようにしてもよい。すなわち、マーカーの投影位置を計算し、その結果に基づいて検出パネルの位置、Ｘ線照射方向を決定することによって、マーカーが移動する検出パネルの重複領域に写るように制御する。

上述した本発明の各実施形態における放射線画像撮影装置での制御は、例えば、一般的なパーソナルコンピュータシステムと、その上で動作するソフトウェアプログラム によって実現することも可能であり、本発明の制御手段は、このプログラムによって上述したような機能を実行するように制御される。

以上、本発明の放射線画像撮影装置及び方法並びにプログラムについて詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

本発明に係る放射線画像撮影装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。 放射線画像撮影装置を用いて長尺撮影する場合のＸ線源とＦＰＤとの位置関係を示す説明図である。 マーカーの取り付け方法の例を示す説明図である。 各制御量等の算出方法を示す説明図である。 Ｘ線照射方向を算出する方法を示す説明図である。 マーカー投影間隔の具体例を示す説明図である。 各ショット毎のＸ線照射範囲の調整方法を含めた各制御量等の算出方法を示す。 （ａ）、（ｂ）は、Ｘ線照射範囲及び照射方向を算出する方法を示す説明図である。

符号の説明

１０…放射線画像撮影装置、１２…Ｘ線源、１４…コリメータ、１６…フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）、１８…衝立、２０…マーカー、２２…制御部、２４…支柱、２６…重複領域

Claims (4)

1. その一部分ずつが重複するように放射線検出器を移動して複数の画像を撮影して該重複部分で合成することにより放射線検出器の最大視野の長さよりも長い被検体の画像を得る放射線画像撮影装置であって、
   放射線を射出する放射線源と、
   前記放射線源から射出され前記被検体を透過した放射線を検出する放射線検出器と、
   放射線透過性の材料で形成され、前記被検体と前記検出器の間に配置される衝立と、
   放射線減弱係数の大きい物質で形成され、前記画像を合成する際の目印となるように、前記衝立面に沿って配置されるマーカーと、
   撮影条件として撮影範囲及び前記放射線源の位置を設定する撮影条件設定手段と、
   前記設定された撮影条件に基づいて前記放射線源から射出された放射線による前記マーカーの前記放射線検出器の可動範囲を含む面上での投影位置を算出する投影位置算出手段と、
   前記算出された投影位置に基づいて複数の画像を撮影するための前記放射線検出器を移動させる個々の位置及びそれに対応した前記放射線源の位置または放射線照射方向を決定する決定手段と、
   前記決定手段の決定に基づいて前記放射線源及び前記放射線検出器を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする放射線画像撮影装置。
2. 前記決定手段は、さらに前記放射線検出器を移動させる個々の位置における放射線照射範囲を算出し、前記放射線源と前記被検体との間に配置された絞りの開きを決定し、
   前記制御手段は、さらに前記決定手段の決定に基づいて前記絞りを制御することを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
3. その一部分ずつが重複するように放射線検出器を移動して複数の画像を撮影して該重複部分で合成することにより放射線検出器の最大視野の長さよりも長い被検体の画像を得る放射線画像撮影方法であって、
   放射線源から射出され前記被検体を透過した放射線を検出する工程と、
   撮影範囲及び前記放射線源の位置を撮影条件として設定する工程と、
   放射線透過性の材料で形成され前記被検体と前記検出器の間に配置される衝立面に沿って、放射線減弱係数の大きい物質で形成された前記画像を合成する際の目印となるマーカーを配置する工程と、
   前記設定された撮影条件に基づいて前記放射線源から射出された放射線による前記マーカーの前記放射線検出器の可動範囲を含む面上での投影位置を算出する工程と、
   前記算出された投影位置に基づいて複数の画像を撮影するための前記放射線検出器を移動させる個々の位置及びそれに対応した前記放射線源の位置または放射線照射方向を決定する工程と、
   前記決定手段の決定に基づいて前記放射線源及び前記放射線検出器を制御する工程と、
   を備えたことを特徴とする放射線画像撮影方法。
4. 請求項３に記載の放射線画像撮影方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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