JP2011024664A - Radiographic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、放射線源と放射線検出器が備えられた放射線撮影装置に関し、特に、放射線検出器には放射線グリッドが付設されているとともに、放射線源と放射線検出器との相対距離が変更可能となっている放射線撮影装置に関する。 The present invention relates to a radiation imaging apparatus provided with a radiation source and a radiation detector, and in particular, the radiation detector is provided with a radiation grid, and the relative distance between the radiation source and the radiation detector can be changed. The present invention relates to a radiation imaging apparatus.
医療機関には被検体の放射線画像を取得する放射線撮影装置が備えられている。この様な放射線撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線を検出する放射線検出器と、放射線検出器の検出面を覆う放射線グリッドとを備えている。 A medical institution is equipped with a radiation imaging apparatus that acquires a radiation image of a subject. Such a radiation imaging apparatus includes a radiation source that irradiates radiation, a radiation detector that detects radiation, and a radiation grid that covers a detection surface of the radiation detector.
従来の放射線撮影装置の構成について説明する。従来の放射線撮影装置51は、図15に示すように放射線源53と放射線検出器54と放射線グリッド55とを備えている。放射線源53から照射された放射線は、被検体Mを通過した後、放射線検出器54に入射する。放射線検出器54は放射線の検出信号を出力し、これを基に被検体の透視画像が生成されることになる。放射線グリッド55は、放射線検出器54に固定されて設けられている。
A configuration of a conventional radiation imaging apparatus will be described. A conventional
放射線グリッド55は、図16に示すように、細長状の吸収箔55aがブラインドのように配列されて構成される。この吸収箔55aは、被検体で生じた散乱線を除去する目的で設けられている。
As shown in FIG. 16, the radiation grid 55 is configured by arranging
放射線検出器54は、放射線源53に対して進退自在に移動することが可能となっている(図15の矢印参照)。放射線検出器54と放射線源53との距離を変更することにより放射線検出器54に写りこむ被検体の投影像の大きさを調節することができるのである。放射線検出器54が移動すると、これに固定されている放射線グリッド55もこれに追従して移動することになる。放射線検出器54と放射線源53との距離は、一番短いSIDminから、一番長いSIDmaxまで変化されることができる。この様な構成となっている放射線撮影装置としては、特許文献1に記載のようなものがある。
The
しかしながら、従来構成の放射線撮影装置には、次の様な問題点がある。
すなわち、従来構成の放射線撮影装置では、放射線検出器54に放射線グリッド55の影が写りこんでしまい、透視画像の視認性が悪化するという問題点がある。放射線グリッド55の吸収箔55aの並びは、放射線源53と放射線検出器54との位置がある距離にあるときを想定して設定されている。すなわち、両者53,54の距離がSIDminとSIDmaxとの中間のSID0となっているとき、放射線グリッド55の吸収箔55aは、図17に示すように、放射線源53から放射状に発する直接放射線に進む方向(図中の矢印参照)に沿うように傾斜されているのである。このとき取得される透視画像には、放射線グリッド55の影Sの影響がさほど現れない。なお、従来装置において、SID0は、(SIDmax+SIDmin)/2と等しくなっているのが通常である。
However, the conventional radiographic apparatus has the following problems.
In other words, the conventional radiographic apparatus has a problem that the shadow of the radiation grid 55 is reflected in the
しかし、放射線検出器54が放射線源53に対して移動すると、両者53,54の距離がSID0では無くなる。そうなると、放射線が放射線グリッド55に照射する方向が変化するので、放射線グリッド55の吸収箔55aの影Sはより広くなって放射線検出器54に写りこむ(図18参照)。この様な吸収箔55aの影Sの肥大化は、放射線グリッド55に設けられた吸収箔55aのうち、それらの配列方向の端部において顕著である。また、吸収箔55aの影Sの肥大化は、両者53,54の距離がSID0からズレるほど顕著である。この様な現象を放射線グリッドのカットオフと呼ぶ。
However, the
上述のような状態で取得された透視像は、肥大化した吸収箔55aの影Sが写りこんだ部分が暗くなっている。この影Sが放射線透視画像に写りこむことにより、放射線透視画像には、ストライプ状の模様が表れる。この様な診断に邪魔となるアーチファクトは可能な限り除いたほうがより好ましい。
In the fluoroscopic image acquired in the above-described state, a portion where the shadow S of the enlarged
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、放射線源に対して放射線検出器が移動したとしても、放射線グリッドに由来するアーチファクトが透視画像に極力写りこまないように工夫された放射線撮影装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is to prevent artifacts derived from the radiation grid from appearing in the fluoroscopic image as much as possible even when the radiation detector moves relative to the radiation source. An object of the present invention is to provide a radiation imaging apparatus devised as described above.
本発明は、上述の課題を解決するために次の様な構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線を検出する放射線検出手段と、放射線検出手段を放射線源に最も接近した第1位置から最も離れた第2位置まで進退移動させる検出器移動手段と、放射線検出手段の放射線を検出する検出面を覆うように設けられるとともに、第1方向に延びた短冊状の吸収箔が第2方向に配列されて構成される放射線グリッドとを備え、放射線源に対する放射線検出手段の位置が第1位置、および第2位置に挟まれた位置である標準位置にあるとき、放射線検出手段に写りこむ吸収箔の第2方向の影の幅が最も狭くなっており、放射線検出手段が標準位置から第1位置、第2位置のいずれに向かっても放射線検出手段に写りこむ吸収箔の第2方向の影の幅が次第に広くなる放射線撮影装置において、(A)放射線源に対する放射線検出手段の位置が第1位置となっているとき、放射線検出手段に写りこむ吸収箔の第2方向の影の幅と、(B)放射線源に対する放射線検出手段の位置が第2位置となっているとき、放射線検出手段に写りこむ吸収箔の第2方向の影の幅とが等しくなっていることを特徴とするものである。
The present invention has the following configuration in order to solve the above-described problems.
That is, the radiation imaging apparatus according to the present invention advances and retreats from a first position closest to the radiation source to a second position farthest from the radiation source that irradiates the radiation, a radiation detection means that detects the radiation, and the radiation detection means. A radiation grid configured to cover a detector moving means to be moved and a detection surface for detecting radiation of the radiation detecting means, and a strip-shaped absorbing foil extending in the first direction arranged in the second direction. And the width of the shadow in the second direction of the absorbing foil reflected on the radiation detecting means when the position of the radiation detecting means relative to the radiation source is at a standard position that is sandwiched between the first position and the second position. The width of the shadow in the second direction of the absorbing foil reflected on the radiation detection means from the standard position toward the first position or the second position from the standard position gradually becomes wider. In the line imaging apparatus, (A) when the position of the radiation detection means with respect to the radiation source is the first position, the width of the shadow in the second direction of the absorbing foil reflected in the radiation detection means, and (B) with respect to the radiation source When the position of the radiation detecting means is the second position, the width of the shadow in the second direction of the absorbing foil reflected on the radiation detecting means is equal.
[作用・効果]本発明によれば、放射線源に対し放射線検出手段が進退移動する。具体的には、放射線検出手段は放射線源に最も接近した第1位置から最も離れた第2位置まで移動するのである。また、本発明の放射線検出手段には散乱放射線を除去する放射線グリッドが設けられている。この放射線グリッドは、第1方向に延びた短冊状の吸収箔が第2方向に配列されて構成される。 [Operation / Effect] According to the present invention, the radiation detecting means moves forward and backward relative to the radiation source. Specifically, the radiation detection means moves from the first position closest to the radiation source to the second position furthest away. The radiation detection means of the present invention is provided with a radiation grid for removing scattered radiation. The radiation grid is configured by arranging strip-shaped absorbing foils extending in the first direction in the second direction.
放射線検出手段が標準位置にあるとき、放射線グリッドの吸収箔が放射線を遮ることで生じる影の幅は最も狭いものとなっている。このときの幅は、吸収箔の厚さと略同一となっている。完全に同一とならないのは、放射線ビームがコーン状となっているからであり、吸収箔の影が放射線検出手段に届くまでに僅かながら拡大されるからである。 When the radiation detection means is at the standard position, the width of the shadow produced by the radiation grid absorbing foil blocking the radiation is the narrowest. The width at this time is substantially the same as the thickness of the absorbent foil. The reason why they are not completely the same is that the radiation beam has a cone shape, and the shadow of the absorbing foil is slightly enlarged until it reaches the radiation detection means.
放射線検出手段が放射線源に対して移動すると、吸収箔に対する放射線ビームの照射方向が変化する。すると、放射線グリッドの吸収箔が放射線を遮ることで生じる影の幅が広がる。本発明によれば、放射線源に対する放射線検出手段の位置が第1位置となっているときと第2位置となっているときとで、放射線検出手段に写りこむ吸収箔の第2方向の影の幅が等しくなっている。一方、従来構成では、この様な構成となっていないので、放射線源に対する放射線検出手段の位置が第1位置となっているときと第2位置となっているときとで吸収箔の影の幅が異なる。この様に設定してしまうと、放射線検出手段が第1位置または第2位置にあるときに放射線検出手段に写りこむ吸収箔の影の幅は、より広くなってしまう。放射線検出手段が標準位置から第1位置または第2位置まで移動したとき、放射線ビームの進行方向が本発明の設定よりもより激しく変化するからである。本発明によれば、放射線検出手段の移動に係らず、放射線検出手段に対する放射線ビームの進行方向が極力変化しないようになっているので、放射線検出手段の移動に伴う吸収箔の影の幅の変化は最小限となっている。したがって、放射線源から照射された放射線ビーム(直接線)は、吸収箔に邪魔されずに放射線検出手段まで到達するのである。これにより、放射線透視画像に表れる偽像を抑制することができる。 When the radiation detection means moves relative to the radiation source, the irradiation direction of the radiation beam on the absorbing foil changes. Then, the width of the shadow generated by the radiation grid absorbing foil blocking the radiation is increased. According to the present invention, when the position of the radiation detection means relative to the radiation source is the first position and when the position is the second position, the shadow of the absorbing foil reflected in the radiation detection means in the second direction is reflected. The widths are equal. On the other hand, since the conventional configuration does not have such a configuration, the width of the shadow of the absorption foil when the position of the radiation detection means with respect to the radiation source is the first position and when the position is the second position. Is different. If it sets in this way, the width | variety of the shadow of the absorption foil reflected on a radiation detection means will become wider when a radiation detection means exists in a 1st position or a 2nd position. This is because when the radiation detection means moves from the standard position to the first position or the second position, the traveling direction of the radiation beam changes more drastically than the setting of the present invention. According to the present invention, since the traveling direction of the radiation beam with respect to the radiation detection means is not changed as much as possible regardless of the movement of the radiation detection means, the change in the width of the shadow of the absorption foil accompanying the movement of the radiation detection means Is minimal. Therefore, the radiation beam (direct line) emitted from the radiation source reaches the radiation detection means without being disturbed by the absorption foil. Thereby, the false image which appears in a radiographic image can be suppressed.
また、上述の放射線グリッドの第2方向の最端部に位置する吸収箔を最端部吸収箔としたとき、放射線検出手段に写りこむ最端部吸収箔の影は、放射線源に対する放射線検出手段の位置が第1位置であるかそれとも第2位置であるかによらず幅が等しくなっていればより望ましい。 Moreover, when the absorption foil located in the 2nd direction end part of the above-mentioned radiation grid is made into the endmost part absorption foil, the shadow of the endmost part absorption foil reflected in a radiation detection means is a radiation detection means with respect to a radiation source. It is more desirable if the widths are equal regardless of whether the position is the first position or the second position.
[作用・効果]放射線グリッドの第2方向の最端部に位置する吸収箔(放射線源が発するコーン状の放射線ビームの照射限界位置に存する吸収箔)は、放射線検出手段の移動に伴う吸収箔の影の幅の変化が最も激しい。上述の構成によれば、放射線グリッドの最先端部に位置する吸収箔を基準に上述の影の幅に係る設定が行われる。この様にすれば、より確実に、吸収箔の影響が除去された放射線透視画像を取得することができる。 [Operation / Effect] The absorption foil (absorption foil located at the irradiation limit position of the cone-shaped radiation beam emitted from the radiation source) located at the extreme end in the second direction of the radiation grid is the absorption foil accompanying the movement of the radiation detection means. The change in the shadow width is the most dramatic. According to the above-described configuration, the setting relating to the width of the shadow is performed based on the absorbing foil positioned at the most distal portion of the radiation grid. In this way, a radiographic image from which the influence of the absorbing foil has been removed can be obtained more reliably.
また、上述の放射線源に対する放射線検出手段の位置が標準位置にあるとき、放射線グリッドを構成する吸収箔の各々を短手方向に延長する延長線の各々は放射線源の焦点で交わればより望ましい。 Further, when the position of the radiation detection means with respect to the radiation source is at the standard position, it is more desirable that each of the extension lines extending in the short direction of the absorption foils constituting the radiation grid intersect at the focal point of the radiation source. .
[作用・効果]上述の構成は、本発明の放射線撮影装置のより具体的な構成を示している。この様にすれば、放射線源から照射される放射線ビームの進行が放射線グリッドに極力邪魔されない放射線撮影装置が提供できる。 [Operation / Effect] The above-described configuration shows a more specific configuration of the radiation imaging apparatus of the present invention. In this way, it is possible to provide a radiation imaging apparatus in which the progress of the radiation beam emitted from the radiation source is not disturbed by the radiation grid as much as possible.
また、上述の放射線源と放射線検出手段とを両端で支持する円弧状のC型アームと、円弧状となっているC型アームの円弧が存する平面に直交するとともに、C型アームの曲率中心を通過する第1軸を中心にC型アームを回転させる第1回転手段と、第1軸に直交するとともに、水平方向に延びた第2軸を中心にC型アームを回転させる第2回転手段とを備えればより望ましい。 In addition, the arc-shaped C-arm that supports the radiation source and the radiation detection means at both ends and the plane of the arc of the arc-shaped C-arm are orthogonal to each other, and the center of curvature of the C-arm is A first rotating means for rotating the C-arm around the first axis passing therethrough; a second rotating means for rotating the C-arm around the second axis that is orthogonal to the first axis and extends in the horizontal direction; Is more desirable.
[作用・効果]上述の構成は、本発明の放射線撮影装置のより具体的な構成を示している。このように、放射線撮影装置の具体的な構成としてC型アームを有する構成が採用できる。 [Operation / Effect] The above-described configuration shows a more specific configuration of the radiation imaging apparatus of the present invention. Thus, a configuration having a C-arm can be adopted as a specific configuration of the radiation imaging apparatus.
本発明の放射線検出手段には第1方向に延びた短冊状の吸収箔が第2方向に配列されて構成される放射線グリッドが設けられている。放射線検出手段が放射線源に対して移動すると、放射斜線ビームが吸収箔に当たる方向が変化する。これにより、放射線グリッドの吸収箔が放射線を遮ることで生じる影の幅は広がる。本発明によれば、放射線源に対する放射線検出手段の位置が第1位置となっているときと、第2位置となっているときとで、放射線検出手段に写りこむ吸収箔の第2方向の影の幅が等しくなっている。本発明によれば、放射線検出手段の移動に係らず、放射線検出手段に対する放射線ビームの進行方向が極力変化しないようになっているので、放射線検出手段の移動に伴う吸収箔の影の幅の変化は最小限となっている。したがって、放射線源から照射された放射線ビーム(直接線)は、吸収箔に邪魔されずに放射線検出手段まで到達するのである。これにより、放射線透視画像に表れる偽像を抑制することができる。 The radiation detecting means of the present invention is provided with a radiation grid configured by arranging strip-shaped absorbing foils extending in the first direction in the second direction. When the radiation detection means is moved with respect to the radiation source, the direction in which the oblique radiation beam strikes the absorbing foil changes. Thereby, the width of the shadow generated by the radiation foil of the radiation grid blocking the radiation is widened. According to the present invention, when the position of the radiation detection means with respect to the radiation source is at the first position and when the radiation detection means is at the second position, the shadow of the absorbing foil reflected in the radiation detection means in the second direction is reflected. Are equal in width. According to the present invention, since the traveling direction of the radiation beam with respect to the radiation detection means is not changed as much as possible regardless of the movement of the radiation detection means, the change in the width of the shadow of the absorption foil accompanying the movement of the radiation detection means Is minimal. Therefore, the radiation beam (direct line) emitted from the radiation source reaches the radiation detection means without being disturbed by the absorption foil. Thereby, the false image which appears in a radiographic image can be suppressed.
次に、実施例1に係る放射線撮影装置の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、実施例1におけるX線は、本発明の放射線に相当する。 Next, an embodiment of the radiation imaging apparatus according to Embodiment 1 will be described with reference to the drawings. The X-ray in Example 1 corresponds to the radiation of the present invention.
<X線撮影装置の構成>
まず、実施例1に係るX線撮影装置1の構成について説明する。図1は、実施例1に係る放射線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。実施例1に係るX線撮影装置1は、図1に示すように、被検体Mを載置する天板2と、天板2の下側に設けられたX線管3と、天板2の上側に設けられたX線を検出するフラット・パネル・ディテクタ:FPD4と、FPD4のX線を入射させる検出面を覆うように設けられているX線グリッド5とを備えている。FPD4の検出面にはX線を検出する検出素子が縦横に配列されて、検出素子の2次元マトリックスが構成されている。また、X線管制御部6は、X線管3の管電流、管電圧、X線ビームのパルス幅を制御するものである。X線管3は、本発明の放射線源に相当し、FPD4は、本発明の放射線検出手段に相当する。また、X線グリッド5は、本発明の放射線グリッドに相当する。
<Configuration of X-ray imaging apparatus>
First, the configuration of the X-ray imaging apparatus 1 according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a functional block diagram illustrating the configuration of the radiation imaging apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the X-ray imaging apparatus 1 according to the first embodiment includes a
X線管3は、コーン状の放射線ビームBをX線グリッド5,FPD4に向けて照射する。放射線ビームの中心軸は、X線グリッド5,FPD4に垂直となっており、かつ、縦横にシート状となっているX線グリッド5,FPD4の中心点を通過する。
The X-ray tube 3 irradiates the cone-shaped radiation beam B toward the
C型アーム7は、X線管3,およびFPD4を一括に支持するものである。C型アーム7は、図2に示すように円弧状となっており、円弧の一端にX線管3,他端にFPD4が設けられている。アーム回転機構9は、C型アーム7を回転させる目的で設けられている(図1参照)。円弧状となっているC型アーム7の円弧が存する平面を基準平面[図2(a)における紙面]とすると、C型アーム7は、基準平面に垂直でC型アーム7の曲率中心を通過する第1中心軸Eを中心に回転することもできれば、図2(b)に示すように、基準平面に含まれる水平な第2中心軸Fを中心に回転することもできる。また、第1中心軸Eと第2中心軸Fとは互いに直交する。この様にC型アーム7は、2つの中心軸を有しており、互いの回転は独立している。C型アーム7の回転はアーム回転機構9によって行われる。アーム回転制御部10は、アーム回転機構9を制御するものである。このC型アーム7は、検査室の床面に配置された支柱8によって支持される。
The C-type arm 7 supports the X-ray tube 3 and the
アーム回転機構9は、図3に示すようにC型アーム7を第1中心軸Eをまわりに回転させる第1回転機構9aと、C型アーム7を第2中心軸Fまわりに回転させる第2回転機構9bとを備えている。アーム回転制御部10は、第1回転機構9aを制御する第1回転制御部10aと、第2回転機構9bを制御する第2回転制御部10bとを備えている。第2回転機構9bは、本発明の第2回転手段に相当し、第1回転機構9aは、本発明の第1回転手段に相当する。
As shown in FIG. 3, the arm rotation mechanism 9 includes a
FPD4には、FPD4をX線管3に対して進退移動させるシフトさせるシフト機構11が設けられている(図1参照)。FDP4は、シフト機構11によってX線管3に近づくこともできれば、遠ざかることもできる。シフト制御部12は、シフト機構11を制御するものである。シフト機構11は、本発明の検出器移動手段に相当する。
The
画像生成部21は、FPD4から出力される検出信号を基に被検体の透視像が写りこんだX線透視画像Pを生成する。
The
X線グリッド5は、X線が被検体Mを通過する際に生じる散乱X線を除去する目的で設けられている。X線グリッド5は、矩形となっているFPD4の検出面を覆うことができる板状であり、縦方向p(本発明の第1方向に相当)に延びた短冊状の吸収箔5aが横方向q(本発明の第2方向に相当)に配列されて構成される(図4参照)。各吸収箔5aは、進路上で散乱しないで直線的にFPD4に向かう直接X線を通過させるように配列されている。進行方向がX線管3から照射される放射線ビームの広がる方向からずれた散乱線は、吸収箔5aのいずれかに当たって吸収され、FPD4に到達できない。
The
X線グリッド5の吸収箔5aは、図5に示すように傾斜している。すなわち、吸収箔5aの各々の吸収箔5aの短手方向がX線管3から照射されるコーン状の放射線ビームの進行方向に沿うように設けられている。いいかえれば、吸収箔5aの各々を短手方向に延長する延長線は、全ての吸収箔5aは、FPD4から標準距離SID0だけ離れたX線管3のX線発生焦点P0で交わることになる。X線管3に対するFPD4の位置が本発明の標準位置となっているとき、FPD4とX線管3との距離はSID0となっている。
The
図6は、FPD4とX線管3との距離の変化を説明している。FPD4は、シフト機構11によりX線管3が発するX線ビームの中心軸に沿って進退自在に移動する。本来はFPD4のほうがX線管3に対して移動するのであるが、図6とこれ以降の図においては、簡潔な説明の目的でX線管3がFPD4に対して移動するものとして説明する。FPD4とX線管3との距離は、最大のSIDmaxから最小のSIDminまで変動する。SIDmaxとSIDminとの差の距離Dは、25cm程度である。なお、X線管3に対するFPD4の位置が本発明の第1位置となっているとき、FPD4とX線管3との距離はSIDminとなっている。X線管3に対するFPD4の位置が本発明の第2位置となっているとき、FPD4とX線管3との距離はSIDmaxとなっている。
FIG. 6 illustrates a change in the distance between the
実施例1に係るX線撮影装置1は、各制御部6,10を統括的に制御する主制御部41を備えている。この主制御部41は、CPUによって構成され、各種のプログラムを実行することにより各制御部6,10および画像生成部21を実現している。なお、各部は、それぞれを担当する制御装置に分割された構成としてもよい。表示部35は、X線透視画像を表示するものであり、操作卓36は、術者の操作を入力させるものである。
The X-ray imaging apparatus 1 according to the first embodiment includes a
記憶部37は、各制御部6,10や画像生成に関する画像生成部21における設定値、参照データ、出力の一切を記憶する。
The
<X線グリッドと各部との位置関係>
実施例1の構成は、X線グリッド5の吸収箔5aの傾斜の程度と、X線管3とFPD4との移動可能範囲との間に特別な関係がある。これを説明する目的で、X線グリッドと各部との位置関係について説明する。
<Positional relationship between X-ray grid and each part>
The configuration of the first embodiment has a special relationship between the degree of inclination of the
図7は、X線管3とFPD4との距離がSID0となっているときの各部の位置関係を示している。P0は、そのときのX線管3の焦点である。X線グリッド5の横方向の最端部に位置する吸収箔を5bとし、X線グリッド5の厚さ方向(縦方向、および横方向のいずれにも直交する方向)のX線グリッド5の幅をLとする。X線グリッド5がX線を出射する出射面からFPD4がX線を入射させる検出面までの距離をhとする。X線グリッド5はFDP4に固定されているので、この距離hは一定である。吸収箔5bは、本発明の最端部吸収箔に相当する。なお、X線グリッド5の各吸収箔5aは、焦点P0に配向するように製作され、FPD4に取り付けられている。
FIG. 7 shows the positional relationship of each part when the distance between the X-ray tube 3 and the
X線グリッド5の厚さ方向の中央線をCとし、中央線Cと吸収箔5bとが交わる点を吸収箔基準点Gとする。そして、焦点P0から中央線Cまでの距離をS0とする。また、焦点P0から吸収箔基準点Gとを結ぶ線分D0を考える。この線分D0と中央線Cとがなす角をθ0とする。X線管3に対するFPD4が本発明の標準位置にあるとき、FPD4に対するX線管3の焦点位置は焦点P0の位置となっている。
A center line in the thickness direction of the
また、X線管3とFPD4との距離がSIDminとなっているとき、X線管3の焦点をPminとする(図8参照)。X線管3に対するFPD4が本発明の第1位置にあるとき、FPD4に対するX線管3の焦点位置は焦点Pminの位置となっている。
Further, when the distance between the X-ray tube 3 and the
そして、X線管3とFPD4との距離がSIDmaxとなっているとき、X線管3の焦点をPmaxとする(図8参照)。すなわち、X線管3に対するFPD4が第2位置にあるとき、FPD4に対するX線管3の焦点位置はPmaxの位置となっている。
When the distance between the X-ray tube 3 and the
実施例1の特徴は、図8に示すように線分D0と線分Dmaxとがなす角θAと、線分D0と線分Dminとがなす角θBとが等しいことにある。X線管3とFPD4との距離がSID0にあるとき、図9(a)の左側に示すように、吸収箔5bによって吸収箔5bの厚さ分だけX線を遮り、FPD4には、影Sが投影される。この影Sは、FPD4の検出面においては、横方向に配列される検出素子を比較したとき、図中の中央に示すように、影Sは、単一の検出素子に写りこんでいる。この様な影Sと検出素子の位置関係は、FPD4の全域において同様である。すなわち、影Sは、2つの検出素子に横方向から跨って現れることがない。
As shown in FIG. 8, the feature of the first embodiment is that the angle θA formed by the line segment D 0 and the line segment D max is equal to the angle θB formed by the line segment D 0 and the line segment D min . When the distance between the X-ray tube 3 and the
図9(a)のとき、影Sの横方向の幅は、吸収箔5bの厚さ分しかなく、狭いものとなっている。したがって、FPD4が出力する検出信号を基に生成されたX線透視画像Pには、図中の右側が示すような画素一個分の幅の暗い縦筋が現れる。画素値が暗いのは、影Sが写り込んだ検出素子に係る画素値が影Sが写りこんでいないものと比べて低くなっているからであり、縦筋となるのは、FPD4上において影Sが写り込んだ検出素子が縦方向に連続して存在しているからである。
9A, the width of the shadow S in the horizontal direction is only the thickness of the absorbing
図9(b)は、X線管3とFPD4との距離がSIDmaxにあるとき、FPD4に投影される影Sの様子を示している。図9(a)の場合と比較して、吸収箔5bにとってX線管3から照射されるX線ビームの照射方向は、θA(図8参照)だけ変更されている。これに伴って、吸収箔5bに照射されるX線ビームの進行方向が変更され、FPD4に写りこむ吸収箔5bの影Sは図9(a)の場合と比べて横方向に広くなる。
FIG. 9B shows the state of the shadow S projected on the
一方、図9(c)は、X線管3とFPD4との距離がSIDminにあるとき、FPD4に投影される影Sの様子を示している。図9(a)の場合と比較して、吸収箔5bにとってX線管3から照射されるX線ビームの照射方向は、θB(図8参照)だけ変更されている。これに伴って、吸収箔5bに照射されるX線ビームの進行方向が変更され、FPD4に写りこむ吸収箔5bの影Sは図9(a)の場合と比べて横方向に広くなる。
On the other hand, FIG. 9C shows the state of the shadow S projected on the
実施例1の構成において、図9(b)の場合の影Sの横方向の幅と、図9(c)の場合の影Sの横方向の幅とは等しくなっている。θAとθBとが等しい角度となっているからである。また、θAとθBとを適宜違えて、図9(b)の場合の影Sの横方向の幅と、図9(c)の場合の影Sの横方向の幅とを厳密に同一とするようにしてもよい。吸収箔5bの短手方向は、FPD4の入射面に直交していないので、図9(b)の状態のほうが図9(c)の状態より吸収箔5bがFPD4に近づいた状態となっている。X線ビームはコーン状であるので、図9(b)と図9(c)とでFPD4に現れる影の拡大率は厳密には異なる。そこで、θAとθBとを適宜調節することで、拡大率の影響を取り除き、影Sの横方向の幅をより一致させることができる。
In the configuration of the first embodiment, the horizontal width of the shadow S in the case of FIG. 9B is equal to the horizontal width of the shadow S in the case of FIG. 9C. This is because θA and θB have the same angle. Also, θA and θB are appropriately changed so that the horizontal width of the shadow S in FIG. 9B is exactly the same as the horizontal width of the shadow S in FIG. 9C. You may do it. Since the short side direction of the
なお、図8における焦点Pcは、焦点Pmaxと焦点Pminの中間の位置を示している。すなわち、焦点Pcは、焦点Pmaxと焦点Pminとを結ぶ線分の中点である。焦点PcからFPD4までの距離は、SIDmaxとSIDminとの平均の距離となっている。焦点P0は、焦点Pcと比べて焦点Pmin寄りとなっている。したがって、SID0は、SIDmaxとSIDminとの平均の距離よりも短い。
Note that the focus Pc in FIG. 8 indicates a position intermediate between the focus P max and the focus P min . That is, the focal point Pc is the midpoint of the line segment connecting the focal point P max and the focal point P min . The distance from the focal point Pc to the
次に、焦点Pmaxと焦点Pminの位置が決定しているときの焦点P0の位置の求め方について説明する。これに先立って、各部の位置関係を記号で表すことにする。まず、図7に示すように、FPD4の横方向qの中心から吸収箔基準点Gまでの距離をRとする。また、図10に示すように、焦点Pmaxから中央線Cまでの距離をSmaxとする。また、焦点Pmaxから吸収箔基準点Gとを結ぶ線分Dmaxを考える。このDmaxと中央線Cとがなす角をθmaxとする。同様に、図11に示すように、焦点Pminから中央線Cまでの距離をSminとする。また、焦点Pminから吸収箔基準点Gとを結ぶ線分Dminを考える。このDminと中央線Cとがなす角をθminとする。以降の説明において、P0,S0,D0,θ0は、図7を参照すれば理解できる。Pmax,Smax,Dmax,θmaxは、図10を参照すれば理解できる。Pmin,Smin,Dmin,θminは、図11を参照すれば理解できる。
Next, how to determine the position of the focal point P 0 when the positions of the focal point P max and the focal point P min are determined will be described. Prior to this, the positional relationship of each part is represented by a symbol. First, as shown in FIG. 7, let R be the distance from the center in the lateral direction q of the
Smax,およびSminは、次の様に表せる。
Smax=SIDmax−h−L/2 ……(1)
Smin=SIDmin−h−L/2 ……(2)
S max and S min can be expressed as follows.
S max = SID max −h−L / 2 (1)
S min = SID min −h−L / 2 (2)
tanθmax,およびtanθminは次の様に表せる。
tanθmax=Smax/R ……(3)
tanθmin=Smin/R ……(4)
Tan θ max and tan θ min can be expressed as follows.
tan θ max = S max / R (3)
tan θ min = S min / R (4)
ところで、θAは、θ0−θminに等しく、θBは、θmax−θ0に等しい。θA=θBであることからすれば、次の様な等式が成り立つ。
θ0=(θmin+θmax)/2 ……(6)
By the way, θA is equal to θ 0 −θ min , and θB is equal to θ max −θ 0 . Given that θA = θB, the following equation holds:
θ 0 = (θ min + θ max ) / 2 (6)
また、SID0,およびS0は、次の様に表せる。
SID0=S0+L/2+h ……(7)
S0=R・tanθ0 ……(8)
SID 0 and S 0 can be expressed as follows.
SID 0 = S 0 + L / 2 + h (7)
S 0 = R · tan θ 0 (8)
式(6)〜(8)より次のような等式が成り立つ。
SID0=R・tan(θmin/2+θmax/2)+L/2+h ……(9)
From equations (6) to (8), the following equation holds:
SID 0 = R · tan (θ min / 2 + θ max / 2) + L / 2 + h (9)
ここで、式(1)〜(4)を参照すれば、SID0は、SIDmax,SIDmin,L,およびhのみを用いて決定できることが分かる。すなわち、tanθmaxは、SmaxとRで表され[式(3)参照]、Smaxは、SIDmax,L,およびhで表される[式(1)参照]。したがって、tanθmaxは、SIDmax,L,h,およびRで表される。同様にtanθminは、SIDmin,L,h,およびRで表される[式(2)、式(4)参照]。ここで、L,h,およびRは、FPD4およびX線グリッド5の配置、寸法であるから、一定である。すなわち、SID0は、SIDmax,SIDminの設定に伴って一義的に決定されるのである。X線グリッド5の吸収箔5aの傾斜はSID0を基準として決定されることになる。吸収箔5aを短手方向に延長すれば、全て焦点P0で交わるのである。
Here, referring to equations (1) to (4), it can be seen that SID 0 can be determined using only SID max , SID min , L, and h. That is, tan θ max is represented by S max and R [see formula (3)], and S max is represented by SID max , L, and h [see formula (1)]. Therefore, tan θ max is represented by SID max , L, h, and R. Similarly, tan θ min is expressed by SID min , L, h, and R [see Formula (2) and Formula (4)]. Here, L, h, and R are constant because they are the arrangement and dimensions of the
次に、図12,図13を用いて本発明の効果を説明する。従来のX線撮影装置において、図12の焦点PcがX線グリッド5の吸収箔5aの傾斜の基準となっている。吸収箔5aを短手方向に延長すれば、全て焦点Pcで交わるのである。吸収箔基準点Gと焦点Pcとを結ぶ線分をDcとする。
Next, the effects of the present invention will be described with reference to FIGS. In the conventional X-ray imaging apparatus, the focal point Pc in FIG. 12 is a reference for the inclination of the
線分Dmaxと線分Dcとがなす角をθPとし、線分Dminと線分Dcとがなす角をθQとすれば、θP<θQとなっている。これは、本実施例の構成がθA=θBとなっているのとは大きく異なる。なお、DminとDmaxとがなす角はθP+θQであり、図8を参照すれば分かるように、これはθA+θBとなっている。つまり、線分Dminと線分Dmaxとがなす角の分割の割合が従来構成と本発明と異なるのである。 If the angle formed by the line segment Dmax and the line segment Dc is θP, and the angle formed by the line segment Dmin and the line segment Dc is θQ, then θP <θQ. This is significantly different from the configuration of the present embodiment in which θA = θB. The angle formed by D min and D max is θP + θQ, and as can be seen from FIG. 8, this is θA + θB. That is, the ratio of the angle division formed by the line segment Dmin and the line segment Dmax is different from the conventional configuration and the present invention.
従来と本実施例とを比較するとθQ>θBとなっている(図8,図12参照)。すなわち、PcにあるX線管3の焦点をPminに移動させると、X線ビームの照射方向が大きく変化し、図13の左側、中央に示すように、図9(c)と比較して幅方向により幅広の影SがFPD4に写りこむ。すると、図13の右側に示すように、図9(c)よりも暗く、より目立つ縦筋が現れるのである。本実施例においては、縦筋は現れるものの、さほど目立つものではない。
When comparing the conventional example with the present embodiment, θQ> θB is satisfied (see FIGS. 8 and 12). That is, when the focal point of the X-ray tube 3 at Pc is moved to Pmin , the irradiation direction of the X-ray beam changes greatly, as shown in the left and center of FIG. 13, compared to FIG. 9C. A wider shadow S is reflected in the
以上のように、実施例1の構成によれば、X線管3に対しFPD4が進退移動する。具体的には、FPD4はX線管3に最も接近した位置から最も離れた位置まで移動するのである。また、実施例1の構成のFPD4には散乱X線を除去するX線グリッド5が設けられている。このX線グリッド5は、縦方向に延びた短冊状の吸収箔5aが横方向に配列されて構成される。
As described above, according to the configuration of the first embodiment, the
FPD4が標準位置にあるとき、X線グリッド5の吸収箔5aが放射線を遮ることで生じる影の横方向の幅は最も狭いものとなっている。このときの幅は、吸収箔5aの厚さと略同一となっている。完全に同一とならないのは、放射線ビームがコーン状となっているからであり、吸収箔5aの影がFPD4に届くまでに僅かながら拡大されるからである。
When the
FPD4がX線管3に対して移動すると、吸収箔5aに対する放射斜線ビームの照射方向が変化する。すると、X線グリッド5の吸収箔5aが放射線を遮ることで生じる影の幅が広がる。実施例1の構成によれば、FPD4に対するX線管3の焦点の位置がPminの位置となっているときとPmaxの位置となっているときとで、FPD4に写りこむ吸収箔5aの横方向の影の幅が等しくなっている。従来構成では、この様な構成となっていないので、FPD4に対するX線管3の焦点の位置がPminの位置となっているときとPmaxの位置となっているときとで吸収箔5aの影の幅が異なる。この様に設定してしまうと、FPD4に対するX線管3の焦点の位置がPminの位置またはPmaxにあるときにFPD4に写りこむ吸収箔5aの影の幅は、より広くなってしまう。X線管3が標準位置からPminの位置またはPmaxの位置まで移動したとき、放射線ビームの進行方向が実施例1の構成の設定よりもより激しく変化するからである。実施例1の構成によれば、FPD4の移動に係らず、X線グリッド5の吸収箔5aに対する放射線ビームの進行方向が極力変化しないようになっているので、FPD4の移動に伴う吸収箔5aの影の幅の変化は最小限となっている。したがって、X線管3から照射された放射線ビーム(直接線)は、吸収箔5aに邪魔されずにFPD4まで到達するのである。これにより、放射線透視画像に表れる偽像の影響を抑制することができる。
When the
X線グリッド5の横方向の最端部に位置する吸収箔5b(X線管3が発するコーン状の放射線ビームの照射限界位置に存する吸収箔)は、FPD4の移動に伴う吸収箔5aの影の幅の変化が最も激しい。上述の構成によれば、X線グリッド5の最先端部に位置する吸収箔5aを基準に上述の影Sの幅に係る設定が行われる。この様にすれば、より確実に、吸収箔5aの影響が除去された放射線透視画像を取得することができる。
The
また、X線管3に対するFPD4の位置が標準位置にあるとき(X線管3とFPD4との距離がSID0のとき)、X線グリッド5を構成する吸収箔5aの各々を短手方向に延長する延長線の各々はX線管3の焦点で交わる。上述の構成は、実施例1の構成の放射線撮影装置のより具体的な構成を示している。この様にすれば、X線管3から照射される放射線ビームの進行がX線グリッド5に極力邪魔されない放射線撮影装置が提供できる。
Further, when the position of the
本発明は上述の構成に限られず、下記のように変形実施することができる。 The present invention is not limited to the above-described configuration, and can be modified as follows.
(1)実施例1の構成はC型アームを有する構成であったが、これに代えて図14のように、X線管3が支柱に支えられるタイプの放射線撮影装置(通称:透視台)に適応してもよい。この場合にはX線管3が上下動してSIDを適正に設定する。 (1) Although the configuration of the first embodiment is a configuration having a C-shaped arm, instead of this, as shown in FIG. 14, a type of radiation imaging apparatus in which the X-ray tube 3 is supported by a support (common name: fluoroscopic table) May be adapted. In this case, the X-ray tube 3 moves up and down to set the SID appropriately.
(2)上述した実施例は、医用の装置であったが、本発明は、工業用や、原子力用の装置に適用することもできる。 (2) Although the embodiment described above is a medical device, the present invention can also be applied to industrial and nuclear devices.
(3)上述した実施例のいうX線は、本発明における放射線の一例である。したがって、本発明は、X線以外の放射線にも適応できる。 (3) X-rays referred to in the above-described embodiments are an example of radiation in the present invention. Therefore, the present invention can be applied to radiation other than X-rays.
3 X線管(放射線源)
4 FPD(放射線検出手段)
5 X線グリッド(放射線グリッド)
5a 吸収箔
7 C型アーム
9a 第1回転機構(第1回転手段)
9b 第2回転機構(第2回転手段)
11 シフト機構(検出器移動手段)
3 X-ray tube (radiation source)
4 FPD (radiation detection means)
5 X-ray grid (radiation grid)
5a Absorbing foil 7 C-
9b Second rotation mechanism (second rotation means)
11 Shift mechanism (detector moving means)
Claims (4)
放射線を検出する放射線検出手段と、
前記放射線検出手段を前記放射線源に最も接近した第1位置から最も離れた第2位置まで進退移動させる検出器移動手段と、
前記放射線検出手段の放射線を検出する検出面を覆うように設けられるとともに、第1方向に延びた短冊状の吸収箔が第2方向に配列されて構成される放射線グリッドとを備え、
前記放射線源に対する前記放射線検出手段の位置が第1位置、および第2位置に挟まれた位置である標準位置にあるとき、前記放射線検出手段に写りこむ吸収箔の前記第2方向の影の幅が最も狭くなっており、
前記放射線検出手段が標準位置から第1位置、第2位置のいずれに向かっても前記放射線検出手段に写りこむ吸収箔の前記第2方向の影の幅が次第に広くなる放射線撮影装置において、
(A)前記放射線源に対する前記放射線検出手段の位置が前記第1位置となっているとき、前記放射線検出手段に写りこむ吸収箔の前記第2方向の影の幅と、(B)前記放射線源に対する前記放射線検出手段の位置が前記第2位置となっているとき、前記放射線検出手段に写りこむ吸収箔の前記第2方向の影の幅とが等しくなっていることを特徴とする放射線撮影装置。 A radiation source that emits radiation;
Radiation detection means for detecting radiation;
Detector moving means for moving the radiation detecting means forward and backward from a first position closest to the radiation source to a second position furthest away;
A radiation grid provided so as to cover a detection surface for detecting radiation of the radiation detection means, and a strip-shaped absorbing foil extending in the first direction arranged in the second direction,
The width of the shadow in the second direction of the absorbing foil reflected on the radiation detecting means when the position of the radiation detecting means with respect to the radiation source is at a standard position that is sandwiched between the first position and the second position. Is the narrowest,
In the radiation imaging apparatus in which the width of the shadow in the second direction of the absorbing foil reflected on the radiation detection means gradually increases from the standard position toward the first position or the second position from the standard position.
(A) When the position of the radiation detection means with respect to the radiation source is the first position, the width of the shadow in the second direction of the absorption foil reflected on the radiation detection means; and (B) the radiation source. When the position of the radiation detecting means relative to the second position is the second position, the width of the shadow in the second direction of the absorbing foil reflected on the radiation detecting means is equal. .
前記放射線グリッドの前記第2方向の最端部に位置する吸収箔を最端部吸収箔としたとき、
前記放射線検出手段に写りこむ最端部吸収箔の影は、前記放射線源に対する前記放射線検出手段の位置が前記第1位置であるかそれとも前記第2位置であるかによらず幅が等しくなっていることを特徴とする放射線撮影装置。 The radiographic apparatus according to claim 1,
When the absorption foil located at the endmost portion in the second direction of the radiation grid is the endmost absorption foil,
The shadow of the outermost absorption foil reflected on the radiation detection means has the same width regardless of whether the position of the radiation detection means relative to the radiation source is the first position or the second position. A radiographic apparatus characterized by comprising:
前記放射線源に対する前記放射線検出手段の位置が前記標準位置にあるとき、前記放射線グリッドを構成する吸収箔の各々を短手方向に延長する延長線の各々は放射線源の焦点で交わることを特徴とする放射線撮影装置。 The radiographic apparatus according to claim 1 or 2,
When the position of the radiation detection means with respect to the radiation source is at the standard position, each of the extension lines extending in the short direction of each of the absorption foils constituting the radiation grid intersects at the focal point of the radiation source. Radiography equipment.
前記放射線源と前記放射線検出手段とを両端で支持する円弧状のC型アームと、
円弧状となっている前記C型アームの円弧が存する平面に直交するとともに、前記C型アームの曲率中心を通過する第1軸を中心に前記C型アームを回転させる第1回転手段と、
前記第1軸に直交するとともに、水平方向に延びた第2軸を中心に前記C型アームを回転させる第2回転手段とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。 The radiographic apparatus according to any one of claims 1 to 3,
An arcuate C-shaped arm that supports the radiation source and the radiation detection means at both ends;
First rotating means for rotating the C-shaped arm around a first axis that is orthogonal to a plane on which the arc of the C-shaped arm that is arcuate and passes through the center of curvature of the C-shaped arm;
A radiation imaging apparatus comprising: a second rotation unit that rotates the C-arm around a second axis that is orthogonal to the first axis and extends in the horizontal direction.
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