JP2015092953A - 放射線撮影装置及び放射線撮影システム - Google Patents

Abstract

【課題】放射線発生装置が可動絞りユニットを有する放射線撮影装置において、不要被爆を低減する。
【解決手段】放射線の焦点１の中心から検出面を含む第１の仮想平面１４に垂らした垂線２に対して、制限羽根３を遠ざける方向に該制限羽根３を移動させた時、制限羽根３の端面４を含む第２の仮想平面１５と焦点１を含む第３の仮想平面１６との交差線１７の焦点１の中心に対する移動距離ｄ１が、端面４の垂線２に対する移動距離ｄ２よりも小さくなるように可動絞りユニットを構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、医療機器、非破壊検査装置等に適用できる放射線撮影装置であって、特に、被検者の不要な放射線被曝を低減した医療用の放射線撮影装置及びそれを用いた放射線撮影システムに関する。

放射線撮影装置は放射線発生装置と放射線検出装置とを備え、該放射線発生装置は、通常、収納容器内に放射線発生管を内蔵し、該収納容器に設けた放射線放出窓の前面に可動絞りユニットを備えている。可動絞りユニットは、放射線発生管から放出された放射線のうち、撮影に不要な部分を制限羽根により遮蔽して被検者の被爆を低減させる、放射線照射野の調整機能を有している。

可動絞りユニットとしては、例えば特許文献１に、板状のリーフ（制限羽根）を曲面上で移動させることにより開口径を調整可能とする可動絞りユニットが開示されている。このような可動絞りユニットにおいて、制限羽根は不要な方向への放射線の漏えいを防止する目的から、放射線を減衰するために必要な所定の厚さを有している。

特開２００９−９００３５号公報

特許文献１に開示された放射線発生装置においては、制限羽根が、制限羽根と放射線の焦点とを結ぶ距離よりも大幅に短い距離を曲率半径とする曲面上で回転する。そのため、制限羽根が大きく開いた際に、制限羽根の開口側の角の部分で実効的な板厚が薄くなることで放射線が一部透過し、被験者の不要被曝が増大することが課題であった。

このことから、放射線の放出方向に対する制限羽根の傾きを適正化し、被検者の不要被曝が少ない放射線発生装置を提供する必要があった。本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、不要被爆を低減した放射線撮影装置、及びそれを用いた放射線撮影システムを提供することを目的とする。

本発明の第１は、ターゲットに電子線を照射することによって前記ターゲットより放射線を放出する放射線発生ユニットと、前記放射線の通過範囲を制限する制限羽根と前記制限羽根の移動機構とを備えた可動絞りユニットとを有する放射線発生装置と、
前記放射線発生装置から放出され、被検体を透過した放射線を検出面において検出する放射線検出装置と、を備え、
前記制限羽根が、前記ターゲット側の前面と前記前面の反対側の背面とで所定の板厚が規定され、前記放射線の通過経路側に前記前面と背面とを接続する端面を備え、
前記移動機構が前記制限羽根を前記端面に交差する方向に移動させる放射線撮影装置において、
前記ターゲット上に照射された電子線束によって規定される焦点から放出され前記端面に接して前記検出面を含む第１の仮想平面に到達する放射線によって形成される欠損半陰影の幅をｈ１とし、前記焦点から放出され前記端面より入射して前記制限羽根を透過して前記第１の仮想平面に到達する放射線によって形成される減衰半陰影の幅をｈ２とした時、ｈ２＜ｈ１の関係を満たし、
前記端面が接する第２の仮想平面と前記焦点を含む第３の仮想平面とが交差し、
前記焦点の中心から前記第１の仮想平面に垂らした垂線に対して、前記制限羽根を遠ざける方向に前記制限羽根を移動させた時、前記第２の仮想平面と第３の仮想平面との交差線の前記焦点の中心に対する移動距離は、前記端面の前記垂線に対する移動距離よりも小さいことを特徴とする。

本発明の第２は、上記本発明第１の放射線撮影装置と、前記放射線撮影装置における前記放射線発生装置と前記放射線検出装置とを連携制御する制御装置とを備えたことを特徴とする放射線撮影システムである。

本発明によれば、制限羽根の開口を調整した時に、制限羽根の位置により制限羽根の厚さが十分でない部分を透過した放射線による不要被曝を低減することが可能である。

本発明の放射線撮影装置の一実施形態の構成を模式的に示す断面図である。 図１中の可動絞りユニットの拡大図である。 本発明の放射線撮影装置の一実施形態の可動絞りユニットの構成を模式的に示す断面図である。 図３の可動絞りユニットの移動機構を模式的に示す断面図及び斜視図である。 本発明の放射線撮影装置の他の実施形態の可動絞りユニットの構成を模式的に示す断面図である。 本発明の放射線撮影システムの一実施形態の構成を模式的に示すブロック図である。 本発明に係る放射線発生装置の構成例を模式的に示す断面図である。 本発明に係る可動絞りユニットの応用例の構成を示す断面模式図及び制限羽根の平面模式図である。 図８に示した制限羽根の形状の応用例を示す斜視図である。 本発明に係る可動絞りユニットの応用例を示すブロック図及び本発明に係る放射線発生装置と放射線検出装置とを支持ユニットで接続した形態を示すブロック図である。

放射線撮影装置における、撮影画像の分解能を規定する主たる要因は、放射線発生源であるターゲットにおける焦点径である。本発明に係る放射線撮影装置が放出する放射線の焦点は、電子放出源からターゲットに照射された電子線束の焦点により実質的に規定される。本明細書においては、これ以降、ターゲット上に電子線束により規定された電子線焦点を焦点と称する。

前述の撮影画像の高分解能化の観点から、焦点径は可能な限り小さいことが望まれる。一方で、ターゲットを構成する材料の耐熱性、放射線の出力強度の観点からは、ターゲットに流れる陽極電流密度と焦点径との下限と上限とがそれぞれ制限される。焦点径は、一般的には、ターゲットの耐熱性の観点から数十μｍを下限とし、分解能の観点から数ｍｍを上限とする有限の「焦点径」が選択される。

特許文献１に記載のような、制限羽根を有する可動絞りユニットにおいて、通常、制限羽根の厚さは、焦点から被検体または放射線検出装置に向かう方向に、０．１ｍｍ以上数十ｍｍ以下の範囲が採用される。係る可動絞りユニットを有する放射線撮影装置においては、曝射範囲の外周において、「焦点径」と可動絞りユニットの制限羽根の「厚さ」とに起因する半陰影が不可避的に発生する。

本発明は、検出器の外部に漏えいする半陰影を低減した放射線撮影装置を提供することを目的とする。

本願発明においては、これ以降、電子線束ビームスポットに対応し、ターゲットの電子線入射面上に有限の焦点径を有するものを「焦点」と称する。

以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、この発明の範囲を限定する趣旨のものではない。

＜放射線撮影システム＞
図６は、本発明の放射線撮影システムの構成図である。図６において、システム制御装置２０２は、放射線発生装置１００と放射線検出装置２０１を連携制御する。高圧回路１３０は、システム制御装置２０２による制御の下に、放射線発生管１１０に各種の制御信号を出力する。制御信号により、放射線発生装置１００から放出される放射線の放出状態が制御される。放射線発生ユニット１０１から放出された放射線２０７は、可動絞りユニット１４０で部分的に遮蔽され、被検体２０４を透過して検出器２０６で検出される。検出器２０６は、検出した放射線を画像信号に変換して信号処理部２０５に出力する。信号処理部２０５は、システム制御装置２０２による制御の下に、画像信号に所定の信号処理を施し、処理された画像信号をシステム制御装置２０２に出力する。システム制御装置２０２は、処理された画像信号に基づいて、表示装置２０３に画像を表示させるために表示信号を表示装置２０３に出力する。表示装置２０３は、表示信号に基づく画像を、被検体２０４の撮影画像をスクリーンに表示する。

＜放射線発生装置＞
図７は図６に示した放射線発生装置１００の構成例を示す図である。

本発明に係る放射線発生装置１００は、放射線発生ユニット１０１と、可動絞りユニット１４０とを備えている。放射線発生ユニット１０１は、収納容器１０２内に透過型の放射線発生管１１０と高圧回路１３０とを収納してなり、絶縁性液体１５０が充填されている。絶縁性液体１５０は、絶縁媒体及び放射線発生管１１０の冷却媒体としての役割を有するものである。絶縁性液体１５０には電気絶縁油を用いるのが好ましく、鉱油、シリコーン油等が好適に用いられる。その他に使用可能な絶縁性液体１５０としては、フッ素系電気絶縁液体が挙げられる。

高圧回路１３０では電圧が生成され、放射線発生管１１０の、カソード１１１、グリッド電極１１２、レンズ電極１１３、ターゲット１１５に印加される。ターゲット１１５は放射線透過性の材料からなる支持基板１１５ｂ上にターゲット層１１５ａを固定してなる。カソード１１１にはタングステンフィラメントや、含浸型カソードのような熱陰極や、冷陰極が用いられる。真空容器１１４内で、グリッド電極１１２によって形成される電界によって、電子がターゲット１１５方向に放出される。放出された電子は電子線となってレンズ電極１１３で収束され、ターゲット層１１５ａに衝突し、放射線が放射される。この時、不要な放射線は放射線遮蔽部材１１７により遮蔽される。ターゲット層１１５ａには、タングステン、タンタル、モリブデン等が用いられる。放射線は、放射線放出窓１２１を通過した後、可動絞りユニット１４０で照射野の制限を受けて外部に放出される。

＜放射線撮影装置＞
本発明の放射線撮影装置は、図６に示した放射線発生装置１００と放射線検出装置２０１とを備え、放射線発生装置１００の構成部材である可動絞りユニット１４０の構成に特徴を有している。

図１は本発明の放射線撮影装置の特徴を説明するための模式図である。図１には、図７に示した放射線発生装置１００のターゲット層１１５ａに照射される電子線の焦点により規定される放射線の焦点１と、可動絞りユニット１４０の制限羽根３と、放射線検出装置２０１の検出器２０６とを示している。また、図２に図１の可動絞りユニット１４０の拡大図を示す。

本発明に係る可動絞りユニット１４０は、放射線の通過範囲を制限する制限羽根３と、該制限羽根３の移動機構（不図示）とを備えている。制限羽根３は、図２に示すように、ターゲット側の前面５と該前面５の反対側の背面６とで所定の板厚ｔが規定され、放射線の通過経路側に上記前面５と背面６とを接続する端面４を備えている。そして、制限羽根３の移動機構（不図示）は該制限羽根３を端面４に交差する方向に移動させることができる。

前記したように有限の大きさを有する焦点１から放射された放射線は、制限羽根３がなす開口（図１の制限羽根３の紙面上の右側の領域）を通過して照射野を検出器２０６の検出面２０６ａ上に形成する。この時、照射野の周縁部には、焦点像の一部が欠損し、放射線量の低い領域、いわゆる欠損半陰影９が形成される。欠損半陰影９は、検出面２０６ａから焦点１を見た時、制限羽根３が焦点１を全て覆う位置と、制限羽根３が焦点１を覆わない位置で作られる。即ち、欠損半陰影９は、焦点１から放出され端面４に接して検出面２０６ａを含む第１の仮想平面１４に到達する放射線によって形成される。図１においては、放射線１１が第１の仮想平面１４に到達する地点と、放射線１２が第１の仮想平面１４に到達する地点との間の領域である。図１において、放射線１１は焦点１の制限羽根３よりも近い側の端部から放出され、端面４と背面６との接続辺８に接して第１の仮想平面１４に到達する放射線である。また、放射線１２は、焦点１の制限羽根３に遠い側の端部から放出され、接続辺８に接して放射線１１が第１の仮想平面１４に達する放射線である。

一方、被照射側からみて、有効な制限羽根３の板厚が薄いために、放射線が一部透過して作る領域があり、これを減衰半陰影１０とする。即ち、減衰半陰影１０は、焦点１から放出され、制限羽根３の端面４より入射して制限羽根３を透過して第１の仮想平面１４に到達する放射線によって形成される領域である。図１においては、放射線１２が第１の仮想平面１４に到達する地点と、放射線１３が第１の仮想平面１４に到達する地点との間の領域である。図１において、放射線１３は焦点１の制限羽根３から遠い側の端部から制限羽根３の前面５と端面４との接続辺７に接して第１の仮想平面１４に到達する放射線である。

尚、上記は図１、図２での位置関係での定義であり、欠損半陰影９、減衰半陰影１０は、制限羽根３の姿勢によっては、接続線７、接続線８、端面４、前面５、背面６の位置関係が変わる。

欠損半陰影９、減衰半陰影１０はいずれも、放射線撮影画像に対して不要な成分であり、また、被写体に不要な被曝を与えるため、欠損半陰影９の幅ｈ１、減衰半陰影１０の幅ｈ２を小さくすることが好ましい。しかし、欠損半陰影９は、焦点１の大きさと構成部材の配置で決まるため、所定の放射線強度を維持する上で、小さくすることには限界がある。一方の減衰半陰影１０は、制限羽根３の端面の傾きによって決まるため、制限羽根３の姿勢によって減衰半陰影１０を低減させることが可能である。

尚、本発明において、制限羽根３の任意の位置において欠損半陰影９の幅ｈ１、減衰半陰影１０の幅ｈ２が一様でない場合には、端面４の垂線２に最も近い位置において得られる値によってｈ１，ｈ２を規定する。

ｈ２を小さくする目安としては、本発明者等の知見によればｈ１＞ｈ２であれば、減衰半陰影１０の放射線は制限羽根３を一部透過する際に減衰するため、減衰半陰影１０による被曝影響は十分に小さいといえる。

さらに、より定量的な閾値として、例えば自然放射線による被曝と同等以下であれば、不要被曝による悪影響は有意に上昇しないと言える。自然放射線量は２．４ｍＧｙ／ｙｅａｒ／人＝６．６μＧｙ／ｄａｙ／人と言われている。一方、胸部Ｘ線の１回の被曝量は、０．１５ｍＧｙであり、これによる不要被曝量が自然放射線量を上回らなければ、Ｘ線撮影による減衰半陰影は影響が無いと言える。

図１において、焦点１から検出面２０６ａまでの距離をＬ１、焦点１から制限羽根３の接続辺８までの距離をＬ２、焦点１の直径をＤとする。一般的な胸部Ｘ線撮影条件として、Ｌ１を１０００ｍｍ、Ｌ２を７５ｍｍ、Ｄを１．５ｍｍ、ｈ１を１８．５ｍｍとし、照射領域を３００ｍｍ□とすると、被爆面積は９００００ｍｍ²である。欠損半陰影９による被曝は、板厚による減衰が無いとすると、欠損半陰影９の被曝割合は、全被曝量に対して１８．５×３００×４／９００００＝０．２４７である。よって欠損半陰影９の被曝線量は０．１５×０．２４７×１０００＝３７μＧｙである。

欠損半陰影９の発生は、不可避であるが軽減されるべきとして、減衰半陰影１０の欠損半陰影９に対する強度比の指標として、自然放射線量の欠損半陰影９に対する強度比を考える。自然放射線量の欠損半陰影９に対する強度比は６．６／３７＝０．１８であるから、半透過による線量低下は無いとすれば、ｈ２≦０．１８×ｈ１であれば減衰半陰影１０の被曝影響は自然放射線以下であると考えられ許容される。

尚、ｈ１，ｈ２は、図２に示すように、制限羽根３の端面４の垂線２に対する傾き角をθ、焦点１の中心から検出面２０６ａに垂らした垂線２から接続辺８までの距離をＷ、制限羽根３の板厚をｔとした時、以下の式で表わされる。

〈第１の実施形態〉
図３は、本発明に係る可動絞りユニット１４０の一実施形態における制限羽根３の具体的な移動形態を示す断面図である。

減衰半陰影１０の幅ｈ２を小さくする方法としては、図３のように、先ず、制限羽根３の端面４に接する第２の仮想平面１５と、焦点１を含む第３の仮想平面１６とが交差する交差線１７を規定する。そして、垂線２に対して、端面４を遠ざける方向に制限羽根３を移動させた時、交差線１７の焦点１の中心に対する移動距離ｄ１を、端面４の垂線２に対する移動距離ｄ２より小さくすることで、ｈ２を小さくすることができる。端面４の移動距離ｄ２は、図３に示すように、垂線２に平行な方向における端面４の中央の移動距離とする。

例えば、図３のように、制限羽根３の前面側の垂線２の延長上に曲率中心１８が位置し、検出面２０６ａ側に向いた方向に凸な曲面上において、該曲面１９と端面４が所定の角度を維持するように制限羽根３を移動させてもよい。この場合、第２の仮想平面１５は端面４を含む面である。

本実施形態を実現する移動機構としては、例えば、図４（ａ）に記載のように、曲面１９をなすガイド溝２１に沿って、制限羽根３が摺動する機構を設けることで、制限羽根３に対して曲率中心が焦点１より遠方の位置の曲面１９が形成できる。この時、図４（ｂ）のように、ガイド溝２１を制限羽根３の両側に配置し、制限羽根３に不図示のスライドつまみを設けるなどして操作できる。制限羽根３の操作方法としては、操作つまみとラックピニオン機構や、送りネジ機構、ベルトやワイヤ等を用いた機構でも、好ましく操作できる。尚、図４においては、ガイド溝２１の形状に対応させて、制限羽根３を湾曲させた形状としたが、平板の制限羽根の側面に凸部を設けて該凸部をガイド溝２１に挿入してスライドさせる形態としてもよい。

本移動機構によれば、減衰半陰影１０を小さく保ったまま、検出面２０６ａに放射線を照射できるため、不要被曝を最小限にでき、好ましい。また、制限羽根３の移動を円弧状にすることにより、平行に移動するよりも制限羽根３の移動領域を小さくでき、且つ制限羽根３そのものを小さくできるため、装置の軽量化につながり、好ましい。

〈第２の実施形態〉
本実施形態においては、制限羽根３の移動方向が垂線２に交差する面に沿った方向であり、制限羽根３を移動させた時、前面５と垂線２との間の距離の変化量よりも、背面６と垂線２との間の距離の変化量が大きい。本実施形態における制限羽根３の具体的な移動形態を図５に示す。図５（ａ）は制限羽根３の端面４が焦点１の中心から検出面２０６ａに垂らした垂線２に接する位置にある状態を示し、図５（ｂ）は端面４が垂線２から離れた位置にある状態を示す。

本実施形態においては、制限羽根３は前面５から背面６に向かって複数枚の副羽根３ａ，３ｂ，３ｃを板厚方向に互いに相対移動が可能なように積層してなる。そして、図５（ｂ）に示すように、制限羽根３を垂線２から遠ざかる方向に移動させる時、前面５側の副羽根３ａの移動距離ｄ３よりも背面６側の副羽根３ｃの移動距離ｄ４が大きくなるように、副羽根３ａ、３ｂ、３ｃをずらしながら移動させる。複数枚の副羽根３ａ，３ｂ，３ｃは、図５に示す様に、それぞれの羽根の間に摺動面を有する構成としても良い。

尚、本実施形態において、制限羽根３の端面４は、副羽根３ａ，３ｂ，３ｃのそれぞれの端面４ａ，４ｂ，４ｃに分割されることになる。よって、本発明に係る、端面４に接する第２の仮想平面は、図５（ｂ）に示すように、副羽根３ａ、３ｂ、３ｃのそれぞれの端面４ａ，４ｂ，４ｃの背面側端辺に接する平面とする。

副羽根３ａ，３ｂ，３ｃの移動機構としては、例えば、図５に記載のように、ラック３１とピニオンギア３２ａ，３２ｂ，３２ｃとガイドバー３３と不図示のプーリーとを備えたラック・ピニオンギア機構が好ましく用いられる。ラック３１は３枚の制限羽根３ａ，３ｂ，３ｃの移動方向に延びている。３枚のピニオンギア３２ａ，３２ｂ，３２ｃはラック３１に噛み合う噛み合い歯を有し、３２ａ，３２ｂ，３２ｃの順に歯数が増加し、それぞれ副羽根３ａ，３ｂ，３ｃのそれぞれと回転自由に結合されている。ガイドバー３３は、３枚のピニオンギア３２ａ，３２ｂ，３２ｃの回転軸を保持し、不図示のプーリーは３枚のピニオンギア３２ａ，３２ｂ，３２ｃの回転数を揃える。

本実施形態によれば、制限羽根３を移動させる時、垂線２に交差する面に沿って、制限羽根３が前面５と第２の仮想平面１５とのなす角度を変化させつつ移動し、前面５と垂線２との間の距離の変化量よりも、背面６と垂線２との間の距離の変化量が大きくなる。

尚、前面５と垂線２との距離は前面５の垂線に近い側に位置する辺と垂線２との距離により規定され、背面６と垂線２との距離は背面６の垂線に近い側に位置する辺と垂線２との距離により規定される。

〈第３の実施形態〉
第１の実施形態、第２の実施形態の応用形態について説明する。

本発明においては、図８（ａ）に示すように、第１の実施形態で示した制限羽根３を、第１の制限羽根３として、該第１の制限羽根３の端面４に対向する端面３１ａを有する第２の制限羽根３１を用いることが好ましい。係る形態においては、第１の制限羽根３及び第２の制限羽根３１の形状は同じで、第１の制限羽根３は第１の移動機構によって移動させ、第２の制限羽根３１は第２の移動機構によって第１の制限羽根３と同様の機構で移動させる。第２の制限羽根３１においても、欠損半陰影の幅よりも減衰半陰影の幅が小さくなるように構成される。

さらに本発明においては、図８（ａ）に示すように、第１の制限羽根３と第２の制限羽根３１よりも焦点１側に奥羽根３２を設け、さらに、第１の制限羽根３よりも検出面２０６ａ側に第３の制限羽根３３と第４の制限羽根との組み合わせを配置させることもできる。それぞれの制限羽根の平面図を図８（ｂ）乃至（ｄ）に示す。

図８（ｂ）は奥羽根３２を、図８（ｃ）は第１の制限羽根３と第２の制限羽根３１を、図８（ｄ）は第３の制限羽根３３と第４の制限羽根３４とを示している。第３の制限羽根３３と第４の制限羽根３４とは、その移動方向が第１の制限羽根３と第２の制限羽根３１の移動方向に交差するように配置される。第３の制限羽根３３と第４の制限羽根３４についても、第１の制限羽根３と同様に欠損半陰影の幅よりも減衰半陰影の幅が小さくなるように構成する。

図８に示すように、第２の制限羽根３１、第３の制限羽根３３、第４の制限羽根３４を用いることによって、任意の矩形の開口を形成して、放射線照射野を任意の矩形に制限することができる。また、奥羽根３２を用いることによって、不要な放射線をより効果的に遮蔽することができる。

図８に示すように、第１の制限羽根３乃至第４の制限羽根３４と奥羽根３２とを組み合わせた形態において、図９に示すように、第１の制限羽根３乃至第４の制限羽根３４は、曲面状に形成してもよい。係る形態では、図４で説明したように、ガイド溝２１を利用して第１の制限羽根３乃至第４の制限羽根３４を移動させることができる。

また、本発明においては、図１０（ａ）に示すように第１の制限羽根３を移動させる第１の移動機構４１と、第２の制限羽根３１を移動させる第２の移動機構４２とに接続された第３の移動機構４３を備えていてもよい。第３の移動機構４３は、第１の制限羽根３と第２の制限羽根３１の少なくとも一方を移動させることによって、これらの制限羽根の端面３，３３間の距離を調整する。

さらに、本発明においては、図１０（ｂ）に示すように、第１の移動機構４１と第２の移動機構４２とに接続された第４の移動機構４４を備えていることも好ましい形態である。第４の移動機構４４は、第１の制限羽根３の端面３と第２の制限羽根３１の端面３１との距離を維持したまま、第１の制限羽根３と第２の制限羽根３１とを一体で移動させる機構である。

また、本発明においては、図８に示した第３の制限羽根３３と第４の制限羽根３４とを備えた形態において、図１０（ｃ）に示すように、第３の制限羽根３３と第４の制限羽根３４とを一体で移動させる第５の移動機構５１を備えていてもよい。第５の移動機構５１は、第１の制限羽根３と第２の制限羽根３１の移動方向５２に交差する方向５３に、第３の制限羽根３３と第４の制限羽根３４とを移動させる。

上記説明では、第１の実施形態の応用例について述べたが、第２の実施形態においても同様の応用を行うことができる。

また、本発明においては、図１０（ｄ）に示すように、放射線発生装置１００と放射線検出装置２０１とを支持ユニット６１で接続してもよい。かかる構成においては、放射線発生装置１００のターゲットと放射線検出装置２０１の検出器２０６の検出面２０６ａとの距離を良好に保持することができる。

第１の実施形態に示した可動絞りユニットを備えた透過型の放射線発生装置を構成し、本発明の放射線撮影装置を構成した。係る放射線撮影装置において、焦点１の直径Ｄ＝１．５ｍｍ、焦点１から検出面２０６ａまでの距離Ｌ１＝１０００ｍｍ、制限羽根３の板厚ｔ＝２ｍｍ、焦点１と制限羽根３の距離Ｌ２＝７５ｍとした。制限羽根３の可動範囲の中で、最も開口が大きくなる時の、制限羽根３の端面４が垂線２となす角度θ＝１５°、制限羽根３の端面４の接続辺８から垂線２までの距離Ｗ＝２０ｍｍとなるように設定した。

前記した式により欠損半陰影９の幅ｈ１と減衰半陰影１０の幅ｈ２を求めたところ、ｈ１＝８．５ｍｍ、ｈ２＝０．２３ｍｍであり、ｈ２≦０．１８×ｈ１の関係を満たしており、不要放射線の被曝を十分に小さくすることができた。

１：焦点、２：垂線、３：制限羽根、３ａ，３ｂ，３ｃ：副羽根、４：端面、５：前面、６：背面、９：欠損半陰影、１０：減衰半陰影、１１，１２，１３：放射線、１４：第１の仮想平面、１５：第２の仮想平面、１６：第３の仮想平面、１７：交差線、１８：曲率中心、１９：曲面、４１：第１の移動機構、４２：第２の移動機構、４３：第３の移動機構、４４：第４の移動機構、５１：第５の移動機構、６１：支持ユニット、１００：放射線発生装置、１０１：放射線発生ユニット、１１５：ターゲット、１４０：可動絞りユニット、２０１：放射線検出装置、２０２：システム制御装置、２０６：検出器、２０６ａ：検出面

Claims (12)

1. ターゲットに電子線を照射することによって前記ターゲットより放射線を放出する放射線発生ユニットと、前記放射線の通過範囲を制限する制限羽根と前記制限羽根の移動機構とを備えた可動絞りユニットとを有する放射線発生装置と、
   前記放射線発生装置から放出され、被検体を透過した放射線を検出面において検出する放射線検出装置と、を備え、
   前記制限羽根が、前記ターゲット側の前面と前記前面の反対側の背面とで所定の板厚が規定され、前記放射線の通過経路側に前記前面と背面とを接続する端面を備え、
   前記移動機構が前記制限羽根を前記端面に交差する方向に移動させる放射線撮影装置において、
   前記ターゲット上に照射された電子線束によって規定される焦点から放出され前記端面に接して前記検出面を含む第１の仮想平面に到達する放射線によって形成される欠損半陰影の幅をｈ１とし、前記焦点から放出され前記端面より入射して前記制限羽根を透過して前記第１の仮想平面に到達する放射線によって形成される減衰半陰影の幅をｈ２とした時、ｈ２＜ｈ１の関係を満たし、
   前記端面が接する第２の仮想平面と前記焦点を含む第３の仮想平面とが交差し、
   前記焦点の中心から前記第１の仮想平面に垂らした垂線に対して、前記制限羽根を遠ざける方向に前記制限羽根を移動させた時、前記第２の仮想平面と第３の仮想平面との交差線の前記焦点の中心に対する移動距離は、前記端面の前記垂線に対する移動距離よりも小さいことを特徴とする放射線撮影装置。
2. 前記ｈ１とｈ２との関係が、ｈ２≦０．１８×ｈ１の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
3. 前記制限羽根を移動させる時、前記前面側の前記垂線の延長上に曲率中心が位置し、前記焦点から前記検出面に向いた方向に凸な曲面上において、前記曲面と前記端面とが所定の角度を維持しながら、前記制限羽根が移動することを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線撮影装置。
4. 前記制限羽根を移動させる時、前記垂線に交差する面に沿って、前記制限羽根が前記前面と前記第２の仮想平面とのなす角度を変化させつつ移動し、前記前面と前記垂線との間の距離の変化量よりも、前記背面と前記垂線との間の距離の変化量が大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線撮影装置。
5. 前記制限羽根が、前記前面から背面に向かって複数枚の副羽根を互いに相対移動が可能なように積層してなり、前記制限羽根を前記垂線から遠ざかる方向に移動させる時、前記前面側の副羽根の移動距離よりも前記背面側の副羽根の移動距離が大きいことを特徴とする請求項４に記載の放射線撮影装置。
6. 前記制限羽根の移動機構が、ラック・ピニオンギア機構を有することを特徴とする請求項５に記載の放射線撮影装置。
7. 前記可動絞りユニットは、前記制限羽根及び前記移動機構を第１の制限羽根及び第１の移動機構として、前記第１の制限羽根の端面に対向する端面を有する第２の制限羽根と前記第２の制限羽根を移動させる第２の移動機構とを有していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
8. 前記可動絞りユニットは、前記第１の移動機構と第２の移動機構とに接続された第３の移動機構を備え、
   前記第３の移動機構は、前記第１の制限羽根と前記第２の制限羽根の少なくも一方を移動させることによって、前記第１の制限羽根の端面と前記第２の制限羽根の端面との距離を調整することを特徴とする請求項７に記載の放射線撮影装置。
9. 前記可動絞りユニットは、前記第１の移動機構と第２の移動機構とに接続された第４の移動機構を備え、
   前記第４の移動機構は、前記第１の制限羽根の端面と前記第２の制限羽根の端面との距離を維持したまま、前記第１の制限羽根と前記第２の制限羽根とを一体で移動させることを特徴とする請求項７又は８に記載の放射線撮影装置。
10. 前記可動絞りユニットは、互いの端面が対向する第３の制限羽根と第４の制限羽根と、前記第３の制限羽根と第４の制限羽根とを前記第１の制限羽根と第２の制限羽根の移動方向に交差する方向にそれぞれ移動させる第５の移動機構とを備えていることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
11. 前記放射線検出装置と前記放射線発生装置のそれぞれに接続され、前記検出面と交差する方向に所定の長さを有して配置され、前記検出器に対して所定の高さにおいて前記放射線発生装置を支持する支持ユニットを備えたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の放射線撮影装置と、前記放射線撮影装置における前記放射線発生装置と前記放射線検出装置とを連携制御する制御装置とを備えたことを特徴とする放射線撮影システム。

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