JP2016007424A - Ｘ線診断装置及びｘ線吸収体 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線診断装置において、製造が容易なグリッドを用いて、高精細検出器で必要とされるグリッド相当の吸収板間隔を実現すること。【解決手段】Ｘ線焦点ＦからＸ線を発するＸ線管２１と、Ｘ方向及びＹ方向に２次元配列される複数の検出素子を備え、Ｘ線を検出するＸ線検出器３２と、Ｘ線検出器３２の前面に備えられ、Ｘ方向に複数配置された吸収板Ｕ１，Ｕ２をそれぞれ備えるグリッド要素３３１，３３２によって構成されるグリッド３３と、を備えるＸ線診断装置１において、グリッド３３は、グリッド要素３３１に配置される吸収板Ｕ１が、グリッド要素３３２に配置される吸収板Ｕ２に対して、Ｘ線焦点Ｆを視点とする中心投影でＸ方向にずれた構造を有する。【選択図】 図７

Description

本実施形態は、散乱線除去用のＸ線吸収体（グリッド）を備えるＸ線診断装置及びＸ線吸収体に関する。

従来、画像診断、血管内治療等の医療分野において、被検体の撮影部位に放射線（代表的には、Ｘ線）を照射して、撮影部位を透過した放射線の強度分布を検出し、撮影部位に関するＸ線画像を得るＸ線診断装置が広く利用されている。

Ｘ線診断装置では、Ｘ線検出器としてＦＰＤ（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｅｔｅｃｔｏｒ：平面検出器）などの固体検出器が使用されており、画素サイズが固定化される。そして、画質改善のためにＸ線検出器の前面には、散乱線除去用のグリッドが備えられる。グリッドには、複数の吸収板（吸収箔）が配置され、複数の吸収板における吸収板間隔は、Ｘ線検出器の画素サイズなどを考慮して決定される。一般には、グリッドラインとＸ線検出器の画素との干渉で生じるモアレ（干渉縞）がＸ線画像上に発生しないように、吸収板間隔が、Ｘ線検出器の画素サイズ以下となるようなグリッドが選択される。

前述のＸ線検出器（第１検出器）に加えて高精細のＸ線画像が得られるＸ線検出器（第２検出器）を組み合わせるＸ線診断装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。このＸ線診断装置では、検査の目的などに応じて使用検出器をいずれかの検出器に切り替えることができる。そして、第２検出器の前面にも画素サイズ以下の吸収板間隔をもつグリッドが備えられる。第２検出器は第１検出器と比較して画素サイズが小さいので、第２検出器では、第１検出器で使用されるグリッドと比較して狭い吸収板間隔をもつグリッドが備えられる。

また、２段のグリッド要素を組み合わせたグリッドを使用するＸ線診断装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。このＸ線診断装置は、２段のグリッド要素のうち前段のグリッド要素を後段のグリッド要素に対して回転させる回転機構を有する。そして、グリッドは、撮影様式（縮小撮影又は拡大撮影）に応じて、前段のグリッド要素の吸収板と後段のグリッド要素の吸収板とがＸ線管のＸ線焦点を視点とする中心投影（透視投影）で直交する第１構造、又は、前段のグリッド要素の吸収板と後段のグリッド要素の吸収板とが当該中心投影で完全一致する第２構造に切り替えられる。

特開２００８−２２９２７０号公報 特開２０１２−１１５５６０号公報

第２検出器などのＸ線検出器を用いてさらに高精細のＸ線画像が求められる場合、画素サイズがさらに小さくなることになる。その場合、Ｘ線画像上にモアレが発生しないようにするには画素サイズ以下の吸収板間隔をもつ高密度グリッドが必要となるが、そのようなグリッドは製造が技術的に困難であり、高価となる。

また、Ｘ線検出器からのデータの読み出し方式には、検出素子１個×１個の単位で読み出すノンビンニング方式や、検出素子２個×２個の単位で読み出すビンニング方式などの方式があり、検査の目的などに応じて読み出し方式が使い分けられている。しかしながら、従来技術では、Ｘ線検出器の実効的な画素サイズが読み出し方式により変化する一方で、Ｘ線検出器には単一の吸収板間隔をもつグリッドが使用されている。よって、従来技術では、Ｘ線検出器の画素サイズ（読み出し方式）に応じた最適な吸収板間隔をもつグリッドの選択はできない。また、画質向上のために画素サイズが小さくなれば、ノンビンニング方式に合わせた高密度グリッドが必要となるが、製造が技術的に困難であり、高価となるという問題がある。

本実施形態に係るＸ線診断装置は、上述した課題を解決するために、Ｘ線焦点からＸ線を発するＸ線源と、Ｘ方向及びＹ方向に２次元配列される複数の検出素子を備え、前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線検出器の前面に備えられ、前記Ｘ方向に複数配置された吸収板をそれぞれ備える複数段のＸ線吸収体要素によって構成されるＸ線吸収体と、を備えるＸ線診断装置において、前記Ｘ線吸収体は、前記複数段のＸ線吸収体要素の各Ｘ線吸収体要素に配置される前記吸収板が、他のＸ線吸収体要素に配置される前記吸収板に対して、前記Ｘ線焦点を視点とする中心投影で前記Ｘ方向にずれた構造を有する。

本実施形態に係るＸ線吸収体は、上述した課題を解決するために、Ｘ方向及びＹ方向に２次元配列される複数の検出素子を備えるＸ線検出器の前面に備えられ、前記Ｘ方向に複数配置された吸収板をそれぞれ備える複数段のＸ線吸収体要素によって構成されるＸ線吸収体において、前記複数段のＸ線吸収体要素の各Ｘ線吸収体要素に配置される前記吸収板が、他のＸ線吸収体要素に配置される前記吸収板に対して、前記Ｘ線焦点を視点とする中心投影で前記Ｘ方向にずれた構造を有する。

第１実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示す概略図。 従来のグリッドを示す、Ｘ線管のＸ線焦点を視点とする中心投影図。 従来のグリッド及び第２検出器を示す側面図。 従来のグリッドを示す、Ｘ線管のＸ線焦点を視点とする中心投影図。 従来のグリッド及び第２検出器を示す側面図。 第１実施形態に係るＸ線診断装置に備えられるグリッドの一例を示す、Ｘ線管のＸ線焦点を視点とする中心投影図。 第１実施形態に係るＸ線診断装置に備えられるグリッドの一例及び第２検出器を示す側面図。 第２実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示す概略図。 第２実施形態に係るＸ線診断装置に備えられるグリッドの一例を示す、Ｘ線管のＸ線焦点を視点とする中心投影図。 第２実施形態に係るＸ線診断装置に備えられるグリッドの一例及び第２検出器を示す側面図。 第２実施形態に係るＸ線診断装置の機能を示すブロック図。

本実施形態に係るＸ線診断装置及びＸ線吸収体について、添付図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示す概略図である。

図１は、第１実施形態に係るＸ線診断装置１を示す。Ｘ線診断装置１は、大きくは、Ｘ線発生部２、Ｘ線検出部３、機構部４、高電圧発生部５、Ｃアーム（支持部）６、天板（載置部）７、画像処理部８、表示部９、操作部１０、記憶部１１、ＩＦ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２、及びシステム制御部１３を備える。以下、図１に示すように、床置き式Ｃアーム（アンダーチューブタイプ）のみを備えるＸ線診断装置１を用いて説明する。なお、本発明に係るＸ線診断装置は、床置き式Ｃアームのみの他、天井走行式Ωアーム及び床置き式Ｃアームや、天井走行式Ｃアームのみ、天井走行式Ωアームのみを備えるＸ線診断装置であってもよい。また、本発明に係るＸ線診断装置は、オーバーチューブタイプのＣアームを備えるＸ線診断装置であってもよい。

Ｘ線発生部２は、天板７上の被検体（撮影部位）Ｐに照射するＸ線を発生する装置である。Ｘ線発生部２は、Ｘ線源（Ｘ線管）２１及びＸ線絞り器２２を設ける。

Ｘ線管２１は、高電圧発生部５から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。Ｘ線絞り器２２は、Ｘ線管２１が発生したＸ線の一部を遮蔽することによって照射野を制御する。なお、Ｘ線管２１の前面に、Ｘ線管２１によって発生されたＸ線の線質を調整する線質調整フィルタ（図示しない）を備えてもよい。

Ｘ線検出部３は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する装置である。Ｘ線検出部３は、第１検出器３１、第２検出器３２、グリッド３３、ゲートドライバ３４、電荷・電圧変換器３５、及びＡ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ）変換器３６を設ける。

第１検出器３１は、被検体Ｐを透視・撮影する場合に通常用いられるＦＰＤであり、複数の検出素子が２次元配列される。第２検出器３２は、被検体Ｐを透視・撮影する場合に第１検出器３１より前面に配置されるＦＰＤであり、複数の検出素子が２次元配列される。第２検出器３２は、小視野高精細のＸ線画像で病変部等を詳細観察する場合に用いられる。

グリッド３３は、散乱線除去用に第２検出器３２の前面に備えられ、複数段のグリッド要素を備える。なお、散乱線除去用に第１検出器３１の前面にもグリッドが備えられるが、そのグリッドは、第２検出器３２の前面のグリッド３３と同一構造のものであってもよいし、従来のグリッドＧ（図２及び図３に図示）やグリッドＦ（図４及び図５に図示）と同一構造のものであってもよい。

ゲートドライバ３４は、第１検出器３１から電荷を取り出す。電荷・電圧変換器３５は、第１検出器３１によって検出された電荷を電圧に変換する。Ａ／Ｄ変換器３６は、電荷・電圧変換器３５により変換された電圧をデジタル値に変換する。

機構部４は、検出器３１，３２、Ｃアーム６、及び天板７を移動させる装置である。機構部４は、検出器移動機構４１、Ｃアーム移動機構４２、及び天板移動機構４３を設ける。

検出器移動機構４１は、システム制御部１３による制御の下、検出器３１，３２のスライド動を行なう。Ｃアーム移動機構４２は、システム制御部１３による制御の下、Ｃアーム６の回動・円弧動やスライド動を行なう。天板移動機構４３は、システム制御部１３による制御の下、天板７のスライド動を行なう。なお、図示しないが、機構部４は、Ｘ線絞り器２２の絞り羽（図示しない）を移動させる装置でもある。

高電圧発生部５は、Ｘ線発生部２がＸ線の発生に必要とする高電圧を供給する装置である。高電圧発生部５は、Ｘ線制御部５１及び高電圧発生器５２を設ける。

Ｘ線制御部５１は、システム制御部１３の指示に基づいて高電圧の発生を制御してＸ線の発生を制御する。高電圧発生器５２は、高電圧を発生する。

Ｃアーム６は、Ｘ線発生部２及び検出器３１，３２を保持するアームである。なお、Ｘ線診断装置１がＣアーム６を備え、Ｃアーム６がＸ線発生部２及びＸ線検出部３を一体として動作させる構成を例にとって説明するが、その場合に限定されるものではない。例えば、Ｘ線診断装置１がＣアーム６を備えずに、Ｘ線発生部２及びＸ線検出部３をそれぞれ独立して動作させる構成であってもよい。

天板７は、被検体Ｐを載置可能な構造を有する。

画像処理部８は、Ｘ線検出部３により生成された画像データを処理する処理部である。画像処理部８は、画像演算回路８１及び画像データ記憶回路８２を設ける。

画像演算回路８１は、再構成演算やサブトラクション演算等を行なう。画像データ記憶回路８２は、画像演算回路８１によって生成された画像データを記憶する。

表示部９は、画像処理部８の画像データ記憶回路８２に記憶された画像を表示する装置である。表示部９は、表示制御部９１、モニタ９２、及びポインティングデバイス９３（図１１に図示）を設ける。

表示制御部９１は、モニタ９２への表示を制御する。モニタ９２は、Ｘ線画像（透視画像又は撮影画像）を表示する。

操作部１０は、術者や助手等の操作者による操作を受け付けるスイッチ等を含むコンソールである。

記憶部１１は、ＨＤＤ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ）やメモリによって構成される。

ＩＦ１２は、パラレル接続仕様やシリアル接続仕様に合わせたコネクタによって構成される。ＩＦ１２は、各規格に応じた通信制御を行ない、ネットワークＮに接続することができる機能を有しており、これにより、Ｘ線診断装置１をネットワークＮ網に接続させる。

システム制御部１３は、図示しないＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）及びメモリを含んでいる。システム制御部１３は、操作者による操作に基づいてＸ線診断装置１全体を制御する。

続いて、図２〜図７を用いて、第１実施形態に係るグリッド３３の構造について説明する。

図２は、従来のグリッドＧを示す、Ｘ線管２１のＸ線焦点Ｆを視点とする中心投影図である。図３は、従来のグリッドＧ及び第２検出器３２を示す側面図である。

図２及び図３に示すように、第２検出器３２の検出面の２方向をＸ方向、Ｙ方向とする。従来のグリッドＧは、第２検出器３２の前面に設けられる。グリッドＧは、Ｘ方向に複数配置されるＸ線吸収体（吸収箔）Ｓを備える。また、Ｘ方向に複数配置されるＸ線吸収体Ｓは、Ｘ方向に検出素子ｍ（ｍ＝２，３，４，…）個相当の間隔をもつ。図２及び図３は、Ｘ線吸収体Ｓが、Ｘ方向に検出素子２（ｍ＝２）個相当の間隔をもつ場合を示す。

また、図３に示すように、Ｘ方向に複数配置されるＸ線吸収体Ｓは、直接線の入射方向Ｒに応じた傾斜角度を有する。すなわち、Ｘ線吸収体Ｓは、Ｙ方向を長手方向とし、直接線の入射方向Ｒを短手方向とする短冊形状を有する。

図２及び図３に示すグリッドＧの構造においてさらに高精細のＸ線画像が求められる場合、Ｘ線画像上にモアレが発生しないようにするには画素サイズ以下（Ｘ方向における検出素子１個相当）の狭い吸収板間隔をもつグリッドが必要となる。しかしながら、そのような狭い吸収板間隔をもつグリッドは製造が技術的に困難であり、高価となる。

図４は、従来のグリッドＨを示す、Ｘ線管２１のＸ線焦点Ｆを視点とする中心投影図である。図５は、従来のグリッドＨ及び第２検出器３２を示す側面図である。

図４及び図５に示すように、第２検出器３２の検出面の２方向をＸ方向、Ｙ方向とする。従来のグリッドＨは、第２検出器３２の前面に設けられる。グリッドＨは、前段のグリッド要素Ｈ１と、後段のグリッド要素Ｈ２とによって構成される。

図４及び図５の各左側に示すように、グリッドＨのグリッド要素Ｈ１，Ｈ２は、Ｘ方向に複数配置されるＸ線吸収体Ｔ１，Ｔ２をそれぞれ備える。また、図４及び図５の各左側に示すように、Ｘ方向に複数配置されるＸ線吸収体Ｔ１，Ｔ２はそれぞれ、Ｘ方向に検出素子ｍ個相当の間隔をもつ。図４及び図５の各左側は、Ｘ線吸収体Ｔ１，Ｔ２がそれぞれ、Ｘ方向に検出素子２（ｍ＝２）個相当の間隔をもつ場合を示す。

また、図５の左側に示すように、Ｘ方向に複数配置されるＸ線吸収体Ｔ１，Ｔ２のそれぞれは、直接線の入射方向Ｒに応じた傾斜角度を有する。すなわち、Ｘ線吸収体Ｔ１，Ｔ２はそれぞれ、Ｙ方向を長手方向とし、直接線の入射方向Ｒを短手方向とする短冊形状を有する。そして、図４及び図５の各左側は、グリッド要素Ｈ１の吸収板Ｔ１とグリッド要素Ｈ２の吸収板Ｔ２とがＸ線焦点Ｆを視点とする中心投影（投影投影）で完全一致する場合の、グリッドＨの第１構造を示す。

図４及び図５の各左側に示すグリッドＨの第１構造においてさらに高精細のＸ線画像が求められる場合、Ｘ線画像上にモアレが発生しないようにするには画素サイズ以下（Ｘ方向における検出素子１個相当）の狭い吸収板間隔をもつグリッドが必要となる。しかしながら、そのような狭い吸収板間隔をもつグリッドは製造が技術的に困難であり、高価となる。

次いで、回転機構（図示しない）を介して、図４及び図５の各左側に示すグリッドＨの第１構造からグリッド要素Ｈ１を９０度回転させると、グリッドＨは、図４及び図５の各右側に示すような第２構造に遷移する。図４及び図５の各右側は、グリッドＨの第１構造からグリッド要素Ｈ１を回転させた後の状態を示す。すなわち、図４及び図５の各右側に示すように、グリッドＨは、グリッド要素Ｈ１の吸収板Ｔ１とグリッド要素Ｈ２の吸収板Ｔ２とがＸ線焦点Ｆを視点とする中心投影で直交する第２構造に遷移する。

なお、回転機構（図示しない）による図４及び図５に示す構造の切り替えは、撮影様式（縮小撮影又は拡大撮影）に応じて行なわれる。

図６は、第１実施形態に係るＸ線診断装置１に備えられるグリッド３３の一例を示す、Ｘ線管２１のＸ線焦点Ｆを視点とする中心投影図である。図７は、第１実施形態に係るＸ線診断装置１に備えられるグリッド３３の一例及び第２検出器３２を示す側面図である。

図６及び図７に示すように、第２検出器３２の検出面の２方向をＸ方向、Ｙ方向とする。グリッド３３は、第２検出器３２の前面に設けられる。グリッド３３は、前段のグリッド要素３３１と、後段のグリッド要素３３２とによって構成される。

図６及び図７に示すように、グリッド３３のグリッド要素３３１，３３２は、Ｘ方向に複数配置されるＸ線吸収体（吸収箔）Ｕ１，Ｕ２をそれぞれ備える。また、Ｘ方向に複数配置されるＸ線吸収体Ｕ１，Ｕ２はそれぞれ、Ｘ方向に検出素子ｍ個相当の間隔をもつ。図６及び図７は、Ｘ線吸収体Ｕ１，Ｕ２がそれぞれ、Ｘ方向に検出素子２（ｍ＝２）個相当の間隔をもつ場合を示す。

また、図７に示すように、Ｘ方向に複数配置されるＸ線吸収体Ｕ１，Ｕ２はそれぞれ、直接線の入射方向Ｒに応じた傾斜角度を有する。すなわち、Ｘ線吸収体Ｕ１，Ｕ２はそれぞれ、Ｙ方向を長手方向とし、直接線の入射方向Ｒを短手方向とする短冊形状を有する。そして、図６及び図７は、グリッド要素３３１の吸収板Ｕ１とグリッド要素３３２の吸収板Ｕ２とがＸ線焦点Ｆを視点とする中心投影でＸ方向にずれた（完全一致しない）場合の、グリッド３３の構造を示す。

図６及び図７に示すグリッド３３の構造において、吸収板Ｕ１の吸収板Ｕ２に対するずれ量は、第２検出器３２の検出素子ｎ（ｎ＝１，２，３，…、ｎ＜ｍ）個分相当が望ましい。図６及び図７は、ずれ量が、第２検出器３２の検出素子１（ｎ＝１＜ｍ＝２）個分相当の場合を示す。また、直接線の透過率を考慮すると、吸収板Ｕ１及び吸収板Ｕ２の合計厚み（合計高さ）が、従来の吸収板Ｓ（図３に図示）の厚みに一致するように設定されることが好適である。

図６及び図７に示すグリッド３３の構造によると、Ｘ線焦点Ｆを視点とする中心投影におけるグリッド３３の吸収板間隔は、Ｘ線焦点Ｆを視点とする中心投影における吸収板Ｕ２（又は吸収板Ｕ１）の間隔の２倍になる。つまり、グリッド３３の構造によると、Ｘ線画像上のモアレの発生を防ぐために１のグリッド要素の吸収板間隔が第２検出器３２の画素サイズ以下とされる必要がなく、１のグリッド要素の吸収板間隔が第２検出器３２の画素サイズの２倍以下で済むので、グリッド３３の製造が容易である。そして、グリッド３３の構造により、検出素子１個×１個のデータの読み出し（高精細のノンビンニング方式）が可能になる。

なお、図６及び図７では、グリッド３３が２段のグリッド要素３３１，３３２を備える構造について説明したが、２段の場合に限定されるものではない。例えば、複数のＸ線吸収体Ｕ１，Ｕ２がそれぞれ、Ｘ方向における検出素子３（ｍ＝３）個相当の間隔をもつ場合、グリッド３３は、３段のグリッド要素を備えることもできる。その場合、グリッド３３は、第１のグリッド要素の吸収板が、第２のグリッド要素の吸収板に対してＸ線焦点を視点とする中心投影でＸ方向に検出素子１（ｎ＝１＜ｍ＝３）個分相当ずれ、第２のグリッド要素の吸収板が、第３のグリッド要素の吸収板に対してＸ線焦点を視点とする中心投影でＸ方向に検出素子１（ｎ＝１＜ｍ＝３）個分相当ずれた構造を有する。この場合、Ｘ線焦点を視点とする中心投影におけるグリッド３３の吸収板間隔が、Ｘ線焦点を視点とする中心投影における第１、第２、第３のグリッド要素の吸収板の間隔の３倍になる。

第１実施形態に係るＸ線診断装置１によると、複数段のグリッド要素のうち第１のグリッド要素に配置される吸収板が、第２のグリッド要素に配置される吸収板に対して、Ｘ線焦点を視点とする中心投影でＸ方向にずれた構造を有する、製造が容易なグリッド３３を用いて、高精細検出器で必要とされるグリッド相当の吸収板間隔を実現できる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係るＸ線診断装置は、第１実施形態に係るＸ線診断装置と異なり、グリッドを構成する複数段のグリッド要素のうち少なくとも１がＸ方向にスライド（平行移動）可能な構造を有するものである。

図８は、第２実施形態に係るＸ線診断装置の構成を示す概略図である。

図８は、第２実施形態に係るＸ線診断装置１Ａを示す。Ｘ線診断装置１Ａは、大きくは、Ｘ線発生部２、Ｘ線検出部３Ａ、機構部４Ａ、高電圧発生部５、Ｃアーム６、天板７、画像処理部８、表示部９、操作部１０、記憶部１１、ＩＦ１２、及びシステム制御部１３Ａを備える。以下、図８に示すように、床置き式Ｃアーム（アンダーチューブタイプ）のみを備えるＸ線診断装置１Ａを用いて説明する。なお、本発明に係るＸ線診断装置は、床置き式Ｃアームのみの他、天井走行式Ωアーム及び床置き式Ｃアームや、天井走行式Ｃアームのみ、天井走行式Ωアームのみを備えるＸ線診断装置であってもよい。また、本発明に係るＸ線診断装置は、オーバーチューブタイプのＣアームを備えるＸ線診断装置であってもよい。

なお、図８に示す第２実施形態に係るＸ線診断装置１Ａにおいて、図１に示す第１実施形態に係るＸ線診断装置１と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。

Ｘ線検出部３Ａは、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する装置である。Ｘ線検出部３Ａは、第１検出器３１、第２検出器３２、グリッド３３Ａ、ゲートドライバ３４、電荷・電圧変換器３５、及びＡ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ）変換器３６を設ける。グリッド３３Ａは、散乱線除去用に第２検出器３２の前面に備えられ、複数段のグリッド要素を備える。

機構部４Ａは、検出器３１，３２、Ｃアーム６、天板７、及びグリッド３３Ａを移動させる装置である。機構部４Ａは、検出器移動機構４１、Ｃアーム移動機構４２、天板移動機構４３、及びグリッド移動機構４４を設ける。グリッド移動機構４４は、システム制御部１３Ａによる制御の下、グリッド３３Ａの複数のグリッド要素３３１，３３２（図９及び図１０に図示）のうち少なくとも１のスライド動を行なう。

システム制御部１３Ａは、図示しないＣＰＵ及びメモリを含んでいる。システム制御部１３Ａは、操作者による操作に基づいてＸ線診断装置１Ａ全体を制御する。

図９は、第２実施形態に係るＸ線診断装置１Ａに備えられるグリッド３３Ａの一例を示す、Ｘ線管２１のＸ線焦点Ｆを視点とする中心投影図である。図１０は、第２実施形態に係るＸ線診断装置１Ａに備えられるグリッド３３Ａの一例及び第２検出器３２を示す側面図である。

図９及び図１０に示すように、第２検出器３２の検出面の２方向をＸ方向、Ｙ方向とする。グリッド３３Ａは、第２検出器３２の前面に設けられる。グリッド３３Ａは、前段のグリッド要素３３１と、後段のグリッド要素３３２とによって構成される。

図９及び図１０の各左側に示すように、グリッド３３Ａのグリッド要素３３１，３３２は、Ｘ方向に複数配置されるＸ線吸収体Ｕ１，Ｕ２をそれぞれ備える。また、Ｘ方向に複数配置されるＸ線吸収体Ｕ１，Ｕ２はそれぞれ、Ｘ方向に検出素子ｍ個相当の間隔をもつ。図９及び図１０の各左側は、Ｘ線吸収体Ｕ１，Ｕ２がそれぞれ、Ｘ方向に検出素子２（ｍ＝２）個相当の間隔をもつ場合を示す。

また、図１０の左側に示すように、Ｘ方向に複数配置されるＸ線吸収体Ｕ１，Ｕ２はそれぞれ、直接線の入射方向Ｒに応じた傾斜角度を有する。すなわち、Ｘ線吸収体Ｕ１，Ｕ２はそれぞれ、Ｙ方向を長手方向とし、直接線の入射方向Ｒを短手方向とする短冊形状を有する。そして、図９及び図１０の各左側は、グリッド要素３３１の吸収板Ｕ１とグリッド要素３３２の吸収板Ｕ２とがＸ線焦点Ｆを視点とする中心投影でＸ方向にずれた（完全一致しない）場合の、グリッド３３Ａの第１構造を示す。なお、図９及び図１０の各左側に示すグリッド３３Ａは、図６及び図７に示すグリッド３３の構造と同一構造である。

図９及び図１０の各左側に示すグリッド３３Ａの第１構造において、吸収板Ｕ１の吸収板Ｕ２に対するずれ量は、第２検出器３２の検出素子ｎ個分相当が望ましい。図９及び図１０の各左側は、ずれ量が、第２検出器３２の検出素子１（ｎ＝１＜ｍ＝２）個分相当の場合を示す。しかしながら、ずれ量は、後述のグリッド要素位置決定手段１４０によって決定された位置によるものであってもよい。また、直接線の透過率を考慮すると、吸収板Ｕ１及び吸収板Ｕ２の合計厚み（合計高さ）が、従来の吸収板Ｓ（図３に図示）の厚みに一致するように設定されることが好適である。

図９及び図１０の各左側に示すグリッド３３Ａの第１構造によると、Ｘ線焦点Ｆを視点とする中心投影におけるグリッド３３Ａの吸収板間隔は、Ｘ線焦点Ｆを視点とする中心投影における吸収板Ｕ２（又は吸収板Ｕ１）の間隔の２倍になる。つまり、グリッド３３Ａの第１構造によると、Ｘ線画像上のモアレの発生を防ぐために１のグリッド要素の吸収板間隔が第２検出器３２の画素サイズ以下とされる必要がなく、１のグリッド要素の吸収板間隔が第２検出器３２の画素サイズの２倍以下で済むので、グリッド３３Ａの製造が容易である。そして、グリッド３３Ａの第１構造により、検出素子１個×１個のデータの読み出し（高精細のノンビンニング方式）が可能になる。

次いで、グリッド移動機構４４（図８に図示）を介して、図９及び図１０の各左側に示すグリッド３３Ａの第１構造からグリッド要素Ｕ１を検出素子ｎ個相当だけスライドさせると、グリッド３３Ａは、図９及び図１０の各右側に示すような第２構造に遷移する。図９及び図１０の各右側は、グリッド３３Ａの第１構造からグリッド要素Ｕ１を検出素子１（ｎ＝１）個相当だけスライドさせた後の状態を示す。すなわち、グリッド３３Ａは、２段のグリッド要素３３１，３３２にそれぞれ対応する２の吸収板Ｕ１，Ｕ２がＸ線焦点Ｆを視点とする中心投影で重なる第２構造に遷移する。

図９及び図１０の各右側に示すグリッド３３Ａの第２構造によると、Ｘ線焦点Ｆを視点とする中心投影におけるグリッド３３Ａの吸収板間隔は、Ｘ線焦点Ｆを視点とする中心投影における吸収板Ｕ２（又は吸収板Ｕ１）の間隔と同等になる。そして、グリッド３３Ａの第２構造により、検出素子２個×２個のデータの読み出し（高速読み出しのビンニング方式）が可能になる。

したがって、グリッド３３Ａは、グリッド要素３３１，３３２の吸収板Ｕ１，Ｕ２を組み合わせることで実現される狭い吸収板間隔に基づく高精細のノンビンニング方式の第１構造（図９及び図１０の各左側）と、グリッド要素３３１，３３２の吸収板Ｕ１，Ｕ２の間隔に基づく高速読み出しのビンニング方式の第２構造（図９及び図１０の各右側）とを切り替えることができる。よって、グリッド３３Ａによれば、検査の目的に沿った最適な吸収板間隔が選択される。

なお、図９及び図１０では、グリッド３３Ａが２段のグリッド要素３３１，３３２を備える構造について説明したが、２段の場合に限定されるものではない。例えば、複数のＸ線吸収体Ｕ１，Ｕ２がそれぞれ、Ｘ方向における検出素子３（ｍ＝３）個相当の間隔をもつ場合、グリッド３３Ａは、３段のグリッド要素を備えることもできる。その場合、図９及び図１０の各左側に示すグリッド３３Ａの第１構造は、第１のグリッド要素の吸収板が、第２のグリッド要素の吸収板に対してＸ線焦点を視点とする中心投影でＸ方向に検出素子１（ｎ＝１＜ｍ＝３）個分相当ずれ、第２のグリッド要素の吸収板が、第３のグリッド要素の吸収板に対してＸ線焦点を視点とする中心投影でＸ方向に検出素子１（ｎ＝１＜ｍ＝３）個分相当ずれた構造を有する。この場合、Ｘ線焦点を視点とする中心投影におけるグリッド３３Ａの吸収板間隔が、Ｘ線焦点を視点とする中心投影における第１、第２、第３のグリッド要素の吸収板の間隔の３倍になる。

また、グリッド要素３３１の吸収板Ｕ１が有する傾斜角度は、図９及び図１０の各左側に示すグリッド３３Ａの第１構造において決定されている。よって、図９及び図１０の各右側に示すグリッド３３Ａの第２構造においては、吸収板Ｕ１の傾斜角度が直接線の入射方向Ｒに厳密には従っていないことになる。すなわち、図９及び図１０の各右側に示すグリッド３３Ａの第２構造においては、Ｘ線焦点を視点とする中心投影で吸収板Ｕ１，Ｕ２は完全一致しないことになる。しかしながら、その不合は誤差の範囲である。なお、グリッド要素３３１の吸収板Ｕ１が有する傾斜角度は、図９及び図１０の各右側に示すグリッド３３Ａの第２構造において決定されてもよいし、グリッド要素３３１のその他の位置におけるグリッド３３Ａの構造において決定されてもよい。

図１１は、第２実施形態に係るＸ線診断装置１Ａの機能を示すブロック図である。

図８に示すシステム制御部１３Ａがプログラムを実行することによって、図１１に示すようにＸ線診断装置１Ａは、位置合わせ手段１３１、透視・撮影制御手段１３２、検出器切替操作受付手段１３３、検出器切替制御手段１３４、ＦＯＶ（視野角：ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｖｉｅｗ）変更操作受付手段１３５、ＦＯＶ変更制御手段１３６、第１グリッド要素移動制御手段１３７、モアレ検知手段１３８、第２グリッド要素移動制御手段１３９、及びグリッド要素位置決定手段１４０として機能する。なお、システム制御部１３Ａの機能としての各手段１３１乃至１４０の一部又は全部は、Ｘ線診断装置１Ａにハードウェアとして備えられるものであってもよい。

位置合わせ手段１３１は、被検体Ｐが天板７（図１に図示）に載置された後、第１検出器３１で収集して再構成された３次元画像、又はＸ線ＣＴ装置等の画像診断装置（モダリティ）で収集されてＩＦ１２を介して送信された３次元画像を用いて、操作部１０による操作に従って機構部４Ａを制御して、天板７上の被検体Ｐに対してＣアーム６をポジショニングする。

透視・撮影制御手段１３２は、操作部１０による操作に従ってＸ線発生部２、Ｘ線検出部３Ａ、機構部４Ａ、高電圧発生部５、画像処理部８、表示部９、及び記憶部１１（図８に図示）を制御して、天板７上の被検体Ｐの透視及び撮影を制御する機能を有する。透視・撮影制御手段１３２は、透視及び撮影によって得られたＸ線画像を表示部９を介して表示させたり、記憶部１１に記憶させたりする。

検出器切替操作受付手段１３３は、撮影制御手段１３２による検出器３１，３２を用いた撮影中、使用検出器の切替操作を受け付ける機能を有する。

検出器切替制御手段１３４は、検出器切替操作受付手段１３３によって使用検出器の切替操作が受け付けられた場合、機構部４Ａを制御して、使用検出器を第１検出器３１から第２検出器３２に切り替え、又は、第２検出器３２から第１検出器３１に切り替える機能を有する。

ＦＯＶ変更操作受付手段１３５は、ＦＯＶの変更操作を受け付ける機能を有する。ＦＯＶ操作受付手段１３３は、予め設定された複数のＦＯＶの中からの操作部１０による所定のＦＯＶの選択によるＦＯＶの変更操作や、操作部１０による任意のＦＯＶの選択によるＦＯＶの変更操作を受け付けたりする。なお、ＦＯＶ変更操作受付手段１３５は、予め設定された複数のＦＯＶの中からの操作部１０による、第２検出器３２に対応するＦＯＶの選択操作が受け付けられた場合、検出器切替制御手段１３４は、機構部４Ａを制御して、使用検出器を第１検出器３１から第２検出器３２に切り替えてもよい。

ＦＯＶ変更制御手段１３６は、ＦＯＶ変更操作受付手段１３５によってＦＯＶの変更操作が受け付けられた場合、機構部４Ａを制御して、Ｘ線絞り器２２の開度を調整して、変更操作後のＦＯＶを設定する機能を有する。

第１グリッド要素移動制御手段１３７は、ＦＯＶ変更操作受付手段１３５によってＦＯＶの変更操作が受け付けられた場合、機構部４Ａを制御して、変更操作後のＦＯＶに応じた位置にグリッド３３Ａのグリッド要素３３１をＸ方向（図９及び図１０に図示）にスライドさせる機能を有する。具体的には、第１グリッド要素移動制御手段１３７は、ＦＯＶ変更操作受付手段１３５によってＦＯＶの変更操作が受け付けられた場合、変更操作後のＦＯＶが予め設定されたＦＯＶより小さいとき、機構部４Ａを制御して、グリッド３３Ａがノンビンニング方式（図９及び図１０の各左側）となるようにグリッド要素３３１の位置を決定する。一方、第１グリッド要素移動制御手段１３７は、変更操作後のＦＯＶが予め設定されたＦＯＶ以上のとき、機構部４Ａを制御して、グリッド３３Ａがビンニング方式（図９及び図１０の各右側）となるようにグリッド要素３３１の位置を決定する。

モアレ検知手段１３８は、透視・撮影制御手段１３２の透視及び撮影によって得られた第２検出器３２によるＸ線画像に基づいて従来技術に従ってモアレを検知する機能を有する。モアレを検知する技術としては、透視・撮影制御手段１３２の透視及び撮影によって得られた第２検出器３２によるＸ線画像の画像信号からモアレが生じていないＸ線画像の画像信号を減算してモアレ信号を得る技術や、高周波領域のパワースペクトルのピーク値の変化と低周波領域のパワースペクトルのピーク値の変化の相関に基づいてモアレの有無およびモアレの周波数を判断する技術が知られている。

第２グリッド要素移動制御手段１３９は、機構部４Ａを制御して、モアレ検知手段１３８によるモアレ検知用にグリッド要素３３１をＸ方向（図９及び図１０に図示）にスライドさせる機能を有する。モアレ検知手段１３８は、第２グリッド要素移動制御手段１３９によるスライド後のグリッド要素３３１の複数位置における複数のＸ線画像についてそれぞれモアレ検知を行なう。

グリッド要素位置決定手段１４０は、グリッド要素３３１の複数位置のうち、モアレの発生領域が最小の場合におけるグリッド要素３３１の位置の決定する機能を有する。そして、第１グリッド要素移動制御手段１３７は、グリッド要素位置決定手段１４０によって決定されたグリッド要素３３１の位置になるようにグリッド要素３３１をＸ方向（図９及び図１０に図示）にスライドさせる機能を有する。

第２実施形態に係るＸ線診断装置１Ａによると、複数段のグリッド要素のうち第１のグリッド要素に配置される吸収板が、第２のグリッド要素に配置される吸収板に対して、Ｘ線焦点を視点とする中心投影でＸ方向にずれた構造を有する、製造が容易なグリッド３３Ａを用いて、高精細検出器で必要とされるグリッド相当の吸収板間隔を実現できる。

また、第２実施形態に係るＸ線診断装置１Ａによると、グリッド移動機構４４を介してグリッド要素を適宜、平行移動させることで、Ｘ線検出器の画素サイズ（読み出し方式）に応じて吸収板間隔を最適化でき、Ｘ線画像の画質や被ばくの最適化が可能となる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

本実施形態では、高精細検出器としての第２検出器の前面に備えられるグリッドの構造について説明したが、このグリッドを、例えば、第１検出器の前面に備えられるグリッドや、乳房Ｘ線診断装置で使用されるＸ線検出器の前面に備えられるグリッドなどに適用してもよい。

１，１Ａ Ｘ線診断装置
２ Ｘ線発生部
３，３Ａ Ｘ線検出部
３１ 第１検出器
３２ 第２検出器
３３，３３Ａ グリッド（Ｘ線吸収体）
３３１，３３２ グリッド要素（Ｘ線吸収体要素）
４，４Ａ 機構部
４４ グリッド移動機構
１３，１３Ａ システム制御部
１３１ 位置合わせ手段
１３２ 透視・撮影制御手段
１３３ 検出器切替操作受付手段
１３４ 検出器切替制御手段
１３５ ＦＯＶ変更操作受付手段
１３６ ＦＯＶ変更制御手段
１３７ 第１グリッド要素移動制御手段
１３８ モアレ検知手段
１３９ 第２グリッド要素移動制御手段
１４０ グリッド要素位置決定手段

Claims (6)

1. Ｘ線焦点からＸ線を発するＸ線源と、
   Ｘ方向及びＹ方向に２次元配列される複数の検出素子を備え、前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
   前記Ｘ線検出器の前面に備えられ、前記Ｘ方向に複数配置された吸収板をそれぞれ備える複数段のＸ線吸収体要素によって構成されるＸ線吸収体と、を備えるＸ線診断装置において、
   前記Ｘ線吸収体は、前記複数段のＸ線吸収体要素の各Ｘ線吸収体要素に配置される前記吸収板が、他のＸ線吸収体要素に配置される前記吸収板に対して、前記Ｘ線焦点を視点とする中心投影で前記Ｘ方向にずれた構造を有するＸ線診断装置。
2. 前記複数のＸ線吸収体要素のうち少なくとも１を前記Ｘ方向に沿って平行移動させる移動機構と、
   前記移動機構による前記少なくとも１のＸ線吸収体要素の移動を制御する制御手段と、をさらに有する請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記制御手段は、前記移動機構を制御して、前記各Ｘ線吸収体要素に配置される前記吸収板が、前記他のＸ線吸収体要素に配置される前記吸収板に対して前記中心投影で前記Ｘ方向にずれた第１構造と、前記各Ｘ線吸収体要素に配置される前記吸収板が、前記他のＸ線吸収体要素に配置される前記吸収板に対して前記中心投影で重なる第２構造とを切り替える請求項２に記載のＸ線診断装置。
4. 前記制御手段は、ＦＯＶ（ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｖｉｅｗ）の変更操作が受け付けられた場合、変更操作後のＦＯＶが予め設定されたＦＯＶより小さいとき、前記移動機構を制御して、前記Ｘ線吸収体が前記第１構造となるように前記移動が制御される各Ｘ線吸収体要素の位置を決定し、変更操作後のＦＯＶが予め設定されたＦＯＶ以上のとき、前記移動機構を制御して、前記Ｘ線吸収体が前記第２構造となるように前記移動が制御される各Ｘ線吸収体要素の位置を決定する請求項３に記載のＸ線診断装置。
5. 前記制御手段は、前記移動が制御される各Ｘ線吸収体要素の複数位置に対応する複数のＸ線画像に基づいて、前記移動が制御される各Ｘ線吸収体要素の複数位置のうちモアレの発生領域が最小の場合における前記移動が制御される各Ｘ線吸収体要素の位置の決定し、前記移動機構を制御して、前記決定された位置になるように前記移動が制御される各Ｘ線吸収体要素を前記Ｘ方向に平行移動させる請求項２乃至４のうちいずれか一項に記載のＸ線診断装置。
6. Ｘ方向及びＹ方向に２次元配列される複数の検出素子を備えるＸ線検出器の前面に備えられ、前記Ｘ方向に複数配置された吸収板をそれぞれ備える複数段のＸ線吸収体要素によって構成されるＸ線吸収体において、
   前記複数段のＸ線吸収体要素の各Ｘ線吸収体要素に配置される前記吸収板が、他のＸ線吸収体要素に配置される前記吸収板に対して、前記Ｘ線焦点を視点とする中心投影で前記Ｘ方向にずれた構造を有するＸ線吸収体。

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