JP3790203B2 - 骨塩量測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は骨塩量測定装置に係り、特にベッドに載置された被検体に対して骨塩量測定を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の骨塩量測定装置は、例えば特許文献１に示されるように、被検体を載せるベッドと、そのベッドを介して上下に設けられるＸ線発生ユニット及びＸ線検出ユニットとで構成される。Ｘ線発生ユニット及びＸ線検出ユニットとは走査装置により両者一体的に水平方向に駆動され、ベッドの上の被検体をＸ線でもって順次走査し、被検体の骨の部分を透過したＸ線を検出することで骨塩量を測定する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１９２２６５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
病院などの医療機関において、放射線管理区域としてのレントゲン室には、比較的大型のレントゲン撮影用機器と、被検体を載置して様々な部位の撮影を行うためのレントゲン撮影用ベッドが設置されている。骨塩量測定装置も放射線管理区域に設置され、医療機関の事情によってはレントゲン撮影機器と同じレントゲン室に設置される。骨塩量測定装置も専用のベッドを具備しているため、レントゲン室内に２台のベッドを設置すると、どうしても室内が混み合い、あるいはその設置自体が不可能になる。
【０００５】
このような場合、骨塩量測定装置のベッドをレントゲン撮影用ベッドで兼ねることができればよいが、下記のように、ベッド高さにより骨塩量測定の値が影響を受け、そのままでは兼用が困難である。その様子を図７，図８を用いて説明する。
【０００６】
図７において、骨塩量測定装置は、内部にＸ線発生器１６が設けられた下部ユニットと、Ｘ線検出器２２が設けられた上部ユニットとが一体として移動可能に構成される。そして、下部ユニットと上部ユニットとの間にベッド１２が配置されるように、ベッド１２と骨塩測定装置が組みつけられる。ベッド１２上には被検体２４が載置される。Ｘ線発生器１６は、扇状に広がったＸ線ビーム１８を被検体２４の腰椎２６に照射し、被検体２４を透過したＸ線はＸ線検出器２２で検出される。
【０００７】
腰椎の骨塩量を精度よく測定するため、複数の骨、例えば人体の場合、第２腰椎から第４腰椎に対しＸ線ビームの走査が行われる。すなわち、Ｘ線発生器１６とＸ線検出器２２とを一体として、腰椎２６の並び方向であるＹ方向にピッチＰ0のピッチ送りをし、各ピッチ送りごとに設定された走査ラインに沿ってＸ線ビームを順次走査し、複数の腰椎にＸ線を順次照射していく。
【０００８】
図７（ａ），（ｂ）は、骨塩量測定装置の動作条件を同一のまま、ベッドの高さが異なった場合に、腰椎２６に対するＸ線ビームの照射がどのように影響を受けるかを比較した図である。ベッド１２の高さは、フロア９を基準としている。いま、腰椎の高さの位置におけるＸ線ビームの照射に着目し、ピッチ送りＰ0を行ったときの隣接走査ライン間で隣り合うＸ線ビーム１８の通過領域についてその境界の重なりあいを見ると、（ａ）のベッド高さＡ0においては、隣り合うＸ線ビーム１８の通過領域がその境界でちょうど一致していて、重なり合いがない。これに対し、（ｂ）のベッド高さＡ1においては、さきほどのベッド高さＡ0より高いため、隣り合うＸ線ビーム１８の通過領域がその境界で重なり合い、重複が生ずる。
【０００９】
図８（ａ），（ｂ）は、図７（ａ），（ｂ）にそれぞれ対応するＸ線撮像データ１００ａ，１００ｂである。Ｘ線撮像データ１００ａ，１００ｂは、第１番目の走査ラインにおけるＸ線撮像データ１０２ａ，１０２ｂと、第２番目の走査ラインにおけるＸ線撮像データ１０４ａ，１０４ｂと、第３番目の走査ラインにおけるＸ線撮像データ１０６ａ，１０６ｂとからなる。（ａ）の場合は、腰椎の位置において隣接走査ライン間で隣り合うＸ線ビーム１８の通過領域がその境界で揃うので、各腰椎の外形に忠実な撮像データ１０８ａ，１１０ａ，１１２ａ，１１４ａとなる。これに対し、（ｂ）の場合は、腰椎の位置において隣接走査ライン間で隣り合うＸ線ビーム１８の通過領域に重複部分１２０，１２２が生ずるので、各腰椎の外形に必ずしも忠実でない撮像データ１０８ｂ，１１０ｂ，１１２ｂ，１１４ｂとなる。
【００１０】
上記と反対の場合、すなわち、ベッド１２の高さが、（ａ）におけるベッド高さＡ0よりも低いと、腰椎の位置において隣接走査ライン間で隣り合うＸ線ビーム１８の通過領域に隙間が生じ、各腰椎の外形に必ずしも忠実でない撮像データとなる。
【００１１】
このように、骨塩量測定装置においては、ベッドの高さによって、撮像データに重複や隙間が生じて、データの忠実度に差が生ずる。したがって、骨塩量の二次元分布を適正に得るには、骨塩量測定装置にあった適正なベッド高さのベッドを用いることが必要となる。
【００１２】
このように、骨塩量測定装置にあった適正なベッド高さのベッド以外のベッド、例えばレントゲン撮影用のベッド等の既にある他のベッドを、そのまま骨塩量測定装置用のベッドとして用いあるいは兼用すると、ベッド高さにより骨塩量の二次元分布が影響を受け、骨塩量の正確な測定が困難なことがある。また、個々のベッド高さを機械的な調整のみで適正なベッド高さに調整するためには、例えば正確なジャッキアップ機構等が必要で、コストが高くなる。
【００１３】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題を解決し、ベッドの高さ調整によらず、骨塩量の二次元分布が適正に得られる骨塩量測定装置を提供することである。本発明の他の目的は、骨塩量測定を行う場合において既存のベッドを利用し、ベッドの高さ調整によらず、骨塩量の二次元分布が適正に得られる骨塩量測定装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る骨塩量測定装置は、被検体を載せるベッドと組み合わせて用いられる骨塩量測定装置において、ビーム走査方向と直交するピッチ送り方向に扇状に広がったＸ線ビームを形成するＸ線発生器と、前記Ｘ線発生器に対して前記ベッドを介して対向配置され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線ビームを前記被検体に対して相対的に移動させる機構であって、前記ピッチ送り方向における各ピッチ送り位置ごとに設定された前記ビーム走査方向の走査ラインに沿って前記Ｘ線ビームを順次走査することにより、パラレルスキャンを実行する走査機構と、前記パラレルスキャンにより得られるＸ線検出データ群に基づいて骨塩量の二次元分布を解析するデータ解析部と、前記ベッドの高さによらずに前記骨塩量の二次元分布が適正に得られるように、前記ベッドの高さに応じて当該骨塩量測定装置の動作条件を変更する制御部と、を含み、前記制御部は、前記被検体に対して想定される測定基準面上において、隣接走査ライン間でＸ線ビーム通過領域が揃うように、前記動作条件を変更することを特徴とする。
【００１５】
上記構成により、ベッドの高さが、当該骨塩量測定装置にあった適正なベッド高さでないときは、ベッドの高さに応じて、前記被検体に対して想定される測定基準面上において、隣接走査ライン間でＸ線ビーム通過領域が揃うように、当該骨塩量測定装置の動作条件を変更する。したがって、ベッドの高さ調整によることなく、骨塩量の二次元分布を適正に得ることができる。
【００１７】
ここで、隣接走査ライン間でＸ線ビーム通過領域が揃うとは、理想的には骨塩量の二次元分布が適正に得られる範囲でＸ線ビーム通過領域がその境界でちょうど一致することをいうが、Ｘ線撮像データ上において実質的に一致していればよい。上記構成により、ベッドの高さが、当該骨塩量測定装置にあった適正なベッド高さでないときは、ベッドの高さに応じて当該骨塩量測定装置の動作条件を変更し、隣接走査ライン間のＸ線ビーム通過領域を揃える。したがって、ベッドの高さ調整によることなく、重複や隙間のない適正な骨塩量の二次元分布を得ることができる。
【００１８】
また、前記動作条件の変更は、前記パラレルスキャンにおける隣接走査ライン間のピッチを変更することであることが好ましい。上記構成により、隣接走査ライン間のピッチを変更して隣接走査ライン間のＸ線ビーム通過領域を揃える。隣接走査ライン間のピッチの変更は、すでに備えているＸ線ビームの走査機構の動作条件の変更で簡便に実現できる。したがって、ピッチ変更という簡便な方法で、ベッドの高さによらず骨塩量の二次元分布を適正に得ることができる。
【００１９】
また、前記動作条件の変更は、前記Ｘ線ビームの広がり角度を変更することであることが好ましい。上記構成により、Ｘ線ビームの広がり角度を変更して隣接走査ライン間のＸ線ビーム通過領域を揃える。したがって、Ｘ線発生器のＸ線ビームの広がり角度の設定を変更したままで、ベッドの高さによらず骨塩量の二次元分布を適正に得ることができる。
【００２０】
また、本発明に係る骨塩量測定装置において、前記Ｘ線検出器は、前記ピッチ送り方向に並んだ複数のＸ線検出素子によって構成され、前記Ｘ線検出データ群は、前記複数のＸ線検出素子の中で有効検出開口に属する複数のＸ線検出素子で得られた複数のＸ線検出データであり、前記動作条件の変更は、前記複数のＸ線検出素子について前記有効検出開口の大きさを変更することであることが好ましい。
【００２１】
上記構成により、Ｘ線検出器の複数のＸ線検出素子について有効検出開口の大きさを変更して隣接走査ライン間のＸ線ビーム通過領域を揃える。例えば、重複が生じているときは有効検出開口を狭めて、隣接走査ライン間のＸ線ビーム通過領域が重複しないようにする。有効検出開口の変更は複数のＸ線検出素子についての電子的処理で済み、他の機械的処理を要することなく行うことができる。したがって、電子的処理によって、ベッドの高さによらず骨塩量の二次元分布を適正に得ることができる。
【００２２】
また、動作条件の変更は、前記隣接走査ライン間のピッチの変更、前記Ｘ線ビームの広がり角度の変更、前記Ｘ線検出器の複数のＸ線検出素子について有効検出開口の大きさの変更を単独で行うほか、これらのうちの２以上の動作条件の変更を組み合わせることもできる。
【００２３】
また、本発明に係る骨塩量測定装置は、被検体を載せるベッドと組み合わせて用いられる骨塩量測定装置において、ビーム走査方向と直交するピッチ送り方向に扇状に広がったＸ線ビームを形成するＸ線発生器と、前記Ｘ線発生器に対して前記ベッドを介して対向配置され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器とで構成される測定ユニットを前記被検体に対して相対的に移動させる機構であって、前記ピッチ送り方向における各ピッチ送り位置ごとに設定された前記ビーム走査方向の走査ラインに沿って前記Ｘ線ビームを順次走査することにより、パラレルスキャンを実行する走査機構と、前記ベッドの高さに応じて、前記パラレルスキャンにおける隣接走査ライン間のピッチを変更する制御部と、を含み、前記制御部は、前記被検体に対して想定される測定基準面上において、隣接走査ライン間でＸ線ビーム通過領域が揃うように、前記隣接走査ライン間のピッチを変更することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明に係る骨塩量測定装置は、被検体を載せるベッドと組み合わせて用いられる骨塩量測定装置において、ビーム走査方向と直交するピッチ送り方向に扇状に広がったＸ線ビームを形成するＸ線発生器と、前記Ｘ線発生器に対して前記ベッドを介して対向配置され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器とで構成される測定ユニットを前記被検体に対して相対的に移動させる機構であって、前記ピッチ送り方向における各ピッチ送り位置ごとに設定された前記ビーム走査方向の走査ラインに沿って前記Ｘ線ビームを順次走査することにより、パラレルスキャンを実行する走査機構と、前記ベッドの高さに応じて、前記Ｘ線ビームの広がり角度を変更する制御部と、を含み、前記制御部は、前記被検体に対して想定される測定基準面上において、隣接走査ライン間で前記Ｘ線ビーム通過領域が揃うように、前記Ｘ線ビームの広がり角度を変更することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係る骨塩量測定装置は、被検体を載せるベッドと組み合わせて用いられる骨塩量測定装置において、ビーム走査方向と直交するピッチ送り方向に扇状に広がったＸ線ビームを形成するＸ線発生器と、前記Ｘ線発生器に対して前記ベッドを介して対向配置され、前記被検体を透過したＸ線を検出する手段であって、前記ピッチ送り方向に並んだ複数のＸ線検出素子によって構成されたＸ線検出器と、前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器とで構成される測定ユニットを前記被検体に対して相対的に移動させる機構であって、前記ピッチ送り方向における各ピッチ送り位置ごとに設定された前記ビーム走査方向の走査ラインに沿って前記Ｘ線ビームを順次走査することにより、パラレルスキャンを実行する走査機構と、前記ベッドの高さに応じて、前記複数のＸ線検出素子について有効検出開口の大きさを変更する制御部と、前記複数のＸ線検出素子の中で前記有効検出開口に属する複数のＸ線検出素子で得られた複数の検出データに基づいて、骨塩量の二次元分布を解析するデータ解析部と、を含み、前記制御部は、前記被検体に対して想定される測定基準面上において、隣接走査ライン間で前記Ｘ線ビーム通過領域が揃うように、前記複数のＸ線検出素子について有効検出開口の大きさを変更することを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態につき詳細に説明する。以下の説明において、図７と共通の要素については同じ符号を付す。また、以下において、骨塩量測定装置に組み合わされて用いられるベッドとして、レントゲン撮影用のベッドを説明するが、これは例示であって、他の既存のベッドであってよく、当該骨塩量測定装置にあった適正なベッド高さのベッド以外のベッドであれば、広く適用できる。
【００２７】
図１は、レントゲン室において、レントゲン撮影機器４０のベッド１２と組み合わせて用いられる骨塩量測定装置１０を示す図である。レントゲン撮影機器４０は、レール４２と伸縮機構を備える軸４４とＸ線発生源４６から構成され、レントゲン室のフロア９にレントゲン撮影用のベッド１２が設置される。骨塩量測定装置１０を用いるときは、Ｘ線発生源４６を軸４４の伸縮機構を用いて十分上方に上げ、レール４２を用いてベッド１２から十分遠くの位置に退避させることができる。なお、図において示した方向は、ベッド１２の短手方向がＸ方向、長手方向がＹ方向、垂直方向がＺ方向である。
【００２８】
レントゲン室内のフロア９に配置されたレントゲン撮影用のベッド１２は、フレームと脚で構成されるテーブルと、テーブルの上部のフレームに支持されるアクリル板とで構成される。アクリル板はＸ線を透過する。アクリル板の下部には、撮影用カセット（ブッキ部）１３が設けられ、図示されていないスライド機構により、Ｙ方向にスライド可能である。
【００２９】
ベッド１２と組み合わせて用いられる骨塩量測定装置１０は大別して、下部ユニット１４、上部ユニット２０及び連結ユニット２１によって構成される。ベッド１２と組み合わせるときは、下部ユニット１４はベッド１２の下部に位置し、上部ユニット２０はベッド１２の上部に位置する。下部ユニット１４の内部にはＸ線発生器が設けられ、上部ユニット２０の内部にはＸ線検出器が設けられる。
【００３０】
図２は、骨塩量測定装置１０のブロック図である。以下に詳述するように、骨塩量測定装置１０は、ベッド１２の高さに関する情報に基づき、Ａ．移動機構５０における隣接走査ライン間のピッチＰの変更、Ｂ．Ｘ線発生器１６におけるＸ線ビームの広がり角度θの変更、Ｃ．Ｘ線検出器２２における有効検出開口Ｎ×ΔＤについて動作条件を変更する。これら３個の動作条件の変更を単独で用いてもよく、２以上の動作条件を組み合わせて用いることもできる。
【００３１】
図においてＸ線発生器１６は、必要なエネルギのＸ線を発生する装置である。Ｘ線発生器１６にはビームコリメータが設けられ、放射されるＸ線ビーム１８の指向性を設定できる。ここでは、Ｘ線発生器１６から上方に向けて放射され、図１におけるＹＺ平面内で角度θの扇状に広がったＸ線ビーム１８を用いるものとして説明する。かかるＸ線ビームとしてはいわゆるファンビームを用いることができ、またペンシルビームも角度θの値は小さいが、やはり扇状に広がったＸ線ビームとして扱うことができる。角度θは、後述する制御部５８の制御の下で、例えばビームコリメータの条件を変更することで、その値を変更することができる。その詳細については、後述のＢの項で述べる。
【００３２】
Ｘ線検出器２２は、Ｘ線に感応する検出素子をアレイ状に並べ、被検体２４を透過したＸ線を検出する装置である。例えば、複数の検出素子を一列に並べたアレイ素子が用いられる。図３は、Ｙ方向に複数の検出素子２３を一列に並べたアレイ素子の場合を例として、Ｘ線検出器２２の有効検出開口を説明する図である。この場合Ｎ個の検出素子を用いて骨塩量の二次元分布を測定するとすると、各検出素子の並び方向の寸法をΔＤとして、Ｎ×ΔＤがＸ線検出器２２の有効検出開口となる。例えばＮ＝１０として１０チャネルの検出素子による検出が行われる。有効検出開口は、制御部５８の制御の下で変更することができる。その詳細については、後述のＣの項で述べる。
【００３３】
移動機構５０は、Ｘ線発生器１６とＸ線検出器２２とから構成される測定ユニット５２を一体として、ベッド１２に対し相対的に移動させて、被検体２４に対しＸ線ビーム１８を走査させる機構である。移動、すなわち被検体２４に対するＸ線ビーム１８の走査は、制御部５８の制御の下で図４に示すように行われる。
【００３４】
図４は、Ｘ線ビーム１８の走査の様子を、ベッド１２の面、すなわち図１に示すＸＹ面内におけるＸ線ビーム１８の中心点の軌跡として模式的に示した図である。参考のため、走査される腰椎２６の位置も示した。図に示すように、Ｘ線ビーム１８は、Ｘ方向をビーム走査方向、Ｙ方向をピッチ送り方向として、ピッチＰずつ異なる各ピッチ送り位置ごとにＸ方向に設けられた各走査ライン７０ａ，７０ｂ，７０ｃに沿って順次走査が行われる。すなわち、Ｘ線ビーム１８はパラレルスキャンにより、骨塩量測定に必要な被検体２４の領域を複数の走査パスに分けて走査する。隣接走査ライン間のピッチＰは、制御部５８により変更することができる。その詳細については、後述のＡの項で述べる。
【００３５】
再び図２に戻り、データ処理部５４は、Ｘ線検出器２２により得られたＸ線検出データの処理をするものである。データ解析部５６は、データ処理部５４から出力されたデータ処理済みのＸ線検出データに基づいて、骨塩量の二次元分布を解析し、骨塩量の値の算出をするものである。例えば、Ｘ線検出器の検出素子からのＸ線検出データから各測定点ごとに骨塩量に換算する演算を行い、全体を積算して被検体の骨塩量を算出し、表示する機能を有する。
【００３６】
制御部５８は、骨塩量測定装置１０を構成する各要素の制御をするものである。例えば一般的なコンピュータで構成することができる。制御部５８には、ベッド１２の高さに関する情報が手動または図示されていない計測器から自動的に入力される。制御部５８は、ベッド１２の高さに関する情報に基づき、移動機構５０における隣接走査ライン間のピッチＰ、Ｘ線発生器１６におけるＸ線ビームの広がり角度θ、Ｘ線検出器２２における有効検出開口Ｎ×ΔＤについて動作条件を変更する制御を行う。ベッド１２の高さに関する情報は、フロア９からベッド１２の上面までの高さＡを用いることができる。また、ベッド１２に載置された被検体２４の測定対象の腰椎２６に対して想定される測定基準面とベッド１２の上面との差ΔＡを、ベッド１２の高さに関する情報に加えることもできる。
【００３７】
以下に、ベッドの高さを調節することなく、適正な骨塩量の二次元分布を適正に得ることができる、骨塩量測定装置の動作条件の変更について項を分けて説明する。以下において、測定対象の腰椎に対して想定される測定基準面において隣接走査ライン間で隣り合うＸ線ビームの通過領域がその境界で揃う条件のベッド高さを標準のベッド高さＡ0とする。また、標準のベッド高さＡ0の下での動作条件について隣接走査ライン間のピッチをＰ0、Ｘ線ビームの広がり角度をθ0、有効検出開口をＮ0×ΔＤとする。
【００３８】
Ａ．隣接走査ライン間のピッチＰの変更
図５は、制御部５８により移動機構５０の動作条件を変更し、隣接走査ライン間のピッチＰを変更することで隣接走査ライン間でＸ線ビームの通過領域を揃え、骨塩量の二次元分布を適正に得る方法を説明する図である。（ａ）と（ｂ）とは、ベッド１２のフロア９からの高さがそれぞれＡ0，Ａ1と異なるが、その高さに応じて、隣接走査ライン間のピッチもＰ0，Ｐ1と変更される。その他の動作条件は、標準のベッド高さＡ0で用いる条件のままとして変更しない。隣接走査ライン間のピッチは、ベッドの高さが変わっても、ベッド１２に載置された被検体２４の測定対象の腰椎２６に対して想定される測定基準面１５において、隣接走査ラインで隣り合うＸ線ビーム通過領域がその境界で揃う適正ピッチに設定される。
【００３９】
隣う合うＸ線ビーム通過領域がその境界でちょうど一致するときの適正ピッチＰ1は、ベッドの高さの関数として式（１）から求めることができる。すなわち、フロア９からベッド１２の上面までの高さをＡ1、フロア９からＸ線ビーム１８の集中点までの高さをＢ、Ｘ線ビーム１８の集中点からＸ線検出器２２までの距離をＬ、Ｘ線検出器２２の有効検出開口をＮ0×ΔＤ、ベッド１２の上面から測定基準面１５までの距離をΔＡとしたとき、
【数１】
Ｐ1＝Ｎ0×ΔＤ×（Ａ1−Ｂ＋ΔＡ）／Ｌ ・・・・（１）
となる。
【００４０】
Ｂ．Ｘ線ビームの広がり角度θの変更
図６は、制御部５８によりＸ線発生器１６の動作条件を変更し、Ｘ線発生器１６におけるＸ線ビームの広がり角度θを変更することで隣接走査ライン間でＸ線ビーム通過領域を揃え、骨塩量の二次元分布を適正に得る方法を説明する図である。（ａ）と（ｂ）とは、ベッド１２のフロア９からの高さがそれぞれＡ0，Ａ1と異なるが、その高さに応じて、Ｘ線ビームの広がり角度θ0，θ1と変更される。その他の動作条件は、標準のベッド高さＡ0で用いる条件のままとして変更しない。Ｘ線ビームの広がり角度は、ベッドの高さが変わっても、ベッド１２に載置された被検体２４の測定対象の腰椎２６に対して想定される測定基準面１５において、隣接走査ラインで隣り合うＸ線ビーム通過領域がその境界で揃う適正広がり角度に設定される。
【００４１】
隣り合うＸ線ビーム通過領域がその境界でちょうど一致するときの適正広がり角度θ1は、ベッド高さの関数として式（２）から求めることができる。すなわち、式（１）と同様に、フロア９からベッド１２の上面までの高さをＡ1、フロア９からＸ線ビーム１８の集中点までの高さをＢ、Ｘ線ビーム１８の集中点からＸ線検出器２２までの距離をＬ、標準のベッド高さをＡ0、標準のＸ線ビーム広がり角度をθ0として、
【数２】
ｔａｎ（θ1／２）＝
（Ａ0−Ｂ＋ΔＡ）×ｔａｎ（θ0／２）／（Ａ1−Ｂ＋ΔＡ） ・・（２）
となる。
【００４２】
Ｃ．Ｘ線検出器の有効検出開口の変更
次に、制御部５８によりＸ線検出器２２の動作条件を変更し、Ｘ線検出器２２の有効検出開口を変更することで、隣接する走査ライン間で隣り合うＸ線検出データのその境界での重複を防ぎ、骨塩量の二次元分布を適正に得る方法を説明する。いま、動作条件を標準のベッド高さのときに用いる隣接走査ライン間のピッチＰ0、Ｘ線ビームの広がり角度θ0、Ｘ線検出器の有効検出開口Ｎ0×ΔＤのままでベッド高さを標準のベッド高さＡ0と異なるベッド高さＡ1に変わると、隣接走査ライン間で隣り合うＸ線検出データがその境界で重複する。Ｘ線検出器上でＸ線検出データが重複する検出素子数をｎとすると、式（３）から重複領域ｎ×ΔDを求めることができる。
【数３】
ｎ×ΔＤ＝Ｎ0×ΔＤ−Ｐ0×Ｌ／（Ａ1−Ｂ＋ΔＡ） ・・（３）
右辺の第２項は、隣接走査ライン間で隣り合うＸ線検出データが重複しないときのＸ線検出器上の有効検出開口である。したがって、有効検出開口を、Ｎ0×ΔDから（Ｎ0−ｎ）×ΔDに変更することで、Ｘ線検出器上におけるＸ線検出データの重複を防ぐことができる。この変更は、検出素子単位で行うことができる。
【００４３】
骨塩量の二次元分布を適正に得るために、上記３つの動作条件の変更を単独で行うほかに、複数の動作条件の変更を組み合わせることも可能である。例えば、Ｘ線ビームの広がり角度θの変更と、有効検出開口Ｎ×ΔＤの変更あるいはデータ処理における重複部分処理への変更とをあわせて行うこともできる。また、その組み合わせにおいて、それぞれが対等の関係で組み合わせて用いるほか、いずれか１つの動作条件の変更を主とし、他の動作条件を従として、主たる動作条件の変更でカバーできない部分を他の動作条件の変更できめ細かく補うこともできる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の骨塩量測定装置によれば、ベッドの高さ調整によらず、骨塩量の二次元分布が適正に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 レントゲン室において、レントゲン撮影機器のベッドと組み合わせて用いられる骨塩量測定装置を示す図である。
【図２】 骨塩量測定装置のブロック図である。
【図３】 Ｘ線検出器の有効検出開口を説明する図である。
【図４】 ベッドの面内におけるＸ線ビームの中心点の軌跡を模式的に示した図である。
【図５】 隣接走査ライン間のピッチＰを変更することで骨塩量の二次元分布を適正に得る方法を説明する図である。
【図６】 Ｘ線ビームの広がり角度θを変更することで骨塩量の二次元分布を適正に得る方法を説明する図である。
【図７】 骨塩量測定装置のベッドをレントゲン撮影用ベッドで兼ねることの困難な様子を説明する図である。
【図８】 図７（ａ），（ｂ）にそれぞれ対応するＸ線撮像データである。
【符号の説明】
９ フロア、１０ 骨塩量測定装置、１２ ベッド、１４ 下部ユニット、１５ 測定基準面、１６ Ｘ線発生器、１８ Ｘ線ビーム、２０ 上部ユニット、２１ 連結ユニット、２２ Ｘ線検出器、２４ 被検体、２６ 腰椎、５０ 移動機構、５２ 測定ユニット、５４ データ処理部、５６ データ解析部、５８制御部。
【発明の属する技術分野】
本発明は骨塩量測定装置に係り、特にベッドに載置された被検体に対して骨塩量測定を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の骨塩量測定装置は、例えば特許文献１に示されるように、被検体を載せるベッドと、そのベッドを介して上下に設けられるＸ線発生ユニット及びＸ線検出ユニットとで構成される。Ｘ線発生ユニット及びＸ線検出ユニットとは走査装置により両者一体的に水平方向に駆動され、ベッドの上の被検体をＸ線でもって順次走査し、被検体の骨の部分を透過したＸ線を検出することで骨塩量を測定する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１９２２６５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
病院などの医療機関において、放射線管理区域としてのレントゲン室には、比較的大型のレントゲン撮影用機器と、被検体を載置して様々な部位の撮影を行うためのレントゲン撮影用ベッドが設置されている。骨塩量測定装置も放射線管理区域に設置され、医療機関の事情によってはレントゲン撮影機器と同じレントゲン室に設置される。骨塩量測定装置も専用のベッドを具備しているため、レントゲン室内に２台のベッドを設置すると、どうしても室内が混み合い、あるいはその設置自体が不可能になる。
【０００５】
このような場合、骨塩量測定装置のベッドをレントゲン撮影用ベッドで兼ねることができればよいが、下記のように、ベッド高さにより骨塩量測定の値が影響を受け、そのままでは兼用が困難である。その様子を図７，図８を用いて説明する。
【０００６】
図７において、骨塩量測定装置は、内部にＸ線発生器１６が設けられた下部ユニットと、Ｘ線検出器２２が設けられた上部ユニットとが一体として移動可能に構成される。そして、下部ユニットと上部ユニットとの間にベッド１２が配置されるように、ベッド１２と骨塩測定装置が組みつけられる。ベッド１２上には被検体２４が載置される。Ｘ線発生器１６は、扇状に広がったＸ線ビーム１８を被検体２４の腰椎２６に照射し、被検体２４を透過したＸ線はＸ線検出器２２で検出される。
【０００７】
腰椎の骨塩量を精度よく測定するため、複数の骨、例えば人体の場合、第２腰椎から第４腰椎に対しＸ線ビームの走査が行われる。すなわち、Ｘ線発生器１６とＸ線検出器２２とを一体として、腰椎２６の並び方向であるＹ方向にピッチＰ0のピッチ送りをし、各ピッチ送りごとに設定された走査ラインに沿ってＸ線ビームを順次走査し、複数の腰椎にＸ線を順次照射していく。
【０００８】
図７（ａ），（ｂ）は、骨塩量測定装置の動作条件を同一のまま、ベッドの高さが異なった場合に、腰椎２６に対するＸ線ビームの照射がどのように影響を受けるかを比較した図である。ベッド１２の高さは、フロア９を基準としている。いま、腰椎の高さの位置におけるＸ線ビームの照射に着目し、ピッチ送りＰ0を行ったときの隣接走査ライン間で隣り合うＸ線ビーム１８の通過領域についてその境界の重なりあいを見ると、（ａ）のベッド高さＡ0においては、隣り合うＸ線ビーム１８の通過領域がその境界でちょうど一致していて、重なり合いがない。これに対し、（ｂ）のベッド高さＡ1においては、さきほどのベッド高さＡ0より高いため、隣り合うＸ線ビーム１８の通過領域がその境界で重なり合い、重複が生ずる。
【０００９】
図８（ａ），（ｂ）は、図７（ａ），（ｂ）にそれぞれ対応するＸ線撮像データ１００ａ，１００ｂである。Ｘ線撮像データ１００ａ，１００ｂは、第１番目の走査ラインにおけるＸ線撮像データ１０２ａ，１０２ｂと、第２番目の走査ラインにおけるＸ線撮像データ１０４ａ，１０４ｂと、第３番目の走査ラインにおけるＸ線撮像データ１０６ａ，１０６ｂとからなる。（ａ）の場合は、腰椎の位置において隣接走査ライン間で隣り合うＸ線ビーム１８の通過領域がその境界で揃うので、各腰椎の外形に忠実な撮像データ１０８ａ，１１０ａ，１１２ａ，１１４ａとなる。これに対し、（ｂ）の場合は、腰椎の位置において隣接走査ライン間で隣り合うＸ線ビーム１８の通過領域に重複部分１２０，１２２が生ずるので、各腰椎の外形に必ずしも忠実でない撮像データ１０８ｂ，１１０ｂ，１１２ｂ，１１４ｂとなる。
【００１０】
上記と反対の場合、すなわち、ベッド１２の高さが、（ａ）におけるベッド高さＡ0よりも低いと、腰椎の位置において隣接走査ライン間で隣り合うＸ線ビーム１８の通過領域に隙間が生じ、各腰椎の外形に必ずしも忠実でない撮像データとなる。
【００１１】
このように、骨塩量測定装置においては、ベッドの高さによって、撮像データに重複や隙間が生じて、データの忠実度に差が生ずる。したがって、骨塩量の二次元分布を適正に得るには、骨塩量測定装置にあった適正なベッド高さのベッドを用いることが必要となる。
【００１２】
このように、骨塩量測定装置にあった適正なベッド高さのベッド以外のベッド、例えばレントゲン撮影用のベッド等の既にある他のベッドを、そのまま骨塩量測定装置用のベッドとして用いあるいは兼用すると、ベッド高さにより骨塩量の二次元分布が影響を受け、骨塩量の正確な測定が困難なことがある。また、個々のベッド高さを機械的な調整のみで適正なベッド高さに調整するためには、例えば正確なジャッキアップ機構等が必要で、コストが高くなる。
【００１３】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題を解決し、ベッドの高さ調整によらず、骨塩量の二次元分布が適正に得られる骨塩量測定装置を提供することである。本発明の他の目的は、骨塩量測定を行う場合において既存のベッドを利用し、ベッドの高さ調整によらず、骨塩量の二次元分布が適正に得られる骨塩量測定装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る骨塩量測定装置は、被検体を載せるベッドと組み合わせて用いられる骨塩量測定装置において、ビーム走査方向と直交するピッチ送り方向に扇状に広がったＸ線ビームを形成するＸ線発生器と、前記Ｘ線発生器に対して前記ベッドを介して対向配置され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線ビームを前記被検体に対して相対的に移動させる機構であって、前記ピッチ送り方向における各ピッチ送り位置ごとに設定された前記ビーム走査方向の走査ラインに沿って前記Ｘ線ビームを順次走査することにより、パラレルスキャンを実行する走査機構と、前記パラレルスキャンにより得られるＸ線検出データ群に基づいて骨塩量の二次元分布を解析するデータ解析部と、前記ベッドの高さによらずに前記骨塩量の二次元分布が適正に得られるように、前記ベッドの高さに応じて当該骨塩量測定装置の動作条件を変更する制御部と、を含み、前記制御部は、前記被検体に対して想定される測定基準面上において、隣接走査ライン間でＸ線ビーム通過領域が揃うように、前記動作条件を変更することを特徴とする。
【００１５】
上記構成により、ベッドの高さが、当該骨塩量測定装置にあった適正なベッド高さでないときは、ベッドの高さに応じて、前記被検体に対して想定される測定基準面上において、隣接走査ライン間でＸ線ビーム通過領域が揃うように、当該骨塩量測定装置の動作条件を変更する。したがって、ベッドの高さ調整によることなく、骨塩量の二次元分布を適正に得ることができる。
【００１７】
ここで、隣接走査ライン間でＸ線ビーム通過領域が揃うとは、理想的には骨塩量の二次元分布が適正に得られる範囲でＸ線ビーム通過領域がその境界でちょうど一致することをいうが、Ｘ線撮像データ上において実質的に一致していればよい。上記構成により、ベッドの高さが、当該骨塩量測定装置にあった適正なベッド高さでないときは、ベッドの高さに応じて当該骨塩量測定装置の動作条件を変更し、隣接走査ライン間のＸ線ビーム通過領域を揃える。したがって、ベッドの高さ調整によることなく、重複や隙間のない適正な骨塩量の二次元分布を得ることができる。
【００１８】
また、前記動作条件の変更は、前記パラレルスキャンにおける隣接走査ライン間のピッチを変更することであることが好ましい。上記構成により、隣接走査ライン間のピッチを変更して隣接走査ライン間のＸ線ビーム通過領域を揃える。隣接走査ライン間のピッチの変更は、すでに備えているＸ線ビームの走査機構の動作条件の変更で簡便に実現できる。したがって、ピッチ変更という簡便な方法で、ベッドの高さによらず骨塩量の二次元分布を適正に得ることができる。
【００１９】
また、前記動作条件の変更は、前記Ｘ線ビームの広がり角度を変更することであることが好ましい。上記構成により、Ｘ線ビームの広がり角度を変更して隣接走査ライン間のＸ線ビーム通過領域を揃える。したがって、Ｘ線発生器のＸ線ビームの広がり角度の設定を変更したままで、ベッドの高さによらず骨塩量の二次元分布を適正に得ることができる。
【００２０】
また、本発明に係る骨塩量測定装置において、前記Ｘ線検出器は、前記ピッチ送り方向に並んだ複数のＸ線検出素子によって構成され、前記Ｘ線検出データ群は、前記複数のＸ線検出素子の中で有効検出開口に属する複数のＸ線検出素子で得られた複数のＸ線検出データであり、前記動作条件の変更は、前記複数のＸ線検出素子について前記有効検出開口の大きさを変更することであることが好ましい。
【００２１】
上記構成により、Ｘ線検出器の複数のＸ線検出素子について有効検出開口の大きさを変更して隣接走査ライン間のＸ線ビーム通過領域を揃える。例えば、重複が生じているときは有効検出開口を狭めて、隣接走査ライン間のＸ線ビーム通過領域が重複しないようにする。有効検出開口の変更は複数のＸ線検出素子についての電子的処理で済み、他の機械的処理を要することなく行うことができる。したがって、電子的処理によって、ベッドの高さによらず骨塩量の二次元分布を適正に得ることができる。
【００２２】
また、動作条件の変更は、前記隣接走査ライン間のピッチの変更、前記Ｘ線ビームの広がり角度の変更、前記Ｘ線検出器の複数のＸ線検出素子について有効検出開口の大きさの変更を単独で行うほか、これらのうちの２以上の動作条件の変更を組み合わせることもできる。
【００２３】
また、本発明に係る骨塩量測定装置は、被検体を載せるベッドと組み合わせて用いられる骨塩量測定装置において、ビーム走査方向と直交するピッチ送り方向に扇状に広がったＸ線ビームを形成するＸ線発生器と、前記Ｘ線発生器に対して前記ベッドを介して対向配置され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器とで構成される測定ユニットを前記被検体に対して相対的に移動させる機構であって、前記ピッチ送り方向における各ピッチ送り位置ごとに設定された前記ビーム走査方向の走査ラインに沿って前記Ｘ線ビームを順次走査することにより、パラレルスキャンを実行する走査機構と、前記ベッドの高さに応じて、前記パラレルスキャンにおける隣接走査ライン間のピッチを変更する制御部と、を含み、前記制御部は、前記被検体に対して想定される測定基準面上において、隣接走査ライン間でＸ線ビーム通過領域が揃うように、前記隣接走査ライン間のピッチを変更することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明に係る骨塩量測定装置は、被検体を載せるベッドと組み合わせて用いられる骨塩量測定装置において、ビーム走査方向と直交するピッチ送り方向に扇状に広がったＸ線ビームを形成するＸ線発生器と、前記Ｘ線発生器に対して前記ベッドを介して対向配置され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器とで構成される測定ユニットを前記被検体に対して相対的に移動させる機構であって、前記ピッチ送り方向における各ピッチ送り位置ごとに設定された前記ビーム走査方向の走査ラインに沿って前記Ｘ線ビームを順次走査することにより、パラレルスキャンを実行する走査機構と、前記ベッドの高さに応じて、前記Ｘ線ビームの広がり角度を変更する制御部と、を含み、前記制御部は、前記被検体に対して想定される測定基準面上において、隣接走査ライン間で前記Ｘ線ビーム通過領域が揃うように、前記Ｘ線ビームの広がり角度を変更することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係る骨塩量測定装置は、被検体を載せるベッドと組み合わせて用いられる骨塩量測定装置において、ビーム走査方向と直交するピッチ送り方向に扇状に広がったＸ線ビームを形成するＸ線発生器と、前記Ｘ線発生器に対して前記ベッドを介して対向配置され、前記被検体を透過したＸ線を検出する手段であって、前記ピッチ送り方向に並んだ複数のＸ線検出素子によって構成されたＸ線検出器と、前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器とで構成される測定ユニットを前記被検体に対して相対的に移動させる機構であって、前記ピッチ送り方向における各ピッチ送り位置ごとに設定された前記ビーム走査方向の走査ラインに沿って前記Ｘ線ビームを順次走査することにより、パラレルスキャンを実行する走査機構と、前記ベッドの高さに応じて、前記複数のＸ線検出素子について有効検出開口の大きさを変更する制御部と、前記複数のＸ線検出素子の中で前記有効検出開口に属する複数のＸ線検出素子で得られた複数の検出データに基づいて、骨塩量の二次元分布を解析するデータ解析部と、を含み、前記制御部は、前記被検体に対して想定される測定基準面上において、隣接走査ライン間で前記Ｘ線ビーム通過領域が揃うように、前記複数のＸ線検出素子について有効検出開口の大きさを変更することを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態につき詳細に説明する。以下の説明において、図７と共通の要素については同じ符号を付す。また、以下において、骨塩量測定装置に組み合わされて用いられるベッドとして、レントゲン撮影用のベッドを説明するが、これは例示であって、他の既存のベッドであってよく、当該骨塩量測定装置にあった適正なベッド高さのベッド以外のベッドであれば、広く適用できる。
【００２７】
図１は、レントゲン室において、レントゲン撮影機器４０のベッド１２と組み合わせて用いられる骨塩量測定装置１０を示す図である。レントゲン撮影機器４０は、レール４２と伸縮機構を備える軸４４とＸ線発生源４６から構成され、レントゲン室のフロア９にレントゲン撮影用のベッド１２が設置される。骨塩量測定装置１０を用いるときは、Ｘ線発生源４６を軸４４の伸縮機構を用いて十分上方に上げ、レール４２を用いてベッド１２から十分遠くの位置に退避させることができる。なお、図において示した方向は、ベッド１２の短手方向がＸ方向、長手方向がＹ方向、垂直方向がＺ方向である。
【００２８】
レントゲン室内のフロア９に配置されたレントゲン撮影用のベッド１２は、フレームと脚で構成されるテーブルと、テーブルの上部のフレームに支持されるアクリル板とで構成される。アクリル板はＸ線を透過する。アクリル板の下部には、撮影用カセット（ブッキ部）１３が設けられ、図示されていないスライド機構により、Ｙ方向にスライド可能である。
【００２９】
ベッド１２と組み合わせて用いられる骨塩量測定装置１０は大別して、下部ユニット１４、上部ユニット２０及び連結ユニット２１によって構成される。ベッド１２と組み合わせるときは、下部ユニット１４はベッド１２の下部に位置し、上部ユニット２０はベッド１２の上部に位置する。下部ユニット１４の内部にはＸ線発生器が設けられ、上部ユニット２０の内部にはＸ線検出器が設けられる。
【００３０】
図２は、骨塩量測定装置１０のブロック図である。以下に詳述するように、骨塩量測定装置１０は、ベッド１２の高さに関する情報に基づき、Ａ．移動機構５０における隣接走査ライン間のピッチＰの変更、Ｂ．Ｘ線発生器１６におけるＸ線ビームの広がり角度θの変更、Ｃ．Ｘ線検出器２２における有効検出開口Ｎ×ΔＤについて動作条件を変更する。これら３個の動作条件の変更を単独で用いてもよく、２以上の動作条件を組み合わせて用いることもできる。
【００３１】
図においてＸ線発生器１６は、必要なエネルギのＸ線を発生する装置である。Ｘ線発生器１６にはビームコリメータが設けられ、放射されるＸ線ビーム１８の指向性を設定できる。ここでは、Ｘ線発生器１６から上方に向けて放射され、図１におけるＹＺ平面内で角度θの扇状に広がったＸ線ビーム１８を用いるものとして説明する。かかるＸ線ビームとしてはいわゆるファンビームを用いることができ、またペンシルビームも角度θの値は小さいが、やはり扇状に広がったＸ線ビームとして扱うことができる。角度θは、後述する制御部５８の制御の下で、例えばビームコリメータの条件を変更することで、その値を変更することができる。その詳細については、後述のＢの項で述べる。
【００３２】
Ｘ線検出器２２は、Ｘ線に感応する検出素子をアレイ状に並べ、被検体２４を透過したＸ線を検出する装置である。例えば、複数の検出素子を一列に並べたアレイ素子が用いられる。図３は、Ｙ方向に複数の検出素子２３を一列に並べたアレイ素子の場合を例として、Ｘ線検出器２２の有効検出開口を説明する図である。この場合Ｎ個の検出素子を用いて骨塩量の二次元分布を測定するとすると、各検出素子の並び方向の寸法をΔＤとして、Ｎ×ΔＤがＸ線検出器２２の有効検出開口となる。例えばＮ＝１０として１０チャネルの検出素子による検出が行われる。有効検出開口は、制御部５８の制御の下で変更することができる。その詳細については、後述のＣの項で述べる。
【００３３】
移動機構５０は、Ｘ線発生器１６とＸ線検出器２２とから構成される測定ユニット５２を一体として、ベッド１２に対し相対的に移動させて、被検体２４に対しＸ線ビーム１８を走査させる機構である。移動、すなわち被検体２４に対するＸ線ビーム１８の走査は、制御部５８の制御の下で図４に示すように行われる。
【００３４】
図４は、Ｘ線ビーム１８の走査の様子を、ベッド１２の面、すなわち図１に示すＸＹ面内におけるＸ線ビーム１８の中心点の軌跡として模式的に示した図である。参考のため、走査される腰椎２６の位置も示した。図に示すように、Ｘ線ビーム１８は、Ｘ方向をビーム走査方向、Ｙ方向をピッチ送り方向として、ピッチＰずつ異なる各ピッチ送り位置ごとにＸ方向に設けられた各走査ライン７０ａ，７０ｂ，７０ｃに沿って順次走査が行われる。すなわち、Ｘ線ビーム１８はパラレルスキャンにより、骨塩量測定に必要な被検体２４の領域を複数の走査パスに分けて走査する。隣接走査ライン間のピッチＰは、制御部５８により変更することができる。その詳細については、後述のＡの項で述べる。
【００３５】
再び図２に戻り、データ処理部５４は、Ｘ線検出器２２により得られたＸ線検出データの処理をするものである。データ解析部５６は、データ処理部５４から出力されたデータ処理済みのＸ線検出データに基づいて、骨塩量の二次元分布を解析し、骨塩量の値の算出をするものである。例えば、Ｘ線検出器の検出素子からのＸ線検出データから各測定点ごとに骨塩量に換算する演算を行い、全体を積算して被検体の骨塩量を算出し、表示する機能を有する。
【００３６】
制御部５８は、骨塩量測定装置１０を構成する各要素の制御をするものである。例えば一般的なコンピュータで構成することができる。制御部５８には、ベッド１２の高さに関する情報が手動または図示されていない計測器から自動的に入力される。制御部５８は、ベッド１２の高さに関する情報に基づき、移動機構５０における隣接走査ライン間のピッチＰ、Ｘ線発生器１６におけるＸ線ビームの広がり角度θ、Ｘ線検出器２２における有効検出開口Ｎ×ΔＤについて動作条件を変更する制御を行う。ベッド１２の高さに関する情報は、フロア９からベッド１２の上面までの高さＡを用いることができる。また、ベッド１２に載置された被検体２４の測定対象の腰椎２６に対して想定される測定基準面とベッド１２の上面との差ΔＡを、ベッド１２の高さに関する情報に加えることもできる。
【００３７】
以下に、ベッドの高さを調節することなく、適正な骨塩量の二次元分布を適正に得ることができる、骨塩量測定装置の動作条件の変更について項を分けて説明する。以下において、測定対象の腰椎に対して想定される測定基準面において隣接走査ライン間で隣り合うＸ線ビームの通過領域がその境界で揃う条件のベッド高さを標準のベッド高さＡ0とする。また、標準のベッド高さＡ0の下での動作条件について隣接走査ライン間のピッチをＰ0、Ｘ線ビームの広がり角度をθ0、有効検出開口をＮ0×ΔＤとする。
【００３８】
Ａ．隣接走査ライン間のピッチＰの変更
図５は、制御部５８により移動機構５０の動作条件を変更し、隣接走査ライン間のピッチＰを変更することで隣接走査ライン間でＸ線ビームの通過領域を揃え、骨塩量の二次元分布を適正に得る方法を説明する図である。（ａ）と（ｂ）とは、ベッド１２のフロア９からの高さがそれぞれＡ0，Ａ1と異なるが、その高さに応じて、隣接走査ライン間のピッチもＰ0，Ｐ1と変更される。その他の動作条件は、標準のベッド高さＡ0で用いる条件のままとして変更しない。隣接走査ライン間のピッチは、ベッドの高さが変わっても、ベッド１２に載置された被検体２４の測定対象の腰椎２６に対して想定される測定基準面１５において、隣接走査ラインで隣り合うＸ線ビーム通過領域がその境界で揃う適正ピッチに設定される。
【００３９】
隣う合うＸ線ビーム通過領域がその境界でちょうど一致するときの適正ピッチＰ1は、ベッドの高さの関数として式（１）から求めることができる。すなわち、フロア９からベッド１２の上面までの高さをＡ1、フロア９からＸ線ビーム１８の集中点までの高さをＢ、Ｘ線ビーム１８の集中点からＸ線検出器２２までの距離をＬ、Ｘ線検出器２２の有効検出開口をＮ0×ΔＤ、ベッド１２の上面から測定基準面１５までの距離をΔＡとしたとき、
【数１】
Ｐ1＝Ｎ0×ΔＤ×（Ａ1−Ｂ＋ΔＡ）／Ｌ ・・・・（１）
となる。
【００４０】
Ｂ．Ｘ線ビームの広がり角度θの変更
図６は、制御部５８によりＸ線発生器１６の動作条件を変更し、Ｘ線発生器１６におけるＸ線ビームの広がり角度θを変更することで隣接走査ライン間でＸ線ビーム通過領域を揃え、骨塩量の二次元分布を適正に得る方法を説明する図である。（ａ）と（ｂ）とは、ベッド１２のフロア９からの高さがそれぞれＡ0，Ａ1と異なるが、その高さに応じて、Ｘ線ビームの広がり角度θ0，θ1と変更される。その他の動作条件は、標準のベッド高さＡ0で用いる条件のままとして変更しない。Ｘ線ビームの広がり角度は、ベッドの高さが変わっても、ベッド１２に載置された被検体２４の測定対象の腰椎２６に対して想定される測定基準面１５において、隣接走査ラインで隣り合うＸ線ビーム通過領域がその境界で揃う適正広がり角度に設定される。
【００４１】
隣り合うＸ線ビーム通過領域がその境界でちょうど一致するときの適正広がり角度θ1は、ベッド高さの関数として式（２）から求めることができる。すなわち、式（１）と同様に、フロア９からベッド１２の上面までの高さをＡ1、フロア９からＸ線ビーム１８の集中点までの高さをＢ、Ｘ線ビーム１８の集中点からＸ線検出器２２までの距離をＬ、標準のベッド高さをＡ0、標準のＸ線ビーム広がり角度をθ0として、
【数２】
ｔａｎ（θ1／２）＝
（Ａ0−Ｂ＋ΔＡ）×ｔａｎ（θ0／２）／（Ａ1−Ｂ＋ΔＡ） ・・（２）
となる。
【００４２】
Ｃ．Ｘ線検出器の有効検出開口の変更
次に、制御部５８によりＸ線検出器２２の動作条件を変更し、Ｘ線検出器２２の有効検出開口を変更することで、隣接する走査ライン間で隣り合うＸ線検出データのその境界での重複を防ぎ、骨塩量の二次元分布を適正に得る方法を説明する。いま、動作条件を標準のベッド高さのときに用いる隣接走査ライン間のピッチＰ0、Ｘ線ビームの広がり角度θ0、Ｘ線検出器の有効検出開口Ｎ0×ΔＤのままでベッド高さを標準のベッド高さＡ0と異なるベッド高さＡ1に変わると、隣接走査ライン間で隣り合うＸ線検出データがその境界で重複する。Ｘ線検出器上でＸ線検出データが重複する検出素子数をｎとすると、式（３）から重複領域ｎ×ΔDを求めることができる。
【数３】
ｎ×ΔＤ＝Ｎ0×ΔＤ−Ｐ0×Ｌ／（Ａ1−Ｂ＋ΔＡ） ・・（３）
右辺の第２項は、隣接走査ライン間で隣り合うＸ線検出データが重複しないときのＸ線検出器上の有効検出開口である。したがって、有効検出開口を、Ｎ0×ΔDから（Ｎ0−ｎ）×ΔDに変更することで、Ｘ線検出器上におけるＸ線検出データの重複を防ぐことができる。この変更は、検出素子単位で行うことができる。
【００４３】
骨塩量の二次元分布を適正に得るために、上記３つの動作条件の変更を単独で行うほかに、複数の動作条件の変更を組み合わせることも可能である。例えば、Ｘ線ビームの広がり角度θの変更と、有効検出開口Ｎ×ΔＤの変更あるいはデータ処理における重複部分処理への変更とをあわせて行うこともできる。また、その組み合わせにおいて、それぞれが対等の関係で組み合わせて用いるほか、いずれか１つの動作条件の変更を主とし、他の動作条件を従として、主たる動作条件の変更でカバーできない部分を他の動作条件の変更できめ細かく補うこともできる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の骨塩量測定装置によれば、ベッドの高さ調整によらず、骨塩量の二次元分布が適正に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 レントゲン室において、レントゲン撮影機器のベッドと組み合わせて用いられる骨塩量測定装置を示す図である。
【図２】 骨塩量測定装置のブロック図である。
【図３】 Ｘ線検出器の有効検出開口を説明する図である。
【図４】 ベッドの面内におけるＸ線ビームの中心点の軌跡を模式的に示した図である。
【図５】 隣接走査ライン間のピッチＰを変更することで骨塩量の二次元分布を適正に得る方法を説明する図である。
【図６】 Ｘ線ビームの広がり角度θを変更することで骨塩量の二次元分布を適正に得る方法を説明する図である。
【図７】 骨塩量測定装置のベッドをレントゲン撮影用ベッドで兼ねることの困難な様子を説明する図である。
【図８】 図７（ａ），（ｂ）にそれぞれ対応するＸ線撮像データである。
【符号の説明】
９ フロア、１０ 骨塩量測定装置、１２ ベッド、１４ 下部ユニット、１５ 測定基準面、１６ Ｘ線発生器、１８ Ｘ線ビーム、２０ 上部ユニット、２１ 連結ユニット、２２ Ｘ線検出器、２４ 被検体、２６ 腰椎、５０ 移動機構、５２ 測定ユニット、５４ データ処理部、５６ データ解析部、５８制御部。
Claims (7)
- 被検体を載せるベッドと組み合わせて用いられる骨塩量測定装置において、
ビーム走査方向と直交するピッチ送り方向に扇状に広がったＸ線ビームを形成するＸ線発生器と、
前記Ｘ線発生器に対して前記ベッドを介して対向配置され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線ビームを前記被検体に対して相対的に移動させる機構であって、前記ピッチ送り方向における各ピッチ送り位置ごとに設定された前記ビーム走査方向の走査ラインに沿って前記Ｘ線ビームを順次走査することにより、パラレルスキャンを実行する走査機構と、
前記パラレルスキャンにより得られるＸ線検出データ群に基づいて骨塩量の二次元分布を解析するデータ解析部と、
前記ベッドの高さによらずに前記骨塩量の二次元分布が適正に得られるように、前記ベッドの高さに応じて当該骨塩量測定装置の動作条件を変更する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記被検体に対して想定される測定基準面上において、隣接走査ライン間でＸ線ビーム通過領域が揃うように、前記動作条件を変更することを特徴とする骨塩量測定装置。 - 請求項１に記載の骨塩量測定装置において、
前記動作条件の変更は、前記パラレルスキャンにおける隣接走査ライン間のピッチを変更することであることを特徴とする骨塩量測定装置。 - 請求項１に記載の骨塩量測定装置において、
前記動作条件の変更は、前記Ｘ線ビームの広がり角度を変更することであることを特徴とする骨塩量測定装置。 - 請求項１に記載の骨塩量測定装置において、
前記Ｘ線検出器は、前記ピッチ送り方向に並んだ複数のＸ線検出素子によって構成され、
前記Ｘ線検出データ群は、前記複数のＸ線検出素子の中で有効検出開口に属する複数のＸ線検出素子で得られた複数のＸ線検出データであり、
前記動作条件の変更は、前記複数のＸ線検出素子について前記有効検出開口の大きさを変更することであることを特徴とする骨塩量測定装置。 - 被検体を載せるベッドと組み合わせて用いられる骨塩量測定装置において、
ビーム走査方向と直交するピッチ送り方向に扇状に広がったＸ線ビームを形成するＸ線発生器と、
前記Ｘ線発生器に対して前記ベッドを介して対向配置され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器とで構成される測定ユニットを前記被検体に対して相対的に移動させる機構であって、前記ピッチ送り方向における各ピッチ送り位置ごとに設定された前記ビーム走査方向の走査ラインに沿って前記Ｘ線ビームを順次走査することにより、パラレルスキャンを実行する走査機構と、
前記ベッドの高さに応じて、前記パラレルスキャンにおける隣接走査ライン間のピッチを変更する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記被検体に対して想定される測定基準面上において、隣接走査ライン間でＸ線ビーム通過領域が揃うように、前記隣接走査ライン間のピッチを変更することを特徴とする骨塩量測定装置。 - 被検体を載せるベッドと組み合わせて用いられる骨塩量測定装置において、
ビーム走査方向と直交するピッチ送り方向に扇状に広がったＸ線ビームを形成するＸ線発生器と、
前記Ｘ線発生器に対して前記ベッドを介して対向配置され、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器とで構成される測定ユニットを前記被検体に対して相対的に移動させる機構であって、前記ピッチ送り方向における各ピッチ送り位置ごとに設定された前記ビーム走査方向の走査ラインに沿って前記Ｘ線ビームを順次走査することにより、パラレルスキャンを実行する走査機構と、
前記ベッドの高さに応じて、前記Ｘ線ビームの広がり角度を変更する制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記被検体に対して想定される測定基準面上において、隣接走査ライン間で前記Ｘ線ビーム通過領域が揃うように、前記Ｘ線ビームの広がり角度を変更することを特徴とする骨塩量測定装置。 - 被検体を載せるベッドと組み合わせて用いられる骨塩量測定装置において、
ビーム走査方向と直交するピッチ送り方向に扇状に広がったＸ線ビームを形成するＸ線発生器と、
前記Ｘ線発生器に対して前記ベッドを介して対向配置され、前記被検体を透過したＸ線を検出する手段であって、前記ピッチ送り方向に並んだ複数のＸ線検出素子によって構成されたＸ線検出器と、
前記Ｘ線発生器と前記Ｘ線検出器とで構成される測定ユニットを前記被検体に対して相対的に移動させる機構であって、前記ピッチ送り方向における各ピッチ送り位置ごとに設定された前記ビーム走査方向の走査ラインに沿って前記Ｘ線ビームを順次走査することにより、パラレルスキャンを実行する走査機構と、
前記ベッドの高さに応じて、前記複数のＸ線検出素子について有効検出開口の大きさを変更する制御部と、
前記複数のＸ線検出素子の中で前記有効検出開口に属する複数のＸ線検出素子で得られた複数の検出データに基づいて、骨塩量の二次元分布を解析するデータ解析部と、
を含み、
前記制御部は、前記被検体に対して想定される測定基準面上において、隣接走査ライン間で前記Ｘ線ビーム通過領域が揃うように、前記複数のＸ線検出素子について有効検出開口の大きさを変更することを特徴とする骨塩量測定装置。
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