JP3959786B2 - X線検査装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、食品・プリント基板等をX線によって非破壊検査するなどの種々の物体の工業的な非破壊検査分野や、医学的診断のために人体等をX線によって検査するなどの医学的診断の分野などで用いられるのに好適な、X線透視装置やX線回折装置やゼログラフィ装置などを含むX線検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
検査対象物にX線を照射し、それを透過したX線強度の2次元分布(透過X線像)を表示する場合、通常、イメージインテンシファイアとX線TVカメラとを組み合わせたX線撮像装置に透過X線像を入射させてビデオ信号を得、これをブラウン管を用いたCRTディスプレイ装置で表示するよう構成される。イメージインテンシファイアとX線TVカメラとを組み合わせたX線撮像装置は非常に重いばかりでなく、奥行寸法が大きいなどかさばるものとなっており、また、CRTディスプレイ装置も奥行寸法が大きくてかさばるものである。そこでこれらは通常、別個に配置される。
【0003】
たとえば医用X線診断装置のうち外科用X線テレビジョン装置では、図8に示すように、X線管11とX線撮像装置とをC型アーム15の両端に取り付け、X線透視像のビデオ信号をCRTディスプレイ装置19に送って表示させるという構成がとられる。X線撮像装置はイメージインテンシファイア17とX線TVカメラ18とを組み合わせたものからなる。C型アーム15は円弧状に形成されたアームであり、その円弧に沿って移動自在となるようにベース16によって保持される。
【0004】
イメージインテンシファイア17とX線TVカメラ18とを組み合わせたX線撮像装置は重くて寸法的にも大きなものとなる。またCRTディスプレイ装置19も重くて寸法の大きなものであるから、別途用意したスタンド上に配置される。
【0005】
この外科用X線テレビジョン装置は、外科手術や救急患者の異常部位迅速診断等に用いられる。ベッド21に載せた患者22にX線管11からX線を照射し、患者22を透過したX線をイメージインテンシファイア17に入射させ、その入射したX線透過像を輝度増倍した光学像に変換し、これをX線TVカメラ18で撮影してビデオ信号を得る。このビデオ信号がCRTディスプレイ装置19に送られ、X線透視像が表示される。術者23はこのX線透視像を観察しながらベッド21の傍らに立ち、患者22に対して手技を施す。
【0006】
このように医用X線診断装置では、X線を患者に照射してX線像を得てこれを表示し、術者がこれを観察しながら患者の傍らで手技を施すという使い方をすることが多い。上記の例のほかに、心臓血管撮影システムを用いて心臓血管の診断を行なうなどでもそうである。この場合、術者がカテーテルを血管に刺入れ造影剤を放出してX線造影画像を撮影して診断するが、その際、術者が、カテーテルを挿入する様子をCRTディスプレイ装置に表示されたX線透視像で観察しながら、カテーテルを目的部位にまで誘導しそこで造影剤を放出して冠状動脈等の異常が表われているX線造影画像を得る。
【0007】
そのほか、工業的な非破壊検査の例では、たとえば図示しないが容器に詰められた食品をベルトコンベアで搬送し、これに3方向のX線管からX線を照射し、X線透過強度分布を蛍光板上で蛍光強度像として得てTVカメラで撮影し、その画像をCRTディスプレイ装置で表示して、これを観察することにより異物が含まれていないかどうかの検査を行ない、異物の含まれているものは排除する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のX線検査装置では、表示画像が見づらい、X線透過像と表示画像との空間的対応関係が分かりづらい、等の問題が多い。
【0009】
すなわち、従来のX線検査装置では、X線撮像部としてイメージインテンシファイアとX線TVカメラとを用いるが、これらは奥行寸法が大きくてかさばるものである。また画像表示装置もCRTディスプレイ装置を用いるため奥行寸法が大きくてかさばる。そこで、たとえば図8に示すようにCRTディスプレイ装置19は別途用意したスタンド上に配置せざるをえない。そこで、この外科手術の例では、術者23は、X線透視像を観察するために視線を患者22から大きく移動しなくてはならず、視界等の面で患者22への操作性が悪くなり、迅速・正確な操作の妨げになっている。また、イメージインテンシファイア17に入射するX線像と、CRTディスプレイ装置19の画面に表示されるX線像とは、位置・方向においてまったく別個であり、画像上で実際の位置関係を把握することが難しい。
【0010】
これらの問題は、工業的な非破壊検査でも同様である。上記の食品の異物検査の例でも、実際の検査対象物とディスプレイ装置とが離れているので、いちいち視線を動かさなければならず、また表示画像で実際の空間での位置関係を捉えることが難しいので、異物の選別操作等の作業効率が悪くなる。
【0011】
この発明は、上記に鑑み、視線の移動が少なく、しかも実空間とX線表示像と対応関係を明瞭に表示することができる、X線検査装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明によるX線検査装置においては、検査対象物を透過したX線強度の2次元分布を検出する平板型X線面センサと、その検出された2次元X線強度分布像を、実空間での2次元X線強度分布像の向き・大きさに実質的に対応して表示する平板型画像表示装置と、該平板型X線面センサと平板型画像表示装置とを一体結合する結合機構とが備えられ、上記の結合機構は、平板型X線面センサと平板型画像表示装置とを角度自在に結合する蝶番構造で構成され、平板型X線面センサの筐体内あるいは平板型画像表示装置の筐体内に、X線面センサで検出したX線画像の信号を処理して向き・大きさが実空間のそれと一致するような画像が表示されるような表示用画像信号を作る信号・画像処理回路が内蔵されていることが特徴となっている。
【0013】
X線透過像を撮像する撮像装置として用いられている平板型X線面センサはたとえば半導体X線検出器などの奥行寸法の小さい平板型のものである。他方X線画像を表示する装置として用いられている平板型画像表示装置も、たとえば液晶表示器やPDP(プラズマディスプレイパネル)などの奥行寸法の小さい平板型のものである。そこで、これらを結合装置によって一体結合することが可能となる。そして、平板型画像表示装置は、実空間での2次元X線強度分布像の向き・大きさに実質的に対応して、上記のX線面センサで検出された2次元X線強度分布像を表示するため、X線面センサと一体結合されることによって、実空間での入射X線像にきわめて近い位置でしかも実空間での入射X線像にほぼ近い大きさ・向きで表示することが可能となる。そのため、その場で現に透視しているかのような位置関係においてX線像を観察することができ、視線の移動などがないばかりでなく、実空間での位置関係がきわめて把握し易すくなる。
【0014】
上記のX線検査装置において、上記の結合機構は、平板型X線面センサと平板型画像表示装置とを角度自在に結合する蝶番構造で構成するようにして、かつ、平板型X線面センサの筐体内あるいは平板型画像表示装置の筐体内に、X線面センサで検出したX線画像の信号を処理して向き・大きさが実空間のそれと一致するような画像が表示されるような表示用画像信号を作る信号・画像処理回路を内蔵しており、こうすると、見易い方向や位置関係的に最も適切だと思われる角度に設定することができ、見易さや位置的対応関係の把握のし易さがより向上する。
【0015】
さらに上記の蝶番構造は、上記の平板型X線面センサと平板型画像表示装置とがぴったり重なるように角度調整できるものとするとともに、しかも平板型画像表示装置は平板型X線面センサに入射したX線透過像と実質的に一致する大きさ・向きで表示するものとしてもよい。これによれば、あたかも、現にその場でX線透過像が直接表示されているかのような表示が可能となって、見易さおよび空間的対応関係の把握のし易さが一層向上する。
【0016】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図1はこの発明を適用した外科用X線テレビジョン装置を示す。この図1において、X線管11とX線撮像装置とがC型アーム15の両端に取り付けられ、この円弧状に形成されたC型アーム15が、その円弧に沿って移動自在となるようにベース16によって保持される点は従来(図8)同じであるが、X線撮像装置として平板型X線面センサ12が用いられていることおよびこれに蝶番14を介して平板型画像表示器13が取り付けられていることが異なっている。
【0017】
この平板型X線面センサ12は半導体X線検出器などからなり、奥行の小さな平板型となっている。また平板型画像表示器13は液晶表示器やPDP(プラズマディスプレイパネル)などの奥行の小さな平板状の表示器である。これらは重量も軽いため、蝶番14によって角度自在に一体結合することができる。
【0018】
そして、平板型画像表示器13は、平板型X線面センサ12に入射した透過X線像に一致する向き・大きさでその像を表示するものとなっている。すなわち、平板型X線面センサ12の筐体内あるいは平板型画像表示器13の筐体内に、X線面センサ12で検出したX線画像の信号を処理して向き・大きさが実空間のそれと一致するような画像が表示されるような表示用画像信号を作る信号・画像処理回路が内蔵されている。
【0019】
そのため、図2のように蝶番14を閉じて表示器13がX線面センサ12に重なるようにすると、あたかも、X線面センサ12に入射したX線像(点線で示すような頭部側面像)がそのまま可視の像(実線で示す)として表示されたかのようになり、表示画像から実空間での位置関係を把握することが容易になる。
【0020】
このように平板型画像表示器13を平板型X線面センサ12に重ねないまでも、両者はきわめて近くに一体に保持されているため、表示画像から実空間での位置関係を容易に把握できる。すなわち、図1に示すように、ベッド21の上の患者22に対して、術者23が手技を施す場合、自らが操作している手元のX線像がそのまま平板型画像表示器13で表示されるので、空間的位置の対応関係を捉え易い。操作性が向上する。また、表示画像を見るのに視線を大きく動かすこともなくなる。これらから、術者23が患者22に対する処置を施す際の操作性が向上する。
【0021】
図3は、立位で使用するブッキー立位撮影台に適用したものを表す略図である。この場合、X線管11から照射されたX線は患者(被写体)22を経て平板型X線面センサ12に入射する。平板型画像表示器13は、図1と同様に蝶番14によって角度自在に平板型X線面センサ12に取り付けられており、側面からの観察を容易にしている。
【0022】
平板型X線面センサ12と平板型画像表示器13との位置関係は種々に考えられ、図1、図2に示すように重ねあわせたときに実空間でのX線透過像と表示像とが1:1に重なるように表示するだけでなく、図4の(a)、(b)のように180°に広げたときに平板型X線面センサ12に入射したX線像と平板型画像表示器13に表示される画像とが並列配置されるように構成することもできる。この場合、図4の(a)に示すように裏面側(X線が入射する側とは反対側)に表示するものと、図4の(b)に示すように表面側(X線が入射する側と同じ側)に表示するものとを、視線の方向に応じて使い分けることが考えられる。また、表示像の大きさも1:1だけでなく、拡大または縮小することや反転表示することなどが可能で、これらはデジタル回路を用いることにより容易に実現できる。
【0023】
患者22がベッド21に寝ている場合に、その下部から上方に向けてX線が照射される場合も、図5の(a)に示すように視線の方向に応じて180°広げたときに並列配置されるような表示を行なう場合と、図5の(b)に示すように視線の方向に応じて0°に閉じたときに重なるような表示を行なう場合とが考えられる。上方から下方に向けてX線が照射される場合も、図6の(a)に示すように0°に閉じたときに重なるような表示を行なったり、図6の(b)に示すように180°に広げたときに並列配置されるような表示を行なうことができる。
【0024】
また、蝶番による結合構造は、上記の各場合のような周縁で結合させるものだけでなく、図7の(a)で示すような蝶番31、図7の(b)で示すような蝶番32のように、中央付近で結合させるものなどを採用できる。なお、場合によっては角度可変とすることなく、所定の角度で平板型X線面センサ12と平板型画像表示器13とを結合させたものも採用可能である。逆に2軸の周りに回転可能な蝶番機構によって角度の設定により自由度を持たせることもできる。
【0025】
さらに上記は実施の形態についての説明であり、具体的な構成などはこれらに限定されるものでないことはもちろんである。具体的には種々の操作スイッチなどを平板型X線面センサ12や平板型画像表示器13の筐体に設けることになるし、漏洩X線の遮蔽構造が採用される。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のX線検査装置によれば、実空間でのX線透過像に位置的にも近くで、しかも大きさ・向きともこれに対応してX線透過像を表示できるため、視線の移動がなくて見易く、しかも表示画像から実空間での空間的位置関係を把握することが容易になる。そのため、検査対象物(医用の場合は患者や被検者等)への操作が容易になる。とくに医学的な適用においては、患者に対する迅速な手技を安全に遂行することに大きく貢献できる。また、工業的な非破壊異物検査などでも、実空間の位置関係把握が容易なため、表示画像で発見したものを選別する操作などの能率が向上し、信頼性が増す。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示す模式図。
【図2】同実施形態の撮像部および表示部のみを示す模式図。
【図3】立位での形態を示す模式図。
【図4】立位での入射X線像と表示X線像との関係を示す模式図。
【図5】横臥位での下方からのX線照射時の入射X線像と表示X線像との関係を示す模式図。
【図6】横臥位での上方からのX線照射時の入射X線像と表示X線像との関係を示す模式図。
【図7】蝶番構造の他の例を示す模式図。
【図8】従来例を示す模式図。
【符号の説明】
11 X線管
12 平板型X線面センサ
13 平板型画像表示器
14、31、32 蝶番
15 C型アーム
16 ベース
17 イメージインテンシファイア
18 TVカメラ
19 CRTディスプレイ装置
21 ベッド
22 患者
23 術者
Claims (3)
- 検査対象物を透過したX線強度の2次元分布を検出する平板型X線面センサと、その検出された2次元X線強度分布像を、実空間での2次元X線強度分布像の向き・大きさに実質的に対応して表示する平板型画像表示装置と、該平板型X線面センサと平板型画像表示装置とを一体結合する結合機構とを備え、上記の結合機構は、平板型X線面センサと平板型画像表示装置とを角度自在に結合する蝶番構造で構成され、平板型X線面センサの筐体内あるいは平板型画像表示装置の筐体内に、X線面センサで検出したX線画像の信号を処理して向き・大きさが実空間のそれと一致するような画像が表示されるような表示用画像信号を作る信号・画像処理回路を内蔵することを特徴とするX線検査装置。
- 平板型X線面センサと平板型画像表示装置との位置関係を180°に広げたときに平板型X線面センサに入射したX線像と平板型画像装置に表示される画像とが並列配置されるように構成することを特徴とする請求項1記載のX線検査装置。
- 上記の蝶番構造は、上記の平板型X線面センサと平板型画像表示装置とがぴったり重なるように角度調整できるものからなり、平板型画像表示装置は平板型X線面センサに入射したX線透過像と実質的に一致する大きさ・向きで表示するものからなることを特徴とする請求項2記載のX線検査装置。
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