JP4341473B2

JP4341473B2 - Ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JP4341473B2
Application number: JP2004163094A
Authority: JP
Inventors: 裕樹前田; 亮開本
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2004-06-01
Filing date: 2004-06-01
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2024-06-01
Also published as: JP2005345184A

Description

この発明は、被検体にＸ線ビームを照射するＸ線管と、Ｘ線ビームの照射により生じる被検体の透過Ｘ線像を検出する２次元Ｘ線検出器とを備え、被検体へのＸ線ビーム照射に伴って２次元Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号を収集してＸ線画像を取得するＸ線撮影装置に係り、特にＸ線管の焦点の位置の移動に起因するＸ線画像の画質低下を防止するための技術に関する。

この種のＸ線撮影装置のひとつにＸ線透視撮影装置がある。従来のＸ線透視撮影装置は、図６に示すように、被検体ＭにＸ線ビームＸｂを照射するＸ線管６１と、Ｘ線ビームＸｂの照射により生じる被検体Ｍの透過Ｘ線像を検出するイメージインテンシファイア等の２次元Ｘ線検出器６２とを備え、撮影テーブル６３の上に載置された被検体ＭへのＸ線ビームＸｂ照射に伴って２次元Ｘ線検出器６２から出力されるＸ線検出信号を収集してＸ線透視画像を取得する構成とされている。

しかしながら、上記従来のＸ線透視撮影装置は、往々にして取得されたＸ線透視画像にＸ線管６１の焦点６１ａの位置の移動に起因する画質低下が生じるという問題がある。

即ち、従来のＸ線透視撮影装置に装備されているＸ線管６１の場合、電子ビームがターゲットに照射されることによりＸ線ビームＸｂが放射される構成とされている。ただ、電子ビームの軌道は常に一定ではなくて経時的に変化する。電子ビームの軌道が変化すると、Ｘ線管６１のターゲット上の電子ビームの照射位置が変化するので、Ｘ線管６１の焦点６１ａの位置が移動する。Ｘ線管６１の焦点６１ａの位置が移動すると、被検体Ｍの撮影ポイントが移動することになり、その結果、被写体である被検体は撮影中にブレたことになるので、取得されるＸ線透視画像はボケる。Ｘ線透視撮影は、Ｓ／Ｎ比を向上させるため長時間露光を行なうことが多いので、Ｘ線管６１の焦点６１ａの位置の移動の影響を強く受けることになり、Ｘ線透視画像はボケ易い。

このＸ線管６１の焦点６１ａの位置の移動現象は、装置の起動時に顕著である。したがって、通常、装置の起動時は、Ｘ線管６１の焦点６１ａの位置の移動現象が十分に収まるのを待って、Ｘ線透視画像取得用のＸ線検出信号の収集を開始するようにすることで、Ｘ線管６１の焦点６１ａの位置の移動に起因するＸ線透視画像のボケを防止している。

しかし、Ｘ線管６１の焦点６１ａの位置の移動現象は一定しておらず、十分な時間待ったつもりでも、Ｘ線管６１の焦点６１ａの位置の移動現象は十分に収まっていないこともしばしばある。装置の起動から更に長い時間が経過するまで待てば、Ｘ線管６１の焦点６１ａの位置の移動現象は十分に収まっているであろうけれど、それでは撮影時間が非常に長くなってしまう。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、Ｘ線管の焦点の位置の移動に起因するＸ線画像の画質低下を確実かつ適切に防止することができるＸ線撮影装置を提供することを目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。

すなわち、請求項１に記載の発明に係るＸ線撮影装置は、被検体にＸ線ビームを照射するＸ線管と、Ｘ線ビームの照射により生じる被検体の透過Ｘ線像を検出する２次元Ｘ線検出器とを備え、被検体へのＸ線ビーム照射に伴って２次元Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号を収集すると共に収集されたＸ線検出信号に基づいてＸ線画像を取得するＸ線撮影装置において、被検体へのＸ線ビーム照射に伴って２次元Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号の経時的変化に基づいてＸ線管の焦点の位置が移動する速度である管球焦点の移動速度を計測する焦点速度計測手段と、焦点速度計測手段により計測された管球焦点の移動速度が予め定められた基準速度未満であるか否かを判定する焦点速度判定手段を備え、焦点速度判定手段により管球焦点の移動速度が基準速度未満であると判定された時から以降に２次元Ｘ線検出器からの本番画像取得用のＸ線検出信号の収集を開始することを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明のＸ線撮影装置によりＸ線撮影を実行する場合、装置を起動した後、先ずＸ線管により被検体にＸ線ビームを照射する。そして、焦点速度計測手段により、被検体へのＸ線ビーム照射に伴って２次元Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号の経時的変化に基づいてＸ線管の焦点の位置が移動する速度である管球焦点の移動速度を計測すると共に、焦点速度計測手段で計測された管球焦点の移動速度が予め定められた基準速度未満であるか否かを焦点速度判定手段により判定する。もし焦点速度判定手段により管球焦点の移動速度が基準速度未満であると判定された時は、２次元Ｘ線検出器からの本番画像取得用のＸ線検出信号の収集を開始すると共に、収集されたＸ線検出信号に基づいて本番画像としてのＸ線画像を取得する。

即ち、請求項１に記載の発明のＸ線撮影装置の場合、焦点速度計測手段により管球焦点の移動速度を計測すると共に、計測された管球焦点の移動速度が焦点速度判定手段により予め定められた基準速度未満である、つまりＸ線管の焦点の位置が十分に安定したと判定された時点以降に２次元Ｘ線検出器から本番画像取得用のＸ線検出信号の収集が行なわれる。その結果、本番用Ｘ線画像はＸ線管の焦点の位置が十分に安定した後で収集されたＸ線検出信号に基づいて取得されることになるので、Ｘ線管の焦点の位置の移動に起因する画質低下が本番用Ｘ線画像に生じることはない。

また、請求項１に記載の発明のＸ線撮影装置の場合、管球焦点の移動速度は、被検体へのＸ線ビーム照射に伴って２次元Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号の経時的変化に基づいて計測するという実質的に既設の装備を利用して計測されるので、Ｘ線管自体やＸ線管の近傍に管球焦点の移動速度を計測する為の装備を新たに追加する必要がない。

加えて、放散性のＸ線ビームの照射で生じる透過Ｘ線像は拡大像となって２次元Ｘ線検出器に投影される。したがって、Ｘ線管の焦点の位置の動きは自ずと、２次元Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号に拡大された状態で反映されるので、管球焦点の移動速度を計測する上で観測する必要がある管球焦点の移動状況が的確に把握できる。その結果、管球焦点の移動速度は、特に困難を伴わずに正確に計測される。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＸ線撮影装置において、Ｘ線管として、電子ビームがターゲットの裏面に照射されるのに伴ってターゲットの表面からＸ線ビームが放射される透過型Ｘ線管が備えられているものである。

［作用・効果］請求項２の発明のＸ線撮影装置の場合、被検体にＸ線ビームを照射する透過型Ｘ線管は、Ｘ線ビームが照射される被検体をＸ線管の焦点が存在するターゲットの前面の極至近距離の処に配置して被検体とＸ線管の焦点の間の距離を短くすることにより、Ｘ線ビームの照射により生じる被検体の透過Ｘ線像の拡大率を大きくできるので、高倍率のＸ線画像が取得できる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のＸ線撮影装置において、焦点速度計測手段は、２次元Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号にしたがって次々と取得される移動速度計測用Ｘ線透視画像のうち取得タイミングの異なる２枚のＸ線透視画像のＸ線検出信号を用いて両画像の間の画像の一致度を求める信号処理を行なうと共に、信号処理で求められた画像の一致度と２枚のＸ線透視画像の間の時間差とにしたがって管球焦点の移動速度を計測するものである。

［作用・効果］請求項３の発明のＸ線撮影装置の場合、Ｘ線管の焦点の位置の移動に伴うＸ線検出信号の経時的変化は、取得タイミングの異なる２枚の移動速度計測用Ｘ線透視画像の間の画像の一致度の変動として現れる。また取得タイミングの異なる２枚のＸ線透視画像の間の画像の一致度の程度は、管球焦点の移動速度および２枚のＸ線透視画像の間の時間差とそれぞれ反比例の関係にある。したがって、請求項３の発明のＸ線撮影装置によれば、取得タイミングの異なる２枚のＸ線透視画像のＸ線検出信号を用いて信号処理を行なって求めた２枚のＸ線透視画像の間の画像の一致度と時間差にしたがって管球焦点の移動速度が速やかに計測できる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載のＸ線撮影装置において、焦点速度計測手段は、２次元Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号にしたがって次々と取得される移動速度計測用Ｘ線透視画像のうち取得タイミングの異なる２枚のＸ線透視画像のＸ線検出信号を用いて両画像の中の特定像の位置ズレ量を求める信号処理を行なうと共に、信号処理で求められた画像の位置ズレ量と２枚のＸ線透視画像の間の時間差とにしたがって管球焦点の移動速度を計測するものである。

［作用・効果］請求項４の発明のＸ線撮影装置の場合、Ｘ線管の焦点の位置の移動に伴うＸ線検出信号の経時的変化は、取得タイミングの異なる２枚の移動速度計測用Ｘ線透視画像の中の特定像の位置ズレ量の変動として現れる。また取得タイミングの異なる２枚のＸ線透視画像の中の特定像の位置ズレ量の程度は、管球焦点の移動速度および２枚のＸ線透視画像の間の時間差とそれぞれ反比例の関係にある。したがって、請求項４の発明のＸ線撮影装置によれば、取得タイミングの異なる２枚のＸ線透視画像のＸ線検出信号を用いて信号処理を行なって求めた２枚のＸ線透視画像の中の特定像の位置ズレ量と時間差にしたがって管球焦点の移動速度が速やかに計測できる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、焦点速度判定手段における基準速度は、〔取得されるＸ線画像における画素１個分の寸法〕／〔１枚のＸ線画像を取得するために行なわれるＸ線ビームの露光時間〕以下の速度に定められているものである。

［作用・効果］請求項５の発明のＸ線撮影装置の場合、１枚のＸ線画像を取得するために行なわれるＸ線ビームの露光時間の間にＸ線管の焦点の位置が取得するＸ線画像の１個の画素の内に留まることになるので、Ｘ線画像の各画素では、隣接する画素との間で画像のダブリを生じない。その結果、Ｘ線管の焦点の位置の移動に起因するＸ線画像の画質低下をより確実に防止できる。

請求項１の発明のＸ線撮影装置の場合、焦点速度計測手段により管球焦点の移動速度を計測すると共に、計測された管球焦点の移動速度が焦点速度判定手段により予め定められた基準速度未満である、つまりＸ線管の焦点の位置が十分に安定したと判定された時点以降に２次元Ｘ線検出器から本番画像取得用のＸ線検出信号の収集が行なわれる。その結果、本番用Ｘ線画像はＸ線管の焦点の位置が十分に安定した後で収集されたＸ線検出信号に基づいて取得されることになるので、Ｘ線管の焦点の位置の移動に起因する画質低下が本番用Ｘ線画像に生じることはない。

また、請求項１に記載の発明のＸ線撮影装置の場合、管球焦点の移動速度は、被検体へのＸ線ビーム照射に伴って２次元Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号の経時的変化に基づいて計測するという実質的に既設の装備を利用して計測されるので、Ｘ線管ないしＸ線管の近傍に管球焦点の移動速度を計測する為の装備を新たに追加する必要がない。

加えて、放散性のＸ線ビームの照射で生じる透過Ｘ線像は拡大像として２次元Ｘ線検出器に投影される。したがって、Ｘ線管の焦点の位置の動きは自ずと、２次元Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号に拡大された状態で反映されるので、管球焦点の移動速度を計測する上で観測する必要がある管球焦点の移動状況が的確に把握できる。その結果、管球焦点の移動速度は、特に困難を伴わずに正確に計測される。

よって、請求項１の発明のＸ線撮影装置によれば、Ｘ線管の焦点の位置の移動に起因するＸ線画像の画質低下を確実かつ適切に防止することができる。

この発明の実施例１を図面を参照して説明する。図１は実施例１に係る工業用のＸ線透視撮影装置の全体的な構成を示すブロック図である。

実施例１のＸ線透視撮影装置は、被検体Ｍにコーン状のＸ線ビームＸＢを照射する透過型Ｘ線管１と、Ｘ線ビームＸＢの照射により生じる被検体Ｍの透過Ｘ線像を検出する２次元Ｘ線検出器２と、撮影テーブル３の上に載置された被検体ＭへのＸ線ビームＸＢ照射に伴って２次元Ｘ線検出器２から出力されるＸ線検出信号を収集するＸ線検出信号収集部４と、Ｘ線検出信号収集部４により収集されたＸ線検出信号に基づいてＸ線透視画像を取得するＸ線透視画像取得部５を備えている他、Ｘ線透視画像取得部５で取得されたＸ線透視画像やＸ線撮影に必要な操作メニューなどを画面に映し出す表示用モニタ６や、Ｘ線撮影に必要な指令やデータ等を入力する操作を行なう操作部７などを備えている。

透過型Ｘ線管１は、図１に示すように、電子ビームＥＢがターゲット１Ａの裏面に照射されるのに伴ってターゲット１Ａの表面からＸ線ビームＸＢが放射される構成とされている。透過型Ｘ線管１の場合、電子ビームＥＢはフィラメント１Ｂから放出された後、２段の偏向コイル１Ｃ，１Ｄにより電子線照射軸合わせの為のアライメントを受けてから、収束レンズ１Ｅで絞られながらアパーチュア１Ｆを通り抜けてターゲット１Ａの裏面に当てられる。電子ビームＥＢの照射に伴ってターゲット１Ａの表面からＸ線が放散しながらコーン状のＸ線ビームＸＢとなって前方の被検体Ｍに向けて進む。

Ｘ線撮影の実行の際には、高電圧電源（図示省略）を含むＸ線照射制御部８の制御を受けながら透過型Ｘ線管１がＸ線ビームＸＢを被検体Ｍに照射する。

２次元Ｘ線検出器２としては、イメージインテンシファイアやフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）等が用いられる。Ｘ線ビームＸＢの照射により生じる被検体Ｍの透過Ｘ線像が２次元Ｘ線検出器２のＸ線検出面に投影されて電気信号に変換された後、Ｘ線透視画像取得用などのＸ線検出信号として２次元Ｘ線検出器２から読み出されて出力される。

なお、Ｘ線ビームＸＢは放散性であるので、Ｘ線ビームＸＢの照射で生じる透過Ｘ線像は拡大像となって２次元Ｘ線検出器２に投影されることになる。

また、透過型Ｘ線管１の場合、Ｘ線ビームＸＢが照射される被検体ＭをＸ線管１の焦点が存在するターゲット１Ａの前面の極至近距離の処に配置して被検体ＭとＸ線管１の焦点の間の距離を短くすることにより、Ｘ線ビームＸＢの照射により生じる被検体Ｍの透過Ｘ線像の拡大率をアップできるので、高倍率のＸ線透視画像を取得できるというメリットがある。

一方、Ｘ線撮影の被写体として撮影テーブル３の上に載せられる被検体Ｍとしては、例えば集積回路やボールグリッドアレイ等の電子デバイス類が典型的なものとして挙げられる。集積回路やボールグリッドアレイの場合、Ｘ線撮影して表示用モニタ６の画面に集積回路やボールグリッドアレイのＸ線透視画像を映し出しておいて、集積回路の内部欠陥やボールグリッドアレイのハンダ付け不良などを検査する。

そして、実施例１のＸ線透視撮影装置は、被検体ＭへのＸ線ビーム照射に伴って２次元Ｘ線検出器２から出力されるＸ線検出信号の経時的変化に基づいて透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置が移動する速度である管球焦点の移動速度を計測する焦点速度計測部９と、焦点速度計測部９により計測された管球焦点の移動速度が予め定められた基準速度未満であるか否かを判定する焦点速度判定部１０とを備え、焦点速度判定部１０により管球焦点の移動速度が基準速度未満であると判定された時から以降に、Ｘ線検出信号収集部４が２次元Ｘ線検出器２からの本番透視画像取得用のＸ線検出信号の収集を開始する構成とされている。

透過型Ｘ線管１の場合、加熱されたフィラメント１Ｂが傾いたり、偏向コイル１Ｃ，１Ｄや収束レンズ１Ｅのコイルに流れる電流が電源出力のドリフトやコイルの発熱で変動し電子ビームＥＢにかかる磁界が変化することによって、電子ビームＥＢの軌道が経時的に変化する。電子ビームＥＢの軌道が変化すると、透過型Ｘ線管１のターゲット１Ａに対する電子ビームＥＢの照射位置が変化するので、透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置が移動する。透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置が移動すると、被検体Ｍの撮影ポイントが移動する。

その結果、被写体である被検体Ｍは撮影中にブレたことになるので、取得されるＸ線透視画像がボケる。透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置の移動は、装置の起動時に顕著であり、装置の起動開始後、透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置の移動が収まるまでには、例えば０．５秒〜１０秒程度の時間がかかる。

しかし、実施例１のＸ線透視撮影装置の場合、以下に具体的に説明するように、焦点速度計測部９と焦点速度判定部１０とを備えるこたとにより、透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置が移動するのに起因してＸ線透視画像がボケることを確実に防止できる。

実施例１のＸ線透視撮影装置によりＸ線撮影を実行する場合、装置を起動した後、先ず透過型Ｘ線管１により被検体ＭにＸ線ビームＸＢを照射する。そして、焦点速度計測部９により、被検体ＭへのＸ線ビーム照射に伴って２次元Ｘ線検出器２から出力されるＸ線検出信号の経時的変化に基づいてＸ線管１の焦点の位置が移動する速度である管球焦点の移動速度を計測すると共に、焦点速度計測部９で計測された管球焦点の移動速度が予め定められた基準速度未満であるか否かを焦点速度判定部１０により判定する。

そして、もし焦点速度判定部１０により管球焦点の移動速度が基準速度未満であると判定された時は、Ｘ線検出信号収集部４が２次元Ｘ線検出器２からの本番透視画像取得用のＸ線検出信号の収集を開始すると共に、Ｘ線検出信号収集部４により収集されたＸ線検出信号に基づいてＸ線透視画像取得部５が本番用Ｘ線透視画像を取得する。Ｘ線透視画像取得部５により取得された本番用Ｘ線透視画像は、適時、表示用モニタ６の画面に映し出される。

即ち、実施例１のＸ線透視撮影装置の場合、焦点速度計測手段により管球焦点の移動速度を計測すると共に、計測された管球焦点の移動速度が焦点速度判定部１０により予め定められた基準速度未満である、つまり透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置が十分に安定したと判定された時点以降に２次元Ｘ線検出器２から本番透視画像取得用のＸ線検出信号の収集が行なわれる。その結果、本番用Ｘ線透視画像は透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置が十分に安定した後で収集されたＸ線検出信号に基づいて取得されることになるので、透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置の移動に起因する画質低下が本番用Ｘ線透視画像に生じるようなことはない。

なお、主制御部１１は、ＣＰＵと動作プログラムを中心に構成されており、撮影の進行状況や操作部７の入力操作に応じた指令信号やデータを各部へ送出し、装置全体の動きを統括し、装置が正常に稼働するように制御を実行する。

次に、焦点速度計測部９による管球焦点の移動速度の計測について具体的に説明する。即ち、実施例１の装置の場合、焦点速度計測部９は、２次元Ｘ線検出器２から出力されるＸ線検出信号にしたがって次々と取得される移動速度計測用Ｘ線透視画像のうち取得タイミングの異なる２枚のＸ線透視画像のＸ線検出信号を用いて両画像の間の画像の一致度を求める信号処理を行なうと共に、信号処理で求められた画像の一致度と２枚のＸ線透視画像の間の時間差とにしたがって管球焦点の移動速度を繰り返す計測する構成とされている。

実施例１の装置の場合、透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置の移動に伴うＸ線検出信号の経時的変化は、図２および図３に示すように、取得タイミングの異なる２枚の移動速度計測用のＸ線透視画像ＰＡ，ＰＢの間の画像の一致度の変動として現れる。図２のＸ線透視画像ＰＡの直ぐ次に図３のＸ線透視画像ＰＢが取得されていて、Ｘ線透視画像ＰＡから左斜め上向きに動いてＸ線透視画像ＰＢに移行しているので、透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置は左斜め上方へ移動していることになる。

また取得タイミングの異なる２枚のＸ線透視画像ＰＡ，ＰＢの間の画像の一致度の程度は、管球焦点の移動速度および２枚のＸ線透視画像ＰＡ，ＰＢの間の時間差とそれぞれ反比例の関係にある。したがって、実施例１の装置によれば、取得タイミングの異なる２枚のＸ線透視画像ＰＡ，ＰＢのＸ線検出信号を用いて信号処理を行なって求めた２枚のＸ線透視画像ＰＡ，ＰＢの間の画像の一致度と時間差にしたがって管球焦点の移動速度が速やかに計測される。

なお、焦点速度計測部９は、移動速度計測用Ｘ線透視画像の為のＸ線検出信号の収集機能とＸ線透視画像の取得機能を自前で備えているが、焦点速度計測部９は、Ｘ線検出信号収集部４とＸ線透視画像取得部５により取得された移動速度計測用Ｘ線透視画像を用いて管球焦点の移動速度を計測する構成であってもよい。

Ｘ線透視画像ＰＡ，ＰＢの間の画像の一致度Ｇは、例えば次のようにして求められる。先ず、Ｘ線透視画像ＰＡの各画素ＰijについてＸ線検出信号が一定以上の信号強度（ピクセル値）を有する時の画素Ｐijと該当画素の合計個数Ｊを求める。合計個数Ｊは図２において斜線を施した領域の画素の総数である。

次にＸ線透視画像ＰＡの各画素Ｐijに対応するＸ線透視画像ＰＢの画素についてＸ線検出信号が一定以上の信号強度（ピクセル値）を有するか否かをチェックし、一定以上の信号強度を有する該当画素の合計個数ｊを求める。合計個数ｊは図３において斜線を施した領域の画素の総数である。

最後にＸ線透視画像ＰＡ，ＰＢの間の画像の一致度Ｇ＝（画素の合計個数ｊ）÷（画素の合計個数Ｊ）なる演算を行なって画像の一致度Ｇを求める。透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置の移動が完全に止まるとＸ線透視画像ＰＡ，ＰＢは完全に一致し、画像の一致度Ｇ＝１となり、透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置の移動が早くなるにつれ、Ｘ線透視画像ＰＡ，ＰＢの間の画像の一致度が下がるので、画像の一致度Ｇの値も低下する。

一方、焦点速度計測部９では、透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置が十分に安定したと判定する時の目安とする基準速度が、〔取得されるＸ線透視画像における画素１個分の寸法〕／〔１枚のＸ線透視画像を取得するために行なわれるＸ線ビームの露光時間〕以下の速度に定められている。したがって、１枚のＸ線透視画像を取得するために行なわれるＸ線ビームＸＢの露光時間の間に透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置が取得するＸ線透視画像の１個の画素の内に留まることになるので、Ｘ線透視画像の各画素では、隣接する画素との間で画像のダブリを生じない。その結果、透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置の移動に起因する本番用Ｘ線透視画像のボケをより確実に防止することができる。

他方、実施例１の装置の場合、２枚のＸ線透視画像ＰＡ，ＰＢの時間差を常に一定とすると共に、基準速度に対応する２枚のＸ線透視画像ＰＡ，ＰＢの画像の一致度（の値）を予め求めておいて（つまり基準速度を２枚のＸ線透視画像ＰＡ，ＰＢの画像の一致度に変換しておいて）、基準速度を画像の一致度で焦点速度判定部１０に予め登録しておく。そして、焦点速度計測部９は２枚のＸ線透視画像ＰＡ，ＰＢの画像の一致度を管球焦点の移動速度として計測し、そのまま焦点速度判定部１０に送り込むことになる。したがって、実施例１の装置の焦点速度計測部９の場合、２枚のＸ線透視画像ＰＡ，ＰＢの画像の一致度が即、管球焦点の移動速度となる。

しかし、２枚のＸ線透視画像ＰＡ，ＰＢの画像の一致度と管球焦点の移動速度の対応関係を予め測定して焦点速度計測部９に登録しておくと共に、焦点速度判定部１０には画像の一致度に変換せずに基準速度のまま登録しておいて、焦点速度計測部９が画像の一致度を登録した対応関係にしたがって管球焦点の移動速度に変換してから焦点速度判定部１０に送り込む構成としてもよい。

以上に述べたように、実施例１の装置の場合、透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置の移動に起因するボケが本番用Ｘ線透視画像に生じることはないのに加え、管球焦点の移動速度は、被検体ＭへのＸ線ビーム照射に伴って２次元Ｘ線検出器２から出力されるＸ線検出信号の経時的変化に基づいて計測するという実質的に既設の装備を利用して計測する構成であるので、透過型Ｘ線管１ないし透過型Ｘ線管１の近傍に管球焦点の移動速度を計測する為の装備を新たに追加する必要がない。

さらに、放散性のＸ線ビームＸＢの照射で生じる透過Ｘ線像は拡大像として２次元Ｘ線検出器２に投影される。したがって、透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置の動きは自ずと、２次元Ｘ線検出器２から出力されるＸ線検出信号に拡大された状態で反映されるので、管球焦点の移動速度を計測する上で観測する必要がある管球焦点の移動状況が的確に把握できる。その結果、管球焦点の移動速度は、特に困難を伴わずに正確に計測される。

よって、実施例１のＸ線透視撮影装置によれば、透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置の移動に起因する本番用Ｘ線透視画像のボケを確実かつ適切に防止することができる。

この発明の実施例２を図面を参照して説明する。図４および図５は、実施例２に係る工業用のＸ線透視撮影装置において、画像の中の特定像の位置ズレ量を求める対象としての２枚の画像の一方のＸ線透視画像ｐａと他方のＸ線透視画像ｐｂをそれぞれ示す模式図である。

実施例２のＸ線透視撮影装置は、焦点速度計測部９および焦点速度判定部１０が以下に述べる方式で管球焦点の移動速度を計測する他は、実施例１の装置と実質的に同様の構成であるので、共通する点の説明は省略し、相違する点についてのみ説明する。

即ち、実施例２の装置は、焦点速度計測部９は、２次元Ｘ線検出器２から出力されるＸ線検出信号にしたがって次々と取得される移動速度計測用Ｘ線透視画像のうち取得タイミングの異なる２枚のＸ線透視画像ｐａ，ｐｂのＸ線検出信号を用いて両画像ｐａ，ｐｂの中の特定像の位置ズレ量を求める信号処理を行なうと共に、信号処理で求められた画像の位置ズレ量と２枚のＸ線透視画像の間の時間差とにしたがって管球焦点の移動速度を繰り返し計測する。

実施例２の装置の場合、透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置の移動に伴うＸ線検出信号の経時的変化は、図４および図５に示すように、取得タイミングの異なる２枚のＸ線透視画像ｐａ，ｐｂの中の特定像の位置ズレ量の変動として現れる。図４のＸ線透視画像ｐａの直ぐ次に図５のＸ線透視画像ｐｂが取得されていて、Ｘ線透視画像ｐａから右斜め下向きに動いてＸ線透視画像ｐｂに移行しているので、透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置は右斜め下方へ移動していることになる。

また２枚のＸ線透視画像ｐａ，ｐｂの中の特定像の位置ズレ量の程度は、管球焦点の移動速度および２枚のＸ線透視画像ｐａ，ｐｂの間の時間差とそれぞれ反比例の関係にある。したがって、実施例２の装置によれば、取得タイミングの異なる２枚のＸ線透視画像ｐａ，ｐｂのＸ線検出信号を用いて信号処理を行なって求めた２枚のＸ線透視画像ｐａ，ｐｂの中の特定像の位置ズレ量と時間差にしたがって管球焦点の移動速度が速やかに計測できる。

より具体的には、２枚のＸ線透視画像ｐａ，ｐｂの中の特定像の位置ズレ量は、以下のようにして求められる。

先ず、Ｘ線透視画像を表示用モニタ６の画面に映し出しておいて、操作部７を使ってＸ線透視画像の中の適当な像をカーソルラインで囲むことにより、Ｘ線透視画像の中の特定像Ｑが指定されると、焦点速度計測部９が指定された特定像Ｑの輪郭を抽出・記憶する。更に、焦点速度計測部９は、記憶した特定像Ｑの輪郭に基づき２枚のＸ線透視画像ｐａ，ｐｂの中の特定像Ｑを割り出すと共に特定像Ｑの重心座標ｑを特定像の位置として求める。最後に、図５に示すように、２枚のＸ線透視画像ｐａ，ｐｂの中の特定像Ｑの重心座標ｑの間の距離を特定像Ｑの位置ズレ量ΔＬとして算出する。

透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置の移動がなくＸ線透視画像ｐａ，ｐｂが全く同じ画像であれば、２枚のＸ線透視画像ｐａ，ｐｂの中の特定像の特定像Ｑの位置ズレ量ΔＬは０となり、透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置の移動が激しいほど、２枚のＸ線透視画像ｐａ，ｐｂの中の特定像Ｑの位置ズレ量ΔＬは増大する。

一方、焦点速度計測部９では、透過型Ｘ線管１の焦点１ａの位置が十分に安定したと判定する時の目安とする基準速度が、〔取得されるＸ線透視画像における画素１個分の寸法〕／〔１枚のＸ線透視画像を取得するために行なわれるＸ線ビームの露光時間〕以下の速度に定められている。

他方、実施例２の装置の場合、２枚のＸ線透視画像ｐａ，ｐｂの時間差を常に一定とすると共に、基準速度に対応する２枚のＸ線透視画像ｐａ，ｐｂの中の特定像の位置ズレ量を予め求めておいて（つまり基準速度を２枚のＸ線透視画像ｐａ，ｐｂの中の特定像の位置ズレ量に変換しておいて）、基準速度を画像の中の特定像の位置ズレ量でもって焦点速度判定部１０に予め登録しておく。そして、焦点速度計測部９は２枚のＸ線透視画像ｐａ，ｐｂの中の特定像Ｑの位置ズレ量ΔＬを管球焦点の移動速度として計測し、そのまま焦点速度判定部１０に送り込むことになる。したがって、実施例２の装置の焦点速度計測部９の場合、２枚のＸ線透視画像ｐａ，ｐｂの中の特定像Ｑの位置ズレ量ΔＬが即、管球焦点の移動速度となる。

しかし、２枚のＸ線透視画像ｐａ，ｐｂの中の特定像の位置ズレ量と管球焦点の移動速度の対応関係を予め測定して焦点速度計測部９に登録しておくと共に、焦点速度判定部１０には特定像の位置ズレ量に変換せずに基準速度のまま登録しておいて、焦点速度計測部９が特定像Ｑの位置ズレ量ΔＬを予め登録した対応関係にしたがって管球焦点の移動速度に変換してから焦点速度判定部１０に送り込む構成としてもよい。

この発明は、上記の実施例に限られるものではなく、以下のように変形実施することも可能である。

（１）実施例１，２の装置は、透過型Ｘ線管１により被検体ＭにＸ線ビームＸＢが照射される構成であったが、透過型Ｘ線管１の代わりに反射型Ｘ線管を用いる他は実施例１，２と同じ構成である装置が、それぞれ変形例として挙げられる。

（２）実施例１，２の装置は、Ｘ線透視撮影装置であったが、この発明のＸ線撮影装置はＸ線透視撮影装置に限られるものではない。この発明は、２次元Ｘ線検出器２から収集したＸ線検出信号を、例えばＦｅｌｄｋａｍｐのコーンビーム再構成アルゴリズムに従って再構成処理を行なって被検体のＸ線断層画像を本番用Ｘ線画像として取得するコーンビーム式のＸ線ＣＴ装置に適用できる。

（３）実施例の装置は、工業用装置であったが、この発明は、工業用に限らず、医用や原子力用の装置にも適用できる。

実施例１のＸ線透視撮影装置の全体構成を示すブロック図である。実施例１の装置において、画像の一致度を求める対象としての２枚のＸ線透視画像の一方の例を示す模式図である。実施例１の装置において、画像の一致度を求める対象としての２枚のＸ線透視画像の他方の例を示す模式図である。実施例２の装置において、画像の中の特定像の位置ズレ量を求める対象としての２枚のＸ線透視画像の一方の例を示す模式図である。実施例２の装置において、画像の中の特定像の位置ズレ量を求める対象としての２枚のＸ線透視画像の他方の例を示す模式図である。従来のＸ線透視撮影装置の撮影台の基本構成を示す模式図である。

符号の説明

１ … 透過型Ｘ線管
１Ａ … ターゲット
１ａ … 焦点
２ … ２次元Ｘ線検出器
９ … 焦点速度計測部（焦点速度計測手段）
１０ … 焦点速度判定部（焦点速度判定手段）
Ｍ … 被検体
ＰＡ，ＰＢ … Ｘ線透視画像
ｐａ，ｐｂ … Ｘ線透視画像
Ｑ … 特定像
ΔＬ … （特定像の）位置ズレ量
ＸＢ … Ｘ線ビーム
ＥＢ … 電子ビーム

Claims

被検体にＸ線ビームを照射するＸ線管と、Ｘ線ビームの照射により生じる被検体の透過Ｘ線像を検出する２次元Ｘ線検出器とを備え、被検体へのＸ線ビーム照射に伴って２次元Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号を収集すると共に収集されたＸ線検出信号に基づいてＸ線画像を取得するＸ線撮影装置において、被検体へのＸ線ビーム照射に伴って２次元Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号の経時的変化に基づいてＸ線管の焦点の位置が移動する速度である管球焦点の移動速度を計測する焦点速度計測手段と、焦点速度計測手段により計測された管球焦点の移動速度が予め定められた基準速度未満であるか否かを判定する焦点速度判定手段を備え、焦点速度判定手段により管球焦点の移動速度が基準速度未満であると判定された時から以降に２次元Ｘ線検出器からの本番画像取得用のＸ線検出信号の収集を開始することを特徴とするＸ線撮影装置。
請求項１に記載のＸ線撮影装置において、Ｘ線管として、電子ビームがターゲットの裏面に照射されるのに伴ってターゲットの表面からＸ線ビームが放射される透過型Ｘ線管が備えられているＸ線撮影装置。
請求項１または２に記載のＸ線撮影装置において、焦点速度計測手段は、２次元Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号にしたがって次々と取得される移動速度計測用Ｘ線透視画像のうち取得タイミングの異なる２枚のＸ線透視画像のＸ線検出信号を用いて両画像の間の画像の一致度を求める信号処理を行なうと共に、信号処理で求められた画像の一致度と２枚のＸ線透視画像の間の時間差とにしたがって管球焦点の移動速度を計測するＸ線撮影装置。
請求項１または２に記載のＸ線撮影装置において、焦点速度計測手段は、２次元Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号にしたがって次々と取得される移動速度計測用Ｘ線透視画像のうち取得タイミングの異なる２枚のＸ線透視画像のＸ線検出信号を用いて両画像の中の特定像の位置ズレ量を求める信号処理を行なうと共に、信号処理で求められた画像の位置ズレ量と２枚のＸ線透視画像の間の時間差とにしたがって管球焦点の移動速度を計測するＸ線撮影装置。
請求項１から４のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、焦点速度判定手段における基準速度は、〔取得されるＸ線画像における画素１個分の寸法〕／〔１枚のＸ線画像を取得するために行なわれるＸ線ビームの露光時間〕以下の速度に定められているＸ線撮影装置。