JP4665358B2 - Ｘ線撮影装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、Ｘ線断層撮影〔Ｘ線ＣＴ(Computer Tomography) 撮影〕とＸ線透視撮影の二つの方式のＸ線撮影が実行できるＸ線撮影装置に係り、特に高画質の高速Ｘ線ＣＴ撮影と大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影とをひとつの装置で行なう技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は従来のＸ線ＣＴ装置を示す図である。ガントリ５１には、Ｘ線管５２とＸ線検出器５３とが被検体Ｍを挟んで対向配置されている。このＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線ＣＴ撮影時には、Ｘ線管５２とＸ線検出器５３が対向配置状態を維持したまま被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転しながらＸ線管５２から被検体ＭにＸ線を照射するとともに、透過Ｘ線の検出に伴ってＸ線検出器５３から出力されるＸ線検出信号に基づいて再構成画像用データを得る再構成画像用信号処理をＸ線検出器５３の後段で行なって最終的にＸ線ＣＴ画像を作成表示するように構成されている。
【０００３】
図１１は従来のＣアームタイプのＸ線透視装置を示す図である。このＸ線透視装置は、Ｃアーム６１の一端に取り付けられたＸ線照射用のＸ線管６２と、Ｃアーム６１の他端に取り付けられたＸ線検出用のイメージインテンシファイア（Ｉ・Ｉ管）６３が被検体Ｍを挟んで対向配置状態となっており、Ｘ線透視撮影時には、通常、Ｘ線管６２とＩ・Ｉ管６３は不動状態でＸ線管６２から被検体ＭにＸ線を照射するとともに、透過Ｘ線の検出に伴ってＩ・Ｉ管６３から出力されるＸ線検出信号に基づいてＸ線透視画像用データを得る透視画像用信号処理をＩ・Ｉ管６３の後段で行なって最終的にＸ線透視画像を作成表示するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の両従来装置の場合はいずれも、単一の装置で高画質の高速Ｘ線ＣＴ撮影と大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影とが行なえないという問題がある。すなわち、従来のＸ線ＣＴ装置では、高画質の高速Ｘ線ＣＴ撮影は可能でも、大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影が難しい。つまり、従来のＸ線ＣＴ装置の場合、Ｘ線管５２とＸ線検出器５３の取り付けがしっかりしており、Ｘ線管５２とＸ線検出器５３の回転速度をアップして高速Ｘ線ＣＴ撮影を行なってもＸ線管５２とＸ線検出器５３の位置は安定しており、画質が低下することはないが、図１０に一点鎖線で示すように、ガントリ５１をティルトさせて（傾けて）行なう斜入Ｘ線透視撮影は、ティルト角度（傾斜角）がせいぜい１５°程度なので大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影は無理である。
【０００５】
逆に、従来のＸ線透視撮影装置では、大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影は可能であっても、高画質の高速Ｘ線ＣＴ撮影が難しい。すなわち、従来のＸ線透視撮影装置の場合、図１１に一点鎖線で示すように、Ｃアーム６１を大きく傾けて大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影を行なうことができるが、Ｘ線管６２とＩ・Ｉ管６３を被検体Ｍの体軸Ｚ周りに高速で回転させて高速Ｘ線ＣＴ撮影を行なおうとすると、Ｃアーム６１の剛性が足りず、Ｘ線管６２とＸ線検出器６３の位置が不安定となり、画質が低下してしまうので、高速Ｘ線ＣＴ撮影は無理である。
【０００６】
循環器の中でも特に心臓がＸ線撮影の対象であるような場合、高画質の高速Ｘ線ＣＴ撮影を行なって血管が明瞭に映っている３次元再構成画像と、傾斜角の大きな斜入Ｘ線透視撮影によるＸ線透視画像の両方が必要な時も往々にしてあり、これに対処しようとすれば、Ｘ線ＣＴ装置とＸ線透視撮影装置の二つの装置を使って別々に撮影しなければならず、撮影は煩雑なものとなり、被検体Ｍにかかる負担も少なくない。
【０００７】
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、高画質の高速Ｘ線ＣＴ撮影と大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影をひとつの装置で実行することができるＸ線撮影装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
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Ｘ線撮影装置は、（Ａ）Ｘ線を照射するＸ線源と、２次元Ｘ線検出面を有するＸ線検出器とが、被検体を挟んで対向配置されているとともに被検体の体軸周りに回転可能なように配設されているリング状回転基台と、（Ｂ）前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器が、それぞれ先端に取り付けられて被検体の体軸と平行な方向に進退可能なように前記リング状回転基台に設置された２本のアーム部材とを備え、（Ｃ）前記アーム部材の進退調整により前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器が共に前記リング状回転基台の近傍で対向する非斜入的撮影モード配置状態と、前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器が斜めに対向する斜入撮影モード配置状態との設定が可能なように構成されていて、（Ｄ）前記Ｘ線検出器の後段には、Ｘ線断層撮影時に前記Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号に基づいて再構成画像用データを得る再構成画像用信号処理と、Ｘ線透視撮影時に前記Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号に基づいてＸ線透視画像用データを得る透視画像用信号処理とを行なう信号処理部が配設されていることを特徴としている。
【０００９】
さらに、請求項２に記載のＸ線撮影装置は、（ａ）Ｘ線を照射するＸ線源と、２次元Ｘ線検出面を有するＸ線検出器とが被検体を挟んで対向配置されているとともに被検体の体軸周りに回転可能なように配設されているリング状回転基台と、（ｂ）前記Ｘ線源または前記Ｘ線検出器のいずれか一方が、先端に取り付けられて被検体の体軸と平行な方向に進退可能なように前記リング状回転基台に設置された１本のアーム部材とを備え、（ｃ）前記アーム部材の進退調整により前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器が共に前記リング状回転基台の近傍で対向する非斜入的撮影モード配置状態と、前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器が斜めに対向する斜入撮影モード配置状態との設定が可能なように構成されていて、（ｄ）前記Ｘ線検出器の後段には、Ｘ線断層撮影時に前記Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号に基づいて再構成画像用データを得る再構成画像用信号処理と、Ｘ線透視撮影時に前記Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号に基づいてＸ線透視画像用データを得る透視画像用信号処理とを行なう信号処理部が配設されていることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項３に記載のＸ線撮影装置は、請求項１または請求項２に記載のＸ線撮影装置において、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とのうちの少なくとも一方を、その対向方向に移動させる対向方向移動手段を備えていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４に記載のＸ線撮影装置は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、Ｘ線断層撮影時にＸ線源から照射されるＸ線がコーンビーム状Ｘ線であって、信号処理部で行なう再構成画像用信号処理が３次元再構成画像用であることを特徴としている。
【００１２】
〔作用〕
次に、この発明の作用を説明する。
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、高速Ｘ線ＣＴ撮影を行なう場合、Ｘ線源およびＸ線検出器が先端に取り付けられた２本のアーム部材を共に被検体の体軸と平行な方向に大きく後退させることにより、Ｘ線源およびＸ線検出器の両方がリング状回転基台の近傍で対向する非斜入的撮影モード配置状態に設定しておいてリング状回転基台を被検体の体軸周りに回転させる。そうすると、リング状回転基台が回転するのに連れてＸ線源とＸ線検出器が被検体の体軸周りを回転しながらＸ線源が被検体にＸ線を照射して被検体を透過したＸ線（透過Ｘ線）をＸ線検出器が検出する。そして、Ｘ線検出器の後段では、透過Ｘ線の検出に伴ってＸ線検出器から出力されるＸ線検出信号に基づき信号処理部で再構成画像用信号処理が行なわれて再構成画像用データが得られる。
【００１３】
また、請求項１に記載の発明によれば、大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影を行なう場合、Ｘ線源およびＸ線検出器が先端に取り付けられた２本のアーム部材の一方を大きく後退させ他方を大きく進出させることにより、Ｘ線源およびＸ線検出器が斜めに大きく隔てて対向する大傾斜角の斜入撮影モード配置に設定しておいて、Ｘ線源からＸ線を照射するとともに、透過Ｘ線をＸ線検出器で検出する。そして、Ｘ線検出器の後段では、透過Ｘ線の検出に伴ってＸ線検出器から出力されるＸ線検出信号に基づき信号処理部で透視画像用信号処理が行なわれてＸ線透視画像用データが得られる。
【００１４】
すなわち、請求項１に記載の発明の場合、先端にＸ線源およびＸ線検出器を取り付けた２本のアーム部材の進退調整により、高速Ｘ線ＣＴ撮影の際、Ｘ線源およびＸ線検出器が共にリング状回転基台の近傍で対向した状態として、アーム部材の剛性を確保し、Ｘ線源およびＸ線検出器の位置が高速回転で不安定となる事態を回避して高画質を維持することができるだけでなく、斜入Ｘ線透視撮影の際、Ｘ線源とＸ線検出器が斜めに大きく隔てて対向した状態とし、傾斜角を大きくして、斜入Ｘ線透視撮影の大傾斜角化を実現するのである。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明によれば、高速Ｘ線ＣＴ撮影を行なう場合、Ｘ線源またはＸ線検出器のどちらか一方が先端に取り付けられた１本のアーム部材を被検体の体軸と平行な方向に大きく後退させることにより、Ｘ線源およびＸ線検出器が共にリング状回転基台の近傍で対向する非斜入的撮影モード配置状態に設定し、また大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影を行なう場合、逆にアーム部材を被検体の体軸と平行な方向に大きく前進させることにより、Ｘ線源およびＸ線検出器が斜めに大きく隔てて対向する大傾斜角の斜入撮影モード配置を設定する他は、請求項１に記載の発明の場合と同様であるので、それ以外の説明は省略する。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明によれば、Ｘ線源とＸ線検出器とのうちの少なくとも一方を、その対向方向に移動させる対向方向移動手段を備えているので、Ｘ線源とＸ線検出器の対向間隔を調節することができ、Ｘ線検出器で検出する透過像の倍率を変えることができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明によれば、Ｘ線ＣＴ撮影時にＸ線源から照射されるＸ線がコーンビーム状Ｘ線であって、多数枚のスライス断面が２次元Ｘ線検出面に同時に投影されるので多数枚のスライス断面を一度に撮影することができるとともに、信号処理部で３次元再構成画像用の再構成画像用信号処理が行われて、最終的に３次元再構成画像が作成できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のＸ線撮影装置に係る一実施例を、図面を参照しながら説明する。
図１は請求項１に記載の発明の実施例に係るＸ線撮影装置の全体構成を示すブロック図、図２は実施例装置の撮影台側の構成を示す側面図である。
【００１９】
実施例のＸ線撮影装置は、Ｘ線を照射するＸ線源としてのＸ線管１と、２次元Ｘ線検出面を有するＸ線検出器としてのフラットパネル型Ｘ線検出器２（以下、適宜にパネル型検出器２と呼ぶ。）とが、被検体Ｍを挟んで対向配置されるとともに被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転可能なように配設されているリング状回転基台４を備えている。Ｘ線ＣＴ撮影時は、リング状回転基台４が回転するのに連れて、Ｘ線管１とパネル型検出器２とが被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転しながら、Ｘ線管１が天板３上の被検体ＭにＸ線を照射すると同時に被検体Ｍを透過したＸ線（透過Ｘ線）をパネル型検出器２で検出している。また、Ｘ線透視撮影時は、Ｘ線管１とパネル型検出器２とが被検体Ｍに対して所定位置に設定されると、リング状回転基台４は回転せずＸ線管１とパネル型検出器２とは通常不動状態となり、この状態でＸ線管１がＸ線を照射して透過Ｘ線をパネル型検出器２が検出するように構成されている。つまり、このＸ線撮影装置は、Ｘ線ＣＴ撮影とＸ線透視撮影という二つの方式のＸ線撮影が実行できる。
【００２０】
実施例装置の撮影台側では、図２に示すように、リング状固定基台５は、被検体Ｍを載置した状態の天板３が挿入される例えば円形の開口部の中心軸を、被検体Ｍの体軸Ｚの方向に略一致させるようにして設置されている。リング状固定基台５の内側には、リング状回転基台４がベアリング部材６を介して嵌められている。リング状回転基台４の一端部には周方向に沿って連続的に続くリング状ラック７が一体的に設けられており、リング状固定基台５の底側端部に設けられた駆動モータ８により回転させられるピニオン９が、リング状回転基台４のリング状ラック７と噛み合うように設けられていて、駆動モータ８の回転力がピニオン９およびリング状ラック７でリング状回転基台４に伝達される。つまり、駆動モータ８が回転することにより、リング状回転基台４がリング状固定基台５の内側を周方向に回転するように構成されている。
【００２１】
そして、リング状回転基台４の内側の相対する２か所に、２本のアーム部材１０，１１が長手方向を被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向に向けて被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向に進退可能なようにそれぞれ設置されている。アーム部材１０の先端には、Ｘ線管１がＸ線管支持プレート１７を介して取り付けられている。アーム部材１１の先端には、パネル型検出器２が検出器支持プレート１８を介して取り付けられている。アーム部材１０の進退に伴ってＸ線管１の位置が被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向に沿って変化し、またアーム部材１１の進退に伴ってパネル型検出器２の位置が被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向に沿って変化するように構成されている。
【００２２】
さらに、アーム部材１１の進退機構を、図３を用いて、より具体的に説明する。図３は、この実施例装置におけるアーム部材１１の設置状況を示す部分正面図である。図３に示すように、アーム部材１１の長手方向に沿ってリング状回転基台４の内面とアーム部材１１の外面に設けられた２本のリニアウエイ１１Ａ，１１Ｂでアーム部材１１がリング状回転基台４に係止しており、さらにアーム部材１１の長手方向に沿ってアーム部材１１の外面にリニアラック１１Ｃが設置されているとともに、リング状回転基台４の側に駆動モータ１１Ｄにより回転するピニオン１１Ｅがリニアラック１１Ｃと噛み合うようにして設けられていて、駆動モータ１１Ｄの回転に伴ってピニオン１１Ｅが回転するとともに、ピニオン１１Ｅの回転運動がリニアラック１１Ｃでアーム部材１１の前進・後退運動に変換させられるように構成されている。なお、アーム部材１０の進退機構もアーム部材１１と何ら変わるところがなく同様であるので省略する。
【００２３】
図２に戻って、実施例装置の撮影台の場合、Ｘ線管１とパネル型検出器２を正確に対向配置状態とするようにＸ線管１とパネル型検出器２の向きを調節する対向配置調節機構が設けられている。すなわち、各支持プレート１７，１８は、各アーム部材１０，１１の先端にピン１７ａ，１８ａを回転中心として揺動可能に取り付けられていると同時に、各支持プレート１７，１８を適当な回転位置に保持してＸ線管１とパネル型検出器２を正確に対向配置状態にすることができるように構成されている。具体的には、各アーム部材１０，１１の側面に駆動モータ１９，２０の回転に伴って回転するボールネジ２１，２２が、その長手方向をアーム部材１０の長手方向に向けるようにして取り付けられているとともに、各揺動サポート２３，２４は一端が支持プレート１７，１８に係止し、他端がネジ結合ピース２５，２６でボールネジ２１，２２に係止しており、駆動モータ１９，２０によりボールネジ２１，２２が回転するのに連れてネジ結合ピース２５，２６が移動するのにしたがって、揺動サポート２３，２４の傾きが変化し支持プレート１７，１８の回転位置が変わり、Ｘ線管１とパネル型検出器２の向きが調節できるように構成されている。
【００２４】
さらに、実施例装置の撮影台の場合、Ｘ線管１とパネル型検出器２の対向間隔を調節する対向間隔調節機構４８も設けられている。すなわち、この対向間隔調節機構４８は、各支持プレート１７，１８の側面前端近くに、駆動モータ２７，２８の回転に伴って回転するボールネジ２９，３０が、その長手方向をＸ線管１とパネル型検出器２の対向方向に向けるようにして取り付けられているとともに、Ｘ線管１およびパネル型検出器２がネジ結合ピース３１およびネジ結合プレート３２を介して係止されており、駆動モータ１９，２０によりボールネジ２１，２２が回転するのに連れてネジ結合ピース３１あるいはネジ結合プレート３２が移動するのにしたがって、Ｘ線管１とパネル型検出器２が対向方向に近接あるいは離反しＸ線管１とパネル型検出器２の対向間隔が変化するように構成されている。なお、上述した対向間隔調節機構４８がこの発明の対向方向移動手段に相当する。
【００２５】
このように、Ｘ線管１とパネル型検出器２の対向間隔を調節することでパネル型検出器２で検出する透過像の倍率を変えることができる。
【００２６】
なお、Ｘ線管１とパネル型検出器２の対向間隔を調節する場合、Ｘ線管１とパネル型検出器２の両方を移動させてもよいし、どちらか一方だけを移動させてもよい。また、実施例装置の撮影台では、Ｘ線管１とパネル型検出器２の両方が対向間隔の調節のために移動可能な構成であったが、例えば重量のあるＸ線管１は固定でパネル型検出器２だけが対向間隔の調節のために移動させられる構成であってもよい。
【００２７】
そして、実施例装置において高速Ｘ線ＣＴ撮影を行なう場合、通常、図４に示すように、２本のアーム部材１０，１１を共に被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向に最大限後退させることにより、Ｘ線管１およびパネル型検出器２の両方がリング状回転基台４の近傍で鉛直線方向に並べられて水平姿勢で対向する非斜入撮影モード配置状態に設定する。なお、高速Ｘ線ＣＴ撮影の場合でも、Ｘ線管１あるいはパネル型検出器２が完全にリング状回転基台４に寄りきっていなかったり、Ｘ線管１およびパネル型検出器２が完全水平姿勢で向き合うのではなくて幾分傾斜姿勢で向き合う非斜入的撮影モード配置状態に設定することも可能である。
【００２８】
また、大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影を行なう場合、図５に示すように、２本のアーム部材１０，１１の一方（図５ではアーム部材１１）を大きく後退させ他方（図５ではアーム部材１０）を大きく進出させるとともにＸ線管１とパネル型検出器２が斜めに対向する斜入撮影モード配置に設定する。もちろん、大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影を行なう場合、図２に示すように、アーム部材１０を大きく後退させアーム部材１１を大きく進出させて大傾斜角の斜入撮影モード配置に設定してもよい。
【００２９】
このように、実施例の装置では、Ｘ線管１とパネル型検出器２が斜めに対向する斜入撮影モード配置設定の際、Ｘ線管１およびパネル型検出器２の両方がそれぞれアーム部材１０，１１の進退調整で位置を変えられるので、斜入撮影モード配置を設定する時の自由度が大きい。
【００３０】
図１に戻って、実施例装置の場合、Ｘ線撮影の実行等に必要な操作や必要なデータの入力を行なう操作卓やマウス等の入力機器からなる入力部３３と、この入力部３３からの入力操作やＸ線撮影の進行に応じて適時に各部へ指令信号を送信する撮影制御部３４とを備えており、撮影台側におけるＸ線管１とパネル型検出器２の配置は、入力部３３の入力操作等で設定されるとともに、設定された配置となるように撮像系配置設定部３４Ａが撮影制御部３４の指令信号にしたがって各駆動モータ１１Ｄ，１９，２０，２７，２８などを駆動するように構成されている。また、Ｘ線管１にＸ線照射を行なわせる照射制御部３４Ｂや、天板３を水平・垂直に移動させる天板駆動部３４Ｃも撮影制御部３４の指令信号にしたがってＸ線管１や天板３を制御する。
【００３１】
そして、実施例装置において、Ｘ線ＣＴ撮影を実行する場合、リング状回転基台４の回転に連動してＸ線管１とパネル型検出器２が被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転しながら、Ｘ線管１が被検体Ｍにコリメータ１Ａでコーンビーム状に整形されたＸ線を照射し、パネル型検出器２が透過Ｘ線を検出する。また、Ｘ線透視撮影を実行する場合、リング状回転基台４は回転させずＸ線管１とパネル型検出器２は通常不動状態でＸ線管１が被検体Ｍにコーンビーム状のＸ線を照射してパネル型検出器２が透過Ｘ線を検出する。
【００３２】
さらに、Ｘ線ＣＴ撮影の場合、透過Ｘ線の検出に伴ってパネル型検出器２から出力されるＸ線検出信号に対して再構成関数を用いた畳み込み積分等の信号処理を行なうなどして信号処理部３５で３次元再構成画像用信号処理が行なわれ、３次元再構成画像用データが得られて再構成画像用データメモリ部３６に記憶される。３次元再構成画像用データは被検体Ｍの非常に多数枚のスライス面を撮影する必要があるが、コーンビーム状のＸ線を用いる場合、パネル型検出器２の２次元Ｘ線検出面に投影されるＸ線の形状も方形と広く多数枚のスライス面がパネル型検出器２の表面に同時に投影されることになるので、多数枚のスライス面を一度に撮影処理することが可能となり、撮影を迅速に行なえる。
【００３３】
また、Ｘ線透視撮影の場合、透過Ｘ線の検出に伴ってパネル型検出器２がＸ線検出器から出力されるＸ線検出信号に対してノイズ除去や濃度（ピクセル値）調節などの信号処理を行なうなどして信号処理部３５でＸ線透視画像用データが得られてＸ線透視画像用データメモリ部３７に記憶される。
【００３４】
さらに、実施例装置では、再構成画像作成部３８で再構成画像用データメモリ部３６に記憶されたデータに基づいて３次元再構成画像が作成されるとともに、作成された３次元再構成画像は画像表示制御部３９を介して表示モニタ４０に送られて映し出される。表示モニタ４０にはＸ線透視画像用データメモリ部３７に記憶されたデータに基づいてＸ線透視画像も表示される。また、必要に応じて画像表示制御部３９により３次元再構成画像とＸ線透視画像を重畳して表示することも行なわれる。
【００３５】
なお、撮影方式設定部３４Ｄは、入力部３３による設定操作等に伴って撮影制御部３４から撮影方式がＸ線ＣＴ撮影であるか、Ｘ線透視撮影であるかに応じて出される指令信号にしたがって撮影台側のリング状回転基台４の動きや信号処理部３５での処理の仕方などを制御する。また、実施例装置において、以上の他に撮影台側に透視Ｘ線撮影のタイミングをコントロールするハンドスイッチなどが設けられるようであってもよい。
【００３６】
さらに、実施例のＸ線撮影装置の場合、２次元Ｘ線検出面を有するＸ線検出器がフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）２であることは非常に有用であるので、このパネル型検出器２について具体的に説明する。
【００３７】
パネル型検出器２は、Ｘ線管１によるＸ線照射に伴って生じる被検体Ｍの透過Ｘ線を検出してＸ線検出信号としての電気信号に変換して出力するという構成のＸ線検出器であって、図６に示すように、多数のＸ線検出素子Ｄｕが縦横に配列されている所謂２次元状マトリックス型のＸ線検出器である。実施例のパネル型検出器２におけるＸ線検出素子Ｄｕの配列は、例えば横（Ｙ）方向１０２４，縦（Ｘ）方向１０２４の正方形マトリックスであるものとし、図６には、縦３×横３マトリックス構成で合計９個分のマトリックス構成のみを示している。矩形の平面形状を有するパネル型検出器２は、検出面が円形に限られるＩ・Ｉ管と違って、胸部や腹部など大きな部位を撮影するのに適した方形の検出面が可能な点でも、有用なＸ線検出器である。
【００３８】
パネル型検出器２は、図７に示すように、入射Ｘ線を電荷あるいは光に変換するＸ線変換層１２と、このＸ線変換層１２で生じた電荷あるいは光を検出する素子が縦横にマトリックス状に配置形成されている検出アレイ層１３との積層構造となっている。このパネル型検出器２のＸ線変換層１２の平面寸法としては、例えば縦横各３０ｃｍ程度が挙げられる。
【００３９】
このパネル型検出器２には、図８（ａ）に示す直接変換タイプのものと、図８（ｂ）に示す間接変換タイプのものがある。前者の直接変換タイプの場合、Ｘ線変換層１２が入射Ｘ線を直に電荷に変換するセレン層やＣｄＺｎＴｅ層などからなり、検出アレイ層１３の表面に電荷検出素子１４として表面電極１５に対向形成された電荷収集電極群でもって電荷の検出を行いコンデンサＣｓに蓄電する構成となっていて、各電荷検出素子１４とその上のＸ線変換層１２の一部分とで１個のＸ線検出素子Ｄｕが形成されることになる。後者の間接変換タイプの場合、Ｘ線変換層１２が入射Ｘ線を光に変換するシンチレータ層からなり、検出アレイ層１３の表面に光検出素子１６として形成されたフォトダイオード群でもって光の検出を行いコンデンサＣｓに蓄電する構成となっていて、各光検出素子１６とその上のＸ線変換層１２の一部分とで１個のＸ線検出素子Ｄｕが形成されることになる。
【００４０】
パネル型検出器２は、図６に示すように、Ｘ線変換層１２と検出アレイ層１３とが形成されたＸ線検出基板４１と、Ｘ線検出基板４１のキャリア収集電極（電荷収集電極）を介して収集キャリア（収集電荷）を溜めるコンデンサＣｓと、コンデンサＣｓに蓄積された電荷を取り出すための通常時オフ（遮断）の電荷取り出し用スイッチ素子４２である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、Ｘ，Ｙ方向の読み出し回路のマルチプレクサ４５およびゲートドライバ４７を備えている。
【００４１】
また、パネル型検出器２は、図６に示すように、Ｘ線検出素子Ｄｕのスイッチ素子４２用の薄膜トランジスタのソースがＸ軸方向に配列した縦の読み出し配線４３に接続され、ゲートがＹ軸方向に配列した横の読み出し配線４６に接続されている。読み出し配線４３は電荷−電圧変換器群（プリアンプ群）４４を介してマルチプレクサ４５に接続されているとともに、読み出し配線４６はゲートドライバ４７に接続されている。なお、電荷−電圧変換器群４４では、１本の読み出し配線４３に対して、図示しないが、電荷−電圧変換器群４４が１個それぞれ接続されている。
【００４２】
そして、パネル型検出器２の場合、マルチプレクサ４５およびゲートドライバ４７へ信号取り出し用の走査信号が送り込まれることになる。パネル型検出器２における各Ｘ線検出素子Ｄｕの特定は、Ｘ方向・Ｙ方向の配列に沿って各Ｘ線検出素子Ｄｕへ順番に割り付けられているアドレス（Ｘ線検出素子Ｄｕが１０２４個である場合は、例えば１〜１０２４）に基づいて行われるので、取り出し用の走査信号は、それぞれＸ方向アドレスまたはＹ方向アドレスを指定する信号となる。
【００４３】
Ｘ方向の走査信号に従ってゲートドライバ４７からＹ方向の読み出し配線４６に対し取り出し用の電圧が印加されるのに伴い、各Ｘ線検出素子Ｄｕが列単位で選択される。そして、Ｘ方向の走査信号に従ってマルチプレクサ４５が切り換えられることにより、選択された列のＸ線検出素子ＤｕのコンデンサＣｓに蓄積された電荷が、電荷−電圧変換器群４４およびマルチプレクサ４５の順に経て外部に送り出されることになる。このように、パネル型検出器２で検出されたＸ線検出信号は、逐次リアルタイムに出力されて処理される。勿論、各Ｘ線検出素子ＤｕはＸ線撮影画像の各画素に対応するものとなっている。
【００４４】
そして、フラットパネル型Ｘ線検出器２の場合、Ｘ線検出素子Ｄｕの幾何学的配置で一義的に定まる単純な線型歪みであるだけなので、検出系の像歪みによる画像のゆがみは簡単に補正できるのに加え、Ｉ・Ｉ管に比べて軽量であるので、Ｘ線検出器の重みによるＸ線撮像系の機械的な歪みも少なくなり、補正困難な画像のゆがみの無い正確な画像とすることができる。それに、実施例装置のように、コーンビーム状のＸ線を用いて２次元アレイ式パネル型検出器２でＸ線を検出する方式のＸ線断層撮影の場合、ファン状ビームのＸ線を用いて１次元アレイ式のＸ線検出器でＸ線を検出する方式のＸ線ＣＴ撮影の場合に比べ、多数のスライス面の撮影処理が一度に行なえるので短い撮影時間でＸ線ＣＴ撮影を実行することができる。
【００４５】
続いて、以上に述べた実施例のＸ線撮影装置により、高速Ｘ線ＣＴ撮影と大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影を行なう時の装置動作を図面を参照しながら説明する。図９は実施例装置によるＸ線撮影プロセスを示すフローチャートである。なお、被検体Ｍは天板３に載置されて既に撮影位置にセットされているものとする。
【００４６】
〔ステップＳ１〕Ｘ線ＣＴ撮影実行のために、図４に示すように２本のアーム部材１０，１１を最大限後退させてＸ線管１およびパネル型検出器２の両方がリング状回転基台４の近傍で水平姿勢で対向する非斜入撮影モード配置状態に設定する。
【００４７】
〔ステップＳ２〕Ｘ線ＣＴ撮影の開始によりリング状回転基台４が回転するのに伴ってＸ線管１およびパネル型検出器２が被検体Ｍの体軸Ｚ周りを回転しながらＸ線を照射するとともにパネル型検出器２が透過Ｘ線を検出する。
【００４８】
〔ステップＳ３〕パネル型検出器２から出力されるＸ線検出信号に基づいて信号処理部３５で３次元再構成画像用信号処理が行なわれて３次元再構成画像用データが再構成画像用データメモリ部３６に収集記憶されると、Ｘ線ＣＴ撮影は終了する。なお、適時に再構成画像作成部３８により、再構成画像用データメモリ部３６の３次元再構成画像用データに基づいて３次元再構成画像が作成される。
【００４９】
〔ステップＳ４〕Ｘ線透視撮影実行のために、例えば、図５に示すようにアーム部材１０は最大限後退させたままでアーム部材１１だけを最大限進出させてＸ線管１およびパネル型検出器２が最大限離れて斜めに対向する最大傾斜角の斜入撮影モード配置状態に設定する。
【００５０】
〔ステップＳ５〕Ｘ線透視撮影の開始によりリング状回転基台４は停止したままでＸ線管１およびパネル型検出器２も不動状態でＸ線を照射するとともにパネル型検出器２が透過Ｘ線を検出する。
【００５１】
〔ステップＳ６〕パネル型検出器２から出力されるＸ線検出信号に基づいて信号処理部３５でＸ線透視画像用信号処理が行なわれてＸ線透視画像用データがＸ線透視画像用データメモリ部３７に収集記憶されると、Ｘ線透視撮影は終了する。
【００５２】
〔ステップＳ７〕表示モニタ４０の画面に、３次元再構成画像あるいはＸ線透視画像が表示される、または、それらがマルチ表示（同一画面に並列表示）などされると撮影は全て完了となる。
【００５３】
なお、Ｘ線ＣＴ撮影で得られる３次元再構成画像としては、被検体Ｍの心臓まわりの血管像が明確に映っている３次元画像などが挙げられ、Ｘ線透視画像としては、心臓に向けて血管内を押し進むカテーテルがリアルタイムで映し出されるＸ線透視画像などが挙げられる。
【００５４】
以上に詳述したように、実施例のＸ線撮影装置によれば、アーム部材１０，１１の進退調整により、高速Ｘ線ＣＴ撮影の際は、Ｘ線管１およびパネル型検出器２が共にリング状回転基台４の近傍で対向した状態とし、アーム部材１０，１１の剛性を確保して、Ｘ線管１およびパネル型検出器２の位置が高速回転で不安定となる事態を回避して高画質を維持することができるだけでなく、斜入Ｘ線透視撮影の際は、Ｘ線管１とパネル型検出器２の位置が斜めに大きく隔てて対向した状態とし、大きな傾斜角を確保して、斜入Ｘ線透視撮影の大傾斜角化を実現することができる。
【００５５】
この発明は、上記実施の形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００５６】
（１）上記の実施例では、先端にＸ線管１およびパネル型検出器２がそれぞれ取り付けられたアーム部材１０，１１が共に被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向に進退可能なようにリング状回転基台４へ設置された構成であったが、Ｘ線管１が先端に取り付けられたアーム部材１０だけが被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向に進退可能なようにリング状回転基台４へ設置された他は上記実施例と同様の構成の装置、あるいは、パネル型検出器２が先端に取り付けられたアーム部材１１だけが被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向に進退可能なようにリング状回転基台４へ設置された他は上記実施例と同様の構成の装置が変形例として挙げられる。
【００５７】
（２）上記の実施例では、２次元Ｘ線検出面を有するＸ線検出器がフラットパネル型Ｘ線検出器だったが、Ｘ線検出器は、Ｉ・Ｉ管やイメージングプレートなど他のタイプの検出器であってもよい。
【００５８】
（３）実施例において、図４に示す非斜入撮影モード配置はＸ線ＣＴ撮影だけでなくＸ線透視撮影を行なうことができ、また図５に示す斜入撮影モード配置はＸ線透視撮影だけでなくＸ線ＣＴ撮影を行なうことも可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載のＸ線撮影装置によれば、先端にＸ線源およびＸ線検出器が備えられるとともに被検体の体軸と平行な方向に進退可能な２本のアーム部材が、被検体の体軸周りに回転可能なリング状回転基台に配設されていて、高速Ｘ線ＣＴ撮影の際には、Ｘ線源およびＸ線検出器を取り付けた２本のアーム部材が大きく後退してＸ線源およびＸ線検出器が共にリング状回転基台の近傍で対向した状態とするので、アーム部材の剛性を確保して、Ｘ線源およびＸ線検出器の位置が高速回転で不安定となる事態を回避して高画質を維持することができる。またそれだけでなく、斜入Ｘ線透視撮影の際には、Ｘ線源およびＸ線検出器を取り付けた２本のアーム部材の一方を大きく後退させ他方を大きく進出させることによりＸ線源とＸ線検出器が斜めに大きく隔てて対向した状態とするので、傾斜角を大きくして、斜入Ｘ線透視撮影の大傾斜角化を実現することができる。したがって、高画質の高速Ｘ線ＣＴ撮影と大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影とを単一の装置で実行することができる。さらに、Ｘ線源とＸ線検出器が斜めに対向する斜入撮影モード配置設定の際、Ｘ線源およびＸ線検出器がそれぞれ２本のアーム部材の進退調整で位置を変えられるので、斜入撮影モード配置を設定する時の自由度が大きい。
【００６０】
さらに、請求項２に記載のＸ線撮影装置によれば、先端にＸ線源またはＸ線検出器のどちらか一方が備えられるとともに被検体の体軸と平行な方向に進退可能な１本のアーム部材が、被検体の体軸周りに回転可能なリング状回転基台に配設されていて、高速Ｘ線ＣＴ撮影の際には、Ｘ線源またはＸ線検出器のどちらかを取り付けた１本のアーム部材が大きく後退してＸ線源およびＸ線検出器が共にリング状回転基台の近傍で対向した状態とするので、アーム部材の剛性を確保して、Ｘ線源およびＸ線検出器の位置が高速回転で不安定となる事態を回避して高画質を維持することができる。またそれだけでなく、斜入Ｘ線透視撮影の際には、Ｘ線源またはＸ線検出器のどちらかを取り付けた１本のアーム部材を大きく進出させることによりＸ線源とＸ線検出器が斜めに大きく隔てて対向した状態とするので、傾斜角を大きくして、斜入Ｘ線透視撮影の大傾斜角化を実現することができる。したがって、高画質の高速Ｘ線ＣＴ撮影と大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影とが単一の装置で実行できる。さらに、被検体の体軸と平行な方向に進退可能なアーム部材に取り付けるのはＸ線源またはＸ線検出器のどちらか一方だけであるので、装置構成が簡潔となる。
【００６１】
また、請求項３に記載の発明によれば、Ｘ線源とＸ線検出器とのうちの少なくとも一方を、その対向方向に移動させる対向方向移動手段を備えているので、Ｘ線源とＸ線検出器の対向間隔を調節することができ、Ｘ線検出器で検出する透過像の倍率を変えることができる。
【００６２】
また、請求項４に記載の発明によれば、Ｘ線ＣＴ撮影時にＸ線源から照射されるＸ線がコーンビーム状Ｘ線であって、多数枚のスライス断面が２次元Ｘ線検出面に同時に投影されるので、多数枚のスライス断面を一度に撮影して撮影時間の短縮が図れるうえ、信号処理部で３次元再構成画像用の再構成画像用信号処理が行われるので、最終的に３次元再構成画像を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るＸ線撮影装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施例装置の撮影台側の構成を示す側面図である。
【図３】実施例装置におけるアーム部材の設置状況を示す部分正面図である。
【図４】実施例でのＸ線ＣＴ撮影用の非斜入撮影モード配置を示す模式図である。
【図５】実施例でのＸ線透視撮影用の斜入撮影モード配置を示す模式図である。
【図６】フラットパネル型Ｘ線検出器の構成図である。
【図７】フラットパネル型Ｘ線検出器の概略構成を示す斜視図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、フラットパネル型Ｘ線検出器の層構成を示す断面図である。
【図９】実施例装置によりＸ線ＣＴ撮影およびＸ線透視撮影を順に実行する時の撮影プロセスを示すフローチャートである。
【図１０】従来のＸ線ＣＴ装置の要部を示す概略構成図である。
【図１１】従来のＸ線透視撮影装置の要部を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ … Ｘ線管（Ｘ線源）
２ … フラットパネル型Ｘ線検出器（Ｘ線検出器）
４ … リング状回転基台
１０ … アーム部材
１１ … アーム部材
３５ … 信号処理部
４８ … 対向間隔調節機構（対向方向移動手段）
Ｍ … 被検体
Ｚ … 体軸
【発明の属する技術分野】
この発明は、Ｘ線断層撮影〔Ｘ線ＣＴ(Computer Tomography) 撮影〕とＸ線透視撮影の二つの方式のＸ線撮影が実行できるＸ線撮影装置に係り、特に高画質の高速Ｘ線ＣＴ撮影と大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影とをひとつの装置で行なう技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は従来のＸ線ＣＴ装置を示す図である。ガントリ５１には、Ｘ線管５２とＸ線検出器５３とが被検体Ｍを挟んで対向配置されている。このＸ線ＣＴ装置は、Ｘ線ＣＴ撮影時には、Ｘ線管５２とＸ線検出器５３が対向配置状態を維持したまま被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転しながらＸ線管５２から被検体ＭにＸ線を照射するとともに、透過Ｘ線の検出に伴ってＸ線検出器５３から出力されるＸ線検出信号に基づいて再構成画像用データを得る再構成画像用信号処理をＸ線検出器５３の後段で行なって最終的にＸ線ＣＴ画像を作成表示するように構成されている。
【０００３】
図１１は従来のＣアームタイプのＸ線透視装置を示す図である。このＸ線透視装置は、Ｃアーム６１の一端に取り付けられたＸ線照射用のＸ線管６２と、Ｃアーム６１の他端に取り付けられたＸ線検出用のイメージインテンシファイア（Ｉ・Ｉ管）６３が被検体Ｍを挟んで対向配置状態となっており、Ｘ線透視撮影時には、通常、Ｘ線管６２とＩ・Ｉ管６３は不動状態でＸ線管６２から被検体ＭにＸ線を照射するとともに、透過Ｘ線の検出に伴ってＩ・Ｉ管６３から出力されるＸ線検出信号に基づいてＸ線透視画像用データを得る透視画像用信号処理をＩ・Ｉ管６３の後段で行なって最終的にＸ線透視画像を作成表示するように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の両従来装置の場合はいずれも、単一の装置で高画質の高速Ｘ線ＣＴ撮影と大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影とが行なえないという問題がある。すなわち、従来のＸ線ＣＴ装置では、高画質の高速Ｘ線ＣＴ撮影は可能でも、大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影が難しい。つまり、従来のＸ線ＣＴ装置の場合、Ｘ線管５２とＸ線検出器５３の取り付けがしっかりしており、Ｘ線管５２とＸ線検出器５３の回転速度をアップして高速Ｘ線ＣＴ撮影を行なってもＸ線管５２とＸ線検出器５３の位置は安定しており、画質が低下することはないが、図１０に一点鎖線で示すように、ガントリ５１をティルトさせて（傾けて）行なう斜入Ｘ線透視撮影は、ティルト角度（傾斜角）がせいぜい１５°程度なので大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影は無理である。
【０００５】
逆に、従来のＸ線透視撮影装置では、大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影は可能であっても、高画質の高速Ｘ線ＣＴ撮影が難しい。すなわち、従来のＸ線透視撮影装置の場合、図１１に一点鎖線で示すように、Ｃアーム６１を大きく傾けて大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影を行なうことができるが、Ｘ線管６２とＩ・Ｉ管６３を被検体Ｍの体軸Ｚ周りに高速で回転させて高速Ｘ線ＣＴ撮影を行なおうとすると、Ｃアーム６１の剛性が足りず、Ｘ線管６２とＸ線検出器６３の位置が不安定となり、画質が低下してしまうので、高速Ｘ線ＣＴ撮影は無理である。
【０００６】
循環器の中でも特に心臓がＸ線撮影の対象であるような場合、高画質の高速Ｘ線ＣＴ撮影を行なって血管が明瞭に映っている３次元再構成画像と、傾斜角の大きな斜入Ｘ線透視撮影によるＸ線透視画像の両方が必要な時も往々にしてあり、これに対処しようとすれば、Ｘ線ＣＴ装置とＸ線透視撮影装置の二つの装置を使って別々に撮影しなければならず、撮影は煩雑なものとなり、被検体Ｍにかかる負担も少なくない。
【０００７】
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、高画質の高速Ｘ線ＣＴ撮影と大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影をひとつの装置で実行することができるＸ線撮影装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
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Ｘ線撮影装置は、（Ａ）Ｘ線を照射するＸ線源と、２次元Ｘ線検出面を有するＸ線検出器とが、被検体を挟んで対向配置されているとともに被検体の体軸周りに回転可能なように配設されているリング状回転基台と、（Ｂ）前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器が、それぞれ先端に取り付けられて被検体の体軸と平行な方向に進退可能なように前記リング状回転基台に設置された２本のアーム部材とを備え、（Ｃ）前記アーム部材の進退調整により前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器が共に前記リング状回転基台の近傍で対向する非斜入的撮影モード配置状態と、前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器が斜めに対向する斜入撮影モード配置状態との設定が可能なように構成されていて、（Ｄ）前記Ｘ線検出器の後段には、Ｘ線断層撮影時に前記Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号に基づいて再構成画像用データを得る再構成画像用信号処理と、Ｘ線透視撮影時に前記Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号に基づいてＸ線透視画像用データを得る透視画像用信号処理とを行なう信号処理部が配設されていることを特徴としている。
【０００９】
さらに、請求項２に記載のＸ線撮影装置は、（ａ）Ｘ線を照射するＸ線源と、２次元Ｘ線検出面を有するＸ線検出器とが被検体を挟んで対向配置されているとともに被検体の体軸周りに回転可能なように配設されているリング状回転基台と、（ｂ）前記Ｘ線源または前記Ｘ線検出器のいずれか一方が、先端に取り付けられて被検体の体軸と平行な方向に進退可能なように前記リング状回転基台に設置された１本のアーム部材とを備え、（ｃ）前記アーム部材の進退調整により前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器が共に前記リング状回転基台の近傍で対向する非斜入的撮影モード配置状態と、前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器が斜めに対向する斜入撮影モード配置状態との設定が可能なように構成されていて、（ｄ）前記Ｘ線検出器の後段には、Ｘ線断層撮影時に前記Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号に基づいて再構成画像用データを得る再構成画像用信号処理と、Ｘ線透視撮影時に前記Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号に基づいてＸ線透視画像用データを得る透視画像用信号処理とを行なう信号処理部が配設されていることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項３に記載のＸ線撮影装置は、請求項１または請求項２に記載のＸ線撮影装置において、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とのうちの少なくとも一方を、その対向方向に移動させる対向方向移動手段を備えていることを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４に記載のＸ線撮影装置は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、Ｘ線断層撮影時にＸ線源から照射されるＸ線がコーンビーム状Ｘ線であって、信号処理部で行なう再構成画像用信号処理が３次元再構成画像用であることを特徴としている。
【００１２】
〔作用〕
次に、この発明の作用を説明する。
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、高速Ｘ線ＣＴ撮影を行なう場合、Ｘ線源およびＸ線検出器が先端に取り付けられた２本のアーム部材を共に被検体の体軸と平行な方向に大きく後退させることにより、Ｘ線源およびＸ線検出器の両方がリング状回転基台の近傍で対向する非斜入的撮影モード配置状態に設定しておいてリング状回転基台を被検体の体軸周りに回転させる。そうすると、リング状回転基台が回転するのに連れてＸ線源とＸ線検出器が被検体の体軸周りを回転しながらＸ線源が被検体にＸ線を照射して被検体を透過したＸ線（透過Ｘ線）をＸ線検出器が検出する。そして、Ｘ線検出器の後段では、透過Ｘ線の検出に伴ってＸ線検出器から出力されるＸ線検出信号に基づき信号処理部で再構成画像用信号処理が行なわれて再構成画像用データが得られる。
【００１３】
また、請求項１に記載の発明によれば、大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影を行なう場合、Ｘ線源およびＸ線検出器が先端に取り付けられた２本のアーム部材の一方を大きく後退させ他方を大きく進出させることにより、Ｘ線源およびＸ線検出器が斜めに大きく隔てて対向する大傾斜角の斜入撮影モード配置に設定しておいて、Ｘ線源からＸ線を照射するとともに、透過Ｘ線をＸ線検出器で検出する。そして、Ｘ線検出器の後段では、透過Ｘ線の検出に伴ってＸ線検出器から出力されるＸ線検出信号に基づき信号処理部で透視画像用信号処理が行なわれてＸ線透視画像用データが得られる。
【００１４】
すなわち、請求項１に記載の発明の場合、先端にＸ線源およびＸ線検出器を取り付けた２本のアーム部材の進退調整により、高速Ｘ線ＣＴ撮影の際、Ｘ線源およびＸ線検出器が共にリング状回転基台の近傍で対向した状態として、アーム部材の剛性を確保し、Ｘ線源およびＸ線検出器の位置が高速回転で不安定となる事態を回避して高画質を維持することができるだけでなく、斜入Ｘ線透視撮影の際、Ｘ線源とＸ線検出器が斜めに大きく隔てて対向した状態とし、傾斜角を大きくして、斜入Ｘ線透視撮影の大傾斜角化を実現するのである。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明によれば、高速Ｘ線ＣＴ撮影を行なう場合、Ｘ線源またはＸ線検出器のどちらか一方が先端に取り付けられた１本のアーム部材を被検体の体軸と平行な方向に大きく後退させることにより、Ｘ線源およびＸ線検出器が共にリング状回転基台の近傍で対向する非斜入的撮影モード配置状態に設定し、また大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影を行なう場合、逆にアーム部材を被検体の体軸と平行な方向に大きく前進させることにより、Ｘ線源およびＸ線検出器が斜めに大きく隔てて対向する大傾斜角の斜入撮影モード配置を設定する他は、請求項１に記載の発明の場合と同様であるので、それ以外の説明は省略する。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明によれば、Ｘ線源とＸ線検出器とのうちの少なくとも一方を、その対向方向に移動させる対向方向移動手段を備えているので、Ｘ線源とＸ線検出器の対向間隔を調節することができ、Ｘ線検出器で検出する透過像の倍率を変えることができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明によれば、Ｘ線ＣＴ撮影時にＸ線源から照射されるＸ線がコーンビーム状Ｘ線であって、多数枚のスライス断面が２次元Ｘ線検出面に同時に投影されるので多数枚のスライス断面を一度に撮影することができるとともに、信号処理部で３次元再構成画像用の再構成画像用信号処理が行われて、最終的に３次元再構成画像が作成できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のＸ線撮影装置に係る一実施例を、図面を参照しながら説明する。
図１は請求項１に記載の発明の実施例に係るＸ線撮影装置の全体構成を示すブロック図、図２は実施例装置の撮影台側の構成を示す側面図である。
【００１９】
実施例のＸ線撮影装置は、Ｘ線を照射するＸ線源としてのＸ線管１と、２次元Ｘ線検出面を有するＸ線検出器としてのフラットパネル型Ｘ線検出器２（以下、適宜にパネル型検出器２と呼ぶ。）とが、被検体Ｍを挟んで対向配置されるとともに被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転可能なように配設されているリング状回転基台４を備えている。Ｘ線ＣＴ撮影時は、リング状回転基台４が回転するのに連れて、Ｘ線管１とパネル型検出器２とが被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転しながら、Ｘ線管１が天板３上の被検体ＭにＸ線を照射すると同時に被検体Ｍを透過したＸ線（透過Ｘ線）をパネル型検出器２で検出している。また、Ｘ線透視撮影時は、Ｘ線管１とパネル型検出器２とが被検体Ｍに対して所定位置に設定されると、リング状回転基台４は回転せずＸ線管１とパネル型検出器２とは通常不動状態となり、この状態でＸ線管１がＸ線を照射して透過Ｘ線をパネル型検出器２が検出するように構成されている。つまり、このＸ線撮影装置は、Ｘ線ＣＴ撮影とＸ線透視撮影という二つの方式のＸ線撮影が実行できる。
【００２０】
実施例装置の撮影台側では、図２に示すように、リング状固定基台５は、被検体Ｍを載置した状態の天板３が挿入される例えば円形の開口部の中心軸を、被検体Ｍの体軸Ｚの方向に略一致させるようにして設置されている。リング状固定基台５の内側には、リング状回転基台４がベアリング部材６を介して嵌められている。リング状回転基台４の一端部には周方向に沿って連続的に続くリング状ラック７が一体的に設けられており、リング状固定基台５の底側端部に設けられた駆動モータ８により回転させられるピニオン９が、リング状回転基台４のリング状ラック７と噛み合うように設けられていて、駆動モータ８の回転力がピニオン９およびリング状ラック７でリング状回転基台４に伝達される。つまり、駆動モータ８が回転することにより、リング状回転基台４がリング状固定基台５の内側を周方向に回転するように構成されている。
【００２１】
そして、リング状回転基台４の内側の相対する２か所に、２本のアーム部材１０，１１が長手方向を被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向に向けて被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向に進退可能なようにそれぞれ設置されている。アーム部材１０の先端には、Ｘ線管１がＸ線管支持プレート１７を介して取り付けられている。アーム部材１１の先端には、パネル型検出器２が検出器支持プレート１８を介して取り付けられている。アーム部材１０の進退に伴ってＸ線管１の位置が被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向に沿って変化し、またアーム部材１１の進退に伴ってパネル型検出器２の位置が被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向に沿って変化するように構成されている。
【００２２】
さらに、アーム部材１１の進退機構を、図３を用いて、より具体的に説明する。図３は、この実施例装置におけるアーム部材１１の設置状況を示す部分正面図である。図３に示すように、アーム部材１１の長手方向に沿ってリング状回転基台４の内面とアーム部材１１の外面に設けられた２本のリニアウエイ１１Ａ，１１Ｂでアーム部材１１がリング状回転基台４に係止しており、さらにアーム部材１１の長手方向に沿ってアーム部材１１の外面にリニアラック１１Ｃが設置されているとともに、リング状回転基台４の側に駆動モータ１１Ｄにより回転するピニオン１１Ｅがリニアラック１１Ｃと噛み合うようにして設けられていて、駆動モータ１１Ｄの回転に伴ってピニオン１１Ｅが回転するとともに、ピニオン１１Ｅの回転運動がリニアラック１１Ｃでアーム部材１１の前進・後退運動に変換させられるように構成されている。なお、アーム部材１０の進退機構もアーム部材１１と何ら変わるところがなく同様であるので省略する。
【００２３】
図２に戻って、実施例装置の撮影台の場合、Ｘ線管１とパネル型検出器２を正確に対向配置状態とするようにＸ線管１とパネル型検出器２の向きを調節する対向配置調節機構が設けられている。すなわち、各支持プレート１７，１８は、各アーム部材１０，１１の先端にピン１７ａ，１８ａを回転中心として揺動可能に取り付けられていると同時に、各支持プレート１７，１８を適当な回転位置に保持してＸ線管１とパネル型検出器２を正確に対向配置状態にすることができるように構成されている。具体的には、各アーム部材１０，１１の側面に駆動モータ１９，２０の回転に伴って回転するボールネジ２１，２２が、その長手方向をアーム部材１０の長手方向に向けるようにして取り付けられているとともに、各揺動サポート２３，２４は一端が支持プレート１７，１８に係止し、他端がネジ結合ピース２５，２６でボールネジ２１，２２に係止しており、駆動モータ１９，２０によりボールネジ２１，２２が回転するのに連れてネジ結合ピース２５，２６が移動するのにしたがって、揺動サポート２３，２４の傾きが変化し支持プレート１７，１８の回転位置が変わり、Ｘ線管１とパネル型検出器２の向きが調節できるように構成されている。
【００２４】
さらに、実施例装置の撮影台の場合、Ｘ線管１とパネル型検出器２の対向間隔を調節する対向間隔調節機構４８も設けられている。すなわち、この対向間隔調節機構４８は、各支持プレート１７，１８の側面前端近くに、駆動モータ２７，２８の回転に伴って回転するボールネジ２９，３０が、その長手方向をＸ線管１とパネル型検出器２の対向方向に向けるようにして取り付けられているとともに、Ｘ線管１およびパネル型検出器２がネジ結合ピース３１およびネジ結合プレート３２を介して係止されており、駆動モータ１９，２０によりボールネジ２１，２２が回転するのに連れてネジ結合ピース３１あるいはネジ結合プレート３２が移動するのにしたがって、Ｘ線管１とパネル型検出器２が対向方向に近接あるいは離反しＸ線管１とパネル型検出器２の対向間隔が変化するように構成されている。なお、上述した対向間隔調節機構４８がこの発明の対向方向移動手段に相当する。
【００２５】
このように、Ｘ線管１とパネル型検出器２の対向間隔を調節することでパネル型検出器２で検出する透過像の倍率を変えることができる。
【００２６】
なお、Ｘ線管１とパネル型検出器２の対向間隔を調節する場合、Ｘ線管１とパネル型検出器２の両方を移動させてもよいし、どちらか一方だけを移動させてもよい。また、実施例装置の撮影台では、Ｘ線管１とパネル型検出器２の両方が対向間隔の調節のために移動可能な構成であったが、例えば重量のあるＸ線管１は固定でパネル型検出器２だけが対向間隔の調節のために移動させられる構成であってもよい。
【００２７】
そして、実施例装置において高速Ｘ線ＣＴ撮影を行なう場合、通常、図４に示すように、２本のアーム部材１０，１１を共に被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向に最大限後退させることにより、Ｘ線管１およびパネル型検出器２の両方がリング状回転基台４の近傍で鉛直線方向に並べられて水平姿勢で対向する非斜入撮影モード配置状態に設定する。なお、高速Ｘ線ＣＴ撮影の場合でも、Ｘ線管１あるいはパネル型検出器２が完全にリング状回転基台４に寄りきっていなかったり、Ｘ線管１およびパネル型検出器２が完全水平姿勢で向き合うのではなくて幾分傾斜姿勢で向き合う非斜入的撮影モード配置状態に設定することも可能である。
【００２８】
また、大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影を行なう場合、図５に示すように、２本のアーム部材１０，１１の一方（図５ではアーム部材１１）を大きく後退させ他方（図５ではアーム部材１０）を大きく進出させるとともにＸ線管１とパネル型検出器２が斜めに対向する斜入撮影モード配置に設定する。もちろん、大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影を行なう場合、図２に示すように、アーム部材１０を大きく後退させアーム部材１１を大きく進出させて大傾斜角の斜入撮影モード配置に設定してもよい。
【００２９】
このように、実施例の装置では、Ｘ線管１とパネル型検出器２が斜めに対向する斜入撮影モード配置設定の際、Ｘ線管１およびパネル型検出器２の両方がそれぞれアーム部材１０，１１の進退調整で位置を変えられるので、斜入撮影モード配置を設定する時の自由度が大きい。
【００３０】
図１に戻って、実施例装置の場合、Ｘ線撮影の実行等に必要な操作や必要なデータの入力を行なう操作卓やマウス等の入力機器からなる入力部３３と、この入力部３３からの入力操作やＸ線撮影の進行に応じて適時に各部へ指令信号を送信する撮影制御部３４とを備えており、撮影台側におけるＸ線管１とパネル型検出器２の配置は、入力部３３の入力操作等で設定されるとともに、設定された配置となるように撮像系配置設定部３４Ａが撮影制御部３４の指令信号にしたがって各駆動モータ１１Ｄ，１９，２０，２７，２８などを駆動するように構成されている。また、Ｘ線管１にＸ線照射を行なわせる照射制御部３４Ｂや、天板３を水平・垂直に移動させる天板駆動部３４Ｃも撮影制御部３４の指令信号にしたがってＸ線管１や天板３を制御する。
【００３１】
そして、実施例装置において、Ｘ線ＣＴ撮影を実行する場合、リング状回転基台４の回転に連動してＸ線管１とパネル型検出器２が被検体Ｍの体軸Ｚ周りに回転しながら、Ｘ線管１が被検体Ｍにコリメータ１Ａでコーンビーム状に整形されたＸ線を照射し、パネル型検出器２が透過Ｘ線を検出する。また、Ｘ線透視撮影を実行する場合、リング状回転基台４は回転させずＸ線管１とパネル型検出器２は通常不動状態でＸ線管１が被検体Ｍにコーンビーム状のＸ線を照射してパネル型検出器２が透過Ｘ線を検出する。
【００３２】
さらに、Ｘ線ＣＴ撮影の場合、透過Ｘ線の検出に伴ってパネル型検出器２から出力されるＸ線検出信号に対して再構成関数を用いた畳み込み積分等の信号処理を行なうなどして信号処理部３５で３次元再構成画像用信号処理が行なわれ、３次元再構成画像用データが得られて再構成画像用データメモリ部３６に記憶される。３次元再構成画像用データは被検体Ｍの非常に多数枚のスライス面を撮影する必要があるが、コーンビーム状のＸ線を用いる場合、パネル型検出器２の２次元Ｘ線検出面に投影されるＸ線の形状も方形と広く多数枚のスライス面がパネル型検出器２の表面に同時に投影されることになるので、多数枚のスライス面を一度に撮影処理することが可能となり、撮影を迅速に行なえる。
【００３３】
また、Ｘ線透視撮影の場合、透過Ｘ線の検出に伴ってパネル型検出器２がＸ線検出器から出力されるＸ線検出信号に対してノイズ除去や濃度（ピクセル値）調節などの信号処理を行なうなどして信号処理部３５でＸ線透視画像用データが得られてＸ線透視画像用データメモリ部３７に記憶される。
【００３４】
さらに、実施例装置では、再構成画像作成部３８で再構成画像用データメモリ部３６に記憶されたデータに基づいて３次元再構成画像が作成されるとともに、作成された３次元再構成画像は画像表示制御部３９を介して表示モニタ４０に送られて映し出される。表示モニタ４０にはＸ線透視画像用データメモリ部３７に記憶されたデータに基づいてＸ線透視画像も表示される。また、必要に応じて画像表示制御部３９により３次元再構成画像とＸ線透視画像を重畳して表示することも行なわれる。
【００３５】
なお、撮影方式設定部３４Ｄは、入力部３３による設定操作等に伴って撮影制御部３４から撮影方式がＸ線ＣＴ撮影であるか、Ｘ線透視撮影であるかに応じて出される指令信号にしたがって撮影台側のリング状回転基台４の動きや信号処理部３５での処理の仕方などを制御する。また、実施例装置において、以上の他に撮影台側に透視Ｘ線撮影のタイミングをコントロールするハンドスイッチなどが設けられるようであってもよい。
【００３６】
さらに、実施例のＸ線撮影装置の場合、２次元Ｘ線検出面を有するＸ線検出器がフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）２であることは非常に有用であるので、このパネル型検出器２について具体的に説明する。
【００３７】
パネル型検出器２は、Ｘ線管１によるＸ線照射に伴って生じる被検体Ｍの透過Ｘ線を検出してＸ線検出信号としての電気信号に変換して出力するという構成のＸ線検出器であって、図６に示すように、多数のＸ線検出素子Ｄｕが縦横に配列されている所謂２次元状マトリックス型のＸ線検出器である。実施例のパネル型検出器２におけるＸ線検出素子Ｄｕの配列は、例えば横（Ｙ）方向１０２４，縦（Ｘ）方向１０２４の正方形マトリックスであるものとし、図６には、縦３×横３マトリックス構成で合計９個分のマトリックス構成のみを示している。矩形の平面形状を有するパネル型検出器２は、検出面が円形に限られるＩ・Ｉ管と違って、胸部や腹部など大きな部位を撮影するのに適した方形の検出面が可能な点でも、有用なＸ線検出器である。
【００３８】
パネル型検出器２は、図７に示すように、入射Ｘ線を電荷あるいは光に変換するＸ線変換層１２と、このＸ線変換層１２で生じた電荷あるいは光を検出する素子が縦横にマトリックス状に配置形成されている検出アレイ層１３との積層構造となっている。このパネル型検出器２のＸ線変換層１２の平面寸法としては、例えば縦横各３０ｃｍ程度が挙げられる。
【００３９】
このパネル型検出器２には、図８（ａ）に示す直接変換タイプのものと、図８（ｂ）に示す間接変換タイプのものがある。前者の直接変換タイプの場合、Ｘ線変換層１２が入射Ｘ線を直に電荷に変換するセレン層やＣｄＺｎＴｅ層などからなり、検出アレイ層１３の表面に電荷検出素子１４として表面電極１５に対向形成された電荷収集電極群でもって電荷の検出を行いコンデンサＣｓに蓄電する構成となっていて、各電荷検出素子１４とその上のＸ線変換層１２の一部分とで１個のＸ線検出素子Ｄｕが形成されることになる。後者の間接変換タイプの場合、Ｘ線変換層１２が入射Ｘ線を光に変換するシンチレータ層からなり、検出アレイ層１３の表面に光検出素子１６として形成されたフォトダイオード群でもって光の検出を行いコンデンサＣｓに蓄電する構成となっていて、各光検出素子１６とその上のＸ線変換層１２の一部分とで１個のＸ線検出素子Ｄｕが形成されることになる。
【００４０】
パネル型検出器２は、図６に示すように、Ｘ線変換層１２と検出アレイ層１３とが形成されたＸ線検出基板４１と、Ｘ線検出基板４１のキャリア収集電極（電荷収集電極）を介して収集キャリア（収集電荷）を溜めるコンデンサＣｓと、コンデンサＣｓに蓄積された電荷を取り出すための通常時オフ（遮断）の電荷取り出し用スイッチ素子４２である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と、Ｘ，Ｙ方向の読み出し回路のマルチプレクサ４５およびゲートドライバ４７を備えている。
【００４１】
また、パネル型検出器２は、図６に示すように、Ｘ線検出素子Ｄｕのスイッチ素子４２用の薄膜トランジスタのソースがＸ軸方向に配列した縦の読み出し配線４３に接続され、ゲートがＹ軸方向に配列した横の読み出し配線４６に接続されている。読み出し配線４３は電荷−電圧変換器群（プリアンプ群）４４を介してマルチプレクサ４５に接続されているとともに、読み出し配線４６はゲートドライバ４７に接続されている。なお、電荷−電圧変換器群４４では、１本の読み出し配線４３に対して、図示しないが、電荷−電圧変換器群４４が１個それぞれ接続されている。
【００４２】
そして、パネル型検出器２の場合、マルチプレクサ４５およびゲートドライバ４７へ信号取り出し用の走査信号が送り込まれることになる。パネル型検出器２における各Ｘ線検出素子Ｄｕの特定は、Ｘ方向・Ｙ方向の配列に沿って各Ｘ線検出素子Ｄｕへ順番に割り付けられているアドレス（Ｘ線検出素子Ｄｕが１０２４個である場合は、例えば１〜１０２４）に基づいて行われるので、取り出し用の走査信号は、それぞれＸ方向アドレスまたはＹ方向アドレスを指定する信号となる。
【００４３】
Ｘ方向の走査信号に従ってゲートドライバ４７からＹ方向の読み出し配線４６に対し取り出し用の電圧が印加されるのに伴い、各Ｘ線検出素子Ｄｕが列単位で選択される。そして、Ｘ方向の走査信号に従ってマルチプレクサ４５が切り換えられることにより、選択された列のＸ線検出素子ＤｕのコンデンサＣｓに蓄積された電荷が、電荷−電圧変換器群４４およびマルチプレクサ４５の順に経て外部に送り出されることになる。このように、パネル型検出器２で検出されたＸ線検出信号は、逐次リアルタイムに出力されて処理される。勿論、各Ｘ線検出素子ＤｕはＸ線撮影画像の各画素に対応するものとなっている。
【００４４】
そして、フラットパネル型Ｘ線検出器２の場合、Ｘ線検出素子Ｄｕの幾何学的配置で一義的に定まる単純な線型歪みであるだけなので、検出系の像歪みによる画像のゆがみは簡単に補正できるのに加え、Ｉ・Ｉ管に比べて軽量であるので、Ｘ線検出器の重みによるＸ線撮像系の機械的な歪みも少なくなり、補正困難な画像のゆがみの無い正確な画像とすることができる。それに、実施例装置のように、コーンビーム状のＸ線を用いて２次元アレイ式パネル型検出器２でＸ線を検出する方式のＸ線断層撮影の場合、ファン状ビームのＸ線を用いて１次元アレイ式のＸ線検出器でＸ線を検出する方式のＸ線ＣＴ撮影の場合に比べ、多数のスライス面の撮影処理が一度に行なえるので短い撮影時間でＸ線ＣＴ撮影を実行することができる。
【００４５】
続いて、以上に述べた実施例のＸ線撮影装置により、高速Ｘ線ＣＴ撮影と大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影を行なう時の装置動作を図面を参照しながら説明する。図９は実施例装置によるＸ線撮影プロセスを示すフローチャートである。なお、被検体Ｍは天板３に載置されて既に撮影位置にセットされているものとする。
【００４６】
〔ステップＳ１〕Ｘ線ＣＴ撮影実行のために、図４に示すように２本のアーム部材１０，１１を最大限後退させてＸ線管１およびパネル型検出器２の両方がリング状回転基台４の近傍で水平姿勢で対向する非斜入撮影モード配置状態に設定する。
【００４７】
〔ステップＳ２〕Ｘ線ＣＴ撮影の開始によりリング状回転基台４が回転するのに伴ってＸ線管１およびパネル型検出器２が被検体Ｍの体軸Ｚ周りを回転しながらＸ線を照射するとともにパネル型検出器２が透過Ｘ線を検出する。
【００４８】
〔ステップＳ３〕パネル型検出器２から出力されるＸ線検出信号に基づいて信号処理部３５で３次元再構成画像用信号処理が行なわれて３次元再構成画像用データが再構成画像用データメモリ部３６に収集記憶されると、Ｘ線ＣＴ撮影は終了する。なお、適時に再構成画像作成部３８により、再構成画像用データメモリ部３６の３次元再構成画像用データに基づいて３次元再構成画像が作成される。
【００４９】
〔ステップＳ４〕Ｘ線透視撮影実行のために、例えば、図５に示すようにアーム部材１０は最大限後退させたままでアーム部材１１だけを最大限進出させてＸ線管１およびパネル型検出器２が最大限離れて斜めに対向する最大傾斜角の斜入撮影モード配置状態に設定する。
【００５０】
〔ステップＳ５〕Ｘ線透視撮影の開始によりリング状回転基台４は停止したままでＸ線管１およびパネル型検出器２も不動状態でＸ線を照射するとともにパネル型検出器２が透過Ｘ線を検出する。
【００５１】
〔ステップＳ６〕パネル型検出器２から出力されるＸ線検出信号に基づいて信号処理部３５でＸ線透視画像用信号処理が行なわれてＸ線透視画像用データがＸ線透視画像用データメモリ部３７に収集記憶されると、Ｘ線透視撮影は終了する。
【００５２】
〔ステップＳ７〕表示モニタ４０の画面に、３次元再構成画像あるいはＸ線透視画像が表示される、または、それらがマルチ表示（同一画面に並列表示）などされると撮影は全て完了となる。
【００５３】
なお、Ｘ線ＣＴ撮影で得られる３次元再構成画像としては、被検体Ｍの心臓まわりの血管像が明確に映っている３次元画像などが挙げられ、Ｘ線透視画像としては、心臓に向けて血管内を押し進むカテーテルがリアルタイムで映し出されるＸ線透視画像などが挙げられる。
【００５４】
以上に詳述したように、実施例のＸ線撮影装置によれば、アーム部材１０，１１の進退調整により、高速Ｘ線ＣＴ撮影の際は、Ｘ線管１およびパネル型検出器２が共にリング状回転基台４の近傍で対向した状態とし、アーム部材１０，１１の剛性を確保して、Ｘ線管１およびパネル型検出器２の位置が高速回転で不安定となる事態を回避して高画質を維持することができるだけでなく、斜入Ｘ線透視撮影の際は、Ｘ線管１とパネル型検出器２の位置が斜めに大きく隔てて対向した状態とし、大きな傾斜角を確保して、斜入Ｘ線透視撮影の大傾斜角化を実現することができる。
【００５５】
この発明は、上記実施の形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００５６】
（１）上記の実施例では、先端にＸ線管１およびパネル型検出器２がそれぞれ取り付けられたアーム部材１０，１１が共に被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向に進退可能なようにリング状回転基台４へ設置された構成であったが、Ｘ線管１が先端に取り付けられたアーム部材１０だけが被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向に進退可能なようにリング状回転基台４へ設置された他は上記実施例と同様の構成の装置、あるいは、パネル型検出器２が先端に取り付けられたアーム部材１１だけが被検体Ｍの体軸Ｚと平行な方向に進退可能なようにリング状回転基台４へ設置された他は上記実施例と同様の構成の装置が変形例として挙げられる。
【００５７】
（２）上記の実施例では、２次元Ｘ線検出面を有するＸ線検出器がフラットパネル型Ｘ線検出器だったが、Ｘ線検出器は、Ｉ・Ｉ管やイメージングプレートなど他のタイプの検出器であってもよい。
【００５８】
（３）実施例において、図４に示す非斜入撮影モード配置はＸ線ＣＴ撮影だけでなくＸ線透視撮影を行なうことができ、また図５に示す斜入撮影モード配置はＸ線透視撮影だけでなくＸ線ＣＴ撮影を行なうことも可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載のＸ線撮影装置によれば、先端にＸ線源およびＸ線検出器が備えられるとともに被検体の体軸と平行な方向に進退可能な２本のアーム部材が、被検体の体軸周りに回転可能なリング状回転基台に配設されていて、高速Ｘ線ＣＴ撮影の際には、Ｘ線源およびＸ線検出器を取り付けた２本のアーム部材が大きく後退してＸ線源およびＸ線検出器が共にリング状回転基台の近傍で対向した状態とするので、アーム部材の剛性を確保して、Ｘ線源およびＸ線検出器の位置が高速回転で不安定となる事態を回避して高画質を維持することができる。またそれだけでなく、斜入Ｘ線透視撮影の際には、Ｘ線源およびＸ線検出器を取り付けた２本のアーム部材の一方を大きく後退させ他方を大きく進出させることによりＸ線源とＸ線検出器が斜めに大きく隔てて対向した状態とするので、傾斜角を大きくして、斜入Ｘ線透視撮影の大傾斜角化を実現することができる。したがって、高画質の高速Ｘ線ＣＴ撮影と大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影とを単一の装置で実行することができる。さらに、Ｘ線源とＸ線検出器が斜めに対向する斜入撮影モード配置設定の際、Ｘ線源およびＸ線検出器がそれぞれ２本のアーム部材の進退調整で位置を変えられるので、斜入撮影モード配置を設定する時の自由度が大きい。
【００６０】
さらに、請求項２に記載のＸ線撮影装置によれば、先端にＸ線源またはＸ線検出器のどちらか一方が備えられるとともに被検体の体軸と平行な方向に進退可能な１本のアーム部材が、被検体の体軸周りに回転可能なリング状回転基台に配設されていて、高速Ｘ線ＣＴ撮影の際には、Ｘ線源またはＸ線検出器のどちらかを取り付けた１本のアーム部材が大きく後退してＸ線源およびＸ線検出器が共にリング状回転基台の近傍で対向した状態とするので、アーム部材の剛性を確保して、Ｘ線源およびＸ線検出器の位置が高速回転で不安定となる事態を回避して高画質を維持することができる。またそれだけでなく、斜入Ｘ線透視撮影の際には、Ｘ線源またはＸ線検出器のどちらかを取り付けた１本のアーム部材を大きく進出させることによりＸ線源とＸ線検出器が斜めに大きく隔てて対向した状態とするので、傾斜角を大きくして、斜入Ｘ線透視撮影の大傾斜角化を実現することができる。したがって、高画質の高速Ｘ線ＣＴ撮影と大傾斜角の斜入Ｘ線透視撮影とが単一の装置で実行できる。さらに、被検体の体軸と平行な方向に進退可能なアーム部材に取り付けるのはＸ線源またはＸ線検出器のどちらか一方だけであるので、装置構成が簡潔となる。
【００６１】
また、請求項３に記載の発明によれば、Ｘ線源とＸ線検出器とのうちの少なくとも一方を、その対向方向に移動させる対向方向移動手段を備えているので、Ｘ線源とＸ線検出器の対向間隔を調節することができ、Ｘ線検出器で検出する透過像の倍率を変えることができる。
【００６２】
また、請求項４に記載の発明によれば、Ｘ線ＣＴ撮影時にＸ線源から照射されるＸ線がコーンビーム状Ｘ線であって、多数枚のスライス断面が２次元Ｘ線検出面に同時に投影されるので、多数枚のスライス断面を一度に撮影して撮影時間の短縮が図れるうえ、信号処理部で３次元再構成画像用の再構成画像用信号処理が行われるので、最終的に３次元再構成画像を作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るＸ線撮影装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施例装置の撮影台側の構成を示す側面図である。
【図３】実施例装置におけるアーム部材の設置状況を示す部分正面図である。
【図４】実施例でのＸ線ＣＴ撮影用の非斜入撮影モード配置を示す模式図である。
【図５】実施例でのＸ線透視撮影用の斜入撮影モード配置を示す模式図である。
【図６】フラットパネル型Ｘ線検出器の構成図である。
【図７】フラットパネル型Ｘ線検出器の概略構成を示す斜視図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、フラットパネル型Ｘ線検出器の層構成を示す断面図である。
【図９】実施例装置によりＸ線ＣＴ撮影およびＸ線透視撮影を順に実行する時の撮影プロセスを示すフローチャートである。
【図１０】従来のＸ線ＣＴ装置の要部を示す概略構成図である。
【図１１】従来のＸ線透視撮影装置の要部を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ … Ｘ線管（Ｘ線源）
２ … フラットパネル型Ｘ線検出器（Ｘ線検出器）
４ … リング状回転基台
１０ … アーム部材
１１ … アーム部材
３５ … 信号処理部
４８ … 対向間隔調節機構（対向方向移動手段）
Ｍ … 被検体
Ｚ … 体軸
Claims (4)
- （Ａ）Ｘ線を照射するＸ線源と、２次元Ｘ線検出面を有するＸ線検出器とが、被検体を挟んで対向配置されているとともに被検体の体軸周りに回転可能なように配設されているリング状回転基台と、（Ｂ）前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器が、それぞれ先端に取り付けられて被検体の体軸と平行な方向に進退可能なように前記リング状回転基台に設置された２本のアーム部材とを備え、（Ｃ）前記アーム部材の進退調整により前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器が共に前記リング状回転基台の近傍で対向する非斜入的撮影モード配置状態と、前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器が斜めに対向する斜入撮影モード配置状態との設定が可能なように構成されていて、（Ｄ）前記Ｘ線検出器の後段には、Ｘ線断層撮影時に前記Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号に基づいて再構成画像用データを得る再構成画像用信号処理と、Ｘ線透視撮影時に前記Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号に基づいてＸ線透視画像用データを得る透視画像用信号処理とを行なう信号処理部が配設されていることを特徴とするＸ線撮影装置。
- （ａ）Ｘ線を照射するＸ線源と、２次元Ｘ線検出面を有するＸ線検出器とが被検体を挟んで対向配置されているとともに被検体の体軸周りに回転可能なように配設されているリング状回転基台と、（ｂ）前記Ｘ線源または前記Ｘ線検出器のいずれか一方が、先端に取り付けられて被検体の体軸と平行な方向に進退可能なように前記リング状回転基台に設置された１本のアーム部材とを備え、（ｃ）前記アーム部材の進退調整により前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器が共に前記リング状回転基台の近傍で対向する非斜入的撮影モード配置状態と、前記Ｘ線源および前記Ｘ線検出器が斜めに対向する斜入撮影モード配置状態との設定が可能なように構成されていて、（ｄ）前記Ｘ線検出器の後段には、Ｘ線断層撮影時に前記Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号に基づいて再構成画像用データを得る再構成画像用信号処理と、Ｘ線透視撮影時に前記Ｘ線検出器から出力されるＸ線検出信号に基づいてＸ線透視画像用データを得る透視画像用信号処理とを行なう信号処理部が配設されていることを特徴とするＸ線撮影装置。
- 請求項１または請求項２に記載のＸ線撮影装置において、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器とのうちの少なくとも一方を、その対向方向に移動させる対向方向移動手段を備えていることを特徴とするＸ線撮影装置。
- 請求項１から請求項３のいずれかに記載のＸ線撮影装置において、Ｘ線断層撮影時にＸ線源から照射されるＸ線がコーンビーム状Ｘ線であって、信号処理部で行なう再構成画像用信号処理が３次元再構成画像用であることを特徴とするＸ線撮影装置。
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2001
- 2001-07-31 JP JP2001231564A patent/JP4665358B2/ja not_active Expired - Fee Related
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