JP4969308B2

JP4969308B2 - 放射線撮像装置

Info

Publication number: JP4969308B2
Application number: JP2007116752A
Authority: JP
Inventors: 理香馬場; 健植田
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2007-04-26
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2027-04-26
Also published as: JP2008272056A

Description

本発明は、放射線源と対向して検出器が配置される放射線検出撮像装置に関する。特に、検出器の検出面を回転させて視野を変更可能な放射線検出撮像装置に関する。

支柱の両端またはガントリに放射線（Ｘ線）源とＸ線検出器とを被写体を中心として対向して配置し、被写体の静止像や動画像を得るＸ線撮像装置がある。このような装置では、Ｘ線源と検出器との対を被写体の周囲で回転させながら、または、Ｘ線源と検出器との対を固定し、被写体を回転させながら、Ｘ線計測を行う。

Ｘ線計測では、被検体の被爆を最小限に抑えるため、計測回数はできる限り少なくすべきである。このため、１回の計測でカバーできる視野を拡大、あるいは計測対象の形状に応じて切り替えたいという要望がある。これに応じ、検出器を検出器の回転軌道の接線方向にシフトさせた位置に配置することにより、再構成視野を拡大する技術がある（例えば、特許文献１参照。）。

図１０は、上記技術の原理を説明するための図である。図１０（ａ）は、図１０（ｂ）に示すＸ線撮像装置のＸ線源５０２と検出器５０３とからなる計測系のＡ−Ａ’断面図である。本断面は、Ｘ線源５０２を通り、回転軸５０１に垂直な平面である。以後、この断面図で表される面を計測系回転面と呼ぶ。５０７および５０８は、それぞれ検出器５０３およびＸ線源５０２の計測系回転面上の回転軌道である。通常、検出器５０３はＸ線源５０２の正面位置５０３ａに設置される。ここで、正面位置５０３ａとは、検出器５０３の計測系回転面上の中心５０３ｃが、計測系回転面上のＸ線源５０２と回転軸５０１とを結ぶ直線５０５上にある配置位置である。

再構成処理を行い３次元データを得るためには、検出器５０３が一回転する間に少なくとも１回はデータが計測されている必要がある。検出器５０３が正面位置５０３ａに設置される場合、計測系回転面上で検出器５０３が一回転する間に少なくとも１回データが計測される領域は、その間にＸ線源５０２と検出器５０３の端部とを結ぶ線分が描く軌跡によって形成される軌道の内部領域５０４となる。一方、検出器５０３をＸ線源５０２の正面からシフトした位置（シフト位置）５０３ｂに設置した場合、検出器５０３が一回転する間に少なくとも１回データが計測される領域は、その間にＸ線源５０２とシフト位置５０３ｂに配置された検出器５０３の端部とを結ぶ線分が描く軌跡によって形成される軌道の内部領域５０６となる。従って、検出器５０３を正面位置５０３ａに配置した場合には領域５０４、シフト位置５０３ｂに配置した場合には領域５０６が再構成領域となる。このように、検出器５０３の配置を正面配置５０３ａからシフト配置５０３ｂに移動することにより、再構成領域を領域５０４から領域５０６に拡大することができる。

特開２００５−８７５９２号公報

図１１は、図１０に示すＸ線撮像装置の計測系を斜め方向から見た概要図である。特許文献１に記載された技術では、検出器５０３を正面配置５０３ａからシフト配置５０３ｂに移動することにより、計測系回転面上で再構成領域５０６を得る。すなわち、再構成領域の拡大を、検出器５０３の平行移動で実現している。

しかし、検出器５０３を平行移動させる、いわゆるシフト機構は、構成が複雑であり、また、シフト量の制御の精度を高めることも難しい。上述のように、Ｘ線計測では、計測回数を少なくする要請があるため、計測対象に応じた適切な計測範囲（視野）の確保、および、視野を高い精度で確定することが望まれているが、シフト機構では、両要望に応えられていない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、Ｘ線撮像装置の検出器の視野を簡易かつ高精度に切り替える技術を提供することを目的とする。

本発明のＸ線撮像装置は、検出器の検出面を含む面内で当該検出面を１点を中心に回転させる機構を備える。

具体的には、被検体に放射線を照射する放射線源と、被検体を挟んで前記放射線源に対向する位置に配置されて放射線を検出する検出器と、前記放射線源と前記検出器との組を前記被検体に対して相対的に回転させる制御手段を備える放射線撮像装置であって、前記検出器の前記放射線を検出する検出面を当該検出面を含む平面上で１点を中心として回転させる検出面回転手段とを備え、前記検出面の回転の中心（回転中心）は、第一の計測視野を実現する第一の配置と、当該第一の計測視野とは異なる第二の計測視野を実現する第二の配置との間で前記検出面を回転させるよう決定されることを特徴とする放射線撮像装置を提供する。

また、被検体に放射線を照射する放射線源と、被検体を挟んで前記放射線源に対向する位置に配置されて放射線を検出する検出器と、前記放射線源と前記検出器との組を前記被検体に対して相対的に回転させる制御手段を備える放射線撮像装置であって、前記検出器の前記放射線を検出する検出面を当該検出面を含む平面上で１点を中心として回転させる検出面回転手段とを備え、前記検出面の回転の中心（回転中心）は、前記検出面の中心とは異なる位置に設けられることを特徴とする放射線撮像装置を提供する。

本発明によれば、Ｘ線撮像装置の検出器の視野を、簡易かつ高精度に切り替えることができる。

＜＜第一の実施形態＞＞
以下、本発明の第一の実施形態を説明する。図１は、第一の実施形態のＸ線撮像装置２０の側面図である。本図に示すように、本実施形態のＸ線撮像装置２０は、Ｘ線管２００内のＸ線源２０１、検出器２０２、支柱２０３、回転装置２０４、被写体保持装置２０５、制御処理装置２０６を備える。なお、散乱Ｘ線遮蔽用にグリッド２１０を備えてもよい。

Ｘ線源２０１と検出器２０２とは、支柱２０３の、被検体２０８を挟み対向する位置に設置され、計測系を構成する。Ｘ線源２０１から照射されたＸ線は、被写体２０８を透過し、検出器２０２により検出され、Ｘ線強度に応じた電気信号に変換され、制御処理装置２０６に計測像として入力される。

支柱２０３には、Ｃ字型のアーム、Ｕ字型のアーム、コ字型のアーム、ガントリ等が用いられ、支柱２０３を天井から吊るす形態、支柱２０３を床から支える形態がある。また、支柱２０３は、回転装置２０４により、回転軸２０７を中心として回転する。支柱２０３の回転に伴い、支柱２０３に設置されたＸ線源２０１および検出器２０２も、回転軸２０７を中心として被写体保持装置２０５上の被写体２０８の周囲を回転する。なお、被写体保持装置２０５には、椅子や寝台が用いられる。図１は、支柱２０３がＵ字型のアームであり、支柱２０３を床から支えた別の支柱から吊るす形態の例である。本図に示すＸ線撮像装置２０では、回転軸２０７は床に垂直であり、Ｘ線源２０１および検出器２０２を被写体保持装置（椅子）２０５に座った被写体２０８の周囲を床面に平行な面内で回転させ、撮像を行う。

検出器２０２には、１次元検出器あるいは２次元検出器を用いる。２次元検出器としては、平面型Ｘ線検出器、Ｘ線イメージインテンシファイアとＣＣＤカメラの組み合わせ、イメージングプレート、ＣＣＤ検出器、固体検出器等がある。平面型Ｘ線検出器には、アモルファスシリコンフォトダイオードとＴＦＴを一対としてこれを正方マトリックス上に配置し、これと蛍光板を直接組み合わせたもの等がある。検出器が２次元検出器の場合には、データは２次元画像として得られる。以下、本明細書では、１次元データおよび２次元画像を包括して、データと表記する。また、本実施形態では、２次元検出器を用いる場合を例にあげて説明する。

また、本実施形態では、検出器２０２は、検出面７００を含む平面（検出器回転面）上の所定の点を中心に検出面７００を検出器回転面上で回転させることによりその検出面７００の配置を切り替え可能な構成を有する。本実施形態では、先に図１０で示したように、検出器２０１の検出面７００が正面位置に配置される場合を、センタ配置と呼ぶ。また、その他の配置をシフト配置と呼ぶ。本実施形態の検出器２０２の検出面７００は、センタ配置とシフト配置との間の切り替えが可能な構成を有する。なお、検出器２０２は、検出面７００のみを回転させるのではなく、検出器２０２自体を回転させるよう構成してもよい。

制御処理装置２０６は、Ｘ線源２０１におけるＸ線発生、検出器２０２におけるＸ線の検出および電気信号への変換、回転装置２０４における支柱２０３の回転を制御する。これにより、Ｘ線撮像装置２０は、支柱２０３を回転させながらＸ線の発生と計測像の取得とを行う回転計測を行う。また、制御処理装置２０６は、計測像に補正処理を行い補正像を得、再構成演算処理を行い３次元再構成像を取得する。さらに、本実施形態の制御処理装置２０６は、ユーザからの指示または予め定められたプログラムに従って、検出面７００の配置（センタ配置とシフト配置）の選択および切り替えの制御を行う。

また、制御処理装置２０６は、内部に記憶手段を有し、上記切り替えの制御、補正処理や再構成処理に必要な関数やパラメータ、等を記憶する。関数やパラメータは、キーボードからのキー入力、ファイルからの読み込み、記憶チップの交換、または、付属のモニタ等の画面上からの選択等により記憶手段に記憶される。

なお、Ｘ線撮像装置２０は、図１の構成以外であってもよい。例えば、支柱が支柱２０３がＣ字型のアームであり、支柱２０３を床から支える形態、支柱２０３がガントリであってもよい。図２に、前者を、図３に後者の例を示す。図２に示すＸ線撮像装置３０は、回転軸２０７は床に平行であり、Ｘ線源２０１および検出器２０２を被写体保持装置（寝台）２０４に横たわった被写体の周囲を床面に垂直な面内で回転させ、撮像を行う。また、上記各形態のＸ線撮像装置において、支柱２０３と被写体保持装置２０５の両方あるいは片方を移動させることにより、回転軸２０７を被写体２０８の軸に対して斜めに設定することも可能である。

また、散乱Ｘ線遮蔽用にグリッド２１０を使用する場合、グリッド２１０の遮蔽版がＸ線源２０１に対して焦点を有する場合には、グリッド２１０は検出器２０２とは別に固定し、検出器２０２の移動（配置位置の切り替え）に関わらず移動を行わない。本構成により、グリッド２１０の焦点がＸ線源からずれることを防ぎ、散乱Ｘ線の遮蔽効果を保つことができる。

次に、本実施形態の検出器２０２の検出面７００のセンタ配置およびシフト配置について説明する。図４は、本実施形態の検出器２０２の検出面７００の両配置を説明するための図である。本実施形態では、検出器２０２の検出面７００は縦軸長と横軸長の長さが異なる長方形形状を有し、センタ配置は、長方形の長辺が検出器２０２の回転軌道の接線方向に平行（横方向と呼ぶ。）で、短辺が計測系回転面に垂直（縦方向と呼ぶ。）となる配置、シフト配置は、長方形の短辺が検出器２０２の横方向で長辺が縦方向となる配置の場合を例にあげて説明する。以下、センタ配置時の検出面７００の中心を原点Ｏ、検出面７００の中心線であって縦方向の直線をｕ軸、同中心線であって横方向の直線をｖ軸とするｕｖ座標系上で説明する。

センタ配置７０３時の検出面７００を図４（ａ）に斜線で示す。また、シフト配置７０４時の検出面７００を図４（ｂ）に斜線で示す。本図に示すように、センタ配置７０３時は、検出面７００は、その中心が原点、両中心線７０５、７０７がそれぞれｖ軸、ｕ軸上に配される。一方、シフト配置７０４時は、検出面７００は、その長辺の一方がセンタ配置７０３時の短辺の一方と重なる位置であって、横方向に平行な中心線（以後、横方向の中心線と呼ぶ。）７０６がｕ軸上となる位置に配置される。本図に示すように縦方向に平行な中心線（以後、縦方向の中心線と呼ぶ。）７０８は、ｖ軸とは、ずれた位置となる。

なお、本実施形態では、シフト配置７０４時に計測系回転面上の回転軸２０７の近傍にデータの欠落部分が生じないようにするため、検出面７００の長辺と短辺との長さの関係に制限がある。データの欠落は、シフト配置７０４時に検出面７００がｖ軸を含まない位置になると発生する。この場合、図１０に示す計測系回転面の回転軸２０７（図１０では５０１）近傍の計測ができない。従って、本実施形態の検出面７００の長辺の長さを２ａ、短辺の長さを２ｂとすると、ａ≦２ｂである必要がある。

本実施形態では、センタ配置７０３からシフト配置７０４へは、１点（回転中心Ｐ）を中心に検出面７００を計測系回転面に垂直な平面内で回転させること（回転移動）により切り替える。次に、この本実施形態のこの回転移動の回転中心Ｐの位置を説明する。図５は、本実施形態の検出面７００を放射線源２０１の方向から見た図である。センタ配置７０３の時の検出面７００の、縦方向（短辺方向）の中心線７０５をＡＡ’、横方向（長辺方向）の中心線７０７をＣＣ’とする。また、両線の交点を中心Ｏとする。ここでは、中心Ｏはｕｖ座標系の原点である。シフト配置７０４時の、縦方向（長辺方向）の中心線７０８をＢＢ’、横方向（短辺方向）の中心線７０６をＤＤ’、両線の交点を中心Ｑとする。

上述のように、本実施形態では、シフト配置７０４時は、センタ配置７０３時の短辺の一方とシフト配置７０４時の長辺の一方とが重なる。また、センタ配置７０３時の長辺方向の中心線ＣＣ’とシフト配置７０４時の短辺方向の中心線ＤＤ’とはともにｕ軸上にあり、重なる。従って、回転中心Ｐは、回転中心Ｐ、中心Ｏ、中心Ｑの３点による直角二等辺三角形の頂点である。すなわち、ＯＰ＝ＱＰであり、かつ、ＯＰＱの成す角度が９０度となる点が、回転中心Ｐである。

ここで、検出面７００の長辺の長さは２ａ、短辺の長さは２ｂであるため、線分ＯＱの長さはａ−ｂであり、また、回転中心Ｐは、中心Ｏから角度α＝４５度の直線上で、中心Ｏから距離（ａ−ｂ）／２^１／２に位置する。検出面７００上の、中心Ｏを原点とするｕｖ座標系では、回転中心Ｐの座標は（（ａ−ｂ）／２、−（ａ−ｂ）／２）である。本実施形態では、回転中心Ｐを上記座標位置に設定し、この回転中心Ｐを中心に検出面７００を検出器回転面上で回転させる機構を検出器２０２に持たせることにより、センタ配置７０３とシフト配置７０４との切り替えを実現する。センタ配置７０３からシフト配置７０４へは、時計回りに９０度回転させ、シフト配置７０４からセンタ配置７０３へは、反時計回りに９０度回転させる。

次に、本実施形態の検出器２０２のセンタ配置７０３およびシフト配置７０４で実現される計測範囲について説明する。計測系回転面上の再構成データを取得可能な領域である計測範囲は、図１０で説明したとおり、計測系が１回転する間にＸ線源２０１（図１０では５０２）と、検出器２０２の検出面７００（図１０では５０３）の両端部とを結ぶ線分が描く軌跡によって形成される軌道の内部領域である。本実施形態では、検出面７００の配置を、データの欠落がないよう定めているため、計測範囲は、ｕ軸上の原点から端部までの距離の最大値によって定まる。すなわち、横方向の計測範囲は、センタ配置７０３時は図５のＯＣ’、シフト配置７０４時はＯＤ’により定まり、両者は一致する。

縦方向の計測範囲を図４（ｃ）に示す。本図に示すように、縦方向の計測範囲は、Ｘ線源２０１と検出面７００の縦方向の両端とをそれぞれ結ぶ直線に被検体が切り取られる範囲である。すなわち、検出面７００の縦方向の長さによって定まる。従って、センタ配置７０３時は図５のＯＡ、シフト配置７０４時はＱＢにより定まり、シフト配置７０４時の計測範囲の方が大きくなる。

このように、本実施形態では、平行移動等の複雑な機構によることなく、横方向の同じ計測範囲を確保しつつ、縦方向の計測範囲を広げることができる。検出器２０２の検出面７００の配置の切り替えを回転のみの簡素な機構で実現するため、操作が容易であるとともに移動後の位置精度も高まる。また、検出器をシフトさせる平行移動機構が不要であるため、コストを低減することができる。すなわち、本実施形態によれば、低コストで複数の計測視野を高精度で実現可能なＸ線撮像装置を提供できる。

さらに、配置切り替え後の計測範囲が中心Ｏと検出面７００の端部との距離で定まるため、その確認も容易である。特に、本実施形態では、センタ配置７０３とシフト配置７０４とで、ともに、横方向の中心線をｕ軸に一致させている。本構成により、センタ配置７０３時の縦方向の計測範囲の中心の高さと、シフト配置７０４時の縦方向の計測範囲の中心の高さとが一致することとなる。配置位置に関わらず、基準となる高さが一致しているため、視野確認の操作はさらに容易になるとともに、検出器２０２の位置の調整も容易になる。また、検出面７００の横方向の中心線が一致しているため、Ｘ線源２０１およびコリメータの位置の調整も不要となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、長方形の検出面７００を有する検出器２０２について、横長状態のセンタ配置と、縦長状態のシフト配置との両配置を行うことができ、両者間の切り替えも容易である。そして、シフト配置であってもセンタ配置と横方向は同等の計測範囲を確保できる。従って、センタ配置による標準サイズの視野と、シフト配置による標準サイズより縦方向の大きな視野とを、１つの検出器を用いて容易に実現できる。

＜＜第二の実施形態＞＞
次に、本発明の第二の実施形態を説明する。本実施形態のＸ線撮像装置は、基本的に第一の実施形態と同様である。また、長方形の検出面を持つ検出器の検出器自体または検出面を、検出器回転面上で１点を中心として回転移動させることにより、２つの異なる計測範囲を得る配置（センタ配置、シフト配置）を実現する構成も第一の実施形態と同様である。第一の実施形態では、横方向は同じ計測範囲を確保し、縦方向の計測範囲を広げる形態を説明した。これに対し、本実施形態は、縦方向の計測範囲を広げる点は第一の実施形態と同様であるが、横方向の計測範囲は異なる例である。以下、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。

図６は、本実施形態の検出器２０２の検出面７００の配置図である。本図において、各部の名称は第一の実施形態と同様である。本図に示すように、本実施形態では第一の実施形態と異なり、シフト配置７０４時の長辺は、センタ配置７０３時の短辺に重ならず、センタ配置７０３の短辺より原点側にある。

以下、本実施形態における回転中心Ｐ_２の位置について説明する。本実施形態においても、第一の実施形態と同様、回転中心Ｐ_２は、回転中心Ｐ_２、中心Ｏ、中心Ｑ、の３点による直角二等辺三角形の頂点である。ただし、検出面７００の長辺の長さを２ａ、短辺の長さを２ｂとすると、本実施形態では、線分ＯＱの長さはａ−ｂより短い。この線分ＯＱの長さをＬ_２とすると、Ｌ_２＜ａ−ｂであり、回転中心Ｐ_２は、中心Ｏから角度α＝４５度の直線上で、中心Ｏから距離Ｌ_２／２^１／２に位置する。

なお、シフト配置７０４時に計測系回転面上の回転軸２０７の近傍にデータの欠落が生じないように、Ｌ_２≦ｂである必要がある。すなわち、本実施形態では、第一の実施形態のようにａ≦２ｂの限定がない替わりに、Ｌ_２＜ａ−ｂかつＬ_２≦ｂという限定がある。

検出面７００上の、中心Ｏを原点とするｕｖ座標系では、回転中心Ｐ_２の座標は（Ｌ_２／２、−Ｌ_２／２）である。本実施形態では、回転中心Ｐ_２を上記座標位置に設定し、この回転中心Ｐ_２を中心に検出面７００を検出器回転面上で回転させる機構を検出器２０２に持たせることにより、センタ配置７０３とシフト配置７０４との切り替えを実現する。センタ配置７０３からシフト配置７０４へは、検出面７００を時計回りに９０度回転させ、シフト配置７０４からセンタ配置７０３へは、反時計回りに９０度回転させる。

本実施形態によれば、第一の実施形態同様、複雑な機構を備えることなく、回転移動のみの簡易な構成で、高い精度で縦方向の計測範囲を広げることができる。また、配置切り替え後の計測範囲の確認も容易である。従って、低コストで複数の計測視野を高精度で実現可能なＸ線撮像装置を提供できる。

また、本実施形態のシフト配置７０４によれば、縦方向の計測範囲は、センタ配置７０３時より広くなり、横方向の計測範囲はセンタ配置７０３時より小さくなる。しかし、本実施形態のシフト配置７０４時は、長辺がセンタ配置７０３時の短辺と重ならないため、センタ配置７０３時の中心Ｏから他の長辺までの距離（図６のＬＬ_２）が、第一の実施形態より長くなる。ここで、検出器２０２の検出面７００上で、センタ配置７０３時の縦方向の中心線ＡＡ’より点Ｄ側にある領域で検出される計測領域は、検出器２０２を計測系の回転中心に対して１回転させて行う計測の間に、重複してデータを計測する領域である。重複データを用いることにより、単一データを用いる場合より、再構成データの質を向上することができる。本実施形態のシフト配置７０４では、第一の実施形態に比べ、重複データを取得する領域が増加するため、その分、再構成データの質を向上することができる。

＜＜第三の実施形態＞＞
次に、本発明の第三の実施形態を説明する。本実施形態のＸ線撮像装置は、基本的に第一の実施形態と同様である。また、長方形の検出面を持つ検出器の検出器自体または検出面を、検出器回転面上で１点を中心として回転移動させることにより、２つの異なる計測範囲を得る配置（センタ配置、シフト配置）を実現する構成も第一の実施形態と同様である。第一の実施形態では、横方向は同じ計測範囲を確保し、縦方向の計測範囲を広げる形態を説明した。これに対し、本実施形態は、縦方向の計測範囲を広げる点は第一の実施形態と同様であるが、第二の実施形態同様、横方向の計測範囲は異なるものとする形態である。本実施形態では、横方向の計測範囲は、第一の実施形態より広くする。以下、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。

図７は、本実施形態の検出器２０２の検出面７００の配置図である。本図において、各部の名称は第一の実施形態と同様である。本図に示すように、本実施形態では第一の実施形態と異なり、シフト配置７０４時の長辺は、センタ配置７０３時の短辺に重ならず、センタ配置７０３の短辺より原点と反対側にある。

以下、本実施形態における回転中心Ｐ_３の位置について説明する。本実施形態においても、第一の実施形態と同様、回転中心Ｐ_３は、回転中心Ｐ_３、中心Ｏ、中心Ｑの３点による直角二等辺三角形の頂点である。ただし、検出面７００の長辺の長さを２ａ、短辺の長さを２ｂとすると、線分ＯＱの長さはａ−ｂより長い。線分ＯＱの長さをＬ_３とすると、Ｌ_３＞ａ−ｂであり、回転中心Ｐ_３は、中心Ｏから角度α＝４５度の直線上で、中心Ｏから距離Ｌ_３／２^１／２に位置する。

なお、本実施形態においても、シフト配置７０４時に計測系回転面上の回転軸２０７の近傍にデータの欠落が生じないように、第二の実施形態同様、Ｌ_３≦ｂである必要がある。すなわち、本実施形態では、第一の実施形態のようにａ≦２ｂの限定がない替わりに、ａ−ｂ＜Ｌ_３≦ｂである。

検出面７００上の、中心Ｏを原点とするｕｖ座標系では、回転中心Ｐ_３の座標は（Ｌ_３／２、−Ｌ_３／２）である。本実施形態では、回転中心Ｐ_３を上記座標位置に設定し、この回転中心Ｐ_３を中心に検出面７００を検出器回転面上で回転させる機構を検出器２０２に持たせることにより、センタ配置７０３とシフト配置７０４との切り替えを実現する。センタ配置７０３からシフト配置７０４へは、検出面７００を時計回りに９０度回転させ、シフト配置７０４からセンタ配置７０３へは、反時計回りに９０度回転させる。

本実施形態のシフト配置７０４によれば、縦方向だけでなく、横方向もセンタ配置７０３時に比べ、広い計測範囲を得ることができる。従って、本実施形態では、第一の実施形態により得られる効果に加え、さらに、横方向の広視野も得ることができる。

＜＜第四の実施形態＞＞
次に、本発明の第四の実施形態を説明する。本実施形態のＸ線撮像装置は、基本的に第一の実施形態と同様である。また、長方形の検出面を持つ検出器の検出器自体または検出面を、検出器回転面上で１点を中心として回転移動させることにより、２つの異なる計測範囲を得る配置（センタ配置、シフト配置）を実現する構成も第一の実施形態と同様である。上記各実施形態では、センタ配置時とシフト配置時とにおいて、横方向の中心線を一致させている。これに対し、本実施形態では、横方向の中心線の位置を異なるものとする。以下、本実施形態において、上記各実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。

図８は、本実施形態の検出器２０２の検出面７００の配置について説明するための図である。図８（ａ）は、センタ配置７０３の長辺の一方と、シフト配置７０４の短辺の一方とを一致させるよう検出器２０２または検出面７００を回転移動させた例である。また、図８（ｂ）は、センタ配置７０３時とシフト配置７０４時の辺を一致させていない場合の例である。いずれも、シフト配置７０４を斜線で示す。このように、本実施形態のシフト配置は、センタ配置７０３から１点を中心に計測系回転面上で回転することにより実現可能な種々の配置を取り得る。以下、その回転中心のについて説明する。

図９は、本実施形態の回転中心Ｐ_４の取り得る位置を説明するための図である。本図において、検出面７００のサイズおよび各種符号は第一の実施形態と同様である。本実施形態においても、センタ配置７０３の検出面７００を回転中心Ｐ_４を中心として検出器面上で時計回りに９０度回転させることにより、シフト配置７０４を実現する。

本図において、センタ配置７０３の検出面７００の各頂点をＪ、Ｋ、Ｌ、Ｍとし、シフト配置７０４時の検出面７００の各頂点をＪ’、Ｋ’、Ｌ’、Ｍ’とする。上記各実施形態同様、センタ配置７０３から回転中心Ｐ_４を回転中心として時計回りに９０度回転させることによりシフト配置７０４を実現した場合、センタ配置７０３時の検出面７００の下端ＪＫと回転中心Ｐ_４との距離ｓと、シフト配置７０４の左端Ｊ’Ｋ’と回転中心Ｐ_４との距離ｓ’とは等しい。同様に、センタ配置７０３の左端ＭＪと回転中心Ｐ_４との距離ｔと、シフト配置７０４の上端Ｍ’Ｊ’と回転中心Ｐ_４との距離ｔ’とは等しい。従って、回転中心Ｐ_４は、直線ＪＫと直線Ｊ’Ｋ’との交点Ｅを角とする正方形の対角線上と、直線ＭＪと直線Ｍ’Ｊ’との交点Ｆを角とする正方形の対角線上との交点として求めることができる。

さらに、シフト配置７０４時に、再構成視野の回転軸２０７近傍領域での画像データの欠落を防ぐため、回転中心Ｐ_４とシフト配置７０４時の検出面７００の左右いずれかの端部までの距離の最小値ｓ’ｍｉｎが、回転中心Ｐ_４とセンタ配置７０３時の縦方向の中心線であるｖ軸との距離ｑ以上となるよう回転中心Ｐ_４を設定する。なお、本実施形態においても、第一の実施形態のａ≦２ｂの限定はない。

本実施形態では、上記条件を満たす回転中心Ｐ_４を中心に検出面７００を検出器回転面上で回転させる機構を検出器２０２に持たせることにより、センタ配置７０３とシフト配置７０４との切り替えを実現する。センタ配置７０３からシフト配置７０４へは、検出面７００を時計回りに９０度回転させ、シフト配置７０４からセンタ配置７０３へは、反時計回りに９０度回転させる。従って、簡易な構成で、データの欠落無しに１つの検出器で異なる計測範囲を得ることができる。

なお、上記各実施形態では、検出器２０２の検出面７００をセンタ配置７０３からシフト配置７０４に切り替える場合に、検出器回転面上で時計回りに９０度を回転させる場合を例に挙げて説明した。しかし、回転方向および角度はこれに限定されない。

例えば、図５および図９において、回転中心ＰおよびＰ_４を線分ＣＣ’に対して線対称の位置に設定し、検出面７００を反時計回りに９０度を回転させることにより、シフト配置７０４の検出面７００を同じ位置に設定することができる。また、回転中心ＰおよびＰ_４を線分ＡＡ’に対して線対称の位置に設定し、検出面７００を反時計回りに９０度を回転させることにより、シフト配置７０４の検出面７００を線分ＡＡ’に対して左右逆転した位置に設定することができる。また、回転中心ＰおよびＰ_４を点Ｏに対して点対称の位置に設定し、検出面７００を時計回りに９０度を回転させることにより、シフト配置７０４の検出面７００を線分ＡＡ’に対して左右逆転した位置に設定することができる。シフト配置７０４の検出面７００が左右逆転した位置に配置された場合であっても、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、時計回り方向の９０度の回転は、反時計回りの方向２７０度の回転として構成してもよい。同様に、反時計回り方向９０度の回転は、時計回り方向２７０度の回転としてもよく、９０度は（９０＋３６０×ｎ）度（ｎは整数）としてもよい。

なお、上記各実施形態では、検出器２０２の検出面７００の配置を、１点Ｐを中心とする回転のみで切り替える場合を例にあげて説明した。しかし、回転移動を他の種の移動と組み合わせて配置を切り替えるよう構成してもよい。

また、上記各実施形態では、検出器２０２の検出面７００が、横方向の長さと縦方向の長さとが異なる長方形形状を有する場合を例に挙げて説明した。しかし、検出面７００の形状はこれに限られない。例えば、横方向と縦方向の長さが等しい正方形であってもよい。正方形の中心とは異なる位置に回転中心を設けることにより、シフト配置７０４時にセンタ配置７０３時とは異なる計測範囲を実現することができる。

さらに、上記各実施形態では、検出面７００が長方形の場合を例にあげて説明した。しかし、検出面７００の形状はこれに限られない。例えば、円形、多角形であってもよい。円形および正多角形の場合、上記正方形の場合と同様、当該形状の中心（重心）とは異なる位置に回転中心を設けることにより、シフト配置７０４時にセンタ配置７０３時とは異なる計測範囲を実現することができる。

以上説明したように、上記各実施形態によれば、１の検出面を有する検出器により、２つの異なる計測範囲を、回転といった簡易な構成で高精度に実現することができる。また、計測範囲の確認も容易である。回転時の回転中心は、センタ配置とシフト配置との位置関係に応じて予め決定する。

なお、センタ配置とシフト配置とは、例えば、視野の大きさの違いを利用して「広視野計測、狭視野計測」、「大人用、子供用」等として用いることができる。また、用途による視野の違いを基に、「歯科インプラント用、歯科矯正用」、「歯列用、頭蓋用」、「歯科用、顔面用」、「耳鼻用、咽喉用」、「胃用、肺用」、「心臓用、胸部用」、「肝臓用、大腸用」、「大腿骨頭用、骨盤用」、「片足用、両足用」等として用いることができる。また、本実施形態のＸ線撮像装置は、ＣＴ計測、コーンビームＣＴ計測に用いることができる。

本発明の第一の実施形態のＸ線撮像装置の側面図である。本発明の第一の実施形態の他のＸ線撮像装置の側面図である。本発明の第一の実施形態の他のＸ線撮像装置の側面図である。本発明の第一の実施形態の検出面の配置の説明図である。本発明の第一の実施形態の検出面の配置切り替えの説明図である。本発明の第二の実施形態の検出面の配置切り替えの説明図である。本発明の第三の実施形態の検出面の配置切り替えの説明図である。本発明の第四の実施形態の検出面の配置の説明図である。本発明の第四の実施形態の検出面の配置切り替えの説明図である。従来技術に係る検出器の配置切り替えの説明図である。従来技術に係る検出器の配置切り替えの説明図である。

符号の説明

２００：Ｘ線撮像装置、２０１：Ｘ線源、２０２：検出器、２０３：支柱、２０４：回転装置、２０５：被写体保持装置、２０６：制御処理装置、２０７：回転軸、２０８：被写体、２０９：記憶装置、２１０：グリッド、７００：検出面、７０３：センタ配置、７０４：シフト配置

Claims

被検体に放射線を照射する放射線源と、被検体を挟んで前記放射線源に対向する位置に配置されて放射線を検出する検出器と、前記放射線源と前記検出器との組を前記被検体に対して相対的に回転させる制御手段を備える放射線撮像装置であって、
前記検出器の前記放射線を検出する検出面を当該検出面を含む平面上で１点を中心として回転させる検出面回転手段とを備え、
前記検出面を回転させる中心（回転中心）は、第一の計測視野を実現する第一の配置と、当該第一の計測視野とは異なる第二の計測視野を実現する第二の配置との間で前記検出面を回転させるよう決定され、
前記回転中心と前記第二の配置の前記検出面の端部との距離であって、前記制御手段による前記検出器の回転の接線方向（横方向）の距離の最小値が、前記第一の配置の前記接線方向と垂直な方向（縦方向）の中心線と前記回転中心との距離の最小値より大きく、
前記検出面は長方形形状を有し、前記第一の配置では、前記長方形の長辺が横方向になるよう配置され、前記第二の配置では、前記長方形の長辺が縦方向になるよう配置され、
前記第一の配置の縦方向の中心線と前記第二の配置の縦方向の中心線との距離は、前記長方形の長辺と短辺との差の２分の１より大きいこと
を特徴とする放射線撮像装置。