JP5027714B2

JP5027714B2 - Ｘ線画像撮影装置及び方法

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Publication number: JP5027714B2
Application number: JP2008093533A
Authority: JP
Inventors: 義隆山口
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2012-09-19
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Also published as: US20090245464A1; US7742570B2; JP2009240681A

Description

本発明はＸ線画像撮影装置及び方法に係り、特に複数枚のＸ線画像を撮影し、これらのＸ線画像を連結して１枚の長尺撮影画像を取得する技術に関する。

単純Ｘ線撮影において、背骨全体や足全体などの長尺領域を撮影対象とした長尺撮影が行われることがある。

従来のコンピュータＸ線撮影（computed radiography：ＣＲ）は、Ｘ線フイルムの代わりに蓄積性蛍光体シート（イメージングプレート（ＩＰ））を用いたＸ線撮影であり、このＣＲにおいては、長尺撮影を行う場合には、ＩＰを重複させて撮影を行い、それぞれのＩＰから読み取った画像を合成することにより長尺画像を得るようにしている（特許文献１）。また、この際、ＩＰ重複領域に鉛などのマーカーを設置することにより、精度のよい位置合わせを可能にしている。

一方、近年、単純Ｘ線撮影において、上記ＣＲ方式から新たに大面積のＸ線平面検出器（フラットパネルディテクタ：ＦＰＤ）によってＸ線を電気信号に変換してそのまま読み取るＤＲ（デジタル・ラジオグラフィ）方式が提案され、このＦＰＤを使った長尺撮影も実施されてきている。

長尺撮影の撮影方式としては、Ｘ線管を回転させて複数回撮影するＸ線管回転方式（特許文献２）と、Ｘ線管を平行移動させて複数回撮影するＸ線管平行移動方式（特許文献３）が主にある。
特開２０００−２３２９７６号公報特開２００４−３５８２５４号公報特表２００６−５００１２６号公報

ところで、長尺撮影時には、ＦＰＤの位置を動かすことによって複数の位置で被験者の部分画像を得、それを連結することで全体画像を得ることになるが、複数枚のＸ線画像を撮影している間に被験者が移動しないように、被験者を支持するための衝立をＦＰＤの前方の所定位置に設置することが好ましい。

また、位置合わせ用の目印となるマーカーを衝立に設置し、ＦＰＤを移動させて撮影する際に、Ｘ線画像間の重複領域にマーカーが位置するように撮影し、各画像に撮影されたマーカーを位置合わせに使用することが好ましい。

しかしながら、上記のように重複領域にマーカーを設置しようと考えたときに、長尺撮影範囲に応じて、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示すようにＦＰＤ１とマーカー２との関係が変動する。また、衝立−ＦＰＤ間距離があるため、Ｘ線源の位置に応じてマーカー２が写る位置も変わる。

長尺撮影範囲やＸ線源の位置に関わらず、マーカーを常にＦＰＤの重複領域に入れるためには、衝立に多数のマーカーを設置し、いずれかのマーカーが重複領域に入るようにすることが考えられるが、この場合には、マーカーが診断の邪魔になるという問題がある。

一方、長尺撮影範囲やＸ線源の位置が設定される毎に、マーカーを付け替える場合には、手間がかかるという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、長尺撮影範囲やＸ線源の位置に関わらず、常に位置合わせ用のマーカーをＸ線平面検出器の重複領域に入れる長尺撮影を容易に実現することができるＸ線画像撮影装置及び方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために請求項１に係るＸ線画像撮影装置は、Ｘ線管と該Ｘ線管から照射されるＸ線の照射野を調節するＸ線可動絞りとを備えたＸ線源と、少なくとも前記Ｘ線源を鉛直方向に移動させる昇降手段とを有するＸ線発生部と、入射するＸ線を電気信号に変換するＸ線平面検出器と、前記Ｘ線平面検出器を鉛直方向に移動させる立位スタンドとを有するＸ線撮影部と、前記Ｘ線撮影部の前方の所定位置に設置され、被験者が移動しないように支持するための衝立であって、長尺撮影時に撮影された複数枚のＸ線画像間の位置合わせ用のマーカーが取り付けられた衝立と、長尺撮影時における前記Ｘ線源の可動範囲に応じて前記マーカーが前記Ｘ線平面検出器上に投影され得る範囲を固定重複領域として設定する固定重複領域設定手段であって、前記Ｘ線発生部、衝立及びＸ線撮影部の相互間の水平距離、前記マーカーの設置位置、及び長尺撮影時に前記マーカーに入射可能なＸ線の入射角度に基づいて決定される、前記マーカーが前記Ｘ線平面検出器上に投影される位置を含む範囲を固定重複領域として設定する固定重複領域設定手段と、前記長尺撮影時の撮影範囲を設定する撮影範囲設定手段と、前記設定された撮影範囲を複数に分割して撮影する際の複数の照射野領域を決定する照射野領域決定手段であって、隣接する照射野領域間で前記決定された固定重複領域が重複するように各照射野領域を決定する照射野領域決定手段と、前記照射野領域決定手段によって決定された各照射野領域毎に該照射野領域に照射されるＸ線が入射するように前記Ｘ線平面検出器の移動位置を決定する移動位置決定手段と、前記長尺撮影時の撮影毎に前記移動位置決定手段によって決定された各位置に前記Ｘ線平面検出器を順次移動させるように前記立位スタンドを制御する立位スタンド制御手段と、前記長尺撮影時の撮影毎に前記照射野領域決定手段によって決定された各照射野領域のみにＸ線が照射されるように各照射野領域に応じて前記Ｘ線発生部を制御するＸ線制御手段と、を備えたことを特徴としている。

即ち、長尺撮影範囲やＸ線源の位置に応じて、衝立に設けられた位置合わせ用のマーカーがＸ線平面検出器上に投影される位置は変動するが、この変動するマーカーの位置の全域を固定重複領域として設定しておく。そして、長尺撮影時の撮影範囲を複数に分割して撮影する際の複数の照射野領域を決定する際に、隣接する照射野領域間で前記固定重複領域が重複するように各照射野領域を決定し、一方、前記決定された各照射野領域毎に該照射野領域に照射されるＸ線が入射するようにＸ線平面検出器の移動位置を決定する。このようにして決定された各照射野領域のみにＸ線が照射されるようにＸ線発生部を制御するとともに、Ｘ線平面検出器の移動位置を制御することにより、長尺撮影範囲やＸ線源の位置に関わらず、常にマーカーをＸ線平面検出器の重複領域（固定重複領域）に投影させることができる。そして、隣接するＸ線画像を連結する際に、固定重複領域に写っているマーカーが一致するように連結することにより、精度よく連結された長尺撮影画像を得ることができる。

請求項２に係るＸ線画像撮影装置は、Ｘ線管と該Ｘ線管から照射されるＸ線の照射野を調節するＸ線可動絞りとを備えたＸ線源と、少なくとも前記Ｘ線源を鉛直方向に移動させる昇降手段とを有するＸ線発生部と、入射するＸ線を電気信号に変換するＸ線平面検出器と、前記Ｘ線平面検出器を鉛直方向に移動させる立位スタンドとを有するＸ線撮影部と、前記Ｘ線撮影部の前方の所定位置に設置され、被験者が移動しないように支持するための衝立であって、長尺撮影時に撮影された複数枚のＸ線画像間の位置合わせ用のマーカーが取り付けられた衝立と、長尺撮影時における前記Ｘ線源の可動範囲に応じて前記マーカーが前記Ｘ線平面検出器上に投影され得る範囲を固定重複領域として設定する固定重複領域設定手段であって、前記Ｘ線発生部、衝立及びＸ線撮影部の相互間の水平距離、前記マーカーの設置位置、及び長尺撮影時に前記マーカーに入射可能なＸ線の最小及び最大の入射角度に基づいて決定される、前記マーカーが前記Ｘ線平面検出器上に投影される最大高さ位置から最小高さ位置までの範囲を固定重複領域として設定する固定重複領域設定手段と、前記長尺撮影時の撮影範囲を設定する撮影範囲設定手段と、前記設定された撮影範囲を複数に分割して撮影する際の複数の照射野領域を決定する照射野領域決定手段であって、隣接する照射野領域間で前記決定された固定重複領域が重複するように各照射野領域を決定する照射野領域決定手段と、前記照射野領域決定手段によって決定された各照射野領域毎に該照射野領域に照射されるＸ線が入射するように前記Ｘ線平面検出器の移動位置を決定する移動位置決定手段と、前記長尺撮影時の撮影毎に前記移動位置決定手段によって決定された各位置に前記Ｘ線平面検出器を順次移動させるように前記立位スタンドを制御する立位スタンド制御手段と、前記長尺撮影時の撮影毎に前記照射野領域決定手段によって決定された各照射野領域のみにＸ線が照射されるように各照射野領域に応じて前記Ｘ線発生部を制御するＸ線制御手段と、を備えたことを特徴としている。

請求項３に示すように請求項１又は２に記載のＸ線画像撮影装置において、前記マーカーは、前記Ｘ線平面検出器の鉛直方向の長さよりも狭い間隔で前記衝立に複数設置され、前記固定重複領域設定手段は、各マーカー毎に前記固定重複領域を設定することを特徴としている。これにより、３枚以上の画像を連結する長尺撮影が可能になるとともに、被験者の背骨全体や足全体などの任意の長尺領域を撮影対象とすることができる。

請求項４に示すように請求項１から３のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置において、前記移動位置決定手段は、前記照射野領域の中心位置と前記Ｘ線平面検出器の中心位置とが一致するように、又は前記照射野領域の上端位置と前記Ｘ線平面検出器の上端位置とが一致するように、又は記照射野領域の下端位置と前記Ｘ線平面検出器の下端位置とが一致するように前記Ｘ線平面検出器の移動位置を決定することを特徴としている。即ち、決定された照射野領域に対するＸ線平面検出器の位置は、中央基準、上端基準、及び下端基準のいずれかによって決定することができる。

請求項５に示すように請求項１から４のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置において、前記Ｘ線制御手段は、前記照射野領域決定手段によって照射野領域が決定されると、前記撮影範囲設定手段によって設定された撮影範囲の中心位置と同じ高さ位置に前記Ｘ線源の鉛直方向の高さ位置を設定するとともに、前記Ｘ線発生部とＸ線撮影部との間に水平距離とに基づいて前記決定された照射野領域のみにＸ線が照射されるように前記Ｘ線源からのＸ線照射方向及び前記Ｘ線可動絞りによる絞り角度を制御することを特徴としている。

請求項６に示すように請求項１から４のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置において、前記Ｘ線制御手段は、前記照射野領域決定手段によって照射野領域が決定されると、前記照射野領域の中心位置に前記Ｘ線源の鉛直方向の高さ位置を調整するとともに、前記Ｘ線発生部とＸ線撮影部との水平距離に基づいて前記決定された照射野領域のみにＸ線が照射されるように前記Ｘ線可動絞りによる絞り角度を制御することを特徴としている。

即ち、請求項５に係る発明は、Ｘ線管回転方式によって長尺撮影を行い、請求項６に係る発明は、Ｘ線管平行移動方式によって長尺撮影を行うようにしている。

請求項７に係る発明は、Ｘ線源から照射されるＸ線の照射野を調節するとともに、Ｘ線平面検出器の鉛直方向の位置を制御して被験者を複数回撮影し、前記Ｘ線平面検出器から得られる複数枚のＸ線画像を連結することにより長尺撮影画像を取得するＸ線画像撮影方法において、前記Ｘ線平面検出器の前方の所定位置に、被験者が移動しないように支持するための衝立であって、長尺撮影時に撮影された複数枚のＸ線画像間の位置合わせ用のマーカーが取り付けられた衝立を設置する工程と、長尺撮影時における前記Ｘ線源の可動範囲に応じて前記マーカーが前記Ｘ線平面検出器上に投影され得る範囲を固定重複領域として予め設定する工程であって、前記Ｘ線源、衝立及びＸ線平面検出器の相互間の水平距離、前記マーカーの設置位置、及び長尺撮影時に前記マーカーに入射可能なＸ線の入射角度に基づいて決定される、前記マーカーが前記Ｘ線平面検出器上に投影される位置を含む範囲を固定重複領域として設定する工程と、前記長尺撮影時の撮影範囲を設定する工程と、前記設定された撮影範囲をｎ（ｎ：２以上の整数）個に分割して撮影する際の第１から第ｎの照射野領域（ＦＯＶ_１〜ＦＯＶ_ｎ）を決定する工程であって、隣接する照射野領域間で前記設定された固定重複領域が重複するように各照射野領域を決定する工程と、前記決定された第１の照射野領域（ＦＯＶ_１）に照射されるＸ線が入射するように前記Ｘ線平面検出器を第１の位置に移動させる工程と、前記Ｘ線平面検出器が前記第１の位置に移動した後に前記第１の照射野領域（ＦＯＶ_１）のみに前記Ｘ線源からＸ線を照射させて第１の撮影を行う工程と、前記第１の撮影後に前記決定された第２の照射野領域（ＦＯＶ_２）に照射されるＸ線が入射するように前記Ｘ線平面検出器を第２の位置に移動させる工程と、前記Ｘ線平面検出器が前記第２の位置に移動した後、前記第２の照射野領域（ＦＯＶ_２）のみに前記Ｘ線源からＸ線を照射させて第２の撮影を行う工程と、を含み、前記第１の位置から第ｎの位置までＸ線平面検出器を順次移動させるとともに、前記第１から第ｎの撮影を順次行うことを特徴としている。

本発明によれば、長尺撮影時の条件（長尺撮影範囲、Ｘ線源の高さ、撮影距離）に関わらず、常に位置合わせ用のマーカーがＸ線平面検出器の重複領域に入るように長尺撮影を自動的に行うことができ、これにより隣接する画像の重複領域に写されたマーカーを使用して精度よく連結した長尺画像を得ることができる。

以下、添付図面に従って本発明に係るＸ線画像撮影装置及び方法の好ましい実施の形態について説明する。

＜装置構成＞
図１は本発明に係るＸ線画像撮影装置の外観を示す概略模式図であり、図２はＸ線画像撮影装置の実施の形態を示すブロック図である。

図１及び図２に示すように、このＸ線画像撮影装置１０は、主としてＸ線管懸垂機２０、立位スタンド３０、衝立４０、Ｘ線コントローラ５０、操作コンソール６０、画像処理部７０等から構成されている。

Ｘ線管懸垂機２０は、Ｘ線源２２を支持し、このＸ線源２２を天井走行式の水平駆動部１４によって水平方向に移動させるとともに、垂直駆動部１６によって垂直（鉛直）方向に移動させる。また、Ｘ線源２２は、回転駆動部１８によって回転駆動できるようになっており、これによりＸ線の照射方向が制御できるようになっている。

Ｘ線源２２は、Ｘ線管２３と、Ｘ線可動絞り（コリメータ）２４と、照射野ランプ２５と、ミラー２６とを備えている。

Ｘ線管２３は、高電圧発生部１２から印加される高電圧によりＸ線を放射する。コリメータ２４は、Ｘ線を制限する上下左右の絞り羽根を有し、これらの絞り羽根がコリメータ駆動部２８によって駆動され、Ｘ線管２３から放射されるＸ線の照射野を調節する。

照射野ランプ２５は、照射野ランプ電源２７から加えられる電源により点灯し、ミラー２６及びコリメータ２４を介して照明光を被験者に照射する。被験者の体表に照射された照明光によってＸ線が照射される照射野を確認することができる。

立位スタンド３０は、Ｘ線平面検出器（ＦＰＤ）３２を支持し、このＦＰＤ３２をＦＰＤ垂直駆動部３４によって垂直（鉛直）方向に移動させる。

ＦＰＤ３２は、入射するＸ線を電気信号に変換し、この電気信号をＸ線画像信号として画像処理部７０に出力する。画像処理部７０は、入力する画像信号に対してオフセット(暗電流)補正、ノイズ除去、階調変換等の各種の画像処理を行い、また、長尺撮影時には複数の画像を連結する処理等を行い、モニタ７２に表示するＸ線画像信号を生成する。

衝立４０は、長尺撮影時に立位スタンド３０の前方の所定位置に設置され、被験者が移動しないように支持するもので、衝立４０には鉛などのマーカー４２が鉛直方向に所定の間隔で埋め込まれている。尚、このマーカー４２は、衝立４０の左右にそれぞれ埋め込まれている。

操作コンソール６０は、Ｘ線照射スイッチ、撮影条件の入力部、通常撮影／長尺撮影の切り替えを行うスイッチ等を含み、操作コンソール６０での操作指示入力は、Ｘ線コントローラ５０に加えられる。

Ｘ線コントローラ５０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、処理プログラム、各種パレメータ等を記憶する記憶手段を有してマイクロプロセッサ構成を有しており、ＣＰＵは、操作コンソール６０からの入力信号及び前記処理プログラムにより本装置全体を統括制御する。

通常撮影時（１枚のＸ線画像を撮影する場合）には、Ｘ線源２２の高さとＦＰＤ３２の高さとが一致するように自動連動し、Ｘ線撮影の効率性・確実性が図られている。

また、本発明に係る長尺撮影時（撮影範囲を変えて複数のＸ線画像を撮影する場合）には、ＦＰＤ３２の位置を制御するとともに、Ｘ線の照射野領域を制御しながら、自動的に複数回の撮影を実施する。

＜長尺撮影装置構成＞
図３は上記Ｘ線コントローラ５０及び操作コンソール６０の長尺撮影時における機能を示す機能ブロック図である。

図３において、装置情報取得手段１００、及びＸ線源可動範囲取得手段１１０は、撮影前に各種情報を取得し、固定重複領域決定手段１２０は、取得した情報に基づいて後述する固定重複領域を決定する。

［装置情報取得手段１００］
装置情報取得手段１００は、図４に示すように装置の設置に依存して決まる情報を取得する。

この装置情報取得手段１００が取得する情報は、衝立−ＦＰＤ間距離（ｄ）と、マーカー４２の高さ位置を示すマーカー設置位置（ｍ）である。

［Ｘ線源可動範囲取得手段１１０］
・Ｘ線源のシステム可動範囲
図５に示すように、Ｘ線源２２を水平方向に移動させた場合のＸ線源−ＦＰＤ間距離（ＳＩＤ）の最小距離をＳＩＤ_ｍｉｎ、最大距離をＳＩＤ_ｍａｘとし、Ｘ線源２２を垂直方向に移動させた場合のＸ線源の高さ（Ｈ）の最小高さをＨ_ｍｉｎとし、最大高さをＨ_ｍａｘとする。尚、Ｘ線源２２のシステム可動範囲は、システム仕様によって決まっている。

・長尺撮影時にＸ線源が動き得る範囲
システム可動範囲内で長尺撮影時に実際にＸ線源が動き得る範囲を取得する。

図６に示すように、長尺撮影時の最大撮影範囲をＡＲＥＡ_ｍａｘとし、最大撮影範囲（ＡＲＥＡ_ｍａｘ）及びマーカー設置位置（ｍ）に基づいてマーカー位置（ｍ）に対して、Ｘ線源２２から最も鋭利な角度でＸ線が入射するときのＸ線源２２の高さ（Ｌ_ｍｉｎ，Ｌ_ｍａｘ）を算出する。尚、図６（Ａ）に示すＸ線源２２の高さ（Ｌ_ｍｉｎ）は、マーカー設置位置（ｍ）に対して、Ｘ線の入射角度が最小となるときの高さを示し、図６（Ｂ）に示すＸ線源２２の高さ（Ｌ_ｍａｘ）は、マーカー設置位置（ｍ）に対して、Ｘ線の入射角度が最大となるときの高さを示している。また、そのときのＸ線源−ＦＰＤ間距離（ＳＩＤ）をＳＩＤ_Ｌとする。

Ｘ線源可動範囲取得手段１１０は、上記Ｘ線源２２の高さ範囲（Ｌ_ｍｉｎ〜Ｌ_ｍａｘ）及びＳＩＤ_Ｌを取得する。

上記の各情報（Ｌ_ｍｉｎ，Ｌ_ｍａｘ，ＳＩＤ_Ｌ）の取得の方法としては、予め算出しておき、プリセット値として記憶しておく方法、各情報自体を操作コンソール６０等で入力する方法、最大撮影範囲（ＡＲＥＡ_ｍａｘ）を手動で入力し、Ｌ_ｍｉｎ，Ｌ_ｍａｘを算出する方法等が考えられる。

尚、最大撮影範囲（ＡＲＥＡ_ｍａｘ）が、Ｘ線源−ＦＰＤ間距離（ＳＩＤ）毎に異なる場合は、全てのＳＩＤを考えたときでの、マーカー位置（ｍ）に対して最も鋭利な角度でＸ線が入射するときのＸ線源の高さを算出する。

［固定重複領域決定手段１２０］
マーカーがＦＰＤ上に投影される範囲は、装置情報取得手段１００により取得した装置情報（ｄ，ｍ）、及びＸ線源可動範囲取得手段１１０により取得したＸ線源可動範囲の情報（Ｌ_ｍｉｎ，Ｌ_ｍａｘ，ＳＩＤ_Ｌ）に基づいて、図７に示すように幾何学の関係から算出することができる。

即ち、マーカーがＦＰＤ上に投影される範囲の上端位置をＣ_topとし、下端位置をＣ_bottomとすると、上端位置（Ｃ_top）、下端位置（Ｃ_bottom）は、それぞれ次式で表すことができる。

上記［数１］式によって算出されるＣ_top〜Ｃ_bottomの範囲は、Ｘ線源２２の可動範囲に応じてマーカーがＦＰＤ上に投影され得る範囲であり、固定重複領域決定手段１２０は、このＣ_top〜Ｃ_bottomの範囲を固定重複領域として決定する。

上記の例は、１つのマーカー位置（ｍ）に対して決定される固定重複領域（Ｃ_top〜Ｃ_bottom）であるが、マーカー位置が複数の場合には、それぞれのマーカー位置（ｍ_ｎ）で、Ｘ線源の可動範囲（Ｌn_min〜Ｌn_max,ＳＩＤn_L)を求め、同様に固定重複領域（Ｃn_top〜Ｃn_bottom）を決定する。

上記のようにして決定した固定重複領域（Ｃn_top〜Ｃn_bottom）は、プリセット値としてＸ線コントローラ５０内の記憶手段に記憶させるようにしてもよいし、装置情報（ｄ，ｍ）、及びＸ線源可動範囲の情報（Ｌ_ｍｉｎ，Ｌ_ｍａｘ，ＳＩＤ_Ｌ）に基づいて算出するようにしてもよい。

［撮影条件設定手段１３０］
撮影条件設定手段１３０は、長尺撮影時の撮影条件として管電圧、照射線量、及び長尺撮影範囲ＡＲＥＡを設定する。

長尺撮影範囲（ＡＲＥＡ）の設定は、図８に示すように照射野ランプ２５を点灯し、被験者の体表に照射された照明光の範囲を、Ｘ線源２２の高さ（Ｌ）と、コリメータ２４の絞り角度（２θ）とを調節することによって行われる。即ち、長尺撮影範囲（ＡＲＥＡ）の上端位置（ＡＲＥＡ_top）及び下端位置（ＡＲＥＡ_bottom）は、上記の調節結果から次式によって求めることができる。

［数２］
ＡＲＥＡ_top＝Ｌ＋ＳＩＤ・tan(θ）
ＡＲＥＡ_bottom＝Ｌ−ＳＩＤ・tan(θ）
尚、長尺撮影範囲（ＡＲＥＡ）の設定方法は、上記の方法に限らず、操作コンソール６０を使用して長尺撮影範囲（ＡＲＥＡ）の上端位置（ＡＲＥＡ_top）及び下端位置（ＡＲＥＡ_bottom）を手動で設定するようにしてもよい。

［ＦＰＤ位置決定手段１４０］
ＦＰＤ位置決定手段１４０は、固定重複領域決定手段１２０によって決定された固定重複領域（Ｃ_top〜Ｃ_bottom）と、撮影条件設定手段によって設定された長尺撮影範囲（ＡＲＥＡ_top〜ＡＲＥＡ_bottom）とに基づいて、撮影枚数（Ｎ）、照射野領域（ＦＯＶ_１〜ＦＯＶ_ｎ）、及びＦＰＤ位置を決定する。

撮影枚数（Ｎ）は、長尺撮影範囲（ＡＲＥＡ_top〜ＡＲＥＡ_bottom）内にある固定重複領域の数＋１として設定される。即ち、図９（Ａ）に示すように長尺撮影範囲（ＡＲＥＡ）内の固定重複領域の数が１の場合には、撮影枚数（Ｎ）は２に設定され、図９（Ｂ）に示すように長尺撮影範囲（ＡＲＥＡ）内の固定重複領域の数が２の場合には、撮影枚数（Ｎ）は３に設定される。

上記のようにして設定された撮影枚数（Ｎ）毎の照射野領域（ＦＯＶ_１〜ＦＯＶ_ｎ）は、図９に示すように長尺撮影範囲の上端位置（ＡＲＥＡ_top）から固定重複領域の下端位置（Ｃ_bottom）までの領域、固定重複領域の上端位置（Ｃ_top）から長尺撮影範囲の下端位置（ＡＲＥＡ_bottom）までの領域、それ以外は固定重複領域の上端位置（Ｃ_top）から固定重複領域の下端位置（Ｃ_bottom）までの領域として決定する。

一方、上記のようにして設定された各照射野領域（ＦＯＶ_１〜ＦＯＶ_n）に対応するＦＰＤ位置は、図１０に示すように照射野領域の中心位置とＦＰＤの中心位置とが一致するように設定する中央基準（図１０（Ａ））、照射野領域の上端位置とＦＰＤの上端位置とが一致するように設定する上端基準（図１０（Ｂ））、及び照射野領域の下端位置とＦＰＤの下端位置とが一致するように設定する下端基準（図１０（Ｃ））のうちのいずれかによって決定する。

［Ｘ線制御手段１５０］
Ｘ線制御手段１５０は、各照射野領域に対して、Ｘ線照射方向（α）、及びコリメータ絞り角度（θ）を算出し、この算出結果に基づいてＸ線源２２から照射されるＸ線のＸ線照射方向（α）、及びコリメータ絞り角度（θ）を制御する。

Ｘ線照射方向（α）及びコリメータ絞り角度（θ）は、ある照射野領域（ＦＯＶ_N）の上端位置（ＦＯＶ_NT）及び下端位置（ＦＯＶ_ＮＢ）、Ｘ線源２２の高さ（Ｌ）、Ｘ線源−ＦＰＤ間距離（ＳＩＤ）に基づいて、図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように幾何学の関係から、次式によって算出することができる。

＜長尺撮影時の動作＞
まず、操作コンソール６０を操作して長尺撮影範囲（ＡＲＥＡ）、Ｘ線源−ＦＰＤ間距離（ＳＩＤ）、Ｘ線源の高さ（Ｌ）等の撮影条件の設定を行う。尚、マーカー位置（ｍ）に対して決定される固定重複領域（Ｃ_top〜Ｃ_bottom）は、撮影毎に変動しないため、プリセット値としてＸ線コントローラ５０内の記憶手段に記憶させておくことが好ましい。

Ｘ線コントローラ５０は、上記撮影条件が設定されると、図９に示したように長尺撮影範囲（ＡＲＥＡ）をｎ個（ｎ＝長尺撮影範囲内の固定重複領域の数＋１）に分割し、ｎ個の照射野領域（ＦＯＶ_１〜ＦＯＶ_ｎ）、及び各照射野領域に対応するＦＰＤ３２の位置を決定する。

その後、前記決定された第１の照射野領域（ＦＯＶ_１）に対応する位置にＦＰＤ３２を移動させるとともに、第１の照射野領域（ＦＯＶ_１）のみにＸ線源２２からＸ線が照射されるようにＸ線照射方向（α）及びコリメータ絞り角度（θ）を制御し、待機する。

ここで、Ｘ線照射スイッチがＯＮされると、第１の照射野領域（ＦＯＶ_１）にＸ線が照射されて１回目のＸ線撮影が行われる。

続いて、１回目のＸ線撮影が終了すると、続いて前記決定された第２の照射野領域（ＦＯＶ_２）に対応する位置にＦＰＤ３２を移動させるとともに、第２の照射野領域（ＦＯＶ_２）のみにＸ線源２２からＸ線が照射されるようにＸ線照射方向（α）及びコリメータ絞り角度（θ）を制御し、２回目のＸ線撮影が行われる。

このようにして長尺撮影範囲の分割数に応じて順次Ｘ線撮影が終了すると、画像処理部７０は、各Ｘ線撮影毎に取得した複数の画像を連結する処理を、隣接する画像の固定重複領域に写されているマーカー画像が一致するように行う。

＜他の実施の形態＞
尚、この実施の形態では、Ｘ線管を回転させて複数回撮影するＸ線管回転方式について説明したが、これに限らず、Ｘ線管を平行移動させて複数回撮影するＸ線管平行移動方式にも本発明は適用できる。

この場合、照射野領域（ＦＯＶ）が決定されると、その照射野領域の中央位置にＸ線源の高さを合わせ、かつその照射野領域のみにＸ線が入射するようにコリメータ絞り角度を制御する。

また、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいことは言うまでもない。

図１は本発明に係るＸ線画像撮影装置の外観を示す概略模式図である。図２はＸ線画像撮影装置の実施の形態を示すブロック図である。図３はＸ線コントローラ及び操作コンソールの長尺撮影時における機能を示す機能ブロック図である。図４はＸ線画像撮影装置の設置に依存して決まる情報を説明するために用いた図である。図５はＸ線源のシステム可動範囲を説明するために用いた図である。図６は長尺撮影時にＸ線源が動き得る範囲を説明するために用いた図である。図７は固定重複領域を説明するために用いた図である。図８は長尺撮影範囲の設定方法を説明するために用いた図である。図９は照射野領域の決定方法を説明するために用いた図である。図１０はＦＰＤ位置の決定方法を説明するために用いた図である。図１１はＸ線照射方向（α）及びコリメータ絞り角度（θ）の算出方法を説明するために用いた図である。図１２はＸ線源の位置に応じてマーカーが投影される位置が変動する様子を示す図である。

符号の説明

１０…Ｘ線画像撮影装置、１４…水平駆動部、１６…垂直駆動部、１８…回転駆動部、２０…Ｘ線管懸垂機、２２…Ｘ線源、２３…Ｘ線管、２４…Ｘ線可動絞り（コリメータ）、２８…コリメータ駆動部、３０…立位スタンド、３２…Ｘ線平面検出器（ＦＰＤ）、３４…ＦＰＤ垂直駆動部、４０…衝立、４２…マーカー、５０…Ｘ線コントローラ、６０…操作コンソール、７０…画像処理部、１００…装置情報取得手段、１１０…Ｘ線源可動範囲取得手段、１２０…固定重複領域決定手段、１３０…撮影条件設定手段、１４０…ＦＰＤ位置決定手段、１５０…Ｘ線制御手段

Claims

Ｘ線管と該Ｘ線管から照射されるＸ線の照射野を調節するＸ線可動絞りとを備えたＸ線源と、少なくとも前記Ｘ線源を鉛直方向に移動させる昇降手段とを有するＸ線発生部と、
入射するＸ線を電気信号に変換するＸ線平面検出器と、前記Ｘ線平面検出器を鉛直方向に移動させる立位スタンドとを有するＸ線撮影部と、
前記Ｘ線撮影部の前方の所定位置に設置され、被験者が移動しないように支持するための衝立であって、長尺撮影時に撮影された複数枚のＸ線画像間の位置合わせ用のマーカーが取り付けられた衝立と、
長尺撮影時における前記Ｘ線源の可動範囲に応じて前記マーカーが前記Ｘ線平面検出器上に投影され得る範囲を固定重複領域として設定する固定重複領域設定手段であって、前記Ｘ線発生部、衝立及びＸ線撮影部の相互間の水平距離、前記マーカーの設置位置、及び長尺撮影時に前記マーカーに入射可能なＸ線の入射角度に基づいて決定される、前記マーカーが前記Ｘ線平面検出器上に投影される位置を含む範囲を固定重複領域として設定する固定重複領域設定手段と、
前記長尺撮影時の撮影範囲を設定する撮影範囲設定手段と、
前記設定された撮影範囲を複数に分割して撮影する際の複数の照射野領域を決定する照射野領域決定手段であって、隣接する照射野領域間で前記決定された固定重複領域が重複するように各照射野領域を決定する照射野領域決定手段と、
前記照射野領域決定手段によって決定された各照射野領域毎に該照射野領域に照射されるＸ線が入射するように前記Ｘ線平面検出器の移動位置を決定する移動位置決定手段と、
前記長尺撮影時の撮影毎に前記移動位置決定手段によって決定された各位置に前記Ｘ線平面検出器を順次移動させるように前記立位スタンドを制御する立位スタンド制御手段と、
前記長尺撮影時の撮影毎に前記照射野領域決定手段によって決定された各照射野領域のみにＸ線が照射されるように各照射野領域に応じて前記Ｘ線発生部を制御するＸ線制御手段と、
を備えたことを特徴とするＸ線画像撮影装置。
Ｘ線管と該Ｘ線管から照射されるＸ線の照射野を調節するＸ線可動絞りとを備えたＸ線源と、少なくとも前記Ｘ線源を鉛直方向に移動させる昇降手段とを有するＸ線発生部と、
入射するＸ線を電気信号に変換するＸ線平面検出器と、前記Ｘ線平面検出器を鉛直方向に移動させる立位スタンドとを有するＸ線撮影部と、
前記Ｘ線撮影部の前方の所定位置に設置され、被験者が移動しないように支持するための衝立であって、長尺撮影時に撮影された複数枚のＸ線画像間の位置合わせ用のマーカーが取り付けられた衝立と、
長尺撮影時における前記Ｘ線源の可動範囲に応じて前記マーカーが前記Ｘ線平面検出器上に投影され得る範囲を固定重複領域として設定する固定重複領域設定手段であって、前記Ｘ線発生部、衝立及びＸ線撮影部の相互間の水平距離、前記マーカーの設置位置、及び長尺撮影時に前記マーカーに入射可能なＸ線の最小及び最大の入射角度に基づいて決定される、前記マーカーが前記Ｘ線平面検出器上に投影される最大高さ位置から最小高さ位置までの範囲を固定重複領域として設定する固定重複領域設定手段と、
前記長尺撮影時の撮影範囲を設定する撮影範囲設定手段と、
前記設定された撮影範囲を複数に分割して撮影する際の複数の照射野領域を決定する照射野領域決定手段であって、隣接する照射野領域間で前記決定された固定重複領域が重複するように各照射野領域を決定する照射野領域決定手段と、
前記照射野領域決定手段によって決定された各照射野領域毎に該照射野領域に照射されるＸ線が入射するように前記Ｘ線平面検出器の移動位置を決定する移動位置決定手段と、
前記長尺撮影時の撮影毎に前記移動位置決定手段によって決定された各位置に前記Ｘ線平面検出器を順次移動させるように前記立位スタンドを制御する立位スタンド制御手段と、
前記長尺撮影時の撮影毎に前記照射野領域決定手段によって決定された各照射野領域のみにＸ線が照射されるように各照射野領域に応じて前記Ｘ線発生部を制御するＸ線制御手段と、
を備えたことを特徴とするＸ線画像撮影装置。
前記マーカーは、前記Ｘ線平面検出器の鉛直方向の長さよりも狭い間隔で前記衝立に複数設置され、
前記固定重複領域設定手段は、各マーカー毎に前記固定重複領域を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線画像撮影装置。
前記移動位置決定手段は、前記照射野領域の中心位置と前記Ｘ線平面検出器の中心位置とが一致するように、又は前記照射野領域の上端位置と前記Ｘ線平面検出器の上端位置とが一致するように、又は記照射野領域の下端位置と前記Ｘ線平面検出器の下端位置とが一致するように前記Ｘ線平面検出器の移動位置を決定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
前記Ｘ線制御手段は、前記照射野領域決定手段によって照射野領域が決定されると、前記撮影範囲設定手段によって設定された撮影範囲の中心位置と同じ高さ位置に前記Ｘ線源の鉛直方向の高さ位置を設定するとともに、前記Ｘ線発生部とＸ線撮影部との間に水平距離とに基づいて前記決定された照射野領域のみにＸ線が照射されるように前記Ｘ線源からのＸ線照射方向及び前記Ｘ線可動絞りによる絞り角度を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
前記Ｘ線制御手段は、前記照射野領域決定手段によって照射野領域が決定されると、前記照射野領域の中心位置に前記Ｘ線源の鉛直方向の高さ位置を調整するとともに、前記Ｘ線発生部とＸ線撮影部との水平距離に基づいて前記決定された照射野領域のみにＸ線が照射されるように前記Ｘ線可動絞りによる絞り角度を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
Ｘ線源から照射されるＸ線の照射野を調節するとともに、Ｘ線平面検出器の鉛直方向の位置を制御して被験者を複数回撮影し、前記Ｘ線平面検出器から得られる複数枚のＸ線画像を連結することにより長尺撮影画像を取得するＸ線画像撮影方法において、
前記Ｘ線平面検出器の前方の所定位置に、被験者が移動しないように支持するための衝立であって、長尺撮影時に撮影された複数枚のＸ線画像間の位置合わせ用のマーカーが取り付けられた衝立を設置する工程と、
長尺撮影時における前記Ｘ線源の可動範囲に応じて前記マーカーが前記Ｘ線平面検出器上に投影され得る範囲を固定重複領域として予め設定する工程であって、前記Ｘ線源、衝立及びＸ線平面検出器の相互間の水平距離、前記マーカーの設置位置、及び長尺撮影時に前記マーカーに入射可能なＸ線の入射角度に基づいて決定される、前記マーカーが前記Ｘ線平面検出器上に投影される位置を含む範囲を固定重複領域として設定する工程と、
前記長尺撮影時の撮影範囲を設定する工程と、
前記設定された撮影範囲をｎ（ｎ：２以上の整数）個に分割して撮影する際の第１から第ｎの照射野領域（ＦＯＶ_１〜ＦＯＶ_ｎ）を決定する工程であって、隣接する照射野領域間で前記設定された固定重複領域が重複するように各照射野領域を決定する工程と、
前記決定された第１の照射野領域（ＦＯＶ_１）に照射されるＸ線が入射するように前記Ｘ線平面検出器を第１の位置に移動させる工程と、
前記Ｘ線平面検出器が前記第１の位置に移動した後に前記第１の照射野領域（ＦＯＶ_１）のみに前記Ｘ線源からＸ線を照射させて第１の撮影を行う工程と、
前記第１の撮影後に前記決定された第２の照射野領域（ＦＯＶ_２）に照射されるＸ線が入射するように前記Ｘ線平面検出器を第２の位置に移動させる工程と、
前記Ｘ線平面検出器が前記第２の位置に移動した後、前記第２の照射野領域（ＦＯＶ_２）のみに前記Ｘ線源からＸ線を照射させて第２の撮影を行う工程と、
を含み、前記第１の位置から第ｎの位置までＸ線平面検出器を順次移動させるとともに、前記第１から第ｎの撮影を順次行うことを特徴とするＸ線画像撮影方法。