JP5393309B2

JP5393309B2 - 放射線画像撮影装置

Info

Publication number: JP5393309B2
Application number: JP2009163898A
Authority: JP
Inventors: 隆宏小柳
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-07-10
Filing date: 2009-07-10
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2029-07-10
Also published as: JP2011015899A

Description

本発明は、被検者の透過Ｘ線からＸ線画像を取得する放射線画像撮影装置に関するものである。

従来から医療診断の分野において、被検者に放射線を照射し、透過した放射線の強度分布を検出することにより、放射線画像を得る装置が利用されている。このような撮影の一般的な方法として、感光性フィルムとＸ線に対して感度を有している希土類の蛍光体を組み合わせて撮影するフィルム／スクリーン法が知られている。

一方、近年では大面積の固体撮像素子を用いた検出器を使用したデジタルＸ線撮影装置が実用化され、従来のアナログＸ線撮影装置と比較して、診断や撮影作業の効率向上が期待されることから、広く利用されている。

更には、安価なシステムが望まれている中で、動画静止画兼用型やアナログカセッテと同等のサイズまで小型化された電子カセッテと称される可搬型のデジタルＸ線撮影装置が実用化されている。

一般に、電子カセッテは単体ではポータブル撮影に使用可能であると共に、撮影台や回診車等の様々な撮影システムに着脱可能に用いることで、幅広い撮影用途に使用可能である。このように、電子カセッテをポータブル撮影と、撮影台等での一般撮影との双方で使用することにより、１つの電子カセッテで行うことのできる撮影の殆どをカバーすることが可能となり、高価なデジタルＸ線撮影装置を有効に利用することができる。

また、特許文献１においては、電子カセッテをより効率的に利用するために、電子カセッテの撮影寝台天板に対する相対的な位置を検出し、自動的にアライメントすることにより作業効率の向上を図る放射線画像撮影装置が開示されている。

従来、電子カセッテを撮影台に装填して使用する場合には、ポータブル撮影、一般撮影の何れにおいても電子カセッテの取付位置が一意的に特定できるものである。そして、各固有のシステム情報により、撮影部中心とＸ線管球を自動的に連動することも可能である。また、動画撮影の場合には静止画撮影とは異なるＸ線透過率に制限する必要があるため、電子カセッテの取付位置にＸ線遮蔽部が設けられている。

特開２００５−２０４８５７号公報

しかし、電子カセッテを任意の位置で使用する場合には、様々な撮影姿勢で使用することができるが、電子カセッテのＸ線有効エリアとＸ線照射エリアの相対位置をアライメントすることが困難で、操作者の経験や感覚に依存する部分が多い。

また、動画撮影時には電子カセッテの位置に合わせて、Ｘ線遮蔽部も配置可能な構成でなくてはならない。しかし、Ｘ線遮蔽部を電子カセッテ本体に設けると、電子カセッテの重量が増加し、静止画撮影のみで使用する際には操作性が極端に悪化してしまう。Ｘ線遮蔽部を電子カセッテとは別体で設けた場合には、操作者が電子カセッテの種類又は撮影条件と遮蔽部が適切な組み合わせであるか、否かの確認をする必要がある。また、Ｘ線遮蔽部の設置忘れ等により十分なＸ線遮蔽ができていない状態で撮影してしまう危険性が増加する。

特許文献１は天板を有する撮影寝台に関するものであり、汎用的な撮影台での利用やテーブルトップでカセッテを立てた状態等の任意の位置での撮影や動画撮影におけるＸ線遮蔽に関する課題は考慮されていない。

本発明の目的は、任意の位置で電子カセッテを利用する際においても、Ｘ線管球との相対位置を容易にアライメント可能で、適切なＸ線遮蔽部を設けることにより、安全性を確保し、可搬性を損うことのない放射線画像撮影装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る放射線画像撮影装置は、放射線を被写体に照射するＸ線管球と、被写体を透過した放射線を放射線画像として撮像するＸ線撮像部と、前記Ｘ線管球及びＸ線撮像部を制御し撮像した画像を得るための制御部と、前記Ｘ線撮像部の背面側への放射線の透過を遮蔽する放射線遮蔽手段及び位置報知手段とを有し、該位置報知手段は前記Ｘ線管球とＸ線撮像部との相対位置を前記制御部に伝達し、前記制御部は得られた相対位置による情報に基づいて前記Ｘ線管球の位置調整を行ない、前記位置報知手段はサイズが異なる複数種の前記Ｘ線撮像部又は／及び前記放射線遮蔽手段に対し着脱可能であり、前記放射線遮蔽手段は前記サイズが異なる複数種のＸ線撮像部に適切なサイズで構成されていることを特徴とする。

本発明に係る放射線画像撮影装置によれば、サイズが異なる複数種の撮影部に対し、Ｘ線遮蔽部と電子カセッテの位置を検出する報知ユニットを着脱可能に設けることにより、その種類や有無を検知判断することができる。電子カセッテとして任意の位置で撮影を行う場合でも、撮影条件に合致した適切なＸ線の遮蔽により、重量増加を最小限に抑えると共に、Ｘ線管球の相対位置のアライメントや組み合わせによる撮影制限を自動で行うことによって、危険性が低く作業が容易になる。

実施例１の電子カセッテの断面図である。電子カセッテの使用例の説明図である。実施例２のＸ線検出部の構成図である。受像中心と報知ユニット相対位置関係の説明図である。Ｘ線遮蔽部の構成図である。制御方法のフローチャート図である。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は被写体を透過した放射線を放射線画像として撮像し、動画静止画撮影可能な電子カセッテの断面図を示している。Ｘ線撮像部である電子カセッテ１の筐体２は、筐体本体２ａにＸ線透過率の高い材料から成る筐体蓋２ｂが密閉された構造とされている。筐体本体２ａ内には固定部３を介し基台４が保持されている。基台４上には半導体素子との化学作用の影響、半導体プロセスの耐温度、寸法安定性等を考慮してガラス板から成る基板５ａ上に、半導体プロセスにより光電変換素子５ｂが二次元的に配列されている。更に、この光電変換素子５ｂ上には金属化合物の蛍光体を樹脂板に塗布した蛍光板５ｃが接着によって一体化されたＸ線検出パネル５が積層されている。

また、光電変換素子５ｂはフレキシブル回路基板６を介し、光電変換素子５ｂにより変換された電気信号を処理する回路基板７が接続されている。この回路基板７には中継制御部８が接続されており、中継制御部８は外部接続ケーブル９を介し、電源供給や信号転送等を行うために筐体２の外部の図示しない制御部と接続されている。

図２は図１に示す電子カセッテ１を任意の位置で使用する一例として、電子カセッテ１を撮影台１１と組み合わせて用いた状態の構成図を示している。撮影台１１は撮影台本体１２と、被検者を横臥させる天板１３とから構成されている。

また、天板１３の上方の図示しない天井には、Ｘ線発生装置１４が取り付けられ、このＸ線発生装置１４では管球保持部１５を介してＸ線管球１６が支持されている。管球保持部１５はＸ線管球１６の照射方向を回転（ｘ、ｚ軸）、高さを上下移動（ｚ方向）、床面に対し平面方向に移動（ｘ、ｙ方向）可能な位置調整機構を備えている。

天板１３上には、Ｘ線を検出するＸ線検出部１７が載置されている。このＸ線検出部１７は、放射線を遮蔽する放射線遮蔽手段であるＸ線遮蔽部１８上に、電子カセッテ１と、床面に対する傾きを検出すると共に三次元位置座標を検出する状態検知機能を有する位置報知手段を有する報知ユニット１９が積層されている。このＸ線検出部１７は天板１３に対し、受像平面が平行方向及び鉛直方向に設置可能な構造になっているため、水平方向のＸ線照射撮影にも対応可能となっている。また、Ｘ線遮蔽部１８は電子カセッテ１の受像平面に対し、その周りの縁部３０ｍｍを含む平面範囲において、電子カセッテ１の背面側へのＸ線を遮蔽する機能を有すると共に、電子カセッテ１を所定の位置で保持固定することが可能となっている。

Ｘ線発生装置１４とＸ線検出部１７は、制御部２０にそれぞれ接続され、制御部２０には管球保持部１５の位置調整機構を制御する機能、Ｘ線管球１６と電子カセッテ１とを同期させる機能、撮影を制御する機能、画像処理を行う機能等を備えている。管球保持部１５を移動回転させることにより、Ｘ線管球１６とＸ線検出部１７の相対位置を調整することができる。

また、制御部２０には或る任意の位置におけるＸ線管球１６の位置情報を、放射線画像撮影装置が設置されている撮影室の三次元空間における座標原点と定めた初期位置情報が登録されている。

電子カセッテ１を載置するＸ線遮蔽部１８と、電子カセッテ１の接触面は異なる摩擦係数を有する材料から成り、例えば電子カセッテ１の摩擦係数よりも小さくすることにより、天板１３上を滑り易くさせることができる。電子カセッテ１はＸ線遮蔽部１８及び報知ユニット１９に対し着脱可能な構造のため、電子カセッテ１の動画／静止画等撮影条件や別システムへの運搬の際には、必要に応じてＸ線遮蔽部１８を着脱して撮影や移動を行うことができる。

報知ユニット１９内に設けられた図示しない受信部は、撮影室内の３個所に設置されている図示しない発信ユニットから発信される電波信号を受信することにより、電子カセッテ１の三次元位置座標を割り出すことができる。報知ユニット１９はこの状態検知機能により、自身の位置座標に加えて傾き及び電子カセッテ１との相対位置を補正した値を算出し、電子カセッテ１の撮像領域の中心の位置情報を制御部２０に伝達する。

そして、制御部２０は報知ユニット１９から送信された電子カセッテ１の撮像領域情報と撮影条件に合った照射距離を加味した照射位置情報を基に、適切なＸ線管球１６の位置を算出し、位置調整を行う。また、管球保持部１５の位置調整機構を自動制御し調整することにより、Ｘ線管球１６と電子カセッテ１の相対位置を合わせることが可能である。このようなシステムの構成により、撮影方向や設置場所に拘らず自動アライメントによる容易な撮影が可能となる。

また、サイズが異なる複数種の電子カセッテ１に対応する場合には、最大サイズの電子カセッテ１に適合でき、各種の電子カセッテ１の受像中心が同一位置で保持固定できる構造であれば、１種類のＸ線遮蔽部１８を用意すればよい。

しかし、電子カセッテの種類によっては余分な重量増加となり、操作性が悪化する。そこで、本実施例２においては、これらの点を考慮し実施例１に加え、サイズが異なる複数種の電子カセッテに対応するようになっている。

図３に示すように、サイズが異なる電子カセッテ２１、２２と電子カセッテ２１、２２の大きさに適合したＸ線遮蔽部２３、２４に対して、報知ユニット２５は着脱可能な共通ユニットとされている。

この報知ユニット２５は電子カセッテ２１、２２とＸ線遮蔽部２３、２４の組み合わせを検出する機能を有している。また、報知ユニット２５はＸ線遮蔽部２３、２４と比較すると、比較的高価であることから、共通ユニット化することにより、管理上やコスト抑制面において効果的である。

図４は電子カセッテ２１と報知ユニット２５とを組み合わせた平面図を示し、電子カセッテ２１の受像面中心点Ａと報知ユニット２５内の位置検出点Ｂとの相対位置が、電子カセッテの種類ごとに予め規定された位置関係で固定されている。つまり、位置検出点Ｂを三次元座標原点（０，０，０）とした場合の受像面中心点Ｂの三次元座標（ｘ，ｙ，ｚ）の値が認知され、この値が補正データとして利用される。

電子カセッテ２１、２２とＸ線遮蔽部２３、２４には、それぞれ図示しないＩＤタグが付されており、報知ユニット２５内の図示しないカセッテ種類検知手段及び遮蔽部種類検知手段により、そのＩＤタグを識別する。また、識別したＩＤタグを照合し、両者の組み合わせが適切か否かを判断する。

電子カセッテ２１の補正データは報知ユニット２５又は制御部２０に登録されており、各種の電子カセッテの種類の検知により、識別したＩＤタグと照合し、適合した補正データを選択するようになっている。

また、図５（ａ）に示すように、Ｘ線遮蔽部４１、拡張用Ｘ線遮蔽部４２を図５（ｂ）のように組み付けることにより、大きいサイズのＸ線遮蔽部４３とすることもできる。このように、Ｘ線遮蔽部４１を複数種の電子カセッテに対応可能な構成とすることにより、サイズが異なる複数種の電子カセッテを使用する場合でも、重量増加を最低限に抑えることが可能となり、操作性が向上する。

図６は本実施例２の作業フローチャート図である。先ず、ステップＳ１において、報知ユニット２５と電子カセッテの接続の有無を判断する。電子カセッテが接続されていないと判断された場合にはステップＳ２に進み、自動アライメント撮影ができないことを注意勧告する。電子カセッテが接続されていると判断された場合にはステップＳ３に進み、電子カセッテのＩＤタグを検出し、ステップＳ４においてその識別したＩＤタグから適切な補正値を選択した後に、ステップＳ５において受像中心補正データを得る。そして、ステップＳ６において、この受像中心補正データと報知ユニットの傾きセンサから検出された傾きデータ、ステップＳ７において三次元位置座標検知から検出された三次元座標受信データを得る。ステップＳ８において、これらのデータを足し合わせ、カセッテ位置データを算出する。

次に、ステップＳ９に進みＸ線遮蔽部４１の有無を検出し、Ｘ線遮蔽部４１なしと判断した場合は、ステップＳ１０に進み撮影モードを制限し、静止画撮影のみを撮影可能とし、ステップＳ１１に進み撮影設定操作を許可する。

また、ステップＳ９においてＸ線遮蔽部４１ありと判断した場合には、ステップＳ１２に進みＸ線遮蔽部４１の種類を検出し、ステップＳ３において検出した電子カセッテの種類と照合し、適切な組み合わせか判断する。ステップＳ１２において組み合わせが適切でないと判断された場合にはステップＳ１３に進み警告する。また、ステップＳ１３においては、フレームレートを制限したり、撮影を禁止したりすることもできる。

ステップＳ１２において適切な組み合わせと判断された場合には、ステップＳ１４の撮影モード選択に進む。そして、ステップＳ１４において撮影モードが静止画の選択を検出した場合にはステップＳ１５に進み、注意を勧告する。動画の選択を検出した場合にはステップＳ１１に進み、撮影条件設定により許可する。

そして、ステップＳ１６においてＸ線検出部をセッティングし、ステップＳ１７においてＸ線管球を手動で概略の位置に移動し、操作パネルを用いて撮影条件設定を行う。続いて、ステップＳ１８においてアライメント操作を実行すると、ステップＳ１９で制御部２０は管球位置データ、撮影条件で設定されている焦点距離データ、カセッテ位置データ情報を読み込む。そして、ステップＳ２０において、これらのデータからＸ線管球１６の移動量を算出する。この移動量を基に、ステップＳ２１のＸ線管球位置調整機構を制御しアライメントを自動実行する。ステップＳ２２においてアライメント完了後に撮影を実行する。

このようなシステム構成により、サイズが異なる複数種の電子カセッテに対し、設定ミスを低減した自動アライメントによる撮影が可能となり、撮影の効率化を図ることが可能となる。

１、２１、２２電子カセッテ
１１撮影台
１４Ｘ線発生装置
１７Ｘ線検出部
１８、２３、２４、４１、４３Ｘ線遮蔽部
１９、２５報知ユニット
２０制御部
４２拡張用Ｘ線遮蔽部

Claims

放射線を被写体に照射するＸ線管球と、被写体を透過した放射線を放射線画像として撮像するＸ線撮像部と、前記Ｘ線管球及びＸ線撮像部を制御する制御部と、前記Ｘ線撮像部の背面側への放射線の透過を遮蔽する放射線遮蔽手段及び位置報知手段とを有し、該位置報知手段は前記Ｘ線管球とＸ線撮像部との相対位置を前記制御部に伝達し、前記制御部は得られた相対位置による情報に基づいて前記Ｘ線管球の位置調整を行なう放射線画像撮影装置であって、前記位置報知手段はサイズが異なる複数種の前記Ｘ線撮像部又は／及び前記放射線遮蔽手段に対し着脱可能であり、前記放射線遮蔽手段は前記サイズが異なる複数種のＸ線撮像部に適切なサイズで構成されていることを特徴とする放射線画像撮影装置。
前記位置報知手段と前記放射線遮蔽手段は、前記Ｘ線撮像部に対し着脱可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
前記位置報知手段は前記Ｘ線撮像部の種類を判断するカセッテ種類検知手段を有し、前記サイズが異なる複数種のＸ線撮像部ごとに所定の相対位置で保持固定を可能とし、前記カセッテ種類検知手段により検出された前記Ｘ線撮像部の撮像領域の中心との相対位置を判断し、その判断した情報を加味して前記Ｘ線管球との相対位置を前記制御部に伝達することを特徴とする請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
前記位置報知手段は前記Ｘ線撮像部又は／及び前記放射線遮蔽手段の種類又は／及び有無を判断し、前記Ｘ線撮像部と前記放射線遮蔽手段の組み合わせが適切に選択されていない場合に、警告する手段又は／及びフレームレートを制限又は撮影を禁止する手段を有することを特徴とする請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
前記放射線遮蔽手段は床面に対し、前記Ｘ線撮像部を平行方向又は鉛直方向に保持することを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
前記放射線遮蔽手段の天板との接触面は、前記Ｘ線撮像部の背面側の摩擦係数と異なることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。