JP5527157B2 - 放射線撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、放射線を用いて被検体の透視像をイメージングする放射線撮影装置に関し、特に、複数の短冊状の画像を取得するスロット撮影を行って、得られた画像を短手方向につなぎ合わせて単一の画像を生成する放射線撮影装置に関する。

医療機関には、放射線で被検体Ｍの画像を取得する放射線撮影装置が備えられている。この様な放射線撮影装置５１は、被検体Ｍを載置する天板５２と、放射線を照射する放射線源５３と、放射線を検出する放射線検出器５４とを備えている（図１１参照）。放射線検出器５４から出力された検出信号を基に被検体Ｍの透視像が写り込んだ画像が取得される。

この様な放射線撮影装置において、散乱線の影響を排除して鮮明な画像を取得できるようにした構成となっているものがある。この放射線撮影装置において、撮影を行う様子を説明する。放射線源５３と放射線検出器５４は、互いの位置関係を保った状態で天板５２の長手方向に移動する（図１１参照）。この移動の最中に複数枚の画像が取得される。この複数枚の画像をつなぎ合わせることで一枚の合成画像が生成される。

撮影の際、放射線源５３から照射される放射線の広がりが天板５２の長手方向に制限されている（図１１参照）。従って、撮影される各画像は、天板５２の短手方向に細長上の短冊状画像となっている。図１１の領域Ｎは、放射線検出器５４における放射線ビームＢが入射するの部分を示している。この領域Ｎは、短冊画像Ｔを取得する際の放射線検出器５４における撮影視野となっている。

ところで、放射線を被検体Ｍに透過させようとすると、放射線の一部は被検体Ｍの体内で散乱して散乱線Ｓとなる。この散乱線Ｓは、画像を不鮮明にする原因となっている。したがって、画像を取得する際にこの散乱線Ｓを排除して撮影を行った方がよい。

従来の構成によれば短冊画像Ｔの撮影を繰り返す撮影を行うことにより、散乱線Ｓによる画像の乱れが発生しないようにしている。すなわち、被検体Ｍの体内で発生した散乱線Ｓは、散乱によって進行方向が変化している。従って、散乱線Ｓは、Ｘ線ビームＢの進行方向から外れて放射線検出器５４側に向かう。この様にして散乱線Ｓが短冊画像Ｔを撮影する際の撮影視野である領域Ｎには入射しない。したがって、領域Ｎには画像の乱れが原因となる散乱線Ｓが入射せず、得られる短冊画像Ｔは散乱線Ｓに影響されずに鮮明な画像となる。

そして、図１２に示すように次々と取得された短冊画像Ｔを撮影された順に天板５２の長手方向に配列すれば、被検体Ｍの全身像を写し込んだ合成画像が生成される。この合成画像は、散乱線Ｓが排除されて撮影されたものとなっており、鮮明である。

また、近年では、放射線検出器５４の移動を極力少なくすることにより、撮影時間を短縮する構成の放射線撮影装置も提供されている。放射線検出器５４の移動を少なくすれば、それだけ、短冊画像Ｔが短い時間の内に連写される。すると、被検体が体動する間もなく撮影が終了するので、短冊画像Ｔをつなぎ合わせるときにつなぎ目に画像のズレが生じることがない。従って、この様な放射線撮影装置によれば、視認性に優れた合成画像が生成できるのである（特許文献１参照）。

国際公開第２０１０／０５００３２号公報

しかしながら、従来の構成によれば次のような問題点がある。
すなわち、従来の構成によれば、放射線検出器５４の特性上、短冊画像Ｔの連写スピードをこれ以上速くすることができないという問題点がある。

放射線検出器５４は、入射した放射線をキャリア対に変換するアモルファスセレン層を有している。このアモルファスセレン層の放射線が入射すると、入射した放射線の強さに応じてキャリア対（電荷）が発生する。この電荷は、放射線検出器５４のセンサによって読み出されてアモルファスセレン層から消去される。放射線検出器５４は、この状態で次の放射線の入射を待機する待機状態となる。

アモルファスセレン層で発生した電荷のほとんどは放射線検出器５４のセンサによって読み出される。しかし、その一部は、読み出されることなく未だアモルファスセレン層に残存している。この残存した電荷が次の撮影をする上で邪魔となる。すなわち、前回の短冊画像Ｔの撮影で読み出し残した電荷が次の短冊画像Ｔの撮影で読み出されることになるので、取得された短冊画像Ｔには、前回の短冊画像Ｔの撮影における被検体像が重畳してしまい、短冊画像Ｔの視認性は悪いものとなる。

従来の構成によれば、この様な現象を抑制する目的で、短冊画像Ｔの連写スピードを抑制している。すなわち、いったん短冊画像Ｔの撮影したあと、アモルファスセレン層に残存した電荷が十分に減衰するまで待って次の短冊画像Ｔの撮影を行うのである。この待ち時間の間は短冊画像Ｔの撮影を行うことはできないことになる。

放射線源５３と放射線検出器５４が互いの位置関係を保った状態で撮影する従来の方式では何度短冊画像Ｔの撮影を行っても、放射線は常に放射線検出器５４の同じ場所に入射するので、短冊画像Ｔの撮影のたびに上述の待ち時間が必要となる。

放射線源５３と放射線検出器５４が互いの位置関係を保たない放射線検出器５４の移動が極力抑制された従来の方式においてもこの待ち時間が必須となる。放射線検出器５４において、短冊画像Ｔの撮影と次の短冊画像Ｔの撮影で放射線が入射する位置はオーバーラップしやすい。上述の方式は撮影の間放射線検出器５４を極力移動させない構成となっているからである。放射線検出器５４の放射線の入射がオーバーラップした部分では前回の短冊画像Ｔに写り込むべき被検体の像が次回の短冊画像Ｔに写り込む現象が生じるので、やはり、この方式においても短冊画像Ｔの撮影のたびに上述の待ち時間が必要となる。

待ち時間が必要となると、それだけ一連の短冊画像Ｔの取得が完了するまでに長い時間を要することになる。すると、その間に、被検体が体動してしまうので、視認性の高い合成画像を取得することができない。

従来構成によれば、一連の短冊画像Ｔの取得時間を短くしようとすれば、必要な待ち時間が短い高性能な放射線検出器５４が必要となり、装置のコストが増大する。

本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は短時間で撮影を終了することにより、被検体の体動の影響を受けず視認性に優れた画像を取得できる放射線撮影装置を提供することにある。

本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線源を移動させる放射線源移動手段と、放射線源移動手段を制御する放射線源移動制御手段と、照射された放射線を検出して検出信号を出力する検出手段と、検出手段を移動させる検出器移動手段と、検出器移動手段を制御する検出器移動制御手段と、放射線源を被検体に対して移動させながら検出手段の一部に放射線を入射させて次々と撮影を行うことにより放射線源の移動方向に直交する方向に伸びた短冊画像を検出信号から生成する画像生成手段と、画像生成手段が出力する短冊画像を放射線源の移動方向につなげ合わせて単一の合成画像を生成する合成画像生成手段とを備え、検出器移動手段は、短冊画像の撮影で検出手段における放射線が入射した領域と、次回の短冊画像の撮影で検出手段における放射線が入射する領域とがオーバーラップしないように放射線源に対して検出手段を放射線源の移動方向に移動させながら撮影を行わせることを特徴とするものである。

［作用・効果］本発明によれば、放射線源の移動方向に直交する方向に伸びた短冊画像を放射線源の移動方向につなげ合わせて単一の合成画像を生成する合成画像生成手段を備えている。これにより、被検体で生じた散乱線成分が除外され視認性に優れた被検体の透視像を取得することができる。そして、本発明によれば、短冊画像の連写スピードが速くできるように工夫されている。すなわち、短冊画像の撮影で検出手段における放射線が入射した領域と、次回の短冊画像の撮影で検出手段における放射線が入射する領域とがオーバーラップしないように放射線源に対して検出手段が移動されながら撮影が行われるのである。検出手段に一度放射線が照射されると、その照射された部分を用いて直ちに撮影をすることができない。そこで、本発明によれば、放射線源に対して検出手段が移動されながら次々と撮影が行われる。これにより、検出手段における撮影に未使用の部分を用いながら短冊画像の撮影をすることになるので、撮影間の時間を短縮し、被検体が体動する前に撮影を終了することができる。したがって、合成画像を生成する際に、各短冊画像に写り込んだ被検体像は互いにずれることなくつなぎ合わせられるので、視認性に優れた透視像が取得できる。

また、上述の放射線撮影装置において、短冊画像の撮影時において検出手段に放射線が入射する領域は、放射線源の移動方向に直交する方向に伸びた短冊領域であり、短冊領域は、検出手段において放射線源の移動方向に配列しており、検出器移動制御手段は、短冊画像の撮影の度に異なる短冊領域に放射線が入射するように放射線源に対して検出手段を移動させればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置のより具体的な構成を示すものとなっている。すなわち、上述の構成は、複数の短冊画像をつなぎ合わせて合成画像が生成される。この短冊画像は、検出手段の短冊領域のいずれか１つを用いて撮影されたものである。この様にすることで、各短冊画像を撮影するときに使用される検出手段の部分が確実にオーバーラップしない様にすることができる。

また、上述の放射線撮影装置において、検出器移動制御手段は、短冊画像の撮影の際に、放射線源に対して検出手段を往復移動させればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置のより具体的な構成を示すものとなっている。すなわち、上述の構成によれば、連写スピードをより速くすることができる。検出手段の１端側に位置する短冊領域で撮影を行ったあと、検出手段を放射線源に対し先程とは逆方向の他端側に移動させることにより短冊画像の撮影を続行するようにすれば、検出手段の１端側に位置する短冊領域が撮影可能となるまで待機するまでもなく、撮影を続行することができる。

また、上述の放射線撮影装置において、短冊領域は、放射線源に対する検出手段の移動が往路にあるときに用いられるものと、放射線源に対する検出手段の移動が復路にあるときに用いられるものとに区別されていればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置のより具体的な構成を示すものとなっている。すなわち、上述の構成は、短冊画像取得時に放射線源に対し検出手段が往復移動する際に、検出手段の一端側から他端側に向かうとき（検出手段の移動が往路にあるとき），往路用の短冊領域を用いて短冊画像の撮影をする。同様に、上述の構成は、検出手段の他端側から１端側に向かうとき（検出手段の移動が復路にあるとき），復路用の短冊領域を用いて短冊画像の撮影をする。仮に、往路と復路で同一の短冊領域を撮影に用いたとすると、この短冊領域は、検出手段が放射線源に対して往復する際に２回撮影に用いられることになる。すると、撮影の間の時間が短すぎる場合が発生し、短冊領域が使用可能となるまでの待ち時間が発生する。上述の構成では、検出手段が放射線源に対して往復する際に短冊領域は１回しか撮影に使用されないので、待ち時間を設定することなく短冊画像の撮影を続行することができる。

また、上述の放射線撮影装置において、往路用の短冊領域と復路用の短冊領域とが検出手段に交互に配列していればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置のより具体的な構成を示すものとなっている。すなわち、往路用の短冊領域と復路用の短冊領域とが検出手段に交互に配列するようにすれば、検出手段を放射線源に対して短冊領域を１つ飛ばしに移動させるだけで本発明の効果が実現できる。放射線源に対する検出手段の相対移動距離が短いので、短冊画像の連写スピードをより速くすることができる。

また、上述の放射線撮影装置において、検出器移動制御手段は、短冊画像の撮影の際に、撮影に未使用の短冊領域が撮影に使用されるように検出手段を移動させていき、全ての短冊領域を使用すると、最も先に撮影に用いられた短冊領域が撮影に使用されるように検出手段を移動させればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置のより具体的な構成を示すものとなっている。すなわち、全ての短冊領域が短冊画像の撮影に使用され場合において、撮影から最も時間が経過した最も先の撮影に用いられた短冊領域を撮影に使用するようにすれば、その短冊領域を用いた前の撮影から次の撮影までの時間が十分に長いものとなるので、待ち時間を設けるまでもなく、即座に短冊画像の撮影行える。

また、上述の放射線撮影装置において、放射線源から放射される放射線ビームを検出手段の短冊領域の全面に照射されるようにコリメートするコリメータを備えればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置のより具体的な構成を示すものとなっている。コリメータを備えることにより、短冊画像の撮影の際に確実に単一の短冊領域のみに放射線が当たるようにすることができる。

また、上述の放射線撮影装置において、検出手段は、放射線を電荷に変換する変換層を備えればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線撮影装置のより具体的な構成を示すものとなっている。放射線を電荷に変換する変換層は、発生した電荷が完全に消滅するのに時間がかかるという性質がある。本発明の構成は、この様な変換層を備えた検出手段を有する構成に好適である。

本発明によれば、放射線源の移動方向に直交する方向に伸びた短冊画像を放射線源の移動方向につなげ合わせて単一の合成画像を生成する。そして、短冊画像の撮影で検出手段における放射線が入射した領域と、次回の短冊画像の撮影で検出手段における放射線が入射する領域とがオーバーラップしないように放射線源に対して検出手段が移動されながら撮影が行われる。これにより、検出手段における撮影に未使用の部分を用いながら短冊画像の撮影をすることになり、視認性に優れた透視像が取得できる。

実施例１に係るＸ線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。 実施例１に係るＦＰＤの構成を説明する断面図である。 実施例１に係るＦＰＤの構成を説明する平面図である。 実施例１に係るコリメータの構成を説明する斜視図である。 実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。 実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明するフローチャートである。 実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。 実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。 実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。 実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。 従来構成のＸ線撮影装置の構成を説明する模式図である。 従来構成のＸ線撮影装置の構成を説明する模式図である。

以降、本発明の実施例を説明する。実施例におけるＸ線は、本発明の放射線に相当する。また、ＦＤＰは、フラット・パネル・ディテクタの略である。

＜Ｘ線撮影装置の全体構成＞
まず、実施例１に係るＸ線撮影装置１の構成について説明する。Ｘ線撮影装置１は、立位の被検体Ｍの撮影を行うように構成されており、図１に示すように、床面から鉛直方向ｖに伸びた支柱２と、Ｘ線を照射するＸ線管３と、支柱２に支持されるＦＰＤ４と、鉛直方向ｖに伸びるとともに天井に支持されている懸垂支持体７を有している。懸垂支持体７は、Ｘ線管３を懸垂支持するものである。Ｘ線管３は、本発明の放射線源に相当し、ＦＰＤ４は、本発明の検出手段に相当する。

ＦＰＤ４は、支柱２に対し鉛直方向ｖにスライドすることができる。また、懸垂支持体７は、鉛直方向ｖに伸縮自在となっており、懸垂支持体７の伸縮に伴ってＸ線管３の鉛直方向ｖにおける位置が変更される。ＦＰＤ４の支柱２に対する鉛直方向ｖの移動は、両者２，４の間に設けられたＦＰＤ移動機構１５により実行される。これは、ＦＰＤ移動制御部１６により制御される。ＦＰＤ移動機構１５は、本発明の検出器移動手段に相当し、ＦＰＤ移動制御部１６は、本発明の検出器移動制御手段に相当する。

Ｘ線管３の移動について説明する。Ｘ線管３は、懸垂支持体７に設けられたＸ線管移動機構１１により行われる。Ｘ線管移動制御部１２は、Ｘ線管移動機構１１を制御する目的で設けられている。Ｘ線管３は、Ｘ線管移動機構１１により（１）鉛直方向ｖ，（２）ＦＰＤ４に対する接近・離反方向、（３）Ｘ線管３からＦＰＤ４に向かう方向と直交する水平方向ｓ（図１における紙面貫通方向、被検体Ｍの体側方向）に移動する。Ｘ線管３が鉛直方向ｖに移動する場合、懸垂支持体７は、伸縮することになる。Ｘ線管移動機構１１は、本発明の放射線源移動手段に相当し、Ｘ線管移動制御部１２は、本発明の放射線源移動制御手段に相当する。

ＦＰＤ４は、Ｘ線を検出する検出面４ａ（図１参照）を有している。検出面４ａは、鉛直方向ｖに起立してＸ線撮影装置１に配置されている。これにより、起立した被検体Ｍを効率的に撮影できるようになっている。検出面４ａは、Ｘ線管３のＸ線照射口に面するように配置されている。いいかえれば、検出面４ａは、水平方向ｓ，鉛直方向ｖの２方向がなす平面に沿って配置されている。また、検出面４ａは、矩形となっており、１辺が水平方向ｓに、その１辺と直交する他の１辺が鉛直方向ｖに一致している。

ＦＰＤ４の構造について説明する。ＦＰＤ４は、蛍光を介することなくＸ線を直接キャリア対に変換する直接変換型のＸ線検出器となっている。ＦＰＤ４は、図２に示すように、キャリアの移動によって誘起される電荷を蓄積して読み出すアクティブマトリックス基板３４と、Ｘ線をキャリア対（電荷）に変換するアモルファスセレン層３１と、絶縁の目的で設けられている第２高抵抗膜３２と、アモルファスセレン層３１を電場に置く目的で設けられている共通電極３３と、絶縁の目的で設けられているエポキシ樹脂層３５と、ガラスで構成される補助板３６と、絶縁の目的で設けられている第１高抵抗膜３７とを有している。また、ＦＰＤ４は、アクティブマトリックス基板３４，第１高抵抗膜３７，アモルファスセレン層３１，第２高抵抗膜３２，共通電極３３，エポキシ樹脂層３５，および補助板３６の順に積層された構成となっている。アモルファスセレン層３１は、本発明の変換層に相当する。

アモルファスセレン層３１は、比抵抗１０^９Ωｃｍ以上（好ましくは１０^１１Ωｃｍ以上）となっている高純度のアモルファスセレンで構成される。その積層方向の厚さは、０．２ｍｍ〜３．０ｍｍとなっている。このアモルファスセレン層３１にＸ線が照射されると、正孔と電子のペアであるキャリア対が発生する。アモルファスセレン層３１は、強い電場に置かれているので、キャリアは、それに伴って移動し、アクティブマトリックス基板３４に形成された収集電極３４ａに電荷が誘起される。

アクティブマトリックス基板３４には、ガラス基板上にキャリア収集用の収集電極３４ａが形成されている。収集電極３４ａは、第１高抵抗膜３７に接するとともに、アクティブマトリックス基板３４の表面に２次元的に配列されている。この収集電極３４ａは、図２に示すように、電荷蓄積用のコンデンサ３４ｃに接続されている。コンデンサ３４ｃは、収集電極３４ａで収集された電荷が蓄積される。コンデンサ３４ｃは、トランジスタ３４ｔに接続されている。このトランジスタ３４ｔは、コンデンサ３４ｃに接続される入力端子の他に、電流制御用のゲートＧと、検出信号読み出し用の読み出し電極Ｐとを有している。トランジスタ３４ｔのゲートＧがオンされると、コンデンサ３４ｃに蓄積している電荷は読み出し電極Ｐに向けて流れる。この様にして、アモルファスセレン層３１で生じた電荷はＸ線の検出信号として読み出される。

アモルファスセレン層３１にＸ線が照射されると、層の内部でキャリア対が発生する。このキャリア対は、共通電極３３により発生している電場によって共通電極３３または収集電極３４ａに向かい、層の外部に移動する。電荷の内の一部は、移動せず、アモルファスセレン層３１に残存する。この電荷は検出信号を読み出した後もアモルファスセレン層３１に残存し続け、やがて減衰して消滅する。残存した電荷が消滅するまでにＸ線の照射から、２〜３ミリ秒程度の時間がかかる。

Ｘ線撮影画像を連写する際に、前回のＸ線透視撮影で生じたキャリア対がアモルファスセレン層３１の内部に残存した状態で次のＸ線透視撮影を行うと、鮮明な画像を取得することができない。収集電極３４ａには今回のＸ線照射によって生じたキャリアのみならず、Ｘ線照射前から残存していたキャリアも収集されてしまい、結果として、得られたＸ線透視像には、前回撮影の像が偽像として写り込んでしまうからである。ということは、Ｘ線照射の後、キャリア対がアモルファスセレン層３１に残存している間は次の撮影を行うことができないことになる。

ＦＰＤ４は、図３に示すように鉛直方向ｖと直交する水平方向ｓに伸びた複数の短冊領域Ａ〜Ｆを有する。本実施例においては、便宜上、ＦＰＤ４の検出面４ａには、６つの短冊領域を有するように説明するが、実際のＦＰＤ４には、３０程度の短冊領域を有している。

Ｘ線管制御部６は、Ｘ線管３の管電圧、管電流やＸ線の照射時間を制御するものである。Ｘ線管制御部６は、所定の管電流・管電圧・パルス幅で放射線を出力するようにＸ線管３を制御する。管電流等のパラメータは、記憶部２４に記憶されている。

Ｘ線撮影装置１に設けられるコリメータ３ａについて説明する。コリメータ３ａは、Ｘ線管３に付設されており、Ｘ線管３から照射されるＸ線をコリメートして、４角錐形状（コーン状）のＸ線ビームＢとするものである。

このコリメータ３ａの詳細について説明する。コリメータ３ａは、図４に示すように、中心軸Ｃを基準として鏡像対称に移動する１対のリーフ３ｂを有し、同じく中心軸Ｃを基準として鏡像対称に移動するもう１対のリーフ３ｂを備えている。このコリメータ３ａは、リーフ３ｂを移動させることで、ＦＰＤ４が有する検出面４ａの全面にコーン状のＸ線ビームＢを照射させることもできれば、たとえば、ＦＰＤ４の中心部分だけにファン状のＸ線ビームＢを照射させることもできる。なお、中心軸Ｃは、Ｘ線ビームＢの中心を示す軸ともなっている。なお、リーフ３ｂの対の一方は、４角錐形状となっているＸ線ビームの鉛直方向ｖの広がりを調整するものであり、もう一方のリーフ３ｂの対は、Ｘ線ビームの水平方向ｓの広がりを調整するものである。コリメータ３ａの開度の変更は、コリメータ移動機構１３が行う。コリメータ移動制御部１４は、コリメータ移動機構１３を制御するものである。また、コリメータ３ａを鏡像対称に移動させる構成とせずに、一対のリーフ３ｂが独立に移動する構成としてもよい。

位置・開度算出部２０は、短冊画像Ｔの撮影用に設定された被検体Ｍの領域を撮影できるようにコリメータ３ａの開度、Ｘ線管３の位置、Ｘ線管３の傾斜角度、ＦＰＤ４の位置を算出する。各制御部１２，１４，１６，１８は、位置・開度算出部２０の算出結果を用いて各機構を制御する。

画像生成部２１は、ＦＰＤ４から出力された検出データを組み立てて、被検体Ｍの投影像が写りこんでいる短冊画像Ｔを生成する。短冊画像Ｔは、鉛直方向ｖを短手方向とし、鉛直方向ｖと直交する水平方向ｓを長手方向とする短冊状の画像である。合成画像生成部２２は、被検体Ｍの写り込んでいる位置の異なる複数の短冊画像Ｔを鉛直方向ｖにつなぎ合わせて単一の合成画像Ｐ０とするものである。つなぎ合わされた合成画像Ｐ０は表示部２６に表示される。画像生成部２１は、本発明の画像生成手段に相当し、合成画像生成部２２は、本発明の合成画像生成手段に相当する。

操作卓２７は、術者の各指示を入力させる目的で設けられており、記憶部２４は、Ｘ線管３の制御情報、Ｘ線管３の位置情報、コリメータ３ａの開度、ＦＰＤ４の鉛直方向ｖの位置情報、および支柱７の水平方向ｓの位置情報などのＸ線撮影に用いられる各種パラメータの一切を記憶する。なお、Ｘ線撮影装置１は、図１に示すように、各部６，１２，１４，１６，１８，２０，２１，２２，２４を統括的に制御する主制御部４１を備えている。この主制御部４１は、ＣＰＵによって構成され、種々のプログラムを実行することにより、各部を実現している。また、上述の各部は、それらを担当する演算装置に分割されて実行されてもよい。

＜Ｘ線撮影装置の動作＞
次に、Ｘ線撮影装置１の動作について説明する。この動作説明は、鉛直方向ｖが短手方向となっている細長状の短冊画像Ｔを複数枚取得し、これらを鉛直方向ｖにつなぎ合わせて単一の合成画像Ｐ０を生成する方式を説明している。すなわち、図５に示すように、Ｘ線撮影装置の撮影動作により、被検体Ｍの領域ｒ１〜ｒｎの各々をｎ回に亘って撮影することで、ｎ枚の短冊画像Ｔ１〜Ｔｎを取得し、これらを鉛直方向ｖにつなぎ合わせることで診断に用いる合成画像Ｐ０が取得される。このように取得された合成画像Ｐ０は、散乱線成分が写り込んでおらず診断に好適となっている。

従って、実際のＸ線撮影装置１の動作は、検査の関心領域に属する被検体Ｍを鉛直方向ｖにｎ分割したときの各領域ｒ１〜ｒｎのうち、まず、最も鉛直方向ｖに上方に位置する領域ｒ１の撮影をして短冊画像Ｔ１を撮影し、それから順に短冊画像Ｔの撮影位置を下方に移動させていき、最後に最も鉛直方向ｖに下方に位置する領域ｒｎを撮影することになる。

Ｘ線撮影装置１のより具体的な動作について説明する。実施例１のＸ線撮影装置を用いて被検体Ｍの撮影を行うには、図６に示すように、まず、被検体Ｍが装置の撮影視野に配置され（被検体載置ステップＳ１），撮影開始の指示が行われる（撮影開始ステップＳ２）。そして、Ｘ線管３およびＦＰＤ４の移動が開始され、短冊画像Ｔの撮影が開始され（撮影開始ステップＳ３），ＦＰＤ４が出力する検出信号から短冊画像Ｔが生成される（短冊画像生成ステップＳ４）。最後に、短冊画像Ｔを基に合成画像Ｐ０が生成される（合成画像生成ステップＳ５）。以降、これらの各ステップについて順を追って説明する。

＜被検体載置ステップＳ１，撮影開始ステップＳ２＞
撮影に先立って、被検体ＭがＸ線管３とＦＰＤ４とに挟まれる位置に起立される。これにより、Ｘ線撮影装置１に被検体Ｍが載置されたことになる。そして、術者が操作卓２７を通じて撮影開始の指示をＸ線撮影装置１に与えると、Ｘ線管３とＦＰＤ４は、それぞれの移動を制御する制御部１２，１６の制御に従って、鉛直方向ｖに移動する。そして、Ｘ線管３とＦＰＤ４は、図５に示した被検体Ｍの領域ｒ１を挟む位置に移動する（図７の左上参照）。

コリメータ移動制御部１４は、鉛直方向ｖよりも鉛直方向ｖに直交する水平方向ｓに広がるようなファン状のＸ線ビームとなるようにコリメータ３ａのリーフ３ｂを移動させる。この状態でＸ線ビームを照射すると、Ｘ線ビームは、コリメートされ、ＦＰＤ４の検出面４ａの一部である短冊領域の１つに入射することになる。Ｘ線管３は、コリメートされたＸ線ビームが被検体Ｍの領域ｒ１に入射する位置に移動される。

術者が操作卓２７を通じてＸ線照射の許可を与えると、Ｘ線管３からＸ線が照射される。このときのＸ線ビームはコリメータ３ａによってコリメートされ、被検体Ｍにおける鉛直方向ｖと直交する水平方向ｓに細長状の領域ｒ１（図５参照）に入射する。

領域ｒ１の撮影時におけるＦＰＤ４の位置について説明する。このときのＦＰＤ４は、図７の上段左側の図が示すように、ＦＤＰ４の鉛直方向ｖにおける上端でＸ線ビームを入射させる場所に位置している。ここで、ＦＰＤ４に入射するＸ線ビームの鉛直方向ｖの幅でＦＰＤ４を鉛直方向ｖに分割することにより、ＦＰＤ４を鉛直方向ｖと直交する水平方向ｓに細長状の短冊領域Ａ〜Ｆを考えたとする（図３参照）。そして、説明の便宜上、ＦＰＤ４は、６つの短冊領域に分割できるとする。すると、領域ｒ１撮影時のＦＰＤ４の位置は、図７の上段左側が示すように、Ｘ線ビームがＦＰＤ４の鉛直方向ｖの上端に位置する短冊領域Ａに入射するような位置となっている。

ＦＰＤ４は、短冊領域ＡでＸ線を検出し、検出信号を画像生成部２１に出力する。検出信号出力直後における短冊領域Ａに注目すると、この領域におけるアモルファスセレン層３１には読み出し残した電荷が残存しており、短冊領域Ａを直ちに次回の撮影に用いることができない。しかし、ＦＰＤ４における他の短冊領域Ｂ〜Ｆでは、未だＸ線ビームが入射していないので、キャリアが残存することがなく、直ちに次回の撮影に用いることができる。そこで、次回の撮影では短冊領域Ｃを用いる。

被検体Ｍの領域ｒ１の撮影のあと、Ｘ線管３およびＦＰＤ４は再び移動し、Ｘ線撮影装置１は、今度は、領域ｒ１から見て下方から隣接する領域である領域ｒ２の撮影を行う。このときＸ線管３は、コリメートされたＸ線ビームが被検体Ｍの領域ｒ２に入射する位置に移動される。

領域ｒ２の撮影時におけるＦＰＤ４の位置について説明する。このときのＦＰＤ４は、図７の上段中央が示すように、Ｘ線ビームが短冊領域Ａから２つ隣の短冊領域Ｃに入射する様な位置まで移動される。ＦＰＤ４は、短冊領域ＣでＸ線を検出し、検出信号を画像生成部２１に出力する。検出信号出力直後における短冊領域Ｃのアモルファスセレン層３１にはキャリアが残存しており、これを直ちに次回の撮影に用いることができない。この様に、ＦＰＤ４は、Ｘ線管３に対して、領域ｒ１に関する短冊画像Ｔ１の撮影でＦＰＤ４における放射線が入射した領域と、次回の短冊画像Ｔ２の撮影でＦＰＤ４におけるＸ線が入射する領域とがオーバーラップしないようにＸ線管３に対してＦＰＤ４をＸ線管の移動方向（垂直方向）に移動される。より具体的には、ＦＰＤ４は、短冊画像Ｔの撮影の度に異なる短冊領域に放射線が入射するようにＸ線管３に対し移動される。短冊画像Ｔは１秒間に３０フレーム程度の速さで連写される。

以降、同様に被検体Ｍの領域ｒ３，ｒ４，ｒ５，ｒ６の撮影が行われる。これらの撮影が行われる度にＸ線管３およびＦＰＤ４は移動していく。Ｘ線管３は、撮影を行う被検体Ｍの領域にコリメートされたＸ線ビームが入射する位置まで移動される。

ＦＰＤ４の移動について説明する。被検体Ｍの領域ｒ３を撮影するときには、ＦＰＤ４を領域ｒ２の撮影に用いた短冊領域Ｃから２つ隣で、しかも、領域ｒ１の撮影に既に用いられた短冊領域Ａでない方の短冊領域ＥにＸ線ビームが入射する位置まで移動させる（図７の上段右側参照）。

次に、被検体Ｍの領域ｒ４を撮影するときは、ＦＰＤ４を領域ｒ３の撮影に用いた短冊領域Ｅから１つ隣の隣接している短冊領域ＦにＸ線ビームが入射する位置まで移動させる（図７の下段左側参照）。そして、被検体Ｍの領域ｒ５を撮影するときは、ＦＰＤ４を領域ｒ４の撮影に用いた短冊領域Ｆから２つ隣の短冊領域ＤにＸ線ビームが入射する位置まで移動させる（図７の下段中央参照）。

そして、被検体Ｍの領域ｒ６を撮影するときには、ＦＰＤ４を領域ｒ５の撮影に用いた短冊領域Ｄから２つ隣で、しかも、領域ｒ４の撮影に既に用いられた短冊領域Ｆでない方の短冊領域ＢにＸ線ビームが入射する位置まで移動させる（図７の下段右側参照）。

このように、被検体Ｍの領域ｒ１の撮影にはＦＰＤ４の短冊領域Ａが用いられ、以降、領域ｒ２，領域ｒ３，領域ｒ４，領域ｒ５，領域ｒ６の撮影には短冊領域Ｃ，短冊領域Ｅ，短冊領域Ｆ，短冊領域Ｄ，短冊領域Ｂのそれぞれが用いられる。この様にすると、撮影を行う短冊領域が被検体Ｍの領域毎に異なるので、被検体Ｍの各領域を撮影する際に常に未使用の短冊領域が用いられる。未使用の短冊領域を常に使用しながら撮影を行うので、アモルファスセレン層３１に電荷が確実に残存していない状態で撮影が行える。

ＦＰＤ４が有する全ての短冊画像が使用された後は、初回の撮影に用いた短冊領域Ａを用いて撮影が行われる。すなわち、短冊領域Ｂを用いた撮影の後、ＦＰＤ４は、短冊領域Ｂに隣接するとともに初回の撮影に用いられた短冊領域ＡにＸ線ビームが入射する位置まで移動される（図８参照）。短冊領域Ａは、前回の撮影から５回の撮影分の時間だけ経過した状態で再び撮影に用いられる。再撮影までにこれだけの時間があれば、短冊領域Ａにおけるアモルファスセレン層３１には前回撮影に生じた電荷はもはや残存していない。従って、被検体Ｍの領域ｒ７の撮影においては、アモルファスセレン層３１に残存するキャリアの影響を受けることがない。以降の被検体Ｍの領域の撮影については、上述と同様にＣ，Ｅ，Ｆ，Ｄ，Ｂの順に短冊領域が用いられる。それぞれの撮影は、前回の撮影から５回の撮影分の時間だけ経過した短冊領域が撮影に用いられることになり、残存した電荷の影響を受けない。

次に、短冊領域Ａを用いた撮影の後、次の撮影で短冊領域Ｂを用いずに、短冊領域Ｃを用いた理由について説明する。このように短冊領域を１つずつ飛ばしながら撮影すると、ＦＰＤ４を大幅に移動させる過程を省略することができる。図９は、Ｘ線管３から見たＦＰＤ４の相対位置を示している。図９の左側は、図７の上段左側に相当し、Ｘ線管３は、ＦＰＤ４の上端にある。そして、撮影が進行していくと、図９の左側の矢印が示すようにＦＰＤ４はＸ線管３から見て鉛直上向きに移動していく。そして、Ｘ線管３は、ＦＰＤ４の下端まで到達する。この状態が図９の右側である。更に撮影が進行していくと、図９の右側の矢印が示すようにＦＰＤ４はＸ線管３から見て今度は鉛直下向きに移動していく。つまり、撮影が進行していく度にＦＰＤ４は、Ｘ線管３に対して往復移動するようになっている。

ＦＰＤ４が往復移動する際に、往路において、撮影に用いられる短冊領域はＡ，Ｃ，Ｅであり、復路において、撮影に用いられる短冊領域はＢ，Ｄ，Ｆである（図９参照）。すなわち、短冊領域は、Ｘ線管３に対するＦＰＤ４の移動が往路にあるときに用いられるものと、Ｘ線管３に対するＦＰＤ４の移動が復路にあるときに用いられるものとに区別されている。そして、より具体的には、ＦＰＤ４が有する短冊領域は、往路用と復路用とが交互に配列するような構成となっている。これにより、ＦＰＤ４をＸ線管３に対し短冊領域の２つ分の幅だけ移動させるだけで上述の構成が実現できる。

仮に、短冊領域Ａ〜Ｆを配列の順に用いていくと、下端側の短冊領域Ｆについての撮影の終了後、次に使用するべき短冊領域はＡである。短冊領域Ａが初回の撮影に用いられたものであり、アモルファスセレン層３１に残存する電荷が十分に消滅した状態にあるからである。

ＦＰＤ４の一端側にある短冊領域Ｆを撮影した後、ＦＰＤ４の他端側にある短冊領域Ａを用いようとすると、図１０に示すように、Ｘ線管３に対しＦＰＤ４を下端側から上端側までの長い距離（短冊領域を４つ飛ばしにする距離）を一度に移動させなければならない。したがって、短冊領域Ｆを用いた撮影の後、直ちに短冊領域Ａを用いて撮影することができなくなり、被検体Ｍにおける領域の撮影の連写スピードが抑制されてしまう。すると、被検体Ｍの体動の影響が合成画像Ｐ０に現れやすくなってしまう。実施例１の構成によれば、Ｘ線管３に対しＦＰＤ４を大幅に移動させる必要がないのでこの様な問題は発生しない。

＜短冊画像生成ステップＳ４＞
ＦＰＤ４が出力した検出信号は、画像生成部２１に送出される。画像生成部２１は、被検体Ｍの一部が写り込んだ被検体Ｍの体側方向に細長状の短冊画像Ｔを生成する。初回の撮影で取得される短冊画像Ｔ１は、被検体Ｍの領域ｒ１が写り込んでおり、次回の撮影で取得される短冊画像Ｔ２は、領域ｒ１に隣接する被検体Ｍの領域ｒ２が写り込んでいる。

画像生成部２１が生成した短冊画像Ｔ１は、合成画像生成部２２に送出される。合成画像生成部２２は、短冊画像Ｔを撮影された順に被検体Ｍの体軸方向に配列して結合し、合成画像Ｐ０を生成する。このように短冊画像Ｔ１を短手方向につなぎ合わせることで、被検体Ｍの後半の領域が写り込んでいる合成画像Ｐ０が取得される（図５参照）。この合成画像Ｐ０が表示部２６に表示されて検査は終了となる。

以上のように、実施例１の構成によれば、Ｘ線管３の移動方向（鉛直方向ｖ）に直交する水平方向ｓに伸びた短冊画像ＴをＸ線管３の移動方向につなげ合わせて単一の合成画像Ｐ０を生成する合成画像生成部２１を備えている。これにより、被検体Ｍで生じた散乱線成分が除外され視認性に優れた被検体Ｍの透視像を取得することができる。そして、実施例１の構成によれば、短冊画像Ｔの連写スピードが速くできるように工夫されている。すなわち、短冊画像Ｔの撮影でＦＰＤ４におけるＸ線が入射した領域と、次回の短冊画像Ｔの撮影でＦＰＤ４におけるＸ線が入射する領域とがオーバーラップしないようにＸ線管３に対してＦＰＤ４が移動されながら撮影が行われるのである。ＦＰＤ４に一度Ｘ線が照射されると、その照射された部分を用いて直ちに撮影をすることができない。そこで、実施例１の構成によれば、Ｘ線管３に対してＦＰＤ４が移動されながら次々と撮影が行われる。これにより、ＦＰＤ４における撮影に未使用の部分を用いながら短冊画像Ｔの撮影をすることになるので、撮影間の時間を短縮し、被検体Ｍが体動する前に撮影を終了することができる。したがって、合成画像Ｐ０を生成する際に、各短冊画像Ｔに写り込んだ被検体像は互いにずれることなくつなぎ合わせられるので、視認性に優れた透視像が取得できる。

また、上述の構成は、複数の短冊画像Ｔをつなぎ合わせて合成画像Ｐ０が生成される。この短冊画像Ｔは、ＦＰＤ４の短冊領域のいずれか１つを用いて撮影されたものである。この様にすることで、各短冊画像Ｔを撮影するときに使用されるＦＰＤ４の部分が確実にオーバーラップしない様にすることができる。

そして、上述の構成によれば、連写スピードをより速くすることができる。ＦＰＤ４の１端側に位置する短冊領域で撮影を行ったあと、ＦＰＤ４をＸ線管３に対し先程とは逆方向の他端側に移動させることにより短冊画像Ｔの撮影を続行するようにすれば、ＦＰＤ４の１端側に位置する短冊領域が撮影可能となるまで待機するまでもなく、撮影を続行することができる。

上述の構成は、短冊画像Ｔの取得時にＸ線管３に対しＦＰＤ４が往復移動する際に、ＦＰＤ４の一端側から他端側に向かうとき（ＦＰＤ４の移動が往路にあるとき），往路用の短冊領域を用いて短冊画像Ｔの撮影をする。同様に、上述の構成は、ＦＰＤ４の他端側から１端側に向かうとき（ＦＰＤ４の移動が復路にあるとき），復路用の短冊領域を用いて短冊画像Ｔの撮影をする。仮に、往路と復路で同一の短冊領域を撮影に用いたとすると、この短冊領域は、ＦＰＤ４がＸ線管３に対して往復する際に２回撮影に用いられることになる。すると、撮影の間の時間が短すぎる場合が発生し、短冊領域が使用可能となるまでの待ち時間が発生する。上述の構成では、ＦＰＤ４がＸ線管３に対して往復する際に短冊領域は１回しか撮影に使用されないので、待ち時間を設定することなく短冊画像Ｔの撮影を続行することができる。

上述の構成のように、往路用の短冊領域と復路用の短冊領域とがＦＰＤ４に交互に配列するようにすれば、ＦＰＤ４をＸ線管３に対して短冊領域を１つ飛ばしに移動させるだけで本発明の効果が実現できる。Ｘ線管３に対するＦＰＤ４の相対移動距離が短いので、短冊画像Ｔの連写スピードをより速くすることができる。

また、全ての短冊領域が短冊画像Ｔの撮影に使用され場合において、撮影から最も時間が経過した最も先の撮影に用いられた短冊領域を撮影に使用するようにすれば、その短冊領域を用いた前の撮影から次の撮影までの時間が十分に長いものとなるので、待ち時間を設けるまでもなく、即座に短冊画像Ｔの撮影行える。

また、Ｘ線を電荷に変換するアモルファスセレン層３１は、発生した電荷が完全に消滅するのに時間がかかるという性質がある。本発明の構成は、この様なアモルファスセレン層３１を備えたＦＰＤ４を有する構成に好適である。

本発明は、上述の構成に限られず、下記のように変形実施することが可能である。

（１）上述した実施例は、医用の装置であったが、本発明は、工業用や、原子力用の装置に適用することもできる。

（２）上述した実施例のいうＸ線は、本発明における放射線の一例である。したがって、本発明は、Ｘ線以外の放射線にも適応できる。

（３）上述した実施例は、立位撮影用の装置となっていたが、これを被検体を載置する天板を有する仰臥位撮影用の装置としてもよい。

（４）上述した実施例では、最初の短冊画像Ｔの撮影は短冊領域Ａを用いて行われたが、本発明はこれに限らず、他の短冊領域から最初の短冊画像Ｔの撮影を行う用にしてもよい。

Ｔ 短冊画像
３ Ｘ線管（放射線源）
４ ＦＰＤ（検出手段）
１１ Ｘ線管移動機構（放射線源移動手段）
１２ Ｘ線管移動制御部（放射線源移動制御手段）
１５ ＦＰＤ移動機構（検出器移動手段）
１６ ＦＰＤ移動制御部（検出器移動制御手段）
２１ 画像生成部（画像生成手段）
２２ 合成画像生成部（合成画像生成手段）
３１ アモルファスセレン層（変換層）

Claims (8)

1. 放射線を照射する放射線源と、
   前記放射線源を移動させる放射線源移動手段と、
   前記放射線源移動手段を制御する放射線源移動制御手段と、
   照射された放射線を検出して検出信号を出力する検出手段と、
   前記検出手段を移動させる検出器移動手段と、
   前記検出器移動手段を制御する検出器移動制御手段と、
   前記放射線源を被検体に対して移動させながら検出手段の一部に放射線を入射させて次々と撮影を行うことにより前記放射線源の移動方向に直交する方向に伸びた短冊画像を検出信号から生成する画像生成手段と、
   前記画像生成手段が出力する前記短冊画像を前記放射線源の移動方向につなげ合わせて単一の合成画像を生成する合成画像生成手段とを備え、
   前記検出器移動手段は、前記短冊画像の撮影で前記検出手段における放射線が入射した領域と、次回の前記短冊画像の撮影で前記検出手段における放射線が入射する領域とがオーバーラップしないように前記放射線源に対して前記検出手段を前記放射線源の移動方向に移動させながら撮影を行わせることを特徴とする放射線撮影装置。
2. 請求項１に記載の放射線撮影装置において、
   前記短冊画像の撮影時において前記検出手段に放射線が入射する領域は、前記放射線源の移動方向に直交する方向に伸びた短冊領域であり、前記短冊領域は、前記検出手段において前記放射線源の移動方向に配列しており、
   前記検出器移動制御手段は、前記短冊画像の撮影の度に異なる短冊領域に放射線が入射するように前記放射線源に対して前記検出手段を移動させることを特徴とする放射線撮影装置。
3. 請求項２に記載の放射線撮影装置において、
   前記検出器移動制御手段は、前記短冊画像の撮影の際に、前記放射線源に対して前記検出手段を往復移動させることを特徴とする放射線撮影装置。
4. 請求項３に記載の放射線撮影装置において、
   前記短冊領域は、前記放射線源に対する前記検出手段の移動が往路にあるときに用いられるものと、前記放射線源に対する前記検出手段の移動が復路にあるときに用いられるものとに区別されていることを特徴とする放射線撮影装置。
5. 請求項４に記載の放射線撮影装置において、
   往路用の短冊領域と復路用の短冊領域とが前記検出手段に交互に配列していることを特徴とする放射線撮影装置。
6. 請求項２ないし請求項５のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
   前記検出器移動制御手段は、前記短冊画像の撮影の際に、撮影に未使用の短冊領域が撮影に使用されるように前記検出手段を移動させていき、全ての短冊領域を使用すると、最も先に撮影に用いられた短冊領域が撮影に使用されるように前記検出手段を移動させることを特徴とする放射線撮影装置。
7. 請求項２ないし請求項６のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
   前記放射線源から放射される放射線ビームを前記検出手段の短冊領域の全面に照射されるようにコリメートするコリメータを備えることを特徴とする放射線撮影装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
   前記検出手段は、放射線を電荷に変換する変換層を備えることを特徴とする放射線撮影装置。

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