JPH09185140A

JPH09185140A - Ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JPH09185140A
Application number: JP7352708A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ogura; 隆小倉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-12-29
Filing date: 1995-12-29
Publication date: 1997-07-15

Abstract

(57)【要約】【目的】Ｘ線源とＸ線撮像手段の相対位置を算出す
る。【構成】Ｘ線を発生させるＸ線管１１の前部にはＸ線
管１１で発生したＸ線の照射範囲を調節するコリメータ
１２が設けられ、更にその前方にはＸ線像を可視光像に
変換するシンチレータ１３、シンチレータ１３から発せ
られた可視光像を検出して画像信号として出力する二次
元状に配置した多数の固体光検出素子から成るＸ線検出
器１４が配置されている。Ｘ線撮像部１５の入射Ｘ線面
にＸ線を遮断する複数個の目印を配置し、これらの目印
にＸ線を照射し、Ｘ線検出器１４が検出した目印像の位
置から、Ｘ線検出器１４に対するＸ線管１１の相対位置
を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線撮像手段によ
るＸ線画像を用いる位置検出方法及びこの方法を用いた
Ｘ線撮影装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線撮影装置はＸ線を発生させるＸ線源
と、Ｘ線を照射した被写体のＸ線画像を検出するＸ線撮
影部に大きく分けることができる。このＸ線撮影部には
フィルム又はＸ線検出器が含まれ、Ｘ線源がこれらの中
心軸上に位置しないとグリッドカットオフや照度むら等
の問題を生ずる。そのため、撮影前にＸ線源とＸ線撮影
部を正確に位置合わせする必要がある。スクリーンとフ
ィルムを用いる撮影装置では、この位置合わせを撮影、
現像、観察、位置調整を繰り返して行っている。

【０００３】このような煩雑な位置合わせを簡単に行う
装置及び方法として、本出願人が提案したＸ線撮影装置
及びその位置合わせ方法がある。これは、Ｘ線自動露出
制御装置のＸ線検出器を用いて、グリッドとＸ線源との
最適な位置合わせを自動的に行う方法である。

【０００４】また、本出願人が提案したＸ線源とＸ線撮
影部の位置関係算出方法及びＸ線撮影装置では、二次元
状に配された多数の固体光検出素子から成るＸ線検出器
のＸ線画像情報を利用して最適な位置合わせを自動的に
行っている。

【０００５】図７はこの装置の概略図を示し、Ｘ線制御
部１により制御されＸ線管２から発生したＸ線の照射範
囲をコリメータ３により調節し被写体Ｓに照射する。被
写体Ｓで散乱した散乱Ｘ線はグリッド４で除去され、グ
リッド４を透過したＸ線画像はＸ線検出器５で撮像され
る。グリッド４とＸ線検出器５は１つの暗箱内に納めら
れＸ線撮像部６とされている。Ｘ線検出器５で得られた
画像信号は信号処理手段７でデジタル画像信号に変換さ
れ、更に中央制御部８で変換されたデジタル画像信号を
処理解析し、Ｘ線管２とＸ線撮像部６の位置関係を求め
る。求められたＸ線源とＸ線撮像部６の位置関係は表示
手段９に表示され、予め設定した位置関係と異なる場合
に警告手段１０により警告を発する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この装置では、グリッ
ド４を透過した画像の或る範囲同士を比較して、Ｘ線源
とＸ線撮像部６の位置関係を求めているが、これらの撮
影装置で使用しているグリッド４は散乱Ｘ線を除去する
ために利用し、Ｘ線画像のコントラストと鮮鋭度を向上
するために役立っている。

【０００７】一方、デジタル撮影装置では散乱Ｘ線除去
にグリッドを用いず、公知のグレーデル法を利用するも
のも考案されている。このとは、被写体とＸ線検出器間
の距離を２０〜２５ｃｍとし、Ｘ線検出器に入射する散
乱Ｘ線の量を減少させる方法である。Urich Neitzel は
（"Grids or air gaps for scatter reduction in digi
tal radiography:Ａ model calculation" Medical Phys
ics,Vol.19,475-481）において、デジタル系の胸部撮影
装置では、Ｘ線源とＸ線検出器間の距離を２００ｃｍ、
被写体とＸ線検出器間の距離を２０ｃｍにすると、十分
な性能が得られると報告している。

【０００８】本発明の目的は、目印を用いてＸ線撮像手
段による検出結果からＸ線源とＸ線撮像手段との相対位
置関係を求める位置検出方法を提供することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、Ｘ線源とＸ線撮像手
段とを最適な位置に合わせ得るＸ線撮影装置を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第１発明に係る位置検出方法は、前記Ｘ線撮像手段の
Ｘ線入射側に配置した目印手段のＸ線像位置の前記Ｘ線
撮像手段による検出結果を基にＸ線源と前記Ｘ線撮像手
段との相対位置関係を検出することを特徴とする。

【００１１】第２発明に係るＸ線撮影装置は、Ｘ線を被
写体に照射して被写体を透過したＸ線を検出し、被写体
のＸ線像を得るＸ線撮影装置において、Ｘ線源と、被写
体を透過したＸ線像の画像信号を得るＸ線撮像手段と、
前記画像信号を基に画像を生成する手段と、前記Ｘ線撮
像手段のＸ線入射側に配置した少なくとも１つの目印
と、Ｘ線を前記目印に照射し前記Ｘ線撮像手段が検出し
た前記目印のＸ線像の位置から、前記Ｘ線撮像手段に対
する前記Ｘ線源の相対位置を算出する算出手段とを有す
ることを特徴とする。

【００１２】第３発明に係るＸ線撮影装置は、Ｘ線を被
写体に照射し被写体を透過したＸ線を検出し、被写体の
Ｘ線像を得るＸ線撮影装置において、Ｘ線源と、被写体
を透過したＸ線像の画像信号を得るＸ線撮像手段と、前
記画像信号を基に画像を生成する手段と、前記Ｘ線撮像
手段のＸ線入射側に配置した少なくとも１つの目印と、
Ｘ線を前記目印に照射しＸ線検出器が検出した前記目印
のＸ線像の位置から、前記Ｘ線撮像手段に対する前記Ｘ
線源の相対位置を算出する算出手段と、前記Ｘ線撮像手
段に対する前記Ｘ線源の相対位置に基づいて、前記Ｘ線
源を駆動手段により移動させて前記Ｘ線源とＸ線撮像手
段の位置関係を所定の位置関係に設定する設定手段とを
有することを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明を図１〜図６に図示の実施
例に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の第１の実
施例のＸ線撮影装置であり、Ｘ線を発生させるＸ線管１
１の前部にはＸ線管１１で発生したＸ線の照射範囲を調
節するコリメータ１２が設けられ、更にその前方にはＸ
線像を可視光像に変換するＧｄ₂ Ｏ₂ Ｓ、ＣｓＩ等から
成るシンチレータ１３、シンチレータ１３から発せられ
た可視光像を検出して画像信号として出力する二次元状
に配置した多数の固体光検出素子から成るＸ線検出器１
４が配置され、Ｘ線検出器１４とシンチレータ１３は１
つの暗箱内に納められ、Ｘ線撮像部１５とされている。
なお、Ｘ線検出器１４は必ずしもシンチレータを用いる
構成に限るものではなく、ＣｄＴｅ等の半導体Ｘ線検出
器等から成るＸ線を直接電気信号に変換するものであっ
てもよい。そして、Ｘ線撮像部１５の前に被写体Ｓが位
置する。

【００１４】Ｘ線検出器１４で得られた画像信号は、デ
ジタル画像信号に変換する信号処理手段１６に接続さ
れ、信号処理手段１６の出力は中央制御部１７に接続さ
れている。中央制御部１７には撮影条件を設定する撮影
条件設定手段１８が接続され、更に中央制御部１７には
表示手段１９、Ｘ線管１１を制御するＸ線制御手段２０
が接続されている。

【００１５】通常の被写体ＳのＸ線撮影時には、撮影条
件設定手段１８により設定された撮影条件が中央制御部
１８に取り込まれ、Ｘ線制御手段２０を介してＸ線管１
１からＸ線を発生させる。発生したＸ線はコリメータ１
２を経て被写体Ｓを照射する。そして、シンチレータ１
３は被写体ＳのＸ線像を可視化し、この可視光像をＸ線
検出器１４で検出し信号処理手段１６に送信する。信号
処理手段１６で撮影画像をデジタル画像信号に変換し、
中央制御部１８を介して表示手段１９に表示する。

【００１６】本実施例においては、この撮影に先立ち目
印を用いて、Ｘ線管１１とＸ線撮像部１５の位置関係を
調整する。即ち、図２に示すように、Ｘ線撮像部１５の
入射Ｘ線面１５ａにＸ線を遮断する複数個の目印Ｍを配
置し、これらの目印ＭにＸ線を照射し、図３に示すよう
にＸ線検出器１４が検出した目印像Ｍ’の位置から、Ｘ
線撮像部１５に対するＸ線管１１の相対位置を算出す
る。

【００１７】この目印Ｍは、例えば図４(a) 、(b) に示
すような複数本の線、又は図５(a)、(b) に示すような
１つ又は複数の円等の形態とされ、Ｘ線を通し難いアル
ミニウム又は鉛から成り、例えばＸ線撮像部１５の入射
Ｘ線面１５ａ、患者への胸当て部、フィルム上等に配置
されている。

【００１８】図３において、目印Ma、Mbの座標をそれぞ
れ（Xa，Ya，Za）、（Xb，Yb，Zb）とし、Ｘ線検出器１
４が検出した目印Ma、MbのＸ線像Ma’、Mb’の座標をそ
れぞれ（Xa' , Ya' , Za')、（Xb' , Yb' , Zb')とする
と、MaとMa’を結ぶ直線ＡＡ’と、MbとMb’を結ぶ直線
ＢＢ’の式は、それぞれ(1) 式、(2) 式となる。（Ｘ−Xa）／（Xa'-Xa）＝（Ｙ−Ya）／（Ya'-Ya）＝（Ｚ−Za）／（Za'-Za） …(1) （Ｘ−Xb）／（Xb'-Xb）＝（Ｙ−Yb）／（Yb'-Yb）＝（Ｚ−Zb）／（Zb'-Zb） …(2)

【００１９】(1) 式、(2) 式の右辺をそれぞれｓ、ｔと
し、直線ＡＡ’と直線ＢＢ’の交点であるＸ線管１１の
中心座標をＯ（Xo，Yo，Zo）とすると、次の(3) 〜(5)
式となる。 Xo＝（Xa'-Xa)s＋Xa＝（Xb'-Xb)t＋Xb …(3) Yo＝（Ya'-Ya)s＋Ya＝（Yb'-Yb)t＋Yb …(4) Zo＝（Za'-Za)s＋Za＝（Zb'-Zb)t＋Zb …(5)

【００２０】(3) 式、(4) 式において、ｓ、ｔについて
解くと、次の(6) 式、(7) 式となる。ｓ＝{(Xb'-Xb）Ya−（Xb'-Xb）Yb−Xa（Yb'-Yb）＋Ya（Yb'-Yb)} ／−{(Xb'-Xb)(Ya'-Ya）＋（Xa'-Xa)(Yb'-Yb)} …(6) ｔ＝{-（Xa'-Xa）Ya＋Xa（Ya'-Ya）−Xb（Ya'-Ya）＋（Xa'-Xa）Yb} ／{(Xb'-Xb)(Ya'-Ya）−（Xa'-Xa)(Yb'-Yb)} …(7)

【００２１】(6) 式、(7) 式をそれぞれ(3) 式、(4)
式、(5) 式に代入して、以下のようにＸ線管１１の中心
座標Ｏ（Xo, Yo, Zo) を算出することができる。 Xo＝{-（Xb'-Xb)(Ya'-Ya）Yb＋（Xa'-Xa）Ya（Yb'-Yb） −Xa（Ya'-Ya)(Yb'-Yb）Xb（Ya'-Ya)(Yb'-Yb)} ／{-（Xb'-Xb)(Ya'-Ya）＋（Xa'-Xa)(Yb'-Yb)} …(8) Yo＝{(Xa'-Xa)(Xb'-Xb）Ya−Xa（Xb'-Xb)(Ya'-Ya） −（Xa'-Xa)(Xb'-Xb）Yb＋（Xa'-Xa）Xb（Yb'-Yb)} ／{-（Xb'-Xb)(Ya'-Ya）＋（Xa'-Xa)(Yb'-Yb)} …(9) Zo＝Za＋{(Xb'-Xb）Ya−（Xb'-Xb）Yb−Xa（Yb'-Yb）＋Xb（Yb'-Yb)(Za'-Za)} ／{-（Xb'-Xb)(Ya'-Ya）＋（Xa'-Xa)(Yb'-Yb)} …(10)

【００２２】図６はＸ線撮像部６とＸ線源を自動的に合
わせる機能を付加した第２の実施例のＸ線撮影装置であ
り、Ｘ線管１１とコリメータ１２から成るＸ線源をＸ線
検出器１４に対してＸ軸方向（水平方向）、Ｚ軸方向
（前後方向）にそれぞれ移動させる送りねじ２１ｘ、２
１ｚが設けられており、これらの送りねじ２１ｘ、２１
ｚはそれぞれＸ軸方向移動モータ２２ｘ、Ｚ軸方向移動
モータ２２ｚにより作動されるようになっている。更
に、これらの移動モータ２２ｘ、２２ｚはそれぞれ中央
制御部１７の指令により作動するＸ軸モータ制御部２３
ｘ、Ｚ軸モータ制御部２３ｚにより駆動されるようにな
っている。Ｙ軸方向（高さ方向）の送りねじ、移動モー
タ制御部、移動モータも本装置は有している。

【００２３】Ｘ線撮像部６とＸ線管１１の自動位置合わ
せにおいては、先の実施例と同様の方法でＸ線管１１の
中心座標Ｏ（Xo、Yo、Zo) を算出する。この座標Ｏが撮
影条件設定手段１８で設定した撮影距離と異なる場合、
又はＸ線撮像部１５の中心軸上にない場合には、移動モ
ータ２２を駆動し、Ｘ線管１１を設定した撮影距離又は
Ｘ線撮像部１５の中心軸上に調節する。この調節後に被
写体ＳをＸ線管１１とＸ線撮像部１５の間に入れて撮影
を実行する。このように、Ｘ線源を調節して撮影した場
合に、照明むらのないＸ線画像を得ることができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように第１発明に係る位置
検出方法によれば、目印を用いてＸ線源とＸ線撮像手段
との相対位置関係を検出することができる。

【００２５】また、第２発明に係るＸ線撮影装置によれ
ば、目印を用いてＸ線撮像部に対するＸ線源の最適な相
対位置を自動に算出する。

【００２６】更に、第３発明に係るＸ線撮影装置によれ
ば、第１発明の効果に加えて、Ｘ線源とＸ線撮像部とを
最適な位置に合わせることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の構成図である。

【図２】目印の説明図である。

【図３】目印と目印像の説明図である。

【図４】十字状の目印の説明図である。

【図５】円形状の目印の説明図である。

【図６】第２の実施例の構成図である。

【図７】従来例の構成図である。

【符号の説明】

１１Ｘ線管１２コリメータ１３シンチレータ１４Ｘ線検出器１５Ｘ線撮像部１６信号処理手段１７中央制御部１８撮影条件設定手段１９表示手段２０Ｘ線制御手段２１送りねじ２２移動モータ２３モータ制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前記Ｘ線撮像手段のＸ線入射側に配置し
た目印手段のＸ線像位置の前記Ｘ線撮像手段による検出
結果を基にＸ線源と前記Ｘ線撮像手段との相対位置関係
を検出することを特徴とする位置検出方法。
【請求項２】Ｘ線を被写体に照射して被写体を透過し
たＸ線を検出し、被写体のＸ線像を得るＸ線撮影装置に
おいて、Ｘ線源と、被写体を透過したＸ線像の画像信号
を得るＸ線撮像手段と、前記画像信号を基に画像を生成
する手段と、前記Ｘ線撮像手段のＸ線入射側に配置した
少なくとも１つの目印と、Ｘ線を前記目印に照射し前記
Ｘ線撮像手段が検出した前記目印のＸ線像の位置から、
前記Ｘ線撮像手段に対する前記Ｘ線源の相対位置を算出
する算出手段とを有することを特徴とするＸ線撮影装
置。
【請求項３】前記Ｘ線撮像手段は二次元的に多数の固
体光検出素子を配列したＸ線検出器から成る請求項２に
記載のＸ線撮影装置。
【請求項４】前記Ｘ線検出器はシンチレータによりＸ
線像を可視光像に変換した画像信号に変換する請求項２
に記載のＸ線撮影装置。
【請求項５】前記Ｘ線撮影部に対するＸ線源の相対位
置を表示する表示手段を有する請求項２に記載のＸ線撮
影装置。
【請求項６】前記目印はアルミニウム又は鉛から成る
請求項２に記載のＸ線撮影装置。
【請求項７】前記目印は複数本の線から成る請求項２
に記載のＸ線撮影装置。
【請求項８】前記目印は複数の円から成る請求項２に
記載のＸ線撮影装置。
【請求項９】Ｘ線を被写体に照射し被写体を透過した
Ｘ線を検出し、被写体のＸ線像を得るＸ線撮影装置にお
いて、Ｘ線源と、被写体を透過したＸ線像の画像信号を
得るＸ線撮像手段と、前記画像信号を基に画像を生成す
る手段と、前記Ｘ線撮像手段のＸ線入射側に配置した少
なくとも１つの目印と、Ｘ線を前記目印に照射しＸ線検
出器が検出した前記目印のＸ線像の位置から、前記Ｘ線
撮像手段に対する前記Ｘ線源の相対位置を算出する算出
手段と、前記Ｘ線撮像手段に対する前記Ｘ線源の相対位
置に基づいて、前記Ｘ線源を駆動手段により移動させて
前記Ｘ線源とＸ線撮像手段の位置関係を所定の位置関係
に設定する設定手段とを有することを特徴とするＸ線撮
影装置。