JPH09215683A

JPH09215683A - 放射線撮影装置

Info

Publication number: JPH09215683A
Application number: JP8048013A
Authority: JP
Inventors: Hideki Nonaka; 秀樹野中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 1997-08-19

Abstract

(57)【要約】【目的】算出した放射線照射条件に従って最適な放射
線画像を得る。【構成】第１の放射線照射範囲規制手段１２によって
照射領域を規制された放射線発生手段１１からの放射線
は、微弱放射線コーンビームCBとして被検体Ｓに照射す
る。被検体Ｓを透過したコーンビームCBは被検体情報を
持って放射線像検出手段１５に到達する。このコーンビ
ームCBによる画像信号から、放射線照射条件制御手段１
６によって各撮影部において最適な放射線照射条件を算
出する。コーンビームCBによるプリ曝射の後に、放射線
照射条件によって第２の放射線照射範囲規制手段１３、
放射線変調手段１４を放射線照射経路に挿入する。放射
線ファンビームFBは第２の放射線照射範囲規制手段１
３、放射線変調手段１４により最適な撮影条件が得られ
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、医療診断用の放射
線撮影に好適な放射線撮影装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、医療診断を目的とするＸ線等
の放射線撮影である医療用放射線撮影において、スポッ
ト撮影には増感紙と放射線写真フィルムを組み合わせた
放射線写真法が用いられている。この方法によれば、被
検体を透過したＸ線等が増感紙に入射すると、増感紙に
含まれる蛍光体がこの放射線エネルギを吸収し蛍光を発
する。この発光が放射線写真フィルムを感光させ、放射
線写真フィルム上に放射線画像が形成され、このフィル
ムを現像、定着処理することによって放射線画像を可視
化することができる。

【０００３】最近では、放射線画像をデジタル的に取り
込む種々の手法が開発されている。例えば、放射線に感
度を持ち、検出した放射線をその強度に応じた電気信号
に変換し、出力する固体変換素子、或いは放射線のエネ
ルギを吸収し、それに応じた強度の蛍光を発する蛍光体
と可視光に感度を持ち、その強度に応じた電気信号を出
力する固体変換素子の組み合わせから成る放射線像検出
手段を用いて、放射線画像を電気信号に変換し、Ａ／Ｄ
変換によってデジタル的に取り込む手法等が知られてい
る。

【０００４】図１６はこの撮影法の概略図を示し、放射
線発生器１から照射された放射線は、放射線照射範囲を
制限する放射線照射野絞り２によって照射範囲を狭めら
れた後に、放射線コーンビームCBとして被検体Ｓに照射
される。放射線は被検体Ｓを透過する際に、吸収される
だけでなく散乱を生ずる。このため、被検体Ｓを透過し
放射線検出器３に到達する放射線は、被検体Ｓを直進し
て透過してきた本来の被検体情報を持つ透過放射線と混
合した状態となるので、このままでは得られる画像は鮮
鋭度の低いものとなる。

【０００５】これを防止するために、通常ではこのよう
な撮影法においては、放射線吸収率の高い物質と吸収率
の低い物質を平行格子状に貼り合わせたグリッド４を用
いて散乱線の影響を排除している。

【０００６】散乱線の影響を排除する方法は他にも種々
存在するが、その中の１つに放射線ファンビームによる
スリット走査撮影法がある。図１７はこの撮影法の概略
図を示し、放射線発生器１により照射された放射線コー
ンビームCBは、放射線コリメータ５によって一方向に広
がりを持つ放射線ファンビームFBに視準されて被検体Ｓ
に照射される。被検体Ｓを透過した放射線ファンビーム
FBは、放射線検出素子を直線上に配列した放射線検出器
６、所謂ラインセンサによって電気信号へと変換され
る。

【０００７】この電気信号はＡ／Ｄ変換されてデジタル
データとされた後に、画像メモリに記憶される。この放
射線ファンビームFBの照射を、撮影すべき範囲に渡って
走査することにより得られたデジタルデータを、順次に
画像メモリに記憶してゆくことで、画像メモリ上には１
枚の放射線画像がデジタルデータとして記憶される。こ
の画像メモリ上のデジタルデータは、画像処理装置、画
像出力装置等により可視化され、放射線画像を得ること
ができる。

【０００８】放射線ファンビームFBを走査する方法とし
ては、被検体Ｓが乗った台を平行移動させる方法、放射
線発生器１と放射線検出器６を両者の位置関係を保持し
たまま平行移動させる方法がある。この撮影法は放射線
ファンビームを用いるため、被検体Ｓで生ずる散乱線の
影響を減少することができ、グリッドを用いることなく
鮮鋭度の高い放射線画像を得ることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この図
１７に示す従来のスリット走査撮影装置は、放射線照射
条件の最適化も操作者の経験に頼っている部分が多く、
撮影ごとに被検体の体厚などを考慮しながら操作者が設
定入力するために、厳密にはその撮影部位に最適な条件
であるとは云い難い。

【００１０】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
放射線照射条件を常に撮影部位に最適な条件で撮影でき
る放射線撮影装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る放射線撮影装置は、放射線発生部からの
放射線を対象物に照射し、対象物を透過した放射線を放
射線検出部により検出し、対象物の放射線像を得る放射
線撮影装置において、撮影時に最適な放射線照射条件を
自動的に制御する制御部を有することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明を図１〜図１５に図示の実
施例に基づいて詳細に説明する。図１は第１の実施例を
示し、放射線発生手段１１の前方には第１の放射線照射
範囲規制手段１２、第２の放射線規制手段１３、放射線
変調手段１４、更には相当の距離をおいて放射線検出手
段１５が配置され、放射線検出手段１５の前面に被検体
Ｓが位置する。第１の放射線照射範囲規制手段１２は放
射線の照射が必要でない領域に照射が行われないように
照射範囲を規制するためのものであり、一般に照射絞り
と呼ばれている。この第２の放射線照射範囲規制手段１
３は放射線発生手段１１から照射された放射線を照射範
囲が規制された放射線に視準する作用を有している。

【００１３】また、放射線検出手段１５の出力は放射線
照射条件制御手段１６に接続され、制御手段１６の出力
は、第２の放射線規制手段１３、放射線変調手段１４及
び外部装置への出力インタフェイスやプリンタ等の画像
出力手段１７に接続されている。

【００１４】放射線変調手段１４は放射線の線質及び強
度を変化させる作用があり、図２に示すように、厚さが
変化する短冊上の複数個のアルミニウム、銅などの金属
から成る放射線吸収物質が平行格子状に配列されてい
る。そして、平行格子状に配列した放射線吸収物質の照
射経路への挿入量を図示しないアクチュエータで個々に
制御することにより、放射線が透過する部位の厚さを変
化させ、透過後の放射線強度を各部所毎に変化させて任
意の放射線強度分布を作り出す。

【００１５】放射線像検出手段１５はここでは放射線を
吸収し、そのエネルギに対応した可視光を発光するシン
チレータと、可視光を電気信号に変換する光電変換素子
を二次元配列状に配列した固体光検出器を組み合わせた
もの、或いは放射線を電気信号に変換する素子を二次元
配列状に配列した固体放射線検出器から構成されてい
る。

【００１６】図３は放射線検出手段１５の構造を示す概
略図である。変換素子１５ａで放射線或いは光強度に応
じた電荷が発生し、この電荷は素子内部の蓄積部に蓄積
される。続いて、最上列の各変換素子１５ａに備えられ
た転送部１５ｂに転送パルスＰが送られ、最上列の各変
換素子１５ａの転送部１５ｂであるＴＦＴ(thin-filmtr
ansistor)によるスイッチが入力される。このとき、変
換素子１５ａに蓄積された電荷は転送部１５ｂを通して
信号出力端子１５ｃに転送され、最上列１ライン分の電
気信号の読み出しが完了する。

【００１７】読み出された電気信号は、図示しない増幅
器、Ａ／Ｄ変換器等を通してデジタルデータに変換され
た後に画像メモリに記憶される。このようにして、最上
列から最下列へ順次に転送パルスＰを送ることにより、
放射線像検出手段１５の全面の画像信号の読み出しが行
われ、画像メモリ上には１枚の放射線画像がデジタルデ
ータとして記憶されることになる。

【００１８】図４は撮影処理のフローチャート図であ
り、以下に作用をこの図４に沿って説明する。通常では
撮影を行っていないときには、第２の放射線照射範囲規
制手段１３、放射線変調手段１４は点線で示すように放
射線照射経路から退避している。撮影前に操作者は従来
の放射線撮影装置と同様に、放射線発生手段１１に備え
られた電球による可視光を頼りに第１の放射線照射範囲
規制手段１２を調整し、被検体Ｓの撮影領域を設定す
る。

【００１９】操作者が図示しない放射線曝射スイッチを
押すと、先ずこの状態のまま微弱放射線が照射される。
微弱放射線は先に操作者によって設定された第１の放射
線照射範囲規制手段１２によって、照射領域を規制され
た微弱放射線コーンビームCBとして被検体Ｓに照射す
る。被検体Ｓを透過した微弱放射線コーンビームCBは、
被検体情報を持って放射線像検出手段１５に到達する。
このとき、透過放射線は放射線像検出手段１５の全面或
いは放射線照射範囲部分で検出され、被検体Ｓの情報は
一度の放射線照射で与えられる。

【００２０】このようして、放射線検出手段１５で得ら
れた微弱放射線コーンビームCBによる画像信号から、放
射線照射条件制御手段１６によって各撮影部において最
適な放射線照射条件を算出する。図５のフローチャート
図に示すように、画像メモリ上に記憶された画像データ
からヒストグラムを作成する。ヒストグラムは撮影部位
の違いによってその形状が変化するため、これを解析す
ることにより撮影部位を判別できる。放射線照射条件制
御手段１６には、ＲＯＭ等の記憶手段に撮影部位別の各
画素ごとの基本的な照射条件つまり部位別基本条件が予
め記憶されており、撮影部位によりこの部位別の基本条
件を選択する。

【００２１】ここで、撮影部位を胸部として説明する
と、胸部放射線画像のヒストグラムは図６(a) 、(b) に
示すような形状となり、右側のピークは被検体Ｓを透過
しなかった素抜け部のデータであり、主として画像を形
成する部分は左の山の部分である。また、(a) に示すよ
うに被検体Ｓの厚さが厚くなると、ヒストグラムは出力
データ値に負のオフセットが掛かった状態となる。この
ため、左側の山の部分のピークを算出し、これを最適な
位置とするように前述の部位別基本条件に補正を行う。

【００２２】この補正は例えば次のようにして実行され
る。例えば、図７に示すように肺野部等の部位では放射
線透過が大きいため、放射線検出手段１５の出力レベル
は大きくなるが、或るレベル達すると感度の限界から出
力が飽和してしまう。また、肺野部を適正出力域に納め
ると同じ放射線照射条件では縦隔部等は出力レベルが低
くなってしまう。このため、放射線変調手段１４の各放
射線吸収物質の照射経路への挿入厚を肺野部では多く縦
隔部では少なくなるようにし、結果として図８(c) に示
すようにビームの長手方向の全ての位置で出力信号レベ
ルが適正範囲内に納まるような条件が、走査位置毎に記
憶手段に記憶されている。

【００２３】この条件に基づいて、標準の被検体の各部
位の走査時におけるダイヤフラムの位置、即ち放射線吸
収物質の個々の照射経路への各挿入厚が、例えば図９に
示すように決定される。この各挿入厚はファンビーム操
作部位毎に異なることになるので、ファンビーム操作中
に各操作部位に応じて各挿入厚を変化させる。

【００２４】被検体厚が標準よりも厚い場合、放射線検
出手段１５に到達する放射線は減少するために標準被検
体の際と同じ各挿入厚に設定したのでは図１０に示すよ
うに出力レベルは全体的に負のオフセットが掛かり、縦
隔部は適正範囲を外れてしまう。

【００２５】この出力レベルは放射線吸収物質の挿入厚
によって加減が可能である。即ち、ヒストグラムのオフ
セット量から出力レベルを適正範囲とする放射線吸収物
質の挿入厚の補正量が定まる。

【００２６】被検体Ｓの厚さの増加による出力レベルの
低下は画像領域全体に及ぶものであるので、予め記憶さ
れていた基本条件の部位別挿入厚から、この補正量を減
算した挿入厚を放射線照射条件として決定する。図１１
はこのようにして減算された各挿入厚の例を示してい
る。これにより、出力信号レベルは図１２に示すように
適正化される。

【００２７】このようして決められた放射線照射条件は
メモリに保存され、放射線ファンビームFB走査時に、走
査位置に対応した放射線照射条件で、放射線変調手段１
４の挿入位置を制御する。このような手法により、被検
体Ｓの厚さによらず、常に適正な画質を得る放射線照射
条件が設定できる。なお、ここで述べた照射条件算出方
法は一例を示したに過ぎず、これに限定されるものでは
ない。

【００２８】微弱放射線コーンビームCBによるプリ曝射
の後に、図１において実線で示すように第２の放射線照
射範囲規制手段１３、放射線変調手段１４は放射線照射
経路に挿入される。これにより、放射線コーンビームCB
の照射範囲が規制された放射線ファンビームが視準され
る。放射線ファンビームFBは開口形状の異なる複数種の
スリットを有する第２の放射線照射範囲規制手段１３に
より、撮影部位、走査時間に適合した照射範囲を選択す
ることができる。

【００２９】第２の放射線照射範囲規制手段１３によっ
て照射範囲を規制され、放射線変調手段１４によって放
射線強度分布を持つ放射線ファンビームFBは被検体Ｓを
曝し、被検体Ｓを透過した放射線ファンビームFBは放射
線像検出手段１５に達する。この放射線ファンビームFB
の照射を、微弱放射線コーンビームCBによる撮影により
得られた走査位置に対応した放射線照射条件に従って、
撮影を行う部位に最適な放射線照射条件を得るように、
放射線変調手段１４の放射線吸収物質の放射線照射経路
への挿入量を変化させながら、撮影部全域に渡って走査
する。この放射線ファンビームFBの走査は、第２の放射
線照射範囲規制手段１３をビームの広がる方向に対して
垂直に走査することによって行うことができる。

【００３０】放射線ファンビームFBの走査は、制御手段
によって放射線検出素子の選択と同期して行われる。い
ま、被検体Ｓを透過してきた放射線ファンビームFBの主
軸が、図３に示す放射線像検出手段１５の最上列の変換
素子列上にあるとする。最上列の各変換素子１５ａによ
って、変換素子の内部の蓄積部に画像信号を担う電荷が
蓄積された後に、最上列の各変換素子１５ａに備えられ
た転送部１５ｂに転送パルスＰが送られ、最上列の各変
換素子１５ａの転送部１５ｂのスイッチが入力される。
変換素子１５ａに蓄積された電荷は転送部１５ｂである
ＴＦＴを通して信号出力端子１５ｃに転送されて増幅、
Ａ／Ｄ変換され、デジタルデータに変換された最上列の
１ライン分の画像信号の読み出しが完了する。

【００３１】このとき、他の変換素子１５ａには散乱放
射線が入射するが、この散乱放射線によって発生した電
荷は有効な画像信号が読み出された後に、全画素に対し
て一斉に転送パルスＰを送り、信号出力端子１５ｃから
の出力信号は読み取らないことで、散乱放射線成分を除
去できる。続いて、第２の放射線照射範囲規制手段１３
を照射範囲が図３中の上から２列目のラインとなるよう
に走査し、同様の処理により２列目の画像信号を得る。

【００３２】ここでは、放射線の照射範囲と読み取りが
行われる素子列を１ラインとして説明したが、第２の放
射線照射範囲規制手段１３のスリット開口形状に伴い、
照射範囲は複数ラインとしてもよい。このようにして、
最上列から最下列へと順次に走査が行われることで、１
画像分の画像信号が得られる。得られた画像信号から、
信号処理、出力装置等を介して画像出力手段１７上に可
視放射線画像が得られる。

【００３３】プリ曝射の放射線の分だけ被検体Ｓの被曝
線量の増加が懸念されるならば、スリット走査による画
像情報のみから放射線画像を構成するだけではなく、事
前のプリ曝射によって得られた画像情報も加算して放射
線画像を生成してもよい。

【００３４】図１３は第２の実施例を示し、放射線発生
手段２１の前方には第１の放射線照射範囲規制手段２
２、第２の放射線規制手段２３、放射線変調手段２４、
更には相当の距離をおいて放射線検出手段２５が配置さ
れ、放射線検出手段２５の前面に被検体Ｓが位置する。
また、放射線検出手段２５の出力は放射線照射条件制御
手段２６に接続され、制御手段２６の出力は放射線発生
手段２１、第２の放射線規制手段２３、放射線変調手段
２４及び画像出力手段２７に接続されている。

【００３５】図１４は第２の実施例における撮影処理の
フローチャート図である。放射線発生手段２１から発し
た放射線は、第１の放射線照射範囲規制手段２２により
画像を構成する放射線照射範囲を設定された後に、第２
の放射線照射範囲規制手段２３により放射線ファンビー
ムFBに視準される。このとき、第２の放射線照射範囲規
制手段２３は放射線ファンビームFBがその広がり方向に
対し垂直に或る厚さを持って、被検体Ｓを曝するように
設定されており、放射線ファンビームFBは放射線変調手
段２４により撮影部位に適した放射線強度分布を持って
被検体Ｓを曝する。被検体Ｓを透過した放射線ファンビ
ームFBは放射線像検出手段２５に到達し、放射線像検出
手段２５では到達した放射線強度から電気信号に変換・
蓄積が行われる。

【００３６】放射線検出手段２５における放射線照射領
域のうち、走査方向側に位置する領域を先読み領域２５
ａ、その他の領域を本読み領域２５ｂとする。例えば、
図１５に示すように肺野部などの部分では放射線透過が
大きいため、出力レベルは大きくなるが、或るレベルに
達すると感度の限界から出力が飽和してしまう。出力が
飽和した場合に、その部分での画像情報は潰れてしまう
ので、先読み領域２５ａのデータからこの領域を本読み
領域２５ｂとする撮影時に、出力レベルが飽和しないよ
うな照射条件を設定する。また、肺野部を関心領域と定
め、この部分を適正出力域に納めると、縦隔部等は出力
値が低く、１画像中に両部を描出することは難しい。そ
こで、低出力領域は放射線強度を上げることで、出力レ
ベルを向上させ、肺野部、縦隔部共に適正出力域に納め
られるようにする

【００３７】この設定に基づいて、放射線変調手段２４
を制御し、ファンビームFBを走査しながら順次に撮影を
行う。この場合も、先読み領域２５ａの分だけ被検体Ｓ
の被曝線量の増加が懸念されるなら、先読み時の画像情
報も加味して放射線画像を構成してもよい。その他の構
成、作用は第１の実施例と同様である。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る放射線
撮影装置は、最適な撮影条件を自動的に制御するので良
好な放射線画像を得ることができる。

【００３９】また、二次元配列された放射線検出素子を
有する放射線像検出手段を用い、微弱放射線コーンビー
ム撮影による透過放射線を放射線検出手段の面で検出、
読み出しを行い、ここで得られた放射線画像信号から放
射線照射条件制御手段において照射領域全体の放射線照
射条件を決定し、その後に放射線ファンビームによるス
リット走査撮影時において、放射線照射条件に従って、
放射線変調手段を制御しながら撮影を行えば、常に撮影
部位に最適な条件での撮影が可能となり、鮮鋭度の高い
放射線画像の取得が可能となる。

【００４０】更に、放射線画像信号を取得しながら走査
方向に先行する画素における放射線画像信号から放射線
照射条件制御手段により決定し、この放射線照射条件に
従って、放射線変調手段を制御しながら撮影を行うよう
にすれば、同様に常に撮影部位に最適な条件での撮影が
可能となり、鮮鋭度の高い放射線画像の取得できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の構成図の構成図である。

【図２】放射線変調手段の説明図である。

【図３】固体放射線検出手段の構成図である。

【図４】撮影処理のフローチャート図である。

【図５】放射線照射条件算出法のフローチャート図であ
る。

【図６】画像データのヒストグラムの説明図である。

【図７】肺野部と縦隔部の説明図である。

【図８】記憶している位置と出力レベルの関係のグラフ
図である。

【図９】位置と放射線吸収物質の挿入厚の関係のグラフ
図である。

【図１０】位置と出力レベルの関係のグラフ図である。

【図１１】位置と放射線吸収物質補正した挿入厚の関係
グラフ図である。

【図１２】位置と補正した出力レベルの関係のグラフ図
である。

【図１３】第２の実施例の構成図である。

【図１４】撮影処理のフローチャート図である。

【図１５】放射線撮影条件決定の説明図である。

【図１６】従来の放射線撮影法の概略図である。

【図１７】従来の放射線撮影装置の構成図である。

【符号の説明】

１１、２１放射線発生手段１２、２２第１の放射線照射範囲規制手段１３、２３第２の放射線照射範囲規制手段１４、２４放射線変調手段１５、２５放射線像検出手段１７、２７放射線照射条件制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射線発生部からの放射線を対象物に照
射し、対象物を透過した放射線を放射線検出部により検
出し、対象物の放射線像を得る放射線撮影装置におい
て、撮影時に最適な放射線照射条件を自動的に制御する
制御部を有することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】前記放射線発生部は放射線を発生させる
放射線発生手段と放射線の線質及び強度を変化させる放
射線変調手段を有し、前記放射線検出部は二次元配列し
た放射線検出素子を有し、前記制御部は前記放射線変調
手段を制御する放射線照射条件制御手段から成る請求項
１に記載の放射線撮影装置。
【請求項３】前記放射線照射条件制御手段において、
微弱放射線コーンビームの照射によって得られる放射線
画像信号から、画像全体の前記放射線照射条件を決定
し、ファンビームによるスリット走査撮影時における放
射線照射条件を、先に決定された前記放射線照射条件を
基に前記放射線変調手段を制御しながら撮影を行うよう
にした請求項２に記載の放射線撮影装置。
【請求項４】前記放射線照射条件制御手段において、
ファンビームによるスリット走査撮影時にビーム走査方
向に先行する画素列の放射線画像信号から、前記画素列
の読取時に要求される前記放射線照射条件を決定し、前
記放射線照射条件に従って前記放射線変調手段を制御し
ながら撮影を行うようにした請求項２に記載の放射線撮
影装置。
【請求項５】放射線が前記放射線像検出手段の略全面
又は検出範囲以上の範囲を照射すると共に前記放射線像
検出手段の略全面以下の任意の部分を照射する範囲とな
るように、放射線照射範囲を規制する第１の放射線照射
範囲規制手段を有する請求項３又は４に記載の放射線撮
影装置。
【請求項６】放射線照射経路中に抜き差し自在に配置
した第２の放射線照射範囲規制手段を有し、該第２の放
射線照射範囲規制手段の有無によって前記放射線照射範
囲を変更するようにした請求項３又は４に記載の放射線
撮影装置。
【請求項７】開口形状の異なる複数種のスリットを有
する第２の放射線照射範囲規制手段を有する請求項３又
は４に記載の放射線撮影装置。