JPS5836327B2 - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＸ線イメージインテンシファイア（以下Ｉ，
Ｉ，と略称する）を用いてＸ線撮影するＩ．Ｉ，間接撮
影用Ｘ線撮影装置に係り、特にＩ， Ｉ．間接撮影の性
能向上に関するものである。

従来、Ｉ， Ｉ，間接撮影は第１図に示すような構成で
撮影される。

即ち、Ｘ線発生器１がらＸ線が被写体２に曝射され、被
写体２で変調されたＸ線像は散乱Ｘ線を除去するグリッ
ド３を通過しＩ．Ｉ，４に入射する。

Ｉ．Ｉ，４でＸ線像は明るい光の像に変換され、この光
の像をレンズ系５で取り出し光学カメラ６でフイルム上
に撮影する。

このようにして被写体２のＸ線写真がフィルムに撮影さ
れる。

このＩ， Ｉ．間接撮影の撮影チャンスを選ぶため、レ
ンズ系５より光をテレビジョンヵメラ７に送りモニタ８
でモニタしながら撮影するようになっている。

この光学カメラ６で撮影されたフィルム像は次に述べる
ように、像の周辺部の黒化度が薄くなり極端な場合ほと
んど写らないという欠点があり非常に不具合である。

この欠点の原因には４つの原因がある。

１つはＸ線発生器１からのＸ線の強度分布が一様でない
。

即ち、第２図に示すように、Ｘ線はＸ線管１１の陰極１
３から電子１４が陽極１５に衝突してＸ線を発生する。

このように、Ｘ線管１１の管軸方向に陰極１３、陽極１
５が順次配置されるため、管軸方向に対して陽極面が傾
斜して非対称な配置となる。

従って、発生したＸ線も管軸方向、即ち点１８〜１６〜
１７の方向のＸ線強度分布は点１６に対して非対称とな
る。

また、周辺部、例えば点１８，１７は点１６に比べＸ線
発生源より遠い。

一般に、Ｘ線強度は途中での減衰がない場合距離の２乗
の反比例して減少する。

また、最周辺はＸ線管１１の出口１９の太きさにより決
まる。

そのため、Ｘ線強度分布は口のように片側の周辺部が非
常に弱く、点１６について非対称な分布となる。

２つ目は第３図に示すように、Ｉ．Ｉ．４によるもので
、Ｉ．Ｉ，４の入力面に一様な強度分布のＸ線が入射し
た場合でもその出力の光の分布は第３図口のように周辺
部が弱い分布となる。

即ち、第３図イでＸ線管２１より同じ強さのＸ線２２，
２３が曝射されたとする。

Ｘ線はＩ，Ｉ，４の中のＩ，Ｉ．管球の入力窓２４を通
過して入力げい光面基板２５を通り、人力げい光面２６
に達し、Ｘ線が光に変換される。

更に、図より分かるように、Ｘ線２２は入力窓に垂直に
入射するがＸ線２３は斜めに入射するため、Ｘ線透過の
距離が長くなり、ガラスの厚さの増加と重って、Ｘ線２
２に比べＸ線２３の減衰は太きい。

次に、入力げい光面２６に入射した場合、Ｘ線２２は入
力げい光而２６に垂直に入射するが、Ｘ線２３は斜めに
入射するため、入力けい光面２６で発光する場所が広が
り解像度が低下する。

従って、入力げい光面２６の膜厚を周辺部ほど薄くする
必要があり、Ｘ線の光への変換効率が悪くなる。

更に、Ｉ，Ｉ，４は出力画像が糸巻歪になるため、周辺
部は中心部より拡大され、単位面積当りの光量がへり周
辺部が暗くなる。

以上のように、Ｉ， Ｉ．４は第３図口に示すように周
辺部が中心部に比べ暗く、その明るさは中心部の約６０
％位になるのが多い。

３つ目はレンズ系５によるもので、Ｉ， Ｉ，間接撮影
には第４図に示すようなタンデムレンズ系を使用する。

このレンズ系はＩ，Ｉ．４側のレンズ３６でＩ，Ｉ，４
の光を平行光線にし、レンズ３７でフイルム上に結像さ
せる。

中心部３１は点３８に、周辺部３２は点３９に結像する
。

中心部３１の光はレンズ３６で立体角３３０部分の光を
採光するのに対し、周辺部３２の光は立体角３４０部分
が採光される。

立体角３４は立体角３３より小さく、かつ立体角の中心
線が光源３２の光源而に対する垂匝から傾いているので
、周辺部３２よりの採光量は中心部３１より少な《、ま
た周辺部３２よりの光はレンズ３６で平行にされる時、
レンズ３６，３７の軸と平行にはならないので、レンズ
３７で千行光の端の部分がレンズ３７からはずれ点３９
に結像に寄与しない。

このようにしてレンズ系５においても周辺部の光量は少
なくなり第３図口のように周辺部の暗い分布となる。

従って、これらが総合されるため光学カメラ６のフイル
ム上の光量は周辺部は可成少なくなり、第５図に示すよ
うに、例えばフィルム像イの軸４３〜４４については、
口図のように、軸４１〜４２についてぱハ図のようにな
る。

４つ目には被写体２によるもので、例えば同じ厚さの被
写体２では周辺部は被写体２を斜めに通ることにより、
Ｘ線の減衰が大きく周辺部がより暗くなる。

また、医療診断で良く用いられる胃部のＸ線撮影がある
が、この場合、胃を中心に写すと胃盤部が周辺部に位置
し、胃の下端がこの部に重なり、Ｘ線透過率が悪くなり
、この部分の周辺部が更に暗《なる。

以上のように、Ｉ， Ｉ．間接撮影装置は画像の周辺部
が暗くなる欠点を有している。

これを改良するため、従来も次のような試みがなされて
いる。

しかし、この試みはいずれも被写体２へのＸ線曝射量を
増加させ、また画像をボケさせる欠点があった。

特に、被写体２が人体の場合例えば胃のＸ線撮影等の場
合、Ｘ線曝射が増えることは、遺伝への悪影響、白血病
、寿命短縮が生じ、非常に好ましくない。

即ち、Ｉ，Ｉ，４０入力面２４のガラス厚さを中心部を
厚くして中心部のＸ線透過率を悪くして、周辺部のＸ線
透過率を相対に良くする方法が従来行なわれているが、
この場合は、フィルム中心部でほぼ同じ明るさを得るた
めに全体のＸ線曝射量を増さなければならない。

また、入力面中心部におけるＸ線吸収量が増すため、物
体にＸ線が衝突し発生する散乱Ｘ線が増加し、この散乱
Ｘ線により入力げい光面２６が励起され画像のコントラ
ストが低下する。

また、Ｉ，Ｉ，４の出力げい光面の中心部のメタルバッ
クのアルミニウム膜厚を厚くして中心部の電子の透過率
を悪くし、中心部の輝度を暗くして一様化することもで
きるが、この場合も、曝射Ｘ線量が増加し、また、入力
面中心部が不必要に明るくなるため、管内の反射光量が
不必要に多くなり、画像のコントラストを悪くする。

次に、レンズ系での周辺光量低下を防ぐため、第４図の
レンズ３６と３７の間にレンズ絞り（レンズの口径より
小さい穴の開いたマスク）を入れて、Ｉ．ｉ，側レンズ
３６の平行光の周辺部を削ることにより、カメラレンズ
３７で中心部３１の光に対して周辺部３２の光のレンズ
３７で削ラれる割合いを少なくすることができる。

この場合、フィルムに達する光量が全体に減るので、Ｘ
線曝射を増さなければならない。

このように、従来行われている方法では被写体２のＸ線
被曝および画質の点で欠点があった。

本発明はこれらの欠点を除去し、従来以上に均一な画質
を得るＸ線撮影装置を提供することを目的とする。

以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

第６図は本発明の一実施例で、Ｘ線発生器５１で発生し
たＸ線は場所により異なる減衰率のフィルタ５２を通っ
てＸ線の強度分布をフイルム上で中心部と周辺部の明る
さの差が小さくなるように修正される。

このＸ線が被写体５３を通りＸ線像となり、グリッド５
４で散乱Ｘ線を除去し、Ｉ． Ｉ． ５ ５に入射する
。

このＸ線像はＩ． Ｉ．５ ５で光の像に変換され、レ
ンズ系５６を通し、テレビジョンカメラ５８でモニタ５
９に写しモニタし、撮影チャンスを選んでレンズ系５６
を通し、光学カメラ５７でフイルムに撮影する。

即ち、第６図に示すように、Ｘ線発生器のＸ線源からＸ
線イメージインテンシファイアのＸ線入射而に至る間の
Ｘ線透過率が場所により異なる減衰率のフィルタ５２（
以下Ｘ線分布修正フィルタと呼ぶ）をＸ線発生器５１と
被写体５３との間に設けたことである。

この装置では前述の従来の欠点が除去される。

即ち、被写体５３を通過したＸ線は全て有効に作用する
。

従って、前述のように、周辺部の明るさを中心部に近す
げるために、被写体５３の全体へのＸＭ曝射を増加する
必要はなく、周辺部のみ曝射量を増加することにより、
周辺部を明るくすることができる。

従って、被写体５３のＸ線被曝は必要最小限で済み、ま
た余分な散乱Ｘ線の発生、余分な入力げい光面の発光に
よるコントラスト低下がないという大きな利点がある。

このＸ線分布修正フィルタの減衰分布を適当に選ぶこと
により、フイルム上の明るさを適当なレベルまで修正す
ることもでき、この場合、Ｘ線発生器への負担は比較的
軽視できる。

第７図イ，口，ハはＸ線分布修正フィルタの例を示す。

即ち、第７図イはＸ線透過率が場所により変化するよう
にフィルタ材の厚さの分布を中心が厚く、周辺が薄《形
成されたフィルタで、例えばアルミニウム材で中心部を
厚く、例えば３ｍｍ、周辺部は薄く例えば０． ５ ｍ
ｍになるように、Ｘ線フィルタのフィルタ材の厚さの分
布を、Ｘ線発生器のＸ線源とＸ線イメージインテンシフ
ァイアのＸ線入射面の中心とを結ぶ直線に対して軸対称
形に形成したＸ線分布修正フィルタであり、Ｉ， Ｉ，
５５、レンズ系５６の修正に用いて効果がある。

Ｘ線分布修正フィルタの厚さはＸ線の線質、被写体によ
り適当な厚みを選択する必要がある加工の面から球面で
近似させることができる。

第７図口はＸ線発生器２１のＸ線濃度分布のように非対
称な分布を修正するフィルタで、Ｘ線透過率を変えるた
めフィルタ材の厚さの変化が一方向にのみあり、一方が
厚く、他方が薄く形成されたもので、例えばアルミニウ
ム材で厚い方３間、薄い方０． ５ ｍｍで、フィルタ
材の厚さが一方向に変化し加工の面からテーパ状に近似
させた楔形のＸ線分布修正フィルタであり、第γ図イの
場合と同様、Ｘ線線質、被写体により厚さを適宜選択す
る必要がある。

又、第７図ハは第７図イのフィルタと第７図口のフィル
タとよりなる２枚のフィルタを組合わせて一つのＸ線分
布修正フィルタとして用いたもので、Ｘ線発生器５Ｌ
Ｉ．Ｉ．５５、レンズ系５６の全体を修正することが
できる。

また、前記Ｘ線分布修正フィルタにアルミニウム以外の
金属例えば、銅、鉄、鉛等、Ｘ線透過率の悪い金属を用
いると、非常に薄いフィルタで間に合うという利点があ
る。

この場合、真空蒸着法でフィルタを形成することもでき
るが、厚さの変化量が少なくなるので加工しにくい欠点
もあわせもっているので、金属の材質はフィルタに要求
される外形寸法に応じて適宜選択することができる。

又、材質はＸ線透過率および加工のしやすさから決めれ
ばよく、金属に限定されない例えばセラミックでもよい
。

第８図はＸ線分布の修正例を示す。

実線がＸ線分布修正フィルタを入れない場合、点線がＸ
線分布修正フィルタで修正した場合である。

第８図イー１は第７図口のＸ線分布修正フィルタを用い
た場合のＸ線強度分布を示し、第８図口１は第７図ハの
Ｘ線分布修正フィルタを用いた場合のＸ線強度分布を示
す。

第８図イー２、第８図ロー２は夫々第８図イー１、第８
図口−１の場合のフイルム上の出力像の濃度分布で実線
はＸ線分布修正フィルタを入れない場合、点線はＸ線分
布修正フィルタを入れた場合を示す。

第８図口１は中心部のＸ線強度を周辺部より少なくし、
Ｉ，Ｉ．５５、レンズ系５６による周辺部の暗さを修正
することができ、修正の程度はこの中心部の落ち込み具
合で調整される。

又、第９図に示すように、拡大撮影により画像の鮮鋭度
を良くするため、Ｉ， Ｉ． ９ ５を被写体９７から
離して撮影したい場合、例えばＩ，Ｉ，９５がＩ， Ｉ
， ９ ６の位置にくると、Ｘ線分布修正フィルタ９３
の位置が前のままではＸ線分布修正に役立たない。

即ち、Ｉ， Ｉ， ９ ５よりフイルム側の影響を補正
するフィルタ９３はそれぞれの場所が、Ｉ． Ｉ，入射
面のそれぞれの場所に対応し、Ｘ線発生器９１とＩ，
Ｉ． ９ ５の距離の変化で変わらないようにする必要
がある。

従って、ａ／ｂ＝ｃ／ｄとなるように、フィルタ９３の
位置は選定する必要がある。

従って、Ｉ，Ｉ，９５の場合に、フィルタ９３ならば、
Ｉ．Ｉ．９６０時フィルタ９４ヘ移動させる必要がある
。

従って、Ｘ線発生器９１のＸ線源とＩ．Ｉ．９５との間
の距離の変化に応じてフィルタ９３０通過Ｘ線強度分布
を変化する手段として、２枚のフィルタ９２，９３のう
ち少なくとも一方のフィルタ９３を、Ｘ線発生器９１の
Ｘ線源とＩ，Ｉ．９５のＸ線入射面の中心を結ぶ直線の
方向に移動できるようにすることにより、常に黒化度の
均一なフイルムが得られる。

又、フィルタ９３を移動させる代りに、ターレットに種
々のフィルタを装置して置き順次回転して取り換えても
よい。

このようにすることにより、Ｘ線発生器９１と被写体９
７間のせまい空間を有効に利用することができる。

なお、２枚のフィルタ９２，９３の少なくとも一方のフ
ィルタ９３を、近接手動操作または遠隔操作で着脱自在
に、もしくはフィルタの種類交換ができるようにしても
よい。

又、第１０図に示すように、Ｉ．Ｉ．１０５の視野をＡ
１０６からＢ１０７に切換えて用いる場合、視野Ｂ１０
７の場合はＩ，Ｉ，１０５の周辺の落ち込みが少なくな
るので、主としてＩ，Ｉ，１０５の補正をするフィルタ
１０３を除いても可成りよい状態である。

このように視野を小さくすると、Ｉ．Ｉ．１０５の感度
が大巾に低下するので、Ｘ線発生器１０１の負荷を軽減
するためにもフィルタ１０３を除くことが好ましい。

従って、視野の切換えに応じてフィルタ１０３を挿入し
たり、はずしたりするようにすると非常に都合がよい。

１０２はフィルタ、１０４は被写体である。

なお、散乱Ｘ線による被写体の被曝を少なくするためＸ
線分布修正フィルタは被写体よりできるだけ遠ざけるこ
とが好ましい。

従ってＸ線発生器に近い方がよりよい。

以上述べたように本発明によれば、従来の欠点を除去し
て従来以上に均一な画像が得られるＸ線撮影装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＸ線撮影装置を示す構成説明図、第２図
は従来のＸ線管のＸ線分布例を示す説明図、第３図イ，
口は従来のＩ， Ｉ，による周辺部の暗くなる理由の説
明図、第４図は従来のレンズ系による周辺部の暗くなる
理由の説明図、第５図イ，口，ハは従来の光学カメラの
フィルム上の光量分布を説明する図、第６図は本発明Ｘ
線撮影装置の一実施例を示す構戒説明図、第７図イ，口
，ハは本発明に係るＸ線分布修正フィルタの例を示す断
面図、第８図イー１，イー２，ロー１，口−２は本発明
に係るＸ線分布修正フィルタ前後のＸ線強度分布例を示
す説明図、第９図及び第１０図は夫々本発明Ｘ線撮影装
置の他の実施例を示す構成説明図である。 ５１・・・・・・Ｘ線発生器、５２・・・・・・Ｘ線分
布修正フィルタ、５３・・・・・・被写体、５４・・・
・・・グリッド、５５・・・・・・Ｘ線イメージインテ
ンシファイア、５６・・・・・・レンズ系、５γ・・・
・・・光学カメラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｘ線発生器からのＸ線を被写体に通し、Ｘ線イメー
   ジインテンシファイアを介して光学カメラで撮影するよ
   うにしたＸ線撮影装置において、Ｘ線発生器と被写体と
   の間にＸ線透過率が場所により変化しているＸ線フィル
   タを配設することを特徴とするＸ線撮影装置。 ２ Ｘ線フィルタとして、Ｘ線透過率が場所により変化
   するようにフィルタ材の厚さの分布を中心が厚く、周辺
   が薄く形成されることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のＸ線撮影装置。 ３ Ｘ線フィルタのフィルタ材の厚さの分布を、Ｘ線発
   生器のＸ線源とＸ線イメージインテンシファイアのＸ線
   入射面の中心とを結ぶ直線に対して軸対称形に形成する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のＸ線撮影
   装置。 ４ Ｘ線フィルタとして、Ｘ線透過率を変えるためフィ
   ルタ材の厚さの変化が一方向にのみあり、？方が厚く、
   他方が薄く形成されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のＸ線撮影装置。 ５ Ｘ線フィルタとして、Ｘ線透過率が場所により変化
   するようにフィルタ材の厚さの分布を中心が厚く、周辺
   が薄く形成されたフィルタとフィルタ材の厚さの変化が
   一方向にのみあり一方が厚く他方が薄く形威されたフィ
   ルタとよりなる２枚のフィルタまたは両者を組合せて１
   体としたフィルタを用いたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のＸ線撮影装置。 ６ Ｘ線フィルタに、Ｘ線源とＸ線イメージインテンシ
   ファイアとの間の距離の変化に応じて通過Ｘ線強度分布
   を変化する手段を設けたことを特徴とする特許請求の範
   囲第５項記載のＸ線撮影装置。 ７ Ｘ線源とＸ線イメージインテンシファイアとの間の
   距離の変化に応じて通過Ｘ線強度分布を変化する手段と
   して、２枚のフィルタのうち少なくとも一方のフィルタ
   を、Ｘ線発生器のＸ線源とＸ線イメージインテンシファ
   イアのＸ線入射面の中心を結ぶ直線方向に移動できるよ
   うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の
   Ｘ線撮影装置。 ８ Ｘ線源とＸ線イメージインテンシファイアとの間の
   距離の変化に応じて通Ｘ線強度分布を変化する手段とし
   て、２枚のフィルタのうち少な《とも一方のフィルタを
   交換できるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第６項記載のＸ線撮影装置。