JPWO2017006420A1 - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

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Abstract

この発明のＸ線撮影装置は、被検体Ｍに対して体軸方向にＸ線管２を移動させて長尺撮影を行う際に、長尺撮影よりも事前に、被検体Ｍに対して体軸方向にＸ線管２を移動させつつ被検体Ｍに向けて長尺撮影時よりも弱い線量のＸ線を照射する透視を長尺撮影範囲における各々の位置毎にそれぞれ行う。体厚が厚い位置では透過後のＸ線の線量Ｄ１が少なくなるので、管電圧Ｖ１のように高く設定し、逆に体厚が薄い位置では透過後のＸ線の線量Ｄ２が多くなるので、管電圧Ｖ２のように低く設定する。このように、透視において被検体Ｍを透過したＸ線の線量に基づいて、被検体Ｍを透過したＸ線の線量が各位置において一致するようにＸ線の撮影条件として管電圧を設定して長尺撮影を行うので、被検体Ｍの高さ（体厚）の異なる範囲の長尺撮影において、管電圧を適切に設定することができる。

Description

この発明は、Ｘ線撮影を行うＸ線撮影装置に係り、特に、複数のＸ線画像を連結して長尺画像を作成する技術に関する。
従来、この種の装置として、Ｘ線管（Ｘ線照射手段）とＸ線検出器（Ｘ線検出手段）とを同期動作させて被検体の体軸方向に沿って移動させてＸ線画像をそれぞれ取得して、体軸方向にＸ線画像を連結して長尺画像を作成する。特に、コリメータによりＸ線の開き量を調節して照視野をスリット状に絞り込んで得られたＸ線画像を体軸方向に連結して長尺画像を作成する長尺撮影（以下、「スロット撮影」と呼ぶ）を行う手法が知られている。
スロット撮影を含め一般の長尺撮影では、長尺撮影の範囲（長尺撮影範囲）を決定するために開始位置と終了位置とを事前に設定する。そのために、長尺撮影の事前に光を照射して開始位置と終了位置とを設定することにより長尺撮影範囲を決定する。しかし、光を照射する場合には被検体の体表面しかわからないので、臓器や骨の位置を把握することができない。そこで、長尺撮影よりも事前にＸ線撮影を行い、それで得られたＸ線画像を表示することで、開始位置と終了位置とを設定して長尺撮影範囲を決定する手法が本出願人から提案されている（例えば、特許文献１参照）。この手法によれば、過去に得られたＸ線画像を表示することで臓器や骨の位置を把握することができるので、長尺撮影範囲を高精度に決定することができる。
ところで、全脊椎や全下肢などの広い範囲の長尺画像を取得する際にスロット撮影を適用する場合において、固定のＸ線の撮影条件（Ｘ線条件）で撮影を行っている。撮影条件としては管電圧や管電流や照射時間などがある。
しかしながら、撮影範囲（長尺撮影範囲）が広いので、撮影する場所によっては撮影条件が適切なものではない場合がある。すなわち、場所によっては、Ｘ線が十分に透過しない、もしくは透過し過ぎる場合があり、その結果、最終的に生成された長尺画像（合成画像）が読影に適さないものになってしまう。そこで、事前に決めた設定により長尺撮影中に撮影条件を段階的に変更する方法による解決も考えられる。しかし、その場合でも被検体の体格には個人差があり条件を事前に設定しておくことでは十分な効果が得られないことが予想される。
そこで、被検体がない状態でＸ線撮影を事前に行い、長尺撮影時の画像の予測画素値を計算し、その結果から長尺撮影時の撮影条件を設定する手法がある（例えば、特許文献２参照）。この手法によれば、設定された撮影条件を用いて長尺撮影を行い、連結部においてつなぎ目の目立たない長尺画像（合成画像）を得ることができる。
特開２００７−２２２５００号公報 特開２０１２−２５４１６０号公報
しかしながら、上述した特許文献２：特開２０１２−２５４１６０号公報の手法においても、被検体の体格に関する情報が事前に得られていないので、長尺撮影時の撮影条件を正確に設定することができないという問題点がある。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、被検体の高さ（体厚）の異なる範囲の長尺撮影において、撮影条件を適切に設定することができるＸ線撮影装置を提供することを目的とする。
発明者は、上記の問題を解決するために鋭意研究した結果、次のような知見を得た。
すなわち、長尺撮影以外のＸ線撮影では、自動輝度調整（ＩＢＳ）機能をＸ線撮影装置は有している。撮影条件としては上述したように管電圧や管電流や照射時間などがある。具体的には、Ｘ線撮影よりも前に撮影時よりも弱い線量で透視を行い、その透視の結果に基づいて撮影条件（例えば管電圧）を設定して輝度（画素値）を調整するという機能である。厚い被検体を撮影する際にはＸ線検出器（Ｘ線検出手段）に到達するＸ線の線量が少なくなるので、それを防止するために管電圧を高くして、逆に薄い被検体を撮影する際にはＸ線検出器（Ｘ線検出手段）に到達するＸ線の線量が多くなるので、それを防止するために管電圧を低くする。その結果、被検体の高さ（体厚）が異なったとしてもＸ線検出器（Ｘ線検出手段）に到達するＸ線の線量を揃えることができて、輝度（画素値）を適切に調整することができる。
一方で、長尺撮影よりも事前にＸ線撮影を行う目的は、上述した特許文献１：特開２００７−２２２５００号公報で述べたように長尺撮影の範囲（長尺撮影範囲）を決定するためである。なお、上述した特許文献２：特開２０１２−２５４１６０号公報の段落番号「００２６」では「計算方法としては、Ｘ線源から放射される放射の強度は距離の二乗に反比例するという逆二乗の法則より算出するという方法をとる。…」と記載されているが、上述したように被検体の体格に関する情報が事前に得られていないので、長尺撮影時の撮影条件を正確に設定することができない。このような事情により、長尺撮影においても事前に被検体の情報が要るのが望ましい。
そこで、上述した自動輝度調整（ＩＢＳ）機能に着目して、長尺撮影においても適用することに着目した。さすれば、長尺撮影よりも事前に長尺撮影と同様にＸ線管（Ｘ線照射手段）およびＸ線検出器（Ｘ線検出手段）を体軸方向に移動させながら透視を行い、長尺撮影範囲における各々の位置毎の（Ｘ線検出器に到達する）Ｘ線の線量を透視の結果として求めて、これらのＸ線の線量（透視の結果）に基づいて撮影条件を設定すれば、被検体の高さ（体厚）の異なる範囲の長尺撮影において、撮影条件を適切に設定することができるという知見を得た。体厚が厚い位置ではＸ線の線量が少なくなり、体厚が薄い位置ではＸ線の線量が多くなる。よって、Ｘ線検出器に到達するＸ線の線量は被検体を透過したＸ線の線量でもあって、被検体の高さに関連した情報と等価である。
さらにＸ線の線量以外の被検体の高さに関連した情報にも拡張するとともに、Ｘ線以外の電磁波（例えば光）や超音波にも拡張する。そうすれば、長尺撮影よりも事前に長尺撮影と同様に電磁波照射手段や超音波照射手段などを体軸方向に移動させながら電磁波や超音波を照射して、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さに関連した情報を求めて撮影条件を設定すれば、被検体の高さ（体厚）の異なる範囲の長尺撮影において、撮影条件を適切に設定することができるという知見を得た。
このような知見に基づくこの発明は、次のような構成をとる。
すなわち、この発明に係るＸ線撮影装置は、Ｘ線撮影を行うＸ線撮影装置であって、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さに関連した情報をそれぞれ取得する情報取得手段と、当該情報取得手段で取得された前記長尺撮影範囲における各々の位置毎の前記被検体の高さに関連した情報に基づいて、前記被検体を透過したＸ線の線量が各位置において一致するようにＸ線の撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、当該撮影条件設定手段で設定された撮影条件に基づいて、前記被検体に向けてＸ線を照射するＸ線照射手段と、前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、当該Ｘ線検出手段で得られた複数のＸ線画像を連結して長尺画像を作成する画像連結手段とを備えることを特徴とするものである。
この発明に係るＸ線撮影装置によれば、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さに関連した情報をそれぞれ取得する情報取得手段を備える。さらに、当該情報取得手段で取得された長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さに関連した情報に基づいて、被検体を透過したＸ線の線量が各位置において一致するようにＸ線の撮影条件を設定する撮影条件設定手段を備える。長尺撮影よりも事前に、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さに関連した情報を情報取得手段はそれぞれ取得する。長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さに関連した情報に基づいて、被検体を透過したＸ線の線量が各位置において一致するように撮影条件設定手段は撮影条件を設定して長尺撮影を行うことにより、被検体の高さ（体厚）の異なる範囲の長尺撮影において、撮影条件を適切に設定することができる。
上述したこの発明に係るＸ線撮影装置において、上述した情報取得手段は、上述した長尺撮影範囲における各々の位置に入射されるように、被検体に向けて電磁波を照射する電磁波照射手段と、当該電磁波照射手段から照射された電磁波に基づいて、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さに関連した情報にそれぞれ変換する情報変換手段とを備える。長尺撮影よりも事前に、長尺撮影範囲における各々の位置に入射されるように、被検体に向けて電磁波を電磁波照射手段は照射する。電磁波照射手段から照射された電磁波に基づいて、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さに関連した情報に情報変換手段はそれぞれ変換して、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さに関連した情報に基づいて、被検体を透過したＸ線の線量が各位置において一致するように撮影条件設定手段は撮影条件を設定して長尺撮影を行うことにより、被検体の高さ（体厚）の異なる範囲の長尺撮影において、撮影条件を適切に設定することができる。
上述した（長尺撮影よりも事前に照射される）電磁波の一例はＸ線である。この場合、長尺画像を作成する長尺撮影時よりも弱い線量で電磁波照射手段からＸ線を被検体に向けて照射する透視を長尺撮影範囲における各々の位置毎にそれぞれ行い、その透視の結果に基づいて、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さに関連した情報に情報変換手段はそれぞれ変換する。長尺撮影よりも事前に、長尺画像を作成する長尺撮影時よりも弱い線量で電磁波照射手段からＸ線を被検体に向けて照射する透視を長尺撮影範囲における各々の位置毎にそれぞれ行う。これによって、長尺撮影よりも事前に、長尺撮影範囲における各々の位置毎の透視がそれぞれ行われる都度、透視の結果に基づいて、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さに関連した情報に情報変換手段がそれぞれ変換する。長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さに関連した情報に基づいて、被検体を透過したＸ線の線量が各位置において一致するように撮影条件設定手段は撮影条件を設定して長尺撮影を行うことにより、被検体の高さ（体厚）の異なる範囲の長尺撮影において、撮影条件を適切に設定することができる。
電磁波がＸ線の場合において、Ｘ線照射手段は電磁波照射手段を兼用するのが好ましい。これによって装置の構成部品を減らすことができる。
また、電磁波がＸ線の場合において、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さに関連した情報は、被検体を透過したＸ線の線量である。上述した自動輝度調整（ＩＢＳ）機能を備えた場合には、厚い被検体を透視する際にはＸ線検出器（Ｘ線検出手段）に到達するＸ線の線量が少なくなるので、それを防止するために管電圧を高くして、逆に薄い被検体を透視する際にはＸ線検出器（Ｘ線検出手段）に到達するＸ線の線量が多くなるので、それを防止するために管電圧を低くする。その結果、被検体の高さ（体厚）の異なる範囲の長尺撮影においてもＸ線検出器（Ｘ線検出手段）に到達するＸ線の線量を揃えることができて、輝度（画素値）を適切に調整することができる。
この発明に係るＸ線撮影装置によれば、長尺撮影よりも事前に、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さに関連した情報を情報取得手段はそれぞれ取得する。長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さに関連した情報に基づいて、被検体を透過したＸ線の線量が各位置において一致するように撮影条件設定手段は撮影条件を設定して長尺撮影を行うことにより、被検体の高さ（体厚）の異なる範囲の長尺撮影において、撮影条件を適切に設定することができる。
実施例に係るＸ線撮影装置の概略斜視図である。 実施例に係るＸ線撮影装置の概略正面図である。 実施例に係るＸ線撮影装置の概略側面図およびブロック図である。 実施例に係る透視および長尺撮影の流れを示したフローチャートである。 長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さ（体厚）に関連した透過後のＸ線の線量およびそれに基づく管電圧の設定を示した概略図である。 超音波を用いた場合の長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さを求めるときの概略図である。 光を用いた場合の長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さを求めるときの概略図である。
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。図１は、実施例に係るＸ線撮影装置の概略斜視図であり、図２は、実施例に係るＸ線撮影装置の概略正面図であり、図３は、実施例に係るＸ線撮影装置の概略側面図およびブロック図である。図３では、天板保持部等の図示を省略する。本実施例では、長尺撮影よりも事前に照射される電磁波として、Ｘ線を例に採って説明するとともに、被検体の高さに関連した情報として、被検体を透過したＸ線（透過後のＸ線）の線量を例に採って説明する。
Ｘ線撮影装置は、図１〜図３に示すように、被検体Ｍを載置する天板１と、その被検体Ｍに向けてＸ線を照射するＸ線管２と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するフラットパネル型Ｘ線検出器（FPD: Flat Panel Detector）（以下、「ＦＰＤ」と略記する）３とを備えている。ＦＰＤ３は天板１内に収容されている。Ｘ線管２は、この発明におけるＸ線照射手段に相当し、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３は、この発明におけるＸ線検出手段に相当する。また、Ｘ線管２は、この発明における電磁波照射手段にも相当する。
Ｘ線撮影装置は、Ｘ線管２を支持する支柱２１を備えるとともに、天板１を支持する主支柱３１を備えている。Ｘ線管２の照射側にはＸ線管２から照射されるＸ線の開き量を調節することで照視野を制御するコリメータ２２を配設している。本実施例では、支柱２１の一端が上述したようにＸ線管２を支持し、他端が天板１内に収容されたＦＰＤ３を支持することで、Ｘ線管２およびＦＰＤ３が被検体Ｍの長手方向に沿って互いに同方向に天板１に対して平行移動する（図３を参照）。また、コリメータ２２によって、ＦＰＤ３に投影される照視野よりも狭く絞った状態で（図３を参照）、Ｘ線管２およびＦＰＤ３が被検体Ｍの長手方向に沿って互いに同方向に天板１に対して平行移動しながら、Ｘ線管２からスリット状のＸ線を照射して、ＦＰＤ３がＸ線を検出してＸ線撮影を行う。
主支柱３１は、床面に設置された基台３２に立設されており、天板１を起倒（傾斜）可能に保持する天板保持部３３を配設している。床面に設置された基台３２に主支柱３１を立設し、天板１を保持する天板保持部３３を配設することで、天板１が保持された状態で、天板１内に収容されたＦＰＤ３、ＦＰＤ３を他端で支持した支柱２１、その支柱２１の一端に支持されたＸ線管２およびＸ線管２の照射側に配設されたコリメータ２２も支持される。
天板保持部３３内には、天板１を水平軸の軸心周りに回転させて傾斜させる扇形ラック３４と、扇形ラック３４および主支柱３１に挿入される支軸３５と、扇形ラック３４に嵌合されるピニオン３６と、ピニオン３６を一端に配設した回転軸３７と、回転軸３７を回転させるモータ３８とを収容している。モータ３８が回転軸３７を回転させることで、回転軸３７の一端に配設されたピニオン３６が回転し、ピニオン３６の回転に連動して、それに嵌合された扇形ラック３４が支軸３５を支点として支軸３５周りに回転する。扇形ラック３４が支軸３５周りに回転することで、天板１を水平軸の軸心周りに回転させて傾斜させる。
このように、天板１が水平軸の軸心周りに回転して傾斜すると、天板１を起立姿勢・傾斜姿勢・水平姿勢（臥位姿勢）に起倒させることが可能になる。また、天板１の傾斜に連動して、Ｘ線管２およびＦＰＤ３が傾斜するとともに、Ｘ線管２を支持する支柱２１も傾斜する。なお、天板１を起立姿勢に傾斜させる際に、天板１の水平軸の軸心周りの回動位置から天板１下部の距離が、主支柱３１の支軸３５から主支柱３１下部までの高さよりも長い場合には、起立姿勢が実現できないので、この場合には天板１を上部に移動させれば起立姿勢を実現することができる。
Ｘ線撮影装置は、他に、図３に示すように、Ｘ線管２の管電圧や管電流を発生させる高電圧発生部４と、支柱２１とともにそれに支持されたＸ線管２およびコリメータ２２を被検体Ｍの体軸である長手方向に沿って天板１に対して平行移動させるために、モータ（図示省略）を駆動させる支柱駆動機構５や、ＦＰＤ３を長手方向に沿って天板１に対して平行移動させるために、モータ（図示省略）を駆動させるＦＰＤ駆動機構６や、上述した天板１を起倒（傾斜）させるためにモータ３８（図２を参照）を駆動させる天板回転機構７や、連結する軸（すなわち体軸に直交する軸）の軸心周りにＸ線管２を回転移動させるために、モータ（図示省略）を駆動させるＸ線管回転機構８と、ＦＰＤ３から電荷信号であるＸ線検出信号をディジタル化して取り出すＡ／Ｄ変換器９や、Ａ／Ｄ変換器９から出力されたＸ線検出信号に基づいて種々の処理を行う画像処理部１０や、これらの各構成部を統括するコントローラ１１や、処理されたＸ線画像などを記憶するメモリ部１２や、操作者が入力設定を行う入力部１３や、処理されたＸ線画像などを表示するモニタ１４などを備えている。コントローラ１１は、この発明における撮影条件設定手段に相当する。コントローラ１１の具体的な設定・演算については、図４〜図５で後述する。
画像処理部１０は、長尺画像を作成する長尺撮影時よりも弱い線量でＸ線を被検体Ｍに向けて照射する透視を長尺撮影範囲における各々の位置毎にそれぞれ行うことで、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体Ｍを透過したＸ線（透過後のＸ線）の線量を求める線量演算部１０ａと、ＦＰＤ３で得られた複数のＸ線画像を連結して長尺画像を作成する画像連結部１０ｂとを備えている。線量演算部１０ａは、この発明における情報変換手段に相当し、画像連結部１０ｂは、この発明における画像連結手段に相当する。また、Ｘ線管２および線量演算部１０ａは、この発明における情報取得手段に相当する。線量演算部１０ａや画像連結部１０ｂの具体的な機能については、図４〜図５で後述する。
コントローラ１１は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されており、メモリ部１２は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体などで構成されている。また、入力部１３は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。Ｘ線撮影装置では、被検体Ｍを透過したＸ線をＦＰＤ３が検出して、検出されたＸ線に基づいて画像処理部１０で画像処理を行ってＸ線画像を作成することで被検体ＭのＸ線撮影を行う。
次に、線量演算部１０ａや画像連結部１０ｂの具体的な機能およびコントローラ１１の具体的な設定・演算について、図４〜図５を参照して説明する。図４は、実施例に係る透視および長尺撮影の流れを示したフローチャートであり、図５は、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さ（体厚）に関連した透過後のＸ線の線量およびそれに基づく管電圧の設定を示した概略図である。なお、図４のフローチャートでは長尺撮影範囲は既に決定されているものとして説明する。
（ステップＳ１）透視
先ず、長尺画像を作成する長尺撮影時よりも弱い線量でＸ線管２（図１〜図３を参照）からＸ線を被検体Ｍ（図２や図３を参照）に向けて照射する透視を行う。被検体Ｍを透過したＸ線をＦＰＤ３（図１〜図３を参照）が検出してＸ線検出信号を出力し、Ａ／Ｄ変換器９（図３を参照）が当該Ｘ線検出信号をディジタル化して画像処理部１０（図３を参照）に送り込む。また、ディジタル化されたＸ線検出信号に基づいて被検体Ｍの透視画像を作成してもよい。具体的には、ディジタル化されたＸ線検出信号に対して種々の処理を画像処理部１０が行いＸ線検出信号に対応した画素値を出力する。ＦＰＤ３の検出素子毎に各々の画素値をそれぞれ並べることにより、ＦＰＤ３の検出面に投影された被検体Ｍの透視画像を作成する。これによって、被検体Ｍの透視画像を作成する。
（ステップＳ２）透過後のＸ線の線量の演算
ディジタル化されたＸ線検出信号がＦＰＤ３に到達するＸ線の線量（すなわち透過後のＸ線の線量）に比例するので、ディジタル化されたＸ線検出信号に基づいて、線量演算部１０ａは、被検体Ｍの高さに関連した情報として透過後のＸ線の線量を求める。図５では線量をＤ１，…とする。なお、線量Ｄ１を求めたら透視画像は不要となるが、透視画像をメモリ部１２（図３を参照）に書き込んで記憶してもよい。
（ステップＳ３）管電圧設定
ステップＳ２において線量演算部１０ａで求められた被検体Ｍの高さに関連した情報（透過後のＸ線の線量）に基づいて、Ｘ線の撮影条件として管電圧をコントローラ１１（図３を参照）が設定する。具体的には、自動輝度調整（ＩＢＳ）機能と同様に、図５に示すように、体厚が厚い位置では線量Ｄ１が少なくなるので、管電圧（図５では「ｋＶ」で表記）を高く設定して（Ｖ１を参照）、逆に体厚が薄い位置では線量Ｄ２が多くなるので、管電圧を低く設定する（Ｖ２を参照）。コントローラ１１で設定された管電圧の値を高電圧発生部４（図３を参照）に送り込んで、送り込まれた管電圧の値にしたがってＸ線管２から管電圧を発生させるように高電圧発生部４はＸ線管２を制御する。このようにして、後述するステップＳ６の長尺撮影時において被検体Ｍを透過したＸ線の線量が各位置において一致するように管電圧を設定する。
このように、被検体Ｍの高さに関連した情報を求めるためには、必ずしも体厚を正確に求める必要はなく、体厚に依存した透過後のＸ線の線量さえ求めればよい。よって、本実施例では、被検体Ｍを透過したＸ線の線量（すなわち透過後のＸ線の線量）が、被検体Ｍの高さに関連した情報となる。また、透過後のＸ線の線量も正確に求める必要はなく、体厚に応じた相対物理量（例えば線量の比率）がわかればよい。例えば、ある体厚での透過後のＸ線の線量に対して、２倍に線量が増えた場合には体厚が半分になったとして管電圧を低く設定する。逆に、ある体厚での透過後のＸ線の線量に対して、１／２に線量が減った場合には体厚が２倍になったとして管電圧を高く設定する。
なお、本実施例では、情報変換手段の機能および撮影条件設定手段の機能を線量演算部１０ａ・コントローラ１１で別々に分けたが、情報変換手段の機能および撮影条件設定手段の機能を例えば同じコントローラ１１が兼用してもよい。また、情報変換手段の機能をフォトタイマ（図示省略）が行い、フォトタイマにより透過後のＸ線の線量を測定してもよい。
（ステップＳ４）終了位置到達？
ステップＳ３において撮影条件（管電圧）をコントローラ１１が設定した後に、終了位置に到達していれば、長尺撮影範囲の終了位置にまで透視が終了したとして、ステップＳ６に跳ぶ。終了位置に到達していなければ透視が済んでいないとして、次のステップＳ５に進む。
（ステップＳ５）次の位置に移動
ステップＳ４において終了位置に到達していなければ、次の位置での透視を行うために、支柱２１（図１〜図３を参照）とともにＸ線管２を体軸方向に支柱駆動機構５（図３を参照）が移動させることにより、Ｘ線管２を次の位置に移動させる。Ｘ線管２の移動に同期してＦＰＤ３も体軸方向に移動させる。透視を行う各々の位置は長尺撮影を行う各々の位置（すなわち長尺撮影範囲における各々の位置）に一致する。Ｘ線管２を次の位置に移動させた後にステップＳ１に戻って、ステップＳ１〜Ｓ５を繰り返す。これによって、長尺撮影時よりも弱い線量でＸ線管２からＸ線を被検体Ｍに向けて照射する透視を長尺撮影範囲における各々の位置毎にそれぞれ行う。そして、透視の結果に基づいて、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体Ｍの高さに関連した情報として線量Ｄ１，…を線量演算部１０ａがそれぞれ求める。さらに、支柱駆動機構５で移動してＸ線管２から照射して得られた長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体Ｍの高さに関連した情報（線量Ｄ１，…）に基づいて、Ｘ線の撮影条件として管電圧をコントローラ１１が設定する。
（ステップＳ６）長尺撮影
ステップＳ３においてコントローラ１１で設定された撮影条件（管電圧）に基づいて、Ｘ線管２は被検体Ｍに向けてＸ線を照射する。ステップＳ１の透視と同様に、被検体Ｍを透過したＸ線をＦＰＤ３が検出してＸ線検出信号を出力し、Ａ／Ｄ変換器９が当該Ｘ線検出信号をディジタル化して画像処理部１０に送り込む。画像処理部１０で種々の処理が行われた各々の画素値をＦＰＤ３の検出素子毎に並べることにより、ＦＰＤ３の検出面に投影された被検体ＭのＸ線画像を作成する。これによって、ＦＰＤ３はＸ線画像を取得する。ステップＳ５と同様に、Ｘ線管２を体軸方向に移動させながら長尺撮影範囲における各々の位置毎のＸ線画像をそれぞれ取得する。このようにして、ＦＰＤ３で得られた複数のＸ線画像を画像連結部１０ｂ（図３を参照）が連結して長尺画像を作成する。
なお、透視の対象となる被検体Ｍは、長尺撮影と同じ被検体であるのが好ましい。そのためには、ステップＳ１〜Ｓ５の直後にステップＳ６の長尺撮影を行うのが好ましい。もちろん、長尺撮影の対象となる被検体Ｍと同じサイズの別の被検体に対して透視を行ってもよいが、同じサイズであっても臓器や骨の位置などは個体差があるので、長尺撮影と同じ被検体Ｍを用いて透視を行うのが好ましい。長尺撮影と同じ被検体Ｍを用いて透視を行うことにより、撮影条件（ここでは管電圧）をより一層適切に設定することができる。
本実施例に係るＸ線撮影装置によれば、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体Ｍの高さに関連した情報（本実施例では被検体Ｍを透過したＸ線の線量）をそれぞれ取得する情報取得手段（本実施例ではＸ線管２および線量演算部１０ａ）を備える。さらに、当該情報取得手段（Ｘ線管２および線量演算部１０ａ）で取得された長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体Ｍの高さに関連した情報（被検体Ｍを透過したＸ線の線量）に基づいて、被検体Ｍを透過したＸ線の線量が各位置において一致するようにＸ線の撮影条件（本実施例では管電圧）を設定する撮影条件設定手段（本実施例ではコントローラ１１）を備える。長尺撮影よりも事前に、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体Ｍの高さに関連した情報（被検体Ｍを透過したＸ線の線量）を情報取得手段（Ｘ線管２および線量演算部１０ａ）はそれぞれ取得する。長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体Ｍの高さに関連した情報（被検体Ｍを透過したＸ線の線量）に基づいて、被検体Ｍを透過したＸ線の線量が各位置において一致するように撮影条件設定手段（コントローラ１１）は撮影条件（管電圧）を設定して長尺撮影を行うことにより、被検体Ｍの高さ（体厚）の異なる範囲の長尺撮影において、撮影条件（管電圧）を適切に設定することができる。
本実施例では、上述した長尺撮影範囲における各々の位置に入射されるように、被検体Ｍに向けて電磁波（本実施例ではＸ線）を照射する電磁波照射手段（本実施例ではＸ線管２）と、当該電磁波照射手段（Ｘ線管２）から照射された電磁波（Ｘ線）に基づいて、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体Ｍの高さに関連した情報（被検体Ｍを透過したＸ線の線量）にそれぞれ変換する情報変換手段（本実施例では線量演算部１０ａ）とを備える。長尺撮影よりも事前に、長尺撮影範囲における各々の位置に入射されるように、被検体Ｍに向けて電磁波（Ｘ線）を電磁波照射手段（Ｘ線管２）は照射する。電磁波照射手段（Ｘ線管２）から照射された電磁波（Ｘ線）に基づいて、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体Ｍの高さに関連した情報（被検体Ｍを透過したＸ線の線量）に情報変換手段（線量演算部１０ａ）はそれぞれ変換して、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体Ｍの高さに関連した情報（被検体Ｍを透過したＸ線の線量）に基づいて、被検体Ｍを透過したＸ線の線量が各位置において一致するように撮影条件設定手段（コントローラ１１）は撮影条件（管電圧）を設定して長尺撮影を行うことにより、被検体Ｍの高さ（体厚）の異なる範囲の長尺撮影において、撮影条件（管電圧）を適切に設定することができる。
本実施例では、（長尺撮影よりも事前に照射される）電磁波はＸ線である。この場合、長尺画像を作成する長尺撮影時よりも弱い線量で電磁波照射手段（Ｘ線管２）からＸ線を被検体Ｍに向けて照射する透視を長尺撮影範囲における各々の位置毎にそれぞれ行い、その透視の結果に基づいて、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体Ｍの高さに関連した情報（被検体Ｍを透過したＸ線の線量）に情報変換手段（線量演算部１０ａ）はそれぞれ変換する。長尺撮影よりも事前に、長尺画像を作成する長尺撮影時よりも弱い線量で電磁波照射手段（Ｘ線管２）からＸ線を被検体Ｍに向けて照射する透視を長尺撮影範囲における各々の位置毎にそれぞれ行う。これによって、長尺撮影よりも事前に、長尺撮影範囲における各々の位置毎の透視がそれぞれ行われる都度、透視の結果に基づいて、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体Ｍの高さに関連した情報（被検体Ｍを透過したＸ線の線量）に情報変換手段（線量演算部１０ａ）がそれぞれ変換する。長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体Ｍの高さに関連した情報（被検体Ｍを透過したＸ線の線量）に基づいて、被検体Ｍを透過したＸ線の線量が各位置において一致するように撮影条件設定手段（コントローラ１１）は撮影条件（管電圧）を設定して長尺撮影を行うことにより、被検体Ｍの高さ（体厚）の異なる範囲の長尺撮影において、撮影条件（管電圧）を適切に設定することができる。
本実施例のように電磁波がＸ線の場合において、Ｘ線照射手段（本実施例ではＸ線管２）は電磁波照射手段を兼用するのが好ましい。これによって装置の構成部品を減らすことができる。
また、本実施例のように電磁波がＸ線の場合において、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体Ｍの高さに関連した情報は、被検体Ｍを透過したＸ線の線量（すなわち透過後のＸ線の線量）である。上述した自動輝度調整（ＩＢＳ）機能を備えた場合には、厚い被検体Ｍを透視する際にはフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３のようなＸ線検出器に到達するＸ線の線量が少なくなるので、それを防止するために管電圧を高くして、逆に薄い被検体Ｍを透視する際にはＦＰＤ３に到達するＸ線の線量が多くなるので、それを防止するために管電圧を低くする。その結果、被検体Ｍの高さ（体厚）の異なる範囲の長尺撮影においてもＦＰＤ３に到達するＸ線の線量を揃えることができて、輝度（画素値）を適切に調整することができる。
なお、本実施例では、被検体Ｍを固定してＸ線管２を被検体Ｍに対して移動させることで、被検体Ｍに対して体軸方向に相対的にＸ線が移動して入射されるようにＸ線照射手段（Ｘ線管２）を相対的に移動させている。このようにＸ線管２を被検体Ｍに対して移動させながらＸ線検出手段（本実施例ではフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３）で得られた複数のＸ線画像を画像連結手段（本実施例では画像連結部１０ｂ）は連結して長尺画像を作成している。
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
（１）長尺撮影においては、水平姿勢（臥位姿勢）で行ってもよいし、起立姿勢で行ってもよいし、傾斜姿勢で行ってもよい。
（２）上述した実施例では、Ｘ線検出手段としてフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）を例に採って説明したが、イメージインテンシファイア(Ｉ．Ｉ)のように、通常において用いられるＸ線検出手段であれば特に限定されない。
（３）上述した実施例では、長尺撮影を行うＸ線照射手段はＸ線管のような管球であったが、必ずしも管球に限定されない。通常において用いられるＸ線照射手段であれば特に限定されない。
（４）上述した実施例では、コリメータによりＸ線の開き量を調節して照視野をスリット状に絞り込んで得られたＸ線画像を体軸方向に連結して長尺画像を作成するスロット撮影を例に採って説明したが、必ずしもスロット撮影に限定されない。照視野を絞り込まずにフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）などに代表されるＸ線検出手段の全面にＸ線を照射して、Ｘ線検出手段と同サイズのＸ線画像を体軸方向に連結して長尺画像を作成する長尺撮影に適用してもよい。
（５）上述した実施例では、被検体を固定してＸ線照射手段や電磁波照射手段（実施例ではＸ線管２）を被検体に対して移動させることで、被検体に対して体軸方向に相対的にＸ線や電磁波（実施例ではＸ線）が移動して入射されるようにＸ線照射手段や電磁波照射手段を相対的に移動させたが、必ずしもこの移動態様に限定されない。逆にＸ線照射手段や電磁波照射手段を固定して被検体を載置する天板を移動させる、あるいはＸ線照射手段や電磁波照射手段を移動させるとともに天板をも移動させることで、被検体に対して体軸方向に相対的にＸ線や電磁波（Ｘ線）が移動して入射されるようにＸ線照射手段や電磁波照射手段を相対的に移動させてもよい。
（６）上述した実施例では、被検体を固定してＸ線照射手段や電磁波照射手段（実施例ではＸ線管２）を被検体に対して移動させることで、被検体に対して体軸方向に相対的にＸ線や電磁波（実施例ではＸ線）が移動して入射されるようにＸ線照射手段や電磁波照射手段を相対的に移動させたが、必ずしもこの移動態様に限定されない。例えば、Ｘ線管を固定した状態でＸ線管の向きを調整して傾け続けながらフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）などに代表されるＸ線検出手段がＸ線を検出する位置にＸ線検出手段を移動させることで、被検体に対して体軸方向に相対的にＸ線が移動して入射されるようにＸ線管を相対的に移動させてもよい。
（７）上述した実施例では、電磁波がＸ線の場合において、Ｘ線照射手段（実施例ではＸ線管２）は電磁波照射手段を兼用したが、必ずしもＸ線照射手段（Ｘ線管２）は電磁波照射手段を兼用する必要はない。長尺撮影用のＸ線照射手段（Ｘ線管２）と、電磁波照射手段として長尺撮影前の透視を行うための透視用のＸ線照射手段とを別々に備えてもよい。
（８）上述した実施例では、被検体の高さに関連した情報として、被検体を透過したＸ線の線量（すなわち透過後のＸ線の線量）を例に採って説明したが、必ずしも透過後のＸ線の線量である必要はない。例えば電磁波がＸ線の場合において、被検体の側方からＸ線を照射する透視を行って、被検体の体厚が写り込んだ長尺撮影範囲における各々の位置毎の透視画像に基づいて、透視画像に写り込んだ体厚の画素数および拡大率などから、被検体の高さに関連した情報として体厚を直接的に求めてもよい。また、長尺撮影と同じ方向（水平姿勢の場合には真上あるいは真下）からＸ線を照射する透視を行って、被検体の体幅が写り込んだ長尺撮影範囲における各々の位置毎の透視画像に基づいて、透視画像に写り込んだ体幅の画素数，Ｘ線管・ＦＰＤ間の距離（SID: Source Image Distance）およびＦＰＤの幅サイズなどから、被検体の高さに関連した情報として体厚を直接的に求めてもよい。例えば、天板の高さを無視して透視画像が被検体の体厚の半分からの情報だと仮定した場合において、透視画像に写り込んだ体幅の画素数に基づく透視画像中の体幅をｄとし、Ｘ線管・ＦＰＤ間の距離をＳＩＤ（既知）とし、ＦＰＤの幅サイズをＳ（既知）とし、被検体の体厚をＨ（ｄ）（未知）とした場合に、相似の関係により、ＳＩＤ：Ｓ＝Ｈ（ｄ）／２：ｄ→Ｈ（ｄ）＝２／Ｓ×ｄ×ＳＩＤで、透視画像に写り込んだ体幅の画素数から透視画像中の体幅ｄを割り出した上で、上記式に代入して被検体の体厚Ｈ（ｄ）を求める。
（９）上述した実施例では、（長尺撮影よりも事前に照射される）電磁波（実施例ではＸ線）に基づいて、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さに関連した情報（実施例では被検体を透過したＸ線の線量）にそれぞれ変換したが、電磁波以外に超音波を用いて被検体の高さに関連した情報に変換して求めてもよい。例えば、超音波を用いて、図６に示すように被検体の体厚Ｈを求めてもよい。超音波照射機構４０を体軸方向に移動させる場合において、超音波照射機構４０・被検体Ｍの体表間の距離をＫとして、長尺撮影範囲における各々の位置毎に距離Ｋを超音波照射機構４０によりそれぞれ測定する。超音波照射機構４０・天板１間の距離（Ｈ＋Ｋ）は既知であるので、長尺撮影範囲における各々の位置毎に距離Ｋを超音波照射機構４０によりそれぞれ測定することにより、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体Ｍの体厚Ｈをそれぞれ求めることができる。
（１０）上述した実施例では、（長尺撮影よりも事前に照射される）電磁波はＸ線であったが、Ｘ線以外の電磁波（例えば光）を用いて被検体の高さに関連した情報に変換して求めてもよい。例えば、光を用いて、図７に示すように被検体Ｍの体厚Ｈを求めてもよい。図７（ａ）に示すように、少なくとも被検体Ｍの体厚Ｈの幅を有する複数の投光素子４１および複数の受光素子４２からなるラインセンサを備え、図７（ｂ）に示すように、これらの投光素子４１および受光素子４２を体軸方向に移動させながら長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体Ｍの体厚Ｈをそれぞれ求める。図７（ａ）に示すように、透過型のラインセンサセンサの場合には、被検体Ｍによって遮光される受光素子４２の数に基づいて、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体Ｍの体厚Ｈをそれぞれ求めることができる。また、図示を省略するが、反射型のラインセンサの場合には、少なくとも被検体の体厚の幅を有する複数の投光素子および複数の受光素子を同じ側に備え、これらの投光素子および受光素子を体軸方向に移動させながら、被検体によって反射される受光素子の数に基づいて、長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の体厚をそれぞれ求めることができる。
（１１）上述した実施例では、Ｘ線の撮影条件として管電圧を設定したが、管電圧以外の撮影条件であってもよい。例えば、管電流や照射時間をＸ線の撮影条件として設定してもよい。
２ … Ｘ線管
３ … フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
１０ａ … 線量演算部
１０ｂ … 画像連結部
１１ … コントローラ
Ｍ … 被検体

Claims (5)

  1. Ｘ線撮影を行うＸ線撮影装置であって、
    長尺撮影範囲における各々の位置毎の被検体の高さに関連した情報をそれぞれ取得する情報取得手段と、
    当該情報取得手段で取得された前記長尺撮影範囲における各々の位置毎の前記被検体の高さに関連した情報に基づいて、前記被検体を透過したＸ線の線量が各位置において一致するようにＸ線の撮影条件を設定する撮影条件設定手段と、
    当該撮影条件設定手段で設定された撮影条件に基づいて、前記被検体に向けてＸ線を照射するＸ線照射手段と、
    前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、
    当該Ｘ線検出手段で得られた複数のＸ線画像を連結して長尺画像を作成する画像連結手段と
    を備えることを特徴とするＸ線撮影装置。
  2. 請求項１に記載のＸ線撮影装置において、
    前記情報取得手段は、
    前記長尺撮影範囲における各々の位置に入射されるように、被検体に向けて電磁波を照射する電磁波照射手段と、
    当該電磁波照射手段から照射された前記電磁波に基づいて、前記長尺撮影範囲における各々の位置毎の前記被検体の高さに関連した情報にそれぞれ変換する情報変換手段と
    備えることを特徴とするＸ線撮影装置。
  3. 請求項２に記載のＸ線撮影装置において、
    前記電磁波はＸ線であって、
    前記長尺画像を作成する長尺撮影時よりも弱い線量で前記電磁波照射手段からＸ線を前記被検体に向けて照射する透視を前記長尺撮影範囲における各々の位置毎にそれぞれ行い、その透視の結果に基づいて、前記長尺撮影範囲における各々の位置毎の前記被検体の高さに関連した情報に前記情報変換手段はそれぞれ変換することを特徴とするＸ線撮影装置。
  4. 請求項３に記載のＸ線撮影装置において、
    前記Ｘ線照射手段は前記電磁波照射手段を兼用することを特徴とするＸ線撮影装置。
  5. 請求項３または請求項４に記載のＸ線撮影装置において、
    前記長尺撮影範囲における各々の位置毎の前記被検体の高さに関連した情報は、前記被検体を透過したＸ線の線量であることを特徴とするＸ線撮影装置。
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