JP2000333941A - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｘ線の照射方向における被検体の病変部の位
置特定が可能なＸ線撮影装置を提供する。 【解決手段】 撮影距離Ｈ（１）で撮影された被検体６
の透視像と及び撮影距離Ｈ（２）で撮影された被検体６
の透視像においてそれぞれ特定された関心領域ｉの位置
から、それぞれの画像上でＸ線検出器の中心からの関心
領域ｉの距離Ｘ（１）、Ｘ（２）を求め、これらの情報
からＸ線の照射方向における被検体６の関心領域ｉの位
置Ａの特定を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検体にＸ線を照
射することによりその透過像を撮影するためのＸ線撮影
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線管とＸ線検出手段を被検体を挟んで
対向配置させ、Ｘ線を被検体に照射することにより、そ
の透過像を撮影するＸ線撮影装置が広く診断に用いられ
ている。

【０００３】ここで、Ｘ線検出手段として、Ｘ線フィル
ムやイメージインテンシファイヤ等が広く用いられてい
るが、Ｘ線フィルムでは撮影後に現像されたフィルムを
直接シャーカステンに張り付けるなどし、フィルムを観
察することによって病変部の診断がなされる。

【０００４】一方、イメージインテンシファイヤでは得
られた映像データをテレビカメラなどで撮影しその画像
をテレビモニタに表示することによって病変部の診断が
なされる。また、最近、テレビカメラなどで撮影された
アナログデータをディジタルデータに変換し、適宜画像
処理を施し画像をモニタに表示することなどもなされて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
Ｘ線撮影装置では、得られた画像は被検体の透視像、す
なわち２次元平面像であるため、病変部の有無の判断は
可能であるが、Ｘ線照射方向から見て被検体の厚み方向
のどの位置に病変部が存在するのかの判断ができなかっ
た。このため、複数の臓器が重なって存在する部位など
を診断する場合、病変部がどの臓器のどの部分に存在す
るの判断が困難となる場合があった。そこで、本発明
は、Ｘ線の照射方向における被検体の病変部の位置特定
が可能なＸ線撮影装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、被検体を挟ん
でそれぞれ対向配置されたＸ線発生手段と２次元Ｘ線検
出手段とを備え、 前記Ｘ線発生手段及び前記検出手段
間の撮影距離を変更可能なＸ線撮影装置において、異な
る撮影距離で撮影された前記被検体の２つの画像におい
て関心領域をそれぞれ特定する関心領域特定手段と、前
記２つの画像上でそれぞれ特定された関心領域の位置か
らＸ線照射方向における前記被検体の関心領域の位置を
求める演算手段とを備えたことを特徴とする。かかる演
算手段は、撮影距離Ｈ（１）から撮影された画像に基づ
き特定された関心領域ｉの検出手段中心からの距離Ｘ
（１）、撮影距離Ｈ（２）から撮影された画像に基づく
関心領域ｉの検出手段中心からの距離Ｘ（２）、撮影距
離Ｈ（１）及びＨ（２）、及びあらかじめ求められたＸ
線検出部と被検体の診断上部間の距離Ｋから次式に基づ
き、Ｘ線照射方向における関心領域の位置Ａを算出する
ことを特徴とする。 Ａ＝（Ｈ（１）×Ｈ（２）×（Ｘ（２）− Ｘ
（１）））／（Ｈ（１）×Ｘ（２）−Ｈ（２）×Ｘ
（１））−Ｋ

【０００７】また、かかるＸ線撮影装置における２次元
Ｘ線検出手段は、透過Ｘ線を電荷として蓄積する平面状
のＸ線検出部と、蓄積された電荷を読み出して電気信号
に変換する信号変換部と、読み出された電気信号をデジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換部を備えたフラットパネ
ルＸ線検出器であることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明にかかるＸ線撮影装
置の一実施形態を示す概略図である。撮影台１は被検体
６を載置するための寝台２を有し、その上部には被検体
６にＸ線を照射するＸ線発生手段であるＸ線管５が配設
されている。撮影台１の下部には、被検体６を挟んでＸ
線管５と対向するよう配設されたＸ線検出部７とコント
ロール・ユニット（以下Ｃ．Ｕ．という）８よりなるフ
ラットパネルＸ線検出器30が配設されている。

【０００９】Ｘ線管５とフラットパネルＸ線検出器30と
は揺動桿13で連結されており、それぞれ水平方向に移動
できるよう構成されている。また、Ｘ線管５は揺動桿13
に沿って上下方向にも移動可能なように構成されてお
り、Ｘ線管５はＸ線管駆動手段５１によって駆動され
る。

【００１０】撮影台制御器１１は、撮影時にＸ線管５と
フラットパネルＸ線検出器30の移動制御を行うと共に、
Ｘ線制御器44およびデジタル・ラジオグラフィー装置
（以下ＤＲ装置という）41へ送るＸ線曝射信号43のタイ
ミングも制御している。また、撮影台制御器１１は、Ｘ
線照射方向における被検体の病変部の位置特定に際し
て、 Ｘ線管５を上下動させるためのＸ線管駆動手段５
１の制御を及び演算手段10の動作制御も行う。

【００１１】操作者は、撮影条件設定器３を介して様々
な撮影条件を設定することができ、Ｘ線制御器44は、Ｘ
線曝射信号43が入力された場合にここで設定された撮影
条件に基づいて高圧発生器４を制御し、高圧発生器４は
Ｘ線制御器44の指示に基づいて高電圧をＸ線管５に印加
することでＸ線管５からＸ線を曝射させる。

【００１２】ここで、フラットパネルＸ線検出器30は全
体としては２次元の平面状の形をしており、直接変換方
式と間接変換方式とで細部の構造は異なるが、基本的に
は図２に示すように、Ｘ線検出部７は被検体６を透過し
たＸ線を電荷に変換するＸ線検出物質層71と、この電荷
を読み出し電気信号に変換するＴＦＴトランジスタ72を
備えており、これらは半導体分野の薄膜技術を利用する
ことによってガラス基板73上に形成されている。

【００１３】また、Ｃ．Ｕ．８は、ＴＦＴトランジスタ
72で変換された電気信号を増幅するアンプ81、このアン
プ81の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器82、
Ｘ線検出物質層71により変換された電荷をＴＦＴトラン
ジスタ72により読み出すタイミングの制御やＡ／Ｄ変換
器82のタイミング制御を行なう制御回路83、及び制御回
路83で制御されＡ／Ｄ変換器82により変換されたデジタ
ル信号に垂直同期信号等を付け加えてデジタル・ビデオ
信号を出力する加算器84とで構成され、このＣ．Ｕ．８
とＸ線検出部７とは保護ケースに収容されている。

【００１４】このフラットパネルＸ線検出器30には、前
述のように直接変換方式と間接変換方式とがあり、直接
変換方式のＸ線検出器では、Ｘ線検出物質層71が図３
（ａ）に示されるように光導電体膜7a（例えばアモルフ
ァス・セレン膜、Ｃｄ（Ｚｎ）Ｔｅ膜）によって形成さ
れる。この光導電体膜7aはＸ線入射側に形成された表面
電極７ａとそれに対向して各画素を形成するよう複数形
成された電荷収集電極によって挟まれており、両電極管
には所定の電圧が印加されている。

【００１５】Ｘ線がこの光導電体膜7eに入射するとアモ
ルファス・セレン膜でそのエネルギーを放出し、電子と
正孔のペアーに変換され、これによって生じた電荷は外
部印加電圧の作用で両電極7a、7bに移動する。そして図
３（ｂ）に示されるように電荷収集電極7bを介してコン
デンサ7dに蓄積され、ドライブコントローラ8aによって
制御されたＴＦＴトランジスタ7c及びマルチプレクサ8b
を介して逐一デジタル・ビデオ信号として出力される。

【００１６】また、間接方式のＸ線検出器では、図４
（ａ）に示すようにＸ線検出物質層71が柱状結晶構造の
ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）層7e' で形成され、入射Ｘ線
はＣｓＩ層7e' でそのエネルギーを放出し、蛍光に変換
される。これにより生じた蛍光は、ＣｓＩ層7e' の柱状
結晶構造によりフォトダイオード7b' に導びかれ、フォ
トダイオード7b' において電荷へ変換される。変換され
た電荷はコンデンサ7dに蓄積され、図４（ｂ）に示され
るようにドライブコントローラ8aによって制御されたＴ
ＦＴトランジスタ7c及びマルチプレクサ8bを介して逐一
デジタル・ビデオ信号として出力される。

【００１７】図１において、フラットパネルＸ線検出器
30のＣ．Ｕ．８より出力されるデジタル・ビデオ信号は
ＤＲ装置41へ送られ、ＤＲ装置41のＩＣメモリ40に記録
され、表示用のモニター22に被検体６の透視像として表
示される。またＤＲ装置41は、Ｃ．Ｕ．８に対して電荷
蓄積信号を送る電荷蓄積制御回路９を有する。

【００１８】つぎに、図１の各部の信号波形を示す図５
のタイミングチャートを参照して本装置の動作を説明す
る。

【００１９】なお、図５に示された各部の信号は、理解
が用意となるためテレビの垂直同期信号と関連させて表
示されており、図中、（イ）はＣ．Ｕ．８から出力され
る垂直同期信号、（ロ）は撮影台制御器11から出力され
るＸ線曝射信号、（ハ）は電荷蓄積制御回路９から出力
される電荷蓄積信号、（ニ）はＣ．Ｕ．８から出力され
るビデオ信号、（ホ）はＤＲ装置41から出力されるビデ
オ信号である。

【００２０】電荷蓄積制御回路９から出力される電荷蓄
積信号は通常オフ状態となっており、フラットパネルＸ
線検出器30のＸ線検出物質層71からの電荷は常に電気信
号に変換されＣ．Ｕ．８からビデオ信号として出力され
ている（図５のａの時点）。

【００２１】Ｘ−ＲＡＹスイッチ19が押されると撮影台
制御器11の制御で、図示しない撮影準備信号が出力され
Ｘ線管５の陽極が回転し始めると共にフィラメントが加
熱される。また、電荷蓄積制御回路９から出力される電
荷蓄積信号がオン状態となって、電気信号への変換が止
まり、Ｃ．Ｕ．８から出力されるビデオ信号は黒レベル
になる（図５のｂの時点）。

【００２２】次に、Ｘ線曝射信号43がＸ線制御器44に出
力され、撮影条件設定器３に設定された撮影条件にて高
圧発生器４から高圧がＸ線管５に印加されＸ線が被検体
６に照射される（図５のｃの時点）。

【００２３】被検体６を透過した透過Ｘ線はフラットパ
ネルＸ線検出器30のＸ線検出物質層71により電荷に変換
されるが、この時電荷蓄積信号がオン状態であるためＴ
ＦＴトランジスタがオフ状態となって電気信号への変換
がなされず、このため発生した電荷は各素子が有するコ
ンデンサに蓄積される。

【００２４】撮影台１の撮影動作が終了すると撮影台制
御器11からのＸ線曝射信号43がオフになりＸ線曝射が停
止するが、このとき、被検体６のＸ線透視像がフラット
パネルＸ線検出器30の各素子が有するコンデンサに電荷
として蓄積されている（図５のｄの時点）。

【００２５】電荷蓄積制御回路９は、Ｘ線曝射信号43が
オフから次の垂直同期信号に同期して最低１フレームの
期間電荷蓄積信号をオフする（図５のｅの時点から時点
ｆの期間）。

【００２６】フラットパネルＸ線検出器30の各素子のコ
ンデンサの電荷が各素子のＴＦＴトランジスタを介して
各素子毎に逐一電気信号に変換されＣ．Ｕ．８からビデ
オ信号が出力される。Ｃ．Ｕ．８から出力されるビデオ
信号はＤＲ装置41においてＩＣメモリ40に記憶されると
同時にリアルタイムで透視像がモニター22に表示され
る。かかる透視像に基づいて関心領域の特定がなされ
る。

【００２７】次に、かかる構成のＸ線撮影装置を用いて
Ｘ線照射方向、すなわち通常被検体６の厚さ方向におけ
る病変部等の関心領域の位置を求める方法を、図６から
図９に基づいて説明する。

【００２８】図６および図７は、それぞれ図1に示され
た撮影台制御器11及び演算手段10の動作を示すフローチ
ャートである。まず、被検体６が適宜位置決めされた状
態で撮影台制御器11は、関心領域高さの計算を行う旨の
指示を演算手段10に与えた後（Ｓ１）、Ｘ線管５とＸ線
検出部７間の距離である撮影距離Ｈ（１）になるようＸ
線管駆動手段５１に指示を与える（Ｓ２）。

【００２９】そして、Ｘ線制御器44に対してＸ線曝射指
示を与えると共にＤＲ装置41に対して同じ信号を与える
ことで撮影指示を行う（Ｓ３）。これにより、被検体検
６の撮影がなされるが、この間撮影台制御器11は演算手
段10からの関心領域特定終了の通知を待つ（Ｓ４）。

【００３０】これらの動作に対して、図７に示されるよ
うに、関心領域高さの計算を行う旨の指示を待っていた
演算手段10は（Ｓ１１）、ステップ１（Ｓ１）において
撮影台制御器11からの指示を受けた後、ステップ３（Ｓ
３）におけるＸ線曝射指示に基づき撮影されモニタ２２
に表示された被検体６の透視画像上で病変部などの関心
領域の特定がなされるのを待つ（Ｓ１２）。

【００３１】ここで、病変部などの関心領域の特定は、
図１においてマウスなどのモニタ関心領域特定手段２２
ａを用いて、モニタ２２に表示された、たとえば図８に
示されるような透視像上の病変部等の関心領域ｉをクリ
ックすることによってなされる。

【００３２】関心領域ｉの特定がなされると、演算手段
10は図９に示されるようにＸ線検出部７の中心からの距
離Ｘ（１）を算出する（Ｓ１３）。Ｘ（１）の算出は、
Ｘ線検出部７の寸法が既知であることから特定された関
心領域ｉの画素位置を特定することで容易に算出でき
る。

【００３３】演算手段10は、 Ｘ線検出部７の中心から
の距離Ｘ（１）を算出した後、撮影台制御器11に対して
関心領域の特定が終了したことを通知し（Ｓ１４）、撮
影距離Ｈ（２）から撮影された画像上で病変部などの関
心領域ｉが再度特定されるのを待つ（Ｓ１５）。

【００３４】撮影台制御器11は、演算手段10からの通知
を受けて撮影距離がＨ（２）になるようにＸ線管駆動手
段５１に対して指示を行う（Ｓ４、Ｓ５）。そして、Ｘ
線制御器４４に対してＸ線曝射指示を再度与えると共に
ＤＲ装置４１に対して同じ信号を与えることで撮影指示
を与える（Ｓ６）。これにより、撮影距離Ｈ（２）での
被検体６の撮影が再度なされ、被検体６の透視像がモニ
タ２２に表示される。

【００３５】操作者により関心領域特定手段２２ａを用
いてモニタ２２に表示された被検体６の画像上で関心領
域ｉの特定が再度なされると、関心領域が特定されるの
を待っていた演算手段10は（Ｓ１５）、図９に示される
ようにＸ線検出器７の中心からの距離Ｘ（２）をＸ
（１）を算出した場合と同様の方法で算出する（Ｓ１
６）。

【００３６】そして、演算手段10は、撮影距離Ｈ（１）
の下で撮影された画像に基づき特定された関心領域ｉの
中心からの距離Ｘ（１）と、及び撮影距離Ｈ（２）から
撮影された画像に基づく関心領域ｉのＸ線検出器７の中
心からの距離Ｘ（２）と、２つの撮影距離Ｈ（１）及び
Ｈ（２）と、あらかじめ求められたＸ線検出部７と寝台
２間の距離Ｋから次式に基づき、図9に示される関心領
域ｉのＸ線照射方向における寝台２からの位置Ａを算出
する（Ｓ１７）。 Ａ＝（Ｈ（１）×Ｈ（２）×（Ｘ（２）− Ｘ
（１）））／（Ｈ（１）×Ｘ（２）−Ｈ（２）×Ｘ
（１））−Ｋ

【００３７】上述した実施の形では、２次元Ｘ線検出器
としてフラットパネルＸ線検出器を用いたが、本発明は
これに限らず、たとえばイメージインテンシファイヤと
テレビカメラを組み合わせ、さらにそれらをディジタル
変換して撮影画像とし表示する構成を採用してもよい。

【００３８】しかし、フラットパネルＸ線検出器を用い
た場合歪みの無いフラットな画像が得られるため、Ｘ線
照射方向についての関心領域の位置の特定をより正確に
なしうる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、 透視像を得るＸ線撮
影装置を用いてＸ線照射方向における関心領域の位置特
定を行うことができる。このため、臓器などが重なり合
う部分を撮影する場合であっても従来不可能であった病
変部の特定を行うことが可能となる。

【００４０】また、２次元Ｘ線検出器としてフラットパ
ネルＸ線検出器を用いることによって歪みの無いフラッ
トな画像が得られるため、Ｘ線照射方向について関心領
域の位置の特定をより正確になしうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態におけるＸ線撮影装置の概略
構成を示すブロック図である。

【図２】フラットパネルＸ線検出器の構成を示す模式図
である。

【図３】直接変換方式のフラットパネルＸ線検出器のＸ
線検出部の構成（ａ）と電荷読み出し部の構成（ｂ）を
示す模式図である。

【図４】間接変換方式のフラットパネルＸ線検出器のＸ
線検出部の構成（ａ）と電荷読み出し部の構成（ｂ）を
示す模式図である。

【図５】図１の各部の信号波形を示すタイムチャートで
ある。

【図６】本発明の実施の形態におけるＸ線撮影装置の撮
影台制御器の動作を示すフローチャートである。

【図７】本発明におけるＸ線撮影装置の演算手段の動作
を示すフローチャートである。

【図８】透視像上で特定された関心領域を示す図であ
る。

【図９】異なる撮影距離からの撮影により関心領域が一
意的に特定されることを説明する図である。

【符号の説明】 １：撮影台 ２：寝台 ３：撮影条件設定器 ４：高圧発生器 ５：Ｘ線管 ６：被検体 ７：Ｘ線検出部（71…Ｘ線検出物質層 72…ＴＦＴト
ランジスタ 73…ガラス基板） ８：コントロール・ユニット（Ｃ．Ｕ．）（81…アンプ
82…Ａ／Ｄ変換器 83…制御回路 84…加算器） ９：電荷蓄積制御回路 10：演算手段 11：撮影台制御器 19：Ｘ−ＲＡＹスイッチ 22：モニター 30：フラットパネルＸ線検出器 40：ＩＣメモリ 41：デジタル・ラジオグラフィー装置（ＤＲ装置） 43：Ｘ線曝射信号 44：Ｘ線制御器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高濱 公大 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所内 (72)発明者 平田 五郎 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所内 (72)発明者 門脇 利生 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所内 Ｆターム(参考） 2H013 AC01 4C093 AA07 EA02 EB13 EB17 EC29 ED01 FA15 FF17 FF28

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体を挟んでそれぞれ対向配置され
   たＸ線発生手段と２次元Ｘ線検出手段とを備え、 前記
   Ｘ線発生手段及び前記検出手段間の撮影距離を変更可能
   なＸ線撮影装置において、異なる撮影距離で撮影された
   前記被検体の２つの画像において関心領域をそれぞれ特
   定する関心領域特定手段と、前記２つの画像上でそれぞ
   れ特定された関心領域の位置からＸ線照射方向における
   前記被検体の関心領域の位置を求める演算手段を備えた
   ことを特徴とするＸ線撮影装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のＸ線撮影装置において、
   前記２次元Ｘ線検出手段は、透過Ｘ線を電荷として蓄積
   する平面状のＸ線検出部と、蓄積された電荷を読み出し
   て電気信号に変換する信号変換部と、読み出された電気
   信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部を備えたフ
   ラットパネルＸ線検出器であることを特徴とするＸ線撮
   影装置。 【０００１】