JP2003153886A

JP2003153886A - Ｘ線透視撮影装置

Info

Publication number: JP2003153886A
Application number: JP2001357643A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Mori; 一博森
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2001-11-22
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2003-05-27
Anticipated expiration: 2021-11-22
Also published as: JP3982242B2

Abstract

(57)【要約】【課題】グリッドの動作を走査信号に同期させること
により、干渉縞の発生を防止して高画質の画像を撮影す
ることができるＸ線透視撮影装置を提供する。【解決手段】散乱Ｘ線除去のためのグリッド９を備え
た撮像素子７と、グリッド９を移動するグリッド移動機
構１１とを備え、Ｘ線管３から曝射された透過Ｘ線を画
像化するＸ線透視撮影装置において、撮像素子７の走査
信号に同期させてグリッド移動機構１１を動作させるグ
リッド移動制御部１５を備えた。走査が完了する前にグ
リッド９が静止しないように制御することができ、走査
中にグリッド９が静止することに起因する干渉縞の発生
を防止できる。その結果、高画質の画像を撮影すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、検査物や被検体
などの検査対象を透過した透過Ｘ線を検出し、これを動
画や静止画として画像化するＸ線透視撮影装置に係り、
特に、Ｘ線ＴＶカメラやＸ線フラットパネル検出器など
の走査型撮影手段で画像化する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のＸ線透視撮影装置とし
て、Ｘ線管と、透過Ｘ線を画像化する撮影装置とを備え
たものがある。このような装置では、散乱Ｘ線を除去し
てコントラスト等を改善して画質向上を図るためのグリ
ッドが撮影装置に取り付けられている。このグリッド
は、グリッド自体が画像化されることのないようにグリ
ッド移動機構によって動作され、撮影装置の前面でグリ
ッドの配列方向に向けて直線的に往復移動されるように
なっている。

【０００３】なお、一般的に、動画を撮影する際にはグ
リッド移動機構を停止させてグリッドの揺動を停止させ
ることが多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。すなわち、撮影装置の空間分解能が低い（高域の
周波数特性が悪い）場合には干渉縞が発生することはな
かったが、最近では撮影装置の高分解能化が進み、その
影響により静止画・動画を問わず干渉縞が発生すること
ある。そのため撮影された画像の画質が低下するという
問題がある。

【０００５】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、グリッドの動作を走査信号に同期さ
せることにより、干渉縞の発生を防止して高画質の画像
を撮影することができるＸ線透視撮影装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明者は、上記の問
題を解決するために次のような知見を得た。グリッドは
グリッド移動機構によって反復動作されるので、一端側
から他端側へ向けて動作されて一旦静止した後に一端側
へ向けて戻るように動作する。また、その逆に動作する
場合もやはりグリッドが一旦静止する状態が生じる。従
来の装置では、グリッドの移動をＸ線の曝射信号に対し
てのみ同期させているので、撮影装置の走査が完了しな
いうちにグリッドが他端側または一端側へ達することが
あり、これによりグリッドが静止することがある。これ
に起因して画像に干渉縞が生じることがあるのを突き止
めた。このような知見に基づくこの発明は次のように構
成されている。

【０００７】すなわち、請求項１に記載の発明は、散乱
Ｘ線除去のためのグリッドを備えた走査型撮像手段と、
干渉縞を抑制するために前記グリッドを移動するグリッ
ド移動機構とを備え、Ｘ線管から曝射された透過Ｘ線を
画像化するＸ線透視撮影装置において、前記走査型撮像
手段の走査信号に同期させて前記グリッド移動機構を動
作させるグリッド移動制御手段を備えたことを特徴とす
るものである。

【０００８】（作用・効果）グリッド移動制御手段が走
査型撮像手段の走査信号に同期させてグリッド移動機構
を動作させると、走査が完了する前にグリッドが静止し
ないように制御することができる。したがって、走査中
にグリッドが静止することによる干渉縞の発生を防止す
ることができる。その結果、高画質の画像を撮影するこ
とができる。

【０００９】また、グリッド移動制御手段によるグリッ
ドの移動制御は、好ましくは走査信号に同期させるよう
に行えばよい。例えば、請求項２に記載の発明は、請求
項１に記載のＸ線透視撮影装置において、前記グリッド
移動制御手段は、前記Ｘ線管からＸ線が曝射されている
間は前記グリッド移動機構を作動させ続け、前記グリッ
ドを移動させ続けることを特徴とするものである。

【００１０】（作用・効果）Ｘ線曝射は一般的に走査信
号に対して同期がとられているので、Ｘ線が曝射されて
いる間はグリッドを移動させ続けることにより、走査中
にグリッドが静止しないようにできる。

【００１１】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または２に記載のＸ線透視撮影装置において、動画とし
て画像化する場合には、前記グリッド移動制御手段は、
最初のフレームで前記グリッドを一端側から他端側へ移
動させ、次の1フレームで一端側へ移動させることを特
徴とするものである。

【００１２】（作用・効果）動画として画像化する場合
には、グリッドを、最初のフレームで往動作させ、次の
フレームで復動作させることにより、走査中にグリッド
が静止しないようにすることができる。したがって、動
画撮影中であっても干渉縞の発生を防止することができ
る。

【００１３】また、この発明は次のような課題解決手段
も開示している。

【００１４】散乱Ｘ線除去のためのグリッドを備えた走
査型撮像手段によって、干渉縞を抑制するために前記グ
リッドを移動させつつＸ線管から曝射された透過Ｘ線を
画像化するＸ線透視撮影装置の制御方法において、前記
走査型撮像手段の走査信号に同期させて前記グリッドを
動作させることを特徴とするＸ線透視撮影装置の制御方
法。

【００１５】走査型撮像手段の走査信号に同期させてグ
リッドを移動させると、走査が完了する前にグリッドが
静止しないように制御することができる。したがって、
走査中にグリッドが静止することによる干渉縞の発生を
防止することができる。その結果、高画質の画像を撮影
することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
一実施例を説明する。図１はこの発明の一実施例に係
り、この図は実施例に係るＸ線透視撮影装置の概略構成
を示したブロック図である。

【００１７】天板１は、Ｘ線透過材料によって構成さ
れ、検査対象である被検体Ｍが載置される。この天板１
は、図示しない移動機構によって昇降（図の上下方向）
及び長手方向への進退（紙面方向）並びに長手方向に直
交する方向に進退（図の左右方向）される。天板１の上
方には、Ｘ線管３が配備されている。そのＸ線放射方向
には、Ｘ線の曝射範囲を制限するためのコリメータ５が
取り付けられている。天板１を挟んだＸ線管３の対向位
置には撮像素子７が配置されているとともに、そのＸ線
管３側には図示しないグリッド９が配置されている。こ
のグリッド９は、グリッド揺動機構１１によってグリッ
ドの配列方向に往復移動あるいは揺動移動される。な
お、撮像素子７は、本発明における走査型撮像手段に相
当するものである。

【００１８】上記の撮像素子７としては、複数個のＸ線
検出素子を備えた、例えば、二次元センサとも呼ばれる
Ｘ線フラットパネル検出器が例示される。このＸ線フラ
ットパネル検出器は、Ｘ線検出素子の配列として、例え
ば、横１０２４×縦１０２４（ｘ×ｙ）の正方形マトリ
ックス構成のものが挙げられる。また、この平面寸法と
しては、縦横約３０ｃｍが例示される。外形としては平
面形状を呈することから、胸部や腹部などの大きな部位
を撮影するのに適した方形の検出面を構成させることが
可能であること、視野周辺の歪みがほとんどなく高解像
度であること、薄型・軽量であることなどの多くの利点
を有する。

【００１９】このように多くの利点を備えたＸ線フラッ
トパネル検出器１の具体的な構成は、次のようなもので
ある。すなわち、入射Ｘ線を電荷あるいは光に変換する
Ｘ線変換層と、このＸ線変換層で生じた電荷あるいは光
を検出する素子が縦横にマトリックス状に配置されてな
る検出アレイ層との積層構造を有する。このＸ線フラッ
トパネル検出器としては、直接変換タイプと、Ｘ線変換
層がシンチレータ層からなり、検出アレイ層の表面に形
成されたフォトダイオードなどの光検出素子によって光
検出を行い、コンデンサに電荷を蓄える構成の間接変換
タイプとがある。

【００２０】Ｘ線変換層は、入射Ｘ線を直ちに電荷に変
換するセレン層(アモルファスセレン層)やＣｄＺｎＴｅ
層などから構成されている。その下層に位置する検出ア
レイ層の表面には電荷検出素子が形成されており、表面
電極に対向形成された電荷収集電極により電荷の検出を
行ってコンデンサに蓄電する構成となっている。上記各
電荷検出素子と、その上層のＸ線変換層の一部と、上記
コンデンサとが一つのＸ線検出素子を構成している。

【００２１】各Ｘ線検出素子は、それぞれＴＦＴ(Thin
Film Transistor)を介して縦横に延出された読み出し配
線に接続されている。これらの読み出し配線は、それぞ
れが横読み出し駆動部または縦読み出し駆動部に接続さ
れており、これらには読み出し用の走査信号が与えられ
る。Ｘ線フラットパネル検出器に形成されている複数個
のＸ線検出素子を特定するには、横方向アドレスと縦方
向アドレスを指定する縦・横の走査信号を出力すればよ
い。

【００２２】上記のような読み出しに係る走査信号に相
当する撮像素子垂直同期信号Ｓ１の制御は、グリッド移
動制御部１５と連携して動作する撮像素子走査制御部１
７によって行われる。さらに、撮像素子垂直同期信号Ｓ
１に応じて出力される信号は、画像収集コントローラ１
９に収集される。また、Ｘ線管３の管電圧等のＸ線照射
条件は、図示しないコンソールからの指示に基づいてＸ
線曝射制御部２１によって行われる。Ｘ線曝射制御部２
１から出力されるＸ線曝射信号Ｓ２は、Ｘ線管３を直接
的に制御するＸ線制御部２３に与えられる。Ｘ線曝射制
御部２１は、グリッド移動制御部１５と連携して動作す
る。

【００２３】本発明のグリッド移動制御手段に相当する
グリッド移動制御部１５は、グリッド移動機構１１に対
して動作指示のためのグリッド位置制御信号Ｓ３を与え
る。このグリッド位置制御信号Ｓ３は、往復移動される
グリッド９の移動開始・停止及び移動速度などを規定す
る。

【００２４】上記のように構成されているＸ線透視撮影
装置の動作について、図２を参照して説明する。なお、
図２は、Ｘ線曝射信号、撮像素子垂直同期信号、グリッ
ド位置制御信号のタイミング例を示したタイムチャート
である。

【００２５】ここでは、図示しないコンソールからの指
示に基づき「動画」の撮影が行われる場合を例に採って
説明する。

【００２６】撮像素子走査制御部１７は、撮影者が操作
するコンソール（図示省略）からの指示に応じて時点ｔ
０〜ｔ１、この時点から一定時間後の時点ｔ４〜ｔ５の
ように順次に撮像素子垂直走査信号Ｓ１を出力する。な
お、このとき時点ｔ０〜ｔ１から時点ｔ４までが動画の
1フレームに相当する。

【００２７】また、Ｘ線曝射制御部２１は、撮像素子走
査制御部１７と連携し、上記の撮像素子垂直走査信号Ｓ
１に対して同期するように、Ｘ線曝射信号Ｓ２をＸ線制
御部２３に対して与える。つまり、時点ｔ０〜ｔ１を含
む時点ｔ０〜ｔ２まで、時点ｔ４〜ｔ５を含む時点ｔ４
〜ｔ６までのように順次にＸ線曝射信号Ｓ２を出力す
る。

【００２８】さらにグリッド移動制御部１５は、撮像素
子走査制御部１７と連携し、上記の撮像素子走査信号Ｓ
１に対して同期するように、グリッド位置制御信号Ｓ３
をグリッド移動機構１１に対して出力する。

【００２９】具体的には、時点ｔ０において一端側から
他端側への移動を開始し（往動作）、かつＸ線が曝射さ
れている間（時点ｔ０〜ｔ２）は停止しない速度で移動
させる。そして、他端側に到達した時点ｔ３において移
動を停止させる。次の撮像素子垂直走査信号Ｓ１（時点
ｔ４〜ｔ５）に対しては、時点ｔ４〜ｔ７にわたって他
端側から一端側へ戻るように移動させる（復動作）。こ
のような動作を動画撮影が行われている間、繰り返し実
行するのである。

【００３０】このようにグリッド位置制御信号Ｓ３を撮
像素子垂直走査信号Ｓ１に対して同期させることによ
り、撮像素子垂直走査信号Ｓ１に同期させてグリッド移
動機構１１を動作させるようにしたので、撮像素子７が
走査を完了する前にグリッド９が停止しないようにする
ことができる。したがって、撮像素子７の走査中にグリ
ッド９が停止してしまうことによる干渉縞の発生を防止
することができる。その結果、画像収集コントローラ１
９に高画質の画像を得ることができる。

【００３１】なお、グリッド９は、ｔ３時点において停
止することになるが、この時点ｔ３では既にＸ線曝射が
終了しているので何ら問題は生じない。

【００３２】＜変形例１＞また、上記のようなグリッド
９の同期制御に代えて、図３に示すように制御してもよ
い。なお、図３は、Ｘ線曝射信号、撮像素子垂直同期信
号、グリッド位置制御信号のタイミング例を示したタイ
ムチャートである。

【００３３】上記の実施例では、最初のフレームにて往
動作を行い、次のフレームにて復動作を行うようにして
いるが、1フレーム内で往復動作させるようにしてもよ
い。すなわち、時点ｔ０〜ｔ４のほぼ中間点にあたる時
点ｔ３において他端側へ達するように移動させ（往動
作）、時点ｔ４において一端側へ戻るように移動させる
（復動作）。このように動作させると、グリッド９が反
転動作するｔ３時点においてグリッド９が一旦停止する
状態が生じるが、この時点ｔ３では既にＸ線曝射が終了
しているので、何ら問題がなく干渉縞の発生は生じな
い。

【００３４】＜変形例２＞また、上記のような同期制御
に代えて、図４に示すように制御してもよい。なお、図
４は、Ｘ線曝射信号、撮像素子垂直同期信号、グリッド
位置制御信号のタイミング例を示したタイムチャートで
ある。

【００３５】この変形例では、次のような動画撮影を想
定している。つまり、Ｘ線曝射信号Ｓ２を時点ｔ０〜ｔ
４にわたって出力し、上記実施例に比較して長い時間Ｘ
線を曝射する。最初に出力されている撮像素子垂直同期
信号Ｓ１は、時点ｔ０〜ｔ１と時点ｔ２〜ｔ３に出力さ
れているが、最初の信号に対しては読み出し禁止が設定
されている。したがって、実際に画像収集コントローラ
１９に撮像素子７からの信号が取り込まれるのは時点ｔ
２〜ｔ３の撮像素子垂直同期信号Ｓ１時だけである。こ
のように２フレームに相当するようにＸ線を曝射して撮
影することにより、写真における長時間露光のような動
画撮影を行うことができ、秒間撮影コマ数が減少するも
ののＸ線撮影においてはＳ／Ｎ比を向上させて高画質の
画像を得ることができる。

【００３６】このような撮影法においては、グリッド９
を次のように制御すればよい。すなわち、撮像素子垂直
同期信号Ｓ１の周期の整数倍でグリッド９の周期を変化
させる。具体的には、Ｘ線が曝射されている期間である
時点ｔ０〜ｔ４にわたってグリッド９を移動させ続け
る。例えば、図４（ｃ）のように、ｔ０時点において一
端側から移動を開始し、ｔ４時点において他端側に移動
するように動作を制御する。これにより撮像素子７が走
査を完了する前にグリッド９が静止しないようにでき、
このような撮影法においても上述した実施例と同様の効
果を奏することができる。

【００３７】なお、この発明は、上述した実施例及び変
形例の他に以下のように種々の変形実施が可能である。

【００３８】（１）上述したグリッド９の移動制御で
は、移動開始時点を全て撮像素子垂直同期信号Ｓ１の立
ち上がり時点に合わせているが、グリッド移動機構１１
の動作特性を考慮して早めに動作を開始するようにして
もよい。

【００３９】つまり、カム等によってグリッド９を往復
動作させる構成のグリッド移動機構１１では、動作開始
時に立ち上がりに時間が遅いものがある。このような特
性を有するグリッド移動機構１１において上記のような
移動制御を行うと、例えば、Ｘ線曝射時間が短い（写真
撮影での高速シャッタ速度による撮影に相当）撮影法に
おいては、グリッド９の移動速度が遅いことに起因して
十分に干渉縞を防止することができない場合がある。こ
のような場合には、Ｘ線の曝射時点でグリッド９の速度
が十分に速くなるように、早めにグリッド９の移動を開
始すればそのような不都合を解消することができる。

【００４０】（２）撮像素子７としては、上述したＸ線
フラットパネル検出器に代えてイメージインテンシファ
イアとＴＶカメラを組み合わせたものであってもよい。

【００４１】（３）この発明は、上述した動画の撮影だ
けでなく静止画の撮影において適用することができる。
つまり、上述した１フレーム分に相当する制御、または
上記変形例２のように複数フレームのうち最後のフレー
ムにおいてのみ信号の収集を行う際の制御を行えば、上
述した実施例及び変形例と同様の効果を得ることが可能
である。

【００４２】（４）グリッド移動機構１１はグリッド９
の移動を往動作（一端側から移動開始）から行っている
が、復動作（他端側から移動開始）から行ってもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発
明によれば、走査信号に同期させてグリッド移動機構を
動作させるようにしたので、走査型撮像手段が走査を完
了する前にグリッドが静止しないようにできる。そのた
め走査中にグリッドが静止することによる干渉縞の発生
を防止することができ、Ｘ線透視撮影装置において高画
質の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るＸ線透視撮影装置の概略構成を示
したブロック図である。

【図２】（ａ）はＸ線曝射信号、（ｂ）は撮像素子垂直
同期信号、（ｃ）はグリッド位置制御信号のタイミング
例を示すタイムチャートである。

【図３】第１の変形例に係り、（ａ）はＸ線曝射信号、
（ｂ）は撮像素子垂直同期信号、（ｃ）はグリッド位置
制御信号のタイミング例を示すタイムチャートである。

【図４】第２の変形例に係り、（ａ）はＸ線曝射信号、
（ｂ）は撮像素子垂直同期信号、（ｃ）はグリッド位置
制御信号のタイミング例を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ … 天板Ｍ … 被検体３ … Ｘ線管５ … コリメータ７ … 撮像素子（走査型撮像手段）９ … グリッド１１ … グリッド移動機構１５ … グリッド移動制御部（グリッド移動制御手
段）１７ … 撮像素子走査制御部１９ … 画像収集コントローラ２１ … Ｘ線曝射制御部２３ … Ｘ線制御部Ｓ１ … 撮像素子垂直同期信号Ｓ２ … Ｘ線曝射信号Ｓ３ … グリッド位置制御信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】散乱Ｘ線除去のためのグリッドを備えた
走査型撮像手段と、干渉縞を抑制するために前記グリッ
ドを移動するグリッド移動機構とを備え、Ｘ線管から曝
射された透過Ｘ線を画像化するＸ線透視撮影装置におい
て、前記走査型撮像手段の走査信号に同期させて前記グ
リッド移動機構を動作させるグリッド移動制御手段を備
えたことを特徴とするＸ線透視撮影装置。
【請求項２】請求項１に記載のＸ線透視撮影装置にお
いて、前記グリッド移動制御手段は、前記Ｘ線管からＸ
線が曝射されている間は前記グリッド移動機構を作動さ
せ続け、前記グリッドを移動させ続けることを特徴とす
るＸ線透視撮影装置。
【請求項３】請求項１または２に記載のＸ線透視撮影
装置において、動画として画像化する場合には、前記グ
リッド移動制御手段は、最初のフレームで前記グリッド
を一端側から他端側へ移動させ、次の1フレームで一端
側へ移動させることを特徴とするＸ線透視撮影装置。