JP2008167928A - 放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プリ曝射時に最低限必要な部分にのみ放射線を照射することで、被検者の被曝を抑えた放射線画像撮影装置を提供する。
【解決手段】放射線源に対向して配置された天板に被検体を載置し、載置された被検体に放射線源から放射線を照射し、被検体を透過した放射線を放射線検出器で検出する***撮影部と、天板に載置された被検体の大きさを測定する測定手段と、測定手段の測定結果に応じて放射線源から放射線検出器に向けて照射される放射線の照射領域を制限する照射領域制限手段と、照射領域制限手段によって制限された領域内に放射線を照射してプリ曝射を行い、被検体に適した放射線量を算出するＡＥＣ回路と、を具備する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、放射線（Ｘ線）を用いて被検体の撮影を行うもので、特に***画像の撮影に適した放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影方法に関するものである。

従来、医療分野におい***画像を撮影する放射線画像撮影装置としてマンモグラフィ装置が知られている。マンモグラフィ装置は、被検者の健康を害しない程度の放射線（例えばＸ線）を放射線源から被検体（***）に向かって照射し、被検体を透過した放射線をデジタル放射線検出器で検出し、放射線画像を取得するようにしている。

特許文献１には、***撮影等に用いられるＸ線検出装置について記載されている。

また放射線画像撮影装置には、ＡＥＣ（Automatic Exposure Control）機能を備えたものがある。ＡＥＣは、適切な線量で放射線を曝射するため、被検体に応じて個々に放射線を曝射する時間を算出し、放射線の曝射時に適切なタイミングで曝射を停止するように制御するものである。上記の適切な線量を計算するには、被検者毎に***の大きさ等を測定する必要がある。このため、従来ではＡＥＣによる曝射量を計算するため、プリ曝射と呼ばれるテスト曝射を行っている。

プリ曝射では、放射線源からの放射線を放射線検出器全体に向けて照射し、被検体（***）を透過した放射線を放射線検出器で検出して***の大きさ等を測定し、その測定結果をもとに適切な線量を計算するようにしている。

しかしながら、ＡＥＣによって適切な曝射時間を計算する場合、放射線検出器全体で検出した画像は必要とせず、画像の一部、即ち***部分の画像を取得できれば良く、そのほかの部分の画像は診断及びＡＥＣの計算にも寄与しない。したがって、従来では必要のない部分に対しても曝射することになり、被検者の健康を害する恐れがあつた。
特開２００１−３３０６７９号公報

従来、ＡＥＣによって適切な曝射時間を計算するため、プリ曝射を行っているが、ＡＥＣの計算や診断に寄与しない部分に対しても放射線が曝射されるため、被検者の健康を害する恐れがあるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みて成されたもので、プリ曝射時に最低限必要な部分にのみ放射線を照射することで、被検者の被曝をできるだけ抑えた放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の放射線画像撮影装置は、放射線源に対向して配置された天板に被検体を載置し、前記天板に載置された被検体に前記放射線源から放射線を照射し、前記被検体を透過した放射線を放射線検出器で検出する***撮影部と、前記天板に載置された前記被検体の大きさを測定する測定手段と、前記測定手段の測定結果に応じて、前記放射線源から前記放射線検出器に向けて照射される放射線の照射領域を制限する照射領域制限手段と、前記照射領域制限手段によって制限された領域内に放射線を照射してプリ曝射を行い、前記被検体に適した放射線量を算出するＡＥＣ回路と、を具備したことを特徴とする。

また、請求項８記載の本発明の放射線画像撮影方法は、放射線源に対向して配置され天板に被検体を載置し、前記被検体を透過した放射線を放射線検出器で検出する***撮影部を有し、前記天板に前記被検体を載置して、載置された被検体の大きさを事前に測定し、前記放射線源から前記放射線検出器に向けて照射される放射線の照射領域を前記測定結果に応じて制限してプリ曝射を行い、前記プリ曝射による前記放射線検出器での検出結果を用いて前記被検体に適した放射線量を算出し、本撮影時には前記照射領域の制限を解除して、前記算出結果に基いて前記被検体への放射線量を制御することを特徴とする。

本発明によれば、プリ曝射時には必要最小限の範囲にＸ線を照射するため、被検者の被曝量を低減することができる。

以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の放射線画像撮影装置の一実施形態の全体構成を示す構成図である。図１において、１０は放射線画像撮影装置であり、***撮影部１１を有している。***撮影部１１は、アーム１２の一端（上端）に装着されたＸ線管球１３と、アーム１２の他端（下端）に取り付けられた天板１４を備え、天板１４内にはＸ線検出器１５が設けられている。またＸ線管球１３と天板１４の間には、被検体Ｐ（***）を圧迫するための圧迫板１６が上下方向に可動的に取り付けられている。

Ｘ線検出器１５は、平面型の検出器（フラット・パネル・ディテクタ）であり、二次元的に配置された複数の画素をマトリクス状に配置してなり、各画素によって被検体Ｐを透過したＸ線をそれぞれ検出し、検出したＸ線を電気信号に変換するようにしている。またＸ線検出器１５は、電気信号を増幅する増幅器と、増幅された電気信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備えている。

天板１４は、Ｘ線管球１３と対向しており、天板１４の上に被検体を載置し、天板１４と圧迫板１６との間に被検体を挟み圧迫して撮影を行う。また圧迫板１６の天板１４と対向する面には圧力センサ１７が固定されている。或いは、圧力センサ１７の代わりに天板１４の被検体Ｐが載置される面に距離センサ１８を設けても良い。圧力センサ１７及び距離センサ１８の役割については後述する。

図２は、本発明の放射線画像撮影装置１０のハードウェア構成を説明するブロック図である。

図２において、***撮影部１１は、Ｘ線管球１３とＸ線検出器１５を含み、Ｘ線管球１３は高圧発生部２１から供給される高電圧によってＸ線を発生する。被検体Ｐを透過したＸ線は、Ｘ線検出器１５で検出され、電気信号に変換される。気信号はデータ収集部２２を介して読み出され、コンピュータシステム３０にデジタル投影データを伝送する。

コンピュータシステム３０はバスライン３１を有し、このバスライン３１には、システム制御部３２、データ処理部３３、データ記憶部３４、操作部３５、表示部３６が接続されている。

システム制御部３２は、コンピュータシステム３０の全体の動作を制御する。データ処理部３３は、データ収集部２２から送られてきたデジタル投影データを処理して所定の画像データを生成する。データ記憶部３４は、画像データを格納するものである。

操作部３５は、オペレータが操作するもので、操作部３５の操作によりプリ曝射や本曝射の指示、撮影開始等の各種の操作情報を与える。表示部３６は、データ処理部３３で生成された画像等を表示する。操作部３５、表示部３６は、システム制御部３２とともにユーザインターフェースを構成する。

また、バスライン３１には、ＡＥＣ回路３７（Automatic Exposure Control回路）及び照射制御部３８が接続されている。

ＡＥＣ回路３７は、適切な線量でＸ線を曝射するため、被検体に応じて個々にＸ線の曝射時間を算出する。この曝射時間の計算に当たっては先ずプリ曝射を行い、プリ曝射によって得た被検体Ｐのデータをもとに被検者毎に適切なＸ線量を計算して、計算結果をバスライン３１に出力する。

また前述した圧力センサ１７又は距離センサ１８の出力はセンサ回路２３に供給され、センサ回路２３では、圧力センサ１７又は距離センサ１８の出力を利用して被検体Ｐの大きさを測定する。このセンサ回路２３からの測定データは照射制御部３８に供給される。

さらに、***撮影部１１にはＸ線管球１３によるＸ線の照射範囲を規制する照射領域制限手段２４が設けられており、この照射領域制限手段２４を照射制御部３８によってコントロールする。照射制御部３８は、センサ回路２３からの測定データを基に、プリ曝射時に照射領域制限手段２４を制御して、Ｘ線の照射範囲を被検体Ｐに応じて制限する。

高圧発生部２１は、ＡＥＣ回路３７の計算結果に応答して曝射時間が制御され、本撮影を行う際に曝射開始から所定時間が経過すると曝射を停止し、適正なＸ線量になるように制御する。

このような本発明の放射線画像撮影装置の撮影動作を概略的に説明する。実際の撮影（本撮影）を行う前に先ず被検者の被検体Ｐを圧迫板１６によって天板１４に押し付け、被検者の***を圧迫する。次に圧力センサ１７（又は距離センサ１８）とセンサ回路２３によって被検体Ｐの大きさ（***の横幅Ｘと縦幅Ｙ）を測定する。

センサ回路２３によって測定した被検体Ｐの大きさを表すデータは、照射制御部３８に送られ、照射制御部３８は照射範囲制限装置２４を制御してＸ線の照射範囲を被検体Ｐの大きさに応じて制限し、その上でＸ線をプリ曝射する。

プリ曝射によってＸ線検出器１５で検出した被検体Ｐの検出データは、データ収集部２２を介してコンピュータシステム３０に送られ、ＡＥＣ回路３７は、検出データをもとに被検体に適した放射線量（曝射する時間）を算出する。

こうしてＡＥＣ回路２３によって、適切な線量を計算した後、本撮影に移行する。本撮影では照射範囲制限装置２４による照射範囲の制限を解除し、Ｘ線検出器１５全体に対してＸ線を照射し、***画像の撮影を行う。また、Ｘ線の曝射時にはＡＥＣ回路２３によって計算した結果に基いて適切なタイミングで曝射を停止し、被検者に対して過度にＸ線が照射されるのを防ぐようにする。

本撮影においてＸ線検出器１５で検出されたデータはデータ収集部２２で収集され、コンピュータシステム３０に送られ、データ処理部２２で画像処理され、表示部３６に画像情報が表示される。

次に本発明の特徴部であるＡＥＣ回路３７、センサ回路２３、照射範囲制限手段２４について図３，図４を参照して説明する。

ＡＥＣ回路３７は、適切な線量で放射線を曝射するため、被検体Ｐに応じて個々に放射線を曝射する時間を算出するものであり、適切な線量を計算するために、被検者毎にプリ曝射を行う必要がある
プリ曝射を行う際に、先ずセンサ回路２３は、被検体Ｐ（***）の大きさを測定し、Ｘ線の照射範囲を決定する。

図３において、１５１はＸ線検出器１５の検出範囲を示しており、１３１はＸ線管球１３の照射範囲を示している。またＰは天板１６に載置された被検体（***）を示している。プリ曝射を行いＡＥＣによる曝射時間を計算する場合、ＡＥＣの計算に必要な領域１５２は被検体Ｐのほぼ中央部に相当する部分であり、この範囲１５２は被検体Ｐの大きさに応じて変わる。

次に圧力センサ１７の出力を利用して被検体Ｐの大きさを測定する例を、図４を参照して説明する。図４（ａ）は圧迫板１６に圧力センサ１７を設け、圧迫板１６によって被検体Ｐを天板１４側に圧迫した状態を示す側面図である。

この場合、被検体Ｐは圧迫板１６によって天板１４に押されるため、圧力センサ１７は被検体Ｐと接した部分で圧力を感知する。センサ回路２３は、圧力センサ１７は感圧出力を用いて図４（ｂ）に示すように、被検体Ｐの横方向及び縦方向の幅（Ｘ，Ｙ）を求める。センサ回路２３の出力は照射制御部３８に供給され、照射制御部３８は被検体Ｐの大きさ（Ｘ，Ｙ）に応じて照射範囲制限手段２４を制御する。

図５は、照射範囲制限手段２４として絞り機構２４１を用いた***撮影部１１の構成を示している。絞り機構２４１は、Ｘ線管球１３からのＸ線の照射範囲を制限するもので、プリ曝射時に照射制御部３８は絞り機構２４１の絞り量を可変し、被検体Ｐの大きさに応じてＸ線の照射範囲を制限する。

また、プリ曝射時にＸ線検出器１５で検出された検出データは、データ収集部２２及びバスライン３１を介してＡＥＣ回路３７に送られる。ＡＥＣ回路３７では、被験者毎に適切な曝射量（曝射時間）を計算し、本撮影時に被検体ＰにＸ線を曝射するときは、適切な線量となるように曝射時間をコントロールする。

これにより、プリ曝射を行う際は、必要最小限の範囲内にＸ線を照射するため、被検者の被曝を抑えることができる。

次に距離センサ１８の出力を利用して被検体Ｐの大きさを測定する例を、図６を参照して説明する。図６は、天板１４に距離センサ１８を設け、被検体Ｐの横方向及び縦方向の幅（Ｘ１，Ｙ１）を測定する例を説明する平面図である。

距離センサ１８は、天板１４の一辺（被検者が対峙する側と反対側）に沿って受光素子と発光素子のペア１８１〜１８ｎを複数個配列してなり、発光素子からの光を被検体Ｐに当てて、被検体Ｐからの反射光を同ペアの受光素子で検出し、その検出結果を基に被検体Ｐと受光素子間の距離を求めるものである。

天板１４の縦方向の幅をＹ０としたとき、例えば被検体Ｐの中心部と距離センサ１８間の距離がＹ２であったとすると、被検体Ｐの中央部縦方向の大きさＹ１は、Ｙ１＝Ｙｏ−Ｙ２で求めることができる。同様にして被検体Ｐの周辺部と距離センサ１８間の距離を求めることができる。

また、横方向の大きさ求める場合、センサ回路２３は被検体Ｐからの反射光を受光できなかった領域、あるいは測定した距離Ｙ２がＹ０を越える領域Ｘ０を求め、この領域Ｘ０は***以外と判断し、反射光を受光できた領域Ｘ１を被検体Ｐの横方向の大きさと判断する。

こうしてセンサ回路２３は、被検体Ｐの横方向と縦方向の大きさ（Ｘ１，Ｙ１）を求め、求めたデータを照射制御部３８に供給する。照射制御部３８は図５で示すように、***Ｐの大きさ（Ｘ，Ｙ）に応じて絞り機構２４１の絞り量を制御してＸ線の照射範囲を制限する。

また、プリ曝射時にＸ線検出器１５で検出された検出データはデータ収集部２２を介してバスライン３１を介してＡＥＣ回路３７に送られ、被験者に応じて適切な曝射量（曝射時間）が計算される。

図７、図８は、照射範囲制限手段２４の他の実施例を説明する図である。

図７は、Ｘ線管球１３からのＸ線を被検体に照射する際に、Ｘ線管球１３の出射口に対向配置するマスク板４１を示すものである。マスク板４１にはＸ線を遮断するマスク部分４２と、Ｘ線を透過する透過窓４３が設けられており、透過窓４３の形状（大きさ及び形）がそれぞれ異なる複数のマスク板４１を用意する。

それぞれのマスク板４１の透過窓４３の形状は異なるため、センサ回路２３で測定した被検体Ｐの大きさに最も近い形状の透過窓４３を有するマスク板４１を選択して、Ｘ線管球１３の出射口部分に対向配置する。これにより、Ｘ線の照射範囲を透過窓４３によって制限することができる。

図８（ａ）は、照射範囲制限手段２４として、マスク板４１を用いた***撮影部１１の構成を示している。２４２は照射範囲制限装置である。

照射範囲制限装置２４２は、図８（ｂ）に示すように、モータ４５によって回転可能な透明円盤４４を有し、この透明円盤４４には図７で示す複数のマスク板４１が同心円的に配列されている。モータ４５は照射制御部３８によって回転制御され、いずれかのマスク板４１を選択してＸ線管球１３の出射口部分に対向させるようにしている。

複数のマスク板４１の透過窓４３のデータは、照射制御部３８に設けたメモリ（図示せず）に予め登録しておき、センサ回路２３で測定した被検体Ｐの大きさと、メモリに登録した透過窓４３のデータとを比較することで、測定結果に最も近い透過窓４３を有するマスク板４１を選択することができる。

したがって、透明円盤４５を照射制御部３８によって回転制御し、選択したマスク板４１をＸ線管球１３に対向配置することで、Ｘ線の照射範囲を制限することができる。また本撮影を行う場合は、透過窓が最も大きいマスク板４１を選択して、Ｘ線検出器１５の全面にＸ線を照射するようにすれば良い。

このように本発明によれば、プリ曝射時には必要最小限の範囲にＸ線を照射するため、被検者の被曝量を低減することができる。

また特許請求の範囲を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

本発明の放射線画像撮影装置の一実施形態を示す構成図。 本発明の放射線画像撮影装置のハードウェア構成を示すブロック図。 本発明における本撮影時とプリ曝射時のＸ線の照射範囲を説明する説明図。 本発明の放射線画像撮影装置に使用する圧力センサの動作を説明する側面図及び平面図。 本発明において絞り機構を用いた***撮影部の構成を示すブロック図。 本発明に使用する距離センサの動作を説明する平面図。 本発明に使用するマスク板を説明する平面図。 本発明において照射範囲制限装置を用いた***撮影部の構成を示すブロック図及び斜視図。

符号の説明

１０…放射線画像撮影装置
１１…***撮影部
１２…アーム
１３…放射線源（Ｘ線管球）
１４…天板
１５…放射線検出器（Ｘ線検出器）
１６…圧迫板
１７…圧力センサ
１８…距離センサ
２１…高圧発生部
２２…データ収集部
２３…センサ回路
２４…照射範囲制限手段
２４１…絞り機構
２４２…照射範囲制限装置
３０…コンピュータシステム
３１…システム制御部
３２…データ収集部
３７…ＡＥＣ回路
３８…照射制御部
４１…マスク板
４２…遮蔽部
４３…透過等
４４…回転円盤
４５…モータ

Claims (12)

1. 放射線源に対向して配置された天板に被検体を載置し、前記天板に載置された被検体に前記放射線源から放射線を照射し、前記被検体を透過した放射線を放射線検出器で検出する***撮影部と、
   前記天板に載置された前記被検体の大きさを測定する測定手段と、
   前記測定手段の測定結果に応じて、前記放射線源から前記放射線検出器に向けて照射される放射線の照射領域を制限する照射領域制限手段と、
   前記照射領域制限手段によって制限された領域内に放射線を照射してプリ曝射を行い、前記被検体に適した放射線量を算出するＡＥＣ回路と、
   を具備したことを特徴とする放射線画像撮影装置。
2. 前記***撮影部は、本撮影時に前記照射領域の制限を解除し、前記ＡＥＣ回路で算出した算出結果に基いて前記被検体への放射線量を制御することを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影装置。
3. 前記***撮影部は、前記被検体を前記天板側に圧迫する圧迫板を備え、
   前記測定手段は、前記圧迫板の前記被検体が接する面に配置した圧力センサを有し、前記圧力センサの感圧出力を利用して前記被検体の大きさを測定することを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影装置。
4. 前記測定手段は、前記天板の前記被検体と対峙する辺と反対側の辺に設けられた距離センサを有し、前記距離センサと前記被検体間の距離を算出し、この距離データを利用して前記被検体の大きさを測定することを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影装置。
5. 前記照射領域制限手段は、前記放射線源から放射される放射線の照射範囲を制限する絞り機構でなり、前記絞り機構の絞り量を前記測定手段の測定結果に応じて可変することを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影装置。
6. 前記照射領域制限手段は、それぞれ大きさの異なる放射線透過窓を有する複数のマスク板を備え、前記測定手段の測定結果に応じて前記マスク板を選択して前記放射線源の出射口に対向配置することを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影装置。
7. 前記照射領域制限手段は、前記複数のマスク板を同心円的に配列した回転円盤を備え、前記測定手段の測定結果に応じて前記回転円盤を回転し、前記放射線源の出射口に対向配置するマスク板を選択とすることを特徴とする請求項６記載の放射線画像撮影装置。
8. 放射線源に対向して配置され天板に被検体を載置し、前記被検体を透過した放射線を放射線検出器で検出する***撮影部を有し、
   前記天板に前記被検体を載置して、載置された被検体の大きさを事前に測定し、
   前記放射線源から前記放射線検出器に向けて照射される放射線の照射領域を前記測定結果に応じて制限してプリ曝射を行い、
   前記プリ曝射による前記放射線検出器での検出結果を用いて前記被検体に適した放射線量を算出し、
   本撮影時には前記照射領域の制限を解除して、前記算出結果に基いて前記被検体への放射線量を制御することを特徴とする放射線画像撮影方法。
9. 前記***撮影部は、前記被検体を前記天板側に圧迫する圧迫板と、前記圧迫板の前記被検体が接する面に配置した圧力センサを有し、
   前記天板に載置された前記被検体の大きさを測定する際に、前記圧力センサの感圧出力を利用して測定することを特徴とする請求項８記載の放射線画像撮影方法。
10. 前記***撮影部は、前記天板の前記被検体と対峙する辺と反対側の辺に設けられた距離センサを有し、
    前記天板に載置された前記被検体の大きさを測定する際に、前記距離センサと前記被検体間の距離を算出し、この距離データを利用して測定することを特徴とする請求項８記載の放射線画像撮影方法。
11. 前記***撮影部は、前記放射線源から放射される放射線の照射範囲を制限する絞り機構を有し、
    前記プリ曝射を行う際に、前記被検体の測定結果に応じて前記絞り量を可変することを特徴とする請求項８記載の放射線画像撮影方法。
12. 前記***撮影部は、それぞれ大きさの異なる放射線透過窓を有する複数のマスク板を備え、
    前記前記被検体の測定結果に応じて前記マスク板を選択して前記放射線源の出射口に対向させることを特徴とする請求項８記載の放射線画像撮影方法。

Images