JP4617017B2

JP4617017B2 - Ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JP4617017B2
Application number: JP2001094576A
Authority: JP
Inventors: 理山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: JP2002291730A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線の受光媒体として二次元に複数の光電変換素子が同一面上に配列されたエリアセンサを有する医療診断用等に用いるＸ線撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＸ線フィルムを使用したＸ線撮影装置においては、Ｘ線発生部のＸ線管球から照射されたＸ線の照射野領域と、Ｘ線フィルムの幾何的位置をアライメントするために、Ｘ線フィルムを内包する筐体上にフィルムの範囲を示す指標を表示している。或いは、フィルムの中心位置を示す指標を表示している。これらの指標はＸ線管球とのアライメントのみでなく、被写体である患者の撮影対象となる部位が、フィルム面内に収まるように導く指標としても利用されている。
【０００３】
しかしながら、近年では医療分野において上述のＸ線フィルムの代りに、特開平８−１１６０４４号公報において開示されているように、Ｘ線の受光媒体として、Ｘ線を可視光に変換する蛍光体が塗布した複数の光電変換素子と薄膜トランジスタＴＦＴを配列したエリアセンサ面を有するＸ線撮影装置が提案されている。
【０００４】
このようなＸ線撮影装置においても、同様の目的でエリアセンサの検出範囲を示す指標、或いはエリアセンサの中心位置を示す指標をエリアセンサを内包する筐体上に表示している。
【０００５】
図４はエリアセンサを有するＸ線撮影装置の構成図を示している。主に被写体である患者の胸部の画像を撮影するためのエリアセンサ１を内包する筐体２は、スタンド３に取り付けられている。このスタンド３には筐体２を上下に可動させる図示しないスライド機構が設けられており、患者の撮影姿勢に応じて筐体２の位置を上下にスライドさせる。同様に、Ｘ線を照射するＸ線管球４も保持支柱５に取り付けられており、上下に可動させることのできるスライド機構が設けられている。
【０００６】
筐体２におけるＸ線管球４側の面は、エリアセンサ１へ効率的にＸ線を透過するために、カーボンファイバ等のＸ線吸収率の低い炭素系材質から成る表面板６が取り付けられている。表面板６の表面には、エリアセンサ１の範囲を示す四角枠状の指標７と、エリアセンサ１の中心位置を示す十字状の指標８が表示されている。指標７、８は炭素系や重金属系を主原料とする顔料から成り、表面板６上に直接印刷されている。通常では、黒色系の指標の場合には炭素系を、白色系の場合には重金属系の顔料が使用されている。
【０００７】
エリアセンサ１の検出範囲とＸ線管球４の照射野との相対差のアライメントは、指標７、８を用いて行われる。更には、被写体である患者の撮影部位が検出範囲内に収まるように指標７、８を用いて患者の姿勢矯正も行われる。
【０００８】
また、図５に示すように、例えば患者Ｓの頸椎等の撮影を目的とするＸ線の撮影手法においては、エリアセンサ１に対して斜入撮影する。このような斜入撮影においても、指標７、８はエリアセンサ１の検出範囲とＸ線管球４の照射野との相対差のアライメントや、患者Ｓの撮影部位を検出範囲内に収めるための患者の姿勢矯正に用いられる。
【０００９】
また、取得した画像は映像信号としてデジタル処理が可能であり、例えばエッジ強調処理や、或る特定の周波数成分のみ抽出する周波数分解処理等が可能である。しかし、エリアセンサ１内の光電変換素子の変換比率は各光電変換素子によって異なる。更に、光電変換素子の劣化やＸ線管球４の電圧等のＸ線特性によっても変化するため、先ず被写体を配置しない状態における仮撮影を行い、その際に取得した各光電変換素子の出力値にゲイン補正を行い、照射されたＸ線量と光電変換素子の特性の差を均一化する。そして、仮撮影で得た各光電変換素子の補正値を用いて実際の撮影を行う。
【００１０】
図６はＸ線撮影装置の撮影過程を示すフローチャート図を示しており、先ず、検者はエリアセンサ１の補正値を求めるために、Ｘ線管球４とエリアセンサ１の間に被写体等の物質を配置しない状態においてＸ線をエリアセンサ１に照射し、仮撮影を行う。続いて、取得した画像出力値から基準画像を取得し、照射されたＸ線量とエリアセンサ１面に配列された光電変換素子との変換比率を検出し、各光電変換素子の変換比率が同一となるように各光電変換素子の補正値を確定する。そして、取得した基準画像と補正値を装置内部のメモリに保存する。
【００１１】
次に、被写体である患者にＸ線を照射することにより本撮影を行い、この本撮影で取得した画像出力値に対して、先に保存した補正値を用いて各光電変換素子のゲイン補正を行い、光電変換素子の特性に依存しない被写体の画像を得ることができる。そして、この得られた画像をモニタに表示し、必要に応じてエッジ強調等の画像処理を行い、最後に取得画像をハードディスク等の記録媒体に記録する。また、再度画像を取得する必要がある場合には、本撮影又は画像処理からの過程を繰り返し行う。
【００１２】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、エリアセンサ１を有するＸ線撮影装置において、Ｘ線の検出範囲内に指標７、８が存在すると、取得画像に指標７、８が写り込む場合がある。
【００１３】
図７は筐体２のＡ−Ａ断面図を示しており、筐体２内のエリアセンサ１はＸ線を可視光に変換する蛍光体１ａと、Ｓ０からＳｎに複数個配列された光電変換素子１ｂから構成されている。図７は筐体２の断面図を示しているため、光電変換素子１ｂは１列のみ配列されているが、実際には平面状なため複数列存在する。
【００１４】
また、表面板６上には、エリアセンサ１の検出範囲を示す指標７と、エリアセンサ１の中心を示す指標８が印刷されており、Ｘ線管球４から照射されたＸ線は、表面板６と部分的に指標７、８の顔料を透過して蛍光体１ａに到達する。蛍光体１ａで透過したＸ線は可視光に変換されて、光電変換素子１ｂから増幅回路を介して画像信号が出力される。
【００１５】
図８はＳ０からＳｎまでの画像信号の出力値のグラフ図を示しており、Ｓ０、Ｓｎの端部領域と中心領域の値が、他の領域と比較するとｄＶ１だけ低い出力値となっている。これは指標７、８を透過するＸ線が指標７、８の顔料により吸収されたためである。
【００１６】
図６の仮撮影の過程では、指標７、８でのＸ線吸収の影響も含めて補正値が確定されるため、図９に示すように指標透過領域の補正係数を、他の領域より高く設定することにより、各光電変換素子からの出力を均一化する。
【００１７】
図１０は図８の場合よりも高いＸ線管球電圧で照射された際の画像信号の出力値のグラフ図を示している。Ｘ線は電圧が高いほど物質の透過率が向上するため、画像のコントラストは低くなる傾向がある。そのため、指標７、８を透過する際の吸収率も低下し、先のｄＶ１の差分よりも小さいｄＶ２の差分となる。
【００１８】
仮撮影では、図８のＸ線管球電圧における補正値を確定し、本撮影では図１０のＸ線管球電圧で撮影を行うと、指標７、８を透過する領域では、本来ｄＶ２の差分を補正する補正係数を用いるべきところを、ｄＶ１の差分を補正する補正係数を用いると、その結果として図１１に示すように、指標７、８を透過する領域が過剰な補正値によって他の領域より高い値を示すことになる。従って、モニタ上で補正後の画像を見ると、図１２に示すような指標７、８の写り込みが表示されてしまう。
【００１９】
逆に、仮撮影では図１０におけるＸ線管球電圧で補正値を確定し、本撮影で図８のＸ線管球電圧で撮影を行うと、今度は指標７、８を透過する領域での補正値が不足して、他の領域より低い値を示す。結果として、図１２に示す指標７、８が他の部分より薄く表示された写り込みがなされる。このような写り込みが表示されると、被写体である患者の撮影画像を読影する際の妨げとなり、特に患部等の画像領域にこの写り込みがあると、患部の存在を見落としてしまう危険性がある。
【００２０】
また、斜入撮影ではエリアセンサ１の検出範囲とＸ線管球４のアライメントを表面板６の指標７、８を用いて行うと、実際のエリアセンサ１の面は筐体２内部にあるため、指標７、８の表面板６とエリアセンサ１面との幾何的なずれによって、Ｘ線照射野領域が検出範囲に対してオフセットされる。
【００２１】
通常では、検者は患者への被爆量を低減するために、Ｘ線管球４に設けられた図示しないＸ線絞りにより撮影すべき部位のみに照射野を絞って撮影する。この際に、アライメントした照射野領域と検出範囲にずれがあると、撮影すべき部位が照射野領域から外れてしまう可能性がある。検者は正確なエリアセンサ１の面の位置が把握できないため、何度もアライメントし直して撮影を繰り返し、患者に過剰な線量を被爆させる危険性がある。
【００２２】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、指標の写り込みのない画像を得ることのできるＸ線撮影装置を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためのＸ線撮影装置は、Ｘ線発生部から発したＸ線を被写体に照射し、被写体を透過したＸ線を、二次元的に複数の光電変換素子を配置した検出面を有するＸ線検出手段で検出し、該検出手段から出力される画像信号をデジタル画像処理する画像処理手段によりモニタに被写体のＸ線画像を得るＸ線撮影装置において、前記検出手段を内包する筐体と、該筐体上に前記検出手段の検出範囲のＸ線照射方向の位置を示す表示指標を有し、該表示指標を前記筐体の側面に表示することを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
本発明を図１〜図３に図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態におけるＸ線撮影装置の構成図を示しており、筐体１１の内部にはエリアセンサ１２が内包されており、Ｘ線が照射されるＸ線管球側の面には、Ｘ線吸収率の低いカーボンファイバ等の炭素系材質から構成された表面板１３が取り付けられている。また、表面板１３の表側の面には、内包する点線で示すエリアセンサ１２の表面板１３の投影部を起点として、指標１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１５ａ、１５ｂ、１５ｃが外側に向けて表示され、これらの指標１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１５ａ、１５ｂ、１５ｃの終点は筐体１１の表面を通って側面にまで達している。指標１４ａ、１４ｂ、１４ｃは垂直方向の位置を表し、検出範囲外の左右に設けている。また、指標１４ａ、１４ｂは検出範囲を示し、指標１４ｃは検出範囲の中心を示している。更に、指標１５ａ、１５ｂ、１５ｃは水平方向の位置を表示し、指標１５ａ、１５ｂは検出範囲を示し、指標１５ｃは検出範囲の中心を示している。
【００３２】
エリアセンサ１２の検出範囲とＸ線管球の照射野との相対差のアライメントはこれらの指標１４、１５を用いて行う。また、被写体である患者の姿勢矯正も指標１４、１５を用い、患者の撮影部位が検出範囲内に収まるように行う。また、指標１４、１５は筐体１１の側面まで表示してあるため、患者が筐体１１の表面側にいて、表面板１３上の指標が確認できない場合においても容易に姿勢を矯正することができる。
【００３３】
指標１４、１５をエリアセンサ１２の検出範囲外に表示したため、本撮影前のゲイン補正の補正エラーが無くなり、常に正常な補正値を用いて本撮影が可能となる。更には、指標１４、１５の素材にこだわる必要も無くなり、印刷以外の表示手法が可能となる。例えば、筐体１１、表面板１３と配色の異なるテープや板状の部品を筐体１１、表面板１３に貼り付けてもよい。
【００３４】
図２は第２の実施の形態におけるＸ線撮影装置の構成図を示しており、第１の実施の形態と同一の部材には同一符号を付している。本実施の形態においては指標１４、１５の代りに、指標２１、２２、２３、２４を用いている。即ち、指標２１、２２は、エリアセンサ１２の表面板１３の投影部よりも更に外側の筐体１１を起点として、終点は側面にまで達しており、指標２３、２４は指標２１、２２の終点同士を結んでいる。
【００３５】
このように、指標２１、２２の検出範囲付近の表示を省略することにより、斜入撮影した際に指標２１、２２の端部が検出範囲へ写り込むことはない。指標２３、２４はエリアセンサ１２の検出面の奥行き方向の位置を示しているので、Ｘ線管球とエリアセンサ１２の検出面の距離を正確にアライメントすることができ、斜入撮影時には指標２３、２４をターゲットとしてＸ線管球からの照射野の範囲を決めればよい。
【００３６】
なお、格子状の散乱線除去グリッドを用いたり、Ｘ線の斜入方向が限られる場合には、例えば斜入方向が垂直方向、つまり斜入方向が垂直方向の成分を有することに限られる場合には、検出範囲の左右付近の指標は省く必要がないので、図１に示す指標１４を用いてもよい。
【００３７】
図３は第３の実施の形態における構成図を示しており、指標１４、１５の代りに指標３１、３２が用いられている。指標３１、３２は指標１４、１５に対して表示を簡略化したものであり、筐体１１、表面板１３の表面側の表示をなくし、代りに筐体１１の側面に矢印を用いて表示することにより、エリアセンサ１２の検出範囲と中心位置を示している。また、矢印の後方の端点が検出面の奥行き方向の位置を示すことにより、図２に示す指標２３、２４の表示を省いている。なお、左側面、下側面にも同様に指標３１、３２が設けられている。
【００３８】
これにより、検者が指標を筐体１１や表面板１３の表面側で必要としないときは、指標３１、３２の表示により、第１、第２の実施の形態における各指標の表示と同等の役割を果たすことができる。
【００３９】
また、これらの指標１４、１５、２１、２２、２３、２４、３１、３２は線状、矢印状の他に、例えば点状のものを用いてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るＸ線撮影装置では、Ｘ線管球とエリアセンサの検出範囲のアライメントに使用する指標を検出範囲外に表示するため、指標によるゲイン補正エラーが不要となり、安定した画像を得ることができる。
【００４１】
また、エリアセンサの検出面の奥行き方向の位置を表示することにより、検者が正確な検出面の位置を把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態における構成図である。
【図２】第２の実施の形態における構成図である。
【図３】第３の実施の形態における構成図である。
【図４】従来のＸ線撮影装置の構成図である。
【図５】斜入撮影の説明図である。
【図６】撮影過程を示すフローチャート図である。
【図７】従来のＸ線撮影装置の断面図である。
【図８】画像信号の出力値のグラフ図である。
【図９】補正後の画像信号の出力値のグラフ図である。
【図１０】画像信号の出力値のグラフ図である。
【図１１】補正後の画像信号の出力値のグラフ図である。
【図１２】Ｘ線撮影装置の出力画像である。
【符号の説明】
１１筐体
１２エリアセンサ
１３表面板
１４、１５、２１、２２、２３、２４、３１、３２指標

Claims

Ｘ線発生部から発したＸ線を被写体に照射し、被写体を透過したＸ線を、二次元的に複数の光電変換素子を配置した検出面を有するＸ線検出手段で検出し、該検出手段から出力される画像信号をデジタル画像処理する画像処理手段によりモニタに被写体のＸ線画像を得るＸ線撮影装置において、前記検出手段を内包する筐体と、該筐体上に前記検出手段の検出範囲のＸ線照射方向の位置を示す表示指標を有し、該表示指標を前記筐体の側面に表示することを特徴とするＸ線撮影装置。
前記表示指標を前記筐体の外装色と異なる配色で表示することを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
前記表示指標を線状又は矢印状又は点状で表示することを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線撮影装置。