| 【発明の名称】 |
Ｘ線診断装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】高 橋 文 隆
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| 【要約】 |
【課題】被検体を透過したＸ線像を複数画素に分けて撮像するＸ線検出器を備えたＸ線診断装置において、錯乱線を除去するためのグリッドによってモアレ縞が発生することを防止する。
【解決手段】被検体を透過したＸ線像をＸ線イメージインテシファイヤ２で光学像に変換した後、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いるテレビジョンカメラ３で撮像する。前記Ｘ線イメージインテシファイヤ２の入力面の前面には、散乱線を除去するための錯乱線除去グリッド７が設けられると共に、該錯乱線除去グリッド７におけるＸ線遮蔽部材のピッチの整数倍の振幅で前記錯乱線除去グリッド７をピッチ方向に振動させる振動装置８が設けられる。そして、Ｘ線曝射期間中に、前記振動装置８によって錯乱線除去グリッド７を振動させ、前記Ｘ線遮蔽部材によるモアレ縞の発生を防止する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 被検体に向けてＸ線を曝射するＸ線管と、前記被検体を透過したＸ線像を複数画素に分けて撮像するＸ線検出器と、該Ｘ線検出器に入力する錯乱線を除去すべく前記Ｘ線検出器のＸ線入射側に設けられた所定ピッチ毎に板状のＸ線遮断部材を有する錯乱線除去グリッドと、前記Ｘ線管によるＸ線曝射期間中に前記錯乱線除去グリッドを前記Ｘ線遮断部材のピッチに関連づけて振幅を設定して前記ピッチ方向に振動させる振動装置と、を備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線像を複数画素に分けて撮像する構成のＸ線診断装置に関し、特に、錯乱線の影響を排除しつつモアレ縞の発生を防止できるＸ線診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、Ｘ線像を２次元に配列された画素に分けて撮像するＸ線平面検出器を用いたＸ線診断装置として、Ｘ線を光に変換するＸ線イメージインテシファイアとテレビジョンカメラ（例えばＣＣＤカメラ）とを組み合わせたＸ線平面検出器を用いる装置が知られている。かかる装置では、Ｘ線イメージインテシファイアにより光に変換されたＸ線像を、光学系を介してテレビジョンカメラで撮像し、電気的映像として出力する。
【０００３】また、近年、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をスイッチングゲートとして用いるＸ線平面検出器も開発されている。前記ＴＦＴを使用したＸ線平面検出器は、Ｘ線を光に変換する蛍光体と、その光を電荷に変換するフォトダイオードと、電荷を蓄積するコンデンサーと、電荷を読み出すためのＴＦＴとから構成され、前記フォトダイオード（及びコンデンサー，ＴＦＴ）を２次元に配列して構成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、被検体における錯乱線がＸ線平面検出器に入力することを防止すべく、Ｘ線平面検出器のＸ線入射側に、所定ピッチ毎に板状のＸ線遮蔽部材を有する錯乱線除去グリッドを介装させるようにした場合、Ｘ線平面検出器における画素ピッチ（ＣＣＤのピッチ，フォトダイオードのピッチ）と前記錯乱線除去グリッドのＸ線遮蔽部材のピッチとの相関によって、固定パターンノイズの一種としてモアレ縞が生じるという問題があった。
【０００５】前記モアレ縞の対策技術として、従来、Ｘ線曝射期間中に前記錯乱線除去グリッドを振動させることで、錯乱線除去グリッドの縞パターンをほげさせる方法があった。
【０００６】しかしながら、従来のものでは、錯乱線除去グリッドを振動させるときの振幅（移動距離）について充分な考慮がなされていなかったため、グリッドを振動させることによるモアレ縞防止の効果を充分に得られない場合が生じたり、Ｘ線遮蔽部材が傾斜して取り付けられるグリッド周辺部分で直接線の透過率が低下してシェーディングを生じたり、無用に大きな振幅の設定によって振動装置として大きなものを必要とする場合があるという問題があった。
【０００７】本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、錯乱線除去グリッドを最小限の振幅で振動させることでモアレ縞を効果的に防止できるＸ線診断装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明によるＸ線診断装置は、被検体に向けてＸ線を曝射するＸ線管と、前記被検体を透過したＸ線像を複数画素に分けて撮像するＸ線検出器と、該Ｘ線検出器に入力する錯乱線を除去すべく前記Ｘ線検出器のＸ線入射側に設けられた所定ピッチ毎に板状のＸ線遮断部材を有する錯乱線除去グリッドと、前記Ｘ線管によるＸ線曝射期間中に前記錯乱線除去グリッドを前記Ｘ線遮断部材のピッチに関連づけて振幅を設定して前記ピッチ方向に振動させる振動装置と、を備えるようにしたものである。尚、好適には、前記振幅は、Ｘ線遮断部材のピッチの整数倍に設定することが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は実施の形態におけるＸ線診断装置の構成を示すシステム図であり、この図１に示すＸ線診断装置は、Ｘ線管１からの被検体10にＸ線を曝射して得られるＸ線像を、Ｘ線イメージインテシファイヤ２で光学像に変換した後、前記光学像をＣＣＤ等の固体撮像素子を用いるテレビジョンカメラ３で撮像するシステムである。
【００１０】前記Ｘ線イメージインテシファイヤ２は、Ｘ線像を入力とし、光学像を出力とする大形真空管であり、入力面が蛍光面と光電陰極が密着した構造となっており、入射Ｘ線強度に応じて光電面から放出された光電子は集束，加速されて出力蛍光面上に縮小して結像する。前記Ｘ線イメージインテシファイヤ２の出力蛍光面の発光は、光学系４を介してテレビジョンカメラ３の固体撮像素子の受光面に結像し、固体撮像素子の画素毎の電気信号からなる２次元画像データに変換される。テレビジョンカメラ３で得られた２次元画像データは、画像処理装置５において種々の画像処理が施された後、画像表示装置（ＣＲＴ）６上に表示され、該表示画像に基づいて診断が行われる。
【００１１】また、前記Ｘ線イメージインテシファイヤ２の入力面の前面には、透過Ｘ線のうちの散乱線を除去するための錯乱線除去グリッド７が設けられている。前記錯乱線除去グリッド７は、図２に示すように、板状のＸ線遮蔽部材７ａと、板状のＸ線透過部材７ｂとを交互に貼り合わせた構造になっており、Ｘ線遮蔽部材７ａとしては鉛が、また、Ｘ線透過部材７ｂとしてはアルミニュームや木材が一般的に用いられる。前記Ｘ線遮蔽部材７ａのピッチを示すグリッド周波数は、臨床目的及びＸ線診断装置の種類に応じて種々の設定がなされるが、Ｘ線イメージインテシファイヤ２とテレビジョンカメラ３との組み合わせからなるＸ線平面検出器を用いた上記システムでは、グリッド周波数として４〜６ lp/mm（ラインペア/mm ）のものが一般的に使用される。また、前記板状のＸ線遮蔽部材７ａを、グリッドの中心から離れるに従って中心に向けて傾斜させ、Ｘ線管１からの直接線を透過させるようにしてある。
【００１２】ここで、前記錯乱線除去グリッド７のＸ線遮蔽部材７ａのピッチと、前記Ｘ線イメージインテシファイヤ２とテレビジョンカメラ３との組み合わせからなるＸ線平面検出器におけるＸ線像の撮像における画素ピッチ（ＣＣＤピッチ）との相関において、例えば図２に示すようにＸ線遮蔽部材７ａが存在する部分の画素とＸ線遮蔽部材７ａが存在しない部分の画素とが生じる構成であると、Ｘ線遮蔽部材７ａによる入射Ｘ線強度の低下が周期的に発生することで、Ｘ線平面検出器の出力画像においてモアレ縞が発生することになる。
【００１３】そこで、本実施の形態では、前記錯乱線除去グリッド７を、Ｘ線遮蔽部材７ａのピッチＡの整数倍の振幅で前記ピッチ方向に振動させる振動装置８（図１参照）を設け、Ｘ線曝射期間中に前記振動装置８によって前記錯乱線除去グリッド７を振動させることで、前記モアレ縞の発生を防止するようにしてある。
【００１４】上記のように、前記振動装置８により錯乱線除去グリッド７を前記ピッチＡの整数倍の振幅で振動させれば、錯乱線除去グリッド７の停止位置（初期位置）においてＸ線遮蔽部材７ａが位置しない画素に対し、Ｘ線遮蔽部材７ａの影響が略均等に分散されることになり、以て、Ｘ線遮蔽部材７ａの影響を受けて特定画素に対応するＸ線強度が低下することがなく、各画素に対応する入射Ｘ線強度を均等化してモアレ縞の発生を防止できる。
【００１５】前記振動装置８による錯乱線除去グリッド７の振動は、Ｘ線管１のＸ線照射に同期して行わせ、Ｘ線曝射期間の終了時点で、初期位置と該初期位置からピッチＡの整数倍だけ離れた最大位置とのいずれか一方に位置していることが最も好ましく、前記初期位置と最大位置との間の移動はＸ線曝射期間中に少なくとも１回行われれば良い。但し、前記初期位置と最大位置との間の移動が少なくとも１回行われた後であれば、Ｘ線曝射期間の終了時点で錯乱線除去グリッド７が前記初期位置と最大位置との間の中間位置に位置していても良い。
【００１６】Ｘ線曝射時間が切り換えられる場合には、振動装置８における駆動周波数（グリッド７の移動速度）を、そのときのＸ線曝射時間に応じて変化させる構成としても良いが、最も短いＸ線曝射時間で、前記初期位置と最大位置との間の移動がＸ線曝射期間中に少なくとも１回行われる設定としてあれば良い。即ち、Ｘ線曝射期間が長くなればそれだけ移動回数が増えることになって、モアレ縞の防止効果がより大きくなるから、最も短いＸ線曝射時間で充分なモアレ縞防止効果が得られる設定であれば、Ｘ線曝射時間の変化に対して駆動周波数（グリッド７の移動速度）を変化させなくても良い。
【００１７】また、錯乱線除去グリッド７の振動の振幅（移動量）を、Ｘ線遮蔽部材７ａのピッチＡの10倍程度以下とすることが好ましく、これにより、錯乱線除去グリッド７が移動しても、グリッド７周辺部の傾斜して設けられるＸ線遮蔽部材７ａによって直接線が遮蔽されてしまうことがなく、シェーディングの発生も回避できる。また、錯乱線除去グリッド７の振幅（移動量）が、Ｘ線遮蔽部材７ａのピッチＡの10倍程度以下であれば、前記振動装置８として比較的小型のものを用いることができるので、振動装置８が障害となって、被検体10の診断部位（例えば頭部側面）にＸ線平面検出器を密着させることができなくなったり、被検体10とＸ線平面検出器との距離が大きくなって無用な拡大撮影が行われてしまうことを回避できる。
【００１８】尚、振動装置８を、図１に示すように、Ｘ線イメージインテシファイヤ２の容器９内に装着することが好ましく、また、振動装置８を設けることによるＸ線イメージインテシファイヤ２の入力面からの容器９の嵩上げ分を10mm以下とし、Ｘ線イメージインテシファイヤ２の入力面中心からの半径増分を50mm以下に抑制することが好ましい。
【００１９】前記振動装置８としては、例えば図３又は図４に示すような構成のものを用いることができる。図３に示す振動装置８は、錯乱線除去グリッド７を図で左右方向に移動可能に支持する一方、錯乱線除去グリッド７の左端に該錯乱線除去グリッド７を左方向に向けて付勢するコイルスプリング11を設け、右端にワイヤー12を介して圧電素子13を接続してある。尚、符号14は、ワイヤー12の向きを90°反転させて、Ｘ線イメージインテシファイヤ２の側面に支持させた圧電素子13にワイヤー12を接続させるためのプーリである。
【００２０】上記構成によると、ワイヤー12が弛むことがないように、前記コイルスプリング11の付勢力によって錯乱線除去グリッド７が図で左方向に引っ張られており、この状態で、圧電素子13へ通電させて圧電素子13が収縮又は伸長すると、その分だけ錯乱線除去グリッド７が図で左右方向に移動することになる。従って、前記圧電素子13に対する通電のＯＮ・ＯＦＦをパルス制御すれば、通電パルスに応じて前記錯乱線除去グリッド７が振動することになり、前記圧電素子13への通電による収縮又は伸長が、前記Ｘ線遮蔽部材７ａのピッチＡの整数倍となるように圧電素子13を選択し、また、通電量を制御すれば良い。
【００２１】一方、図４に示す振動装置８は、錯乱線除去グリッド７を図で左右方向に移動可能に支持する一方、モータ21で回転駆動される円板22上の偏心した位置に偏心ピン23を立設し、該偏心ピン23の外周面に錯乱線除去グリッド７の側面が押し当てられるように図示しない弾性部材によって錯乱線除去グリッド７を右方向に付勢するか、錯乱線除去グリッド７に前記偏心ピン23が嵌挿される長穴（図４で紙面を貫通する方向に長い長穴）を開口させるようにする。
【００２２】かかる構成によると、偏心ピン23がモータ21の回転に伴ってモータ21の軸回りに回転すると、該回転は図に示す平面上では左右方向への往復動となり、該往復動に伴って錯乱線除去グリッド７が左右方向に振動することになる。従って、前記偏心ピン23の偏心量の２倍が錯乱線除去グリッド７の左右方向への移動量になり、前記偏心量を２倍した値が、前記Ｘ線遮蔽部材７ａのピッチＡの整数倍となるように偏心量を決定すれば良い。
【００２３】尚、上記図３又は図４に示した振動装置８に限定されるものではなく、この他の構成で錯乱線除去グリッド７を振動させる構成であっても良いことは明らかである。また、上記の実施形態では、Ｘ線イメージインテシファイヤ２とテレビジョンカメラ３との組み合わせからなるＸ線平面検出器を用いたシステムとしたが、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をスイッチングゲートとして使用したＸ線平面検出器を用いたシステムにおいても、同様にして錯乱線除去グリッド７を振動させることで、上記システムと同様な効果が得られる。更に、１次元に配列された画素に分けてＸ線像を撮像するシステムであっても良い。
【００２４】
【発明の効果】本発明は以上のように、Ｘ線曝射期間中に錯乱線除去グリッドをＸ線遮断部材のピッチに関連づけて振幅を設定してピッチ方向に振動させる振動装置を備える構成としたので、必要最小限の移動距離で錯乱線除去グリッドを振動させてモアレ縞の発生を効果的に防止することができるという効果がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１５３４９８
【氏名又は名称】株式会社日立メディコ
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）４月３日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】西山 春之
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２８５４８６ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１０月１９日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−９１２７４ |
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