JP2005261666A - 放射線画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】天板のほぼ全面の領域で、垂直下方にＸ線を照射して撮影を可能とすると共に、それ以外の様々な角度からの撮影を可能とする。
【解決手段】 寝台２１の上部には、長方形の枠体２４が水平動自在に設置され、枠体２４上には天板２６が構設されている。天板２６の下部には、Ｘ線画像検出器２７が移動自在に配置されている。Ｘ線画像検出器２７はキャリッジ３０により枠体２４に対し水平動自在とされている。キャリッジ３０はＸ線画像検出器２７を着脱可能に支持するトレイ３０ａとキャリッジ下部３０ｂから成り、通常の撮影時にはトレイ３０ａとキャリッジ下部３０ｂ同士は固定されていて一体となっている。Ｘ線画像検出器２７の取り出し時には、トレイ３０ａはキャリッジ下部３０ｂに対して移動し、Ｘ線画像検出器２７とトレイ３０ａが開口部３３から枠体２４の外部に取り出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、人体などの被写体を透過したＸ線等の放射線の強度分布を画像検出器により検出する放射線画像撮影装置に関するものである。

従来から、Ｘ線撮影として最も一般的な撮影方法として、所謂フィルム／スクリーン法が知られている。このフィルム／スクリーン法は感光性フィルムとＸ線に対して感度を有している蛍光体を組み合わせて撮影する方法である。

第２の撮影方法として、所謂コンピューテッドラジオグラフィ（ＣＲ）法が実用化されている。このコンピューテッドラジオグラフィ方法は被写体を透過した放射線の透過画像を蛍光体中に潜像として蓄積し、後に励起光を照射することにより潜像を読み出す方式である。

また、近年の半導体プロセス技術の進歩に伴い、第３の撮影方法として、半導体センサを使用して同様にＸ線画像を撮影する装置が開発されている。この半導体センサを使用した放射線画像撮影システムは、従来の銀塩写真を用いる放射線写真システムと比較して、極めて広範囲な放射線露出域の画像を記録できるという利点を有している。

即ち、広範囲のダイナミックレンジのＸ線を光電変換手段により読み取って電気信号に変換した後に、この電気信号に基いて写真感光材料等の記録材料やＣＲＴ等の表示装置に放射線画像を可視像として出力させることにより、放射線の露光量の変動に影響され難い放射線画像を得ることができる。

図１０はこの半導体センサを用いた放射線画像撮影システムの概略図を示し、被検者を載せたＸ線画像撮影装置１には、複数の光電変換素子を二次元状に配置した検出面を有し、平面検出器、フラットパネル等と称する。

被検者Ｓの上方に配置されたＸ線発生部３から出射されたＸ線は被検者を透過した後に、Ｘ線検出センサ２により検出される。このＸ線検出センサ２から出力された画像信号は、画像処理手段４においてデジタル画像処理された後に、可視化されてモニタ５にＸ線画像として表示される。

また、上述のようなＸ線検出センサ２を用いた撮影を行う場合に、例えば特許文献１に示すように、検出手段と被検者を固定するために様々な形態の撮影装置が、これまでに提案されている。

特開平２００３−３８４７２号公報（第５−６頁、図１）

図１１は従来のＸ線検出センサを用いたＸ線画像撮影装置を示しており、床面に昇降台１１が設けられ、昇降台１１上に支持機構１２を介して被検者を載置する長方形状の天板部１３が固定されている。天板部１３の内枠には支持機構１４を介してＸ線撮影部１５を保持するキャリッジ１６が天板部１３の長手方向に移動自在に支持されている。また、キャリッジ１６は支持機構１７によって天板部１３の短手方向に移動自在に支持されている。

また、天板部１３上には吊下機構１８を介してＸ線管球１９が撮影室の天井から懸垂されている。このような構成により、被検者を載置した天板部１３を水平面内に移動してＸ線管球１９に対して位置決めを行い、天板部１３のほぼ全域においてＸ線撮影部１５を移動し、天板部１３上の被検者のほぼ全身を撮影対象とすることができる。

上述の従来例では、天板部１３のほぼ全域においてＸ線撮影部１５を移動することにより、撮影範囲を拡大することができるが、例えばＸ線を上から真下に照射するのではなく、水平方向や斜め方向に照射する場合には対応することができない。

上述の従来例では、このように好適な位置にＸ線撮影部１５を配置することができない場合があり、一般のフィルムカセッテを天板部１３とは離れたところに固定して撮影する必要がある。従って、Ｘ線検出センサに関する設備と、フィルムカセッテに関する現像設備などが必要となり、設備が増大すると共に操作者の作業も煩雑となる。

また、広範囲の撮影領域を撮影するために、一般のフィルムカセッテでは長尺のカセッテに複数毎のフィルムを並べて装填することができるが、上述の従来例では不可能である。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、放射線画像検出器を取り出して、様々な方向からの撮影を可能とする放射線画像撮影装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る放射線画像撮影装置は、被写体を載置する天板部を備えた寝台と、被写体を透過した放射線の強度分布を検出する放射線画像検出器と、該放射線画像検出器を前記天板部の下側位置に支持する支持部とを有し、該支持部は前記放射線画像検出器を前記天板部に対し結合・離脱自在としたことを特徴とする。

本発明に係る放射線画像撮影装置によれば、Ｘ線を下方に照射して天板部全面を撮影範囲とするだけでなく、放射線画像検出器を寝台から取り出して必要な位置に配置をすることにより、様々な方向からの撮影が可能になる。

また、画像検出器を天板部の外部に排出する機構を設ければ、煩雑な操作をすることなく、迅速に放射線画像検出器を取り出すことができる。

更に、画像検出器の移動支持機構の長手方向の案内軌道を天板部の長手方向の枠体に設ければ機構が簡潔になる。

画像検出器は複数の検出器を結合、分離可能な構成とし、天板部の内部、外部において結合して長尺の撮影範囲を一括して撮影を行い、また分割して撮影することもできるようにすれば、これまでフィルムカセッテによらざるを得なかった様々な角度の撮影や長尺の撮影が、同一の画像検出器で可能になる。

本発明を図１〜図９に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は実施例１におけるＸ線画像撮影装置の斜視図、図２は横断面図を示しており、撮影室には昇降式のフローティングテーブルである寝台２１が設けられている。寝台２１は基台２２によりその上面が床に対して上下動自在の構造とされ、基台２２の側面は例えば３枚のカバー２３ａ〜２３ｃにより覆われている。基台２２の上部には、長方形の枠体２４が矢印Ａの短手方向の２対のレール２５ａ、２５ｂ及び枠体２４の長辺部分とレール２５ｂの結合部に設けられた図示しないレールを介して短手方向及び長手方向に水平動自在に設置されている。また枠体２４上には、被検者を横臥させるための天板２６が構設され、この天板２６はアクリル、ポリカーボネート、カーボン又は木材等のＸ線透過率の高い材料から構成されている。

天板２６の下部には、Ｘ線画像検出器２７が移動自在に配置されている。このＸ線画像検出器２７はフラットパネルセンサと呼ばれる大判の固体撮像素子から成り、例えば４３ｃｍ×４３ｃｍ程度の大きさの検出面を有する画像検出部を内蔵している。この画像検出部は例えば半導体製造プロセス技術を用いて製造され、複数の光電変換素子又はＸ線検出素子等が二次元のマトリックス状に配列されている。

Ｘ線画像検出器２７はその上面に配置されＸ線透過率の高い材料から構成されるカバー部材２８と、このカバー部材２８と共働して上述の画像検出部を光密に内包するための筐体２９とを有している。Ｘ線画像検出器２７は天板２６の下面に接するように付勢されており、天板２６との接触部に発生する摩擦力を極力低減させるように上面は平滑に仕上げられている。なお、Ｘ線画像検出器２７と天板２６との間に転がり部材を介在させることにより、この摩擦力を低減させることもできる。

また、Ｘ線画像検出器２７と天板２６の間に、必要に応じて図示しない散乱線除去用のグリッドを挿入することができる。このグリッドは図示しない機構を介して挿入、退避が可能で、被検体に応じて挿入・退避を選択することが好ましい。

Ｘ線画像検出器２７はキャリッジ３０とこのキャリッジ３０を支持する短手方向を向く２対のレール３１とから成る保持機構３２により枠体２４に保持されている。キャリッジ３０はＸ線画像検出器２７を着脱可能に支持するトレイ３０ａとキャリッジ下部３０ｂから成り、通常の撮影時にはトレイ３０ａとキャリッジ下部３０ｂ同士は固定されていて一体となっている。なお、トレイ３０ａはキャリッジ下部３０ｂに対して短手方向に摺動自在に支持されていて、後述するＸ線画像検出器２７の取り出し時には、キャリッジ下部３０ｂに対して移動することができるようにされ、この取り出し時にＸ線画像検出器２７とトレイ３０ａが通過可能な開口部３３が、枠体２４の側部に設けられている。

キャリッジ３０は上述のようにレール３１により支持され、短手方向に摺動自在とされている。また、レール３１のそれぞれの端部は、枠体２４の長手方向内側に設けられた案内溝３４に沿って長手方向に摺動自在に支持されている。

このように、Ｘ線画像検出器２７は保持機構３２により、天板２６の下面のほぼ全域に渡り移動自在に支持されているため、天板２６のほぼ全域に渡って撮影することができ、機能を損うことなく、従来例のキャリッジ移動機構を簡素化することができる。

寝台２１の上方には、Ｘ線管球４１が天井に吊下機構４２により支持され、Ｘ線管球４１はＸ線を下方に出射し、寝台２１上に横臥した被検者を照射し得るようにされている。吊下機構４２は矢印Ａ、Ｂで示す寝台２１の短手方向及び長手方向に移動自在に支持された水平動部材４２ａと、この水平動部材４２ａに矢印Ｃで示す上下方向に移動自在に支持された上下動部材４２ｂとから構成されている。Ｘ線管球４１は上下動部材４２ｂの下部に取り付けられ、吊下機構４２によってＡ、Ｂ、Ｃの三次元方向に移動可能となっている。

図３は寝台２１における保持機構３２と電気回路の構成図であり、特にキャリッジ３０の短手方向の移動機構に関する構成を示しており、長手方向も同様の構成であるが図では省略している。レール３１の側方にはＤＣモータ又はパルスモータ等の駆動源５１が設けられ、駆動源５１の駆動軸には駆動プーリ５２が固定されている。駆動プーリ５２の図面上の上方には、固定台５３を介して従動プーリ５４が設けられている。駆動プーリ５２と従動プーリ５４はレール３１に沿ったタイミングベルト５５により連結され、タイミングベルト５５の一部はキャリッジ３０に固定されている。そして、従動プーリ５４は図示しない付勢手段を有し、この付勢手段によりタイミングベルト５５に所望の張力を与える構成とされている。これにより、例えば駆動プーリ５２が右回転した場合に、キャリッジ３０上のＸ線画像検出器２７が図面において上方に移動し、左回転した場合に下方に移動するようになっている。

レール３１に沿ってリニアエンコーダのスケール部５６が固定され、キャリッジ３０にはセンサ部５７が取り付けられている。リニアエンコーダはスケール部５６とセンサ部５７とから構成され、センサ部５７はスケール部５６のパターンを読み取ることにより、キャリッジ３０の移動に対応したパルス信号と移動方向を示す信号とを生成すると共にパルスを加減算し、キャリッジ３０の位置を検出するようにされている。

駆動源５１はコントローラ５８に接続され、コントローラ５８には比較回路５９が接続されている。比較回路５９には、Ｘ線画像検出器２７の短手方向の位置を検出するセンサ部５７の出力とＸ線管球４１の短手方向の位置を検出する短手方向位置センサ６０の出力が接続されている。

同様に、コントローラ５８には吊下機構４２の各駆動源、各駆動方向に対応する位置センサ６０等の位置センサ、Ｘ線画像検出器２７の長手方向の位置を検出する長手方向位置センサ、基台２２の上面の高さを可変するための駆動源、上面の高さを検出する上下方向位置センサ、及び枠体２４の短手方向及び長手方向の各位置を検出する各位置センサ等が接続されている。

更にコントローラ５８には、各部の操作や一連の制御の設定等を行うためのスイッチ入力部が設けられ又は接続され、コントローラ５８はこれらの操作又は設定等に基づいて、Ｘ線管球４１とＸ線画像検出器２７とが所定の位置関係となるように、各部の制御を行うようにされている。

例えば、Ｘ線管球４１の位置に対応する所定位置に対してＸ線画像検出器２７の位置がずれている場合に、コントローラ５８は比較回路５９からの信号、例えばＸ線画像検出器２７の各移動方向における位置ずれ量（ベクトル量）を示す信号等の比較結果を示す信号に基づいて、駆動源５１等の各駆動源を制御し、Ｘ線画像検出器２７の位置をＸ線管球４１に対応する所定位置に一致させる。

なお、ここではＸ線管球４１に対応する所定位置にＸ線画像検出器２７を駆動する場合を説明したが、Ｘ線画像検出器２７に対応する所定位置にＸ線管球４１を駆動したり、被検者の所定の撮影対象領域に対応する所定位置に、Ｘ線管球４１及び／又はＸ線画像検出器２７を駆動することもできる。

図４はＸ線画像検出器２７、Ｘ線管球４１を含む撮影システムのブロック回路構成図である。Ｘ線画像検出器２７は制御部７１が接続され、制御部７１には制御手段７２、画像処理手段７３、通信手段７４等が内蔵され、制御手段７２は各種の設定パラメータ記憶手段７５を有している。制御手段７２には操作手段７６、モニタ７７、Ｘ線発生手段７８が接続され、Ｘ線発生手段７８の出力側にＸ線管球４１が接続されている。また、通信手段７４にはネットワーク７９を介して画像データベース８０、読影用ワークステーション８１が接続されている。

Ｘ線画像検出器２７で取得された画像データは、制御部７１の画像処理手段７３に転送され所望の処理が行われ、処理後の画像データは通信手段７４を介して病院内のネットワーク７９に送られるようになっている。

本実施例は上述の構成において、Ｘ線画像検出器２７を天板２６の下部に配置して、被検者のＸ線画像を撮像することができるが、特殊な使い方として、Ｘ線画像検出器２７を天板２６の下から取り出して、天板２６の上などの任意の位置に配置することができる。

図５はこの場合の取り出し動作についてのフローチャート図である。操作者はＸ線画像検出器２７を取り出して撮影を行う際に、操作手段７６からその取り出し指令を入力する（ステップＳ５０１）。この指令は制御手段７２を介して、寝台２１のキャリッジ位置制御手段に伝達され、キャリッジ３０の長手方向の位置が検出される（ステップＳ５０２）。キャリッジ３０は長手方向の特定の位置、例えば中心においてＸ線画像検出器２７の排出が行えるため、予め記憶されているその排出位置の情報と、検出された長手方向の現在の位置との比較が行われ差が算出される（ステップＳ５０３）。

差が０でない場合、つまりキャリッジ３０が排出位置である長手方向の中央部に位置しない場合に、長手方向の所望の方向、距離をコントローラ５８で演算し、キャリッジ３０を移動させる（ステップＳ５０４）。長手方向の排出位置とキャリッジ３０の位置が一致すると、長手方向の移動を停止する（ステップＳ５０５、Ｓ５０６）。

続いて、キャリッジ３０を短手方向の手前側に移動させる（ステップＳ５０７）。キャリッジ３０の下部が移動範囲の最前部まで到達すると、トレイ３０ａはこれまで一体に移動してきたキャリッジ３０に対する拘束を解除し、キャリッジ３０は停止したままで、トレイ３０ａのみ更に前方に移動する。トレイ３０ａを載置したＸ線画像検出器２７の一部は、前方の枠体２４の開口部３３を通過して、枠体２４の外部に露出した状態で停止する（ステップＳ５０８、Ｓ５０９）。

図６はこの状態の斜視図、図７は横断面図を示し、操作者は図７の一点鎖線で示すようにＸ線画像検出器２７を斜め上方にトレイ３０ａから引き出すことで、取り出すことができる（ステップＳ５１０）。取り出されたＸ線画像検出器２７は、被検者に対して所望の位置に適宜の固定具等を用いて固定され、所望の方向からＸ線を照射することで、枠体２４の下では撮影することのできない部位の撮影を行うことができる（ステップＳ５１１）。

図８はその場合の例を示し、取り出したＸ線画像検出器２７を天板２６上に垂直に立てて固定して側面撮影する場合の説明図である。この場合に、Ｘ線画像検出器２７は制御部７１との信号の受信は有線で通信を行ってもよいし、また無線で通信してもよい。

このように、Ｘ線画像検出器２７の寝台２１からの取出機構を設けたことで、従来例では不可能であった様々な角度からの撮影が可能になる。

図９は実施例２の斜視図である。寝台２１’において、実施例１の寝台２１と異なることは、Ｘ線画像検出器２７の代りに２個のＸ線画像検出器２７ａ、２７ｂがキャリッジ３０上に搭載されていることである。

Ｘ線画像検出器２７ａ、２７ｂは実施例１のＸ線画像検出器２７を２個隣接して配置されており、双方同時に使用して撮影することもできるし、何れか一方を選択して単独で撮影することができる。また、一方を撮影した後に双方の検出領域の間に存在する撮影できない部分に相当する距離だけ瞬時に移動し、先に撮影した領域に接する又は重なる領域を他方で撮影することもできる。

更に、Ｘ線画像検出器２７ａ、２７ｂは実施例１と同様な手順でトレイ３０ａを所定の位置に移動することで、寝台２１’の外部に取り出すことができる。Ｘ線画像検出器２７ａ、２７ｂを外部に取り出す場合には、２個のＸ線画像検出器２７ａ、２７ｂを結合して取り出すこともできるし、一方だけ単独で取り出して撮影することもできる。このようにすることで、実施例１と同様の効果を得られるだけでなく、更に実施例１では実現できなかった長尺の撮影範囲を撮影することも可能になる。

なお、２個のＸ線画像検出器２７ａ、２７ｂを隣接した例を述べたが、他の分割数であってもよく、また異なる仕様の複数のＸ線画像検出器を組み合わせることもできる。

なお、上述の実施例１、２のＸ線画像撮影装置は、特許請求の範囲を逸脱することなく、多様に変形することが可能であることは云うまでもない。例えば、寝台２１は昇降式フローティングテーブルとしたが、被検者を横臥させ得る天板２６を有するのであれば、天板２６を昇降させないテーブル、或いは天板２６を水平方向に移動させないテーブルとすることもできる。そして、寝台２１は天板２６を傾斜状態に支持し得る所謂起倒式としてもよい。

また、寝台２１の代りに手術用テーブル、ＩＣＵ（Intensive Care Unit）用ベッド、救急用ストレッチャ等を使用することができる。この場合には、緊急性を要する被検者に迅速に対応することが可能となり、カセッテを被検者の下に差し入れて撮影する場合と比較して、より容易にかつ迅速にＸ線画像を得ることができる。

なお本実施例においては、Ｘ線を用いて被検者を撮影する医療用のＸ線画像撮影装置について説明したが、他の被検体を撮影するＸ線画像撮影装置或いは他の放射線を用いた撮影装置に適用することも可能である。

そして、他の装置と組み合わせることも可能であって、例えばＩＩ（Image Intensifier）付きテレビジョン装置を搭載した外科用Ｃアーム型装置又は透視装置等と組み合わせてシステム化することもできる。

実施例１のＸ線画像撮影装置の斜視図である。 横断面図である。 保持機構と電気回路の構成図である。 Ｘ線画像撮影装置のシステムのブロック回路構成図である。 操作手順のフローチャート図である。 Ｘ線画像撮影装置を取り出した状態の斜視図である。 Ｘ線画像撮影装置を取り出した状態の横断面図である。 Ｘ線画像撮影装置を取り出した後の斜視図である。 実施例２のＸ線画像撮影装置の斜視図である。 従来の撮影システムの説明図である。 従来のＸ線画像撮影装置の概略構成の斜視図である。

符号の説明

２１ 寝台
２２ 基台
２４ 枠体
２６ 天板
２７ Ｘ線画像検出器
３０ キャリッジ
３２ 保持機構
３３ 開口部
４１ Ｘ線管球

Claims (5)

1. 被写体を載置する天板部を備えた寝台と、被写体を透過した放射線の強度分布を検出する放射線画像検出器と、該放射線画像検出器を前記天板部の下側位置に支持する支持部とを有し、該支持部は前記放射線画像検出器を前記天板部に対し結合・離脱自在としたことを特徴とする放射線画像撮影装置。
2. 前記天板部を水平方向に移動自在とする天板移動機構を設け、前記天板部に対し前記放射線画像検出器を水平方向に移動自在とする検出器移動機構を備えた請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
3. 前記放射線画像検出器を前記支持部から離脱する際に、前記天板部の下方から外部に排出する機構を有する請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
4. 前記検出器移動機構の前記天板部の長手方向の案内部を前記天板部の枠体に設けた請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
5. 前記放射線画像検出器は結合・分割自在に構成した複数個の検出器から成り、前記結合・分割の双方の状態で撮影可能とした請求項１に記載の放射線画像撮影装置。

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