JPH0910191A - 放射線撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被検体の放射線透過率の大小にかかわらず検
出される放射線強度をほぼ一定とし、量子ノイズの信号
に対する割合をほぼ同じでとすることでどの撮影部位に
対しても同質の撮像データが得られ、さらに放射線透過
率などの定量的把握もできる放射線撮像装置を提供す
る。 【構成】 ラインセンサ４の各素子の出力を積算する合
計演算器８と、この合計演算器の出力が一定になるよう
にＸ線管１の出力を制御するＸ線出力コントローラ９
と、Ｘ線管から被検体３に照射されたＸ線強度を測定す
る線量計６と、この線量計の出力でラインセンサ各素子
の出力を割り算するための補正演算器１０を備え、この
補正演算器の出力を画像メモリ１１に記憶するようにし
た。被検体の放射線透過率の大小にかかわらず得られた
データの統計変動の量は一定になるので、得られた映像
はどの撮影部位でも一定の精度となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は医療用の放射線撮像装置
や産業用の非破壊検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、医療用のＸ線撮像装置などにおい
て、Ｘ線の検出素子として従来の写真フィルムに代わり
半導体で作られたＸ線検出器を１列または複数列の１次
元アレイ状に集積し、これを検出素子の並列方向とほぼ
直角な方向に走査しながら得た透過Ｘ線強度データを画
像メモリに記憶することにより２次元画像を得る撮像装
置が開発されている。図２に示すのは人体胸部用撮像装
置の概略図である。Ｘ線管２１から扇状に放射されたＸ
線２２は被検体２３を透過しラインセンサ２４で検出さ
れる。ラインセンサ２４は図で横方向に多数のＸ線検出
素子が並べられているので、同時に１列のＸ線強度を測
定することができる。またラインセンサ２４は支柱２５
で支持され２６の矢印で示す方向に走査できるように構
成されている。制限スリットなどによって上下方向の広
がりを制限されているＸ線ビーム２２とラインセンサ２
４を同期して走査方向２６のように走査し、得られた透
過Ｘ線強度データを画像メモリに記憶し、その画像メモ
リのデータをＣＲＴなどの表示装置に輝度変調表示する
ことによって被検体胸部の２次元的な透過Ｘ線画像を得
ることができる。

【０００３】また、この装置はラインセンサー２４の走
査範囲を大きくすることにより胸部のみならず腹部も同
時に撮影できるという特徴を持っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、人体胸
部はＸ線の透過率が高いのに対し腹部はＸ線があまり透
過しないため、もし胸部撮影に最適となるようにＸ線管
からの放射線量を調節したとすると、腹部撮影時には線
量不足となり、統計変動（量子ノイズともいう）による
ざらつきが目立つ画像となるという問題がある。これに
対する解決法としては、被写体のＸ線透過率の大小に応
じてＸ線出力を制御する方法が特開昭６１−９４６３８
号公報および特開昭６１−２２８４０号公報に開示され
ているが、前者には被写体のＸ線透過率の大小を検出す
る手法が明示されていない。後者には本撮影の前に一度
予備撮影を行い、その予備撮影のデータに基づいて本撮
影のＸ線出力を増減する方法が開示されているが、この
手法には２回の撮影を行わなければならないという問題
がある。また両者に共通する問題点として、Ｘ線出力の
増減により撮影されたデータには強い非線形性が入るた
め、画像の表示には問題はなくても、データの定量的な
解析には不都合であるという問題がある。

【０００５】本発明の目的は、被検体の放射線透過率の
大小にかかわらず検出される放射線強度をほぼ一定と
し、量子ノイズの信号に対する割合をほぼ同じでとする
ことでどの撮影部位に対しても同質の撮像データが得ら
れ、さらに放射線透過率などの定量的把握もできる放射
線撮像装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、放射線発生器からの放射線を被検体に照
射し、複数の放射線検出素子を並列集積したアレイ型検
出器によって前記被検体を透過した透過放射線強度を測
定しながら、このアレイ型検出器を走査することによっ
て得たデータを画像メモリに記憶して２次元画像を得る
放射線撮像装置において、前記放射線検出素子出力の一
部または全部の出力を積算する第１の演算手段と、この
第１の演算手段の出力に基づいて前記放射線発生器の出
力を制御する制御手段と、前記放射線発生器から前記被
検体に照射された放射線強度を測定する照射線検出手段
と、この照射線検出手段の出力に基づいて前記放射線検
出素子の各出力を補正するための第２の演算手段を備
え、この第２の演算手段の出力を前記画像メモリに記憶
するようにした。

【０００７】

【作用】アレイ型検出器の各放射線検出素子の出力を合
計することによって検出器で検出される平均的放射線量
が測定できる。その大きさに基づいて放射線発生器の出
力を制御することでアレイ型検出器で検出される放射線
強度をほぼ一定に保つことによって、被検体の放射線透
過率の大小にかかわらず得られたデータの統計変動の量
は一定になるので、得られた映像が撮影部位にかかわら
ず同程度に鮮明な像となる。また、被検体に照射された
放射線の量は照射線検出手段によってモニターされ、そ
の値を用いてアレイ型検出器の出力が補正されるので、
放射線発生器の出力を増減したにもかかわらず被検体の
放射線透過率などの定量的な測定が可能となる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す。Ｘ線管１は
放射線発生器であり、これから扇状に放射されたＸ線２
は人体などの被検体３を透過しアレイ型のＸ線検出器
（ラインセンサ）４で一度に線状として検出され、その
出力はラインセンサ出力回路５によって読み出される。
一方、照射線検出手段としての線量計６はＸ線管１と被
検体３の間に設置されていて、被検体３に照射されるＸ
線量を測定する。線量計出力回路７は線量計６の出力を
読み出すものである。ここで、ラインセンサ４は多数の
小さな固体Ｘ線検出素子を一列または複数列に並べたも
のであり、ラインセンサ出力回路５はその個々の検出素
子からの信号を増幅しコンパレータ・カウンタなどを介
してデジタルデータに変換するものである。線量計５は
ラインセンサと同様な固体Ｘ線検出素子などで構成され
たものであり、線量計出力回路７は増幅器・コンパレー
タ・カウンタなどを含んで線量計６の検出Ｘ線量をデジ
タルデータに変換するものである。そして、ラインセン
サ４をそのＸ線検出素子の並列方向とほぼ直角方向に走
査しながらデータを取り込むことによって、被検体３の
２次元的な透過Ｘ線像を得ることができる。この走査の
ときにはＸ線の走査方向の広がりを制限しているスリッ
ト（図示していない）や線量計６も同期して走査してい
る。

【０００９】ここで用いているラインセンサ４の各検出
素子は入射したＸ線フォトンを数として計数するもので
ある。例えば人体の肺野（胸部）を撮影するときに平均
的に見て１検出素子（画素）あたり４００個のフォトン
を計数したとすると、このデータには４００の平方根す
なわち２０カウントの統計変動（量子ノイズ）が含まれ
ることになる。一方、同じＸ線管出力で腹部を撮影した
ときに１００個のフォトンを計数したとすると、このと
きの量子ノイズは１００の平方根すなわち１０カウント
となる。この場合肺野のノイズ量は全計数値の５％であ
るのに対し、腹部のノイズ量は１０％となり、腹部の撮
影像には量子ノイズによるざらつきが目立つことにな
る。

【００１０】そこで本実施例ではラインセンサ４に含ま
れる各検出素子からの出力すなわちラインセンサ出力回
路５の各検出素子に対応するデジタル出力を合計する合
計演算器８とその出力に基づいてＸ線管出力を制御する
Ｘ線出力コントローラ９を設けた。上記の例においては
肺野から腹部にラインセンサが移動した場合、ラインセ
ンサ４の出力は４００カウントから１００カウントと４
分の１になるため、Ｘ線出力コントローラ９はＸ線管出
力が約４倍となるように制御する。そうすることによっ
てラインセンサ４で計数されるＸ線量は約４００カウン
トとなって肺野の撮影時と腹部の撮影時の量子ノイズ量
をほぼ同じにすることができる。すなわち、Ｘ線コント
ローラ９は合計演算器８の出力がある決められた一定値
になるように、管電流を変えるなどの方法でＸ線管１の
出力を制御するものである。

【００１１】実際に被検体３に照射されたＸ線量は線量
計６によってモニターされ、線量計出力回路７がデジタ
ルデータに変換する。補正演算器１０は線量計出力回路
７の出力に基づいて、Ｘ線管出力を変更後に得られたラ
インセンサ出力回路５の出力をＸ線管出力が一定である
ときに得られるであろう値になるように補正する。上記
の具体例で言うと、肺野の撮影時には線量計出力回路７
は相対値１を出力し、腹部撮影時には相対値４を出力す
る。一方ラインセンサ出力回路５の平均的出力は肺野・
腹部ともに４００カウント／画素なので、補正演算器１
０はラインセンサ４の出力を線量計出力回路７の出力で
割って、肺野については４００、腹部については１００
の計数値を出力するのである。すなわち、補正演算器１
０はラインセンサ出力回路５の出力を線量計出力回路７
の出力（基準となる値に対する相対的な出力値）で割り
算するものである。この補正演算器１０の出力データが
画像情報として画像メモリ１１に記憶され、この画像メ
モリ１１に記憶されたデータに基づいて、ＣＲＴなどで
構成される表示装置１２に輝度変調するなどして透過Ｘ
線像が表示される。上記の例では肺野と腹部の統計変動
による誤差はともに５％であり、しかもそれぞれの部位
の測定値は相対的に正しい大小関係を保っているので、
常に定量的な考察が可能である。

【００１２】また、補正演算器１０は計数された値Ｘを
基準値Ｘ0 と定数Ａを用いて Ｙ＝−Ａlog （Ｘ／Ｘ0 ） …… (1) で示される変換をしたのち、画像メモリ１１にデータを
転送してもよい。基準値Ｘ0 を被写体３がない場合の計
数値に選べば、Ｙは被写体の厚みおよび単位厚さ当たり
の透過率に比例した値となる。

【００１３】合計演算器８はラインセンサ４内に含まれ
る全検出素子の出力に対して演算するものであってもよ
いし、その一部、例えば被検体によって覆われる中央部
のみに対するものであってもよい。またその演算は単純
加算であってもよいし、加算した値を画素数で割った平
均値であってもよい。さらには、検出素子の位置に応じ
て適当な重みを付けて計算した平均値であってもよい。

【００１４】線量計６はＸ線管から放射されたＸ線を直
接測定する半導体などでできたＸ線検出器であってもよ
いし、あるいは照射されたＸ線の直接的な測定は行わ
ず、管電流などから間接的にＸ線量を推定するものであ
ってもよい。

【００１５】

【発明の効果】本発明の放射線撮像装置では、アレイ型
検出器の各放射線検出素子の出力を合計し、その大きさ
に基づいて放射線発生器の出力を制御し、アレイ型検出
器で検出される放射線強度をほぼ一定に保つことによっ
て、被検体の放射線透過率の大小にかかわらず得られた
データの統計変動の量は一定になるので、得られた映像
はどの撮影部位でも一定精度であり、全体的に均一な撮
影が可能である。

【００１６】また、被検体に照射された放射線の量は照
射線検出手段によってモニターされており、その値を用
いて放射線検出器の出力が補正されるので、放射線出力
の増減にかかわらず被検体の放射線透過率または被検体
の厚さなどの定量的な測定が可能となる。

【００１７】さらに、放射線出力が装置のドリフトなど
により時間的に変動する場合でも照射線検出手段がモニ
ターしているので適当な補正を行うことができドリフト
を打ち消すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す。

【図２】放射線撮像装置の従来例を示す。

【符号の説明】

１…Ｘ線管 ２…Ｘ線 ３…被検体 ４…ラインセンサ ５…ラインセンサ出力回路 ６…線量計 ７…線量計出力回路 ８…合計演算器 ９…Ｘ線出力コントローラ １０…補正演算器 １１…画像メモリ １２…表示装置 ２１…Ｘ線管 ２２…Ｘ線 ２３…被検体 ２４…ラインセンサ ２５…支柱 ２６…走査方向

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射線発生器からの放射線を被検体に照
   射し、複数の放射線検出素子を並列集積したアレイ型検
   出器によって前記被検体を透過した透過放射線強度を測
   定しながら、このアレイ型検出器を走査することによっ
   て得たデータを画像メモリに記憶して２次元画像を得る
   放射線撮像装置において、前記放射線検出素子出力の一
   部または全部の出力を積算する第１の演算手段と、この
   第１の演算手段の出力に基づいて前記放射線発生器の出
   力を制御する制御手段と、前記放射線発生器から前記被
   検体に照射された放射線強度を測定する照射線検出手段
   と、この照射線検出手段の出力に基づいて前記放射線検
   出素子の各出力を補正するための第２の演算手段を備
   え、この第２の演算手段の出力を前記画像メモリに記憶
   することを特徴とする放射線撮像装置。