WO2016111015A1

WO2016111015A1 - 放射線撮影装置

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Publication number: WO2016111015A1
Application number: PCT/JP2015/050548
Authority: WO
Inventors: 智晴奥野; 藤井　英樹
Original assignee: 株式会社島津製作所
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2015-01-09
Publication date: 2016-07-14
Also published as: JPWO2016111015A1; US20180000436A1; JP6327365B2; US10433800B2

Abstract

　本発明によれば、放射線検出器の前準備の影響で撮影の遅延が生じない放射線撮影装置を提供することができる。本発明のＦＰＤ４は、Ｘ線管制御部６より信号を受信した後、Ｘ線管３またはＦＰＤ４が加速移動している間に放射線検出に際しての前準備を完了させる。つまり、本発明によれば、Ｘ線管３またはＦＰＤ４が加速移動と放射線検出に際しての前準備とが同時平行で行われる。このようにすることで従来装置のように、Ｘ線管３またはＦＰＤ４が等速移動されるのを待ってＦＰＤ４の前準備を開始する必要がなく、等速移動の開始後直ちに撮影の開始ができる。これにより、撮影の遅延の影響が放射線画像に現れることがない。

Description

放射線撮影装置

　本発明は、放射線で被検体のイメージングを行う放射線撮影装置に関し、特に、撮像系を移動させながら撮影を実行する放射線撮影装置に関する。

　医療機関には放射線で被検体の画像を取得する放射線撮影装置が備えらえている。このような従来構成の放射線撮影装置は、図７に示すように被検体を載置する天板５２を支持する寝台と、放射線源５３と、寝台内部に備えられた放射線を検出する放射線検出器５４とを備えている（例えば特許文献１，特許文献２参照）。

　このような装置の動作について簡単に説明する。術者が装置に対して放射線撮影の指示を行うと、図８に示すように術者の指示を示す信号が放射線源５３の制御装置（放射線源制御部５６）に送出される（図８（１）参照）。放射線源制御部５６は、放射線源５３の状態が放射線を照射できる正常な状態であれば、放射線照射が可能であるとし、その旨を示す信号を放射線検出器５４に送出する（図８（２）参照）。放射線検出器５４は、放射線源制御部５６からの信号を受け取ると、放射線を検出する前準備を開始する。前準備が正常に終了した場合、放射線検出器５４はその旨を示す信号を放射線源制御部５６に送出する（図８（３）参照）。放射線源制御部５６は、その信号を受けて、放射線照射を開始する（図８（４）参照）。このように、従来装置によれば、撮影前に放射線源制御部５６と放射線検出器５４とが信号をやりとりすることにより、放射線源５３と放射線検出器５４が互いに正常に動作することが確認されてから放射線の照射が実行されるようになっている。

特開２００２－２６３０９３号公報特開２０１２－１００７３８号公報

　しかしながら、従来装置によれば、次のような問題がある。
　すなわち、従来装置は、撮像系を移動させながらの撮影については十分に配慮されているとは言いがたい。ここでいう撮像系とは、放射線源５３および放射線検出器５４のことである。撮像系を移動させる様式は具体的には、放射線源５３のみ移動させる様式、放射線検出器５４のみ移動させる様式、および放射線源５３，放射線検出器５４の両方を移動させる様式がある。

　上述の装置の動作説明は、撮像系を静止させた状態での撮影についてのものであったが断層撮影など撮影の用途によっては、撮像系を移動させながら放射線画像を連写する必要がある。このような撮影は、停止している撮像系を一度加速させ、等速に移動する状態となってから行われる。このようにしないと、鮮明な断層画像を撮影することができない。

　従来装置で放射線画像を連写する際は、撮像系が等速に移動し始めた時点で放射線画像の連写が開始されるようにしている。断層撮影においては、様々な方向から被検体の撮影を実行する必要がある。撮像系が等速に移動してしばらくしてから画像の連写を開始するようにすると、それだけ撮像系の移動範囲が広がってしまうため、撮影の方向が限られてしまう。このような事態を防ぐ目的で、１枚目の放射線画像の撮影を撮像系が等速に移動し始めた時点に一致させる様にしている。その後の放射線画像の連写は、１枚目の放射線画像の撮影時点を起点として一定時間が経過する度に繰り返される。

　このような連写動作において１枚目の放射線画像の撮影がどのように行われるか説明する。術者が装置に対して断層画像撮影の指示を行うと、図９に示すように術者の指示を示す信号が撮像系の移動制御部５８に送出され、信号を受け取った移動制御部５８は、撮像系の移動を開始させる（図９（１）参照）。

　一方、術者の指示を示す信号は、放射線源５３の制御装置（放射線源制御部５６）にも送出される（図９（２）参照）。放射線源制御部５６は、放射線源５３の状態が放射線を照射できる正常な状態であったとしても、放射線照射が可能であるとはしない。撮像系が加速中で、撮影が実行できない場合があるからである。放射線源制御部５６は、術者の指示を示す信号を受信した後、撮像系の移動が等速になった旨を示す信号が撮像系の移動制御部５８から送出されるまで待機する。放射線源制御部５６は、移動制御部５８からの信号を受信すると（図９（３）参照），その旨を示す信号を放射線検出器５４に送出する（図９（４）参照）。

　放射線検出器５４は、放射線源制御部５６からの信号を受け取ると、放射線を検出する前準備を開始する。前準備が正常に終了した場合、放射線検出器５４はその旨を示す信号を放射線源制御部５６に送出する（図９（５）参照）。放射線源制御部５６は、その信号を受けて、放射線照射を開始する（図９（６）参照）。放射線検出器５４は、前準備を完了するのに１００ｍｓｅｃだけの時間を要する。

　撮像系を移動させながら放射線画像の連写を行う場合、この放射線検出器５４の前準備に必要な時間が問題となる。図１０は、図９に示す（４），（５），（６）の動作が行われるタイミングを示すタイミングチャートである。図１０に示すように示すように、撮像系３，４が等速となってから更にＦＰＤ４の前準備が終了するまで放射線画像の撮影は開始されない。

　断層画像は、連写された放射線画像を再構成することで取得される。その際、放射線画像の各々が特定の撮影方向から撮影されていることが再構成処理の前提となる。図１１上側は、理想的な放射線画像のタイミングを示している。撮像系が等速に移動し始めた時点から一枚目の撮影が開始されるのが理想である。

　しかし、この前提には、放射線検出器５４の前準備についての考慮はない。すなわち、１枚目の放射線画像の撮影が想定よりも図１１下側が示すように１００ｍｓｅｃだけ遅れてしまう。撮像系は、１００ｍｓｅｃ経過する間に動いてしまっているから、１枚目の放射線画像の撮影方向が想定からずれてしまうのである。以降の放射線画像の撮影も１００ｍｓｅｃずつずれ、狙い通りの位置に撮像系を置いて一連の放射線画像が撮影できない。結果として、一連の放射線画像における撮影方向も想定からずれる。このような撮影方向のずれは、断層画像のボケにつながってしまう。

　本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、放射線検出器の前準備の影響で撮影の遅延が生じない放射線撮影装置を提供することにある。

　本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
　すなわち、本発明に係る放射線撮影装置は、被検体に放射線を照射する放射線源と、被検体を透過してきた放射線を検出する検出手段と、撮影開始の指示を術者に入力させる入力手段と、入力手段に撮影開始の指示が入力されると、停止状態となっている放射線源または検出手段をまずは加速移動させ、その後、等速移動に移行させる移動手段と、入力手段に撮影開始の指示が入力されると、放射線源が放射線の照射が可能である旨を示す信号を検出手段に送出する放射線源制御手段とを備え、検出手段は、放射線源または検出手段が加速移動している間に放射線検出に際しての前準備を開始させて放射線源または前記検出手段が等速移動に移行してから速やかに放射線の検出が可能な状態に移行することを特徴とするものである。

　［作用・効果］本発明によれば、検出手段の前準備の影響で撮影の遅延が生じない放射線撮影装置が提供できる。本発明によれば、検出手段は、放射線源制御手段より信号を受信した後、放射線源または検出手段が加速移動している間に放射線検出に際しての前準備を開始させる。つまり、本発明によれば、放射線源または検出手段が加速移動と放射線検出に際しての前準備とが同時平行で行われる。このようにすることで従来装置のように、放射線源または検出手段が等速移動されるのを待って検出手段の前準備を開始する必要がなく、等速移動の開始後直ちに撮影の開始ができる。これにより、撮影の遅延の影響が放射線画像に現れることがない。

　また、上述の放射線撮影装置において、検出手段は、放射線の検出が可能である旨を示す信号を放射線源制御手段に返送すればより望ましい。

　［作用・効果］上述の構成は、本発明の検出手段をより具体的に表している。検出手段が返送動作を実行すれば、放射線源制御手段は返送を待って放射線照射を行えるので、誤って等速移動の開始前に放射線を照射してしまうことがない。

　また、上述の放射線撮影装置において、検出手段が放射線源制御手段より信号を受信した時点から放射線源または検出手段が等速移動に移行した時点までの時間を示す移動待ち時間と検出手段が放射線を検出するための前準備にかかる前準備時間を記憶する記憶手段を備え、検出手段は、放射線源制御手段より信号を受信した時点から、移動待ち時間から前準備時間を減算した時間だけ経過した時点で検出手段の前準備を行い、前準備が完了した時点で返送動作を実行すればより望ましい。

　［作用・効果］上述の構成は、本発明の検出手段をより具体的に表している。検出手段が放射線源制御手段より信号を受信した時点から移動待ち時間だけ経過した時点で前準備を完了させて返送動作を実行すれば、不要な放射線検出期間が発生したり必要な放射線検出期間が確保されなくなったりすることが抑制される。

　また、上述の放射線撮影装置において、移動手段が放射線源または検出手段を加速移動させている時間は、検出手段が放射線検出に際しての前準備に必要な時間よりも長ければより望ましい。

　［作用・効果］上述の構成は、本発明の構成をより具体的に表している。移動手段が放射線源または検出手段を加速移動させている時間が検出手段の前準備に必要な時間よりも長ければ、検出手段が加速移動の終了を待っている間に確実に前準備を完了することができる。

　また、上述の放射線撮影装置において、検出手段の出力に基づいて放射線画像を生成する画像生成手段と、放射線源と検出手段とが互いに反対方向に移動されながら連写された一連の放射線画像を互いに重ね合わせて断層画像を生成する断層画像生成手段とを備えればより望ましい。

　［作用・効果］本発明の構成は、上述のように既存のトモシンセシス装置にも適用することができる。

　本発明によれば、検出手段の前準備の影響で撮影の遅延が生じない放射線撮影装置が提供できる。本発明によれば、検出手段は、放射線源制御手段より信号を受信した後、放射線源または検出手段が加速移動している間に放射線検出に際しての前準備を完了させる。つまり、本発明によれば、放射線源または検出手段が加速移動と放射線検出に際しての前準備とが同時平行で行われ、かつ同時に完了する。このようにすることで従来装置のように、放射線源または検出手段が等速移動されるのを待って検出手段の前準備を開始する必要がなく、等速移動の開始後直ちに撮影の開始ができる。これにより、撮影の遅延の影響が放射線画像に現れることがない。

実施例１に係るＸ線撮影装置の全体構成を説明する機能ブロック図である。実施例１に係る断層画像の生成の原理を説明する模式図である。実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明するタイミングチャートである。実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明するタイミングチャートである。実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明するタイミングチャートである。実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明するタイミングチャートである。従来の放射線撮影装置を説明する模式図である。従来の放射線撮影装置の動作を説明する模式図である。従来の放射線撮影装置の問題点を説明する模式図である。従来の放射線撮影装置の問題点を説明する模式図である。従来の放射線撮影装置の問題点を説明する模式図である。

　以降、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明する。なお、Ｘ線は本発明の放射線に相当する。ＦＰＤはフラットパネルディテクタの略である。本発明に係るＸ線撮影装置は、ディジタルトモシンセシス装置と同じ原理に基づいた断層画像の撮影ができる装置である。

　＜Ｘ線撮影装置の全体構成＞
　実施例１に係るＸ線撮影装置１は、図１に示すように仰臥位の被検体Ｍを載置する天板２と、天板２の上側（一面側）に設けられたＸ線を被検体Ｍに照射するＸ線管３と、天板２に載置されるとともに被検体Ｍの下部に配置される装置であって、被検体Ｍを透過してきたＸ線を検出して検出信号を出力するＦＰＤ４とを備えている。ＦＰＤ４は、被検体Ｍの体軸方向Ａまたは体側方向Ｓのいずれかに沿った４つの辺を有する矩形となっている。このＦＰＤ４は撮影の際にいずれか１つが使用され、仰臥位に係る撮影の場合には被検体Ｍの天板２を挟んだ反対側に配置される。ＦＰＤ４のＸ線を検出する検出面は、Ｘ線管３および被検体Ｍ側に向いている。また、Ｘ線管３は、四角錐形状のＸ線をＦＰＤ４に向けて照射する。したがって、ＦＰＤ４は、Ｘ線を検出面の全面で受光することになる。このＦＰＤ４は、本発明において重要な機能を果たす。その詳細は後述する。Ｘ線管３は本発明の放射線源に相当し、ＦＰＤ４は被検体Ｍを透過してきたＸ線を検出する本発明の検出手段に相当する。

　ＦＰＤ４は、直接変換型のＸ線検出器である。すなわち、ＦＰＤ４は、Ｘ線を電子およびホールの対（キャリア対）に変換する例えばＣｄＴｅで構成される変換層を有している。変換層で生じたキャリアは、検出素子の各々に捕獲され、蓄積される。検出素子にキャリアを出力する信号を送ると、検出素子は蓄積していたキャリアを検出信号として出力する。

　支柱５は、検査室の天井から床面に向けて伸びており、Ｘ線管３を支持している。この様な支柱５を有するＸ線撮影装置１は、放射線源懸垂型と呼ばれる。Ｘ線管３は、検査室に懸垂して支持されている。Ｘ線管３は、本発明の放射線源に相当し、ＦＰＤ４は、本発明の検出手段に相当する。

　図１に示すＸ線管制御部６は、所定の管電流、管電圧、パルス幅でＸ線管３を制御する目的で設けられている。このＸ線管制御部６は、本発明において重要な機能を果たす。その詳細は後述する。Ｘ線管制御部６は本発明の放射線源制御手段に相当する。

　Ｘ線管移動機構７ａは、支柱５を検査室の天井に対して移動させる構成となっている。このＸ線管移動機構７ａは、支柱５を被検体Ｍの体軸に沿って移動させることもできれば、被検体Ｍの体側に沿って移動させることもできる。支柱５に懸垂支持されるＸ線管３は、支柱５を移動させるとそれに追従して移動する。こうして、Ｘ線管３は、Ｘ線管移動機構７ａにより天板２の被検体Ｍに対して移動することができる。Ｘ線管移動制御部８ａは、Ｘ線管移動機構７ａを制御する目的で設けられている。実施例１の構成においては、Ｘ線管移動機構７ａは、被検体Ｍの体軸についてしか動作しないものとする。Ｘ線管移動機構７ａは本発明の移動手段に相当する。Ｘ線管移動機構７ａは、操作卓２６に撮影開始の指示が入力されると、停止状態となっているＸ線管３をまずは加速移動させ、その後、等速移動に移行させる。

　ＦＰＤ移動機構７ｂは、天板２の下側にあるＦＰＤ４を天板２に対して移動させる構成となっている。このＦＰＤ移動機構７ｂは、ＦＰＤ４を被検体Ｍの体軸に沿って移動させることができる。こうして、ＦＰＤ４は、ＦＰＤ移動機構７ｂにより天板２の被検体Ｍに対して移動することができる。ＦＰＤ移動制御部８ｂは、ＦＰＤ移動機構７ｂを制御する目的で設けられている。ＦＰＤ移動機構７ｂは本発明の移動手段に相当する。ＦＰＤ移動機構７ｂは、操作卓２６に撮影開始の指示が入力されると、停止状態となっているＦＰＤ４をまずは加速移動させ、その後、等速移動に移行させる。

　Ｘ線管移動機構７ａ，ＦＰＤ移動機構７ｂは、被検体Ｍに対してＸ線管３とＦＰＤ４とを同期させて移動させる構成となっている。このＸ線管移動機構７ａ，ＦＰＤ移動機構７ｂは、Ｘ線管移動制御部８ａ，ＦＰＤ移動制御部８ｂの制御にしたがって被検体Ｍの体軸方向Ａに平行な直線軌道（天板２の長手方向）に沿ってＸ線管３を直進移動させる。このＸ線管３とＦＰＤ４との移動方向は、天板２の長手方向に一致している。Ｘ線管移動機構７ａ，ＦＰＤ移動機構７ｂが実現するＸ線管３とＦＰＤ４との同期的移動の方向は、互いに反対方向である。従って、Ｘ線管３が被検体Ｍの頭部から足先に向けて移動する場合は、ＦＰＤ４は、被検体Ｍの足先から頭部に向けて移動する。

　Ｘ線管３とＦＰＤ４との同期的移動中、Ｘ線管３の照射するコーン状のＸ線ビームは、常に被検体Ｍの関心部位に向かって照射されるようになっている。すなわち、Ｘ線ビームの照射角度は、Ｘ線管３の角度を変更することによって、たとえば初期角度－２０°から最終角度２０°まで変更される。つまり、本発明に係る装置は、Ｘ線管３が傾斜することで、Ｘ線管３が照射するＸ線ビームが常にＦＰＤ４のＸ線検出面の全面で受光されるように工夫がされている。この様なＸ線照射角度の変更は、Ｘ線管傾斜機構９が行う。Ｘ線管傾斜制御部１０は、Ｘ線管傾斜機構９を制御する目的で設けられている。

　本発明に係るＸ線撮影装置が、断層画像を生成するときには、Ｘ線管３，ＦＰＤ４は、図１に示す実線の位置を初期位置として、破線で示した位置を介して、一点鎖線で示す位置まで対向移動する。このとき、Ｘ線管３は、ＦＰＤ４とともに同期移動しながら７４回に亘ってパルス状のＸ線ビームを照射する。このＸ線ビームによって７４枚のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ７４が生成されることになる。これら画像の生成は画像生成部１１が実行する。

　画像生成部１１は、Ｘ線の照射がなされる度にＦＰＤ４が出力するＸ線の検出信号を取得して、７４枚のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ７４を生成する。生成された画像生成部１１は、断層画像生成部１２に送出される。画像生成部１１は本発明の画像生成手段に相当し、断層画像生成部１２は本発明の断層画像生成手段に相当する。

　断層画像生成部１２は、Ｘ線管３とＦＰＤ４とが互いに反対方向に移動されながら連写された一連のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ７４をシフト加算法に基づいて互いに重ね合わせて、ある裁断面で被検体Ｍを裁断した時に得られる断層画像Ｄを生成する。

　＜シフト加算法の原理＞
　図２は、断層画像生成部１２が用いるシフト加算法の原理を説明している。例えば、天板２に平行な（鉛直方向に対して水平な）仮想平面（基準裁断面ＭＡ）について説明すると、図２に示すように、基準裁断面ＭＡに位置する点Ｐ，Ｑが、常にＦＰＤ４のＸ線検出面の不動点ｐ，ｑのそれぞれに投影されるように、Ｘ線管３によるコーン状のＸ線ビームＢの照射方向に合わせてＦＰＤ４をＸ線管３の反対方向に同期移動させながら一連のＸ線画像Ｐが画像生成部１１にて生成される。

　一連のＸ線画像Ｐには、被検体Ｍの投影像が位置を変えながら写り込んでいる。そして、この一連のＸ線画像Ｐを断層画像生成部１２にて再構成すれば、基準裁断面ＭＡに位置する像（たとえば、不動点ｐ，ｑ）が集積され、Ｘ線断層画像としてイメージングされることになる。

　一方、基準裁断面ＭＡに位置しない点Ｉは、ＦＰＤ４における投影位置を変化させながら一連の被検体画像に点ｉとして写り込んでいる。この様な点ｉは、不動点ｐ，ｑとは異なり、断層画像生成部１２でＸ線投影画像を重ね合わせる段階で像を結ばずにボケる。このように、一連の投影画像の重ね合わせを行うことにより、被検体Ｍの基準裁断面ＭＡに位置する像のみが写り込んだＸ線断層画像が得られる。このように、投影画像を単純に重ね合わせると、基準裁断面ＭＡにおける断層画像が得られる。

　さらに、断層画像生成部１２は、基準裁断面ＭＡに水平な任意の裁断面においても、同様な断層画像を得ることができる。撮影中、ＦＰＤ４において上記点ｉの投影位置は移動するが、投影前の点Ｉと基準裁断面ＭＡとの離間距離が大きくなるにしたがって、この移動速度は増加する。これを利用して、取得された一連の被検体画像を所定のピッチで体軸方向Ａにずらしながら再構成を行うようにすれば、基準裁断面ＭＡに平行な裁断面における断層画像が得られるわけである。

＜Ｘ線撮影装置１が有するその他の構成＞
　主制御部２５は、ＣＰＵにより構成され、各種のプログラムを実行することで、各部６，８ａ，８ｂ，１０，１１，１２を実現している。また、これら各部を担当する個別の制御装置に分割して実現するようにしてもよい。記憶部２３は、実施例１のＸ線撮影装置１の動作に必要なパラメータの一切を記憶する。操作卓２６は、撮影の開始の指示等、種々の術者の指示を入力させるものである。表示部２７は、診断用の断層画像Ｄを表示する目的で設けられている。記憶部２３は本発明の記憶手段に相当し、操作卓２６は本発明の入力手段に相当する。

　＜本発明の最も特徴的な構成＞
　続いて、本発明の最も特徴的な構成について説明する。本発明の特徴を簡潔に言えば、ＦＰＤ４とＸ線管制御部６とが互いに協働して、適切なタイミングで一連のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ７４の撮影を開始するということにある。図３は、操作卓２６を通じ術者が断層画像Ｄの撮影開始の指示を入力したときの各部の状態の変化を時系列順に表しているタイミングチャートである。図３に示すように、術者が操作卓２６を操作する前は、Ｘ線管３およびＦＰＤ４は、停止している。Ｘ線管３およびＦＰＤ４をまとめて撮像系３，４と呼ぶことにする。

　術者が操作卓２６を通じ撮影開始の指示を行うと、操作卓２６よりその旨を示す信号が撮像系３，４を移動させるＸ線管移動制御部８ａ，ＦＰＤ移動制御部８ｂに送出される。Ｘ線管移動制御部８ａ，ＦＰＤ移動制御部８ｂは、この信号に応じ、撮像系３，４の移動を開始させる。Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ７４の連写に望ましい撮像系３，４の移動様式は、等速移動である。しかし、撮影開始の指示があった時点で撮像系３，４は、停止している。ということは、撮像系３，４を等速移動させる前にいったん加速させる必要がある。つまり、撮像系３，４の移動を開始させるということは撮像系３，４の加速が開始されるということでもある。

　術者が操作卓２６を通じ撮影開始の指示を行うと、操作卓２６よりその旨を示す信号がＸ線管制御部６にも送出される。信号を受信したＸ線管制御部６は、Ｘ線管３の状態を示すデータをＸ線管３にリクエストし、Ｘ線管３の状態が正常でＸ線を照射できる状態であると認識した場合は、照射を行うことができることを示すＸｒａｙ＿Ｒｅａｄｙ信号をＦＰＤ４に送出する。このＸｒａｙ＿Ｒｅａｄｙ信号は、Ｘ線照射準備完了を通知する信号であり、一連のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ７４の撮影が完了するまでＦＰＤ４に出力され続けることになる。しかし、図３では、Ｘｒａｙ＿Ｒｅａｄｙ信号をＸ線管制御部６からＦＰＤ４に送出されるトリガ信号と捉えて描いている。このように、Ｘ線管制御部６は、操作卓２６に撮影開始の指示が入力されると、Ｘ線管３がＸ線の照射が可能である旨を示す信号をＦＰＤ４に送出する。

　Ｘｒａｙ＿Ｒｅａｄｙ信号をＸ線管制御部６から受信したＦＰＤ４は、将来Ｘ線の照射が実行されることを認識し、Ｘ線を検出するのに必要な前準備を実行する。この前準備は、例えば１００ｍｓｅｃ程度の長い時間が必要である。この時間は操作卓２６より信号を受信したＸ線管制御部６がＸｒａｙ＿Ｒｅａｄｙ信号を送出するまでにかかる時間よりも極端に長い。

　ところで、ＦＰＤ４は、Ｘｒａｙ＿Ｒｅａｄｙ信号を受信した瞬間から前準備を開始するわけではない。ＦＰＤ４は、前準備の完了時点が撮像系３，４の加速が終了した時点に一致するように前準備を開始するのである。Ｘｒａｙ＿Ｒｅａｄｙ信号が送出されてから撮像系３，４の加速が終了するまで例えば５００ｍｓｅｃかかり、ＦＰＤ４の前準備には例えば１００ｍｓｅｃかかるので、ＦＰＤ４は、ＦＰＤ４は、Ｘｒａｙ＿Ｒｅａｄｙ信号を受信してから例えば４００ｍｓｅｃ経過後に前準備を開始することになる。ＦＰＤ４は前準備が開始されるまでの間待機状態を維持する。

　図３は、ＦＰＤ４が前準備を開始した時点を表している。ＦＰＤ４が前準備の開始時点をいかにして認識するかについて説明する。記憶部２３には、ＦＰＤ４がＸ線管制御部６よりＸｒａｙ＿Ｒｅａｄｙ信号を受信した時点からＸ線管３およびＦＰＤ４が等速移動に移行する時点までの時間を示す移動待ち時間Ｔが記憶されている。この移動待ち時間Ｔは、停止している撮像系３，４が等速移動に移行するまでにどの程度時間がかかるかを測定することで求めることができる。この時間は、停止状態の撮像系３，４の速度を上げて等速移動の速度まで到達させようとするときに要する時間であり、撮像系３，４が加速移動している時間でもある。実際の移動待ち時間Ｔは、例えば５００ｍｓｅｃであるが撮像系３，４の移動様式に応じて適宜設定の変更が可能である。また、記憶部２３には、ＦＰＤ４がＸ線を検出するための前準備にかかる前準備時間Ｔａも記憶されている。この前準備時間Ｔａは、ＦＰＤ４の動作として設定された時間である。ＦＰＤ４は、撮影開始前に記憶部２３より移動待ち時間Ｔと前準備時間Ｔａとを読み出している。ＦＰＤ４の前準備時間Ｔａは例えば１００ｍｓｅｃである。ＦＰＤ４は、Ｘ線管制御部６からＸｒａｙ＿Ｒｅａｄｙ信号が送出された時点からＴ－Ｔａ＝４００ｍｓｅｃ（前準備実行待ち時間）経過後、前準備時間１００ｍｓｅｃを要する前準備を開始する。

　ＦＰＤ４が行う前準備としては、ＦＰＤ４を構成する検出素子の各々に蓄積されたキャリアをリリースする動作が主である。ＦＰＤ４は、変換層内で電流がリークすることに起因し、Ｘ線を照射しなくても検出素子にキャリアが少しずつ蓄積されてしまうという性質がある。そこで、Ｘ線が照射される直前に検出素子の各々に蓄積されたキャリアをリリースする必要があるのである。この操作をリセット操作と呼ぶ。リセット操作は、Ｘ線照射の前に一度行っておけばよいというものではなく、必ずＸ線照射の直前に行わなければならない。リセット操作を実行してから例えば５０ｍｓｅｃ以内にＸ線照射が実行されないと、鮮明なＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ７４を得ることができない。本発明の装置によると、前準備完了直後からＸ線の検出が開始される構成とすることでこのような問題が生じないようにしている。

　以上のＦＰＤ４の動作をまとめると以下のようになる。すなわち、本発明のＦＰＤ４は、Ｘ線管３およびＦＰＤ４が加速移動している間にＸ線検出に際しての前準備を開始させるとともにＸ線管移動機構７ａ，ＦＰＤ移動機構７ｂがＸ線管３およびＦＰＤ４を加速移動させている時間に合わせてＦＰＤ４の前準備を完了させてＸ線の検出が可能な状態に移行するように構成されている。Ｘ線管移動機構７ａ，ＦＰＤ移動機構７ｂがＸ線管３およびＦＰＤ４を加速移動させて完了する時点とＦＰＤ４の前準備完了時点が異なると、不要なＸ線検出期間が発生したり必要なＸ線検出期間が確保されなくなったりすることから、Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ７４の画質に影響してしまう。本発明に係る装置によれば、２つの時点が一致しているのでこのような問題は生じない。

　図４は、撮像系３，４の加速が終了した時点を表している。本発明の撮像系３，４の加速移動は同時に完了し、撮像系３，４は、加速移動終了時点から等速移動に移行する。このような移動速度の制御はＸ線管移動制御部８ａ，ＦＰＤ移動制御部８ｂが実現する。一方、ＦＰＤ４は、ＦＰＤ４の前準備が完了した時点で、ＦＰＤ４が正常であると認識した場合は、Ｘ線を検出することができる旨を示すＦＰＤ＿Ｒｅａｄｙ信号をＸ線管制御部６に返送する。このＦＰＤ＿Ｒｅａｄｙ信号は、Ｘ線照射を許可する信号であり、一連のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ７４の撮影が完了するまでＸ線管制御部６に出力され続けることになる。しかし、図４では、ＦＰＤ＿Ｒｅａｄｙ信号をＦＰＤ４からＸ線管制御部６に送出されるトリガ信号と捉えて描いている。なお、この時点でＦＰＤ４の前準備は完了し、Ｘ線を検出するモードに移行する。

　図５は、図４の状態から更に時間が経過して、Ｘ線が照射される時点を表している。ＦＰＤ４からＦＰＤ＿Ｒｅａｄｙ信号を受信したＸ線管制御部６は、Ｘ線管３にＸ線の照射の開始の指示を意味するＦｉｒｅ信号を送出する。Ｘ線管３は、このＦｉｒｅ信号に基づいてＸ線の照射を開始する。照射されたＸ線は、すでにＸ線検出モードに移行しているＦＰＤ４に入射する。Ｘ線が照射される時点では、撮像系３，４はすでに等速移動に移行した後になっている。ＦＰＤ＿Ｒｅａｄｙ信号の受信からＦｉｒｅ信号の送信までに要する時間はＦＰＤ４の前準備に要する時間に比べて極端に短い。こうして、一連のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ７４の撮影が開始される。

　図６は、一連のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ７４に関する撮影動作が終了する時点を表している。等速で移動している撮像系３，４は、やがて減速され停止する。一連のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ７４は、撮像系３，４が等速移動している間に全て撮り終わる。なお、図６の説明においては、Ｘ線照射があたかも一定の強度で連続しているように描かれているが、実際のＸ線照射は、一連のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ７４の撮影に対応してパルス状に実行される。同様に、図６の説明においては、Ｘ線の検出があたかも一連のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ７４の連写中に一度しか行われてないように描かれているが、実際のＸ線検出は、一連のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ７４の撮影に対応して繰り返し実行される。ＦＰＤ４は、Ｘ線の検出と検出データの読み出しを繰り返すことでＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ７４に係る検出データを画像生成部１１に送出する。

　本発明のようなＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ７４の撮影を行えば、図１１上側が示すような理想的なタイミングで一連のＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ７４の撮影を完了することができる。

　以上のように、本発明によれば、ＦＰＤ４の前準備の影響で撮影の遅延が生じないＸ線撮影装置１が提供できる。本発明によれば、ＦＰＤ４は、Ｘ線管制御部６より信号を受信した後、Ｘ線管３またはＦＰＤ４が加速移動している間にＸ線検出に際しての前準備を開始させる。つまり、本発明によれば、Ｘ線管３またはＦＰＤ４が加速移動とＸ線検出に際しての前準備とが同時平行で行われる。このようにすることで従来装置のように、Ｘ線管３またはＦＰＤ４が等速移動されるのを待ってＦＰＤ４の前準備を開始する必要がなく、等速移動の開始後直ちに撮影の開始ができる。これにより、撮影の遅延の影響がＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ７４に現れることがない。

　本発明は、上述のような構成に限られず下記のように変形実施することができる。

　（１）上述の構成によれば、Ｘ線管３，ＦＰＤ４が同期的に移動させる構成となっていたが、本発明はこの構成に限られない。本発明は、上述の構成に代えて、Ｘ線管３のみを移動させる構成に適用できるし、ＦＰＤ４のみを移動させる構成に適用できる。

　（２）上述の構成によれば、Ｘ線管３，ＦＰＤ４を互いに反対方向に移動させる構成となっていたが、本発明はこの構成に限られない。本発明は、Ｘ線管３，ＦＰＤ４の位置関係を保った状態で同方向に移動させながら一連のＸ線画像を撮影する撮影方法にも適用できる。このような撮影方法は、長尺撮影などを行うときに利用されることがある。

　（３）上述の構成によれば、ＦＰＤ４は、Ｘ線検出に際しての前準備が完了した時点でＦＰＤ＿Ｒｅａｄｙ信号の返送を行っていたが、本発明はこの構成に限られない。ＦＰＤ４が前準備完了後に等速移動開始時点を示す信号をＸ線管移動制御部８ａ，ＦＰＤ移動制御部８ｂより受信することをトリガとしてＦＰＤ＿Ｒｅａｄｙ信号の返送を行うようにしてもよい。同様に、上述の構成によればＦＰＤ４は、Ｘ線管制御部６からＸｒａｙ＿Ｒｅａｄｙ信号が送られてきた時点から前準備実行待ち時間Ｔ－Ｔａだけ経過した時点からＦＰＤ４の前準備を実行していたが、本発明はこの構成に限られない。ＦＰＤ４が等速移動開始時点から前準備実行待ち時間Ｔ－Ｔａだけ経過した時点でＸｒａｙ＿Ｒｅａｄｙ信号をＸ線管移動制御部８ａ，ＦＰＤ移動制御部８ｂより受信することをトリガとしてそこからＦＰＤ４の前準備を行ってＦＰＤ＿Ｒｅａｄｙ信号をＸ線管制御部６に送付するようにしてもよい。

　（４）上述の構成によれば、Ｘ線管３またはＦＰＤ４が加速移動完了する時点とＦＰＤ４の前準備が完了する時点を一致させていたが、必ずしも同一時点とする必要はない。Ｘ線管３またはＦＰＤ４が加速移動完了する時点とＦＰＤ４の前準備が完了する時点の差が十分小さければ、不要なＸ線検出期間が発生したり必要なＸ線検出期間が確保されなくなったりする影響が十分小さいため、Ｘ線画像Ｐ１，Ｐ２，…Ｐ７４の画質に対する影響も無視できる。

　以上のように本発明は医用分野に適している。

３     Ｘ線管（放射線源）
４     ＦＰＤ（検出手段）
６     Ｘ線管制御部（放射線源制御手段）
７ａ   Ｘ線管移動機構（移動手段）
７ｂ   ＦＰＤ移動機構（移動手段）
１１   画像生成部（画像生成手段）
１２   断層画像生成部（断層画像生成手段）
２３   記憶部（記憶手段）
２６   操作卓（入力手段）

Claims

　被検体に放射線を照射する放射線源と、
　被検体を透過してきた放射線を検出する検出手段と、
　撮影開始の指示を術者に入力させる入力手段と、
　前記入力手段に撮影開始の指示が入力されると、停止状態となっている前記放射線源または前記検出手段をまずは加速移動させ、その後、等速移動に移行させる移動手段と、
　前記入力手段に撮影開始の指示が入力されると、前記放射線源が放射線の照射が可能である旨を示す信号を前記検出手段に送出する放射線源制御手段とを備え、
　前記検出手段は、前記放射線源または前記検出手段が加速移動している間に放射線検出に際しての前準備を開始させて前記放射線源または前記検出手段が等速移動に移行してから速やかに放射線の検出が可能な状態に移行することを特徴とする放射線撮影装置。
　請求項１に記載の放射線撮影装置において、
　前記検出手段は、放射線の検出が可能である旨を示す信号を前記放射線源制御手段に返送することを特徴とする放射線撮影装置。
　請求項２に記載の放射線撮影装置において、
　前記検出手段が前記放射線源制御手段より信号を受信した時点から前記放射線源または前記検出手段が等速移動に移行した時点までの時間を示す移動待ち時間と、前記検出手段が前記放射線検出に際しての前準備にかかる時間を示す前準備時間とを記憶する記憶手段を備え、
　前記検出手段は、前記放射線源制御手段より信号を受信した時点から前記移動待ち時間から前記前準備時間を減算した時間だけ経過した時点で前記前準備を開始し、前記前準備が完了した時点で返送動作を実行することを特徴とする放射線撮影装置。
　請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
　前記移動手段が前記放射線源または前記検出手段を加速移動させている時間は、前記検出手段が放射線検出に際しての前準備に必要な時間よりも長いことを特徴とする放射線撮影装置。
　請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
　前記検出手段の出力に基づいて放射線画像を生成する画像生成手段と、
　前記放射線源と前記検出手段とが互いに反対方向に移動されながら連写された一連の放射線画像を互いに重ね合わせて断層画像を生成する断層画像生成手段とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。