JP5353394B2 - Ｘ線撮像装置 - Google Patents

Description

この発明は、Ｘ線管を有するＸ線照射部と、Ｘ線検出器を有する撮影台とを備え、被検者を通過したＸ線を検出することによりＸ線撮像を行うＸ線撮像装置に関する。

このようなＸ線撮像装置においては、適切なＸ線の線量でＸ線撮像を実行するために、被検者の体厚に応じてＸ線管の管電圧や管電流時間積等の撮像条件を変更する必要がある。ここで、Ｘ線管を有するＸ線照射部とＸ線検出器を有する撮影台との距離は、一般的に、ポテンショメータ等により測定される。一方、被検者の体表面とＸ線管との距離は、従来、Ｘ線照射部に取り付けられたメジャーを利用して測定している。そして、それらの距離から、被検者の体厚を計算し、計算された体厚に応じてＸ線管の管電圧や管電流時間積等の撮像条件を変更していた。

しかしながら、Ｘ線照射部に取り付けられたメジャーを利用して被検者の体表面とＸ線管との距離を測定する場合には、操作者がメジャーを持ってＸ線照射部から被検者の位置まで移動しなければならず、作業が面倒である。

このため、特許文献１に記載されたように、Ｘ線照射部に超音波センサを付設し、この超音波センサによる測定値に基づいて、被検者の体厚を測定するＸ線撮像装置も提案されている。さらに、超音波センサによる距離の測定誤差を防止するため、特許文献２に記載されたように、超音波センサにおける発信部と受信部のいずれか一方をＸ線管側に配置し、他方を被検者の体表面に配置することにより、被検者の体表面とＸ線管との距離を測定するＸ線装置も提案されている。

特開２００６−１４９４２６号公報 特開平５−２５３２１９号公報

特許文献１に記載されたように、Ｘ線照射部に超音波センサを付設し、この超音波センサによる測定値に基づいて被検者の体厚を測定する場合には、被検者の体表面とＸ線管との距離の測定を自動化することができる。しかしながら、例えば、Ｘ線照射装置の付近に装置を操作する操作者がいた場合には、超音波センサは被検者とともに操作者をも検出することから、Ｘ線照射装置と操作者との距離を、誤って、Ｘ線照射装置と被検者との距離であると認識する可能性がある。また、被検者の付近に設置されたその他の部材を被検者と誤認する可能性もある。このような場合には、適正な撮像条件でＸ線撮像を実行することができないこととなる。

なお、特許文献２に記載されたように、超音波センサにおける発信部と受信部のいずれか一方をＸ線管側に配置し、他方を被検者の体表面に配置した場合には、このような誤動作が生ずることはないが、この場合には、メジャーを利用して被検者の体表面とＸ線管との距離を測定する場合と同様、操作者が発信部または受信部を持ってＸ線照射部から被検者の位置まで移動しなければならず、作業が面倒であることにかわりはない。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、Ｘ線照射部に付設した超音波センサを利用して被検者の体表面とＸ線管との距離を自動的に測定した場合においても、誤動作を生ずることなく正確に距離の測定を実行することができるＸ線撮像装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、Ｘ線管を有するＸ線照射部と、Ｘ線検出器を有する撮影台とを備え、被検者を通過したＸ線を検出することによりＸ線撮像を行うＸ線撮像装置であって、超音波を発信する発信部と、前記発信部から発信され前記被検者で反射した超音波を受信する受信部とから構成され、前記Ｘ線照射部に付設された超音波センサと、前記Ｘ線照射部と前記撮影台との距離を利用して、前記超音波センサの受信部による受信信号のうち、前記被検者で反射した超音波を特定することにより、前記被検者と前記Ｘ線照射部との距離を測定する制御部とを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記Ｘ線照射部と前記撮影台との距離を測定する距離測定手段を備え、前記制御部は、前記距離測定手段による距離の測定値を利用して、前記超音波センサの受信部による受信信号のうち、前記被検者で反射した超音波を特定することにより、前記被検者と前記Ｘ線照射部との距離を測定する。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記制御部は、前記超音波センサの受信部による受信信号のうち、前記Ｘ線照射部と前記撮影台との距離と最も近い距離に相当する受信信号を、前記被検者で反射した超音波の信号と認識する。

請求項１に記載の発明によれば、Ｘ線照射部と撮影台との距離と超音波センサの受信部による受信信号とを利用して被検者とＸ線照射部との距離を測定することから、Ｘ線照射部に付設した超音波センサを利用して被検者の体表面とＸ線管との距離を自動的に測定した場合においても、操作者を被検者等と認識する等の誤動作を生ずることなく、被検者とＸ線照射部との距離の測定を正確に実行することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、Ｘ線照射部と撮影台との距離を測定する距離測定手段による距離の測定値と、超音波センサの受信部による受信信号とを利用して被検者とＸ線照射部との距離を測定することから、Ｘ線照射部と撮影台との距離が変更された場合にも、被検者とＸ線照射部との距離の測定を正確に実行することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、超音波センサの受信部による受信信号のうち、Ｘ線照射部と撮影台との距離と最も近い距離に相当する受信信号を被検者で反射した超音波の信号と認識することから、撮影台の最も近くに配置される被検者の体表面の位置を正確に認識することが可能となる。

この発明に係るＸ線撮像装置の概要図である。 超音波センサ２４の検出動作を示す模式図である。 Ｘ線撮像装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。 Ｘ線撮像時の様子を示す平面概要図である。 超音波センサ２４における受信部２６の受信信号を示す概要図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係るＸ線撮像装置の概要図である。

このＸ線撮像装置は、撮影台１とＸ線照射部２とから構成される。この撮影台１は、被検者が立った状態で撮像を行う立位撮影台であり、基台１２に、昇降機構１３を介してＸ線検出器１１を支持した構成を有する。Ｘ線検出器１１としては、例えば、フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）やイメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）等を使用することができる。このＸ線検出器１１は、昇降機構１３の駆動により、被検者の身長等に応じて昇降する。

また、Ｘ線照射部２は、Ｘ線を放射するＸ線管２１を備える。このＸ線管２１は、移動機構２３を介して支持部２２に支持されている。このＸ線管２１は、移動機構２３により、図１において矢印で示すように、撮影台１におけるＸ線検出器１１との距離Ｄが変更可能となっている。この撮影台１におけるＸ線検出器１１とＸ線照射部２におけるＸ線管２１との距離Ｄは、ポテンショメータ２７により測定されている。また、Ｘ線管２１には、超音波センサ２４が付設されている。

図２は、この超音波センサ２４の検出動作を示す模式図である。

この超音波センサ２４は、超音波を発信する発信部２５と、この発信部２５から発信され被検出物（図２においてはＸ線検出部１１）で反射した超音波を受信する受信部２６とを備える。この超音波センサ２４においては、発信部２５から発信された超音波は、図２に示すように、空気中を放射状に伝播し、被検出物等の物体の表面で反射して受信部２６に戻ってくる。このときの発信から受信までの時間と、空気中の超音波の伝播速度とから、被検出物と超音波センサとの距離を測定することが可能となる。

図３は、上述したＸ線撮像装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。

このＸ線撮像装置は、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ３１と、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ３２と、論理演算を実行するＣＰＵ３３とから成る制御部３０を備える。この制御部３０は、インターフェース３４を介して、Ｘ線検出器１１と接続されている。また、この制御部３０は、インターフェース３４を介して、Ｘ線管２１を制御するためのＸ線管制御部２８と接続されている。さらに、この制御部３０は、インターフェース３４を介して、ポテンショメータ２７および超音波センサ２４と接続されている。

このようなＸ線撮像装置において撮像を行うときには、撮像台１におけるＸ線検出器１１の前面に被検者が起立する。このとき、撮影台１におけるＸ線検出器１１とＸ線照射部２におけるＸ線管２１との距離Ｄは、ポテンショメータ２７により測定されており、制御部３０のＲＡＭ３２に記憶されている。また、被検者とＸ線照射部２におけるＸ線管２１との距離は、超音波センサ２４により測定される。そして、制御部３０は、Ｘ線検出器１１とＸ線管２１との距離Ｄと、被検者とＸ線管２１との距離とから、被検者の体厚を計算する。

被検者の体厚と、そのときのＸ線管２１の管電圧や管電流時間積等の撮像条件との関係は、例えば、ＲＯＭ３１に記憶されている。制御部３０は、被検者の体厚に応じて撮像条件を読み出し、これを制御信号としてＸ線制御部２８に発信する。Ｘ線管制御部２８は、受信した制御信号に基づいて、Ｘ線管２１に指令を送り、Ｘ線管２１から被検者に向けてＸ線を照射させる。

図４はＸ線撮像時の様子を示す平面概要図であり、図５はそのときの超音波センサ２４における受信部２６の受信信号を示す概要図である。なお、図５においては、縦軸は超音波の受信信号の強度を、また、横軸は時間を示している。

上述したＸ線撮像装置においてＸ線撮像を行う場合には、図４に示すように、撮影台１におけるＸ線検出器１１の前面に被検者４が起立する。このときには、Ｘ線撮像装置を操作してＸ線撮像をおこなう操作者５も、例えば、Ｘ線照射部２付近で撮影準備を行っている。このため、図５に示すように、超音波センサ２４における受信部２６の受信信号Ｒには、操作者５の体表面で反射した反射波であるピーク信号Ｒ５と、被検者４の体表面で反射した反射波であるピーク信号Ｒ４とが生ずることになる。このように、受信信号Ｒに複数のピーク信号が生じた場合には、被検者４の体表面を認識することができない。

このため、この発明に係るＸ線撮像装置においては、制御部３０が、予め制御部３０のＲＡＭ３２に記憶された撮影台１におけるＸ線検出器１１とＸ線撮像部２におけるＸ線管２１との距離Ｄと、受信部２６の反射波であるピーク信号により計算された被検出物と超音波センサ２４との距離とを比較する。より具体的には、図５に示すように、超音波センサ２４において発信部２５が超音波を発信してから、受信部２６が被検出物において反射した反射波によるピーク信号を受信するまでの時間と、超音波が予め記憶したＸ線検出器１１とＸ線管２１との距離Ｄの２倍の距離を伝播するのに要する時間とを比較する。そして、超音波が距離Ｄの２倍の距離を伝播するのに要する時間と最も近くなるピーク信号Ｒ４を、被検者４の体表面で反射した反射波の信号であると認識する。

このような構成を採用することにより、操作者５の体表面で反射した反射波を被検者４の体表面で反射した反射波と誤認することを防止することが可能となる。従って、Ｘ線照射部２に付設した超音波センサ２４を利用して被検者４の体表面とＸ線管２１との距離を自動的に測定した場合においても、操作者５を被検者４と認識する誤動作を生ずることはなく、被検者４とＸ線照射部２との距離の測定を正確に実行することが可能となる。

なお、上述した実施形態においては、一般的に撮影台１と被検者４とは最も近くに存在すると考えられることから、超音波センサ２４の受信部２６で受信した反射信号を示すピーク信号うち、Ｘ線照射部２におけるＸ線管２１と撮影台１におけるＸ線検出器１１との距離Ｄと最も近い距離に相当するピーク信号Ｒ４を、被検者４で反射した反射波であるピーク信号と認識している。しかしながら、この発明はこのような形態に限定されるものではない。

例えば、被検者４は、撮影台１におけるＸ線検出器１１の前面に起立するとともに、一定の体厚を有することから、被検出物と超音波センサ２４との距離がＸ線管２１とＸ線検出器１１との距離Ｄよりも大きくなる場合を排除するとともに、検出物と超音波センサ２４との距離が、Ｘ線管２１とＸ線検出器１１との距離Ｄから予め想定した被検者４の体厚相当距離を減算した距離に最も近いピーク信号を被検者４で反射した反射波であるピーク信号と認識するようにしてもよい。

また、上述した実施形態においては、撮影台１におけるＸ線検出器１１とＸ線撮像部２におけるＸ線管２１との距離Ｄや、被検出物と超音波センサ２４との距離を利用して、被検者４の体表面で反射した超音波を認識している。しかしながら、撮影台１側の距離の基準はＸ線検出器１１でなくてもよく、Ｘ線撮像部２側の距離の基準はＸ線管２１や超音波センサ２４でなくてもよい。撮影台１のいずれかの部位と、Ｘ線撮像部２のいずれかの部位と、それらの間の位置関係とから、最終的にＸ線検出器１１とＸ線管２１と被検者４と体表面との位置関係が認識されれば、どのような部分を基準としてもよい。

また、上述した実施形態においては、撮影台１とＸ線撮像部２との距離を変更可能とし、これらの距離Ｄをポテンショメータ２７で測定しているが、撮影台１とＸ線撮像部２とが固定されていてもよい。

さらに、上述した実施形態においては、撮影台１として立位撮影台を採用した場合について説明したが、臥位撮影台を利用したＸ線撮像装置にこの発明を適用してもよい。

１ 撮影台
２ Ｘ線照射部
１１ Ｘ線検出器
１２ 基台
１３ 昇降機構
２１ Ｘ線管
２２ 支持部
２３ 移動機構
２４ 超音波センサ
２５ 発信部
２６ 受信部
２７ ポテンショメータ
２８ Ｘ線管制御部
３０ 制御部
３１ ＲＯＭ
３２ ＲＡＭ
３３ ＣＰＵ

Claims (3)

1. Ｘ線管を有するＸ線照射部と、Ｘ線検出器を有する撮影台とを備え、被検者を通過したＸ線を検出することによりＸ線撮像を行うＸ線撮像装置であって、
   超音波を発信する発信部と、前記発信部から発信され前記被検者で反射した超音波を受信する受信部とから構成され、前記Ｘ線照射部に付設された超音波センサと、
   前記Ｘ線照射部と前記撮影台との距離を利用して、前記超音波センサの受信部による受信信号のうち、前記被検者で反射した超音波を特定することにより、前記被検者と前記Ｘ線照射部との距離を測定する制御部と、
   を備えたことを特徴とするＸ線撮像装置。
2. 請求項１に記載のＸ線撮像装置において、
   前記Ｘ線照射部と前記撮影台との距離を測定する距離測定手段を備え、
   前記制御部は、前記距離測定手段による距離の測定値を利用して、前記超音波センサの受信部による受信信号のうち、前記被検者で反射した超音波を特定することにより、前記被検者と前記Ｘ線照射部との距離を測定するＸ線撮像装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のＸ線撮像装置において、
   前記制御部は、前記超音波センサの受信部による受信信号のうち、前記Ｘ線照射部と前記撮影台との距離と最も近い距離に相当する受信信号を、前記被検者で反射した超音波の信号と認識するＸ線撮像装置。