JP2012192031A - 位置合わせ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放射線検出器と放射線グリッドとの相対位置を精密に調整することにより、放射線検出器を用いた撮影の際に放射線グリッドの影の影響により画像が乱れることを防止できる位置合わせ装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る位置合わせ装置１０は、ＦＰＤ４とＸ線グリッド５との相対位置を調整するものとなっている。すなわち、実際に放射線を照射することによりＦＰＤ４の位置と放射線の入射量とが関連したマップｍを生成し、マップｍを元にＦＰＤ４の検出面に投影される吸収箔の影の幅が小さくなるようにＦＰＤ４に対するＸ線グリッド５の傾斜角度が調整される。これによりＦＰＤ４とＸ線グリッド５との相対位置の調整が精密なものとなり、ＦＰＤ４を用いた撮影の際にＸ線グリッド５の影の影響により画像が乱れることを防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射線を用いて被検体の透視像をイメージングする構成に関し、特に、放射線の散乱線成分を除去する放射線グリッドについての位置合わせ装置に関する。

医療機関には、放射線で被検体Ｍの画像を取得する放射線撮影装置が備えられている（例えば、特許文献１参照）。この様な放射線撮影装置５１は、図１８に示すように被検体Ｍを載置する天板５２と、放射線を照射する放射線源５３と、放射線を検出する放射線検出器５４とを備えている。放射線検出器５４から出力された検出信号を基に被検体Ｍの透視像が写り込んだ画像が取得される。

放射線検出器５４の放射線が入射する入射面（検出面）には、被検体Ｍで生じた散乱放射線を除去する放射線グリッド５５が備えられている。放射線グリッド５５は、細長状の吸収箔がブラインドのように配列して構成される。この吸収箔に散乱放射線が当たると、ほとんどの放射線は吸収箔に吸収され、放射線検出器５４に入射することがない。

ところで、放射線検出器５４は、複数の検出素子がマトリックス状に配列されて構成される。この様な構成の放射線検出器５４に放射線グリッド５５の吸収箔の影が投影されると、放射線検出器５４において検出素子のピッチと吸収箔の影のピッチが干渉することにより干渉縞が画像上に現れることがある。

これを抑制する目的で、近年においては、吸収箔の影のピッチを検出素子のピッチの整数倍とする同期型の放射線グリッド５５が開発されてきている。この同期型の放射線グリッド５５を搭載した放射線撮影装置によれば、取得される画像に干渉縞が現れることがない。

特開２００１−３４６７９５号公報

しかしながら、従来の構成によれば次のような問題点がある。
すなわち、放射線検出器５４と放射線グリッド５５との相対位置を正確に調整することが難しいという問題点がある。すなわち、放射線グリッド５５を放射線検出器５４における放射線を検出する検出面を覆うように配置して撮影を行うと、検出素子の配列と放射線検出器５４に投影される吸収箔の影の配列との位置関係が理想どおりとなっていないので、取得される画像は放射線グリッド５５の影に起因する偽像が写り込んでしまう。

このような偽像の発生を抑制するには、放射線検出器５４と放射線グリッド５５との相対位置を厳密に調整する必要がある。しかしながら、この作業は簡単に完了できるものではない。すなわち、相対位置が０．１ｍｍ程度ずれただけで画像に写り込む偽像は大きく変化するからである。

また、放射線グリッド５５の吸収箔は、僅かに歪んだり撓んだりしている。つまり、同様に製造された放射線グリッド５５であっても、それぞれには個体差というべき僅かな差違が存在している。したがって、撮影に好適となるような両者５４，５５の相対位置は、放射線グリッド５５毎に異なっていることになる。したがって、放射線グリッド５５を放射線検出器５４上に配置する度に両者５４，５５の相対位置を手動で調整しなければならないことになる。

また、撮影の目的に応じて放射線グリッド５５を着脱、交換しなければならないので、両者５４，５５の位置調整の回数は多いものとなる。

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と放射線グリッドとの相対位置を精密に調整することにより、放射線検出器を用いた撮影の際に放射線グリッドの影の影響により画像が乱れることを防止できる位置合わせ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、本発明に係る位置合わせ装置は、放射線を検出する放射線検出手段と、第１方向に伸びた吸収箔が第１方向と直交する第２方向に配列されることにより形成されるとともに放射線検出手段における放射線を検出する検面を覆うように配置される放射線グリッドとの相対位置を調整する位置合わせ装置において、放射線を放射線検出手段に対して照射する放射線源と、放射線が入射した放射線検出手段から出力された検出信号を元に放射線検出手段の位置と放射線の入射量とが関連したマップを生成するマップ生成手段と、放射線検出手段に対する放射線グリッドの傾斜角度を調整する位置調整手段と、位置調整手段を制御する位置調整制御手段とを備え、位置調整制御手段は、マップを元に放射線検出手段の検出面に投影される吸収箔の影の幅が小さくなるように位置調整手段を制御することを特徴とするものである。

［作用・効果］本発明に係る位置合わせ装置は、放射線検出手段と放射線グリッドとの相対位置を調整するものとなっている。すなわち、実際に放射線を照射することにより放射線検出手段の位置と放射線の入射量とが関連したマップを生成し、マップを元に放射線検出手段の検出面に投影される吸収箔の影の幅が小さくなるように放射線検出手段に対する放射線グリッドの傾斜角度が調整される。これにより放射線検出手段と放射線グリッドとの相対位置は、放射線グリッドが放射線を極力遮らないように精密に調整され、放射線検出手段を用いた撮影の際に放射線グリッドの影の影響により画像が乱れることを防止できる。

また、上述の位置合わせ装置において、位置調整制御手段は、放射線検出手段に対して放射線グリッドを第１方向に平行な軸を回転軸として傾斜させるように制御するとともに、マップに示された放射線の入射量を基に放射線検出手段における放射線の入射量が多くなるように位置調整手段を制御することで吸収箔の影の幅を小さくすればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の位置合わせ装置の具体的構成を示すものとなっている。すなわち、放射線グリッドの吸収箔の伸びる第１方向に平行な軸を回転軸として、傾斜角度を調整するようにすれば、傾斜角度によって、放射線検出手段の検出面に現れる吸収箔の影の太さが変わるので、確実に放射線検出手段における放射線の入射量が多くなるように位置調整手段を制御することができる。

また、上述の位置合わせ装置において、位置調整制御手段は、放射線検出手段に対して放射線グリッドを第２方向に平行な軸を回転軸として傾斜させるように制御するとともに、マップの周縁部における互いに位置の異なる複数の基準点における放射線の入射量を取得し、各基準点における放射線の入射量が一致するように位置調整手段を制御すればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の位置合わせ装置の具体的構成を示すものとなっている。すなわち、放射線グリッドの吸収箔の配列する第２方向に平行な軸を回転軸として、傾斜角度を調整するようにすれば、傾斜角度によって、放射線検出手段の部分によって異なる吸収箔の太さの差違が広がったり狭まったりする。放射線検出手段における各部分における放射線の入射量が一致するように位置調整手段を制御すれば、放射線検出手段において吸収箔の影がより整然と並ぶので、確実に放射線検出手段における放射線の入射量が多くなるように位置調整手段を制御することができるのである。

また、上述の位置合わせ装置において、位置調整手段は、放射線グリッドの傾斜のみならず、第１方向および第２方向に直交する回転軸として放射線グリッドを放射線検出手段に対して回転させることが可能となっており、位置調整制御手段は、放射線検出手段に対して放射線グリッドを回転させるように制御するとともに、マップの周縁部における互いに位置の異なる複数の基準点における放射線の入射量を取得し、各基準点における放射線の入射量が一致するように位置調整手段を制御すればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の位置合わせ装置の具体的構成を示すものとなっている。すなわち、第１方向および第２方向に直交する回転軸について放射線グリッドを放射線検出手段に対して回転させるようにすれば、放射線グリッドの吸収箔の方向を設定通りとすることができるので、画像に現れる放射線グリッド由来の偽像を抑制することができる。

また、上述の位置合わせ装置において、位置調整手段は、放射線グリッドの傾斜のみならず、放射線グリッドを放射線検出手段に対して第２方向に移動させることが可能となっており、位置調整制御手段は、放射線検出手段に対して放射線グリッドを移動させるように制御するとともに、マップの周縁部における互いに位置の異なる複数の基準点における放射線の入射量を取得し、各基準点における放射線の入射量が一致するように位置調整手段を制御すればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の位置合わせ装置の具体的構成を示すものとなっている。すなわち、放射線グリッドを放射線検出手段に対して第２方向に移動させるようにすれば、放射線グリッドの吸収箔の方向を設定通りとすることができるので、画像に現れる放射線グリッド由来の偽像を抑制することができる。

また、上述の位置合わせ装置において、位置調整制御手段は、矩形となっている放射線検出手段の形状に対応して矩形となっているマップの回転軸から離れた４隅に位置する４つの基準点を対象として動作すればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の位置合わせ装置の具体的構成を示すものとなっている。すなわち、矩形となっている放射線検出手段の形状に対応して矩形となっているマップの４隅に位置する４つの基準点を対象として動作すれば、この基準点は、放射線検出手段に対する放射線グリッドの位置移動に対して最も敏感に放射線の入射量が変化する基準点について動作することになる。この部分が回転により最も移動量が大きくなる部分だからである。したがって、この構成によれば、より確実に放射線検出手段に対する放射線グリッドの位置合わせを行うことができる。

また、上述の位置合わせ装置において、位置調整制御手段は、位置調整手段の制御とマップの参照とを交互に行うフィードバック制御により放射線検出手段に対する放射線グリッドの位置合わせを行えばより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の位置合わせ装置の具体的構成を示すものとなっている。すなわち、位置調整制御手段の動作をフィードバック制御とすれば、自動で放射線検出手段に対する放射線グリッドの位置合わせを行うことができる。

また、上述の位置合わせ装置において、放射線グリッドに記憶されている個体識別用の識別情報を読み取る読み取り手段と、位置調整制御手段が放射線グリッドの位置合わせを完了した後出力する位置調整手段の制御様式と識別情報とが関連したプリセットデータを記憶する記憶手段を備え、再度、同一個体の放射線グリッドについて位置合わせを行う際、読み取り手段は、今回の放射線グリッドについても識別情報を読み取り、位置調整制御手段は、今回読み取り手段が取得した識別情報に対応するプリセットデータを記憶手段にから取得し、取得されたプリセットデータを基に位置調整手段の制御を行えばより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の位置合わせ装置の具体的構成を示すものとなっている。すなわち、読み取り手段が取得した識別情報に対応するプリセットデータを記憶手段から取得し、取得されたプリセットデータを基に位置調整手段の制御を行えば、以前一度位置合わせを行ったことのある放射線グリッドについて、再び放射線を照射して位置合わせを行わなくても、プリセットデータに従って位置調整手段の制御するだけで、位置合わせが完了する。したがって、この構成によれば安全性の高い位置合わせ装置が提供できる。

本発明に係る位置合わせ装置は、放射線検出手段と放射線グリッドとの相対位置を調整するものとなっている。すなわち、実際に放射線を照射することにより放射線検出手段の位置と放射線の入射量とが関連したマップを生成し、マップを元に放射線検出手段の検出面に投影される吸収箔の影の幅が小さくなるように放射線検出手段に対する放射線グリッドの傾斜角度が調整される。これにより放射線検出手段と放射線グリッドとの相対位置は、放射線グリッドが放射線を極力遮らないように精密に調整され、放射線検出手段を用いた撮影の際に放射線グリッドの影の影響により画像が乱れることを防止できる。

実施例１に係る位置合わせ装置の構成を説明する機能ブロック図である。 実施例１に係る筐体を説明する斜視図である。 実施例１に係るＦＰＤの検出面の構成を説明する平面図である。 実施例１に係るＸ線グリッドの構成を説明する平面図である。 実施例１に係るＸ線グリッドの構成を説明する模式図である。 実施例１に係る位置調整機構を説明する斜視図である。 実施例１に係る位置調整機構を説明する斜視図である。 実施例１に係る吸収箔の影とＦＰＤとの関係を説明する断面図である。 実施例１に係る吸収箔の影とＦＰＤとの関係を説明する断面図である。 実施例１に係る位置合わせ装置の動作を説明するフローチャートである。 実施例１に係る位置合わせ装置の動作を説明する斜視図である。 実施例１に係る位置合わせ装置の動作を説明する斜視図である。 実施例１に係る位置合わせ装置の動作を説明する斜視図である。 実施例１に係る位置合わせ装置の動作を説明する斜視図である。 実施例１に係る位置合わせ装置の動作を説明する平面図である。 実施例１に係る位置合わせ装置の動作を説明する模式図である。 実施例１に係る筐体がＸ線撮影装置に装着される様子を説明する模式図である。 従来構成の課題を説明する模式図である。

以降、本発明の実施例を説明する。実施例におけるＸ線は、本発明の放射線に相当する。また、ＦＰＤは、フラット・パネル・ディテクタの略である。

＜位置合わせ装置の全体構成＞
まず、本発明に係る位置合わせ装置１０の全体構成について説明する。図１に示すように、実施例１に係る位置合わせ装置１０は、ＦＰＤ４とＸ線グリッド５との相対位置を調整するものとなっている。したがって、ＦＰＤ４とＸ線グリッド５とは位置合わせ装置１０を構成するものではない。なお、ＦＰＤ４は、Ｘ線を検出するものであり、Ｘ線グリッド５は、ＦＰＤ４におけるＸ線を検出する検面を覆うように配置されるものである。ＦＰＤ４は、本発明の放射線検出手段に相当し、Ｘ線グリッド５は、本発明の放射線グリッドに相当する。

位置合わせ装置１０は図１に示すように、ＦＰＤ４およびＸ線グリッド５とを導入する筐体１と、Ｘ線をＦＰＤ４に対して照射するＸ線管３と、Ｘ線管３を制御するＸ線管制御部６と、Ｘ線が入射したＦＰＤ４から出力された検出信号を元にＦＰＤ４の位置とＸ線の入射量とが関連したマップｍを生成するマップ生成部１１と、ＦＰＤ４に対するＸ線グリッド５の位置関係を調整する位置調整機構７と、位置調整機構７を制御する位置調整制御部８とを備えている。Ｘ線管３は、本発明の放射線源に相当し、位置調整機構７は、本発明の位置調整手段に相当する。また、位置調整制御部８は、本発明の位置調整制御手段に相当し、マップ生成部１１は、本発明のマップ生成手段に相当する。

また、位置合わせ装置１０は上述の構成の他、Ｘ線グリッド５に記憶されている個体識別用の識別情報を読み取る読み取り部１２と、後述のテーブルＴを記憶する記憶部１５とを備えている。読み取り部１２は、本発明の読み取り手段に相当し、記憶部１５は、本発明の記憶手段に相当する。

筐体１は、図２に示すように矩形となっているＦＰＤ４およびＸ線グリッド５の形状にならった直方体となっている。位置合わせ動作の際には、この筐体１の内部にＦＰＤ４およびＸ線グリッド５が導入されることになる。この筐体１にはＦＰＤ４を挿入するスリット１ａが設けられている。この筐体１を設けることで術者の安全が図られる。なお、ＦＰＤ４はこの筐体１の底部に固定されている。一方のＸ線グリッド５は、筐体１から着脱可能となっている。

図３に示すようにＦＰＤ４は、入射したＸ線を検出する矩形の装置であり、Ｘ線を検出する検出素子４ａが２次元的に配列されて構成される。説明の便宜上、検出素子４ａは縦横に配列されているものとする。この検出素子４ａは例えば、１５０μｍのピッチで縦横に配列されている。

図４に示すように、Ｘ線グリッド５は被検体から生じた散乱線がＦＰＤ４に入射することがないようにＦＰＤ４のＸ線が入射する入射面を覆うように設けられるシート状で矩形の部材で、ａ方向に伸びた短冊状の吸収箔ｓがａ方向と直交するｂ方向にブラインド状に配列されることにより構成される。吸収箔ｓは、Ｘ線を吸収するモリブデン合金のなどの素材で構成され、Ｘ線を吸収する。この短冊状となっている吸収箔ｓは、短手方向がＸ線の進行方向と一致するように設けられている。ａ方向は本発明の第１方向に相当し、ｂ方向は本発明の第２方向に相当する。

このＸ線グリッド５の役割について説明する。Ｘ線管３からＦＰＤ４に向かうＸ線のほとんどは吸収箔ｓに入射せず、ＦＰＤ４に入射する。しかし、Ｘ線の一部は被検体を通過している間に散乱してしまう。このようにして発生した散乱線は散乱により進行方向が変化してしまっており、Ｘ線撮影で得られる画像の視認性を悪化させる要因となっている。Ｘ線グリッド５が設けられていると、この様な進行方向が変化した散乱線は吸収箔ｓに入射しＦＰＤ４に到達することがない。このようにＸ線グリッド５をＦＰＤ４の入射面を覆うように設けると視認性の高い画像が取得できるのである。

図５は、Ｘ線グリッド５の吸収箔ｓの傾斜について説明するものである。Ｘ線管３は、焦点から放射状にＸ線をＦＰＤ４に向けて出射する。従って、ＦＰＤ４の位置に応じてＸ線が入射する方向が異なることになる。吸収箔ｓは、これを考慮して配列されている。より具体的には、Ｘ線グリッド５の吸収箔ｓは、その短手方向がＸ線管３の焦点から吸収箔ｓを結ぶ直線に沿うように設定されている。これにより、吸収箔ｓの影は、吸収箔ｓの長手方向、および短手方向と直交する厚み方向の幅でしかＦＰＤ４の入射面に現れないことになる。これにより、Ｘ線管３から散乱せずに直接ＦＰＤ４に向かう直接Ｘ線が極力Ｘ線グリッド５に吸収されないことになる。

実施例１におけるＸ線グリッド５は、同期グリッドとなっているのこれについて説明する。Ｘ線グリッド５がＦＰＤ４に載置されるときには、ＦＰＤ４の検出素子４ａが配列する縦方向と吸収箔ｓの伸びる方向とが一致するようにされる。このとき、Ｘ線グリッド５は、短冊状の吸収箔ｓのｂ方向における配列ピッチは横方向における検出素子４ａの配列ピッチを基準に設定される。以下、この点について具体的に説明する。

Ｘ線撮影の際、Ｘ線管３から出射するＸ線がＸ線グリッド５を通過してＦＰＤ４に入射する。このときＸ線グリッドの吸収箔ｓの影がＦＰＤ４の検出面上に現れることになる。短冊状の吸収箔ｓのｂ方向における配列ピッチは、ＦＰＤ４の検出面上に現れる吸収箔ｓの影の配列ピッチが検出素子４ａの横方向における配列ピッチの整数倍となるように設定される。これにより、検出素子４ａの配列と吸収箔ｓの影の配列とが干渉することがなく、Ｘ線撮影時の画像上に干渉縞が現れることもないので視認性に優れた画像が生成できるのである。

Ｘ線グリッド５には、製造番号を記憶するチップが埋め込まれており、この製造番号は、Ｘ線グリッド５の個体識別用の識別情報となっている。したがって、Ｘ線グリッド５ごとに製造番号は異なる。

筐体内部におけるＸ線グリッド５の位置を調整することでＦＰＤ４とＸ線グリッド５との相対位置を調整する位置調整機構７について説明する。位置調整機構７は、先端がＸ線グリッド５に当接している６つの駆動ユニット７ａと、応力付与用のバネから構成される。この駆動ユニット７ａは、伸縮自在の細長状の形状をしており、回転量を制御することができるステッピングモータにより駆動される。駆動ユニット７ａが伸縮することによりＦＰＤ４とＸ線グリッド５との位置関係が調整できる。

図６は、位置調整機構７を構成する駆動ユニット７ａのうちの３つについて説明するものである。これら駆動ユニット７ａの基端部は、ＦＰＤ４の検出面のセンサーを支える枠の部分に固定されている。そして、図６の矢印の示すようにＸ線グリッド５は、バネによりＦＰＤ４に固定された３つの駆動ユニット７ａに近づくように応力が付与されている。駆動ユニット７ａを駆動させれば、この応力に抵抗してＸ線グリッド５をＦＰＤ４から遠ざけることができる。さらに、３つの駆動ユニット７ａを連携して駆動させれば、Ｘ線グリッド５をＦＰＤ４に対して傾斜させることもできる。

図７は、位置調整機構７を構成する駆動ユニット７ａのうち他の３つについて説明するものである。これら駆動ユニット７ａの基端部は、筐体１の内面に固定されている。駆動ユニット７ａのうちの１つは、Ｘ線グリッド５ａを吸収箔ｓの延伸方向（ａ方向）に移動させることができ、残りの２つはＸ線グリッド５ａを吸収箔ｓの配列方向（ｂ方向）に移動させることができる。

そして、図７の矢印の示すようにＸ線グリッド５は、バネにより筐体１に固定された駆動ユニット７ａに近づくように２方向から応力が付与されている。駆動ユニット７ａを駆動させれば、この応力に抵抗してＸ線グリッド５をＦＰＤ４に対して移動させることができる。さらに、３つの駆動ユニット７ａを連携して駆動させれば、Ｘ線グリッド５をＦＰＤ４に対して回転させることもできる。

なお、位置合わせ装置１０は、図１に示すように、各部６，８，１１，１２を統括的に制御する主制御部１８を備えている。この主制御部１８は、ＣＰＵによって構成され、種々のプログラムを実行することにより、各部を実現している。また、上述の各部は、それらを担当する演算装置に分割されて実行されてもよい。操作卓１６は、術者に位置合わせの開始の指示を位置合わせ装置１０に入力させる目的で設けられており、表示部１７は、術者に位置合わせの状況を表示する目的で設けられている。

＜Ｘ線グリッドの位置合わせの必要性＞
次に、図８を参照してＦＰＤ４に対するＸ線グリッド５の位置合わせの必要性について説明する。Ｘ線撮影におけるＦＰＤ４と吸収箔ｓの影との関係を示している。Ｘ線管３から照射されたＸ線は、ＦＰＤ４に入射する前にＸ線グリッド５を通過するので、ＦＰＤ４の入射面にはＸ線グリッド５の影が生じる。この影は、図８に示すように、吸収箔ｓの幅分の幅しかなく、ＦＰＤ４に写り込むＸ線グリッド５の影は最小となっている。この状態がＦＰＤ４とＸ線グリッド５の位置関係が理想通りとなっている状態である。

図９は、ＦＰＤ４とＸ線グリッド５との位置関係が理想から外れている状態を示している。すなわち、Ｘ線グリッド５がＦＰＤ４に対して傾斜していると、吸収箔ｓの短手方向は、Ｘ線管３の焦点から吸収箔ｓに向かう方向と一致しなくなる。すると、Ｘ線管３の焦点から吸収箔ｓを見たとき、今まで見ることができなかった吸収箔ｓの短手方向と長手方向とがなす面が焦点に向くことになる。すると、それだけ、吸収箔ｓはＸ線管３の焦点から直接ＦＰＤ４に向かうＸ線を遮ってしまい、ＦＰＤ４に写り込む吸収箔ｓの影は理想よりも太いものとなる。この状態で撮影を行うと、画像上には吸収箔ｓの影がよりはっきりと写り込むことになり、画像の視認性の観点から望ましくない。

理想的なＸ線グリッド５の位置は、予め予想することはできない。Ｘ線グリッド５には個体差があるからである。すなわち、Ｘ線グリッド５のグリッドの構造を支える外枠に対して吸収箔ｓの位置を５０μｍ程度の厳密な精度で確保し、吸収箔ｓを整然と配列させることは難しい。また、Ｘ線グリッド５を構成する吸収箔ｓは外枠に対して歪んだり撓んだりしており、この歪みの様式はＸ線グリッド５ごとに異なる。つまり、ＦＰＤ４に対する理想的な位置関係を実際にＸ線を照射してみることでＸ線グリッド５ごとに取得する必要があるのである。

＜位置合わせ装置の動作＞
次に、位置合わせ装置１０の動作について説明する。この動作説明において、既にＸ線グリッド５がスリット１ａを通じて筐体１に導入済みであり、その内部でＸ線グリッド５が位置調整機構７に装着済みであるものとする。実施例１に係る位置合わせ装置１０を用いてＦＰＤ４とＸ線グリッド５との相対位置を調整するには、図１０に示すように、まず、Ｘ線グリッド５の識別情報が読み取られ（識別情報読み取りステップＳ１），各種位置合わせが行われる（回転調整ステップＳ２〜第２傾斜調整ステップＳ５）。そして、最後に、個別のＸ線グリッド５によって異なるＸ線グリッド５の位置調節の様式をプリセットデータとして取得する（プリセットデータ生成ステップＳ６）。以降、これらの各ステップについて順を追って説明する。

＜識別情報読み取りステップＳ１＞
術者が操作卓１６を通じて位置合わせ装置１０にＦＰＤ４とＸ線グリッド５との相対位置の調整の開始を指示すると、まず、読み取り部１２がＸ線グリッド５に埋め込まれたチップより製造番号を示す情報（識別情報）を取得する。これにより位置合わせ装置１０は、筐体１に挿入されたＸ線グリッド５がどの個体であるか判別することができる。読み取り部１２は、識別情報を位置調整制御部８に送出する。

＜回転調整ステップＳ２＞
次に、両者４，５の位置調整が回転に関する運動様式について行われる。すなわち、回転調整ステップＳ２においては、図１１に示すように、Ｘ線グリッド５をＦＰＤ４に対してａ方向およびｂ方向に直交するとともに、Ｘ線グリッド５の中心点を通過する軸を回転軸として回転させる。この回転の実際は、位置調整機構７が行うとともに、位置調整機構７の制御は位置調整制御部８が行う。

位置調整制御部８がＸ線グリッド５を一定量だけ移動させる度にマップｍが取得され、位置調整制御部８がマップｍから取得された評価値を用いてＸ線グリッド５の移動の方針が決定されるのでこの様子について説明する。位置調整制御部８は、一定量だけＸ線グリッド５をある方向に移動（回転）させると、その後Ｘ線管制御部６にＸ線を照射するように制御の指示を与え、新たなマップｍを取得する。位置調整制御部８は、前回取得したマップｍと今回取得したマップｍとを比較して、次にＸ線グリッド５をＦＰＤ４に対してどのように移動（回転）させるかを決定する。すなわち、位置調整制御部８は、矩形となっているマップｍの周縁部（四隅）に位置している基準点のＸ線の強度を表すデータを比較して、４つのデータの一致度を示す評価値を取得する。この評価値の算出方法としては、既存の統計的な検定方法が使用できる。そして、前回取得したマップｍの評価値よりも今回取得したマップｍの評価値の方が大きければ、位置調整制御部８は、両者４，５の位置は理想に近づいているものと認定して、ＦＰＤ４に対しＸ線グリッド５を先程と同じ方向に移動（回転）させるように制御する。

本ステップにおいて、位置調整制御部８が両者４，５の位置の調整をすると、ＦＰＤ４の検出素子４ａの配列方向とＸ線グリッド５の吸収箔ｓのａ方向とが一致し、両者４，５の位置関係は更に理想どおりとなる。

＜平行移動調整ステップＳ３＞
次に、両者４，５の位置調整は、別の運動様式について行われる。すなわち、平行移動調整ステップＳ３においては、図１２に示すように、Ｘ線グリッド５をＦＰＤ４に対してｂ方向に移動させる。この移動の実際は、位置調整機構７が行うとともに、位置調整機構７の制御は位置調整制御部８が行う。位置調整制御部８がＸ線グリッド５を一定量だけ移動させる度にマップｍが取得される様子と、位置調整制御部８がマップｍから取得された評価値を用いてＸ線グリッド５の移動の方針を決定する様子は上述の回転調整ステップＳ２と同様であるので説明を省略する。

＜第１傾斜調整ステップＳ４＞
次に、位置合わせ装置１０は、Ｘ線管制御部６に指示を与え、Ｘ線管３にＸ線を照射させる。このときのＸ線管３の制御の様式は、記憶部１５に記憶されているので、Ｘ線管制御部６は、これを記憶部１５から読み出して用いる。Ｘ線管３から照射されたＸ線は、Ｘ線グリッド５を通過してＦＰＤ４に到達する。ＦＰＤ４は、Ｘ線を検出して検出信号をマップ生成部１１に送出する。

マップ生成部１１では、矩形となっているＦＰＤ４の検出面の形状にならって矩形のマップｍを生成する。このマップｍには、ＦＰＤ４上の各検出素子４ａが出力した検出信号を基に生成されたＸ線の強度を表すデータが検出素子４ａの配列にならってマトリックス状に配列されている。このマップｍは、現在のＦＰＤ４とＸ線グリッド５との相対位置がどの程度理想どおりとなっているかを示す指標となっている。

位置調整機構７は、ＦＰＤ４とＸ線グリッド５との位置関係を高い自由度で変更することができる。そこで、両者４，５の位置調整は、各種の運動様式について逐次行われる構成となっている。第１傾斜調整ステップＳ４においては、図１３に示すように、Ｘ線グリッド５をＦＰＤ４に対してａ方向に平行であるとともにＸ線グリッド５の中心点を通過する軸を回転軸として傾斜させる。この傾斜の実際は、位置調整機構７が行うとともに、位置調整機構７の制御は位置調整制御部８が行う。

位置調整制御部８は、一定量だけＸ線グリッド５をある方向に移動させると、その後Ｘ線管制御部６にＸ線を照射するように制御の指示を与え、新たなマップｍを取得する。位置調整制御部８は、前回取得したマップｍと今回取得したマップｍとを比較して、次にＸ線グリッド５をＦＰＤ４に対してどのように移動させるかを決定する。すなわち、位置調整制御部８は、マップｍに配列されているＸ線の強度を表すデータを平均して、ＦＰＤ４全体にどの程度Ｘ線が入射しているかを示す平均値を取得する。そして、前回取得したマップｍの平均値よりも今回取得したマップｍの平均値の方が大きければ、位置調整制御部８は、両者４，５の位置は理想に近づいているものと認定して、ＦＰＤ４に対しＸ線グリッド５を先程と同じ方向に移動させるように制御する。

また、前回取得したマップｍの平均値よりも今回取得したマップｍの平均値の方が小さければ、位置調整制御部８は、両者４，５の位置は理想から遠ざかっているものと認定して、ＦＰＤ４に対しＸ線グリッド５を先程とは逆方向に移動させるように制御する。このように、位置調整制御部８は、マップｍに示されたＸ線の入射量を基にＦＰＤ４におけるＸ線の入射量が多くなるように位置調整機構７を制御する。つまり、位置調整制御部８は、位置調整機構７の制御とマップｍの参照とを交互に行うフィードバック制御によりＦＰＤ４に対するＸ線グリッド５の位置合わせを行う。

このようにして位置調整制御部８が両者４，５の位置の調整をすると、両者４，５の位置は、図９に示す吸収箔ｓの影が太く写り込んでいる状態から図８に示す吸収箔ｓの影が最小限に写り込んでいる状態となるように変更させられる。このように位置調整制御部８は、マップｍを元にＦＰＤ４の検出面に投影される吸収箔ｓの影の幅が小さくなるように位置調整機構７を制御する。これにより、第１傾斜調整ステップＳ４は終了となる。

＜第２傾斜調整ステップＳ５＞
次に、両者４，５の位置調整は、別の運動様式について行われる。すなわち、第２傾斜調整ステップＳ５においては、図１４に示すように、Ｘ線グリッド５をＦＰＤ４に対してｂ方向に平行であるとともにＸ線グリッド５の中心点を通過する軸を回転軸として傾斜させる。この傾斜の実際は、位置調整機構７が行うとともに、位置調整機構７の制御は位置調整制御部８が行う。このときの位置調整制御部８の動作の様子は、回転調整ステップＳ２と同様であるので説明を省略する。

また、前回取得したマップｍの評価値よりも今回取得したマップｍの評価値の方が小さければ、位置調整制御部８は、両者４，５の位置は理想から遠ざかっているものと認定して、ＦＰＤ４に対しＸ線グリッド５を先程とは逆方向に移動させるように制御する。このように、位置調整制御部８は、各基準点におけるＸ線の入射量が一致するように位置調整機構７を制御する。つまり、位置調整制御部８は、位置調整機構７の制御とマップｍの参照とを交互に行うフィードバック制御によりＦＰＤ４に対するＸ線グリッド５の位置合わせを行う。

ところで、Ｘ線はＸ線管３から放射状に広がるので、吸収箔ｓがＦＰＤ４に接近・離反すると、ＦＰＤ４に写り込む吸収箔ｓの影の太さが変化する。第２傾斜調整ステップＳ５では、この影の太さの調整をすることができる。すなわち、位置調整制御部８が両者４，５の位置の調整をすると、ＦＰＤ４におけるａ方向における一端においてＸ線グリッド５がＦＰＤ４から遠ざかりすぎていたことにより吸収箔ｓの影がＦＰＤ４上で大きく拡大されすぎていた状態が解消され、両者４，５の位置は、ＦＰＤ４に写り込んでいる吸収箔ｓの影の太さが四隅で同じ太さとなるように調整される。

本ステップにおいて、位置調整制御部８が両者４，５の位置の調整をすると、図１５に示すように、幅が検出素子１個分となっている検出素子４ａの列に１本の吸収箔ｓの影が写り込んでおり、影の現れる位置は検出素子４ａの列における幅方向の中心となっている。このようにすると、両者４，５の位置関係は更に理想どおりとなる。

ここで、回転調整ステップＳ２，平行移動調整ステップＳ３，第２傾斜調整ステップＳ５において、マップｍの四隅に位置している基準点が位置調整制御部８の比較対象になっている理由について説明する。回転調整ステップＳ２および第２傾斜調整ステップＳ５においては、傾斜や回転を加えると、Ｘ線グリッド５の部分に応じて移動量が異なる。具体的には、傾斜や回転の中心軸から離れた部分であるほどＸ線グリッド５の移動量は大きくなる。傾斜や回転の中心軸は、Ｘ線グリッド５の中心点を通過するのであるから、傾斜や回転によりＸ線グリッド５の中心点から離れた周縁部（四隅）が最も大きく移動することになる。したがって、傾斜や回転に合わせてＸ線グリッド５の四隅を観察すれば、傾斜や回転に応じたＦＰＤ４上の影の変化を最も敏感に見知することができる。一方、平行移動調整ステップＳ３においては、上述の回転調整ステップＳ２，第２傾斜調整ステップＳ５と同様の方法で両者４，５の位置関係が認識できるので制御が簡便となる。

＜プリセットデータ生成ステップＳ６＞
位置調整制御部８は、各ステップＳ２〜Ｓ５で行ったＦＰＤ４に対するＸ線グリッド５の制御様式と、読み取り部１２から出力された識別情報とを関連づけて、記憶部１５に送出する。記憶部１５には、図１６に示すように今まで位置調整を行ったことのあるＸ線グリッド５の識別情報と制御様式とが関連づけられたテーブルＴを記憶する。互いに関係づけられた識別情報と制御様式のセットをプリセットデータと呼ぶことにする。このプリセットデータは、位置調整制御部８がＸ線グリッド５の位置合わせを完了したのち記憶部１５に出力するものとなっている。この状態で表示部１７には、両者４，５の位置の調整が完了した旨の表示がされて、実施例１に係る位置合わせ装置１０の動作は終了となる。

位置合わせ装置１０の動作の後、ＦＰＤ４およびＸ線グリッド５は、互いの位置関係を保った状態で筐体１ごと位置合わせ装置１０から取り外される。そして、図１７に示すように、筐体１ごとＸ線撮影装置に載置され、この状態で被検体Ｍに対して撮影が行われる。このＸ線撮影装置は被検体を載置する天板２を挟んでＸ線管３とＸ線グリッド５が取り付けられた状態のＦＰＤ４とが載置される。Ｘ線撮影装置は、この状態で撮影を行う。

ところで、位置合わせ装置１０におけるＦＰＤ４に対するＸ線管３の相対位置は、Ｘ線撮影装置の撮影時における相対位置と一致するように設定されている。したがって、Ｘ線撮影装置で撮影を行うと、画像に現れる吸収箔ｓの影の様子は、位置合わせ装置１０において位置調整済みの状態でＦＰＤ４上に現れる吸収箔ｓの影の様子と一致する。

また、Ｘ線撮影装置においては、ＦＰＤ４に対するＸ線管３の位置が変更可能となっている。そこで、位置合わせ装置１０におけるＦＰＤ４に対するＸ線管３の相対位置は、Ｘ線撮影装置の撮影時におけるＦＰＤ４に対するＸ線管３の標準位置と一致するようにされている。この標準位置は、撮影において、普通に使用されるＸ線管３の位置であるとともに、ＦＰＤ４に対するＸ線管３の移動範囲の中間に該当する位置である。従って、Ｘ線管３を標準位置から移動可能範囲の限界まで移動させたとしても、ＦＰＤ４に現れる吸収箔ｓの影の理想からのズレは、最低限ですむ。

＜プリセットデータの利用＞
最後にプリセットデータの利用について説明する。Ｘ線撮影装置で用いるＸ線グリッド５を変更するときには、筐体１は、Ｘ線撮影装置から取り外され、筐体１内部のＸ線グリッド５が交換されて、再び両者４，５の位置調整がされることになる。このとき、筐体１にＸ線グリッド５がセットされたときの筐体１とＸ線グリッド５との初期位置は、Ｘ線グリッド５の挿入の度に同じとなっている。したがって、一度位置合わせを行ったことのあるＸ線グリッド５については、前回の位置合わせの通りにＸ線グリッド５をＦＰＤ４に対して移動させれば、両者４，５の位置関係は理想的となるはずである。また、この様に位置合わせを完了させればＸ線照射をする必要がなく、装置の安全性が向上するので望ましい。プリセットデータは、このような一度位置合わせのしたことのあるＸ線グリッド５をＸ線照射することなく位置合わせする目的で設けられている。

すなわち、上述の識別情報読み取りステップＳ１では、読み取り部１２が筐体１に挿入されているＸ線グリッド５がチップに記憶している識別情報を読み取って位置調整制御部８にこれを送出するまでしか説明していなかったが、実は、この後、位置調整制御部８は、記憶部１５にこの識別情報について問い合わせを行っている。ただ今筐体１に挿入されているＸ線グリッド５の識別情報がテーブルＴに記憶されていないときは、位置調整制御部８は、上述の回転調整ステップＳ２以降の動作を行う。

今回筐体１に挿入されているＸ線グリッド５の識別情報がテーブルＴに記憶されているプリセットデータと一致するときは、このＸ線グリッド５は、一度位置合わせを実行したことがあるＸ線グリッド５と同一の個体である。そこで、位置調整制御部８は、今回読み取り部１２が取得した識別情報に対応するプリセットデータを記憶部１５から取得し、取得したプリセットデータを基に位置調整機構７の制御を行う。このとき、Ｘ線管３からＸ線が照射されることはない。Ｘ線グリッド５の移動が完了ののち、表示部１７に両者４，５の位置の調整が完了した旨の表示がされて、実施例１に係る位置合わせ装置１０の動作は終了となる。

以上のように実施例１に係る位置合わせ装置１０は、ＦＰＤ４とＸ線グリッド５との相対位置を調整するものとなっている。すなわち、実際にＸ線を照射することによりＦＰＤ４の位置とＸ線の入射量とが関連したマップｍを生成し、マップｍを元にＦＰＤ４の検出面に投影される吸収箔ｓの影の幅が小さくなるようにＦＰＤ４に対するＸ線グリッド５の傾斜角度が調整される。これによりＦＰＤ４とＸ線グリッド５との相対位置は、放射線グリッドが放射線を極力遮らないように精密に調整され、ＦＰＤ４を用いた撮影の際にＸ線グリッド５の影の影響により画像が乱れることを防止できる。

また、上述のように、Ｘ線グリッド５の吸収箔ｓの伸びるａ方向に平行な軸を回転軸として、傾斜角度を調整するようにすれば、傾斜角度によって、ＦＰＤ４の検出面に現れる吸収箔ｓの影の太さが変わるので、確実にＦＰＤ４におけるＸ線の入射量が多くなるように位置調整機構７を制御することができる。

上述のように、Ｘ線グリッド５の吸収箔ｓの配列するｂ方向に平行な軸を回転軸として、傾斜角度を調整するようにすれば、傾斜角度によって、ＦＰＤ４の部分によって異なる吸収箔ｓの太さの差違が広がったり狭まったりする。ＦＰＤ４における各部分におけるＸ線の入射量が一致するように位置調整機構７を制御すれば、ＦＰＤ４において吸収箔ｓの影がより整然と並ぶので、確実にＦＰＤ４におけるＸ線の入射量が多くなるように位置調整機構７を制御することができるのである。

また、位置合わせの際、ａ方向およびｂ方向に直交する回転軸についてＸ線グリッド５をＦＰＤ４に対して回転させるようにすれば、Ｘ線グリッド５の吸収箔ｓの方向を設定通りとすることができるので、画像に現れるＸ線グリッド由来の偽像を抑制することができる。

また、位置合わせの際、Ｘ線グリッド５をＦＰＤ４に対してｂ方向に移動させるようにすれば、Ｘ線グリッド５の吸収箔ｓの方向を設定通りとすることができるので、画像に現れるＸ線グリッド由来の偽像を抑制することができる。

上述のように、位置調整制御部８が矩形となっているＦＰＤ４の形状に対応して矩形となっているマップｍの４隅に位置する４つの基準点を対象として動作すれば、この基準点は、ＦＰＤ４に対するＸ線グリッド５の位置移動に対して最も敏感にＸ線の入射量が変化する基準点について動作することになる。この部分が回転により最も移動量が大きくなる部分だからである。したがって、この構成によれば、より確実にＦＰＤ４に対するＸ線グリッド５の位置合わせを行うことができる。

また、位置調整制御部８の動作をフィードバック制御とすれば、自動でＦＰＤ４に対するＸ線グリッド５の位置合わせを行うことができる。

そして上述のように、読み取り部１２が取得した識別情報に対応するプリセットデータを記憶部１５から取得し、取得されたプリセットデータを基に位置調整機構７の制御を行えば、以前一度位置合わせを行ったことのあるＸ線グリッド５について、再びＸ線を照射して位置合わせを行わなくても、プリセットデータに従って位置調整機構７の制御するだけで、位置合わせが完了する。したがって、この構成によれば安全性の高い位置合わせ装置１０が提供できる。

本発明は、上述の構成に限られず、下記のように変形実施することができる。

（１）上述の実施例にける位置合わせの各ステップの順番を変更して実施してもよい。この場合でも、第１傾斜調整ステップＳ４，第２傾斜調整ステップＳ５については、回転調整ステップＳ２，平行移動調整ステップＳ３よりも先に行った方がよい。

（２）上述の実施例では駆動ユニット７ａは、ステッピングモータを有していたが、本発明はこれの代わりに油圧シリンダなどを用いて駆動ユニット７ａを構成してもよい。

（３）上述した実施例は、医用の装置であったが、本発明は、工業用や、原子力用の装置に適用することもできる。

（４）上述した実施例のいうＸ線は、本発明における放射線の一例である。したがって、本発明は、Ｘ線以外の放射線にも適応できる。

ｍ マップ
ｓ 吸収箔
３ Ｘ線管（放射線源）
４ ＦＰＤ（放射線検出手段）
５ Ｘ線グリッド（放射線グリッド）
７ 位置調整機構（位置調整手段）
８ 位置調整制御部（位置調整制御手段）
１１ マップ生成部（マップ生成手段）
１２ 読み取り部（読み取り手段）
１５ 記憶部（記憶手段）

Claims (8)

1. 放射線を検出する放射線検出手段と、第１方向に伸びた吸収箔が前記第１方向と直交する第２方向に配列されることにより形成されるとともに前記放射線検出手段における放射線を検出する検面を覆うように配置される放射線グリッドとの相対位置を調整する位置合わせ装置において、
   放射線を前記放射線検出手段に対して照射する放射線源と、
   放射線が入射した前記放射線検出手段から出力された検出信号を元に前記放射線検出手段の位置と放射線の入射量とが関連したマップを生成するマップ生成手段と、
   前記放射線検出手段に対する前記放射線グリッドの傾斜角度を調整する位置調整手段と、
   前記位置調整手段を制御する位置調整制御手段とを備え、
   前記位置調整制御手段は、前記マップを元に前記放射線検出手段の検出面に投影される前記吸収箔の影の幅が小さくなるように前記位置調整手段を制御することを特徴とする位置合わせ装置。
2. 請求項１に記載の位置合わせ装置において、
   前記位置調整制御手段は、前記放射線検出手段に対して前記放射線グリッドを前記第１方向に平行な軸を回転軸として傾斜させるように制御するとともに、前記マップに示された放射線の入射量を基に前記放射線検出手段における放射線の入射量が多くなるように前記位置調整手段を制御することで前記吸収箔の影の幅を小さくすることを特徴とする位置合わせ装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の位置合わせ装置において、
   前記位置調整制御手段は、前記放射線検出手段に対して前記放射線グリッドを前記第２方向に平行な軸を回転軸として傾斜させるように制御するとともに、前記マップの周縁部における互いに位置の異なる複数の基準点における放射線の入射量を取得し、各基準点における放射線の入射量が一致するように前記位置調整手段を制御することを特徴とする位置合わせ装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の位置合わせ装置において、
   前記位置調整手段は、前記放射線グリッドの傾斜のみならず、前記第１方向および前記第２方向に直交する回転軸として前記放射線グリッドを前記放射線検出手段に対して回転させることが可能となっており、
   前記位置調整制御手段は、前記放射線検出手段に対して前記放射線グリッドを回転させるように制御するとともに、前記マップの周縁部における互いに位置の異なる複数の基準点における放射線の入射量を取得し、各基準点における放射線の入射量が一致するように前記位置調整手段を制御することを特徴とする位置合わせ装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の位置合わせ装置において、
   前記位置調整手段は、前記放射線グリッドの傾斜のみならず、前記放射線グリッドを前記放射線検出手段に対して前記第２方向に移動させることが可能となっており、
   前記位置調整制御手段は、前記放射線検出手段に対して前記放射線グリッドを移動させるように制御するとともに、前記マップの周縁部における互いに位置の異なる複数の基準点における放射線の入射量を取得し、各基準点における放射線の入射量が一致するように前記位置調整手段を制御することを特徴とする位置合わせ装置。
6. 請求項３または請求項４に記載の位置合わせ装置において、
   前記位置調整制御手段は、矩形となっている前記放射線検出手段の形状に対応して矩形となっている前記マップの前記回転軸から離れた４隅に位置する４つの基準点を対象として動作することを特徴とする位置合わせ装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の位置合わせ装置において、
   前記位置調整制御手段は、前記位置調整手段の制御と前記マップの参照とを交互に行うフィードバック制御により前記放射線検出手段に対する前記放射線グリッドの位置合わせを行うことを特徴とする位置合わせ装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の位置合わせ装置において、
   前記放射線グリッドに記憶されている個体識別用の識別情報を読み取る読み取り手段と、
   前記位置調整制御手段が前記放射線グリッドの位置合わせを完了した後出力する前記位置調整手段の制御様式と識別情報とが関連したプリセットデータを記憶する記憶手段を備え、
   再度、同一個体の前記放射線グリッドについて位置合わせを行う際、前記読み取り手段は、今回の前記放射線グリッドについても識別情報を読み取り、前記位置調整制御手段は、今回読み取り手段が取得した識別情報に対応するプリセットデータを前記記憶手段にから取得し、取得されたプリセットデータを基に前記位置調整手段の制御を行うことを特徴とする位置合わせ装置。

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