JPH0555131B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、医学用Ｘ線システムに関し、更に詳
しくは、Ｘ線乳房撮影用の改良された方法および
装置に関する。

発明の背景 乳房撮影装置は、女性の乳房をＸ線で検査して
癌または他の腫瘍を検出するために使用される。
このような装置の典型的なものが第１図に示され
ている。一般に、この装置はオペレータ制御ユニ
ツトおよびＸ線発生器部分２０を有している。こ
の部分２０はこの装置用の電子的制御装置および
Ｘ線源用の電源を有している。機械部分２２は
時々Ｃ字状アーム組立体と称される部分で、フイ
ルムテーブル２４、上側圧縮板２６およびＸ線源
２８を有する。Ｃ字状アーム組立体は異なる角度
からの画像を得るために水平軸３０の周りで回転
することできる。放射線シールド３２は部分２０
に隣接するオペレータ制御領域をフイルムテーブ
ル２４に隣接する患者領域から隔離している。Ｃ
字状アーム２２は高さの異なる患者に対応するた
めに第１図に示す位置において垂直方向に調節可
能である。テーブル２４は画像を記録するために
標準のＸ線フイルムカセツトを受け入れることが
できる。

乳房撮影検査を行うには、患者の乳房をフイル
ムテーブル２４の上に置き、圧縮板２６で圧縮す
る。この圧縮は、均一なＸ線画像密度特性を得る
のに必要な乳房のほぼ均一な密度すなわち厚さを
得るために必要である。換言すると、従来の固定
Ｘ線露出技術は一般に乳房が均一な厚さを持つて
いる場合、十分な画像品質すなわちコントラスト
を得ることできる。このような圧縮行為はしばし
ば患者に苦痛を与える。

更に、従来の乳房撮影法は各検査毎に単一の
kVpおよびフイルタを手動で選択する必要があ
る。これはよく見ても目標物の一部分のみに対し
て適切な露出、コントラストおよび放射線量が得
られるにすぎない。

他の欠点は、従来の乳房撮影法がコリメータの
鉛ブレードを手動で調節することを必要とするこ
とであり、この手動調節は２つ問題を有する。１
つの問題は鉛ブレードが皮膚の線に余り近づいた
場合に発生するものであり、この場合背景画像の
露出が良好な表示のためには適切でなくなる。他
の問題はブレードが広く開いたままの状態の場合
に発生するものであり、この場合にはしばしば強
い放射線によつて画像をぼやけさせる散乱が生じ
る。

更に他の欠点は、従来の乳房撮影法においては
単一のＸ線露出検出器を手動で設定することであ
る。この単一の検出器の設定におけるエラーは露
出を不適正にする。

更に他の欠点は、従来の乳房撮影法においては
フイルムの相反性（reciproity）により、選択し
た技術要因が長い露出時間を有する場合、患者の
放射線量が増大することである。

別の欠点は、従来の乳房撮影法においては金属
またはプラスチツクの〓間グリツドを使用するこ
とである。このようなグリツドは高エネルギのＸ
線を必要とし、この結果患者の放射線量が増大
し、散乱阻止が制限される。

強制的な圧縮による従来の乳房撮影検査に関連
する不快さに加えて、別の欠点は十分なコントラ
ストを得るのに比較的高いＸ線放射線量が必要な
ことである。Ｘ線強度はフイルムテーブルに設け
られたセンサによつて設定できる。このセンサは
入射するＸ線に応答し、センサの位置において所
望の露出を設定するようにＸ線露出時間を調節す
る。このようなセンサは一般に患者の胸壁に隣接
して設置される。これはこの領域が乳房の最も厚
い領域であるからである。胸壁近くで十分な画像
コントラストを得るためのＸ線強度レベルは通常
他の領域で必要なレベルよりも非常に高いので、
乳首に向かうに従つてフイルムが露出過剰にな
り、画像品質が悪化する。

本発明の目的は、従来の上記および他の欠点を
克服した乳房撮影装置を提供することにある。

発明の要約 本発明は、走査均等化手順を使用してＸ線乳房
撮影画像を得る方法および装置を提供する。Ｘ線
乳房撮影装置は選択された放射強度のＸ線ビーム
を発生する制御可能なＸ線源を備えている。Ｘ線
源はＸ線管内の点放射源を通過する予め設定され
た軸線の周りに回転または傾動できるように取り
付けられている。発生されたＸ線ビームは、Ｘ線
源を回転させることによつて目標物全体を走査す
ることができる扇状の形に平行化される。検出手
段が目標物領域の下側に設けられ、目標物領域の
複数のほぼ等しい区分の各々の中の検出位置にお
ける放射線強度を感知するようになつている。目
標物の複数の区分の各々に当たる放射線の強度を
表す信号が発生され、放射線強度が最も低い区分
が制御区分として利用される。この制御区分に当
たる放射線強度を表す信号を利用してＸ線源の
kVpおよびMaを制御し、所望の画像コントラス
トを得るに十分なレベルに制御区分の強度を調節
する。検出器からの出力信号は走査過程の間、連
続的に監視され、全画像走査を通じて所望のレベ
ルに画像コントラストおよび露出を維持するよう
にＸ線源の出力が調整される。

本発明は、更にＸ線ビームの自動平行化機能を
備えており、このために放射している目標物の外
側の放射線を減衰させる手段を有している。ま
た、この減衰手段は検出器によつて受信される信
号によつて制御される。一形態においては、検出
器の信号を監視して、制御区分における放射線強
度の所定の係数倍よりも大きな放射線強度を受信
した区分を識別する。所定の値よりも大きな放射
線強度を有する区分がある場合、これらの区分に
向かう放射線を減衰させるように移動可能なコリ
メータが位置決めされる。この手順は目標物の外
側の領域におけるＸ線フイルムの露出を低減する
ことによつて目標物の皮膚ラインの表示を改良す
る。また、コリメータはフイルム照明装置の眩光
を最小にするように目標物の外側の画像密度を最
良にする。

Ｘ線ビームの走査に関連して、前側コリメータ
が設けられており、このコリメータは該コリメー
タをＸ線ビーム通路内に維持するようにＸ線ビー
ムの走査と同期して動かされる。また、目標物の
下側に設けられている後側コリメータがＸ線ビー
ムの走査と同期して動かされる。後側コリメータ
はＸ線フイルムカセツトの上方に設けられ、コリ
メータの両側には散乱放射線を阻止するようにＸ
線不透過性のベルトが取り付けられており、この
ためフイルムの露出は目標物を通過する軸線上の
放射線のみによつてなされる。好適形態におい
て、後側コリメータは複数の空気〓間グリツド要
素を有する矩形グリツドで構成され、これは更に
散乱放射線の阻止を改善するように作用する。後
側コリメータは空気〓間グリツド要素によつて生
ずるグリツド線を除去するためにＸ線ビームの走
査方向に対して横方向に往復運動させる。

更に、本発明は、検査する特定の患者にとつて
最良のkVpおよびフイルタを自動的に選択する機
能を有している。これは目標物の全領域にわたつ
て予め選択された画像コントラストを設定するよ
うにkVpおよびフイルタ作用を連続して自動的に
選択する装置を有している。Ｘ線源用のkVpおよ
びMaを連続的に調節することを加えて、本装置
は更に患者に対するＸ線放射線量を最小にしなが
らコントラストを最大にする所望のフイルタを設
定する。フイルタの選択は前の知識に基づいてお
り、選択されたkVpの関数として選択される。本
装置は、選択したフイルタをＸ線ビーム内に自動
的に挿入する。

更に、本発明は患者に対する放射線量、画像コ
ントラストおよび画像露出量を、特定の撮像用検
出器にとつて所望の値に自動的かつ連続的に制御
する方法および装置を提供する。本装置の特徴は
次の通りである。

１ 走査用Ｘ線フアンビーム、 ２ 走査方向に配向された多重並列検出器、 ３ 最小露出値を連続的に選択する手段、 ４ 所望の露出およびコントラストを得るように
kVpおよびMaを自動的かつ連続的に変更する
手段、 ５ コントラストを最大にし、かつ患者に対する
放射線量を最小にするようにＸ線フイルタを自
動的に変更する手段。

本発明を更に良く理解するためには、添付図面
に関連する次の詳細な説明を参照されたい。

好適実施例の詳細な説明 第１図は従来の乳房撮影装置の斜視図である。
第２図はこの装置の種々の機能構成要素を示す構
成図である。ここで行う説明においては、これら
の構成要素は全ての電子的に制御される乳房撮影
装置に共通であるので、簡単に説明する。一般
に、乳房撮影装置は、Ｘ線管を除いて、電力分配
および電源障害検出組立体３２から供給される低
電圧、例えば直流24ボルト（VDC）で作動する。
組立体３２は電源組立体３４からの電力を受け取
る。また、電源組立体３４は交流220ボルト
（VAC）または他の適当な電源に接続され、乳房
撮影装置用の必要な直流電圧を発生するための適
当な変圧器、整流器および調整回路を有してい
る。

装置の動作は80C31の様なホストプロセツサ
（マイクロコンピユータ）３６の制御の下にある。
プロセツサ３６はバリアン（Varian）発生器３
８と、Ｃ字状アーム組立体２２内のＸ線センサお
よびアーム駆動装置とのインタフエースを有して
いる。また、プロセツサ３６はフイラメント制御
を含むＸ線源の閉ループ制御を行うとともに、Ｘ
線センサに応答する。バリアン発生器３８はＸ線
源用の高電圧を発生する。乳房撮影装置の全体的
動作はプロセツサ３６と通信を行う表示コントロ
ーラおよびオペレータインタフエース４０を介し
て指令される。

従来の乳房撮影装置の動作においては、オペレ
ータは予め選択されたkVp（Ｘ線管のアノード電
圧）、予め選択されたMa（Ｘ線管の電流）および
バツクアツプ露出時間を設定する。露出が開始す
ると、Ｘ線強度がフイルムテーブル２４において
感知される。その感知信号が積分され、積分値が
使用されている特定のフイルム様の所定の値に達
すると、Ｘ線の露出は終了する。そして、露出は
センサの領域内においてのみ制御される。この結
果、乳房の薄い領域、すなわち密度の低い領域は
画像品質が悪いものになる。従つて、フイルムテ
ーブル２４と圧縮板２６との間に乳房を締め付け
るようなかなり苦痛を与える圧縮を使用する必要
があつた。

本発明は複数の新規な機能を実施することによ
つて従来の乳房撮影装置の多くの欠点を克服す
る。各機能は従来装置に対して意味のある改良を
行うものであるが、これらの機能を組み合わせる
ことによつて乳房撮影画像を得る実質的に新規な
装置および方法が提供される。主要な個々の機能
は次の通りである。

１ Ｘ線源の実質的に「点」放射源への変換およ
び焦点はずれ放射の除去。

２ 検査する患者からの散乱放射線を低減するよ
うに、走査方向に比較的薄い断面を有する走査
用Ｘ線ビームを使用した撮像。

３ 目標物の縁部における強度を低減することに
よつて目標物の縁部に沿つた皮膚線を観察でき
るようにＸ線ビームを目標物領域に制限する自
動コリメート板。

４ Ｘ線一次透過率を改良して患者のＸ線放射線
量を低減するために目標物領域とＸ線フイルム
との間に配設された空気〓間グリツド。

５ グリツド線を除去するためにグリツドの走行
の各最端部においてＸ線露出を遮断しながら空
気〓間グリツドを往復運動させること。

６ グリツド領域の外側の散乱Ｘ線を阻止するた
めに走査用グリツドと同時に動かすＸ線不透過
性ベルト。

７ 複数の小さな領域の各々におけるＸ線強度を
検出するためにフイルムテーブルの下に設けら
れた多重素子型Ｘ線検出器。このＸ線検出器は
乳房を圧縮するという要求条件を除去するよう
に走査中のＸ線強度を連続的に調整する制御装
置に接続する。

８ Ｘ線の集束方向を走査用グリツドに維持し
て、露出時間を減少し、かつＸ線管の負荷を改
良するために走査中のＸ線管の位置を角度的に
変えること。

９ 患者の厚さに応じて最適なＸ線フイルム作用
を行う可変フイルタ。

上述した主要な特徴の各々は既存の乳房撮影装
置を改良するものであり、これらの組合せは乳房
撮影用の新規な方法および装置を提供するもので
ある。これらの特徴および他の特徴に付いて以下
に個別に説明する。

Ａ 走査装置： 患者の面からは、本発明の走査均等化乳房撮
影装置の更に重要な利点は患者の乳房を圧縮す
ることなくＸ線画像を得ることができることで
ある。医者の面からは、画像品質の改良および
Ｘ線放射線量の低減に利点がある。これらの利
点は目標物領域の一部のみを常に撮像するよう
にＸ線ビームを走査させることによつて少なく
とも部分的に達成される。第３図を参照する
と、本走査装置の一実施例の構成図が示されて
いる。Ｘ線管５０がフイルムテーブル２４上に
位置決めされ、Ｘ線ビーム５２がテーブル２４
上の目標物領域５４に向けられている。ビーム
５２はＸ軸方向の狭い扇状ビームにコリメート
されている。コリメートは主に前側コリメータ
５８の前側スロツト５６により達成される。ス
リツト５６を通過した後、ビームは目標物６０
に向けられ、後側スロツト、即ちグリツド６２
に当たる。グリツド６２はフイルムテーブル２
４内で目標物６０の下側に位置決めされている
フイルムカセツト６４上への散乱放射線の到達
を減らしている。目標物６４全体の画像を得る
ことが望ましいので、フアンビーム５２を目標
物６０の全領域にわたつて走査させることが必
要である。この走査機能は装置内の多くの構成
要素の同時動作を必要とする。

ビームの初期動作は回転アノード６８上の焦
点スポツト６６の周りでＸ線管５０を傾斜また
は旋回させることによつて達成される。Ｘ線管
５０の旋回と同時に、前側コリメータ５８はＸ
線ビーム５２の主焦点方向をスリツト５６に揃
えるように動かされなけらばならない。同時
に、グリツド６２もまたビーム５２と揃うよう
に動かされなければならない。図示の実施例に
おいては、Ｘ線管５０、コリメータ５８および
グリツド６２の各々の移動動作はそれぞれ直流
（DC）モータ７０，７２および７４で制御され
る。Ｘ線管５０の旋回はベルトおよびギア装置
によつて制御され、ここでモータ７０のシヤフ
ト７８に接続された駆動ギア７６が回転されて
ベルト８０を動かし、これにより、Ｘ線管５０
に固定されたスレーブギア８２を駆動する。エ
ンコーダ８４がギア７６の正確な位置、従つて
Ｘ線管５０の旋回角度に関する瞬時フイードバ
ツク情報を発生する。モータ７０およびエンコ
ーダ８４の両方はモータコントローラ８６に接
続され、モータコントローラ８４は電力増幅器
８８を介してモータ７０に電力を供給し、ライ
ン９０を介してエンコーダ８４から符号化され
た位置情報を受信する。モータコントローラ８
６はマイクロプロセツサをベースとした時間／
速度コントローラ７２の制御の下にあり、この
コントローラ７２は出力信号をモータコントロ
ーラに供給して、ビーム５２の走査動作を指令
する。

コントローラ９２は信号をモータコントロー
ラ８６に供給して、Ｘ線管５０の動作と前側コ
リメータ５８およびグリツド６２の動作とを調
和させるように対応する速度でモータ７０，７
２および７４の各々を駆動する。コントローラ
８６は信号を電力増幅器９４を介してモータ７
２に供給するとともに、電力増幅器９６を介し
てモータ７４に供給する。エンコーダ９８がモ
ータ７２に接続されていて、モータ７２のシヤ
フト１００の位置を表すフイードバツク信号を
モータコントローラ８６に供給する。モータの
シヤフト１００はラツクおよびピニオン駆動装
置の接続されており、ピニオンギア１０２は前
側コリメータ５８に固定されたラツクギア１０
４と噛合している。ギア１０２の回転は図示の
Ｘ線軸の方向に沿つて水平平面内でコリメータ
５８を駆動するように作用する。

また、モータ７４はエンコーダ１０６を有
し、このエンコーダ１０６はモータのシヤフト
１０８の角度位置を示すフイードバツク情報を
モータコントローラ８６に供給する。図示の実
施例においては、グリツド６２は駆動ベルト１
１０に連結されており、この駆動ベルト１１０
はモータシヤフト１０８に連結されたローラ１
１２によつて駆動される。ローラ１１２の駆動
回転によつてベルト１１０がＸ線方向に水平に
移動する。エンコーダ１０６はグリツド６６の
位置を表すフイードバツク信号をモータコント
ローラ８６に供給する。モータコントローラ８
６はモータ７０，７２および７４の各々の閉ル
ープ制御を同時に実行して、Ｘ線管５０、前側
コリメータ５８およびグリツド６２を同時に駆
動する。この様にして、目標物６０の領域にわ
たるＸ線ビーム５２の走査動作が達成される。
前側スリツトを調節することによりグリツドよ
りもわずかに狭い扇状ビームを形成できるの
で、Ｘ線管、前側スリツトおよびグリツドの同
期は必ずしも正確である必要はない。

第３図においては、フイルムテーブル２４内
のフイルムカセツト６４の下側に位置決めされ
たＸ線強度センサまたは検出器１１４が示され
ていることに注意されたい。Ｘ線検出器１１４
は目標物領域を通つて検出器に達成するＸ線放
射強度を表す信号を発生する。扇状ビームの幅
が約１インチの場合、Ｘ線検出器はビーム強度
をほぼ１インチの増分で調節するのに有効であ
る。この構成は従来の装置に対して意味のある
改良を行つているものであるが、検出器に対す
る目標物の正確な位置決めに対する必要性を除
去するように１インチ幅の増分の各々を複数の
個々のチヤンネルに分割することが更に好まし
い。例えば、走査方向に伸びている単一の検出
器の場合、目標物６０はＸ線フアンビーム走査
方向に沿つて最大減衰領域が常にＸ線検出器の
上にあるように位置決めされなければならな
い。即ち、乳房の最も厚い部分が検出器の中心
に揃うようにしなければならない。単一の検出
器を複数の並列な検出器によつて置き換える
と、オペレータによる目標物の正確な位置決
め、すなわち中心合わせ操作を除去することが
できる。第４図を参照すると、従来の単一の検
出器はストリツプ状検出器の配列１１６で置き
換えせれ、このストリツプ状検出器の各々はコ
ントローラ１１８に接続されている。このコン
トローラ１１８は配列１１６内の検出器の各々
に当たるＸ線強度を対応する電気制御信号に変
換する。配列１１６内の検出器の数は用途に応
じて変えられる。配列は上記のように検出器要
素で構成してもよいし、または線形電離箱また
は他の適当なＸ線検出装置で構成してもよい。
好適実施例においては、12個のストリツプ状検
出器が12インチ幅のフイルムカセツト用に適当
であることがわかつた。配列内の各要素は、コ
リメートされた１インチの厚さのＸ線ビームに
よつて走査されたとき、目標物の１インチ×１
インチ（１平方インチ）の領域を表す。目標物
領域内において、コントローラ１１８はＸ線管
のkVpおよびコリメータブレードを制御する出
力信号を発生する。Ｘ線管のkVpはkVpおよび
Maの間の予め選択された関係に基づいてＸ線
管のMaを設定する。１インチ×１インチの領
域は好ましいものと考えられる。これはそれよ
り更に小さな領域にすると目標物領域内の大き
な包襄または他の異常な部分を見失うことにな
るからである。領域を横切る各走査ビームで、
即ちビームの走査方向に直角な各走査ビーム
で、強度の12個の読み取り値が12個の検出器に
よつて供給される。コントローラ１１８は12個
の読み取り値の内の最も低い読み取り値を最も
高密度の目標物領域に対応するものとして選択
し、この読み取り値をＸ線管５０のkVpを制御
するのに使用する。従つて、12個の検出器を持
つ装置は最も高密度の目標物領域に適したコン
トラストを形成するようにＸ線エネルギの強度
を設定する。強度レベルすなわちkVp露出は走
査にわたつて均一なフイルム濃度を得るように
調節されるので、目標物を均一な密度に圧縮す
る必要はもはやない。本願に適切な多重要素検
出器についての詳細な説明が1989年６月５日出
願の米国特許出願第361988号明細書に記載され
ている。

Ｘ線ビームの走査によつて得られる改良およ
び走査の間のＸ線強度を連続的に調節すること
によつて得られる改良に加えて、本発明は走査
の端における強度を低減することによつて目標
物領域に沿つた皮膚ラインの観察を改良する。
こ改良は可動スライド板によつて得られ、この
可動スライド板は走査の間に目標物の皮膚ライ
ンを追跡する自動コリメータとして作用する。
この自動コリメータは好ましくは第４図におい
て１２０で示すテーパを付けたアルミニユーム
のコリメータブレードであり、第５図および第
６図に更に詳細に示されている。コリメータ１
２０は個々に制御可能な左および右の三角形状
減衰器１２０Ｌおよび１２０Ｒを有し、この
各々はDCモータ１２６および１２８から対応
するラツクおよびピニオンギヤ１２４からなる
装置によつて駆動される。側部コリメータ板１
２０すなわち減衰器は本質的に皮膚ラインにお
ける目標物領域に対してビームの強度を徐々に
低減している。これらの板の制御はコントロー
ラ１１８（第４図）によつて達成される。配列
１１６内の各検出器がサンプリングされたと
き、最も低い検出器信号を使用して、Ｘ線強度
を制御する。残りの信号はそれぞれ最も低い信
号と比較され、その比較結果の比が予め選択し
た値を超えた場合、減衰器板はより高いＸ線強
度を有する検出器に当たる放射線を遮るように
駆動される。Ｘ線強度レベルは目標物領域の外
側の領域において最も高いので、減衰器は本質
的に目標物の縁部を追跡する。適当に調節され
ていると、減衰器板１２０の縁部はコリメータ
５８の矩形のコリメート用スリツト５６の中央
において目標物の縁部、すなわち皮膚ラインと
交差する。目標物の外側の領域における放射線
を低減することによつて目標物領域に対するコ
ントラストを改良する。第５図および第６図に
示すように、コリメータブレード１２０の両方
は患者の皮膚ラインに対してビームを成形する
ように角度が付けられ且つテーパが付けられて
いる。テーパは異なる寸法の複数の板を積み重
ねることによつて図示の形に付けることがで
き、この段状のテーパは板１２０の目標物の縁
部の所に形成されるようにする。第７Ａ図はＸ
線扇形ビーム強度の別の漸時的変化を作るよう
にコリメータ板１２０を積み重ねたものの端面
図を示している。最大のブレードの厚さを選択
して、各ブレードを２つの方向にテーパ付ける
ことによつて所望の生のビームのフイルム濃度
を形成する。これは露出が高くなりそうな走査
の初めにおいて厚くなり、露出が低くなりそう
な走査の終わりにおいて薄くなるフイルタを構
成している。これは目標物の皮膚ラインにおい
て並びにその外側において所望のフイルム濃度
を形成している。

また、コリメータブレードは扇状ビームの
幅、すなわち走査方向に対して角度が付けられ
ていることに注意されたい。これは目標物、フ
イルムおよび検出器に達するＸ線強度の付加的
な変化を与える。第７Ｂ図、第７Ｃ図および第
７Ｄ図はブレードの２方向のテーパの様子を示
す１つのコリメータブレードの平面図、右側縁
部を示す図、および前側縁部を示す図である。

本発明の走査用Ｘ線ビームから得られる別の
利点は、走査が一定速度で行われる場合、目標
物の全ての領域にわたつて同じ露出時間が生じ
ることである。この一定露出時間はフイルムの
反則性の不良による放射線線量の増大を除去す
る。これは強度制御によつて目標物の全領域に
わたつて一定のＸ線強度を、所望の画像コント
ラストに相応する所定の値に連続的に維持して
いからである。

所望の形状のビームを得るとともに、目標物
領域にわたつてビームを走査させるという上述
した特徴に加えて、Ｘ線管内のＸ線ウインドウ
に隣接して別のコリメータを追加することによ
つてビーム形成を改良することができることが
更にわかつた。特に、第８Ａ図および第８Ｂ図
を参照すると、ライン１３０で示す焦点を外れ
たＸ線ビームがＸ線管５０のアノード６８から
発生され、焦点を外れた放射線をいくらか有す
る。この焦点を外れた放射線は画像品質に悪影
響を与える。焦点を外れた放射線を除去するこ
とによつてＸ線ビームによつて発生される画像
品質を改良することができる。本発明者は小さ
な孔のあいた減衰器１３２を一体的にＸ線管ウ
インドウ１３６に隣接してＸ線ビーム内に挿入
することによつて焦点を外れた放射線を有効に
除去できることを見出した。この減衰器１３６
はＸ線管の焦点スポツトに非常に近接して、例
えば約１インチの位置に位置決めされ、小さな
開口部１３８を有し、この開口部を通して放射
線が通過することができる。Ｘ線管ウインドウ
１３６は典型的にはベリリウム材であり、減衰
器１３２は鉛のようなＸ線を減衰させる材料で
形成される。これは目標物領域全体を同時に照
明しなければならない装置では実行できない。
また、扇状ビーム走査装置に関連する旋回型の
Ｘ線管および小さなスリツト開口部は目標角度
が小さいアノードを使用することを可能とし、
これはＸ線管の負荷を改良する。

Ｂ 可動の空気〓間グリツド： 以上説明した本発明は、静止したＸ線フイル
ムの隣接する領域を比較的短期間に順次露出す
る可動スリツトを使用することによりＸ線乳房
撮影画像を得る改良された手順を提供する。こ
の装置はフイルムおよび目標物領域の後方に設
けられたＸ線放射線量センサまたは検出器の配
列を使用して、Ｘ線管のkVpおよび一対の横方
向のコリメータブレードの位置の両方を連続的
に調整する。この両方を使用することによつて
最適なＸ線フイルム露出線量特性が得られる。
この制御方法の１つの主な利点は、Ｘ線乳房撮
影手順の間に従来の固定Ｘ線露出技術を使用し
た場合に良好の診断のために要求される比較的
均一なＸ線密度特性を得るのに必要であつた患
者の乳房の組織をやや平坦で均一な厚さに圧縮
するというしばしば苦痛を伴う操作の必要性を
最小にし、可能な場合には除去することであ
る。この開示した装置の他の主要な利点は、従
来のＸ線装置を使用して形成されるＸ線乳房撮
影写真に等価なＸ線乳房撮影写真を作るのに必
要な患者に対するＸ線放射量を低減することで
ある。他の主要な利点は、フイルムに達する散
乱Ｘ線を低減することによつて画像品質を改良
することである。

第３図において説明したグリツド６２は散乱
Ｘ線すなわち２次Ｘ線を除去または最小にす
る。これは１次Ｘ線を低減することなく走査方
向の散乱を低減する狭い扇状ビームおよびＸ線
不透過性のベルトの結果として達成されるもの
であり、空気散在グリツドは１次Ｘ線を減衰さ
せることなく走査方向に直角な方向の分散を低
減する。このようなグリツドの性質によつてグ
リツドの隔壁（ライン）がはつきりした線とし
て見えるよりもむしろフイルムの領域にわたつ
てぼやけるように、グリツドを露出の間に動か
すことが好ましい。この種のグリツドを設ける
ことは知られていたことであり、このようなグ
リツドは典型的にはバツキイ（Bucky）グリツ
ドと称される。乳房撮影用途に使用されていた
従来のグリツドは、Ｘ線ビームが単一の露出で
目標物領域全体を覆うように設計されていたの
で、目標物領域全体にわたる比較的大きなグリ
ツドであつたことが理解されよう。これらのグ
リツドの隔壁すなわちグリツド要素はプラスチ
ツクまたは他の適当な材料により間隔をあけて
設けられており、これらの材料はグリツド要素
の間すなわち隙間に埋められてグリツドを構造
的に支持していた。この種のグリツド構造の欠
点は〓間を埋める材料のＸ線吸収特性である。
グリツドは目標物とフイルムとの間に設けられ
るので、吸収特性はフイルムに到達する放射線
の量に影響を与えるが、目標物領域を通過する
放射線の強度を低減しない。この結果、所望の
フイルム画像を得るために、患者は必要なＸ線
量よりも高い放射線が照射されることになる。

本発明の主な利点の１つは、グリツド要素間
の〓間材料を空気としたグリツドを構成できる
ことである。この形態においては目標物領域と
フイルムカセツトとの間のＸ線ビームの実質的
減衰はない。この形態のグリツドは、後側スリ
ツトが狭い寸法（約１インチ）であるので各隔
壁の長さが短くて済むことから、本発明で構成
され得るものである。従つて、隔壁は極めて薄
く作られ、別個の支持体を使用することなく、
全グリツド領域にわたつて均一な間隔を維持す
ることができる。

Ｘ線露出の間にグリツドの往復運動を制御し
て行うことは知られているが、このような往復
運動は従来ではグリツドの走査動作と組み合わ
せられていなかつた。グリツドを往復運動させ
る１つの方法は、往復運動用カムバー１４２内
に第９Ａ図−第９Ｄ図に１４０で示すような曲
がりくねつたスロツトを設けることである。グ
リツド６２の少なくとも一端１４４にローラ１
４６を設け、このローラをスロツト１４０内に
ぴつたりと嵌合し、グリツドが走査動作で駆動
されているとき、グリツドは曲がりくねつとス
ロツト１４０によつて往復運動する。第９Ａ図
では、グリツド６２およびカムバー１４２が始
動位置で示されている。グリツドは均一な露出
を得るためにＸ線源を作動する前に往復運動が
開始されていなければならない。従つて、第１
のステツプでは、カムバー１４２を起動して矢
印１４８で示すように前進動作させて、グリツ
ド６２を矢印１４９で示す方向に動かし始める
ことである。第９Ｂ図および第９Ｃ図はグリツ
ドを前進動作すなわち走査動作させることな
く、カムバーの動きによつて如何にグリツド６
２が往復運動を行うかを示している。第９Ｃ図
で示す位置から始めて、カムバー１４２が動き
を停止し、グリツド６２が走査動作で駆動され
る。これによりローラ１４６がスロツト１４０
を追従し、グリツドが往復運動を継続する。Ｘ
線源はグリツドが第９Ｃ図の位置に到達したと
きに起動され、走査動作を開始するカムバー１
４２は、カムバーとグリツドの両方が第９Ａ図
で示す位置に戻る走査の終わりまで第９Ｄ図の
位置に留まつている。

上述した機構は、Ｘ線乳房撮影法におけるグ
ツド線のアーテイフアクトをを最小にするのに
必要なグリツドの移動の本質的に瞬時の反転と
組み合わさつた走査動作の関数として注意深く
定められて調整されたグリツド動作の利点を提
供しているものである。しかしながら、このグ
リツドの動作は純粋な機構的手段で達成されて
おり、グリツドの動きが曲がりくねつたスロツ
ト内で逆転するときに摩耗したり故障を生じた
りすることがある。

第１０図はグリツド６２の前進動作すなわち
走査動作とグリツドの往復運動すなわちバツキ
動作との両方を行う電気式駆動モータを利用し
たグリツド駆動機構の好適な形態を示してい
る。この実施例においては、グリツド６２は延
長アーム１５０を有し、この延長アーム１５０
には垂下部材１５２が取り付けられ、この部材
１５２の端部にはローラ１５４が取り付けられ
ている。このローラ１５４は棒状部材１５８の
スロツト１５６内をすべるようになつている。
棒状部材１５８の各端部は対応するギア付ラツ
ク１６０，１６２に取り付けられている。逆転
駆動モータ１６４は第１および第２のピニオン
ギア１６８および１７０に連結されているシヤ
フト１６６を駆動する。ピニオンギア１６８，
１７０の各々はラツク１６２および１６０の対
応するものに係合している。モータ１６４が往
復運動のために駆動されると、ラツク１６０お
よび１６２に接続されている部材１５８が往復
運動して、グリツド６２が往復運動する。走査
駆動モータ７４はベルト１７２を駆動し、ベル
ト１７２はグリツドを走査動作するように動か
す。グリツド６２はホルダ１７４内に支持され
ており、ホルダ１７４はグリツドを走査方向に
駆動しながらグリツド６２の往復運動を可能に
する。モータ１６４は第３図のモータコントロ
ーラに接続され、モータ７４のような制御形態
で駆動される。

第１０図の電子的に具体化された発明におい
てさえもグリツドが往復動作の方向を逆転する
のに有限の時間を必要とすることを理解された
い。更に、グリツド線を効果的に除去するため
に、グリツドの往復運動は均一な速度を維持し
なければならない。この均一な速度の要求条件
はグリツドの動く方向を逆転する必要性と一致
しないので、グリツド速度の変化から発生する
グリツド線を除去するために付加的な装置の変
更を行つた。特に、Ｘ線ビームの露出がグリツ
ドの逆転動作と同期して変調される。例えば、
扇状ビームが１スリツト幅を進行する度毎にグ
リツドの反転動作が発生し、露出が逆転動作の
際にオフされる場合には、逆転時のグリツド線
は除去される。典型的にはグリツドの逆転動作
は扇状ビーム露出の10％以下を占める。従つ
て、露出の減少は10％以下である。しかしなが
ら、Ｘ線強度を50％低減することによつてグリ
ツド線を十分に減らすことができ、全体の露出
の低減は５％以下であることがわかつた。露出
の低減は、チヨツパホイールを使用することに
よつて、またはより好ましくはＸ線管のkVpを
変調することによつて扇状ビームの走査と同期
される。このような方法および装置が1989年６
月２日出願の米国特許出願第361989号明細書に
開示されている。

グリツド動きの逆転に関連してＸ線エネルギ
を同期または変調させる１つの方法は、リミツ
トスイツチを設けることである。このリミツト
スイツチの１つがラツク１６２に隣接して１７
６で示されており、スイツチの１つはラツク１
６２の走行動作の各端において作動される。ラ
ツク１６２との接触によるようなリミツトスイ
ツチの作動によつて発生される信号はプロセツ
サ３６（第２図）に結合して、方向の転換毎に
kVpを低減させることができる。リミツトスイ
ツチは方向転換位置を検出する受け入れ可能な
方法であるが、繰り返し接触するために機械的
調節を必要とする。機械的接触を避ける別の方
法は本技術分野で周知の赤外線リミツトスイツ
チを設けることである。スイツチ１７６は赤外
線（IR）リミツトスイツチとして示されてい
る。このようなスイツチは通常Ｃ形ホルダを使
用し、IRビームがＣ形ホルダの対向するアー
ム間のギヤツプを通過するようになつている。
対象物がギヤツプの間に入つてビームが遮断さ
れると検出信号が発生される。ホルダはギヤツ
プ内にラツク１６２の端部を受け入れるように
構成されたり、または延長部がIRビームを遮
断するようにラツク１６２に取り付けられる。

グリツドの往復運動に対する代りの方法は、
グリツドの個々の要素を傾斜させ、すなわち角
度を付けて、フイルムカセツト上の全ての点が
同じ継続時間にわたつて隔壁の影通過および〓
間による露出を受けるように設計することであ
る。次に第１１Ａ図−第１１Ｄ図を参照する
と、グリツド内に位置決めされる隔壁１８０の
構成が第１１Ａ図に示されている。第１１Ｂ図
は走査の方向に沿つてのみ（すなわち隔壁１８
０を第１０図で説明したように往復運動させな
いで）隔壁を動かした場合に、Ｘ線ビーム１８
４でＸ線感知フイルム１８２上を走査した結果
を示している。複数の隔壁の影１８６がグリツ
ドの下のフイルム１８２上に見られる。個々の
隔壁１８０を第１１Ｃ図で示すように走行方向
に対してある角度で傾斜させている場合、フイ
ルム１８２の各部分は同じ量の隔壁の影にさら
され、その結果のフイルムはコントラストが低
くなるが、個々の影は見られない。第１１Ｄ図
は傾斜した隔壁を用いて走査した結果を示して
いる。フイルム上の各点が同じ方向の隔壁の影
の通過および〓間による露出を受けるように走
査する条件は第１１Ｄ図に示すようにtan^-1
（Ｓ／Ｄ）に等しい角度αで隔壁を設けること
であることに注意されたい。ここでＳは隔壁間
の水平方向の距離であり、ＤはＸ線ビームの幅
である。この構成は各点がビーム通過の間にＮ
個の隔壁の影を受けるようにtan^-1（Ｎ＊Ｓ／
Ｄ）の角度で隔壁を有する条件まで拡張するこ
とができる。Ｎが増大するに従つて、第１１Ｄ
図において点線に沿つて発生する隔壁間のアー
テイフアクトに対する可能性は低減する。しか
しながら、走査の距離が長くなると、焦点スポ
ツトはグリツドの焦点ラインと揃わなくなり、
この結果、散乱を低減するグリツド効率が低減
する。曲がりくねつたカム（第９図）は最初の
グリツド振動のみに対して角度付けられてい
る。

ビーム走査方式においては、比較的大きな寸
法にわたつて走査が行われ、グリツドが厚い、
即ち高グリツド比である場合、走査ビームが比
較的狭いグリツドに入射する角度によつて走査
の両端においてＸ線ビームの減衰が発生するこ
とを理解されたい。本発明で考えられている比
較的短い走査の場合には、走査の両端における
減衰が重大であるとは考えられない。また、扇
状ビームはグリツドの幅よりもわずかに狭くす
ることができる。しかしながら、走査の両端に
おける減衰問題を克服する１つの方法は、グリ
ツドを走査用Ｘ線ビームよりもわずかに広く
し、またグリツドが目標物領域を横切つて動く
に従つてグリツドを回転させて、グリツドをＸ
線ビームにほぼ直角な平面に維持することであ
る。第１２図は本発明の一実施例を示してい
る。動作はグリツド６２の一方の側のギアボツ
クス１８８で制御される。このギアボツクス１
８８はその側部に取り付けられている駆動モー
タ１９０によつて駆動される。この回転はグリ
ツドが常に画像面および焦点スポツトと焦点が
合つていることを補償している。グリツド６２
は本質的に第１０図に示すものと同じである
が、グリツドホルダ１７４がギアボツクス１８
８によつて傾斜され、すなわち角度が付けられ
るように変更されている。この実施例において
は、ギアボツクス１８８はベルト１７２に固定
され、ホルダ１７４に対するその駆動機能は走
査用ビームの方向の最端部から走行するに従つ
てホルダ角度を徐々に傾斜すなわち変えていく
ようになつていることに注意されたい。第１３
図はグリツド６２の傾斜した効果を誇張して示
す図である。

Ｃ 散乱Ｘ線の減衰： 特にＸ線画像の品質およびコントラストを改
良するために、Ｘ線フイルムカセツトの入口に
おいて主Ｘ線ビームを可能な最も小さな領域に
コリメートするのみならず、患者とＸ線源また
はＸ線管との間のコリメートのマツチング
（matching）をとることが重要なことである。
このようなコリメーシヨンおよびマツチングは
主Ｘ線ビームによつて撮像していない組織から
発する散乱放射線を最小にするように作用す
る。このような散乱放射線は主ビームによつて
露出されているＸ線フイルム上に当たつて、か
ぶりを生じさせる。本発明においては、Ｘ線ビ
ームを目標物に対して走査し、コリメータ５
８，１２０およびグリツド６０を使用してＸ線
フイルムに入る散乱放射線の存在の最小にす
る。しかしながら、目標物６０に入射し、目標
物６０内における衝突によつてそらされたＸ線
はグリツド領域の外側にそらそれて、フイルム
にかぶりを生じさせることがある。本発明はグ
リツド６２のまわりに減衰器を設けることによ
つてグリツド領域の外側のＸ線を処理する。こ
のような減衰器に必要な特性の１つはグリツド
がフイルムテーブル２４の縁部に位置している
ときに本質的にスペースを取らないことであ
る。すなわち、グリツドが乳房撮影手順の間に
患者の胸壁に隣接また当たつて位置決めされた
とき、減衰手段は本質的にスペースを必要とせ
ず、胸壁に隣接した目標物の完全な画像を得る
ことができるようにしなければならない。同様
に、走査ビームの走行の両端において、減衰手
段は全走査領域に害を与えないことが望まし
い。

本発明によれば、減衰手段は、Ｘ線減衰用の
鉛または酸化鉛の粒子を均一に埋め込まれた薄
いゴムまたはプラステイツクの膜からなる広い
可撓性のベルトとして構成されている。ここで
第１４図を参照すると、グリツド組立体および
本発明による鉛シヤツタベルト１９２を組み込
んだフイルムテーブル２４の一実施例が示され
ている。明確にするため、テーブル２４の外側
ケースは示されていないが、これらのケースは
第１図に示すような装置に見られるものと同じ
である。ベルト１９２は好ましくはマイラー
（Mylar）プラステイツクの薄いシートを使用
して引き裂きや伸びに対して強化した合成織布
を使用することにより強化されている。マイラ
ープラステイツク強化材は圧力感知粘着コーテ
イングによつて鉛のベルトに適用し得る。上述
したように、後側スリツトすなわちグリツド６
２は第１０図に示すようなギア駆動モータ上の
対応するプーリーと共に可撓性のはめ歯型駆動
テープ装置を使用してモータで駆動される。第
１４図を参照すると、鉛の減衰ベルト１９２の
両端はグリツドのフレーム１７４の先端部およ
び後端部に固定され、ベルトはグリツドと同時
に動くようになつている。ベルトは連続的であ
り、フイルムカセツト領域および検出器配列組
立体の下で循環するようになつている。目標物
によつて散乱されてグリツド６２の外側に落ち
るＸ線はベルト１９２に当たつて、本質的には
１９２で吸収される。従つて、ベルト１９２は
散乱放射線の有効な減衰器である。

Ｄ 可変フイルタ乳房撮影法： 乳房撮影手順の間の患者に対する放射線量を
最小にしながら、コントラストを最大にするた
めの最適なkVpおよびフイルタが存在すること
は知られている。小さな患者から中位の大きさ
の患者の場合、モリブデンのターゲツトおよび
モリブデンのフイルタを持つＸ線管を使用して
28ないし32kVpの範囲のＸ線電圧で良好な結果
がしばしば得られる。しかしながら、この構成
はより高い密度の患者を透過するために一層高
いＸ線管電圧を使用する場合には適切でない。
30ないし40kVpの範囲の電圧の場合、モリブデ
ンのフイルタをより高い原子番号のフイルタに
置き換えることが望ましい。銀で形成されたフ
イルタは20乃至25keVのエネルギ範囲の放射線
を透過しながら、コントラストを減らす硬い放
射線を濾波するので、この銀で形成されたフイ
ルタがときどき使用される。従来の乳房撮影法
においては、kVpフイルタを１回選択すること
が要求されている。そして、露出はたつた１つ
の患者透過に対して最適化されている。本発明
の均等化スリツト走査乳房撮影法においては、
患者透過値が走査の間に連続的に検出され、適
切なフイルタの選択が可能である。

第３図を再び参照すると、Ｘ線管５０から発
生されたＸ線を濾波するためにＸ線管の下側に
位置決めされたフイルタ１９４が示されてい
る。本発明においては、Ｘ線管のkvpを設定す
るのに使用される検出器１１４からの出力信号
はフイルタ１９４を制御して、Ｘ線管のkVpの
関数としてフイルタの位置を変更する。フイル
タは従来説明したようにラツクおよびピニオン
構成を使用してモータで駆動されるものであつ
てもよいし、またはkVpが特定の設定点の上に
あるかまたは下にあるかに従つて選択される２
つの別のフイルタであつてもよい。連続フイル
タは、円盤の種々の部分をＸ線ビーム５２の中
に回転させることにより変更することができる
異なる材料で構成することができる。更に詳し
くは、回転可能な円盤は異なる所定のＸ線減衰
特性を有する異なる材料から形成された複数を
弧状部分で構成される。この円盤はＸ線ビーム
内の所定の位置に設けられ、円盤は選択的に回
転駆動されて、ビームを選択的に減衰させるた
めに弧状部分の選択した１つがビーム内に設定
される。この種の円盤またはホイールを使用す
ることは、例えばカラーホイールとして知られ
ているようにテレビジヨンのような他の分野で
も知られている。

Ｅ 制御装置： 従来の乳房撮影装置の一般的な制御装置につ
いては第２図において既に説明した。本発明に
特有な制御装置については第１５図−第１８図
を参照して以下に説明する。まず第１５図を参
照すると、本発明で使用される全体的な制御装
置の機能ブロツク図が示されている。この制御
装置はタンデイ（Tandy）4000パーソナルコ
ンピユータのような汎用コンピユータ１９０を
中心として実施される。このコンピユータ１９
０に関連してキーボード１９２およびモニタ１
９４が設けられている。これらの３つの要素は
互いに周知の一般的パーソナルコンピユータシ
ステムを構成している。コンピユータ１９０は
アナログ電圧制御回路を有し、この回路はコン
ピユータで使用されるデイジタル信号を、Ｘ線
管１９８に電力を供給するＸ線電源ユニツト１
９６を制御するための適当なアナログ制御信号
に変換する。電源ユニツト１９６およびＸ線管
１９８の両方は現在手に入れることができる乳
房撮影装置に通常使用されている市販の装置で
ある。Ｘ線管１９８の前方には第８図の円盤１
３２の開口部１３８として前に示したＸ線管の
開口部が位置付けられている。Ｘ線管から開口
部を通つて多重チヤンネル検出器１１４に至る
経路においては、開口部に続く次の構成要素は
２００で示す上述したフイルタであり、これは
平均Ｘ線エネルギを変更するように調節するこ
ができる。フイルタ２００の下側には第５図で
説明した左および右のコリメータ１２０があ
る。次に前側スリツトすなわち扇状ビームのコ
リメータ５８がある。このコリメータ５８の下
側には、第１０図で詳細に説明した組み合わせ
られた後側スリツトおよびグリツド６２があ
る。グリツド６２の下側にはＸ線フイルムを有
するフイルムカセツト６４が位置付けられてい
る。複数の間隔をあけたＸ線センサからなる検
出器１１４がフイルムカセツト６４の下側に設
けられ、このセンサの各々は対応する前置増幅
器２０２に接続され、検出器に当たるＸ線の放
射強度を表す出力信号を供給する。この前置増
幅器２０２からの信号はアナログ−デイジタル
（Ａ／Ｄ）変換器２０４に供給され、このＡ／
Ｄ変換器からコンピユータ１９０のIOポート
に接続される。

また、コンピユータ１９０は駆動信号をデイ
ジタル信号プロセツサ２０６に供給する。この
デイジタル信号プロセツサ２０６はデイジタル
信号を適当な駆動信号に変換し、コリメータ１
２０、フイルタ２００および後側スリツトおよ
びグリツド６２に接続されたモータを制御す
る。また、プロセツサ２０６はモータの位置を
表すモータエンコーダからの情報を受取り、こ
れらの信号を適当なデイジタル信号に変換し、
コンピユータ１９０のIOポートに供給する。
モータエンコーダおよび増幅器２０８で示すブ
ロツク形式で示されている。モータエンコーダ
の各々は２１２で示すようなモータに接続され
た２１０で示すようなエンコーダを有する。モ
ータ２１２は電力増幅器２１４を介してプロセ
ツサ２０６から駆動される。電源２１６はプラ
スおよびマイナス24ボルトの電力を電力増幅器
および装置の他の処理ユニツトに分配する。別
の電源２１８が多重チヤンネル検出器１１４用
に設けられている。

第１６図は第１４図の装置で使用される露出
制御および左コリメータブレード制御部の詳細
な機能ブロツク図である。左コリメータブレー
ド１２０を制御するために、Ａ／Ｄ変換器２０
４は機能的に２つの別々のＡ／Ｄ変換器２０４
Ａおよび２０４Ｂよりなると考えられる。検出
器１１４は左半分および右半分に分けられる。
７−１２で示すセンサ要素は検出器の左半分の
ものと考えられ、センサ要素１−６は右半分の
ものである。実際の分割点は最小信号または
kVp制御信号要素として自動的に決定される。
センサ７−１２の各々はＡ／Ｄ変換器２０４Ｂ
に供給される信号を発生する。基準信号は通常
コリメータブレードの全厚さを通過した放射線
を受ける検出器チヤンネル１２からのものであ
る。変換器２０４Ｂはこれらの信号から左端部
信号および最大左信号を選択する。変換器２０
４Ａは目標物の最も高密度の領域を少なくとも
カバーするように選択された所定数のセンサか
ら信号を受信する。例えば、センサ３−９から
の信号がサンプリングされて、変換器２０４Ａ
は最小振幅信号を出力するセンサを示す出力信
号を発生する。このセンサは目標物領域のその
部分が最大の減衰を有しているので、目標物領
域の最も厚い部分に関連している。この比較を
行うために比較回路２０６が設けられている。
比較回路２０６からの信号はどのセンサが最小
信号を出力しているかを示している。この情報
はコンピユータ１９０に供給され、ブロツク２
０８で示す制御アルゴリズムで処理される。左
コリメータブレードの場合、制御アルゴリズム
は最大左チヤンネルの信号の強度に例えば1.2
のような所定の数を掛けて、この最大左信号の
積が基準信号より大きいかどうかを決定する。
最大左信号の積が基準信号より大きい場合、左
コリメータブレードは通常のプログラムされた
速度よりも大きな速度で動かされる。制御アル
ゴリズムは左コリメータの一定速度の閉成を予
想し、従つて計算は速度を増大するかどうか決
定するにすぎないことを理解されたい。制御ア
ルゴリズム２０８からの信号はモータ制御ブロ
ツク２１０に供給され、このモータ制御ブロツ
ク２１０は信号を電力増幅器２１２に供給し、
モータ２１４を駆動する。モータ２１４はラツ
クおよびピニオンギヤ装置を介して左コリメー
タ１２０に連結されている。モータの位置、従
つてコリメータ１２０の位置はエンコーダフイ
ードバツク信号としてモータ制御ブロツク２１
０に供給される。比較器２０６からの信号をル
ツクアツプテーブル２１６に供給することによ
つて露出制御が得られる。このルツクアツプテ
ーブル２１６は組織の最大の厚さを表す出力信
号を第２のルツクアツプテーブル２１８に供給
する。このルツクアツプテーブル２１８は組織
の最大厚さ情報をＤ／Ａ変換器２２０に供給す
るkVpおよびMaデータに変換するデータを有
している。Ｄ／Ａ変換器２２０はデイジタル情
報を電力発生器１９６用の信号に変換する。ま
た、電力発生器１９６は適当な電力をＸ線管１
９８に供給する。最後のkVp値を示すＸ線管か
らのフイードバツク信号は閉ループ制御用に発
生器１９６に供給されるとともに、比較器２０
６から供給される最小信号情報と調整するため
にルツクアツプテーブル２１６に供給される。
右コリメータの制御は本質的に左コリメータの
制御と同じである。

第１７図はＸ線フアンビーム内に設けられた
フイルタ２００の制御の一方法を示している。
この図においては、ルツクアツプテーブル２１
８から供給される新しいkVp情報はフイルタ選
択回路２２２に供給される。フイルタ選択回路
はkVp値からＸ線ビーム内に設けられる特定の
フイルタまたは減衰レベルを決定する。この情
報はモータ制御部２２４に供給され、このモー
タ制御部２２４はまた駆動信号を電力増幅器２
２６を介してフイルタ２００を駆動するモータ
２２８に供給する。従来の駆動機構と同様に、
モータ２２８は本技術分野で周知のラツクおよ
びピニオンギア装置を介してフイルタを駆動す
る閉ループ制御はモータ２２８の後に接続され
たエンコーダ２３０によつて行われ、フイード
バツク信号がモータ制御回路２２４に供給され
る。

次に、第１８Ａ図および第１８Ｂ図を参照す
ると、発生器１９６のkVpおよびMa出力を制
御する制御ルーテインのフローチヤートが示さ
れている。最初、ブロツク２３２で示すよう
に、Ｘ線オペレータの従来の経験に基づいて特
定の変数が設定される。ブロツク２３２で選択
された起動kVpはブロツク２３４で示すように
装置によつて認識され、プロセツサはルツクア
ツプテーブル１２６で示されるように起動kVp
および最小検出器信号が与えられると患者の厚
さを決定する。これはブロツク２３６で示され
ている。患者の厚さが一度決定されると、ブロ
ツク３２８で示すように、次にアルゴリズムは
第１６図において２１８で示した第２のルツク
アツプテーブルによりブロツク発生器用の適切
なkVpを決定する。初期kVpがブロツク２４０
で示すように設定されると、プロセツサはブロ
ツク２４２で示すようにオペレータが開始すべ
き露出を指示したかどうか判定するための試験
を行う。プロセツサはこのブロツクにおいて露
出指令を受信するまで試験を繰り返す。露出指
令が受信されると、前側スロツトすなわちコリ
メータ５８がブロツク２４４で示すように起動
位置に駆動される。次いで、ブロツク２４６お
よび２４８で示すように、250ミリ秒の後、Ｘ
線管１９８が起動位置まで動かされる。次にブ
ロツク２５０および２５にて示すように750ミ
リ秒の後、後側スロツトすなわちグリツトが起
動位置まで動かされる。これらの要素の各々は
既に初期位置にあるが、この部分のアルゴリズ
ムは各要素が走査の開始の前に適切に位置付け
られることを確実にするために必要である。各
要素が正しい位置に設定されると、露出が開始
され、プログラムは数を判定する。ブロツク２
５４および２５６で示すように、50回を越えた
場合、データがプリンタに書き出される。書き
込み動作の直後、ブロツク２５８および２６０
で示すように、プログラムはコリメータを停止
し、全ての軸をその起動位置に戻し、ルーチン
を終了する。ルーチンが所定回数行われなかつ
た場合には、プログラムはブロツク２６２に進
み、オペレータの露出ボタンが解除されている
かどうか判定する。露出ボタンが解除されてい
る場合には、プログラムはブロツク２５８に進
む。そうでない場合には、プログラムはブロツ
ク２６４で示すように、第６図において説明し
た適切なkVpおよびMaを計算し続ける。ブロ
ツク２６６で示すように、検出聞からの信号の
各々は約0.2秒間積分され、それからリセツト
されて、データを収集し続ける。制御アルゴリ
ズムはブロツク２６８で示すループを有し、積
分時間が過ぎたかどうかを判定する。積分時間
の終わりにおいて、ブロツク２７０で示すよう
にタイマがオフされ、ブロツク２７２で示すよ
うに検出器が読み取られ、ブロツク２７４で示
すように検出器がリセツトされる。それから、
プログラムはチヤンネル２−１０または３−９
の検出器チヤンネルのうちで最も小さい信号の
チヤンネルを決定し、このチヤンネルまたはセ
ンサをブロツク２７６で示すように制御チヤン
ネルとして設定する。検出器からの信号はブロ
ツク２７８で示すように例えば0.2から9.8ボル
トまでの所定の範囲内に制限される。検出器の
値が検定されると、コリメータの位置を制御す
るために、第１６図で説明したようなコリメー
タの制御ルーチンが実施される。次いで、この
処理過程はブロツク２５４に戻されて、50回繰
り返し実施されたか判定されるまで続けられ
る。

コリメータ制御ルーチンは第１９図に示され
ており、ブロツク２８２から始まる。このブロ
ツク２８２においては制御チヤンネルと端のチ
ヤンネルとの間の大きな検出器の値が識別され
る。それから、ブロツク２８４においても最も
大きな信号が外側チヤンネル（例えばチヤンネ
ル１１）の値の1.2倍より大きいかどうか判定
され、大きい場合には、ブロツク２８６で示す
ようにコリメータの速度を５％増大する。1.2
倍より小さい場合には、ブロツク２８８で示す
ように制御チヤンネルとチヤンネル１との間の
最も大きな検出器の値が決定される。この処理
は最初は右側のコリメータについて行われ、そ
れから左側のコリメータについて行われること
に注意されたい。ルーチンは、ブロツク２９０
で示すように最も大きな信号が第１のチヤンネ
ルすなわちチヤンネル１の値の1.2倍より大き
いか判定し、大きい場合には、ブロツク２９２
で示すように左側コリメータの速度を５％増大
する。そこで、プログラムは終了し、第１８Ａ
図および第１８Ｂ図で示すルーチンによつて次
に呼び出されるのを待つ。

本発明の特定の好ましい特徴のみを例示した
が、本技術分野に専門知識を有する者にとつては
多くの変更および変形を行うことができるであろ
う。従つて、特許請求の範囲は本発明の真の精神
および範囲内に入るこのような全ての変更および
変形を含むものであることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の乳房撮影装置の斜視図であ
る。第２図は、第１図の装置の簡略化した機能ブ
ロツク図である。第３図は、本発明の教示による
乳房撮影装置の一態様を示す簡略構成図である。
第４図は、多重素子Ｘ線検出器を示す第３図の装
置の一部の簡略構成図である。第５図および第６
図は、第３図の減衰器板および扇状ビームコリメ
ータをより詳しく示す平面図である。第７Ａ図乃
至第７Ｄ図は、第６図の減衰器板を示す図であつ
て、第７Ａ図は端面図、第７Ｂ図は一部の平面
図、第７Ｃ図は第７Ｂ図の線７Ｃ−７Ｃに沿つて
見た端面図、第７Ｄ図は第７Ｂ図の線７Ｄ−７Ｄ
に沿つて見た端面図である。第８Ａ図および第８
Ｂ図は、Ｘ線源から焦点を外れた放射線を最小に
するコリメータを示す側面図および斜視図であ
る。第９Ａ図乃至第９Ｄ図は走査用グリツドの往
復運動すなわちバツキイ動作を実施する１つの方
法を例示する部分側面図である。第１０図は、Ｘ
線グリツドの走査および往復運動を実施する好ま
しい方法を示す斜視図である。第１１Ａ図乃至第
１１Ｄ図は、それぞれバツキイ動作を行わないで
グリツド線を除去するためのグリツドの隔壁の構
成を説明するための斜視図、グリツト線の平面
図、隔壁の配列図およびその部分詳細図である。
第１２図は、走査の最端部での減衰を減らすよう
にグリツドを傾斜させる装置を示す斜視図であ
る。第１３図は、グリツドの傾斜の効果を誇張し
て示す側面図である。第１４図は、散乱放射線を
阻止するＸ線不透過性のベルトの構成を示すよう
にケースを除いたフイルムテーブル組立体の斜視
図である。第１５図は、本発明による乳房撮影装
置を制御する装置の機能ブロツク図である。第１
６図は、本発明の一態様による露出およびコリメ
ータ制御装置の機能ブロツク図である。第１７図
は、本発明の一態様によるフイルタ制御方法を示
す機能ブロツク図である。第１８Ａ図および第１
８Ｂ図は、本発明の一形態における所望の画像コ
ントラストを達成するためにフアンビーム、kVp
およびMaを走査してコリメータブレードを調節
するプログラムを示すフローチヤートである。第
１９図は、第１８Ａ図および第１８Ｂ図のフロー
チヤートとともに使用されるコリメータ制御ルー
チンの一形態を示すフローチヤートである。 ２４……フイルムテーブル、５０……Ｘ線管、
５２……Ｘ線ビーム、５４……目標物領域、５６
……前側スロツト、５８……前側コリメータ、６
０……目標物、６２……グリツド、７０，７２，
７４……モータ、８６……モータコントローラ、
９２……時間／速度コントローラ、１１４……Ｘ
線検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 選択された放射線強度のＸ線ビームを発生す
   る制御可能なＸ線源およびＸ線ビームの目標物領
   域を有するＸ線乳房撮影装置において、 予め選択された形状のＸ線ビームを前記目標物
   領域の一部に差し向ける送出手段と、 前記目標物領域のうちの複数のほぼ等しい区分
   の各々におけるＸ線ビームの放射線強度を検出す
   る検出手段と、 放射線強度が最も低い少なくとも１つの区分を
   識別する第１識別手段と、 前記識別された少なくとも１つの区分における
   放射線強度が所定の放射線強度になるように前記
   Ｘ線源を調節する調節手段と、 前記識別された少なくとも１つの区分における
   前記所定の放射線強度の所定のパーセントよりも
   大きな放射線強度を有する１つ以上の別の区分を
   識別する第２識別手段と、 前記識別された別の区分に差し向けられる放射
   線強度を減衰させる減衰手段とを有する前記Ｘ線
   乳房撮影装置。 ２ 前記目標物領域にわたつて前記予め選択され
   た形状のＸ線ビームを移動させる移動手段を更に
   含む請求項１記載のＸ線乳房撮影装置。 ３ 前記移動手段が更に、前記目標物の全領域に
   対して一定の露出時間を発生させるために一定速
   度で走査する走査手段を含む請求項２記載のＸ線
   乳房撮影装置。 ４ 前記移動を継続しながら前記検出手段、第１
   識別手段、調節手段および減衰手段を順次に繰り
   返し作動する手段を更に含む請求項２記載のＸ線
   乳房撮影装置。 ５ 前記装置が、更にコリメータを含み、前記送
   出手段が、前記コリメータを前記Ｘ線源に隣接し
   て、焦点のはずれた放射線を阻止する位置に位置
   決めする手段を含む請求項１記載のＸ線乳房撮影
   装置。 ６ 前記装置が更にコリメートを含み、前記送出
   手段が、前記コリメータをＸ線ビーム内に位置決
   めして、該スリツトによつてＸ線ビームを扇状に
   形成する手段を含む請求項１記載のＸ線乳房撮影
   装置。 ７ 前記装置が更に、各々前記Ｘ線源を中心とし
   た円の対応する半径上に揃えられた薄い板状部材
   からなる複数の空間〓間グリツド要素を有するグ
   リツドを含み、前記送出手段が、前記グリツド要
   素にＸ線ビームを通過させて、散乱放射線を低減
   する手段を含み、この手段が、Ｘ線ビームの移動
   方向に対して少なくとも略直角な方向に前記グリ
   ツドを往復運動させる手段と、前記グリツドが移
   動方向を変えるのに十分な時間の間、前記グリツ
   ドの往復運動の各端位置においてＸ線ビームを遮
   断する手段とを含む請求項２記載のＸ線乳房撮影
   装置。 ８ 前記検出手段が、複数のストリツプ状要素を
   持つ検出器と、前記目標物領域を通過した後の前
   記Ｘ線源からのＸ線を受ける位置に前記検出器を
   位置決めする手段と、前記検出器の各要素に当た
   るＸ線ビームのエネルギを表す前記検出器の各要
   素からの信号を感知する手段とを含む請求項１記
   載のＸ線乳房撮影装置。 ９ 前記第１識別手段が、Ｘ線放射強度を制御す
   るために前記感知された信号のうちの最も小さい
   信号を選択する手段を含む請求項８記載のＸ線乳
   房撮影装置。 １０ 前記Ｘ線乳房撮影装置が可変フイルタを有
   し、前記調節手段が、前記目標物領域におけるＸ
   線強度を最低Ｘ線強度に設定するように該可変フ
   イルタをＸ線ビーム内に位置決めする手段を含む
   請求項１記載のＸ線乳房撮影装置。 １１ 前記移動手段が、前記グリツドをほぼ一定
   速度で動かして、前記目標物領域にわたつて露出
   時間をほぼ均一にする手段を含む請求項７記載の
   Ｘ線乳房撮影装置。 １２ 前記調節手段が、前記Ｘ線源を作動するた
   めに前記所定の放射線強度レベルに対応する電圧
   値を選択し、かつ該選択された電圧値に応じて前
   記Ｘ線源の電流値を設定する手段を含む請求項１
   記載のＸ線乳房撮影装置。 １３ 予め選択されたＸ線放射強度のＸ線ビーム
   を発生する制御可能なＸ線源と、 前記ビームを扇状にコリメートするために前記
   Ｘ線ビームの通路に位置決められた第１のコリメ
   ータ手段と、 前記Ｘ線源に結合され、目標物領域にわたつて
   前記扇状ビームを走査させるために前記Ｘ線源を
   動かす手段と、 前記目標物領域を通つたＸ線を受けて、該Ｘ線
   の強度を表す信号を発生するように位置決めされ
   た検出手段であつて、一様に間隔をおいて配置さ
   れた複数の検出素子を有し、各検出素子が前記Ｘ
   線ビームの移動方向に対応する方向に伸びてお
   り、前記Ｘ線強度を表わす信号の各々が対応する
   １つの検出素子から発生される検出手段と、 最小のＸ線強度を表わす前記検出手段からの１
   つの信号に応答して、前記Ｘ線源を、前記走査用
   扇状Ｘ線ビームの各位置において前記目標物領域
   を通るＸ線放射強度が一定になるように制御する
   手段と、 を含むことを特徴とする乳房撮影装置。 １４ 前記Ｘ線源に隣接して位置決めされた第２
   のコリメータ手段を有し、該第２のコリメータ手
   段は比較的小さな開口部を貫通して形成した実質
   的にＸ線不透過性の部材よりなり、前記Ｘ線ビー
   ムは焦点を外れた放射線が前記実質的にＸ線不透
   過性の部材によつて減衰するように前記開口部に
   向けられている請求項１３記載の乳房撮影装置。 １５ 前記第１のコリメータ手段は矩形スリツト
   を形成した実質的にＸ線不透過性の部材よりな
   り、該部材は前記Ｘ線ビームの通路内に位置決め
   されて、該ビームを扇状に形成する請求項１３記
   載の乳房撮影装置。 １６ 複数の薄い板状部材からなる矩形の空気〓
   間グリツドを有し、前記部材の各々は前記Ｘ線源
   を中心とした円の対応する半径上に揃えて設けら
   れているとともに、該部材はそれらの間に空気の
   みが存在するように互いに間隔をあけて設けら
   れ、前記グリツドは前記目標物領域に隣接した前
   記扇状ビームの形状にほぼ一致している請求項１
   ３記載の乳房撮影装置。 １７ 前記Ｘ線ビームの走査方向に直角な方向に
   前記グリツドを往復運動させる手段を有し、該手
   段は前記グリツドが移動の方向を変えるのに十分
   な時間の間、前記グリツドの往復運動の各端位置
   において前記Ｘ線ビームを遮断する手段を有して
   いる請求項１６記載の乳房撮影装置。 １８ 回転軸を持つＸ線源から発生されたＸ線ビ
   ームを関連するコリメータによりコリメートとし
   て所定の目標物領域にわたつて走査するＸ線乳房
   撮影装置において、 前記Ｘ線源を前記目標物領域に対して所定の角
   度の向きまで回転させるＸ線源回転手段と、 前記目標物領域の一部分をＸ線ビームによつて
   照射するように前記Ｘ線源を作動するＸ線源作動
   手段と、 前記Ｘ線源を作動するのとほぼ同時に、前記回
   転軸を中心に前記Ｘ線源を回転させる動作を開始
   させる回転開始手段と、 Ｘ線ビームが前記目標物領域において所定の形
   状になるようにＸ線ビームを少なくととも１つの
   コリメータに通過させる手段と、 前記目標物領域のうちの照射される部分が一定
   の大きさを維持するように前記Ｘ線源の回転動作
   とほぼ同時に前記少なくとも１つのコリメータを
   動かすコリメータ移動手段と、 前記目標物領域のうちの複数のほぼ等しい区分
   の各々におけるＸ線ビームの放射強度を検出する
   検出手段と、 放射線強度が最も低い少なくとも１つの区分を
   識別する第１識別手段と、 前記識別された少なくとも１つの区分における
   放射線強度が所定の放射線強度になるように前記
   Ｘ線源を調節する調節手段と、 前記少なくとも１つの区分における前記所定の
   放射線強度の所定のパーセントよりも大きな放射
   線強度を有する１つ以上の別の区分を識別する第
   ２識別手段と、 前記識別された別の区分に向けられる放射線の
   強度を減衰させる減衰手段と、 前記目標物領域がＸ線ビームによつて照射され
   た時に前記Ｘ線源の動作を停止させる手段とを含
   むＸ線乳房撮影装置。 １９ 前記Ｘ線源には電気モータが結合されてお
   り、前記Ｘ線源回転手段が、前記Ｘ線源を所定の
   角度の向きまで回転させるように前記電気モータ
   を一方向に作動する手段を含む請求項１８記載の
   Ｘ線乳房撮影装置。 ２０ 前記回転開始手段が、前記モータの作動を
   逆転して、前記Ｘ線源をほぼ一定の速度で前記回
   転軸を中心に回転駆動させる手段を含む請求項１
   ９記載のＸ線乳房撮影装置。