JP2001133554A

JP2001133554A - 放射線検出器及び放射線診断装置

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Publication number: JP2001133554A
Application number: JP31135799A
Authority: JP
Inventors: Toru Kato; 徹加藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-11-01
Filing date: 1999-11-01
Publication date: 2001-05-18
Anticipated expiration: 2019-11-01
Also published as: JP4585064B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被検体内におけるカテーテル等その他の目的
部位の表示を明確に行うにあたってエネルギサブトラク
ション法により差分像を取得するにつき、当該被検体へ
の被曝量を増加させず、かつ該差分像をＸ線情報の収集
と同時に表示することが可能な放射線診断装置及び放射
線検出器を提供する。【解決手段】本発明に係るＸ線診断装置は、被検体を
透過したＸ線の強度を検出しこれを電荷情報に変換する
第一検出器１と、該第一検出器１を透過したＸ線の一部
を吸収するＸ線吸収フィルタ２と、該フィルタ２を透過
したＸ線の強度を検出しこれを電荷情報に変換する第二
検出器３とが三層に積層された構成となるＸ線検出器を
備えている。また、本装置は、前記第一検出器１及び前
記第二検出器３から各々出力される前記電荷情報に基づ
き再構成される第一画像及び第二画像の差分処理を行う
画像処理装置７を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は放射線診断装置に関
し、特に、その構成要素であるところの放射線検出器に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】放射線検出器とは、一般に、入射する放
射線（ないし光）を電荷情報に変換するための画素電極
を所定位置に配置・配列した放射線検出部と、前記電荷
情報を読み出す読み出し部とを有し、この読み出した電
荷情報に基づき濃淡強度分布を有する画像を再構成する
ものである。より具体的には、例えば、液晶ディスプレ
イ（ＬＣＤ）アレイと同様、単一のガラス基板上に画素
電極が二次元マトリックス状に配置されて構成され、該
画素電極に付設されるコンデンサに蓄えられた電荷情報
を薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を介して読み出すこと等
により、画像を再構成するようになっている。なお、放
射線としてＸ線が対応し、かつ画素電極が上記のように
二次元マトリックス状となるものは、特に、平面型Ｘ線
検出器あるいはＸ線平面検出器と呼称されている。

【０００３】ところで、上記のようなＸ線平面検出器に
おいて検出されるＸ線情報、換言すれば被検体を透過し
てくるＸ線に基づき得られる情報については、一般的に
次のようなＸ線の性質を考慮にいれておく必要がある。
すなわち、被検体に入射したＸ線は、該被検体内におけ
る軟部組織については透過しやすく、骨のような硬い組
織については透過しにくいことが知られている。また、
Ｘ線の線質によっても透過量は異なり、低エネルギレベ
ルのＸ線（軟Ｘ線）は被検体を透過しにくく、高エネル
ギレベルのＸ線（硬Ｘ線）は透過しやすい。

【０００４】また近年、被検体への侵襲の少ないＩＶＲ
（Interventional Radiology）の手法が普及しつつあ
り、被検体に挿入されたカテーテルやガイドワイヤをＸ
線によって描写することが重要になってきている。しか
しながら、カテーテルは樹脂で成形されており、Ｘ線の
吸収が少ないため、一般にそれを描出することが困難で
ある。さらにまた、ガイドワイヤは、年々細くなってい
く傾向にあり、カテーテル同様やはり描出しにくい。こ
のようなカテーテルやガイドワイヤの描出は、従来にお
いて、見えにくい部分を補うような所定の画像処理によ
って画像を強調する手法によっていたが、今般では処理
内容の増加が著しく、表示までに時間がかかるという点
が指摘されている。

【０００５】そこで、上記したようなＸ線の一般的性質
を利用することにより、被検体内の目的部位を特に明確
に表示する手段として、従来、一般に「エネルギ差分
法」ないしは「エネルギ・サブトラクション（energy-s
ubtraction）法」と呼ばれる手法が提案されている。こ
こに「被検体内の目的部位」の表示とは、例えば上述し
た被検体内におけるカテーテル等の表示が具体的に想定
される。

【０００６】この「エネルギ差分法」とは、一般に、異
なるエネルギスペクトルを有するＸ線、つまり例えば高
エネルギと低エネルギとの二種のエネルギレベルを有す
るＸ線を同一被検体に曝射して、これらに関する各々の
断層像を取得し、当該二枚の断層像につき差分をとる方
法である。このことにより、いわゆるビームハードニン
グ効果を軽減することが可能となったり、また、上述し
た課題、すなわち被検体内における目的部位の明確な表
示に寄与することとなる。

【０００７】上記エネルギ差分法を実現するためには、
具体的に、次の二つの方法が提案されている。１つは、
例えば特開昭５４−２５１８９号公報に示されているよ
うに、Ｘ線管球（Ｘ線発生源）の管電圧を変えることに
より、高エネルギレベルと低エネルギレベルが多く発生
するＸ線を各々被検体に対して曝射してそれぞれに関す
る画像を収集し、当該二枚の画像を差分する方法であ
る。２つは、Ｘ線感度について高エネルギレベルと低エ
ネルギレベルのそれぞれに高感度特性を有する検出器ま
たはフィルムを用意して、１度のＸ線曝射で感度の異な
る画像を二枚収集し、これらを差分する方法が知られて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記した二
つのエネルギ差分法においては、次のような問題点があ
った。すなわち、Ｘ線管球の管電圧を変更する前者の方
法では、二枚の画像を取得する際、特別な装置を設ける
必要がないかわりに、１枚の差分像を得るにつき、被検
体に対するＸ線曝射を、短時間に２度実施する必要があ
る。したがって、この方法では、被検体に対する被曝量
が増加することになる点、あまり好ましい方法とはいえ
ない。また、Ｘ線を２回続けて曝射する間の時間的なず
れが不可避なため、その間に被検体内臓器等が動くこと
により発生するアーチファクト、いわゆる「モーション
アーチファクト（体動によるアーチファクト）」を防止
することが困難である。

【０００９】また、感度の異なるフィルム等を用意する
後者の方法では、上述したような問題は発生しないが、
従来、この方法は、上述したような異なる感度を備える
Ｘ線フィルムやＩＰ（イメージングプレート）を単に用
意するのみで実現されており、これでは取得すべき差分
像を、Ｘ線情報収集と同時に表示できない問題点があっ
た。つまり、リアルタイムな差分像取得が不可能であっ
た。

【００１０】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、被検体内におけるカ
テーテル等その他の目的部位の表示を明確に行うにあた
ってエネルギサブトラクション法により差分像を取得す
るにつき、当該被検体への被曝量を増加させず、かつ該
差分像を放射線情報の収集と同時に表示することが可能
な放射線診断装置及び放射線検出器を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために以下の手段をとった。

【００１２】すなわち、請求項１記載の放射線検出器
は、被検体を透過した放射線の強度を検出する第一の放
射線検出部からなる層と、該第一の放射線検出部を透過
した放射線の一部を吸収する放射線吸収部からなる層
と、該放射線吸収部を透過した放射線の強度を検出する
第二の放射線検出部からなる層とが積層された構成とな
ることを特徴とするものである。

【００１３】請求項２記載の放射線検出器は、請求項１
記載の同検出器において、前記第一の放射線検出部及び
前記第二の放射線検出部は、入射した放射線を電荷に変
換する変換素子と該変換素子により変換した電荷を蓄積
する蓄積素子が設けられた画素電極を有し、複数の該画
素電極が二次元マトリックス状に配列された構造を有す
ることを特徴とする。

【００１４】請求項３記載の放射線検出器は、請求項１
又は２に記載の同検出器において、前記放射線吸収部か
らなる層が、前記第一の放射線検出部からなる層と前記
第二の放射線検出部からなる層との間に着脱可能に構成
されていることを特徴とする。

【００１５】請求項４記載の放射線検出器は、請求項１
から３のいずれかに記載の同検出器において、前記放射
線吸収部からなる層が、その中央部に凹部を設けてなる
平面板形状とされていることを特徴とする。

【００１６】請求項５記載の放射線検出器は、請求項１
から４のいずれかに記載の同検出器において、前記放射
線検出部からなる層が、異なる放射線吸収率を有する複
数の材質により構成されていることを特徴とする。

【００１７】請求項６記載の放射線検出器は、請求項１
から４のいずれかに記載の同検出器において、前記放射
線吸収部が、アルミニウムにより構成されていることを
特徴とする。

【００１８】また、請求項７記載の放射線診断装置は、
放射線発生源から発生した放射線を被検体を介して放射
線検出器に照射し、該放射線検出器の出力に基づき前記
被検体の断層像を画像処理手段により再構成し、前記断
層像を表示手段により表示する放射線診断装置におい
て、前記放射線検出器は、被検体を透過した放射線の強
度を検出しこれを電荷情報に変換する第一の放射線検出
部からなる層と、該第一の放射線検出部を透過した放射
線の一部を吸収する放射線吸収部からなる層と、該放射
線吸収部を透過した放射線の強度を検出しこれを電荷情
報に変換する第二の放射線検出部からなる層とが積層さ
れた構成とされ、前記画像処理手段は、前記第一の放射
線検出部及び前記第二の放射線検出部から各々出力され
る前記電荷情報に基づき第一画像及び第二画像を再構成
するとともに、該第一画像及び該第二画像の差分処理を
行い、前記表示手段は、前記差分処理された画像を表示
することを特徴とするものである。

【００１９】請求項８記載の放射線診断装置は、請求項
７記載の同装置において、前記第一の放射線検出部及び
前記第二の放射線検出部が、入射した放射線を電荷に変
換する変換素子と該変換素子により変換した電荷を蓄積
する蓄積素子が設けられた画素電極を有し、複数の該画
素電極が二次元マトリックス状に配列された構造を有す
ることを特徴とする。

【００２０】請求項９記載の放射線診断装置は、請求項
７又は８に記載の同装置において、前記放射線吸収部か
らなる層が、前記第一の放射線検出部からなる層と前記
第二の放射線検出部からなる層との間に着脱可能に構成
されていることを特徴とする。

【００２１】請求項１０記載の放射線診断装置は、請求
項７から９のいずれかに記載の同装置において、前記放
射線吸収部からなる層が、その中央部に凹部を設けてな
る平面板形状とされていることを特徴とする。

【００２２】請求項１１記載の放射線診断装置は、請求
項７から１０のいずれかに記載の同装置において、前記
放射線検出部からなる層が、異なる放射線吸収率を有す
る複数の材質により構成されていることを特徴とする。

【００２３】請求項１２記載の放射線診断装置は、請求
項７から１１のいずれかに記載の同装置において、前記
画像処理手段が、前記差分処理を行う前に、ある一の軌
跡を辿る放射線に関して、前記第一の放射線検出部から
なる層及び前記第二の放射線検出部からなる層の各々に
おける当該放射線を感受する位置の相違に起因するずれ
を補正するキャリブレーション処理を実施することを特
徴とする。

【００２４】請求項１３記載の放射線診断装置は、請求
項７から１２のいずれかに記載の同装置において、前記
画像処理手段が、前記第一画像、前記第二画像、及び前
記差分処理された画像、並びにこれらのうちの複数の画
像を組み合わせた画像、を適宜選択して前記表示手段に
送出することを特徴とする。

【００２５】請求項１４記載の放射線診断装置は、請求
項１３記載の同装置において、前記複数の画像を組み合
わせた画像においては、該複数の画像の一々につき表示
色が異なるものとされることを特徴とする。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下では、本発明の実施の形態に
ついて図を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に
係るＸ線診断装置（放射線診断装置）ないしＸ線検出器
（放射線検出器）の構成例を示す概要図である。この図
において、Ｘ線検出器は、Ｘ線平面検出器１及び３並び
にＸ線吸収フィルタ（放射線吸収部）２が層状に構成さ
れたものとなっている。この層状構造は、最も表層とな
る第一層としてＸ線平面検出器（第一の放射線検出部、
以下、第一検出器という）１が、その直下に第二層とし
てＸ線吸収フィルタ２が、さらに直下に第三層としてＸ
線平面検出器（第二の放射線検出部、以下、第二検出器
という）３が、それぞれ備えられている。換言すれば、
第一検出器１と第二検出器３との間に、Ｘ線吸収フィル
タ２が備えられた構成となっているということがいえ
る。

【００２７】また、図１においては、第一検出器１に対
向するように、Ｘ線管球（Ｘ線発生源）４が備えられて
いる。該Ｘ線管球４は、Ｘ線発生装置５と接続されてい
る。Ｘ線管球４より発生したＸ線６は、直截には上記第
一検出器１に対して照射される。なお、第一検出器１及
び第二検出器３の検出面は、前記Ｘ線管球４に対向する
ようになっている。また、常態においては、前記Ｘ線管
球４と第一検出器１との間に被検体が介される。

【００２８】さらに、本実施形態におけるＸ線診断装置
には、第一検出器１及び第二検出器３に接続された画像
処理装置（画像処理手段）７が設けられている。該画像
処理装置７は、上記各検出器１及び３から出力された画
像データを処理するものである。また、画像処理装置７
で処理された画像データは、表示装置（表示手段）８上
で表示されるようになっている。

【００２９】以下これらの構成要素につき詳細に説明す
る。

【００３０】第一検出器１及び第二検出器３は、図２に
示すように、二次元マトリックス状に配置・配列された
複数の画素電極１０により構成されている。これら画素
電極１０は、その各行方向において、各画素電極１０
毎、薄膜トランジスタ１１を介してゲート走査線１２に
接続され、その各列方向において信号線１３に接続され
ている。また、各ゲート走査線１２はゲート走査線駆動
部１４に接続され、各信号線１３はマルチプレクサ１５
に接続されている。ゲート走査線駆動部１４は、マトリ
ックス各行毎のゲート走査線１２の駆動態様（シーケン
ス）を決定し、マルチプレクサ１５はマトリックス各列
の信号線１３を通じてまとめて送られてくる電荷情報
を、適宜選択し以降の回路に送出するものである。な
お、マルチプレクサ１５の直前、かつ信号線１３上に
は、画素電極１０から送られてくる信号を増幅するため
の増幅器１６が通常設けられる。また、マルチクプレク
サ１５以降には、上記画像処理装置７が接続される。

【００３１】前記画素電極１０につきより詳しく説明す
ると、これは、検出された入射Ｘ線強度に応じ、変換素
子において発生した電荷（＝画素電荷）を収集するもの
である。また、この収集した画素電荷を蓄積するための
蓄積コンデンサ（蓄積素子）が、画素電極１０に付随し
て設けられている。

【００３２】上記したＸ線強度（Ｘ線情報）の電荷情報
への変換方式としては、前記光電変換膜として高電界下
のフォトコンダクタとして機能する「アモルファスセレ
ニウム（Ｓｅ）層」を用いる直接変換方式と、入射した
Ｘ線を一旦光に変換するヨウ化セシウム（ＣｓＩ）結晶
により構成された「シンチレーション層」を用いる間接
変換方式とが存在する。

【００３３】前者については、例えば図３に示すような
構成がとられ、電源１００により電圧印加電極１０１に
高電圧が印加された状態で、前記アモルファスセレニウ
ム層１０２にＸ線が入射すると、入射したＸ線が電荷の
生成に寄与し、電荷蓄積用電極１０３を通して各画素に
設けられているコンデンサ１０４に電荷が蓄積される。
したがって、図３に示す構成においては、Ｘ線−電荷と
いう直接的な変換機能を有することになる。一方、後者
については、例えば図４に示すような構成がとられ、前
記シンチレーション層１０５に入射したＸ線が一旦光に
変換された後、変換された光の強度が、電源（不図示）
により電圧が印加されているフォトダイオード１０６に
よって、電荷に変換される。さらに、この変換された電
荷は電荷蓄積用電極１０７を通して各画素に設けられて
いるコンデンサ１０８に蓄積される。したがって、図４
に示す構成においては、Ｘ線−光−電荷という間接的な
変換機能を有することになる。なお、図３及び図４にお
ける符号１１は、上記した薄膜トランジスタである。

【００３４】ここで、上記電荷蓄積用電極１０３、１０
７とはつまり前記画素電極１０に、上記コンデンサ１０
４、１０８とはつまり前記蓄積コンデンサに、そして、
図３におけるアモルファスセレニウム層１０２と図４に
おけるシンチレーション層１０５及びフォトダイオード
１０６とはつまり変換素子に、各々対応する関係にあ
る。

【００３５】なお、本発明に関していえば、直接・間接
のいずれの方式であっても適用可能であることに変わり
はない。また、このとき、上記した具体的な物質（セレ
ニウム、ヨウ化セシウム）はあくまでも例示であるにす
ぎず、本発明はこれによって特に限定されるものではな
い。

【００３６】一方、Ｘ線吸収フィルタ２は、第一検出器
１を透過してきたＸ線について、その一部を吸収するフ
ィルタである。その材質としては、例えばアルミニウム
や銅、あるいはタンタルを使用するとよい。したがっ
て、第二検出器３においては、当該Ｘ線吸収フィルタ２
において吸収されず該フィルタ２を透過したＸ線のみが
到達し、これが検出されることになる。

【００３７】また、Ｘ線吸収フィルタ２の形状は、図５
（ａ）〜（ｃ）に示すように、様々な形態を適用するこ
とが本発明において可能である。図５（ａ）は、適用し
得る最も単純なもので、全面において同一の厚さとなる
平面板形状の形態となるものを示している。図５（ｂ）
は、図５（ａ）に示す板形状の中央部に凹部２ａを設け
た形態となるものを示している。また、図５（ｃ）は、
図５（ａ）に示す板形状の半面のみの板厚を大きくした
段差部２ｂを有する形態となるものを示している。これ
らは、被検体の撮影箇所や第一検出器１を透過するＸ線
の性質、あるいはＸ線吸収フィルタ２の材質や、さらに
は診療者（装置使用者）の要求乃至好み等を勘案し、こ
れに応じてＸ線の吸収度合いを位置的に変化させること
を可能とするものである。

【００３８】なお、Ｘ線吸収フィルタ２の形状は、上記
のような目的に応じて決定されるものであるから、本質
的に、図５（ａ）〜（ｃ）に示した以外の形態について
も様々なバリエーションを想定することができる。本発
明は、どのような形態となるＸ線吸収フィルタ２であっ
ても、その範囲内に収めるものである。

【００３９】また、以上述べたような事情は、上記例示
した材質（アルミニウム、銅、タンタル）についても同
様である。すなわち、アルミニウム、銅、タンタル以外
の材質となるＸ線吸収フィルタ２を使用することは当然
に可能であるし、さらにいえば、Ｘ線吸収フィルタ２
を、異なるＸ線吸収率を有する複数の材質を使用しつつ
も、これを一枚に構成するような形態のものとしてよ
い。

【００４０】また、このようなＸ線吸収フィルタ２は、
第一検出器１及び第二検出器３間の空隙に対して、着脱
可能な構成となっている。したがって、上記した様々な
形態ないし材質となるＸ線吸収フィルタ２を予め幾種か
用意しておけば、状況に応じて、それらを適宜変更する
ことが可能である。このことにより、第二検出器３へ入
射するＸ線量及びＸ線のエネルギレベルを変化させるこ
とができる。

【００４１】以下では、上記構成となるＸ線診断装置な
いしはＸ線検出器の作用効果について説明する。なお、
ここでは特に、上記画像処理装置７に関する作用に着目
した説明を詳細に行う。

【００４２】実際のＸ線撮影は、上にも記したように、
Ｘ線管球４と、Ｘ線検出器、より厳密に言えば第一検出
器１との間に、被検体を介した上で、Ｘ線を当該被検体
に曝射することになる。いまの場合においては、ＩＶＲ
手法を実施することを念頭に置くことで、当該被検体に
対してはカテーテルが挿入され、Ｘ線撮影の実施と並行
して医師の処置が行われるような場合を想定することと
する。

【００４３】さて、上記被検体を透過したＸ線は、第一
検出器１における画素電極１０において電荷情報として
一時蓄えられ、その後に画像処理装置７へと送られる。
ここにおいては、変換素子によるＸ線情報の電荷情報へ
の変換、当該電荷情報の（画素電極１０を介した）蓄積
コンデンサにおける蓄積、及び当該電荷情報の薄膜トラ
ンジスタ１１及びゲート走査線１２並びに信号線１３に
よる読み出し等、図２並びに図３及び図４を参照して説
明した作用が実現される。

【００４４】次に、上記のように電荷情報に変換される
Ｘ線を除き、第一検出器１を透過したＸ線は、Ｘ線吸収
フィルタ２によってその一部が吸収されることになる。
いま例えば、Ｘ線吸収フィルタ２として、図５（ｂ）に
示す平面中央に凹部２ａが形成された形態のものを使用
する場合を想定すると、当該凹部２ａにおいてはより多
くのＸ線が透過し、その周辺部においてはより少ないＸ
線が透過することになる。

【００４５】このようにＸ線吸収フィルタ２を透過した
Ｘ線は、最終的に第二検出器３によって検出される。な
お、この第二検出器３において検出されるＸ線は、上記
Ｘ線吸収フィルタ２の作用により、通常、高エネルギレ
ベルのＸ線のみとなる。したがって、被検体中に挿入さ
れている前記カテーテル等がＸ線をほとんど吸収しない
ことを鑑みるに、第二検出器３に到達するＸ線は、当該
カテーテル等に関する情報をのせたものであると考える
ことができる。なお、第二検出器３においては、上記し
た第一検出器１におけるＸ線情報から電荷情報への変換
及びこの読み出しに係る作用と、全く同様な作用が実現
され、読み出された電荷情報は後段の画像処理装置７へ
と送られることになる。

【００４６】画像処理装置７では、上記第一検出器１及
び第二検出器３から送られてきた電荷情報、すなわち出
力画像データに関し、基本的には、これら各々について
の差分処理を行って、差分画像を取得するのであるが、
この他、本実施形態においては、以下のような処理を行
うことになる。

【００４７】まず、差分処理を行う前提として、ある一
の軌跡を辿るＸ線に関して、第一検出器１及び第二検出
器３の各々における当該Ｘ線を感受する位置（画素位
置）の相違に起因する「ずれ」を補正するため、キャリ
ブレーション処理を行う。ここに「ずれ」とは、具体的
には図６中符号ａに示すようなものである。すなわち、
被検体中同一軌跡を辿るＸ線は、Ｘ線吸収フィルタ２を
装着するために設けられている第一検出器１と第二検出
器３との間隔Ｄ（図６参照）に応じて、これら検出器の
周辺ほど、両検出器において到達する画素点が異なるこ
とになる。そして、これら異なる画素点間の水平距離
が、上記ずれａに相当する。

【００４８】このようなずれａを補正するデータ、すな
わち「キャリブレーションデータ」の具体的な取得は、
被検体を介したＸ線照射を実施する前に、例えば十字型
のファントムを予め撮影し、第一検出器１から読み出さ
れた電荷情報、換言すれば出力画像（以下、第一画像と
いう）と、第二検出器３からの出力画像（以下、第二画
像という）に写った当該十字ファントムの像に関する画
素位置を比較することで、第一画像と第二画像の上下及
び左右のずれａを検出し、これに基づいて決定するよう
にすればよい。

【００４９】ところで、上述したキャリブレーション
は、上記ずれａが、一画素分を越えない範囲で有効に行
えることになる。つまり、ずれａは、画素電極１０の幅
ｒ_０（図２参照）よりも小さいこと、すなわちａ＜ｒ_０ …‥… （１）であることが必要である。

【００５０】いま、図６において、第一検出器１の中心
に位置する画素電極１０（以下、中心画素１０´とい
う）からｎ画素分離れた水平距離をＲｎとすれば、Ｒｎ＝ｒ_０×ｎ … （２）である。

【００５１】また、上記Ｒｎ位置と同一軌跡のＸ線が到
達する第二検出器３における画素電極１０（以下、対応
画素１０”という）について、当該対応画素１０”から
第二検出器３の中心に位置する画素電極１０までの水平
距離をＡｎ、Ｘ線管球から中心画素１０´までの距離を
ＳＩＤ、第一検出器１と第二検出器３との間隔をＤとす
ると、ずれａは、図６に見られる二つの三角形の相似関
係と（２）式から、ａ＝Ｄ×Ｒｎ／ＳＩＤ＝Ｄ×ｒ_０×ｎ／ＳＩＤ … （３）ただし、ｎ＝０，１，２，３，…と表される。

【００５２】ここで（１）式と（３）式より、ｎ＜Ｄ／ＳＩＤ … （４）となる。この式は、キャリブレーションが実施可能であ
るところの第一検出器１における画素数ｎを規定するも
のとなる。つまり、上記（４）式を満たさない画素数
ｎ、すなわち、Ｄ／ＳＩＤよりも大きい範囲におけるず
れａは、一画素分を越えるものとなるから、そのキャリ
ブレーションは実施不可能である。

【００５３】なお、上記（４）式に関連して述べたこと
は、Ｘ線診断装置の設計段階において、Ｄ及びＳＩＤが
予め適当な値となるよう考慮すべきことを要請するもの
として考えることができる。すなわち、例えば、なるべ
く広範囲の画像取得を正確になしたい場合には、ｎをよ
り大きくしなければならないから、（４）式から、Ｄは
より大きくし、ＳＩＤはより小さくする、等の設計の指
標となるのである。

【００５４】以上のようにして得られたキャリブレーシ
ョンデータは、上記した差分画像を求める際に、補正デ
ータとして用いられる。つまり、第一画像に対する第二
画像の上記ずれａを、上記キャリブレーションデータを
利用して補正した後に、両画像の差分処理を行えば、被
検体中、同一の軌跡を辿ったＸ線が、両検出器において
異なる画素電極１０で検出されたとしても、当該同一性
を保ちつつ正確に差分処理を行うことが可能となる。

【００５５】ちなみに、いまの場合において、取得され
ることとなる差分画像は、Ｘ線吸収フィルタ２として図
５（ｂ）に示す形態となるものを利用する想定に立って
いたから、平面中央部のみが選択的にエネルギサブトラ
クションされた画像となる。

【００５６】このように本実施形態におけるＸ線診断装
置及びＸ線検出器によれば、従来においてその表示が困
難とされていたカテーテル等の表示を、エネルギサブト
ラクション法を用いて確実に実施することができるだけ
でなく、かつそれをＸ線情報の収集と同時にリアルタイ
ムに実施することができる。換言すれば、差分画像の取
得を、連続的に実施することができるということである
し、より応用的には、任意のレートによる差分画像取得
も可能である。また、被検体に対するＸ線の曝射は一度
でよいから、その被曝量を増加させるようなことがな
く、また当然に、モーションアーチファクトの発生する
余地もない。

【００５７】以上のことから、本実施形態に係るＸ線診
断装置及びＸ線検出器は、特に、Ｘ線撮影とともに医師
の処置を並行して実施するＩＶＲにおいて非常に有効な
ものであるといえよう。

【００５８】また、Ｘ線吸収フィルタ２が両検出器１及
び３間に対して着脱可能とされ、かつ様々な形状あるい
は材質の該フィルタ２を予め準備することを想定した本
実施形態におけるＸ線診断装置及びＸ線検出器において
は、医師その他の診療者の要求等に応じて、当該要求等
に対し最も好ましい差分画像の取得を可能とするもので
ある。

【００５９】ところで、本実施形態における画像処理装
置７は、図７に示すような画像選択処理を実施すること
も可能である。すなわち、画像処理装置７には、上記し
たようなキャリブレーション処理及び差分処理を経て得
られた差分画像、そして第一画像及び第二画像の各々に
つき、これらのうちの一を適宜選択する又はこれらのう
ちの複数の画像を組み合わせる（すなわちオーバーレイ
処理を行う）、画像選択処理部７ａが設けられている。
表示装置８へは、当該処理が施された後に画像データが
送られるようになっている。

【００６０】このことにより、表示装置８では、差分画
像の表示を初めとして、第一検出器１で検出された第一
画像のみの表示、同じく第二画像のみの表示、又はオー
バーレイ処理された画像の表示を行うことができる。こ
こで、オーバーレイ表示を行う際には、組み合わされる
各画像の表示色を異なるものとして表示することも可能
である。

【００６１】このような処理を行うことにより、例えば
被検体中の軟部組織を強調して観察したい場合には、低
エネルギレベルのＸ線をも検出している第一検出器１か
ら得られた第一画像のみを表示するようにすればよい
し、逆に、被検体中の硬い組織やカテーテル等を強調し
たい場合には、差分画像や第二画像のみの表示をするよ
うにすればよい。また、軟硬両部を同時に観察したい場
合には、オーバーレイ表示を選択すればよい。さらに、
この場合において、各画像の表示色が異なっていれば、
画像全体の概観を観察しつつも、臓器あるいはカテーテ
ル等の部分的な詳細を確認することが可能である。

【００６２】以上のような画像処理選択を行えば、上記
した本実施形態におけるＸ線診断装置及びＸ線検出器に
係る効果を、より有効なものとすることは明らかであ
る。また、この場合においてもやはり、本診断装置及び
検出器を、ＩＶＲ手法を実施する上で利用する場合を想
定した形態が、その効果を最大限有効に生かせるもので
あるといえよう。

【００６３】なお、上記実施形態においては、Ｘ線診断
装置及びＸ線検出器を、専らＩＶＲ手法において適用す
る場合を念頭に置く説明を行ったが、本発明の適用は、
無論このような形態のみ限定されるものではない。例え
ば、よく知られている通常のＣＴ撮影に適用することは
当然に可能であるし、さらに言えば、透視像撮影、ＣＴ
像撮影の如何に拘らず、いずれについても適用すること
が可能である。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の放射線診
断装置及び放射線検出器によれば、被検体に対するＸ線
の曝射を一度実施するだけで二枚の画像が得られ、これ
らの画像による差分画像を取得することができる。よっ
て、被検体に対する被曝量を低減することができ、また
当然にモーションアーチファクト等の不具合が発生する
余地はない。

【００６５】さらに、当該差分画像は、Ｘ線曝射と同時
にリアルタイムに取得することができるから、従来差分
画像を表示するまでかかっていた処理時間分の作業短縮
が可能となり、連続的な差分画像を取得することができ
る。また、より応用的には、任意のレートによる差分画
像を得ることも可能である。

【００６６】これらのことから、本発明によるＸ線診断
装置及びＸ線検出器は、ＩＶＲにおいてカテーテル等を
表示する際に、非常に有効なものであるといえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態に係るＸ線診断装置及びＸ線検出器
の構成を示す概要図である。

【図２】図１に示すＸ線検出器の詳細な構成例を示す平
面図である。

【図３】図２に示すＸ線検出器において、直接変換方式
となる、画素電極周囲の構成例を示す横断面図である。

【図４】図２に示すＸ線検出器において、間接変換方式
となる、画素電極周囲の構成例を示す横断面図である。

【図５】Ｘ線吸収フィルタの構成例を示す斜視図であっ
て、（ａ）は平面板状形態となるもの、（ｂ）は（ａ）
図において中央部に凹部を設けた形態となるもの、
（ｃ）は（ａ）図において半面のみを厚くした段差部を
有する形態となるもの、をそれぞれ示している。

【図６】本実施形態におけるＸ線検出器において、第一
検出器と第二検出器との間に生じる「ずれ」を示す説明
図である。

【図７】本実施形態における画像処理装置における処理
流れを模式的に示すブロック図である。

【符号の説明】

１第一検出器（第一の放射線検出部）２Ｘ線吸収フィルタ（放射線吸収部）２ａ凹部２ｂ段差部３第二検出器（第二の放射線検出部）４Ｘ線管球（Ｘ線発生源）５Ｘ線発生装置６Ｘ線（放射線）７画像処理装置（画像処理手段）８表示装置（表示手段）１０画素電極１１薄膜トランジスタ１２ゲート走査線１３信号線１４ゲート走査線駆動部１５マルチプレクサ１００電源１０１電圧印加電極１０２アモルファスセレニウム層（変換素子）１０３電荷蓄積用電極（画素電極１０に相当）１０４コンデンサ（蓄積素子）１０５シンチレーション層（変換素子）１０６フォトダイオード（変換素子）１０７電荷蓄積用電極（画素電極１０に相当）１０８コンデンサ（蓄積素子）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体を透過した放射線の強度を検出す
る第一の放射線検出部からなる層と、該第一の放射線検
出部を透過した放射線の一部を吸収する放射線吸収部か
らなる層と、該放射線吸収部を透過した放射線の強度を
検出する第二の放射線検出部からなる層とが積層された
構成となることを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】前記第一の放射線検出部及び前記第二の
放射線検出部は、入射した放射線を電荷に変換する変換
素子と該変換素子により変換した電荷を蓄積する蓄積素
子が設けられた画素電極を有し、複数の該画素電極が二次元マトリックス状に配列された
構造を有することを特徴とする請求項１記載の放射線検
出器。
【請求項３】前記放射線吸収部からなる層は、前記第
一の放射線検出部からなる層と前記第二の放射線検出部
からなる層との間に着脱可能に構成されていることを特
徴とする請求項１又は２に記載の放射線検出器。
【請求項４】前記放射線吸収部からなる層は、その中
央部に凹部を設けてなる平面板形状とされていることを
特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の放射線検
出器。
【請求項５】前記放射線検出部からなる層は、異なる
放射線吸収率を有する複数の材質により構成されている
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の放
射線検出器。
【請求項６】前記放射線吸収部は、アルミニウムによ
り構成されていることを特徴とする請求項１から４のい
ずれかに記載の放射線検出器。
【請求項７】放射線発生源から発生した放射線を被検
体を介して放射線検出器に照射し、該放射線検出器の出
力に基づき前記被検体の断層像を画像処理手段により再
構成し、前記断層像を表示手段により表示する放射線診
断装置において、前記放射線検出器は、被検体を透過した放射線の強度を
検出しこれを電荷情報に変換する第一の放射線検出部か
らなる層と、該第一の放射線検出部を透過した放射線の
一部を吸収する放射線吸収部からなる層と、該放射線吸
収部を透過した放射線の強度を検出しこれを電荷情報に
変換する第二の放射線検出部からなる層とが積層された
構成とされ、前記画像処理手段は、前記第一の放射線検出部及び前記
第二の放射線検出部から各々出力される前記電荷情報に
基づき第一画像及び第二画像を再構成するとともに、該
第一画像及び該第二画像の差分処理を行い、前記表示手段は、前記差分処理された画像を表示するこ
とを特徴とする放射線診断装置。
【請求項８】前記第一の放射線検出部及び前記第二の
放射線検出部は、入射した放射線を電荷に変換する変換
素子と該変換素子により変換した電荷を蓄積する蓄積素
子が設けられた画素電極を有し、複数の該画素電極が二次元マトリックス状に配列された
構造を有することを特徴とする請求項７記載の放射線診
断装置。
【請求項９】前記放射線吸収部からなる層は、前記第
一の放射線検出部からなる層と前記第二の放射線検出部
からなる層との間に着脱可能に構成されていることを特
徴とする請求項７又は８に記載の放射線診断装置。
【請求項１０】前記放射線吸収部からなる層は、その
中央部に凹部を設けてなる平面板形状とされていること
を特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の放射線
診断装置。
【請求項１１】前記放射線検出部からなる層は、異な
る放射線吸収率を有する複数の材質により構成されてい
ることを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載
の放射線診断装置。
【請求項１２】前記画像処理手段は、前記差分処理を
行う前に、ある一の軌跡を辿る放射線に関して、前記第一の放射線
検出部からなる層及び前記第二の放射線検出部からなる
層の各々における当該放射線を感受する位置の相違に起
因するずれを補正するキャリブレーション処理を実施す
ることを特徴とする請求項７から１１のいずれかに記載
の放射線診断装置。
【請求項１３】前記画像処理手段は、前記第一画像、
前記第二画像、及び前記差分処理された画像、並びにこ
れらのうちの複数の画像を組み合わせた画像、を適宜選
択して前記表示手段に送出することを特徴とする請求項
７から１２のいずれかに記載の放射線診断装置。
【請求項１４】前記複数の画像を組み合わせた画像に
おいては、該複数の画像の一々につき表示色が異なるも
のとされることを特徴とする請求項１３記載の放射線診
断装置。