JP2004344480A - 乳房用画像撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】押圧板の自動退避機構を備えた乳房用画像撮像装置において、画像信号のＳ／Ｎの劣化を防止する。
【解決手段】押圧板７により乳房８を撮影台４上に固定して、乳房８の放射線画像情報を固体検出器１０に記録した後、固体検出器１０から画像信号の読み取りを行う前に、制御手段８０に、固体検出器１０に対する電圧の印加を停止させ、押圧板移動手段５５を駆動させて、押圧板７を乳房８を押圧する位置から押圧を解除する位置へ退避させ、その後に固体検出器１０から画像信号の読取りを行わせる。
【選択図】 図２
【解決手段】押圧板７により乳房８を撮影台４上に固定して、乳房８の放射線画像情報を固体検出器１０に記録した後、固体検出器１０から画像信号の読み取りを行う前に、制御手段８０に、固体検出器１０に対する電圧の印加を停止させ、押圧板移動手段５５を駆動させて、押圧板７を乳房８を押圧する位置から押圧を解除する位置へ退避させ、その後に固体検出器１０から画像信号の読取りを行わせる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体検出器を使用して乳房の放射線画像を撮影する乳房用画像撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、医療用Ｘ線撮影等において、被験者の受ける被爆線量の減少、診断性能の向上等のために、Ｘ線等の放射線に感応する例えばａ−Ｓｅ（アモルファスセレン）から成るセレン板等の光導電体を固体検出器として用い、この固体検出器に放射線画像情報を担持するＸ線等の記録用の放射線（記録光）を照射して、放射線画像情報を担持する潜像電荷を固体検出器の蓄電部に蓄積させ、その後レーザービーム等の読取用の電磁波（読取光）で固体検出器を走査することにより固体検出器内に生じる電流を固体検出器両側の平板電極あるいはストライプ電極を介して検出することにより、潜像電荷が担持する静電潜像、すなわち放射線画像信号を読み取るシステムが知られている（特許文献１、特許文献２等）。
【０００３】
また、現在、上記の固体検出器を用いて乳房の放射線画像を撮像する乳房用画像撮像装置が考えられている。
【０００４】
この乳房用画像撮像装置は、内部に固体検出器が配置された撮影台上に被検者の乳房を押圧板で押圧し、乳房の上部から放射線を照射して、乳房の放射線画像を得るものである。被験者にとって乳房を撮影台上に押圧されるのは大変苦痛であるため、一部の乳房用画像撮像装置では、撮影終了と同時に自動的に押圧板を退避させ、被験者の苦痛を和らげるものもある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１０５２９７号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２０００−２８４０５６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、乳房用画像撮像装置では、撮影後に固体検出器から静電潜像、すなわち画像信号を読み取るが、この時、上記の一部の乳房用画像撮像装置のように、撮影終了と同時に自動的に押圧板を退避させるものの場合、画像信号の読取りと押圧板の退避とが同時に行われる可能性がある。
【０００８】
しかしながら、画像信号の読取りを行っている際に押圧板を移動させてしまうと、移動に伴い発生する振動によって固体検出器とプリント基板とを接続する手段（例えばフレキシブル基板）が振動し、これにより生じるノイズが画像信号に重畳されて画像信号のＳ／Ｎが劣化してしまう。
【０００９】
また、検出器は大面積（例えば１８ｃｍ×２４ｃｍ）を有するため、各導電層と筐体のＸ線入射面との間に容量結合が生じており、振動によりこの容量が時間変動することによっても、画像信号にノイズが重畳されて画像信号のＳ／Ｎが劣化してしまう。
【００１０】
また、押圧板を移動させるためには一般にモータが使用されるが、画像信号の読取りを行っている際にモータが駆動されると、電源ラインにノイズが発生して画像信号のＳ／Ｎが劣化する虞がある。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、押圧板の退避機構を備えた乳房用画像撮像装置において、画像信号のＳ／Ｎの劣化を防止した乳房用画像撮像装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による乳房用画像撮像装置は、画像情報を担持する放射線の照射を受けて画像情報を記録し、記録した画像情報を表す画像信号を出力する固体検出器と、固体検出器から出力された画像信号を読み取る読取手段と、固体検出器を備えた撮影台と、撮影台上に被験者の乳房を押圧する押圧板と、押圧板を被験者の乳房を押圧する位置と押圧を解除する位置との間で移動させる移動手段と、移動手段の動作を制御する制御手段とを備えた乳房用画像撮像装置において、制御手段が、読取手段が画像信号の読取りを行っていないときに、押圧板の移動を行うように移動手段を制御するものであることを特徴とするものである。
【００１３】
上記の乳房用画像撮像方法において上記において「固体検出器」とは、被写体の画像情報を担持する放射線を検出して被写体に関する放射線画像を表す画像信号を出力する検出器であって、入射した放射線を直接または一旦光に変換した後に電荷に変換し、この電荷を一旦蓄電部に蓄積し、その後、この電荷を外部に出力させることにより、被写体に関する放射線画像を表す画像信号を得ることができるものである。
【００１４】
この固体検出器には種々の方式のものがあり、例えば、放射線を電荷に変換する電荷生成プロセスの面からは、放射線が照射されることにより蛍光体から発せられた蛍光を光電変換素子で検出して得た信号電荷を光電変換素子の蓄電部に一旦蓄積し、蓄積電荷を画像信号（電気信号）に変換して出力する光変換方式の放射線固体検出器、あるいは、放射線が照射されることにより放射線導電体内で発生した信号電荷を電荷収集電極で集めて蓄電部に一旦蓄積し、蓄積電荷を電気信号に変換して出力する直接変換方式の固体検出器等、あるいは、蓄積された電荷を外部に読み出す電荷読出プロセスの面からは、蓄電部と接続されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を走査駆動して読み出すＴＦＴ読出方式のものや、読取光（読取用の電磁波）を検出器に照射して読み出す光読出方式のもの等、さらには、前記直接変換方式と光読出方式を組み合わせた本願出願人による上記特許文献１や上記特許文献２において提案している改良型直接変換方式のもの等がある。本発明による乳房用画像撮像装置は、検出器の方式を問わず、何れの方式のものであってもよい。
【００１５】
また「読取手段が画像信号の読取りを行っていないときに、押圧板の移動を行うように移動手段を制御する」とは、撮影終了後の押圧解除を自動で行う装置の場合には、読取終了後に押圧板の移動を行わせるか、押圧板の移動後に読取りを行わせるように制御することを意味し、撮影終了後の押圧解除を手動で行う装置の場合には、読取中には押圧板の移動を禁止するように制御することを意味する。
【００１６】
本発明において固体検出器は、第１の導電層、少なくとも１つの光導電層、第２の導電層をこの順に積層してなり、第１の導電層と第２の導電層との間に所定の電圧を印加している際に、画像情報を担持する放射線が照射されることにより画像情報を静電潜像として記録し、第１の導電層と第２の導電層とを短絡した後、読取光で走査されることにより静電潜像に応じた電流を画像信号として発生するものを用いてもよい。
【００１７】
上記の固体検出器を用いている場合には、制御手段は、読取りを行っていないときであって、かつ、第１の導電層と第２の導電層との間に電圧が印加されていないときに、押圧板の移動を行うように移動手段を制御するものであることが好ましい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明による乳房用画像撮像装置は、固体検出器を備えた撮影台と、撮影台上に被験者の乳房を押圧する押圧板と、押圧板を被験者の乳房を押圧する位置と押圧を解除する位置との間で移動させる移動手段と、移動手段の動作を制御する制御手段と、固体検出器から出力された画像信号を読み取る読取手段とを備えた乳房用画像撮像装置において、読取手段が画像信号の読取りを行っていないときに、押圧板の移動を行うように移動手段を制御する制御手段を設けたので、画像信号の読取中に押圧板の移動に伴うノイズが発生することを防止でき、画像信号のＳ／Ｎの劣化を防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明による乳房用画像撮像装置の一例を示す概略図、図２はこの装置の撮影台内部の概略図、図３はこの装置に用いる固体検出器の概略図である。
【００２０】
この乳房用画像撮像装置１は、内部に放射線源２を収納する放射線源収納部３と、内部に固体検出器１０等を収容してなる撮影台４とが対向するようアーム５によって連結され、このアーム５が基台６に取り付けられて構成されているものである。
【００２１】
さらに、アーム５には、上から被検者の乳房８を押さえつけて保持する押圧板７と、後述の制御手段８０の指示に基づいて自動的に押圧板７を移動させる押圧板移動手段５５とが取り付けられている。押圧板移動手段５５は、図示しないリニアモータにより構成され、押圧板７を乳房８を撮影台４に押圧する位置と押圧を解除する位置との間で平行往復移動させる。
【００２２】
撮影台４の内部には、撮像デバイスである固体検出器１０と、固体検出器１０に記録された放射線画像情報の読取時に使用される読取用露光光源部２０と、読取用露光光源部２０を副走査方向に移動させる読取用露光光源部移動手段５０と、
読取用露光光源部２０による固体検出器１０への走査露光時に固体検出器１０から流れ出す電流を検出して画像信号を得る電流検出手段３０と、固体検出器１０に所定の電圧を印加する高電圧電源部４５と、撮影開始前に固体検出器１０に前露光光を照射する前露光光源部６０と、読取用露光光源部２０、電流検出手段３０、高電圧電源部４５、前露光光源部６０、移動手段５０および５５を制御する制御手段８０とが配置されている。
【００２３】
固体検出器１０は、放射線画像情報を静電潜像として記録し、読取光で走査されることにより、前記静電潜像に応じた電流を発生するものであり、具体的には図３に示すように、ガラス基板１６上に形成されており、乳房８を透過した放射線（以下記録光という）に対して透過性を有する第一導電層１１、記録光の照射を受けることにより電荷を発生して導電性を呈する記録用光導電層１２、第一導電層１１に帯電される潜像極性電荷に対しては略絶縁体として作用し、かつ、該潜像極性電荷と逆極性の輸送極性電荷に対しては略導電体として作用する電荷輸送層１３、読取光の照射を受けることにより電荷を発生して導電性を呈する読取用光導電層１４、読取光に対して透過性を有する第二導電層１５をこの順に積層してなるものである。記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との界面に蓄電部１７が形成される。
【００２４】
第一導電層１１および第二導電層１５はそれぞれ電極をなすものであり、第一導電層１１の電極は２次元状に平坦な平板電極とされ、第二導電層１５の電極は図中斜線で示すように多数のエレメント（線状電極）１５ａが画素ピッチでストライプ状に配されたストライプ電極とされている（例えば特許公報１記載の静電記録体を参照）。エレメント１５ａの配列方向が主走査方向、エレメント１５ａの長手方向が副走査方向に対応する。
【００２５】
読取用露光光源部２０としては、ＬＥＤチップが一列に複数並べられて構成されたライン光源と、該光源から出力された光を固体検出器１０上で線状に照射させる光学系とからなるものを用いる。なお、光源部２０を固体検出器１０と必要な距離を保ったままリニアモータからなる移動手段５０により、固体検出器１０のストライプ電極１５ａ長手方向、即ち副走査方向に走査することにより固体検出器１０の全面の露光を行う。なお、読取用露光光源部２０および移動手段５０により読取光走査手段が構成される。
【００２６】
図４は撮影台の撮影台４内に設けられた電流検出手段３０および高電圧電源部４５の詳細、並びにこれらと固体検出器１０との接続態様を示したブロック図である。
【００２７】
高電圧電源部４５は、高電圧電源４０とバイアス切換手段４２とが一体化された回路であり、高電圧電源４０は、一旦、固体検出器１０へのバイアス印加／短絡など切換えのためバイアス切換手段４２を介して固体検出器１０に接続されている。なお、この回路は、切換え時に流れる電流の尖頭値を制限して装置の電流が集中する箇所の破壊を防ぐために、充放電過大電流を防止するように設計されている。
【００２８】
電流検出手段３０は、メモリ３１と、Ａ／Ｄ変換部３２と、マルチプレクサ３３と、チャージアンプＩＣ３４とから構成される。なお、本実施の形態では全てのエレメント１５ａを１つのチャージアンプＩＣ３４に接続するのではなく、全体として数個〜数１０個のチャージアンプＩＣ３４を設け、順次隣接する数本のエレメント１５ａごとに各チャージアンプＩＣ３４に接続するようにしている。
【００２９】
チャージアンプＩＣ３４は、固体検出器１０の各エレメント１５ａごとに接続された多数のチャージアンプ３４ａおよびサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）３４ｂ、各サンプルホールド３４ｂからの信号をマルチプレクスするマルチプレクサ３４ｃを備えている。固体検出器１０から流れ出す電流は各チャージアンプ３４ａにより電圧に変換され、該電圧がサンプルホールド３４ｂにより所定のタイミングでサンプルホールドされ、サンプルホールドされた各エレメント１５ａに対応する電圧がエレメント１５ａの配列順に切り替わるようにマルチプレクサ３４ｃから順次出力される（主走査の一部に相当する）。マルチプレクサ３４ｃから順次出力された信号はマルチプレクサ３３に入力され、さらに各エレメント１５ａに対応する電圧がエレメント１５ａの配列順に切り替わるようにマルチプレクサ３３から順次出力され主走査が完了する。マルチプレクサ３３から順次出力された信号はＡ／Ｄ変換部３２によりデジタル信号に変換され、デジタル信号がメモリ３１に格納される。
【００３０】
前露光光源部６０としては、短時間で発光／消光し、残光の非常に小さい光源が必要であり、本実施の形態においては外部電極型希ガス蛍光ランプを利用する。詳細には前露光光源部６０は、図２に示すように、図中紙面奥方向に延びる複数の外部電極型希ガス蛍光ランプ６１と、該蛍光ランプ６１と固体検出器１０との間に挿入された波長選択フィルタ６２と、蛍光ランプ６１の後方に配され、蛍光ランプ６１から出力された光を効率よく固体検出器１０側へ反射するための反射板６３とを備えてなる。なお、前露光光は固体検出器１０の第二電極層１５全体に照射すればよく特に集光手段は必要ないが、照度分布は小さい方がよい。なお、光源としては蛍光ランプの代わりに、例えばＬＥＤチップを面的に並べたものを利用するもことできる。
【００３１】
固体検出器１０から静電潜像を読み取る際、基本的には蓄積されている潜像電荷を全て読み出すことができるが、場合によっては潜像電荷を完全に読み出すことができず固体検出器１０に残留電荷として読み残すことがある。また、固体検出器１０に静電潜像を記録するとき、記録光の照射の前に固体検出器１０に高圧を印加するが、この印加の際に暗電流が発生し、それによる電荷（暗電流電荷）も固体検出器１０に蓄積される。さらに、これら以外の原因によっても固体検出器１０に種々な電荷が記録光の照射の前に蓄積されることが知られている。記録光の照射の前に蓄積されるこれら残留電荷，暗電流電荷などの不要電荷は、記録光を照射することにより蓄積される画像情報を担持する電荷に加算されることになるから、結局固体検出器１０から静電潜像を読み取ったとき、出力される信号には画像情報を担持する電荷に基づく信号以外に不要電荷による信号成分が含まれることになり、残像現象やＳ／Ｎ劣化などの問題を生じる。
【００３２】
前露光は、この記録光を固体検出器に照射する前に固体検出器に蓄積されている不要電荷を消去し、残像現象やＳ／Ｎ劣化などの問題を解消するためのものである。
【００３３】
次いで、このように構成される乳房用画像撮像装置１の動作について説明する。
【００３４】
図５（Ａ）は撮影から読取までの間における各動作のタイミングチャートである。
【００３５】
撮影時には、予め前露光光が照射されて、固体検出器１０に蓄積されている不要電荷が消去される。なお、前露光処理は、固体検出器１０への電圧印加前に行ってもよいし、該電圧印加後に行ってもよい。さらには、電圧印加前に前露光点灯し、電圧印加後に消灯する態様であってもよい。また、撮影者の手動による指示に基づいて、制御手段８０は、押圧板移動手段５５を駆動して押圧板７を乳房８を押圧する位置へ移動させ、撮影台４上に乳房８を固定させる。
【００３６】
次に、撮影者により不図示の二段式の曝射スイッチの一段目が押下されると、制御手段８０は、バイアス切換手段４２を制御して電源４０の負極を第１の導電体層１１に接続して第一導電層１１と各エレメント１５ａとの間に直流電圧を印加し両導電層１１、１５を帯電させる。これにより固体検出器１０内の第一導電層１１とエレメント１５ａとの間に、エレメント１５ａをＵ字の凹部とするＵ字状の電界が形成される。
【００３７】
その後、撮影者により曝射スイッチの二段目が押下されると、制御手段８０は、放射線源２より放射線を乳房８に照射させる。乳房８を透過した放射線、すなわち乳房８の放射線画像情報を担持する記録光を固体検出器１０に照射すると、固体検出器１０の記録用光導電層１２内で正負の電荷対が発生し、その内の負電荷が上述の電界分布に沿ってエレメント１５ａに集中せしめられ、記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との界面に形成された蓄電部１７に負電荷が蓄積される。この蓄積された負電荷すなわち潜像極性電荷の量は被写体を透過した放射線量に略比例するので、この潜像極性電荷が静電潜像を担持することとなる。このようにして静電潜像が固体検出器１０に記録される。一方、記録用光導電層１２内で発生する正電荷は第一導電層１１に引き寄せられて、高電圧電源４０から注入された負電荷と電荷再結合し消滅する。
【００３８】
制御手段８０は、固体検出器１０に対する電圧の印加を停止させた後、自動的に押圧板移動手段５５を駆動して、押圧板７を乳房８を押圧する位置から押圧を解除する位置へ退避させる。
【００３９】
これは、固体検出器１０に対して電圧が印加されている際に、固体検出器１０に振動が加わると、静電潜像にノイズが重畳されてしまうためであり、上記のような態様とすることにより、この問題を解消することができる。
【００４０】
その後、制御手段８０は、固体検出器１０の両導電層１１、１５間をバイアス切換手段４２により短絡させて、読取用露光光源部２０を作動させて読取光を出力させるとともに、この光源部２０をエレメント１５ａの長手方向すなわち副走査方向に移動手段５０により移動させ、固体検出器１０の全面を走査することにより固体検出器１０に流れる電流を電流検出手段３０に検出させる。
【００４１】
上記の走査を行うと、読取用光導電層１４内に正負の電荷対が発生し、その内の正電荷が蓄電部１７に蓄積された負電荷（潜像極性電荷）に引きつけられるように電荷輸送層１３内を急速に移動し、蓄電部１９で潜像極性電荷と電荷再結合し消滅する。一方、読取用光導電層１４に生じた負電荷は第二導電層１５に注入される正電荷と電荷再結合し消滅する。このようにして、固体検出器１０に蓄積されていた負電荷が電荷再結合により消滅し、この電荷再結合の際の電荷の移動による電流が固体検出器１０内に生じる。
【００４２】
各エレメント１５ａごとに接続された電流検出用のチャージアンプ３４ａにより、この電流を各エレメント１５ａごとに並列的（同時）に検出する。チャージアンプ３４ａにより検出された信号は、サンプルホールド３４ｂによりサンプルホールドされ、サンプルホールドされた各エレメント１５ａに対応する電圧がエレメント１５ａの配列順に切り替わるようにマルチプレクサ３４ｃから順次出力され、マルチプレクサ３３によりさらに順次出力され、Ａ／Ｄ変換部３２でＡ／Ｄ変換され、デジタルの画像信号としてメモリ３１に格納される。
【００４３】
読取光の走査露光に伴い固体検出器１０内を流れる電流は潜像電荷すなわち静電潜像に応じたものであり、この電流を検出して得た画像信号は静電潜像を表すので静電潜像を読取ることができる。
【００４４】
上記のように、押圧板を退避させた後に、画像信号の読取りを行うことにより、画像信号の読取中に押圧板の移動に伴う振動に起因するノイズ、および移動手段に用いられているモーターの駆動に伴うノイズが発生することを防止できるため、画像信号のＳ／Ｎの劣化を防止することが可能となる。
【００４５】
また、図５（Ｂ）に示すように、画像信号の読取りを行った後、押圧板の退避を行うようにしても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
なお、上記実施の形態においては、撮影終了後の押圧解除を自動で行う装置の場合について説明したが、撮影終了後の押圧解除を手動で行う装置の場合には、制御手段を、画像信号の読取中には押圧板の移動を禁止するように制御するものとすればよい。
【００４７】
また、固体検出器としては、特許文献１等に記載の光読出方式の静電記録体を使用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＴＦＴ読出方式の静電記録体であっても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による乳房用画像撮像装置の一例の概略図
【図２】上記乳房用画像撮像装置の撮影台内部の概略図
【図３】上記乳房用画像撮像装置に用いる固体検出器の概略図
【図４】上記乳房用画像撮像装置の電流検出手段および高電圧電源部の詳細およびこれらと固体検出器の接続態様を示したブロック図
【図５】上記乳房用画像撮像装置の撮影から読取までの間における各動作のタイミングチャート
【符号の説明】
１ 胸部撮影装置
２ 放射線源
３ 放射線源収納部
４ 撮影台
５ アーム
６ 基台
７ 押圧板
８ 乳房
１０ 固体検出器
２０ 読取用露光光源部
３０ 電流検出手段
４０ 高電圧電源
４５ 高電圧電源部
５０ 移動手段
５５ 移動手段
６０ 前露光光源部
８０ 制御手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体検出器を使用して乳房の放射線画像を撮影する乳房用画像撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、医療用Ｘ線撮影等において、被験者の受ける被爆線量の減少、診断性能の向上等のために、Ｘ線等の放射線に感応する例えばａ−Ｓｅ（アモルファスセレン）から成るセレン板等の光導電体を固体検出器として用い、この固体検出器に放射線画像情報を担持するＸ線等の記録用の放射線（記録光）を照射して、放射線画像情報を担持する潜像電荷を固体検出器の蓄電部に蓄積させ、その後レーザービーム等の読取用の電磁波（読取光）で固体検出器を走査することにより固体検出器内に生じる電流を固体検出器両側の平板電極あるいはストライプ電極を介して検出することにより、潜像電荷が担持する静電潜像、すなわち放射線画像信号を読み取るシステムが知られている（特許文献１、特許文献２等）。
【０００３】
また、現在、上記の固体検出器を用いて乳房の放射線画像を撮像する乳房用画像撮像装置が考えられている。
【０００４】
この乳房用画像撮像装置は、内部に固体検出器が配置された撮影台上に被検者の乳房を押圧板で押圧し、乳房の上部から放射線を照射して、乳房の放射線画像を得るものである。被験者にとって乳房を撮影台上に押圧されるのは大変苦痛であるため、一部の乳房用画像撮像装置では、撮影終了と同時に自動的に押圧板を退避させ、被験者の苦痛を和らげるものもある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１０５２９７号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２０００−２８４０５６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、乳房用画像撮像装置では、撮影後に固体検出器から静電潜像、すなわち画像信号を読み取るが、この時、上記の一部の乳房用画像撮像装置のように、撮影終了と同時に自動的に押圧板を退避させるものの場合、画像信号の読取りと押圧板の退避とが同時に行われる可能性がある。
【０００８】
しかしながら、画像信号の読取りを行っている際に押圧板を移動させてしまうと、移動に伴い発生する振動によって固体検出器とプリント基板とを接続する手段（例えばフレキシブル基板）が振動し、これにより生じるノイズが画像信号に重畳されて画像信号のＳ／Ｎが劣化してしまう。
【０００９】
また、検出器は大面積（例えば１８ｃｍ×２４ｃｍ）を有するため、各導電層と筐体のＸ線入射面との間に容量結合が生じており、振動によりこの容量が時間変動することによっても、画像信号にノイズが重畳されて画像信号のＳ／Ｎが劣化してしまう。
【００１０】
また、押圧板を移動させるためには一般にモータが使用されるが、画像信号の読取りを行っている際にモータが駆動されると、電源ラインにノイズが発生して画像信号のＳ／Ｎが劣化する虞がある。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、押圧板の退避機構を備えた乳房用画像撮像装置において、画像信号のＳ／Ｎの劣化を防止した乳房用画像撮像装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による乳房用画像撮像装置は、画像情報を担持する放射線の照射を受けて画像情報を記録し、記録した画像情報を表す画像信号を出力する固体検出器と、固体検出器から出力された画像信号を読み取る読取手段と、固体検出器を備えた撮影台と、撮影台上に被験者の乳房を押圧する押圧板と、押圧板を被験者の乳房を押圧する位置と押圧を解除する位置との間で移動させる移動手段と、移動手段の動作を制御する制御手段とを備えた乳房用画像撮像装置において、制御手段が、読取手段が画像信号の読取りを行っていないときに、押圧板の移動を行うように移動手段を制御するものであることを特徴とするものである。
【００１３】
上記の乳房用画像撮像方法において上記において「固体検出器」とは、被写体の画像情報を担持する放射線を検出して被写体に関する放射線画像を表す画像信号を出力する検出器であって、入射した放射線を直接または一旦光に変換した後に電荷に変換し、この電荷を一旦蓄電部に蓄積し、その後、この電荷を外部に出力させることにより、被写体に関する放射線画像を表す画像信号を得ることができるものである。
【００１４】
この固体検出器には種々の方式のものがあり、例えば、放射線を電荷に変換する電荷生成プロセスの面からは、放射線が照射されることにより蛍光体から発せられた蛍光を光電変換素子で検出して得た信号電荷を光電変換素子の蓄電部に一旦蓄積し、蓄積電荷を画像信号（電気信号）に変換して出力する光変換方式の放射線固体検出器、あるいは、放射線が照射されることにより放射線導電体内で発生した信号電荷を電荷収集電極で集めて蓄電部に一旦蓄積し、蓄積電荷を電気信号に変換して出力する直接変換方式の固体検出器等、あるいは、蓄積された電荷を外部に読み出す電荷読出プロセスの面からは、蓄電部と接続されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を走査駆動して読み出すＴＦＴ読出方式のものや、読取光（読取用の電磁波）を検出器に照射して読み出す光読出方式のもの等、さらには、前記直接変換方式と光読出方式を組み合わせた本願出願人による上記特許文献１や上記特許文献２において提案している改良型直接変換方式のもの等がある。本発明による乳房用画像撮像装置は、検出器の方式を問わず、何れの方式のものであってもよい。
【００１５】
また「読取手段が画像信号の読取りを行っていないときに、押圧板の移動を行うように移動手段を制御する」とは、撮影終了後の押圧解除を自動で行う装置の場合には、読取終了後に押圧板の移動を行わせるか、押圧板の移動後に読取りを行わせるように制御することを意味し、撮影終了後の押圧解除を手動で行う装置の場合には、読取中には押圧板の移動を禁止するように制御することを意味する。
【００１６】
本発明において固体検出器は、第１の導電層、少なくとも１つの光導電層、第２の導電層をこの順に積層してなり、第１の導電層と第２の導電層との間に所定の電圧を印加している際に、画像情報を担持する放射線が照射されることにより画像情報を静電潜像として記録し、第１の導電層と第２の導電層とを短絡した後、読取光で走査されることにより静電潜像に応じた電流を画像信号として発生するものを用いてもよい。
【００１７】
上記の固体検出器を用いている場合には、制御手段は、読取りを行っていないときであって、かつ、第１の導電層と第２の導電層との間に電圧が印加されていないときに、押圧板の移動を行うように移動手段を制御するものであることが好ましい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明による乳房用画像撮像装置は、固体検出器を備えた撮影台と、撮影台上に被験者の乳房を押圧する押圧板と、押圧板を被験者の乳房を押圧する位置と押圧を解除する位置との間で移動させる移動手段と、移動手段の動作を制御する制御手段と、固体検出器から出力された画像信号を読み取る読取手段とを備えた乳房用画像撮像装置において、読取手段が画像信号の読取りを行っていないときに、押圧板の移動を行うように移動手段を制御する制御手段を設けたので、画像信号の読取中に押圧板の移動に伴うノイズが発生することを防止でき、画像信号のＳ／Ｎの劣化を防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明による乳房用画像撮像装置の一例を示す概略図、図２はこの装置の撮影台内部の概略図、図３はこの装置に用いる固体検出器の概略図である。
【００２０】
この乳房用画像撮像装置１は、内部に放射線源２を収納する放射線源収納部３と、内部に固体検出器１０等を収容してなる撮影台４とが対向するようアーム５によって連結され、このアーム５が基台６に取り付けられて構成されているものである。
【００２１】
さらに、アーム５には、上から被検者の乳房８を押さえつけて保持する押圧板７と、後述の制御手段８０の指示に基づいて自動的に押圧板７を移動させる押圧板移動手段５５とが取り付けられている。押圧板移動手段５５は、図示しないリニアモータにより構成され、押圧板７を乳房８を撮影台４に押圧する位置と押圧を解除する位置との間で平行往復移動させる。
【００２２】
撮影台４の内部には、撮像デバイスである固体検出器１０と、固体検出器１０に記録された放射線画像情報の読取時に使用される読取用露光光源部２０と、読取用露光光源部２０を副走査方向に移動させる読取用露光光源部移動手段５０と、
読取用露光光源部２０による固体検出器１０への走査露光時に固体検出器１０から流れ出す電流を検出して画像信号を得る電流検出手段３０と、固体検出器１０に所定の電圧を印加する高電圧電源部４５と、撮影開始前に固体検出器１０に前露光光を照射する前露光光源部６０と、読取用露光光源部２０、電流検出手段３０、高電圧電源部４５、前露光光源部６０、移動手段５０および５５を制御する制御手段８０とが配置されている。
【００２３】
固体検出器１０は、放射線画像情報を静電潜像として記録し、読取光で走査されることにより、前記静電潜像に応じた電流を発生するものであり、具体的には図３に示すように、ガラス基板１６上に形成されており、乳房８を透過した放射線（以下記録光という）に対して透過性を有する第一導電層１１、記録光の照射を受けることにより電荷を発生して導電性を呈する記録用光導電層１２、第一導電層１１に帯電される潜像極性電荷に対しては略絶縁体として作用し、かつ、該潜像極性電荷と逆極性の輸送極性電荷に対しては略導電体として作用する電荷輸送層１３、読取光の照射を受けることにより電荷を発生して導電性を呈する読取用光導電層１４、読取光に対して透過性を有する第二導電層１５をこの順に積層してなるものである。記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との界面に蓄電部１７が形成される。
【００２４】
第一導電層１１および第二導電層１５はそれぞれ電極をなすものであり、第一導電層１１の電極は２次元状に平坦な平板電極とされ、第二導電層１５の電極は図中斜線で示すように多数のエレメント（線状電極）１５ａが画素ピッチでストライプ状に配されたストライプ電極とされている（例えば特許公報１記載の静電記録体を参照）。エレメント１５ａの配列方向が主走査方向、エレメント１５ａの長手方向が副走査方向に対応する。
【００２５】
読取用露光光源部２０としては、ＬＥＤチップが一列に複数並べられて構成されたライン光源と、該光源から出力された光を固体検出器１０上で線状に照射させる光学系とからなるものを用いる。なお、光源部２０を固体検出器１０と必要な距離を保ったままリニアモータからなる移動手段５０により、固体検出器１０のストライプ電極１５ａ長手方向、即ち副走査方向に走査することにより固体検出器１０の全面の露光を行う。なお、読取用露光光源部２０および移動手段５０により読取光走査手段が構成される。
【００２６】
図４は撮影台の撮影台４内に設けられた電流検出手段３０および高電圧電源部４５の詳細、並びにこれらと固体検出器１０との接続態様を示したブロック図である。
【００２７】
高電圧電源部４５は、高電圧電源４０とバイアス切換手段４２とが一体化された回路であり、高電圧電源４０は、一旦、固体検出器１０へのバイアス印加／短絡など切換えのためバイアス切換手段４２を介して固体検出器１０に接続されている。なお、この回路は、切換え時に流れる電流の尖頭値を制限して装置の電流が集中する箇所の破壊を防ぐために、充放電過大電流を防止するように設計されている。
【００２８】
電流検出手段３０は、メモリ３１と、Ａ／Ｄ変換部３２と、マルチプレクサ３３と、チャージアンプＩＣ３４とから構成される。なお、本実施の形態では全てのエレメント１５ａを１つのチャージアンプＩＣ３４に接続するのではなく、全体として数個〜数１０個のチャージアンプＩＣ３４を設け、順次隣接する数本のエレメント１５ａごとに各チャージアンプＩＣ３４に接続するようにしている。
【００２９】
チャージアンプＩＣ３４は、固体検出器１０の各エレメント１５ａごとに接続された多数のチャージアンプ３４ａおよびサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）３４ｂ、各サンプルホールド３４ｂからの信号をマルチプレクスするマルチプレクサ３４ｃを備えている。固体検出器１０から流れ出す電流は各チャージアンプ３４ａにより電圧に変換され、該電圧がサンプルホールド３４ｂにより所定のタイミングでサンプルホールドされ、サンプルホールドされた各エレメント１５ａに対応する電圧がエレメント１５ａの配列順に切り替わるようにマルチプレクサ３４ｃから順次出力される（主走査の一部に相当する）。マルチプレクサ３４ｃから順次出力された信号はマルチプレクサ３３に入力され、さらに各エレメント１５ａに対応する電圧がエレメント１５ａの配列順に切り替わるようにマルチプレクサ３３から順次出力され主走査が完了する。マルチプレクサ３３から順次出力された信号はＡ／Ｄ変換部３２によりデジタル信号に変換され、デジタル信号がメモリ３１に格納される。
【００３０】
前露光光源部６０としては、短時間で発光／消光し、残光の非常に小さい光源が必要であり、本実施の形態においては外部電極型希ガス蛍光ランプを利用する。詳細には前露光光源部６０は、図２に示すように、図中紙面奥方向に延びる複数の外部電極型希ガス蛍光ランプ６１と、該蛍光ランプ６１と固体検出器１０との間に挿入された波長選択フィルタ６２と、蛍光ランプ６１の後方に配され、蛍光ランプ６１から出力された光を効率よく固体検出器１０側へ反射するための反射板６３とを備えてなる。なお、前露光光は固体検出器１０の第二電極層１５全体に照射すればよく特に集光手段は必要ないが、照度分布は小さい方がよい。なお、光源としては蛍光ランプの代わりに、例えばＬＥＤチップを面的に並べたものを利用するもことできる。
【００３１】
固体検出器１０から静電潜像を読み取る際、基本的には蓄積されている潜像電荷を全て読み出すことができるが、場合によっては潜像電荷を完全に読み出すことができず固体検出器１０に残留電荷として読み残すことがある。また、固体検出器１０に静電潜像を記録するとき、記録光の照射の前に固体検出器１０に高圧を印加するが、この印加の際に暗電流が発生し、それによる電荷（暗電流電荷）も固体検出器１０に蓄積される。さらに、これら以外の原因によっても固体検出器１０に種々な電荷が記録光の照射の前に蓄積されることが知られている。記録光の照射の前に蓄積されるこれら残留電荷，暗電流電荷などの不要電荷は、記録光を照射することにより蓄積される画像情報を担持する電荷に加算されることになるから、結局固体検出器１０から静電潜像を読み取ったとき、出力される信号には画像情報を担持する電荷に基づく信号以外に不要電荷による信号成分が含まれることになり、残像現象やＳ／Ｎ劣化などの問題を生じる。
【００３２】
前露光は、この記録光を固体検出器に照射する前に固体検出器に蓄積されている不要電荷を消去し、残像現象やＳ／Ｎ劣化などの問題を解消するためのものである。
【００３３】
次いで、このように構成される乳房用画像撮像装置１の動作について説明する。
【００３４】
図５（Ａ）は撮影から読取までの間における各動作のタイミングチャートである。
【００３５】
撮影時には、予め前露光光が照射されて、固体検出器１０に蓄積されている不要電荷が消去される。なお、前露光処理は、固体検出器１０への電圧印加前に行ってもよいし、該電圧印加後に行ってもよい。さらには、電圧印加前に前露光点灯し、電圧印加後に消灯する態様であってもよい。また、撮影者の手動による指示に基づいて、制御手段８０は、押圧板移動手段５５を駆動して押圧板７を乳房８を押圧する位置へ移動させ、撮影台４上に乳房８を固定させる。
【００３６】
次に、撮影者により不図示の二段式の曝射スイッチの一段目が押下されると、制御手段８０は、バイアス切換手段４２を制御して電源４０の負極を第１の導電体層１１に接続して第一導電層１１と各エレメント１５ａとの間に直流電圧を印加し両導電層１１、１５を帯電させる。これにより固体検出器１０内の第一導電層１１とエレメント１５ａとの間に、エレメント１５ａをＵ字の凹部とするＵ字状の電界が形成される。
【００３７】
その後、撮影者により曝射スイッチの二段目が押下されると、制御手段８０は、放射線源２より放射線を乳房８に照射させる。乳房８を透過した放射線、すなわち乳房８の放射線画像情報を担持する記録光を固体検出器１０に照射すると、固体検出器１０の記録用光導電層１２内で正負の電荷対が発生し、その内の負電荷が上述の電界分布に沿ってエレメント１５ａに集中せしめられ、記録用光導電層１２と電荷輸送層１３との界面に形成された蓄電部１７に負電荷が蓄積される。この蓄積された負電荷すなわち潜像極性電荷の量は被写体を透過した放射線量に略比例するので、この潜像極性電荷が静電潜像を担持することとなる。このようにして静電潜像が固体検出器１０に記録される。一方、記録用光導電層１２内で発生する正電荷は第一導電層１１に引き寄せられて、高電圧電源４０から注入された負電荷と電荷再結合し消滅する。
【００３８】
制御手段８０は、固体検出器１０に対する電圧の印加を停止させた後、自動的に押圧板移動手段５５を駆動して、押圧板７を乳房８を押圧する位置から押圧を解除する位置へ退避させる。
【００３９】
これは、固体検出器１０に対して電圧が印加されている際に、固体検出器１０に振動が加わると、静電潜像にノイズが重畳されてしまうためであり、上記のような態様とすることにより、この問題を解消することができる。
【００４０】
その後、制御手段８０は、固体検出器１０の両導電層１１、１５間をバイアス切換手段４２により短絡させて、読取用露光光源部２０を作動させて読取光を出力させるとともに、この光源部２０をエレメント１５ａの長手方向すなわち副走査方向に移動手段５０により移動させ、固体検出器１０の全面を走査することにより固体検出器１０に流れる電流を電流検出手段３０に検出させる。
【００４１】
上記の走査を行うと、読取用光導電層１４内に正負の電荷対が発生し、その内の正電荷が蓄電部１７に蓄積された負電荷（潜像極性電荷）に引きつけられるように電荷輸送層１３内を急速に移動し、蓄電部１９で潜像極性電荷と電荷再結合し消滅する。一方、読取用光導電層１４に生じた負電荷は第二導電層１５に注入される正電荷と電荷再結合し消滅する。このようにして、固体検出器１０に蓄積されていた負電荷が電荷再結合により消滅し、この電荷再結合の際の電荷の移動による電流が固体検出器１０内に生じる。
【００４２】
各エレメント１５ａごとに接続された電流検出用のチャージアンプ３４ａにより、この電流を各エレメント１５ａごとに並列的（同時）に検出する。チャージアンプ３４ａにより検出された信号は、サンプルホールド３４ｂによりサンプルホールドされ、サンプルホールドされた各エレメント１５ａに対応する電圧がエレメント１５ａの配列順に切り替わるようにマルチプレクサ３４ｃから順次出力され、マルチプレクサ３３によりさらに順次出力され、Ａ／Ｄ変換部３２でＡ／Ｄ変換され、デジタルの画像信号としてメモリ３１に格納される。
【００４３】
読取光の走査露光に伴い固体検出器１０内を流れる電流は潜像電荷すなわち静電潜像に応じたものであり、この電流を検出して得た画像信号は静電潜像を表すので静電潜像を読取ることができる。
【００４４】
上記のように、押圧板を退避させた後に、画像信号の読取りを行うことにより、画像信号の読取中に押圧板の移動に伴う振動に起因するノイズ、および移動手段に用いられているモーターの駆動に伴うノイズが発生することを防止できるため、画像信号のＳ／Ｎの劣化を防止することが可能となる。
【００４５】
また、図５（Ｂ）に示すように、画像信号の読取りを行った後、押圧板の退避を行うようにしても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
なお、上記実施の形態においては、撮影終了後の押圧解除を自動で行う装置の場合について説明したが、撮影終了後の押圧解除を手動で行う装置の場合には、制御手段を、画像信号の読取中には押圧板の移動を禁止するように制御するものとすればよい。
【００４７】
また、固体検出器としては、特許文献１等に記載の光読出方式の静電記録体を使用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＴＦＴ読出方式の静電記録体であっても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による乳房用画像撮像装置の一例の概略図
【図２】上記乳房用画像撮像装置の撮影台内部の概略図
【図３】上記乳房用画像撮像装置に用いる固体検出器の概略図
【図４】上記乳房用画像撮像装置の電流検出手段および高電圧電源部の詳細およびこれらと固体検出器の接続態様を示したブロック図
【図５】上記乳房用画像撮像装置の撮影から読取までの間における各動作のタイミングチャート
【符号の説明】
１ 胸部撮影装置
２ 放射線源
３ 放射線源収納部
４ 撮影台
５ アーム
６ 基台
７ 押圧板
８ 乳房
１０ 固体検出器
２０ 読取用露光光源部
３０ 電流検出手段
４０ 高電圧電源
４５ 高電圧電源部
５０ 移動手段
５５ 移動手段
６０ 前露光光源部
８０ 制御手段
Claims (3)
- 画像情報を担持する放射線の照射を受けて前記画像情報を記録し、記録した前記画像情報を表す画像信号を出力する固体検出器と、該固体検出器から出力された前記画像信号を読み取る読取手段と、前記固体検出器を備えた撮影台と、該撮影台上に被験者の乳房を押圧する押圧板と、該押圧板を前記被験者の乳房を押圧する位置と押圧を解除する位置との間で移動させる移動手段と、該移動手段の動作を制御する制御手段とを備えた乳房用画像撮像装置において、
前記制御手段が、前記読取手段が前記画像信号の読取りを行っていないときに、前記押圧板の移動を行うように前記移動手段を制御するものであることを特徴とする乳房用画像撮像装置。 - 前記固体検出器が、第１の導電層、少なくとも１つの光導電層、第２の導電層をこの順に積層してなり、前記第１の導電層と前記第２の導電層との間に所定の電圧を印加している際に、画像情報を担持する放射線が照射されることにより前記画像情報を静電潜像として記録し、前記第１の導電層と前記第２の導電層とを短絡した後、読取光で走査されることにより前記静電潜像に応じた電流を画像信号として発生するものであることを特徴とする請求項１記載の乳房用画像撮像装置。
- 前記制御手段が、前記第１の導電層と前記第２の導電層との間に電圧が印加されていないときに、前記押圧板の移動を行うように前記移動手段を制御するものであることを特徴とする請求項２記載の乳房用画像撮像装置。
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