JP2005080738A - 放射線画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 位相コントラスト画像の画質を向上させるとともに、メーカー側の負担を抑制しながらも顧客のニーズに応えることのできる放射線画像撮影装置を提供する。
【解決手段】 放射線画像撮影装置には、被写体を支持する被写体台と、被写体を透過した放射線によって放射線画像情報が書き込まれるカセッテとが備わっている。そして、このカセッテは、吸収コントラスト画像を撮影する際に被写体台に着脱自在に設けられた吸収用カセッテ支持機構によって支持されるとともに、位相コントラスト画像を撮影する際に、被写体台から所定間隔空けた位相用カセッテ支持台によって支持される。さらに、放射線画像撮影装置には、散乱光を遮断するグリットと、カセッテの放射線画像情報を検出する放射線検出装置とが備わっている。そして、吸収用カセッテ支持機構には、グリッド及び放射線検出装置の少なくとも一方が一体に取り付けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放射線画像撮影装置に係り、特に位相コントラスト撮影を可能とする放射線画像撮影装置に関するものである。

一般に、放射線が物質を透過する作用を利用する放射線画像撮影装置は、医療用画像診断や非破壊検査等に広く利用されている。特に特定部位の撮影に用いられるマンモグラフィ用の放射線画像撮影装置については、通常、放射線画像を検知するカセッテと一体化した被写体台上に被写体を固定し、撮影する方法が行われてきた。しかし、この方法によると被写体が実寸大で撮影されることとなるが、画像のコントラストが十分に上がらず、人体の特定部位の微細な構造を判読するために用いられる医療用撮影装置としては画像の鮮明さが不十分であるという問題があった。

そこで、従来、一般の医療機関で使用されている放射線管（焦点サイズが３０〜３００μｍの小焦点放射線源）を用いて位相コントラスト画像を得る方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、通常の吸収コントラストのみの画像に比べ、被写体の境界のコントラストを高く描写でき、より鮮明かつ高精細な放射線画像を得ることが可能となる。ただし、このような位相コントラスト画像を得るにあたっては、被写体とカセッテとの間に一定の距離を設ける必要がある。また、医療の現場において被験者の負担を軽減する見地及び設備にかかるコストの面を考慮すれば、位相コントラスト画像を撮影する「位相画像撮影モード」だけでなく、通常の吸収コントラストのみの画像を撮影する「通常撮影モード」の両方を、同一の放射線画像撮影装置で行えることが望ましい。

そのため、従来技術においては、例えば、被写体を支持する被写体台の直下若しくは直上には吸収コントラスト用のカセッテを着脱自在に配置し、かつ、被写体台の下方には、カセッテを着脱自在に支持するカセッテ支持台を設けることで、被写体から一定の距離を空けた状態で、位相コントラスト用のカセッテを配置している。これにより、カセッテの設置個所をカセッテ支持台と被写体台近傍とで切り換えることで、同一の放射線画像撮影装置で、位相画像撮影モード及び通常撮影モードで撮影できるようになっている。
特開２００１−２３８８７１号公報

ここで、位相画像撮影モード及び通常撮影モードの撮影が一台で行える放射線画像撮影装置においては、被写体台が、カセッテを着脱自在に保持しているが、被写体台には、カセッテ以外にも、カセッテを支持するカセッテ支持機構、カセッテに書き込まれた放射線画像情報を検出する放射線検出装置（いわゆるフォトタイマ）や、散乱光を遮断するグリットなどの通常撮影モード専用の部材が固定されている。これらの通常撮影モード専用の部材は、位相画像撮影モードにおける放射線が被写体を透過して検知部材支持台上のカセッテに至るまでに、障害となってしまって画質低下の一因になっていた。

また、医療機関によっては、位相画像撮影モードのみで撮影を行う施設もあるが、そのような施設が、一台で位相画像撮影モード及び通常撮影モードの撮影が行える放射線画像撮影装置を購入するのはコストの面で負担が大きい。またメーカー側としても、位相画像撮影モード専用の放射線画像装置を製造することも可能であるが、位相画像撮影モード及び通常撮影モードの両用の放射線画像撮影装置と、位相画像撮影モード専用の放射線画像装置とをそれぞれ製造するのは、製品・部品の管理が難しくなるといった問題がある。

本発明の課題は、位相コントラスト画像の画質を向上させるとともに、メーカー側の負担を抑制しながらも顧客のニーズに応えることのできる放射線画像撮影装置を提供することである。

請求項１記載の発明における放射線画像撮影装置は、
放射線源と、
前記放射線源に対峙するように被写体を支持する被写体台と、
前記被写体を透過した放射線によって放射線画像情報が書き込まれるカセッテと、
前記被写体台に着脱自在に設置され、前記吸収コントラスト画像を撮影する際に、前記カセッテを前記被写体台の近傍で着脱自在に支持する吸収用カセッテ支持機構と、
位相コントラスト画像を撮影する際に、前記被写体台の前記放射線源側の反対側であって、前記被写体台から所定間隔空けて前記カセッテを支持する位相用カセッテ支持台と、
前記吸収用カセッテ支持機構に支持された前記カセッテに対する散乱光を遮断するグリットと、
前記吸収用カセッテ支持機構に支持された前記カセッテの放射線画像情報を検出する放射線検出装置とを備え、
前記吸収用カセッテ支持機構には、前記グリッド及び前記放射線検出装置の少なくとも一方が一体に取り付けられていることを特徴としている。

請求項１記載の発明によれば、グリッド及び放射線検出装置の少なくとも一方と、吸収用カセッテ支持機構とが一体化されているので、カセッテ支持機構を被写体台から取り外せば、グリッド及び放射線検出装置の少なくとも一方も被写体台から離間することになる。すなわち、位相コントラスト画像を撮影する際には、グリッド及び放射線検出装置の少なくとも一方と、吸収用カセッテ支持機構とが放射線源の照射範囲内に存在して放射線の障害となることを防止でき、位相コントラスト画像の画質を向上させることが可能となる。

そして、上記のように、グリッド及び放射線検出装置の少なくとも一方と、吸収用カセッテ支持機構とが一体化されてユニットになっていれば、このユニットを外した状態であると位相画像撮影モード専用の放射線画像装置として顧客に卸すことができ、ユニットを取り付けた状態であると、位相画像撮影モード及び通常撮影モードの両用の放射線画像装置として顧客に卸すことができる。つまり、ユニットの着脱状態を切り替えるだけで、２種類の放射線画像装置を用意できる。したがって、製品・部品の管理を容易にして、さらに顧客のニーズに合った製品を提供することが可能となる。

本発明によれば、吸収用カセッテ支持機構を被写体台から取り外せば、グリッド及び放射線検出装置の少なくとも一方も被写体台から離間することになる。すなわち、位相コントラスト画像を撮影する際には、グリッド及び放射線検出装置の少なくとも一方と、吸収用カセッテ支持機構とが放射線源の照射範囲内に存在して放射線の障害となることを防止でき、位相コントラスト画像の画質を向上させることが可能となる。
また、グリッド及び放射線検出装置の少なくとも一方と、吸収用カセッテ支持機構とからなるユニットの着脱状態を切り替えるだけで、２種類の放射線画像装置を用意できる。したがって、製品・部品の管理を容易にして、さらに顧客のニーズに合った製品を提供することが可能となる。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明に係る放射線画像撮影装置１の概略構成を表す説明図である。

放射線画像撮影装置１には、放射線画像を撮影する撮影部２が、支持基台３に設けられた支軸４によって昇降自在に支持されている。支持基台３には、撮影モードの選択を行うキーを有する操作部１３が接続されており、また、装置の動力源である電源１２が接続されている。

撮影部２上部には放射線を照射するための放射線源５が設けられ、この放射線源５としては一般の医療機関で使用されている焦点が３０〜３０００μｍのＸ線管が用いられる。この放射線管は熱励起によって生ずる電子を高電圧で加速して陰極に衝突させることで、その運動エネルギーを放射エネルギーに変換することによって放射線が照射されるものである。放射線画像を撮影するとき、この加速電圧を管電圧として、また電子の発生量を管電流として、放射線照射時間を露光時間として設定する。電子が衝突する陽極（対陰極）は銅、モリブデン、ロジウム、タングステンなど、その種類を変えることで、照射される放射線エネルギースペクトルを変えることができる。銅、モリブデン、ロジウムなどを陽極として用いる場合、放射線のエネルギー分布の狭い比較的エネルギーの低い線スペクトルが得られ、その特性を利用して放射線回折結晶分析や微細な構造を判読する乳房撮影に用いられる。タングステンを陽極として用いる場合は広いスペクトルの比較的高いエネルギーの放射線で、人体の胸部や腹部、頭部、そして工業一般の非破壊検査に用いられる。医療用あるいは工業用では照射する放射線量が多いことが特徴である。この場合、多量の電子を陽極に高速で衝突させるために陽極が発熱し、高温になると陽極が溶解する恐れがあることから、陽極を回転させて衝突する場所を変えることで、発熱による不具合を回避することが行われる。すなわち回転陽極を用いることが一般的である。本実施形態の撮影装置は、医療用あるいは非破壊検査を目的として用いる装置であるので、モリブデン、ロジウム、タングステンの回転陽極をもつ放射線管が望ましい。

次に、撮影部２の両側面には、被験者が体を支えるための握り棒６が設けられ、また、放射線源５の下方であって放射線源５から垂直に延在する位置には、被写体を下から支持する被写体台７及び被写体を上部から圧迫して固定するための圧迫板８が昇降自在に配設されている。なお、被写体台７は四角の枠、あるいはその枠に透明な薄いプラスチック板を貼りつけたものであることが好ましい。

被写体台７の上方には、被写体の放射線画像情報を得るための放射線画像ユニット９が設置されている。放射線画像ユニット９には、被写体を透過した放射線によって放射線画像情報が書き込まれるように、輝尽性蛍光体プレートを内蔵した薄い箱型のカセッテを支持する吸収用カセッテ支持機構（図示省略）が設けられており、この吸収用カセッテ支持機構は被写体台７に着脱自在に設置されている。さらに放射線画像ユニット９には、放射線源５からの散乱光を遮断するグリッド（図示省略）と、カセッテに書き込まれた放射線画像情報検出する放射線検出装置（図示省略）とが備えられており、これらグリッド及び放射線検出装置は吸収用カセッテ支持機構に一体化されている。つまり、吸収用カセッテ支持機構を被写体台７から取り外すことで、放射線画像ユニット９全体が被写体台７から取り外されるようになっている。

なお、本実施形態では、吸収用カセッテ支持機構、グリッド及び放射線検出装置が一体化された放射線画像ユニット９を例示しているが、グリッド及び放射線検出装置の少なくとも一方と、吸収用カセッテ支持機構とが一体化されたユニットであれば、放射線画像ユニットとしては如何なる形態でもよい。ここで、グリッド及び放射線検出装置のうち、放射線画像ユニットに含まれなかった方は、単体で被写体台７に対して着脱自在に取り付けられることが好ましい。

また、本実施形態では、放射線画像ユニット９が被写体台７の上方に配置された場合を例示しているが、カセッテが被写体台７の近傍に配置されるのであれば、放射線画像ユニット９を被写体台７の如何なる場所に配置してもよく、これ以外にも、例えば被写体台７の下方や内部に配置することが挙げられる。

撮影部２下部には、被写体台７の放射線源５側の反対側で位相コントラスト画像撮影用のカセッテを支持する２つの位相用カセッテ支持台１０，１１が、被写体台７に対して所定間隔を空けるように、上下方向に配列されている。位相用カセッテ支持台１０，１１は、その一端部が撮影部２の下部に回動自在に取り付けられている。また、位相用カセッテ支持台１０，１１には、セットされたカセッテの放射線画像情報を読み取る放射線検出装置（図示省略）が設けられている。

そして本実施形態においては、被写体台７上に配置された放射線画像ユニット９の上面から放射線源５までの距離Ｒ１が、吸収コントラスト画像を撮影するのに最適な距離５５ｃｍ〜７０ｃｍの範囲内に収まるように設定されている。

さらに、位相コントラスト画像を得るためには、放射線源５の放射線管焦点とカセッテとの間隔が７５ｃｍ以上であり、被写体台７とカセッテとの間隔が１５ｃｍ以上であることが好ましい。

なお、被写体台７とカセッテとの間隔が大きい方が位相コントラストによるエッジ効果が大きくなるが、この間隔が放射線管焦点と被写体台７との間隔に対してあまりに大きいと半影のボケの影響で鮮鋭性が低下する。したがって、被写体台７とカセッテとの間隔および放射線管焦点と被写体台７との間隔がともに大きいことが画質向上の面から望まれる。一方、これらの間隔を大きくすると、放射線画像撮影装置１全体が大きくなるため、撮影室の大きさや放射線画像撮影装置１の取扱いの便宜の面から問題となる。

以上の観点から、位相コントラスト放射線画像を得る上では、放射線管焦点とカセッテとの間隔が８５ｃｍ以上となるように位相用カセッテ支持台１０，１１の位置を設定することが好ましい。一方、装置の取扱いの便宜上からは、放射線管焦点とカセッテとの間隔が２００ｃｍ以下となるように位相用カセッテ支持台１０，１１の位置を決定することが好ましい。

また、本実施形態における放射線画像撮影装置１には、各部を制御する制御装置が設けられている。この制御装置には、放射線源５、圧迫板８、位相用カセッテ支持台１０，１１を駆動させるための駆動手段、撮影モードを入力するための入力装置としての操作部１３が接続されている。操作部１３には、吸収用カセッテ支持機構にカセッテを装着して行う「通常撮影モード」、位相用カセッテ支持台１０にカセッテを装着して行う「第一位相撮影モード」、位相用カセッテ支持台１１にカセッテを装着して行う「第二位相撮影モード」を選択できるキーが設けられたものであり、通常撮影モード及び拡大率の異なる複数の位相画像撮影モードを選択的に入力することができる。

また、制御装置には、撮影により得た画像をプリンター等で出力する画像出力装置や、ディスプレイ上に映し出す画像表示装置が接続されている。

次に、本実施形態における放射線画像撮影装置１の作用について説明する。

先ず、作業者は、「第一位相撮影モード」及び「第二位相撮影モード」を選択する場合には放射線画像ユニット９を被写体台７から取り外しておき、「通常撮影モード」を選択する場合には放射線画像ユニット９を被写体台７に取り付けておく。そして、作業者はこれから行う撮影の撮影モードに応じる吸収用カセッテ支持機構、位相用カセッテ支持台１０，１１にカセッテを取り付け、操作部１３から、キーにより撮影モードを選択する。

その後、被験者が被写体台７に被写体を乗せると、制御装置は、圧迫板８を降下させて被写体を圧迫し、放射線源５から放射線を照射させて放射線画像撮影を行う。

以上のように、本実施形態の放射線画像撮影装置によれば、放射線画像ユニット９がグリッド、放射線検出装置及び吸収用カセッテ支持機構とを一体に備えているので、カセッテ支持機構を被写体台７から取り外せば、グリッド及び放射線検出装置も被写体台７から離間することになる。すなわち、位相コントラスト画像を撮影する際には、グリッド、放射線検出装置及び吸収用カセッテ支持機構が放射線源５の照射範囲内に存在して放射線の障害となることを防止でき、位相コントラスト画像の画質を向上させることが可能となる。

そして、上記のように、グリッド、放射線検出装置及び吸収用カセッテ支持機構がユニット化されていれば、放射線画像ユニットを外した状態であると位相画像撮影モード専用の放射線画像装置として顧客に卸すことができ、ユニットを取り付けた状態であると、位相画像撮影モード及び通常撮影モードの両用の放射線画像装置として顧客に卸すことができる。つまり、放射線画像ユニットの着脱状態を切り替えるだけで、２種類の放射線画像装置を用意できる。したがって、製品・部品の管理を容易にして、さらに顧客のニーズに合った製品を提供することが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施形態では、輝尽性蛍光体プレートを内蔵したカセッテを例示したが、放射線画像情報を検知できるものであれば如何なるものでもよい。例えば、Ｘ線蛍光増感紙とハロゲン化銀写真フィルムとを組み合わせたスクリーン・フィルムシステムからなるカセッテが挙げられる。また、半導体素子やＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の放射線検出装置を一体に備えたカセッテであってもよく、このようなカセッテには、放射線エネルギーを光に変換するシンチレータとその光を検出する光半導体素子を２次元に配列したカセッテ、放射線エネルギーを直接に電気信号に変換する光導電体とその電気信号を検出する半導体素子を２次元に配列したカセッテ、放射線を光に変換するシンチレータとその光をＣＣＤやＣＭＯＳなどに集光するためのレンズとを組み合わせたものを２次元に配列したカセッテ、放射線を光に変換するシンチレータとその光を光ファイバでＣＣＤやＣＭＯＳに導いて電気信号に置きかえるカセッテなどが挙げられる。放射線検出装置を一体に備えたカセッテを用いる場合には、放射線画像ユニット９に放射線検出装置を設置する必要はない。

本実施形態の放射線画像撮影装置の概略構成を表す説明図である。

符号の説明

１ 放射線画像撮影装置
２ 撮影部
３ 支持基台
４ 支軸
５ 放射線源
６ 握り棒
７ 被写体台
８ 圧迫板
９ 放射線画像ユニット
１０，１１ 位相用カセッテ支持台
１２ 電源
１３ 操作部

Claims (1)

1. 放射線源と、
   前記放射線源に対峙するように被写体を支持する被写体台と、
   前記被写体を透過した放射線によって放射線画像情報が書き込まれるカセッテと、
   前記被写体台に着脱自在に設置され、前記吸収コントラスト画像を撮影する際に、前記カセッテを前記被写体台の近傍で着脱自在に支持する吸収用カセッテ支持機構と、
   位相コントラスト画像を撮影する際に、前記被写体台の前記放射線源側の反対側であって、前記被写体台から所定間隔空けて前記カセッテを支持する位相用カセッテ支持台と、
   前記吸収用カセッテ支持機構に支持された前記カセッテに対する散乱光を遮断するグリットと、
   前記吸収用カセッテ支持機構に支持された前記カセッテの放射線画像情報を検出する放射線検出装置とを備え、
   前記吸収用カセッテ支持機構には、前記グリッド及び前記放射線検出装置の少なくとも一方が一体に取り付けられていることを特徴とする放射線画像撮影装置。

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