JP2008083477A

JP2008083477A - 放射線画像読取装置

Info

Publication number: JP2008083477A
Application number: JP2006264351A
Authority: JP
Inventors: Satoru Ishizaka; 哲石坂
Original assignee: Konica Minolta Medical and Graphic Inc
Current assignee: Konica Minolta Medical and Graphic Inc
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2008-04-10

Abstract

【課題】装置の大型化やコストアップを招くことなく、画像カブリを抑制することのできる放射線画像読取装置を提供する。
【解決手段】集光光学系は、輝尽性蛍光体プレート１０側に配された励起光を吸収する導光板（第１のフィルタ）３１と、光電変換素子側に配された励起光を吸収する励起光カットフィルタ（第２のフィルタ）３３とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、放射線画像読取装置に関する。

Ｘ線画像に代表される放射線画像は、医療現場において病状の診断に広く用いられている。近年では、輝尽性蛍光体プレートを用いたＣＲ（ＣｏｍｐｕｔｅｄＲａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）と称される放射線画像読取装置が知られている。ＣＲでは、被写体を透過した放射線に基づく放射線エネルギーが蓄積された輝尽性蛍光体プレートに対し、励起光を照射することにより、蓄積された放射線エネルギーに対応した輝尽光を生じさせ、当該輝尽光を光電変換素子で電気信号に変換する。変換された電気信号は、写真フィルムやディスプレイ上に放射線画像として再生される。

一般的に、励起光としては、５５０〜７５０ｎｍの波長のレーザ光が用いられる。放射線エネルギーが蓄積された輝尽性蛍光体プレートに励起光を照射することにより、３００〜５００ｎｍの波長の輝尽光が得られる。

上記のように、励起光は輝尽光を生じさせるために必要であるが、輝尽性蛍光体プレート面で拡散された励起光が光電変換素子まで到達すると、ノイズとなって画像を劣化させてしまう。このため、ＣＲでは、励起光の照射により生じた輝尽光を採取する導光板から光電変換素子までの間に、輝尽光は通過させ励起光は１０^-8レベル程度に吸収低減する励起光カットフィルタを配置するのが通常である。励起光カットフィルタとしては、１０^-8レベルの吸収特性を確保するために、ガラスフィルタを用いる必要がある。

特許文献１に記載の放射線画像読取装置では、励起光カットフィルタは、導光板の入射端部に配置されている。励起光カットフィルタの形状は、導光板の入射端部の形状に合わせて細長い直方体形状をしている。

特許文献２に記載の放射線画像読取装置では、励起光カットフィルタは、光電変換素子である光電子増倍管の直前に配置されている。励起光カットフィルタの形状は、光電子増倍管の形状に合わせて丸形あるいは角形であることが通常であり、特許文献２では丸形をしている。
特開２００３−４９４９号公報特開２００１−３５２４３０号公報

特許文献１に記載の放射線画像読取装置のように、励起光カットフィルタを導光板の入射端部に配置する場合には、励起光カットフィルタを通過しない光（例えば、導光板の側面から入り込む外部の自然光等）が光電変換素子に到達しないように、集光系全体を遮光する必要がある。この場合、装置構成が複雑化し、装置の大型化やコストアップを招いてしまう。また、直方体形状のガラスフィルタを作製するためには、非常に高い加工コストが掛かる。

一方、特許文献２に記載の放射線画像読取装置のように、励起光カットフィルタを光電変換素子の直前に配置する場合には、サイズやコストの点では有利であるが、以下のような問題がある。導光板に進入した励起光は励起光カットフィルタに到達し吸収されるものがほとんどであるが、中には導光板の出射端面で反射あるいは導光板を含む集光体の内部で散乱して導光板内を逆行し再び輝尽性蛍光体プレートに達する励起光もある。この場合、当該励起光により輝尽性蛍光体プレートから再び輝尽光が発生し、画像カブリが発生することがある。

本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、装置の大型化やコストアップを招くことなく、画像カブリを抑制することのできる放射線画像読取装置を提供することを目的としている。

本発明の放射線画像読取装置は、放射線画像の記録された輝尽性蛍光体プレートに励起光を照射する走査光学系と、励起光により発生する輝尽性蛍光体プレートからの輝尽光を光電変換素子に導く集光光学系とを備えた放射線画像読取装置において、集光光学系は、輝尽性蛍光体プレート側に配された励起光を吸収する第１のフィルタと、光電変換素子側に配された励起光を吸収する第２のフィルタとを有することを特徴としている。

本発明によれば、集光光学系内で反射等して輝尽性蛍光体プレートに逆行してくる励起光を、第１のフィルタによりほとんどコストアップすることなく低減させることができる。また、集光光学系に進入してきた励起光は、第２のフィルタにより吸収される。これにより、画像カブリを抑制することができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本実施形態について説明するが、本実施形態に限定するものではない。

（装置構成と基本動作）
図１は、本実施形態に係る放射線画像読取装置の要部である放射線検出器１の構成図である。

放射線検出器１は、輝尽性蛍光体プレート１０、輝尽性蛍光体プレート１０に励起光であるレーザ光を走査させながら照射するレーザ走査光学系２０、輝尽性蛍光体プレート１０からの輝尽光を集光する集光光学系３０、及び集光される輝尽光を光電変換する本発明の光電変換素子としての光電子増倍管４０から構成されている。

レーザ走査光学系２０は、レーザ光を発するための半導体レーザ２１、半導体レーザ２１からのレーザ光を平行光にするコリメートレンズ２２、モニタ用のレーザ光を分岐させるビームスプリッタ２３、コリメートレンズ２２からの平行光をポリゴンミラー２５上で線状に集光させるシリンドリカルレンズ２４、回転することでシリンドリカルレンズ２４からの光を図中Ｘ方向に走査させるポリゴンミラー２５、ポリゴンミラー２５からの走査光を等速走査させるｆθレンズ２６、ポリゴンミラー２５の面倒れを補正するシリンドリカルミラー２７、及び走査の同期をとるＨ−ＳＹＮＣセンサ２８、等から構成されている。

集光光学系３０は、輝尽性蛍光体プレート１０の幅方向（図中Ｘ方向）に亘って設けられ輝尽性蛍光体プレート１０からの輝尽光を集光管３２に向けて導光する平板状の導光板３１（本発明の導光部材）、及び輝尽性蛍光体プレート１０の幅方向（図中Ｘ方向）に亘って設けられ導光板３１からの輝尽光を光電子増倍管４０に向けて集光する集光管３２（本発明の集光部材）、等から構成されている。

半導体レーザ２１から発せされたレーザ光は、レーザ光学系２０により図中Ｘ方向（主走査方向）に走査される。これにより、輝尽性蛍光体プレート１０の幅方向に亘ってレーザ光が照射される。この際、輝尽性蛍光体プレート１０を不図示の移動手段により図中Ｙ方向（副走査方向）に移動させることにより、輝尽性蛍光体プレート１０の全面に亘って二次元的にレーザ光が照射される。

励起光であるレーザ光を輝尽性蛍光体プレート１０上で走査させることにより、レーザ光の走査線部分において、蓄積されている放射線エネルギーに対応した輝尽光が発生する。

発生した輝尽光は、導光板３１の輝尽性蛍光体プレート１０に対向する入射端面から入射し、導光板３１内部で反射しながら出射端面に導かれ、集光管３２に到達する。

集光管３２は、後述の図２にも示すように、輝尽性蛍光体プレート１０の幅方向に沿って断面積が変化する略円錐台形状をしており、光電子増倍管４０が設けられている端部の方が断面積が広くなっている。集光管３２に到達した輝尽光は、集光管３２内部で反射を繰り返しながら断面積の広い端部に向かって集光していく。

当該集光管３２の端部に集光された輝尽光は、光電子増倍管４０に入射することにより電気信号に変換される。

図２は、本実施形態に係る集光管３２の概略構成図である。集光管３２の断面積の広い方の端部には光電子増倍管４０が設けられている。光電子増倍管４０の直前には、本発明の第２のフィルタとしての励起光カットフィルタ３３が設けられている。励起光カットフィルタ３３としては、励起光を１０^-8レベルにまで吸収低減させることが可能な、Ｂ４１０（ＨＯＹＡ社製）等のガラスフィルタが用いられる。

（導光板の出射端面での励起光の反射について）
図３は、導光板３１の出射端面での励起光の反射を説明するための概念図である。

走査光学系２０からのレーザ光（励起光）は、輝尽性蛍光体プレート１０に照射されるが、このとき、輝尽光以外に励起光の散乱光も発生する。

当該散乱光は、導光板３１の入射端面Ｓｉから進入し、導光板３１内部で反射しながら出射端面Ｓｏに導かれる。このとき、一部の散乱光は、出射端面Ｓｏで反射し、入射端面Ｓｉに向かって逆行する。

逆行した反射光は、輝尽性蛍光体プレート１０を照射し、再び輝尽光を発生させることになる。当該輝尽光が集光管３２を経由して光電子増倍管４０に入射されると、画像カブリが発生することになる。

（本実施形態の導光板３１の構成）
本実施形態の導光板３１は、銅フタロシアニンにより着色された平板状のアクリルからなる着色導光板で構成されており、輝尽光を集光管３２に向けて導光する以外に、集光管３２への励起光の進入を低減するフィルタとしての機能も有する。本発明の第１のフィルタに相当する。

本実施形態の着色導光板は、例えば、アクリル樹脂をインジェクション成形して平板状の導光板３１を作製する際に、銅フタロシアニンを添加して作製する。銅フタロシアニンの濃度は、例えば、０．００００８％である。導光板３１に銅フタロシアニンを微量添加するのみで、ほとんどコストアップすることなく着色導光板を作製することができる。

銅フタロシアニンは、励起光の波長（約６６０ｎｍ）に対する吸収率が高く、上記濃度の添加であれば、導光板３１の入射端面Ｓｉから出射端面Ｓｏにまで透過する励起光は約２０％である。このため、出射端面Ｓｏで反射されたとしても、入射端面Ｓｉまで戻ってくる励起光は、着色なしに対して約４％（２０％×２０％）となる。入射端面Ｓｉまで戻ってくる励起光を１０％以下に低減することができれば、画像カブリはほとんど問題にならない。別言すれば、着色導光板の入射端面Ｓｉから出射端面Ｓｏまでにおける励起光に対する減衰比が約０．３以下（往復すれば０．３×０．３＝０．０９≒１０％となる）であれば、画像カブリはほとんど問題にならない。励起光に対する減衰比は、例えば、銅フタロシアニンの添加量を変えることにより調整することができる。励起光に対する減衰比は小さいほどよいが、銅フタロシアニンの添加量を多くしすぎると、輝尽光に対する減衰も無視できなくなるので、当該事項も考慮して適切な銅フタロシアニンの添加量を決定する。

また、導光板３１を透過した励起光は、集光管３２に進入するが、励起光をカットする機能を本来有する図２に示す励起光カットフィルタ３３により吸収されるので問題とならない。

一方、銅フタロシアニンは、輝尽光の波長（４１０ｎｍ）に対する吸収率は低く、導光板３１の入射端面Ｓｉから出射端面Ｓｏにまで透過する輝尽光は約９０％である。このため、輝尽光は、ほとんど減衰せずに集光管３２に到達する。

以上のように、導光板３１に銅フタロシアニンを微量添加するのみで、ほとんどコストアップすることなく、輝尽性蛍光体プレート１０に逆行してくる励起光を１０％以下に抑えることができる。この結果、当該励起光により発生する輝尽光を低減でき、画像カブリを抑制することができる。また、集光管３２に進入してきた励起光は、励起光カットフィルタ３３により吸収されるので問題とならない。

本実施形態では、励起光を吸収する色素として銅フタロシアニンを用いたが、励起光に対する吸収率が高く輝尽光に対する吸収率が低い色素であって、導光板３１の成形時の熱に耐えうる耐熱性のある色素であれば用いることができる。銅フタロシアニン以外の色素としては、例えば、アントラキノン系の色素を用いることができる。

導光板３１としては、ガラス材料により構成することもできるが、一般にガラスフィルタは高価で重いので、本実施形態のようにプラスチックを用いることが好ましい。また、プラスチックを用いれば、成形の際に微量の色素を添加するのみで作製できるので、作製コストも低コストである。

図１に示す放射線検出器１を用い、導光板３１に着色した場合、着色しない場合のそれぞれの場合について、鉛ディスク法によりグレア含有率を評価した。鉛ディスク法については、例えば、内田勝，「ディジタル放射線画像」，オーム社，１９９８，ｐ．１２６、特開平７−２７０５９９号公報、等を参照することができる。

着色導光板は、アクリル樹脂に対して銅フタロシアニンを０．００００８％添加し、インジェクション成形により作製した。無着色導光板は、アクリル樹脂を用いインジェクション成形により作製した。

励起光カットフィルタ３３としては、Ｂ４１０ガラスフィルタ（ＨＯＹＡ社製）を用いた。

図４に、導光板３１に着色した場合、着色しない場合のそれぞれの場合における鉛ディスク径とグレア含有率との関係を示す。グレア含有率が低いほど画像カブリが少なく良好な画像が得られる。一般的に、グレア含有率が、ディスク径５ｍｍで５％、８０ｍｍで０．３％よりも低ければ、画像への影響は小さいとされている。

図４に示すように、導光板３１を着色した場合のグレア含有率は、導光板３１を着色しない場合のグレア含有率の半分以下であり、導光板３１への着色の効果が非常に大きいことを示している。

また、着色導光板のグレア含有率は、ディスク径５ｍｍで約２．５％、８０ｍｍで約０．１５％と、上記上限値よりも低く十分許容できるレベルであり、画像カブリは問題とならない。

本実施形態に係る放射線画像読取装置の要部である放射線検出器１の構成図である。本実施形態に係る集光管３２の概略構成図である。導光板３１の出射端面での励起光の反射を説明するための概念図である。導光板３１に着色した場合、着色しない場合のそれぞれの場合における鉛ディスク径とグレア含有率との関係を示す。

符号の説明

１０輝尽性蛍光体プレート
２０走査光学系
３０集光光学系
３１導光板（第１のフィルタ）
３２集光管
３３励起光カットフィルタ（第２のフィルタ）
４０光電子増倍管

Claims

放射線画像の記録された輝尽性蛍光体プレートに励起光を照射する走査光学系と、励起光により発生する輝尽性蛍光体プレートからの輝尽光を光電変換素子に導く集光光学系とを備えた放射線画像読取装置において、
集光光学系は、輝尽性蛍光体プレート側に配された励起光を吸収する第１のフィルタと、光電変換素子側に配された励起光を吸収する第２のフィルタとを有することを特徴とする放射線画像読取装置。
前記集光光学系は、前記輝尽性蛍光体プレートからの輝尽光を導光する導光部材と、導光部材により導光された輝尽光を前記光電変換素子に集光する集光部材とを有し、
前記第１のフィルタは、励起光を吸収する色素により着色された前記導光部材により構成されることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像読取装置。
前記導光部材は、プラスチックにより構成されることを特徴とする請求項２に記載の放射線画像読取装置。
前記色素は、銅フタロシアニンであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の放射線画像読取装置。
前記色素は、アントラキノン系染料であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の放射線画像読取装置。
前記第１のフィルタの励起光に対する減衰比が０．３以下であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の放射線画像読取装置。
前記第２のフィルタの励起光に対する吸収率は、前記第１のフィルタの励起光に対する吸収率よりも高いことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の放射線画像読取装置。
前記第２のフィルタは、前記光電変換素子に対向して配置されていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の放射線画像読取装置。
前記第２のフィルタは、ガラスフィルタであることを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の放射線画像読取装置。