JP2009085642A - 放射線画像撮影装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】放射線検出器から出力される電気信号に対する電磁気ノイズの影響を防止し、高品質な放射線画像を撮影可能な放射線画像撮影装置を提供する。
【解決手段】放射線検出器４２とＡＳＩＣ４４の間に第１導電性ゲル８０を配置し、ＡＳＩＣ４４と冷却ジャケット８４との間に第２導電性ゲル８２を配置することでＡＳＩＣ４４を囲繞する。これにより、ＡＳＩＣ４４からの電磁気ノイズが遮蔽され、この電磁気ノイズが放射線検出器４２に伝搬することがない。このため、放射線検出器４２から出力されたアナログ信号に対する前記電磁気ノイズの影響を防止し、高品質な放射線画像が撮影可能となる。
【選択図】図５

Description

本発明は、被写体の放射線画像を電荷情報として検出し、この電荷情報を示す電気信号を出力する放射線検出器を備える放射線画像撮影装置に関する。より詳細には、本発明は、前記放射線検出器に対する電磁気ノイズを防止することが可能な放射線画像撮影装置に関する。
医療分野において、被写体（患者）に放射線を照射し、被写体を透過した放射線を放射線検出器に導いて放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置が広汎に使用されている。この放射線画像撮影装置で用いる放射線検出器としては、放射線画像が露光記録される従来からの放射線フイルムや、蛍光体に放射線画像としての放射線エネルギを蓄積し、励起光を照射することで放射線画像を輝尽発光光として取り出すことのできる蓄積性蛍光体パネルが知られている。これらの放射線検出器は、放射線画像が記録された放射線フイルムを現像装置に供給して現像処理を行い、或いは、蓄積性蛍光体パネルを読取装置に供給して読取処理を行うことで、可視画像としての放射線画像が得られる。
一方、手術室等の場所においては、患者に対して迅速且つ的確な処置を施すため、撮影後の放射線検出器から直ちに放射線画像を読み出して表示できることが必要である。このような要求に対応可能な放射線検出器として、放射線を直接電気信号に変換し、或いは、放射線をシンチレータで可視光に変換した後、電気信号に変換して読み出す固体検出素子を用いた放射線検出器が開発されている。
いずれの方式の放射線検出器においても、出力されるアナログ信号は微小であり、放射線検出器の近傍に配置した増幅器を用いて増幅することが一般的である。しかし、増幅されるアナログ信号にノイズが乗っている場合、このノイズも一緒に増幅されてしまい、Ｓ／Ｎ比が低下してしまう。そこで、放射線検出器から出力されるアナログ信号に対するノイズ対策が検討されている（例えば、特許文献１）。
上記特許文献１では、その図１に示されているように、増幅型電気回路部８が緩衝材１６、１７で挟持されている。緩衝材１６は、冷却システム１５から増幅型電気回路部８に機械的振動等が伝わることを防止する一方、緩衝材１７は、基板保持部４から増幅型電気回路部８に機械的振動等が伝わることを防止している（特許文献１の段落［００３２］等参照）。
特開２００５−２８３２６２号公報
放射線検出器では、機械的振動等の機械的ノイズによる影響の他、電磁気ノイズを回避する必要がある。しかしながら、特許文献１では、緩衝材１６がシリコーン系熱伝導性ゲル製とされ、緩衝材１７がシリコーン系断熱性とされるに過ぎず（特許文献１の段落［００３０］）、電磁気ノイズの対策については考慮されていない。放射線検出器からのアナログ信号に電磁気ノイズが乗ると、このアナログ信号から得られる放射線画像の画質が低下してしまう。
この発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、放射線検出器から出力される電気信号に対する電磁気ノイズの影響を防止し、高品質な放射線画像を撮影可能な放射線画像撮影装置を提供することを目的とする。
この発明に係る放射線画像撮影装置は、被写体の放射線画像を電荷情報として検出し、この電荷情報を示す電気信号を出力する放射線検出器と、前記放射線検出器に近接して設けられ、前記放射線検出器に電気的に接続された集積回路と、前記放射線検出器と前記集積回路の間に配置された導電性ゲルとを有することを特徴とする。
この発明によれば、放射線検出器と集積回路の間に配置された導電性ゲルにより、集積回路からの電磁気ノイズが遮蔽され、この電磁気ノイズが放射線検出器に伝搬することを防止する。このため、放射線検出器から出力された電気信号に対する前記電磁気ノイズの影響を防ぎ、高品質な放射線画像が撮影可能となる。
ここで、前記導電性ゲルは、前記集積回路を囲繞していることが好ましい。導電性ゲルは、形状可変であり、集積回路を容易且つ確実に囲繞することができ、簡単な構成で、電磁気ノイズの遮蔽機能を良好に向上させることができる。
また、前記導電性ゲルは、例えば、カーボン又は銀を含有するものとすることができる。これにより、高い導電性を実現可能である。
この発明によれば、放射線検出器と集積回路の間に配置された導電性ゲルにより、集積回路からの電磁気ノイズが遮蔽され、この電磁気ノイズが放射線検出器に伝搬することを防止する。このため、放射線検出器から出力された電気信号に対する前記電磁気ノイズの影響を防ぎ、高品質な放射線画像が撮影可能となる。
図１は、本発明の一実施形態に係る放射線画像撮影装置である乳癌検診等の用途に利用されるマンモグラフィ装置２０の斜視説明図である。
マンモグラフィ装置２０は、立設状態に設置される基台２２と、基台２２の略中央部に配設された旋回軸２４に固定されるアーム部材２６と、被写体２８の撮影部位であるマンモ（乳房）３０（図２参照）に対して放射線Ｘを照射する放射線源（不図示）を収容し、アーム部材２６の一端部に固定される放射線源収容部３２と、該放射線源収容部３２に対向配置されて、アーム部材２６の他端部に固定される撮影台３４と、撮影台３４に対してマンモ３０を押圧して保持する圧迫板３６とを備える。
放射線源収容部３２及び撮影台３４が固定されたアーム部材２６は、旋回軸２４を中心として矢印Ａ方向に旋回することで、被写体２８のマンモ３０に対する撮影方向が調整可能に構成される。圧迫板３６は、アーム部材２６に連結された状態で放射線源収容部３２及び撮影台３４間に配設されており、矢印Ｂ方向に変位可能に構成される。
また、基台２２には、マンモグラフィ装置２０によって検出された被写体２８の撮影部位、撮影方向等の撮影情報、被写体２８のＩＤ情報等の情報を表示するとともに、必要に応じてこれらの情報を設定可能な表示操作部３８が配設される。
図２は、マンモグラフィ装置２０における撮影台３４の内部構成を示す一部縦断要部説明図であり、撮影台３４及び圧迫板３６の間に被写体２８の撮影部位であるマンモ３０を配置した状態を示す。また、図３は、図２の撮影台３４の内部構成を示す一部切欠き斜視説明図である。
図２及び図３に示すように、撮影台３４を構成する筐体４０の内部には、放射線源収容部３２に内蔵された放射線源から出力された放射線Ｘに基づいて撮影された放射線画像情報を電気信号として出力する平面型の放射線検出器４２と、放射線検出器４２を制御するＡＳＩＣ｛Application Specific Integrated Circuits（特定用途向け集積回路）｝４４と、放射線検出器４２及びＡＳＩＣ４４を電気的に接続するフレキシブル基板４６とが収容される。
図４は、放射線検出器４２及びＡＳＩＣ４４の回路構成ブロック図である。放射線検出器４２は、行列状の画素５０及び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）５２を有する。ＡＳＩＣ４４は、読み出し対象の画素５０を選択する駆動回路６０と、感知した放射線Ｘの量に応じて各画素５０から電荷情報を読み出す読出回路６２とを有する。
各画素５０は、放射線Ｘを感知して電荷を発生させるアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）等の物質からなる光電変換層５４をＴＦＴ５２のアレイの上に配置した構造を有し、発生した電荷を蓄積容量５６に蓄積した後、各行毎にＴＦＴ５２を順次オンにして、電荷を画像信号として出力する。図４では、光電変換層５４及び蓄積容量５６からなる１つの画素５０と１つのＴＦＴ５２との接続関係のみを示し、その他の画素５０の構成については省略している。なお、アモルファスセレンは、高温になると構造が変化して機能が低下してしまうため、所定の温度範囲内で使用する必要がある。従って、撮影台３４の筐体４０内に放射線検出器４２を冷却する手段を配設することが好ましい。
各画素５０に接続されるＴＦＴ５２には、行方向と平行に延びるゲート線５８と、列方向と平行に延びる信号線５９とが接続される。各ゲート線５８は、駆動回路６０に接続され、各信号線５９は、読出回路６２に接続される。
ゲート線５８には、行方向に配列されたＴＦＴ５２をオンオフ制御する制御信号Ｖｏｎ、Ｖｏｆｆが駆動回路６０から供給される。この場合、駆動回路６０は、ゲート線５８を切り替える複数のスイッチＳＷ１と、スイッチＳＷ１の１つを選択する選択信号を出力するアドレスデコーダ６４とを備える。アドレスデコーダ６４には、筐体４０内に設けられた画像処理回路６６からアドレス信号が供給される。
また、信号線５９には、列方向に配列されたＴＦＴ５２を介して各画素５０の蓄積容量５６に保持されている電荷が流出する。この電荷は、読出回路６２を構成する増幅器６８によって増幅される。増幅器６８には、読出回路６２のサンプルホールド回路７０を介して読出回路６２のマルチプレクサ７２が接続される。マルチプレクサ７２は、信号線５９を切り替える複数のスイッチＳＷ２と、スイッチＳＷ２の１つを選択する選択信号を出力するアドレスデコーダ７４とを備える。アドレスデコーダ７４には、画像処理回路６６からアドレス信号が供給される。マルチプレクサ７２には、Ａ／Ｄ変換器７６が接続され、Ａ／Ｄ変換器７６によってデジタル信号に変換された放射線画像データが画像処理回路６６に供給される。
図５は、放射線検出器４２及びその周辺を示す一部切欠き斜視説明図である。また、図６は、被写体２８の胸壁２８ａ（図２）側から旋回軸２４側に向かう方向（図５の矢印Ｃ方向）に見た放射線検出器４２及びその周辺を模式的に示す説明図である。
図５及び図６に示すように、放射線検出器４２の両端それぞれは、フレキシブル基板４６を介してＡＳＩＣ４４に接続されている。放射線検出器４２とＡＳＩＣ４４の間には、シート状の第１導電性ゲル８０が配置されている。本実施形態においてこの第１導電性ゲル８０は、カーボン又は銀を含有し且つ断熱性を有する。また、第１導電性ゲル８０は、ケーブル８１ａを介して、一定電位（本実施形態では、グランド）にある筐体４０と電気的に接続されている。これにより、ＡＳＩＣ４４から生じる電磁気ノイズを遮断できる。なお、この電気的な接続は、第１導電性ゲル８０が筐体４０に直接接することによい実現してもよい。
また、本実施形態では、ＡＳＩＣ４４の外側に、シート状の第２導電性ゲル８２が設けられる。第２導電性ゲル８２は、カーボン又は銀を含有し且つ熱伝導性を有する。各ＡＳＩＣ４４の露出部（フレキシブル基板４６と接触している部分以外の部分）は、この第２導電性ゲル８２により囲繞される。第２導電性ゲル８２は、第１導電性ゲル８０と同様、ケーブル８１ｂを介して、一定電位にある筐体４０と電気的に接続されている。これにより、ＡＳＩＣ４４から生じる電磁気ノイズを遮断可能である。第１導電性ゲル８０と第２導電性ゲル８２により、各ＡＳＩＣ４４全体が囲繞される。
図５及び図６に示すように、第２導電性ゲル８２の外側には、冷却ジャケット８４が設けられている。この冷却ジャケット８４には、図示しない冷却液供給ユニットから循環路８６を介して冷却液が供給され、ＡＳＩＣ４４を冷却する。冷却ジャケット８４に供給された冷却液は、循環路８６を介して前記冷却液供給ユニットに戻され、そこで再度冷却された後、再び冷却ジャケット８４へと供給される。
本実施形態のマンモグラフィ装置２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
先ず、図示しないコンソール、ＩＤカード等の手段を用いて、被写体２８に係るＩＤ情報、撮影方法等の設定を行う。この場合、ＩＤ情報には、被写体２８の氏名、年齢、性別等の情報があり、被写体２８が所持するＩＤカードから取得することができる。なお、マンモグラフィ装置２０がネットワークに接続されている場合には、そのネットワーク上の他の装置から取得することも可能である。また、撮影方法には、医師によって指示された撮影部位、撮影方向等の情報があり、ネットワークに接続された上位の装置から取得し、あるいは、コンソールから放射線技師が入力することが可能である。これらの情報は、マンモグラフィ装置２０の表示操作部３８に表示して確認することができる。
続いて、放射線技師は、指定された撮影方法に従ってマンモグラフィ装置２０を所定の状態に設定する。例えば、マンモ３０の撮影方向としては、上部から放射線Ｘを照射して撮影を行う頭尾方向（ＣＣ）撮影、側面から放射線Ｘを照射して撮影を行う側面方向（ＭＬ）撮影、斜め方向から放射線Ｘを照射して撮影を行う内外側斜位（ＭＬＯ）撮影があり、これらの撮影方向に応じてアーム部材２６を旋回軸２４を中心に旋回させる。
次に、マンモグラフィ装置２０に対して被写体２８のマンモ３０を位置決めする。すなわち、マンモ３０を撮影台３４に載置した後、圧迫板３６を押し下げ、撮影台３４及び圧迫板３６間にマンモ３０を保持させる（図２参照）。
以上の準備作業が完了した後、放射線源収容部３２に収容されている図示しない放射線源を駆動し、設定された撮影条件に従った放射線Ｘをマンモ３０に照射する。これにより、静電潜像としての電荷が放射線検出器４２に発生し、この電荷が、ＡＳＩＣ４４の駆動回路６０及び読出回路６２を用いて読み出される。
ＡＳＩＣ４４の駆動回路６０又は読出回路６２が動作する際、これらの回路から電磁気ノイズが発生することがある。この電磁気ノイズが、放射線検出器４２に入ると、放射線検出器４２から出力されるアナログ信号のＳ／Ｎ比が低下し、放射線画像の画質が低下してしまう。
そこで、本実施形態では、第１導電性ゲル８０及び第２導電性ゲル８２を用いることで、ＡＳＩＣ４４から放射される電磁気ノイズが、放射線検出器４２に影響することを防止している。すなわち、前記電磁気ノイズが発生しても、第１導電性ゲル８０及び第２導電性ゲル８２により、この電磁気ノイズが遮蔽される。
以上説明したように、本実施形態では、放射線検出器４２とＡＳＩＣ４４の間に第１導電性ゲル８０が配置される。これにより、ＡＳＩＣ４４からの電磁気ノイズが遮蔽され、この電磁気ノイズが放射線検出器４２に伝搬することを防止する。このため、放射線検出器４２から出力されたアナログ信号に対する前記電磁気ノイズの影響を防ぎ、高品質な放射線画像が撮影可能となる。
また、上記実施形態によれば、第１導電性ゲル８０及び第２導電性ゲル８２により、ＡＳＩＣ４４が囲繞される。第１導電性ゲル８０及び第２導電性ゲル８２は、形状可変であり、ＡＳＩＣ４４を容易且つ確実に囲繞することができ、簡単な構成で、電磁気ノイズの遮蔽機能を良好に向上させることができる。
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下に示す構成を採ることができる。
すなわち、上記実施形態では、放射線画像撮影装置としてマンモグラフィ装置２０を用いたが、これに限られず、電子カセッテを用いる放射線画像撮影装置等、その他の放射線画像撮影装置を用いてもよい。
上記実施形態では、入射した放射線Ｘの線量を光電変換層によって直接電気信号に変換する放射線検出器４２を用いたが、これに限られない。例えば、シンチレータによって放射線Ｘを一旦可視光に変換し、その可視光が照射されることで電荷対を生成する記録用光導電層を用いた放射線検出器を利用することもできる。
上記実施形態では、各ＡＳＩＣ４４に、駆動回路６０及び読出回路６２の両方を包含させたが、駆動回路６０及び読出回路６２を別々のＡＳＩＣ４４として配置してもよい。また、ＡＳＩＣ４４の配置場所は、適宜変更可能である。
上記実施形態では、放射線検出器４２とＡＳＩＣ４４の間に配置された導電性ゲル（第１導電性ゲル８０）を断熱性としたが、熱伝導性としてもよい。例えば、図７に示すように、１枚のシートでＡＳＩＣ４４全体を囲繞する導電性ゲル８８を熱伝導性とし、この導電性ゲル８８を冷却ジャケット８４に接触させる構成も可能である。この構成では、導電性ゲル８８のうちＡＳＩＣ４４と冷却ジャケット８４に挟持される部分（図６の第２導電性ゲル８２に相当する部分）のみならず、放射線検出器４２とＡＳＩＣ４４の間の部分（図６の第１導電性ゲル８０に相当する部分）からも熱が冷却ジャケット８４に伝達し、この熱が冷却ジャケット８４により冷却される。従って、放射線検出器４２とＡＳＩＣ４４の間の部分を効率的に冷却することができる。なお、第１導電性ゲル８０及び第２導電性ゲル８２と同様、導電性ゲル８８は、一定電位に電気的に接続させてもよい。
同様に、図８及び図９に示す構成も可能である。すなわち、上述した図７では、導電性ゲル８８が、ＡＳＩＣ４４の下方を介して、放射線検出器４２側と冷却ジャケット８４側に跨っている。これに対し、図８では、導電性ゲル８８ａは、ＡＳＩＣ４４の上方及び下方それぞれにおいて、放射線検出器４２側から冷却ジャケット８４側へと延在している。このため、ＡＳＩＣ４４をよりしっかりと囲繞し、電磁気ノイズをより確実に遮蔽することができる。また、導電性ゲル８８ａが、冷却ジャケット８４の上面及び下面に接触し、ＡＳＩＣ４４と冷却ジャケット８４の間には、特許文献１に記載されるような熱伝導性ゲル９０を配置する構成としている。このため、ＡＳＩＣ４４の冷却効率を高めつつ、電磁波ノイズの遮蔽を行うことができる。なお、第１導電性ゲル８０及び第２導電性ゲル８２と同様、導電性ゲル８８ａは、一定電位に電気的に接続させてもよい。
上記実施形態では、第１導電性ゲル８０及び第２導電性ゲル８２がそれぞれ筐体４０に電気的に接続されていたが、その他の部材に電気的に接続されていてもよい。例えば、ＡＳＩＣ４４を電気的に接続するフレキシブル基板４６の一部の電極を剥き出しにしておき、この電極と第１導電性ゲル８０及び第２導電性ゲル８２を電気的に接続させることもできる。なお、フレキシブル基板４６の電極は、設計上、筐体４０の電極と同電位とされる。また、第１導電性ゲル８０及び第２導電性ゲル８２を、筐体４０及びフレキシブル基板４６の両方に電気的に接続させることもできる。
上記実施形態では、冷却ジャケット８４を用いてＡＳＩＣ４４を冷却したが、必ずしも冷却ジャケット８４を用いる必要はない。
本発明の一実施形態に係る放射線画像撮影装置としてのマンモグラフィ装置の斜視説明図である。 図１に示すマンモグラフィ装置における撮影台の内部構成を示す一部縦断要部説明図である。 前記撮影台の内部構成を示す一部切欠き斜視説明図である。 前記放射線検出器及びその周辺の回路構成ブロック図である。 前記放射線検出器及びその周辺を示す一部切欠き斜視説明図である。 被写体の胸壁側から旋回軸側に向かう方向に見た前記放射線検出器及びその周辺を模式的に示す説明図である。 本発明に係る放射線画像撮影装置の第１変形例に包含される放射線検出器及びその周辺を模式的に示す説明図である。 本発明に係る放射線画像撮影装置の第２変形例に包含される放射線検出器及びその周辺を模式的に示す説明図である。 前記第２変形例に包含される放射線検出器及びその周辺を示す一部切欠き斜視説明図である。
符号の説明
２０…マンモグラフィ装置（放射線画像撮影装置）
２８…被写体
４２…放射線検出器
４４…ＡＳＩＣ（集積回路）
８０、８２、８８、８８ａ…導電性ゲル

Claims (3)

  1. 被写体の放射線画像を電荷情報として検出し、この電荷情報を示す電気信号を出力する放射線検出器と、
    前記放射線検出器に近接して設けられ、前記放射線検出器に電気的に接続された集積回路と、
    前記放射線検出器と前記集積回路の間に配置された導電性ゲルと、
    を有することを特徴とする放射線画像撮影装置。
  2. 請求項１記載の放射線画像撮影装置において、
    前記導電性ゲルは、前記集積回路を囲繞している
    ことを特徴とする放射線画像撮影装置。
  3. 請求項１又は２記載の放射線画像撮影装置において、
    前記導電性ゲルは、カーボン又は銀を含有している
    ことを特徴とする放射線画像撮影装置。
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