JP2011212491A - 放射線撮影装置及びグリッド移動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】曝射時間の長短にかかわらず、グリッドムラの発生を一定レベル以下に抑えることができ、しかも、グリッドの折り返しでの負荷も低減することができるようにする。
【解決手段】放射線撮影装置１２は、被写体に放射線を曝射する放射線源７４と、被写体を透過した放射線を検出し、被写体の放射線画像情報を取得する固体検出器４６と、被写体と固体検出器４６との間に配置され、且つ、放射線が被写体を透過する際に発生する散乱放射線を除去するグリッド１００と、グリッド１００を少なくとも一方向に移動するグリッド移動機構１０８と、グリッド移動機構１０８を駆動制御するグリッド移動制御部１１０とを有する。そして、グリッド移動機構１０８は、グリッド１００の移動速度をｖ、グリッド１００の移動開始時点からの経過時間をｔとしたとき、ｖｔ＝一定となるようにグリッド１００を移動させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、被写体と放射線画像情報検出器とに間に配置され、且つ、放射線が被写体を透過する際に発生する散乱放射線を除去するグリッドを有する放射線撮影装置と、前記グリッドを移動させるグリッド移動装置に関する。

医療分野においては、放射線源から放射された放射線を被写体に曝射し、被写体を透過した放射線を固体検出器又は蓄積性蛍光体パネルに導いて放射線画像情報を記録する放射線画像撮像装置が広汎に使用されている。

ここで、固体検出器とは、例えば、絶縁基板上に行列状に形成された多数の電荷収集電極と、この電荷収集電極上に形成され、照射された放射線に応じた電荷を発生する放射線導電体とを積層してなる固体検出部を有し、放射線導電体で発生した放射線画像情報に係る電荷を電荷収集電極で集めて蓄電部に一旦蓄積し、その蓄積電荷を電気信号に変換して出力するものである。

また、蓄積性蛍光体パネルとは、照射された放射線のエネルギの一部を蓄積し、レーザビーム等の励起光を照射すると、蓄積された放射線エネルギに応じて輝尽発光する蓄積性蛍光体を塗布したパネルであり、蓄積性蛍光体パネルから出力された輝尽発光光を光電変換することにより、放射線画像情報を読み取ることができる。

このような放射線画像撮像装置の１つとして、乳癌検診等に利用されるマンモグラフィ装置が知られている。マンモグラフィ装置は、例えば、パネル状の固体検出器が内蔵され、被写体の乳房を支持する撮影台と、撮影台に対向して配置され、乳房を撮影台に対して押圧する押圧板と、押圧板を介して乳房に放射線を曝射する放射線源とを備えて構成される（例えば特許文献１参照）。

一般に、被写体を透過した放射線を検出して、被写体の放射線画像情報を取得する場合、放射線画像情報には、直進透過成分だけでなく、放射線が被写体を透過する際に発生する散乱成分が含まれ、ぼやけた画像しか得られないという問題がある。

そこで、従来では、放射線が被写体を透過する際に発生する散乱放射線を除去するグリッドを、被写体と放射線画像情報検出器との間に配置するようにしている。この場合、得られる画像に格子縞（グリッドムラ）が発生することから、グリッドを一方向に移動させるグリッド移動機構を設けるようにしている（例えば特許文献２及び３参照）。

特許第２５００８９５号公報 特開２０００−１１６６４８号公報 特開平１０−３０５０３０号公報

ところで、上述した特許文献２に記載されたグリッド移動機構は、グリッドの速度を放射線強度変動に対応させ、さらに、グリッドの移動距離をグリッドピッチの整数倍に近づけるようにしている。また、特許文献３に記載されたグリッド移動機構は、グリッドの経過時間に対する移動距離の特性が、露光時間の１／２の時間に対応する位置について点対称となる連続曲線となるようにしている。

しかしながら、特許文献１記載のグリッド移動機構は、ＡＥＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）センサから情報を得た後に、グリッドの移動を制御しているため、制御方式が複雑になり、ＡＥＣセンサの影響を受けやすいという問題がある。特に、曝射時間が短い場合、グリッドの移動制御の精度向上に限界が生じるという問題がある。

特許文献２記載のグリッド移動機構は、グリッドを移動開始位置と移動終了位置（露光終了時点での位置）の付近で速い移動速度にしているが、この場合であっても撮影条件によっては、グリッドの停止時間におけるグリッドムラが無視できない程度に残る場合がある。また、速い速度でグリッドを折り返すことから、グリッド移動機構にかかる負荷も大きいという問題がある。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、曝射時間の長短にかかわらず、グリッドムラの発生を一定レベル以下に抑えることができ、しかも、グリッドの折り返しでの負荷も低減することができる放射線撮影装置及びグリッド移動装置を提供することを目的とする。

第１の本発明に係る放射線撮影装置は、被写体に放射線を曝射する放射線源と、前記被写体を透過した放射線を検出し、前記被写体の放射線画像情報を取得する放射線画像情報検出器と、前記被写体と前記放射線画像情報検出器との間に配置され、前記放射線が前記被写体を透過する際に発生する散乱放射線を除去するグリッドと、前記グリッドを少なくとも一方向に移動するグリッド移動機構とを有し、前記グリッド移動機構は、前記グリッドの移動速度をｖ、前記グリッドの移動開始時点からの経過時間をｔとしたとき、
ｖｔ＝一定
となるように前記グリッドを移動することを特徴とする。

そして、第１の本発明において、前記グリッド移動機構は、前記グリッドの移動距離をＸとしたとき、下記関係式（１）に従って、前記グリッドを移動させるようにしてもよい。

Ｘ＝ａｌｏｇ（ｔ＋ｂ） ………（１）
但し、ａ、ｂは放射線撮影装置に固有の係数である。

また、第１の本発明において、前記グリッド移動機構は、前記放射線画像情報検出器に対して、必要な放射線量のうち、最少の放射線量を供給する時間を最小曝射時間としたとき、前記最小曝射時間に基づいて前記関係式（１）の係数ｂを決定するようにしてもよい。

また、第１の本発明において、前記グリッド移動機構は、前記放射線画像情報検出器に対して、必要な放射線量のうち、最多の放射線量を供給する時間を最大曝射時間としたとき、前記最大曝射時間と、前記グリッドの最大移動量に基づいて前記関係式（１）の係数ａを決定するようにしてもよい。

また、第１の本発明において、前記グリッド移動機構は、前記放射線画像情報検出器に対して、必要な放射線量のうち、最少の放射線量を供給する時間を最小曝射時間とし、前記放射線画像情報検出器に対して、必要な放射線量のうち、最多の放射線量を供給する時間を最大曝射時間としたとき、前記最小曝射時間に基づいて前記関係式（１）の係数ｂを決定した後に、前記最大曝射時間と、前記グリッドの最大移動量に基づいて前記関係式（１）の係数ａを決定するようにしてもよい。

また、第１の本発明において、前記グリッド移動機構は、前記放射線画像情報検出器に対して、必要な放射線量のうち、最多の放射線量を供給する時間を最大曝射時間としたとき、前記最大曝射時間よりも長い周期で回転する回転軸と、前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸からの距離が連続的に変化するグリッド押圧面を有するカムとを具備し、前記回転軸の回転駆動に伴って前記グリッドを前記関係式（１）に従って移動させるようにしてもよい。

この場合、前記グリッドを前記回転軸側に付勢する付勢手段を有するようにしてもよい。

また、第１の本発明において、前記グリッド移動機構は、前記グリッドを少なくとも一方向に移動する移動手段と、前記移動手段による前記グリッドの移動を規制する規制手段とを有し、前記移動手段による前記グリッドの移動と、前記グリッドの移動に対する前記規制手段による規制によって、前記グリッドを前記関係式（１）に従って移動させるようにしてもよい。

この場合、前記規制手段は、ばね又はダンパーにて構成されていてもよい。

また、第１の本発明において、前記グリッド移動機構は、モータと、前記モータの回転力を前記グリッドの直動運動に変換する回転直動変換機構と、前記モータの回転を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記グリッドが前記関係式（１）に従って移動するように前記モータの回転を制御するようにしてもよい。モータとして、例えばステッピングモータを使用することができる。

次に、第２の本発明に係る放射線撮影装置は、被写体に放射線を曝射する放射線源と、前記被写体を透過した放射線を検出し、前記被写体の放射線画像情報を取得する放射線画像情報検出器と、前記被写体と前記放射線画像情報検出器との間に配置され、前記放射線が前記被写体を透過する際に発生する散乱放射線を除去するグリッドと、前記グリッドを少なくとも一方向に移動するグリッド移動機構とを有し、前記グリッド移動機構は、前記グリッドの移動速度をｖ、前記グリッドの移動開始時点からの経過時間をｔ、前記放射線量の時間的変化をＥ（ｔ）としたとき、
Ｅ（ｔ）／ｖｔ＝一定
となるように前記グリッドを移動することを特徴とする。

次に、第３の本発明に係るグリッド移動装置は、被写体に放射線を曝射する放射線源と、前記被写体を透過した放射線を検出し、前記被写体の放射線画像情報を取得する放射線画像情報検出器とを有する放射線撮影装置で使用され、前記被写体と前記放射線画像情報検出器との間に配置され、前記放射線が前記被写体を透過する際に発生する散乱放射線を除去するグリッドと、前記グリッドを少なくとも一方向に移動するグリッド移動機構とを有するグリッド移動装置において、前記グリッド移動機構は、前記グリッドの移動速度をｖ、前記グリッドの移動開始時点からの経過時間をｔとしたとき、
ｖｔ＝一定
となるように前記グリッドを移動することを特徴とする。

次に、第４の本発明に係るグリッド移動装置は、被写体に放射線を曝射する放射線源と、前記被写体を透過した放射線を検出し、前記被写体の放射線画像情報を取得する放射線画像情報検出器とを有する放射線撮影装置に使用され、前記被写体と前記放射線画像情報検出器との間に配置され、前記放射線が前記被写体を透過する際に発生する散乱放射線を除去するグリッドと、前記グリッドを少なくとも一方向に移動するグリッド移動機構とを有するグリッド移動装置において、前記グリッド移動機構は、前記グリッドの移動速度をｖ、前記グリッドの移動開始時点からの経過時間をｔ、前記放射線量の時間的変化をＥ（ｔ）としたとき、
Ｅ（ｔ）／ｖｔ＝一定
となるように前記グリッドを移動することを特徴とする。

以上説明したように、本発明に係る放射線撮影装置及びグリッド移動装置によれば、曝射時間の長短にかかわらず、グリッドムラの発生を一定レベル以下に抑えることができる。

本実施の形態に係る放射線撮影装置の全体構成を示す斜視図である。 本実施の形態に係る放射線撮影装置における撮影台の内部構成を示す説明図である。 本実施の形態に係る放射線撮影装置におけるＡＥＣセンサの移動機構の構成を示す斜視図である。 本実施の形態に係る放射線撮影装置を構成する制御回路を示すブロック図である。 本来のグリッドムラによる波形を示す図である。 ＭＴＦに起因したグリッドムラの波形を示す図である。 時間ｔに対するグリッドの移動距離Ｘの特性を示す図である。 曝射時間に対するグリッドムラのレベルの変化を示す特性図である。 第１グリッド移動機構及び第１グリッド移動制御部を示す構成図である。 第１グリッド移動機構におけるカムの湾曲形状の一例を示す説明図である。 第２グリッド移動機構及び第２グリッド移動制御部を示す構成図である。 第３グリッド移動機構及び第３グリッド移動制御部を示す構成図である。 データテーブルを内訳の一例を示す説明図である。 データテーブルに格納される単位時間ごとの移動量の関係を示す説明図である。

以下、本発明に係る放射線撮影装置及びグリッド移動装置を例えばマンモグラフィ装置に適用した実施の形態例を図１〜図１４を参照しながら説明する。

本実施の形態に係る放射線撮影装置１２は、立設状態に設置される基台２６と、基台２６の略中央部に配設される旋回軸２８に固定されるアーム部材３０と、被写体３２の撮像部位である乳房に対して放射線を曝射する放射線源を収納し、アーム部材３０の一端部に固定される放射線源収納部３４と、乳房を透過した放射線を検出して放射線画像情報を取得する固体検出器４６（放射線画像情報検出器：図２参照）を収納し、アーム部材３０の他端部に固定される撮影台３６と、撮影台３６に対して乳房を押圧して保持する押圧板３８とを備える。

放射線源収納部３４及び撮影台３６が固定されたアーム部材３０は、旋回軸２８を中心として矢印Ａ方向に旋回することで、被写体３２の乳房に対する撮影方向が調整可能に構成される。押圧板３８は、アーム部材３０に連結された状態で放射線源収納部３４及び撮影台３６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２６には、放射線撮影装置１２によって検出された被写体３２の撮像部位、撮影方向等の撮影情報、被写体３２のＩＤ情報等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４０が配設される。

図２は、放射線撮影装置１２における撮影台３６の内部構成図であり、撮影台３６及び押圧板３８間に被写体３２の撮像部位であるマンモ４４を配置した状態を示す。なお、参照符号４５は、被写体３２の胸壁を示す。

撮影台３６の内部には、放射線源収納部３４に内蔵された放射線源から出力された放射線に基づいて撮像された放射線画像情報を蓄積し、電気信号として出力する前記固体検出器４６と、マンモ４４と固体検出器４６との間に配設され、マンモ４４等による散乱放射線を除去するためのグリッド１００と、固体検出器４６に蓄積記録された放射線画像情報を読み取るために、固体検出器４６に読取光を照射する読取光源部４８と、放射線の露出制御条件を決定するため、マンモ４４及び固体検出器４６を透過した放射線の放射線量を検出する自動露出制御用放射線検出器（放射線量情報検出器）（以下、「ＡＥＣセンサ４９ａ〜４９ｃ」と記す）と、固体検出器４６に蓄積されている不要電荷を除去するために、固体検出器４６に消去光を照射する消去光源部５０とを備える。

固体検出器４６は、直接変換方式且つ光読出方式の放射線固体検出器であって、マンモ４４を透過した放射線に基づく放射線画像情報を静電潜像として蓄積し、読取光源部４８からの読取光により走査されることで、静電潜像に応じた電流を発生する。

固体検出器４６は、例えば、特開２００４−１５４４０９号公報に開示されたものを用いることができ、具体的には、ガラス基板上に形成され、放射線を透過する第１導電層と、放射線が照射されることで電荷を発生する記録用光導電層と、第１導電層に帯電される潜像極性電荷に対して略絶縁体として作用する一方、潜像極性電荷と逆極性の輸送極性電荷に対して略導電体として作用する電荷輸送層と、読取光が照射されることで電荷を発生して導電性を呈する読取用光導電層と、放射線を透過する第２導電層とを順に積層して構成される。記録用光導電層と電荷輸送層との界面には、蓄電部が形成される。

第１導電層及び第２導電層は、それぞれ電極を構成する。第１導電層の電極は、二次元状の平坦な平板電極とされ、第２導電層の電極は、記録される放射線画像情報を画像信号として検出するための所定の画素ピッチからなる多数の線状電極として構成される。線状電極の配列方向が主走査方向、線状電極の延在する方向が副走査方向に対応する。

読取光源部４８は、例えば、複数のＬＥＤチップを撮影台３６の奥行き方向（矢印Ｃ方向）と直交する方向に一列に並べて構成されるライン光源と、該ライン光源から出力された読取光を固体検出器４６上に線状に照射させる光学系とを有し、該ライン光源を、撮影台３６の奥行き方向に移動させることで固体検出器４６の全面を露光走査する。

消去光源部５０は、図３に示すように、短時間で発光／消光し、且つ、残光の非常に小さいＬＥＤチップ５２をパネル５４上に多数配列して構成される。なお、パネル５４は、固体検出器４６と平行に配置された状態で撮影台３６に収納される。

ＡＥＣセンサ４９ａ〜４９ｃは、図３に示すように、消去光源部５０を構成するパネル５４に沿って矢印Ｃ方向に移動可能に構成される。ＡＥＣセンサ４９ａ〜４９ｃを移動させるセンサ移動機構５６は、矢印Ｃ方向に延在し、一端部がパネル５４に固定され、他端部がブラケット５８に固定されるガイドレール６０と、ガイドレール６０に平行に配設されるガイドシャフト６２と、ＡＥＣセンサ４９ａ〜４９ｃが固定され、ガイドレール６０及びガイドシャフト６２に両端部が係合して矢印Ｃ方向に移動自在なセンサ基板６４と、パネル５４及びブラケット５８にそれぞれ軸支されたプーリ６６ａ、６６ｂ間に張架され、センサ基板６４の端部が固定されるベルト部材６８と、プーリ６６ｂに連結され、プーリ６６ａ、６６ｂ間でベルト部材６８を変位させることで、センサ基板６４に固定されたＡＥＣセンサ４９ａ〜４９ｃを矢印Ｃ方向に移動させる第１モータ７０とを備えて構成される。

なお、センサ基板６４に固定されるＡＥＣセンサ４９ａ〜４９ｃは、パネル５４の中央部であって、矢印Ｃ方向の移動方向と直交する方向に所定間隔離間して対称に配置される。

図４は、放射線撮影装置１２を構成する制御回路１０２のブロック図である。

放射線撮影装置１２の制御回路１０２は、放射線源収納部３４に収納され、曝射スイッチ７２の操作によって放射線を放出する放射線源７４を制御する放射線源制御部７６と、上述した第１モータ７０を制御して、ＡＥＣセンサ４９ａ〜４９ｃの移動制御を行うＡＥＣセンサ移動制御部７８と、ＡＥＣセンサ４９ａ〜４９ｃによって検出した放射線の放射線量に基づき、マンモ４４の乳腺位置を特定する乳腺位置特定部８０と、ＡＥＣセンサ４９ａ〜４９ｃで検出された乳腺位置における単位時間当たりの放射線量（以下、単位放射線量と記す）に基づき、放射線源７４による放射線の適切な曝射時間（以下、有効曝射時間Ｔａと記す）を算出し、露出制御条件として放射線源制御部７６に供給する曝射時間算出部８２とを備える。

また、制御回路１０２は、固体検出器４６によって検出された放射線画像情報に基づく放射線画像を形成する放射線画像形成部８４と、前記放射線画像を表示する表示部８６とを備える。なお、表示部８６には、乳腺位置特定部８０によって特定された乳腺位置を示す位置情報、例えば、ＡＥＣセンサ４９ａ〜４９ｃを表す画像が放射線画像に重畳して表示される。

さらに、放射線撮影装置１２は、グリッド１００を、マンモ４４と固体検出器４６との間を矢印Ｄ方向（撮影台３６の奥行き方向と直交する方向：左右方向）に移動するグリッド移動機構１０８を有し、制御回路１０２は、グリッド移動機構１０８を駆動制御するグリッド移動制御部１１０を有する。

グリッド移動機構１０８は、グリッド１００の移動速度をｖ、グリッド１００の移動開始時点からの経過時間をｔとしたとき、
ｖｔ＝一定
となるようにグリッド１００を移動する。

ここで、グリッド移動機構１０８によるグリッド１００の移動を、グリッドムラの低減との関係で以下に説明する。説明を簡単にするために、グリッド１００の移動開始時点ｔｄと曝射開始時点ｔｅが同じである場合を想定して説明する。

グリッド１００は、上述したように、放射線が被写体３２を透過する際に発生する散乱放射線を除去するために設置されるものであるが、グリッド１００を静止状態にして被写体３２に放射線を曝射させると、固体検出器４６に蓄積された画像情報にグリッド１００の格子縞が発生する。この格子縞がグリッドムラである。

単位時間当たりのグリッドムラは、本来、図５に示すように、例えば横軸に左右方向（ｘ方向）の位置をとり、縦軸に画像情報の深度（例えば１画素の深度：ビット数等）をとったとき、多数の矩形パルスが並んだ波形の画像として現れるが、グリッド１００の透過率とグリッド１００の空間周波数でのＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）に起因して、図６に示すように、多数のｓｉｎ曲線が並んだ波形の画像となる。

そして、図６の波形において、該波形の隣接する谷間（又は山間）の距離、すなわち、グリッド１００の格子波長をλ、波形の振幅をＡ（λ）、グリッド１００の移動速度をｖ、グリッド１００の移動開始時点ｔｄからの経過時間をｔとしたとき、経過時間ｔにおける波形は、以下の式（２）で表すことができる。

ここで、ｘ＋ｖｔは、グリッド１００の動作を示すため、ｘ（ｔ）＝ｘ＋ｖｔと置く。

上述した式（２）で示される波形が経過時間ｔにわたって固体検出器４６に積分加算されていくため、時間ｔが経過した時点で固体検出器４６に投影蓄積されているｘ方向についての波形は、以下の（３）式で表すことができる。

そして、前記（３）式で表されるＩ（ｔ，ｘ）のｘ方向での最大値Ｉ（ｔ，ｘ）ｍａｘと、最小値Ｉ（ｔ，ｘ）ｍｉｎとの差を経過時間ｔで正規化した値がグリッドムラＧａ（ｔ）となる（（４）式参照）。

いま、静止状態のグリッド１００を考えた場合、時間ｔが経過した時点で固体検出器４６に投影蓄積されているｘ方向についての波形は、以下の（５）式で表すことができる。

従って、静止状態のグリッドのグリッドムラＧａ（ｔ）は、以下の（６）式で表すことができ、波高Ａ（λ）は一意的に算出される。

その結果、グリッド１００の動作ｘ（ｔ）が決まれば、経過時間ｔでのグリッドムラＧａ（ｔ）が計算可能となる。

上述した（４）式を等速モデルとして展開すると、グリッドムラＧａ（ｔ）は、以下の（７）式で表される。

前記（７）式から、グリッドムラＧａ（ｔ）を小さくするためには、ｖｔを最大にすればよい。この場合、等速モデルであるから、ある時間ｔ１から時間ｔ２（ｔ２＞ｔ１）までのｖｔの最小値を最大にするには、ｖｔが一定であることが必要である。

つまり、グリッド１００の移動速度をｖ、グリッド１００の移動開始時点ｔｄからの経過時間をｔとしたとき、
ｖｔ＝一定
となるようにグリッド１００を移動させることで、グリッドムラを最小にすることができる。

そして、ｖｔ＝一定を満足するようにグリッド１００を移動させるためには、グリッド１００の移動距離をＸとしたとき、下記関係式（１）に従って、グリッド１００を移動させればよい（図７参照）。下記関係式（１）において、基準時点ｔｆ（例えば曝射スイッチ７２の操作時点）から曝射開始時点ｔｅまでの時間（曝射開始時間Ｔｇ）と最大曝射時間Ｔｃとを加算した時間を曝射処理時間Ｔｈとしたとき、下記関係式（１）では示さないが、ｌｏｇの底は曝射処理時間Ｔｈとなる。

Ｘ＝ａｌｏｇ（ｔ＋ｂ） ………（１）
係数ａ、ｂは放射線の放射線撮影装置１２に固有の係数である。

係数ａ、ｂの決定方法について以下に説明する。

先ず、係数ｂは、最小曝射時間Ｔｂに基づいて決定される。最小曝射時間Ｔｂは、固体検出器４６に対して、必要な放射線量のうち、最少の放射線量を供給する時間を示し、例えば図８に示すように、曝射時間ｔに対するグリッドムラのレベルの変化から求めることができる。予め許容できるグリッドムラのレベルを閾値Ｇｔｈとして設定しておき、曝射開始時点ｔｅから曝射時間ｔの経過に伴ってグリッドムラのレベルが閾値Ｇｔｈ以下になる時点までの時間が最小曝射時間Ｔｂとなる。具体的には、放射線撮影装置１２の設計仕様上保証できる最も薄い乳房厚の乳房の透過率と、固体検出器４６の性能上必要な最少の放射線量とに基づいて、放射線源７４から放射される放射線量（管電流：ｍＡ×通電時間：ｓ）を算出し、管電流を固定値（単位放射線量を一定）にして、通電時間を算出する。この通電時間が最小曝射時間Ｔｂとなり、係数ｂを決定する根拠となる。この係数ｂによって、基準時点ｔｆ（例えば曝射スイッチ７２の操作時点）からグリッド１００の移動開始時点ｔｄまでの時間（移動開始時間Ｔｊ）が設定されることになる。

次に、係数ａは、最大曝射時間Ｔｃとグリッド１００のストローク（最大移動量）に基づいて決定される。最大曝射時間Ｔｃは、固体検出器４６に対して、必要な放射線量のうち、最多の放射線量を供給する時間を示し、具体的には、放射線撮影装置１２の設計仕様上保証できる最も厚い乳房厚の乳房の透過率と、固体検出器４６の性能上必要な最多の放射線量とに基づいて、放射線源７４から放射される放射線量（管電流：ｍＡ×通電時間：ｓ）を算出し、管電流を固定値（単位放射線量を一定）にして、通電時間を算出する。この通電時間が最大曝射時間Ｔｃである。そして、この最大曝射時間Ｔｃとグリッド１００のストローク（最大移動量）と先に決定した係数ｂとから係数ａを決定する。なお、係数ａとｂは、放射線撮影装置１２の製造出荷時に決定され、その後、原則として変更されることはない。

上述の例では、グリッド１００の移動開始時点ｔｄと曝射開始時点ｔｅが同じである場合を想定したが、最小曝射時間Ｔｂが所定時間（例えば製造時に予め設定された時間）よりも短い場合等においては、グリッド１００の移動開始時点ｔｄが曝射開始時点ｔｅよりも早い時点に設定される場合もある。なお、有効曝射時間Ｔａの終了時点は、最小曝射時間Ｔｂを経過後、最大曝射時間Ｔｃが経過する前あるいは最大曝射時間Ｔｃが経過した時点となる。

次に、グリッド移動機構１０８及びグリッド移動制御部１１０の具体的構成について図９〜図１４を参照しながら説明する。

第１の具体例に係るグリッド移動機構（以下、第１グリッド移動機構１０８Ａと記す）は、図９に示すように、撮影台３６の奥行き方向（矢印Ｃ方向）に沿って軸方向が設定された回転軸１１４と、該回転軸１１４を回転駆動する第２モータ１１６と、回転軸１１４に取り付けられ、且つ、回転軸１１４からの距離が連続的に変化するグリッド押圧面１１８を有するカム１２０と、グリッド１００を回転軸１１４側に付勢する引っ張りばね１２２と、グリッド１００の矢印Ｄ方向（矢印Ｃ方向と直交する方向：左右方向）への移動を案内する案内レール（図示せず）とを有する。

例えば図１０に示すように、カム１２０のグリッド押圧面１１８の湾曲の一部（第１湾曲部１２４）は、回転軸１１４が１回転する間（回転数が１回転を示す場合や回転数が１回転に満たない場合を含む）に、グリッド１００の移動距離Ｘが図７に示すような特性曲線（ｌｏｇ曲線）を描くように設定されている。グリッド１００が第１湾曲部１２４の始端１２４ａにて押圧されている状態では、グリッド１００は初期位置にあり、グリッド１００が第１湾曲部１２４の終端１２４ｂにて押圧されている状態では、グリッド１００は曝射処理時間Ｔｈが経過した時点（曝射開始時点ｔｅから最大曝射時間Ｔｃが経過した時点）に対応した位置、すなわち、グリッド１００が最大移動量だけ移動した位置にある。

グリッド押圧面１１８の湾曲の他の一部（第２湾曲部１２６）は、カム１２０の回転に伴うグリッド押圧面１１８の第１湾曲部１２４によってグリッド１００が最大移動量だけ移動した後、グリッド１００がばね１２２の付勢に従って元の位置（グリッド１００の移動開始時点ｔｄでの位置）にスムーズに戻るような湾曲形状となっている。図１０に示すカム１２０の形状の例示は、あくまでも第１グリッド移動機構１０８Ａの構成を理解するためのものであって、誇張して示してある。

一方、第１の具体例に係るグリッド移動制御部（以下、第１グリッド移動制御部１１０Ａと記す）は、曝射スイッチ７２が操作された時点ｔｆを契機として、すでに設定されている前記移動開始時間Ｔｊを、タイマ１２８からのクロック信号Ｓｃに基づいて計数し、移動開始時間Ｔｊが経過した時点で、第２モータ１１６を回転制御する。この回転制御では、グリッド１００の移動開始時点ｔｄにおいて、カム１２０の第１湾曲部１２４における始端１２４ａとグリッド１００とが対向した位置あり、回転軸１１４の回転に伴って、カム１２０の第１湾曲部１２４でグリッド１００を連続的に押圧することによって、グリッド１００を図７の特性曲線に従って移動させることができる。そして、基準時点ｔｆから曝射処理時間Ｔｈが経過した時点（曝射開始時点ｔｅから最大曝射時間Ｔｃが経過した時点）において、カム１２０の第１湾曲部１２４における終端１２４ｂでグリッド１００を押圧するように制御する。この時点で、グリッド１００は初期位置から最大移動量だけ移動することとなる。その後、第１グリッド移動制御部１１０Ａは、そのまま回転軸１１４を回転制御し、これにより、グリッド１００は、カム１２０の第２湾曲部１２６による押圧とばね１２２の付勢によって、徐々に初期位置に向かって移動する。そして、再びカム１２０の第１湾曲部１２４における始端１２４ａとグリッド１００とが対向した段階で、第１グリッド移動制御部１１０Ａによるグリッド１００の移動制御が終了する。

次に、第２の具体例に係るグリッド移動機構（以下、第２グリッド移動機構１０８Ｂと記す）は、図１１に示すように、矢印Ｄ方向に沿って軸方向が設定された送りねじ１３０と、送りねじ１３０を回転駆動する第３モータ１３２と、送りねじ１３０の回転力を直動運動に変換するねじブロック１３４と、グリッド１００の矢印Ｄ方向への移動を案内する案内レール１３６と、グリッド１００の移動を規制する規制手段１３８とを有する。

グリッド１００は、ねじブロック１３４と案内レール１３６との間に配置され、送りねじ１３０が第３モータ１３２によって回転することで、ねじブロック１３４が矢印Ｄ方向に摺動し、これによって、グリッド１００が矢印Ｄ方向に移動することになる。

規制手段１３８は、例えばばね又はダンパーにて構成することができ、この場合、グリッド１００の端部（矢印Ｄ方向の先端部）と撮影台３６に設けられた側板１４０との間に、圧縮ばね又はダンパーを設けることで規制手段１３８を構成することができる。

一方、第２の具体例に係るグリッド移動制御部（以下、第２グリッド移動制御部１１０Ｂと記す）は、曝射スイッチ７２が操作された時点ｔｆを契機として前記移動開始時間Ｔｊを、タイマ１２８からのクロック信号Ｓｃに基づいて計数し、移動開始時間Ｔｊが経過した時点で、第３モータ１３２を回転制御する。この回転制御では、規制手段１３８が存在しない場合に、グリッド１００を等速で矢印Ｄ方向に移動させるように第３モータ１３２を回転制御する。

実際には、規制手段１３８が存在するため、グリッド１００の移動量が増大するに従って、グリッド１００に対する押圧力（規制力）が増大し、結果的に、グリッド１００は、該グリッド１００の移動距離Ｘが図７に示すような特性曲線（ｌｏｇ曲線）を描くように移動することになる。そして、基準時点ｔｆから曝射処理時間Ｔｈが経過した段階で、第２グリッド移動制御部１１０Ｂは、今度は、送りねじ１３０を逆回転させるように、第３モータ１３２を回転制御する。これによって、グリッド１００は初期位置に向けて移動し、グリッド１００が初期位置に戻った時点で、第２グリッド移動制御部１１０Ｂによるグリッド１００の移動制御が終了する。

次に、第３の具体例に係るグリッド移動機構（以下、第３グリッド移動機構１０８Ｃと記す）は、図１２に示すように、矢印Ｄ方向に沿って軸方向が設定された送りねじ１３０と、送りねじ１３０を回転駆動する第４モータ１４２と、送りねじ１３０の回転力を直動運動に変換するねじブロック１３４と、グリッド１００の矢印Ｄ方向への移動を案内する案内レール１３６と、送りねじ１３０（第４モータ１４２）の回転数を検出する回転数検出センサ１４４とを有する。第４モータ１４２としては、例えばステッピングモータを使用することができる。

グリッド１００は、ねじブロック１３４と案内レール１３６との間に配置され、送りねじ１３０が第４モータ１４２によって回転することで、ねじブロック１３４が矢印Ｄ方向に摺動し、これによって、グリッド１００が矢印Ｄ方向に移動することになる。

一方、第３の具体例に係るグリッド移動制御部（以下、第３グリッド移動制御部１１０Ｃと記す）は、係数ａ、ｂと、上述した関係式（１）に基づいて、単位時間当たりのグリッド１００の移動量が配列されたデータテーブル１４６を作成するテーブル作成手段１４８と、単位時間ごとにデータテーブル１４６から順次移動量を読み出すテーブル読出し手段１５０と、グリッド１００を、読み出された移動量まで移動するように、回転数検出センサ１４４からの検出信号に基づいて第４モータ１４２をフィードバック制御する制御手段１５２とを有する。

テーブル作成手段１４８にて作成されるデータテーブル１４６の内容は、グリッド１００の移動開始時点ｔｄから単位時間経過するごとのグリッド１００の移動量が格納されている。具体的には、図１２及び図１３を参照しながら説明すると、グリッド１００の移動開始時点ｔｄから単位時間だけ経過した時点ｔ１におけるグリッド１００の移動量Ｘ１がレコード１に格納され、時点ｔ１から単位時間だけ経過した時点ｔ２におけるグリッド１００の移動量Ｘ２がレコード２に格納され、以下同様に、時点ｊ−１から単位時間だけ経過した時点ｔｎにおけるグリッド１００の移動量Ｘｊがレコードｊに格納され、基準時点ｔｆから曝射処理時間Ｔｈが経過した時点におけるグリッド１００の移動量、すなわち、最大移動量Ｘｎが最終レコードｎに格納される。

そして、この第３グリッド移動制御部１１０Ｃのテーブル読出し手段１５０は、曝射スイッチ７２が操作された時点ｔｆを契機として前記移動開始時間Ｔｊを、タイマ１２８からのクロック信号Ｓｃに基づいて計数し、移動開始時間ｔｄが経過した時点で、第４モータ１４２を回転制御する。この回転制御では、グリッド１００の移動開始時点ｔｄから単位時間が経過するごとに、データテーブル１４６の対応するレコードから移動量を読み出し、制御手段１５２によって、グリッド１００が、読み出された移動量となるようにフィードバック制御する。この回転制御によって、グリッド１００は、図７の特性曲線に従って移動することとなる。

本実施の形態に係る放射線撮影装置１２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カード等を用いて、被写体３２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３２の氏名、年齢、性別等の情報があり、被写体３２が所持するＩＤカードから取得することができる。なお、放射線撮影装置１２がネットワークに接続されている場合には、上位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像部位、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、放射線撮影装置１２の表示操作部４０に表示して確認することができる。

次いで、放射線技師は、指定された撮影方法に従って放射線撮影装置１２を所定の状態に設定する。例えば、マンモ４４の撮影方向としては、上部から放射線を照射して撮影を行う頭尾方向（ＣＣ）撮影、側面から放射線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３０を旋回軸２８を中心に旋回させる。なお、図１は、頭尾方向（ＣＣ）撮影を行う場合を示す。

次に、放射線撮影装置１２に対して被写体３２のマンモ４４を位置決めする。すなわち、マンモ４４を撮影台３６に載置した後、押圧板３８を押し下げ、撮影台３６及び押圧板３８間にマンモ４４を保持させる（図２参照）。

以上の準備作業が完了した後、マンモ４４の撮影を開始する。

この放射線撮影装置１２は、最初に、マンモ４４に曝射する放射線の放射線量を少なく設定することで、注目部位である乳腺領域での露出制御条件を決定する曝射（以下、「プレ曝射」と記す）を行った後、決定された露出制御条件に従い、所定の放射線量からなる放射線をマンモ４４に曝射（以下、「本曝射」と記す）して撮影を行う。

先ず、プレ曝射について説明する。放射線源制御部７６は、放射線源７４に供給する管電流を制御し、単位時間当たりの放射線量を少なく設定した状態で放射線をマンモ４４に曝射する。

ＡＥＣセンサ４９ａ〜４９ｃは、放射線の曝射開始前には、被写体３２の胸壁４５側端部に配置されており、マンモ４４への放射線の曝射開始直前又は曝射と同時に、胸壁４５側から乳頭側へと移動を開始する。すなわち、ＡＥＣセンサ移動制御部７８は、第１モータ７０を駆動してベルト部材６８を変位させ、このベルト部材６８に係合しているセンサ基板６４を介して、ＡＥＣセンサ４９ａ〜４９ｃが胸壁４５側から乳頭側に移動する。

ＡＥＣセンサ４９ａ〜４９ｃは、各移動位置において、押圧板３８、マンモ４４及び固体検出器４６を透過した放射線の放射線量を検出し、乳腺位置特定部８０に供給する。

乳腺位置特定部８０は、ＡＥＣセンサ４９ａ〜４９ｃによって所定のサンプリングタイム毎に検出された放射線の放射線量から単位時間当たりの放射線量（単位放射線量）を算出し、この単位放射線量に基づいて乳腺位置を特定する。

乳腺位置特定部８０によって乳腺位置が特定されると、曝射時間算出部８２は、乳腺位置においてＡＥＣセンサ４９ａ〜４９ｃが検出した単位放射線量に基づき、マンモ４４の乳腺領域の適正な放射線画像情報を得るために必要な放射線量を曝射する有効曝射時間Ｔａを露出制御条件として算出する。

ここで、固体検出器４６には、プレ曝射による放射線画像情報が記録されているため、後述する本曝射に先立ち、消去光源部５０から消去光を出力して固体検出器４６に照射し、固体検出器４６に残存する放射線画像情報の消去処理を行う。次いで、本曝射を開始する。

放射線源制御部７６は、放射線源７４に供給する管電流を、本曝射に必要な単位時間当たりの放射線量が得られる電流に設定する。次いで、放射線技師が曝射スイッチ７２を操作すると、基準時点ｔｆから移動開始時間Ｔｊが経過した時点（グリッド１００の移動開始時点ｔｄ）でグリッド１００の移動が開始され、曝射開始時点ｔｅから放射線源７４が前記電流によって制御された状態で放射線がマンモ４４に曝射される。このマンモ４４に対する曝射は有効曝射時間Ｔａにわたって行われ、この間、グリッド１００が図７の特性曲線に従って矢印Ｄ方向に移動していることから、固体検出器４６へのグリッドムラの発生が最小限に抑えられることになる。そして、有効曝射時間Ｔａが経過した時点で放射線の曝射が停止され、最大曝射時間が経過した時点でグリッド１００は、速度がほぼ０に近い状態で、最大移動量に対応した位置に達する。

押圧板３８及び撮影台３６間に保持されたマンモ４４を透過した放射線は、撮影台３６に収納されている固体検出器４６に曝射され、放射線画像情報が記録される。マンモ４４の撮影が終了した後、読取光源部４８が固体検出器４６に沿って矢印Ｃ方向に移動して読取光が照射されると、固体検出器４６に記録された放射線画像情報が読み出され、放射線画像形成部８４において放射線画像が形成される。形成された放射線画像８８は、乳線領域画像と共に表示部８６に表示される。放射線画像情報の読み取られた固体検出器４６には、次の撮影を行うため、消去光源部５０から発せられた消去光が照射され、蓄積されている不要電荷が除去される。

このように、本実施の形態に係る放射線撮影装置１２においては、放射線が被写体３２を透過する際に発生する散乱放射線を除去するグリッド１００の移動速度をｖ、グリッド１００の移動開始時点からの経過時間をｔとしたとき、
ｖｔ＝一定
となるようにグリッド１００を移動するようにしたので、有効曝射時間Ｔａの長短にかかわらず、グリッドムラの発生を一定レベル以下に抑えることができる。しかも、グリッド１００は、速度がほぼ０に近い状態で、最大移動量に対応した位置に達するため、グリッド１００を元の初期位置に戻す際における負荷、すなわち、グリッド１００の折り返しでの負荷も低減することができる。これは、グリッド移動機構１０８の耐久性の向上、並びに騒音の低減に有利となる。

上述した例では、単位放射線量が時間ｔの経過に対して一定である場合を前提としたが、単位放射線量が時間によって変化する場合は、グリッド１００の移動速度をｖ、グリッド１００の移動開始時点からの経過時間をｔ、単位放射線量の時間的変化をＥ（ｔ）としたとき、
Ｅ（ｔ）／ｖｔ＝一定
となるようにグリッド１００を移動すればよい。

なお、本発明に係る放射線撮影装置及びグリッド移動装置は、上述の乳房撮影の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１２…放射線撮影装置 ３２…被写体
３４…放射線源収納部 ３６…撮影台
４４…マンモ ４６…固体検出器
４８…読取光源部 ４９ａ〜４９ｃ…ＡＥＣセンサ
５０…消去光源部 ７２…曝射スイッチ
７４…放射線源 ７６…放射線源制御部
８２…曝射時間算出部 ８４…放射線画像形成部
１００…グリッド １０２…制御回路
１０８…グリッド移動機構 １１０…グリッド移動制御部
１１４…回転軸 １１６…第２モータ
１１８…グリッド押圧面 １２０…カム
１２２…引っ張りばね １２４…第１湾曲部
１２６…第２湾曲部 １３０…送りねじ
１３２…第３モータ １３４…ねじブロック
１３６…案内レール １３８…規制手段
１４２…第４モータ １４４…回転数検出センサ
１４６…データテーブル １４８…テーブル作成手段
１５０…テーブル読出し手段 １５２…制御手段

Claims (13)

1. 被写体に放射線を曝射する放射線源と、
   前記被写体を透過した放射線を検出し、前記被写体の放射線画像情報を取得する放射線画像情報検出器と、
   前記被写体と前記放射線画像情報検出器との間に配置され、前記放射線が前記被写体を透過する際に発生する散乱放射線を除去するグリッドと、
   前記グリッドを少なくとも一方向に移動するグリッド移動機構とを有し、
   前記グリッド移動機構は、前記グリッドの移動速度をｖ、前記グリッドの移動開始時点からの経過時間をｔとしたとき、
   ｖｔ＝一定
   となるように前記グリッドを移動することを特徴とする放射線撮影装置。
2. 請求項１記載の放射線撮影装置において、
   前記グリッド移動機構は、前記グリッドの移動距離をＸとしたとき、下記関係式（１）に従って、前記グリッドを移動させることを特徴とする放射線撮影装置。
   Ｘ＝ａｌｏｇ（ｔ＋ｂ） ………（１）
   ［但し、ａ、ｂは放射線撮影装置に固有の係数である。］
3. 請求項２記載の放射線撮影装置において、
   前記グリッド移動機構は、
   前記放射線画像情報検出器に対して、必要な放射線量のうち、最少の放射線量を供給する時間を最小曝射時間としたとき、
   前記最小曝射時間に基づいて前記関係式（１）の係数ｂを決定することを特徴とする放射線撮影装置。
4. 請求項２記載の放射線撮影装置において、
   前記グリッド移動機構は、
   前記放射線画像情報検出器に対して、必要な放射線量のうち、最多の放射線量を供給する時間を最大曝射時間としたとき、
   前記最大曝射時間と、前記グリッドの最大移動量に基づいて前記関係式（１）の係数ａを決定することを特徴とする放射線撮影装置。
5. 請求項２記載の放射線撮影装置において、
   前記グリッド移動機構は、
   前記放射線画像情報検出器に対して、必要な放射線量のうち、最少の放射線量を供給する時間を最小曝射時間とし、前記放射線画像情報検出器に対して、必要な放射線量のうち、最多の放射線量を供給する時間を最大曝射時間としたとき、
   前記最小曝射時間に基づいて前記関係式（１）の係数ｂを決定した後に、
   前記最大曝射時間と、前記グリッドの最大移動量に基づいて前記関係式（１）の係数ａを決定することを特徴とする放射線撮影装置。
6. 請求項２記載の放射線撮影装置において、
   前記グリッド移動機構は、
   前記放射線画像情報検出器に対して、必要な放射線量のうち、最多の放射線量を供給する時間を最大曝射時間としたとき、
   前記最大曝射時間よりも長い周期で回転する回転軸と、
   前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸からの距離が連続的に変化するグリッド押圧面を有するカムとを具備し、
   前記回転軸の回転駆動に伴って前記グリッドを前記関係式（１）に従って移動することを特徴とする放射線撮影装置。
7. 請求項６記載の放射線撮影装置において、
   前記グリッドを前記回転軸側に付勢する付勢手段を有することを特徴とする放射線撮影装置。
8. 請求項２記載の放射線撮影装置において、
   前記グリッド移動機構は、
   前記グリッドを少なくとも一方向に移動する移動手段と、
   前記移動手段による前記グリッドの移動を規制する規制手段とを有し、
   前記移動手段による前記グリッドの移動と、前記グリッドの移動に対する前記規制手段による規制によって、前記グリッドを前記関係式（１）に従って移動することを特徴とする放射線撮影装置。
9. 請求項８記載の放射線撮影装置において、
   前記規制手段は、ばね又はダンパーにて構成されていることを特徴とする放射線撮影装置。
10. 請求項２記載の放射線撮影装置において、
    前記グリッド移動機構は、
    モータと、
    前記モータの回転力を前記グリッドの直動運動に変換する回転直動変換機構と、
    前記モータの回転を制御する制御手段とを有し、
    前記制御手段は、前記グリッドが前記関係式（１）に従って移動するように前記モータの回転を制御することを特徴とする放射線撮影装置。
11. 被写体に放射線を曝射する放射線源と、
    前記被写体を透過した放射線を検出し、前記被写体の放射線画像情報を取得する放射線画像情報検出器と、
    前記被写体と前記放射線画像情報検出器との間に配置され、前記放射線が前記被写体を透過する際に発生する散乱放射線を除去するグリッドと、
    前記グリッドを少なくとも一方向に移動するグリッド移動機構とを有し、
    前記グリッド移動機構は、前記グリッドの移動速度をｖ、前記グリッドの移動開始時点からの経過時間をｔ、前記放射線量の時間的変化をＥ（ｔ）としたとき、
    Ｅ（ｔ）／ｖｔ＝一定
    となるように前記グリッドを移動することを特徴とする放射線撮影装置。
12. 被写体に放射線を曝射する放射線源と、
    前記被写体を透過した放射線を検出し、前記被写体の放射線画像情報を取得する放射線画像情報検出器とを有する放射線撮影装置で使用され、
    前記被写体と前記放射線画像情報検出器との間に配置され、前記放射線が前記被写体を透過する際に発生する散乱放射線を除去するグリッドと、
    前記グリッドを少なくとも一方向に移動するグリッド移動機構とを有するグリッド移動装置において、
    前記グリッド移動機構は、前記グリッドの移動速度をｖ、前記グリッドの移動開始時点からの経過時間をｔとしたとき、
    ｖｔ＝一定
    となるように前記グリッドを移動することを特徴とするグリッド移動装置。
13. 被写体に放射線を曝射する放射線源と、
    前記被写体を透過した放射線を検出し、前記被写体の放射線画像情報を取得する放射線画像情報検出器とを有する放射線撮影装置に使用され、
    前記被写体と前記放射線画像情報検出器との間に配置され、前記放射線が前記被写体を透過する際に発生する散乱放射線を除去するグリッドと、
    前記グリッドを少なくとも一方向に移動するグリッド移動機構とを有するグリッド移動装置において、
    前記グリッド移動機構は、前記グリッドの移動速度をｖ、前記グリッドの移動開始時点からの経過時間をｔ、前記放射線量の時間的変化をＥ（ｔ）としたとき、
    Ｅ（ｔ）／ｖｔ＝一定
    となるように前記グリッドを移動することを特徴とするグリッド移動装置。

Images