JP2015058181A - 放射線撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電子線の照射により放射線を発生させるターゲット層を有するターゲットと、電子放出源とを備えた放射線源を用い、放射線源から放出された放射線を、被験者の乳房を介して放射線検出器の検出面に向かって照射するマンモグラフィ撮影装置において、ブラインドエリアを抑制する。
【解決手段】放射線源１を、透過型ターゲットを用いた透過型の放射線発生装置とすると共に、水平にした放射線検出器６の検出面の上に形成した放射線照射領域における被験者４に近い側の端辺を近接辺、被験者４から離れた側の端辺を遠方辺とし、それぞれの中央を近接中点８、遠方中点９とし、放射線源１の放射線焦点７におけるターゲット層２ａの表面に対する垂線１０を近接中点８と遠方中点９を結ぶ直線１１と交差させて交点１２を定めた時に、交点１２と近接中点８との距離Ａ＜交点１２と遠方中点９との距離Ｂとなるようにする。
【選択図】図１
【解決手段】放射線源１を、透過型ターゲットを用いた透過型の放射線発生装置とすると共に、水平にした放射線検出器６の検出面の上に形成した放射線照射領域における被験者４に近い側の端辺を近接辺、被験者４から離れた側の端辺を遠方辺とし、それぞれの中央を近接中点８、遠方中点９とし、放射線源１の放射線焦点７におけるターゲット層２ａの表面に対する垂線１０を近接中点８と遠方中点９を結ぶ直線１１と交差させて交点１２を定めた時に、交点１２と近接中点８との距離Ａ＜交点１２と遠方中点９との距離Ｂとなるようにする。
【選択図】図１
Description
本発明は、マンモグラフィ用の放射線撮影装置に関する。
従来、特許文献１に示されるように、マンモグラフィ用の放射線撮影装置としては、放射線源として反射型の放射線発生装置を用いた放射線撮影装置が知られている。
反射型の放射線発生装置を放射線源としたマンモグラフィ用の放射線撮影装置の基本構成を図４で説明する。
図４において、１０１は放射線源で、ターゲット１０２と電子放出源１０３を備えている。ターゲット１０２は、電子線の照射によって放射線を発生させるターゲット層１０２ａを、放射線を反射する支持基板１０２ｂ上に設けた反射型ターゲットである。電子放出源１０３からターゲット層１０２ａへの電子線の照射により発生した放射線は、不図示のコリメータにより照射領域が規定され、被験者１０４の乳房１０５を介して放射線検出器１０６の検出面上の所定の放射線照射領域に照射される。
放射線源１０１は、通常、図示されるように、電子放出源１０２側を被験者１０４側にして配置される。このような配置とすることにより、乳頭側からは胸元側よりも放射線焦点を斜めに見ることになり、乳頭側の見かけ上の放射線焦点径を胸元側に比して小さくして解像度を向上させることができる。このため、乳頭側に生じやすい石灰化を早期に発見しやすくすることができる。また、放射線の透過距離が長くなる胸元側の線量を大きくして、胸元側を透過する線量の低下を防止することができる。
しかしながら、反射型ターゲットを用いた反射型の放射線源１０１の場合、ターゲット１０２からの放射線の放出側に電子放出源１０３が存在する。このため、ターゲット１０２と被験者１０４との間に電子放出源１０３が位置してしまい、放射線の発生中心である放射線の焦点中心１０７（ターゲット層１０２ａ上の電子線照射領域の中心）を被験者１０４に近付けた配置構造をとりにくい。このため、被験者の胸元寄りに発生する、放射線を照射できずに撮影できないブラインドエリアが広がりやすい問題がある。ターゲット１０２と電子放出源１０３の位置関係を図４とは逆にすれば上記の問題を解決できるが、放射線の焦点の径の変化や放射線の線量の変化が上記とは逆になってしまい、良好な撮影条件が得にくくなるという問題を生じる。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、良好な撮影条件を保ちつつ、ブラインドエリアを抑制できるようにすることを目的とする。
本発明は、上記目的のために、電子線の照射により放射線を発生させるターゲット層を有するターゲットと、前記ターゲット層に電子線を照射するための電子放出源とを備えた放射線源を用い、該放射線源から放出された放射線を、被験者の乳房を介して放射線検出器の検出面に向かって照射することでマンモグラフィ撮影を行う放射線撮影装置において、
前記ターゲットが透過型ターゲットで、
水平にした前記検出面の上に形成した放射線照射領域における被験者に近い側の端辺を近接辺、被験者から離れた側の端辺を遠方辺とし、それぞれの中央を近接中点、遠方中点とし、
前記放射線源の放射線焦点におけるターゲット層の表面に対する垂線を前記近接中点と前記遠方中点を結ぶ直線と交差させて交点を定めた時に、前記交点と前記近接中点との距離Ａと、前記交点と前記遠方中点との距離Ｂが、距離Ａ＜距離Ｂであることを特徴とする放射線撮影装置を提供するものである。
前記ターゲットが透過型ターゲットで、
水平にした前記検出面の上に形成した放射線照射領域における被験者に近い側の端辺を近接辺、被験者から離れた側の端辺を遠方辺とし、それぞれの中央を近接中点、遠方中点とし、
前記放射線源の放射線焦点におけるターゲット層の表面に対する垂線を前記近接中点と前記遠方中点を結ぶ直線と交差させて交点を定めた時に、前記交点と前記近接中点との距離Ａと、前記交点と前記遠方中点との距離Ｂが、距離Ａ＜距離Ｂであることを特徴とする放射線撮影装置を提供するものである。
本発明では、透過型ターゲットを用いた透過型の放射線源を用いていることから、ターゲットからの放射線の放出方向に対して後ろ側に電子線放出源が位置している。このため、ターゲットを被験者に近付けても電子線放出源が邪魔にならないので、ターゲットを被験者に近付けやすく、放射線の焦点中心を被験者に近付けた配置構造をとることができ、ブラインドエリアを最小限に抑えることが可能となる。また、同時に、乳頭側における見かけ上の放射線焦点径を胸元側に比して小さくすることができると共に、胸元側の放射線の線量を乳頭側に比して大きくすることができる。このため、乳頭側の解像度を向上させると共に、放射線の透過距離が長くなる胸元側の線量を大きくした良好な撮影条件を整えることができる。
以下、本発明に係るマンモグラフィ撮影用の放射線撮影装置を図面に基づいて説明する。なお、以下に参照する図面において、同じ符号は同様の構成要素を示す。
＜第１の例＞
図１において、放射線源１は、ターゲット２と電子放出源３を備えている。本発明における放射線源１は、透過型の放射線発生装置で、ターゲット２は、電子線の照射によって放射線を発生させるターゲット層２ａを、放射線を透過させる支持基板２ｂ上に設けた透過型ターゲットである。電子放出源３からターゲット層２ａへの電子線の照射により発生した放射線は、不図示のコリメータにより照射領域が規定され、被験者４の乳房５を介して放射線検出器６の検出面上の所定の放射線照射領域に照射されるものとなっている。図中、破線は、放射線源１の放射線の照射口に、例えば鉛ブロック等によるコリメータを設け、これにより放射線の照射範囲をコリメートした放射線の照射空間を示す。
図１において、放射線源１は、ターゲット２と電子放出源３を備えている。本発明における放射線源１は、透過型の放射線発生装置で、ターゲット２は、電子線の照射によって放射線を発生させるターゲット層２ａを、放射線を透過させる支持基板２ｂ上に設けた透過型ターゲットである。電子放出源３からターゲット層２ａへの電子線の照射により発生した放射線は、不図示のコリメータにより照射領域が規定され、被験者４の乳房５を介して放射線検出器６の検出面上の所定の放射線照射領域に照射されるものとなっている。図中、破線は、放射線源１の放射線の照射口に、例えば鉛ブロック等によるコリメータを設け、これにより放射線の照射範囲をコリメートした放射線の照射空間を示す。
ターゲット２は、ターゲット層２ａ側を電子放出源３に向けて配置されている。ターゲット層２ａが電子放出源３からの電子線の照射を受けることで発生する放射線は、支持基板２ｂを透過して放出されるものとなっている。ターゲット層２ａは、放射線を効率よく発生させることができるよう、原子番号が４２以上の金属の層又は当該金属を含有する層として構成することが好ましい。具体的には、例えばタングステン、タンタル、モリブデン等を用いることができる。支持基板２ｂとしては、例えばダイヤモンド基板等を用いることができる。
電子放出源３は電子銃で、通常、不図示のカソードと、グリッド電極と、レンズ電極とを有している。カソードからグリッド電極により引き出して加速した電子を、レンズ電極で収束してターゲット層２ａに照射することで、放射線を発生させることができる。カソードとしては、例えば熱カソードを用いることができる。
放射線源１からの放射線は、放射線検出器６の方向に放出され、放射線検出器６の検出面（放射線源１側の表面）上で四角形の放射線照射領域を形成する。放射線は、前記不図示のコリメータにより放出方向が規定され、所定の四角形の放射領域に照射されるものである。放射線は、被験者４の乳房５を介して放射線検出器６の検出面に向かって照射され、放射線検出器６に到達する。そして、放射線の照射範囲に入った被験者４の乳房５の放射線透過像が放射線検出器６に到達し、乳房５の内部に含まれる、乳腺、脂肪等の透過像が得られる。同時に乳房に石灰化、腫瘤などが含まれるとこれらの組織に含まれる原子組成と密度に伴い放射線が吸収されるため、組織の違い等が画像の濃淡となって判別されるため、マンモグラフィ画像が得られる。
図中７は、放射線焦点中心である。ここで、放射線焦点は、ターゲット層２ａ上の電子線の照射領域で、放射線焦点中心７はその中心を言う。また、放射線検出器６の検出面上には、四角形の放射線照射領域が、一辺を被験者４側にして形成される。水平にした検出面の上に形成した放射線照射領域、好ましくは水平にした検出面の上に形成した最大の放射線照射領域における被験者４に近い側の端辺を近接辺、被験者４から離れた側の端辺を遠方辺とし、それぞれの中央を近接中点８、遠方中点９とする。また、放射線焦点中心７におけるターゲット層２ａの表面に対する垂線１０を定めると共に、この垂線１０と、近接中点８と遠方中点９を結ぶ直線１１と交差させて交点１２を定める。本発明においては、交点１２と近接中点８との距離Ａと、交点１２と遠方中点９との距離Ｂが、距離Ａ＜距離Ｂとなっている。また、直線１１よりも放射線の放射方向側の垂線１０と、交点１２よりも被験者４の前方側の直線１１とがなす角θは９０度〜１８０度で、本例における角θは９０度である。
上記のように距離Ａ＜距離Ｂとなるように設定した場合において、近接中点８側と遠方中点９側に対応する放射線検出器６での放射線焦点径変化と、放射線の線量変化を図１の下部に定性的に示す。図示したように、焦点径は、近接中点８側から遠方中点９側に向かうに従って小さくなる。また、線量は近接中点８側から遠方中点９側に向かうに従って低下する。遠方中点９側の焦点径を小さくして乳頭側の解像度を向上させることで、乳頭側に生じやすい石灰化を初期段階で発見しやすくすることができる。また、近接中点８側の線量が多いので、透過距離が長くなる胸元側における線量不足による解像度の低下を防止することができる。これらの効果を得やすくするために、距離Ｂは距離Ａの２倍以上であることが好ましい。
ところで、ブラインドエリアの広さは放射線焦点中心７と被験者４の位置関係によって決まる。ブラインドエリアを狭くするためには、放射線焦点中心７をできるだけ被験者４に近付けることが必要となる。透過型の放射線源１では、ターゲット２を挟んで、放射線の照射方向とは反対側に電子放出源３を配置できる。このため、放射線焦点中心７を被験者４に近付ける時に電子放出源３が邪魔になりにくく、放射線焦点中心７と被験者４の間隔が小さい構成とすることが比較的容易である。
＜第２の例＞
次に、第２の例について図２を用いて説明する。第２の例は、図１の第１の例においても説明したブラインドエリアをより短縮するように構成を工夫したものである。即ち、放射線源１を被験者４の頭部より上方に位置させ、放射線焦点中心７と被験者４との間の平面距離を小さくしても、放射線源１を構成しているターゲット２の周囲の構造部材が被験者４に当たらないようにしたものとなっている。これにより放射線焦点中心７と被験者４との間の平面距離をより小さくすることができ、ブラインドエリアを縮小することができる。
次に、第２の例について図２を用いて説明する。第２の例は、図１の第１の例においても説明したブラインドエリアをより短縮するように構成を工夫したものである。即ち、放射線源１を被験者４の頭部より上方に位置させ、放射線焦点中心７と被験者４との間の平面距離を小さくしても、放射線源１を構成しているターゲット２の周囲の構造部材が被験者４に当たらないようにしたものとなっている。これにより放射線焦点中心７と被験者４との間の平面距離をより小さくすることができ、ブラインドエリアを縮小することができる。
＜第３の例＞
次に、第三の実施形態について図３を用いて説明する。第３の例においては、放射線焦点中心７におけるターゲット層２ａの表面に対する垂線１０を放射線の照射方向へ伸ばした線が、被験者４と交差する方向に傾くように、ターゲット２が傾斜して設けられている。この場合の角θは１００度以上１６０度以下であることが好ましい。本例での角θは１３０度である。また、電子放出源３が、電子放出源３の側へ伸ばした垂線１０よりも被験者４から離れた位置に設けられている。このようにターゲットを傾けることにより、ターゲット２を水平に設けた第１の例に比して、放射線焦点中心７を被験者４へ近付けやすくなる。また、電子放出源３を被験者４から離すことで、放射線焦点中心７を被験者４へ近付ける際に、電子放出源３が近接化の障害とならなくすることができる。
次に、第三の実施形態について図３を用いて説明する。第３の例においては、放射線焦点中心７におけるターゲット層２ａの表面に対する垂線１０を放射線の照射方向へ伸ばした線が、被験者４と交差する方向に傾くように、ターゲット２が傾斜して設けられている。この場合の角θは１００度以上１６０度以下であることが好ましい。本例での角θは１３０度である。また、電子放出源３が、電子放出源３の側へ伸ばした垂線１０よりも被験者４から離れた位置に設けられている。このようにターゲットを傾けることにより、ターゲット２を水平に設けた第１の例に比して、放射線焦点中心７を被験者４へ近付けやすくなる。また、電子放出源３を被験者４から離すことで、放射線焦点中心７を被験者４へ近付ける際に、電子放出源３が近接化の障害とならなくすることができる。
１：放射線源、２：ターゲット、２ａ：ターゲット層、２ｂ：支持基板、３：電子放出源、４：被験者、５：乳房、６：放射線検出器、７：放射線焦点中心、８：近接中点、９：遠方中点、１０：垂線、１１：直線
Claims (6)
- 電子線の照射により放射線を発生させるターゲット層を有するターゲットと、前記ターゲット層に電子線を照射するための電子放出源とを備えた放射線源を用い、該放射線源から放出された放射線を、被験者の乳房を介して放射線検出器の検出面に向かって照射することでマンモグラフィ撮影を行う放射線撮影装置において、
前記ターゲットが透過型ターゲットで、
水平にした前記検出面の上に形成した放射線照射領域における被験者に近い側の端辺を近接辺、被験者から離れた側の端辺を遠方辺とし、それぞれの中央を近接中点、遠方中点とし、
前記放射線源の放射線焦点におけるターゲット層の表面に対する垂線を前記近接中点と前記遠方中点を結ぶ直線と交差させて交点を定めた時に、前記交点と前記近接中点との距離Ａと、前記交点と前記遠方中点との距離Ｂが、距離Ａ＜距離Ｂであることを特徴とする放射線撮影装置。 - 前記距離Ｂは前記距離Ａの２倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
- 前記直線よりも放射線の放射方向側の前記垂線と、前記交点よりも前記被験者の前方側の前記直線とがなす角θが９０度〜１８０度であることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線撮影装置。
- 前記ターゲットは、放射線の照射方向へ伸ばした前記垂線が被験者と交差する方向に傾くように傾斜して設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
- 前記直線よりも放射線の放射方向側の前記垂線と、前記交点よりも前記被験者の前方側の前記直線とがなす角θが１００度以上１６０度以下であることを特徴とする請求項４に記載の放射線撮影装置。
- 前記電子放出源が、前記電子放出源の側へ伸ばした前記垂線よりも被験者から離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の放射線撮影装置。
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