JP2016017927A - X線画像撮影装置およびx線画像撮影システム - Google Patents
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Abstract
Description
X線を照射するX線発生装置との間で信号の送受信を行わない非連携方式で撮影を行うX線画像撮影装置において、
二次元状に配列された複数の検出素子を備え、
前記検出素子として、入射したX線の光子の個数、または入射したX線がシンチレーターで変換されて当該検出素子に入射した電磁波の光子の個数をカウントするフォトカウンティング方式の検出素子が用いられていることを特徴とする。
上記の本発明のX線画像撮影装置を備え、
前記X線画像撮影装置の前記検出素子の前記カウント回路は、前記個数をカウントした時刻の情報をも保存するように構成されており、
さらに、前記X線画像撮影装置から転送されてきた前記検出素子ごとの前記個数の情報に基づいて、前記各検出素子に入射したX線または電磁波の光子の、単位時間あたりの個数を算出し、前記単位時間あたりの個数に基づいてX線の照射が開始された時刻および照射が終了した時刻を割り出し、割り出した照射開始時刻から照射終了時刻までの間に前記検出素子ごとにカウントされた前記個数を前記検出素子ごとの個数とし、前記検出素子ごとの個数に基づいてX線画像を生成する画像処理装置を備えることを特徴とする。
図1は、本実施形態に係るX線画像撮影装置の外観を示す斜視図であり、図2は、図1のX−X線に沿う断面図である。本実施形態では、X線画像撮影装置1は、後述する検出素子20等が形成されたセンサーパネルSPが筐体2内に収納されて構成されている。また、筐体2の一方の側面には、電源スイッチ3aを含むスイッチ類3やコネクター4、インジケーター5等が配置されており、図示を省略するが、筐体2の側面等に、外部と無線通信を行うためのアンテナ(後述する図3の35参照)等が設けられている。
図3に示すように、本実施形態に係るX線画像撮影装置1は、複数の検出素子201〜20xを備えている。以下、各検出素子201〜20xを区別せずに説明する場合は、検出素子20として説明する。また、この場合のxは、例えば検出素子20がm行n列配列されている場合にはm×nに等しい。
なお、本実施形態では、X線画像撮影装置1は、例えば14×17インチ等のサイズに形成され、比較的大型である。そのため、前述したようにセンサー基板11上に複数の検出素子20を二次元状に配列する場合、例えば、センサー基板11上に各検出素子20を1つ1つ貼付する等して複数の検出素子20を二次元状に配列することも不可能ではないが、縦横100μm程度の大きさの検出素子20をセンサー基板11上に二次元状に貼付していく作業は現実的には必ずしも容易に行うことはできない。また、例えば、複数の検出素子20を1つの半導体基板上に一体的に形成しようとしても、現状では、半導体基板を例えば14×17インチの大きさに形成することができない。
次に、図3に基づいて、X線画像撮影装置1における検出素子20以外の構成等について説明する。
次に、本実施形態に係るX線画像撮影装置1の作用について説明する。X線画像撮影装置1の制御手段30は、X線画像撮影装置1の電源スイッチ3a(図1参照)がオンされると、例えば検出素子20のアンプ回路22に電力を供給させたり、バイアス電源31(図3参照)から光電変換部21に逆バイアス電圧を印加させたり、各カウント回路24のカウント数すなわち個数Nをリセットする(すなわち0を設定する)等の所定の初期動作を行わせて、検出素子20によるフォトンカウンティング処理を開始させる。
次に、本実施形態に係るX線画像撮影装置1の効果について説明する。ここで、本実施形態に係るX線画像撮影装置1の優れた作用効果を説明するために、従来のX線画像撮影装置で撮影時に行われていた処理について簡単に説明する。
上記の実施形態では、上記のように、アンプ回路22やコンパレーター23、カウント回路24等を回路部20c内に形成し、それと光電変換部21等とを一体的に形成することで、X線画像撮影装置1に衝撃や振動等が加わっても、それによりカウント回路24でカウントされる上記の個数Nの情報にノイズが重畳されないように構成されている。
すなわち、例えば、各検出素子20のカウント回路24で上記の個数Nをカウントする処理と同時に、例えば制御手段30(図3参照)で、X線発生装置からX線の照射が開始された時刻Tsと照射が終了した時刻Teを割り出すように構成することが可能である。なお、この場合のX線発生装置からX線の照射が開始された時刻Tsの割り出し処理は、上記のように個数Nからノイズの影響を除去するための処理であり、前述した従来のX線画像撮影装置における電荷蓄積状態に移行するためのX線の照射開始の検出処理とは異なる。
また、上記の構成1のように、各検出素子20のカウント回路24で個数Nをカウントする処理と同時並行で、制御手段30で、X線発生装置からのX線の照射開始時刻Tsと照射終了時刻Teを割り出すように構成する代わりに、X線撮影の終了後、各検出素子20のカウント回路24から上記の個数Nの情報を送信させた後で、これらの個数Nの情報を時間的に解析して、X線の照射開始時刻Tsや照射終了時刻Teを割り出すように構成することも可能である。
また、上記の構成2の処理を、X線画像撮影装置1の制御手段30等で行う代わりに、図8に示したX線画像撮影システム100の画像処理装置Cで行うように構成することも可能である。
なお、本実施形態に係るX線画像撮影装置1では、前述したように、光電変換部21に入射したX線や電磁波の光子のエネルギーに応じた量の電荷が光電変換部21内で発生し、検出素子20のアンプ回路22からその電荷量に応じたアナログ値の電圧が出力される。そこで、アンプ回路22から出力されたアナログ値の電圧を、その電荷量に応じて(すなわち光電変換部21に入射した光子のエネルギーに応じて)分離してカウントするように構成することも可能である。
2 筐体
20 検出素子
20A 半導体基板
24 カウント回路
30 制御手段(手段)
100 X線画像撮影システム
C 画像処理装置
Eth 閾値
N 光子の個数
n 単位時間あたりの個数
SP センサーパネル
t 時刻
Ts X線の照射が開始された時刻、照射開始時刻
Te X線の照射が終了した時刻、照射終了時刻
Claims (7)
- X線を照射するX線発生装置との間で信号の送受信を行わない非連携方式で撮影を行うX線画像撮影装置において、
二次元状に配列された複数の検出素子を備え、
前記検出素子として、入射したX線の光子の個数、または入射したX線がシンチレーターで変換されて当該検出素子に入射した電磁波の光子の個数をカウントするフォトカウンティング方式の検出素子が用いられていることを特徴とするX線画像撮影装置。 - 前記検出素子は、入射したX線または電磁波の光子のエネルギーの大きさも判別することが可能とされており、
前記各検出素子に入射した、エネルギーが設定された閾値以上の前記光子を前記カウント回路が前記個数としてカウントしないようにさせるための手段を備えることを特徴とする請求項1に記載のX線画像撮影装置。 - 前記複数の検出素子は、半導体基板内に形成されており、
入射したX線または電磁波の光子の個数をカウントする前記検出素子のカウント回路も前記半導体基板内にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のX線画像撮影装置。 - 前記各検出素子が形成されたセンサーパネルが筐体内に収納されて構成され、持ち運び可能とされた可搬型とされていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のX線画像撮影装置。
- 前記各検出素子に入射したX線または電磁波の光子の、単位時間あたりの個数を算出し、前記単位時間あたりの個数に基づいてX線の照射が開始された時刻および照射が終了した時刻を割り出し、割り出した照射開始時刻から照射終了時刻までの間に前記検出素子ごとにカウントされた前記個数を前記検出素子ごとの個数とする手段を備えることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のX線画像撮影装置。
- 前記検出素子の前記カウント回路は、前記個数をカウントした時刻の情報をも保存するように構成されており、
前記各検出素子の前記カウント回路から送信させた前記検出素子ごとの前記個数の情報に基づいて、前記各検出素子に入射したX線または電磁波の光子の、単位時間あたりの個数を算出し、前記単位時間あたりの個数に基づいてX線の照射が開始された時刻および照射が終了した時刻を割り出し、割り出した照射開始時刻から照射終了時刻までの間に前記検出素子ごとにカウントされた前記個数を前記検出素子ごとの個数とする手段を備えることを特徴とする請求項4に記載のX線画像撮影装置。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のX線画像撮影装置を備え、
前記X線画像撮影装置の前記検出素子の前記カウント回路は、前記個数をカウントした時刻の情報をも保存するように構成されており、
さらに、前記X線画像撮影装置から転送されてきた前記検出素子ごとの前記個数の情報に基づいて、前記各検出素子に入射したX線または電磁波の光子の、単位時間あたりの個数を算出し、前記単位時間あたりの個数に基づいてX線の照射が開始された時刻および照射が終了した時刻を割り出し、割り出した照射開始時刻から照射終了時刻までの間に前記検出素子ごとにカウントされた前記個数を前記検出素子ごとの個数とし、前記検出素子ごとの個数に基づいてX線画像を生成する画像処理装置を備えることを特徴とするX線画像撮影システム。
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