JP2019168376A - 放射線検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検出距離が変動してもコントラストの良好な透視画像を得ることのできる放射線検査装置を提供する。【解決手段】放射線ビーム２２を照射する放射線源２と、放射線ビーム２２の照射範囲に被検体１を載置可能なステージ４と、ステージ４を挟んで放射線源２とは反対側に位置し、被検体１を透過した放射線を検出する検出器３と、検出器３を放射線ビーム２２の光軸ＣＬと平行な方向に沿って移動させる検出器移動機構６と、グリッド１０を備える。グリッド１０は、複数備えられ、放射線吸収箔を有し、放射線吸収箔の間隔及び勾配が異なる。また、グリッド交換部９を備え、放射線源２の焦点と検出器３との距離である検出距離に応じたグリッド１０を検出器３の放射線源２側の前面に位置させる。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、放射線検査装置に関する。

Ｘ線で代表される放射線を放射線源から被検体に照射し、被検体を透過することによって減弱した放射線の二次元分布を検出器により検出して画像化することで、被検体の非破壊検査を行う放射線検査装置が知られている。

被検体に放射線を照射すると、被検体内での反射により被検体外に散乱することで散乱放射線が生じる。この散乱放射線が検出器で検出されると、放射線がコントラストが低減した透過画像になってしまう。そこで、散乱放射線を吸収するグリッドを検出器の受光面に設置することが従来から行われている。
グリッドは、スリット状又は格子状に配列された短冊状の吸収箔を有する。吸収箔は、散乱放射線が吸収されやすい鉛、モリブデン合金などの材料からなる。吸収箔は、放射線源の焦点に向けて勾配している。すなわち、放射線ビームの光軸に対する焦点と検出器の検出素子とで成す直線と同角度に勾配している。そのため、放射線ビームが照射されると、焦点と検出器の検出素子との直線上のスペーサを透過して検出器に入射し、一方、被検体内で反射した散乱放射線が吸収箔により吸収される。

特開２０１３−５６２７２号公報

このグリッドには、使用できる使用距離限界範囲がそれぞれ設けられている。言い換えると、検出器の幅、グリッドの高さ、吸収箔の間隔、入射効率を示す係数、焦点と検出器との距離である検出距離ＦＤＤで定まる使用距離限界の間に収まる必要がある。そのため、あるグリッドの使用距離限界範囲を超えて検出器を移動させた場合、検出距離がこのグリッドの使用距離限界範囲を逸脱し、多くの放射線が吸収箔で吸収されてしまうので、検出器への放射線の入射量が激減し、透視画像のコントラストが低減してしまう。

本実施形態は、上述の課題を解決すべく、検出距離が変動してもコントラストの良好な透視画像を得ることのできる放射線検査装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本実施形態に係る放射線検査装置は、を特徴とする。

第１の実施形態に係る放射線検査装置の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図を示す。 グリッドの構成の一例を示す断面図である。 吸収箔の間隔及び勾配が異なるグリッドの構成を示す断面図である。 グリッド交換部の構成の一例を示す図である。 第２の実施形態に係る放射線検査装置の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図を示す。 放射線源側から見たグリッド交換部及び検出器３の図である。 ゲイン補正について説明するための図である。 第１の実施形態に係る放射線検査装置の動作の一例を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る放射線検査装置の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図を示す。 第３の実施形態に係る放射線検査装置の動作の一例を示すフローチャートである。 第４の実施形態に係る放射線検査装置の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図を示す。 第４の実施形態に係る放射線検査装置の校正データの登録動作の一例を示すフローチャートである。 第４の実施形態に係る放射線検査装置の校正動作の一例を示すフローチャートである。 第５の実施形態に係る放射線検査装置の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図を示す。 グリッドと検出器の位置関係を示す図である。

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る放射線検査装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

（構成）
図１は、本実施形態に係る放射線検査装置の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図を示す。放射線検査装置は、被検体１に放射線を照射し、被検体１を透過した放射線を検出し、検出結果によって被検体１内の透視画像を形成する。この放射線検査装置は、放射線源２、検出器３、ステージ４、処理装置７、表示装置８、グリッド１０及びグリッド交換部９を備える。

放射線源２は放射線ビーム２２を照射する。放射線は例えばＸ線である。放射線ビーム２２は、焦点２１を頂点とし、光軸ＣＬを中心軸とした円錐形状に拡大する放射線の束である。この放射線源２は例えばＸ線管である。代表的なＸ線管は、真空内にフィラメントとタングステン等のターゲットとを対向させている。フィラメントは電子を照射し、その電子は、フィラメントとターゲット間の管電圧によって加速され、ターゲットに向かって進み、ターゲットに当たってＸ線を照射する。この電子の流れが管電流であり、管電流はこの電子の流れと反対向きである。

ステージ４は、被検体１の載置台である。このステージ４は、被検体１を載置する載置面を有し、載置面が放射線ビーム２２の光軸ＣＬと平行に拡がり、載置面の上方を放射線ビーム２２の光軸ＣＬが通過するように延在する。即ち、ステージ４は、被検体１を放射線ビーム２２の照射範囲に位置させる。

検出器３は、放射線源２の焦点２１と対向して配置され、ステージ４を挟んで放射線源２とは反対側に位置する。この検出器３は、被検体１内の放射線の透過経路に応じて減弱した放射線強度の二次元分布を検出する。例えば、この検出器３は、フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）であり、放射線の検出素子を二次元状に拡がる面に並べて有する。各検出素子は、シンチレータ面とフォトダイオードを有する。シンチレータ面は、放射線に励起されると発光するヨウ化セシウム等により成る。フォトダイオードは、シンチレータ面の蛍光像を電荷に変換して蓄積し、ＴＦＴスイッチにＯＮ信号を与えられると、蓄積されていた電荷を出力する。

グリッド１０は、検出器３の前面に配置される。検出器３の前面は、検出器３の放射線源２側の放射線受光面である。グリッド１０は、放射線源２と検出器３との間に介在して配置されるプレートであり、検出器３に入射する散乱放射線を減少させる。即ち、被検体１内で散乱し、焦点２１と検出素子とを結ぶ透過経路から外れた散乱放射線を吸収する。このグリッド１０は、グリッド交換部９によって支持されている。グリッド交換部９は、グリッド１０を検出器３の前面に位置させるホルダである。

処理装置７は、放射線検査装置の各部を制御するとともに、放射線源制御部７０ａと画像処理部７０ｂを備え、放射線ビーム２２を制御し、検出器３からの透過データから被検体１の透過画像を生成する。この処理装置７は、所謂コンピュータ及び当該コンピュータと信号線で接続されたドライバ回路であり、コンピュータ部分はＣＰＵ、ＨＤＤ又はＳＳＤといったストレージ、ＲＡＭで構成される。ストレージはプログラムを記憶し、ＲＡＭはプログラムが展開され、またデータが一時的に記憶され、ＣＰＵはプログラムを処理し、ドライバ回路は、例えばモータドライバであり、ＣＰＵの処理結果に従って各部に電力を供給する。

即ち、放射線源制御部７０ａは、ＣＰＵ及びドライバ回路を含み構成され、放射線源２の管電圧等を制御し、放射線ビーム２２を制御する。画像処理部７０ｂは、ＣＰＵを含み構成され、検出器３からの透過データから被検体１の透過画像を生成する。そして、表示装置８は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイといったモニタであり、検出器３からの透過データが処理装置７で画像化された画像を画面上に表示する。

この放射線検査装置は、ステージ４及び検出器３の位置を変更し、被検体１の撮影倍率を変更する。撮影倍率は、放射線源２の焦点２１から被検体１までの距離である撮影距離ＦＣＤと、放射線源２の焦点２１から検出器３までの距離である検出距離ＦＤＤとの比（ＦＤＤ/ＦＣＤ）である。

ステージ４はステージ移動機構５が備えられている。ステージ移動機構５により、ステージ４は放射線源２及び検出器３に対して位置可変である。また、検出器３は検出器移動機構６を備えている。検出器移動機構６により、検出器３は位置可変となっている。典型的には、ステージ移動機構５は、ステージ４を直線移動及び昇降させる。直線移動方向はＸ軸方向及びＹ軸方向である。Ｘ軸方向は、ステージ４の載置面に沿う一方向である。ここでは、Ｘ軸方向は、放射線ビーム２２の光軸ＣＬに沿った方向であり、放射線源２に接近又は離隔する方向である。Ｙ軸方向は、ステージ４の載置面に沿い、Ｘ軸方向と直交する方向である。昇降方向はＺ軸方向である。Ｚ軸方向は、ステージ４の載置面と直交する高さ方向である。また、検出器移動機構６は、検出器３を放射線ビーム２２の光軸ＣＬと平行な方向、つまりＸ軸方向に沿って移動させる。

これらステージ移動機構５及び検出器移動機構６は、例えばボールネジ機構を有する。ボールネジ機構は、位置固定のモータと、ネジが切られてモータにより回転するシャフトと、シャフトと螺合してステージ４と連結されたスライダとで構成される。ステージ移動機構５は、Ｘ軸方向にシャフトが延びるボールネジ機構、Ｙ軸方向にシャフトが延びるボールネジ機構、及びＺ軸方向にシャフトが延びるボールネジ機構を有し、検出器移動機構６は、Ｘ軸方向にシャフトが延びるボールネジ機構を有する。

また、処理装置７は、ステージ移動機構５を制御する移動機構制御部７０ｃ、及び検出器移動機構６を制御する移動機構制御部７０ｄを備える。移動機構制御部７０ｃ及び移動機構制御部７０ｄは、ＣＰＵ及びドライバ回路を含み構成される。すなわち、ＣＰＵにより、オペレータの指示に基づいてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向又はＺ軸周りの回転方向の移動量又は回転量を算出し、当該量に応じた制御信号を生成し、この制御信号に基づいてドライバ回路によりステージ移動機構５のモータを駆動させる。また、ＣＰＵにより、オペレータの指示に基づいてＸ軸方向の移動量を算出し、当該量に応じた制御信号を生成し、この制御信号に基づいてドライバ回路により検出器移動機構６のモータを駆動させる。

例えば、処理装置７には、マウス、キーボード、操作ボタン等の入力装置７７が信号線により接続されている。オペレータが入力装置７７に移動方向及び移動量、若しくはＦＤＤ値又はＦＣＤ値を入力すると、移動機構制御部７０ｃ及び移動機構制御部７０ｄは、入力内容に従った制御信号を生成し、モータ等を駆動させる。

ここで、グリッド１０について更に詳細に説明する。図２は、グリッド１０の構成の一例を示す断面図である。図２に示すように、グリッド１０は、スリット状又は格子状に配列された短冊状の吸収箔１１と、吸収箔１１間に介在し、スリット状又は格子状に配列された吸収箔１１を保持するスペーサ１２とによりプレート状に構成されている。吸収箔１１は、散乱放射線が吸収されやすい鉛、モリブデン合金などの材料からなり、スペーサ１２は、散乱放射線が吸収されにくいアルミニウム、紙、木、合成樹脂、炭素繊維強化樹脂等からなる。グリッド１０としては、例えば集束グリッド、及び二枚の集束グリッド重ねたクロスグリッドなどを用いることができる。

吸収箔１１、スペーサ１２は、プレート上に沿って交互に配列されており、吸収箔１１が放射線源２の焦点２１に向けて勾配している。すなわち、放射線ビーム２２の光軸に対する焦点２１と検出器３の検出素子Ｓとで成す直線と同角度に勾配している。例えば、グリッド１０の中央部分の吸収箔１１が放射線ビーム２２の光軸に対して略平行であり、グリッド１０の端にいくにつれて、放射線ビーム２２の光軸に対する傾斜角度が大きくなっている。そのため、放射線ビーム２２が照射されると、焦点２１と検出器３の検出素子Ｓとの直線上のスペーサ１２を透過して検出器３に入射し、一方、被検体１内で反射した散乱放射線が吸収箔１１により吸収される。

このようなグリッド１０には、吸収箔１１に固定された勾配があるので、焦点２１と検出器３の検出素子との直線上に照射された放射線が検出素子で検出されるために、各グリッド１０には、使用できる使用距離限界範囲がそれぞれ設けられている。言い換えると、検出器３の幅をＤｈ、グリッド１０の高さをＧｈ、吸収箔１１の間隔をＤｐ、入射効率を示す係数をＶとすると、焦点２１と検出器３との距離である検出距離ＦＤＤが、式（１）及び式（２）で定まる使用距離限界ｆ１、ｆ２の間に収まる必要がある（ｆ１＜ＦＤＤ＜ｆ２）。

ｆ１＝ＦＤＤ／（１−（ＦＤＤ×Ｖ）／ｒ×Ｄｈ／２） …（１）
ｆ２＝ＦＤＤ／（１＋（ＦＤＤ×Ｖ）／ｒ×Ｄｈ／２） …（２）
ｒはｒ＝Ｇｈ／Ｄｐである。

そこで、この放射線検査装置は、図３の（ａ）から（ｃ）に示すように、焦点２１と検出器３との距離（以下、「検出距離」ともいう。）に応じて、吸収箔１１の間隔及び勾配が異なる複数のグリッド１０を有し、検出距離に応じたグリッド１０がグリッド交換部９に備え付けられる。例えば、検出距離ＦＤＤが短い場合には、図３（ａ）に示すように、グリッド１０の端にいくにつれて勾配が急になり、検出距離ＦＤＤが中程度の場合には、図３（ｂ）に示すように、勾配が緩やかになり、検出距離ＦＤＤが長い場合には、図３（ｃ）に示すように、勾配が更に緩やかになる。

図４は、グリッド交換部９の構成の一例を示す図である。図４に示すように、本実施形態のグリッド交換部９は、グリッド１０を固定するホルダであり、検出距離に応じたグリッド１０を検出器３の前面に固定する固定ツメ９１と、放射線を透過するフレーム９２とで構成される。フレーム９２は、例えばプラスチックからなる中空の四角形状の枠であり、検出器３の前面又は当該前面から所定距離離れた固定台に固定される。固定ツメ９１は、例えば、グリッド１０の外周縁を包含するように四角形の頂点の位置に、フレーム９２に回動可能に軸支されており、検出器３の前面の領域内まで回動させることで、グリッド１０の縁部を押さえて当該前面に対してグリッド１０を固定し、また前面の領域外まで回動させることで、オペレータがグリッド１０を取り外し可能となる。

（作用効果）
オペレータは、入力装置７７を用いて、検出距離、即ちＦＤＤ値を入力する。或いは、オペレータは、入力装置７７を用いて検出器３を所定ピッチずつ放射線源２に接近又は離反させる方向の手動操作を入力する。処理装置７は、オペレータによる手動操作に対しては、表示装置８に検出距離を表示する。

オペレータは、入力した検出距離又は表示装置８に表示された検出距離を確認し、検出距離に応じたグリッド１０をグリッド交換部９に設置すればよい。確認した検出距離とグリッド交換部９に設置済みのグリッド１０との関係が相違している場合には、オペレータは、確認した検出距離に応じたグリッド１０をグリッド交換部９に置き換えればよい。

このように、放射線検査装置は、放射線ビーム２２を照射する放射線源２と、放射線ビーム２２の照射範囲に被検体１を載置可能なステージ４と、ステージ４を挟んで放射線源２とは反対側に位置し、被検体１を透過した放射線を検出する検出器３と、検出器３を放射線ビーム２２の光軸ＣＬと平行な方向に沿って移動させる検出器移動機構６と、放射線吸収箔１１を有し、当該放射線吸収箔１１の間隔及び勾配が異なる複数のグリッド１０と、放射線源２の焦点と検出器３との距離である検出距離に応じたグリッド１０を検出器３の放射線源２側の前面に位置させるグリッド交換部９とを備えるようにした。

これにより、検出距離が変動してもコントラストの良好な透視画像を得ることができる。特に、グリッド交換部９は、グリッド１０を固定するホルダとしたことにより、オペレータが検出距離に応じたグリッド１０を選択し、グリッド交換部９により選択したグリッド１０を検出器３の前面に位置させることができるので、適切なグリッド１０で散乱放射線を減少させることができ、コントラストの良好な透視画像を得ることができる。

尚、この放射線検査装置は、投影像を表示する装置として説明したが、所謂ＣＴ装置であってもよい。ＣＴ装置である場合、放射線検査装置は、ステージ４を一回転又は半回転させる回転部と、各角度の投影データからボリュームデータを再構成し、ボリュームデータから断面像を再構成する再構成部とを備えるようにすればよい。また、放射線源２は、コリメータを有し、焦点２１から出射する放射線をコーン角及びファン角を有する角錐形状に絞ってもよい。

更に、この検出器３は、例えばイメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）とカメラ、又はフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）により構成されるようにしてもよい。Ｉ．Ｉ．は、放射線に励起されると発光するヨウ化セシウム等により成るシンチレータ面を二次元状に拡げ、入射した放射線の二次元分布を蛍光像に変換しつつ、蛍光像の光度を増倍させる。カメラは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を並設し、蛍光像を撮像する。ＦＰＤは、シンチレータ面に沿って例えばフォトダイオードとＴＦＴスイッチを有する。フォトダイオードは、蛍光像を電荷に変換して蓄積し、ＴＦＴスイッチは、ＯＮ信号を与えられると、フォトダイオードに蓄積されていた電荷を出力させる。

また、この検出器３は、放射線を検出する素子が一列に並べられた所謂ライン検出器であってもよく、素子の並び方向と直交する方向に、被検体１又は検出器３を相対的に移動させて二次元分布を検出する。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る放射線検査装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。第１の実施形態と同一構成及び同一機能については同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図５は、第２の実施形態に係る放射線検査装置の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図を示す。図６は、放射線源２側から見たグリッド交換部９及び検出器３の図である。

図５に示すように、グリッド交換部９は、検出距離に対応した間隔及び勾配のグリッド１０を自動で切り替えて検出器３の前面に位置させるグリッド切替機構９３である。このグリッド切替機構９３は、例えば、吸収箔１１の間隔及び勾配が異なる複数のグリッド１０を収容したマガジン９３ａと、マガジン９３ａを放射線ビーム２２の光軸ＣＬが延びるＸ軸方向にスライドさせるスライド機構９３ｂと、マガジン９３ａのグリッド１０を検出器３の前面へ送る送り機構９３ｃとを有する。

マガジン９３ａは、図５に示すように、グリッド１０のプレート面を検出器３の受光面と平行にしてグリッド１０を並列収容する棚を備えた収容体であり、各棚と当該棚に収容されるグリッド１０とが対応している。このマガジン９３ａは、スライド機構９３ｂに接続されている。スライド機構９３ｂは、例えば、ボールネジ機構であり、位置固定のモータと、Ｘ軸方向に延び、ネジが切られてモータにより回転するシャフトと、シャフトと螺合してマガジン９３ａと連結されたスライダとで構成される。

送り機構９３ｃは、例えばベルトコンベアであり、図６に示すように、マガジン９３ａから検出器３まで上下に架橋された一対のベルト９３１を有し、上下のベルト９３１がグリッド１０の上端及び下端に接触した状態で、モータの回転に従動してベルトが検出器３側に送られる。グリッド１０は、走行するベルト９３１に挟持されながら、検出器３の前面に移動する。

また、放射線検査装置は、検出距離入力部１００、データベース記憶部７１、グリッド判定部７２を備える。データベース記憶部７１及びグリッド判定部７２は、処理装置７により備えられる。検出距離入力部１００は、処理装置７に接続されており、検出距離の入力を受け付ける。検出距離入力部１００は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル等のオペレータの入力を受け付ける入力装置７７により構成される。

データベース記憶部７１は、ストレージを含み構成され、図７に示すように、グリッド１０の使用距離限界範囲とグリッド１０の識別子とが対応したデータベースが記憶されている。ここでは、各グリッド１０の使用距離限界範囲は重複せず、使用距離限界範囲のうちの最小値と最大値でデータベース項目は区切られている。なお、このデータベースは、グリッド１０の使用距離限界範囲と、当該グリッド１０とが対応付けられていれば良く、識別子は、グリッド１０を特定する情報、或いはマガジン９３ａの棚を特定する情報とすることができる。

グリッド判定部７２は、ＣＰＵを含み構成され、データベース記憶部７１を参照し、検出距離入力部１００から入力された検出距離を含む使用距離限界範囲を検索し、該当の使用距離限界範囲に組み合わせられたグリッド１０の識別子を特定する。

また、処理装置７は、グリッド切替機構９３を制御する切替制御部７０ｅを有する。切替制御部７０ｅは、グリッド判定部７２により特定されたグリッド１０が検出器３の面前のＹ軸方向の延長線上に位置するように、スライダ機構９３ｂによりマガジン９３ａをＸ軸方向にスライドさせ、送り機構９３ｃのベルト９３１により、特定されたグリッド１０をＹ軸方向に検出器３の面前まで走行させる。

この放射線検査装置の動作を図８を用いて説明する。図８は、本実施形態に係る放射線検査装置の動作の一例を示すフローチャートである。図８に示すように、まず、検出距離入力部１００により、検出距離の入力を受け付ける（ステップＳ１）。処理装置７により、検出器３の移動量を算出し、検出器移動機構６により、検出器３を入力された検出距離になるように移動させる（ステップＳ２）。このとき、検出器移動機構６上にグリッド切替機構９３が設けられているため、グリッド切替機構９３も従動する。

次に、グリッド判定部７２により、入力された検出距離に対応するグリッド１０を特定して取り出し（ステップＳ３）、検出器３の前面に設置する（ステップＳ４）。すなわち、特定されたグリッド１０が、検出器３の面前のＹ軸方向の延長線上に位置するように、スライダ機構９３によりマガジン９３ａをＸ軸方向にスライドさせ、送り機構９３ｃのベルト９３１で特定されたグリッド１０をＹ軸方向に走行させ、当該グリッド１０を検出器３の面前に設置する。

このように、この放射線検査装置では、グリッド交換部９は、検出距離に対応したグリッド１０を検出器３の面前に位置させるグリッド切替機構９３とした。オペレータは検出距離に応じて、その都度適切なグリッド１０を選択するとともに検出器３に設置することが望ましいが、これらの作業は非常に煩わしい作業である。また、放射線検査装置が配置される室内にオペレータが入れない場合もあり、その場合はグリッド１０を切り替えることすらできない。これに対し、この放射線検査装置では、オペレータがグリッド１０を手作業で交換する必要がないので、グリッド１０の交換作業の手間が省ける。

特に、この放射線検査装置では、グリッド１０の使用距離限界範囲とグリッド１０とが対応したデータベースが記憶されたデータベース記憶部７１と、データベースに基づいて検出距離がいずれの使用距離限界範囲に入るかを判定し、該当する使用距離限界範囲のグリッド１０を特定するグリッド判定部７２とを備え、グリッド切替機構９３は、グリッド判定部７２の結果で特定されるグリッド１０を検出器３の前面に位置させるようにした。

これにより、検出距離や当該検出距離に応じたグリッド１０を選択せずとも、自動的に切り替えることができるので、適切なグリッド１０を用いて精度の高い透視画像を得ることができるともに、利便性を高めることができる。また、オペレータによるグリッド１０の選択ミスを防止できる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る放射線検査装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。第２の実施形態と同一構成及び同一機能については同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図９は、第３の実施形態に係る放射線検査装置の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図を示す。図９に示すように、本実施形態の放射線検査装置は、退避指示入力部１０１を備え、また処理装置７内に設置グリッド記憶部７３を備える。

退避指示入力部１０１は、オペレータによる検出器３前面に設置されたグリッド１０の退避指示を受け付ける。退避指示入力部１０１は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル等により構成され、また表示装置８の画面上にグリッド１０の退避指示を受け付けるＧＵＩによる退避ボタンを表示する。設置グリッド記憶部７３は、メモリを含み構成され、設置されているグリッド１０（以下、単に「設置グリッド１０」ともいう。）の識別子を記憶する。すなわち、設置グリッド記憶部７３は、グリッド切替機構９３により検出器３の前面に設置する際、当該設置グリッド１０の識別子を記憶する。

この放射線検査装置において、グリッド切替機構９３は、グリッド１０を交換する他、待避指示入力部１０１の待避指示の受け付けを契機に、設置グリッド１０を検出器３の前面から退避させる。即ち、グリッド切替機構９３は、マガジン９３ａの設置グリッド１０に対応する空の棚が、検出器３の面前のＹ軸方向の延長線上に位置するようにマガジン９３ａをＸ軸方向に移動させる。空の棚は、設置グリッド記憶部７３に記憶されている。そして、ベルト９３１が設置グリッド１０の上下で接触した状態で走行することにより、設置グリッド１０をマガジン９３ａへ向けて移動させ、マガジン９３ａの設置グリッド１０に対応する空の棚に設置グリッド１０を収容し、検出器３の前面から設置グリッド１０を退避させる。

この放射線検査装置の動作を図１０を用いて説明する。図１０は、本実施形態に係る放射線検査装置の動作の一例を示すフローチャートである。説明の都合上、検出器３の前面にはグリッド１０が既に設置されており、かつ、当該グリッド１０の識別子が設置グリッド記憶部７３に記憶されているものとする。

図１０に示すように、オペレータから退避指示入力部１０１により設置グリッド１０の退避指示が入力されると（ステップＳ１１）、切替制御部７０ｅは、設置グリッド記憶部７３を参照し、設置グリッド記憶部７３に記憶された識別子から、現在検出器３に設置されたグリッド１０を特定する（ステップＳ１２）。そして、切替制御部７０ｅがスライド機構９３ｂを検出器３の面前のＹ軸方向の延長線上に位置するように動作させることにより、特定されたグリッド１０に対応するマガジン９３ａの棚を、設置グリッド１０の収容位置に移動させる（ステップＳ１３）。そして、切替制御部７０ｅにより送り機構９３ｃを動作させて、設置グリッド１０を収容位置の当該棚に収容する（ステップＳ１４）。これにより、検出器３の前面からグリッド１０を退避させる。

（効果）
上記のように本実施形態の放射線検査装置は、グリッドを退避させる退避機構を備えた。これにより、ノイズの少ない放射線透過画像を得ることができる。すなわち、グリッド１０により検出器３に入射される散乱放射線が低減されるが、その一方で、十分な放射線量が確保できずノイズの多い放射線透過画像となる場合がある。このような場合に、グリッド１０を検出器３の前から退避させることで、検出器３が受光する放射線量が増え、放射線透過画像の輝度値が大きくなるため、Ｓ／Ｎが向上する。このグリッド１０の退避は、グリッド退避機構により自動的に行うことで、オペレータがグリッド１０を外す手間をなくすことができる。

上記ではグリッド１０の退避は、退避指示入力部１０１を介したオペレータによる退避指示を契機としたが、これに限定されない。例えば、画像処理部７０ｂが、予め設定された輝度値又はＳ／Ｎを下回る場合に、設置グリッド１０を退避させる退避信号を生成して切替制御部７０ｅに出力し、設置グリッド１０を退避させるようにしても良い。

（第４の実施形態）
第４の実施形態に係る放射線検査装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。第３の実施形態と同一構成及び同一機能については同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図１１は、第４の実施形態に係る放射線検査装置の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図を示す。図１１に示すように、本実施形態の放射線検査装置の処理装置７は、校正データ記憶部７４、校正部７５、及び校正データ取得部７６を備える。

校正データ記憶部７４は、ストレージを含み構成され、検出距離とグリッド１０の有無情報との組み合わせに対応させて校正データを記憶する。校正データは、例えばゲイン校正、オフセット校正、線質硬化校正の校正値、又はこれらの複数を含む。ゲイン校正データは、検出器３の受光面に２次元状に並ぶ検出素子の検出感度バラツキを校正する校正値である。オフセット校正データは、検出器３の受光面に２次元状に並ぶ検出素子の暗電流バラツキを校正する校正値である。線質硬化校正データは、放射線の線質硬化に起因する、放射線が被検体１を透過する経路長と検出された放射線強度（輝度値）との非線形な関係を校正する。

校正データは、設置グリッド１０の有無によっても異なる。即ち、同じ検出距離であっても、設置グリッド１０の有無によって各種の値が異なる。従って、構成データ記憶部７４は、例えば、検出距離が１００ｍｍ〜５００ｍｍの間で１００ｍｍ間隔で５通りあるとすると、設置グリッド１０の有無に応じて１０通り、更に校正データが３種類とすると、合計３０通りを記憶している。

この構成データ記憶部７４に記憶されている構成データの各種は、校正データ取得部７６により取得される。校正データ取得部７６は、ＣＰＵ及び放射線源制御部７０ａを含み構成されている。この校正データ取得部７６は、例えばゲイン校正データを取得する場合は、被検体１がステージ４上に載置されていない状態で照射された放射線ビーム２２を検出器３で検出することで、検出器３の受光面に２次元状に並ぶ検出素子の検出感度のバラツキをなくすゲイン校正データを取得する。オフセット校正データを取得する場合は、放射線ビーム２２を照射しない状態での各検出素子の出力信号のバラツキを検出し、当該バラツキをなくす校正データを取得する。線質硬化校正データを取得する場合は、材質が同じで厚さの異なる被検体１のＮ個分の放射線透過画像を取得した後、厚さｔと放射線透過画像の輝度値Ｐ（ｔ）の関係を示す方程式を最小二乗法等により求め、求めた方程式から一次式に変換するための線質硬化用校正データを取得する。

また、校正データ取得部７６は、各校正データを取得した際の、グリッド１０の有無情報及び検出距離を取得する。グリッド１０の有無情報の取得方法は、例えば退避指示入力部１０１から退避指示を受け付けたかで確認でき、退避指示があった場合は、設置グリッド１０がないと判断でき、退避指示がなかった場合は、設置グリッド１０があったと判断することができる。また、検出距離の取得方法は、例えば、検出距離入力部１００から入力された検出距離を取得する。校正データ取得部７６は、取得した校正データと、取得した際のグリッド１０の有無及び検出距離とを対応付けてそれぞれ校正データ記憶部７４に記憶させることで、各校正データを検出距離毎に登録する。

校正部７５は、ＣＰＵを含み構成され、設置グリッド１０の有無と検出距離の組み合わせに対応した校正データで、画像処理部７０ｂで生成された被検体１の透過画像を校正する。即ち、校正部７５は、ゲイン校正する場合、検出器３で得られた被検体１の透過データに対し、ゲイン校正値を乗算することで、検出器３の受光面に２次元状に並ぶ検出素子の検出感度バラツキを校正する。オフセット校正する場合、被検体１の透過画像から、オフセット校正データであるオフセット画像を減算する。オフセット画像は、検出器３の受光面に２次元状に並ぶ検出素子の暗電流バラツキを校正する校正値である。線質硬化校正する場合、線質硬化に起因して減弱した放射線強度を補填する。

この放射線検査装置の動作を説明する。図１２は、本実施形態に係る放射線検査装置の校正データの登録動作の一例を示すフローチャートである。図１２に示すように、校正取得部７６により、ゲイン校正データ及びオフセット校正データを取得し（ステップＳ２１）、線質硬化校正データを取得する（ステップＳ２２）。

次いで、校正取得部７６は、ステップＳ２１及びステップＳ２２で校正データを取得した際の設置グリッド１０の有無情報を取得し（ステップＳ２３）、ステップＳ２１及びステップＳ２２で校正データを取得した際の検出距離を取得する（ステップＳ２４）。そして、校正取得部７６により、取得した校正データと、取得した際のグリッド１０の有無及び検出距離とを対応付けて校正データ記憶部７４に記憶させることで、校正データを登録する（ステップＳ２５）。

図１３は、本実施形態に係る放射線検査装置の校正動作の一例を示すフローチャートである。ここでは、放射線源２から放射線ビーム２２を被検体１に照射し、検出器３により被検体１を透過した放射線を検出することにより透過データを得ているものとする。

図１３に示すように、校正部７５により、退避指示入力部１０１を介してグリッド１０の退避指示があったかを確認する（ステップＳ３１）。例えば、グリッド１０の避難指示が入力された場合には、この避難指示有りを示すフラグを立てておき、校正部７５はフラグの有無を確認すればよい。退避指示があった場合（ステップＳ３１のＹＥＳ）、校正部７５は、検出距離入力部１００が受けた検出距離を取得する（ステップＳ３２）。例えば、受け付けた検出距離をメモリに記憶させておき、この検出距離が記憶されたメモリ領域のデータを読み出す。

次いで、校正部７５は、校正データ記憶部７４を参照し、取得した設置グリッド１０が有ることを示す情報と検出距離の組み合わせに対応づけられた校正データを取得する（ステップＳ３３）。すなわち、グリッド１０に応じた校正データを取得する。そして、校正部７５は、取得した校正データにより検出器３が検出した透過データを校正する（ステップＳ３４）。

退避指示がなかった場合（ステップＳ３１のＮＯ）、校正部７５は、検出距離入力部１００が受けた検出距離を取得し（ステップＳ３５）、次いで校正データ記憶部７４を参照し、取得した設置グリッド１０が無いことを示す情報と検出距離に対応づけられた校正データを取得する（ステップＳ３６）。すなわち、グリッド１０がない場合の検出距離に応じた校正データを取得する。そして、校正部７５は、取得した校正データにより検出器３が検出した透過データを校正する（ステップＳ３７）。

このように、この放射線検査装置は、検出距離及びグリッド１０の有無情報に応じた校正データが記憶された校正データ記憶部７４を備えるようにした。そして、処理装置７は、検出距離及びグリッド１０の有無情報に応じた校正データにより透過データを校正する校正部７５を有するようにした。

これにより、検出距離及びグリッド１０の有無により異なる校正データに切り替えて、透過データの校正を行うことができる。すなわち、検出距離及び設置グリッド１０の有無の違いにより、校正データの値が大きく変動し得るが、オペレータが検出距離やグリッド１０の有無を確認しなくても、自動的に検出距離及びグリッド１０の有無に適した校正データを切り替えることができるので、校正に要する手間を省くことができるとともに、被検体１の透過画像の精度を向上させることができる。

また、校正データを取得する校正データ取得部７６を備え、校正データ取得部７６は、グリッド１０の有無情報と検出距離とを取得し、取得した校正データと、グリッド１０の有無情報及び検出距離とを対応付けて校正データ記憶部７４に記憶させるようにした。

これにより、検出距離及びグリッド１０の有無毎に校正データを一度に取得しておくので、オペレータの校正に要する手間及び時間を省くことができる。すなわち、オペレータにとって、検出距離及びグリッド１０の有無が変わる度にその都度校正データを取得するようことは非常に煩雑で手間及び時間のかかる作業であるが、そのような作業をせずに済む。

（第５の実施形態）
第５の実施形態に係る放射線検査装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。第３の実施形態と同一構成及び同一機能については同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図１４は、第５の実施形態に係る放射線検査装置の構成の一例を示す図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその正面図を示す。

図１４に示すように、本実施形態の放射線検査装置は、シフト機構６１を備える。シフト機構６１は、放射線ビーム２２の光軸ＣＬに対して直交する方向に検出器３を移動させる。シフト機構６１は、例えばボールネジ機構である。位置固定のモータと、ネジが切られてモータにより回転するシャフトと、シャフトと螺合して検出器３と連結されたスライダとで構成され、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のボールネジ機構を有する。モータの回転に伴ってシャフトが回転し、スライダがＸ軸方向又はＹ軸方向に移動することで検出器３を移動させる。

グリッド１０の幅は検出器３の幅よりも大きく、検出器３の移動範囲を包含する。グリッド１０の幅は、Ｘ軸方向又はＹ軸方向の大きさである。但し、グリッド１０は、図１５に示すように、放射線ビーム２２の光軸ＣＬに対する焦点２１と検出器３の検出素子Ｓとで成す直線と同角度に勾配している。

このように、放射線ビーム２２の光軸ＣＬに対して直交する方向に検出器３を移動させるシフト機構６１を備え、グリッド１０の幅を検出器３の幅よりも大きくし、シフト機構６１は、グリッド１０に沿って検出器３を移動させることで、通常よりも視野の広い放射線透過画像を取得できる。

（他の実施形態）
本明細書においては、本発明に係る実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

例えば、上記の実施形態では、検出距離を検出距離入力部１００で受け付けたが、自動で検出するようにしても良い。例えば、処理装置７に、検出距離算出部を設け、また初期検出距離を予め記憶させておくとともに、検出器移動機構６による初期状態以降の検出器３の移動量及び移動方向を逐次記憶させておくことで、初期検出距離と、検出器３の移動量及び移動方向とに基づいて、検出距離算出部により、現在の検出器３の位置、すなわち、現在の検出距離を算出することができる。そのため、オペレータが検出距離を入力する手間を省くことができる。

上記の実施形態では、検出距離は、放射線源２の焦点２１と検出器３の前面までの距離としたが、放射線源２の焦点２１と検出器３の前面に設置したグリッド１０までの距離としても良い。

１ 被検体
２ 放射線源
２１ 焦点
２２ 放射線ビーム
３ 検出器
４ ステージ
５ ステージ移動機構
６ 検出器移動機構
６１ シフト機構
７ 処理装置
７０ａ 放射線源制御部
７０ｂ 画像処理部
７０ｃ 移動機構制御部
７０ｄ 移動機構制御部
７０ｅ 切替制御部
７１ データベース記憶部
７２ グリッド判定部
７３ 設置グリッド記憶部
７４ 校正データ記憶部
７５ 校正部
７６ 校正データ取得部
７７ 入力装置
８ 表示装置
９ グリッド交換部
９１ 固定ツメ
９２ フレーム
９３ グリッド切替機構
９３ａ マガジン
９３ｂ スライド機構
９３ｃ 送り機構
９３１ ベルト
１０ グリッド
１１ 吸収箔
１２ スペーサ
１００ 検出距離入力部
１０１ 退避指示入力部

Claims (10)

1. 放射線ビームを照射する放射線源と、
   前記放射線ビームの照射範囲に被検体を載置可能なステージと、
   前記ステージを挟んで前記放射線源とは反対側に位置し、前記被検体を透過した放射線を検出する検出器と、
   前記検出器を前記放射線ビームの光軸と平行な方向に沿って移動させる移動機構と、
   放射線吸収箔を有し、当該放射線吸収箔の間隔及び勾配が異なる複数のグリッドと、
   前記放射線源の焦点と前記検出器との距離である検出距離に応じた前記グリッドを前記検出器の前記放射線源側の前面に位置させるグリッド交換部と、
   を備えたことを特徴とする放射線検査装置。
2. 前記グリッド交換部は、前記グリッドを固定するホルダであること、
   を特徴とする請求項１記載の放射線検査装置。
3. 前記グリッド交換部は、
   前記検出距離に対応した前記グリッドを前記前面に位置させるグリッド切替機構であること、
   を特徴とする請求項１記載の放射線検査装置。
4. 前記グリッドの使用距離限界範囲と前記グリッドとが対応したデータベースが記憶されたデータベース記憶部と、
   前記データベースに基づいて前記検出距離がいずれの前記使用距離限界範囲に入るかを判定し、該当する前記使用距離限界範囲の前記グリッドを特定するグリッド判定部と、
   を備え、
   前記グリッド切替機構は、
   前記グリッド判定部の結果で特定される前記グリッドを前記検出器の前記前面に位置させること、
   を特徴とする請求項３記載の放射線検査装置。
5. 前記検出距離の入力を受け付ける検出距離入力部を備え、
   前記グリッド判定部は、
   前記検出距離入力部から入力された前記検出距離に基づいて前記グリッドを特定すること、
   を特徴とする請求項４記載の放射線検査装置。
6. 前記グリッドを退避させる退避機構を備えること、
   を特徴とする請求項３乃至５何れか記載の放射線検査装置。
7. 前記検出器から得た前記被検体の透過データを画像化する処理装置と、
   前記検出距離及び前記グリッドの有無情報に応じた校正データが記憶された校正データ記憶部と、
   を備え、
   前記処理装置は、
   前記検出距離及び前記グリッドの有無情報に応じた前記校正データにより前記透過データを校正する校正部を有すること、
   を特徴とする請求項３乃至６の何れか記載の放射線検査装置。
8. 校正データを取得する校正データ取得部を備え、
   前記校正データ取得部は、前記グリッドの有無情報と前記検出距離とを取得し、取得した前記校正データと、前記グリッドの有無情報及び前記検出距離とを対応付けて前記校正データ記憶部に記憶させること、
   を特徴とする請求項７記載の放射線検査装置。
9. 前記校正データは、ゲイン校正、オフセット校正、又は線質硬化校正のデータであること、
   を特徴とする請求項７又は８記載の放射線検査装置。
10. 前記放射線ビームの光軸に対して直交する方向に前記検出器を移動させるシフト機構を備え、
    前記グリッドの幅は、前記検出器の幅よりも大きく、
    前記シフト機構は、前記グリッドに沿って前記検出器を移動させること、
    を特徴とする請求項１乃至９の何れか記載の放射線検査装置。

Images