JP3848107B2

JP3848107B2 - 放射線画像撮影装置

Info

Publication number: JP3848107B2
Application number: JP2001223032A
Authority: JP
Inventors: 哲緒渡部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-07-24
Filing date: 2001-07-24
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2021-07-24
Also published as: JP2003035781A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可搬性を有するデジタル式の放射線画像撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、対象物に放射線を照射し、対象物を透過した放射線の強度分布を検出して、対象物の放射線画像を得る装置が、工業用の非破壊検査や医療診断の場で広く一般に利用されている。このような撮影の一般的な方法としては、Ｘ線に対するフィルム／スクリーン法が挙げられる．これは感光性フィルムと、Ｘ線に対して感度を有している蛍光体を組合わせて撮影する方法である。Ｘ線を照射すると発光する希土類の蛍光体をシート状にし感光性フィルムの両面に密着して保持し、被写体を透過したＸ線を蛍光体で可視光に変換し、感光性フィルムで光を捉える。そして、フィルム上に形成された潜像を化学的処理で現像することで、可視化することができる。
【０００３】
一方、近年のデジタル技術の進歩により、放射線画像を電気信号に変換し、この電気信号を画像処理した後に、可視画像としてＣＲＴ等に再生することにより高画質の放射線画像を得る方式が求められてきている。このような放射線画像を電気信号に変換する方法としては、放射線の透過画像を一旦蛍光体中に潜像として蓄積して、後にレーザー光等の励起光を照射することで潜像を光電的に読み出し、可視像として出力する放射線画像記録再生システムが、特開昭５５−１２４２９号公報、同５６−１１３９５号公報などで提案されている。
【０００４】
また、近年の半導体プロセス技術の進歩に伴い、半導体センサを使用して同様に放射線画像を撮影する装置が開発されている。これらのシステムは、従来の感光性フィルムを用いる放射線写真システムと比較して、極めて広いダイナミックレンジを有しており、放射線の露光量の変動に影響されない放射線画像を得ることができる実利的な利点を有している。同時に、従来の感光性フィルム方式と異なり、化学的処理を要さず即時的に出力画像を得ることができる利点もある。
【０００５】
図４はこのような放射線画像撮影装置のシステムを示す概念図である。Ｘ線画像撮影装置１はＸ線検出センサ２を内蔵し、Ｘ線発生装置３によって発せられたＸ線を被写体Ｓに照射し、被写体Ｓを透過したＸ線を二次元の格子状に配列した光電変換素子によって検出する。この検出手段から出力される画像信号を画像処理手段４でディジタル画像処理し、モニタ５に被写体ＳのＸ線画像を表示する。
【０００６】
従来から、この種の撮像装置は放射線室に設置され利用されている。しかし、近年ではより迅速かつ広範囲な部位の撮影を可能にするため、可搬型の撮影装置（電子カセッテ）が求められている。電子カセッテを使用した撮影は定置式の撮影とは異なり、撮影の部位によって患者に対しての置き方が変わり、患者がカセッテの上に直接載ったりすることもある。例えば、四肢撮影の場合に、カセッテを水平に設置し、患者がカセッテの上面に横たわったり立ったりして対向側からＸ線を照射する。従って、電子カセッテは耐荷重性を考慮した強度とすることが要求される。
【０００７】
更に、上述のような電子カセッテは定置式の場合と異なり、操作者はカセッテの搬送や、カセッテの設置状態を変更したりする操作を行うが、その際に誤って落としたりぶつけたりすることも想定される。そのような不測の場合でも、少なくとも内部のＸ線検出器が正常に機能するように保護することも必要である。従って、電子カセッテは耐衝撃性的な強度も考慮されなければならない。
【０００８】
このような問題を解決するために、図５に示すような従来例の撮影部が考案されている。即ち、Ｘ線撮影などに用いるこの電子カセッテは、主に検出パネル１１、支持台１２、電気回路部１３、フレキシブルケーブル１４、筐体１５、緩衝材１６等から構成される。Ｘ線を検出する検出パネル１１は強度的に支持する基台１２に固定されている。検出パネル１１からフレキシブルケーブル１４を介して接続された電気回路部１３が、基台１２の裏面側に固定される。
【０００９】
検出パネル１１から得られた検出信号は、電気回路部１３によって処理され、撮影部外の画像処理装置へと伝送される。撮影部のＸ線入射面側においては、筐体１５と検出パネル１１との間に緩衝材１６が配置されている。この緩衝材１６は上部から物がぶつかった際の衝撃を吸収し、また荷重がかかった際の応力を緩和するためのものである。緩衝材１６は衝撃吸収性を有し、かつＸ線透過性が比較的良いことから発泡材が多く用いられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このようなデジタル画像撮影装置は、各画素毎の出力差を補正するために、基準撮影条件下で画像を撮影し、感度補正用の基準画像を作成する。この基準画像に基づいて、各画素毎の感度補正係数を設定することで、撮影部に依存しない良好な画像を得ることができる。
【００１１】
従来例のカセッテにおいては、検出パネルの前面に緩衝材を配置したが、この場合のキャリブレーション画像には緩衝材の発泡形状が透過率の影響で写り込んでくる。通常では、Ｘ線発生用の管球と撮影部の位置関係がキャリブレーション時と撮影時で同一であれば、発泡像は或る程度相殺されて画像に与える違和感は少ない。
【００１２】
しかし、カセッテ撮影の際は様々な部位への使用が考えられるが、撮影手法として撮影部に対して入射させるＸ線に傾きを持たせることがある。図６に示すように、緩衝材１６中の或る発泡Ｆに対しての透過像を考えた場合に、矢印Ａのように鉛直に入射された場合と、矢印Ｂのように斜入された場合では、撮影部に到達されるＸ線の経路が変わるため、図中では実線と破線のように、１つの発泡像に対する画像は平面的に位置がずれてしまう。そのため、キャリブレーション画像で補正を加えると、各画素に適切な補正が成り立たず、粒状性が目立つ画像になってしまう。
【００１３】
本発明の目的は、上述の課題を解決するために、耐衝撃性能と画質との双方を満足する放射線画像撮影装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る放射線画像撮影装置は、放射線発生手段から発した放射線を被写体に照射し、被写体を透過した放射線分布をセンサで検出する放射線画像撮影装置において、被写体を透過した放射線を検出する光電変換素子を配置した検出面を有する放射線検出パネルと、該検出パネルを支持する基台と、電気信号を処理する電子部品を実装した電気回路基板と、これらを内包する筐体とを有し、該筐体の放射線入射側の内壁と前記放射線検出パネルとの間に発泡材から成る緩衝材を配置し、該緩衝材は放射線透過分布が前記検出パネルの解像周波数よりも高い周波数帯域に分布するような発泡構造を有することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明を図１〜図３に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は放射線画像撮影装置の形態の側方断面図を示している。筐体本体２１はＸ線透過性の筐体蓋２２により密閉されており、筐体本体２１内においては、基台２３が支持部２４を介して固定されており、基台２３上に検出パネル２５が載置され、検出パネル２５と筐体蓋２２間には微細な構造を持つシリコン又はウレタン系の発砲材から成る緩衝材２６が介在されている。
【００１６】
Ｘ線像検出パネル２５は基本的に、蛍光板２７と光電変換素子２８と基板２９により構成されている。基板２９は半導体素子との化学作用のないこと、半導体プロセスの温度に耐えること、寸法安定性などの必要性からガラス板が多く用いられる。このようなガラス基板２９上に、光電変換素子２８が半導体プロセスにより二次元配列的に形成される。蛍光板２７は金属化合物の蛍光体を樹脂板に塗布したものが用いられ、基板２９と接着によって一体化されている。
【００１７】
基台２３の裏側には回路基板３０が取り付けられており、この回路基板３０は光電変換された電気信号を処理する電子部品３１を搭載し、電子部品３２を搭載したフレキシブル回路基板３３によって光電変換素子２８と接続されている。回路基板３０は片面実装の基板であり、非実装面側において絶縁シート３４を介して、基台２３に対して密着して固定されている。
【００１８】
フレキシブル回路基板３３は光電変換素子２８からの電気信号を読み出すための信号線及び制御線が配線されており、基板２９の外周に対して複数配置されている。各フレキシブル回路基板３３は基台２３の側方を通り、基台２３の回路基板３０まで引き回されている。フレキシブル回路基板３３においても電子部品３２が実装された領域は、絶縁材３５を介して基台２３に固定されている。
【００１９】
筐体蓋２２と検出パネル２５との間に配置された緩衝材２６は、操作者が誤って上部から物をぶつけたりした際の衝撃を吸収したり、被検者が乗って荷重がかかった際に、検出パネル２５に局所的に過大な応力が加わらないように緩和させる機能を有する。また、緩衝材２６は破線のように検出パネル２５の有効画素に対してＸ線が４５°傾いて入射された場合でも、緩衝材２６は入射経路中に均一に存在するような大きさを持っている。
【００２０】
従来例と大きく異なるのは緩衝材２６の発泡の分布度であり、図２は緩衝材２６にＸ線を照射し透過してきたＸ線に対する空間的な分布特性を示し、横軸は空間周波数、縦軸は透過画像に対する分布出力を表している。実線は本実施の形態の緩衝材２６における特性であり、発泡像による影響は周波数帯Ｆ１〜Ｆ２に対して或るピークを中心に確率的に現れている。これに対して、従来例においては破線に示すような部分に分布している。
【００２１】
Ｆｓはセンサの画素ピッチに依存する解像可能なナイキスト周波数を表し、画素ピッチをｐとするとＦｓ＝１／２ｐで表現される。本実施の形態では従来例と異なり、発泡像による周波数帯Ｆ１〜Ｆ２はナイキスト周波数Ｆｓより高域にあるので、可視画像としては発泡による構造的な像は見えず、大きな違和感を与えることはない。
【００２２】
緩衝材２６については、更に粒状性を改善し良好な画質を求めたり、将来において画素ピッチを狭めて解像度を向上させたセンサを開発してゆく場合に、発泡像による周波数帯はより高域にシフトさせる必要がある。
【００２３】
しかし、このような発泡の細密化には限界があるため、別な解決手法も求められてくる。そのためには、緩衝材は発泡材のように形状的な構造を持たず、単一な素材である必要がある。しかも、図３に示すように少なくともナイキスト周波数Ｆｓ以下には、特異な周波数分布を持たないことが必須である。
【００２４】
一方で、緩衝材は当初の目的である緩衝性能と、Ｘ線透過率を満足させなければならない。透過率を抑えるには厚みを薄くし、素材の弾性率を高めることが適切である。実験的には、反発係数が３０％以下であれば、適切な透過率を満足させる厚み以内で、撮影部として適切な緩衝性能や荷重条件を満足することができる。このような要件を満足させる材質としては、シリコンゲル等が挙げられる。
【００２５】
このような緩衝材の選定により、発泡材に比べてより画質を向上でき、解像力の高いセンサへの適用も可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る放射線画像撮影装置は、特に撮影部自体を大きくしたり堅牢にしたりという手段を用いずに、衝撃や荷重で検出パネルが破損する事故から防ぐ緩衝性能を満足できるので、電子カセッテとして望まれる軽量・薄型化の実現が容易である。一方、従来例のような斜入撮影による画質の劣化を回避することが可能になるので、フィルムを使ったカセッテ撮影と同様に様々な撮影形態に適用することができ有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の内部側方断面図である。
【図２】第１の実施の形態における緩衝材の特性図である。
【図３】第２の実施の形態における緩衝材の特性図である。
【図４】放射線撮影装置の概念図である。
【図５】従来の電子カセッテの側方断面図である。
【図６】従来の緩衝材の説明図である。
【符号の説明】
２１筐体本体
２２筐体蓋
２３基台
２５Ｘ線検出パネル
２６緩衝部材
３０回路基板
３３フレキシブル回路基板

Claims

放射線発生手段から発した放射線を被写体に照射し、被写体を透過した放射線分布をセンサで検出する放射線画像撮影装置において、被写体を透過した放射線を検出する光電変換素子を配置した検出面を有する放射線検出パネルと、該検出パネルを支持する基台と、電気信号を処理する電子部品を実装した電気回路基板と、これらを内包する筐体とを有し、該筐体の放射線入射側の内壁と前記放射線検出パネルとの間に発泡材から成る緩衝材を配置し、該緩衝材は放射線透過分布が前記検出パネルの解像周波数よりも高い周波数帯域に分布するような発泡構造を有することを特徴とする放射線画像撮影装置。
前記緩衝材はシリコン系、ウレタン系の発泡材としたことを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
前記緩衝材は前記検出パネルに対して入射する放射線が４５°傾いた経路を覆うような大きさであることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線画像撮影装置。