JP4412539B2

JP4412539B2 - 情報取得方法および情報取得装置

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Publication number: JP4412539B2
Application number: JP2004089270A
Authority: JP
Inventors: 和浩牧野
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2024-03-25
Also published as: JP2005275067A

Description

本発明は情報取得方法および装置に関し、蓄積性蛍光体に励起光を照射した際に、該蓄積性蛍光体から発せられる輝尽発光光や、蛍光標識体で標識された物質が分布している複数のスポット領域が設定されている支持体のスポット領域に励起光を照射した際に、該スポット領域から発せられる蛍光を検出し、蓄積性蛍光体に保持されていた放射性画像情報や、スポット領域に保持されていた蛍光情報等を取得する情報取得方法および情報取得装置に関するものである。

放射線を照射するとこの放射線エネルギーの一部を蓄積し、その後可視光やレーザ光等の励起光を照射すると、この蓄積された放射線エネルギーに応じた輝尽発光光を射出する蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用した装置が知られている。例えば、この蓄積性蛍光体を積層してなるシート状の蓄積性蛍光体シートに被検物の放射線画像を一旦蓄積記録し、その後この蓄積性蛍光体シートに励起光を主副走査してシートの各位置から順次輝尽発光光を生じせしめ、これらの輝尽発光光を光電的に順次検出し、蓄積性蛍光体シートに記録されている放射線画像情報を取得する画像情報取得装置が実用に供されている。

また、励起光の照射により蛍光を射出する蛍光標識体で標識された物質が分布している複数のスポット領域が設定されている支持体のスポット領域へ順次励起光を照射し、該スポット領域から発せられる蛍光を検出して各スポット領域に分布されている蛍光標識体量等の蛍光情報を取得する蛍光情報取得装置も実用に供されている。

上記蛍光情報取得装置では、通常、互いに異なる波長領域を持った複数の励起光を射出可能な光源を備え、スポット領域から蛍光情報を読み取る場合には、複数の励起光の中から蛍光標識体の種類に応じて励起光を選択し、この励起光をスポット領域に照射することにより該スポット領域から発せられる蛍光を検出している。

また、本出願人は、上記蓄積性蛍光体シートと、蛍光標識体で標識された物質が分布している複数のスポット領域が設定されている支持体とを交換して走査台に載置することができるようにし、蓄積性蛍光体シートから発せられる輝尽発光光と、支持体のスポット領域から発せられる蛍光とのいずれをも検出して情報を得る情報取得装置も提案している（例えば特許文献１参照）。

この特許文献１に記載された装置では、蓄積性蛍光体シートから発せられる輝尽発光光の光量を増加するために、複数の波長の励起光により同時に蓄積性蛍光体シートを照射している。
特開２００１−１００３４１号公報

上記蛍光標識体で標識された物質が分布している複数のスポット領域が設定されている支持体のスポット領域から発せられる蛍光あるいは蓄積性蛍光体シートから発せられる輝尽発光光の光強度比は、１対１００００を超える場合があり、このような場合でも光強度を正確に検出するためには、広いダイナミックレンジで検出を行う必要がある。

しかし１０^５を越える広いダイナミックレンジを有する光検出器は一般的に使用されていないため、読み取りを複数回行う、あるいは高感度光検出器および低感度光検出器の両者を使用して読み取りを行っている。このため、読取時間が長時間必要であったり、光検出器の使い勝手が悪いという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、使い勝手のよい光検出器を用いて、所定領域が保持していた情報を光検出器のダイナミックレンジより広いダイナミックレンジで取得可能な情報取得方法および装置を提供することを目的とするものである。

本発明の情報取得方法は、蛍光体を含む所定領域に励起光を照射し、該照射により前記所定領域から発せられる光の強度を検出し、該検出された光強度に基づいて前記所定領域が保持していた情報を取得する情報取得方法であって、
前記所定領域内の一部に第１の励起光を照射し、該第１の励起光の照射により前記所定領域から発せられる第１の光の強度を検出し、その後前記所定領域の残りの一部を含む領域に前記第１の励起光とは異なる波長を有する第２の励起光を照射し、該第２の励起光の照射により前記所定領域から発せられる第２の光の強度を検出し、検出された前記第１の光の強度および前記第２の光の強度に基づいて前記所定領域が保持していた情報を取得することを特徴とするものである。

本発明の情報取得装置は、蛍光体を含む所定領域を励起光により照射し、該照射により前記所定領域から発せられる光の強度を検出し、該検出された光強度に基づいて前記所定領域が保持していた情報を取得する情報取得装置であって、
前記所定領域内の一部に第１の励起光を照射し、その後前記所定領域の残りの一部を含む領域に前記第１の励起光とは異なる波長を有する第２の励起光を照射する励起光照射手段と、前記第１の励起光の照射により前記所定領域から発せられる第１の光の強度と、前記第２の励起光の照射により前記所定領域から発せられる第２の光の強度を検出する光検出手段と、該光検出手段により検出された前記第１の光の強度および前記第２の光の強度に基づいて前記所定領域が保持していた情報を取得する情報生成手段とを有することを特徴とするものである。

前記蛍光体を含む所定領域が、放射線画像が蓄積された蓄積性蛍光体シートの１画素領域であれば、前記画素領域から発せられる光は輝尽発光光である。なお、上記第1の励起光および第２の励起光の波長としては、上記画像情報が蓄積された蓄積性蛍光体シートへ第1の励起光または第２の励起光を照射した際に、輝尽発光光が発せられる波長が設定される。また、第２の励起光の波長は、第２の励起光を蓄積性蛍光体へ照射した場合の励起効率が、第１の励起光を蓄積性蛍光体へ照射した場合の励起効率とは異なるように設定される。

また、「該光検出手段により検出された前記第１の光の強度および前記第２の光の強度に基づいて前記所定領域が保持していた情報を取得する」とは、例えば、前記蛍光体を含む所定領域が、放射線画像が蓄積された蓄積性蛍光体シートの１画素領域であり、前記画素領域から発せられる光が輝尽発光光である場合には、１画素領域の一部へは、励起によって輝尽発光光を発生させることはできるが、あまり励起効率のよくない波長を有する第１の励起光を照射して、発せられる第１の輝尽発光光の強度を検出し、１画素領域の残りの一部を含む領域に、蓄積性蛍光体を効率よく励起可能である波長を有する第２の励起光を照射して、発せられる第２の輝尽発光光の強度を検出することにより、第２の輝尽発光光の光強度が予め設定されている光強度閾値以下である画素では第２の輝尽発光光の光強度の検出値を画素値として用い、第２の輝尽発光光の光強度が光強度閾値より大きい場合には、第１の輝尽発光光の光強度の検出値を予め設定されている乗算率により乗算した値を画素値として用いていることができる。

また、前記励起光照射手段は、第1の励起光および第２の励起光により前記蓄積性蛍光体シートを主副走査するものであり、かつ前記第1の励起光により奇数番目の主走査ラインを走査し、前記第２の励起光により偶数番目の主走査ラインを走査するものであってもよい。なお、第1の励起光および第２の励起光は、スポット状の光であってもよいし、主走査方向へ延びるライン状の光であってもよい。スポット状の光であれば、該スポット状の光を移動させることにより主副走査を行ってもよいし、あるいは蓄積性蛍光体シートを移動させることにより主副走査を行ってもよい。あるいは、主走査あるいは副走査の一方の走査を、スポット状の光を移動させることにより行い、他方の走査を蓄積性蛍光体シートを移動させることにより行ってもよい。また、ライン状の光であれば、第１の励起光または第２の励起光を主走査ライン毎に交互に照射することにより２次元走査を行うことができる。また、副走査方向の走査は、ライン状の光を移動させてもよいし、蓄積性蛍光体シートを移動させてもよい。なお、ライン状の光を励起光として用いる場合には、光検出器として主走査方向へ延びるライン光検出器、例えばラインＣＣＤ等を用いることが好ましい。また、奇数番目の主走査ラインの走査および偶数番目の主走査ラインの走査は、必ずしも順次行う必要はなく、例えばまず第1の励起光により奇数番目の主走査ラインを全て走査し、その後に第２の励起光により偶数番目の主走査ラインを全て走査するものであってもよい。

また、前記蛍光体を含む所定領域は、蛍光標識体で標識された物質が分布している複数のスポット領域が設定されている支持体の１スポット領域であれば、スポット領域から射出される光は、前記蛍光標識体から発せられる蛍光である。なお、上記第１の励起光および第２の励起光の波長としては、上記蛍光標識体へ第１の励起光または第２の励起光を照射した際に、蛍光が発せられる波長が設定される。また、第２の励起光の波長は、第２の励起光を蛍光標識体へ照射した場合の励起効率が、第１の励起光を蛍光標識体へ照射した場合の励起効率とは異なるように設定される。

また、上記の「前記光検出手段により検出された前記第１の光の強度および前記第２の光の強度に基づいて前記所定領域が保持していた情報を取得する」とは、例えば、前記蛍光体を含む所定領域が、蛍光標識体で標識された物質が分布している複数のスポット領域が設定されている支持体の１スポット領域であり、スポット領域から射出される光が、前記蛍光標識体から発せられる蛍光であれば、スポット領域の一部へは、励起によって蛍光を発生させることはできるが、あまり励起効率のよくない波長を有する第１の励起光を照射して、発せられる第１の蛍光の強度を検出し、スポット領域の残りの一部を含む領域に、蛍光標識体を効率よく励起可能である波長を有する第２の励起光を照射して、発せられる第２の蛍光の強度を検出することにより、第２の蛍光の光強度が予め設定されている光強度閾値以下であるスポット領域では第２の蛍光の光強度の検出値を該スポット領域から発せられる蛍光の情報として用い、第２の蛍光の光強度が光強度閾値より大きい場合には、第１の蛍光の光強度の検出値を予め設定されている乗算率により乗算した値を蛍光の情報として用いることができる。

本発明の情報取得方法および装置は、前記所定領域内の一部に第１の励起光を照射し、該第１の励起光の照射により所定領域から発せられる第１の光の強度を検出し、その後前記所定領域の残りの一部を含む領域に前記第１の励起光とは異なる波長を有する第２の励起光を照射し、該第２の励起光の照射により前記所定領域から発せられる第２の光の強度を検出し、検出された前記第１の光の強度および前記第２の光の強度に基づいて前記所定領域が保持していた情報を取得することにより、使い勝手のよい光検出器を用いて、所定領域が保持していた情報を光検出器のダイナミックレンジより広いダイナミックレンジで取得することができる。

以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の情報取得方法を適用した情報取得装置の構成を示す概略図である。情報取得装置８００は、レーザ光源から射出された励起光を、放射線画像を蓄積した蓄積性蛍光体シート２０または蛍光標識体で標識された物質が分布している複数のスポット領域２７が設定されている支持体２６に照射する光学系１００、蓄積性蛍光体シート２０または支持体２６を移送する記録媒体搬送部２００、蓄積性蛍光体シート２０または支持体２６への励起光の照射により射出された輝尽発光光または蛍光を検出する検出部３００、および検出部３００で検出された信号を処理する信号処理部４００からなる主要部から構成されている。

光学系１００には、６３３ｎｍの波長の励起光を射出する第１のレーザ光源１１、５３２ｎｍの波長の励起光を射出する第２のレーザ光源１２および４７３ｎｍの波長の励起光を射出する第３のレーザ光源１３が備えられている。各レーザ光源は半導体レーザである。第１のレーザ光源１１から射出される励起光Ｌｅ１の光路には、６００ｎｍより長波長の光を透過し、５３２ｎｍの波長の光を反射する第１のダイクロイックミラー１４および５００ｎｍより長波長の光を透過し４７３ｎｍの波長の光を反射する第２のダイクロイックミラー１５が配設されており、第１のレーザ光源１１から射出された励起光Ｌｅ１は第１のダイクロイックミラー１４および第２のダイクロイックミラー１５を透過し、第２のレーザ光源１２から射出された励起光Ｌｅ２は第１のダイクロイックミラー１４によって直角に反射され第２のダイクロイックミラー１５を透過し、第３のレーザ光源１３から射出された励起光Ｌｅ３は第２のダイクロイックミラー１５によって直角に反射される。そして励起光Ｌｅ１、Ｌｅ２およびＬｅ３（以後これらの励起光を総称して励起光Ｌｅと呼ぶ）はそれぞれポリゴンモータ１６によって駆動され回転しているポリゴンミラー１７に入射する。

ポリゴンミラー１７に入射した励起光Ｌｅは、ポリゴンミラー１７によって反射、偏向され、ｆθレンズ１８を通して反射鏡１９によってほぼ直角に反射され、蓄積性蛍光体シート２０に入射する。ポリゴンミラー１７によって偏向された励起光Ｌｅは、蓄積性蛍光体シート２０上をｆθレンズ１８の作用により一定速度でＸ方向に直線状に走査する。

記録媒体搬送部２００には、中央に開口部を有するサンプルステージ２２が移送可能に配設されており、輝尽性蛍光体を含む輝尽性蛍光体層が下面２０ａに積層された蓄積性蛍光体シート２０は、中央に開口部を有しアルミニウム等で形成されたシートサンプルホルダ２１にマウントされ一体化されてサンプルステージ２２上に載置される。一方、蛍光標識体で標識された生体物質が下面２６ａに分布されている支持体２６も同様に中央に開口部を有しアルミニウム等で形成されたサンプルホルダ２５にマウントされ一体化されてサンプルステージ２２上に載置される。このサンプルステージ２２は、励起光ＬｅのＸ方向への主走査に同期して図示していない移送機構によってＹ方向、すなわち、副走査方向に移送されることにより蓄積性蛍光体シート２０の下面２０ａまたは支持体２６の下面２６ａが励起光Ｌｅによって２次元状に走査される。

検出部３００には、蓄積性蛍光体シート２０の下面２０ａまたは支持体２６の下面２６ａをＸ方向に直線状に走査する励起光Ｌｅの照射により蓄積性蛍光体シート２０から発生した輝尽発光光Ｋｈまたは支持体２６から発生した蛍光Ｋｅを一端から入射し、その進行方向を変え他端から射出する光ガイド３０、および光ガイド３０から射出された輝尽発光光Ｋｈまたは蛍光Ｋｅを検出し電気的信号に変換するＰＭＴ（フォトマルチプライヤ）３１が配設されている。光ガイド３０は無蛍光ガラス等を加工して作られており、その入射端部３０ａは細長い直線状の開口部を有し、またその射出端部３０ｂは円筒形状に形成され、入射端部３０ａから入射した輝尽発光光Ｋｈまたは蛍光Ｋｅはその内面で全反射を繰り返し進行方向を変えながら光ガイド３０の内部を伝搬して射出端部３０ｂからＰＭＴ３１に向って射出される。ＰＭＴ３１と光ガイド３０の射出端部３０ｂとの間には、図２に示すような４枚のフィルタ３２ａ、３２ｂ、３２ｃおよび３２ｄを備えた円盤状のフィルタユニット３２が配設されている。フィルタ３２ａは波長６４０ｎｍ以上の波長帯域の光を透過するものであり、フィルタ３２ｂは波長５４０ｎｍ以上の波長帯域の光を透過するものであり、フィルタ３２ｃは波長４８０ｎｍ以上の波長の光を透過するものであり、フィルタ３２ｄは、波長４５０ｎｍ以下の波長の光を透過するものである。これらのフィルタは、励起光カットフィルタとして機能するものであり、使用する励起光の波長帯域および射出される光の波長帯域に応じて、フィルタユニット３２をフィルタモータ３３によって回転することにより選択される。

信号処理部４００には、ＰＭＴ３１によって取得された信号を所定のサンプリング周期でＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器４０が備えられ、Ａ／Ｄ変換された画像信号は、蓄積性蛍光体シート２０から発生した輝尽発光または支持体２６から発生した蛍光の１走査分毎にラインバッファ４１に蓄積された後、逐次、奇数番目のラインから取得された画像信号は画像処理部４２の画像バッファ４３ａに、偶数番目のラインから取得された画像信号は画像バッファ４３ｂに出力され、画像処理部４２において、予めメモリ４４に記憶されている光強度閾値Ｓ１、乗算率Ｋと、画像バッファ４３ａおよび画像バッファ４３ｂに記憶されている画像信号とに基づいて、１画像分のビデオ信号を生成し、表示器５０に出力する。なお、画像処理部４２における光強度閾値Ｓ１、乗算率Ｋおよび画像処理のついての詳細は後述する。

なお、レーザ光源の発振、各フィルタの切り替え、励起光の主走査とサンプルステージ２２の副走査との同期等はコントロールユニット６０によって制御される。使用者は、励起光Ｌｅ２および励起光Ｌｅ１を入力器６１を用いて選択する。コントロールユニット６０は、奇数ラインの主走査を行う場合には、励起光Ｌｅ２がサンプルステージ２２へ照射され、偶数ラインの主走査を行う場合には、励起光Ｌｅ１がサンプルステージ２２へ照射出されるように、レーザ光源を切り替える。

また、上記の機構は図３に示すような外観を備えた筐体５００の中に組み込まれており、蓄積性蛍光体シート２０がマウントされたシートサンプルホルダ２１または支持体２６がマウントされたサンプルホルダ２５はサンプルステージ２２に載置されてＹ方向に移送され蓄積性蛍光体シート２０に記録されている放射線画像情報または支持体２６に各スポット領域から発せられる蛍光の情報が取得される。

次に、本発明の実施の形態の情報取得方法および装置の作用について説明する。まず、本実施の形態における、放射線画像を取得する原理について説明する。蓄積性蛍光体シート２０に記録された放射線画像を読み取る場合には、励起光の照射により蓄積性蛍光体シート２０から発せられる輝尽発光光を検出する。蓄積性蛍光体シート２０の下面２０ａに積層された輝尽性蛍光体層の輝尽性蛍光体は、励起光で刺激されると図４（Ａ）に示すように最大強度が４００ｎｍ近傍の波長の輝尽発光光Ｋｈ１を発生する。蓄積性蛍光体を効率よく励起するための波長領域は６３０ｎｍ近傍の波長領域であり、第１のレーザ光源１から射出される６３３ｎｍの波長の励起光Ｌｅ１によって蓄積性蛍光体を励起すると効率よく輝尽発光光Ｋｈを発生させることができる。レーザ光源２から射出される５３２ｎｍの波長の励起光Ｌｅ２による励起によっても輝尽発光光を発生させることはできるが、５３２ｎｍの波長の励起光Ｌｅ２を照射した場合には６３０ｎｍの波長の励起光Ｌｅ１を照射した場合に比して効率は低く、図４（Ｂ）に示すように発生する輝尽発光光Ｋｈ２の強度は弱くなる。本実施の形態では、この特性を用いて、輝尽発光光の光強度が小さい画素では輝尽発光光Ｋｈの光強度の検出値を画素値として用い、輝尽発光光の光強度が大きい画素では、輝尽発光光Ｋｈ２の光強度の検出値を所定倍した値を画素値として用いる。

このような画像処理を行うために、まず実際の画像情報取得動作に先立って、数段階、例えば１０段階の異なる既知放射線強度の放射線が照射された蓄積性蛍光体シートサンプルを用意する。まず、各サンプルに５３２ｎｍの波長の励起光Ｌｅ２を照射して、該励起光Ｌｅ２が照射された部位から発せられる輝尽発光光Ｋｈ２の光強度を検出する。次に各サンプルへ６３０ｎｍの波長の励起光Ｌｅ１を照射して、該励起光Ｌｅ１が照射された部位から発せられる輝尽発光光Ｋｈ１の光強度を検出する。なお、励起光Ｌｅ２と励起光Ｌｅ１のビーム径および光強度は実際に画像情報を取得する際と同じ値とする。また、すなわち、輝尽発光が一旦発せられると、記録されていた画像情報が消去されてしまうため、励起光Ｌｅ２と励起光Ｌｅ１とは、サンプル上の異なる部位へ照射する。

図５は、このようにして取得した、放射線強度と輝尽発光光Ｋｈ２および輝尽発光光Ｋｈ１の光強度との関係を示す模式図である。この模式図を用いて、光強度閾値Ｓ１および乗算率Ｋの取得方法の１例を説明する。まず、図５からＰＭＴ３１により検出可能な最大光強度値は約６．２５（相対値：以下相対値で記載）であることがわかる。また輝尽発光光Ｋｈ１の光強度が５である場合、すなわち放射線強度が２．５（相対値：以下相対値で記載）である場合に、輝尽発光光Ｋｈ２の光強度が０．５であることから、輝尽発光光Ｋｈ２の値を略１０倍することにより、輝尽発光光Ｋｈ１の光強度に相当する光強度値を算出可能であることがわかる。この検出結果に基づいて、入力器６１から画像処理部４２のメモリ４４へ、光強度閾値Ｓ１として、ＰＭＴ３１の検出可能光強度の８０％である５を入力し、また乗算率Ｋとして１０を入力する。

実際に放射線画像情報を読み出す際には、放射線画像が記録されている蓄積性蛍光体シート２０をシートサンプルホルダ２１にマウントし、さらにこのシートサンプルホルダ２１をサンプルステージ２２上に載置して、蓄積性蛍光体シート２０に記録された放射線画像を読み取るために使用する２種類の励起光の入力器６１から指定する。コントロールユニット６０は、入力器６１から入力された指定に基づいて、レーザ光源、ポリゴンモータ１６およびフィルタモータ３３等へ制御信号を出力する。

まず、１番目の主走査方向（Ｘ方向）へ励起光を照射する際には、第２のレーザ光源１２から励起光Ｌｅ２を射出させ、ポリゴンモータ１６により主走査方向（Ｘ方向）へ、励起光Ｌｅ２を走査する。なお、この際には、フィルタユニット３２が回転し、フィルタ３２ｄがＰＭＴ３１の前面に配置されている。

励起光Ｌｅ２がレーザ光源１２から射出され、光学系１００を介して蓄積性蛍光体シート２０上の主走査方向（Ｘ方向）への走査が終了すると、サンプルステージ２２がＹ方向へ１ラインだけ搬送され、２番目の主走査方向（Ｘ方向）への走査を行う。この際には、第１のレーザ光源１１から励起光Ｌｅ１を射出させ、ポリゴンモータ１６により主走査方向（Ｘ方向）へ、励起光Ｌｅ１を走査する。

このようにして、蓄積性蛍光体シート２０の下面に励起光Ｌｅ２または励起光Ｌｅ１が交互に照射され、蓄積性蛍光体シート２０が２次元状に走査される。この励起光の２次元状の走査により蓄積性蛍光体シート２０から輝尽発光光Ｋｈ２または輝尽発光光Ｋｈ１が射出され、この輝尽発光光は光ガイド３０およびフィルタ３２ｄを通してＰＭＴ３１に入射し、ＰＭＴ３１により光電変換され、画像信号として信号処理部４００へ出力される。フィルタ３２ｄがＰＭＴ前面に配置されているため、励起光Ｌｅ２または励起光Ｌｅ１の反射光がＰＭＴ３１へ入射することはない。なお、奇数ラインとその下の偶数ラインとから取得した上下一組の検出部位が、本発明の所定領域、すなわち蓄積性蛍光体シートの１画素として機能するものである。

ＰＭＴ３１によって検出された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器４０によりデジタル信号に変換され、蓄積性蛍光体シート２０から発生した輝尽発光の１主走査分毎にラインバッファ４１に蓄積された後、逐次、奇数番目の主走査ラインから取得された画像信号は画像処理部４２の画像バッファ４３ａに、偶数番目の主走査ラインから取得された画像信号は画像バッファ４３ｂに出力される。

画像処理部４２において、まず、画像バッファ４３ｂに記憶されている各画素ごとに、記憶されている光強度の値とメモリ４４に記憶されている光強度閾値Ｓ１とを比較する。記憶されている光強度の値が光強度閾値Ｓ１以下であれば、画像バッファ４３ｂに記憶されている光強度の値をそのまま残す。もし記憶されている光強度の値が光強度閾値Ｓ１より大きい場合には、その値が実際の放射線量を反映している可能性は小さいため、画像バッファ４３ａに記憶されている１走査ライン上の奇数ラインの相対する画素から取得した光強度の値に乗算率Ｋを乗算し、その値を画像バッファ４３ｂに記憶する。すべての画素について、同様の処理を施し、その後画像バッファ４３ｂに記憶されている画像信号に基づいて、１画像分のビデオ信号を生成し、表示器５０に出力する。画像バッファ４３ｂに記憶されている画素の主走査方向のライン数は、通常の半分であるため、ビデオ信号を生成する際には、その点を補正した上で、ビデオ信号を生成する。なお予め、ＰＭＴ３１から出力される信号のサンプリングタイミングを調整すれば、主副走査方向の分解能を等しくすることができる。例えば主走査方向のサンプリングを１００μｍ毎に行い、副走査幅を５０μｍとすれば、1画素の大きさが１００μｍ×１００μｍとなり、主副走査方向の分解能が等しくなる。

以上の説明で明らかなように、本実施の形態における情報取得装置は、蓄積性蛍光体シートを励起光で主副走査して発せられる輝尽発光光の強度を検出する際に、奇数番目の主走査ラインでは、励起によって輝尽発光光を発生させることはできるが、あまり励起効率のよくない波長である５３２ｎｍの波長の励起光Ｌｅ２を照射して、発せられる輝尽発光光Ｋｈ２の強度を検出し、偶数番目の主走査ラインでは、蓄積性蛍光体を効率よく励起可能である６３３ｎｍの波長の励起光Ｌｅ１を照射して、発せられる輝尽発光光Ｋｈ１の強度を検出することにより、輝尽発光光Ｋｈ１の光強度が予め設定されている光強度閾値Ｓ１以下である画素では輝尽発光光Ｋｈ１の光強度の検出値を画素値として用い、輝尽発光光Ｋｈ１の光強度が光強度閾値Ｓ１より大きい場合には、輝尽発光光Ｋｈ２の光強度の検出値を乗算率Ｋにより乗算した値を画素値として用いているので、使い勝手のよいＰＭＴ３１を用いて、蓄積性蛍光体シートに記録されていた放射線画像情報をＰＭＴ３１のダイナミックレンジより広いダイナミックレンジで取得することができる。なお、励起光Ｌｅ１を照射する部位は、励起光Ｌｅ２が照射されていない部位であるため、その部位に記録されている放射線画像情報量が微少であっても、精度よく画像情報を取得することができる。

なお、本実施の形態では、図６の（Ａ）に示すように、奇数番目の主走査ラインでは、レーザ光源１２から射出された励起光Ｌｅ２を照射し、偶数番目の主走査ラインでは、レーザ光源１１から射出された励起光Ｌｅ１を照射したが、例えば反対に奇数番目の主走査ラインでは、レーザ光源１１から射出された励起光Ｌｅ１を照射し、偶数番目の主走査ラインでは、レーザ光源１２から射出された励起光Ｌｅ２を照射してもよい。

また、図６の（Ｂ）に示すように、奇数番目の主走査ラインのビームに、次の偶数番目の主走査ラインのビームの一部が重なるように副走査を行ってもよく、このような場合には、副走査方向の分解能が向上する。なお、ビームの一部が重なる場合には、奇数番目の主走査ラインを励起効率の悪い励起光Ｌｅ２で走査し、偶数番目の主走査ラインを励起効率の良い励起光Ｌｅ１で走査することが望ましい。

また、図６の（Ｃ）のように、励起光Ｌｅ１の光路中にレンズを挿入し、励起光Ｌｅ１のビーム形状を副走査方向へ長い楕円形として奇数番目の主走査ライン領域を含む状態で、偶数番目の主走査ラインの走査を行ってもよく、この場合には、励起効率の悪い励起光Ｌｅ２が照射された奇数ライン領域に残っている放射線エネルギーも輝尽発光光として発せられるため、蓄積性蛍光体シート２０に記録されていた放射線エネルギーを効率よく検出することができる。なお、ビーム径を大きくする場合には、蓄積性蛍光体シート２０の単位面積当たりに照射出される励起光Ｌｅ１の光強度が低下しないように、レーザ光源１１から射出するレーザ光の光量を増加することが望ましい。

なお、奇数番目の主走査ラインの走査および偶数番目の主走査ラインの走査は、必ずしも交互に行う必要はなく、例えばまず励起光Ｌｅ２により奇数番目の主走査ラインを全て走査し、その後に励起光Ｌｅ１により偶数番目の主走査ラインを全て走査するものであってもよい。

また、励起光は必ずしもスポット状の光である必要はなく、主走査方向に延びたライン状の光であってもよく、主走査ライン毎に交互に励起光を照射することにより２次元走査を行うことができる。なお、ライン状の光を励起光として用いる場合には、光検出器として主走査方向へ延びるライン状の光検出器、例えばラインＣＣＤ等を用いることが好ましい。

なお、予めメモリ４４に記憶する閾値Ｓ１は、使用する光検出器の仕様から適宜選択してもよい。また乗算率Ｋとしては、説明を簡単にするために定数を用いたが、これに限定される物ではなく、例えば測定により求めた、放射線量と輝尽発光光Ｋｈ２および輝尽発光光Ｋｈ１の関係に基づいたルックアップテーブル等から乗算率Ｋを求めても良い。

次に、蛍光標識体で標識された物質が分布している複数のスポット領域２７が設定されている支持体２６から蛍光情報を読み取る場合について説明する。支持体２６をサンプルホルダ２５にマウントし、さらにこのサンプルホルダ２５をサンプルステージ２２上に載置する。そして、支持体２６のスポット領域２７内の蛍光標識体から発せられる蛍光の強度情報を取得するための設定値を入力器６１に入力し、支持体２６から情報を取得するための設定変更を以下のように行なう。

蛍光標識体で標識された生体物質が分布されている支持体は、図７に示すように照射された励起光Ｌｅの波長よりも長波長側の波長領域に蛍光Ｋｅを発生し、また、用いられる蛍光標識体の種類によって、蛍光標識体から最も効率良く蛍光を発生させる励起光の波長領域が異なるので、支持体の種類、すなわち用いられた蛍光標識体が変わる毎に、選択されるレーザ光源およびフィルタの種類は変更される。

例えば、６３３ｎｍの波長の励起光で効率良く蛍光を発生する蛍光標識体で標識された物質が分布されているスポット領域２７が設定されている支持体の各スポット領域２７から発せられる蛍光の強度情報を取得する場合には、励起効率のよい励起光としては、第１のレーザ光源１１から射出される励起光Ｌｅ１（波長６３３ｎｍ）が選択され、励起光Ｌｅ１が射出される場合には、フィルタ３２ａ（６４０ｎｍより長波長側の波長領域の光を透過するフィルタ）が自動的にＰＭＴ３１の前に配置される。また励起効率の悪い励起光としては、第２のレーザ光源１２から射出される励起光Ｌｅ２（波長５３２ｎｍ）が選択され、励起光Ｌｅ２が射出される場合には、フィルタ３２ｂ（５４０ｎｍより長波長側の波長領域の光を透過するフィルタ）が自動的にＰＭＴ３１の前に配置される。

以下同様に、用いられている蛍光標識体の種類により、適宜励起効率のよい励起光と、励起効率の悪い励起光とが選択され、それぞれの励起光が射出される場合には、適切なフィルタが自動的にＰＭＴ３１の前に配置される。なお、蛍光の波長帯域は、励起光の波長帯域より長波長側へずれる。このため、励起効率の悪い励起光の波長として、励起効率の良い励起光の波長より短波長側の波長を選択すれば、フィルタとしては、励起効率の良い励起光の波長は通さず、蛍光の波長帯域を含む長波長側の光を透過するフィルタを１枚使用するのみでよく、フィルタの交換が不用となる。

その他の構成および動作は蓄積性蛍光体シート２０から放射線画像を読み取る場合と同様である。なお、支持体２６上に形成されているスポット領域２７の位置が既知である場合には、支持体２６の全領域を走査する必要はなく、各スポット領域２７のみを走査してもよい。またスポット領域２７の大きさが励起光のビーム径に比べさほど大きくない場合には、まずスポット領域２７の一部の領域に励起効率の悪い励起光を照射し、該照射により発せられる蛍光の強度を検出し、その後同じスポット領域２７の残りの一部を含む領域に励起効率の良い励起光を照射し、該照射により発せられる蛍光の強度を検出し、検出された２種類の蛍光の光強度に基づいてスポット領域２７から射出された蛍光の蛍光強度を取得してもよい。このような場合には、走査領域が低減し、測定時間の短縮が可能となる。

なお、通常、各スポット領域２７に分布している蛍光標識体は、励起光を照射することにより何回でも蛍光を発するものであるため、まずスポット領域２７の一部の領域に励起効率の悪い励起光を照射し、該照射により発せられる蛍光の強度を検出し、その後同じスポット領域２７の同じ領域に励起効率の良い励起光を照射し、該照射により発せられる蛍光の強度を検出し、検出された２種類の蛍光の光強度に基づいてスポット領域２７から射出された蛍光の蛍光強度を取得してもよい。

また、本実施の形態では、各スポット領域毎に蛍光情報を取得したが、蓄積性蛍光体シートから画像情報を読み出し場合と同様に、支持体２６の全面を各励起光により主副走査して、蛍光情報を画像情報として読み出してもよい。

本発明の実施の形態による情報取得装置の概略構成図フィルタユニットの詳細を示す図情報取得装置の外観図蓄積性蛍光体シートに照射する励起光の波長と発生する輝尽発光光の関係を示す図放射線強度と輝尽発光光強度の関係を示す模式図励起光ビーム形状の説明図励起光の波長と蛍光標識体で標識された物質から発せられる蛍光の波長の関係を示す図

符号の説明

１１第１のレーザ光源
１２第２のレーザ光源
１３第３のレーザ光源
１４第１のダイクロイックミラー
１５第２のダイクロイックミラー
１６ポリゴンモータ
１７ポリゴンミラー
１８ｆθレンズ
１９反射鏡
２０蓄積性蛍光体シート
２１シートサンプルホルダ
２２サンプルステージ
２５サンプルホルダ
２６支持体
２７スポット領域
３０光ガイド
３０ａ入射端部
３０ｂ射出端部
３１ＰＭＴ
３２フィルタユニット
３３フィルタモータ
４０Ａ／Ｄ変換器
４１ラインバッファ
４２画像処理部
４３ａ、４３ｂ画像バッファ
４４メモリ
５０表示器
６０コントロールユニット
６１入力器
１００光学系
２００記録媒体搬送部
３００検出部
４００信号処理部
５００筐体
８００情報取得装置
Ｌｅ励起光
Ｋｈ１、Ｋｈ２輝尽発光光
Ｋｅ蛍光

Claims

蛍光体を含む所定領域に励起光を照射し、該照射により前記所定領域から発せられる光の強度を検出し、該検出された光強度に基づいて前記所定領域が保持していた情報を取得する情報取得方法であって、
前記所定領域内の一部に第１の励起光を照射し、該第１の励起光の照射により前記所定領域から発せられる第１の光の強度を検出し、その後前記所定領域の残りの一部を含む領域に前記第１の励起光とは異なる波長を有し前記第１の励起光よりも励起効率が高い第２の励起光を照射し、該第２の励起光の照射により前記所定領域から発せられる第２の光の強度を検出し、検出された前記第２の光の強度が所定値以下であれば該第２の光の強度に基づいて、該第２の光の強度が前記所定値より大であれば検出された前記第１の光の強度に基づいて、前記所定領域が保持していた情報を取得することを特徴とする情報取得方法。
蛍光体を含む所定領域を励起光により照射し、該照射により前記所定領域から発せられる光の強度を検出し、該検出された光強度に基づいて前記所定領域が保持していた情報を取得する情報取得装置であって、
前記所定領域内の一部に第１の励起光を照射し、その後前記所定領域の残りの一部を含む領域に前記第１の励起光とは異なる波長を有し前記第１の励起光よりも励起効率が高い第２の励起光を照射する励起光照射手段と、前記第１の励起光の照射により前記所定領域から発せられる第１の光の強度と、前記第２の励起光の照射により前記所定領域から発せられる第２の光の強度を検出する光検出手段と、該光検出手段により検出された前記第２の光の強度が所定値以下であれば該第２の光の強度に基づいて、該第２の光の強度が前記所定値より大であれば前記光検出手段により検出された前記第１の光の強度に基づいて、前記所定領域が保持していた情報を取得する情報生成手段とを有することを特徴とする情報取得装置。
前記蛍光体を含む所定領域が、放射線画像が蓄積された蓄積性蛍光体シートの１画素領域であり、前記画素領域から発せられる光が、輝尽発光光であることを特徴とする請求項２記載の情報取得装置。
前記励起光照射手段は、ビーム状の第１の励起光およびビーム状の第２の励起光により前記蓄積性蛍光体シートを主副走査するものであり、かつ前記第１の励起光により奇数番目の主走査ラインを走査し、前記第２の励起光により偶数番目の主走査ラインを走査するものであることを特徴とする請求項３記載の情報取得装置。
前記蛍光体を含む所定領域が、蛍光標識体で標識された物質が分布している複数のスポット領域が設定されている支持体の１スポット領域であり、スポット領域から発せられる光が、前記蛍光標識体から発せられる蛍光であることを特徴とする請求項２記載の情報取得装置。