JP4521989B2

JP4521989B2 - 放射線画像撮影装置

Info

Publication number: JP4521989B2
Application number: JP2000390785A
Authority: JP
Inventors: 哲緒渡部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2020-12-22
Also published as: JP2002186614A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線撮影を行う放射線画像撮影装置に関し、特に、カセッテ筐体に着脱自在に取り付けられる散乱放射線除去用グリッドの検出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する蛍光体を組合せて撮影する方法である。即ち、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たものを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する。そして、感光性フィルムで光を捉え、フィルム上に形成された潜像を化学処理で現像することで可視化するものである。
【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実用化されている。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、その後、レーザ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ものである（特開昭５５−１２４２９号公報、同５６−１１３９５号公報等）。
【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システムが開発されている。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非常に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処理が不要であるため、即時的に出力画像を得ることができる利点も有している。
【０００５】
図７はこのような放射線画像撮影装置を用いたシステムを示す概念図である。図７において、１０３はＸ線検出センサ１０４を内蔵したＸ線画像撮影装置である。Ｘ線発生装置１０１によって発せられたＸ線を被写体１０２に照射し、被写体を透過したＸ線をＸ線検出センサ１０４上に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。この検出素子から出力される画像信号を画像処理手段１０５でディジタル画像処理し、モニター１０６に被写体１０２のＸ線画像を表示する。
【０００６】
従来、この種の撮像装置は放射線室に設置されているが、近年、より迅速且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（電子カセッテとも言う）が求められてきている。図８はこの電子カセッテを示す側面断面図である。このようなＸ線撮影等に用いる電子カセッテは、Ｘ線を可視光に変換する蛍光体１５１ａと、この可視光を電気信号に変換する格子状に配列された光電変換素子１５１ｂと、この光電変換素子をその上に形成した基板１５１ｃと、この基板１５１ｃを支持する基台１５２と、光電変換された電気信号を処理する電子部品を搭載した回路基板１５３及び配線１５４と、これらを収納する筐体１５５等から構成されている。
【０００７】
一般的に前述のような医療用のＸ線撮影装置においては、散乱Ｘ線除去用グリッド（以下グリッド）を用いて撮影する場合がある。これはＸ線照射により被写体（例えば人体）の内部で発生する散乱Ｘ線を除去するためのもので、Ｘ線像のコントラストを改善する目的で用いられる。グリッドはＸ線管球とフィルム等の検出器の間で、検出器の直前に配置して撮影を行う。
【０００８】
図９はグリッドの概略断面図である。グリッドはＸ線の吸収率の大きい物質からなる箔２０１と、Ｘ線吸収率が小さい中間物質２０２が交互に積層されて形成されている。一般的には吸収率の大きい箔２０１には鉛が用いられ、Ｘ線吸収率の小さい中間物質２０２にはアルミニウム、紙、木、合成樹脂、炭素繊維強化樹脂等が用いられる。これらの積層体は外周をアルミニウムや炭素繊維強化樹脂等のカバー２００で覆われている。Ｘ線はＡ方向から照射される。
【０００９】
箔は２０１ａに代表されるＸ線の光源直下の中心部分はカバー２００に対して垂直で、２０１ｂのように周辺にいくに従って光源の方向に傾けられ、収束グリッドとする場合が多い。収束グリッドはグリッドと光源の距離、中心をあわせて撮影する必要がある。一方、箔を傾かせていないグリッドもあり、これは直線グリッドと呼ばれている。
【００１０】
散乱線の量は被写体の構造に依存し、例えば、人体では胸部、腹部は散乱線が多く、四肢は散乱線が比較的少ない。一方、グリッドは透過するＸ線を減弱させるので、グリッドなしで撮影する場合はグリッドありで撮影する場合に比べて少ない線量で撮影することができる。従って、散乱線の多い部位では画質を優先してグリッドを用い、散乱線の比較的少ない部位を撮影する場合は線量を低減するためにグリッドを用いないで撮影する場合が多い。よって、撮影する部位によってグリッドは容易に着脱できる構成になっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、同じ部位の撮影であってもグリッドの有無によりＸ線透過量が変わるため、Ｘ線の照射量を調整することが必要である。更には、グリッドの種類によって細かな撮影条件の設定が必要であり、これらは操作者である放射線技師等に委ねられている。グリッドを内蔵するようなＸ線撮影装置においては、グリッドを外部から視認するのが困難であるため、グリッドを自動的に識別し、操作者に的確な照射条件を提示するような利便性を向上させたサポートシステムも提案されている。
【００１２】
このようなグリッド検出手段を単純にカセッテに応用しようとすると、いくつかの問題が生じる。例えば、カセッテに対してグリッドを使用する場合、筐体に覆われて直接触れることのできない内蔵式のものとは異なり、被験者及び操作者が直接接触して使用するため、グリッドを検出する手段は撮影時被験者や操作者が誤って作動させてしまうものであってはならない。例えば、図１０に示すように筐体３００の入射面側にスイッチ３０１を突出させてグリッドが装着され、スイッチ３０１が押されることで検出する構成の場合、グリッドがない状態でも、被験者１０２が乗りスイッチ３０１を押してグリッド装着と誤認してしまう可能性がある。また、グリッドに設けられたバーコードを筐体内部のセンサで読み取るような構成であっても、透光部に被験者が触れ指紋や油脂等で汚れて誤検知を起こしやすくなることも考えられる。
【００１３】
一方、グリッド側から直接情報を送信する手段を有し、カセッテに対して電気的に接続することも考えられる。しかし、グリッドを装着していない場合に直接被験者がコネクタ部分に接触しないように遮蔽機構を設けたり、接続用のケーブルに被験者や操作者が誤って引っかかったりしないような予防策を設けたりする必要があるため、コストアップを招いてしまう。また、操作者にケーブルを接続する作業を要求することになるため、かえって煩雑になり接続忘れや接続不良を引き起こす可能性があった。
【００１４】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、被験者や操作者によって誤検知を招いてしまうことがなく、電気的な接続作業等を必要としない放射線画像撮影装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、放射線を検出する検出パネルを内包するカセッテ筐体と、散乱放射線を除去するためのグリッドが装着されたことを検出する検出手段とを備え、前記カセッテ筐体には、放射線の入射面側に開口を有し前記グリッドに取り付けられた枠体を装着するための凹部が形成され、前記検出手段は当該凹部に設けられていることを特徴とする放射線画像撮影装置によって達成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は本発明の放射線画像撮影装置の第１の実施形態の構成を示す側面断面図である。なお、以下の実施形態ではＸ線を用いた場合を例として説明する。図１において、１はＸ線検出パネルであり、基本的に蛍光板１ａと光電変換素子１ｂと基板１ｃで構成されている。基板１ｃ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、寸法安定性等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上に光電変換素子１ｂが半導体プロセスにより２次元配列的に形成されている。
【００１８】
蛍光板１ａ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１ｃと接着によって一体化されている。これらの蛍光板１ａ、光電変換素子１ｂ、基板１ｃはＸ線検出パネル１として金属製の基台２に固定されている。３は光電変換された電気信号を処理する電子部品３ａを搭載した回路基板であり、フレキシブル回路基板４によって光電変換素子１ｂと接続されている。フレキシブル回路基板４には光電変換素子１ｂ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１ｃ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４は基台２の側方を通り基台２の裏面に配置された回路基板３まで引き回されている。
【００１９】
これらのＸ線検出パネル１、基台２、回路基板３、フレキシブル基板４は、Ｘ線画像検出手段として筐体５ｂ内部に内包され、基台２の支持部２ａを介してカセッテ筐体５に固定されている。更に、筐体５ｂの内部はＸ線透過性の筐体蓋５ａで密閉されている。ここで、筐体５は凹状の筐体５ｂと筐体蓋５ａから成り、この２つを合わせてカセッテ筐体５という。カセッテ筐体５の入射面側にはグリッド６が装着されている。グリッド６には、枠体７，８が固定的に取り付けられており、枠体７，８が筐体５の外形に当接してグリッド６を位置決め固定する構造となっている。
【００２０】
一方、筐体５には凹部５ｃが形成され、内部の側壁５ｄには機構的に作動するスイッチ９が設けられている。スイッチ９はケーブル９ｂを介して電気回路基板３に接続され、グリッド６の有無を検出するように構成されている。グリッド６が装着されると、筐体５の外部に露出したスイッチレバー９ａに枠体８の先端８ａが突き当たり、スイッチ９を作動させる。この結果、グリッド６が装着されたことが検出され、電気回路基板３に伝達される。
【００２１】
このような情報は図示しないインターフェースを介して外部制御装置に伝達され、操作者への表示等に利用される。このように凹部５ｃの内部にグリッド検知手段を設けることにより、グリッド６がない状態で被験者がカセッテに乗ったりしても誤って凹部５ｃのスイッチ９を押す可能性は低い。また、外側面に検知手段がないため、カセッテ筐体を立てて撮影しても問題はない。更に、グリッド６とカセッテ間の電気的な接続が不要であるため、グリッド６の装着も簡単で、接続によるトラブルも生じないので信頼性の高い装置を実現できる。
【００２２】
図２は図１の検知手段において複数種類のグリッドの検知を可能にした例である。図２ではスイッチ９と１０を２個併設し、グリッド枠体８のスイッチの当接箇所に８ｂのような切り欠きを形成し、作動するスイッチを選択することで複数の情報を検知可能としている。即ち、グリッドの種類に応じてグリッド枠体８の切り欠きの位置を変えることで、グリッドの種別を示す情報を持たせ、それを検出するスイッチの検出信号により装着されたグリッドの種類を検知するものである。このようにグリッドの種類を検知すると、操作者に対して自動的にＸ線の照射条件を提示するサービスを提供することが可能である。なお、図２ではスイッチは２個であるが、更に個数を増やし、グリッドの種類に応じてグリッド枠体８の切り欠き位置を変えることで、より多くのグリッドの種類に対応することが可能である。
【００２３】
（第２の実施形態）
図３は本発明の第２の実施形態の構成を示す側面断面図である。Ｘ線検出パネル１を含む内部構成は第１の実施形態と同様であるので、詳しい説明は省略するが、Ｘ線画像検出パネル１、金属基台２、回路基板３、フレキシブル回路基板４から構成されたＸ線画像検出手段が、カセッテ筐体５に内蔵されている。また、本実施形態では、筐体５に凹部５ｃが形成されており、内部の側壁５ｄ側にはグリッド６の装着を検知する検出器１２が設けられている。検出器１２はケーブル１２ａを介して電気回路基板３に接続され、グリッドの有無を検出するように構成されている。
【００２４】
カセッテ筐体５の入射面側にはグリッド６が装着され、グリッド６には枠体７，１０が固定的に取り付けられている。即ち、グリッド６の枠体７，１０が筐体５の外形に当接してグリッド６を位置決め固定する構造となっている。また、枠体１０の一端１０ａには磁石１１が取り付けられ、グリッド６の装着時に前述の検出器１２と筐体の側壁５ｄを挟んで対向する位置に配置されている。検出器１２は磁石を近づけることでＯＮ／ＯＦＦするリードスイッチであり、磁石１１が数ｍｍの検知範囲内に位置した場合にＯＮ状態になり、グリッド６の装着を検知する。なお、枠体１０及び側壁５ｄは磁石１１の磁力に影響ないように非磁性体で形成されている。
【００２５】
このようにリードスイッチを用いた検知手段の場合は、誤って磁力が作用するような環境は少ないと見られるが、リードスイッチを装置内部に配置したことで外部からの磁力が作用する影響を受け難い構成としている。また、この場合もグリッド６とカセッテ間の電気的接続が不要であるため、グリッド６の装着も簡単で、接続によるトラブルも生じないので信頼性の高い装置を実現できる。更に、第１の実施形態のようにレバーを筐体外部に突出させた場合、装置内部への漏光を防ぐため遮蔽用の対策を要するが、本実施形態では筐体は完全に密閉した構造とすることができ、遮蔽用の特別な対策は要しない。また、このような構成のグリッド検出手段の場合は、内蔵する検出器を複数設け、グリッドに取り付ける磁石の位置をグリッドの種類に応じて変えることにより、図２と同様にグリッド６の種類の検知まで拡張することが可能である。
【００２６】
（第３の実施形態）
図４は本発明の第３の実施形態の構成を示す側面断面図である。Ｘ線検出パネル１を含む放射線撮影装置の内部構成は第１、第２の実施形態と同様であるので説明を省略する。また、筐体５には凹部５ｃが形成され、内部の側壁５ｄにはグリッド６の装着を検知する検出器２１が設けられている。検出器２１は検出部２１ａが凹部５ｃに露出していて、外周部を筐体に対して密閉した状態で固定されている。検出器２１はケーブル２１ｂを介して電気回路基板３に接続され、グリッド６の有無を検出するように構成されている。
【００２７】
検出器２１は金属を検知する近接センサであり、数ｍｍの距離にある鋼材、ステンレス鋼材、黄銅、アルミニウム等の金属を検出することができる。この場合カセッテ筐体５の入射面側に装着されたグリッド６に固定された枠体２０を鋼材、ステンレス鋼材、黄銅、アルミニウム等の金属で形成し、グリッド６の装着時に枠体２０の先端部２０ａが検出部２１ａと数ｍｍの距離に密着するように構成する。従って、検出器１２は枠体２０の先端部２１ａの金属部を検出することでＯＮ状態になり、グリッド６の装着を検知する。
【００２８】
本実施形態では、第１、第２の実施形態と同様に筐体５の凹部５ｃの内部にグリッド検知手段を設けているので、グリッド６がない状態で被験者がカセッテに乗ったりした際に何らかの金属が検出部の近傍数ｍｍに近づく可能性は低い。また、グリッド６とカセッテ筐体間をつなぐ電気的接続も不要であるため信頼性の高い装置を実現できる。なお、第３の実施形態においても複数対の被検出体と検出器を用いることにより、前述のようなグリッド６の種類を検出することが可能である。
【００２９】
（第４の実施形態）
図５は本発明の第４の実施形態の構成を示す側面断面図である。筐体５には凹部５ｃが形成され、内部の側壁５ｄには透光性を有するカバー部材３３が固定されている。カバー部材３３の内側にはアレー状のフォトセンサから成る光学的な読取器３１が配置され、ケーブル３１ｂを介して電気基板３に接続されている。なお、読取器３１の周囲はカバー部材３３からの漏光を遮光するカバー（図示せず）が設けられている。
【００３０】
一方、カセッテ筐体５の入射面側にグリッド６が装着されている。グリッド６は枠体７と３０を筐体５の外形に固定することで位置決め固定する構造となっている。グリッド６に固定された枠体３０の一端３０ａには、バーコード等の識別マーク３２が取り付けられている。識別マーク３２にはグリッド６の種類を示す情報が含まれており、グリッド６が装着されて読取器３１が識別マークを読み取ると、内部の電気回路が処理し、グリッド６の検出と同時にグリッド６の種類を検出し、外部の操作装置に伝達する。
【００３１】
（第５の実施形態）
図６は本発明の第５の実施形態の構成を示す側面断面図である。筐体の凹部５ｃ内部の側壁５ｄには磁気パターンを検出するためのアレー状のセンサ５１が固定されている。一方、カセッテ筐体５の入射面側のグリッド６を固定する枠体４０の一端４０ａに識別マークの代わりに磁気パターンを記録した磁気テープ４２が取り付けられている。磁気テープ４２にはグリッドの種類を示す情報が含まれており、グリッド６の装着時に磁気テープ４２の情報をセンサ５１で読み取ることにより、第４の実施形態と同様にグリッドの検出と同時にグリッドの種類を検出することができる。
【００３２】
ここで、第４、第５の実施形態では、光学的あるいは磁気的に識別パターンを読み取る場合、カバー部材３３やセンサ５１等が汚れると読み取り性能を劣化させてしまい、誤った情報を検出することがある。汚れる主原因は被験者もしくは操作者が触れることで指紋や油脂が付着するためであるが、第４、第５の実施形態とも被験者や操作者が直接触れる可能性が低い筐体の凹部５ｃの内部にカバー部材３３やセンサ５１等を配置することにより、汚れによる誤検知の可能性を減らすことができる。
【００３３】
なお、これまでの実施形態はすべてＸ線の入射面側に凹部を形成し、その側壁近傍にグリッド検出手段を配置しているが、凹部ではなく完全に開口した形状（貫通した形状）においても本発明の効果は損なわず、逆に埃等の堆積がないので衛生的な側面での効果がある。また、以上の実施形態では、Ｘ線を用いた場合を例として説明したが、本発明はこれに限ることなく、例えば、α線、β線、γ線等を用いた場合にも使用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、カセッテ筐体の凹部内にグリッドの検知手段を設けているので、被験者や操作者が直接接触して誤って作動させてしまったり、汚れを付けて誤検知したりすることを防止できる。また、グリッドとカセッテ間の電気的な接続が不要であるため、グリッドの装着も簡単で、接続によるトラブルも生じることはなく、信頼性の高い装置を実現できる。従って、安定してグリッド装着の情報を自動的に提示できる利便性を向上でき、更に、グリッドの種類を検知することによりグリッドの種類の情報を提示でき、より利便性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放射線画像撮影装置の第１の実施形態を示す図である。
【図２】第１の実施形態の検出手段の部分拡大図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す側面断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態を示す側面断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態を示す側面断面図である。
【図６】本発明の第５の実施形態を示す側面断面図である。
【図７】従来の放射線撮影システムの概念図である。
【図８】従来例の放射線撮影装置の側面断面図である。
【図９】グリッドの断面図である。
【図１０】従来の放射線撮影システムの問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１Ｘ線検出パネル
２金属基台
３回路基板
４フレキシブル回路基板
５カセッテ筐体
５ｃ凹部
５ｄ側壁
６グリッド
７，８，１０，２０，３０，４０枠体
９スイッチ
１１磁石
１２リードスイッチ
２１近接スイッチ
３１光学式の読取器
３２識別マーク
３３カバー部材
４１磁気式の読取器
４２磁気テープ

Claims

放射線を検出する検出パネルを内包するカセッテ筐体と、
散乱放射線を除去するためのグリッドが装着されたことを検出する検出手段とを備え、
前記カセッテ筐体には、放射線の入射面側に開口を有し前記グリッドに取り付けられた枠体を装着するための凹部が形成され、前記検出手段は当該凹部に設けられていることを特徴とする放射線画像撮影装置。
前記検出手段は、機構的に作動するスイッチである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。
前記検出手段は、接触せずに作動する手段である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。
前記検出手段はリードスイッチであり、前記枠体に設けられた磁石を検知することによって前記グリッドの装着を検出することを特徴とする請求項３に記載の放射線画像撮影装置。
前記検出手段は金属を検知するセンサであり、前記枠体の金属部を検知することによって前記グリッドの装着を検出する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。
前記検出手段は光学的な読み取り手段であり、前記枠体に設けられた識別パターンを読み取ることによって前記グリッドの装着を検出する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。
前記検出手段は磁気的な読み取り手段であり、前記枠体に設けられた磁気パターンを読み取ることによって前記グリッドの装着を検出する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。
前記検出手段は複数設けられ、前記複数の検出手段のうち装着されたグリッドに対応する検出手段の検出信号によりグリッドの種類を検知する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。
前記識別パターンには前記グリッドの種類を示す情報が含まれていることを特徴とする請求項６に記載の放射線画像撮影装置。
前記磁気パターンには前記グリッドの種類を示す情報が含まれていることを特徴とする請求項７に記載の放射線画像撮影装置。
前記凹部は、完全に貫通した形状である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。