JP4610927B2 - 放射線乳房撮影装置 - Google Patents

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Description

本発明は、放射線の照射を受けて放射線画像を記録する放射線画像検出器を備えた放射線乳房撮影装置に関するものであり、特に、大きさの異なる乳房の放射線画像の記録に用いられる放射線画像記録装置に関するものである。
従来、医療分野などにおいて、被写体を透過した放射線の照射を受けて被写体に関する放射線画像を記録し、その記録された放射線画像に応じた電気信号を出力する放射線画像検出器が各種提案、実用化されている。
上記のような放射線画像検出器としては、たとえば、放射線の照射により電荷を発生する半導体材料を利用した放射線画像検出器があり、そのような放射線画像検出器として、いわゆる光読取方式のものやTFT読取方式のものが提案されている。
上記光読取方式の放射線画像検出器としては、たとえば、放射線を透過する第1の電極層、放射線の照射を受けることにより電荷を発生する記録用光導電層、潜像電荷に対しては絶縁体として作用し、かつ潜像電荷と逆極性の輸送電荷に対しては導電体として作用する電荷輸送層、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層、および読取光を透過する線状電極が平行に配列された第2の電極層をこの順に積層してなる放射線画像検出器が提案されている。
また、上記TFT読取方式の放射線画像検出器としては、放射線を透過する電極層、放射線の照射を受けることにより電荷を発生する光導電層、および光導電層において発生した電荷を蓄積するコンデンサとそのコンデンサから電荷を読み出すTFTスイッチとを有する検出素子が2次元状に多数配列された電気信号検出層をこの順に積層してなる放射線画像検出器が提案されている。
また、従来、乳房のX線撮影を行う乳房X線撮影装置が種々提案されており(たとえば、特許文献1参照)、上記のような放射線画像検出器を用いた乳房用X線撮影装置も提案されている。
ここで、上記のような乳房用X線撮影装置を用いて乳房のX線撮影を行う際には、被験者の乳房の大きさは様々であるため、たとえば、乳房の大きさに対して放射線画像検出器の大きさが小さい場合には、乳房の部分毎に複数回の撮影が必要となり、被験者の被量が多くなってしまう。また、逆に乳房の大きさに対して放射線画像検出器の大きさが大きい場合には、たとえば、圧迫板と放射線画像検出器との間に乳房を挟み、圧迫して撮影を行うような場合において、乳房だけでなく腹部まで挟んでしまい、乳房が十分に圧迫できない。また、被験者の心理的な負担も大きい。したがって、乳房のX線撮影においては、乳房の大きさに応じた放射線画像検出器を用いて撮影を行う必要がある。
特開平5―173266号公報
しかしながら、被験者の乳房の大きさに合わせた放射線画像検出器をそれぞれ用意したのでは、上記のような半導体材料を利用した放射線画像検出器は高価であるため、撮影装置の値段が高くなってしまう。
本発明は、上記事情に鑑み、大きさの異なる乳房の放射線画像の記録を行う放射線乳房撮影装置において、1枚の放射線画像検出器を用いて乳房の大きさに適した放射線画像の記録を行うことができる放射線乳房撮影装置を提供することを目的とするものである。
本発明の放射線乳房撮影装置は、被写体の乳房の放射線画像を担持した放射線の照射を受けて電荷を発生し、その発生した電荷を蓄積して放射線画像を記録し、その蓄積した電荷量に応じた電気信号を出力する放射線画像検出器と、放射線画像検出器が設置される設置部と、放射線画像検出器の放射線の照射される面側に設けられた被写体の乳房が配置される乳房配置部とを備えた放射線乳房撮影装置において、放射線画像検出器が、長方形の形状からなるものであり、設置部が、1枚の放射線画像検出器がその放射線画像検出器の短辺が被写体の胸壁に向き合うように設置される第1の設置状態と、1枚の放射線画像検出器がその放射線画像検出器の長辺が被写体の胸壁に向き合うように設置される第2の設置状態とを切替可能に構成されていることを特徴とする。
また、上記放射線乳房撮影装置においては、設置部を、放射線画像検出器をその放射線画像検出器の平面内で回転させて第1の設置状態と第2の設置状態とを切替可能な回転機構を有するものとすることができる。
また、放射線画像検出器を、2次元状に多数配列されたスイッチを有するものとするとともに、スイッチがオンオフ駆動されて電気信号を出力するものとし、放射線画像検出器のスイッチをオンオフ駆動する駆動回路を、被写体の胸壁に向き合うことのない一辺のみに設けるようにするとともに、放射線画像検出器から出力された電気信号を検出する検出回路を、被写体の胸壁に向き合うことのない一辺であって駆動回路の設けられた一辺に直交する一辺のみに設けるようにすることができる。
また、放射線画像検出器の2つの短辺のうちの被写体の胸壁に向き合うことのない短辺を含む放射線画像検出器の一部への放射線の照射を遮蔽する遮蔽部を有するようにすることができる。
ここで、上記「乳房配置部」とは、放射線画像検出器を構成する筐体の放射線照射側の面であってもよいし、放射線画像検出器の放射線照射側に放射線画像検出器とは別に設けられたものでもよい。放射線画像検出器とは別に設ける場合には、たとえば、放射線を十分に透過し、かつ十分な剛性を有する部材(カーボン板やアクリル板など)から構成される天板などを利用することができる。
本発明の放射線画像記録装置によれば、放射線画像検出器として長方形の形状のものを利用し、その放射線画像検出器の設置部を、1枚の放射線画像検出器がその放射線画像検出器の短辺が被写体の胸壁に向き合うように設置される第1の設置状態と、1枚の放射線画像検出器がその放射線画像検出器の長辺が被写体の胸壁に向き合うように設置される第2の設置状態とを切替可能に構成するようにしたので、乳房の大きさが比較的小さい場合には、放射線画像検出器を上記第1の設置状態とし、乳房の大きさが比較的大きい場合には、放射線画像検出器を上記第2の設置状態として放射線画像の記録を行うようにすれば、1枚の放射線画像検出器で上述したような問題を招くことなく、大きさの異なる乳房の放射線画像の記録を適切に行うことができる。また、1枚の放射線画像検出器で済むのでその分装置の値段を安くすることができる。
また、上記放射線乳房撮影装置において、設置部を、放射線画像検出器をその放射線画像検出器の平面内で回転させて第1の設置状態と第2の設置状態とを切替可能な回転機構を有するものとした場合には、上記第1の設置状態と上記第2の設置状態の切り替えを容易に行うことができる。
また、放射線画像検出器を、2次元状に多数配列されたスイッチがオンオフ駆動されて電気信号を出力するものとし、放射線画像検出器のスイッチをオンオフ駆動する駆動回路を、被写体の胸壁に向き合うことのない放射線画像検出器の一辺のみに設けるとともに、放射線画像検出器から出力された電気信号を検出する検出回路を、被写体の胸壁に向き合うことのない一辺であって駆動回路の設けられた一辺に直交する一辺のみに設けるようにした場合には、被験者の胸壁に接する辺に回路を設けないので、胸壁ぎりぎりまでの放射線画像の記録を行うことができ、胸壁近傍の病変の検出に適した放射線画像の記録を行うことができる。
また、放射線画像検出器の2つの短辺のうちの被写体の胸壁に向き合うことのない短辺を含む放射線画像検出器の一部への放射線の照射を遮蔽する遮蔽部を有するようにした場合には、放射線画像検出器への無駄な被曝を回避でき、放射線画像検出器の寿命を延ばすことができる。
以下、図面を参照して本発明の放射線乳房撮影装置の一実施形態を用いたX線乳房撮影装置について説明する。図1に本X線乳房撮影装置の概略斜視図を、図2に図1に示すX線乳房撮影装置の2−2線断面図を示す。
本X線乳房撮影装置は、図1に示すように、被写体を透過した放射線の照射をうけて被写体の放射線画像を記録する、長方形の形状からなる放射線画像検出器12と、放射線画像検出器12が設置される、矢印A方向に回転可能に支持されたアーム部10と、アーム部10を回転可能に支持する軸部20と、軸部20が固定された基台30とを備えている。
アーム部10は、図1および図2に示すように、コの字形状で構成されており、その一端部10aの内部には他端部10bの方向に放射線を射出する放射線源11が設けられている。そして、他端部10bには、放射線源11から射出された放射線の照射を受ける放射線画像検出器12が設置される設置部13が設けられている。
また、アーム部10には、図2に示すように、一端部10aと他端部10bとの間に圧迫板10cが設けられている。圧迫板10cは、矢印Z1方向および矢印Z2方向に移動可能なようにアーム部10に設けられており、圧迫板10cと他端部10bの設置部13に設置された放射線画像検出器12との間に被験者の乳房が挟持された状態で放射線画像の撮影が行われる。なお、圧迫板10cの移動機構については図示省略してある。また、図1においては圧迫板10cを図示省略してある。なお、本X線乳房撮影装置においては、上記のように放射線画像検出器12の放射線照射側の面を乳房配置部として構成するようにしたが、これに限らず、放射線画像検出器12の放射線照射側に放射線画像検出器12とは別に乳房設置部を設けるようにしてもよい。この場合、たとえば、放射線を十分に透過し、かつ十分な剛性を有する部材(カーボン板やアクリル板など)から構成される天板などを利用するようにすればよい。
設置部13は、図1に示すように、アーム部10の他端部10bの内部に延設されたレール部13aと、レール部13aに沿って矢印Y1方向および矢印Y2方向に移動可能な移動部13bと、移動部13bに固定されるとともに、放射線画像検出器12を矢印X方向に回転可能に支持する回転機構部13cとを備えている。
設置部13は、放射線画像検出器12が回転機構部13cにより矢印X方向に回転し、放射線画像検出器12の長辺12aが被験者の胸壁に接するように設置される第1の設置状態と、放射線画像検出器12の短辺12bが被験者の胸壁に接するように設置される第2の設置状態とを切替可能に構成されている。
図3(A)に設置部13に設置される放射線画像検出器12の概略斜視図を、図3(B)に放射線画像検出器12の一部断面図を示す。
放射線画像検出器12は長方形の形状からなるものであり、図3(B)に示すように、放射線を透過する電極層21、電極層21を透過した放射線の照射により電荷を発生する、膜厚200μmのアモルファスセレンからなる光導電層22、該光導電層22において発生した電荷を電気信号として検出する電気信号検出層23をこの順に積層してなるものである。
電気信号検出層23は、図3(B)に示すように、TFT(薄膜トランジスタ:thin film transistor)スイッチ23aと、画素容量23bと、画素電極23cとからなる検出素子23eがガラス基板23dの表面に2次元状に多数配列されてなるものである。図4は電気信号検出層23を上面から見た模式図である。放射線検出層22において放射線の照射により発生した電荷は画素電極23cおよび画素容量23bにより形成されるコンデンサに蓄積される。TFTスイッチ23aは、図4に示す駆動回路部40が発する制御信号により各行毎のゲート走査線41を通じてオンオフ駆動されるようになっている。そして、このオンオフ駆動によりTFTスイッチ23aに接続されたコンデンサに蓄積された電荷が電気信号として読み出される。TFTスイッチ23aのオンオフ駆動により読み出された電気信号は信号線42に出力され、チャージアンプ43により増幅され、マルチプレクサ44およびA/D変換器45を介してデジタル画像信号として読み出される。なお、放射線画像検出器12の検出素子23eの配列ピッチ、つまり画素ピッチは50μm〜100μmであることが望ましい。
放射線画像検出器12のTFTスイッチ23aをオンオフ駆動する駆動回路部40は、図5(A)に示すように、ICチップ40aとして放射線画像検出器12に設けられる。ICチップ40aは、フイルム基板であるTCP40b(Tape Carrier Package)に実装され、TCP40bはACF(Anisotropic Conductive Film:異方性導電フイルム)を介して放射線画像検出器12のゲート走査線41に熱圧着される。そして、ICチップ40aの実装されたTCP40bは、図5(A)に示すように、放射線画像検出器12における被写体の胸壁が接しない側の短辺12cのみに多数配列して設けられる。
また、放射線画像検出器12から出力された電気信号を増幅するチャージアンプ43も、図5(A)に示すように、ICチップ43aとして放射線画像検出器12に設けられる。ICチップ43aも、フイルム基板であるTCP43bに実装され、TCP43bはACFを介して放射線画像検出器12の信号線42に熱圧着される。そして、ICチップ43aの実装されたTCP43bは、図5(A)に示すように、放射線画像検出器12における被写体の胸壁が接しない側の長辺12dのみに多数配列して設けられる。
上記のようにICチップ40a,43aを配設することにより、乳房の放射線画像の撮影を行う際、被験者の胸壁ぎりぎりまでの放射線画像の撮影を行うことができ、胸壁近傍の病変の検出に適した放射線画像の撮影を行うことができる。
また、マルチプレクサ44およびA/D変換器45などを実装したプリント基板50は、図5(B)に示すように、ICチップ40aの実装されたTCP40bに実装される。そして、TCP40bは、プリント基板50が放射線画像検出器12の放射線が照射される側とは反対側に位置するように折り曲げられて配設される。そして、さらに放射線画像検出器12のガラス基板23d上のプリント基板50に対向する位置には、放射線画像検出器12を透過した放射線がプリント基板50の照射されるのを防止する遮蔽板60が設けられている。遮蔽板60は、たとえば、鉛から形成するようにすればよい。
次に、本X線乳房撮影装置の作用について説明する。
本X線乳房撮影装置により撮影を行う際には、まず、アーム部10が、図1に示す状態から矢印A方向に90度回転した状態となる。そして、乳房の大きさに応じて放射線画像検出器12の長辺12a側を用いるか、短辺12b側を用いるかが撮影者により選択される。たとえば、放射線画像検出器12の短辺12b側を用いて撮影を行う場合には、放射線画像検出器12を回転機構部13cにより矢印X方向に回転させ、放射線画像検出器12の短辺12bが被験者の胸壁に接するように設置する(以下第1の設置状態という)。また、たとえば、放射線画像検出器12の長辺12a側を用いて撮影を行う場合には、放射線画像検出器12を回転機構部13cにより矢印X方向に回転させ、放射線画像検出器12の長辺12aが被験者の胸壁に接するように設置する(以下第2の設置状態という)。
そして、放射線画像検出器12が、第1の設置状態から第2の設置状態に切替えられた場合には、放射線画像検出器12の長辺12aが被写体の胸壁に接するように、つまり第1の設置状態において短辺が位置していた位置にくるように移動部13bがレール部13aに沿って矢印Y1方向に移動する。また、放射線画像検出器12が、第2の設置状態から第1の設置状態に切替えられた場合には、放射線画像検出器12の短辺が被写体の胸壁に接するように、つまり第1の設置状態において長辺が位置していた位置にくるように移動部13bがレール部13aに沿って矢印Y2方向に移動する。
そして、図6に示すように、放射線画像検出器12と圧迫板10cとの間に乳房1が位置した状態で圧迫板10cが矢印Z1方向に移動し、放射線画像検出器12と圧迫板10cとに乳房1が挟持されて固定される。次に、放射線源11から放射線が射出され、放射線源11から射出された放射線は、圧迫板10cおよび乳房1を透過して放射線画像検出器12に照射される。放射線画像検出器12に照射された放射線は電極層21を透過して光導電層22に照射され、光導電層22において放射線の線量に応じた電荷が発生し、その電荷が検出素子23eのコンデンサに蓄積されて放射線画像が記録される。そして、駆動回路部40の制御信号に応じてTFTスイッチ23aがオンオフ駆動され、このオンオフ駆動によりTFTスイッチ23aに接続されたコンデンサに蓄積された電荷が電気信号として読み出される。読み出された電気信号は信号線42に出力され、チャージアンプ43により増幅され、マルチプレクサ44およびA/D変換器45を介してデジタル画像信号として読み出される。
上記のようにして読み出されたデジタル画像信号は、たとえば、所定の画像処理などが施された後、可視画像としてモニタなどに表示される。放射線画像検出器12を第1の設置状態として放射線画像の撮影を行い、その放射線画像検出器12から読み出されたデジタル画像信号に基づいてモニタに表示された可視画像の一例を図7(A)、放射線画像検出器12を第2の設置状態として放射線画像の撮影を行い、その放射線画像検出器12から読み出されたデジタル画像信号に基づいてモニタに表示された可視画像の一例を図7(B)に示す。なお、上記可視画像は、実寸のサイズが240mm×300mmの画像を現すデジタル画像信号に基づいて表示されたものであるが、これらのサイズに限られるものではない。
上記X線乳房撮影装置によれば、放射線画像検出器12として長方形の形状のものを利用し、その放射線画像検出器12の設置部13を、上記第1の設置状態と上記第2の設置状態とを切替可能に構成するようにしたので、被写体である乳房の大きさが比較的小さい場合には、放射線画像検出器12を上記第1の設置状態として放射線画像検出器12の短辺12bが被験者の胸壁に接するようにし、また、乳房の大きさが比較的大きい場合には、放射線画像検出器12を上記第2の設置状態として放射線画像検出器12の長辺12aが被験者の胸壁に接するようにして放射線画像の撮影を行うことができ、1枚の放射線画像検出器12で上述したような問題を招くことなく、大きさの異なる乳房の放射線画像の撮影を適切に行うことができる。
また、上記X線乳房撮影装置においては、放射線画像検出器12を第1の設置状態として放射線画像の撮影を行う場合に、被験者の胸壁に接することのない短辺12cを含む放射線画像検出器12の一部に放射線が照射されないように、図8に示すように、その一部に照射される放射線を遮蔽する遮蔽部70を設けるようにしてもよい。遮蔽部70は、鉛などからなる板状のものであり、矢印B方向に回動可能に設置されている。そして、上記のように放射線画像検出器12が第1の設置状態とされて放射線画像の撮影が行われる際にだけ、放射線画像検出器12側に倒されて使用される。
上記のように遮蔽部70を設けることにより、放射線画像検出器12への無駄な被曝を回避でき、放射線画像検出器12の寿命を延ばすことができる。
また、上記X線乳房撮影装置において、被写体において発生した散乱線を吸収するグリッドを放射線画像検出器12に設置してX線撮影を行う場合には、放射線画像検出器12の設置状態の切り替えに対しグリッドは回転させないようにする必要があるが、これについては、撮影者がグリッドを取り外し、放射線画像検出器12の設置状態を切り替えた後、再び放射線画像検出器12にグリッドを設置するようにしてもよいし、自動的にグリッドを待避させ、放射線画像検出器12の設置状態を切り替えた後、再び自動的に放射線画像検出器12にグリッドを設置するような機構を設けるようにしてもよい。なお、グリッドとは、放射線を吸収する鉛等の物質からなる吸収はくと、放射線を吸収せずに透過させる中間物質(例えば、木、紙、アルミニウム等)からなる透過はくとを交互に配置し、吸収はくにより散乱放射線を吸収除去するように構成されたものである。
また、上記実施形態においては、いわゆるTFT読取方式の放射線画像検出器を利用するようにしたが、いわゆる光読取方式の放射線画像検出器を利用するようにしてもよい。また、光読取方式の光源としては平面形状からなるEL光源を利用してもよい。.
本発明の放射線画像記録装置の一実施形態を用いたX線乳房撮影装置の概略斜視図 図1に示すX線乳房撮影装置の2−2線断面図 図1に示すX線乳房撮影装置における放射線画像検出器の斜視図および一部断面図 図3に示す放射線画像検出器の一部詳細図 図1に示すX線乳房撮影装置における放射線画像検出器の駆動回路部、チャージアンプおよびプリント基板の配置を示す図 図1に示す乳房X線撮影装置の作用を説明するための図 図1に示すX線乳房撮影装置により撮影された可視画像の一例を示す図 本発明の放射線乳房撮影装置のその他の実施形態を用いたX線乳房撮影装置の概略構成図
符号の説明
1 乳房
10 アーム部
11 放射線源
12 放射線画像検出器
13 設置部
20 軸部
21 電極層
22 光導電層
23 電気信号検出層
30 基台
40 駆動回路部
40a ICチップ
40b TCP
43 チャージアンプ
50 プリント基板
60 遮蔽板
70 遮蔽部

Claims (8)

  1. 被写体の乳房の放射線画像を担持した放射線の照射を受けて電荷を発生し、該発生した電荷を蓄積して前記放射線画像を記録し、前記蓄積した電荷量に応じた電気信号を出力する放射線画像検出器と、該放射線画像検出器が設置される設置部と、前記放射線画像検出器の前記放射線の照射される面側に設けられた前記被写体の乳房が配置される乳房配置部とを備えた放射線乳房撮影装置において、
    前記放射線画像検出器が、長方形の形状からなるものであるとともに、前記放射線の照射される面が前記被写体の胸壁に対して垂直となるように配置されたものであり、
    前記設置部が、前記乳房の大きさに応じて、1枚の前記放射線画像検出器が該放射線画像検出器の短辺が前記被写体の胸壁に向き合うように設置される第1の設置状態と、前記1枚の放射線画像検出器が該放射線画像検出器の長辺が前記被写体の胸壁に向き合うように設置される第2の設置状態とを切替可能に構成されていることを特徴とする放射線乳房撮影装置。
  2. 前記設置部が、前記放射線画像検出器を該放射線画像検出器の平面内で回転させて前記第1の設置状態と前記第2の設置状態とを切替可能な回転機構を有することを特徴とする請求項1記載の放射線乳房撮影装置。
  3. 前記放射線画像検出器が、2次元状に多数配列されたスイッチを有し、該スイッチがオンオフ駆動されて前記電気信号を出力するものであり、
    前記放射線画像検出器のスイッチをオンオフ駆動する駆動回路が、前記被写体の胸壁に向き合うことのない一辺のみに設けられているとともに、前記放射線画像検出器から出力された電気信号を検出する検出回路が、前記被写体の胸壁に向き合うことのない一辺であって前記駆動回路の設けられた一辺に直交する一辺のみに設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の放射線乳房撮影装置。
  4. 前記放射線画像検出器の2つの短辺のうちの前記被写体の胸壁に向き合うことのない短辺を含む前記放射線画像検出器の一部への前記放射線の照射を遮蔽する遮蔽部を有することを特徴とする請求項1から3いずれか1項記載の放射線乳房撮影装置。
  5. 前記設置部が、前記放射線画像検出器を前記胸壁に向かって移動させる移動部を備えたことを特徴とする請求項1から4いずれか1項記載の放射線乳房撮影装置。
  6. 前記移動部が、前記第1の設置状態における前記放射線画像検出器の胸壁と向き合う短辺の位置と、前記第2の設置状態における前記放射線画像検出器の胸壁と向き合う長辺の位置とを一致させるように前記放射線画像検出器を前記胸壁に向かって移動させるものであることを特徴とする請求項5記載の放射線撮影装置。
  7. 前記胸壁へ向かう方向に延設されたレール部を備え、
    前記移動部が、前記レール部に沿って前記放射線画像検出器を移動させるものであることを特徴とする請求項5または6項記載の放射線乳房撮影装置。
  8. 前記放射線を透過する部分と前記放射線を吸収する部分とが交互に配列されたグリッドと、
    前記第1の設置状態と前記第2の設置状態との切り替え前に、前記グリッドを前記放射線画像検出器上から待避させるとともに、前記第1の設置状態と前記第2の設置状態との切り替えの後に、前記グリッドを前記放射線画像検出器上に再度設置する機構とを備えたことを特徴とする請求項1から7いずれか1項記載の放射線乳房撮影装置。
JP2004143580A 2004-05-13 2004-05-13 放射線乳房撮影装置 Expired - Fee Related JP4610927B2 (ja)

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