JP4838678B2

JP4838678B2 - 放射線画像情報撮影装置

Info

Publication number: JP4838678B2
Application number: JP2006261332A
Authority: JP
Inventors: 雄一尾崎
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2026-09-26
Also published as: JP2008079727A

Description

本発明は、被写体の放射線画像を電気信号に変換して読み取る放射線画像情報撮影装置に関する。

放射線画像情報撮影装置、例えば、Ｘ線乳房撮影装置（マンモグラフィ装置）においては、放射線の照射により被写体（マンモ）の放射線画像を記録する一方、読取光の走査によって前記放射線画像に応じた情報を発する放射線画像記録部（放射線検出部）に対し、前記読取光を照射する読取光源部を相対的に移動させて、前記放射線画像情報の読み取りを行っている。

放射線画像記録部としては、複数の光電変換素子及び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が配設される方式や光読み出し方式の他、光変換方式又は直接変換方式の放射線固体検出器等が使用されている。

通常、放射線画像情報撮影装置では、散乱放射線によるカブリの影響を回避するために、散乱線除去用グリッドが使用されている。ここで、特に半導体画素からなるＸ線検出手段とグリッドとを用いる際、良好な画像を効率的に得るためには、前記Ｘ線検出手段と前記グリッドとを正確に位置決めする必要がある。

そこで、例えば、特許文献１に開示されているＸ線画像撮影装置は、図７に示すように、筐体１を備えている。この筐体１の側面には、図示しないグリッドユニットの位置を規制するために溝部２が設けられており、この溝部２には、前記グリッドユニットの凸状部が嵌合されている。このため、グリッドユニットは、筐体１に対してＸ線像検出パネル３の検出面と垂直方向の軸回りの回転位置が規制されている。

筐体１の内壁の角部には、突起部４が設けられており、この突起部４には、Ｘ線像検出パネル３を搭載した基板５の角部６が係合している。従って、基板５は、筐体１に対してＸ線像検出パネル３の検出面と垂直方向の軸回りの回転位置の規制がなされている。

特開２００２−１５６４５７号公報（図２）

しかしながら、上記の特許文献１では、グリッドを筐体１に対して位置規制するために、溝部２及び凸状部が設けられるとともに、Ｘ線像検出パネル３を前記筐体１に位置規制するために、角部６に係合する突起部４が設けられており、これらの係合関係を高精度に設定しなければならない。グリッド及びＸ線像検出パネル３を筐体１に対して精度よく位置決めする必要があるからである。このため、Ｘ線画像撮影装置全体の製造コストが相当に高騰するという問題がある。

しかも、筐体１の側面に溝部２が設けられる一方、この筐体１の内壁角部に突起部４が設けられている。従って、Ｘ線画像撮影装置全体の設計自由度が低下し、汎用性に劣るという問題がある。

本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、グリッドを放射線検出部に対して高精度に位置決めすることが可能な放射線画像情報撮影装置を提供することを目的とする。

本発明は、被写体の放射線画像を電気信号に変換して読み取る放射線画像情報撮影装置に関するものである。この放射線画像情報撮影装置は、被写体の放射線画像情報を検出するとともに、第１マークが設けられる放射線検出部と、前記放射線検出部よりも前記被写体側に近接して配置されるとともに、第２マークが設けられる固定型グリッドと、前記第１マークと前記第２マークとが一致するように、前記放射線検出部又は前記固定型グリッドを前記放射線検出部の検出面に沿って位置調整可能な調整機構とを備えている。

また、調整機構は、放射線検出部又は固定型グリッドを検出面に平行な２軸方向に位置調整可能なアクチュエータを備えることが好ましい。

さらに、放射線検出部から得られる第１マーク及び第２マークの放射線画像情報に基づいて、調整機構を制御する制御部を備えることが好ましい。

本発明では、放射線が放射線検出部に照射されると、この放射線検出部に設けられた第１マークと固定型グリッドに設けられた第２マークとが撮影される。そして、第１マーク及び第２マークが読み取られることにより、前記第１マーク及び前記第２マークの位置が検出される。次いで、調整機構が駆動され、放射線検出部又は固定型グリッドが検出面に沿って位置調整されることにより、第１マークと第２マークとが一致する。

従って、簡単な構成で、固定型グリッドを放射線検出部に対して高精度に位置決めすることが可能になる。しかも、固定型グリッドと放射線検出部とを凹凸部を有する位置決め構造により位置決めする必要がなく、製造コストの高騰を阻止するとともに、汎用性の向上が容易に図られる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射線画像情報撮影装置であるマンモグラフィ装置１０の斜視説明図である。

マンモグラフィ装置１０は、立設状態に設置される基台１６と、この基台１６の略中央部に配設される旋回軸１８に固定されるアーム部材２０と、被写体２２に対して放射線を照射する放射線源（図示せず）を収納し、前記アーム部材２０の一端部に固定される放射線源収納部２４と、前記被写体２２を透過した放射線を検出して放射線画像情報を取得する固体検出器（後述する）を収納し、前記アーム部材２０の他端部に固定される撮影台２６と、この撮影台２６に対して前記被写体２２の撮影部位を押圧して保持する押圧板２８とを備える。

放射線源収納部２４及び撮影台２６が固定されたアーム部材２０は、旋回軸１８を中心として矢印Ａ方向に旋回することで、被写体２２の撮影部位に対する撮影方向が調整可能に構成される。押圧板２８は、アーム部材２０に連結された状態で放射線源収納部２４及び撮影台２６間に配設されており、矢印Ｂ方向に変位可能に構成される。

基台１６には、マンモグラフィ装置１０によって検出された被写体２２の撮影部位、撮影方向等の撮影情報、前記被写体２２のＩＤ情報等を表示するとともに、必要に応じてこれらの情報を設定可能な表示操作部３０が配設される。

図２は、マンモグラフィ装置１０における撮影台２６の内部構成図であり、撮影台２６及び押圧板２８間に被写体２２の撮影部位であるマンモ３４を設定した状態を示す。

撮影台２６を構成する筐体２６ａの内部には、放射線源収納部２４に内蔵された放射線源から出力された放射線Ｘに基づく放射線画像情報を蓄積し、電気信号として出力する固体検出器（放射線検出部）３６と、前記固体検出器３６よりもマンモ３４側に近接して配置される固定型グリッド３８と、前記固体検出器３６に蓄積記録された放射線画像情報を読み取るために、矢印Ｃ方向に移動しながら前記固体検出器３６に読取光を照射する読取光源部４０と、前記固体検出器３６に蓄積されている不要電荷を除去するために、前記固体検出器３６に消去光を照射する消去光源部４２とが設けられる。

固体検出器３６は、直接変換方式且つ光読出方式の放射線固体検出器（変換部）であって、マンモ３４を透過した放射線Ｘからなる放射線画像情報を静電潜像として蓄積し、読取光源部４０からの読取光により走査されることで、静電潜像に応じた電流を発生する。

固体検出器３６は、具体的には、ガラス基板上に形成され、放射線Ｘを透過する第１導電層と、放射線Ｘが照射されることで電荷を発生する記録用光導電層と、前記第１導電層に帯電される潜像極性電荷に対して略絶縁体として作用する一方、潜像極性電荷と逆極性の輸送極性電荷に対して略導電体として作用する電荷輸送層と、読取光が照射されることで電荷を発生して導電性を呈する読取用光導電層と、放射線Ｘを透過する第２導電層とを順に積層して構成される。記録用光導電層と電荷輸送層との界面には、蓄電部が形成される。

第１導電層及び第２導電層は、それぞれ電極を構成する。第１導電層の電極は、二次元状の平坦な平板電極とされ、第２導電層の電極は、記録される放射線画像情報を画像信号として検出するための所定の画素ピッチからなる多数の線状電極として構成される。線状電極の配列方向が主走査方向に対応する一方、前記線状電極の延在する方向が副走査方向（矢印Ｃ方向）に対応する。

図３に示すように、固体検出器３６の表面（検出面）３６ａには、例えば、通常のマンモ撮影領域外である四隅近傍にそれぞれ第１マーク４４が設けられる。この第１マーク４４は、例えば、鉛等の放射線遮蔽材で形成される。なお、第１マーク４４は、種々の形状に設定可能である。

グリッド３８は、例えば、Ｘ線吸収部材としてＸ線吸収率の大きい鉛等からなる複数枚の箔と、Ｘ線吸収率が小さなアルミ二ウム等からなる中間物質とを交互に積層し、アルミニウム等からなるカバー部材により覆われて構成される。

グリッド３８の表面３８ａには、例えば、鉛等で形成される複数の第２マーク４６が設けられる。第２マーク４６は、固体検出器３６の第１マーク４４に対応しており、前記第２マーク４６と前記第１マーク４４とが一致する位置で、グリッド３８と前記固体検出器３６とは、所望の相対位置関係を有して位置決めされることになる。

グリッド３８は、調整機構４８を介して固体検出器３６の表面３６ａに平行な２軸方向（矢印Ｃ方向及び矢印Ｄ方向）に位置調整可能である。調整機構４８は、いわゆる、ＸＹテーブルを構成しており、アクチュエータ、例えば、第１モータ５０を備え、この第１モータ５０軸着された第１駆動ねじ軸５２には、枠体５４が矢印Ｃ方向に進退可能に連結される。

枠体５４は、一対のガイドレール５６を介して矢印Ｃ方向に案内されるとともに、この枠体５４には、大径な開口部５８が形成される。この開口部５８にグリッド３８が載置されるとともに、前記グリッド３８は、矢印Ｄ方向に延在するガイドレール６０に支持される。枠体５４上には、アクチュエータ、例えば、第２モータ６２が固着され、この第２モータ６２に連結された第２駆動ねじ軸６４には、グリッド３８が矢印Ｄ方向に進退可能に連結される。

図２に示すように、読取光源部４０は、例えば、複数のＬＥＤチップを一列に並べて構成されるライン光源と、ライン光源から出力された読取光を固体検出器３６上に線状に照射させる光学系とを有する。固体検出器３６の第２導電層を構成する線状電極の延在方向と直交する方向にＬＥＤチップが配列されたライン光源を、前記線状電極の延在方向に移動させることで、前記固体検出器の全面が露光走査される。

消去光源部４２は、短時間で発光／消光し、且つ、残光の非常に小さい光源が好適であり、例えば、読取光源部４０を構成するＬＥＤチップの配列方向と直交する方向に延在し、且つ、前記配列方向に配列される複数の外部電極型希ガス蛍光ランプを使用することができる。

図４は、マンモグラフィ装置１０を構成する撮影台２６に収容される制御回路のブロック図である。

マンモグラフィ装置１０は、固体検出器３６と、前記固体検出器３６に高電圧を供給するとともに、調整機構４８等に給電する電源部７０と、高電圧が供給された前記固体検出器３６の各線状電極から出力されるアナログ電気信号を増幅する増幅器７２と、増幅されたアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換するＡ／Ｄ変換器７４と、前記デジタル電気信号の信号処理を行う基板（制御部）７６とを備える。

このように構成されるマンモグラフィ装置１０の動作について、以下に説明する。

先ず、図示しないコンソール、ＩＤカード等を用いて、被写体２２に係るＩＤ情報、撮影方法等の設定を行う。この場合、ＩＤ情報には、被写体２２の氏名、年齢、性別等の情報がある。また、撮影方法には、医師によって指示された撮影部位、撮影方向等の情報があり、コンソールから技師が入力することが可能である。これらの情報は、マンモグラフィ装置１０の表示操作部３０に表示して確認することができる。

次いで、技師は、指定された撮影方法に従ってマンモグラフィ装置１０を所定の状態に設定する。例えば、マンモ３４の撮影方法としては、上部から放射線Ｘを照射して撮影を行う頭尾方向（ＣＣ）撮影（図２参照）、側面から放射線Ｘを照射して撮影を行う側面方向（ＭＬ）撮影、斜め方向から放射線Ｘを照射して撮影を行う内外側斜位（ＭＬＯ）撮影があり、これらの撮影方法に応じてアーム部材２０を旋回軸１８を中心に旋回させる。

次に、マンモグラフィ装置１０に対して被写体２２を指定された撮影状態に設定する。例えば、被写体２２の左のマンモ３４に対する頭尾方向（ＣＣ）撮影を行う場合、図２に示すように、左のマンモ３４を撮影台２６に載置した後、押圧板２８を押し下げ、撮影台２６及び押圧板２８間にマンモ３４を保持させる。

そこで、放射線源収納部２４に収納されている放射線源を駆動し、放射線画像情報の撮影を行う。押圧板２８及び撮影台２６間に保持されたマンモ３４を透過した放射線Ｘは、撮影台２６に収納されているグリッド３８を透過して固体検出器３６に照射される。なお、固体検出器３６は、撮影に先立ち、消去光源部４２からの消去光が全面に照射されて不要電荷が除去されている。

次いで、電源部７０から第１導電層及び第２導電層間に高電圧を印加した状態において、放射線画像情報を担持した放射線Ｘが固体検出器３６に照射されると、この固体検出器３６の記録用光導電層内で正負の電荷対が発生し、その負電荷が前記記録用光導電層と電荷輸送層との界面に形成された蓄電部に蓄積される。この蓄積された負電荷、すなわち、潜像極性電荷の量は、マンモ３４を透過した放射線Ｘの線量に略比例している。なお、記録用光導電層で発生した正電荷は、第１導電層に引き寄せられ、高電圧供給部から供給された負電荷と結合して消滅する。

放射線画像情報の撮影が行われた後、読取光源部４０は、矢印Ｃ方向に移動しながら、固体検出器３６に向かって読取光を照射する。このため、読取用光導電層に正負の電荷対が発生し、その正電荷が蓄電部に蓄積されている負電荷（潜像極性電荷）に引きつけられるようにして電荷輸送層内を移動し、蓄電部の負電荷と結合して消滅する。一方、読取用光導電層で発生した負電荷は、電源部７０から第２導電層に供給される正電荷と結合して消滅する。

このように、固体検出器３６に蓄積されている負電荷が電荷結合によって消滅し、この電荷結合の際の電荷の移動による電流が固体検出器３６内に発生する。第２導電層を構成する複数の線状電極に発生した微少な電荷は、各増幅器７２により増幅される。増幅されたアナログ電気信号は、Ａ／Ｄ変換器７４に送られてデジタル電気信号に変換された後、各種の基板７６に送られて所望の信号処理が行われ、マンモ３４の放射線画像情報が得られる。

この場合、第１の実施形態では、例えば、マンモグラフィ装置１０を設置する際、あるいは、グリッド３８を撮影台２６の筐体２６ａの内部に取り付ける際に、前記グリッド３８と固体検出器３６との相対位置決め作業が行われる。

具体的には、被写体２２が存在しない状態で、放射線源を駆動して放射線を撮影台２６に照射する。その際、グリッド３８には、鉛等で形成された複数、例えば、４つの第２マーク４６が設けられており、この第２マーク４６に関する放射線画像情報が固体検出器３６に照射される。

一方、固体検出器３６には、同様に鉛等で形成された複数、例えば、４つの第１マーク４４が設けられている。従って、読取光源部４０が固体検出器３６に読み取り光を照射することにより、制御部である基板７６では、第１マーク４４と第２マーク４６との放射線画像情報が得られる。

ここで、例えば、図５に示すように、第１マーク４４と第２マーク４６とが矢印Ｃ方向及び矢印Ｄ方向にずれていると、上記のように固体検出器３６から読み取られた放射線画像情報においても、第１マーク４４と第２マーク４６とに位置ずれがあることが検出される。従って、電源部７０から調整機構４８に給電されて、第１モータ５０及び第２モータ６２が駆動制御される。

図３に示すように、第１モータ５０の駆動作用下に第１駆動ねじ軸５２が所定の方向に回転すると、この第１駆動ねじ軸５２に係合する枠体５４が、ガイドレール５６の案内作用下に矢印Ｃ方向に移動する。このため、枠体５４上のグリッド３８は、この枠体５４と一体に矢印Ｃ方向に移動する。

一方、第２モータ６２が駆動されて第２駆動ねじ軸６４が所定の方向に回転されると、この第２駆動ねじ軸６４に係合するグリッド３８は、ガイドレール６０の案内作用下に矢印Ｄ方向に移動する。従って、グリッド３８は、図６中、矢印Ｃ１方向及び矢印Ｄ１方向にそれぞれ所定距離だけ移動して、第１マーク４４と第２マーク４６とが一致する位置に配置される。

なお、グリッド３８が位置調整される毎に、上記のように固体検出器３６に放射線が照射され、この固体検出器３６からの放射線画像情報の読み取りが行われて、第１マーク４４と第２マーク４６との相対位置が検出される。そして、この放射線画像情報の読み取りによって、第１マーク４４と第２マーク４６とが一致することが検出された際に、調整機構４８による調整が終了する。

このように、第１の実施形態では、調整機構４８を介してグリッド３８が矢印Ｃ方向及び矢印Ｄ方向に位置調整されるとともに、このグリッド３８に設けられている第２マーク４６と固体検出器３６に設けられている第１マーク４４とが一致するように、調整作業が行われる。従って、グリッド３８を固体検出器３６に対して高精度且つ確実に位置決めすることが可能になる。

しかも、例えば、グリッド３８と固体検出器３６とを凹凸部を有する位置決め構造により位置決めする必要がない。これにより、製造コストの高騰を阻止することができ、簡単且つ経済的な構成で、汎用性の向上が容易に図られるという利点がある。

なお、第１の実施形態では、グリッド３８が筐体２６ａ内に装着されているが、このグリッド３８は、調整機構４８と一体に前記筐体２６ａに対して着脱自在に構成してもよい。その際、グリッド３８が取り付けられる毎に、調整機構４８による上記の調整作業が行われることが好ましい。

図６は、本発明の第２の実施形態に係る放射線画像情報撮影装置を構成する撮影台９０の要部概略斜視説明図である。なお、第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置１０を構成する撮影台２６と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。

この第２の実施形態では、固体検出器３６を表面３６ａに平行な２軸方向である矢印Ｃ方向及び矢印Ｄ方向に位置調整可能な調整機構９２を備える。従って、第２の実施形態では、固体検出器３６の第１マーク４４とグリッド３８の第２マーク４６とが一致するように、前記固体検出器３６を調整機構９２の作用下に位置調整することができ、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の受像部が採用可能である。具体的には、受像部は、例えば、増感紙と放射線写真フイルムとを密着させて使用する方式、蓄積性蛍光体からなる放射線検出器を使用する方式、放射線をリアルタイムで検出して直接デジタル出力する放射線検出器（固体光検出器）を使用する方式等を含む。

本発明の第１の実施形態に係るマンモグラフィ装置の斜視説明図である。前記マンモグラフィ装置における撮影台の内部構成図である。前記撮影台内に配置される固体検出器、グリッド及び調整機構の斜視説明図ある。前記マンモグラフィ装置を構成する制御回路のブロック図である。前記固体検出器の第１マークと前記グリッドの第２マークとの説明図である。本発明の第２の実施形態に係るマンモグラフィ装置を構成する撮影台の内部概略斜視説明図である。特許文献１の説明図である。

符号の説明

１０…マンモグラフィ装置１６…基台
２０…アーム部材２２…被写体
２４…放射線源収納部２６、９０…撮影台
３０…表示操作部３４…マンモ
３６…固体検出器３８…グリッド
４０…読取光源部４２…消去光源部
４４、４６…マーク４８、９２…調整機構
５０、６２…モータ

Claims

被写体の放射線画像を電気信号に変換して読み取る放射線画像情報撮影装置において、
前記被写体の放射線画像情報を検出するとともに、第１マークが設けられる放射線検出部と、
前記放射線検出部よりも前記被写体側に近接して配置されるとともに、第２マークが設けられる固定型グリッドと、
前記第１マークと前記第２マークとが一致するように、前記放射線検出部又は前記固定型グリッドを前記放射線検出部の検出面に沿って位置調整可能な調整機構と、
前記放射線検出部から得られる前記第１マーク及び前記第２マークの放射線画像情報に基づいて、前記調整機構を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする放射線画像情報撮影装置。
請求項１記載の放射線画像情報撮影装置において、前記調整機構は、前記放射線検出部又は前記固定型グリッドを前記検出面に平行な２軸方向に位置調整可能なアクチュエータを備えることを特徴とする放射線画像情報撮影装置。