JPH06324414A

JPH06324414A - 熱蛍光シート現像装置

Info

Publication number: JPH06324414A
Application number: JP10960793A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Itani; 和徳射谷; Hiroshi Maekawa; 寛前川
Original assignee: Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-05-11
Filing date: 1993-05-11
Publication date: 1994-11-25

Abstract

(57)【要約】【目的】熱蛍光シートの現像に当たって微弱情報時に
Ｓ／Ｎ比を向上させる。【構成】加熱装置１０によって熱蛍光シート１２を加
熱して蓄積された放射線情報をＣＣＤ１４によって読み
取る場合、最大値検出回路２７によって先読みを行う。
すなわち。ＣＣＤ１４を構成する受光素子のうちで最大
の情報量を判断する。その情報量に基づき、Ｓ／Ｎ比が
小さいと判断された場合、ＣＣＤのモードを通常モード
から結合モードへ切り換える。結合モードでは、隣接す
る複数の受光素子毎にそれらに蓄積された光量情報が加
算されつつ読み出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放射線測定用の熱蛍光
シートを現像するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】放射線を二次元的に検出するものとして
は、従来からＸ線フィルム等が知られており、例えば医
療においては被検体内の透過像をＸ線フィルムに撮像
し、更にこれを現像することにより被検体内情報を得て
いる。

【０００３】しかし、このＸ線フィルムによる方法で
は、フィルム自体の感度が比較的低く、またフィルム現
像に時間が掛かる等の不具合があり、このような問題を
解消するものとして、熱蛍光体を用いた熱蛍光シートが
開発されている（例えば特開昭６１−２６９１００号公
報、特開平４−６６８９９号公報参照）。

【０００４】この熱蛍光シートは、従来からＴＬＤ（熱
ルミネッセンス線量計）等で用いられている熱蛍光体を
均一のシート状に形成したものであり、上記Ｘ線に限ら
ず、例えば電子線、α線等の放射線を検出することも可
能である。

【０００５】この熱蛍光体の作用を述べると次のように
なる。熱蛍光体に外部から電離放射線が照射されると、
その放射線のエネルギーにより一部の電子が励起され
る。そして、この電子が励起された状態で外部から熱的
なエネルギーが与えられると、電子が基底状態に戻る際
に、紫外線及び可視光線を発生する。従って、この発生
した光を例えば光電子増倍管などによって検出すること
により、熱蛍光体に照射された放射線の線量が測定可能
である。

【０００６】図４には、放射線が照射された熱蛍光体を
加熱した場合における温度／発光強度の特性（グローカ
ーブ）の一例が示されている。なお、このグローカーブ
は熱蛍光体の種類によって異なる。図４に示されている
ように、この例では２００℃付近をピークとして１００
℃〜３００℃の間で発光が生じることが理解される。従
って、この例では、熱蛍光シートを現像する際には、約
３００℃程度までの加熱を要する。

【０００７】次に、図５には、熱蛍光シートを現像して
画像化する熱蛍光シート現像装置が示されている。図５
において、１０は加熱装置であり、内部に備えられた例
えば電熱線ヒータ等で、放射線が照射された熱蛍光シー
ト１２に対して加熱を行う。この加熱により、熱蛍光シ
ート１２からは上述した発光が生じ、これを受光素子が
二次元配列された光検出器であるＣＣＤ１４にて検出す
る。ＣＣＤ１４にて検出された情報は、次に計数回路１
６に送られ、ここでデジタルデータに変換されると共に
積算等が行われる。そして、次に画像処理回路１８にて
画像データに処理され、表示器に送られ所定の表示が行
われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、熱蛍光
シートは、放射線に関して高感度であり、例えば６桁以
上の広いダイナミックレンジを有し、微弱線量から大線
量までの広い範囲で放射線の検出を行うことが可能であ
る。一方、その現像により生じた光を受光するＣＣＤな
どの光検出器のダイナミックレンジは４０ｄＢ程度しか
ない。

【０００９】従って、熱蛍光シートに蓄積された放射線
照射情報が少量の場合には、発光量も少なくなる結果、
光検出器で受光される量も少なくなり、このためＳ／Ｎ
（シグナル／ノイズのゆらぎ成分）比が低下するという
問題があった。Ｓ／Ｎ比が低下すると、現像される放射
線画像の質が低下する。一般に、再像データの画質は、
信号に対するノイズのゆらぎ成分の比で決まる。

【００１０】なお、Ｓ／Ｎ比を向上させるために、現像
される熱蛍光シートと光検出器との間に、イメージ・イ
ンテシファイヤ（Ｉ．Ｉ）などの光学的増幅器を配置す
ることも考えられるが、その場合には現像装置が高価に
なる。また、Ｉ．Ｉを用いた場合でも、なお光量が不足
する場合に、Ｓ／Ｎ比を向上させる手段が要望される。
なお、本出願の関連出願として、特願平５−８９００号
がある。

【００１１】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、熱蛍光シートの現像に当たっ
て照射線量が少ない場合にそれを判断してＳ／Ｎ比を向
上できる熱蛍光シート現像装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、熱蛍光シートを加熱するた
めの加熱手段と、前記熱蛍光シートにて生じた光を受光
する二次元配列された複数の受光素子を含み、各受光素
子毎に光量情報を出力する通常読出しモードと、相互に
隣接する複数の受光素子毎にそれらの光量情報を加算し
て出力する結合読出しモードと、で動作可能な光検出手
段と、前記熱蛍光シートの加熱温度／発光特性に従って
設定された先読み点で、前記光検出手段に蓄積された光
量情報を先読みする先読み手段と、前記先読みの結果か
ら光量不足を判断する判断手段と、前記光量不足が判断
された場合に、本読取りに先立って前記光検出手段を前
記通常読出しモードから前記結合読出しモードに切り換
える切換手段と、を含むことを特徴とする。

【００１３】また、請求項２記載の発明は、前記先読み
が前記結合読出しモードで行われることを特徴とする。

【００１４】更に、請求項３記載の発明は、前記結合読
出しモードで本読取りを行う際には、前記先読みの結果
に応じて、結合させる受光素子の数が可変設定されるこ
とを特徴とする。

【００１５】

【作用】熱蛍光シート内の各部位に蓄積された放射線の
線量情報（蓄積光量情報）は、図４に示したように、熱
蛍光シートの加熱温度の上昇に従って、熱蛍光として放
出される。そのようなグローカーブは、各熱蛍光シート
で固有のものであり、蓄えられている情報量によらず一
定である。

【００１６】従って、ある決められた温度（先読み温
度）までに蓄積された情報量が分かれば、発光特性から
最終的に読み出される全情報量を予想することは容易で
ある。本発明では、そのような原理の下、加熱手段によ
る熱蛍光シートの現像の開始後、本読取りに先立って、
先読み手段により、線量情報の一部読取りを行う。そし
て、その結果に基づき、判断手段は、許容できるＳ／Ｎ
比が得られるか否か判断する。Ｓ／Ｎ比を向上させた方
が良いと判断された場合、切換手段は、光検出器のモー
ドを通常読出しモードから結合読出しモードに切り換え
る。

【００１７】ここで、通常読出しモードでは、光検出手
段から各受光素子の蓄積情報が通常通り個別に読み出さ
れる。一方、結合読出しモードでは、光検出器から隣接
する複数の受光素子の情報が加算されて読み出されるこ
とになる。

【００１８】すなわち、結合読出しモードでは、結合さ
れる受光素子の数に反比例して、光検出器の分解能が低
下するが、その反面、Ｓ／Ｎ比を向上できる。

【００１９】つまり、本発明は、検出困難な程度の少量
情報を有効に読み出すために、分解能よりＳ／Ｎ比を優
先させ、放射線画像情報が判読不能等になる状態を回避
するものである。

【００２０】そして、先読みの精度を向上させるため
に、先読み自体を結合読出しモードで行うのが望まし
い。また、本読取りを結合読出しモードで行う場合に
は、先読みの結果に応じて結合される受光素子の数を調
整することも考えられる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。

【００２２】図１には、本発明に係る熱蛍光シート現像
装置の全体構成が示されている。

【００２３】熱蛍光シート１２は、加熱装置１０の上面
に載置されている。熱蛍光シート１２の上面側には、光
学レンズ２０が配置され、熱蛍光シート１２から出た光
は光学レンズ２０を介して、撮像素子であるＣＣＤ１４
にて受光される。

【００２４】ＣＣＤ１４は、受光素子を二次元配列して
成るものであって、熱蛍光シート１２に照射された二次
元線量分布を光学的に読み取るものである。

【００２５】ここで、本実施例のＣＣＤ１４は、大別し
て２つの動作モードを有している。すなわち、熱蛍光シ
ートにて生じた光を受光する受光素子毎に光量情報を出
力する通常読出しモード（以下、通常モードという）
と、相互に隣接する複数の受光素子毎にそれらの光量情
報を加算して出力する結合読出しモード（以下、結合モ
ードという）と、を有している。

【００２６】通常の検出にあたっては、通常モードが使
用され、後に詳述するように、光量が不足すると判断さ
れた場合には、Ｓ／Ｎ比の向上のために結合モードが使
用される。そのモードの切換え及び結合受光素子数の設
定は、切換信号１００により行われる。

【００２７】ＣＣＤ１４から出力された信号は、Ａ／Ｄ
変換回路２６でデジタル信号に変換される。そのデジタ
ル信号は、メモリ２８にて一旦記憶された後、読み出さ
れてコントローラ２４で処理される。

【００２８】一方、Ａ／Ｄ変換回路２６から出力された
デジタル信号は、最大値検出回路２７に送られている。
この最大値検出回路２７は、後述する先読みを行った際
に、ＣＣＤ１４を構成する各受光素子に蓄積された光量
情報を読み出し、その中で最大の情報量を検出するもの
である。その結果は、コントローラー２４に送られてい
る。なお、本実施例では、最大値に基づいてモード切換
えの判断が行われるが、例えば光量の平均値に基づいて
モード切換えの判断を行ってもよい。

【００２９】なお、熱蛍光シート１２の温度は、温度検
出回路３０によって検出され、その検出温度がコントロ
ーラ２４に送られている。

【００３０】コントローラ２４は、コンピュータなどで
構成され、放射線の二次元線量情報を解析して画像化す
るものである。また、後述する先読み制御及びモード切
換制御を行うものである。

【００３１】以上のように構成された熱蛍光シート現像
装置の動作について以下に説明する。

【００３２】加熱装置１０に熱蛍光シート１２を載置し
た後、コントローラ２４は加熱装置１０に対して加熱指
令を与える。すると、熱蛍光シート１２が除々に加熱さ
れ、図４に示したグローカーブに依存する発光特性を示
すことになる。なお、その際の各温度は温度検出回路３
０によって検出される。

【００３３】熱蛍光シート１２の発光は光学レンズ２０
を介してＣＣＤ１４にて受光される。ＣＣＤ１４から出
力された受光情報は、Ａ／Ｄ変換回路２６にてデジタル
信号に変換された後、メモリ２８を介してコントローラ
２４に送出され、放射線画像の解析が行われる。

【００３４】上述したように、熱蛍光シート１２への照
射線量が少量の場合には、有効な放射線照射の情報を表
す画像が形成されないおそれがある。

【００３５】そこで、本実施例の装置では、図２に示す
ように一定温度Ａで先読みを実行する。すなわち、温度
検出回路３０で検出される温度が一定温度Ａになると、
コントローラ２４はそれを判断し、最大値検出回路２７
を起動させる。その場合、最大値検出回路２７は、ＣＣ
Ｄ１４のすべての受光素子から蓄積情報を読み出す。そ
して、その中で最大の情報量を判定し、それをコントロ
ーラ２４に出力する。

【００３６】ここで、その先読みは、通常モードで行う
こともできるが、先読みの精度を上げるために結合モー
ドで行うことが望ましい。

【００３７】なお、先読みを行うと、その先読みに係る
情報は捨てられることになるが、その情報を記憶してお
き、本読取りの情報に加算してもよい。

【００３８】コントローラ２４は、その先読みに係る情
報量が所定の値よりも小さい場合には、モード切換えの
必要性を判断する。その場合、その情報量の大きさに基
づいて、結合される受光素子の数を判断する。なお、上
述の最大値を有する受光素子の全情報量を予想演算し、
その結果から結合される受光素子の数を判断してもよ
い。その予想は、図２に示したようなグローカーブが既
知であれば容易にその演算を行うことが可能である。こ
のような処理が加熱装置１０による加熱と同時進行で行
われる。

【００３９】そして、加熱が終了した場合には、コント
ローラ２４はＣＣＤ１４に蓄積された情報を読み出す
が、先読みの結果、通常モードが妥当であると判断され
た場合には、その通常モードで各受光素子個別に光量情
報を読み出す。一方、結合モードが妥当であると判断さ
れた場合には、複数の受光素子（ブロック）毎にそれら
の光量情報をＣＣＤ１４内部で加算しつつ読み出す。そ
の場合の結合数は、先読みの結果に応じて設定され、例
えば４個、９個、１６個ずつのブロック毎に読出しが行
われる。

【００４０】読み出された情報は、Ａ／Ｄ変換回路２６
にて、デジタル信号に変換された後、一旦メモリ２８に
記憶され、その後、読み出されて放射線画像が形成され
る。

【００４１】図２（Ａ）には、通常モードが示され、
（Ｂ）には結合モードが示されている。いずれのモード
でも、受光素子の配列自体は変わらないが、結合モード
では、加算読出しが行われるため、等価的に、４つの受
光素子が結合されて１つの受光素子が形成されているよ
うな素子配列となる。すなわち、実質的に受光面積の切
換えがなされる。

【００４２】図３には、２つのモードでＳ／Ｎ比が相違
することを示すために、ＣＣＤに蓄積される信号とノイ
ズとを仮想的に分離させた状態が示されている。ノイズ
の主要因は、各受光素子がもつ暗電流によるもので、そ
の量は受光面積に比例し、そのゆらぎはノイズ量の平方
根に比例する。ただし、説明簡略化のため、各受光素子
の信号レベル及びノイズレベルのいずれも“１”として
いる。

【００４３】通常モードでは、信号及びノイズがいずれ
も“１”であるため、Ｓ／Ｎ比が１となるが、結合モー
ドでは４つの受光素子の光量情報が加算されるため、分
解能は１／４につまるものの、Ｓ／Ｎ比を２倍にでき
る。すなわち、受光面積が４倍となり、信号の加算では
そのまま加算されるのに対し、ノイズのゆらぎ成分は、
加算値の平方根をとった値となっている。

【００４４】なお、結合モードは、一般的なＣＣＤ上で
実現可能であり、ＣＣＤの複数の読出しクロックをハー
ドウエア的又はソフトウエア的に制御することにより、
電荷転送時に電荷を垂直・水平方向に所定数ずつ加算す
る。例えば、英国アスメロメッド社製のＣＣＤカメラ・
コントロール・ソフト「イメージャー２」におけるbinn
ing factor機能等を用いることもできる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、熱蛍光シートの現像に当たって必要な場合に
Ｓ／Ｎ比を向上できる。

【００４６】また、請求項２記載の発明によれば、Ｓ／
Ｎ比を向上させて精度の良い先読みを行い得る。

【００４７】更に、請求項３記載の発明によれば、結合
読出しモードにおける結合受光素子数を最適化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱蛍光シート現像装置の全体構成
を示すブロック図である。

【図２】通常モードと結合モードとを示す説明図であ
る。

【図３】通常モード及び結合モードにおける信号及びノ
イズレベルを示す概念図である。

【図４】熱蛍光体の温度／発光特性（グローカーブ）を
示す特性図である。

【図５】従来の熱蛍光シート現像装置の構成を示す概念
図である。

【符号の説明】

１０加熱装置１２熱蛍光シート１４ＣＣＤ２４コントローラ２７最大値検出回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱蛍光シートを加熱するための加熱手段
と、前記熱蛍光シートにて生じた光を受光する二次元配列さ
れた複数の受光素子を含み、各受光素子毎に光量情報を
出力する通常読出しモードと、相互に隣接する複数の受
光素子毎にそれらの光量情報を加算して出力する結合読
出しモードと、で動作可能な光検出手段と、前記熱蛍光シートの加熱温度／発光特性に従って設定さ
れた先読み点で、前記光検出手段に蓄積された光量情報
を先読みする先読み手段と、前記先読みの結果から光量不足を判断する判断手段と、前記光量不足が判断された場合に、本読取りに先立って
前記光検出手段を前記通常読出しモードから前記結合読
出しモードに切り換える切換手段と、を含むことを特徴とする熱蛍光シート現像装置。
【請求項２】請求項１記載の装置において、前記先読みが前記結合読出しモードで行われることを特
徴とする熱蛍光シート現像装置。
【請求項３】請求項１記載の装置において、前記結合読出しモードで本読取りを行う際には、前記先
読みの結果に応じて、結合させる受光素子の数が可変設
定されることを特徴とする熱蛍光シート現像装置。