JPH11128211A

JPH11128211A - 放射線撮影装置

Info

Publication number: JPH11128211A
Application number: JP9314642A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Matsumoto; 和弘松本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-10-31
Filing date: 1997-10-31
Publication date: 1999-05-18

Abstract

(57)【要約】【課題】放射線検出部の温度が安定しているときに撮
影を行うようにする。【解決手段】放射線像検出装置への通電が開始される
と同時には冷却ファン８を作動させずに、時間ｔａより
も短い時間ｔｆの経過後に作動させれば、時間ｔｆまで
の装置内及び放射線像検出素子の温度上昇勾配はＡのよ
うに急激になる。結果として、均衡温度Ｔｏに収束する
までの時間ｔａ’、ｔｓ’は従来例のｔａ、ｔｓに対し
ｔａ’＜ｔａ、ｔｓ’＜ｔｓとなり、小さくなる。従っ
て、この場合に従来例と同じ時間ｔｐの時点で撮影され
たとしても、放射線像検出素子の温度は既にＢのように
一定に収束しており、放射線検出手段の光感度特性が安
定しているために正確な画像が得られることになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物に放射線を
照射し、放射線透過像を得る放射線撮影装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】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、放射線画像を得る方
法は、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。

【０００３】対象物の放射線画像を得るための具体的な
撮影手段で最も一般的な方法は、放射線で蛍光を発する
所謂蛍光板又は増感紙と銀塩フィルムを組み合わせ、放
射線を対象物を介して照射し蛍光板で放射線を可視光に
変え、銀塩フィルム上に潜像を形成した後に、この銀塩
フィルムを化学処理し放射線画像を得る方法である。こ
の撮影手段で得られる放射線画像は所謂アナログ写真で
ある。

【０００４】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え、この電気信号に画像処理
を施した後に可視像としてＣＲＴ等に再生することによ
り、診断能の高い高画質の放射線画像を得ることが行わ
れている。

【０００５】放射線画像を電気信号に変換する方法の一
例として、例えば前述のように蛍光板と銀塩フィルムを
組み合わせて撮影して得られた放射線写真フィルムの記
録された放射線画像に光を照射し、放射線写真フィルム
を透過した光をＣＣＤ等で光電的に読み取り、電気信号
に変換する所謂フィルムディジタイザがある。

【０００６】また、近年の半導体プロセス技術の進歩に
より、ガラスから成る基板上にアモルファス半導体膜を
挟んで、透明導電膜と導電膜から成る半導体薄膜による
固体光検出素子をマトリクス状に配列した平面固体光検
出器の製作が可能になり、この固体光検出器と放射線を
可視光に変換するシンチレータを積層した放射線検出手
段が提案されている。

【０００７】この放射線検出手段に対象物を透過した放
射線を照射することにより、放射線がシンチレータによ
り可視光に変換され、この可視光が固体光検出素子の光
電変換部により電気信号として検出される。この電気信
号は各固体光検出素子から所定の読出方法により読み出
され、この信号をＡ／Ｄ変換し放射線画像信号を得る。
この放射線画像信号は後段の画像信号処理装置により種
々の信号処理がなされた後に、ＣＲＴ等の再生手段によ
り放射線画像として再生され、医者によって読影、診断
される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような放射線撮影
装置を具体化して医療現場で使用される際には、被検者
への撮影回数が増えることは被曝線量が増えることにな
り、何らかの理由による再撮影は極力避けなければなら
ない。従って、読影、診断される撮影された放射線画像
は安定した正確な画像であることが特に必要である。

【０００９】更に、１回の撮影の際に照射される放射線
量も極力少なくしなければならないので、放射線画像検
出手段としての固体光検出素子、例えば前述したアモル
ファス半導体等の放射線検出部が検出するシンチレータ
から発せられた可視光量及び可視光同士の差は微小であ
る。

【００１０】従って、従来の銀塩フイルムを使用した撮
影方法と同等の階調性を得るためには、放射線検出部の
感度や信号処理回路のゲイン等は通常の光電変換センサ
よりも相当に高くなければならない。そのために、放射
線検出部の半導体薄膜の光感度特性や駆動、読出回路に
使用されているＩＣの電気特性が温度変化により微妙に
変化し、センサの特性が安定せず画像信号に影響を与
え、正確な画像が得られない場合がある。

【００１１】例えば、緊急を要する際に放射線撮影シス
テムの電源スイッチが入れられ、撮影装置に通電された
直後に撮影される場合を考えると、撮影された放射線画
像は放射線検出部各部の温度上昇過程、即ち放射線検出
部の特性が不安定な状態で撮影されたものであり、所望
の画像を得ることができない。また、撮影された画像が
所望の画像ではないことを認識することもできない。

【００１２】更に、放射線検出部の各部の温度がその温
度特性が安定する所定範囲内になるまでの時間、即ち放
射線検出部の特性が安定するまでの時間に関する情報
を、医者等の撮影者に提供することも緊急の場合には特
に必要である。

【００１３】また、何らかの原因で、例えば過電流等に
より放射線検出部各部の温度が上昇を始め、その温度が
所定範囲外になる、つまり放射線検出部の特性が不安定
になると予想されるまでの時間、換言すれば安定した正
確な画像を撮影できるまでの残された時間に関する情報
や、放射線検出部の特性が不安定状態であることを示す
情報を、医者等の撮影者に提供することも必要である。

【００１４】本発明の目的は、これらの問題点に鑑み、
放射線検出部の温度を所定範囲内に速く安定させる放射
線撮影装置を提供することにある。

【００１５】本発明の他の目的は、放射線検出部の温度
をモニタし、放射線検出部の特性が安定している状態で
撮影できるか否かということを、放射線検出部の温度に
関する情報、或いは時間に関する情報で表示する放射線
撮影装置を提供することにある。

【００１６】本発明の更に他の目的は、放射線検出部の
特性が安定しているときのみに撮影可能な放射線撮影装
置を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
の本発明に係る放射線像検出装置は、放射線検出部の内
部を冷却する冷却手段と前記放射線検出部の内部を加熱
する加熱手段の少なくとも何れか一方を備え、前記冷却
手段又は加熱手段の作動を制御する制御手段を有するこ
とを特徴とする。

【００１８】また、本発明に係る放射線像検出装置は、
少なくとも１つの所定の温度値と、放射線像の検出特性
に影響を与える部材の温度を測定する温度検出手段によ
り得られた温度値との大小を比較する比較手段と、比較
した結果を表示する表示手段とを有することを特徴とす
る。

【００１９】更に、本発明に係る放射線像検出装置は、
少なくとも１つの所定の温度値と、放射線像の検出特性
に影響を与える部材の温度を測定する温度検出手段によ
り得られた複数の温度値から、前記部材の温度が所定の
温度に到達する時期を予想する演算手段と、該演算手段
により演算した結果を表示する表示手段とを有すること
を特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は第１の具体例の放射線像検出装
置及びそれを使用した放射線撮影システムの説明図であ
る。放射線像検出装置１内には、放射線像検出素子２、
シンチレータ３から成る放射線検出手段４、センサ駆動
回路及び放射線像読出回路、Ａ／Ｄ変換回路等を含む回
路基板５が設けられており、放射線検出手段４と回路基
板５はケ−ブル６により接続されている。

【００２１】回路基板５には、放熱板７が発熱素子と接
触して設けられている。この放熱板７は通電動作時に発
熱するＩＣ等の電子素子を効率良く冷却するために、ア
ルミニウム等の熱伝導率の高い部材で造られている。ま
た、放射線像検出装置１には、装置内を冷却するための
空気排出用の冷却ファン８が上部に、空気吸込口９が下
部に設けられていて、常に新鮮な外気が装置１内に供給
されるようになっている。更に、放射線像検出装置１の
内部には、電熱線ヒータ等による発熱部材１０が空気吸
込口９を覆わないように設けられており、放射線像検出
装置１の内部を強制的に暖めることができるようになっ
ている。

【００２２】半導体薄膜素子から成る放射線像検出素子
２が形成されたガラス基板の両端には、熱電対やサーミ
スタ等の温度センサ１１が設けられ、放射線像検出素子
２の温度が測定可能になっている。なお、半導体薄膜素
子はホトリソグラフィ法等によりガラス基板上に二次元
状に形成されている。放射線像検出手段４の他の例とし
ては、予め電荷をチャージしておき、放射線の入射によ
り変化した電荷の分布を検出するアモルファスセレンの
半導体薄膜二次元センサでもよい。

【００２３】また、放射線像検出装置１にはシステムを
制御する制御装置１２がケ−ブル１３を介して接続さ
れ、更に、制御装置１２にはＣＲＴモニタ１４、医療用
プリンタ１５、撮影時の種々のパラメータ等の入力や表
示をする操作部１６が接続されている。

【００２４】撮像に際しては、被検者に放射線を照射
し、被検者を透過した強度分布を持つ放射線が、矢印方
向から放射線像検出装置１に照射される。照射された透
過放射線は検出装置１内の放射線像検出手段４のシンチ
レータ３により、その強度分布に対応した分布で可視光
に変換される。変換された可視光は放射線像検出素子２
に到達し電気信号に変換される。放射線像検出素子２に
より可視光から変換された画像アナログ電気信号は、所
定の読出方法に基づいてケーブル６を介して回路基板５
に読み出され、Ａ／Ｄ変換されてデジタル電気信号にな
る。この画像デジタル信号はケ−ブル１３を介して画像
信号処理部を含む制御装置１２に伝送され、画像信号処
理部で所定の処理を行いＣＲＴモニタ１４に表示した
り、医療用プリンタ１５によりフィルム上にプリントさ
れる。

【００２５】図示しない撮影システムの電源スイッチが
入れられ、放射線像検出装置１への通電が開始され、同
時に冷却ファン８が作動すると、回路基板５上のＩＣ等
からの発熱により装置１内の温度上昇が始まる。しか
し、図２に示すＡのように時間の経過と共にその上昇勾
配は緩やかになり、時間ｔａ時点で冷却ファン８の冷却
能力と発熱量の均衡が保たれる温度Ｔｏに収束する。こ
のとき、放射線像検出素子２の温度はＢのように装置１
内の空気により暖められるため、装置内の温度がＴｏに
到達する時間ｔａよりも遅い時間ｔｓで均衡温度Ｔｏに
収束する。

【００２６】ここで、時間ｔｓが経過し放射線像検出素
子２の温度が一定になる以前、例えば時間ｔｐに撮影が
行われた場合には、放射線像検出素子２の温度は未上昇
過程にあり、光感度特性が安定していないために正確な
画像が得られないことがある。

【００２７】しかし、図３に示すように放射線像検出装
置１への通電が開始されると同時に冷却ファン８を作動
させずに、時間ｔａよりも短い時間ｔｆの経過後に作動
させれば、時間ｔｆまでの装置１内及び放射線像検出素
子２の温度上昇勾配は、図１の場合と比較して急激にな
る。結果として、均衡温度Ｔｏに収束するまでの時間は
それぞれｔａ’＜ｔａ、ｔｓ’＜ｔｓとなり小さくな
る。従って、この場合に図２と同じ時間ｔｐの時点で撮
影されたとしても、図３に示すように放射線像検出素子
２の温度は既に一定に収束しており、放射線検出手段４
の光感度特性が安定しているために正確な画像が得られ
ることになる。

【００２８】この際に、冷却ファン８の作動を遅らせる
時間ｔｆは、実機の温度測定を基に経験的に求めた値を
予め設定しておいてもよいし、放射線像検出素子２の温
度を測定する温度センサを別に設けて、この温度センサ
の値が所定の値に到達した時点で冷却ファン８の作動を
開始するようにしてもよい。

【００２９】また、放射線像検出装置１への通電が開始
されると同時に、装置１内に別に設けた発熱部材を発熱
させて装置１内を暖め、所定時間ｔｆの経過後に発熱を
停止させるようにすれば、先に説明した冷却ファン８の
作動を遅らせた場合と同様な効果が得られる。即ち、装
置１内及び放射線像検出素子２の温度上昇勾配は図１の
Ａの場合と比較して大きくなり、均衡温度Ｔｏに収束す
るまでに要する時間が短くなる。この場合にも、時間ｔ
ｆの設定は冷却ファン８の作動を遅らせた場合と同様
に、予め設定しておいても温度センサ１１の値を使用し
て制御してもよい。

【００３０】更に、注目する温度は本実施例に示すよう
に放射線像検出素子２の両端の温度に限定されるべきも
のではなく、放射線像検出素子２の平面的な温度分布に
着目してもよい。なぜなら、放射線像検出素子２に平面
的な温度分布があるとその温度分布に依存して、検出素
子の特性が平面的な分布をもつことになり、得られる画
像はムラのある不正確なものとなる場合があるからであ
る。

【００３１】また、注目する温度はセンサーの特性に影
響を与える部材、例えば回路基板４に実装されその電気
特性が温度に依存するＩＣのような部品でもよく、さら
に発熱部材１４や温度センサー１５の位置や個数も本実
施例に限定されるべきものではないことはいうまでもな
い。

【００３２】さて、実際に撮影を行う際には、前述した
放射線像検出素子２のようにその特性が温度に依存し、
放射線検出部の特性に影響を与える部材の温度を測定す
る温度センサ１１を設け、その温度がその部材の温度特
性が安定している所定温度範囲内にあることが、操作部
１６に表示されていることを確認して撮影するか、撮影
終了時にその温度が所定温度範囲内にあったか否かの表
示を確認する。このような表示があることにより、図２
に示す時間ｔｐの時点や図３に示す時間ｔｆの時点に撮
影されたとしても、それは正確な画像ではないと判別す
ることができる。

【００３３】表示手段としては、例えば図４に示すよう
に或る定められた時点でモニタされた温度Ｘと所定温度
範囲の下限値Ｔｓと所定温度範囲の上限値Ｔｍとを比較
し、モニタされた温度Ｘが所定温度範囲の下限値Ｔｓよ
りも高く、所定温度範囲の上限値Ｔｍよりも低いという
条件を満たしたときに、操作部１６に設けられたＲＥＡ
ＤＹランプやＯＫランプを点灯させ、上記の条件を満た
さないときは消灯させる。

【００３４】また、或る時間ｔｌの時点で、モニタされ
た温度Ｘ１と時間ｔｌの時点から微小なΔｔ時間後にモ
ニタされた温度Ｘ２と所定温度範囲の下限値Ｔｓから、
モニタしている温度Ｘが所定温度範囲の下限値Ｔｓに到
達するまでの所要時間ｔｏ−ｔｌを所定の演算方法によ
り予想してデジタル数値で表示したり、図５に示すよう
にモニタしている温度の推移をアナログ的に表示するこ
とも撮影者にとっては好都合である。

【００３５】図５(a) 、(b) 、(c) はそれぞれ図４の時
間ｔ１、ｔ０、ｔ２の時点でのモニタ温度が操作部１６
の液晶パネル上に表示されている状態を示している。矢
印の先に向かうほど温度が高いことを示していて、矢印
をほぼ３等分する位置に、所定温度範囲の下限値と上限
値が太線で示されている。モニタされている温度の位置
が、矢印と反対側から塗り潰されていて、温度をモニタ
している部材の温度特性が安定している所定温度範囲領
域を目安に現在の温度状態が表示されている。つまり、
現在の温度状態と温度特性との関連が一目で理解できる
ようになっている。

【００３６】このように、放射線撮影装置の温度特性に
関与する部材の温度に関して、その温度状態や時間に関
する表示手段を設けることにより、正確な画像を撮影す
る時期や撮影結果が明らかになる。

【００３７】図６は第２の実施例を示し、病室で放射線
画像を撮影する所謂ポータブル撮影の場合に、例えば放
射線撮影装置１は病室のベッドと患者の撮影される部位
の間に横向きに挿入、設置されて撮影されることを想定
し、図１の放射線撮影システムの中の放射線撮影装置１
が極めて薄型とされている。

【００３８】放射線像検出装置１の外装には広範囲に冷
却用ルーバ２１が設けられており、その他の部材につい
ては図１と同一番号は同一部材を示している。また、図
１の放射線像検出装置１に設けられていた冷却ファン８
は薄型にするために取り除かれており、放射線像検出装
置１内の冷却、放熱はルーバ２１により自然冷却され
る。ポータブル撮影の場合には、複数回連続して撮影す
ることが少ないので、冷却ファン８をこのように取り除
いてもよい。

【００３９】システム動作、撮影手順等は先の実施例と
同様であるが、本実施例では冷却ファン８のような強制
冷却手段を有しないために、撮影システムの電源スイッ
チが入れられ、放射線像検出装置１が通電されてから撮
影が終了し、非通電状態となり自然冷却されるまで装置
１内の内部温度は上昇し続ける。通常のポータブル撮影
の場合には、撮影枚数が数枚程度と少ないので、所定の
撮影枚数の終了前にモニタしている温度が、先の実施例
の図４で説明したように所定温度範囲領域の上限値Ｔｍ
を越えることはない。

【００４０】しかし、撮影枚数が増えたり過電流等の予
期しない状況により放射線検出部各部の温度が上昇し、
所定温度範囲の上限値Ｔｍを越えた状態で撮影されない
とも限らない。そして、ポータブル撮影の場合には、放
射線撮影システムを病室へ運搬する必要があるので、所
定の撮影が終了し撮影システムを撤収した後での再撮影
は非常に面倒であり、再撮影が発生することを避ける手
段が構じられている。

【００４１】つまり、図７に示すようにモニタされた温
度Ｘがその部材の温度特性が安定している所定温度範囲
の上限値Ｔｍよりも高いという条件を満たしたときに、
操作部１６に設けられたＲＥＡＤＹランプやＯＫランプ
を消灯させたり、警告ランプを点滅させたりして撮影者
に注意を促すようにしている。

【００４２】また、或る時間ｔｌの時点でモニタされた
温度Ｘ１と時間ｔｌの時点から微小Δｔ時間後に、モニ
タされた温度Ｘ２及び所定温度範囲の上限値Ｔｍから、
モニタしている現在の温度Ｘ１が所定温度範囲の上限値
Ｔｍに到達するまでの所要時間ｔ３−ｔｌを、所定の演
算方法により予想してデジタル数値で表示したり、先の
図５に示すようにモニタしている温度の推移をアナログ
的に表示することも可能である。

【００４３】また、これらの表示手段は操作部１６に限
定されるわけではなく、撮影者が認識できれば放射線像
検出装置１に設けても支障はない。しかも、これらの表
示手段は視覚的表示手段である必要はなく、例えばモニ
タされた温度が所定温度範囲にある時は断続したブザー
音を発生させたり、所定温度範囲外にある時は連続した
ブザー音を発生させたり、温度値を読み上げるような音
声表示手段であってもよい。特に、表示手段が放射線像
検出装置１に設けられた放射線撮影システムをポータブ
ル撮影に使用する場合に、視覚的な表示手段ではその表
示手段が患者の体に隠れてしまい、撮影者には見えなく
なることがあるからである。

【００４４】更に、本実施例の撮影システムを制御する
制御装置１２は、放射線像検出装置１内の放射線検出手
段４への通電を遮断するリレー回路を有している。特性
が温度に依存し、放射線検出手段４の特性に影響を与え
るような部材の温度、例えば放射線像検出素子２の温度
を温度センサ１１により検出する。その温度がその部材
の温度特性が安定している所定温度範囲の上限値Ｔｍよ
りも高いと判断したときに、本実施例で説明したように
撮像特性が安定していないという情報を表示すると共
に、リレー回路により放射線検出手段４への通電を遮断
し撮影不可能な状態にする。この通電遮断手段により、
撮影される画像は常に放射線検出手段４の特性が安定し
ている時のみに撮影されたものになり、撮影者が放射線
検出手段４の特性が不安定な状態で誤って撮影すること
を防止できる。

【００４５】通電遮断手段としては、所定温度以上にな
ると電気接続が自動的に遮断されるサーモスタットを通
電用のケーブルに介在させて、装置１内に設けてもよ
い。また、放射線検出手段４への通電が遮断されるの
で、装置１内の温度を上昇させる熱源からの発熱もなく
なり、装置１内の冷却が促進されるという効果もある。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したような本発明に係る放射線
撮影装置によれば、放射線検出部の冷却手段の動作制御
や加熱手段を用いて放射線検出部の温度上昇勾配を変化
させ、放射線検出部の温度を所定範囲内に導くことがで
きる。これにより、安定した正確な画像をより少ない待
ち時間で撮影することができる。

【００４７】また、本発明に係る放射線撮影装置は、放
射線検出部の温度や温度勾配をモニタし、放射線検出部
の温度状態に関する情報やその時間推移に関する情報を
表示するようにすることにより、安定した正確な画像を
いつ撮影できるか否かということを明らかにすることが
できる。

【００４８】更に、本発明に係る放射線撮影装置は、放
射線検出部の温度が所定範囲外の時に放射線検出部への
電力供給を遮断するようにすることにより、撮影した画
像は常に安定した正確な画像にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の構成図である。

【図２】従来の撮影装置内と放射線検出手段の温度推移
のグラフ図である。

【図３】撮影装置内と放射線検出手段の温度推移のグラ
フ図である。

【図４】放射線検出手段の温度推移のグラフ図である。

【図５】温度表示状態の説明図である。

【図６】第２の実施例の構成図である。

【図７】放射線検出手段の温度推移のグラフ図である。

【符号の説明】

１放射線像検出装置２放射線像検出素子３シンチレータ４放射線検出手段５回路基板７放熱板８冷却ファン９空気吸込口１０発熱部材１１温度センサ１２制御装置２１冷却用ルーバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射線検出部の内部を冷却する冷却手段
と前記放射線検出部の内部を加熱する加熱手段の少なく
とも何れか一方を備え、前記冷却手段又は加熱手段の作
動を制御する制御手段を有することを特徴とする放射線
撮影装置。
【請求項２】放射線像の検出特性に影響を与える部材
の温度を測定する温度検出手段を有する請求項１に記載
の放射線撮影装置。
【請求項３】少なくとも１つの所定の温度値と、放射
線像の検出特性に影響を与える部材の温度を測定する温
度検出手段により得られた温度値との大小を比較する比
較手段と、比較した結果を表示する表示手段とを有する
ことを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項４】前記比較手段の出力により通電を遮断す
る通電遮断手段を有する請求項３に記載の放射線撮影装
置。
【請求項５】前記表示手段は温度に関する情報を表示
する請求項３に記載の放射線撮影装置。
【請求項６】前記表示手段は音声を出力する請求項３
に記載の放射線撮影装置。
【請求項７】少なくとも１つの所定の温度値と、放射
線像の検出特性に影響を与える部材の温度を測定する温
度検出手段により得られた複数の温度値から、前記部材
の温度が所定の温度に到達する時期を予想する演算手段
と、該演算手段により演算した結果を表示する表示手段
とを有することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項８】前記表示手段は時間に関する情報を表示
する請求項７に記載の放射線撮影装置。
【請求項９】前記表示手段は音声を出力する請求項７
に記載の放射線撮影装置。