JPS61253753A - Ｘ線用イメ−ジセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ・　産業上の利用分野 本発明はＸ線像をディジタル信号化するためのＸ線用イ
メージセンサに関する。医用診断用に従、来Ｘ線フィル
ムを用いるＸ！ｌＡ写真が用いられて来たが、湿式現像
処理を要するため操作が面倒であり写真が出来上る迄に
時間がか−り、被検者が受けるＸ線量も大きいと云う難
点があり、Ｘ線センサを用いてＸ線像をディジタル信号
化してメモリに格納しＸ線画像を再生する方式（ディジ
タルラジオグラフィ）が用いられるようになって来た。

本発明はこのようなＸ線像撮像方式におけるＸ＠用イメ
ージセンサに関するものである。

口・従来の技術 上述した従来のディジタルラジオグラフィではＸ線用イ
メージセンナとしてイメージインテンシファイアと撮像
管を光学系を介して結合したものを用い、Ｘ線像をイメ
ージインテンシファイアで光像に変換し、この光像を撮
像管によって電気的な映像信号に変換する構成を用いて
おり、これによって得られた映像信号をディジタル信号
に変換している。

ハ０発明が解決しようとする問題点 イメージインテンシファイアはミンチレータ層と光電面
とを重ねて入力面を形成し、シンチレータ層にＸ線像を
投射してＸ線を一旦光に変え、この光を光電子に変え、
光電子を電子レンズ系で加速し螢光面上に結像させて光
像とするもので、この過程においてはＸ線像の蓄積は行
われない。撮像管においては電子ビームによる成る回の
走査と次回の走査との間に入射光信号の蓄積が行われて
、この蓄積により感度の向上が得られる。しかしＸ線像
のコントラストのダイナミックレンジは１０程度である
のに、撮像管のターゲットｔこ蓄積し得る情報のダイナ
ミックレンジは撮像管に流せる電流の制限とノイズとか
ら１０　〜１０　　程度しかとれないので、系全体とし
てみるときダイナミックレンジが不足すると云う問題が
ある。本発明はこの問題を解決してダイナミックレンジ
の広いＸ線像の画像が得られる撮像方式を提供するもの
である。

二・　問題解決のための手段 Ｘ線像をＸ線入力面で蓄積し、蓄積されたＸ線像を複数
回に分けて他種の放射線（具体的には電子線）として放
出し、−回の放出毎にこれを光像に変えて撮像管で映像
信号に変換し、メモリ上で再加算してＸ線画像情報とす
るもので、Ｘ線入力面物質としてエキゾ物質を利用し、
蓄積されたＸ線像を光照射によって電子線として放出さ
せ、この電子線を螢光面上に加速結像させて光像に変換
するようにした。

ホ・作用 エキゾ物質はＢｅＯとかＢ　ａ　Ｓ　Ｏ４のような絶縁
性固体物質で、Ｘ線とか電子線等の放射線の照射を受け
ると、固体内の電子エネルギー帯において価電子帯にあ
る電子が同帯の上にあるトラップ準位（不純物とか格子
欠陥によって形成されている）にトラップされ、トラッ
プ準位が充分多数あるときは、トラップされる電子数は
照射放射線の線量に比例しており、このようにしてエキ
ゾ物質内にＸ線像を蓄積することができる。トラップさ
れた電子数と云う形でエキゾ物質内に蓄積されたＸ線像
を取出すにはエキゾ物質に光を当てるか加熱すればよく
、本発明の場合光を照射する。トラップされた電子は光
からエネルギーを受取ってエキゾ物質の外に飛び出す。

即ち光照射によって電子放射（エキゾ電子放射）が見ら
れるのである。

光を照射したときトラップされていた電子は一度に放出
されるのではなく、照射光の強さによって決まる半減期
を以って次第に放出されるので、照射光の強さと照射時
間を適当にすることによって蓄積された画像のエキゾ電
子を何回かに分けて放出させることができる。

本発明はエキゾ物質の上述した性質を利用して、蓄積さ
れたＸ線像を複数回に分けて光像に変換することで、毎
回の光像のダイナミックレンジを縮小して撮像管による
撮像を可能ならしめ、このようにして得られた毎回の映
像信号をディジタル加算することでＸ線像のもとのダイ
ナミックレンジを再生するのである。

へ。実施例 第１図は本発明の一実施例のＸ線イメージセンサを示す
。１はガラス製の真空容器で左端面が入力端で内面にエ
キゾ物質層を主体とするＸ線入力面２が形成されている
。真空容器１の太い部分はエキゾ電子光学系部分で、細
い部分工は撮像管部である。エキゾ電子光学系部分の周
側内面には透明電１極よりなる電子収束レンズ電極３が
形成してあり、同電子光学系部分の右端部に電子加速用
の陽極４が配置されている。

図で左方からＸ線入力面２にＸ線像を投射した後、真空
容器外からストロボライト５でＸ線入力面２を瞬間的に
照射すると入力面２からエキゾ電子が放出され、電極３
．４の作用で螢光面６上に電子像を結像し、螢光面６を
光らせる。撮像管部工においては螢光面６に接してター
ゲットフが形成してあり、このターゲットを電子ビーム
で走査して映像信号を得るようになっている。この構成
はイメージインテンシファイアを用いた従来方式の撮像
管と同じで、８は偏向コイル、９はカンード、１０は内
部電極で１１は調整コイルである。

第２図は上述実施例におけるＸ線入力面の拡大舊ａ 断面図である。管壁ｌの内面に黒溢層ｃｂを形成し、そ
の表面に約３０μｍピッチで凹凸を形成し、その上にイ
ンジウム層重ｎを蒸着によって形成し、＋（１１ その上にＢｏｏとＢａＳＯ４を蒸着してこれをエキゾ物
質膜ＥＸとする。エキゾ電子が固体表面から飛出せる深
さは数１００Ａ程度しかないので、エキゾ物質膜のそれ
以上の厚さは無駄な厚さであるが、数１００Ａ程度の層
厚ではＸ線のエキゾ電子変換効率は余り良くない。そこ
でこの実施例では工ｎ層を設け、入射Ｘ線を工ｎ層で２
次電子及び２次Ｘ線（もとのＸ線より低エネルギーでエ
キゾ物質膜での吸収が大きい）に変換し、これらの２次
電子や２次Ｘ線でエキゾ物質を励起するようにして変換
効率を向上させ、また層面に３０μｍ程度のピッチの凹
凸を付して表面積を増すことによっても変換効率の向上
を計っている。上側では増感層としてインジウムを用い
たが、これは金、白金等他の原子番号の大きい物質ｆ層
を用いてもよい。

次に上述実施例装置の使用態様例を説明する。

ａ、　　Ｘ線透視画をリアルタイムでＣＲＴ画面に表示
する場合。

Ｘ線入力面２に連続的に投射される弱いＸ線像ヲエキゾ
物質膜ＫＸに蓄積すると共に、３０回／秒で発光するス
トロボライト５の光でエキゾ物質膜を照射して電子像と
して蓄積画像を放出させ、撮像管部工ではストロボライ
トの発光と同期して３０回／秒でターゲットを走査し、
得られる映像信号によってＣＲＴ画面にＸ線画像を表示
する。

ｂ・動画の場合 被検者を７・５回／秒でＸ線照射してＸ線入力面にＸ線
像を投射する。他方ストロボライトは１５回／秒で発光
させ、撮像部もストロボと同期して１５回／秒で走査を
行う。第３図はこの動作のタイムチャートで横線は時間
を表わし、横線の上側の目盛はＸ線照射のタイミング、
下側の目盛はストロボライトの発光のタイミングを示し
、Ｘ線の一回の照射でエキゾ物質膜に蓄積されたＸＭＩ
像はストロボライトの二回の発光により二回に分けてエ
キゾ電子を放出するようになっている。撮像管ではこの
二回に分けて放出されるエキゾ電子像の映像信号を出力
し、これをメモリで加算して広いダイナミックレンジの
動画のデータを得る。

Ｃ・　静止画の場合 被検者を１回／秒でＸ線照射する場合とする。

エキゾ膜にＸ線像を蓄積した後、ストロボライトを３回
発光させ、その都度撮像部で一画面の走査を行い、各回
毎ｊこ得られる映像信号を加算して一回のＸ線照射によ
る画像のデータを得る。Ｘ線像のダイナミックレンジを
１０　とすると、３回に分けてエキゾ電子の放出を行わ
せることにより毎回１０　のダイナミックレンジのエキ
ゾ電子像を映像信号に変換し、これを加算してもとのダ
イナミックレンジ１０　の画像データを得るのである。

なおエキゾ物質に蓄積されたＸ線像を複数回に分けて放
出させて毎回のエキゾ電子像のダイナミックレンジを例
えば１０　となるようにするには、照射光量を初回を１
として二回目は１００倍、三回目は１万倍とする必要が
ある。この照射光量の調節はストロボの発光時間と発光
回数とで行われる。また毎回得られる映像信号の加算は
対数的加算であるから、映像信号は予め対数圧縮した後
Ａ／Ｄ変換して加算し、そのま＼或は逆対数変換してメ
モリに格納して詔くのである。

また上述実施例ではエキゾ電子光学系と撮像部とは一体
化されて一つの真空容器１内に収納しであるが、この両
者を分離し光学系で結合するようにしてもよいことは云
うまでもない。

ト効果 本発明によれば、Ｘ線像の広いダイナミックレンジが、
ダイナミックレンジのせまい撮像管を介在させているに
もか＼わらず、そのま＼映像信号として取得でき、従来
のディジタルラジオグラフィに比しコントラストの良好
な優れた画質のＸ線画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のＸ線センサの縦断側面図、
第２図は同実施例におけるＸ線入力面の拡大断面図、第
３図は同実施例による動画撮像の場合の動作のタイムチ
ャートである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｘ線入力面をエキゾ物質膜で構成し、このエキゾ
   物質膜を光で照射し得るよう真空容器を構成すると共に
   、エキゾ物質膜から放出されるエキゾ電子を螢光面に結
   像する電子光学系と、上記螢光面上のエキゾ電子像を電
   気的映像信号に変換する撮像手段を結合してなることを
   特徴とするＸ線用イメージセンサ。
2. （２）Ｘ線入力面がＸ線入射側に原子番号の大きい物質
   の層を有し、同層の表面にエキゾ物質を形成したもので
   あり、かつこの入力面に求めるＸ線画像の画素よりも充
   分小さなピッチの凹凸を設けて表面積を拡大したもので
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＸ線
   用イメージセンサ。