JPS6149557A - 放射線画像読取装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、人体を透過した放射線を吸収した輝尽性螢光
体（二励起光を照射して、その時に発生した輝尽光の強
度を測定することにより、輝尽性螢光体に記憶されてい
る放射線画像情報を読み取る読取装置に関するものであ
る。

〔発明の技術的背景〕

輝尽とは、入射放射線エネルギーを螢光体中の格子欠陥
に貯え、放射線停止後、励起光を照射すると貯えている
エネルギーに比例した強度の発光をする現像であり、こ
の時発生する光を輝尽光という。

この輝尽性螢光体をシート状に成型してそれに人体等の
被写体を通過した放射線を吸収させて、被写体の放射線
画像を蓄積記録し、後でこれにレーザ光等の励起光で走
査して、その時発光した輝尽光を適当な光検出器で読み
取り、その読み取った信号を電気信号に変換してから再
び写真フィルムやＣＲＴ等に放射線画像として記録再生
する装置が知られている。（米国特許第３．８５９．５
２７号） 第７図のシステム構成図で説明すると以下のようになる
。Ｘ線管１から出た放射線は、被写体２を通って輝尽性
螢光体をシート状に成型した螢光体シート３に記録され
る。この螢光体シート３を放射線画像読取装置４で電気
信号として画像情報を取り出し、データ処理装置５で診
断適性の優れた画像になるようデータ処理をした後、画
像記録装置６で供給されたフィルム７に焼き込み、自動
現像機８を通して、Ｘ線写真９を作るものである。

Ｘ線管１から放出される放射線は、被写体２の各部の放
射線透過率の変化に応じて透過し、その透過像が螢光体
シート３に入射する。この入射した透過像は、螢光体シ
ート３の輝尽性螢光体層に吸収さＪｌ、これによって螢
光体層に吸収した放射線部に比例した数の電子または正
孔が発生し、これが螢光体の格子欠陥に蓄積される。こ
れにより放射線透過像が形成される。

放射線画像読取装置４では放射線透過像竜像が記憶され
ている螢光体シート３に励起光を照射して、格子欠陥に
蓄積されている電子あるいは正孔を追。

出し輝尽光として発光させる。この輝尽光の強度は螢光
体シート３に吸収さｊた放射線のエネルギーに比例して
おり、この輝尽光を例えば光電、子増倍管で市、負信号
に変換している。

〔背景技術の問題点〕

第８図に従来の放射線画像読取装置の構成を示す。図示
しないレーザ発振器から出たレーザ光１０はレンズ１１
で集中され、１００μｍ程度の細いビームに絞られて、
ガルバノメータ１２により螢光体シート３上を走査する
、螢光体シート３はローラ１３ａ・１３ｂにより走行し
ているベルト１４上に置かれ、レーザ光１０の走査と同
期、して矢印の方向に移動する。このようにして、螢光
体シート３はレーザ光１０により全面を一様に走査され
ることになる。

レーザ光１０が螢光体シート３を照射すると、螢光体シ
ート３は記録している放射線のエネルギーに比例した強
度の輝尽光を発生する。励起光の波長と輝尽光の発光強
度の一例は、例えば特開昭５８−１０９８９７等で開示
されている通りである。

発光された輝尽光は集光器１５で集光された後、光電子
増倍管１６で光電変換さ七、第７図のデータ処理装置５
に送られる。光電子増倍管１６の出力は連続信号である
ため、データ処理装置５で時分割さｊて画素信号を出力
している。

しかしながら上記構成の装置ではレーザ光をガ、２≠’
ｙ−ｐ−ｃ螢ブ、体ッートよヶユヤヤアす６１う装置全
体が大きくなり、また、スキャンスピードを上げると各
画素を通過する時間が短くなるため、輝尽光の発光亦が
小さくなりＳ／Ｎ比が態化する。

したがって話”１．取速度が遅く、更に、冒価なレーザ
ａ　振５やガルバノメータを使っているという問題点が
あった。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、レーザ
発振器やガルバノメータを用いることなく、小型で安価
、読取速度が速く、しかもダイナミックレンジの広い放
射線画像読取装置を提供することを目的とするものであ
る。

〔発明の概１要〕 前記目的を達成するための本発明の概要は、輝尽性螢光
体をゼする螢光体シートに励起光を照射して輝尽性螢光
体に記録されている放射線画１速情報を読み出す放射線
画像読取装置において、励起光を線状に絞って螢光体シ
ートを１ライン同時に照射し、その１ライン分の情報を
同時読み取り可能な光学部を有し、螢光体シートを照射
する励起光の光量と輝尽光の減衰量を記憶しておき、同
一場所に複数回光量を変えて励起光を照射し、光学部が
′読み取る輝尽光の範囲を広くすることを特徴とするも
のである。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明装置の一実施例の構成を示すブロック図
である。２０は照射面をほぼ一様の照度で照射できる棒
状のランプであり、例えばノ１０ゲンランプの場合、照
度斑を±５９６以内に容易に設計できる。２１は楕円鏡
であり、楕円の一方の焦点位置にランプ２０を配置し、
他方の焦点位置に入力光を線状に絞ることのできるシリ
ンドリカルレンズ２２を配置して、ランプ２０の光を効
率良くシリンドリカルレンズ２２に集光させる。

２３はバンドパスフィルタ（ＢＰＦ　）でアリ、輝尽光
の波長領域の光及び螢光体シート３の励起に不要な赤外
線を遮断する。輝尽光のスペクトル曲線及び励起光の波
長と輝尽光の発光強度の関係を示す図面は、例えば特開
昭５８−１０９８９７等で開示されている。

２４ａ、２４ｂ＆’：Ｃシリンドリカルレンズ２２の光
路上に適当な寸法のスリット２５を有する遮光部材であ
り、不要な光が外部に漏れないようにランプ２０の光を
遮光する。

２６は入力端面から所定の距離にある物体の正立等倍像
な、出力面から所定の距離に結像するロッドレンズアレ
ーである。第３図はロッドレンズアレー２６の一例を示
す断面図である。３０は屈折率が中心軸から半径方向に
分布をもつ屈折率分布形レンズであり、３１はセルフォ
ックレンズ同志及びセルフォックレンズと側板３２を接
着するためのシリ、コン樹脂である。

２７は螢光体シート３から発光される輝尽光の波長領域
の光のみを通すＢＰＦであり、輝尽光のスペクトル曲線
を考えて透過波長帯域を３５０〜４５０調に設定されて
いる。

螢光体シート３から発光される。１４Ｉ尽光は、ロッド
レンズアレー２６の設定位置を適当に選ぶことにより、
ラインセンナ２８の受光面に結像できるため、ラインセ
ンサ２８は、輝尽光を画素毎に同時に受光できる。また
、螢光体シート３はローラ１３α、１３ｂにより駆動さ
れるベルト１４上に置かれて副走査されるため、シリン
ドリカルレンズ２２による線解射とあわせて、螢光体シ
ート３の全面を照射することができる。

ここで、上記ランプ２０、シリンドリカルレンズ２２、
ＢＰＦ２３．２７、ロッドレンズアレー２６、ラインセ
ンサ２８を主要部分とする系を本発明の光学部と総称す
る。

第２図はラインセンサ２８の基本構成を示す概略ブロッ
ク図である。ラインセンナ２８は感光部４０、転送部４
１、出力部４２の３つのブロックで構成されており、光
信号がラインセンナ２８に入力されると感”元部４０で
電気信号に変換され、得られた信号電荷を一時的に蓄積
される。以下、蓄積された信号’ｉｌｌ＋荷を一定ｍ１
隔で読み出す時間を蓄積時間と呼ぶ。転送部４１は感光
部４０で光電変換、蓄積された信号電荷を転送する機能
を有しており、アナログレジスタで栴成さｉｌ、各々の
画素で発生する信号電荷を並列書き込み、直列読み出し
をするモードで動作する。出力部４２は、転送部４１の
アナログレジスタで転送された信号電荷を電圧イｉ号に
変換する機能を有する。

５０は発振器（図示しない）を内蔵するコントローラで
あり、５ｉ、振器の出力信号を分周することによって、
感光部４０の蓄積時間を決める信号、転送部４１のアナ
ログシフトレジスタを駆動してし元部４０の各々の画素
毎の伯号電、荷を次々に出力部４２に転送する転送パル
ス、及び、転送終了後、転送部４１のアナログシフトレ
ジスタヲ初期状態に戻すリセットハルス等、ラインセン
サ２８のデータ泗、み出しに必要な信号を出力する。ま
た、ランプ２０の印加電圧を変化させてランプ２０の輝
度を変化させるランプコントローラ５５、及び螢光体シ
ート３を副走査するモータ５６、ドライバ５７を動作さ
せる機能を有する。

５１はセンサ駆動回路であり、例えばＣ−ＭＯ’ｌ’、
。

Ｓ電圧レベルで出力されたコントローラ５０の信号を、
ライセンサ２８を駆動できるレベルに変換する。５２は
ライセンサ２８の出力部４２からの出力信号を適当な値
まで増幅する増幅器、５３は時系列的に増幅器５２から
出力された信号をコントローラ５０から出力される転送
パルスに同期して保持するサンプリングホールド回路、
５４はサンプリングホールド回路５３が保持している信
号をコントローラ５０から出力される転送パルスに同期
してディジタル量に変換するＡＤ変換器をそれぞれ示す
。ＡＤ変換器５４の出力信号は、デーク処理装置５に送
られ、データ処理される。

また、ドライバ５７はコントローラ５０からの信号を電
流増幅してモータ５６に送り、モータ５６は減速機等（
図示しない）を介してローラ１３ａ。

１３ｂを駆動する。

第１図に示す装置の動作は以下のようになる。

楕円鏡２１の一方の焦点位置に設定されたランプ２０か
ら放射された励起光は、楕円鏡２１の他方の焦点位置に
設置゛されているシリンドリカルレンズ２２によって、
例えば線幅１００μｍの線状ビームに絞られ、スリット
２５を通過して螢光体シート３を照射する。第４図にＢ
ＰＦ２３の動作を示す。励起光の波長はＢＰＦ２３を介
してシリンドリカルレンズ２２に入光するために第４図
に示す通り、約４５０−、、．１〜７５０へ７となって
おり、シリンドリカルレンズ２２の焦点距離を適当に選
べば線幅］、　００．、、、に絞ることができる。また
螢光体シート３から発光された輝尽光の波長領域及び赤
外線がカットできる。

螢光体シート３は、励起光が照射されると記録している
Ｘ＠の線引に応じた強さの輝尽光を発生する。この輝尽
光はロッドレンズアレー２６で集光さ４、ラインセンサ
２８の受光面上に結像する。

ロッドレンズアレー２６とラインセンｆ２８の間にはＢ
　Ｐ　Ｆ　２７が設置されており、螢光体シート３から
発光された輝尽光のみ・がラインセンｆ２８に入力する
。

コントローラ５０からのイ言号はセンサ駆動回路５１を
介してラインセンサ２８に入力し、ラインセンナ２８は
その信号に応じて蓄積していた電荷を出力する。増幅器
５２は、ラインセンサ２８からの信号電、荷を増幅し、
後段の回路に出力する。

サンプリングホールド回路５３は、コントローラ５０か
らの転送パルスに同期して増幅器５２からの信号を保持
し、ＡＤ変換器５４は、同じく転送バルクに同期して、
サンプリングホールド回路５３が保持している信号をデ
ィジタル変換し、データ処理装置５に出力する。

ところで、本発明の特徴である”ＩＢＭ型ラインセンサ
には、従来ダイナミックレンジが小さいという問題点が
あった。ちなみに、ラインセンサのダイナミックレンジ
が約１０００であるのに対し、螢光体シートは４桁以上
のダイナミックレンジを有しており、診断をより適切に
行なうためには、検出器であるラインセンナのダイナミ
ックレンジはできるだけ広い方が良い。そごで、ライン
センサ２８の蓄積時間を短くすれば暗箱、流が小さくな
り、ダイナミックレンジは大きくなるが、ラインセンサ
に入射する光量が小さくなるため、小さい信号［報を検
出できないという難点があった。

一方、本発明者が螢光体シートの評価を進めたところ、
Ｘ線を照射しである螢光体シートの同−位）ｉ）７に複
数回、励起光を照射した場合、発生する輝尽光の光かは
励起光の全照射時間にしたがって、規則的に減哀するこ
とがわかった。第５図は、輝尽光の発光強度と、励起光
を単位時間照射する照射回数とのμ′、）係を示すヤ１
件図である。第６圀は、励起光の強度と輝尽光の′ｉト
光強度の関係を示す特性図であるか、弗６１ンＩからも
、そＪｌぞれの強度がリニアな関係にあることが十）カ
）る。即ち、第５図と第６図の螢光体シートの評価から
、励起光の強度を変化させて機数回螢光体シートの同一
位置を照射した場合、複数回目の輝尽光の発光強度は第
１回目の発光に比べて何％減衰しているか計算できるこ
とになる。

したがって、螢光体シートの同一位置に順次強度を強く
した励起光を照射して、その都度発光した輝尽光の強度
を読み取り、励起光の強度と照射回数から得らちた輝尽
光の強度の補正割算を行なうことによって、ラインセン
チの見かけのダイナミックレンジを広くできることがわ
かる。

また従来の方式では例えばｌｌＩ！１累を照射する時間
を１０μｓとし１画素数を１ラインあたり２０００個と
すると、１ライン分スキャンするには２０ｍ５必要とす
る。これに対して缶石型のラインセンサを用いると、１
００μｍの線状ビームで１ライン２ｍｓ照射すると仮定
すれば、各画累を照射する時間は従来方式に比べ２００
倍となり、処理速度は１０倍となる。

更に、アモルファスシリコンで形成すれば、センサ長及
び画累サイズを自由度高く設計できることも特徴の一つ
である。

以上の評価を基にすれば、ラインセンサ２８の感度以下
で補光できなかった輝尽光も捕えることができる。即ち
、ＡＤ変換器５４の出力信号が総てデータ処理装置５に
送られた後、コントローラ５０はランプコントローラ５
５に信号を送り、例えばランプ２０の輝度を１０倍にし
て、同一位置を照射する。ランプ２０がハロゲンランプ
の場合は輝度と電圧はほぼリニアな関係のため、ランプ
２０の輝度を変化させるにはランプ２（）に印加する電
源の出力重圧設定用のボリュームをパルスモータで変化
させねばよく、こわは公知の技術で容易にできる。もち
ろん螢光体シート３から再度発光さ刺る輝尽光は、前に
一度励起されているためある程度減衰しているが、減衰
量は第５図から把握でき、データ処理装置５で、励起回
数と減衰量の関係を例えばテーブル形式で記憶していれ
ば、入力されたデータの補正計算は容易に行なえる。

、　　ラインセンサ２８の出力信号は前述と同様、コン
トローラ５０が出力する転送パルスに同期して、増幅回
路５２、サンプリングホールド回路５３、ＡＤ変換器５
４を介して、データ処理装置５に送られ、第７図で示す
後続のブロックを介して、Ｘ線写真９を作る。

この動作を例えば３回繰り返し、ランプ２０の輝度を１
０倍ずつに増加すれば、従来のラインセンサ２８の見か
けのダイナミックレンジを１００倍に増加できることに
なる。

励起光が強過ぎて、輝尽光の光量がラインセンｆ２Ｂの
飽和露光量を起える場合には、ラインセンサ２８は一定
の飽和出力型、圧を出力する。

前もって設定した回数の励起光の照射を終えると、コン
トローラ５０からの信号を受けてローラ１３ａ、・１３
もが駆動し、ベルト１４を移動させて螢光体シート３を
必要な距離だけ間欠的に移動させ、次ラインの照射を行
なう。

つまり、上記実施例では螢光体シート３の同一位置から
複数個のデータがデータ処理装置５に入力されることに
なるが、複数の情報から１つの放射線画像を再生する技
術は公知であり、容易にプログラムを構成できる。

例えば励起光の強度を照射毎に強くしていく場合、初め
の情報の一定の輝尽光の強度以下の部分を切り捨て、２
回目の情報の一定の輝尽光の強度以上の部分を採用して
いく方法はその一例である。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明によりば、螢光体シート□に線状に
絞った励起光を照射して発生した輝尽光をラインセンサ
で１ライン同時に読み取り、さらに螢光体シートの同一
位置に順次光度を上げた励起光を照射し、その都度励起
光の強度と照射回数及び減衰率から、得られた輝・局光
の強度の補正計算をデータ処理装置で行なうことにより
、小形で安価、読取速度が速く、シかもダイナミックレ
ンジの広い放射線画偶読取装置を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す棚、略ブロック
図、第２図はラインセンサの構成を示す概略ブロック図
、第３図は上記光学部に用いられるロッドレンズアレー
の構成を示す一部切欠斜視図、第４図は上記光学部に用
いられるＢＰＦの特性を説明する特性図、第５図、第６
図はそれぞれ輝尽光の発光強度と励起光の照射回数、強
度との関係を説明する特性図、第７図は従来の放射線画
像清報読取装置の構成を示すブロック図、第８図は従来
の放射線・画像読取装置の構成を示す概略ブロック図で
ある。 １・・・Ｘ線管、　２・・・被検体、　３・・・螢光体
シート、　　２２・・・シリンドリカルレンズ、　　　
２３．２７・・・バンドパスフィルタ、　　２６・・・
ロッドレンズアレー、　　２８・・・ラインセンサ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 輝尽性螢光体を有する螢光体シートに励起光を照射して
   輝尽性螢光体に記録されている放射線画像情報を読み出
   す放射線画像読取装置において、励起光を線状に絞つて
   螢光体シートを１ライン同時に照射し、その１ライン分
   の情報を同時読み取り可能な光学部を有し、螢光体シー
   トを照射する励起光の光量と輝尽光の減衰量を記憶して
   おき、同一場所に複数回光量を変えて励起光を照射し、
   光学部が読み取る輝尽光の範囲を広くすることを特徴と
   する放射線画像読取装置。