JPWO2006080206A1 - マンモグラフィー用放射線画像撮影システム及び放射線画像変換パネル - Google Patents

Abstract

被写体に放射線を照射して被写体の放射線透過画像情報を放射線画像変換パネルに記録するマンモグラフィー用放射線画像撮影システムにおいて、該放射線画像変換パネルの反胸壁側の発光輝度が胸壁側に比して高くなるようにしたことを特徴とするマンモグラフィー用放射線画像撮影システム。

Description

本発明はマンモグラフィー用放射線画像撮影システム及びそれに用いる放射線画像変換パネルに関するものである。

従来より、Ｘ線画像に代表される放射線画像が病気診断用などに広く用いられている。

近年においては、蛍光増感紙とハロゲン化銀写真感光材料を使用する放射線写真方式に代わって、照射された放射線エネルギーを蓄積し、励起光を照射すると蓄積された放射線エネルギーに応じて輝尽発光する「輝尽性蛍光体」を用いた放射線画像記録再生方式が実用化されている。

この方式は、被写体を透過させた放射線を輝尽性蛍光体に照射することによって、被写体各部の放射線透過密度に対応する放射線エネルギー（以下、「画像情報」という）を輝尽性蛍光体に蓄積させた後、励起光によって輝尽性蛍光体に蓄積された画像情報を輝尽発光光として放出させ、この輝尽発光光の強弱を電気信号に変換して、感光材料などの画像記録材料やＣＲＴなどの画像表示装置により可視像として再生するものである。

前記した放射線画像記録再生方式で使用されるシート状の輝尽性蛍光体（以下、「輝尽性蛍光体シート」という）は、所定の支持板に固定された状態で筐体内に配置され、放射線画像撮影に供されることが多く、放射線画像撮影を終えた後には、放射線画像読取手段（以下、「読取手段」という）によって輝尽性蛍光体に蓄積された画像情報が読み取られる。

ところで、マンモグラフィー（乳房Ｘ線撮影）は、乳腺疾患、中でも乳がんの識別診断で欠くことのできない検査法の一つであり、「しこり」のない一見健康そうな乳房でもマンモグラフィー検診によって微小乳がんを発見できるのが長所である。

２０人に１人は乳がんに羅患という欧米先進国では、乳がん検査に早くからマンモグラフィーの導入がなされてきたが、わが国の乳がん羅患率はまだ欧米に比べれば低い。しかし、日常生活の欧米化とともに急速に増加する傾向にある。従って、わが国も近々マンモグラフィーを乳がん検査に導入する制度が発足することになっている。

しかし、実際の撮影においては、マンモグラフィー用放射線画像撮影システム（装置）におけるＸ線の線量分布は、胸壁側から反胸壁側に向かってＸ線照射線量が減少するのが一般的である。

一方、放射線画像記録媒体というものは、Ｓ／Ｆ、ＣＲ、ＦＰＤ等、いずれもＸ線線量と発光輝度（従って、画像の出力強度）は比例する特性を有している。また、現在まで、定められた一定量のＸ線に対し、それに正確に対応し、均一な発光輝度が得られる放射線画像変換パネルが追求されてきた（例えば、特許文献１参照）。従って、上記の如く撮影装置から分布を持って照射されたＸ線に対して、得られる放射線画像はその分布を反映した輝度分布（濃度分布）を持つものとなってしまう。

マンモグラフィー用放射線画像においては、特に診断のために必要な乳房領域の周辺部において、診断の妨げにならないよう濃度の高い画像が好ましいとされる。しかしながら、上記した撮影装置におけるＸ線線量の分布があるために、反胸壁側においては診断上満足しうる画像濃度とはならないのが現状である。

上記問題の解決手段としては、乳房周辺部の出力画像濃度が高くなるよう画像処理を施すことが提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、乳房の形状認識を得るための画像処理の時間を要し、また、認識精度にバラツキがあるなど問題があった。
特開２００２−２５０７９７号公報 特開２０００−１６３５６２号公報

本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、胸壁側から反胸壁側に向かってＸ線照射線量が減少しても、特に診断のために必要な乳房領域の周辺部においても、診断に適した濃度の高い画像が得られるマンモグラフィー用放射線画像撮影システム、及びそれに用いるに適した放射線画像変換パネルを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の態様の一つは、被写体に放射線を照射して被写体の放射線透過画像情報を放射線画像変換パネルに記録するマンモグラフィー用放射線画像撮影システムにおいて、該放射線画像変換パネルの反胸壁側の発光輝度が胸壁側に比して高くなるようにしたことを特徴とするマンモグラフィー用放射線画像撮影システムにある。

放射線画像検出媒体（放射線画像変換パネル）を用いた放射線画像変換方法を概念図である。 マンモグラフィー用放射線画像撮影システムの構成概略図である。 被写体に達したＸ線強度（Ｘ線線量）の分布図である。 Ｘ線線量に分布があるＸ線が被写体に照射され撮影される状況を模式的に示した図である。 （ａ）は幅方向に開口部の大きさの異なるスライドホッパーの塗布液流出口断面の形状を示す図である。（ｂ）は幅方向に開口部の大きさの一定なスライドホッパーの塗布液流出口断面の形状を示す図である。 （ａ）は支持体上に塗布された幅方向に膜厚の異なる輝尽性蛍光体層の断面図である。（ｂ）は支持体上に塗布された幅方向に膜厚の一定な輝尽性蛍光体層の断面図である。 幅方向に次第に蒸着源の表面積を大きくし、支持体に蒸着される量を変える方法を説明する図である。 スライドホッパーの塗布液流出口を幾つかに分割し、幅方向に発光輝度が変化する輝尽性蛍光体塗布液を塗布する方法を説明する図である。

本発明の上記目的は、以下の構成を採ることにより達成される。
（１） 被写体に放射線を照射して被写体の放射線透過画像情報を放射線画像変換パネルに記録するマンモグラフィー用放射線画像撮影システムにおいて、該放射線画像変換パネルの反胸壁側の発光輝度が胸壁側に比して高くなるようにしたことを特徴とするマンモグラフィー用放射線画像撮影システム。
（２） 前記（１）に記載のマンモグラフィー用放射線画像撮影システムに用い、胸壁側より反胸壁側において高輝度を持たせたことを特徴とする放射線画像変換パネル。

Ｘ線画像形成において、Ｘ線線量が本来有るべき量より少なく照射された領域ではＸ線照射量に比して輝尽発光量を多くしないと、診断し易い鮮明なＸ線画像ができない。即ち、マンモグラフィー用放射線画像撮影においては、放射線画像変換パネルの反胸壁側の発光輝度が胸壁側に比して高くなるようにして、初めて非画像部の濃度がほぼ一定で、全体的に診断し易いＸ線画像が得られる。

以下、更に本発明の詳細について説明する。

まず、放射線画像形成の全体的な説明を行う。

今日、その代表的な方法は、輝尽性蛍光体を放射線画像検出媒体として用いて、被写体に放射線を照射し画像形成・読み出し・被写体の放射線透過画像表示を行う方法である。この方法は、下記の工程を経て放射線透過画像を形成する。

図１に、本発明の放射線画像検出媒体（放射線画像変換パネルともいう）を用いた放射線画像変換方法を概念的に示す。

即ち、図１において、２は放射線発生装置、３は被写体（人体で示している）、５は本発明に係わる放射線画像検出媒体、２４は（レーザ等の）輝尽励起光源、照射された輝尽励起光により該放射線画像検出媒体５から放射された輝尽蛍光を検出する光電変換装置２５、２５で検出された信号を画像として再生する装置２６、再生された画像を表示する装置２７、輝尽励起光と輝尽蛍光とを分離し輝尽蛍光のみを透過させるフィルタ２８がある。尚、２５以降は放射線画像検出媒体５からの光情報を何らかの形で画像として再生できるものであればよく、上記に限定されるものではない。

図１に示されるように、放射線発生装置２からの放射線（Ｒ）は被写体３を通して放射線画像検出媒体５に入射する（ＲＩ）。この入射した放射線は放射線画像検出媒体５の輝尽層に吸収され、そのエネルギーが蓄積され、放射線透過像の蓄積像が形成される。

次にこの蓄積像を輝尽励起光源２４からの輝尽励起光で励起して輝尽発光として放出せしめる。

放射される輝尽発光の強弱は蓄積された放射線エネルギー量に比例するので、この光信号を例えば光電子倍増管等の光電変換装置２５で光電変換し、画像生成装置２６によって画像として再生し画像表示装置２７によって表示することにより、被写体の放射線透過像を観察することができる。

なお、マンモグラフィー用放射線画像撮影システムの場合には、放射線発生装置２の管電圧は、胸部撮影等より一般的に低く、２０〜３５ｋＶである。

〔本発明におけるマンモグラフィー用放射線画像撮影システムの構成〕
図２は、本発明におけるマンモグラフィー用放射線画像撮影システムの構成を示している。

１はマンモグラフィー用放射線画像撮影装置であり、放射線発生装置２より発生させたＸ線により被写体３を撮影する。実際の撮影にあたっては、被写体３は、輝尽性蛍光体等の放射線画像検出媒体（放射線画像変換パネル）５が設置された撮影台７の上に、圧迫板４により、圧迫された状態で撮影する必要がある。放射線発生装置２より発生させたＸ線は本来放射状になって被写体３へと達するが、胸壁側の部分（図２中の大きな斜線部）は人体への悪影響や画質劣化防止のためカットされるのが普通である。

従って、被写体３に達したＸ線強度（Ｘ線線量）は図３に示す様な分布を有していて、胸壁側で大きく、反胸壁側で小さい。このため、放射線画像変換パネル５にはその影響を受けた画像が記録されることになる。その影響と本発明により補正した結果を図解して示したのが図４である。

まず、図４（ａ）に示したのが、図３の如くＸ線線量に分布があるＸ線が被写体３に照射され撮影される状況を模式的に示した図（上側の図）と、感応性が均一な放射線画像変換パネルに記録後、これを発光させた場合に得られる輝度の分布を模式的に示す図（下側の図）である。

図４（ｂ）は実際にＸ線撮影した結果を示すものである。図の上側に示す従来の放射線画像変換パネルを用いた場合には、特に放射線画像変換パネル上に輝度分布がなく、その場合には最終的に得られるＸ線画像は、胸壁側のＸ線線量が大きいので濃度が高く、反胸壁側では濃度が薄くなる。

しかし、本発明の如く放射線画像変換パネルの輝度に分布があり、非胸壁側では高輝度に成るよう設計された放射線画像変換パネルを用いれば、図４（ｂ）の下側の図に示す如く、全体が均一な画像が得られ、診断上の精度を上げることが出来る。

〔放射線画像検出媒体（放射線画像変換パネル）〕
本発明に好ましく用いることが出来る放射線画像検出媒体は、通常は支持体、該支持体上に成膜された輝尽性蛍光体層及び保護層を有し、支持体と保護層の層間に輝尽性蛍光体の周縁部を取り囲む封着剤或いはスペーサと封着剤が設けられ密閉された放射線画像変換パネルである。

本発明の放射線画像変換パネルは胸壁側と非胸壁側では発光輝度が異なるが、その製法については幾つかのものがあり、特に限定されるべきものではない。

代表的なものとしては、まず、輝尽性蛍光体層の層厚を変える方法がある。それには、支持体上に輝尽性蛍光体層をスライドホッパー塗布し、その塗布量を幅方向で変えるためにスライドホッパーの塗布液流出口１１の形状を図５（ａ）の如く、幅方向で開口部の大きさを変えたものを用いる（通常は図５（ｂ）の如く幅方向で開口部の大きさは一定）。此により、支持体１２上に塗布された輝尽性蛍光体層１３は図６（ａ）の如く、その幅方向の位置により膜厚を変化させることができる（通常は図６（ｂ）の如く幅方向で膜厚は一定）。

また、蒸着法にて製造する場合においては、図７に示す如く幅方向に次第に高膜厚となるよう次第に蒸着源１４の表面積を大きくし、単位面積当たりに支持体に蒸着される量を変えることが出来る。無論、蒸着源と支持体間の距離を変えることによっても輝尽性蛍光体層の層厚を変えることが出来る。

更に、放射線画像変換パネルの発光輝度に分布を持たせるには、発光輝度が異なる輝尽性蛍光体を分布させる方法もある。そのためには、スライドホッパー塗布方法による場合には、スライドホッパーの塗布液流出口１１を図８の１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄの如く、幾つかに分割し次第に発光輝度が変化する輝尽性蛍光体塗布液を塗布すればよい。あるいは、蒸着法を用いる場合には、輝尽性蛍光体層となったときその発行輝度が次第に変わる様、蒸着源１４を並べて輝尽性蛍光体層を形成させることにより作製することが出来る。

本発明の放射線画像検出媒体に用いられる輝尽性蛍光体として、塗布型は特開平２−５８５９３号公報に記載の一般式ａＢａＸ_２・（１−ａ）ＢａＹ_２：ｂＥｕ^２＋（式中、Ｘ、Ｙは、それぞれ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉの少なくとも１種を表し、Ｘ≠Ｙであり、ａ、ｂは、０＜ａ＜１、１０^−５＜ｂ＜１０^−１を満たす数を表す。）で表される輝尽性蛍光体、特開昭６１−７２０８７号公報に記載の一般式ＭIＸ・ａＭIIＸ’_２・ｂＭIIIＸ”_３：ｃＡ（但し、ＭIは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓの少なくとも１種のアルカリ金属を表し、ＭIIは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃｕ、Ｎｉの少なくとも１種の２価の金属を表し、ＭIIIは、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎの少なくとも１種３価の金属を表し、Ｘ、Ｘ’、Ｘ”は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉの少なくとも１種のハロゲンを表し、Ａは、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｃｅ、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｈｏ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｅｒ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｓｍ、Ｙ、Ｔｌ、Ｎａ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｍｇの少なくとも１種の金属を表し、ａ、ｂ、ｃは、０≦ａ＜０．５、０≦ｂ＜０．５、０≦ｃ＜０．２を満たす数を表す）で表されるアルカリハイドロイド輝尽性蛍光体、特開昭５５−１２１４５号公報に記載の一般式（Ｂａ_１−ｘ（ＭI）_ｘ）ＦＸ：ｙＡ（但し、ＭIは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｃｄの少なくとも１種を表し、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉの少なくとも１種を表し、Ａは、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｃｅ、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｈｏ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｅｒの少なくとも１種を表し、ｘ、ｙは、０≦ｘ＜０．６、０≦ｙ＜０．２を満たす数を表す。）で表される輝尽性蛍光体、特開昭５５−１６００７８号公報に記載の一般式ＭIＦＸ・ｘＡ：ｙＬｎ（ＭIは、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｚｎ、Ｃｄの少なくとも１種を表し、ＡはＢｅＯ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＧｅＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５、ＴｈＯ_２の少なくとも１種を表し、Ｌｎは、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｃｅ、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｈｏ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｅｒ、Ｓｍ、Ｇｄの少なくとも１種を表し、ＸはＣｌ、Ｂｒ、Ｉの少なくとも１種を表し、ｘ、ｙは５×１０^−５≦ｘ≦０．５、０＜ｙ≦０．２を満たす数を表す）で表される輝尽性蛍光体が挙げられる。

蒸着型は特開２００４−２０５３５４号公報に記載の一般式Ｍ１Ｘ・ａＭ２Ｘ’_２・ｂＭ３Ｘ”_３：ｅＡ（Ｍ１はＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓからなる群から選ばれる少なくとも１種のアルカリ金属であり、Ｍ２はＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｃｕ及びＮｉからなる群から選ばれる少なくとも一種の二価金属であり、Ｍ３はＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ａｌ、Ｇａ及びＩｎからなる群から選ばれる少なくとも一種の三価金属であり、Ｘ、Ｘ’及びＸ”はＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、及びＩからなる群から選ばれる少なくとも一種のハロゲンであり、ＡはＥｕ、Ｔｂ、Ｉｎ、Ｇａ、Ｃｓ、Ｃｅ、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｈｏ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｅｒ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｓｍ、Ｙ、Ｔｌ、Ｎａ、Ａｇ、Ｃｕ及びＭｇからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属であり、ａ、ｂ、ｅはそれぞれ０≦ａ＜０．５、０≦ｂ＜０．５、０＜ｅ≦０．２の範囲の数値）で表される輝尽性蛍光体が挙げられる。

なお、同一放射線画像変換パネル上における前記発光輝度の差は５〜５０％であることが、本発明の効果を発揮させる上で好ましい。

以下、図２の如く構成されたマンモグラフィー用放射線画像撮影システムを用いて、本発明を具体的に説明する。しかし、本発明の実施態様は、無論これらに限定されるものではない。

〔放射線画像変換パネル１〜６の作製（塗布法）〕
図５（ａ）および（ｂ）の形状の塗布液流出口１１を有するスライドホッパーを用いて、支持体上に輝尽性蛍光体ＣｓＢｒ：Ｅｕの塗布液を塗布して乾燥し、図６（ａ）および（ｂ）の断面形状を有する輝尽性蛍光体板を作製し、各々樹脂の保護層を有し、支持体と保護層の層間に輝尽性蛍光体の周縁部を取り囲む封着剤が設けられ、密閉された放射線画像変換パネル１及び２を作製した。
また、図５（ａ）および（ｂ）の形状の塗布液流出口１１を有するスライドホッパーを用いて、支持体上に輝尽性蛍光体ＢａＦＩ：Ｅｕの塗布液を塗布して乾燥し、図６（ａ）および（ｂ）の断面形状を有する輝尽性蛍光体板を作製し、各々樹脂の保護層を有し、支持体と保護層の層間に輝尽性蛍光体の周縁部を取り囲む封着剤が設けられ、密閉された放射線画像変換パネル３及び４を作製した。

次に、図８の如き塗布液流出口を有するスライドホッパーにおいて、塗布液流出口１１ａからは高発光輝度の輝尽性蛍光体（ＣｓＢｒ：１．０Ｅｕ）塗布液を、塗布液流出口１１ｄからは低発光輝度の輝尽性蛍光体（ＣｓＢｒ：０．８Ｅｕ）塗布液を、塗布液流出口１１ｂからは高発光輝度の輝尽性蛍光体塗布液を０．６５と、低発光輝度の輝尽性蛍光体（ＣｓＢｒ：０．８Ｅｕ）塗布液を０．３５の比率で混合したものを、さらに、塗布液流出口１１ｃからは高発光輝度の輝尽性蛍光体塗布液を０．３５と、低発光輝度の輝尽性蛍光体（ＣｓＢｒ：０．８Ｅｕ）塗布液を０．６５の比率で混合したものを各々等液量流出させて支持体上に塗布した。これを用いて樹脂の保護層を有し、支持体と保護層の層間に輝尽性蛍光体の周縁部を取り囲む封着剤が設けられ、密閉された放射線画像変換パネル５を作製した。

また、図８の如き塗布液流出口を有するスライドホッパーにおいて、塗布液流出口１１ａからは高発光輝度の輝尽性蛍光体（ＢａＦＩ：１．０Ｅｕ）塗布液を、塗布液流出口１１ｄからは低発光輝度の輝尽性蛍光体（ＢａＦＩ：０．８Ｅｕ）塗布液を、塗布液流出口１１ｂからは高発光輝度の輝尽性蛍光体塗布液を０．６５と、低発光輝度の輝尽性蛍光体（ＣｓＢｒ：０．８Ｅｕ）塗布液を０．３５の比率で混合したものを、さらに、塗布液流出口１１ｃからは高発光輝度の輝尽性蛍光体塗布液を０．３５と、低発光輝度の輝尽性蛍光体（ＣｓＢｒ：０．８Ｅｕ）塗布液を０．６５の比率で混合したものを各々等液量流出させて支持体上に塗布した。これを用いて樹脂の保護層を有し、支持体と保護層の層間に輝尽性蛍光体の周縁部を取り囲む封着剤が設けられ、密閉された放射線画像変換パネル６を作製した。

〔放射線画像変換パネル７、８作製（蒸着法）〕
図７の如く、蒸着源の表面積を変えて輝尽性蛍光体（ＣｓＢｒ：Ｅｕ）の蒸着を行った他は放射線画像変換パネル１と同様にして、放射線画像変換パネル７を作製した。

通常行われる様に、蒸着源の表面積を均一にした他は放射線画像変換パネル７と同様にして、放射線画像変換パネル８を作製した。

〔マンモグラフィー放射線画像撮影〕
図２に示される構成を有するマンモグラフィー用放射線画像撮影システムを用い、放射線発生装置の管電圧は３０ｋＶにてＸ線撮影画像を作製し、その胸壁部と非胸壁部での画像濃度を比較した。

本発明の範囲内の放射線画像変換パネル１、３、５、６及び７は、非画像部の発光輝度は均一で、最高発光輝度を１とした時、最低発光輝度との輝度差が０．２以内であった。一方、本発明の範囲外の放射線画像変換パネル２、４及び８は、非画像部の発光輝度が不均一であり、最高発光輝度を１とした時、最低発光輝度との輝度差が０．２より大きかった。このため、非胸壁部の乳房の輪郭は非画像部と明瞭に区別出来ないＸ線画像しか得られなかった。

本発明により、胸壁側から反胸壁側に向かってＸ線照射線量が減少しても、特に診断のために必要な乳房領域の周辺部においても、診断に適した濃度の高い画像が得られるマンモグラフィー用放射線画像撮影システム、及びそれに用いるに適した放射線画像変換パネルを提供することができる。

Claims (2)

1. 被写体に放射線を照射して被写体の放射線透過画像情報を放射線画像変換パネルに記録するマンモグラフィー用放射線画像撮影システムにおいて、該放射線画像変換パネルの反胸壁側の発光輝度が胸壁側に比して高くなるようにしたことを特徴とするマンモグラフィー用放射線画像撮影システム。
2. 請求の範囲第１項に記載のマンモグラフィー用放射線画像撮影システムに用い、胸壁側より反胸壁側において高輝度を持たせたことを特徴とする放射線画像変換パネル。