(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
輝尽性蛍光体を励起可能な波長の光を発生する励起光源と、励起光源から出力された励起光をイメージングプレートに長方形状に照射し走査する照射・走査機構と、前面及び後面を光の透過できる構造とした輝尽性蛍光体を検出媒体とするイメージングプレートと、輝尽性蛍光の波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタと、輝尽性蛍光により励起可能なファイバ状の波長シフターを面状に並べた構造の波長シフター束と、波長シフターにより波長シフトされた蛍光の波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタと、波長シフター束の各波長シフター毎に放出される蛍光を光学系とストリーク管とＣＣＤカメラから構成される一次元横軸画像を時間的に掃引し蓄積することが可能なマルチチャネル検出器と、マルチチャンネルの検出器信号を処理しデジタル化し放射線画像として構成する信号処理装置から構成されるイメージングプレートの放射線画像読み出し装置であって、
励起光源から出力された励起光を照射・走査機構を用いてイメージングプレートの前面から照射し走査する際に、一方をイメージングプレートの横幅の長さあるいはそれ以上とし一方をイメージングプレートの縦方向の読み出し位置分解能に相当する長さとした長方形状の励起光を用いて、イメージングプレートの縦方向に移動させてイメージングプレートを走査し、イメージングプレートの後面から放出される輝尽性蛍光を、イメージングプレートの後面に配置した輝尽性蛍光の波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタを通した後、長方形状の励起光に直角に配置したイメージングプレートの横方向の読み出し位置分解能に相当する幅で長さがイメージングプレートの縦幅あるいはそれ以上の長さのファイバ状の波長シフターを面状に並べた構造の波長シフター束に導き、波長シフター毎に輝尽性蛍光を波長シフトし、それぞれの波長シフターにより波長シフトされた蛍光をこの蛍光の波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタを通した後、光学系とストリーク管とＣＣＤカメラから構成される一次元横軸画像を時間的に掃引し蓄積することが可能なマルチチャネル検出器で検出し、ストリーク管の蛍光面に得られる二次元ストリーク像を、ＣＣＤカメラで検出し蓄積し、蓄積された信号を信号処理装置により読み出しデジタル化し、放射線画像として再構成する際に、時間により掃引するストリーク管の縦軸を照射・走査装置により走査される長方形状の励起光のイメージングプレート走査位置に同期して掃引することを特徴としたイメージングプレートの放射線画像読み出し装置。
【請求項２】
透明度のある輝尽性蛍光ガラスを材料とした輝尽性蛍光ガラス光ファイバを面状に配置した構造の、放射線により輝尽性蛍光ガラス内部に作成されたカラーセンターに励起光を照射することにより放出される輝尽性蛍光を放射線信号として読み取り放射線画像とするイメージングプレートと、輝尽性蛍光ガラスを励起可能な波長の光を発生する励起光源と、励起光源から出力された励起光をイメージングプレートに長方形状に照射し走査する照射・走査機構と、光ファイバ束と、輝尽性蛍光の波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタと、この光学フイルタから放出される輝尽性蛍光を、光学系とストリーク管とＣＣＤカメラから構成される一次元横軸画像を時間的に掃引し蓄積することが可能なマルチチャネル検出器と、マルチチャンネルの検出器信号を処理しデジタル化し放射線画像として構成する信号処理装置から構成されるイメージングプレートの放射線画像読み出し装置であって、
励起光源から出力された励起光を照射・走査機構を用いて、輝尽性蛍光ガラス光ファイバを素材としたイメージングプレートに照射し走査する際に、一方をイメージングプレートの横幅の長さあるいはそれ以上とし一方をイメージングプレートの縦方向の読み出し位置分解能に相当する長さとした長方形状の励起光を用いて、イメージングプレートの素材である輝尽性蛍光ガラス光ファイバに沿った方向に移動させてイメージングプレートを走査し、イメージングプレートの各輝尽性蛍光ガラス光ファイバから放出される輝尽性蛍光を光ファイバで取り出し、輝尽性蛍光の波長を中心波長とするバンドパス光学フイルタを通した後、光学系とストリーク管とＣＣＤカメラから構成される一次元横軸画像を時間的に掃引し蓄積することが可能なマルチチャネル検出器で検出し、ストリーク管の蛍光面に得られる二次元ストリーク像を、ＣＣＤカメラで検出し蓄積し、蓄積された信号を信号処理装置により読み出しデジタル化し、放射線画像として再構成する際に、時間により掃引するストリーク管の縦軸を照射・走査装置により走査される長方形状の励起光のイメージングプレート走査位置に同期して掃引することを特徴としたイメージングプレートの放射線画像読み出し装置。
【請求項３】
輝尽性蛍光体を励起可能な波長の光を発生する励起光源と、励起光源から出力された励起光をイメージングプレートに長方形状に照射する照射機構と、輝尽性蛍光体を検出媒体とするイメージングプレートと、励起光の照射により放出される輝尽性蛍光をその先端から集光する光ファイバを一列に並べた構造の光ファイバ束と、照射機構の長方形状励起光の出力部と光ファイバ束を移動する移動部とそれを駆動する駆動部から構成される走査機構と、輝尽性蛍光の波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタと、光ファイバ束から出力される輝尽性蛍光を光学系とストリーク管とＣＣＤカメラから構成される一次元横軸画像を時間的に掃引し蓄積することが可能なマルチチャンネル光検出器と、マルチチャンネルの検出器信号を信号処理する信号処理装置から構成されるイメージングプレート読み取り装置において、
走査機構の移動部に装着された照射機構の長方形状励起光の出力部から、一方をイメージングプレートの横幅の長さあるいはそれ以上とし一方をイメージングプレートの縦方向の読み出し位置分解能に相当する長さとした長方形状の励起光を出力してイメージングプレートの前面に照射し、放出される長方形状の輝尽性蛍光を走査機構の移動部に装着した光ファイバを１列に並べた構造の光ファイバ束により集光し、輝尽性蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタを通し、光学系とストリーク管とＣＣＤカメラから構成される一次元横軸画像を時間的に掃引し蓄積することが可能なマルチチャネル検出器で検出し、ストリーク管の蛍光面に得られる二次元ストリーク像を、ＣＣＤカメラで検出し蓄積し、蓄積された信号を信号処理装置により読み出しデジタル化し、放射線画像として再構成する際に、時間により掃引するストリーク管の縦軸を照射・走査装置により走査される長方形状の励起光のイメージングプレート走査位置に同期して掃引することを特徴としたイメージングプレートの放射線画像読み出し装置。
【請求項４】
請求項１−３おいて、長方形状の励起光をイメージングプレートの縦幅の始点から縦幅の終点位置まで連続的に繰り返し走査させる際に、ストリーク管の蛍光面に得られる二次元ストリーク像を、２個以上のＣＣＤカメラをイメージングプレートの走査動作と同期して切り替えて使用して検出し蓄積し、検出し蓄積する動作を行っている間に他のＣＣＤカメラ内に既に蓄積された放射線画像データを読み出すことにより、ＣＣＤカメラ内に蓄積された放射線画像データの読み出しにかかる時間の間、走査動作を止めることなく、放射線を位置を固定したイメージングプレートに照射しながら連続的に放射線画像を読み出す装置。
【請求項５】
請求項４において、２個以上のＣＣＤカメラを回転台に一定角度で配置し、長方形状の励起光をイメージングプレートに繰り返し照射する走査動作に同期させて移動し、ストリーク管の蛍光面に得られた二次元ストリーク像位置に停止させて作動させ、検出し蓄積する動作を行っている間に他のＣＣＤカメラ内に既に蓄積された放射線画像データを読み出すことにより、ＣＣＤカメラ内に蓄積された放射線画像データの読み出しにかかる時間の間、走査動作を止めることなく、放射線を位置を固定したイメージングプレートに照射しながら連続的に放射線画像を読み出す装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、輝尽性蛍光体と中性子を電離可能な放射線に変換する中性子コンバータ材であるＧｄ、6Ｌｉあるいは10Ｂを一種類以上混合、あるいは組み合わせた中性子検出用のイメージングプレートを用いることにより、オフラインで中性子イメージングプレートの２次元中性子画像を読み出す、あるいは中性子をイメージングプレートに照射しながら連続的に２次元中性子画像を読み出す装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線検出媒体として輝尽性蛍光体を用いたイメージングプレート内に２次元的に記録された放射線画像の読み出し方法に関するものであり、特にイメージングプレート内の放射線画像を高速に読み出すこと、及び放射線を照射しながら連続的に放射線画像を読み出すことを特徴とした方法である。このため、医療Ｘ線診断、Ｘ線構造解析研究、中性子構造解析研究、Ｘ線あるいは中性子を用いたオートラジオグラフィ等の高速処理及び実時間放射線画像検出を用いた動的な事象の把握に使用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来から使用されてきた放射線検出媒体として輝尽性蛍光体を用いたイメージングプレート内に２次元的に記録された放射線画像の読み出し方法を図１１に示す。放射線を照射したイメージングプレート２０１は搬送用ベルト２０２に装着した後、移動しながら、励起用光源２０３から発生した励起光２０４を細く絞りガルバノミラー２０５によりその面上を走査する。通常、励起光としてはレーザー光を用いている。励起光２０４により発生した輝尽性蛍光２０６は光ファイバ等を束ねた集光用ガイド２０７により導かれ、輝尽性蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタ２０８を通した後、光電子増倍管２０９で検出される。その後、信号処理装置２１０によりその強度に応じてデジタル信号化し放射線画像として構成することによりイメージングプレート２０１内に２次元的に記録された放射線画像を読み出している［Nucl.Instr.and Meth.,Ａ２４６，ｐ５７２−５７８（１９８６），現代科学、Ｎｏ．２２３，ｐ２９−３６（１９８９）］。また、イメージングプレートの搬送方法として、イメージングプレートをドラムに巻き付けて回転させ移動する方法も使用されている［Nucl.Instr.and Meth.,Ａ３１０，ｐ３６６−３６８（１９９１），放射線，Ｖｏｌ.２３，Ｎｏ.２，ｐ．４３−５１（１９９５）］。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のイメージングプレートの放射線画像読み出し方法にあっては、イメージングプレートを搬送台あるいはドラムに装着した後、移動しながら細く絞られたレーザー光でイメージングプレート面上を２次元的に一画素毎に走査する方法が取られていた。このため、全面の放射線画像を読み込むのに時間がかかった。また、２次元の片方の軸を読み取るためにイメージングプレートをメカニカルに移動する機構を用いていることから、移動速度に限界がありかつメカニカルな方法のため故障等の要因も大きいといった問題点があった。従って、放射線を照射しながら高速で放射線画像を読み出す必要のある実時間放射線画像検出も困難であった。
【０００４】
さらに、励起光を照射し輝尽性蛍光を検出する際、励起光の入射面と同じ面からの輝尽性蛍光を検出するため、放射線画像のバックグラウンドとなりうる高強度の励起光の散乱光による影響を受けやすいシステムとなっていた。従って、散乱光の影響をさけるため、イメージングプレートの表面加工に工夫を行うと共に集光ガイドによる輝尽性蛍光の集光等に工夫がなされてきた。
【０００５】
本発明は、イメージングプレート内の放射線画像を、高速に読み出すこと、励起光の散乱光による影響を少なく低バックグラウンドで読み出すこと、感度良く読み出すこと、メカニカルに動作する部分を少なくし故障要因を少なくすること及びイメージングプレートに放射線を照射しながら実時間で連続的に放射線画像を読み出しデジタル画像として記憶することなどを可能としたイメージングプレートの放射線画像読み出し方法を提供することを主な目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、イメージングプレートの検出媒体である輝尽性蛍光体内部に放射線により作成されたカラーセンターからの輝尽性蛍光を読み出す励起光をイメージングプレートの前面に長方形状に照射すると共に、イメージングプレートの後面からの輝尽性蛍光を波長シフターを面状に並べた構造の波長シフター束を長方形状の励起光に直角に配置して検出することにより、２次元的に記録された放射線画像を読み出している。このため、長方形状の励起光を移動し走査動作を行うことによりイメージングプレートの放射線画像の全部を読み出すことが可能となるため、高速に読み出しを行うことができる。また、イメージングプレートを走査台に固定して長方形状の励起光を照射し走査する方式のため、メカニカルな部分は一方向の走査機構となり、故障要因を少なくすることができる。
【０００７】
前面及び後面を光の透過できる構造とした輝尽性蛍光体を検出媒体とするイメージングプレートを用いて、励起光をイメージングプレートの前面から照射し、イメージングプレートの後面から放出される輝尽性蛍光を検出する方法を用いている。このため、輝尽性蛍光と同時に出てくる励起光の散乱光は、最初にイメージングプレートの後に配置した輝尽性蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタを用いてほとんど除去される。また、この光フィルタを漏えいしてくる励起光の散乱光はファイバ状の波長シフターに直角方向から入射するため波長シフター内に直接入射し波長シフター内を伝搬する割合は非常に小さい。さらに、この後波長シフターにより波長シフトされた蛍光をこの蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタを通過させることにより、励起光の散乱光が光検出器に入射し放射線画像のバックグラウンドとなることを防止している。
【０００８】
また、透明度のある輝尽性蛍光ガラスを材料とした輝尽性蛍光ガラス光ファイバを面状に配置した構造のイメージングプレートを用いる。このイメージングプレートを用いた場合、輝尽性蛍光ガラス自身がファイバであるため、効率良く放射線により作成されたカラーセンターからの輝尽性蛍光を読み出すことが可能となる。読み出し方法は上記の方法がそのまま使用でき、長方形状の励起光を移動し走査動作を行うことによりイメージングプレートの放射線画像を読み出すことが可能となるため、高速にかつ感度良く読み出しを行うことができる。
【０００９】
従来、光検出器として使用されてきた光電子増倍管に代わって、光学系と、ストリーク管と、ＣＣＤカメラから構成するマルチチャンネル光検出器を用いる。光電面、スリット付き加速電極、偏向器、マイクロプレートチャンネル及び蛍光面から構成されるストリーク管を用い、蛍光を光学系を通した後ストリーク管の横軸に入射し、時間により偏向器を掃引するストリーク管の縦軸をイメージングプレートの縦方向の読み出し位置に対応して掃引させることにより蛍光面にストリーク像を得る。得られたストリーク像を２次元の撮像が可能なＣＣＤカメラで検出し蓄積し、蓄積された信号を信号処理装置により読み出しデジタル化することによりイメージングプレート内に２次元的に記録された放射線画像を読み出す。本マルチチャンネル光検出器を用いることにより、輝尽性蛍光の検出、蛍光量の積分及び大量のデータの蓄積を非常に短時間で行うことができる。一方、光電子増倍管を用いた場合、用いる波長シフターの個数だけ必要とし、その後にも同じ個数の信号増幅器、積分器及びアナログ・デジタルコンバータを用意する必要があり膨大な量のモジュールを用いる必要があるが、実時間処理ができるという特長を持つ。また、アナログ・デジタルコンバータにより信号をデジタル化する時間がデッドタイムとなり、走査時間を決定する要因の１つとなる。
【００１０】
また、光学系と、ストリーク管と、ＣＣＤカメラから構成するマルチチャンネル光検出器を効果的に用いる方法として、光ファイバを介して輝尽性蛍光を集光し検出する方法も考案した。輝尽性蛍光体を検出媒体とするイメージングプレート、輝尽性蛍光体を励起可能な波長の光を発生する励起光源、励起光源から出力された励起光を長方形状に照射する機構、励起光の照射により発生した長方形状の輝尽性蛍光を測定するための光ファイバを１列に並べた構造とし、その先端から蛍光を入射し集光する光ファイバ束、励起光を長方形状に照射する機構と光ファイバ束を移動部に装着し同時に移動させてイメージングプレート全体を走査するための走査機構、輝尽性蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタ、光ファイバ束から出力される輝尽性蛍光をマルチチャンネルで検出するための光学系とストリーク管とＣＣＤカメラを組み合わせたマルチチャンネル検出器及びマルチチャンネルの検出器信号を信号処理する信号処理装置から構成するイメージングプレート読み取り装置を用いる。本装置において、光ファイバ束により集光された輝尽性蛍光を輝尽性蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタを通し、光学系を通した後ストリーク管の横軸に入射し、時間により掃引するストリーク管の縦軸をイメージングプレートの縦方向の読み出し位置に対応して掃引させることによって、ストリーク管の蛍光面に得られるストリーク像を、ＣＣＤカメラで検出し蓄積し、蓄積された信号を信号処理装置により読み出しデジタル化し放射線画像として構成することによりイメージングプレート内に２次元的に記録された放射線画像を読み出すことができる。
【００１１】
以上のように高速にイメージングプレートの放射線画像信号を検出し蓄積しデジタル化し信号処理装置内のデータ記憶装置に記憶させる動作を行うことが可能となった。このため、長方形状の励起光をイメージングプレートの縦幅の始点から縦幅の終点位置まで連続的に繰り返し走査する動作と、イメージングプレートの放射線画像信号を検出し蓄積しデジタル化し信号処理装置内の記憶装置に記憶させる動作との同期を取ることにより、放射線をイメージングプレートに照射しながら連続的に２次元放射線画像を読み出すことができる。
【００１２】
しかし、光学系と、ストリーク管と、ＣＣＤカメラから構成するマルチチャンネル光検出器を用いた場合、ＣＣＤカメラに蓄積された全データをデジタル化し信号処理装置に取り込むのに時間を必要とするため、この間励起光による走査動作を止める必要がある。この問題を解決するため、ストリーク管の蛍光面に得られたストリーク像を２個以上のＣＣＤカメラをイメージングプレートの走査動作と同期して切り替えて使用して検出し蓄積し、検出し蓄積する動作を行っている間に他のＣＣＤカメラ内に既に蓄積された放射線画像データを読み出すことにする。これにより、ＣＣＤカメラ内に蓄積された放射線画像データの読み出しにかかる時間の間、走査動作を止めることなく、放射線をイメージングプレートに照射しながら連続的に２次元放射線画像を読み出すことができる。
【００１３】
２個以上のＣＣＤカメラを切り替えて用いる方法として、ＣＣＤカメラを回転台に一定角度で配置し、長方形状の励起光をイメージングプレートに繰り返し照射する走査動作に同期させて移動しストリーク管の蛍光面に得られたストリーク像位置に停止させて作動させ、検出し蓄積する動作を行っている間に他のＣＣＤカメラ内に既に蓄積された放射線画像データを読み出すこととする。これにより、ＣＣＤカメラ内に蓄積された放射線画像データの読み出しにかかる時間の間、走査動作を止めることなく、放射線をイメージングプレートに照射しながら連続的に２次元放射線画像を読み出すことができる。
【００１４】
以上においては、測定対象の放射線を直接イメージングプレートで測定できるＸ線、ガンマ線、ベータ線、アルファ線、粒子線等の電離放射線としてきたが、中性子を電離可能な放射線に変換する中性子コンバータ材であるＧｄ、6Ｌｉあるいは10Ｂを１種類以上、イメージングプレートの放射線検出媒体である輝尽性蛍光体と混合あるいは組み合わせた中性子検出用のイメージングプレートを用いることにより、２次元中性子画像を読み出すことができる。また、中性子用イメージングプレートを連続的に走査することにより、中性子を中性子用イメージングプレートに照射しながら連続的に２次元中性子画像を読み出すことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
励起光をイメージングプレートの前面に長方形状に照射すると共に、イメージングプレートの後面から長方形状に放出される輝尽性蛍光を、輝尽性蛍光により励起可能なファイバ状の波長シフターを面状に並べた構造の波長シフター束を長方形状の励起光に直角に配置して検出し２次元的に記録された放射線画像を読み出すことを可能とした。このため、長方形状の励起光をイメージングプレートを移動し走査動作を行うことによりイメージングプレートの放射線画像を高速に読み出すことができる。
【００１６】
輝尽性蛍光ガラス光ファイバを面状に配置した構造のイメージングプレートを用いることにより、輝尽性蛍光体自身が光ファイバであることを利用して効率良く放射線により作成されたカラーセンターからの輝尽性蛍光を読み出すことができる。
【００１７】
また、光学系と、ストリーク管と、ＣＣＤカメラから構成するマルチチャンネル光検出器を波長シフターを面状に並べた構造の波長シフター束により波長シフトされた蛍光を、光学フィルタを通し、光学系を通した後、ストリーク管の横軸に入射し、時間により掃引することが可能なストリーク管の縦軸をイメージングプレートの縦方向の読み出し位置に対応して掃引させる。ストリーク管の蛍光面に得られるストリーク像を２次元の撮像が可能なＣＣＤカメラで検出し蓄積し、蓄積された信号を信号処理装置により読み出しデジタル化することによりイメージングプレート内に２次元的に記録された放射線画像を読み出すことができる。
【００１８】
一方、マルチチャンネル光検出器として、光学系と、ストリーク管と、ＣＣＤカメラから構成する検出器を用い、励起光の照射により発生した長方形状の輝尽性蛍光を光ファイバを並列に並べた構造の光ファイバ束の先端に入射し集光し、他端から出力される蛍光をストリーク管の横軸に入射すると共にストリーク管の縦軸をイメージングプレートの縦方向の読み出し位置に対応して掃引させる。この操作により得られたストリーク像をＣＣＤカメラで検出し蓄積し、蓄積された信号を信号処理装置により読み出しデジタル化することによりイメージングプレート内に２次元的に記録された放射線画像を読み出すことができる。
【００１９】
ストリーク管の蛍光面に得られたストリーク像を回転台等に装着した２個以上のＣＣＤカメラをイメージングプレートの走査動作と同期して移動し切り替えて使用することにより、ＣＣＤカメラ内に蓄積された放射線画像データの読み出しにかかる時間の間、走査動作を止めることなく、放射線をイメージングプレートに照射しながら連続的に２次元放射線画像を読み出すことができる。
【００２０】
さらに、イメージングプレートとして、中性子に有感な中性子イメージングプレートを用いることにより上記作用を中性子画像の読み出しに使用することができる。
【００２１】
【実施例】
図１を参照して、本発明の実施例によるイメージングプレートの放射線画像読み出し方法を説明する。
【００２２】
図１において、１は輝尽性蛍光体を励起可能な波長の光を発生する励起光源、２は励起光源から出力された励起光３をイメージングプレートの信号読み出し位置に長方形状に照射するための照射・走査機構、４は長方形状の励起光、５は前面及び後面を光の透過できる構造として輝尽性蛍光体を検出媒体とするイメージングプレート、６は輝尽性蛍光、７は輝尽性蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタ、８は輝尽性蛍光により励起可能なファイバ状の波長シフター、９は波長シフターを面状に並べた波長シフター束、１０は波長シフターにより波長シフトされた蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタ、１１はこの光学フィルタから出てくる波長シフター束の各波長シフター毎に波長シフトされた蛍光１２をマルチチャンネルで検出可能な光検出器、１３はマルチチャンネルの検出器信号を処理しデジタル化し放射線画像として構成する信号処理装置及び１４は放射線画像を記憶するための記憶装置をそれぞれ示す。また、照射・走査機構２は、励起光源用光ファイバ１５、ミラー１６及びミラーを微動する微動機構１７から構成される。
【００２３】
実施例として読み取りの対象となるイメージングプレート５を市販されている富士写真フィルム製ＢＡＳシリーズのイメージングプレートとする。但し、市販品のイメージングプレートの後面は透明ではないが、透明なものを作製することは容易である。このイメージングプレート５に使用されている主な輝尽性蛍光体は、ＢａＦＢｒ：Ｅｕ2+である。この輝尽性蛍光体の励起可能な波長帯は４９０ｎｍから６８０ｎｍ（最大効率の半分の効率以上を示す波長帯）である。また、励起光３の照射により放出される輝尽性蛍光６の波長は３９０ｎｍである。
【００２４】
実施例では、この輝尽性蛍光体について述べるが、他の輝尽性蛍光体としてＫＣｌ：Ｅｕ2+、ＲｂＢｒ：Ｔｌ、ＳｒＳ：Ｅｕ、Ｓｍ等を検出媒体としたイメージングプレートについても条件を変えることにより読み取り対象となりうる。
【００２５】
また、励起光を熱源とした場合、熱蛍光現象を示す蛍光体を放射線検出媒体とするプレートの２次元放射線画像の読みとりにも応用が可能である。
【００２６】
本発明のイメージングプレート５の放射線画像読み出し方法においては、放射線によりイメージングプレート５の検出媒体である輝尽性蛍光体内部に作成されたカラーセンターに励起光３を照射することにより放出される輝尽性蛍光６を放射線信号として読み取る際に、一方をイメージングプレート５の横幅の長さ以上とし一方をイメージングプレート５の縦方向の読み出し位置分解能に相当する長さとした長方形状の励起光４を用いることを特長とする。
【００２７】
励起光３を作り出す励起光源１としてはレーザー光源を用いる。必要な出力は、従来の１画素を読み取る場合に比較して長方形状となることから一度に読み取る画素に応じて増加する必要がある。短時間での読み出しを考慮した場合、４００画素の場合には５Ｗ以上の出力が必要となる。波長はイメージングプレート５の検出媒体である輝尽性蛍光体の輝尽性蛍光６を励起できる波長を用いる。読み取り対象である富士写真フィルムのＢＡＳシリーズイメージングプレートの輝尽性蛍光体はＢａＦＢｒ：Ｅｕ2+であるため、励起可能な波長帯は４９０ｎｍから６８０ｎｍである。高出力が容易に得られるこの波長帯のレーザーとしては半導体レーザー励起のグリーンレーザー（５３２ｎｍ）等が使用可能である。
【００２８】
次に、この励起光源１を用いて長方形状の励起光４を作成し照射するための照射・走査機構２について述べる。長方形状の励起光４を作成する方法としては、多数の光ファイバを束として用いて一端を円状に一端を長方形状とした励起光源用光ファイバ束の円状部分に励起光を入射することにより得る方法を用いる。この方法の場合、励起光の出力が足りない場合には、光ファイバ束を分割しそれぞれに励起光源を用いることにより、励起光の出力を上げることが容易にできる。また、レンズやミラー等を組み合わせた光学系により長方形状の励起光を作成する方法を用いることもできる。
【００２９】
また、１つ１つの出力は小さいが、半導体レーザーあるいは超高輝度ＬＥＤを多数並列に配置し長方形状の励起光源を最初から作り出す方法あるいはこれらの光源と長方形状の光ファイバ束との組合わせによる方法も使用することができる。なお半導体レーザーを適用する場合、富士写真フィルムのＢＡＳシリーズイメージングプレートの読み出し用励起光源として通常使用されているＨｅ−Ｎｅレーザーの波長６３２ｎｍに近い６３５ｎｍの波長のタイプの半導体レーザーが最適と考えられる。また、長方形状の光源を用いる場合には、光源を固定してイメージングプレートに直接照射し、イメージングプレートを移動することにより走査する方法も走査速度は遅くなるが簡便な方法として用いることができる。
【００３０】
励起光の長方形状の大きさは、走査するイメージングプレート５の大きさと必要とする位置分解能に大きく依存する。実施例では、読み取るイメージングプレート５の大きさを横２０ｃｍ、縦２０ｃｍとし、位置分解能を０．５ｍｍとする。この場合、必要とする長方形状の励起光４の大きさは２０ｃｍ×０．５ｍｍである。
【００３１】
作成された長方形状の励起光４を面状のミラー１６を微動機構１７により制御しイメージングプレート５の前面から照射する。この時、面状のミラーを制御し、長方形状の励起光４を一定速度あるいは適当な時間間隔で一定の位置幅毎にイメージングプレート５の縦方向に移動させてイメージングプレート５を走査する。走査速度は、励起光３により読み取り対象とする画素から輝尽性蛍光６をほぼ読みだすことができる時間に依存する。また、この読み取り時間は画素の大きさつまり位置分解能と励起光３の強度に依存する。市販のイメージングプレートの場合、０．５ｍｍ×０．５ｍｍの画素あたり１２．５ｍＷの励起光を照射した場合、５０μｓ程度の時間読み取りにかかる。このため、一定速度で走査する場合、走査速度は１０ｍ／ｓとなり非常に高速に走査することができる。この場合、イメージングプレート５の全面を走査し放射線画像を検出する時間は２０ｍｓと非常に短時間である。また、輝尽性蛍光体であるＢａＦＢｒ：Ｅｕ2+の輝尽性蛍光の寿命は０．８μｓと非常に短い。このため、読み取り時間は原理的には１μｓ程度まで短くすることが可能なため、励起光源１の出力増強等を行うことにより全面を走査し放射線画像を検出する時間は本実施例より一桁以上短くすることも可能である。
【００３２】
イメージングプレート５の後面から放出される輝尽性蛍光６はイメージングプレート５の後に配置した輝尽性蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタ１０を用いて通過させ励起光３の散乱光を除去する。実施例の場合、輝尽性蛍光６の波長は３９０ｎｍであるので、この光学フィルタ１０は中心波長が３９０ｎｍのものを使用する。
【００３３】
次に、本発明では輝尽性蛍光６を検出するために波長シフター８を用いる。波長シフター８の選択にあたっては、波長シフトされた蛍光１２の波長が励起光３の波長と光学フィルタ１０で十分分離可能な波長である必要がある。また、波長シフトされた蛍光１２の寿命はイメージングプレート５の縦方向の位置分解能と走査速度に影響するため、輝尽性蛍光６の寿命と同等あるいは短いことが望ましい。本実施例では輝尽性蛍光６の波長は３９０ｎｍであるので波長シフター８としては、励起波長幅が３２０ｎｍから３９５ｎｍで、蛍光波長の中心波長が４５０ｎｍの波長シフト性能を持つ蛍光性プラスチックファイバを用いる。波長シフトされた蛍光１２の寿命は０．１μｓ以下である。本ファイバの直径はイメージングプレート５の横方向の読み出し位置分解能に相当する幅とするため０．５ｍｍとし、その長さはイメージングプレート５の縦幅が２０ｃｍであること及び光検出器までの距離を考慮して５０ｃｍとする。イメージングプレート５の横幅に当たる２０ｃｍの長さの検出領域を確保するため、この蛍光性プラスチックファイバを４００本束ねて横方向に面状に並べた蛍光性プラスチックファイバ束９とする。この蛍光性プラスチックファイバ束９を長方形状の励起光に直角に配置して各蛍光性プラスチックファイバ８毎に輝尽性蛍光６を波長シフトする。波長シフトされた蛍光１２をこの蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタ１０を通過させて、励起光３の散乱光による影響を除去する。蛍光の中心波長が４５０ｎｍであることから、光学フィルタ１０も中心波長が４５０ｎｍのものを使用する。
【００３４】
実施例では、蛍光性プラスチックファイバ束を輝尽性蛍光の検出部から延長して光学フィルタまでもってきたが、検出部のみ蛍光性プラスチックファイバ束を用い、その後は伝播特性の良いガラス光ファイバを用いることもできる。この場合、検出部と信号処理部とが遠距離の場合特に有効である。
【００３５】
なお、実施例では波長シフターとして蛍光性プラスチック光ファイバを用いたが、蛍光ガラス光ファイバも用いることができる。また、形状は円形を用いたが、正方形あるいは長方形の方が検出効率が上がると考えられる。また、ファイバ状の波長シフターを２層以上に積層し検出効率をあげる方法も使用できる。
【００３６】
この後、波長シフトされた蛍光１２はマルチチャンネルで検出可能な光検出器１１で検出する。従来から用いられてきた光電子増倍管による検出方法による実施例を図２をもとに述べる。蛍光性プラスチックファイバ２１により波長シフトされた蛍光２０は光学フィルタ２２を通した後光電子増倍管２３により検出され、約１０００００倍に増幅した後、可変の増幅度を持つ信号増幅器２４により約１０倍増幅される。これらの増幅度は検出される輝尽性蛍光６の強度範囲により増減される。増幅された信号は後段の積分器２５により、励起光３をイメージングプレート５の画素に照射している間つまり５０μｓの間積分される。積分された信号のピーク値を次の段のアナログ・デジタルコンバータ２６によりデジタル信号化する。この後、積分器２５はリセット信号２７によりリセットされ次の画素の信号の積分を開始する。デジタル信号化された値は放出された輝尽性蛍光６の量に比例しており、従ってイメージングプレートの読み出し対象となる画素に照射された放射線の量に比例する。この信号処理には検出に用いる各蛍光性光ファイバ２１の数である４００回路が用いられる。デジタル化された信号は信号処理装置２８によりデータ処理され２次元的放射線画像のデジタルデータとして記憶装置２９に記憶される。１画素毎に光電子増倍管２３を使用して蛍光を検出し、積分しアナログ・デジタル変換を実時間で行っているため、検出し積分している時間とその後の信号処理時間に走査する画素数を掛け算した結果が一回の走査に必要とする時間であり、本実施例の場合、２０．４ｍｓとなる。
【００３７】
本発明では新しい素材のイメージングプレートとして、透明度のある輝尽性蛍光ガラスを材料とした輝尽性蛍光ガラス光ファイバを面状に配置した構造のイメージングプレートを用いる。実施例を図３に示す。輝尽性蛍光ガラスとしては、Ｘ線照射後、８００ｎｍから１０００ｎｍの波長の励起光を照射することにより緑色の輝尽性蛍光を放出する住田ガラス製の蓄光性ガラスを用いることができる。この蓄光性ガラスを材料として長さが２０ｃｍで直径が０．５ｍｍの輝尽性蛍光ガラス光ファイバ１２１を作り、４００本を平面上に並べる。この光ファイバを支持材であるプラスチック製シート１２２に透明度の高い接着材１２３により固定し、横幅の位置分解能が光ファイバの直径０．５ｍｍに対応する横２０ｃｍ、縦２０ｃｍの大きさの輝尽性蛍光ガラスイメージングプレート１２４とする。この光ファイバの輝尽性蛍光を読み出す端面については、光学研磨を行う。一方の端面は遮光する。
【００３８】
次に、この輝尽性蛍光ガラスイメージングプレートから放射線画像を読み出す装置及び方法についての実施例を図４に示す。図４において、１３１は輝尽性蛍光体を励起可能な波長の光を発生する励起光源、１３２は半導体レーザー、１３３は励起光源から出力された励起光１３４をイメージングプレートの信号読み出し位置に長方形状に照射するための照射・走査機構、１３５は長方形状の励起光、１３６は輝尽性蛍光ガラスイメージングプレート、１３７は輝尽性蛍光、１３８はガラス光ファイバ、１３９輝尽性蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フイルタ、１４０はこの光学フイルタから出てくる輝尽性蛍光１３７をマルチチャンネルで検出可能な光検出器、１４１はマルチチャンネルの検出器信号を処理しデジタル化し放射線画像として構成する信号処理装置及び１４２は放射線画像を記憶するための記憶装置をそれぞれ示す。また、照射・走査機構１３３は、励起光源用光ファイバ１４３、ミラー１４４及びミラーを微動する微動機構１４５から構成される。
【００３９】
このイメージングプレートの放射線画像読み出し方法においては上記実施例と同様に、放射線によりイメージングプレートの検出媒体である輝尽性蛍光ガラス内部に作成されたカラーセンターに励起光を照射することにより放出される輝尽性蛍光１３７を放射線信号として読み取る際に、一方をイメージングプレート１３６の横幅の長さ以上とし一方をイメージングプレート１３６の縦方向の読み出し位置分解能に相当する長さとした長方形状の励起光１３５を用いることを特長とする。
【００４０】
最初に、長方形状の励起光１３５を作成し照射するための照射・走査機構１３３について述べる。励起光１３４を作り出す励起光源１３１としてはレーザー光源を用いる。必要な出力は、従来の１画素を読み取る場合に比較して長方形状となることから一度に読み取る画素数に応じて増加する必要がある。横２０ｃｍ、縦２０ｃｍの大きさの輝尽性蛍光ガラスイメージングプレート１３６を０．５ｍｍの位置分解能で読み出すとすると縦及び横とも４００画素読み出すこととなる。短時間での読み出しを考慮した場合、４００画素の場合には５Ｗ以上の出力が必要となる。波長はイメージングプレー１３６の検出媒体である輝尽性蛍光ガラスの輝尽性蛍光１３７を励起できる波長を用いる。このイメージングプレートの輝尽性蛍光体の励起可能な波長帯は８００ｎｍから１０００ｎｍである。このため、８４０ｎｍの波長のレーザーを発生する半導体レーザー１４６を用いることとする。
【００４１】
しかし、この半導体レーザー１４６の出力は最大でも１００ｍＷあるため、実施例では、５０個の半導体レーザーを用いる。一方を５０個の円状のファイバ束に一端を長方形状とした励起光源用光ファイバ束１４３を用い、それぞれの円状のファイバ束にこの半導体レーザー光を入射し長方形状の励起光１３５を作製する。照射・走査機構を用いてこの作製した長方形状の励起光１３５をイメージングプレート１３６の前面に照射しながら、イメージングプレート１３６の素材である輝尽性蛍光ガラス光ファイバ１４６に沿った方向に移動させてイメージングプレート１３６を走査する。イメージングプレートの各輝尽性蛍光ガラス光ファイバ１４６から放出される輝尽性蛍光は、直径が０．５ｍｍのガラス光ファイバ束１３８を接続し取り出される。取り出された輝尽性蛍光１３７は、この輝尽性蛍光の波長を中心波長とするバンドパス光学フイルタ１３９を通した後、マルチチャンネルで検出可能な光検出器１４０で検出し、このマルチチャンネルの検出信号を信号処理装置１４１で読み出しデジタル化し、２次元的放射線画像として構成し記憶装置１４２に記憶する。マルチチャンネル検出器としては、図２の実施例の検出器が使用できる。
【００４２】
しかし、以上に示した蛍光の検出・信号処理方法では、検出に使用される光ファイバの数だけ光電子増倍管と信号処理回路を製作し、それぞれの増幅度を合わせる必要があるため、システムが大掛かりとなり調整に非常に手間がかかるなどの問題を抱えることになる。
【００４３】
このため、本発明ではマルチチャンネル光検出器として、光学系と、ストリーク管と、ＣＣＤ（チャージカップルドデバイス）カメラとから構成される光検出器を用いることを考案した。実施例を図５を用いて述べる。ストリーク管３１としては、走査するイメージングプレート５の画素数に対応して性能の決定を行う必要がある。本実施例では必要な画素数が横軸が４００画素、縦軸が４００画素であることから浜松ホトニクス製Ｃ２８３０型ストリーク管と６４０×４８０の画素を検出できるＣＣＤカメラとを組み合わせて使用できる。このストリーク管３１はもう１つの選定要因である入射波長に対する検出感度も４５０ｎｍにおいて最高の感度を示す。このストリーク管３１の入射窓の横軸に、光学系４２としてレンズを用い、蛍光性プラスチック光ファイバ束３４から出力される蛍光をこの蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタ１０を通過させた後入射する。また、入射するにあたり、蛍光性プラスチック光ファイバ３５の直径は０．５ｍｍから０．１ｍｍに絞り込む加工を行い面状に配列した蛍光性プラスチック光ファイバ束３４とする。微動機構１７から出力される掃引信号３６をストリーク管の偏向器３７に加えて、時間により掃引するストリーク管３１の縦軸をイメージングプレート５の縦方向の読み出し位置に対応した時間５０μｓ間隔で掃引させることによってストリーク管３１の蛍光面３８に横軸が４００画素で縦軸が４００画素のストリーク像を得る。このストリーク像をＣＣＤカメラ３２で検出し蓄積する。ストリーク管方式を用いる大きな利点として、蛍光を検出すると同時に蓄積作用により蛍光量の積分が自動的に行われてしまうことである。一回の走査に必要とする時間は、１画素毎のＣＣＤカメラ３２による蛍光の読み込み時間は１画素に励起光を照射している時間と対応するため、この時間に走査する画素数を掛け算した結果であり２０ｍｓとなる。ＣＣＤカメラ３２内に蓄積された信号はフレームメモリ３９を用いてアナログデジタル変換されて信号処理装置４０により２次元放射線画像として構成され記憶装置４１に記憶される。また、ＣＣＤカメラ３２内に蓄積された信号をフレームメモリ３９を介して信号処理装置５０によりデジタル信号として取り込む場合、１画素あたりのアナログデジタル変換時間にＣＣＤカメラ３２が持つ画素数をかけ算した時間だけ信号取り込み時間としてかかる。１ＭＨｚの変換性能の場合１画素あたり１μｓかかるため、かつＣＣＤカメラ４２の全画素を読みとる必要があるため、信号処理時間は全部で約３０ｍｓかかる。従って、横２０ｃｍ、縦２０ｃｍのイメージングプレート５を位置分解能を０．５ｍｍで走査し全画素の放射線画像信号を読み出す場合、読み出し時間は走査時間２０ｍｓと信号処理時間３０ｍｓを合わせて５０ｍｓとなる。
【００４４】
なお、さらに大きなサイズのイメージングプレートを読み出す場合、あるいは画素のサイズを小さくし位置分解能を上げる場合には、光学系と、ストリーク管と、ＣＣＤカメラから構成されるマルチチャンネル光検出器多数個並列して用いイメージングプレートの領域を位置的に、時間的にあるいは両者を組み合わせて分割して検出することにより実現することができる。また、実施例では、ストリーク像を検出するのにＣＣＤカメラを用いたが、ＳＩＴカメラ等の他の撮像装置を使用することもできる。
【００４５】
輝尽性蛍光を検出するために、光ファイバを利用しマルチチャンネルの光検出器として光学系と、ストリーク管と、ＣＣＤカメラから構成される検出器を用いた方法の実施例について図６をもとに述べる。長方形状の励起光５１は、上記実施例と同様に励起光源５２と励起光源用光ファイバ５３を用いた照射機構５４により得る。イメージングプレート５の前面に長方形状の励起光５１を照射し、同じ面から放出される長方形状の輝尽性蛍光５５を輝尽性蛍光検出用光ファイバ５６を１列に並べた構造の輝尽性蛍光検出用光ファイバ束５７の先端に入射し集光する。輝尽性蛍光検出用光ファイバ５６としては、イメージングプレート５の横幅の位置分割能に相当する直径０．５ｍｍのガラス光ファイバを用いる。また、励起光源用光ファイバ束５３と輝尽性蛍光検出用光ファイバ束５７を走査機構５９の移動部５８に設置し、励起光光源用光ファイバ束５３から照射される長方形状の励起光５１がイメージングプレート５に照射する角度と輝尽性蛍光検出用光ファイバ束５７による放出される輝尽性蛍光５５の入射角度を調整し、輝尽性蛍光５５を効率良く検出すると共に２次元放射線画像のバックグラウンドとなる励起光５１の散乱光の影響を低減する。移動部５８は、メカニカルに動作させることとし１ｍ／ｓで動作させる。従って、イメージングプレート５の縦幅２０ｃｍを走査する時間は、２００ｍｓであり、１画素当たりの読み取り時間は０．５ｍｓとなる。このため、励起光源５２は数Ｗあれば十分である。輝尽性蛍光検出用光ファイバ束５７から出力された輝尽性蛍光５５は輝尽性蛍光波長を中心波長とするバンドパス光学フィルタ６０を通し励起光５１の散乱光の影響を低減する。本実施例の場合、輝尽性蛍光５５の波長は３９０ｎｍであるので、この光学フィルタ６０は中心波長が３９０ｎｍのものを使用する。光学フィルタ６０を通過した輝尽性蛍光５５は光学系６９を通した後ストリーク管６１とＣＣＤカメラ６２を組み合わせたマルチチャンネル光検出器に入射する。ストリーク管とＣＣＤカメラは上記の実施例と同じ浜松ホトニクス製Ｃ２８３０型ストリーク管と６４０×４８０の画素を検出できるＣＣＤカメラとを組み合わせて使用できる。光学フィルタ６０を通過した輝尽性蛍光５５を、このストリーク管６１の入射窓の横軸に、光学系６９としてレンズを用いた後、入射する。一方、走査機構５９から出力される掃引信号６４をストリーク管の偏向器６５に加えて、時間により掃引するストリーク管６１の縦軸をイメージングプレート５の縦方向の読み出し位置に対応した時間０．５ｍｓ間隔で掃引させることによってストリーク管６１の蛍光面６３に横軸が４００画素で縦軸が４００画素のストリーク像を得る。このストリーク像を、ＣＣＤカメラ６２で検出し蓄積し、蓄積された信号をフレームメモリ６６を介して読み出しデジタル化し信号処理装置６７によって２次元的放射線画像として構成し記憶装置６８に記憶する。
【００４６】
以上のように、従来に比較し高速にイメージングプレートの放射線画像信号を読み出すことが可能となったことから、放射線をイメージングプレートに照射しながら連続的に２次元放射線画像を読み出すことが可能となった。マルチチャンネル光検出器として上記実施例で述べた光電子増倍管を多数個使用した場合の実施例を図７を用いて述べる。長方形状の励起光４をイメージングプレート５の縦幅の始点から縦幅の終点位置まで連続的に繰り返し走査する動作を行う。１回の走査に必要とする時間は上記に示したように２０．４ｍｓとなる。この走査動作と同期して微動機構１７から出力される同期信号７１を信号処理装置１３に入力して、マルチチャンネル光検出器１１からの検出信号を増幅し積分しデジタル化し２次元放射線画像を構成し記憶装置１４に記憶させる動作と同期させることにより、放射線をイメージングプレートに照射しながら連続的に２次元放射線画像を読み出すことができる。なお、イメージングプレートの検出時間は、一連の走査が終了し元の読み出し位置まで戻って来るまでの時間となるため、本実施例の場合、２０．４ｍｓである。
【００４７】
光学系と、ストリーク管と、ＣＣＤカメラから構成されるマルチチャンネル光検出器として使用し、放射線をイメージングプレートに照射しながら連続的に２次元放射線画像を読み出す方法の実施例を図８を用いて述べる。ＣＣＤカメラの必要数は、１回の走査に必要な時間を放射線画像データを読み出すための信号処理時間で割って余りがある場合には繰り上げ処理した後１を加えた値である。本実施例の場合、１画素毎のＣＣＤカメラによる蛍光の読み込み時間は１画素に励起光を照射している時間と対応するため、この時間に走査する画素数を掛け算した結果が一回の走査に必要とする時間であり、２０ｍｓとなる。一方、ＣＣＤカメラ内に既に蓄積された放射線画像データを読み出すための信号処理時間は、読み取り速度が１ＭＨｚの場合上記したように３０ｍｓであることから必要なＣＣＤカメラの数は３個である。
【００４８】
長方形状の励起光４をイメージングプレート５の縦方向の始点から縦幅の位置の終点まで連続的に繰り返し走査させる際に、１回の走査によりストリーク管３１の蛍光面３８に得られるストリーク像を３個のＣＣＤカメラ８３、８４、８５をイメージングプレートの走査動作と同期して切り替える。切り替えは、ミラー１６の制御を行う微動機構１７から出力される同期信号によりＣＣＤカメラ切り替え機構８６を用いて行う。従って、１個のＣＣＤカメラ８３で検出し蓄積しながら、２個のＣＣＤカメラ８４、８５から既に蓄積された放射線画像データを信号処理装置９０により平行して順次読みとり記憶装置９１に記憶してゆくことにより、ＣＣＤカメラ内に蓄積された放射線画像データをフレームメモリ８５、８６、８７を介して読み出しにかかる時間の間、走査動作を止めることなく、放射線をイメージングプレートに照射しながら連続的に２次元放射線画像を読み出すことができる。
【００４９】
１回の走査によりストリーク管の蛍光面に得られたストリーク像を２個以上のＣＣＤカメラをイメージングプレートの走査動作と同期して切り替えて使用する場合の切り換え方法の実施例を図９を参照しながら述べる。本実施例の場合３個のＣＣＤカメラ１０３、１０４、１０５を回転台１０１に一定角度１２０度で配置する。回転台１０１を駆動機構１０２を用いて回転させストリーク管３１の蛍光面に得られるストリーク像位置にＣＣＤカメラを停止させて一回の励起光のイメージングプレートへの走査が終了した時に、回転台１０１を移動し次のＣＣＤカメラをセットする動作を繰り返す。移動はミラー１６の制御を行う微動機構１７から出力される同期信号１０６をもとに、イメージングプレート５の走査終了位置から走査開始位置に戻す場合に同期して行う。また、ＣＣＤカメラ内のデータの信号処理がＣＣＤカメラで検出・蓄積された順に行う必要があるため一定方向に一定速度で回転するため、移動にかかる時間が一定となることから、この時間を長方形状の励起光４の１回のイメージングプレートの走査終了後縦幅の終点位置から始点位置まで戻すために必要とする時間と一致させることにより容易に同期をとることが可能となる。停止位置にセットされたＣＣＤカメラ１０３で蛍光面に得られるストリーク像を検出し蓄積している間に、既にストリーク像を蓄積した２個のＣＣＤカメラ１０４、１０５から信号処理装置５０により平行して順次読みとり記憶装置５１に記憶してゆく。これにより、ＣＣＤカメラ内に蓄積された放射線画像データをフレームメモリ１０７、１０８を介して読み出しにかかる時間の間、走査動作を止めることなく、放射線をイメージングプレートに照射しながら連続的に２次元放射線画像を読み出すことができる。また、ＣＣＤカメラが２個の場合には交互に直線状移動させて切り換える方法を使うことも可能である。さらに、ミラー等を使ってＣＣＤカメラを切り換えることも可能である。
【００５０】
以上においては、測定対象の放射線を直接イメージングプレートで測定できるＸ線、ガンマ線、ベータ線、アルファ線、粒子線等の電離放射線としてきたが、中性子を対象とした場合の実施例を図１０を参照しながら述べる。中性子イメージングプレート１１１として、電離可能な放射線に変換する中性子コンバータ材としてＧｄを用いた富士フィルム製のＢＡＳシリーズの中性子イメージングプレート（ＢＡＳ−ＮＤ）を用いる。但し、市販品の中性子イメージングプレートの後面は透明ではないが、透明なものを作製することは容易である。この中性子イメージングプレート１１１を長方形状の励起光により連続的に走査することにより、中性子を中性子イメージングプレート１１１を照射しながら連続的に２次元中性子画像を読み出すことができる。
【００５１】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したように構成されているので以下に記載されるような効果を奏する。
【００５２】
長方形状の励起光をイメージングプレートに照射することにより、イメージングプレートの後面から長方形状に放出される輝尽性蛍光を波長シフターを面状に並べた構成の波長シフター束で検出することにより、容易にかつ高速に２次元的に記録された放射線画像を読み出すことができる。
【００５３】
走査動作を行う機構のメカニカルな部分は長方形状の励起光をイメージングプレートに照射し走査する機構のみとなるため、故障要因を少なくすることができる。
【００５４】
前面及び後面を光の透過できる構造としたイメージングプレートを用いており、励起光をイメージングプレートの前面から照射し、イメージングプレートの後面から放出される輝尽性蛍光を面状の波長シフター束を用いて検出する方法を用いており、輝尽性蛍光及び波長シフトされた蛍光用の２個のバンドパス光学フィルタの使用とあいまって励起光の散乱光が光検出器に入射し放射線画像のバックグラウンドとなることを防止できる。
【００５５】
輝尽性蛍光ガラス光ファイバを面状に配置した構造のイメージングプレートを用いることにより感度良くかつ高速に放射線画像の読み出しを行うことができる。
【００５６】
光学系と、ストリーク管と、ＣＣＤカメラから構成されるマルチチャンネル光検出器を用いることにより、検出に波長シフターを用いる場合でも、光ファイバを集光に用いる場合でも簡単なシステムでかつ高速にイメージングプレート内に２次元的に記録された放射線画像を読み出すことができる。
【００５７】
高速にイメージングプレートの放射線画像信号を読み出すことが可能となったことから、長方形状の励起光による走査動作とイメージングプレートの放射線画像信号を検出し蓄積しデジタル化し信号処理装置内のデータ記憶装置に記憶させる動作との同期を取ることにより、放射線をイメージングプレートに照射しながら連続的に２次元放射線画像を読み出すことができる。
【００５８】
また、２個以上のＣＣＤカメラをイメージングプレートの走査動作と同期して切り換えて使用することにより、走査動作を止めることなく、放射線をイメージングプレートに照射しながら連続的に２次元放射線画像を読み出すことができる。
【００５９】
中性子を電離可能な放射線に変換する中性子コンバータ材であるＧｄ、6Ｌｉあるいは10Ｂを１種類以上、イメージングプレートの放射線検出媒体である輝尽性蛍光体と混合あるいは組み合わせた中性子検出用のイメージングプレートを用いることにより、中性子を中性子用イメージングプレートに照射しながら連続的に２次元中性子画像を読み出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  イメージングプレートの２次元放射線画像読み出し方法の例である。
【図２】  光電子増倍管を用いた輝尽性蛍光検出システムの実施例である。
【図３】  輝尽性蛍光ガラス光ファイバを用いたイメージングプレートの実施例である。
【図４】  輝尽性蛍光ガラス光ファイバを用いたイメージングプレートの２次元放射線画像読み出し方法の実施例である。
【図５】  波長シフター及び光学系とストリーク管とＣＣＤカメラから構成されるマルチチャンネル光検出器を用いた２次元放射線画像読み出し方法の実施例である。
【図６】  光ファイバ及び光学系とストリーク管とＣＣＤカメラから構成されるマルチチャンネル光検出器を用いた２次元放射線画像読み出し方法の実施例である。
【図７】  放射線をイメージングプレートに照射しながら連続的に２次元放射線画像を読み出す方法の実施例である。
【図８】  ＣＣＤカメラを２個以上用いて放射線をイメージングプレートに照射しながら連続的に２次元放射線画像を読み出す方法の実施例である。
【図９】  ２個以上のＣＣＤカメラを回転台に配置して放射線をイメージングプレートに照射しながら連続的に２次元放射線画像を読み出す方法の実施例である。
【図１０】  中性子イメージングプレートを用いて中性子を照射しながら連続的に２次元中性子画像を読み出す方法の実施例である。
【図１１】  従来イメージングプレートの２次元放射線画像読み出し方法の例である。
【符号の説明】
１    励起光源
２    照射・走査機構
３    励起光
４    長方形状の励起光
５    イメージングプレート
６    輝尽性蛍光
７    光学フィルタ
８    蛍光性プラスチック光ファイバ
９    蛍光性プラスチック光ファイバ束
１０    光学フィルタ
１１    マルチチャンネル光検出器
１２    波長シフトされた蛍光
１３    信号処理装置
１４    記憶装置
１５    励起光源用光ファイバ束
１６    ミラー
１７    微動機構
２０    波長シフトされた蛍光
２１    蛍光性プラスチック光ファイバ
２２    光学フィルタ
２３    光電子増倍管
２４    信号増幅器
２５    積分器
２６    アナログ・デジタルコンバータ
２７    リセット信号
２８    信号処理装置
２９    記憶装置
３１    ストリーク管
３２    ＣＣＤカメラ
３３    波長シフトされた蛍光
３４    蛍光性プラスチック光ファイバ束
３５    蛍光性プラスチック光ファイバ
３６    掃引信号
３７    偏向器
３８    蛍光面
３９    フレームメモリ
４０    信号処理装置
４１    記憶装置
４２    光学系
５１    長方形状の励起光
５２    励起光源
５３    励起光源用光ファイバ束
５４    照射機構
５５    輝尽性蛍光
５６    輝尽性蛍光検出用光ファイバ
５７    輝尽性蛍光検出用光ファイバ束
５８    移動部
５９    走査機構
６０    光学フィルタ
６１    ストリーク管
６２    ＣＣＤカメラ
６３    蛍光面
６４    掃引信号
６５    偏向器
６６    フレームメモリ
６７    信号処理装置
６８    記憶装置
６９    光学系
７１    同期信号
８１    同期信号
８３    ＣＣＤカメラ
８４    ＣＣＤカメラ
８５    ＣＣＤカメラ
８６    ＣＣＤカメラ切り替え機構
８７    フレームメモリ
８８    フレームメモリ
８９    フレームメモリ
９０    信号処理装置
９１    記憶装置
１０１  回転台
１０２  回転台駆動機構
１０３  ＣＣＤカメラ
１０４  ＣＣＤカメラ
１０５  ＣＣＤカメラ
１０６  フレームメモリ
１０７  フレームメモリ
１０８  フレームメモリ
１０９  同期信号
１１１  中性子イメージングプレート
１２１  輝尽性蛍光ガラス光ファイバ
１２２  プラスチック製シート
１２３  接着材
１２４  輝尽性蛍光ガラスイメージングプレート
１３１  励起光源
１３２  半導体レーザー
１３３  照射・走査機構
１３４  励起光
１３５  長方形状の励起光
１３６  輝尽性蛍光ガラスイメージングプレート
１３７  輝尽性蛍光
１３８  ガラス光ファイバ
１３９  光学フィルタ
１４０  マルチチャネル光検出器
１４１  信号処理装置
１４２  記憶装置
１４３  励起光源用光ファイバ
１４４  ミラー
１４５  微動機構
１４６  輝尽性蛍光ガラス光ファイバ
２０１  イメージングプレート
２０３  搬送用ベルト
２０４  励起用光源
２０５  ガルバノミラー
２０６  輝尽性蛍光
２０７  集光用ガイド
２０８  光学フィルタ
２０９  光電子増倍管
２１０  信号処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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