(57)【要約】  ＣＲのための装置および方法には、ポンピング光源２１６が含まれ、このポンピング光源２１６は複数のＬＥＤまたは可動レーザ２３４とすることができる。ポンプ光源２１６からのポンピング光は、線形アレイ状に配置された複数の光ファイバ２１８を介して、露光済みのＣＲプレート２１２に運ばれる。露光済みのＣＲプレート２１２上には、Ｘ線潜像が形成されている。ＣＲプレート２１２は、線形アレイ状に配置された複数の光ファイバに対して移動される。線形アレイ２２０に配置された第２の複数の光ファイバまたは光パイプの１つは、ポンピング光により励起され放射線撮像媒体から発光される光を受け、この光は、フォトダイオードまたは光増倍管２２２などの光受信器に供給され、この光受信器において、この光に応答する画像信号が生成される。生成された画像信号は、デジタル化され、Ｘ線潜像を示す画像を生成するプロセッサに送られる。
2005510760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発生するポンピング光源と、
閉じた弧状のキャリアであって前記ポンピング光源を担持するためのキャリアと、
前記ポンピング光源からの光を放射線撮像媒体に搬送するための第１の複数の光ファイバであって、前記光を受光するために前記閉じた弧の周りに配置した光受信端部を有する第１の複数の光ファイバと
前記ポンピング光源からの光によって励起された前記放射線撮像媒体からの燐光を受光するための光学コレクタと、
前記光学コレクタからの燐光を受光し該燐光に応答して光信号を生成する光受信器と、
該光受信器からの光信号に応答して画像信号を生成するプロセッサと
を備えたことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線撮像装置において、前記光コレクタは、光パイプを備えたことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放射線撮像装置において、前記光コレクタは、少なくとも１つの受信用光ファイバを備えたことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の放射線撮像装置において、前記受信用光ファイバは、複数の受信用光ファイバの１つを備えたことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項５】
請求項１に記載の放射線撮像装置において、前記ポンピング光源は、複数のＬＥＤを備えたことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の放射線撮像装置において、前記ＬＥＤの１つは、赤外光ＬＥＤを備えたことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項７】
請求項１に記載の放射線撮像装置において、前記ポンピング光源は、レーザを備えたことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項８】
請求項１に記載の放射線撮像装置において、前記光受信器は、フォトダイオードを備えたことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項９】
請求項１に記載の放射線撮像装置において、前記光受信器は、光増倍管を備えたことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の放射線撮像装置において、前記光受信器に結合した増幅器であって、前記光信号のアンプリチュードを増幅する増幅器をさらに備えたことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の放射線撮像装置において、前記光信号を受信し前記光信号を増幅する増幅器と、前記光信号をデジタル光信号に変換し前記デジタル光信号を前記プロセッサに供給するＡ／Ｄコンバータとをさらに備えたことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の放射線撮像装置において、前記プロセッサに結合したディスプレイ装置であって、前記画像信号に応答して前記放射線撮像媒体上の潜像に対応する可視像を表示するディスプレイ装置をさらに備えたことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の放射線撮像装置において、前記ポンピング光源は、楕円照射スポットの楕円の長軸が接線面に対して垂直方向にあるとき高解像度のシングルスポットスキャンを行い、かつ、前記楕円照射スポットの楕円の長軸が接線面と実質的に一致したとき幾つかの光ファイバ端部を同時に照射して低解像度の高速スキャンを行うため、前記光ファイバによって画定される接線面に入射され接線面から出射される楕円照射スポットをシフトするように、レーザ光学軸を中心に回転可能なレーザを備えたことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の放射線撮像装置において、前記光ファイバは、複数の列に配置されることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の放射線撮像装置において、前記光ファイバは、これら光入射端部を実質的に環状に配置し、該光入射端部を実質的に環状に配置した光ファイバを混合し、これら光出射端部において線形アレイ状に配置したことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の放射線撮像装置において、前記光ファイバは、該光ファイバを成型支持するため、円筒構造の周りに捲回し、該円筒構造を切断し、湾曲状にしたことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の放射線撮像装置において、前記スキャナは、連続スキャナを備え、ＣＲ（computed radiography）シートは、連続Ｘ線露光し連続画像現像をするための連続ループシートであることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１８】
請求項１に記載の放射線撮像装置において、前記光ファイバは、環状に配置され、前記光ファイバの端部は、実質的に均一に間隔をあけて配置してあることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の放射線撮像装置において、前記プロセッサは、スキャン運動に起因する画像スミアを低減し、かつ解像度を向上させるため、低レベル発光信号に対応する画像信号をクリップすることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２０】
ポンピング光源からポンピング光を生成するステップと、
前記ポンピング光源を光ファイバに対向させて移動させ、これにより、ポンピング光を一時に全光ファイバ未満に直接供給するステップであって、前記光ファイバが、ポンピング光を、前記ポンピング光によってポンピングされる、潜像を有する放射線撮像媒体に、搬送するステップと、
前記ポンピング光に応答して前記放射線撮像媒体によって発光された光を受光するステップと、
前記放射線撮像媒体から発光され受光された光から前記潜像に関係する画像を生成するステップと
を備えたことを特徴とする放射線撮像方法。
【請求項２１】
請求項１３に記載の放射線撮像方法において、前記ポンピング光は、前記放射線撮像媒体上をスキャンされることを特徴とする放射線撮像方法。
【請求項２２】
請求項１４に記載の放射線撮像方法において、前記スキャンされた光に対して前記放射線撮像媒体を移動させるステップをさらに備えたことを特徴とする放射線撮像方法。
【請求項２３】
請求項１３に記載の放射線撮像方法において、前記放射線撮像媒体において局所的に発光された光を収集するステップをさらに備えたことを特徴とする放射線撮像方法。
【請求項２４】
光を発生するレーザと、
前記レーザからの光を放射線撮像媒体へ送信する複数の送信用光ファイバであって、軸を中心に弧状に光受信端部を配置した送信用光ファイバと、
前記レーザからの光によって励起された前記放射線撮像媒体からの燐光を受光する光コレクタと、
該光コレクタからの燐光を受光し該燐光に応答して光信号を生成する光受信器と、
該光受信器からの光信号に応答して画像信号を生成するプロセッサと、
前記弧に沿って前記レーザを回転させ、光を、回転ミラーを使用せずに、前記光コレクタの光受信端部に送る駆動装置と、
を備えたことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２５】
放射線撮像を行い放射線撮影画像を消去する装置であって、
光を発生するポンピング光源と、
該ポンピング光源から光を放射線撮像媒体へ供給するための複数の光ファイバと、
前記ポンピング光源からの光によって励起された前記放射線撮像媒体からの燐光を受光する光コレクタと、
該光コレクタから供給された燐光を受光し該燐光に応答して光信号を生成する光受信器と、
前記第２の複数の光ファイバから受信した信号に応答して画像信号を生成するプロセッサと、
弧状アレイに配置された第１の光ファイバ端部と、
前記放射線撮像媒体のうちの撮像される領域上を延在させた線形アレイである第２の光ファイバ端部と
を備えたことを特徴とする装置。
【請求項２６】
放射線撮像媒体上の領域に光を供給するための送信用光ファイバに、光を送るためのポンピング光源を有する放射線撮像装置であって、
端部が弧状の光ファイバ支持体と、
該光ファイバ支持体の弧状の端部に正確に並べて配置した少なくとも１０００本の光ファイバであって、該光ファイバの第１の端部が、該光ファイバ支持体の弧状の端部に配置した少なくとも１０００本の光ファイバと、
前記光ファイバ支持体上の線形の端部であって、前記光ファイバの端部を線形アレイ状に並べ、かつ該光ファイバ支持体の線形アレイ上の端部において互いに近接させて正確に配置するための前記光ファイバ支持体上の線形の端部と、
前記光ファイバ支持体の前記弧状の端部と前記線形の端部との間で、前記光ファイバを正確に配置するように、該光ファイバを支持するための前記光ファイバ支持体の中間部分と、
前記光ファイバ支持体上で互いにずれないように、前記光ファイバと各端部とを前記光ファイバ支持体に固着するための固着材と
を備えたことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２７】
放射線撮像媒体上のピクセル領域に燐光を発光させるため、光を伝送するための光ファイバ伝送ヘッドを形成する方法であって、
円筒ドラムを準備するステップと、
径の小さい少なくとも１０００本の光ファイバを前記円筒ドラム上に捲回して並べるとともに正確に配置するステップと、
前記光ファイバに対して光を次々とシフトできるように、前記光ファイバを前記円筒ドラム上に固着材で固着するステップと、
前記円筒ドラムを長手方向に切断するとともに該円筒ドラム上の光ファイバを切断するステップと、
前記光ファイバの第１の切断端部を弧状アレイに配置するステップと、
前記円筒ドラムの切断部にある、光ファイバの他の切断端部を、線形にするため、これら他の切断端部を線形に形成するステップと
を備えたことを特徴とする方法。
【請求項２８】
ポンピング光源としてのレーザからの光を受光するための第１の端部と、該光を、移動可能な放射線撮像媒体に供給するための第２の端部とを有する伝送用光ファイバであって、前記レーザから光受信器に至る光路を有する伝送用光ファイバを有する放射線撮像方法であって、
前記光路は、
前記送信用光ファイバの第１の端部に対向させて前記レーザを回転させる可動部と、
前記送信用光ファイバの第１の端部と反対側の端部に対して、前記放射線撮像媒体を移動させる可動部と
のみを備えたことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、放射線撮像に関し、具体的には、ポンピング光を供給して、Ｘ線露光済みＣＲ（computed radiography）蛍光体プレートまたはシートを読み取る方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、Ｘ線システムを使用すれば、人体内又は工業製品等内のフィーチャ（feature）を可視化することができる。現在のＸ線システムにおいては、多くの場合、現像を要するＸ線フィルムが使用されている。
【０００３】
これに代わるものとしては、ＣＴ（computed tomography）が利用可能であるが、これは非常に高価で大量のコンピュータパワーを必要とする。
【０００４】
加えて、ＣＲ（computed radiography）と呼ばれる技術を使用するシステムが存在する。患者はＸ線被爆し、Ｘ線潜像が、蛍光体を含むＣＲプレートまたはシートであってフィルムのシートに類似するものに形成される。この蛍光体を含むシートには、典型的には、希土類、例えば、ユーロピウム（europium）であって、バリウムおよびフッ素と組み合わせたものを含めることができる。他のシート作成法も利用可能である。このシート作成法により得られたシートは、Ｘ線に感応し、このシート上にＸ線潜像を形成することができる。このシートは、感光性があるので、暗所に保管しなければならない。Ｘ線潜像を含むシートは、スキャナにおいて、当該シートとその潜像がレーザビームでラスタスキャンされて露光され、これにより顕像化される。当該シートにおいて、他より多くのＸ線エネルギーを受けた領域が燐光を発し、これによりＸ線潜像が可視化される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スキャナは便利であり、このスキャナによれば、ＣＲシートを、多数回、再使用できるが、ある欠点がある。高空間解像度の画像を獲得するのが困難である。なぜなら、ポンピングレーザビームにより得られるスポットのサイズが小さいので、イルミネーションエネルギーが残る傾向にあり、このため、ブルーミングが生じるからである。イルミネーションエネルギーが残ると、画像にスメア（smear）が生じ、解像度が低下する。これは、この画像の形成が、単一の光検出器のみが使用されるフライングスポットデバイスにおいて、画像が形成される方法により、行われたからである。この単一の光検出器は、当該シート上のほとんどのすべての位置から、放射線をキャプチャすることができる。しかしながら、この単一の光検出器は、キャプチャしたフォトンが、望ましくないブルーミングから来たものか、あるいは、レーザビームによって励起され生じた活性燐光から来たものか、を判断することができない。
【０００６】
加えて、既存のシステムは、約６３０ｎｍから６５０ｎｍまでのレーザ可視領域で、オペレートするか、あるいは近赤外領域の約９４０ｎｍにおいて、オペレートする。単一のレーザは、両方の波長用に使用することができない。ＣＲ用に使用される潜像形成材料には、種々のタイプのものがあるので、全ての燐光が、赤色ポンピング光または赤外ポンピング光のいずれかを有するわけではない。ポンピングレーザを、赤または赤外領域のいずれかで使用するスキャナは、これ以外の領域で光学的にポンピングされなければならない潜像を有するプレートまたはシートを、受け付けることができない。
【０００７】
従来のラスタスキャン方式のレーザシステムによれば、画像が、保障しなければならない空間非線形性（spatial non-linearities）を有するようになる。この空間非線形性は、有効ビームが、当該シートの中央部において、シートを含む潜像に実質的に垂直である場合と、有効ビームが、当該シートの周縁部近くにおいて、当該シートに対してある角度でスイープされる場合と、において、有効ビームスキャン速度が異なることに起因する。当該画像が、ポンピングビームのタイミングと向きに基づいて構築されるので、歪みのない画像を提供する上で、ビームスキャンを効率的に再線形化するため、精巧な方法が使用されなければならない。
【０００８】
そこで、必要なものは、高価な装置を必要とせず、高精度で高解像度のＣＲ可視像を高速かつ好都合に提供できるシステムおよび装置である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、放射線撮像装置および方法を具現化したものであり、ＣＲプレートまたはシートを含む基板上に潜像を形成するため、このＣＲプレートまたはシートがＸ線露光される。当該放射線撮像装置は、複数のＬＥＤ（light emitting diode）であるポンピング光源を備える。これらＬＥＤは、２つの可視波長と１つの赤外線波長で発光する。これらＬＥＤからのポンピング光は、スキャンされているＣＲシートにポンピング光を送る複数の送信用光ファイバに、供給される。
【００１０】
あるいはまた、回転するプラットフォームに取り付けたレーザは、コヒーレントなポンピング光を送信用光ファイバの端部に供給するため、これら送信用光ファイバの端部を順次に照射することができる。
【００１１】
送信用光ファイバは、ポンピング光をＣＲシートに送る側の端部を、当該ＣＲシートの近傍で、線形アレイ状に整列させてある。当該シートは、モータにより、送信用光ファイバの下を移動され、送信用光ファイバの端部からのポンピング光により露光される。加えて、当該シートに光を同時にポンピングしている送信用光ファイバ間の間隔を比較的広くするため、送信用光ファイバは、６４本の送信用光ファイバのグループごとにマルチプレクシングされている。このようにすると、ある励起またはポンピングファイバから、時間的に次の励起またはポンピングファイバへ、ブルーミングするのが防止され、当該ポンピング光によって得られる光学解像度が向上する。
【００１２】
第２の複数の光ファイバは、径がそれぞれ約５００ミクロンの受信用光ファイバを備えており、放出された光を収集し、収集した光を、フォトダイオードその他の光トランスデューサ、例えば光増倍管に供給している。光トランスデューサによって、光強度を表す画像信号が生成される。この画像信号は、プロセッサに供給され、このプロセッサにおいて画像信号が生成される。ついで、この画像信号は、放射線撮像基板上のＸ線潜像を可視化するため、使用することができる。
【００１３】
本発明の別の実施の形態においては、当該装置には、実質的に透明プラスチックのシングルピースからなるユニタリ（unitary）光パイプが含まれるが、これに代えて、ガラスその他の透明材を使用することができる。この光パイプは、ＣＲプレートでスキャンラインに沿って利用可能なすべての光を収集することができ、収集した光を、電気信号に変換するための光検出器、通常は光増倍管に、運んでいる。このような構成を採用すると、従来技術に係るＣＲプレートスキャンシステムによく見られる中間光学装置の大部分を排除することができる。光学的なミスアライメント、塵埃、振動は、一時的なミスアライメントが引き起こされ、スキャンの線形性が欠如するが、これらに関連する多くの問題は、無くなりはしないが、少なくなる。
【００１４】
加えて、当該光学装置（optical train）における実際に唯一の可動部品は、プレート送りメカニズムとレーザである。その他に個別に移動可能な光学部品はないので、ミスアライメントの問題を引き起こす可能性はない。
【００１５】
本発明のさらなる利点は、当該システムによれば、標準の電源とネットワークインタフェースを使用することができ、このネットワークインタフェースによれば、情報を、当該システムから、パーソナルコンピュータ、例えば画像を生成するためのラップトップコンピュータに、容易に伝送することができる。当該装置は、もし必要であれば、より大きな放射線撮像システムの一部として使用することができる。
【００１６】
本発明の主要な態様においては、高解像度の放射線撮像装置が提供される。
【００１７】
本発明の他の態様および利点は、以下の明細書および請求の範囲を添付の図面に照らして読めば、当業者にとって明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図の中でも特に図１を参照すると、図１においては、本発明を具現化した装置であって、参照番号１０で識別される装置が示されている。装置１０は、露光済みＣＲプレート１２をスキャンするために使用されるＣＲプレートスキャナを備えており、ＣＲプレート１２はＣＲプレートまたはＣＲシートとすることができる。ＣＲプレートスキャナ１０は、ＣＲプレート１２のＸ線潜像を可視像にする。ＣＲプレートまたはシート１２は、通常、遮光カセッテ（light tight cassette）に保持されるが、読み取ったりスキャンしたりするため、当該カセッテから取り外すことができる。
【００１９】
装置１０は、スキャン中においてＣＲプレート１２を保持するための遮光エンクロージャ（light tight enclosure）１４を備えている。ポンピング光源１６は、ポンピング光を生成するものであるが、生成されたポンピング光は、ＣＲプレート１２のＸ線潜像に応じた燐光を発生させるため、ＣＲプレート１２に送られる。当該ポンピング光は、ポンピング光源１６から、基板１２に近接して設けた複数の送信用光ファイバ１８を通って、運ばれる。第２の複数の光ファイバ２０は、より詳細にいうと、複数の受信用光ファイバであるが、ポンピング光源１６からの光によって生成された局在する燐光を受け、この受けた燐光を光受信器２２に送るものである。光受信器２２においては、第２のファイバアレイ２０から受信された燐光が、電気信号に変換され、プロセッサ２４に供給される。プロセッサ２４は、Ｘ線露光によりＣＲプレート１２上に形成された潜像を、メモリ２６と協働して、表示する。
【００２０】
ハウジング２８によって、遮光エンクロージャ１４が保持され画定されている。ハウジング２８内には、プロセッサ２４があるが、プロセッサ２４は具体的にはマイクロプロセッサまたはマイクロコンピュータである。ディスプレイ３０は、ユーザにビジュアルリードアウトを提供するため、プロセッサ２４に接続されている。プロセッサ２４は、好ましくは、マイクロプロセッサまたはマイクロコンピュータとすることができる。プロセッサ２４は、ポンピング光源１６のオペレーションを、マルチプレクサ３２を介して制御している。マルチプレクサ３２は、プロセッサ２４の制御により、ポンピング光源１６の、赤色ポンピングＬＥＤ（light emitting diode）３４か、赤外ポンピングＬＥＤ３６か、または青色ＬＥＤ３８を、１つづつ又は同時のいずれかで、マルチプレクシングを行う。このようにマルチプレクシングを行うのは、ＣＲ基板１２にポンピング光を供給するための複数の送信用光ファイバ１８のうちの２５〜５０ミクロンの１つの光ファイバに設けたレンズ体（leansing body）４０に、ポンピング光またはキャリブレーション光を伝送するためである。ポンピング光によって、露光プレート１２上のＸ線露光されたピクセルにおいて、燐光が生成され、この燐光が、１つの受信用光ファイバ２０を介して、フォトダイオード４２を備えている光受信器２２に、搬送される。フォトダイオード４２は、搬送された燐光を画像電気信号に変換する。
【００２１】
オペアンプ４４は、画像電気信号を増幅し、この受信され増幅されたアナログ燐光信号を、Ａ／Ｄ（analog-to-digital）コンバータ４６に供給する。Ａ／Ｄコンバータ４６からはデジタル出力信号が出力される。バス４８上のこのデジタル出力信号は、スポット濃度（spot density）またはスポット輝度（spot intensity）を示している。加えて、ＣＲプレートまたはシート１２は、遮光エンクロージャ１４内に保持されているが、プロセッサ２４により制御されたステッパモータ５０によって、光ファイバアレイ１８および２０の下を、移動され、これにより、プレート１２がスキャンされる。そして、プロセッサ２４は、シート１２から読み取られた位置を示す出力信号を、出力位置バス５２上に供給する。当該読み取られた位置は、光ファイバアレイ１８および２０に対して交差する方向の位置と、シート１２の長手の移動方向の位置と、の両方の位置で示されている。
【００２２】
本発明の方法および装置は、複数のＬＥＤを採用しており、第１のＬＥＤは、９４０ｎｍまたは近赤外領域の波長を有する光を発光することができる。第２のダイオードは、赤色領域の６３０ｎｍから６５０ｎｍの間の波長を有する光を発光する。第３のダイオードは、青色領域で光を発光する。これらＬＥＤは、クラッドの径が５０ミクロンの光ファイバであって送信用光ファイバにそれぞれ結合されている。この送信用光ファイバは、赤外光、赤色光、または青色光をＣＲプレート１２に供給するものであり、図２に図示してある。図２において、クラッド径が２５〜５０ミクロンの１つの光ファイバ１８は、ＣＲプレート１２に対して、実質的に垂直方向に延在しており、赤外光または赤色光の扇形のビーム５４を出射し、ＣＲプレート１２のスポット５６に当たる。スポット５６の周縁の領域は、ポンピング光によって励起されて燐光を発する。この燐光の光量は、ＣＲプレート１２上のポイントのＸ線エネルギーの量に依存する量である。
【００２３】
この燐光は、クラッド径が５００ミクロンの受信用光ファイバ２０であって、プレート１２から離れた位置にある受信用光ファイバ２０によって収集される。受信用光ファイバ２０においては、非常に高い解像度を提供するため、垂直整合面５８および受光面６０によって、送信用光ファイバ１８のレンズ体６２を、受信用光ファイバ２０の受光面６０に非常に近接して配置することができる。送信用光ファイバ１８は、約８０００本の送信用光ファイバの１つであり、図３に図示してある。各送信用光ファイバ１８は、ＬＥＤによって個別に励起させることができる。
【００２４】
複数の送信用光ファイバ１８をＣＲプレート１２から比較的狭い間隔で配置し、複数の送信用光ファイバ１８を位置合わせしてリニアにするため、複数の送信用光ファイバ１８を、アルミニウム製の伝送用ベースプレートまたは支持バー６４によって支持されている。ＣＲプレート１２は、光ファイバアレイ１８および２０の下を、ステッパモータによって移動され、これにより、ＣＲプレート１２を高速にスキャンすることができる。加えて、受信用光ファイバ２０は、アルミニウム製の受信用光ファイバプレートまたは支持アーム６６によって支持されている。
【００２５】
本発明の他の利点は、ポンピング光を供給するためＬＥＤを使用しており、通過帯域が充分広く、特定の周波数に特に同調する必要がない点にある。広い帯域のＬＥＤ出力は、種々のＣＲプレートが感応するエネルギーを伝送する。加えて、送信用光ファイバアレイ１８および受信用光ファイバアレイ２０は、送信用光ファイバ１８に青色光を通過させることにより、キャリブレーションを行うことができ、かつＣＲプレート１２に供給される青色光を正確に位置合わせするため、受信用光ファイバ２０を通過した光を集めることにより、キャリブレーションを行うことができる。実際には、レンズ系を介して送信用光ファイバ１８に送るため、３つのＬＥＤが配設してある。このため、次のような点で非常に便利である。すなわち、これら３つのＬＥＤが複数の周波数を有するため、単一のスキャナにおいて、異なるタイプのＣＲプレートを使用することができる。
【００２６】
さらに、任意のタイプのＣＲプレートを読み取るため、赤外光および可視赤色帯域の両方の光を出射させることができる。送信用光ファイバを使用して、光をＣＲプレート１２上に正確に合焦させることができれば、ピクセルサイズを約５０ミクロンにすることができる。
【００２７】
さらに、複数の送信用光ファイバ１８が、複数単位ごとに、ポンピングされるが、これら複数の送信用光ファイバ１８においては、同時にポンピングされた光ファイバ間の間隔が広くなるように、６３本又は６４本のファイバごとに同時にポンピングされる。このようにすれば、ＣＲプレート１２上の励起されたスポット間のクロストークが防止される。しかしながら、送信用光ファイバ１８に対して複数の送信用光ファイバを同時にポンピングすると、一方で、受信用光ファイバ２０を介して非常に高速に応答し、他方で、ＣＲプレート１２において、クロストークが防止され、画像のスメアが防止される。受光された光は、５００ミクロンの受信用光ファイバ２０に入射されるが、個別の光検出器６８によって受信され、光検出器６８によって光信号が生成される。この光信号はオペアンプにより増幅される。このオペアンプは、低ノイズ信号をＡ／Ｄコンバータに供給する。本実施の形態においては、このＡ／Ｄコンバータは、１６ビットの解像度を有するものであり、かつ画像等を表示するためにさらに処理するため、１６ビットの濃度信号（intensity signal）を供給する。
【００２８】
高精度のスポットサイズを提供するため、５００ミクロンの受信用光ファイバ２０の各端部を、平坦に研磨して、複数の送信用光ファイバ１８と突き合わせれば、複数の送信用光ファイバ１８の各光ファイバの形状が懸垂線状になったり正弦波状になることもなく、したがつてＣＲプレート１２上の励起領域に歪みが生じることもない。さらに、送信用光ファイバ１８が受信用光ファイバ２０に密接するか非常に近接して配置されても、送信用光ファイバ１８は、送信用光ファイバ１８を伝送支持バー６４にアライメントして固定させることにより、保持される。同様に、受信用光ファイバ２０は、受信用光ファイバ支持バー６６によって固定されており、受信用光ファイバ２０および送信用光ファイバ１８は、共に、光がファイバ１８および２０の側部から光ファイバ１８および２０に浸入しないように、注封材料（potting compound）か適正な不透明材７０で覆われており、これにより、クロストークが低減され、ファイバ１８および２０を保持する保持力が広い温度範囲に亘って脆化しない。光ファイバの端部は、スキャンされるＣＲプレート１２上、０．００１５インチ（約０．０４ｍｍ）から０．００２０インチ（約０．０５ｍｍ）の位置で、エアベアリングによって支持することができる。こうすることにより、ＣＲプレート１２において、スポットの重なりを低減するか、排除することができ、これにより高解像度のスキャンが行われることになる。
【００２９】
さらに、複数のＬＥＤ３４、３６、および３８と、複数の送信用光ファイバ１８とを使用した場合においては、ＬＥＤが点かなくなったか否かを判断するため、非燐光生成（non-phosphorescent-generating）を使用するか正規化光（normalizing light）を使用して、青色ＬＥＤ３８をモニタ用に使用することができる。ＬＥＤが点かなくなると、正規化データが急速にレンジを外れ、これによりその旨が示されることになる。
【００３０】
さらに、複数の送信用光ファイバ１８を使用すれば、ＣＲプレート１２上の隣接する５０ミクロンのピクセル領域を、個々に励起させることができ、しかもブルーミングまたはスメアノイズまたは残差（residual）の程度を判断することができる。
【００３１】
図７を参照して説明すると、本発明の代替実施の形態においては、この実施の形態に係る装置、すなわちＣＲスキャナ１００は、複数の励起または送信用光ファイバ、例えばコア径が約２７ミクロンのポンピングまたは励起光ファイバ１０２を有し、ポンピング光を光コーン１０５にして基板１０４に供給しており、この基板１０４はＣＲプレートまたはシートとすることができる。燐光発光１０６は、励起ファイバ１０２の一方の側にある第１の受信用光ファイバ１１０と、他方の側にある第２の受信用光ファイバ１１２とによって、受信することができる。ＣＲプレート１０４において発光した燐光をより多くキャプチャするため、受信用光ファイバ連結部１１４において、受信用光ファイバ１１０および１１２を組み合わせて、光受信器１１６が最終的に検出することができるだけの光学出力を供給することができる。
【００３２】
図８を参照すると、本発明の代替実施の形態は、図８においては、一般に、参照番号２１０で識別される。本実施の形態においては、露光済みＣＲ基板２１２のスキャンに使用するＣＲスキャナを備えており、ＣＲ基板２１２は、ＣＲプレートまたはＣＲシートとすることができる。このようなＣＲプレートまたはシート２１２は、通常、遮光カセッテに保持されるが、読み取りまたはスキャンのため取り外すことができるようになっている。
【００３３】
ＣＲスキャナ２１０は、スキャン中にＣＲプレート２１２を保持するための遮光エンクロージャ２１４を備えている。ポンピング光源２１６は、放射線撮像プレートのＸ線潜像に応じて燐光を生成するため、ポンピング光を生成し、このポンピング光はプレート２１２に送られる。このポンピング光は、ポンピング光源２１６から、複数の送信用光ファイバ２１８を介して、基板２１２に近傍に運ばれる。第２の複数の光ファイバ２２０は、具体的には複数の受信用光ファイバであるが、ポンピング光によって刺激された燐光によって生成された局所的な光を受け、この燐光を光受信器２２２へ送っている。光受信器２２２は、受信用光ファイバ２２０から受信した燐光を、電気信号に変換し、この電気信号はプロセッサ２２４に供給される。プロセッサ２２４は、メモリ２２６と協働して、ＣＲプレート２１２からの潜像を示すディスプレイ信号を生成する。
【００３４】
ハウジングは、遮光エンクロージャ２１４を保持し画定している。このハウジング内には、プロセッサ２２４があり、このプロセッサは、具体的にはマイクロプロセッサまたはマイクロコンピュータであるが、カスタムＩＣ（custom integrated circuit）などで具現化することができる。メモリ２２６は、プロセッサ２２４に接続されており、命令および／またはデータをストアするため使用することができる。ディスプレイ装置２３０はプロセッサ２２４に接続されており、プロセッサ２２４からディスプレイ信号を受信し、Ｘ線潜像を表す燐光像から可視像を再構成している。具体的には、ディスプレイ装置２３０は、Ｘ線露光によってＣＲプレート２１２上に形成された潜像に対応する可視像を表示する。プロセッサ２２４は、電源２３２を介して、ポンピング光源２１６を制御している。電源２３２は、円形プラットフォーム２３６上に担持されたヘリウムネオンレーザ２３４に電源を供給している。円形プラットフォーム２３６は、プロセッサ２２４により制御されるＤＣサーボモータ２４０によって、シャフト２３８の周りに回転可能になっている。
【００３５】
受信用光ファイバ２２０は、受信用光ファイバ２０と実質的に同一である。レーザポンピング光を各送信用光ファイバ２１８に直接かつ順次に注入するため、レーザ２３４からのレーザ光は、円形プラットフォーム２３６を回転させることによりスキャンされ、環状に配置された複数の光ファイバのうちの光ファイバ２１８を除く入力端部２４２で受信される。このようにすると、送信用光ファイバアレイ２１８の反対側におけるＣＲプレート２１２において、ポンピング光がラスタスキャンされる。径の小さい送信用光ファイバ２１８を介して行われるラスタスキャンにより、確実に、高解像度の光励起が生じ、ＣＲプレート２１２に供給され、これにより、高解像度の燐光信号が受信用光ファイバアレイ２２０に供給される。この結果、最終的に、ディスプレイ装置２３０によって高解像度画像を生成することができる。
【００３６】
ＣＲスキャナ２１０のゲインをさらに高くするため、光受信器２２２は光増倍管２４６を備えており、光増倍管２４６は増幅器２４８に接続されている。アナログ増幅された画像信号を備えた別の画像信号を供給するため、光増倍管２４６からの画像信号は、増幅器２４８によって増幅される。増幅器２４８は、Ａ／Ｄコンバータ２５０に接続されており、Ａ／Ｄコンバータ２５０は、アナログ増幅された画像信号を、デジタル画像信号を備えたさらに別の画像信号に変換し、かつディスプレイ装置２３０で可視像を表示するため、デジタル画像信号が、画像信号バス２５２を介してプロセッサ２２４に送られる。
【００３７】
ＣＲプレート２１２は、プロセッサ２２４により制御されたステッパモータ２５４によって、横ラスタスキャン（transverse raster scanning）方向に移動される。ＣＲプレート２１２の位置が検出され、プレート位置信号がライン２５６を介してプロセッサ２２４に送られる。この結果、プロセッサ２２４は、ＣＲプレート２１２から送られた燐光から、高解像度のデジタル画像を生成することができる。
【００３８】
装置３００は、本発明のさらに他の実施の形態であって、図９および図１０に示すが、光送信ユニット３０２および光受信ユニット３０４を含む。光送信ユニット３０２は、駆動装置を有する光ファイバセクション３０６と、光ファイバセクション３０６に関連付けされたレーザ照射装置セクション３０８とを有する。図１１を参照すると、電気モータ３１０は、その駆動シャフトが円形キャリアプレート３１２に接続してあり、円形キャリアプレート３１２には、複数の送信用光ファイバ３１８にレーザポンピング光を発光または出射するため、レーザ３１４が配置してある。送信用光ファイバ３１８は、５０ミクロンの複数の光ファイバを備え、円筒ドラム３２０上に形成され、この円筒ドラム３２０は、このシステム内において、一部が切断されている。
【００３９】
送信用光ファイバ３１８は、約８０００本の光ファイバを円筒ドラム３２０に捲回したものである。ついで、この円筒ドラム３２０は、外壁体３２２で覆われるが、その製造段階で切断線３２４に沿って切断される。送信用光ファイバ３１８は、円筒ドラム３２０の底部の出口において、図１１および図１２に示されるように、実質的に線形のアレイになっている。
【００４０】
送信用光ファイバ３１８はＣＲプレート３２６に近接して配置され、ＣＲプレート３２６は、システム３００の入口３２８からガイドローラ３３０および３３２の対を介してエンタされ、ガイドローラ３３０および３３２の対により、プレート３２６が、送信用光ファイバ３１８の終端部が形成する線形アレイ状の領域に向かって駆動される。レーザ３１４が送信用光ファイバ３１８に対向して回転され、光ビーム３４０が、双凸面レンズと、メニスカスまたは凹凸面レンズとよりなる光学列３４２を通過するとき（これを示す図としては図１４が最適と思われる）、上記線形アレイ状の領域に、レーザ３１４からの光が送信用光ファイバを介して運ばれる。焦合されたポンピング光により、送信用光ファイバ３１８の複数の端部３４６において、実質的に楕円形のフットプリント３４４が形成される。端部３４６は、実質的に環状に配置されレーザ光を受けるようになっている。そして、ポンピング光は、送信用光ファイバ３１８の複数の出力端部３５０から出て、スキャンのために、ＣＲプレート３２６に送られる。ＣＲプレート３２６に蓄積されたＸ線エネルギーは、ポンピング光によって刺激され発光することにより、放出される。発光された光は、光受信器３０４の一部を備える一体成形光パイプ３５２に入る。一体成形光パイプ３５２は、光を光受信器セクション３６０に送るためのテーパ透明プラスチック体を備えている。光受信器セクション３６０は、ＣＲプレート３２６から、発光された光を受け、電気信号を変換する光増倍管３６２を含む。
【００４１】
そして、ＣＲプレート３２６は、右方向に、ステッパモータ駆動のローラ３７０および３７２の対まで搬送されるが、プレート滞留セクション３７４に搬送することができる。他の実施の形態において、プレート滞留セクション３７４は、その後部を開放して、その後部から当該ＣＲプレートが突き出るようにすることができる。例えば、オペレーションを動的に監視する必要のある工業用Ｘ線システムにおいて、連続スキャンされた画像を供給するため、ＣＲプレートまたはシート材の単一のループを、スキャナに連続して通過させるため、改良されたスキャナにおいては、連続ループタイプのプレートを使用することができる。
【００４２】
スキャンされたＣＲプレート３２６が、複数のローラによって、露光領域から、出口領域を通って搬送された後、プレート３２６は、複数のイレーサランプ３８２を備えたイレーサヘッド３８０により照射される。この照射により、プレート３２６の過剰なＸ線エネルギーや残留したＸ線エネルギーが、青色光として放出され、これにより当該プレートの消去が行われる。そして、プレート３２６は、プレート滞留セクションから、図１１において左側に、反転逆送され、再びイレーサヘッド３８０を通過し、その露光領域に、送信用光ファイバ３１８および光パイプ３５２が含まれ、装置３００は、さらにスキャンするため追加のプレートを受けるため待機することになる。
【００４３】
低速・高解像度または高速・低解像度のいずれかで、ＣＲプレート３２６をスキャンすることができる。低速・高解像度モードにおいては、光ファイバの端部３４６における楕円形の照射スポットは、配光が図１５に示すようになっており、ポンピング光ビームがスイープされたとき、一度に１つまたは２つの光ファイバが照射される。当然、楕円形の照射スポットの長軸は、実質的に、キャリアプレート３１２の回転半径方向になる。しかしながら、この楕円形の照射スポット３４４の長軸が、光ファイバの端部３４６の接線面に実質的に平行になるように、レーザ３１４によってこの楕円形の照射スポット３４４を９０°回転させるため、アクチュエータ３８０によって、キャリアプレート３１２に対してレーザ３１４を回転させることができる。レーザ３１４に、モーメントアーム３８４が取り付けられ、このモーメントアーム３８４に、アーム３８２を介してアクチュエータ３８０が取り付けられている。このようにすると、最高１０本の光ファイバを照射することができ、たとえ低解像度であっても、ＣＲプレート３２６のスキャンを高速に行うことができる。このように高速にスキャンできるので、病変（lesion）が実際に存在するか否かを初期の段階で判断する場面において、スカウトショット（scout shots）を処理する上で特に有用である。
【００４４】
装置３００は、パーソナルコンピュータによってコントロールされ、このパーソナルコンピュータは図１３に示されるようなラップトップ４００とすることができる。装置３００には、ＡＣ電源がライン４０２を介して供給される。このＡＣ電源はフィルタ４０４に供給され、ＤＣ電源４０６および４０８の対は、装置３００の他部分で使用される。コンピュータ４００は、ビデオ画像を表示するため、ディスプレイ装置またはモニタ装置４１０にも接続されている。コンピュータ４００は個別の電源４１４を有する。コンピュータ４００は、ＲＳ−２３２またはＲＳ−４９５ポート４１６を介して、装置３００の部分と通信する。ＲＳ−２３２またはＲＳ−４９５ポート４１６は、通信のための通信ポート４１８に接続されている。通信ポート４１８は、デジタル信号を、隔離セクション４２０を介して、マイクロプロセッサ４２２へ搬送している。マイクロプロセッサ４２２は、回転可能なキャリアプレート３１２上に搭載してあり、レーザ３１４を制御するため使用され、かつモジュール４２４を介してレーザ温度機能を検出するため使用される。フィード信号は、スリップリングセクション４３０を通る接続を介して、マイクロコントローラ４２２に供給され、マイクロコントローラ４２２およびレーザ３１４は、駆動装置４４０によって制御されるモータ３０８によって回転される。
【００４５】
光増倍管３６２は、その出力が、フィルタ４５０によってフィルタリングされ、信号は、インタフェースボードを介し、バス４５２を介して、コンピュータ４００に最終的に供給される。装置３００においては、コンピュータ４００により、インタフェースカード４７６を介して、高速クラッチ制御４７４を制御し、高速クラッチ制御４７４により、複数のローラを制御するための一対のクラッチ４７０および４７２を制御することができる。ステッパモータ４９０は、モータ制御回路４９２により制御され、インタフェースカードを介してコンピュータ４００に結合されており、装置３００を通るＣＲシート３２６のスキャン、滞留、および逆送を制御している。
【００４６】
インタフェースカード４７６は、制御バス５００を介してイレーサ３８０のイレーサランプ３８２に接続されている。複数のサーミスタ５０２、５０４、および５０６は、過熱状態を表す信号を、インタフェースカードを介してコンピュータ４００に返す。このような加熱状態になると、コンピュータ４００は、装置３００またはＣＲシート３２６の損傷を避けるため、イレーサランプ３８２をシャットダウンする。イレーサランプ３８２は、インタフェースボード４７６を介して接続されたリレー回路５１０によって制御される。
【００４７】
以上、本発明の特定の実施の形態を図示し記載したが、当然に、当業者は多数の変形および修正を思いつくことになるが、このような変形および修正は、本発明の真の精神および範囲を逸脱しない限り、請求の範囲において包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明を具現化したＣＲプレートスキャナを備えた装置のブロック図である。
【図２】図１の装置の送信用光ファイバと受信用光ファイバの配向の詳細図である。
【図３】ＣＲプレート上に配置した、送信用光ファイバアレイと受信用光ファイバアレイの詳細を示す図１の装置の図である。
【図４】図１の装置における受信用光ファイバと送信用光ファイバの配置関係を拡大して示す概略図である。
【図５】図１の装置を通る光路を示す装置の断面図である。
【図６】図１の装置の外観図である。
【図７】本発明を具現化した代替装置の断面図である。
【図８】本発明の他の代替例を示す概略図である。
【図９】本発明のさらに他の代替例を示す斜視図である。
【図１０】図９の装置の他の斜視図である。
【図１１】図１０の１１−１１線断面図である。
【図１２】読み取られるＣＲプレートに近接する送信用光ファイバと受信光パイプの詳細を示す図９の装置の一部断面図である。
【図１３】図９の装置のブロック図である。
【図１４】レーザと、レーザを担持する回転可能なキャリアと、レンズ列と、送信用光ファイバとの詳細を含む図９の装置の一部の概略斜視図である。
【図１５】高解像度モードの単一のファイバ励起を示す図である。
【図１６】低解像度の高速スキャンモードにおける複数ファイバの照射を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005510760.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2005510760.tif 000008
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2005510760.tif 000017
【図１６】
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【国際調査報告】
2005510760.tif 000019
2005510760.tif 000020