(57)【要約】【課題】Ｘ線イメージ管の出力蛍光面の劣化具合を容易かつ正確に把握できるＸ線イメージングシステムを提供する。【解決手段】Ｘ線イメージ管は、入射するＸ線を光に変換する入力蛍光面、入力蛍光面で変換された光を光電子に変換する光電面、光電面で変換された光電子を加速集束させる電子レンズ、電子レンズで加速集束された光電子が入射してこの光電子を光に変換する出力蛍光面30を備える。出力蛍光面30は光電子が入射してこの光電子を光に変換するのに使用される使用領域33と使用されない不使用領域34とを有する。カメラは、出力蛍光面30の使用領域33および不使用領域34を含めて出力蛍光面30を撮像する。処理装置は、Ｘ線イメージ管にＸ線を入射しない状態でのカメラによって撮像される出力蛍光面30の映像を取得し、映像の使用領域33と不使用領域34との濃度差から出力蛍光面30の劣化具合を測定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射するＸ線を光に変換する入力蛍光面、この入力蛍光面で変換された光を光電子に変換する光電面、この光電面で変換された光電子を加速集束させる電子レンズ、およびこの電子レンズで加速集束された光電子が入射してこの光電子を光に変換する出力蛍光面を備え、前記出力蛍光面は光電子が入射してこの光電子を光に変換するのに使用される使用領域と使用されない不使用領域とを有するＸ線イメージ管と、
前記出力蛍光面の前記使用領域および前記不使用領域を含めて前記出力蛍光面を撮像するカメラと、
前記Ｘ線イメージ管にＸ線を入射しない状態での前記カメラによって撮像される前記出力蛍光面の映像を取得し、その映像の前記使用領域と前記不使用領域との濃度差から前記出力蛍光面の劣化具合を測定する処理装置と
を具備することを特徴とするＸ線イメージングシステム。
【請求項２】
前記Ｘ線イメージ管の前記出力蛍光面を照明する光源を具備する
ことを特徴とする請求項１記載のＸ線イメージングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、Ｘ線イメージ管を用いたＸ線イメージングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線イメージ管を用いたＸ線イメージングシステムは、例えば工業用ではＸ線による非破壊検査装置等に用いられ、医用ではＸ線による診断装置等に用いられている。Ｘ線イメージ管は、Ｘ線管から入射するＸ線を光に変換およびこの光を光電子に変換し、この光電子を加速集束して出力蛍光面に入射させ、出力蛍光面で光電子を光に変化して結像する。このＸ線イメージ管の出力蛍光面をカメラで撮像し、このカメラで撮像した映像を処理装置に取り込んで処理し、検査や診断を行っている。
【０００３】
Ｘ線イメージ管はＸ線イメージングシステムの１つの部品として繰り返し使用されるため、Ｘ線イメージ管の出力蛍光面が劣化し、出力蛍光面が暗くなって映像の信号レベルが低下してくる。映像の信号レベルを一定に保つためにＸ線管からのＸ線量を増加しながら使用されるが、そのまま使用され続けた場合、Ｘ線管からのＸ線量を増加しても出力蛍光面の映像を判別できない、あるいは出力蛍光面に映像が映らない状態になり、いわゆる寿命となり、Ｘ線イメージ管の交換やＸ線イメージングシステムの交換といった対応がなされる。
【０００４】
Ｘ線イメージ管の使用者側では、Ｘ線イメージ管の使用開始から出力蛍光面が劣化していく過程や劣化具合を把握できないため、Ｘ線イメージ管の交換等の適切な対応ができない。
【０００５】
そこで、Ｘ線イメージングシステムの納入後の定期メンテナンスにおいて、機器メーカー等の作業者がＸ線イメージ管の出力蛍光面を目視し、劣化具合を判断している。しかし、Ｘ線イメージ管の出力蛍光面を目視するには、筐体のカバーやカメラ等を外す必要があって、手間がかかるものであり、しかも、目視する作業者によって判断基準が異なることから、劣化具合の判断結果のばらつきが大きく、Ｘ線イメージ管の交換等の適切な対応ができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３２９３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、Ｘ線イメージ管の出力蛍光面の劣化具合を容易かつ正確に把握できるＸ線イメージングシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態のＸ線イメージングシステムは、Ｘ線イメージ管、カメラおよび処理装置を備える。Ｘ線イメージ管は、入射するＸ線を光に変換する入力蛍光面、入力蛍光面で変換された光を光電子に変換する光電面、光電面で変換された光電子を加速集束させる電子レンズ、および電子レンズで加速集束された光電子が入射してこの光電子を光に変換する出力蛍光面を備える。出力蛍光面は光電子が入射してこの光電子を光に変換するのに使用される使用領域と使用されない不使用領域とを有する。カメラは、出力蛍光面の使用領域および不使用領域を含めて出力蛍光面を撮像する。処理装置は、Ｘ線イメージ管にＸ線を入射しない状態でのカメラによって撮像される出力蛍光面の映像を取得し、映像の使用領域と不使用領域との濃度差から出力蛍光面の劣化具合を測定する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態のＸ線イメージングシステムを示し、Ｘ線を相当量入射した後のＸ線イメージ管の出力蛍光面をカメラ側から見た説明図である。
【図２】同上Ｘ線入射量が少ない状態でのＸ線イメージ管の出力蛍光面をカメラ側から見た説明図である。
【図３】同上Ｘ線イメージングシステムの構成図である。
【図４】同上Ｘ線イメージ管の出力蛍光面からの発光を説明する模式図である。
【図５】同上Ｘ線イメージ管の出力蛍光面に光源から照射する光の反射を説明する模式図である。
【図６】第２の実施形態のＸ線イメージングシステムを示す構成図である。
【図７】第３の実施形態のＸ線イメージングシステムを示す磁気遮蔽構造を備えたＸ線イメージ管装置の断面図である。
【図８】第４の実施形態のＸ線イメージングシステムを示す磁気遮蔽構造を備えたＸ線イメージ管装置の断面図である。
【図９】第５の実施形態のＸ線イメージングシステムを示す磁気遮蔽構造を備えたＸ線イメージ管装置の断面図である。
【図１０】第６の実施形態のＸ線イメージングシステムを示す磁気遮蔽構造を備えたＸ線イメージ管装置の断面図である。
【図１１】第７の実施形態のＸ線イメージングシステムを示す高圧電源を管容器の内部に配置したＸ線イメージ管装置の断面図である。
【図１２】第８の実施形態のＸ線イメージングシステムを示す高圧電源を外部に配置したＸ線イメージ管装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、第１の実施形態を、図１ないし図５を参照して説明する。
【００１１】
図３に示すように、Ｘ線イメージングシステム10は、Ｘ線を被写体に照射する図示しないＸ線管、被写体を透過したＸ線を入射して可視光像に変換するとともに可視光像を映像信号として出力するＸ線検出装置11、およびこのＸ線検出装置11から出力される映像信号を処理する処理装置12を備える。
【００１２】
そして、Ｘ線検出装置11は、Ｘ線像を可視光像に変換するＸ線イメージ管15、このＸ線イメージ管15を収容する管容器16、Ｘ線イメージ管15で変換された可視光像を撮像するカメラ17、このカメラ17を覆うカメラカバー18、Ｘ線イメージ管15の出力蛍光面30を照明するための光源19、およびＸ線イメージ管15に電源を供給する図示しない高圧電源等を備えている。
【００１３】
Ｘ線イメージ管15は、真空外囲器22を備えている。この真空外囲器22には、Ｘ線の入射窓である入力面23、およびこの入力面23に対して反対側に出力窓である出力面24が設けられている。真空外囲器22内には、入力面23から入射するＸ線を光に変換する入力蛍光面25、この入力蛍光面25で変換された光を光電子に変換する光電面26、この光電面26で変換された光電子を加速集束させる複数の集束電極27および陽極28を含む電子レンズ29、およびこの電子レンズ29で加速集束された光電子が入射してこの光電子を光に変換する出力蛍光面30を備えている。出力面24は透明なガラス基板31で構成され、このガラス基板31の内面側に出力蛍光面30を構成する蛍光体層が形成されている。なお、入力蛍光面25の基板や集束電極27の一部は真空外囲器22を兼ねていてもよい。
【００１４】
管容器16は、Ｘ線イメージ管15を収容している。Ｘ線イメージ管15の出力面24は管容器16から露出されている。
【００１５】
カメラ17は、Ｘ線イメージ管15の出力面24を通じて出力蛍光面30を撮像する撮像素子、およびこの撮像素子に出力蛍光面30に出力される可視光像を結像するレンズ等を備えている。カメラ17は、Ｘ線イメージ管15または管容器16に対して、Ｘ線イメージ管15の出力面24を通じて出力蛍光面30を撮像する所定の位置に位置決め固定されている。そして、撮像素子は、白黒映像を撮像する。レンズは、カメラ17側またはＸ線イメージ管15側のいずれに設置されていてもよい。
【００１６】
カメラカバー18は、Ｘ線イメージ管15および管容器16との間にカメラ17を収容する。
【００１７】
光源19は、Ｘ線イメージ管15の出力面24を通じて出力蛍光面30に光を照射する。光源19は、Ｘ線イメージ管15または管容器16に取り付けられ、カメラ17とともにカメラカバー18内に配置されている。光源19は、何色の光を発光してもよいが、Ｘ線イメージ管15にＸ線を入射したときに出力蛍光面30が発光する光の色に近い色の光を照射することが好ましい。例えば、出力蛍光面30が緑色の蛍光を発する場合、光源19は緑色の光を出力蛍光面30に照射する。
【００１８】
また、処理装置12は、パソコン等で構成されている。処理装置12は、カメラ17によって撮像される映像を取り込んで処理し、検査や診断を行う。処理装置12は、Ｘ線イメージ管15にＸ線を入射しない状態でのカメラ17によって撮像される出力蛍光面30の映像（映像データ）を取得し、その映像（映像データ）の出力蛍光面30の使用領域と不使用領域との濃度差から出力蛍光面30の劣化具合を測定（判定）する測定手段（判定手段）の機能を有している。
【００１９】
そして、Ｘ線イメージングシステム10では、Ｘ線管から被写体にＸ線を照射し、被写体を透過したＸ線をＸ線イメージ管15の入力面23に入射する。入力面23から入射するＸ線を入力蛍光面25で光に変換し、この入力蛍光面25で変換された光を光電面26で光電子に変換し、この光電面26で変換された光電子を電子レンズ29で出力蛍光面30へ向けて加速集束し、この電子レンズ29で加速集束された光電子が出力蛍光面30に入射し、この出力蛍光面30で光電子を光に変換し、出力蛍光面30に可視光像を結像する。出力蛍光面30の可視光像をカメラ17で撮像し、このカメラ17で撮像される映像を処理装置12に取り込んで処理し、検査や診断を行う。
【００２０】
また、図１および図２には、Ｘ線イメージ管15の出力蛍光面30をカメラ17側から見た説明図を示す。
【００２１】
出力蛍光面30は円形に形成されている。この出力蛍光面30には、出力蛍光面30の中央領域で、光電子が入射してこの光電子を光に変換するのに使用される円形の使用領域33と、この使用領域33の周辺領域で、光電子が入射せず光電子の光への変換に使用されない不使用領域34とが存在する。
【００２２】
出力蛍光面30を撮像するカメラ17の撮像範囲35は、横長の長方形または正方形である。撮像範囲35には、出力蛍光面30の使用領域33の全てとこの使用領域33の周辺の不使用領域34の一部とが含まれる。
【００２３】
そして、処理装置12の測定手段による出力蛍光面30の劣化具合の測定方法について説明する。
【００２４】
Ｘ線イメージ管15にＸ線を入射せず、光源19を点灯させて出力蛍光面30を外側から照明した状態で、カメラ17によって出力蛍光面30を撮像する。処理装置12は、カメラ17によって撮像される出力蛍光面30の映像を取得し、その出力蛍光面30の映像における使用領域33と不使用領域34との濃度差から出力蛍光面30の劣化具合を測定する。
【００２５】
図２には、Ｘ線イメージ管15へのＸ線の総入射量が少ない状態、つまり出力蛍光面30の使用時間が短く、出力蛍光面30が劣化していない状態を示す。出力蛍光面30が劣化していない場合、使用領域33と不使用領域34とは同色のままである。
【００２６】
処理装置12では、カメラ17の撮像範囲35内において、出力蛍光面30の映像における使用領域33の任意の測定箇所P1における濃淡レベル（白黒レベル、白黒の濃度レベル、明るさレベル、輝度レベル等ともいう）と、出力蛍光面30の映像における不使用領域34の任意の測定箇所P2における濃淡レベルとを測定し、これら濃淡レベルから濃度差を求め、この濃度差から出力蛍光面30の劣化具合を測定する。図２のように、出力蛍光面30が劣化していない場合、濃度差がなく、この濃度差の数値が０であるため、この濃度差の数値から劣化具合が特定される。
【００２７】
一方、図１には、Ｘ線イメージ管15にＸ線を相当量入射した状態、つまり出力蛍光面30の使用時間が長く、出力蛍光面30の劣化が進んでいる状態を示す。出力蛍光面30の劣化が進むと、使用領域33のみが初期の色に対して例えば黒ずむように変色してくる。
【００２８】
処理装置12では、撮像範囲35内において、出力蛍光面30の映像における使用領域33の任意の測定箇所P1における濃淡レベルと、出力蛍光面30の映像における不使用領域34の任意の測定箇所P2における濃淡レベルとを測定し、これら濃淡レベルから濃度差を求め、この濃度差から出力蛍光面30の劣化具合を測定する。図１のように、出力蛍光面30の劣化が進んでいると、黒ずんでいる使用領域33と黒ずんでいない不使用領域34とに濃度差が生じ、この濃度差の数値が大きくなるため、この濃度差の数値から劣化具合が特定される。
【００２９】
そして、処理装置12では、測定された濃度差の数値から劣化具合を特定し、特定された劣化具合を数値化してモニタ等に表示する。
【００３０】
そのため、出力蛍光面30を作業者が直視して確認しなくても、出力蛍光面30の劣化具合を容易に把握することができ、かつ、濃度差の数値から劣化具合を特定できることで、作業者による劣化判断のばらつきが生じるようなことがなく、出力蛍光面30の劣化具合を正確に把握することができる。
【００３１】
したがって、Ｘ線イメージ管15の出力蛍光面30の劣化具合を容易かつ正確に把握できるＸ線イメージングシステム10を提供することができる。
【００３２】
しかも、Ｘ線イメージングシステム10の使用者側でも、Ｘ線イメージ管15の使用開始から寿命までの出力蛍光面30が劣化していく過程や出力蛍光面30の劣化具合を把握することができるため、Ｘ線イメージ管15の交換の適切な対応をとることができる。
【００３３】
例えば、出力蛍光面30の劣化が進んでも、暗くなる映像の信号レベルを一定に保つためにＸ線管からのＸ線量を増加しながら使用され続けた場合、過剰にＸ線管の寿命が短くなるという不都合や、Ｘ線イメージ管15が医用で使用されるときに、被検者や患者、医療機関関係者のＸ線被曝量の増加のおそれがあるという不都合がある。さらに、映像の信号レベルを自動で制御する機能を備える場合、使用者がＸ線管からのＸ線量が増加していることに気付かず、Ｘ線管の短寿命化、被検者や患者、医療機関関係者のＸ線被曝量の増加を招きやすいという不都合がある。これに対して、本実施形態のように、Ｘ線イメージ管15の交換の適切な対応がとれることにより、Ｘ線管の過剰な短寿命化を抑制し、被検者や患者、医療機関関係者のＸ線被曝量の増加を抑制することができる。
【００３４】
また、出力蛍光面30の周辺は覆われていて遮光されているため、Ｘ線イメージ管15にＸ線を入射し、出力蛍光面30が発光しないと、出力蛍光面30をカメラ17で撮像できないが、出力蛍光面30が発光した状態では出力蛍光面30の劣化具合を測定することはできない。そこで、Ｘ線を入射しない状態で、光源19からの光を出力蛍光面30に照射することにより、出力蛍光面30をカメラ17で撮像し、出力蛍光面30の劣化具合を測定することができる。
【００３５】
光源19は、何色の光を照射してもよいが、出力蛍光面30の変色具合をカメラ17によって明確に撮像できるように、白色系の光や、Ｘ線イメージ管15にＸ線を入射したときに出力蛍光面30が発光する光の色に近い色の光を、出力蛍光面30に照射することが好ましい。例えば、出力蛍光面30が緑色の光を発光する場合、光源19は緑色の光を出力蛍光面30に照射するのが好ましい。
【００３６】
また、図４にＸ線イメージ管15の出力蛍光面30からの発光を説明する模式図を示し、図５にＸ線イメージ管15の出力蛍光面30に光源から照射する光の反射を説明する模式図を示す。なお、図４および図５には、使用領域33および不使用領域34を示すために、出力面24のガラス基板31と出力蛍光面30との間に隙間をあけているが、実際には出力面24のガラス基板31と出力蛍光面30とは密着している。そして、出力蛍光面30の劣化による変色は、出力蛍光面30とガラス基板31の表面との間に発生する。
【００３７】
図４に示すように、Ｘ線入射時においては、出力蛍光面30の使用領域33からの発光38は、使用領域33が劣化によって変色していてもその変色部分を１回透過する。
【００３８】
図５に示すように、出力蛍光面30の劣化具合を測定する際には、光源19からの光（照明光）39が出力蛍光面30に照射され、出力蛍光面30の使用領域33および不使用領域34からそれぞれ反射する光39をカメラ17で撮像する。そして、処理装置12にて、使用領域33の濃淡レベルと不使用領域34の濃淡レベルとを測定し、これら濃淡レベルの濃度差から劣化具合を判定する。
【００３９】
このとき、使用領域33が劣化によって変色していると、使用領域33に対して入射、反射する光39は変色部分を２回透過し、その２回通過した光39から濃淡レベルを測定し、劣化具合を判定することになる。つまり、出力蛍光面30の使用領域33の劣化具合が実際よりも進んでいると判定されることになる。そのため、処理装置12では、使用領域33からの光39は変色部分を１回透過したように測定値を補正する必要がある。
【００４０】
次に、図６に第２の実施形態を示す。光源19は、カメラ17側に設置してもよい。
【００４１】
次に、図７ないし図９に第３ないし第５の実施形態を示す。これら実施形態は、外部からＸ線イメージ管15への磁気の遮蔽あるいは低減させる磁気遮蔽構造を備えている。
【００４２】
図７に示す第３の実施形態では、Ｘ線イメージ管15の出力面24を除くＸ線イメージ管15の周囲に、例えばパーマロイ等で形成された磁気遮蔽物42が配設されている。
【００４３】
図８に示す第４の実施形態では、Ｘ線イメージ管15の入力面23および出力面24を除くＸ線イメージ管15の周囲に、例えばパーマロイ等で形成された磁気遮蔽物42が配設されている。
【００４４】
図９に示す第５の実施形態では、Ｘ線イメージ管15の入力面23の周囲に、外部からの磁気を打ち消すための磁界を発生するコイル43が配設されている。なお、コイル43は、上述した各実施形態に適用してもよい。
【００４５】
次に、図１０に第６の実施形態を示す。この第６の実施形態では、Ｘ線イメージ管15の入力面23および出力面24を除くＸ線イメージ管15の周囲と、カメラ17の後方とに、Ｘ線検出装置11に入射したＸ線が外部に漏洩するのを防止するために、Ｘ線を遮蔽または低減させる例えば鉛等のＸ線吸収率の高い材料によって形成されたＸ線遮蔽物44が配設されている。なお、Ｘ線遮蔽物44は、上述した各実施形態に適用してもよい。
【００４６】
次に、図１１および図１２に第７および第８の実施形態を示す。これら実施形態は、Ｘ線イメージ管15の集束電極27や陽極28等に電源を供給する高圧電源45を示す。
【００４７】
図１１に示す第７の実施形態では、高圧電源45が管容器16の内側に配置され、高圧電源45とＸ線イメージ管15とがケーブル46で接続されている。
【００４８】
図１２に示す第８の実施形態では、高圧電源45が管容器16の外側に配置され、高圧電源45とＸ線イメージ管15とがケーブル46で接続されている。
【００４９】
なお、これら実施形態のように配置される高圧電源45は、上述した各実施形態に適用してもよい。
【００５０】
また、図７ないし図１２には、処理装置12や光源19等の図示を省略している。
【００５１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５２】
10    Ｘ線イメージングシステム
12    処理装置
15    Ｘ線イメージ管
17    カメラ
19    光源
25    入力蛍光面
26    光電面
29    電子レンズ
30    出力蛍光面
33    使用領域
34    不使用領域
【図１】
2018181418.tif 000003
【図２】
2018181418.tif 000004
【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】
2018181418.tif 000011
【図１０】
2018181418.tif 000012
【図１１】
2018181418.tif 000013
【図１２】
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