(57)【要約】【課題】散乱線の影響を低減し、散乱線よる画像品質の劣化を防止することができるＱＣファントムを提供する。【解決手段】金属パターン１ａや合成樹脂パターン１ｂを有する構成物層１が、Ｘ線源Ｂと、透過Ｘ線を受信する受信媒体Ｃとの間に対向配置され、Ｘ線撮像システムの品質検査を行うためのＱＣファントムＡ１において、受信媒体Ｃが対向する側の構成物層１に、Ｘ線の散乱線を吸収し低減する金属層３が積層されたことによって、散乱線の影響の少ない高画質なＸ線画像が得られる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂からなる基準物質中に金属パターンや前記基準物質とはＸ線吸収率の異なる合成樹脂パターンを有する構成物層を備え、Ｘ線撮像システムにおいて、前記構成物層を、Ｘ線源と、前記構成物層を透過したＸ線を受信する受信媒体との間に対向配置し、前記構成物層にＸ線を透過させ、撮像されたＸ線画像を評価することにより、前記Ｘ線撮像システムの品質検査を行うためのＱＣファントムであって、
前記受信媒体が対向する側の前記構成物層に、前記Ｘ線の散乱Ｘ線を吸収し低減する金属層が積層されたことを特徴とするＱＣファントム。
【請求項２】
前記構成物層は３ｍｍ〜１０ｍｍ、前記金属層は０．１ｍｍ〜３ｍｍの厚さをそれぞれ有することを特徴とする請求項１に記載のＱＣファントム。
【請求項３】
前記金属層は、銅によって形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のＱＣファントム。
【請求項４】
前記金属層は、機械的な強度を付与する合成樹脂層を介して前記構成物層に積層されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＱＣファントム。
【請求項５】
前記合成樹脂層は０．５ｍｍ〜５ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項４に記載のＱＣファントム。
【請求項６】
前記合成樹脂層は、アクリル樹脂またはウレタン樹脂によって形成されたことを特徴とする請求項４または５に記載のＱＣファントム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線撮像システムの品質検査を行うためのＱＣファントムに関し、詳しくは、放射線の散乱による画質劣化の改善を行うＱＣファントムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、たとえば医療診断を目的とする医療用Ｘ線撮影において、Ｘ線写真フィルム、蓄積性蛍光体シート（ＩＰ）およびＸ線を検出して電気信号に変換するフラットパネルデバイス（ＦＰＤ）等を使用したＸ線撮像システムが知られている。
このようなＸ線撮像システムによって得られるＸ線画像の高信頼性での使用を保証するためには、Ｘ線撮像システムの性能を測定し検証することが必要である。つまり画質が悪いと、Ｘ線画像の高信頼な解析が損なわれるからであり、たとえば、画像コントラスト品質の低下により使用不可能な信頼性の低い画像を生じることがある。
【０００３】
Ｘ線撮像システムパラメータの品質測定に使用されるものに、ＱＣファントムがある。ＱＣファントムは、合成樹脂からなる基準物質中に、Ｘ線吸収率が既知で、大きさ、形状、密度および組成等の特性を有する合成樹脂や金属等が埋設され、Ｘ線撮像システムの１つまたは複数の画質評価項目が測定できるように設計されたものであり、Ｘ線撮像システムの異なる性能パラメータが評価できるようになっている。
【０００４】
このようなＱＣファントムは、Ｘ線撮像システムに設置されたうえで、Ｘ線が照射され、このときの透過Ｘ線レベルがＣＲＴモニタ、液晶モニタおよびＸ線写真フィルム等にＸ線画像として表示される。そして、表示されたＸ線画像は、種々の画像評価項目に基づいて評価されることにより、Ｘ線撮像システムの品質が検査されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ＱＣファントムは、主に合成樹脂から構成されているので、Ｘ線が透過するとき、散乱Ｘ線が発生し、たとえば蓄積性蛍光体シートには、散乱Ｘ線および被写体画像情報を担持する正常なＸ線の両方が蓄積されることになる。このため、Ｘ線撮像システムから最終的に出力される画像信号に、散乱Ｘ線の信号成分が含まれることになり、被写体画像に散乱Ｘ線による画像が重なって出力されたり、散乱Ｘ線の発生が、Ｘ線画像の濃度変動や鮮鋭度低下の要因となり、画質の悪いＸ線画像が出力される。
【０００６】
このように、合成樹脂を主成分とするＱＣファントム内では、Ｘ線が散乱Ｘ線を発生するため、Ｘ線画像の確実な評価が困難となり、Ｘ線撮像システムの品質検査の信頼性を著しく低下させるという事情がある。
本発明の技術的課題は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、散乱Ｘ線の影響を低減し、散乱Ｘ線による画像品質の劣化を防止することができるＱＣファントムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、合成樹脂からなる基準物質中に金属パターンや前記基準物質とはＸ線吸収率の異なる合成樹脂パターンを有する構成物層を備え、Ｘ線撮像システムにおいて、前記構成物層を、Ｘ線源と、前記構成物層を透過したＸ線を受信する受信媒体との間に対向配置し、前記構成物層にＸ線を透過させ、撮像されたＸ線画像を評価することにより、前記Ｘ線撮像システムの品質検査を行うためのＱＣファントムにおいて、前記受信媒体が対向する側の前記構成物層に、前記Ｘ線の散乱Ｘ線を吸収し低減する金属層が積層されたことを特徴とするＱＣファントムを提供するものである。
このように、前記ＱＣファントムでは、金属層によって散乱Ｘ線が低減され、受信媒体への散乱Ｘ線の受信が抑制されるので、画像の重なり、画像濃度の変動および画像鮮鋭度の低下が回避される。
【０００８】
また、前記構成物層は３ｍｍ〜１０ｍｍ、前記金属層は０．１ｍｍ〜３ｍｍの厚さをそれぞれ有することが好ましい。
また、前記金属層は、加工性に優れ、ハンドリング性を損なうことのない重さ（厚さ）の範囲内で、充分な散乱Ｘ線吸収能を有する銅によって形成されることが好ましい。
また、前記金属層は、機械的な強度を付与する合成樹脂層を介して前記構成物層に積層されたことが好ましい。
また、前記合成樹脂層は０．５ｍｍ〜５ｍｍの厚さを有することが好ましい。また、前記合成樹脂層は、加工の容易性、材質の均一性に優れるアクリル樹脂またはウレタン樹脂によって形成されることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態であるＱＣファントムのＸ線撮像システムにおける配置図を示す。
図１に示すＱＣファントムＡ１〜Ａ３は、Ｘ線撮像システムにおけるＸ線源Ｂと、透過Ｘ線を受信する受信媒体（蓄積性蛍光体シート（ＩＰ）あるいはフラットパネルデバイス（ＦＰＤ）等）Ｃとの間に設置され、Ｘ線が透過され、撮像されたＸ線画像の評価を行うことで、Ｘ線撮像システムの品質検査を行うためのものである。
【００１０】
図２は、本発明に係るＱＣファントムの第１実施例を示す断面図である。
図２に示すＱＣファントムＡ１は、アクリル樹脂あるいはウレタン樹脂等からなる基準物質中にＸ線吸収率、大きさ、形状、密度および組成等の特性を有する金属パターン１ａおよび前記基準物質とはＸ線吸収率が異なり、所定形状に形成された合成樹脂パターン１ｂがそれぞれ埋設された５ｍｍ程度の厚さを有する構成物層１を備えている。なお、前記構成物層１の厚さは、照射されるＸ線が完全な平行光でないため、できるだけ薄く形成されることが好ましいが、薄すぎると、画質評価に必要な金属パターン１ａや合成樹脂パターン１ｂを埋設する領域が確保できなくなるので、３ｍｍ〜１０ｍｍの厚さが好ましく、理想的には３ｍｍ〜５ｍｍの厚さにするのがよい。
【００１１】
そして、前記構成物層１の表面には、前記金属パターン１ａおよび合成樹脂パターン１ｂの埋設物を保護するためにアクリル樹脂製で２ｍｍ程度の厚さを有する保護層２が積層されている。
さらに、構成物層１の裏面には、構成物層１および保護層２を透過するＸ線の散乱Ｘ線を吸収し低減する目的で、金属層、たとえば加工性に優れる銅板３が積層されている。このような銅板３は、受信媒体Ｃ側に位置し、構成物層１の裏面全面を覆うことができる大きさであることが望ましく、ＱＣファントムＡ１を透過した透過Ｘ線の散乱Ｘ線を吸収し低減して、散乱Ｘ線が受信媒体Ｃにできるだけ受信されないようにしている。
【００１２】
ところで、前記銅板３は、散乱Ｘ線の吸収およびＱＣファントムＡ１の補強材としての機能を持たせるにはできるだけ厚く形成した方がよいが、ＱＣファントムＡ１を軽量化し良好なハンドリング性を持たせ、被写体画像情報の正常なＸ線を確実に透過させるには薄く形成した方がよい。このことから、銅板３の厚さは、０．１ｍｍ〜３ｍｍの厚さに形成することが望ましく、理想的には０．１ｍｍ〜１ｍｍの厚さがよい。ちなみに、本実施例では、銅板３の厚さを、１ｍｍ程度に設定している。
【００１３】
図３は、本発明に係るＱＣファントムの第２実施例を示す断面図である。
図３に示すＱＣファントムＡ２では、金属パターン１ａおよび合成樹脂パターン１ｂを有する構成物層１の表面を覆うように保護層２が積層され、構成物層１の裏面には、構成物層１に対して機械的な強度を付与し、剛性を強化するための合成樹脂層、たとえば材質の均一性に優れ、加工が容易なアクリル樹脂からなるアクリル板４が積層され、ＱＣファントムＡ２の湾曲等の変形を防止している。そして、前記アクリル板４の裏面には、構成物層１、保護層２およびアクリル板４を透過するＸ線の散乱Ｘ線を吸収し低減するための銅板３が積層されている。
【００１４】
このようなＱＣファントムＡ２では、アクリル板４が銅板３に比して比較的軽量であるため、銅板３を補強材として使用するのに比べ、良好なハンドリング性が確保されることになる。
また、アクリル板４の厚さは、機械的強度の面からは、厚い方がよい反面、アクリル板４自身も散乱Ｘ線を発生するため薄く形成した方がよい。このため、アクリル板４は、機械的強度および散乱Ｘ線発生の低減の両方の要求を両立させるため０．５ｍｍ〜５ｍｍの厚さに形成することが好ましく、理想的には０．５ｍｍ〜２ｍｍの厚さがよい。なお、本実施例における、構成物層１、保護層２、銅板３およびアクリル板４の厚さは、順に５ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ程度に設定されている。
【００１５】
図４は、本発明に係るＱＣファントムの第３実施例を示す断面図である。
図４に示すＱＣファントムＡ３は、図３に示すＱＣファントムＡ２の銅板３の裏面にアクリル板５を積層したものであり、ＱＣファントムＡ３をＸ線撮像システムに設置した際、銅板３が受信媒体Ｃに直接接触するのを避けることで、受信媒体Ｃの保護を目的として設けられている。なお、このようなＱＣファントムＡ３の場合、透過Ｘ線は、アクリル板５でも散乱するので、アクリル板５は、保護材としての機能を担保したうえで、できるだけ薄板に形成する必要がある。
【００１６】
このように、本実施の形態のＱＣファントムＡ１〜Ａ３では、散乱Ｘ線が銅板３によって低減されるので、画像の重なり、画像の濃度変動や鮮鋭度低下等が回避され、画質劣化のないＸ線画像が得られる。これによって、ＱＣファントムＡ１〜Ａ３のＸ線画像が確実に評価され、Ｘ線撮像システムの品質検査の信頼性が向上する。
【００１７】
以上、本発明の実施の形態のＱＣファントムについて詳述したが、本発明は、前記実施の形態記載のＱＣファントムに限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、設計において種々の変更ができるものである。
たとえば、前記実施の形態のＱＣファントムＡ１〜Ａ３では、金属層として、銅板３を用いたが、Ｘ線を吸収でき、Ｘ線吸収率が既知である金属であれば、銅板３に限定されるものではない。
また、前記実施の形態のＱＣファントムＡ１〜Ａ３では、機械的強度を付加する合成樹脂層としてアクリル板４，５を用いたが、これに代えて、アクリル樹脂と同様に材質の均一性および加工性に優れるウレタン樹脂を用いてもよい。さらに、散乱Ｘ線の発生量が少なく、かつ機械的強度を有する材質であれば、合成樹脂層の他、木材層やガラス層であってもよい。
【００１８】
また、散乱Ｘ線の除去よりも放射線量の確保が必要な領域がある場合には、銅板３の部分を選択的に繰り抜いてもよい。さらに、銅板３の部分の厚さを選択的に変えることで、ステップウェッジの一部を構成させ、Ｘ線画像の線形性の評価に用いてもよい。
また、アルミ板に鉛によって構成される線を配置したグリッド構造を持つものを金属層として採用してもよい。この場合、ＱＣファントムＡ１〜Ａ３の各画像評価パターンを、鉛によって構成される線に跨らないように配置することによって、ＱＣファントムＡ１〜Ａ３の機能を好適に発揮することができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明のＱＣファントムによれば、Ｘ線の散乱線を低減する金属層を備えたので、散乱Ｘ線の量を少なくすることができるようになる。これによって、画像の重なり、画像濃度変動および画像鮮鋭度の低下を防止することができるので、散乱Ｘ線による画質劣化を防止することができ、散乱Ｘ線の影響の少ない高画質なＸ線画像を得ることができる。よって、Ｘ線画像の評価が確実にできるようになり、Ｘ線撮像システムの品質検査の信頼性を著しく向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るＱＣファントムのＸ線撮像システムにおける配置図である。
【図２】本発明の第１実施例に係るＱＣファントムの断面図である。
【図３】本発明の第２実施例に係るＱＣファントムの断面図である。
【図４】本発明の第３実施例に係るＱＣファントムの断面図である。
【符号の説明】
１  構成物層
１ａ  金属パターン
１ｂ  合成樹脂パターン
２  保護層
３  銅板
４，５  アクリル板
Ａ１〜Ａ３  ＱＣファントム
Ｂ  Ｘ線源
Ｃ  受信媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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