(57)【要約】【課題】従来は別々に構成されていたバッテリとＸ線遮断シールドとの部品共通化により、軽量化が実現可能なＸ線撮影装置を提供する。【解決手段】Ｘ線遮断性質を有したバッテリー１２０を、蛍光体５０１や光電変換素子５０２で構成されるセンサの後方面に配置する。ここで５０３は、ゲート駆動回路７０３や信号読出し回路７０２、またタイミング制御回路７０４や通信用フレームメモリ７０５、通信モジュール１２１などを構成する回路基板である。なお、バッテリー１２０の面積は、後方散乱線の除去が十分に行えるように、センサの受光部面積と同等又はそれ以上の面積とする。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーによって駆動するＸ線撮影装置において、前記バッテリーがＸ線遮断の性質を備えており、且つ前記Ｘ線撮影装置内のセンサ後方面に配置していることを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項２】
前記バッテリーが前記Ｘ線撮影装置のセンサ部面積と同等又はそれ以上の面積であることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影装置。
【請求項３】
前記バッテリーのＸ線遮断性質は、前記バッテリーのケース部によって実現することを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線撮影装置。
【請求項４】
前記バッテリーのＸ線遮断性質は、前記バッテリーのセパレータ部によって実現することを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線撮影装置。
【請求項５】
前記バッテリーのＸ線遮断性質は、前記バッテリーの電極部によって実現することを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線撮影装置。
【請求項６】
前記バッテリーのＸ線遮断性質は、Ｐｂ（原子番号８２）を含有する物質を用いることによって実現することを特徴とする請求項１から５の何れか１つの請求項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項７】
前記バッテリーのＸ線遮断性質は、Ｍｏ（原子番号４２）を含有する物質を用いることによって実現することを特徴とする請求項１から５の何れか１つの請求項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項８】
前記バッテリーのＸ線遮断性質は、Ｂａ（原子番号５６）を含有する物質を用いることによって実現することを特徴とする請求項１から５の何れか１つの請求項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項９】
前記バッテリーのＸ線遮断性質は、Ｔａ（原子番号７３）を含有する物質を用いることによって実現することを特徴とする請求項１から５の何れか１つの請求項に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１０】
前記バッテリーのＸ線遮断性質は、Ｗ（原子番号７４）を含有する物質を用いることによって実現することを特徴とする請求項１から５の何れか１つの請求項に記載のＸ線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線像を記録するＸ線撮影装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
医療診断を目的とするＸ線撮影は、増感紙とＸ線写真フィルムを組み合わせたフィルムスクリーンシステムがよく用いられている。この方法によれば、被写体を透過したＸ線は被写体の内部情報を含み、それが増感紙によってＸ線の強度に比例した可視光に変換され、Ｘ線フィルムを感光させ、Ｘ線画像をフィルム上に形成する。
【０００３】
最近では、従来Ｘ線フィルムで撮影されてきた胸部などの一般撮影領域にもデジタル撮影装置が普及してきて、診断画像の分野でデジタル画像の取得が可能となってきた。また、バッテリー駆動する可搬型デジタルＸ線撮影装置も発表されている。
【０００４】
ここで、Ｘ撮影システムの構成図を図１に示す。１０４はＸ線室、１０５はＸ線制御室である。Ｘ線室１０４には、Ｘ線を発生するＸ線発生器１１７が置かれる。Ｘ線発生器１１７は、Ｘ線を発生するＸ線管球１１９、撮像制御器１０７により制御されてＸ線管球１１９を駆動する高圧発生源１１８、及びＸ線管球１１９により発生されたＸ線ビームを所望の撮像領域に絞り込むＸ線絞り１２０からなる。
【０００５】
システム制御器１０６は、Ｘ線撮影装置１０１から得た画像データを１１１の内部ＲＡＭに記憶する。記憶された画像データは、オフセット補正やゲイン補正などの適切な処理を施した後、操作者１１６の要求により、ディスプレイ１１５に表示されたり、あるいはハードディスク１０９や外部記憶装置１１０に保存されたりする。
【０００６】
図７は画像処理器１０８であり、画像データの流れを示している。８０１はデータパスを選択するマルチプレクサ、８０２および８０３はそれぞれＸ線画像用および暗画像用フレームメモリ、８０４はオフセット補正回路、８０５はゲイン補正データ用フレームメモリ、８０６はゲイン補正用回路、８０７は欠陥補正回路、８０８はその他の画像処理回路を代表してそれぞれ現している。
【０００７】
Ｘ線曝射により取得されたＸ線画像（Ｆｒｘｏ）が、マルチプレクサ８０１を経由してＸ線画像用フレームメモリ８０２に記憶され、続いてＸ線無曝射状態で取得された補正画像（Ｆｒｎｏ）が、同様にマルチプレクサ８０１を経由して補正用画像用フレームメモリ８０３に記憶される。暗画像の記憶完了から、オフセット補正回路８０４によりオフセット補正（例えばＦｒｘｏ−Ｆｒｎｏ）が行われ、引き続き予め取得されゲイン補正用フレームメモリに記憶してあるゲイン補正用データＦｇを用いて、ゲイン補正回路８０６がゲイン補正（例えば、（Ｆｒｘｏ−Ｆｒｎｏ）／Ｆｇ）を行う。
【０００８】
引き続き欠陥補正回路８０７に転送されたデータは、不感画素や複数パネルで構成されたＸ線撮影装置１０１のつなぎ目部などに違和感を生じないように画像を連続的に補間して、Ｘ線撮影装置１０１に由来するセンサ依存の補正処理を完了する。更に、その他の画像処理回路８０８にて、一般的な画像処理、例えば、階調処理、周波数処理、強調処理などの処理を施した後、表示制御器１１２に処理済データを転送して、モニタ１１５に撮影画像を表示する。
【０００９】
Ｘ線撮影装置１０１はバッテリー１２０を搭載しており、バッテリーにより動作する。。また、Ｘ線撮影装置１０１とシステム制御器１０６とは、それぞれにワイヤレス通信用モジュール１２１、１２２を搭載しており、互いにワイヤレス通信を行っている。ワイヤレス通信の方式としては、電波を用いた無線方式あるいは光通信を用いた方式などがある。駆動制御器１０２は、システム制御器１０６と連動して、撮影装置１０１の各駆動を制御する。
【００１０】
特に可搬型のＸ線撮影装置は様々な状況で撮影が行われるため、その使用状況により、Ｘ線撮影時、撮影装置周辺あるいは撮影装置内を通り抜けたＸ線が、センサ後面の壁や床などに反射して撮影装置内へと戻ってきてセンサに感光してしまうＸ線後方散乱の問題が無視できなくなってくる。この後方散乱の度合いが大きくなると、取得画像にアーチファクトが発生する。この問題を解決するためには、Ｘ線後方散乱防止用にＸ線遮断シールドをセンサ後方面に設置することが既知の技術となっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような可搬型のＸ線撮影装置は、操作性が重要であり、そのためには軽量化が大きな課題となっている。
【００１２】
しかしながら、従来の撮影撮影装置では、内蔵バッテリーやＸ線遮断シールドがそれぞれ大きな重量を有しているために、その軽量化が困難であった。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記の問題に鑑み、バッテリーがＸ線遮断の性質を備え、且つ該バッテリーをＸ線撮影装置内のセンサ後方面に配置することによって、従来は別々に構成されていたバッテリーとＸ線遮断シールドとの部品共通化が可能となり、軽量化が実現可能なＸ線撮影装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るＸ線撮影装置は、バッテリーによって駆動するＸ線撮影装置において、前記バッテリーがＸ線遮断の性質を備えており、且つ前記Ｘ線撮影装置内のセンサ後方面に配置していることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における実施の形態について図面を参照にして説明する。
Ｘ線撮影システムの構成は、図１に示したとおりである。デジタルＸ線撮影装置の断面構造の概略図を図３に示す。撮像部は、図３に示されるように蛍光体５０１と光電変換素子５０２とを組み合わせて構成される。光電変換素子５０２は、光電変換層として、例えば非結晶シリコン（ａ−Ｓｉ膜）が利用されている。これは、大面積のガラス基板のようなセンサ基板に容易に形成することが可能なばかりでなく、スイッチング素子としてのＴＦＴの半導体材料としても用いることが可能である点で好適だからである。
【００１６】
入射されたＸ線は蛍光体５０１で可視光へと変換される。そして、光電変換素子の半導体層で吸収された光によってフォトキャリアが形成され、蓄積される。
【００１７】
図４に光電変換素子の等価回路の一例を示す。１素子は、光検出部６０１と電荷の蓄積及び読み取りを制御するスイッチング薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）６０３とからなり、一般には、ガラス基板上にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を用いて形成される。光検出部６０１は更に、光ダイオード６０１ａとコンデンサ６０１ｂの並列回路からなり、光電効果による電荷を定電流源６０２として記述している。コンデンサ６０１ｂは光ダイオード６０１ａの寄生容量でも、光ダイオード６０１ａのダイナミックレンジを改善する追加的なコンデンサでもよい。
【００１８】
光検出部６０１（光ダイオード６０１ａ）のカソードは共通電極（Ｄ電極）であるバイアス配線Ｌｂを介してバイアス電源６０４に接続する。光検出部６０１（光ダイオード６０１ａ）のアノードは、ゲート電極（Ｇ電極）からスイッチングＴＦＴ６０３を介してコンデンサ６０５及び電荷読出し用プリアンプ６０６に接続する。プリアンプ６０６の入力はまた、リセット用スイッチ６０８及び信号線バイアス電源６０９を介してアースに接続する。
【００１９】
先ず、スイッチングＴＦＴ６０３とリセット用スイッチ６０８を一時的にオンにして、コンデンサ６０１ｂをリセットし、スイッチングＴＦＴ６０３とリセット用スイッチ６０８をオフにする。その後、Ｘ線を発生させて、被検体６１０に曝射する。蛍光体５０１が被検体６１０を透過してくるＸ線像を可視光線像に変換し、光ダイオード６０１ａは、その可視光線像により導通状態になり、コンデンサ６０１ｂの電荷を充電させる。続いてスイッチングＴＦＴ６０３をオンにして、コンデンサ６０１ｂとコンデンサ６０５を接続する。これにより、コンデンサ６０１ｂの充電量の情報がコンデンサ６０５にも伝達される。プリアンプ６０６によりコンデンサ６０５の蓄積電荷による電圧の増幅、もしくは点線で示されたコンデンサ６０７により電荷−電圧変換され、外部に出力される。
【００２０】
次に、図４に示す光電変換素子を２次元に拡張して構成した場合の光電変換動作を説明する。図５は２次元配列の光電変換素子を具備する光検出器アレーの等価回路である。光検出器アレーは、２０００×２０００〜４０００×４０００程度の画素から構成され、アレー面積は２００ｍｍ×２００ｍｍ〜５００ｍｍ×５００ｍｍ程度である。図５では、光検出器アレーは２０４８×２０４８の画素から構成され、アレー面積は２１５ｍｍ×２１５ｍｍである。よって、１画素のサイズは約１０５×１０５μｍである。横方向に配置した２０４８個の画素を１ブロックとし、２０４８個のブロックを縦方向に配置して、２次元構成としている。
【００２１】
図４で説明したように、１画素は、１つの光検出部６０１とスイッチングＴＦＴ６０３とからなる。光電変換素子ＰＤ（１、１）〜（２０４８、２０４８）は光検出部６０１に対応し、転送用スイッチＳＷ（１、１）〜（２０４８、２０４８）はスイッチングＴＦＴ６０３に対応する。光電変換素子ＰＤ（ｍ、ｎ）のゲート電極（Ｇ電極）は、対応するスイッチＳＷ（ｍ、ｎ）を介してその列に対する共通の列信号線Ｌｃｍに接続する。例えば、第１列の光電変換素子ＰＤ（１、１）〜（２０４８、１）は、第１の列信号線Ｌｃ１に接続する。各光電変換素子ＰＤ（ｍ、ｎ）の共通電極（Ｄ電極）は全て、バイアス配線Ｌｂを介してバイアス電源６０４に接続する。
【００２２】
同じ行のスイッチＳＷ（ｍ、ｎ）の制御端子は、共通の行選択線Ｌｒｎに接続する。例えば、第１行のスイッチＳＷ（１、１）〜（１、２０４８）は、行選択線Ｌｒ１に接続する。行選択線Ｌｒ１〜２０４８は、ゲート駆動回路７０３を介してタイミング制御回路７０４に接続する。ゲート駆動回路７０３は、タイミング制御回路７０４からの制御信号を解読し、どのラインの光電変換素子の信号電荷を読み出すべきかを決定するアドレスデコーダ７１０と、アドレスデコーダ７１０の出力に従って開閉される２０４８個のスイッチ素子から構成される。この構成により、任意のラインＬｒｎに接続するスイッチＳＷ（ｍ、ｎ）に接続する光電変換素子ＰＤ（ｍ、ｎ）の信号電荷を読み出すことができる。ゲート駆動回路７０３は、最も簡単な構成としては、単に液晶ディスプレイなどに用いられているシフトレジスタによって構成してもよい。
【００２３】
列信号線Ｌｃ１〜２０４８は、タイミング制御回路７０４により制御される信号読出し回路７０２に接続する。信号読出し回路７０２で、７０６−１〜２０４８は、それぞれ列信号線Ｌｃ１〜２０４８からの信号電位を増幅するプリアンプ、７０７−１〜２０４８はそれぞれプリアンプ７０６−１〜２０４８の出力をサンプルホールドするサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路、７０８は７０７−１〜２０４８の出力を時間軸上で多重化するアナログ・マルチプレクサ、７０９はマルチプレクサ７０８のアナログ出力をデジタル化するＡ／Ｄ変換器である。Ａ／Ｄ変換器７０９の出力は通信用フレームメモリ７０５に入力される。
【００２４】
図５に示す光検出器アレーでは、２０４８×２０４８個の画素を列信号線Ｌｃ１〜２０４８により２０４８個の列に分け、１行あたりの２０４８画素の信号電荷を同時に読み出し、各列信号線Ｌｃ１〜２０４８、プリアンプ７０６−１〜２０４８及びＳ／Ｈ回路７０７−１〜２０４８を介してアナログ・マルチプレクサ７０８に転送し、ここで時間軸多重化して、順次、Ａ／Ｄ変換器７０９によりデジタル信号に変換する。
【００２５】
Ａ／Ｄ変換器の出力は通信用フレームメモリ７０５に接続される。フレームメモリはタイミング制御回路７０４に接続されており、タイミング制御回路７０４の制御の元にホストコンピュータへとデータ転送するようになっている。タイミング制御回路７０４は、システム制御器１０６に接続されており、ホストの制御の元に動作する。
【００２６】
Ｘ線撮影装置１０１内におけるゲート駆動回路７０３や信号読出し回路７０２、タイミング制御回路７０４や通信用フレームメモリ７０５などの各素子および回路は、撮影装置内の側面やセンサ裏面に配置される。
【００２７】
図２に本発明に関するＸ線撮影装置の構成図を示す。本発明においては、図２に示すように、Ｘ線遮断性質を有したバッテリー１２０を、蛍光体５０１や光電変換素子５０２で構成されるセンサの後方面に配置する。ここで５０３は、ゲート駆動回路７０３や信号読出し回路７０２、またタイミング制御回路７０４や通信用フレームメモリ７０５、通信モジュール１２１などを構成する回路基板である。なお、バッテリー１２０の面積は、後方散乱線の除去が十分に行えるように、センサの受光部面積と同等又はそれ以上の面積とする。
【００２８】
バッテリーにＸ線遮断の性質を持たせる方法としては、バッテリーのパッケージやセパレータ、あるいは電極などの構成部品を、Ｘ線遮断性質を持つ物質を含有する物質によって構成する方法が挙げられる。この際、バッテリー全面に渡ってＸ線遮断特性が均一となるように、上述の構成部品の厚さを均一にしてもよい。
【００２９】
また、上述のＸ線遮断性質を持つ物質としては、鉛（Ｐｂ：原子番号８２）、モリブデン（Ｍｏ：原子番号４２）、バリウム（Ｂａ：原子番号５６）、タンタル（Ｔａ：原子番号７３）、タングステン（Ｗ：原子番号７４）などが特に有効であり、これらの物質を含有する物質によってＸ線遮断性質が実現される。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るＸ線撮影装置は、バッテリーによって駆動して、バッテリーがＸ線遮断の性質を備え、且つバッテリーをＸ線撮影装置内のセンサ後方面に配置することによって、従来は別々に構成されていたバッテリーとＸ線遮断シールドとの部品共通化が可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮影システムを示した図である。
【図２】本発明の撮影装置の構成を示した図である。
【図３】撮影装置の断面図の概略図である。
【図４】光電変換素子の等価回路を示した図である。
【図５】光検出アレーの構成例を示す図である。
【図６】画像処理部の流れを示した図である。
【符号の説明】
１０１　Ｘ線撮影装置
１０４　Ｘ線室
１０５　Ｘ線制御室
１０６　システム制御器
１０７　撮像制御器
１０８　画像処理器
１１３　センサ切り替え部
１１５　モニタ
１１６　操作者
１１７　Ｘ線発生器
１２０　バッテリー
５０１　蛍光体
５０２　光電変換素子
５０３　回路基板
６０１　光検出部
６０３　スイッチング薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
６０４　バイアス電源
７０１　光検出器アレー
７０２　信号読出し回路
７０３　ゲート駆動回路
７０４　タイミング制御回路
８０２　Ｘ線画像用フレームメモリ
８０３　補正用画像用フレームメモリ
【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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