(57)【要約】【課題】  Ｘ線画像検出手段として固体検出器を用いた乳房用画像撮像装置において、異なるサイズの固体検出器を交換自在に使用でき、かつ、固体検出器による画像の検出に悪影響を及ぼすことなく、照射Ｘ線量の制御に供するためのＸ線量の検出精度を向上させる。【解決手段】  画像情報を担持するＸ線の照射を受けて画像情報を記録し、記録した画像情報を表す画像信号を出力する固体検出器２０と、照射されたＸ線量を検出するＸ線量検出器１０と、散乱線を除去するムービンググリッド３０とをこの順に積層して検出器ユニット８に収容する。乳房用画像撮像装置１の撮影台４において、検出器ユニット８を着脱自在に構成することにより、被検者の乳房の大きさに応じて異なるサイズの固体検出器２０を収容した検出器ユニット８を交換自在に使用可能とする。【選択図】          図２
2005124869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報を担持するＸ線の照射を受けて前記画像情報を記録し、記録した前記画像情報を表す画像信号を出力する固体検出器、および、前記Ｘ線の照射源と前記固体検出器との間に配され、照射されたＸ線量を検出するＸ線量検出器を備えた検出器ユニットと、
該検出器ユニットを着脱自在に保持する保持部とを備えてなることを特徴とする乳房用画像撮像装置。
【請求項２】
前記検出器ユニットが、前記Ｘ線の照射源と前記固体検出器との間に、前記Ｘ線の散乱線を除去するグリッドを備えたものであることを特徴とする請求項１記載の乳房用画像撮像装置。
【請求項３】
画像情報を担持するＸ線の照射を受けて前記画像情報を記録し、記録した前記画像情報を表す画像信号を出力する固体検出器、および、前記Ｘ線の照射源と前記固体検出器との間に配され、照射されたＸ線量を検出するＸ線量検出器を備え、乳房用画像撮像装置の保持部に着脱可能なことを特徴とする検出器ユニット。
【請求項４】
前記Ｘ線の照射源と前記固体検出器との間に、前記Ｘ線の散乱線を除去するグリッドを備えていることを特徴とする請求項３記載の検出器ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体検出器を収容した検出器ユニット、および、この検出器ユニットを使用して乳房のＸ線画像を撮影する乳房用画像撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、医療診断等を目的とするＸ線撮影において、Ｘ線画像検出手段として固体検出器（半導体を主要部とするもの）を用いて、この固体検出器により被写体を透過したＸ線を検出して被写体に関するＸ線画像を表す画像信号を得るＸ線画像撮影装置が各種提案、実用化されている。
【０００３】
この装置に使用される固体検出器としても、種々の方式が提案されている。例えば、Ｘ線を電荷に変換する電荷生成プロセスの面からは、Ｘ線が照射されることにより蛍光体から発せられた蛍光を光導電層で検出して得た信号電荷を蓄電部に一旦蓄積し、蓄積電荷を画像信号（電気信号）に変換して出力する光変換方式の固体検出器、或いは、Ｘ線が照射されることにより光導電層内で発生した信号電荷を電荷収集電極で集めて蓄電部に一旦蓄積し、蓄積電荷を電気信号に変換して出力する直接変換方式の固体検出器等がある。この方式における固体検出器は、光導電層と電荷収集電極を主要部とするものである。
【０００４】
また、蓄積された電荷を外部に読み出す電荷読出プロセスの面からは、読取光（読取用の電磁波）を検出器に照射して読み出す光読出方式のものや、特許文献１に記載されているような、蓄電部と接続されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を走査駆動して読み出すＴＦＴ読出方式のもの等がある。
【０００５】
また本願出願人は、特許文献２等において改良型直接変換方式の固体検出器を提案している。改良型直接変換方式の固体検出器とは、直接変換方式、且つ光読出方式のものであり、記録光（Ｘ線またはＸ線の照射により発生した蛍光等）を受けることにより光導電性を呈する記録用光導電層、潜像電荷と同極性の電荷に対しては略絶縁体として作用し、かつ、該潜像電荷と逆極性の輸送電荷に対しては略導電体として作用する電荷輸送層、読取用の電磁波の照射を受けることにより光導電性を呈する読取用光導電層、をこの順に積層して成るものであり、記録用光導電層と電荷輸送層との界面（蓄電部）に、画像情報を担持する信号電荷（潜像電荷）を蓄積するものである。これら３層の両側には電極（第１の導電体層および第２の導電体層）が積層される。また、この方式における固体検出器は、記録用光導電層、電荷輸送層および読取用光導電層を主要部とするものである。
【０００６】
また、現在、上記の固体検出器を用いて乳房のＸ線画像を撮像する乳房用画像撮像装置が考えられている。この乳房用画像撮像装置は、内部に固体検出器が配置された撮影台上に被検者の乳房を圧迫板で押圧し、乳房の上部からＸ線を照射して、乳房のＸ線画像を得るものである。
【特許文献１】特開２０００−２４４８２４号公報
【特許文献２】特開２０００−１０５２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、Ｘ線画像検出手段としてイメージングプレートやフィルム等を用いた従来の乳房用画像撮像装置においては、Ｘ線画像検出手段を検出器ユニットに収容し、この検出器ユニットを乳房用画像撮像装置の撮影台上に着脱自在とすることによって、被検者の乳房の大きさに応じて、異なるサイズのＸ線画像検出手段（例えば１８ｃｍ×２４ｃｍ、２４ｃｍ×３０ｃｍ等）を交換自在に使用可能なものがあるが、Ｘ線画像検出手段として固体検出器を用いた乳房用画像撮像装置においては、異なるサイズの固体検出器を交換自在に使用可能な装置についてこれまで開示がなされていなかった。
【０００８】
また、Ｘ線撮影を行うに際して、最適な画像を得るためには、Ｘ線画像検出手段に照射されるＸ線の量を適正に制御する必要があるため、上記のような異なるサイズのＸ線画像検出手段を交換自在に使用可能な乳房用画像撮像装置において、Ｘ線画像検出手段に照射されたＸ線量をＸ線量検出器により検出し、検出したＸ線量をＸ線照射量の制御に供する装置が提案されているが、このような装置では、Ｘ線量検出器が撮影台内部に収容されているため、画質を向上させるべくＸ線画像検出手段のＸ線吸収率を高めると、Ｘ線画像検出手段から透過するＸ線量が減少するため、Ｘ線量検出器においてＸ線量を高精度に検出することが困難となってしまう問題がある。この問題を解消するため、Ｘ線量検出器を別ユニットとして検出器ユニットの上側に配置すると、被写体とＸ線画像検出手段との間隔が大きくなってしまうため、Ｘ線画像検出手段により検出される画像の鮮鋭度が低下してしまう問題がある。
【０００９】
すなわち、Ｘ線画像検出手段として固体検出器を用いた乳房用画像撮像装置において、異なるサイズの固体検出器を交換自在に使用でき、かつ、固体検出器による画像の検出に悪影響を及ぼすことなく、照射するＸ線量の制御に供すべく装置に照射されたＸ線量の検出を精度良く行うことが可能な装置は、これまで開示がなされていなかった。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、Ｘ線画像検出手段として固体検出器を用いた乳房用画像撮像装置において、異なるサイズの固体検出器を交換自在に使用でき、かつ、固体検出器による画像の検出に悪影響を及ぼすことなく、照射Ｘ線量の制御に供するためのＸ線量の検出精度を向上させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による乳房用画像撮像装置は、画像情報を担持するＸ線の照射を受けて画像情報を記録し、記録した画像情報を表す画像信号を出力する固体検出器、および、Ｘ線の照射源と固体検出器との間に配され、照射されたＸ線量を検出するＸ線量検出器を備えた検出器ユニットと、検出器ユニットを着脱自在に保持する保持部とを備えてなることを特徴とするものである。
【００１２】
上記乳房用画像撮像装置において、検出器ユニットは、Ｘ線の照射源と固体検出器との間に、Ｘ線の散乱線を除去するグリッドを備えたものとすることが好ましい。なお、このグリッドはＸ線の照射源と固体検出器との間に配されていればよく、Ｘ線の照射源とＸ線量検出器との間に配されていてもよいし、Ｘ線量検出器と固体検出器との間に配されていてもよい。
【００１３】
本発明による検出器ユニットは、画像情報を担持するＸ線の照射を受けて画像情報を記録し、記録した画像情報を表す画像信号を出力する固体検出器、および、Ｘ線の照射源と固体検出器との間に配され、照射されたＸ線量を検出するＸ線量検出器を備え、乳房用画像撮像装置の保持部に着脱可能なことを特徴とするものである。
【００１４】
上記検出器ユニットにおいては、Ｘ線の照射源と固体検出器との間に、Ｘ線の散乱線を除去するグリッドを備えていることが好ましい。なお、このグリッドはＸ線の照射源と固体検出器との間に配されていればよく、Ｘ線の照射源とＸ線量検出器との間に配されていてもよいし、Ｘ線量検出器と固体検出器との間に配されていてもよい。
【００１５】
本発明において「固体検出器」とは、被写体の画像情報を担持するＸ線を検出して被写体に関するＸ線画像を表す画像信号を出力する検出器であって、入射したＸ線を直接または一旦光に変換した後に電荷に変換し、この電荷を外部に出力させることにより、被写体に関するＸ線画像を表す画像信号を得ることができるものである。
【００１６】
この固体検出器には種々の方式のものがあり、例えば、Ｘ線を電荷に変換する電荷生成プロセスの面からは、Ｘ線が照射されることにより蛍光体から発せられた蛍光を光導電層で検出して得た信号電荷を蓄電部に一旦蓄積し、蓄積電荷を画像信号（電気信号）に変換して出力する光変換方式の固体検出器、あるいは、放射線が照射されることにより光導電層内で発生した信号電荷を電荷収集電極で集めて蓄電部に一旦蓄積し、蓄積電荷を電気信号に変換して出力する直接変換方式の固体検出器等、あるいは、蓄積された電荷を外部に読み出す電荷読出プロセスの面からは、蓄電部と接続されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を走査駆動して読み出すＴＦＴ読出方式のものや、読取光（読取用の電磁波）を検出器に照射して読み出す光読出方式のもの等、さらには、前記直接変換方式と光読出方式を組み合わせた本願出願人による上記特許文献２において提案している改良型直接変換方式のもの等がある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による乳房用画像撮像装置は、画像情報を担持するＸ線の照射を受けて画像情報を記録し、記録した画像情報を表す画像信号を出力する固体検出器、および、Ｘ線の照射源と固体検出器との間に配され、照射されたＸ線量を検出するＸ線量検出器を備えた検出器ユニットと、検出器ユニットを着脱自在に保持する保持部とを備えたことにより、異なるサイズの固体検出器を備えた検出器ユニットを交換自在に使用でき、また、Ｘ線量検出器を、Ｘ線の照射源と固体検出器との間に配することにより、固体検出器の影響を受けることなく精確にＸ線量の測定を行うことが可能となる。
【００１８】
また、上記乳房用画像撮像装置において、検出器ユニットを、Ｘ線の照射源と固体検出器との間に、Ｘ線の散乱線を除去するグリッドを備えたものとすることにより、固体検出器により検出される画像の画質を向上させることができる。
【００１９】
本発明による検出器ユニットは、画像情報を担持するＸ線の照射を受けて画像情報を記録し、記録した画像情報を表す画像信号を出力する固体検出器、および、Ｘ線の照射源と固体検出器との間に配され、照射されたＸ線量を検出するＸ線量検出器を備え、乳房用画像撮像装置の保持部に着脱可能としたことにより、乳房用画像撮像装置に対して、異なるサイズの固体検出器を交換自在に使用させることができる。
【００２０】
また、上記検出器ユニットにおいて、Ｘ線の照射源と固体検出器との間に、Ｘ線の散乱線を除去するグリッドを備えることにより、固体検出器により検出される画像の画質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明による乳房用画像撮像装置の一例を示す概略図、図２は上記乳房用画像撮像装置の検出器ユニット内部の概略図、図３は上記乳房用画像撮像装置のＸ線量検出器の導電層部分の概略図、図４は上記乳房用画像撮像装置の積分回路および比較回路の構成図である。
【００２２】
この乳房用画像撮像装置１は、内部にＸ線源２を収納するＸ線源収納部３と、検出器ユニット８を保持する保持部としての撮影台４とが対向するようアーム５によって連結され、このアーム５が基台６に取り付けられて構成されているものである。
【００２３】
さらに、アーム５には、上から被検者の乳房９を押さえつけて保持する圧迫板７と、後述の制御手段５０の指示に基づいて自動的に圧迫板７を移動させる圧迫板移動手段６０とが取り付けられている。圧迫板移動手段６０は、図示しないリニアモータにより構成され、圧迫板７を、乳房９を撮影台４上に保持された検出器ユニット８に押圧する位置と押圧を解除する位置との間で平行往復移動させる。
【００２４】
検出器ユニット８の内部には、検出器ユニット８に照射されたＸ線量を検出するＸ線量検出器１０と、撮像デバイスである固体検出器２０と、散乱線を除去するムービンググリッド３０と、ムービンググリッド３０を駆動するグリッド駆動手段３１と、Ｘ線量検出器１０、固体検出器２０、ムービンググリッド３０およびグリッド駆動手段３１等に電気を供給する不図示の電源等が配置されている。
【００２５】
Ｘ線量検出器１０は、樹脂基板１５上に、第１の導電層１４、Ｘ線の照射を受けることにより電荷を発生して導電性を呈する光導電層１３、第２の導電層１２、絶縁層１１がこの順に積層されたものである。
【００２６】
第１の導電層１４は、図３に示すように、乳房９を透過したＸ線量を、複数の位置で互いに独立して検出可能なように、互いに分離して形成された複数の導電層部分１４ａからなるものであり、各導電層部分１４ａはＩＣチップ１６に接続されている。さらにＩＣチップ１６は積分回路１７に接続されており、積分回路１７は比較回路１８に接続されている。
【００２７】
このＸ線量検出器１０は、第１の導電層１４の各導電層部分１４ａと第２の導電層１２との間に電界を形成している際に、光導電層１３にＸ線が照射されると、光導電層１３内に電荷対が発生し、この電荷対の量に応じた電流が各導電層部分１４ａと第２の導電層１２との間に流れるものであり、これをＩＣチップ１６で電圧に変換する。
【００２８】
積分回路１７は、図４に示すように、各導電層部分１４ａと第２の導電層１２との間に流れた電流を積分し、比較回路１８では、積分回路１７により積分された電圧が所定値を超えると、その旨を示す情報を出力することにより、検出器ユニット８に照射されたＸ線量が所定値を超えたことを判断することができる。
【００２９】
なお、検出器ユニット８に照射されたＸ線量が所定値を超えたことを判断する際には、複数の導電層部分１４ａのうちいずれか１つの導電層部分１４ａと第２の導電層１２との間に流れた電流に基づいて判断してもよいし、複数の各導電層部分１４ａと第２の導電層１２との間に流れた電流の合計に基づいて判断してもよい。
【００３０】
固体検出器２０は、ガラス基板２５上に、ａ−Ｓｉ  ＴＦＴからなる第１の導電層２４、Ｘ線の照射を受けることにより電荷を発生して導電性を呈する光導電層２３、第２の導電層２２、絶縁層２１がこの順に積層されたものである。
【００３１】
第１の導電層２４は、各画素毎に対応してＴＦＴが形成されており、各ＴＦＴの出力はＩＣチップ２６に接続され、ＩＣチップ２６は不図示のＡ／Ｄ変換部やメモリ等を備えたプリント基板２７に接続されている。
【００３２】
この固体検出器２０は、第１の導電層２４と第２の導電層２２との間に電界を形成している際に、光導電層２３にＸ線が照射されると、光導電層２３内に電荷対が発生し、この電荷対の量に応じた潜像電荷が第１の導電層２４内に蓄積されるものである。蓄積された潜像電荷を読み取る際には、第１の導電層２４のＴＦＴを順次駆動して、各画素に対応した潜像電荷を読み取ることにより、この潜像電荷が担持する静電潜像を読み取ることができる。
【００３３】
上記のＸ線量検出器１０は、固体検出器２０上に積層されており、検出器ユニット８が撮影台４に保持されている際に、Ｘ線源２と固体検出器２０との間になるように構成されている。そのため、Ｘ線量検出器１０は、Ｘ線源２から照射されたＸ線を、固体検出器２０を介することなく、直接検出できるため、固体検出器２０の影響を受けることなく正確にＸ線量の測定を行うことができる。また、Ｘ線量検出器１０を、ガラス基板よりもＸ線吸収率の低い樹脂基板１５上に形成しているので、固体検出器２０によるＸ線画像の検出に対する悪影響を少なくすることができるため、固体検出器２０により検出される画像の画質を向上させることができる。なお、基板の材料としては、樹脂以外にも、カーボン板や、アルミニウム酸化物等を用いてもよい。
【００３４】
ここで、上記Ｘ線量検出器１０および固体検出器２０に用いる光導電層１３および光導電層２３について説明する。
【００３５】
一般にＸ線源から照射されるＸ線のスペクトルはＸ線エネルギー毎に均一ではなく、また、光導電層を構成する材料によってもＸ線エネルギー毎のＸ線吸収係数は異なる。そのため、Ｘ線量検出器１０の光導電層１３と固体検出器２０の光導電層２３とを異なる材料で構成した場合、Ｘ線量検出器１０を透過して固体検出器２０で検出されるＸ線のスペクトルが、Ｘ線量検出器１０内で大幅に変化する虞があり、このような変化を生じると、固体検出器によるＸ線画像の検出に悪影響を及ぼす虞がある。
【００３６】
そのため、本実施の形態においては、Ｘ線量検出器１０の光導電層１３と固体検出器２０の光導電層２３とを、いずれもａ−Ｓｅで構成することにより、固体検出器２０によるＸ線画像の検出に対する悪影響を少なくすることができるため、固体検出器２０により検出される画像の画質を向上させることができる。
【００３７】
乳房用画像撮像装置１は、Ｘ線源２、圧迫板移動手段６０、およびグリッド駆動手段３１等を制御する制御手段５０を備える。検出器ユニット８は、撮影台４に設けられたコネクタ３６と係合するコネクタ３５を備えており、グリッド駆動手段３１および比較回路１８は、検出器ユニット８が撮影台４に保持されている際に、上記コネクタ３５、３６を介して制御手段５０に接続される。
【００３８】
上記のように構成することにより、検出器ユニット８を撮影台４に対して着脱自在とすることが可能であるため、被検者の乳房の大きさに応じて異なるサイズの固体検出器２０を収容した検出器ユニット８を交換自在に使用することができる。
【００３９】
次いで、このように構成される乳房用画像撮像装置１の動作について説明する。図５は撮影から読取までの間における各動作のタイミングチャートである。
【００４０】
撮影時には、撮影者の手動による指示に基づいて、制御手段５０は、圧迫板移動手段６０を駆動して圧迫板７を乳房９を押圧する位置へ移動させ、検出器ユニット８上に乳房９を固定させる。
【００４１】
次に、撮影者により不図示の二段式の曝射スイッチの一段目が押下されると、制御手段５０は、グリッド駆動手段３１にムービンググリッド３０を駆動させるとともに、積分回路１７のリセットを解除する。
【００４２】
その後、撮影者により曝射スイッチの二段目が押下されると、制御手段５０は、Ｘ線源２よりＸ線を乳房９に照射させる。乳房９を透過したＸ線、すなわち乳房９のＸ線画像情報を担持するＸ線を検出器ユニット８に照射すると、Ｘ線量検出器１０の各導電層部分１４ａにおいてＸ線が検出され、検出されたＸ線量に対応した電圧が積分回路１７により積分される。また、固体検出器２０内においては、Ｘ線画像情報を担持する潜像電荷が蓄積される。この蓄積された潜像電荷の量は被写体を透過したＸ線量に略比例するので、この潜像電荷が静電潜像を担持することとなる。
【００４３】
積分回路１７の出力、すなわち検出器ユニット８に照射されたＸ線量が所定値を超えると、比較回路１８からその旨を示す情報が制御手段５０に送信され、制御手段５０は、この情報を受信するとＸ線源２を停止させる。
【００４４】
撮影者による曝射スイッチの一段目の押下が解除されると、制御手段５０は、グリッド駆動手段３１にムービンググリッド３０を停止させるとともに、積分回路１７をリセットし、その後、固体検出器２０から潜像電荷の読取りを行う。
【００４５】
潜像電荷の読取終了後、制御手段５０は、圧迫板移動手段６０を駆動して圧迫板７を乳房９の押圧を解除する位置へ移動させ、処理を終了する。
【００４６】
これは、固体検出器２０から潜像電荷を読み取る際に、固体検出器２０に振動が加わると、潜像電荷にノイズが重畳されてしまうためであり、上記のような態様とすることにより、この問題を解消することができる。
【００４７】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記に限定されるものではなく、例えば、固体検出器２０は光読出方式のものであってもよい。また、Ｘ線量検出器１０を樹脂基板１５上に形成するのではなく、固体検出器２０上に直接形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による乳房用画像撮像装置の一例を示す概略図
【図２】上記乳房用画像撮像装置の検出器ユニット内部の概略図
【図３】上記乳房用画像撮像装置のＸ線量検出器の導電層部分の概略図
【図４】上記乳房用画像撮像装置の積分回路および比較回路の構成図
【図５】上記乳房用画像撮像装置の撮影から読取までの間における各動作のタイミングチャート
【符号の説明】
【００４９】
１    乳房用画像撮像装置
２    放射線源
３    放射線源収納部
４    撮影台
５    アーム
６    基台
７    圧迫板
８    検出器ユニット
９    乳房
１０    Ｘ線量検出器
２０    固体検出器
３０    ムービンググリッド
３１    グリッド駆動手段
３５、３６    コネクタ
４０    電源
５０    制御手段
６０    移動手段
【図１】
2005124869.tif 000003
【図２】
2005124869.tif 000004
【図３】
2005124869.tif 000005
【図４】
2005124869.tif 000006
【図５】
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