(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線固体検出器および該放射線固体検出器を収容する筐体を有する撮影部を備えた放射線画像撮影装置であって、
前記放射線固体検出器が、
蛍光体に被写体を透過した放射線が照射されることにより発せられた蛍光を検出して前記被写体の放射線画像信号を出力する放射線固体検出部と、
互いに変換効率が異なる複数の蛍光体と、
該複数の蛍光体の内の１つを選択的に前記放射線固体検出部の検出面に隣接せしめる蛍光体切換手段とを備え、
前記蛍光体切換手段が、前記複数の蛍光体がそれぞれ異なる位置に固定された、前記放射線固体検出部を内包するように設けられた無端回転ベルトと、該無端回転ベルトを前記放射線固体検出部の周りで回転させて前記複数の蛍光体のいずれかを前記放射線固体検出部の検出面側に位置させる回転駆動手段とから成ることを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項２】
前記蛍光体が、撮影メニューに応じて切り換えられるものであることを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影装置。
【請求項３】
前記撮影メニューが設定されて該撮影メニューを表すＩＤコードを前記撮影部に入力するＩＤ登録装置を備え、
前記蛍光体切換手段が、前記撮影部に入力されたＩＤコードに応じて前記複数の蛍光体の内の１つを前記放射線固体検出部の検出面に隣接せしめるものであることを特徴とする請求項２記載の放射線画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光体と、該蛍光体に被写体を透過した放射線が照射されることにより発せられた蛍光を検出して被写体の放射線画像信号を出力する放射線固体検出部とを備えて成る放射線固体検出器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より医療診断等を目的とする放射線撮影において、Ｘ線フィルム等の放射線写真フイルムや、蓄積性蛍光体シートを利用した放射線画像情報読取装置が知られている。
【０００３】
また今日では、放射線を検出して画像信号を出力する放射線固体検出器（半導体を主要部とするもの）を使用した放射線画像情報読取装置が提案されている。この装置に使用される放射線固体検出器としては、種々のタイプのものが提案されているが、代表的なものとしては、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）により画像情報を担持する蓄積電荷（「潜像電荷」ともいう）を読み出す光変換方式或いは直接変換方式の放射線固体検出器、並びに直接変換方式の一つであって、読取光を走査して読み出す改良型直接変換方式（「光読出し方式」ともいう）の放射線固体検出器がある。
【０００４】
ここで光変換方式の放射線固体検出器とは、絶縁基板上に光電変換素子（検出電荷を蓄積する電荷蓄積部を有する）を２次元状に配列した放射線固体検出部（２次元画像読取部）と、この検出部上に形成された、画像情報を担持する放射線が照射されると該画像情報を担持する可視光を発する蛍光体（シンチレータ）とを有して成るものである。また検出部は、蛍光体から発せられた前記蛍光を検出して画像情報を担持する蓄積電荷を光電変換素子の電荷蓄積部に一旦蓄積し、各光電変換素子と接続されたＴＦＴが走査駆動されることにより、蓄積電荷を放射線画像信号として出力するものである。
【０００５】
この光変換方式の放射線固体検出器としては、例えば特開昭59-211263 号、特開平2-164067号、ＰＣＴ国際公開番号ＷＯ92/06501号、Signal,noise,and read out considerations in the development of amorphous silicon photodiode arrays for radiotherapy and diagnostic x-ray imaging，L.E.Antonuk et.al ，University of Michigan，R.A.Street Xerox，PARC，SPIE Vol.1443 Medical Imaging V;Image Physics(1991) ，p.108-119 等が提案されている。
【０００６】
直接変換方式の放射線固体検出器としては、例えば、(i) MATERIAL PARAMETERS IN THICK HYDROGENATED AMORPHOUS SILICON RADIATION DETECTORS,Lawrence Berkeley Laboratory.University of California,Berkeley.CA 94720 Xerox Parc.Palo Alto.CA 94304)、(ii)Metal/Amorphous Silicon Multilayer Radiation Detectors,IEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE.VOL.36.NO.2.APRIL 1989)  、(iii) 特開平1−216290号等が提案されている。
【０００７】
改良型直接変換方式の放射線固体検出器とは、本出願人が特願平9-222114号に提案しているものであり、上述のように読取光を走査して潜像電荷を読み出すものであって、記録用の放射線に対して透過性を有する第１の導電体層、該第１の導電体層を透過した記録用の放射線の照射を受けることにより光導電性を呈する記録用光導電層、第１の導電体層に帯電される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、該電荷と逆極性の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、読取用の電磁波に対して透過性を有する第２の導電体層を、この順に積層して成り、記録用光導電層と電荷輸送層との界面に、画像情報を担持する潜像電荷を蓄積するものである。
【０００８】
また、本出願人は、上述の直接変換方式や改良型直接変換方式の放射線固体検出器において、感度を高めるため、つまり検出器に照射される放射線の照射量（線量）に対する該検出器から出力される信号値の割合を高めるために、検出器の記録用放射線の照射側に蛍光体を配置したものを提案している（例えば特願平10−232824号、特願平10−243379号等）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した何れの方式の放射線固体検出器も、そのダイナミックレンジは限られており、Ｘ線フィルムに比べると狭く、ダイナミックレンジの広い情報が得られないという問題がある。このため、検出器の感度を高感度よりに設定すると、高線量の放射線が照射されるとすぐに出力信号が飽和し、反対に低感度よりに設定すると低線量撮影時の出力画像の画質が悪くなるという問題が生じる。
【００１０】
また撮影方法や撮影部位等に係わる撮影メニューの如何に拘わらず感度を一定値に固定すると、撮影メニューが変わると信号レベルが変わり、ある撮影メニューに対しては不適切なレベルの画像信号（飽和した信号や低レベルの信号等）が出力され、適切な画像が得られないことがある。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、常に出力信号が飽和することなく、また、出力画像の画質を劣化させることのない、つまり撮影メニュー等に拘わらず常に適正レベルの画像信号を得ることができる放射線固体検出器を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による放射線固体検出器は、蛍光体に被写体を透過した放射線が照射されることにより発せられた蛍光を検出して被写体の放射線画像信号を出力する放射線固体検出部と、
互いに変換効率が異なる複数の蛍光体と、
該複数の蛍光体の内の１つを選択的に放射線固体検出部の検出面に隣接せしめる蛍光体切換手段とを備えて成ることを特徴とするものである。
【００１３】
ここで「変換効率」とは、蛍光体に照射される放射線量に対する、該蛍光体から発せられる蛍光の発光量の割合を意味し、一般に蛍光体の感度といわれるものに相当する。
【００１４】
蛍光体を切り換える手段は、複数の蛍光体の中から１つを選択して、それを放射線固体検出部の検出面側に隣接・設置することができるものであればどのようなものであってもよい。例えば、固体検出部近傍に複数の蛍光体を配置しておき、その中から選択された１つを固体検出部の検出面側に設置するようにしたもの、固体検出部を中心に回転可能な無端回転ベルト上のそれぞれ異なる位置に複数の蛍光体を配置し、選択された１つが固体検出部の検出面側に位置するように無端回転ベルトの回転を停止させるようにしたもの等である。
【００１５】
なお、本発明は互いに変換効率が異なる複数の蛍光体を切り換えることができるようにしたことを要旨とするものであり、本発明が適用される基本となる放射線固体検出器は、蛍光体を備えるものであればどのようなものであってもよく、例えば、上述した光変換方式の検出器はもとより、直接変換方式や改良型直接変換方式の検出器において、蛍光体を備えるようにしたものでもよい。
【００１６】
また、本発明による放射線固体検出器の蛍光体は、撮影メニューに応じて切り換えられるものであることが望ましい。
【００１７】
ここで「撮影メニュー」とは、撮影における放射線の照射量と検出器から出力される画像信号値との関係に影響を与える各種の条件を総称するものであり、例えば、撮影方法（通常撮影，拡大撮影，断層撮影等）、撮影条件（被写体の種類，Ｘ線源の管電圧，線量等）、撮影部位（頭部，頚部，胸部，腹部等）、撮影装置等を表すものである。
【００１８】
「撮影メニューに応じて切り換えられる」とは、撮影メニューが変わっても、飽和レベルの信号や画質を劣化させるような低レベルの信号が固体検出部から出力されることがないように、蛍光体を切り換えることができることを意味する。
【００１９】
なお、この場合には、撮影メニューに最適の蛍光体を撮影メニュー毎に用意しておき、用意された多数の蛍光体の中から、その撮影メニューに最適の蛍光体を選択して固体検出部の検出面側に設置するようにするのが望ましいのは勿論である。
【００２０】
【発明の効果】
本発明による放射線固体検出器によれば、互いに変換効率が異なる複数の蛍光体を備えるようにしたので、撮影環境が変わったときに飽和レベル或いは低レベルの信号が出力されることがないように、蛍光体を切り換えて被写体の透過放射線画像情報を検出することができるようになる。また、一般に、低感度の蛍光体は鮮鋭度が高く、高感度の蛍光体は粒状性がよい。
【００２１】
したがって、例えば撮影メニューに応じて蛍光体を切り換えるようにすれば、仮に蛍光体を切り換えないとすると画像信号が飽和するような撮影メニューのときには低感度の蛍光体に切り換えて信号レベルが下がり、また高い鮮鋭度が得られるようにし、逆に画質を劣化させるような低レベルの信号が出力される撮影メニューのときには高感度の蛍光体に切り換えて信号レベルが上がって粒状性がよくなるようにすることができ、撮影メニューに拘わらず、常に適正レベルで高画質の画像信号を得ることができるようになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
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は本発明の実施の形態（第１例）による放射線固体検出器１０の概略構成を示す平面図（Ａ）および側面図（Ｂ）であり、図２は他の態様（第２例）による放射線固体検出器２０の概略構成を示す側面図であり、図３は更に他の態様（第３例）による放射線固体検出器３０の概略構成を示す上面図である。各放射線固体検出器１０，２０，３０は、何れも光変換方式の放射線固体検出器を基本とするものである。
【００２３】
第１例の放射線固体検出器１０は、図１に示すように、絶縁基板上に光電変換素子を２次元状に配列した放射線固体検出部（以下単に「検出部」という）１１を備えている。該検出部１１の両側近傍には、互いに変換効率が異なる蛍光体１２，１３が配置されている。両蛍光体１２，１３は切換可能になっており、選択された方の蛍光体が不図示の切換駆動手段によって検出部１１の検出面側１１ａに移動配置されるようになっている。
【００２４】
蛍光体１２，１３としては、互いに変換効率が異なるものであればどのようなものであってもよい。本例では富士写真フィルム（株）製の蛍光体ＨＲ４タイプ（感度２５０）を蛍光体１２として，またＨＲ１２タイプ（感度７５０）を蛍光体１３として使用するものとする。勿論他のタイプのものを使用してもよいし、他社のものを使用してもよい。
【００２５】
検出部１１は、蛍光体１２，１３のうちの、切り換えられたものから発せられた蛍光を検出して放射線画像信号を出力するものである。
【００２６】
第２例の放射線固体検出器２０は、図２に示すように、検出器１０と同様に検出部２１を備えている。検出部２１の近傍には、該検出部２１を内包するようにして回転する無端回転ベルト２５が設けられており、無端回転ベルト２５上の検出部２１側の面のそれぞれ異なる位置に、互いに変換効率が異なる蛍光体２２，２３，２４が固定配置されている。無端回転ベルト２５は、選択された蛍光体が検出部２１の検出面側２１ａに位置するように、不図示の回転駆動手段によって回転駆動および停止が行われるようになっている。なお、詳細を示していないが、無端ベルト２５の回転中において、各蛍光体２２，２３，２４がローラ２６部分に位置するときには、該ローラ２５と蛍光体２２，２３，２４とが接触し、蛍光体２２，２３，２４を損傷させることがないように、緩衝手段や退避手段が設けられる。
【００２７】
各蛍光体２２，２３，２４としては、第１例と同じく、互いに変換効率が異なるものであればどのようなものであってもよい。本例では富士写真フィルム（株）製の蛍光体ＨＲ３タイプ（感度１３０）を蛍光体２２として，ＨＲ６タイプ（感度３７０）を蛍光体２３として，ＨＲ１６タイプ（感度１０００）を蛍光体２４として使用するものとする。
【００２８】
検出部２１は、蛍光体２２，２３，２４のうちの、切り換えられたものから発せられた蛍光を検出して放射線画像信号を出力するものである。
【００２９】
第３例の放射線固体検出器３０は、図３に示すように、検出部３１とフレーム３６とを備える。回転自在の軸３６ａに支持された４辺形のフレーム３６の各面に互いに変換効率が異なる蛍光体３２，３３，３４，３５が設置される。フレーム３６の１つの面の近傍に検出部３１が配置される。フレーム３６は、選択された蛍光体が検出部３１の検出面側３１ａに位置するように、不図示の回転駆動手段によって軸３６ａを中心に回転駆動および停止が行われる。なお、詳細を示していないが、フレーム３６の回転中に検出部３１とフレーム３６とが接触し損傷しないように、検出部３１を図中矢印Ｘ方向に移動・退避させる手段が設けられる。
【００３０】
次に、上記放射線固体検出器１０，２０を使用した放射線画像撮影装置について説明する。図４は放射線固体検出器１０，２０を使用した放射線画像撮影装置４０の概略構成を示す図である。
【００３１】
図４に示すように、放射線画像撮影装置４０は、Ｘ線を発するＸ線源４１と、放射線固体検出器１０，２０の何れか一方を収容する筐体４２ａを主要部とする撮影部４２と、撮影メニューを表すＩＤコードＪを撮影部４２に入力するＩＤ登録装置４３と、検出器１０，２０から出力された画像信号Ｓに対して所定の画像処理を施し、プリンタ等の画像出力装置（不図示）に放射線画像を出力させる画像処理装置４４を備えている。
【００３２】
撮影部４２の筐体４２ａは支持部材４２ｂにより設置台４２ｃ上に、検出面がＸ線源４１の方向を向くように支持されている。
【００３３】
ＩＤコードＪは、Ｘ線源４１にも入力されており、該Ｘ線源４１はＩＤコードＪに対応する、つまり撮影メニューに応じた線量の放射線を発する。
【００３４】
撮影部４２，ＩＤ登録装置４３および画像処理装置４４はネットワーク接続されている。
【００３５】
次に、放射線画像撮影装置４０の作用について説明する。
【００３６】
まず、撮影方法（通常撮影，拡大撮影，断層撮影等）、撮影条件（被写体の種類，Ｘ線源の管電圧，線量等）、撮影部位（頭部，頚部，胸部，腹部等）、撮影装置等の撮影メニューをＩＤ登録装置４３に設定し、撮影メニューを表すＩＤコードＪを撮影部４２に入力する。ＩＤコードＪが入力された撮影部４２は、ＩＤコードＪを参照して、筐体４２ａ内に収容されている検出器１０，２０の各蛍光体の中から、撮影メニューに最適の蛍光体を選択し、該選択された蛍光体を画像読取部１１，２１の検出面側１１ａ，２１ａに設置する（図１，２参照）。
【００３７】
例えば、筐体４２ａ内に検出器１０を収容する場合において、高線量撮影を行うときには低感度の蛍光体であるＨＲ４タイプ（感度２５０）の蛍光体１２を設置し、低線量撮影を行うときには高感度の蛍光体であるＨＲ１２タイプ（感度２５０）の蛍光体１３を設置する。
【００３８】
また、筐体４２ａ内に検出器２０を収容する場合において、高線量撮影を行うときには低感度の蛍光体である蛍光体ＨＲ３タイプ（感度１３０）の蛍光体２２を設置し、中線量撮影を行うときには中感度の蛍光体であるＨＲ６タイプ（感度３７０）の蛍光体２３を設置し、低線量撮影を行うときには高感度の蛍光体であるＨＲ１６タイプ（感度１０００）の蛍光体２４を設置する。
【００３９】
ここで、高線量撮影を行う場合としては、腹部撮影時などがある。一方、低線量撮影を行う場合としては、小児（乳児や幼児）を撮影する場合などがある。
【００４０】
次に、被写体４９をＸ線源４１と撮影部４２との間に挟んだ状態で、ＩＤコードＪに応じた線量のＸ線ＬをＸ線源４１から発し、筐体４２ａ内に収容された検出器１０，２０から画像信号Ｓを読み出す。
【００４１】
検出器１０，２０から出力された画像信号Ｓは、ネットワークを介して画像処理装置４４に入力され、該画像処理装置４４により所定の画像処理が施され、プリンタ等の画像出力装置により放射線画像が出力される。
【００４２】
ここで、この放射線画像撮影装置４０においては、上述したように、撮影メニューを表すＩＤコードＪにしたがって切り換えられた蛍光体を使用して撮影が行われる。例えば、仮に蛍光体を切り換えないとすると画像信号Ｓが飽和するような高線量撮影時には低感度の蛍光体１２，２２を使用して画像信号Ｓのレベルが下がるようにし、逆に低線量撮影時には高感度の蛍光体１３，２４を使用して画像信号Ｓのレベルが上がるようにする、つまり線量レベルに最も適する蛍光体を使用して撮影が行われる。これにより、検出器１０，２０から出力された画像信号Ｓにおいては、線量レベルに拘わらず、常に適正レベルの画像信号Ｓとなる。したがって、該画像信号Ｓに対して画像処理を施して得た出力画像としても、線量レベルに拘わらず、飽和や画質劣化のない、常に最適で高画質な画像として得ることができる。
【００４３】
このように、本発明による放射線固体検出器を使用することにより、放射線の線量に応じて最適の蛍光体を選択して撮影することができ、線量レベルに拘わらず、常に適正な画像を得ることができるようになる。
【００４４】
なお、上述の説明は、線量レベルに応じて蛍光体を切り換えられる放射線固体検出器を使用した撮影装置について説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。
【００４５】
つまり、放射線固体検出器は変換効率（感度）が異なる複数の蛍光体を切り換えることができるものであればどのようなものであってもよい。そして、蛍光体を切り換えて透過放射線画像情報を検出することにより、常に適正レベルの画像信号が画像読取部から出力されるようにすることができるものであればよい。
【００４６】
例えば、撮影メニューが腰椎，上肢，下肢等の整形が対象とする骨関連の撮影のように蛍光体を切り換えなければ画像信号が飽和するようなときには低感度の蛍光体に切り換え、撮影メニューが血管造影，骨盤，脊柱の撮影のように蛍光体を切り換えなければ画質を劣化させるような低レベルの信号が出力されるときには高感度の蛍光体に切り換えるようにすればよい。
【００４７】
また上記説明は、光変換方式の放射線固体検出器に本発明を適用したものについて説明したものであるが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば直接変換方式や改良型直接変換方式の検出器において、蛍光体を備えるようにしたものにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態（第１例）による放射線固体検出器の概略構成を示す平面図（Ａ）および側面図（Ｂ）
【図２】本発明の実施の形態（第２例）による放射線固体検出器の概略構成を示す側面図
【図３】本発明の実施の形態（第３例）による放射線固体検出器の概略構成を示す上面図
【図４】本発明による上記放射線固体検出器を使用した放射線画像撮影装置の概略構成を示す図
【符号の説明】
１０    放射線固体検出器
１１    放射線固体検出部
１２，１３    蛍光体
２０    放射線固体検出器
２１    放射線固体検出部
２２，２３，２４    蛍光体
２５    無端回転ベルト
３０    放射線固体検出器
３１    放射線固体検出部
３２，３３，３４，３５    蛍光体
３６    フレーム
【図１】
0003970450.tif 000002
【図２】
0003970450.tif 000003
【図３】
0003970450.tif 000004
【図４】
0003970450.tif 000005