JP3776485B2 - Ｘ線診断装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、Ｘ線像を電気信号に変換するＸ線平面検出器を用いたＸ線診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線診断装置は、被検体にＸ線を曝射し、この被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出して、その透過Ｘ線の画像を撮像するものである。
現在、Ｘ線診断装置として使用されているものは、以下に説明するものがある。
【０００３】
１．スクリーン・フィルムシステム
増感紙とＸ線フィルムを組合わせ、カセッテと呼ばれるケースに保持された状態で、Ｘ線撮影が行われる。また、Ｘ線撮像時には、散乱線の影響を除去する目的で、ブッキー( 高速に振動するグリッド( ＧＲＩＤ ) )等と併用して使用されることが多い。このカセッテは、厚さ数ｍｍ程度の比較的小型軽量のものであることから、被検体( 患者 )が検査室まで移動できない場合、ベットサイドに移動型Ｘ線発生器と共に持ち込んで、その場でＸ線撮像を行うことがある。
【０００４】
また、Ｘ線寝台に見られるカセッテレスシステムは、未撮影フィルムと撮影済みフィルムを保管するマガジンとフィルム搬送部を有し、Ｘ線撮影時には、未撮影フィルムがＸ線グリッドや増感紙が予め配置された所定の位置に搬送され、Ｘ線が入射されることで撮像が行われる。
撮像されたフィルムは、自動現像器を使用して現像処理を行うことでＸ線像として観察できるものとなる。
【０００５】
現状のスクリーン・フィルムシステムが持つ問題点には以下に述べるものがある。
(1) 現像が済むまで、フィルムが露光しないようにまた、損傷が生じないようにフィルムの取扱いに注意が必要であり、操作性が悪い。
(2) 自動現像器等の専用処理器を必要とし、これらの専用処理器が水や薬品を使用することから設置場所が限定され、これらの専用処理器はベットサイドに持ち込むことができない。
【０００６】
２．コンピューテッド・ラジオグラフィ
Ｘ線検出器として従来のフィルムを使用する代わりに輝尽発光体を塗布したプレート( イメージング・プレート )を使用するＸ線撮像方法である。
イメージング・プレートにＸ線を曝射すると、このＸ線のエネルギーによって電子のエネルギー順位が励起され、Ｘ線強度分布が潜像として記憶される。後にレーザを曝射してエネルギー順位の高い電子を励起すると、その時のエネルギーが光として検出される。この光は、イメージング・プレートに吸収されたＸ線のエネルギーに比例するため、Ｘ線像を電気的に正確に再現することができる。
【０００７】
現状のイメージング・プレートが持つ問題点には以下に述べるものがある。 (1) 上述したフィルム系に比べて解像度が悪い。
(2) ノイズが多い。
(3) きずが付きやすく取扱いに注意が必要で、きずが付くと性能が劣化する。 (4) 読取装置が高価である。
【０００８】
３．Ｉ．Ｉ．( イメージ・インテンシファイア )−ＴＶシステム
Ｘ線を光に変換するイメージ・インテンシファイア及びテレビジョン装置を組合わせ、Ｘ線像を得る方式である。この方式は、イメージ・インテンシファイアのＸ線入力面サイズが撮像可能サイズとなり、大体１６inch視野程度のものまである。
【０００９】
このイメージ・インテンシファイアにより光に変換されたＸ線像は、この出力部で一度結像されるが、この出力像を光学系を介してテレビジョンカメラで撮像し、電気的映像として出力する。
この方式ではＸ線像をリアルタイムに観察できるという利点を持っているが、フィルム系に比べて解像度が悪く、撮像系の装置が大きくなるという短所を持っている。
【００１０】
近年、上述したスクリーン・フィルムシステムやイメージング・プレートが有する携帯性と、フィルム・スクリーン系が有する高解像度特性と、Ｉ．Ｉ．−ＴＶシステムが有するリアルタイム性とを兼ね備えたＸ線撮像システムとして、ＴＦＴ( 薄膜トランジスタ )をスイッチングゲートとして使用したＸ線平面検出器が注目されている。
【００１１】
このＸ線平面検出器は、Ｘ線を光に変換する蛍光体とその光を電荷に変換するフォトダイオードと、電荷を蓄積するコンデンサと、電荷を読み出す( 出力する )ためのＴＦＴから構成され、フォトダイオード( 及びコンデンサ、ＴＦＴ )をアレイ状に２次元的に( 平面的に )配列している。
【００１２】
図７は、ＴＦＴ−フォトダイオードを用いたＸ線平面検出器の構成を示す図である。
支持体１０１上の複数のＴＦＴ領域にはゲート電極１０２が形成され、その上にＳｉＮｘ層１０３が形成される。このＳｉＮｘ層１０３の上には、ＴＦＴ領域にはａ・Ｓｉ層１０４及びドレイン電極１０５、ソース電極１０６が形成される。なお、前記ドレイン電極１０５と前記ソース電極１０６とは、前記ａ・Ｓｉ層１０４を介して接続されており、直接接触しないようになっている。
【００１３】
また、前記ドレイン電極１０５及び前記ソース電極１０６と前記ａ・Ｓｉ層１０４との間の隙間にはｎ+ ａ・Ｓｉ層１０７，１０８が形成されている。
以上によりＴＦＴ領域にＴＦＴが形成される。
【００１４】
一方、支持体１０１上の複数のＰＤ領域には、前記ＳｉＮｘ層１０３及び前記ソース電極１０６が形成されており、その上にｎ+ 層１０９、ｉ層１１０、Ｐ+ 層１１１からなるＰｉｎ構造のフォトダイオードが形成されている。
【００１５】
前記ＴＦＴ上には第１のポリイミド樹脂層１１２が形成され、前記フォトダイオード上には透明電極１１３が形成されている。前記第１のポリイミド樹脂層１１２上には、前記フォトダイオードの前記透明電極１１３間を接続する金属電極１１４が形成されている。
【００１６】
前記透明電極１１３及び前記金属電極１１４上には、第２のポリイミド樹脂層１１５が形成されている。この第２のポリイミド樹脂層１１５上には、透明保護膜１１６、蛍光体１１７、光反射層１１８が形成されている。
【００１７】
なお、前記フォトダイオードと前記ＴＦＴは、図８に示すように回路的に接続されている。フォトダイオード１２１は、コンデンサ( 以下蓄積用コンデンサと称する )１２２と並列に接続され、前記フォトダイオード１２１のカソード端子と前記蓄積用コンデンサ１２２との接続点は逆バイアス電源( −Ｖｎ )に接続され、前記フォトダイオード１２１のアノード端子と前記蓄積用コンデンサ１２２との接続点は、ＴＦＴ１２３のソース端子( 前記ソース電極１０６ )に接続されている。
【００１８】
後述するように、前記ＴＦＴ１２３のゲート端子はゲート駆動ラインに接続され、そのドレイン端子はデータ信号ラインに接続されている。
このようにして１つのＸ線検出素子が構成され、このＸ線検出素子が２次元的に配列してＸ線平面検出器が構成される。
【００１９】
図９は、Ｘ線平面検出器の要部構成を示す回路図である。
Ｘ線平面検出器は、前記フォトダイオード１２１及び前記コンデンサ１２２からなるＸ線検出素子１２４( 前記ＴＦＴ１２３をＸ線検出素子に含めても良い )を１素子として、これを列及びラインにアレイ状に２次元的に配列して構成されている。
【００２０】
さらに、前記ＴＦＴ１２３のゲート端子は、ライン毎にゲート駆動ラインとして共通に接続され、ゲートドライバ１２５の各ライン出力端子に接続されている。また、前記ＴＦＴ１２４のドレイン端子は列毎にデータ信号ラインとして共通に接続され、リードアウトアンプ(Read-out Amplifier)とコンデンサ( 以下時定数用コンデンサと称する )と( 図示しないがリセット用のリセットスイッチ )からなる積分回路１２６を介して、マルチプレクサ１２７の各入力端子に接続されている。
【００２１】
前記ゲートドライバ１２５の各ライン出力端子から、それぞれ時間系列的に順番にパルス状の制御信号が出力するようになっており、このパルス状の制御信号により、同じラインのＴＦＴ１２３は同時にＯＮ動作し、異なるラインのＴＦＴ１２３はそれぞれ時間系列的に順番に重ならないようにＯＮ動作する。
【００２２】
前記マルチプレクサ１２７は、前記ゲートドライバ１２５の各ライン出力端子から出力される１パルスの間に各入力端子に入力される信号をそれぞれ時間系列的に順番に１つずつ取込んでその出力端子から出力するようになっている。
【００２３】
従って、ゲートドライバ１２５の各ライン出力端子から出力されたパルス状の制御信号により、１ラインのＴＦＴ１２３が同時のＯＮ動作すると、蓄積用コンデンサ１２２に蓄積された電荷がＴＦＴ１２３を通過して出力され、この電流は積分回路１２６を介して電圧に変換され、マルチプレクサ１２７により順番に１つずつ( １ラインの１画素ずつ )出力される。
【００２４】
この出力された信号はＡ／Ｄ(analogue/digital)変換器１２８に入力される。このＡ／Ｄ変換器１２８では、アナログ信号をデジタル信号( デジタルデータ )に変換して出力する。
このようにして１ラインの読取りが終了すると、次のラインの読取りが開始される。
【００２５】
すなわち、テレビジョンの走査線のように、ライン毎に各Ｘ線検出素子１２４を１個ずつ( １画素ずつ )順番に検出信号を読取って、１画面分の撮像データ( ビデオ信号 )として出力するようになっている。
【００２６】
このような構成のＸ線平面検出器においては、上方から被検体を透過したＸ線が、光反射層１１８を透過して蛍光体１１７に入射される。このとき上方から入射される可視光は、光反射層１１８により反射されて蛍光体１１７には入射されないようになっている。
【００２７】
蛍光体１１７で入射Ｘ線のエネルギーは光のエネルギー( 可視光 )に変換され、この可視光が透明保護膜１１６及び第２のポリイミド樹脂層１１５を透過し、さらに透明電極１１３を介して可視光に感度のあるフォトダイオード１２１( ｎ+ 層１０９、ｉ層１１０、Ｐ+ 層１１１ )により受光される。
【００２８】
このフォトダイオード１２１により、光の強弱に比例した電荷量に変化され、蓄積用コンデンサ１２２に蓄積される。蓄積された電荷は、上述したように、ＴＦＴ１２３によりデータ信号ラインを通してライン毎に画素単位で( 列毎に )読み出される。読み出された信号はＸ線の強弱に比例したもので、画素単位で読み出された信号を再構成することによりＸ線画像を再現することができる。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスクリーン・フィルムシステムのフィルムやコンピューテッド・ラジオグラフィのイメージング・プレート等の可搬型カセッテでは、ベットサイドに持ち込んで撮像する場合、散乱線を除去するグリッド( ＧＲＩＤ )が別構成になっているため、グリッドなしで撮像が行われ、Ｘ線画像に散乱線が含まれてしまうという問題があった。
【００３０】
Ｉ．Ｉ．−ＴＶシステムでは、イメージ・インテンシファイアの前面にグリッドを配置する際に、組合わせるテレビジョンカメラ( ＣＣＤカメラ等 )の画素のピッチとグリッドの周波数との関係によって、そのテレビジョンカメラで撮影した画像に、固定パターンノイズの一種としてのモアレ像が生じるという問題があった。
【００３１】
モアレ像は、図１０に示すように、撮像する画素( 例えばデータ信号ラインに沿った画素の１列 )のピッチ( 四角形の枠、黒丸は画素の中央部を示す )とモアレ発生の要因となるグリッドの縞パターンの周期との関係が、画素と縞パターンとが定常的な位置関係を保つものでなければ、その結果として周期の長いうねり的な振幅変動の現象( モアレ現象 )が発生する。このようなモアレ像は、ノイズとして画像から除去すべきものである。
【００３２】
このことは、Ｘ線平面検出器においても同様にも起こると考えられる。すなわち、Ｘ線検出素子のピッチとグリッドのＸ線を遮断する縞パターンの周期との関係が、Ｘ線検出素子と縞パターンとが定常的な位置関係を保つものでなければモアレ像が発生する。
【００３３】
そこでこの発明は、Ｘ線平面検出器を使用して、グリッドによりＸ線の散乱線の影響を除去すると共にモアレ像の発生を防止することができるＸ線診断装置を提供することを目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＸ線診断装置は、被検体に向けてＸ線を曝射するＸ線管と、前記被検体を透過したＸ線像を所定ピッチで２次元的に配列された画素に分けて撮像する平面検出器と、前記平面検出器に入射する散乱Ｘ線を除去するように前記平面検出器のＸ線入射面側に設けられた板状のＸ線遮蔽部材を有する散乱線除去グリッドとを備え、前記平面検出器と前記散乱線除去グリッドとは、前記平面検出器のＸ線像検出部上のＸ線不感部分が前記散乱線除去グリッドのＸ線遮断パターンに重なるように構成されていることを特徴とする。
【００４１】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施の形態を図１乃至図４を参照して説明する。
図１は、この発明を適用したＸ線撮像システムの全体の構成を示すブロック図である。
【００４２】
１は、Ｘ線平面検出器を使用したＸ線像検出カセッテである。Ｘ線曝射装置２は、Ｘ線を発生させて所望のＸ線量を破線で示す寝台上の被検体に曝射する。この被検体３を透過したＸ線が、前記Ｘ線像検出カセッテ１により検出される。
【００４３】
前記Ｘ線像検出力セット１は、Ｘ線像を撮像するＸ線平面検出器１１、グリッド１２、着脱自在に取り付けられ前記Ｘ線平面検出器１１で撮像されたＸ線像を記憶するデータ保存媒体( 例えば、半導体メモリ、小型のハードディスク等 )３、前記Ｘ線平面検出器１１からデータを読み出し前記データ保存媒体４に保存する読出制御回路１３、電力を供給する電源回路１４、これらの構成を−体的に収納するきょう体１５を備えている。なお、電源回路１４は、バッテリーと、コンセント等の外部電力によりバッテリーを充電する充電回路を備えている。
【００４４】
また、前記データ保存媒体４を前記Ｘ線像検出カセッテ１から取り外して後述するデータリーダ５に取り付けることにより画像データの受け渡しを行うことができる。
データリーダ５は、取り付けられた前記データ保存媒体４から画像データを読取り、内部のメモリ装置に保存すると共に画像再生機６に出力する。画像再生機６は、その画像データを画像として再構成して表示器の画面上に表示する。
【００４５】
この画像再生機６は、通信回線( 例えばＬＡＮ＝local area network )６に接続されており、この通信回線７には、他の各場所に設置された画像再生機６及びイメージャ８、データベース９等が接続されている。従って、１つの前記画像再生機６に接続された前記データリーダ５により読取ったＸ線画像データは、前記画像再生機６により前記通信回線７を介して送信され、データベース９に記憶される。そして、このデータベース９に記憶されたＸ線画像データは、他の前記画像再生機６により前記通信回線７を介して呼出され、その画像再生機６の表示器の画面上に表示することができる。
【００４６】
例えば、データリーダ５が接続された画像再生機６を検査室及びベット室に設置し、医師の部屋( 診療室等 )に画像再生機６を設置して、それぞれを通信回線７で接続する。
【００４７】
このようなシステムにおいて、ベット室にＸ線像検出カセッテ１及びＸ線曝射装置２を持ち込んでＸ線撮像を行えば、このＸ線撮像により得られたＸ線画像は、Ｘ線像検出カセッテ１にセットされたデータ保存媒体４に記憶される。このデータ保存媒体４をＸ線像検出カセッテ１から取り外して、ベット室に設置されたデータリーダ５にセットする。すると、データ保存媒体４に記憶されているＸ線画像データがデータリーダ５により読取られ、この読取ったＸ線画像データは、画像再生機６により通信回線７を介してデータベース９に転送され、このデータベース９に記憶保存される。
【００４８】
医師は診療室で、画像再生機６により通信回線７を介してデータベース９から、所望の患者のＸ線画像を転送要求を行えば、データベース９から所望の患者のＸ線画像データが呼出され、通信回線７を介して医師の診療室の画像再生機６に転送される。従って、医師は診療室で、画像再生機６により所望の患者のＸ線画像を表示させて診断を行うことができる。
【００４９】
また、検査室にＸ線曝射装置２、Ｘ線、データリーダ５、画像再生機６を用意すれば、撮像したＸ線像をリアルタイムで見ることができる。
図２は、Χ線像検出カセッテ１の斜視図である。
【００５０】
きょう体１５は、上面に開口部を有する箱体であり、このきょう体１５の開口部は、固定されたグリッド１２により閉塞されている。
グリッド１２は、Ｘ線の散乱線を除去するものであり、板状のＸ線遮蔽部材と、板状又は棒状のＸ線透過部材を交互に張り合わせた構造となっている。このＸ線遮蔽部材としては鉛が、Ｘ線透過部材としてはアルミニュームや木材が一般的に用いられる。
なお、このグリッド１２の間隔を示すグリッド周波数は、臨床目的及び装置の種類に応じて各種のものがあるが、例えば４０〜６０ LP/mm( ラインペア／ｍｍ )のグリッド周波数のものは、Ｉ．Ｉ．ＴＶ系システムで良く使用されている。
【００５１】
前記Ｘ線平面検出器１１及びこのＸ線平面検出器１１の周辺回路は、前記きょう体１５と前記グリッド１２とにより形成された箱体の内部に収納される。前記データ保存媒体４は、前記きょう体１５の側面に形成された開口部から内部の前記Ｘ線平面検出器１１の周辺回路へ着脱自在に接続されるようになっている。
【００５２】
図３は、前記Ｘ線平面検出器１１の一部の構成を模式的に示す図である。
最小の四角形の枠で示すものが画素２１すなわちＸ線検出素子( 蛍光体、フォトダイオード、蓄積用コンデンサ、ＴＦＴで形成される )であり、黒丸は、その画素のＸ線受感部の中心２２を示している。
【００５３】
この画素２１間のピッチＡは、例えばＸ線平面検出器１１のサイズを縦２５０ｍｍ×横３００ｍｍとして、縦２０００画素で構成するとすると、
Ａ＝０．１２５ｍｍ
となる。これは現在開発されているＸ線平面検出器の画素サイズ０．０５〜０．３ｍｍのうちに含まれる数値である。
【００５４】
図４は、前述したＸ線平面検出器１１の各画素２１( １列の画素 )とグリッド( ＧＲＩＤ )パターン( 鉛部分で構成されたパターン )との位置関係及びＸ線を均等に曝射したときの各画素２１の出力の状態を示す図である。
【００５５】
なお、この図４は、説明を簡単にするため、グリッドパターンでは鉛部分を誇張( 実際の鉛部分と中間物質部分との太さの比とは異なる )し、画素は１列( 例えばデータ信号ラインに沿った画素の１列 )のみを最小の四角形の枠で示した。さらに、画素の各境界とグリッドパターンの各鉛部分の左端とを一致させた。
【００５６】
前記Ｘ線平面検出器１１の前記各画素２１の中心間のピッチ( 以下画素ピッチと称する )をＡｍｍとすると、前記グリッド１２のグリッド周波数( １ｍｍ当たりの鉛部分のペアライン数 )は、１／Ａ又はＮ／Ａ( Ｎは整数 )として設計される。すなわち、前記グリッド１２の鉛部分のピッチは画素ピッチＡと同じか又は画素ピッチＡの整数( Ｎ )分の１として設計される。
【００５７】
なお、ここではグリッド周波数を１／Ａとして設計する。前記グリッド１２の鉛部分のピッチはＡとなる。例えばＡ＝０．１２５ｍｍとすると、グリッド周波数１／Ａ＝８LP/mm となる。
【００５８】
このような構成の第１の実施の形態においては、Ｘ線を均等に曝射した時、各画素２１からの出力を見ると、図４に示すように、どの画素２１からの出力も、画素２１のＸ線入射面( 前面 )に何も配置しない場合に比べて若干の出力低下があるが、モアレパターン( モアレ像 )等のうねりは見られない。画素２１からの出力が低下するのは、Ｘ線の散乱線を遮断するグリッドの鉛部分は、検出すべきＸ線( 散乱線でない被検体を透過したＸ線 )をも遮断してしまうからである。
【００５９】
この状況は画素とグリッドパターンとの位置関係をずらしても、グリッド周波数が１／Ａであれば、どの鉛部分も１つの画素に対して同じ位置関係となり、出力低下の程度が変わるだけで、どの画素からの出力も同じ値になり、モアレパターン( モアレ像 )等のうねりは見られない。
【００６０】
このようにこの第１の実施の形態によれば、Ｘ線平面検出器の画素ピッチＡに対してグリッド周波数１／Ａのグリッド１２を使用することにより、グリッド１２の各鉛部分が１つの画素に対して同じ位置関係になり、Ｘ線を均等に曝射した場合、各画素からの出力が同じ値となり、Ｘ線の散乱線の影響を除去できると共に、モアレ像の発生を防止して、良好・正確なＸ線画像を安定して得ることができる。
【００６１】
なお、この第１の実施の形態では、グリッド周波数１／ＡLP/mm について説明したが、もちろん、グリッド周波数が１／ＡLP/mm の整数倍の、１画素に対して鉛部分が２本以上配置されるものでも良いものである。なおこの場合には、Ｘ線の散乱線の影響の除去の効果が高まるが、画素からの出力低下が増加することになる。
【００６２】
この発明の第２の実施の形態を図５及び図６を参照して説明する。なお、この第２の実施の形態は、Ｘ線平面検出器に不感部分が存在するものにおいて、グリッドの鉛部分の配置について特定したものであるので、前述した第１の実施の形態で説明したＸ線撮像システムの構成は同じであるので、その説明は省略する( 図１及び図２参照 )。
【００６３】
図５は、前記Ｘ線平面検出器１１の一部の構成を模式的に示す図である。
このＸ線平面検出器１１には、ライン方向( ゲート駆動ライン方向 )に不感部分( 光の検出ができない部分 )３１が、最小の四角形の枠で示す画素( Ｘ線検出素子 )３２の各列の間に設けられている。この不感部分３１は、前記Ｘ線平面検出器１１の構造上できるものである。黒丸は、画素のＸ線受感部の中心３３を示し邸いる。この画素３２間のピッチをＢとする。
【００６４】
図６は、前述したＸ線平面検出器１１の各画素３２( １列の画素 )とグリッド( ＧＲＩＤ )パターンとの位置関係及びＸ線を均等に曝射したときの各画素３２の出力の状態を示す図である。
【００６５】
なお、この図６は、説明を簡単にするため、グリッドパターンでは鉛部分を誇張( 実際の鉛部分と中間物質部分との太さの比とは異なる )し、画素は１列( 例えばデータ信号ラインに沿った画素の１列 )のみを最小の四角形の枠で示した。
【００６６】
前記Ｘ線平面検出器１１の前記各画素３２の中心間のピッチ( 以下画素ピッチと称する )をＢｍｍとすると、前記グリッド１２のグリッド周波数は、１／Ｂ又はＮ／Ｂ( Ｎは整数 )として設計される。すなわち、前記グリッド１２の鉛部分のピッチは画素ピッチＢと同じか又は画素ピッチＢの整数分の１として設計される。
【００６７】
なお、ここではグリッド周波数を１／Ｂとして設計する。前記グリッド１２の鉛部分のピッチはＢとなる。さらに、このグリッド１２は、その鉛部分がちょうど前記Ｘ線平面検出器１１の前記不感部分３１と一致するように配置して前記カセッテ１の前記きょう体１５に固定される。
【００６８】
このような構成の第２の実施の形態においては、Ｘ線を均等に曝射した時、各画素３２からの出力を見ると、図６に示すように、どの画素３２からの出力も出力低下もなく、モアレパターン( モアレ像 )等のうねりも見られない。
【００６９】
このようにこの第２の実施の形態によれば、前述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。さらに、グリッド１２の鉛部分をＸ線平面検出器１１の不感部分３１と一致するように配置してＸ線像カセッテ１のきょう体１５に固定したことにより、画素３２からの出力の低下がなく、Ｘ線画像を撮像することができる。
【００７０】
なお、図６に示すものは、グリッドの鉛部分の幅が不感部分３１の幅とほぼ同じ幅となっているが、鉛部分の幅は、必ずしも不感部分３１の幅と同じである必要はなく、不感部分３１の幅より狭くても、また広くても良いものである。ただし広い場合には、画素３２の出力が低下するが、その低下を最小限に抑えることができる。
【００７１】
もちろん、グリッド周波数を１／Ｂの整数倍にした場合にも、画素３２のＸ線入射面に１本以上の鉛部分が配置されてしまうので、画素３２からの出力が低下するが、それも最小限に抑えて、モアレパターン( モアレ像 )等のうねりを防止することができる。
【００７２】
なお、上記実施の形態は、蛍光体、フォトダイオード、蓄積用コンデンサ、ΤＦＴによりＸ線を検出する場合について記載したが、蛍光体とフォトダイオードの代わりにＸ線を直接電気信号に変換する素子を用いる構成としても良い。
【００７３】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、Ｘ線平面検出器を使用して、グリッドによりＸ線の散乱線の影響を除去すると共にモアレ像の発生を防止することができるＸ線診断装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態のＸ線撮像システムの全体の構成を示すブロック図。
【図２】同実施の形態のＸ線撮像システムのＸ線平面検出器を収納したＸ線像検出カセッテを示す斜視図。
【図３】同実施の形態のＸ線撮像システムのＸ線平面検出器の一部の構成を模式的に示す図。
【図４】同実施の形態のＸ線撮像システムのＸ線平面検出器の各画素とグリッドパターンとの位置関係及びＸ線を均等に曝射したときの各画素の出力の状態を示す図。
【図５】この発明の第２の実施例のＸ線平面検出器の一部の構成を模式的に示す図。
【図６】同実施の形態のＸ線平面検出器の各画素とグリッドパターンとの位置関係及びＸ線を均等に曝射したときの各画素の出力の状態を示す図。
【図７】従来例のＸ線平面検出器を構成する実際のＸ線検出素子の要部構造を示す断面図。
【図８】同従来例のＸ線平面検出器を構成するＸ線検出素子を示す回路図。
【図９】同従来例のＸ線平面検出器の要部構成を示す回路図。
【図１０】同従来例のＸ線平面検出器の各画素とグリッドパターンとの位置関係及びＸ線を均等に曝射したときの各画素の出力の状態を示す図。
【符号の説明】
１…Ｘ線像検出カセッテ、
４…データ保存媒体、
５…データリーダ、
６…画像再生機、
９…データベース、
１１…Ｘ線平面検出器、
１２…グリッド、
１５…きょう体、
２１，３２…画素( Ｘ線検出素子 )、
３１…不感部分。
【発明の属する技術分野】
この発明は、Ｘ線像を電気信号に変換するＸ線平面検出器を用いたＸ線診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線診断装置は、被検体にＸ線を曝射し、この被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出して、その透過Ｘ線の画像を撮像するものである。
現在、Ｘ線診断装置として使用されているものは、以下に説明するものがある。
【０００３】
１．スクリーン・フィルムシステム
増感紙とＸ線フィルムを組合わせ、カセッテと呼ばれるケースに保持された状態で、Ｘ線撮影が行われる。また、Ｘ線撮像時には、散乱線の影響を除去する目的で、ブッキー( 高速に振動するグリッド( ＧＲＩＤ ) )等と併用して使用されることが多い。このカセッテは、厚さ数ｍｍ程度の比較的小型軽量のものであることから、被検体( 患者 )が検査室まで移動できない場合、ベットサイドに移動型Ｘ線発生器と共に持ち込んで、その場でＸ線撮像を行うことがある。
【０００４】
また、Ｘ線寝台に見られるカセッテレスシステムは、未撮影フィルムと撮影済みフィルムを保管するマガジンとフィルム搬送部を有し、Ｘ線撮影時には、未撮影フィルムがＸ線グリッドや増感紙が予め配置された所定の位置に搬送され、Ｘ線が入射されることで撮像が行われる。
撮像されたフィルムは、自動現像器を使用して現像処理を行うことでＸ線像として観察できるものとなる。
【０００５】
現状のスクリーン・フィルムシステムが持つ問題点には以下に述べるものがある。
(1) 現像が済むまで、フィルムが露光しないようにまた、損傷が生じないようにフィルムの取扱いに注意が必要であり、操作性が悪い。
(2) 自動現像器等の専用処理器を必要とし、これらの専用処理器が水や薬品を使用することから設置場所が限定され、これらの専用処理器はベットサイドに持ち込むことができない。
【０００６】
２．コンピューテッド・ラジオグラフィ
Ｘ線検出器として従来のフィルムを使用する代わりに輝尽発光体を塗布したプレート( イメージング・プレート )を使用するＸ線撮像方法である。
イメージング・プレートにＸ線を曝射すると、このＸ線のエネルギーによって電子のエネルギー順位が励起され、Ｘ線強度分布が潜像として記憶される。後にレーザを曝射してエネルギー順位の高い電子を励起すると、その時のエネルギーが光として検出される。この光は、イメージング・プレートに吸収されたＸ線のエネルギーに比例するため、Ｘ線像を電気的に正確に再現することができる。
【０００７】
現状のイメージング・プレートが持つ問題点には以下に述べるものがある。 (1) 上述したフィルム系に比べて解像度が悪い。
(2) ノイズが多い。
(3) きずが付きやすく取扱いに注意が必要で、きずが付くと性能が劣化する。 (4) 読取装置が高価である。
【０００８】
３．Ｉ．Ｉ．( イメージ・インテンシファイア )−ＴＶシステム
Ｘ線を光に変換するイメージ・インテンシファイア及びテレビジョン装置を組合わせ、Ｘ線像を得る方式である。この方式は、イメージ・インテンシファイアのＸ線入力面サイズが撮像可能サイズとなり、大体１６inch視野程度のものまである。
【０００９】
このイメージ・インテンシファイアにより光に変換されたＸ線像は、この出力部で一度結像されるが、この出力像を光学系を介してテレビジョンカメラで撮像し、電気的映像として出力する。
この方式ではＸ線像をリアルタイムに観察できるという利点を持っているが、フィルム系に比べて解像度が悪く、撮像系の装置が大きくなるという短所を持っている。
【００１０】
近年、上述したスクリーン・フィルムシステムやイメージング・プレートが有する携帯性と、フィルム・スクリーン系が有する高解像度特性と、Ｉ．Ｉ．−ＴＶシステムが有するリアルタイム性とを兼ね備えたＸ線撮像システムとして、ＴＦＴ( 薄膜トランジスタ )をスイッチングゲートとして使用したＸ線平面検出器が注目されている。
【００１１】
このＸ線平面検出器は、Ｘ線を光に変換する蛍光体とその光を電荷に変換するフォトダイオードと、電荷を蓄積するコンデンサと、電荷を読み出す( 出力する )ためのＴＦＴから構成され、フォトダイオード( 及びコンデンサ、ＴＦＴ )をアレイ状に２次元的に( 平面的に )配列している。
【００１２】
図７は、ＴＦＴ−フォトダイオードを用いたＸ線平面検出器の構成を示す図である。
支持体１０１上の複数のＴＦＴ領域にはゲート電極１０２が形成され、その上にＳｉＮｘ層１０３が形成される。このＳｉＮｘ層１０３の上には、ＴＦＴ領域にはａ・Ｓｉ層１０４及びドレイン電極１０５、ソース電極１０６が形成される。なお、前記ドレイン電極１０５と前記ソース電極１０６とは、前記ａ・Ｓｉ層１０４を介して接続されており、直接接触しないようになっている。
【００１３】
また、前記ドレイン電極１０５及び前記ソース電極１０６と前記ａ・Ｓｉ層１０４との間の隙間にはｎ+ ａ・Ｓｉ層１０７，１０８が形成されている。
以上によりＴＦＴ領域にＴＦＴが形成される。
【００１４】
一方、支持体１０１上の複数のＰＤ領域には、前記ＳｉＮｘ層１０３及び前記ソース電極１０６が形成されており、その上にｎ+ 層１０９、ｉ層１１０、Ｐ+ 層１１１からなるＰｉｎ構造のフォトダイオードが形成されている。
【００１５】
前記ＴＦＴ上には第１のポリイミド樹脂層１１２が形成され、前記フォトダイオード上には透明電極１１３が形成されている。前記第１のポリイミド樹脂層１１２上には、前記フォトダイオードの前記透明電極１１３間を接続する金属電極１１４が形成されている。
【００１６】
前記透明電極１１３及び前記金属電極１１４上には、第２のポリイミド樹脂層１１５が形成されている。この第２のポリイミド樹脂層１１５上には、透明保護膜１１６、蛍光体１１７、光反射層１１８が形成されている。
【００１７】
なお、前記フォトダイオードと前記ＴＦＴは、図８に示すように回路的に接続されている。フォトダイオード１２１は、コンデンサ( 以下蓄積用コンデンサと称する )１２２と並列に接続され、前記フォトダイオード１２１のカソード端子と前記蓄積用コンデンサ１２２との接続点は逆バイアス電源( −Ｖｎ )に接続され、前記フォトダイオード１２１のアノード端子と前記蓄積用コンデンサ１２２との接続点は、ＴＦＴ１２３のソース端子( 前記ソース電極１０６ )に接続されている。
【００１８】
後述するように、前記ＴＦＴ１２３のゲート端子はゲート駆動ラインに接続され、そのドレイン端子はデータ信号ラインに接続されている。
このようにして１つのＸ線検出素子が構成され、このＸ線検出素子が２次元的に配列してＸ線平面検出器が構成される。
【００１９】
図９は、Ｘ線平面検出器の要部構成を示す回路図である。
Ｘ線平面検出器は、前記フォトダイオード１２１及び前記コンデンサ１２２からなるＸ線検出素子１２４( 前記ＴＦＴ１２３をＸ線検出素子に含めても良い )を１素子として、これを列及びラインにアレイ状に２次元的に配列して構成されている。
【００２０】
さらに、前記ＴＦＴ１２３のゲート端子は、ライン毎にゲート駆動ラインとして共通に接続され、ゲートドライバ１２５の各ライン出力端子に接続されている。また、前記ＴＦＴ１２４のドレイン端子は列毎にデータ信号ラインとして共通に接続され、リードアウトアンプ(Read-out Amplifier)とコンデンサ( 以下時定数用コンデンサと称する )と( 図示しないがリセット用のリセットスイッチ )からなる積分回路１２６を介して、マルチプレクサ１２７の各入力端子に接続されている。
【００２１】
前記ゲートドライバ１２５の各ライン出力端子から、それぞれ時間系列的に順番にパルス状の制御信号が出力するようになっており、このパルス状の制御信号により、同じラインのＴＦＴ１２３は同時にＯＮ動作し、異なるラインのＴＦＴ１２３はそれぞれ時間系列的に順番に重ならないようにＯＮ動作する。
【００２２】
前記マルチプレクサ１２７は、前記ゲートドライバ１２５の各ライン出力端子から出力される１パルスの間に各入力端子に入力される信号をそれぞれ時間系列的に順番に１つずつ取込んでその出力端子から出力するようになっている。
【００２３】
従って、ゲートドライバ１２５の各ライン出力端子から出力されたパルス状の制御信号により、１ラインのＴＦＴ１２３が同時のＯＮ動作すると、蓄積用コンデンサ１２２に蓄積された電荷がＴＦＴ１２３を通過して出力され、この電流は積分回路１２６を介して電圧に変換され、マルチプレクサ１２７により順番に１つずつ( １ラインの１画素ずつ )出力される。
【００２４】
この出力された信号はＡ／Ｄ(analogue/digital)変換器１２８に入力される。このＡ／Ｄ変換器１２８では、アナログ信号をデジタル信号( デジタルデータ )に変換して出力する。
このようにして１ラインの読取りが終了すると、次のラインの読取りが開始される。
【００２５】
すなわち、テレビジョンの走査線のように、ライン毎に各Ｘ線検出素子１２４を１個ずつ( １画素ずつ )順番に検出信号を読取って、１画面分の撮像データ( ビデオ信号 )として出力するようになっている。
【００２６】
このような構成のＸ線平面検出器においては、上方から被検体を透過したＸ線が、光反射層１１８を透過して蛍光体１１７に入射される。このとき上方から入射される可視光は、光反射層１１８により反射されて蛍光体１１７には入射されないようになっている。
【００２７】
蛍光体１１７で入射Ｘ線のエネルギーは光のエネルギー( 可視光 )に変換され、この可視光が透明保護膜１１６及び第２のポリイミド樹脂層１１５を透過し、さらに透明電極１１３を介して可視光に感度のあるフォトダイオード１２１( ｎ+ 層１０９、ｉ層１１０、Ｐ+ 層１１１ )により受光される。
【００２８】
このフォトダイオード１２１により、光の強弱に比例した電荷量に変化され、蓄積用コンデンサ１２２に蓄積される。蓄積された電荷は、上述したように、ＴＦＴ１２３によりデータ信号ラインを通してライン毎に画素単位で( 列毎に )読み出される。読み出された信号はＸ線の強弱に比例したもので、画素単位で読み出された信号を再構成することによりＸ線画像を再現することができる。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスクリーン・フィルムシステムのフィルムやコンピューテッド・ラジオグラフィのイメージング・プレート等の可搬型カセッテでは、ベットサイドに持ち込んで撮像する場合、散乱線を除去するグリッド( ＧＲＩＤ )が別構成になっているため、グリッドなしで撮像が行われ、Ｘ線画像に散乱線が含まれてしまうという問題があった。
【００３０】
Ｉ．Ｉ．−ＴＶシステムでは、イメージ・インテンシファイアの前面にグリッドを配置する際に、組合わせるテレビジョンカメラ( ＣＣＤカメラ等 )の画素のピッチとグリッドの周波数との関係によって、そのテレビジョンカメラで撮影した画像に、固定パターンノイズの一種としてのモアレ像が生じるという問題があった。
【００３１】
モアレ像は、図１０に示すように、撮像する画素( 例えばデータ信号ラインに沿った画素の１列 )のピッチ( 四角形の枠、黒丸は画素の中央部を示す )とモアレ発生の要因となるグリッドの縞パターンの周期との関係が、画素と縞パターンとが定常的な位置関係を保つものでなければ、その結果として周期の長いうねり的な振幅変動の現象( モアレ現象 )が発生する。このようなモアレ像は、ノイズとして画像から除去すべきものである。
【００３２】
このことは、Ｘ線平面検出器においても同様にも起こると考えられる。すなわち、Ｘ線検出素子のピッチとグリッドのＸ線を遮断する縞パターンの周期との関係が、Ｘ線検出素子と縞パターンとが定常的な位置関係を保つものでなければモアレ像が発生する。
【００３３】
そこでこの発明は、Ｘ線平面検出器を使用して、グリッドによりＸ線の散乱線の影響を除去すると共にモアレ像の発生を防止することができるＸ線診断装置を提供することを目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＸ線診断装置は、被検体に向けてＸ線を曝射するＸ線管と、前記被検体を透過したＸ線像を所定ピッチで２次元的に配列された画素に分けて撮像する平面検出器と、前記平面検出器に入射する散乱Ｘ線を除去するように前記平面検出器のＸ線入射面側に設けられた板状のＸ線遮蔽部材を有する散乱線除去グリッドとを備え、前記平面検出器と前記散乱線除去グリッドとは、前記平面検出器のＸ線像検出部上のＸ線不感部分が前記散乱線除去グリッドのＸ線遮断パターンに重なるように構成されていることを特徴とする。
【００４１】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施の形態を図１乃至図４を参照して説明する。
図１は、この発明を適用したＸ線撮像システムの全体の構成を示すブロック図である。
【００４２】
１は、Ｘ線平面検出器を使用したＸ線像検出カセッテである。Ｘ線曝射装置２は、Ｘ線を発生させて所望のＸ線量を破線で示す寝台上の被検体に曝射する。この被検体３を透過したＸ線が、前記Ｘ線像検出カセッテ１により検出される。
【００４３】
前記Ｘ線像検出力セット１は、Ｘ線像を撮像するＸ線平面検出器１１、グリッド１２、着脱自在に取り付けられ前記Ｘ線平面検出器１１で撮像されたＸ線像を記憶するデータ保存媒体( 例えば、半導体メモリ、小型のハードディスク等 )３、前記Ｘ線平面検出器１１からデータを読み出し前記データ保存媒体４に保存する読出制御回路１３、電力を供給する電源回路１４、これらの構成を−体的に収納するきょう体１５を備えている。なお、電源回路１４は、バッテリーと、コンセント等の外部電力によりバッテリーを充電する充電回路を備えている。
【００４４】
また、前記データ保存媒体４を前記Ｘ線像検出カセッテ１から取り外して後述するデータリーダ５に取り付けることにより画像データの受け渡しを行うことができる。
データリーダ５は、取り付けられた前記データ保存媒体４から画像データを読取り、内部のメモリ装置に保存すると共に画像再生機６に出力する。画像再生機６は、その画像データを画像として再構成して表示器の画面上に表示する。
【００４５】
この画像再生機６は、通信回線( 例えばＬＡＮ＝local area network )６に接続されており、この通信回線７には、他の各場所に設置された画像再生機６及びイメージャ８、データベース９等が接続されている。従って、１つの前記画像再生機６に接続された前記データリーダ５により読取ったＸ線画像データは、前記画像再生機６により前記通信回線７を介して送信され、データベース９に記憶される。そして、このデータベース９に記憶されたＸ線画像データは、他の前記画像再生機６により前記通信回線７を介して呼出され、その画像再生機６の表示器の画面上に表示することができる。
【００４６】
例えば、データリーダ５が接続された画像再生機６を検査室及びベット室に設置し、医師の部屋( 診療室等 )に画像再生機６を設置して、それぞれを通信回線７で接続する。
【００４７】
このようなシステムにおいて、ベット室にＸ線像検出カセッテ１及びＸ線曝射装置２を持ち込んでＸ線撮像を行えば、このＸ線撮像により得られたＸ線画像は、Ｘ線像検出カセッテ１にセットされたデータ保存媒体４に記憶される。このデータ保存媒体４をＸ線像検出カセッテ１から取り外して、ベット室に設置されたデータリーダ５にセットする。すると、データ保存媒体４に記憶されているＸ線画像データがデータリーダ５により読取られ、この読取ったＸ線画像データは、画像再生機６により通信回線７を介してデータベース９に転送され、このデータベース９に記憶保存される。
【００４８】
医師は診療室で、画像再生機６により通信回線７を介してデータベース９から、所望の患者のＸ線画像を転送要求を行えば、データベース９から所望の患者のＸ線画像データが呼出され、通信回線７を介して医師の診療室の画像再生機６に転送される。従って、医師は診療室で、画像再生機６により所望の患者のＸ線画像を表示させて診断を行うことができる。
【００４９】
また、検査室にＸ線曝射装置２、Ｘ線、データリーダ５、画像再生機６を用意すれば、撮像したＸ線像をリアルタイムで見ることができる。
図２は、Χ線像検出カセッテ１の斜視図である。
【００５０】
きょう体１５は、上面に開口部を有する箱体であり、このきょう体１５の開口部は、固定されたグリッド１２により閉塞されている。
グリッド１２は、Ｘ線の散乱線を除去するものであり、板状のＸ線遮蔽部材と、板状又は棒状のＸ線透過部材を交互に張り合わせた構造となっている。このＸ線遮蔽部材としては鉛が、Ｘ線透過部材としてはアルミニュームや木材が一般的に用いられる。
なお、このグリッド１２の間隔を示すグリッド周波数は、臨床目的及び装置の種類に応じて各種のものがあるが、例えば４０〜６０ LP/mm( ラインペア／ｍｍ )のグリッド周波数のものは、Ｉ．Ｉ．ＴＶ系システムで良く使用されている。
【００５１】
前記Ｘ線平面検出器１１及びこのＸ線平面検出器１１の周辺回路は、前記きょう体１５と前記グリッド１２とにより形成された箱体の内部に収納される。前記データ保存媒体４は、前記きょう体１５の側面に形成された開口部から内部の前記Ｘ線平面検出器１１の周辺回路へ着脱自在に接続されるようになっている。
【００５２】
図３は、前記Ｘ線平面検出器１１の一部の構成を模式的に示す図である。
最小の四角形の枠で示すものが画素２１すなわちＸ線検出素子( 蛍光体、フォトダイオード、蓄積用コンデンサ、ＴＦＴで形成される )であり、黒丸は、その画素のＸ線受感部の中心２２を示している。
【００５３】
この画素２１間のピッチＡは、例えばＸ線平面検出器１１のサイズを縦２５０ｍｍ×横３００ｍｍとして、縦２０００画素で構成するとすると、
Ａ＝０．１２５ｍｍ
となる。これは現在開発されているＸ線平面検出器の画素サイズ０．０５〜０．３ｍｍのうちに含まれる数値である。
【００５４】
図４は、前述したＸ線平面検出器１１の各画素２１( １列の画素 )とグリッド( ＧＲＩＤ )パターン( 鉛部分で構成されたパターン )との位置関係及びＸ線を均等に曝射したときの各画素２１の出力の状態を示す図である。
【００５５】
なお、この図４は、説明を簡単にするため、グリッドパターンでは鉛部分を誇張( 実際の鉛部分と中間物質部分との太さの比とは異なる )し、画素は１列( 例えばデータ信号ラインに沿った画素の１列 )のみを最小の四角形の枠で示した。さらに、画素の各境界とグリッドパターンの各鉛部分の左端とを一致させた。
【００５６】
前記Ｘ線平面検出器１１の前記各画素２１の中心間のピッチ( 以下画素ピッチと称する )をＡｍｍとすると、前記グリッド１２のグリッド周波数( １ｍｍ当たりの鉛部分のペアライン数 )は、１／Ａ又はＮ／Ａ( Ｎは整数 )として設計される。すなわち、前記グリッド１２の鉛部分のピッチは画素ピッチＡと同じか又は画素ピッチＡの整数( Ｎ )分の１として設計される。
【００５７】
なお、ここではグリッド周波数を１／Ａとして設計する。前記グリッド１２の鉛部分のピッチはＡとなる。例えばＡ＝０．１２５ｍｍとすると、グリッド周波数１／Ａ＝８LP/mm となる。
【００５８】
このような構成の第１の実施の形態においては、Ｘ線を均等に曝射した時、各画素２１からの出力を見ると、図４に示すように、どの画素２１からの出力も、画素２１のＸ線入射面( 前面 )に何も配置しない場合に比べて若干の出力低下があるが、モアレパターン( モアレ像 )等のうねりは見られない。画素２１からの出力が低下するのは、Ｘ線の散乱線を遮断するグリッドの鉛部分は、検出すべきＸ線( 散乱線でない被検体を透過したＸ線 )をも遮断してしまうからである。
【００５９】
この状況は画素とグリッドパターンとの位置関係をずらしても、グリッド周波数が１／Ａであれば、どの鉛部分も１つの画素に対して同じ位置関係となり、出力低下の程度が変わるだけで、どの画素からの出力も同じ値になり、モアレパターン( モアレ像 )等のうねりは見られない。
【００６０】
このようにこの第１の実施の形態によれば、Ｘ線平面検出器の画素ピッチＡに対してグリッド周波数１／Ａのグリッド１２を使用することにより、グリッド１２の各鉛部分が１つの画素に対して同じ位置関係になり、Ｘ線を均等に曝射した場合、各画素からの出力が同じ値となり、Ｘ線の散乱線の影響を除去できると共に、モアレ像の発生を防止して、良好・正確なＸ線画像を安定して得ることができる。
【００６１】
なお、この第１の実施の形態では、グリッド周波数１／ＡLP/mm について説明したが、もちろん、グリッド周波数が１／ＡLP/mm の整数倍の、１画素に対して鉛部分が２本以上配置されるものでも良いものである。なおこの場合には、Ｘ線の散乱線の影響の除去の効果が高まるが、画素からの出力低下が増加することになる。
【００６２】
この発明の第２の実施の形態を図５及び図６を参照して説明する。なお、この第２の実施の形態は、Ｘ線平面検出器に不感部分が存在するものにおいて、グリッドの鉛部分の配置について特定したものであるので、前述した第１の実施の形態で説明したＸ線撮像システムの構成は同じであるので、その説明は省略する( 図１及び図２参照 )。
【００６３】
図５は、前記Ｘ線平面検出器１１の一部の構成を模式的に示す図である。
このＸ線平面検出器１１には、ライン方向( ゲート駆動ライン方向 )に不感部分( 光の検出ができない部分 )３１が、最小の四角形の枠で示す画素( Ｘ線検出素子 )３２の各列の間に設けられている。この不感部分３１は、前記Ｘ線平面検出器１１の構造上できるものである。黒丸は、画素のＸ線受感部の中心３３を示し邸いる。この画素３２間のピッチをＢとする。
【００６４】
図６は、前述したＸ線平面検出器１１の各画素３２( １列の画素 )とグリッド( ＧＲＩＤ )パターンとの位置関係及びＸ線を均等に曝射したときの各画素３２の出力の状態を示す図である。
【００６５】
なお、この図６は、説明を簡単にするため、グリッドパターンでは鉛部分を誇張( 実際の鉛部分と中間物質部分との太さの比とは異なる )し、画素は１列( 例えばデータ信号ラインに沿った画素の１列 )のみを最小の四角形の枠で示した。
【００６６】
前記Ｘ線平面検出器１１の前記各画素３２の中心間のピッチ( 以下画素ピッチと称する )をＢｍｍとすると、前記グリッド１２のグリッド周波数は、１／Ｂ又はＮ／Ｂ( Ｎは整数 )として設計される。すなわち、前記グリッド１２の鉛部分のピッチは画素ピッチＢと同じか又は画素ピッチＢの整数分の１として設計される。
【００６７】
なお、ここではグリッド周波数を１／Ｂとして設計する。前記グリッド１２の鉛部分のピッチはＢとなる。さらに、このグリッド１２は、その鉛部分がちょうど前記Ｘ線平面検出器１１の前記不感部分３１と一致するように配置して前記カセッテ１の前記きょう体１５に固定される。
【００６８】
このような構成の第２の実施の形態においては、Ｘ線を均等に曝射した時、各画素３２からの出力を見ると、図６に示すように、どの画素３２からの出力も出力低下もなく、モアレパターン( モアレ像 )等のうねりも見られない。
【００６９】
このようにこの第２の実施の形態によれば、前述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。さらに、グリッド１２の鉛部分をＸ線平面検出器１１の不感部分３１と一致するように配置してＸ線像カセッテ１のきょう体１５に固定したことにより、画素３２からの出力の低下がなく、Ｘ線画像を撮像することができる。
【００７０】
なお、図６に示すものは、グリッドの鉛部分の幅が不感部分３１の幅とほぼ同じ幅となっているが、鉛部分の幅は、必ずしも不感部分３１の幅と同じである必要はなく、不感部分３１の幅より狭くても、また広くても良いものである。ただし広い場合には、画素３２の出力が低下するが、その低下を最小限に抑えることができる。
【００７１】
もちろん、グリッド周波数を１／Ｂの整数倍にした場合にも、画素３２のＸ線入射面に１本以上の鉛部分が配置されてしまうので、画素３２からの出力が低下するが、それも最小限に抑えて、モアレパターン( モアレ像 )等のうねりを防止することができる。
【００７２】
なお、上記実施の形態は、蛍光体、フォトダイオード、蓄積用コンデンサ、ΤＦＴによりＸ線を検出する場合について記載したが、蛍光体とフォトダイオードの代わりにＸ線を直接電気信号に変換する素子を用いる構成としても良い。
【００７３】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、Ｘ線平面検出器を使用して、グリッドによりＸ線の散乱線の影響を除去すると共にモアレ像の発生を防止することができるＸ線診断装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態のＸ線撮像システムの全体の構成を示すブロック図。
【図２】同実施の形態のＸ線撮像システムのＸ線平面検出器を収納したＸ線像検出カセッテを示す斜視図。
【図３】同実施の形態のＸ線撮像システムのＸ線平面検出器の一部の構成を模式的に示す図。
【図４】同実施の形態のＸ線撮像システムのＸ線平面検出器の各画素とグリッドパターンとの位置関係及びＸ線を均等に曝射したときの各画素の出力の状態を示す図。
【図５】この発明の第２の実施例のＸ線平面検出器の一部の構成を模式的に示す図。
【図６】同実施の形態のＸ線平面検出器の各画素とグリッドパターンとの位置関係及びＸ線を均等に曝射したときの各画素の出力の状態を示す図。
【図７】従来例のＸ線平面検出器を構成する実際のＸ線検出素子の要部構造を示す断面図。
【図８】同従来例のＸ線平面検出器を構成するＸ線検出素子を示す回路図。
【図９】同従来例のＸ線平面検出器の要部構成を示す回路図。
【図１０】同従来例のＸ線平面検出器の各画素とグリッドパターンとの位置関係及びＸ線を均等に曝射したときの各画素の出力の状態を示す図。
【符号の説明】
１…Ｘ線像検出カセッテ、
４…データ保存媒体、
５…データリーダ、
６…画像再生機、
９…データベース、
１１…Ｘ線平面検出器、
１２…グリッド、
１５…きょう体、
２１，３２…画素( Ｘ線検出素子 )、
３１…不感部分。
Claims (4)
- 被検体に向けてＸ線を曝射するＸ線管と、
前記被検体を透過したＸ線像を所定ピッチで２次元的に配列された画素に分けて撮像する平面検出器と、
前記平面検出器に入射する散乱Ｘ線を除去するように前記平面検出器のＸ線入射面側に設けられた板状のＸ線遮蔽部材を有する散乱線除去グリッドとを備え、
前記平面検出器と前記散乱線除去グリッドとは、前記平面検出器のＸ線像検出部上のＸ線不感部分が前記散乱線除去グリッドのＸ線遮断パターンに重なるように構成されていることを特徴とするＸ線診断装置。 - 可般カセッテ形状又は据置型カセッテ形状であり、前記平面検出器と前記グリッドをー体的に覆うケースを備えるものであることを特微とした請求項１記載のＸ線診断装置。
- 前記平面検出器は、Ｘ線像を光学像に変換する蛍光板と、前記蛍光板が出力する光を電気信号に変換する複数の光検出素子を備えるものであることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
- 前記平面検出器は、Ｘ線を電気信号に変換する複数のＸ線検出素子を備えるものであることを特微とする請求項１記載のＸ線診断装置。
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