乳房撮影装置
【課題】Ｘ線曝射を伴う信号電荷の活用範囲を拡大すること。
【解決手段】乳房撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管２と、被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器５と、平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセットに関する動作を制御する検出器制御部８とを具備し、検出器制御部８は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射と、本曝射との間には前記電荷リセットを行わない。
【解決手段】乳房撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管２と、被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器５と、平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセットに関する動作を制御する検出器制御部８とを具備し、検出器制御部８は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射と、本曝射との間には前記電荷リセットを行わない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乳房を圧迫板でスラブ状に圧迫してＸ線管と平面検出器とで撮影をする乳房撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乳房撮影装置では、Ｘ線の露光量を自動的に制御するために、乳房画像が映しこまれるフィルムとともに露光制御用のＸ線センサを用いて、露光制御センサの出力の積分値が所定の値に達した時点でＸ線の曝射を終了することが行われてきた。この機能はＡＥＣと呼ばれている。
【０００３】
フィルムが半導体検出器（以下平面検出器）に置き換わってきた昨今では、
・露光制御用のセンサと平面検出器とのエネルギー特性の違いにより制御用センサで最適と判断したタイミングが、平面検出器にとって必ずしも最適でないこと、
・Ｘ線が平面検出器を透過しないことから露光制御センサを平面検出器の前面に配置しなければならず、その場合、露光制御センサの影が画像中に映りこむこと、
・平面検出器のほかに露光制御センサを持つことが非効率であること、
・平面検出器ではフィルムと違って特性が線形であることにより、診断可能な画像を得るための線量域が広いこと
などの問題があって、自動露光制御（ＡＥＣ）を使用しないで、図１５に示すように、本曝射の前にプリ曝射を行ってその結果から本曝射のＸ線条件を決定するいわゆるプリ曝射方式が採用されている。
【０００４】
プリ曝射方式では、診断用の画像を得るための本曝射に先立って、本曝射での線量よりかなり小さい線量を曝射し、その画像を収集し、その画像から本曝射のＸ線条件（管電圧、ｍＡｓ、フィルタ）を決定し、本曝射を行う方式である。このプリ曝射方法の利点と問題点はつぎのものである。
【０００５】
プリ曝射方式の利点としては、
・乳房の厚さ、組成（乳腺、脂肪の割合）にあったＸ線条件を使用することができること、
・プリ曝射の結果が画像として得られるので、乳腺・脂肪の分布に応じて関心領域に対して最適なＸ線条件を設定できる。こと、
があげられる。
【０００６】
一方、プリ曝射方式の問題点としては、
・プリ曝射による画像は検出器ノイズを多く含んでいるため、本曝射のＸ線条件決定には使用できるが、これを診断用の画像として用いることができないので、患者が被曝するにもかかわらず、それを最大限に利用できないこと、
・プリ曝射は診断用画像に用いないため被曝低減のために微弱なＸ線を使用したいが、微弱なＸ線を用いると、Ｘ線量子ノイズによる、ＳＮＲの低下、および回路ノイズによるＳＮＲ低下が起こり、Ｘ線条件の決定の精度が低下すること、
・回路ノイズによるＳＮＲの劣化があること、
があげられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、Ｘ線曝射を伴う信号電荷の活用範囲を拡大することのできる乳房撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１局面において、乳房撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、前記平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセットに関する動作を制御する検出器制御部とを具備し、前記検出器制御部は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射と、本曝射との間には前記電荷リセットを行わないことを特徴とする。
本発明の第２局面において、乳房撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、前記平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセットに関する動作を制御する検出器制御部とを具備し、前記検出器制御部は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積及び信号読み出しを行い、且つ前記電荷リセットを行わず、前記本曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積、信号読み出し及び前記電荷リセットを行うことを特徴とする。
本発明の第３局面において、乳房撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、前記Ｘ線の発生に同期して電荷蓄積、信号読み出し及び電荷リセットを１サイクルとして実行させる第１動作モードと、前記Ｘ線の発生に同期して前記電荷蓄積及び信号読み出しを１サイクルとして実行させる第２動作モードとで選択的に前記平面検出器の動作を制御する検出器制御部とを具備することを特徴とする。
本発明の第４局面において、乳房撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するとともに、近隣画素で信号を加算する機能を備えたものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、前記平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセット、近隣画素加算に関する動作を制御する検出器制御部とを具備し、前記検出器制御部は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積、前記信号読み出し及び前記近隣画素加算を行い、且つ前記電荷リセットを行わず、前記本曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積、前記信号読み出し及び前記電荷リセットを行い、且つ前記近隣画素加算を行わないことを特徴とする。
本発明の第５局面において、乳房撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するとともに、近隣画素で信号を加算する機能を備えたものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、前記Ｘ線の発生に同期して電荷蓄積、信号読み出し及び電荷リセットを１サイクルとして実行させる第１動作モードと、前記Ｘ線の発生に同期して前記電荷蓄積、信号読み出し及び前記近隣画素加算を１サイクルとして実行させる第２動作モードとで選択的に前記平面検出器の動作を制御する検出器制御部とを具備することを特徴とする。
本発明の第６局面において、乳房撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、前記平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセットに関する動作を制御する検出器制御部とを具備し、前記検出器制御部は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積及び信号読み出しを行い且つ前記電荷リセットを行わず、前記本曝射の後であって次の曝射の前には前記信号読み出し動作を複数回繰り返した後、前記電荷リセットを行うことを特徴とする。
本発明の第７局面において、乳房撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、前記平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセットに関する動作を制御する検出器制御部とを具備し、前記検出器制御部は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積を行い、前記信号読み出しを複数回繰り返し、前記電荷リセットを行わず、前記本曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積、前記信号読み出し及び前記電荷リセットを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、乳房撮影装置において、Ｘ線曝射を伴う信号電荷の活用範囲を拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明に係る乳房撮影装置の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る乳房撮影装置の構成を示している。乳房撮影装置は、撮影本体１を有している。撮影本体１は、図２に示されているように、支持機構４のコ字形アーム２０の一方の端にはＸ線管２が装備される。Ｘ線管２は高電圧発生器３から高電圧（管電圧）の印加を受け、フィラメント電流の供給を受けて、Ｘ線を発生する。Ｘ線管２の前面には照射野制限マスクとともに、線質調整フィルタ２１が着脱自在に設けられる。この線質調整フィルタ２１と管電圧との組み合わせにより、Ｘ線の線質が決まる。またフィラメント電流により管電流（ｍＡ）が制御され、その管電流の時間積（ｍＡｓ）により線量が決まる。
【００１１】
コ字形アーム２０の他方の端には、Ｘ線管２に対向する向きで平面検出器（フラット・パネル・デテクタ；ＦＰＤ）５が取り付けられる。平面検出器５の前面には散乱線を除去し画像コントラストを改善するためのグリッド２３が配置される。
【００１２】
平面検出器５は、図３に示すように、２次元格子状に配列された複数の画素２０を有する。各画素２０は、図４に示すように、図示しないシンチレータでＸ線から変換された光の入射により電荷を発生するフォトダイオード１１を有する。フォトダイオード１１電発生した電荷は読み出し用スイッチ（トランジスタ）１２を介してキャパシタ１３に蓄積される。読み出し用スイッチ１２のゲートにはアドレス線１６が接続される。水平方向に配列される複数の読み出し用スイッチ１２のゲートは共通に同じアドレス線１６に接続される。もう一つの読み出し用スイッチ（トランジスタ）Ａのゲートにはアドレス線１６が接続される。水平方向に配列される複数の詠み出し用スイッチＡのゲートは、共通に同じアドレス線１６に接続される。複数、ここではＮ本のアドレス線１６は垂直走査回路２２により順番にアクティブにされる。アクティブにされたアドレス線１６の電位は例えば“Ｈ（ｈｉｇｈ）”になり、それにつながっている複数の読み出し用スイッチ１２のゲートが一斉に閉じる（導通状態になる）。それにより、キャパシタ１３に蓄積されている電荷量に応じた電圧が増幅トランジスタ１４のゲートに印加され、それに応じた電流がトランジスタＡを通して信号線１７に流れる。キャパシタ１３に蓄積されている電荷量を電流信号として読み出すのではなく、電荷量に応じた電圧変化を観測しているので、信号読み出し後もキャパシタ１３には電荷が保持される。このような方式は非破壊型と称される。本実施形態ではこの非破壊型の検出器５を採用している。
【００１３】
非破壊型の検出器５では、キャパシタ１３の蓄積電荷を放出して画素２０をリセットするために、ドレイン線１９がキャパシタ１３に接続される。ドレイン線１９にはリセットスイッチ（トランジスタ）１５が挿入される。リセットスイッチ１５にはリセット線１８が共通に接続される。垂直走査回路２２によりリセット線１８の電位は例えばハイ（Ｈ）に駆動されると、それにつながっている複数のリセットスイッチ１５がゲートが一斉に閉じて（導通状態になる）、全キャパシタ１３に蓄積されている電荷がごく短時間のうちに放出される。それにより全画素２０のリセットが完了する。
【００１４】
垂直方向に配列される複数の増幅トランジスタ１４のゲートは共通に同じ信号線１７に接続される。複数の信号線１７の複数の選択スイッチ（トランジスタ）２３は、水平走査回路２１により、読み出し用スイッチ１２のゲートの閉期間に一通り順番にオンされる。
【００１５】
データ収集回路６は、信号線１７の電圧信号を増幅して、ディジタル信号に変換する。
【００１６】
コ字形アーム２０の支柱部分には圧迫機構１１が装備される。圧迫機構１１は、圧迫板２２とその移動機構と移動駆動部とからなる。圧迫板２２は、グリッド２３と平行状態を維持したままグリッド２３に近接／離反する方向に移動する。圧迫板２２の移動は典型的にはフットペダル２４の足操作により行われる。被検体の乳房は、グリッド２３と圧迫板２２との間でスラブ状に圧迫される。
【００１７】
本実施形態に係る乳房撮影装置は、支持機構４等の構造物とともに、システム制御部７、撮影制御部８、操作部９、画像記録部１０、信号処理部１２、Ｘ線条件決定部１４、画像表示部１５、画像処理部１６を備えている。撮影制御部８は、事前に設定された撮影条件に従って高電圧発生部３、平面検出器５を制御することで、スラブ状に圧迫された被検体の乳房を対象とする撮影を実行させる。撮影制御部８は、２種類の動作モードで選択的に平面検出器５を制御する。２種類の動作モードはリセット動作の有無により本質的に区別される。
【００１８】
図５は第１の動作モードの動きを示している。第１の動作モードは、信号読み出し後にリセット動作を伴う一般的なモードである。Ｘ線の曝射期間は、垂直走査回路２２によりアドレス線１６がリセット線１７ともに“Ｌ（ｌｏｗ）”レベルに保持される。それにより読み出しスイッチ１２及びスイッチＡがリセットスイッチ１５とともに開状態（遮断状態）とされ、フォトダイオード１１で発生した電荷が保持される。曝射終了後、アドレス線１６−１、１６−２・・・１６−Ｎが垂直走査回路２２により順番に“Ｈ”レベルに変位される。アドレス線１６が“Ｈ”レベルにあるとき、複数の読み出し用スイッチ１２及びスイッチＡのゲートが閉状態（導通状態）になる。それにより、キャパシタ１３に電荷が蓄積され、その蓄積電荷量に応じた電圧が増幅トランジスタ１４のゲートに印加される。各アドレス線１６が“Ｈ”レベルにある期間中、水平走査回路２１により選択スイッチ２３が順番に閉状態（導通状態）にされる。それにより、増幅トランジスタ１４のゲート電圧に応じた電流が信号線１７に流れ、図示しないセンスアンプに供給される。信号読み出し期間中、垂直走査回路２２によりリセット線１７は“Ｌ”レベルに保持される。それによりリセットスイッチ１５の開状態（非導通状態）が維持され、キャパシタ１３の電荷は保持される。
【００１９】
信号読み出し完了後、垂直走査回路２２により全てのリセット線１７は“Ｈ”レベルに変位される。それによりリセットスイッチ１５は一斉に閉状態（導通状態）にされ、全キャパシタ１３の電荷は放出される。
【００２０】
図６は第２の動作モードの動きを示している。第２の動作モードは、信号読み出し後にリセット動作を行わないで、キャパシタ１３の電荷を保持するモードである。信号読み出し完了までの動作を第１の動作モードと等価であり、つまり、Ｘ線の曝射期間は、垂直走査回路２２によりアドレス線１６がリセット線１７ともに“Ｌ”レベルに保持され、フォトダイオード１１で発生した電荷が保持される。曝射終了後、複数のアドレス線１６が垂直走査回路２２により順番に“Ｈ”レベルに変位され、それに同期して水平走査回路２１により選択スイッチ２３が順番に閉状態（導通状態）にされる。増幅トランジスタ１４のゲート電圧に応じた電流が信号線１７に流れ、図示しないセンスアンプに供給される。
【００２１】
信号読み出し期間中、垂直走査回路２２によりリセット線１７は“Ｌ”レベルに保持される。それによりリセットスイッチ１５の開状態（非導通状態）が維持され、キャパシタ１３の電荷は保持される。この状態は、信号読み出し完了後も維持され、つまり、垂直走査回路２２により全てのリセット線１７の“Ｌ”レベルは維持され、リセットスイッチ１５の開状態（非導通状態）は維持され、全キャパシタ１３の電荷は保持される。
【００２２】
本実施形態では、上記第１の動作モードと第２の動作モードとを任意に組み合わせて適用することができる。
【００２３】
典型的な例として、図７、図８に示すように、本曝射の前に、プリ曝射を行ってその結果から本曝射のＸ線条件（主に管電圧、管電流時間積分（ｍＡｓ）、曝射継続時間（照射時間））を決定するいわゆるプリ曝射方式が採用されているとき、撮影制御部８の制御により、プリ曝射では第２の動作モードを適用し、本曝射では第２の動作モードを適用する。それによりプリ曝射で発生した電荷は信号読み出し後もキャパシタ１３に保持され、本曝射において発生した電荷の合計電荷量として本曝射後に読み出された信号に反映される。
【００２４】
つまり、非破壊読み出し検出器５を用いた本実施形態では、プリ曝射をした後、検出器５上に蓄積された電荷を読み出して、その画像情報を得るが、読み出し完了後画素２０上の電荷はそのまま保存される。プリ曝射で得た画像情報に基づいてＸ線条件決定部１４で本曝射のＸ線条件を決定する。本曝射により生じた電荷は、画素２０上でプリ曝射により生じた電荷に加算され、本曝射の終了後読み出し、電荷電圧変換、変換を行い画像データとして用いられる。
【００２５】
この方法により、プリ曝射によって得られた情報を本曝射の情報とともに、診断用画像として利用できるため、患者の無駄な被曝を低減できる。また、無駄な被曝とならないため、プリ曝射の線量を増やすことが可能で、これにより、プリ曝射画像のＳＮＲを向上し、Ｘ線条件決定の精度を向上することができる。
【００２６】
上記検出器５は非破壊型であったが、検出器５として、非破壊型であり、かつ画素加算型のものを採用するとき、第２の動作モードをリセットをしないこととともに画素加算をするように変形することができる。画素加算型の検出器５の典型的な構造としては、図９に示すように、１０１は画素であり、画素１０１はフォトダイオードＤ1、MOSトランジスタMS0,MS1,MS2,MS3から構成される。MOSトランジスタMS0はフォトダイオードD1より出力トランジスタMS2のゲート部およびその浮遊容量（FD）に電荷を送るためのトランジスタであり、MS1はFD部分をリセットするためのスイッチトランジスタ、MS3は出力トランジスタMS2により得られた信号を所望のタイミングで出力するためのスイッチトランジスタである。１０２は加算回路であり、加算回路１０２中コンデンサCA1,CA2,CA3は各々共通出力線Pix-out1, Pix-out2, Pix-out3上の画素信号をクランプするためのコンデンサである。クランプコンデンサCA1,CA2,CA3の一方の端子はスイッチトランジスタMA1,MA2,MA3を介して共通出力線Pix-out1, Pix-out2, Pix-out3に接続されており、クランプコンデンサCA1,CA2,CA3の他方の端子は共通接続されて後述する読み出し回路１０３のスイッチトランジスタMR0に接続されるとともに、スイッチトランジスタMA0を介して電圧源（電位VCL）に接続される。１０３は読出し回路であり、加算回路１０２の出力、および、もしくは非加算時の出力をスイッチトランジスタMR0〜MR3を介して容量C0,C1,C2,C3にそれぞれ一時格納し、走査回路１０４の走査順にスイッチトランジスタMR4〜MR7が選択され順次出力アンプ１０５を介して出力される。
【００２７】
プリ曝射後、検出器５上に蓄積された電荷を読み出す際、各画素の情報をすべて独立に読み出さずに、複数の画素の情報を加算して読み出す。加算は、たとえば、図９のように加算回路１０２により行われる。画素容量に蓄積された電荷は、電圧を生じ、これに応じた電流がMS2により生じ信号線（pix-outN）を一定時間流れ、加算回路１０２の内部の容量に蓄積される。加算回路１０２の内部には、加算する列数の容量が並列に設けられ、これらの容量に蓄積された合計電荷量が、読み出し回路１０３の内部の容量C0に蓄積され読み出される。画素容量に蓄積された電荷は失われないため、本曝射が行われるとこれにより生じた電荷が画素上で加算される。
【００２８】
この加算型の検出器５においては、図１０に示すように、変形された第２の動作モードでは、Ｘ線の曝射期間は、電荷が保持され、曝射終了後、信号読み出しに際しては、水平方向に隣り合う２又は３個の画素間で加算される。つまり、プリ曝射後、検出器５上に蓄積された電荷を読み出す際、各画素の情報をすべて独立に読み出さずに、複数の画素の情報を加算して読み出す。これにより読み出し時間を短縮できる。プリ曝射により得られた画像は、通常複数の画素を含む関心領域（ROI)内の画素値の平均を求めて本曝射のためのＸ線条件を決定するために用いるため、画素加算により解像度が低下しても問題は生じない。上述したとおり、画素加算読み出し後も各画素の電荷はそのまま保存される。本曝射により生じた電荷は、画素上でプリ曝射により生じた電荷に加算され、本曝射の終了後読み出し、電荷電圧変換、ＡＤ変換を行い画像データとする。他の効果として、複数の画素の電荷を加算してから、電荷電圧変換及びアナログ／ディジタル変換を行うため、これらの過程で混入する回路のノイズの信号（画素の電荷）に対する割合が低下し、ＳＮＲのよいデータが得られ、Ｘ線条件決定の精度が向上することである。
【００２９】
上述したリセットを伴う第１の動作モードは、図１１に示すように、変形されることができる。上述したように、信号読み出し後に画素上の電荷はリセット動作を行わない限り保存されるため、変形された第１の動作モードでは、本曝射後の読み出し動作を複数回繰り返し行うことができる。図１２に示すように、信号処理部１２において、画素毎に、読み出し時期の異なる複数の画素値を平均することにより、上記回路ノイズの影響を低減し、画像のＳＮＲを向上することができる。本曝射後の読み出しを所定回数繰り返した後、画素電荷をリセットする。また本曝射終了後撮影結果を操作者が確認するために画像表示を行うが、ここで表示する画像は、複数回の読み取りのうちの初回に読み出したデータをそのまま加算平均せずに使うことで、確認のための表示を短時間で行うことができる。
【００３０】
上述した第２の動作モードは、図１３に示すように、変形されることができる。上述したように、信号読み出し後に画素上の電荷はリセット動作を行わない限り保存されるため、変形された第２の動作モードでは、曝射後、例えばプリ曝射後の読み出し動作を複数回繰り返し行うことができる。被検体が、プリ曝射と本曝射の間に静止している場合には、プリ曝射の線量を大きくすることにより、Ｘ線条件決定精度を向上できることを示したが、この変形された第２の動作モードをプリ曝射に用いることで、被検体がプリ曝射と本曝射の間に静止していない場合にも効果を得ることができる。
【００３１】
なお、図１３の適用例では、被検体がプリ曝射と本曝射の間に動くことが想定されるため、プリ曝射と本曝射の画像を合計することができず、そのためプリ曝射のデータはＸ線条件の決定にのみ利用することが望ましく、プリ曝射の読み出し完了後であって、本曝射前にリセット動作を行なうことが好ましい。したがってプリ曝射の線量はできるだけ小さいことが望ましい。この様な場合従来方法では検出器に生じる電荷が小さく、電荷電圧変換回路及びアナログ／ディジタル変換回路自身が持つ回路ノイズによるＳＮＲ劣化の影響が大きい。プリ曝射後の読み出し後に画素上の電荷は保存されるため、この例では、図１３、図１４に示すように、プリ曝射後の読み出し動作を複数回繰り返し行い、得られた複数個の画素値を平均することにより、上記回路ノイズの影響を低減し、Ｘ線条件決定の精度を向上する。プリ曝射後の読み出しを複数回終了した後、画素の電荷をリセットにより消去し、本曝射を行う。
【００３２】
このように本実施形態では、検出器に関してリセット動作の有無で区別される２種の動作モードを選択的に用いることで、Ｘ線曝射を伴う信号電荷の活用範囲を拡大すること、典型的にはプリ曝射のデータを本曝射のＸ線条件決定に用いるのではなく、プリ曝射のデータを本曝射のデータとともに画像に寄与させることができる。
【００３３】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る乳房撮影装置の構成を示す図。
【図２】図１の撮影本体の外観図。
【図３】図１の平面検出器の平面略図。
【図４】図３の一画素の等価回路図。
【図５】図１の撮影制御部による第１動作モードのタイミング図。
【図６】図１の撮影制御部による第２動作モードのタイミング図。
【図７】図１の撮影制御部によるプリ曝射に第２動作モードを適用し、本曝射に第１動作モードを適用した動作例を示す図。
【図８】図７の詳細図。
【図９】図１の平面検出器の他の構成例を示す平面略図。
【図１０】図９の構成において、図１の撮影制御部によるプリ曝射に、変形された第２動作モードを適用し、本曝射に第１動作モードを適用した動作例を示す図。
【図１１】図１の撮影制御部によるプリ曝射に第２動作モードを適用し、本曝射に変形された第１動作モードを適用した動作例を示す図。
【図１２】図１１の動作に対応する動作手順を示す図。
【図１３】図１の撮影制御部によるプリ曝射に変形された第２動作モードを適用し、本曝射に第１動作モードを適用した動作例を示す図。
【図１４】図１３の動作に対応する動作手順を示す図。
【図１５】従来の検出器のプリ曝射から本曝射に係る動作手順を示す図。
【符号の説明】
【００３５】
１…撮影本体、２…Ｘ線管、３…高電圧発生器、４…支持機構、５…平面検出器、６…データ収集部、７…システム制御部、８…撮影制御部、９…操作部、１０…画像記憶部、１２…信号処理部、１４…Ｘ線条件決定部、１５…画像表示部、１６…画像処理部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乳房を圧迫板でスラブ状に圧迫してＸ線管と平面検出器とで撮影をする乳房撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乳房撮影装置では、Ｘ線の露光量を自動的に制御するために、乳房画像が映しこまれるフィルムとともに露光制御用のＸ線センサを用いて、露光制御センサの出力の積分値が所定の値に達した時点でＸ線の曝射を終了することが行われてきた。この機能はＡＥＣと呼ばれている。
【０００３】
フィルムが半導体検出器（以下平面検出器）に置き換わってきた昨今では、
・露光制御用のセンサと平面検出器とのエネルギー特性の違いにより制御用センサで最適と判断したタイミングが、平面検出器にとって必ずしも最適でないこと、
・Ｘ線が平面検出器を透過しないことから露光制御センサを平面検出器の前面に配置しなければならず、その場合、露光制御センサの影が画像中に映りこむこと、
・平面検出器のほかに露光制御センサを持つことが非効率であること、
・平面検出器ではフィルムと違って特性が線形であることにより、診断可能な画像を得るための線量域が広いこと
などの問題があって、自動露光制御（ＡＥＣ）を使用しないで、図１５に示すように、本曝射の前にプリ曝射を行ってその結果から本曝射のＸ線条件を決定するいわゆるプリ曝射方式が採用されている。
【０００４】
プリ曝射方式では、診断用の画像を得るための本曝射に先立って、本曝射での線量よりかなり小さい線量を曝射し、その画像を収集し、その画像から本曝射のＸ線条件（管電圧、ｍＡｓ、フィルタ）を決定し、本曝射を行う方式である。このプリ曝射方法の利点と問題点はつぎのものである。
【０００５】
プリ曝射方式の利点としては、
・乳房の厚さ、組成（乳腺、脂肪の割合）にあったＸ線条件を使用することができること、
・プリ曝射の結果が画像として得られるので、乳腺・脂肪の分布に応じて関心領域に対して最適なＸ線条件を設定できる。こと、
があげられる。
【０００６】
一方、プリ曝射方式の問題点としては、
・プリ曝射による画像は検出器ノイズを多く含んでいるため、本曝射のＸ線条件決定には使用できるが、これを診断用の画像として用いることができないので、患者が被曝するにもかかわらず、それを最大限に利用できないこと、
・プリ曝射は診断用画像に用いないため被曝低減のために微弱なＸ線を使用したいが、微弱なＸ線を用いると、Ｘ線量子ノイズによる、ＳＮＲの低下、および回路ノイズによるＳＮＲ低下が起こり、Ｘ線条件の決定の精度が低下すること、
・回路ノイズによるＳＮＲの劣化があること、
があげられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、Ｘ線曝射を伴う信号電荷の活用範囲を拡大することのできる乳房撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１局面において、乳房撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、前記平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセットに関する動作を制御する検出器制御部とを具備し、前記検出器制御部は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射と、本曝射との間には前記電荷リセットを行わないことを特徴とする。
本発明の第２局面において、乳房撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、前記平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセットに関する動作を制御する検出器制御部とを具備し、前記検出器制御部は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積及び信号読み出しを行い、且つ前記電荷リセットを行わず、前記本曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積、信号読み出し及び前記電荷リセットを行うことを特徴とする。
本発明の第３局面において、乳房撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、前記Ｘ線の発生に同期して電荷蓄積、信号読み出し及び電荷リセットを１サイクルとして実行させる第１動作モードと、前記Ｘ線の発生に同期して前記電荷蓄積及び信号読み出しを１サイクルとして実行させる第２動作モードとで選択的に前記平面検出器の動作を制御する検出器制御部とを具備することを特徴とする。
本発明の第４局面において、乳房撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するとともに、近隣画素で信号を加算する機能を備えたものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、前記平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセット、近隣画素加算に関する動作を制御する検出器制御部とを具備し、前記検出器制御部は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積、前記信号読み出し及び前記近隣画素加算を行い、且つ前記電荷リセットを行わず、前記本曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積、前記信号読み出し及び前記電荷リセットを行い、且つ前記近隣画素加算を行わないことを特徴とする。
本発明の第５局面において、乳房撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するとともに、近隣画素で信号を加算する機能を備えたものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、前記Ｘ線の発生に同期して電荷蓄積、信号読み出し及び電荷リセットを１サイクルとして実行させる第１動作モードと、前記Ｘ線の発生に同期して前記電荷蓄積、信号読み出し及び前記近隣画素加算を１サイクルとして実行させる第２動作モードとで選択的に前記平面検出器の動作を制御する検出器制御部とを具備することを特徴とする。
本発明の第６局面において、乳房撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、前記平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセットに関する動作を制御する検出器制御部とを具備し、前記検出器制御部は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積及び信号読み出しを行い且つ前記電荷リセットを行わず、前記本曝射の後であって次の曝射の前には前記信号読み出し動作を複数回繰り返した後、前記電荷リセットを行うことを特徴とする。
本発明の第７局面において、乳房撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線管と、被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、前記平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセットに関する動作を制御する検出器制御部とを具備し、前記検出器制御部は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積を行い、前記信号読み出しを複数回繰り返し、前記電荷リセットを行わず、前記本曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積、前記信号読み出し及び前記電荷リセットを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、乳房撮影装置において、Ｘ線曝射を伴う信号電荷の活用範囲を拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明に係る乳房撮影装置の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る乳房撮影装置の構成を示している。乳房撮影装置は、撮影本体１を有している。撮影本体１は、図２に示されているように、支持機構４のコ字形アーム２０の一方の端にはＸ線管２が装備される。Ｘ線管２は高電圧発生器３から高電圧（管電圧）の印加を受け、フィラメント電流の供給を受けて、Ｘ線を発生する。Ｘ線管２の前面には照射野制限マスクとともに、線質調整フィルタ２１が着脱自在に設けられる。この線質調整フィルタ２１と管電圧との組み合わせにより、Ｘ線の線質が決まる。またフィラメント電流により管電流（ｍＡ）が制御され、その管電流の時間積（ｍＡｓ）により線量が決まる。
【００１１】
コ字形アーム２０の他方の端には、Ｘ線管２に対向する向きで平面検出器（フラット・パネル・デテクタ；ＦＰＤ）５が取り付けられる。平面検出器５の前面には散乱線を除去し画像コントラストを改善するためのグリッド２３が配置される。
【００１２】
平面検出器５は、図３に示すように、２次元格子状に配列された複数の画素２０を有する。各画素２０は、図４に示すように、図示しないシンチレータでＸ線から変換された光の入射により電荷を発生するフォトダイオード１１を有する。フォトダイオード１１電発生した電荷は読み出し用スイッチ（トランジスタ）１２を介してキャパシタ１３に蓄積される。読み出し用スイッチ１２のゲートにはアドレス線１６が接続される。水平方向に配列される複数の読み出し用スイッチ１２のゲートは共通に同じアドレス線１６に接続される。もう一つの読み出し用スイッチ（トランジスタ）Ａのゲートにはアドレス線１６が接続される。水平方向に配列される複数の詠み出し用スイッチＡのゲートは、共通に同じアドレス線１６に接続される。複数、ここではＮ本のアドレス線１６は垂直走査回路２２により順番にアクティブにされる。アクティブにされたアドレス線１６の電位は例えば“Ｈ（ｈｉｇｈ）”になり、それにつながっている複数の読み出し用スイッチ１２のゲートが一斉に閉じる（導通状態になる）。それにより、キャパシタ１３に蓄積されている電荷量に応じた電圧が増幅トランジスタ１４のゲートに印加され、それに応じた電流がトランジスタＡを通して信号線１７に流れる。キャパシタ１３に蓄積されている電荷量を電流信号として読み出すのではなく、電荷量に応じた電圧変化を観測しているので、信号読み出し後もキャパシタ１３には電荷が保持される。このような方式は非破壊型と称される。本実施形態ではこの非破壊型の検出器５を採用している。
【００１３】
非破壊型の検出器５では、キャパシタ１３の蓄積電荷を放出して画素２０をリセットするために、ドレイン線１９がキャパシタ１３に接続される。ドレイン線１９にはリセットスイッチ（トランジスタ）１５が挿入される。リセットスイッチ１５にはリセット線１８が共通に接続される。垂直走査回路２２によりリセット線１８の電位は例えばハイ（Ｈ）に駆動されると、それにつながっている複数のリセットスイッチ１５がゲートが一斉に閉じて（導通状態になる）、全キャパシタ１３に蓄積されている電荷がごく短時間のうちに放出される。それにより全画素２０のリセットが完了する。
【００１４】
垂直方向に配列される複数の増幅トランジスタ１４のゲートは共通に同じ信号線１７に接続される。複数の信号線１７の複数の選択スイッチ（トランジスタ）２３は、水平走査回路２１により、読み出し用スイッチ１２のゲートの閉期間に一通り順番にオンされる。
【００１５】
データ収集回路６は、信号線１７の電圧信号を増幅して、ディジタル信号に変換する。
【００１６】
コ字形アーム２０の支柱部分には圧迫機構１１が装備される。圧迫機構１１は、圧迫板２２とその移動機構と移動駆動部とからなる。圧迫板２２は、グリッド２３と平行状態を維持したままグリッド２３に近接／離反する方向に移動する。圧迫板２２の移動は典型的にはフットペダル２４の足操作により行われる。被検体の乳房は、グリッド２３と圧迫板２２との間でスラブ状に圧迫される。
【００１７】
本実施形態に係る乳房撮影装置は、支持機構４等の構造物とともに、システム制御部７、撮影制御部８、操作部９、画像記録部１０、信号処理部１２、Ｘ線条件決定部１４、画像表示部１５、画像処理部１６を備えている。撮影制御部８は、事前に設定された撮影条件に従って高電圧発生部３、平面検出器５を制御することで、スラブ状に圧迫された被検体の乳房を対象とする撮影を実行させる。撮影制御部８は、２種類の動作モードで選択的に平面検出器５を制御する。２種類の動作モードはリセット動作の有無により本質的に区別される。
【００１８】
図５は第１の動作モードの動きを示している。第１の動作モードは、信号読み出し後にリセット動作を伴う一般的なモードである。Ｘ線の曝射期間は、垂直走査回路２２によりアドレス線１６がリセット線１７ともに“Ｌ（ｌｏｗ）”レベルに保持される。それにより読み出しスイッチ１２及びスイッチＡがリセットスイッチ１５とともに開状態（遮断状態）とされ、フォトダイオード１１で発生した電荷が保持される。曝射終了後、アドレス線１６−１、１６−２・・・１６−Ｎが垂直走査回路２２により順番に“Ｈ”レベルに変位される。アドレス線１６が“Ｈ”レベルにあるとき、複数の読み出し用スイッチ１２及びスイッチＡのゲートが閉状態（導通状態）になる。それにより、キャパシタ１３に電荷が蓄積され、その蓄積電荷量に応じた電圧が増幅トランジスタ１４のゲートに印加される。各アドレス線１６が“Ｈ”レベルにある期間中、水平走査回路２１により選択スイッチ２３が順番に閉状態（導通状態）にされる。それにより、増幅トランジスタ１４のゲート電圧に応じた電流が信号線１７に流れ、図示しないセンスアンプに供給される。信号読み出し期間中、垂直走査回路２２によりリセット線１７は“Ｌ”レベルに保持される。それによりリセットスイッチ１５の開状態（非導通状態）が維持され、キャパシタ１３の電荷は保持される。
【００１９】
信号読み出し完了後、垂直走査回路２２により全てのリセット線１７は“Ｈ”レベルに変位される。それによりリセットスイッチ１５は一斉に閉状態（導通状態）にされ、全キャパシタ１３の電荷は放出される。
【００２０】
図６は第２の動作モードの動きを示している。第２の動作モードは、信号読み出し後にリセット動作を行わないで、キャパシタ１３の電荷を保持するモードである。信号読み出し完了までの動作を第１の動作モードと等価であり、つまり、Ｘ線の曝射期間は、垂直走査回路２２によりアドレス線１６がリセット線１７ともに“Ｌ”レベルに保持され、フォトダイオード１１で発生した電荷が保持される。曝射終了後、複数のアドレス線１６が垂直走査回路２２により順番に“Ｈ”レベルに変位され、それに同期して水平走査回路２１により選択スイッチ２３が順番に閉状態（導通状態）にされる。増幅トランジスタ１４のゲート電圧に応じた電流が信号線１７に流れ、図示しないセンスアンプに供給される。
【００２１】
信号読み出し期間中、垂直走査回路２２によりリセット線１７は“Ｌ”レベルに保持される。それによりリセットスイッチ１５の開状態（非導通状態）が維持され、キャパシタ１３の電荷は保持される。この状態は、信号読み出し完了後も維持され、つまり、垂直走査回路２２により全てのリセット線１７の“Ｌ”レベルは維持され、リセットスイッチ１５の開状態（非導通状態）は維持され、全キャパシタ１３の電荷は保持される。
【００２２】
本実施形態では、上記第１の動作モードと第２の動作モードとを任意に組み合わせて適用することができる。
【００２３】
典型的な例として、図７、図８に示すように、本曝射の前に、プリ曝射を行ってその結果から本曝射のＸ線条件（主に管電圧、管電流時間積分（ｍＡｓ）、曝射継続時間（照射時間））を決定するいわゆるプリ曝射方式が採用されているとき、撮影制御部８の制御により、プリ曝射では第２の動作モードを適用し、本曝射では第２の動作モードを適用する。それによりプリ曝射で発生した電荷は信号読み出し後もキャパシタ１３に保持され、本曝射において発生した電荷の合計電荷量として本曝射後に読み出された信号に反映される。
【００２４】
つまり、非破壊読み出し検出器５を用いた本実施形態では、プリ曝射をした後、検出器５上に蓄積された電荷を読み出して、その画像情報を得るが、読み出し完了後画素２０上の電荷はそのまま保存される。プリ曝射で得た画像情報に基づいてＸ線条件決定部１４で本曝射のＸ線条件を決定する。本曝射により生じた電荷は、画素２０上でプリ曝射により生じた電荷に加算され、本曝射の終了後読み出し、電荷電圧変換、変換を行い画像データとして用いられる。
【００２５】
この方法により、プリ曝射によって得られた情報を本曝射の情報とともに、診断用画像として利用できるため、患者の無駄な被曝を低減できる。また、無駄な被曝とならないため、プリ曝射の線量を増やすことが可能で、これにより、プリ曝射画像のＳＮＲを向上し、Ｘ線条件決定の精度を向上することができる。
【００２６】
上記検出器５は非破壊型であったが、検出器５として、非破壊型であり、かつ画素加算型のものを採用するとき、第２の動作モードをリセットをしないこととともに画素加算をするように変形することができる。画素加算型の検出器５の典型的な構造としては、図９に示すように、１０１は画素であり、画素１０１はフォトダイオードＤ1、MOSトランジスタMS0,MS1,MS2,MS3から構成される。MOSトランジスタMS0はフォトダイオードD1より出力トランジスタMS2のゲート部およびその浮遊容量（FD）に電荷を送るためのトランジスタであり、MS1はFD部分をリセットするためのスイッチトランジスタ、MS3は出力トランジスタMS2により得られた信号を所望のタイミングで出力するためのスイッチトランジスタである。１０２は加算回路であり、加算回路１０２中コンデンサCA1,CA2,CA3は各々共通出力線Pix-out1, Pix-out2, Pix-out3上の画素信号をクランプするためのコンデンサである。クランプコンデンサCA1,CA2,CA3の一方の端子はスイッチトランジスタMA1,MA2,MA3を介して共通出力線Pix-out1, Pix-out2, Pix-out3に接続されており、クランプコンデンサCA1,CA2,CA3の他方の端子は共通接続されて後述する読み出し回路１０３のスイッチトランジスタMR0に接続されるとともに、スイッチトランジスタMA0を介して電圧源（電位VCL）に接続される。１０３は読出し回路であり、加算回路１０２の出力、および、もしくは非加算時の出力をスイッチトランジスタMR0〜MR3を介して容量C0,C1,C2,C3にそれぞれ一時格納し、走査回路１０４の走査順にスイッチトランジスタMR4〜MR7が選択され順次出力アンプ１０５を介して出力される。
【００２７】
プリ曝射後、検出器５上に蓄積された電荷を読み出す際、各画素の情報をすべて独立に読み出さずに、複数の画素の情報を加算して読み出す。加算は、たとえば、図９のように加算回路１０２により行われる。画素容量に蓄積された電荷は、電圧を生じ、これに応じた電流がMS2により生じ信号線（pix-outN）を一定時間流れ、加算回路１０２の内部の容量に蓄積される。加算回路１０２の内部には、加算する列数の容量が並列に設けられ、これらの容量に蓄積された合計電荷量が、読み出し回路１０３の内部の容量C0に蓄積され読み出される。画素容量に蓄積された電荷は失われないため、本曝射が行われるとこれにより生じた電荷が画素上で加算される。
【００２８】
この加算型の検出器５においては、図１０に示すように、変形された第２の動作モードでは、Ｘ線の曝射期間は、電荷が保持され、曝射終了後、信号読み出しに際しては、水平方向に隣り合う２又は３個の画素間で加算される。つまり、プリ曝射後、検出器５上に蓄積された電荷を読み出す際、各画素の情報をすべて独立に読み出さずに、複数の画素の情報を加算して読み出す。これにより読み出し時間を短縮できる。プリ曝射により得られた画像は、通常複数の画素を含む関心領域（ROI)内の画素値の平均を求めて本曝射のためのＸ線条件を決定するために用いるため、画素加算により解像度が低下しても問題は生じない。上述したとおり、画素加算読み出し後も各画素の電荷はそのまま保存される。本曝射により生じた電荷は、画素上でプリ曝射により生じた電荷に加算され、本曝射の終了後読み出し、電荷電圧変換、ＡＤ変換を行い画像データとする。他の効果として、複数の画素の電荷を加算してから、電荷電圧変換及びアナログ／ディジタル変換を行うため、これらの過程で混入する回路のノイズの信号（画素の電荷）に対する割合が低下し、ＳＮＲのよいデータが得られ、Ｘ線条件決定の精度が向上することである。
【００２９】
上述したリセットを伴う第１の動作モードは、図１１に示すように、変形されることができる。上述したように、信号読み出し後に画素上の電荷はリセット動作を行わない限り保存されるため、変形された第１の動作モードでは、本曝射後の読み出し動作を複数回繰り返し行うことができる。図１２に示すように、信号処理部１２において、画素毎に、読み出し時期の異なる複数の画素値を平均することにより、上記回路ノイズの影響を低減し、画像のＳＮＲを向上することができる。本曝射後の読み出しを所定回数繰り返した後、画素電荷をリセットする。また本曝射終了後撮影結果を操作者が確認するために画像表示を行うが、ここで表示する画像は、複数回の読み取りのうちの初回に読み出したデータをそのまま加算平均せずに使うことで、確認のための表示を短時間で行うことができる。
【００３０】
上述した第２の動作モードは、図１３に示すように、変形されることができる。上述したように、信号読み出し後に画素上の電荷はリセット動作を行わない限り保存されるため、変形された第２の動作モードでは、曝射後、例えばプリ曝射後の読み出し動作を複数回繰り返し行うことができる。被検体が、プリ曝射と本曝射の間に静止している場合には、プリ曝射の線量を大きくすることにより、Ｘ線条件決定精度を向上できることを示したが、この変形された第２の動作モードをプリ曝射に用いることで、被検体がプリ曝射と本曝射の間に静止していない場合にも効果を得ることができる。
【００３１】
なお、図１３の適用例では、被検体がプリ曝射と本曝射の間に動くことが想定されるため、プリ曝射と本曝射の画像を合計することができず、そのためプリ曝射のデータはＸ線条件の決定にのみ利用することが望ましく、プリ曝射の読み出し完了後であって、本曝射前にリセット動作を行なうことが好ましい。したがってプリ曝射の線量はできるだけ小さいことが望ましい。この様な場合従来方法では検出器に生じる電荷が小さく、電荷電圧変換回路及びアナログ／ディジタル変換回路自身が持つ回路ノイズによるＳＮＲ劣化の影響が大きい。プリ曝射後の読み出し後に画素上の電荷は保存されるため、この例では、図１３、図１４に示すように、プリ曝射後の読み出し動作を複数回繰り返し行い、得られた複数個の画素値を平均することにより、上記回路ノイズの影響を低減し、Ｘ線条件決定の精度を向上する。プリ曝射後の読み出しを複数回終了した後、画素の電荷をリセットにより消去し、本曝射を行う。
【００３２】
このように本実施形態では、検出器に関してリセット動作の有無で区別される２種の動作モードを選択的に用いることで、Ｘ線曝射を伴う信号電荷の活用範囲を拡大すること、典型的にはプリ曝射のデータを本曝射のＸ線条件決定に用いるのではなく、プリ曝射のデータを本曝射のデータとともに画像に寄与させることができる。
【００３３】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る乳房撮影装置の構成を示す図。
【図２】図１の撮影本体の外観図。
【図３】図１の平面検出器の平面略図。
【図４】図３の一画素の等価回路図。
【図５】図１の撮影制御部による第１動作モードのタイミング図。
【図６】図１の撮影制御部による第２動作モードのタイミング図。
【図７】図１の撮影制御部によるプリ曝射に第２動作モードを適用し、本曝射に第１動作モードを適用した動作例を示す図。
【図８】図７の詳細図。
【図９】図１の平面検出器の他の構成例を示す平面略図。
【図１０】図９の構成において、図１の撮影制御部によるプリ曝射に、変形された第２動作モードを適用し、本曝射に第１動作モードを適用した動作例を示す図。
【図１１】図１の撮影制御部によるプリ曝射に第２動作モードを適用し、本曝射に変形された第１動作モードを適用した動作例を示す図。
【図１２】図１１の動作に対応する動作手順を示す図。
【図１３】図１の撮影制御部によるプリ曝射に変形された第２動作モードを適用し、本曝射に第１動作モードを適用した動作例を示す図。
【図１４】図１３の動作に対応する動作手順を示す図。
【図１５】従来の検出器のプリ曝射から本曝射に係る動作手順を示す図。
【符号の説明】
【００３５】
１…撮影本体、２…Ｘ線管、３…高電圧発生器、４…支持機構、５…平面検出器、６…データ収集部、７…システム制御部、８…撮影制御部、９…操作部、１０…画像記憶部、１２…信号処理部、１４…Ｘ線条件決定部、１５…画像表示部、１６…画像処理部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、
前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、
前記平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセットに関する動作を制御する検出器制御部とを具備し、
前記検出器制御部は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射と、本曝射との間には前記電荷リセットを行わないことを特徴とする乳房撮影装置。
【請求項２】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、
前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、
前記平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセットに関する動作を制御する検出器制御部とを具備し、
前記検出器制御部は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積及び信号読み出しを行い、且つ前記電荷リセットを行わず、前記本曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積、信号読み出し及び前記電荷リセットを行うことを特徴とする乳房撮影装置。
【請求項３】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、
前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、
前記Ｘ線の発生に同期して電荷蓄積、信号読み出し及び電荷リセットを１サイクルとして実行させる第１動作モードと、前記Ｘ線の発生に同期して前記電荷蓄積及び信号読み出しを１サイクルとして実行させる第２動作モードとで選択的に前記平面検出器の動作を制御する検出器制御部とを具備することを特徴とする乳房撮影装置。
【請求項４】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、
前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するとともに、近隣画素で信号を加算する機能を備えたものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、
前記平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセット、近隣画素加算に関する動作を制御する検出器制御部とを具備し、
前記検出器制御部は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積、前記信号読み出し及び前記近隣画素加算を行い、且つ前記電荷リセットを行わず、前記本曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積、前記信号読み出し及び前記電荷リセットを行い、且つ前記近隣画素加算を行わないことを特徴とする乳房撮影装置。
【請求項５】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、
前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するとともに、近隣画素で信号を加算する機能を備えたものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、
前記Ｘ線の発生に同期して電荷蓄積、信号読み出し及び電荷リセットを１サイクルとして実行させる第１動作モードと、前記Ｘ線の発生に同期して前記電荷蓄積、信号読み出し及び前記近隣画素加算を１サイクルとして実行させる第２動作モードとで選択的に前記平面検出器の動作を制御する検出器制御部とを具備することを特徴とする乳房撮影装置。
【請求項６】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、
前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、
前記平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセットに関する動作を制御する検出器制御部とを具備し、
前記検出器制御部は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積及び信号読み出しを行い且つ前記電荷リセットを行わず、前記本曝射の後であって次の曝射の前には前記信号読み出し動作を複数回繰り返した後、前記電荷リセットを行うことを特徴とする乳房撮影装置。
【請求項７】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、
前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、
前記平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセットに関する動作を制御する検出器制御部とを具備し、
前記検出器制御部は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積を行い、前記信号読み出しを複数回繰り返し、前記電荷リセットを行わず、前記本曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積、前記信号読み出し及び前記電荷リセットを行うことを特徴とする乳房撮影装置。
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、
前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、
前記平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセットに関する動作を制御する検出器制御部とを具備し、
前記検出器制御部は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射と、本曝射との間には前記電荷リセットを行わないことを特徴とする乳房撮影装置。
【請求項２】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、
前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、
前記平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセットに関する動作を制御する検出器制御部とを具備し、
前記検出器制御部は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積及び信号読み出しを行い、且つ前記電荷リセットを行わず、前記本曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積、信号読み出し及び前記電荷リセットを行うことを特徴とする乳房撮影装置。
【請求項３】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、
前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、
前記Ｘ線の発生に同期して電荷蓄積、信号読み出し及び電荷リセットを１サイクルとして実行させる第１動作モードと、前記Ｘ線の発生に同期して前記電荷蓄積及び信号読み出しを１サイクルとして実行させる第２動作モードとで選択的に前記平面検出器の動作を制御する検出器制御部とを具備することを特徴とする乳房撮影装置。
【請求項４】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、
前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するとともに、近隣画素で信号を加算する機能を備えたものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、
前記平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセット、近隣画素加算に関する動作を制御する検出器制御部とを具備し、
前記検出器制御部は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積、前記信号読み出し及び前記近隣画素加算を行い、且つ前記電荷リセットを行わず、前記本曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積、前記信号読み出し及び前記電荷リセットを行い、且つ前記近隣画素加算を行わないことを特徴とする乳房撮影装置。
【請求項５】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、
前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するとともに、近隣画素で信号を加算する機能を備えたものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、
前記Ｘ線の発生に同期して電荷蓄積、信号読み出し及び電荷リセットを１サイクルとして実行させる第１動作モードと、前記Ｘ線の発生に同期して前記電荷蓄積、信号読み出し及び前記近隣画素加算を１サイクルとして実行させる第２動作モードとで選択的に前記平面検出器の動作を制御する検出器制御部とを具備することを特徴とする乳房撮影装置。
【請求項６】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、
前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、
前記平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセットに関する動作を制御する検出器制御部とを具備し、
前記検出器制御部は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積及び信号読み出しを行い且つ前記電荷リセットを行わず、前記本曝射の後であって次の曝射の前には前記信号読み出し動作を複数回繰り返した後、前記電荷リセットを行うことを特徴とする乳房撮影装置。
【請求項７】
Ｘ線を発生するＸ線管と、
被検体の乳房を圧迫する圧迫機構と、
前記圧迫された乳房を透過したＸ線を検出するものであって、信号読み出し後も電荷保持する非破壊型の平面検出器と、
前記平面検出器の電荷蓄積、信号読み出し、電荷リセットに関する動作を制御する検出器制御部とを具備し、
前記検出器制御部は、本曝射の撮影条件を決定するためのプリ曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積を行い、前記信号読み出しを複数回繰り返し、前記電荷リセットを行わず、前記本曝射の後であって次の曝射の前には前記電荷蓄積、前記信号読み出し及び前記電荷リセットを行うことを特徴とする乳房撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００８−６７９３２（Ｐ２００８−６７９３２Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２４９９６９（Ｐ２００６−２４９９６９）
【出願日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【出願人】（５９４１６４５３１）東芝医用システムエンジニアリング株式会社 (892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【出願人】（５９４１６４５３１）東芝医用システムエンジニアリング株式会社 (892)
【Ｆターム（参考）】
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