放射線撮像装置および放射線撮像システム
【課題】感度を調整可能な小型の放射線撮像装置を実現する技術を提供する。
【解決手段】放射線撮像装置であって、放射線を検出する複数の検出領域がアレイ状に配置された検出面を放射線入射側に有し、各検出領域へ入射した放射線の量に応じた信号を生成する検出装置と、放射線を透過する複数の透過領域がアレイ状に配置されており、複数の透過領域以外の領域へ入射した放射線を遮蔽して複数の検出領域へ入射する放射線の量を調整する１つ以上の調整板と、１つ以上の調整板が検出装置の検出面を覆う位置を検出面に沿って移動可能なように、１つ以上の調整板を保持する保持部と、１つ以上の調整板を移動する駆動部とを備え、駆動部は検出面に対して複数の位置に１つ以上の調整板を固定可能であり、複数の検出領域の少なくとも１つにおいて、１つ以上の調整板を透過した放射線が入射する検出領域の部分の面積は、検出面に対する１つ以上の調整板の位置によって異なることを特徴とする放射線撮像装置が提供される。
【解決手段】放射線撮像装置であって、放射線を検出する複数の検出領域がアレイ状に配置された検出面を放射線入射側に有し、各検出領域へ入射した放射線の量に応じた信号を生成する検出装置と、放射線を透過する複数の透過領域がアレイ状に配置されており、複数の透過領域以外の領域へ入射した放射線を遮蔽して複数の検出領域へ入射する放射線の量を調整する１つ以上の調整板と、１つ以上の調整板が検出装置の検出面を覆う位置を検出面に沿って移動可能なように、１つ以上の調整板を保持する保持部と、１つ以上の調整板を移動する駆動部とを備え、駆動部は検出面に対して複数の位置に１つ以上の調整板を固定可能であり、複数の検出領域の少なくとも１つにおいて、１つ以上の調整板を透過した放射線が入射する検出領域の部分の面積は、検出面に対する１つ以上の調整板の位置によって異なることを特徴とする放射線撮像装置が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放射線撮像装置および放射線撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、放射線撮像装置を用いた撮影方式は静止画撮影と動画撮影に分類される。特に、医療画像診断の分野においては、診断用途に合わせて撮影方式が選択され、使用される放射線量も異なる。静止画像を用いる診断においては、被写体の細部まで鮮明な画像が求められる。一般に、被検体に向けて曝射される放射線にはノイズ成分が含まれており、そのノイズ成分の割合は放射線量が大きいほど小さくなる。そのため、静止画像の撮影においては、放射線量を大きくすることで良好な画像を取得できる。他方で、動画像を用いる診断においては、被写体の動きが滑らかな画像が求められる。動画像は複数の静止画像（フレーム）から構成されるため、単位時間当たりより多くの静止画像を取得することが望ましいが、被検体である患者へ曝射される放射線量は小さくしたい。よって、動画撮影用の放射線撮像装置は、放射線量が小さい場合でも良好な動画像が得られるように、高Ｓ／Ｎが得られることが望ましい。
【０００３】
特許文献１には、高Ｓ／Ｎを得るため、Ｘ線を吸収する物質とＸ線を透過する物質とからなるグリッドを検出装置の上に固定することによって、散乱Ｘ線を除去するＸ線撮像装置が記載されている。特許文献２には、ＦＰＤの上に配置された散乱Ｘ線除去用グリッドをＦＰＤから外れた退避位置に退避可能なＸ線透視撮影装置が提案されている。このＸ線透視撮影装置を用いてＦＰＤに入射する放射線の量を調整することによって、補正係数を取得する場合や被検体が乳幼児である場合等にＸ線の被曝量を減ずる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−９８９７０号公報
【特許文献２】特開２００５−１５２００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
引用文献２に記載されたＸ線透視撮影装置は機械的機構を用いてグリッドをＦＰＤから外れた位置に移動する。そのため、Ｘ線透視撮影装置を小型化することは困難であった。そこで、本発明は、感度を調整可能な小型の放射線撮像装置を実現する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題に鑑みて、本発明の第１側面によれば、放射線撮像装置であって、放射線を検出する複数の検出領域がアレイ状に配置された検出面を放射線入射側に有し、各検出領域へ入射した放射線の量に応じた信号を生成する検出装置と、放射線を透過する複数の透過領域がアレイ状に配置されており、前記複数の透過領域以外の領域へ入射した放射線を遮蔽して前記複数の検出領域へ入射する放射線の量を調整する１つ以上の調整板と、前記１つ以上の調整板が前記検出装置の前記検出面を覆う位置を前記検出面に沿って移動可能なように、前記１つ以上の調整板を保持する保持部と、前記１つ以上の調整板を移動する駆動部とを備え、前記駆動部は前記検出面に対して複数の位置に前記１つ以上の調整板を固定可能であり、前記複数の検出領域の少なくとも１つにおいて、前記１つ以上の調整板を透過した放射線が入射する前記検出領域の部分の面積は、前記検出面に対する前記１つ以上の調整板の位置によって異なることを特徴とする放射線撮像装置が提供される。
【０００７】
本発明の第２側面によれば、 放射線撮像装置であって、放射線を検出する複数の検出領域がアレイ状に配置された検出面を放射線入射側に有し、各検出領域へ入射した放射線の量に応じた信号を生成する検出装置と、放射線を透過する複数の透過領域がアレイ状に配置されており、前記複数の透過領域以外の領域へ入射した放射線を遮蔽して前記複数の検出領域へ入射する放射線の量を調整する調整板と、前記調整板を取り外し可能に保持するとともに、前記検出装置の前記検出面を覆う位置に前記調整板を案内する保持部と、前記位置に案内された前記調整板を固定する固定部とを備え、前記複数の検出領域の少なくとも１つにおいて、前記調整板が取り外された場合に放射線が入射する前記検出領域の部分の面積は、前記調整板が前記位置に固定された場合に前記調整板を透過した放射線が入射する前記検出領域の部分の面積よりも大きいことを特徴とする放射線撮像装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
上記手段により、感度を調整可能な小型の放射線撮像装置を実現する技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態の放射線撮像装置の構成例を説明する図。
【図２】本発明の実施形態の放射線撮像装置の一部を説明する図。
【図３】本発明の実施形態の調整板の位置を説明する図。
【図４】本発明の実施形態の調整板の位置を説明する図。
【図５】本発明の実施形態の調整板の位置による影響を説明する図。
【図６】本発明の別の実施形態の放射線撮像装置の構成例を説明する図。
【図７】本発明の別の実施形態の放射線撮像装置の一部を説明する図。
【図８】本発明の別の実施形態の調整板の位置を説明する図。
【図９】本発明の別の実施形態の調整板の位置を説明する図。
【図１０】本発明のさらに別の実施形態の放射線撮像装置の構成例を説明する図。
【図１１】本発明のさらに別の実施形態の調整板の着脱を説明する図。
【図１２】本発明のさらに別の実施形態の調整板がずれた場合を説明する図。
【図１３】本発明の実施形態の放射線撮像システムの構成例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明に係る放射線撮像装置及び放射線撮像システムの実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態において、光は可視光および赤外線を含み、放射線はＸ線、α線、β線およびγ線を含む。
【００１１】
図１は本発明の１つの実施形態に係る放射線撮像装置１０の全体概要図であり、図２は放射線撮像装置１０の領域Ａに注目した斜視図である。図１のうち、図１（ａ）は放射線撮像装置１０の斜視図であり、図１（ｂ）は放射線撮像装置１０を放射線入射方向からみた図であり、図１（ｃ）は放射線撮像装置１０の側面図である。見易さのために、図１（ａ）では一部の構成要素を省略している。
【００１２】
放射線撮像装置１０は、筐体５０と、この筐体５０内に格納された調整板２０および検出装置３０とを備えうる。説明のために、図１において筐体５０の一部を透過的に示し、図２において筐体５０を省略している。調整板２０は検出装置３０の放射線入射側（図１において左側）に配置され、検出装置３０の検出領域３４（後述）へ入射される放射線の量を調整する。調整板２０は例えば鉛などの重金属材料からなる放射線吸収部材で形成されてもよい。調整板２０にはアレイ状に配置された複数の開口２１が配されており、この開口２１を通過した放射線が検出装置３０へ入射しうる。一方で、調整板２０に遮られた放射線は検出装置３０へ入射しない。
【００１３】
検出装置３０は筐体５０に固定されており、放射線入射側に検出面３８を有する。検出装置３０は検出面３８に配置された複数の検出領域３４に入射した放射線の量に応じた信号を生成しうる。検出装置３０は入射した放射線の量に応じて信号を検出できれば如何なる構成であってもよく、既存の技術を用いて構成してもよい。以下に検出装置３０の構成の一例を簡単に説明する。検出装置３０はシンチレータ３１と検出基板３２とを備えうる。シンチレータ３１は、ＣｓＩ：Ｔｌなどの柱状結晶やＧＯＳなどの粒子状結晶の材料で形成されてもよく、検出装置３０内の放射線入射側に配置され、検出装置３０へ入射した放射線を可視光に変換する。検出基板３２はアレイ状に配置された複数の撮像素子３３を有しうる。撮像素子３３は、結晶シリコンを用いたＣＭＯＳセンサ、非晶質シリコンを用いたＰＩＮ型センサやＭＩＳ型センサなどであってもよい。シンチレータ３１は検出基板３２の上に直接形成されてもよいし、粘着材または接着剤などの接続部材を介して検出基板３２に貼り合わせて構成されてもよい。放射線撮像装置１０の例では検出装置３０はシンチレータ３１を備えるが、シンチレータを用いずに放射線を電荷に変換する直接方式の検出装置を用いてもよい。
【００１４】
放射線源（不図示）と放射線撮像装置１０との間に位置する被検体（不図示）に向けて放射線源から曝射された放射線は、被検体による減衰を受けつつ被検体を透過し、調整板２０に入射する。調整板２０を通過して検出面３８へ到達した放射線は、シンチレータ３１により可視光に変換され、この可視光が検出基板３２に入射し、電荷に変換される。この電荷は、図示しない周辺回路ユニットにより信号として外部に読み出され、画像データを構成する。動画像を撮像する場合にはこの動作が繰り返される。
【００１５】
放射線撮像装置１０は、レール４５と支持部４６とをさらに備えうる。レール４５は筐体５０に固定されており、支持部４６は調整板２０に固定されている。支持部４６の端部はレール４５にスライド可能なように嵌めあわされており、これによって、検出装置３０の検出面３８を覆う位置を検出装置３０に対して矢印１１の方向およびその逆方向に調整板２０が移動可能となる。すなわち、レール４５と支持部４６とは調整板２０が検出装置３０の検出面３８を覆う位置を検出面３８に沿って移動可能なように保持する保持部として機能しうる。後で詳細に説明するように、調整板２０が移動可能な位置は、検出装置３０に対する高感度位置と低感度位置とを含みうる。調整板２０が高感度位置にある場合には、調整板２０が低感度位置にある場合よりも検出装置３０の感度が高くなる。
【００１６】
放射線撮像装置１０は、モータ４１、ねじ受け部４２、精密ボールねじ４３およびナット４４を含む駆動部をさらに備えうる。モータ４１は精密ボールねじ４３を右回転および左回転させる。ねじ受け部４２は精密ボールねじ４３のモータ４１とは反対側の端部を回転自在に保持する。ナット４４は精密ボールねじ４３に取り付けられているとともに、調整板２０に固定されている。この駆動部により調整板２０を検出装置３０に対して移動させることが可能になる。例えば、モータ４１が精密ボールねじ４３を左回転させた場合に、ナット４４はモータ４１に近づく方向に移動し、これとともに調整板２０は矢印１１で示した方向に移動する。他方で、モータ４１が精密ボールねじ４３を右回転させた場合に、ナット４４はモータ４１から遠ざかる方向に移動し、これとともに調整板２０は矢印１１で示した方向の逆方向に移動する。
【００１７】
放射線撮像装置１０は駆動部の動作を制御する制御部（不図示）をさらに含んでもよい。制御部には調整板２０を高感度位置から低感度位置まで移動させるために必要となるモータ４１の回転数が設定されていてもよい。調整板２０を高感度位置から低感度位置まで移動させることの指示をユーザから受けた場合に、制御部はモータ４１を設定された回転数だけ回転させて調整板２０を低感度位置へ移動させる。その後、モータ４１の回転を停止することによって、調整板２０を低感度位置に固定する。他方で、調整板２０を低感度位置から高感度位置まで移動させることの指示をユーザから受けた場合に、制御部はモータ４１を逆方向に設定された回転数だけ回転させて調整板２０を高感度位置へ移動させ、そこで固定する。このように、駆動部は調整板２０を高感度位置と低感度位置とに固定可能である。
【００１８】
図３および図４を用いて調整板２０の高感度位置と低感度位置とについて詳細に説明する。図３は図１の領域Ａを放射線入射方向から見た平面図であり、図４は図３におけるＢ−Ｂ’線断面図である。説明のために図３では筐体５０を省略し、調整板２０を透過的に示している。図３（ａ）および図４（ａ）は調整板２０が高感度位置にある状態を示し、図３（ｂ）および図４（ｂ）は調整板２０が低感度位置にある状態を示す。検出装置３０の検出面３８はアレイ状に配置された複数の検出領域３４を有する。この検出領域３４に入射した放射線がシンチレータ３１で可視光に変換され、撮像素子３３に到達する。これらの図では、調整板２０の開口２１と検出領域３４とが１対１に対応しているが、１つの検出領域３４に複数の開口２１が対応してもよい。また、これらの図では、開口２１の面積が検出領域３４の面積よりも大きいが、開口２１の面積は検出領域３４の面積と等しくてもよいし、検出領域３４の面積よりも小さくてもよい。複数の検出領域３４が等間隔に配置されている場合に、複数の開口２１も等間隔に配置されてもよい。また、これらの図では開口２１の形状は正方形であるが、開口２１の形状は、長方形、台形、円形などのような任意の形状でもよい。
【００１９】
図３（ａ）および図４（ａ）に示されるように、調整板２０が高感度位置にある場合に、開口２１は検出領域３４全体と重なる。すなわち、検出領域３４全面が放射線撮像装置１０へ入射した放射線を検出可能である。他方で、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示されるように、高感度位置から調整板２０が矢印１１の方向に移動して低感度位置になった場合に、開口２１は検出領域３４の一部分である領域３５のみと重なる。すなわち、放射線撮像装置１０へ入射した放射線は、領域３５のみに入射し、調整板２０と重なる検出領域３４の部分（領域３５以外の部分）には入射しない。
【００２０】
上述のように、調整板２０が高感度位置にある場合の実質的な検出領域となる検出領域３４の面積は、調整板２０が低感度位置にある場合の実質的な検出領域となる領域３５の面積よりも大きい。そのため、放射線源が同量の放射線を曝射した場合であっても、調整板２０が低感度位置にある場合に検出領域３５へ入射する放射線の量は調整板２０が低感度位置にある場合に検出領域３５へ入射する放射線の量よりも多くなる。このように、調整板２０の位置を高感度位置と低感度位置とで切り替えることによって、放射線撮像装置１０の感度を容易に切り替えることができる。さらに、高感度位置から低感度位置へ切り替えるために調整板２０を移動させる距離は高々撮像素子３３の１配列ピッチ分でよい。そのため、調整板２０は検出面３８を覆う範囲で移動可能であればよく、特許文献２のようにグリッド全体を検出装置の外側に移動させる構成と比較して、放射線撮像装置１０を小型化できる。
【００２１】
図５は放射線量に対する放射線撮像装置の出力特性を説明するグラフ６０である。このグラフの横軸は放射線撮像装置１０へ入射した放射線の量を表し、縦軸は放射線撮像装置１０の出力値を表す。放射線撮像装置１０の出力値は飽和レベルに到達するまでは検出装置３０へ入射した放射線の量に比例しうる。グラフ６０の実線６１は調整板２０が低感度位置にある場合の特性を示し、グラフ６０の破線６２は調整板２０が高感度位置にある場合の特性を示す。グラフ６０から見て取れるように、曝射放射線量が同じであっても、高感度位置にある場合の出力値は低感度位置にある場合の出力値よりも高い。一般に、静止画撮影に使用される曝射放射線量は動画撮像に使用される曝射放射線量よりも多い。そのため、動画撮影に適した感度で静止画撮影を行う場合には破線６２に示すように放射線撮像装置の出力値が飽和レベルに到達して静止画の撮像ができない場合がある。本実施形態に係る放射線撮像装置では調整板２０の位置を切り替えるだけで容易に放射線撮像装置１０の感度を切り替えることができる。そのため、例えば静止画撮影では調整板２０を低感度位置に設定し、動画撮像では調整板２０を高感度位置に設定すればよい。また、動画撮像だけを行う場合であっても、単位時間当たりの撮影枚数に合わせて放射線撮像装置１０の感度を切り替えてもよい。例えば、７ＦＰＳと３０ＦＰＳとで動画撮像を行う場合に、後者の場合に感度が大きくなるように調整板２０の位置を切り替えてもよい。このように、動画撮影と静止画撮影の組合せや、動画撮影での単位当たりの複数の撮影数の組合せなどを含む様々な撮影モードに合わせて放射線撮像装置１０の感度を切り替えればよい。
【００２２】
以上のように、放射線撮像装置１０によれば、調整板２０の位置を切り替えるだけで、シンチレータ３１や検出基板３２の特性やパターンを変更することなく容易に感度調整が可能となる。その結果、放射線撮像装置１０は撮影モードに応じて良好な画像を撮影可能となる。
【００２３】
上述の実施形態において、調整板２０は高感度位置と低感度位置との２箇所に固定可能であったが、モータ４１の回転数を設定して、３箇所以上に調整板２０が固定可能なように放射線撮像装置１０が構成されてもよい。例えば、調整板２０を高感度位置と低感度位置との間の位置に段階的に固定可能なように駆動部を構成することによって、放射線撮像装置１０の感度を段階的に調整することが可能となる。例えば、調整板２０が第３撮影位置にある場合の実質的な検出領域の面積は、高感度位置にある場合の実質的に検出領域の面積よりも小さく、低感度位置にある場合の実質的に検出領域の面積よりも大きくなりうる。
【００２４】
続いて、図６および図７を用いて本発明の別の実施形態に係る放射線撮像装置７０を説明する。図６は放射線撮像装置７０の全体概要図であり、図７は放射線撮像装置７０の領域Ｃに注目した斜視図である。図６のうち、図６（ａ）は放射線撮像装置７０の斜視図であり、図６（ｂ）は放射線撮像装置７０を放射線入射方向からみた図であり、図６（ｃ）は放射線撮像装置７０の側面図である。見易さのために、図１（ａ）では一部の構成要素を省略している。放射線撮像装置７０は、調整板２０の代わりに２枚の調整板２２、２３を備える点で図１の放射線撮像装置１０と異なり、他の点では同様である。そのため、図６において図１と同様の構成要素は同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。
【００２５】
調整板２２（第１調整板）と調整板２３（第２調整板）とはどちらも調整板２０と同じ構成であってもよい。すなわち、調整板２２、２３はそれぞれアレイ状に配置された複数の開口２４、２５が配されており、鉛などの重金属材料からなる放射線吸収部材で形成されうる。放射線撮像装置７０では、２枚の調整板２２、２３は互いに重なり合って、検出装置３０の放射線入射側（図６において左側）に配置され、検出装置３０の検出領域３４へ入射される放射線の量を調整する。２枚の調整板２２、２３の両方の開口２４、２５を通過した放射線が検出装置３０へ入射しうる。一方で、２枚の調整板２２、２３の一方に遮られた放射線は検出装置３０へ入射しない。
【００２６】
放射線撮像装置７０は、レール４５ａ、４５ｂと支持部４６ａ、４６ｂとをさらに備えうる。レール４５ａ、４５ｂは筐体５０に固定されており、支持部４６ａは調整板２２に固定されており、支持部４６ｂは調整板２３に固定されている。支持部４６ａの端部はレール４５ａにスライド可能なように嵌めあわされており、これによって、検出面３８を覆う位置を検出装置３０に対して矢印７２の方向およびその逆方向に調整板２２が移動可能となる。また、支持部４６ｂの端部はレール４５ｂにスライド可能なように嵌めあわされており、これによって、検出面３８を覆う位置を検出装置３０に対して矢印７１の方向およびその逆方向に調整板２３が移動可能となる。すなわち、レール４５ａ、４５ｂと支持部４６ａ、４６ｂとは調整板２２、２３がそれぞれ検出装置３０の検出面３８を覆う位置を検出面３８に沿って移動可能なように保持する保持部として機能しうる。後で詳細に説明するように、調整板２２、２３が移動可能な位置は、検出装置３０に対する高感度位置と低感度位置とを含みうる。調整板２２、２３が高感度位置にある場合には、調整板２２、２３が低感度位置にある場合よりも検出装置３０の感度が高くなる。
【００２７】
放射線撮像装置７０は、モータ４１、ねじ受け部４２ａ、４２ｂ、精密ボールねじ４３ａ、４３ｂおよびナット４４ａ、４４ｂを含む駆動部をさらに備えうる。モータ４１は精密ボールねじ４３ａを右回転および左回転させる。ねじ受け部４２ａは精密ボールねじ４３ａのモータ４１とは反対側の端部を回転自在に保持するとともに、精密ボールねじ４３ｂの一端を回転自在に保持する。ねじ受け部４２ａは精密ボールねじ４３ａと精密ボールねじ４３ｂとを連動させる歯車（不図示）を含んでおり、精密ボールねじ４３ａと精密ボールねじ４３ｂとを互いに逆方向に回転させる。例えば、精密ボールねじ４３ａがねじ受け部４２ａからみて右回転する場合に、精密ボールねじ４３ｂはねじ受け部４２ａからみて左回転する。ねじ受け部４２ｂは精密ボールねじ４３ｂの端部を回転自在に保持する。ナット４４ａは精密ボールねじ４３ａに取り付けられているとともに、調整板２２に固定されている。ナット４４ｂは精密ボールねじ４３ｂに取り付けられているとともに、調整板２３に固定されている。
【００２８】
この駆動部により調整板２２、２３を検出装置３０に対して移動させることが可能になる。例えば、モータ４１が精密ボールねじ４３ａを左回転させた場合に、ナット４４ａはモータ４１に近づく方向に移動し、これとともに調整板２２は矢印７２で示した方向に移動する。これと同時に、ナット４４ｂはねじ受け部４２ｂから遠ざかる方向に移動し、これとともに調整板２３は矢印７１で示した方向に移動する。他方で、モータ４１が精密ボールねじ４３ａを右回転させた場合に、調整板２２、２３は逆方向に移動する。
【００２９】
放射線撮像装置７０は放射線撮像装置１０と同様に駆動部の動作を制御する制御部（不図示）をさらに含んでもよい。制御装置の動作は前述と同様のため、重複する説明は繰り返さない。放射線撮像装置７０においても、駆動部は調整板２２、２３を高感度位置と低感度位置とに固定可能である。
【００３０】
図８および図９を用いて２枚の調整板２２、２３の高感度位置と低感度位置とについて詳細に説明する。図８は図６の領域Ｃを放射線入射方向から見た平面図であり、図９は図８におけるＤ−Ｄ’線断面図である。説明のために図８では筐体５０を省略し、調整板２２、２３を透過的に示している。図８（ａ）および図９（ａ）は調整板２２、２３が高感度位置にある状態を示し、図８（ｂ）および図９（ｂ）は調整板２２、２３が低感度位置にある状態を示す。上述の調整板２０に対して行った説明は、調整板２２、２３に対しても同様に当てはまる。
【００３１】
図８（ａ）および図９（ａ）に示されるように、調整板２２、２３が高感度位置にある場合に、開口２４、２５はどちらも検出領域３４全体と重なる。すなわち、検出領域３４全体が放射線撮像装置７０へ入射した放射線を検出可能である。他方で、図８（ｂ）および図９（ｂ）に示されるように、調整板２２、２３が低感度位置にある場合に、開口２４、２５はそれぞれ、検出領域３４の一部分のみと重なる。その結果、検出領域３４の一部である領域３６が開口２４、２５の両方と重なる。放射線撮像装置７０へ入射した放射線は、領域３６のみに入射し、調整板２２、２３と重なる検出領域３４の部分（領域３６以外の部分）には入射しない。
【００３２】
上述のように、調整板２２、２３が高感度位置にある場合の実質的な検出領域となる検出領域３４の面積は、調整板２２、２３が低感度位置にある場合の実質的な検出領域となる領域３６の面積よりも大きい。このように、放射線撮像装置７０においても、調整板２２、２３の位置を高感度位置と低感度位置とで切り替えることによって、放射線撮像装置７０の感度を容易に切り替えることができる。また、高感度位置から低感度位置へ切り替えるために調整板２２、２３を移動させる距離は高々撮像素子３３の１配列ピッチ分でよいため、放射線撮像装置７０を小型化できる。
【００３３】
放射線撮像装置７０では、高感度位置から低感度位置へ切り替えるために、調整板２３を矢印７１の方向（第１方向）に移動し、調整板２２を矢印７２の方向（第２方向）に移動する。このように、２枚の調整板２２、２３を反対方向に移動することによって、検出領域３４の重心と領域３６の重心とのずれを低減できる。ここで、反対方向とは、それぞれの移動方向の成す角が９０度よりも大きいことを意味する。特に、２枚の調整板２２、２３を逆方向、すなわち移動方向の成す角が１８０度となるように移動することによって、検出領域３４の重心と領域３６の重心とを一致させることができる。また、検出領域３４の形状と領域３６の形状とが同一、すなわち検出領域３４と領域３６とが相似となるように、開口２４、２５の形状と調整板２２、２３の移動方向とを設計してもよい。放射線撮像装置７０では調整板を２枚有する場合を説明したが、放射線撮像装置７０が２枚以上の任意の枚数の調整板を有する場合であっても同様にこれらの調整板の位置を変更することによって放射線撮像装置の感度を調整できる。また、放射線撮像装置１０と同様に、放射線撮像装置７０においても調整板２２、２３を高感度位置と低感度位置との間の位置に段階的に固定可能なように駆動部を構成することによって、放射線撮像装置７０の感度を段階的に調整することが可能となる。
【００３４】
続いて、図１０を用いて本発明の別の実施形態に係る放射線撮像装置８０を説明する。放射線撮像装置８０は、調整板２０の代わりに着脱可能な調整板２６を備える点で、図１の放射線撮像装置１０と異なり、他の点では同様である。そのため、図１０において図１と同様の構成要素は同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。
【００３５】
調整板２６は調整板２０と同じ構造であってもよいが、筐体５０に設けられたスリット８１を介して放射線撮像装置８０に機械的に着脱可能である。調整板２６が放射線撮像装置８０に装着された場合に、調整板２６は検出装置３０の放射線入射側（図９において左側）に配置され、検出装置３０の検出領域３４へ入射される放射線の量を調整する。調整板２６の開口を通過した放射線が検出装置３０へ入射しうる。一方で、調整板２６に遮られた放射線は検出装置３０へ入射しない。
【００３６】
放射線撮像装置８０の筐体５０はスリット８１の内側にレール８２を有するとともに、調整板２６の側面にはレール８２に嵌めあわさる溝が形成されている。これにより、放射線撮像装置８０のユーザは調整板２６を放射線撮像装置８０に装着できる。放射線撮像装置８０はストッパ８３をさらに備えてもよく、スリット８１から挿入された調整板２６はストッパ８３により停止する。ストッパ８３により停止した調整板２６の位置が後述の撮影位置となる。すなわち、レール８２およびストッパ８３は、調整板２６を取り外し可能に保持するとともに、撮影位置に調整板２６を案内するための保持部として機能しうる。また、ストッパ８３は調整板２６を撮影位置に固定するためのロック機構を有してもよい。ロック機構を有することによって、撮影中の調整板２６の位置ずれを防止できる。また、放射線撮像装置８０を用いて撮影を行っている間のスリット８１の向きによっては、ロック機構を用いずに調整板２６を固定できる。例えば、スリット８１が放射線撮像装置８０の上側や横側を向く場合に、レール８２およびストッパ８３との摩擦力および垂直抗力によって調整板２６が撮影位置に固定されうる。この場合には、レール８２およびストッパ８３が固定部として機能しうる。
【００３７】
図１１を用いて調整板２６を装着した場合と取り外した場合とについて詳細に説明する。図１１は図１０の領域Ｇを放射線入射方向から見た平面図である。説明のために図１１では筐体５０を省略している。図１１（ａ）は調整板２６を取り外した状態を示し、図１１（ｂ）は調整板２６を装着して固定した状態を示す。上述の調整板２０に対して行った説明は、調整板２６に対しても同様に当てはまる。
【００３８】
図１１（ａ）に示されるように、調整板２６が取り外された場合に、検出領域３４全体が放射線撮像装置１０へ入射した放射線を検出可能である。他方で、図１１（ｂ）に示されるように、調整板２６が装着された場合に、開口２７は検出領域３４の一部分である領域３７（点線で囲まれた９つの領域の集合）のみと重なる。すなわち、放射線撮像装置８０へ入射した放射線は、領域３７のみに入射し、調整板２６と重なる検出領域３４の部分（領域３７以外の部分）には入射しない。
【００３９】
上述のように、調整板２６が取り外された状態にある場合の実質的な検出領域となる検出領域３４の面積は、調整板２６が装着された状態にある場合の実質的な検出領域となる領域３７の面積よりも大きい。すなわち、調整板２６を取り外した状態の方が、調整板２６を装着した状態よりも高感度になる。このように、放射線撮像装置８０においても、調整板２６の着脱を行うことによって、放射線撮像装置８０の感度を容易に切り替えることができる。放射線撮像装置８０の構成では調整板２６を移動させる駆動部を設ける必要がないため、上述の放射線撮像装置１０、７０よりもさらに小型化が可能となる。
【００４０】
放射線撮像装置８０に調整板２６が装着された場合に、１つの検出領域３４に対していくつの開口２７が重なってもよい。図１１の例では１つの検出領域３４に対して等間隔に配置された複数の開口２７が重なっている。そして、検出領域３４の配列ピッチは開口２７の配列ピッチの４倍となっている。このように構成することで、図１２のように調整板２６が検出装置３０に対して矢印８４の方向にずれて固定された場合であっても、実質的な検出領域となる領域３７の面積を維持できる。これにより、調整板２６と検出装置３０との間のアライメントが不要になり、許容される配置誤差の大きな機械的着脱が可能となる。一般に、検出領域３４の配列ピッチは開口２７の配列ピッチのｎ倍（ｎは２以上の整数）であれば、調整板２６がずれて固定されたとしても、領域３７の面積を維持できる。
【００４１】
上述の実施形態を組み合わせた構成も可能である。例えば、放射線撮像装置が複数の調整板を有する場合に、一部の調整板が着脱可能であり、別の一部の調整板が放射線撮像装置内で２つの位置を取りうるように構成されてもよい。また、放射線遮蔽部材は開口の代わりに周囲の領域よりも放射線透過率の高い透過領域を有してもよい。すなわち、調整板は、アレイ状に配置された透過領域と、透過領域よりも放射線透過率の低い領域である遮蔽領域（透過領域以外の領域）とを有してもよい。調整板が高感度位置にある場合に検出領域３４が透過領域と重なる部分の面積が、調整板が低感度位置にある場合に検出領域３４が透過領域と重なる部分の面積よりも大きくなるように調整板が固定される。これにより、調整板が高感度位置にある場合に検出領域３４へ入射される放射線の量は、調整板が低感度位置にある場合に検出領域３４へ入射される放射線の量よりも多くなり、放射線撮像装置の感度を調整できる。上述の実施形態では遮蔽領域が調整板に対応し、透過領域が開口に対応する。また、透過領域を遮蔽領域よりも放射線透過率が高い物質で形成してもよいし、透過領域の厚さを遮蔽領域よりも薄くなるように調整板を形成してもよい。さらに、透過領域内で放射線透過率の分布が一様でなくてもよい。例えば、透過領域の中央付近の放射線透過率が最も高く、遮蔽領域へ近づくにつれて放射線透過率が低くなるように放射線透過率が分布してもよい。また、調整板の位置によって実質的な検出領域の面積が異なるようになる検出領域は複数の検出領域うちの一部であってもよい。例えば、検出装置３０の内側に位置する検出領域について感度を切り替え、検出装置３０の外周に位置する検出領域は常に高感度となるように調整板の開口の大きさを設定してもよい。
【００４２】
図１３は上述の各種実施形態の放射線撮像装置のＸ線診断システム（放射線撮像システム）への応用例を示した図である。Ｘ線チューブ６０５０（放射線源）で発生した放射線としてのＸ線６０６０は、被験者又は患者６０６１の胸部６０６２を透過し、上述の各種実施形態のいずれの放射線撮像装置であってもよい放射線撮像装置６０４０に入射する。この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応してシンチレータ３１は発光し、これを光電変換して、電気的情報を得る。この情報はデジタル信号に変換され信号処理部となるイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御室の表示部となるディスプレイ６０８０で観察できる。なお、放射線撮像システムは、放射線撮像装置と、この装置からの信号を処理する信号処理部とを少なくとも有する。
【００４３】
また、この情報は電話回線６０９０等の伝送処理部により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなどディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の記録媒体に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また記録部となるフィルムプロセッサ６１００により記録媒体となるフィルム６１１０に記録することもできる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は放射線撮像装置および放射線撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、放射線撮像装置を用いた撮影方式は静止画撮影と動画撮影に分類される。特に、医療画像診断の分野においては、診断用途に合わせて撮影方式が選択され、使用される放射線量も異なる。静止画像を用いる診断においては、被写体の細部まで鮮明な画像が求められる。一般に、被検体に向けて曝射される放射線にはノイズ成分が含まれており、そのノイズ成分の割合は放射線量が大きいほど小さくなる。そのため、静止画像の撮影においては、放射線量を大きくすることで良好な画像を取得できる。他方で、動画像を用いる診断においては、被写体の動きが滑らかな画像が求められる。動画像は複数の静止画像（フレーム）から構成されるため、単位時間当たりより多くの静止画像を取得することが望ましいが、被検体である患者へ曝射される放射線量は小さくしたい。よって、動画撮影用の放射線撮像装置は、放射線量が小さい場合でも良好な動画像が得られるように、高Ｓ／Ｎが得られることが望ましい。
【０００３】
特許文献１には、高Ｓ／Ｎを得るため、Ｘ線を吸収する物質とＸ線を透過する物質とからなるグリッドを検出装置の上に固定することによって、散乱Ｘ線を除去するＸ線撮像装置が記載されている。特許文献２には、ＦＰＤの上に配置された散乱Ｘ線除去用グリッドをＦＰＤから外れた退避位置に退避可能なＸ線透視撮影装置が提案されている。このＸ線透視撮影装置を用いてＦＰＤに入射する放射線の量を調整することによって、補正係数を取得する場合や被検体が乳幼児である場合等にＸ線の被曝量を減ずる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−９８９７０号公報
【特許文献２】特開２００５−１５２００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
引用文献２に記載されたＸ線透視撮影装置は機械的機構を用いてグリッドをＦＰＤから外れた位置に移動する。そのため、Ｘ線透視撮影装置を小型化することは困難であった。そこで、本発明は、感度を調整可能な小型の放射線撮像装置を実現する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題に鑑みて、本発明の第１側面によれば、放射線撮像装置であって、放射線を検出する複数の検出領域がアレイ状に配置された検出面を放射線入射側に有し、各検出領域へ入射した放射線の量に応じた信号を生成する検出装置と、放射線を透過する複数の透過領域がアレイ状に配置されており、前記複数の透過領域以外の領域へ入射した放射線を遮蔽して前記複数の検出領域へ入射する放射線の量を調整する１つ以上の調整板と、前記１つ以上の調整板が前記検出装置の前記検出面を覆う位置を前記検出面に沿って移動可能なように、前記１つ以上の調整板を保持する保持部と、前記１つ以上の調整板を移動する駆動部とを備え、前記駆動部は前記検出面に対して複数の位置に前記１つ以上の調整板を固定可能であり、前記複数の検出領域の少なくとも１つにおいて、前記１つ以上の調整板を透過した放射線が入射する前記検出領域の部分の面積は、前記検出面に対する前記１つ以上の調整板の位置によって異なることを特徴とする放射線撮像装置が提供される。
【０００７】
本発明の第２側面によれば、 放射線撮像装置であって、放射線を検出する複数の検出領域がアレイ状に配置された検出面を放射線入射側に有し、各検出領域へ入射した放射線の量に応じた信号を生成する検出装置と、放射線を透過する複数の透過領域がアレイ状に配置されており、前記複数の透過領域以外の領域へ入射した放射線を遮蔽して前記複数の検出領域へ入射する放射線の量を調整する調整板と、前記調整板を取り外し可能に保持するとともに、前記検出装置の前記検出面を覆う位置に前記調整板を案内する保持部と、前記位置に案内された前記調整板を固定する固定部とを備え、前記複数の検出領域の少なくとも１つにおいて、前記調整板が取り外された場合に放射線が入射する前記検出領域の部分の面積は、前記調整板が前記位置に固定された場合に前記調整板を透過した放射線が入射する前記検出領域の部分の面積よりも大きいことを特徴とする放射線撮像装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
上記手段により、感度を調整可能な小型の放射線撮像装置を実現する技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態の放射線撮像装置の構成例を説明する図。
【図２】本発明の実施形態の放射線撮像装置の一部を説明する図。
【図３】本発明の実施形態の調整板の位置を説明する図。
【図４】本発明の実施形態の調整板の位置を説明する図。
【図５】本発明の実施形態の調整板の位置による影響を説明する図。
【図６】本発明の別の実施形態の放射線撮像装置の構成例を説明する図。
【図７】本発明の別の実施形態の放射線撮像装置の一部を説明する図。
【図８】本発明の別の実施形態の調整板の位置を説明する図。
【図９】本発明の別の実施形態の調整板の位置を説明する図。
【図１０】本発明のさらに別の実施形態の放射線撮像装置の構成例を説明する図。
【図１１】本発明のさらに別の実施形態の調整板の着脱を説明する図。
【図１２】本発明のさらに別の実施形態の調整板がずれた場合を説明する図。
【図１３】本発明の実施形態の放射線撮像システムの構成例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明に係る放射線撮像装置及び放射線撮像システムの実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態において、光は可視光および赤外線を含み、放射線はＸ線、α線、β線およびγ線を含む。
【００１１】
図１は本発明の１つの実施形態に係る放射線撮像装置１０の全体概要図であり、図２は放射線撮像装置１０の領域Ａに注目した斜視図である。図１のうち、図１（ａ）は放射線撮像装置１０の斜視図であり、図１（ｂ）は放射線撮像装置１０を放射線入射方向からみた図であり、図１（ｃ）は放射線撮像装置１０の側面図である。見易さのために、図１（ａ）では一部の構成要素を省略している。
【００１２】
放射線撮像装置１０は、筐体５０と、この筐体５０内に格納された調整板２０および検出装置３０とを備えうる。説明のために、図１において筐体５０の一部を透過的に示し、図２において筐体５０を省略している。調整板２０は検出装置３０の放射線入射側（図１において左側）に配置され、検出装置３０の検出領域３４（後述）へ入射される放射線の量を調整する。調整板２０は例えば鉛などの重金属材料からなる放射線吸収部材で形成されてもよい。調整板２０にはアレイ状に配置された複数の開口２１が配されており、この開口２１を通過した放射線が検出装置３０へ入射しうる。一方で、調整板２０に遮られた放射線は検出装置３０へ入射しない。
【００１３】
検出装置３０は筐体５０に固定されており、放射線入射側に検出面３８を有する。検出装置３０は検出面３８に配置された複数の検出領域３４に入射した放射線の量に応じた信号を生成しうる。検出装置３０は入射した放射線の量に応じて信号を検出できれば如何なる構成であってもよく、既存の技術を用いて構成してもよい。以下に検出装置３０の構成の一例を簡単に説明する。検出装置３０はシンチレータ３１と検出基板３２とを備えうる。シンチレータ３１は、ＣｓＩ：Ｔｌなどの柱状結晶やＧＯＳなどの粒子状結晶の材料で形成されてもよく、検出装置３０内の放射線入射側に配置され、検出装置３０へ入射した放射線を可視光に変換する。検出基板３２はアレイ状に配置された複数の撮像素子３３を有しうる。撮像素子３３は、結晶シリコンを用いたＣＭＯＳセンサ、非晶質シリコンを用いたＰＩＮ型センサやＭＩＳ型センサなどであってもよい。シンチレータ３１は検出基板３２の上に直接形成されてもよいし、粘着材または接着剤などの接続部材を介して検出基板３２に貼り合わせて構成されてもよい。放射線撮像装置１０の例では検出装置３０はシンチレータ３１を備えるが、シンチレータを用いずに放射線を電荷に変換する直接方式の検出装置を用いてもよい。
【００１４】
放射線源（不図示）と放射線撮像装置１０との間に位置する被検体（不図示）に向けて放射線源から曝射された放射線は、被検体による減衰を受けつつ被検体を透過し、調整板２０に入射する。調整板２０を通過して検出面３８へ到達した放射線は、シンチレータ３１により可視光に変換され、この可視光が検出基板３２に入射し、電荷に変換される。この電荷は、図示しない周辺回路ユニットにより信号として外部に読み出され、画像データを構成する。動画像を撮像する場合にはこの動作が繰り返される。
【００１５】
放射線撮像装置１０は、レール４５と支持部４６とをさらに備えうる。レール４５は筐体５０に固定されており、支持部４６は調整板２０に固定されている。支持部４６の端部はレール４５にスライド可能なように嵌めあわされており、これによって、検出装置３０の検出面３８を覆う位置を検出装置３０に対して矢印１１の方向およびその逆方向に調整板２０が移動可能となる。すなわち、レール４５と支持部４６とは調整板２０が検出装置３０の検出面３８を覆う位置を検出面３８に沿って移動可能なように保持する保持部として機能しうる。後で詳細に説明するように、調整板２０が移動可能な位置は、検出装置３０に対する高感度位置と低感度位置とを含みうる。調整板２０が高感度位置にある場合には、調整板２０が低感度位置にある場合よりも検出装置３０の感度が高くなる。
【００１６】
放射線撮像装置１０は、モータ４１、ねじ受け部４２、精密ボールねじ４３およびナット４４を含む駆動部をさらに備えうる。モータ４１は精密ボールねじ４３を右回転および左回転させる。ねじ受け部４２は精密ボールねじ４３のモータ４１とは反対側の端部を回転自在に保持する。ナット４４は精密ボールねじ４３に取り付けられているとともに、調整板２０に固定されている。この駆動部により調整板２０を検出装置３０に対して移動させることが可能になる。例えば、モータ４１が精密ボールねじ４３を左回転させた場合に、ナット４４はモータ４１に近づく方向に移動し、これとともに調整板２０は矢印１１で示した方向に移動する。他方で、モータ４１が精密ボールねじ４３を右回転させた場合に、ナット４４はモータ４１から遠ざかる方向に移動し、これとともに調整板２０は矢印１１で示した方向の逆方向に移動する。
【００１７】
放射線撮像装置１０は駆動部の動作を制御する制御部（不図示）をさらに含んでもよい。制御部には調整板２０を高感度位置から低感度位置まで移動させるために必要となるモータ４１の回転数が設定されていてもよい。調整板２０を高感度位置から低感度位置まで移動させることの指示をユーザから受けた場合に、制御部はモータ４１を設定された回転数だけ回転させて調整板２０を低感度位置へ移動させる。その後、モータ４１の回転を停止することによって、調整板２０を低感度位置に固定する。他方で、調整板２０を低感度位置から高感度位置まで移動させることの指示をユーザから受けた場合に、制御部はモータ４１を逆方向に設定された回転数だけ回転させて調整板２０を高感度位置へ移動させ、そこで固定する。このように、駆動部は調整板２０を高感度位置と低感度位置とに固定可能である。
【００１８】
図３および図４を用いて調整板２０の高感度位置と低感度位置とについて詳細に説明する。図３は図１の領域Ａを放射線入射方向から見た平面図であり、図４は図３におけるＢ−Ｂ’線断面図である。説明のために図３では筐体５０を省略し、調整板２０を透過的に示している。図３（ａ）および図４（ａ）は調整板２０が高感度位置にある状態を示し、図３（ｂ）および図４（ｂ）は調整板２０が低感度位置にある状態を示す。検出装置３０の検出面３８はアレイ状に配置された複数の検出領域３４を有する。この検出領域３４に入射した放射線がシンチレータ３１で可視光に変換され、撮像素子３３に到達する。これらの図では、調整板２０の開口２１と検出領域３４とが１対１に対応しているが、１つの検出領域３４に複数の開口２１が対応してもよい。また、これらの図では、開口２１の面積が検出領域３４の面積よりも大きいが、開口２１の面積は検出領域３４の面積と等しくてもよいし、検出領域３４の面積よりも小さくてもよい。複数の検出領域３４が等間隔に配置されている場合に、複数の開口２１も等間隔に配置されてもよい。また、これらの図では開口２１の形状は正方形であるが、開口２１の形状は、長方形、台形、円形などのような任意の形状でもよい。
【００１９】
図３（ａ）および図４（ａ）に示されるように、調整板２０が高感度位置にある場合に、開口２１は検出領域３４全体と重なる。すなわち、検出領域３４全面が放射線撮像装置１０へ入射した放射線を検出可能である。他方で、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示されるように、高感度位置から調整板２０が矢印１１の方向に移動して低感度位置になった場合に、開口２１は検出領域３４の一部分である領域３５のみと重なる。すなわち、放射線撮像装置１０へ入射した放射線は、領域３５のみに入射し、調整板２０と重なる検出領域３４の部分（領域３５以外の部分）には入射しない。
【００２０】
上述のように、調整板２０が高感度位置にある場合の実質的な検出領域となる検出領域３４の面積は、調整板２０が低感度位置にある場合の実質的な検出領域となる領域３５の面積よりも大きい。そのため、放射線源が同量の放射線を曝射した場合であっても、調整板２０が低感度位置にある場合に検出領域３５へ入射する放射線の量は調整板２０が低感度位置にある場合に検出領域３５へ入射する放射線の量よりも多くなる。このように、調整板２０の位置を高感度位置と低感度位置とで切り替えることによって、放射線撮像装置１０の感度を容易に切り替えることができる。さらに、高感度位置から低感度位置へ切り替えるために調整板２０を移動させる距離は高々撮像素子３３の１配列ピッチ分でよい。そのため、調整板２０は検出面３８を覆う範囲で移動可能であればよく、特許文献２のようにグリッド全体を検出装置の外側に移動させる構成と比較して、放射線撮像装置１０を小型化できる。
【００２１】
図５は放射線量に対する放射線撮像装置の出力特性を説明するグラフ６０である。このグラフの横軸は放射線撮像装置１０へ入射した放射線の量を表し、縦軸は放射線撮像装置１０の出力値を表す。放射線撮像装置１０の出力値は飽和レベルに到達するまでは検出装置３０へ入射した放射線の量に比例しうる。グラフ６０の実線６１は調整板２０が低感度位置にある場合の特性を示し、グラフ６０の破線６２は調整板２０が高感度位置にある場合の特性を示す。グラフ６０から見て取れるように、曝射放射線量が同じであっても、高感度位置にある場合の出力値は低感度位置にある場合の出力値よりも高い。一般に、静止画撮影に使用される曝射放射線量は動画撮像に使用される曝射放射線量よりも多い。そのため、動画撮影に適した感度で静止画撮影を行う場合には破線６２に示すように放射線撮像装置の出力値が飽和レベルに到達して静止画の撮像ができない場合がある。本実施形態に係る放射線撮像装置では調整板２０の位置を切り替えるだけで容易に放射線撮像装置１０の感度を切り替えることができる。そのため、例えば静止画撮影では調整板２０を低感度位置に設定し、動画撮像では調整板２０を高感度位置に設定すればよい。また、動画撮像だけを行う場合であっても、単位時間当たりの撮影枚数に合わせて放射線撮像装置１０の感度を切り替えてもよい。例えば、７ＦＰＳと３０ＦＰＳとで動画撮像を行う場合に、後者の場合に感度が大きくなるように調整板２０の位置を切り替えてもよい。このように、動画撮影と静止画撮影の組合せや、動画撮影での単位当たりの複数の撮影数の組合せなどを含む様々な撮影モードに合わせて放射線撮像装置１０の感度を切り替えればよい。
【００２２】
以上のように、放射線撮像装置１０によれば、調整板２０の位置を切り替えるだけで、シンチレータ３１や検出基板３２の特性やパターンを変更することなく容易に感度調整が可能となる。その結果、放射線撮像装置１０は撮影モードに応じて良好な画像を撮影可能となる。
【００２３】
上述の実施形態において、調整板２０は高感度位置と低感度位置との２箇所に固定可能であったが、モータ４１の回転数を設定して、３箇所以上に調整板２０が固定可能なように放射線撮像装置１０が構成されてもよい。例えば、調整板２０を高感度位置と低感度位置との間の位置に段階的に固定可能なように駆動部を構成することによって、放射線撮像装置１０の感度を段階的に調整することが可能となる。例えば、調整板２０が第３撮影位置にある場合の実質的な検出領域の面積は、高感度位置にある場合の実質的に検出領域の面積よりも小さく、低感度位置にある場合の実質的に検出領域の面積よりも大きくなりうる。
【００２４】
続いて、図６および図７を用いて本発明の別の実施形態に係る放射線撮像装置７０を説明する。図６は放射線撮像装置７０の全体概要図であり、図７は放射線撮像装置７０の領域Ｃに注目した斜視図である。図６のうち、図６（ａ）は放射線撮像装置７０の斜視図であり、図６（ｂ）は放射線撮像装置７０を放射線入射方向からみた図であり、図６（ｃ）は放射線撮像装置７０の側面図である。見易さのために、図１（ａ）では一部の構成要素を省略している。放射線撮像装置７０は、調整板２０の代わりに２枚の調整板２２、２３を備える点で図１の放射線撮像装置１０と異なり、他の点では同様である。そのため、図６において図１と同様の構成要素は同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。
【００２５】
調整板２２（第１調整板）と調整板２３（第２調整板）とはどちらも調整板２０と同じ構成であってもよい。すなわち、調整板２２、２３はそれぞれアレイ状に配置された複数の開口２４、２５が配されており、鉛などの重金属材料からなる放射線吸収部材で形成されうる。放射線撮像装置７０では、２枚の調整板２２、２３は互いに重なり合って、検出装置３０の放射線入射側（図６において左側）に配置され、検出装置３０の検出領域３４へ入射される放射線の量を調整する。２枚の調整板２２、２３の両方の開口２４、２５を通過した放射線が検出装置３０へ入射しうる。一方で、２枚の調整板２２、２３の一方に遮られた放射線は検出装置３０へ入射しない。
【００２６】
放射線撮像装置７０は、レール４５ａ、４５ｂと支持部４６ａ、４６ｂとをさらに備えうる。レール４５ａ、４５ｂは筐体５０に固定されており、支持部４６ａは調整板２２に固定されており、支持部４６ｂは調整板２３に固定されている。支持部４６ａの端部はレール４５ａにスライド可能なように嵌めあわされており、これによって、検出面３８を覆う位置を検出装置３０に対して矢印７２の方向およびその逆方向に調整板２２が移動可能となる。また、支持部４６ｂの端部はレール４５ｂにスライド可能なように嵌めあわされており、これによって、検出面３８を覆う位置を検出装置３０に対して矢印７１の方向およびその逆方向に調整板２３が移動可能となる。すなわち、レール４５ａ、４５ｂと支持部４６ａ、４６ｂとは調整板２２、２３がそれぞれ検出装置３０の検出面３８を覆う位置を検出面３８に沿って移動可能なように保持する保持部として機能しうる。後で詳細に説明するように、調整板２２、２３が移動可能な位置は、検出装置３０に対する高感度位置と低感度位置とを含みうる。調整板２２、２３が高感度位置にある場合には、調整板２２、２３が低感度位置にある場合よりも検出装置３０の感度が高くなる。
【００２７】
放射線撮像装置７０は、モータ４１、ねじ受け部４２ａ、４２ｂ、精密ボールねじ４３ａ、４３ｂおよびナット４４ａ、４４ｂを含む駆動部をさらに備えうる。モータ４１は精密ボールねじ４３ａを右回転および左回転させる。ねじ受け部４２ａは精密ボールねじ４３ａのモータ４１とは反対側の端部を回転自在に保持するとともに、精密ボールねじ４３ｂの一端を回転自在に保持する。ねじ受け部４２ａは精密ボールねじ４３ａと精密ボールねじ４３ｂとを連動させる歯車（不図示）を含んでおり、精密ボールねじ４３ａと精密ボールねじ４３ｂとを互いに逆方向に回転させる。例えば、精密ボールねじ４３ａがねじ受け部４２ａからみて右回転する場合に、精密ボールねじ４３ｂはねじ受け部４２ａからみて左回転する。ねじ受け部４２ｂは精密ボールねじ４３ｂの端部を回転自在に保持する。ナット４４ａは精密ボールねじ４３ａに取り付けられているとともに、調整板２２に固定されている。ナット４４ｂは精密ボールねじ４３ｂに取り付けられているとともに、調整板２３に固定されている。
【００２８】
この駆動部により調整板２２、２３を検出装置３０に対して移動させることが可能になる。例えば、モータ４１が精密ボールねじ４３ａを左回転させた場合に、ナット４４ａはモータ４１に近づく方向に移動し、これとともに調整板２２は矢印７２で示した方向に移動する。これと同時に、ナット４４ｂはねじ受け部４２ｂから遠ざかる方向に移動し、これとともに調整板２３は矢印７１で示した方向に移動する。他方で、モータ４１が精密ボールねじ４３ａを右回転させた場合に、調整板２２、２３は逆方向に移動する。
【００２９】
放射線撮像装置７０は放射線撮像装置１０と同様に駆動部の動作を制御する制御部（不図示）をさらに含んでもよい。制御装置の動作は前述と同様のため、重複する説明は繰り返さない。放射線撮像装置７０においても、駆動部は調整板２２、２３を高感度位置と低感度位置とに固定可能である。
【００３０】
図８および図９を用いて２枚の調整板２２、２３の高感度位置と低感度位置とについて詳細に説明する。図８は図６の領域Ｃを放射線入射方向から見た平面図であり、図９は図８におけるＤ−Ｄ’線断面図である。説明のために図８では筐体５０を省略し、調整板２２、２３を透過的に示している。図８（ａ）および図９（ａ）は調整板２２、２３が高感度位置にある状態を示し、図８（ｂ）および図９（ｂ）は調整板２２、２３が低感度位置にある状態を示す。上述の調整板２０に対して行った説明は、調整板２２、２３に対しても同様に当てはまる。
【００３１】
図８（ａ）および図９（ａ）に示されるように、調整板２２、２３が高感度位置にある場合に、開口２４、２５はどちらも検出領域３４全体と重なる。すなわち、検出領域３４全体が放射線撮像装置７０へ入射した放射線を検出可能である。他方で、図８（ｂ）および図９（ｂ）に示されるように、調整板２２、２３が低感度位置にある場合に、開口２４、２５はそれぞれ、検出領域３４の一部分のみと重なる。その結果、検出領域３４の一部である領域３６が開口２４、２５の両方と重なる。放射線撮像装置７０へ入射した放射線は、領域３６のみに入射し、調整板２２、２３と重なる検出領域３４の部分（領域３６以外の部分）には入射しない。
【００３２】
上述のように、調整板２２、２３が高感度位置にある場合の実質的な検出領域となる検出領域３４の面積は、調整板２２、２３が低感度位置にある場合の実質的な検出領域となる領域３６の面積よりも大きい。このように、放射線撮像装置７０においても、調整板２２、２３の位置を高感度位置と低感度位置とで切り替えることによって、放射線撮像装置７０の感度を容易に切り替えることができる。また、高感度位置から低感度位置へ切り替えるために調整板２２、２３を移動させる距離は高々撮像素子３３の１配列ピッチ分でよいため、放射線撮像装置７０を小型化できる。
【００３３】
放射線撮像装置７０では、高感度位置から低感度位置へ切り替えるために、調整板２３を矢印７１の方向（第１方向）に移動し、調整板２２を矢印７２の方向（第２方向）に移動する。このように、２枚の調整板２２、２３を反対方向に移動することによって、検出領域３４の重心と領域３６の重心とのずれを低減できる。ここで、反対方向とは、それぞれの移動方向の成す角が９０度よりも大きいことを意味する。特に、２枚の調整板２２、２３を逆方向、すなわち移動方向の成す角が１８０度となるように移動することによって、検出領域３４の重心と領域３６の重心とを一致させることができる。また、検出領域３４の形状と領域３６の形状とが同一、すなわち検出領域３４と領域３６とが相似となるように、開口２４、２５の形状と調整板２２、２３の移動方向とを設計してもよい。放射線撮像装置７０では調整板を２枚有する場合を説明したが、放射線撮像装置７０が２枚以上の任意の枚数の調整板を有する場合であっても同様にこれらの調整板の位置を変更することによって放射線撮像装置の感度を調整できる。また、放射線撮像装置１０と同様に、放射線撮像装置７０においても調整板２２、２３を高感度位置と低感度位置との間の位置に段階的に固定可能なように駆動部を構成することによって、放射線撮像装置７０の感度を段階的に調整することが可能となる。
【００３４】
続いて、図１０を用いて本発明の別の実施形態に係る放射線撮像装置８０を説明する。放射線撮像装置８０は、調整板２０の代わりに着脱可能な調整板２６を備える点で、図１の放射線撮像装置１０と異なり、他の点では同様である。そのため、図１０において図１と同様の構成要素は同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。
【００３５】
調整板２６は調整板２０と同じ構造であってもよいが、筐体５０に設けられたスリット８１を介して放射線撮像装置８０に機械的に着脱可能である。調整板２６が放射線撮像装置８０に装着された場合に、調整板２６は検出装置３０の放射線入射側（図９において左側）に配置され、検出装置３０の検出領域３４へ入射される放射線の量を調整する。調整板２６の開口を通過した放射線が検出装置３０へ入射しうる。一方で、調整板２６に遮られた放射線は検出装置３０へ入射しない。
【００３６】
放射線撮像装置８０の筐体５０はスリット８１の内側にレール８２を有するとともに、調整板２６の側面にはレール８２に嵌めあわさる溝が形成されている。これにより、放射線撮像装置８０のユーザは調整板２６を放射線撮像装置８０に装着できる。放射線撮像装置８０はストッパ８３をさらに備えてもよく、スリット８１から挿入された調整板２６はストッパ８３により停止する。ストッパ８３により停止した調整板２６の位置が後述の撮影位置となる。すなわち、レール８２およびストッパ８３は、調整板２６を取り外し可能に保持するとともに、撮影位置に調整板２６を案内するための保持部として機能しうる。また、ストッパ８３は調整板２６を撮影位置に固定するためのロック機構を有してもよい。ロック機構を有することによって、撮影中の調整板２６の位置ずれを防止できる。また、放射線撮像装置８０を用いて撮影を行っている間のスリット８１の向きによっては、ロック機構を用いずに調整板２６を固定できる。例えば、スリット８１が放射線撮像装置８０の上側や横側を向く場合に、レール８２およびストッパ８３との摩擦力および垂直抗力によって調整板２６が撮影位置に固定されうる。この場合には、レール８２およびストッパ８３が固定部として機能しうる。
【００３７】
図１１を用いて調整板２６を装着した場合と取り外した場合とについて詳細に説明する。図１１は図１０の領域Ｇを放射線入射方向から見た平面図である。説明のために図１１では筐体５０を省略している。図１１（ａ）は調整板２６を取り外した状態を示し、図１１（ｂ）は調整板２６を装着して固定した状態を示す。上述の調整板２０に対して行った説明は、調整板２６に対しても同様に当てはまる。
【００３８】
図１１（ａ）に示されるように、調整板２６が取り外された場合に、検出領域３４全体が放射線撮像装置１０へ入射した放射線を検出可能である。他方で、図１１（ｂ）に示されるように、調整板２６が装着された場合に、開口２７は検出領域３４の一部分である領域３７（点線で囲まれた９つの領域の集合）のみと重なる。すなわち、放射線撮像装置８０へ入射した放射線は、領域３７のみに入射し、調整板２６と重なる検出領域３４の部分（領域３７以外の部分）には入射しない。
【００３９】
上述のように、調整板２６が取り外された状態にある場合の実質的な検出領域となる検出領域３４の面積は、調整板２６が装着された状態にある場合の実質的な検出領域となる領域３７の面積よりも大きい。すなわち、調整板２６を取り外した状態の方が、調整板２６を装着した状態よりも高感度になる。このように、放射線撮像装置８０においても、調整板２６の着脱を行うことによって、放射線撮像装置８０の感度を容易に切り替えることができる。放射線撮像装置８０の構成では調整板２６を移動させる駆動部を設ける必要がないため、上述の放射線撮像装置１０、７０よりもさらに小型化が可能となる。
【００４０】
放射線撮像装置８０に調整板２６が装着された場合に、１つの検出領域３４に対していくつの開口２７が重なってもよい。図１１の例では１つの検出領域３４に対して等間隔に配置された複数の開口２７が重なっている。そして、検出領域３４の配列ピッチは開口２７の配列ピッチの４倍となっている。このように構成することで、図１２のように調整板２６が検出装置３０に対して矢印８４の方向にずれて固定された場合であっても、実質的な検出領域となる領域３７の面積を維持できる。これにより、調整板２６と検出装置３０との間のアライメントが不要になり、許容される配置誤差の大きな機械的着脱が可能となる。一般に、検出領域３４の配列ピッチは開口２７の配列ピッチのｎ倍（ｎは２以上の整数）であれば、調整板２６がずれて固定されたとしても、領域３７の面積を維持できる。
【００４１】
上述の実施形態を組み合わせた構成も可能である。例えば、放射線撮像装置が複数の調整板を有する場合に、一部の調整板が着脱可能であり、別の一部の調整板が放射線撮像装置内で２つの位置を取りうるように構成されてもよい。また、放射線遮蔽部材は開口の代わりに周囲の領域よりも放射線透過率の高い透過領域を有してもよい。すなわち、調整板は、アレイ状に配置された透過領域と、透過領域よりも放射線透過率の低い領域である遮蔽領域（透過領域以外の領域）とを有してもよい。調整板が高感度位置にある場合に検出領域３４が透過領域と重なる部分の面積が、調整板が低感度位置にある場合に検出領域３４が透過領域と重なる部分の面積よりも大きくなるように調整板が固定される。これにより、調整板が高感度位置にある場合に検出領域３４へ入射される放射線の量は、調整板が低感度位置にある場合に検出領域３４へ入射される放射線の量よりも多くなり、放射線撮像装置の感度を調整できる。上述の実施形態では遮蔽領域が調整板に対応し、透過領域が開口に対応する。また、透過領域を遮蔽領域よりも放射線透過率が高い物質で形成してもよいし、透過領域の厚さを遮蔽領域よりも薄くなるように調整板を形成してもよい。さらに、透過領域内で放射線透過率の分布が一様でなくてもよい。例えば、透過領域の中央付近の放射線透過率が最も高く、遮蔽領域へ近づくにつれて放射線透過率が低くなるように放射線透過率が分布してもよい。また、調整板の位置によって実質的な検出領域の面積が異なるようになる検出領域は複数の検出領域うちの一部であってもよい。例えば、検出装置３０の内側に位置する検出領域について感度を切り替え、検出装置３０の外周に位置する検出領域は常に高感度となるように調整板の開口の大きさを設定してもよい。
【００４２】
図１３は上述の各種実施形態の放射線撮像装置のＸ線診断システム（放射線撮像システム）への応用例を示した図である。Ｘ線チューブ６０５０（放射線源）で発生した放射線としてのＸ線６０６０は、被験者又は患者６０６１の胸部６０６２を透過し、上述の各種実施形態のいずれの放射線撮像装置であってもよい放射線撮像装置６０４０に入射する。この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応してシンチレータ３１は発光し、これを光電変換して、電気的情報を得る。この情報はデジタル信号に変換され信号処理部となるイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御室の表示部となるディスプレイ６０８０で観察できる。なお、放射線撮像システムは、放射線撮像装置と、この装置からの信号を処理する信号処理部とを少なくとも有する。
【００４３】
また、この情報は電話回線６０９０等の伝送処理部により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなどディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の記録媒体に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また記録部となるフィルムプロセッサ６１００により記録媒体となるフィルム６１１０に記録することもできる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線撮像装置であって、
放射線を検出する複数の検出領域がアレイ状に配置された検出面を放射線入射側に有し、各検出領域へ入射した放射線の量に応じた信号を生成する検出装置と、
放射線を透過する複数の透過領域がアレイ状に配置されており、前記複数の透過領域以外の領域へ入射した放射線を遮蔽して前記複数の検出領域へ入射する放射線の量を調整する１つ以上の調整板と、
前記１つ以上の調整板が前記検出装置の前記検出面を覆う位置を前記検出面に沿って移動可能なように、前記１つ以上の調整板を保持する保持部と、
前記１つ以上の調整板を移動する駆動部と
を備え、
前記駆動部は前記検出面に対して複数の位置に前記１つ以上の調整板を固定可能であり、
前記複数の検出領域の少なくとも１つにおいて、前記１つ以上の調整板を透過した放射線が入射する前記検出領域の部分の面積は、前記検出面に対する前記１つ以上の調整板の位置によって異なる
ことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
前記１つ以上の調整板は、互いに重なり合う第１調整板と第２調整板とを含み、
前記駆動部は、前記第１調整板を第１方向に移動する場合に、前記第２調整板を前記第１方向とは異なる第２方向に移動する
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項３】
前記第２方向は前記第１方向の反対方向であることを特徴とする請求項２に記載の放射線撮像装置。
【請求項４】
前記１つ以上の調整板のそれぞれにおける前記透過領域は、当該調整板に設けられた開口であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項５】
放射線撮像装置であって、
放射線を検出する複数の検出領域がアレイ状に配置された検出面を放射線入射側に有し、各検出領域へ入射した放射線の量に応じた信号を生成する検出装置と、
放射線を透過する複数の透過領域がアレイ状に配置されており、前記複数の透過領域以外の領域へ入射した放射線を遮蔽して前記複数の検出領域へ入射する放射線の量を調整する調整板と、
前記調整板を取り外し可能に保持するとともに、前記検出装置の前記検出面を覆う位置に前記調整板を案内する保持部と、
前記位置に案内された前記調整板を固定する固定部と
を備え、
前記複数の検出領域の少なくとも１つにおいて、前記調整板が取り外された場合に放射線が入射する前記検出領域の部分の面積は、前記調整板が前記位置に固定された場合に前記調整板を透過した放射線が入射する前記検出領域の部分の面積よりも大きい
ことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項６】
前記複数の検出領域の配列ピッチは前記複数の透過領域の配列ピッチのｎ倍（ｎは２以上の整数）であることを特徴とする請求項５に記載の放射線撮像装置。
【請求項７】
前記調整板の前記透過領域は、当該調整板に設けられた開口であることを特徴とする請求項５又は６に記載の放射線撮像装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の放射線撮像装置と、
前記放射線撮像装置によって得られた信号を処理する信号処理部と
を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
【請求項１】
放射線撮像装置であって、
放射線を検出する複数の検出領域がアレイ状に配置された検出面を放射線入射側に有し、各検出領域へ入射した放射線の量に応じた信号を生成する検出装置と、
放射線を透過する複数の透過領域がアレイ状に配置されており、前記複数の透過領域以外の領域へ入射した放射線を遮蔽して前記複数の検出領域へ入射する放射線の量を調整する１つ以上の調整板と、
前記１つ以上の調整板が前記検出装置の前記検出面を覆う位置を前記検出面に沿って移動可能なように、前記１つ以上の調整板を保持する保持部と、
前記１つ以上の調整板を移動する駆動部と
を備え、
前記駆動部は前記検出面に対して複数の位置に前記１つ以上の調整板を固定可能であり、
前記複数の検出領域の少なくとも１つにおいて、前記１つ以上の調整板を透過した放射線が入射する前記検出領域の部分の面積は、前記検出面に対する前記１つ以上の調整板の位置によって異なる
ことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
前記１つ以上の調整板は、互いに重なり合う第１調整板と第２調整板とを含み、
前記駆動部は、前記第１調整板を第１方向に移動する場合に、前記第２調整板を前記第１方向とは異なる第２方向に移動する
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項３】
前記第２方向は前記第１方向の反対方向であることを特徴とする請求項２に記載の放射線撮像装置。
【請求項４】
前記１つ以上の調整板のそれぞれにおける前記透過領域は、当該調整板に設けられた開口であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項５】
放射線撮像装置であって、
放射線を検出する複数の検出領域がアレイ状に配置された検出面を放射線入射側に有し、各検出領域へ入射した放射線の量に応じた信号を生成する検出装置と、
放射線を透過する複数の透過領域がアレイ状に配置されており、前記複数の透過領域以外の領域へ入射した放射線を遮蔽して前記複数の検出領域へ入射する放射線の量を調整する調整板と、
前記調整板を取り外し可能に保持するとともに、前記検出装置の前記検出面を覆う位置に前記調整板を案内する保持部と、
前記位置に案内された前記調整板を固定する固定部と
を備え、
前記複数の検出領域の少なくとも１つにおいて、前記調整板が取り外された場合に放射線が入射する前記検出領域の部分の面積は、前記調整板が前記位置に固定された場合に前記調整板を透過した放射線が入射する前記検出領域の部分の面積よりも大きい
ことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項６】
前記複数の検出領域の配列ピッチは前記複数の透過領域の配列ピッチのｎ倍（ｎは２以上の整数）であることを特徴とする請求項５に記載の放射線撮像装置。
【請求項７】
前記調整板の前記透過領域は、当該調整板に設けられた開口であることを特徴とする請求項５又は６に記載の放射線撮像装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の放射線撮像装置と、
前記放射線撮像装置によって得られた信号を処理する信号処理部と
を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−２４６６４（Ｐ２０１３−２４６６４Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５８４５３（Ｐ２０１１−１５８４５３）
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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