JP2021061595A - 放射線画像撮影装置 - Google Patents
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Abstract
Description
少なくとも、
複数の走査線および複数の信号線と、
二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
前記走査線を介してオフ電圧が印加されると前記放射線検出素子内に電荷を蓄積させ、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ素子と、
が一面側に形成されたセンサー基板と、
シンチレーターを支持し、前記センサー基板の前記一面側に形成された前記放射線検出素子と前記シンチレーターとが対向する状態で前記センサー基板に設けられたシンチレーター基板と、
一面側に少なくとも前記センサー基板が設けられ、反対の面側に少なくとも放射線センサーと電子機器とが配置された基台と、
前記各走査線に印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替える走査駆動手段と、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を画像データとして読み出す読み出し回路と、
放射線の照射開始を検出する制御手段と、
を備えるセンサーパネルを備え、
前記センサーパネルは、その両端部が、当該センサーパネルを収納する筐体の側面の内部部分にそれぞれ保持される状態で前記筐体内に収納されており、
前記シンチレーター基板の前記シンチレーターが形成された面とは反対側の面に導電層が形成されるとともに、当該導電層が前記電子機器の基準GNDに電気的に接続されており、
前記制御手段は、
少なくとも、前記各放射線検出素子からのデータ、または前記各放射線検出素子の一部の構造が変えられた放射線検知用画素からのデータに基づいて放射線の照射開始を検出する第1の検出方式による放射線の照射開始の検出を所定周期で繰り返し行うとともに、前記放射線センサーの出力値に基づいて放射線の照射開始を検出する第2の検出方式による放射線の照射開始の検出を前記第1の検出方式による検出と同一周期で繰り返し行い、
前記第1の検出方式と前記第2の検出方式のいずれかの方式により、または両方の方式により放射線の照射開始を検出した場合には、前記スイッチ素子をオフ状態として前記放射線検出素子内に電荷が蓄積される状態に移行させることを特徴とする。
以下、まず、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1の概略的な構成について説明する。図1は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の断面図である。
また、シンチレーターはCsI等の柱状結晶タイプであり、上記シンチレーター基板34上に直接蒸着されている。
ここで、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1で行われる放射線の照射開始の検出処理について説明する。
検出することで、放射線画像撮影装置1自体で放射線の照射開始を検出するように構成することが可能である。
そして、本実施形態では、制御手段22は、上記の第1の検出方式(各放射線検出素子7や放射線検知用画素からのデータに基づく検出方式)と第2の検出方式(放射線センサー25の出力値に基づく検出方式)のいずれかの方式により放射線の照射開始を検出した場合、或いは両方の方式により放射線の照射開始を検出した場合には、全てのTFT8をオフ状態として放射線検出素子7内に電荷が蓄積される状態に移行させるようになっている。
上記の第1の検出方式は、例えば以下のように改良することが可能である。なお、以下においても、主に、読み出したリークデータdleakに基づいて放射線の照射開始を検出する場合について説明する。また、これらの改良された検出方法については、本願出願人が先に提出した特開2012−176155号公報等にも記載されており、詳しくは同公報等を参照されたい。
また、さらに検出処理における上記の判断処理を軽くするために、制御手段22で、1回のリークデータdleakの読み出し処理で各読み出しIC16から出力されたリークデータdleakから算出した例えば32個の統計値dleak_st(z)の中から、最大値を抽出し、リークデータdleakの統計値dleak_st(z)の最大値が閾値以上になったか否かを判断するように構成することも可能である。
具体的には、リークデータdleakの読み出し処理の際に読み出しIC16から出力されるリークデータdleakの統計値dleak_st(z)を算出するごとに、図9に示すように、当該読み出し処理の直前の読み出し処理を含む所定回数(例えば10回)分の過去の各読み出し処理の際に算出された、読み出しIC16ごとのリークデータdleakの統計値dleak_st(z)の平均(すなわち移動平均dlst_ma(z))を算出するように構成する。
Δd(z)=dleak_st(z)−dlst_ma(z) …(1)
一方、放射線発生装置55から放射線画像撮影装置1に照射される放射線の線量率が非常に小さい場合、上記のようにして算出される読み出しIC16ごとのリークデータdleakの平均値等の統計値dleak_st(z)が小さくなる。そして、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されても、統計値dleak_st(z)が閾値dthA以上にならない場合が生じ得る。
次に、放射線画像撮影装置1における本発明に特有の構成等について説明する。また、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1の作用についてもあわせて説明する。
図14に、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1のセンサーパネルSPの端部付近のより詳しい構成を表す断面図を示す。
なお、各基準GND電極46a、47aは、これらの各電極を同電位に保つべく、共通の導電パターン部(図示を省略)と接続されている。
が開始されたと誤検出してしまう場合があった。
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1によれば、シンチレーター基板34の上面側に導電層39を形成し、当該導電層39が電子機器32の基準GNDに電気的に接続されるように構成した。そして、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、各放射線検出素子7や放射線検知用画素からのデータに基づいて放射線の照射開始を検出する第1の検出方式と、放射線センサー25の出力値に基づいて放射線の照射開始を検出する第2の検出方式のいずれかの方式により、または両方の方式により放射線の照射開始を検出した場合には、スイッチ素子であるTFT8をオフ状態として電荷蓄積状態に移行させて放射線画像撮影を行うように構成した。
なお、導電層39の厚さを変えても(すなわち、例えば厚さを50μm、100μm、150μmに変化させても)、上記の効果に差異は少なく、導電層を設けること自体が重要である知見も得られている。
一方、前述したように、センサーパネルSPには、放射線画像撮影装置1に照射された放射線がセンサーパネルSPの下面側の電子機器32に到達しないように、放射線を遮蔽するための鉛の薄板が設けられているが、例えば、その鉛の薄板を上記の導電層39と同様に活用して、センサー基板4に発生する静電気を除去するように構成することも可能である。
また、防湿絶縁樹脂45表面やフレキシブル回路基板44については、センサーパネルSPの製造工程で残留電荷が内在すると、低レベルの振動でも局所的集中により大きなノイズが信号値に重畳し易く、残留電荷が発生することがないように充分な(100%の)除電を行う必要がある。
また、例えば図17に示すように、センサーパネルSPの基台31の下面側、すなわち例えばPCB基板33の下面側等に、センサーパネルSPに生じた加速度を検出する加速度センサー26を設けるように構成することも可能である。この場合、加速度センサー26は、例えば加速度を3次元的或いは平面的に検出する、いわゆる3次元センサーや2次元センサーでもよいが、少なくともセンサーパネルSPの上下方向の加速度を検出することができるものが用いられる。
なお、本実施形態では、上記の特有の構成1〜3を成立させるために、第2の検出方式を担当する放射線センサー25として、前述したように、振動等の外乱が生じた場合でも出力されるノイズが大きくならず、外乱により放射線の照射開始を誤検出しにくい放射線センサーが用いられる。
また、放射線センサー25は、図1に示すように基台31の下面に直接取り付けたり、或いは基台31の下面側に設けられたPCB基板33の下面に取り付ける等して配置することが可能である。また、上記の実施形態の構成においては、照射線量に対し、放射線センサー25に到達する線量は1/30程度に減弱される。照射線量に対し放射線センサー25に到達する線量割合を増加せしめるために、基台31に部分的に凹部を設けて放射線センサー25を固定したり、放射線センサー25に対応する鉛板42を部分的に切欠いたりしても良い。
撮影を行う放射線技師は、撮影可能領域の中心に放射線センサー25が設けられていることを意識して、患者をポジショニングすることができる。
その際には、当該ズレ量を意識して放射線技師がポジショニングを行うことは困難な場面も想定され、放射線の照射開始を検出できなくなる場合も予測される。
その際には、放射線センサーが複数回連続して照射開始と判断した場合に、直ちに電荷蓄積状態(図6参照)に移行させることも可能となり、前述する基本周期よりも短い周期
設定も可能となる。
2 筐体
3 シンチレーター
4 センサー基板
5 走査線
6 信号線
7 放射線検出素子
8 TFT(スイッチ素子)
15 走査駆動手段
17 読み出し回路
22 制御手段
25 放射線センサー
26 加速度センサー
32 電子機器
31 基台
34 シンチレーター基板
39 導電層
42 鉛の薄板
A 対角線
B 中心線
D 画像データ
dleak リークデータ(データ)
dleak_st(z) リークデータの統計値(リークデータに基づいて算出される値)
P 検出部
Pa〜Pf 仮想的に分割された領域
q 電荷
SP センサーパネル
Δdmax 差分の最大値(リークデータに基づいて算出される値)
Δd(z) 差分(リークデータに基づいて算出される値)
ΣΔd 積算値(リークデータに基づいて算出される値)
複数の放射線検出素子を備えるセンサー基板と、
一面側に前記センサー基板が設けられた基台と、
前記センサー基板及び前記基台を収納する筐体の側面の内部に設けられた緩衝部材と、を備え、
前記基台の端部が、前記緩衝部材に設けられた凹部に入り込んでいることを特徴とする。
Claims (8)
- 少なくとも、
複数の走査線および複数の信号線と、
二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
前記走査線を介してオフ電圧が印加されると前記放射線検出素子内に電荷を蓄積させ、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ素子と、
が一面側に形成されたセンサー基板と、
シンチレーターを支持し、前記センサー基板の前記一面側に形成された前記放射線検出素子と前記シンチレーターとが対向する状態で前記センサー基板に設けられたシンチレーター基板と、
一面側に少なくとも前記センサー基板が設けられ、反対の面側に少なくとも放射線センサーと電子機器とが配置された基台と、
前記各走査線に印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替える走査駆動手段と、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を画像データとして読み出す読み出し回路と、
放射線の照射開始を検出する制御手段と、
を備えるセンサーパネルを備え、
前記センサーパネルは、その両端部が、当該センサーパネルを収納する筐体の側面の内部部分にそれぞれ保持される状態で前記筐体内に収納されており、
前記シンチレーター基板の前記シンチレーターが形成された面とは反対側の面に導電層が形成されるとともに、当該導電層が前記電子機器の基準GNDに電気的に接続されており、
前記制御手段は、
少なくとも、前記各放射線検出素子からのデータ、または前記各放射線検出素子の一部の構造が変えられた放射線検知用画素からのデータに基づいて放射線の照射開始を検出する第1の検出方式による放射線の照射開始の検出を所定周期で繰り返し行うとともに、前記放射線センサーの出力値に基づいて放射線の照射開始を検出する第2の検出方式による放射線の照射開始の検出を前記第1の検出方式による検出と同一周期で繰り返し行い、
前記第1の検出方式と前記第2の検出方式のいずれかの方式により、または両方の方式により放射線の照射開始を検出した場合には、前記スイッチ素子をオフ状態として前記放射線検出素子内に電荷が蓄積される状態に移行させることを特徴とする放射線画像撮影装置。 - 前記センサー基板と前記基台との間に、放射線を遮蔽するための鉛の薄板が設けられており、
前記鉛の薄板は、前記センサー基板の端部部分まで延設されており、かつ、前記電子機器の基準GNDに電気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の放射線画像撮影装置。 - 前記基台の前記一面側とは反対側の面に加速度センサーが設けられており、
前記制御手段は、前記第1の検出方式については、前記加速度センサーが検出した加速度の大きさが所定の閾値以上になった時点から所定期間の間は、前記第1の検出方式により放射線の照射開始が検出される状態であっても放射線の照射開始を検出せず、または、前記所定期間の間、前記第1の検出方式による放射線の照射開始の検出処理を行わないことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の放射線画像撮影装置。 - 前記放射線センサーは、複数配置されており、前記センサー基板上で前記複数の放射線検出素子が配列された矩形状の領域である検出部を2本の対角線で4つの領域に仮想的に分割した場合の互いに隣り合わない2つの前記領域にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
- 前記複数の放射線センサーは、長方形状の前記検出部の仮想的に分割された前記4つの領域のうち前記長方形の短辺を含む2つの前記領域にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項4に記載の放射線画像撮影装置。
- 前記放射線センサーは、複数配置されており、前記センサー基板上で前記複数の放射線検出素子が配列された矩形状の領域である検出部を同形の矩形状の2つの領域に仮想的に分割する中心線上からずれた位置に配置されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
- 前記筐体は、JIS Z 4905に準拠するサイズで形成されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
- 前記第1の検出方式は、前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加して前記各スイッチ素子をオフ状態とした状態で前記各スイッチ素子を介して前記各放射線検出素子からリークする電荷を前記読み出し回路にリークデータとして読み出させ、読み出した前記リークデータまたは前記リークデータに基づいて算出される値に基づいて放射線の照射開始を検出する検出方式であることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
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