JP3790678B2 - X-ray detector for breast - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、X線を用いて被検体の撮影を行うX線撮影装置に搭載する***用X線検出装置に係わり、特に、ディジタル画像を得ることが可能なX線撮影装置に好適な***用X線検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、X線を使った***撮影(マンモグラフィー)が行われている。図8はX線を使った***撮影を行う代表的なX線撮影装置100を示す斜視図である。このX線撮影装置100では、図8に示すように***部分を検出部101に接触させることにより撮影が行われる。
【0003】
従来、X線を用いた***撮影にはフィルムが使われている。この***撮影での主目的は乳癌の発見であり、そのためには微小石灰化(100〜300μm,コントラスト大)と、腫瘤(〜数cm,コントラスト小)を良く表すことが必要となっている。
【0004】
しかしながら、前記フィルムを用いた***撮影では微小石灰化は発見し易いが、コントラストの小さい腫瘤は発見し難い。このため、ディジタル画像での画像処理によって腫瘤の発見率を上げたいという強い要求がある。また、***に限らず、胸部やその他部位でも同様な強い要求がある。
【0005】
現在、ディジタル画像を得る手段として、イメージングプレートに撮影後、レーザービームをスキャンして生じた発光を検出してディジタル化するイメージングプレートを用いたCR(computed radiography)が一部で行われている。しかし、これには、解像度が低く微小石灰化の描出能が良くないという欠点と、撮影後レーザービームをスキャンして生じた発光を検出してディジタル化するので、1画面のディジタル化に約3分掛かることから、撮影してから画像観察までに時間が掛かるという欠点がある。
【0006】
このため、解像度が高く、撮影後すぐに画像観察ができ、かつディジタル画像処理ができる検出器が望まれている。このような期待に応える検出器として図9に示すように、支持体111と、SiN113と、a−Si115と、ゲート117、ソース119、ドレイン121およびポリイミド123から成るTFT(Thin Film Transistor)125と、フォトダイオード127と、蛍光体129とから構成される検出器131が提案されている。なお、図9は検出器131の1画素分の断面構成を示している。
【0007】
検出器131では、X線管(図示せず)から曝射され、被検体を透過し蛍光体129に入射したX線は可視光に変換される。この可視光はフォトダイオード127に入射して電荷を発生させる。この電荷はTFT125をONさせることにより外部に読み出される。検出器131では、フォトダイオード127もTFT125もa−Si115の薄膜により形成されているので、広い視野を持った検出器とすることができる。
【0008】
次に、検出器131の動作原理を、図10を用いて簡単に説明する。なお図10は、蛍光体129を除いた検出器131の平面図である。まず、フォトダイオード127は逆バイアスされ、付随する静電容量133を充電する。可視光がフォトダイオード127に入射することにより発生した電荷は、静電容量133に蓄積されていた電荷を放電させる。放電終了後、水平シフトレジスタ135および垂直シフトレジスタ137により、各TFT125を選択して電荷を外部に読み出すとともに、再び静電容量133を充電する。ここで、前記放電量はフォトダイオード127に入射する光量に比例する。このため、前記読み出された電荷を基にディジタル画像を得ることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、乳癌発見を目的とする***撮影等のように高解像度が要求される場合、TFT125、フォトダイオード127および静電容量133から成る検出部133aの配列ピッチを狭くする必要があるので(例えば50μmピッチ)、検出部133aから水平シフトレジスタ135、垂直シフトレジスタ137等の走査部への配線は、その取り出し密度が非常に高くなり、前記配線の取り出しが難しい。
【0010】
ところで、被検体の診断部位については、極力全部を検出できることが望ましいので、検出できない可能性のある被検体領域を殆ど無くすることができるようにすることを、本発明に係る***用X線検出装置の目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項1に記載の本発明に係る***用X線検出装置は、被検体を透過したX線像を光学像に変換するX線−光変換部と、光を電気信号に変換する画素をマトリクス状に配列した画素配列部を有し且つ当該画素配列部により前記光学像を電気信号に変換するようにした検出部と、前記画素それぞれに接続され且つ前記マトリクス状に配列された画素の信号読出しを行毎に制御する垂直走査部と、前記画素それぞれに接続され且つ前記マトリクス状に配列された画素の信号読出しを列毎に制御する水平走査部とを備えたX線検出装置において、前記水平走査部および前記垂直走査部を、前記画素配列部の複数の列および複数の行の奇数番目及び偶数番目の列または行の複数の画素に列毎または行毎に交互に接続された2系統の走査部で形成し、前記水平走査部および前記垂直走査部のうちの一方の走査部における2系統の走査部を共に前記検出部の列方向または行方向の一方の端部の側に設けたことを特徴とする。
【0012】
とくに、前記画素配列部を、前記検出部の前記被検体を位置させる側である、当該検出部の前記列方向または前記行方向のもう一方の端部の側に寄せて配置していることも望ましい。
【0013】
【作用】
請求項1及び2に記載の発明に係る***用X線検出装置によれば、画素がマトリクス状に配列された画素配列部の信号読出しを列毎に制御する水平走査部及びその画素の信号読出しを行毎に制御する垂直走査部のうちの例えば一方は、画素配列部の列方向または行方向の一方の端部の側に設けられる。この走査部は、奇数番目及び偶数番目の行または列の複数の画素に行毎または列毎に交互に接続された2系統の走査部として設けられている。
【0014】
とくに、画素配列部を、検出部の被検体を位置させる側である、当該検出部の列方向または行方向のもう一方の端部の側に寄せて配置することが好適である。
【0015】
この結果、画素配列部の水平走査部及び垂直走査部のうちの例えば一方については、その一方の端部側には走査部が無いことから、画素配列部を寄せた、もう一方の端部の側から被検体を検出部にアクセスさせることができ、被検体をX線で検出できない可能性のある領域を殆ど無くすることができる。
【0016】
【実施例】
図1は、本発明に係る***用X線検出装置の第1実施例のX線撮影装置の検出器10を示す平面図である(ただし、蛍光体を除く)。なお、図8および図9に示した従来の検出器131と同一の部材には同一符号を付して、その説明を省略する。また、検出器10の入射面の1画素分の断面構成は、図8に示した従来の検出器131のそれと同一であるため、図示および説明は省略する。
【0017】
従来、静電容量133に充電された電荷を一つの水平シフトレジスタ135と一つの垂直シフトレジスタ137により読み出していたものを(図9参照)、第1実施例のX線撮影装置の検出器10の場合、図1に示すように二つの水平シフトレジスタ11a,11bと、二つの垂直シフトレジスタ13a,13bとを用いて前記電荷を例えば交互に読み出すように構成している。なお、この検出器10のその他の構成部分は、前述した図9に示した従来の検出器131と同一になっている。
【0018】
第1実施例のX線撮影装置の検出器10では、図1に示すように、検出器10を構成するTFT125、フォトダイオード127および静電容量133から成る略長方形の検出部133aの水平方向の2つの辺にそれぞれ隣接させて水平シフトレジスタ11aと水平シフトレジスタ11bを設けるとともに、前記検出部133aの垂直方向の2つの辺にそれぞれ隣接させて垂直シフトレジスタ13aと垂直シフトレジスタ11bを設けたものである。
【0019】
水平シフトレジスタ11aは、奇数列の静電容量133の電荷の読み出しを担当し、水平シフトレジスタ11bは、偶数列の静電容量133の電荷の読み出しを担当する。また、垂直シフトレジスタ13aは、奇数行の静電容量133の電荷の読み出しを担当し、垂直シフトレジスタ13bは、偶数行の静電容量133の電荷の読み出しを担当する。
【0020】
水平シフトレジスタ11a,11bと垂直シフトレジスタ13a,13bの駆動は、図示しない駆動制御器により一括して行われる。前記駆動制御器による水平シフトレジスタ11a,11bと垂直シフトレジスタ13a,13bの駆動のタイミングを図2に示す。図2に示すように、垂直シフトレジスタ13aにより1行目、垂直シフトレジスタ13bにより2行目というように、また、水平シフトレジスタ11aにより1列目、水平シフトレジスタ11bにより2列目というように交互に前記駆動制御器により駆動される。なお、図3に示すように、水平シフトレジスタ11aと水平シフトレジスタ11bを同時に駆動させるようにすれば、読み出しスピードが2倍になる。
【0021】
このように、第1実施例のX線撮影装置の検出器10は、TFT125、フォトダイオード127および静電容量133から成る検出部133aの静電容量133に充電された電荷を二つの水平シフトレジスタ11a,11bと二つの垂直シフトレジスタ13a,13bを用いて、例えば交互に読み出すようにしている。この構成により、検出部133aから走査部であるシフトレジスタ(水平シフトレジスタ11a,11b、垂直シフトレジスタ13a,13b)への配線の取り出し密度を減少させることができる。
【0022】
なお、第1実施例のX線撮影装置の検出器10は、静電容量133に蓄積された電荷の読み出しに、シフトレジスタ(水平シフトレジスタ11a,11b、垂直シフトレジスタ13a13b)を用いているが、これに限らず、例えば、図4に示すように、垂直シフトレジスタ13a,13bに換えて、出力アンプ21を入力側に各々備えたとマルチプレクサ23a,23bを用いるようにしてもよい。
【0023】
また、第1実施例のX線撮影装置の検出器10は、水平方向および垂直方向とも、二つのシフトレジスタ(水平シフトレジスタ11a,11b、垂直シフトレジスタ13a,13b)を設けているが、これに限らず、水平方向または垂直方向のみシフトレジスタを二つ設けるようにしても良い。
【0024】
さらに、第1実施例のX線撮影装置の検出器10は、水平方向および垂直方向とも、二つのシフトレジスタ(水平シフトレジスタ11a,11b、垂直シフトレジスタ13a,13b)を設けることにより、検出部133aから前記シフトレジスタへの配線の取り出し密度を減少させるようにしているが、これに限らず、例えば図5に示すように、水平方向および垂直方向とも、四つのシフトレジスタ(水平シフトレジスタ11a,11b,11c,11d、垂直シフトレジスタ13a,13b,13c,13d)を設けるようにしてもよい。なお、前記シフトレジスタの数はこれに限られない。また、追加したシフトレジスタは、既存のシフトレジスタと隣接して設ける必要はなく、基板の裏面等に設けるようにしても良い。
【0025】
図6は、本発明に係る***用X線検出装置の第2実施例のX線撮影装置の検出器30を示す平面図である(蛍光体を除く)。なお、図1に示す第1実施例のX線撮影装置と同一の部材には同一符号を付して説明は省略する。また、検出器30の入射面の1画素分の断面構成は、図9に示す従来の検出器131と同一であるため、図示および説明は省略する。
【0026】
X線撮影装置による***撮影では、図8に示すように***を検出器101に対応させて位置させる。このため、図1に示す第1実施例のX線撮影装置の検出器30のように、検出部133aの4辺ともに隣接してシフトレジスタ(水平シフトレジスタ11a,11b、垂直シフトレジスタ13a13b)を設けた場合、***の位置する側に垂直シフトレジスタ13bが存在するので、垂直シフトレジスタ13bの存在する領域は検出できない可能性がある。これを解消するために、第2実施例のX線撮影装置の検出器30では、図6に示すように、垂直シフトレジスタ13bを垂直シフトレジスタ13aの側に移すとともに、TFT125、フォトダイオード127および静電容量133から成る検出部133aを、従来垂直シフトレジスタ13bの設けられていた側(***の肋骨近傍を撮影数側)のできる限り端部まで設けるようにしたものである。
【0027】
図7は、第2実施例のX線撮影装置の検出器30を用いて実際に***撮影を行った場合の平面図(図7(a))と正面図(図7(b))を示している。図7(a)に示すように、第2実施例のX線撮影装置の検出器30を用いた***撮影は、検出器30を保持している検出器板30aに***を載置し、その上から圧迫板を用いて***を固定することにより行われる。ここで、第2実施例のX線撮影装置の検出器30は、X線検出部133aの1辺側についてはできる限り端部までX線検出部を設けているので、前記1辺側に***を載置させることにより、検出できない可能性のある領域を殆ど無くすことができる。
【0028】
なお、第2実施例のX線撮影装置の検出器30は、垂直シフトレジスタ13bを垂直シフトレジスタ13aの側に移しているが、これに限らず、***を位置させる側が垂直シフトレジスタ13aの側である場合は、垂直シフトレジスタ13aを垂直シフトレジスタ13bの側に移すようにする。また、***を位置させる側が、水平シフトレジスタ11aまたは水平シフトレジスタ11bの側である場合は、水平シフトレジスタ11aまたは水平シフトレジスタ11bをもう一方の側に移すようにする。
【0029】
さらに、第2実施例のX線撮影装置の検出器30は、第1実施例のX線撮影装置の検出器10と同様に、水平方向および垂直方向とも、二つのシフトレジスタ(水平シフトレジスタ11a,11b、垂直シフトレジスタ13a,13b)を設けているが、これに限らず、水平方向および垂直方向の内、***を位置させる側は従来と同様に、一つのシフトレジスタのみを設けるようにしてもよい。例えば、図6に示す検出器30の場合は、垂直方向を一つのシフトレジスタにするという構成を採る。
【0030】
さらに、第一実施例、第二実施例のX線撮影装置の検出器10,30は共に、***撮影に適用した場合を説明したが、これに限らず、他の部位についても適用することができる。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1及び2に記載の本発明によれば、画素がマトリクス状に配列された画素配列部の信号読出しを列毎に制御する水平走査部およびその画素の信号読出しを行毎に制御する垂直走査部の例えば一方は、画素配列部の列方向または行方向の一方の端部の側に、奇数番目及び偶数番目の列または行の複数の画素に列毎または行毎に交互に接続された2系統の走査部として設けられている。画素配列部を、検出部の被検体を位置させる側である、当該検出部の列方向または行方向のもう一端部の側に寄せて配置される。このため、その寄せた側から被検体を検出部にアクセスさせることで、例えば***を撮影する場合の肋骨側の画像なども確実に撮影することができ、X線撮影によって検出できない可能性のある被検体領域を殆ど無くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る***用X線検出装置の第1実施例のX線撮影装置の検出器を示す平面図。
【図2】 駆動制御器による水平シフトレジスタと垂直シフトレジスタの駆動のタイミングを示す説明図。
【図3】 駆動制御器による水平シフトレジスタと垂直シフトレジスタの駆動のタイミングを示す説明図(水平シフトレジスタのみ同時読み出し)。
【図4】 垂直シフトレジスタに換えて、出力アンプを入力側に各々備えたマルチプレクサを設けた場合の検出器を示す平面図。
【図5】 水平方向、垂直方向とも、四つのシフトレジスタを設けた場合の検出器を示す平面図。
【図6】 本発明に係る***用X線検出装置の第2実施例のX線撮影装置の検出器を示す平面図。
【図7】 図6に示された***用X線撮影装置の検出器30を用いて実際に***撮影を行った場合を示す平面図(a)と正面図(b)。
【図8】 X線を使った***撮影を行う代表的なX線撮影装置を示す斜視図。
【図9】 検出器の1画素分の断面構成を示す説明図。
【図10】 X線撮影装置の従来の検出器を示す平面図。
【符号の説明】
10,30 検出器
11 水平シフトレジスタ
13 垂直シフトレジスタ
21 出力アンプ
23 マルチプレクサ
100 X線撮影装置
111 支持体
113 SiN
115 a−Si
117 ゲート
119 ソース
121 ドレイン
123 ポリイミド
125 TFT
127 フォトダイオード
129 蛍光体
131 検出器
133 静電容量[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a breast X-ray detection apparatus mounted on an X-ray imaging apparatus for imaging a subject using X-rays, and particularly suitable for an X-ray imaging apparatus capable of obtaining a digital image . The present invention relates to an X-ray detection apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, mammography (mammography) using X-rays has been performed. FIG. 8 is a perspective view showing a typical
[0003]
Conventionally, film has been used for mammography using X-rays. The main purpose of this mammography is the discovery of breast cancer. For this purpose, it is necessary to express microcalcification (100 to 300 μm, high contrast) and the mass (˜several centimeters, low contrast) well.
[0004]
However, in mammography using the film, microcalcification is easy to find, but a tumor with low contrast is difficult to find. For this reason, there is a strong demand to increase the discovery rate of masses by image processing with digital images. In addition to the breast, there are similar strong demands on the chest and other parts.
[0005]
Currently, as a means for obtaining a digital image, CR (computed radiography) using an imaging plate that detects and digitizes light emitted by scanning a laser beam after imaging on an imaging plate is partly performed. However, this has the disadvantage of low resolution and poor visualization of microcalcifications, and the light emission generated by scanning the laser beam after imaging is detected and digitized. Since it takes time, there is a drawback in that it takes time from image capturing to image observation.
[0006]
For this reason, a detector that has a high resolution, can observe an image immediately after photographing, and can perform digital image processing is desired. As a detector that meets such expectations, as shown in FIG. 9, a
[0007]
In the
[0008]
Next, the operation principle of the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, when high resolution is required, such as mammography for the purpose of breast cancer detection, it is necessary to narrow the arrangement pitch of the
[0010]
By the way, since it is desirable that the entire diagnostic region of the subject can be detected as much as possible, the X-ray detection for breast according to the present invention can eliminate almost all the subject regions that may not be detected. The purpose of the device.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a breast X-ray detection apparatus according to the present invention described in
[0012]
In particular, the pixel array unit may be arranged close to the other end of the detection unit in the column direction or the row direction, which is the side of the detection unit on which the subject is positioned. desirable.
[0013]
[Action]
According to the breast X-ray detection apparatus of the first and second aspects of the present invention, a horizontal scanning unit that controls signal readout of a pixel array unit in which pixels are arranged in a matrix for each column, and signal readout of the pixel For example, one of the vertical scanning units that controls the image for each row is provided on one end side in the column direction or the row direction of the pixel array unit. This scanning unit is provided as two systems of scanning units that are alternately connected to a plurality of pixels in odd-numbered and even-numbered rows or columns for each row or column.
[0014]
In particular, it is preferable that the pixel array unit is arranged close to the other end in the column direction or the row direction of the detection unit, which is the side where the subject of the detection unit is located.
[0015]
As a result, for example, one of the horizontal scanning unit and the vertical scanning unit of the pixel array unit has no scanning unit on one end side thereof, so that the pixel array unit is moved to the other end portion. The subject can be accessed from the side to the detection unit, and the region in which the subject may not be detected by X-rays can be almost eliminated.
[0016]
【Example】
FIG. 1 is a plan view showing the
[0017]
The
[0018]
In the
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
As described above, the
[0022]
The
[0023]
Further, the
[0024]
Further, the
[0025]
FIG. 6 is a plan view showing the
[0026]
In mammography by the X-ray imaging apparatus, the breast is positioned corresponding to the
[0027]
FIG. 7 shows a plan view (FIG. 7A) and a front view (FIG. 7B) when mammography is actually performed using the
[0028]
In the
[0029]
Further, the
[0030]
Furthermore, the
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the first and second aspects of the present invention, the horizontal scanning unit that controls the signal readout of the pixel array unit in which the pixels are arranged in a matrix for each column and the signal readout of the pixel are performed. the one example of the vertical scanning section for controlling line by line, on the side of one end in the column direction or row direction of the pixel array unit, column or per row-by-row to a plurality of pixels of odd and even column or row Are provided as two scanning units connected alternately. The pixel array part is arranged close to the other end part in the column direction or the row direction of the detection part, which is the side where the subject of the detection part is located. For this reason, by accessing the detection unit from the approaching side, for example, an image on the rib side when the breast is imaged can be surely captured, which may not be detected by X-ray imaging. Almost no subject area can be eliminated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a detector of an X-ray imaging apparatus according to a first embodiment of a breast X-ray detection apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing driving timing of a horizontal shift register and a vertical shift register by a drive controller.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the driving timing of a horizontal shift register and a vertical shift register by a drive controller (only horizontal shift register is read simultaneously).
FIG. 4 is a plan view showing a detector when a multiplexer provided with output amplifiers on the input side is provided in place of the vertical shift register.
FIG. 5 is a plan view showing a detector when four shift registers are provided both in the horizontal direction and in the vertical direction.
FIG. 6 is a plan view showing a detector of the X-ray imaging apparatus of the second embodiment of the X-ray detection apparatus for breast according to the present invention.
7A and 7B are a plan view and a front view showing a case where mammography is actually performed using the
FIG. 8 is a perspective view showing a typical X-ray imaging apparatus that performs mammography using X-rays.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a cross-sectional configuration of one pixel of a detector.
FIG. 10 is a plan view showing a conventional detector of an X-ray imaging apparatus.
[Explanation of symbols]
10, 30 Detector 11 Horizontal shift register 13
115 a-Si
117 Gate 119 Source 121
127
Claims (2)
前記水平走査部および前記垂直走査部を、前記画素配列部の複数の列および複数の行の奇数番目及び偶数番目の列または行の複数の画素に列毎または行毎に交互に接続された2系統の走査部で形成し、前記水平走査部および前記垂直走査部のうちの一方の走査部における2系統の走査部を共に前記検出部の列方向または行方向の一方の端部の側に設けたことを特徴とする***用X線検出装置。An X-ray-light conversion unit that converts an X-ray image that has passed through the subject into an optical image, and a pixel array unit in which pixels that convert light into an electrical signal are arranged in a matrix, and the optical by the pixel array unit A detection unit configured to convert an image into an electrical signal; a vertical scanning unit connected to each of the pixels and controlling signal readout of the pixels arranged in a matrix for each row; and connected to each of the pixels; In an X-ray detection apparatus comprising a horizontal scanning unit for controlling signal readout of pixels arranged in a matrix for each column,
2 in which the horizontal scanning unit and the vertical scanning unit are alternately connected to a plurality of pixels of the odd-numbered and even-numbered columns or rows of the plurality of columns and rows of the pixel array unit for each column or each row. formed by scanning of the lines, on one side of both one end of the column or row direction of the detector the scan portion of the two systems in the scanning unit of one of the horizontal scanning unit and the vertical scanning unit A breast X-ray detection apparatus characterized by the above.
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