JP3790678B2

JP3790678B2 - ***用ｘ線検出装置

Info

Publication number: JP3790678B2
Application number: JP2001085702A
Authority: JP
Inventors: 雅行西木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2021-06-28
Also published as: JP2001330679A

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（ｃｏｍｐｕｔｅｄｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）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（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）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
１００Ｘ線撮影装置
１１１支持体
１１３ＳｉＮ
１１５ａ−Ｓｉ
１１７ゲート
１１９ソース
１２１ドレイン
１２３ポリイミド
１２５ＴＦＴ
１２７フォトダイオード
１２９蛍光体
１３１検出器
１３３静電容量

Claims

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***用Ｘ線検出装置。
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たことを特徴とする請求項１記載の***用Ｘ線検出装置。