JP7767307B2 - 放射線診断装置 - Google Patents

Description

本開示の技術は、放射線診断装置に関する。

近年の新型コロナウイルス（正式名称：ＳＡＲＳ（Severe Acute Respiratory Syndrome）－Ｃｏｖ（Coronavirus）－２）の流行により、医療機関においてもクラスターと呼ばれる集団感染が発生している。このため、医療機関における各種検査及び診断には細心の感染予防対策が必要とされている。感染予防対策として、紫外線照射による殺菌が有効である。新型コロナウイルスについても、紫外線照射を数分間行うことで不活性化することが報告されている。

医療機関における感染予防対策として、手術室等において、照明装置に紫外線源を設けることが知られている（例えば、国際公開第２０１９／１８６８８０号参照）。紫外線源は、殺菌対象領域に紫外線照射を行う。

また、放射線画像を検出する放射線検出器を用いた放射線診断の分野においても、放射線検出器を除菌するために、放射線検出器に紫外線照射を行うことが知られている（例えば、特開２０１３－２４８１２４号公報参照）。特開２０１３－２４８１２４号公報には、移動式の放射線診断装置において、放射線検出器を収納する収納フォルダの内部に、放射線検出器に向けて紫外線を射出する紫外線源を設けることが記載されている。

国際公開第２０１９／１８６８８０号に記載の照明装置には、紫外線源に加えて、術野を照明するための照明用光源（例えば、ハロゲン灯）が設けられている。国際公開第２０１９／１８６８８０号に記載の照明装置では、紫外線源に電力を供給する電力供給部と、照明用光源に電力を供給する電力供給部とは、並列に接続されている。この場合、各電力供給部で発生するノイズが紫外線源と照明用光源との間で互いに影響することが考えられる。しかしながら、国際公開第２０１９／１８６８８０号では、ノイズの影響は問題視されていない。

特開２０１３－２４８１２４号公報に記載のように紫外線源が設けられた放射線診断装置において、国際公開第２０１９／１８６８８０号に記載のように、紫外線源に電力を供給する電力供給部と、放射線検出器に電力を供給する電力供給部とを並列に接続した場合には、ノイズの影響が問題となる。放射線診断装置に用いられる放射線検出器は、放射線の検出感度が非常に高いため、紫外線源の電力供給部が発生するノイズがたとえ微小であっても、放射線検出器により検出される放射線画像に影響が生じる可能性がある。

本開示の技術は、放射線検出器へのノイズの影響を低減することを可能とする放射線診断装置を提供することを目的とする。

本開示の放射線診断装置は、放射線を検出する放射線検出器と、紫外線を発する紫外線源と、放射線検出器に電力を供給する第１電力供給部と、第１電力供給部と電気的に分離され、かつ紫外線源に電力を供給する第２電力供給部と、を備える。

紫外線は、２００ｎｍ以上かつ２８０ｎｍ以下の範囲に中心波長を有する深紫外線であることが好ましい。

紫外線源は、放射線検出器に向けて紫外線を発することが好ましい。

放射線検出器は、放射線の入射量に応じた電荷を発生して蓄積する複数の画素が形成されたセンサ基板と、複数の画素の各々から電荷を出力させるための駆動信号をセンサ基板に入力する駆動部と、センサ基板から出力される電荷に応じた電気信号が入力され、入力された電気信号に基づいて画像データを生成して出力する信号処理部と、センサ基板、駆動部、及び信号処理部を制御する制御部と、を有することが好ましい。

センサ基板は、放射線を直接電荷に変換する変換層を有し、第１電力供給部は、変換層にバイアス電圧を供給することが好ましい。

紫外線源は、エキシマランプであることが好ましい。

第２電力供給部は、インバータ回路を含むことが好ましい。

紫外線源は、ＬＥＤであることが好ましい。

第２電力供給部からパルス状の駆動電流を供給することが好ましい。

第１電力供給部及び／又は第２電力供給部は、交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ回路を含む電源回路であることが好ましい。

第１電力供給部と第２電力供給部とは、１次側コイルに対して個別に設けられた２次側コイルを有するトランスにより電気的に分離されていることが好ましい。

第１電力供給部の基準電極と第２電力供給部の基準電極とは、電気的に分離されていることが好ましい。

放射線検出器に向けて放射線を射出する放射線源と、第１電力供給部及び第２電力供給部と電気的に分離され、かつ放射線源に電力を供給する第３電力供給部と、をさらに備えることが好ましい。

放射線診断装置は、立位撮影台又は臥位撮影台を有する放射線撮影装置、乳房撮影装置、放射線透視撮影装置、移動型放射線装置、移動型放射線透視撮影装置、放射線断層撮影装置のうちのいずれかであることが好ましい。

本開示の技術によれば、放射線検出器へのノイズの影響を低減することを可能とする放射線診断装置を提供することができる。

放射線診断装置の一例である乳房撮影装置を示す図である。 放射線の射出状態を示す乳房撮影装置の側面図である。 紫外線の照射状態を示す乳房撮影装置の側面図である。 制御装置の構成を示すブロック図である。 電力供給装置の構成を示すブロック図である。 放射線検出器の構成を示す図である。 紫外線源の構成を示す図である。 放射線管の構成を示す図である。 撮影台を有する放射線撮影装置の一例を示す図である。 移動型放射線装置の一例を示す図である。 放射線透視撮影装置の一例を示す図である。 放射線透視撮影装置の他の一例を示す図である。 放射線断層撮影装置の一例を示す図である。

一例として図１及び図２に示すように、乳房撮影装置１０は、被検者Ｈの乳房Ｍを被写体として放射線撮影を行う。乳房撮影装置１０は、乳房ＭにＸ線、γ線といった放射線Ｒを照射して、乳房Ｍの放射線画像ＲＩを生成する。乳房撮影装置１０は、本開示の技術に係る「放射線診断装置」の一例である。

乳房撮影装置１０は、装置本体１１と制御装置１２とを備える。装置本体１１は、例えば医療施設の放射線撮影室に設置される。制御装置１２は、例えば放射線撮影室の隣室の制御室に設置される。制御装置１２は、例えばデスクトップ型のパーソナルコンピュータである。制御装置１２は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワーク１３を介して、画像データベース（以下、画像ＤＢ（Ｄａｔａ Ｂａｓｅ）と略す。）サーバ１４と通信可能に接続されている。画像ＤＢサーバ１４は、例えば、ＰＡＣＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）サーバであり、乳房撮影装置１０から放射線画像ＲＩを受信し、受信した放射線画像ＲＩを蓄積管理する。

ネットワーク１３には、端末装置１５が接続されている。端末装置１５は、例えば、放射線画像ＲＩを用いて診察を行う医師が使用するパーソナルコンピュータである。端末装置１５は、画像ＤＢサーバ１４から放射線画像ＲＩを受信し、受信した放射線画像ＲＩをディスプレイに表示する。

装置本体１１は、スタンド２０とアーム２１とを有する。スタンド２０は、放射線撮影室の床面に設置される台座２０Ａと、台座２０Ａから高さ方向に延びる支柱２０Ｂとで構成される。アーム２１は、横から見た形状が略Ｃ字状であり、接続部２１Ａを介して支柱２０Ｂに接続されている。この接続部２１Ａにより、アーム２１は支柱２０Ｂに対して高さ方向に移動可能である。また、アーム２１は、接続部２１Ａを貫く、支柱２０Ｂに垂直な回転軸回りに回転可能である。

アーム２１は、線源収容部２２、撮影台２３、及び本体部２４で構成される。線源収容部２２には放射線源２５が収容されている。撮影台２３には乳房Ｍが載せられる。撮影台２３には放射線検出器２６が収容されている。本体部２４は、線源収容部２２と撮影台２３とを一体的に接続する。本体部２４は、線源収容部２２と撮影台２３とを対向する位置に保持する。本体部２４の両サイドには、被検者Ｈの手が掴まれる手すり２７が設けられている。

放射線源２５は、放射線管２９と、放射線管２９を収容するハウジング３０とで構成される。ハウジング３０内は絶縁油で満たされている。放射線管２９は、撮影台２３に載せられた乳房Ｍに向けて放射線Ｒを射出する。放射線検出器２６は、乳房Ｍを透過した放射線Ｒを検出して放射線画像ＲＩを出力する。

線源収容部２２と撮影台２３との間には、照射野限定器３１が設けられている。照射野限定器３１はコリメータとも呼ばれ、撮影台２３への放射線Ｒの照射野を規定する。

線源収容部２２には、フェイスガード３２が取り付けられている。フェイスガード３２は、放射線Ｒを透過しない材料で形成又はコーティングされており、被検者Ｈの顔を放射線Ｒから防護する。

撮影台２３と照射野限定器３１との間には、圧迫板３３が取り付けられている。圧迫板３３は、放射線Ｒを透過する材料で形成されている。圧迫板３３は、撮影台２３と対向する位置に配置されている。圧迫板３３は、図示省略した昇降スイッチの操作に応じて、撮影台２３に向かう方向と撮影台２３から離間する方向とに移動可能である。圧迫板３３は、撮影台２３に向かって移動して、撮影台２３との間で乳房Ｍを挟み込んで圧迫する。

照射野限定器３１の圧迫板３３と対向する外面には、紫外線源３４が設けられている。より詳しくは、紫外線源３４は、フェイスガード３２の裏側の照射野限定器３１の外面に設けられている。なお、紫外線源３４は、照射野限定器３１の内部に設けられていてもよい。

一例として図３に示すように、紫外線源３４は、放射線検出器２６に向けて紫外線ＵＶを発する。紫外線源３４から発せられた紫外線ＵＶは、フェイスガード３２及び圧迫板３３等に照射される。紫外線ＵＶは、例えば、２００ｎｍ以上かつ２８０ｎｍ以下の範囲に中心波長を有する深紫外線である。

紫外線源３４として、石英管を用いた紫外線ランプの他、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、又はＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）等を用いることができる。本例においては、紫外線源３４として、紫外線ランプの一種であるエキシマランプを用いる。

フェイスガード３２及び圧迫板３３は、紫外線ＵＶを透過する材料で形成されている。紫外線ＵＶを透過する材料としては、例えばＡＧＣ株式会社製の製品名「サイトップ（登録商標）」が挙げられる。このため、紫外線ＵＶは、フェイスガード３２の裏面からフェイスガード３２内に入射し、被検者Ｈの顔と対面するフェイスガード３２の表面を照射する。また、紫外線ＵＶは、圧迫板３３の裏面から圧迫板３３内に入射し、乳房Ｍが接する圧迫板３３の表面を照射する。さらに、圧迫板３３を透過した紫外線ＵＶは、乳房Ｍが載せられる撮影台２３を照射する。すなわち、本例においては、主として撮影台２３、フェイスガード３２、及び圧迫板３３に紫外線ＵＶが照射される。

撮影台２３、フェイスガード３２、及び圧迫板３３は、紫外線ＵＶが照射されることにより殺菌される。ここで、紫外線ＵＶによる「殺菌」とは、照射対象物に付着した細菌、微生物類、又はウイルスを、光エネルギーにより不活性な状態にすることを意味する。殺菌に必要な紫外線ＵＶの照射時間は、紫外線ＵＶの照射エネルギー、紫外線源３４から紫外線ＵＶを照射する箇所までの距離、及び殺菌対象の細菌又はウイルスの種類等により異なるが、数分～数十分程度である。例えば新型コロナウイルスは、数分の紫外線ＵＶの照射で不活性化するとの報告がある。

支柱２０Ｂ内には、装置本体１１内の各部に電力を供給する電力供給装置４０が設けられている。支柱２０Ｂ内には、電力供給装置４０から延びる電圧ケーブル（図示省略）が配設されている。電圧ケーブルは、さらに接続部２１Ａからアーム２１を通って線源収容部２２内に導入され、放射線管２９、放射線検出器２６、紫外線源３４等に接続されている。電力供給装置４０は、電圧ケーブルを介して、放射線管２９、放射線検出器２６、及び紫外線源３４にそれぞれ電力を供給する。

電力供給装置４０には、電源ケーブル４０Ａが接続されている。電源ケーブル４０Ａは、一端が電力供給装置４０に接続され、他端が装置本体１１の外部に延在している。電源ケーブル４０Ａの他端は、外部電源７０（図５参照）に接続される。電力供給装置４０には、電源ケーブル４０Ａを介して外部電源７０から交流の電力が供給される。電力供給装置４０は、交流を直流に変換するコンバータ回路、電圧の値を安定化させる電圧安定化回路等を有している外部電源７０は、単相二線式、単相三線式、三相式等の交流電源である。

放射線管２９は、電力供給装置４０から供給された電力に基づいて、放射線を発生する。放射線検出器２６は、電力供給装置４０から供給された電力に基づいて、放射線検出動作を行う。紫外線源３４は、電力供給装置４０から供給された電力に基づいて、紫外線を発生する。

一例として図４に示すように、制御装置１２を構成するコンピュータは、ストレージ５０、メモリ５１、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５２、ディスプレイ５３、及び入力デバイス５４を有する。

ストレージ５０は、制御装置１２を構成するコンピュータに内蔵、又はケーブル若しくはネットワークを通じて接続されたハードディスクドライブ等の記憶装置である。ストレージ５０には、オペレーティングシステム等の制御プログラム、各種アプリケーションプログラム、及びこれらのプログラムに付随する各種データ等が記憶されている。

メモリ５１は、ＣＰＵ５２が処理を実行するためのワークメモリである。ＣＰＵ５２は、ストレージ５０に記憶されたプログラムをメモリ５１へロードして、プログラムにしたがった処理を実行することにより、コンピュータの各部を統括的に制御する。

ディスプレイ５３は、各種画面を表示する。各種画面には、ＧＵＩ(Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ)による操作機能が実現される。制御装置１２を構成するコンピュータは、各種画面を通じて、入力デバイス５４からの操作指示の入力を受け付ける。入力デバイス５４は、キーボード、マウス、タッチパネル等である。

ストレージ５０には作動プログラム５５が記憶されている。作動プログラム５５は、コンピュータを制御装置１２として機能させるためのアプリケーションプログラムである。ストレージ５０には、作動プログラム５５の他に、照射条件テーブル５６及びオーダー別照射条件情報５７等が記憶されている。

制御装置１２のＣＰＵ５７は、作動プログラム５５に基づき、メモリ５１等と協働して処理を行うことにより、受付部６０、リードライト（ＲＷ：Ｒｅａｄ Ｗｒｉｔｅ）制御部６１、主制御部６２、画像処理部６３、及び表示制御部６４として機能する。

受付部６０は、入力デバイス５４を介してオペレータにより入力される様々な操作指示を受け付ける。例えば、受付部６０は、撮影メニュー６５を受け付ける。受付部６０は、撮影メニュー６５をＲＷ制御部６１に出力する。

ＲＷ制御部６１は、受付部６０から撮影メニュー６５を受け取る。ＲＷ制御部６１は、受け取った撮影メニュー６５に対応する照射条件６６を、照射条件テーブル５６から読み出す。ＲＷ制御部６１は、照射条件テーブル５６から読み出した照射条件６６を、オーダー別照射条件情報５７に書き込む。

主制御部６２は、電力供給装置４０及び放射線検出器２６を制御する。放射線源２５及び紫外線源３４は、主制御部６２により電力供給装置４０を介して制御される。主制御部６２は、オーダー別照射条件情報５７から照射条件６６を読み出す。主制御部６２は、照射条件６６にしたがって電力供給装置４０を制御することにより放射線管２９を動作させ、放射線管２９から放射線検出器２６に向けて放射線Ｒを射出させる。主制御部６２は、放射線Ｒの照射により放射線検出器２６で検出された放射線画像ＲＩを、放射線検出器２６から画像処理部６３に出力させる。

画像処理部６３は、放射線検出器２６から放射線画像ＲＩを受け取る。画像処理部６３は、放射線画像ＲＩに対して各種画像処理を施す。画像処理部６３は、画像処理後の放射線画像ＲＩを表示制御部６４に出力する。表示制御部６４は、画像処理部６３から放射線画像ＲＩを受け取る。表示制御部６４は、放射線画像ＲＩをディスプレイ５３に表示する。

また、制御装置１２は、自動キャリブレーション動作を実行する。自動キャリブレーション動作では、放射線Ｒが放射線検出器２６に照射されていない状態で、制御装置１２が放射線検出器２６から信号を読み出すことによりオフセット画像を取得し、取得したオフセット画像をメモリ５１に格納する。画像処理部６３は、放射線撮影時に、メモリ５１からオフセット画像を読み出し、放射線検出器２６で検出された放射線画像ＲＩからオフセット画像を減算するオフセット補正を行う。

自動キャリブレーション動作は、装置本体１１の起動時、又は、一定時間が経過するたびに定期的に行われる。なお、紫外線源３４から撮影台２３への紫外線ＵＶの照射は、自動キャリブレーション動作中に行われることがある。

一例として図５に示すように、電力供給装置４０は、第１電力供給部４１、第２電力供給部４２、第３電力供給部４３、及び絶縁トランス４４により構成されている。第１電力供給部４１は、外部電源７０から絶縁トランス４４を介して供給される交流電圧を、直流電圧に変換して放射線検出器２６に供給する。第２電力供給部４２は、外部電源７０から絶縁トランス４４を介して供給される交流電圧を、直流電圧に変換して紫外線源３４に供給する。第３電力供給部４３は、外部電源７０から絶縁トランス４４を介して供給される交流電圧を、直流電圧に変換して放射線源２５に含まれる放射線管２９に供給する。

絶縁トランス４４は、外部電源７０から電力供給装置４０への異常電流等の流入を防止する作用を有する変圧器である。絶縁トランス４４は、外部電源７０に接続される１次側コイル４５と、１次側コイル４５に対して個別に設けられた３つの２次側コイル４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃとで構成されている。１次側コイル４５と３つの２次側コイル４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃとは、電気的に分離している。また、３つの２次側コイル４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃは、それぞれ電気的に分離している。なお、「電気的に分離している」とは、互いに電気的に絶縁されていることを意味する。絶縁トランス４４は、本開示の技術に係る「トランス」の一例である。

第１電力供給部４１は、２次側コイル４６Ａに接続されている。第２電力供給部４２は、２次側コイル４６Ｂに接続されている。第３電力供給部４３は、２次側コイル４６Ｃに接続されている。第１電力供給部４１、第２電力供給部４２、及び第３電力供給部４３には、それぞれ基準電位を付与するための基準電極４１Ａ，４２Ａ，４３Ａが設けられている。

第１電力供給部４１の基準電極４１Ａと、第３電力供給部４３の基準電極４３Ａとは、例えば、装置本体１１の筐体を構成する金属（以下、筐体金属という。）に接続されることにより、グランド電位が付与されている。筐体金属は、装置本体１１内の基準電位を決定するための金属である。

一方、第２電力供給部４２の基準電極４２Ａは、筐体金属には接続されていない。本実施形態では、第２電力供給部４２の基準電極４２Ａは、いずれの金属にも接続されず、フローティング状態とされている。なお、基準電極４２Ａは、基準電極４１Ａ，４３Ａが接続された筐体金属とは電気的に分離された別の金属に接続されていてもよい。

このように、第２電力供給部４２は、第１電力供給部４１と電気的に分離されている。また、第２電力供給部４２は、第３電力供給部４３と電気的に分離されている。したがって、第１電力供給部４１又は第３電力供給部４３で発生した電気的なノイズが第２電力供給部４２に伝達されることが防止される。これにより、第２電力供給部４２は、安定した電力を放射線検出器２６に供給することができる。

第１電力供給部４１は、例えば、コンバータ回路７１を含む電源回路である。コンバータ回路７１は、外部電源７０から１次側コイル４５及び２次側コイル４６Ａを介して供給される交流電圧に基づき、各種の電圧値を有する直流電圧を生成して放射線検出器２６に入力する。

第２電力供給部４２は、例えば、コンバータ回路７２及びインバータ回路７３を含む電源回路である。コンバータ回路７２は、外部電源７０から１次側コイル４５及び２次側コイル４６Ｂを介して供給される交流電圧に基づき直流電圧を生成し、生成した直流電圧をインバータ回路７３に供給する。インバータ回路７３は、供給された直流電圧に基づき、パルス幅変調されたパルス状の駆動電圧を生成し、生成した駆動電圧を紫外線源３４に入力する。

第３電力供給部４３は、例えば、コンバータ回路７４及び高電圧発生回路７５を有する。コンバータ回路７４は、外部電源７０から１次側コイル４５及び２次側コイル４６Ｃを介して供給される交流電圧に基づき直流電圧を生成し、生成した直流電圧を高電圧発生回路７５に供給する。高電圧発生回路７５は、供給された直流電圧に基づいて高電圧パルスを生成し、生成した高電圧パルスを放射線管２９に印加する。

インバータ回路７３及び高電圧発生回路７５は、主制御部６２により動作が制御される。主制御部６２は、インバータ回路７３が発生するパルス状の駆動電圧のデューティ比を制御することにより、紫外線源３４が発生する紫外線ＵＶの照射エネルギーを制御する。また、主制御部６２は、インバータ回路７３の動作を制御することにより、紫外線ＵＶの照射時間を制御する。

また、主制御部６２は、高電圧発生回路７５が高電圧パルスを発生するタイミングを制御する。また、主制御部６２は、放射線検出器２６による放射線の検出動作を制御する。

一例として図６に示すように、放射線検出器２６は、センサ基板８０、駆動部８１、信号処理部８２、及びセンサ制御部８３を有する。本実施形態の放射線検出器２６は、放射線を光に変換した後、光を電荷に変換する間接変換型の放射線検出器である。

センサ基板８０には、変換層としてのシンチレータ８４が積層されている。シンチレータ８４は、例えば、ＧＯＳ（Ｇｄ_２Ｏ_２：Ｔｂ）又はＣｓＩ（ＣｓＩ：ＴＩ）により形成されている。シンチレータ８４は、放射線源２５から射出され、乳房Ｍ（図２参照）を透過した放射線Ｒを光に変換する。

センサ基板８０には、光電変換素子としてのフォトダイオード８５が二次元マトリクス状に配列されている。フォトダイオード８５は、シンチレータ８４によって変換された光に応じて電荷を発生し、発生した電荷を蓄積する。

フォトダイオード８５のカソード側には、スイッチ素子としてのＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）８６が接続されている。フォトダイオード８５は、ＴＦＴ８５のソース電極に接続されている。ＴＦＴ８６のドレイン電極は、信号線８７に接続されている。ＴＦＴ８６のゲート電極は、走査線８８に接続されている。

フォトダイオード８５のアノード側は、バイアス線８９に接続されている。バイアス線８９には、第１電力供給部４１から逆バイアス電圧が印加される。

駆動部８１には、複数の走査線８８が接続されている。駆動部８１は、例えばゲートドライバである。駆動部８１には、第１電力供給部４１からオン電圧及びオフ電圧が供給される。駆動部８１は、センサ制御部８３から供給されるタイミング信号に基づいて、走査線８８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。すなわち、駆動部８１は、センサ基板８０に、複数の画素の各々から電荷を出力させるための駆動信号を入力する。画素は、フォトダイオード８５とＴＦＴ８６とから構成される。

ＴＦＴ８６は、走査線８８を介してオン電圧が印加されるとオン状態となり、フォトダイオード８５と信号線８７とを導通させる。フォトダイオード８５と信号線８７とが導通すると、フォトダイオード８５に蓄積された電荷に応じた電気信号が信号線８７に出力される。信号線８７に出力された電気信号は、信号処理部８２に入力される。

信号処理部８２は、信号線８７の各々から入力された電気信号に応じた画像データを生成し、放射線画像ＲＩとして出力する。信号処理部８２は、増幅回路、相関二重サンプリング回路、マルチプレクサ、及びＡ／Ｄ変換器等を含む信号処理回路である。増幅回路及び相関二重サンプリング回路は、信号線８７ごとに設けられている。

センサ制御部８３は、駆動部８１及び信号処理部８２の動作を制御する。センサ制御部８３は、例えば、ＣＰＵ、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等で構成されている。センサ制御部８３及び信号処理部８２には、第１電力供給部４１から電力が供給される。センサ制御部８３は、本開示の技術に係る「制御部」の一例である。

駆動部８１は駆動基板に形成されており、信号処理部８２は信号処理基板に形成されている。第１電力供給部４１は、駆動基板及び信号処理基板に電力を供給する。なお、駆動基板には、駆動部８１を構成する回路の一部が形成されていてもよい。また、信号処理基板には、信号処理部８２を構成する回路の一部が構成されていてもよい。

本実施形態では、放射線検出器２６を間接変換型としているが、直接変換型としてもよい。直接変換型の放射線検出器では、放射線を直接電荷に変換するアモルファスセレン（ａ－Ｓｅ）等の変換層が用いられる。また、直接変換型の放射線検出器では、フォトダイオード８５に代えて、変換層により生成された電荷を蓄積するためのコンデンサが設けられる。直接変換型の放射線検出器では、電力供給装置４０内の第１電力供給部４１から変換層にバイアス電圧が印加される。すなわち、直接変換型において、変換層にバイアス電圧を供給する第１電力供給部４１は、紫外線源に電圧を供給する第２電力供給部４２とは、電気的に分離されている。その他の構成は、間接変換型の放射線検出器２６と同様である。すなわち、放射線検出器２６は、放射線Ｒの入射量に応じた電荷を発生して蓄積する複数の画素を有するものであればよい。

一例として図７に示すように、紫外線源３４は、放電容器９０、外部電極９１、及び内部電極９２により構成されたエキシマランプである。放電容器９０は、内部に放電空間９３が形成された二重石英管である。放電空間９３には、放電用ガスとして、例えばキセノン及び塩素が充填されている。外部電極９１は、例えば、光を透過させる金属網で形成されている。

外部電極９１と内部電極９２との間には、第２電力供給部４２からパルス状の駆動電圧が印加される。外部電極９１と内部電極９２との間に駆動電圧が印加されることにより、放電空間９３内の放電用ガスが励起され、その後エキシマ状態となり基底状態へ戻る際に紫外線ＵＶを発生する。

なお、紫外線源３４は、深紫外線を発するＬＥＤであってもよい。紫外線源３４がＬＥＤである場合には、第２電力供給部４２は、パルス状の駆動電流を紫外線源３４に供給することにより、紫外線ＵＶを発生させる。すなわち、ＬＥＤは、パルス幅変調方式で駆動される。

一例として図８に示すように、放射線管２９は、略円筒形状の真空のガラス管１００に収容された陰極１０１と陽極１０２とを有している。陰極１０１は、電子を放出する。陽極１０２は、電子が衝突することで放射線Ｒを発する。陰極１０１は、冷陰極である。より詳しくは、陰極１０１は、電界放出現象を利用して、陽極１０２に向けて電子線ＥＢを放出する。陽極１０２は、回転機構により回転する回転陽極である。なお、陽極１０２として、固定された固定陽極を用いてもよい。

陰極１０１と陽極１０２との間には、第３電力供給部４３から管電圧としての高電圧パルスが印加される。高電圧パルスの印加に応じて、陰極１０１から陽極１０２に向けて電子線ＥＢが放出される。そして、陽極１０２において、電子線ＥＢが衝突した箇所である焦点Ｆから、放射線Ｒが発生する。放射線Ｒは、ガラス管１００に設けられた照射窓１０３から外部に射出される。

以上のように構成された乳房撮影装置１０において、放射線源２５による放射線Ｒの射出、及び放射線検出器２６による放射線検出は、例えば、オペレータが入力デバイス５４を操作することにより生成される操作信号に連動して実行される。紫外線源３４による紫外線ＵＶの射出は、オペレータが入力デバイス５４を操作することにより生成される操作信号に連動して実行されてもよいし、当該操作信号とは無関係に定期的に実行されてもよい。したがって、放射線検出器２６の動作期間と紫外線源３４の動作期間とが重複する場合がある。

紫外線源３４に電力を供給する第２電力供給部４２で発生したノイズが、放射線検出器２６に電力を供給する第１電力供給部４１に伝達されると仮定する。この場合、ノイズがたとえ微小であっても、放射線検出器２６により検出される放射線画像ＲＩに影響が生じる可能性がある。これは、放射線検出器２６は、検出感度が非常に高いためである。しかしながら、本開示の技術では、第２電力供給部４２は、第１電力供給部４１と電気的に分離されているので、第１電力供給部４１から放射線検出器２６へのノイズの影響を低減することができる。同様に、第２電力供給部４２は、第３電力供給部４３と電気的に分離されているので、第１電力供給部４１から放射線検出器２６へのノイズの影響を低減することができる。

また、放射線検出器２６がキャリブレーション動作を実行している間に紫外線源３４が動作することがある。この場合、仮に、第１電力供給部４１から第２電力供給部４２へノイズが伝達されるとすると、放射線検出器２６から得られるオフセット画像にノイズの影響が生じる。この結果、オフセット補正後の放射線画像ＲＩにノイズの影響が生じることになる。本開示の技術では、第２電力供給部４２は、第１電力供給部４１と電気的に分離されているので、紫外線源３４の動作によるオフセット画像へのノイズの影響を低減することができる。

なお、上記実施形態では、紫外線源３４が発する紫外線ＵＶを、２００ｎｍ以上かつ２８０ｎｍ以下の範囲に中心波長を有する深紫外線としている。紫外線ＵＶは、特に、２２２ｎｍに中心波長を有する深紫外線であることが好ましい。中心波長２２２ｎｍの深紫外線は、人体への影響が小さい。このことは、例えば特許第６３０６０９７号により知られている。中心波長２２２ｎｍの深紫外線は、人体への影響が小さいので、被検体の放射線撮影中に、被検体に対して紫外線ＵＶを照射することができる。本開示の技術は、放射線撮影中に紫外線照射が行われるように構成された放射線診断装置において有用である。

上記実施形態では、放射線診断装置として乳房撮影装置を例に挙げて本開示の技術を説明した。本開示の技術は、乳房撮影装置以外に、立位撮影台又は臥位撮影台を有する放射線撮影装置、移動型放射線装置、放射線透視撮影装置、移動型放射線透視撮影装置、又は放射線断層撮影装置にも適用可能である。

図９は、撮影台を有する放射線撮影装置の一例を示す。図９に示す放射線撮影装置１０Ａは、放射線源２５、照射野限定器３１、放射線検出器２６、紫外線源３４、電力供給装置４０、臥位撮影台１１０、及び立位撮影台１２０を含む。本例では、放射線検出器２６は、可搬型のいわゆる電子カセッテである。

臥位撮影台１１０は、被検者Ｈを臥位姿勢で撮影する場合に用いられる。立位撮影台１２０は、被検者Ｈを立位姿勢で撮影する場合に用いられる。放射線検出器２６は、臥位撮影台１１０のフォルダ１１１、又は立位撮影台１２０のフォルダ１２１には、放射線検出器２６が着脱自在にセットされる。

放射線源２５は、移動自在であり、放射線検出器２６に対向する位置に配置される。図９は、放射線源２５が、臥位撮影台１１０のフォルダ１１１にセットされた放射線検出器２６に対向する位置に配置された状態を示している。

紫外線源３４は、被検者Ｈが配置される臥位撮影台１１０又は立位撮影台１２０に紫外線ＵＶを照射するように、例えば、照射野限定器３１の外面に取り付けられている。

電力供給装置４０は、第１実施形態と同様に、放射線源２５、紫外線源３４、及び放射線検出器２６にそれぞれ電力を供給する。

なお、放射線撮影装置１０Ａは、臥位撮影台１１０と立位撮影台１２０とのうち、少なくともいずれか一方を備えていればよい。

図１０は、移動型放射線装置の一例を示す。図１０に示す移動型放射線装置１０Ｂは、移動可能に構成されたいわゆるＸ線回診車である。移動型放射線装置１０Ｂは、台車１３０、放射線源２５、照射野限定器３１、放射線検出器２６、紫外線源３４、及び電力供給装置４０を含む。

台車１３０には、台車１３０を移動させるための複数の車輪１３１が設けられている。また、台車１３０には、オペレータが台車１３０を押したり引いたりして台車１３０を移動させるためのハンドル１３２が設けられている。また、台車１３０には、オペレータが各種の操作を行うための操作パネル１３３が設けられている。

また、台車１３０には、電力供給装置４０が内蔵されている。台車１３０は、外部電源に接続され、外部電源（図示省略）から電力供給装置４０に電力が供給される。また、台車１３０は、バッテリ（図示省略）を内蔵しており、必要に応じてバッテリから電力供給装置４０に電力が供給される。

また、台車１３０の前部には、支柱１３４が立設されている。支柱１３４は、垂直方向を軸として回転可能である。支柱１３４には、上下方向に移動可能にアーム１３５が取り付けられている。放射線源２５は、アーム１３５の端部に取り付けられている。

本例では、放射線検出器２６は、可搬型のいわゆる電子カセッテである。例えば、放射線検出器２６は、ベッド１３６上に配置される。被検者Ｈは、放射線検出器２６が撮影部位に位置するように、ベッド１３６上に臥位の状態で配置される。放射線源２５は、支柱１３４の回転、及び／又はアーム１３５の上下動させることにより移動自在であり、放射線検出器２６に対向する位置に配置される。

紫外線源３４は、被検者Ｈが配置されるベッド１３６に紫外線ＵＶを照射するように、例えば、照射野限定器３１の外面に取り付けられている。

電力供給装置４０は、第１実施形態と同様に、放射線源２５、紫外線源３４、及び放射線検出器２６にそれぞれ電力を供給する。

また、台車１３０には、放射線検出器２６を非使用時に収納しておくためのフォルダ１３７が設けられている。放射線検出器２６は、例えば、フォルダ１３７内で充電が行われる。紫外線源３４は、フォルダ１３７内に収納された放射線検出器２６に紫外線ＵＶを照射するように、フォルダ１３７内に設けられていてもよい。また、紫外線源３４は、支柱１３４、アーム１３５、又は台車１３０などに設けられていてもよい。

図１１は、放射線透視撮影装置の一例を示す。図１１に示す放射線透視撮影装置１０Ｃは、移動可能に構成された移動型放射線透視撮影装置である。また、図１１には、放射線透視撮影装置１０Ｃは、放射線透視撮影装置の一例として、Ｃアーム型デジタル透視撮影装置を示している。放射線透視撮影装置１０Ｃは、台車１４０、放射線源２５、照射野限定器３１、放射線検出器２６、紫外線源３４、及び電力供給装置４０を含む。

台車１４０には、台車１４０を移動させるための複数の車輪１４１が設けられている。また、台車１４０には、支持部１４２を介してＣアーム１４３が接続されている。支持部１４２は、Ｃアーム１４３を回転自在に支持している。Ｃアーム１４３の一端には放射線源２５が設けられており、他端には放射線検出器２６が設けられている。放射線検出器２６は、放射線源２５に対向する位置に配置されている。

また、台車１４０には、電力供給装置４０が内蔵されている。台車１４０は、外部電源に接続され、外部電源（図示省略）から電力供給装置４０に電力が供給される。また、台車１４０は、バッテリ（図示省略）を内蔵しており、必要に応じてバッテリから電力供給装置４０に電力が供給される。

図１１に示す例では、紫外線源３４は、照射野限定器３１の外面に取り付けられており、放射線検出器２６に向けて紫外線ＵＶを射出する。これにより、放射線検出器２６が殺菌される。また、本例では、放射線源２５を、被検者（図示省略）の上方に配置した状態で放射線透視撮影（いわゆるオーバーチューブ方式の放射線透視撮影）を行う場合に、被検者及び被検体が載置されるベッド（図示省略）を殺菌することができる。

電力供給装置４０は、第１実施形態と同様に、放射線源２５、紫外線源３４、及び放射線検出器２６にそれぞれ電力を供給する。

図１２は、放射線透視撮影装置１０Ｃにより、アンダーチューブ方式で被検者Ｈを放射線透視撮影する様子を例示している。被検者Ｈは、ベッド１４４の上に載置される。アンダーチューブ方式では、Ｃアーム１４３は、ベッド１４４の下方に放射線源２５が位置し、かつベッド１４４の上方に放射線検出器２６が位置するように位置調整が行われる。放射線検出器２６が、ベッド１４４及び被検者Ｈを透過した放射線を画像化する。

図１２に示す例では、紫外線源３４は、Ｃアーム１４３に取り付けられており、放射線源２５と放射線検出器２６との間に配置されたベッド１４４に向けて、被検者Ｈの上方側から紫外線ＵＶを射出する。これにより、ベッド１４４及び被検者Ｈが殺菌される。

なお、紫外線源３４は、照射野限定器３１又はＣアーム１４３に限られず、放射線検出器２６又は台車１４０などに取り付けられていてもよい。

図１１及び図１２に示す放射線透視撮影装置は移動型であるが、放射線透視撮影装置は据え置き型であってもよい。

図１３は、放射線断層撮影装置の一例を示す。図１３に示す放射線断層撮影装置１０Ｄは、いわゆるＣＴ（Computed Tomography）装置である。放射線断層撮影装置１０Ｄは、ガントリ１５０、撮影テーブル１５１、放射線源２５、照射野限定器３１、放射線検出器２６、紫外線源３４、及び電力供給装置４０を含む。

ガントリ１５０は、ガントリ回転部１５２を有する。ガントリ回転部１５２は、空洞部１５３を有し、ガントリ１５０に回転可能に支持されている。空洞部１５３には、撮影テーブル１５１上に載置された被検者（図示省略）が搬送される。

ガントリ回転部１５２には、放射線源２５、照射野限定器３１、及び放射線検出器２６が内蔵されている。放射線源２５と放射線検出器２６とは、空洞部１５３を挟んで対向する位置に配置されている。放射線源２５、照射野限定器３１、及び放射線検出器２６は、ガントリ回転部１５２の回転と共に回転する。放射線検出器２６から出力される複数の画像を再構成することにより断層画像が生成される。

紫外線源３４は、ガントリ回転部１５２に設けられており、空洞部１５３に紫外線ＵＶを照射する。したがって、空洞部１５３に挿入される撮影テーブル１５１の一部及び被検者Ｈの一部に紫外線ＵＶが照射される。本例では、紫外線源３４は、ガントリ回転部１５２の回転と共に回転する。紫外線源３４は、ガントリ１５０のガントリ回転部１５２以外の個所、又は撮影テーブル１５１などに設けられていてもよい。

なお、上記実施形態で説明した乳房撮影装置１０は、断層画像を取得可能とするトモシンセシス機能を有するものであってもよい。トモシンセシス機能を有する乳房撮影装置１０では、トモシンセシス撮影での放射線の照射条件を決定するために、低線量でのプレ撮影が行われる。このプレ撮影時に、紫外線源３４による紫外線ＵＶの照射を行ってもよい。本開示の技術によれば、第１電力供給部４１と第２電力供給部４２とが電気的に分離されているので、紫外線ＵＶの照射時に第２電力供給部４２で発生するノイズが、第１電力供給部４１に伝達されることが防止される。これによりプレ撮影により得られるプレ撮影画像へのノイズの影響が低減される。

本開示の技術は、上述の種々の実施形態及び／又は種々の変形例を適宜組み合わせることも可能である。また、上記各実施形態に限らず、要旨を逸脱しない限り種々の構成を採用し得ることはもちろんである。

以上に示した記載内容及び図示内容は、本開示の技術に係る部分についての詳細な説明であり、本開示の技術の一例に過ぎない。例えば、上記の構成、機能、作用、及び効果に関する説明は、本開示の技術に係る部分の構成、機能、作用、及び効果の一例に関する説明である。よって、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容及び図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、置き換えたりしてもよいことはいうまでもない。また、錯綜を回避し、本開示の技術に係る部分の理解を容易にするために、以上に示した記載内容及び図示内容では、本開示の技術の実施を可能にする上で特に説明を要しない技術常識等に関する説明は省略されている。

本明細書において、「Ａ及び／又はＢ」は、「Ａ及びＢのうちの少なくとも１つ」と同義である。つまり、「Ａ及び／又はＢ」は、Ａだけであってもよいし、Ｂだけであってもよいし、Ａ及びＢの組み合わせであってもよい、という意味である。また、本明細書において、３つ以上の事柄を「及び／又は」で結び付けて表現する場合も、「Ａ及び／又はＢ」と同様の考え方が適用される。

本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (14)

1. 放射線を検出する放射線検出器と、
   紫外線を発する紫外線源と、
   前記放射線検出器に電力を供給する第１電力供給部と、
   前記第１電力供給部と電気的に分離され、かつ前記紫外線源に電力を供給する第２電力供給部と、
   を備える放射線診断装置であって、
   前記第１電力供給部と前記第２電力供給部とは、１次側コイルに対して個別に設けられた２次側コイルを有するトランスにより電気的に分離されている、
   放射線診断装置。
2. 前記紫外線は、２００ｎｍ以上かつ２８０ｎｍ以下の範囲に中心波長を有する深紫外線である、
   請求項１に記載の放射線診断装置。
3. 前記紫外線源は、前記放射線検出器に向けて前記紫外線を発する、
   請求項１又は請求項２に記載の放射線診断装置。
4. 前記放射線検出器は、
   放射線の入射量に応じた電荷を発生して蓄積する複数の画素が形成されたセンサ基板と、
   前記複数の画素の各々から電荷を出力させるための駆動信号を前記センサ基板に入力する駆動部と、
   前記センサ基板から出力される電荷に応じた電気信号が入力され、入力された前記電気信号に基づいて画像データを生成して出力する信号処理部と、
   前記センサ基板、前記駆動部、及び前記信号処理部を制御する制御部と、を有する、
   請求項３に記載の放射線診断装置。
5. 前記センサ基板は、放射線を直接電荷に変換する変換層を有し、
   前記第１電力供給部は、前記変換層にバイアス電圧を供給する、
   請求項４に記載の放射線診断装置。
6. 前記紫外線源は、エキシマランプである、
   請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の放射線診断装置。
7. 前記第２電力供給部は、インバータ回路を含む、
   請求項６に記載の放射線診断装置。
8. 前記紫外線源は、ＬＥＤである、
   請求項１から請求項５のうちいずれか１項に記載の放射線診断装置。
9. 前記第２電力供給部からパルス状の駆動電流を供給する、
   請求項８に記載の放射線診断装置。
10. 前記第１電力供給部及び／又は前記第２電力供給部は、交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ回路を含む電源回路である、
    請求項１から請求項９のうちいずれか１項に記載の放射線診断装置。
11. 前記第１電力供給部の基準電極と前記第２電力供給部の基準電極とは、電気的に分離されている、
    請求項１から請求項１０のうちいずれか１項に記載の放射線診断装置。
12. 前記放射線検出器に向けて放射線を射出する放射線源と、
    前記第１電力供給部及び前記第２電力供給部と電気的に分離され、かつ前記放射線源に電力を供給する第３電力供給部と、
    をさらに備える請求項１から請求項１１のうちいずれか１項に記載の放射線診断装置。
13. 前記放射線診断装置は、立位撮影台又は臥位撮影台を有する放射線撮影装置、乳房撮影装置、放射線透視撮影装置、移動型放射線装置、移動型放射線透視撮影装置、放射線断層撮影装置のうちのいずれかである、
    請求項１２に記載の放射線診断装置。
14. 放射線を検出する放射線検出器と、
    紫外線を発する紫外線源と、
    前記放射線検出器に電力を供給する第１電力供給部と、
    前記第１電力供給部と電気的に分離され、かつ前記紫外線源に電力を供給する第２電力供給部と、
    を備える放射線診断装置であって、
    前記第１電力供給部の基準電極と前記第２電力供給部の基準電極とは、電気的に分離されている、
    放射線診断装置。