JP2010081960A - 放射線画像撮影システム - Google Patents

Abstract

【課題】撮影タイミングを同期させて安定して放射線画像を撮影することができる放射線画像撮影システムを提供する。
【解決手段】コンソール４２に時間を計時する計時部１２２を設けると共に、電子カセッテ３２に計時部１２２と同期させた時間を計時する計時部９８を設けて各々計時させるようにし、コンソール４２で、予め定められた曝射開始時間となった場合に、放射線源１３０から放射線を所定期間照射させ、電子カセッテ３２で、前記曝射開始時間から前記所定期間経過した後に、放射線検出器６０に発生した電荷が読み出して放射線画像を示す画像データを生成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、放射線画像撮影システムに関する。

近年、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス基板上に放射線感応層を配置し、放射線を直接デジタルデータに変換できるＦＰＤ（Flat Panel Detector）が実用化されており、このＦＰＤ等を用いて照射された放射線により表わされる放射線画像を示す画像情報を生成し、生成した画像情報を記憶する可搬型放射線画像撮影装置（以下、「電子カセッテ」ともいう。）が実用化されている。

この電子カセッテは、可搬性を有するため、ストレッチャーやベッドに載せたまま患者を撮影することもでき、電子カセッテの位置を変更することにより撮影箇所を調整することができるため、動けない患者に対しても柔軟に対処することができる。

ところで、ＦＰＤは、Ｘ線が照射されていない状態であっても暗電流等によって電荷が発生して各画素に電荷が蓄積される。このため、電子カセッテは、待機中、ＦＰＤの各画素に蓄積された電荷を読み出して除去するリセット動作を繰り返し行っており、制御用の制御装置（所謂、コンソール）から放射線画像の撮影を要求する指示情報が受信されると１フレーム分のリセット動作が完了後に撮影開始を指示する指示情報をコンソールへ送信する。コンソールは指示情報を受信すると放射線発生装置から電子カセッテへＸ線を照射させ、電子カセッテは指示情報の送信後、所定時間後にＦＰＤの各画素に蓄積された電荷を読み出しを行う。

ところで、電子カセッテとコンソール間の通信を無線通信にした場合、通信状態が不安定となってコンソールで指示情報が遅延して受信される場合があり、例えば、撮影開始を指示する指示情報が遅延した場合、放射線発生装置から電子カセッテへＸ線を照射されるタイミングが遅れ、撮影タイミングの同期が取れない。

そこで、特許文献１には、Ｘ線撮影装置（電子カセッテ）においてＦＰＤのリフレッシュ及び電荷の空読みを所定間隔で繰り返すアイドリング駆動を行っており、Ｘ線制御装置（コンソール）において撮影装置のアイドリング駆動における光電変換モード期間をＸ線撮影可能期間をタイマに同期して保持する技術が開示されている。
特開２００８−１３２２１６号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、電子カセッテは同じアイドリング駆動を繰り返しているだけであるので、Ｘ線撮影可能期間を変化させるような別な撮影モードに対応できない。また、特許文献１の技術は、１度別な撮影モードの撮影や異常によって電子カセッテとコンソールのＸ線撮影可能期間の同期が崩れた場合、撮影タイミングが同期できなくなってしまう。さらに、特許文献１の技術は、電子カセッテが複数ある場合、コンソールにおいて複数の電子カセッテのＸ線撮影可能期間を同期させて保持する必要がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、撮影タイミングを同期させて安定して放射線画像を撮影することができる放射線画像撮影システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明の放射線画像撮影システムは、時間を計時する第１計時手段、及び前記第１計時手段の時間が予め定められた曝射開始時間となった場合に、放射線を発生する放射線源を制御して当該放射線源から放射線を所定期間照射させる制御を行う制御手段を有する放射線源制御装置と、前記第１計時手段と同期させた時間を計時する第２計時手段、放射線が照射されることにより電荷を発生し、前記放射線源からの放射線が照射されるセンサ部、及び前記第２計時手段の時間が前記曝射開始時間から前記所定期間経過した後に、前記センサ部に発生した電荷を読み出して放射線画像を示す画像データを生成する生成手段を有する放射線画像撮影装置と、を備えている。

請求項１に記載の発明によれば、放射線源制御装置では、第１計時手段により、時間が計時されており、制御手段により、第１計時手段の時間が予め定められた曝射開始時間となった場合に、放射線を発生する放射線源を制御して当該放射線源から放射線を所定期間照射させる制御が行なわれる。

一方、放射線画像撮影装置では、第２計時手段により、第１計時手段と同期させた時間が計時されており、生成手段により、第２計時手段の時間が前記曝射開始時間から前記所定期間経過した後に、センサ部に発生した電荷が読み出されて放射線画像を示す画像データが生成される。

このように、請求項１に記載の発明によれば、放射線源制御装置及び放射線画像撮影装置で同期させた時間を各々計時させるようにし、放射線源制御装置が、予め定められた曝射開始時間となった場合に、放射線源から放射線を所定期間照射させ、放射線画像撮影装置が、前記曝射開始時間から前記所定期間経過した後に、センサ部に発生した電荷が読み出して放射線画像を示す画像データを生成するので、撮影タイミングを同期させて安定して放射線画像を撮影することができる。

なお、本発明の放射線画像撮影システムは、請求項２に記載の発明のように、外部から取得した同一の時間情報によって前記第１計時手段及び前記第２計時手段の時間を同期させることが好ましい。

また、本発明の放射線画像撮影システムは、請求項３記載の発明のように、前記放射線画像撮影装置及び前記放射線源制御装置が、互いに無線通信を行うための通信手段を各々さらに有し、前記曝射開始時間を、前記放射線画像撮影装置及び前記放射線源制御装置の何れか一方から他方へ無線通信にて送信するようにしてもよい。

また、請求項３記載の放射線画像撮影システムは、請求項４記載の発明のように、前記放射線画像撮影装置が、前記センサ部に発生する電荷を読み出して除去するリセット動作を繰り返し行うように制御するリセット制御手段をさらに有し、前記リセット動作が完了する時間を前記曝射開始時間として前記放射線画像撮影装置から前記放射線源制御装置へ無線通信にて送信してもよい。

また、本発明の放射線画像撮影システムは、請求項５記載の発明のように、前記放射線源からの放射線の曝射終了時刻を、前記放射線源制御装置から前記放射線画像撮影装置へ無線通信にて送信し、前記生成手段が、前記曝射終了時刻になると前記センサ部に発生した電荷を読み出して放射線画像を示す画像データを生成してもよい。

また、本発明の放射線画像撮影システムは、請求項６記載の発明のように、前記所定期間を、前記放射線源から照射する放射線の線量、撮影対象とする部位、撮影モードの少なくとも１つに応じて変更してもよい。

さらに、本発明の放射線画像撮影システムは、請求項７記載の発明のように、前記放射線源制御装置及び前記放射線画像撮影装置の少なくと一方を複数備えてもよい。

本発明によれば、放射線源制御装置及び放射線画像撮影装置で同期させた時間を各々計時させるようにし、放射線源制御装置が、予め定められた曝射開始時間となった場合に、放射線源から放射線を所定期間照射させ、放射線画像撮影装置が、前記曝射開始時間から前記所定期間経過した後に、センサ部に発生した電荷が読み出して放射線画像を示す画像データを生成するので、撮影タイミングを同期させて安定して放射線画像を撮影することができる、という効果が得られる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

先ず、実施の形態に係る放射線情報システム１０の構成について説明する。

図１には、本実施の形態に係る放射線情報システム１０{以下、「ＲＩＳ１０」（ＲＩＳ：Radiology Information System）とも称する。）の各構成要素を示すブロック図が示されている。

ＲＩＳ１０は、放射線科部門内における、診療予約、診断記録等の情報管理を行うためのシステムであり、病院情報システム（ＨＩＳ：Hospital Information System）の一部を構成する。

ＲＩＳ１０は、複数台の撮影依頼端末装置１２（以下、「端末装置１２」とも称する。）、ＲＩＳサーバ１４、病院内の個々の放射線撮影室（或いは手術室）に設置された放射線画像撮影システム１８が、有線又は無線のＬＡＮ(Local Area Network)から成る病院内ネットワーク１６に各々接続されて構成されている。なお、ＲＩＳ１０は同じ病院内に設けられた病院情報システム(ＨＩＳ：Hospital Information System)の一部を構成しており、病院内ネットワーク１６にはＨＩＳ全体を管理するＨＩＳサーバ（図示省略）も接続されている。

端末装置１２は、医師２６（図２参照。）や放射線技師が、診断情報や施設予約の入力・閲覧をするためのものであり、放射線画像の撮影依頼（撮影予約）もこの端末装置１２からなされる。各端末装置１２は、表示装置付きのパーソナルコンピュータから構成され、ＲＩＳサーバ１４と病院内ネットワーク１６により接続されて相互通信が可能となっている。

ＲＩＳサーバ１４は、各端末装置１２からの撮影依頼を受け付け、撮影システム１８における放射線画像の撮影スケジュールを管理するものであり、データベース１４Ａを含んで構成されている。

データベース１４Ａは、患者３０（図２参照。）の属性情報（氏名、性別、生年月日、年齢、血液、患者ＩＤ等）、病歴、受診歴、過去に撮影した放射線画像等、患者３０に関する情報、撮影システム１８の電子カセッテ３２の識別番号、型式、サイズ、感度、使用可能な撮影部位（対応可能な撮影依頼の内容）、使用開始年月日、使用回数等、電子カセッテ３２に関する情報、及び電子カセッテ３２を用いて放射線画像を撮影する環境、すなわち、電子カセッテ３２を使用する環境（一例として、手術室や放射線画像の撮影専用に設置された撮影室など）を示す環境情報を含んで構成されている。

撮影システム１８は、ＲＩＳサーバ１４からの指示に応じて医師２６や放射線技師の操作により放射線画像の撮影を行う。撮影システム１８は、撮影条件に従った放射線量からなる放射線Ｘを被写体に照射する放射線発生装置３４と、患者３０を透過した放射線Ｘを検出し、放射線画像情報に変換する放射線検出器６０（図３参照。）を内蔵する電子カセッテ３２と、前記放射線検出器６０によって検出された放射線Ｘに基づく放射線画像を表示する表示装置３６と、電子カセッテ３２に内蔵されるバッテリを充電するクレードル４０と、電子カセッテ３２、放射線発生装置３４、表示装置３６及びクレードル４０を制御するコンソール４２と、を備える。

図２には、本実施の形態に係る撮影システム１８を配置した様子の一例として、撮影システム１８が撮影室としての手術室４４内に設置された様子が示されている。本実施の形態に係る撮影システム１８では、放射線発生装置３４及び表示装置３６とコンソール４２とをそれぞれケーブルで接続して有線通信によって各種情報の送受信を行うが、図２では、各機器間を接続するケーブルを省略している。また、電子カセッテ３２とコンソール４２との間は、無線通信によって各種情報の送受信を行う。

図２の手術室４４では、撮影システム１８に加えて、患者３０が横臥する手術台４６が配置されると共に、医師２６が手術に使用する各種器具が載置される器具台４８が手術台４６の側部に配置される。また、手術台４６の周りには、麻酔器、吸引器、心電計、血圧計等、手術に必要な様々な機器が配置される（これらの機器は、図２では省略されている。）。

放射線発生装置３４は、自在アーム５２に連結され、患者３０の撮影部位に応じた所望の位置に移動可能であると共に、医師２６による手術の邪魔とならない位置に待避可能である。同様に、表示装置３６は、自在アーム５２に連結され、撮影された放射線画像を医師２６が容易に確認できる位置に移動可能である。

クレードル４０は、電子カセッテ３２を収納可能な収容部４０Ａが形成されている。

電子カセッテ３２は、待機時、クレードル４０の収容部４０Ａに収納され、内蔵されるバッテリに充電が行われ、放射線画像の撮影時、クレードル４０から取り出され、患者３０の撮影部位に配置される。

なお、電子カセッテ３２は、手術室４４で使用される場合に限られるものではなく、例えば、検診や病院内での回診にも適用することができる。

図３には、本実施の形態に係る電子カセッテ３２の内部構成が示されている。

同図に示すように、電子カセッテ３２は、放射線Ｘを透過させる材料からなる筐体５４を備えており、防水性、密閉性を有する構造とされている。電子カセッテ３２は、手術室４４等で使用されるとき、血液やその他の雑菌が付着するおそれがある。そこで、電子カセッテ３２を防水性、密閉性を有する構造として、必要に応じて殺菌洗浄することにより、１つの電子カセッテ３２を繰り返し続けて使用することができる。

筐体５４の内部（図３参照）には、放射線Ｘが照射される筐体５４の照射面５６側から、患者３０による放射線Ｘの散乱線を除去するグリッド５８、患者３０を透過した放射線Ｘを検出する放射線検出器６０、及び、放射線Ｘのバック散乱線を吸収する鉛板６２が順に配設される。なお、筐体５４の照射面５６をグリッド５８として構成してもよい。

また、筐体５４の内部の一端側には、マイクロコンピュータを含む電子回路及び充電可能な二次電池を収容するケース３１が配置されている。放射線検出器６０及び電子回路は、ケース３１に配置された二次電池から供給される電力によって作動する。ケース３１内部に収容された各種回路が放射線Ｘの照射に伴って損傷することを回避するため、ケース３１の照射面２２側には鉛板等を配設しておくことが望ましい。

図４には、本実施の形態に係る放射線画像撮影システム１８の詳細な構成を示すブロック図が示されている。

放射線発生装置３４には、コンソール４２と通信を行うための接続端子３４Ａが設けられている。コンソール４２には、放射線発生装置３４と通信を行うための接続端子４２Ａ、及び表示装置３６へ画像信号を出力するための接続端子４２Ｃが設けられている。

放射線発生装置３４は通信ケーブル３５を介してコンソール４２に接続され、表示装置３６はディスプレイケーブル３７を介してコンソール４２に接続されている。

電子カセッテ３２に内蔵された放射線検出器６０は、ＴＦＴアクティブマトリクス基板６６上に、放射線Ｘを吸収し、電荷に変換する光電変換層が積層されて構成されている。光電変換層は例えばセレンを主成分（例えば含有率５０％以上）とする非晶質のａ−Ｓｅ（アモルファスセレン）から成り、放射線Ｘが照射されると、照射された放射線量に応じた電荷量の電荷（電子−正孔の対）を内部で発生することで、照射された放射線Ｘを電荷へ変換する。なお、放射線検出器６０は、アモルファスセレンのような放射線Ｘを直接的に電荷に変換する放射線-電荷変換材料の代わりに、蛍光体材料と光電変換素子（フォトダイオード）を用いて間接的に電荷に変換しても良い。蛍光体材料としては、ガドリニウム硫酸化物（ＧＯＳ）やヨウ化セシウム（ＣｓＩ）が良く知られている。この場合、蛍光材料によって放射線Ｘ−光変換を行い、光電変換素子のフォトダイオードによって光−電荷変換を行なう。

また、ＴＦＴアクティブマトリクス基板６６上には、光電変換層で発生された電荷を蓄積する蓄積容量６８と、蓄積容量６８に蓄積された電荷を読み出すためのＴＦＴ７０を備えた画素部７４（図４では個々の画素部７４に対応する光電変換層を光電変換部７２として模式的に示している）がマトリクス状に多数個配置されており、電子カセッテ３２への放射線Ｘの照射に伴って光電変換層で発生された電荷は、個々の画素部７４の蓄積容量６８に蓄積される。これにより、電子カセッテ３２に照射された放射線Ｘに担持されていた画像情報は電荷情報へ変換されて放射線検出器６０に保持される。

また、ＴＦＴアクティブマトリクス基板６６には、一定方向（行方向）に延設され個々の画素部７４のＴＦＴ７０をオンオフさせるための複数本のゲート配線７６と、ゲート配線７６と直交する方向（列方向）に延設されオンされたＴＦＴ７０を介して蓄積容量６８から蓄積電荷を読み出すための複数本のデータ配線７８が設けられている。個々のゲート配線７６はゲート線ドライバ８０に接続されており、個々のデータ配線７８は信号処理部８２に接続されている。個々の画素部７４の蓄積容量６８に電荷が蓄積されると、個々の画素部７４のＴＦＴ７０は、ゲート線ドライバ８０からゲート配線７６を介して供給される信号により行単位で順にオンされ、ＴＦＴ７０がオンされた画素部７４の蓄積容量６８に蓄積されている電荷は、電荷信号としてデータ配線７８を伝送されて信号処理部８２に入力される。従って、個々の画素部７４の蓄積容量６８に蓄積されている電荷は行単位で順に読み出される。

図５には、本実施の形態に係る放射線検出器６０の１画素部分に注目した等価回路図が示されている。

同図に示すように、ＴＦＴ７０のソースは、データ配線７８に接続されており、このデータ配線７８は、信号処理部８２に接続されている。また、ＴＦＴ７０のドレインは蓄積容量６８及び光電変換部７２に接続され、ＴＦＴ７０のゲートはゲート配線７６に接続されている。

信号処理部８２は、個々のデータ配線７８毎にサンプルホールド回路８４を備えている。個々のデータ配線７８を伝送された電荷信号はサンプルホールド回路８４に保持される。サンプルホールド回路８４はオペアンプ８４Ａとコンデンサ８４Ｂを含んで構成され、電荷信号をアナログ電圧に変換する。また、サンプルホールド回路８４にはコンデンサ８４Ｂの両電極をショートさせ、コンデンサ８４Ｂに蓄積された電荷を放電させるリセット回路としてスイッチ８４Ｃが設けられている。

サンプルホールド回路８４の出力側にはマルチプレクサ８６、Ａ／Ｄ変換器８８が順に接続されている。個々のサンプルホールド回路に保持された電荷信号はアナログ電圧に変換されてマルチプレクサ８６に順に（シリアルに）入力され、Ａ／Ｄ変換器８８によってデジタルの画像情報へ変換される。

信号処理部８２にはメモリ９０が接続されている（図４参照。）。信号処理部８２のＡ／Ｄ変換器８８から出力された画像情報はメモリ９０に順に記憶される。メモリ９０は放射線画像を示す画像情報を所定枚数分記憶可能な記憶容量を有しており、１ラインずつ電荷の読み出しが行われる毎に、読み出された１ライン分の画像情報がメモリ９０に順次記憶される。

メモリ９０は電子カセッテ３２全体の動作を制御するカセッテ制御部９２と接続されている。カセッテ制御部９２はマイクロコンピュータによって実現されている。このカセッテ制御部９２には無線通信部９４が接続されている。この無線通信部９４は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａ／ｂ／ｇ等に代表される無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に対応しており、無線通信による外部機器との間で各種情報の伝送を制御する。カセッテ制御部９２は、無線通信部９４を介してコンソール４２と無線通信が可能とされており、コンソール４２との間で各種情報の送受信が可能とされている。カセッテ制御部９２は、コンソール４２から受信される後述する撮影制御情報を記憶し、当該情報に基づいて電荷の読み出しを開始する。

また、カセッテ制御部９２には時間を計時する計時部９８が接続されている。計時部９８は、電波時計の機能を有しており、外部の電波送信所から送信される標準時間を載せた標準電波を受信された場合、時間の補正を行なう。カセッテ制御部９２は、計時部９８から時間情報を得ることにより、現在の時間を把握することができる。

また、電子カセッテ３２には電源部９６が設けられており、上述した各種回路や各素子(ゲート線ドライバ８０、信号処理部８２、メモリ９０、無線通信部９４、カセッテ制御部９２として機能するマイクロコンピュータや計時部９８)は、電源部９６から供給された電力によって作動する。電源部９６は、電子カセッテ３２の可搬性を損なわないように、バッテリ（充電可能な二次電池）を内蔵しており、充電されたバッテリから各種回路・素子へ電力を供給する。

一方、コンソール４２は、サーバ・コンピュータとして構成されており、操作メニューや撮影された放射線画像等を表示するディスプレイ１００と、複数のキーを含んで構成され、各種の情報や操作指示が入力される操作パネル１０２と、を備えている。

また、本実施の形態に係るコンソール４２は、装置全体の動作を司るＣＰＵ１０４と、制御プログラムを含む各種プログラム等が予め記憶されたＲＯＭ１０６と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ１０８と、各種データを記憶して保持するＨＤＤ１１０と、ディスプレイ１００への各種情報の表示を制御するディスプレイドライバ１１２と、操作パネル１０２に対する操作状態を検出する操作入力検出部１１４と、接続端子４２Ａに接続され、接続端子４２Ａ及び通信ケーブル３５を介して放射線発生装置３４との間で後述する曝射条件や放射線発生装置３４の状態情報等の各種情報の送受信を行う通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１１６と、電子カセッテ３２との間で無線通信により撮影制御情報や画像情報等の各種情報の送受信を行う無線通信部１１８と、接続端子４２Ｃに接続され、接続端子４２Ｃ及びディスプレイケーブル３７を介して表示装置３６に対して画像信号を出力する画像信号出力部１２０と、時間を計時する計時部１２２と、を備えている。

計時部１２２は、計時部９８と同様に、電波時計の機能を有しており、標準電波を受信された場合、時間の補正を行なう。

ＣＰＵ１０４、ＲＯＭ１０６、ＲＡＭ１０８、ＨＤＤ１１０、ディスプレイドライバ１１２、操作入力検出部１１４、通信Ｉ／Ｆ部１１６、無線通信部１１８、画像信号出力部１２０、及び計時部１２２は、システムバスＢＵＳを介して相互に接続されている。従って、ＣＰＵ１０４は、ＲＯＭ１０６、ＲＡＭ１０８、ＨＤＤ１１０へのアクセスを行うことができると共に、ディスプレイドライバ１１２を介したディスプレイ１００への各種情報の表示の制御、通信Ｉ／Ｆ部１１６を介した放射線発生装置３４との各種情報の送受信の制御、無線通信部１１８を介した電子カセッテ３２との各種情報の送受信の制御、及び画像信号出力部１２０を介した表示装置３６に表示される画像の制御、を行うことができる。また、ＣＰＵ１０４は、操作入力検出部１１４を介して操作パネル１０２に対するユーザの操作状態を把握することができる。さらにＣＰＵ１０４は、計時部１２２から時間情報を得ることにより、現在の時間を把握することができる。

一方、放射線発生装置３４は、放射線Ｘを出力する放射線源１３０と、コンソール４２との間で曝射条件や放射線発生装置３４の状態情報等の各種情報を送受信する通信Ｉ／Ｆ部１３２と、受信した曝射条件に基づいて放射線源１３０を制御する線源制御部１３４と、を備えている。線源制御部１３４もマイクロコンピュータによって実現されており、受信した曝射条件を記憶し、記憶した曝射条件に基づいて放射線源１３０から放射線Ｘを照射させる。

また、表示装置３６は、受信した画像信号により示される画像を表示する表示部３６Ａ、を備えている。

なお、本実施の形態では、表示部３６Ａ、及びディスプレイ１００としてＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を用いて可視表示を行っているが、これに限らず、表示部３６Ａ、及びディスプレイ１００として有機ＥＬディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ等の他のディスプレイを用いて可視表示を行っても良い。

次に、本実施の形態に係るＲＩＳ１０の全体的な動作について簡単に説明する。

端末装置１２（図１参照。）は、医師２６又は放射線技師からの、環境情報を含む撮影依頼を受け付ける。当該撮影依頼では、電子カセッテ３２を使用する環境、撮影の日時及び撮影条件｛撮影の部位、角度及び枚数、放射線Ｘを照射するための管電圧、管電流、照射期間並びに電子カセッテ３２のサイズ及び感度等｝が指定される。

端末装置１２は、受け付けた撮影依頼の内容をＲＩＳサーバ１４に通知する。ＲＩＳサーバ１４は、端末装置１２から通知された撮影依頼の内容をデータベース１４Ａに記憶する。

コンソール４２は、ＲＩＳサーバ１４にアクセスすることにより、ＲＩＳサーバ１４から撮影依頼の内容及びこれに関連付けられた環境情報を取得し、撮影依頼の内容をディスプレイ１００（図２及び図４参照。）に表示する。

本実施の形態に係る撮影システム１８は、撮影の種類として、１回の撮影指示に対して１枚の静止した放射線画像を撮影する通常撮影、放射線発生装置もしくは放射線検出器の一方もしくは両方を走査させつつ一度の撮影で断層画像を取得するアナログ断層撮影、１回の断層走査により得られた複数の放射線画像から、任意の高さの断層画像を生成するトモシンセシス撮影、動画像を取得する動画撮影、複数の放射線画像を合成して、長尺画像を生成する長尺撮影等の複数の撮影モードを有しており、曝射条件である管電圧、管電流、照射期間は、放射線源から照射する放射線の線量、撮影対象とする部位、撮影モードに応じて設定される。例えば、静止した放射線画像を撮影する通常撮影モードにおいても照射期間は、撮影部位に応じて、例えば、３４〜１３００ｍｓの間で変更され、撮影部位が放射線を透過しずらい体厚の厚い部分の場合は長く、撮影部位が動きのある心臓を含む胸部の場合は短く設定される。また、アナログ断層撮影モードの場合は照射期間が例えば２３００ｍｓと長く設定される。

医師２６や放射線技師がディスプレイ１００に表示された撮影依頼の内容に基づいて放射線画像の撮影を開始する。

例えば、図２に示すように、手術台４６上に横臥した患者３０の患部の放射線画像の撮影を行う場合、医師２６や放射線技師は、撮影の部位、角度に応じて手術台４６と患者３０の患部との間に電子カセッテ３２を配置すると共に、患部上方に放射線発生装置３４を配置する。また、医師２６や放射線技師は、患者３０の撮影部位や撮影条件に応じてコンソール４２の操作パネル１０２に対して放射線Ｘを照射する際の管電圧、管電流、照射期間等の曝射条件を指定する曝射条件指定操作を行う。医師２６や放射線技師は、放射線発生装置３４の曝射準備が完了すると、コンソール４２の操作パネル１０２に対して撮影を指示する撮影指示操作を行う。

次に、本実施の形態に係る撮影システム１８の動作について詳細に説明する。

図６には、本実施の形態に係る撮影システム１８により放射線画像を撮影する際の動作の流れを示すタイミングチャートが示されている。

電子カセッテ３２は、電源がオンされた状態（立ち上げた状態）では動作モードが初期状態である非動作状態（ＮＯＰ状態）となっており、コンソール４２から無線通信により受信される指示情報に基づいて動作する。

ところで、電子カセッテ３２の内蔵された放射線検出器６０（図４参照。）は、電子カセッテ３２の電源がオン状態の場合、放射線Ｘが照射されていない状態であっても暗電流等により各蓄積容量６８に電荷が蓄積される。このため、カセッテ制御部９２は、動作モードが非動作状態の場合、信号処理部８２に対してリセットを指示する指示信号を出力している。信号処理部８２は、リセットを指示する指示信号が入力されると、スイッチ８４Ｃ（図５参照。）がオンなってコンデンサ８４Ｂの両電極をショートさせる。このようにコンデンサ８４Ｂの両電極をショートさせることによってコンデンサ８４Ｂに不要に蓄積された電荷が放出される。

コンソール４２は、電子カセッテ３２と通信可能となると、リセットモードでの動作を指示する指示情報Ｃ１を無線通信により電子カセッテ３２へ送信する。

カセッテ制御部９２は、リセットモードでの動作を指示する指示情報Ｃ１が受信されると、動作モードがリセットモードへ移行し、ゲート線ドライバ８０を制御してゲート線ドライバ８０から１ラインずつ順に各ゲート配線７６にＯＮ信号を出力させ、各ゲート配線７６に接続された各ＴＦＴ３６を１ラインずつ順にＯＮさせる。これにより、１ラインずつ順に各蓄積容量６８に蓄積された電荷が電荷信号として各データ配線７８に流れ出す。カセッテ制御部９２は、動作モードがリセットモードである間、１ラインずつ順に各ゲート配線７６にＯＮ信号を出力させて各蓄積容量６８に蓄積された電荷を１フレーム分リセットするリセット動作を繰り返す。

コンソール４２は、操作パネル１０２に対して曝射条件指定操作が行われると、曝射条件指定操作で指定された管電圧、管電流、照射期間等の曝射条件情報Ｃ２を通信ケーブル３５を介して放射線発生装置３４へ送信する。また、コンソール４２は、撮影の際に放射線発生装置３４から放射線を照射させる照射期間等の撮影制御情報Ｃ３を無線通信により電子カセッテ３２へ送信する。

放射線発生装置３４は、電源をオンされて所定の初期起動動作が完了すると、動作状態がスリープ状態となって待機している。放射線発生装置３４は、曝射条件情報Ｃ２が受信されると、受信した曝射条件情報を記憶すると共に、動作状態が駆動状態へ移行する。放射線発生装置３４は、動作状態が駆動状態に復帰すると、撮影準備完了を示す情報Ｃ４を通信ケーブル３５を介してコンソール４２へ送信する。

電子カセッテ３２のカセッテ制御部９２は、撮影制御情報Ｃ３が受信されると、受信した当該撮影制御情報を記憶する。

コンソール４２は、撮影準備完了を示す情報Ｃ４が受信されると、撮影準備が完了したことをディスプレイ１００に表示し、操作パネル１０２に対する撮影を指示する撮影指示操作が可能となる。本実施の形態に係る撮影システム１８では、操作パネル１０２に対する撮影指示操作を２段階の操作としており、操作パネル１０２に対して１段階目の撮影指示操作の後に２段階目の撮影指示操作が行われることにより放射線画像の撮影が行われる。この２段階の撮影指示操作は、例えば、操作パネル１０２の２つのボタンを順に押下するものでもあってもよく、また、例えば、１つのボタンに対する半押、全押であってもよい。

コンソール４２は、操作パネル１０２に対して１段階目の撮影指示操作が行われると、曝射用意を指示する指示情報Ｃ５を通信ケーブル３５を介して放射線発生装置３４へ送信する。

放射線発生装置３４は、曝射用意を指示する指示情報Ｃ５が受信されると、直前に記憶した曝射条件情報により示される管電圧、管電流での曝射が行われるように放射線源１３０のスタンバイを行う。放射線発生装置３４は、放射線源１３０のスタンバイが完了すると、スタンバイ完了を示す情報Ｃ６を通信ケーブル３５を介してコンソール４２へ送信する。

コンソール４２は、スタンバイ完了を示す情報Ｃ６が受信されると、２段階目の撮影指示操作が可能となる。コンソール４２は、操作パネル１０２に対して２段階目の撮影指示操作が行われると、撮影を要求する指示情報Ｃ７を無線通信により電子カセッテ３２へ送信する。

カセッテ制御部９２は、撮影を要求する指示情報Ｃ７が受信されると、以下の曝射タイミングを判定する曝射タイミング判定処理が行なわれる。

図７には曝射タイミング判定処理の流れを示すフローチャートが示されている。なお、当該曝射タイミング判定処理のプログラムはカセッテ制御部９２に設けられたＲＯＭ等の記憶部（不図示）の所定の領域に予め記憶されている。

同図のステップ２００では、撮影を要求する指示情報Ｃ７が受信されたタイミングでゲート線ドライバ８０から何ライン目のゲート配線７６にＯＮ信号を出力させているかに基づいて１フレーム分のリセット動作が完了するまでの残期間を求める。

次のステップ２０２では、上記ステップ２００で求めた残期間が、曝射開始を指示してから実際に放射線が照射されるまでに必要な所定の照射遅延期間以上であるか否か判定し、肯定判定となった場合はステップ２０４へ移行し、否定判定となった場合はステップ２０６へ移行する。

ここで、本実施の形態に係る撮影システム１８では、電子カセッテ３２で放射線の照射を許可して放射線発生装置３４から電子カセッテ３２に実際に放射線が照射されるまでにタイムラグがある。このため、本実施の形態では、照射遅延期間を、電子カセッテ３２で放射線の照射を許可してから実際に放射線が照射されるまでの期間を実験等によって測定して放射線の照射を許可してから実際に放射線が照射されるまでに相当する期間として定めている。

ステップ２０４では、動作中の１フレーム分のリセット動作が完了する時間を曝射開始時間を決定する。一方、ステップ２０６では、次の１フレーム分のリセット動作が完了する時間を曝射開始時間と決定する。

次のステップ２０８では、決定した曝射開始時間を示す曝射情報を含んだ撮影開始を指示する指示情報Ｃ８を無線通信によりコンソール４２へ送信し、処理を終了する。

これにより、例えば、図６に示すように、動作中のリセット動作が完了するまでの残期間が通信期間射以上である場合は、動作中のリセット動作の完了する時間が曝射開始時間となる。

コンソール４２は、撮影開始を指示する指示情報Ｃ８の何れかが受信されると、指示情報Ｃ８に含まれる曝射情報により示される曝射開始時間になるまで待機し、曝射開始時間になった場合、曝射を指示する指示情報Ｃ９を通信ケーブル３５を介して放射線発生装置３４へ送信する。

放射線発生装置３４は、曝射を指示する指示情報Ｃ９が受信されると、直前に記憶した曝射条件情報により示される照射期間だけ放射線源１３０から放射線Ｘを照射させる。

放射線源１３０から照射された放射線Ｘは、患者３０を透過した後に電子カセッテ３２に到達する。これにより、電子カセッテ３２に内蔵された放射線検出器６０の各画素部７４の蓄積容量６８には照射された放射線Ｘの線量に応じた電荷が蓄積される。

カセッテ制御部９２は、リセット動作が完了するまでリセット動作を行い、１フレーム分のリセット動作の完了すると、動作モードを撮影モードへ移行する。この１フレーム分のリセット動作の完了する時間は、曝射開始時間である。カセッテ制御部９２は、撮影モードとなると、撮影制御情報として記憶した照射期間だけ待機した後に、ゲート線ドライバ８０を制御してゲート線ドライバ８０から１ラインずつ順に各ゲート配線７６にＯＮ信号を出力させ、各ゲート配線７６に接続された各ＴＦＴ３６を１ラインずつ順にＯＮさせる。このように曝射開始時間から照射期間後に読み出しを開始することにより、放射線検出器６０の各画素部７４への電荷の蓄積時間と放射線源１３０から放射線Ｘが照射される照射期間を一致させることができ、余分に電荷の蓄積を待つ必要がなくなるため、ノイズ量を低減することができる。

放射線検出器６０は、各ゲート配線７６に接続された各ＴＦＴ３６を１ラインずつ順にＯＮされると、１ラインずつ順に各蓄積容量６８に蓄積された電荷が電荷信号として各データ配線７８に流れ出す。各データ配線７８に流れ出した電荷信号は個々のサンプルホールド回路８４に入力されて電圧信号に変換され、変換された電圧信号がマルチプレクサに順に（シリアルに）入力され、Ａ／Ｄ変換器によってデジタルの画像情報へ変換されて、メモリ９０に記憶される。

カセッテ制御部９２は、１フレーム分（１枚分）の画像情報の読み出しが終了すると、動作モードがリセットモードへ移行する。ここでは、連続撮影を行わないものとして、リセットモードへ移行することとしているが、連続撮影を行うものしてもよい。

コンソール４２は、放射線源１３０からの放射線Ｘの照射が終了すると画像情報転送要求信号を無線通信により電子カセッテ３２へ送信する。

カセッテ制御部９２は、画像情報転送要求信号が受信されると、メモリ９０に記憶された画像情報を１フレーム分ずつコンソール４２へ送信する。

コンソール４２では、１フレーム分の画像情報に対して所定の画像処理を施し、画像処理後の画像情報を患者３０の患者情報と関連付けられた状態でＨＤＤ１１０に記憶させる。また、コンソール４２は、画像処理後の放射線画像を示す画像信号を表示装置３６に対して出力して表示装置３６の表示部３６Ａに表示させる。医師２６は、表示部３６Ａに表示された放射線画像を確認しながら手術を遂行する。

以上のように、本実施の形態によれば、コンソール４２に時間を計時する計時部１２２を設けると共に、電子カセッテ３２に計時部１２２と同期させた時間を計時する計時部９８を設けて各々計時させるようにし、コンソール４２で、予め定められた曝射開始時間となった場合に、放射線源１３０から放射線を所定期間照射させ、電子カセッテ３２で、前記曝射開始時間から前記所定期間経過した後に、放射線検出器６０に発生した電荷が読み出して放射線画像を示す画像データを生成するので、撮影タイミングを同期させて安定して放射線画像を撮影することができる。

また、本実施の形態によれば、コンソール４２や電子カセッテ３２の時間を同期させているため、Ｘ線の照射期間を変化させるような別な撮影モードにも容易に対応することができる。

また、本実施の形態では、撮影システム１８はコンソール４２及び電子カセッテ３２を１台づつ備えた場合について説明したが、コンソール４２や電子カセッテ３２を複数備えてもよい。本実施の形態によれば、コンソール４２や電子カセッテ３２を複数台備えたとしても時間を同期させることにより、例えば電子カセッテが複数枚存在する場合にコンソール側に電子カセッテが追加される度にその電子カセッテ毎の撮影モード情報や時間ずれパラメータなどを保持する必要が無く、どの電子カセッテにも曝射時刻（開始時刻もしくは開始と終了の両方の時刻）を通知するのみで良い。またある電子カセッテと通信するコンソールが新たに加わったとしても、新旧コンソール及び電子カセッテは同じ時間（例えば電波時計で合わせた時刻）で同期を取るのみであるため、新たなコンソールと電子カセッテの同期を取ることで以前からのコンソールとの同期がずれてしまうというような弊害が無く、コンソール４２でのタイミング管理が容易になる。

なお、上記実施の形態では、可搬型の放射線画像撮影装置である電子カセッテ３２に適応した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、据置型の放射線画像撮影装置に適用してもよい。

また、上記実施の形態では、計時部９８及び計時部１２２を電波時計の機能を有するものとして電波送信所から送信される標準電波を受信して時間の補正を行なう場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ＧＰＳ衛星から送信される電波に含まれる時刻情報や、携帯電話の基地局から送信される電波の制御信号に含まれる時刻情報、テレビやラジオの時報などを用いて受信して時間の補正を行なうようにしてもよい。また、例えば、コンソール４２又は電子カセッテ３２の何れか一方の時間を基準として他方の時間を同期させるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、曝射開始時間を電子カセッテ３２からコンソール４２へ送信する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、曝射開始時間をコンソール４２から電子カセッテ３２へ送信するようにしてもよい。この場合、カセッテ制御部９２は、曝射開始時間までにリセット動作が完了するようにリセット動作を制御すればよい。

また、上記実施の形態では、曝射開始時間を電子カセッテ３２からコンソール４２へ送信する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、放射線源１３０からの放射線の曝射終了時刻を、コンソール４２から電子カセッテ３２へ無線通信にて送信し、電子カセッテ３２では、カセッテ制御部９２が曝射終了時刻になると放射線検出器６０からの電荷の読み出しを開始させ、放射線検出器６０に発生した電荷を読み出して放射線画像を示す画像データを生成するようにしてもよい。

その他、上記実施の形態で説明した放射線情報システム１０の構成（図１参照。）、撮影システム１８の構成（図２、図４参照。）及び電子カセッテ３２の構成（図３参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。

また、上記実施の実施の形態で説明した放射線画像を撮影する際の動作の流れ（図６参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。

さらに、上記実施の実施の形態で説明した曝射タイミング判定処理の流れ（図７参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。

実施の形態に係る放射線情報システムの構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る放射線画像撮影システムが設置された手術室の様子を示す図である。 実施の形態に係る電子カセッテの内部構成を示す透過斜視図である。 実施の形態に係る放射線画像撮影システムの詳細な構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る放射線検出器の１画素部分に注目した等価回路図である。 実施の形態に係る放射線画像を撮影する際の動作の流れ示すタイミングチャートである。 本実施の形態に係る曝射タイミング判定処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１８ 放射線画像撮影システム
３２ 電子カセッテ（放射線画像撮影装置）
３４ 放射線発生装置
４２ コンソール（放射線源制御装置）
６０ 放射線検出器（センサ部）
８２ 信号処理部（生成手段）
９２ カセッテ制御部（リセット制御手段）
９４ 無線通信部（通信手段）
９８ 計時部（第２計時手段）
１０４ ＣＰＵ（制御手段）
１１８ 無線通信部（通信手段）
１２２ 計時部（第１計時手段）
１３０ 放射線源

Claims (7)

1. 時間を計時する第１計時手段、及び前記第１計時手段の時間が予め定められた曝射開始時間となった場合に、放射線を発生する放射線源を制御して当該放射線源から放射線を所定期間照射させる制御を行う制御手段を有する放射線源制御装置と、
   前記第１計時手段と同期させた時間を計時する第２計時手段、放射線が照射されることにより電荷を発生し、前記放射線源からの放射線が照射されるセンサ部、及び前記第２計時手段の時間が前記曝射開始時間から前記所定期間経過した後に、前記センサ部に発生した電荷を読み出して放射線画像を示す画像データを生成する生成手段を有する放射線画像撮影装置と、
   を備えた放射線画像撮影システム。
2. 外部から取得した同一の時間情報によって前記第１計時手段及び前記第２計時手段の時間を同期させた
   請求項１記載の放射線画像撮影システム。
3. 前記放射線画像撮影装置及び前記放射線源制御装置は、互いに無線通信を行うための通信手段を各々さらに有し、
   前記曝射開始時間を、前記放射線画像撮影装置及び前記放射線源制御装置の何れか一方から他方へ無線通信にて送信する
   請求項１又は請求項２記載の放射線画像撮影システム。
4. 前記放射線画像撮影装置は、前記センサ部に発生する電荷を読み出して除去するリセット動作を繰り返し行うように制御するリセット制御手段をさらに有し、
   前記リセット動作が完了する時間を前記曝射開始時間として前記放射線画像撮影装置から前記放射線源制御装置へ無線通信にて送信する
   請求項３記載の放射線画像撮影システム。
5. 前記放射線源からの放射線の曝射終了時刻を、前記放射線源制御装置から前記放射線画像撮影装置へ無線通信にて送信し、
   前記生成手段は、前記曝射終了時刻になると前記センサ部に発生した電荷を読み出して放射線画像を示す画像データを生成する
   請求項３又は請求項４記載の放射線画像撮影システム。
6. 前記所定期間は、前記放射線源から照射する放射線の線量、撮影対象とする部位、撮影モードの少なくとも１つに応じて変更される
   請求項１〜請求項５の何れか１項記載の放射線画像撮影システム。
7. 前記放射線源制御装置及び前記放射線画像撮影装置の少なくと一方を複数備えた
   請求項１〜請求項６の何れか１項記載の放射線画像撮影システム。

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