JP2013188245A - Radiographic system and drive controlling method therefor, and radiation image detecting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射線撮影システムおよびその駆動制御方法、並びに放射線画像検出装置に関する。 The present invention relates to a radiation imaging system, a drive control method thereof, and a radiation image detection apparatus.
医療分野において、放射線、例えばX線を利用したX線撮影システムが知られている。X線撮影システムは、X線を被検体(患者)に向けて照射するX線源、被検体を透過したX線を受けてX線画像を検出するX線画像検出装置、X線源とX線画像検出装置の駆動を制御する制御装置、およびX線の照射開始指示を入力するための照射スイッチを有している。 In the medical field, X-ray imaging systems using radiation, such as X-rays, are known. An X-ray imaging system includes an X-ray source that irradiates an X-ray toward a subject (patient), an X-ray image detection apparatus that receives an X-ray transmitted through the subject and detects an X-ray image, an X-ray source and an X-ray source A control device for controlling the drive of the line image detection device and an irradiation switch for inputting an X-ray irradiation start instruction.
最近のX線撮影システムの分野では、X線フイルムやイメージングプレート(IP)に代わり、フラットパネルディテクタ(FPD;flat panel detector)を検出パネルとして用いたX線画像検出装置が普及している。FPDには、X線の到達線量に応じた信号電荷を蓄積する画素がマトリックス状に配列されている。FPDは、画素毎に信号電荷を蓄積し、蓄積した信号電荷を信号処理回路で電圧信号に変換することで、被検体の画像情報を表すX線画像を検出し、これをデジタルな画像データとして出力する。 In the recent field of X-ray imaging systems, X-ray image detection apparatuses using a flat panel detector (FPD) as a detection panel are widely used in place of X-ray films and imaging plates (IP). In the FPD, pixels that accumulate signal charges corresponding to the X-ray arrival dose are arranged in a matrix. The FPD accumulates signal charge for each pixel, converts the accumulated signal charge into a voltage signal by a signal processing circuit, detects an X-ray image representing the image information of the subject, and uses this as digital image data Output.
FPDを直方体形状の筐体に内蔵した電子カセッテ(可搬型のX線画像検出装置)も実用化されている。電子カセッテは、撮影台に据え付けられて取り外し不可なタイプと違って、フイルムカセッテやIPカセッテ用の既存の撮影台や専用の撮影台に着脱可能に取り付けて使用される他、据え付け型では撮影困難な部位を撮影するためにベッド上に置いたり被検体自身に持たせたりして使用される。また、自宅療養中の高齢者や、事故、災害等による急病人を撮影するため、撮影台の設備がない病院外に持ち出して使用されることもある。 An electronic cassette (portable X-ray image detection apparatus) in which an FPD is built in a rectangular parallelepiped housing has also been put into practical use. Unlike the type that cannot be removed because the electronic cassette is installed on the photographic stand, it can be used detachably attached to an existing photographic stand for film cassettes and IP cassettes or a dedicated photographic stand. It is used by placing it on a bed or holding it on the subject itself in order to take an image of a particular part. In addition, in order to take pictures of elderly people who are being treated at home or those who are suddenly ill due to accidents, disasters, etc., they may be taken out of hospitals where there is no equipment for taking pictures.
ところで、病院では一台の電子カセッテを立位撮影用と臥位撮影用とで兼用したり、立位撮影用と臥位撮影用に電子カセッテを二台揃え、撮影時に使用する電子カセッテを選択したりしている。また、フイルムカセッテやIPカセッテも併用していることが多い。比較的大規模な病院では、故障で撮影が行えなくなることを考慮してさらに予備の電子カセッテを数台購入しているところもある。 By the way, in hospitals, a single electronic cassette is used for both standing and lying positions, or two electronic cassettes are used for standing and lying positions. I do. In many cases, a film cassette or an IP cassette is also used. Some relatively large hospitals have purchased several spare electronic cassettes in consideration of the failure of taking pictures due to a malfunction.
こうした状況で放射線技師等のオペレータにセッティングを全て任せていると、例えば撮影台に電子カセッテを装着しないまま撮影を行ってしまったり(セットし忘れ)、立位撮影用の電子カセッテを使用選択した状態で臥位撮影用の電子カセッテにX線を照射してしまう(取り違え)等、人為的なセットミスが起きる可能性が必ずある。セットミスが起きた場合はその撮影は無効となるので被検体が無用な被曝に晒される。 In this situation, if all the settings are left to an operator such as a radiologist, for example, the user may take a picture without attaching the electronic cassette to the imaging stand (forget to set), or choose to use the electronic cassette for standing position photography. There is always a possibility that an artificial setting mistake such as irradiating an X-ray on an electronic cassette for the supine photography in the state (misunderstanding) will occur. If a set mistake occurs, the imaging becomes invalid and the subject is exposed to unnecessary exposure.
また、X線の累積線量が所望の値に達したらX線の照射を停止させる自動露出制御(AEC;Automatic Exposure Control)の機能を有していない場合は、X線の照射を停止させる術がないため大変危険である。たとえAEC機能を有していても、X線源には撮影条件として最大照射時間が設定され、最大照射時間が経過するまでX線の照射は続けられるので、被検体が無用に被曝してしまうことに変わりはない。 If the X-ray accumulated dose reaches a desired value, it does not have an automatic exposure control (AEC) function that stops the X-ray irradiation. Because there is no, it is very dangerous. Even if it has an AEC function, the maximum irradiation time is set as an imaging condition in the X-ray source, and X-ray irradiation is continued until the maximum irradiation time elapses, so that the subject is unnecessarily exposed. That is no different.
そこで、従来は特許文献1、2に記載の発明のように、使用選択されたカセッテのIDと実際に使用するカセッテのIDを照合して、両IDが照合できない場合はX線の照射を禁止することで、セットミスにより被検体が無用な被曝をしないよう防止している。あるいは特許文献3に記載の発明のように、選択した撮影モードに対応するカセッテがX線源に指向しているか否かを検知し、指向していない場合はその旨を報知し、撮影を禁止している。 Therefore, conventionally, as in the inventions described in Patent Documents 1 and 2, the ID of the cassette selected for use and the ID of the cassette that is actually used are collated, and if both IDs cannot be collated, X-ray irradiation is prohibited. This prevents the subject from being exposed to unnecessary exposure due to a set mistake. Alternatively, as in the invention described in Patent Document 3, it is detected whether or not the cassette corresponding to the selected imaging mode is directed to the X-ray source, and if not, the fact is notified and imaging is prohibited. doing.
しかし、特許文献1〜3のようにどれだけセットミスを防止しても、そのセットミスを防止する機構そのものが正常に働いていなかったり、正常に働いていてもオペレータが警告表示を見過ごしてしまえばやはりセットミスは起きてしまう。このため、結局被検体が無用な被曝に晒される危険を拭うことができない。 However, no matter how much a set mistake is prevented as in Patent Documents 1 to 3, the mechanism itself that prevents the set mistake is not working properly, or the operator overlooks the warning display even if it works normally. For example, set mistakes will still occur. For this reason, the danger that the subject is exposed to unnecessary exposure after all cannot be wiped out.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、放射線画像検出装置のセットし忘れや取り違えのミスが起きた場合に、被検体が無用な被曝をすることを避けることができる放射線撮影システムおよびその駆動制御方法、並びに放射線画像検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a radiography system capable of avoiding unnecessary exposure of a subject when a forgetting to set a radiological image detection apparatus or a mistake in mixing occurs. An object of the present invention is to provide a drive control method and a radiation image detection apparatus.
上記目的を達成するために、本発明の放射線撮影システムは、被検体に向けて放射線を照射する放射線源と、放射線源の駆動を制御する線源制御装置と、放射線の到達線量に応じた電荷を蓄積する画素が配列された検出パネルを有し、通信手段を介して線源制御装置と各種信号を通信する放射線画像検出装置と、検出パネルへの放射線の照射有無を検出する照射検出センサと、通信手段と線源制御装置の間で放射線の照射開始の契機となる信号を通信したときに計時を開始するタイマーと、検出パネルに向けて放射線が確かに照射されているか否かを判定する照射判定手段とを備え、照射判定手段は、タイマーによる計時時間が予め設定された設定時間を上回り、設定時間内に照射検出センサで放射線の照射が検出されない場合、セットミスにより検出パネルに向けて放射線が照射されていないと判定し、線源制御装置は、照射判定手段で検出パネルに向けて放射線が照射されていないと判定したときに、放射線の照射を停止させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a radiation imaging system of the present invention includes a radiation source that irradiates a subject with radiation, a radiation source control device that controls driving of the radiation source, and a charge corresponding to the radiation dose. A radiation image detection device having a detection panel in which pixels for storing the image are arranged and communicating various signals with the radiation source control device via a communication means, and an irradiation detection sensor for detecting whether or not the detection panel is irradiated with radiation , A timer that starts timing when a signal that triggers the start of radiation irradiation is communicated between the communication means and the radiation source control device, and whether or not the radiation is surely being irradiated toward the detection panel An irradiation determination means, and the irradiation determination means exceeds a set time set in advance by a timer, and if no irradiation is detected by the irradiation detection sensor within the set time, a set error is detected. When it is determined that the radiation is not irradiated toward the detection panel, and the radiation source control unit determines that the radiation is not irradiated toward the detection panel by the irradiation determination unit, the radiation source control device stops the radiation irradiation. It is characterized by.
設定時間は、検出パネルに向けて放射線が照射された場合に、通信手段と線源制御装置の間で放射線の照射開始の契機となる信号を通信してから照射検出センサが放射線の照射を検出するまでに必要十分な時間に設定されている。 The set time is when the radiation is emitted toward the detection panel, the irradiation detection sensor detects the radiation irradiation after communicating a signal that triggers the start of radiation irradiation between the communication means and the radiation source control device. It is set to a necessary and sufficient time.
タイマーは、通信手段から線源制御装置に放射線の照射を許可する照射許可信号を送信したときに計時を開始する。また、通信手段は、照射判定手段で検出パネルに向けて放射線が照射されていないと判定したときに、線源制御装置に放射線の照射を停止させる照射停止信号を送信する。 The timer starts measuring time when an irradiation permission signal for allowing irradiation of radiation is transmitted from the communication means to the radiation source control device. Further, the communication unit transmits an irradiation stop signal for stopping the irradiation of radiation to the radiation source control device when the irradiation determining unit determines that the radiation is not irradiated toward the detection panel.
照射判定手段で検出パネルに向けて放射線が照射されていないと判定し、線源制御装置が放射線の照射を停止させた場合、その旨を警告表示する警告表示手段を備えることが好ましい。警告表示手段は線源制御装置に設けてもよいし、放射線画像検出装置の駆動を制御するコンソールに設けてもよい。あるいは、放射線画像検出装置自体に設けてもよい。 When it is determined by the irradiation determination means that the radiation is not irradiated toward the detection panel, and the radiation source control device stops the radiation irradiation, it is preferable to include a warning display means for displaying a warning to that effect. The warning display means may be provided in the radiation source control device, or may be provided in a console that controls driving of the radiation image detection device. Or you may provide in a radiographic image detection apparatus itself.
セットミスを防止するためのセットミス防止手段を備え、照射判定手段はセットミス防止手段が正常に働かなかった場合のバックアップとして機能する。セットミス防止手段としては、例えば、放射線画像検出装置に設けられ、撮影に使用する旨を点灯して報せるランプや音声で報せるスピーカーが考えられる。 A setting error prevention means for preventing a setting error is provided, and the irradiation determining means functions as a backup in the case where the setting error prevention means does not work normally. As the setting error prevention means, for example, a lamp that is provided in the radiation image detection apparatus and can be turned on to report that it is used for imaging or a speaker that can be notified by voice can be considered.
検出パネルへの放射線の到達線量を検出する線量検出センサと、線量検出センサで検出された到達線量の積算値と予め設定された閾値とを比較し、該比較結果に基づき到達線量の積算値が目標値に達したか否かを判定する自動露出制御手段とを備え、照射判定手段で検出パネルに向けて放射線が照射されていると判定した場合、線源制御装置は、自動露出制御手段で到達線量の積算値が目標値に達したと判定したときに、放射線の照射を停止させる。 The dose detection sensor that detects the arrival dose of radiation to the detection panel is compared with the integrated value of the arrival dose detected by the dose detection sensor and a preset threshold value, and the integrated value of the arrival dose is calculated based on the comparison result. Automatic exposure control means for determining whether or not the target value has been reached, and when it is determined by the irradiation determination means that radiation is being emitted toward the detection panel, the radiation source control device is an automatic exposure control means. When it is determined that the integrated value of the reached dose has reached the target value, radiation irradiation is stopped.
照射検出センサは線量検出センサを兼ねることが好ましい。また、照射検出センサは画素の一部であることが好ましい。さらに、放射線画像検出装置は、検出パネルが可搬型の筐体に収納された電子カセッテであることが好ましい。 It is preferable that the irradiation detection sensor also serves as a dose detection sensor. The irradiation detection sensor is preferably a part of the pixel. Furthermore, it is preferable that the radiation image detection apparatus is an electronic cassette in which a detection panel is housed in a portable housing.
本発明の放射線撮影システムの駆動制御方法は、被検体に向けて放射線を照射する放射線源と、放射線源の駆動を制御する線源制御装置と、放射線の到達線量に応じた電荷を蓄積する画素が配列された検出パネルを有し、通信手段を介して線源制御装置と各種信号を通信する放射線画像検出装置とを備える放射線撮影システムの駆動制御方法であって、通信手段と線源制御装置の間で放射線の照射開始の契機となる信号を通信したときにタイマーで開始した計時時間が予め設定された設定時間を上回り、検出パネルへの放射線の照射有無を検出する照射検出センサで設定時間内に放射線の照射が検出されない場合、セットミスにより検出パネルに向けて放射線が照射されていないと照射判定手段で判定し、そのときに線源制御装置により放射線の照射を停止させることを特徴とする。 The radiation imaging system drive control method according to the present invention includes a radiation source that irradiates a subject with radiation, a radiation source control device that controls driving of the radiation source, and a pixel that accumulates charges according to the radiation dose. Is a radiation imaging system drive control method comprising a radiation image detection device that communicates various signals with a radiation source control device via a communication means, the communication means and the radiation source control device. The time measured by the timer when communicating a signal that triggers the start of radiation irradiation exceeds the preset time set by the irradiation detection sensor that detects the presence or absence of radiation irradiation to the detection panel. If no radiation irradiation is detected, the irradiation determination means determines that no radiation is being emitted toward the detection panel due to a setting error. Wherein the stopping of irradiation.
本発明の放射線画像検出装置は、放射線源から照射された放射線の到達線量に応じた電荷を蓄積する画素が配列された検出パネルと、検出パネルへの放射線の照射有無を検出する照射検出センサと、放射線源の駆動を制御する線源制御装置と各種信号を通信する通信手段と、通信手段と線源制御装置の間で放射線の照射開始の契機となる信号を通信したときに計時を開始するタイマーと、検出パネルに向けて放射線が確かに照射されているか否かを判定する照射判定手段とを備え、照射判定手段は、タイマーによる計時時間が予め設定された設定時間を上回り、設定時間内に照射検出センサで放射線の照射が検出されない場合、セットミスにより検出パネルに向けて放射線が照射されていないと判定し、通信手段は、照射判定手段で検出パネルに向けて放射線が照射されていないと判定したときに、線源制御装置に放射線の照射を停止させる照射停止信号を送信することを特徴とする。 A radiological image detection apparatus according to the present invention includes a detection panel in which pixels that accumulate charges corresponding to an arrival dose of radiation emitted from a radiation source are arranged, an irradiation detection sensor that detects whether radiation is applied to the detection panel, and The time measurement is started when a communication means that communicates various signals with the radiation source control device that controls the driving of the radiation source, and a signal that triggers radiation irradiation between the communication means and the radiation source control device are communicated. A timer and an irradiation determining means for determining whether or not radiation is surely irradiated toward the detection panel. The irradiation determining means exceeds a preset time set by the timer and falls within the set time. If the irradiation detection sensor does not detect radiation exposure, it is determined that no radiation is being applied toward the detection panel due to a set mistake, and the communication means detects the detection panel using the irradiation determination means. Radiation when it is determined not to be irradiated, and transmits the irradiation stop signal for stopping the irradiation of the radiation source controller towards.
本発明によれば、放射線の照射開始の契機となる信号を通信してから設定時間内に放射線の照射が検出されない場合、強制的に放射線の照射を停止させるので、放射線画像検出装置のセットし忘れや取り違えのミスが起きた場合に、被検体が無用な被曝をすることを避けることができる。 According to the present invention, when radiation irradiation is not detected within a set time after communication of a signal that triggers radiation irradiation, the radiation irradiation is forcibly stopped. When a forgetting or mistaken mistake occurs, it is possible to avoid unnecessary exposure of the subject.
図1において、X線撮影システム2は、X線を放射するX線管を内蔵したX線源10と、X線源10の動作を制御する線源制御装置11と、X線の照射開始を指示するための照射スイッチ12と、被検体を透過したX線を検出してX線画像を出力する電子カセッテ13と、電子カセッテ13の動作制御やX線画像の画像処理を担うコンソール14と、被検体を立位姿勢で撮影するための立位撮影台15と、臥位姿勢で撮影するための臥位撮影台16とを有する。X線源10、線源制御装置11、および照射スイッチ12はX線発生装置2a、電子カセッテ13、およびコンソール14はX線撮影装置2bをそれぞれ構成する。この他にもX線源10を所望の方向および位置にセットするための線源移動装置(図示せず)等が設けられており、X線源10は立位撮影台15および臥位撮影台16で共用される。
In FIG. 1, an X-ray imaging system 2 includes an X-ray source 10 including an X-ray tube that emits X-rays, a
X線源10は、X線を放射するX線管と、X線管が放射するX線の照射野を限定する照射野限定器(コリメータ)とを有する。X線管は、熱電子を放出するフィラメントからなる陰極と、陰極から放出された熱電子が衝突してX線を放射する陽極(ターゲット)とを有している。照射野限定器は、例えば、X線を遮蔽する複数枚の鉛板を井桁状に配置し、X線を透過させる照射開口が中央に形成されたものであり、鉛板の位置を移動することで照射開口の大きさを変化させて、照射野を限定する。 The X-ray source 10 includes an X-ray tube that emits X-rays, and an irradiation field limiter (collimator) that limits an X-ray irradiation field emitted by the X-ray tube. The X-ray tube has a cathode made of a filament that emits thermoelectrons, and an anode (target) that emits X-rays when the thermoelectrons emitted from the cathode collide. The irradiation field limiter has, for example, a plurality of lead plates that shield X-rays arranged in a cross pattern, and an irradiation opening that transmits X-rays is formed in the center, and the position of the lead plate is moved. The irradiation field is limited by changing the size of the irradiation opening.
図2に示すように、線源制御装置11は、トランスによって入力電圧を昇圧して高圧の管電圧を発生し、高電圧ケーブルを通じてX線源10に供給する高電圧発生器20と、X線源10が照射するX線のエネルギースペクトルを決める管電圧、単位時間当たりの照射量を決める管電流、およびX線の照射時間を制御する制御部21と、コンソール14との主要な情報、信号の送受信を媒介する通信I/F22とを備える。
As shown in FIG. 2, the radiation
制御部21には照射スイッチ12とメモリ23とタッチパネル24が接続されている。照射スイッチ12は、放射線技師等のオペレータによって操作される例えば二段階押しのスイッチであり、一段階押しでX線源10のウォームアップを開始させるためのウォームアップ開始信号を発生し、二段階押しでX線源10に照射を開始させるための照射開始信号を発生する。これらの信号は信号ケーブルを通じて線源制御装置11に入力される。制御部21は、照射スイッチ12から照射開始信号を受けたときに高電圧発生器20からX線源10への電力供給を開始させる。
An
メモリ23は、管電圧、管電流といった撮影条件を予め数種類格納している。撮影条件はタッチパネル24を通じてオペレータにより手動で設定される。線源制御装置11は、設定された撮影条件の管電圧や管電流照射時間積でX線を照射しようとする。AECはこれに対して必要十分な線量に到達したことを検出すると、線源制御装置11側で照射しようとしていた管電流照射時間積(照射時間)以下であってもX線の照射を停止するように機能する。目標線量に達してAECによる照射停止の判断がされる前にX線の照射が終了して線量不足に陥ることを防ぐために、X線源10の撮影条件には管電流照射時間積または照射時間の最大値が設定される。なお、設定される管電流照射時間積または照射時間は、撮影部位に応じた値とすることが好ましい。
The
照射信号I/F25は、電子カセッテ13の検出画素58(図4参照)の出力を元にX線の照射停止タイミングを規定する場合に電子カセッテ13と有線または無線接続される。この場合、制御部21は、照射スイッチ12からウォームアップ開始信号を受けたときに、照射信号I/F25を介して問い合わせ信号を電子カセッテ13に送信させる。電子カセッテ13は問い合わせ信号を受信すると自身が撮影可能な状態かどうかチェックを行い、撮影可能な状態である場合は照射許可信号を送信する。制御部21は、照射許可信号を照射信号I/F25で受け、さらに照射スイッチ12から照射開始信号を受けたときに高電圧発生器20からX線源10への電力供給を開始させる。また、制御部21は、電子カセッテ13から発せられる照射停止信号が照射信号I/F25で受信されたときに、高電圧発生器20からX線源10への電力供給を停止させ、X線の照射を停止させる。
The irradiation signal I /
照射停止信号には、電子カセッテ13の照射判定/AEC部52(図4参照)でFPD35への到達線量の積算値が目標値に達したと判定した場合に送られるものと、FPD35に向けてX線が照射されていないと判定した場合に送られるものとの二種類がある。後者の照射停止信号を照射信号I/F25で受信した場合、制御部21はパトランプ26を点灯させる。
The irradiation stop signal is sent to the
図3において、電子カセッテ13は、FPD35とFPD35を収容する可搬型の筐体13aとからなる。電子カセッテ13の筐体13aはほぼ矩形状で偏平な形状を有し、平面サイズはフイルムカセッテやIPカセッテ(CRカセッテとも呼ばれる)と同様の大きさ(国際規格ISO4090:2001に準拠した大きさ)である。このため、フイルムカセッテやIPカセッテ用の既存の撮影台にも取り付け可能である。
In FIG. 3, the
電子カセッテ13はX線撮影システム2が設置される撮影室一部屋に複数台、例えば立位撮影台15、臥位撮影台16用に二台配備され、二台の電子カセッテ13のうち使用する電子カセッテ13が撮影前にコンソール14で選択される。電子カセッテ13は、FPD35の撮像面37(図4参照)がX線源10と対向する姿勢で保持されるよう、立位撮影台15、臥位撮影台16のホルダ15a、16aに着脱自在にセットされる。電子カセッテ13は、立位撮影台15や臥位撮影台16にセットするのではなく、被検体が仰臥するベッド上に置いたり被検体自身に持たせたりして単体で使用することも可能である。
A plurality of
コンソール14は、有線方式や無線方式により電子カセッテ13と通信可能に接続されており、キーボード等の入力デバイス14aを介したオペレータからの入力操作に応じて電子カセッテ13の動作を制御する。具体的には、電子カセッテ13の電源のオンオフ、待機モードや撮影モードへのモード切替等の制御を行う。
The
電子カセッテ13からのX線画像はコンソール14のディスプレイ14bに表示される他、そのデータがコンソール14内のストレージデバイスやメモリ、あるいはコンソール14とネットワーク接続された画像蓄積サーバといったデータストレージに記憶される。
In addition to being displayed on the
コンソール14は、患者の性別、年齢、撮影部位、撮影目的といった情報が含まれる検査オーダの入力を受け付けて、検査オーダをディスプレイ14bに表示する。検査オーダは、HIS(病院情報システム)やRIS(放射線情報システム)といった患者情報や放射線検査に係る検査情報を管理する外部システムから入力されるか、オペレータにより手動入力される。検査オーダには、頭部、胸部、腹部等の撮影部位、正面、側面、斜位、PA(X線を被検体の背面から照射)、AP(X線を被検体の正面から照射)といった撮影方向が含まれる。オペレータは、検査オーダの内容をディスプレイ14bで確認し、その内容に応じた撮影条件をディスプレイ14bに映された操作画面を通じて入力する。
The
図4において、電子カセッテ13には、コンソール14と有線方式または無線方式で通信するための通信部30、およびバッテリ31が内蔵されている。通信部30は、コンソール14と制御部32の画像データを含む各種情報、信号の送受信を媒介する。バッテリ31は、電子カセッテ13の各部を動作させるための電力を供給する。バッテリ31は、薄型の電子カセッテ13内に収まるよう比較的小型のものが使用される。また、バッテリ31は、電子カセッテ13から外部に取り出して専用のクレードルにセットして充電することも可能である。バッテリ31を無線給電可能な構成としてもよい。
In FIG. 4, the
通信部30は、バッテリ31の残量不足等で電子カセッテ13とコンソール14との無線通信が不可能になった場合にコンソール14と有線接続される。通信部30にコンソール14からのケーブルを接続した場合、コンソール14との有線通信が可能になる。この際、コンソール14から電子カセッテ13に給電してもよい。
The
FPD35は、TFTアクティブマトリクス基板を有し、この基板上にX線の到達線量に応じた電荷を蓄積する複数の画素36を配列してなる撮像面37を備えている。複数の画素36は、所定のピッチで二次元にn行(x方向)×m列(y方向)のマトリクス状に配列されている。
The
FPD35は、X線を可視光に変換するシンチレータ(蛍光体)を有し、シンチレータによって変換された可視光を画素36で光電変換する間接変換型である。シンチレータは、CsI:Tl(タリウム賦活ヨウ化セシウム)やGOS(Gd2O2S:Tb、ガドリウムオキシサルファイド)等からなり、画素36が配列された撮像面37の全面と対向するように配置されている。なお、シンチレータとTFTアクティブマトリクス基板は、X線の入射する側からみてシンチレータ、基板の順に配置されるPSS(Penetration Side Sampling)方式でもよいし、逆に基板、シンチレータの順に配置されるISS(Irradiation Side sampling)方式でもよい。また、シンチレータを用いず、X線を直接電荷に変換する変換層(アモルファスセレン等)を用いた直接変換型のFPDを用いてもよい。
The
画素36は、可視光の入射によって電荷(電子−正孔対)を発生する光電変換素子であるフォトダイオード38、フォトダイオード38が発生した電荷を蓄積するキャパシタ(図示せず)、および薄膜トランジスタ(TFT)39を備える。
The pixel 36 includes a
フォトダイオード38は、電荷を発生する半導体層(例えばPIN型)とその上下に上部電極および下部電極を配した構造を有している。フォトダイオード38は、下部電極にTFT39が接続され、上部電極にはバイアス線が接続されている。バイアス線は撮像面37内の画素36の行数分(n行分)設けられて一本の結線に結束されている。結線はバイアス電源に繋がれている。結線とバイアス線を通じて、バイアス電源からフォトダイオード38の上部電極にバイアス電圧が印加される。バイアス電圧の印加により半導体層内に電界が生じ、光電変換により半導体層内で発生した電荷(電子−正孔対)は、一方がプラス、他方がマイナスの極性をもつ上部電極と下部電極に移動し、キャパシタに電荷が蓄積される。
The
TFT39は、ゲート電極が走査線40に、ソース電極が信号線41に、ドレイン電極がフォトダイオード38にそれぞれ接続される。走査線40と信号線41は格子状に配線されており、走査線40は撮像面37内の画素36の行数分(n行分)、信号線41は画素36の列数分(m列分)それぞれ設けられている。走査線40はゲートドライバ42に接続され、信号線41は信号処理回路45に接続される。
The
ゲートドライバ42は、TFT39を駆動することにより、X線の到達線量に応じた信号電荷を画素36に蓄積する蓄積動作と、画素36から信号電荷を読み出す読み出し(本読み)動作と、リセット(空読み)動作とを行わせる。制御部32は、ゲートドライバ42によって実行される上記各動作の開始タイミングを制御する。
The gate driver 42 drives the
蓄積動作ではTFT39がオフ状態にされ、その間に画素36に信号電荷が蓄積される。読み出し動作では、ゲートドライバ42から同じ行のTFT39を一斉に駆動するゲートパルスG1〜Gnを順次発生して、走査線40を一行ずつ順に活性化し、走査線40に接続されたTFT39を一行分ずつオン状態とする。画素36のキャパシタに蓄積された電荷は、TFT39がオン状態になると信号線41に読み出されて、信号処理回路45に入力される。
In the accumulation operation, the
信号処理回路45は、積分アンプ46、CDS回路(CDS)47、マルチプレクサ(MUX)48、およびA/D変換器(A/D)49等を備える。積分アンプ46は、各信号線41に対して個別に接続される。積分アンプ46は、オペアンプ46aとオペアンプ46aの入出力端子間に接続されたキャパシタ46bとからなり、信号線41はオペアンプ46aの一方の入力端子に接続される。オペアンプ46aのもう一方の入力端子はグランド(GND)に接続される。キャパシタ46bにはリセットスイッチ46cが並列に接続されている。積分アンプ46は、信号線41から入力される電荷を積算し、アナログ電圧信号V1〜Vmに変換して出力する。各列のオペアンプ46aの出力端子には、増幅器50、CDS47を介してMUX48が接続される。MUX48の出力側には、A/D49が接続される。
The
CDS47はサンプルホールド回路を有し、積分アンプ46の出力電圧信号に対して相関二重サンプリングを施してノイズを除去するとともに、サンプルホールド回路で積分アンプ46の出力電圧信号を所定期間保持(サンプルホールド)する。MUX48は、シフトレジスタ(図示せず)からの動作制御信号に基づき、パラレルに接続される各列のCDS47から順に一つのCDS47を電子スイッチで選択し、選択したCDS47から出力される電圧信号V1〜VmをシリアルにA/D49に入力する。A/D49は、入力された電圧信号V1〜Vmをデジタル電圧信号に変換して、電子カセッテ13に内蔵されるメモリ51または照射判定/AEC部52に出力する。なお、MUX48とA/D49の間に増幅器を接続してもよい。
The CDS 47 has a sample and hold circuit, performs correlated double sampling on the output voltage signal of the
MUX48によって積分アンプ46からの一行分の電圧信号V1〜Vmが読み出されると、制御部32は、積分アンプ46に対してリセットパルスRSTを出力し、リセットスイッチ46cをオンする。これにより、キャパシタ46bに蓄積された一行分の信号電荷が放電されてリセットされる。積分アンプ46をリセットした後、再度リセットスイッチ46cをオフして所定時間経過後にCDS47のサンプルホールド回路の一つをホールドし、積分アンプ46のkTCノイズ成分をサンプリングする。その後、ゲートドライバ42から次の行のゲートパルスが出力され、次の行の画素36の信号電荷の読み出しを開始させる。さらにゲートパルスが出力されて所定時間経過後に次の行の画素36の信号電荷をCDS47のもう一つのサンプルホールド回路でホールドする。これらの動作を順次繰り返して全行の画素36の信号電荷を読み出す。
When the voltage signals V1 to Vm for one row are read from the integrating
全行の読み出しが完了すると、一画面分のX線画像を表す画像データがメモリ51に記録される。この画像データはメモリ51から読み出され、通信部30を通じてコンソール14に出力される。こうして被検体のX線画像が検出される。
When the reading of all rows is completed, image data representing an X-ray image for one screen is recorded in the memory 51. This image data is read from the memory 51 and output to the
フォトダイオード38の半導体層には、X線の入射の有無に関わらず暗電荷が発生する。この暗電荷はバイアス電圧が印加されているために画素36のキャパシタに蓄積される。画素36において発生する暗電荷は、画像データに対してはノイズ成分となるので、これを除去するために所定時間間隔でリセット動作が行われる。リセット動作は、画素36において発生する暗電荷を、信号線41を通じて掃き出す動作である。
Dark charges are generated in the semiconductor layer of the
リセット動作は、例えば、一行ずつ画素36をリセットする順次リセット方式で行われる。順次リセット方式では、信号電荷の読み出し動作と同様、ゲートドライバ42から走査線40に対してゲートパルスG1〜Gnを順次発生して、画素36のTFT39を一行ずつオン状態にする。TFT39がオン状態になっている間、画素36から暗電荷が信号線41を通じて積分アンプ46のキャパシタ46bに流れる。リセット動作では、読み出し動作と異なり、MUX48によるキャパシタ46bに蓄積された電荷の読み出しは行われず、各ゲートパルスG1〜Gnの発生と同期して、制御部32からリセットパルスRSTが出力されてリセットスイッチ46cがオンされ、キャパシタ46bに蓄積された電荷が放電されて積分アンプ46がリセットされる。
The reset operation is performed, for example, by a sequential reset method in which the pixels 36 are reset row by row. In the sequential reset method, as in the signal charge reading operation, gate pulses G1 to Gn are sequentially generated from the gate driver 42 to the
順次リセット方式に代えて、配列画素の複数行を一グループとしてグループ内で順次リセットを行い、グループ数分の行の暗電荷を同時に掃き出す並列リセット方式や、全行にゲートパルスを入れて全画素の暗電荷を同時に掃き出す全画素リセット方式を用いてもよい。並列リセット方式や全画素リセット方式によりリセット動作を高速化することができる。 Instead of the sequential reset method, multiple rows of array pixels are grouped as a group, and the reset is performed sequentially within the group, and the dark charge of the number of rows in the group is simultaneously discharged. An all-pixel reset method that simultaneously sweeps out the dark charges may be used. The reset operation can be speeded up by a parallel reset method or an all-pixel reset method.
FPD35は、上述のようにゲートドライバ42および走査線40により駆動されるTFT39が接続された通常の画素36の他に、通常の画素36とは別のゲートドライバ55および走査線56で駆動するTFT57が接続された検出画素58を同じ撮像面37内に複数備えている。TFT57はゲートドライバ55からのゲートパルスg1〜gnによりオンする。検出画素58は、フォトダイオード38等の基本的な構成は画素36と全く同じで駆動源が異なるだけであり、画素36とは独立して蓄積電荷を信号線41から読み出すことが可能である。リセット動作や読み出し動作では、通常の画素36の動作を一通り終えた後、同じ要領でゲートドライバ55からゲートパルスg1〜gnを発して検出画素58のリセット動作または読み出し動作を行う。あるいはゲートドライバ42の動作と同期して同じ行の画素36と検出画素58のリセット動作または読み出し動作を同時に行う。検出画素58は、撮像面37へのX線の到達線量を検出するために利用される画素であり、照射検出センサおよび線量検出センサとして機能する。検出画素58は撮像面37内の画素36の数ppm〜数%程度を占める。
The
図5に示すように、検出画素58は、撮像面37内で局所的に偏ることなく撮像面37内に満遍なく散らばるよう、撮像面37の中心に関して左右対称な点線で示す波形の軌跡59に沿って設けられている。検出画素58は、同じ信号線41が接続された画素36の列に一個ずつ設けられ、検出画素58が設けられた列は、検出画素58が設けられない列を例えば二〜三列挟んで設けられる。検出画素58の位置はFPD35の製造時に既知であり、FPD35は全検出画素58の位置(座標)を不揮発性のメモリ(図示せず)に予め記憶している。なお、本実施形態とは逆に検出画素58を局所に集中して配置してもよく、検出画素58の配置は適宜変更可能である。例えば乳房を撮影対象とするマンモグラフィ装置では胸壁側に集中して検出画素58を配置するとよい。
As shown in FIG. 5, the
ゲートドライバ55からゲートパルスを発生してTFT57をオンすると、検出画素58で発生した信号電荷は信号線41に読み出される。画素36とは別の駆動源であるため、同列にある画素36がTFT39をオフ状態とされ、信号電荷を蓄積する蓄積動作中であっても検出画素58の信号電荷を読み出すことが可能である。このとき検出画素58が接続された信号線41上の積分アンプ46のキャパシタ46bには、検出画素58で発生した電荷が流入する。画素36の蓄積動作時、TFT57がオンされて積分アンプ46に蓄積された検出画素58からの電荷は、所定のサンプリング周期でA/D49に出力される。
When a gate pulse is generated from the
制御部32には、メモリ51のX線画像データに対してオフセット補正、感度補正、および欠陥補正の各種画像処理を施す回路(図示せず)が設けられている。オフセット補正回路は、X線を照射せずにFPD35から取得したオフセット補正画像をX線画像から画素単位で差し引くことで、信号処理回路45の個体差や撮影環境に起因する固定パターンノイズを除去する。
The
感度補正回路はゲイン補正回路とも呼ばれ、各画素36のフォトダイオード38の感度のばらつきや信号処理回路45の出力特性のばらつき等を補正する。感度補正は被検体がいない状態で所定の線量のX線を照射して得た画像から上記オフセット補正画像を差し引いた画像を元に生成した感度補正データに基づき行う。感度補正データは、被検体がいない状態で所定の線量のX線を照射したときに、オフセット補正後のX線画像に乗算することで各画素出力が一律同じになるよう、基準値からのずれを補正する係数を画素毎にもつ。例えば画素Aの出力が基準の1であるのに対して画素Bの出力が0.8であった場合、画素Bの係数は1.25(1/0.8=1.25)となる。
The sensitivity correction circuit is also referred to as a gain correction circuit, and corrects variations in sensitivity of the
欠陥補正回路は、出荷時に添付される欠陥画素情報に基づき、欠陥画素の画素値を周囲の正常な画素の画素値で線形補間する。また、FPD35に向けてX線が照射されているか否かを判定するための照射検出とAECの線量検出に用いられた採光野内の検出画素58の画素値も同様に補間する。
The defect correction circuit linearly interpolates the pixel value of the defective pixel with the pixel values of the surrounding normal pixels based on the defective pixel information attached at the time of shipment. Further, the pixel value of the
オフセット補正画像、感度補正データは、例えば電子カセッテ13の出荷時に取得されるか、定期メンテナンス時にメーカのサービスマンが、あるいは病院の始業時間帯にオペレータが取得し、制御部32の内部メモリに記録されて補正時に読み出される。なお、上記の各種画像処理回路をコンソール14に設け、各種画像処理をコンソール14で行ってもよい。
The offset correction image and the sensitivity correction data are acquired, for example, at the time of shipment of the
照射判定/AEC部52は、制御部32により駆動制御される。照射判定/AEC部52は、検出画素58が接続された信号線41からのデジタル電圧信号(以下、線量検出信号という)をA/D49から取得し、取得した線量検出信号に基づいて、FPD35に向けてX線が確かに照射されているか否かを判定する照射判定とAECを行う。
The irradiation determination / AEC unit 52 is driven and controlled by the
図6において、照射判定/AEC部52は、照射判定回路群52aとAEC回路群52bからなる。照射判定回路群52aは、第一比較回路75、第一閾値発生回路76、タイマー77、および時間設定回路78を有する。第一比較回路75は、FPD35がリセット動作を繰り返す待機モードから蓄積動作を開始する撮影モードに切り替わったときに線量検出信号のモニタリングを開始する。そして、採光野内の検出画素58からの線量検出信号の平均値、最大値、最頻値、または合計値と第一閾値発生回路76から与えられる照射判定閾値(図8参照)とを適宜のタイミングで比較する。
In FIG. 6, the irradiation determination / AEC unit 52 includes an irradiation determination circuit group 52a and an AEC circuit group 52b. The irradiation determination circuit group 52a includes a
タイマー77はカウントダウンタイマーであり、電子カセッテ13から線源制御装置11に照射許可信号を送信したときに、時間設定回路78で設定される時間の計時を開始する。そして、時間設定回路78で設定される時間が経過して値が0となったら、その旨を示すタイムアップ信号を第一比較回路75に出力する。
The
タイマー77からタイムアップ信号が入力される前、言い換えれば時間設定回路78で設定される時間内に、線量検出信号が照射判定閾値を上回った場合、第一比較回路75は、FPD35に向けてX線が確かに照射されていると判定し、線量検出信号のモニタリングを打ち切って以降は何もしない。一方、時間設定回路78で設定される時間内に、線量検出信号が照射判定閾値を上回らなかった場合、第一比較回路75は、電子カセッテ13のセットミスでFPD35に向けてX線が照射されていないと判定し、線量検出信号のモニタリングを打ち切るとともに照射停止信号を出力する。
If the dose detection signal exceeds the irradiation determination threshold before the time-up signal is input from the
AEC回路群52bは、積分回路79、第二比較回路80、および第二閾値発生回路81を有する。積分回路79は、採光野内の検出画素58からの線量検出信号の平均値、最大値、最頻値、または合計値を積算する。第二比較回路80は、第一比較回路75と同じく、FPD35が待機モードから撮影モードに切り替わったときに積分回路79からの線量検出信号の積算値のモニタリングを開始する。そして、積算値と第二閾値発生回路81から与えられる照射停止閾値とを適宜のタイミングで比較する。第二比較回路80は、積算値が照射停止閾値に達したら、FPD35への到達線量の積算値が目標値に達したと判定し、照射停止信号を出力する。この第二比較回路80から出力される照射停止信号と第一比較回路75から出力される照射停止信号とはX線の照射を停止させるという全く同じ効力をもつ。これら各照射停止信号には各比較回路75、80のいずれから出力されたものかを示す出所情報が付加される。線源制御装置11の制御部21は、照射信号I/F25で受信した照射停止信号の出所情報が第一比較回路75から出力されたことを示していた場合にパトランプ26を点灯させる。
The AEC circuit group 52b includes an
通信部30には、照射信号I/F82が設けられている。照射信号I/F82には線源制御装置11の照射信号I/F25が有線または無線接続される。照射信号I/F82は、問い合わせ信号の受信、問い合わせ信号に対する照射許可信号の送信、照射開始信号の受信、第一、第二比較回路75、80から出力される照射停止信号の送信を行う。
The
図7に示すように、コンソール14では入力デバイス14aにより撮影部位毎に撮影条件を設定可能である。撮影条件には、管電圧、管電流、検出画素58の採光野、時間設定回路78の設定時間、および照射停止閾値等が記憶されている。照射判定閾値は図示していないが撮影部位によらず同じ値が設定される。撮影条件の情報はストレージデバイスに格納されており、入力デバイス14aで指定された撮影部位に対応する撮影条件がストレージデバイスから読み出されて電子カセッテ13に提供される。線源制御装置11の撮影条件は、オペレータがこのコンソール14の撮影条件を参照して同様の撮影条件を手動設定する。
As shown in FIG. 7, in the
採光野はAECに用いる検出画素58の領域を示し、診断時に最も注目すべき関心領域にあたり、且つ線量検出信号を安定して得られる部分が撮影部位毎に設定されている。例えば撮影部位が胸部の場合は、図5に点線で囲んだa、bで示すように左右の肺野の部分が採光野として設定されている。採光野はxy座標で表されており、本例のように採光野が矩形の場合は例えば対角線で結ぶ二点のxy座標が記憶されている。xy座標は、電子カセッテ13の検出画素58も含む画素36の撮像面37内における位置と対応しており、走査線40に平行な方向をx軸、信号線41に平行な方向をy軸とし、左上の画素36の座標を原点(0、0)において表現する。
The daylighting field indicates the region of the
設定時間は、電子カセッテ13のセットし忘れや取り違えがなくFPD35に向けて確かにX線が照射された場合に、通信部30の照射信号I/F82が照射許可信号を送信してから線源制御装置11の照射信号I/F25からの照射開始信号を受信するまでの時間と、実際にX線源10からX線が照射されて検出画素58からの線量検出信号が照射判定閾値を上回り、照射判定/AEC部52でX線の照射を検出するまでの時間との和が設定されている。この設定時間には、照射信号I/F25、82間の通信遅延時間、信号処理回路45の処理時間も当然加味される。
The set time is the radiation source after the irradiation signal I /
X線源10の特性にもよるが、一般的に駆動する管電圧、管電流が異なれば、X線の照射が開始されてから、X線源10の駆動が安定化して到達線量が飽和して一定値に落ち着くまでの線量の増加の仕方や検出画素58からの出力値が異なる。したがって線量の出力の立ち上がりが遅く、低線量の撮影条件のときに検出画素58からの線量検出信号が照射判定閾値を上回るまで時間が掛かる。このような低線量で検出画素58からの出力値が低くなる撮影条件の設定時間が最も長く設定される。ただし、設定時間は最も長くても数百μsec〜数msecであり、X線源10の撮影条件で設定される最大の照射時間に比べて極めて短い。
Although depending on the characteristics of the X-ray source 10, if the tube voltage and tube current to be driven are generally different, the driving of the X-ray source 10 is stabilized after the X-ray irradiation is started, and the arrival dose is saturated. Thus, the way of increasing the dose until it settles to a certain value and the output value from the
なお、電子カセッテ13のセットし忘れや取り違えがなくFPD35に向けて確かにX線が照射された場合に、照射許可信号を送信してから照射判定/AEC部52でX線の照射を検出するまでの時間を撮影条件毎に予め複数回模擬実験を行って求めておき、求めた値の最頻値や最大値を設定時間として採用してもよい。
If X-rays are surely emitted toward the
図8において、撮影前、FPD35は、画素36、検出画素58の別なくリセット動作を繰り返し実行する待機モードで動作している。照射開始信号を照射信号I/F82で受信したとき、制御部32は、FPD35にリセット動作を終えさせて蓄積動作を開始させ、待機モードから撮影モードに切り替える。ただし、撮影条件で設定された採光野内にある検出画素58に限っては、TFT57をオンして線量検出信号を出力させる線量検出動作を開始させる。
In FIG. 8, before photographing, the
照射判定/AEC部52の第一比較回路75で線量検出信号のモニタリングが、第二比較回路80で積分回路79からの線量検出信号の積算値のモニタリングがそれぞれ開始される。第一比較回路75でFPD35に向けてX線が確かに照射されていると判定された後、線量検出信号の積算値が照射停止閾値に達すると、第二比較回路80から照射停止信号が出力される。これにより照射信号I/F82から照射信号I/F25に向けて照射停止信号が送信される。線源制御装置11では照射停止信号を受けてX線源10によるX線の照射が停止される。このとき、制御部32は、画素36、採光野外の検出画素58、採光野内の検出画素58に関わらずFPD35の動作を蓄積動作から読み出し動作へ移行させる。これにて一回の撮影が終了する。FPD35は待機モードに戻る。第一比較回路75でFPD35に向けてX線が照射されていないと判定された場合は直ちに待機モードに戻る。なお、上記読み出し動作で得られた採光野内の検出画素58の画素値は画像データとしては採用されず、欠陥補正回路で補間した画素値が採用される。
Monitoring of the dose detection signal is started by the
次に、図9、図10のフローチャートを参照して、X線撮影システム2においてX線撮影を行う場合の手順を説明する。まず、被検体を立位撮影台15の前の所定の位置に立たせるか臥位撮影台16に仰臥させ、立位または臥位撮影台15、16にセットされた二台の電子カセッテ13のうち、撮影に使用する電子カセッテ13の高さや水平位置を調節して、被検体の撮影部位と位置を合わせる。また、電子カセッテ13の位置および撮影部位の大きさに応じて、X線源10の高さや水平位置、照射野の大きさを調整する。次いで使用する電子カセッテ13をコンソール14で選択し、線源制御装置11とコンソール14に撮影条件を設定する。
Next, a procedure when X-ray imaging is performed in the X-ray imaging system 2 will be described with reference to flowcharts of FIGS. First, the subject is placed at a predetermined position in front of the standing imaging table 15 or placed on the supine imaging table 16, and the two
図9において、X線撮影前の待機モードでは、制御部32はFPD35にリセット動作を繰り返し行わせ、照射信号I/F25からの問い合わせ信号を照射信号I/F82で待ち受けている。照射スイッチ12が一段階押しされて照射信号I/F25から問い合わせ信号が送信され、これが照射信号I/F82で受信されると(ステップ10(S10))、状態チェックが行われた後照射信号I/F82から照射許可信号が送信される。と同時に時間設定回路78によりコンソール14から提供された撮影条件に応じた時間がタイマー77に設定され、タイマー77の計時が開始される(S11)。
In FIG. 9, in the standby mode before X-ray imaging, the
程なくして照射スイッチ12が二段階押しされて照射信号I/F25から照射開始信号が送信され、これが照射信号I/F82で受信されると(S12)、画素36および採光野外の検出画素58がリセット動作から蓄積動作に移行され、撮影モードに切り替えられる。一方撮影条件で設定された採光野内の検出画素58はTFT57がオンされて線量検出動作に移行される(S13)。
Soon after, the
照射スイッチ12の二段階押しによりX線源10によるX線の照射が開始される。これに伴い発生した電荷は、画素36および採光野外の検出画素58の場合はフォトダイオード38に蓄積され、採光野内の検出画素58の場合は信号線41を通じて積分アンプ46に流れ込み、線量検出信号として積分アンプ46から所定のサンプリング周期でA/D49、照射判定/AEC部52に出力される。
X-ray irradiation by the X-ray source 10 is started by pressing the
採光野内の検出画素58からの線量検出信号は照射判定/AEC部52の第一比較回路75と積分回路79に出力され、第一比較回路75でモニタリングされるとともに積分回路79で積算される。積分回路79の線量検出信号の積算値は第二比較回路80でモニタリングされる(S14)。第一閾値発生回路76は照射判定閾値を、第二閾値発生回路81は照射停止閾値をそれぞれ発生し、照射判定閾値を第一比較回路75に、照射停止閾値を第二比較回路80にそれぞれ出力する。第一比較回路75は線量検出信号と照射判定閾値を、第二比較回路80は線量検出信号の積算値と照射停止閾値とを比較する(S15)。
The dose detection signal from the
図10において、時間設定回路78で設定される時間内に、線量検出信号が照射判定閾値を上回った場合(S16でYES)、FPD35に向けてX線が確かに照射されている(セットミスなし)と判定される(S17)。そして、第一比較回路75による線量検出信号のモニタリングと照射判定閾値との比較が打ち切られる。第二比較回路80による線量検出信号の積算値のモニタリングと照射停止閾値との比較はそのまま継続される(S18)。
In FIG. 10, when the dose detection signal exceeds the irradiation determination threshold within the time set by the time setting circuit 78 (YES in S16), X-rays are surely irradiated toward the FPD 35 (no set error). ) Is determined (S17). Then, the monitoring of the dose detection signal by the
線量検出信号の積算値が閾値に到達すると(S19でYES)、第二比較回路80から照射停止信号が出力され、これが照射信号I/F82から照射信号I/F25に向けて送信される。また、FPD35の動作が蓄積動作から読み出し動作に移行される(S20)。
When the integrated value of the dose detection signal reaches the threshold value (YES in S19), an irradiation stop signal is output from the
照射信号I/F25で出所情報が第二比較回路80を示す照射停止信号が受信された場合、線源制御装置11では、制御部21により高電圧発生器20からX線源10への電力供給が停止され、これによりX線の照射が停止される。
When an irradiation stop signal whose source information indicates the
制御部32の各種画像処理回路により、読み出し動作でメモリ51に出力されたX線画像データに対して各種画像処理が行われ、こうして一枚分のX線画像が生成される(S21)。X線画像は通信部30を介してコンソール14に有線または無線送信され、ディスプレイ14bに表示されて診断に供される。
Various image processing is performed on the X-ray image data output to the memory 51 by the read operation by the various image processing circuits of the
一方、S16において、時間設定回路78で設定される時間内に、線量検出信号が照射判定閾値を上回らなかった場合(S16でNO)、FPD35に向けてX線が照射されていない(セットミスあり)と判定される(S22)。そして、第一比較回路75から照射停止信号が出力され、照射信号I/F82から照射信号I/F25に向けて送信される(S23)。また、FPD35の動作がリセット動作に戻される。
On the other hand, in S16, when the dose detection signal does not exceed the irradiation determination threshold within the time set by the time setting circuit 78 (NO in S16), X-rays are not irradiated toward the FPD 35 (there is a setting error). ) Is determined (S22). Then, an irradiation stop signal is output from the
照射信号I/F25で出所情報が第一比較回路75を示す照射停止信号が受信された場合、線源制御装置11では、出所情報が第二比較回路80を示す照射停止信号が受信された場合と同様、高電圧発生器20からX線源10への電力供給が停止されてX線の照射が停止されるとともに、制御部21によりパトランプ26が点灯される(S23)。
When an irradiation stop signal whose source information indicates the
以上説明したように、本発明によれば、電子カセッテ13から線源制御装置11に照射信号I/F82を介して照射許可信号を送信してから、時間設定回路78で設定される時間内に照射判定/AEC部52の第一比較回路75でX線の照射が検出されない場合、第一比較回路75から照射停止信号を出力し、これを線源制御装置11の照射信号I/F25に向けて送信するので、電子カセッテのセットし忘れや取り違えのミスがあってオペレータがそれと気付かずにX線が照射されても、直ちにX線の照射を停止させることができる。
As described above, according to the present invention, after the irradiation permission signal is transmitted from the
セットミスに気付かずにX線が照射された場合、従来は線源制御装置11に設定されている最大の管電流照射時間積または照射時間となるまでX線の照射が停止されないため、被検体が無用な被曝に晒されていた。対して本発明ではセットミスと判定されたら直ちにX線の照射が停止されるため、被検体への無用な被曝を最低限に留めることができる。
When X-rays are irradiated without noticing the set mistake, the X-ray irradiation is not stopped until the maximum tube current irradiation time product or irradiation time set in the radiation
セットミスと判定されてX線の照射が停止された場合、線源制御装置11ではパトランプ26を点灯してオペレータにその旨を警告表示するので、オペレータがセットミスに気付くことができ、正しくセットし直して迅速に再撮影を行うことができる。
When it is determined that a set error has occurred and X-ray irradiation is stopped, the radiation
FPD35へのX線の照射有無を検出する照射検出センサとFPD35へのX線の到達線量を検出する線量検出センサとを検出画素58が兼用するので、各センサを別々に設ける場合よりもコストを低く抑えることができる。
Since the
なお、セットミスと判定されてX線の照射が停止された旨をオペレータに報せる方法としては、上記実施形態の線源制御装置11のパトランプ26に限らない。パトランプ26を点灯させるとともにサイレンや音声ガイダンス等の音を鳴らしてもよい。また、セットミスと判定した旨の信号を電子カセッテ13からコンソール14に送信し、コンソール14のディスプレイ14bに、セットミスと判定されてX線の照射が停止された旨と確認を促すメッセージが記された図11に示す警告表示ウィンドウ85をポップアップ表示してもよい。
Note that the method for reporting to the operator that the X-ray irradiation has been stopped due to the set error is not limited to the
さらには、図12に示す電子カセッテ90のように、筐体90aの側面にLEDランプ91やスピーカー92を設け、セットミスと判定されてX線の照射が停止された場合にLEDランプ91を点灯させるとともにスピーカー92から音声を発してもよい。
Further, as in the electronic cassette 90 shown in FIG. 12, an
電子カセッテにLEDランプ91やスピーカー92等の表示手段を設けた場合、コンソール14で撮影に使用すると選択されたときにも該表示手段を作動させ、該表示手段をセットミスの事前防止に役立ててもよい。こうすると、表示手段が第一の防波堤となり、照射判定/AEC部52は万が一表示手段が正常に働かなかった場合や正常に働いていてもセットミスが起きた場合の第二の防波堤となって二重の安全対策となる。
When display means such as an
電子カセッテとフイルムカセッテやIPカセッテを取り違え、フイルムカセッテやIPカセッテに向けてX線が照射される状態で撮影を行った場合は、電子カセッテ同士を取り違えた場合と異なり、フイルムカセッテやIPカセッテには一応被検体像が映し出される。このため、電子カセッテとフイルムカセッテやIPカセッテを取り違えた場合にも上記実施形態のようにX線の照射を停止させてしまうと、フイルムカセッテやIPカセッテに映し出された被検体像で診断ができる可能性があるにも関わらず再撮影をしなければならなくなり、顧客によっては苦情の対象となる場合がある。しかし、フイルムカセッテやIPカセッテは普通、LEDランプ91やスピーカー92等の表示手段は設けられていないため、撮影に使用すると選択されたときに電子カセッテの表示手段を作動させれば、その時点で電子カセッテとフイルムカセッテやIPカセッテを取り違えたと気付かせることができ、苦情の種となる事象が起こる確率を減らすことができる。
When taking an image with X-rays directed toward the film cassette or IP cassette when the electronic cassette is mistaken with the film cassette or IP cassette, unlike when the electronic cassette is mistaken with each other, the film cassette or IP cassette is used. The object image is projected once. For this reason, even when the electronic cassette is mistaken for the film cassette or the IP cassette, if the X-ray irradiation is stopped as in the above embodiment, the diagnosis can be performed with the subject image displayed on the film cassette or the IP cassette. Despite the possibility, you will have to re-shoot and some customers may be subject to complaints. However, since film cassettes and IP cassettes are usually not provided with display means such as
セットミスを防止する手段としては、選択されたカセッテのIDと実際に使用するカセッテのIDを照合したり、選択した撮影モードに対応するカセッテがX線源に指向しているか否かを検知する等の従来技術を利用してもよい。 As means for preventing a setting error, the ID of the selected cassette is compared with the ID of the cassette that is actually used, or it is detected whether or not the cassette corresponding to the selected imaging mode is directed to the X-ray source. Conventional techniques such as these may be used.
上記実施形態では、線源制御装置と電子カセッテ間で照射停止信号等を遣り取りする態様を記載しているが、コンソールを経由して照射停止信号等を遣り取りしてもよい。また、照射許可信号の送信時にタイマー77の計時を開始しているが、電子カセッテで線源制御装置からの照射開始信号を受信したときにタイマー77の計時を開始してもよい。設定時間もこれに合わせて変更する。要は電子カセッテと線源制御装置の間でX線の照射開始の契機となる信号を通信したときに計時を開始すればよい。
In the above-described embodiment, an aspect in which an irradiation stop signal and the like are exchanged between the radiation source control device and the electronic cassette is described, but an irradiation stop signal and the like may be exchanged via a console. In addition, the
上記実施形態では、画素36と検出画素58のサイズ等の構成を同じにしているが、図13に示すFPD100のように、画素36のフォトダイオード38の一部を検出画素101としてもよい。上記実施形態同様、画素36のTFT39、走査線40、およびゲートドライバ42とは別に、検出画素101にはTFT102、走査線103、およびゲートドライバ104が接続されて画素36とは独立して蓄積電荷を信号線41から読み出すことができる。駆動方法も上記実施形態と同様である。ただし読み出し動作時は、採光野外の検出画素101がある行は走査線40、103に同時にゲートパルスを入れ、画素36も検出画素101も同じタイミングで読み出す。こうすると画素36と検出画素101の蓄積電荷がミックスされた画像信号が得られる。この画像信号は検出画素101がない画素36とほぼ同じ値である。一方採光野内の検出画素101がある行は、画素36のみから画像信号を読み出し、この画像信号を画素36と検出画素101の面積比や出力比に基づいて補間する。
In the above embodiment, the sizes and the like of the pixel 36 and the
TFTを介さずにフォトダイオードを直接信号線に接続した画素を設け、これを検出画素として用いてもよい。この場合はゲートドライバの動作に関わらず、検出画素に蓄積された電荷が信号線を介して信号処理回路に流れ続ける。 A pixel in which a photodiode is directly connected to a signal line without using a TFT may be provided and used as a detection pixel. In this case, the charge accumulated in the detection pixel continues to flow to the signal processing circuit via the signal line regardless of the operation of the gate driver.
また、各画素にバイアス電圧を供給するバイアス線に画素で発生する電荷に基づく電流が流れることを利用して、ある特定の画素に繋がるバイアス線の電流をモニタリングして線量を検出してもよく、全てのTFTをオフ状態にしたときに画素から漏れるリーク電荷に基づき線量を検出してもよい。さらに画素とは別に構成が異なり出力が独立した照射判定およびAEC用の検出画素を撮像面と同一平面に設けてもよい。さらにまた、電子カセッテとは別体で従来周知のイオンチャンバ(電離箱)といったセンサを用いた場合も本発明は有効である。 In addition, it is possible to detect the dose by monitoring the current of the bias line connected to a specific pixel by utilizing the current based on the charge generated in the pixel flowing in the bias line that supplies the bias voltage to each pixel. The dose may be detected based on the leaked charge leaking from the pixel when all TFTs are turned off. Furthermore, a detection pixel for irradiation determination and AEC having a different configuration and independent output from the pixel may be provided on the same plane as the imaging surface. Furthermore, the present invention is also effective when a sensor such as a conventionally known ion chamber (ionization chamber) is used separately from the electronic cassette.
上記実施形態では、線量検出信号の積算値が照射停止閾値に達したら照射停止信号を出力しているが、第二比較回路80で線量検出信号の積算値に基づきX線の累積線量が目標値に達すると予想される時間を算出し、算出した予想時間に達したときに照射停止信号を出力してもよい。また、X線が被検体を通さずに直接当たる素抜け領域に存在する検出画素からの線量検出信号に基づき照射判定を行ってもよい。さらに、電子カセッテに照射判定/AEC部を設けて線源制御装置に照射停止信号を送信するのではなく、線源制御装置に照射判定/AEC部を設けて、電子カセッテから線源制御装置には線量検出信号を送信し、線源制御装置側で照射判定とAECを行ってもよい。
In the above embodiment, the irradiation stop signal is output when the integrated value of the dose detection signal reaches the irradiation stop threshold, but the accumulated dose of X-rays is set to the target value based on the integrated value of the dose detection signal in the
上記実施形態では、コンソール14と電子カセッテ13が別体である例で説明したが、コンソール14は独立した装置である必要はなく、電子カセッテ13にコンソール14の機能を搭載してもよい。同様に線源制御装置11とコンソール14を一体化した装置としてもよい。また、可搬型のX線画像検出装置である電子カセッテに限らず、撮影台に据え付けるタイプのX線画像検出装置に適用してもよい。撮影台に据え付けるタイプであってもセットミスは起こり得るため、本発明は有効である。
In the above embodiment, the example in which the
さらに本発明は、X線に限らず、γ線等の他の放射線を使用する撮影システムにも適用することができる。 Furthermore, the present invention can be applied not only to X-rays but also to an imaging system that uses other radiation such as γ rays.
2 X線撮影システム
10 X線源
11 線源制御装置
13、90 電子カセッテ
14 コンソール
21 制御部
30 通信部
32 制御部
35、100 FPD
36 画素
52 照射判定/AEC部
58、101 検出画素
75 第一比較回路
77 タイマー
80 第二比較回路
82 照射信号I/F
85 警告表示ウィンドウ
91 LEDランプ
92 スピーカー
2 X-ray imaging system 10
36 pixels 52 irradiation determination /
85
Claims (13)
放射線源の駆動を制御する線源制御装置と、
放射線の到達線量に応じた電荷を蓄積する画素が配列された検出パネルを有し、通信手段を介して線源制御装置と各種信号を通信する放射線画像検出装置と、
検出パネルへの放射線の照射有無を検出する照射検出センサと、
通信手段と線源制御装置の間で放射線の照射開始の契機となる信号を通信したときに計時を開始するタイマーと、
検出パネルに向けて放射線が確かに照射されているか否かを判定する照射判定手段とを備え、
照射判定手段は、タイマーによる計時時間が予め設定された設定時間を上回り、設定時間内に照射検出センサで放射線の照射が検出されない場合、セットミスにより検出パネルに向けて放射線が照射されていないと判定し、
線源制御装置は、照射判定手段で検出パネルに向けて放射線が照射されていないと判定したときに、放射線の照射を停止させることを特徴とする放射線撮影システム。 A radiation source that emits radiation toward the subject;
A radiation source control device for controlling the driving of the radiation source;
A radiation image detection device having a detection panel in which pixels for accumulating charges according to the radiation dose are arranged and communicating various signals with the radiation source control device via a communication means;
An irradiation detection sensor for detecting the presence or absence of radiation irradiation on the detection panel;
A timer that starts timing when communicating a signal that triggers the start of radiation irradiation between the communication means and the radiation source control device;
Irradiation determination means for determining whether or not the radiation is surely irradiated toward the detection panel,
Irradiation determination means that the time measured by the timer exceeds the preset time, and if the irradiation detection sensor does not detect the radiation irradiation within the set time, the radiation is not directed toward the detection panel due to a setting error. Judgment,
The radiation source control device stops radiation irradiation when it is determined by the irradiation determination means that the radiation is not irradiated toward the detection panel.
照射判定手段はセットミス防止手段が正常に働かなかった場合のバックアップとして機能することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の放射線撮影システム。 It is equipped with set mistake prevention means to prevent set mistakes,
6. The radiation imaging system according to claim 1, wherein the irradiation determination unit functions as a backup when the set mistake prevention unit does not operate normally.
線量検出センサで検出された到達線量の積算値と予め設定された閾値とを比較し、該比較結果に基づき到達線量の積算値が目標値に達したか否かを判定する自動露出制御手段とを備え、
照射判定手段で検出パネルに向けて放射線が照射されていると判定した場合、線源制御装置は、自動露出制御手段で到達線量の積算値が目標値に達したと判定したときに、放射線の照射を停止させることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載の放射線撮影システム。 A dose detection sensor for detecting the radiation dose to the detection panel;
An automatic exposure control means for comparing the integrated value of the arrival dose detected by the dose detection sensor with a preset threshold value and determining whether or not the integrated value of the arrival dose has reached the target value based on the comparison result; With
When it is determined by the irradiation determination means that the radiation is emitted toward the detection panel, the radiation source control device determines that the integrated value of the reached dose has reached the target value by the automatic exposure control means. The radiation imaging system according to claim 1, wherein the irradiation is stopped.
通信手段と線源制御装置の間で放射線の照射開始の契機となる信号を通信したときにタイマーで開始した計時時間が予め設定された設定時間を上回り、検出パネルへの放射線の照射有無を検出する照射検出センサで設定時間内に放射線の照射が検出されない場合、セットミスにより検出パネルに向けて放射線が照射されていないと照射判定手段で判定し、
そのときに線源制御装置により放射線の照射を停止させることを特徴とする放射線撮影システムの駆動制御方法。 A communication means having a radiation source that emits radiation toward the subject, a radiation source control device that controls driving of the radiation source, and a detection panel in which pixels that accumulate charges according to the radiation dose are arranged. A radiation imaging system drive control method comprising a radiation image detection device for communicating various signals with a radiation source control device,
When a signal that triggers the start of radiation irradiation is communicated between the communication means and the radiation source control device, the time measured by the timer exceeds the preset time, and the presence or absence of radiation irradiation on the detection panel is detected. When the irradiation detection sensor does not detect the radiation irradiation within the set time, the irradiation determination means determines that the radiation is not irradiated toward the detection panel due to a set mistake,
A radiation control system drive control method, wherein radiation irradiation is stopped by a radiation source control device at that time.
検出パネルへの放射線の照射有無を検出する照射検出センサと、
放射線源の駆動を制御する線源制御装置と各種信号を通信する通信手段と、
通信手段と線源制御装置の間で放射線の照射開始の契機となる信号を通信したときに計時を開始するタイマーと、
検出パネルに向けて放射線が確かに照射されているか否かを判定する照射判定手段とを備え、
照射判定手段は、タイマーによる計時時間が予め設定された設定時間を上回り、設定時間内に照射検出センサで放射線の照射が検出されない場合、セットミスにより検出パネルに向けて放射線が照射されていないと判定し、
通信手段は、照射判定手段で検出パネルに向けて放射線が照射されていないと判定したときに、線源制御装置に放射線の照射を停止させる照射停止信号を送信することを特徴とする放射線画像検出装置。 A detection panel in which pixels for accumulating charges according to the arrival dose of radiation emitted from a radiation source are arranged;
An irradiation detection sensor for detecting the presence or absence of radiation irradiation on the detection panel;
A communication means for communicating various signals with a radiation source control device that controls driving of the radiation source;
A timer that starts timing when communicating a signal that triggers the start of radiation irradiation between the communication means and the radiation source control device;
Irradiation determination means for determining whether or not the radiation is surely irradiated toward the detection panel,
Irradiation determination means that the time measured by the timer exceeds the preset time, and if the irradiation detection sensor does not detect the radiation irradiation within the set time, the radiation is not directed toward the detection panel due to a setting error. Judgment,
The communication means transmits a radiation stop signal for stopping the radiation irradiation to the radiation source control device when the radiation judgment means judges that the radiation is not emitted toward the detection panel. apparatus.
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