JP2002199290A

JP2002199290A - Ｘ線画像撮影装置

Info

Publication number: JP2002199290A
Application number: JP2000392045A
Authority: JP
Inventors: Etsuo Yamada; 悦男山田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-12-25
Filing date: 2000-12-25
Publication date: 2002-07-12

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｘ線デジタル撮影装置の画像解像度の向上に
伴ない画像データは増大しつつあり、一方でリアルタイ
ム性を確保するため画像転送はより高速性が求められて
いる。また一方では伝送ケーブルの小型軽量化、低コス
ト化及び撮影部と制御用ＰＣを電気的に分離する。【解決手段】Ｘ線画像撮影部と制御用ＰＣ間の信号を
伝送する伝送手段が、シリアライズされた画像データを
電気／光変換した光信号を伝送する高帯域光ファイバケ
ーブルと、制御用ＰＣから発信される、あるいはドライブ
手段が応答発信する制御信号をシリアライズし電気／光
変換した光信号を伝送する低帯域光ファイバケーブルか
らなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２次元アレーセン
サを用いたＸ線画像撮影装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、医療診断に用いられるＸ線撮影装
置では、Ｘ線を人体に曝射させ、人体を透過したＸ線を
可視光に変換させる蛍光体に照射させ、その蛍光体をフ
ィルムに露光させるフィルムスクリーン方式が主流にな
っている。しかしながら高齢化社会を迎えつつある日本
をはじめ、世界的にも病院内での診断の向上や、より精
度の高い医療機器が強く望まれている。こうした状況に
あって、従来のフィルムスクリーン方式でのＸ線撮影装
置においては、患者のＸ線画像を医師が得るまでに、Ｘ
線フィルムの現像処理工程があるため時間がかかってし
まっていた。また、時としてＸ線画像撮影中に患者が動
いてしまった場合や、画像の露出などが適切でなかった
場合など、再撮影が必要となる。こうしたスループット
の遅れは、病院内での診療の効率向上を妨げる要因であ
り、今後の新しい医療社会を目指していく際に大きな障
害となってくる。

【０００３】近年、医療業界において、Ｘ線画像のデジ
タル化の要求が高まりつつある。デジタル化が達成され
れば、医師がリアルタイムで患者のＸ線画像を入手する
ことが可能となり、スループットの高速化が達成され
る。また、Ｘ線画像がデジタル化されていることによ
り、例えば病変を見やすくするような各種の画像処理を
行うことも可能となる。撮影された、Ｘ線画像は各種記
憶媒体を用いて、記録管理することができる。

【０００４】Ｘ線画像のデジタル化の方法として、最近
ＣＣＤ固体撮像装置やアモルファスシリコン光電変換素
子が開発されてきている。

【０００５】中でもアモルファスシリコン技術をベース
にしたフラットパネルセンサは臨床試験を終え実用段階
を迎えている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
たフラットパネルセンサはより高解像度化が進みつつあ
り、それに伴って画像の容量が増大してきている。一
方、撮影後の画像表示はよりリアルタイム性が求められ
ており、Ｘ線画像撮影部で撮影した画像を瞬時に表示す
ることが要求されている。このためフラットパネルセン
サで取得した画像データを画像を表示する制御ＰＣに画
像転送する速度の高速化が一層求められている。

【０００７】高速転送の方法としては、高速シリアライ
ズ転送や高速パラレル転送法などが挙げられる。しかし
ながら、高速シリアライズ転送においては２００Ｍｂｐ
ｓ程度まで高速化が進んではいるものの転送距離は５ｍ
程度と比較的短いという問題点がある。また、高速パラ
レル転送に関しては転送速度の高速化に伴ってＣＨ間で
のクロストークの問題からある程度の距離で転送速度の
高速化をしようとした場合、転送速度自体の向上には限
界があるため、ＣＨ数を増加させてトータル転送速度を
上げる方法しかない。このため転送速度を上げるに伴っ
て伝送用信号ケーブルが太くなってしまい取り扱い上好
ましくなく、またＸ線撮影室内での設屋上でも布線しづ
らいといった問題点がある。一般的なＸ線撮影室内で
は、撮影装置が設置されるＸ線撮影室内から制御用ＰＣ
が置かれるＸ線操作室までは少なくも２０〜３０ｍ程度
の距離が必要となってくる。こうした点から、ギガオー
ダーの転送レート及び低損失の高速転送が可能な光ファ
イバを使用する方法が適切な転送方法の一つとして挙げ
られる。転送信号内容としては、画像信号およびＸ線画
像撮影部センサ関係の制御信号などがある。画像信号に
関してはＸ線画像撮影部から制御用ＰＣへの−方向転送
のみでいいが、Ｘ線画像撮影部センサ関係の制御信号関
係は双方向性が要求される。

【０００８】しかしながら、単一光ファイバで画像デー
タの単一方向転送、制御信号の双方向転送にした場合、
高価な光電変換素子や光分岐統合素子が複数必要とな
り、こうした事から特にコスト的な問題が発生してしま
う可能性が大きくなるといった問題点があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】Ｘ線画像を受光する２次
元アレーセンサと、Ｘ線発生装置から発信される制御信
号に応じて該センサを駆動するドライブ手段と、該ドラ
イブ手段により該センサ内マトリックスを選択し各マト
リクスのデータを増幅するアンプ手段と、該アンプ手段
からの出力をデジタルに変換するＡＤ手段と、該ＡＤ手
段と該ドライブ手段で順次デジタル化された画像データ
をシリアライズする手段と、シリアライズした画像デー
タを伝送する伝送手段から構成されるＸ線画像撮影部と
伝送手段により転送された画像データをデシリアライズ
する手段と、該デシリアライズされた画像データをフレ
ームメモリ内に配置する手段から構成される制御用ＰＣ
とからなるＸ線画像撮影装置において、該Ｘ線画像撮影
部と該制御用ＰＣ間の信号を伝送する該伝送手段は、該
シリアライズされた画像データを電気／光変換しだ光信
号を伝送する高帯域光ファイバケーブルと、制御用ＰＣ
から発信される、あるいは該ドライブ手段が応答発信す
る制御信号をシリアライズし電気／光変換しだ光信号を
伝送する低帯域光ファイバケーブルからなる伝送手段で
あることを特徴とするＸ線画像撮影装置により達成する
ことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１を用いて、本実施例のＸ線撮
像システムの全体を説明する。１０１はＸ線室、１０
２はＸ線制御室、１０３は診断室を示している。本Ｘ線
撮像システムの全体的な動作はシステム制御部１１０に
よって支配される。システム制御部１１０の機能は、主
に以下に述べるものである。

【００１１】まず、操作者インターフェース１１１を介
して操作者からの指示を受ける。操作者インターフェー
ス１１１は、図１の撮影開始入力手段５０６を含む構成
である。操作者インターフェース１１１は、ディスプレ
ー上のタッチパネル、マウス、キーボード、フットスイ
ッチなどがある。操作者インターフェース１１１から撮
影条件（静止画、動画、Ｘ線管電圧、管電流、Ｘ線照射
時間など）及び撮影タイミング、画像処理条件、被検者
ＩＤ、取り込み画像の処理方法などの設定を行う事がで
きるが、ほとんどの情報は放射線情報システムから転送
されるので個別に入力する必要はない。操作者の重要な
作業は、撮影した画像の確認作業である。つまり、アン
グルが正しいか、患者が動いていないか、画像処理が適
切かなどの判断を行う。

【００１２】そして、システム制御部１１０はＸ線撮像
シーケンスを司る撮像制御部２１４に、撮像者１０５の
指示に基づいた撮像条件を指示し、データを取り込む。
撮像制御部２１４はその指示に基づき、放射線源である
Ｘ線発生装置１２０、撮像用寝台１３０、Ｘ線画像撮影
部１４０を駆動して、画像データを取り込み、画像処理
部を行う制御用ＰＣ１５０に転送後、操作者指定の画像
処理を施してディスプレー１６０に表示、同時に基本画
像処理データを外部記憶装置１６１に保存する。

【００１３】さらに、システム制御部１１０は撮像者１
０５の指示に基づいて、再画像処理および再表示、ネッ
トワーク上の装置への画像を転送して保存、ディスプレ
ー表示やフィルムなどへ印刷を行う。

【００１４】次に、信号の流れを追って説明を加える。
Ｘ線発生装置１２０にはＸ線管球１２１とＸ線絞り１２
３とが含まれる。Ｘ線管球１２１は撮影制御部２１４に
制御された高圧発生電源１２４によって駆動され、Ｘ線
ビーム１２５を放射する。Ｘ線絞り１２３は撮像制御部
２１４により駆動され、撮像領域の変更に伴い、不必要な
Ｘ線照射を行わない様にＸ線ビーム１２５を整形する。
Ｘ線ビーム１２５はＸ線透過性の撮影用寝台１３０の上
に横たわった被検体１２６に向けられる。撮像用寝台１
３０は、撮像制御部２１４の指示に基づいて駆動され
る。Ｘ線ビーム１２５は、被検体１２６及び撮像寝台１
３０を透過した後にＸ線画像撮影部１４０に照射され
る。

【００１５】Ｘ線検出部１４０はグリット１４１、シン
チレータ１４２、光検出器アレー８、Ｘ線露光量モニタ
１４４および駆動回路１４５から構成される。

【００１６】駆動回路１４５は、Ｘ線露光量モニタ１４
４のＸ線曝射終了信号、あるいは高圧発生電源１２４か
らの高圧印可電源あるいはＸ線管球電流の信号を検出し
て、−定期間ウエイトした後に、ＴＦＴスイッチを駆動
して電荷を読み出す事になる。読み出しウエイト時間
は、製造するＴＦＴの特性が安定していれば定数を使用
してもいい。

【００１７】グリッド１４１は、被検体１２６を透過す
ることによって生じるＸ線散乱の影響を低減する。グリ
ッド１４１はＸ線低吸収部材と高吸収部材からなり、例
えばＡＬとＰＢのストライプ構造をしている。そして光
検出器アレー８とグリッド１４１との格子比の関係によ
りモアレが生じない様にＸ線照射時には撮像制御部２１
４の指示に基づいてグリッド１４１を振動させる。

【００１８】シンチレータ１４２ではエネルギーの高い
Ｘ線によって蛍光体の母体物質が励起され、再結合する
際の再結合エネルギーにより可視領域の蛍光が得られ
る。その蛍光はＣａＷｏ４やＣｄＷｏ４などの母体自身
によるものやＣＳＩ：ＴＩやＺｎＳ：Ａｇなどの母体内
に付活された発光中心物質によるものがある。

【００１９】このシンチレータ１４２に隣接して光検出
器アレー８が配置されている。この光検出器アレー８は
シンチレータ１４２で発生した光を電気信号に変換す
る。Ｘ線露光量モニタ１４４はＸ線露光量を監視するも
のである。Ｘ線露光量モニタ１４４は結晶シリコンの受
光素子を用いて直接Ｘ線を検出してもよいし、イオンチ
ャンバ方式のものを光検出器アレー８の前面に配置して
も良いし、シンチレータ１４２からの光を検出しても良
い。この例では、光検出器アレー８を透過した可視光を
光検出器アレー８基板裏面に成膜されたアモルファスシ
リコン受光素子で検出し、撮像制御部２１４にその情報
を送り、撮像制御部２１４はその情報に基づいて高電圧
発生電源１２４を駆動してＸ線を遮断あるいは調整す
る。駆動回路１４５は、撮像制御部２１４の制御下で、
光検出器アレー８を駆動し、各画素から信号を読み出
す。光検出器アレー８、駆動回路１４５は後で詳細を説
明する。

【００２０】Ｘ線検出部１４０からの画像信号は、Ｘ線
室１０１からＸ線制御室１０２内の制御用ＰＣ１５０へ
転送される。この転送の際、Ｘ線室１０１内はＸ線発生
に伴うノイズが大きいため、画像データがノイズのため
に正確に転送されない場合があるため、転送路の耐雑音
性を高くする必要がある。制御用ＰＣ１５０では、撮像制
御部２１４の指示に基づき表示データを切替える。その
他、画像データの補正、空間フィルタリング処理などを
リアルタイムで行ったり、階調処理、散乱線補正、ＤＲ
圧縮処理を行うことも可能である。

【００２１】処理された画像はデイスプレーアダプタ１
５１を介してディスプレー１６０に表示される。またリ
アルタイム画像処理と同時に、データの補正のみ行われ
た基本画像は、高速記憶装置１６１に保存される。高速
記憶装置１６１としては、大容量、高速かつ高信頼性を
満たすデータ保存装置が好ましく、例えばＲＡＩＤ等の
ハードディスクアレーなどが好ましい。また操作者の指
示に基づいて、高速記憶装置１６１に蓄えられた画像デ
ータは外部記憶装置に保存される。その際、画像データ
は所定の規格を満たすように再構築された後に、外部記
憶装置に保存される。

【００２２】外部記憶装置は、例えば光磁気ディスク１
６２、ＬＡＮ上のファイルサーバ１７０内のハードディ
スクなどである。

【００２３】本撮像システムはＬＡＮボード１６３を介
して、ＬＡＮに接続することも可能であり、ＨＩＳとの
データの互換性を持つ構造も有している。ＬＡＮには、
複数のＸ線撮像システムを接続する事はもちろんのこ
と、画像を動画、静止画を表示するモニタ１７４、画像
データをファイリングするファイルサーバ１７０、画像
をフィルムに出力するイメージプリンタ１７２、複雑な
画像処理や診断支援を行う画像処理用端末１７３などが
接続される。本撮像システムは所定のプロトコル（例え
ばＤＩＣＯＭ）にしたがって、画像データを出力する。
その他、ＬＡＮに接続されたモニタを用いて、Ｘ線撮影
時に医師によるリアルタイム遠隔診断が可能である。

【００２４】図２に光検出器アレー８の１素子の等価回
路を示す。以下の例は２次元アモルファスセンサについ
て説明を加えていくが、素子は特にこの素子に限定され
る事はなく、例えばその他の固体撮像素子あるいは光電
子倍増管のような素子であってもＡ／Ｄ変換部の機能、
構成については同様である。

【００２５】図２に戻って説明を続ける。１素子の構成
は光検出部２１と電荷の蓄積および読み取りを制御する
スイッチングＴＦＴ２２とで構成され、一般にはガラス
の基板に配されたアモルファスシリコンで形成される。
光検出部２１中の２１−Ｃはこの例では単に寄生キャパ
シタンスを有した光ダイオードでもよいし、光ダイオー
ド２１−Ｄと検出器のダイナミックレンジを改良するよ
うに追加コンデンサ２１一Ｃを並列に含んでいる光検出
器と捉えても良い。ダイオード２１−ＤのアノードＡは
共通電極であるバイアス配線Ｌｂに接続され、カソード
Ｋはコンデンサ２１−Ｃに蓄積された電荷を読み出すた
めの制御自由なスイッチングＴＦＴ２２に接続されてい
る。この例では、スイッチングＴＦＴ２２はダイオード
２１−ＤのカソードＫと電荷読み出し用増幅器２６との
間に接続された薄膜トランジスタである。

【００２６】スイッチングＴＦＴ２２と信号電荷はリセ
ット用スイッチング素子２５を操作してコンデンサ２１
−Ｃをリセットした後に、放射線１を放射する事によ
り、光ダイオード２１−Ｄで放射線量に応した電荷が発
生し、コンデンサ２１−Ｃに蓄積される。その後、再度
スイッチングＴＦＴ２２と信号電荷はリセット用スイッ
チング素子２５を操作して容量素子了１３に電荷を転送
する。そして光ダイオード２１−Ｄにより蓄積された量
を電圧信号として前置増幅器２６によって読み出し、Ａ
／Ｄ変換を行う事により入射放射線量を検出する。

【００２７】図３は図２に示した光電変換器１素子を２
次元に配列した光検出アレーとその周辺駆動回路を表し
た図である。図３を用いて具体的に２次元に拡張して構
成した場合における光電変換動作について説明する。

【００２８】光検出アレー８の画素は２０００×２００
０〜４０００×４０００程度の画素から構成され、アレ
ー面積は２００ｍｍ×２００ｍｍ〜５００ｍｍ×５００
ｍｍ程度である。図３において、光検出器アレー８は、
４０９６×４０９６の画素から構成され、アレー面積は
４３０ｍｍ×４３０ｍｍである。よって１画素サイズは
約１０５×１０５μｍである。１ブロック内の４０９６
画素を横方向に配列し、４０９６ラインを順に縦に配列
することにより各画素を２次元的に配列している。

【００２９】上の例では４０９６×４０９６画素の光検
出器アレー８を一枚の基板で構成した例を示したが、４
０９６×４０９６画素の光検出器アレー８を２０４８×
２０４８個の画素を持つ４枚の光検出器で構成すること
もできる。２０４８×２０４８個の検出器を４枚で一つ
の光検出器アレー８を構成する場合は、分割して製作す
る事により歩留まりが向上するなどのメリットがある。

【００３０】前述のとおり１画素は、光電変換素子２１
とスイッチングＴＦＴ２２とで構成される２１−（１，
１）〜２１−（４０９６、４０９６）は前述の光電変換
素子２１に対応するものであり、光検出ダイオードのカ
ソード側をＫ、アノード側をＡとして表している。２２
−（１，１）〜２２−（４０９６、４０９６）はスイッ
チングＴＦＴ２２に対応するものである。

【００３１】２次元光検出器アレー８の各列の光電変換
素子２１−（ｍ，ｎ）のＫ電極は対応するスィッチング
ＴＦＴ２２−（ｍ，ｎ）のソース、ドレイン導電路によ
りその列に対する共通の列信号線（Ｌｃｌ〜４０９６）
に接続されている。例えば、列１の光電変換素子２１−
（１，１）〜（１，４０９６）は第一の列信号配線Ｌｃ
１に接続されている。各行の光電変換素子２１のＡ電極
は共通にバイアス配線Ｌｂを通して前述のモードを操作
するバイアス電源３１に接続されている。各行のＴＦＴ
２２のゲート電極は行選択配線（Ｌｒｌ〜４Ｏ９６）に
接続されている。例えば、行１のＴＦＴ２２−（１，
１）〜（４０９６，１）は行選択配線Ｌｒ１に接続され
ている。ラインセレクタ部３２は例えばアドレスデコー
ダ３４と４０９６個のスイッチ素子３５から構成され
る。この構成により任意のラインＬｒｎを読み出す事が
可能である。ラインセレクタ部３２は最も簡単に構成す
るならば、単に液晶ディスプレーなどに用いられている
シストレジスタによって構成することも可能である。

【００３２】列信号配線Ｌｃは撮像制御部２１４により
制御される信号読み出し部３６に接続されている。２５
は列信号は緯線Ｌｒをリセット基準電源２４の基準電位
にリセットするためのスイッチ、２６は信号電位を増幅
するための前置増幅器、３８はサンプルホールド回路、
３９はマルチプレクサ、４０はＡ／Ｄ変換器をそれぞれ
表している。それぞれの列信号配線Ｌｒｎの信号は前置
増幅器２６により増幅されサンプルホールド回路３８に
ホールドされる。その出力はアナログマルチプレクサ３
９により順次Ａ／Ｄ変換４０へ出力されデジタル値に変
換された後、制御用ＰＣ１５０に転送される。

【００３３】本実施例の光電変換装置は４０９６×４０
９６個の画素を４０９６個のラインＬｃｎに分け、１列
あたり４０９６画素の出力を同時に転送し、この列信号
配線Ｌｃを通して前置増幅器２６−１〜４０９６、サン
プルホールド部３８−１〜４０９６を通してアナログマ
ルチプレクサ３９によって順次、Ａ／Ｄ変換器４０に出
力される。

【００３４】図３ではあたかもＡ／Ｄ変換機４０が一つ
で構成される様に表されているが、実際には４〜３２系
統で同時にＡ／Ｄ変換を行う。これはアナログの信号帯
域、Ａ／Ｄ変換レートを不必要に大きくする事なく、画
像信号の読み取り時間を短くする事が要求されるためで
ある。その為には、多くのＡ／Ｄ変換器を用いてＡ／Ｄ
変換を行えば良いが、その場合にはコストが高くなる。
よって上述の点を考慮して最適な値を選択する必要があ
る。

【００３５】放射線１の照射時間はおおよそ１０〜５０
０ｍｓであるので、全画面取り込み時間あるいは電荷蓄
積時間を１００ｍｓオーダあるいはやや短めにすること
が適当である。

【００３６】例えば、全画素を順次駆動して１００ｍｓ
で画像を取り込むために、アナログ信号帯域を５０ＭＨ
ｚ程度にし、たとえば、１０ＭＨｚサンプリングレート
でＡ／Ｄ変換を行うと、最低でも４系統のＡ／Ｄ変換器
４０が必要になる。本撮像装置では１６系統で同時にＡ
／Ｄ変換を行う。１６系統のＡ／Ｄ変換器４０の出力は
それぞれに対応する１６系統の図示しないメモリ（ＦＩ
ＦＯなど）に入力される。そのメモリを選択して切替え
ることで連続した１ラインの走査線にあたる画像データ
として以後の制御用ＰＣ１５０、あるいはそのメモリに
転送される。

【００３７】ここで、制御用信号について詳細に説明す
る。制御用信号としては、Ｘ線同期、シリアル通信、画
像制御線、フィトタイマ信号線などの信号があり、本実
施例においては以下のような信号が挙げられる。

【００３８】制御用ＰＣ１５０からＸ線画像撮影部１４
０への信号、リクエスト信号、ウエイト信号、シリアル
通信ＴＸＤ、リセット信号、リモートＯＮ／ＯＦＦ信
号、Ｘ線画像撮影部１４０から制御用ＰＣ１５０への信
号、レディー信号、シリアル通信ＲＸＤ、フォトタイマ
信号などの信号がある。

【００３９】図５はＸ線画像撮影部１４０と制御用ＰＣ
１５０の制御信号、画像信号系の構成を示した図であ
る。図５で、上述した複数の制御信号は送信側、受信側
の２系列に分離され、伝送方向が同し信号はシリアライ
ズして１つの制御線として伝送する。したがってＸ線画
像撮影部１４０と制御用PC1 5 0間に接続される制御線
は送信側、受信側のそれぞれ1本で２本のプラスチック
ファイバが必要となる。

【００４０】Ｘ線画像撮影部１４０から制御部ＰＣ１５
０へ送信さる制御信号の繋がりと流れは以下のようにな
る。Ｘ線画像撮影部１４０において、信号読み出し部３
６、とラインセレクタ部３２、とＭＰＵ５０９から送信
される各々の制御信号（レディー信号、シリアル通信Ｒ
ＸＤ、フォトタイマ信号）は低帯域Ｐ／Ｓ変換器５１０
のパラレル入力側に接続され、シリアライズされた出力
が低帯域Ｅ／Ｏ変換器（電気／光）５１１を介して、伝
送ケーブル５Ｏ８内の送信側プラスチックファイバに接
続される。低帯域Ｐ／Ｓ変換器５１０は所定クロックで
シリアル変換を行うものであり、シリアル化されたデー
タには同期用ビットも加えられるものである。

【００４１】制御用ＰＣ１５０では、Ｘ線画像撮影部１
４０から伝送ケーブル５０８内のプラスチックファイバ
で送信されてきた制御用信号が、低帯域Ｏ／Ｅ変換器
（光／電気）で電気信号となり、低帯域Ｓ／Ｐ変換器５
１２でパラレルデータに変換され、各制御信号が再生さ
れてＣＰＵ５０７に接続される。低帯域Ｓ／Ｐ変換器５
１２では、入力されたシリアルデータの同期用ビットか
らパラレル変換のタイミングを決定してシリアルデータ
を所定クロックでパラレル変換するものである。

【００４２】−方、制御用ＰＣ１５０からＸ線画像撮影
部１４０への制御信号の繋がりと流れについては、上記
と同様の箇所は説明を省略する。

【００４３】Ｘ線画像撮影部１４０の低帯域Ｓ／Ｐ変換
器５１２から複数の制御信号が出力されるが、その中で
リモートON/OFF信号はＸ線画像撮影部の図示しない電源
の制御部に接続される。また、リセット信号、シリアル
通信ＴＸＤはＸ線画像撮影部１４０のＭＰＵ５０９と接
続される。リクエスト信号、ウエイト信号は信号読み出
し部３６、とラインセレクタ部３２に接続される。

【００４４】以下に、これらの信号の流れを図４で説明
する。

【００４５】１）リモートON/OFF信号をＯＮして、Ｘ線
画像撮影部１４０の電源を起動する。

【００４６】２）リセット信号を送信しＸ線画像撮影部
１４０をリセット、Ｘ線画像撮影部１４０はイニシャラ
イズ、自己診断動作開始。

【００４７】３）イニシャライズ、自己診断結果はシリ
アル通信で制御用ＰＣ１５０に送られる。

【００４８】４）Ｘ線制御ＳＷのｌｓｔＳＷでＸ線管球
をロータアップする。

【００４９】５）制御用ＰＣ１５０はＸ線制御ＳＷの２
ｎｄＳＷかつロータアップ完了を受けてリクエスト信号
をアサートする。

【００５０】６）Ｘ線画像撮影部１４０はリクエスト信
号を受けて撮影準備開始。撮影準備完了後レディーをア
サートする。

【００５１】７）制御用ＰＣ１５０はレディー信号を受
けて、ウェイト信号をアサートし、Ｘ線が爆射される。

【００５２】８）制御用ＰＣ１５０は前述した所定時間
後ウェイト信号をネゲートする。Ｘ線画像撮影部１４０
はウェイトのネゲートを確認後、画像の取り込み、転送
を行う。前記動作終了後、レディーをネゲートする。

【００５３】９）制御用ＰＣ１５０はウェイトアサート
後にレディーがネゲートされるとリクエストをネゲート
する。

【００５４】以上説明したように制御用ＰＣ１５０とＸ
線画像撮影部１４０間での制御用信号のやり取りによ
り、Ｘ線の曝射とＸ線画像転送までの−連動作が制御さ
れる。

【００５５】本実施例で示したような制御信号一本の求
められる制御分解能は０．１ｍｓ程度であり、シリアラ
イズする本数を仮に５本とすると、制御信号を伝送する
転送レートは５０ｋｂｐｓ程度あればよい。

【００５６】また、低帯域Ｅ／Ｏ（電気／光）変換器と
しては、ＬＥＤ光源で短波長のものであり、また低帯域
Ｏ／Ｅ変換器（光／電気）はシリコンセンサを使用して
いる。いずれもその光コネクタ部がプラスチックファイ
バのコア径が大きいことからラフな接続でよく、コスト
が大変に低いものである。

【００５７】また、制御用信号伝送用に使用するプラス
チックファイバとしては伝送距離３０ｍ伝送帯域１ＭＨ
ｚ程度のものでよいため大変にコストが低いものでよ
い。

【００５８】なお、制御用信号に関しては前述した信号
に限定されることはなく、またシリアライズする本数に
ついても同様である。

【００５９】また、制御信号は制御信号をシリアライズ
して伝送しているが、シリアル通信の転送速度をプラス
チックファイバによる伝送にするため、伝送速度を大幅
に増大できる。このためシリアル通信のコマンドに制御
用コマンドを追加して行うことも可能となる。この場
合、ＭＰＵ５０９、ＣＰＵ５０７で送受信した制御コマ
ンドに応じて、それぞれのＩ／Ｏを制御してそれらを制
御信号とすればよい。

【００６０】一方、前述した各種制御信号により、画像
信号はＸ線画像撮影部１４０から制御用ＰＣ１５０へ送
られる。

【００６１】図５でＸ線画像撮影部１４０側では、画像
信号は４つのＡ／Ｄ変換器４０で順次変換されたデジタ
ルデータが一旦メモリ（ＦＩＦＯ）５０１に蓄積されマ
ルチプレクサ５０１で順次高帯域Ｐ／Ｓ（パラレル／シ
リアル）変換器５０２に送られてパラレルデータがシリ
アライズされたデジタルデータ列となる。このシリアラ
イズされた画像データは、高帯域Ｅ／Ｏ変換器（電気／
光）５０３を介して光信号に変換された後、伝送ケーブ
ル５０８内のグラスファイバに送られる。

【００６２】高帯域Ｐ／Ｓ（パラレル／シリアル）変換
器５０２は、所定クロック（１ＧＨｚ超）でシリアル変
換を行うものであり、シリアル化されたデータには同期
用ビットも加えられるものである。高帯域電気／光変換
器５０３としてはＬＤを発光源としたもので、２ＧＨｚ
程度まで帯域があり、また、出射光パワーが環境温度に
よらず一定光パワーとなるように自動制御されるもので
ある。なお、伝送距離が短いため波長は短波長、長波長
どちらでもよい。また、画像転送用のファイバはＧオー
ダの高帯域な伝送帯域を持つ珪素を素材としたグラスフ
ァイバである。なお、プラスチックファイバにおいても
高帯域化は進められてはいるものの今のところ２００〜
３００ＭＨｚ程度に留まっているため使用できない。

【００６３】制御用ＰＣ１５０側では、伝送ケーブル５
０８からの光に変換された画像データが高帯域Ｏ／Ｅ変
換器（光／電気）５０４された後、高帯域Ｓ／Ｐ変換器
（シリアル／パラレル）５０５でパラレルデータに変換
後、フレームメモリ５０６に順次送られ画像データが再
生される。フレームメモリ５０６にすべての画像データ
が転送完了後、制御用ＰＣ１５０内のＣＰＵ５０７を介
して他の装置へ画像データが送信される。

【００６４】高帯域Ｏ／Ｅ変換器（光／電気）５０４と
してはシリコン（ｏｒＧａＡｓ）ＰＩＮフォトダイオー
ドで２ＧＨｚ程度まで帯域があるものである。また、高帯
域Ｓ／Ｐ変換器（シリアル／パラレル）５０５は入力さ
れたシリアルデータの同期用ビットからパラレル変換の
タイミングを決定してシリアルデータを所定クロックで
パラレル変換するものである。

【００６５】前述したシリアライズされたデータの転送
レートは４０９６×４０９６の総画素数を１２ｂiｔの
Ａ／Ｄ変換器を使用して、２００ｍＳ程度で転送する場
合、１Ｇｂｐｓ程度必要となる。

【００６６】メタル線で２０〜３０ｍを多対線で伝送す
る場合一対当たりおおよそ２０Ｍｂｐｓ程度が転送の信
頼性を確保して送ることができる。そのため、１Ｇｂｐ
ｓの転送のためには５０対のメタル線が必要となる。お
およそではあるが光ファイバの一本の外径がほぼメタル
線−対と同じ外径であるため、光ファイバにすることに
より大幅に伝送ケーブルの外径を低減化することができ
る。また光ファイバで伝送することにより電磁波などの
外乱及び伝送ケーブル自体から発生する電磁界ノイズも
なくなる。

【００６７】さて、前述した制御用信号を伝送するプラ
スチックファイバと画像信号を伝送するグラスファイバ
は一本のケーブルに複合化されている。その具体的な構
造を断面図で図６に示す。

【００６８】中央にグラスファイバ６０、その周囲にプ
ラスチックファイバ６１が配置される。その外側を外皮
膜６３で覆う構造になっている。外径０．１ｍｍ程度の
グラスファイバ単体では屈伸特性は大変に弱く、Ｘ線画
像撮影部１４０が稼働する場合やＸ線撮影室内での布線
状況によっては伝送ケーブルが圧迫されることも考えら
れ伝送損失の増大あるいは破損といったこともありう
る。しかし、外径ｌｍｍ程度でかつ屈曲性が強いプラス
チックファイバとの混合により、またプラスチックファ
イバ６１でグラスファイバ６０の周辺を囲むことにより
屈伸特性を強化することが可能となり取り扱いを容易に
することができる。

【００６９】なお、本実施例で示した例では、制御用信
号のプラスチックファイバが２本、画像伝送用グラスフ
ァイバが一本となるが、この場合でおおよそ外皮直径で
４ｍｍ程度となり、メタル線のみで構成した場合に比較
して大幅に小型軽量化している。

【００７０】さらには、前述の伝送ケーブル内にＸ線画
像撮影部１４０で使用する電源を供給する電源線を複合
化することも可能である。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、シリアライズ後、電気
／光変換した画像信号伝送するグラスファイバと制御用
ＰＣとＸ線画像撮影部間を双方向に制御する信号を伝送
するプラスチックファイバを統合化したケーブルを用い
ることによって、伝送ケーブルの太さを大幅に軽減し、ま
た伝送ケーブルの屈伸特性を強化することができるため
Ｘ線撮影室内での配線設置を容易にすることが可能にな
る。また、大容量高速伝送と制御が低コストで実現する
ことができる。また更には、すべて光変換した伝送のた
め、Ｘ線画像撮影部と制御用ＰＣ間が完全に絶縁される
ので電気安全上の取り扱いが容易になるとともに、電磁
波による外乱を受けることなくまた電磁波を出すことも
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｘ線画像撮影装置の詳細な構成

【図２】光検出器１素子の等価回路図

【図３】光検出器アレーと周辺回路の構成図

【図４】制御信号のタイミングチャート

【図５】Ｘ線画像撮影部と制御用ＰＣの詳細図

【図６】伝送ケーブルの構造図

【符号の説明】

４０Ａ／Ｄ変換器５００ＦＩＦＯ５０１マルチプレクサ５０２高帯域Ｐ／Ｓ変換器５０３高帯域Ｅ／Ｏ変換器５０４高帯域Ｏ／Ｅ変換器５０５高帯域Ｓ／Ｐ変換器５０６フレームメモリ５０７ＣＰＵ５０８伝送ケーブル５０９ＭＰＵ５１０低帯域Ｐ／Ｓ変換器５１１低帯域Ｅ／Ｏ変換器５１２低帯域Ｓ／Ｐ変換器５１３低帯域Ｏ／Ｅ変換器６０光ファイバ６１メタル対線６２編組シールド６３外皮１０１Ｘ線室１０２Ｘ線制御室１０３診断室（ＬＡＮ）１０５撮影者１１０システム制御部１１２撮像制御部１２０Ｘ線発生装置１２５Ｘ線ビーム１２６被検体１３０撮影寝台１４０Ｘ線画像撮影部１４１グリット１４２シンチレータ１４３光検出アレー１４５駆動回路１５０制御用ＰＣ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 5/232 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ａ 5/32 Ｆターム(参考） 4C093 AA01 CA15 CA32 EA14 EB12 EB17 EB24 EE01 EE08 EE11 FC11 FC26 FD01 FD05 FF01 FF03 FF08 FH04 FH06 FH07 5C022 AA08 AA15 AB65 AC42 AC69 AC75 5C024 AX11 BX03 CY16 EX54 GX02 GY31 HX23 HX26 HX55 HX60 5K002 FA01 GA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項1】Ｘ線画像を受光する２次元アレーセンサ
と、Ｘ線発生装置から発信される制御信号に応じて該セ
ンサを駆動するドライブ手段と、該ドライブ手段により
該センサ内マトリックスを選択し各マトリクスのデータ
を増幅するアンプ手段と、該アンプ手段からの出力をデ
ジタルに変換するＡＤ手段と、該ＡＤ手段と該ドライブ
手段で順次デジタル化された画像データをシリアライズ
する手段と、シリアライズしだ画像データを伝送する伝
送手段から構成されるＸ線画像撮影印と伝送手段により
転送された画像データをデシリアライズする手段と、該
デシリアライズされた画像データをフレームメモリ内に
配置する手段から構成される制御用ＰＣとからなるＸ線
画像撮影装置において、該Ｘ線画像撮影部と該制御用ＰＣ間の信号を伝送する該
伝送手段は、該シリアライズされた画像データを電気／
光変換した光信号を伝送する高帯域光ファイバケーブル
と、制御用ＰＣから発信される、あるいは該ドライブ手段
が応答発信する制御信号をシリアライズし電気／光変換
した光信号を伝送する低帯域光ファイバケーブルからな
る伝送手段であることを特徴とするＸ線画像撮影装置。
【請求項２】該高帯域光ファイバケーブルと該低帯域
光ファイバケーブルは、少なくとも該２系統を１本に統
合化した伝送ケーブルであることを特徴とする請求項１
に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項３】該高帯域光ファイバケーブルと該低帯域
光ファイバケーブルは、該Ｘ線画像撮影部に電源を供給
する電源ケーブルあるいはまた該Ｘ線画像撮影部の電源
系を制御する制御信号の３系統を一本に統合化したケー
ブルであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像
撮影装置。
【請求項４】該高帯域光ファイバケーブルはグラスフ
ァイバであり、また該低帯域光ファイバケーブルはプラ
スチックファイバであることを特徴とする請求項１に記
載のＸ線画像撮影装置。