JP2005006979A - 放射線撮像装置、放射線撮像方法、及び、放射線撮像プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】使用時間の問題を解決しつつ取扱いの利便性を確保し、さらにデジタル撮像の利点を活かすことのできる放射線撮像装置を提供すること。
【解決手段】この放射線撮像装置１０は、装置本体１２４に蓄電池１１４と、放射線画像をデジタル画像として撮像する撮像部１１と、デジタル画像のデータ乃至撮像制御信号をケーブル１１１を介して装置本体１２４外部と送受信する有線通信部１２１と、デジタル画像のデータ乃至撮像制御信号をケーブル１１１を介さずに装置本体１２４外部と無線送受信する無線通信部１２２と、装置本体１２４へのケーブル１１１の接続を検知する接続検知部１１２と、接続検知部１１２の検知結果に基づいて有線通信部１２１又は無線通信部１２２のいずれによりデジタル画像データ乃至撮像制御信号の送受信を行うかを選択するバス切替部１２０と、接続検知部１２２の検知結果に基づいて蓄電池１１４を装置本体１２４の電源として使用するか否かを選択する給電制御部１１５とを備えている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に放射線撮像装置、放射線撮像方法、及び、放射線撮像プログラムに係り、特に固体撮像素子等の撮像部を用いて放射線画像をデジタル画像として取得する放射線撮像装置、放射線撮像方法、及び、放射線撮像プログラムに関する。本発明は、例えば病室や作業現場等に持ち運んでその場で放射線撮像を行うことのできる運搬可能な放射線撮像装置等に好適である。
【０００２】
【従来の技術】
被写体に放射線を照射し、被写体を透過した放射線の強度分布を検出して被写体の放射線画像を得る方法は、工業用の非破壊検査や医療診断の場で広く一般に利用されている。被写体の放射線画像を得るための一般的方法の具体例としては、放射線によって蛍光を発するいわゆる蛍光板（または増感紙）と銀塩フィルムとを組合せ、被写体に照射して透過した放射線をその蛍光板で可視光に変換して銀塩フィルム上に潜像を形成した後、この銀塩フィルムを化学処理することにより可視像を得る方法がある。この方法によって得られた放射線画像は一般にアナログ写真と呼ばれ、従来から放射線診断や放射線検査等において使用されている。
【０００３】
また、誘発性燐光物質層を有するイメージングプレ−ト（以下、ＩＰと略す。）を使用したコンピューテッド・ラジオグラフィ装置（以下、ＣＲ装置と略す。）も普及し始めている。放射線照射によって、一次励起されて潜像が形成されたＩＰに、赤色レーザ等の可視光によって二次励起を行うと、誘発性燐光が生じる。ＣＲ装置はこの発光を光電子増倍管などの光センサで検出することで放射線画像を取得し、この画像デ−タに基づき写真感光材料やＣＲＴ等に可視光像を出力する装置である。ＣＲ装置はデジタル装置であるが、二次励起による潜像の読取りという画像形成プロセスを必要とするため、撮像画像を直接（すなわち、即時に）表示することができない。したがって、このような撮像装置は間接型デジタル撮像装置と呼ぶことができる。
【０００４】
一方、近年は撮像部として微小な光電変換素子、スイッチング素子等からなる画素を格子状に配列した光電変換装置を使用し、デジタル画像を取得する技術が開発されている。これらの撮像装置は取得した画像デ−タを即時に表示することが可能であり、上記した間接型デジタル撮像装置に対して直接型デジタル撮像装置と呼ぶことができる。
【０００５】
アナログ写真を作成するアナログ撮像装置に対してデジタル撮像装置が有する利点として、フィルムレス化、画像処理による取得情報の増大、データベース作成の容易化等が挙げられる。また、間接型デジタル撮像装置に対して直接型デジタル撮像装置が有する利点としては、即時性が挙げられる。間接型デジタル撮像装置が二次励起という画像形成プロセスを必要とするのに対し、直接型デジタル撮像装置は撮像直後に放射線画像のデジタルデータ化が行われる。また、間接型デジタル撮像装置が二次励起のための読取装置を別途必要とするのに対し、直接型デジタル撮像装置はこれを必要としない。
【０００６】
このような直接型デジタル撮像装置の一例は、例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示のものは、箱型筐体にＸ線撮像パネル、読み出し回路、電源部、記憶手段を備え、フィルムを使用した従来の撮像方法と同様の取扱いでデジタル放射線撮像を行うことができるように構成されている。ハンドリングを容易とするために電源部を内蔵し、デ−タは記憶手段に逐次蓄え、必要に応じてケ−ブル接続することによりデ−タを記憶手段から一括して読み出す方式とされている。また、例えば特許文献２に開示される放射線撮像システムにおいては、可搬性とコストダウンのために電源部と記憶手段を廃し、撮像時に外部より接続するケ−ブルにより電力の供給、および画像デ−タの転送を行う方式としている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平６−３４２０９９号公報
【特許文献２】
特開平１１−２７１４５４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような、直接型デジタル撮像装置によって取得されたデジタル画像のデータは、有線や無線によるデータ伝送によってホストコンピュータやストレージサーバ等に転送される。しかしながら、信号ケーブルを用いた有線伝送の場合は、撮像装置を撮像スタンド（撮像テーブル）にセットしたり、患者のベッドサイドで撮像を行うにあたって撮像装置を患者とベッドとの間に押し込む等する際の取り回しが不便であり、信号ケーブルによって撮像装置のセッティングの自由度が制限されるという問題がある。撮像時には信号ケーブルを外しておき、一連の撮像を完了した後に信号ケーブルを接続して撮像装置本体内の記憶手段に記憶されたデジタル画像をホストコンピュータ等に一括転送することも考えられるが、このように構成するとデジタル撮像の利点である即時性を充分に活かすことができない。
【０００９】
一方、ケ−ブルレスでの無線通信の場合は撮像装置の取り回しが便利となる。さらに、電源ケーブルも廃するといっそう取り回しが便利となるが、その場合は撮像装置内の撮像部等に電力の供給を行う電源部を例えば撮像装置内に備える必要がある。しかし、その電源部を蓄電池等により構成した際にはその蓄電池の蓄電量によって連続使用可能時間が制限されてしまう。例えば、複数枚の画像の撮像中に電池残量が不足したような場合は、それ以降の撮像が不可能となってしまうという問題がある。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みて為されたもので、使用時間の問題を解決しつつ取扱いの利便性を確保し、さらにデジタル撮像の利点を活かすことのできる放射線撮像装置を提供することを例示的目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての放射線撮像装置は、装置本体に電池と、放射線画像をデジタル画像として撮像するデジタル撮像部と、デジタル画像のデータ乃至撮像制御信号をケーブルを介して装置本体外部と送受信する有線通信部と、デジタル画像のデータ乃至撮像制御信号をケーブルを介さずに装置本体外部と無線送受信する無線通信部と、装置本体へのケーブルの接続を検知する接続検知部と、接続検知部の検知結果に基づいて有線通信部又は無線通信部のいずれによりデジタル画像データ乃至撮像制御信号の送受信を行うかを選択する通信選択部と、接続検知部の検知結果に基づいて電池を装置本体の電源として使用するか否かを選択する電源選択部と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の他の側面としての放射線撮像方法は、電池と、放射線画像をデジタル画像として撮像するデジタル撮像部と、デジタル画像のデータ乃至撮像制御信号をケーブルを介して装置本体外部と送受信する有線通信部と、デジタル画像のデータ乃至撮像制御信号をケーブルを介さずに装置本体外部と無線送受信する無線通信部とを備えた放射線撮像装置本体へのケーブルの接続を検知するステップと、接続検知部の検知結果に基づいて有線通信部又は無線通信部のいずれによりデジタル画像データ乃至撮像制御信号の送受信を行うかを選択するステップと、接続検知部の検知結果に基づいて電池を装置本体の電源として使用するか否かを選択するステップと、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明の他の側面としての放射線撮像プログラムは、コンピュータに、電池と、放射線画像をデジタル画像として撮像するデジタル撮像部と、デジタル画像のデータ乃至撮像制御信号をケーブルを介して装置本体外部と送受信する有線通信部と、デジタル画像のデータ乃至撮像制御信号をケーブルを介さずに装置本体外部と無線送受信する無線通信部とを備えた放射線撮像装置本体へのケーブルの接続を検知するステップと、接続検知部の検知結果に基づいて有線通信部又は無線通信部のいずれによりデジタル画像データ乃至撮像制御信号の送受信を行うかを選択するステップと、接続検知部の検知結果に基づいて電池を装置本体の電源として使用するか否かを選択するステップと、を実行させることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る放射線撮像装置１０の要部内部構成を示すブロック図である。この放射線撮像装置１０は、装置本体１２４にデジタル撮像部（撮像部）１１、駆動制御部１１９、蓄電池（電池）１１４、ケーブルコネクタ１１３、接続検知部１１２、通信選択部としてのバス切替部１２０、電源選択部としての給電制御部１１５、有線通信部１２１、無線通信部１２２、を有して大略構成される。
【００１６】
撮像部１１は、さらに固体撮像素子等により構成されるセンサ部１１７、そのセンサ部１１７による撮像動作を駆動するセンサ駆動部１１６、撮像されたデジタル画像データをバス切替部１２０に向けて出力するセンサ出力部１１８とを有して大略構成されている。センサ部１１７は、後述する光検出器アレー８を有して構成されている。この撮像部１１の構成及び動作については後述する。
【００１７】
駆動制御部１１９は撮像部１１を制御するＭＰＵ等の演算回路である。この駆動制御部１１９は、放射線撮像装置１０全体の動作を制御するためのもので、バス切替部１２０を介して有線通信部１２１・無線通信部１２２と接続され、給電制御部１１５を介して蓄電池１１４と接続され、さらに撮像部１０と接続されている。
【００１８】
蓄電池１１４は、この装置本体１２４の電源として使用され、撮像部１１を初め、装置本体１２４内部の電気部品に電力を供給するためのものである。この蓄電池１１４は、装置本体１２４内に備えられており、装置本体１２４にケーブル１１１が接続されると、図示しない外部電源よりケーブル１１１を介して電力が供給され充電できるように構成されている。
【００１９】
ケ−ブル１１１は装置本体１２４とケーブルコネクタ１１３を介して接続される。このケ−ブル１１１は、装置外部の図示しない外部電源と接続されて放射線撮像装置１０の装置本体１２４に電力を供給する給電線１１１ａ、装置外部の図示しないシステム制御部にデジタル画像のデ−タを送信するデータ通信線１１１ｂを有している。ケーブル１１１は、さらにシステム制御部との同期制御、通信等を行うための制御線１１１ｃも有している。
【００２０】
ケーブルコネクタ１１３の近傍に設けられた接続検知部１１２はケーブル１１１の装置本体１２４への接続を検知するためのもので、その検知結果が通信選択部としてのバス切替部１２０及び電源選択部としての給電制御部１１５に出力されるようになっている。
【００２１】
通信選択部としてのバス切替部１２０は、接続検知部１１２の検知結果に基づいて有線通信部１２１又は無線通信部１２２のいずれによりデジタル画像データの送信を行うかを選択するものである。バス切替部１２０はセンサ出力部１１８より出力されたデジタル画像データの経路を、接続検知部１１２の検知結果に基づいて有線通信部１２１又は無線通信部１２２に切り替える。具体的には、接続検知部１１２によってケーブル１１１が装置本体１２４に接続されていると検知された場合は、デジタル画像データの経路を有線接続部１２１に切り替える。また、ケーブル１１１が装置本体１２４に非接続であると検知された場合は、デジタル画像データの経路を無線接続部１２２に切り替える。このバス切替部１２０は、ケーブル１１１が接続された場合に有線通信部１２１を介してシステム制御部と接続されるように構成されている。また、ケーブル１１１が非接続の場合に、無線通信部１２２を介して無線通信によりシステム制御部と通信可能となるように構成されている。
【００２２】
電源選択部としての給電制御部１１５は接続検知部１１２の検知結果に基づいて装置本体１２４内に供給する電源を選択するものである。具体的には、接続検知部１１２によってケーブル１１１が装置本体１２４に接続されていると検知された場合は、装置本体１２４内部の蓄電池１１４を使用せず、ケーブル１１２に接続された装置本体外部の図示しない外部電源を装置本体１２４の電源として使用する。また、ケーブル１１１が装置本体１２４に非接続であると検知された場合は、蓄電池１２４を装置本体１２４の電源として使用する。
【００２３】
有線通信部１２１は、装置本体１２４内において、バス切替部１２０及びケーブルコネクタ１１３と接続されている。この有線通信部１２１は、撮像部１１から送られてきたデジタル画像データを、装置本体１２４に接続されたケーブル１１１内のデータ通信線１１１ｂを介して図示しないシステム制御部に送信するためのものである。さらに、この有線通信部１２１は、ケーブル１１１内の制御線１１１ｃを介して、装置本体１２４とシステム制御部との同期制御、通信等を行う。
【００２４】
無線通信部１２２は、装置本体１２４内において、バス切替部１２０及びケーブルコネクタ１１３と接続されている。この無線通信部１２２は、撮像部１１から送られてきたデジタル画像データを、ケーブル１１１を介さずにシステム制御部に送信するためのものである。具体的には、バス切替部１２０からのデジタル画像デ−タを無線通信媒体１２３から出力可能な状態に変換し、無線通信媒体１２３を介して無線通信機能を有するシステム制御部に送信する。無線通信部１２２は、バス切替部１２０を介して駆動制御部１１９に接続され、無線通信により装置本体１２４とシステム制御部との同期制御、通信等を行う。無線通信媒体１２３は、無線通信部１２２と接続されて図示しないシステム制御部と無線通信を行うための送受信部である。この無線通信媒体１２３により装置本体１２４とシステム制御部とが無線接続され、デジタル画像データや制御信号の相互通信が行われる。なお、図１において、二重線矢印は電力の流れ、三重線矢印は制御信号の流れ、太線矢印はデジタル画像データの流れ、細線矢印は内部制御線を示している。
【００２５】
ここで本実施の形態１に示す撮像部１１について説明する。撮像部１１はシンチレータと光検出器アレー及び駆動回路から構成される。シンチレータではエネルギーの高い放射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。
【００２６】
このシンチレ−タに隣接して光検出器アレーが配置されている。この光検出器アレーは光子を電気信号に変換するものである。図２に光検出器の一例の等価回路を示す。以下の例については、二次元アモルファスシリコンセンサについての説明であるが、検出素子は特に限定されるものでなく、例えばその他の固体撮像素子（電荷結合型素子など）あるいは光電子倍増管のような素子であってもよい。
【００２７】
光検出器の一素子は、光検出部２１と電荷の蓄積及び読取りを制御するスイッチングＴＦＴ２２とで構成され、一般にはガラス基板上に配されたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）で形成される。光検出部２１は光ダイオード２１Ｄとキャパシタンス２１Ｃを有して構成される。キャパシタンス２１Ｃは光ダイオード２１Ｄが有する寄生キャパシタンス、または光検出部２１のダイナミックレンジが改善されるように意図的に追加されたコンデンサを示す。光ダイオード２１Ｄ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２１Ｃに蓄積された電荷を読み出すための制御自在なスイッチングＴＦＴ２２に接続されている（図３参照）。この例では、スイッチングＴＦＴ２２は光ダイオード２１ＤのカソードＫと電荷読出し用増幅器２６との間に接続された薄膜トランジスタである。
【００２８】
光検出器２１の動作モードにはリフレッシュモードと光電変換モードの２種類がある。リフレッシュモードとは、光検出器２１の残留電荷を消去する動作であり、光ダイオード２１ＤのカソードＫがアノードＡに対して負となるように、図３中のバイアス電源３１を設定し、スイッチングＴＦＴ２２とリセット用スイッチング素子２５とを一時的にオンしてコンデンサ２１Ｃをリセットする動作を指す。
【００２９】
光電変換モードとは、光検出器２１に入射した光量を電荷量に変換する動作であり、光ダイオード２１ＤのカソードＫがアノードＡに対して正となるように、図３中のバイアス電源３１を設定し、スイッチングＴＦＴ２２とリセット用スイッチング素子２５をオフする。このとき放射線１を照射することにより、光ダイオード２１Ｄにおいて放射線量に応じた電荷が発生し、その電荷はコンデンサ２１Ｃに蓄積される。その後、再度スイッチングＴＦＴ２２を操作することにより、信号電荷は容量素子２３に転送される。そして、光ダイオード２１Ｄにより蓄積された電荷量が電位信号として前置増幅器２６によって読み出され、Ａ／Ｄ変換が行われて入射放射線量が検出される。
【００３０】
図３は、二次元に配列した光検出部を示す等価回路図である。図２で示された光電変換素子を二次元に配列して構成した図３に示す構成における光電変換動作について説明する。
【００３１】
光検出器アレーの画素は２０００×２０００〜４０００×４０００程度の画素から構成され、アレー面積は２００ｍｍ×２００ｍｍ〜５００ｍｍ×５００ｍｍ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画素のサイズは約１０５μｍ×１０５μｍである。１ブロック内の４０９６画素を横方向に配線し、４０９６ラインを順に縦に配置することにより各画素を２次元的に配置している。
【００３２】
上記の例では４０９６×４０９６画素の光検出器アレー８を１枚の基板で構成した例を示したが、４０９６×４０９６画素の光検出器アレー８を、２０４８×２０４８画素の検出器４枚によって構成することもできる。２０４８×２０４８画素の検出器４枚により１つの光検出器アレー８を構成する場合は、分割して製作することにより歩留りが向上するなどのメリットがある。
【００３３】
前述の通り、光検出器の１画素は光検出部２１とスイッチングＴＦＴ２２とを有して構成される。４０９６行×４０９６列に配列された各画素に対応する光検出器２１、図３に示すように光検出器２１（１，１）〜光検出器２１（４０９６，４０９６）と表すこととする。また、４０９６行×４０９６列に配列された各画素に対応するスイッチングＴＦＴ２２を、図３に示すようにＴＦＴ２２（１，１）〜ＴＦＴ２２（４０９６，４０９６）と表すこととする。
【００３４】
２次元光検出器アレー８の各列（図３中縦のライン）における光検出器２１（ｍ，ｎ）のカソードＫは対応するＴＦＴ２２（ｍ，ｎ）のソ−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（Ｌｃ１〜Ｌｃ４０９６）に接続されている。例えば、列１の光検出部２１（１，１）〜２１（１，４０９６）は第１の列信号配線Ｌｃｌに接続されている。各行（図３中横のライン）の光検出部２１のＡ電極は共通にバイアス配線Ｌｂを通して前述の光検出器２１の動作モードを操作するバイアス電源３１に接続されている。各行におけるＴＦＴ２２のゲート電極は行選択配線（Ｌｒ１〜Ｌｒ４０９６）に接続されている。例えば、行１のＴＦＴ２２（１，１）〜ＴＦＴ（４０９６，１）は行選択配線Ｌｒ１に接続されている。行選択配線Ｌｒはセンサ駆動部１１６を通して駆動制御部１１９に接続されている。センサ駆動部１１６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行選択配線Ｌｒの信号を読み出すことができる。センサ駆動部１１６は最も簡単に構成するならば、単に液晶ディスプレイなどに用いられているシフトレジスタによって構成することも可能である。
【００３５】
列信号配線Ｌｃは、駆動制御部１１９により制御されるセンサ出力部１１８に接続されている。２５は列信号配線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リセット用スイッチング素子、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はアナログマルチプレクサ、４０はＡ／Ｄ変換器をそれぞれ表す。それぞれの列信号配線Ｌｃ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により保持される。その出力はアナログマルチプレクサ３９により順次Ａ／Ｄ変換器４０へ出力され、デジタル値に変換されて出力される。
【００３６】
本実施の形態１における光検出器（光電変換装置）においては、４０９６×４０９６個の画素を４０９６の列信号配線Ｌｃ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１〜４０９６列に対応する前置増幅器２６、１〜４０９６列に対応するサンプルホ−ルド部３８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に出力している。
【００３７】
図３においては、Ａ／Ｄ変換器４０が１で構成されているように示されているが、実際には４〜３２系統で同時にＡ／Ｄ変換が行われる。これは、アナログ信号帯域やＡ／Ｄ変換速度を不必要に増大させることなく、画像信号の読取り時間を短くすることが要求されるためである。
【００３８】
蓄積時間とＡ／Ｄ変換時間とは密接な関係にあり、高速にＡ／Ｄ変換を行うとアナログ回路の帯域が広くなり所望のＳ／Ｎを達成することが難しくなる。したがって、Ａ／Ｄ変換速度を不必要に増大させることなく、画像信号の読取り時間を短くすることが要求される。そのためには、多くのＡ／Ｄ変換器４０を用いてＡ／Ｄ変換を行うのが望ましいが、その場合はコストが高くなる。よって、Ａ／Ｄ変換速度とのバランスを考慮し、Ａ／Ｄ変換器の数量を選択する必要がある。
【００３９】
放射線１の照射時間はおよそ１０〜５００ｍｓｅｃ程度であるので、全画面の取込み時間あるいは電荷蓄積時間を１００ｍｓｅｃのオ−ダかまたはそれより若干短くするのが適当である。例えば、全画面を順次駆動して１００ｍｓｅｃで画像を取り込むために、アナログ信号帯域を５０ＭＨｚ程度にし、１０ＭＨｚの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。本撮像部１１においては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個の図示しないメモリ（ＦＩＦＯ等）に入力される。そのメモリを選択して切り替えることにより、連続した１ラインの走査線にあたる画像データとして外部に出力する。
【００４０】
次に、この放射線撮像装置１０による放射線撮像の手順について図４及び図５のフローチャートを用いて説明する。なお、この放射線撮像を行うための放射線撮像プログラムは、装置本体１２４の駆動制御部１１９や図示しないシステム制御部内、もしくはそのシステム制御部に接続されてこの放射線撮像装置１０全体の動作を入力指示するコンピュータにインストールされている。また、駆動制御部１１９、システム制御部、コンピュータが一体的に協働して放射線撮像プログラムを構成し、この放射線撮像装置１０に撮像手順を行わせるものであってもよい。
【００４１】
［ケーブル非接続の場合］
図４は、この放射線撮像装置１０の装置本体１２４にケーブル１１１が接続されていない場合の撮像の手順について説明するフローチャートである。この場合において、接続検知部１１２はケーブル１１１の接続状態を検知する（Ｓ．１）。ここで、ケーブル１１１がケーブルコネクタ１１３に接続されていると検知された場合は、後述する有線通信処理が開始される（Ｓ．２）。ケーブル１１１の非接続が検知されると、接続検知部１１２はケーブル非接続状態に対応した信号を給電制御部１１５及びバス切替部１２０に対して出力して無線通信処理手順が開始される（Ｓ．３）。
【００４２】
接続検出部１１２はケーブル１１１の接続状態を機械式に検出するものであっても、電気式に検出するものであっても機能的に相違はなく、検出方式については限定されない。また、操作者が意図的に操作するスイッチ等であっても問題はないが、利便性を考慮するとケーブル１１１の接続状況を自動的に検出するものであることが望ましい。
【００４３】
接続検知部１１２から「ケーブル非接続状態」を示す検知結果を受けると、給電制御部１１５が装置本体１２４の電源として蓄電池１１４を選択して各ユニットに供給する電力ラインを蓄電池１１４に接続する（Ｓ．４）。このとき、有線通信部１２１を動作させる必要がないので、有線通信部１２１への給電は不要である。
【００４４】
バス切替部１２０も接続検知部１１２からの検知結果を受けて、デジタル画像データの送信を無線通信部１２２により行うことを選択し、センサ出力部１１８から出力されるデジタル画像データが無線通信部１２２へと送られるようにセンサ出力部１１８と無線通信部１２２とを接続する（Ｓ．５）。それとともに、バス切替部１２０は、制御信号の送受信も無線通信部１２２により行うことを選択し、駆動制御部１１９と無線通信部１２２とを接続する。このとき、有線通信部１２１への給電を行わない構成とした場合は、デジタル画像データを常時有線通信部１２１と無線通信部１２２との双方に送ることによりデータの流れの切替えを行わないように構成することも可能である。
【００４５】
このようにして、制御信号は駆動制御部１１９より、バス切替部１２０・無線通信部１２２・無線通信媒体１２３を介して図示しないシステム制御部に双方向通信される。デジタル画像データはセンサ出力部１１８より、バス切替部１２０・無線通信部１２２・無線通信媒体１２３を介して、図示しないシステム制御部に送信（一方向通信）される。
【００４６】
撮像にあたっては、放射線の照射タイミングとの同期を取るために、システム制御部から撮像要求信号が無線で送信される。無線通信は電波を用いてもよいし、赤外線などの光通信、超音波等の音波による通信等、どのような形態を用いてもよく、通信方式については限定されない。システム制御部より発信された無線による撮像要求信号は無線通信媒体１２３により受信され、無線通信部１２２において駆動制御部１１９とインタフェースされる規格に適合した信号に変換される。変換された撮像要求信号はバス切替部１２０を経由して、駆動制御部１１９に入力される。
【００４７】
撮像要求信号を受けた駆動制御部１１９は、センサ駆動部１１６、センサ出力部１１８に対して信号を出力し、前述の光検出器のリセット動作を行う。これにより、撮像部１１は放射線により発生する電荷が蓄積可能な動作モードとなる。この後、駆動制御部１１９は、内部制御線上に撮像準備完了信号を出力する。撮像準備完了信号はバス切替部１２０を経由して無線通信部１２２に入力される。駆動制御部１１９より発信された撮像準備完了信号は無線通信部１２２において無線通信媒体１２３とインタフェ−スされる規格に適合した信号に変換される。変換された撮像準備完了信号は無線通信媒体１２３を介して、無線通信によりシステム制御部に送信される。撮像準備完了信号の受信を受けて、システム制御部は放射線照射を開始し、撮像が開始される（Ｓ．６）。
【００４８】
放射線照射により被写体を透過した放射線が撮像部１１において検出され、その強度に応じ発生した電荷が蓄積される。放射線照射の完了時、システム制御部より撮像完了信号が無線で送信される。上述の撮像要求信号の場合と同様の経路をたどり、この撮像完了信号は駆動制御部１１９に入力される。撮像完了信号を受けた駆動制御部１１９は、センサ駆動部１１６、センサ出力部１１８に対して信号を出力し、前述の光検出器２１の読出し動作を行う。
【００４９】
センサ出力部１１８上のＡ／Ｄ変換器によりデジタル変換されて出力された入射放射線量に対応するデジタル画像デ−タはバス切替部１２０を介して無線通信部１２２へと送られる。前述の撮像準備完了信号の送信時と同様に、このデジタル画像データも無線通信部１２２において無線通信媒体１２３とインタフェースされる規格に適合した信号に変換される。変換されたデジタル画像データは無線通信媒体１２３を介して、無線通信によりシステム制御部に送信される。各画素に対応するデジタル画像データが順次送信されて、すべての画素に対応するデータの送信が完了すると、１回の撮像動作が完了する。
【００５０】
ここで、放射線照射完了時にシステム制御部より撮像完了信号が送信されるとしたが、装置本体１２４側で放射線照射完了を検知可能な構成とした場合には、必ずしもこの撮像完了信号をシステム制御部から送信する必要はない。また、無線通信においては外部からのノイズの影響を受けやすい。例えば電波による通信の場合は外部機器の発生する電波等の干渉を受ける場合があり、光による通信の場合は通信経路における障害物の存在等によって通信品質の低下が発生する場合がある。このような場合には通信エラーが発生し（Ｓ．７）、送受信されるデータの信頼性が保証できない。
【００５１】
このような場合においても送受信データの信頼性を確保するために、一般にデータの再送信処理などが行われる（Ｓ．８）。再送信処理を可能とするためには送信したデータの保持が必要となるため、無線通信部１２２には記憶手段が設けられる。さらに、記憶手段の容量は一つの画像を構成する全データを格納するに充分な容量であることが望ましい。ここでいう、一つの画像を構成する全データとは、一フレーム分のデータに限定されるものではなく、例えば、光検出器上の画素個別の特性を補正するための暗電流データ（ダーク画像）、ゲイン補正用データ（明画像）等を広義で含んだものを指す。
【００５２】
通信品質が回復せず、所定回数の再送信処理を繰り返しても通信エラーが回復しない場合は（Ｓ．９）、データ通信を停止したうえで（Ｓ．１０）、データを無線通信部１２２内記憶手段に保持した状態で無線通信不可状態を操作者（ユーザ）に通知し（Ｓ．１１）、ケ−ブル１１１を接続した有線通信に切り替えるよう指示するようにしてもよい。この場合、駆動制御部１１９は無線通信部１２２からのエラー通知を受けてその後の撮像を不可能とする（Ｓ．１０）。ケーブル１１１が装置本体１２４に接続されると（Ｓ．１２）、デジタル画像データが無線通信部１２２内の記憶手段からバス切替部１２０・有線通信部１２１・コネクタ１１３からケ−ブル１１１を介してシステム制御部へと送信されるようにデータ送信経路が切り替えられる。
【００５３】
ケ−ブル１１１によるデータ送信完了後に撮像動作が可能となり、その後に撮像されたデジタル画像データはデータ出力部１１８を起点とする通常の経路に切り替えられ、有線通信処理が行われる（Ｓ．１３）。また、記憶手段を無線通信部１２２内に設けるのではなく、センサ出力部１１８の直後、バス切替部１２０直前部に設け、有線・無線通信を問わず、デジタル画像データを一度記憶手段に保持した上で出力する形態としてもよい。この場合、無線通信部１２２内に記憶手段を設けた場合のような、データ送信経路の切替動作は不要となる。
【００５４】
上述した撮像動作を繰り返し行うにしたがって蓄電池１１４に蓄えられている電力は徐々に低下していき、最終的には撮像動作時に消費される所定電力以下に低下する（Ｓ．１４）。駆動制御部１１９においては、蓄電池１１４の残電力が回復するか、またはケーブル１１１が接続されて電力供給源が図示しない外部電源に切り替えられるまで、撮像が不可能とされる（Ｓ．１５）。これは、撮像動作中に電力低下により撮像装置１２４を構成するユニットが動作不能状態に陥った場合に、被写体が放射線を照射されたにもかかわらず画像が取得されないという不都合を防止するためである。これにより被写体が不必要に被爆するという不都合を防止することができる。
【００５５】
給電制御部１１５は報知手段１２５に信号を送り、使用者に対して電力低下を警告して、充電の必要性とケーブル接続による有線通信への切替えを指示する（Ｓ．１６）。報知手段１２５はＬＥＤあるいは電球等の発光体による表示器であってもよいし、圧電ブザー等の音による警報器などであってもよく、報知の方式については限定されない。
【００５６】
ケーブル１１１が接続されると（Ｓ．１７）、ケーブル１１１より供給される外部電源を電力供給源として蓄電池１１４への充電が行われ、有線通信処理が開始されて（Ｓ．１８）、再び撮像動作が可能となる。蓄電池１１４への充電は、別途充電用の端子を設けて外部から充電用電力を供給してもよい。また、誘導起電力を用いた非接触式の充電機構を設けてもよく、いずれの方式も機能的に相違はなく、充電方式については限定されない。
【００５７】
［ケーブル接続の場合］
次に、ケーブル１１１が装置本体１２４に接続されている場合の撮像の手順について、図５のフローチャートを用いて説明する。ケーブル１１１がケーブルコネクタ１１３に接続されていると検知された場合は、有線通信処理が開始される（Ｓ．２）。この場合において、接続検知部１１２は、ケーブル接続状態を検知してケーブル接続状態に対応した信号を給電制御部１１５及びバス切替部１２０に対して出力する。
【００５８】
給電制御部１１５は接続検知部１１２から「ケーブル接続状態」を示す出力を受けると、給電制御部１１５が装置本体１２４の電源として蓄電池１１４を使用しないことを選択し、撮像装置１２４を構成する各ユニットに供給する電力ラインをケーブル１１１よりコネクタ１１３を介して供給される図示しない外部電源に接続する（Ｓ．２１）。このとき、無線通信部１２２を動作させる必要がないので、無線通信部１２２への給電は不要である。
【００５９】
バス切替部１２０も接続検知部１１２からの検知結果を受けて、デジタル画像データの送信を有線通信部１２１により行うことを選択し、センサ出力部１１８から出力されるデジタル画像データが有線通信部１２１へと送られるようにセンサ出力部１１８と有線通信部１２２とを接続する（Ｓ．２２）。それとともに、バス切替部１２０は、制御信号の送受信も有線通信部１２１により行うことを選択し、駆動制御部１１９と有線通信部１２１とを接続する。このとき、無線通信部１２２への給電を行わない構成とした場合は、デジタル画像データを常時有線通信部１２１と無線通信部１２２との双方に送ることによりデータの流れの切替を行わないように構成することも可能である。
【００６０】
このようにして、制御信号は駆動制御部１１９より、バス切替部１２０・有線通信部１２１・コネクタ１１３・ケーブル１１１を介して図示しないシステム制御部に双方向通信される。デジタル画像データはセンサ出力部１１８より、バス切替部１２０・有線通信部１２１・コネクタ１１３・ケーブル１１１を介して、図示しないシステム制御部に送信（一方向通信）される。
【００６１】
撮像にあたっては、放射線の照射タイミングとの同期を取るために、システム制御部から撮像要求信号がケーブル１１１内の制御線１１１ｃを通して送信される。有線通信部１２１においては、撮像要求信号が駆動制御部１１９とインタフェースされる規格に適合した信号に変換される。変換された撮像要求信号はバス切替部１２０を経由して、駆動制御部１１９に入力される。
【００６２】
撮像要求信号を受けた駆動制御部１１９は、センサ駆動部１１６、センサ出力部１１８に対して信号を出力し、前述の光検出器のリセット動作を行う。これにより、画像検出部は放射線により発生する電荷を蓄積可能な動作モードとなる。この後、駆動制御部１１９は、内部制御線上に撮像準備完了信号を出力する。撮像準備完了信号はバス切替部１２０を経由して有線通信部１２１に入力される。駆動制御部１１９より発信された撮像準備完了信号は有線通信部１２１においてケーブル１１１を介してシステム制御部とインタフェースされる規格に適合した信号に変換される。変換された撮像準備完了信号はケーブルコネクタ１１３、ケーブル１１１を介して、有線通信によりシステム制御部に送信される。撮像準備完了信号を受けて、システム制御部は放射線照射を開始し、撮像が開始される（Ｓ．２３）。
【００６３】
放射線照射により被写体を透過した放射線が画像検出部において検出され、その強度に応じ発生した電荷が蓄積される。放射線照射の完了時、システム制御部より撮像完了信号が有線で送信される。上述の撮像要求信号の場合と同様の経路をたどり、この撮像完了信号は駆動制御部１１９に入力される。撮像完了信号を受けた駆動制御部１１９は、センサ駆動部１１６、センサ出力部１１８に対して信号を出力し、前述の光検出器の読出し動作を行う。
【００６４】
センサ出力部１１８上のＡ／Ｄ変換器によりデジタル変換されて出力された入射放射線量に対応するデジタル画像データはバス切替部１２０を介して有線通信部１２２へと送られる。前述の撮像準備完了信号の送信時と同様に、このデジタル画像データも有線通信部１２１においてシステム制御部とインタフェースされる規格に適合した信号に変換される。変換されたデジタル画像データはコネクタ１１３、ケ−ブル１１１を介して、有線通信によりシステム制御部に送信される。各画素に対応するデジタル画像データが順次送信されて、すべての画素に対応するデータの送信が完了すると、１回の撮像動作が完了する。
【００６５】
ここで、ケーブル非接続状態のときと同様に、放射線照射完了時にシステム制御部より撮像完了信号が送信されるとしたが、装置本体１２４側で放射線照射完了を検知可能な構成とした場合には、必ずしもこの撮像完了信号をシステム制御部より送信する必要はない。
【００６６】
上記より、ケーブル１１１の着脱により容易にデータ転送方式、電源供給方式の切替えが可能となることは明白である。撮像装置を撮像スタンドや撮像テーブルにセットする、または病床のベッドサイドでの撮像において患者の横たわるベッドとの間にもぐりこませるなどする際、ケーブル１１１によってセッティングの自由度が制限される場合には、ケーブル１１１を取り外し無線通信に切り替えることでセッティングの自由度の制限は取り除かれる。
【００６７】
また、電波や光通信等による無線通信の場合には、一般にデータ転送速度が有線通信と比較して低速であり、撮像処理のスループット低下等の問題が生じる場合がある。このように、データ転送速度を優先する場合にはケーブル１１１を接続して有線通信に切り替えることで対応が可能である。ケーブルレス（ケーブル１１１の非接続）で複数枚の画像を撮像する必要があった場合に、途中で蓄電池１１４の残量が不足した場合でも、ケーブル１１１を接続して電源供給源を外部電源とすることにより、撮像プログラムを中断させることはなくなる。
【００６８】
これらの操作はケーブルコネクタ１１３に対するケーブル１１１の着脱のみで行われるため、操作者（ユーザ）にとっても面倒な操作を必要とせず、要求に合わせた転送方式および給電方式の選択が容易に可能となる。また、有線・無線のデータ送信方式を問わず、撮像直後にデータ出力が可能であるため、デジタル撮像のメリットである即時性を活かすことが可能となる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ケーブルの着脱により容易にデータ通信方式や源供給方式の切替えが可能となり、用途に応じてデータ通信速度優先、または装置本体の取扱い優先を選択することが可能となる。複数枚を撮像している途中で装置本体の電池の残量が不足した場合であっても、ケーブル接続により外部電源が使用可能となるため、引き続いて撮像を行うことができる。さらに、有線・無線のデータ通信方式を問わず、撮像直後にデータ出力が可能であるため、デジタル撮像のメリットである即時性を活かす事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る放射線撮像装置の要部内部構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す放射線撮像装置に用いられる光検出器の一例の等価回路を示すブロック図である。
【図３】図２に示す光検出器において、二次元に配列した光検出部を示す等価回路図である。
【図４】図１に示す放射線撮像装置の装置本体にケーブルが接続されていない場合の撮像の手順について説明するフローチャートである。
【図５】図１に示す放射線撮像装置の装置本体にケーブルが接続されている場合の撮像の手順について説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０：放射線撮像装置
１１：撮像部
２１：光検出部
１１１：ケーブル
１１２：接続検知部
１１４：蓄電池（電池）
１１５：給電制御部（電源選択部）
１２０：バス切替部（通信選択部）
１２１：有線通信部
１２２：無線通信部
１２４：装置本体
１２５：報知手段

Claims (10)

1. 装置本体に電池と、
   放射線画像をデジタル画像として撮像するデジタル撮像部と、
   前記デジタル画像のデータ乃至撮像制御信号をケーブルを介して前記装置本体外部と送受信する有線通信部と、
   前記デジタル画像のデータ乃至撮像制御信号をケーブルを介さずに前記装置本体外部と無線送受信する無線通信部と、
   前記装置本体への前記ケーブルの接続を検知する接続検知部と、
   前記接続検知部の検知結果に基づいて前記有線通信部又は前記無線通信部のいずれにより前記デジタル画像データ乃至撮像制御信号の送受信を行うかを選択する通信選択部と、
   前記接続検知部の検知結果に基づいて前記電池を前記装置本体の電源として使用するか否かを選択する電源選択部と、を備えた放射線撮像装置。
2. 前記ケ−ブルは、
   前記装置本体外部からの供給電力を伝送する給電線と、
   前記デジタル画像データを伝送するデ−タ通信線乃至撮像制御信号線と、を有することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
3. 前記接続検知部が前記装置本体への前記ケーブルの接続を検知した場合に、前記通信選択部が前記有線通信部により前記デジタル画像データ乃至撮像制御信号の送受信を行うことを選択するとともに前記電源線選択部が前記電池を前記装置本体の電源として使用しないことを選択し、
   前記接続検知部が前記装置本体への前記ケーブルの接続を検知しない場合に、前記通信選択部が前記無線通信部により前記デジタル画像データ乃至撮像制御信号の送受信を行うことを選択するとともに前記電源選択部が前記電池を前記装置本体の電源として使用することを選択することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
4. 前記無線通信部による前記デジタル画像データの送信にエラーが生じた場合に、前記デジタル画像データの再送信を行うことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
5. 所定回数の前記再送信後に前記エラーが回復しない場合に、前記デジタル画像データの送信を停止して放射線画像の撮像を不可能とするとともにその事実を操作者に対して報知することを特徴とする請求項４に記載の放射線撮像装置。
6. 前記接続検知部が前記ケーブルの接続を検知した場合に、再び前記放射線画像の撮像を可能とすることを特徴とする請求項５に記載の放射線撮像装置。
7. 前記電池の残存電力が所定電力以下となった場合に、放射線画像の撮像を不可能とするとともにその事実を操作者に対して報知することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
8. 前記電池の残存電力が前記所定電力を以上となった場合、又は、前記接続検知部が前記ケーブルの接続を検知した場合に、再び前記放射線画像の撮像を可能とすることを特徴とする請求項７に記載の放射線撮像装置。
9. 電池と、放射線画像をデジタル画像として撮像するデジタル撮像部と、前記デジタル画像のデータ乃至撮像制御信号をケーブルを介して前記装置本体外部と送受信する有線通信部と、前記デジタル画像のデータ乃至撮像制御信号をケーブルを介さずに前記装置本体外部と無線送受信する無線通信部とを備えた放射線撮像装置本体への前記ケーブルの接続を検知するステップと、
   前記接続検知部の検知結果に基づいて前記有線通信部又は前記無線通信部のいずれにより前記デジタル画像データ乃至撮像制御信号の送受信を行うかを選択するステップと、
   前記接続検知部の検知結果に基づいて前記電池を前記装置本体の電源として使用するか否かを選択するステップと、を備えた放射線撮像方法。
10. コンピュータに、
    電池と、放射線画像をデジタル画像として撮像するデジタル撮像部と、前記デジタル画像のデータ乃至撮像制御信号をケーブルを介して前記装置本体外部と送受信する有線通信部と、前記デジタル画像のデータ乃至撮像制御信号をケーブルを介さずに前記装置本体外部と無線送受信する無線通信部とを備えた放射線撮像装置本体への前記ケーブルの接続を検知するステップと、
    前記接続検知部の検知結果に基づいて前記有線通信部又は前記無線通信部のいずれにより前記デジタル画像データ乃至撮像制御信号の送受信を行うかを選択するステップと、
    前記接続検知部の検知結果に基づいて前記電池を前記装置本体の電源として使用するか否かを選択するステップと、を実行させる放射線撮像プログラム。

Images