JP2006055201A - 放射線撮影装置、放射線撮影システム、及び放射線撮影方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 無線式電子カセッテを有する放射線撮影システムにおいて、使用者のカセッテの取り扱いを容易にし、誤操作・誤撮影等を防ぎ、放射線撮影システムの安全性・信頼性を向上させる。
【解決手段】 無線式電子カセッテ１５１は、放射線撮影装置制御部１０２が発行した可搬型記録媒体１１０を装着する装着手段１５２を有しており、可搬型記録媒体１１０が装着されたカセッテ１５１と可搬型記録媒体１１０を発行した放射線撮影装置１０１との間で、放射線撮影動作が行なわれる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、固体撮像装置等を用いた放射線撮影システムに関するものである。

従来から、医療診断を目的とするＸ線撮影には、増感紙とＸ線写真フィルムを組み合わせたフィルム／スクリーンシステムが汎用されている。かかるシステムによれば、被写体を通過したＸ線は被写体の内部情報を含み、増感紙によってＸ線の強度に比例した可視光に変換され、Ｘ線写真フィルムを感光させ、Ｘ線画像をフィルムに形成する。フィルム上に形成された潜像は化学処理で現像することによって可視化される。

また、近年では、蓄積性蛍光体から成る放射線検出器を備えた画像記録再生装置が考案され実用化されている。この画像記録再生装置においては、放射線が被写体を透過して蓄積性蛍光体に入射すると、放射線エネルギーの一部が蓄積性蛍光体に蓄積される。そして、蓄積性蛍光体にレーザー光等の励起光を照射すると、蓄積性蛍光体は蓄積したエネルギーに応じた輝尽発光を示す。得られた輝尽発光光は信号読取手段により光電的に読み取られ、写真感光材料等の記録材料又はＣＲＴ等の表示手段に可視像として記録又は表示される。

また、半導体プロセス技術の進歩により、放射線をリアルタイムで直接にデジタル出力する放射線検出器が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
これらの半導体センサを用いたシステムは、従来の感光性フィルムを用いる放射線写真システムと比較して非常に広いダイナミックレンジを有しており、放射線の露光量の変動に影響されない放射線画像を得ることができるという利点がある。このシステムにおいては、Ｘ線を光電変換手段により読み取って電気信号に変換した後に、ＣＲＴ等の表示装置に放射線画像を即時的に可視像として出力することができる。

図６は上述した半導体センサを用いた放射線画像撮影システムの概略図である。Ｘ線撮影システム６００は、同図に示すように、撮影部６０４を撮影室６２０内に固定し、撮影部６０４の前に患者６０３を立たせ、撮影したい部位にＸ線管球６０２を移動して撮影する。Ｘ線発生装置６０１に接続されたＸ線管球６０２から照射されたＸ線は、患者６０３を透過し、患者６０３の内部情報をもって撮影台６０６に取り付けられた撮影部６０４に入射する。撮影部６０４に内蔵されたＸ線検出センサ６０５によってデジタル化された画像情報は、接続ケーブル６０７を介して、操作室６３０に配置された制御部６０８に転送され、表示部６０９に表示される。

ところで、このＸ線撮影システム６００は、撮影室６２０に撮影部６０４が固定設置しているため、例えば、手術時もしくは患者が重傷で動くことが不可能な場合などには都合が悪い。そこで、持ち運び可能でかつ広範囲な部位の撮影が可能な、薄型で軽量な可搬型の撮影装置（電子カセッテ）が求められてきている。前述した半導体センサを用いた撮影装置は、センサ部分を大画面でかつ薄く、軽量に形成することが可能であるため、従来のフィルム／スクリーンシステムで用いられているカセッテに近い形状にすることができ、電子カセッテとして使用することができる。この電子カセッテを使用して、例えば、図７に示すように、Ｘ線発生装置７０１とＸ線撮影装置制御部７０２の両方を走行可能な台車に取り付けることによって両者を移動可能な形態にすれば、手術室、病棟を含むあらゆる場所で、移動型のＸ線撮影システムを構築することが可能になる。
特開平８−１１６０４４号公報

ところで、撮影部に電子カセッテを使用する場合には、従来のフィルムカセッテあるいは画像記録再生装置の場合とは異なり、Ｘ線発生装置とＸ線撮影装置との間で同期をとる必要がある。そのため、通常、図７に示されるように、Ｘ線発生装置７０１とＸ線撮影装置制御部７０２とをケーブル７０５によって接続する必要がある。また、電子カセッテ７０３とＸ線撮影装置制御部７０２との間も、ケーブル７０６によって接続されるのが一般的である。これらのケーブルは、装置の移動又は撮影の際の邪魔になるだけでなく、使用の都度生じるケーブル引き廻し又は接続作業は大変煩わしいものであり、安全かつ迅速が要求される病院等の医療施設においては決して好ましい形態とは言えない。また、ケーブル自体の断線や、コネクタの接続不良などによる動作不具合が発生する可能性もある。

このような、いわゆるケーブルトラブルの解決方法として、装置間のインターフェイスを無線通信方式にすることが検討されている。しかし、単に通信方式を有線から無線に置き換えただけでは、新たな問題が生じることが懸念される。つまり、例えばカセッテが複数台存在するケースにおいて、Ｘ線発生装置とカセッテとの間での一対一の対応付けの面で、装置の動作制御が複雑になったり、或いはユーザーがカセッテを取扱う上でも分かりづらく困難なものとなる。最悪の場合には、患者に配置したカセッテとは別のカセッテがＸ線発生装置との間で撮影動作制御を行ない、撮影技師はそのことに気付かず、所望のＸ線画像を得ることができなかったという事態も考えられる。つまり、Ｘ線撮影のように、装置同士の１対１の限定性、動作制御の確実性、操作者・患者の安全性などが重要視される現場においては、こうした不具合の危険性は非常に深刻かつ重大な問題である。

そこで、本発明は、無線式電子カセッテを有する放射線撮影システムにおいて、上記の問題を解決するため、使用者のカセッテの取り扱いを容易にし、誤操作・誤撮影等を防ぎ、放射線撮影システムの安全性・信頼性を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の放射線撮影システムは、被写体に対して放射線を照射する放射線発生手段を有する放射線撮影装置制御部と、前記被写体を透過した放射線に基づき前記被写体の放射線画像を撮影する撮影部とを有し、前記制御部と前記撮影部とが無線通信可能な放射線撮影システムであって、前記制御部は、可搬型記録媒体に前記制御部の識別情報を記録する情報記録手段を有しており、前記撮影部は、前記可搬型記録媒体を装着する装着手段及び、前記可搬型記録媒体から取得した前記制御部の識別情報とともに前記撮影部の識別情報を送信する送信手段を有しており、前記制御部は、前記撮影部の識別情報が前記制御部向けに送信された情報であることを前記制御部の識別情報から判断すると、前記撮影部との放射線撮影を実行可能な状態とすることを特徴とする。

本発明によれば、無線式電子カセッテを有する放射線撮影システムにおいて、使用者のカセッテの取り扱いを容易にし、誤操作・誤撮影等を防ぎ、放射線撮影システムの安全性・信頼性を向上させることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の第一の実施形態における、Ｘ線撮影装置１０１と電子カセッテ１５１のシステムの形態を示す構成図である。Ｘ線撮影装置１０１において、１０２は制御部、１０３はＸ線を出射するＸ線発生部、１０４はＸ線発生部１０３を移動自在に支持する可動型のアーム、１０５はＸ線を曝射する際に技師が操作するＸ線曝射スイッチ、１０６は装置動作や撮影条件の設定あるいは患者識別情報などを入力するための操作部、１０７は撮影依頼情報や各種設定情報あるいは撮影画像を表示するための表示部、１０８は可搬型記録媒体着脱スロットである。本発明においては、Ｘ線撮影装置１０１の制御部１０２により発行される可搬型記録媒体１１０を、電子カセッテ１５１の可搬型記録媒体装着スロット１５２に装着することにより、制御部１０２と電子カセッテ１５１との間で、Ｘ線撮影動作が可能になる。

図２は、図１におけるＸ線撮影装置１０１の制御部１０２、撮影可能キー１１０及び電子カセッテ１５１の内部ブロック構成図を示している。

制御部１０２は、ＣＰＵ２０１、不揮発性メモリ２０２、無線通信部２０３、撮影タイミング制御回路２０４、撮影依頼情報記憶部２０５、フレームメモリ２０６、画像データ保存部２０７、可搬型記録媒体インターフェイス回路２０８、表示／入力インターフェイス回路２０９、曝射スイッチ入力検出回路２１０、Ｘ線発生部制御回路２１１等で構成されている。また、可搬型記録媒体１１０は、不揮発性メモリ２２１、接続部２２２等で構成されている。また、カセッテ１５１は、固体撮像装置２５１、グリッド２５２、Ａ／Ｄ変換回路２５３、画像格納メモリ２５４、ＣＰＵ２５５、不揮発性メモリ２５６、固有情報テーブル２５７、可搬型記録媒体インターフェイス回路２５８、撮影タイミング制御回路２５９、無線通信部２６０、電源部２６１等で構成されている。

ところで、通常、撮影にあたってはＸ線センサ部に固有の情報が必要になる。たとえば、センサ部内の固体撮像装置のどの画素が正常に機能しないかという画素欠陥情報であり、この情報は、最終的に適正な画像表示を行なうために必要である。また、Ｘ線センサ部は、その用途によっては、蛍光体が異なったり、Ｘ線検出器やグリッドを、持っていたり、いなかったりすることが考えられ、それによってＸ線撮影動作の制御方法も異なってくる。また、固体撮像素子の寿命を決める通電時間もセンサを使用し続ける上で重要な情報となる。更には、Ｘ線センサ部とＸ線発生部との組合わせ毎に固有である情報、例えば、プリディレイ、ポストディレイ、ゲイン特性補正データなどの情報も、撮影動作制御及び画像表示の際に必要となってくる。ここで、プリディレイとは、Ｘ線センサ部の曝射許可信号オンのタイミングからＸ線発生部が実際にＸ線を発生するまでに要する時間であり、主にＸ線センサ部側でグリッド駆動動作開始タイミング制御のために使用される。ポストディレイとは、Ｘ線センサ部の曝射許可信号オフのタイミングからＸ線発生部が実際に曝射を停止するまでに要する時間であり、主にＸ線センサ部側で画像取得動作開始タイミング制御のために使用される。また、ゲイン特性補正データとは、固体撮像装置を構成している光電変換素子の各画素毎の感度（ゲイン）差を補正する為のデータである。これらのデータは、Ｘ線センサ部とＸ線発生部との組合わせ毎に異なるものである為、あらかじめ固有情報として取得しておくことが有効となる。そこで例えば、Ｘ線センサ部内に電源のON/OFFによらずデータを保持しうる不揮発性の記憶装置を持ち、これらの固有情報を保存する方法が取られている。図２におけるカセッテ１５１内の不揮発性メモリ２５６内部には、これらの情報がＸ線発生部（制御部）の識別番号とともに保存されている。

さて、このような構成のカセッテ１５１及び制御部１０２において、実際のＸ線撮影における動作を、図３から図５に示すフローチャートに基づいて以下に説明する。図３は撮影技師の操作の流れを、図４は制御部１０２内部の動作の流れを、図５はカセッテ１５１内部の動作の流れを、それぞれ表したものである。

まず、撮影技師は、ステップＳ３０１において、操作部１０６から撮影可能キー発行コマンドを入力する。

制御部１０２では、コマンドの入力を受けると、ステップＳ４０２において、撮影依頼情報記憶部２０５に格納されている撮影オーダに関する情報や、不揮発性メモリ２０２に格納されているＸ線発生部固有の情報を読み出し、可搬型記録媒体インターフェイス回路２０８により、可搬型記録媒体１１０内部の不揮発性メモリ２２１に、それらの情報を制御部１０２自身の識別情報とともに書き込む。書込みが終了すると、ステップＳ４０３において、表示部１０７に撮影可能キー発行完了を示すメッセージ等を表示し、可搬型記録媒体１０２は可搬型記録媒体着脱スロット１０８から取外すことが可能な状態となる。

撮影技師は、ステップＳ３０２において、制御部１０２の可搬型記録媒体着脱スロット１０８から可搬型記録媒体１１０を取外し、引き続き、ステップＳ３０３において、その可搬型記録媒体１１０をカセッテ１５１の可搬型記録媒体装着スロット１５２に装着する。

カセッテ１５１内のＣＰＵ２０５は、ステップＳ５０１において可搬型記録媒体インターフェイス回路２５８により可搬型記録媒体１１０が装着されたことを検知するとともに、ステップ５０２おいて撮影可能状態へと遷移開始する。そして、ステップ５０３において、可搬型記録媒体１１０の内部の不揮発性メモリ２２１に格納されている撮影オーダ情報や制御部識別情報を取得する。そして、ステップＳ５０４において、取得した制御部識別情報に対応する固有情報データを不揮発性メモリ２５６内部から検索して抜き出し、ＳＲＡＭあるいは不揮発性メモリ等で構成された固有情報テーブル２５７の内容を、抜き出してきた固有情報データの内容に書き換える。そして、ステップＳ５０５においてカセッテ１５１自身の識別情報を、取得した制御部識別情報とともに、無線通信部２６０より送信する。

制御部１０２内のＣＰＵ２０１は、ステップＳ４０５においてカセッテ１５１からのカセッテ識別情報を無線通信部２０３により受信する。この時、受信データ中にはカセッテ１５１の識別情報が制御部１０２自身の識別情報とともに存在している為、該受信データは撮影可能キー１１０が装着されたカセッテから送られてきた有効データであると判断することができる。以降、制御部１０２はカセッテ１５１と同様に、送信データの内部に、制御部１０２の識別情報とカセッテ１５１の識別情報の両方を付加して、無線通信を行なう。これにより、たとえば周囲に他のカセッテが複数存在する場合であっても、制御部は撮影技師が可搬型記録媒体を装着したカセッテとの間でのみ通信及び撮影動作を行なうことになる。

撮影技師は、ステップＳ３０４において、Ｘ線撮影装置１０１を患者が寝ているベッドに横付けするとともに、患者とベッドの間にカセッテ１５１を配置し、患者に対して適切なポジショニングを行なった後、ステップＳ３０５において、Ｘ線曝射スイッチ１０５を押す。

Ｘ線撮影装置制御部１０２内のＣＰＵ２０１は、ステップＳ４０６において曝射スイッチ入力検出回路２１０により曝射スイッチが押されたことを検出すると、ステップＳ４０７において撮影タイミング制御回路２０４及び無線通信部２０３によりカセッテ１５１へ曝射要求信号を送信する。

カセッテ１５１内のＣＰＵ２５５は、ステップＳ５０６において制御部１０２からの曝射要求信号を無線通信部２６０及び撮影タイミング制御回路２５９により受信すると、ステップＳ５０７においてカセッテ内部が撮影準備完了状態であることを確認して、ステップＳ５０８において撮影タイミング制御回路２５９及び無線通信部２６０により制御部１０２へ曝射許可信号を送信する。

制御部１０２内のＣＰＵ２０１は、ステップＳ４０８において無線通信部２０３及び撮影タイミング制御回路２０４により曝射許可信号を受信すると、ステップＳ４０９において撮影タイミング制御回路２０４及びＸ線発生部制御回路２１１によりＸ線発生部１０３からＸ線を照射する。

なお、ここで、センサ部に移動グリッドを有している場合、Ｘ線の曝射に合わせて、グリッドが最適なスピードになるように、グリッド動作開始のタイミングを最適にする必要がある。これは前述したように、カセッテ１５１内部の固有情報テーブル２５７内に書き込まれたプリディレイ時間を使用することにより可能である。

Ｘ線発生部１０３から照射されたＸ線は、患者を透過し、患者の内部情報をもってカセッテ１５１に入射する。カセッテ１５１内の固体撮像装置２５１は、Ｘ線を強度に比例した可視光に変換する蛍光体を、可視光を強度に比例した電気信号に変換する光電変換装置に貼り付けた形で構成されており、光電変換装置で電気信号に変換されたＸ線画像データは、Ａ／Ｄ変換回路２５３によりデジタルデータに変換されることになる。ここで、Ａ／Ｄ変換回路２５３が画像データを読み出すタイミングとしては、実際にＸ線が遮断された直後であることが望まれる。

そこで、カセッテ１５１内のＣＰＵ２５５は、ステップＳ５０９において、前述したポストディレイ時間を固有情報テーブル２５７から読み出し、曝射許可信号をＯＦＦにした時点からポストディレイ時間経過したタイミングで画像取込みを開始する。そして、ステップＳ５１０において取得した画像データをＡ／Ｄ変換回路２５３によりデジタルデータに変換し、画像格納メモリ２５４に格納する。画像格納メモリ２５４に蓄えられた画像データは、ステップＳ５１１において、無線通信部２６０より制御部１０２に送信される。

制御部１０２内のＣＰＵ２０１は、画像データを受信すると、必要な処理を施した後、ステップＳ４１０において撮影画像を表示部１０７に表示し、ステップＳ４１１においてハードディスク等の画像データ保存部２０７に撮影画像データを保存する。

ところで、カセッテ１５１内の画像格納メモリ２５４に格納される画像データは容量が大きいため、無線通信により画像データを転送する場合は、有線通信の場合に比べて、一般に画像転送に要する時間が長くなる。そこで、たとえばステップＳ５１１においては、画像データを無線通信部２６０により転送する代わりに、可搬型記録媒体インターフェイス回路２５８により可搬型記録媒体１１０内部の不揮発性メモリ２２１に書き込むことにより、撮影ルーチンのサイクルを短縮することも可能である。この場合、可搬型記録媒体１１０内部には、撮影画像データと撮影に関する情報（被写体識別情報や撮影条件等）とを対応付けて保存することができる。

以上のようにして、撮影技師は患者に対して必要枚数のＸ線撮影を行ない、全ての撮影が終了したら、ステップＳ３０７においてカセッテ１５１の可搬型記録媒体装着スロット１５２から可搬型記録媒体１１０を取出し、ステップＳ３０８において可搬型記録媒体１１０を制御部１０２の可搬型記録媒体着脱スロット１０８に装着する。

カセッテ１５１内のＣＰＵ２５５は、ステップＳ５１３において可搬型記録媒体インターフェイス回路２５８により可搬型記録媒体１１０が取外されたことを検知すると、ステップＳ５１４において省電力状態に遷移し、制御部１０２との間のＸ線撮影動作ルーチンを終了する。

また、制御部１０２内のＣＰＵ２０１は、ステップＳ４１３において可搬型記録媒体インターフェイス回路２０８により可搬型記録媒体１１０が装着されたことを検知すると、カセッテ１５１との間のＸ線撮影動作ルーチンを終了する。

以上のようにして、Ｘ線撮影装置１０１とカセッテ１５１とを使用した場合のＸ線撮影動作が行なわれることになる。

また、例えば別のカセッテ（仮にカセッテＢとする）を用いて使用する場合には、同様に制御部１０２から発行された可搬型記録媒体１１０を、カセッテＢの可搬型記録媒体装着スロットに取付けることにより、制御部１０２とカセッテＢとを使用したＸ線撮影動作が行なわれることになる。そして、その場合には、たとえ近くにカセッテ１５１（カセッテＡ）が存在していたとしても、前述したようにカセッテ識別情報と制御部識別情報とを通信データ中に付加することにより、誤動作等を防止することができる。つまり、Ｘ線撮影動作はＸ線撮影装置１０１とカセッテＢとの間で行なわれ、所望の画像データはカセッテＢ内部の画像格納メモリ及びカセッテＢに装着された可搬型記録媒体１１０に確実に格納されることになり、誤動作あるいは再撮影などのトラブルを防ぐことができる。撮影技師にとっては、カセッテに可搬型記録媒体が装着されているか否かがそのまま、そのカセッテが使用可能か否かを表しているため、カセッテの取り扱いが容易になり、誤操作、誤撮影を防止することができる。

本発明のＸ線撮影システムに係る第1の実施形態の構成を示した図である。 本発明のＸ線撮影システムに係るＸ線撮影装置制御部及びカセッテの内部構成を示した図である。 本発明のＸ線撮影システムに係る第1の実施形態の撮影技師の操作を示したフローチャートである。 本発明のＸ線撮影システムに係る第1の実施形態のＸ線撮影装置制御部の動作を示したフローチャートである。 本発明のＸ線撮影システムに係る第1の実施形態のカセッテの動作を示したフローチャートである。 従来のＸ線撮影システムの構成を示した図である。 従来の移動型Ｘ線撮影システムの構成を示した図である。

符号の説明

１０１ Ｘ線撮影装置
１０２ 制御部
１０３ Ｘ線発生部
１０４ 可動型アーム
１０５ Ｘ線曝射スイッチ
１０６ 操作部
１０７ 表示部
１０８ 可搬型記録媒体着脱スロット
１１０ 可搬型記録媒体
１５１ 電子カセッテ
１５２ 可搬型記録媒体装着スロット
２０１，２５５ ＣＰＵ
２０２，２５６ 不揮発性メモリ
２０３，２６０ 無線通信部
２０４，２５９ 撮影タイミング制御回路
２０５ 撮影依頼情報記憶部
２０６ フレームメモリ
２０７ 画像データ保存部
２０８，２５８ 可搬型記録媒体インターフェイス回路
２０９ 表示／入力インターフェイス回路
２１０ 曝射スイッチ入力検出回路
２１１ Ｘ線発生部制御回路
２２１ 不揮発性メモリ
２２２ 接続部
２５１ 固体撮像装置
２５２ グリッド
２５３ Ａ／Ｄ変換回路
２５４ 画像格納メモリ
２５７ 固有情報テーブル
２６１ 電源部
６０１ Ｘ線発生装置
６０２ Ｘ線管球
６０３ 患者
６０４ 撮影部
６０５ Ｘ線検出センサ
６０６ 撮影台
６０７，６１０ 接続ケーブル
６０８ Ｘ線撮影装置制御部
６０９ Ｘ線撮影装置表示部
７０１ 移動型Ｘ線発生装置
７０２ 移動型Ｘ線撮影装置制御部
７０３ 撮影部
７０４ 表示部
７０５，７０６ 接続ケーブル

Claims (6)

1. 被写体に対して放射線を照射する放射線発生手段を有する放射線撮影装置制御部と、前記被写体を透過した放射線に基づき前記被写体の放射線画像を撮影する撮影部とを有し、前記制御部と前記撮影部とが無線通信可能な放射線撮影システムであって、
   前記制御部は、
   可搬型記録媒体に前記制御部の識別情報を記録する情報記録手段を有しており、
   前記撮影部は、
   前記可搬型記録媒体を装着する装着手段及び、前記可搬型記録媒体から取得した前記制御部の識別情報とともに前記撮影部の識別情報を送信する送信手段を有しており、
   前記制御部は、
   前記撮影部の識別情報が前記制御部向けに送信された情報であることを前記制御部の識別情報から判断すると、前記撮影部との放射線撮影を実行可能な状態とすることを特徴とする放射線撮影システム。
2. 前記制御部の情報記録手段により前記可搬型記録媒体に記録される情報は、制御部識別情報、放射線撮影依頼情報、被写体識別情報、放射線撮影画像データ、のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影システム。
3. 前記撮影部は、前記可搬型記録媒体に情報を記録する情報記録手段を有していることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影システム。
4. 前記撮影部の情報記録手段により前記可搬型記録媒体に記録される情報は、撮影部識別情報、放射線撮影依頼情報、被写体識別情報、放射線撮影画像データ、のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影システム。
5. 前記撮影部は、前記可搬型記録媒体の装着時に撮影可能状態に遷移することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影システム。
6. 前記撮影部は、前記可搬型記録媒体の取外し時に省電力状態に遷移することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影システム。

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