JP2006068507A - フォトタイマーおよび放射線撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 放射線撮影の際に被写体に所定量以上の放射線が照射されないように放射線照射装置の制御を行うフォトタイマーを備えた放射線撮影装置において、利便性を向上させる。
【解決手段】 Ｘ線照射装置４０から照射されたＸ線量を検出するＸ線量検出器１０、Ｘ線量検出器１０により所定量以上のＸ線量が検出された際に、Ｘ線照射装置４０のＸ線照射を停止させる停止信号を出力する停止信号出力手段１７、および停止信号出力手段１７から出力された停止信号をＸ線照射装置４０に無線で送信する通信手段１８から構成されるフォトタイマーと、画像情報を担持するＸ線の照射を受けて画像情報を記録し、記録した画像情報を表す画像信号を出力する固体検出器２０と、固体検出器２０から出力された画像信号を撮影制御装置５０に無線で送信する通信手段２８とを備え、Ｘ線撮影装置１（フォトタイマー）とＸ線照射装置４０、およびＸ線撮影装置１と撮影制御装置５０とのケーブルの接続を不要とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、放射線撮影等の際に被写体に所定量以上の放射線が照射されないように放射線照射装置の制御を行うフォトタイマー、およびこのフォトタイマーを備えた放射線撮影装置に関するものである。

今日、医療診断等を目的とするＸ線撮影において、Ｘ線画像検出手段として固体検出器（半導体を主要部とするもの）を用いて、この固体検出器により被写体を透過したＸ線を検出して被写体に関するＸ線画像を表す画像信号を得るＸ線撮影装置が各種提案、実用化されている。

この装置に使用される固体検出器としても、種々の方式が提案されている。例えば、Ｘ線を電荷に変換する電荷生成プロセスの面からは、Ｘ線が照射されることにより蛍光体から発せられた蛍光を光導電層で検出して得た信号電荷を蓄電部に一旦蓄積し、蓄積電荷を画像信号（電気信号）に変換して出力する光変換方式の固体検出器、或いは、Ｘ線が照射されることにより光導電層内で発生した信号電荷を電荷収集電極で集めて蓄電部に一旦蓄積し、蓄積電荷を電気信号に変換して出力する直接変換方式の固体検出器等がある。この方式における固体検出器は、光導電層と電荷収集電極を主要部とするものである。

また、蓄積された電荷を外部に読み出す電荷読出プロセスの面からは、読取光（読取用の電磁波）を検出器に照射して読み出す光読出方式のものや、特許文献１に記載されているような、蓄電部と接続されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を走査駆動して読み出すＴＦＴ読出方式のもの等がある。

また本願出願人は、特許文献２等において改良型直接変換方式の固体検出器を提案している。改良型直接変換方式の固体検出器とは、直接変換方式、且つ光読出方式のものであり、記録光（Ｘ線またはＸ線の照射により発生した蛍光等）を受けることにより光導電性を呈する記録用光導電層、潜像電荷と同極性の電荷に対しては略絶縁体として作用し、かつ、該潜像電荷と逆極性の輸送電荷に対しては略導電体として作用する電荷輸送層、読取用の電磁波の照射を受けることにより光導電性を呈する読取用光導電層、をこの順に積層して成るものであり、記録用光導電層と電荷輸送層との界面（蓄電部）に、画像情報を担持する信号電荷（潜像電荷）を蓄積するものである。これら３層の両側には電極（第１の導電体層および第２の導電体層）が積層される。また、この方式における固体検出器は、記録用光導電層、電荷輸送層および読取用光導電層を主要部とするものである。

また、上記の固体検出器を用いた装置以外にも、医療用Ｘ線撮影においてはイメージングプレートやフィルム等種々のＸ線画像検出手段が用いられているが、いずれの場合にしてもＸ線撮影を行うに際しては、良質の画像を得るため、また被験者の過大被爆を防止するために、Ｘ線画像検出手段に照射されたＸ線量を検出し、検出したＸ線量をＸ線照射量の制御に供するフォトタイマーが一般的に使用されている。また、例えば特許文献３に示すように、このようなフォトタイマーを内蔵したカセッテ型のＸ線撮影装置も提案されている。
特開２０００−２４４８２４号公報 特開２０００−１０５２９７号公報 特開２０００−０１０２２０号公報

しかしながら、上記のようなフォトタイマーを使用する場合、Ｘ線照射装置とフォトタイマーとをケーブルで接続し、またフォトタイマーをＸ線画像検出手段の近傍に配置して撮影を行う必要があったため、利便性があまり良くなかった。また、上記特許文献３に記載されているようなフォトタイマーを内蔵するカセッテ型のＸ線撮影装置においても、内蔵するフォトタイマーとＸ線照射装置とをケーブルで接続しなければならないため、同様に利便性があまり良くなく、またケーブルにより撮影の自由度が制限されていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、利便性を向上させたフォトタイマー、およびこのフォトタイマーを備えた放射線撮影装置を提供することを目的とするものである。

本発明によるフォトタイマーは、外部の放射線照射装置から照射された放射線量を検出する放射線量検出器と、放射線量検出器により所定量以上の放射線量が検出された際に、放射線照射装置の放射線照射を停止させる停止信号を出力する停止信号出力手段と、停止信号出力手段から出力された停止信号を放射線照射装置に無線で送信する停止信号通信手段とを備えたことを特徴とするものである。

ここで「放射線照射装置」とは、放射線を照射する放射線照射部と、この放射線照射部を制御する制御部とを含むものを意味するが、放射線照射部と制御部とが別体となっている場合には、制御部に向けて停止信号を送信すればよい。

また、本発明による放射線撮影装置は、本発明によるフォトタイマーと、画像情報を担持する放射線の照射を受けて画像情報を記録し、記録した画像情報を表す画像信号を出力する固体検出器と、固体検出器から出力された画像信号を外部の装置に無線で送信する画像信号通信手段とを備えたことを特徴とするものである。

ここで「固体検出器」とは、被写体の画像情報を担持する放射線を検出して被写体に関する放射線画像を表す画像信号を出力する検出器であって、入射した放射線を直接または一旦光に変換した後に電荷に変換し、この電荷を外部に出力させることにより、被写体に関する放射線画像を表す画像信号を得ることができるものである。

この固体検出器には種々の方式のものがあり、例えば、放射線を電荷に変換する電荷生成プロセスの面からは、放射線が照射されることにより蛍光体から発せられた蛍光を光導電層で検出して得た信号電荷を蓄電部に一旦蓄積し、蓄積電荷を画像信号（電気信号）に変換して出力する光変換方式の固体検出器、あるいは、放射線が照射されることにより光導電層内で発生した信号電荷を電荷収集電極で集めて蓄電部に一旦蓄積し、蓄積電荷を電気信号に変換して出力する直接変換方式の固体検出器等、あるいは、蓄積された電荷を外部に読み出す電荷読出プロセスの面からは、蓄電部と接続されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を走査駆動して読み出すＴＦＴ読出方式のものや、読取光（読取用の電磁波）を検出器に照射して読み出す光読出方式のもの等、さらには、前記直接変換方式と光読出方式を組み合わせた本願出願人による上記特許文献２において提案している改良型直接変換方式のもの等がある。

上記放射線撮影装置において、停止信号通信手段と画像信号通信手段とは、互いに混信しないように構成されていることが好ましい。

ここで「互いに混信しないように構成されている」とは、２つの通信手段の通信方式を同じものとし、２つの通信を互いに混信しないように多重したものが挙げられる。例えば、信号を周波数分割したり、時分割したり、パケット分割することで多重化ができる。その他無線の送受信の指向性を良くすることでも混信を防止できる。また、２つの通信手段の通信方式を互いに混信しない異なる通信方式としたものでもよい。具体的な通信方式としては、Bluetooth、HiSWANa（High Speed Wireless Access Network type a）、HiperLAN、ワイヤレス１３９４、ワイヤレスＵＳＢ、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）、無線ＬＡＮ等の種々の通信方式を適用可能である。

本発明によるフォトタイマーは、外部の放射線照射装置から照射された放射線量を検出する放射線量検出器と、放射線量検出器により所定量以上の放射線量が検出された際に、放射線照射装置の放射線照射を停止させる停止信号を出力する停止信号出力手段と、停止信号出力手段から出力された停止信号を放射線照射装置に無線で送信する停止信号通信手段とを備え、放射線照射装置に無線で停止信号を送信するようにしたことにより、フォトタイマーと放射線照射装置とをケーブルで接続する必要がなくなるため、利便性を向上させることができる。

また、本発明による放射線撮影装置は、本発明によるフォトタイマーと、画像情報を担持する放射線の照射を受けて画像情報を記録し、記録した画像情報を表す画像信号を出力する固体検出器と、固体検出器から出力された画像信号を外部の装置に無線で送信する画像信号通信手段とを備え、放射線撮影装置から放射線照射装置に無線で停止信号を送信するようにし、また放射線撮影装置から画像信号を処理する外部の装置に無線で画像信号を送信するようにしたことにより、放射線撮影装置と放射線照射装置、および放射線撮影装置と外部の装置とをケーブルで接続する必要がなくなるため、ケーブルにより撮影の自由度が制限されることがなくなり、利便性を向上させることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明による放射線撮影装置を使用したＸ線撮影システムの一例を示す概略図、図２は上記Ｘ線撮影システムの概略構成図、図３は上記Ｘ線撮影装置のＸ線量検出器および固体検出器等の概略構成図、図４は上記Ｘ線撮影装置の停止信号出力手段の概略構成図である。

このＸ線撮影システムは、内部にフォトタイマー２および固体検出器２０等を内蔵したカセッテ型のＸ線撮影装置１と、Ｘ線撮影装置１に向けてＸ線を照射するためのＸ線照射装置４０と、Ｘ線撮影装置１に対する撮影制御等を行う撮影制御手段５０とから構成される。

Ｘ線照射装置４０は、Ｘ線源４１と、このＸ線源４１を制御する制御手段４２、Ｘ線撮影装置１と通信するための通信手段４３とを備えている。

撮影制御手段５０は、撮影者の指示入力に基づいてＸ線撮影装置１に対して撮影制御を行ったり、またＸ線撮影装置１から画像信号を取得したりするものであり、Ｘ線撮影装置１と通信するための通信手段５１を備えている。また、この撮影制御手段５０は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communication in Medicine）等のネットワークに接続されている。

図１および図２に示すように、Ｘ線撮影装置１の内部には、Ｘ線照射装置４０の制御を行うフォトタイマー２と、撮像デバイスである固体検出器２０と、Ｘ線撮影装置１の各部の動作を制御する制御部３０およびフレームメモリ３１等を備えたプリント基板２７と、撮影制御手段５０と通信するための通信手段２８と、各部に電源を供給する電源部３２とが配置されている。

フォトタイマー２は、照射されたＸ線量を検出するＸ線量検出器１０と、Ｘ線量検出器１０の出力に基づいてＸ線照射装置４０のＸ線照射を停止させる停止信号を出力する停止信号出力手段１７と、Ｘ線照射装置４０と通信するための通信手段１８とから構成される。

Ｘ線量検出器１０は、樹脂基板１５上に、第１の導電層１４、Ｘ線の照射を受けることにより電荷を発生して導電性を呈する光導電層１３、第２の導電層１２、絶縁層１１がこの順に積層されたものである。第１の導電層１４は停止信号出力手段１７に接続されている。

このＸ線量検出器１０は、第１の導電層１４と第２の導電層１２との間に電界を形成している際に、光導電層１３にＸ線が照射されると、光導電層１３内に電荷対が発生し、この電荷対の量に応じた電流が第１の導電層１４と第２の導電層１２との間に流れるものである。

図４に示すように、停止信号出力手段１７は、積分回路部１７ａと比較回路部１７ｂとから構成されており、積分回路部１７ａでは第１の導電層１４と第２の導電層１２との間に流れた電流を電圧に変換して積分し、比較回路部１７ｂでは積分回路部１７ａにより積分された電圧が所定値を超えると、Ｘ線照射装置４０のＸ線照射を停止させる停止信号を出力し、出力された停止信号は通信手段１８によりＸ線照射装置４０に送信される。

なお、最適なＸ線量は、撮影対象、Ｘ線源の管電圧、Ｘ線源のターゲット材質および線源フィルタ等により変わるため、比較回路部１７ｂに入力する基準値（所定値）は、上記撮影条件に応じて好適な値に変更することが好ましい。

固体検出器２０は、ガラス基板２５上に、ａ−Ｓｉ ＴＦＴからなる第１の導電層２４、Ｘ線の照射を受けることにより電荷を発生して導電性を呈する光導電層２３、第２の導電層２２、絶縁層２１がこの順に積層されたものである。

第１の導電層２４は、各画素毎に対応してＴＦＴが形成されており、各ＴＦＴの出力はＩＣチップ２６に接続され、ＩＣチップ２６は不図示のＡ／Ｄ変換部やフレームメモリ３１等を備えたプリント基板２７に接続されている。

この固体検出器２０は、第１の導電層２４と第２の導電層２２との間に電界を形成している際に、光導電層２３にＸ線が照射されると、光導電層２３内に電荷対が発生し、この電荷対の量に応じた潜像電荷が第１の導電層２４内に蓄積されるものである。蓄積された潜像電荷を読み取る際には、第１の導電層２４のＴＦＴを順次駆動して、各画素に対応した潜像電荷を読み取ることにより、この潜像電荷が担持する静電潜像を読み取ることができる。読み取られた画像信号はフレームメモリ３１から通信手段２８へ出力され、通信手段２８により撮影制御手段５０に送信される。

上記のＸ線量検出器１０は、固体検出器２０上に積層されており、撮影時にＸ線照射装置４０と固体検出器２０との間になるように配置されている。そのため、Ｘ線量検出器１０は、Ｘ線照射装置４０から照射されたＸ線を、固体検出器２０を介することなく、直接検出できるため、固体検出器２０の影響を受けることなく正確にＸ線量の測定を行うことができる。

Ｘ線撮影装置１（通信手段１８）とＸ線照射装置４０（通信手段４３）、およびＸ線撮影装置１（通信手段２８）と撮影制御手段５０（通信手段５１）は無線ＬＡＮにより通信を行うものであり、相互に混信しないように構成されている。

具体的には、Ｘ線撮影装置１内に内蔵されている通信手段１８および通信手段２８はいずれも無線ＬＡＮアダプターであり、Ｘ線照射装置４０に内蔵されている通信手段４３および撮影制御手段５０に内蔵されている通信手段５１はいずれも無線ＬＡＮアクセスポイントであって、通信手段１８のアクセス先を通信手段４３に、通信手段２８のアクセス先を通信手段５１に設定することによって、相互に混信しないように通信を行うことが可能である。

なお、Ｘ線撮影装置１とＸ線照射装置４０との間の通信方式、およびＸ線撮影装置１と撮影制御手段５０との間の通信方式は無線ＬＡＮに限定されるものではなく、種々の方式を適用することが可能である。また、Ｘ線撮影装置１に内蔵する通信手段は、上記のようにＸ線照射装置４０用および撮影制御手段５０用に個別に設ける態様に限定されるものではなく、一つの通信手段を用いてＸ線照射装置４０および撮影制御手段５０の双方と通信するようにしてもよい。

上記のように、Ｘ線撮影装置１とＸ線照射装置４０との間、およびＸ線撮影装置１と撮影制御手段５０との間を無線で接続することにより、Ｘ線撮影装置１とＸ線照射装置４０、およびＸ線撮影装置１と撮影制御手段５０とをケーブルで接続する必要がなく、ケーブルにより撮影の自由度が制限されることがなくなるため、Ｘ線撮影装置１の利便性を向上させることができる。

次いで、上記Ｘ線撮影システムの動作について説明する。図５は主としてＸ線撮影装置の撮影時における動作のタイミングを示すタイミングチャートである。なお、この図中において信号送信もしくは受信と示しているのは、Ｘ線撮影装置の動作について示したものである。また、Ｘ線撮影装置の動作は全て制御手段３０により制御されるものである。

まず、撮影者により撮影を行う旨が撮影制御手段５０に入力されると、撮影制御手段５０からＸ線撮影装置１に向けて撮影要求信号が送信される。

Ｘ線撮影装置１は、撮影要求信号を受信すると、Ｘ線照射装置４０に向けて通信確認信号を送信し、Ｘ線照射装置４０においてこの通信確認信号が受信されると、Ｘ線照射装置４０からＸ線撮影装置１に向けて応答信号が送信される。

Ｘ線撮影装置１は、所定時間内に応答信号が受信できた場合には次の処理に進むが、所定時間内に応答信号が受信できなかった場合には、撮影制御手段５０にその旨を通知してその後の処理を停止する。これにより、無線通信の問題等により後述のＸ線照射停止信号をＸ線照射装置４０に正常に送信できずにＸ線照射装置４０のＸ線照射を適切に停止できないといった問題を防止することができる。

Ｘ線撮影装置１は、応答信号を受信すると、撮影制御手段５０に向けて撮影Ready信号を送信し、撮影制御手段５０においてこの撮影Ready信号が受信されると、撮影制御手段５０からＸ線撮影装置１に向けて撮影開始信号が送信される。

Ｘ線撮影装置１は、撮影開始信号を受信すると、固体検出器２０に電圧を印加するとともに、停止信号出力手段１７の積分回路部１７ａおよび比較回路部１７ｂを作動させる。

この状態で、撮影者によりＸ線照射装置４０の曝射スイッチが押下されると、Ｘ線源４１からＸ線撮影装置１に向けてＸ線が照射される。

Ｘ線撮影装置１にＸ線が照射されると、Ｘ線撮影装置１に内蔵されたＸ線量検出器１０によりＸ線が検出され、検出されたＸ線量に応じた電圧が積分回路部１７ａにより積分される。また、固体検出器２０内においては、Ｘ線画像情報を担持する潜像電荷が蓄積される。この蓄積された潜像電荷の量は被写体５を透過したＸ線量に略比例するので、この潜像電荷が静電潜像を担持することとなる。

積分回路部１７ａの出力、すなわちＸ線撮影装置１に照射されたＸ線量が所定値を超えると、比較回路部１７ｂからその旨を示す情報、すなわちＸ線照射停止信号が出力され、このＸ線照射停止信号が通信手段１８によりＸ線照射装置４０（通信手段４３）に向けて送信される。

Ｘ線照射装置４０では、通信手段４３によりＸ線照射停止信号を受信すると、Ｘ線照射停止信号を受信した旨を制御手段４２に通知し、この通知を受けると制御手段４２はＸ線源４１を停止させる。

Ｘ線撮影装置１は、Ｘ線照射停止信号をＸ線照射装置４０に送信した後、固体検出器２０から潜像電荷、すなわち画像信号の読取りを行い、読取りが終了した後、撮影制御手段５０に向けて画像転送要求信号を送信し、撮影制御手段５０においてこの画像転送要求信号が受信されると、撮影制御手段５０からＸ線撮影装置１に向けて画像転送Ready信号が送信される。

Ｘ線撮影装置１は、画像転送Ready信号を受信すると、撮影制御手段５０に向けて画像信号を送信した後、一連の処理を終了する。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記に限定されるものではなく、例えば、固体検出器は光読出方式のものであってもよい。また、Ｘ線照射部とカセッテ型のＸ線撮影装置を装填する撮影台とが一体的に設けられた乳房用画像撮像装置等の種々のＸ線撮影システムに応用することができる。

本発明による放射線撮影装置を使用したＸ線撮影システムの一例を示す概略図 上記Ｘ線撮影システムの概略構成図 上記Ｘ線撮影装置のＸ線量検出器および固体検出器等の概略構成図 上記Ｘ線撮影装置の停止信号出力手段の概略構成図 主として上記Ｘ線撮影装置の撮影時における動作のタイミングを示すタイミングチャート

符号の説明

１ Ｘ線撮影装置
２ フォトタイマー
５ 被写体
１０ Ｘ線量検出器
１７ 停止信号出力手段
１８ 通信手段
２０ 固体検出器
２８ 通信手段
３０ 制御部
３１ フレームメモリ
４０ Ｘ線照射装置
４１ Ｘ線源
４２ 制御手段
４３ 通信手段
５０ 撮影制御手段
５１ 通信手段

Claims (3)

1. 外部の放射線照射装置から照射された放射線量を検出する放射線量検出器と、
   該放射線量検出器により所定量以上の放射線量が検出された際に、前記放射線照射装置の放射線照射を停止させる停止信号を出力する停止信号出力手段と、
   該停止信号出力手段から出力された前記停止信号を前記放射線照射装置に無線で送信する停止信号通信手段とを備えたことを特徴とするフォトタイマー。
2. 請求項１記載のフォトタイマーと、
   画像情報を担持する放射線の照射を受けて前記画像情報を記録し、記録した前記画像情報を表す画像信号を出力する固体検出器と、
   該固体検出器から出力された画像信号を外部の装置に無線で送信する画像信号通信手段とを備えたことを特徴とする放射線撮影装置。
3. 前記停止信号通信手段と前記画像信号通信手段とが、互いに混信しないように構成されていることを特徴とする請求項２記載の放射線撮影装置。

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