JP2006208298A - 放射線画像撮影システム及び放射線画像検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】切替え操作の簡易化を図りつつ、撮影待機モードにおける消費電力をさらに削減し、省電力化及び長寿命化を可能とする放射線画像検出器及び放射線画像検出システムを提供すること。
【解決手段】照射された放射線を検出して放射線画像情報を取得する放射線画像検出器１において、外部機器と通信を行う通信部２８を備え、画像転送時に通信部２８の通信状態を表す通信状態信号に基づき、消費電力量の異なる複数の駆動モードを制御する状態制御部２９を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射線画像検出器及び放射線画像撮影システムに係り、特に切替え操作の簡易化と省電力化と装置の長寿命化に対応可能な放射線画像検出器及び放射線画像撮影システムに関する。

従来より、医療診断にあっては、被写体にＸ線等の放射線を照射し、当該被写体を透過した放射線の強度分布を検出して得られた放射線画像が広く利用されており、近年では、撮影に際し放射線を検出して電気信号に変換し、放射線画像情報として蓄積するＦＰＤ（Flat Panel Detector）を用いた放射線撮影システムが提案されている。

この放射線撮影システムにあっては、システム構成の自由度を向上させる上で、撮影室に配設されたＦＰＤを所定の通信回線を介して画像処理を行うためのＰＣ（Personal Computer）等の所定のコンソールと接続して使用するように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、カセッテ型ＦＰＤとコンソールとが無線方式により放射線画像情報等の各種情報を通信可能に構成されたものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。このカセッテ型ＦＰＤでは、ＦＰＤがカセッテに収容されており、ＦＰＤの運搬性・取り扱い性を向上させて、さらにシステム構成の自由度を向上させている。

カセッテ型ＦＰＤは、自由度の向上という点では、邪魔な配線を持たないことが特徴の一つとして挙げられる。その場合、カセッテ型ＦＰＤは、電力供給源として充電池を内蔵することになる。充電池が消耗して電源が切れると、充電を行ってから再び使用する構成になっている。

そのため、使用状況等により電源がすぐに切れてしまうと、１日に何度も充電を行わなければならず、非常に不便である。また、撮影しようと思ったときに電源が切れてしまうと、すぐに撮影が出来ないといった不都合が生じてしまう。あるいは、撮影中に電源が切れてしまうと再撮影を行わなければならなくなり、被写体に対し被爆に伴う危険が高まる可能性があり、軽量で長時間駆動できるカセッテ型ＦＰＤの開発が望まれていた。

そこで、従来から使用時における無駄な消費電力の削減が試みられており、通常、ＦＰＤでは、１日の始まりとともに、放射線画像検出器の電源をいれ、撮影時以外は、例えば撮影されてから作動する全ての部材に電圧を印加させた状態にある撮影待機モードで待機させており、患者の撮影がすぐに開始できるように終日稼動させた後に、電源を切るように構成されていた。その際、ＦＰＤでは、実際に撮影を行っている撮影モードと、実際に撮影を行っていないが、撮影モードより消費電力が少なく、迅速に撮影モードへの立ち上げが可能な撮影待機モードとの切り換えが行われており、各モードの切り換えは、特許文献３のようにＦＰＤ内にアダプタを持ち、当該アダプタの着脱により行わせていた。

その結果、ＦＰＤが、撮影に使用されていない撮影待機モードでは、待機時に不必要な部材への電圧の印加を行わないことにより消費電力を削減しつつ、電源をいれてから実際に撮影を行うことが可能な状態、すなわち撮影モードになるまでの時間を短縮させており、撮影待機モードにおける消費電力の削減によるＦＰＤの省電化と、撮影モードへの迅速な移行が図られていた。
特開２００３−１９９７３６号公報 特開２００３−２１０４４４号公報 特開２００４−１４１４７３号公報

しかしながら、従来の撮影待機モードでは、撮影モードに比べると消費電力量が削減されたものではあるが、全く電源を入れていない状態に比べると、消費電力量は多くなってしまう。これは、特に１日に数回しか撮影を行わない場合では非常に不経済であり、省電力と呼ぶには不十分であった。

また、撮影モードにすぐに移行させるために、ＦＰＤの構成部材の多くに電圧を長時間印加させることで、ＰＤやＴＦＴ等は劣化し、感度の低下を生じさせてしまう。その結果、実際には撮影に使用されていないにも関わらずＦＰＤの寿命を縮めてしまうことになっていた。

また、撮影モードから撮影待機モードへの切り換えを、アダプタの着脱により行われており、操作者の手を煩わせていた。

このように、従来では、省電力化と、長寿命化と、切替え操作の簡易化とを両立させることができなかった。

そこで、本発明の課題は、放射線画像検出器において、切替え操作の簡易化を図りつつ、撮影待機モードにおける消費電力をさらに削減し、省電力化及び長寿命化を可能とする放射線画像検出器及び放射線画像検出システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、
照射された放射線を検出して放射線画像情報を取得する放射線画像検出器において、
外部機器と通信を行う通信部を備え、画像転送時に前記通信部の通信状態を表す通信状態信号に基づき、消費電力量の異なる複数の駆動モードを制御する状態制御部を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、照射された放射線を検出して放射線画像情報を取得する放射線画像検出器において、
外部機器と通信を行う通信部を備え、画像転送時に前記通信部の通信状態を表す通信状態信号に基づき、消費電力量の異なる複数の駆動モードを制御する状態制御部を備えている。したがって、状態制御部は、画像転送時に通信部の通信状態に基づき、消費電力量の異なる駆動モード間を遷移させることができる。

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の放射線画像検出器において、
前記駆動モードは、撮影モードと、前記撮影モードより消費電力量が少ない撮影待機モードであることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、前記駆動モードは、撮影モードと、前記撮影モードより消費電力量が少ない撮影待機モードであるので、駆動モードは、撮影モードと撮影待機モードから構成される。

請求項３に記載の発明は、
請求項２に記載の放射線画像検出器において、
前記撮影待機モードは、消費電力量が異なる複数の待機モードを備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、前記撮影待機モードは、消費電力量が異なる複数の待機モードを備えるので、画像転送時の通信状態信号に基づき、駆動モードを遷移させることができる。

請求項４に記載の発明は、
請求項２又は請求項３に記載の放射線画像検出器において、
前記状態制御部は、前記通信状態信号に基づき、画像転送確認情報を検知し、前記放射線画像検出器から前記外部機器への画像信号の送信が正常に行われていることを検知した場合、前記撮影モードから前記撮影待機モードへ駆動モードを遷移させることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、前記状態制御部は、前記通信状態信号に基づき、画像転送確認情報を検知し、前記放射線画像検出器から前記外部機器への画像信号の送信が正常に行われていることを検知した場合、前記撮影モードから前記撮影待機モードへ駆動モードを遷移させるので、画像転送が正常になされていると検知された場合、撮影モードから撮影待機モードに駆動モードを遷移させることができる。

請求項５に記載の発明は、
請求項２又は請求項３に記載の放射線画像検出器において、
前記状態制御部は、前記通信状態信号に基づき、前記外部機器からの受け取り信号受信情報を検知した場合、前記撮影モードから前記撮影待機モードへ駆動モードを遷移させることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、前記状態制御部は、前記通信状態信号に基づき、前記外部機器からの受け取り信号受信情報を検知した場合、前記撮影モードから前記撮影待機モードへ駆動モードを遷移させるので、状態制御部は、外部機器からの受け取り信号受信情報として、例えば画像信号を受領した旨を検知した場合に、撮影モードから撮影待機モードに駆動モードを遷移させることができる。

請求項６に記載の発明は、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の放射線画像検出器と、前記放射線画像検出器を操作するコンソールとを備える放射線画像検出システムであることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の放射線画像検出器と、前記放射線画像検出器を操作するコンソールとを備える放射線画像検出システムであるので、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載放射線画像検出器を操作し、放射線画像情報を得る放射線画像検出システムを構築することができる。

請求項１に記載の発明によれば、状態制御部は、画像転送時に通信部の通信状態に基づき、消費電力量の異なる駆動モード間を遷移させることができるので、操作者の手を煩わせることがなく、画像転送をトリガとして駆動モードを遷移させることができ、切替え操作の簡易化を図ることができる。また、放射線画像検出器の全ての構成部材に電圧を印加した駆動モード（撮影モード）に対し、外部機器との通信に必要な部材にのみ電圧を印加させるような駆動モードを備えることで、従来の迅速に撮影モードに移行できる部材以外全ての構成部材に電圧を印加する駆動モード（通信に必要な部材を含め、放射線画像検出器を構成する他の部材に電圧を印加する駆動モード）より、消費電力を削減することができ、省電力化を図ることができる。その際、長時間電圧が印加されることで劣化する部材への電圧印加時間を短縮させることができるので、放射線画像検出器の長寿命化を図ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、駆動モードは、撮影モードと撮影待機モードから構成されるので、画像転送時に外部機器から送信される通信状態信号に基づき、撮影モードと撮影待機モードを遷移させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、画像転送時の通信状態信号に基づき、駆動モードを遷移させることができるので、細目に撮影モードと複数の撮影待機モードを切り換えることで消費電力を削減することができ省電力化及び長寿命化を図ることができる。

請求項４又は請求項５に記載の発明によれば、状態制御部は、画像転送が正常になされていると検知した場合、例えば画像信号を受領した旨などの受け取り信号受信情報を検知した場合において、撮影モードから撮影待機モードに駆動モードを遷移させることができる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載放射線画像検出器を操作し、放射線画像情報を得る放射線画像検出システムを構築するので、切替え操作の簡易化を図りつつ、撮影待機モードにおける消費電力をさらに削減し、省電力化及び長寿命化を可能とする放射線画像検出システムとすることができる。

〔第１実施形態〕
以下、図面を参照しながら本発明に係る放射線画像検出器及び放射線画像検出システムの実施形態について説明する。ただし、本発明は図示例のものに限定されるものではない。

図１は、本発明を適用した実施形態として例示する放射線画像検出システムの概略構成を示す図である。
図１に示すように、放射線画像検出システム１００は、病院内で行われる放射線画像撮影を想定しており、例えば撮影室内に設置され、被写体にＸ線等の放射線を照射して放射線画像を放射線画像検出器１にて取得することで放射線撮影を行う放射線画像撮影装置２と、放射線画像撮影に関する操作及び得られた放射線画像の表示と画像処理を行うコンソール３と、院内の放射線画像撮影の予約管理を行い、所定の撮影室の撮影予約が入るとコンソール３に撮影要求の指示を送信するホストコンピュータ４と、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の無線通信方式による通信を行うための図示しない基地局とを備え、これら装置どうしがネットワークＮを介して接続されている。ここで、ネットワークＮには、他の撮影室のコンソール５，５や放射線画像検出器６，６が接続されており、各放射線画像検出器で取得された放射線画像情報のやり取りをすることが可能になっている。また、ネットワークＮは、当該システム専用の通信回線であってもよいが、システム構成の自由度が低くなってしまう等の理由のため、イーサネット（Ethernet；登録商標）等の既存の回線である方が好ましい。

放射線画像撮影装置２は、放射線照射装置７及び放射線画像検出器１から構成されている。
放射線照射装置７は、ケーブルを介してコンソール３に接続されるとともに、放射線源８及び放射線源制御手段９を有しており、放射線源８は、コンソール３から指示された照射する放射線の特性（放射線源８にかける管電圧、管電流、照射時間等）に従って放射線源制御手段９により制御され、放射線を発生するように構成されている。

放射線画像検出器１は、放射線照射装置７から照射されて被写体Ｓを透過した放射線を検出して放射線画像を取得するようになっており、撮影を行う際には、放射線画像検出器１を放射線源８から放射線が照射される放射線照射範囲に設置された撮影台に装着するなどして使用する。

コンソール３は、操作者が撮影の指示をする操作部１０と、操作部１０からの指示に基づき放射線照射装置７を制御する撮像制御部１１と、放射線画像検出器１で得られた画像データに色調の補正などの画像処理を行う画像処理部１２と、画像処理がなされた画像データをハードディスク、光磁気ディスク等に記憶する画像記憶部１３と、操作者が撮影が適切に行われたか目視確認をするために放射線画像検出器１で得られた画像信号を基に画像を表示する表示部１４と、ネットワークＮに接続するＬＡＮボード１５と、これらコンソール３のシステムを制御するシステム制御部１６とが備えられている。

放射線画像検出器１は、発光層と、光電変換層と、駆動回路とを備えて放射線を検出する間接型フラットパネルディテクタである。以下、図２〜図８を用いて、放射線画像検出器１の構造について説明する。

図２（ａ）に示すように、放射線画像検出器１は、内部を保護する筐体２０を備えており、放射線画像検出器１はカセッテとして携帯可能に構成されている。

筐体２０の外部には、操作者がスイッチング操作をすることにより放射線画像検出器１の動作を切り換えるための操作部２１や、放射線画像の撮影準備の完了や内蔵されている画像記憶手段に所定量の画像信号が書き込まれたことを示す表示部２２（図３参照）が設けられている。

筐体２０の内部には、照射された放射線を電気信号に変換する撮像パネル２３が層を成して形成されている。図２（ｂ）に示すように、撮像パネル２３における放射線の照射面側には、入射された放射線の強度に応じて発光を行う発光層２３１が設けられている。ここで、発光層２３１には、例えば波長が１Å（１×１０^-10ｍ）程度であって、人体や船舶、航空機の部材等を透過する電磁波である所謂Ｘ線が照射される。

発光層２３１は、蛍光体を主たる成分とするものであり、入射した放射線に基づいて、波長が３００ｎｍから８００ｎｍの電磁波、すなわち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる電磁波（光）を出力する。なお、発光層２３１は、一般的にシンチレータ層と呼ばれている。

この発光層２３１で用いられる蛍光体は、ＣａＷＯ_４、ＣｄＷＯ_４等を母体とするものや、ＣｓＩ：ＴｌやＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ、ＺｎＳ：Ａｇ等の母体内に発光中心物質が付活されたものを用いることができる。
また、希土類元素をＭとしたとき、（Ｇｄ，Ｍ，Ｅｕ）_２Ｏ_３の一般式で示される蛍光体を用いることができる。

特に、Ｘ線吸収及び発光効率が高いことよりＣｓＩ：ＴｌやＧｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂが好ましく、これらを用いることで、ノイズの低い高画質の画像を得ることができる。

この発光層２３１の放射線が照射される側の面と反対側の面には、発光層から出力された電磁波（光）を電気エネルギーに変換して蓄積し、蓄積された電気エネルギーに基づく画像信号の出力を行う光電変換層２３２が形成されている。

光電変換層２３２は、電気エネルギーを生成し、画素毎に蓄える光電変換素子と、蓄えられた電気エネルギーを信号として出力するためのスイッチング素子であるトランジスタから形成されている。なお光電変換層２３２は、スイッチング素子を用いるものに限られるものではなく、例えば蓄えられた電気エネルギーのエネルギーレベルに応じた信号を生成して出力する構成とすることもできる。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で形成される。

光電変換素子は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）２３３が用いられるが、特に限定する必要はなく、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。

トランジスタは、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２３４が用いられる。このＴＦＴ２３４は、液晶ディスプレイ等に使用されている無機半導体系のものでも、有機半導体を用いたものでもよい。

この光電変換層２３２の発光層２３１側の面と反対側の面には、前記発光層２３１及び光電変換層２３２を支持する基板２３５が形成されている。

基板２３５上であって、光電変換層２３２の側方には、駆動回路が設けられており、駆動回路は、蓄積された電気エネルギーを画像信号として出力する走査駆動回路２３６と、照射された放射線の強度に応じて蓄積された電気エネルギーを読み出す信号読み出し回路２３７とから形成されている。

基板２３５の光電変換層２３２側の面と反対側の面には、放射線画像検出器１で行われる各種動作を制御する制御部２４設けられている。

ここで、撮像パネル２３の回路構成について説明する。図４は、光電変換層２３２を構成する１画素分の光電変換部の等価回路図である。

図４に示すように、１画素分の光電変換部の構成は、ＰＤ２３３と、ＰＤ２３３で蓄積された電気エネルギーをスイッチングにより電気信号として取り出すＴＦＴ２３４とから構成されている。取り出された電気信号は、増幅器２３８により信号読み出し回路２３７が検出可能なレベルにまで電気信号を増幅するようになっている。なお、増幅器２３８には、ＴＦＴ２３４とコンデンサで構成された図示しないリセット回路が接続されており、ＴＦＴ２３４にスイッチを入れることにより蓄積された電気信号をリセットするリセット動作が行われるようになっている。また、ＰＤ２３３は、単に寄生キャパシタンスを有したものでもよいし、ＰＤ２３３と光電変換部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を並列に含んでいるものでもよい。

図５は、このような光電変換部を二次元に配列した等価回路図であり、画素間には、走査線Ｌｌと信号線Ｌｒが直交するように配設されている。前述のＰＤ２３３には、ＴＦＴ２３４が接続されており、ＴＦＴ２３４が接続されている側のＰＤ２３３の一端は信号線Ｌｒに接続されている。一方、ＰＤ２３３の他端は、各行に配された隣接するＰＤ２３３の一端と接続されて共通のバイアス線Ｌｂを通じてバイアス電源２３９に接続されている。このバイアス電源２３９の一端は制御部２４に接続され、制御部２４からの指示によりバイアス線Ｌｂを通じてＰＤ２３３に電圧がかかるようになっている。また各行に配されたＴＦＴ２３４は、共通の走査線Ｌｌに接続されており、走査線Ｌｌは走査駆動回路２３６を介して制御部２４に接続されている。同様に、各列に配されたＰＤ２３３は、共通の信号線Ｌｒに接続されて制御部２４に制御される信号読み出し回路２３７に接続されている。信号読み出し回路２３７には、撮像パネル２３から近い順に、増幅器２３８、サンプルホールド回路２４０、アナログマルチプレクサ２４１、Ａ／Ｄ変換機２４２が共通の信号線Ｌｒ上に配されている。

このような回路構成を備える制御部２４には、図３に示すように、前述した操作部２１、走査駆動回路２３６、信号読み出し回路２３７が接続される他、後述するバッテリ２５、画像記憶部２６、通信部２８、状態制御部２９が接続されている。

制御部２４の基板２３５側の面と反対側の面には、放射線画像検出器１を構成する各部位に電力を供給する電力供給源としてプレート状のバッテリ２５が設けられている。バッテリ２５は、例えばマンガン電池、ニッケル・カドミウム電池、水銀電池、鉛電池などの一次電池、充電可能な二次電池が適用可能である他、筐体２０の側部から引き出して交換可能になっている。

この他、筐体２０の内部には、記憶手段としてフラッシュメモリなどの書き換え可能な読み出し専用メモリ等を用いて撮像パネル２３から出力された画像信号を記憶する画像記憶手段としての画像記憶部２６と、外部機器と各種通信信号を送受信して通信を行う通信部２８と、放射線画像検出器１の複数の駆動モードを制御する状態制御部２９とが備えられている。

通信部２８では、外部機器から送信されるモード切替信号や撮影開始信号、放射線照射開始信号、放射線照射終了信号を受信し、制御部２４に転送する他、撮像パネル２３から出力された画像信号を外部機器へ転送するようになっている。ここで、モード切替信号とは、撮影待機モードから撮影モードに遷移させる信号であり、撮影開始信号とは、撮影動作を開始させる信号を表している。
また、通信部２８では、外部機器から送信される通信状態信号を受信し、後述する状態制御部２９に転送するようになっている。なお、外部機器は、放射線源やコンソール、ホストコンピュータ、ネットワークＮ上に接続されるプリンタなどの各種機器が挙げられるが、ここでは、外部機器をコンソールとして以下の説明を行う。

ここで、通信部２８で受信された通信状態信号に基づきる遷移される駆動モードについて説明する。

本実施形態の放射線画像検出器１では、主電源のＯＮ／ＯＦＦが、１日周期で行われており、例えば、放射線源８のテスト動作時に、放射線画像検出器１の電源を投入し、その後、患者等の被写体が訪れる可能性のある間、電源は投入された状態が維持され、その日の放射線撮影が終了する時に電源を遮断するように構成されている。放射線画像検出器１に電源が投入されている間、放射線画像検出器１の駆動状態（駆動モード）は、撮影を行っている状態（撮影モード）と、撮影モードよりも消費電力の少ない撮影を待機している状態（撮影待機モード）とを遷移するように構成されており、主電源がＯＮになると、自動的に撮影待機モードに遷移するように構成されている。

撮影モードは、放射線画像検出器１を構成する部材のうち、撮影に必要な全ての部材が稼動している、すなわち、放射線画像検出器１を構成する部材のうち、撮影に必要な全ての部材に電圧が印加されている状態にあり、一連の撮影動作である初期化、放射線の照射、電気信号の読み取り、画像信号の転送が行われるように構成されている。なお、初期化では、撮像パネル２３におけるリセット動作及び空読み動作が行われるようになっている。

例えば、図６に示すように撮影モードでは、走査駆動回路２３６、ＰＤ２３３、ＴＦＴ２３４、画像記憶部２６、通信部２８に対して電圧を印加するように構成されているのに対し、撮影待機モードでは、少なくとも光電変換部に電圧を印加しない状態とし、例えば画像保存や外部への転送、外部からの信号受信に関わる部分である画像記憶部２６、通信部２８に対してのみ電圧を印加した状態として構成されている。

状態制御部２９は、画像信号の転送時に通信部２８で受信された通信状態信号を基に通信状態情報を検知するように構成されており、検知された通信状態情報に基づき、撮影モード及び撮影待機モードのいずれのモードを駆動するかを判断し、転送後に駆動させる方の駆動モードを表す状態遷移信号を制御部２４に送信するように構成されている。ここで、通信状態情報とは、放射線画像検出器１から外部機器への画像信号の送信が正常に行われているかどうか確認する情報（画像転送確認情報）を指しているが、状態制御部２９は画像転送確認情報に基づき、放射線画像検出器１から外部機器への画像信号の送信が正常に行われていることを検知した場合には、正常送信と判断し、撮影待機モードに遷移する状態遷移信号を送信するようになっている。また、放射線画像検出器１から外部機器への画像信号の送信が正常に行われていないことを検知した場合には、異常送信と判断し、撮影モードのままとする状態遷移信号を送信するようになっている。

制御部２４は、撮影待機モードでは、モード切替信号を常に受信しているかチェックするように構成されており、モード切替信号を受信すると、撮影待機モードから撮影モードに切り換えるように構成されている。

また、制御部２４は、撮影モードでは、撮影開始信号を常に受信しているかチェックするように構成されており、撮影開始信号を受信すると、制御部２４は、信号読み出し回路２３７、走査駆動回路２３６、ＰＤ２３３、ＴＦＴ２３４に電圧を印加し、その後、撮影動作が行われるようになっている。

撮影動作では、まず、信号読み出し回路２３７でリセット動作が行われた後に、空読み動作が行われ、放射線照射開始信号が受信された後に放射線が照射されるようになっており、ＰＤ２３３では放射線量に応じて電気信号が発生して蓄積されるようになっている。そして、放射線照射後、放射線照射終了信号が受信されると、走査駆動回路２３６により走査線Ｌｌが選択され、選択された走査線Ｌｌ上のＴＦＴ２３４がスイッチングされて、ＰＤ２３３に蓄積された電気信号が導通し、信号読み出し回路２３７に送られて増幅された後、デジタル信号へ変換されるようになっている。そして、制御部２４はこのデジタル信号を画像信号として画像記憶部２６に一旦保持した後、通信部２７によりコンソール３に送信させるようになっている。

さらに、制御部２４では、転送時に状態制御部２９から送信された状態遷移信号に基づく駆動モードに遷移させるように構成されている。

次に、このような状態制御部２９を備えた放射線画像検出システム１００の動作について説明する。
図７に示すように、放射線画像検出器１の主電源がＯＮになると（ステップＳ１）、自動的に撮影待機モードに移行する（ステップＳ２）。

撮影待機モードでは、常に画像記憶部２６、通信部２８を立ち上げており、制御部２４は、制御部２４は通信部２８にモード切替信号が受信されていないか常に検知している（ステップＳ３）。

そして、モード切替信号が通信部２８で受信されると（ステップＳ３；ｙｅｓ）、通信部２８は、制御部２４にモード切替信号を転送し、制御部２４は、信号読み出し回路２３７、走査駆動回路２３６、ＰＤ２３３、ＴＦＴ２３４に電圧を印加し、駆動モードを撮影モードに切り換える（ステップＳ４）。

そして、制御部２４は通信部２８に撮影開始信号が受信されていないか検知させ（ステップＳ５）、撮影開始信号が受信されていることを検知すると（ステップＳ５；ｙｅｓ）、制御部２４は、リセット動作と空読み動作（初期化）を行った後（ステップＳ６）、放射線照射開始信号を受信して（ステップＳ７）、放射線照射を行う。放射線照射が終了し、放射線照射終了信号が受信されると（ステップＳ８）、制御部２４は、駆動回路の駆動させて電気信号の読み取りを行い（ステップＳ９）、読み取られた画像信号を、画像記憶部２６に保存させるとともに、通信部２８を介してコンソール３へ送信させる（ステップＳ１０）。

このとき、状態制御部２９は、画像転送確認情報を検知しており（ステップＳ１１）、検知した画像転送確認情報に基づき、正常送信であると判断すると（ステップＳ１１；ｙｅｓ）、撮影待機モードに遷移させる状態遷移信号を制御部２４に送信し、制御部２４は、撮影待機モードに遷移させ、ステップＳ２以降の動作が繰り返される。

一方、ステップＳ１１で、状態制御部２９が、異常送信と判断すると（ステップＳ１１；ｎｏ）、撮影モードを駆動させる状態遷移信号を送信し、撮影モードを維持させる。

その後、制御部２４は画像転送が所定回数以上行われたかどうか検知する（ステップＳ１２）。画像転送が所定回数以上行われた場合（ステップＳ１２；ｙｅｓ）、表示部にエラー表示し（ステップＳ１３）、操作者に知らせるようになっている。

一方、ステップＳ１２で、画像転送が所定回数以上行われていない場合（ステップＳ１２；ｎｏ）、繰り返し画像信号を転送させるよう、ステップＳ１０以降の動作が繰り返し行われる。

以上のように、本実施形態の放射線画像検出器１では、消費電力の異なる２つの駆動モードを備え、画像転送する際に、外部機器から送信される通信状態信号を検知し、検知された通信状態情報を基に、転送後に駆動させる駆動モードを判断してその駆動モードとなるように状態を制御することができるので、消費電力量の削減し、省電力化を図ることができる。
その際、撮影待機モードでは、放射線画像検出器1を構成する多くの部材に電圧を印加せず、消費電力を削減することができ、省電力化を図ることができるとともに、長時間電圧が印加されることにより、劣化しやすいＰＤ及びＴＦＴへの電圧印加時間を短縮させることができるので、放射線画像検出器１の長寿命化を可能とすることができる。
したがって、放射線画像検出システム１００では、切替え操作を簡易化させながらも撮影待機モードにおける消費電力の削減し、省電力化及び長寿命化を図ることが可能となる。

なお、撮影待機モードを、少なくとも撮影モードへの迅速な立ち上げが可能な構成部材に対しては電圧を印加しない構成とし、例えば図８に示すような信号読み出し回路２３７を除いて全ての部分を立ち上げた状態として構成してもよい。この場合では、消費電力を削減しつつ、迅速に撮影待機モードから撮影モードに遷移させて速やかに撮影を開始させることができ、繰り返し撮影を行う場合に特に効果を発揮することができる。

また、通信部２８を外部機器へ各種信号を送信する送信部及び外部機器からの各種信号を受信する受信部として別体に構成するなど、送信部及び受信部への電力供給をそれぞれ切り離して行ってもよい。その場合には、撮影待機モードは送信部及び受信部のうち少なくともどちらか一方へ電圧を印加した状態とすることが好ましい。

また、外部機器から送信されるモード切替信号や撮影開始信号は、前述した外部機器以外に放射線画像検出器１に配設された機械的スイッチ、あるいは、タイマー、センサによる信号であってもよい。

センサとしては、例えば、加速度センサが挙げられ、この場合では、放射線画像検出器１が撮影待機時に載置される充電器から離れたときに放射線画像検出器１が移動する加速度の変化を検知するようになっており、一定時間所定以上の加速度が検知されると、撮影待機モードから撮影モードに切り換えるモード切替信号を状態制御部２９に送信し、一定時間所定以下の加速度が検知されると、撮影モードから撮影待機モードに切り換えるモード切替信号を状態制御部２９に送信するようになっている。

また、通信状態情報を通信部２８で受信された通信状態信号を基に検知する構成としたが、状態制御部２９が直接通信部２８を監視して、通信状態情報を検知する構成としてもよい。

また、通信状態情報は、画像信号の送信が終了したかどうか確認する情報（画像転送終了情報）や、外部機器が画像信号を受信したかどうか確認する情報（受け取り信号受信情報）であってもよい。また、放射線画像検出器１の画像記憶部２６に取得したデータを保存する代わりに、メモリ装填部を設け、このメモリ装填部に着脱可能なメモリを装填して画像データを保存させる構成とした場合には、メモリの着脱を検知したかどうか確認する情報（メモリ着脱情報）であってもよい。

例えば、状態制御部２９が、通信部２８を介して画像転送終了情報を検知し、検知された画像転送終了情報に基づき、画像信号の送信が終了したと判断すると、制御部２４に撮影待機モードを遷移させる状態遷移信号を送信して、撮影待機モードに遷移させ、画像信号の送信が終了していないと判断すると、制御部２４に撮影モードを維持させる状態遷移信号を送信し、撮影モードを維持するようになっている。

また、状態制御部２９が、通信部２８を介して受け取り信号受信情報を検知し、検知された受け取り信号受信情報に基づき、外部機器が画像信号を受信したと判断すると、制御部２４に撮影待機モード遷移させる状態遷移信号を送信して、撮影待機モードに遷移させ、外部機器が画像信号を受信していないと判断した場合では、制御部２４に撮影モードを維持させる状態遷移信号を送信し、撮影モードを維持するようになっている。

また、状態制御部２９が、通信部２８を介してメモリ着脱情報を検知し、検知されたメモリ着脱情報に基づき、メモリが離脱したと判断すると、制御部２４に撮影待機モード遷移させる状態遷移信号を送信して、撮影待機モードに遷移させ、メモリが装着したと判断した場合では、制御部２４に撮影モードを維持させる状態遷移信号を送信し、撮影モードを維持するようになっている。

また、画像データの転送方法としては、本実施形態では、放射線画像検出器１と、コンソール３との通信を無線通信方式とし、無線により画像データを転送させたが、放射線画像検出器１と、コンソール３との両方に転送端子を設け、この転送端子を直接接続することで放射線画像検出器１で取得した画像データを転送してもよい。あるいは、放射線画像検出器１の画像記憶部２６に前述したようなメモリ装填部を設け、着脱可能なメモリを装填して画像データを保存した後、コンソール３側のメモリ装填部にこのメモリを装填することにより、放射線画像検出器１で取得した画像データを転送する構成としてもよい。
いずれの場合でも、無線通信方式ではないため、通信中に電波が遮断されるなどして、送信中に画像データを損失する恐れがなく、簡単で確実にデータの送信を行うことができる。

〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、複数の撮影待機モードを駆動させる場合について、図９又は図１０を参照して説明する。なお、第１実施形態と同様の箇所の説明は省略する。

まず、撮影待機モードについて説明する。
本実施形態における撮影待機モードは、撮影モードよりも消費電力の少ない２つの待機モードから構成されており、撮影モードに先駆けて、光電変換層２３２に一定時間電圧を印加し、溜まった残留電荷を取り除く動作を行う第１の待機モードと、第１の待機モードより消費電力の少ない第２の待機モードとから構成されている。すなわち、第１の待機モードは、すぐに撮影を行う可能性が高い状態にある撮影待機モードであり、第２の待機モードは、すぐに撮影を行う可能性が低い状態にある撮影待機モードである。

例えば、図９に示すように、撮影モードでは、信号読み出し回路２３７、走査駆動回路２３６、ＰＤ２３３、ＴＦＴ２３４、画像記憶部２６、通信部２７、通信部２８と放射線画像検出器１を構成する全ての構成部材に電圧が印加されるように構成されているのに対し、撮影待機モードでは、少なくとも信号読み出し回路に電圧を印加しない構成とし、撮影モードへの迅速な立ち上げが可能な信号読み出し回路２３７を除いて全ての部分を立ち上げた状態である第１の待機モードと、少なくとも光電変換部に電圧を印加しない状態とし、画像保存や外部への転送、外部からの信号受信に関わる部分である画像記憶部２６、通信部２８のみを立ち上げた状態である第２の待機モードとから構成することが可能である。

本実施形態の制御部２４は、前述した撮影待機モード間の切り換え、及び、撮影待機モードから撮影モードへの切り換えを行うように構成されている。
制御部２４は、撮影待機モードでは、通信部２８を介してモード切替信号と撮影開始信号を常に受信しているか検知するように構成されており、制御部２４は、モード切替信号を受信すると、撮影待機モード間の駆動モードの切り換えを行うように構成されている。
また、撮影モードの状態で撮影開始信号を受信すると、撮影動作を開始し、転送時に状態制御部２９から送信された状態遷移信号を受信すると、状態遷移信号に基づく駆動モードに遷移させるように構成されている。

一方、状態制御部２９は、画像信号の転送時に通信部２８で受信された通信状態信号を基に通信状態情報を検知するように構成されており、通信状態情報に基づき、撮影モード及び撮影待機モードのいずれのモードを駆動するかを判断し、転送後に駆動させる方の駆動モードを表す状態遷移信号を制御部２４に送信するように構成されている。ここでは、画像転送後に撮影モードから遷移される撮影待機モードを第１の待機モードとして説明する。

なお、放射線画像検出器１では、主電源がＯＮになると、自動的に第２の待機モードに遷移し、画像記憶部２６、通信部２７、通信部２８に電圧を印加するように構成されている。

次に、このような状態制御部２９を備えた放射線画像検出システム１００の動作について説明する。

図１０に示すように、放射線画像検出器１の主電源がＯＮになると（ステップＳ２１）、自動的に第２の待機モードに移行する（ステップＳ２２）。

第２の待機モードでは、常に画像記憶部２６、通信部２８を立ち上げており、制御部２４は通信部２８にモード切替信号が受信されていないか常に検知している（ステップＳ２３）。

そして、モード切替信号が通信部２８で受信されると（ステップＳ２３；ｙｅｓ）、通信部２８は、制御部２４にモード切替信号を転送し、制御部２４は、信号読み出し回路２３７、走査駆動回路２３６、ＰＤ２３３、ＴＦＴ２３４に電圧を印加し、駆動モードを第１の待機モードに切り換える（ステップＳ２４）。

第１の待機モードでは、制御部２４は通信部２８にモード切替信号が受信されていないか常に検知している（ステップＳ２５）。

そして、モード切替信号が通信部２８に受信されると（ステップＳ２５；ｙｅｓ）、制御部２４は、撮影モードに切り換え、走査駆動回路２３６と信号読み出し回路２３７内のリセット回路に対して電圧の印加を開始する。そして、走査駆動回路２３６への電圧の印加によりＰＤ２３３部及びＴＦＴ２３４部に電圧が印加され、光電変換部の暗電流が定常状態へと落ち着いていく（ステップＳ２６）。

撮影モードでは、制御部２４は、撮影開始信号を受信しているか検知している（ステップＳ２７）。

撮影開始信号が受信されていることを検知すると（ステップＳ２７；ｙｅｓ）、制御部２４は、初期化を行った後（ステップＳ２８）、放射線照射開始信号が受信されて（ステップＳ２９）、放射線照射が行われる。そして、放射線照射が終了し、放射線照射終了信号が受信されると（ステップＳ３０）、制御部２４は駆動回路を駆動させることにより電気信号の読み取りを行い（ステップＳ３１）、読み取られた画像信号は、保存されるとともに、コンソール３へ送信される（ステップＳ３２）。

このとき、状態制御部２９は、画像転送確認情報を検知し（ステップＳ３３）、検知した画像転送確認情報に基づき、正常送信であると判断すると（ステップＳ３３；ｙｅｓ）、第１の待機モードに遷移させる状態遷移信号を送信し、第１の待機モードに遷移させ、ステップＳ３４以降の動作が繰り返される。

一方、ステップＳ３３で、状態制御部２９が、異常送信と判断すると（ステップＳ３３；ｎｏ）、撮影モードを駆動させる状態遷移信号を送信し、撮影モードを維持させる。

その後、制御部２４は、画像転送が所定回数以上行われたかどうか検知する（ステップＳ３４）。画像転送が所定回数以上行われた場合（ステップＳ３４；ｙｅｓ）、表示部にエラー表示し（ステップＳ３５）、操作者に知らせるようになっている。

一方、ステップＳ３４で、画像転送が所定回数以上行われていない場合（ステップＳ３４；ｎｏ）、繰り返し画像信号を転送させるよう、ステップＳ３２以降の動作が繰り返し行われる。

以上のように、本実施形態の放射線画像検出器１では、消費電力の異なる２つの撮影待機モード（第１の待機モード及び第２の待機モード）を備えることで、撮影待機モードにおいてさらに消費電力量の削減し、省電力化を図ることができる。
その際、第１の待機モードでは、安定化に時間のかからない部材であり、かつ、最も電力を消費する部材である信号読み出し回路のみに電圧を印加させないので、迅速に撮影モードに移行して、速やかに撮影を開始することができるとともに、消費電力の削減を図ることができる。
また、第２の待機モードでは、光電変換層２３２に長時間電圧を印加することもないので、光電変換層２３２の劣化を防ぐことができ、放射線画像検出器１の長寿命化を図ることもできる。

なお、本実施形態では、画像転送後に駆動される撮影待機モードを第１の待機モードとしたが、第２の待機モードであっても構わないし、ステップＳ１３以降に使用状況に応じて第１の待機モードと第２の待機モードを選択させ、選択させた撮影待機モードへ遷移させる構成としてもよい。

〔第３実施形態〕
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態では、複数の通信状態情報の検知により駆動モードを遷移させる場合のパターンについて図１１を参照して説明する。なお、第１実施形態と同様の箇所の説明は省略する。

このパターンも、第２実施形態と同じ種類の撮影待機モードを持つ場合であるが、図１１に示すように、本実施形態の放射線画像検出器１では、主電源がＯＮになると自動的に第１の待機モードへ移行し、第１の待機モード（ステップＳ２４）から撮影動作が行われて画像転送し、状態制御部２９が通信部２８を介して画像転送確認情報を検知する（ステップＳ３３）までは、第２実施形態と同様の動作が行われている。そして、ステップＳ３３では、状態制御部２９が通信部２８を介して画像転送確認情報を検知し、検知された画像転送確認情報に基づいた状態遷移信号を制御部２４に送信するように構成されている。

その際、状態制御部２９が正常送信であると判断した場合（ステップＳ３３；ｙｅｓ）では、画像転送時に必要な部材が駆動している状態の第２の待機モードに遷移する状態遷移信号を送信して第２の待機モードに遷移し（ステップＳ４１）、異常送信であると判断した場合（ステップＳ３３；ｎｏ）では、撮影モードのままとする状態遷移信号を送信し、再転送を行いステップＳ３２以降の動作が繰り返されるようになっている。

そして、第２の待機モードでは、通信部２８を介して受け取り信号受信情報を状態制御部２９が検知し（ステップＳ４２）、検知された受け取り信号受信情報に基づいた状態遷移信号を制御部２４に送信するように構成されている。

その際、状態制御部２９が外部機器が画像信号を受信したと判断した場合（ステップＳ４２；ｙｅｓ）では、撮影モードに遷移する状態遷移信号を送信し、撮影モードに遷移し、ステップＳ４以降の動作が繰り返されるように構成されている。一方、外部機器が画像信号を受信していないと判断した場合（ステップＳ４２；ｎｏ）では、第２の待機モードのままとする状態遷移信号を送信し、第２実施形態と同様、再転送を所定回数行ったか検知させた後（ステップＳ４３）、エラー表示をする（ステップＳ４４）ようになってするように構成されている。

このパターンでは、画像転送中は、第２の待機モードに遷移しているので、画像転送時において第２実施形態よりも消費電力を削減することができる。また、画像転送終了後は、通信状態情報に基づき、撮影モードへ遷移させることができるので、最撮影を速やかに行うことができる。

なお、画像転送後は、画像転送終了情報に基づき、撮影モードと、第１の待機モードを遷移させる構成とせず、第２の待機モードと、第１の待機モードとを遷移させる構成としてもよい。

本発明の第１実施形態における放射線画像撮影システムの概要構成図である。 図２（ａ）は、放射線画像検出器の構造を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）で囲まれた部分の放射線画像検出器の断面図である。 コンソールから通信状態信号が送られる時の放射線画像検出器の制御構成図である。 光電変換層を構成する光電変換部の１画素分の等価回路構成図である。 図３の光電変換部を二次元に配列した等価回路構成図である。 駆動モードの具体例を示す図である。 放射線画像撮影システムの動作を示すフローチャートである。 駆動モードの具体例を示す図である。 第２実施形態における駆動モードの具体例を示す図である。 図８の放射線画像撮影システムの動作を示すフローチャートである。 第３実施形態における放射線画像撮影システムの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 放射線画像検出器
３ コンソール
４ ホストコンピュータ
８ 放射線源
９ 放射線源制御手段
１０ 操作部
１１ 撮像制御部
１２ 画像処理部
１３ 画像記憶部
１４ 表示部
１５ ＬＡＮボード
１６ システム制御部
２０ 筐体
２１ 操作部
２２ 表示部
２３ 撮像パネル
２４ 制御部
２５ バッテリ
２６ 画像記憶部
２８ 通信部
２９ 状態制御部
１００ 放射線画像検出システム
２３１ 発光層
２３２ 光電変換層
２３３ ＰＤ
２３４ ＴＦＴ
２３５ 基板
２３６ 走査駆動回路
２３７ 信号読み出し回路
２３８ 増幅器
２３９ バイアス電源
２４０ サンプルホールド回路
２４１ アナログマルチプレクサ
２４２ Ａ／Ｄ変換機
Ｌｌ 走査線
Ｌｒ 信号線
Ｌｂ バイアス線
Ｎ ネットワーク

Claims (6)

1. 照射された放射線を検出して放射線画像情報を取得する放射線画像検出器において、
   外部機器と通信を行う通信部を備え、画像転送時に前記通信部の通信状態を表す通信状態信号に基づき、消費電力量の異なる複数の駆動モードを制御する状態制御部を備えたことを特徴とする放射線画像検出器。
2. 前記駆動モードは、撮影モードと、前記撮影モードより消費電力量が少ない撮影待機モードであることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像検出器。
3. 前記撮影待機モードは、消費電力量が異なる複数の待機モードを備えることを特徴とする請求項２に記載の放射線画像検出器。
4. 前記状態制御部は、前記通信状態信号に基づき、画像転送確認情報を検知し、前記放射線画像検出器から前記外部機器への画像信号の送信が正常に行われていることを検知した場合、前記撮影モードから前記撮影待機モードへ駆動モードを遷移させることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の放射線画像検出器。
5. 前記状態制御部は、前記通信状態信号に基づき、前記外部機器からの受け取り信号受信情報を検知した場合、前記撮影モードから前記撮影待機モードへ駆動モードを遷移させることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の放射線画像検出器。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の放射線画像検出器と、前記放射線画像検出器を制御するコンソールとを備えることを特徴とする放射線画像検出システム。

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