JP2009028221A - 放射線画像撮影システム - Google Patents

Abstract

【課題】作業者による作業部位に近接した位置に放射線画像を表示させることができるとともに、支障なく作業を継続させることのできる放射線画像撮影システムを提供することを目的とする。
【解決手段】放射線検出カセッテ２４の放射線検出器４０によって検出された放射線画像情報は、無線通信によってコンソール２８に送信され、画像処理部１００で所望の画像処理が施された後、医師が装着する表示装置２６に無線通信によって送信され、表示部９４に表示される。医師は、表示部９４に表示された放射線画像を確認しながら手術を継続する。
【選択図】図６

Description

本発明は、被写体を透過した放射線を検出し、放射線画像情報に変換して表示する表示装置を備えた放射線画像撮影システムに関する。

医療分野において、被写体に放射線を照射し、被写体を透過した放射線を放射線変換パネルに導いて放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置が広汎に使用されている。この場合、放射線変換パネルとしては、放射線画像が露光記録される従来からの放射線フイルムや、蛍光体に放射線画像としての放射線エネルギを蓄積し、励起光を照射することで放射線画像を輝尽発光光として取り出すことのできる蓄積性蛍光体パネルが知られている。これらの放射線変換パネルは、放射線画像が記録された放射線フイルムを現像装置に供給して現像処理を行い、あるいは、蓄積性蛍光体パネルを読取装置に供給して読取処理を行うことで、可視画像としての放射線画像が得られる。

一方、手術室等の医療現場においては、患者に対して迅速且つ的確な処置を施すため、放射線変換パネルから直ちに放射線画像を読み出して表示できることが要求される。このような要求に対応可能な放射線変換パネルとして、放射線を直接電気信号に変換し、あるいは、放射線をシンチレータで可視光に変換した後、電気信号に変換して読み出す固体検出素子を用いた放射線検出器が開発されている。

このような放射線検出器を用いた放射線画像撮影システムとして、例えば、特許文献１及び２に開示されたものがある。

特許文献１では、放射線検出器によって検出した放射線画像情報を無線通信によって処理装置に送信し、処理装置において画像処理等の信号処理を行うようにしている。

特許文献２では、放射線検出器によって検出した放射線画像情報を処理装置に対して無線通信により送信した後、処理装置から表示装置に放射線画像情報を無線通信で送信して表示させるようにしている。

特許第３４９４６８３号公報 特開２００７―６１３８６号公報

特許文献１では、放射線検出器から処理装置に対し無線通信によって放射線画像情報を送信しているが、処理装置で処理した放射線画像情報をどのようにして表示装置に送信して表示させるかについての具体的な記載はない。この場合、処理装置にケーブルを介して表示装置を接続するものとすると、ケーブルによって表示装置の配置が制約されるだけでなく、処理装置と表示装置との間のケーブルが作業の邪魔になってしまうおそれがある。特に、手術室のような作業環境において、床面近くにケーブルが配設される場合、ケーブルへの塵埃の付着等による汚染を考慮した対策が必要となる。

一方、特許文献２では、放射線検出器と処理装置との間、及び、処理装置と表示装置との間での信号の送受信を無線通信で行っているため、上記のケーブルにより生じる不具合を回避することができる。また、表示装置の設置場所がＸ線撮影室であるため、手術室に比べると表示装置の配置に対する制約は少ない。

しかしながら、例えば、表示装置を手術室に配設する場合、次のような課題に対する対策が必要である。すなわち、取得した放射線画像を手術中に確認する場合、表示装置が手術台から離れていると、医師が手術部位から目を離して確認することになり、手術が中断されることが懸念される。一方、表示装置を手術台に近接して配置すると、他の処理機器や作業の邪魔になってしまうため、設置場所が大きく制約される。

本発明は、前記の課題に鑑みなされたものであり、作業者による作業部位に近接した位置に放射線画像を表示させることができるとともに、支障なく作業を継続させることのできる放射線画像撮影システムを提供することを目的とする。

本発明の放射線画像撮影システムは、被写体を透過した放射線を検出し、放射線画像情報に変換する放射線変換パネルと、前記放射線画像情報を無線通信によって外部に送信する送信手段と、前記放射線変換パネル及び前記送信手段を駆動する電力を供給するバッテリとを有するカセッテと、
前記カセッテから送信される前記放射線画像情報を受信する受信手段と、前記放射線画像情報に対して画像処理を施す画像処理手段と、画像処理された前記放射線画像情報を無線通信によって外部に送信する送信手段とを有する画像処理装置と、
前記画像処理装置から送信される画像処理された前記放射線画像情報を受信する受信手段と、受信した前記放射線画像情報を表示する表示手段とを有する表示装置と、
を備え、前記表示装置は、作業者が装着可能に構成されることを特徴とする。

本発明によれば、放射線画像情報を取得するカセッテと、放射線画像情報の画像処理を施す画像処理装置と、画像処理された放射線画像情報を表示する表示装置との間を無線通信で送受信する構成とすることで、装置間のケーブルをなくして作業性を向上させるとともに、表示装置を作業者に装着することで、作業者が作業部位から目を離すことなく、表示された放射線画像を確認することができる。従って、作業者は、放射線画像を確認しながら手術等の作業を継続することができる。

図１は、本実施形態に係る放射線画像撮影システム１０が設置された手術室１２の説明図である。手術室１２には、放射線画像撮影システム１０に加えて、患者１４が横臥する手術台１６が配置されるとともに、医師１８が手術に使用する各種器具が載置される器具台２０が手術台１６の側部に配置される。また、手術台１６の周りには、麻酔器、吸引器、心電計、血圧計等、手術に必要な様々な機器が配置される。

放射線画像撮影システム１０は、撮影条件に従った線量からなる放射線Ｘを患者１４に照射するための撮影装置２２と、患者１４を透過した放射線Ｘを検出する放射線検出器（後述）を内蔵した放射線検出カセッテ２４と、医師１８に装着され、放射線検出器によって検出された放射線Ｘに基づく放射線画像を表示する表示装置２６と、撮影装置２２、放射線検出カセッテ２４及び表示装置２６を制御するコンソール２８とを備える。撮影装置２２、放射線検出カセッテ２４、表示装置２６及びコンソール２８間では、無線通信による信号の送受信が行われる。

撮影装置２２は、自在アーム３０に連結され、患者１４の撮影部位に応じた所望の位置に移動可能であるとともに、医師１８による手術の邪魔とならない位置に待避可能である。

表示装置２６は、例えば、医師１８の頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイ（図２）、あるいは、医師１８の腕部に装着されるアームマウントディスプレイ（図３）として構成することができる。

図４は、放射線検出カセッテ２４の内部構成図である。放射線検出カセッテ２４は、放射線Ｘを透過させる材料からなるケーシング３４を備える。ケーシング３４の内部には、放射線Ｘが照射されるケーシング３４の照射面３６側から、患者１４による放射線Ｘの散乱線を除去するグリッド３８、患者１４を透過した放射線Ｘを検出する放射線検出器４０（放射線変換パネル）、及び、放射線Ｘのバック散乱線を吸収する鉛板４２が順に配設される。なお、ケーシング３４の照射面３６をグリッド３８として構成してもよい。

また、ケーシング３４の内部には、放射線検出カセッテ２４の電源であるバッテリ４４と、バッテリ４４から供給される電力により放射線検出器４０を駆動制御するカセッテ制御部４６と、放射線検出器４０によって検出した放射線Ｘの情報を含む信号をコンソール２８との間で送受信する送受信機４８とが収容される。なお、カセッテ制御部４６及び送受信機４８には、放射線Ｘが照射されることによる損傷を回避するため、ケーシング３４の照射面３６側に鉛板等を配設しておくことが好ましい。

図５は、放射線検出器４０の回路構成ブロック図である。放射線検出器４０は、放射線Ｘを感知して電荷を発生させるアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）等の物質からなる光電変換層５１を行列状の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）５２のアレイの上に配置した構造を有し、発生した電荷を蓄積容量５３に蓄積した後、各行毎にＴＦＴ５２を順次オンにして、電荷を画像信号として読み出す。図５では、光電変換層５１及び蓄積容量５３からなる１つの画素５０と１つのＴＦＴ５２との接続関係のみを示し、その他の画素５０の構成については省略している。なお、アモルファスセレンは、高温になると構造が変化して機能が低下してしまうため、所定の温度範囲内で使用する必要がある。従って、放射線検出カセッテ２４内に放射線検出器４０を冷却する手段を配設することが好ましい。

各画素５０に接続されるＴＦＴ５２には、行方向と平行に延びるゲート線５４と、列方向と平行に延びる信号線５６とが接続される。各ゲート線５４は、ライン走査駆動部５８に接続され、各信号線５６は、読取回路を構成するマルチプレクサ６６に接続される。

ゲート線５４には、行方向に配列されたＴＦＴ５２をオンオフ制御する制御信号Ｖｏｎ、Ｖｏｆｆがライン走査駆動部５８から供給される。この場合、ライン走査駆動部５８は、ゲート線５４を切り替える複数のスイッチＳＷ１と、スイッチＳＷ１の１つを選択する選択信号を出力するアドレスデコーダ６０とを備える。アドレスデコーダ６０には、カセッテ制御部４６からアドレス信号が供給される。

また、信号線５６には、列方向に配列されたＴＦＴ５２を介して各画素５０の蓄積容量５３に保持されている電荷が流出する。この電荷は、増幅器６２によって増幅される。増幅器６２には、サンプルホールド回路６４を介してマルチプレクサ６６が接続される。マルチプレクサ６６は、信号線５６を切り替える複数のスイッチＳＷ２と、スイッチＳＷ２の１つを選択する選択信号を出力するアドレスデコーダ６８とを備える。アドレスデコーダ６８には、カセッテ制御部４６からアドレス信号が供給される。マルチプレクサ６６には、Ａ／Ｄ変換器７０が接続され、Ａ／Ｄ変換器７０によってデジタル信号に変換された放射線画像情報がカセッテ制御部４６に供給される。

図６は、撮影装置２２、放射線検出カセッテ２４、表示装置２６及びコンソール２８からなる放射線画像撮影システム１０の構成ブロック図である。なお、コンソール２８には、病院内の放射線科において取り扱われる放射線画像情報やその他の情報を統括的に管理する放射線科情報システム（ＲＩＳ）２９が接続され、また、ＲＩＳ２９には、病院内の医事情報を統括的に管理する医事情報システム（ＨＩＳ）３１が接続される。

撮影装置２２は、撮影スイッチ７２と、放射線Ｘを出力する放射線源７４と、コンソール２８から無線通信により撮影条件を受信する一方、コンソール２８に対して無線通信による撮影完了信号等を送信する送受信機７６と、撮影スイッチ７２から供給される撮影開始信号及び送受信機７６から供給される撮影条件に基づいて放射線源７４を制御する線源制御部７８とを備える。

放射線検出カセッテ２４には、放射線検出器４０、バッテリ４４、カセッテ制御部４６及び送受信機４８（送信手段）が収容される。カセッテ制御部４６は、放射線検出器４０を構成するライン走査駆動部５８のアドレスデコーダ６０及びマルチプレクサ６６のアドレスデコーダ６８に対してアドレス信号を供給するアドレス信号発生部８０と、放射線検出器４０によって検出された放射線画像情報を記憶する画像メモリ８２と、当該放射線検出カセッテ２４を特定するためのカセッテＩＤ情報を記憶するカセッテＩＤメモリ８４とを備える。送受信機４８は、コンソール２８から無線通信により送信要求信号を受信する一方、コンソール２８に対して、カセッテＩＤメモリ８４に記憶されたカセッテＩＤ情報、画像メモリ８２に記憶された放射線画像情報を無線通信により送信する。

表示装置２６は、コンソール２８から放射線画像情報を受信する受信機９０（受信手段）と、受信した放射線画像情報の表示制御を行う表示制御部９２と、表示制御部９２によって処理された放射線画像情報を表示する表示部９４（表示手段）とを備える。

コンソール２８は、撮影装置２２、放射線検出カセッテ２４及び表示装置２６に対して、放射線画像情報を含む必要な情報を無線通信により送受信する送受信機９６（受信手段、送信手段）と、撮影装置２２による撮影に必要な撮影条件を管理する撮影条件管理部９８と、放射線検出カセッテ２４から送信された放射線画像情報に対する画像処理を行う画像処理部１００（画像処理手段）と、処理した放射線画像情報を記憶する画像メモリ１０１と、撮影対象である患者１４の患者情報を管理する患者情報管理部１０２と、放射線検出カセッテ２４から送信されたカセッテ情報を管理するカセッテ情報管理部１０４とを備える。コンソール２８は、撮影装置２２、放射線検出カセッテ２４及び表示装置２６に対して無線通信による信号の送受信を行うことができるのであれば、手術室１２の外に設置してもよい。

なお、撮影条件とは、患者１４の撮影部位に対して、適切な線量からなる放射線Ｘを照射するための管電圧、管電流、照射時間等を決定するための条件であり、例えば、撮影部位、撮影方法等の条件を挙げることができる。患者情報とは、患者１４の氏名、性別、患者ＩＤ番号等、患者１４を特定するための情報である。これらの撮影条件及び患者情報を含む撮影のオーダリング情報は、コンソール２８で直接設定し、あるいは、ＲＩＳ２９を介してコンソール２８に外部から供給することができる。また、カセッテ情報とは、放射線検出カセッテ２４を特定するためのカセッテＩＤ情報である。

本実施形態の放射線画像撮影システム１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。

放射線画像撮影システム１０は、手術室１２に設置されており、例えば、医師１８による患者１４の手術中において、放射線画像の撮影が必要となった際に使用される。そのため、撮影対象である患者１４の患者情報は、撮影に先立ち、コンソール２８の患者情報管理部１０２に予め登録しておく。また、撮影部位や撮影方法が予め決まっている場合には、これらの撮影条件を撮影条件管理部９８に予め登録しておく。以上の準備作業が終了した状態において、患者１４に対する手術が実施される。

手術中において放射線画像の撮影を行う場合、医師１８又は担当する放射線技師は、患者１４と手術台１６との間の所定位置に、照射面３６を撮影装置２２側とした状態で放射線検出カセッテ２４を設置する。次いで、撮影装置２２を放射線検出カセッテ２４に対向する位置に移動させた後、撮影スイッチ７２を操作して撮影を行う。

撮影装置２２の線源制御部７８は、送受信機９６、７６を介して、コンソール２８の撮影条件管理部９８より当該患者１４の撮影部位に係る撮影条件を無線通信により取得し、取得した撮影条件に従って放射線源７４を制御することにより、所定の線量からなる放射線Ｘを患者１４に照射する。

患者１４を透過した放射線Ｘは、放射線検出カセッテ２４のグリッド３８によって散乱線が除去された後、放射線検出器４０に照射され、放射線検出器４０を構成する各画素５０の光電変換層５１によって電気信号に変換され、蓄積容量５３に電荷として保持される（図５参照）。次いで、各蓄積容量５３に保持された患者１４の放射線画像情報である電荷情報は、カセッテ制御部４６を構成するアドレス信号発生部８０からライン走査駆動部５８及びマルチプレクサ６６に供給されるアドレス信号に従って読み出される。

すなわち、ライン走査駆動部５８のアドレスデコーダ６０は、アドレス信号発生部８０から供給されるアドレス信号に従って選択信号を出力してスイッチＳＷ１の１つを選択し、対応するゲート線５４に接続されたＴＦＴ５２のゲートに制御信号Ｖｏｎを供給する。一方、マルチプレクサ６６のアドレスデコーダ６８は、アドレス信号発生部８０から供給されるアドレス信号に従って選択信号を出力してスイッチＳＷ２を順次切り替え、ライン走査駆動部５８によって選択されたゲート線５４に接続された各画素５０の蓄積容量５３に保持された電荷情報である放射線画像情報を信号線５６を介して順次読み出す。

放射線検出器４０の選択されたゲート線５４に接続された各画素５０の蓄積容量５３から読み出された放射線画像情報は、各増幅器６２によって増幅された後、各サンプルホールド回路６４によってサンプリングされ、マルチプレクサ６６を介してＡ／Ｄ変換器７０に供給され、デジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された放射線画像情報は、カセッテ制御部４６の画像メモリ８２に一旦記憶される。

同様にして、ライン走査駆動部５８のアドレスデコーダ６０は、アドレス信号発生部８０から供給されるアドレス信号に従ってスイッチＳＷ１を順次切り替え、各ゲート線５４に接続されている各画素５０の蓄積容量５３に保持された電荷情報である放射線画像情報を信号線５６を介して読み出し、マルチプレクサ６６及びＡ／Ｄ変換器７０を介してカセッテ制御部４６の画像メモリ８２に記憶させる。

次いで、画像メモリ８２に記憶された放射線画像情報は、送受信機４８を介して無線通信によりコンソール２８に送信される。

コンソール２８に送信された放射線画像情報は、送受信機９６によって受信され、画像処理部１００において所定の画像処理が施された後、患者情報管理部１０２に登録されている患者１４の患者情報と関連付けられた状態で画像メモリ１０１に記憶される。

次いで、画像処理の施された放射線画像情報は、送受信機９６から表示装置２６に送信される。受信機９０によって放射線画像情報を受信した表示装置２６は、表示制御部９２によって表示部９４を制御し、放射線画像を表示部９４に表示する。

この場合、表示装置２６が医師１８の頭部に装着されているため（図２）、医師１８は、表示部９４に表示された放射線画像を確認しながら、その視線の先にある手術部位に対する手術を継続することができる。また、表示装置２６を医師１８の腕に装着した場合においても同様に（図３）、頭部を殆ど移動させることなく、手元の表示部９４に表示された放射線画像を確認しながら、手術を継続することができる。なお、表示装置２６の設置場所としては、医師１８の頭部や腕部に限られるものではなく、医師１８に装着され、医師１８の視線が手術部位から大きく離れることのない部位であればよい。

また、本実施形態の放射線画像撮影システム１０は、放射線検出カセッテ２４とコンソール２８との間、撮影装置２２とコンソール２８との間、及び、コンソール２８と表示装置２６との間が、信号を送受信するためのケーブルによって連結されていないため、例えば、手術室１２の床面にこれらのケーブルが配設されることがなく、医師１８等の作業に支障を来すおそれがない作業環境を提供することができる。

図７は、本実施形態の放射線画像撮影システム１０の撮影装置２２、放射線検出カセッテ２４、表示装置２６及びコンソール２８を、無線ＬＡＮを構成する中継局１０６を介して接続する場合を示す。放射線画像撮影システム１０をこのように構成することにより、撮影装置２２、放射線検出カセッテ２４、表示装置２６及びコンソール２８の相互間において、より広汎な情報の送受信を行うことができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

例えば、放射線検出カセッテ２４に収容される放射線検出器４０は、入射した放射線Ｘの線量を光電変換層５１によって直接電気信号に変換するものであるが、これに代えて、入射した放射線Ｘをシンチレータによって一旦可視光に変換した後、この可視光をアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等の固体検出素子を用いて電気信号に変換するように構成した放射線検出器を用いてもよい（特許第３４９４６８３号公報参照）。

また、光変換方式の放射線検出器を利用して放射線画像情報を取得することもできる。この光変換方式の放射線検出器では、マトリクス状に配列された各固体検出素子に放射線が入射すると、その線量に応じた静電潜像が固体検出素子に蓄積記録される。静電潜像を読み取る際には、放射線検出器に読取光を照射し、発生した電流の値を放射線画像情報として取得する。なお、放射線検出器は、消去光を放射線検出器に照射することで、残存する静電潜像である放射線画像情報を消去して再使用することができる（特開２０００−１０５２９７号公報参照）。

本実施形態の放射線画像撮影システムが設置された手術室の説明図である。 表示装置を医師の頭部に装着した状態の説明図である。 表示装置を医師の腕部に装着した状態の説明図である。 放射線検出カセッテの内部構成図である。 放射線検出器の回路構成ブロック図である。 放射線画像撮影システムの構成ブロック図である。 他の実施形態に係る放射線画像撮影システムのブロック図である。

符号の説明

１０…放射線画像撮影システム
１２…手術室
１４…患者
１６…手術台
２２…撮影装置
２４…放射線検出カセッテ
２６…表示装置
２８…コンソール
２９…ＲＩＳ
３１…ＨＩＳ
４０…放射線検出器
４４…バッテリ
４６…カセッテ制御部
４８、７６、９６…送受信機
５０…画素
７４…放射線源
８２、１０１…画像メモリ
８４…カセッテＩＤメモリ
９０…受信機
９４…表示部
９８…撮影条件管理部
１００…画像処理部
１０２…患者情報管理部
１０４…カセッテ情報管理部
１０６…中継局

Claims (5)

1. 被写体を透過した放射線を検出し、放射線画像情報に変換する放射線変換パネルと、前記放射線画像情報を無線通信によって外部に送信する送信手段と、前記放射線変換パネル及び前記送信手段を駆動する電力を供給するバッテリとを有するカセッテと、
   前記カセッテから送信される前記放射線画像情報を受信する受信手段と、前記放射線画像情報に対して画像処理を施す画像処理手段と、画像処理された前記放射線画像情報を無線通信によって外部に送信する送信手段とを有する画像処理装置と、
   前記画像処理装置から送信される画像処理された前記放射線画像情報を受信する受信手段と、受信した前記放射線画像情報を表示する表示手段とを有する表示装置と、
   を備え、前記表示装置は、作業者が装着可能に構成されることを特徴とする放射線画像撮影システム。
2. 請求項１記載のシステムにおいて、
   前記表示装置は、前記作業者の頭部に装着されることを特徴とする放射線画像撮影システム。
3. 請求項１記載のシステムにおいて、
   前記表示装置は、前記作業者の腕部に装着されることを特徴とする放射線画像撮影システム。
4. 請求項１記載のシステムにおいて、
   前記カセッテ及び前記表示装置は、手術室に配置されることを特徴とする放射線画像撮影システム。
5. 請求項１記載のシステムにおいて、
   前記カセッテ、前記画像処理装置及び前記表示装置間での通信は、中継局を介した無線ＬＡＮによって行われることを特徴とする放射線画像撮影システム。

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