JP2010082186A - 撮影制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照射される放射線を放射線画像撮影装置で効率良く放射線画像に変換させることにより、良好な放射線画像を得ることができる撮影制御装置を提供する。
【解決手段】電子カセッテ３２の放射線画像への変換特性を示す特性情報をＨＤＤ１１０に記憶しておき、記憶された特性情報に基づいて、放射線画像の撮影の際に照射される線量の放射線が電子カセッテ３２で効率良く放射線画像に変換される曝射条件を決定し、決定された曝射条件で放射線源１３０から電子カセッテ３２に対して放射線を照射されるように制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、撮影制御装置に関する。

近年、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス基板上に放射線感応層を配置し、放射線を直接デジタルデータに変換できるＦＰＤ（Flat Panel Detector）が実用化されており、このＦＰＤ等を用いて照射された放射線により表わされる放射線画像を示す画像情報を生成し、生成した画像情報を記憶する可搬型放射線画像撮影装置（以下、「電子カセッテ」ともいう。）が実用化されている。

この電子カセッテは、可搬性を有するため、ストレッチャーやベッドに載せたまま患者を撮影することもでき、電子カセッテの位置を変更することにより撮影箇所を調整することができるため、動けない患者に対しても柔軟に対処することができる。

ところで、電子カセッテに内蔵されるＦＰＤ等の放射線検出器は、放射線を変換する方式として、放射線をシンチレータで光に変換した後にフォトダイオードなどの半導体層で電荷に変換する間接変換方式や、放射線をアモルファスシリコン等の半導体層で電荷に変換する直接変換方式などがあり、また各方式でも半導体層に使用可能な材料が種々ある。

このため、電子カセッテは、同じ管電圧や照射時間で放射線を照射しても変換される電荷量が違い、また、例えば管電圧や照射時間を増加させても電荷への変換が飽和してしまう場合もあるため、種類によって放射線画像への変換特性が異なる。

特性の変化に応じて補正を行なう技術として、特許文献１には、ターゲットと放射線検出素子間の距離に応じた放射線の減衰特性等や被写体厚さに応じて管電圧や照射時間などの曝射条件を変更する技術が開示されている。

また、特許文献２には、イメージングプレートなどの放射線像変換パネルの種類に応じて画像読み出し時に放射線像変換パネルに照射される励起光のパワーを変更する技術が開示されている。
特開２００７−２２２４４７号公報 特開２００４−１９８７８７号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２の技術は、電子カセッテの種類によって放射線画像への変換特性が異なる点を考慮しておらす、照射された放射線を十分に変換できず、良好な放射線画像を得ることができない場合がある。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、照射される放射線を放射線画像撮影装置で効率良く放射線画像に変換させることにより、良好な放射線画像を得ることができる撮影制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明の撮影制御装置は、放射線を吸収して電荷を発生するセンサ部を有し、放射線が照射されて前記センサ部に発生した電荷量に基づいて当該放射線により表わされる放射線画像を示す画像情報を生成する放射線画像撮影装置の放射線画像への変換特性を示す特性情報を予め記憶した記憶手段と、放射線画像の撮影の際に前記放射線画像撮影装置に対して放射線源から照射される放射線の線量を示す線量情報を取得する取得手段と、前記記憶手段に記憶された特性情報に基づき、前記取得手段により取得された線量情報により示される線量の放射線が前記放射線画像撮影装置で効率良く放射線画像に変換される曝射条件を決定する曝射条件決定手段と、前記曝射条件決定手段により決定された曝射条件で前記放射線源から前記放射線画像撮影装置に対して放射線が照射されるように制御する制御手段と、を備えている。

請求項１に記載の発明によれば、放射線を吸収して電荷を発生するセンサ部を有し、放射線が照射されて前記センサ部に発生した電荷量に基づいて当該放射線により表わされる放射線画像を示す画像情報を生成する放射線画像撮影装置の放射線画像への変換特性を示す特性情報が、記憶手段に予め記憶されており、また、取得手段により、放射線画像の撮影の際に放射線画像撮影装置に対して放射線源から照射される放射線の線量を示す線量情報が取得される。

そして、本発明では、曝射条件決定手段により、記憶手段に記憶された特性情報に基づき、取得手段により取得された線量情報により示される線量の放射線が放射線画像撮影装置で効率良く放射線画像に変換される曝射条件が決定され、制御手段により、曝射条件決定手段により決定された曝射条件で放射線源から放射線画像撮影装置に対して放射線が照射されるように制御される。

このように、請求項１に記載の発明によれば、放射線画像撮影装置の放射線に対する変換特性を示す特性情報を予め記憶しておき、記憶された特性情報に基づいて、放射線画像の撮影の際に照射される線量の放射線が放射線画像撮影装置で効率良く放射線画像に変換される曝射条件を決定し、決定された曝射条件で放射線源から放射線画像撮影装置に対して放射線を照射されるように制御するので、照射される放射線を放射線画像撮影装置で効率良く放射線画像に変換させることができるため、良好な放射線画像を得ることができる。

なお、本発明の曝射条件決定手段は、請求項２に記載の発明のように、放射線が前記放射線画像撮影装置で最も効率良く放射線画像に変換される曝射条件を決定してもよい。

また、本発明は、請求項３に記載の発明のように、前記特性情報を、前記放射線源に供給される管電流に応じた前記放射線画像撮影装置により放射線画像へ変換される放射線の線量の変化を示す管電流変換特性情報、及び放射線の照射時間に応じた前記放射線画像撮影装置により放射線画像へ変換される放射線の線量の変化を示す照射時間変換特性情報としてもよい。

また、本発明の前記曝射条件決定手段は、請求項４に記載の発明のように、前記管電流変換特性情報に基づいて管電流に応じた前記放射線画像撮影装置の放射線の変換率を示す関数ｆ１を求めると共に、前記照射時間変換特性情報に基づいて照射時間に応じた前記放射線画像撮影装置の放射線の変換率を示す関数ｆ２を求め、前記関数ｆ１と前記関数ｆ２を乗算して得られる管電流Ｘと照射時間Ｙと変換率Ｚを軸とする３次元空間上の関数Ｆにおいて、管電流と照射時間の乗算値が前記取得手段により取得された線量情報により示される線量となり且つ変換率が最も高くなる管電流と照射時間の組合わせを最も効率良く放射線画像に変換される曝射条件と決定してもよい。

また、本発明は、請求項５に記載の発明のように、予め定められた曝射条件で前記放射線源から放射線を照射させて放射線画像撮影装置により生成された画像情報に基づいて前記放射線源に供給される管電流に応じた前記放射線画像撮影装置による放射線の放射線画像への変換量及び放射線の照射時間に応じた前記放射線画像撮影装置による放射線の放射線画像への変換量を求め、前記特性情報を生成する生成手段をさらに備え、前記記憶手段が、前記生成手段により生成された前記特性情報を記憶してもよい。

本発明によれば、放射線画像撮影装置の放射線に対する変換特性を示す特性情報を予め記憶しておき、記憶された特性情報に基づいて、放射線画像の撮影の際に照射される線量の放射線が放射線画像撮影装置で効率良く放射線画像に変換される曝射条件を決定し、決定された曝射条件で放射線源から放射線画像撮影装置に対して放射線を照射されるように制御するので、照射される放射線を放射線画像撮影装置で効率良く放射線画像に変換させることができるため、良好な放射線画像を得ることができる、という効果が得られる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

先ず、実施の形態に係る放射線情報システム１０の構成について説明する。

図１には、本実施の形態に係る放射線情報システム１０{以下、「ＲＩＳ１０」（ＲＩＳ：Radiology Information System）とも称する。）の各構成要素を示すブロック図が示されている。

ＲＩＳ１０は、放射線科部門内における、診療予約、診断記録等の情報管理を行うためのシステムであり、病院情報システム（ＨＩＳ：Hospital Information System）の一部を構成する。

ＲＩＳ１０は、複数台の撮影依頼端末装置１２（以下、「端末装置１２」とも称する。）、ＲＩＳサーバ１４、病院内の個々の放射線撮影室（或いは手術室）に設置された放射線画像撮影システム１８が、有線又は無線のＬＡＮ(Local Area Network)から成る病院内ネットワーク１６に各々接続されて構成されている。なお、ＲＩＳ１０は同じ病院内に設けられた病院情報システム(ＨＩＳ：Hospital Information System)の一部を構成しており、病院内ネットワーク１６にはＨＩＳ全体を管理するＨＩＳサーバ（図示省略）も接続されている。

端末装置１２は、医師や放射線技師が、診断情報や施設予約の入力・閲覧をするためのものであり、放射線画像の撮影依頼（撮影予約）もこの端末装置１２からなされる。各端末装置１２は、表示装置付きのパーソナルコンピュータから構成され、ＲＩＳサーバ１４と病院内ネットワーク１６により接続されて相互通信が可能となっている。

ＲＩＳサーバ１４は、各端末装置１２からの撮影依頼を受け付け、撮影システム１８における放射線画像の撮影スケジュールを管理するものであり、データベース１４Ａを含んで構成されている。

データベース１４Ａは、患者の属性情報（氏名、性別、生年月日、年齢、血液、患者ＩＤ等）、病歴、受診歴、過去に撮影した放射線画像等、患者に関する情報、撮影システム１８の電子カセッテ３２の識別番号、型式、サイズ、感度、使用可能な撮影部位（対応可能な撮影依頼の内容）、使用開始年月日、使用回数等、電子カセッテ３２に関する情報、及び電子カセッテ３２を用いて放射線画像を撮影する環境、すなわち、電子カセッテ３２を使用する環境（一例として、手術室や放射線画像の撮影専用に設置された撮影室など）を示す環境情報を含んで構成されている。

撮影システム１８は、ＲＩＳサーバ１４からの指示に応じて医師や放射線技師の操作により放射線画像の撮影を行う。撮影システム１８は、放射線源１３０（図２、図３参照。）から曝射条件に従った線量からなる放射線Ｘを被写体に照射する放射線発生装置３４と、患者を透過した放射線Ｘを吸収して電荷を発生し、発生した電荷量に基づいて放射線画像を示す画像情報を生成する放射線検出器６０（図３参照。）を内蔵する電子カセッテ３２と、電子カセッテ３２に内蔵されるバッテリを充電するクレードル４０と、電子カセッテ３２、放射線発生装置３４、及びクレードル４０を制御するコンソール４２と、を備える。

図２には、本実施の形態に係る撮影システム１８を放射線撮影室４４に配置した様子の一例が示されている。

同図に示すように、放射線撮影室４４には、立位での放射線撮影を行う際に電子カセッテ３２を保持するためのラック４５と、臥位での放射線撮影を行う際に患者が横臥するためのベッド４６が設置されており、ラック４５の前方空間は立位での放射線撮影を行う際の患者の撮影位置４８とされ、ベッド４６の上方空間は臥位での放射線撮影を行う際の患者の撮影位置５０とされている。

放射線撮影室４４には、単一の放射線源１３０からの放射線によって立位での放射線撮影も臥位での放射線撮影も可能とするために、放射線源１３０を、水平な軸回り（図２の矢印Ａ方向）に回動可能で、鉛直方向（図２の矢印Ｂ方向）に移動可能で、かつ水平方向（図２の矢印Ｃ方向）に移動可能に支持する支持移動機構５２が設けられている。支持移動機構５２は、放射線源１３０を水平な軸回りに回動させる駆動源と、放射線源１３０を鉛直方向に移動させる駆動源と、放射線源１３０を水平方向に移動させる駆動源を各々備えている（何れも図示省略）。

クレードル４０には、電子カセッテ３２を収納可能な収容部４０Ａが形成されている。

電子カセッテ３２は、待機時、クレードル４０の収容部４０Ａに収納され、内蔵されるバッテリに充電が行われ、放射線画像の撮影時、放射線技師によってクレードル４０から取り出され、撮影姿勢が立位であればラック４５に保持される位置４９へ移動・位置決めされ、撮影姿勢が臥位であればベッド４６上の位置５１へ移動・位置決めされる。

本実施の形態に係る撮影システム１８では、放射線発生装置３４とコンソール４２とをそれぞれケーブルで接続して有線通信によって各種情報の送受信を行うが、図２では、各機器間を接続するケーブルを省略している。また、電子カセッテ３２とコンソール４２との間は、無線通信によって各種情報の送受信を行う。

なお、電子カセッテ３２は、放射線撮影室４４で使用される場合に限られるものではなく、例えば、検診や病院内での回診にも適用することができる。

図３には、本実施の形態に係る電子カセッテ３２の内部構成が示されている。

同図に示すように、電子カセッテ３２は、放射線Ｘを透過させる材料からなる筐体５４を備えており、防水性、密閉性を有する構造とされている。電子カセッテ３２は、手術室等で使用されるとき、血液やその他の雑菌が付着するおそれがある。そこで、電子カセッテ３２を防水性、密閉性を有する構造として、必要に応じて殺菌洗浄することにより、１つの電子カセッテ３２を繰り返し続けて使用することができる。

筐体５４の内部には、放射線Ｘが照射される筐体５４の照射面５６側から、患者による放射線Ｘの散乱線を除去するグリッド５８、患者を透過した放射線Ｘを検出する放射線検出器６０、及び、放射線Ｘのバック散乱線を吸収する鉛板６２が順に配設される。なお、筐体５４の照射面５６をグリッド５８として構成してもよい。

また、筐体５４の内部の一端側には、マイクロコンピュータを含む電子回路及び充電可能な二次電池を収容するケース３１が配置されている。放射線検出器６０及び電子回路は、ケース３１に配置された二次電池から供給される電力によって作動する。ケース３１内部に収容された各種回路が放射線Ｘの照射に伴って損傷することを回避するため、ケース３１の照射面２２側には鉛板等を配設しておくことが望ましい。

図４には、本実施の形態に係る放射線画像撮影システム１８の詳細な構成を示すブロック図が示されている。

放射線発生装置３４には、コンソール４２と通信を行うための接続端子３４Ａが設けられている。コンソール４２には、放射線発生装置３４と通信を行うための接続端子４２Ａが設けられている。

電子カセッテ３２に内蔵された放射線検出器６０は、ＴＦＴアクティブマトリクス基板６６上に、放射線Ｘを吸収し、電荷に変換する光電変換層が積層されて構成されている。光電変換層は例えばセレンを主成分（例えば含有率５０％以上）とする非晶質のａ−Ｓｅ（アモルファスセレン）から成り、放射線Ｘが照射されると、照射された放射線量に応じた電荷量の電荷（電子−正孔の対）を内部で発生することで、照射された放射線Ｘを電荷へ変換する。なお、放射線検出器６０は、アモルファスセレンのような放射線Ｘを直接的に電荷に変換する放射線-電荷変換材料の代わりに、蛍光体材料と光電変換素子（フォトダイオード）を用いて間接的に電荷に変換してもよい。蛍光体材料としては、ガドリニウム硫酸化物（ＧＯＳ）やヨウ化セシウム（ＣｓＩ）が良く知られている。この場合、蛍光材料によって放射線Ｘ−光変換を行い、光電変換素子のフォトダイオードによって光−電荷変換を行なう。

また、ＴＦＴアクティブマトリクス基板６６上には、光電変換層で発生された電荷を蓄積する蓄積容量６８と、蓄積容量６８に蓄積された電荷を読み出すためのＴＦＴ７０を備えた画素部７４（図４では個々の画素部７４に対応する光電変換層を光電変換部７２として模式的に示している）がマトリクス状に多数個配置されており、電子カセッテ３２への放射線Ｘの照射に伴って光電変換層で発生された電荷は、個々の画素部７４の蓄積容量６８に蓄積される。これにより、電子カセッテ３２に照射された放射線Ｘに担持されていた画像情報は電荷情報へ変換されて放射線検出器６０に保持される。

また、ＴＦＴアクティブマトリクス基板６６には、一定方向（行方向）に延設され個々の画素部７４のＴＦＴ７０をオンオフさせるための複数本のゲート配線７６と、ゲート配線７６と直交する方向（列方向）に延設されオンされたＴＦＴ７０を介して蓄積容量６８から蓄積電荷を読み出すための複数本のデータ配線７８が設けられている。個々のゲート配線７６はゲート線ドライバ８０に接続されており、個々のデータ配線７８は信号処理部８２に接続されている。個々の画素部７４の蓄積容量６８に電荷が蓄積されると、個々の画素部７４のＴＦＴ７０は、ゲート線ドライバ８０からゲート配線７６を介して供給される信号により行単位で順にオンされ、ＴＦＴ７０がオンされた画素部７４の蓄積容量６８に蓄積されている電荷は、電荷信号としてデータ配線７８を伝送されて信号処理部８２に入力される。従って、個々の画素部７４の蓄積容量６８に蓄積されている電荷は行単位で順に読み出される。

図５には、本実施の形態に係る放射線検出器６０の１画素部分に注目した等価回路図が示されている。

同図に示すように、ＴＦＴ７０のソースは、データ配線７８に接続されており、このデータ配線７８は、信号処理部８２に接続されている。また、ＴＦＴ７０のドレインは蓄積容量６８及び光電変換部７２に接続され、ＴＦＴ７０のゲートはゲート配線７６に接続されている。

信号処理部８２は、個々のデータ配線７８毎にサンプルホールド回路８４を備えている。個々のデータ配線７８を伝送された電荷信号はサンプルホールド回路８４に保持される。サンプルホールド回路８４はオペアンプ８４Ａとコンデンサ８４Ｂを含んで構成され、電荷信号をアナログ電圧に変換する。また、サンプルホールド回路８４にはコンデンサ８４Ｂの両電極をショートさせ、コンデンサ８４Ｂに蓄積された電荷を放電させるリセット回路としてスイッチ８４Ｃが設けられている。

サンプルホールド回路８４の出力側にはマルチプレクサ８６、電圧増幅器８７、Ａ／Ｄ変換器８８が順に接続されている。個々のサンプルホールド回路に保持された電荷信号はアナログ電圧に変換されてマルチプレクサ８６に順に（シリアルに）入力され、電圧増幅器８７で電圧が増幅されたの後に、Ａ／Ｄ変換器８８によってデジタルの画像情報へ変換される。

信号処理部８２には画像メモリ９０が接続されている（図４参照。）。信号処理部８２のＡ／Ｄ変換器８８から出力された画像情報は画像メモリ９０に順に記憶される。画像メモリ９０は放射線画像を示す画像情報を所定枚数分記憶可能な記憶容量を有しており、１ラインずつ電荷の読み出しが行われる毎に、読み出された１ライン分の画像情報が画像メモリ９０に順次記憶される。

画像メモリ９０は電子カセッテ３２全体の動作を制御するカセッテ制御部９２と接続されている。カセッテ制御部９２はマイクロコンピュータによって実現されており、ＣＰＵ９２Ａ、ＲＯＭ及びＲＡＭを含むメモリ９２Ｂ、ＨＤＤやフラッシュメモリ等から成る不揮発性の記憶部９２Ｃを備えている。電子カセッテ３２には、例えば、型式等の電子カセッテ３２の種類を示す情報が付されており、記憶部９２Ｃには、電子カセッテ３２の種類を示す情報として型式が記憶されている。

このカセッテ制御部９２には無線通信部９４が接続されている。この無線通信部９４は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａ／ｂ／ｇ等に代表される無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に対応しており、無線通信による外部機器との間で各種情報の伝送を制御する。カセッテ制御部９２は、無線通信部９４を介してコンソール４２と無線通信が可能とされており、コンソール４２との間で各種情報の送受信が可能とされている。カセッテ制御部９２は、コンソール４２から受信される後述する曝射条件を記憶し、曝射条件に基づいて電荷の読み出しを開始する。

また、電子カセッテ３２には電源部９６が設けられており、上述した各種回路や各素子(ゲート線ドライバ８０、信号処理部８２、画像メモリ９０、無線通信部９４、やカセッテ制御部９２として機能するマイクロコンピュータ)は、電源部９６から供給された電力によって作動する。電源部９６は、電子カセッテ３２の可搬性を損なわないように、バッテリ（充電可能な二次電池）を内蔵しており、充電されたバッテリから各種回路・素子へ電力を供給する。

一方、コンソール４２は、サーバ・コンピュータとして構成されており、操作メニューや撮影された放射線画像等を表示するディスプレイ１００と、複数のキーを含んで構成され、各種の情報や操作指示が入力される操作パネル１０２と、を備えている。

また、本実施の形態に係るコンソール４２は、装置全体の動作を司るＣＰＵ１０４と、制御プログラムを含む各種プログラム等が予め記憶されたＲＯＭ１０６と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ１０８と、各種データを記憶して保持するＨＤＤ１１０と、ディスプレイ１００への各種情報の表示を制御するディスプレイドライバ１１２と、操作パネル１０２に対する操作状態を検出する操作入力検出部１１４と、接続端子４２Ａに接続され、接続端子４２Ａ及び通信ケーブル３５を介して放射線発生装置３４との間で後述する曝射条件や姿勢情報、放射線発生装置３４の状態情報等の各種情報の送受信を行う通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１１６と、電子カセッテ３２との間で無線通信により曝射条件や画像情報等の各種情報の送受信を行う無線通信部１１８と、を備えている。

ＣＰＵ１０４、ＲＯＭ１０６、ＲＡＭ１０８、ＨＤＤ１１０、ディスプレイドライバ１１２、操作入力検出部１１４、通信Ｉ／Ｆ部１１６、及び無線通信部１１８は、システムバスＢＵＳを介して相互に接続されている。従って、ＣＰＵ１０４は、ＲＯＭ１０６、ＲＡＭ１０８、ＨＤＤ１１０へのアクセスを行うことができると共に、ディスプレイドライバ１１２を介したディスプレイ１００への各種情報の表示の制御、通信Ｉ／Ｆ部１１６を介した放射線発生装置３４との各種情報の送受信の制御、及び無線通信部１１８を介した電子カセッテ３２との各種情報の送受信の制御、を行うことができる。また、ＣＰＵ１０４は、操作入力検出部１１４を介して操作パネル１０２に対するユーザの操作状態を把握することができる。

一方、放射線発生装置３４は、放射線Ｘを出力する放射線源１３０と、コンソール４２との間で曝射条件や姿勢情報、放射線発生装置３４の状態情報等の各種情報を送受信する通信Ｉ／Ｆ部１３２と、受信した曝射条件に基づいて放射線源１３０を制御する線源制御部１３４と、支持移動機構５２に備えられた各駆動源への電力供給を制御することにより支持移動機構５２の動作を制御する線源駆動制御部１３６と、を備えている。

線源制御部１３４もマイクロコンピュータによって実現されており、受信した曝射条件や姿勢情報を記憶する。このコンソール４２から受信する曝射条件には管電圧、管電流、照射期間等の情報が含まれており、姿勢情報には撮影姿勢が立位か臥位かを表す情報が含まれている。線源制御部１３４は、受信した姿勢情報で指定された撮影姿勢が立位であれば、線源駆動制御部１３６を介して放射線源１３０が立位撮影用の位置５３Ａ（図２参照、射出した放射線が撮影位置４８に位置している患者に側方から照射される位置）に位置するように支持移動機構５２を制御し、受信した姿勢情報で指定された撮影姿勢が臥位であれば、線源駆動制御部１３６を介して放射線源１３０が臥位撮影用の位置５３Ｂ（図２参照、射出した放射線が撮影位置５０に位置している患者に上方から照射される位置）に位置するように支持移動機構５２を制御し、受信した曝射条件に基づいて放射線源１３０から放射線Ｘを照射させる。

次に、本実施の形態に係る撮影システム１８の作用について説明する。

撮影システム１８では、無線の設定を行なうことにより、様々な種類の電子カセッテ３２をコンソール４２と接続して使用することが可能とされている。

電子カセッテ３２は、コンソール４２と無線通信が可能となると、記憶部９２Ｃに記憶された電子カセッテ３２の型式を電子カセッテ３２の種類を示す情報として無線通信によりコンソール４２へ送信する。

コンソール４２では、電子カセッテ３２から受信された種類を示す情報を現在接続中の電子カセッテ３２の種類を示す情報としてＨＤＤ１１０に記憶する。

ところで、電子カセッテ３２は、内蔵された放射線検出器６０の変換方式や光電変換部７２に使用される材料等のによって放射線画像への変換特性が異なり、また、信号処理部８２等でのデジタルの画像情報への変換においてダイナミックレンジを越えてしまう現象や回路破壊を防ぐために故意に飽和させるケースがあり、電子カセッテ３２の種類によって適切な曝射条件が異なる。

図９にはダイナミックレンジを越えてしまう現象を説明するための説明図が示されている。なお、図９（Ａ）は照射される放射線の線量［ｍＲ］と信号処理部８２等で変換されたデジタルデータの関係を示しており、図９（Ｂ）は放射線検出器６０の１画素部分に注目した等価回路図である。図９（Ｂ）ではマルチプレクサ８６は省略されている。

図９（Ａ）に示すように、照射された放射線の線量が大きなって、デジタルデータがサンプルホールド回路８４や、電圧増幅器８７、Ａ／Ｄ変換器８８など各々のダイナミックレンジ上限Ｙを超えた場合、デジタルデータがそこで飽和して、線量Ｘより大きい線量分は検出できなくなる。

一方、図１０には回路破壊を防ぐために故意に飽和させるケースを説明するための説明図が示されている。なお、図１０（Ａ）は照射される放射線の線量［ｍＲ］と画素部７４の画素電圧［Ｖ］の関係を示しており、図１０（Ｂ）は放射線検出器６０の１画素部分に注目した等価回路図である。図１０（Ｂ）ではマルチプレクサ８６以降は省略されている。

例えば、光電変換層にＳｅを用いて放射線を直接的に電荷に変換する直接変換型のＦＰＤなどの光電変換部７２に印加されるバイアス電圧の大きい放射線検出器６０では、多くの線量の放射線が照射されて画素電圧が周辺回路（ＴＦＴ７０のゲート電極、サンプルホールド回路８４）の耐圧を超えると破壊をもたらすおそれがある。このため、図１０（Ａ）に示すように、例えば画素電圧がＹとなった際にデータ配線７８に破線に示すように意図的に電荷をリークさせて、破壊防止を行うことがある。これにより、照射された放射線の線量がＸ以上であっても、デジタルデータがそこで飽和して、線量Ｘより大きい線量分は検出できなくなる。

このため、コンソール４２は、電子カセッテ３２の種類毎に電子カセッテ３２の放射線画像への変換特性を示す特性情報を予めＨＤＤ１１０に記憶している。

また、撮影システム１８では、胸部や腕部など撮影対象とする部位に応じて放射線源１３０の管電圧を変えて放射線源１３０から出力される放射線Ｘの質を変えて放射線画像の撮影が行なわれる。このため、本実施の形態では、電子カセッテ３２の放射線画像への変換特性を示す特性情報として、撮影で用いられる所定の管電圧毎に、放射線源１３０に供給される管電流に応じた電子カセッテ３２により放射線画像への変換される放射線の線量の変化を示す管電流変換特性情報、及び放射線の照射時間に応じた電子カセッテ３２により放射線画像への変換される放射線の線量の変化を示す照射時間変換特性情報をＨＤＤ１１０に記憶している。

図６（Ａ）には、管電流変換特性情報の一例が示されており、図６（Ｂ）には、照射時間変換特性情報の一例が示されている。

図６（Ａ）に示す管電流変換特性情報は、撮影に用いる所定の管電圧及び予め定めた照射時間で、供給する管電流を変えて放射線源１３０から放射線を照射させて電子カセッテ３２により放射線画像の撮影を行い、撮影によって得られた画像情報に基づいて図６（Ｃ）に示す管電流に応じた電子カセッテ３２による放射線の放射線画像への変換量を求め、放射線源１３０から照射された放射線の線量に対する変換量の割合を求めることにより得ることができる。

また、図６（Ｂ）に示す照射時間変換特性情報も、撮影に用いる所定の管電圧及び予め定めた管電流で、照射時間を変えて放射線源１３０から放射線を照射させて電子カセッテ３２により放射線画像の撮影を行い、撮影によって得られた画像情報に基づいて図６（Ｄ）に示す照射時間に応じた電子カセッテ３２による放射線の放射線画像への変換量を求め、放射線源１３０から照射された放射線の線量に対する変換量の割合を求めることにより得ることができる。

放射線画像の撮影する場合、端末装置１２（図１参照。）は、医師又は放射線技師からの、環境情報を含む撮影依頼を受け付ける。当該撮影依頼では、電子カセッテ３２を使用する環境、撮影の日時、撮影対象とする部位、撮影姿勢、管電圧及び照射する放射線の線量が指定される。

端末装置１２は、受け付けた撮影依頼の内容をＲＩＳサーバ１４に通知する。ＲＩＳサーバ１４は、端末装置１２から通知された撮影依頼の内容をデータベース１４Ａに記憶する。

コンソール４２は、ＲＩＳサーバ１４にアクセスすることにより、ＲＩＳサーバ１４から撮影依頼の内容及びこれに関連付けられた環境情報を取得し、撮影依頼の内容をディスプレイ１００に表示する。

また、コンソール４２は、これから行う放射線撮影における撮影姿勢を示す姿勢情報を放射線発生装置３４へ送信する。これにより、放射線発生装置３４の線源制御部１３４は、受信した姿勢情報で指定された撮影姿勢に応じた位置に放射線源１３０が位置するように線源駆動制御部１３６を制御する。

医師や放射線技師がディスプレイ１００に表示された撮影依頼の内容に基づいて放射線画像の撮影を開始する。

例えば、図２に示すように、ベッド４６上に横臥した患者の患部の放射線画像の撮影を行う場合、医師や放射線技師は、撮影の部位、角度に応じてベッド４６と患者の患部との間に電子カセッテ３２を配置すると共に、患部上方に放射線発生装置３４を配置する。また、医師や放射線技師は、患者の撮影部位や撮影条件に応じてコンソール４２の操作パネル１０２に対して放射線Ｘを照射する際の管電圧及び線量を指定する曝射条件指定操作を行う。

コンソール４２は、曝射条件指定操作が行なわれると、指定された管電圧及び線量に従って電子カセッテ３２で放射線が効率良く放射線画像に変換される曝射条件を決定する曝射条件決定処理が行なわれる。

図７にはＣＰＵ１０４により実行される曝射条件決定処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートが示されている。なお、当該プログラムはＲＯＭ１０６又はＨＤＤ１１０の所定の領域に予め記憶されている。

同図のステップ２００では、ＨＤＤ１１０に記憶された現在接続中の電子カセッテ３２の種類を示す情報を読み出し、当該種類に対応する特性情報の中から指定された管電圧に対応する管電流変換特性情報及び照射時間変換特性情報をＨＤＤ１１０から読み出す。

次のステップ２０２では、読み出した管電流変換特性情報に基づいて管電流に応じた電子カセッテ３２の放射線の変換率を示す関数ｆ１を求めると共に、読み出した照射時間変換特性情報に基づいて照射時間に応じた電子カセッテ３２の放射線の変換率を示す関数ｆ２を求める。

次のステップ２０４では、上記ステップ２０２で求めた関数ｆ１と関数ｆ２を乗算し、乗算によって得られる図８に示す管電流Ｘと照射時間Ｙと変換率Ｚを軸とする３次元空間上の関数Ｆにおいて、管電流Ｘと照射時間Ｙの乗算値が撮影条件で指定された線量Ａ（Ｘ×Ｙ＝Ａ）となり且つ変換率が最も高くなる管電流と照射時間の組合わせを電子カセッテ３２で放射線が効率良く放射線画像に変換される曝射条件と決定し、処理終了となる。

コンソール４２は、決定された管電流及び照射時間と管電圧とを曝射条件として放射線発生装置３４及び電子カセッテ３２へ送信する。

医師や放射線技師は、放射線発生装置３４の撮影準備が完了すると、コンソール４２の操作パネル１０２に対して撮影を指示する撮影指示操作を行う。コンソール４２は、操作パネル１０２に対して撮影指示操作が行なわれると、曝射開始を指示する指示情報を放射線発生装置３４及び電子カセッテ３２へ送信する。これにより、放射線源１３０は、放射線発生装置３４がコンソール４２から受信した曝射条件に応じた線量の放射線が発生・射出する。

放射線源１３０から照射された放射線Ｘは、患者を透過した後に電子カセッテ３２に到達する。これにより、電子カセッテ３２に内蔵された放射線検出器６０の各画素部７４の蓄積容量６８には電荷が蓄積される。

電子カセッテ３２のカセッテ制御部９２は、曝射開始を指示する指示情報を受信してから曝射条件で指定された照射期間の経過後にゲート線ドライバ８０を制御してゲート線ドライバ８０から１ラインずつ順に各ゲート配線７６にＯＮ信号を出力させ、各ゲート配線７６に接続された各ＴＦＴ７０を１ラインずつ順にＯＮさせる。放射線検出器６０は、各ゲート配線７６に接続された各ＴＦＴ７０を１ラインずつ順にＯＮされると、１ラインずつ順に各蓄積容量６８に蓄積された電荷が電荷信号として各データ配線７８に流れ出す。各データ配線７８に流れ出した電荷信号は個々のサンプルホールド回路８４に入力されて電圧信号に変換され、変換された電圧信号がマルチプレクサに順に（シリアルに）入力され、Ａ／Ｄ変換器によってデジタルの画像情報へ変換されて、画像メモリ９０に記憶される。カセッテ制御部９２は、画像メモリ９０に記憶された画像情報を無線通信によりコンソール４２へ送信する。

コンソール４２は、受信した画像情報に対してシェーディング補正などの各種の補正する画像処理を行ない、補正後の画像情報をＨＤＤ１１０に記憶する。ＨＤＤ１１０に記憶された画像情報は、撮影した放射線画像の確認等のためにディスプレイ１００に表示されると共に、ＲＩＳサーバ１４に転送されてＲＩＳデータベースにも格納される。これにより、撮影された放射線画像を端末装置１２のディスプレイに表示させ、医師が放射線画像の読影や診断等を行うことが可能となる。

以上のように、本実施の形態によれば、電子カセッテ３２の放射線画像への変換特性を示す特性情報をＨＤＤ１１０に記憶しておき、記憶された特性情報に基づいて、放射線画像の撮影の際に照射される線量の放射線が電子カセッテ３２で効率良く放射線画像に変換される曝射条件を決定し、決定された曝射条件で放射線源１３０から電子カセッテ３２に対して放射線を照射されるように制御するので、照射される放射線を電子カセッテ３２で
効率良く変換させることができるため、良好な放射線画像を得ることができる。

ところで、電子カセッテ３２は、放射線検出器６０等の放射線画像への変換特性が経時的に変化する場合がある。このため、本実施の形態に係る撮影システム１８では、例えば、所定の期間毎に、キャリブレーションの実施を促す警告をディスプレイ１００に表示させて、電子カセッテ３２と放射線源１３０を例えば立位で距離（所謂、ＳＩＤ）を所定の撮影距離とし、撮影に用いる各管電圧で照射時間や管電流を変えて放射線源１３０から放射線を照射させて電子カセッテ３２により放射線画像の撮影を行い、撮影によって得られた画像情報に基づいて電子カセッテ３２による放射線の変換量を求めて管電流変換特性情報や照射時間変換特性情報を得るキャリブレーションを実施することが好ましい。これにより、電子カセッテ３２の変換特性が経時的に変化する場合であっても、経時変化に対応して電子カセッテ３２に放射線を効率良く変換させることができる。

なお、上記実施の形態では、可搬型の放射線画像撮影装置である電子カセッテに適応した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、据置型の放射線画像撮影装置に適用してもよい。また、電子カセッテ３２とコンソール４２間の通信を有線通信としてもよい。

また、上記実施の形態では、最も効率良く変換される曝射条件と決定する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、所定の変換率以上効率良く変換される曝射条件から適宜あるいは他の条件を加味して曝射条件を選択してもよい。例えば、撮影対象とする部位が心臓等の動きがある部位である場合は照射時間がより短いものと選択することが好ましい。

その他、上記実施の形態で説明した放射線情報システム１０の構成（図１参照。）、撮影システム１８の構成（図２、図４参照。）及び電子カセッテ３２の構成（図３参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。

また、上記実施の実施の形態で説明した管電流変換特性情報、及び照射時間変換特性情報（図６参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。

さらに、上記実施の実施の形態で説明した曝射条件決定処理プログラムの処理の流れ（図７参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。

実施の形態に係る放射線情報システムの構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る放射線画像撮影システムが設置された放射線撮影室の様子を示す図である。 実施の形態に係る電子カセッテの内部構成を示す透過斜視図である。 実施の形態に係る放射線画像撮影システムの詳細な構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る放射線検出器の１画素部分に注目した等価回路図である。 実施の形態に係る管電流変換特性情報、及び照射時間変換特性情報の一例を示すグラフである。 実施の形態に係る組合せ判定処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態に係る管電流Ｘと照射時間Ｙと変換率Ｚを軸とする３次元空間上の関数Ｆを示す図である。 ダイナミックレンジを越える現象を説明する説明図である。 回路破壊防止のために故意に飽和させるケースを説明する説明図である。

符号の説明

１８ 放射線画像撮影システム
３２ 電子カセッテ（放射線画像撮影装置）
３４ 放射線発生装置
４２ コンソール
６０ 放射線検出器（センサ部）
１００ ディスプレイ
１０２ 操作パネル（取得手段）
１０４ ＣＰＵ（曝射条件決定手段、制御手段、生成手段）
１１０ ＨＤＤ（記憶手段）
１１８ 無線通信部
１３０ 放射線源

Claims (5)

1. 放射線を吸収して電荷を発生するセンサ部を有し、放射線が照射されて前記センサ部に発生した電荷量に基づいて当該放射線により表わされる放射線画像を示す画像情報を生成する放射線画像撮影装置の放射線画像への変換特性を示す特性情報を予め記憶した記憶手段と、
   放射線画像の撮影の際に前記放射線画像撮影装置に対して放射線源から照射される放射線の線量を示す線量情報を取得する取得手段と、
   前記記憶手段に記憶された特性情報に基づき、前記取得手段により取得された線量情報により示される線量の放射線が前記放射線画像撮影装置で効率良く放射線画像に変換される曝射条件を決定する曝射条件決定手段と、
   前記曝射条件決定手段により決定された曝射条件で前記放射線源から前記放射線画像撮影装置に対して放射線が照射されるように制御する制御手段と、
   を備えた撮影制御装置。
2. 曝射条件決定手段は、放射線が前記放射線画像撮影装置で最も効率良く放射線画像に変換される曝射条件を決定する
   請求項１記載の撮影制御装置。
3. 前記特性情報を、前記放射線源に供給される管電流に応じた前記放射線画像撮影装置により放射線画像へ変換される放射線の線量の変化を示す管電流変換特性情報、及び放射線の照射時間に応じた前記放射線画像撮影装置により放射線画像へ変換される放射線の線量の変化を示す照射時間変換特性情報とする
   請求項１又は請求項２記載の撮影制御装置。
4. 前記曝射条件決定手段は、前記管電流変換特性情報に基づいて管電流に応じた前記放射線画像撮影装置の放射線の変換率を示す関数ｆ１を求めると共に、前記照射時間変換特性情報に基づいて照射時間に応じた前記放射線画像撮影装置の放射線の変換率を示す関数ｆ２を求め、前記関数ｆ１と前記関数ｆ２を乗算して得られる管電流Ｘと照射時間Ｙと変換率Ｚを軸とする３次元空間上の関数Ｆにおいて、管電流と照射時間の乗算値が前記取得手段により取得された線量情報により示される線量となり且つ変換率が最も高くなる管電流と照射時間の組合わせを最も効率良く放射線画像に変換される曝射条件と決定する
   請求項３記載の撮影制御装置。
5. 予め定められた曝射条件で前記放射線源から放射線を照射させて放射線画像撮影装置により生成された画像情報に基づいて前記放射線源に供給される管電流に応じた前記放射線画像撮影装置による放射線の放射線画像への変換量及び放射線の照射時間に応じた前記放射線画像撮影装置による放射線の放射線画像への変換量を求め、前記特性情報を生成する生成手段をさらに備え、
   前記記憶手段は、前記生成手段により生成された前記特性情報を記憶する
   請求項１〜請求項４の何れか１項記載の撮影制御装置。

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