JP2019033826A - 放射線撮影システムとその作動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子カセッテで撮影台を用いずに行うフリー撮影において、被写体によって電子カセッテが覆い隠された場合でも、支障なく被写体と電子カセッテとの相対的な位置決めを行うことが可能な放射線撮影システムとその作動方法を提供する。【解決手段】位置検出ユニット１３は、カメラ４６の視野内で、かつカメラ画像１２０に映る露呈位置に配置され、電子カセッテ１２の外周部の一部の位置を表す位置信号を出力する。演算部１２７はカメラ画像１２０に映る位置検出ユニット１３の、位置、向き、大きさ、位置信号に基づいて、カメラ画像１２０内の電子カセッテ１２の位置である画像内カセッテ位置を演算する。合成画像生成部１２８はカメラ画像１２０と画像内カセッテ位置を示すカセッテ枠１３５との合成画像１３６を生成する。表示制御部１２９は合成画像１３６をタッチパネル３１に表示する。【選択図】図１４

Description

本発明は、放射線撮影システムとその作動方法に関する。

医療分野において、放射線撮影システムで得られた放射線画像に基づく診断が盛んに行われている。放射線撮影システムは放射線発生装置と放射線撮影装置を備える。放射線発生装置は放射線源を含み、放射線撮影装置は放射線画像検出装置を含む。放射線画像検出装置はセンサパネルを有している。センサパネルには撮影領域が設けられている。撮影領域には複数の画素が二次元に配列されている。画素は、放射線源から照射されて被写体（患者）を透過した放射線に感応して電荷を蓄積する。放射線画像検出装置は、画素に蓄積された電荷をデジタル信号に変換し、これを放射線画像として出力する。

放射線画像検出装置には、撮影室に設置された撮影台に固定される据え置き型と、持ち運び可能な筐体にセンサパネル等が収容された可搬型とがある。可搬型の放射線画像検出装置は電子カセッテと呼ばれる。電子カセッテには、ケーブルを介して商用電源から給電されるワイヤードタイプの他に、筐体に装着されたバッテリから給電されるワイヤレスタイプがある。

電子カセッテは、その機動性を活かして、撮影室以外に持ち出されて使用される。例えば撮影室に赴くことができない患者がいる病室を巡回して撮影を行う回診撮影の際に使用される。また、電子カセッテは、自宅療養中の高齢者や、事故、災害等による急病人を撮影するため、医療施設外で使用されることもある。このように、撮影台を用いない撮影を、以降、フリー撮影という。

放射線撮影前の準備作業において、放射線技師等のオペレータは、放射線源、電子カセッテ、および患者の相対的な位置決め（ポジショニングともいう）を行う。位置決めを終えた後、オペレータは、放射線源から放射線を照射させて放射線撮影を行う。

特許文献１には、放射線源に取り付けられた光学式のウェブカメラの撮影画像（以下、カメラ画像）を用いて、フリー撮影時の位置決めを支援する技術が記載されている。具体的には、ウェブカメラで患者と電子カセッテを撮影する。そして、これにより得られたカメラ画像を表示部に表示する。オペレータは、カメラ画像を見ながら、電子カセッテの筐体に描かれたガイド線（センサパネルの撮影領域を示す矩形枠）内の所定位置に患者の撮影部位が位置するよう、患者に指示を出す。

また、特許文献２には、電子カセッテではなくフイルムカセッテであるが、放射線源に取り付けられたＴＶ（Television）カメラのカメラ画像に基づいて、患者とフイルムカセッテとの相対的な位置決めを支援する技術が記載されている。具体的には、ＴＶカメラで患者を撮影する。そして、これにより得られたカメラ画像と、カメラ画像内におけるフイルムカセッテの位置を示す指標であるフイルム枠との合成画像を表示部に表示する。オペレータは、合成画像を見ながら、フイルム枠内の所定位置に患者の撮影部位が位置するよう、患者に指示を出す。ただし、特許文献２は特許文献１と異なり、フリー撮影ではなく、撮影台を用いた撮影に関するものである。

特許文献２において、フイルム枠は、実際に放射線撮影を行う場合と同じ視野で、患者がいない状態でフイルムカセッテをカメラで撮影することで得られる。あるいは、放射線源の放射線管の焦点位置とセンサパネルの撮影領域との距離であるＳＩＤ（Source Image Distance）やフイルムの大きさに基づいて演算することで得られる。

特開２０１２−０２４３９９号公報 特開平０６−２１７９７３号公報

フリー撮影では、患者とベッドの間に電子カセッテが挿入されたりする。このため、患者によって電子カセッテが覆い隠される場合がある。特許文献１では、患者と電子カセッテが映ったカメラ画像に基づいて位置決めを行う、としているが、患者によって電子カセッテが覆い隠された場合は、当然ながらカメラ画像に電子カセッテは映らない。したがってカメラ画像からは電子カセッテの位置は分からず、この場合はカメラ画像に基づく位置決めを行うことができない。

特許文献２では、カメラ画像とフイルム枠の合成画像を表示している。このため、たとえ患者によってフイルムカセッテが覆い隠されたとしても、フイルムカセッテの位置はフイルム枠で推定することができる。したがって、特許文献２によれば、撮影台を用いた撮影に限った話ではあるが、患者によって電子カセッテが覆い隠された場合でも、位置決めに支障はない。

しかしながら、フイルム枠を作成するには、実際に放射線撮影を行う場合と同じ視野で、患者がいない状態でフイルムカセッテをカメラで撮影する必要があったり、ＳＩＤを取得する必要があったりして様々な制約がある。このため、電子カセッテでフリー撮影を行う場合に適用することが難しい。

というのは、フリー撮影では、患者が高齢者や急病人で自由に動けないことがあるため、実際に放射線撮影を行う場合と同じ視野で、患者がいない状態で電子カセッテをカメラで撮影することができない場合があるからである。より具体的には、意識を失って地面に仰臥している急病人と地面の間に電子カセッテを挿入して放射線撮影を行う場合、急病人をわざわざ移動させて患者がいない状態とし、そのうえで電子カセッテをカメラで撮影することは現実的ではない。また、フリー撮影では、ＳＩＤが簡単に分からない場合もあるからである。こうした場合はフイルム枠を作成することができない、すなわちカメラ画像内における電子カセッテの位置が分からない。したがって、特許文献２に記載の技術は、やはりフリー撮影に適用することが難しい。

本発明は、電子カセッテで撮影台を用いずに行うフリー撮影において、被写体によって電子カセッテが覆い隠された場合でも、支障なく被写体と電子カセッテとの相対的な位置決めを行うことが可能な放射線撮影システムとその作動方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の放射線撮影システムは、放射線を被写体に向けて照射する放射線源と、被写体を透過した放射線に基づく放射線画像を検出する電子カセッテと、放射線源に取り付けられ、少なくとも被写体を撮影した光学像であるカメラ画像を出力するカメラと、放射線源と対向する位置に配置された電子カセッテの外周部の一部の位置を表す位置信号を出力する位置検出ユニットであり、カメラの視野内で、かつカメラ画像に映る露呈位置に、少なくとも一部の構成要素が配置された状態で作動する位置検出ユニットと、カメラ画像内に映る位置検出ユニットの位置と、位置信号とに基づいて、カメラ画像内における電子カセッテの位置である画像内カセッテ位置を演算する演算部と、カメラ画像と画像内カセッテ位置を示す指標との合成画像を生成する合成画像生成部と、合成画像を表示部に表示する制御を行う表示制御部とを備える。

演算部は、画像内カセッテ位置として、電子カセッテの放射線が照射される照射面の４つの角の位置を演算することが好ましい。この場合、合成画像生成部は、指標として、４つの角の位置を直線で結んだ枠を合成することが好ましい。

演算部は、カメラ画像に映る位置検出ユニットの位置から、位置検出ユニットの座標系であるユニット座標系を、カメラの座標系であるカメラ座標系に変換する座標変換行列を求め、座標変換行列と、ユニット座標系で表される照射面の４つの角の位置の座標とから、カメラ座標系で表される画像内カセッテ位置の座標を演算することが好ましい。この場合、演算部は、カメラ画像に映る位置検出ユニットの位置に加えて、カメラ画像に映る位置検出ユニットの向き、大きさから、座標変換行列を求めることが好ましい。

演算部は、位置信号からユニット座標系における電子カセッテの一側面の特定位置を検出し、検出した特定位置に基づいて、照射面の４つの角の位置を演算することが好ましい。

位置検出ユニットは、位置信号として、電子カセッテの外周部の一部の二次元画像を出力する画像センサを含むことが好ましい。

電子カセッテの一側面の特定位置を検出して照射面の４つの角の位置を演算し、かつ位置検出ユニットが画像センサを含む場合、演算部は、特定位置として少なくとも３か所の位置を検出し、検出した少なくとも３か所の位置に基づいて、電子カセッテの回転角を演算することが好ましい。

露呈位置に配置される構成要素は、画像センサであることが好ましい。また、画像センサは、光学式のカメラ、Time of Flightカメラ、超音波センサ、レーダーセンサのいずれかであることが好ましい。

位置検出ユニットは、電磁波を発生する電磁波発生源と、電子カセッテの既定の位置に取り付けられ、電磁波を検出する電磁波検出センサとを含むことが好ましい。

露呈位置に配置される構成要素は、電磁波発生源であることが好ましい。また、電磁波発生源は、磁界発生源または電波発生源であり、電磁波検出センサは、磁気検出センサまたは電波検出センサであることが好ましい。

位置検出ユニットは、位置信号を無線送信する無線送信部と、無線送信部を含む各部に給電するバッテリとを備え、ワイヤレスで作動することが好ましい。

位置検出ユニットを着脱自在に収容するユニット収容部を備えることが好ましい。この場合、位置検出ユニットは、ユニット収容部から取り外された場合に起動されることが好ましい。また、位置検出ユニットがバッテリを備える場合、ユニット収容部は、バッテリを充電する充電部を備えることが好ましい。

位置検出ユニットには、位置信号を出力するセンサの種類が異なる複数種が用意されていることが好ましい。また、位置検出ユニットには、位置信号を出力するセンサの種類が同じ同種のものが複数個用意されていることが好ましい。

本発明の放射線撮影システムの作動方法は、放射線を被写体に向けて照射する放射線源と、被写体を透過した放射線に基づく放射線画像を検出する電子カセッテとを備える放射線撮影システムの作動方法であって、放射線源に取り付けられたカメラから、少なくとも被写体を撮影した光学像であるカメラ画像を取得するカメラ画像取得ステップと、カメラの視野内で、かつカメラ画像に映る露呈位置に、少なくとも一部の構成要素が配置された状態で作動される位置検出ユニットから、放射線源と対向する位置に配置された電子カセッテの外周部の一部の位置を表す位置信号を取得する位置信号取得ステップと、カメラ画像内に映る位置検出ユニットの位置と、位置信号とに基づいて、カメラ画像内における電子カセッテの位置である画像内カセッテ位置を演算する演算ステップと、カメラ画像と画像内カセッテ位置を示す指標との合成画像を生成する合成画像生成ステップと、合成画像を表示部に表示する制御を行う表示制御ステップとを備える。

本発明によれば、放射線源に取り付けられ、少なくとも被写体を撮影した光学像であるカメラ画像を出力するカメラの視野内で、かつカメラ画像に映る露呈位置に、放射線源と対向する位置に配置された電子カセッテの外周部の一部の位置を表す位置信号を出力する位置検出ユニットの一部構成要素を配置し、カメラ画像に映る位置検出ユニットの位置と、位置検出ユニットからの位置信号とに基づいて、カメラ画像内における電子カセッテの位置である画像内カセッテ位置を演算し、カメラ画像と画像内カセッテ位置を示す指標との合成画像を生成して表示するので、電子カセッテで撮影台を用いずに行うフリー撮影において、被写体によって電子カセッテが覆い隠された場合でも、支障なく被写体と電子カセッテとの相対的な位置決めを行うことが可能な放射線撮影システムとその作動方法を提供することができる。

Ｘ線撮影システムを示す斜視図である。 Ｘ線撮影システムを示す平面図である。 回診車および位置検出ユニットの機能ブロック図である。 位置検出ユニットの起動タイミングを示す図であり、図４Ａは位置検出ユニットがユニット収容部に収容されて起動していない状態、図４Ｂは位置検出ユニットがユニット収容部から取り外されて起動している状態をそれぞれ示す。 撮影オーダを示す図である。 メニュー・条件テーブルを示す図である。 カセッテ登録テーブルを示す図である。 画像ファイルを示す図である。 オーダ管理リストを示す図である。 電子カセッテの外観斜視図である。 電子カセッテが実行する動作の流れを示す図である。 Ｘ線源から見たフリー撮影の様子とカメラ画像を示す図である。 被写体とベッドの間の隙間から覗く、電子カセッテの側面を示す図である。 コンソールの制御部の機能ブロック図である。 照射面の４つの角や回転角等を図示した電子カセッテの外観斜視図である。 電子カセッテの各辺がユニット座標系の各軸と平行となるように配置されている場合の電子カセッテの各軸回りの回転角を示すグラフであり、図１６Ａはロール軸回りの回転角、図１６Ｂはヨー軸回りの回転角、図１６Ｃはピッチ軸回りの回転角を示す。 電子カセッテの各辺がユニット座標の各軸に対して傾いて配置されている場合の電子カセッテの各軸回りの回転角を示すグラフであり、図１７Ａはロール軸回りの回転角、図１７Ｂはヨー軸回りの回転角、図１７Ｃはピッチ軸回りの回転角を示す。 座標変換行列に基づいて、ユニット座標系で表される４つの角の位置の座標をカメラ座標系の座標に変換する様子を示す図である。 合成画像の成り立ちを示す図である。 コンソールの制御部の処理手順を示すフローチャートである。 演算部の処理手順を示すフローチャートである。 第２実施形態の電磁波発生源と電磁波検出センサを含む位置検出ユニットを用いたフリー撮影の様子を示す図である。 電磁波発生源の模式図である。 位置信号を出力するセンサの種類が異なる複数種の位置検出ユニットが用意される第３実施形態を示す図である。 位置信号を出力するセンサの種類が同じ同種の位置検出ユニットが複数個用意される第４実施形態を示す図である。 カセッテ枠の別の例を示す図である。

［第１実施形態］
図１および図２において、放射線としてＸ線を用いるＸ線撮影システム１０は、回診車１１、電子カセッテ１２、位置検出ユニット１３等を備える。オペレータＯＰ（図２では不図示）は、このＸ線撮影システム１０を用いて、病室のベッド１４に仰臥する被写体Ｈに対してフリー撮影を行う。

回診車１１は可搬型のＸ線発生装置であり、台車部２０、本体部２１、支柱２２、アーム２３、および放射線源に相当するＸ線源２４を備える。台車部２０には４個のキャスター２５が、本体部２１にはオペレータＯＰが把持するハンドル２６がそれぞれ取り付けられている。ハンドル２６を介して本体部２１が押し引きされることで、キャスター２５が回転および旋回し、台車部２０が走行する。台車部２０には、キャスター２５の回転および旋回をワンタッチでロックおよびロック解除することが可能なロック機構（図示せず）が設けられている。

本体部２１には、ハンドル２６に加えて、カセッテスロット２７、ユニット収容部２８（図１では不図示）、および支持アーム２９が設けられている。

カセッテスロット２７には、１〜３台程度の電子カセッテ１２が着脱自在に収容される。カセッテスロット２７は、収容された電子カセッテ１２のバッテリを充電する充電部（図示せず）を備えている。

ユニット収容部２８は、本体部２１の一側面に設けられている。ユニット収容部２８には、位置検出ユニット１３が着脱自在に収容される。ユニット収容部２８は、収容された位置検出ユニット１３のバッテリ６２（図３参照）を充電する充電部３０を有している。

支持アーム２９には、コンソール５５（図３参照）の操作部兼表示部であるタッチパネルディスプレイ（以下、タッチパネル）３１が取り付けられる。支持アーム２９は、図１および図２に示す状態において、鉛直軸かつカメラ４６の光軸であるＺＣ軸（図１２も参照）回り、およびＺＣ軸と直交するＹＣ軸回りに回転自在にタッチパネル３１を保持する。なお、ＸＣ軸、ＹＣ軸は、カメラ４６の視野（以下、ＦＯＶ（Field Of View））という）の直交する２辺に沿う方向である（図１２参照）。

支柱２２は、第１支柱３５と第２支柱３６とで構成される。第１支柱３５は、台車部２０から上方に延びている。第１支柱３５は、本体部２１に埋め込まれており、外観上は本体部２１の一部となっている。第２支柱３６は、回診車１１の前方（被写体Ｈの方向）に傾斜した状態で、第１支柱３５の先端に取り付けられている。第２支柱３６は、第１支柱３５に対して、例えば±１５°の範囲内で、ＺＣ軸回りに回転自在である。

アーム２３は、その基端が第２支柱３６の先端に取り付けられ、図１および図２に示す状態において、第２支柱３６に対してＹＣ軸回りに回転自在である。自由端であるアーム２３の先端には、Ｘ線源２４が取り付けられている。Ｘ線源２４は、図１および図２に示す状態において、アーム２３に対してＹＣ軸回りに回転自在である。なお、アーム２３およびＸ線源２４には、回転をロックするロック機構（図示せず）が設けられている。

Ｘ線源２４は、Ｘ線を発生するＸ線管４０、およびＸ線が照射される領域である照射野を限定する照射野限定器４１を内蔵している。Ｘ線管４０は、熱電子を放出するフィラメントと、フィラメントから放出された熱電子が衝突してＸ線を放射するターゲットとを有している。照射野限定器４１は、例えば、Ｘ線を遮蔽する４枚の鉛板を四角形の各辺上に配置し、Ｘ線を透過させる四角形の照射開口が中央に形成されたものである。この場合、照射野限定器４１は、鉛板の位置を移動することで照射開口の大きさを変化させ、照射野を設定する。

Ｘ線管４０に印加する管電圧、管電流、およびＸ線の照射時間からなるＸ線の照射条件、並びに照射野限定器４１の照射開口の大きさは、オペレータＯＰがタッチパネル３１を介して設定する。ここで、管電流は、Ｘ線管４０のフィラメントからターゲットに向かう熱電子の流量を決定するパラメータである。

本体部２１には照射スイッチ４２（図２では不図示）が接続されている。照射スイッチ４２は、Ｘ線の照射を開始する際にオペレータＯＰにより操作される。照射スイッチ４２は２段押下型である。照射スイッチ４２が１段目まで押された（半押しされた）とき、Ｘ線管４０はＸ線を発生する前の準備動作を開始する。照射スイッチ４２が２段目まで押された（全押しされた）とき、Ｘ線管４０はＸ線を発生する。これにより、被写体Ｈに向けてＸ線が照射される。

Ｘ線源２４の前面には、回診車１１の前方に突出したカメラ取り付け部４５が設けられている。カメラ取り付け部４５には光学式のカメラ４６が内蔵される。カメラ４６は、少なくとも被写体Ｈを撮影した光学像であるカメラ画像１２０（図１２参照）を出力する。本例では、カメラ画像１２０はカラー画像であり、かつ動画である。

カメラ４６は、Ｘ線源２４に設けられたカメラ取り付け部４５に内蔵されているので、Ｘ線源２４に取り付けられているといえる。このように、請求項でいう「放射線源に取り付けられたカメラ」は、放射線源の外周部に直接取り付けられる場合は勿論のこと、放射線源に内蔵される場合も含む。放射線源の外周部に対物レンズが配され、放射線源以外（例えばアーム２３等）に撮像素子が内蔵された場合も、請求項でいう「放射線源に取り付けられたカメラ」に含まれる。また、カメラ４６は、本例のようにＸ線源２４に着脱不能に固着されていてもよいし、Ｘ線源２４に着脱自在に取り付けられていてもよい。

回診車１１は、使用しないときには、例えば、医療施設内の放射線科に設けられた撮影室の近くの準備室に置かれている。回診車１１は、被写体Ｈがいる病室を巡回して撮影を行う回診撮影の際に、オペレータＯＰにより準備室から運び出され、病室に持ち込まれる。回診車１１が準備室から運び出される際、オペレータＯＰにより、回診撮影で使用する予定の電子カセッテ１２がカセッテスロット２７に積載される。

電子カセッテ１２は、Ｘ線源２４と対向する、被写体Ｈとベッド１４の間に挿入される。このため、電子カセッテ１２は、Ｘ線源２４から見た場合、図１に破線で示すように、被写体Ｈによって少なくとも一部が覆い隠される（図１２も参照）。電子カセッテ１２は、Ｘ線源２４から照射されて被写体Ｈを透過したＸ線に基づくＸ線画像７２（図８参照、放射線画像に相当）を検出する。

位置検出ユニット１３は、ベッド１４上の被写体Ｈの脇に設置される。位置検出ユニット１３は、Ｘ線源２４と対向する位置であって、Ｘ線源２４から見て被写体Ｈの背後に配置された電子カセッテ１２の外周部の一部の位置を表す位置信号を出力する。

図３において、本体部２１には、電圧発生部５０、制御部５１、無線通信部５２、有線通信部５３、およびストレージデバイス（以下、ストレージ）５４が設けられている。電圧発生部５０は、Ｘ線管４０に印加する管電圧を発生する。制御部５１は、この電圧発生部５０の動作を制御して、管電圧、管電流、およびＸ線の照射時間を制御する。制御部５１はＸ線管４０からＸ線が発生されたときに計時を開始するタイマーを有し、タイマーで計時した時間が照射条件で設定された照射時間となったとき、Ｘ線管４０の動作を停止させる。また、制御部２７は、照射野限定器２１を動作させて、その照射開口の大きさをタッチパネル２５で設定された大きさとする。

制御部５１には、前述の充電部３０および照射スイッチ４２が接続されている。制御部５１は、充電部３０の動作を制御して、位置検出ユニット１３のバッテリ６２を充電させる。また、制御部５１は、照射スイッチ４２の半押しに応じてＸ線管４０に準備動作を開始させ、照射スイッチ４２の全押しに応じてＸ線管４０にＸ線を発生させる。

無線通信部５２は、電子カセッテ１２との間でＸ線画像７２等の各種情報を無線通信する。有線通信部５３も、有線通信であることを除いては、無線通信部５２と同様の役割を担う。

無線通信部５２または有線通信部５３から電子カセッテ１２に送信する情報としては、準備動作開始信号、照射開始信号、照射終了信号がある。準備動作開始信号は、照射スイッチ４２の半押しに応じてＸ線管４０の準備動作が開始されたときに送信される。照射開始信号は、照射スイッチ４２の全押しに応じてＸ線管４０がＸ線を発生させたとき、すなわちＸ線の照射が開始されたときに送信される。照射終了信号は、タイマーで計時した時間が照射条件で設定された照射時間となり、Ｘ線管４０の動作が停止されたとき、すなわちＸ線の照射が終了されたときに送信される。

また、無線通信部５２は、位置検出ユニット１３からの位置信号を受信する。無線通信部５２は、受信した位置信号を制御部５１に出力する。なお、無線通信部５２は、ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.）８０２．１１シリーズに準拠した通信プロトコルにしたがって無線通信を行う。あるいは、無線通信部５２は、近距離赤外線通信、Bluetooth（登録商標）といった周知の通信規格に則った無線通信を行う。

ストレージ５４は例えばハードディスクドライブである。ストレージ５４には、オペレーティングシステム等の制御プログラムや、各種アプリケーションプログラム、およびこれらのプログラムに付随する各種データ等が記憶されている。

前述のタッチパネル３１と、制御部５１、無線通信部５２、有線通信部５３、およびストレージ５４とは、コンソール５５を構成する。コンソール５５には、上記の他にも、制御部５１が処理を実行するためのワークメモリも含まれている。

位置検出ユニット１３は、画像センサ６０、無線送信部６１、およびバッテリ６２を備える。画像センサ６０は、位置信号として、電子カセッテ１２の外周部の一部の二次元画像を出力する。

画像センサ６０は、光学式のカメラ、Time of Flightカメラ１５０（図２５参照）、超音波センサ、レーダーセンサのいずれかである。Time of Flightカメラ１５０はレーザーを、超音波センサは超音波を、レーダーセンサは電波を、それぞれ検出対象物に照射し、検出対象物からの反射波を受信して、受信した反射波の情報を二次元画像に画像化して出力する。画像センサ６０は、上記の光学式のカメラ、Time of Flightカメラ１５０、超音波センサ、レーダーセンサのいずれかが２つずつあり、いわゆるステレオカメラを構成している。このため、例えば視差を有する２つの光学式のカメラの二次元画像からＺＣ軸方向（奥行き方向）の情報を得ることができる。

無線送信部６１は、画像センサ６０からの位置信号（本例では二次元画像）を無線通信部５２に向けて無線送信する。無線送信部６１には、位置信号の無線送信先として無線通信部５２が予め設定されている。無線送信部６１も無線通信部５２と同じく、周知の通信規格に則った無線通信を行う。

バッテリ６２は、画像センサ６０および無線送信部６１に給電する。これら無線送信部６１およびバッテリ６２により、位置検出ユニット１３はワイヤレスで作動する。なお、位置検出ユニット１３に、コンソール５５の有線通信部５３に対して位置信号を有線送信する有線送信部を設けてもよい。

図４Ａは、位置検出ユニット１３がユニット収容部２８に収容されて、バッテリ６２が充電部３０で充電されている様子を示している。この場合、×印で示すように、バッテリ６２から画像センサ６０および無線送信部６１への給電は行われない。すなわち、位置検出ユニット１３がユニット収容部２８に収容されている場合は、画像センサ６０および無線送信部６１は作動していない。

一方、図４Ｂに示すように、位置検出ユニット１３がユニット収容部２８から取り外された場合、バッテリ６２から画像センサ６０および無線送信部６１に給電が開始される。すなわち、位置検出ユニット１３がユニット収容部２８から取り外された場合に、画像センサ６０および無線送信部６１、ひいては位置検出ユニット１３が起動される。

なお、図示は省略したが、本体部２１には、充電部３０、電圧発生部５０、コンソール５５等の各部に電力を供給する電源部がある。電源部は充電池を含む。あるいは、電源部は商用電源に接続されて電力の供給を受ける。コンソール５５に対しては、制御部５１の各種制御の安定性や、無線通信部５２、有線通信部５３の通信の安定性を考慮して、独立した専用の電源部を設けてもよい。

コンソール５５は、図５に示す撮影オーダ６５の入力を受け付ける。撮影オーダ６５は、例えば診療科の医師等の撮影依頼者から、オペレータＯＰにＸ線撮影を指示するための情報である。撮影オーダ６５は、例えば、放射線情報システム（ＲＩＳ；Radiology Information System、図示せず）からコンソール５５に配信される。

撮影オーダ６５は、オーダＩＤ（Identification Data）、被写体ＩＤ、撮影手技、回診撮影の要否等の項目を有する。オーダＩＤは、個々の撮影オーダ６５を識別する記号や番号であり、ＲＩＳにより自動的に付される。被写体ＩＤの項目には撮影対象の被写体Ｈの被写体ＩＤが記される。被写体ＩＤは個々の被写体Ｈを識別する記号や番号である。

撮影手技は、被写体Ｈの撮影部位と、当該撮影部位の姿勢および向きに関する情報である。撮影部位は、頭部、頸椎、胸部、腹部、手、指、肘、膝等の人体の部位である。姿勢は立位、臥位、座位等の被写体Ｈの姿勢、向きは正面、側面、背面等のＸ線源２４に対する被写体Ｈの向きである。

回診撮影の要否の項目には、撮影対象の被写体Ｈが回診撮影を必要とする被写体Ｈか否かが記される。図示は省略するが、撮影オーダ６５には、これらの項目の他に、被写体Ｈの氏名、性別、年齢、身長、体重といった被写体情報の項目が設けられている。また、撮影オーダ６５には、撮影依頼者の所属診療科、撮影依頼者のＩＤ、ＲＩＳで撮影オーダ６５を受け付けた日時、術後の経過観察や治療薬の効果判定等の撮影目的、撮影依頼者からオペレータＯＰへの申し渡し事項といった項目も設けられている。

ストレージ５４には、図６に示すメニュー・条件テーブル６８が記憶されている。メニュー・条件テーブル６８には、撮影部位、姿勢、および向きが１セットとなった撮影手技を規定する撮影メニューと、これに対応する照射条件とが関連付けて登録されている。この撮影メニューと照射条件との組には、デフォルトで登録されているものもあれば、オペレータＯＰがデフォルトの組を編集したり、デフォルトの組とは別に新規に追加したりしたものも含まれる。

図７において、ストレージ５４には、各電子カセッテ１２を識別するカセッテＩＤと、名称、撮影領域のサイズ、外形の大きさ（縦幅、横幅、厚み）、補正情報等との組を登録したカセッテ登録テーブル７０が記憶されている。カセッテ登録テーブル７０には、例えば最大５台の電子カセッテ１２を登録することが可能である。

名称の項目には、各電子カセッテ１２に対してオペレータＯＰが付けた名称が登録される。補正情報は、各電子カセッテ１２に固有の情報であり、Ｘ線画像７２に対して施す各種補正処理の元となる情報である。具体的には、補正情報は、電子カセッテ１２の画素の欠陥画素の情報や、各画素の感度ばらつきを補正するオフセットゲインの情報である。

コンソール５５は、オペレータＯＰの操作により、図５に示す撮影オーダ６５の内容をリスト化した撮影オーダリストをタッチパネル３１に表示する。オペレータＯＰは、撮影オーダリストを閲覧して撮影オーダ６５の内容を確認する。次いでコンソール５５は、図７に示すカセッテ登録テーブル７０に登録された複数台の電子カセッテ１２を選択肢とする選択ウィンドウをディスプレイに表示する。オペレータＯＰは、複数台の電子カセッテ１２のうち、Ｘ線撮影に使用する電子カセッテ１２を撮影オーダ６５毎に選択ウィンドウで選択する。

続いてコンソール５５は、図６に示すメニュー・条件テーブル６８の内容を、撮影メニューを設定可能な形態でタッチパネル３１に表示する。オペレータＯＰは、撮影オーダ６５で指定された撮影手技と一致する撮影メニューを選択して設定する。コンソール５５は、無線通信部５２を介して、オペレータＯＰにより設定された撮影メニュー、および設定された撮影メニューに対応する照射条件、オーダＩＤ、自身を識別する記号や番号であるコンソールＩＤ等の各種情報を電子カセッテ１２に送信する。

コンソール５５は、Ｘ線画像７２を、例えば図８に示すようなＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communication in Medicine）規格に準拠した形式の画像ファイル７３とし、これを医療画像保管通信システム（ＰＡＣＳ；Picture Archiving and Communication System、図示せず）に送信する。

画像ファイル７３は、Ｘ線画像７２と付帯情報７４とが１つの画像ＩＤで関連付けられたものである。付帯情報７４には、被写体情報、オーダＩＤ、撮影メニュー、照射条件等が含まれる。撮影依頼者は、クライアント端末でＰＡＣＳにアクセスして画像ファイル７３をダウンロードすることで、クライアント端末でＸ線画像７２を閲覧することが可能である。

コンソール５５は、図９に示すオーダ管理リスト７８を作成する。オーダ管理リスト７８は、各撮影オーダ６５のオーダＩＤに対して、撮影対象の被写体Ｈの被写体ＩＤおよび病室の部屋番号、撮影完了状況、オペレータＯＰにより撮影に使用すると選択された電子カセッテ１２のカセッテＩＤ、オペレータＯＰにより設定された撮影メニュー、設定された撮影メニューに対応する照射条件、および当該撮影オーダ６５に対応するＸ線画像７２の画像ＩＤが登録されたものである。

画像ＩＤの項目には、カセッテＩＤの項目に登録されたカセッテＩＤの電子カセッテ１２からＸ線画像７２を受信したときに画像ＩＤが登録される。電子カセッテ１２からＸ線画像７２を受信していない間は、画像ＩＤの項目には画像ＩＤは登録されず、空欄となる。なお、図示は省略するが、オーダ管理リスト７８には、被写体情報や電子カセッテ１２の名称、撮影を担当するオペレータＯＰのＩＤや氏名等も登録される。

撮影オーダ６５は、１人の被写体Ｈに対して１つの場合もあれば、１人の被写体Ｈに対して同時に複数発行される場合もある。１人の被写体Ｈに対して同時に複数撮影オーダ６５が発行された場合は、被写体ＩＤ「Ｈ０５００」のオーダＩＤ「ＯＤ０００１−Ａ」、「ＯＤ０００１−Ｂ」のように、１人の被写体Ｈに対するものであることを示す識別符号が複数の撮影オーダ６５のオーダＩＤに付される。

電子カセッテ１２は、自らのカセッテＩＤやオーダＩＤ等とともにＸ線画像７２をコンソール５５に送信する。コンソール５５は、Ｘ線画像７２とともに送信されたオーダＩＤと、オーダ管理リスト７８に登録されたオーダＩＤとを照合する。また、コンソール５５は、Ｘ線画像７２とともに送信されたカセッテＩＤと、オーダ管理リスト７８に登録されたカセッテＩＤとを照合する。これらの照合を行うことで、コンソール５５は、受信したＸ線画像７２が、オーダ管理リスト７８に登録されたどのオーダＩＤに対するＸ線画像７２であるかと、Ｘ線画像の送信元の電子カセッテ１２が、オーダ管理リスト７８に登録されたカセッテＩＤの電子カセッテ１２と同一であるかを認識することができる。

Ｘ線画像７２とともに送信されたオーダＩＤがオーダ管理リスト７８に登録されていて、かつＸ線画像７２とともに送信されたカセッテＩＤとオーダ管理リスト７８に登録されたカセッテＩＤとが同一であった場合、コンソール５５は、Ｘ線画像７２を画像ファイル７３とし、その画像ＩＤをオーダ管理リスト７８の画像ＩＤの項目に登録する。

図１０において、電子カセッテ１２は、センサパネル８０と、回路部８１と、これらを収容する直方体形状をした持ち運び可能な筐体８５とで構成される。筐体８５は、前面８５Ａ、前面８５Ａと対向する背面８５Ｂ、並びにこれら前面８５Ａ、背面８５Ｂと直交する４つの側面８５Ｃを有している。筐体８５は、例えば、フイルムカセッテやＩＰ（Imaging Plate）カセッテ、ＣＲ（Computed Radiography）カセッテと略同様の、国際規格ＩＳＯ（International Organization for Standardization）４０９０：２００１に準拠した大きさである。

前面８５Ａ、背面８５Ｂ、および側面８５Ｃは、電子カセッテ１２の外周部を構成する。このため、電子カセッテ１２の外周部の一部は、前面８５Ａ、背面８５Ｂ、および側面８５Ｃのうちの一部という意である。

前面８５Ａには矩形状の開口が形成されており、開口にはＸ線透過性を有する透過板８６が取り付けられている。電子カセッテ１２は、前面８５ＡがＸ線源２４と対向する姿勢で位置決めされ、前面８５ＡにＸ線が照射される。このため前面８５Ａが照射面となる。前面８５Ａと側面８５Ｃとの間に、前面８５Ａと側面８５Ｃの角を落とした傾斜面が形成されていた場合、照射面は前面８５Ａと傾斜面を合わせた面となる。なお図示は省略するが、筐体８５には無線通信部およびバッテリも内蔵される。このため電子カセッテ１２はワイヤレスで作動する。さらに筐体８５には、主電源のオン／オフを切り替えるスイッチや、バッテリの残り使用時間、撮影準備完了状態といった電子カセッテ１２の動作状態を報せるインジケータが設けられている。

センサパネル８０は、シンチレータ８７と光検出基板８８とで構成される。シンチレータ８７と光検出基板８８は、前面８５Ａ側からみてシンチレータ８７、光検出基板８８の順に積層されている。シンチレータ８７は、ＣｓＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化セシウム）やＧＯＳ（Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ、テルビウム賦活ガドリニウムオキシサルファイド）等の蛍光体を有し、透過板８６を介して入射したＸ線を可視光に変換して放出する。なお、Ｘ線が照射される前面８５Ａ側から見て光検出基板８８、シンチレータ８７の順に積層したセンサパネルを用いてもよい。また、アモルファスセレン等の光導電膜によりＸ線を直接信号電荷に変換する直接変換型のセンサパネルを用いてもよい。

光検出基板８８は、シンチレータ８７から放出された可視光を検出して電荷に変換する。回路部８１は、光検出基板８８の駆動を制御するとともに、光検出基板８８から出力された電荷に基づきＸ線画像７２を生成する。

光検出基板８８には撮影領域が設けられている。この撮影領域は透過板５３とほぼ同じ大きさであり、複数の画素がＮ行×Ｍ列の二次元マトリックス状に配列されている。画素は、シンチレータ８７からの可視光に感応して電荷を蓄積する。この画素に蓄積された電荷を、回路部８１でデジタル信号に変換することで、Ｘ線画像７２が検出される。

Ｎ、Ｍは２以上の整数であり、例えばＮ、Ｍ≒２０００である。なお、画素の行列数は、これに限定されない。また、画素の配列は正方配列でもよいし、画素を４５°傾けて、かつ画素を千鳥状に配置してもよい。

図１１に示すように、電子カセッテ１２は、コンソール５５からの準備動作開始信号を受信したときに、画素から暗電荷を読み出してリセット（破棄）する画素リセット動作を開始する。なお、電子カセッテ１２は、準備動作開始信号を受信する前は待機動作をしている。待機動作は、準備動作開始信号を受信する役割を担う無線通信部等の最低限必要な部分にのみ電力が供給されている状態である。

次いで、電子カセッテ１２は、コンソール５５からの照射開始信号を受信したときに、Ｘ線の照射が開始されたと判定し、画素リセット動作を終えて、Ｘ線の到達線量に応じた電荷を画素に蓄積させる画素電荷蓄積動作を開始する。これにより、Ｘ線源２４のＸ線の照射開始タイミングと、画素電荷蓄積動作の開始タイミングとを同期させることができる。

その後、電子カセッテ１２は、コンソール５５からの照射終了信号を受信したときに、Ｘ線の照射が終了したと判定し、画素電荷蓄積動作を終えて、診断に供するＸ線画像７２を読み出すための画像読み出し動作を開始する。これにて１画面分のＸ線画像７２を得る１回のＸ線撮影が終了する。画像読み出し動作終了後、電子カセッテ１２は、再び待機動作に戻る。

図１２の矢印の左側は、図１および図２に示すフリー撮影の様子をＸ線源２４から見た図である。本例では、カメラ４６の光軸ＺＣは鉛直軸と一致している。また、ＦＯＶの直交する２辺の軸ＸＣ、ＹＣは水平軸と一致している。この場合、カメラ４６のＦＯＶには、被写体Ｈの撮影部位である胸部を含む上半身、被写体Ｈの左腕、上半身と左腕の間のベッド１４上に設置された位置検出ユニット１３等が存在する。このため、カメラ４６から出力されるカメラ画像１２０は、矢印の右側に示すように、被写体Ｈの上半身および左腕、並びに位置検出ユニット１３が映ったものとなる。

このように、位置検出ユニット１３は、カメラ４６のＦＯＶ内で、かつカメラ画像１２０に映る露呈位置に、少なくとも一部の構成要素が配置された状態で作動する。露呈位置は、言い換えれば、電子カセッテ１２のように被写体Ｈで覆い隠されない位置である。図３で示したように、位置検出ユニット１３は画像センサ６０を含む。したがって、本実施形態においては、露呈位置に配置される位置検出ユニット１３の少なくとも一部の構成要素は、画像センサ６０である。

また、図１３に示すように、位置検出ユニット１３は、被写体Ｈとベッド１４との間の隙間から覗く、電子カセッテ１２（筐体８５）の側面８５Ｃを検出する。このため、位置検出ユニット１３の画像センサ６０は、電子カセッテ１２の外周部の一部として、側面８５Ｃの二次元画像を出力する。

図１４において、ストレージ５４には、作動プログラム１２３が記憶されている。作動プログラム１２３が起動されると、コンソール５５の制御部５１は、カメラ画像取得部１２５、位置信号取得部１２６、演算部１２７、合成画像生成部１２８、および表示制御部１２９として機能する。

カメラ画像取得部１２５は、カメラ４６からのカメラ画像１２０を取得するカメラ画像取得機能を担う。カメラ画像取得部１２５は、取得したカメラ画像１２０を演算部１２７および合成画像生成部１２８にそれぞれ出力する。位置信号取得部１２６は、位置検出ユニット１３からの位置信号を取得する位置信号取得機能を担う。位置信号取得部１２６は、取得した位置信号を演算部１２７に出力する。

演算部１２７は、カメラ画像１２０内における電子カセッテ１２の位置である画像内カセッテ位置を演算する演算機能を担う。演算部１２７は、カメラ画像取得部１２５からのカメラ画像１２０内に映る位置検出ユニット１３の、位置、向き、大きさ、並びに位置信号取得部１２６からの位置信号とに基づいて、画像内カセッテ位置を演算する。演算部１２７は、演算した画像内カセッテ位置を合成画像生成部１２８に出力する。

合成画像生成部１２８は、カメラ画像取得部１２５からのカメラ画像１２０と、演算部１２７からの画像内カセッテ位置を示す指標とを合成した合成画像１３６（図１９参照）を生成する合成画像生成機能を担う。合成画像生成部１２８は、生成した合成画像１３６を表示制御部１２９に出力する。

表示制御部１２９は、合成画像生成部１２８からの合成画像１３６を、表示部であるタッチパネル３１に表示する制御を行う表示制御機能を担う。

制御部５１は、位置検出ユニット１３がユニット収容部２８から取り外されたことを検知する機能も有する。上記の各部１２５〜１２９は、位置検出ユニット１３がユニット収容部２８から取り外されたことを検知したときに動作を開始し、照射スイッチ４２の半押しに応じて準備動作開始信号を電子カセッテ１２に送信するまでは、動作を継続する。そして、上記の各部１２５〜１２９は、準備動作開始信号を電子カセッテ１２に送信したときに、動作を停止する。つまり、上記の各部１２５〜１２９は、位置検出ユニット１３がユニット収容部２８から取り外されたことを検知してから、準備動作開始信号を電子カセッテ１２に送信するまでの期間に限って、動作する。このため、タッチパネル３１には、上記期間だけ合成画像１３６が表示される。

図１５に示すように、演算部１２７は、画像内カセッテ位置として、電子カセッテ１２の照射面である前面８５Ａの４つの角Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の位置を演算する。その前段階として、演算部１２７は、位置信号から電子カセッテ１２の側面８５Ｃの特定位置を検出する。具体的には、演算部１２７は、側面８５Ｃの特定位置として少なくとも３か所の位置を検出する。さらに具体的には、３か所の位置は、側面８５Ｃの４つの角のうちの３つの角である。例えば位置検出ユニット１３が破線で示す位置に配置されていた場合、３か所の位置は、前面８５Ａの４つの角Ｐ１〜Ｐ４のうちの２つの角Ｐ２、Ｐ３と、角Ｐ２と対向する背面８５Ｂの角Ｐ５である。なお、少なくとも３か所の位置として、角Ｐ３と対向する角Ｐ６をさらに加えてもよい。

側面８５Ｃの３つの角はいずれも、直交する２つの側面８５Ｃにより形成される辺の端点である。したがって、側面８５Ｃの３つの角は、画像センサ６０から位置信号として出力される二次元画像から、エッジ抽出等の周知の画像認識技術を用いて検出することができる。

ここで、位置検出ユニット１３の近傍に描かれた座標系ＸＵ、ＹＵ、ＺＵは、カメラ４６の座標系である図１２等に示すカメラ座標系ＸＣ、ＹＣ、ＺＣに対して、位置検出ユニット１３の座標系であるユニット座標系を表す。ＺＵ軸は画像センサ６０の光軸である。ＸＵ軸、ＹＵ軸は、画像センサ６０の視野の直交する２辺に沿う方向である。位置信号から検出する側面８５Ｃの３か所の位置は、このユニット座標系ＸＵ、ＹＵ、ＺＵで表される。

画像センサ６０から出力される二次元画像には、ＺＵ軸に関する、画像センサ６０から側面８５Ｃの３か所の位置までの距離の情報と、画像センサ６０に対する側面８５Ｃの３か所の位置のＸＵ軸回りの角度、ＺＵ軸回りの角度の情報とが含まれる。演算部１２７は、これらの距離の情報と角度の情報とに基づいて、ユニット座標系ＸＵ、ＹＵ、ＺＵにおける側面８５Ｃの３か所の座標を求める。

演算部１２７は、検出した３か所の位置に基づいて、電子カセッテ１２の各軸回りにおける回転角を演算する。回転角は、図１５に示すα、β、γの３種である。回転角αは、筐体８５の中心を通り、かつ前面８５Ａおよび背面８５Ｂと直交するロール軸ＲＡ回りの回転角である。回転角βは、筐体８５の中心を通り、かつ前面８５Ａおよび背面８５Ｂの長辺方向と一致するヨー軸ＹＡ回りの回転角である。回転角γは、筐体８５の中心を通り、かつ前面８５Ａおよび背面８５Ｂの短辺方向と一致するピッチ軸ＰＡ回りの回転角である。

図１５に実線で示すように、電子カセッテ１２の各辺がユニット座標系ＸＵ、ＹＵ、ＺＵの各軸と平行となるように配置されている場合には、回転角α、β、γはいずれも０°である。すなわち、図１６Ａに示すように、前面８５Ａの長辺の角である角Ｐ２、Ｐ３をＸＵＺＵ平面において結ぶ線ＬＸＺ２３と、回転角αの基準となるＸＵ軸とが平行であるため、回転角α＝０°である。また、図１６Ｂに示すように、角Ｐ２、および角Ｐ２と対向する角Ｐ５をＹＵＺＵ平面において結ぶ線ＬＹＺ２５と、回転角βの基準となるＹＵ軸とが平行であるため、回転角β＝０°である。さらに、図１６Ｃに示すように、角Ｐ２、Ｐ３をＸＵＹＵ平面において結ぶ線ＬＸＹ２３と、回転角γの基準となるＸＵ軸とが平行であるため、回転角γ＝０°である。

一方、図１５に二点鎖線で示すように、電子カセッテ１２の各辺がユニット座標系ＸＵ、ＹＵ、ＺＵの各軸に対して傾いて配置されている場合は、回転角α、β、γは、図１７Ａ〜図１７Ｃにそれぞれ示すようになる。

演算部１２７は、電子カセッテ１２の前面８５Ａの４つの角Ｐ１〜Ｐ４のうちの演算済みの角と、電子カセッテ１２の回転角α、β、γと、カセッテ登録テーブル７０に登録されていて既知の電子カセッテ１２の外形の大きさとに基づいて、電子カセッテ１２の前面８５Ａの４つの角Ｐ１〜Ｐ４のうちの未演算の角の位置を演算する。図１５の場合、演算済みの角は角Ｐ２、Ｐ３であり、未演算の角は、角Ｐ２と対向する角Ｐ１、並びに角Ｐ３と対向する角Ｐ４である。

ここで、上記のように位置信号に基づいて演算した電子カセッテ１２の前面８５Ａの４つの角Ｐ１〜Ｐ４の位置は、カメラ座標系ＸＣ、ＹＣ、ＺＣではなく、ユニット座標系ＸＵ、ＹＵ、ＺＵで表されたものである。一方で、最終的に画像内カセッテ位置として演算したい角Ｐ１〜Ｐ４の位置は、カメラ座標系ＸＣ、ＹＣ、ＺＣで表されるものでなければならない。このため、ユニット座標系ＸＵ、ＹＵ、ＺＵがカメラ座標系ＸＣ、ＹＣ、ＺＣに変換される。

座標系の変換処理において、演算部１２７は、下記式（１）で示す、ユニット座標系ＸＵ、ＹＵ、ＺＵを、カメラ座標系ＸＣ、ＹＣ、ＺＣに変換する座標変換行列ＴＭを求める。
（ＸＣ、ＹＣ、ＺＣ）＝ＴＭ×（ＸＵ、ＹＵ、ＺＵ）・・・（１）

演算部１２７は、まず、周知の画像認識技術を用いて、カメラ画像１２０に映る位置検出ユニット１３の特定の角や辺を認識し、認識した特定の角や辺に基づいて、カメラ画像１２０に映る位置検出ユニット１３の位置、向き、大きさを検出する。そして、検出した位置検出ユニット１３の位置、向き、大きさから座標変換行列ＴＭを求める。なお、位置検出ユニット１３の一部の構成要素のみが露呈位置にある場合は、演算部１２７は、一部の構成要素の位置、向き、大きさから座標変換行列ＴＭを求める。座標変換行列ＴＭは例えば４×４行列で、平行移動および回転移動の成分を含む。なお、座標変換行列ＴＭの求め方は周知であるので、説明を省略する。

図１８に示すように、演算部１２７は、座標変換行列ＴＭと、ユニット座標系ＸＵ、ＹＵ、ＺＵで表される４つの角Ｐ１〜Ｐ４の位置の座標とから、カメラ座標系ＸＣ、ＹＣ、ＺＣで表される４つの角Ｐ１〜Ｐ４の位置の座標を演算する。例えばユニット座標系ＸＵ、ＹＵ、ＺＵで表される角Ｐ１の位置の座標（ＸＵＰ１、ＹＵＰ１、ＺＵＰ１）と座標変換行列ＴＭとを乗算し、カメラ座標系ＸＣ、ＹＣ、ＺＣで表される角Ｐ１の位置の座標（ＸＣＰ１、ＹＣＰ１、ＺＣＰ１）とする。演算部１２７は、こうして演算したカメラ座標系ＸＣ、ＹＣ、ＺＣで表される４つの角Ｐ１〜Ｐ４の位置の座標を、画像内カセッテ位置の座標として合成画像生成部１２８に出力する。

図１９に示すように、合成画像生成部１２８は、カメラ画像１２０と、画像内カセッテ位置を示す指標であるカセッテ枠１３５とを合成して、合成画像１３６を生成する。カセッテ枠１３５は、電子カセッテ１２の前面８５Ａの４つの角を直線で結んだもので、前面８５Ａの外形形状を模した矩形状をしている。そして、カセッテ枠１３５は、ハッチングで示すように、矩形内が特定の色、例えば緑色で塗り潰されている。

次に、上記構成による作用について、図２０および図２１のフローチャートを参照して説明する。まず、オペレータＯＰは、タッチパネル３１で回診撮影の要否が要の撮影オーダ６５を確認する。オペレータＯＰは、回診撮影の要否が要の撮影オーダ６５について、タッチパネル３１を操作して、撮影に使用する電子カセッテ１２の選択および撮影メニューの設定を行う。そして、撮影に使用する電子カセッテ１２を回診車１１に積載し、回診車１１とともに被写体Ｈの待つ病室に向かう。

病室に到着後、オペレータＯＰは、タッチパネル３１でオーダ管理リスト７８の内容を見て、被写体Ｈ、使用する電子カセッテ１２、および撮影メニューを確認する。次いでオペレータＯＰは、Ｘ線源２４、電子カセッテ１２、および被写体Ｈの相対的な位置決めを開始する。

オペレータＯＰは、位置検出ユニット１３をユニット収容部２８から取り外し、露呈位置に配置する。図４Ｂで示したように、位置検出ユニット１３は、ユニット収容部２８から取り外された場合に起動する。このため、オペレータＯＰは、位置検出ユニット１３の電源をわざわざ投入する手間が省ける。

位置検出ユニット１３がユニット収容部２８から取り外された場合、図１４で示したように、コンソール５５の制御部５１において、カメラ画像取得部１２５、位置信号取得部１２６、演算部１２７、合成画像生成部１２８、および表示制御部１２９の動作が開始される。

例えば胸部撮影の場合、オペレータＯＰは、図１等で示したように、台車部２０やアーム２３等を駆使してＸ線源２４を被写体Ｈの胸部直上にセットする。そして、被写体Ｈとベッド１４の間に電子カセッテ１２を挿入する。

オペレータＯＰによる上記の位置決めの様子は、カメラ４６で撮影されている。また、被写体Ｈとベッド１４の間に挿入された電子カセッテ１２の側面８５Ｃの３か所の位置は、位置検出ユニット１３で検出されている。

図２０のステップＳＴ１００に示すように、カメラ４６で撮影されたカメラ画像１２０は、カメラ画像取得部１２５で取得される（カメラ画像取得ステップ）。また、位置検出ユニット１３から出力された位置信号は、位置信号取得部１２６で取得される（位置信号取得ステップ）。カメラ画像１２０は、カメラ画像取得部１２５から演算部１２７および合成画像生成部１２８に出力される。位置信号は、位置信号取得部１２６から演算部１２７に出力される。

演算部１２７では、カメラ画像取得部１２５からのカメラ画像１２０内に映る位置検出ユニット１３の、位置、向き、大きさ、並びに位置信号取得部１２６からの位置信号とに基づいて、画像内カセッテ位置が演算される（ステップＳＴ１１０、演算ステップ）。

演算部１２７による演算ステップの一連の流れを図２１に示す。まず、位置信号に基づいて、電子カセッテ１２の側面８５Ｃの特定位置である少なくとも３か所の位置が検出される（ステップＳＴ１１０１）。また、これと並行して、カメラ画像１２０に映る位置検出ユニット１３の位置、向き、大きさから、ユニット座標系ＸＵ、ＹＵ、ＺＵをカメラ座標系ＸＣ、ＹＣ、ＺＣに変換する座標変換行列ＴＭが求められる（ステップＳＴ１１０２）。

電子カセッテ１２の側面８５Ｃの３か所の位置が検出された後、図１６および図１７で示したように、検出された３か所の位置に基づいて、電子カセッテ１２の各回転角α、β、γが演算される（ステップＳＴ１１０３）。そして、電子カセッテ１２の回転角α、β、γや、既知の電子カセッテ１２の外形の大きさ等に基づいて、電子カセッテ１２の前面８５Ａの４つの角Ｐ１〜Ｐ４の位置が演算される（ステップＳＴ１１０４）。

図１８で示したように、ステップＳＴ１１０２で求めた座標変換行列ＴＭに基づいて、ユニット座標系ＸＵ、ＹＵ、ＺＵで表される４つの角の位置の座標が、カメラ座標系ＸＣ、ＹＣ、ＺＣで表される４つの角の位置の座標に変換される（ステップＳＴ１１０５）。こうして演算されたカメラ座標系ＸＣ、ＹＣ、ＺＣで表される４つの角Ｐ１〜Ｐ４の位置の座標が、画像内カセッテ位置の座標として演算部１２７から合成画像生成部１２８に出力される。

図２０のステップＳＴ１２０において、合成画像生成部１２８では、図１９で示したように、カメラ画像取得部１２５からのカメラ画像１２０と、カセッテ枠１３５とが合成されて合成画像１３６が生成される（合成画像生成ステップ）。合成画像１３６は、表示制御部１２９によってタッチパネル３１に表示される（ステップＳＴ１３０、表示制御ステップ）。オペレータＯＰは、このタッチパネル３１に表示される合成画像１３６を見ながら、位置決めを行う。

位置決め後、オペレータＯＰは照射スイッチ４２を操作してＸ線源２４からＸ線を発生させる。図２０にステップＳＴ１００〜ＳＴ１３０で示す一連の処理は、照射スイッチ４２が半押しされて準備動作開始信号を電子カセッテ１２に送信するまで（ステップＳＴ１４０でＹＥＳ）続けられる。

Ｘ線源２４から照射されて被写体Ｈを透過したＸ線は、電子カセッテ１２の前面８５Ａに照射される。電子カセッテ１２では、図１１で示したように、画素電荷蓄積動作、画像読み出し動作が実行され、Ｘ線画像７２が検出される。Ｘ線画像７２は電子カセッテ１２からコンソール５５に送信される。Ｘ線画像７２はさらにコンソール５５で画像ファイル７３とされてＰＡＣＳに送信され、撮影依頼者の閲覧に供される。

オペレータＯＰは、合成画像１３６のカセッテ枠１３５を見ることで、被写体Ｈにより覆い隠された電子カセッテ１２の位置を確実に把握することができる。このため、オペレータＯＰは、被写体Ｈに対する電子カセッテ１２の位置や、電子カセッテ１２に対するＸ線源２４の位置を容易に調整することができる。したがって、フリー撮影において、被写体Ｈによって電子カセッテ１２が覆い隠された場合でも、支障なく被写体Ｈと電子カセッテ１２との相対的な位置決めを行うことが可能となる。被写体Ｈと電子カセッテ１２との相対的な位置決めが支障なく行われれば、所望の撮影部位がＸ線画像７２に映っていないといった撮影ミスが起こらないため、再撮影という本来必要のない作業を行わずに済む。

合成画像１３６の生成に必要なオペレータＯＰの作業としては、位置検出ユニット１３をユニット収容部２８から取り外して露呈位置に配置するだけである。そして、位置検出ユニット１３は、ユニット収容部２８から取り外される行為に連動して起動される。このため、オペレータＯＰの作業負担をあまり増やすことなく、被写体Ｈと電子カセッテ１２との相対的な位置決めに役立つ合成画像１３６を生成することができる。

演算部１２７は、画像内カセッテ位置として前面８５Ａの４つの角Ｐ１〜Ｐ４の位置を演算するので、画像内カセッテ位置を示す指標であるカセッテ枠１３５を生成しやすい。

演算部１２７は、カメラ画像１２０に映る位置検出ユニット１３の位置、向き、大きさから座標変換行列ＴＭを求め、座標変換行列ＴＭを用いて、ユニット座標系ＸＵ、ＹＵ、ＺＵで表される４つの角Ｐ１〜Ｐ４の位置の座標を、カメラ座標系ＸＣ、ＹＣ、ＺＣで表される座標に変換するので、行列演算という比較的簡単な演算で画像内カセッテ位置の座標を得ることができる。

なお、カメラ画像１２０に映る位置検出ユニット１３の位置のみから座標変換行列ＴＭを求めてもよい。しかし、カメラ画像１２０に映る位置検出ユニット１３の位置に加えて、カメラ画像１２０に映る位置検出ユニット１３の向き、大きさから、座標変換行列ＴＭを求めるほうが、座標変換行列ＴＭの正確性が増すため好ましい。

演算部１２７は、位置信号からユニット座標系ＸＵ、ＹＵ、ＺＵにおける電子カセッテ１２の側面８５Ｃの特定位置（少なくとも３か所の位置）を検出し、検出した特定位置に基づいて、４つの角Ｐ１〜Ｐ４の位置を演算するので、被写体Ｈが電子カセッテ１２で覆い隠された場合に唯一検出が可能な側面８５Ｃの特定位置から、確実に４つの角の位置Ｐ１〜Ｐ４の位置を演算することができる。

演算部１２７は、電子カセッテ１２の側面８５Ｃの３か所の位置を検出し、検出した３か所の位置に基づいて、電子カセッテ１２の回転角α、β、γを演算するので、位置検出ユニット１３に対する電子カセッテ１２の向きも考慮した、より正確な４つの角の位置Ｐ１〜Ｐ４を演算することができる。

なお、画像センサ６０として光学式のカメラを用いる場合は、電子カセッテ１２の外周部の一部、例えば側面８５Ｃに、画像認識可能なマーカーを取り付け、このマーカーの位置（マーカーの角）を、側面８５Ｃの角の位置に替えて側面８５Ｃの特定位置として検出してもよい。マーカーは例えば矩形状をしており、演算部１２７は、特定位置としてマーカーの少なくとも３か所の角を検出する。この場合、マーカーの位置から側面８５Ｃの角の位置までの距離を予め測定しておけば、マーカーの位置から側面８５Ｃの角の位置を演算することができ、ひいては電子カセッテ１２の前面８５Ａの４つの角Ｐ１〜Ｐ４の位置も演算することができる。

マーカーが１個だけであると、この１個のマーカーが被写体Ｈの服やベッド１４のシーツ等で覆い隠された場合は特定位置の検出が困難となる。この問題の対処として、マーカーは側面８５Ｃに複数個取り付けることが好ましい。

位置検出ユニット１３は無線送信部６１とバッテリ６２とを備え、ワイヤレスで作動する。このためコンソール５５とケーブル接続して有線通信する場合と比べて取り扱いが容易であり、オペレータＯＰの作業負担をあまり増やさずに済む。

位置検出ユニット１３を着脱自在に収容するユニット収容部２８を備えているので、位置検出ユニット１３自体をオペレータＯＰが持ち歩かなければならない手間が省ける。

ユニット収容部２８は、位置検出ユニット１３のバッテリ６２を充電する充電部３０を備えている。このため、位置検出ユニット１３がバッテリ６２の容量切れで使用できなくなる事態を極力減らすことができる。

上記第１実施形態では、回診車１１にユニット収容部２８を設けているが、回診車１１に替えて、あるいは加えて、電子カセッテ１２にユニット収容部２８を設けてもよい。

上記第１実施形態では、ユニット収容部２８から取り外された場合に位置検出ユニット１３を起動させているが、本発明はこれに限定されない。例えば、位置検出ユニット１３がカメラ画像１２０に映り込んだか否かを判定する機能を制御部５１に担わせる。そして、位置検出ユニット１３がカメラ画像１２０に映り込んだと制御部５１で判定した場合に、無線通信部５２から位置検出ユニット１３に起動信号を送信し、位置検出ユニット１３を起動させてもよい。この場合、位置検出ユニット１３は、無線送信部６１に替えて、無線送信機能だけでなく無線受信機能も持つ無線通信部を有する。そして、位置検出ユニット１３の無線通信部には、起動前においてもバッテリ６２から電力を供給し、コンソール５５の無線通信部５２からの起動信号の受信を待機させる。

あるいは、オペレータＯＰによりタッチパネル３１を介して撮影メニューが設定された場合に、無線通信部５２から位置検出ユニット１３に起動信号を送信し、位置検出ユニット１３を起動させてもよい。この場合も位置検出ユニット１３がカメラ画像１２０に映り込んだか否かを判定する場合と同様に、位置検出ユニット１３は無線受信機能を持つ無線通信部を有し、起動前においても無線通信部で起動信号の受信を待機させる。

さらには、ユニット収容部２８から取り外された場合に位置検出ユニット１３を起動させ、位置検出ユニット１３がカメラ画像１２０に映り込んだと制御部５１で判定した場合に、図１４に示す各部１２５〜１２９を制御部５１に構築し、各部１２５〜１２９を機能させてもよい。

カメラ４６は常時起動していてもよいし、位置検出ユニット１３のように所定のタイミングで起動してもよい。例えば位置検出ユニット１３がユニット収容部２８から取り外された場合に、位置検出ユニット１３とともにカメラ４６も起動する。

上記第１実施形態では、電子カセッテ１２の長辺側の側面８５Ｃに対向する位置に位置検出ユニット１３を配置し、長辺側の側面８５Ｃの角Ｐ１、Ｐ２、Ｐ５を演算部１２７で検出しているが、電子カセッテ１２の短辺側の側面８５Ｃに対向する位置に位置検出ユニット１３を配置し、短辺側の側面８５Ｃの角を演算部１２７で検出してもよい。

また、電子カセッテ１２に姿勢センサを設け、この姿勢センサの出力に基づき電子カセッテ１２の回転角α、β、γを演算してもよい。この場合、電子カセッテ１２の側面８５Ｃの特定位置としては、例えば前面８５Ａの２つの角Ｐ２、Ｐ３だけを検出すればよく、背面８５Ｂの角Ｐ５を検出する必要はない。

また、カメラ画像１２０内に映る位置検出ユニット１３の位置、向き、大きさを、演算部１２７で検出しやすくするために、位置検出ユニット１３に画像認識可能なマーカーを取り付けてもよい。

［第２実施形態］
図２２および図２３に示す第２実施形態では、画像センサ６０の替わりに、電磁波を発生する電磁波発生源１４０と、電磁波を検出する電磁波検出センサ１４１とを含む位置検出ユニット１４２を用いる。

図２２において、電磁波発生源１４０は露呈位置に配置されている。すなわち、本実施形態では、電磁波発生源１４０が、露呈位置に配置される位置検出ユニットの少なくとも一部の構成要素に相当する。一方、電磁波検出センサ１４１は、電子カセッテ１２の既定の位置である、前面８５Ａの４つの角Ｐ１〜Ｐ４の位置に取り付けられている。電磁波検出センサ１４１は、角Ｐ１〜Ｐ４に着脱自在に取り付けられていてもよいし、角Ｐ１〜Ｐ４に取り外し不可の状態で固着されていてもよい。また、電磁波検出センサ１４１は、電子カセッテ１２の外周部に取り付けられるのではなく、電子カセッテ１２に内蔵されていてもよい。

電磁波発生源１４０の模式図である図２３に示すように、電磁波発生源１４０は、３台の電磁波発生源１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃが一体化されたものである。各電磁波発生源１４０Ａ〜１４０Ｂは同じ大きさであって、かつ正三角形の頂点に該当する位置にそれぞれ配されている。

電磁波発生源１４０Ａ〜１４０Ｃは、互いに異なるタイミングで電磁波を発生する。各電磁波検出センサ１４１は、電磁波発生源１４０Ａ〜１４０Ｃからの電磁波をそれぞれ検出する。各電磁波検出センサ１４１は、検出した電磁波の強度を表す強度信号を電磁波発生源１４０Ａ〜１４０Ｃに無線送信する。

電磁波は距離に応じて減衰するので、電磁波発生源１４０Ａ〜１４０Ｃは、各電磁波検出センサ１４１からの強度信号に基づき、各電磁波検出センサ１４１までの距離を演算する。電磁波発生源１４０Ａ〜１４０Ｃは、この各電磁波検出センサ１４１までの距離を、位置信号としてコンソール５５に送信する。

演算部１２７は、既知である電磁波発生源１４０Ａ〜１４０Ｃの互いの位置関係と、位置信号として送信された各電磁波検出センサ１４１までの距離とから、周知の三辺測量の原理を用いて、ユニット座標系ＸＵ、ＹＵ、ＺＵにおける各電磁波検出センサ１４１の位置、すなわち前面８５Ａの４つの角Ｐ１〜Ｐ４の位置を演算する。

位置検出ユニット１４２の場合は、画像内カセッテ位置としての前面８５Ａの４つの角Ｐ１〜Ｐ４の位置を、位置信号から直接演算することができる。このため、上記第１実施形態のように、電子カセッテ１２の側面８５Ｃの特定位置（少なくとも３か所の位置）を検出し、電子カセッテ１２の回転角α、β、γを演算する必要がない。したがって、前面８５Ａの４つの角Ｐ１〜Ｐ４の位置の演算を簡単に済ませることができ、演算部１２７の処理負担を軽減することができる。また、誤差を生じさせる要因となる余計な演算を行わなくても済むため、前面８５Ａの４つの角Ｐ１〜Ｐ４の位置の演算精度を高めることができる。

また、電磁波は、電磁波発生源１４０からある程度の範囲内であれば、強度は減衰するが障害物があっても透過する。このため、被写体Ｈの服やベッド１４のシーツ等で電子カセッテ１２の側面８５Ｃが被写体Ｈとベッド１４の間から覗けない場合でも、位置検出ユニット１４２であれば、前面８５Ａの４つの角Ｐ１〜Ｐ４の位置を演算するのに必要な位置信号を出力することができる。したがって、電子カセッテ１２の側面８５Ｃが被写体Ｈとベッド１４の間から覗けない場合は前面８５Ａの４つの角Ｐ１〜Ｐ４の位置を検出することが困難な、上記第１実施形態の位置検出ユニット１３よりも、使用するシチュエーションに制限がない。

電磁波発生源１４０は、磁界発生源または電波発生源であることが好ましい。電磁波発生源１４０が磁界発生源の場合は、電磁波検出センサ１４１は磁気検出センサであり、電磁波発生源１４０が電波発生源の場合は、電磁波検出センサ１４１は電波検出センサである。

なお、本実施形態の場合も上記実施形態と同じく、位置検出ユニット１４２はワイヤレスで作動することが好ましい。具体的には、電磁波発生源１４０に、位置信号を無線送信する無線送信部と、無線送信部を含む各部に給電するバッテリとを備えさせる。また、電磁波検出センサ１４１には、強度信号を無線送信する無線送信部と、無線送信部を含む各部に給電するバッテリとを設ける。

位置検出ユニット１４２を収容するユニット収容部を備えていてもよい。電磁波検出センサ１４１が角Ｐ１〜Ｐ４から着脱自在に取り付けられている場合、ユニット収容部は、電磁波発生源１４０と電磁波検出センサ１４１の両方を収容する。対して、電磁波検出センサ１４１が角Ｐ１〜Ｐ４に固着されている場合は、ユニット収容部は、電磁波発生源１４０のみを収容する。なお、このユニット収容部にも、バッテリを充電する充電部を設けてもよい。

また、ユニット収容部から取り外された場合に位置検出ユニット１４２を起動してもよい。電磁波発生源１４０と電磁波検出センサ１４１の両方がユニット収容部に収容されている場合は、これらがユニット収容部から取り外された場合に両方とも起動する。対して、電磁波検出センサ１４１が角Ｐ１〜Ｐ４に固着され、電磁波発生源１４０のみがユニット収容部に収容されている場合は、電磁波発生源１４０はユニット収容部から取り外された場合に起動し、電磁波検出センサ１４１に起動信号を送信する。電磁波検出センサ１４１は、電磁波発生源１４０からの起動信号を受信した場合に起動する。電磁波発生源１４０からではなく、コンソール５５から電磁波検出センサ１４１に起動信号を送信してもよい。あるいは、電磁波検出センサ１４１が角Ｐ１〜Ｐ４に固着されている場合は、電子カセッテ１２の起動と連動して電磁波検出センサ１４１を起動させてもよい。

電磁波発生源１４０を配置する位置は、図２２に示すベッド１４上の露呈位置でなくともよい。露呈位置で、かつ電磁波検出センサ１４１が電磁波を検出可能な位置であればよい。ただし、上述のように電磁波は距離に応じて減衰するので、強度が比較的弱い電磁波でも電磁波検出センサ１４１で検出可能とするため、なるべく電磁波検出センサ１４１、すなわち電子カセッテ１２に近い位置に電磁波発生源１４０を配置することが好ましい。

電磁波発生源１４０は、なるべくカメラ４６に映る状態で、オペレータＯＰが携行していてもよい。この場合、オペレータＯＰの動きに追従して電磁波発生源１４０の位置も変化するので、その都度座標変換行列ＴＭも演算し直すことになる。また、この場合はカメラ画像１２０と位置信号のタイムスタンプを取得し、タイムスタンプに基づいて、電磁波発生源１４０の位置の変化に対する演算部１２７による画像内カセッテ位置の演算を同期させる。

電磁波検出センサ１４１を取り付ける位置も、図２２に示す角Ｐ１〜Ｐ４に限らない。例えば４つの角Ｐ１〜Ｐ４のうちの３つの角に電磁波検出センサ１４１を取り付け、電磁波検出センサ１４１を取り付けていない角の位置については、３つの角の位置に基づいて演算して割り出す。あるいは、前面８５Ａを構成する４辺の中心位置に電磁波検出センサ１４１を取り付けてもよい。

３台の電磁波発生源１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃを用意するのではなく、電磁波の指向性を変えることが可能な１台の電磁波発生源を用い、異なる３方向に順次電磁波を照射させ、これにより得た位置信号に基づいて、演算部１２７で前面８５Ａの４つの角Ｐ１〜Ｐ４の位置を演算してもよい。

［第３実施形態］
図２４に示す第３実施形態では、位置信号を出力するセンサの種類が異なる複数種の位置検出ユニットが用意されている。

図２４において、本実施形態では、上記第１実施形態の画像センサ６０を含む位置検出ユニット１３と、上記第２実施形態の電磁波発生源１４０および電磁波検出センサ１４１を含む位置検出ユニット１４２とが用意されている。この場合、オペレータＯＰは、普段は消費電力が比較的小さい位置検出ユニット１３を使用する。対して、画像内カセッテ位置の演算精度を上げたい場合や、被写体Ｈの服やベッド１４のシーツ等で電子カセッテ１２の側面８５Ｃが被写体Ｈとベッド１４の間から覗けない場合等の特別なシチュエーションにおいては、位置検出ユニット１４２を選択する。あるいは、例えば位置検出ユニット１３を使用していて、バッテリ６２が容量切れとなった場合に、位置検出ユニット１４２に切り替える。

このように、位置信号を出力するセンサの種類が異なる複数種の位置検出ユニットを用意しておけば、オペレータＯＰがシチュエーションに応じた位置検出ユニットを適宜選択して使用することができる。

複数種の位置検出ユニットを択一的に使用するのではなく、複数種の位置検出ユニットをそれぞれ異なる露呈位置に配置して同時に起動させてもよい。この場合、演算部１２７は、各位置検出ユニットからの異なる位置信号に基づいて、それぞれ画像内カセッテ位置を演算する。図２４に示す例の場合は、演算部１２７は、位置検出ユニット１３からの位置信号に基づく画像内カセッテ位置と、位置検出ユニット１４２からの位置信号に基づく画像内カセッテ位置とを演算する。

そして、演算部１２７は、各画像内カセッテ位置に対して適当な重み付け処理を施し、最終的にカセッテ枠１３５として表示する１つの画像内カセッテ位置を演算する。重み付け処理は、例えば演算精度が比較的高い位置検出ユニット１４２の位置信号に基づく画像内カセッテ位置の重みを高くし、逆に位置検出ユニット１３の位置信号に基づく画像内カセッテ位置の重みを低くする。

なお、位置信号の種類が異なる複数種の位置検出ユニットは、図２４に示すペアに限らない。例えば画像センサ６０として光学式のカメラを用いた位置検出ユニットと、画像センサ６０としてTime of Flightカメラ１５０を用いた位置検出ユニットとのペアであってもよい。あるいは、電磁波発生源１４０として磁界発生源、電磁波検出センサ１４１として磁気検出センサを用いた位置検出ユニットと、電磁波発生源１４０として電波発生源、電磁波検出センサ１４１として電波検出センサを用いた位置検出ユニットとのペアであっても可である。

また、位置信号の種類が異なる位置検出ユニットは、２種類以上用意されていてもよい。

複数種の位置検出ユニットは、図２４で示したように別体であってもよいし、一体化されていてもよい。図２４の位置検出ユニット１３と位置検出ユニット１４２のペアを一体化する場合は、露呈位置に配置される一部構成要素に相当する画像センサ６０と電磁波発生源１４０とを一体化する。

［第４実施形態］
図２５に示す第４実施形態では、位置信号を出力するセンサの種類が同じ同種の位置検出ユニットが複数個用意されている。

図２５において、本実施形態では、画像センサとしてTime of Flightカメラ１５０を含む２つの位置検出ユニット１５１Ａ、１５１Ｂが用意されている。位置信号を出力するセンサの種類が異なる複数種の位置検出ユニットを用意しておく上記第３実施形態の場合と同じく、位置信号を出力するセンサの種類が同じ同種の位置検出ユニットを複数個用意しておけば、色々なシチュエーションに臨機応変に対応することができる。

この場合も上記第３実施形態と同様に、同種の複数個の位置検出ユニットをそれぞれ異なる露呈位置に配置して同時に起動させる。そして、演算部１２７で、各位置検出ユニットからの位置信号に基づいて、それぞれ画像内カセッテ位置を演算してもよい。この場合、各画像内カセッテ位置を示す複数のカセッテ枠１３５をカメラ画像１２０に合成し、オペレータＯＰに最も確からしい１つのカセッテ枠１３５を選択させてもよい。こうすれば、画像内カセッテ位置を演算不可な露呈位置から、画像内カセッテ位置を演算可能な露呈位置に位置検出ユニットを移動させる手間が省ける。

位置信号を出力するセンサの種類が同じ同種の位置検出ユニットは、２個以上用意されていてもよい。

合成画像１３６を表示する表示部は、上記各実施形態で例示したタッチパネル３１に限らない。例えばオペレータＯＰが携行するノート型パーソナルコンピュータやタブレット端末に、コンソール５５の表示制御部１２９から合成画像１３６を転送して表示させてもよい。

画像内カセッテ位置を示す指標は、前面８５Ａの４つの角を直線で結んだカセッテ枠１３５に限らない。図２６に示すように、前面８５Ａの４つの角をＬ字状の線で表したカセッテ枠１５５でもよい。

上記各実施形態において、例えば、カメラ画像取得部１２５、位置信号取得部１２６、演算部１２７、合成画像生成部１２８、および表示制御部１２９といった各種の処理を実行する処理部（processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。

各種のプロセッサには、ＣＰＵ、プログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device:ＰＬＤ）、専用電気回路等が含まれる。ＣＰＵは、周知のとおりソフトウエア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサである。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array) 等の、製造後に回路構成を変更可能なプロセッサである。専用電気回路は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである。

１つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合せ（例えば、複数のＦＰＧＡや、ＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、１つ以上のＣＰＵとソフトウエアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip:ＳｏＣ）等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣチップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。

さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路（circuitry）である。

上記記載から、以下の付記項１に記載の放射線撮影システムを把握することができる。
［付記項１］
放射線を被写体に向けて照射する放射線源と、前記被写体を透過した前記放射線に基づく放射線画像を検出する電子カセッテとを備える放射線撮影システムにおいて、
前記放射線源に取り付けられたカメラから、少なくとも前記被写体を撮影した光学像であるカメラ画像を取得するカメラ画像取得プロセッサと、
前記カメラの視野内で、かつ前記カメラ画像に映る露呈位置に、少なくとも一部の構成要素が配置された状態で作動される位置検出ユニットから、前記放射線源と対向する位置に配置された前記電子カセッテの外周部の一部の位置を表す位置信号を取得する位置信号取得プロセッサと、
前記カメラ画像内に映る前記位置検出ユニットの位置と、前記位置信号とに基づいて、前記カメラ画像内における前記電子カセッテの位置である画像内カセッテ位置を演算する演算プロセッサと、
前記カメラ画像と前記画像内カセッテ位置を示す指標との合成画像を生成する合成画像生成プロセッサと、
前記合成画像を表示部に表示する制御を行う表示制御プロセッサとを備える放射線撮影システム。

また、上記各実施形態の記載から、以下の付記項２、３に記載の電子カセッテの位置決め支援装置、付記項４に記載の電子カセッテの位置決め支援装置の作動方法、付記項５に記載の電子カセッテの位置決め支援装置の作動プログラムも把握することができる。なお、上記各実施形態では、コンソール５５が電子カセッテの位置決め支援装置に相当する。

［付記項２］
放射線源から照射されて被写体を透過した放射線に基づく放射線画像を検出する電子カセッテを用いる場合に、前記被写体と前記電子カセッテとの相対的な位置決めを支援する電子カセッテの位置決め支援装置であって、
前記放射線源に取り付けられたカメラから、少なくとも前記被写体を撮影した光学像であるカメラ画像を取得するカメラ画像取得部と、
前記カメラの視野内で、かつ前記カメラ画像に映る露呈位置に、少なくとも一部の構成要素が配置された状態で作動される位置検出ユニットから、前記放射線源と対向する位置に配置された前記電子カセッテの外周部の一部の位置を表す位置信号を取得する位置信号取得部と、
前記カメラ画像内に映る前記位置検出ユニットの位置と、前記位置信号とに基づいて、前記カメラ画像内における前記電子カセッテの位置である画像内カセッテ位置を演算する演算部と、
前記カメラ画像と前記画像内カセッテ位置を示す指標との合成画像を生成する合成画像生成部と、
前記合成画像を表示部に表示する制御を行う表示制御部とを備える電子カセッテの位置決め支援装置。

［付記項３］
放射線源から照射されて被写体を透過した放射線に基づく放射線画像を検出する電子カセッテを用いる場合に、前記被写体と前記電子カセッテとの相対的な位置決めを支援する電子カセッテの位置決め支援装置であって、
前記放射線源に取り付けられたカメラから、少なくとも前記被写体を撮影した光学像であるカメラ画像を取得するカメラ画像取得部と、
前記カメラの視野内で、かつ前記カメラ画像に映る露呈位置に、少なくとも一部の構成要素が配置された状態で作動される位置検出ユニットから、前記放射線源から見て前記被写体の背後に配置された前記電子カセッテの外周部の一部の位置を表す位置信号を取得する位置信号取得部と、
前記カメラ画像内に映る前記位置検出ユニットの位置と、前記位置信号とに基づいて、前記カメラ画像内における前記電子カセッテの位置である画像内カセッテ位置を演算する演算部と、
前記カメラ画像と前記画像内カセッテ位置を示す指標との合成画像を生成する合成画像生成部と、
前記合成画像を表示部に表示する制御を行う表示制御部とを備える電子カセッテの位置決め支援装置。

［付記項４］
放射線源から照射されて被写体を透過した放射線に基づく放射線画像を検出する電子カセッテを用いる場合に、前記被写体と前記電子カセッテとの相対的な位置決めを支援する電子カセッテの位置決め支援装置の作動方法であって、
前記放射線源に取り付けられたカメラから、少なくとも前記被写体を撮影した光学像であるカメラ画像を取得するカメラ画像取得ステップと、
前記カメラの視野内で、かつ前記カメラ画像に映る露呈位置に、少なくとも一部の構成要素が配置された状態で作動される位置検出ユニットから、前記放射線源と対向する位置に配置された前記電子カセッテの外周部の一部の位置を表す位置信号を取得する位置信号取得ステップと、
前記カメラ画像内に映る前記位置検出ユニットの位置と、前記位置信号とに基づいて、前記カメラ画像内における前記電子カセッテの位置である画像内カセッテ位置を演算する演算ステップと、
前記カメラ画像と前記画像内カセッテ位置を示す指標との合成画像を生成する合成画像生成ステップと、
前記合成画像を表示部に表示する制御を行う表示制御ステップとを備える電子カセッテの位置決め支援装置の作動方法。

［付記項５］
放射線源から照射されて被写体を透過した放射線に基づく放射線画像を検出する電子カセッテを用いる場合に、前記被写体と前記電子カセッテとの相対的な位置決めを支援する電子カセッテの位置決め支援装置の作動プログラムであって、
前記放射線源に取り付けられたカメラから、少なくとも前記被写体を撮影した光学像であるカメラ画像を取得するカメラ画像取得機能と、
前記カメラの視野内で、かつ前記カメラ画像に映る露呈位置に、少なくとも一部の構成要素が配置された状態で作動される位置検出ユニットから、前記放射線源と対向する位置に配置された前記電子カセッテの外周部の一部の位置を表す位置信号を取得する位置信号取得機能と、
前記カメラ画像内に映る前記位置検出ユニットの位置と、前記位置信号とに基づいて、前記カメラ画像内における前記電子カセッテの位置である画像内カセッテ位置を演算する演算機能と、
前記カメラ画像と前記画像内カセッテ位置を示す指標との合成画像を生成する合成画像生成機能と、
前記合成画像を表示部に表示する制御を行う表示制御機能とを、コンピュータに実行させる電子カセッテの位置決め支援装置の作動プログラム。

上記各実施形態では、オペレータＯＰが回診車１１で病室に向かってフリー撮影を行う場合を例示したが、撮影室に備え付けのＸ線発生装置を用いて、撮影室にてフリー撮影を行う場合も、本発明は適用可能である。

本発明は、Ｘ線に限らず、γ線等の他の放射線を使用する場合にも適用することができる。

本発明は、上記各実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の構成を採用し得ることはもちろんである。さらに、本発明は、プログラムに加えて、プログラムを記憶する記憶媒体にもおよぶ。

１０ Ｘ線撮影システム（放射線撮影システム）
１１ 回診車
１２ 電子カセッテ
１３、１４２、１５１Ａ、１５１Ｂ 位置検出ユニット
１４ ベッド
２０ 台車部
２１ 本体部
２２ 支柱
２３ アーム
２４ Ｘ線源（放射線源）
２５ キャスター
２６ ハンドル
２７ カセッテスロット
２８ ユニット収容部
２９ ポール
３０ 充電部
３１ タッチパネルディスプレイ（タッチパネル、表示部）
３５ 第１支柱
３６ 第２支柱
４０ Ｘ線管
４１ 照射野限定器
４２ 照射スイッチ
４５ カメラ取り付け部
４６ カメラ
５０ 電圧発生部
５１ 制御部
５２ 無線通信部
５３ 有線通信部
５４ ストレージデバイス（ストレージ）
５５ コンソール
６０ 画像センサ
６１ 無線送信部
６２ バッテリ
６５ 撮影オーダ
６８ メニュー・条件テーブル
７０ カセッテ登録テーブル
７２ Ｘ線画像（放射線画像）
７３ 画像ファイル
７４ 付帯情報
７８ オーダ管理リスト
８０ センサパネル
８１ 回路部
８５ 筐体
８５Ａ 前面（照射面）
８５Ｂ 背面
８５Ｃ 側面
８６ 透過板
８７ シンチレータ
８８ 光検出基板
１２０ カメラ画像
１２３ 作動プログラム
１２５ カメラ画像取得部
１２６ 位置信号取得部
１２７ 演算部
１２８ 合成画像生成部
１２９ 表示制御部
１３５、１５５ カセッテ枠（指標）
１３６ 合成画像
１４０、１４０Ａ〜１４０Ｃ 電磁波発生源
１４１ 電磁波検出センサ
１５０ Time of Flightカメラ
Ｈ 被写体
ＯＰ オペレータ
ＸＣ、ＹＣ、ＺＣ カメラ座標系
ＦＯＶ カメラの視野
Ｐ１〜Ｐ４ 前面（照射面）の角
Ｐ５ 背面の角
ＸＵ、ＹＵ、ＺＵ ユニット座標系
ＲＡ ロール軸
α ロール軸回りの電子カセッテの回転角
ＹＡ ヨー軸
β ヨー軸回りの電子カセッテの回転角
ＰＡ ピッチ軸
γ ピッチ軸回りの電子カセッテの回転角
ＬＸＺ２３ 角Ｐ２、Ｐ３をＸＵＺＵ平面において結ぶ線
ＬＹＺ２５ 角Ｐ２、Ｐ５をＹＵＺＵ平面において結ぶ線
ＬＸＹ２３ 角Ｐ２、Ｐ３をＸＵＹＵ平面において結ぶ線
ＴＭ 座標変換行列
ＳＴ１００〜ＳＴ１４０、ＳＴ１１０１〜ＳＴ１１０５ ステップ

Claims (20)

1. 放射線を被写体に向けて照射する放射線源と、
   前記被写体を透過した前記放射線に基づく放射線画像を検出する電子カセッテと、
   前記放射線源に取り付けられ、少なくとも前記被写体を撮影した光学像であるカメラ画像を出力するカメラと、
   前記放射線源と対向する位置に配置された前記電子カセッテの外周部の一部の位置を表す位置信号を出力する位置検出ユニットであり、前記カメラの視野内で、かつ前記カメラ画像に映る露呈位置に、少なくとも一部の構成要素が配置された状態で作動する位置検出ユニットと、
   前記カメラ画像内に映る前記位置検出ユニットの位置と、前記位置信号とに基づいて、前記カメラ画像内における前記電子カセッテの位置である画像内カセッテ位置を演算する演算部と、
   前記カメラ画像と前記画像内カセッテ位置を示す指標との合成画像を生成する合成画像生成部と、
   前記合成画像を表示部に表示する制御を行う表示制御部とを備える放射線撮影システム。
2. 前記演算部は、前記画像内カセッテ位置として、前記電子カセッテの前記放射線が照射される照射面の４つの角の位置を演算する請求項１に記載の放射線撮影システム。
3. 前記合成画像生成部は、前記指標として、前記４つの角の位置を直線で結んだ枠を合成する請求項２に記載の放射線撮影システム。
4. 前記演算部は、前記カメラ画像に映る前記位置検出ユニットの位置から、前記位置検出ユニットの座標系であるユニット座標系を、前記カメラの座標系であるカメラ座標系に変換する座標変換行列を求め、
   前記座標変換行列と、前記ユニット座標系で表される前記照射面の４つの角の位置の座標とから、前記カメラ座標系で表される前記画像内カセッテ位置の座標を演算する請求項２または３に記載の放射線撮影システム。
5. 前記演算部は、前記カメラ画像に映る前記位置検出ユニットの位置に加えて、前記カメラ画像に映る前記位置検出ユニットの向き、大きさから、前記座標変換行列を求める請求項４に記載の放射線撮影システム。
6. 前記演算部は、前記位置信号から前記ユニット座標系における前記電子カセッテの一側面の特定位置を検出し、検出した前記特定位置に基づいて、前記照射面の４つの角の位置を演算する請求項４または５に記載の放射線撮影システム。
7. 前記位置検出ユニットは、前記位置信号として、前記電子カセッテの外周部の一部の二次元画像を出力する画像センサを含む請求項１ないし６のいずれか１項に記載の放射線撮影システム。
8. 請求項６を引用する請求項７に記載の放射線撮影システムにおいて、
   前記演算部は、前記特定位置として少なくとも３か所の位置を検出し、検出した前記少なくとも３か所の位置に基づいて、前記電子カセッテの回転角を演算する放射線撮影システム。
9. 前記露呈位置に配置される前記構成要素は、前記画像センサである請求項７または８に記載の放射線撮影システム。
10. 前記画像センサは、光学式のカメラ、Time of Flightカメラ、超音波センサ、レーダーセンサのいずれかである請求項７ないし９のいずれか１項に記載の放射線撮影システム。
11. 前記位置検出ユニットは、電磁波を発生する電磁波発生源と、
    前記電子カセッテの既定の位置に取り付けられ、前記電磁波を検出する電磁波検出センサとを含む請求項１ないし５のいずれか１項に記載の放射線撮影システム。
12. 前記露呈位置に配置される前記構成要素は、前記電磁波発生源である請求項１１に記載の放射線撮影システム。
13. 前記電磁波発生源は、磁界発生源または電波発生源であり、
    前記電磁波検出センサは、磁気検出センサまたは電波検出センサである請求項１１または１２に記載の放射線撮影システム。
14. 前記位置検出ユニットは、前記位置信号を無線送信する無線送信部と、前記無線送信部を含む各部に給電するバッテリとを備え、ワイヤレスで作動する請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の放射線撮影システム。
15. 前記位置検出ユニットを着脱自在に収容するユニット収容部を備える請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の放射線撮影システム。
16. 前記位置検出ユニットは、前記ユニット収容部から取り外された場合に起動される請求項１５に記載の放射線撮影システム。
17. 請求項１４を引用する請求項１５または１６に記載の放射線撮影システムにおいて、
    前記ユニット収容部は、前記バッテリを充電する充電部を備える放射線撮影システム。
18. 前記位置検出ユニットには、前記位置信号を出力するセンサの種類が異なる複数種が用意されている請求項１ないし１７のいずれか１項に記載の放射線撮影システム。
19. 前記位置検出ユニットには、前記位置信号を出力するセンサの種類が同じ同種のものが複数個用意されている請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の放射線撮影システム。
20. 放射線を被写体に向けて照射する放射線源と、前記被写体を透過した前記放射線に基づく放射線画像を検出する電子カセッテとを備える放射線撮影システムの作動方法であって、
    前記放射線源に取り付けられたカメラから、少なくとも前記被写体を撮影した光学像であるカメラ画像を取得するカメラ画像取得ステップと、
    前記カメラの視野内で、かつ前記カメラ画像に映る露呈位置に、少なくとも一部の構成要素が配置された状態で作動される位置検出ユニットから、前記放射線源と対向する位置に配置された前記電子カセッテの外周部の一部の位置を表す位置信号を取得する位置信号取得ステップと、
    前記カメラ画像内に映る前記位置検出ユニットの位置と、前記位置信号とに基づいて、前記カメラ画像内における前記電子カセッテの位置である画像内カセッテ位置を演算する演算ステップと、
    前記カメラ画像と前記画像内カセッテ位置を示す指標との合成画像を生成する合成画像生成ステップと、
    前記合成画像を表示部に表示する制御を行う表示制御ステップとを備える放射線撮影システムの作動方法。

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