JP2019141207A - 放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影システム - Google Patents
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Abstract
Description
また、リセット処理の後、暗画像取得処理の場合は、電荷蓄積モードに遷移して、放射線が照射されない状態において各放射線検出素子7内で発生した電荷すなわち暗画像データが各放射線検出素子7内で蓄積される。そして、その後の読み出し処理で、各放射線検出素子7から、この暗画像データが読み出される。
連続リセット回数は、例えば、放射線発生装置の曝射スイッチの第1ボタンの押下と第2ボタンの押下の間の時間によって決まるが、これはユーザーの使用方法によって異なる(ユーザーがいつ第2ボタンを押下するかはわからない)ため、例えば、暗画像のデータに一定の補正を加える等では対処することができない。
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および前記複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、を備える検出部と、
前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線にオフ電圧が印加されるとオフ状態となるとともに、接続された前記走査線にオン電圧が印加されるとオン状態となり、前記オフ状態では前記放射線検出素子内で発生した電荷を前記放射線検出素子内に蓄積させ、前記オン状態では前記放射線検出素子から前記信号線に前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
前記走査線に印加する電圧を前記オン電圧と前記オフ電圧との間で切り替える走査駆動手段と、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を画像データに変換することによって、前記放射線検出素子から前記画像データを読み出す画像データ読み出し処理を行う読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段及び前記読み出し回路を制御して放射線画像撮影処理と暗画像取得処理を行う制御手段と、を備える放射線撮影装置であって、
前記制御手段は、
前記放射線画像撮影処理時には、
前記走査駆動手段から前記複数の走査線に順次オン電圧を印加することによって前記放射線検出素子から前記電荷を放出させて前記放射線検出素子をリセットするリセット処理を放射線照射が開始されるまで繰り返し行い、前記リセット処理が終了してから次の前記リセット処理を開始するまでの間に所定の待機時間を設けて全ての前記スイッチ手段をオフ状態にして待機させ、放射線照射の開始に応じて、前記走査駆動手段から全ての前記走査線に前記オフ電圧を印加することによって前記放射線検出素子内に前記電荷を蓄積させる電荷蓄積モードに遷移し、所定の蓄積時間が経過すると、前記走査駆動手段から前記走査線に前記オン電圧を印加することによって前記放射線検出素子から前記電荷を放出させ、前記読み出し回路に当該放出された前記電荷を前記画像データに変換させることによって前記画像データ読み出し処理を行わせる読み出しモードに遷移するように構成され、
前記暗画像取得処理時には、
前記リセット処理を行った後、前記電荷蓄積モードに遷移して放射線が照射されない状態で待機し、所定時間が経過すると、前記読み出しモードに遷移するように構成されている。
前記制御手段は、前記リセット処理中に放射線照射が開始された場合、実行中の前記リセット処理における最終の前記走査線へのオン電圧の印加によるリセットが完了した後、前記電荷蓄積モードに遷移させ、前記待機時間中に放射線照射が開始された場合、前記待機を強制中止して前記リセット処理を行った後、前記電荷蓄積モードに移行させる。
前記放射線画像撮影装置は、当該放射線画像撮影装置に対して放射線を照射する放射線発生装置における曝射スイッチの第1ボタンが押下されたことを示す信号が入力されると、前記放射線画像撮影処理におけるリセット処理を開始し、放射線照射開始を指示する前記曝射スイッチの第2ボタンが押下されたことを示す信号が入力されると、前記電荷蓄積モードに移行する。
請求項1〜3のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置と、当該放射線画像撮影装置に対して放射線を照射する放射線発生装置と、を備える。
図1は、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50の全体構成を示す図である。
放射線画像撮影システム50は、例えば、図1に示すように、放射線を照射して図示しない患者の身体の一部である被写体(患者の撮影対象部位)の撮影を行う撮影室R1と、当該撮影室R1に隣接し、放射線技師等の操作者(ユーザー)が被写体への放射線の照射開始の制御等の種々の操作を行う前室R2と、それらの外部とに配置される。
ここで、可搬型の放射線画像撮影装置1をブッキー装置51に装填されない単独の状態で用いる場合、臥位撮影用のブッキー装置51Bの上面側に配置してその放射線入射面R(図3参照)上に被写体である患者の手等を載置して用いる他に、例えば撮影室R1内に設けられたベッド等の上面側に配置してその放射線入射面R(図3参照)上に被写体である患者の手等を載置したり、或いは、例えばベッドの上に横臥した患者の腰や足等とベッドとの間に差し込んだりして用いることも可能である。
なお、放射線画像撮影装置1は、ブッキー装置51に装填された状態でも、中継器54と無線接続することが可能となるように構成することも可能である。
また、図1では、撮影室R1内に、放射線源52として、ブッキー装置51に対応付けられた放射線源52Aと、ポータブルの放射線源52Bとが1個ずつ設けられている場合が示されているが、撮影室R1内に設けられる放射線源52の個数や種類は特に限定されない。
撮影室R1には、放射線画像撮影装置1に対して放射線を照射する放射線発生装置55が設けられている。
そして、本実施形態では、撮影室R1に隣接する前室R2に、放射線発生装置55の操作卓57が設けられており、操作卓57には、放射線技師等のユーザーが放射線発生装置55に対して放射線の照射開始等を指示する際に操作するための曝射スイッチ56が設けられている。
そして、放射線発生装置55は、この起動信号を受信すると、放射線源52のX線管球の陽極の回転を開始させる等して、放射線源52をスタンバイ状態とさせるように構成されている。また、中継器54を介して放射線画像撮影装置1に第1ボタン56a1の押下通知信号を送信するように構成されている。
ここで、所定の時間は、例えば、ユーザーによって放射線画像撮影の前に予め決定された放射線の照射時間や、ユーザーによって放射線画像撮影の前に予め決定された撮影対象部位や撮影方向等の撮影条件メニューに対応する放射線の照射時間などである。
コンソール58は、例えば、図1に示すように、CRT(Cathode Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等からなる表示部58aと、HDD(Hard Disk Drive)等
からなる記憶手段59と、コンソール58の各部の動作等を制御する制御部58bと、LANケーブル等によって中継器54と接続され、放射線画像撮影装置1等の他の装置との間で通信を行うための通信部58cと、キーボードやマウス等からなる入力部60とを備えて構成されるコンピュータである。
また、図1では、コンソール58に記憶手段59が接続されている場合が示されているが、記憶手段59はコンソール58に内蔵されていてもよい。
そして、コンソール58の制御部58bは、ユーザーにより操作された入力部60等からの指示に従って、当該診断用の画像データに基づく放射線画像を表示部58aに表示したり、当該診断用の画像データを通信部58c等から出力してイメージャやデータ管理サーバ等の他の装置(図示省略)に送信したりする。
図3は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観斜視図であり、図4は、図3のX−X線に沿う断面図である。
本実施形態に係る放射線画像撮影装置1は、図3や図4に示すように、筐体2内にシンチレータ3や基板4等が収納された可搬型(カセッテ型)の装置として構成されている。
なお、図3や図4では、筐体2がフレーム板2Aとバック板2Bとで形成された、いわゆる弁当箱型である場合が示されているが、筐体2を一体的に角筒状に形成した、いわゆるモノコック型とすることも可能である。
なお、放射線画像撮影装置1と他の装置との間の通信を、前述したような有線方式で行う場合、放射線画像撮影装置1には、LANケーブル等を接続するためのコネクタ等が通信手段として設けられる。
各放射線検出素子7は、図5や図5の拡大図である図6に示すように、スイッチ手段であるTFT8のソース電極8sに接続されている。また、TFT8のドレイン電極8dは信号線6に接続されている。
また、TFT8は、接続された走査線5にオフ電圧が印加され、走査線5を介してゲート電極8gにオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、放射線検出素子7から信号線6への電荷の放出を停止して、放射線検出素子7内で発生した電荷を当該放射線検出素子7内に保持して蓄積させるようになっている。
また、バイアス電源14は、後述する制御手段22に接続されており、制御手段22により、バイアス電源14から各放射線検出素子7に印加するバイアス電圧が制御されるようになっている。
電荷リセット用スイッチ18cがオフの状態で、TFT8がオン状態とされると(すなわち、TFT8のゲート電極8gに走査線5を介してオン電圧が印加されると)、オン状態とされた各TFT8を介して各放射線検出素子7から蓄積されていた電荷が信号線6に放出され、当該電荷が信号線6を流れて、増幅回路18のコンデンサ18bに流入して蓄積される。
なお、増幅回路18を、放射線検出素子7から出力された電荷に応じて電流を出力するように構成することも可能である。
また、図7等に示すように、制御手段22には、DRAM(Dynamic RAM)等で構成される記憶手段40が接続されている。
さらに、本実施形態では、制御手段22には、検出部Pや、走査駆動手段15、読み出し回路17、記憶手段40、バイアス電源14等の各機能部に電力を供給するためのバッテリー41が接続されている。また、バッテリー41には、図示しない充電装置からバッテリー41に電力を供給してバッテリー41を充電する際に、当該充電装置とバッテリー41とを接続する接続端子42が取り付けられている。
放射線画像撮影処理では、制御手段22は、放射線発生装置55からの第2ボタン56a2の押下通知信号が受信されるまでの間、リセット処理を繰り返し実行する。リセット処理は、走査駆動手段15のゲートドライバ15bにより走査線5のラインL1〜Lxに順次オン電圧を印加することによって放射線検出素子7から電荷を放出させて放射線検出素子7をリセットする処理である。第2ボタン56a2の押下通知信号が受信されると、制御手段22は、実行中のリセット処理をラインLxまで完了させた後、インターロック解除信号を放射線発生装置55に送信して放射線照射を許可し、走査駆動手段15により全ての走査線5にオフ電圧を印加することによって放射線検出素子7内に電荷を蓄積させる電荷蓄積モードに遷移する。所定の蓄積時間が経過すると、制御手段22は、走査駆動手段15から走査線5の各ラインにオン電圧を印加することによって放射線検出素子7から電荷を放出させ、読み出し回路17に放出された電荷を画像データに変換させることによって画像データ読み出し処理を行わせる読み出しモードに遷移する。
なお、リセット処理を行う際、各放射線検出素子7から画像データを読み出す画像データ読み出し処理の場合と同じタイミングで走査線5の各ラインL1〜Lxに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替えることとする。
そこで、制御手段22は、図9に示すように、走査駆動手段15を制御して、放射線画像撮影処理においてリセット処理が終了してから次のリセット処理が開始されるまでの間に、全てのTFT8をオフ状態にして待機させる待機時間(待機モード)を設けてリセット時間よりもリセット周期を延長する。ここで、図10(A)に示すように、待機時間が短すぎると放射線画像の画像データに含まれるオフセット信号値が暗画像データのオフセット信号値よりも大きいままで、オフセット補正後の画像にオフセット補正ずれが生じてしまう。図10(B)に示すように、待機時間が長すぎると放射線画像の画像データに含まれるオフセット信号値が暗画像データのオフセット信号値よりも小さくなってしまい、オフセット補正後の画像にオフセット補正ずれが生じてしまう。そこで、図10(C)に示すように、実験によりオフセット補正後の画像が診断画像において許容できるレベルの画像となる待機時間を求め、求めた待機時間が予め設定されている。なお、待機時間中は、全てのTFT8がオフ状態で待機していればよく、TFT8以外の各部で他の動作が行われていてもよい。
第2ボタン56a2の押下通知信号が受信されていないと判断した場合(ステップS6;NO)、制御手段22は、所定の待機時間が経過したか否かを判断する(ステップS7)。
待機時間が終了していないと判断した場合(ステップS7;NO)、制御手段22は、ステップS6に戻る。
ステップS9においてリセット処理を実行するのは、待機モードと電荷蓄積モードが連続するとオフセット信号値の低下が大きく、暗画像データとのバランスがとれなくなるからである。
所定の蓄積時間が経過すると、制御手段22は、読み出しモードに遷移し、各放射線検出素子7から画像データを読み出す(本読出)(ステップS13)。具体的には、走査駆動手段15から走査線5にオン電圧を印加することによって放射線検出素子7から信号線6に当該放射線検出素子7に蓄積された電荷を放出させ、読み出し回路17に当該放出された電荷を画像データに変換させることによって、各放射線検出素子7から画像データを読み出す画像データ読み出し処理を行わせる。
ステップS1〜ステップS13までの処理は、放射線画像撮影処理であり、被写体の放射線画像の画像データが取得される。
ステップS14〜ステップS16までの処理は、暗画像取得処理であり、暗画像データが取得される。
また、待機時間中に第2ボタン56a2が押下された場合には、待機モードを強制的に中止し、所定回数のリセット処理を行った後、電荷蓄積モードに移行するので、待機時間を設けることによる最大曝射遅延時間の増加を抑制することができる。
なお、待機を中止した場合、待機時間だけ待機した場合に比べてオフセット信号値の減少は少ないが、連続リセットによるオフセット信号値の累積的な増加に比べて本蓄積開始時に各放射線検出素子7に存在するオフセット信号値はわずかである。そして、この待機を中止したことにより残存しているオフセット信号値は、診断に影響がない程度であることは実験により確認されている。
例えば、上記実施形態においては、本発明を放射線発生装置と連携してリセットモードから電荷蓄積モードへ切り替える放射線画像撮影装置を例にとり説明したが、本発明は、放射線照射開始を検出する機能を備えた自己検知型の放射線画像撮影装置に適用してもよい。自己検知型の放射線画像撮影装置の場合は、放射線照射開始が検出されると、実行中のリセット処理や待機を中止して直ちに電荷蓄積モードに移行するが、上述のように、本発明を適用すれば、連続リセット処理によるオフセット信号値の累積的な増加に比べて本蓄積開始時に各放射線検出素子7に存在するオフセット信号値を抑えることができ、放射線画像の画像データに含まれるオフセット信号値と暗画像データのオフセット信号値のずれを抑制することができる。
5 走査線
6 信号線
7 放射線検出素子
8 TFT(スイッチ手段)
15 走査駆動手段
15a 電源回路
15b ゲートドライバ
17 読み出し回路
22 制御手段
50 放射線画像撮影システム
55 放射線発生装置
55a 通信部
57 操作卓
58 コンソール
58b 制御部
58c 通信部
60 入力部
r 領域P 検出部
Claims (4)
- 互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および前記複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、を備える検出部と、
前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線にオフ電圧が印加されるとオフ状態となるとともに、接続された前記走査線にオン電圧が印加されるとオン状態となり、前記オフ状態では前記放射線検出素子内で発生した電荷を前記放射線検出素子内に蓄積させ、前記オン状態では前記放射線検出素子から前記信号線に前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
前記走査線に印加する電圧を前記オン電圧と前記オフ電圧との間で切り替える走査駆動手段と、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を画像データに変換することによって、前記放射線検出素子から前記画像データを読み出す画像データ読み出し処理を行う読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段及び前記読み出し回路を制御して放射線画像撮影処理と暗画像取得処理を行う制御手段と、を備える放射線撮影装置であって、
前記制御手段は、
前記放射線画像撮影処理時には、
前記走査駆動手段から前記複数の走査線に順次オン電圧を印加することによって前記放射線検出素子から前記電荷を放出させて前記放射線検出素子をリセットするリセット処理を放射線照射が開始されるまで繰り返し行い、前記リセット処理が終了してから次の前記リセット処理を開始するまでの間に所定の待機時間を設けて全ての前記スイッチ手段をオフ状態にして待機させ、放射線照射の開始に応じて、前記走査駆動手段から全ての前記走査線に前記オフ電圧を印加することによって前記放射線検出素子内に前記電荷を蓄積させる電荷蓄積モードに遷移し、所定の蓄積時間が経過すると、前記走査駆動手段から前記走査線に前記オン電圧を印加することによって前記放射線検出素子から前記電荷を放出させ、前記読み出し回路に当該放出された前記電荷を前記画像データに変換させることによって前記画像データ読み出し処理を行わせる読み出しモードに遷移するように構成され、
前記暗画像取得処理時には、
前記リセット処理を行った後、前記電荷蓄積モードに遷移して放射線が照射されない状態で待機し、所定時間が経過すると、前記読み出しモードに遷移するように構成された放射線画像撮影装置。 - 前記制御手段は、前記リセット処理中に放射線照射が開始された場合、実行中の前記リセット処理における最終の前記走査線へのオン電圧の印加によるリセットが完了した後、前記電荷蓄積モードに遷移させ、前記待機時間中に放射線照射が開始された場合、前記待機を強制中止して前記リセット処理を行った後、前記電荷蓄積モードに移行させる請求項1に記載の放射線画像撮影装置。
- 前記放射線画像撮影装置は、当該放射線画像撮影装置に対して放射線を照射する放射線発生装置における曝射スイッチの第1ボタンが押下されたことを示す信号が入力されると、前記放射線画像撮影処理におけるリセット処理を開始し、放射線照射開始を指示する前記曝射スイッチの第2ボタンが押下されたことを示す信号が入力されると、前記電荷蓄積モードに移行する請求項1又は2に記載の放射線画像撮影装置。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置と、当該放射線画像撮影装置に対して放射線を照射する放射線発生装置と、を備える放射線画像撮影システム。
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