JP2021090542A - 放射線撮影装置、放射線撮影システム、放射線撮影装置の制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】装置が有する内部時計の時刻情報を予め補正して、装置間で時刻のずれが無い状態にしてトモシンセシス撮影を行うこと。【解決手段】保持装置の装置移動手段により移動可能に保持され、トモシンセシス撮影を行うことが可能な放射線撮影装置は、照射移動部により保持され移動可能な放射線源から照射された放射線を検出し、放射線画像データを出力する検出部と、内部時計の時刻情報に基づいて検出部の駆動タイミングを制御する計時制御部と、ネットワークを介してデータを送受信する通信部と、を備える。通信部は、ネットワークを介して接続する撮影制御装置に時刻情報を送信し、計時制御部は、撮影制御装置から送信された時刻情報を用いて、内部時計の時刻情報を補正して、撮影制御装置から送信された撮影要求に基づいたタイミングで検出部の駆動タイミングを制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、断層画像を生成するトモシンセシス撮影を行うための放射線撮影装置、放射線撮影システム、放射線撮影装置の制御方法及びプログラムに関する。

従来、放射線発生装置から放射線を被写体に照射し、被写体を透過した放射線強度分布をデジタル化し、デジタル化した放射線画像に画像処理を施し、鮮明な放射線画像を得る放射線撮影装置および放射線撮影システムが製品化されている。

このようなシステムの撮影装置としては、検出器（放射線検出器）に２次元固体撮像素子を用いた装置が一般的である。固体撮像素子は、入射光に応じた電荷を蓄積し、蓄積された電荷の読み出し、及びリセットを繰り返して動作する。電子シャッターを備えない撮像素子においては、電荷の読み出しやリセットの最中に撮像素子に光入射があると、得られる画像を損なう恐れがあり、特に医療用の放射線撮影装置においては、不要な被曝を被写体にもたらす場合が生じ得る。そのため、検出器側の撮像素子の動作タイミングと放射線発生装置側の放射線の照射タイミングとの同期をとりながら、放射線撮影システムは動作することが必要とされる。

また、近年、患部の断層面画像を得るために、Ｘ線管を移動させて異なる角度から被写体にＸ線を照射して撮影を行い、これにより取得した画像を加算して所望の断層面を強調した画像を得るトモシンセシス撮影が提案されている。トモシンセシス撮影では、Ｘ線管の移動と、放射線検出器が保持された保持部（トレイ）の移動と、Ｘ線照射タイミングと、検出器の撮像素子の動作タイミングとが、それぞれ同期を取りながら、撮影動作を実施することが必要とされる。

特許文献１および特許文献２には、リアルタイムで、各装置間の同期用通信を行って、トモシンセシス撮影を行うシステムが開示されている。

特開２０１２-２４４２４号公報 特開２０１７-６０５５９号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２のシステムでは、リアルタイムで、各装置間の同期用通信を行っているため、通信系に障害が発生した場合に、リアルタイムで同期をとることができなくなり、トモシンセシス撮影に支障を来たすことになり得る。また、リアルタイム性を確保するために、各装置間を有線接続する構成にした場合、特に回診トモシンセシス撮影などにおいては、使い勝手の観点において支障を来すものとなり得る。

そこで、本発明は、上記の従来技術の課題に鑑み、装置が有する内部時計の時刻情報を予め補正して、装置間で時刻のずれが無い状態にしてトモシンセシス撮影を行うことが可能な放射線撮影技術を提供することを目的とする。

本発明の目的を達成するために、本発明の一態様による放射線撮影装置は、保持装置の装置移動手段により移動可能に保持され、トモシンセシス撮影を行うことが可能な放射線撮影装置であって、
照射移動手段により保持され移動可能な放射線源から照射された放射線を検出し、放射線画像データを出力する検出手段と、
内部時計の時刻情報に基づいて前記検出手段の駆動タイミングを制御する計時制御手段と、
ネットワークを介してデータを送受信する通信手段と、を備え、
前記通信手段は、前記ネットワークを介して接続する制御装置に前記時刻情報を送信し、
前記計時制御手段は、前記制御装置から送信された時刻情報を用いて、前記内部時計の時刻情報を補正することを特徴とする。

本発明によれば、装置が有する内部時計の時刻情報を予め補正して、装置間で時刻のずれが無い状態にしてトモシンセシス撮影を行うことが可能になる。

添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
本発明の実施形態の放射線撮影システムの構成例を示す図。 実施形態に係る装置間において時刻情報を同期させる時刻同期処理の手順を説明する図。 撮影タイミングの制御手順とメッセージの通信手順の例を示す図。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。

以下の実施形態及び特許請求の範囲において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。また、本発明における放射線には、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども含みうる。

[第１の実施形態]
（放射線撮影システムの構成例）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮影システムの構成例を示す図である。放射線撮影システム１００は、断層画像を生成するトモシンセシス撮影を行うことが可能であり、放射線撮影装置１０１、放射線発生装置１１０、放射線発生装置１１０を制御する撮影制御装置１２０、放射線撮影装置１０１を保持する保持装置１５０を有する。放射線撮影装置１０１は、保持装置１５０の撮影装置移動部１５１により移動可能に保持され、トモシンセシス撮影を行うことが可能である。

放射線撮影装置１０１は、放射線源１０９から照射されて被写体１６２を透過した放射線１６１に基づいて、被写体１６２の放射線画像データを取得する。例えば、平面検出器（Flat Panel Detector、以下、「ＦＰＤ」と略す）を用いた撮影装置などが、放射線撮影装置１０１として用いられる。放射線撮影装置１０１は、放射線を電気信号に変換する画素が二次元状に配列された検出器１０７と、検出制御部１０２、無線通信部１０３を有する。放射線撮影装置１０１は、無線通信部１０３を介して放射線撮影システム１００を構成する撮影制御装置１２０と無線通信を行うことが可能である。

検出器１０７には、２次元撮像素子として、例えば、ＴＦＴのようなスイッチ素子と光電変換素子とを含む画素が二次元状（例えば２次元アレイ状）に配設されており、各光電変換素子上には、例えば、放射線を可視光に変換する蛍光体が設けられて構成されている。検出器１０７に入射した放射線は、蛍光体で可視光に変換され、変換された可視光が各画素の光電変換素子に入射し、各光電変換素子において、可視光に応じた電荷（電気信号）が放射線画像データとして生成される。

検出制御部１０２は、検出器１０７の駆動制御、撮影された放射線画像データに対する各種の画像処理、放射線画像データの保存、放射線画像データの転送タイミングの判定、及び放射線画像データの転送制御などに関する処理を行う。

検出制御部１０２は、駆動制御部１０５、計時制御部１０６を有する。駆動制御部１０５は、検出器１０７の駆動制御を行う。計時制御部１０６は、内部時計を保持しており、撮影制御装置１２０との間で内部時計の時刻を補正して、内部時計の時刻情報に基づいて検出器１０７の駆動タイミングを制御する。すなわち、計時制御部１０６は、撮影制御装置１２０から送信された時刻情報を用いて、内部時計の時刻情報を補正して、撮影制御装置１２０から送信された撮影要求に基づいたタイミングで検出部の駆動タイミングを制御する。検出器１０７で生成され、検出制御部１０２で処理された放射線画像データは、撮影制御装置１２０の制御により、ネットワークを介して不図示の画像処理装置に転送され、検査などの用に供される。

保持装置１５０は、放射線撮影装置１０１を保持する撮影装置移動部１５１と、移動制御部１５２と、計時制御部１５３と無線通信部１５４とを有する。保持装置１５０は、無線通信部１５４を介して放射線撮影システム１００を構成する撮影制御装置１２０と無線通信を行うことが可能である。撮影装置移動部１５１は、トモシンセシス撮影を実施するために、移動可能に構成されている。移動制御部１５２は、撮影装置移動部１５１の移動を制御する。

計時制御部１５３は、内部時計を保持しており、撮影制御装置１２０との間で内部時計の時刻を補正して、内部時計の時刻情報に基づいて撮影装置移動部１５１の移動タイミングを制御する。

放射線発生装置１１０は、放射線源１０９、移動制御部１１１、照射制御部１１２、計時制御部１１３、無線通信部１１４及び照射移動部１１５を有する。放射線発生装置１１０は、無線通信部１１４を介して放射線撮影システム１００を構成する撮影制御装置１２０と無線通信を行うことが可能である。放射線源１０９を保持する照射移動部１１５は、トモシンセシス撮影を実施するために移動可能に構成されている。移動制御部１１１は、照射移動部１１５の移動を制御する。

照射制御部１１２は、計時制御部１１３の時刻情報に基づいて、タイミングパルスを生成する。放射線発生装置１１０は、照射制御部１１２で生成されたタイミングパルスに従って、放射線を発生させ、放射線源１０９は放射線１６１を照射する。

計時制御部１１３は、内部時計を保持しており、撮影制御装置１２０との間で内部時計の時刻を補正して、内部時計の時刻情報に基づいて照射制御部１１２のタイミングパルスの生成タイミングおよび移動制御部１１１による照射移動部１１５の移動タイミングを制御する。

撮影制御装置１２０は、システム制御部１２１、計時制御部１２２及び無線通信部１２３を有する。通信ネットワークインフラの一部には、無線ＬＡＮ用のアクセスポイント１３０（ＡＰ）が含まれ、無線通信部１２３は、アクセスポイント１３０（ＡＰ）を介して、放射線発生装置１１０の無線通信部１１４、放射線撮影装置１０１の無線通信部１０３、保持装置１５０の無線通信部１５４との間で無線通信を行うことが可能である。通信ネットワークを介して接続されている装置の間では、情報がメッセージの形式で交換される。

無線通信部１２３は、放射線発生装置１１０、放射線撮影装置１０１（時刻クライアント）及び保持装置１５０との間で行うメッセージの送受信により、計時制御部１２２が有する内部時計の時刻情報を発信する。撮影の際、各装置間で撮影動作の開始に関するメッセージ交換が完了すると、撮影制御装置１２０は、システム制御部１２１が計時制御部１２２の内部時計を基準にして生成した、放射線照射のタイミング制御のための信号（制御信号）を、アクセスポイント１３０（ＡＰ）を介して通信ネットワークに出力する。

放射線撮影システム１００は、放射線画像のトモシンセシス撮影を行うことが可能であり、放射線源１０９及び放射線撮影装置１０１は、平行平面断層走査として、両者が平行に走査するタイプのトモシンセシス撮影や、円弧断層走査として、両者が円弧上に走査するタイプのトモシンセシス撮影に対応している。照射移動部１１５および撮影装置移動部１５１が平行もしくは円弧上の軌道を移動することにより放射線源１０９および放射線撮影装置１０１は相対的に移動してトモシンセシス撮影を行うことが可能である。

放射線撮影システム１００における放射線画像のトモシンセシス撮影の概要は以下の通りである。まずトモシンセシス撮影に先だって、撮影のためのパラメータ（例えば、フレームレートや１フレームあたりの放射線照射パルスの長さ、取得フレーム数など）は、あらかじめ、撮影制御装置１２０のシステム制御部１２１より、放射線撮影システム１００の放射線発生装置１１０、放射線撮影装置１０１等に設定される。合わせて、照射移動部１１５の移動、撮影装置移動部１５１の移動に関するパラメータ（移動方向、移動距離、移動速度等）も、撮影制御装置１２０のシステム制御部１２１より、放射線発生装置１１０、保持装置１５０等に設定される。

放射線撮影システム１００の操作者は、撮影を実施したいタイミングで曝射ボタン１１６を押下する。曝射ボタン１１６が押下されたことを示す信号は、撮影制御装置１２０に伝達される。撮影制御装置１２０は、この信号を受けて、撮影を開始する旨のメッセージを生成し、通信ネットワークを介して放射線撮影装置１０１、放射線発生装置１１０、及び保持装置１５０と、無線通信にてメッセージを交換する。

メッセージの交換の後、放射線発生装置１１０内の照射制御部１１２が、放射線照射のタイミングパルスを生成する。放射線発生装置１１０内の計時制御部１１３は、時間情報を保持する。照射制御部１１２は、計時制御部１１３の時刻情報に基づいて、タイミングパルスを生成する。放射線発生装置１１０は、照射制御部１１２で生成されたタイミングパルスに従って、放射線を発生させ、放射線源１０９は放射線１６１を照射する。

また、その際、移動可能な照射移動部１１５は、移動制御部１１１に設定された移動指示情報に基づいて、設定された移動開始時刻になると、移動開始の起点位置から移動終了の終点位置まで、放射線源１０９を移動させる。移動制御部１１１は、計時制御部１１３の時刻情報に基づいて、放射線源１０９を保持する照射移動部１１５の移動動作を制御する。

放射線撮影装置１０１では、撮影を開始するメッセージの交換の後、検出制御部１０２内の駆動制御部１０５が、検出器１０７の駆動制御信号を発生し、検出器１０７から放射線画像データを取得する。放射線撮影装置１０１内の計時制御部１０６は、時刻情報を保持しており、駆動制御部１０５は、計時制御部１０６の時刻情報に基づいて、駆動制御信号を発生する。

放射線撮影装置１０１の動作において、放射線画像データの取得は、放射線照射のタイミングパルスと重ならないような時刻を選んで実施される。つまり、放射線画像データの取得は、放射線照射の時間帯と異なる時間帯に行われる。

保持装置１５０では、撮影を開始するメッセージ交換の後、移動可能な撮影装置移動部１５１は、移動制御部１５２に設定された移動指示情報に基づいて、設定された移動開始時刻になると、移動開始の起点位置から移動終了の終点位置まで、放射線撮影装置１０１を移動させる。保持装置１５０の計時制御部１５３は時刻情報を保持する。移動制御部１５２は、計時制御部１５３の時刻情報に基づいて、放射線撮影装置１０１を保持する撮影装置移動部１５１の移動タイミングを制御する。

放射線撮影システム１００の各装置が有する計時制御部の時刻情報に基づいた一連の動作により、所望の枚数、断層画像生成用の放射線照射画像が取得される。取得された画像は、図示しない画像処理装置に転送され、断層画像を生成するための再構成処理が実施される。

（時刻同期の手順）
次に、撮影制御装置１２０の計時制御部１２２の時刻情報と、放射線撮影装置１０１の計時制御部１０６の時刻情報、放射線発生装置１１０の計時制御部１１３の時刻情報、保持装置１５０の計時制御部１５３の時刻情報と、を同期させる通信手順について説明する。

図２は、時刻情報を同期させる時刻同期処理の手順を説明する図である。図２において、計時制御部１２２は時刻サーバー（すなわち、基準となる時計）として動作し、計時制御部１０６、１１３、１５３が時刻クライアント（すなわち、時刻サーバーを基準として補正される時計）として動作する。

図２では、撮影制御装置１２０の計時制御部１２２（時刻サーバー）と放射線撮影装置１０１の計時制御部１０６（時刻クライアント）との時刻情報を同期させる際の同期手順を例として説明する。撮影制御装置１２０の計時制御部１２２（時刻サーバー）と放射線発生装置１１０の計時制御部１１３（時刻クライアント）との時刻情報の同期手順、および、撮影制御装置１２０の計時制御部１２２（時刻サーバー）と保持装置１５０の計時制御部１５３（時刻クライアント）との時刻情報の同期手順も同様である。

まず、放射線撮影装置１０１が無線通信部１０３を通じて、計時制御部１２２の時刻（時刻情報）の送信を撮影制御装置１２０に要求する時刻要求メッセージ２０７を撮影制御装置１２０に送信する。このとき、放射線撮影装置１０１における時刻要求メッセージ２０７の送信時刻（計時制御部１０６の時刻）が時刻要求メッセージ２０７に含まれる。図２の例では、時刻値１０２５４が時刻要求メッセージ２０７に記録されている。

このとき、放射線撮影装置１０１の計時制御部１０６は時刻要求メッセージ２０７を送信する際に、送信時刻における計時制御部１０６の時刻情報を計時制御部１０６内に記憶して送信する。例えば、計時制御部１０６が保持する時計が示す時刻値１０２５４に時刻要求メッセージの送信を行った場合、計時制御部１０６は時刻値１０２５４を内部メモリに問合せ発信時刻として記憶し、時刻要求メッセージを送信する。

例えば、計時制御部１０６が保持する時計が示す時刻値１０２５４に時刻要求メッセージ２０７の送信を行った場合、計時制御部１０６は時刻値１０２５４を送信時刻として時刻要求メッセージ（１０２５４＠ｃｌｉｅｎｔ、以下、「＠ｃｌｉｅｎｔ」は時刻クライアントにおける時刻を示す）に記憶して送信する。

時刻要求メッセージ２０７を受信した撮影制御装置１２０は、時刻メッセージ２０８を放射線撮影装置１０１に返信する。このとき、撮影制御装置１２０における時刻メッセージ２０８の送信時刻（計時制御部１２２の時刻）が時刻メッセージ２０８に含まれる。例えば、計時制御部１２２が保持する時計が示す時刻値１０２５４に時刻メッセージ２０８の送信を行った場合、計時制御部１２２は時刻値１０２５４を送信時刻として時刻メッセージ２０８に記憶して送信する（１０２５４＠ｓｅｒｖｅｒ、以下、「＠ｓｅｒｖｅｒ」は時刻サーバーにおける時刻を示す）。

図２では、時刻サーバーにおける時刻値１０２５４＠ｓｅｒｖｅｒが時刻メッセージ２０８に含まれる。時刻メッセージ２０８が放射線撮影装置１０１に到着したら、放射線撮影装置１０１は、時刻メッセージ２０８の受信時刻を計時制御部１０６（時刻クライアント）の時刻で取得する。図２では、時刻クライアントにおける時刻値１０２６０＠ｃｌｉｅｎｔが取得されている。

放射線撮影装置１０１及び撮影制御装置１２０間の時刻要求メッセージ２０７と時刻要求メッセージ２０７に対応して送信される時刻メッセージ２０８との伝搬時間がほぼ同等であると仮定する。この場合、撮影制御装置１２０が時刻メッセージ２０８を返信した時刻を、計時制御部１０６が保持する時計の時刻に基づいて推定すると、時刻要求メッセージ２０７の送信時刻１０２５４（１０２５４＠ｃｌｉｅｎｔ）と、時刻メッセージ２０８の受信時刻１０２６０（１０２６０＠ｃｌｉｅｎｔ）との中間の時刻（つまり、（１０２５４＋１０２６０）/２＝１０２５７（１０２５７＠ｃｌｉｅｎｔ））であると推定することができる（推定送信時刻）。

時刻メッセージ２０８に含まれている撮影制御装置１２０の時刻値は１０２５４（時刻値１０２５４＠ｓｅｒｖｅｒ）であるので、推定送信時刻１０２５７（１０２５７＠ｃｌｉｅｎｔ）との時刻差を取れば、１０２５７−１０２５４＝３の時刻分、放射線撮影装置１０１の計時制御部１０６における時刻が進んでいることがわかる。以上によって、計時制御部１０６と計時制御部１２２との時刻差が算出されるので、計時制御部１０６の内部時計の時刻を補正することによって、計時制御部１０６と計時制御部１２２の時刻を同期させることができる。時刻値１０２５７＠ｃｌｉｅｎｔと時刻値１０２５４＠ｓｅｒｖｅｒとが同時となる補正量は−３＠ｃｌｉｅｎｔとなる。

計時制御部１０６は、時刻クライアントにおける時刻要求メッセージ２０７の送信時刻１０２５７（１０２５７＠ｃｌｉｅｎｔ）と、時刻サーバーにおける時刻メッセージ２０８の送信時刻１０２５４（１０２５４＠ｓｒｖｅｒ）とが同時刻になるように、時刻クライアントにける計時制御部１０６の時刻情報から時刻差を減算することにより補正する。

すなわち、計時制御部１０６は、計時制御部１０６が有する内部時計の時刻値（１０２６２＠ｃｌｉｅｎｔ）から補正量（−３＠ｃｌｉｅｎｔ）を減算して、内部時計の時刻値を補正する。補正後の時刻値は、図２において、時刻値（１０２５９＠ｃｌｉｅｎｔ）となり、この時刻値は、計時制御部１２２が有する時計の時刻値１０２５９＠ｓｒｖｅｒ）と同時刻になる。

以上の処理によって計時制御部１０６と計時制御部１２２の時刻差を算出することができ、計時制御部１０６は、算出した時刻差に基づいて、計時制御部１０６の時刻情報を補正する。これにより、放射線撮影装置１０１と撮影制御装置１２０との間には時刻のずれが無い状態（時刻同期状態）になる。

（トモシンセシス撮影動作）
図２で説明した時刻同期手順と同様に、撮影制御装置１２０の計時制御部１２２（時刻サーバー）と放射線発生装置１１０の計時制御部１１３（時刻クライアント）との時刻情報、計時制御部１２２（時刻サーバー）と保持装置１５０の計時制御部１５３（時刻クライアント）との時刻情報に関しても、時刻情報を補正することにより、放射線発生装置１１０と撮影制御装置１２０との間、及び保持装置１５０と撮影制御装置１２０との間においても時刻のずれが無い状態（時刻同期状態）になる。放射線撮影システム１００を構成する装置間において時刻のずれが無い状態（時刻同期状態）になると、放射線撮影システム１００トモシンセシス撮影を行うことが可能な状態になる。

図３は撮影タイミングの制御手順とメッセージの通信手順の例を示す図である。操作者により曝射ボタン１１６が押下（ＯＮ）されると、曝射ボタン１１６が押下されたことを示す信号は、撮影制御装置１２０に伝達される。撮影制御装置１２０は、計時制御部１２２から現在時刻を取得する。図３では、撮影制御装置１２０は、計時制御部１２２から現在時刻として時刻値１０１００を取得する。時刻同期処理は、曝射ボタン１１６の押下直後に開始され、少なくとも、検出器１０７の撮影準備動作開始前には完了する。

システム制御部１２１は、現在時刻から所定の時間経過した時刻に、曝射が開始されることを予告する曝射開始予告時刻を設定する。ここで、曝射開始予告時刻とは、放射線の照射が開始される照射時刻である。システム制御部１２１は、計時制御部１２２により現在時刻として取得された時刻にあらかじめ設定された時間を加算することにより、曝射開始予定時刻を算出することが可能である。

例えば、現在時刻として取得された時刻に加算される時間は、放射線撮影装置１０１と撮影制御装置１２０とがメッセージ交換を行う時間と放射線撮影装置１０１が放射線検出の撮影準備動作に移行する時間とに十分余裕のある時間である。また、加算される時間は、操作者を不要に待たせて操作感を低下させない程度の時間として設定することができる。

また、システム制御部１２１は、加算される時間値として、システム設計時に、あらかじめ算出された時間値を設定することも可能である。また、システム制御部１２１は、現在時刻として取得された時刻に加算される時間値を、撮影制御装置１２０と放射線撮影装置１０１との通信による事前のネゴシエーションによって取得される通信状態に基づいて、動的に決定することも可能である。

加算される時間値の詳細はここでは説明しないが、図３の例では、現在時刻として取得された時刻（時刻値１０１００）に、時間値２００が加算され、曝射開始予定時刻１０３００が設定される。

曝射開始予定時刻が設定された後、撮影制御装置１２０の無線通信部１２３は、放射線撮影装置１０１に対して、撮影開始を要求する撮影要求メッセージ３００を送信する。この撮影要求メッセージ３００には、曝射開始予定時刻がパラメータとして含まれている。図３に示す撮影要求メッセージ３００の例には、曝射開始予定時刻（ｓｔａｒｔ＠１０３００）の他、照射ウィンドウに関する情報（ｗｉｎｄｏｗ＝５０）や照射サイクルを示す情報（ｃｙｃｌｅ＝１５０）がパラメータとして含まれている。

放射線の照射時間長さ（放射線パルスの長さや照射ウィンドウなど）と照射サイクル（フレームレートなど）に相当する情報が撮影要求メッセージ３００に含まれることは必須ではなく、撮影に先立って別のメッセージを送信して、照射ウィンドウや照射サイクルなどの情報を、放射線撮影装置１０１にあらかじめ設定又は伝達しておくことも可能である。また、ここに明示していない他のパラメータが、撮影要求メッセージ３００に含まれて伝達されてもよい。

撮影要求メッセージ３００を受信した放射線撮影装置１０１は、撮影要求メッセージ３００を受信した時点で、放射線撮影装置１０１内の計時制御部１０６から現在時刻を取得する。放射線撮影装置１０１の検出制御部１０２は、撮影要求メッセージ３００の受信に基づいて、撮影要求メッセージ３００に含まれている曝射開始予定時刻までに、撮影準備動作が完了するか否かを判定する。図３では、撮影要求メッセージ３００の受信時刻は１０１５０＠ｃｌｉｅｎｔであり、放射線撮影装置１０１の計時制御部１０６の時計で、１０３００＠ｃｌｉｅｎｔまでに撮影準備動作が完了するか否かを判定する。

検出制御部１０２は、計時制御部１０６の現在時刻と撮影準備動作に要する時間とに基づいて、撮影準備動作が終了する予定時刻を算出する。そして、検出制御部１０２は、撮影準備動作が終了する予定時刻と曝射開始予定時刻のとの比較により、曝射開始予定時刻までに、撮影準備動作が完了するか否かを判定する。撮影準備動作が終了する予定時刻が曝射開始予定時刻より前であれば、検出制御部１０２は、曝射開始予定時刻までに撮影準備動作が完了可能と判定する。判定の結果、曝射開始予定時刻までに撮影準備動作が完了可能であれば、放射線撮影装置１０１の検出制御部１０２は、撮影制御装置１２０に撮影（又は、放射線の照射）を許可する撮影許可メッセージ３０２（撮影許可信号）を返信すると共に、撮影準備動作を計画し、駆動制御部１０５によって撮影準備動作を実行する。

駆動制御部１０５は、撮影準備動作として、例えば、以下の動作を実行する。検出器１０７を構成する２次元撮像素子にバイアス電圧が印加されていない場合には、主制御回路によりバイアス電源を制御し、２次元撮像素子にバイアス電圧を印加する。その後、画素に蓄積した暗電流信号を読み出すため、駆動回路により画素アレイから画像信号を読み出す初期化を行い、初期化の終了後、放射線撮影装置１０１は、放射線画像を撮影するための準備が整った状態（撮影可能状態）となり、撮影準備動作が完了する。

このように、放射線撮影装置１０１は、放射線の照射が開始される照射時刻（曝射開始予告時刻）に関する照射情報を受信し、放射線撮影装置１０１の駆動制御部１０５は、照射情報に基づいて、照射時刻（曝射開始予告時刻）において、検出器１０７が撮影可能状態になるように制御する。そして、放射線撮影装置１０１の無線通信部１０３は、検出器１０７が照射時刻（曝射開始予告時刻）までに撮影可能状態になったことを示す撮影許可情報（撮影許可メッセージ）３０２を撮影制御装置１２０に送信する。

放射線発生装置１１０は、撮影制御装置１２０との間で同様に照射開始時刻に関するメッセージをやり取りする。撮影制御装置１２０は、照射時刻（曝射開始予告時刻）や、あらかじめ定められた放射線パルスの長さとフレームレートになるように、計時制御部１２２の時刻を基に、放射線の照射動作を計画した照射制御情報を含むメッセージを放射線発生装置１１０に送信する。尚、照射制御情報と照射時刻（曝射開始予告時刻）とを同一のメッセージで送信するほか、照射制御情報と照射時刻（曝射開始予告時刻）とを別のメッセージで送信することも可能である。

また、照射時刻（曝射開始予告時刻）に先立って、別のメッセージを送信して、放射線発生装置１１０に照射制御情報を、あらかじめ設定又は伝達しておくことも可能である。また、ここに明示していない放射線照射に関する他のパラメータが、放射線発生装置１１０と撮影制御装置１２０との間で通信されるメッセージに含まれてもよい。

放射線発生装置１１０の照射制御部１１２は、撮影制御装置１２０から受信したメッセージに含まれる照射時刻（曝射開始予告時刻）に基づいて、放射線を照射するように制御する。照射制御部１１２は、曝射開始予定時刻（１０３００）から放射線照射のタイミングパルスの発生を開始する。照射制御部１１２のパルス情報に基づき、放射線の照射動作を実行する。

一方、撮影準備動作を完了した放射線撮影装置１０１の検出器１０７は、駆動制御部１０５の制御に基づいて、計時制御部１０６の示す時刻が曝射開始予定時刻になったら、放射線の照射に備えて検出器１０７の動作状態を蓄積状態にする。そして、検出器１０７は、蓄積状態から放射線の照射時間長さ（放射線パルスの長さや照射ウィンドウなど）に相当する時間が経過した後（図３では、計時制御部１０６の示す時刻が１０３５０に達した後）、駆動制御部１０５は検出器１０７の状態を、蓄積された電荷を読み出すための読み出し状態に制御して、放射線画像データを取得する。駆動制御部１０５は、放射線照射のタイミングと重ならいような時刻を選んで放射線画像データの取得を行う。

その後、放射線撮影装置１０１の駆動制御部１０５は、あらかじめ定められたフレームレートになるように、計時制御部１０６の時刻を基に、撮影動作（蓄積動作や読み出し動作など）を計画し、検出制御部１０２が撮影動作の実行を制御する。

トモシンセシス撮影では、放射線源１０９を保持する照射移動部１１５の移動と放射線撮影装置１０１を保持する撮影装置移動部１５１の移動も、同じく時刻同期情報に基づいて実施される。

撮影制御装置１２０の計時制御部１２２(時刻サーバー)と放射線発生装置１１０の計時制御部１１３（時刻クライアント）との時刻情報、計時制御部１２２(時刻サーバー)と保持装置１５０の計時制御部１５３（時刻クライアント）との時刻情報に関しても、時刻情報を補正することにより、時刻のずれが無い状態（時刻同期状態）である。

撮影制御装置１２０により、曝射開始予告時刻が算出されると、撮影制御装置１２０は、放射線の照射が開始される照射時刻（曝射開始予定時刻）に関する照射情報を含むメッセージを放射線発生装置１１０にも送信する。撮影制御装置１２０は、放射線発生装置１１０に対して、更に、移動開始を要求する移動要求メッセージ３０３を送信する。移動要求メッセージ３０３には、移動開始設定時刻がパラメータとして含まれている。図３に示す移動要求メッセージ３０３の例では、移動開始設定時刻として時刻１０２００が設定されている（ｓｔａｒｔ＠１０２００）。

パラメータとして、移動条件（移動方向、移動速度、移動距離・時間、等）が移動要求メッセージに含まれることは必須ではなく、トモシンセシス撮影に先立って別のメッセージを送信して、放射線発生装置１１０にあらかじめ移動条件に関するパラメータを設定又は伝達しておくことも可能である。また、ここに明示していない他のパラメータが、移動要求メッセージ３０３に含まれて伝達されてもよい。

移動要求メッセージ３０３を受信した放射線発生装置１１０の移動制御部１１１は、移動要求メッセージ３０３を受信した時点で、放射線発生装置１１０内の計時制御部１１３から現在時刻を取得する。放射線発生装置１１０の移動制御部１１１は、現在時刻と移動要求メッセージ３０３から取得した移動条件（移動開始設定時刻）とを比較し、移動条件（移動開始設定時刻）に従って移動制御を計画し、放射線源１０９を保持する照射移動部１１５の移動動作を実行する。図３の移動速度パターン３０５は、移動制御部１１１により制御される照射移動部１１５の移動速度を示し、移動速度パターン３０５に従って、照射移動部１１５により保持される放射線源１０９が移動する。移動速度パターン３０５は、加速領域３０５ａと移動速度が一定の定速領域３０５ｂと減速領域３０５ｃとを有する。尚、移動速度パターン３０５は例示的なものであり、このパターンに限定されるものではない。

撮影装置移動部１５１の移動に関しても、上記の照射移動部１１５（放射線源１０９）の移動と同様に制御される。前述のとおり、撮影制御装置１２０により、曝射撮影開始予告時刻が算出されると、撮影制御装置１２０は、保持装置１５０に対して、移動開始を要求する移動要求メッセージ３０４を送信する。移動要求メッセージ３０４には、移動開始予定時刻がパラメータとして含まれている。図３に示す移動要求メッセージ３０４の例では、移動開始設定時刻として時刻１０２００が設定されている（ｓｔａｒｔ＠１０２００）。

パラメータとして、移動条件（移動方向、移動速度、移動距離・時間、等）が移動要求メッセージに含まれることは必須ではなく、トモシンセシス撮影に先立って別のメッセージを送信して、保持装置１５０にあらかじめ移動条件に関するパラメータを設定又は伝達しておくことも可能である。また、ここに明示していない他のパラメータが、移動要求メッセージ３０４に含まれて伝達されてもよい。

移動要求メッセージ３０４を受信した保持装置１５０の移動制御部１５２は、移動要求メッセージ３０４を受信した時点で、保持装置１５０内の計時制御部１５３から現在時刻を取得する。保持装置１５０の移動制御部１５２は、現在時刻と移動要求メッセージ３０４から取得した移動条件（移動開始設定時刻）とを比較し、移動条件（移動開始設定時刻）に従って移動制御を計画し、放射線撮影装置１０１を保持する撮影装置移動部１５１の移動動作を実行する。図３の移動速度パターン３０６は、移動制御部１５２により制御される撮影装置移動部１５１の移動速度を示し、移動速度パターン３０６に従って、撮影装置移動部１５１により保持される放射線撮影装置１０１が移動する。移動速度パターン３０６は、加速領域３０６ａと移動速度が一定の定速領域３０６ｂと減速領域３０６ｃとを有する。尚、移動速度パターン３０６は例示的なものであり、このパターンに限定されるものではない。

放射線源１０９と放射線撮影装置１０１の移動は、平行平面断層走査として、両者が平行に走査してもよいし、円弧断層走査として、両者が円弧上に走査してもよい。或いは、放射線源１０９と放射線撮影装置１０１のうちいずれか一方のみが走査してもよい。

本実施形態によれば、装置が有する内部時計の時刻情報を予め補正して、装置間で時刻のずれが無い状態にしてトモシンセシス撮影を行うことが可能になる。撮影制御装置１２０と、放射線発生装置１１０と、放射線撮影装置１０１と、保持装置１５０とが、ネットワークで、時刻同期を行いながら、トモシンセシス撮影を実施することができる。

[第二の実施形態]
トモシンセシス撮影においては、撮影時の放射線源１０９の照射位置・角度が、所望の設定位置・角度に対して、高い精度を有することが求められる。第二の実施形態では、トモシンセシス撮影動作において、放射線発生装置１１０の移動制御部１１１が実行する移動制御時の機械的な精度によって生じた誤差に応じて、放射線照射のタイミングを、放射線照射時間が検出器１０７の蓄積時間に収まる範囲内での補正する構成について説明する。

第一の実施形態と同様に、撮影制御装置１２０の計時制御部１２２（時刻サーバー）と放射線発生装置１１０の計時制御部１１３（時刻クライアント）とは、時刻情報を補正することにより、時刻のずれが無い状態（時刻同期状態）である。

撮影動作に関するメッセージ交換により撮影動作の設定を行う際に、撮影制御装置１２０は、検出器１０７の蓄積時間内に放射線照射を完了することが可能な範囲をタイミング補正可能範囲として取得し、放射線発生装置１１０に送信する。撮影制御装置１２０は、検出器１０７における電荷蓄積時間と、放射線照射時間の設定との関係に応じて、放射線照射開始タイミングの補正可能範囲を通知する。

例えば、検出器１０７における撮像素子の電荷蓄積時間が８０ｍｓ、放射線照射時間が４０ｍｓの撮影モードにおいては、両者のタイミングの中心値を基準として放射線照射タイミングを設定する。タイミングの中心値を時間の基準（ゼロ）として、時間の基準に対して、照射時間の４０ｍｓは、照射時間の下限時刻値−２０ｍｓと照射時間の上限時刻値２０ｍｓとにより設定される。また、電荷蓄積時間の８０ｍｓは、電荷蓄積時間の下限時刻値−４０ｍｓと電荷蓄積時間の上限時刻値４０ｍｓとにより設定される。

この場合、照射時間の上限時刻値は、電荷蓄積時間の上限時刻値４０ｍｓと照射時間の上限時刻値２０ｍｓとの差分時間（４０ｍｓ−２０ｍｓ）に基づいて２０ｍｓ以内であれば、電荷蓄積時間８０ｍｓ以内に収まる補正が可能である。差分時間として取得した時間（２０ｍｓ）を補正可能な上限時間とする。

また、照射時間の下限時刻値も同様に、電荷蓄積時間の下限時刻値−４０ｍｓと照射時間の下限時刻値−２０ｍｓとの差分時間に基づいて、−２０ｍｓ以内であれば、電荷蓄積時間８０ｍｓ以内に収まる補正が可能である。差分時間として取得した時間（−２０ｍｓ）を補正可能な下限時間とする。

撮影制御装置１２０は、放射線照射開始タイミングの補正可能範囲として、補正可能な上限時間と、補正可能な下限時間とを放射線発生装置１１０に通知する。放射線発生装置１１０の照射制御部１１２は、撮影制御装置１２０から取得した補正可能な上限時間と、補正可能な下限時間とに基づいて、放射線照射開始タイミングの補正可能範囲を設定する。

また、トモシンセシス撮影に先立ち、撮影制御装置１２０は、所望の照射実施位置及び角度情報を放射線発生装置１１０の照射制御部１１２に設定する。移動制御部１１１は、照射移動部１１５の位置及び照射角度を示す移動情報と、照射制御部１１２に設定されている放射線照射のタイミングにおける照射実施位置及び照射角度とを比較する。そして、照射制御部１１２は比較の結果に基づいて、放射線照射のタイミングを制御する。照射制御部１１２は、比較の結果に基づいて、照射移動部１１５の移動情報と、照射制御部１１２に設定されている照射実施位置及び照射角度とに差異が発生している場合、放射線照射のタイミングを補正可能な範囲内で補正する。

トモシンセシス撮影実施時に、放射線発生装置１１０の移動制御部１１１は、照射移動部１１５の移動情報を検出するエンコーダ等から取得した移動情報（位置・照射角度の情報）と、放射線照射の実施タイミングにおける照射実施位置及び照射角度とを比較する。そして、予め設定された照射実施位置及び照射角度と、照射移動部１１５から取得した移動情報（位置・照射角度の情報）との間に差異が発生している場合、照射制御部１１２は、放射線照射開始タイミングの補正可能範囲内で、放射線照射タイミングを補正する。照射制御部１１２は、放射線撮影装置１０１における撮像素子の電荷蓄積時間内に放射線源による放射線照射時間が収まる範囲を補正可能な範囲として、放射線照射のタイミングを補正する。尚、放射線照射開始タイミングの補正可能範囲を超える補正が必要となった場合、補正可能範囲の限度値にて放射線照射タイミングの補正を行うことが可能である。

これにより、時刻情報を補正することにより、時刻のずれが無い状態（時刻同期状態）である放射線撮影システムにおいて、放射線撮影時の放射線源１０９の照射位置及び角度が、所望の照射位置・角度に対して、高い精度を有するトモシンセシス撮影が可能となる。

なお、各実施形態において、各装置間が無線通信によって接続されるか、有線接続によって接続されるかは、放射線撮影システムの対象モダリティや設置形態に応じて、適宜選択することが可能であり、一部が有線接続、一部が無線接続することにより放射線撮影システムを構成することも可能である。また、放射線撮影システムを構成する各装置間を時刻同期の対象とするか、一部の装置間を時刻同期の対象とするかは、放射線撮影システムの対象モダリティや設置形態に応じて、適宜選択することが可能である。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

本発明は上記実施形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。

１００：放射線撮影システム
１０１：放射線撮影装置
１０２：検出制御部
１０３：無線通信部
１０５：駆動制御部
１０６、１１３、１２２、１５３：計時制御部
１０７：検出器
１０９：放射線源
１１０：放射線発生装置
１１６：曝射ボタン
１２０：撮影制御装置
１５０：保持装置

Claims (16)

1. 保持装置の装置移動手段により移動可能に保持され、トモシンセシス撮影を行うことが可能な放射線撮影装置であって、
   照射移動手段により保持され移動可能な放射線源から照射された放射線を検出し、放射線画像データを出力する検出手段と、
   内部時計の時刻情報に基づいて前記検出手段の駆動タイミングを制御する計時制御手段と、
   ネットワークを介してデータを送受信する通信手段と、を備え、
   前記通信手段は、前記ネットワークを介して接続する制御装置に前記時刻情報を送信し、
   前記計時制御手段は、
   前記制御装置から送信された時刻情報を用いて、前記内部時計の時刻情報を補正することを特徴とする放射線撮影装置。
2. 前記照射移動手段および前記装置移動手段が平行もしくは円弧上の軌道を移動することにより前記放射線源および前記放射線撮影装置は相対的に移動してトモシンセシス撮影を行うことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
3. 前記計時制御手段は、前記制御装置から送信された撮影要求に含まれる前記放射線源の曝射開始予定時刻に、前記検出手段による撮影を開始するように、前記検出手段の駆動タイミングを制御することを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮影装置。
4. 前記計時制御手段から取得した時刻と、前記検出手段の撮影準備動作に要する時間に基づいて、当該撮影準備動作が前記曝射開始予定時刻までに完了するか否かを判定する検出制御手段を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の放射線撮影装置。
5. 前記検出制御手段は、前記計時制御手段から取得した時刻を基準に前記撮影準備動作が終了する予定時刻が曝射開始予定時刻より前である場合、前記曝射開始予定時刻までに前記撮影準備動作が完了可能と判定することを特徴とする請求項４に記載の放射線撮影装置。
6. 前記検出制御手段は、前記判定の結果、前記曝射開始予定時刻までに前記撮影準備動作が完了可能であれば、前記制御装置に撮影を許可する撮影許可信号を出力することを特徴とする請求項５に記載の放射線撮影装置。
7. 保持装置の装置移動手段により移動可能に保持され、トモシンセシス撮影を行うことが可能な放射線撮影装置を有する放射線撮影システムであって、前記放射線撮影装置が、
   照射移動手段により保持され移動可能な放射線源から照射された放射線を検出し、放射線画像データを出力する検出手段と、
   内部時計の時刻情報に基づいて前記検出手段の駆動タイミングを制御する計時制御手段と、
   ネットワークを介してデータを送受信する通信手段と、を備え、
   前記通信手段は、前記ネットワークを介して接続する制御装置に前記時刻情報を送信し、
   前記計時制御手段は、
   前記制御装置から送信された時刻情報を用いて、前記内部時計の時刻情報を補正することを特徴とする放射線撮影システム。
8. 前記放射線源による放射線照射のタイミングパルスを生成する照射制御手段と、
   前記放射線源を保持し移動可能な照射移動手段の移動を制御する移動制御手段と、を有する放射線発生装置を更に備え、
   前記移動制御手段は、前記照射移動手段の位置及び照射角度を示す移動情報と、前記照射制御手段に設定されている放射線照射のタイミングにおける照射実施位置及び照射角度とを比較し、
   前記照射制御手段は前記比較の結果に基づいて、放射線照射のタイミングを制御することを特徴とする請求項７に記載の放射線撮影システム。
9. 前記照射制御手段は、前記比較の結果に基づいて、前記移動情報と、前記照射制御手段に設定されている前記照射実施位置及び照射角度とに差異が発生している場合、前記放射線照射のタイミングを補正可能な範囲内で補正することを特徴とする請求項８に記載の放射線撮影システム。
10. 前記照射制御手段は、前記検出手段における撮像素子の電荷蓄積時間内に前記放射線源による放射線照射時間が収まる範囲を前記補正可能な範囲として、前記放射線照射のタイミングを補正することを特徴とする請求項９に記載の放射線撮影システム。
11. 前記放射線発生装置は、
    内部時計の時刻情報に基づいて、前記照射制御手段のタイミングパルスの生成タイミングおよび前記移動制御手段による前記照射移動手段の移動タイミングを制御する計時制御手段と、
    ネットワークを介してデータを送受信する通信手段と、を更に有し、
    前記通信手段は、前記ネットワークを介して接続する制御装置に前記時刻情報を送信し、
    前記計時制御手段は、
    前記制御装置から送信された時刻情報を用いて、前記内部時計の時刻情報を補正して、前記制御装置から送信された移動要求に基づいたタイミングで前記照射移動手段の移動タイミングを制御することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の放射線撮影システム。
12. 前記放射線撮影装置を保持し移動可能な装置移動手段と、
    前記装置移動手段の移動を制御する移動制御手段と、
    内部時計の時刻情報に基づいて前記移動制御手段による前記装置移動手段の移動タイミングを制御する計時制御手段と、
    ネットワークを介してデータを送受信する通信手段と、を有する保持装置を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の放射線撮影システム。
13. 前記通信手段は、前記ネットワークを介して接続する制御装置に前記時刻情報を送信し、
    前記計時制御手段は、
    前記制御装置から送信された時刻情報を用いて、前記内部時計の時刻情報を補正して、前記制御装置から送信された移動要求に基づいたタイミングで前記装置移動手段の移動タイミングを制御することを特徴とする請求項１２に記載の放射線撮影システム。
14. 前記照射移動手段および前記装置移動手段が平行もしくは円弧上の軌道を移動することにより前記放射線源および前記放射線撮影装置は相対的に移動してトモシンセシス撮影を行うことを特徴とする請求項１２または１３に記載の放射線撮影システム。
15. 保持装置の装置移動手段により移動可能に保持され、トモシンセシス撮影を行うことが可能な放射線撮影装置の制御方法であって、
    照射移動手段により保持され移動可能な放射線源から照射された放射線を、検出手段が検出し、放射線画像データを出力する検出工程と、
    計時制御手段が、内部時計の時刻情報に基づいて前記検出手段の駆動タイミングを制御する計時制御工程と、
    通信手段が、ネットワークを介して接続する制御装置に前記時刻情報を送信する工程と、
    前記計時制御手段が、前記制御装置から送信された時刻情報を用いて、前記内部時計の時刻情報を補正する工程と、
    を有することを特徴とする放射線撮影装置の制御方法。
16. コンピュータに、請求項１５に記載の放射線撮影装置の制御方法の各工程を実行させるプログラム。

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