JP2022008628A - 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
そして、近年、上記のCRカセッテに代わる装置として、複数の放射線検出素子が二次元状(マトリクス状)に配列され、各放射線検出素子で、被写体を透過して照射された放射線の線量に応じて電荷を発生させ、発生した電荷を信号値として読み出す放射線画像撮影装置(flat panel detector。半導体イメージセンサー等ともいう。)の開発が進んでいる。また、複数の放射線検出素子が配列されたセンサーパネルが筐体内に収納された可搬型放射線画像撮影装置(FPDカセッテ等ともいう。)の開発も進められている。
このため、従来の放射線画像撮影装置は、筐体内部に三軸の加速度センサーを設け、各軸について検出される加速度の大きさから筐体の衝撃が加えられた箇所の判定を行っていた(例えば特許文献1参照)。
複数の放射線検出素子が二次元状に配列されたセンサーパネルと、
前記センサーパネルが収納された筐体と、
前記筐体に加わる衝撃を検出する検出部と、
前記検出部の検出に基づいて前記筐体の衝撃箇所を判定する判定部と、
前記筐体の衝撃箇所ごとに、前記検出部の検出に基づく衝撃判定値を加算して累積する衝撃履歴部とを備えることを特徴とする。
前記衝撃履歴部は、前記衝撃判定値が第二の閾値よりも大きい場合に加算して累積することを特徴とする。
いずれかの前記衝撃箇所について、前記衝撃履歴部によって加算累積された前記衝撃判定値の累積値が第三の閾値を超えた場合に報知処理を行う報知処理部を備えることを特徴とする。
複数の放射線検出素子が二次元状に配列されたセンサーパネルと、前記センサーパネルが収納された筐体と、前記筐体に加わる衝撃を検出する検出部とを備える放射線画像撮影装置と、
前記検出部の検出に基づいて前記筐体の衝撃箇所を判定する判定部と、
前記筐体の衝撃箇所ごとに、前記検出部の検出に基づく衝撃判定値を加算して累積する衝撃履歴部とを備えることを特徴とする。
前記衝撃履歴部は、前記衝撃判定値が第二の閾値よりも大きい場合に加算して累積することを特徴とする。
いずれかの前記衝撃箇所について、前記衝撃履歴部によって加算累積された前記衝撃判定値の累積値が第三の閾値を超えた場合に報知処理を行う報知処理部を備えることを特徴とする。
以下、本発明の実施形態に係る可搬型放射線画像撮影装置について、図面を参照して説明する。
まず、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の回路構成等について説明する。図1は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。図1に示すように、放射線画像撮影装置1には、後述するセンサー基板51(後述する図2参照)上に複数の放射線検出素子7が二次元状(マトリクス状)に配列されている。
図2は、本実施形態に係る可搬型放射線画像撮影装置の構成を示す断面図である。放射線画像撮影装置1は、図2に示すように、筐体40内にセンサーパネルSP(TFTパネル等ともいう。)が収納されて構成されている。なお、図2では、放射線画像撮影装置1
が、放射線が照射される放射線入射面(曝射面ともいう場合がある)41Aが図中下側になるように配置された状態で表されている。また、以下では、放射線画像撮影装置1における上下方向について、放射線画像撮影装置1を図2の状態に配置した場合に基づいて説明する。
バック板42とフロント板41との間にはパッキン41Cが介挿され、筐体40の内部の密閉性や水密性が確保されている。
また、加速度センサー11は、基台50の背面側に装着されているが、筐体40の壁面等、他の場所に装備してもよい。
図4は放射線画像撮影装置1の制御系を示すブロックである。
図示のように、放射線画像撮影装置1は、前述した各放射線検出素子7に接続されたTFT8を制御するTFT制御回路221と、放射線画像撮影装置1の加速度センサーが検出した加速度に基づいて衝撃箇所を求める処理を行う演算処理用マイコン222と、放射線画像撮影装置1の外部に対する通信を行う通信部30を制御する通信マイコン223と、各種のデータを記憶した不揮発性メモリであるデータメモリ224と、これらを接続する通信バスとを備え、これらが前述した制御手段22を構成している。
なお、図4では前述した走査駆動手段15や読み出しIC16の図示を省略している。
通信マイコン223は、通信部30を制御して、放射線画像撮影装置1以外の外部機器との間でデータやコマンドの送受信を行う。また、送受信先を特定して所定のデータやコマンドを送受信することもできるようになっている。
なお、加速度センサー11は少なくとも三軸の加速度が検出可能なものであれば良く、上記機能を有するものに限定されない。例えば、加速度センサー11は三軸の加速度信号を検出し出力する機能のみを備えており、制御手段22側で加速度が閾値以上であるかの判定や判定前後の加速度を取得する構成を有するものとしても良い。
具体的には、三軸のいずれかについて出力閾値を超えた加速度が検出されると、その瞬間の検出加速度を含む前後32個分の検出加速度が、三軸全てについて、演算処理用マイコン222に入力される。
なお、検出加速度の前後の合計の出力個数は、一例であり、適宜変更可能だが、少なくとも複数個の出力が必要である。
また、演算処理用マイコン222は、外部からの衝撃により放射線画像撮影装置1の各部に生じた加速度に関する各種の処理を実行するためのプログラムを記憶しており、これに基づく各処理を実行する。
以下において、演算処理用マイコン222が行う各種の処理について説明する。
演算処理用マイコン222は、上記加速度センサー11により検出された三軸の加速度が入力されると、放射線画像撮影装置1の筐体40における衝撃が加えられた箇所を判定する衝撃箇所検知処理を実行する。この衝撃箇所検知処理では、放射線画像撮影装置1の落下時に床面と衝突し得る箇所を判定対象としている。具体的には、筐体40の四つの角A~Dと、四つの辺a~dと、筐体40の放射線の入射面(曝射面)と背面(非曝射面)の十箇所の内のいずれに衝突による衝撃が加えられたかを判定する。
図14は衝撃箇所検知処理と後述する衝撃履歴累積処理とを連続して実行するフローチャートである。この図14を参照して、まず、衝撃箇所検知処理について説明する。
これらの演算を行うことにより、演算処理用マイコン222は「各軸ごとの加速度の経時的な変化を積算する積算部」として機能する。
これらの演算を行うことにより、演算処理用マイコン222は「各軸ごとの加速度の積算値を正規化する正規化処理部」として機能する。
Rx=X/|max| …(4)
Ry=Y/|max| …(5)
Rz=Z/|max| …(6)
図7(A)のように、落下時にX軸方向(+)側且つY軸方向(+)側に位置する角Aに衝突を生じた場合には、図8の角Aを示す線図の値の如く、Rx,Ry,Rzは概ね1,1,0となる。
図7(B)のように、落下時にX軸方向(+)側且つY軸方向(-)側に位置する角Bに衝突を生じた場合には、図8の角Bを示す線図の値の如く、Rx,Ry,Rzは概ね1,-1,0となる。
図7(C)のように、落下時にX軸方向(-)側且つY軸方向(-)側に位置する角Cに衝突を生じた場合には、図8の角Cを示す線図の値の如く、Rx,Ry,Rzは概ね-1,-1,0となる。
図7(D)のように、落下時にX軸方向(-)側且つY軸方向(+)側に位置する角Dに衝突を生じた場合には、図8の角Dを示す線図の値の如く、Rx,Ry,Rzは概ね-1,1,0となる。
図9(B)のように、落下時にY軸方向(-)側に位置する辺b全体で衝突を生じた場合には、図10の辺bを示す線図の値の如く、Rx,Ry,Rzは概ね0,-1,0となる。
図9(C)のように、落下時にX軸方向(-)側に位置する辺c全体で衝突を生じた場合には、図10の辺cを示す線図の値の如く、Rx,Ry,Rzは概ね-1,0,0となる。
図9(D)のように、落下時にY軸方向(+)側に位置する辺d全体で衝突を生じた場合には、図10の辺dを示す線図の値の如く、Rx,Ry,Rzは概ね0,1,0となる。
また、筐体40のバック板42の裏面が水平な状態で落下し、面全体で衝突を生じた場合には、Rx,Ryは概ね0となり、Rzのみが概ね-1となる。
Rx≦-jxならGRXn=-1、-jx<Rx<jxならGRXn=0、jx≦RxならGRXn=1
Ry≦-jyならGRYn=-1、-jy<Ry<jyならGRYn=0、jy≦RyならGRYn=1
Rz≦-jzならGRZn=-1、-jz<Rz<jzならGRZn=0、jz≦RzならGRZn=1
図11において、角A~Dと四つの辺a~dのGRZnの値は前述したように不定数となるので「*」で示している。GRXn,GRYnが0以外の場合は、GRZnより優先して判定することで、判定精度を維持したまま、処理を簡略化することが可能である。
これにより、演算処理用マイコン222は、「各軸ごとの分類結果から前記筐体の衝撃箇所を判定する判定部」として機能する。
この場合、筐体40のZ軸は水平であり、X軸及びY軸共に45°傾斜した状態で角Cから落下衝突した場合を示している。
この場合、加速度センサー11から演算処理用マイコン222に入力されたX軸とY軸の検出加速度は、最大値の絶対値が概ね一致し、谷の形状も概ね一致する。従って、積算値X、Yの大きさは近似し、比率値Rx,Ryから求まる分類値GRXn,GRYnはいずれも-1となり、演算処理用マイコン222は、角Cからの落下と判定する。
図12(B)はその際のX軸とY軸の加速度センサー11の出力では、X軸とY軸の検出加速度は、負方向(-)に大きく加速度が検出されているので、従来の放射線画像撮影装置の場合も角Cからの落下と判定することができる。
この場合、筐体40のZ軸は水平であり、X軸は18°傾斜しY軸は72°傾斜した状態で角Cから落下衝突した場合を示している。
上記のように、X軸が水平状態に近くなると、X軸の検出加速度はまず最初に本来とは逆方向(この場合+側)に小さい山が発生し、その後で本来の方向(この場合-側)に大きな山が発生する。
一方、放射線画像撮影装置1の場合には、演算処理用マイコン222は、X軸の検出加速度の時間的変化を積算するので、当初は逆方向(+側)に加速度が生じても、その後により大きく正しい方向(-側)の加速度が生じるので、加速度の積算値は正しい方向(-側)を示し、角Cからの落下と正しく判定することができる。
演算処理用マイコン222は、筐体40の前述した十箇所の衝撃箇所ごとに、加速度セ
ンサー11による三軸の加速度検出に基づいて衝撃判定値を算出し、当該衝撃判定値を加算して累積する衝撃履歴累積処理を実行する。
この衝撃履歴累積処理は、筐体40の十箇所について経年的に加えられた衝撃を数値化して加算累積し、累積された数値(衝撃判定値)から故障の発生を予見して事前に報知することを目的としている。
なお、この衝撃履歴累積処理は、衝撃箇所ごとに衝撃判定値を累積するのをダメージが加わった箇所毎に積算するので故障の予見精度が向上するので好ましく、前述した衝撃箇所検知処理で衝撃箇所が判定した後に実行される。
衝撃判定値は、前述した三軸の32個の検出加速度の絶対値の積算値を合成して算出される。
即ち、X軸、Y軸、Z軸の各軸ごとに32個の検出加速度の絶対値を合計する。そして、このようにして三軸のそれぞれについて合計された積算値は、さらにX軸、Y軸、Z軸ごとに個別に設定された係数を乗じて重み付けをしてから合計することで合成され、衝撃判定値が算出される。
各軸ごとの重み付けの係数は、衝撃箇所の判定対象である十箇所の場所ごとに、故障のしやすさに応じて個別に設定しても良い。その場合、衝撃判定値を算出する際には、前述した衝撃箇所検知処理により求められた衝撃箇所を読み出し、これにより各軸ごとの重み付けの係数を決定する。
例えば、加速度センサー11により検出された加速度の最大値の絶対値の各軸の合計値又は合成値(重み付けを加えた合計値)等でも良い。
この第二の閾値は、制御手段22に併設された入力手段から任意に設定入力可能としても良い。
一方、衝撃判定値が第二の閾値よりも大きい場合には、データメモリ224内に加算して累積値として記録する(図14のステップS17)。
即ち、演算処理用マイコン222はデータメモリ224内に、衝撃箇所検知処理の衝撃箇所の判定対象である十箇所ごとに個別に衝撃判定値の累積値を記録しており、直前の衝撃箇所検知処理において判定された十箇所の内の特定箇所における衝撃判定値の累積値に、新たに算出された衝撃判定値を加算する。
このように衝撃判定値を算出し、その累積値を更新することにより、演算処理用マイコン222は「筐体の衝撃箇所ごとに、前記検出部の検出に基づく衝撃判定値を加算して累積する衝撃履歴部」として機能する。
この第三の閾値は、衝撃箇所検知処理において判定対象とする十箇所ごとに個別に設定されている。また、その値は、制御手段22に併設された入力手段から任意に設定入力可能としても良い。
そして、衝撃判定値の累積値が、予め定められた第三の閾値よりも大きくない場合には、そのまま処理は終了する。
また、衝撃判定値の累積値が、予め定められた第三の閾値よりも大きい場合には、報知処理が行われる(ステップS21)。
演算処理用マイコン222は、図示しないインターフェイスを介してインジケーター25に接続されている。インジケーター25は、衝撃箇所検知処理において判定対象とする十箇所の衝撃箇所に個別に対応する複数のLEDランプを備えている。そして、演算処理用マイコン222は、報知処理として、インジケーター25の累積値が第三の閾値よりも大きくなった衝撃箇所に対応するLEDランプを点灯させるよう動作制御を行う。
具体的には、演算処理用マイコン222は、通信部30を通じて、データメモリ224に登録された通知先情報としての送信先アドレスに対して、いずれかの衝撃箇所について衝撃判定値の累積値が第三の閾値よりも大きくなったことを通知するように、通信マイコン223にコマンドを送る。また、その際には、放射線画像撮影装置1を特定するID等の識別情報も付帯的に送信する。
以上のように、放射線画像撮影装置1は、加速度センサー11により検出された三軸の加速度を積算し、正規化した値を第一の閾値により分類して筐体40の衝撃箇所を判定している。
このため、筐体40が辺落下に近い状態で角落下を生じた場合等のように、衝撃時の検出加速度が短い期間で連続的に増減するような場合(図13(B)参照)であっても、正しく衝撃箇所を識別することができ、筐体40の衝撃が加えられた箇所の判定精度の向上を図ることが可能となる。
特に、第一の閾値を、0.41以下、さらには、0.3以下とすることにより、衝撃が加えられた箇所の判定精度のさらなる向上を図ることが可能となる。
特に、衝撃判定値について第二の閾値を定め、当該第二の閾値よりも大きい場合に衝撃判定値を加算して累積するので、経年的な衝撃の影響を判断するに当たって、不要なレベルの衝撃を排除することができ、より精度良く故障の発生を予見することが可能となる。
また、放射線画像撮影装置1は、いずれかの衝撃箇所の衝撃判定値の累積値が第三の閾値を超えた場合に報知処理を行うので、故障の発生の予見結果を周囲に周知させることが可能となり、故障した状態での放射線画像撮影を回避することが可能となる。
ここで、上記放射線画像撮影装置1を組み込んだ放射線画像撮影システムについて言及する。図15は、本実施形態に係る放射線画像撮影システムの全体構成を示す図である。放射線画像撮影システム150は、図15に示すように、例えば、放射線を照射して図示しない患者の一部である被写体の撮影を行う撮影室R1と、放射線技師等の操作者が被写体への放射線の照射等の操作を行う前室R2とに配置される。
具体的には、放射線画像撮影装置1は、報知処理の実行時において、通信部30から無線アクセスポイント154を通じて、いずれかの衝撃箇所について衝撃判定値の累積値が第三の閾値よりも大きくなったか及び当該放射線画像撮影装置1の識別情報をコンソール158に対して通知する。
その場合、送信先を、放射線画像撮影装置1の保守管理を行う機関の情報処理端末とすることにより、放射線画像撮影装置1の衝撃による影響の発生状況をいち早く認識することができるので、修理、メンテナンス、検査等の対応を迅速に採ることが可能となる。
また、その場合、コンソール158が実行する積算部、正規化処理部、判定部、衝撃履歴部又は報知処理部の機能に要するデータは、放射線画像撮影装置1の通信部30から送信される。また、コンソール158が積算部、正規化処理部、判定部、衝撃履歴部又は報知処理部のいずれか一部の機能を実行する構成とした場合には、放射線画像撮影装置1の演算処理用マイコン222は、コンソール158が実行する機能を実行する能力を持たない構成としても良い。
また、放射線画像撮影装置1の演算処理用マイコン222の処理負担を軽減することが可能となる。
なお、上記実施形態では、放射線画像撮影装置1では、衝撃箇所検知処理に続いて、当該衝撃箇所検知処理により判定された衝撃箇所に基づいて衝撃履歴累積処理を行う場合を例示した。
しかしながら、衝撃箇所検知処理と衝撃履歴累積処理とは連続的に行わないともよい。
また、衝撃履歴累積処理を実行する際には、図14のステップS1~S9までの方法以外の方法で衝撃箇所を求め、その衝撃箇所に基づいて衝撃履歴累積処理を行っても良い。
例えば、放射線画像撮影装置1が、従来の放射線画像撮影装置で行われていたような、積算しない三軸の検出加速度から衝撃箇所を判定する方法を行った後に、その衝撃箇所に基づいて図14のステップS10~S21までの方法で衝撃履歴累積処理を実行する構成としても良い。
なお、放射線画像撮影システム150に属するコンソール158やその他の情報処理装置が衝撃箇所検知処理を行う構成とする場合も同様である。
7 放射線検出素子
11 加速度センサー(検出部)
22 制御手段
40 筐体
150 放射線画像撮影システム
158 コンソール(積算部、正規化処理部、判定部、衝撃履歴部、報知処理部)
221 制御回路
222 演算処理用マイコン(積算部、正規化処理部、判定部、衝撃履歴部、報知処理部)
224 データメモリ
GRXn,GRYn,GRZn 分類値
jx 第一の閾値
Rx,Ry,Rz 比率値
SP センサーパネル
X,Y,Z 積算値
Claims (6)
- 複数の放射線検出素子が二次元状に配列されたセンサーパネルと、
前記センサーパネルが収納された筐体と、
前記筐体に加わる衝撃を検出する検出部と、
前記検出部の検出に基づいて前記筐体の衝撃箇所を判定する判定部と、
前記筐体の衝撃箇所ごとに、前記検出部の検出に基づく衝撃判定値を加算して累積する衝撃履歴部とを備えることを特徴とする放射線画像撮影装置。 - 前記衝撃履歴部は、前記衝撃判定値が第二の閾値よりも大きい場合に加算して累積することを特徴とする請求項1記載の放射線画像撮影装置。
- いずれかの前記衝撃箇所について、前記衝撃履歴部によって加算累積された前記衝撃判定値の累積値が第三の閾値を超えた場合に報知処理を行う報知処理部を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の放射線画像撮影装置。
- 複数の放射線検出素子が二次元状に配列されたセンサーパネルと、前記センサーパネルが収納された筐体と、前記筐体に加わる衝撃を検出する検出部とを備える放射線画像撮影装置と、
前記検出部の検出に基づいて前記筐体の衝撃箇所を判定する判定部と、
前記筐体の衝撃箇所ごとに、前記検出部の検出に基づく衝撃判定値を加算して累積する衝撃履歴部とを備えることを特徴とする放射線画像撮影システム。 - 前記衝撃履歴部は、前記衝撃判定値が第二の閾値よりも大きい場合に加算して累積することを特徴とする請求項4記載の放射線画像撮影システム。
- いずれかの前記衝撃箇所について、前記衝撃履歴部によって加算累積された前記衝撃判定値の累積値が第三の閾値を超えた場合に報知処理を行う報知処理部を備えることを特徴とする請求項4又は5記載の放射線画像撮影システム。
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2021
- 2021-09-29 JP JP2021158980A patent/JP7207482B2/ja active Active
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