JP2022027858A - 放射線撮影システム及び放射線撮影方法 - Google Patents
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- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
Description
タイミングの同期は、撮影装置と放射線制御装置との間で、曝射と読出しに関わるタイミング情報をやりとりすることで行われるのが一般的である。放射線制御装置と撮影装置間の通信が専用線による有線通信にすると、高精度なタイミング制御が可能であるという利点を有する反面、撮影装置を患者下に直接入れて撮影する際に、撮影装置の取回しが悪く撮影を行いにくいという欠点があった。
そこで、撮影装置を無線にすることが求められているのだが、放射線制御装置と撮影装置との間の通信方式が、IEEE802.11等のCSMA/CA方式によるベストエフォート型の調停を用いる無線通信規格を用いる場合、パケット送信の調整時間が不定である為、通信遅延にバラツキが生じ、高精度なタイミング制御の実現に課題がある。
こうした課題に対応するために、以下のような技術が提案されている。
また、特許文献1には、IEEE802.11等のCSMA/CA方式によるベストエフォート型の調停を用いる無線通信規格ではビーコン発信タイミングのずれが発生することがあり、所望のタイミングで曝射および読出しができない問題があるため、ビーコン信号発信時に自システムの無線通信を停止することでビーコン発信タイミングのずれを防止することについても記載されている。
なお、静止画撮影では、放射線センサーによる照射検知タイミングから読出しタイミングを決定する方式が広く普及している。
つまり、特許文献1に記載された撮影システムによる同期制御は、一般的な無線通信環境に耐えることができないと言える。
しかし、一連の曝射と読出しを繰り返している最中に、時間同期機能に異常が発生する(例えば、放射線制御装置と撮影装置以外の第三の装置が持つ時間に第一計時手段と第二計時手段を同期させる構成において、第三の装置に電源オフや再起動が起き、時間が急激に変化する)と、時間の同期精度が低下し、曝射と読出しのタイミングが合わなくなり、撮影がうまくいかなくなってしまう。
一方、高感度の放射線センサーを採用するという手もあるが、放射線センサーは感度が上がる程高価になるため、撮影システムの製造原価が高くなってしまう。
放射線照射装置による放射線照射を制御する放射線制御装置と、
前記放射線制御装置と同期をとるための少なくとも一つの同期方法で通信可能な放射線撮影装置と、
撮影方法を選択する撮影方法選択手段と、
前記撮影方法選択手段により選択された撮影方法に基づいて、前記放射線制御装置と前記放射線撮影装置の同期方法を選択する同期方法選択手段と、を備える。
また、本発明に係る放射線撮影方法は、
撮影方法を選択するステップと、
前記選択された撮影方法に基づいて、放射線撮影装置による放射線の照射を制御する放射線制御装置と、前記放射線制御装置と同期を取るための少なくとも1つの同期方法で通信可能な放射線撮影装置と、の同期方法を選択するステップと、を備える。
初めに、本実施形態の放射線撮影システム(以下撮影システム100)の概略について説明する。図1は、撮影システム100の概略構成を表すブロック図である。
そして、照射装置1とAP2、AP2と撮影装置3は、それぞれ通信可能となっている。すなわち、照射装置1と撮影装置3とは、AP2を介して通信可能となっている。
また、この撮影システム100は、図示しない放射線科情報システム(Radiology Information System:RIS)や、画像保存通信システム(Picture Archiving and Communication System:PACS)等と、通信することが可能となっている。
この制御装置12の具体的構成については後述する。
すなわち、管球13は、制御装置12から連続的に電圧が印加されれば連続的に放射線Rを照射し、パルス状の電圧が印加されればパルス状の放射線Rを照射するようになっている。
また、コンソール14は、受信した画像データに対し、必要に応じて各種画像処理を施すことが可能となっている。
また、コンソール14は、図示しない表示部を有し、画像データに基づく放射線画像を表示することが可能となっている。
本実施形態においては、静止画撮影モードとシリアル撮影モードの二種類の撮影モードがあり、このいずれかを選択することが可能となっている。
静止画撮影モードは、一回の曝射開始操作で、照射条件で設定した時間幅の放射線Rを1回だけ照射し、1枚の放射線画像を生成する撮影モードである。
シリアル撮影モードは、一回の曝射開始操作で、照射条件で設定した時間幅のパルス状の放射線Rを1回以上照射し、1枚以上の放射線画像を生成する撮影モードである。
また、コンソール14は、シリアル撮影が撮影モードとして設定された場合に、フレームレートを設定することが可能となっている。フレームレートは、ユーザーが入力した任意の数値としてもよいし、複数の選択肢(例えば15フレーム/s(以下fps),7.5fps,30fps等)の中から選択するものとしてもよい。
通信部は、アンテナと、コネクターと、を備え、有線通信と無線通信の両方を行うことが可能となっている。
また、通信部は、ビーコンを所定周期で繰り返し照射装置1や撮影装置3へ送信するようになっている。
なお、AP2は、照射装置1や撮影装置3とは別に設けるのではなく、照射装置1又は撮影装置3に内蔵させるようにしてもよい。
なお、撮影装置3の詳細については後述する。
コンソール14において撮影モードを静止画撮影モードに設定して撮影すれば、1枚の静止画像が得られ、シリアル撮影モードに設定して撮影すれば、一連の複数枚の画像からなる動態画像が得られる。
以下、シリアル撮影により得られた一連の複数枚の画像を動態画像と称し、動態画像を構成する個々の画像をフレーム画像と称する。
このようにすれば、制御装置12とAP2との同期精度を十分に高い状態で維持することができるため、制御装置12に動作モード切替えの機能を持たせる必要が無くなり、制御装置12を低コストで製造することができるようになる。
また、撮影装置3のIFを無線通信から有線通信に変更し、さらにAP2と撮影装置3とを専用線で接続することも可能である。
このようにすれば、撮影装置3に動作モード切替えの機能を持たせる必要がなくなる。
例えば上記、撮影装置3との接続に有線ケーブルを用いる場合、有線ケーブルの信号にパルス信号やタイミング信号を含ませることで、照射装置1と撮影装置3のタイミングを合わせて撮影することが可能となる。
しかし、例えば撮影室における撮影でも、車椅子やベッドに乗せたままの状態で撮影を行わなければならない場合があり、そのような場合に撮影装置3に有線ケーブルをつけたままの撮影では、
・ケーブルが邪魔になる
・ケーブルが抜けて通信不能になる危険性がある
・ケーブルが被検体に触れるので衛生面で問題がある
といった問題があり、有線ケーブルを用いない撮影を行いたい、といった要望があった。
特にFPDを用いた放射線撮影装置以前のCRを用いた撮影では、撮影時に有線ケーブルが不要であり、CRと同等の操作の容易性を得るためには有線ケーブルを用いない撮影を行いたいといった要望があった。
しかし、本実施形態に係る撮影システム100を用いることで、こうした要望に沿った回診車を構成することができる。
次に、上記照射装置1が備える制御装置12の具体的構成について説明する。図2は、制御装置12の具体的構成を表すブロック図である。
また、通信部36は、外部からの制御信号に基づいて、無線通信と有線通信のどちらを行うかを選択することが可能となっている。すなわち、無線通信が選択された場合には、アンテナを用いた無線通信を行い、有線通信が選択された場合には、有線LAN等を用いることで情報の送受信を行うことができる。また、有線通信を用いて同期を行いたい場合には、例えばNTP(Network Time Protocol)等のプロトコルや、国際標準規格IEEE Std.1558-2008(以下IEEE1588と略す)に規定されているような方法を用いることで同期を行うことができる。
照射側計時部125からの出力は、一定間隔のパルス等のタイミング情報としてもよいし、年、月、日、時、分、秒等の時刻や、ある時点から一定間隔でカウントアップしたカウント数等の時刻情報としてもよい。
なお、照射側計時部125は、制御装置12に内蔵するのではなく、制御装置12の外部に設けるようにしてもよい。
また、近年では、後述するIEEE802.11の通信規格に規定された時刻同期機能(Timing Synchronization Function、以下TSF)を標準で搭載し、前述のタイマー機能を有する無線LANチップも存在する。そこで、こうした無線LANチップを照射側計時部125として利用することも可能である。
第二照射側計時部126からの出力は、一定間隔のパルス等のタイミング情報としてもよいし、年、月、日、時、分、秒等の時刻や、ある時点から一定間隔でカウントアップしたカウント数等の時刻情報としてもよい。
また、近年では、後述するIEEE802.11の通信規格に規定された時刻同期機能(Timing Synchronization Function、以下TSF)を標準で搭載し、前述のタイマー機能を有する無線LANチップも存在する。そこで、こうした無線LANチップを第二照射側計時部126として利用することも可能である。
曝射スイッチ15aは、操作部15の本体と有線で接続されている。なお、曝射スイッチ15aは操作部15と無線で接続してもよい。
そして、曝射スイッチ15aが操作されたことに基づいて、撮影開始信号を制御装置12及び撮影装置3へ送信するようになっている。すなわち、本実施形態においては、曝射スイッチ15aの押下が上記曝射開始操作の一つとなる。
なお、後述するように(図8に示したように)、操作部15を操作盤15として制御装置12外に設けるようにしてもよい。
一方で、制御装置12には高電圧発生部122を含まず、高電圧発生部122を制御装置12の本体から独立した構成とすることも可能である。このようにすることで、ユーザーが制御装置12とは独立した任意の高電圧発生部122を選択して機器を構成することが可能となり、機器選択の自由度を高めることができる。
次に、上記撮影システム100が備える撮影装置3の具体的構成について説明する。図3は、撮影装置3の具体的構成を表すブロック図である。
なお、ここでは、放射された放射線Rを可視光等の他の波長の電磁波に変換して電気信号を得るいわゆる間接型のものを例にして説明するが、本発明は、放射線Rを検出素子で直接電気信号に変換する、いわゆる直接型の撮影装置であってもよい。
また、撮影装置3の他の構成についても、放射線画像の画像データを生成することが可能であれば、図3に例示したものに限る必要はない。
シンチレーターは、放射線Rを受けると可視光等の放射線よりも波長の長い電磁波を発するようになっている。
基板32aは、板状に形成され、シンチレーターと並行に対向するよう配置されている。
複数の走査線32bは、所定間隔を空けて互いに平行に延びるよう設けられている。
複数の信号線32cは、所定間隔を空けて互いに平行に延びるように、走査線32bと直交して延びるように、かつ各走査線と導通しないように設けられている。
すなわち、複数の走査線32b及び信号線32cは格子をなすように設けられている。
複数の放射線検出素子32dは、基板32aの表面であって、複数の走査線32b及び信号線32cによって区画された複数の領域内にそれぞれ設けられている。すなわち、複数の放射線検出素子32dは、マトリクス状(行列状)に配列されている。このため、各放射線検出素子32dは、それぞれシンチレーターと対向することとなる。
各放射線検出素子32dの一方の端子には、スイッチ素子であるスイッチ素子32eのドレイン端子が、他方の端子にはバイアス線がそれぞれ接続されている。
各スイッチ素子32eは、ゲート電極が近接する走査線32bに、ソース電極が近接する信号線32cに、ドレイン電極が同じ領域内の放射線検出素子32dの一方の端子にそれぞれ接続されている。
電源回路32gは、逆バイアス電圧を生成し、バイアス線32fを介して各放射線検出素子に逆バイアス電圧を印加するようになっている。
電源回路33aは、それぞれ電圧の異なるオン電圧とオフ電圧を生成し、ゲートドライバー33bに供給するようになっている。
ゲートドライバー33bは、各走査線32bに印加する電圧をオン電圧かオフ電圧に切り替えるようになっている。
複数の読出し回路34aは、放射線検出部32の各信号線32cにそれぞれ接続されるとともに、各信号線32cに基準電圧を印加するようになっている。
また、各読出し回路34aは、積分回路34dと相関二重サンプリング回路(以下、CDS回路)34e等で構成されている。
CDS回路34eは、信号を読み出す対象の放射線検出素子32dが接続された走査線32bにオン電圧を印可する前(オフ電圧を印加している間)に、積分回路34dの出力電圧をサンプリングホールドし、該当の走査線32bにオン電圧を印可して放射線検出素子の信号電荷を読出し、該当の走査線32bにオフ電圧を印加した後の積分回路34dの出力電圧の差分を出力するようになっている。
A/D変換器34cは、入力されたアナログ電圧値の画像データをデジタル値の画像データに順次変換するようになっている。
また、通信部36は、外部からの制御信号に基づいて、無線通信と有線通信のどちらを行うかを選択することが可能となっている。すなわち、無線通信が選択された場合には、アンテナ36aを用いた無線通信を行い、有線通信が選択された場合には、有線LAN等を用いることで情報の送受信を行うことができる。また、有線通信を用いて同期を行いたい場合には、例えばNTP(Network Time Protocol)等のプロトコルや、国際標準規格IEEE1588に規定されているような方法を用いることで同期を行うことができる。
撮影側計時部37からの出力は、一定間隔のパルス等のタイミング情報としてもよいし、年、月、日、時、分、秒等の時刻や、ある時点から一定間隔でカウントアップしたカウント数等の時刻情報としてもよい。
なお、撮影側計時部37は、撮影装置3に内蔵するのではなく、撮影装置3の外部に設けるようにしてもよい。
また、近年では、後述するIEEE802.11の通信規格に規定された時刻同期機能(Timing Synchronization Function、以下TSF)を標準で搭載し、前述のタイマー機能を有する無線LANチップも存在する。そこで、こうした無線LANチップを撮影側計時部37として利用することも可能である。
第二撮影側計時部39からの出力は、一定間隔のパルス等のタイミング情報としてもよいし、年、月、日、時、分、秒等の時刻や、ある時点から一定間隔でカウントアップしたカウント数等の時刻情報としてもよい。
また、近年では、後述するIEEE802.11の通信規格に規定された時刻同期機能(Timing Synchronization Function、以下TSF)を標準で搭載し、前述のタイマー機能を有する無線LANチップも存在する。そこで、こうした無線LANチップを第二撮影側計時部39として利用することも可能である。
「初期化状態」は、各スイッチ素子32eにオン電圧が印加され、放射線検出素子32dが発生させた電荷が各画素に蓄積されない(電荷を信号線32cに放出する)状態である。
「蓄積状態」は、各スイッチ素子32eにオフ電圧が印加され、放射線検出素子32dが発生させた電荷が画素内に蓄積可能となる(電荷が信号線32cに放出されない)状態である。
「読出し・転送状態」は、各スイッチ素子32eにオン電圧が印加されるとともに、読み出し部34が駆動して、流れ込んできた電荷に基づく画像データを読出し、それを他の装置へ送信することが可能な状態である。
なお、素子および装置の構成によっては、読出しにより蓄積された電荷がクリアされるため、「読出し」と「初期化」を別動作として区別せず、「読出し」と「初期化」が同じ動作として同時に行われる場合もある。
詳細は後述するが、本実施形態に係る撮影システム100では、制御装置12が自身の備える第二照射側計時部126の計時情報に基づいて、撮影装置3が自身の備える第二撮影側計時部39に基づいて、各自の動作タイミングを決定するようになっている。このため、第二照射側計時部126の計時速度と第二撮影側計時部39の計時速度が揃っていれば、照射装置1と撮影装置3の同期がとられることとなる。
しかし、例えば、制御装置12や撮影装置3が備える発振器の周波数の誤差等の影響により、制御装置12と連動する第二照射側計時部126の計時速度と、撮影装置3と連動する第二撮影側計時部39の計時速度とに若干の差が生じる場合がある。このような場合、シリアル撮影のような比較的長時間の撮影を行うと、第二照射側計時部126の計時情報と第二撮影側計時部39の計時情報とのずれが次第に大きくなってくるため、照射装置1の動作タイミングと撮影装置3の動作タイミングとがずれてきてしまう。
第一計時情報を生成する方法は、例えば以下のようなものが挙げられる。
一つ目の生成方法として挙げられるのは、IEEE802.11の通信規格が有する時刻同期機能(Timing Synchronization Function、以下TSF)で用いられる時刻情報を第一計時情報として利用する方法である。
具体的には、アクセスポイントに、フリーランで周期的(1μs毎)にカウントアップする計時手段(TSFタイマー)を持たせ、周期的(標準では100ms毎)に送信されるビーコンに、送信時の時刻情報を含めて端末に送信する。
一方、端末にも周期的(1μs毎)にカウントアップする計時手段を持たせ、ビーコン受信時に自身の計時部125,37の時刻情報をビーコンに含まれる時刻情報に更新して、カウントアップを継続するというものである。
計時方法は、例えば、0からカウントを開始し、時刻情報が所定の最大値に達したら0にリセットしてカウントを繰り返すようにする。
なお、TSFタイマー22は、制御装置12や撮影装置3とは独立した計時に基づいて計時情報を出力する構成としてもよいし、制御装置12又は撮影装置3の計時情報に連動した計時情報を出力する構成としてもよい。
このビーコンに含められる、すなわち、TSFタイマー22は、本発明における第一計時手段であり、ビーコン送信時点におけるTSFタイマー22の時刻情報が第一計時情報となる。
以下、TSFを第一計時情報として利用する場合のAP2を計時情報源装置2と称する。
二つ目の生成方法として挙げられるのは、第一計時情報を出力する専用の装置を用いる方法である。
計時情報源装置4は、図示しない計時手段を内蔵したものとする。
なお、計時情報源装置4の計時手段は、制御装置12や撮影装置3とは独立した計時に基づいて計時情報を出力する構成としてもよいし、制御装置12又は撮影装置3の計時情報に連動した計時情報を出力する構成としてもよい。
計時情報源装置4からの出力は、一定間隔のパルス等のタイミング情報としてもよいし、年、月、日、時、分、秒等の時刻や、ある時点から一定間隔でカウントアップしたカウント数等の時刻情報としてもよい。
そして、計時した計時情報を第一計時情報として定期的に送信するようにする。
以下、AP2のTSFタイマー22と計時情報源装置4の図示しない計時手段を併せて基準計時部と称する場合がある。
本実施形態の制御装置12の放射線制御部121と撮影装置3の撮影制御部31のうち、第一計時手段を受信する装置の制御部(以下、制御部121,31)は、計時情報源装置2,4から第一計時情報を受信する度に、制御装置12の照射側計時部125と撮影装置3の撮影側計時部37のうち第一計時情報を受信する装置の計時部(以下計時部37,125)の計時情報を第一計時情報の値に更新するものとなっている。
なお、これらの動作モードの切替えについては後述する。
また、制御部121,31は、第二計時部126,39が自走モードで動作する際には、第二計時部126,39の計時情報を、計時部125,37の計時情報に更新することなくカウントを続けさせる。
次に、放射線制御部121や撮影制御部31が行う第二照射側計時部126や第二撮影側計時部39の動作モード切替えの詳細について説明する。
そこで、本実施形態の制御部121,31は、こうした場合においてもシリアル撮影の撮影周期を途中で乱さないようにするため、必要に応じて第二照射側計時部126や第二撮影側計時部39の動作モードを切り替えるようになっている。
本実施形態において所定条件が成立するとは、撮影タイミングに悪影響を及ぼす可能性がある異常を検知することであり、具体的には、例えば、撮影期間中に所定の事象を検出したことや、撮影期間中、前回同期をとってから今回同期をとるまでの時間(第一計時情報受信間隔)が所定の閾値を超えたこと、撮影期間中、第二撮影側計時部39と第二照射側計時部126の、同期をとったときの計時情報の変化量が所定の閾値を超えたこと、撮影期間中、計時情報源装置2,4の再起動等により計時情報が急激に変化したこと、撮影期間中、長期間に亘って第一計時情報の受信に失敗したこと等を以て、所定条件が成立したと判定する。
すなわち、制御部121,31は、本発明における判定手段をなす。
(1)撮影期間の第一計時情報の受信回数をカウントし、その回数が所定の閾値を下回ったこと。
(2)撮影期間中、第一計時情報の受信間隔を繰り返し測定し、少なくともいずれかの第一計時情報の受信間隔が所定の閾値を超えたこと。
(3)撮影期間中、第二撮影側計時部39と第二照射側計時部126の、同期をとったときの計時情報の変化量を繰り返し測定し、少なくともいずれかの変化量が所定の閾値を超えたこと。
特に(2)や(3)を用いれば、同期の失敗を即時に検出することができる。
なお、制御部121,31は、電源が投入されてから所定条件が成立したと判定されるまでの間(デフォルトの状態)は、動作モードを同期モードとするようになっている。
また、制御部121,31は、自走モードで撮影が行われた場合、所定条件が成立しなくなったことを契機として、同期モードに切り替える(戻す)ようになっている。
すなわち、制御部121,31は、本発明における切替手段をなす。
このような期間としては、例えば図6に示したように、撮影開始から終了までの間が挙げられる。
(開-1)コンソール14、撮影装置3、制御装置12、操作部15又は曝射スイッチ15 a等のユーザーインターフェース(以下UI)でユーザーの指示を受け付けたこと
(開-2)コンソール14で撮影オーダーが選択されたこと
(開-3)撮影装置3が放射線の照射を受ける準備を完了したこと
(開-4)曝射スイッチ15aの1段目が押下されたこと
(開-5)制御装置12が管球13から照射準備が完了した旨の信号を受信したこと、又は、制御部121が高電圧発生部122から照射準備が完了した旨の信号を受信したこと
(開-6)曝射スイッチ15aの2段目が押下されたこと
(開-7)制御装置12が管球13から1フレーム目撮影のための放射線照射を開始した旨の信号を受信したこと、又は、制御部121が高電圧発生部122から1フレーム目撮影のための放射線照射を開始した旨の信号を受信したこと
(開-8)上記(開-1)~(開-7)の撮影開始トリガー発生から所定時間が経過したこと
(終-1)コンソール14、撮影装置3、制御装置12、操作部15又は曝射スイッチ15a等のUIでユーザーの指示を受け付けたこと
(終-2)制御装置12が管球13から最終フレームを撮影するための放射線照射が終了した旨の信号を受信したこと、又は、制御部121が高電圧発生部122から最終フレームを撮影するための放射線照射が終了した旨の信号を受信したこと
(終-3)撮影装置3又は制御装置12で最終フレームの処理が完了したこと
(終-4)撮影装置3で最終フレームの読出し完了
(終-5)曝射スイッチ15aの2段目が解放されたこと
(終-6)曝射スイッチ15aの1段目が解放されたこと
(終-7)撮影が継続できないエラーが発生したこと
(終-8)コンソール14で次の撮影オーダーが選択されたこと
(終-9)上記(終-1)~(終-8)の撮影終了トリガー発生から所定時間が経過したこと
なお、採用する撮影開始トリガーが限られることにより自走モードで動作させる期間が長くなってしまう場合には、上記(開-8)を撮影開始トリガーとすることにより、自走モードへの切替えタイミングを放射線の照射開始に近づけることができる。)
なお、その際、表示部127やコンソール14や操作部15や撮影装置3の図示しない表示部等に現在の動作モードを表示できるようにすれば、システム100の使い勝手が向上し、ユーザーが不必要な切り替え操作を行ってしまうのを防ぐことができる。
次に、上述したような動作モードの切り替えを行うことが可能な本実施形態の撮影システム100を用いたシリアル撮影の流れについて説明する。図7は、本実施形態の撮影システム100の動作を表すタイミングチャートである。
なお、ここでは、撮影条件を、撮影装置3の接続形態:無線、撮影モード:シリアル撮影、フレームレート:15fpsとする場合を例にして説明するが、他の撮影条件においてもその流れは同様である。
撮影装置3及び制御装置12は、上記撮影条件や照射条件を受信すると、それぞれの記憶部35,123に上記撮影条件や照射条件を記憶し、無線シリアル撮影を行うための処理を開始する。
そして、制御装置12は、受信した照射条件を、制御部121経由で高電圧発生部122に設定する。なお、ユーザーが操作部15から照射条件を入力できるシステム構成にしてもよく、その構成では、制御装置12は、操作部15から入力された照射条件を、制御部121経由で高電圧発生部122に設定する。
制御装置12は、曝射スイッチ15aの一段目が押下される前の段階、もしくは、2段目が押下される前の段階では、コンソール14から新たな照射条件を受信すると、その都度、制御部121経由で高電圧発生部122に照射条件を設定する。なお、ユーザーが操作部15から照射条件を入力できるシステム構成でも同様である。通常、照射条件は、患者の体格にあわせて微調整されるが、このようにすることで、操作順序の自由度が増し、使い勝手が向上する。
そして、撮影制御部31及び放射線制御部121は、それぞれ第二計時部39,126の動作モードを同期モードに設定する。
また、計時情報源装置2,4は、第一計時情報を、撮影装置3及び制御装置12へそれぞれ周期的(標準では100ms毎)に送信する。その際、計時情報源装置2,4は、その時点の第一計時情報を撮影装置3及び制御装置12へ送信する。
このとき、計時情報源装置2,4と撮影装置3及び制御装置12との間に無線通信が確立されている場合には、撮影装置3及び制御装置12は、計時情報源装置2,4から第一計時情報を受信し、自身の計時部37,125を更新し、カウントを継続する。
また、撮影装置3及び制御装置12は、所定条件が成立しているか否か、すなわち、自身の計時部37,125が、計時情報源装置2,4と必要な精度で同期できているか否かを継続して判定する。このように、事前に同期できているかを判定するのは、撮影期間中に同期精度が低下した場合、放射線の照射タイミングと画像データ読出しタイミングがずれて撮影失敗の原因となってしまうからである。
また、撮影装置3と制御装置12は、それぞれの判定結果を定期的に送信し合うことで共有する。こうすることで、計時情報源装置2,4から第一計時情報が長期間受信できなくなる、あるいは計時情報源装置2,4の再起動等により計時情報源装置2,4の第一計時情報が大きく変化する等した場合に、そのことを直ちに検知することができる。
制御装置12の制御部121は、曝射スイッチ15aの2段目の押下を検知する(撮影開始信号を受信する)と、その旨を伝える信号を高電圧発生部122に送信し、高電圧発生部122から照射準備が完了した旨の完了通知信号が返信されるのを待つ待機状態に遷移する。
高電圧発生部122は、撮影開始信号を受信すると、照射準備を開始する。具体的には、管球13に出力する電圧および電流の準備や、管球13への回転陽極の回転開始指示などを行う。
管球13は、回転陽極が所定の回転速度に達すると、準備完了通知信号を高電圧発生部122へ送信する。高電圧発生部122は照射準備が完了すると、制御部121に照射準備が完了した旨の完了通知信号を送信する。
制御部121は、照射準備完了通知信号を受信すると、通信部124経由で撮影装置3に放射線の照射準備が完了したことを通知するコマンドを送信する。
撮影装置3は、コマンドを受信すると、撮影可能な状態に遷移する。
その後、撮影装置3及び制御装置12は、第二計時部39,126が、それぞれの計時情報を計時部37,125の計時情報に更新するのを待つ。
ここで、計時情報の更新が予め定められた時間内に完了しない場合には、コンソール14等に同期が失敗した旨を通知し、コンソール14の図示しない表示部等に同期が失敗した旨の表示や、計時情報源装置2,4の再起動やネットワーク設定の確認等のトラブルシューティングを促す表示、又は有線での撮影を促す表示等を行うようにしてもよい。これにより異常から早期に復帰できるようになる。
撮影シーケンス開始待ち時間は、想定される通信の遅延時間に基づいて予め決めておくもので、想定される最大遅延時間以上に設定することで、撮影シーケンス開始時間の送信が遅延してしまった場合に、制御装置12が撮影シーケンス開始時間を受信した時点で既に撮影シーケンス開始時間を過ぎてしまっていて、撮影に失敗するという事態を回避することができる。
上記は、撮影装置3が制御装置12に撮影シーケンス開始時間を送信する構成としたが、制御装置12が、双方の更新完了時の第二計時部126の計時情報に、記憶部123に記憶された撮影シーケンス開始待ち時間を加算した撮影シーケンス開始時間を算出し、それを記憶部126に記憶するとともに撮影装置3へ送信する構成にしてもよい。
撮影装置3及び制御装置12は、互いの同期が完了した後も、同期がとれているか否かを継続して判定する。
また、撮影装置3及び制御装置12は、高電圧発生部122から制御部121へ照射準備完了通知信号が送信された後に撮影装置3及び制御装置12の同期が完了した時点からシリアル撮影の最後のフレームの読出し開始までの期間に同期が失敗したことを検知すると、その時点から少なくともシリアル撮影の最後のフレームの読出し開始までの期間は第二計時部39,126を自走モードで動作させ、それ以降は同期モードに戻す。なお、同期が失敗したことを検知した場合は、第二計時部39,126の計時情報を計時部37,125の計時情報に更新する前に自走モードに切り替えることで、第二計時部39,126に異常値がセットされることを防ぐことができる。
また、制御装置12は、撮影装置3から撮影シーケンス開始時間を受信すると、それを記憶部123に記憶する。そして、記憶された撮影シーケンス開始時間とフレームレート(15fps等)を元に、各フレームの曝射開始時間を生成する。
曝射開始時間の具体的な生成方法は、例えば、撮影シーケンス開始時間を1フレーム目の曝射開始時間とし、2フレーム目以降は、それに撮影周期(=1/フレームレート)を累積加算する。この場合、Nフレーム目の曝射開始時間=撮影シーケンス開始時間+(フレーム番号N-1)×撮影周期となる。
なお、曝射開始時間は、後で各フレームの曝射開始指示を受ける度に参照できるよう、予め複数生成して記憶部123に記憶しておいてもよいし、前のフレームの曝射開始時間に撮影周期を加算して、各フレームの曝射開始指示を受ける度に生成するようにしてもよい。後者のようにすれば、記憶部123の容量を削減できるし、1撮影あたりのフレーム数が変動する場合に対応が容易になる。
また、制御部121は、第二照射側計時部126の計時情報が各フレームの曝射開始時間と合致する度に、高電圧発生部122に各フレームの曝射開始を指示する信号を送信する。
高電圧発生部122は、曝射開始の指示の信号を受信する度に、管球13に対して予め設定された照射時間分だけ放射線Rを照射する制御を行う。すなわち、制御装置12は、第二照射側計時部126の計時情報が第一所定値となったことを契機として、管球13から放射線Rを照射させる。
また、制御部121は、例えば、曝射スイッチ15aの2段目が解放された、撮影フレーム数が記憶部123に記憶された最大フレーム数に達した、高電圧発生部122からの停止の通知を受けた、撮影装置3から停止の通知を受けた等の撮影終了イベントを検知すると、撮影終了を通知するコマンドを通信部124経由で撮影装置3に送信するとともに、当該撮影において新たな曝射開始指示を高電圧発生部122に送信しない。すなわち当該撮影を終了する。
最大フレーム数は、固定値を記憶部123に記憶しておいてもよいし、コンソール14で入力した値を制御装置12に送信し、記憶部123に記憶させてもよい。
また、撮影装置3は、記憶部123に記憶された撮影シーケンス開始時間、フレームレート及び1フレーム当たりの蓄積時間を元に、各フレームの読出し開始時間を生成する。
なお、蓄積時間は、読出し中に曝射されることを避けるために、1フレームあたりの照射時間よりも大きくなるようにする。
読み出し開始時間の具体的な生成方法は、例えば、撮影シーケンス開始時間+1フレームあたりの蓄積時間を1フレーム目の読出し開始時間とし、2フレーム目以降は、それに撮影周期(=1/フレームレート)を累積加算する。この場合、Nフレーム目の曝射開始時間=撮影シーケンス開始時間+1フレームあたりの蓄積時間+(フレーム番号N-1)×撮影周期となる。
なお、読み出し開始時間は、後で各フレームの読出し処理を行う度に参照できるよう、予め複数生成して記憶部123に記憶しておいてもよいし、前のフレームの読出し開始時間に撮影周期を加算して、各フレームの読出し処理を行う度に生成するようにしてもよい。後者のようにすれば、記憶部123の容量を削減できるし、1撮影あたりのフレーム数が変動する場合の対応が容易になる。
また、撮影装置3は、第二撮影側計時部39が各フレームの読出し開始時間と合致する度に、放射線検出部32に蓄積された電荷の読出しを開始し、フレーム画像の画像データを生成する。すなわち、撮影装置3は、第二撮影側計時部39の計時情報が第二所定値となったことを契機として、放射線検出部32に発生した電荷に基づいて放射線画像の画像データを読出す。
そして、撮影装置3は、例えば、制御装置12から撮影終了を通知するコマンドを受信した、撮影フレーム数が記憶部35に記憶された最大フレーム数に達した等の撮影終了イベントを検出すると、当該撮影を終了する。
なお、読出し中に撮影終了イベントを検出した場合は、読出しを完了した後に当該撮影を終了するようにするのが好ましい。このようにすれば、最終フレームのフレーム画像が一部分のみになるといった異常を回避することができる。
例えば、操作部15はコンソール14とのみ接続され、操作部15への操作に対する信号はコンソール14を介して制御装置12に入るように機器を構成することもできる。また例えば、計時情報源装置2,4は必ずしも制御装置12とコンソール14の両方に接続されている必要は無く、コンソール14とのみ接続しコンソール14との間で情報及び時刻修正を行い、制御装置12はコンソール14を介して情報及び時刻制御を行うように構成することもできる。
また、例えば曝射スイッチ15aは操作部15ではなく、制御装置12に直接接続される構成としても良い。
このように、以下の図でも同様に、上記記載以外にも、本発明に記載の目的、作用、効果を阻害しない機器接続の構成を用いることができる。
次に、本発明を適用することが可能な他の放射線撮影システムの実施形態について説明する。
なお、ここでは、上記実施形態と共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。
初めに、本実施形態の放射線撮影システム(以下、撮影システム100A)の概略について説明する。図8は、撮影システム100Aの概略構成を表すブロック図である。
そして、制御装置12A、撮影装置3Aは、計時情報源装置2,4を介して互いに通信可能となっている。
この制御装置12A及び撮影装置3Aの詳細については後述する。
このため、上記実施形態と同様に(図1に示したように)、操作盤15を操作部15として制御装置12A内に設けるようにしてもよい。
次に、上記撮影システム100Aが備える制御装置12Aの具体的構成について説明する。図9は、制御装置12Aの具体的構成を表すブロック図である。
しかし、本実施形態の制御装置12Aは、上記実施形態の第二照射側計時部126に相当する構成を有していない。
次に、上記撮影システム100Aが備える撮影装置3Aの具体的構成について説明する。図10は、撮影装置3Bの具体的構成を表すブロック図である。
しかし、本実施形態の撮影装置3Aは、上記実施形態の第二撮影側計時部39に相当する構成を有していない。
次に、上記撮影システム100Aが行う基本的な撮影動作について説明する。図11は撮影システム100Aの動作を表すタイミングチャート、図12は撮影システム100Aが動作するときの各計時部の計時情報を表す図である。
このとき、照射側計時部125の計時開始タイミングと撮影側計時部37の計時開始タイミングは異なることになる、一方の計時部の計時情報又は一方の計時部と連動した計時手段の計時情報によって、他方の計時部の計時情報が、一方の計時部の計時情報に合わせられる。
その後、照射装置1の曝射スイッチ15aがユーザーによって押下されると、照射装置1は撮影開始信号を制御装置12A及び撮影装置3Aへ送信する。
そして、撮影装置3Aは、撮影側計時部37の計時情報(時刻情報)が第一所定値(t1)になる、又はと(計時開始から第一所定時間(t1)が経過すると)、撮影装置3Aは、各スイッチ素子32eにオン電圧を印加することで、各画素に蓄積されていた暗電荷を信号線32cに放出する初期化を行う。
そして、撮影装置3Aは、放射線Rを受けると、放射線検出部32の各放射線検出素子32dで電荷を生成し、それを各画素に蓄積する。
なお、撮影装置3Aの放射線検出素子の構成によっては、電荷読出し時に蓄積電荷を解放し初期化動作を行う場合もある。
撮影システム100Aが、上述したような動作をしている最中、例えば、制御装置12Aや撮影装置3Aが備える発振器の周波数の誤差等の影響により、制御装置12Aと連動する照射側計時部の計時速度と、撮影装置3Aと連動する撮影側計時部37の計時速度とに若干の差が生じる場合がある。このような場合、シリアル撮影のような比較的長時間の撮影を行うと、例えば図12に示したように、照射側計時部125の計時情報と撮影側計時部37の計時情報とのずれが次第に大きくなってくるため、照射装置1の動作タイミングと撮影装置3Aの動作タイミングとがずれてきてしまう。
そこで、本実施形態の撮影システム100Aは、こうした照射装置1の動作タイミングと撮影装置3Aの動作タイミングのずれが診断に影響する程度にまで大きくなってしまう前に適切な対応をとるようになっている。
第一計時情報を生成する方法は、上記実施形態と同様、IEEE802.11の通信規格が有するTSFで用いられる時刻情報を第一計時情報とする方法を用いてもよいし、AP2とは異なる計時情報源装置4からの時刻情報又はタイミング情報を第一計時情報とする方法を用いてもよい。
制御装置12Aと撮影装置3Aのうち、計時情報源装置2,4から第一計時情報を受信することとなる装置の制御部は、計時情報源装置2,4から第一計時情報を受信(取得)した時点における照射側計時部125あるいは撮影側計時部37の計時情報を第二計時情報として取得する。
特に、本実施形態においては、撮影期間内の少なくとも一部の期間における複数の所定時点で第一計時情報及び第二計時情報をそれぞれ複数取得するようになっている。
なお、特定期間は、ユーザーの操作に基づいて所望の長さに設定できるようにしてもよい。
また、計時制御手段3a,12aは、自身の通信部124,36と接続されており、計時情報源装置2,4から第一計時情報(時刻情報又はタイミング情報)を取得することが可能である。
このような計時制御手段3a,12aは、個別の半導体や基板や装置で行う構成としてもよいし、CPUやFPGA等汎用処理部(放射線制御部121や撮影制御部31を含む)の機能の一部として組み込んでもよい。
計時情報源装置2,4が出力する第一計時情報がタイミング情報の場合、例えば、計時情報源装置2,4からタイミング情報(パルス等)が出力される間隔をx秒毎に設定した場合、外部から第一計時情報を取得できる間隔をx秒と設定することが可能となっている。
一方、計時情報源装置2,4が出力する第一計時情報が時刻情報の場合、例えば、計時情報源装置2,4から時刻情報(時刻や、ある時点から計時情報源装置4がカウントアップしたカウント数等)が出力される間隔をx秒毎に設定した場合、外部から計時情報を取得できる間隔をx秒と設定することが可能となっている。
特に、時刻情報が計時情報源装置4でのカウントアップ値の場合には、計時制御手段3a,12aは計時情報源装置4のカウント間隔を取得し設定することが可能である。例えば計時情報源装置2,4のカウント周波数がyHzである場合、カウント間隔が1/y秒であると取得し設定しておくことが可能である。
本実施形態においては、上述したように、計時情報源装置2,4が生成する第一計時手段には時刻情報の場合とタイミング情報の場合とがあり、照射側計時部125や撮影側制御部37が取得する第二計時情報にも、時刻情報の場合とタイミング情報の場合とがある。
このため、第一計時情報と第二計時情報とのずれを確認するための比較は、各装置の構成次第では、以下の4つの方法のいずれかで行われることとなる。
1.タイミング情報とタイミング情報の比較
2.タイミング情報と時刻情報の比較
3.時刻情報とタイミング情報の比較
4.時刻情報と時刻情報の比較
以下、それぞれの方法で第一,第二計時情報のズレ量を確認する方法を詳しく述べる。
図15,16は、制御装置12Aと撮影装置3Aのうち、第一計時情報を受信する装置の動作を示している。
計時情報源装置2,4が、第一計時手段としてタイミング情報を生成するように構成されるとともに、計時制御手段3a,12aが、タイミング情報を第二計時手段として取得するように構成されている場合、例えば図15,16に示した例では、計時制御手段3a,12aが、計時情報源装置2,4からタイミング情報が入力されてから次のタイミング情報が入力されるまでの期間((N-1)個目のパルスを受信してからN個目のパルスを受信するまでの期間)に、自身の計時部125,37のパルス数をカウントし、計時情報源装置2,4の計時速度に対する、自身の計時部125,37の計時速度を判断することとなる。
しかしながら、実際には計時情報源装置2,4の計時手段の変動や、撮影側計時部37あるいは照射側計時部125自体の精度や、温度の変化により、パルス発生速度が変動し、正確に10,000,000回とはならず、差が生じる。
この差が、計時情報源装置4の計時手段と、撮影装置3Aあるいは制御装置12Aの計時手段との計時差となる。
一方、例えば図16に示した場合において、(N-1)個目のパルスを受信してからN個目のパルスを受信するまでの期間のパルス数が9,999,990回と設定値より10回少ない場合、計時情報源装置4に対して、10,000,000分の10だけ自身の計時部125,37が遅いと認識することが可能となる。
計時情報源装置2,4が、第一計時手段としてタイミング情報を生成するように構成されるとともに、計時制御手段3a,12aが、時刻情報を第二計時手段として取得するように構成されている場合、例えば図15,16に示した例では、計時制御手段3a,12aが、計時情報源装置2,4からタイミング情報が入力されてから次のタイミング情報が入力されるまでの期間((N-1)個目のパルスを受信してからN個目のパルスを受信するまでの期間)に、自身の計時部125,37のパルス等のタイミング情報から、時刻情報を生成し、生成された時刻情報から計時情報源装置4の計時速度に対する自身の計時部125,37の計時速度を判断することとなる。
ここで、時刻情報に対する修正は各パルスで行ってもよいが、複数パルス毎にまとめてから時刻情報の修正を行ってもよい。また時刻情報の照会があった場合に時刻情報をまとめて修正する構成としてもよい。
上述したような設定で1秒間にわたって上記時刻情報の修正を繰り返すと、時刻情報は1秒となる。
しかしながら、実際には計時情報源装置2,4の計時手段の変動や、撮影側計時部37あるいは照射側計時部125自体の精度や、温度の変化により、パルス発生速度が変動し、正確に1秒とはならず、差が生じる。
この差が、計時情報源装置4の計時手段と、撮影側計時部37あるいは照射側計時部125との計時差となる。
一方、例えば図16にした場合において、(N-1)個目のパルスを受信してからN個目のパルスを受信するまでの期間のパルス数が9,999,990回と設定値より10回少ない場合、(N-1)個目のパルスを受信してからN個目のパルスを受信するまでの期間は0.999999秒となり、計時情報源装置4の計時速度に対して1秒あたり0.000001秒だけ自身の計時部125,37の計時速度が遅いと認識することが可能となる。
図17は、制御装置12Aと撮影装置3Aのうち、第一計時情報を受信する装置の動作を示している。
計時情報源装置2,4が、第一計時手段として時刻情報を生成するように構成されるとともに、計時制御手段3a,12aが、タイミング情報を第二計時手段として取得するように構成されている場合、例えば図17に示した例では、計時制御手段3a,12aが、計時情報源装置2,4から時刻情報が入力されてから次の時刻情報が入力されるまでの期間((N-1)個目の時刻情報を受信してからN個目の時刻情報を受信するまでの期間)に、自身の計時部125,37のパルス数をカウントし、計時情報源装置2,4の計時速度に対する自身の計時部125,37の計時速度を判断することとなる。
一方、自身の計時部125,37からの時刻情報として(N-1)時点における計時情報と、N時点の計時情報を取得する場合には、(N-1)時点における計時情報と、N時点における計時情報の差に計時情報源装置4のカウント間隔を乗算することで、計時制御手段3a,12aは、(N-1)時点からN時点までの期間を取得することが可能となる。
そして、計時制御手段3a,12aは、(N-1)時点からN時点までの期間と、この期間に自身の計時部125,37のパルスの計時情報に自身のパルス間隔を乗算した値を比較することで、計時情報源装置4の計時速度に対する自身の計時部125,37の計時速度を判断することができる。
計時情報源装置2,4が、第一計時手段として時刻情報を生成するように構成されるとともに、計時制御手段3a,12aが、時刻情報を第二計時手段として取得するように構成されている場合、例えば図17に示した例では、計時情報源装置2,4からの時刻情報として(N-1)時点における時刻と、N時点の時刻をそれぞれ取得し、これらの差を算出することで、計時制御手段3a,12aは、(N-1)時点からN時点までの期間の長さ(時間)を取得することができる。
一方、自身の計時部125,37からの時刻情報として(N-1)時点における時刻と、N時点における時刻をそれぞれ取得し、これらの差を算出することで、計時制御手段3a,12aは、(N-1)時点からN時点までの期間を取得することができる。
そして、計時制御手段3a,12aは、第一計時情報に基づく(N-1)時点からN時点までの期間と、第二計時情報に基づく(N-1)時点からN時点までの期間とを比較することで、計時情報源装置4の計時速度に対する自身の計時部125,37の計時速度を判断することができる。
また、撮影制御部31は、取得した第一計時情報及び第二計時情報に基づいて、特定条件が成立したか否かを判断するようになっている。
本実施形態においては、例えば、以下に挙げるような判断方法1~3の少なくともいずれかを用いて計時精度が十分であるか否かの判断を行い、計時精度が十分でないことを以て特定条件が成立したと判断するようになっている。
第一計時情報と第二計時情報とのずれ量(差)を計時精度の判断に用いる場合には、例えば、取得した第一計時情報と第二計時情報との差を算出し、それが特定値を超えたか否かを判断する。そして、差が特定値を超えた場合には、計時精度が十分でない、すなわち特定条件が成立したと判断する。
また、ずれ量(差)の変化を判断に用いる場合には、例えば、第一計時情報及び第二計時情報を取得する毎に、第一計時情報と第二計時情報との差を算出し、それを記憶部35に記憶しておく。そして、記憶しておいた差とその前に算出した差との変化量を算出し、算出した変化量がその前に算出した変化量を超えたか否かを判断する。そして、算出した変化量が前の変化量を超えた場合には、計時精度が十分でない、すなわち特定条件が成立したと判断する。
平均値を算出する場合には、例えば、取得した第一計時情報と第二計時情報との差をそれぞれ算出し、それを記憶部35に記憶しておく。そして、記憶しておいた複数の差から平均値を算出する。差の変化量は急激に変化する場合があるため、平均値を算出することでそうした変化にも対応することができる。
線形補完やスプライン補間に必要なパラメーターは、例えば最小二乗法等を用いて求めることができる。このように判断を行うための手法は、他の分野でも用いられる内挿や外挿の手法を援用することでより高度な判断を行うことが可能となる。
また、計時制御手段3a,12aは、特定条件が成立したと判断した場合に、特定の出力を行うようになっている。
本実施形態における特定の出力には、例えば、以下のようなものが挙げられる。
この場合の計時制御手段3a,12aは、特定条件が成立したと判断した場合に、計時情報源装置2,4の第一計時情報と自身の計時部125,37の計時情報との差が小さくなるように、計時部125,37の動作を修正する。
修正の仕方としては、例えば、以下に挙げたような、タイミング情報の修正と時刻情報の修正がある。
例えば図15,16に示した例において、計時制御手段3a,12aは、(N-1)個目の計時情報からN個目の計時情報を受けるまでの期間に、上記方法により自身の計時部125,37の速度を確認した結果、特定条件が成立したと判断した場合には、N個目のタイミング情報から(N+1)個目のタイミング情報を受けるまでの期間に、自身の計時部125,37のタイミング情報を修正する構成とすることができる。
修正を行う方法は、例えば図15に示すように、検知した速度差に応じて、一定期間に対してパルスを間引く、あるいは足すことで実現することができる。
一方、例えば、図16に示した例では、(N-1)個目のパルスを受信してからN個目のパルスを受信するまでの期間のパルス数が9,999,990回と設定値より10回少ない場合、N個目のパルスを受信してから(N+1)個目のパルスを受信するまでの期間では、1,000,000回に1回パルスが多くなるように、パルスを2回カウントする構成とすることができる。あるいは1回パルスが多くなるようにパルス発生を速くする構成とすることができる。
例えば、パルス源としてCR発振回路やLC発振回路を用いる場合、C(コンデンサ)、R(抵抗)、L(コイル)の値を変えることで容易にパルス間隔を調整することが可能となる。
計時制御手段3a,12aは、(N-1)個目の計時情報からN個目の計時情報を受けるまでの期間に、上記方法により自身の計時部125,37の計時速度を確認した結果、特定条件が成立したと判断した場合には、N個目の時刻情報から(N+1)個目の時刻情報を受けるまでの期間に、自身の計時部125,37の時刻情報を修正する構成とすることができる。
この場合の制御部31,121は、特定条件が成立したと判断した場合に、例えば、以下に挙げるような動作をする。
・所定期間、計時情報の修正が行われなかったことをユーザーに通知する
・撮影を許可しない旨を通知する
・撮影を許可しない
・撮影を中止するかユーザーに選択させる
・撮影を中止する
また、撮影を許可しないあるいは中止する場合には、放射線制御部121から高電圧発生部122への制御信号の送信を行わないようにする、中止を指示する信号を送信する等の制御を行う。
ユーザーに選択させる場合には、例えば表示部に選択肢を表示する等して、操作部の操作に基づいて動作するようにする。
なお、上記通知撮影を中止する等の動作の少なくともいずれかを併せて行うようにしてもよい。
また、撮影を中止した上で、計時情報源装置2,4の計時情報に基づいて撮影側計時部37の計時情報の修正を併せて行うようにしてもよい。
例えば、前記の計時手段の計時情報が修正されることにより、ある特定のフレーム画像の撮影における画素に電荷を蓄積する蓄積期間の長さが、連続した他のフレーム画像の撮影における蓄積期間と異なる場合がある。すると、受像部はその期間の長さの差の分だけ蓄積する電荷の量を異ならせることとなる。
例えば、前記の計時手段の計時情報が修正されることにより、特定のフレーム画像の撮影における蓄積期間が、連続した他のフレーム画像の撮影における蓄積期間より長くなる場合、特定のフレーム画像の撮影において、受像部は連続した他のフレーム画像の撮影における蓄積期間より長く受像することとなる。すなわち、受像部は連続した他のフレーム画像の撮影における蓄積期間よりも長く電荷を蓄積することとなる。
しかし、受像部は、放射線照射装置から照射される放射線以外にも、外部や被検体Sから放射される散乱線によっても電荷を発生・蓄積してしまう。これを除去するためには、被検体Sと受像部との間に散乱線を除去するグリッドを配置して撮影する場合もあるが、これでも散乱線を完全に除去することはできない。すなわち、放射線照射装置の動作を、蓄積期間内の一部期間にだけ放射線を照射するように制御したとしても、散乱線による受像、すなわち電荷の蓄積を止めることはできない。このため、前記の計時手段の時刻が変更されることにより、特定のフレーム画像の撮影における蓄積期間の長さが連続した他のフレーム画像の撮影における蓄積期間と異なると、前記の計時手段の時刻が変更された特定フレーム画像の撮影のみ、連続した他のフレーム画像の撮影とは異なる程度の散乱線の影響を受けた受像となってしまう。
上記実施形態に係る撮影システム100Aが上述したような各種動作をするためには、計時情報源装置2,4と、第一計時情報を受信する装置(制御装置12Aと撮影装置3Aの少なくともいずれか)との通信が確立していることが前提となる。このため、撮影システム100Aの使用環境によっては、通信が確立せず(上述した各種動作が行われず)、照射装置1と撮影装置3Aの動作がずれてきてしまう場合がある。
そこで、上記実施形態の撮影システム100Aに、以下のような形で動作のずれを検知する機能を持たせるようにしてもよい。
そして、計時制御手段3a,12aに、計時情報源装置2,4から第一計時情報を受信すると、第二撮影側計時部39Aの計時情報をリセットする機能を持たせる。
リセットされた第二撮影側計時部39Aは、再度初期値からカウントを行うようにする。
そして、計時制御手段3a,12aに、第二撮影側計時部39Aの計時情報が所定の閾値を上回ったか否かを判断する機能を持たせる。
・所定期間、計時情報の修正が行われなかったことをユーザーに通知する
・撮影を許可しない旨を通知する
・撮影を許可しない
・撮影を中止するかユーザーに選択させる
・撮影を中止する
また、第二撮影側計時部の計時情報と閾値を比較することにより、第一計時部の計時情報と撮影側計時部の計時情報とのずれが許容範囲内であるか否かを判断し、許容範囲外であった場合に適切な対応をとることが可能となる。
また、上述した撮影システム100Aの使用環境によっては、通信が確立せず、照射装置1と撮影装置3Aの動作がずれてきてしまう場合があるという課題に鑑み、上記実施形態の撮影システム100Aに、以下のような形で動作のずれを検知する機能を持たせるようにしてもよい。
このメモリー39Bは、計時情報源装置2,4から第一計時情報を受信すると、その第一計時情報(=修正後の撮影側計時部37の計時情報)を記憶するように構成する。
なお、メモリー39Bを備えずに、その機能を記憶部35に持たせるようにしてもよい。
そして、計時制御手段3a,12aに、撮影側計時部37の計時情報とメモリー39Bの記憶値との差が所定の閾値を上回ったか否かを判断する機能を持たせる。
その後、通信が回復し第一計時情報が受信されれば、メモリー39Bが第一計時情報を更新するため、撮影システム100Aは元の動作をするようになる。
コンソール14は、撮影システム100全体のコントロール、すなわち撮影システム100の各機器や、撮影システム100以外のシステムとの間で情報の送受信を行う機器の動作状態(動作状態とは正常動作状態であるか異常動作状態であるか、あるいは起動、終了動作状態であるか等の動作状態を含む。)を監視したり、撮影システム100の各機器や、撮影システム以外のシステムとの間で情報の送受信を行う機器の同期をとったりするものである。しかし、上記実施形態においては、計時情報源装置2,4をコンソール14ではなく、制御装置12に接続しているため、コンソール14は、同期確認等の処理を制御装置12を介して行わなければならず、処理の効率が低かった。
このような課題に鑑み、例えば図22に示したように、計時情報源装置2,4とコンソール14とを接続するようにしてもよい。このようにすれば、計時情報源装置2,4とコンソール14とが直接接続されるため、コンソール14にて効率的に同期確認等の処理を行うことができる。
また、このようにする場合、制御装置12とコンソール14との動作タイミングがずれていないかどうかを確認する処理を行うようにしてもよい。このようにすれば、通信障害等により、計時情報源装置2,4と制御装置12との同期、計時情報源装置2,4とコンソール14との同期のいずれかがとれなくなった場合に、制御装置12の動作タイミングとコンソール14の動作タイミングがずれてくるため、それを検知することで、撮影の停止や警告の表示が可能となる。
上記実施形態において、計時情報源装置2,4と制御装置12あるいはコンソール14とを有線で接続する場合、これらの間でも同期をとる必要があるため、これらを専用線で接続する必要があった。
その際、例えばIEEE802.11の通信規格で規定されたTSFを利用することにより、すなわち、計時情報源装置2,4から送信される第一計時情報によって撮影装置3の撮影側計時部37の計時情報を更新することで、両計時部の計時情報を同期させることもできる。
また、計時情報源装置2,4と制御装置12とを無線で接続するとともに、計時情報源装置2,4とコンソール14とを無線で接続し、同期をとるようにしてもよい。
上記実施形態において、計時情報源装置2,4と制御装置12とを直接接続する場合、計時情報源装置2,4や、制御装置12、及びこれらを接続するケーブルの配置に制約を受けてしまうことがある、という問題があった。
また計時情報源装置2,4と制御装置12とを直接接続すると、接続距離が長くなるため、計時情報源装置2,4と制御装置12との間において通信不良が発生する可能性が増大してしまうという問題があった。
その際、計時情報源装置2,4とネットワーク機器5との接続、ネットワーク機器5と制御装置12との接続には、時刻遅延が少ない専用線を用い、IEEE1588で規定された有線通信の時刻同期を用いるようにするのが好ましい。
また、ネットワーク機器5を介して接続を行うことで、途中に機器を挟むことなく長距離に配線することで通信信号が劣化することを防ぐことができ、通信の信頼性を高めることが可能となる。
上記実施形態において、計時情報を用いて外部からの信号により同期を行う場合、撮影装置3側で同期がとれているか否かを判断することができないという問題があった。具体的には、電波干渉等により無線通信が行えない場合、撮影装置3側にて同期がずれている可能性があることを把握できていても、それを制御装置12に伝えることができず、放射線照射を停止させることができなかった。
この場合、制御装置12に計時部を設け、制御装置12が同期をとるようにするのが好ましい。
このようにすれば、一定期間同期がとられず、動作がずれている可能性がある場合に、そのことを制御装置12が把握することができるため、撮影装置3との無線通信が行えない場合であっても放射線照射を止めることが可能になる。
また、途中に計時情報源装置2,4を介さなくてよいので、計時情報源装置2,4に異常が生じて通信が遅延するリスクを低減することができる。
上記実施形態において、無線通信に対応していない放射線装置12では、無線を用いた時刻同期を行うことができない問題があった。
このような課題に鑑み、上記実施形態においては、図26に示したように、制御装置12に、計時情報源装置2,4から電波を受信することが可能な通信モジュール16を接続し、計時情報源装置2,4からの基準時間を、通信モジュール16を介して受信するようにしてもよい。
通信モジュール16と制御装置12との接続は、時刻遅延が少ない専用線を用い、IEEE1588で規定された有線通信の時刻同期を用いるようにするのが好ましい。
また、通信モジュール16は受信のみを行うため、通信モジュール16あるいは照射装置1から無線信号が放出されることがない。このため、無線信号の放出に起因した不具合が生じるリスクを低減することができる。
なお、通信モジュール16あるいは照射装置1からの無線信号放出の問題を考慮する必要が無い場合には、通信モジュールに送信機能を持たせることを妨げない。
上記実施形態において、撮影した静止画像や動態画像と他の機器による測定結果や撮影画像とを比較したい場合に、同じタイミングでの撮影であることを保証するために、撮影システム100と他の機器との同期をとる必要がある。例えば、心拍と同期させた撮影等を行う場合に、心拍のあるタイミングと同じタイミングで撮影を行う必要や、撮影された連続撮影から心拍のあるタイミングの画像を抽出したり、撮影された連続撮影と心拍データを関連付けたりする必要があり、時刻を同期させる必要がある。
このようにすれば、他の装置5と同期した撮影が可能となる。例えば、他の装置5として心拍計を接続し適時タイミングの制御やタイミングの記憶や表示を行うことで、心拍と同期させて撮影を行うことや、撮影された動態画像が心拍のどのタイミングで撮影された画像であるかを確認し診断を行うことが可能となる。
また、他の装置5の例としては、前述の心拍に限らず、スパイロメーターのような呼吸状態の計測器や、動作を計測する変異センサーや加速度センサーなど、撮影する対象に応じた種々の機器を用いることができる。
なお、他の装置5、制御装置12及び撮影装置3のいずれか又は全てに計時情報を記憶する手段を設けるようにしてもよい。
また、計時情報を記憶することで、同じ時刻に測定あるいは撮影された情報を、計時情報から整理あるいは抽出し出力することができる。
上記実施形態は、同期を行うための計時情報の送受信を行う通信部がデータの送受信も行うため、送受信できるデータ量や送受信速度に限りがあったり、データの送受信に遅延が生じたり、データが送受信の途中で消失してしいまったりするという問題があった。
例えば、計時情報源装置2,4と制御装置12との間を無線で接続し、両方の計時手段の時刻を同期させるための計時情報の送受信を無線で行うとともに、計時情報源装置2,4と制御装置12との間を有線(Ethernet等)でも接続し、時刻同期以外の情報(例えば放射線照射条件や放射線照射期間等)の送受信を有線で行う。
また、時刻同期や情報の送受信に好適な通信手段をそれぞれ選択することができる。
上記実施形態において、例えば図29に示したように、撮影装置3Dに上記実施形態とは異なる第二撮影側計時部39Dを備えるようにしてもよい。この第二撮影側計時部39Dは、例えば電波時計、GPS、NTP等を用いて構成することができる。なお、電波時計やGPS等を用いる場合には、電波を受信するためのアンテナを配置してもよい。
そして、好適なタイミングで、撮影側計時部37の計時情報と第二撮影側計時部39Dの計時情報を比較することにより、撮影側計時部37と第二撮影側計時部39Dの計時情報のずれを検知するようにする。
また、両計時部の計時情報の差(ずれ量)を算出して所定値と比較し、所定値を超えたと判定するようにすれば、時刻同期の精度が十分であるか否かも把握することができる。ずれ量が所定値を超えた場合には、上記実施形態と同様に、ずれ量が所定値を超えていることを通知する、撮影を許可しない旨を通知する、あるいは撮影を中止する等の出力を行うようにすればよい。
上記実施例1-8において、撮影制御部31に、撮影側計時部37の計時情報を第二撮影側計時部39Dの計時情報に更新する、又は第二撮影側計時部39Dの計時情報を撮影側計時部37の計時情報に更新する制御を行わせるようにしてもよい。
このようにすれば、図31に示したように、計時情報源装置2,4と撮影装置3との通信が行われている期間は、撮影装置3が、計時情報源装置2,4の第一計時情報を用いて撮影側計時部37の計時情報の更新を定期的に行い、計時情報源装置2,4と撮影装置3との同期が途中で取れなくなった後も、第二撮影側計時部39Dの計時情報を用いて撮影側計時部37の計時情報を定期的に更新するようになる。
このため、計時情報源装置2,4と撮影装置3との通信が途絶えてしまっても、計時情報源装置2,4との時刻同期を継続することが可能となり、撮影を継続することができる。
上記実施例1-8,1-9において、第二撮影側計時部39Dと外部との通信の信頼性を測定する測定手段を備えるようにしてもよい。
例えば、第二撮影側計時部39Dが電波時計やGPS等電波を用いる方式である場合には、電波の強度を測定する装置を測定手段として配置する。
そして、撮影制御部31に、装置による測定値を所定値と定期的に比較する制御や、測定値が所定値を下回った場合に、通信の信頼性が確保できていないと判断し、ユーザーに第三の計時手段の信頼性が低下していることを通知する、撮影を許可しない旨を通知する、あるいは撮影を中止するといった出力を行わせるようにする。
このようにすれば、第二撮影側計時部39Dの通信の信頼性が低下している状態で誤って撮影を行い、被検体Sが無駄に被曝してしまうのを防ぐことができる。
上記実施形態において、例えば図32に示したように、計時情報の更新は撮影期間に入る(待機状態から実行に移行する)前にのみ行い、撮影期間中は、計時情報を更新せず、計時情報源装置2,4の第一計時情報と撮影側計時部37の計時情報との差(ずれ量)を監視のみするようにしてもよい。
監視を行うタイミングは、計時情報源装置2,4と撮影装置3との時刻同期タイミング(計時情報源装置2,4の第一計時情報の送信タイミング)、撮影側計時部37における所定タイミング等とすればよい。
なお、上記実施例1-9~1-11で挙げたような第二撮影側計時部39Dを備える場合には、撮影側計時部37の計時情報と第二撮影側計時部39Dの計時情報との差を監視するようにしてもよい。その場合、第二撮影側計時部39Dにおける所定タイミングでずれ量の監視を行うようにすればよい。
上記実施形態において、撮影装置3の通信部36、あるいは撮影制御部31に、通信が正常に確立された状態を維持しているか否かを監視する監視機能を持たせるようにしてもよい。
そして、こうした監視機能を有する撮影制御部31又は通信部36に、通信が切断されたことを検知した場合に、通信が正常に確立された状態を維持していないと判断し、ユーザーに通信の接続が切断されていることを通知する、撮影を許可しない旨を通知する、あるいは撮影を中止するといった出力を行わせるようにする。
このようにすれば、通信が正常に確立された状態を維持していない状態で誤って撮影を行い、被検体Sが無駄に被曝してしまうのを防ぐことができる。
上記実施形態においては、撮影前に、同期がとれているか否かを確認せずに撮影を開始してしまうことで、所望の撮影結果が得られず撮影が失敗に終わり、再撮影を行うことで被検体Sを無駄に被曝させてしまうという問題があった。
なお、ユーザーに通知するか否か、あるいは撮影を許可しない旨の通知を行うか否かの判断は、時刻同期のずれ量に応じて変えるようにするのが好ましい。
このようにすれば、同期がとれていない状態で誤って撮影を行い、被検体Sが無駄に被曝してしまうのを防ぐことができる。
上記実施例2-1において、図34に示したように、ステップS4の動作の後、同期処理を再度行い(ステップS11)、その後、ステップS1~S4の動作を繰り返すようにしてもよい。
なお、同期処理を再度行う際に、通知や撮影の中止を行うようにしてもよい。
また、ユーザーに通知するか否か、あるいは撮影を許可しない旨を通知する否かの判断は、時刻同期のずれ量に応じて変えるようにするのが好ましい。
このようにすれば、同期がとれていない状態で撮影を行い、被検体Sが無駄に被曝してしまうのをより確実に防ぐことができる。
上記実施例2-2において、図35に示したように、二度目のステップS4の後、計時情報源装置2,4と制御装置12、及び計時情報源装置2,4と撮影装置3との再接続を行い(ステップS21)、その後、ステップS1~S4の動作を繰り返すようにしてもよい。
通信を一旦切断し、再接続しても、時刻の同期精度が十分でない場合には、ユーザーに同期ができていない旨を通知したり、撮影を許可しない旨を通知したり、あるいは撮影を中止するといった対応を行うのが好ましい。
また、ユーザーに通知するか否か、あるいは撮影を許可しない旨を通知する否かの判断は、時刻同期のずれ量に応じて変えるようにするのが好ましい。
このようにすれば、同期がとれていない状態で撮影を行い、被検体Sが無駄に被曝してしまうのをより確実に防ぐことができる。
上記実施例2-3において、図36に示したように、三度目のステップS4の後、計時情報源装置2,4の再起動を行い(ステップS31)、その後、ステップS1~S4の動作を繰り返すようにしてもよい。
計時情報源装置2,4の電源を一旦オフにし、計時情報源装置2,4を再起動させてから再接続しても、時刻の同期精度が十分でない場合には、ユーザーに同期ができていない旨を通知したり、撮影を許可しない旨を通知したり、あるいは撮影を中止するといった対応を行うのが好ましい。
また、ユーザーに通知するか否か、あるいは撮影を許可しない旨を通知する否かの判断は、時刻同期のずれ量に応じて変えるようにするのが好ましい。
このようにすれば、同期がとれていない状態で撮影を行い、被検体Sが無駄に被曝してしまうのをより確実に防ぐことができる。
上記実施形態において、ユーザーが所望するタイミングで同期処理を行いたくても、同期処理を指示する方法がないという問題があった。
このような課題に鑑み、上記実施形態においては、図37に示したように、撮影装置3に特定の操作ボタン3b設け、この操作ボタン3bを押下したことを契機として同期処理を行うようにしてもよい。
このようにすれば、ユーザーの所望するタイミングで撮影装置3と計時情報源装置2,4との時刻同期をとることができる。
このようにすれば、元々設けられている他のボタンを操作ボタン3bとして用いることができるため、撮影装置3にボタンを増やしすぎることなく対応することができる。
上記実施形態において、照射装置1の動作と撮影装置3の動作が大きくずれたにもかかわらず撮影を継続してしまった結果、撮影が失敗となり、被検体Sに無駄な被曝をさせてしまうという問題があった。
このような課題に鑑み、上記実施形態においては、計時情報源装置2,4の第一計時情報と撮影装置3の撮影側計時部37の第二計時情報との差(ずれ量)に応じて、ユーザーに通知したり、撮影を中止したりするようにしてもよい。
このようにすれば、同期がとれていない状態で撮影を行い、被検体Sが無駄に被曝してしまうのを防ぐことができる。
また、ずれ量が警告を行う閾値1を超えた場合であっても、(2)の範囲の時間帯のようにずれ量が減少傾向にあるときは警告表示を行わないようにしてもよい。
上記実施例3-1で挙げた、上記実施形態では、照射装置1の動作と撮影装置3の動作が大きくずれたにもかかわらず撮影を継続してしまう、という課題に対し、上記実施例3-1は、実際のずれ量に応じて、ユーザーに通知したり、撮影を中止したりするようにしたが、今後のずれ方を予測し、予測したずれ方に応じて、ユーザーに通知したり、撮影を中止したりするようにしてもよい。
そして、撮影制御部31に、記憶された過去の撮影時間とずれ量との関係に基づいて、今回新たに行う撮影において設定された撮影枚数まで撮影した場合のずれ量を予測する予測手段としての機能、予測したずれ量と所定の閾値とを比較する機能を行う比較手段としての機能、予測したずれ量が閾値を超えたと判断した場合に、最後まで撮影した場合に同期がずれて撮影が失敗する可能性があることを通知する、撮影を許可しない旨を通知する、あるいは撮影を中止するといった出力を行う出力手段としての機能を持たせる。
このようにすれば、同期がとれていない状態で撮影を行い、被検体Sが無駄に被曝してしまうかもしれないリスクを低減することができる。
計時情報源装置2,4の第一計時情報と撮影側計時部37の第二計時情報との差(ずれ量)がある閾値を超えた場合であっても、診断に用いることのできる画像を得られる場合がある。上記実施形態は、ずれ量が閾値を超えた場合に、自ら撮影を中止したり、通知することによってユーザーに撮影の中止を促したりするため、ずれ量が閾値を超えると、それまでに撮影した画像も無駄になり、被検体Sを無駄に被曝させてしまう可能性があるという問題があった。
具体的には、撮影制御部31に、計時情報源装置2,4の第一計時情報と撮影側計時部37の第二計時情報との差(ずれ量)を所定の閾値と比較する比較手段としての機能を持たせる。
また、撮影制御部31に、ずれ量が閾値を超えたと判定した場合にその旨を記憶し、撮影期間中又は撮影期間後にユーザーに通知する通知手段としての機能を持たせる。
このようにすれば、ずれ量がある程度大きくなった場合にも、診断に用いることのできる画像を得ることができるため、被検体Sを無駄に被曝させてしまうリスクを低減することができる。
また、図40に示したように、閾値を大小二つ設け、ケース1のように、ずれ量が閾値1(低い方)を超えた(警告する程度のずれが生じた)期間と、ケース2のように、閾値2(高い方)を超えた(撮影を中止する必要がある程のずれが生じた)期間を記憶しておくようにしてもよい。
上記実施形態において、計時情報源装置2,4の第一計時情報と撮影側計時部37の計時情報を一度に一致させると、更新する方の計時部の計時情報が大きく変動し、そのことに起因する不具合が発生してしまうという問題があった。
例えば、複数のイベントの発生タイミングを一気に跨いでしまうほど計時情報が大きく変動し、放射線の照射、電荷の蓄積、読出し・転送等が同時に行われ、うまく撮影できなくなる等の不具合があった。
具体的には、第一計時情報を送受信する度に、計時情報源装置2,4の第一計時情報と撮影側計時部37の第二計時情報との差(ずれ量)が、少しずつ小さくなるよう更新していく。
「少しずつ」とは、例えば、図41に示したように、ずれ量に対する所定割合(○%等)としてもよいし、ずれ量に対して所定量(○分の一等)としてもよい。
このようにすれば、計時情報が大きく変化することに起因する問題の発生を防ぐことができる。
一方で、ズレ量が大きい場合には上記のように同期させずに少しずつ時間差を近づけたのでは撮影画像に影響のない程度にズレ量が小さくなるために多くの時間待たなければならない場合が生じる。
そこで、ズレ量の大きさに応じて、ズレ量が小さくなるように修正する時刻変化量を大きくするように制御しても良い。
上記実施形態において、計時情報源装置2,4の第一計時情報と撮影側計時部37の計時情報を一度に一致させると、更新する方の計時部の計時情報がそれまでの計時情報よりも小さくなり(時刻が戻り)、そのことに起因する不具合が発生してしまうという問題があった。
例えば、図42(a)に示したように、計時情報があるイベントを発生させる時刻を超えた後に、更新により当該イベントを発生させる時刻の前の計時情報に戻り、同じイベントが二回繰り返されてしまうという不具合があった。イベントが放射線照射の場合、放射線照射を繰り返すことにより被検体Sを無駄に被曝させてしまったり、放射線照射を繰り返したときに撮影したフレームのみ放射線Rが2度照射され、他と画質の異なる画像が生成されてしまったりすることになる。
具体的には、図42(b)に示したように、第一計時情報を送受信したときに、計時情報を更新せずに、速い方の計時部の計時速度を下げたり、遅い方の計時部の計時速度を上げたりすることで、後の第一計時情報の送受信の際のずれ量が計時情報の更新が必要なくなる程度に収まるようにする。
このようにすれば、計時情報が小さくなることに起因する問題の発生を防ぐことができる。
上記実施例4-2で挙げた、更新により計時情報が小さくなり、同じイベントが繰り返されることがあるという課題に対し、上記実施例4-2は、計時部の計時速度を変えるようにしたが、図43に示したように、イベント発生直後に、同種のイベントの発生を規制するイベント発生不可期間Tdを設定するようにしてもよい。
このようにすれば、計時部の計時速度を変えなくても、同じイベントが繰り返されてしまう不具合の発生を防ぐことができる。
上記実施形態においては、計時情報源装置2,4(照射装置1)と撮影装置3との通信が途絶えてしまった場合、続けて撮影が可能な状態であったとしても、どこまで撮影が可能であるかが不明であるため、撮影を中止しなければならなかった。
具体的には、記憶部35に、照射装置1及び撮影装置3の発振器の振動周期の精度に影響する因子と振動周期との関係を予め記憶しておく。
また、撮影制御部31に、接続が途絶えた直後における計時情報源装置2,4の第一計時情報と撮影側計時部37の第二計時情報との差(ずれ量)、接続が途絶えた直後における第一,撮影側計時部37の計時速度、撮影制御部31に記憶しておいた因子と精度との関係に基づいて、ずれ量の変化を予測する機能を持たせる。このずれ量の変化は、図44に示したように、そのときの精度によって増加する場合もあれば減少する場合もある。
また、撮影制御部31に、予測したずれ量の変化に基づいて、ずれ量が所定の閾値(放射線が蓄積期間に照射されるためのずれ量の上限)を超えるまでに要する撮影可能時間を算出する機能を持たせる。
また、撮影制御部31に、算出した撮影可能時間及びフレームレートからこの後撮影が可能な撮影可能枚数を算出する機能を持たせる。
このようにすれば、計時情報源装置2,4と撮影装置3との通信が途切れた場合であっても、撮影可能な枚数まで撮影を継続することが可能となる。
上記実施例5-1で挙げた、通信が途絶えた場合に撮影を中止しなければならなかったという課題に対し、上記実施例5-1は、撮影可能枚数を算出し、その算出可能枚数となるまでは撮影を継続するようにしたが、必要とする撮影枚数(残枚数)及び照射装置1及び撮影装置3の発振器の精度から、撮影を継続するか否かを判断するようにしてもよい。
具体的には、記憶部35に、実施例5-1と同様のパラメーターを記憶しておく。
また、実施例5-1の(撮影可能枚数を算出する機能を有する)撮影制御部31に、更に算出した撮影可能枚数とこの後撮影する必要がある残枚数とを比較する機能を持たせる。
また、この撮影制御部31に、撮影可能枚数が残枚数以上となった場合には撮影を継続し、撮影可能枚数が残枚数未満となった場合には、最後まで撮影できない旨を通知する、撮影を許可しない旨を通知する、あるいは撮影を中止するといった出力を行う機能を更に持たせる。
このようにすれば、計時情報源装置2,4と撮影装置3との通信が途切れた場合であっても、予め設定した枚数を撮りきることができる場合には、撮影を継続することができる。
また、通信が途絶えた後に撮影を継続した場合、通信が途絶えた期間に撮影した画像の画像データに特定の情報(フラグ等)を紐づけておいたりしてもよい。
上記実施例5-1において、温度を加味して撮影可能枚数を算出する、すなわち、発振器の振動周期の精度に影響する因子として温度を用いるようにしてもよい。
具体的には、記憶部35に、例えば図45(a)に示したような、照射装置1及び撮影装置3の発振器の温度と振動周期との関係を予め記憶しておく。図中の実線は理論値であり、上下の破線は精度を加味した上限値及び下限値である。
また、撮影制御部31に、接続が途絶えた直後における計時情報源装置2,4の第一計時情報と撮影側計時部37の第二計時情報との差(ずれ量)、接続が途絶えた直後における第一,撮影側計時部37の計時速度、撮影制御部31に記憶しておいた因子と精度との関係に基づいて、ずれ量の変化を予測する機能を持たせる。
撮影制御部31の他の機能は、上記実施例5-1と同様とする。
このようにすれば、図45(b)に示したように、より高い精度でずれ量の変化を予測することができ、延いては、撮影可能枚数をより高い精度で算出することができる。
なお、上記実施例5-2のように、撮影を最後まで行うことができるか否かを判断し、行える場合には撮影を継続し、行えない場合には中断するようにしてもよい。
上記実施形態において、一度同期をとった後は同期をとらないようにしてもよい。
具体的には、撮影制御部31に、曝射スイッチが押下された直後の第一計時情報の送信時に時刻同期を行う機能を持たせる。
また、撮影制御部31に、同期確認を行った後であって曝射スイッチが押下されている間は、撮影側計時部37の計時情報の更新を行わないようにする機能を持たせる。
このようにすれば、撮影期間における撮影装置3の動作タイミングの変動が無くなるため、撮影を安定的に行うことができる。
このようにすれば、実際には同期がとれていない状態で誤って撮影を行い、被検体Sが無駄に被曝してしまうのを防ぐことができる。
上記実施形態においては、不定期で同期をとるようにした場合、照射装置1又は撮影装置3の動作タイミングの変動により撮影画像に影響が出て、誤診の原因になってしまうという問題があった。
このような課題に鑑み、上記実施形態においては、図46に示したように、撮影期間中、撮影周期に合わせて(各フレームの撮影毎に)同期をとるようにしてもよい。
このようにすれば、各フレームの撮影における同一のタイミングで同期がとられるため、特定のフレーム画像にのみ動作タイミングの同期をとったことによる影響が出るのを防ぐことができる。
こうした動作タイミングの変動による画像の影響は、特に、隣り合うフレーム画像間の特徴量の差を解析に用いる場合に顕著に表れやすいが、上述したようにすることで、特徴量の差を用いた解析に影響が出るのを防ぐこともできる。
また、そのようにする場合、第一計時情報の送信タイミングと、同期をとるタイミングとを所定の位相だけずらすようにしてもよい。
上記実施例5-1で挙げた、不定期で同期をとるようにした場合に撮影画像に影響が出てしまうという課題に対し、上記実施例5-1は、各フレームの撮影毎に同期をとるようにしたが、例えば、図47に示したように、数十フレーム毎に同期に同期をとるようにしてもよい。
このようにすれば、長時間のシリアル撮影を行う場合であっても、フレーム画像への影響を少なくすることができる。
例えば、肺野のシリアル撮影を行う場合、診断において関心のある吸気や排気のタイミング(肺の動きが大きいとき)ではなく、吸気しきった又は排気しきったタイミング(肺の動きが小さいとき)等に同期をとるようにする。
このようにすれば、診断において関心のあるタイミングで撮影される画像に動作タイミングの変動の影響が出るのを防ぐことができる。
上記実施例5-1で挙げた、不定期で同期をとるようにした場合に撮影画像に影響が出てしまうという課題に対し、上記実施例5-1は、各フレームの撮影毎に同期をとるようにしたが、例えば、図48に示したように、数フレーム撮影を行う毎に同期をとるようにしてもよい。
上記実施例6-1のように、フレーム毎に同期をとると、処理に時間がかかって当該フレームの撮影時間内に処理を終えられず次フレームに影響してしまう場合があった。一方、上記実施例6-2のように、数十フレーム毎に同期をとると、動作タイミングのずれが大きくなりすぎてしまう場合があった。しかし、このようにすれば、適度な間隔で同期をとれるため、同期処理の次フレームへの影響をなくすことができるとともに、同期をとる際のタイミングの変化量を小さくすることができ、撮影画像への影響を少なくすることができる。
このようにすれば、計時情報の更新と他の処理を複数フレームに分散して行うことができ、他の処理による負荷を受けた状態であっても計時情報の更新を所定のタイミングで確実に行うことができる。
上記実施例5-1で挙げた、不定期で同期をとるようにした場合に撮影画像に影響が出てしまうという課題に対し、上記実施例5-1は、各フレームの撮影毎に同期をとるようにしたが、例えば、図49に示したように、撮影周期よりも短い周期で同期をとる(1フレームの撮影の間に複数回同期をとる)ようにしてもよい。
このようにすれば、同期をとる際のタイミングの変化量を小さくすることができ、撮影画像への影響を少なくすることができる。
特定シーケンスとは、例えば、撮影装置3による電荷の蓄積や、画像データの読出し・転送や、初期化のことを指す。
こうした特定シーケンスでは、同期処理の影響を受けやすいため、このようにすれば、撮影画像への影響を少なくすることができる。具体的には、蓄積タイミングで同期をとらないようにすることで、撮影フレーム毎の画像コントラストへの影響を小さくすることができるし、読出・転送タイミングで同期をとらないようにすることでノイズの影響を小さくすることができる。
上記実施形態においては、同期をとることにより撮影した画像に影響が出る場合があるため、撮影手技や画像の解析方法によっては、動作のずれが許容範囲内にある限り同期処理を行いたくないという要請がある。
このような課題に鑑み、上記実施形態においては、図50に示したように、計時情報源装置2,4の第一計時情報と撮影側計時部37の第二計時情報との差(ずれ量)を定期的に計測し、ずれ量が閾値を超えた場合にのみ同期をとるようにしてもよい。
このようにすれば、同期をとる動作を極力少なくし、撮影画像へ影響が出てしまうリスクを低減することができる。
特定シーケンスとは、例えば、撮影装置3による電荷の蓄積や、画像データの読出し・転送や、初期化のことを指す。
特定シーケンスの実行中に同期をとると画像に影響が出る可能性があるため、このようにすれば、撮影画像へ影響が出てしまうのを極力少なくすることができる。
このようにすれば、後から同期処理がどのフレームで行われたかを確認することが可能となる。同期処理が画像に影響を与えた場合、後からフレームを特定することで、画像に現れた影響が同期処理に起因したものであるか、診断対象に起因したものであるかを判断することが可能となる。
上記実施形態においては、照射装置1と撮影装置3の動作がずれてしまった場合、どちらの装置の動作を基準にして同期をとるかによって、撮影画質に影響が出てしまうという問題があった。
このような課題に鑑み、上記実施形態においては、動作のずれを検知した場合に、照射装置1の動作を撮影装置3に合わせるようにしてもよい。
具体的には、図51に示したように、早くなった放射線の照射タイミングを遅くしたり、逆に遅くなった照射タイミングを早めたりする。
撮影装置3の動作を修正した場合フレーム画像間のコントラストに影響が出やすいが、このようにすれば、コントラストの影響が出てしまうのを防ぐことができる。
このようにすれば、後から同期処理がどのフレームで行われたかを確認することが可能となる。同期処理が画像に影響を与えた場合、後からフレームを特定することで、画像に現れた影響が同期処理に起因したものであるか、診断対象に起因したものであるかを判断することが可能となる。
上記実施例7-1で挙げた、照射装置1と撮影装置3のどちらの装置の動作を基準にして同期をとるかによって、撮影画質に影響が出てしまうというという課題に対し、上記実施例7-1では、撮影装置3を基準として照射装置1の動作を修正したが、動作のずれを検知した場合に、撮影装置3の動作を照射装置1に合わせるようにしてもよい。
具体的には、図52に示したように、初期化タイミングを短くすることで遅れていた蓄積タイミングを早めたり、逆に初期化タイミングを長くすることで早まっていた蓄積タイミングを遅らせたりする。
特定シーケンスとは、例えば、撮影装置3による電荷の蓄積や、画像データの読出し・転送や、初期化のことを指す。
特定シーケンスの実行中に同期をとると画像に影響が出る可能性があるため、このようにすれば、撮影画像へ影響が出てしまうのを極力少なくすることができる。
このようにすれば、後から同期処理がどのフレームで行われたかを確認することが可能となる。同期処理が画像に影響を与えた場合、後からフレームを特定することで、画像に現れた影響が同期処理に起因したものであるか、診断対象に起因したものであるかを判断することが可能となる。
上記実施例7-1で挙げた、照射装置1と撮影装置3のどちらの装置の動作を基準にして同期をとるかによって、撮影画質に影響が出てしまうというという課題に対し、上記実施例7-1では、撮影装置3を基準として照射装置1の動作を修正したが、図53に示したように、動作のずれを検知した場合に、照射装置1及び撮影装置3双方の動作を修正するようにしてもよい。
照射装置1の動作を修正したときと撮影装置3の動作を修正したときとで画像に異なる影響が出るような場合、いずれか一方の修正を行っただけでは画像への影響を無くすことが困難であるが、このようにすれば、照射装置の動作及び撮影装置の動作をそれぞれ少しずつ修正できるため、それぞれの画像への影響を少なくすることができる。
このようにすれば、照射装置1及び撮影装置3にそれぞれ接続された計時情報源装置2,4を基準にすることとなり、同期を安定的にとることができる。
また、計時情報源装置2,4は、例えばIEEE1588等の通信規格を用いて外部ネットワークとの間で通信を行うことにより、外部の他の計時部とも連携して時刻同期を行うことが可能であるため、より正確な計時情報を基準とすることができる。
また、照射装置1や撮影装置3は、それらの動作により発熱し、内蔵する計時部の基準となる発振器等へ影響を与えてしまう可能性がある。しかし、このようにすれば、計時情報源装置2,4は、照射装置1や撮影装置3から離れたところに設置することが可能であり、これらからの熱の影響を受けにくいため、安定したカウントを提供することが可能となる。
また、双方を修正する場合には、双方の修正の比率を変更できるようにしてもよい。例えば、血流解析においては、隣接するフレーム画像間のコントラスト変動を抑えることが重要である。よって、このようにすれば、コントラスト変動を抑えるように照射装置1側の修正量の比率を、撮影装置3側の修正量よりも大きくして修正する、といった対応が可能となる。
上記実施例7-1で挙げた、照射装置1と撮影装置3のどちらの装置の動作を基準にして同期をとるかによって、撮影画質に影響が出てしまうというという課題に対し、上記実施例7-1~7-3では、照射装置1と撮影装置3の少なくとも一方の動作を修正したが、それでも、特定のシーケンスを行っている間に同期をとると、依然として画像に影響が出てしまうことがあった。
このような課題に鑑み、上記実施形態においては、1フレームの撮影における特定シーケンスのタイミングでは同期をとらないようにしてもよい。
特定シーケンスとは、例えば、撮影装置3による電荷の蓄積や、画像データの読出し・転送や、初期化のことを指す。
特定シーケンスの実行中に同期をとると画像に影響が出る可能性があるため、このようにすれば、撮影画像へ影響が出てしまうのを極力少なくすることができる。
上記実施形態において、撮影装置3Cにて撮影シーケンス開始時間とフレームレートから読出し開始時間を単独で生成し、制御装置12も同様に単独で曝射開始時間を生成するようにした場合、撮影装置3Cと制御装置12との間でフレームレートの切り替えタイミングが異なると、撮影が失敗してしまう。例えば、制御装置12から撮影装置3Cにフレームレート情報を送信する場合、パケットロス等による通信遅延によって撮影装置3C側のフレームレート切り替えタイミングが遅れてしまうことが考えられる。
レート切替フレーム番号は、現フレーム番号に「想定される通信遅延÷フレーム周期+1」より大きい数を足した値とすることで、通信遅延影響を回避することができる。
制御装置12Aと撮影装置3Cはレート切替フレーム番号に達した時に、フレームレートを切り替える。
このようにすれば、フレームレート切り替えタイミングを遅れにくくすることができる。
上記実施例8-1で挙げた、撮影装置3Cにて読出し開始時間を単独で生成し、制御装置12にて曝射開始時間を生成するようにした場合、通信遅延によって撮影装置3C側のフレームレート切り替えタイミングが遅れてしまうという課題に対し、上記実施例8-1では、制御装置12と撮影装置3Cで共通のフレーム番号をカウントしておき、制御装置12がフレームレートの変更指示を受け取った際に、撮影装置3Cに対してレート切替フレーム番号とフレームレートを送信するようにしたが、撮影装置3Cには最速フレームレートで読出しを行わせ、制御装置12には撮影装置3Cが所定回数読出しを行う毎に曝射を行わせることで、所望のフレームレートでの撮影を実現するようにしてもよい。
例えば、最速フレームレートが15fpsのシステムで7.5fpsの撮影を行いたい場合、撮影装置3Cには15fpsで画像の読出しを行わせ、制御装置12には撮影装置3Cが2フレーム読出しを行う毎に1回曝射を行わせる。
また、このようにすれば、フレームレートの切替え時に、上記実施例8-1のような、制御装置12と撮影装置12Aとの間でのフレームレート切替え情報のやり取りが必須ではなくなるため、フレームレートを瞬時に切替えることが可能となる。これにより、ユーザーは、必要なフレームレートを必要なタイミングで選択できるようになり、ユーザビリティーが向上する。
上記実施例8-2においては、撮影装置3Cは最速フレームレートで、曝射は撮影装置3Cが数フレーム読み出す毎に行っているため、撮影装置3Cが生成するフレーム画像の中には、未露光の画像(以下、白画像)が混ざってしまう。そして、白画像が混じった動態画像は視認性が悪いという問題がある。
このような課題に鑑み、上記実施例8-2においては、白画像を除くようにしてもよい。
具体的には、フレーム毎にフレーム内の所定領域(全領域を含む)の画素の信号値の平均又は最大値と所定の閾値とを比較し、閾値以下であった場合に白画像と判定するようにする。そして、白画像と判定した場合には、当該フレームを削除したり、白画像属性情報を当該フレームに付与し、表示する際に属性が付いているフレーム画像を表示しないようにしたりする。
なお、これらの処理は、撮影装置3Cで行ってもよいしコンソール14で行ってもよいが、撮影装置3Cで行うようにすれば、撮影装置3Cからコンソール14に送信するデータ量を減らすことができるため、撮影からコンソール14にフレーム画像を表示するまでの間に遅延を生じにくくすることができる。
上記実施例8-3で挙げた、上記実施例8-2においては生成するフレーム画像の中に白画像が混ざってしまうという課題に対し、上記実施例8-3では、フレーム画像の画素の信号値に基づいて白画像と判定したフレームを除くようにしたが、フレーム番号に基づいて白画像と判定したフレームを除くようにしてもよい。
また、制御装置12に、フレーム番号に曝射の有無を示す情報を紐づけて曝射フレーム情報として保存し、曝射フレーム番号を撮影装置3C又はコンソール14に送信する機能を持たせる。
そして、撮影装置3C又はコンソール14に、各フレームのタイマー時間(例えば、曝射開始時間や終了時間、1フレーム内のいずれかの時間等)を保存し、受信した曝射フレーム番号を参照して、曝射せずに読みだしたフレーム画像を削除又は当該フレーム画像を表示しないようにする機能を持たせる。
このようにすれば、画像から白画像を判定する必要がないため、撮影装置やコンソールでの処理を軽くでき、それにより撮影からコンソールにフレーム画像を表示するまでの遅延を短縮することができる。
上記実施形態において、曝射スイッチの押下により撮影を開始した後、任意のタイミングで曝射及びそれに紐づく読出しを行えるようにしたいという要請がある。
任意のタイミングとは、例えば、管球13の位置を変えながら撮影を行う際に、管球13が所定位置(複数個所でもよい)に到達したタイミング、被検体Sに呼吸動作を促すアナウンスを行う際に、所定のアナウンスがなされたタイミング(複数回でもよい)、被検体Sの体位を変えながら撮影する際に、被検体Sの体位が所定の体位になったタイミング等である。
曝射開始時間及び読出し開始時間は、想定される無線通信遅延に基づいて決定する。
読出し開始時間は、任意タイミング到達時の同期計時情報に、「現時刻から撮影装置が読出し開始時間を受信及び読出しを開始できるまでの時間(想定される無線通知遅延を考慮して決定する)」と「制御装置12の曝射開始準備に必要な時間+1フレームの曝射時間」のいずれか大きい方を足した値にする。
また、曝射開始時間は、読出し開始時間から、「1フレームの曝射時間」以上前の時間にする。
なお、制御装置12Aではなく、撮影装置3Cが曝射開始時間及び読出し開始時間を決定するようにしてもよい。
上記実施例8-5で挙げた、曝射スイッチの押下により撮影を開始した後、任意のタイミングで曝射及びそれに紐づく読出しを行えるようにしたいという課題に対し、上記実施例8-5では、任意のタイミングに達してから、制御装置12で曝射開始時間及び読出し開始時間を決定するようにしたが、撮影装置3Cと制御装置12は、常に最速フレームレートで撮影できるよう、撮影装置3Cにて撮影シーケンス開始時間とフレームレートから読出し開始時間を単独で生成し、制御装置12も曝射開始時間を単独で生成するようにしてもよい。その上で、撮影装置は常に最速フレームレートで読出しを行い、制御装置12は、任意タイミングに到達後、直近の曝射タイミングに達したら管球13に曝射開始を指示するようにする。
なお、このようにする場合、白画像が生成されてしまうが、上記実施例8-3等を適用することによってこの問題を回避することができる。
上記実施形態は、同期した複数の計時部の各計時情報に従って曝射及び読出しを行う撮影方式であるため、複数フレームを連続して撮影する際、一連の曝射中に計時部の同期精度が低下すると、曝射と読出しのタイミングが合わなくなってしまうことがある。
具体的には、放射線制御部121に、第二照射側計時部126の計時情報が撮影開始トリガー時間に達したら、動作を開始し、所定タイミングで曝射を行わせる機能を持たせる。
また、撮影制御部31に、第二撮影側計時部39の計時情報が撮影開始時間に達したら、動作を開始し、所定タイミングで読出しを行う機能を持たせる。
なお、撮影装置3が読出しシーケンスを実行するタイミングは、制御装置12が曝射シーケンスを実行するタイミングの後になるように予め定めておく。
上記実施形態においては、撮影装置3に撮影側計時部37及び第二撮影側計時部39を備え、撮影側計時部37は、第二撮影側計時部39の動作モードに依らず、計時情報源装置2,4と同期するようにしていた。一般的なWLANモジュールを使用する場合はこのような構成になる。
しかし、WLANモジュールのカスタマイズを行うことにより、撮影側計時部37を備えるのをやめ、第二撮影側計時部39が同期モードのときは計時情報源装置2,4と第二撮影側計時部39とを同期させるようにしてもよい。
撮影側計時部37を備えないと、その分だけ使用する計時部が減るため、回路やソフトウェアの規模を削減したり単純化したりすることができる。
なお、ここでは、撮影装置3に撮影側計時部37を備えないようにする場合について説明したが、制御装置12に照射側計時部125を備えないようにし、第二照射側計時部126を計時情報源装置2,4と同期させるようにすることもできる。
上記実施形態においては、高電圧発生部122から照射準備完了通知信号を受けて撮影シーケンス開始時間を決定するものであったが、高電圧発生部122の仕様やシステム構成によっては、照射準備完了通知信号の送信には、装置や配線の改修が必要になり、開発コストがかかってしまう場合がある。
このような課題に鑑み、上記実施形態においては、照射準備完了通知以外の代替トリガーを撮影シーケンス開始時間の決定に用いるようにしてもよい。
代替トリガーとしては、下記(1)~(3)に挙げたようなものが考えられる。
(1)曝射スイッチの1段目が押下されたこと
(2)曝射スイッチの2段目が押下されたこと
(3)コンソール14、撮影装置3、制御装置12又は曝射スイッチ15a等のUIでユーザーの指示を受け付けたこと
このような問題に対応するには、上述したシリアル撮影の流れのうち手順6~11を以下のようにするのが有効である。なお、手順5までと手順12以降の流れは上述したものと同様である。また、上記説明に記載した補足等は省略する。
制御装置12は、曝射スイッチの1段目の押下を検知する(撮影開始信号を受信する)と、その旨を伝えるコマンドを撮影装置3に送信する。
(手順7)
撮影装置3は、コマンドを受信すると、撮影可能な状態に遷移する。
その後、撮影装置3及び制御装置12は、第二計時部39,126が、それぞれの第二計時情報を計時情報源装置2,4の第一計時情報に更新するのを待つ。
第二計時部39,126の計時情報の更新が完了すると、撮影装置3は、完了時の第二計時部39の計時情報に、記憶部35に記憶された撮影シーケンス開始待ち時間を加算した撮影シーケンス開始時間を算出し、それを記憶部35に記憶するとともに制御装置12へ送信する。
上記は、撮影装置3が制御装置12に撮影シーケンス開始時間を送信する構成としたが、制御装置12が、双方の更新完了時の第二計時部126の計時情報に、記憶部123に記憶された撮影シーケンス開始待ち時間を加算した撮影シーケンス開始時間を算出し、それを記憶部126に記憶するとともに撮影装置3へ送信する構成にしてもよい。
撮影装置3及び制御装置12は、互いの同期が完了した後も、同期がとれているか否かを継続して判定する。
また、撮影装置3及び制御装置12は、高電圧発生部122から制御部121へ照射準備完了通知信号が送信された後に撮影装置3及び制御装置12の同期が完了した時点からシリアル撮影の最後のフレームの読出し開始までの期間に同期が失敗したことを検知すると、その時点から少なくともシリアル撮影の最後のフレームの読出し開始までの期間は第二計時部39,126を自走モードで動作させ、それ以降は同期モードに戻す。なお、同期が失敗したことを検知した場合は、第二計時部39,126の計時情報を計時部37,125の計時情報に更新する前に自走モードに切り替えることで、第二計時部39,126に異常値がセットされることを防ぐことができる。
また、制御装置12は、撮影装置3から撮影シーケンス開始時間を受信すると、それを記憶部123に記憶する。そして、記憶された撮影シーケンス開始時間とフレームレート(15fps等)を元に、各フレームの曝射開始時間を生成する。
曝射開始時間の具体的な生成方法は、例えば、撮影シーケンス開始時間を1フレーム目の曝射開始時間とし、2フレーム目以降は、それに撮影周期(=1/フレームレート)を累積加算する。この場合、Nフレーム目の曝射開始時間=撮影シーケンス開始時間+(フレーム番号N-1)×撮影周期となる。
また、制御部121は、第二照射側計時部126の計時情報が各フレームの曝射開始時間と合致する度に、高電圧発生部122に各フレームの曝射開始を指示する信号を送信する。
高電圧発生部122は、曝射開始の指示の信号を受信する度に、曝射可能な状態であれば、管球13に対して予め設定された照射時間分だけ放射線Rを照射する制御を行う。すなわち、制御装置12は、第二照射側計時部126の計時情報が第一所定値となったことを契機として、管球13から放射線Rを照射させる。
また、制御部121は、例えば、曝射スイッチ15aの1段目が解放された、撮影フレーム数が記憶部123に記憶された最大フレーム数に達した、高電圧発生部122からの停止の通知を受けた、撮影装置3から停止の通知を受けた等の撮影終了イベントを検知すると、撮影終了を通知するコマンドを通信部124経由で撮影装置3に送信するとともに、当該撮影において新たな曝射開始指示を高電圧発生部122に送信しない。すなわち当該撮影を終了する。
この問題に対応するには、上記(1)を代替トリガーとする場合のシリアル撮影の流れの説明における「曝射スイッチの1段目」を「曝射スイッチの2段目」に置き換えた流れでシリアル撮影を行えばよい。
この問題に対応するには、上記(1)をトリガーとする場合のシリアル撮影の流れの説明における「曝射スイッチの1段目の押下」を「コンソール14、撮影装置3、制御装置12又は曝射スイッチ15a等のUIでユーザーの指示」に置き換えた流れでシリアル撮影を行えばよい。
上記実施例9-3においては、高電圧発生部122および管球13が曝射可能な状態になるまでの間、白画像が生成されてしまうという問題があるが、上記実施例8-3等を適用することによってこの問題を回避することができる。
上記実施例9-3で挙げた、高電圧発生部122および管球13が曝射可能な状態になるまでの間、白画像が生成されてしまうという課題に対し、上記実施例9-3では、フレーム画像の画素から白画像の有無を判断していたが、制御部121が高電圧発生部122から曝射中を示す情報を得られる場合には、その情報に基づいて白画像を判断するようにしてもよい。
具体的には、放射線制御部121に、撮影シーケンス開始時間到達後に、最初に曝射中を示した時点の第二計時部126の計時情報を記憶部126に記憶するとともに、コンソール14又は撮影装置3に送信する機能を持たせる。
また、撮影制御部31に、記憶部35に保存された各フレームの読み出し開始時間と、受信した最初に照射中を示した時点の計時情報とを照し合せて、曝射していないフレームの画像を削除する又はフレーム画像表示の際に表示させない機能を持たせる。
このようにすれば、画像の画素から白画像を判定する必要がないため、撮影装置3やコンソール14での処理を軽くすることができる。また、これにより、撮影を行ってからコンソール14にフレーム画像が表示されるまでの間に遅延を生じにくくすることができる。
上記実施例9-3で挙げた、高電圧発生部122および管球13が曝射可能な状態になるまでの間、白画像が生成されてしまうという課題に対し、上記実施例9-3では、フレーム画像の画素から白画像の有無を判断していたが、撮影装置3に放射線量を測定可能な放射線センサーを備えておき、撮影シーケンス開始時間到達後に、放射線センサーの測定値が予め定めた閾値を超えた場合に、1フレーム目の撮影が開始されたみなし、それ以前のフレームは削除又は表示時に表示しないようにしてもよい。
このようにすれば、画像の画素から白画像を判定する必要がないため、撮影装置3やコンソール14での処理を軽くすることができる。また、これにより、撮影を行ってからコンソール14にフレーム画像が表示されるまでの間に遅延を生じにくくすることができる。
上記実施例9-6において、放射線センサーの放射線検出精度が1フレームあたりの最小累積線量を満たす場合には、フレーム毎に放射線センサーの測定値を読み出して閾値と比較し、さらにセンサー値を初期化して次のフレームに備えるようにしてもよい。
なお、放射線センサーの放射線検出精度が1フレームあたりの最小累積線量を下回る場合には、測定値をフレーム毎に初期化せず、複数フレームの線量を累積させた累積値を閾値と比較し、閾値を超えた場合に、曝射が開始されたとみなすようにすればよい。このようにすれば、放射線の検出性能が低い安価な放射線センサーを利用することができる。
上記実施例9-7に挙げた、複数フレームの線量の累積値を閾値と比較する構成においては、曝射スイッチの1段目が押下されてから2段目が押下されるまでの時間が長い場合、放射線センサーが長時間初期化されずにノイズが蓄積され、閾値を超えたと誤判断してしまう可能性がある。
この問題の対策としては、予め定めた時間又はフレーム数が経過する毎に初期化を行うようにすればよい。
上記実施形態においては、曝射フレーム数と読出しフレーム数が等しいシリアル撮影を行ったが、撮影システムの中には、最初の曝射フレームの前に、曝射しない(読出しのみ行う)フレームを必要とするものも存在する。例えば、撮影装置内の温度を安定させる、あるいは画像処理に使用することを目的として、曝射しないフレーム画像を取得するために、所定のフレーム数分(又は以上)は曝射せずに読出しのみを行った後、曝射及び読出しを行う、といったものである。
このような曝射しないフレームを必要とする撮影システムに上記実施形態を適用する場合、曝射しないフレームと曝射するフレームの切替えを適切に制御しないと、曝射しないフレームを取得する際に曝射が行われてしまい、所望の画像が得られずに撮影が失敗となってしまう可能性がある。
撮影装置3は、計時部37と計時情報源装置2,4の同期化が完了すると、撮影可能な状態に遷移する。
その後、撮影装置3及び制御装置12は、第二計時部39,126が、それぞれの第二計時情報を計時情報源装置2,4の第一計時情報に更新するのを待つ。
ここで、計時情報の更新が予め定められた時間内に完了しない場合には、コンソール14等に同期が失敗した旨を通知し、コンソール14の図示しない表示部等に同期が失敗した旨の表示や、計時情報源装置2,4の再起動やネットワーク設定の確認等のトラブルシューティングを促す表示、又は有線での撮影を促す表示等を行うようにしてもよい。これにより異常から早期に復帰できるようになる。
第二計時部39,126の両方の計時情報の更新が完了すると、撮影装置3は、完了時の第二計時部39の計時情報に、記憶部35に記憶された撮影シーケンス開始待ち時間を加算した撮影シーケンス開始時間を算出し、それを記憶部35に記憶するとともに制御装置12へ送信する。
上記は、撮影装置3が制御装置12に撮影シーケンス開始時間を送信する構成としたが、制御装置12が、双方の更新完了時の第二計時部126の計時情報に、記憶部123に記憶された撮影シーケンス開始待ち時間を加算した撮影シーケンス開始時間を算出し、それを記憶部126に記憶するとともに撮影装置3へ送信する構成にしてもよい。
撮影装置3及び制御装置12は、互いの同期が完了した後も、同期がとれているか否かを継続して判定する。
また、撮影装置3及び制御装置12は、撮影可能な状態に遷移した撮影装置3と制御装置12の双方の同期化が完了した時点からシリアル撮影の最後のフレームの読出し開始までの期間に同期が失敗したことを検知すると、その時点から少なくともシリアル撮影の最後のフレームの読出し開始までの期間は第二計時部39,126を自走モードで動作させ、それ以降は同期モードに戻す。
また、撮影装置3は、記憶部123に記憶された撮影シーケンス開始時間、フレームレート及び1フレーム当たりの蓄積時間を元に、各フレームの読出し開始時間を生成する。
なお、蓄積時間は、読出し中に曝射されることを避けるために、1フレームあたりの照射時間よりも大きくなるようにする。
(手順9)
また、制御装置12は、撮影装置3から撮影シーケンス開始時間を受信すると、それを記憶部123に記憶する。そして、記憶された撮影シーケンス開始時間とフレームレート(15fps等)を元に、各フレームの曝射開始時間を生成する。
また、撮影装置3は、第二撮影側計時部39が各フレームの読出し開始時間と合致する度に、放射線検出部32に蓄積された電荷の読出しを開始し、フレーム画像の画像データを生成する。そして、撮影装置3は、ウォームアップに必要なフレーム数分の読出しを完了すると(もしくは画像処理のために必要な非曝射フレーム画像の取得を終了すると)、制御装置12に撮影の許可を通知する。撮影装置3は、曝射許可通知後も、第二撮影側計時部39が各フレームの読出し開始時間と合致する度に、放射線検出部32からの電荷読出しを開始し、フレーム画像を生成する。
制御装置12の制御部121は、曝射スイッチ15aの2段目の押下を検知する(撮影開始信号を受信する)と、その旨を伝える信号を高電圧発生部122に送信し、高電圧発生部122から照射準備が完了した旨の完了通知信号が返信されるのを待つ待機状態に遷移する。
高電圧発生部122は、撮影開始信号を受信すると、照射準備を開始する。具体的には、管球13に出力する電圧および電流の準備や、管球13への回転陽極の回転開始指示などを行う。
また、制御部121は、高電圧発生部122からの照射準備完了通知信号と、撮影装置からの曝射許可通知の両方を受信するまでは、高電圧発生部122に曝射開始を指示しない。両方を受信すると、撮影装置に通信コマンドで照射準備完了を通知した後、第二照射側計時部126の計時情報が各フレームの曝射開始時間と合致する度に、高電圧発生部122に各フレームの曝射開始を指示する信号を送信する。
高電圧発生部122は、曝射開始の指示の信号を受信する度に、管球13に対して予め設定された照射時間分だけ放射線Rを照射する制御を行う。すなわち、制御装置12は、第二照射側計時部126の計時情報が第一所定値となったことを契機として、管球13から放射線Rを照射させる。
また、制御部121は、例えば、曝射スイッチ15aの2段目が解放された、撮影フレーム数が記憶部123に記憶された最大フレーム数に達した、高電圧発生部122からの停止の通知を受けた、撮影装置3から停止の通知を受けた等の撮影終了イベントを検知すると、撮影終了を通知するコマンドを通信部124経由で撮影装置3に送信するとともに、当該撮影において新たな曝射開始指示を高電圧発生部122に送信しない。すなわち当該撮影を終了する。
最大フレーム数は、固定値を記憶部123に記憶しておいてもよいし、コンソール14で入力した値を制御装置12に送信し、記憶部123に記憶させてもよい。
また、撮影装置3は、制御装置12から照射準備完了通知信号を受信した後は、第二撮影側計時部39が各フレームの読出し開始時間と合致する度に、放射線検出部32に蓄積された電荷の読出しを開始し、フレーム画像の画像データを生成する。
そして、撮影装置3は、例えば、制御装置12から撮影終了を通知するコマンドを受信した、撮影フレーム数が記憶部35に記憶された最大フレーム数に達した等の撮影終了イベントを検出すると、当該撮影を終了する。
上記実施形態は、制御装置12Aと撮影装置3とを無線で接続してシリアル撮影を行うものであったが、撮影装置3の接続形態が有線の場合は、第二撮影側計時部39の精度低下の影響や、撮影装置3と制御装置12の発振器の周波数の誤差の影響を受け難い方法に切替えるようにするとよい。
具体的には、照射線制御装置12で、各フレームの曝射開始タイミングと読出し開始タイミングを生成し、撮影装置3に読出し開始タイミングを専用線で通知するとともに、各フレームの曝射開始タイミングで管球13に曝射開始を指示する。
そして、撮影装置3は各フレームの読出し開始タイミングで読出しを開始する。
このようにすれば、ユーザーの操作が少なくなり、ユーザビリティーが向上する。
上記実施形態は、無線シリアル撮影を行うものであったが、フレーム数を1つとしてもよい。このようにすれば、共通の制御で無線静止画撮影にも対応することができるため、制御の共通化により開発コストを抑制することができる。
一方、無線静止画撮影を行う際には、計時部の精度低下の影響や、撮影装置3と制御装置12の発振器の周波数の誤差の影響を受け難い方法(例えばAeroDRでのSRM撮影やAeroSync撮影等)に切替えることで、より安定した無線静止画撮影を行うことができる。
また、コンソール14に、選択されたオーダーが無線静止画か無線シリアルか応じて、撮影装置3及び制御装置12に指示する撮影方法を切り替える機能をもたせるようにすれば、ユーザーの操作が減り、ユーザビリティーが向上する。
放射線画像の動的な変化と生体情報の動的な変化を合わせて表示したり、両者の関係を解析したりすることで、被検体Sの状態をより細かく把握することができる。
例えば、被検体Sにパルスオキシメーターを装着した状態で、被検体Sの胸部の動態画像を撮影することにより、パルスオキシメーターからは、動脈血酸素飽和度(SpO2)や脈拍数の情報が得られ、動態画像からは肺換気機能情報を得ることができる。この両者の情報を統合して解析することにより、呼吸機能の時間的変化を評価することができる。
しかし、通常、パルスオキシメーターのような生体情報を計測する機器と放射線システムとは個別の装置であり、各々が持つ発振器で動作しているため、計時情報にずれが生じる。仮に、各々が周波数許容偏差±100ppmの発振器を搭載している場合、1時間あたり最大720ms(60秒×60分×±0.01%=±360ms、一方の機器が+360ms、もう一方の機器が-360msの場合)の差が生じる。この場合、両者の計時部の計時情報を正確に合わせてから1時間経過後に30fpsの動態画像を撮影すると、動態画像と生体情報のずれは最大約22フレームとなり、フレーム単位での生体機能の表示や解析に適さなくなってしまうという問題があった。
具体的には、撮影システム100に、各フレーム画像に対応するタイマー時間を紐付けて保存する機能を持たせる。例えば、各フレームの曝射開始時間や曝射終了時間、読出し開始時間(タイムスタンプ)を紐付ける。
また、生体計測機器6に、生体情報をサンプリングした時点における計時情報を、各サンプリング値に紐付けて保存する機能を持たせる。
また、表示だけでなく、両者の計時情報を用いて、同じ時間にどのような生体変化が起きていたかを解析することもできる。
また、無線LANだけでなく、IEEE1588やNTP、電波時計等で同期をとるようにしてもよい。
また、無線LANの周波数帯を選べるようにしてもよい。このようにすれば、例えば、連携したい生体計測機器6(パルスオキシメーター等)が2.4GHz帯のWLANのみに対応している場合は、撮影システム100の無線LANの周波数帯を2.4GHzに合わせることで対応することができる。
また、撮影システム100と接続する可能性がある他機器と使用周波数帯の一覧をコンソール14等に予め保存しておき、他機器が計時情報源装置2,4を介してコンソール14と接続された際に、保存していた一覧を参照して、撮影装置3と制御装置12の使用周波数帯を変更するようにしてもよい。このようにすれば、ユーザーは使用周波数帯を意識したり、切替えのための操作をしたりする必要がなくなり、ユーザビリティーが向上する。
上記実施例11-1で挙げた、通常、生体計測機器と放射線システムとは個別の装置であり、各々が持つ発振器で動作しているため、計時情報にずれが生じるという課題に対し、上記実施例11-1では、生体計測機器を計時情報源装置2,4と接続するようにし、その際のTSFを用いて同期をとることもできるとしたが、無線LANモジュールの中には、モジュール外部からTSFを利用して計時情報を読み出せないものも存在する。
生体計測機器で、そのような無線LANモジュールを採用している場合は、無線LANモジュールの改造や入替、あるいはハードウェアの修正が必要になり、対応に多くの開発期間と費用がかかってしまう。
一方、片方の機器をNTP、もう片方の機器をWLANのTSFといったように、異なる同期方式を使うと、タイムスタンプ値の定義が異なり、両者の結果の時間を合わせて表示又は解析することができないという問題があった。
具体的には、撮影システム100内は、自身の制御に高精度な時間管理が必要であるため、高精度の時間同期方式(WLANのTSF等)で同期をとり、フレーム画像等の結果にタイムスタンプを付ける際には、一般的な時間同期方式の時間を使用するようにする。
一方、自身の制御に高精度な時間管理が不要な生体計測機器6(パルスオキシメータ等)は、心拍等の結果にタイムスタンプを付ける際には、一般的な時間同期方式の時間を使用する。
上記実施例11-1で挙げた、通常、生体計測機器と放射線システムとは個別の装置であり、各々が持つ発振器で動作しているため、計時情報にずれが生じるという課題に対し、上記実施例11-1では、生体計測機器を計時情報源装置2,4と接続するようにしたが、
同期させる生体計測機器が予め決まっていない場合、生体計測機器で使用可能な同期方式が決まらないため、撮影システムにてタイムスタンプに使用する基準時間を決められないという問題があった。
各機器(生体計測機器6や撮影システム)は、各自が使える基準時間で検査結果にタイムスタンプを付ける。
ブリッジデバイス7は、例えばTSFとNTPとIEEE1588にて同期しておき、それぞれの基準時刻の組合せリストを保存する(例えば、10msec間隔で、3つの基準時刻の組合せをリストに追加していく)。
各モダリティは、タイムスタンプ付きの検査結果をブリッジデバイスに送信し、ブリッジデバイスがタイムスタンプを、任意の1つの基準時間に書き換えて、コンソールに送る。
なお、各モダリティが検査結果をコンソールに送り、コンソール14がブリッジデバイスに問い合わせてもよい。
上記実施形態において、フレームレートを変更することが可能に構成されている場合、フレームレートが変わると、1フレーム画像中の暗電荷量がかわるため、画像処理に用いる補正テーブルをフレームレートに応じて切り替えて補正処理を行う必要がある。
ところで、撮影装置3で読出したフレーム画像は、可能な限り遅延することなくコンソール14において表示できるようにするのが望ましい。このようにすれば、ユーザーが撮影期間中の被検体Sの体位異常等をはやい段階で判断し、撮影を中断・やり直すことができ、被曝量を抑えることができる。
しかし、フレームレートが可変の場合、撮影装置3が記憶部35からフレームレートに応じた補正テーブルを読出して補正処理を行う構成が考えられるが、このような構成では、撮影装置3での処理に時間がかかりすぎ、コンソール14に画像を表示するまでの時間の遅延が増加してしまうという問題があった。
例えば、各フレーム画像の読出し開始時間(同期計時情報)や、各フレーム画像の読出し終了時間(同期計時情報)を各フレーム画像に紐づけて保存する。
そして、撮影装置3ではフレームレートに応じた補正処理は行わず、各フレーム画像にタイムスタンプのみを付して、コンソール14に送信するようにする。
コンソール14では、受信したタイムスタンプに基づいて、各フレーム画像間の時間間隔を導き、導いた時間間隔で各フレーム画像順に画像を表示する。このとき表示される画像は画像処理を施されていないが、再撮影の判断に十分なものとなっている。
表示した後(もしくは、CPU処理性能に余力がある場合は同時並行で)、導いた各フレーム画像間の時間間隔に応じて補正テーブルを選択し、補正処理を行う。
照射装置1は、放射線を照射する装置であるため、計時情報源装置2,4と制御装置12,12Aを直接接続すれば、より正確に放射線照射のタイミングを制御することができる。
一方、コンソール14は、撮影システム100全体をコントロールする装置であるため、計時情報源装置2,4とコンソール14とを直接接続すれば、コンソール14にて効率的に同期確認等の処理を行うことができる。
1 放射線照射装置
12,12A 放射線制御装置
12a 計時制御手段
121 放射線制御部
122 高電圧発生部
123 記憶部
124 通信部
125 照射側計時部
126 第二照射側計時部
127 表示部
13 放射線管球
14 コンソール
15 操作部、操作盤
15a 曝射スイッチ
16 通信モジュール
2 アクセスポイント(計時情報源装置)
21 通信部
22 タイマー
3,3A,3B,3C,3D 撮影装置
3a 計時制御手段
3b 操作ボタン
31,31A 撮影制御部
32 放射線検出部
33 走査駆動部
34 読出し部
35 記憶部
35 記憶部
36 通信部
36a アンテナ
36b コネクター
37,37A 撮影側計時部
38 バッテリー
39,39A 第二撮影側計時部
39B メモリー
39D 第二撮影側計時部
4 計時情報源装置
5 ネットワーク機器
5 他の装置
6 生体計測機器
7 ブリッジデバイス
R 放射線
S 被検体
Claims (11)
- 放射線照射装置による放射線照射を制御する放射線制御装置と、
前記放射線制御装置と同期をとるための少なくとも一つの同期方法で通信可能な放射線撮影装置と、
撮影方法を選択する撮影方法選択手段と、
前記撮影方法選択手段により選択された撮影方法に基づいて、前記放射線制御装置と前記放射線撮影装置の同期方法を選択する同期方法選択手段と、を備える放射線撮影システム。 - 計時部と、発振器と、を備え、
前記同期方法は、前記計時部の精度低下の影響または前記発振器の周波数の誤差の影響を受け難い第1の同期方法と、前記第1の同期方法とは異なる第2の同期方法を含む請求項1に記載の放射線撮影システム。 - 前記放射線照射装置と前記放射線撮影装置は、無線または有線で通信可能である請求項2に記載の放射線撮影システム。
- 前記撮影方法は、前記放射線照射装置と前記放射線撮影装置との無線通信により1枚の放射線画像を生成する無線静止画撮影と、前記放射線照射装置と前記放射線撮影装置との無線通信により1枚以上の放射線画像を生成する無線シリアル撮影と、を含み、
前記同期方法選択手段は、前記撮影方法が前記無線静止画撮影の場合は前記第1の同期方法を選択し、前記撮影方法が前記無線シリアル撮影の場合は前記第2の同期方法を選択する請求項3に記載の放射線撮影システム。 - 前記撮影方法は、前記放射線照射装置と前記放射線撮影装置との無線通信により1枚の放射線画像を生成する無線静止画撮影と、前記放射線照射装置と前記放射線撮影装置との無線通信により1枚以上の放射線画像を生成する無線シリアル撮影と、を含み、
前記同期方法選択手段は、前記撮影方法が前記無線静止画撮影または前記無線シリアル撮影の場合は前記第2の同期方法を選択する請求項3に記載の放射線撮影システム。 - 前記撮影方法は、前記放射線照射装置と前記放射線撮影装置との有線通信により1枚以上の放射線画像を生成する有線シリアル撮影と、前記放射線照射装置と前記放射線撮影装置との無線通信により1枚以上の放射線画像を生成する無線シリアル撮影と、を含み、
前記同期方法選択手段は、前記撮影方法が前記有線シリアル撮影の場合は前記第1の同期方法を選択し、前記撮影方法が前記無線シリアル撮影の場合は前記第2の同期方法を選択する請求項3に記載の放射線撮影システム。 - 前記放射線撮影装置は放射線検出素子を備え、
前記第1の同期方法は、前記放射線照射装置から前記放射線撮影装置に、前記放射線検出素子の信号の読み出し開始タイミングを有線で通知する請求項3に記載の放射線撮影システム。 - 前記撮影方法選択手段は、撮影オーダー情報に基づいて前記撮影方法を選択する請求項1に記載の放射線撮影システム。
- 前記放射線撮影装置は、有線ケーブルの接続状態を検知する検知部を備え、
前記撮影方法選択手段は、検知部により検知された前記有線ケーブルの接続状態に基づいて前記撮影方法を選択する請求項1に記載の放射線撮影システム。 - 前記撮影方法選択手段は、前記有線ケーブルが接続されている場合は前記放射線照射装置と前記放射線撮影装置との有線通信により1枚以上の放射線画像を生成する有線シリアル撮影を選択し、前記有線ケーブルが接続されていない場合は前記放射線照射装置と前記放射線撮影装置との無線通信により1枚以上の放射線画像を生成する無線シリアル撮影を選択する請求項9に記載の放射線撮影システム。
- 撮影方法を選択するステップと、
前記選択された撮影方法に基づいて、放射線撮影装置による放射線の照射を制御する放射線制御装置と、前記放射線制御装置と同期を取るための少なくとも1つの同期方法で通信可能な放射線撮影装置と、の同期方法を選択するステップと、を備える放射線撮影方法。
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