JP4883222B2 - 放射線画像検出器 - Google Patents
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Description
そこで、オフセット補正値の経時的な特性の変動を把握するために、放射線画像検出器に放射線を照射しないで読み取りを実施するいわゆるダーク読取を定期的に行い、このダーク読取値に基づきオフセット補正値を算出して、適宜オフセット補正値を更新するオフセットキャリブレーションが行われている。
このため、オフセット補正値を算出する際には、ダーク読取の信号に電気的に重畳するこれらのノイズの影響を緩和するため、個々の放射線検出素子ごとに複数回ダーク読取を行い、それによって得たダーク読取値の平均値を求めてオフセット補正値として採用することがしばしば行われている(例えば、特許文献1から特許文献3等参照)。
このように信号にノイズが重畳すると、高画質の実写画像データを得ることができず、また、ノイズが重畳したダーク読取値を用いてオフセット補正値を算出すると、オフセット補正値の精度が低下する。
画素単位に電気信号を取り出し可能に構成された複数の放射線検出素子が二次元状に配置された検出手段、前記検出手段によって取得された信号を読み取る読取手段、演算手段を含む画像データ生成手段と、
前記画像データ生成手段により生成された画像データを外部に送信する通信手段と、
前記検出手段及び前記読取手段を含む各機能部に対して電力を供給する充電可能な内部給電手段と、
外部電源から供給される電力を受電して前記内部給電手段を充電可能とする外部給電端子と、
前記外部給電端子を介して外部電源から受電した電力の前記内部給電手段に対する供給を制御する給電制御手段と、
を備え、
前記給電制御手段は、前記外部給電端子が前記外部電源から電力を受電したと検知したとき、前記各機能部の稼動状態を判断し、前記外部給電端子を介して前記外部電源から受電した電力の前記内部給電手段に対する供給を、この各機能部の稼動状態に応じて制御することを特徴としている。
このため、例えば、外部電源から大容量の電力が供給されたときに、ノイズの影響を受けやすい機能部が稼動しているときは、外部電源から内部給電手段に対する電力供給を行わないようにすること等が可能となり、実写画像データ等の信号がノイズの影響を受けるのを防止することができるとの効果を奏する。
本実施形態において放射線画像検出器は、いわゆるフラットパネルディテクタ(Flat Panel Detector:以下「FPD」という。)をカセッテ型(可搬型)に構成したカセッテ型のFPD2(以下「FPDカセッテ2」と称する。)である。
なお、本実施形態においては、放射線画像撮影システム内に1つの撮影室R1が設けられており、撮影室R1内に3つのFPDカセッテ2が配置されている場合を例として説明するが、撮影室の数、各撮影室に設けられるFPDカセッテ2の数は図示例に限定されない。
また、撮影室R1が複数ある場合に、コンソール5は各撮影室R1に対応して設けられていなくてもよく、複数の撮影室R1に対して1台のコンソール5が対応付けられていてもよい。
なお、図1には撮影室R1内に臥位撮影用のブッキー装置3aと立位撮影用のブッキー装置3bとがそれぞれ1つずつ設けられている場合を例示しているが、撮影室R1内に設けられるブッキー装置3の数は特に限定されない。また、本実施形態では、各ブッキー装置3に対応して1つずつ放射線発生装置4が設けられている構成を例示しているが、例えば、撮影室R1内に放射線発生装置4を1つ備え、複数のブッキー装置3に対して1つの放射線発生装置4が対応し、適宜位置を移動させたり、放射線照射方向を変更する等して使用するようになっていてもよい。
本実施形態では、後述するように曝射指示信号の送信後実際に放射線の照射が開始されるまでの間にFPDカセッテ2においてダーク読取が行われるように連携制御される。放射線発生装置4は、曝射指示信号の受信後、このダーク読取に必要な時間を経過した後に放射線を照射する。
なお、曝射指示信号が送信されてからどの程度の時間経過後に実際の曝射を行うか及び放射線をどの程度の時間照射するか等は、予め撮影部位等に応じて規定されており、放射線発生装置4は、これに基づいて放射線の照射を行う。
また、ダーク読取の終了後に曝射指示信号が放射線発生装置4に送信される構成としてもよい。
FPDカセッテ2は、図2に示すように、内部を保護する筐体21を備えている。なお、図2では、筐体21がフロント部材21aとバック部材21bとで形成されている場合が示されているが、その形状、構成は特に限定されず、この他にも、筐体21を筒状のモノコック状に形成することも可能である。
また、FPDカセッテ2としては、例えば、8インチ×10インチ、10インチ×12インチ、11インチ×14インチ、14インチ×14インチ、14インチ×17インチ、17インチ×17インチ等のサイズのものが用意されているが、サイズはここに挙げたものに限定されない。
インジケータ25は、例えばFPDカセッテ2が実写画像データを生成中の場合、ダーク読取を行っている場合、外部機器に対して画像データを送信中の場合等に、点滅等によってその旨を報知するようになっている。また、コネクタ部26にケーブル49等が接続されて充電可能状態となったときに、その旨を点滅等により報知してもよい。
なお、コネクタ部26を介して外部給電端子27にケーブル49が接続されることによりFPDカセッテ2の各機能部に対して直接外部電源PWから給電が行われるようにしてもよい。
また、本実施形態においては、カセッテ制御部30、走査駆動回路32、信号読出し部33等により、このセンサパネル部24の各光電変換素子23の出力値を読み取る読取手段である読取部45(図3参照)が構成されている。
図3に示すように、センサパネル部24の各光電変換素子23の一方の電極にはそれぞれ信号読出し用のスイッチ素子であるTFT41のソース電極が接続されている。また、各光電変換素子23の他方の電極にはバイアス線Lbが接続されており、バイアス線Lbはバイアス電源36に接続されていて、バイアス電源36から各光電変換素子23にバイアス電圧が印加されるようになっている。
画像データメモリ43に記憶されたデジタル画像信号は、適宜カセッテ制御部30に送信されるようになっている。カセッテ制御部30には、記憶部31が接続されている。カセッテ制御部30は、送信されたデジタル画像信号を画像データとして記憶部31に記憶させる。
ダーク読取の回数が多いほど、ノイズ重畳影響の少ない、安定したオフセット補正値を算出することができるが、その分オフセット補正値を取得するまでに時間を要することとなるし、バッテリ28を消耗することにもなる。なお、本実施形態においては、各撮影の直前に5回のダーク読取を行ってオフセット補正値を算出する場合を例として以下説明する。
なお、ダーク読取を行っている最中にコネクタ部26にケーブル49が接続されて、ON/OFFスイッチSW(図4参照)をONとすると、その瞬間に外部電源PWからバッテリ28に大容量の電力が供給される。このためON/OFFスイッチSWをONとした瞬間に行われたダーク読取において得られたダーク読取値には最も多くノイズが重畳するおそれがある。したがって、カセッテ制御部30は、ON/OFFスイッチSWをONとした際に行われたダーク読取において読取られたダーク読取値を破棄し、これを除いて基準回数+1回のダーク読取を行い、この平均値をオフセット補正値とすることが好ましい。
図4に示すように、FPDカセッテ2は、カセッテ制御部30、記憶部31、走査駆動回路32、信号読出し回路40を備える信号読出し部33、計時手段34、通信部35、バイアス電源36、外部給電端子27、バッテリ28等を備えている。
ROMには、実写画像データ生成処理、オフセット補正値生成処理等、FPDカセッテ2において各種の処理を行うためのプログラム、各種の制御プログラムやパラメータ等が記憶されている。
カセッテ制御部30は、ROMに格納された所定のプログラムを読み出してRAMの作業領域に展開し、当該プログラムに従ってCPUが各種処理を実行するようになっている。
なお、本実施形態においては、演算手段であるカセッテ制御部30を含む読取部45及びセンサパネル部24により画像データ生成手段が構成される。
なお、記憶部31は内蔵型のメモリでもよいし、メモリカード等の着脱可能なメモリでもよい。また、その容量は特に限定されないが、複数枚分の画像データを保存可能な容量を有することが好ましい。このような記憶手段を備えることによって、被写体に対して連続して放射線を照射し、その度ごとに画像データを記録し蓄積していくことができ、連続撮影や動画撮影を行うことが可能となる。
本実施形態において、通信部35は、読取部45によって読み取られた画像信号に基づく画像データ(実写画像データ又はダーク読取により得られたデータ)を外部機器であるコンソール5に送信するとともにコンソール5等から撮影オーダ情報を受信する。
バッテリ28としては、例えばニッカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、小型シール鉛電池、鉛蓄電池、電気二重層コンデンサ等の充電自在な電池を適用することができる。
すなわち、例えば、コネクタ部26にケーブル49が接続され外部電源PWからの給電が可能な状態になると、カセッテ制御部30は、センサパネル部24と読取部45とにおいて実写画像データの読取り処理が行われているか否かを判断し、読取り処理が行われている間は、ON/OFFスイッチSWをOFFとするように制御信号S1を出力する。これにより、外部給電端子27からバッテリ28に対する電力供給が停止し、バッテリ28の充電が行われないように電力供給が制御される。
なお、曝射指示信号が送信されてからどの程度の時間経過後に実際の曝射が行われるか、放射線をどの程度の時間照射するか、及び放射線の照射終了からどの程度の時間が画像信号の読取りに必要な一定時間であるかは予め撮影部位等に応じて規定されている。カセッテ制御部30は、撮影オーダ情報等に基づいて撮影ごとにこれらの時間を判断し、ON/OFFスイッチSWの制御を行うようになっている。なお、放射線を検出する検出手段をFPDカセッテ2に設けて、放射線の照射の開始と終了についてはこの検出手段の検出結果に基づいて判断するようにしてもよい。
なお、この場合、ON/OFFスイッチSWをONとして、外部電源PWからの大容量の電力がバッテリ28に供給された瞬間に多くのノイズが生じる。このため、前述のように、ON/OFFスイッチSWをONとした瞬間に行われたダーク読取において得られたダーク読取値は破棄することが好ましい。
なお、画像データの送信中にバッテリ28の容量が不足した場合には、カセッテ制御部30は、一旦画像データの送信を中止して、ON/OFFスイッチSWをONとするように制御信号S1を出力する。これにより、外部給電端子27からバッテリ28に対して電力が供給され、バッテリ28の充電が行われる。そして、バッテリ28の充電完了後、記憶部31に記憶されている当該画像データをコンソール5に対して再送する。
ROMは、例えばHDD(Hard Disk Drive)や半導体の不揮発性メモリ等で構成されており、ROMには、患部を検出するための自動部位認識に基づく階調処理・周波数処理等の画像処理を行うためのプログラム等、各種のプログラムが記憶されているほか、撮影画像の画像データを診断に適した画質に調整するための画像処理パラメータ(階調処理に用いる階調曲線を定義したルックアップテーブル、周波数処理の強調度等)等が記憶されている。
RAMは、制御部51により実行制御される各種処理において、ROMから読み出されて制御部51で実行可能な各種プログラム、入力若しくは出力データ、及びパラメータ等を一時的に記憶するワークエリアを形成する。
本実施形態では、記憶部52は、患者情報、撮影オーダ情報等を記憶している。また、記憶部52は、FPDカセッテ2から送信された実写画像データやこれに付帯する情報等を一時的に記憶するようになっている。
制御部51は、FPDカセッテ2から送られた実写画像データに基づく画像を表示する表示するように表示部54の表示を制御する表示制御手段である。
また、制御部51は、同様に、HIS/RIS等に記憶されているFPDカセッテごとのゲイン補正値の中から、カセッテIDに基づいて、撮影に用いられたFPDカセッテに対応するゲイン補正値を抽出し、抽出されたゲイン補正値を用いてゲイン補正を行う。
さらに、制御部51は、このオフセット補正・ゲイン補正後の実写画像データに対して、撮影部位に応じた階調処理・周波数処理等の画像処理を行い、診断用の確定画像データを生成する。
本実施形態において、ネットワークNを介してコンソール5のネットワーク通信部56と接続される外部装置としては、HIS/RIS8、PACSサーバ9、イメージャ10等があるが、ネットワークNに接続される外部装置はここに例示したものに限定されない。
また、本実施形態において、HIS/RIS8は、FPDカセッテ2ごとに予め定められているゲイン補正値等を、各FPDカセッテ2のカセッテIDと対応付けて記憶する記憶手段である。なお、オフセット補正値やゲイン補正値を記憶する記憶手段は、HIS/RIS8に限定されない。
また、イメージャ10は、コンソール5から出力された確定画像データに基づいて放射線画像をフィルムなどの画像記録媒体に記録し、出力する。
なお、画像データの送信中にバッテリ28の容量が不足となった場合には、送信処理を中止してバッテリ28の充電を行った後、記憶部31に記憶されている画像データをコンソール5に再送する。コンソール5の制御部51は、画像データの受信を完了すると、その旨の信号をFPDカセッテ2に送信するようになっている。カセッテ制御部30は、コンソール5の制御部51から画像データの受信を完了した旨の信号を受信すると、記憶部31に記憶されている当該画像データを削除する。
なお、前述のように、ダーク読取の最中にコネクタ部26にケーブル49が接続され、外部電源PWから大容量の電力が供給されたときは、カセッテ制御部30は、ON/OFFスイッチSWをONとした際に読取られたダーク読取値を破棄し、これを除いて基準回数+1回のダーク読取を行い、この平均値をオフセット補正値とすることが好ましい。
外部電源PWからバッテリ28に電力を供給し、バッテリ28の充電を行うと、充電中は外部電源PWから大容量の電力が供給されるため、これと同時に信号の読取り処理を行っている場合には、この信号にノイズが重畳してしまう。この点、本実施形態では、実写画像データにノイズが重畳することを回避できるため、高画質の画像を得ることができる。また、ダーク読取中にバッテリ28の充電が行われると、ダーク読取値にノイズが重畳するが、ダーク読取の回数を増やして値を平均化することにより、ノイズの影響を緩和することができる。これにより、充電を行いつつ適切なオフセット補正値を算出することができる。
また、同様に、通信部35からコンソール5に画像データを送信中には、カセッテ制御部30は、バッテリ28に対して外部電源PWから受電した電力を所定容量に制限して供給するようにし、通信部35から画像データを送信していない場合には、カセッテ制御部30は、バッテリ28に対して外部電源PWから受電した電力を容量制限せずに供給するようにバッテリ28に対する電力供給を制御するようにしてもよい。
なお、ここで、所定容量の電力とは各機能部を稼動させるために必要な電力量+αの電力である。このように電力の容量を制限して充電を行う場合、バッテリ28の充電完了までに時間を要することとなるが、ノイズの発生を抑制することができ、画像データ等に影響を及ぼすことなくバッテリ28の充電を行うことができる。
また、画像データ生成手段により一の撮影に係る一連の処理が行われているときは、カセッテ制御部30は、画像データ生成手段が稼働中であると判断することとしてもよい。この場合には、例えば曝射指示信号が送信されてダーク読取が行われ、その後放射線が曝射されて実写画像データが生成されると一の撮影に係る一連の処理が終了したとされる。なお、曝射指示信号が送信されてから放射線が曝射されて実写画像データが生成された後にダーク読取を行い、一の撮影に係る一連の処理が終了したとされてもよい。
また、同一患者に係る撮影オーダ情報に対応する撮影が行われている間は、カセッテ制御部30は、画像データ生成手段が稼働中であると判断することとしてもよい。
このように、画像データ生成手段により一の撮影に係る一連の処理が行われているとき又は同一患者に係る撮影オーダ情報に対応する撮影が行われている間を画像データ生成手段が稼働中であると判断することにより、信号にノイズが重畳するおそれをより確実に排除することができる。
また、FPDカセッテ2においてゲイン補正を行う場合には、カセッテ制御部30は、このゲイン補正時(すなわち、ゲインキャリブレーション時)にも画像データ生成手段が稼働中であると判断することとしてもよい。
2 FPDカセッテ(放射線画像検出器)
5 コンソール
7 操作装置
22 電源スイッチ
24 アンテナ装置
27 外部給電端子
28 バッテリ
30 カセッテ制御部
35 通信部
51 制御部
55 通信部
N ネットワーク
R1 撮影室
R2 前室
Claims (9)
- 画素単位に電気信号を取り出し可能に構成された複数の放射線検出素子が二次元状に配置された検出手段、前記検出手段によって取得された信号を読み取る読取手段、演算手段を含む画像データ生成手段と、
前記画像データ生成手段により生成された画像データを外部に送信する通信手段と、
前記検出手段及び前記読取手段を含む各機能部に対して電力を供給する充電可能な内部給電手段と、
外部電源から供給される電力を受電して前記内部給電手段を充電可能とする外部給電端子と、
前記外部給電端子を介して外部電源から受電した電力の前記内部給電手段に対する供給を制御する給電制御手段と、
を備え、
前記給電制御手段は、前記外部給電端子が前記外部電源から電力を受電したと検知したとき、前記各機能部の稼動状態を判断し、前記外部給電端子を介して前記外部電源から受電した電力の前記内部給電手段に対する供給を、この各機能部の稼動状態に応じて制御することを特徴とする放射線画像検出器。 - 前記画像データ生成手段により実写画像データの生成が行われているときには、前記給電制御手段は、前記外部電源から受電した電力の前記内部給電手段に対する供給を行わないように電力供給を制御することを特徴とする請求項1に記載の放射線画像検出器。
- 前記通信手段により画像データを外部に送信しているときには、前記給電制御手段は、前記外部電源から受電した電力の前記内部給電手段に対する供給を行わないように電力供給を制御することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の放射線画像検出器。
- 前記画像データ生成手段により放射線を照射しない状態で前記各放射線検出素子の出力値を読み取るダーク読取が行われているときには、前記給電制御手段は、前記外部電源から受電した電力の前記内部給電手段に対する供給を行うように電力供給を制御し、
前記外部電源から受電した電力の前記内部給電手段に対する供給が行われるときには、前記画像データ生成手段は、ダーク読取を所定の基準回数よりも多く行うことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の放射線画像検出器。 - 前記給電制御手段は、前記画像データ生成手段が稼働中であるときは、前記外部電源から受電した電力を所定容量に制限して前記内部給電手段に対して供給し、前記画像データ生成手段が稼働していないときは、前記外部電源から受電した電力を容量制限せずに前記内部給電手段に対して供給するように、前記内部給電手段に対する電力供給を制御することを特徴とする請求項1に記載の放射線画像検出器。
- 前記読取手段により前記検出手段によって取得された信号の読み取りが行われているときは、前記給電制御手段は、前記画像データ生成手段が稼働中であると判断することを特徴とする請求項5に記載の放射線画像検出器。
- 前記画像データ生成手段により一の撮影に係る一連の処理が行われているときは、前記給電制御手段は、前記画像データ生成手段が稼働中であると判断することを特徴とする請求項5に記載の放射線画像検出器。
- 前記通信手段は、外部から撮影オーダ情報を受信するようになっており、
同一患者に係る前記撮影オーダ情報に対応する撮影が行われている間は、前記給電制御手段は、前記画像データ生成手段が稼働中であると判断することを特徴とする請求項5に記載の放射線画像検出器。 - 前記給電制御手段は、前記通信部が稼働中であるときは、前記外部電源から受電した電力を所定容量に制限して前記内部給電手段に対して供給し、前記通信部が稼働していないときは、前記外部電源から受電した電力を容量制限せずに前記内部給電手段に対して供給するように、前記内部給電手段に対する電力供給を制御することを特徴とする請求項1に記載の放射線画像検出器。
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