JP5300216B2 - 電子カセッテ型放射線検出装置 - Google Patents
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Description
本発明は、放射線検出装置に関し、特に移動式の電子カセッテに関する。
近年、病院内でのＸ線画像のデジタル化が進み、フィルムに替わり平面型のデジタルＸ線撮像装置（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ 以下ＦＰＤ）が使われ始めている。ＦＰＤには、据え置き型に加えて、特許文献１や特許文献２に記載されているような、持ち運び可能であり、据え置き型に比べて取り扱いが容易な電子カセッテ型がある。
特開２００３−２４８０６０号公報
特開２００５−０１３３１０号公報
しかしながら、従来の移動式の電子カセッテ型放射線検出装置は、静止画撮影のみが可能な装置であり、動画撮影を可能とする装置が求められていた。
本発明は、軽量でありながら、自由に機能を選択可能とし、動画撮影に対応した移動式の電子カセッテ型放射線検出装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成すべく本発明では、入射された放射線を検出する複数のセンサーを含むセンサーアレイと、前記センサーアレイから転送されたアナログ信号をデジタル信号に変換する読み出し回路と、着脱可能な付加機能モジュールと接続するための接続部と、前記付加機能モジュールが前記接続部に接続されていない場合に撮影モードとして静止画撮影を選択し、前記付加機能モジュールが前記接続部に接続されている場合に前記撮影モードとして動画撮影を選択することが可能な選択手段と、を有する電子カセッテ型放射線検出装置であって、前記電子カセッテ型放射線検出装置は、前記センサーアレイの放射線入射側とは反対側に配置された導光板と、前記デジタル信号の画像処理を行う画像処理回路と、をあらかじめ有しており、前記付加機能モジュールは、前記センサーアレイの側方に配置されて前記センサーアレイの特性の経時変化による画質の変化を抑えるためになされる光リセットのための光源と、前記読み出し回路から分割されて入力されたアナログ信号のデジタル信号への変換を前記読み出し回路と並列して行う他の読み出し回路と、前記画像処理回路より高度な画像処理を行う他の画像処理回路と、冷却素子又は放熱板と、を含むことを特徴とする。
本発明により、ユーザーが必要な機能を自由に選択して利用することが出来る動画撮影に対応した電子カセッテ型放射線検出装置を提供できる。
また、付加機能モジュールを接続しなければ、軽量な装置構成になるため、持ち運びや取り扱いが更に容易な電子カセッテ型放射線検出装置を提供できる。
以下に本発明の電子カセッテ型放射線検出装置の実施形態を説明する。本明細書において、電子カセッテ型とは、放射線検出装置を持ち運んで撮影を行う装置である。また、放射線とはＸ線、α線、γ線などを含む。以下の各実施形態では、特に電子カセッテ型Ｘ線検出装置について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
（第１の実施形態）
以下より、本発明にかかる電子カセッテ型Ｘ線検出装置（電子カセッテ）の第１の実施形態について説明する。
以下より、本発明にかかる電子カセッテ型Ｘ線検出装置（電子カセッテ）の第１の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の電子カセッテの構成を示すＸ線入射側から見た断面図である。図１に示されているとおり、筐体１５内に、センサーパネル２が固定された基台３が筐体１５に固定されている。そして、センサーパネル２は、フレキシブル回路基板４と接続され、フレキシブル回路基板４は、基台３のセンサーパネル２とは反対側に配置された駆動回路５または読出し回路６と接続されている。読出し回路６は、記憶装置であるメモリ８と不図示の配線により接続されている。そして、センサーパネル２から読出されたアナログ信号は、読出し回路６によってデジタル信号に変換され、メモリ８に保存される。駆動回路５、読出し回路６及びメモリ８は、夫々を動作させる制御回路７と不図示の配線により接続される。制御回路７は、Ｘ線の曝射と駆動回路５及び読出し回路６の動作とを同期を行うことが可能である。また、電子カセッテ１と付加機能モジュール２１との接続部である接続端子９を有し、付加機能モジュール２１は、接続配線１０を介して駆動回路５または読出し回路６と接続されている。さらに、電子カセッテ１内には、不図示のバッテリーが配置されており、ケーブルレスでの電子カセッテ１の動作が可能になっている。もちろん、筐体内にバッテリーを配置せず、ケーブルを接続して電子カセッテ１を動作させても良い。このような構成が、第１の実施形態における持ち運びや取り扱いが容易な電子カセッテ１の基本構成であり、静止画撮影のみを行うことが可能である。そして、付加機能モジュール２１の接続によって電子カセッテ１の撮影モードは、静止画撮影に加え、新たに動画撮影が加わる。すなわち、撮影モードが静止画撮影および動画撮影から選択可能な状態に切り替わるということである。付加機能モジュール２１の追加によって電子カセッテ１の性能が動画撮影に好ましい構成となるからである。さらには、少なくとも一つの付加機能モジュール２１が接続されることによって、静止画撮影のみから動画撮影可能な状態に切り替わることが望ましい。
また、電子カセッテ１は、基本構成への付加機能モジュール２１の接続の有無で次のように撮影モードが自動的に変更されることが使い勝手の向上のために好適である。この撮影モードの自動的な変更は、基本構成では静止画撮影のみ可能に設定され、付加機能モジュール２１を少なくとも１つ接続することによって静止画撮影から動画撮影に設定される。したがって、付加機能モジュール２１を全て外すと動画撮影から静止画撮影に撮影モードが自動変更される。制御回路７は、付加機能モジュールが接続されることによって、撮影モードが静止画撮影および動画撮影から選択可能な状態に切り替わる選択手段として機能する。
基本構成の電子カセッテ１を用いてＸ線撮影を行った場合は、画像の確認のために電子カセッテ１を外部のコンピュータと接続して、メモリ８に保存された信号を転送する。なお、メモリ８のみを着脱可能な構成として、メモリ８を外部のコンピュータと接続しても良い。そして、外部のコンピュータで処理が行われ、外部のディスプレイに画像が表示される。
この基本構成の電子カセッテ１には、付加機能モジュール２１を追加して接続可能である。付加機能モジュール２１は、例えば、記憶装置、信号処理回路、画像処理回路、ディスプレイ、無線通信回路、光源、冷却素子、放熱板及びバッテリーがある。これらの付加機能モジュール２１の少なくとも一つを適宜組み合わせて電子カセッテ１に接続することで、動画撮影を可能にすることができ、動画撮影の時間を延長することが可能になる。したがって、電子カセッテにおいて、動画撮影を行わない際の装置の軽量化、付加機能モジュール２１接続時の動画撮影を達成することができる。図１は、付加機能モジュール２１が８個接続可能な構成であり、そのうちの４個について接続した図である。本実施形態においては、センサーパネル２が配置されている領域と付加機能モジュール２１が配置される領域との間に隔壁１４を配置している。隔壁１４によって、センサーパネル２への外部からのゴミや水分などの侵入を防ぐことが可能となり、電子カセッテ１の信頼性が向上する。以下に電子カセッテ１に接続される付加機能モジュールの例を説明する。
電子カセッテ１に記憶装置を接続すれば、信号の保存のための容量を増加できる。例えば、メモリやハードディスクなどが使用可能である。基本構成の電子カセッテ１に記憶装置を接続することで、撮影枚数を増加させることができ、長時間撮影が可能となる。特に、動画撮影時に好適である。
電子カセッテ１に信号処理回路としてアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ（アナログデジタル）コンバータを搭載した読出し回路６の追加回路を接続する事で、より高速に変換する事が可能になる。読出し回路６の追加回路を接続すれば、基本構成のセンサーパネル２からの信号を、読出し回路６と信号処理回路とによる並列処理が可能になる。基本構成の読み出し回路６に２以上の複数のＡＤコンバータが配置されている場合は、信号処理回路に読み出し回路６と同数以上のＡＤコンバータが配置されていればより高速に処理することが可能である。この為、高速でアナログ信号を取り込む事が必要な、動画撮影時に好適である。或いは、読出し回路６は、静止画撮影に最適な低ノイズのＡＤコンバータおよび信号伝送回路を有し、信号処理回路は、駆動速度が速いＡＤコンバータおよび信号伝送回路を有する事で、動画に好適なデジタル信号を得る事ができる。
電子カセッテ１に画像処理回路を接続すれば、読出し回路６から転送された信号の補正が可能である。例えば、固定パターンノイズ補正、欠陥補正、白補正などが行われる。また、Ｘ線の照射野の認識処理、画像診断に適した濃度に変換する階調処理、グリッド縞を低減するグリッド低減処理、周波数処理（エッジ強調、コントラストが低い部位の強調、先鋭化）及び信号の加算処理などが適宜選択されて行われる。画像処理回路は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、或いは、ＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ ａ Ｃｈｉｐ）を利用して、読み出し回路６からのデジタル信号を処理する。この構成は、電子カセッテ内で信号の処理が行われるため、遅延が無く、動画撮影に好適な構成である。そして、必要な画像処理機能に応じた、ＦＰＧＡあるいはＳＯＣを含む画像処理回路を選択して接続して利用することが可能である。したがって、不要な画像処理回路を接続しない事で、使わない画像処理機能を持つ回路への電力供給が不要となり電力消費を抑える事ができる。静止画では、画像処理のリアルタイム性が必ずしも必要がない為、基本構成においては、画像処理回路がない。この構成の場合は、読み出し回路６からのデジタル信号を直接外部に出力される。しかし、固定パターンノイズ補正等、必要最低限に限られた機能を持つＦＰＧＡ、ＳＯＣを有する画像処理回路のみ有していてもよい。この構成は、消費電力が比較的小さいためである。さらに、画像処理回路が、外部への信号出力機能を有していれば、外部のディスプレイに接続してＸ線画像を表示させることが可能である。このような構成は、外部の画像処理を行う装置に信号を出力しなくてよいため、高速な動画撮影が可能になる。
電子カセッテ１にディスプレイを接続すれば、Ｘ線撮影を行った場所で、リアルタイムにＸ線画像の確認を行うことが可能である。電子カセッテ１内部にディスプレイを収容する構成の場合は、付加機能モジュール２１に対応する筐体の一部分を透明な材質にする。そして、ディスプレイには、画像処理回路の画素加算機能により縮小されたデータが送られリアルタイムに表示される。また、ディスプレイの光がセンサーパネル２側に照射されると画質に与える影響を防止するため、センサーパネル２と付加機能モジュール２１との間に不透明な隔壁を配置すればよい。ディスプレイを接続する事でリアルタイム撮影が新たに可能となる。
電子カセッテ１に無線通信回路を接続すれば、Ｘ線撮影後に外部のコンピュータにワイヤレスで信号を転送することが可能である。そして、外部のコンピュータで所定の処理が行われ、外部のディスプレイに画像が表示される。前述の画像処理回路を同時に電子カセッテ１に接続している場合は、外部のディスプレイに直接信号を転送して画像を表示することも可能である。このため、持ち運びと画像の確認がより簡便になる。また、撮影対象に固体識別信号を有するＩＣタグなどを有している場合は、Ｘ線撮影による信号に固体識別情報を付与することができるため、撮影対象と画像との対応の明確化が可能である。また、特に動画撮影時に、無線通信回路を電子カセッテ１に接続することで、記憶装置の容量によらずに長時間のＸ線撮影を新たに可能にする。
電子カセッテ１に光源を接続すれば、センサーパネル２の光リセットを行うことができる。この場合、センサーパネル２に光を照射するため、センサーパネル２のＸ線入射側とは反対側に導光板をあらかじめ配置しておく。光源を接続し、光を照射することで、センサー特性の経時変化による画質の変化を抑えることができる光リセット機能が新たに追加される。
電子カセッテ１に冷却素子を接続すれば、駆動回路５または読出し回路６の動作時に発生する熱による電子カセッテ１内部の温度上昇を抑えることができる。そのため、センサーパネル２の温度変化による特性の変化を抑えることができる。したがって、画質の変化を抑えることができる。また、特に動画撮影時に、冷却素子を電子カセッテ１に接続することは、連続的なＸ線撮影の時間を長くした場合においても経時的な変化の少ない画像を得ることができるる。このため、静止画撮影、動画撮影の撮影モードを問わず、電源を入れたまま連続的に撮影可能な時間が延長される。
電子カセッテ１に放熱板を接続すれば、冷却素子と同様な効果が得られる。
電子カセッテ１にバッテリーを接続すれば、電子カセッテ１の動作時間を延長することができる。また、上述のような他の付加機能モジュールを接続した場合は、消費電力が増加するため、バッテリーを同時に接続することが好適である。また、撮影モードの切り替えのより好適な最小構成は、冷却素子または放熱板及びバッテリーを接続した時であり、軽量であり、かつ長時間の動画撮影が可能である。理由は、長時間、装置の最適な動作温度を維持できる構成であるためである。
そして、電子カセッテ１は、さらに読出し回路を追加すると高速な動画撮影が可能になる。読出し回路を追加した場合は、消費電力や発熱量が大きくなるが、冷却素子または放熱板及びバッテリーが既に接続されているため、長時間にわたる装置の使用と最適な動作温度の維持が可能である。
以上、説明したような各付加機能モジュールは、制御回路を有していることが望ましい。電子カセッテ１内部の制御回路７との双方向の通信や分散処理を行うことが可能となり、処理速度が向上する。
また、電子カセッテ１は、上述のような付加機能モジュールの接続及び種類を認識する認識手段を有していることが望ましい。例えば、光センサ、磁気センサ、スイッチなどが用いられる。
図２は、本実施形態の電子カセッテタイプのＸ線検出装置の構成を示す側面図である。図２に示されているとおり、筐体１５に、付加機能モジュール２１の挿入部の蓋１６がロック機構１７により固定されている。このような形態により、付加機能モジュール２１を簡単に保持することができ、装置内部の環境を簡単に維持できる。
図５は、本実施形態の電子カセッテタイプのＸ線検出装置の構成例を示すブロック図である。
電子カセッテ１は、基本構成２０と付加機能モジュール２１とが接続端子９を介して接続されている。
基本構成２０は、センサーパネル２、第１の読出し回路３１、第１の画像処理回路３３、駆動回路５、制御回路７、第１の記憶装置３７、第１のバッテリー３５、接続端子９で構成される。また、基本構成２０に接続された付加機能モジュール２１は、第２の読出し回路３２、第２の画像処理回路３４、第２のバッテリー３６、第２の記憶装置３８、ディスプレイ４１、無線通信回路４２、冷却素子４３、放熱板４４である。付加機能モジュール２１は、全てを接続しなくても動画撮影に適した電子カセッテを得られる。
この電子カセッテ１でＸ線撮影を行う場合は、まず、センサーパネル２、駆動回路５、第１の読出し回路３１及び制御回路７でＸ線から変換された信号（アナログ信号）が読出される。第１の読出し回路３１は、センサーパネル２から転送されたアナログ信号をデジタル信号へと変換する。デジタル信号は、必要に応じて第１の画像処理回路３３によって固定パターンノイズ補正などの最低限の画像処理が行われる。そして、デジタル信号は、第１の記憶装置に保存される。また、基本構成２０の各部の動作に必要な電力は、第１のバッテリー３５から供給される。
ここで、第２の読出し回路３２は、第１の読出し回路３１から分割されて入力されたアナログ信号のデジタル信号への変換を並列に処理する。そのため、消費電力及び発熱量が大きくなる。
第２の画像処理回路は、第１の画像処理回路３３に比べてより高度な画像処理を行う。そのため、消費電力及び発熱量が大きくなる。
冷却素子４３は、第１の読出し回路３１、第２の読出し回路３２などの発熱部を冷却する。放熱板４４は、電子カセッテ１内部の熱を外部に効果的に放出する。したがって、信号処理回路や画像処理回路のような発熱量の大きいモジュールを接続した場合でも装置の動作に最適な温度を維持することができる。
第２の読出し回路３２と第１の読出し回路３１との信号の転送は、必ずしも制御回路７を介さなくても良い。そして、第２の画像処理回路３４と第１の画像処理回路３３との信号の転送は、必ずしも制御回路７を介さなくても良い。第２の記憶装置と第１及び第２の画像処理回路３３、３４との信号の転送は、必ずしも制御回路７を介さなくても良い。その他のディスプレイや無線通信回路などの付加機能モジュールに関しても同様に、制御回路７を介さずに基本構成２０の回路または装置と信号の転送を行っても良い。
図６は、本実施形態の電子カセッテタイプのＸ線検出装置の動作を示すフロー図である。
基本構成２０に付加機能モジュール２１が接続される（ステップ５１）。制御回路７は付加機能モジュールの接続と、その種類を検出する（ステップ５２）。制御回路７は、付加機能モジュールが接続されることによって、撮影モードが静止画撮影および動画撮影から選択可能な状態に切り替わる選択手段として機能する。ここで、動画撮影が可能になる。そして、撮影モードの選択スイッチがＯＮされる（ステップ５３）。ステップ５３は、撮影モードを変更する場合にのみ実行すれば良い。すなわち、撮影モードが静止画の場合はそのままステップ５４へ移行し、静止画から手動または自動で動画に変更した場合は、ステップ５５へ移行する。ステップ５５において、動画撮影のスピードを６ｆｐｓ（フレーム／秒）や３０ｆｐｓなどを選択して所望の動画を得ることができる（ステップ５６、ステップ５７）。
（第２の実施形態）
図３は、本実施形態の電子カセッテである。
図３は、本実施形態の電子カセッテである。
本実施形態の第１の実施形態との相違は、付加機能モジュール２１が電子カセッテ１の外部の側面に接続されている点である。
この構成は、付加機能モジュール２１を接続しない場合において、軽量であることに加えて電子カセッテ１の小型化を実現することができる。
付加機能モジュール２１は、モジュール筐体２２に収容された構成である。このような構成により、各付加機能モジュール２１の衝撃からの保護や取り扱いの向上が可能である。しかし、各付加機能モジュール２１を電子カセッテ１に個々に接続する構成であっても良い。
（第３の実施形態）
図４は、本実施形態の電子カセッテである。
図４は、本実施形態の電子カセッテである。
本実施形態の第２の実施形態との相違は、付加機能モジュール２１が電子カセッテ１の外部のＸ線入射側とは反対側に接続されている点である。
この構成は、第２の実施形態と同様に付加機能モジュール２１を接続しない場合において、軽量であることに加えて電子カセッテ１の小型化を実現することができる。さらに、付加機能モジュール２１を接続した場合においても、電子カセッテ１のＸ線入射側表面の面積を小さく維持することができるため、取り扱いが容易である。
付加機能モジュール２１は、モジュール筐体２２に収容された構成である。このような構成により、各付加機能モジュール２１の衝撃からの保護や取り扱いの向上が可能である。さらに、付加機能モジュール２１として、表面積が大きな冷却素子を接続することが可能になるため、冷却効率を更に向上することができる。さらに、付加機能モジュール２１として、大画面のディスプレイを接続することが可能になるため、画像の確認の精度を向上することができる。
しかし、各付加機能モジュール２１を電子カセッテ１に個々に接続する構成であっても良い。
以上、第１の実施形態乃至第３の実施形態において、基本構成の電子カセッテ１と付加機能モジュール２１とを接続する形態を説明した。本発明においては、上述の付加機能モジュール以外においても可搬性を維持して他の新たな機能を付加できる付加機能モジュールであれば接続可能である。接続の時には、図２のロック機構１７のような付加機能モジュール２１の固定のための機能を電子カセッテ１及び付加機能モジュール２１に有していることが望ましい。
また、第２の実施形態及び第３の実施形態において、電子カセッテ１の外部に付加機能モジュール２１を接続する形態を説明したが、これらの構成にかかわらず、例えば、モジュール筐体２２の内部に電子カセッテ１を収容する構成が可能である。
また、センサーパネル２については、放射線を検出可能な複数のセンサーが２次元状に配列され、センサーアレイを構成している。センサーには放射線を直接電荷に変換する例えばａ−Ｓｅ等の直接変換型変換素子が用いられる。また、センサーには放射線を間接的に電荷に変換する例えば光電変換素子が用いられる。光電変換素子の場合は、光電変換素子の放射線入射側にシンチレータを配置して、シンチレータによって入射放射線から変換されて放出された可視光を電荷に変換する。そして、センサーアレイの複数のセンサーにはそれぞれ例えばＴＦＴ等のスイッチ素子が接続されている。各センサーに入射して変換された放射線に基づく電荷は、それぞれのセンサーに接続されているＴＦＴが駆動回路により駆動されることで、転送される。シンチレータには、特に、蒸着によって形成された柱状結晶構造のタリウムまたはナトリウムがドープされたＣｓＩ等が用いられる。シンチレータの他の例としては、ポリエステルなどのバインダー樹脂にＧｄ２Ｏ２Ｓ等の粒子結晶構造を有する蛍光体の粉体を塗布硬化して形成された蛍光体層が用いられる。
１ 電子カセッテ
２ センサーパネル
３ 基台
４ フレキシブル回路基板
５ 駆動回路
６ 読出し回路
７ 制御回路
８ メモリ
９ 接続端子
１０ 接続配線
１４ 隔壁
１５ 筐体
１６ 蓋
１７ ロック機構
２０ 基本構成
２１ 付加機能モジュール
２２ モジュール筐体
３１ 第１の読出し回路
３２ 第２の読出し回路
３３ 第１の画像処理回路
３４ 第２の画像処理回路
３５ 第１のバッテリー
３６ 第２のバッテリー
３７ 第１の記憶装置
３８ 第２の記憶装置
４１ ディスプレイ
４２ 無線通信回路
４３ 冷却素子
４４ 放熱板
２ センサーパネル
３ 基台
４ フレキシブル回路基板
５ 駆動回路
６ 読出し回路
７ 制御回路
８ メモリ
９ 接続端子
１０ 接続配線
１４ 隔壁
１５ 筐体
１６ 蓋
１７ ロック機構
２０ 基本構成
２１ 付加機能モジュール
２２ モジュール筐体
３１ 第１の読出し回路
３２ 第２の読出し回路
３３ 第１の画像処理回路
３４ 第２の画像処理回路
３５ 第１のバッテリー
３６ 第２のバッテリー
３７ 第１の記憶装置
３８ 第２の記憶装置
４１ ディスプレイ
４２ 無線通信回路
４３ 冷却素子
４４ 放熱板
Claims (4)
- 入射された放射線を検出する複数のセンサーを含むセンサーアレイと、
前記センサーアレイから転送されたアナログ信号をデジタル信号に変換する読み出し回路と、
着脱可能な付加機能モジュールと接続するための接続部と、
前記付加機能モジュールが前記接続部に接続されていない場合に撮影モードとして静止画撮影を選択し、前記付加機能モジュールが前記接続部に接続されている場合に前記撮影モードとして動画撮影を選択することが可能な選択手段と、
を有する電子カセッテ型放射線検出装置であって、
前記電子カセッテ型放射線検出装置は、前記センサーアレイの放射線入射側とは反対側に配置された導光板と、前記デジタル信号の画像処理を行う画像処理回路と、をあらかじめ有しており、
前記付加機能モジュールは、前記センサーアレイの側方に配置されて前記センサーアレイの特性の経時変化による画質の変化を抑えるためになされる光リセットのための光源と、前記読み出し回路から分割されて入力されたアナログ信号のデジタル信号への変換を前記読み出し回路と並列して行う他の読み出し回路と、前記画像処理回路より高度な画像処理を行う他の画像処理回路と、冷却素子又は放熱板と、を含むことを特徴とする電子カセッテ型放射線検出装置。 - 前記付加機能モジュールが、筐体内に収容されることを特徴とする請求項１に記載の電子カセッテ型放射線検出装置。
- 前記筐体が、前記付加機能モジュールを固定するロック機構を有することを特徴とする請求項２に記載の電子カセッテ型放射線検出装置。
- 前記電子カセッテ型放射線検出装置と、前記付加機能モジュールと、が前記接続部を介して接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子カセッテ型放射線検出装置。
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