JP5428767B2 - 放射線画像生成システム - Google Patents

Description

本発明は放射線画像生成システムに関し、特に無線通信を行う可搬型の放射線画像生成装置を用いる放射線画像生成システムに関する。

医療診断の場においては、ＣＲカセッテに内蔵された蛍光体プレートを励起光で走査することにより放射線画像データを読み取る読取装置と、当該読取装置で読み取られた放射線画像データを取得する制御装置（コンソール）とを用いたＣＲ（Computed Radiography）システムが実用化されている（特許文献１参照）。

更に、上述したＣＲカセッテに代わり、基板上に２次元的に配列された放射線検出素子を内蔵し、当該放射線検出素子に照射された放射線量に応じた電気信号を出力することが可能な、放射線画像生成装置としてのＦＰＤ（Flat Panel Detector）装置が提案されている。このＦＰＤを用いれば、励起光を照射して放射線画像を読み取る読取装置を必要とせず、直接的に放射線画像のデータを得ることができるので、ＣＲカセッテを用いた場合よりもシステム自体を小型化することが可能となり、また、撮影作業も円滑となる。

このようなメリットからＣＲカセッテで構築された既存のＣＲシステムに対してＦＰＤへの置き換えを行いたいという要望がある。特に半導体技術の向上により小サイズで軽量化が可能となりＣＲカセッテと同等のサイズの可搬型で無線通信部を備えたＦＰＤを用いることにより置き換えが可能である。

置き換えを行う場合にはＣＲシステムで用いていた放射線を照射する放射線照射部、ＣＲカセットを取り付ける撮影台（いわゆるブッキー装置）等の設備をそのまま流用できるために、導入コストを抑えることができるというメリットがある。

そして、より迅速且つ広範囲な部位の撮影を可能とするため、バッテリを内蔵し、可搬型で無線通信を可能とするカセッテタイプのＦＰＤが考案されている（特許文献２参照）。

撮影により得られた放射線画像データは、正常に撮影が行われたか否かをコンソールで確認している。また近年は半導体技術の向上によりＦＰＤは小型化、軽量化が図られており、このようなＦＰＤの特徴を生かすためには、ＦＰＤからコンソールへの放射線画像データの移動を無線通信方式で行うことが求められている。

複数の撮影室が設けられ、複数のＦＰＤを同時に使うような比較的大規模な病院においては、複数の撮影室で同時に無線通信が行われたような場合には、隣接する撮影室間で通信電波が干渉し、その結果安定して通信が行えないことになる。

このような問題に対して特許文献３に開示された医用画像処理システムでは、ネットワーク監視手段が、テスト用のデータを通信手段により送受信することにより通信ネットワークにおける通信速度を常時検出し、その通信負荷を常時監視している。そしてその監視結果により通信負荷が大きいと判断した場合には、優先順位の低いデータの送信を直ぐに行わずに設定した時間の後に送信するように制御している。

特開２００２−１５８８２０号公報 特開２００２−２４８０９５号公報 特開２００４−２２２９８２号公報

放射線技師等による正常に行われたか否かの確認は、ＦＰＤで撮影した放射線画像データを無線によりコンソールに送信させ、コンソールで表示した表示画面により行っている。複数枚の撮影を連続して行う場合には、撮影した放射線画像データを転送しその都度確認する必要があり、このような場合には転送速度の低下は、連続する撮影を迅速に行えないという問題となる。

特許文献３の医用画像処理システムでは、通信負荷を常時監視するためにテスト用のデータを常時送受信する必要があり、可搬形のＦＰＤのように内蔵するバッテリにより電源の供給を行っている場合には、バッテリ消費の観点から、好ましくないという問題と、監視のためのテスト用のデータと放射線画像データとではデータサイズが大きく異なるために、テスト用のデータによる通信負荷の監視では、実際の通信速度が反映されていない虞がある。

本願発明は上記問題に鑑み、通信状態を監視するとともにＦＰＤの省電力化を図ること及び通信速度の低下による問題を未然に回避することが可能となる放射線画像生成システムを提供することを目的とする。

上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。

１．放射線照射装置からの放射線に基づいて放射線画像データを生成する放射線画像データ生成部と、無線通信方式により通信する通信部と、装置の各部に電力を供給する電源部と、を備えた放射線画像生成装置と、
前記通信部により直接的又は間接的に無線通信する通信部と、タイマーとを備えた制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記放射線画像生成装置から放射線画像データを受信する際に、データ転送時間と受信した放射線画像データのサイズから通信速度を算出し、算出した通信速度と、受信した時刻と、放射線画像データを受信した際に前記放射線画像生成装置が存在した位置情報とを関連づけて通信環境情報として記憶させることを特徴とする放射線画像生成システム。

２．前記制御装置は、記憶させた前記通信環境情報の経時変化又は周期特性に基づいて、前記放射線画像生成装置が前記制御装置への無線通信を行う際に用いる通信チャネル又は無線通信の規格の変更を行わせることを特徴とする前記１に記載の放射線画像生成システム。

３．放射線照射装置からの放射線に基づいて放射線画像データを生成する放射線画像データ生成部と、無線通信方式により通信する通信部と、装置の各部に電力を供給する電源部と、を備えた放射線画像生成装置と、
前記通信部により直接的又は間接的に無線通信する通信部と、タイマーとを備えた制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記放射線画像生成装置から放射線画像データを受信する際に、データ転送時間と受信した放射線画像データのサイズから通信速度を算出し、算出した通信速度と受信した時刻を関連づけて通信環境情報として記憶させ、
記憶させた前記通信環境情報の経時変化又は周期特性に基づいて、前記放射線画像生成装置が前記制御装置への無線通信を行う際に用いる通信チャネル又は無線通信の規格の変更を行わせることを特徴とする放射線画像生成システム。

４．表示部を備え、
前記制御装置は前記表示部に、前記通信環境情報を表示させることを特徴とする前記１から３の何れか一項に記載の放射線画像生成システム。

放射線画像生成装置から放射線画像データを受信する際に、通信速度を算出し、算出した通信速度と受信した時刻を関連づけて通信環境情報として記憶させることにより、通信状態を監視するとともにＦＰＤの省電力化を図ること及び通信速度の低下による問題を未然に回避することが可能となる。

本実施形態における放射線画像生成システム１の概略構成を示す図である。 コンソール７の要部構成を示すブロック図である。 ＦＰＤ６の要部構成を示すブロック図である。 本実施形態における放射線画像生成システムのコンソール７が行う制御フローの説明図である。 通信速度の経時変化をグラフ表示したものである。 複数の撮影室を備える病院における放射線画像生成システム１の概略構成を示す図である。 他の実施形態におけるコンソール７が行う制御フローの説明図である。

本発明を実施の形態に基づいて説明するが、一例であり、本発明は該実施の形態に限られない。

本実施形態における放射線画像生成システムについて図１から図５に基づいて説明する。図１は、本実施形態における放射線画像生成システム１の概略構成を示す図である。

放射線画像生成システム１は、図１に示すように、放射線撮影に関する操作を行う撮影操作装置４と、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）により無線通信を行うための無線アクセスポイント５と、放射線画像生成装置６（以下、単にＦＰＤ６と称す）により生成された放射線画像データに画像処理を行うコンソール７とがネットワークＮを通じて接続されて構成されている。なお、ここでは図示してないが、放射線画像生成システム１は、患者診断情報や会計情報を一元管理するＨＩＳ（Hospital Information System）や放射線診療の情報を管理するＲＩＳ（Radiology Information System）とネットワークＮを介して接続されている。ネットワークＮは、当該システム専用の通信回線であってもよいが、システム構成の自由度が低くなってしまう等の理由のため、イーサネット（登録商標）等の既存の回線である方が好ましい。

１００は撮影室である。撮影室１００は放射線照射装置３、撮影操作装置４、無線通信を行う無線アクセスポイント５、これらを接続するＨＵＢ９を備えている。ブッキ撮影台１１ａは臥位用、ブッキ撮影台１１ｂは立位用の撮影台である。両者は撮影時の患者Ｐの体位以外は同様の構成であり、以下これらを総称してブッキ撮影台１１として説明する。

放射線照射装置３は、放射線技師の指示の基でブッキ撮影台１１に横たわっている患者Ｐに対して放射線を照射するようになっており、ブッキ撮影台１１の下方には、ＦＰＤ６を装着する装着部１１０が設けられている。放射線照射装置３は、撮影操作装置４により制御されて所定の撮影条件で放射線撮影を行うようになっている。装着部１１０の開口は、規格化サイズのＣＲやＦＰＤのカセッテを挿脱できる寸法になっている。

また放射線照射装置３と装着部１１０に装填したＦＰＤ６との撮影タイミングの同期は、両者間で無線アクセスポイント５を経由した無線通信により行うようにしてもよい。

無線アクセスポイント５は、放射線照射装置３を備えた撮影室の所定領域内でＦＰＤ６とコンソール７とが無線通信する際に、これらの通信を中継する機能をもつ。無線アクセスポイント５を経由することによりＦＰＤ６とコンソール７とは間接的に無線通信を行っている。なお、図１に示す実施形態においては、無線通信方式としては汎用的な無線ＬＡＮ（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｎ準拠の通信方式）により行っている。無線ＬＡＮ以外の実施例としては、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）を用いて、ＦＰＤ６とコンソール７とが直接的に通信するようにしてもよい。またこれらに限られず、電波（空間波）を用いるものの他に、赤外線や可視光線等（レーザー等）を用いた光無線通信（例えば、ＩｒＤＡ）、音波又は超音波を用いた音響通信により無線通信するようにしてもよい。

［コンソール７］
図２は、「制御端末」として機能するコンソール７の要部構成を示すブロック図である。コンソール７は、図２に示すように、制御部７４、通信部７５、表示部７７、入力操作部７８、記憶部７０等を備えて構成されており、各部はバス７１により接続されている。

表示部７７は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等を備えて構成され、制御部７４から送られる表示信号の指示に従って、前記患者リスト、各種のメッセージや画像等、各種画面を表示するものである。

入力操作部７８は、例えば、キーボードやマウス等から構成されており、キーボードで押下操作されたキー入力信号やマウスによる操作信号を入力信号として制御部７４に対して出力するものである。なお、入力操作部７８は、表示部７７の表示画面を覆う透明なシートパネルに、指又は専用のスタイラスペンで触れることにより入力される位置情報を入力信号として制御部７４に出力する、いわゆる、タッチパネルにより構成されていてもよい。

記憶部７０は、通信環境情報、あるいはネットワークＮに接続されている院内の受付端末等で入力された撮影オーダ（後述の表２）を記憶することができる。

通信部７５は、ネットワークＮに接続され、各装置と通信する。そしてネットワークＮに接続されている無線アクセスポイント５を介して無線ＬＡＮ等の無線通信方式によりＦＰＤ６との間で各種情報の通信を行う。

制御部７４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成され、ＲＯＭに格納される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各種処理を実行するように構成されている。また内部には時刻を出力するタイマー７４１及び、通信速度を演算する速度演算部７４２を備える。

放射線画像生成システムでは個々のＦＰＤ６に固有の識別ＩＤを付与している。記憶部７０には各々のＦＰＤ６が備える通信部で使用可能な通信方式がリスト化されている。

［ＦＰＤ６］
図３に基づいて放射線画像生成装置としてのＦＰＤ６について説明する。図３は、ＦＰＤ６の要部構成を示すブロック図である。図３に示すように、ＦＰＤ６の制御系は、制御部６４、撮像パネル６２、記憶部６０、電源部６８、無線通信部６５、等を備え、各部はバス６１により接続されている。

制御部６４は、例えば、ＣＰＵ等から構成され、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムを読み出してＲＡＭ内に形成されたワークエリアに展開し、当該制御プログラムに従ってＦＰＤ６の各部を制御する。ＲＯＭは、不揮発性の半導体メモリ等により構成され、制御部６４で実行される制御プログラム、各種プログラム及び、ＦＰＤ６の識別ＩＤ等を記憶する。

記憶部６０は、例えばフラッシュメモリ等の不揮発性メモリやＲＡＭから構成され、放射線画像生成部として機能する撮像パネル６２に蓄積された電気信号が読み取られることにより取得された、放射線画像データを記憶可能となっている。なお容量に応じて複数撮影回分の放射線画像データを記憶させるようにしてもよい。

バッテリとしての電源部６８は、ＦＰＤ６を構成する複数の駆動部（制御部６４、撮像パネル６２、記憶部６０など）に電力を供給する。この電源部６８は、例えば予備電池と充電自在な充電池とで構成されており、不図示のコネクタを外部のクレードルに接続することにより、充電池を充電させることが可能である。ＦＰＤ６は、カセッテ型として可搬可能に構成されている。可搬可能とし、かつ、規格に合わせてサイズを適正化とすることにより既存のＣＲシステム（ＣＲ：Computed Radiography）で構築したブッキ撮影台１１等の撮影装置に装填するようにもできる。このようなことによりＣＲシステムに対して置き換えが徐々に行えるというメリットがある。

撮像パネル６２の放射線照射側には発光層が設けられている。発光層は一般にシンチレータ層と呼ばれるものであり、例えば、蛍光体を主たる成分とし、入射した放射線に基づいて、波長が３００ｎｍから８００ｎｍの電磁波、すなわち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる電磁波（光）を出力する。撮像パネル６２では当該発光層から出力された電磁波（光）を電気エネルギーに変換して蓄積し、蓄積された電気エネルギーに基づく画像信号の出力を行う光電変換部がマトリクス状に配列された撮像パネル６２が形成されている。なお、１つの光電変換部から出力される信号が、放射線画像データを構成する最小単位となる１画素に相当する信号となる。

［制御フロー］
図４は、本実施形態における放射線画像生成システムのコンソール７が行う制御フローの説明図である。まず図４のフローで放射線画像データをＦＰＤ６から受信した場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）には通信速度の算出を行う。通信速度の算出は速度演算部７４２により、データ転送時間で放射線画像データのサイズを除することにより通信速度の計測を行う。データ転送時間は、例えば、タイマー７４１を用いて放射線画像データの１Ｌｉｎｅを受信した時刻と、最終Ｌｉｎｅを受信した時刻とから算出する（ステップＳ１２）。

通信速度と、受信時刻を関連づけ、これらを通信環境情報のデータとして記録する（ステップＳ１３）。記録は、コンソール７の記憶部７０に記憶してもよく、あるいはネットワークＮに接続されているサーバ等に記録するようにしてもよい。通信環境情報は、ＦＰＤ６から放射線画像データが送信される毎に、データに蓄積してゆく。

ステップＳ１４では蓄積した通信環境情報を表示部７７に一覧表示する。表１は表示部７７に日付、時刻、通信速度とＦＰＤの識別ＩＤを一覧表示した例を示している。

また表示部７７に図５のように横軸を時間、縦軸を通信速度としてグラフ表示させてもよい。時刻ｔ０は初期状態、このときの通信状態は正常であり所定の通信速度を示している。これに対して時刻ｔ１では一時的に通信速度が低下したことを示している。時刻ｔ２から時刻ｔ３では、通信速度の低下が継続していることを示している。

インフラ整備担当者等のシステム管理者は表１に示す一覧表示や図５を参照することにより、通信状態の変化を知ることが可能となる。システム管理者としては例えば以下のように判断することができる。
（Ａ１）通信速度の低下が、図５の時刻ｔ１のように一過性の問題であれば、通信環境に影響する事象が発生したことが推定できるが、直ぐに対応する必要はないと判断し、経過を見守る対応を取る。
（Ａ２）但し、時刻ｔ１のような低下が毎日の特定の時間帯に生じるなど周期性がある場合には、周辺で電波干渉源となる機器が動作しており、その特定の時間帯のみ無線通信に利用する通信チャネルあるいは通信規格を変更することにより周波数を変更する。周波数を変更することにより混信を避け、通信環境の維持を図ることが可能となる。例えば通信規格がＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇであれば２．４ＧＨｚ帯を５ＭＨｚ間隔で１ｃｈから１４ｃｈまでの１４の通信チャネルがあるので、周波数が重複しない通信チャネルへ変更する。また通信規格をＩＥＥＥ８０２．１１ｂからＩＥＥＥ８０２．１１ａに変更することにより２．４ＧＨｚ帯から５．０ＧＨｚ帯に変更することができる。
（Ａ３）時刻ｔ２からｔ３のように継続した通信速度の低下が生じた場合には、周辺で電波干渉源となる機器が動作していることが考えられ、無線通信に利用する周波数を変更する。
（Ａ４）周波数の変更を複数回行っても通信速度の低下が改善しない場合には、中継装置等の機器の不調が疑われるので機器の交換を行う。

本実施形態によれば、ＦＰＤからコンソールに放射線画像データを送信する際の通信速度を監視することにより、放射線画像データ以外の不要なデータの通信による電力の消費をせずに済むので省電力化を図ることができ、また実際の送信データそのもので通信速度を監視するので実際の通信速度を知ることができる。

更に、通信環境情報を表示部に一覧表示することにより、システム管理者は通信状態の変化を知ることが容易となり、より適切な対応をとることが可能となる。

［他の実施形態］
図６は、複数の撮影室を備える病院における放射線画像生成システム１の概略構成を示す図である。１００ａ、１００ｂ、１００ｃは撮影室であり、各撮影室の内部構成は図１に示した撮影室１００と同様の構成である。撮影室１００ａ、１００ｂ、１００ｃの内部には、それぞれ無線アクセスポイント５が設けられている。

ＦＰＤがいずれの撮影室１００に存在するかは、例えば、ＦＰＤ６にＲＦＩＤを設け、ＲＦＩＤを検出するＲＦＩＤ検出センサを撮影室１００の出入口に設け、ＲＦＩＤ検出センサがＦＰＤ６のＲＦＩＤを検出することによりその存在を把握することができる。

更に、図１に示すように、一の撮影室１００に複数のブッキ撮影台１１が存在する場合には、使用したブッキ撮影台１１を特定することにより、ＦＰＤ６の存在する位置をより詳細に特定することができる。使用したブッキ撮影台１１の特定は放射線技師が撮影操作装置４に入力する情報により行ってもよく、装着部１１０にＦＰＤが装着されたことにより自動に検知するようにしてもよい。

表２は、記憶部７０に記憶させた通信環境情報の例である。表２においては放射線画像データを受信した際に前記放射線画像生成装置が存在した位置情報として、撮影室及び撮影台（ブッキ撮影台）を、受信時刻及び通信速度と関連づけて記憶させている。またその際の通信条件として通信規格及び通信チャネルも合わせて記憶させている。

本実施形態のように、ＦＰＤからコンソールに放射線画像データを送信する際の通信速度を監視する際に、ＦＰＤ６が存在した位置情報から無線通信時の通信エリアを監視することにより、より詳細に通信状態を監視することができる。

図７は、コンソール７が行う制御フローの説明図である。ステップＳ２１では、コンソール７は記憶部７０に記憶した通信環境情報を読み出す。通信環境情報の例としては、表１、表２に示したものがある。

ステップＳ２２では、読み出した通信環境情報から、通信環境の解析を行う。通信環境の解析として、放射線画像データ受信時の個々の通信速度が許容可能な最低値を下回っていないかを判断したり、経時的なトレンドとして漸減傾向で前記最低値を下回る予兆が見られるかを判断したり、あるいは合わせて前述の（Ａ１）から（Ａ３）のように、通信速度の経時変化又は周期特性も解析したりしてもよい。また（Ａ４）の状況であれば、表示部７７に警告を行い、システム管理者への対応を促すようにしてもよい。

ステップＳ２３では、ステップＳ２２の解析の結果、通信状態に問題がある、あるいは問題となる予兆が見られる場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）にはステップＳ２４で問題となった周波数帯域を避けるように通信チャネルの変更あるいは通信規格の変更（例えばＩＥＥＥ８０２．１１ｂからＩＥＥＥ８０２．１１ａに変更）をＦＰＤ６に指示する。そしてＦＰＤ６では、以降においては指示された通信チャネル（あるいは通信規格）で通信を行う。なおコンソール７は、通信に問題のあった通信エリアに他のＦＰＤ６が移動してきた場合には、当該ＦＰＤ６に対しても問題となった通信チャネル及び通信規格は避けるように指示を行うようにしてもよい。

本実施形態によれば、通信環境情報の経時変化又は周期特性に基づいて通信チャネル又は無線通信の規格の変更を行なわせることにより、通信速度の低下による問題を未然に回避することが可能となる。

１ 放射線画像生成システム
３ 放射線照射装置
４ 撮影操作装置
５ 無線アクセスポイント
６ ＦＰＤ
６０ 記憶部
６２ 撮像パネル
６４ 制御部
６７ 電源部
６５ 無線通信部
１１ａ、１１ｂ 撮影台
７ コンソール
７０ 記憶部
７４ 制御部
７５ 通信部
７７ 表示部
７８ 入力操作部
１００ 撮影室
１００ａ 撮影室
１１０ 装着部
７４１ タイマー
７４２ 速度演算部

Claims (4)

1. 放射線照射装置からの放射線に基づいて放射線画像データを生成する放射線画像データ生成部と、無線通信方式により通信する通信部と、装置の各部に電力を供給する電源部と、を備えた放射線画像生成装置と、
   前記通信部により直接的又は間接的に無線通信する通信部と、タイマーとを備えた制御装置と、を有し、
   前記制御装置は、前記放射線画像生成装置から放射線画像データを受信する際に、データ転送時間と受信した放射線画像データのサイズから通信速度を算出し、算出した通信速度と、受信した時刻と、放射線画像データを受信した際に前記放射線画像生成装置が存在した位置情報とを関連づけて通信環境情報として記憶させることを特徴とする放射線画像生成システム。
2. 前記制御装置は、記憶させた前記通信環境情報の経時変化又は周期特性に基づいて、前記放射線画像生成装置が前記制御装置への無線通信を行う際に用いる通信チャネル又は無線通信の規格の変更を行わせることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像生成システム。
3. 放射線照射装置からの放射線に基づいて放射線画像データを生成する放射線画像データ生成部と、無線通信方式により通信する通信部と、装置の各部に電力を供給する電源部と、を備えた放射線画像生成装置と、
   前記通信部により直接的又は間接的に無線通信する通信部と、タイマーとを備えた制御装置と、を有し、
   前記制御装置は、
   前記放射線画像生成装置から放射線画像データを受信する際に、データ転送時間と受信した放射線画像データのサイズから通信速度を算出し、算出した通信速度と受信した時刻を関連づけて通信環境情報として記憶させ、
   記憶させた前記通信環境情報の経時変化又は周期特性に基づいて、前記放射線画像生成装置が前記制御装置への無線通信を行う際に用いる通信チャネル又は無線通信の規格の変更を行わせることを特徴とする放射線画像生成システム。
4. 表示部を備え、
   前記制御装置は前記表示部に、前記通信環境情報を表示させることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の放射線画像生成システム。

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