JP5454579B2 - 放射線画像検出装置及び放射線画像撮影システム - Google Patents

Description

本発明は、放射線画像検出装置及び放射線画像撮影システムに関するものである。

従来、医療用の放射線画像を取得する手段として、いわゆるフラットパネルディテクタ（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）と呼ばれる固体撮像素子を２次元的に配置した放射線画像検出装置が知られている。このような放射線画像検出装置には、放射線検出素子として、ａ−Ｓｅ（アモルファスセレン）のような光導電物質を用いて放射線エネルギーを直接電荷に変換し、この電荷を２次元的に配置されたＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）等の信号読出し用のスイッチ素子によって画素単位に電気信号として読み出す直接方式のものや、放射線エネルギーをシンチレータ等で光に変換し、この光を２次元的に配置されたフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換してＴＦＴ等によって電気信号として読み出す間接方式のもの等があることが知られている。

そして近年では、内部にバッテリを内蔵し、ケーブルレスで駆動可能な可搬型に構成されたカセッテ型の放射線画像検出装置が開発されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。放射線画像検出装置をこのように構成した場合、患者のベッドサイド等におけるポータブル撮影をはじめとする自由度の高い撮影が可能となる。

従来バッテリを充電する方式としては、充電経路上に充電回路を設けて外部から供給された電力をバッテリ充電用の電力に変換してバッテリの充電を行う方式（第１の方式）、又は、外部から直接バッテリ充電用の電力を供給してバッテリの充電を行う方式（第２の方式）が用いられていた。

第１の方式による場合、外部から電力を供給する際に供給する電力の電圧を高く電流値を小さくし、内部の充電回路において充電対象のバッテリに適した電圧及び電流に変換することができる。これによると、電流値を上げなくてすむため、給電ケーブル等で充電する場合に、給電ケーブルの太さを太くする必要がない。このため、充電を行いながら撮影を行っても給電ケーブルが邪魔にならず、取り廻しがよく、操作性に優れている。

他方、第２の方式による場合、電力変換を放射線画像検出装置の内部で行わないため、損失が少なく、装置内部での発熱を抑えることができる。また、大電流による高速充電を行うことが可能となる。

特開２００１−２２４５７９号公報 特開平６−３４２０９９号公報

しかしながら、第１の方式による場合、充電回路の効率は８０〜９０％と考えられるため、例えば外部から定電圧（例えば１５Ｖ）で給電を行い、４Ａで３．６Ｖのバッテリの充電を行うとした場合に、最大２．８８Ｗ（すなわち、３．６Ｖ×４Ａ×（１−０．８））もの損失が生じ、この損失分が装置内部に熱として発生する。このため、熱による影響を受けやすいセンサパネル部、信号読出し回路等の信号値が不安定となり、画質に悪影響を及ぼしてしまう。

他方で、第２の方式による場合、内部で電力変換を行わないため、同じ電流値の充電電流が外部電源からバッテリまで流れることとなる。このため、給電ケーブルやコネクタ部等の電流定格を大きくしなければならず、特に給電ケーブルを接続したまま撮影等を行おうとした場合には、給電ケーブルが邪魔になって操作性が悪くなる。また、この方式の場合、フィードバックをかけて電圧と電流の調整を行う必要があるが、給電ケーブルが長くなると、給電ケーブルのインダクタンスが入ってしまい、電圧・電流をモニタして制御するフィードバック制御が困難になってしまう。このため、給電ケーブルを太く短くせざるを得ないとの問題がある。

このように、バッテリを充電するための第１の方式、第２の方式には、ともにメリット・デメリットがあり、自由度の高い撮影が可能であるというカセッテ型の放射線画像検出装置の利点を活かすためには、両方式のメリットを活かした充電を行うことが望まれる。

そこで、本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、充電のみを行う場合、または外部電源と直近で接続して充電及び撮影等を行う場合は、大電流による高速充電が可能であるとともに、撮影等を行う場合には取り廻しがよく、画質の劣化も生じない放射線画像検出装置及び放射線画像撮影システムを提供することを目的とするものである。

前記の課題を解決するために、本発明の放射線画像撮影システムは、
小電流の電力を供給する小電流用給電手段と、
大電流の電力を供給する大電流用給電手段と、
各機能部に電力を供給するバッテリを筐体内部に内蔵し、前記バッテリからの電力供給による駆動が可能なカセッテ型の放射線画像検出装置と、
を有する放射線画像撮影システムであって、
前記放射線画像検出装置は、
前記小電流用給電手段及び前記大電流用給電手段と電気的に接続可能に構成され外部から受電を行う受電側接続部と、
前記給電手段から供給された電力を充電用の電力に変換する電力変換手段を備え前記給電手段から供給された電力をこの電力変換手段により充電用の電力に変換した後に前記バッテリに供給する第１の充電経路と、
前記給電手段から供給された電力を変換せずに前記バッテリに供給する第２の充電経路と、
前記受電側接続部に接続された給電手段が、前記小電流用給電手段であるか前記大電流用給電手段であるかを判定する給電手段判定手段と、
前記給電手段判定手段により、前記受電側接続部に前記小電流用給電手段が接続されたと判定されたときには第１の充電経路により電力供給を行い、前記受電側接続部に前記大電流用給電手段が接続されたと判定されたときには第２の充電経路により電力供給を行うように前記第１の充電経路と前記第２の充電経路との切り替えを行う充電経路切替手段と、
を備えていることを特徴とする。

前記の課題を解決するために、本発明の放射線画像検出装置は、
各機能部に電力を供給するバッテリを筐体内部に内蔵し、前記バッテリからの電力供給による駆動が可能なカセッテ型の放射線画像検出装置であって、
外部の小電流の電力を供給する小電流用給電手段及び外部の大電流の電力を供給する大電流用給電手段と電気的に接続可能に構成され外部から受電を行う受電側接続部と、
外部から供給された電力を充電用の電力に変換する電力変換手段を備え外部から供給された電力を該電力変換手段により充電用の電力に変換した後に前記バッテリに供給する第１の充電経路と、
外部から供給された電力を変換せずに前記バッテリに供給する第２の充電経路と、
前記受電側接続部に接続された給電手段が、前記小電流用給電手段であるか前記大電流用給電手段であるかを判定する給電手段判定手段と、
前記給電手段判定手段により、前記受電側接続部に前記小電流用給電手段が接続されたと判定されたときには第１の充電経路により電力供給を行い、前記受電側接続部に前記大電流用給電手段が接続されたと判定されたときには第２の充電経路により電力供給を行うように前記第１の充電経路と前記第２の充電経路との切り替えを行う充電経路切替手段と、
を備えていることを特徴とする。

この発明によれば、給電ケーブル等の小電流用給電手段接続時には充電電流を小さくすることにより、給電ケーブル等の電流容量を小さくできるため、給電ケーブル等の細線化が可能となり、充電ながら撮影等も並行して行う場合に放射線画像検出装置の取り廻し性が向上する。

また、小電流用給電手段接続時には外部から供給する電流値を小さくすることができるため、充電回路における損失が少なく発熱を抑えることができる。これにより、熱による影響を受けやすいセンサパネル部、信号読出し回路等への影響が少なく、画質の劣化を抑制することができる。

さらに、大電流用給電手段が接続されたときには大電流で充電することができ、短時間での急速充電が可能となるとの効果を奏する。

本実施形態に係る放射線画像検出装置の機能的構成を示す概略図である。 図１に示す放射線画像検出装置の外観を示す斜視図である。 図１に示す放射線画像検出装置のセンサパネル部及び読取部等の構成を示す等価回路図である。 本実施形態における充電経路の概略構成を示す要部ブロック図である。 本実施形態に係る放射線画像撮影システムのシステム構成の一例を示す概略図である。

以下、図１から図５を参照しつつ、本発明に係る放射線画像検出装置の好適な実施形態について説明する。なお、本発明を適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。

本実施形態において放射線画像検出装置２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。）をカセッテ型に構成した可搬型のカセッテ型ＦＰＤであり、放射線画像撮影に用いられ、放射線画像データ（以下、単に「画像データ」と称する。）を取得するものである。

なお、以下では、放射線画像検出装置２として、シンチレータ等を備え、放射された放射線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放射線画像検出装置について説明するが、本発明は、シンチレータ等を介さずに放射線を放射線検出素子で直接検出する、いわゆる直接型の放射線画像検出装置に対しても適用することができる。

なお、本実施形態における放射線画像検出装置２は、後述するように、バッテリ２８を内蔵しており、このバッテリ２８を充電するための充電経路６５（図４参照）として、外部から供給された電力をバッテリ充電用の電力に変換した後にバッテリ２８に供給する第１の充電経路６５ａと、外部から供給された電力を直接バッテリ２８に供給する第２の充電経路６５ｂの２種類の充電経路を備えている。

放射線画像検出装置２は、バッテリ２８のみから電力を取得して各機能部を駆動するバッテリ駆動状態と、給電ケーブル５２等の給電手段を介して外部から給電することにより駆動する外部給電駆動状態との２つの駆動状態が選択可能となっており、この外部給電駆動状態のときには、各機能部の駆動と並行してバッテリ２８の充電を行うことができるように構成されている。

本実施形態に係る放射線画像検出装置２に接続される給電手段としては、小電流の電力を供給する小電流用給電手段であって各機能部の駆動とバッテリ２８の充電とを並行的に行う兼用給電手段としての給電部５。大電流の電力を供給する大電流用給電手段であってバッテリ２８の充電専用の充電専用給電手段としてのクレードル４がある。給電部５はＡＣ／ＤＣ電源５１、給電ケーブル５２を備えている。クレードル４はＡＣ／ＤＣ電源４１、及びクレードル接続端子として機能する出力コネクタ部４２を備えている。

クレードル４は、放射線画像検出装置２を載置することにより、外部から放射線画像検出装置２に電力を供給可能に構成されており、図示しない外部電源（商用電源等）と接続されるコンセント８が接続されているＡＣ／ＤＣ電源４１と、ＡＣ／ＤＣ電源４１から供給される電力を外部に出力する出力コネクタ部４２とを備えている（図４参照）。クレードル４からは、出力コネクタ部４２と検出装置側コネクタ部２６とを介して電力供給を行う。ＡＣ／ＤＣ電源４１は、負荷の変動に左右されず常に一定の電圧で電力を出力するものであり、出力コネクタ部４２は、この所定の電圧で放射線画像検出装置２に対して電力を供給するようになっている。

また、クレードル４には、出力コネクタ部４２が放射線画像検出装置２の検出装置側コネクタ部２６に接続されたか否かを検出・判定する接続検出・判定部４３及び電力を外部に出力するか否かを切り替えるスイッチ４４が設けられている（図４参照）。接続検出・判定部４３が出力コネクタ部４２と検出装置側コネクタ部２６との接続を検出・判定する手法は特に限定されず、例えば、出力コネクタ部４２に対する物理的接触を検出するようにしてもよい。

また、スイッチ４４の種類としては、一般にFET（Field-Effect Transistor）が用いられるが、これに限定されず、例えば電磁式スイッチ（電磁式リレー）、半導体スイッチ（SSR）、光電スイッチ（Photoリレー）等のいずれで構成してもよい。例えば、スイッチ４４がFETで構成されている場合、接続検出・判定部４３が出力コネクタ部４２と検出装置側コネクタ部２６とが接続されたことを検出して所定のＯＮ電圧をスイッチ４４のゲート（図４において「Ｇ」で表す。）にかけると、スイッチ４４がＯＮとなり、ドレイン（図４において「Ｄ」で表す。）からソース（図４において「Ｓ」で表す。）に向かって電流が流れる状態となる。

本実施形態において、クレードル４に放射線画像検出装置２が装着されると、クレードル４側の出力コネクタ部４２が放射線画像検出装置２の検出装置側コネクタ部２６と電気的に接続されて、ＡＣ／ＤＣ電源４１を介して外部電源から放射線画像検出装置２に、直接（すなわち電力変換せずに）バッテリ２８を充電するための電力（例えば１０Ａ等の高い電流値の充電電流）が供給されるようになっている。

給電部５は、放射線画像検出装置２と接続することにより、外部から放射線画像検出装置２に電力を供給可能なものである。給電部５の給電ケーブル５２は、その一端側が放射線画像検出装置２の検出装置側コネクタ部２６に接続され、他端側がＡＣ／ＤＣ電源５１と接続されている。ＡＣ／ＤＣ電源５１はＡＣ／ＤＣ電源４１と同様に、負荷の変動に左右されず常に一定の電圧で電力を出力するものである。ＡＣ／ＤＣ電源５１はコンセント等（図示せず）を介して外部電源（商用電源等）と接続されるようになっている。これにより給電ケーブル５２の一端側を放射線画像検出装置２の検出装置側コネクタ部２６に接続すると、外部電源から放射線画像検出装置２に電力が供給される。この場合、コンセント等を介して供給される外部電源の電力はＡＣ／ＤＣ電源５１により変換される。変換後の給電ケーブル５２を介して供給される電力は、電圧が高く電流値が小さいものとなっており、後述するように、給電ケーブル５２を介して供給された電力は、放射線画像検出装置２の内部の充電回路６において充電対象のバッテリ２８に適した電圧及び電流に変換される。

なお、給電ケーブル５２から外部電源までの間には、クレードル４の場合と同様に、給電ケーブル５２が放射線画像検出装置２の検出装置側コネクタ部２６と接続されたか否かを検出・判定する接続検出・判定部と、電力を外部（放射線画像検出装置側）に出力するか否かを切り替えるスイッチ（いずれも図示せず）が設けられている。なお、接続検出・判定部及びスイッチの構成はクレードル４に設けられているものと同じであるため、その説明を省略する。

なお、本実施形態では、給電部５がＡＣ／ＤＣ電源５１を備えており、給電ケーブル５２がＡＣ／ＤＣ電源５１と接続されて外部電源から放射線画像検出装置２への電力供給が行われる例について説明したが、給電ケーブル５２と外部電源との接続の仕方はこれに限定されず、例えばクレードル４（及びＡＣ／ＤＣ電源４１）を介して外部電源と接続される構成としてもよい。この場合、クレードル４内に、放射線画像検出装置２の検出装置側コネクタ部２６がクレードル４の出力コネクタ部４２と接続されているか給電ケーブル５２と接続されているかを検出・判定する機能部が設けられる。

なお、給電ケーブル５２の太さ等は特に限定されないが、本実施形態では、給電ケーブル５２を接続した状態で撮影等を行うことが想定されるため、できるだけ給電ケーブル５２の径が細く、取り廻しのよいものが好ましい。給電ケーブル５２の径が細い場合には、供給可能な電流容量は小さくなるが、その分給電ケーブル５２における電圧降下分の電力ロスを低減させることができる。また、供給可能な電流容量は小さければその分、後述する充電回路６における発熱が小さくなり、熱の影響による画質劣化を抑制することができる。また、充電回路６から生じるノイズの発生量を抑えることも可能となる。

図２は、本実施形態における放射線画像検出装置２の斜視図である。放射線画像検出装置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。筐体２１は、少なくとも放射線の照射を受ける側の面Ｘ（以下、放射線入射面Ｘという。）が、放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されている。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を筒状のいわゆるモノコック状に形成することも可能である。

図２に示すように、本実施形態において、放射線画像検出装置２の側面部分には、電源スイッチ２２、インジケータ２５、検出装置側コネクタ部２６等が配置されている。

電源スイッチ２２は、放射線画像検出装置２の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるものであり、電源スイッチ２２を操作することにより、後述するバッテリ２８（図１参照）による放射線画像検出装置２の各機能部に対する電力供給の開始及び停止を指示する信号が後述する制御部３０（図１参照）に出力される。放射線画像検出装置２を撮影に使用しないときには、電源をＯＦＦ（すなわち、バッテリ２８による各機能部に対する電力供給を停止）にしておくことにより、バッテリ２８の電力消費を抑えることができる。

インジケータ２５は、例えばＬＥＤ等で構成されバッテリ２８の充電残量や各種の操作状況等を表示するものである。

また、放射線画像検出装置２には、放射線画像検出装置２の各機能部に電力を供給するバッテリ２８が設けられている。

バッテリ２８は、充電可能なものであり、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、鉛蓄電池等の充電自在な二次電池や、電気二重層コンデンサ、リチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ）等の蓄電素子等を適用することができる。

このうち、特に、リチウムイオンキャパシタは、蓄電効率に優れるとともに、大電流（例えば５〜１０Ａ）による高速充電が可能であり、充電時間を大幅に短縮することができるため、好ましい。

また、放射線画像検出装置２の側面部分には、筐体２１内に内蔵されたバッテリ２８の交換のために開閉される蓋部材７０が設けられており、蓋部材７０の側面部には、放射線画像検出装置２が後述する無線アクセスポイント１１３（図５参照）を介して外部と無線方式で情報の送受信を行うためのアンテナ装置７１が埋め込まれている。

検出装置側コネクタ部２６は、クレードル４の出力コネクタ部４２及び給電ケーブル５２のそれぞれと電気的に接続可能に構成されており、外部から放射線画像検出装置２に供給される電力の受電を行う受電側接続部である。

後述するように、検出装置側コネクタ部２６にクレードル４の出力コネクタ部４２が接続されるとバッテリ２８に大電流を供給して急速充電することが可能となる。また、検出装置側コネクタ部２６に給電部５の給電ケーブル５２が接続されると、外部から供給される電力で各機能部を駆動させつつバッテリ２８の充電を行うことも可能となるように構成されている。

筐体２１の放射線入射面Ｘ（図２参照）の内側には、放射線入射面Ｘから入射した放射線を吸収して可視光を含む波長の光に変換する図示しないシンチレータ層が形成されている。シンチレータ層は、例えばＣｓＩ：ＴｌやＧｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、ＺｎＳ：Ａｇ等の母体内に発光中心物質が賦活された蛍光体を用いて形成されたものを用いることができる。

シンチレータ層の放射線が入射する側の面とは反対側の面側には、シンチレータ層から出力された光を電気信号に変換する複数の光電変換素子２３（図３参照）が２次元状に複数配列された検出手段としてのセンサパネル部２４が設けられている。光電変換素子２３は、例えばフォトダイオード等であり、シンチレータ層等と共に、被写体を透過した放射線を電気信号に変換する放射線検出素子を構成する。

本実施形態においては、制御部３０、走査駆動回路３２、信号読出し回路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。

センサパネル部２４及び読取部４５の構成について、図３の等価回路図を参照しつつ、さらに説明する。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ＴＦＴ４６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に逆バイアス電圧が印加されるようになっている。

各ＴＦＴ４６のゲート電極はそれぞれ走査駆動回路３２から延びる走査線Ｌｌに接続されており、ＴＦＴ４６のゲート電極には、この走査線Ｌｌを介して図示しないＴＦＴ電源から読み出し電圧（ＯＮ電圧）又はＯＦＦ電圧が印加されるようになっている。また、各ＴＦＴ４６のドレイン電極はそれぞれ信号線Ｌｒに接続されている。各信号線Ｌｒは、それぞれ信号読出し回路３３内の増幅回路３７に接続されており、各増幅回路３７の出力線はそれぞれサンプルホールド回路３８を経てアナログマルチプレクサ３９に接続されている。また、信号読出し回路３３には信号をデジタル信号に変換処理する処理手段としてのＡ／Ｄ変換部４０が接続されており、アナログマルチプレクサ３９から送り出されたアナログの画像信号は、Ａ／Ｄ変換部４０によりデジタルの画像信号に変換される。信号読出し回路３３は、このＡ／Ｄ変換部４０を介して制御部３０に接続されており、デジタルの画像信号が制御部３０に出力される。制御部３０には、記憶部３１が接続されており、制御部３０は、Ａ／Ｄ変換部４０から送られたデジタルの画像信号を画像データとして記憶部３１に記憶させるようになっている。

制御部３０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random・Access Memory）等を備えるコンピュータであり、放射線画像検出装置２全体を統括的に制御する。

信号処理部３４は、画像データに所定の信号処理を施すことによって画像データを外部に出力するのに適した形式のデータとする機能部である。

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、給電制御処理等、放射線画像検出装置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。

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。

記憶部３１は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等で構成されており、記憶部３１には、読取部４５（図３参照）により生成される実写画像データ（被写体を透過した放射線に基づく画像データ）や、ダーク読取値（放射線を照射しない状態で取得された画像データ）等が記憶されるようになっている。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。

通信部３５は、アンテナ装置７１と接続されており、制御部３０の制御に従って、コンソール１０１等の外部装置との間で各種信号の送受信を行うものである。通信部３５は、無線アクセスポイント１１３を介して無線方式でコンソール１０１等の外部装置との通信を行う。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Ａ／Ｄ変換部４０においてアナログ信号からデジタル信号に変換された画像信号に基づく画像データを外部機器であるコンソール１０１に送信するとともにコンソール１０１等から撮影オーダ情報等を受信する。

図１及び図４に示すように、バッテリ２８と検出装置側コネクタ部２６との間には、検出装置側コネクタ部２６に、クレードル４の出力コネクタ部４２又は給電部５の給電ケーブル５２のいずれが接続されたかを判定する給電手段判定手段としての給電手段判定部６０が設けられている。

クレードル４と給電部５では電力の電圧が異なる設定としている。このようなことから給電手段判定部６０は、検出装置側コネクタ部２６から供給される電力の電圧値を検出し、この電圧値のレベルによって、検出装置側コネクタ部２６に、給電ケーブル５２又はクレードル４の出力コネクタ部４２のいずれが接続されたかを検出・判定するようになっている。なお、給電手段判定部６０で検出装置側コネクタ部２６に供給される電力の電流を測定することにより検出装置側コネクタ部２６に、給電ケーブル５２又はクレードル４の出力コネクタ部４２のいずれが接続されたかを検出・判定するようにしてもよい。

給電手段判定部６０による検出・判定の手法は特に限定されないが、本実施形態では、検出装置側コネクタ部２６に供給される電力の電圧を検出することにより、給電部５、クレードル４のいずれが接続されたかを検出・判定するようになっている。

具体的には、給電手段判定部６０は、図４に示すように、検出装置側コネクタ部２６と接続された２つのコンパレータ６１と１つの判定回路６２とを備えている。

本実施形態では、検出装置側コネクタ部２６に給電ケーブル５２が接続され給電部５により電力の供給を行う場合には、外部から供給された電力を、一旦内部の充電回路６においてバッテリ２８の充電に適した電圧・電流に電力変換してからバッテリ２８に供給するため、電圧が高く電流値の低い電力（例えば電圧１５Ｖ、電流値３Ａ）が供給される。他方、検出装置側コネクタ部２６にクレードル４が接続された場合には、外部電源から供給された電力を、電力変換等を経ることなくそのまま直接バッテリ２８に供給するため、電圧が低く電流値の高い電力（例えば電圧３．６Ｖ、電流値１０Ａ）が供給される。

そこで、コンパレータ６１のうちの一方（以下、「第１のコンパレータ６１ａ」とする。）は、基準電圧として１５Ｖが設定されており、この基準電圧と検出装置側コネクタ部２６から供給される電力の電圧とを比較して、基準電圧１５Ｖより高ければＨｉ、低ければＬｏの信号を判定回路６２に出力する。また、他方のコンパレータ６１（以下、「第２のコンパレータ６１ｂ」とする。）は、基準電圧として３．６Ｖが設定されており、この基準電圧と検出装置側コネクタ部２６から供給される電力の電圧とを比較して、基準電圧３．６Ｖより高ければＨｉ、低ければＬｏの信号を判定回路６２に出力する。

第１の充電経路６５ａ上、第２の充電経路６５ｂ上には、それぞれ充電経路６５を切り替える充電経路切替手段としてのスイッチ６３（第１のスイッチ６３ａ及び第２のスイッチ６３ｂ）が設けられている。

スイッチ６３の種類としては、一般にFET（Field-Effect Transistor）が用いられるが、電磁式スイッチ（電磁式リレー）、半導体スイッチ（SSR）、光電スイッチ（Photoリレー）等のいずれで構成してもよい。

判定回路６２は、第１のコンパレータ６１ａ及び第２のコンパレータ６１ｂから出力された信号に基づいて、このスイッチ６３のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるようになっている。

すなわち、判定回路６２は、第１のコンパレータ６１ａ及び第２のコンパレータ６１ｂから出力された信号から、検出装置側コネクタ部２６に給電ケーブル５２が接続されたか、出力コネクタ部４２が接続されたか、又はそのいずれも接続されていないかを判断する。そして、給電ケーブル５２が接続されたと判断する場合には、充電回路６を備える第１の充電経路６５ａ上のスイッチ６３（以下「第１のスイッチ６３ａ」とする。）のゲートに所定のＯＮ電圧をかける。これにより、第１のスイッチ６３ａがＯＮとなり、ドレイン（図４において「Ｄ」で表す。）からソース（図４において「Ｓ」で表す。）に向かって電流が流れる状態となる。また、クレードル４が接続されたと判断する場合には、充電回路を備える第２の充電経路６５ｂ上のスイッチ６３（以下「第２のスイッチ６３ｂ」とする。）のゲートに所定のＯＮ電圧をかける。これにより、第２のスイッチ６３ｂがＯＮとなり、ドレイン（図４において「Ｄ」で表す。）からソース（図４において「Ｓ」で表す。）に向かって電流が流れる状態となる。他方、検出装置側コネクタ部２６に給電ケーブル５２、出力コネクタ部４２がともに接続されていないと判断するときには、いずれのスイッチ６３のゲートにもＯＮ電圧をかけないようにする。これにより、バッテリ２８と検出装置側コネクタ部２６との間が遮断される。

判定回路６２には、例えば、第１のコンパレータ６１ａ及び第２のコンパレータ６１ｂから出力された信号の組み合わせに応じていずれのスイッチ６３のゲートにＯＮ電圧をかけるかを対応付けたテーブルが設けられており、判定回路６２はこのテーブルを参照してＯＮ電圧をかけるか否かを決定する。

なお、判定回路６２による判定の手法、スイッチ６３の制御の仕方はここに例示したものに限定されない。例えば判定回路６２はテーブルにより制御を行うものでなく、第１のコンパレータ６１ａ及び第２のコンパレータ６１ｂから出力されるＨｉ、Ｌｏ信号に応じて動作するフリップフロップ（Flip Flop）等の論理回路であってもよい。

なお、本実施形態では、給電手段判定部６０が、コンパレータ６１を用いて電圧の変化を検出することにより、検出装置側コネクタ部２６に接続されたのが出力コネクタ部４２であるか給電ケーブル５２であるかを判定する構成としたが、給電手段判定部６０による判定の手法は特に限定されない。例えば、コンパレータ６１を１つ設けて、ある基準電圧よりも低ければ出力コネクタ部４２が接続されたと判定し、基準電圧よりも高ければ給電ケーブル５２が接続されたと判定するようにしてもよい。また、電圧を図る電圧計を備え、電圧計により計測された値に基づいて判定を行うようにしてもよい。また、検出装置側コネクタ部２６に機械的なスイッチ（図示せず）を設けて、クレードル４が接続されたときと給電ケーブル５２が接続されたときとでスイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態が切り変わるように構成してもよいし、検出用の接点を設けて、クレードル４が接続されたときと給電ケーブル５２が接続されたときとで接点の短絡／開放状態が変わるように構成してもよい。

第１の充電経路上には、外部から供給された電力をバッテリ２８の充電用の電力に変換する電力変換手段としての充電回路６が設けられている。

充電回路６は、例えば、外部から供給された電力をバッテリ２８の充電に適した電圧及び電流の電力に変換する処理を行うＩＣ、充電回路に送られた電力の電圧・電流を平滑化するインダクタの他、コンデンサ、抵抗等（いずれも図示せず）を備えて構成されている。

第２の充電経路上には、受電回路２９が設けられている。受電回路２９には、外部から供給されバッテリ２８に送られる充電電流のノイズをカットするフィルタ等（図示せず）が設けられている。また、バッテリ２８に過剰な電流が流れるのを防止するためにヒューズが設けられていてもよい。

なお、この放射線画像検出装置２は、例えば図５に示すような放射線画像撮影システム１００内に配置されて使用される。

放射線画像撮影システム１００は、例えばこの放射線画像検出装置２と通信可能なコンソール１０１とを備えている。

図５に示すように、放射線画像検出装置２は、例えば、放射線を照射して患者Ｍの一部である被写体（患者Ｍの撮影対象部位）の撮影を行う撮影室Ｒ１に設けられており、コンソール１０１は、この撮影室Ｒ１に対応して設けられている。

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つの放射線画像検出装置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放射線画像検出装置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１０１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１０１が対応付けられていてもよい。

撮影室Ｒ１内には、放射線画像検出装置２を装填・保持可能なカセッテ保持部１１１を備えるブッキー装置１１０、被写体（患者Ｍの撮影対象部位）に放射線を照射するＸ線管球等の放射線源（図示せず）を備える放射線発生装置１１２が設けられている。カセッテ保持部１１１は、撮影時に放射線画像検出装置２を装填するものである。

なお、図５には撮影室Ｒ１内に臥位撮影用のブッキー装置１１０ａと立位撮影用のブッキー装置１１０ｂ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１１０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１１０に対応して１つずつ放射線発生装置１１２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１１２を１つ備え、複数のブッキー装置１１０に対して１つの放射線発生装置１１２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。

また、撮影室Ｒ１は、放射線を遮蔽する室であり、無線通信用の電波も遮断されるため、撮影室Ｒ１内には、放射線画像検出装置２とコンソール１０１等の外部装置とが通信する際にこれらの通信を中継する無線アクセスポイント（基地局）１１３等が設けられている。

また、本実施形態では、撮影室Ｒ１に隣接して前室Ｒ２が設けられている。前室Ｒ２には、放射線技師や医師等（以下「操作者」と称する。）が被写体に放射線を照射する放射線発生装置１１２の管電圧、管電流、照射野絞り等の制御を行ったり、ブッキー装置１１０の操作等を行う操作装置１１４が配置されている。

操作装置１１４にはコンソール１０１から放射線発生装置１１２の放射線照射条件を制御する制御信号が送信されるようになっており、放射線発生装置１１２の放射線照射条件は、操作装置１１４に送信されたコンソール１０１からの制御信号に応じて設定される。放射線照射条件としては、例えば、曝射開始／終了タイミング、放射線管電流の値、放射線管電圧の値、フィルタ種等がある。

放射線発生装置１１２には、操作装置１１４から放射線の曝射を指示する曝射指示信号が送信されるようになっており、放射線発生装置１１２は、曝射指示信号に従って所定の放射線を所定時間、所定のタイミングで照射するようになっている。

コンソール１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等で構成される制御部、記憶部、入力部、表示部、通信部（いずれも図示せず）等を備えるコンピュータである。

コンソール１０１は、放射線画像検出装置２から送られた画像データに基づく画像を表示部に表示させたり、この画像データに各種の画像処理を施すものである。

本実施形態において、コンソール１０１は、ネットワークＮを介して、ＨＩＳ／ＲＩＳ１２１、ＰＡＣＳサーバ１２２、イメージャ１２３等の外部装置と接続されるようになっている。

次に、本実施形態における放射線画像検出装置２の作用について説明する。

放射線画像検出装置２をクレードル４に装着すると、クレードル４側の接続検出・判定部４３においてクレードル４の出力コネクタ部４２に検出装置側コネクタ部２６が接続されたことが検出・判定され、スイッチ４４がＯＮとなり、外部電源から出力コネクタ部４２を介して、例えば電圧３．６Ｖ、電流値１０Ａの電力が検出装置側コネクタ部２６に供給される。

放射線画像検出装置２側の接続検出部では、検出装置側コネクタ部２６に供給される電力の電圧を検知し、第１のコンパレータ６１ａからＬｏ、第２のコンパレータ６１ｂからはＨｉの信号が判定回路６２に出力される。判定回路６２では、第１のコンパレータ６１ａ及び第２のコンパレータ６１ｂからの信号に基づき、低電圧の電力、すなわち、クレードル４からの電力が供給されたと判断し、第１のスイッチ６３ａはＯＦＦのままとし、第２のスイッチ６３ｂのみをＯＮとする。

これにより、クレードル４からの低電圧、大電流の電力が受電回路２９を介してバッテリ２８に供給される。

放射線画像検出装置２の検出装置側コネクタ部２６に給電ケーブル５２が接続されると、給電ケーブル５２側の接続検出・判定部において給電ケーブル５２が検出装置側コネクタ部２６に接続されたことが検出・判定され、図示しないスイッチがＯＮとなり、外部電源から給電ケーブル５２を介して、例えば電圧１５Ｖ、電流値３Ａの電力が検出装置側コネクタ部２６に供給される。

放射線画像検出装置２側の給電手段判定部６０では、検出装置側コネクタ部２６に供給される電力の電圧を検知し、第１のコンパレータ６１ａ及び第２のコンパレータ６１ｂからＨｉの信号が判定回路６２に出力される。判定回路６２では、第１のコンパレータ６１ａ及び第２のコンパレータ６１ｂからの信号に基づき、高電圧の電力、すなわち、給電ケーブル５２を介して電力が供給されたと判断し、第１のスイッチ６３ａをＯＮとし、第２のスイッチ６３ｂをＯＦＦとする。

これにより、給電ケーブル５２からの高電圧、小電流の電力が充電回路６に送られ、充電回路６においてバッテリ２８の充電に適した電圧（例えば３．６Ｖ）、電流値（例えば３Ａ）の電力に変換される。そして、電力変換後の充電電流がバッテリ２８に供給される。

また、この場合には、バッテリ２８から、又は検出装置側コネクタ部２６を介して外部電源から放射線画像検出装置２の各機能部に電力が供給されるようになっており、バッテリ２８の充電と並行して撮影やデータ処理等が可能となっている。なお、充電しながら撮影等を行っている場合、各機能部にも並行して電力が供給される分、供給される電流値は大きくなる。

他方、放射線画像検出装置２の検出装置側コネクタ部２６に出力コネクタ部４２及び給電ケーブル５２のいずれも接続されていない場合には、第１のコンパレータ６１ａ及び第２のコンパレータ６１ｂからともにＬｏの信号が判定回路６２に出力される。判定回路６２では、第１のコンパレータ６１ａ及び第２のコンパレータ６１ｂからの信号に基づき、検出装置側コネクタ部２６に所定値以上の電力が供給されていないと判断し、第１のスイッチ６３ａ及び第２のスイッチ６３ｂをともにＯＦＦとする。これにより、バッテリ２８と検出装置側コネクタ部２６との間が遮断され、バッテリ２８の電力が検出装置側コネクタ部２６から外部に流出することが防止される。

以上のように、本実施形態によれば、充電経路６５を２種類備え、検出装置側コネクタ部２６に出力コネクタ部４２が接続されたか給電ケーブル５２が接続されたかにより、充電経路６５を切り替えることができる。このため、検出装置側コネクタ部２６に出力コネクタ部４２が接続された場合には大電流で高速充電を行うことができるとともに、給電ケーブル５２が接続された場合には小電流で充電を行いながら撮影等の処理を行うことができる。

そして、給電ケーブル５２が接続された場合には、充電電流を小さくするため、給電ケーブル５２の電流容量を小さくすることができ、給電ケーブル５２の細線化が可能となる。これにより、放射線画像検出装置２の取り廻し性が向上し、バッテリ２８の充電を行いながら、バッテリ２８の残量を気にせずに、容易に撮影等を行うことができる。

また、給電ケーブル５２に流れる電流を小さくすることから、給電ケーブル５２による電圧降下分の電力ロスを低減することができる。

また、給電ケーブル５２が接続された場合には、小電流による充電を行うため、充電回路６における発熱が小さくなり、熱の影響による画質劣化を抑制することができる。また、充電回路６からのノイズの発生量を抑えることができるため、充電による画質への影響を抑えることができる。

また、検出装置側コネクタ部２６にクレードル４の出力コネクタ部４２が接続された場合には、その状態で撮影が行われることは想定できないため、充電による発熱やノイズの発生による影響を気にする必要がない。そこで、このような状態のときには大電流で充電することにより、短時間での充電が可能となる。

なお、本実施形態では、兼用給電手段は給電部５であり、充電専用給電手段はクレードル４である場合について説明したが、兼用給電手段及び充電専用給電手段は、ここに例示したものに限定されない。

例えばブッキー装置１１０を外部電源と電気的に接続し、ブッキー装置１１０に放射線画像検出装置２を装填することにより充電可能に構成してもよい。この場合、ブッキー装置１１０に装填したまま充電しながら撮影等をも行う場合には、給電ケーブル５２が接続された場合と同様に、高電圧、小電流の電力が外部電源から供給され、放射線画像検出装置２側では、第１の充電経路６５ａを選択して、充電回路６で電力変換した上でバッテリ２８の充電を行う。また、夜間等診療時間外にブッキー装置１１０を充電専用給電手段として用いるようにしてもよい。この場合には、クレードル４が接続された場合と同様に、低電圧、大電流の電力が外部電源から供給され、放射線画像検出装置２側では、第２の充電経路６５ｂを選択して、電力変換を行わずに直接大電流をバッテリ２８に供給しバッテリ２８の充電を行う。

また、本実施形態では、小電流用給電手段が、兼用給電手段としての給電部５であり、大電流用給電手段が、充電専用給電手段としてのクレードル４である場合について説明したが、小電流用給電手段及び大電流用給電手段は、ここに例示したものに限定されない。

例えば、上記のようにブッキー装置１１０を外部電源と電気的に接続して、ブッキー装置１１０に放射線画像検出装置２を装填することにより充電可能に構成した場合において、ブッキー装置１１０に装填したまま充電しながら撮影等をも行う場合には、大電流を供給しながら撮影等のための各機能部の駆動とバッテリ２８の高速充電とを並行的に行うようにしてもよい。この場合には、ブッキー装置１１０が大電流用給電手段として機能し、外部電源から低電圧、大電流の電力が供給され、放射線画像検出装置２側では、第２の充電経路６５ｂを選択して、電力変換を行わずに直接大電流をバッテリ２８に供給しバッテリ２８の充電を行う。

放射線画像検出装置２をブッキー装置１１０に装填して用いる場合のように、放射線画像検出装置２を外部電源と直近で接続して充電及び撮影等を行う場合には、給電ケーブル５２等によって接続する場合と異なり、大電流を供給してもインダクタンスが小さく、電流損失も少ないため、大電流によるバッテリ２８の高速充電を行いながら撮影等のための各機能部の駆動を行うことができる。

また、本実施形態では、給電ケーブル５２が通信用のケーブルを兼ねるように構成してもよいし、クレードル４に通信用の端子を設けてバッテリ２８の充電とともに通信をも行うことのできる構成としてもよい。

その他、本発明が上記実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。

２ 放射線画像検出装置
４ クレードル（大電流用給電手段、充電専用給電手段）
５ 給電部（小電流用給電手段、兼用給電手段）
６ 充電回路
８ コンセント
２４ センサパネル部
２５ インジケータ
２６ 検出装置側コネクタ部
２８ バッテリ
２９ 受電回路
３０ 制御部
４１ ＡＣ／ＤＣ電源
４２ 出力コネクタ部（クレードル接続端子）
５１ ＡＣ／ＤＣ電源
５２ 給電ケーブル
６０ 給電手段判定部
６１ａ 第１のコンパレータ
６１ｂ 第２のコンパレータ
６２ 判定回路
６３ａ 第１のスイッチ
６３ｂ 第２のスイッチ
６５ａ 第１の充電経路
６５ｂ 第２の充電経路
１００ 放射線画像撮影システム

Claims (9)

1. 小電流の電力を供給する小電流用給電手段と、
   大電流の電力を供給する大電流用給電手段と、
   各機能部に電力を供給するバッテリを筐体内部に内蔵し、前記バッテリからの電力供給による駆動が可能なカセッテ型の放射線画像検出装置と、
   を有する放射線画像撮影システムであって、
   前記放射線画像検出装置は、
   前記小電流用給電手段及び前記大電流用給電手段と電気的に接続可能に構成され、接続した給電手段により受電する受電側接続部と、
   前記給電手段から供給された電力を充電用の電力に変換する電力変換手段を備え前記給電手段から供給された電力を該電力変換手段により充電用の電力に変換した後に前記バッテリに供給する第１の充電経路と、
   前記給電手段から供給された電力を変換せずに前記バッテリに供給する第２の充電経路と、
   前記受電側接続部に接続された給電手段が、前記小電流用給電手段であるか前記大電流用給電手段であるかを判定する給電手段判定手段と、
   前記給電手段判定手段により、前記受電側接続部に前記小電流用給電手段が接続されたと判定されたときには第１の充電経路により電力供給を行い、前記受電側接続部に前記大電流用給電手段が接続されたと判定されたときには第２の充電経路により電力供給を行うように前記第１の充電経路と前記第２の充電経路との切り替えを行う充電経路切替手段と、
   を備えていることを特徴とする放射線画像撮影システム。
2. 前記小電流用給電手段は給電ケーブルを備え、該給電ケーブルにより前記受電側接続部と接続し、
   前記大電流用給電手段はクレードル接続端子を備え、該クレードル接続端子により前記受電側接続部と接続することを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影システム。
3. 前記小電流用給電手段は、前記放射線画像検出装置の各機能部の駆動と前記バッテリの充電とを並行的に行う兼用給電手段であ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撮影システム。
4. 前記大電流用給電手段は、前記バッテリの充電を専用に行う充電専用給電手段である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撮影システム。
5. 前記バッテリは、リチウムイオンキャパシタであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の放射線画像撮影システム。
6. 各機能部に電力を供給するバッテリを筐体内部に内蔵し、前記バッテリからの電力供給による駆動が可能なカセッテ型の放射線画像検出装置であって、
   外部の小電流の電力を供給する小電流用給電手段及び外部の大電流の電力を供給する大電流用給電手段と電気的に接続可能に構成され外部から受電を行う受電側接続部と、
   外部から供給された電力を充電用の電力に変換する電力変換手段を備え外部から供給された電力を該電力変換手段により充電用の電力に変換した後に前記バッテリに供給する第１の充電経路と、
   外部から供給された電力を変換せずに前記バッテリに供給する第２の充電経路と、
   前記受電側接続部に接続された給電手段が、前記小電流用給電手段であるか前記大電流用給電手段であるかを判定する給電手段判定手段と、
   前記給電手段判定手段により、前記受電側接続部に前記小電流用給電手段が接続されたと判定されたときには第１の充電経路により電力供給を行い、前記受電側接続部に前記大電流用給電手段が接続されたと判定されたときには第２の充電経路により電力供給を行うように前記第１の充電経路と前記第２の充電経路との切り替えを行う充電経路切替手段と、
   を備えていることを特徴とする放射線画像検出装置。
7. 前記小電流用給電手段が接続されたと判定したときは、該小電流用給電手段を、各機能部の駆動と前記バッテリの充電とを並行的に行う兼用給電手段として用いることを特徴とする請求項６に記載の放射線画像検出装置。
8. 前記大電流用給電手段が接続されたと判定したときは、該大電流用給電手段を、前記バッテリへの充電を専用に行う充電専用給電手段として用いることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の放射線画像検出装置。
9. 前記バッテリは、リチウムイオンキャパシタであることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置。