以下、本発明に係る放射線画像撮影システムおよび放射線画像撮影装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
なお、以下では、放射線画像撮影装置として、シンチレーター等を備え、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撮影装置について説明するが、本発明は、シンチレーター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撮影装置に対しても適用することができる。
[放射線画像撮影装置]
図1は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観を示す斜視図であり、図2は、図1のX−X線に沿う断面図である。放射線画像撮影装置1は、図1や図2に示すように、筐体2内にシンチレーター3や基板4等で構成されるセンサーパネルSPが収納されている。
本実施形態では、筐体2のうち、放射線入射面Rを有する中空の角筒状の筐体本体部2Aは、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おり、筐体本体部2Aの両側の開口部を蓋部材2B、2Cで閉塞することで筐体2が形成されている。なお、筐体2をこのようないわゆるモノコック型として形成する代わりに、例えば、フロント板とバック板とで形成された、いわゆる弁当箱型とすることも可能である。
また、筐体2の一方側の蓋部材2Bには、電源スイッチ37や切替スイッチ38、コネクター39、バッテリー状態や放射線画像撮影装置1の稼働状態等を表示するLED等で構成されたインジケーター40等が配置されている。
本実施形態では、コネクター39は、例えば図3に示すように、ケーブルCaの先端に設けられたコネクターCが接続されることにより、例えば外部のコンソール58(後述する図11や図13参照)等の装置との間でケーブルCaを介して信号等を送受信したり画像データD等を送信したりする際の有線方式の通信手段として機能するようになっている。なお、コネクター39の設置位置は蓋部材2Bに限定されず、放射線画像撮影装置1の適宜の位置に設置することが可能である。
また、図示を省略するが、例えば筐体2の反対側の蓋部材2C等に、アンテナ装置41(後述する図7参照)が例えば蓋部材2Cに埋め込む等して設けられており、本実施形態では、このアンテナ装置41が、放射線画像撮影装置1とコンソール58等との間で信号等の無線方式で送受信する場合の通信手段として機能するようになっている。
なお、アンテナ装置41の設置位置は蓋部材2Cに限定されず、放射線画像撮影装置1の任意の位置にアンテナ装置41を設置することが可能である。また、設置するアンテナ装置41は1個に限らず、複数設けることも可能である。
図2に示すように、筐体2の内部には、基板4の下方側に図示しない鉛の薄板等を介して基台31が配置され、基台31には、電子部品32等が配設されたPCB基板33やバッテリー24等が取り付けられている。また、基板4やシンチレーター3の放射線入射面Rには、それらを保護するためのガラス基板34が配設されている。また、本実施形態では、センサーパネルSPと筐体2の側面との間に、それらがぶつかり合うことを防止するための緩衝材35が設けられている。
シンチレーター3は、基板4の後述する検出部Pに対向する位置に設けられるようになっている。本実施形態では、シンチレーター3は、例えば、蛍光体を主成分とし、放射線の入射を受けると300〜800nmの波長の電磁波、すなわち可視光を中心とした電磁波に変換して出力するものが用いられる。
基板4は、本実施形態では、ガラス基板で構成されており、図4に示すように、基板4のシンチレーター3に対向する側の面4a上には、複数の走査線5と複数の信号線6とが互いに交差するように配設されている。
基板4の面4a上の複数の走査線5と複数の信号線6により区画された各小領域rには、放射線検出素子7がそれぞれ設けられている。このように、走査線5と信号線6で区画された各小領域rに二次元状に配列された複数の放射線検出素子7が設けられた小領域rの全体、すなわち図4に一点鎖線で示される領域が検出部Pとされている。
本実施形態では、放射線検出素子7としてフォトダイオードが用いられているが、この他にも例えばフォトトランジスター等を用いることも可能である。各放射線検出素子7は、図4の拡大図である図5に示すように、スイッチ手段であるTFT8のソース電極8sに接続されている。また、TFT8のドレイン電極8dは信号線6に接続されている。
放射線検出素子7は、放射線画像撮影装置1の筐体2の放射線入射面Rから放射線が入射し、シンチレーター3で放射線から変換された可視光等の電磁波が照射されると、その内部で電子正孔対を発生させる。放射線検出素子7は、このようにして、照射された放射線(本実施形態ではシンチレーター3で放射線から変換された電磁波)を電荷に変換するようになっている。
そして、TFT8は、後述する走査駆動手段15から走査線5を介してゲート電極8gにオン電圧が印加されるとオン状態となり、ソース電極8sやドレイン電極8dを介して放射線検出素子7内に蓄積されている電荷を信号線6に放出させるようになっている。また、TFT8は、接続された走査線5を介してゲート電極8gにオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、放射線検出素子7から信号線6への電荷の放出を停止して、放射線検出素子7内に電荷を蓄積させるようになっている。
本実施形態では、図5に示すように、それぞれ列状に配置された複数の放射線検出素子7に1本のバイアス線9が接続されており、図4に示すように、各バイアス線9はそれぞれ信号線6に平行に配設されている。また、各バイアス線9は、基板4の検出部Pの外側の位置で結線10に結束されている。
本実施形態では、図4に示すように、各走査線5や各信号線6、バイアス線9の結線10は、それぞれ基板4の端縁部付近に設けられた入出力端子(パッドともいう。)11に接続されている。
各入出力端子11には、図6に示すように、後述する読み出しIC16や走査駆動手段15のゲートドライバー15bを構成するゲートIC15c等のチップがフィルム上に組み込まれたフレキシブル回路基板(Chip On Film等ともいう。)12が異方性導電接着フィルム(Anisotropic Conductive Film)や異方性導電ペースト(Anisotropic Conductive Paste)等の異方性導電性接着材料13を介して接続されている。
そして、フレキシブル回路基板12は、基板4の裏面4b側に引き回され、裏面4b側で前述したPCB基板33に接続されるようになっている。このようにして、放射線画像撮影装置1のセンサーパネルSPが形成されている。なお、図6では、電子部品32等の図示が省略されている。
ここで、放射線画像撮影装置1の回路構成について説明する。図7は本実施形態に係る放射線画像撮影装置1の等価回路を表すブロック図であり、図8は検出部Pを構成する1画素分についての等価回路を表すブロック図である。
前述したように、基板4の検出部Pの各放射線検出素子7は、その第2電極7bにそれぞれバイアス線9が接続されており、各バイアス線9は結線10に結束されてバイアス電源14に接続されている。
バイアス電源14は、結線10および各バイアス線9を介して各放射線検出素子7の第2電極7bにそれぞれバイアス電圧を印加するようになっている。また、バイアス電源14は、後述する制御手段22に接続されており、制御手段22により、バイアス電源14から各放射線検出素子7に印加するバイアス電圧が制御されるようになっている。
図7や図8に示すように、本実施形態では、バイアス電源14からは、放射線検出素子7の第2電極7bにバイアス線9を介してバイアス電圧として放射線検出素子7の第1電極7a側にかかる電圧以下の電圧(すなわちいわゆる逆バイアス電圧)が印加されるようになっている。
走査駆動手段15は、配線15dを介してゲートドライバー15bにオン電圧とオフ電圧を供給する電源回路15aと、走査線5の各ラインL1〜Lxに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧の間で切り替えて各TFT8のオン状態とオフ状態とを切り替えるゲートドライバー15bとを備えている。本実施形態では、ゲートドライバー15bは、複数の前述したゲートIC15c(図6参照)が並設されて構成されている。
図7や図8に示すように、各信号線6は、読み出しIC16内に内蔵された各読み出し回路17にそれぞれ接続されている。読み出し回路17は、増幅回路18と相関二重サンプリング回路19等で構成されている。読み出しIC16内には、さらに、アナログマルチプレクサー21と、A/D変換器20とが設けられている。なお、図7や図8中では、相関二重サンプリング回路19はCDSと表記されている。また、図8中では、アナログマルチプレクサー21は省略されている。
本実施形態では、増幅回路18は、オペアンプ18aと、オペアンプ18aにそれぞれ並列にコンデンサー18bおよび電荷リセット用スイッチ18cが接続され、オペアンプ18a等に電力を供給する電源供給部18dを備えたチャージアンプ回路で構成されている。増幅回路18のオペアンプ18aの入力側の反転入力端子には信号線6が接続されており、増幅回路18の入力側の非反転入力端子には基準電位V0が印加されるようになっている。なお、基準電位V0は適宜の値に設定され、本実施形態では、例えば0[V]が印加されるようになっている。
また、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cは、制御手段22に接続されており、制御手段22によりオン/オフが制御されるようになっている。また、オペアンプ18aと相関二重サンプリング回路19との間には、電荷リセット用スイッチ18cと連動して開閉するスイッチ18eが設けられており、スイッチ18eは、電荷リセット用スイッチ18cがオン/オフ動作と連動してオフ/オン動作するようになっている。
放射線画像撮影装置1で、各放射線検出素子7内に残存する電荷を除去するための各放射線検出素子7のリセット処理を行う際には、図9に示すように、電荷リセット用スイッチ18cがオン状態(およびスイッチ18eがオフ状態)とされた状態で、各TFT8がオン状態とされる。
すると、オン状態とされた各TFT8を介して各放射線検出素子7から電荷が信号線6に放出され、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cを通過して、オペアンプ18aの出力端子側からオペアンプ18a内を通り、非反転入力端子から出てアースされたり、電源供給部18dに流れ出す。このようにして、各放射線検出素子7のリセット処理が行われるようになっている。
一方、各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理の際には、図10に示すように、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cがオフ状態(およびスイッチ18eがオン状態)とされた状態で、オン状態とされた各TFT8を介して各放射線検出素子7から電荷が信号線6に放出されると、電荷が増幅回路18のコンデンサー18bに蓄積される。
そして、増幅回路18では、コンデンサー18bに蓄積された電荷量に応じた電圧値がオペアンプ18aの出力側から出力されるようになっており、増幅回路18により、各放射線検出素子7から流出した電荷が電荷電圧変換されるようになっている。
そして、増幅回路18の出力側に設けられた相関二重サンプリング回路(CDS)19は、各放射線検出素子7から電荷が流出する前に制御手段22からパルス信号Sp1(図10参照)が送信されると、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vinを保持し、上記のように各放射線検出素子7から流出した電荷が増幅回路18のコンデンサー18bに蓄積された後に制御手段22からパルス信号Sp2が送信されると、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vfiを保持する。
そして、相関二重サンプリング回路19は、2回目のパルス信号Sp2で電圧値Vfiを保持すると、電圧値の差分Vfi−Vinを算出し、算出した差分Vfi−Vinをアナログ値の画像データDとして下流側に出力するようになっている。そして、相関二重サンプリング回路19から出力された各放射線検出素子7の画像データDは、アナログマルチプレクサー21を介して順次A/D変換器20に送信され、A/D変換器20で順次デジタル値の画像データDに変換されて記憶手段23に出力されて順次保存されるようになっている。
なお、1回の画像データDの読み出し処理が終了すると、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cがオン状態とされ(図10参照)、コンデンサー18bに蓄積された電荷が放電されて、上記と同様に、放電された電荷がオペアンプ18aの出力端子側からオペアンプ18a内を通り、非反転入力端子から出てアースされたり、電源供給部18dに流れ出す等して、増幅回路18がリセットされる。
制御手段22は、図示しないCPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピューターや、FPGA(Field Programmable Gate Array)等により構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。そして、制御手段22は、放射線画像撮影装置1の各部材の動作等を制御するようになっている。また、図7等に示すように、制御手段22には、SRAM(Static RAM)やSDRAM(Synchronous DRAM)等で構成される記憶手段23が接続されている。
また、本実施形態では、制御手段22には、前述したアンテナ装置41が接続されており、さらに、検出部Pや走査駆動手段15、読み出し回路17、記憶手段23、バイアス電源14等の各部材に電力を供給するためのバッテリー24が接続されている。また、バッテリー24には、図示しない充電装置からバッテリー24に電力を供給してバッテリー24を充電する際の接続端子25が取り付けられている。
前述したように、制御手段22は、走査駆動手段15や読み出し回路17等を制御して画像データDの読み出し処理や各放射線検出素子7のリセット処理等を行わせたり、バイアス電源14を制御してバイアス電源14から各放射線検出素子7に印加するバイアス電圧を設定したり可変させたりするなど、放射線画像撮影装置1の各機能部の動作を制御するようになっている。
なお、本実施形態では、放射線画像撮影装置1は、装置自体で放射線の照射開始を検出するようになっているが、そのための制御構成等については、本実施形態に係る放射線画像撮影システムの構成等を説明した後で説明する。また、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、各放射線検出素子7のリセット処理や後述するリークデータdleak等に基づく放射線の照射開始の検出処理を、本発明特有のタイミングで行うようになっているが、この点についても後で説明する。
[放射線画像撮影システム]
次に、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50について説明する。図11は、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50の構成例を示す図である。図11では、放射線画像撮影システム50が撮影室R1内等に構築されている場合が示されている。
撮影室R1には、ブッキー装置51が設置されており、ブッキー装置51は、そのカセッテ保持部(カセッテホルダともいう。)51aに上記の放射線画像撮影装置1を装填して用いることができるようになっている。なお、図11では、ブッキー装置51として、立位撮影用のブッキー装置51Aと臥位撮影用のブッキー装置51Bが設置されている場合が示されているが、例えば、立位撮影用のブッキー装置51Aのみ、或いは、臥位撮影用のブッキー装置51Bのみが設けられていてもよい。
図11に示すように、撮影室R1には、被写体を介してブッキー装置51に装填された放射線画像撮影装置1に放射線を照射する放射線源52Aが少なくとも1つ設けられている。本実施形態では、放射線源52Aの位置を移動させたり、放射線の照射方向を変えることで、立位撮影用のブッキー装置51Aと臥位撮影用のブッキー装置51Bのいずれにも放射線を照射することができるようになっている。
撮影室R1には、撮影室R1内の各装置等や撮影室R1外の各装置等の間の通信等を中継するための中継器(基地局等ともいう。)54が設けられている。なお、本実施形態では、中継器54には、放射線画像撮影装置1が無線方式で画像データDや信号等の送受信を行うことができるように、無線アンテナ(アクセスポイントともいう。)53が設けられている。
また、中継器54は、放射線発生装置55やコンソール58と接続されており、中継器54には、放射線画像撮影装置1やコンソール58等から放射線発生装置55に送信するLAN(Local Area Network)通信用の信号等を放射線発生装置55用の信号等に変換し、また、その逆の変換も行う図示しない変換器が内蔵されている。
前室(操作室ともいう。)R2には、本実施形態では、放射線発生装置55の操作卓57が設けられており、操作卓57には、放射線技師等の操作者が操作して放射線発生装置55に対して放射線の照射開始等を指示するための曝射スイッチ56が設けられている。
本実施形態では、曝射スイッチ56は、例えば図12(A)に示すように、放射線技師が把持する把持部56aと、第1ボタン56bと、第2ボタン56cとを備えて構成されている。
そして、図12(B)に示すように、第1ボタン56bが押下されて曝射スイッチ56に対して1段目の操作が行われると、放射線発生装置55が放射線源52を起動させ、さらに、図12(C)に示すように第1ボタン56bとともに第2ボタン56cが押下されて曝射スイッチ56に対して2段目の操作が行われると、放射線発生装置55は、放射線源52から放射線を照射させるように制御するようになっている。
放射線発生装置55は、放射線源52を所定の位置に移動させたり、その放射方向を調整したり、放射線画像撮影装置1の所定の領域内に放射線が照射されるように図示しない絞りやコリメーター等を調整したり、或いは、適切な線量の放射線が照射されるように放射線源52を調整する等の種々の制御を行うようになっている。
また、本実施形態では、放射線発生装置55は、設定された撮影条件に応じて、放射線の照射開始から設定された時間が経過した時点で、放射線源52からの放射線の照射を終了させるようになっている。
図11に示すように、本実施形態では、コンピューター等で構成されたコンソール58が前室R2に設けられている。なお、コンソール58を撮影室R1や前室R2の外側や別室等に設けるように構成することも可能であり、コンソール58の設置場所は適宜決められる。
また、コンソール58には、CRT(Cathode Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等を備えて構成される表示部58aが設けられており、また、図示しないマウスやキーボード等の入力手段を備えている。なお、表示部58をタッチパネル等で構成し、放射線技師が表示部58aにタッチすることで指示等を入力するように構成することも可能である。また、コンソール58には、HDD(Hard Disk Drive)等で構成された記憶手段59が接続され、或いは内蔵されている。
一方、放射線画像撮影装置1は、図13に示すように、ブッキー装置51には装填されずに、いわば単独の状態で用いることもできるようになっている。例えば、患者Hが病室R3のベッドBから起き上がれず、撮影室R1に行くことができないような場合、図13に示すように、放射線画像撮影装置1を病室R3内に持ち込み、ベッドBと患者の身体との間に差し込んだり患者の身体にあてがったりして用いることができる。
また、放射線画像撮影装置1を病室R3等で用いる場合、前述した撮影室R1に据え付けられた放射線発生装置55や放射線源52Aを病室R3に持ち込むことができないため、図13に示すように、いわゆるポータブルの放射線発生装置55が例えば回診車71に搭載される等して病室R3に持ち込まれる。
この場合、ポータブルの放射線発生装置55の放射線52Pは、任意の方向に放射線を照射できるように構成される。そして、ベッドBと患者の身体との間に差し込まれたり患者の身体にあてがわれたりした放射線画像撮影装置1に対して、適切な距離や方向から放射線を照射することができるようになっている。
また、この場合、無線アンテナ53が設けられた中継器54が放射線発生装置55内に内蔵されており、上記と同様に、中継器54が放射線発生装置55とコンソール58との間の通信や、放射線画像撮影装置1とコンソール58との間の通信や画像データDの送信等を中継するようになっている。
なお、図11に示したように、放射線画像撮影装置1を、撮影室R1の臥位撮影用のブッキー装置51B上に横臥した患者の身体と臥位撮影用のブッキー装置51Bとの間に差し込んだり、臥位撮影用のブッキー装置51B上で患者の身体にあてがったりして用いることも可能であり、その場合は、ポータブルの放射線52Pや、撮影室R1に据え付けられた放射線源52Aのいずれを用いることも可能である。
[コンソールにおける処理について]
ここで、図11や図13に示したコンソール58における一般的な処理について説明する。コンソール58等における本発明に特有な処理については後で説明する。
なお、以下では、主に、図11に示した撮影室R1や前室R2等に構築された放射線画像撮影システム50におけるコンソール58の場合を例に挙げて説明するが、図13に示した回診車71上に構築された放射線画像撮影システム50におけるコンソール58も全く同様に構成することが可能である。
コンソール58では、放射線画像撮影ごとに、当該放射線画像撮影の撮影条件が設定された撮影オーダー情報を指定することができるようになっている。以下、具体的に説明する。
コンソール58は、撮影に先立って、放射線技師等の操作により、図示しないネットワークに接続された図示しないHIS(Hospital Information System;病院情報システム)やRIS(Radiology Information System;放射線科情報システム)から、撮影オーダー情報等の必要な情報を入手するようになっている。
特に、図13に示した回診車71上に構築された放射線画像撮影システム50におけるコンソール58の場合、これから行う各放射線画像撮影に必要な一連の撮影オーダー情報を予めHISやRISから入手し、それらの撮影オーダー情報を記憶手段59に格納した状態で回診車71に搭載されて病室R3(図13参照)等に持ち込まれるようになっている。
本実施形態では、撮影オーダー情報で、各放射線画像撮影の撮影条件が設定されるようになっており、具体的には、撮影オーダー情報は、例えば、図14に例示するように、患者情報としての「患者ID」P2、「患者氏名」P3、「性別」P4、「年齢」P5、「診療科」P6や、撮影条件としての「撮影部位」P7、「撮影方向」P8等が設定されるようになっている。
また、図14に示すように、撮影条件として、さらに、使用するブッキー装置51を表す「ブッキーID」P9や、使用するカセッテの「カセッテID」P10等を指定するように構成されることも可能である。そして、撮影オーダーが登録された順に、各撮影オーダー情報に対して「撮影オーダーID」P1が自動的に割り当てられるようになっている。
コンソール58は、これから行う各放射線画像撮影に関する一連の撮影オーダー情報を入手すると、例えば図15に示すように、表示部58a上に各撮影オーダー情報の一覧を選択画面H1として表示するようになっている。本実施形態では、選択画面H1には、撮影オーダー情報表示欄h11や選択ボタンh12、決定ボタンh13、戻るボタンh14が表示されるようになっている。
そして、放射線技師等が選択ボタンh12をクリックして、例えば患者「A」に関する各撮影オーダー情報を選択して決定ボタンh13をクリックすると、コンソール58は、表示部58a上に、例えば図16に示すような画面H2を表示するようになっている。
画面H2には、図16に示すように、選択された各撮影オーダー情報に対応する各アイコンIが表示され、各アイコンIの下部には、後述するように、アイコンIの位置に表示されるプレビュー画像p_preを見た放射線技師等がプレビュー画像p_preを承認する際にクリックする「OK」ボタンと、プレビュー画像p_preを否認し再撮影を行う際にクリックする「NG」ボタンがそれぞれ表示されている。
このように画面H2上に各アイコンI1〜I4が表示された状態で、放射線技師等が例えばアイコンI2を指定すると、指定されたアイコンI2に対応する撮影オーダー情報における撮影条件等の情報が放射線発生装置55に送信されるようになっている。そして、放射線発生装置55は、撮影条件等の情報が送信されてくると放射線源52を起動させるとともに、送信されてきた撮影条件等の情報に基づいて放射線源52に供給する管電圧や管電流を調整する等して放射線源52から照射させる放射線の線量等を調整するようになっている。
また、図16では、放射線技師等が、コンソール58の画面H2上で、放射線源52から照射される放射線の線量等を微調整できるように、画面H2の右側に、照射条件の設定用の表示Iaが表示されるようになっている。そして、表示Ia上の各項目の「+」ボタンや「−」ボタンをクリックすることで、放射線発生装置55の放射線源52の管電圧や管電流、照射時間等の照射条件を微調整することができるようになっている。なお、放射線技師等が、放射線発生装置55を操作する等して直接調整することも可能である。
一方、本実施形態では、指定されたアイコンI(上記の場合はアイコンI2)が目立つようにフォーカスされて表示されるようになっており、フォーカスされているアイコンIに対応する撮影オーダー情報に基づく撮影が行われるようになっている。
なお、アイコンIのフォーカス表示すなわち撮影オーダー情報を指定は、上記のように放射線技師によっても行うことが可能であるが、コンソール58が、現状での放射線源52の状態、すなわち放射線源52がどのブッキー装置51の方を向いているか等を把握してその状態ですぐに行うことができる撮影オーダー情報を選択する等して、いずれかのアイコンIを自動的にフォーカス表示するように構成することも可能である。
また、画面H2の左側には、フォーカス表示されているアイコンIに対応する撮影オーダー情報で指定された撮影部位が、放射線技師等が一目で分かるように表した人体モデルIb上に表示されるようになっている。
一方、本実施形態では、コンソール58は、フォーカスして表示されたアイコンIに対応する撮影オーダー情報に基づく放射線画像撮影が行われ、後述するように放射線画像撮影装置1から間引きデータDtが送信されてくると、それに基づいてプレビュー画像p_preを生成し、生成したプレビュー画像p_preを表示部58a上に表示するようになっている。
そして、本実施形態では、コンソール58は、図17に示すように、送信されてきた間引きデータDtに基づいて生成したプレビュー画像p_preを、当該放射線画像撮影についてフォーカス表示されていた元のアイコンI2の位置に表示するようになっている。なお、図示を省略するが、放射線技師等がプレビュー画像p_preを見易いように、プレビュー画像p_preを画面H2上に拡大して表示するように構成することも可能である。
そして、前述したように、プレビュー画像p_preを見た放射線技師等が、被写体が画像中に適切に撮影されていない等の理由でプレビュー画像p_preを否認し、再撮影を行うと判断した場合には、「NG」ボタンがクリックされる。
本実施形態では、コンソール58は、このようにして表示したプレビュー画像p_preに対して「NG」ボタンがクリックされると、放射線画像撮影装置1に対して中止信号を送信するようになっているが、この点については後で説明する。また、放射線技師が、放射線画像撮影装置1の切替スイッチ38(図1参照)を操作する等して、放射線画像撮影装置1に対して中止信号を直接入力することも可能である。
また、前述したように、プレビュー画像p_preを見た放射線技師等がプレビュー画像p_preを承認して「OK」ボタンをクリックすると、コンソール58は、後述するように放射線画像撮影装置1から間引きデータDtに続いて送信されてきた画像データD等に基づいて放射線画像pを生成するようになっている。
放射線画像pの生成処理では、コンソール58は、送信されてきた画像データD等、すなわち、後述するように送信されてきた間引きデータDtとその後に送信されてくる残りの画像データDから元の各画像データD等を復元し、それらの画像データDに対してゲイン補正やオフセット補正、欠陥画素補正、撮影部位に応じた諧調処理等の処理を行って、最終的な放射線画像pを生成するようになっている。
そして、本実施形態では、コンソール58は、放射線画像pを生成すると、図17に示したように元のアイコンIの位置(この場合はアイコンI2の位置)に表示されているプレビュー画像p_preに代えて、図18に示すように、生成した放射線画像pを表示するようになっている。
そして、放射線画像pを見た放射線技師等が、生成された放射線画像pが正常であると判断して「OK」ボタンをクリックすると、コンソール58は、放射線画像pを確定させて、放射線画像pを撮影オーダー情報に対応付けて、記憶手段59に保存するようになっている。
また、コンソール58は、一連の放射線画像撮影が終了する等した時点で、放射線技師の操作により、各撮影オーダー情報に対応付けられた各放射線画像pの情報等を図示しない医療用画像管理システム(Picture Archiving and Communication System:PACS)等に送信する等の必要な処理を行うようになっている。
[放射線画像撮影装置における放射線の照射開始の検出の制御構成について]
次に、上記のように構成された放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出処理の制御構成について説明する。
本実施形態では、前述したように、放射線画像撮影装置1自体で、放射線発生装置55の放射線源52(図11や図13参照)から放射線が照射されたことを検出するようになっている。以下、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1で行われる放射線の照射開始の検出の仕方について説明する。
なお、本実施形態に係る検出方法は、本発明者らの研究により新たに見出された検出方法であり、前述した特許文献4や特許文献5に記載されているように、装置内に電流検出手段を設けて電流検出手段からの出力値に基づいて放射線の照射開始等を検出する手法は採用されていない。
本発明者らの研究により新たに見出された検出方法としては、例えば、下記の2つの検出方法のいずれかを採用することが可能である。
[検出方法1]
例えば、放射線画像撮影において放射線画像撮影装置1に放射線が照射される前に、リークデータdleakの読み出し処理を繰り返し行うように構成することも可能である。ここで、リークデータdleakとは、図19に示すように、各走査線5にオフ電圧を印加した状態で、オフ状態になっている各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷qの信号線6ごとの合計値に相当するデータである。
そして、リークデータdleakの読み出し処理では、図9に示した各放射線検出素子7のリセット処理や図10に示した画像データDの読み出し処理の場合と異なり、図20に示すように、走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加して各TFT8をオフ状態とした状態で、制御手段22から各読み出し回路17の相関二重サンプリング回路19(図7や図8のCDS参照)にパルス信号Sp1、Sp2を送信するようになっている。
相関二重サンプリング回路19は、制御手段22からパルス信号Sp1が送信されると、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vinを保持する。そして、増幅回路18のコンデンサー18bに各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷qが蓄積されて増幅回路18から出力される電圧値が上昇し、制御手段22からパルス信号Sp2が送信されると、相関二重サンプリング回路19は、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vfiを保持する。
そして、相関二重サンプリング回路19が電圧値の差分Vfi−Vinを算出して出力した値が、リークデータdleakとなる。リークデータdleakが、その後、A/D変換器20でデジタル値に変換されることは、前述した画像データDの読み出し処理の場合と同様である。
ところで、リークデータdleakの読み出し処理のみを繰り返し行うように構成すると、各TFT8がオフ状態のままとなってしまい、各放射線検出素子7内で発生した暗電荷が各放射線検出素子7内に蓄積され続ける状態になってしまう。
そのため、上記のように、放射線画像撮影前に、リークデータdleakの読み出し処理を繰り返し行うように構成する場合には、図21に示すように、各走査線5にオフ電圧を印加した状態で行うリークデータdleakの読み出し処理と、走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して行う各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に繰り返し行うように構成することが望ましい。なお、図21や後述する図22等のTやτについては後で説明する。
このように放射線画像撮影前にリークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に繰り返して行うように構成した場合、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されると、シンチレーター3(図2参照)で放射線から変換された電磁波が、各TFT8に照射される。そして、それにより、各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷q(図21参照)がそれぞれ増加することが本発明者らの研究で分かった。
そして、例えば図22に示すように、放射線画像撮影前にリークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に繰り返して行う場合、図23に示すように、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始された時点で読み出されたリークデータdleakが、それ以前に読み出されたリークデータdleakよりも格段に大きな値になる。
なお、図22および図23では、図22で走査線5のラインL4にオン電圧が印加されてリセット処理が行われた後の4回目の読み出し処理で読み出されたリークデータdleakが、図23の時刻t1におけるリークデータdleakに対応する。また、図22において「R」は各放射線検出素子7のリセット処理を表し、「L」はリークデータdleakの読み出し処理を表す。
そこで、放射線画像撮影装置1の制御手段22で、放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理で読み出されたリークデータdleakを監視するように構成し、読み出されたリークデータdleakが、例えば予め設定された所定の閾値dleak_th(図23参照)を越えた時点で、放射線の照射が開始されたことを検出するように構成することができる。
そして、この場合、制御手段22は、上記のようにして、放射線の照射が開始されたことを検出すると、図22に示したように、その時点で各走査線5へのオン電圧の印加を停止して、ゲートドライバー15bから走査線5の全てのラインL1〜Lxにオフ電圧を印加させ、各TFT8をオフ状態にして、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷を各放射線検出素子7内に蓄積させる電荷蓄積状態に移行させる。
そして、例えば放射線の照射開始を検出してから所定時間が経過した後、制御手段22は、放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理で放射線の照射が開始されたことを検出した時点またはその直前にオン電圧が印加された走査線5(図22の場合は走査線5のラインL4)の次にオン電圧を印加すべき走査線5(図22の場合は走査線5のラインL5)からオン電圧の印加を開始し、各走査線5にオン電圧を順次印加させて、本画像としての画像データDの読み出し処理を行うように構成される。
なお、図22では、本画像としての画像データDの読み出し処理を、放射線の照射開始を検出した時点でオン電圧が印加された走査線5のラインLnの次にラインLn+1からオン電圧の印加を開始して行う場合を示したが、例えば、走査線5の最初のラインL1等からオン電圧の印加を開始して画像データDの読み出し処理を行うように構成することも可能である。
[検出方法2]
また、上記の検出方法1のように、放射線画像撮影前にリークデータdleakの読み出し処理を行うように構成する代わりに、放射線画像撮影前に、図24に示すように、走査駆動手段15のゲートドライバー15bから走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7からの画像データdの読み出し処理を繰り返し行うように構成することも可能である。
なお、前述したように、撮影直後に行われる上記の本画像としての画像データDと区別して、以下、この放射線画像撮影前に放射線の照射開始の検出用に読み出される画像データを、照射開始検出用の画像データd(或いは単に画像データd)という。
また、照射開始検出用の画像データdの読み出し処理における読み出し回路17の増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cのオン/オフや、相関二重サンプリング回路19へのパルス信号Sp1、Sp2の送信等は、図25に示すように、図10に示した画像データDの読み出し処理における処理と同様に行われる。なお、図25等におけるTやΔTについては後で説明する。
上記のように放射線画像撮影前に照射開始検出用の画像データdの読み出し処理を行うように構成した場合、図26に示すように、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されると、その時点で読み出された画像データd(図26では走査線5のラインLnにオン電圧が印加されて読み出された画像データd)が、前述した図23に示したリークデータdleakの場合と同様に、それ以前に読み出された画像データdよりも格段に大きな値になる。
そこで、放射線画像撮影装置1の制御手段22で、放射線画像撮影前の読み出し処理で読み出された画像データdを監視するように構成し、読み出された画像データdが予め設定された所定の閾値dthを越えた時点で、放射線の照射が開始されたことを検出するように構成することができる。
そして、この場合、制御手段22は、上記のようにして、放射線の照射が開始されたことを検出すると、図26に示すように、その時点で各走査線5へのオン電圧の印加を停止して、ゲートドライバー15bから走査線5の全てのラインL1〜Lxにオフ電圧を印加させ、各TFT8をオフ状態にして、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷を各放射線検出素子7内に蓄積させる電荷蓄積状態に移行させる。
そして、例えば放射線の照射開始を検出してから所定時間が経過した後、制御手段22は、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理で放射線の照射が開始されたことを検出した時点またはその直前にオン電圧が印加された走査線5(図26の場合は走査線5のラインLn)の次にオン電圧を印加すべき走査線5(図26の場合は走査線5のラインLn+1)からオン電圧の印加を開始し、各走査線5にオン電圧を順次印加させて、本画像としての画像データDの読み出し処理を行うように構成される。
なお、図26に示した場合においても、本画像としての画像データDの読み出し処理を、例えば走査線5の最初のラインL1等からオン電圧の印加を開始して行うように構成することが可能である。また、図26中のΔTやτについては以下で説明する。
[検出感度を向上させるための処理について]
また、上記の検出方法1において、放射線画像撮影前の各放射線検出素子7のリセット処理で、ある走査線5に対するオン電圧の印加を開始してから次の走査線5に対するオン電圧の印加を開始するまでの周期τ(図21や図22等参照)を長くして、リークデータdleakの読み出し処理において制御手段22から送信する2回のパルス信号Sp1、Sp2の送信間隔Tを長くすると、1回のリークデータdleakの読み出し処理で読み出されるリークデータdleakの値が大きくなる。そのため、放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出感度が向上する。
また、上記の検出方法2において、放射線画像撮影前の照射開始検出用の画像データdの読み出し処理において、各TFT8をオン状態とする時間ΔT(図25や図26参照)、すなわち走査駆動手段15のゲートドライバー15bから走査線5にオン電圧を印加してからオフ電圧に切り替えるまでの時間ΔT(以下、オン時間ΔTという。)を長くすると、1回の画像データdの読み出し処理で読み出される画像データdの値が大きくなる。そのため、やはり放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出感度が向上する。
なお、この場合も、ある走査線5に対するオン電圧の印加を開始してから次の走査線5に対するオン電圧の印加を開始するまでの周期τ(図26参照)や、制御手段22から送信する2回のパルス信号Sp1、Sp2の送信間隔T(図25参照)が長くなる。
このように、上記の検出方法1や検出方法2を採用する場合には、放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出感度を向上させるために、放射線画像撮影前の各放射線検出素子7のリセット処理や照射開始検出用の画像データdの読み出し処理における上記の周期τや、制御手段22から送信する2回のパルス信号Sp1、Sp2の送信間隔T、或いはオン時間ΔTを長くする等の処理が適宜行われる。
[改良された放射線の照射開始の検出方法について]
ところで、上記の検出方法1、2は、以下のように改良することができる。なお、以下では、前述した検出方法1、すなわち放射線画像撮影前にリークデータdleakの読み出し処理および各放射線検出素子7のリセット処理を交互に行い、読み出したリークデータdleakに基づいて放射線の照射開始を検出する場合について説明するが、上記の検出方法2についても同様にあてはまる。
上記の検出方法1を採用して放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射開始を検出するように構成する場合、放射線画像撮影装置1の検出部P(図4や図7等参照)には、通常、数千本から数万本の信号線6が配線されており、各信号線6にそれぞれ読み出し回路17が設けられているため、1回のリークデータdleakの読み出し処理で読み出されるリークデータdleakの数は、数千個から数万個の数になる。
そして、それらの全てのリークデータdleakについて、上記のように閾値を越えたか否かを判断する処理を各読み出し処理ごとに行うように構成すると、処理が非常に重くなり、リアルタイムで放射線の照射開始を検出することができなくなる虞れがある。そこで、以下のような検出手法を採用することが可能である。
[検出手法A]
読み出しIC16(図7参照)内には、例えば、128個や256個等の所定個数の読み出し回路17が形成されて内蔵されている。すなわち、1個の読み出しIC16には、128本や256本等の信号線6が接続されている。そして、1回のリークデータdleakの読み出し処理で、1個の読み出しIC16から各信号線6ごとに128個や256個のリークデータdleakが読み出される。
いま、仮に信号線6が8192本設けられており、1個の読み出しIC16に256個の読み出し回路17が内蔵されている(すなわち1個の読み出しIC16に256本の信号線6が接続されている)とすると、読み出しIC16の数は、全部で8192÷256=32個になる。
そこで、例えば、1回のリークデータdleakの読み出し処理で1つの読み出しIC16から出力されたリークデータdleakの平均値や合計値、中間値、最大値等(以下、これらをまとめて統計値という。)を算出し、各読み出しIC16について算出したリークデータdleakの統計値dleak_st(z)が、それぞれ閾値を越えたか否かを判断するように構成することが可能である。
なお、統計値dleak_st(z)中のzは、読み出しIC16の番号であり、上記の例では、読み出しIC16は32個設けられているため、zは1から32までの値をとる。
このように構成すれば、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、上記の例で言えば、1回のリークデータdleakの読み出し処理で読み出される8192個のリークデータdleakについて各々閾値を越えたか否かを判断する必要がなくなり、各読み出しIC16から出力されたリークデータdleakの32個の統計値dleak_st(z)について閾値を越えたか否かを判断するだけで済む。そのため、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射開始の判断処理が軽くなる。
[検出手法B]
また、さらに判断処理を軽くするために、制御手段22で、1回のリークデータdleakの読み出し処理で各読み出しIC16から出力されたリークデータdleakから算出した32個の統計値dleak_st(z)の中から最大値を抽出し、リークデータdleakの統計値dleak_st(z)の最大値が閾値を越えたか否かを判断するように構成することも可能である。
また、図27に示すように、検出部P(図4や図7等参照)が例えば4つの領域Pa〜Pdに分割されており、32個の読み出しIC16が32÷4=8個ずつ各領域Pa〜Pdに割り当てられているような場合がある。
このような場合には、各領域Pa〜Pdごとに、1回のリークデータdleakの読み出し処理で各読み出しIC16から出力されたリークデータdleakから算出した8個の統計値dleak_st(z)の中から最大値を抽出し、リークデータdleakの統計値dleak_st(z)の最大値が閾値を越えたか否かを判断するように構成することも可能である。
なお、図27では、走査駆動手段15や走査線5等の記載が省略されている。また、図27では簡略化して示したが、実際には、各読み出しIC16にはそれぞれ256本等の信号線6が接続されている。
しかし、上記のように構成する場合、各読み出しIC16内の各読み出し回路17ごとの検出感度が問題になる場合があり得る。各読み出し回路17(図7等参照)の検出感度は、通常、各読み出し回路17ごとに異なる。
すなわち、各放射線検出素子7から信号線6にリークする電荷qの合計値(図19参照)が信号線6ごとに同じであったとしても、他の読み出し回路17よりも常に大きな値のリークデータdleakを読み出す読み出し回路17もあれば、他の読み出し回路17よりも常に小さな値のリークデータdleakを読み出す読み出し回路17もある。
このような状況において、例えば図28に示すように、放射線画像撮影装置1に対して放射線が、検出部Pの中央部分に照射野Fが絞られた状態で照射され、他の読み出し回路17よりも常に大きな値のリークデータdleakを読み出す読み出し回路17に接続されている信号線6aが照射野F外に存在する場合を考える。
この場合、図29に示すように、照射野F内に存在する信号線6に接続されている読み出し回路17を含む読み出しIC16γから出力されたリークデータdleakの統計値dleak_st(z)(図中のγ参照)が放射線の照射により上昇しても、照射野F外に存在する信号線6aに接続されている読み出し回路17を含む読み出しIC16δから出力されたリークデータdleakの統計値dleak_st(z)(図中のδ参照)を越えない場合が生じ得る。
そして、このような場合、1回のリークデータdleakの読み出し処理で各読み出しIC16から出力されたリークデータdleakから算出した各統計値dleak_st(z)の中から最大値を抽出すると、図中δで示されたリークデータdleakの統計値dleak_st(z)が抽出されるが、抽出されたリークデータdleakの統計値dleak_st(z)は放射線の照射によっても変動しないため、結局、閾値を越えなくなり、放射線の照射を検出することができなくなってしまう。
そこで、このような問題を回避するために、例えば、各読み出し処理ごとに各読み出しIC16から出力されたリークデータdleakの統計値dleak_st(z)の移動平均(Moving Average)dlst_ma(z)を、読み出しIC16ごとに算出するように構成することが可能である。なお、移動平均dlst_ma(z)の算出手法としては、単純移動平均や加重移動平均、或いは指数移動平均等の公知の手法を用いることが可能である。
具体的には、リークデータdleakの読み出し処理の際に読み出しIC16から出力されるリークデータdleakの統計値dleak_st(z)を算出するごとに、図30に示すように、当該読み出し処理の直前の読み出し処理を含む所定回数(例えば10回)分の過去の各読み出し処理の際に算出された、読み出しIC16ごとのリークデータdleakの統計値dleak_st(z)の平均(すなわち移動平均dlst_ma(z))を算出するように構成する。
そして、下記(1)式に従って、読み出しIC16ごとに、今回の読み出し処理で算出したリークデータdleakの統計値dleak_st(z)と、算出した移動平均dlst_ma(z)との差分Δd(z)を算出するように構成することが可能である。
Δd(z)=dleak_st(z)−dlst_ma(z) …(1)
そして、制御手段22で、1回のリークデータdleakの読み出し処理で読み出しIC16から出力されたリークデータdleakから算出した統計値dleak_st(z)と、それぞれに対応する移動平均dlst_ma(z)との差分Δd(z)を、各読み出しIC16ごとにそれぞれ算出し、算出した差分Δd(z)(上記の例では32個や8個等の差分Δd(z))の中から最大値Δdmaxを抽出し、差分Δd(z)の最大値Δdmaxが閾値を越えたか否かを判断するように構成することが可能である。
このように構成すれば、読み出しIC16内に設けられた読み出し回路17ごとに検出感度にばらつきがあったとしても、同じ読み出しIC16において同じ検出感度で読み出されたリークデータdleakの統計値dleak_st(z)と移動平均dlst_ma(z)との差分Δd(z)を算出することで、読み出しIC16ごとの検出感度によるばらつきが相殺される。
すなわち、図29に示したように各読み出しIC16ごとに検出感度にばらつきがあったとしても、図31に示すように、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されない限り、上記の読み出しIC16γ、16δを含むいずれの読み出しIC16においても、算出される差分Δd(z)の値がほぼ0になる(図31における放射線の照射開始前のγ、δ参照)。
そのため、上記差分Δd(z)が、読み出しIC16ごとに、純粋にリークデータdleakの統計値dleak_st(z)が過去のデータから増加したか否かのみを反映する値になり、それに基づいて放射線の照射開始を検出するように構成することで、図29に示したような問題が発生することを的確に防止することが可能となる。
本実施形態では、この検出手法Bを採用し、制御手段22は、放射線画像撮影前に行うリークデータdleakの読み出し処理において、読み出しIC16から出力されたリークデータdleakから算出した統計値dleak_st(z)と、それぞれに対応する移動平均dlst_ma(z)との差分Δd(z)を、各読み出しIC16ごとにそれぞれ算出する。
そして、算出した差分Δd(z)(上記の例では32個の差分Δd(z)、或いは図27の場合には検出部Pの各領域Pa〜Pdごとの8個の差分Δd(z))の中から最大値Δdmaxを抽出する。そして、差分Δd(z)の最大値Δdmaxが、閾値Δdthを越えたか否かを判断するようになっている。
このように構成すると、放射線画像撮影装置1に放射線が照射される以前は、図31に示したように、いずれの読み出しIC16においても算出される差分Δd(z)の値がほぼ0になるため、各読み出しIC16ごとに算出した差分Δd(z)の最大値Δdmaxは、図32に示すようにほぼ0に近い値になる(図中の時刻T1以前参照)。
そして、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されると(図中の時刻T1参照)、いずれかの読み出しIC16(或いは全ての読み出しIC16)において、それまでの例えば過去10回分の読み出しIC16ごとのリークデータdleakの統計値dleak_st(z)の移動平均dlst_ma(z)(図30参照)よりも、今回の読み出し処理で読み出されたリークデータdleakの統計値dleak_st(z)が格段に大きくなる。
そのため、上記(1)式に従って差分Δd(z)を算出すると、差分Δd(z)が格段に大きくなる読み出しIC16が現れる。そして、図32に示すように、差分Δd(z)の最大値Δdmaxが確実に閾値Δdthを越えるようになるため、制御手段22は、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されたことを的確に検出することが可能となる。
なお、放射線の照射開始の検出処理において、上記のように差分Δd(z)の最大値Δdmaxだけでなく最小値Δdminも算出するように構成し、差分Δd(z)の最大値Δdmaxと最小値Δdminとの差が閾値を越えたか否かを判断するように構成する等の更なる改良を加えることも可能である。
さらに、各読み出しIC16ごとのリークデータdleakの統計値dleak_st(z)を算出せず、例えば上記の検出方法1のように各読み出し回路17から読みされたリークデータdleak自体に基づいて放射線の照射開始を検出するように構成する場合において、各読み出し回路17ごとにリークデータdleakの移動平均dleak_maを算出し、上記(1)式と同様に、各回の読み出し処理ごとに、読み出したリークデータdleakと移動平均dleak_maとの差分Δdを算出するように構成することも可能である。
このように構成する場合、これらの差分Δdや、それらの差分Δdの中から抽出された最大値Δdmaxに基づいて放射線の照射開始を検出するように構成される。
[画像データDの読み出し処理後の各処理について]
ところで、放射線の照射開始を検出した時点で各走査線5へのオン電圧の印加を停止して電荷蓄積状態に移行させ、その後、本画像としての画像データDの読み出し処理を行うように構成されることは前述した通りである(図22や図26等参照)。
そして、本実施形態では、上記のようにして画像データDの読み出し処理を終了すると、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、コンソール58に対して間引きデータDtを送信するようになっている。間引きデータDtは、例えば、以下のようにして抽出されるようになっている。
例えば図33に示すように、放射線画像撮影装置1の検出部P(図4や図7参照)のn行、m列目の放射線検出素子7(n,m)から読み出された画像データDをD(n,m)で表すとすると、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、読み出した画像データD(n,m)の中から、例えば図中に斜線を付して示すように予め所定本数(図33の場合は4本)の走査線5の各ラインL1〜Lxごとに1本の割合で指定された走査線5に接続されている各放射線検出素子7から読み出された画像データD(n,m)を抽出して、間引きデータDtとする。
そして、制御手段22は、このようにして抽出した間引きデータDtをコンソール58に送信するようになっている。そして、前述したように、コンソール58で、これらの送信されてきた間引きデータDtに基づいて表示部58a上にプレビュー画像p_pre(図17参照)が表示される。
なお、間引きデータDtの抽出の仕方は、これに限定されず、図示を省略するが、例えば、4×4画素すなわち4行4列の計16個の放射線検出素子7(n,m)から読み出された16個の画像データD(n,m)の中から1個の割合で画像データDを抽出する等して間引きデータDtを抽出するように構成することも可能である。
一方、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、画像データDの読み出し処理を終了して間引きデータDtのコンソール58への送信が終了すると、続いて、オフセットデータOの読み出し処理を行うようになっている(後述する図34参照)。
このオフセットデータOの読み出し処理は、画像データDに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分を、各放射線検出素子7ごとにオフセットデータOとして読み出す処理である。図示を省略するが、オフセットデータOの読み出し処理は、例えば、図22や図26等に示した画像データDの読み出し処理までの処理シーケンスと同じ処理シーケンスを繰り返すようにして行われる。なお、その場合、放射線画像撮影装置1に放射線は照射されない。
そして、オフセットデータOの読み出し処理が終了すると、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、上記の間引きデータDt以外の残りの画像データDと、オフセットデータOの読み出し処理で読み出したオフセットデータOをコンソール58に送信するようになっている。
そして、前述したように、コンソール58で、放射線画像撮影装置1から送信されてきた間引きデータDtと、その後に送信されてきた残りの画像データDから元の各画像データDが復元され、それらの画像データDとオフセットデータOに基づいて最終的な放射線画像p(図18参照)が生成される。
[本発明に特有な制御構成について]
次に、以上のような放射線画像撮影システム50や放射線画像撮影装置1の構成の下での本発明に特有の制御構成について説明する。また、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50や放射線画像撮影装置1の作用についてもあわせて説明する。
本実施形態では、上記のように、放射線画像撮影前に、リークデータdleakの読み出し処理や照射開始検出用の画像データdの読み出し処理が行われ、読み出されたリークデータdleakや照射開始検出用の画像データd、或いは上記のようにそれらの値に基づいて算出される値に基づいて、放射線画像撮影装置1自体で、放射線源52から放射線の照射が開始されたことを検出するようになっている。
しかし、前述したように、リークデータdleakや照射開始検出用の画像データdの読み出し処理を行うために各読み出し回路17(図7や図8等参照)で読み出し動作を行うと、電力の消費量が比較的大きくなる場合があり、そのために、放射線画像撮影装置1に内蔵されたバッテリー24(図2や図7参照)の消耗度合が大きくなってしまう虞れがある。
そこで、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50では、図34に示すように、放射線画像撮影前に、第1トリガー入力手段から、放射線画像撮影装置1に対して、各放射線検出素子7のリセット処理を開始させるためのトリガーとなる信号(以下、第1信号という。)を入力し、放射線画像撮影装置1に、まず、各放射線検出素子7のリセット処理を行わせるようになっている。
そして、その後で、第2トリガー入力手段から、放射線画像撮影装置1に対して、制御手段22に放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理や照射開始検出用の画像データdの読み出し処理を開始させるためのトリガーとなる信号(以下、第2信号という。)を入力し、放射線画像撮影装置1に、放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理や照射開始検出用の画像データdの読み出し処理を開始させるようになっている。
以下、具体的に説明する。上記の第1トリガー入力手段としては、例えば、放射線画像撮影装置1に設けられている電源スイッチ37(図1参照)を第1トリガー入力手段とすることが可能である。この場合、例えば、放射線技師が放射線画像撮影装置1の電源スイッチ37を操作して放射線画像撮影装置1の電源をオンした時点で、電源スイッチ37から放射線画像撮影装置1の制御手段22に第1信号を入力することで、制御手段22が各放射線検出素子7のリセット処理を開始させるように構成することが可能である。
また、放射線画像撮影装置1の電源をオンした時点では、各放射線検出素子7のリセット処理を開始させず、例えば、放射線技師が、既に電源をオンされている放射線画像撮影装置1を患者の身体にあてがう等する際に切替スイッチ38(図1参照)を操作した時点で、切替スイッチ38から放射線画像撮影装置1の制御手段22に第1信号を入力するように構成することも可能である。この場合、切替スイッチ38が第1トリガー入力手段として機能することになる。
さらに、図35に示すように、例えば、放射線技師Eに、放射線画像撮影装置1の制御手段22に第1信号を送信して入力することが可能な携帯端末60を携帯させ、放射線技師Eが適宜のタイミングで携帯端末60を操作して、携帯端末60から放射線画像撮影装置1の制御手段22に第1信号を入力するように構成することも可能である。この場合、携帯端末60が第1トリガー入力手段として機能することになる。
本実施形態では、コンソール58(図11や図13参照)が、第1トリガー入力手段として機能するように構成されている。そして、第1トリガー入力手段として機能するコンソール58は、前述したように、画面H2上でアイコンI(図16参照)が指定されて撮影オーダー情報が指定されると、放射線画像撮影装置1の制御手段22に対して第1信号を送信して入力するようになっている。
この場合、コンソール58の画面H2上で、指定されるアイコンIが変更されて別のアイコンIが指定され、先に指定された撮影オーダー情報とは別の撮影オーダー情報が指定されると、その段階で、コンソール58から放射線画像撮影装置1の制御手段22に対して第1信号が送信されて入力される。
そして、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、先に送信されて入力された第1信号をトリガーとして既に各放射線検出素子7のリセット処理を開始しており、上記のようにしてその後で第1信号が再度送信されて入力された場合には、既に開始している各放射線検出素子7のリセット処理を継続するようになっている。
上記のようにして入力された第1信号をトリガーとして開始される各放射線検出素子7のリセット処理は、例えば図21や図22に示したリークデータdleakの読み出し処理と交互に行われる各放射線検出素子7のリセット処理のように、周期τが長周期とされたリセット処理である必要はなく、例えば図36に示すように、ある走査線5に対するオン電圧の印加を開始してから次の走査線5に対するオン電圧の印加を開始するまでの周期τが短周期とされたリセット処理が行われる。
すなわち、この場合の各放射線検出素子7のリセット処理は、短い周期τで各走査線5へのオン電圧の印加を順次繰り返して行われるようになっている。このように構成すると、各放射線検出素子7内に残存している電荷をより的確に各放射線検出素子7内から除去することができるためである。
そして、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、各放射線検出素子7のリセット処理を行っている時点で、第2トリガー入力手段から第2信号が入力されると、前述した放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理や照射開始検出用の画像データdの読み出し処理を開始させるようになっている。
この場合、リークデータdleakの読み出し処理やそれと交互に行われる各放射線検出素子7のリセット処理や、照射開始検出用の画像データdの読み出し処理では、上記のように、周期τや2回のパルス信号Sp1、Sp2の送信間隔T(図21や図22、図25、図26参照)や各TFT8のオン時間ΔT(図25や図26参照)が長くされ、放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出感度の向上が図られることは前述した通りである。
第2トリガー入力手段としては、前述した放射線画像撮影装置1の切替スイッチ38や携帯端末60を用いることが可能であり、放射線技師Eがそれらを操作することで、放射線画像撮影装置1の制御手段22に対して第2信号を入力するように構成することが可能である。
また、放射線技師Eが、コンソール58を操作したり(すなわちコンソール58の入力手段であるマウスやキーボード等を操作したり)、或いはコンソール58に接続された、より簡単に操作できる例えば押しボタン状等のスイッチ等を用い、それらが操作されるとコンソール58から放射線画像撮影装置1の制御手段22に第2信号を送信して入力するように構成することも可能である。
この場合、コンソール58やコンソール58に接続されたスイッチが、第2トリガー入力手段として機能することになる。なお、コンソール58に接続されたスイッチ61を、例えば図37に示すように、放射線発生装置55の曝射スイッチ56と並設するように設けることも可能である。
この場合、放射線技師Eは、放射線画像撮影装置1に放射線を照射させるために曝射スイッチ56を操作する前に、第2トリガー入力手段としてのスイッチ61を押下するように用いられる。そして、放射線技師Eがスイッチ61を押下することで、放射線画像撮影装置1がコンソール58から第2信号を受信してリークデータdleakの読み出し処理等を開始し、その後、放射線技師Eが曝射スイッチ56を操作して放射線画像撮影装置1に放射線を照射することで、放射線画像撮影装置1が放射線の照射開始を的確に検出できるようになる。
また、図12(A)〜(C)に示したように、放射線発生装置55の曝射スイッチ56が上記のように1段目の操作(図12(B)参照)を経た後、2段目の操作(図12(C)参照)が行われて初めて放射線源52から放射線が照射されることを利用して、第2トリガー入力手段として、例えば図38(A)に示すように、曝射スイッチ56に、少なくとも曝射スイッチ56に対する1段目の操作が行われたことを検出する検出手段62を設けるように構成することが可能である。
検出手段62は、例えば、図38(A)に示すように略L字状に形成された取付片62aを備え、取付片62aの一端E1側が曝射スイッチ56の第1ボタン56bの先端部に取り付けられる。そのため、取付片62aは、第1ボタン部56bの移動に伴って自らも同じ方向に移動する。また、取付片62aの他端E2側には、それを覆うカバー部62bと、発光素子62c1と受光素子62c2とを備える検出部62cが設けられている。
そして、検出部62cの発光素子62c1と受光素子62c2は、曝射スイッチ56の第1ボタン56bが押下されない状態では、検出部62cの発光素子62c1から発光された光が受光素子62c2で受光されるが、図38(B)に示すように、第1ボタン56bが押下されて取付片62aが移動すると、取付片62aの他端E2により発光素子62c1から発光した光が遮断されるような位置に配置されている。
そして、受光素子62c2は、発光素子62c1から発光された光が受光されなくなると、信号を発信するようになっている。そして、検出手段62は、受光素子62c2が信号を発信すると、例えば中継器54(図11や図13参照)を介して放射線画像撮影装置1に第2信号を直接送信し、或いはコンソール58を介して放射線画像撮影装置1に第2信号を送信するように構成することが可能である。
放射線発生装置55は、一般的には、放射線技師Eにより、曝射スイッチ56の第1ボタン56bが押下された後(前述したようにこの時点で放射線源52が起動される。)、1秒程度の時間が経過してから第2ボタン56cが押下されることにより、放射線源52から放射線を照射させる。また、放射線技師Eにより、第1ボタン56bと第2ボタン56cが連続して(すなわち同時に)押下された場合には、それらが押下された後(この時点で放射線源52が起動。)、1秒程度が経過してから放射線源52から放射線を照射させる。
つまり、一般的な放射線発生装置55では、曝射スイッチ56の第1ボタン56bが押下されて曝射スイッチ56に対する1段目の操作が行われてから、少なくとも1秒程度の時間が経過した後で、放射線源52から放射線が照射されるように構成されている場合が多い。
そこで、上記のように構成することにより、先に第1信号を受信して各放射線検出素子7のリセット処理を開始している放射線画像撮影装置1に対して、曝射スイッチ56の第1ボタン56bが押下されて曝射スイッチ56に対する1段目の操作が行われた時点で、検出手段62がそれを検出して放射線画像撮影装置1に第2信号を送信する。
放射線画像撮影装置1は、第2信号を受信すると、リークデータdleakの読み出し処理等を開始して、放射線の照射開始の検出処理に移行する。そして、少なくとも1秒程度の時間が経過した時点で、放射線源52から放射線が照射されるため、放射線画像撮影装置1はそれを的確に検出することが可能となる。
なお、以上では、放射線画像撮影装置1に対して、第1トリガー入力手段から第1信号を入力して各放射線検出素子7のリセット処理を開始させた後、第2トリガー入力手段から第2信号を入力してリークデータdleakや照射開始検出用の画像データdの読み出し処理等を行わせるように構成する場合について説明した。
しかし、その代わりに、例えば図39に示すように、放射線画像撮影装置1の制御手段22が、第1トリガー入力手段からの第1信号を受信して各放射線検出素子7のリセット処理を開始させた後、所定の時間が経過した時点で、自動的に放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理等を開始させて検出処理を開始させるように構成することも可能である。このように構成すれば、第2トリガー入力手段を設ける必要がなくなるといったメリットがある。
以上のように構成すると、図34に示したように、放射線画像撮影前に第1トリガー入力手段から放射線画像撮影装置1に対して第1信号が入力されて、放射線画像撮影装置1で、まず、各放射線検出素子7のリセット処理が開始される。そして、その後で、第2トリガー入力手段から第2信号が入力された時点、或いは、第1信号が入力されてから所定の時間が経過した時点で、放射線画像撮影装置1に、放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理や照射開始検出用の画像データdの読み出し処理を開始させて、放射線の照射開始の検出処理を行わせることが可能となる。
そのため、放射線源52から放射線画像撮影装置1に放射線が照射される前に、的確に放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理等が開始され、放射線画像撮影装置1自体で的確に放射線の照射開始を検出することが可能となる。
また、図40に示すように、放射線画像撮影装置1の電源スイッチ37(図1参照)が操作させる等して放射線画像撮影装置1に最初の信号が入力された時点から放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理等を開始させて放射線の照射開始の検出処理を行わせるように構成すると、前述したように、各読み出し回路17での読み出し動作で比較的大きな電力が消費されてしまう。
しかし、図34や図39に示したように、最初の第1信号が入力された時点で、まず、各放射線検出素子7のリセット処理を開始させ、その後、第2信号が入力された時点で検出処理を開始するように構成すれば、各放射線検出素子7のリセット処理では、各読み出し回路17では読み出し動作が行われないため、電力の消費量を低減させることが可能となる。
そのため、放射線の照射開始の検出処理における電力消費を抑制することが可能となり、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1のように、バッテリー24(図7等参照)を内蔵する場合には、バッテリー24が必要以上に消耗することが的確に防止される。そして、バッテリー24に対する1回の充電あたりの撮影効率をより向上させることが可能となる。
ところで、前述したように、例えば図16に示したようにコンソール58の画面H2上に表示されたプレビュー画像p_preを見た放射線技師によりプレビュー画像p_preが否認され(すなわち承認されず)、「NG」ボタンがクリックされた場合には、例えば図34や図39に示したように、その後のオフセットデータOの読み出し処理や残りの画像データD等の送信等の一連の処理を行う必要がなくなる。
そして、それらの一連の処理を行うよりも、寧ろそれらの一連の処理を中止して、放射線画像撮影前の状態に戻すように構成する方が、再撮影をより速やかに行うことが可能となり好ましい。また、不要な一連の処理を行って電力を無駄に消費することを防止することも可能となり、電力消費を抑制するという本発明の目的にも適うものとなる。
そこで、例えば、上記のように、放射線技師によりプレビュー画像p_preを否認する処理が行われた場合、すなわち本実施形態では「NG」ボタンがクリックされた場合には、コンソール58から放射線画像撮影装置1の制御手段22に対して中止信号を送信するように構成することが可能である。
或いは、放射線技師が、例えば放射線画像撮影装置1の切替スイッチ38(図1参照)を操作して、放射線画像撮影装置1の制御手段22に中止信号を入力するように構成することも可能である。
そして、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、中止信号を受信すると、上記のように画像データDの読み出し処理後の一連の処理を中止して、例えば、第1トリガー入力手段からの第1信号を受信する前の状態(すなわち図34や図39の左端のリセット処理以前の状態)に戻るように構成することが可能である。
このように構成する場合、例えば再撮影を行う場合には、第1トリガー入力手段による放射線画像撮影装置1に対する第1信号の入力処理から一連の処理が再開される。
また、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、中止信号を受信すると、上記のように画像データDの読み出し処理後の一連の処理を中止して、例えば、第1トリガー入力手段からの第1信号を受信した後の各放射線検出素子7のリセット処理を行う状態に戻るように構成することも可能である。
このように構成する場合には、放射線画像撮影装置1では各放射線検出素子7のリセット処理が自動的に再開されるため、第2トリガー入力手段による放射線画像撮影装置1に対する第2信号の入力処理から一連の処理が再開される。
また、図39に示したように一連の処理を行うように構成されている場合には、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、中止信号を受信すると、各放射線検出素子7のリセット処理を自動的に再開させた後、所定の時間が経過した時点で、自動的に放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理等を開始させるようになる。
そして、このように構成することで、いずれの場合においても、再撮影を速やかに行うことが可能となるとともに、不要な一連の処理を行って電力を無駄に消費することを防止することも可能となり、バッテリー24の電力消費を抑制することが可能となる。
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50や放射線画像撮影装置1によれば、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、コンソール58等の第1トリガー入力手段から第1信号を受信すると、それをトリガーとして各放射線検出素子7のリセット処理を開始させる。
また、その後、コンソール58等の第2トリガー入力手段から第2信号を受信すると、それをトリガーとして放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理や照射開始検出用の画像データdの読み出し処理を開始させて、放射線の照射開始の検出処理を行うように構成した。
このように構成すると、各放射線検出素子7のリセット処理の際には、各読み出し回路17では読み出し動作が行われないため、読み出し動作を伴うリークデータdleakや照射開始検出用の画像データdの読み出し処理を行う場合よりも電力の消費量が小さい。そのため、例えば図40に示したように最初からリークデータdleakの読み出し処理等を行って放射線の照射開始の検出処理を行うように構成する場合に比べて、電力の消費量を低減させることが可能となる。
そのため、放射線の照射開始の検出処理における電力消費を抑制することが可能となり、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1のように、バッテリー24(図7等参照)を内蔵する場合には、バッテリー24が必要以上に消耗することが的確に防止される。そして、バッテリー24に対する1回の充電あたりの撮影効率をより向上させることが可能となる。
また、放射線画像撮影装置1に対して放射線源52から放射線を照射させる前に、第2トリガー入力手段から放射線画像撮影装置1の制御手段22に第2信号が入力され、リークデータdleakの読み出し処理等が開始されるため、読み出されたリークデータdleak等に基づいて、放射線画像撮影装置1自体で放射線の照射開始を的確に検出することが可能となる。
なお、上記の実施形態では、第1トリガー入力手段や第2トリガー入力手段として種々の装置や部材(スイッチ等)を用いる構成例を示したが、第1トリガー入力手段や第2トリガー入力手段の形態は、これらの構成例に限定されない。
図示を省略するが、例えば図12(A)等に示した曝射スイッチ56は、通常、それが操作されない状態では、放射線発生装置55(図11や図13参照)や操作卓57(図11参照)に設けられたホルダに収納されている。
そこで、例えば、第2トリガー入力手段として、放射線技師が曝射スイッチ56を操作して放射線源52から放射線を照射させるために曝射スイッチ56をホルダから取り出したことを検知する検知手段をこのホルダに設け、検知手段から直接或いはコンソール58を介して放射線画像撮影装置1に第2信号を送信するように構成することも可能である。
このように、第1トリガー入力手段や第2トリガー入力手段は、上記の実施形態で例示した構成以外の装置や部材等を用いて構成することが可能である。
また、本発明が上記の実施形態に限定されず、適宜変更可能であることは言うまでもない。