JP5936590B2 - 放射線撮像装置、放射線撮影システム、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像作成の複数画素から構成される固体撮像素子を使用し、特にケーブルレス撮像部を用いたＸ線撮像装置及びこれらの通信方法に関するものである。

従来のＸ線撮像装置では、Ｘ線源から医療患者のような被分析対象を通してＸ線ビームを投射し、Ｘ線ビームが被検体を通過した後に、スクリーンフィルムカセッテ、フィルムオートチェンジャ、ＣＲ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）などにより撮像される。

民生機器においては、カメラはアナログフィルムカメラからディジタルカメラへの過渡期にある。Ｘ線写真においても、ＦＰＤを用いた高分解能の固体Ｘ線検出器が提案されており、これは各次元に３０００〜４０００個のフォトダイオードなどに代表される検出素子を用いた二次元アレーで構成されている。各素子は検出器に投射されるＸ線像の画素輝度に対応する電気信号を作成する。各検出素子からの信号は個別に読み出されてディジタル化され、その後に画像処理、記憶及び表示される。

しかしながら、ＦＰＤを用いたＸ線ディジタル撮像装置は、その原理上、民生機器のように結像光学系を用いた小型化が難しく、Ｘ線スクリーンフィルムカセッテのように、例えば特開平６−３４２０９９号公報などに提案されている小型、薄型化は難しい。しかしながら、薄型化、高信頼性技術の向上に伴い、その実現が可能となりつつある。

このようにスクリーンフィルムカセッテのようなワイヤレス薄型化Ｘ線撮像装置の使用に当たり、従来のワイヤードＸ線撮像装置では問題とならなかった複数のＸ線撮像部の固体識別、Ｘ線同期、画像転送などの点が新たに問題点として取り上げられる。

複数個のＸ線撮像部が存在し、操作者が種々のＸ線撮影室間を行き来しながら撮影するような場合に、Ｘ線発生装置との同期等を対象Ｘ線撮像部と間違えることなく、的確にＸ線撮像部の固体識別を行う必要がある。

従来から使われているＸ線撮像部の独特なシリアルナンバで、固体を単に識別するシステムでは、複数のＸ線発生装置から同じＸ線撮像部への呼びかけに応じてしまう等の問題が発生することがある。

本発明の目的は、複数又は複数種のケーブルレスディジタルＸ線検出手段を使用する際の同期の取り方や、Ｘ線撮像システムとの通信の仕方を容易にするＸ線撮像装置及びこれらの通信方法を提供することにある。

そこで本発明の実施形態に係る放射線撮像装置は、スイッチの押下に応じて放射線発生部から発生される放射線を検出することにより放射線画像を得る放射線センサと、放射線撮影を制御する制御部と無線で通信する通信手段と、放射線画像を複数記憶可能なメモリと、を有し、前記放射線撮影が実行される前の前記制御部に対する操作入力に応じて、前記通信手段は前記放射線撮影の撮影情報を前記制御部から受信しかつ前記放射線撮像装置は前記スイッチの押下に応じた撮像が実行可能な状態へと遷移し、放射線撮影が実行されることに応じて、前記通信手段は前記撮影情報と前記撮影情報が関連付けられた前記放射線画像とを前記制御部に送信することを特徴とする。

本発明に係るＸ線撮像装置及びこれらの通信方法は、複数の二次元放射線検出手段とワイヤレス通信可能な通信制御手段とを備え、検出手段と通信制御手段とは容易に物理的に接続することを可能とし、接続の際に通信制御手段は複数の検出手段にそれぞれ個別ＩＤキーを付与し、個別ＩＤキーに基づいてワイヤレス通信を行うことにより誤動作なくＸ線撮像を行うことができる。

Ｘ線撮像システムの概要図である。 第１の光検出部の等価回路図である。 光検出器アレーの構成図である。 光検出器アレー駆動のタイミングチャート図である。 第１の実施の形態のＸ線撮像システムタイミングチャート図である。 画像処理器のブロック回路構成図である。 薄型Ｘ線検出器と中継器のブロック回路構成図である。 操作者インタフェースの表示画面の説明図である。 有効Ｘ線検出器表示エリアの説明図である。 通信用キー割り当て手順の説明図である。 通信用キー割り当て手順フローチャート図である。 通信用キーの説明図である。

以下に、本発明を図示の実施の形態を基に詳細に説明する。図１は実施の形態を示すＸ線撮像システムの構成図を示し、１はＸ線室、２はＸ線制御室、３は診断・操作室である。

Ｘ線室１には、Ｘ線を発生するＸ線発生器１１が置かれ、このＸ線発生器１１はＸ線を発生するＸ線管球１２、Ｘ線管球１２を駆動する高圧発生電源１３、Ｘ線管球１２により発生されたＸ線ビームを所望の撮像領域に絞り込むＸ線絞り１４から成っている。撮影用寝台１５の下には、被検体Ｓ及び撮影用寝台１５を透過したＸ線ビームを検出するＸ線検出器１６が配置されている。

Ｘ線検出器１６は、グリッド１７、シンチレータ１８、光検出器アレー１９、Ｘ線露光量モニタ２０の積層体と、光検出器アレー１９を駆動する駆動器２１とから構成されている。グリッド１７は被検体Ｓを透過することによって生ずるＸ線散乱の影響を低減するために設けられており、Ｘ線低吸収部材と高吸収部材とから成り、例えばＡ１とＰｂのストライプ構造から成っている。光検出器アレー１９とグリッド１７との格子比の関係によりモアレ縞が生じないように、Ｘ線照射時にはＸ線検出器１６は後述するＸ線制御室２の撮像制御器からの設定に基づいて、駆動器２１の制御信号に従ってグリッド１７を振動させる。

シンチレータ１８では、エネルギの大きいＸ線によって蛍光体の母体物質か励起（吸収）され、その再結合エネルギにより可視領域の蛍光が発生し、Ｘ線を可視光に変換する。その蛍光はＣａＷｏ４やＣｄＷｏ４等の母体自身によるものや、ＣｓＩ：ＴｌやＺｎＳ：Ａｇ等の母体内に付加された発光中心物質によるものがある。光検出器アレー１９はシンチレータ１８による可視光を電気信号に変換する。本実施の形態では、シンチレータ１８と光検出器アレー１９とを別々の構成としているが、Ｘ線を電子に直接変換する検出器で構成するものにも適用される。例えば、アモルファスＳｅやＰｂＩ２等の受光部とアモルファスシリコンＴＦＴ等から成る放射線（Ｘ線）検出器である。

Ｘ線露光量モニタ２０はＸ線透過量を監視する目的で配置されている。Ｘ線露光量モニタ２０としては、結晶シリコンの受光素子等を用いてＸ線を直接検出してもよいし、シンチレータ１８による蛍光を検出してもよい。本実施の形態では、Ｘ線露光量モニタ２０は光検出器アレー１９の基板裏面に成膜されたアモルファス・シリコン受光素子から成り、光検出器アレー１９を透過したＸ線量に比例した過視光を検知して、その光量情報を撮像制御器に伝達する。

また、四肢等の撮影のために別に薄型Ｘ線検出器２２が配置され、この薄型Ｘ線検出器２２は中継器２３を介してＸ線制御室２に接続されている。図１では、薄型Ｘ線検出器２２は複数種のセンサの代表として１つを図示してあるが、空間分解能が異なったり、薄型Ｘ線検出器２２の大きさ、つまり撮像領域の大きさが異なるもの等を交換して使用することが可能である。Ｘ線検出器１６と薄型Ｘ線検出器２２との相違点は、第１には薄型Ｘ線検出器２２の厚さが、フィルムスクリーン系カセッテに匹敵する程度の約２０ｍｍ以下である点が最も大きく異なっている。薄型Ｘ線検出器２２には、グリッド１７が内蔵されていない点、簡易電源、１０画像〜２０画像の大容量メモリを内蔵している点、中継器２３とケーブルレスで画像信号及び制御のやり取りが可能である点に特長がある。

薄型Ｘ線検出器２２と中継器２３を接続するケーブル２４はあってもなくても動作可能であり、ケーブル２４を使用した場合には画像転送が高速に行えるため、Ｘ線撮像後の画像取得、処理、確認の動作がより短い時間で達成され、更に充電の必要がないため長時間撮影を続けることが可能である。なお、ケーブル２４を使用する場合には着脱容易かつ高信頼性のコネクタを使用する必要がある。中継器２３は薄型Ｘ線検出器２２との通信を中継する他に、自動ＩＤ割付や充電器更には未使用時ホルダとしての機能を有する。

Ｘ線制御室２には、本Ｘ線撮像システムの全体的な動作を制御するシステム制御器３１、操作者インタフェース３２、ディスプレイモニタ３３が配置されている。システム制御器３１には、前述の撮像制御器３４、例えばＲＡＩＤ等のハードディスクアレーから成る画像処理器３５、処理された基本画像データを記憶する大容量高速の記憶装置３６、モニタ３３を制御して種々の文字及び画像を表示させる表示制御器３７、例えば光磁気ディスク等の大容量の外部記憶装置３８、Ｘ線制御室２の装置と診断・操作室３の装置を接続し、Ｘ線室１での撮影画像等を診断・操作室３の装置に転送するＬＡＮボード３９が内蔵されている。

インタフェース３２は、Ｘ線曝射要求スイッチ、タッチパネル、マウス、キーボード、ジョイスティック及びフットスイッチ等から成り、操作者Ｏが種々の指令をシステム制御器３１に入力するために使用される。操作者Ｏの指示内容は、例えば静止画／動画、Ｘ線管電圧、管電流及びＸ線照射時間等の撮影条件、撮影タイミング、画像処理条件、被検者ＩＤ及び取込画像の処理方法等がある。撮像制御器３４はＸ線室１に置かれたＸ線発生器１１、撮影用寝台１５、駆動器２１、中継器２３に接続され、画像処理器３５はＸ線室１の駆動器２１、中継器２３と接続され、Ｘ線撮像系による画像を画像処理する。画像処理器３５における画像処理は、例えば画像データの補正、空間フィルタリング、リカーシブ処理、階調処理、散乱線補正及びダイナミックレンジ（ＤＲ）圧縮処理等が挙げられる。

診断・操作室３には、被検体Ｓの情報及び撮影方法等を、Ｘ線制御室２のＬＡＮボード３９を経由して指示するためのＨＩＳ／ＬＩＳ等に接続されていたり、ＬＡＮボード３９からの画像を画像処理、診断支援する画像処理端末４１、ＬＡＮボード３９からの画像（動画像／静止画）を映像表示するモニタ４２、イメージプリンタ４３、画像データを格納するファイルサーバ４４が設けられている。

なお、システム制御器３１からの各機器に対する制御信号は、Ｘ線制御室２内の操作者インタフェース３２、或いは診断・操作室３内にある画像処理端末４１からの指示により発生可能である。システム制御器３１はＸ線撮像系のシーケンスを制御する撮像制御器３４に、操作者Ｏの指示に基づいた撮影条件を指令し、撮像制御器３４はその指令に基づいて、Ｘ線発生器１１、撮影用寝台１５及びＸ線検出器１６を駆動してＸ線像を撮影させる。撮影用寝台１５上に患者である被検体Ｓが横たわると、撮影用寝台１５は撮像制御器３４からの制御信号に従って駆動され、Ｘ線発生器１１からのＸ線ビームに対する被検体Ｓの向きを変更できる。Ｘ線検出器１６から出力されるＸ線画像信号は画像処理器３５に供給され、操作者Ｏが指定する画像処理を施されてモニタ３３に画像表示され、同時に基本画像データとして記憶装置３６に格納される。システム制御器３１は更に操作者Ｏの指示に基づいて、再画像処理とその結果の画像表示、ネットワーク上の装置への画像データの転送、保存、映像表示及びフィルム印刷等を実行する。

Ｘ線発生器１１の高圧発生電源１３は、撮像制御器３４からの制御信号に従ってＸ線管球１２にＸ線発生のための高電圧を印加すると、Ｘ線管球１２はＸ線ビームを発生する。発生されたＸ線ビームはＸ線絞り１４を介して被検体Ｓに照射される。Ｘ線絞り１４はＸ線ビームを照射すべき位置に応じて、撮像制御器３４により制御される。即ち、Ｘ線絞り１４は撮像領域の変更に伴い、不要な照射を行わないようにＸ線ビームを整形する。

Ｘ線発生器１１が出力するＸ線ビームは、Ｘ線透過性の撮影用寝台１５上に横になった被検体Ｓ、撮影用寝台１５を透過してＸ線検出器１６に入射する。なお、撮影用寝台１５は被検体Ｓの異なる部位又は方向でＸ線ビームが透過するように、撮像制御器３４により制御される。また、薄型Ｘ線検出器２２を使用する場合は、Ｘ線発生器１１から出力されたＸ線ビームが被検体Ｓを透過して薄型Ｘ線検出器２２に入射するように、操作者Ｏが薄型Ｘ線検出器２２及び被検体Ｓを調節する。

Ｘ線検出器１６のグリッド１７は、前述したように被検体Ｓを透過することによって生ずるＸ線散乱の影響を低減する。撮像制御器３４は光検出器アレー１９とグリッド１７との格子比の関係によりモアレ縞が生じないように、Ｘ線照射時にグリッド１７を振動させる。シンチレータ１８ではエネルギの大きいＸ線によって蛍光体の母体物質がＸ線を吸収して励起され、その際に発生する再結合エネルギにより可視領域の蛍光を発生する。シンチレータ１８に積層して配置された光検出器アレー１９は、シンチレータ１８で発生する蛍光を電気信号に変換する。即ち、シンチレータ１８がＸ線像を過視光像に変換し、光検出器アレー１９が過視光像を電気信号に変換する。

Ｘ線露光量モニタ２０は光検出器アレー１９を透過したＸ線量に比例した過視光を検出し、その検出量情報を撮像制御器３４に供給する。撮像制御器３４はこのＸ線露光量情報に基づいて高圧発生電源１３を制御して、Ｘ線を遮断又は調節する。駆動器２１は撮像制御器３４の制御の下で光検出器アレー１９を駆動し、光検出器アレー１９の各素子から画素信号を読み出す。

Ｘ線検出器１６、薄型Ｘ線検出器２２から出力される画素信号は、Ｘ線制御室２内の画像処理器３５に出力される。Ｘ線室１内はＸ線発生に伴うノイズが大きいので、Ｘ線検出器１６から画像処理器３５への信号伝送路は耐雑音性の高いものである必要があり、具体的には高度の誤り訂正機能を具備するディジタル伝送系としたり、差動ドライバによるシールド付き撚り電線対又は光ファイバを用いることが望ましいことは云うまでもない。

画像処理器３５については詳細は後述するが、システム制御器３１からの指令に基づき画像信号の表示形式を切換え、その他には画像信号の補正、空間フィルタリング及びリカーシブ処理等をリアルタイムで行い、階調処理、散乱線補正及びＤＲ圧縮処理等を実行できる。画像処理器３５により処理された画像は、モニタ３３の画面に表示される。リアルタイム画像処理と同時に、画像補正のみを行われた基本画像情報は、記憶装置３６に保存される。また、操作者Ｏの指示に基づいて、記憶装置３６に格納される画像情報は、例えばＩｍａｇｅ Ｓａｖｅ ＆ Ｃａｒｒｙ（ＩＳ＆Ｃ）の所定の規格を満たすように再構成された後に、外部記憶装置３８及びファイルサーバ４４内のハードディスク等に格納される。

Ｘ線制御室２の装置は、ＬＡＮボード３９を介してＬＡＮ（又はＷＡＮ）に接続する。ＬＡＮには複数のＸ線撮像システムを接続できることは勿論である。ＬＡＮボード３９は例えばＤｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ（ＤＩＣＯＭ）所定のプロトコルに従って画像データを出力する。ＬＡＮ（又はＷＡＮ）に接続されたモニタ４２の画面に、Ｘ線画像を高解像静止画及び動画を表示することにより、Ｘ線撮影とほぼ同時に医師によるリアルタイムの遠隔診断が可能になる。

図２は光検出器アレー１９の構成単位の等価回路の一例を示す。１素子は光検出部５１と電荷の蓄積及び読み取りを制御するスイッチングＴＦＴ（薄膜トランジスタ）５２から成り、一般にはガラス基板上にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）により形成されている。光検出部５１は更に光ダイオード５１ａとコンデンサ５１ｂの並列回路から成り、光電効果による電荷をセンサ内電流源５３として記述している。コンデンサ５１ｂは光ダイオード５１ａの寄生容量でも、光ダイオード５１ａのダイナミックレンジを改善する追加的なコンデンサでもよい。光ダイオード５１ａのカソードは、共通電極（Ｄ電極）であるバイアス配線Ｌｂを介してバイアス電源５４に接続されている。光ダイオード５１ａのアノードは、ゲート電極ＧからスイッチングＴＦＴ５２を介してコンデンサ５５及び電荷読出用プリアンプ５６に接続されている。プリアンプ５６の入力はリセット用スイッチ５７及び信号線バイアス電源５８を介してアースに接続されている。

先ず、スイッチングＴＦＴ５２とリセット用スイッチ５７を一時的にオンにして、コンデンサ５１ｂをリセットし、スイッチングＴＦＴ５２とリセット用スイッチ５７をオフにする。その後に、Ｘ線を発生させて被検体Ｓに曝射する。被検体Ｓを透過したＸ線像をシンチレータ１８が可視光像に変換し、光ダイオード５１ａはその可視光像により導通状態になり、コンデンサ５１ｂの電荷を放電させる。スイッチングＴＦＴ５２をオンにして、コンデンサ５１ｂとコンデンサ５５を接続する。これにより、コンデンサ５１ｂの放電量の情報がコンデンサ５５にも伝達され、更にプリアンプ５６によりコンデンサ５５の蓄積電荷による電圧の増幅又は点線で示したコンデンサ５９により電荷−電圧変換され外部に出力される。

図３は図２に示す光電変換素子を二次元に拡張して構成した二次元配列の光電変換素子を具備する光検出器アレー１９の等価回路である。二次元読出動作は先の２種類の等価回路において同様であるので、図３は図２に示した等価回路を用いて現している。光検出器アレー１９は２０００×２０００〜４０００×４０００程度の画素から構成され、アレー面積は２００ｍｍ×２００ｍｍ〜５００ｍｍ×５００ｍｍ程度である。図３では光検出器アレー１９は４０９６×４０９６の画素から構成され、アレー面積は４３０ｍｍ×４３０ｍｍであり、１画素のサイズは約１０５×１０５μｍであり、横方向に配置した４０９６個の画素を１ブロックとし、４０９６個のブロックを縦方向に配置して二次元構成とされている。

図３では４０９６×４０９６画素から成る光検出器アレー１９を１枚の基板で構成しているが、２０４８×２０４８画素を持つ４枚の光検出器アレーを組み合わせてもよいことは勿論である。この場合に、４つの光検出器アレーを組み付ける手間が発生するが、各光検出器アレーの歩留まりが向上するので、全体としても歩留まりが向上するという利点がある。

図２で説明したように、１画素は１つの光検出部５１とスイッチングＴＦＴ５２とから成る。光電変換素子ＰＤ（１，１）〜（４０９６，４０９６）は光検出部５１に対応し、転送用スイッチＳＷ（１，１）〜（４０９６，４０９６）はスイッチングＴＦＴ５２に対応している。光電変換素子ＰＤ（ｍ，ｎ）のゲート電極Ｇは、対応するスイッチＳＷ（ｍ，ｎ）を介してその列に対する共通の列信号線Ｌｃｍに接続されている。例えば、第１列の光電変換素子ＰＤ（１，１）〜（４０９６，１）は、第１の列信号線Ｌｃ１に接続され、各光電変換素子ＰＤ（ｍ，ｎ）の共通電極Ｄは、全てバイアス配線Ｌｂを介してバイアス電源５４に接続されている。

同じ行のスイッチＳＷ（ｍ，ｎ）の制御端子は、共通の行選択線Ｌｒｎに接続する。例えば、第１行のスイッチＳＷ（１，１）〜（１，４０９６）は行選択線Ｌｒ１に接続され、行選択線Ｌｒ１〜４０９６はラインセレクタ６１を介して撮像制御器３４に接続されている。ラインセレクタ６１は撮像制御器３４からの制御信号を解読し、どのラインの光電変換素子ＰＤの信号電荷を読み出すべきかを決定するアドレスデコーダ６２と、このアドレスデコーダ６２の出力に従って開閉される４０９６個のスイッチ素子６３から構成されている。この構成により、任意のラインＬｒｎに接続するスイッチＳＷ（ｍ，ｎ）に接続する光電変換素子ＰＤ（ｍ，ｎ）の信号電荷を読み出すことができる。ラインセレクタ６１の最も簡単なものとしては、単に液晶ディスプレイ等に用いられているシフトレジスタによって構成してもよい。

列信号線Ｌｃ１〜４０９６は、撮像制御器３４により制御される信号読出回路７１に接続されている。信号読出回路７１には、それぞれ列信号線Ｌｃ１〜４０９６をリセット基準電位電源７２にリセットするリセット用スイッチ７３−１〜４０９６、それぞれ列信号線Ｌｃ１〜４０９６からの信号電位を増幅するプリアンプ７４−１〜４０９６、それぞれのプリアンプ７４−１〜４０９６の出力をサンプルホールドするＳ／Ｈ（サンプルホールド）回路７５−１〜４０９６、Ｓ／Ｈ回路７５−１〜４０９６の出力を時間軸上で多重化するアナログ・マルチプレクサ７６、マルチプレクサ７６のアナログ出力をディジタル化し画像処理器３５に供給するＡ／Ｄ変換器７７が設けられている。

図３に示す光検出器アレーでは、４０９６×４０９６個の画素を列信号線Ｌｃ１〜４０９６により４０９６個の列に分け、１行当りの４０９６画素の信号電荷を同時に読み出し、各列信号線Ｌｃ１〜４０９６、プリアンプ７４−１〜４０９６及びＳ／Ｈ回路７５−１〜４０９６を介してアナログ・マルチプレクサ７６に転送し、ここで時間軸多重化して、順次にＡ／Ｄ変換器７７によりディジタル信号に変換する。

図３においては、信号読出回路７１が１つのＡ／Ｄ変換器７７のみを具備するように図示しているが、実際には４〜３２系統で同時にＡ／Ｄ変換を実行する。これはアナログ信号帯域とＡ／Ｄ変換レートを不必要に大きくすることなく、画像信号の読取時間を短くすることが要求されるためである。信号電荷の蓄積時間とＡ／Ｄ変換時間とは密接な関係にあり、高速にＡ／Ｄ変換を行うとアナログ回路の帯域が広くなり、所望の高Ｓ／Ｎを達成することが難しくなるので、通常はＡ／Ｄ変換速度を不必要に速くすることなく、画像信号の読取時間を短くすることが要求される。多くのＡ／Ｄ変換器７７でマルチプレクサ７６の出力をＡ／Ｄ変換すればよいが、Ａ／Ｄ変換器７７の数を増せばそれだけコストが高くなる。従って、上述の点を考慮して適当な数のＡ／Ｄ変換器７７を用いる。

Ｘ線の照射時間は約１０〜５００ｍ秒であるので、全画面の取込時間或いは電荷蓄積時間を１００ｍ秒のオーダ或いは稍々短めにすることが適当である。例えば、全画素を順次に駆動して１００ｍ秒で画像を取り込むためには、アナログ信号帯域を５０ＭＨｚ程度にし、例えば１０ＭＨｚのサンプリングレートでＡ／Ｄ変換を行うと、最低でも４系統のＡ／Ｄ変換器７７が必要になる。本実施の形態では、１６系統で同時にＡ／Ｄ変換を行い、１６系統のＡ／Ｄ変換器７７の出力はそれぞれに対応する１６系統の図示しないメモリ（ＦＩＦＯ等）に入力される。そのメモリを選択して切換えることにより、連続した１ラインの走査線に相当する画像データが画像処理器３５に転送される。

図４はセンサ読み出しの概要タイミングチャート図であり、図３と併せて１回のＸ線照射により静止画撮像を行う場合の二次元駆動について述べる。図４において、（ａ）はＸ線への曝射要求制御信号、（ｂ）はＸ線の曝射状態、（ｃ）はセンサ内電流源５３の電流、（ｄ）は行選択線Ｌｒｎの制御状態、（ｅ）はＡ／Ｄ変換器７７へのアナログ入力をそれぞれ模式的に表している。

バイアス配線を光電変換時のバイアス値Ｖｓのまま、全ての列信号配線Ｌｃをリセット基準電位電源７２に接続し、列信号線をリセットする。その後に、行選択配線Ｌｒ１に正電圧Ｖｇｈを印加し、スイッチＳＷ（１，１）〜（１，４０９６）をオンし、第１列の光電変換素子のゲート電極ＧをＶｂｔにリセットする。次に、行選択配線Ｌｒ１を正電圧Ｖｇｌにして、スイッチＳＷ（１，１）〜（１，４０９６）をオフする。行の選択を順次に繰り返し、全ての画素のリセットを行うと撮影準備が完了する。

以上の動作は信号電荷の読み出し操作と同じであり、信号電荷を取り込むか否かの差しかないので、このリセット操作を以後「空読み」と呼ぶ。この空読み動作中で、行選択配線Ｌｒを全て同時にＶｇｈにすることは可能であるが、この場合では読出準備完了時に、信号配線電位がリセット電圧Ｖｂｔから大きくずれることなり、高Ｓ／Ｎの信号を得ることが難しい。また前述の例では、行選択配線Ｌｒを１から列信号配線４０９６にリセットしたが、撮像制御器３４の設定に基づいた駆動器２１の制御により、任意の順番でリセットを行うことが可能である。空読み動作を繰り返してＸ線の曝射要求を待ち、曝射要求が発生すると、画像取得準備のために空読み動作を再度行いＸ線曝射に備える。画像取得準備が整ったときに、撮像制御器３４の指示に従ってＸ線が曝射される。

Ｘ線の曝射後に、光検出部５１の信号電荷を読み出す。先ず、光電変換素子ＰＤの或る行（例えばＬｒ１）に対する行選択配線ＬｒにＶｇｈを印加し、蓄積電荷信号を信号配線Ｌｃ１〜４０９６に出力する。列信号配線Ｌｃ１〜４０９６から１列ずつ４０９６画素分の信号を同時に読み出す。次に、異なる行選択配線Ｌｒ、例えばＬｒ２にＶｇｈを印加し、蓄積電荷信号を信号配線Ｌｃ１〜４０９６に出力する。列信号配線Ｌｃ１〜４０９６から１列ずつ４０９６画素分の信号を同時に読み出す。この動作を列信号配線４０９６に順次繰り返すことにより、全ての画像情報を読み出す。

上記の動作中に、各センサの電荷蓄積時間はリセット動作が完了したとき、即ち空読み時のスイッチングＴＦＴ５２をオフしてから、次に電荷読み出しが行われるためにＴＦＴ５２がオンするまでの間であるために、各行選線毎に蓄積時間、時刻が異なる。

Ｘ線画像を読み出した後に補正用画像を取得する。これはＸ線画像の補正に使用するためであり、高画質の画像を取得するために必要な補正データである。基本的な画像取得方法はＸ線を曝射しない点以外は同じである。電荷蓄積時間はＸ線画像を読み出す際と、補正画像を読み出す際とで同じにする。また、高分解能の画像情報が必要でない場合や、画像データ取り込速度を速くしたい場合には、全ての画像情報を常に取り込む必要はなく、操作者Ｏの撮影方法の選択により、撮像制御器３４は間引き、画素平均、領域抽出の駆動指示を駆動器２１に設定する。

間引きを行うには、先ず行選択配線Ｌｒ１を選択し、列信号配線Ｌｃから信号を出力する際に、例えばＬｃ２ｎ−１（ｎ：自然数）のｎを０から１つずつ増加させるように１列の読み出しを行い、その後の行を選択する際に行選択配線Ｌｒ２ｍ−１（ｍ：自然数）のｍを１から１つずつ増加させて、１行の信号を読み出すことにより行われる。この例では、画素数を１／４に間引いたことになるが、撮像制御器３４の設定指示に従って、駆動器２１は１／９、１／１６等に画素数を間引く。

また画素平均について、上述の動作中に行選択配線Ｌｒ２ｍとＬｒ２ｍ＋１とに同時にＶｇｈを印加することにより、ＴＦＴ２ｍ，２ｎとＴＦＴ２ｍ＋１、２ｎとが同時にターンオンし、列方向の２画素のアナログ加算を行うことが可能である。これは２画素の加算に限っただけではなく、列信号配線方向の複数画素のアナログ加算を容易に行うことができることを表している。更に、行方向の加算については、Ａ／Ｄ変換出力後に隣り合う画素同士（Ｌｃ２ｎとＬｃ２ｎ＋１）をディジタル加算することにより、上述のアナログ加算と合わせて、２×２の正方形画素の加算値を得ることができる。

これにより、照射されたＸ線を無駄にすることなく、高速にデータを読み出すことが可能である。その他に、総画素数を減少して高速化を目指す方法として、画像の取込領域を制限する方法がある。これは、操作者Ｏが必要な領域を操作者インタフェース３２から入力し、それに基づいて撮像制御器３４は駆動器２１に指示を出力し、駆動器２１はデータ取込範囲を変更して光検出器アレー１９を駆動する。

本実施の形態では、高速取込モードでは１０２４×１０２４の画素を３０Ｆ／Ｓで取り込む。即ち、光検出器アレー１９の全領域では４×４画素の加算処理を行って１／１６に間引き、最も小さい範囲では１０２４×１０２４の領域で間引きなしで撮像する。このように、撮像することでディジタルズーム画像が得られる。

図５はＸ線検出器１６の撮像動作を含むタイミングチャート図である。操作者インタフェース３２に対する撮像要求信号（ｆ）、レディ信号（ｇ）、実Ｘ線曝射状態（ｈ）、操作者Ｏの指示に基づいた撮像制御器３４から駆動器２１への撮影要求信号（ｉ）、Ｘ線検出器１６の撮影レディ信号（ｊ）、グリッド１７の駆動信号（ｋ）、Ｘ線検出器１６内のパワー制御信号（ｌ）、Ｘ線検出器１６の駆動状態、特に光検出器アレー１９からの電荷読出動作（ｍ）、画像データの転送状態や、画像処理や表示の状態（ｎ）を表している。

操作者Ｏからの検出器準備要求又は撮影要求があるまで、駆動器２１は（ｌ）に示すようにパワー制御をオフ状態で待機する。具体的には、図３において行選択線Ｌｒ、列信号線Ｌｃ、バイアス配線Ｌｂの電位を図示しないスイッチにより同電位特に接地電位に保ち、光検出器アレー１９にバイアスを印加しない。更には、信号読出回路７１、ラインセレクタ６１、バイアス電源５４を含む電源を遮断することにより、行選択線Ｌｒ、列信号線Ｌｃ、バイアス配線Ｌｂの電位を接地電位に保つようにしてもよい。

操作者Ｏの操作者インタフェース３２に対する撮影準備のための通常の管球のロータアップ等が開始する第１スイッチによる撮像要求信号（ｆ）により、撮像制御器３４はＸ線発生器１１を（ｇ）の撮影レディ状態に遷移させると共に、Ｘ線検出器１６に対して撮影準備状態へ移行させる指示を出力する。指示を受けた駆動器２１は光検出器アレー１９にバイアスを印加すると共に、空読みＦｉを繰り返す。要求指示は例えばＸ線発生装置への曝射要求スイッチの第１スイッチや、Ｘ線検出器１６が撮影準備のために数秒以上の所定時間を要する場合等には、Ｘ線検出器１６の準備を開始するための指示である。

この場合に、操作者ＯがＸ線検出器１６に対して意識的に撮影準備の要求指示を出さなくてもよい。即ち、操作者インタフェース３２に対して被検体情報、撮影情報等が入力されたことにより、撮像制御器３４は検出器準備の要求指示と解釈して、Ｘ線検出器１６を検出器準備状態に移行させてもよい。

検出器準備状態では、光電変換モードにおいて空読みの後に、光検出部５１に暗電流が徐々に蓄積されて、コンデンサ５１ｂが飽和状態で保持されることを避けるため、空読みＦｉを所定間隔で繰り返す。操作者Ｏからのこの撮影準備要求がありながら、実際のＸ線曝射要求が発生していない期間に行う駆動、即ち検出器準備状態に行う空読みＦｉを所定の時間間隔Ｔ１で繰り返す駆動を以後「アイドリング駆動」と呼び、アイドリング駆動を行っている検出器準備状態の期間を「アイドリング駆動期間」と呼ぶ。このアイドリング駆動期間はどの程度続くかが実使用上では未定義のため、光検出器アレー１９、特にスイッチングＴＦＴ５２に負荷の掛かる読出動作を極力少なくするために、時間間隔Ｔ１は通常の撮影動作時よりも長く設定し、通常の読出駆動ＦｒよりもＴＦＴ５２のオン時間の短いアイドリング専用空読み駆動Ｆｉを行う。

Ｘ線検出器１６のＸ線画像取得時の駆動は大きく２つの画像取得から成る。（ｍ）に示した通り、１つはＸ線画像取得駆動であり、残りは補正用暗画像取得駆動である。それぞれの駆動は概ね同じであり、Ｘ線曝射が行われる動作があるか否かが主な違いである。更に、それぞれの駆動は共に撮像準備シーケンス、電荷蓄積（曝射ウィンドウ）、画像読み出しの３つの部分から構成される。

以下に、順を追ってＸ線画像取得について述べると、操作者Ｏから操作者インタフェース３２に対する第２スイッチによる撮影要求信号（ｆ）により、撮像制御器３４はＸ線発生器１１とＸ線検出器１６との同期を取りながら撮影動作を制御する。撮影要求信号（ｆ）に従って（ｉ）のＸ線曝射要求信号に示すタイミングで、Ｘ線検出器１６に対し撮像要求信号（ｆ）をアサートする。駆動器２１は撮像要求信号（ｆ）に呼応して（ｍ）の撮像駆動状態に示すように所定の撮像準備シーケンス駆動を行う。具体的には、リフレッシュが必要な場合はリフレッシュを行い、そして、撮像シーケンスのための専用空読みＦｐを所定回数及び電荷蓄積状態専用空読みＦｐｆを行って、電荷蓄積状態（撮像ウィンドウ：Ｔ４）に遷移する。

その際に、撮像シーケンスのための空読みＦｐの回数及び時間間隔Ｔ２は、撮像制御器３４から撮像要求に先んじて予め設定された値に基づいて行う。これは操作者Ｏの要求により操作性重視なのか或いは画質重視なのか、又は撮像部位により自動的に最適な駆動を選択して切換える。曝射要求から撮影準備完了までの期間Ｔ３は所用時間が短いことが実使用上要求されるので、そのために撮像準備シーケンス専用空読みＦｐを行う。更に、アイドリング駆動の如何なる状態からも曝射要求が発生した場合は、即時に撮像準備シーケンス駆動に入ることにより、曝射要求から撮影準備完了までの期間Ｔ３を短くすることによって操作性の向上を図る。

さて、駆動器２１は検出器アレー１９の撮像準備を行うことと同期して、グリッド１７を移動させ始める。これは（ｈ）の実Ｘ線曝射に同期してグリッドを最適な移動状態で撮像を行うためである。この場合も、駆動器２１は撮像制御器３４により設定された最適グリッド移動開始タイミング、最適グリッド移動速度で動作する。

Ｘ線検出器１６の撮像準備が整った時点で、駆動器２１は撮像制御器３４に対し、Ｘ線検出器レディ信号（ｊ）を返し、撮像制御器３４はこの信号の遷移を元にして、Ｘ線の発生要求信号としてＸ線発生器１１にアサートする。Ｘ線発生器１１は（ｈ）によるＸ線発生要求信号が与えられている間、Ｘ線を発生する。所定量のＸ線を発生すると撮像制御器３４は（ｈ）のＸ線発生要求信号をネゲートすると共に、（ｉ）のＸ線撮像要求信号をネゲートすることにより、Ｘ線検出器１６に画像取得タイミングを通知する。

このタイミングを基にして駆動器２１は直ちにグリッド１７を静止し、それまで待機状態であった信号読出回路７１の動作を開始させる。グリッド静止時間及び信号読出回路７１の安定のための所定待機時間後に、駆動器２１に基づいてＸ線検出器アレー１９から画像データを読み出して、画像処理器３５に生画像を取得する。転送が完了すると、駆動器２１は読出回路７１を再び待機状態に遷移させる。

引き続き、Ｘ線検出器１６は補正画像を取得する。即ち、先の撮像のための撮像シーケンスを繰り返し、Ｘ線照射のない暗画像を取得し、画像処理器３５に補正用暗画像を転送する。このとき、撮像シーケンスは撮影の度にＸ線曝射時間等が若干異なる可能性があるが、それも含めて全く同じ撮影シーケンスを再現して暗画像を取得することによって、より高画質な画像が得られる。ただし、グリッド１７の動作はこの限りでなく、暗画像取得時には振動の影響を抑えるために静止させておく。暗画像の取得後に、画質に影響しない所定のタイミングでグリッド１７の初期化動作を行う。

図６は画像処理器３５のブロック回路構成図であり、駆動器２１からの信号はマルチプレクサ８１で二岐され、それぞれＸ線画像用フレームメモリ８２、暗画像用フレームメモリ８３に接続され、これらのメモリ８２、８３の出力はオフセット補正回路８４に接続されている。オフセット補正回路８４の出力はゲイン補正回路８５、欠陥補正回路８６、画像処理回路８７を経て、外部の表示制御器３７に接続されている。なお、ゲイン補正回路８５にはゲイン補正用フレームメモリ８８が接続されている。

図６において、Ｘ線画像取得フレームＦｒｘｏフレームで取得されたＸ線画像が、マルチプレクサ８１を経由してＸ線画像用フレームメモリ８２に記憶され、続いて補正画像取得フレームＦｒｎｏフレームで取得された補正画像が、同様にマルチプレクサ８１を経由して暗画像用フレームメモリ８３に記憶される。暗画像の記憶完了から、オフセット補正回路８４により例えばＦｒｘｏ−Ｆｒｎｏのオフセット補正が行われる。引き続き、予め取得されゲイン補正用フレームメモリ８８に記憶してあるゲイン補正用データＦｇを用いて、ゲイン補正回路８５が例えば（Ｆｒｘｏ−Ｆｒｎｏ）／Ｆｇのゲイン補正を行う。欠陥補正回路８６に転送されたデータは、不感画素や複数パネルで構成されたＸ線検出器１６の継ぎ目部等に違和感を生じないように画像を連続的に補間して、Ｘ線検出器１６に由来するセンサ依存の補正処理を完了する。

本実施の形態では、画像処理器３５をシステム制御器３１内に構成したが、上述の光検出器アレー１９に大きく依存した画像処理機能は、Ｘ線検出器１６及び薄型Ｘ線検出器２２に内蔵するように構成してもよい。そして、その他の画像処理回路８７により、一般的な画像処理、例えば階調処理、周波数処理、強調処理等の処理を施した後に、表示制御器３７に処理済データを転送して、モニタ３３に撮影画像を表示する。

図７は薄型Ｘ線検出器２２と中継器２３のブロック回路構成図を示し、薄型Ｘ線検出器２２内にはＭＰＵ９１、データ駆動制御部９２、画像メモリ９３、無線通信モジュール９４、外部接続コネクタ９５、電源９６が設けられている。ＭＰＵ９１は薄型Ｘ線検出器２２内の様々な動作、状態を制御し、ＭＰＵ９１の内部には後述する個別通信キーを唯一つ記憶する個別通信キーレジスタ９７やその個別ＩＤキーの有効期間を監視する有効期間カウンタ９８がソフトウェアにより構成されている。

データ駆動制御部９２の機能は、物理層レベルの通信制御等のロジックレベル制御を行うほか、ＭＰＵ９１の指示に基づいて光検出器アレー１９を駆動し、それに基づく光検出器アレー１９からのアナログ出力を図示しないＡＤ変換部によりディジタル変換された画像を取り込み、取り込まれたディジタル画像を画像メモリ９３に書き込む。更に、縮小画像データを無線通信モジュール９４を介して中継器２３に出力し、機械的に接続されている場合には、全画像データをコネクタ９５を介して中継器２３に出力する。なお、撮影間隔等に余裕がある場合には無線通信を用いて全画像データを転送してもよいが、撮影動作のための通信のほうが画像転送動作よりも優先されるため、画像転送は屡々中断される。このため、画像分割送信、画像再送機能等を有する必要がある。

画像メモリ９３は２〜３枚程度の画像の揮発性メモリ、例えばＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ（特にＳＤＲＡＭ）と２０枚程度の不揮発性メモリ、例えばフラッシュＲＯＭ、メモリバックアップされたＲＡＭ等で構成されている。また、この不揮発メモリは場合によってはリムーバブルメディアで構成されてもよく、その場合には不揮発性メモリは着脱可能な機械構造を有する。

電源９６は図示しない配線により薄型Ｘ線検出器２２内の全ての部分に電源を供給するための充電可能な容量電源であり、充電時間が短く撮影時の短時間大消費電力に対応可能な電気二重層コンデンサで形成されている。容量は約２０枚程度以下の連続撮影が可能な程度に設定されている。このとき、例えば４００Ｆ程度の容量に設定する。また、電源９６は場合によっては二次電池等で構成してもよいが、電池交換が必要であり、充電時間を要する等の使用上の制限事項が電気二重層コンデンサに比べて多くなる。

中継器２３内には、ＭＰＵ１０１、画像データフロー制御器１０２、画像メモリ１０３、充電器１０４が設けられている。ＭＰＵ１０１は中継器２３内の制御を行うと共に、複数の薄型Ｘ線検出器２２の制御を行う。ＭＰＵ１０１の内部には、後述する個別通信キーを接続可能な薄型Ｘ線検出器２２の台数分を記憶する個別通信キーレジスタ１０５や、その個別ＩＤキーの有効期間を監視する有効期間カウンタ１０６、更には固有通信キー割付のための通信キー用カウンタ１０７がソフトウェアにより構成されている。

画像データフロー制御器１０２はＭＰＵ１０１の指示に基づいて、薄型Ｘ線検出器２２から送られてくるＸ線画像の転送を制御する。画像メモリ１０３は揮発性メモリでＤＲＡＭで構成されるフレームバッファ用途のメモリである。特に、無線通信時等は誤り訂正の発生や画像再送の必要性が生ずる可能性があり、画像転送が完了前にシステム制御器３１にデータを流し初めてしまうと、システム制御器３１内での制御が煩雑になるので、薄型Ｘ線検出器２２と中継器２３との画像転送が完了した後に、システム制御器３１へ画像を転送するために画像メモリ１０３が必要となる。充電器１０４は薄型Ｘ線検出器２２の電源９６を急速に充電するに足る十分な容量、例えば３０秒程度で５００ｍＷｈ程度の容量を充電できる能力を確保しなければならない。

図７において、薄型Ｘ線検出器２２と中継器２３との間の波状矢印は無線通信を表し、点線は有線接続又はコネクタによる直接接続を表している。有線接続又はコネクタ接続がされている場合には無線モジュールは停止する。コネクタ９５は着脱容易かつ高信頼性のコネクタが使用されなければならない。更に云えば、充電器１０４による充電動作を含めて、データのやり取りをトランス等による電磁結合により行い、必ずしも明確なコネクタ９５を設ける必要はない。ただし、この場合には、充電時間や転送時間が延びる他に、薄型Ｘ線検出器２２と中継器２３とが近接したことを検知する機構等が必要となる。

図８は操作者インタフェース３２の表示画面の例を示し、表示画面１１１内には、取得画像の縮小簡易画像表示領域１１２、各Ｘ線検出器１６又は薄型Ｘ線検出器２２に応じた撮影対象部位１１３、有効Ｘ線検出器表示エリア１１４が存在する。薄型Ｘ線検出器２２を使用した場合に、先の無線通信により転送する画像を基に再処理を行って画像表示を行う。有効Ｘ線検出器表示エリア１１４には、システム制御器３１が制御可能状態にあるＸ線検出器１６又は薄型Ｘ線検出器２２を表すアイコンが表示される。

図９は有効Ｘ線検出器表示エリア１１４の例を示し、各アイコン１２１中で最上段はＸ線検出器の種類、中段は撮影エリア、下段は画素サイズをそれぞれ表している。（ａ）の場合は、臥位タイプのＸ線検出器２２がシステム制御器３１により識別されており、更にグレーになっていることは臥位タイプのＸ線検出器１６が現在の制御対象であることを表している。また、（ａ）で点線によるアイコン１２１が３つあることは、現在のシステム設定で３台までの薄型Ｘ線検出器２２を登録可能な設定であることを表している。この場合に、中継器２３中のＭＰＵ１０１中の個別通信キーレジスタ１０５、及び有効期間カウンタ１０６も３個ずつ用意されるように設定されている。

さて、（ａ）の状態で新たに薄型Ｘ線検出器２２が中継器２３に接続されると、（ｂ）に示すようにシステム制御器３１が制御可能状態であるＸ線検出器２２が、新しいアイコン１２１として追加され、（ｂ）で「カセッテ」と書かれたアイコン１２１がそれを表している。薄型Ｘ線検出器２２をシステム制御器３１が認識した時点で、システム制御器３１は薄型Ｘ線検出器２２を現在の制御対象として自動的に変更している。ユーザが（ｂ）の状態から臥位タイプで撮影を行いたい場合には、臥位タイプのアイコンをタッチパネルやマウス操作により選択することにより、制御対象を臥位タイプに変更することが可能である。また、このとき撮影対象部位１１３の表示も制御対象のＸ線検出器２２に応じた撮影対象部位１１３に自動的に変更される。

図９、図１０、図１１を用いて、複数種の薄型Ｘ線検出器２２と中継器２３とのデータ及び制御の取り交わし方法について説明する。図１０の手順１のように複数の薄型Ｘ線検出器２２Ａ（カセッテ／大四つ／□１００μｍ）、２２Ｂ（カセッテ／半切／□１６０μｍ）等が存在する場合に、ケーブルレスでＸ線撮影を行おうとすると、どの薄型Ｘ線検出器２２を使用してＸ線撮影を行うか否かが薄型Ｘ線検出器２２側で分からなくなる。予め、固有のＸ線検出器情報を中継器２３を含むシステム制御器３１に薄型Ｘ線検出器２２のＩＤを全て記憶させ、そのＩＤを用いてシステム制御器３１側から一方的に使用する薄型Ｘ線検出器２２のＩＤを出力するようにしてもよいが、その場合には例えば複数のＸ線室１を有する病院で、多くの薄型カセッテを共通で使用する場合等は、操作者Ｏが使用する薄型Ｘ線検出器２２の番号等を調べて入力する必要が生ずる。

本実施の形態では、使用すべき薄型Ｘ線検出器２２Ａを、撮影前に図１０の手順１のように中継器２３にセットする。有効Ｘ線検出器表示エリア１１４の状態は、手順１の時点では、図９（ｂ）の状態つまり１台の臥位タイプＸ線検出器１６と１台のカセッテタイプの薄型Ｘ線検出器２２Ｂとが制御可能状態である。図１０の手順２の時点で、先ず中継器２３は薄型Ｘ線検出器２２Ａの固有情報を取得し、図９（ｃ）に示すようにシステム制御器３１に伝達して、操作者インタフェース３２にその存在を表示する。

次に、中継器２３中のＭＰＵ１０１は、薄型Ｘ線検出器２２Ａに予め定められたルールに基づいて互いの通信キーを割り振る。即ち、ＭＰＵ１０１は先ず通信キーを作成し、２つのＭＰＵ１０１及びＭＰＵ９１中の通信キーレジスタ１０５、個別キーレジスタ９７に作成した通信キーを記憶させ、同時に通信キーに対応する有効期間カウンタ１０６を初期化する。通信キーは例えばＸ線発生器１１又は単に中継器２３のＩＤ番号と薄型Ｘ線検出器２２を識別するためのシリアルＩＤを通信キーとして割り振ってもよい。時として、Ｘ線室１には複数のＸ線発生器１１が設置されているが、この場合でも何れか１つのＸ線発生器１１からしか同時にはＸ線は発生されないため、Ｘ線発生器１１のシリアルＩＤよりもそれら複数又は複数のＸ線発生器１１を制御するシステム制御器３１又は中継器２３のＩＤ番号を基に通信キーを作成することが望ましい。

図１２はシリアルＩＤの例であり、図１２（ｈ）中の通信キー用カウンタ１０７は通信キーが割り振られるごとに、＋１インクリメントされるＭＰＵ１０１中のカウンタである。また、このＩＤ割付時に念のため重複がないかどうかをケーブルレス通信を試みて、応答がないことをチェックしておく。勿論、このチェックの際には、まだ割り付られる薄型Ｘ線検出器２２Ａはチェック用問いかけには応じない。仮に重複があるようであれば、次のＩＤを割り付けて上述の割付作業を問題がなくなるまで繰り返す。通信キーは薄型Ｘ線検出器２２と中継器２３との間のみで使用するように構成することが可能であり、その割付タイミングは薄型Ｘ線検出器２２を中継器２３にセットしたときをトリガとして開始する。

また、図１０の手順２ではＩＤ割付の他に、薄型Ｘ線検出器２２の充電も行う。前述のように、複数の薄型Ｘ線検出器２２を使用する場合等は、撮影中以外も中継器２３に接続されるとは限らないため、放電状態で放置されている可能性も高い。そのため、急速な充電が要求されることも十分に考えられ、二次電池よりも電気二重層コンデンサのような急速充電可能な電源が望ましい。

実際にＸ線撮影を行う際には、図１０の手順３のように、操作者Ｏは薄型Ｘ線検出器２２を中継器２３から取り外して撮影すべき状態に、Ｘ線発生器１１、被検体Ｓ、薄型Ｘ線検出器２２のそれぞれの位置を調整する。操作者Ｏは操作者インタフェース３２に表示された薄型Ｘ線検出器２２Ａを選択することにより、中継器２３は無線で薄型Ｘ線検出器２２Ａにその情報を伝達する。この際に、先に割り当てた通信キーを使用することにより、薄型Ｘ線検出器２２Ｂや隣室の薄型Ｘ線検出器２２等を作動状態にすることなく、薄型Ｘ線検出器２２Ａのみを作動状態にすることができる。通信キーのようなＩＤを用いた通信技術そのものはごく一般的であり、例えば単に通信相手を通信キーを用いて指定した後に、所定ビット長又は所定デリミタまでのパケット通信を行う。

さて、作動状態になる際には、薄型Ｘ線検出器２２は選択表示ＬＥＤ等が点灯すると同時にブザー音を発する。また、操作者Ｏの所望のタイミングでアイコン１２１を選択することで、薄型Ｘ線検出器２２はブザー音等を発し、操作者Ｏが使用している薄型Ｘ線検出器２２が間違っていないことを確認することもできる。更には、薄型Ｘ線検出器２２には図示しない選択用スイッチが用意されており、その選択スイッチを押すことにより、そのスイッチが押された薄型Ｘ線検出器２２を強制的に作動状態にすることも可能である。

その際に、薄型Ｘ線検出器２２の選択状態はアイコン１２１がグレーに変わるように操作者インタフェース３２に表されるため、操作者Ｏが手にしている薄型Ｘ線検出器２２が操作者インタフェース３２上のどのボタンに対応しているのか、又はそこにリストアップされていないのかが確認可能である。また、電波等を利用して、Ｘ線発生器１１の正面に対象となる薄型Ｘ線検出器２２が存在しているか否かをチェックするような構成してもよい。

以後に、同様に通信キーを使用して図５に示したようなＸ線同期を取りながらＸ線撮影を行うことができる。ここで、（ｉ）のＸ線撮像要求信号及び（ｊ）のＸ線検出器レディ信号そして（ｈ）のＸ線曝射信号は、撮影ミスを最小限に抑えるために、それらの遷移タイミングのみに通信を行うのではなく、アサート期間中には常に発信し続けることが望ましい。場合によっては、それらの信号として変調等を施した音波等を使用してもよい。

更に、Ｘ線曝射時には薄型Ｘ線検出器２２はＸ線発生器１１から、その曝射そのものの情報例えばトータル曝射回数、撮影情報例えば撮影対象部位、更には被検体情報例えば被検体ＩＤを、Ｘ線曝射時に取得するように構成しておくとよい。取得タイミングはＸ線曝射前が望ましく、取得完了しないうちは（ｊ）のＸ線検出器レディ信号をアサートしないようにするとよい。この曝射情報、撮影情報、被検体情報とを画像ヘッダに付加し、これを基にデータ処理することにより、被検体情報入力に対する後の撮影画像のずれは発生しなくなる。

Ｘ線撮像が完了した時点で、ケーブルレス状態では転送速度の制限から、撮影した全画像をケーブル接続状態のような短時間の内に転送することは難しい。そのため、縮小画像を最初に転送して、明らかな撮像ミスがないか否かを確認できる画像を先の取得画像の縮小簡易画像表示領域１１２に表示する。撮像した全画像は薄型Ｘ線検出器２２内の内蔵メモリに蓄えておく。薄型カセッテ内には、約２０枚程度以下の不揮発性画像メモリとその撮影に耐え得る電源程度が搭載されていればよい。

それ以上の撮影の際には、薄型Ｘ線検出器２２を交換する。これは、通常では１被検体当りの撮像枚数は２０枚以下であることと、撮像された画像データ収集を迅速に行うためである。即ち、図１０に示す手順３の状態はあまり長く続けさせず、被検体Ｓが代わる度に手順１から繰り返す。より作業を迅速に進めるためには、薄型Ｘ線検出器２２Ｂを薄型Ｘ線検出器２２Ａと同じ仕様のものを用意して、交互に使用することにより時間の損失が殆どない状態で、次の被検体Ｓの撮像に移ることができる。図１０では、中継器２３には薄型Ｘ線検出器２２を２個までセットしてあるが、この数を増やすように構成してもよいことは勿論である。

手順３から手順１へ戻った場合に、一旦、通信キーを割り付けられた薄型Ｘ線検出器２２Ａは、例えば１時間の所定有効期間内に中継器２３にセットつまり接続されれば、従来の通信キーはそのまま有効として通信キーレジスタ１０５に残され、先の有効期間を計測するため対応する有効期間カウンタ１０６は初期化される。

ただし、有効期間内であっても、所定の手続きにより先の有効Ｘ線検出器表示エリア１１４からその薄型Ｘ線検出器２２に対応するアイコン１２１が既に削除されている場合には、混乱を避けるために新たに通信キーを割振り、再度、アイコン１２１を有効Ｘ線検出器表示エリア１１４に表示させる。逆に、例えば１時間の所定時間内に中継器２３に戻って来ない薄型Ｘ線検出器２２の通信キーは無効となり、例えば図９（ｅ）→（ｆ）の上から３つめのアイコン１２１のように点線状アイコンに変更される。無効となった通信キー、対応する通信キーレジスタ１０５及び有効期間カウンタ１０６は、新たに中継器２３に接続された薄型Ｘ線検出器２２のために開放される。

勿論、無効になった直後に全く同じ通信キーをアサインすると、誤認識の原因になり得るために、１個の中継器２３当り例えばＩＤカウンタ１０７による１２８個程度の通信キーがあれば、図１２に示すようにそれを順次に使用するだけでシステム運用上問題のない時間間隔となる。また、薄型Ｘ線検出器２２及び中継器２３は有効期間カウンタ１０６による通信キーの有効期間がタイムアウトした時点で通信キーを忘れる、つまり通信キーレジスタ１０５をクリアする。通信キーをクリアした薄型Ｘ線検出器２２は、再度手順１から始めれば何ら問題はない。更に、未収集の画像データがあっても、これは不揮発性メモリに蓄えられており、先の曝射時情報を不揮発性メモリ内にヘッダとして持っているため、例えば撮像時の中継器２３とは異なる中継器２３’から画像を収集しても、何ら画像及び被検体の整合性に問題はない。

さて、図１０の手順２のような状態で、図示しない別の薄型Ｘ線検出器２２Ｃを使用する場合には、薄型Ｘ線検出器２２Ａ又は２２Ｂを単に中継器２３から取り外して、その空いた接続部に薄型Ｘ線検出器２２Ｃをセットすればよい。その状態では、図９（ｄ）のように表示され、使用可能な薄型Ｘ線検出器２２が３台となっている。更に、この図９（ｄ）の状態中に、全ての薄型Ｘ線検出器２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの有効状態で、新たな４台目の薄型Ｘ線検出器２２Ｄが中継器２３に接続された場合に、有効期間カウンタ１０６によって管理された最も長い間中継器２３から外されている薄型Ｘ線検出器２２が、システム制御器３１の有効Ｘ線検出器表示エリア１１４から削除され、削除された部分に新たに登録された薄型Ｘ線検出器２２Ｄが表示される。

その際に、通信キーは新たな薄型Ｘ線検出器２２Ｄ用に更新される。有効Ｘ線検出器表示エリア１１４は、図９（ｄ）→（ｅ）のように表示が変更される。（ｄ）→（ｅ）の例では、（ｄ）の上から２つめのアイコンに対応する薄型Ｘ線検出器２２（カセッテ／半切／□１６０μｍ）が最も長時間、中継器２３から外れていたことを表しており、（ｅ）ではその部分に新規アイコンが登録されている。以上の例からも分かる通り、図１０では中継器２３の装着可能ホルダ部が２個所であるが、同時に２つを超える薄型Ｘ線検出器２２を取り扱うことが可能である。

また、図９（ｅ）の状態では、同じ種類の３台の薄型Ｘ線検出器２２が制御可能状態にあるが、まさに本発明の技術を用いて各アイコン１２１に対応する薄型Ｘ線検出器２２毎に個別通信キーが割り振られ、作動状態に選択されている薄型Ｘ線検出器２２のみを制御することが可能である。

以上説明したように本発明に係るＸ線撮像装置及びこれらの通信方法は、複数の二次元放射線検出手段とワイヤレス通信可能な通信制御手段とを備え、検出手段と通信制御手段とは容易に物理的に接続することを可能とし、接続の際に通信制御手段は複数の検出手段にそれぞれ個別ＩＤキーを付与し、個別ＩＤキーに基づいてワイヤレス通信を行うことにより誤動作なくＸ線撮像を行うことができる。

１ Ｘ線室
２ Ｘ線制御室
３ 診断・操作室
１１ Ｘ線発生器
１５ 撮影用寝台
１６ Ｘ線検出器
１７ グリッド
１８ シンチレータ
１９ 光検出器アレー
２１ 駆動器
２２ 薄型Ｘ線検出器
２３ 中継器
３１ システム制御器
３３ モニタ
３４ 撮像制御器
３５ 画像処理器
５１ 光検出部
５２ スイッチングＴＦＴ
１１１ 表示画面
１１４ 有効Ｘ線検出器表示エリア

Claims (14)

1. 放射線撮像装置であって、
   スイッチの押下に応じて放射線発生部から発生される放射線を検出することにより放射線画像を得る放射線センサと、
   放射線撮影を制御する制御部と無線で通信する通信手段と、
   放射線画像を複数記憶可能なメモリと、を有し、
   前記放射線撮影が実行される前の前記制御部に対する操作入力に応じて、前記通信手段は前記放射線撮影の撮影情報を前記制御部から受信しかつ前記放射線撮像装置は前記スイッチの押下に応じた撮像が実行可能な状態へと遷移し、放射線撮影が実行されることに応じて、前記通信手段は前記撮影情報と前記撮影情報が関連付けられた前記放射線画像とを前記制御部に送信することを特徴とする放射線撮像装置。
2. 前記通信手段は、前記撮影情報として、前記放射線撮影の被検体情報を受信することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
3. 前記通信手段は、前記撮影情報として、前記放射線撮影の撮影部位の情報を受信することを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮像装置。
4. 放射線撮像装置であって、
   放射線を検出することにより放射線画像を得る放射線センサと、
   放射線撮影を制御する制御部と無線で通信する通信手段と、
   放射線画像を複数記憶可能なメモリと、を有し、
   前記通信手段は、前記放射線撮影の前に、前記放射線撮影の撮影情報を前記制御部から受信するとともに、前記放射線撮影が実行されることに応じて前記撮影情報と前記撮影情報が関連付けられた放射線画像とを前記制御部に送信し、
   前記放射線撮像装置は、前記撮影情報が前記制御部から受信されるまでは、前記放射線撮影を制限する制御を行うことを特徴とする放射線撮像装置。
5. 前記通信手段は、前記放射線撮影が実行されることに応じて、前記放射線撮像装置で得られる放射線画像の画像データよりも小さいデータの画像を前記制御部に送信し、その後前記画像データの送信を完了させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
6. 前記メモリは前記放射線撮像装置に対して着脱可能な不揮発メモリであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
7. 前記放射線センサで得られる放射線画像に暗電流補正及びゲイン補正を適用する補正手段をさらに有し、
   前記通信手段は、前記撮影情報とともに前記補正手段により補正された放射線画像を送信することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線撮像装置と、
   前記放射線撮像装置からの放射線画像を受信する制御部と、を有することを特徴とする放射線撮影システム。
9. 放射線発生部をさらに有することを特徴とする請求項８の放射線撮影システム。
10. 放射線画像を得る放射線センサと、第一の通信手段と、を有する放射線撮像部と、
    前記放射線画像を表示部に表示させる表示制御手段と、第二の通信手段と、を有する制御部と、
    を備える放射線撮影システムであって、
    前記制御部は、放射線撮影の前に、前記第二の通信手段により放射線撮影の撮影情報を前記放射線撮像部に送信し、
    前記放射線撮像部は、前記撮影情報が前記制御部から受信されるまでは、前記放射線撮影を制限する制御を行うものであり、
    前記第一の通信手段により前記撮影情報を受信し、
    前記放射線センサにより前記撮影情報に対応する放射線画像を得、
    前記第一の通信手段により前記撮影情報と前記撮影情報が関連付けられた前記放射線画像とを前記制御部に送信し、
    前記制御部は、
    前記第二の通信手段により前記放射線撮像部から前記撮影情報及び前記放射線画像を受信し、
    前記表示制御手段により前記受信された放射線画像を表示部に表示させる
    ことを特徴とする放射線撮影システム。
11. 制御装置であって、
    放射線を検出することにより放射線画像を無線で出力する放射線撮像部であって、撮影情報を受信するまでは、放射線撮影を制限する制御を行う放射線撮像部と通信する通信手段と、
    前記撮影情報である、放射線画像を得る放射線撮影の撮影情報を取得する取得手段と、を有し、
    前記通信手段は、放射線画像を得る放射線撮影の前に、前記放射線撮影の撮影情報を前記放射線撮像部に送信し、
    前記通信手段は、前記放射線撮影が実行されることに応じて前記撮影情報を前記放射線画像とともに前記放射線撮像部から受信する
    ことを特徴とする制御装置。
12. 放射線を検出することにより放射線画像を得る放射線センサと、放射線撮影を制御する制御部と無線で通信する通信手段と、放射線画像を複数記憶可能なメモリと、を有する放射線撮影部の制御方法であって、
    放射線画像を得る放射線撮影が実行される前の前記制御部に対する操作入力に応じて、前記通信手段が前記放射線撮影の撮影情報を前記制御部から受信しかつ前記放射線撮像部が前記スイッチの押下に応じた撮像が実行可能な状態へと遷移させるステップと、
    前記放射線撮影が実行されることに応じて、前記通信手段が、前記撮影情報と前記撮影情報が関連付けられた前記放射線画像とを前記制御部に送信するステップと、
    を有することを特徴とする制御方法。
13. 放射線を検出することにより放射線画像を無線で出力する放射線撮像部であって、撮影情報を受信するまでは、放射線撮影を制限する制御を行う放射線撮像部と通信する通信手段を有する制御部による放射線撮影の制御方法であって、
    前記撮影情報である、放射線画像を得る放射線撮影の撮影情報を取得するステップと、
    前記通信手段が、放射線画像を得る放射線撮影の前に、前記放射線撮影の撮影情報を前記放射線撮像部に送信するステップと、
    前記通信手段が、前記放射線撮影が実行されることに応じて前記撮影情報と前記撮影情報が関連付けられた前記放射線画像とを前記放射線撮像部から受信するステップと、
    を有することを特徴とする制御方法。
14. 請求項１２または１３に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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