JP6558909B2 - 放射線撮像装置、その制御方法およびプログラム - Google Patents

放射線撮像装置、その制御方法およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、放射線撮像装置、その制御方法およびプログラムに関するものである。
放射線撮影の一般的な方式としては、フィルム/スクリーン方式やCR方式が挙げられる。これらの方式では、感光性フィルム或いは潜像として画像を蓄積する蛍光体プレートを、非特許文献1で規格化されているフィルムカセッテといわれる収納ケースに収容して撮影に用いる。
また、乳房用撮像装置では、安定して適切なフィルム濃度を得るために、カセッテの下部に設置するAECと呼ばれる自動露出制御用X線検出器で乳房の中心部を透過した放射線量を計測し自動露出制御を行う必要がある。非特許文献1には、乳房撮影用フィルムカセッテにおいて自動露出制御用X線検出器の可動領域内のX線減弱が均一になるように設計することが定められるなど、固有の要件が規格化されている。
一方、実装技術の向上に伴い、より迅速かつ広範囲な部位の撮影を可能にするため、薄型で軽量な可搬型の電子カセッテが製品化されている。特許文献1には、フィルムカセッテサイズと同外形サイズで作成された電子カセッテが開示されている。
特開平07−140255号公報
JIS Z 4905(ISO4090)
近年における電子カセッテは、無線通信・給電といったワイヤレス機能が実装されており、操作性の向上が図られている。また、フリーポジションでの使用や立位架台や寝台などへの組込といった撮影室内で条件に応じた様々な撮影環境で使用されるため、設置状態によっては撮影領域を均一に遮蔽しX線の後方散乱による画質影響を考慮した設計が必要となる。一方、乳房撮影をする場合には、自動露出制御用X線検出器の可動領域内のX線減弱を考慮した設計が必要となる。しかしながら、特許文献1に開示された電子カセッテは、両方の設計を考慮したものではない。
本発明は上述したような課題に鑑みてなされたものであり、乳房撮影にも用いることができる放射線撮像装置を提供することを目的とする。
本発明は、筐体と、前記筐体内に配置され、放射線を電気信号に変換する画素が二次元状に配列された検出部と、前記筐体内に配置され前記検出部を制御する制御部と、前記検出部の画素領域の全面と重なり合って配置され、放射線を遮蔽する遮蔽部と、を備える放射線撮像装置であって、前記遮蔽部は、前記検出部と前記制御部との間に配置される第1の遮蔽部材と、前記筐体から取り外し可能な第2の遮蔽部材とを有し、前記第2の遮蔽部材は、乳房撮影に用いられる自動露出制御用X線検出器の可動領域を包含する大きさであることを特徴とする。
本発明によれば、乳房撮影にも用いることができる。
第1実施形態の電子カセッテを示す図である。 電子カセッテの一部を拡大した図である。 遮蔽部の構成を示す図である。 第1実施形態の電子カセッテの変形例を示す図である。 第2実施形態の電子カセッテを示す図である。 電子カセッテの斜視図である。 制御回路部の機能構成を示す図である。 制御回路部による処理を示すフローチャートである。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1は、本実施形態に係る可搬型の放射線撮像装置(以下、電子カセッテ)の構成を示す図である。図1(a)は電子カセッテの平面断面図である。図1(b)は電子カセッテの側面断面図であり、図1(a)のI−I線断面図である。
電子カセッテ100は、非特許文献1で規格化されたカセッテと同等の外形形状およびサイズで形成される。電子カセッテ100は、構成部材を収容する筐体101を有する。筐体101は、4つの側壁部101a〜101dと、2つの面部101e、101fにより構成される。側壁部101aには、外部装置からの電源供給やデータ通信を行うケーブルと接続可能な外部接続端子部102が配置される。また、側壁部101cは乳房撮影において被検者の胸壁と対面する。また、2つの面部101e、101fのうち放射線入射側が面部101eであって、放射線透過率の高い材料によって形成される。
筐体101(筐体内)には放射線画像センサ103が配置される。放射線画像センサ103は、検出部としての撮像検出パネル104を有する。撮像検出パネル104は、絶縁性基板(例えば、ガラス基板)上に放射線を電荷に変換するための変換素子と、当該電荷に基づく電気信号を転送するためのスイッチ素子とを有する画素デバイス(画素)が二次元状に複数配列される。
ここで、撮像検出パネル104の画素領域端と、側壁部101cとの距離(以下、画素胸壁間距離)は、非特許文献1で規格化されている2mm未満となるように構成される。図2は、図1(a)に示すR部分に相当し、筐体101と撮像検出パネル104との関係を示す拡大図である。図2では画素領域104aを二点鎖線で示している。図2に示すように、画素領域104aの端と、側壁部101cの外面との間の距離が画素胸壁間距離Lである。
撮像検出パネル104は、フレキシブル回路基板105を介して読出回路部106に接続され、フレキシブル回路基板107を介して駆動回路部108に接続される。読出回路部106は、撮像検出パネル104の画素デバイスからの電気信号を読み出す。駆動回路部108は、スイッチ素子を導通するための電圧を有する駆動信号をスイッチ素子に供給する。なお、本実施形態の撮像検出パネル104には、放射線を光へ変換するシンチレータ(不図示)が設けられる。
筐体101の厚み方向における略中央には、保持基台110が配置される。保持基台110の放射線入射側である第一面には、後述する第1の遮蔽部材111を介して撮像検出パネル104が保持される。また、保持基台110の第一面とは反対側の第二面には、読出回路部106、駆動回路部108が保持される。更に、保持基台110の第二面には、電気信号制御や直流電圧変換などを行う制御部としての制御回路部112、113が保持される。ここで、読出回路部106、駆動回路部108、制御回路部112、113は、非特許文献1で規格化されている自動露出制御用X線検出器の可動領域(図1(a)の二点鎖線内で示す領域A)(以下、AEC領域)以外に配置される。
筐体101内には遮蔽部として、第1の遮蔽部材111と第2の遮蔽部材114とが配置される。第1の遮蔽部材111および第2の遮蔽部材114は、例えば、Pb、Ba、Ta、Mo、Wの何れの重金属を含む材料や、ステンレス鋼などといった放射線を遮蔽する材料から形成される。本実施形態では、第1の遮蔽部材111が保持基台110の第一面側に配置され、第2の遮蔽部材114が保持基台110の第二面側に配置される。
図3は、遮蔽部を抜き出して示した図である。第1の遮蔽部材111と第2の遮蔽部材114とは、放射線を隙間なく遮蔽するように配置される。具体的には、第1の遮蔽部材111と第2の遮蔽部材114とは、一部すなわち図3に示すグレー部分が重なり合う形状に形成される。また、図3には撮像検出パネル104の画素領域104aを二点鎖線で示している。図3に示すように、第1の遮蔽部材111と第2の遮蔽部材114とを合わせた領域は、画素領域104aの全面と重なり合う。
第2の遮蔽部材114は、AEC領域を包含する大きさに形成され、筐体101から分離可能、すなわち取り外し可能である。具体的には、第2の遮蔽部材114は、筐体101の側壁部101cに形成された開口115(図1(a)参照)を通して取り付け、取り外しができる。したがって、第2の遮蔽部材114を筐体101に取り付けることで、通常の放射線撮像装置として用いることができる。すなわち、第1の遮蔽部材111と第2の遮蔽部材114により放射線の後方散乱による画質低下を抑制させた撮影が可能である。一方、第2の遮蔽部材114を筐体101から取り外すことで、電子カセッテ100に照射された放射線は第2の遮蔽部材114が存在しない領域、すなわちAEC領域を通して、筐体101の面部101fに透過する。したがって、電子カセッテ100の下側に図示しない自動露出制御用X線検出器を設置することで、電子カセッテ100に照射された放射線の線量を計測することができ、乳房撮影に用いることができる。
なお、筐体101を含むAEC領域は、放射線減弱の差が5%未満の構造となっている。すなわち、第2の遮蔽部材114を筐体101から取り外した状態で、所定の線量の放射線を面部101eからAEC領域に照射した場合に、筐体101を透過する放射線の線量を計測したときの透過の差が5%未満である。
このように、本実施形態によれば、筐体101から第2の遮蔽部材114を取り外すことで乳房撮影に用いることができる。
なお、上述した実施形態では、第1の遮蔽部材111は保持基台110の第一面に配置される場合について説明したが、この場合に限られない。すなわち、第1の遮蔽部材111は、撮像検出パネル104と各種回路基板(制御回路部112、113)との間に配置されていれば、保持基台110の第一面、第二面または保持基台110の中間層の何れに配置されていてもよい。
また、放射線画像センサ103の放射線入射側に対して反対側の面でAEC領域に配置される部材のうち、第2の遮蔽部材114以外の部材は、例えば炭素繊維素材などの放射線透過率の高い部材で構成される。
また、上述した実施形態では、外部接続端子部102に接続されるケーブルから電源供給やデータ通信を行う場合について説明したが、この場合に限られず、図4に示すように二次電池、無線モジュール部およびアンテナ部を有していてもよい。
図4は、電子カセッテ100の変形例を示す図である。
図4に示すように、二次電池116、無線モジュール部117およびアンテナ部118は、AEC領域以外に配置される。二次電池116は、駆動用の電力を供給する。無線モジュール部117およびアンテナ部118は、外部装置に画像信号を無線送信したり、信号を無線受信したりする無線送受信部として機能する。このように、二次電池116、無線モジュール部117、アンテナ部118を電子カセッテ100に内蔵することで、電子カセッテ100の可搬性を向上させることができる。
(第2実施形態)
第2実施形態では、第1実施形態と同様に第2の遮蔽部材114を取り外すことで乳房撮影に用いることができると共に、利便性および堅牢性を向上させた電子カセッテ200について説明する。なお、第1実施形態の電子カセッテ100と同様の構成は、同一符号を付して適宜、その説明を省略する。
図5は、本実施形態に係る電子カセッテの構成を示す図である。図5(a)は電子カセッテの平面断面図である。図5(b)は電子カセッテの側面断面図であり、図5(a)のII−II線断面図である。図6は、電子カセッテの斜視図であって、放射線入射側の反対側から見た図である。
電子カセッテ200は、筐体201(以下、メイン筐体)と、メイン筐体201に対して着脱可能な着脱筐体202とを有する。ここで、図6(a)は着脱筐体202をメイン筐体201に装着した状態を示し、図6(b)は着脱筐体202をメイン筐体201から離脱した状態を示している。図6(b)に示すように、メイン筐体201は着脱筐体202を収容する収容部203が形成され、図示しないロック機構により収容部203に着脱筐体202を着脱可能に取り付ける。
メイン筐体201は、非特許文献1で規格化されたカセッテと同等の外形形状およびサイズで形成される。メイン筐体201は独立して剛性や電磁シールド、遮光エンクロージャが確保されている。
メイン筐体201は、4つの側壁部201a〜201dと、2つの面部201e、201f、対面部201gなどにより構成される。側壁部201aには、外部接続端子部102が配置される。また、側壁部201cは着脱筐体202がメイン筐体201から離脱されることで露出され、乳房撮影において被検者の胸壁と対面する。図6(b)に示すように、対面部201gは、収容部203に装着される着脱筐体202と対面する面である。対面部201gは、AEC領域を包含する大きさであって、例えば炭素繊維素材など放射線透過率の高い部材で形成される。
また、メイン筐体201内には放射線画像センサ103が配置される。放射線画像センサ103は、撮像検出パネル104を有する。ここで、撮像検出パネル104の画素領域端と、側壁部201cとの画素胸壁間距離Lは、第1実施形態と同様に2mm未満である。
撮像検出パネル104は、フレキシブル回路基板105を介して読出回路部106に接続され、フレキシブル回路基板107を介して駆動回路部108に接続される。なお、本実施形態の撮像検出パネル104には、放射線を光へ変換する図示しないシンチレータ(不図示)が設けられる。
メイン筐体201の厚み方向における略中央には、保持基台110が配置される。保持基台110の放射線入射側の第一面には、第1の遮蔽部材111を介して撮像検出パネル104が保持される。また、保持基台110の第一面とは反対側の第二面には、読出回路部106、駆動回路部108が保持される。更に、保持基台110の第二面には、制御回路部112、113が保持される。ここで、読出回路部106、駆動回路部108、制御回路部112、113は、AEC領域以外に配置される。メイン筐体201を含むAEC領域は、放射線減弱の差が5%未満の構造となっている。すなわち、着脱筐体202をメイン筐体201から離脱させた状態で、所定の線量の放射線を面部201eからAEC領域に照射した場合に、メイン筐体201を透過する放射線の線量を計測したときの透過の差が5%未満である。また、図6(b)に示すように、収容部203には着脱筐体202の後述する制御回路基板と電気的に接続される端子部204が設けられる。
着脱筐体202は、本体部205とカバー部206とを有する。本体部205は、平面視で凸形状に形成され、メイン筐体201の収容部203に収容される。カバー部206は、本体部205が収容部203に収容されたときにメイン筐体201の側壁部201cを覆う。着脱筐体202は、剛性の高い材料(金属や炭素繊維など)を主体として形成される。
着脱筐体202(着脱筐体内)には、第2の遮蔽部材114が配置される。第2の遮蔽部材114は、AEC領域を包含する大きさに形成される。なお、第1の遮蔽部材111と第2の遮蔽部材114とは、第1実施形態と同様に、図3に示すグレー部分が重なり合う形状に形成される。また、第1の遮蔽部材111と第2の遮蔽部材114とを合わせた領域は、画素領域104aの全面と重なり合う。
また、着脱筐体202には、バッテリとしての二次電池207、無線モジュール部208、アンテナ部209、ユーザIF部210、制御回路基板211が配置される。具体的には、二次電池207、無線モジュール部208および制御回路基板211が本体部205に配置される。アンテナ部209およびユーザIF部210がカバー部206に配置される。
二次電池207は、放射線画像センサ103を含む電子カセッテ200の各部に、駆動用(動作用)の電力を供給する。なお、二次電池207の構成は特に限定されるものではなく、公知の各種二次電池を用いることができる。無線モジュール部208およびアンテナ部209は、外部装置に画像信号を無線送信したり、信号を無線受信したりする無線送受信部として機能する。ユーザIF部210は、電源ON/OFFのボタンや、電子カセッテ200のステータスを表示する表示部などを有する。制御回路基板211は、無線モジュール部208、アンテナ部209およびユーザIF部210を制御する。制御回路基板211には、端子部204に接続されるコネクタ212が設けられる。
したがって、メイン筐体201の収容部203に着脱筐体202を装着することで、メイン筐体201の端子部204と着脱筐体202のコネクタ212とが接続され、ワイヤレスの電子カセッテとして機能する。この場合、第1の遮蔽部材111と第2の遮蔽部材114により放射線の後方散乱による画質低下を抑制させた撮影が可能である。一方、メイン筐体201から着脱筐体202を離脱させることで第2の遮蔽部材114がメイン筐体201から取り外される。したがって、電子カセッテ200に照射された放射線は第2の遮蔽部材114が存在しない領域、すなわちAEC領域を通して、メイン筐体201の対面部201gに透過する。したがって、電子カセッテ200の下側に図示しない自動露出制御用X線検出器を設置することで、電子カセッテ200に照射された放射線の線量を計測することができ、乳房撮影に用いることができる。なお、メイン筐体201から着脱筐体202を離脱させた場合には、外部接続端子部102にケーブルを接続することで、電源供給やデータ通信を行うことができる。
また、本実施形態の電子カセッテ200は、着脱筐体202のカバー部206がメイン筐体201の側壁部201cを覆うことから、電子カセッテ200の堅牢性を向上させることができる。また、比較的大きなスペースが形成されている着脱筐体202内に二次電池207を搭載することにより、容量が大きな二次電池207を搭載でき、電子カセッテ200の利便性を向上させることができる。
次に、電子カセッテ200の制御回路部112が実行する制御方法について説明する。まず、制御回路部112の機能構成について図7を参照して説明する。図7は、制御回路部112の機能構成の一例を示す図である。
制御回路部112は、操作制御部220、判定部221、報知部222、決定部223を有する。操作制御部220は、ユーザの操作を受け付ける。判定部221は、メイン筐体201に着脱筐体202が装着されているか否かを判定する。報知部222は、ユーザにエラーや警告を報知する。決定部223は、撮影条件を決定して撮影を開始する。
次に、制御回路部112による処理について図8のフローチャートを参照して説明する。図8のフローチャートは、ユーザが撮影条件として『乳房撮影』または『乳房撮影』以外を選択することで開始される。ここでは、『乳房撮影』以外を『通常撮影』として説明する。
ステップS101では、操作制御部220は撮影条件が『乳房撮影』であるか否かをユーザが選択した撮影条件に基づいて判定する。ユーザはユーザIF部210などを操作することで撮影条件を選択することができる。『乳房撮影』が選択された場合にはステップS102に進み、『乳房撮影』が選択されていない場合にはステップS106に進む。
ステップS102では、判定部221は着脱筐体202が装着されているか否かを判定する。着脱筐体202が装着されていない場合にはステップS103に進み、着脱筐体202が装着されている場合にはステップS104に進む。判定部221は着脱筐体202の制御回路基板211から応答がある場合には着脱筐体202が装着されていると判定し、応答がない場合には着脱筐体202が装着されていないと判定することができる。
ステップS103では、決定部223は選択された『乳房撮影』に撮影条件を決定し、放射線の撮影を開始する。すなわち、着脱筐体202の第2の遮蔽部材114が取り外されているために、AEC領域から電子カセッテ200の下側に放射線が透過される。したがって、電子カセッテ200の下側に設置された自動露出制御用X線検出器は電子カセッテ200に照射された放射線の線量が規格内であるかを計測でき、乳房撮影を行うことが可能である。
一方、ステップS104では、報知部222はユーザにエラーを報知する。具体的には、報知部222は着脱筐体202が装着されている旨を、ユーザIF部210を介して表示したり、図示しない音声発生部を介して音声を発したりすることで、エラーを報知することができる。
ステップS105では、判定部221は着脱筐体202が離脱されるのを待機し、離脱された場合にはエラーの報知を解除して、ステップS103に進む。ステップS103では、決定部223は選択された『乳房撮影』に撮影条件を決定し、放射線の撮影を開始する。
一方、ステップS101からステップS106に進むと、判定部221は着脱筐体202が装着されているか否かを判定する。着脱筐体202が装着されている場合にはステップS103に進み、着脱筐体202が装着されていない場合にはステップS107に進む。
ステップS103では、決定部223は選択された『通常撮影』に撮影条件を決定し、放射線の撮影を開始する。すなわち、着脱筐体202の第2の遮蔽部材114が取り付けられているために、第1の遮蔽部材111と第2の遮蔽部材114により放射線の後方散乱による画質低下を抑制させた撮影が可能である。
ステップS107では、報知部222はユーザに警告を報知する。具体的には、報知部222は着脱筐体202が装着されていない旨をユーザIF部210を介して表示したり、図示しない音声発生部を介して音声を発したりすることで、警告を報知することができる。
ステップS108では、操作制御部220はユーザにより『決定』が選択されたか否かを判定する。『決定』が選択されていない場合にはステップS109に進み、『決定』が選択された場合には警告の報知を解除してステップS103に進む。ステップS103では、決定部223は選択された『通常撮影』に撮影条件を決定し、放射線の撮影を開始する。このように、『通常撮影』では着脱筐体202を取り外したままでも撮影が可能である。
ステップS109では、判定部221は着脱筐体202の装着を待機し、着脱筐体202が装着された場合には警告の報知を解除してステップS103に進む。ステップS103では、決定部223は選択された『通常撮影』に撮影条件を決定し、放射線の撮影を開始する。
以上のように本実施形態によれば、乳房撮影に用いることができると共に、利便性および堅牢性を向上させることができる。
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能であり、上述した実施形態を適時組み合わせてもよい。
なお、上述した第2実施形態において報知部222は着脱筐体202が装着されているか否かに応じてユーザに報知する場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、第1実施形態でも、図8のフローチャートを適用して、報知部222が第2の遮蔽部材114が取り付けられているか否かに応じてユーザに報知してもよい。
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
100:電子カセッテ(放射線撮像装置) 101:筐体 104:撮像検出パネル(検出部) 111:第1の遮蔽部材 112、113:制御回路部(制御部) 114:第2の遮蔽部材 200:電子カセッテ(放射線撮像装置) 201:メイン筐体(筐体) 202:着脱筐体 205:本体部 206:カバー部 207:二次電池(バッテリ) 220:操作制御部 221:判定部 222:報知部 223:決定部

Claims (8)

  1. 筐体と、
    前記筐体内に配置され、放射線を電気信号に変換する画素が二次元状に配列された検出部と、
    前記筐体内に配置され前記検出部を制御する制御部と、
    前記検出部の画素領域の全面と重なり合って配置され、放射線を遮蔽する遮蔽部と、を備える放射線撮像装置であって、
    前記遮蔽部は、前記検出部と前記制御部との間に配置される第1の遮蔽部材と、前記筐体から取り外し可能な第2の遮蔽部材とを有し、
    前記第2の遮蔽部材は、乳房撮影に用いられる自動露出制御用X線検出器の可動領域を包含する大きさであることを特徴とする放射線撮像装置。
  2. 前記第1の遮蔽部材と前記第2の遮蔽部材とは、一部が重なり合って配置されていることを特徴とする請求項1記載の放射線撮像装置。
  3. 前記筐体に対して着脱可能な着脱筐体を有し、
    前記第2の遮蔽部材は、前記着脱筐体内に配置され、前記筐体から前記着脱筐体が離脱されることで前記筐体から取り外され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. 前記着脱筐体は、前記筐体に装着されたときに、前記筐体の側壁部を覆うカバー部を有することを特徴とする請求項に記載の放射線撮像装置。
  5. 前記筐体の側壁部と、前記検出部の画素領域端との距離が2mm未満であることを特徴とする請求項に記載の放射線撮像装置。
  6. 乳房撮影するときに前記第2の遮蔽部材が前記筐体から取り外されていないことを報知する報知部を有することを特徴とする請求項1ないしの何れか1項に記載の放射線撮像装置。
  7. 筐体と、
    前記筐体内に配置され、放射線を電気信号に変換する画素が二次元状に配列された検出部と、
    前記筐体内に配置され前記検出部を制御する制御部と、
    前記検出部の画素領域の全面と重なり合って配置され、放射線を遮蔽する遮蔽部と、を備え、
    前記遮蔽部は、前記検出部と前記制御部との間に配置される第1の遮蔽部材と、前記筐体から取り外し可能な第2の遮蔽部材とを有し、
    前記第2の遮蔽部材は、乳房撮影に用いられる自動露出制御用X線検出器の可動領域を包含する大きさである放射線撮像装置の制御方法であって、
    前記第2の遮蔽部材が取り付けられているか否かを判定する判定ステップと、
    前記判定ステップでの判定に応じてユーザに報知する報知ステップと、を有することを特徴とする制御方法。
  8. 筐体と、
    前記筐体内に配置され、放射線を電気信号に変換する画素が二次元状に配列された検出部と、
    前記筐体内に配置され前記検出部を制御する制御部と、
    前記検出部の画素領域の全面と重なり合って配置され、放射線を遮蔽する遮蔽部と、を備え、
    前記遮蔽部が、前記検出部と前記制御部との間に配置される第1の遮蔽部材と、前記筐体から取り外し可能な第2の遮蔽部材とを有し、
    前記第2の遮蔽部材は、乳房撮影に用いられる自動露出制御用X線検出器の可動領域を包含する大きさである放射線撮像装置に、
    前記第2の遮蔽部材が取り付けられているか否かを判定する判定ステップと、
    前記判定ステップでの判定に応じてユーザに報知する報知ステップと、を実行させるためのプログラム。
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