JP6811673B2 - 放射線照射検出システムおよび放射線発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、放射線を被写体に向けて出射し、被写体を透過した放射線を検出する放射線照射検出システム、およびその放射線照射検出システムにおける放射線発生装置に関するものである。

従来、Ｘ線管などを備えた放射線発生装置と、放射線発生装置から出力され、患者を透過した放射線を検出するＦＰＤ（Flat Panel Detector）などの放射線検出器を備えた放射線検出装置とからなる放射線照射検出システムが提案されている。

このような放射線照射検出システムにおいて、放射線検出器は、放射線が照射されていない間、漏れ電流によって蓄積された電荷信号を周期的にリセットするように準備動作制御される。そして、放射線の照射開始時には、準備動作制御から電荷蓄積制御に移行する。電荷蓄積制御においては、患者を透過した放射線の線量に応じた電荷信号が放射線検出器の各画素に蓄積される。

このように放射線の照射開始に応じて放射線検出器を準備動作制御から電荷蓄積制御に移行させるためには、放射線発生装置と放射線検出装置との間で同期をとる必要がある。

放射線発生装置と放射線検出装置との間で同期をとる方法としては、たとえば放射線の出射を許可する信号を、有線または無線を用いて放射線検出装置から放射線発生装置に送信し、放射線発生装置が、その出射許可信号を受信した際に、放射線の出射を開始し、放射線検出器が電荷蓄積動作を開始する方法が提案されている。

たとえば特許文献１には、放射線の照射指示を受け付ける曝射スイッチを有する放射線発生装置において、曝射スイッチの照射指示と上述した出射許可信号の論理積が真の場合に、放射線発生装置から放射線を出射させることが提案されている。

特開２０１４−５７８３１号公報

しかしながら、たとえば出射許可信号が無線通信信号として放射線検出装置から放射線発生装置に向けて送信される場合、たとえばノイズなどの影響によって出射許可信号が放射線発生装置によって正常に受信できない場合がある。

このような場合、上述したように放射線検出装置から出力された出射許可信号と曝射スイッチにおける照射指示の論理積に基づいて放射線の出射を制御する場合、出射許可信号が正常に受信できないため、放射線の出射は停止される。すなわち、正常に放射線画像の撮影を行うことができるにも関わらず、放射線画像の撮影を誤って中断してしまう。したがって、再撮影を行う必要があり、これにより患者の被爆量も大きくなってしまう問題がある。

本発明は、上記の問題に鑑み、無駄な再撮影を行うことなく、患者の被爆量を低減することができる放射線照射検出システムおよび放射線発生装置を提供することを目的とする。

本発明の放射線照射検出システムは、放射線を発生する放射線発生部、放射線の出射を制御する出射制御部および放射線の照射指示および停止指示を受け付ける指示受付部を有する放射線発生装置と、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出器および放射線検出器を制御する検出制御部を有する放射線検出装置とを備え、検出制御部が、放射線の出射を許可する出射許可信号を放射線発生装置に出力するものであり、出射制御部が、指示受付部が放射線の照射指示を受け付けている間に、出射許可信号を受け付けた場合に、放射線の出射を開始し、放射線の出射開始後、予め設定された出射期間においては、出射許可信号の受付状態に関わらず放射線の出射を継続し、指示受付部が放射線の停止指示を受け付けた場合に、放射線の出射を停止する。

また、上記本発明の放射線照射検出システムにおいて、出射制御部は、指示受付部が放射線の停止指示を受け付けた場合にのみ放射線の出射を停止することができる。

また、上記本発明の放射線照射検出システムにおいて、放射線発生装置と放射線検出装置とは、無線通信を行う無線通信部をそれぞれ有することができ、放射線検出装置の無線通信部が、出射許可信号を出力し、放射線発生装置の無線通信部が、出射許可信号を受け付けることができる。

また、上記本発明の放射線照射検出システムにおいて、検出制御部は、指示受付部が放射線の照射指示を受け付け、かつ放射線検出器の準備動作が終了した場合に、出射許可信号を出力し、かつ放射線検出器における放射線の検出信号の蓄積動作を開始することができる。

また、上記本発明の放射線照射検出システムにおいて、放射線発生装置は、可搬型であることが好ましい。

本発明の放射線発生装置は、放射線を発生する放射線発生部、放射線の出射を制御する出射制御部および放射線の照射指示および停止指示を受け付ける指示受付部とを備え、出射制御部が、指示受付部が放射線の照射指示を受け付けている間に、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出装置から出力された出射許可信号を受け付けた場合に、放射線の出射を開始し、放射線の出射開始後、予め設定された出射期間においては、出射許可信号の受付状態に関わらず放射線の出射を継続し、指示受付部が停止指示を受け付けた場合に、放射線の出射を停止する。

また、上記本発明の放射線発生装置は、可搬型であることが好ましい。

本発明の放射線照射検出システムおよび放射線発生装置によれば、出射制御部が、指示受付部が放射線の照射指示を受け付けている間に、出射許可信号を受け付けた場合に、放射線の出射を開始し、放射線の出射開始後、予め設定された出射期間においては、出射許可信号の受付状態に関わらず放射線の出射を継続する。

これにより、上述したように誤って撮影が中断されるのを回避することができ、無駄な再撮影を行うことなく、患者の被爆量を低減することができる。そして、指示受付部が放射線の停止指示を受け付けた場合に、放射線の出射を停止するので、何らかの事情があり放射線の出射を停止しなければならない場合には、指示受付部を用いて適切に放射線の出射を停止することができる。

本発明の放射線照射検出システムの一実施形態の概略構成を示すブロック図 放射線検出器の動作制御を説明するための図 本発明の放射線照射検出システムの一実施形態の作用を説明するためのフローチャート 本発明の放射線照射検出システムの一実施形態の動作を示すタイミングチャート 本発明の放射線照射検出システムの一実施形態の動作を示すタイミングチャート

以下、本発明の放射線照射検出システムおよび放射線発生装置の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態の放射線照射検出システムの概略構成を示すブロック図である。

本実施形態の放射線照射検出システム１は、図１に示すように、放射線発生装置１０と、放射線検出装置２０とを備えている。放射線発生装置１０は可搬型であることが好ましく、放射線検出装置２０も可搬型のカセッテであることが好ましい。ただし、本発明は、可搬型の放射線照射検出システムに限らず、立位状態の被写体を撮影する放射線照射検出システムおよび臥位状態の被写体を撮影する放射線照射検出システムなど設置型の放射線照射検出システムにも適用可能である。

放射線発生装置１０は、患者などの被写体Ｍに向けて放射線を出射するものであり、放射線を発生する放射線発生部１１と、放射線の出射を制御する出射制御部１２と、曝射スイッチ部１３（本発明の指示受付部に相当する）と、無線通信部１４とを備えている。

放射線発生部１１は、Ｘ線管などの放射線源を備えたものであり、高圧電圧の印加によって放射線を発生するものである。

出射制御部１２は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）などを備えたものであり、放射線発生装置１０からの放射線の出射を制御するものである。具体的には、出射制御部１２は、放射線発生部１１に印可される管電圧および管電流を制御するものであり、管電圧または管電流を制御することによって、放射線発生部１１から出射される放射線の強度および出射時間を制御するものである。

そして、本実施形態の出射制御部１２は、曝射スイッチ部１３が放射線の照射指示を受け付けている間に、放射線検出装置２０における後述する検出制御部２２から出力された出射許可信号を受け付けた場合に、放射線の出射を開始させるものである。出射許可信号とは、放射線の出射を許可する信号である。本実施形態においては、放射線検出装置２０における放射線検出器２１の準備動作が終了した時点から、検出制御部２２から放射線発生装置１０に向けて出力される。

本実施形態においては、出射許可信号は、放射線検出装置２０の無線通信部２３から無線信号として送信され、放射線発生装置１０の無線通信部１４によって受信されるが、たとえばノイズなどの影響によって出射許可信号が放射線発生装置１０によって正常に受信できない場合がある。

このような場合、上述したように放射線検出装置２０から出力された出射許可信号と曝射スイッチ部１３における照射指示とに基づいて、放射線の出射を制御するようにした場合、従来は、出射許可信号が正常に受信できないため、放射線の出射を停止していた。すなわち、正常に放射線画像の撮影を行うことができるにも関わらず、放射線画像の撮影を誤って中断していた。このように撮影を中断した場合、再撮影を行う必要があるので、患者の被爆量が大きくなってしまう問題がある。

そこで、本実施形態においては、放射線の出射開始後、予め設定された出射期間においては、出射許可信号の受付状態に関わらず放射線の出射を継続し、曝射スイッチ部１３が停止指示を受け付けた場合にのみ、放射線の出射を停止する。これにより、上述したように放射線発生装置１０によって出射許可信号が正常に受信できない場合でも、そのまま放射線の出射を継続し、放射線画像の撮影を完了させることができる。したがって、無駄な再撮影を行わなくてよく、患者の被爆量も低減することができる。

なお、何らかの事情によって放射線の出射を停止しなくてはいけない場合には、曝射スイッチ部１３における停止指示の受け付けに応じて、放射線の出射が停止される。また、本実施形態においては、曝射スイッチ部１３における停止指示の受け付けのみに応じて、放射線の出射を停止するようにしたが、たとえば非常停止用スイッチなどの出射停止指示を受け付けた場合も、放射線の出射を停止するようにしてもよい。

また、出射制御部１２は、放射線の出射を開始したあとは、曝射スイッチ部１３における停止指示と出射許可信号の受付状態のうち、曝射スイッチ部１３の停止指示のみを監視するようにしてもよいし、出射許可信号については継続して正常に受信しているものと仮定して放射線の出射の停止を制御するようにしてもよい。

無線通信部１４は、上述したように、放射線検出装置２０の無線通信部２３から送信された出射許可信号を受信するものである。

曝射スイッチ部１３は、ユーザによる放射線の照射指示および停止指示を受け付けるものである。具体的には、本実施形態においては、曝射スイッチ部１３のオンが照射指示であり、オフが停止指示である。

次に、放射線検出装置２０について説明する。放射線検出装置２０は、放射線検出器２１と、検出制御部２２と、無線通信部２３とを備えている。

放射線検出器２１は、放射線発生装置１０から出力され、被写体Ｍを透過した放射線を検出し、放射線検出信号を出力するものである。放射線検出器２１としては、たとえば、入射した放射線を可視光に変換するシンチレータ（蛍光体）およびＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス基板を備えたものを用いることができる。なお、放射線検出器２１は、これに限らず、入射した放射線を電荷信号に直接変換する、いわゆる直接変換方式の放射線検出器を用いるようにしてもよい。

検出制御部２２は、たとえばＣＰＵなどを備えたものであり、放射線検出器２１の動作を制御するものである。放射線検出器２１の動作制御としては、図２に示すように準備動作制御と、電荷蓄積制御と、読取制御とがある。

放射線検出器２１の準備動作制御の期間においては、放射線検出器２１に高圧電圧が印可され、放射線を検出可能な状態となるように準備動作が行われる。

そして、準備動作が完了した後、曝射スイッチ部１３がオンされて照射開始指示が受け付けられた場合には、検出制御部２２は、電荷蓄積動作を開始する。具体的には、検出制御部２２は、放射線検出器２１を制御し、被写体Ｍを透過した放射線の照射によって発生した電荷の蓄積を開始させる。また、検出制御部２２は、電荷蓄積動作を開始した時点から出射許可信号を放射線発生装置１０に向けて出力する。出射制御部１２は、曝射スイッチ部１３がオンされて照射開始指示が受け付けれ、かつ出射許可信号を受信した場合に、放射線を出射させる。そして、被写体Ｍを透過した放射線が放射線検出器２１により検出される。放射線の出射は、曝射スイッチ部１３において出射停止指示が受け付けられない限り、予め設定された出射期間だけ行われる。

そして、検出制御部２２は、放射線の出射期間が終了した時点から、読取制御を開始する。具体的には、検出制御部２２は、放射線検出器２１を制御し、放射線の出射期間に蓄積された電荷信号の読み出しを開始する。放射線検出器２１から読み出された電荷信号に応じた放射線検出信号は、放射線検出装置２０内に設けられたメモリなどの記憶媒体に記憶される。記憶媒体に記憶された放射線検出信号は、所定の信号処理が施された後、コンソールなどの装置に出力される。

無線通信部２３は、上述したように放射線発生装置１０に対して放射線の出射許可信号および出射停止信号を送信するものである。

次に、本実施形態の放射線照射検出システムの作用について、図３に示すフローチャート並びに図４および図５に示すタイミングチャートを参照しながら説明する。図４は、予め設定された放射線の出射期間の間に、出射許可信号は正常に受信できなくなったが、曝射スイッチ部１３はＯＮのままであった場合のタイミングチャートであり、図５は、予め設定された放射線の出射期間の間に、曝射スイッチ部１３において放射線の停止指示が受け付けられた場合のタイミングチャートである。

まず、放射線発生装置１０において、出射制御部１２によって、放射線発生部１１の準備動作が開始されるとともに、放射線検出装置２０において、検出制御部２２の制御によって、放射線検出器２１の準備動作が開始される（Ｓ１０）。

そして、放射線検出器２１に対して所定の位置に被写体Ｍが設置された後、技師などによって曝射スイッチ部１３がＯＮされた場合には（Ｓ１２，ＹＥＳ）、放射線発生部１１および放射線検出器２１の準備動作が終了しているか否かが確認される（Ｓ１４）。

放射線発生部１１および放射線検出器２１の準備動作が終了していることが確認された場合には（Ｓ１４，ＹＥＳ）、放射線検出装置２０の検出制御部２２は、放射線発生装置１０に対して出射許可信号の出力を開始し、かつ放射線検出器２１の電荷蓄積動作を開始する。

そして、放射線発生装置１０において出射許可信号が受信された場合には（Ｓ１６）、出射制御部１２は、放射線の出射を開始する（Ｓ１８）。

次いで、予め設定された放射線の出射期間Ｔにおいて（Ｓ２０，ＮＯ）、曝射スイッチ部１３がＯＦＦされたかどうかが確認され、曝射スイッチ部１３がＯＮ状態のままである場合には（Ｓ２４，ＮＯ）、放射線発生装置１０において出射許可信号の受付状態に関わらず、出射制御部１２は、放射線の出射を継続させる（Ｓ２６）。すなわち、図４に示すように、予め設定された放射線の出射期間Ｔにおいて、たとえば出射許可信号が時刻ｔから正常に受信されなくなった場合でも、曝射スイッチ部１３がＯＮ状態である限りは、放射線の出射が継続される。

そして、曝射スイッチ部１３がＯＦＦされる前に、放射線の出射期間Ｔが経過した場合には（Ｓ２０，ＹＥＳ）、出射制御部１２は、放射線を停止させる（Ｓ２２）。そして、検出制御部２２は、放射線検出器２１の電荷蓄積動作を終了し、読出動作を行う。

一方、予め設定された放射線の出射期間Ｔにおいて（Ｓ２０，ＮＯ）、曝射スイッチ部１３がＯＦＦされた場合には（Ｓ２４，ＹＥＳ）、図５に示すように出射許可信号を正常に受信している場合でも、出射制御部１２は、放射線を停止させる（Ｓ２２）。

なお、曝射スイッチ部１３がＯＦＦされることによって放射線の撮影が中断された場合には、検出制御部２２は、放射線検出器２１の動作を停止するようにしてもよいし、通常通り、放射線検出器２１の電荷蓄積動作を終了し、読出動作を行うようにしてもよい。このように通常通りの動作を行って放射線画像を取得することによって、再撮影を行う必要があるかを判断することができる。

また、上記実施形態の放射線照射検出システムにおいては、無線通信によって出射許可信号の送受信を行うようにしたが、有線通信としてもよい。

また、放射線検出装置２０から放射線発生装置１０に出力される出射許可信号としては、図４および図５に示すように連続した信号でもよいし、予め設定された周期のパルス状の信号としてもよい。

１ 放射線照射検出システム
１０ 放射線発生装置
１１ 放射線発生部
１２ 出射制御部
１３ 曝射スイッチ部
１４ 無線通信部
２０ 放射線検出装置
２１ 放射線検出器
２２ 検出制御部
２３ 無線通信部
Ｍ 被写体
ｔ 時刻
Ｔ 出射期間

Claims (7)

1. 放射線を発生する放射線発生部、前記放射線の出射を制御する出射制御部および前記放射線の照射指示および停止指示を受け付ける指示受付部を有する放射線発生装置と、被検体を透過した前記放射線を検出する放射線検出器および前記放射線検出器を制御する検出制御部を有する放射線検出装置とを備え、
   前記検出制御部が、前記放射線の出射を許可する出射許可信号を前記放射線発生装置に出力するものであり、
   前記出射制御部が、前記指示受付部が前記放射線の照射指示を受け付けている間に、前記出射許可信号を受け付けた場合に、前記放射線の出射を開始し、
   前記放射線の出射開始後、予め設定された出射期間（ただし、前記放射線に応じて生成されるＡＥＣ画素値に基づいて算出され前記放射線検出装置から出力された予想線量到達時間を除く。）においては、前記出射許可信号の受付状態に関わらず前記放射線の出射を継続し、前記指示受付部が前記放射線の停止指示を受け付けた場合に、前記放射線の出射を停止する放射線照射検出システム。
2. 放射線を発生する放射線発生部、前記放射線の出射を制御する出射制御部および前記放射線の照射指示および停止指示を受け付ける指示受付部を有する放射線発生装置と、被検体を透過した前記放射線を検出する放射線検出器および前記放射線検出器を制御する検出制御部を有する放射線検出装置とを備え、
   前記検出制御部が、前記放射線の出射を許可する出射許可信号を前記放射線発生装置に出力するものであり、
   前記出射制御部が、前記指示受付部が前記放射線の照射指示を受け付けている間に、前記出射許可信号を受け付けた場合に、前記放射線の出射を開始し、
   前記放射線の出射開始後、予め設定された出射期間においては、前記出射許可信号の受付状態に関わらず前記放射線の出射を継続し、前記指示受付部が前記放射線の停止指示を受け付けた場合に、前記放射線の出射を停止する放射線照射検出システムであって、
   前記放射線発生装置と前記放射線検出装置とが、無線通信を行う無線通信部をそれぞれ有し、前記放射線検出装置の無線通信部が、前記出射許可信号を出力し、前記放射線発生装置の無線通信部が、前記出射許可信号を受け付ける放射線照射検出システム。
3. 放射線を発生する放射線発生部、前記放射線の出射を制御する出射制御部および前記放射線の照射指示および停止指示を受け付ける指示受付部を有する放射線発生装置と、被検体を透過した前記放射線を検出する放射線検出器および前記放射線検出器を制御する検出制御部を有する放射線検出装置とを備え、
   前記検出制御部が、前記放射線の出射を許可する出射許可信号を前記放射線発生装置に出力するものであり、
   前記出射制御部が、前記指示受付部が前記放射線の照射指示を受け付けている間に、前記出射許可信号を受け付けた場合に、前記放射線の出射を開始し、
   前記放射線の出射開始後、予め設定された出射期間においては、前記出射許可信号の受付状態に関わらず前記放射線の出射を継続し、前記指示受付部が前記放射線の停止指示を受け付けた場合に、前記放射線の出射を停止する放射線照射検出システムであって、
   前記検出制御部が、前記指示受付部が前記放射線の照射指示を受け付け、かつ前記放射線検出器の準備動作が終了した場合に、前記出射許可信号を出力し、かつ前記放射線検出器における前記放射線の検出信号の蓄積動作を開始する放射線照射検出システム。
4. 前記出射制御部が、前記指示受付部が前記放射線の停止指示を受け付けた場合にのみ前記放射線の出射を停止する請求項１から３いずれか１項記載の放射線照射検出システム。
5. 前記放射線発生装置が、可搬型である請求項１から４いずれか１項記載の放射線照射検出システム。
6. 放射線を発生する放射線発生部、前記放射線の出射を制御する出射制御部および前記放射線の照射指示および停止指示を受け付ける指示受付部とを備え、
   前記出射制御部が、前記指示受付部が前記放射線の照射指示を受け付けている間に、被検体を透過した前記放射線を検出する放射線検出装置から出力された出射許可信号を受け付けた場合に、前記放射線の出射を開始し、
   前記放射線の出射開始後、予め設定された出射期間（ただし、前記放射線に応じて生成されるＡＥＣ画素値に基づいて算出され前記放射線検出装置から出力された予想線量到達時間を除く。）においては、前記出射許可信号の受付状態に関わらず前記放射線の出射を継続し、前記指示受付部が前記放射線の停止指示を受け付けた場合に、前記放射線の出射を停止する放射線発生装置。
7. 可搬型である請求項６記載の放射線発生装置。