JP7050518B2

JP7050518B2 - 放射線撮影装置、放射線撮影システム、及び放射線撮影システムの制御方法

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Description

本発明は、放射線撮影装置、放射線撮影システム、及び放射線撮影システムの制御方法に関する。

従来、放射線発生装置から照射され、被写体を透過した放射線から得た放射線画像をデジタル化し、画像処理を施すことで鮮明な放射線画像データを生成する放射線撮影装置、及び放射線撮影システムが製品化されている。

このような放射線撮影装置では、放射線検出器に２次元固体撮像素子が一般的に用いられている。放射線検出器は、照射された放射線を電荷量に変換し、キャパシタに電荷を蓄積し、蓄積された電荷の読出し及びリセット動作を繰り返して動作する。電子シャッターを備えない撮像素子においては、電荷の読出しやリセット動作の際に撮像素子に放射線の照射があると、放射線撮影とは無関係な電荷が放射線画像に重畳され、放射線画像の画質を低下させることになる。

そのため、放射線撮影システムでは、放射線撮影装置における放射線検出器の動作タイミングと放射線発生装置の照射タイミングとの間で同期をとることが必要とされる。

特許文献１には、第一の時計を有する放射線源制御装置と、時刻情報の通信により第一の時計に同期した第二の時計を有する放射線撮影装置とを含む放射線撮影システムが開示されている。

特開２０１０－８１９６０号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、動画撮影中に画像データを転送するため、時刻同期を定期的に行えない場合が生じ得る。また、時刻同期が行われたとしても、任意のタイミングでの時刻同期用の通信トラフィックは、その時点でバッファされている通信トラフィックの末尾に追加されるため、時刻同期のための処理は遅延し、放射線源制御装置と、放射線撮影装置との間における時刻のずれが生じやすくなる。

本発明は、動画撮影中に画像データを転送する場合であっても、より高精度な時刻同期を行うことが可能な放射線撮影技術を提供することを目的とする。

本発明の目的を達成するために、本発明の一態様による放射線撮影装置は、
照射された放射線を検出し、放射線画像データを出力する検出手段と、
内部時計を有し、前記内部時計の時刻情報に基づいて前記検出手段の駆動タイミングを制御する計時制御手段と、
ネットワークを介して、前記放射線画像データに係るデータと前記時刻情報に係るデータとを、制御装置に送信する通信手段と、を備え、
前記通信手段は、前記放射線画像データに係るデータの通信量が閾値以下である場合に前記時刻情報に係るデータを送信し、
前記計時制御手段は、前記時刻情報に対して前記制御装置から返信された時刻情報を用いて、前記内部時計の時刻情報を補正することを特徴とする。

本発明によれば、より高精度な時刻同期を行うことが可能な放射線撮影技術を提供することが可能になる。

実施形態に係る放射線撮影システムの構成例を示す図。実施形態に係る装置間の時刻情報の同期手順を説明する図。第１実施形態の放射線撮影装置における通信処理を説明する図。画像通信部及び時刻同期通信部から送信バッファへのパケットの送信を模式的に示す図。第１実施形態の時刻同期パケットの送信処理の流れを説明する図。第２実施形態の放射線撮影装置における通信処理を説明する図。第２実施形態の時刻同期パケットの送信処理の流れを説明する図。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。なお、放射線は、Ｘ線の他、α線、β線、γ線、及び各種粒子線なども含む。

（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る放射線撮影システム１００の構成例を示す図である。本実施形態に係る放射線撮影システム１００は、放射線を照射する放射線発生装置１１０と、放射線発生装置１１０による放射線の照射を制御する照射制御装置１２０と、照射された放射線を検出し、放射線画像データを出力する検出部１０７を有する放射線撮影装置１０１と、放射線撮影システム１００の全体的な動作を制御するシステム制御装置１３０と、を有する。

ここで、放射線撮影装置１０１は、内部時計の時刻情報に基づいて検出部１０７の駆動タイミングを制御する計時制御部１０６と、ネットワークを介してデータを送受信する通信部（無線通信部１０３、有線通信部１０４、ネットワークインターフェース３０４）と、を備える。通信部は、放射線画像データの通信量（隙間時間などの通信間隔または通信負荷ともいう）が閾値以下である場合、ネットワークを介して接続する照射制御装置１２０に時刻情報（例えば、時刻同期パケット）を送信し、計時制御部１０６は、時刻情報に対して照射制御装置１２０から返信された時刻情報を用いて、内部時計の時刻情報を補正する。

本実施形態では、放射線撮影装置１０１は、通信部における放射線画像データの通信量が閾値以下になるか否かを、画像通信スケジュールに基づいて判定する。例えば、画像通信スケジュールに基づいて、画像データパケットの通信終了から、次の画像データパケットの通信開始までの時間において、時刻同期パケットを送信バッファに送信することが可能な隙間時間の有無を判定し、判定の結果に基づいて、時刻同期パケットの生成を制御する。判定の結果に基づいて、隙間時間がある場合に、放射線撮影装置１０１は時刻同期パケットの生成を行う。以下、実施形態の具体的な構成を説明する。

放射線撮影システム１００において、放射線撮影装置１０１、照射制御装置１２０、システム制御装置１３０は、無線、或いは有線による通信ネットワークを介して互いに接続されており、各装置間で情報の送受信が可能である。通信ネットワークには、無線ＬＡＮアクセスポイント（ＡＰ）１１３、およびハブ（ＨＵＢ）１１４が含まれ、通信ネットワークを介して接続されている装置の間では、情報がメッセージの形式で送受信可能に構成されている。

放射線撮影装置１０１、照射制御装置１２０、システム制御装置１３０は、各装置間における接続状態を判定し、有線接続された場合は有線での通信に自動的に切り替わることが可能に構成されている。なお、放射線撮影システム１００の構成として、無線および有線の双方の通信方式で通信可能な構成を説明したが、この例に限らず、いずれか一方の通信方式でシステムを構築することも可能である。

これに対し、放射線発生装置１１０と照射制御装置１２０との接続は、通信ネットワークを介さずに、電気的に直接接続されるため、情報はメッセージの形式に変換されることなく、放射線発生装置１１０と照射制御装置１２０との間で電気信号として直接伝達される。尚、電気的な直接接続は信頼性が高いため好適に用いられるが、通信ネットワークを用いて、放射線発生装置１１０と照射制御装置１２０とを接続することも可能である。

ここで、放射線発生装置１１０は、照射制御装置１２０による照射制御に基づいて、被写体１１２に対して放射線を照射する装置である。放射線発生装置１１０は、管球、および照射する放射線の絞り機構を有する。放射線発生装置１１０は、照射制御装置１２０によって制御され、照射制御装置１２０からの信号（照射制御信号）により所定の管電圧、管電流で、パルス状又は連続的に放射線１１１が照射される。放射線発生装置１１０から照射された放射線１１１は、照射タイミングに同期した放射線撮影装置１０１により撮影される。

放射線撮影装置１０１は、被写体１１２を透過した放射線に基づく放射線撮影を行って撮影画像である放射線画像を取得する装置である。放射線撮影装置１０１は、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１０７と撮影制御部１０２とを有する。

検出部１０７は、例えば、ＴＦＴのようなスイッチ素子と光電変換素子とを含む画素が二次元状（例えば２次元アレイ状）に配設されており、各光電変換素子上には、例えば、放射線を可視光に変換する蛍光体が設けられて構成されている。検出部１０７に入射した放射線は、蛍光体で可視光に変換され、変換された可視光が各画素の光電変換素子に入射し、各光電変換素子において、可視光に応じた電荷（電気信号）が放射線画像データとして生成される。

撮影制御部１０２は、検出部１０７の駆動制御、撮影された放射線画像データに対する各種の画像処理、放射線画像データの保存、放射線画像データの転送タイミングの判定、及び放射線画像データの転送制御などに関する処理を行う。

撮影制御部１０２は、駆動制御部１０５、計時制御部１０６、信号制御部１０８、通信制御部１１６を有する。駆動制御部１０５は、検出部１０７の駆動制御を行う。計時制御部１０６は、内部時計を保持しており、照射制御装置１２０との間で内部時計の時刻を補正して、内部時計の時刻情報に基づいて検出部１０７の駆動タイミングを制御する。

信号制御部１０８は、検出部１０７から取得した放射線画像データに対する各種の画像処理、放射線画像データの保存、放射線画像データの転送タイミングの判定、及び放射線画像データの転送制御などに関する処理を行う。通信制御部１１６は、無線通信部１０３及び有線通信部１０４と接続し、各通信部における通信を制御する。

撮影制御部１０２で処理された放射線画像データは、システム制御装置１３０に転送され、システム制御装置１３０において画像処理される。システム制御装置１３０における信号の送受信は、通信制御部１１６による通信制御の下、無線通信部１０３、または有線通信部１０４により行われる。また、放射線撮影装置１０１とシステム制御装置１３０、システム制御装置１３０と照射制御装置１２０が直接接続され、信号の送受信を行う場合もある。

操作者は、システム制御装置１３０に接続された、不図示の操作装置および表示装置を用いて、撮影に必要な条件を設定することが可能であり、操作装置は、放射線を照射するための情報を出力することができる。照射制御装置１２０は、放射線発生装置１１０による放射線の照射を制御する。操作装置から出力された情報は、照射制御装置１２０により処理され、曝射ボタン１１５の押下により、照射制御装置１２０の制御に基づいて、放射線発生装置１１０は放射線を照射する。曝射ボタン１１５は、静止画撮影や透視撮影の照射タイミングや照射期間の制御に使用される。

照射制御装置１２０は、曝射ボタン１１５からの信号や、有線通信部１２１を介してシステム制御装置１３０から入力される信号に基づいて制御される。照射制御装置１２０は、有線通信部１２１、計時制御部１２２、照射パルス発生部１２３を有する。

照射制御装置１２０の計時制御部１２２は、時刻情報を保持しており、放射線撮影装置１０１における検出部１０７の駆動タイミングと、放射線発生装置１１０からの放射線照射のタイミングとの同期制御のために用いられる。照射パルス発生部１２３は、計時制御部１２２の時刻情報を基準にして、放射線照射のタイミングを制御するための信号（照射制御信号）を生成し、放射線発生装置１１０に出力する。

システム制御装置１３０は、放射線撮影システム１００の全体的な動作を制御する装置であり、放射線画像データの画像処理、撮影画像の収集や表示に関する制御、撮影オーダーの受付や撮影情報の登録が可能な装置である。

システム制御装置１３０は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）等からなるネットワーク１４０に接続されている。また、ネットワーク１４０には、放射線情報システムであるＲＩＳ（Radiology Information System）１４１（ＲＩＳ端末）、画像保存通信システムであるＰＡＣＳ(Picture Archiving and Communication Systems)１４２（ＰＡＣＳ端末）、ビューワー端末１４３、およびプリンタ１４４が接続されている。

システム制御装置１３０は、ネットワーク１４０を介して、ＲＩＳ端末１４１、ＰＡＣＳ端末１４２と相互に通信可能であり、放射線画像の撮影オーダーや、例えば患者情報（被写体情報）を含んだ撮影情報、及び撮影画像データ自体のやりとりが可能である。

ＲＩＳ端末１４１は、放射線撮影システム１００に接続されている操作端末であり、放射線部門内の情報システムを構成する。この情報システムは、例えば、放射線画像又は検査オーダーに付帯される情報を統括的に管理する情報管理システムである。付帯情報は、検査ＩＤ又は受付番号を含む検査情報を含んでいる。操作者は、ＲＩＳ端末１４１を介して検査オーダー（検査指示）を入力することができ、この検査オーダーに従って放射線撮影システム１００による撮影を行うことができる。本実施形態においては、入力された検査オーダーはＲＩＳ端末１４１によって格納及び管理されているが、ＲＩＳ端末１４１及び放射線撮影システム１００に接続されたサーバー（不図示）によって格納及び管理されてもよい。なお、入力された検査オーダーは放射線撮影システム１００によって格納及び管理されてもよい。

ＰＡＣＳ端末１４２は、放射線撮影システム１００により撮影された撮影画像を保存及び管理を行う。すなわち、ＰＡＣＳ端末１４２は、撮影画像を管理する画像管理システムの一部として機能する。ビューワー端末１４３は、ＰＡＣＳ端末１４２に保存されている放射線画像を表示出力することができる。プリンタ１４４は、ＰＡＣＳ端末１４２に保存されている放射線画像をフィルムなどのメディアに出力することができる。操作者は、ＲＩＳ端末１４１を介して入力された複数の検査情報を含む検査オーダーに基づき、放射線撮影システム１００を用いて放射線画像を撮影する。

検査情報には、撮影プロトコル情報が含まれる。撮影プロトコルは、撮影時又は画像処理時等に用いられるパラメータ情報又は撮影実施情報、および、センサ種類若しくは撮影姿勢のような撮影環境情報を含んでいる。

放射線撮影システム１００は、放射線画像の静止画及び動画の少なくとも一方の撮影に対応しており、特に、動画の撮影のための撮影プロトコルには、例えば、フレームレートや１フレームあたりの放射線パルスの長さなどのパラメータが設定されている。また、検査情報は、検査ＩＤおよび受付番号等の検査オーダーを特定情報や、検査オーダーに従う放射線画像を特定する情報を含んでいる。

放射線撮影を行う際に、操作者が撮影を実施したいタイミングで曝射ボタン１１５を押下すると、放射線の照射の要求が電気信号として照射制御装置１２０に伝達される。曝射ボタン１１５の押下により、照射制御装置１２０は、撮影を開始する旨のメッセージを生成し、通信ネットワークを介し放射線撮影装置１０１とメッセージを交換する。メッセージの交換後、照射制御装置１２０の照射パルス発生部１２３は、計時制御部１２２の時刻情報を基準にして、放射線照射のタイミングを制御するための信号（照射制御信号）を生成し、放射線発生装置１１０に出力する。放射線発生装置１１０は、照射パルス発生部１２３から出力された信号（照射制御信号）に基づいて放射線１１１を照射する。

一方、放射線撮影装置１０１では、照射制御装置１２０との間でメッセージの交換後、駆動制御部１０５が、検出部１０７を駆動するための駆動制御信号を生成し、検出部１０７により生成された放射線画像データを取得する。放射線撮影装置１０１内の計時制御部１０６は、時刻情報を保持しており、駆動制御部１０５は、計時制御部１０６の時刻情報に基づいて、駆動制御信号を生成する。放射線照射を制御する照射制御信号と重ならない時刻で放射線画像データの取得を実施するように、駆動制御部１０５は駆動制御信号の生成を制御する。つまり、放射線画像データの取得は、放射線照射の時間帯と異なる時間帯に行うように制御される。

放射線撮影システムの操作者が撮影を終了するために照射ボタンの押下をやめると、照射制御装置１２０の照射パルス発生部１２３は照射制御信号の生成を停止し、撮影を停止する旨のメッセージを生成し、放射線撮影装置１０１とメッセージを交換する。放射線撮影装置１０１では、照射制御装置１２０との間でメッセージの交換後、駆動制御部１０５が、検出部１０７から放射線画像データの取得を停止する。

以上の同期動作において、放射線画像データの取得は、放射線照射の放射線照射の時間帯と異なる時間帯に行われる。この同期動作を実現するために、照射制御装置１２０内の計時制御部１２２及び放射線撮影装置１０１内の計時制御部１０６には、正確に同期した時刻を設定しておく必要がある。

図２は、放射線撮影装置１０１内の計時制御部１０６の時刻情報と照射制御装置１２０内の計時制御部１２２の時刻情報とを同期する手順を説明する図である。例えば、照射制御装置１２０内の計時制御部１２２は、時刻サーバーとして動作することが可能であり、計時制御部１２２が時刻サーバーとして動作する場合、計時制御部１２２の有する時刻情報は放射線撮影システムにおける基準時刻となる。また、放射線撮影装置１０１内の計時制御部１０６は、時刻クライアントとして動作することが可能であり、時刻サーバーに追従して動作するものとする。

まず、放射線撮影装置１０１が有線通信部１０４または無線通信部１０３を通じて、時刻同期の送信メッセージ（時刻同期送信情報２００）を照射制御装置１２０の計時制御部１２２へ送信する。

このとき、放射線撮影装置１０１の計時制御部１０６は時刻同期送信情報２００を送信する際に、送信時刻における計時制御部１０６の時刻情報を計時制御部１０６内に記憶して送信する。例えば、計時制御部１０６が保持する時計が示す時刻値１０２５４に時刻同期送信情報２００の送信を行った場合、計時制御部１０６は時刻値１０２５４を内部メモリに問合せ発信時刻として記憶し、時刻同期の送信メッセージ（時刻同期送信情報２００）を送信する。

放射線撮影装置１０１の計時制御部１０６から、時刻同期の送信メッセージ（時刻同期送信情報２００）を受信した照射制御装置１２０は、時刻同期の返信メッセージ（時刻同期返信情報２０１）を送信する。すなわち、時刻クライアントと同じように、照射制御装置１２０の計時制御部１２２は、有線通信部１２１、ハブ（ＨＵＢ）１１４または、無線ＬＡＮアクセスポイント（ＡＰ）１１３を通じて、時刻同期の返信メッセージ（時刻同期返信情報２０１）を送信する。

例えば、計時制御部１２２が保持する時計が示す時刻値１０２５４に時刻同期返信情報２０１の送信を行った場合、計時制御部１２２は時刻値１０２５４を返信発信時刻として時刻同期返信情報２０１（１０２５４＠ｓｅｒｖｅｒ、以下、「＠ｓｅｒｖｅｒ」は時刻サーバーにおける時刻を示す）に記憶して送信する。

放射線撮影装置１０１は、照射制御装置１２０から送信された時刻同期の返信メッセージ（時刻同期返信情報２０１）を受信する。このとき、放射線撮影装置１０１の計時制御部１０６が有する補正前の時刻（返信受信時刻）で、返信メッセージ（時刻同期返信情報２０１）を取得する。例えば、図２において、計時制御部１０６は時刻同期返信情報２０１を時刻値１０２６０にて取得し、返信受信時刻として内部メモリに記憶する。

時刻同期送信情報２００と時刻同期返信情報２０１の両メッセージの通信に要する通信時間（伝搬時間）が同等であると仮定すれば、照射制御装置１２０が時刻同期返信情報２０１を送信した時刻（推定返信時刻）を、計時制御部１０６が保持する時計の時刻に基づいて推定すると、問合せ発信時刻１０２５４（１０２５４＠ｃｌｉｅｎｔ、以下、「＠ｃｌｉｅｎｔ」はクライアントにおける時刻を示す）と返信受信時刻１０２６０（１０２６０＠ｃｌｉｅｎｔ）との中間の時刻として推定することができる。

つまり、計時制御部１０６は、推定返信時刻を、次の平均演算により、（１０２５４＋１０２６０）／２＝１０２５７（１０２５７＠ｃｌｉｅｎｔ）と推定することができる。

放射線撮影装置１０１と照射制御装置１２０との間の時刻のずれを求めるため、計時制御部１０６（クライアント）は、クライアントにおける推定返信時刻と、照射制御装置１２０（時刻サーバー）における返信発信時刻との差分を取得する。すなわち、計時制御部１０６は、推定返信時刻（１０２５７＠ｃｌｉｅｎｔ）と、返信発信時刻（１０２５４＠ｓｅｒｖｅｒ）との差分時刻（時刻差）を取得すると、両者の間には時刻ずれが有り、１０２５７－１０２５４＝３だけ、放射線撮影装置１０１の時刻が進んでいることがわかる。

計時制御部１０６は、取得した時刻差に基づいて、計時制御部１０６が有する時計の時刻値を補正して、計時制御部１０６と計時制御部１２２との時刻を同期させる。

計時制御部１０６は、クライアントにおける推定返信時刻１０２５７（１０２５７＠ｃｌｉｅｎｔ）と、時刻サーバーにおける返信発信時刻１０２５４（１０２５４＠ｓｅｒｖｅｒ）とが同時刻になるように、クライアントにける計時制御部１０６の時刻情報から差分時刻（時刻差）減算することにより補正する。

すなわち、計時制御部１０６は、計時制御部１０６が有する時計の時刻値（１０２６２＠ｃｌｉｅｎｔ）から補正量（－３＠ｃｌｉｅｎｔ）を減算して、時計の時刻値を補正する。補正後の時刻値は、図２において、時刻値（１０２５９＠ｃｌｉｅｎｔ）となり、この時刻値は、計時制御部１２２が有する時計の時刻値１０２５９＠ｓｅｒｖｅｒ）と同時刻になる。

以上の演算処理によって計時制御部１０６と計時制御部１２２の時刻差を算出することができ、計時制御部１０６は、算出した時刻差に基づいて、計時制御部１０６の時刻情報を補正する。これにより、放射線撮影装置１０１と照射制御装置１２０との間には時刻のずれが無い状態（時刻同期状態）になる。

図２の例では、照射制御装置１２０内の計時制御部１２２が時刻サーバーとなり、放射線撮影装置１０１内の計時制御部１０６を時刻クライアントとして説明しているが、時刻サーバーと時刻クライアントをそれぞれ入れ替えてもよい。例えば、計時制御部１２２を時刻クライアントとして機能させ、計時制御部１０６を時刻サーバーとして機能させてもよい。

また、図２の例では、時刻同期送信情報２００および時刻同期返信情報２０１の組合せをセットにした１回の問い合わせに基づいて推定返信時刻を取得し、推定返信時刻と問合せ発信時刻との差分時刻（時刻差）から時刻の補正値（時刻同期補正値）を決定しているが、実際には通信時間（伝搬時間）にはゆらぎが発生し得るので、単一の問い合わせにもとづく時刻の補正値は真の時刻からずれたものになり得る。

特に動画撮影時は、画像データの転送がネットワークインターフェースを占有するので、時刻同期パケットの送信が遅延し得る。このため、時刻同期パケットが遅延し、送信バッファ内で待機状態になると、正確な時刻差を算出することができず、計時制御部１０６と計時制御部１２２との間で時刻がずれてしまう場合が生じ得る。そのため、複数回の問合せを実行して、各問合わせに対応して取得した時刻差を統計的に処理して時刻の補正値を算出することも可能である。

本実施形態に係る放射線撮影システムにおいては、撮影された放射線画像データ、撮影の開始と終了を制御するために交換されるメッセージ、時刻を同期させるための問い合わせと返信等、さまざまの情報がネットワークを介して伝達される。これ以外にも、事前の設定情報を伝達するコマンド、各装置の異常または正常を報告するメッセージなども含まれる。これらの情報は、放射線撮影装置１０１においては、有線通信部１０４または無線通信部１０３から送受信される。これらネットワークを介して伝達される情報は、同一の媒体を通過するものであるが、データの通信（転送）のしかたは互いに異なる。例えば、放射線画像データは、時刻同期パケットと比較して大量のデータから構成されるため、多数の画像データパケットに分割されて伝達される。

また、１枚の画像（画像データパケット）の転送が終了してから次の画像（画像データパケット）を転送するまでには、通信間隔である隙間期間（時間）が設けられている。この隙間期間（時間）がなくならない限りにおいては、画像の転送処理が遅延しても問題にならない。一方、時刻を同期させるための時刻同期パケットの通信は、少量のパケットから構成されているが、時刻同期パケットの遅延は、放射線撮影装置１０１および照射制御装置１２０が有する時計間の時刻差の推定誤差になるため、遅延なく送受信されることが好ましい。

本実施形態では、画像データの転送などの大量のデータが送信バッファにある場合は、予め画像データパケットの画像通信スケジュールを確認して、時刻同期パケットが送信バッファに停滞することがないように時刻同期パケットの通信タイミングを制御する。

以下、本実施形態に係る時刻同期パケットの送信処理を図３～図５を参照して説明する。図３は、第１実施形態の放射線撮影装置１０１における通信処理を説明するブロック図である。以下の説明では、有線通信部１０４及び無線通信部１０３を総称してネットワークインターフェース３０４とする。

通信制御部１１６は、画像通信部３０１、時刻同期通信部３０２を有する。画像通信部３０１は、駆動制御部１０５から画像データを取得し、パケット生成（画像データパケットの生成）などの処理を行い、送信バッファ３０３へ送信する。

時刻同期通信部３０２は、計時制御部１０６から時刻情報を取得し、パケット生成（時刻同期パケットの生成）などの処理を行い、送信バッファ３０３へ送信する。送信バッファ３０３は通信制御部１１６から受信したパケットを一時的に記憶し、ネットワークインターフェース３０４へ送信する。

図４は、画像通信部３０１、及び時刻同期通信部３０２から送信バッファ３０３へのパケットの送信を模式的に示す図である。時刻同期通信部３０２は、予め、画像通信部３０１へ画像データパケットの通信がいつ行われるかを問合せる。時刻同期通信部３０２は、問い合わせに応じて、通信開始および通信終了のタイミングに関する画像通信スケジュールの情報を取得する。ここで、画像通信スケジュールの情報には、ある画像データパケットの通信終了から、次の画像データパケットの通信開始までの時間（隙間時間）に関する情報が含まれる。

画像通信部３０１は、画像データパケット４０１を送信バッファ３０３へ転送し、送信バッファ３０３は、画像データパケット４０１を格納し、ネットワークインターフェース３０４へ順次送信する。

時刻同期通信部３０２は、問合せに応じて画像通信部３０１から取得した画像データパケット４０１の送信終了タイミングに基づいて、画像通信部３０１から送信バッファ３０３への画像データパケット４０１の転送が終了次第、隙間時間において時刻同期パケット４０２を送信バッファ３０３へ送信する。

時刻同期通信部３０２は、定期的に画像通信部３０１への問合せをおこない、時刻同期通信部３０２により時刻同期パケット４０２を送信バッファ３０３に送信することが可能な隙間時間がある場合、時刻同期通信部３０２は、時刻同期パケット４０２を生成し、生成した時刻同期パケット４０２を送信バッファ３０３へ送信する。

本実施形態の時刻同期パケットの通信方式では、時刻同期パケットの送信タイミングが、画像データパケットの通信期間に重なることを事前に避けるように時刻同期パケットの通信タイミングを制御し、時刻同期パケットが送信バッファに滞留し遅延することを防止する。

図５は、第１実施形態における時刻同期パケットの送信処理の流れを説明する図である。

ステップＳ５０１では、時刻同期通信部３０２は、計時制御部１０６からの時刻同期開始信号を受信すると、画像通信部３０１に対して画像通信スケジュールの問合せを行う。時刻同期通信部３０２は、画像通信スケジュールに基づいて、ある画像データパケットの通信終了から、次の画像データパケットの通信開始までの時間において、時刻同期パケット４０２を送信バッファ３０３に送信することが可能な隙間時間の有無を判定し、判定の結果に基づいて、時刻同期パケット４０２の生成を制御する。隙間時間が無い場合は、処理をステップＳ５０１に戻し、画像通信スケジュールの問合せを行い、隙間時間の有無の判定を行う。すなわち、時刻同期通信部３０２は、定期的に画像通信スケジュールを確認し、画像通信スケジュールにおいて時刻同期パケットを送信することが可能な隙間時間ができるまで問合せを行う。

ステップＳ５０１の判定において、隙間時間がある場合、ステップＳ５０２において、時刻同期通信部３０２は、時刻同期パケット４０２を生成し、処理をステップＳ５０３に進める。ステップＳ５０３では、時刻同期通信部３０２は送信バッファ３０３へ時刻同期パケット４０２を送信する。

ステップＳ５０４において、送信バッファ３０３は、時刻同期パケット４０２を格納し、ネットワークインターフェース３０４へ送信する。そして、ネットワークインターフェース３０４から時刻同期パケット４０２（時刻同期送信情報２００（図２））が照射制御装置１２０に送信される。時刻同期パケット４０２の送信の際に、時刻同期パケット４０２の送信時刻は問合せ発信時刻（図２）として放射線撮影装置１０１に記憶される。

ステップＳ５０５では、照射制御装置１２０が時刻同期パケット４０２（時刻同期送信情報２００）の返信を行う。時刻同期送信情報２００を受信した照射制御装置１２０は、時刻同期の返信メッセージ（時刻同期返信情報２０１）を放射線撮影装置１０１に送信する。

ステップＳ５０６において、放射線撮影装置１０１の計時制御部１０６は、補正量を算出し、時刻補正を行う。

放射線撮影装置１０１では、照射制御装置１２０から送信された時刻同期の返信メッセージ（時刻同期返信情報２０１）を受信した時刻（返信受信時刻）と、ステップＳ５０４で記憶した問合せ発信時刻とに基づいて、時刻の平均演算を行い、推定返信時刻を取得する。

そして、放射線撮影装置１０１の計時制御部１０６における推定返信時刻と、返信メッセージ（時刻同期返信情報２０１）に記憶されている返信発信時刻との差分により算出した時刻差に基づいて、計時制御部１０６の時刻情報を補正する。これにより、放射線撮影装置１０１と照射制御装置１２０との間には時刻のずれが無い状態（時刻同期状態）になる。

尚、ステップＳ５０１からステップＳ５０５までの処理フローを複数回繰り返すことにより、複数回分の処理により取得した時刻差を統計的に処理して時刻の補正値を算出することも可能である。

本実施形態によれば、画像通信部３０１の画像通信スケジュールに基づいて、時刻同期通信部３０２は、時刻同期パケットの送信タイミングが、画像データパケットの通信期間に重なることを避けるように時刻同期パケットの通信タイミングを制御することができる。これにより、時刻同期パケットが送信バッファに滞留し遅延することを防止することができる。

本実施形態によれば、より高精度かつ容易に時刻同期を行い、放射線撮影を行うことが可能な放射線撮影技術の提供が可能になる。動画撮影中に画像データを転送する場合であっても、画像データパケットの通信期間に重なることを避けるように時刻同期パケットの通信タイミングを制御して、放射線撮影装置１０１と照射制御装置１２０との間で、時刻情報の誤差を補正することで、より高精度かつ容易に時刻同期を行うことが可能になり、より高精度な時刻同期の下に放射線撮影を行うことが可能になる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、時刻同期通信部３０２が画像通信部３０１へ画像通信スケジュールを確認することで、時刻同期パケットの送信タイミングが、画像データパケットの通信期間に重なることを事前に避けるように時刻同期パケットの通信タイミングを制御している。

本実施形態では、放射線撮影装置１０１は、通信部における放射線画像データの通信量が閾値以下になるか否かを、送信バッファ３０３が、格納している画像データパケットの状況を時刻同期通信部３０２に通知する構成を説明する。

例えば、放射線撮影装置１０１において、データを格納する送信バッファ３０３に画像データパケットが格納されている場合、通信部は、通信量が閾値を超えると判定し、放射線撮影装置１０１は、時刻情報（時刻同期パケット）の生成を行わない。一方、送信バッファ３０３に画像データパケットが格納されていない場合、通信部は、通信量が閾値以下と判定し、放射線撮影装置１０１は、時刻情報（時刻同期パケット）の生成を行う。以下、実施形態の具体的な構成を説明する。

図６は、第２実施形態の放射線撮影装置における通信処理を説明する図である。放射線撮影装置１０１において、通信制御部１１６は、画像通信部３０１、時刻同期通信部３０２を有する。画像通信部３０１は、駆動制御部１０５から画像データを取得し、画像データパケット４０１の生成などの処理を行い、送信バッファ３０３へ送信する。また、時刻同期通信部３０２は、計時制御部１０６から時刻情報を取得し、時刻同期パケット４０２の生成などの処理を行い、送信バッファ３０３へ送信する。

送信バッファ３０３は通信制御部１１６から受信したパケット（画像データパケット４０１、時刻同期パケット４０２）を一時的に記憶し、ネットワークインターフェース３０４へ送信する。

図７は、第２実施形態の時刻同期パケットの送信処理の流れを説明する図である。

ステップＳ７０１において、送信バッファ３０３は、画像通信部３０１との間の通信状況を時刻同期通信部３０２へ通知する。例えば、送信バッファ３０３は、送信バッファ３０３における画像データパケット４０１の有無を時刻同期通信部３０２へ通知する。送信バッファ３０３は、一定の周期で送信バッファ３０３の通信状況を確認し、時刻同期通信部３０２へ通知する。

送信バッファ３０３が画像データパケット４０１を格納している場合、処理をステップＳ７０１に戻し、一定の周期で送信バッファ３０３の通信状況を確認し、時刻同期通信部３０２へ通知する。送信バッファ３０３において画像データパケット４０１がなくなるまで、送信バッファ３０３は通信状況の通知を行う。

ステップＳ７０１の判定において送信バッファ３０３において画像データパケット４０１がなくなると、処理はステップＳ７０２に進められ、ステップＳ７０２において、時刻同期通信部３０２は、時刻同期パケット４０２を生成し、ステップＳ７０３において、時刻同期通信部３０２は送信バッファ３０３へ時刻同期パケット４０２を送信する。

ステップＳ７０４において、送信バッファ３０３は、時刻同期パケット４０２を格納し、ネットワークインターフェース３０４へ送信する。そして、ネットワークインターフェース３０４から時刻同期パケット４０２（時刻同期送信情報２００（図２））が照射制御装置１２０に送信される。時刻同期パケット４０２の送信の際に、時刻同期パケット４０２の送信時刻は問合せ発信時刻（図２）として放射線撮影装置１０１に記憶される。

ステップＳ７０５では、照射制御装置１２０が時刻同期パケット４０２（時刻同期送信情報２００）の返信を行う。時刻同期送信情報２００を受信した照射制御装置１２０は、時刻同期の返信メッセージ（時刻同期返信情報２０１）を放射線撮影装置１０１に送信する。

ステップＳ７０６において、放射線撮影装置１０１の計時制御部１０６は、補正量を算出し、時刻補正を行う。

放射線撮影装置１０１では、照射制御装置１２０から送信された時刻同期の返信メッセージ（時刻同期返信情報２０１）を受信した時刻（返信受信時刻）と、ステップＳ７０４で記憶した問合せ発信時刻とに基づいて、時刻の平均演算を行い、推定返信時刻を取得する。

放射線撮影装置１０１では、照射制御装置１２０から送信された時刻同期の返信メッセージ（時刻同期返信情報２０１）を受信した時刻（返信受信時刻）と、ステップＳ７０４で記憶した問合せ発信時刻とに基づいて、時刻の平均演算を行い、推定返信時刻を取得する。そして、放射線撮影装置１０１の計時制御部１０６における推定返信時刻と問合せ発信時刻との差分時間（時刻差）に基づいて、計時制御部１０６の時刻情報を補正する。尚、ステップＳ７０１からステップＳ７０５までの処理フローを複数回繰り返すことにより、複数回分の処理により取得した時刻差を統計的に処理して時刻の補正値を算出することも可能である。

本実施形態によれば、送信バッファ３０３が格納している画像データパケットの状況を時刻同期通信部３０２することにより、時刻同期通信部３０２は、画像通信部３０１から送信バッファ３０３への画像データパケットの通信状況を取得するこが可能であり、送信バッファ３０３から取得した情報に基づいて、時刻同期通信部３０２は、時刻同期パケットの送信タイミングが、画像データパケットの通信期間に重なることを避けるように時刻同期パケットの通信タイミングを制御することができる。これにより、時刻同期パケットが送信バッファに滞留し遅延することを防止することができる。

（その他の実施形態）
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：放射線撮影システム、１０１：放射線撮影装置、１０２：撮影制御部、１０３：無線通信部、１０４：有線通信部、１０５：駆動制御部、１０６：計時制御部、１０７：検出部、１２０：照射制御装置、１２２：計時制御部、１２３：照射パルス発生部、１３０：システム制御装置

Claims

照射された放射線を検出し、放射線画像データを出力する検出手段と、
内部時計を有し、前記内部時計の時刻情報に基づいて前記検出手段の駆動タイミングを制御する計時制御手段と、
ネットワークを介して、前記放射線画像データに係るデータと前記時刻情報に係るデータとを、制御装置に送信する通信手段と、を備え、
前記通信手段は、前記放射線画像データに係るデータの通信量が閾値以下である場合に前記時刻情報に係るデータを送信し、
前記計時制御手段は、前記時刻情報に対して前記制御装置から返信された時刻情報を用いて、前記内部時計の時刻情報を補正することを特徴とする放射線撮影装置。
前記放射線画像データから、前記放射線画像データに係るデータとして画像データパケットを生成し、送信バッファへ送信する画像通信手段と、
前記計時制御手段から前記時刻情報を取得し、前記時刻情報に係るデータとして時刻同期パケットを生成し、前記送信バッファへ送信する時刻同期通信手段と、を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
前記送信バッファに前記画像データパケットが格納されている場合、前記通信手段における通信量が閾値を超えると判定し、前記時刻同期通信手段は前記時刻同期パケットの生成を行わないことを特徴とする請求項２に記載の放射線撮影装置。
前記送信バッファに前記画像データパケットが格納されていない場合、前記通信手段における通信量が閾値以下と判定し、前記時刻同期通信手段は前記時刻同期パケットの生成を行うことを特徴とする請求項２に記載の放射線撮影装置。
前記時刻同期通信手段は、前記画像通信手段に画像通信スケジュールの問い合わせを行い、
前記画像通信スケジュールに基づいて、前記時刻同期通信手段は、前記時刻同期パケットの生成を制御することを特徴とすることを特徴とする請求項２に記載の放射線撮影装置。
前記時刻同期通信手段は、前記画像通信スケジュールに基づいて、前記画像データパケットの通信終了から、次の前記画像データパケットの通信開始までの時間において、前記時刻同期パケットを前記送信バッファに送信することが可能な隙間時間の有無を判定し、
前記判定の結果に基づいて、前記時刻同期パケットの生成を制御することを特徴とすることを特徴とする請求項５に記載の放射線撮影装置。
前記判定の結果に基づいて、前記隙間時間がある場合に、前記時刻同期通信手段は、前記時刻同期パケットの生成を行うことを特徴とする請求項６に記載の放射線撮影装置。
前記計時制御手段は、
前記時刻同期パケットの送信時刻と、前記時刻同期パケットに対する時刻同期返信情報を前記制御装置から受信した返信受信時刻とに基づいて、
前記制御装置が前記時刻同期返信情報を返信した推定返信時刻を推定することを特徴とする請求項７に記載の放射線撮影装置。
前記時刻同期返信情報には、前記制御装置が当該時刻同期返信情報の送信を行った返信発信時刻が記憶されていることを特徴とする請求項８に記載の放射線撮影装置。
前記計時制御手段は、前記推定返信時刻と、前記返信発信時刻との差分時刻から時刻の補正値を求め、
前記補正値により前記内部時計の時刻情報を補正することを特徴とする請求項９に記載の放射線撮影装置。
請求項１に記載の放射線撮影装置と、
前記放射線撮影装置を制御する制御装置と、を有する放射線撮影システム。
放射線撮影装置と、ネットワークを介して前記放射線撮影装置を制御する制御装置とを有する放射線撮影システムの制御方法であって、
前記放射線撮影装置が、照射された放射線を検出手段により検出し、放射線画像データを出力する検出工程と、
内部時計を有する計時制御手段において、前記内部時計の時刻情報に基づいて前記検出手段の駆動タイミングを制御する計時制御工程と、
前記放射線撮影装置から前記制御装置に、前記放射線画像データの通信量が閾値以下である場合に、前記内部時計の時刻情報を送信する通信工程と、
前記内部時計の時刻情報に対して、前記制御装置から前記放射線撮影装置に返信された時刻情報を用いて、前記内部時計の時刻情報を補正する補正工程と、を有することを特徴とする放射線撮影システムの制御方法。