JPWO2009075172A1 - Ｘ線画像撮影システム - Google Patents

Abstract

Ｘ線発生装置を改造しなくても、Ｘ線照射のタイミングを正確に知ることにより撮影を安定して行うことが可能で、更にバッテリの消費電力を少なくする待機モードを実現可能なＸ線画像撮影システムを得ることを課題とする。そのためには、回転陽極に電子線を当てることによりＸ線を発生させるＸ線発生装置に電源を供給する外部電源供給ラインに取り付けて該Ｘ線発生装置へ供給する電流を検出する電流検出部４２と（１）回転陽極の回転開始に伴う電流検出部４２からの検出値に基づいてＸ線画像検出装置６を待機モードから撮影モードへの切換えを行うとともに、画像検出部の検出素子を電荷掃き出し状態から電荷蓄積状態へ移行させ、（２）Ｘ線発生装置３の照射停止に伴う電流検出部４２からの検出値に基づいて画像検出部の検出素子を電荷読み出し状態へ移行させるよう制御させる制御手段と、を有するＸ線画像撮影システムとする。

Description

本発明は、被検体にＸ線を照射し被検体を透過したＸ線を検出するＸ線画像撮影システムに関する。

被検体にＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線を検出してＸ線画像を得る方法としては、近年、デジタル方式のＸ線撮像装置が用いられている。このようなＸ線撮像装置としては、いわゆるＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｔｅｃｔｏｒ）がある。

ＦＰＤとは、基板上に複数の検出素子を２次元的に配列したものであり、被検体を透過したＸ線が蛍光体（シンチレータ）に照射され、照射されたＸ線量に応じて発光する可視光を検出素子により電荷に変換してフォトダイオードに蓄積し、フォトダイオードに蓄積した電荷を読み出すことによりＸ線画像を得るものである。

このようなＦＰＤにおいては、Ｘ線の照射がされていない場合にも、フォトダイオードに微量の電荷が蓄積する現象がある。いわゆる暗電流と称されるものであるが、この暗電流現象によりフォトダイオードに蓄積された電荷は、Ｘ線画像を得る上ではノイズとなり画像に悪影響を及ぼす。この暗電流の影響を極力少なくするためには、撮影時にはＦＰＤはＸ線発生装置と同期をとる必要がある。ここでいう同期とは、（１）Ｘ線発生装置からのＸ線照射前にＦＰＤのフォトダイオードの電荷をリセットさせておき、（２）Ｘ線照射開始に合わせてフォトダイオードを電荷蓄積状態にし、（３）Ｘ線照射停止に合わせてフォトダイオードに蓄積した電荷の読み出しを行うものである（特許文献１参照）。

同期をとるためには、ＦＰＤ側ではＸ線発生装置からＸ線照射に関する制御信号を受信することにより解決することが可能である。そして、そのためにはＸ線発生装置から外部インターフェイスにより制御信号を得るようにするか、あるいはＸ線発生装置に改造を加え内部回路から制御信号をモニターする必要がある。しかし、前者の場合には外部インターフェイスが公開されている必要があり、後者の場合には法律上の制限及び、改造が技術的に困難な場合がある。

特許文献２に開示されたＸ線画像撮影装置においてはＸ線発生装置に、Ｘ線管に高電圧を印加する高電圧回路の高圧変圧器の一次側への供給電流を、磁界強度の信号で検出する電流検出手段を設けている。そして当該電流検出手段に出力によりＸ線の発生期間を示す曝射信号を発生する曝射信号発生手段を設け、当該曝射信号発生手段からの曝射信号に基づいて撮像素子からのＸ線像読込を開始させている。

このようにすることにより既存のＸ線装置に対して高圧回路の結線を変更することなく、Ｘ線撮影動作と画像読出動作との連携を図っている。
特開平９−１３１３３７号公報 特許第３０９６３８４号公報

特許文献２に開示されたＸ線画像撮影装置においては、Ｘ線の発生期間を示す曝射信号のみを発生させている。このために、曝射信号を受信した場合には即時撮影を行わなければならず、Ｘ線画像撮影装置を常に撮影可能状態にしておく必要がある。

一方で、ＦＰＤとしては近年持ち運び可能で無線通信できる可搬型のＦＰＤが用いられるようになってきている。そして可搬型のＦＰＤにおいては、ケーブルレスとするために電源供給はその内部のバッテリから行う必要がある。このような場合には、バッテリの消費電力を低減化するためには撮影しない場合には消費電力が少ない待機モードにしておくことが好ましい。

本発明は上記問題に鑑み、Ｘ線発生装置を改造しなくても、Ｘ線照射のタイミングを正確に知ることにより撮影を安定して行うことが可能で、更にバッテリの消費電力を少なくする待機モードを実現可能なＸ線画像撮影システムを得ることを目的とする。

上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。

１．回転陽極に電子線を当てることによりＸ線を発生させるＸ線発生装置に電源を供給する外部電源供給ラインに取り付けて該Ｘ線発生装置へ供給する電流を検出する電流検出部と、被検体に向けて照射されたＸ線を電荷信号に変換して蓄積する検出素子を二次元状に配置した画像検出部と、各部に電力を供給する電源部であって、画像データの取得が可能な撮影モードと供給電力が該撮影モードよりも少ない待機モードとの切り換えに応じて供給電力を切換え可能である電源部と、を備えたＸ線画像検出装置と、制御手段と、を有するＸ線画像撮影システムであって、前記制御手段は、（１）前記回転陽極の回転開始に伴う前記電流検出部からの検出値に基づいて前記Ｘ線画像検出装置を前記待機モードから前記撮影モードへの切換えを行うとともに、前記画像検出部の検出素子を電荷掃き出し状態から電荷蓄積状態へ移行させ、（２）Ｘ線発生装置の照射停止に伴う前記電流検出部からの検出値に基づいて前記画像検出部の検出素子を電荷読み出し状態へ移行させるよう制御させることを特徴とするＸ線画像撮影システム。

２．前記電流検出部は１〜１０００μｓｅｃのサンプリング周期で電流の検出を行うことを特徴とする１．に記載のＸ線画像撮影システム。

３．更に、回転陽極に電子線を当てることによりＸ線を発生させるＸ線発生装置を有することを特徴とする１．又は２．に記載のＸ線画像撮影システム。

本発明によれば、Ｘ線発生装置を改造しなくても、Ｘ線照射のタイミングを正確に知ることにより撮影を安定して行うことが可能で、更にバッテリの消費電力を少なくする待機モードを実現可能なＸ線画像撮影システムを得ることが可能となる。

実施形態に係るＸ線画像撮影システムの概略構成図である。 コントローラ４の要部構成を示すブロック図である。 ＦＰＤ６の斜視図である。 撮像パネル６２及びその周辺の回路構成を示す模式図である。 図５（ａ）は、ＦＰＤ６の状態遷移図であり、図５（ｂ）は撮影モード時におけるＦＰＤ６の撮像パネル６２の状態遷移図を表したものである。 第１の実施形態に係るＸ線画像撮影システムの制御フローである。 Ｘ線発生装置３の各作動状態における電流検出部４２の出力波形の例である。 図７の出力波形の一部を拡大した拡大図である。 第２の実施形態に係るＸ線画像撮影システムの制御フローである。 第２の実施形態に係るＸ線画像撮影システムの制御フローである。

符号の説明

３ Ｘ線発生装置
３０ 外部電源供給ライン
３３ 回転陽極
３２ フィラメント
４ コントローラ
４２ 電流検出部
４０ 制御部
４９ 通信部
５ 無線アクセスポイント
６ ＦＰＤ
６２ 撮像パネル
６０ 制御部
６６ 記憶部
６０９ 走査駆動回路
６２０ 検出素子（受光素子）
６２３ 走査線
６２４ 信号線
６０８ 信号選択回路
６０９ 走査駆動回路
６３２ 初期化トランジスタ
６７２ レジスタ

本発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。

図１は、実施形態に係るＸ線画像撮影システムの概略構成図である。

Ｘ線画像撮影システムは、Ｘ線発生装置３、コントローラ４、ＦＰＤ６、撮影台１１、無線アクセスポイント５を備えている。ＰＳは電源であり、例えば１００Ｖの交流の商用電源である。７はコンソールであり制御部及び表示部を備えており、コントローラ４との通信により、受信したＸ線画像データを表示したり、被検者の情報や撮影部位などの情報からなる撮影オーダを送信したりする。撮影室１００の内部に設けられた無線アクセスポイント５では、ＦＰＤ６と無線通信を行う。

［Ｘ線発生装置３］
Ｘ線発生装置３は、商用電源等の外部の電源ＰＳからの電源を供給する外部電源供給ライン３０、フィラメント３２、フィラメント３２に高圧を印加する高圧電源３１、回転陽極３３、操作部３４、操作ボタン３５からなる。

外部電源供給ライン３０には後述の電流検出部４２が取り付けられる。回転陽極３３はロータあるいはターゲットとも称されるものであり、重金属からなり、不図示の駆動モータにより所定の回転数で回転される。フィラメント３２に高圧電源３１により高電圧、例えば２０ｋｖ〜１５０ｋｖを印加することにより電子線を発生させ、電子線を加速して回転陽極３３に衝突させることによりＸ線を発生させる。

操作部３４ではＸ線の照射範囲、照射するＸ線量等の設定を行う、操作ボタン３５を操作者が押し下げることにより、撮影台１１上の被検者１２に対してＸ線の照射が開始される。操作者が操作ボタンを押し下げたことにより発生した信号により回転陽極３３の回転が始まり、所定の回転数に到達し定常回転となった後に、フィラメント３２に高電圧を印加してＸ線の照射を開始する。なお操作ボタンを２段回押しできるようにして１回目の半押しでは回転陽極３３の回転を開始し、続く２回目の全押しによりフィラメント３２に高電圧を印加してＸ線の照射を開始するようにしてもよい。

［コントローラ４］
図２は、コントローラ４の要部構成を示すブロック図である。コントローラ４は、図２に示すように、制御部４０、電流検出部４２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）４５、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）４６、表示部４７、入力操作部４８、通信部４９、記憶部４４等を備えて構成されており、各部はバス４１により接続されている。

制御部４０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等から構成され、ＲＯＭ４６に格納される所定のプログラムを読み出してＲＡＭ４５の作業領域に展開し、当該プログラムに従って各種処理を実行するように構成されている。

表示部４７は、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）を備えて構成され、コンソール７から受信した前述の撮影オーダ情報その他の各種の情報を表示するものである。

入力操作部４８は、前記表示部４７の表示画面を覆う透明なシートパネルに、指又は専用のスタイラスペンで触れることにより入力される位置情報を入力信号として制御部４０に出力する、いわゆる、タッチパネルにより構成されている。

通信部４９では、無線アクセスポイント５を経由してＦＰＤ６と通信を行ったり、コンソール７と通信を行ったりする。記憶部４４には、通信部４９を経由して取得した放射線画像データが保存される。

電流検出部４２は、外部の電源ＰＳからＸ線発生装置３への電源供給を行う外部電源供給ライン３０、を流れる交流電流によって発生する磁界を検出することにより、Ｘ線発生装置３へ流れる電流を測定する。

また、このような方式で電流を検出しているので測定対象の外部電源供給ライン３０に対して、電線の被覆をはがす等の改造を行わずに、その電流を測定することが可能となっている。

更に、電流検出部４２では１〜１０００μｓｅｃのサンプリング周期で電流の検出を行っている。これは測定される電流の変化がパルス状に所定の周期で発生するために、当該パルス状の電流変化を検出するためである。

［Ｘ線画像検出装置６］
Ｘ線画像検出装置６（以下、単にＦＰＤ６という）は、Ｘ線発生装置３からの照射放射線量に対する検査対象（患者）の放射線透過率分布に従った放射線量を検出することにより、放射線画像データを取得するものである。カセッテにフラットパネルディテクタ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＦＰＤ）とも呼ばれる撮像パネルが収容されてなる可搬型のカセッテＦＰＤ装置である。

以下、図３及び図４を用いて、ＦＰＤ６の構造について説明する。図３は、ＦＰＤ６の斜視図である。図３に示すように、ＦＰＤ６は、内部を保護する筐体６１を備えており、カセッテとして可搬可能に構成されている。

筐体６１の内部には、照射された放射線を電気信号に変換する撮像パネル６２が層を成して形成されている。この撮像パネル６２における放射線の照射面側には、入射された放射線の強度に応じて発光を行う発光層６４が設けられている。

発光層６４は、一般にシンチレータ層と呼ばれるものであり、例えば、蛍光体を主たる成分とし、入射した放射線に基づいて、波長が３００ｎｍから８００ｎｍの電磁波、すなわち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる電磁波（光）を出力する。

この発光層の放射線が照射される側の面と反対側の面には、発光層から出力された電磁波（光）を電気エネルギーに変換して蓄積し、蓄積された電気エネルギーに基づく画像信号の出力を行う光電変換部がマトリクス状に配列された撮像パネル６２が形成されている。なお、１つの光電変換部から出力される信号が、放射線画像データを構成する最小単位となる１画素に相当する信号となる。

ここで、撮像パネル６２の回路構成について説明する。図４は、光電変換部を２次元に配列した撮像パネル６２及びその周辺の回路構成を示す模式図である。

そして当該撮像パネル６２が「画像検出部」として機能し、ＦＰＤ６の制御部６０及び前述のコントローラ４の制御部４０が協働することにより「制御手段」として機能する。

図４に示すとおり撮像パネル６２は光を電気信号に変換する複数の受光素子（以下検出素子と称す）６２０が２次元配置されており、１つの検出素子６２０は放射線画像の１画素に対応する。これらの画素は例えば２００〜４００ｄｐｉ（ｄｏｔｓ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）の密度で、被検体の撮影領域の大きさに渡って配置されている。

また、受光素子６２０間には走査線（横ライン）６２３と信号線（縦ライン）６２４とが配設されており、同図では両者が直交する様に格子状に配設されている。ここで、走査線６２３と信号線６２４とで囲まれた１つの区画を１画素とすると、撮像パネル６２の画素数は、例えば、一方向にｍ個、もう一方向にｎ個配置してなる場合にはｍ×ｎ個の画素数より構成されている。そして、撮像パネル６２には、ｍ×ｎ個の画素数分に対応するフォトダイオード６２１−（１，１）〜６２１−（ｍ，ｎ）とスイッチング素子であるトランジスタ６２２−（１，１）〜６２２−（ｍ，ｎ）が配置され、画素間には、走査線６２３−１〜６２３−ｍ及び信号線６２４−１〜６２４−ｎが直交する様に配設されることになる。

例えば、１つ目の受光素子内では、フォトダイオード６２１−（１，１）にシリコン積層構造あるいは有機半導体で構成されたスイッチング素子であるトランジスタ６２２−（１，１）が接続する。トランジスタ６２２−（１，１）は、例えば、電界効果トランジスタが使用される。トランジスタ６２２−（１，１）のドレイン電極あるいはソース電極が検出素子６２０−（１，１）に接続されるとともに、ゲート電極は走査線６２３−１と接続される。ドレイン電極が検出素子６２０−（１，１）と接続する時はソース電極が信号線６２４−１と接続し、ソース電極が検出素子６２０−（１，１）に接続する時はドレイン電極が信号線６２４−１と接続する。また、他の画素における検出素子６２０、フォトダイオード６２１及びトランジスタ６２２も同様に走査線６２３や信号線６２４と接続する。

また、撮像パネル６２は、図３に示す様に信号線６２４−１〜６２４−ｎにドレイン電極を接続した初期化トランジスタ６３２−１〜６３２−ｎを設けるものもあり、この初期化トランジスタ６３２−１〜６３２−ｎではソース電極を接地し、ゲート電極をリセット線６３１に接続する。

撮像パネル６２では、これらの回路を介して放射線画像をデジタルの画像信号に変換する。すなわち、図３の制御部６０が、走査線６２３−１〜６２３−ｍ各々に、走査駆動回路６０９を介して読出信号ＲＳを供給して画像走査を行い、走査線毎のデジタル画像信号を取り込み、放射線画像をデジタルの画像信号に変換する。このことについて、以下詳述する。

撮像パネル６２の走査線６２３−１〜６２３−ｍとリセット線６３１は、図４に示す様に走査駆動回路６０９と接続する。走査駆動回路６０９から走査線６２３−１〜６２３−ｍのうち、任意の走査線６２３−ｐ（ｐは１〜ｍのいずれかの値）に読出信号ＲＳが供給されると、この走査線６２３−ｐに接続したトランジスタ６２２−（ｐ，１）〜６２２−（ｐ，ｎ）がオンの状態になり、フォトダイオード６２１−（ｐ，１）〜６２１−（ｐ，ｎ）に蓄積した電荷を信号線６２４−１〜６２４−ｎ上に出力する。

信号線６２４−１〜６２４−ｎは、信号選択回路６０８の信号変換器６７１−１〜６７１−ｎに接続し、信号変換器６７１−１〜６７１−ｎでは信号線６２４−１〜６２４−ｎ上に出力された電荷量に応じた電圧信号ＳＶ−１〜ＳＶ−ｎを出力し、信号変換器６７１−１〜６７１−ｎで出力した電圧信号ＳＶ−１〜ＳＶ−ｎをレジスタ６７２に供給する。

レジスタ６７２は、信号変換器６７１より供給された電圧信号を順次選択し、選択された電圧信号は、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２７３により、１２ビット乃至１４ビットの１つのデジタル画像信号に変換され、このデジタル画像信号は制御部に供給されて、放射線画像を画素単位でデジタル画像信号に変換する。

また、撮像パネル６２の初期化を行う場合は、最初に、走査駆動回路６０９からリセット信号ＲＴがリセット線６３１に供給されて初期化トランジスタ６３２−１〜６３２−ｎをオンの状態にした後、走査線６２３−１〜６２３−ｍに読出信号ＲＳを供給してトランジスタ６２２−（１，１）〜６２２−（ｍ，ｎ）をオンの状態にする。そして、フォトダイオード６２１−（１，１）〜６２１−（ｍ，ｎ）に蓄えられていた電荷を初期化トランジスタ６３２−１〜６３２−ｎを介して放出することにより撮像パネル６２の初期化を行う。

ここで、「電荷掃き出し状態」、「電荷読み出し状態」、「電荷蓄積状態」の各状態について説明する。「電荷掃き出し状態」とは前述の初期化を所定の間隔で連続して実行している状態のことであり、「電荷読み出し状態」とは、各フォトダイオード６２１に蓄積した電荷を順次信号線に出力して、レジスタ６７２を介してデジタル画像信号に変換する状態のことであり、「電荷蓄積状態」とは、これら初期化あるいは読み出しをせずに放射線の照射にともない変換された電荷を各フォトダイオード６２１に蓄積しつづける状態、いわゆる露光を行っている状態のことをいう。なおこれらの状態の変更制御は、制御部６０により実行される。

図３の説明に戻る。ＦＰＤ６は、その他として無線通信部６５、記憶部６６、電源部６３、接続端子６９などを備えている。

無線通信部６５は、撮影室１００の内部に設置されている無線アクセスポイント５を経由することにより無線通信を行う。無線通信方式は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線ＬＡＮ方式を用いるが、これに限られずＵＷＢ（ＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等の他の電波方式あるいは、赤外線通信等の光学方式のものを用いてもよい。当該無線アクセスポイント５及び無線通信部６５が「無線通信部」として機能する。

記憶部６６は、不揮発性メモリやフラッシュメモリなどの書き換え可能なメモリ等からなり、撮像パネル６２から出力された数枚〜数十枚程度の放射線画像データを記憶することが可能である。この記憶部６６は内蔵型のメモリでもよいし、メモリカード等の着脱可能なメモリでもよい。

電源部６３は、ＦＰＤ６を構成する複数の駆動部（制御部６０、撮像パネル６２、記憶部６６など）に電力を供給する。この電源部６３は、例えば予備電池と充電自在な充電池とで構成されている。

電源部６３では制御部６０の指示により、待機モードと、当該待機モードよりも消費電力が少ない撮影モードとの切換に応じた供給電力の切換えが可能である。「待機モード」とは、撮像パネル６２等の無線通信に必要な部位以外への電力供給の遮断を行い消費電力を少なくすることにより電源部６３の電池寿命の延命を図るモードのことであり、「撮影モード」とは待機モードよりも消費電力が大きく、画像データの即時取得が可能な状態となるように撮像パネル６２等に電力供給を行うモードのことである。

接続端子６９は、不図示のクレードル端子と接続するための端子であり、クレードル端子と接続することにより電源部６３への充電を行ったり、コンソール７と各種情報の送受信を行ったりする。

［動作フロー］
ここで実施形態に係るＸ線画像撮影システムの動作フローについて、図５及び図６に基づいて説明する。図５（ａ）は、ＦＰＤ６の状態遷移図であり、図５（ｂ）は撮影モード時におけるＦＰＤ６の撮像パネル６２の状態遷移図を表したものである。図５の状態遷移は主に制御部６０により制御する。

図５（ａ）においてＦＰＤ６は電源ＯＮに伴い、まずは前述の待機モードＳ１に移行する。待機モードＳ１では制御部６０が準備信号（後述の撮影準備信号）を受信することにより、撮像パネル６２等への通電を開始して、撮影が可能な状態な撮影モードＳ２に移行させる。撮影モードＳ２では制御部６０がＸ線発生装置からの照射停止に伴う曝射終了信号を受信することにより撮影モードＳ２から画像転送モードＳ３に移行させる。

画像転送モードＳ３では、制御部６０が撮影を行ったＸ線画像データの送信終了に伴い、ＦＰＤ６を再び消費電力の少ない待機モードＳ１に移行させる。なお準備信号及び曝射終了信号については後述する。

図５（ｂ）は図５（ａ）における撮影モードＳ２における撮像パネル６２の状態遷移を表したものである。撮像パネル６２は、撮影モードＳ１に移行して通電開始がなされた初期状態においては電荷掃き出し状態Ｓ２１にある。制御部６０は電荷掃き出し状態Ｓ２１においては、一度、又は所定の間隔で撮像パネル６２の初期化を繰り返し行わせる。そして準備信号を受信してから所定時間経過後に撮像パネル６２を電荷掃き出し状態Ｓ２１から電荷蓄積状態Ｓ２２に移行させる。

制御部６０は電荷蓄積状態Ｓ２２において曝射終了信号の受信にともない電荷蓄積状態Ｓ２２から電荷読み出し状態Ｓ２３に移行させフォトダイオード６２１に蓄積した電荷をデジタル画像信号に変換する。制御部６０は電荷の読み出しの終了にともない再び、電荷掃き出し状態Ｓ２１に移行させる。以上までがＦＰＤ６の状態遷移の動作フローである。

［第１の実施形態］
次に図６に基づいて第１の実施形態に係るＸ線画像撮影システム全体の制御フローについて説明する。同図に示す制御フローはコントローラ４の制御部４０と、ＦＰＤ６の制御部６０とが協働することにより行われる制御フローである。

ステップＳ１１では、制御部４０が電流検出部４２の検出値が所定の電流値Ｉ１を超えたと判断した場合（ステップＳ１１のＹｅｓ）には、続くステップＳ１２で撮影準備信号を通信部４９から無線アクセスポイント５、無線通信部６５を経由してＦＰＤ６に送信する。所定の電流値Ｉ１は、Ｘ線発生装置３の回転陽極の停止状態から回転状態への変化を検知するための閾値である。以下、どのようにして当該所定の電流値Ｉ１の設定を行ったかについて説明する。

［電流検出部４２の検出値］
図６に示した制御フローを行う前に予めＸ線発生装置３の各構成要素の作動状態と、電流検出部４２の検出値と、の対応付けを行う必要がある。図７は、Ｘ線発生装置３の各作動状態における電流検出部４２の出力波形の例である。横軸は時間の経過を示しており、縦軸は電流値である。同図に示す（１）、（２）、（３）はそれぞれ
（１）回転陽極３３停止状態
（２）回転陽極３３の回転状態
（３）回転陽極３３の回転及びフィラメント３２への通電状態
を示している。同図に示すように状態（１）乃至（３）でそれぞれの電流値が大きく異なるので、明確に区別可能である。そして状態（１）と状態（２）における電流の実行値の中間の実行値を第１の所定の電流値Ｉ１に設定し、同様に状態（２）と状態（３）における電流の実行値の中間の実行値を第２の所定の電流値Ｉ２に設定している。

次にサンプリング周期について説明する。図８は、図７の出力波形の一部の拡大図である。図７における状態２における出力波形を拡大したものである。同図に示すように電流検出部４２で検出される出力波形は、電流の変化がパルス状に所定の周期で発生している。当該パルス波形は１波が数ｍｓｅｃ程度であり、これを検出するためには少なくとも１ｍｓｅｃよりも短いサンプリング周期で電流の検出を行う必要があり、より好ましくは１〜１０００μｓｅｃのサンプリング周期である。

図６の説明に戻る。コントローラ４から撮影準備信号を受信したＦＰＤ６の制御部６０は、ＦＰＤ６を待機モードから撮影モードへ移行させる（ステップＳ３１）。撮像パネル６２は撮影モードの初期状態として電荷掃き出し状態にセットされ（ステップＳ３２）、所定時間が経過（ステップＳ３３のＹｅｓ）したところで電荷蓄積状態にセットされる（ステップＳ３４）。なお当該所定時間としては例えば、回転陽極３３の回転開始から回転安定して定常回転となるまでの時間に相当する時間として１ｓｅｃに設定することができる。

そして電荷蓄積状態においては、Ｘ線発生装置３からＸ線の放射（以下、曝射という）が行われ、被検者１２を通過して撮像パネル６２に到達したＸ線の放射線量に対応する電荷がフォトダイオードに蓄積される。

一方、コントローラ４の制御部４０では、電流検出部４２の検出値が所定の電流値Ｉ２を上回ったことにより曝射が開始したことを検出（ステップＳ１３のＹｅｓ）した後に、検出値が再び電流値Ｉ２を下回った（ステップＳ１４のＹｅｓ）こと検出して曝射が終了したと判断する。続くステップＳ１５ではＦＰＤ６に対して曝射終了信号を送信する。

ＦＰＤ６の制御部６０では、曝射終了信号を受信することにより曝射が終了したと判断して、撮像パネル６２を電荷蓄積状態から電荷読み出し状態に移行させる（ステップＳ３５）。そして読み出したデジタル画像信号からＸ線画像データを生成し、静止したＸ線画像データをステップＳ３６で、コントローラ４に対して送信する。ＦＰＤ６での撮影は終了したので、制御部６０はＦＰＤ６を待機モードに移行させて（ステップＳ３７）終了する。

一方、Ｘ線画像データを受信したコントローラ４の制御部４０では、受信したＸ線画像データを記憶部４４に記憶させ（ステップＳ１６）、必要に応じてコンソール７にＸ線画像データを送信して（ステップＳ１７）終了する。

本実施形態によれば、Ｘ線発生装置を改造しなくても、Ｘ線照射のタイミングを正確に知ることにより撮影を安定して行うことが可能で、更にバッテリの消費電力を少なくする待機モードを実現可能なＸ線画像撮影システムを得ることが可能となる。

［第２の実施形態］
次に、図９、図１０に基づいて第２の実施形態に係るＸ線画像撮影システム全体の制御フローについて説明する。ここで制御フローの説明の前に、第２の実施形態の目的、効果について説明する。

前述の様に操作ボタン３５が２段押しできる（又は２回押しできる）構成の場合には、（１）半押し：操作者による操作ボタン３５への１段目（１回目）の半押しで回転陽極３３の回転が開始され、（２）全押し：その後の操作ボタン３５への２段目（２回目）の全押しによりＸ線の照射が開始される。このような場合に、（１）半押しの後に続いて（２）全押しが所定時間行われなかった場合に、回転陽極３３の回転を一旦停止させるように制御するＸ線発生装置３がある。

回転陽極３３の回転を一旦停止させるように制御する場合には、これを駆動する駆動モータへ流れる電流はゼロに近くなる。つまり電流検出部４２が検出する電流値Ｉは、一時的に第１の所定の電流値Ｉ１を下回ることになる。ただし、駆動モータへ電流を流さなくても回転陽極３３は惰性によりしばらくは回転し続ける。このような場合に操作者が、再び（１）半押し（２）全押しを素早く行った場合には、回転陽極３３は（惰性回転から）定常回転に達する時間は短くて済むために、駆動モータへ電流を流し始めてから短時間でＸ線の照射が開始される可能性がある。つまり、図６においてステップＳ３３で所定時間の経過を待っていた場合には、電荷蓄積状態にセットする前に、Ｘ線の照射が開始され、正常に撮影を行うことができなくなる虞がある。第２の実施形態は、以下に説明する制御フローを行うことにより、このような場合であってもＸ線照射のタイミングを正確に知ることにより撮影を安定して行うことが可能となるものである。

制御フローの説明を行う。図９は、コントローラ４が行う制御フローであり、図１０はＦＰＤ６が行う制御フローである。コントローラ４の制御部４０と、ＦＰＤ６の制御部６０とが協働することにより行われる制御フローである。なお、図６に示した制御フローと同様の制御に関しては同符号を付すことにより説明を省略する。また第２の実施形態における制御フローにおいて電流値Ｉ１、電流値Ｉ２の設定は図７で説明したものと同一である。

図９のステップＳ１１で、制御部４０が電流検出部４２の検出値が所定の電流値Ｉ１を超えたと判断した場合（ステップＳ１１のＹｅｓ）には、続くステップＳ１２で第１の「撮影準備信号１」を通信部４９から無線アクセスポイント５、無線通信部６５を経由してＦＰＤ６に送信する（丸符号１０）。

ステップＳ１３０では、電流検出部４２の検出値が（１）電流Ｉ２を超えたことを検知して「曝射開始」と判断した場合には、ステップＳ１４〜Ｓ１７の制御フローを実行する。これらの制御フローは図６と同一であり説明は省略する。

一方で、ステップＳ１３０で、電流検出部４２の検出値が（２）電流Ｉ１を下回ったことを検知した場合には、制御部４０は回転陽極３３の回転が停止するように制御されたと判断する。その後のステップＳ１３１で制御部４０が、電流検出部４２の検出値が（２）電流Ｉ１を上回り、再び回転陽極３３の回転が開始された判断した場合には、続くステップＳ１３２で、第２の「撮影準備信号２」をＦＰＤ６に送信する（丸符号２０）。

図１０の説明を行う。同図のステップＳ３０において制御部６０が、コントローラ４から発信された「撮影準備信号１」を受信したと判断した場合には、ステップＳ３１、Ｓ３２を実行した後、ステップＳ３３０で所定時間ｔ１が経過するのを待ってから、ステップＳ３４を実行する。

続くステップＳ３４５で制御部６０が、コントローラ４から発信された「撮影準備信号２」を受信したと判断した場合には、ステップＳ３２０において撮像パネル６２を撮影モードの初期状態として電荷掃き出し状態にセットする。その後のＳ３３１で所定時間ｔ２が経過するのを待ってからステップＳ３４０で撮像パネル６２を電荷蓄積状態にセットする。

ここで、所定時間ｔ１と所定時間ｔ２について説明する。所定時間ｔ１は回転陽極３３が停止状態から定常回転となるまでの時間に相当する所定値を設定する。所定時間ｔ２は、所定時間ｔ１よりも短い時間を設定しており、回転陽極が惰性回転している状態から定常回転となるまでの時間に相当する所定値を設定する。例えば、所定時間ｔ１としては１ｓｅｃ、所定時間ｔ２としては０．１〜０．５ｓｅｃを設定することができる。

一方で、ステップＳ３４５で、「曝射終了信号」を受信した場合には、ステップＳ３５移行の制御フローを実行して終了する。

本実施形態によればＸ線照射のタイミングを正確に知ることにより撮影を安定して行うことが可能となる。

Claims (5)

1. 回転陽極に電子線を当てることによりＸ線を発生させるＸ線発生装置に電源を供給する外部電源供給ラインに取り付けて該Ｘ線発生装置へ供給する電流を検出する電流検出部と、被検体に向けて照射されたＸ線を電荷信号に変換して蓄積する検出素子を二次元状に配置した画像検出部と、各部に電力を供給する電源部であって、画像データの取得が可能な撮影モードと供給電力が該撮影モードよりも少ない待機モードとの切り換えに応じて供給電力を切換え可能である電源部と、を備えたＸ線画像検出装置と、制御手段と、を有するＸ線画像撮影システムであって、前記制御手段は、（１）前記回転陽極の回転開始に伴う前記電流検出部からの検出値に基づいて前記Ｘ線画像検出装置を前記待機モードから前記撮影モードへの切換えを行うとともに、前記画像検出部の検出素子を電荷掃き出し状態から電荷蓄積状態へ移行させ、（２）Ｘ線発生装置の照射停止に伴う前記電流検出部からの検出値に基づいて前記画像検出部の検出素子を電荷読み出し状態へ移行させるよう制御させることを特徴とするＸ線画像撮影システム。
2. 前記電流検出部は１〜１０００μｓｅｃのサンプリング周期で電流の検出を行うことを特徴とする請求の範囲第１項に記載のＸ線画像撮影システム。
3. 前記Ｘ線画像検出装置と無線通信可能な無線通信部と、を有することを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載のＸ線画像撮影システム。
4. 前記制御手段は、前記Ｘ線画像検出装置が取得した画像データを前記無線通信部により無線通信で送信させ、画像データ送信後に前記撮影モードを前記待機モードに切り換えさせることを特徴とする請求の範囲第３項に記載のＸ線画像撮影システム。
5. 更に、回転陽極に電子線を当てることによりＸ線を発生させるＸ線発生装置を有することを特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１項に記載のＸ線画像撮影システム。