WO2022249935A1 - 放射線撮影装置、放射線検出器、および放射線撮影装置の制御装置 - Google Patents

放射線撮影装置、放射線検出器、および放射線撮影装置の制御装置 Download PDF

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WO2022249935A1
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radiation
radiation detector
unit
orientation
measurement unit
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PCT/JP2022/020574
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雄一 内藤
明 佃
魁 鈴木
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キヤノン株式会社
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B6/461—Displaying means of special interest
    • A61B6/464—Displaying means of special interest involving a plurality of displays

Definitions

  • the present invention relates to a radiation imaging apparatus, a radiation detector, and a control device for the radiation imaging apparatus.
  • FPDs flat panel detectors
  • a radiation imaging apparatus is used in which such a radiation detector is combined with a radiation generator for generating radiation.
  • each of them is configured to have an acceleration sensor or a gyro sensor, and the attitude is calculated from the acceleration that is the output value of the acceleration sensor and the angular velocity that is the output value of the gyro sensor. calculation is being done.
  • attitude calculation using a gyro sensor is performed by accumulating (integrating) angular velocities in minute time measured using the gyro sensor.
  • posture calculation using the acceleration sensor is done by integrating the acceleration measured using the acceleration sensor once to calculate the velocity at a certain time, and then integrating the velocity further to calculate the displacement (position). done.
  • Patent Literature 1 discloses a method of calculating the position and rotation angle of a radiation generator or radiation detector using a posture measurement unit such as an acceleration sensor.
  • the present invention provides a radiation imaging apparatus capable of accurately calculating the attitudes of the radiation generator and the radiation detector while reducing the power consumption of the attitude measurement unit for measuring the attitude of the radiation generator and the radiation detector.
  • the task is to provide
  • a radiation detector for performing radiography an orientation measurement unit for measuring the orientation of the radiation detector; a signal output unit for outputting a trigger signal during a period from the stop of the medical care vehicle on which the radiography device is mounted to the completion of the positioning of the radiation detector and the radiation generator taken out from the medical care vehicle for the radiography; and a control unit that controls the attitude measurement unit so as to shorten a sampling period for the measurement in response to reception of the trigger signal.
  • the present invention it is possible to accurately calculate the positional relationship between the radiation generator and the radiation detector while reducing the power consumption of the acceleration sensors mounted on the radiation generator and the radiation detector.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration example of a radiation imaging apparatus according to a first embodiment
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration example of a radiation imaging apparatus according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a medical cart and a radiation detector according to the first embodiment
  • FIG. It is a figure which shows the coordinate relationship of the radiation detector which concerns on 1st Embodiment, and a radiation generator. It is a figure which shows the coordinate relationship of the radiation detector which concerns on 1st Embodiment, and a radiation generator. It is a figure which shows the coordinate relationship of the radiation detector which concerns on 1st Embodiment, and a radiation generator.
  • 4 is a flow chart showing the operation of the radiation imaging apparatus according to the first embodiment; It is a figure which shows an example of the method of confirming the direct relationship of the radiation generator and radiation detector which concern on 1st Embodiment. It is a figure which shows an example of the method of confirming the direct relationship of the radiation generator and radiation detector which concern on 1st Embodiment.
  • 4A and 4B are a diagram showing movement of a radiation detector and a timing chart showing timing of changing a sampling period according to the first embodiment; 8 is a flow chart showing the operation of the radiation imaging apparatus according to the second embodiment; 8A and 8B are a diagram showing the movement of a radiation detector according to the second embodiment and a timing chart showing the timing of changing the sampling period;
  • FIG. 1A is a conceptual diagram showing a configuration example of a radiation imaging apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the rounding cart 101 is a movable cart that has a mechanism for movement such as wheels.
  • a medical cart 101 is configured to be able to mount a radiation generator 102 and is used for radiography together with an FPD (an example of a radiation detector) 103 .
  • the FPD 103 is installed on the back of a subject 105 who sits on a bed 104 when radiography is performed.
  • the FPD 103 generates a radiation-based image of the subject 105 based on the radiation emitted from the radiation generator 102 , transmitted through the subject 105 and applied to the radiation detection unit 200 .
  • the radiation detection unit 200 has a scintillator that converts irradiated radiation into light, and a pixel array in which photoelectric conversion elements that convert the light from the scintillator into electric charges are arranged in a two-dimensional array. Radiation-based charges generated by the radiation detection unit 200 sequentially flow to a readout circuit (not shown) by scanning the pixel array with a driving circuit (not shown) to generate an image based on radiation. An image generated by the radiation detection unit 200 is sent to a second control device 203, which will be described later, and image processing and the like are performed by the second control device 203 as necessary.
  • the medical cart 101 has a first arm 106 and a second arm 107 for supporting the radiation generator 102 and changing its posture.
  • the medical cart 101 also has a housing 108 , a pedestal 109 , and an FPD storage section 110 .
  • the first arm 106 is connected to the radiation generator 102 and the second arm 107
  • the second arm 107 is connected to the first arm 106 and the base 109 .
  • the housing 108 has a first display device 111 on its outside.
  • a battery 150 that supplies power to drive the inspection vehicle 101 is built inside the housing 108, and the inspection vehicle 101 can be driven for a certain period of time without the need for power supply via a wired cable.
  • the battery 150 may have an electrical connector on the housing 108 so that it can be connected to an external power supply to supply power, or the battery 150 may be detached from the housing 108 to supply power.
  • the battery 150 also functions as a power supply unit capable of supplying power to the battery 160 of the FPD through electrical connectors such as a first storage determination device 112 and a second storage determination device 114, which will be described later. do.
  • the housing 108 includes a high voltage generator, a first control device 201 (not shown in FIGS. 1A and 1B) described in FIG. 2, and a first information transmission/reception device 202 (not shown in FIGS. (not shown) and are arranged.
  • the FPD storage unit 110 is a pocket that the medical cart 101 has so that the FPD 103 can be stored in the medical cart 101 .
  • the FPD storage unit 110 also has a first storage determination device 112 that determines whether the FPD 103 has been stored.
  • the first storage determination device 112 and a second storage determination device 114 which will be described later, are configured as a pair of electrically connectable connectors. It can be determined that it is stored in
  • the first display device 111 is composed of a touch panel and is capable of accepting user input.
  • an input device for receiving input from the user for example, a keyboard, a mouse, a voice recognition device, a user posture recognition device using a distance sensor, and the like may be provided separately.
  • the FPD 103 incorporates a battery 160 that supplies power for driving the FPD 103, and the FPD 103 can be driven for a certain period of time without the need for power supply via a wired cable. Since the FPD 103 has an electrical connector, the battery 160 can be connected to an external power supply to supply power. Further, the battery 160 may be configured to be electrically connected to the battery 150 of the medical vehicle 101 so as to enable power supply to the battery 160 . Also, the battery 160 may be detachable from the FPD 103 so that power can be supplied to the battery 160 from an external power supply or the like.
  • the FPD 103 in this embodiment includes a second posture measurement unit 118, a second storage determination device 114 that is a storage determination device included in the FPD 103, a second control device 203 (not shown in FIGS. 1A and 1B), a second information transmitting/receiving device 204 (not shown in FIGS. 1A and 1B).
  • An acceleration sensor is used for the second posture measurement unit 118 in this embodiment.
  • the attitude measurement unit 118 may be an angular velocity sensor or a geomagnetic sensor.
  • the FPD 103 has a switch 130 as input means for receiving user's operation.
  • the FPD 103 is placed behind the subject 105, but when the medical cart 101 is transported together with the FPD 103, the FPD 103 is accommodated in the FPD storage section 110 and transported.
  • the FPD 103 stored in the FPD storage unit 110 is pulled out and placed behind the subject 105 .
  • the radiation generator 102 is composed of a tube 115 and an aperture 116 .
  • the second display device 117 and the first orientation measurement unit 113 are mounted on the diaphragm 116 .
  • An acceleration sensor is used for the first posture measurement unit 113 in this embodiment.
  • the attitude measurement unit 118 may be an angular velocity sensor or a geomagnetic sensor.
  • the diaphragm 116 is equipped with a mechanism, such as a stepping motor, that operates according to instructions of a computer mounted on the housing 108 in order to change the size of the irradiation field of radiation and the rotation angle of the FPD 103 .
  • a mechanism such as a stepping motor
  • the first storage determination device 112 and the second storage determination device 114 are composed of a pair of electrical connectors as described above. storage determination device 114 is provided.
  • a pair of connectors constituting the first storage determination device 112 and the second storage determination device 114 also serve as a function for charging the FPD 103 from the power supply unit (that is, the battery 150) mounted on the medical vehicle 101. good too. For example, it can be determined that the FPD 103 is housed in the FPD housing portion 110 of the medical vehicle 101 when the medical vehicle 101 and the FPD 103 are connected to each other and the FPD 103 is being charged.
  • the medical cart 101 and the FPD 103 are electrically connected through the first storage determination device 112 and the second storage determination device 114 .
  • the purpose of the first storage determination device 112 and the second storage determination device 114 in this embodiment is to obtain information indicating that the FPD 103 is in a specific place, The two need not be electrically connected.
  • the functions of the first storage determination device 112 and the second storage determination device 114 may be realized by proximity determination devices such as Bluetooth (registered trademark) and NFC (Near Field Communication).
  • proximity determination devices such as Bluetooth (registered trademark) and NFC (Near Field Communication).
  • a method of attaching a weighing scale for measuring the weight of the FPD 103 to the FPD storage section 110 of the medical care vehicle 101 may be used.
  • the orientation is determined using, for example, a gravity sensor mounted on the FPD.
  • a camera may be mounted on the medical vehicle to determine whether the FPD 103 is stored in the FPD storage unit 110 based on the image.
  • the presence or absence of storage may be determined by having a sensor in the FPD 103 .
  • the FPD 103 is configured to have sensors for detecting lightness and darkness at the four corners, and it can be determined that the FPD 103 is stored in the FPD storage unit 110 when two specific ones are bright and two specific ones are dark. Also, with this implementation, it is possible to determine the orientation of storage.
  • the FPD 103 alone can make the storage determination, thereby facilitating the mounting of the medical vehicle 101.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the medical vehicle 101 and the FPD 103 in this embodiment.
  • a first control device 201 is built into the medical care vehicle 101 .
  • the first control device 201 can be a general-purpose computer configured with hardware such as a CPU, a main storage device such as a DRAM, and an auxiliary storage device such as an SSD or HDD.
  • the first control device 201 has functions of a control section 205, a signal output section 206, and a reference calculation section 208, which will be described later.
  • the first control device 201 is connected to the radiation generation device 102 and performs control related to radiation control, such as whether or not radiation is permitted. Also, the first control device 201 is connected to the first attitude measurement unit 113 in order to calculate the reference attitude of the radiation generating device 102 .
  • the reference posture of the radiation generating device 102 can be calculated by the reference calculation unit 208 of the first control device 201 from the values measured by the first posture measurement unit 113 .
  • the first control device 201 is connected to the second attitude measurement unit 118 via the first information transmission/reception device 202 and the second information transmission/reception device 204 in order to calculate the reference attitude of the FPD 103 .
  • the reference orientation of the FPD 103 can be calculated by the reference calculation unit 208 from the value of the second orientation measurement unit 118 .
  • the control unit 205 sets the reference postures of the radiation generator 102 and the FPD 103 .
  • a reference attitude is a reference attitude at a certain time for calculating the attitude of the device based on the value of the acceleration sensor.
  • the acceleration measured by the accelerometer is integrated once to calculate the velocity at a certain time, and then the velocity is integrated again and converted to displacement (position). , is added to the reference attitude.
  • acceleration sensors are used for the first orientation measurement unit and the second orientation measurement unit 118 .
  • the first control device 201 is connected to the first information transmission/reception device 202 .
  • the first information transmitting/receiving device 202 is, for example, a wireless LAN (Local Area Network) device, a Bluetooth device, a UWB (Ultra Wide Band) device, or the like.
  • Information can be transmitted and received to and from the FPD 103 by connecting the first information transmission/reception device 202 to the second information transmission/reception device 204 of the FPD 103 .
  • the control unit 205 since the control unit 205 is mounted on the medical vehicle 101, information regarding the reference attitude of the FPD 103 is transmitted to the FPD 103 using the first information transmission/reception device 202 and the second information transmission/reception device 204. be done.
  • the first information transmission/reception device 202 and the second information transmission/reception device 204 also have a role of firstly transferring information determined by the attitude determination unit 209 of the FPD 103 to the control device.
  • the first information transmitting/receiving device 202 and the second information transmitting/receiving device 204 are used for exchanging information related to radiation control such as whether or not irradiation is possible, and for transmitting images acquired by the FPD 103 to the medical vehicle 101. It can also be used for other purposes. It can also be used for the purpose of transmitting an instruction of the sampling period for measurement to the second posture measurement unit 118 by the control unit 205 .
  • the first information transmitting/receiving device 202 and the second information transmitting/receiving device 204 are connected wirelessly, but they may be connected by wire.
  • the first display device 111 has input means and is connected to the first control device 201 .
  • a user can input an imaging protocol for radiation imaging from the first display device 111 .
  • Input of the imaging protocol is detected by the first controller 201 .
  • the FPD 103 is equipped with a second control device 203, a second information transmission/reception device 204, a second attitude measurement unit 118, and a second storage determination device 114.
  • the second control device 203 has the function of a posture determination unit 209 that determines whether the radiation generation device 102 and the FPD 103 are facing each other.
  • the second control device 203 can be configured by having a CPU, a main memory device, an auxiliary memory device, and the like.
  • the second control device 203 is preferably simpler than the first control device 201 on the medical vehicle 101 side. be.
  • the second control device 203 of the FPD 103 may use an FPGA (Field Programmable Gate Array) or a dedicated IC circuit.
  • the orientation determination unit 209 determines the reference orientation calculated by the reference calculation unit 208 and set by the control unit 205 and the reference orientation measured by the second orientation measurement unit 118 .
  • the attitude of the FPD 103 is calculated from the obtained value.
  • the angle and angular velocity at time t about the x-axis are ⁇ (t) and ⁇ ⁇ (t)
  • the rotation angle and angular velocity about the y-axis are ⁇ (t) and ⁇ ⁇ (t)
  • the relationship between ⁇ (t), ⁇ (t), and ⁇ (t) is
  • the second attitude measurement unit 118 By installing a gyro sensor as the second attitude measurement unit 118, it is possible to obtain the value of the angular velocity in the coordinate system of the gyro sensor.
  • the angular velocity in the coordinate system of the gyro sensor is converted into an angular velocity in a desired coordinate system. A known method can be used for this conversion.
  • the position As for the position, once the sum of the accelerations is calculated to derive the velocity, the sum of the velocities is calculated to derive the position.
  • the x-axis components of the position, velocity, and acceleration at time t are x(t), vx (t), and ax (t), and the y-axis components are y(t), vy (t), and ay (t ), and the z-axis components are z(t), v z (t), and a z (t).
  • the accelerations a x (t), a y (t), and a z (t) detected by the acceleration sensors include gravitational components. Therefore, for example, the direction of gravity applied to the FPD is calculated using the angles ⁇ (t), ⁇ (t), and ⁇ (t) measured using a gyro sensor, and the x, y, and z components of the gravitational acceleration are the acceleration can be subtracted from
  • 3A to 3C illustrate the relationship between the coordinates X D , Y D and Z D on the FPD 103 side and the coordinates X S , Y S and Z S on the radiation generator 102 side in this embodiment.
  • the coordinates on the FPD 103 side and the coordinates on the radiation generator 102 side are determined as relative coordinates from a certain reference point O.
  • the reference point O is defined as a point where the first storage determination device 112 and the second storage determination device 114 are connected.
  • one point such as the corner or the center of gravity at the point where the first storage determination device 112 and the second storage determination device 114 are connected is determined as the reference point O.
  • the coordinates of the FPD 103 are based on the center (for example, the center of gravity) PD of the FPD 103, the Z axis being parallel to and opposite to the gravity, and the XY plane being the horizontal plane (perpendicular to the direction in which gravity acts). Furthermore, the y-direction is taken parallel to the pedestal 109, and the x-direction is defined to lie perpendicular to the y-direction (and within the XY plane).
  • the coordinates on the side of the radiation generator 102 are also based on the center P4 of the plane from which the radiation is emitted, with the Z axis parallel and opposite to the gravity, and the XY plane on the horizontal plane (plane perpendicular to the direction in which gravity acts). take.
  • the y-direction is taken parallel to the pedestal 109 and the x-direction is defined to lie perpendicular to the y-direction.
  • the focal point position P3 of the tube 115 is used instead of P4 .
  • the coordinates of the FPD 103 are represented by the vector OPD , and the orientation of the FPD 103 is defined by rotations around the respective axes XD , YD , and ZD . If it is determined that the FPD 103 is stored in the first storage determination device 112 on the medical vehicle 101 side, the posture of the FPD 103 is determined only by the geometric arrangement of the FPD 103 and the FPD storage unit 110 when stored. .
  • the reference posture of the FPD should be the vector OPD at the time of storage and the rotation angles around XD , YD , and ZD .
  • the coordinates of the radiation generator are represented by vector OP4 .
  • the vector OP4 is represented by vector OP1 , vector P1P2 , vector P2P3 , vector P3P4 , and the sum of the above four vectors.
  • Vector OP 1 is the vector from reference point O to one end of second arm 107 .
  • Vector P 1 P 2 is the vector from one end of second arm 107 to the other end of second arm 107 (in contact with first arm 106).
  • Vector P 2 P 3 is the vector from one end of first arm 106 to the focal point of tube 115 .
  • Vector P 3 P 4 is the vector from the focus of the tube to the center P 4 of the radiation emission plane at the stop. Therefore
  • the vector OP 1 is determined by the dimensions of the pedestal 109 .
  • the vector P 1 P 2 is determined by the length of the second arm 107 (the extent to which the arm expands and contracts) and the rotation.
  • Vector P 2 P 3 is determined by the length of first arm 106 (the extent to which the arm expands and contracts) and rotation.
  • Vector P 3 P 4 is fixed (depending on the placement of the focus of tube 115 and the size of aperture 116).
  • the amount of vector OP 4 that changes during actual use by the user is the length of the first arm 106 (degree of expansion and contraction of the arm), the orientation, the rotation, and the length of the second arm 107. , orientation, and rotation. From this information, the initial state of the radiation generator 102 can be calculated.
  • the first arm 106 and the second arm 107 are compressed as much as possible to facilitate transportation.
  • each arm of the medical vehicle 101 is in a specific state during transportation. Therefore, this state should be used as the reference state of the arm.
  • each arm is in the reference state can be measured with a known configuration. Orientation and rotation may be measured, for example, using a potentiometer at each contact. The state of expansion and contraction of each arm can also be obtained using a rangefinder or the like. Each arm may also have a mechanical or electrical switch that reacts only when each axis of each arm is in the reference state.
  • the rotation of the radiation generator 102 about the coordinates X S , Y S , Z S is calculated by the orientation of the first arm 106 and the orientation of the second arm 107 .
  • the first arm 106 can control the direction and magnitude of vector P 2 P 3 as well as the rotation about vector P 2 P 3
  • the second arm 107 can also control the direction and magnitude of vector P 1 P 2 .
  • rotation about vector P 1 P 2 is also controllable. By changing the orientation, size, and rotation of these arms, it is possible to control the rotation around XS , YS , and ZS .
  • FIG. 4 is an operational flow of the radiation imaging apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • step 401 the user stores the FPD 103 in the FPD storage section 110 of the medical examination vehicle 101, and moves the medical examination vehicle 101 to a predetermined location for imaging.
  • the predetermined place is, for example, the vicinity of the bed 104 on which the subject 105 sits.
  • the medical vehicle 101 and the FPD 103 are powered on.
  • step 402 is performed.
  • the control unit 205 sets the sampling period, which is the interval at which the first orientation measurement unit 113 and the second orientation measurement unit 118 measure values, to the first sampling period TS1. After the setting is completed, the first orientation measurement unit 113 and the second orientation measurement unit 118 start measurement.
  • the first sampling period TS1 is set to an interval of 1 second.
  • measurements are performed by the first orientation measurement unit 113 and the second orientation measurement unit 118 at intervals of one second.
  • the posture determination unit 209 calculates the postures of the radiation generation device 102 and the FPD 103 in order to determine whether the radiation generation device 102 and the FPD 103 are facing each other based on the measured values. Then step 403 is performed.
  • the user inputs a radiographic imaging protocol into the medical vehicle 101 .
  • An imaging protocol is input through the display device 111 that also serves as an input device, and the first control device 201 detects the input.
  • the input of the imaging protocol may be performed before starting rounds, that is, before step 401 . If an imaging protocol input is detected, step 404 follows. If the input of the imaging protocol is not detected, step S403 is repeated again. That is, step 403 is a step of waiting until the user selects an imaging protocol.
  • step 404 whether the FPD 103 is stored in the FPD storage section 110 of the medical vehicle 101 is determined by the first storage determination device 112 of the medical vehicle 101 and the second storage determination device 114 of the FPD. If the FPD 103 is not stored correctly, the reference attitude cannot be calculated correctly. If it is determined that the FPD 103 is properly housed, then step 406 is performed.
  • step 406 in order to allow the user to move the medical cart 101 to adjust its position, the fact that the medical cart 101 is movable is displayed on the first display device 111. Upon receiving this display, the user starts moving the medical vehicle 101 . Then step 407 is performed.
  • the movement of the medical cart 101 is measured at the first sampling period TS1 using the second attitude measurement unit 118 of the FPD 103 housed in the medical cart 101 .
  • the movement of the medical cart may be measured using the first posture measurement unit 113 mounted on the medical cart 101 .
  • another posture measuring unit such as an acceleration sensor or a gyro sensor may be mounted on the medical vehicle 101 to perform its function.
  • the first control device 201 monitors the movement of the medical vehicle 101 from the values measured by the second attitude measurement unit 118, and determines whether the medical vehicle 101 has stopped. Step 407 is repeated until it is determined that the medical cart 101 has stopped, and when the medical cart 101 has stopped, step 408 is performed.
  • the control unit 205 detects the stopping of the medical cart 101 using the speed measured by the second orientation measurement unit 118 of the FPD 103 mounted on the medical cart 101 or a separately provided orientation measurement unit.
  • the control unit 205 outputs a stop signal as soon as it detects that the medical cart 101 has stopped.
  • the threshold is set so that the value up to a predetermined value is determined to be 0 in consideration of the noise component of the second attitude measurement unit 118 or a separately provided attitude measurement unit. good too. That is, the control unit 205 detects stoppage of the medical cart 101 based on the comparison between the measured speed and the threshold value.
  • control unit 205 may detect that the medical vehicle 101 has stopped based on a signal that detects that the brake is operating for a predetermined period.
  • steps 406 and 407 may be omitted if movement for adjusting the position of the medical cart 101 is not performed.
  • the determination for moving to step 408 may be made, for example, by detecting no movement of the medical cart 101 for a certain period of time after the indication that it is movable in step 406 .
  • step 408 the control unit 205 calculates the orientations of the radiation generator 102 and the FPD 103 based on the values measured using the first orientation measurement unit 113 and the second orientation measurement unit 118, and sets them as reference orientations. . Then step 409 is performed.
  • the signal output unit 206 outputs a trigger signal in response to the setting of the reference posture.
  • the trigger signal is a signal that instructs the timing of changing the sampling period of first attitude measurement section 113 and second attitude measurement section 118 .
  • control section 205 sets the sampling period of first attitude measurement section 113 and second attitude measurement section 118 to second sampling period TS2, which is shorter than first sampling period TS1.
  • the first orientation measurement unit 113 and the second orientation measurement unit 118 start measurement at the sampling period TS2.
  • the second sampling period TS2 is set at intervals of 0.1 seconds. By shortening the sampling period of the first orientation measurement unit 113 and the second orientation measurement unit 118, it is possible to obtain values with high accuracy. can. Subsequently, step 410 is performed.
  • step 410 the display device 111 displays to the user the positioning of the radiation generator 102 and the FPD 103, that is, the fact that the radiation generator 102 and the FPD 103 can be moved for radiography. Upon receiving this display, the user starts moving the radiation generator 102 and the FPD 103 . Then step 411 is performed.
  • the postures of the radiation generator 102 and the FPD 103 are calculated by the posture determination unit 209 based on the values from the first posture measurement unit 113 and the second posture measurement unit 118 acquired at the sampling period TS2. . What is calculated is the angle of the three components of X, Y and Z, as well as the position of the three components of X, Y and Z (distance between the focus of the tube and the image receiving surface, hereinafter referred to as SID).
  • the attitudes of the radiation generator 102 and the FPD 103 can be determined using Equations 1 to 9 from the reference attitude determined in step S406.
  • SID When calculating the SID, its value is the vector OP D for the center of the FPD 103 when viewed from the origin, the vector OP 3 for the focus when viewed from the origin, and the vector P 3 P for the vector from the focus toward the center of the FPD 103. Since D , SID is the length of the vector P 3 P D ,
  • step 412 the information on the calculated orientations of the radiation generator 102 and the FPD 103 is displayed on the first display device 111 .
  • the orientation information may be displayed on the second display device 117 of the FPD.
  • the user can confirm whether or not the current relationship between the postures of the radiation generator 102 and the FPD 103 is what the user intends. Then step 413 is performed.
  • the attitude determination unit 209 determines whether or not the radiation generator 102 and the FPD 103 face each other based on the relative relationship between the attitudes of the radiation generator 102 and the FPD 103.
  • 5A and 5B illustrate an example of a technique for confirming the facing relationship between the radiation generator 102 and the FPD 103.
  • FIG. 5A matching of the center of the FPD 103 and the center of the irradiation field of radiation
  • FIG. Confirmation of parallelism between the irradiation field plane of the radiation and the plane of incidence of the FPD 103 will be described.
  • FIG. 5A illustrates a method for determining whether the center of the FPD 103 and the center of the irradiation field of radiation match.
  • FIG. 5B illustrates a method for confirming parallelism between the irradiation field plane and the incident plane of the FPD 103 .
  • the distance between the point P D and the half line P 3 Q is calculated by substituting it into a generally known formula, and then the distance and the threshold value T p By comparing , it is possible to determine whether the position is acceptable.
  • Vector e represents the traveling direction of radiation emitted from the tube. This vector can be determined from information on the dimensions of the medical cart 101 and the current attitude of the radiation generator 102 (the current attitude is measured by the first attitude measurement unit 113). As the vector e, for example, the difference between the positions of the radiation generator 102 at the position P3 and the aperture 116 at the position P4 can be used as the vector e.
  • the normal vectors are rotated based on the angle calculated from the values of various sensors. can be calculated. Assuming that the normal vector of the radiation generator 102 is n1 , the vector e used in the case of FIG. 5A can also be used. A known rotation matrix format can be used to calculate the normal vector after rotation.
  • the orientation determination unit 209 determines the orientation of the FPD 103 calculated from the values of the first orientation measurement unit 113 and the radiation and the posture of the generator 102 are compared. Based on the result of the comparison, the posture determination unit 209 determines whether or not the radiation generator 102 and the FPD 103 face each other.
  • the posture determination unit 209 determines that the two are facing each other, and outputs the determination result to the control unit 205 . to notify.
  • directly facing means not only the case where the amount of deviation in the distance when determining the center and the amount of deviation in the angle when determining parallelism are completely 0, but also the range in which the user can tolerate the amount of deviation as a threshold value. , and it may be determined that they are directly opposite each other when the amount of deviation is equal to or less than the threshold value.
  • step 415 is performed.
  • the FPD 103 is not irradiated with radiation, and in step 414 Display a warning.
  • the warning can give the user a hint when re-positioning by warning the non-alignment of the center and the non-parallel state separately.
  • irradiation is not permitted when a warning is displayed, but irradiation may be permitted while a warning is displayed. In this case, irradiation may be permitted when the button is pressed for a certain period of time or longer, or when the button is pressed again after the warning is displayed.
  • step 415 the radiation generator 102 irradiates the FPD 103 with radiation through the subject 105, and radiography is performed. Step 414 is then performed.
  • the control unit 205 stops the measurement of the radiation generator 102 and the FPD 103 at the second sampling period TS2 by the first orientation measurement unit 113 and the second orientation measurement unit 118. After that, the control unit 205 controls the second attitude measurement unit 118 with a sampling cycle longer than the second sampling cycle TS2.
  • the control at a sampling period longer than the second sampling period TS2 may be, for example, controlling the second attitude measurement unit 118 at the first sampling period TS1, or controlling at a sampling period different from the first sampling period TS1. It may be a sampling period. Alternatively, control may be performed to end the measurement by the second orientation measurement unit 118 .
  • step 417 is performed.
  • a radiation image is acquired from the FPD 103 based on the radiation irradiated to the FPD 103 at step 415 .
  • Posture information of the radiation generator 102 and the FPD 103 is added to the radiographic image.
  • Posture information can be added to the image by the first control device 201 in the medical cart 101, for example.
  • Methods of addition include, for example, adding to the header of the image, embedding it in the image itself (by lowering the pixel value of a certain area of the image, for example, the numerical value of the posture can be embedded in the image), and adding the posture information.
  • General methods such as creating a dedicated file for recording are used.
  • the posture information to be added is, for example, the angle between the radiation generator 102 and the FPD 103, the SID, and the like.
  • the acquired/added posture information is displayed on the first display device 111 or the second display device 117 .
  • the user can consider the success or failure of photography and the reason why photography failed (failure) based on the acquired image and posture information.
  • FIG. 6 is a diagram showing the movement of the FPD 103 and a timing chart showing the timing of changing the sampling period.
  • FIG. 6A shows the FPD 103 mounted in the FPD storage unit 110 of the medical care vehicle 101 and the subject 105 on which the FPD 103 is set. The movement of pulling out the FPD 103 performed by the user, the movement of moving toward the subject 105, and the movement of placing behind the subject are described. The directions of the X-, Y-, and Z-axes in this figure are the same as in FIG. 3A.
  • the movement of the user to move the FPD 103 is indicated by a dashed arrow in FIG. 6(a).
  • the direction of motion is simplified as follows. Movement of the FPD 103 to be transported along with the medical cart 101 is only in the positive direction of the X-axis, movement of the FPD 103 withdrawn is only in the positive direction of the Z-axis, movement in the direction of the subject 105 is only in the positive direction of the X-axis, The movement placed behind the object is only in the negative direction of the Z axis.
  • FIG. 6(b) shows the velocity in the X-axis direction calculated from the acceleration in the X-axis direction measured by the second posture measurement unit 118 of the FPD 103.
  • FIG. 6C shows the velocity in the Z-axis direction calculated from the acceleration in the Z-axis direction measured by the second posture measurement unit 118 of the FPD 103 .
  • FIG. 6(d) represents the sampling cycle of the second posture measurement unit 118.
  • movement in the Y-axis direction is omitted for the sake of simplicity.
  • the second posture measurement unit 118 continues the measurement at the first sampling period TS1.
  • the velocity in the X-axis direction measured by the second posture measurement unit 118 is 0, the velocity in the Z-axis direction is 0, and the velocity in the Y-axis direction (not shown) is also 0, that is, the rounding If the speed of the vehicle 101 is 0 in any direction, it can be determined that the medical vehicle 101 has stopped.
  • the movement of the FPD 103 being taken out of the FPD storage unit 110 starts between time t101 and time t102 in FIG. 6 and ends at time t102.
  • a value of 0 is measured for the velocity in the X-axis direction and a positive value is measured for the velocity in the Z-axis direction between times t101 and t102.
  • the FPD 103 moves in the direction of the object 105, so a positive value is measured for the velocity in the X-axis direction, and a value of 0 is measured for the velocity in the Z-axis direction.
  • the movement for placing the FPD 103 behind the subject 105 starts at time t103 and ends between times t104 and t105. During this time, a value of 0 is measured for the velocity in the X-axis direction, and a negative value is measured for the velocity in the Z-axis direction.
  • a value of 0 is measured for the velocity in both the X-axis direction and the Z-axis direction.
  • the values measured on all axes become 0, it can be determined that the movement of the FPD 103 has stopped.
  • the signal output unit 206 outputs a trigger signal for lengthening and switching the sampling period.
  • the control unit 205 terminates the measurement at the second sampling period TS2 by the first orientation measurement unit 113 and the second orientation measurement unit 118 in response to the trigger signal.
  • the radiation generator 102 also needs to be moved for positioning. Output of the completion signal requires that the radiation generator 102 is stopped in addition to the FPD 103 being stopped.
  • the stop of the medical care vehicle 101 on which the FPD 103 is mounted at t101 and the determination that the movement of the FPD 103 that has completed positioning at t105 has stopped are performed when a certain period of time has passed since the value of all axes became 0. preferred.
  • the user may be allowed to change the time until it is determined that the device has been stopped according to the state of use. Further, regarding the determination that the values of all axes are 0, a threshold value may be set so that the values up to a certain value are determined to be 0 in consideration of the noise component of the second posture measurement unit 118 and the like.
  • the signal output unit 206 outputs a trigger signal upon receiving a stop signal indicating that the medical cart 101 stops, and upon receiving the trigger signal, the control unit 205 sets the sampling period of the second attitude measurement unit 118 to the sampling period TS2. You can change it.
  • the rounding cart 101 After entering the hospital room where the rounds are to be performed, the rounding cart 101 soon moves to the vicinity of the subject 105 and stops, so this entry into the room may be used as a trigger to change the sampling period.
  • a device for transmitting a room entry signal indicating entry into a hospital room is provided, and when the car 101 receives the room entry signal, the signal output unit 206 outputs a trigger signal, and the control unit 205 outputs a second trigger signal.
  • the sampling period of the attitude measurement unit 118 is changed to the sampling period TS2.
  • the timing of ending the measurement controlled by the second sampling period TS2 is after the timing when the FPD 103 stops. good.
  • the orientation determination unit 209 may determine that the radiation generator 102 and the FPD 103 are facing each other, and at the timing when the FPD 103 stops, the measurement performed under control at the second sampling period TS2 may be terminated. By adding the right-facing determination to the condition, it is possible to prevent erroneous termination of the measurement at the second sampling period TS2 during positioning.
  • the first posture measurement unit 113 does not necessarily need to be various sensors such as acceleration, geomagnetism, and angular velocity. It may be one that measures rotation.
  • the first control device 201 on the medical vehicle side, it is possible to configure a mechanism that controls rotation and expansion/contraction. In this case, instead of calculating the attitude based on the values measured by the sensors, it is also possible to calculate the attitude using the parameters used in these control mechanisms (attitude control parameters).
  • the distance is derived using an acceleration sensor in this embodiment, a wireless LAN device, a Bluetooth device, or a UWB device may be used as described above.
  • a magnetic sensor can be used to derive the distance, and the position can be identified by artificially generating a magnetic field. Further, the accuracy of distance measurement can be further improved by combining an acceleration sensor, a wireless LAN device, a Bluetooth device, a UWB device, and a magnetic sensor.
  • the angle for example, by combining the angle obtained by the gravity sensor, the angle calculated from the angular velocity, the azimuth angle calculated from the geomagnetism, etc., it is possible to further improve the measurement accuracy.
  • the second control device 203 may have the control unit 205, the signal output unit 206, and the reference calculation unit 208 that the first control device 201 has. Also, the posture determination unit 209 included in the second control device 203 may be included in the first control device 201 .
  • the timing at which the signal output unit 206 outputs the trigger signal is the timing at which the reference attitude is set, but this is not the only option.
  • the sampling period may be shortened while the radiation generator 102 and FPD 103 are positioned for radiography. In addition, since positioning of the radiation generator 102 and the FPD 103 is not performed while the medical cart 101 is moving, the sampling period is should be longer.
  • the signal output unit 206 receives a stop signal indicating that the medical cart 101 on which the FPD 103 is mounted stops or stops, and receives a completion signal indicating completion of positioning for radiography of the FPD 103. output the trigger signal during Then, the control unit 205 controls the second orientation measurement unit 118 to shorten the sampling period of the second orientation measurement unit 118 in response to receiving the trigger signal. Similarly, the control unit 205 controls the first orientation measurement unit 113 to shorten the sampling period of the first orientation measurement unit 113 in response to receiving the trigger signal.
  • the signal output unit 206 outputs the signal in response to input of an imaging protocol for radiography after the medical vehicle 101 on which the FPD 103 is mounted stops (that is, immediately after the determination in step 403 of FIG. 4 is performed).
  • a trigger signal may be output.
  • the signal output unit 206 detects that the medical cart 101 has stopped while the FPD 103 is stored in the FPD storage unit 110 (that is, immediately after the determination in step 407 of FIG. 4 is performed).
  • a trigger signal may be output.
  • power consumption can be reduced by quickly returning the sampling period to the sampling period TS1 or ending the measurement after the scene requiring highly accurate measurement with the sampling period TS2 ends.
  • control unit 205 outputs a completion signal indicating completion of positioning according to the values measured by the first orientation measurement unit 113 and the second orientation measurement unit 118 .
  • Signal output section 206 outputs a trigger signal in response to the completion signal, and control section 205 sets the sampling period of first orientation measurement section 113 and second orientation measurement section 118 to the second sampling period in response to the trigger signal. It is controlled to be longer than the period TS2.
  • the completion signal indicating completion of positioning is not limited to the above example, and various signals generated after positioning is completed may be used.
  • a signal for starting radiography may be used as the completion signal.
  • it is a signal generated when an irradiation switch for instructing irradiation of radiation from the tube 115 is provided on the medical cart 101 and the irradiation switch is pressed.
  • a signal generated by the detection may be used as the completion signal.
  • the medical care vehicle 101 may stop during transportation, for example, when waiting for an elevator. Switching to the short sampling cycle TS2 triggered by such a stop during transportation shortens the sampling cycle in a situation where highly accurate measurement is not required. Power consumption of the measurement unit 118 increases.
  • the control unit 205 changes the sampling period to the sampling period TS1.
  • control to return to Also, the control unit 205 may perform similar control on the radiation generator 102 . If the positioning of the radiation generator 102 for radiography does not start for a predetermined time, the control unit 205 controls the sampling period of the first attitude measurement unit 113 to return to the sampling period TS1 again.
  • the sampling period may be switched based on a signal that detects that the brake is operating.
  • the control unit 205 controls not to switch the sampling period to the sampling period TS2 when the brakes are not used.
  • the medical cart 101 moves to the vicinity of the subject 105 and starts positioning the radiation generator 102 and the FPD 103, the medical cart 101 uses a brake to fix the position.
  • the control unit 205 may perform control to switch the sampling period to the sampling period TS2 when the brake is used.
  • the first orientation measurement unit 113 and the second orientation measurement unit 118 perform measurement at the short second sampling period TS2. Therefore, the measurement accuracy is improved. Also, in other periods, the first orientation measurement unit 113 and the second orientation measurement unit 118 perform measurement at the long first sampling period TS1, so power consumption can be reduced.
  • the positional relationship between the radiation generator 102 and the FPD 103 can be accurately calculated while reducing the power consumption of the radiation generator 102 and the FPD 103 in which the first attitude measurement unit 113 and the second attitude measurement unit 118 are respectively built. be able to.
  • FIG. 7 shows the operation flow of the radiation imaging apparatus according to the second embodiment. The difference from the operation flow of FIG. immediately after being taken out from the
  • FIG. 8 is a diagram showing the movement of the FPD and a timing chart showing the timing at which the control unit 205 changes the sampling period.
  • the controller 205 switches the sampling period to the second sampling period TS2 at time t202.
  • Time t202 is the moment when the velocity in the X-axis direction measured by the second posture measurement unit 118 changes from zero and the velocity in the Z-axis direction changes from zero.
  • the signal output unit 206 outputs the trigger signal in accordance with the determination that the FPD 103 has been taken out of the FPD storage unit 110 .
  • control unit 205 determines that the FPD 103 has been taken out of the FPD storage unit 110 based on the fact that the speed in the Z-axis direction has changed from 0, but this is not the only option.
  • a threshold may be set in consideration of the noise component of the second posture measurement unit 118, and it may be determined to stop when the threshold is equal to or less than the threshold.
  • a threshold value for the position of the FPD 103 is provided, and based on the position information obtained by conversion from the acceleration sensor of the second orientation measurement unit 118, when the position of the FPD 103 changes by a threshold value or more, the FPD 103 is stored in the FPD. It may be determined that it has been removed from the unit 110 . For example, it may be determined that the FPD 103 has been taken out of the FPD storage unit 110 when the FPD 103 has moved in the positive direction of the Z axis in FIG. 6 by the amount of insertion of the connector. Similarly, it may be determined that the FPD 103 has been removed from the FPD storage unit 110 when the FPD 103 has moved in the positive direction of the Z axis in FIG.
  • Determination whether the FPD 103 has been taken out of the FPD storage unit 110 may be made by measuring the movement of the FPD 103 as described above, but is not limited to this.
  • the FPD storage unit 110 is configured to have a connector of the first storage determination device 112, and detection of disconnection of the electrical connection between the first storage determination device 112 and the second storage determination device 114 Judgment may be made by Further, when this connector is electrically connected to the battery 150 or an external power supply, power can be supplied to the FPD 103 by connecting the first storage determination device 112 and the second storage determination device 114 . In this case, the determination may be made by detecting that the FPD 103 is electrically disconnected from the battery 150 .
  • the movement of the FPD 103 is detected and the signal output unit 206 outputs a trigger signal.
  • the signal output unit 206 may output the trigger signal.
  • the measurement at the sampling period TS2 is performed. It is possible to set the period to the minimum necessary period. Therefore, the power consumption of the first orientation measurement unit 113 and the second orientation measurement unit 118 can be reduced.
  • the sampling period of the first orientation measurement unit 113 and the second orientation measurement unit 118 is changed using the user's operation of the switch 130 as a trigger. At this time, the sampling period is switched from the first sampling period TS1 to the second sampling period TS2 shorter than the first sampling period TS1. By doing so, the sampling period can be changed at the timing intended by the user. Alternatively, the sampling period may be switched to the first sampling period TS1 by operating the switch 130 when the second sampling period TS2 is set.
  • the switch 130 is included in the FPD 103, but the switch 130 may be included in the medical vehicle 101.
  • the sampling period of the first orientation measurement unit 113 and the second orientation measurement unit 118 can be switched according to the user's instruction, so the orientation can be measured with high accuracy. Also, the power consumption of the first orientation measurement unit 113 and the second orientation measurement unit 118 can be reduced.

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Abstract

本発明に係る放射線撮影装置は、放射線撮影を行うための放射線検出器と、前記放射線検出器の姿勢の計測を行う姿勢計測部と、放射線発生装置と前記放射線検出器を搭載可能な回診車に前記放射線検出器が搭載された前記回診車の停止を示す停止信号の受信から前記回診車から取り出された前記放射線検出器と前記放射線発生装置との前記放射線撮影のためのポジショニングの完了を示す完了信号の受信までの間にトリガ信号を出力する信号出力部と、前記計測のサンプリング周期を前記トリガ信号の受信に応じて短くするように、前記姿勢計測部の制御を行う制御部と、を有することを特徴とする。

Description

放射線撮影装置、放射線検出器、および放射線撮影装置の制御装置
　本発明は、放射線撮影装置、放射線検出器、および放射線撮影装置の制御装置に関する。
　現在、Ｘ線等の放射線による医療画像診断や非破壊検査に用いる放射線検出器として、半導体材料によって形成された平面検出器（Ｆｌａｔ　Ｐａｎｅｌ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＦＰＤ）が普及している。このような放射線検出器と、放射線を発生させる放射線発生装置等を組み合わせた、放射線撮影装置が利用されている。
　このような放射線撮影装置の機能として、放射線発生装置および放射線検出器の姿勢を計算し表示することで、放射線発生装置から照射される放射線の照射野面と放射線検出器の入射面との位置合わせをサポートする機能が実用化されている。
　放射線発生装置および放射線検出器の姿勢を計算する方法としては、それぞれが加速度センサまたはジャイロセンサを有するように構成し、加速度センサの出力値である加速度やジャイロセンサの出力値である角速度から姿勢を計算することが行われている。
　例えばジャイロセンサを用いた姿勢の計算は、ジャイロセンサを用いて計測された微小時間における角速度を積算（積分）することで行われる。また、加速度センサを用いた姿勢の計算は、加速度センサを用いて計測された加速度を一度積算してある時間における速度を計算したあと、さらに速度を積算して変位（位置）を計算することで行われる。
　例えば特許文献１においては、加速度センサなどの姿勢計測部を用いて、放射線発生装置あるいは放射線検出器の位置および回転角度を計算する方法が開示されている。
特開２０１８－００７９２３号公報
　特許文献１に開示された姿勢計測部を用いた位置および回転角度の計算においては、正確を期すために姿勢計測部のサンプリング周期を短くすると、姿勢計測部の消費電力が増加する。例えば、放射線検出器や、放射線発生装置を搭載する回診車においては、バッテリにより電力が供給される場合、消費電力が増加することによりバッテリが充電を必要とするまでの時間が短くなり、作業効率が低下するという課題がある。
　そこで本発明は、放射線発生装置および放射線検出器の姿勢を計測するための姿勢計測部の消費電力を低減しつつ、放射線発生装置および放射線検出器の姿勢を精度よく計算することが出来る放射線撮影装置を提供することを課題とする。
　上記の課題は、放射線撮影を行うための放射線検出器と、前記放射線検出器の姿勢の計測を行う姿勢計測部と、放射線発生装置と前記放射線検出器を搭載可能な回診車に前記放射線検出器が搭載された前記回診車の停止から前記回診車から取り出された前記放射線検出器と前記放射線発生装置との前記放射線撮影のためのポジショニングの完了までの間にトリガ信号を出力する信号出力部と、前記計測のサンプリング周期を前記トリガ信号の受信に応じて短くするように、前記姿勢計測部の制御を行う制御部と、を有することを特徴とする放射線撮影装置によって解決される。
　本発明により、放射線発生装置および放射線検出器に搭載された加速度センサの消費電力を低減しつつ、放射線発生装置と放射線検出器との間の位置関係を精度よく計算することが出来るようになる。
第１の実施形態に係る放射線撮影装置の構成例を示す概念図である。 第１の実施形態に係る放射線撮影装置の構成例を示す概念図である。 第１の実施形態に係る回診車および放射線検出器の構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態に係る放射線検出器と放射線発生装置の座標の関係を示す図である。 第１の実施形態に係る放射線検出器と放射線発生装置の座標の関係を示す図である。 第１の実施形態に係る放射線検出器と放射線発生装置の座標の関係を示す図である。 第１の実施形態に係る放射線撮影装置の動作を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る放射線発生装置と放射線検出器の正対関係を確認する手法の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る放射線発生装置と放射線検出器の正対関係を確認する手法の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る、放射線検出器の動きを示した図と、サンプリング周期の変更のタイミングを示したタイミングチャートである。 第２の実施形態に係る放射線撮影装置の動作を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る放射線検出器の動きを示した図と、サンプリング周期の変更のタイミングを示したタイミングチャートである。
　以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。また、放射線という用語は、典型的にはＸ線であるが、その他、α線、β線、γ線、粒子線、宇宙線を含みうる。
　（第１の実施形態）
　図１Ａは、本発明の第１の実施形態による放射線撮影装置１００の構成例を示す概念図である。
　回診車１０１は、車輪等の移動するための機構を有する移動可能な台車である。回診車１０１は、放射線発生装置１０２が搭載可能に構成され、ＦＰＤ（放射線検出器の一例）１０３とともに放射線撮影を行うために使用される。ＦＰＤ１０３は、放射線撮影を行う際にベッド１０４の上に乗る被写体１０５の背面に設置される。ＦＰＤ１０３は、放射線発生装置１０２から放射され被写体１０５を透過して放射線検出部２００に照射された放射線に基づいて、被写体１０５の放射線に基づく画像を生成する。
　放射線検出部２００は、照射された放射線を光に変換するシンチレータと、シンチレータからの光を電荷へと変換する光電変換素子を二次元アレイ状に設けた画素アレイと、を有する。放射線検出部２００により生成された放射線に基づく電荷は、駆動回路（不図示）により画素アレイを走査することにより順次読出回路（不図示）へと流れ、放射線に基づく画像を生成する。放射線検出部２００により生成された画像は後述する第２の制御装置２０３へと送られ、第２の制御装置２０３により必要に応じて画像処理等が行われる。
　回診車１０１には、放射線発生装置１０２を支え、その姿勢を変更可能とするための第１のアーム１０６および第２のアーム１０７を有する。また、回診車１０１は、筐体１０８、台座１０９、およびＦＰＤ収納部１１０を有する。
　本実施形態においては、第１のアーム１０６は放射線発生装置１０２と第２のアーム１０７に接続され、第２のアーム１０７は、第１のアーム１０６と台座１０９に接続される。筐体１０８はその外側に第１の表示装置１１１を有する。
　また筐体１０８の内部には回診車１０１を駆動するための電力を供給するバッテリ１５０が内蔵され、回診車１０１は有線ケーブルによる給電を必要とせずに一定時間の駆動が可能である。バッテリ１５０は、筐体１０８に電気的なコネクタを有することにより、外部電源と接続して給電を可能としてもよいし、バッテリ１５０を筐体１０８から取り外して給電できるようにしてもよい。またバッテリ１５０は、後述の第１の収納判定装置１１２および第２の収納判定装置１１４などの電気的なコネクタを介することによって、ＦＰＤのバッテリ１６０へ給電することが可能な電力供給部としても機能する。
　また筐体１０８には、高電圧発生装置と、図２にて述べる第１の制御装置２０１（図１Ａ及び図１Ｂでは不図示）と、第１の情報送受信装置２０２（図１Ａ及び図１Ｂでは不図示）と、が配置される。
　ＦＰＤ収納部１１０は、回診車に１０１にＦＰＤ１０３を収納可能とするために、回診車１０１が有するポケットである。また、ＦＰＤ収納部１１０は、ＦＰＤ１０３が収納されたか否かを判定する第１の収納判定装置１１２を有する。例えば、第１の収納判定装置１１２と、後述する第２の収納判定装置１１４は、電気的に接続可能な一対のコネクタとして構成され、コネクタ同士が接続されることにより、ＦＰＤ１０３がＦＰＤ収納部１１０に収納されたことを判定することができる。
　第１の表示装置１１１はタッチパネルで構成され、ユーザの入力を受け付けることができるようになっている。また、他にユーザの入力を受け付ける入力装置として、例えばキーボード、マウス、音声認識装置、距離センサを用いたユーザの姿勢認識装置などを別途有していてもよい。
　また、ＦＰＤ１０３は、ＦＰＤ１０３を駆動するための電力を供給するバッテリ１６０を内蔵し、ＦＰＤ１０３は有線ケーブルによる給電を必要とせずに一定時間の駆動が可能である。バッテリ１６０は、ＦＰＤ１０３に電気的なコネクタを有することにより、外部電源と接続して給電が可能である。またバッテリ１６０は、回診車１０１のバッテリ１５０と電気的に接続することにより、バッテリ１６０への給電を可能とするように構成してもよい。またバッテリ１６０は、ＦＰＤ１０３から取り外し可能に構成し、外部電源等からバッテリ１６０への給電を可能とするようにしてもよい。
　本実施形態におけるＦＰＤ１０３は、第２の姿勢計測部１１８、ＦＰＤ１０３が有する収納判定装置である第２の収納判定装置１１４、第２の制御装置２０３（図１Ａ及び図１Ｂでは不図示）、第２の情報送受信装置２０４（図１Ａ及び図１Ｂでは不図示）を有する。第２の姿勢計測部１１８は、本実施形態においては加速度センサが用いられる。また、姿勢計測部１１８は、角速度センサ、地磁気センサであってもよい。また、ＦＰＤ１０３は、ユーザによる操作を受け付ける入力手段として、スイッチ１３０を有する。
　図１Ａにおいて、ＦＰＤ１０３は被写体１０５の背後に配置されているが、回診車１０１をＦＰＤ１０３とともに運搬する際には、ＦＰＤ１０３はＦＰＤ収納部１１０に収納され運搬される。ユーザが放射線撮影を行う際は、ＦＰＤ収納部１１０に収納されているＦＰＤ１０３を抜き出して、被写体１０５の背後に設置する。
　放射線発生装置１０２の詳細を図１Ｂに示す。放射線発生装置１０２は、管球１１５と絞り１１６にて構成される。本実施形態においては、第２の表示装置１１７と第１の姿勢計測部１１３とが絞り１１６に搭載される。第１の姿勢計測部１１３は、本実施形態においては加速度センサが用いられる。また、姿勢計測部１１８は、角速度センサ、地磁気センサであってもよい。
　絞り１１６は、放射線の照射野の大きさおよびＦＰＤ１０３の回転角を変更するために、ステッピングモーターなどの、筐体１０８に搭載されるコンピュータの命令に従い動作する機構が搭載される。
　第１の収納判定装置１１２および第２の収納判定装置１１４は、前述の通り電気的な一対のコネクタで構成され、例えば回診車１０１に第１の収納判定装置１１２が設けられ、ＦＰＤ１０３に第２の収納判定装置１１４が設けられる。
　第１の収納判定装置１１２および第２の収納判定装置１１４を構成する一対のコネクタは、回診車１０１に搭載される電力供給部（すなわちバッテリ１５０）からＦＰＤ１０３へ充電するための機能を兼ねていてもよい。例えば、回診車１０１とＦＰＤ１０３のコネクタが接続され、ＦＰＤ１０３が充電されているときに、ＦＰＤ１０３が回診車１０１のＦＰＤ収納部１１０に収納されていると判定することができる。
　なお、本実施形態においては、ＦＰＤ１０３の収納時は、回診車１０１とＦＰＤ１０３が第１の収納判定装置１１２および第２の収納判定装置１１４を通じ電気的に接続されている。しかし、本実施形態における第１の収納判定装置１１２および第２の収納判定装置１１４の目的はＦＰＤ１０３が特定の場所にあることを示す情報を得るためのものであるから、収納の判定には必ずしも両者が電気的に接続している必要はない。
　例えば、第１の収納判定装置１１２および第２の収納判定装置１１４を、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）などの近接判定装置によってその機能を実現してもよい。
　また例えば、回診車１０１のＦＰＤ収納部１１０にＦＰＤ１０３の重量を測る重量計を取り付ける方法でもよい。その場合、重量計の値に基づいて、ＦＰＤ１０３がＦＰＤ収納部１１０に収納されていることを判定することができる。この場合、ＦＰＤ１０３の撮像面が長方形であり、向きを区別する必要がある場合は、例えばＦＰＤに搭載されている重力センサを用いて向き判定を行う。
　また、回診車側にカメラを搭載し、画像によりＦＰＤ１０３がＦＰＤ収納部１１０に収納されていることを判定してもよい。
　また、ＦＰＤ１０３にセンサを有することで収納の有無を判定してもよい。例えば明暗を検知するセンサをＦＰＤ１０３の四隅に有するように構成し、特定の二つが明るく、特定の二つが暗くなった場合にＦＰＤ１０３はＦＰＤ収納部１１０に収納されていると判定することができる。また、この実装であれば収納の向きも判定できる。
　また、後述する制御部２０５の機能をＦＰＤ側の第２の制御装置２０３が有する構成である場合は、ＦＰＤ１０３のみで収納判定を行うことで、回診車１０１の実装を容易にすることができる。
　図２は、本実施形態における回診車１０１およびＦＰＤ１０３の構成例を示すブロック図である。
　回診車１０１には、第１の制御装置２０１が内蔵される。第１の制御装置２０１は、ＣＰＵ、ＤＲＡＭなどの主記憶装置、ＳＳＤまたはＨＤＤなど補助記憶装置等のハードウェアで構成される汎用のコンピュータを用いることができる。第１の制御装置２０１は、後述する制御部２０５、信号出力部２０６、基準計算部２０８の機能を有する。
　第１の制御装置２０１は、放射線発生装置１０２に接続され、曝射可否など放射線の制御に関する制御を行う。また、第１の制御装置２０１は、放射線発生装置１０２の基準姿勢を計算するために、第１の姿勢計測部１１３と接続される。第１の姿勢計測部１１３にて計測された値から、第１の制御装置２０１が有する基準計算部２０８によって、放射線発生装置１０２の基準姿勢を計算することができる。
　第１の制御装置２０１は、ＦＰＤ１０３の基準姿勢を計算するために、第１の情報送受信装置２０２および第２の情報送受信装置２０４を経由して、第２の姿勢計測部１１８と接続される。第２の姿勢計測部１１８の値から、基準計算部２０８によって、ＦＰＤ１０３の基準姿勢を計算することができる。
　制御部２０５は、放射線発生装置１０２およびＦＰＤ１０３の基準姿勢を設定する。基準姿勢とは、加速度センサの値に基づいて装置の姿勢を計算するための、ある時間における基準となる姿勢である。加速度センサを用いて姿勢を計算するには、加速度センサを用いて計測された加速度を一度積算してある時間における速度を計算したあと、さらに速度をもう一度積算して変位（位置）に換算して、基準姿勢に加算することで行われる。本実施形態において、第１の姿勢計測部および第２の姿勢計測部１１８には加速度センサが用いられる。
　第１の制御装置２０１は、第１の情報送受信装置２０２と接続される。第１の情報送受信装置２０２は、例えば、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）装置、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ装置、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ　Ｗｉｄｅ　Ｂａｎｄ）装置などが用いられる。この第１の情報送受信装置２０２を用いて、ＦＰＤ１０３が有する第２の情報送受信装置２０４と接続することでＦＰＤ１０３と情報の送受信を行うことが可能である。
　例えば本実施形態においては、制御部２０５は回診車１０１側に搭載されるので、ＦＰＤ１０３の基準姿勢に関する情報は、第１の情報送受信装置２０２および第２の情報送受信装置２０４を用いてＦＰＤ１０３に送信される。また、第１の情報送受信装置２０２および第２の情報送受信装置２０４は、ＦＰＤ１０３の姿勢判定部２０９にて判定された情報を第１に制御装置に受け渡す役割も持つ。
　また他にも、第１の情報送受信装置２０２および第２の情報送受信装置２０４は、曝射可否などの放射線の制御に関する情報を交換する用途や、ＦＰＤ１０３が取得した画像を回診車１０１へ送信する用途にも用いることができる。また、制御部２０５による第２の姿勢計測部１１８への計測のサンプリング周期の指示を送信する用途にも用いることができる。本実施形態において、第１の情報送受信装置２０２と第２の情報送受信装置２０４とは、無線により接続されるが、有線による接続でもよい。
　第１の表示装置１１１は、入力手段を有し、第１の制御装置２０１と接続される。ユーザは、第１の表示装置１１１から放射線撮影の撮影プロトコルを入力することができる。撮影プロトコルの入力は第１の制御装置２０１により検知される。
　ＦＰＤ１０３には、第２の制御装置２０３、第２の情報送受信装置２０４、第２の姿勢計測部１１８、第２の収納判定装置１１４が搭載される。第２の制御装置２０３は、放射線発生装置１０２とＦＰＤ１０３の正対について判定する、姿勢判定部２０９の機能を有する。第２の制御装置２０３は、第１の制御装置２０１と同様にＣＰＵ、主記憶装置、補助記憶装置などを有することで構成が可能である。
　第２の制御装置２０３は、ＦＰＤ１０３に小型軽量・省電力であることが求められることから、回診車１０１側の第１の制御装置２０１と比較してより簡素なものを搭載するのが好適である。またこうした要求を達成するために、ＦＰＤ１０３が有する第２の制御装置２０３には、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）を用いてもよいし、または専用のＩＣ回路を用いてもよい。
　姿勢判定部２０９は、放射線発生装置１０２とＦＰＤ１０３の正対について判定するために、基準計算部２０８にて計算され制御部２０５により設定された基準姿勢と、第２の姿勢計測部１１８にて計測された値と、からＦＰＤ１０３の姿勢を計算する。
　ｘ軸まわりの時間ｔでの角度と角速度をθ（ｔ）とωθ（ｔ）、ｙ軸まわりの回転角度と角速度をφ（ｔ）とωφ（ｔ）、ｚ軸まわりの回転角度と角速度をη（ｔ）とωη（ｔ）、角速度の計測時間間隔をΔｔ、計測回数をｎとする（ｔ＝ｎΔｔの関係にある）。この場合、θ（ｔ）、φ（ｔ）、η（ｔ）の関係は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
となる。
　第２の姿勢計測部１１８としてジャイロセンサを搭載することで、ジャイロセンサの座標系における角速度の値を得ることができる。ジャイロセンサを用いて計測された角速度から角度を計算する際は、ジャイロセンサの座標系における角速度を、所望の座標系における角速度に換算する。この換算には既知の方法を用いることができる。
　位置については、一度加速度の和を計算して速度を導出したあとで、速度の和を計算して位置を導出する。時間ｔでの位置、速度、加速度のｘ軸成分をｘ（ｔ）とｖｘ（ｔ）、ａｘ（ｔ）、ｙ軸成分をｙ（ｔ）とｖｙ（ｔ）、ａｙ（ｔ）、ｚ軸成分をｚ（ｔ）とｖｚ（ｔ）、ａｚ（ｔ）とする。また角速度の場合と同様に計測時間間隔をΔｔ、計測回数をｎとすると（ｔ＝ｎΔｔの関係にある）、時刻ｔにおける速度は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
と計算されるから、位置は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
となる。
　なお、上記の数１から数９においては、和の精度を向上させるため、台形公式、シンプソンの公式等の既知の数値積分の手法が適用されてもよい。このとき、加速度センサで検知される加速度ａｘ（ｔ）、ａｙ（ｔ）、ａｚ（ｔ）には重力の成分が含まれる。よって、例えばジャイロセンサを用いて計測された角度θ（ｔ）、φ（ｔ）、η（ｔ）を用いてＦＰＤにかかる重力の方向を計算し、重力加速度のｘ、ｙ、ｚ成分を加速度から減算してもよい。
　図３Ａ～図３Ｃは本実施形態におけるＦＰＤ１０３側の座標ＸＤ、ＹＤ、ＺＤおよび放射線発生装置１０２側の座標ＸＳ、ＹＳ、ＺＳの座標の関係を図示したものである。
　ＦＰＤ１０３側の座標、放射線発生装置１０２側の座標のそれぞれは、ある基準点Ｏからの相対座標として定められる。本実施形態では基準点Ｏを第１の収納判定装置１１２と第２の収納判定装置１１４が接続された箇所のある一点として定める。例えば、第１の収納判定装置１１２と第２の収納判定装置１１４が接続された箇所の角や重心などの一点を基準点Ｏとして定める。
　ＦＰＤ１０３の座標は、ＦＰＤ１０３の中心（たとえば重心）ＰＤを基準に、重力と平行、逆向きをＺ軸とし、水平面（重力が働く方向に垂直な面）にＸＹ平面をとる。さらに、ｙ方向は台座１０９と平行にとり、ｘ方向はｙ方向に垂直（かつＸＹ平面内）に存在するように定められる。
　放射線発生装置１０２側の座標も、同様に放射線の放出される面の中央Ｐ４を基準に、重力と平行、逆向きをＺ軸とし、水平面（重力が働く方向に垂直な面）にＸＹ平面をとる。ｙ方向は台座１０９と平行にとり、ｘ方向はｙ方向に垂直に存在するように定められる。ＳＩＤ（Ｓｏｕｒｃｅ　Ｉｍａｇｅ　ｒｅｃｅｐｔｏｒ　Ｄｉｓｔａｎｃｅ、ここでは焦点からＦＰＤの入射面までの距離を指す）を計算する場合は、Ｐ４のかわりに管球１１５の焦点の位置Ｐ３が使われる。
　このとき、ＦＰＤ１０３の座標はベクトルＯＰＤであらわされ、さらにＦＰＤ１０３の姿勢はそれぞれの軸ＸＤ、ＹＤ、ＺＤまわりの回転で定義される。仮にＦＰＤ１０３が回診車１０１側の第１の収納判定装置１１２に収納されていると判定されるとき、ＦＰＤ１０３の姿勢は、収納時におけるＦＰＤ１０３とＦＰＤ収納部１１０の幾何学的配置のみで決定される。
　つまりＦＰＤ１０３がＦＰＤ収納部１１０に収納され、第１の収納判定装置１１２および第２の収納判定装置１１４にて接続されている時は、姿勢を表すベクトルＯＰＤと、ＸＤ、ＹＤ、ＺＤまわりの回転角は、それぞれの外装形状のみに依存する値をとる。よってＦＰＤの基準姿勢は、この収納時のベクトルＯＰＤと、ＸＤ、ＹＤ、ＺＤまわりの回転角とすればよい。
　同様に、放射線発生装置の座標はベクトルＯＰ４であらわされる。ベクトルＯＰ４はベクトルＯＰ１、ベクトルＰ１Ｐ２、ベクトルＰ２Ｐ３、ベクトルＰ３Ｐ４、以上の４つのベクトルの和であらわされる。
　ベクトルＯＰ１は基準点Ｏから第２のアーム１０７のひとつの端までのベクトルである。ベクトルＰ１Ｐ２は第２のアーム１０７のひとつの端から第２のアーム１０７のもうひとつの端（第１のアーム１０６と接している）までのベクトルである。ベクトルＰ２Ｐ３は第１のアーム１０６のひとつの端から管球１１５の焦点までのベクトルである。ベクトルＰ３Ｐ４は管球の焦点から絞りにおける放射線の放出される面の中央Ｐ４までのベクトルである。よって
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
とあらわされる。焦点の座標は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
とあらわされる。
　このうち、ベクトルＯＰ１は台座１０９の寸法により決定される。ベクトルＰ１Ｐ２は、第２のアーム１０７の長さ（アームの伸縮の程度）と回転によって決定される。ベクトルＰ２Ｐ３は、第１のアーム１０６の長さ（アームの伸縮の程度）と回転によって決定される。ベクトルＰ３Ｐ４は固定となる（管球１１５の焦点の配置と、絞り１１６の寸法に依存する）。
　つまり、本実施形態においてベクトルＯＰ４のうち、ユーザの実使用時に変化する量は、第１のアーム１０６の長さ（アームの伸縮の程度）、向き、回転、第２のアーム１０７の長さ、向き、回転である。これらの情報から、放射線発生装置１０２の初期状態を計算することができる。
　ところで、回診車１０１を運搬するときは、運搬を容易にするために第１のアーム１０６および第２のアーム１０７は極力縮めた状態で輸送する。つまり回診車１０１は輸送時においては、各アームが特定の状態になっていると考えてよい。よってこの状態をアームの基準状態とすればよい。
　各アームが基準状態であるかどうかは既知の構成で計測することができる。向きと回転に関しては、例えば各接点にポテンショメータを用いて計測すればよい。各アームの伸縮の状態に関しても距離計などを用いて得ることができる。また各アームの各軸が基準状態となっているときのみに反応する、機械的または電気的スイッチを各アームが有していてもよい。
　本実施形態において、放射線発生装置１０２の座標ＸＳ、ＹＳ、ＺＳ周りの回転は、第１のアーム１０６の姿勢および第２のアーム１０７の姿勢により計算される。前述のように、第１のアーム１０６はベクトルＰ２Ｐ３の向きと大きさのほか、ベクトルＰ２Ｐ３周りの回転も制御可能であり、第２のアーム１０７もベクトルＰ１Ｐ２の向きと大きさのほか、ベクトルＰ１Ｐ２周りの回転も制御可能である。これらのアームの向きと大きさ、回転を変えることで、ＸＳ、ＹＳ、ＺＳ周りの回転を制御することが可能である。
　図４は本発明の第１の実施形態における放射線撮影装置１００の動作フローである。
　ステップ４０１において、ユーザは、回診車１０１のＦＰＤ収納部１１０にＦＰＤ１０３を収納し、撮影を行うための所定の場所に回診車１０１を移動する。所定の場所とは、例えば被写体１０５が乗るベッド１０４の付近である。そして回診車１０１およびＦＰＤ１０３の電源を投入する。続いてステップ４０２が行われる。
　ステップ４０２において、制御部２０５は、第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８が値を計測する間隔であるサンプリング周期を第１のサンプリング周期ＴＳ１に設定する。設定が完了したら、第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８が計測を開始する。
　例えば、第１のサンプリング周期ＴＳ１は１秒間隔に設定される。これにより、１秒間隔で第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８の計測が行われる。姿勢判定部２０９では、計測された値に基づき放射線発生装置１０２とＦＰＤ１０３の正対について判定するために放射線発生装置１０２およびＦＰＤ１０３の姿勢が計算される。続いてステップ４０３が行われる。
　ステップ４０３において、ユーザは、放射線撮影の撮影プロトコルを回診車１０１に入力する。撮影プロトコルの入力は、入力装置を兼ねた表示装置１１１を通じて行われ、第１の制御装置２０１が入力を検知する。撮影プロトコルの入力は、回診を開始する前、すなわちステップ４０１の前に行われてもよい。撮影プロトコルの入力が検知されたら、続いてステップ４０４が行われる。撮影プロトコルの入力が検知されない場合は、再度ステップＳ４０３を繰り返す。すなわち、ステップ４０３は、ユーザにより撮影プロトコルの選択が行われるまで待機するステップである。
　ステップ４０４において、回診車１０１が有する第１の収納判定装置１１２とＦＰＤが有する第２の収納判定装置１１４により、ＦＰＤ１０３が回診車１０１のＦＰＤ収納部１１０に収納されているか否かを判定する。ＦＰＤ１０３が正しく収納されていない場合は、基準姿勢を正しく計算することができないので、ステップ４０５にて警告表示を行い、再びステップ４０４にて収納判定を行う。ＦＰＤ１０３が正しく収納されていると判定されると、続いてステップ４０６が行われる。
　ステップ４０６では、回診車１０１の位置を調整するための移動をユーザに許可するため、回診車１０１が移動可能であることを第１の表示装置１１１に表示する。この表示を受け、ユーザは、回診車１０１の移動を開始する。続いてステップ４０７が行われる。
　本実施形態において、回診車１０１の移動は、回診車１０１に収納されたＦＰＤ１０３の第２の姿勢計測部１１８を用いて、第１のサンプリング周期ＴＳ１で計測される。回診車の移動は、回診車１０１に搭載された第１の姿勢計測部１１３を用いて計測してもよい。別に加速度センサ・ジャイロセンサなどの別の姿勢計測部を回診車１０１に搭載してその機能を担わせてもよい。
　ステップ４０７において、第１の制御装置２０１は、第２の姿勢計測部１１８による計測の値から回診車１０１の動きを監視し、回診車１０１が停止したか否かを判定する。回診車１０１が停止したと判定するまでステップ４０７は繰り返され、回診車１０１が停止したら、続いてステップ４０８が行われる。
　回診車１０１の停止は、回診車１０１に搭載されたＦＰＤ１０３の第２の姿勢計測部１１８や、別に設けた姿勢計測部などによって計測された速度を用いて制御部２０５が検知する。制御部２０５は、回診車１０１の停止を検知次第、停止信号を出力する。
　速度を停止の検知に用いる場合、第２の姿勢計測部１１８や別に設けた姿勢計測部などのノイズ成分などを考慮して、所定の値までは０と判断するように、閾値を設定してもよい。すなわち、制御部２０５は、計測された速度と閾値との比較に基づいて、回診車１０１の停止を検知する。
　また、回診車１０１にブレーキが設けられている場合は、所定の期間ブレーキが作動していることを検知する信号に基づいて制御部２０５が回診車１０１の停止の検知を行ってもよい。
　なお、回診車１０１の位置を調整するための移動を行わない場合は、ステップ４０６および４０７は省いてもよい。この場合、ステップ４０８に移るための判定は、例えばステップ４０６における移動可能であることの表示の後、一定時間回診車１０１の動きが検出されないことで行われてもよい。また、ステップ４０６における移動可能であることの表示をする際に、回診車１０１を移動しないことを、第１の表示装置１１１のユーザの入力を受け付ける機能を用いてユーザが入力することで判定するようにしてもよい。
　ステップ４０８において、制御部２０５は、第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８を用いて計測された値に基づき放射線発生装置１０２およびＦＰＤ１０３の姿勢を計算し、基準姿勢として設定する。続いてステップ４０９が行われる。
　ステップ４０９において、信号出力部２０６により、基準姿勢が設定されたことを受け、トリガ信号が出力される。トリガ信号は、第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８のサンプリング周期を変更するタイミングを指示する信号である。制御部２０５は、トリガ信号を受け、第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８のサンプリング周期を第１のサンプリング周期ＴＳ１よりも短い第２のサンプリング周期ＴＳ２に設定する。設定が完了したら、第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８がサンプリング周期ＴＳ２で計測を開始する。
　例えば、第２のサンプリング周期ＴＳ２は０．１秒間隔に設定する。第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８のサンプリング周期を短くすることにより、精度よく値を取得することができるので、放射線発生装置１０２およびＦＰＤ１０３の姿勢を精度よく計算することができる。続いて、ステップ４１０が行われる。
　ステップ４１０において、表示装置１１１は、ユーザに放射線発生装置１０２及びＦＰＤ１０３のポジショニング、すなわち放射線撮影のために放射線発生装置１０２及びＦＰＤ１０３の移動が可能であることを表示する。この表示を受け、ユーザは放射線発生装置１０２およびＦＰＤ１０３の移動を開始する。続いてステップ４１１が行われる。
　ステップ４１１において、姿勢判定部２０９により、サンプリング周期ＴＳ２で取得された第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８からの値に基づき、放射線発生装置１０２およびＦＰＤ１０３の姿勢が計算される。計算されるのは、Ｘ、Ｙ、Ｚの３成分の角度、同様にＸ、Ｙ、Ｚの３成分の位置（管球の焦点―受像面間距離、以下ＳＩＤ）である。放射線発生装置１０２とＦＰＤ１０３の姿勢は、ステップＳ４０６にて定められた基準姿勢から、数１から数９を用いて定めることができる。
　ＳＩＤを計算する場合、その値は、原点から見たときのＦＰＤ１０３の中心がベクトルＯＰＤ、原点から見たときの焦点がベクトルＯＰ３、焦点からＦＰＤ１０３の中心に向けたベクトルがベクトルＰ３ＰＤ、ＳＩＤはベクトルＰ３ＰＤの長さであるから、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
と計算することができる。ここで数１２において、（　）ｘはベクトルのｘ成分の大きさを表す。ｙ成分、ｚ成分についても同様である。続いてステップ４１２が行われる。
　ステップ４１２において、計算された放射線発生装置１０２とＦＰＤ１０３の姿勢の情報が第１の表示装置１１１に表示される。姿勢の情報は、ＦＰＤが有する第２の表示装置１１７に表示するようにしてもよい。
　表示された姿勢の情報により、ユーザは、現在の放射線発生装置１０２とＦＰＤ１０３との姿勢の関係が、ユーザの意図するものとなっているかどうかを確認することができる。続いてステップ４１３が行われる。
　ステップ４１３において、姿勢判定部２０９が、放射線発生装置１０２とＦＰＤ１０３の間の姿勢の相対関係から、放射線発生装置１０２とＦＰＤ１０３とが正対しているか否かについて判定を行う。放射線発生装置１０２とＦＰＤ１０３の正対関係を確認する手法の一例を図示したものが図５Ａ、図５Ｂである。ここで、図５及び図５Ｂを用いて、放射線発生装置１０２とＦＰＤ１０３が正対していることを確認するために行う、図５Ａ：ＦＰＤ１０３の中心と放射線の照射野の中心の一致と、図５Ｂ：放射線の照射野面とＦＰＤ１０３の入射面の平行の確認について説明する。
　図５ＡはＦＰＤ１０３の中心と放射線の照射野の中心の一致の判定方法を図示したものである。また、図５Ｂは照射野面とＦＰＤ１０３の入射面の平行の確認方法を図示したものである。
　図５Ａに関しては、検出器の位置をベクトルＯＰＤ、照射野の中心をベクトルＯＰ３＋Ｔ×ベクトルｅ（ただしＴは正の定数。またベクトルｅの終点をＱとする）とあらわされるとすれば、検出器の中心と照射野の中心の差異を計算するには、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
となるｄｍｉｎを計算し、距離の許容範囲を表す閾値Ｔｐに対し、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
とすることで判断できる。
　座標ＰＤとベクトルＰ３Ｑを三次元座標上の式として表せば、点ＰＤと半直線Ｐ３Ｑの距離を一般に既知の公式に代入して計算した上で、その距離と閾値Ｔｐを比較することで位置の合否を判定できる。
　ベクトルｅは管球から放出される放射線の進行する向きを表す。このベクトルは回診車１０１の寸法の情報と、現在の放射線発生装置１０２の姿勢（現在の姿勢は第１の姿勢計測部１１３にて計測する）により決定することができる。ベクトルｅとしては、たとえば、位置Ｐ３にある放射線発生装置１０２と、位置Ｐ４にある絞り１１６の位置の差をベクトルｅとすることができる。
　図５Ｂの放射線の照射野面とＦＰＤ１０３の入射面の平行の確認に関しては、放射線発生装置１０２の放射線が放出される面に垂直な法線ベクトルｎ１と、ＦＰＤ１０３の放射線の入射する面に垂直な法線ベクトルｎ２が、同方向逆向きであることを確認する。つまり、ふたつの法線ベクトルのなす角は１８０度付近であることを確認すればよいから、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
となるｃｏｓθを計算し（・はふたつのベクトルの内積を表す）、角度の許容範囲を表す閾値ＴＡに対し、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
とすればよい。
　このとき、放射線発生装置１０２とＦＰＤ１０３の３個の角度（軸ＸＳ、ＹＳ、ＺＳまわりの角度と軸ＸＤ、ＹＤ、ＺＤまわりの角度）を計算し、それぞれの角度を比較する。これにより、放射線発生装置１０２から照射される放射線の照射野面とＦＰＤ１０３の入射面の平行の確認を行うことができる。
　両者の法線ベクトルを計算するには、例えば回転前の基準姿勢における二つの面の法線ベクトルを計算した上で、その法線ベクトルを各種センサの値から計算した角度に基づき回転させることで計算することができる。放射線発生装置１０２の法線ベクトルをｎ１として、図５Ａの場合で用いたベクトルｅを用いることもできる。回転後の法線ベクトルを計算する際は、既知の回転行列の形式を用いることができる。
　以上のように、姿勢判定部２０９は、上記の各数式に基づき、第１の姿勢計測部１１３の値から計算されたＦＰＤ１０３の姿勢と、第２の姿勢計測部１１８の値から計算された放射線発生装置１０２の姿勢と、を比較する。比較した結果に基づき、姿勢判定部２０９は、放射線発生装置１０２とＦＰＤ１０３とが正対しているか否かの判定を行う。
　姿勢判定部２０９は、姿勢の相対関係が、放射線発生装置１０２とＦＰＤ１０３とで中心が一致し且つ平行であると判定した場合に、両者が正対していると判定し、判定結果を制御部２０５へ通知する。ここで正対とは、中心を判定する際の距離のずれ量と平行を判定する際の角度のずれ量が、完全に０である場合のみならず、ずれ量についてユーザが許容できる範囲を閾値として設け、ずれ量がいずれも閾値以下であることにより正対であると判定してもよい。
　また、位置の３軸周りの３成分および角度の３軸周りの３成分の計６成分のうち、少なくとも１成分を使うことで簡易的な正対の判定を行うことができる。重力に平行な軸周りの回転を除く、２軸周りの回転の角度のみで正対の判定を行う場合は、例えば加速度センサを用いて計測された値から計算した角度のみを用いて行うこともできる。また、３軸周りでの判定を行う場合は、方位センサ（磁気センサ）を用いて計測された値から重力に平行な軸周りの回転を計算し、３軸の判定を行ってもよい。また、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどの無線装置を用いて計測された値を用いて距離の判定を行ってもよい。
　以降、再び図４の説明を行う。ステップ４１３にて放射線発生装置１０２とＦＰＤ１０３の正対関係を確認した結果、両者の中心が一致してかつ平行であることが確認された場合は、続いてステップ４１５が行われる。
　また、放射線発生装置１０２とＦＰＤ１０３の正対関係を確認した結果、中心が不一致であるか、または平行でないと判定された場合は、ＦＰＤ１０３への放射線への照射を行わずに、ステップ４１４にて警告の表示を行う。警告は中心の不一致と平行でない状態を分けて警告することで、ユーザに再びポジショニングを行う際のヒントを与えることができる。
　なお、本実施形態では警告表示時に照射を許可しない実装を行っているが、警告を表示しつつ照射を許可するようにしてもよい。この場合、ボタン押下の時間が一定時間以上となった場合や、警告表示後にボタンを再押下した場合に、照射を許可するようにしてもよい。
　ステップ４１５において、放射線発生装置１０２により放射線が被写体１０５を通してＦＰＤ１０３に照射され、放射線撮影が行われる。続いてステップ４１４が行われる。
　ステップ４１６において、制御部２０５は、第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８による第２のサンプリング周期ＴＳ２での放射線発生装置１０２およびＦＰＤ１０３の計測を停止する。その後、制御部２０５は、第２のサンプリング周期ＴＳ２よりも長いサンプリング周期で第２の姿勢計測部１１８を制御する。
　第２のサンプリング周期ＴＳ２よりも長いサンプリング周期での制御とは、例えば、第１のサンプリング周期ＴＳ１で第２の姿勢計測部１１８を制御してもよいし、第１のサンプリング周期ＴＳ１とは異なるサンプリング周期でもよい。または、第２の姿勢計測部１１８による計測を終了するように制御してもよい。
　続いてステップ４１７が行われる。
　ステップ４１７において、ステップ４１５でＦＰＤ１０３に照射された放射線に基づいて、ＦＰＤ１０３より放射線画像が取得される。放射線画像には、放射線発生装置１０２とＦＰＤ１０３の姿勢の情報が付加される。姿勢の情報の画像への付加は、例えば回診車１０１内の第１の制御装置２０１にて行うことができる。
　付加の方法としては、例えば画像のヘッダへの付加、画像そのものへの埋め込み（画像のある領域の画素値を、例えば低くすることで画像に姿勢の数値を埋め込むことができる）、姿勢の情報を記録した専用のファイル生成など一般的な方法を用いる。付加される姿勢の情報は、例えば放射線発生装置１０２とＦＰＤ１０３の角度、ＳＩＤなどである。
　取得・付加された姿勢の情報は、第１の表示装置１１１もしくは第２の表示装置１１７に表示される。たとえばユーザは、取得された画像と姿勢の情報とから、撮影の成否や、撮影が失敗した（写損）場合の理由を検討することができる。
　以上により、本実施形態に係る放射線撮影装置１００の動作を示す図４のフローが終了する。
　図６は、ＦＰＤ１０３の動きを示した図と、サンプリング周期の変更のタイミングを示したタイミングチャートである。図６（ａ）は、回診車１０１のＦＰＤ収納部１１０に搭載されたＦＰＤ１０３と、ＦＰＤ１０３がセットされる被写体１０５を表す。ユーザによって行われるＦＰＤ１０３が引き抜かれる動き、被写体１０５の方向に移動する動き、被写体の背面に配置される動きについて記載している。この図におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の向きは、図３Ａと同じである。
　ユーザによるＦＰＤ１０３を移動させる動きについては、図６（ａ）に破線矢印にて記載した。説明を簡単にするために、動きの方向を以下のように簡略化している。回診車１０１ごとＦＰＤ１０３が運搬される動きはＸ軸正方向のみの動き、ＦＰＤ１０３が引き抜かれる動きはＺ軸正方向のみの動き、被写体１０５の方向に移動する動きはＸ軸正方向のみの動き、被写体の背面に配置される動きはＺ軸負方向のみの動きとしている。
　図６（ｂ）は、ＦＰＤ１０３の第２の姿勢計測部１１８で計測されたＸ軸方向の加速度から計算したＸ軸方向の速度を示す。図６（ｃ）は、ＦＰＤ１０３の第２の姿勢計測部１１８で計測されたＺ軸方向の加速度から計算したＺ軸方向の速度を示す。図６（ｄ）は、第２の姿勢計測部１１８のサンプリング周期を表す。なお、図６においては、説明を簡単にするためにＹ軸の方向の移動は省略している。
　図６の時刻ｔ１００において、第２の姿勢計測部１１８で計測されたＸ軸方向の速度が正の値、Ｚ軸方向の速度が０の値である場合、回診車１０１が移動していると判断し、引き続き第２の姿勢計測部１１８は第１のサンプリング周期ＴＳ１で計測を続ける。第２の姿勢計測部１１８で計測されたＸ軸方向の速度が０の値、Ｚ軸方向の速度が０の値、及び不図示のＹ軸方向の速度も０の値である場合、すなわち回診車１０１の速度がどの方向においても０である場合は、回診車１０１が停止したと判断することができる。
　ＦＰＤ１０３がＦＰＤ収納部１１０から取り出される動きは図６の時刻ｔ１０１～時刻ｔ１０２の間で開始され、時刻ｔ１０２で終了する。図６（ｂ）および（ｃ）に示されるように、時刻ｔ１０１～時刻ｔ１０２の間においてＸ軸方向の速度は０の値が計測され、Ｚ軸方向の速度は正の値が計測される。
　時刻ｔ１０２～時刻ｔ１０３の間で、ＦＰＤ１０３は、被写体１０５の方向に移動するので、Ｘ軸方向の速度は正の値が計測され、Ｚ軸方向の速度は０の値が計測される。
　次に、被写体１０５の背面にＦＰＤ１０３を配置するための動きが時刻ｔ１０３で開始され、時刻ｔ１０４～ｔ１０５の間で終了する。この間、Ｘ軸方向の速度は０の値が計測され、Ｚ軸方向の速度は負の値が計測される。
　時刻ｔ１０５では、図６（ｂ）および（ｃ）に示されるようにＸ軸方向、Ｚ軸方向ともに速度は０の値が計測される。全軸で計測される値が０となった場合に、ＦＰＤ１０３の移動が停止したと判断することができるので、制御部２０５は、第２の姿勢計測部１１８の値に基づいて、ポジショニングが完了したことを示す完了信号を出力する。信号出力部２０６は、完了信号を受信した後に、サンプリング周期を長くして切り替えるためのトリガ信号を出力する。制御部２０５は、トリガ信号に応じて、第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８による第２のサンプリング周期ＴＳ２での計測を終了する。
　なお、図６では省略しているが、ポジショニングにおいては放射線発生装置１０２も動かす必要がある。完了信号の出力は、ＦＰＤ１０３の停止に加え、放射線発生装置１０２も停止している必要がある。
　ｔ１０１におけるＦＰＤ１０３を搭載した回診車１０１の停止や、ｔ１０５におけるポジショニングを完了したＦＰＤ１０３の移動が停止したことの判定は、全軸の値が０となってから一定時間を経過した際に行うのが好適である。停止したことの判断を行うまでの時間は、ユーザが使用状況に応じて変更できるようにしてもよい。また、全軸の値が０となる判定については、第２の姿勢計測部１１８のノイズ成分等を考慮して、一定の値までは０と判断するように、閾値を設定してもよい。
　信号出力部２０６は、回診車１０１が停止することを示す停止信号の受信によってトリガ信号を出力し、トリガ信号を受けて制御部２０５が第２の姿勢計測部１１８のサンプリング周期をサンプリング周期ＴＳ２に変更してもよい。
　例えば、回診車１０１は、回診を行う病室に入室したら、間もなく被写体１０５の近傍へ移動して停止するので、この入室をきっかけにしてサンプリング周期を変更してもよい。具体的には、病室への入室を示す入室信号を送信する装置を設け、回診車１０１が入室信号を受信することで、信号出力部２０６がトリガ信号を出力し制御部２０５は、第２の姿勢計測部１１８のサンプリング周期をサンプリング周期ＴＳ２に変更する。
　ここまでの説明では、第２のサンプリング周期ＴＳ２で制御して行う計測を終了するタイミングはＦＰＤ１０３が停止したタイミング以降であるとしたが、放射線発生装置１０２とＦＰＤ１０３の正対を条件として加えてもよい。
　例えば、姿勢判定部２０９により、放射線発生装置１０２とＦＰＤ１０３が正対していると判定し、かつ、ＦＰＤ１０３が停止したタイミングで第２のサンプリング周期ＴＳ２で制御して行う計測を終了してもよい。正対の判定を条件に加えることで、ポジショニング中に第２のサンプリング周期ＴＳ２での計測を誤って終了してしまうことを防止できる。
　本実施形態では、第１の姿勢計測部１１３は必ずしも加速度、地磁気、角速度等の各種センサである必要はなく、例えば第１のアーム１０６および第２のアーム１０７の回転と、伸縮と、絞りの回転とを計測するものであってもよい。
　例えば既知の電気部品であるステッピングモーターと回診車側の第１の制御装置２０１を用いると、回転と伸縮を制御する機構を構成することが可能である。この場合はセンサにより計測した値に基づき姿勢を計算する代わりに、これらの制御機構で用いるパラメタ（姿勢制御パラメタ）を用いて姿勢を計算することも可能である。
　また距離に関して、本実施形態では加速度センサを用いて導出しているが、前記のように無線ＬＡＮ装置、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ装置、ＵＷＢ装置を用いてもよい。また、別の方法として、距離の導出には磁気センサを用い、人工的に磁場を発生させることで位置を同定することもできる。また、加速度センサと、無線ＬＡＮ装置、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ装置、ＵＷＢ装置、磁気センサを組み合わせて、距離の計測の精度をより向上させることもできる。
　角度も同様に、例えば重力センサにより得られた角度と、角速度から計算される角度や地磁気から計算される方位角等を組み合わせることで、計測の精度をより向上させることができる。
　本実施形態では、第１の制御装置２０１が有する制御部２０５、信号出力部２０６、基準計算部２０８は、第２の制御装置２０３が有していてもよい。また、第２の制御装置２０３が有する姿勢判定部２０９は、第１の制御装置２０１が有していてもよい。
　本実施形態では、信号出力部２０６がトリガ信号を出力するタイミングを、基準姿勢が設定されたタイミングとしたが、その限りではない。サンプリング周期は、放射線発生装置１０２およびＦＰＤ１０３を放射線撮影のためのポジショニングを行う間で短くなっていればよい。また、回診車１０１が移動している間は放射線発生装置１０２およびＦＰＤ１０３のポジショニングは行われないので、第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８の消費電力の観点から、サンプリング周期は長くなっているのがよい。
　よって本発明では、信号出力部２０６が、ＦＰＤ１０３が搭載された回診車１０１の停止もしくは停止することを示す停止信号の受信から、ＦＰＤ１０３の放射線撮影のためのポジショニングの完了を示す完了信号の受信までの間にトリガ信号を出力する。そして制御部２０５は、トリガ信号の受信に応じて、第２の姿勢計測部１１８のサンプリング周期を短くするように第２の姿勢計測部１１８を制御する。同様に、制御部２０５は、トリガ信号の受信に応じて、第１の姿勢計測部１１３のサンプリング周期を短くするように第１の姿勢計測部１１３を制御する。
　例えば、信号出力部２０６は、ＦＰＤ１０３が搭載された回診車１０１が停止した後に、放射線撮影の撮影プロトコルが入力されたことに応じて（すなわち、図４のステップ４０３の判定が行われた直後）トリガ信号を出力してもよい。
　また、信号出力部２０６は、ＦＰＤ１０３がＦＰＤ収納部１１０に収納された状態で回診車１０１が停止したことを検知したことに応じて（すなわち、図４のステップ４０７の判定が行われた直後）トリガ信号を出力してもよい。
　また本発明では、サンプリング周期ＴＳ２による精度の高い測定が必要な場面が終了したら、速やかにサンプリング周期をサンプリング周期ＴＳ１に戻したり、計測を終了したりすることで消費電力を低減することができる。
　例えば、制御部２０５は、第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８で計測した値に応じて、ポジショニングの完了を示す完了信号を出力する。信号出力部２０６は、完了信号に応じてトリガ信号を出力し、制御部２０５は、トリガ信号に応じて第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８のサンプリング周期を第２のサンプリング周期ＴＳ２より長くするように制御する。
　ポジショニングの完了を示す完了信号は、上記の例に限らず、ポジショニングが完了した後に発生する各種の信号を用いても良い。例えば、放射線撮影を開始するための信号を完了信号としてもよい。具体的には、回診車１０１に管球１１５からの放射線の照射を指示するための照射スイッチを設け、照射スイッチが押下されたことにより発生する信号である。また、ＦＰＤ１０３が放射線を照射されたことを検知する機能を有する場合は、その検知によって発生する信号を完了信号としてもよい。
　ところで、回診車１０１は運搬中に、例えばエレベータを待機する場面などで停止する可能性がある。このような運搬中の停止をきっかけとして短いサンプリング周期ＴＳ２への切り替えを行うと、精度の高い測定が必要でない場面でサンプリング周期が短くなることで、第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８の消費電力が増えてしまう。
　そこで、第２の姿勢計測部１１８が短いサンプリング周期ＴＳ２で計測している際に、ＦＰＤ１０３の放射線撮影のためのポジショニングが所定の時間開始されない場合は、制御部２０５は、サンプリング周期をサンプリング周期ＴＳ１に戻すように制御する。また、制御部２０５は、放射線発生装置１０２について同様の制御を行ってもよい。制御部２０５は、放射線発生装置１０２の放射線撮影のためのポジショニングが所定の時間開始されない場合は、第１の姿勢計測部１１３のサンプリング周期を再びサンプリング周期ＴＳ１に戻すように制御する。
　また、例えば回診車１０１にブレーキが設けられている場合は、ブレーキが作動していることを検知する信号に基づいてサンプリング周期の切り替えを行ってもよい。
　具体的には、回診車１０１の運搬中の停止にはブレーキは使用されないことが多いため、制御部２０５は、ブレーキが使用されない場合にはサンプリング周期をサンプリング周期ＴＳ２に切り替えないように制御する。一方、回診車１０１が被写体１０５の付近に移動し、放射線発生装置１０２およびＦＰＤ１０３のポジショニングを開始する際には回診車１０１はブレーキを使用して位置を固定する。以上のように、制御部２０５は、ブレーキが使用された場合にはサンプリング周期をサンプリング周期ＴＳ２に切り替えるように制御してもよい。
　以上説明した方法により、放射線発生装置１０２およびＦＰＤ１０３の位置合わせを行う際には、第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８は周期の短い第２のサンプリング周期ＴＳ２で計測を行うので、計測精度が向上する。また、それ以外の期間は第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８は周期の長い第１のサンプリング周期ＴＳ１で計測を行うので、消費電力を低減できる。
　よって、第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８がそれぞれ内蔵される放射線発生装置１０２およびＦＰＤ１０３の消費電力を低減しつつ、放射線発生装置１０２とＦＰＤ１０３の位置関係を精度よく計算することができる。
　（第２の実施形態）
　本実施形態においては、短いサンプリング周期ＴＳ２で計測する期間をより必要最小限の期間として、第１の実施形態と比較して消費電力を更に低減する方法を説明する。
　なお、本実施例における構成は、第１の実施形態と同様の構成であるので、説明は省略する。また、図７の動作フローおよび図８のＦＰＤの動きを示した図およびタイミングチャートについても、それぞれ図４および図６と共通する箇所については説明を省略する。
　図７は、第２の実施形態における放射線撮影装置の動作フローを示している。図４の動作フローと異なる点は、制御部２０５が、第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８のサンプリング周期を第二のサンプリング周期に切り替えるタイミングを、ＦＰＤ１０３がＦＰＤ収納部１１０から取り出された直後とする点である。
　図８は、ＦＰＤの動きを示した図と、制御部２０５がサンプリング周期を変更するタイミングを示したタイミングチャートである。図８において、制御部２０５がサンプリング周期を第２のサンプリング周期ＴＳ２に切り替えるのは、時刻ｔ２０２においてである。時刻ｔ２０２は、第２の姿勢計測部１１８で計測されたＸ軸方向の速度が０の値、Ｚ軸方向の速度が０から変動した瞬間である。
　すなわち、本実施形態において、信号出力部２０６は、ＦＰＤ１０３がＦＰＤ収納部１１０から取り出された判定に応じてトリガ信号を出力する。
　上記の説明では、制御部２０５による、ＦＰＤ１０３がＦＰＤ収納部１１０から取り出されたことの判定を、Ｚ軸方向の速度が０から変動したことにより行っているが、その限りではない。例えば、第２の姿勢計測部１１８のノイズ成分などを考慮して閾値を設定し、閾値以下の場合を停止と判定してもよい。
　また、ＦＰＤ１０３の位置についての閾値を設け、第２の姿勢計測部１１８の加速度センサから換算して得られる位置の情報から、ＦＰＤ１０３に閾値以上の位置の変化があった場合に、ＦＰＤ１０３がＦＰＤ収納部１１０から取り出されたと判定してもよい。例えば、ＦＰＤ１０３が図６のＺ軸正方向にコネクタの挿入量分だけ移動したことに応じてＦＰＤ１０３がＦＰＤ収納部１１０から取り出されたと判定してもよい。また、同様にＦＰＤ１０３が図６のＺ軸正方向にＦＰＤ収納部１１０のポケットの深さの量だけ移動したことに応じてＦＰＤ１０３がＦＰＤ収納部１１０から取り出されたと判定してもよい。
　ＦＰＤ１０３がＦＰＤ収納部１１０から取り出されたことの判定は、上記のようにＦＰＤ１０３の動きの計測により行ってもよいが、その限りではない。
　例えば、ＦＰＤ収納部１１０が第１の収納判定装置１１２のコネクタを有するように構成し、第１の収納判定装置１１２と第２の収納判定装置１１４の電気的な接続が外されたことの検知により判定を行っても良い。また、このコネクタがバッテリ１５０や外部電源と電気的に接続されている場合は、第１の収納判定装置１１２と第２の収納判定装置１１４を接続することでＦＰＤ１０３に給電が可能である。この場合、ＦＰＤ１０３がバッテリ１５０から電気的な接続が外されたことを検知して判定を行ってもよい。
　また、図８の説明においてはＦＰＤ１０３の動きを検出して信号出力部２０６がトリガ信号を出力しているが、同様に第１の姿勢計測部１１３により放射線発生装置１０２のポジショニングのための動きを検出して信号出力部２０６がトリガ信号を出力してもよい。
　以上の方法により、第１の実施形態および第２の実施形態のように、基準姿勢を設定した直後に第２のサンプリング周期ＴＳ２での計測を開始する場合と比較して、サンプリング周期ＴＳ２で計測する期間を必要最小限の期間とすることが出来る。よって、第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８の消費電力を低減することが出来る。
　（第３の実施形態）
　本実施形態においては、ユーザが意図したタイミングにてサンプリング周期を変更する方法を説明する。なお、本実施形態における構成は、第１の実施形態と同様の構成であるので、説明は省略する。
　本実施形態では、スイッチ１３０がユーザにより操作されたことをトリガとして、第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８のサンプリング周期を変更する。このときサンプリング周期は、第１のサンプリング周期ＴＳ１から第１のサンプリング周期ＴＳ１よりも短い第２のサンプリング周期ＴＳ２に切り替える。このようにすることで、ユーザが意図したタイミングにてサンプリング周期を変更することが出来る。また、第２のサンプリング周期ＴＳ２が設定されている際にスイッチ１３０を操作することで、サンプリング周期を第１のサンプリング周期ＴＳ１に切り替えるようにしてもよい。
　本実施形態においては、図１Ａ及び図１Ｂに示すようにスイッチ１３０はＦＰＤ１０３が有している例を示したが、スイッチ１３０は回診車１０１が有していてもよい。
　以上の方法により、ユーザの指示によって第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８のサンプリング周期を切り替えることができるので、高精度に姿勢計測を行うことができる。また、第１の姿勢計測部１１３および第２の姿勢計測部１１８の消費電力を低減することができる。
　なお、上述した本発明の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体的な例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されるものではない。即ち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために以下の請求項を添付する。
　本願は、２０２１年５月２７日提出の日本国特許出願特願２０２１－０８９３１９を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てをここに援用する。

Claims (19)

  1. 　放射線撮影を行うための放射線検出器と、
    　前記放射線検出器の姿勢の計測を行う姿勢計測部と、
    　放射線発生装置と前記放射線検出器を搭載可能な回診車に前記放射線検出器が搭載された前記回診車の停止もしくは停止することを示す停止信号の受信から前記回診車から取り出された前記放射線検出器と前記放射線発生装置との前記放射線撮影のためのポジショニングの完了を示す完了信号の受信までの間にトリガ信号を出力する信号出力部と、
    　前記計測のサンプリング周期を前記トリガ信号の受信に応じて短くするように、前記姿勢計測部の制御を行う制御部と、
    　を有することを特徴とする放射線撮影装置。
  2. 　前記制御部は、前記姿勢計測部により計測された値に基づいて計算された前記回診車の速度があらかじめ定めた閾値以下となった場合に前記停止信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
  3. 　前記放射線発生装置は、前記放射線発生装置の姿勢の計測を行う前記姿勢計測部とは異なる姿勢計測部を有し、
    　前記制御部は、前記放射線発生装置の姿勢の計測のサンプリング周期を前記トリガ信号の受信に応じて短くするように、前記異なる姿勢計測部の制御を行うこと
    　を特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮影装置。
  4. 　前記制御部は、前記トリガ信号の受信に応じて第１のサンプリング周期より短い第２のサンプリング周期で前記姿勢計測部による前記放射線検出器の姿勢の計測および前記異なる姿勢計測部による前記放射線発生装置の姿勢の計測の少なくとも一方を行わせるように前記姿勢計測部および前記異なる姿勢計測部を制御し、
    　前記信号出力部は、前記完了信号の受信の後に前記トリガ信号とは異なるトリガ信号を出力し、
    　前記制御部は、前記異なるトリガ信号に応じて前記姿勢計測部および前記異なる姿勢計測部のサンプリング周期を前記第２のサンプリング周期より長くするように前記姿勢計測部および前記異なる姿勢計測部を制御することを特徴とする請求項３に記載の放射線撮影装置。
  5. 　前記姿勢計測部および前記異なる姿勢計測部の値に基づいて取得された、前記放射線検出器と前記放射線発生装置との間の姿勢の相対関係に基づいて前記放射線検出器と前記放射線発生装置とが正対しているか否かの判定を行う姿勢判定部を有し、
    　前記制御部は、前記判定および前記異なるトリガ信号に応じて前記姿勢計測部のサンプリング周期を前記第２のサンプリング周期より長くするように前記姿勢計測部を制御することを特徴とする請求項４に記載の放射線撮影装置。
  6. 　前記姿勢判定部は、前記姿勢計測部の値から計算された前記放射線検出器の姿勢と、前記異なる姿勢計測部の値から計算された前記放射線発生装置の姿勢と、を比較することにより、前記判定を行うことを特徴とする請求項４または５に記載の放射線撮影装置。
  7. 　前記回診車は、前記放射線検出器を搭載するために前記放射線検出器を収納する収納部を有し、
    　前記信号出力部は、前記放射線検出器が前記収納部に収納された前記回診車の前記停止信号の検知を行い、前記検知に応じて前記トリガ信号を出力することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
  8. 　前記回診車は、前記放射線検出器を搭載するために前記放射線検出器を収納する収納部を有し、
    　前記信号出力部は、前記収納部から前記放射線検出器が取り出されたか否かの判定を行い、前記判定に応じて前記トリガ信号を出力することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
  9. 　前記収納部は、前記放射線検出器に電力を供給するために前記放射線検出器に接続される電力供給部を有し、
    　前記信号出力部は、前記放射線検出器と前記電力供給部との接続が外されたことの検知を行い、前記検知に応じて前記トリガ信号を出力することを特徴とする請求項８に記載の放射線撮影装置。
  10. 　前記放射線撮影装置は、ユーザによる操作を受け付けるスイッチを更に有し、
    　前記信号出力部は、前記操作に応じて前記トリガ信号を出力することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
  11. 　前記信号出力部は、前記放射線撮影装置が有する入力手段により前記放射線撮影装置による放射線撮影の撮影プロトコルが入力されたことに応じて、前記トリガ信号を出力することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
  12. 　前記姿勢計測部は、角速度センサあるいは加速度センサであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
  13. 　前記異なる姿勢計測部は、角速度センサあるいは加速度センサであることを特徴とする請求項２乃至１２のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
  14. 　前記放射線検出器は、バッテリを有することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
  15. 　前記回診車は、前記放射線検出器に電力を給電するためのバッテリを有することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
  16. 　放射線撮影を行うための放射線検出器と、
    　前記放射線検出器の姿勢の計測を行う姿勢計測部と、
    　放射線発生装置と前記放射線検出器を搭載可能な回診車に前記放射線検出器が搭載された前記回診車の停止もしくは停止することを示す停止信号の受信から前記回診車から取り出された前記放射線検出器の前記放射線撮影のためのポジショニングの完了を示す完了信号の受信までの間にトリガ信号を出力する信号出力部と、
    　前記計測のサンプリング周期を前記トリガ信号の受信に応じて短くするように、前記姿勢計測部の制御を行う制御部と、
    　を有することを特徴とする放射線検出器。
  17. 　放射線撮影を行うための放射線検出器と、前記放射線検出器の姿勢の計測を行う姿勢計測部と、を有する放射線撮影装置の制御装置であって、
    　放射線発生装置と前記放射線検出器を搭載可能な回診車に前記放射線検出器が搭載された前記回診車の停止もしくは停止することを示す停止信号の受信から前記回診車から取り出された前記放射線検出器の前記放射線撮影のためのポジショニングの完了を示す完了信号の受信までの間にトリガ信号を出力する信号出力部と、
    　前記計測のサンプリング周期を前記トリガ信号の受信に応じて短くするように、前記姿勢計測部の制御を行う制御部と、
    　を有することを特徴とする放射線撮影装置の制御装置。
  18. 　放射線撮影を行うための放射線検出器と、前記放射線検出器の姿勢の計測を行う姿勢計測部と、を有する放射線撮影装置の制御方法であって、
    　放射線発生装置と前記放射線検出器を搭載可能な回診車に前記放射線検出器が搭載された前記回診車の停止もしくは停止することを示す停止信号の受信から前記回診車から取り出された前記放射線検出器の前記放射線撮影のためのポジショニングの完了を示す完了信号の受信までの間にトリガ信号を出力する信号出力工程と、
    　前記計測のサンプリング周期を前記トリガ信号の受信に応じて短くするように、前記姿勢計測部の制御を行う制御工程と、を有すること
    　を特徴とする放射線撮影装置の制御方法。
  19. 　請求項１８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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