放射線撮像システム
【課題】無線通信手段を備えた放射線システムにおいて、無線通信が失敗した場合においても、Ｘ線連携を確実に行い、被検体に無駄なＸ線放射を行うことがない放射線撮像システムを得る。
【解決手段】放射線撮像システムは、放射線発生装置Ｒと、放射線画像検出部２２と、撮像制御手段３０と、照射検知手段２２０ｂと、画像処理部１３とを有し、撮像制御手段３０は、放射線発生装置Ｒからの放射線照射開始の制御信号の入力があった場合、および照射検知手段２２０ｂによる放射線の照射の検知があった場合に、制御信号や検知に基づいて検出素子を電荷蓄積状態へ移行させ、画像処理部１３は、撮像制御手段３０が放射線照射開始の制御信号の入力により電荷蓄積状態へ移行させた場合に画像信号に第１の画像処理を施し、撮像制御手段３０が照射検知手段２２０ｂによる放射線の照射の検知により電荷蓄積状態へ移行させた場合に画像信号に第２の画像処理を施す。
【解決手段】放射線撮像システムは、放射線発生装置Ｒと、放射線画像検出部２２と、撮像制御手段３０と、照射検知手段２２０ｂと、画像処理部１３とを有し、撮像制御手段３０は、放射線発生装置Ｒからの放射線照射開始の制御信号の入力があった場合、および照射検知手段２２０ｂによる放射線の照射の検知があった場合に、制御信号や検知に基づいて検出素子を電荷蓄積状態へ移行させ、画像処理部１３は、撮像制御手段３０が放射線照射開始の制御信号の入力により電荷蓄積状態へ移行させた場合に画像信号に第１の画像処理を施し、撮像制御手段３０が照射検知手段２２０ｂによる放射線の照射の検知により電荷蓄積状態へ移行させた場合に画像信号に第２の画像処理を施す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に放射線を照射し、被検体を透過した放射線を検出する放射線撮像システムに関し、とくに無線通信手段を用いた放射線撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体に放射線を照射し、被検体を透過した放射線を検出して放射線画像を得る方法としては、近年、デジタル方式の放射線撮像装置が用いられている。このような放射線撮像装置としては、いわゆるＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｔｅｃｔｏｒ）がある。
【０００３】
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、被検体を透過した放射線が蛍光体（シンチレータ）に照射され、照射された放射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コンデンサに蓄積し、コンデンサに蓄積した電荷を読み出すことにより放射線画像を得るものである。
【０００４】
このようなＦＰＤにおいては、放射線の照射がされていない場合にも、コンデンサ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コンデンサに蓄積された電荷は、放射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、放射線の照射とＦＰＤを同期させることが重要となってくる。
【０００５】
放射線の照射とＦＰＤを同期させる（以下、Ｘ線連携と称す）とは、放射線発生装置から放射線照射前までは、ＦＰＤのコンデンサの電荷をリセットさせておく掃き出し状態にしておき、放射線照射開始のタイミングに合わせて、コンデンサを電荷蓄積状態に変更し、放射線照射終了に合わせてコンデンサ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）。
【０００６】
また、ＦＰＤとしては近年、可搬性のカセッテ型ＦＰＤが用いられるようになっており、カセッテ型ＦＰＤでは可搬性と、撮影した放射線画像データを即時確認するという点で有用な、放射線発生装置とカセッテ型ＦＰＤとを無線により通信する無線通信手段を備えた放射線システムが提案されている（特許文献２参照）。特許文献２においては、さほど高速性は要求されていないコマンド通信や撮影タイミング制御或いはプレビュー画像の転送には、無線通信方式を利用し、大容量、高速を必要とする診断用の詳細画像の転送には、光ファイバー等のケーブルを使用した有線通信方式を利用するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１３１３３７号公報
【特許文献２】特開２００２−２４０８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし無線通信では、患者のポジションやカセッテに内蔵された無線通信手段の位置によっては、通信が一時的に遮断されて、放射線発生装置とカセッテ型ＦＰＤとの通信に通信失敗し、前述のＸ線連携が正常に行えない場合がある。特に、放射線の照射開始時に放射線の照射とＦＰＤとの同期が正常に行えないとＦＰＤのコンデンサの電荷リセットや電荷蓄積がタイミングよく行えず、放射線照射を行ったのに良好な放射線画像が得られないこととなり、再撮影を行うような場合には被検体に無駄なＸ線放射をしたこととなる。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑み、無線通信手段を備えた放射線システムにおいて、無線通信が失敗した場合においても、Ｘ線連携を確実に行い、被検体に無駄なＸ線放射を行うことがない放射線撮像システムを得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。
【００１１】
（１）被検体に向けて放射線を照射する放射線照射手段を有する放射線発生装置と、前記放射線照射手段から照射された放射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放射線画像検出部と、該放射線画像検出部の動作状態を制御する撮像制御手段と、放射線の照射を検知する照射検知手段と、前記放射線画像検出部から出力された画像信号に画像処理を施す画像処理部と、を有する放射線撮像システムであって、
前記撮像制御手段は、前記放射線発生装置からの放射線照射開始の制御信号の入力があった場合、および前記照射検知手段による放射線の照射の検知があった場合に、前記制御信号または前記検知に基づいて前記検出素子を電荷蓄積状態へ移行させ、
前記画像処理部は、前記撮像制御手段が前記放射線発生装置からの放射線照射開始の制御信号の入力により前記検出素子を電荷蓄積状態へ移行させた場合に、前記放射線画像検出部から出力された画像信号に第１の画像処理を施し、前記撮像制御手段が前記照射検知手段による放射線の照射の検知により前記検出素子を電荷蓄積状態へ移行させた場合に、前記放射線画像検出部から出力された画像信号に第２の画像処理を施すことを特徴とする放射線撮像システム。
【００１２】
（２）前記画像処理部は、前記第２の画像処理を施す際、前記第１の画像処理を施す場合よりも前記画像信号の濃度が大きくなるように前記画像信号の濃度補正を行うことを特徴とする（１）に記載の放射線撮像システム。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、無線通信手段により放射線発生装置からの照射開始の制御信号を受信せず、かつ照射検知手段により放射線の照射開始を検知したとき、に放射線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に移行させるので、放射線発生装置とカセッテ型ＦＰＤの無線通信が失敗した場合においても、Ｘ線連携を確実に行い、被検体に無駄なＸ線放射を行うことがない放射線撮像システムを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係る放射線撮像システムの概略図である。
【図２】撮像装置Ｆの外観図である。
【図３】撮像パネル２２の回路構成を示す模式図である。
【図４】実施形態に係る放射線撮像システムの制御フローを示す図である。
【図５】実施形態に係る放射線撮像システムのタイミングチャートである。
【図６】Ｘ線連携の制御処理を示すシーケンスチャートである。
【図７】他の実施形態に係るＸ線連携の制御処理を示すシーケンスチャートである。
【図８】通信エラー発生時の制御フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は、実施形態に係る放射線撮像システムの概略図である。放射線撮像システムは、放射線発生装置Ｒと撮像装置Ｆとコンソール部１を備えている。図１に示すように放射線撮像システムはコンソール部１を操作することにより各種設定が行われ、設定された条件に基づいて放射線発生装置Ｒから放射線が照射される。被検体２を透過した放射線を撮像装置Ｆで検出して、放射線の情報をデジタル画像信号に変換する。
【００１７】
コンソール１、放射線発生装置Ｒ、撮像装置Ｆは、それぞれに通信手段１５１、無線通信手段４５を有しており、通信ネットワークＮを介して通信を行う。通信方式としては、例えば、イーサーネット方式のＬＡＮを用いる。
【００１８】
［コンソール部］
コンソール部１は、制御部１２、画像処理部１３、メモリ１４、表示入力部１６、通信手段１５１を有する。表示入力部１６は、各種の情報を表示するＬＣＤ等の表示画面と、キーボードあるいはＬＣＤに重ねて配置したタッチパネル等の入力部を備えていて、撮像条件や被検体情報の入力、あるいはこれらと放射線画像の表示等を行う。これら表示入力部１６が警告通知手段としても機能する。画像処理部１３では、撮像装置Ｆで取得した画像信号（画像データ）に対して、濃度ゲイン調整、空間周波数変換等の画像処理を行うことができる。
【００１９】
制御部１２は、ＣＰＵ、システムメモリ等から構成され、システムメモリに記憶されている各種プログラムをＣＰＵが実行することにより各種の制御を行う。
【００２０】
［放射線発生装置］
放射線発生装置Ｒは、放射線照射手段１１、制御部１２、通信手段１５１を有する。放射線照射手段１１は、重金属からなる陽極を有し、フィラメントに高電圧、例えば２０ｋｖ〜１５０ｋｖを印加することにより電子線を発生させ、電子線を陽極（ターゲット）に当てることにより放射線を発生させる。陽極は、固定陽極あるいは、耐久の点ですぐれる回転陽極が用いられる。実施形態で使用される放射線は、例えば波長が１×１０-10ｍ程度のＸ線が使用される。
【００２１】
［撮像装置］
撮像装置Ｆは、無線通信手段４５を有しており、放射線室の内部に設置されている無線アクセスポイント１５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）、Ｂｌｕｔｏｏｔｈ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。
【００２２】
図２は、撮像装置Ｆの外観図である。図１と共通する部分に関しては同符号を付している。撮像装置Ｆは、可搬型の撮像装置でありいわゆるＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｔｅｃｔｏｒ）と称されるものである。撮像装置Ｆは、図２に示すようにシンチレータ２１、撮像パネル２２、信号選択回路２７、撮像制御手段３０、走査駆動回路３０１、電源部４２、コネクタ４３、メモリ部４４を有する。これらは筐体４１に収納されている。
【００２３】
シンチレータ２１は、放射線照射手段１１から照射された放射線量に応じて可視光を発光する。発光した可視光を撮像パネル２２で光量に応じたデジタル画像信号に変換し、そのデジタル画像信号を読み出してメモリ部４４に一時的に記憶する。ＣＰＵ、システムメモリを有する撮像制御手段３０は、システムメモリに記憶しているプログラムをＣＰＵが実行することにより撮像装置Ｆ全体の制御を行う。バッテリからなる電源部４２は、撮像装置Ｆ全体への電力供給を行う。コネクタ４３は、撮像終了後に、撮像装置Ｆと物理的に接続することにより、放射線発生装置Ｒとの間でデータ通信（有線通信）、及び電源部４２への充電等を行う。
【００２４】
撮像パネル２２は、照射された放射線の強度に応じて蓄積された電気エネルギー、を読み出す走査駆動回路３０１と、蓄積された電気エネルギーを画像信号として出力する信号選択回路２７と接続されている。なお、筐体４０の内部や走査駆動回路３０１、信号選択回路２７、撮像制御手段３０、メモリ４４、無線通信手段４５等は、図示しない放射線遮蔽部材で覆われており、筐体４０の内部での放射線散乱や、各回路への放射線照射を防止する。
【００２５】
図３は、撮像パネル２２の回路構成を示す模式図である。図示のとおり撮像パネル２２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）２２０が２次元配置されており、一つの検出素子２２０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。
【００２６】
また、受光素子２２０間には走査線（横ライン）２２３と信号線（縦ライン）２２４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２２３と信号線２２４とで囲まれた１つの区画を１画素とすると、撮像パネル２２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２２には、ｍ×ｎ個の画素数分に対応するコンデンサ２２１−（１，１）〜２２１−（ｍ，ｎ）とスイッチング素子であるトランジスタ２２２−（１，１）〜２２２−（ｍ，ｎ）が配置され、画素間には、走査線２２３−１〜２２３−ｍ及び信号線２２４−１〜２２４−ｎが直交する様に配設されることになる。
【００２７】
例えば、１つ目の受光素子内では、コンデンサ２２１−（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２２２−（１，１）が接続する。トランジスタ２２２−（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２２２−（１，１）のドレイン電極あるいはソース電極が検出素子２２０−（１，１）に接続されるとともに、ゲート電極は走査線２２３−１と接続される。ドレイン電極が検出素子２２０−（１，１）と接続する時はソース電極が信号線２２４−１と接続し、ソース電極が検出素子２２０−（１，１）に接続する時はドレイン電極が信号線２２４−１と接続する。また、他の画素における検出素子２２０、コンデンサ２２１及びトランジスタ２２２も同様に走査線２２３や信号線２２４と接続する。
【００２８】
また、撮像パネル２２は、図３に示す様に信号線２２４−１〜２２４−ｎにドレイン電極を接続した初期化用トランジスタ２３２−１〜２３２−ｎを設けるものもあり、この初期化用トランジスタ２３２−１〜２３２−ｎではソース電極を接地し、ゲート電極をリセット線２３１に接続する。
【００２９】
撮像パネル２２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の撮像制御回路３０が、走査線２２３−１〜２２３−ｍ各々に、走査駆動回路２５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。
【００３０】
撮像パネル２２の走査線２２３−１〜２２３−ｍとリセット線２３１は、図３に示す様に走査駆動回路３０１と接続する。走査駆動回路３０１から走査線２２３−１〜２２３−ｍのうち、任意の走査線２２３−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２２３−ｐに接続したトランジスタ２２２−（ｐ，１）〜２２２−（ｐ，ｎ）がオンの状態になり、コンデンサ２２１−（ｐ，１）〜２２１−（ｐ，ｎ）に蓄積した電荷を信号線２２４−１〜２２４−ｎ上に出力する。
【００３１】
信号線２２４−１〜２２４−ｎは、信号選択回路２７の信号変換器２７１−１〜２７１−ｎに接続し、信号変換器２７１−１〜２７１−ｎでは信号線２２４−１〜２２４−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２７１−１〜２７１−ｎで出力した電圧信号ＳＶ−１〜ＳＶ−ｎをレジスタ２７２に供給する。
【００３２】
レジスタ２７２は、信号変換器２７１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ビットないしは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回路３０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。
【００３３】
また、撮像パネル２２の初期化を行う場合は、最初に、走査駆動回路３０１からリセット信号ＲＴがリセット線２３１に供給されて初期化トランジスタ２３２−１〜２３２−ｎをオンの状態にした後、走査線２２３−１〜２２３−ｍに読出信号ＲＳを供給してトランジスタ２２２−（１，１）〜２２２−（ｍ，ｎ）をオンの状態にする。そして、コンデンサ２２１−（１，１）〜２２１−（ｍ，ｎ）に蓄えられていた電荷を初期化トランジスタ２３２−１〜２３２−ｎを介して放出することにより撮像パネル２２の初期化を行う。
【００３４】
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、各コンデンサ２２１に蓄積した電荷を順次信号線に出力して、レジスタ２７２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コンデンサ２２１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、撮像制御手段３０（走査駆動回路３０１を含む）により実行される。
【００３５】
なお、上記実施形態においては、シンチレータを用いて放射線を間接的に検知する間接型ＦＰＤについて説明を行ったが、これに限られず、光電変換素子が放射線を直接、電気信号に変換する直接型ＦＰＤを用いてもよい。
【００３６】
［照射検知手段］
本実施形態においては、撮像パネル２２（放射線画像検出部）の複数の検出素子２２０のうち、その一部を「照射検知手段」として用いている。具体的には、走査ライン２２３に沿った任意の１行（例えばｐ行）の検出素子２２０を一組として放射線照射手段の照射時間よりも短い周期で、走査線２２３−ｐに読出信号ＲＳを供給して、電荷の読み出しを連続して行うように制御することにより、照射検知手段として用いる。放射線の照射時間としては、例えば数十ｍｓｅｃ〜数百ｍｓｅｃであり、照射検知手段として用いる際の読み出し周期はそれよりも一桁以上短い周期、例えば０．１ｍｓｅｃ〜数ｍｓｅｃの周期に設定している。
【００３７】
照射検知手段は、撮像パネル２２の全走査ライン２２３に対して２２３−１〜２２３−ｍ間で、例えば数十から百ラインに対して一ライン程度の間隔で全範囲に渡って配置させている。図２に示す例においては、Ｂ群検出素子２２０ｂが照射検知手段に相当する。撮像パネル２２の全画素（検出素子２２０）のうち、その一部をＢ群検出素子の照射検知手段として機能させ、残りをＡ群検出素子２２０ａとし本来の放射線画像を得るための画素として機能させている。なお、図２においては、説明のためにＢ群検出素子とＡ群検出素子を色分けしているが、実際には両検出素子は、同一構成のものであり、適宜相互に変更可能である。
【００３８】
また、Ｂ群検出素子２２０ｂは、照射検知手段として機能させている場合には、Ａ群検出素子２２０ａと同様の画像信号が得られないので、画像欠陥となってしまう。この影響を少なくするため全画素数（ｍ×ｎ個）に対するＢ群検出素子２２０ｂの比率は０．１％から１％程度にしている。
【００３９】
なお、本実施形態では、撮像パネル２２の画素のうち走査ライン２２３に沿った画素一組として照射検知手段として機能させる例について説明したが、これに限られずトランジスタ２２１のソース電極とドレイン電極を短絡させた専用のトランジスタを設け、これらを一列の信号ラインに沿って配置させることにより、照射検知手段として用いてもよい。更に、撮像パネル２２の一部を照射検知手段として用いずに撮像パネル２２の近傍に専用の照射検知手段を配置させるようにさせてもよい。
【００４０】
次に図４から図６を用いてＸ線連携に関する制御について説明する。図４は、実施形態に係る放射線撮像システムの制御フローを示す図である。操作者が操作するコンソール１、放射線発生装置Ｒ、撮像装置Ｆ、間の制御フローを示したものである。
【００４１】
［Ｘ線連携］
まずステップＳ１で操作者が、コンソール１を操作することにより撮影の指示を行う。続くステップＳ２では、放射線発生装置Ｒで撮影指示を受け付け、その指示に基づいて、放射線照射の準備（ステップＳ３）と撮像装置Ｆに無線通信により準備指示信号（ｓｉｇ１）を送信する。ここで行う放射線照射の準備とは、放射線照射手段１１の回転陽極（ターゲット）の回転準備等である。撮像装置Ｆでは、準備指示信号に基づいて撮像準備として撮像パネル２２を電荷掃き出し状態（初期化）にセットする（ステップＳ４）。準備が完了し（ステップＳ５）、操作者が放射線の照射を指示した場合には、照射の前に照射開始信号（ｓｉｇ２ａ）を撮像装置Ｆに無線通信により送信する（ステップＳ６）。
【００４２】
ステップＳ７では、撮像制御手段３０により、照射開始信号ｓｉｇ２ａが無線通信手段４５で受信されたか否かが判断される。照射開始信号ｓｉｇ２ａが受信された場合には（ステップＳ７のＹｅｓ）、撮像装置Ｆでは、この照射開始信号に基づいて撮像パネル２２を電荷蓄積状態にセットする（ステップＳ１０）。
【００４３】
ステップＳ８では、放射線照射手段１１により放射線の照射を開始する。この放射線の照射にともない、Ｂ群検出素子２２０ｂ（以下照射検知手段とも称す）では照射されたことを検知する（ｓｉｇ２ｂ）。
【００４４】
その際に、ステップＳ７において照射開始信号を受信していない場合（Ｓ７のＮｏ）には、撮像制御手段３０により、Ｂ群検出素子２２０ｂで照射が検知されたか否かが判断される（ステップＳ９）。照射が検知された場合には（Ｓ９のＹｅｓ）、ステップＳ１０の処理を実行し、検知されていない場合には（Ｓ９のＮｏ）、ステップＳ７の処理を実行する。
【００４５】
つまり、同図の破線部の照射検知ｓｉｇ２ｂに伴うステップＳ９の処理は、ステップＳ７において、照射開始信号ｓｉｇ２ａが正常に通信された場合には不要な処理であり、いわばバックアップ処理として行うものである。これに関しては後述の図５、図６でも説明する。
【００４６】
放射線照射手段１１による放射線の照射終了（ステップＳ１１）に伴い、照射終了信号ｓｉｇ３ａが撮像装置Ｆに無線通信により送信される。撮像装置Ｆでは、この照射終了信号ｓｉｇ３ａに基づいて撮像パネル２２を電荷蓄積状態から電荷読み出し状態に変更して、読み出した電荷をＡ／Ｄ変換器２７３によりデジタル信号に変換し、変換した放射線画像データをメモリ４４に一時的に記憶させる（ステップＳ１２）。以上までが撮像に関する放射線発生装置Ｒと撮像装置ＦとのＸ線連携に関するフローである。
【００４７】
［撮像後の後処理］
ステップＳ２１では、撮像装置Ｆは、メモリ４４に記憶されている放射線画像データを無線通信手段４５により、無線アクセスポイント１５を経由してコンソール１に送信する。受信した放射線画像データは撮像した際の撮像条件、被検体の情報等とともに、メモリ１４に記憶される。記憶した放射線画像データに対して、濃度ゲイン調整、空間周波数変換等の、必要な画像処理を画像処理部１３で行い（ステップＳ２２）。コンソール１上に表示（ステップＳ２３）させることにより、撮像フローは終了する。
【００４８】
図５は、実施形態に係る放射線撮像システムのタイミングチャートである。同図に示す制御フローは、図４のＳ９が実行された場合に行うものである。また、図４と異なり照射終了も照射検知手段２２０ｂの検出値により行っている（ｓｉｇ３ｂ）。以下説明する。
【００４９】
照射検知手段２２０ｂは、時間ｔ０における準備指示信号ｓｉｇ１に応じて測定状態、つまり短い周期ｔｃで連続して電荷の読み出しを行っている状態に移行している。なおこの時点では、放射線は照射されていないので照射検知手段２２０ｂからの出力値は暗電流にともなう微少な測定値（Ｌ１）が出力されている。
【００５０】
放射線照射手段１１の放射線照射がされると（時間ｔ１）、それに応じて照射検知手段２２０ｂの検出値（Ｌ２）は増加し、時間ｔ２における検出値はＳＨ（スレッシュホールド）レベルを上回るので、撮像制御手段３０は、放射線が照射されていると判断し、検出素子２２０ａを電荷蓄積状態にセットする。図にしめすように検出素子の蓄積電荷量は、放射線照射量に伴い増加している。
【００５１】
時間ｔ３のタイミングで放射線の照射が終了すると、それに伴い、照射検知手段２２０ｂの検出値は減少（Ｌ１）し、時間ｔ４における検出値はＳＨレベルを下回るので、撮像制御手段３０は、放射線の照射が停止したと判断し、検出素子２２０ａを電荷読み出し状態にセットする。その後は図４のステップＳ２１以降のフローを行い終了する。
【００５２】
なお、図５の説明においては一つの照射検知手段２２０ｂの出力により照射有無を判断する例について説明したが、実際には、照射検知手段２２０ｂは複数の検出素子がその機能を担っていることから、複数の検出素子をモニターすることにより判断している。
【００５３】
図６は、Ｘ線連携の制御処理を示すシーケンスチャートである。図６の左側は、コンソール１、放射線発生装置Ｒ、撮像装置Ｆ、間のシーケンスを示したものであり、同図の右側は、Ａ群検出素子２２０ａ、Ｂ群検出素子２２０ｂ（照射検知手段）の状態を示したものである。なお、Ａ群、Ｂ群とは前述のとおり、多数の検出素子（検出素子２２０）をＡ群、Ｂ群の二つに分け、そのうちのＢ群検出素子２２０ｂを照射検知手段として用いたものである。
【００５４】
図６のシーケンスチャートにおいて、図４と共通する処理については同符号を付すことにより説明に代える。同図においては、無線通信によるｓｉｇ２ａの照射開始信号（予告）が、何らかの不具合により正常に行われず、通信エラーが生じた場合のシーケンスについて記載したものである。
【００５５】
まず操作者からの撮像指示（Ｓ１）を受けた放射線発生装置Ｒは、無線通信により撮像準備信号ｓｉｇ１を送信する。その信号に基づいてＡ群検出素子２２０ａは、電荷掃き出し状態にセットされる（状態Ａ１）。撮像装置Ｆから放射線発生装置Ｒには、準備ＯＫ（ｓｉｇ１５）が送信される。その信号に応じて放射線発生装置Ｒから、放射線の照射を開始する。
【００５６】
次に、放射線発生装置Ｒから照射開始信号ｓｉｇ２ａを送信したが、通信エラーにより撮像装置Ｆでは、その信号は受信できなかった場合でも、放射線発生装置Ｒの方では、あらかじめ決められた手順に従い、放射線照射手段１１から放射線の照射が開始される（ｓｉｇ２ｂ）。Ｂ群検出素子２２０ｂはあらかじめ測定状態となるように、Ｂ群検出素子に対応する走査線２２３−ｐ（ｐは複数）に読出信号ＲＳを短い周期で供給して、電荷の読み出しを連続して行うように制御することにより、照射検知手段として機能させているので、放射線照射手段１１からの照射開始を検知することができる。この検知に基づいて撮像制御手段３０が、Ａ群検出素子２２０ａを電荷掃き出し状態から電荷蓄積状態（Ａ２）へと変更する（Ｓ１０）。
【００５７】
蓄積状態から、電荷読み出し状態（Ａ３）へと変更するのは、図４と同様、照射検知手段２２０ｂの検出値（ｓｉｇ３ｂ）により照射終了を判断して読み出し状態にセットする（ステップＳ１２）。以降は、図４のステップＳ２１のフローを実行して終了する。
【００５８】
このように、無線通信手段を備えた放射線システムにおいて、無線通信が失敗した場合においても、照射検知手段により放射線の照射開始を検知したとき、に放射線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ることによりＸ線連携を確実に行い、被検体に無駄なＸ線放射を行うことがない、放射線撮像システムを得ることが可能となる。
【００５９】
図７は、他の実施形態に係るＸ線連携の制御処理を示すシーケンスチャートである。図４〜図６では、撮像パネル２２の検出素子の一部を照射検知手段としてとして機能させている実施例について説明した。しかし、このような場合には、その部分では本来の画像信号が得られないので、その部分は画像欠陥となってしまう。このような問題に対する対応として、図７に示す実施形態は、無線通信により正常に通信が行えた場合においては、照射検知手段として機能させているＢ群検出素子２２０ｂを解放して、本来の検出素子（画素）として機能させことにより画像欠陥がでることを避けるものである。同図のシーケンスでは、通常の検出素子として用いているＡ群検出素子２２０ａについては、図４〜図６と同一なので説明を省略する。また図６と共通する処理については同符号を付すことにより説明に代える。以下説明する。
【００６０】
照射開始信号ｓｉｇ２ａが無線通信により正常に通信された場合には、その信号に基づいて、照射検知手段とし機能させているＢ群検出素子２２０ｂを、測定状態（Ｂ１）から掃き出し状態（Ｂ２）に変更し、続いて蓄積状態（Ｂ３）に変更する（Ｓ１０−２）。なお照射開始信号ｓｉｇ２ａから放射線照射開始ｓｉｇ２ｂまでの時間は、例えば数百ｍｓｅｃ程度に設定しているので、Ｂ群検出素子２２０ｂを掃き出し状態（Ｂ２）に変更してから蓄積状態（Ｂ３）への変更する制御は、その間に行うようにしている。
【００６１】
そして照射終了信号ｓｉｇ３ａに基づいてＢ群検出素子２２０ｂ、Ａ群検出素子２２０ａを電荷蓄積状態から電荷読み出し状態に変更して、読み出した電荷をＡ／Ｄ変換器２７３によりデジタル信号に変換し、変換した放射線画像データをメモリ４４に一時的に記憶させる（Ｓ１２−２）。以降は、図４のステップＳ２１のフローを実行して終了する。
【００６２】
このように、無線通信手段により前記放射線発生装置からの放射線照射開始の制御信号を受信したときに、照射検知手段として用いている撮像パネル２２（放射線画像検出部）の一部のＢ群検出素子２２０ｂを、電荷蓄積状態へ移行させ、通常の画素として機能させるように制御する放射線撮像システムとすることにより、無線通信が失敗した場合においてもＸ線連携を確実に行いつつ、正常通信時においては、画像欠陥の生じない放射線撮像システムを得ることが可能となる。
【００６３】
［照射開始信号（予告）が通信エラーで通知できない場合の対応］
照射開始信号（予告）が通信エラーとなり、照射検知手段による放射線の照射の検知により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た場合、つまり図６の事態が発生した場合についての対応について説明する。
【００６４】
本来は、照射検知手段の検知によりＸ線連携を行うものではなく、照射の開始前に発信する照射開始信号（予告）ｓｉｇ２ａに基づいてＸ線連携を行うべきものである。図６に示す制御は、無線通信エラーの異常が発生した場合に本来の機能を落としてシステムの稼働を行うものであり、いわゆるフェイルソフトともいうべきものである。
【００６５】
つまり図６に示すようなシーケンスが行われた場合には、放射線照射開始してからＡ群検出素子２２０ａが電荷蓄積状態となるまでには、時間ｔ２の遅れが生じている。つまり放射線照射時間ｔ１に応じた蓄積時間（露光時間）を確保すべきものが、時間ｔ２分だけ短い露光時間しか露光（電荷蓄積）できなかったこととなる。この場合には、いわゆる露光不足となり本来確保すべき電気信号が得られなかったこととなる。以下は、これらの問題に対する対応を行うものである。
【００６６】
図８は、通信エラー発生時の制御フローを示す図である。
【００６７】
図６に示すように照射開始信号ｓｉｇ２ａが通信エラーにより通知できず、かつ、放射線照射ｓｉｇ２ｂを照射検知手段により検知したことにより、蓄積状態Ａ２に変更した場合（ステップＳ３１のＹｅｓ）には、次のステップＳ３２で、異常通知を行う。これは撮像装置Ｆからコンソール１に通知し、その通知に基づいて、警告通知手段として機能するコンソール１の表示入力部１６の表示画面に警告表示を行う。これは、何らかの障害により通信エラーが生じたことを操作者に促すことにより、続いて撮像を行う場合に同じような通信エラーが繰り返して発生するのを防ぐためである。
【００６８】
ステップＳ３２に引き続き、ステップＳ３３で、第２の画像処理を行う。これは、放射線画像データをコンソール１に送信したのち、コンソール１の画像処理部１３で画像処理を行う。第２の画像処理としては、例えば露光時間が短くなった分に応じた係数（ｔ１／ｔ３）を掛けることにより濃度補正を行う。図６に示すとおり、通常時において確保できる電荷蓄積時間（以下露光時間と称す）は、照射時間ｔ１と同じ時間ｔ１である。しかし通信エラー発生時の露光時間ｔ３は、通常時の露光時間ｔ１に比べて時間ｔ２分短くなる（ｔ３＝ｔ１−ｔ２）。そこでステップＳ３３においては、この不足分の露光時間の影響を補うためのものである。
【００６９】
一方、通信異常が発生せずに通常のＸ線連携が行われた場合（ステップＳ３１のＮｏ）には、露光不足問題は生じないので、通常時の第１の画像処理を行えばよい（Ｓ３４）。
【００７０】
このように放射線照射開始の制御信号を受信したことにより前記検出素子を電荷蓄積状態へ移行させた場合と、照射検知手段による放射線の照射の検知により前記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た場合と、で読み出された画像信号（放射線画像データ）に対して異なる画像処理を行うことにより、適正な放射線画像を得ることが可能な放射線撮像システムを得ることが可能となる。
【符号の説明】
【００７１】
２ 被検体
１１ 放射線照射手段
１３ 画像処理部
２２ 撮像パネル（放射線画像検出部）
２２０ 受光素子（検出素子）
２２０ｂ Ｂ群検出素子（照射検知手段）
３０ 撮像制御手段
Ｒ 放射線発生装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に放射線を照射し、被検体を透過した放射線を検出する放射線撮像システムに関し、とくに無線通信手段を用いた放射線撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体に放射線を照射し、被検体を透過した放射線を検出して放射線画像を得る方法としては、近年、デジタル方式の放射線撮像装置が用いられている。このような放射線撮像装置としては、いわゆるＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｔｅｃｔｏｒ）がある。
【０００３】
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、被検体を透過した放射線が蛍光体（シンチレータ）に照射され、照射された放射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コンデンサに蓄積し、コンデンサに蓄積した電荷を読み出すことにより放射線画像を得るものである。
【０００４】
このようなＦＰＤにおいては、放射線の照射がされていない場合にも、コンデンサ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コンデンサに蓄積された電荷は、放射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、放射線の照射とＦＰＤを同期させることが重要となってくる。
【０００５】
放射線の照射とＦＰＤを同期させる（以下、Ｘ線連携と称す）とは、放射線発生装置から放射線照射前までは、ＦＰＤのコンデンサの電荷をリセットさせておく掃き出し状態にしておき、放射線照射開始のタイミングに合わせて、コンデンサを電荷蓄積状態に変更し、放射線照射終了に合わせてコンデンサ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）。
【０００６】
また、ＦＰＤとしては近年、可搬性のカセッテ型ＦＰＤが用いられるようになっており、カセッテ型ＦＰＤでは可搬性と、撮影した放射線画像データを即時確認するという点で有用な、放射線発生装置とカセッテ型ＦＰＤとを無線により通信する無線通信手段を備えた放射線システムが提案されている（特許文献２参照）。特許文献２においては、さほど高速性は要求されていないコマンド通信や撮影タイミング制御或いはプレビュー画像の転送には、無線通信方式を利用し、大容量、高速を必要とする診断用の詳細画像の転送には、光ファイバー等のケーブルを使用した有線通信方式を利用するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１３１３３７号公報
【特許文献２】特開２００２−２４０８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし無線通信では、患者のポジションやカセッテに内蔵された無線通信手段の位置によっては、通信が一時的に遮断されて、放射線発生装置とカセッテ型ＦＰＤとの通信に通信失敗し、前述のＸ線連携が正常に行えない場合がある。特に、放射線の照射開始時に放射線の照射とＦＰＤとの同期が正常に行えないとＦＰＤのコンデンサの電荷リセットや電荷蓄積がタイミングよく行えず、放射線照射を行ったのに良好な放射線画像が得られないこととなり、再撮影を行うような場合には被検体に無駄なＸ線放射をしたこととなる。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑み、無線通信手段を備えた放射線システムにおいて、無線通信が失敗した場合においても、Ｘ線連携を確実に行い、被検体に無駄なＸ線放射を行うことがない放射線撮像システムを得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。
【００１１】
（１）被検体に向けて放射線を照射する放射線照射手段を有する放射線発生装置と、前記放射線照射手段から照射された放射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放射線画像検出部と、該放射線画像検出部の動作状態を制御する撮像制御手段と、放射線の照射を検知する照射検知手段と、前記放射線画像検出部から出力された画像信号に画像処理を施す画像処理部と、を有する放射線撮像システムであって、
前記撮像制御手段は、前記放射線発生装置からの放射線照射開始の制御信号の入力があった場合、および前記照射検知手段による放射線の照射の検知があった場合に、前記制御信号または前記検知に基づいて前記検出素子を電荷蓄積状態へ移行させ、
前記画像処理部は、前記撮像制御手段が前記放射線発生装置からの放射線照射開始の制御信号の入力により前記検出素子を電荷蓄積状態へ移行させた場合に、前記放射線画像検出部から出力された画像信号に第１の画像処理を施し、前記撮像制御手段が前記照射検知手段による放射線の照射の検知により前記検出素子を電荷蓄積状態へ移行させた場合に、前記放射線画像検出部から出力された画像信号に第２の画像処理を施すことを特徴とする放射線撮像システム。
【００１２】
（２）前記画像処理部は、前記第２の画像処理を施す際、前記第１の画像処理を施す場合よりも前記画像信号の濃度が大きくなるように前記画像信号の濃度補正を行うことを特徴とする（１）に記載の放射線撮像システム。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、無線通信手段により放射線発生装置からの照射開始の制御信号を受信せず、かつ照射検知手段により放射線の照射開始を検知したとき、に放射線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に移行させるので、放射線発生装置とカセッテ型ＦＰＤの無線通信が失敗した場合においても、Ｘ線連携を確実に行い、被検体に無駄なＸ線放射を行うことがない放射線撮像システムを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係る放射線撮像システムの概略図である。
【図２】撮像装置Ｆの外観図である。
【図３】撮像パネル２２の回路構成を示す模式図である。
【図４】実施形態に係る放射線撮像システムの制御フローを示す図である。
【図５】実施形態に係る放射線撮像システムのタイミングチャートである。
【図６】Ｘ線連携の制御処理を示すシーケンスチャートである。
【図７】他の実施形態に係るＸ線連携の制御処理を示すシーケンスチャートである。
【図８】通信エラー発生時の制御フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は、実施形態に係る放射線撮像システムの概略図である。放射線撮像システムは、放射線発生装置Ｒと撮像装置Ｆとコンソール部１を備えている。図１に示すように放射線撮像システムはコンソール部１を操作することにより各種設定が行われ、設定された条件に基づいて放射線発生装置Ｒから放射線が照射される。被検体２を透過した放射線を撮像装置Ｆで検出して、放射線の情報をデジタル画像信号に変換する。
【００１７】
コンソール１、放射線発生装置Ｒ、撮像装置Ｆは、それぞれに通信手段１５１、無線通信手段４５を有しており、通信ネットワークＮを介して通信を行う。通信方式としては、例えば、イーサーネット方式のＬＡＮを用いる。
【００１８】
［コンソール部］
コンソール部１は、制御部１２、画像処理部１３、メモリ１４、表示入力部１６、通信手段１５１を有する。表示入力部１６は、各種の情報を表示するＬＣＤ等の表示画面と、キーボードあるいはＬＣＤに重ねて配置したタッチパネル等の入力部を備えていて、撮像条件や被検体情報の入力、あるいはこれらと放射線画像の表示等を行う。これら表示入力部１６が警告通知手段としても機能する。画像処理部１３では、撮像装置Ｆで取得した画像信号（画像データ）に対して、濃度ゲイン調整、空間周波数変換等の画像処理を行うことができる。
【００１９】
制御部１２は、ＣＰＵ、システムメモリ等から構成され、システムメモリに記憶されている各種プログラムをＣＰＵが実行することにより各種の制御を行う。
【００２０】
［放射線発生装置］
放射線発生装置Ｒは、放射線照射手段１１、制御部１２、通信手段１５１を有する。放射線照射手段１１は、重金属からなる陽極を有し、フィラメントに高電圧、例えば２０ｋｖ〜１５０ｋｖを印加することにより電子線を発生させ、電子線を陽極（ターゲット）に当てることにより放射線を発生させる。陽極は、固定陽極あるいは、耐久の点ですぐれる回転陽極が用いられる。実施形態で使用される放射線は、例えば波長が１×１０-10ｍ程度のＸ線が使用される。
【００２１】
［撮像装置］
撮像装置Ｆは、無線通信手段４５を有しており、放射線室の内部に設置されている無線アクセスポイント１５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）、Ｂｌｕｔｏｏｔｈ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。
【００２２】
図２は、撮像装置Ｆの外観図である。図１と共通する部分に関しては同符号を付している。撮像装置Ｆは、可搬型の撮像装置でありいわゆるＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｔｅｃｔｏｒ）と称されるものである。撮像装置Ｆは、図２に示すようにシンチレータ２１、撮像パネル２２、信号選択回路２７、撮像制御手段３０、走査駆動回路３０１、電源部４２、コネクタ４３、メモリ部４４を有する。これらは筐体４１に収納されている。
【００２３】
シンチレータ２１は、放射線照射手段１１から照射された放射線量に応じて可視光を発光する。発光した可視光を撮像パネル２２で光量に応じたデジタル画像信号に変換し、そのデジタル画像信号を読み出してメモリ部４４に一時的に記憶する。ＣＰＵ、システムメモリを有する撮像制御手段３０は、システムメモリに記憶しているプログラムをＣＰＵが実行することにより撮像装置Ｆ全体の制御を行う。バッテリからなる電源部４２は、撮像装置Ｆ全体への電力供給を行う。コネクタ４３は、撮像終了後に、撮像装置Ｆと物理的に接続することにより、放射線発生装置Ｒとの間でデータ通信（有線通信）、及び電源部４２への充電等を行う。
【００２４】
撮像パネル２２は、照射された放射線の強度に応じて蓄積された電気エネルギー、を読み出す走査駆動回路３０１と、蓄積された電気エネルギーを画像信号として出力する信号選択回路２７と接続されている。なお、筐体４０の内部や走査駆動回路３０１、信号選択回路２７、撮像制御手段３０、メモリ４４、無線通信手段４５等は、図示しない放射線遮蔽部材で覆われており、筐体４０の内部での放射線散乱や、各回路への放射線照射を防止する。
【００２５】
図３は、撮像パネル２２の回路構成を示す模式図である。図示のとおり撮像パネル２２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）２２０が２次元配置されており、一つの検出素子２２０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。
【００２６】
また、受光素子２２０間には走査線（横ライン）２２３と信号線（縦ライン）２２４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２２３と信号線２２４とで囲まれた１つの区画を１画素とすると、撮像パネル２２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２２には、ｍ×ｎ個の画素数分に対応するコンデンサ２２１−（１，１）〜２２１−（ｍ，ｎ）とスイッチング素子であるトランジスタ２２２−（１，１）〜２２２−（ｍ，ｎ）が配置され、画素間には、走査線２２３−１〜２２３−ｍ及び信号線２２４−１〜２２４−ｎが直交する様に配設されることになる。
【００２７】
例えば、１つ目の受光素子内では、コンデンサ２２１−（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２２２−（１，１）が接続する。トランジスタ２２２−（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２２２−（１，１）のドレイン電極あるいはソース電極が検出素子２２０−（１，１）に接続されるとともに、ゲート電極は走査線２２３−１と接続される。ドレイン電極が検出素子２２０−（１，１）と接続する時はソース電極が信号線２２４−１と接続し、ソース電極が検出素子２２０−（１，１）に接続する時はドレイン電極が信号線２２４−１と接続する。また、他の画素における検出素子２２０、コンデンサ２２１及びトランジスタ２２２も同様に走査線２２３や信号線２２４と接続する。
【００２８】
また、撮像パネル２２は、図３に示す様に信号線２２４−１〜２２４−ｎにドレイン電極を接続した初期化用トランジスタ２３２−１〜２３２−ｎを設けるものもあり、この初期化用トランジスタ２３２−１〜２３２−ｎではソース電極を接地し、ゲート電極をリセット線２３１に接続する。
【００２９】
撮像パネル２２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の撮像制御回路３０が、走査線２２３−１〜２２３−ｍ各々に、走査駆動回路２５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。
【００３０】
撮像パネル２２の走査線２２３−１〜２２３−ｍとリセット線２３１は、図３に示す様に走査駆動回路３０１と接続する。走査駆動回路３０１から走査線２２３−１〜２２３−ｍのうち、任意の走査線２２３−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２２３−ｐに接続したトランジスタ２２２−（ｐ，１）〜２２２−（ｐ，ｎ）がオンの状態になり、コンデンサ２２１−（ｐ，１）〜２２１−（ｐ，ｎ）に蓄積した電荷を信号線２２４−１〜２２４−ｎ上に出力する。
【００３１】
信号線２２４−１〜２２４−ｎは、信号選択回路２７の信号変換器２７１−１〜２７１−ｎに接続し、信号変換器２７１−１〜２７１−ｎでは信号線２２４−１〜２２４−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２７１−１〜２７１−ｎで出力した電圧信号ＳＶ−１〜ＳＶ−ｎをレジスタ２７２に供給する。
【００３２】
レジスタ２７２は、信号変換器２７１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ビットないしは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回路３０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。
【００３３】
また、撮像パネル２２の初期化を行う場合は、最初に、走査駆動回路３０１からリセット信号ＲＴがリセット線２３１に供給されて初期化トランジスタ２３２−１〜２３２−ｎをオンの状態にした後、走査線２２３−１〜２２３−ｍに読出信号ＲＳを供給してトランジスタ２２２−（１，１）〜２２２−（ｍ，ｎ）をオンの状態にする。そして、コンデンサ２２１−（１，１）〜２２１−（ｍ，ｎ）に蓄えられていた電荷を初期化トランジスタ２３２−１〜２３２−ｎを介して放出することにより撮像パネル２２の初期化を行う。
【００３４】
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、各コンデンサ２２１に蓄積した電荷を順次信号線に出力して、レジスタ２７２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コンデンサ２２１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、撮像制御手段３０（走査駆動回路３０１を含む）により実行される。
【００３５】
なお、上記実施形態においては、シンチレータを用いて放射線を間接的に検知する間接型ＦＰＤについて説明を行ったが、これに限られず、光電変換素子が放射線を直接、電気信号に変換する直接型ＦＰＤを用いてもよい。
【００３６】
［照射検知手段］
本実施形態においては、撮像パネル２２（放射線画像検出部）の複数の検出素子２２０のうち、その一部を「照射検知手段」として用いている。具体的には、走査ライン２２３に沿った任意の１行（例えばｐ行）の検出素子２２０を一組として放射線照射手段の照射時間よりも短い周期で、走査線２２３−ｐに読出信号ＲＳを供給して、電荷の読み出しを連続して行うように制御することにより、照射検知手段として用いる。放射線の照射時間としては、例えば数十ｍｓｅｃ〜数百ｍｓｅｃであり、照射検知手段として用いる際の読み出し周期はそれよりも一桁以上短い周期、例えば０．１ｍｓｅｃ〜数ｍｓｅｃの周期に設定している。
【００３７】
照射検知手段は、撮像パネル２２の全走査ライン２２３に対して２２３−１〜２２３−ｍ間で、例えば数十から百ラインに対して一ライン程度の間隔で全範囲に渡って配置させている。図２に示す例においては、Ｂ群検出素子２２０ｂが照射検知手段に相当する。撮像パネル２２の全画素（検出素子２２０）のうち、その一部をＢ群検出素子の照射検知手段として機能させ、残りをＡ群検出素子２２０ａとし本来の放射線画像を得るための画素として機能させている。なお、図２においては、説明のためにＢ群検出素子とＡ群検出素子を色分けしているが、実際には両検出素子は、同一構成のものであり、適宜相互に変更可能である。
【００３８】
また、Ｂ群検出素子２２０ｂは、照射検知手段として機能させている場合には、Ａ群検出素子２２０ａと同様の画像信号が得られないので、画像欠陥となってしまう。この影響を少なくするため全画素数（ｍ×ｎ個）に対するＢ群検出素子２２０ｂの比率は０．１％から１％程度にしている。
【００３９】
なお、本実施形態では、撮像パネル２２の画素のうち走査ライン２２３に沿った画素一組として照射検知手段として機能させる例について説明したが、これに限られずトランジスタ２２１のソース電極とドレイン電極を短絡させた専用のトランジスタを設け、これらを一列の信号ラインに沿って配置させることにより、照射検知手段として用いてもよい。更に、撮像パネル２２の一部を照射検知手段として用いずに撮像パネル２２の近傍に専用の照射検知手段を配置させるようにさせてもよい。
【００４０】
次に図４から図６を用いてＸ線連携に関する制御について説明する。図４は、実施形態に係る放射線撮像システムの制御フローを示す図である。操作者が操作するコンソール１、放射線発生装置Ｒ、撮像装置Ｆ、間の制御フローを示したものである。
【００４１】
［Ｘ線連携］
まずステップＳ１で操作者が、コンソール１を操作することにより撮影の指示を行う。続くステップＳ２では、放射線発生装置Ｒで撮影指示を受け付け、その指示に基づいて、放射線照射の準備（ステップＳ３）と撮像装置Ｆに無線通信により準備指示信号（ｓｉｇ１）を送信する。ここで行う放射線照射の準備とは、放射線照射手段１１の回転陽極（ターゲット）の回転準備等である。撮像装置Ｆでは、準備指示信号に基づいて撮像準備として撮像パネル２２を電荷掃き出し状態（初期化）にセットする（ステップＳ４）。準備が完了し（ステップＳ５）、操作者が放射線の照射を指示した場合には、照射の前に照射開始信号（ｓｉｇ２ａ）を撮像装置Ｆに無線通信により送信する（ステップＳ６）。
【００４２】
ステップＳ７では、撮像制御手段３０により、照射開始信号ｓｉｇ２ａが無線通信手段４５で受信されたか否かが判断される。照射開始信号ｓｉｇ２ａが受信された場合には（ステップＳ７のＹｅｓ）、撮像装置Ｆでは、この照射開始信号に基づいて撮像パネル２２を電荷蓄積状態にセットする（ステップＳ１０）。
【００４３】
ステップＳ８では、放射線照射手段１１により放射線の照射を開始する。この放射線の照射にともない、Ｂ群検出素子２２０ｂ（以下照射検知手段とも称す）では照射されたことを検知する（ｓｉｇ２ｂ）。
【００４４】
その際に、ステップＳ７において照射開始信号を受信していない場合（Ｓ７のＮｏ）には、撮像制御手段３０により、Ｂ群検出素子２２０ｂで照射が検知されたか否かが判断される（ステップＳ９）。照射が検知された場合には（Ｓ９のＹｅｓ）、ステップＳ１０の処理を実行し、検知されていない場合には（Ｓ９のＮｏ）、ステップＳ７の処理を実行する。
【００４５】
つまり、同図の破線部の照射検知ｓｉｇ２ｂに伴うステップＳ９の処理は、ステップＳ７において、照射開始信号ｓｉｇ２ａが正常に通信された場合には不要な処理であり、いわばバックアップ処理として行うものである。これに関しては後述の図５、図６でも説明する。
【００４６】
放射線照射手段１１による放射線の照射終了（ステップＳ１１）に伴い、照射終了信号ｓｉｇ３ａが撮像装置Ｆに無線通信により送信される。撮像装置Ｆでは、この照射終了信号ｓｉｇ３ａに基づいて撮像パネル２２を電荷蓄積状態から電荷読み出し状態に変更して、読み出した電荷をＡ／Ｄ変換器２７３によりデジタル信号に変換し、変換した放射線画像データをメモリ４４に一時的に記憶させる（ステップＳ１２）。以上までが撮像に関する放射線発生装置Ｒと撮像装置ＦとのＸ線連携に関するフローである。
【００４７】
［撮像後の後処理］
ステップＳ２１では、撮像装置Ｆは、メモリ４４に記憶されている放射線画像データを無線通信手段４５により、無線アクセスポイント１５を経由してコンソール１に送信する。受信した放射線画像データは撮像した際の撮像条件、被検体の情報等とともに、メモリ１４に記憶される。記憶した放射線画像データに対して、濃度ゲイン調整、空間周波数変換等の、必要な画像処理を画像処理部１３で行い（ステップＳ２２）。コンソール１上に表示（ステップＳ２３）させることにより、撮像フローは終了する。
【００４８】
図５は、実施形態に係る放射線撮像システムのタイミングチャートである。同図に示す制御フローは、図４のＳ９が実行された場合に行うものである。また、図４と異なり照射終了も照射検知手段２２０ｂの検出値により行っている（ｓｉｇ３ｂ）。以下説明する。
【００４９】
照射検知手段２２０ｂは、時間ｔ０における準備指示信号ｓｉｇ１に応じて測定状態、つまり短い周期ｔｃで連続して電荷の読み出しを行っている状態に移行している。なおこの時点では、放射線は照射されていないので照射検知手段２２０ｂからの出力値は暗電流にともなう微少な測定値（Ｌ１）が出力されている。
【００５０】
放射線照射手段１１の放射線照射がされると（時間ｔ１）、それに応じて照射検知手段２２０ｂの検出値（Ｌ２）は増加し、時間ｔ２における検出値はＳＨ（スレッシュホールド）レベルを上回るので、撮像制御手段３０は、放射線が照射されていると判断し、検出素子２２０ａを電荷蓄積状態にセットする。図にしめすように検出素子の蓄積電荷量は、放射線照射量に伴い増加している。
【００５１】
時間ｔ３のタイミングで放射線の照射が終了すると、それに伴い、照射検知手段２２０ｂの検出値は減少（Ｌ１）し、時間ｔ４における検出値はＳＨレベルを下回るので、撮像制御手段３０は、放射線の照射が停止したと判断し、検出素子２２０ａを電荷読み出し状態にセットする。その後は図４のステップＳ２１以降のフローを行い終了する。
【００５２】
なお、図５の説明においては一つの照射検知手段２２０ｂの出力により照射有無を判断する例について説明したが、実際には、照射検知手段２２０ｂは複数の検出素子がその機能を担っていることから、複数の検出素子をモニターすることにより判断している。
【００５３】
図６は、Ｘ線連携の制御処理を示すシーケンスチャートである。図６の左側は、コンソール１、放射線発生装置Ｒ、撮像装置Ｆ、間のシーケンスを示したものであり、同図の右側は、Ａ群検出素子２２０ａ、Ｂ群検出素子２２０ｂ（照射検知手段）の状態を示したものである。なお、Ａ群、Ｂ群とは前述のとおり、多数の検出素子（検出素子２２０）をＡ群、Ｂ群の二つに分け、そのうちのＢ群検出素子２２０ｂを照射検知手段として用いたものである。
【００５４】
図６のシーケンスチャートにおいて、図４と共通する処理については同符号を付すことにより説明に代える。同図においては、無線通信によるｓｉｇ２ａの照射開始信号（予告）が、何らかの不具合により正常に行われず、通信エラーが生じた場合のシーケンスについて記載したものである。
【００５５】
まず操作者からの撮像指示（Ｓ１）を受けた放射線発生装置Ｒは、無線通信により撮像準備信号ｓｉｇ１を送信する。その信号に基づいてＡ群検出素子２２０ａは、電荷掃き出し状態にセットされる（状態Ａ１）。撮像装置Ｆから放射線発生装置Ｒには、準備ＯＫ（ｓｉｇ１５）が送信される。その信号に応じて放射線発生装置Ｒから、放射線の照射を開始する。
【００５６】
次に、放射線発生装置Ｒから照射開始信号ｓｉｇ２ａを送信したが、通信エラーにより撮像装置Ｆでは、その信号は受信できなかった場合でも、放射線発生装置Ｒの方では、あらかじめ決められた手順に従い、放射線照射手段１１から放射線の照射が開始される（ｓｉｇ２ｂ）。Ｂ群検出素子２２０ｂはあらかじめ測定状態となるように、Ｂ群検出素子に対応する走査線２２３−ｐ（ｐは複数）に読出信号ＲＳを短い周期で供給して、電荷の読み出しを連続して行うように制御することにより、照射検知手段として機能させているので、放射線照射手段１１からの照射開始を検知することができる。この検知に基づいて撮像制御手段３０が、Ａ群検出素子２２０ａを電荷掃き出し状態から電荷蓄積状態（Ａ２）へと変更する（Ｓ１０）。
【００５７】
蓄積状態から、電荷読み出し状態（Ａ３）へと変更するのは、図４と同様、照射検知手段２２０ｂの検出値（ｓｉｇ３ｂ）により照射終了を判断して読み出し状態にセットする（ステップＳ１２）。以降は、図４のステップＳ２１のフローを実行して終了する。
【００５８】
このように、無線通信手段を備えた放射線システムにおいて、無線通信が失敗した場合においても、照射検知手段により放射線の照射開始を検知したとき、に放射線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ることによりＸ線連携を確実に行い、被検体に無駄なＸ線放射を行うことがない、放射線撮像システムを得ることが可能となる。
【００５９】
図７は、他の実施形態に係るＸ線連携の制御処理を示すシーケンスチャートである。図４〜図６では、撮像パネル２２の検出素子の一部を照射検知手段としてとして機能させている実施例について説明した。しかし、このような場合には、その部分では本来の画像信号が得られないので、その部分は画像欠陥となってしまう。このような問題に対する対応として、図７に示す実施形態は、無線通信により正常に通信が行えた場合においては、照射検知手段として機能させているＢ群検出素子２２０ｂを解放して、本来の検出素子（画素）として機能させことにより画像欠陥がでることを避けるものである。同図のシーケンスでは、通常の検出素子として用いているＡ群検出素子２２０ａについては、図４〜図６と同一なので説明を省略する。また図６と共通する処理については同符号を付すことにより説明に代える。以下説明する。
【００６０】
照射開始信号ｓｉｇ２ａが無線通信により正常に通信された場合には、その信号に基づいて、照射検知手段とし機能させているＢ群検出素子２２０ｂを、測定状態（Ｂ１）から掃き出し状態（Ｂ２）に変更し、続いて蓄積状態（Ｂ３）に変更する（Ｓ１０−２）。なお照射開始信号ｓｉｇ２ａから放射線照射開始ｓｉｇ２ｂまでの時間は、例えば数百ｍｓｅｃ程度に設定しているので、Ｂ群検出素子２２０ｂを掃き出し状態（Ｂ２）に変更してから蓄積状態（Ｂ３）への変更する制御は、その間に行うようにしている。
【００６１】
そして照射終了信号ｓｉｇ３ａに基づいてＢ群検出素子２２０ｂ、Ａ群検出素子２２０ａを電荷蓄積状態から電荷読み出し状態に変更して、読み出した電荷をＡ／Ｄ変換器２７３によりデジタル信号に変換し、変換した放射線画像データをメモリ４４に一時的に記憶させる（Ｓ１２−２）。以降は、図４のステップＳ２１のフローを実行して終了する。
【００６２】
このように、無線通信手段により前記放射線発生装置からの放射線照射開始の制御信号を受信したときに、照射検知手段として用いている撮像パネル２２（放射線画像検出部）の一部のＢ群検出素子２２０ｂを、電荷蓄積状態へ移行させ、通常の画素として機能させるように制御する放射線撮像システムとすることにより、無線通信が失敗した場合においてもＸ線連携を確実に行いつつ、正常通信時においては、画像欠陥の生じない放射線撮像システムを得ることが可能となる。
【００６３】
［照射開始信号（予告）が通信エラーで通知できない場合の対応］
照射開始信号（予告）が通信エラーとなり、照射検知手段による放射線の照射の検知により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た場合、つまり図６の事態が発生した場合についての対応について説明する。
【００６４】
本来は、照射検知手段の検知によりＸ線連携を行うものではなく、照射の開始前に発信する照射開始信号（予告）ｓｉｇ２ａに基づいてＸ線連携を行うべきものである。図６に示す制御は、無線通信エラーの異常が発生した場合に本来の機能を落としてシステムの稼働を行うものであり、いわゆるフェイルソフトともいうべきものである。
【００６５】
つまり図６に示すようなシーケンスが行われた場合には、放射線照射開始してからＡ群検出素子２２０ａが電荷蓄積状態となるまでには、時間ｔ２の遅れが生じている。つまり放射線照射時間ｔ１に応じた蓄積時間（露光時間）を確保すべきものが、時間ｔ２分だけ短い露光時間しか露光（電荷蓄積）できなかったこととなる。この場合には、いわゆる露光不足となり本来確保すべき電気信号が得られなかったこととなる。以下は、これらの問題に対する対応を行うものである。
【００６６】
図８は、通信エラー発生時の制御フローを示す図である。
【００６７】
図６に示すように照射開始信号ｓｉｇ２ａが通信エラーにより通知できず、かつ、放射線照射ｓｉｇ２ｂを照射検知手段により検知したことにより、蓄積状態Ａ２に変更した場合（ステップＳ３１のＹｅｓ）には、次のステップＳ３２で、異常通知を行う。これは撮像装置Ｆからコンソール１に通知し、その通知に基づいて、警告通知手段として機能するコンソール１の表示入力部１６の表示画面に警告表示を行う。これは、何らかの障害により通信エラーが生じたことを操作者に促すことにより、続いて撮像を行う場合に同じような通信エラーが繰り返して発生するのを防ぐためである。
【００６８】
ステップＳ３２に引き続き、ステップＳ３３で、第２の画像処理を行う。これは、放射線画像データをコンソール１に送信したのち、コンソール１の画像処理部１３で画像処理を行う。第２の画像処理としては、例えば露光時間が短くなった分に応じた係数（ｔ１／ｔ３）を掛けることにより濃度補正を行う。図６に示すとおり、通常時において確保できる電荷蓄積時間（以下露光時間と称す）は、照射時間ｔ１と同じ時間ｔ１である。しかし通信エラー発生時の露光時間ｔ３は、通常時の露光時間ｔ１に比べて時間ｔ２分短くなる（ｔ３＝ｔ１−ｔ２）。そこでステップＳ３３においては、この不足分の露光時間の影響を補うためのものである。
【００６９】
一方、通信異常が発生せずに通常のＸ線連携が行われた場合（ステップＳ３１のＮｏ）には、露光不足問題は生じないので、通常時の第１の画像処理を行えばよい（Ｓ３４）。
【００７０】
このように放射線照射開始の制御信号を受信したことにより前記検出素子を電荷蓄積状態へ移行させた場合と、照射検知手段による放射線の照射の検知により前記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た場合と、で読み出された画像信号（放射線画像データ）に対して異なる画像処理を行うことにより、適正な放射線画像を得ることが可能な放射線撮像システムを得ることが可能となる。
【符号の説明】
【００７１】
２ 被検体
１１ 放射線照射手段
１３ 画像処理部
２２ 撮像パネル（放射線画像検出部）
２２０ 受光素子（検出素子）
２２０ｂ Ｂ群検出素子（照射検知手段）
３０ 撮像制御手段
Ｒ 放射線発生装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に向けて放射線を照射する放射線照射手段を有する放射線発生装置と、
前記放射線照射手段から照射された放射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放射線画像検出部と、
該放射線画像検出部の動作状態を制御する撮像制御手段と、
放射線の照射を検知する照射検知手段と、
前記放射線画像検出部から出力された画像信号に画像処理を施す画像処理部と、
を有する放射線撮像システムであって、
前記撮像制御手段は、前記放射線発生装置からの放射線照射開始の制御信号の入力があった場合、および前記照射検知手段による放射線の照射の検知があった場合に、前記制御信号または前記検知に基づいて前記検出素子を電荷蓄積状態へ移行させ、
前記画像処理部は、
前記撮像制御手段が前記放射線発生装置からの放射線照射開始の制御信号の入力により前記検出素子を電荷蓄積状態へ移行させた場合に、前記放射線画像検出部から出力された画像信号に第１の画像処理を施し、
前記撮像制御手段が前記照射検知手段による放射線の照射の検知により前記検出素子を電荷蓄積状態へ移行させた場合に、前記放射線画像検出部から出力された画像信号に第２の画像処理を施すことを特徴とする放射線撮像システム。
【請求項２】
前記画像処理部は、前記第２の画像処理を施す際、前記第１の画像処理を施す場合よりも前記画像信号の濃度が大きくなるように前記画像信号の濃度補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像システム。
【請求項１】
被検体に向けて放射線を照射する放射線照射手段を有する放射線発生装置と、
前記放射線照射手段から照射された放射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放射線画像検出部と、
該放射線画像検出部の動作状態を制御する撮像制御手段と、
放射線の照射を検知する照射検知手段と、
前記放射線画像検出部から出力された画像信号に画像処理を施す画像処理部と、
を有する放射線撮像システムであって、
前記撮像制御手段は、前記放射線発生装置からの放射線照射開始の制御信号の入力があった場合、および前記照射検知手段による放射線の照射の検知があった場合に、前記制御信号または前記検知に基づいて前記検出素子を電荷蓄積状態へ移行させ、
前記画像処理部は、
前記撮像制御手段が前記放射線発生装置からの放射線照射開始の制御信号の入力により前記検出素子を電荷蓄積状態へ移行させた場合に、前記放射線画像検出部から出力された画像信号に第１の画像処理を施し、
前記撮像制御手段が前記照射検知手段による放射線の照射の検知により前記検出素子を電荷蓄積状態へ移行させた場合に、前記放射線画像検出部から出力された画像信号に第２の画像処理を施すことを特徴とする放射線撮像システム。
【請求項２】
前記画像処理部は、前記第２の画像処理を施す際、前記第１の画像処理を施す場合よりも前記画像信号の濃度が大きくなるように前記画像信号の濃度補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２４５３５９（Ｐ２０１２−２４５３５９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１６０１０８（Ｐ２０１２−１６０１０８）
【出願日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【分割の表示】特願２００６−３２１３２２（Ｐ２００６−３２１３２２）の分割
【原出願日】平成１８年１１月２９日（２００６．１１．２９）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【分割の表示】特願２００６−３２１３２２（Ｐ２００６−３２１３２２）の分割
【原出願日】平成１８年１１月２９日（２００６．１１．２９）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
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