(57)【要約】【課題】放射線の照射開始から検出開始までの時間的な遅れを少なく安定した放射線の検出ができるとともに、放射線検出装置の消費電力を低減できる放射線検出システムおよび放射線検出方法を提供する。【解決手段】放射線検出システム10は、Ｘ線源11、送信装置13、受信装置14およびフラットパネルディテクタ12を備える。Ｘ線源11は、Ｘ線22を照射する。送信装置13は、少なくともＸ線源11からのＸ線22の照射開始に対応した電波信号を送信する。受信装置14は、送信装置13が送信する電波信号を受信する。フラットパネルディテクタ12は、受信装置14が受信した少なくともＸ線源11からのＸ線22の照射開始に対応した電波信号に基づいて、Ｘ線22の検出を開始する。【選択図】図１
2015226605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を照射する放射線発生装置と、
少なくとも前記放射線発生装置からの放射線の照射開始に対応した電波信号を送信する送信装置と、
前記送信装置が送信する電波信号を受信する受信装置と、
前記受信装置が受信した少なくとも前記放射線発生装置からの放射線の照射開始に対応した電波信号に基づいて、放射線の検出を開始する放射線検出装置と
を具備することを特徴とする放射線検出システム。
【請求項２】
前記放射線発生装置は、放射線を発生させるための陰極および回転方式の陽極を有し、
前記送信装置は、前記陰極への通電および前記陽極の回転開始のいずれか一方に合わせて、前記放射線発生装置からの放射線の照射開始に対応した電波信号を送信する
ことを特徴とする請求項１記載の放射線検出システム。
【請求項３】
前記送信装置は、前記放射線検出装置の電源の切り換えおよびモードの切り換えのいずれか一方の電波信号を送信し、
前記放射線検出装置は、前記受信装置が受信した電源の切り換えおよびモードの切り換えいずれか一方の電波信号に基づいて、前記放射線検出装置の電源の切り換えおよびモードの切り換えいずれか一方を実行する
ことを特徴とする請求項１または２記載の放射線検出システム。
【請求項４】
送信装置が少なくとも放射線発生装置からの放射線の照射開始に対応した電波信号を送信し、
受信装置が前記送信装置から送信される電波信号を受信し、
前記受信装置が受信した少なくとも前記放射線検出装置からの放射線の照射開始に対応した電波信号に基づいて、前記放射線検出装置が放射線の検出を開始する
ことを特徴とする放射線検出方法。
【請求項５】
前記放射線発生装置は、放射線を発生させるための陰極および回転方式の陽極を有し、陰極への通電および陽極の回転開始のいずれか一方に合わせて、前記放射線発生装置からの放射線の照射開始に対応した電波信号を送信する
ことを特徴とする請求項４記載の放射線検出方法。
【請求項６】
前記放射線発生装置は、前記放射線検出装置の電源の切り換えおよびモードの切り換えいずれか一方の電波信号を送信し、
前記放射線検出装置は、前記受信装置が受信した電源の切り換えおよびモードの切り換えいずれか一方の電波信号に基づいて、電源の切り換えおよびモードの切り換えいずれか一方を実行する
ことを特徴とする請求項４または５記載の放射線検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、放射線を検出する放射線検出システムおよび放射線検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射線撮影、例えばＸ線撮影において、放射線検出装置としてＴＦＴ等の半導体素子を用いたフラットパネルディテクタ（以後、ＦＰＤと呼ぶ）を用いたＸ線画像検出装置が普及している。ＦＰＤはＸ線の入射量に応じた電荷を蓄積する複数の画素が縦横に配列されており、これら画素でＸ線を電圧信号に変換することによって、デジタルの画像データを得られるようにしている。
【０００３】
ＦＰＤは電子回路からの暗電流の影響がＴＦＴに蓄積してノイズが増える特徴があるので、フィルムやイメージングプレートと異なり、一定の時間毎に電荷をリフレッシュする必要がある。そのため、ノイズの少ない画像を得るためには、Ｘ線の撮影においても一定の時間での画素の電荷の取り込みの開始と終了のタイミングを決める必要がある。
【０００４】
近年、バッテリーを備えてケーブルの無いワイヤレス式のＦＰＤが利便性の高さから普及が広がっているが、ワイヤレスである特徴からＸ線の照射開始と終了をＸ線発生装置との信号のやりとりを有線で行うことはせず、ＦＰＤ自体が自動でＸ線を検出して画像データを得られるようにしている。
【０００５】
ＦＰＤがＸ線を自動検出してデジタル画像を得るには、Ｘ線が爆射された後、数ms内で照射開始を検出し、素早く画素からの電荷の取り込みを開始する必要がある。そのためには、Ｘ線が発生した直後の微小な状態からＸ線を捕える必要がある。その方法として、ＴＦＴアレイの一部の画素を検出用に用いる方法等がある。さらに、閾値を設けて一定以上の信号を得たときにＸ線の照射開始と判断を行う方法が一般的である。このとき、画素の出力信号を読み出す際のアンプの増幅率（ゲイン）を上げることにより微小な変化を捕える工夫もあるが、先に述べた回路の暗電流の影響や、その他、振動や衝撃などによるノイズも存在し、これらの影響を大きく受けるようになるため、誤検出を引き起こす不具合もある。
【０００６】
また、照射の開始を検出するにあたって、画素からの信号読み出しを繰り返し行い、信号が閾値以上に大きくなったときに照射開始する方法がある。
【０００７】
あるいは、誤検出を防ぐために画素の出力信号を読み出す際のアンプの増幅率を高ゲインと低ゲインとの２種類を設定し、高ゲインで１次判定、低ゲインで２次判定し、２次判定中もＸ線の照射による電荷の蓄積を損なわないための照射開始を検出する方法もある。
【０００８】
また、Ｘ線照射の検出部分には電荷を読み出しの度にクリアにするＴＦＴではなく、リアルタイムで読み込み可能であるＣＭＯＳ素子が用いられることもある。ＴＦＴよりも検出は早くなるが、機能の増加によるコスト増の問題がある。
【０００９】
以上の方法では、Ｘ線を受けてから検出を開始する方法としては共通であり、どうしてもＸ線の照射開始から検出開始までに時間的な遅れが発生する。また、被写体を通した信号を検出に用いるので、被写体のサイズや配置によって透過するＸ線のばらつきや散乱が生じ、検出を開始するタイミングのずれや誤検出のリスクが発生する。その場合は、撮影のやり直しや必要以上にＸ線量を多く設定する必要があり、患者や技術者への負担が増加する。また、得られるデジタルＸ線画像も画質ばらつきの大きいものとなる。
【００１０】
また、ＦＰＤがＸ線の照射検出を待機している状態では、ＴＦＴの電荷の変化量を検出するために、通常時よりも多くの電力を待機中に使用していることになる。ワイヤレス式のＦＰＤはバッテリーで駆動しており、バッテリーの消費が早くなることは好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−１２６０７２号公報
【特許文献２】特開２０１３−９８７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ＦＰＤがＸ線を検出する際に、Ｘ線の照射開始から検出開始までの時間的な遅れが避けられず、また、検出しようとするＸ線が被写体を透過、散乱してＦＰＤへ到達するので、検出開始のタイミングがばらつき、得られる画像データの画質のばらつきが大きくなる。また、ＦＰＤがＸ線を検出するための待機中に消費する電力が大きくなる。
【００１３】
本発明が解決しようとする課題は、放射線の照射開始から検出開始までの時間的な遅れを少なく安定した放射線の検出ができるとともに、放射線検出装置の消費電力を低減できる放射線検出システムおよび放射線検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本実施形態の放射線検出システムは、放射線を照射する放射線発生装置と、少なくとも前記放射線発生装置からの放射線の照射開始に対応した電波信号を送信する送信装置と、前記送信装置が送信する電波信号を受信する受信装置と、前記受信装置が受信した少なくとも前記放射線発生装置からの放射線の照射開始に対応した電波信号に基づいて、放射線の検出を開始する放射線検出装置とを具備するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態を示す放射線検出システムの斜視図である。
【図２】同上放射線検出システムの放射線検出装置に照射されるＸ線の強度と時間との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、一実施形態を、図１および図２を参照して説明する。
【００１７】
図１に放射線検出システム10を示す。放射線検出システム10は、放射線発生装置としてのＸ線源11、放射線検出装置としてのフラットパネルディテクタ（以後、ＦＰＤと呼ぶ）12、電波信号を送信する送信装置13、および電波信号を受信する受信装置14等を備える。
【００１８】
そして、Ｘ線源11は、例えば、陰極（フィラメント）20、および回転方式の陽極21等を備え、陰極20から放出された電子を回転する陽極21に衝突させて放射線としてのＸ線22を発生させる。発生したＸ線22は、窓23から外部に出射され、被写体24を透過、散乱してＦＰＤ12に照射される。
【００１９】
Ｘ線源11は、コントローラ25にケーブル26によって電気的に接続されており、コントローラ25から信号を受けてＸ線22を発生させる。なお、携帯形のＸ線源11の場合にはＸ線源11およびコントローラ25が同一の筐体に配置されることもある。
【００２０】
また、送信装置13は、陰極20への通電および陽極21の回転開始のいずれか一方に合わせて、Ｘ線22の照射開始に対応した電波信号を送信する。例えば、Ｘ線22を発生させるためにコントローラ25からＸ線源11の陰極20に電圧を印加して通電するが、この通電開始と同タイミングで送信装置13にも電圧を印加してＦＰＤ12にＸ線22の照射開始を知らせる電波信号を送信する。あるいは、Ｘ線22を発生させるためにコントローラ25からＸ線22の照射前に陽極21を回転させるためにスターターに電圧を印加するが、その電圧の一部を信号として送信装置13にも印加してＦＰＤ12にＸ線22の照射開始を知らせる電波信号を送信する。また、Ｘ線22の照射開始に対応した電波信号の送信に加えて、ＦＰＤ12の電源のオン・オフを指示する無線信号、およびＦＰＤ12の例えば消費電力の少ない待機モードへの切り換え等のモード切り換えを指示する無線信号をそれぞれ送信してもよい。
【００２１】
なお、本実施形態では、送信装置13は、Ｘ線源11に予め組み込まれている例を示す。ただし、送信装置13は、コントローラ25に予め組み込んでもよく、あるいは、Ｘ線源11またはコントローラ25に対して後から追加あるいは外付けするようにしてもよい。また、例えば、送信装置13の実際の使用方法では、送信装置13をＸ線源11のコントローラ25の配電システムに据え付け、Ｘ線源11への電圧を印加する際に送信装置13に電圧信号を与える方法や、Ｘ線源11に組み込んだ検知回路で陰極20に印可される電圧を検知することで送信装置13に電圧信号を与える方法等がある。このとき、送信装置13への電圧信号は３Ｖ〜３０Ｖの範囲が望ましい。
【００２２】
また、ＦＰＤ12は、ＴＦＴ等の半導体素子を備えた複数の画素が縦横にマトリクス状に配列されており、これら画素でＸ線22の入射量に応じた電荷を蓄積して電圧信号に変換することにより、デジタルの画像データを得られるようにしている。
【００２３】
ＦＰＤ12は、バッテリー30を電源として備えており、携帯可能としている。さらに、ＦＰＤ12は、ＦＰＤ12を制御する制御部、および得られた画像データを例えば無線ＬＡＮのアクセスポイントへWifi（登録商標）通信で送信する通信部を備えている。
【００２４】
また、受信装置14は、送信装置13から送信された無線信号を受信し、ＦＰＤ12の制御部に送る。
【００２５】
なお、受信装置14は、ＦＰＤ12が画像データ送信用に通信手段を備えているため、通信部と共用してもよい。また、本実施形態では、受信装置14は、ＦＰＤ12に予め組み込まれた例を示すが、ＦＰＤ12に後から追加あるいは外付けするようにしてもよい。
【００２６】
また、送信装置13から送信して受信装置14で受信する電波は、各地域の法令に則した使用可能な周波数であり、周辺機器の誤作動を起こしにくく、また受信装置14自身が誤作動する可能性が低くなるように設定されている。
【００２７】
そして、このように構成された放射線検出システム10において、Ｘ線源11からのＸ線22の照射開始タイミングに合わせて送信装置13が電波信号を送信し、その電波信号を受信装置14で受信し、Ｘ線22の照射開始を判断し、ＦＰＤ12が画素からの電荷の取り込みを開始し、すなわちＦＰＤ12がＸ線22の検出を開始する。
【００２８】
この電波信号のやり取り方法を実施すれば、Ｘ線源11からのＸ線22の照射に合わせて必ず送信装置13から照射開始の電波信号を送信するので、ＦＰＤ12では電波信号に基づいてＸ線22の検出を開始し、Ｘ線22の誤検出が起こりにくくなる。ＦＰＤ12が画素の電荷の取り込みを開始するタイミングも一定となる。これにより、患者や技術者への不要な被爆を低減することができ、得られるデジタルの画像データもばらつきの少ない品質の高いものとなる。
【００２９】
また、図２にＦＰＤ12に照射されるＸ線22の相対的な強度と時間との関係を示す。
【００３０】
一般的なＸ線22の自動検出方法では、Ｘ線22の強度を検出するための閾値ａを超えたところで、ＦＰＤ12が画素の電荷の取り込みを開始することになる。Ｘ線22の強度を検出するための閾値ａはノイズ等の影響による誤検出を防ぐ必要があるため、あまり小さい値にはできない。それにより、Ｘ線22の自動検出に必要な時間t2までのＸ線22は利用することができず、さらに、ＦＰＤ12が有効動作する時間t3からＸ線22の検出が可能となる。
【００３１】
本実施形態では、Ｘ線源11がＸ線22を照射開始するタイミングに合わせて、時間t1でＦＰＤ12が画素の電荷の取り込みを開始することが可能で、Ｘ線22の検出の遅れを低減できる。
【００３２】
なお、送信装置13の電波を受信装置14が受信してから、画素の電荷の取り込みを開始するまでにわずかながらタイムラグがあり、Ｘ線源11の照射開始に対して検出が遅れることも想定されるが、その場合には、反応時間差を考慮して、Ｘ線源11のコントローラ25で送信装置13とＸ線源11への信号を伝える時間差を設定することにより、タイムラグを低減することができる。
【００３３】
ＦＰＤ12は、省エネルギーの観点から、コントローラ25の制御で送信装置13からの送信される電波信号に基づいて、ＦＰＤ12の電源のオン・オフ、ＦＰＤ12の待機モードを消費電力の少ないモードへ切り換えられるようにしてもよい。
【００３４】
例えば、陽極21を回転させるスターターに印加する電圧と、Ｘ線源11の陰極20に印可される電圧との両方を監視することができれば、Ｘ線源11からＸ線22が爆射される直前にＦＰＤ12の電源をオンし、その直後に画像データの取り込みを開始し、ＦＰＤ12から画像データを送信した後に、ＦＰＤ12の電源をオフにする動作も可能になり、非常に省エネルギーな放射線検出システム10を構築することができる。
【００３５】
これはＦＰＤ12の電源のオン・オフの切り換えでなくとも、より待機電力の少ないモードへの移行でも類似の効果が得られる。
【００３６】
なお、Ｘ線源11の製造時に送信装置13を製品に予め機能として組み込んでおく実施方法や、放射線検出システム10の据え付け時にＸ線源11のコントローラ25に送信装置13を備え付ける実施方法、または従来のカセッテやイメージングプレートからのデジタル化へのアップグレード時に既存のＸ線源11に対して備え付ける実施方法も可能である。
【００３７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３８】
10    放射線検出システム
11    放射線発生装置としてのＸ線源
12    放射線検出装置としてのフラットパネルディテクタ
13    送信装置
14    受信装置
20    陰極
21    陽極
22    放射線としてのＸ線
【図１】
2015226605.tif 000003
【図２】
2015226605.tif 000004