(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を発生する放射線発生部と、前記放射線の出力を制御する出力制御部とを有する放射線出力装置と、
前記放射線出力装置から出力された放射線を検出して放射線検出信号を出力する検出部と、前記検出部によって検出された放射線検出信号に基づいて、前記放射線出力装置から放射線が出力されたか否かを認識する認識部とを有する放射線検出装置とを備え、
前記放射線出力装置の前記出力制御部が、前記放射線の出力開始時点から第１の強度で放射線を出力させた後、第２の強度で放射線を出力させて本照射を開始するものであり、
前記第１の強度が、前記第２の強度よりも大きく、かつ前記放射線検出装置の前記認識部に予め設定された閾値条件を満たす強度であり、
前記放射線検出装置の前記認識部が、前記第１の強度の放射線の検出信号が前記閾値条件を満たすことを認識することによって、前記放射線出力装置から放射線が出力されたことを認識する放射線検出システム。
【請求項２】
前記出力制御部が、前記放射線出力装置から出力された放射線が照射される撮影部位毎または患者毎に前記第１の強度を変更する請求項１記載の放射線検出システム。
【請求項３】
前記放射線検出装置が、前記放射線出力装置から出力され、被写体を透過した放射線を検出する放射線画像検出器を備え、
前記放射線画像検出器が、前記認識部によって放射線の出力が認識された時点に基づいて、前記被写体を透過した放射線の検出信号の蓄積を開始する請求項１または２記載の放射線検出システム。
【請求項４】
前記放射線検出装置の前記検出部が、前記放射線画像検出器の少なくとも一部である請求項３記載の放射線検出システム。
【請求項５】
放射線を発生する放射線発生部と、前記放射線の出力を制御する出力制御部とを備えた放射線出力装置であって、
前記出力制御部が、前記放射線の出力開始時点から第１の強度で放射線を出力させた後、第２の強度で放射線を出力させて本照射を開始するものであり、
前記第１の強度が、前記第２の強度よりも大きく、かつ前記放射線を検出する放射線検出装置が前記放射線の出力開始を認識するために、前記放射線検出装置に予め設定された閾値条件を満たす強度である放射線出力装置。
【請求項６】
前記出力制御部が、前記放射線出力装置から出力された放射線が照射される撮影部位毎または患者毎に前記第１の強度を変更する請求項５記載の放射線出力装置。
【請求項７】
第１の強度で放射線を出力させた後、前記第１の強度よりも小さい第２の強度で放射線を出力して本照射を開始する放射線出力装置から出力された放射線を検出する放射線画像検出器と、
前記放射線画像検出器を制御する検出制御部と、
前記放射線出力装置から放射線が出力されたか否かを認識する認識部とを備え、
前記認識部が、予め設定された検出期間内において、前記放射線出力装置から出力された前記第１の強度の放射線の検出信号が予め設定された閾値条件を満たすことを認識することによって、前記放射線出力装置から放射線が出力されたことを認識し、
前記検出制御部が、前記認識部によって放射線の出力が認識された時点に基づいて前記放射線画像検出器を制御することにより、被写体を透過した放射線の照射によって発生した電荷信号の蓄積を開始する放射線検出装置。
【請求項８】
前記認識部が、前記放射線画像検出器から出力された放射線検出信号に基づいて、前記予め設定された閾値条件を満たすことを認識する請求項７記載の放射線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、放射線を被写体に向けて出力し、被写体を透過した放射線を検出する放射線検出システム、その放射線検出システムにおける放射線出力装置および放射線検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線管などを備えた放射線出力装置と、放射線出力装置から出力され、患者を透過した放射線を検出するＦＰＤ（Flat Panel Detector）などの放射線画像検出器を備えた放射線検出装置とからなる放射線検出システムが提案されている（たとえば特開２０１６−２５４６５号公報参照）。【０００３】
このような放射線検出システムにおいて、放射線画像検出器は、放射線が照射されていない間、漏れ電流によって蓄積された電荷信号を周期的にリセットするように準備動作制御される。そして、放射線の照射開始時には、この準備動作制御から電荷蓄積制御に移行する。電荷蓄積制御においては、患者を透過した放射線の線量に応じた電荷信号が放射線画像検出器の各画素に蓄積される。【０００４】
このように放射線の照射開始に応じて放射線画像検出器を準備動作制御から電荷蓄積制御に移行させるためには、放射線出力装置と放射線検出装置との間で同期をとる必要がある。【０００５】
放射線出力装置と放射線検出装置との間で同期をとる方法としては、たとえば放射線出力開始を許可する信号または放射線を出力中である信号を、有線または無線を用いて放射線出力装置と放射線検出装置との間でやり取りする方法がある。【０００６】
また、放射線画像検出器によって検出された信号に基づいて、放射線の出力開始を認識する方法がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、上述した同期をとる方法のうち後者の方法については、放射線出力装置から出力される放射線の強度が小さい場合、放射線画像検出器によって検出された際、ノイズとの判別が困難であり、放射線の出力開始を認識できないか、または認識するまでに時間がかかるという問題がある。【０００８】
特に、近年、病院の患者の病室および患者の自宅などで使用される可搬型の放射線出力装置および放射線検出装置が提案されており、このような可搬型の放射線出力装置は、周囲の被爆量を抑制するため、放射線出力装置から出力される放射線の線量は低線量であることが好ましく、上記のような問題が生じやすい。【０００９】
本開示は、上記の問題に鑑み、放射線検出装置において、放射線出力装置からの放射線の出力開始を高精度に検出することができる放射線検出システム、放射線出力装置並びに放射線検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の放射線検出システムは、放射線を発生する放射線発生部と、放射線の出力を制御する出力制御部とを有する放射線出力装置と、放射線出力装置から出力された放射線を検出して放射線検出信号を出力する検出部と、検出部によって検出された放射線検出信号に基づいて、放射線出力装置から放射線が出力されたか否かを認識する認識部とを有する放射線検出装置とを備え、放射線出力装置の出力制御部が、放射線の出力開始時点から第１の強度で放射線を出力させた後、第２の強度で放射線を出力させるものであり、第１の強度が、第２の強度よりも大きく、かつ放射線検出装置の認識部に予め設定された閾値条件を満たす強度であり、放射線検出装置の認識部が、第１の強度の放射線の検出信号が閾値条件を満たすことを認識することによって、放射線出力装置から放射線が出力されたことを認識する。【００１１】
また、上記本開示の放射線検出システムにおいて、出力制御部は、放射線出力装置から出力された放射線が照射される撮影部位毎または患者毎に第１の強度を変更することができる。【００１２】
また、上記本開示の放射線検出システムにおいて、放射線検出装置は、放射線出力装置から出力され、被写体を透過した放射線を検出する放射線画像検出器を備えることができ、放射線画像検出器は、認識部によって放射線の出力が認識された時点に基づいて、被写体を透過した放射線の検出信号の蓄積を開始することができる。【００１３】
また、上記本開示の放射線検出システムにおいて、放射線検出装置の検出部は、放射線画像検出器の少なくとも一部とすることができる。【００１４】
本開示の放射線出力装置は、放射線を発生する放射線発生部と、放射線の出力を制御する出力制御部とを備えた放射線出力装置であって、出力制御部が、放射線の出力開始時点から第１の強度で放射線を出力させた後、第２の強度で放射線を出力させるものであり、第１の強度が、第２の強度よりも大きく、かつ放射線を検出する放射線検出装置が放射線の出力開始を認識するために、放射線検出装置に予め設定された閾値条件を満たす強度である。【００１５】
また、上記本開示の放射線出力装置において、出力制御部は、放射線出力装置から出力された放射線が照射される撮影部位毎または患者毎に第１の強度を変更することができる。【００１６】
本開示の放射線検出装置は、第１の強度で放射線を出力させた後、第１の強度よりも小さい第２の強度で放射線を出力する放射線出力装置から出力された放射線を検出する放射線画像検出器と、放射線画像検出器を制御する検出制御部と、放射線出力装置から放射線が出力されたか否かを認識する認識部とを備え、認識部が、予め設定された検出期間内において、放射線出力装置から出力された第１の強度の放射線の検出信号が予め設定された閾値条件を満たすことを認識することによって、放射線出力装置から放射線が出力されたことを認識し、検出制御部が、認識部によって放射線の出力が認識された時点に基づいて放射線画像検出器を制御することにより、被写体を透過した放射線の照射によって発生した電荷信号の蓄積を開始する。【００１７】
また、上記本開示の放射線検出装置において、認識部は、放射線画像検出器から出力された放射線検出信号に基づいて、予め設定された閾値条件を満たすことを認識することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本開示の放射線検出システム、放射線出力装置並びに放射線検出装置によれば、放射線出力装置が、放射線の出力開始時点から第２の強度よりも大きい第１の強度の放射線を出力し、放射線検出装置が、第１の強度の放射線に応じた放射線検出信号が、予め設定された閾値条件を満たしているか否かを認識することによって、放射線出力装置から放射線が出力されたことを認識するようにした。これにより、放射線検出装置において、放射線出力装置から出力された放射線を検出した放射線検出信号とノイズとの判別を容易に行うことができ、放射線出力装置からの放射線の出力開始を高精度に検出することができる
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本開示の放射線検出システムの一実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本開示の放射線出力装置の一実施形態から出力される放射線の一例を示す図である。
【図３】放射線画像検出器の動作制御を説明するための図である。
【図４】本開示の放射線検出システムの一実施形態の作用を説明するためのフローチャートである。
【図５】本開示の放射線検出システムのその他の実施形態の概略構成を示すブロック図である。
【図６】撮影部位と放射線の出力開始時の第１の強度とを対応づけたテーブルを示す図である。
【図７】患者情報と放射線の出力開始時の第１の強度とを対応づけたテーブルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本開示の放射線検出システム、放射線出力装置および放射線検出装置の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態の放射線検出システムの概略構成を示すブロック図である。
【００２１】
本実施形態の放射線検出システム１は、図１に示すように、放射線出力装置１０と、放射線検出装置２０とを備えている。放射線出力装置１０は可搬型であることが好ましく、放射線検出装置２０も可搬型のカセッテであることが好ましい。ただし、本開示は、可搬型の放射線検出システムに限らず、立位状態の被写体を撮影する放射線検出システムおよび臥位状態の被写体を撮影する放射線検出システムなど設置型の放射線検出システムにも適用可能である。
【００２２】
放射線出力装置１０は、患者などの被写体Ｍに向けて放射線を出力するものであり、放射線を発生する放射線発生部１１と、放射線の出力を制御する出力制御部１２と、記憶部１３とを備えている。
【００２３】
放射線発生部１１は、Ｘ線管などの放射線源を備えたものであり、高圧電圧の印加によって放射線を発生するものである。
【００２４】
出力制御部１２は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）などを備えたものであり、放射線出力装置１０からの放射線の出力を制御するものである。具体的には、出力制御部１２は、放射線発生部１１に印可される管電圧および管電流を制御するものであり、管電圧または管電流を制御することによって、放射線発生部１１から出射される放射線の強度および出射時間を制御するものである。
【００２５】
そして、出力制御部１２は、放射線出力装置１０から放射線の出力が開始されたことを放射線検出装置２０に認識させるため、放射線発生部１１を制御することによって、放射線の出力開始時点から第１の強度で放射線を出力させた後、第２の強度で放射線を出力させるものである。
【００２６】
本実施形態の出力制御部１２は、たとえば図２に示すように、第１の強度Ｘ１の放射線を出力させた後、第２の強度Ｘ２の放射線を出力させるものである。第１の強度Ｘ１は、第２の強度Ｘ２よりも大きくなるように設定されている。そして、第１の強度Ｘ１は、放射線検出装置２０における後述する認識部２３に予め設定された閾値条件を満たす強度に設定されている。なお、この閾値条件を満たす強度については、後で詳述する。
【００２７】
第１の強度Ｘ１および第２の強度Ｘ２の具体的な例としては、たとえば放射線発生部１１の管電圧を７０ｋＶとし、管電流を１０ｍＡとして第１の強度Ｘ１の放射線を１ｍｓだけ出力させた後、管電圧は７０ｋＶのままで管電流を２ｍＡとして第２の強度Ｘ２の放射線を出力させるようにすればよい。
【００２８】
なお、第１の強度Ｘ１、第１の強度Ｘ１の出力期間および第２の強度Ｘ２については、上記の例に限られるものではない。また、第１の強度Ｘ１の放射線の出力期間については、放射線発生部１１の劣化の観点から、１０μｓ〜１ｍｓであることが好ましい。
【００２９】
また、出力制御部１２が、第１の強度Ｘ１の変更を受け付けることにより、第１の強度Ｘ１を変更可能としてもよい。たとえば病院毎または診療科毎あるいは技師毎に第１の強度Ｘ１を変更するようにしてもよい。
【００３０】
記憶部１３は、上述した放射線の第１の強度Ｘ１、第１の強度Ｘ１の出力期間および第２の強度Ｘ２の情報を記憶するものである。記憶部１３は、半導体メモリまたはレジスタなどから構成されるものである。出力制御部１２は、記憶部１３に記憶された情報に基づいて放射線発生部１１を制御することによって、第１の強度Ｘ１および第２の強度Ｘ２の放射線を出力させるものである。
【００３１】
放射線検出装置２０は、放射線画像検出器２１と、検出制御部２２と、認識部２３とを備えている。
【００３２】
放射線画像検出器２１は、放射線出力装置１０から出力され、被写体Ｍを透過した放射線を検出し、放射線検出信号を出力するものである。放射線画像検出器２１としては、たとえば、入射した放射線を可視光に変換するシンチレータ（蛍光体）およびＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス基板を備えたものを用いることができる。なお、放射線画像検出器２１は、これに限らず、入射した放射線を電荷信号に直接変換する、いわゆる直接変換方式の放射線画像検出器を用いるようにしてもよい。なお、本実施形態においては、放射線画像検出器２１が、本開示の検出部に相当するものである。
【００３３】
検出制御部２２は、たとえばＣＰＵなどを備えたものであり、放射線画像検出器２１の動作を制御するものである。放射線画像検出器２１の動作制御としては、図３に示すように準備動作制御と、電荷蓄積制御と、読取制御とがある。
【００３４】
放射線画像検出器２１の準備動作制御の期間においては、放射線画像検出器２１に高圧電圧が印可され、放射線を検出可能な状態となる。そして、この準備動作制御の期間において、予め設定された検出周期（本開示の検出期間に相当する）で、放射線画像検出器２１から放射線検出信号が読み出され、認識部２３に出力される。
【００３５】
なお、準備動作制御の期間において放射線画像検出器２１から認識部２３に出力される放射線検出信号としては、放射線画像検出器２１における予め設定された１つの画素（検出素子）から出力された信号を用いるようにしてもよいし、一部の複数の画素から出力された信号の加算値、平均値または中央値などを用いるようにしてもよいし、全ての画素から出力された信号の加算値、平均値または中央値などを用いるようにしてもよい。
【００３６】
認識部２３は、上述した検出周期の間に入力された放射線検出信号が、予め設定された閾値条件を満たしていることを認識することによって、放射線出力装置１０から放射線が出力されたことを認識するものである。閾値条件としては、たとえば任意の時点において入力された放射線検出信号の大きさが予め設定された閾値以上であるか否かとしてもよいし、予め設定された期間（たとえば１検出周期）における放射線検出信号の時間積分値が予め設定された閾値以上であるか否かとしてもよい。上述した放射線の第１の強度Ｘ１および第１の強度Ｘ１の出力期間は、このような閾値条件を満たすように設定されている。
【００３７】
そして、放射線出力装置１０から放射線が出力されたことが認識部２３によって認識された場合には、認識部２３から検出制御部２２に対して認識信号が出力される。検出制御部２２は、認識信号が入力された時点から、電荷蓄積制御を開始する。具体的には、検出制御部２２は、放射線画像検出器２１を制御し、被写体Ｍを透過した放射線の照射によって発生した電荷の蓄積を開始させる。この電荷の蓄積は、予め設定された本照射の期間だけ行われる。
【００３８】
そして、検出制御部２２は、本照射の期間が終了した時点から、読取制御を開始する。具体的には、検出制御部２２は、放射線画像検出器２１を制御し、本照射の期間に蓄積された電荷信号の読み出しを開始する。放射線画像検出器２１から読み出された電荷信号に応じた放射線検出信号は、放射線検出装置２０内に設けられたメモリなどの記憶媒体に記憶される。記憶媒体に記憶された放射線検出信号は、所定の信号処理が施された後、コンソールなどの装置に出力される。
【００３９】
次に、本実施形態の放射線検出システムの作用について、図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００４０】
まず、放射線検出装置２０において、検出制御部２２の制御によって、放射線画像検出器２１の準備動作が開始される（Ｓ１０）。
【００４１】
そして、放射線画像検出器２１に対して所定の位置に被写体Ｍが設置された後、技師などによって放射線曝射指示が入力され、この放射線曝射指示に応じて放射線出力装置１０から放射線の出力が開始される（Ｓ１２）。
【００４２】
放射線出力装置１０は、放射線の出力開始時点から上述した第１の強度Ｘ１の放射線を出力し、この第１の強度Ｘ１の放射線が放射線検出装置２０の放射線画像検出器２１によって検出される。放射線画像検出器２１から出力された放射線検出信号は、認識部２３に入力され、認識部２３は、第１の強度Ｘ１の放射線に応じた放射線検出信号が、予め設定された閾値条件を満たしているか否かを認識し、認識された場合には（Ｓ１４，ＹＥＳ）、その認識信号を検出制御部２２に出力する。
【００４３】
放射線出力装置１０は、上述した第１の強度Ｘ１の放射線を出力した後、第２の強度Ｘ２の放射線を出力することによって本照射を開始し、一方、放射線検出装置２０の検出制御部２２は、上記認識信号が入力された時点から、放射線画像検出器２１を制御し、電荷蓄積動作を開始する（Ｓ１６）。
【００４４】
そして、予め設定された本照射の期間だけ放射線が出力された時点において（Ｓ１８，ＹＥＳ）、放射線出力装置１０は放射線の出力を停止し、一方、放射線検出装置２０の検出制御部２２は、放射線画像検出器２１の読取動作を開始する（Ｓ２０）。
【００４５】
そして、放射線画像検出器２１から出力された放射線検出信号は、メモリなどの記憶媒体に記憶される（Ｓ２２）。
【００４６】
上記実施形態の放射線検出システム１によれば、放射線出力装置１０が、放射線の出力開始時点から第２の強度Ｘ２より大きい第１の強度Ｘ１の放射線を出力し、放射線検出装置２０が、第１の強度Ｘ１の放射線に応じた放射線検出信号が、予め設定された閾値条件を満たしているか否かを認識することによって、放射線出力装置１０から放射線が出力されたことを認識するようにした。したがって、放射線出力装置１０から出力された放射線を検出した放射線検出信号とノイズとの判別を容易に行うことができ、放射線出力装置１０からの放射線の出力開始を高精度に検出することができる。
【００４７】
なお、上記実施形態の放射線検出システム１においては、認識部２３が放射線の出力を認識する際、放射線画像検出器２１から出力された放射線検出信号を用いるようにしたが、これに限らず、図５に示すように、放射線画像検出器２１とは別に、放射線出力装置１０から出力された放射線を検出する検出部２４を設け、認識部２３が、検出部２４から出力された放射線検出信号を用いて、放射線の出力を認識するようにしてもよい。
【００４８】
また、上述した放射線の第１の強度Ｘ１については、放射線が照射される撮影部位毎または患者毎に変更するようにしてもよい。具体的には、図６に示すような撮影部位と第１の強度とを対応付けたテーブルを設けたり、図７に示すような患者と第１の強度とを対応付けたテーブルを設けたりし、これらのテーブルを参照して第１の強度Ｘ１を変更するようにしてもよい。このように第１の強度Ｘ１を変更することによって、患者の被爆量が無駄に増えることを防止することができる。
【００４９】
日本出願２０１７−０３６３６３の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
【００５０】
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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