(57)【要約】      （修正有）【課題】静止画と動画の放射線画像の撮影を可能としつつも装置の小型化軽量化を図る。【解決手段】放射線入射面Ｒを有する筐体２と、筐体内に収納され、二次元状に配列された複数の放射線検出素子を備える検出部Ｐとを備える放射線画像撮影装置１において、筐体に対して、静止画の撮影に適した機能部を有する静止画用モジュール４０と動画像の撮影に適した機能部を有する動画用モジュール５０とが着脱可能であって、交換により一方のみが接続可能であることを特徴とする放射線画像撮影装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線入射面を有する筐体と、
前記筐体内に収納され、二次元状に配列された複数の放射線検出素子を備える検出部とを備える放射線画像撮影装置において、
前記筐体に対して、静止画の撮影に適した機能部を有する静止画用モジュールと動画像の撮影に適した機能部を有する動画用モジュールとが着脱可能であって、交換により一方のみが装着可能であることを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項２】
前記静止画用モジュールは、
放射線画像の静止画の読み取り制御を行う静止画用制御部と、
静止画の読み取りに基づく画像データを外部に送信する無線通信部と、
装置各部に電力を供給する蓄電体とを含むことを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影装置。
【請求項３】
前記動画用モジュールは、
放射線画像の動画の読み取り制御を行う動画用制御部と、
動画の読み取りに基づく画像データを外部に送信する有線通信部と、
装置外部からケーブルで給電されると共に、装置各部に電力を供給する有線電源供給部とを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の放射線画像撮影装置。
【請求項４】
静止画の撮影時の前記検出部の出力をアナログからデジタルに変換する第一のＡ／Ｄ変換器を前記検出部の読み取り回路又は前記静止画用モジュールに設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項５】
動画の撮影時の前記検出部の出力をアナログからデジタルに変換する前記第一のＡ／Ｄ変換器よりも処理速度の早い第二のＡ／Ｄ変換器を前記動画用モジュールに設けたことを特徴とする請求項４記載の放射線画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、必要に応じて静止画と動画とについて放射線画像の撮影を行うことが可能な放射線画像撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療用の放射線画像を取得する手段として、いわゆるフラットパネルディテクタ（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）と呼ばれる放射線検出素子を２次元的に配置した放射線画像形成装置が知られている。このような放射線画像形成装置には、放射線検出素子として、光導電物質を用いて放射線エネルギーを直接電荷に変換し、この電荷を２次元的に配置された信号読出し用のスイッチ素子によって画素単位に電気信号として読み出すものが知られている。そして、このＦＰＤは薄型化によって持ち運びが容易になり、据え置き型に比べて、使用時の配置や向きについて制限がなく、多彩な撮影を行うことが可能となっている。
【０００３】
ところで、ＦＰＤは、上述のように、多彩な撮影が可能となったが、近年は、動画による放射線画像の撮影の要望も高まっており、必要に応じて、静止画と動画のそれぞれについて放射線画像の撮影が可能な放射線画像撮影装置が開発されるに至っている。
この従来の放射線画像撮影装置は、基本構成において静止画像による放射線画像の撮影が可能であり、さらに、付加機能モジュールを追加装備することにより動画撮影が可能となるというものである（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０８３０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の放射線画像撮影装置は、基本構成として静止画像撮影のための構成を備え、動画の撮影の際には、新たに付加機能モジュールを追加装備することから、動画撮影時に、静止画像を撮影するための構成も具備した状態であり、このため、装置の大型化及び重量の増加を生じるという問題があった。
一方、小型軽量化のために、装置の各構成について小型のものを使用することも考えられるが、動画の撮影時には、処理の高速化、データの送信量の増大化、消費電力の増加等、種々の問題があり、小型の構成では、動画撮影に必要な性能を維持できないという問題があった。
さらに、静止画像撮影のための構成を基本構成として、動画用の付加機能モジュールを追加装備する方法を採る場合、静止画用の構成の少なくとも一部については使用しないものが存在することとなり、動画撮影時には、不要な構成が発生する場合がある、という問題があった。
【０００６】
本発明は、必要に応じて動画と静止画とが撮影可能であって小型軽量化を図ることが可能な放射線画像撮影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】
【０００７】
前記の問題を解決するために、本発明の放射線画像撮影装置は、
放射線入射面を有する筐体と、
前記筐体内に収納され、二次元状に配列された複数の放射線検出素子を備える検出部とを備える放射線画像撮影装置において、
前記筐体に対して、静止画の撮影に適した機能部を有する静止画用モジュールと動画像の撮影に適した機能部を有する動画用モジュールとが着脱可能であって、交換により一方のみが装着可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記発明では、放射線画像撮影装置は、その筐体に静止画用モジュールと動画用モジュールとを選択的に装着可能とし、これらのモジュールを交換接続可能としたので、必要に応じて、静止画と動画の放射線画像を選択して撮影することが可能である。
そして、静止画用モジュールと動画用モジュールとは、いずれか一方のみが選択的に装着されるので、静止画の撮影の際には、静止画撮影に適した構成を具備し、動画の撮影の際には、動画撮影に適した構成を具備する状態となるので、放射線画像撮影装置は、静止画と動画の撮影の重複した構成の搭載を回避することができ、装置の小型化及び軽量化を図ることが可能となる。
なお、動画用モジュールは動画の撮影により好適ではあるが、その構成は一般的に静止画の撮影も可能であり、動画用モジュールの搭載時に静止画の撮影を配除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】発明の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の外観斜視図である。
【図２】静止画用モジュールを装着した放射線画像撮影装置のブロック構成図である。
【図３】動画用モジュールを装着した放射線画像撮影装置のブロック構成図である。
【図４】図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図５】放射線画像撮影装置が備える基板表面の構成を示す平面図である。
【図６】図５の基板上の小領域に形成された光電変換素子と薄膜トランジスタ等の構成を示す拡大図である。
【図７】ＣＯＦやＰＣＢ基板などが取り付けられた基板を説明する図である。
【図８】図８（Ａ）はゲートＩＣが搭載されたＣＯＦの取り付け状態を示す図であり、図８（Ｂ）は読み出しＩＣが搭載されたＣＯＦの取り付け状態を示す図である。
【図９】静止画用モジュールの装着状態における放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。
【図１０】動画用モジュールの装着状態における放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。
【図１１】静止画用モジュールの装着状態における検出部を構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。
【図１２】動画用モジュールの装着状態における検出部を構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。
【図１３】放射線画像撮影システムのシステム構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る放射線画像撮影装置１の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
なお、以下の説明では、放射線画像撮影装置１が、シンチレータ等を備え、照射された放射線を可視光等の他の波長の電磁波に変換して電気信号を得るいわゆる間接型の放射線画像撮影装置である場合について説明するが、本発明は、直接型の放射線画像撮影装置に対しても適用することが可能である。また、放射線画像撮影装置１が可搬型である場合について説明するが、支持台等と一体的に形成された放射線画像撮影装置に対しても適用することは可能である。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観斜視図であり、図２は後述する静止画用モジュール４０を装着した状態におけるブロック構成図、図３は後述する動画用モジュール５０を装着した状態におけるブロック構成図、図４は、図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【００１３】
（放射線画像撮影装置の概略構成）
放射線画像撮影装置１は、放射線入射面Ｒを有する筐体２と、筐体２の内部に収納され、二次元状に配列された複数の放射線検出素子７からなる検出部Ｐが形成された基板４と、静止画の撮影に適した機能部を有する静止画用モジュール４０と、動画像の撮影に適した機能部を有する動画用モジュール５０とを備え、静止画用モジュール４０と動画用モジュール５０とは、筐体２の装着部２Ｃに対して択一的に装着することが可能となっている。
【００１４】
上記筐体２は、平面視で略矩形上であり、その上面が放射線入射面Ｒとなっており、その下面の一角には矩形上の凹部が形成され、当該凹部が静止画用モジュール４０又は動画用モジュール５０の装着部２Ｃとなっている。この装着部２Ｃには、静止画用モジュール４０又は動画用モジュール５０を装着保持する図示しないラッチ機構が設けられており、図２及び図３に示す圧着式の第１と第２のコネクタ２６，２７の双方に静止画用モジュール４０又は動画用モジュール５０が圧接するように、保持を行う構造となっている。なお、このラッチ機構は、手動操作により、装着部２Ｃに対する静止画用モジュール４０又は動画用モジュール５０の着脱が可能となっている。
【００１５】
静止画用モジュール４０は、図２に示すように、装着部２Ｃに嵌合するサイズの矩形のモジュール筐体４１と、放射線画像撮影装置１の全体に対して静止画の放射線画像の撮影制御を行う静止画用制御部としての制御基板４２と、蓄電体であるバッテリ４３を電源として放射線画像撮影装置１の各部に電源供給を行う静止画用電源基板４４と、検出部Ｐを制御するために前述した第１のコネクタ２６に接続される第１のモジュール側コネクタ４５と、検出部Ｐからの検出出力を受信するために前述した第２のコネクタ２７に接続される第２のモジュール側コネクタ４６と、第１のモジュール側コネクタ４５、第２のモジュール側コネクタ４６をそれぞれ保持する接続基板４５Ａ，４６Ａと、静止画の撮影画像データをアンテナ４７Ａを介して外部に無線出力する無線通信部としての無線モジュール４７と、図示しない充電装置からバッテリ４１に電力を供給してバッテリ４１を充電する際の接続端子４８とを備えている。
なお、上記制御基板４２、バッテリ４３、静止画用電源基板４４、無線モジュール４７は、静止画の撮影に適した機能部に相当する構成である。
【００１６】
動画用モジュール５０は、図３に示すように、装着部２Ｃに嵌合するサイズの矩形のモジュール筐体５１と、放射線画像撮影装置１の全体に対して動画の放射線画像の撮影制御を行う動画用制御部としての制御基板５２と、撮影制御により得られた画像データに対して画像処理を行う動画像処理部５３と、外部から電源ケーブル５４Ａにて給電されて放射線画像撮影装置１の各部に電源供給を行う動画用電源基板５４と、検出部Ｐを制御するために前述した第１のコネクタ２６に接続される第１のモジュール側コネクタ５５と、検出部Ｐからの検出出力を受信するために前述した第２のコネクタ２７に接続される第２のモジュール側コネクタ５６と、第１のモジュール側コネクタ５５、第２のモジュール側コネクタ５６をそれぞれ保持する接続基板５５Ａ，５６Ａと、動画の撮影画像データを通信ケーブル５７Ａを介して外部に出力する有線通信部としての高速通信処理部５７と、検出部Ｐからのアナログ出力をデジタル化する第二のＡ／Ｄ変換器としての高速Ａ／Ｄ変換器５８とを備えている。
なお、上記制御基板５２、動画像処理部５３、動画用電源基板５４、高速通信処理部５７、高速Ａ／Ｄ変換器５８は、動画の撮影に適した機能部に相当する構成である。
【００１７】
次に、各部を詳細に説明する。
筐体２は、少なくとも放射線入射面Ｒが放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されている。なお、図１や図４では、筐体２がフレーム板２Ａとバック板２Ｂとで形成された、いわゆる弁当箱型である場合が示されているが、筐体２を一体的に角筒状に形成した、いわゆるモノコック型とすることも可能である。
【００１８】
また、図４に示すように、筐体２の内部には、基板４の下方側に図示しない鉛の薄板等を介して基台３１が配置され、基台３１には、緩衝部材３４や後述するゲートＩＣ接続基板３２と読み出しＩＣ接続基板３３（図８（Ｂ）参照）が取り付けられている。なお、本実施形態では、基板４やシンチレータ３の放射線入射面Ｒには、それらを保護するためのガラス基板３５が配設されている。
また、静止画用モジュール４０又は動画用モジュール５０は、装着状態において、基板４の下側に配設される。
【００１９】
シンチレータ３は、基板４の後述する検出部Ｐに貼り合わされるようになっている。シンチレータ３は、例えば、蛍光体を主成分とし、放射線の入射を受けると３００〜８００ｎｍの波長の電磁波、すなわち可視光を中心とした電磁波に変換して出力するものが用いられる。
【００２０】
基板４は、本実施形態では、ガラス基板で構成されており、図５に示すように、基板４のシンチレータ３に対向する側の面４ａ上には、複数の走査線５と複数の信号線６とが互いに交差するように配設されている。基板４の面４ａ上の複数の走査線５と複数の信号線６により区画された各小領域ｒには、放射線検出素子７がそれぞれ設けられている。
【００２１】
このように、走査線５と信号線６で区画された各小領域ｒに二次元状に配列された複数の放射線検出素子７が設けられた領域ｒ全体、すなわち図５に一点鎖線で示される領域が検出部Ｐとされている。
【００２２】
本実施形態では、放射線検出素子７としてフォトダイオードが用いられているが、この他にも例えばフォトトランジスタ等を用いることも可能である。各放射線検出素子７は、図５や図６の拡大図に示すように、スイッチ素子であるＴＦＴ８のソース電極８ｓに接続されている。また、ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄは信号線６に接続されている。
【００２３】
そして、ＴＦＴ８は、後述する走査駆動手段１５により、接続された走査線５にオン電圧が印加され、ゲート電極８ｇにオン電圧が印加されるとオン状態となり、放射線検出素子７内で発生し蓄積されている電荷を信号線６に放出させるようになっている。また、ＴＦＴ８は、接続された走査線５にオフ電圧が印加され、ゲート電極８ｇにオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、放射線検出素子７から信号線６への電荷の放出を停止して、放射線検出素子７内で発生した電荷を放射線検出素子７内に保持して蓄積させるようになっている。
【００２４】
ここで、本実施形態における放射線検出素子７やＴＦＴ８の構造について、図７に示す断面図を用いて簡単に説明する。図７は、図６におけるＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【００２５】
基板４の面４ａ上に、ＡｌやＣｒ等からなるＴＦＴ８のゲート電極８ｇが走査線５と一体的に積層されて形成されており、ゲート電極８ｇ上および面４ａ上に積層された窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなるゲート絶縁層８１上のゲート電極８ｇの上方部分に、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等からなる半導体層８２を介して、放射線検出素子７の第１電極７４と接続されたソース電極８ｓと、信号線６と一体的に形成されるドレイン電極８ｄとが積層されて形成されている。
【００２６】
ソース電極８ｓとドレイン電極８ｄとは、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなる第１パッシベーション層８３によって分割されており、さらに第１パッシベーション層８３は両電極８ｓ、８ｄを上側から被覆している。また、半導体層８２とソース電極８ｓやドレイン電極８ｄとの間には、水素化アモルファスシリコンにVI族元素をドープしてｎ型に形成されたオーミックコンタクト層８４ａ、８４ｂがそれぞれ積層されている。以上のようにしてＴＦＴ８が形成されている。
【００２７】
また、放射線検出素子７の部分では、基板４の面４ａ上に前記ゲート絶縁層８１と一体的に形成される絶縁層７１の上にＡｌやＣｒ等が積層されて補助電極７２が形成されており、補助電極７２上に前記第１パッシベーション層８３と一体的に形成される絶縁層７３を挟んでＡｌやＣｒ、Ｍｏ等からなる第１電極７４が積層されている。第１電極７４は、第１パッシベーション層８３に形成されたホールＨを介してＴＦＴ８のソース電極８ｓに接続されている。
【００２８】
第１電極７４の上には、水素化アモルファスシリコンにVI族元素をドープしてｎ型に形成されたｎ層７５、水素化アモルファスシリコンで形成された変換層であるｉ層７６、水素化アモルファスシリコンにIII族元素をドープしてｐ型に形成されたｐ層７７が下方から順に積層されて形成されている。
【００２９】
放射線画像撮影装置１の筐体２の放射線入射面Ｒから放射線が入射し、シンチレータ３で可視光等の電磁波に変換され、変換された電磁波が図中上方から照射されると、電磁波は放射線検出素子７のｉ層７６に到達して、ｉ層７６内で電子正孔対が発生する。放射線検出素子７は、このようにして、シンチレータ３から照射された電磁波を電荷に変換するようになっている。
【００３０】
また、ｐ層７７の上には、ＩＴＯ等の透明電極とされた第２電極７８が積層されて形成されており、照射された電磁波がｉ層７６等に到達するように構成されている。本実施形態では、以上のようにして放射線検出素子７が形成されている。なお、ｐ層７７、ｉ層７６、ｎ層７５の積層の順番は上下逆であってもよい。また、本実施形態では、放射線検出素子７として、上記のようにｐ層７７、ｉ層７６、ｎ層７５の順に積層されて形成されたいわゆるｐｉｎ型の放射線検出素子を用いる場合が説明されているが、これに限定されない。
【００３１】
放射線検出素子７の第２電極７８の上面には、第２電極７８を介して放射線検出素子７にバイアス電圧を印加するバイアス線９が接続されている。なお、放射線検出素子７の第２電極７８やバイアス線９、ＴＦＴ８側に延出された第１電極７４、ＴＦＴ８の第１パッシベーション層８３等、すなわち放射線検出素子７とＴＦＴ８の上面部分は、その上方側から窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなる第２パッシベーション層７９で被覆されている。
【００３２】
図５や図６に示すように、本実施形態では、それぞれ列状に配置された複数の放射線検出素子７に１本のバイアス線９が接続されており、各バイアス線９はそれぞれ信号線６に平行に配設されている。また、各バイアス線９は、基板４の検出部Ｐの外側の位置で結線１０に結束されている。
【００３３】
本実施形態では、図５に示すように、各走査線５や各信号線６、バイアス線９の結線１０は、それぞれ基板４の端縁部付近に設けられた入出力端子（パッドともいう）１１に接続されている。各走査線５と結線１０の入出力端子１１には、図８（Ａ）に示すように、後述するゲートＩＣ１５ｃ等のチップがフィルム上に組み込まれたＣＯＦ（Chip On Film）１２の一端部が異方性導電接着フィルム（Anisotropic Conductive Film）や異方性導電ペースト（Anisotropic Conductive Paste）等の異方性導電性接着材料１３を介して接続されている。
このＣＯＦ１２は、基板４の裏面４ｂ側に引き回され、裏面４ｂ側で前述したゲートＩＣ接続基板３２に接続されるようになっている。
【００３４】
また、各信号線６の入出力端子１１には、図８（Ｂ）に示すように、後述する読み出しＩＣ１６のチップがフィルム上に組み込まれたＣＯＦ２３の一端部が異方性導電接着フィルムや異方性導電ペースト等の異方性導電性接着材料１３を介して接続されている。
このＣＯＦ２３は、基板４の裏面４ｂ側に引き回され、裏面４ｂ側で前述した読み出しＩＣ接続基板３３に接続されるようになっている。このようにして、放射線画像撮影装置１の基板４部分が形成されている。
【００３５】
また、図２及び図３に示すように、ゲートＩＣ接続基板３２は、配線を束ねたケーブル２４により筐体２の装着部２Ｃにおける一方の内側壁に設けられた第１のコネクタ２６に接続されている。これにより、静止画用モジュール４０又は動画用モジュール５０から基板４上の各放射線検出素子７に対するバイアス電圧の印加及びＴＦＴ８のゲート電極８ｇへの電圧印加を行うことが可能となっている。
【００３６】
また、読み出しＩＣ接続基板３３は、配線を束ねたケーブル２５により筐体２の装着部２Ｃにおける他方の内側壁に設けられた第２のコネクタ２７に接続されている。これにより、静止画用モジュール４０又は動画用モジュール５０において基板４上の各放射線検出素子７による放射線量に応じた電荷の検出を行うことが可能となっている。
【００３７】
ここで、放射線画像撮影装置１の回路構成について説明する。図９は静止画用モジュール４０を装着した場合における放射線画像撮影装置１の等価回路を表すブロック図であり、図１０は動画用モジュール５０を装着した場合における放射線画像撮影装置１の等価回路を表すブロック図であり、図１１は静止画用モジュール４０を装着した場合における検出部Ｐを構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図であり、図１２は動画用モジュール５０を装着した場合における検出部Ｐを構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。
なお、以下の説明では、原則として静止画用モジュール４０を装着した場合を例に説明し、静止画用モジュール４０の構成と同じ働きをする動画用モジュール５０の構成についてはカッコ書きで示すものとする。
【００３８】
前述したように、基板４の検出部Ｐの各放射線検出素子７は、その第２電極７８にそれぞれバイアス線９が接続されており、各バイアス線９は結線１０に結束されてバイアス電源４４Ｂ（５４Ｂ）に接続されている。バイアス電源４４Ｂ（５４Ｂ）は、結線１０および各バイアス線９を介して各放射線検出素子７の第２電極７８にそれぞれバイアス電圧を印加するようになっている。また、バイアス電源４４Ｂ（５４Ｂ）は、後述する制御基板４２（５２）に接続されており、制御基板４２（５２）は、バイアス電源４４Ｂ（５４Ｂ）から各放射線検出素子７に印加するバイアス電圧を制御するようになっている。
【００３９】
図９乃至図１２に示すように、本実施形態では、放射線検出素子７のｐ層７７側（図７参照）に第２電極７８を介してバイアス線９が接続されていることからも分かるように、バイアス電源４４Ｂ（５４Ｂ）からは、放射線検出素子７の第２電極７８にバイアス線９を介してバイアス電圧として放射線検出素子７の第１電極７４側にかかる電圧以下の電圧（すなわちいわゆる逆バイアス電圧）が印加されるようになっている。
【００４０】
各放射線検出素子７の第１電極７４はＴＦＴ８のソース電極８ｓ（図９乃至図１２中ではＳと表記されている。）に接続されており、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇ（図９乃至図１２中ではＧと表記されている。）は、後述する走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから延びる走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにそれぞれ接続されている。また、各ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄ（図９乃至図１２中ではＤと表記されている。）は各信号線６にそれぞれ接続されている。
【００４１】
走査駆動手段１５は、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧の間で切り替えて各ＴＦＴ８のオン状態とオフ状態とを切り替えるゲートドライバ１５ｂを備え、静止画用モジュール４０の静止画用電源基板４４（又は動画用モジュール５０の動画用電源基板５４）に搭載された電源回路４４Ａ（５４Ａ）から配線１５ｄを介してオン電圧とオフ電圧が供給されるようになっている。本実施形態では、ゲートドライバ１５ｂは、ＣＯＦ１２に設けられた複数の前述したゲートＩＣ１５ｃが並設されて構成されている。
【００４２】
図９乃至図１２に示すように、各信号線６は、読み出しＩＣ１６内に形成された各読み出し回路１７にそれぞれ接続されている。なお、本実施形態では、読み出しＩＣ１６は複数設けられ、一つの読み出しＩＣ１６で複数の信号線６（例えば128本）に対する処理を行い、また、各読み出しＩＣ１６には、１本の信号線６につき１個ずつ読み出し回路１７が設けられている。また、この読み出しＩＣ１６は、一つのＣＯＦ２３につき一つの読み出しＩＣ１６が設けられていることから、ＣＯＦ２３も読み出しＩＣ１６と同数が放射線画像撮影装置１に搭載されているが、図２及び図３では簡略的に一つのみを図示している。
【００４３】
読み出し回路１７は、増幅回路１８と相関二重サンプリング回路１９等で構成されている。読み出しＩＣ１６内には、さらに、アナログマルチプレクサ２１と、第一のＡ／Ｄ変換器としてのＡ／Ｄ変換器２０とが設けられている。なお、図９乃至図１２中では、相関二重サンプリング回路１９はＣＤＳと表記されている。また、図１１及び図１２中では、アナログマルチプレクサ２１は省略されている。
【００４４】
本実施形態では、増幅回路１８はチャージアンプ回路で構成されており、オペアンプ１８ａと、オペアンプ１８ａにそれぞれ並列にコンデンサ１８ｂおよび電荷リセット用スイッチ１８ｃが接続されて構成されている。また、増幅回路１８には、静止画用モジュール４０の静止画用電源基板４４（又は動画用モジュール５０の動画用電源基板５４）に搭載された、増幅回路１８に電力を供給するための電源供給部４４Ｃ（５４Ｃ）が接続されている。
【００４５】
また、増幅回路１８のオペアンプ１８ａの入力側の反転入力端子には信号線６が接続されており、増幅回路１８の入力側の非反転入力端子には基準電位Ｖ０が印加されるようになっている。なお、基準電位Ｖ０は適宜の値に設定され、本実施形態では、例えば０［Ｖ］が印加されるようになっている。
【００４６】
また、増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃは、制御基板４２（５２）に接続されており、制御基板４２（５２）によりオン／オフが制御されるようになっている。各放射線検出素子７からの画像データＤの読み出し処理時に、電荷リセット用スイッチ１８ｃがオフの状態で放射線検出素子７のＴＦＴ８がオン状態とされると、各放射線検出素子７から放出された電荷が信号線６を介してコンデンサ１８ｂに流入して蓄積され、蓄積された電荷量に応じた電圧値がオペアンプ１８ａの出力側から出力されるようになっている。
【００４７】
増幅回路１８は、このようにして、各放射線検出素子７から出力された電荷量に応じて電圧値を出力して電荷電圧変換するようになっている。また、電荷リセット用スイッチ１８ｃがオン状態とされると、増幅回路１８の入力側と出力側とが短絡されてコンデンサ１８ｂに蓄積された電荷が放電されて増幅回路１８がリセットされるようになっている。なお、増幅回路１８を、放射線検出素子７から出力された電荷に応じて電流を出力するように構成することも可能である。
【００４８】
増幅回路１８の出力側には、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）１９が接続されている。相関二重サンプリング回路１９は、本実施形態では、サンプルホールド機能を有しており、この相関二重サンプリング回路１９におけるサンプルホールド機能は、制御基板４２（５２）から送信されるパルス信号によりそのオン／オフが制御されるようになっている。
【００４９】
そして、制御基板４２（５２）は、放射線画像撮影後の各放射線検出素子７からの画像データＤの読み出し処理においては、増幅回路１８や相関二重サンプリング回路１９を制御して、各放射線検出素子７に蓄積され、読み出し処理の際に各放射線検出素子７から放出された電荷を増幅回路１８で電荷電圧変換させ、電荷電圧変換された電圧値を相関二重サンプリング回路１９でサンプリングさせて画像データＤとして下流側に出力させるようになっている。
【００５０】
静止画用モジュール４０の装着時には、相関二重サンプリング回路１９から出力された各放射線検出素子７の画像データＤは、アナログマルチプレクサ２１（図９参照）に送信され、アナログマルチプレクサ２１から順次Ａ／Ｄ変換器２０に送信される。そして、各放射線検出素子７の画像データＤは、Ａ／Ｄ変換器２０で順次デジタル値の画像データＤに変換されて記憶手段４０に出力されて順次保存されるようになっている。
なお、上記Ａ／Ｄ変換回路２０はバッテリ４３の電力消費を抑えるために省電力型のものが使用されている。また、このＡ／Ｄ変換回路２０は、ＣＯＦ２３に設けられた読み出しＩＣ１６に搭載されているが、これに限らず、例えば、静止画用モジュール４０内の接続基板４６Ａ等に搭載しても良い。
【００５１】
一方、動画撮影時は静止画撮影時に比べてより高速なデータ処理が要求されるので、ＣＯＦ２３には、Ａ／Ｄ変換回路２０を経由しないで直接、動画用モジュール５０にアナログの画像データＤを送り込むデータ経路が予め用意されている。そして、動画用モジュール５０の接続基板５６Ａには、Ａ／Ｄ変換回路２０よりも電力消費量が大きいが処理速度の速い高速Ａ／Ｄ変換器５８が読み出しＩＣ１６と同数だけ搭載されており、より高速でＡ／Ｄ変換してデータ保存を行うことが可能としている。
【００５２】
次に、静止画用モジュール４０の各構成について説明する。
図１及び図２に示すように、静止画用モジュール４０の筐体４１は、前述した筐体２と同一素材でモノコック構造を採っており、その一側面が開口して図示しない蓋が設けられている。これにより、その内部構成の組み込み及びバッテリ４３の交換を可能としている。
また、図１に示すように、筐体４１の装着時に外側を向く側面部分には、電源スイッチ４１ＡやＬＥＤ等で構成されたインジケータ４１Ｂが設けられている。
【００５３】
制御基板４２は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピュータや、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等により構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。
そして、制御基板４２は、一般的な放射線画像における静止画像の撮影制御を実行する。即ち、各放射線検出素子７のリセット処理を行った上で、放射線の照射により各放射線検出素子７に蓄積された電荷の読み出し処理を行い、各読み出しＩＣ１６から入力される画像データＤを制御基板４２に併設されたＤＲＡＭ（Dynamic ＲＡＭ）等で構成される記憶手段４９（図９参照）に格納する。
さらに、制御基板４２は、記憶手段４９内の画像データに対して圧縮処理を施した上で、無線モジュール４７を制御して圧縮された画像データを後述するコンソール１０１（図１３参照）に対して無線送信する処理を行う。
【００５４】
静止画用電源基板４４は、前述した電源回路４４Ａ、バイアス電源４４Ｂ及び電源供給部４４Ｃ等を備えると共に、電力の供給を必要とするその他の構成に対してバッテリ４３の出力電圧を適切な電圧に変換して供給する機能を備えている。
また、この静止画用電源基板４４は、接続端子４８から外部電力の供給を受けると、バッテリ４３に対して充電制御を行う充電回路も内蔵している。
また、上記接続端子４８は、図示しない充電ケーブルとの接続端子と図示しない充電用クレードルとの接続端子とを備えている。
充電用クレードルは、静止画用モジュール４０単体のみを着脱可能に保持することが可能となっており、静止画用モジュール４０単体を保持した状態で、接続端子４８の充電端子が充電用クレードル側の充電端子に接続される。これにより、静止画用モジュール４０単体に対して、充電用クレードルにより静止画用電源基板４４を通じてバッテリ４３の充電を行うことが可能となっている。
また、充電ケーブルを使用する場合には、静止画用モジュール４０を放射線画像撮影装置１に装着したままの状態で接続端子４８に充電用ケーブルを接続してバッテリ４３への充電を行うことも、また、静止画用モジュール４０単体の状態で接続端子４８に充電用ケーブルを接続してバッテリ４３の充電を行うことも可能である。
【００５５】
次に、動画用モジュール５０の各構成について説明する。
図１及び図３に示すように、動画用モジュール５０の筐体５１は、前述した筐体４１と同様の構造であり、その外側の側面部分には、電源スイッチ５１Ａやインジケータ５１Ｂが設けられている。
【００５６】
制御基板５２は、図示しないＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピュータや、ＦＰＧＡ等により構成されている。この制御基板５２も専用の制御回路で構成されていてもよい。
そして、制御基板５２は、単位時間あたり複数フレーム（例えば、30枚／秒）の連続的な撮影制御を実行する。このとき、個々のフレームの撮影における制御は静止画像の撮影制御とほぼ同様であるが、データの処理負荷を軽減するために間引き制御により１フレーム当たりの解像度を低減させて撮影制御を実行するようになっている。
【００５７】
また、制御基板５２では、撮影制御によって取得した動画像の画像データを制御基板５２に併設されたＤＲＡＭ等で構成される記憶手段５９（図１０参照）に格納する。
なお、動画用モジュール５０では、通信ケーブル５７Ａを介して大容量のデータ転送が可能な高速通信処理部５７を備えているので、撮影制御によって取得した動画像の画像データはそのまま外部に転送しても良いし、予め圧縮処理を行うように構成しても良い。
【００５８】
動画像処理部５３は、撮影制御によって取得される画像データに対してノイズ除去などのフィルタ処理を実行する。例えば、このフィルタ処理は、撮影と並行しても実行してもよく、その場合には、高速処理が要求されるため、所定のフィルタに特化した複数の積算器や積和演算器を装備したハードウェアを使用しても良い。
【００５９】
高速通信処理部５７は、前述したように、通信ケーブル５７Ａを介してデータ転送を行うものであり、大容量の画像データを高速で送信することが可能である。
この高速通信処理部５７の通信ケーブル５７Ａは、後述する中継器１１３（図１３参照）に接続されており、当該中継器１１３を通じてコンソール１０１へのデータ転送が可能となっている。
【００６０】
動画用電源基板５４は、前述した電源回路５４Ａ、バイアス電源５４Ｂ及び電源供給部５４Ｃ等を備えると共に、電力の供給を必要とするその他の構成に対して外部からの供給電圧を適切な電圧に変換して各構成に供給する機能を備えている。
また、前述したように、動画用モジュール５０は、ＣＯＦ２３に搭載されたＡ／Ｄ変換回路２０とは別に複数の高速Ａ／Ｄ変換器５８を接続基板５６Ａに備える等のように、省電力化よりも処理高速化を優先する構成をより多く具備するので、バッテリを使用せずに、中継器１１３に接続された電源ケーブル５４Ａにより外部から電力供給を受ける構成を採っている。かかる構成として場合でも、電源ケーブル５４Ａの届く範囲内であれば、放射線画像撮影装置１の可搬性が損なわれることはない。
【００６１】
次に、放射線画像撮影装置１を、図１３に示すような放射線画像撮影システム１００内に配置して使用する場合の例について説明する。ここでは、静止画用モジュール４０を装着した放射線画像撮影装置を１Ａとし、動画用モジュール５０を装着した放射線画像撮影装置を１Ｂとして説明する。
放射線画像撮影システム１００は、例えば、放射線画像撮影装置１Ａ及び１Ｂと、当該放射線画像撮影装置１と通信可能なコンソール１０１とを備えている。
【００６２】
図１３に示すように、放射線画像撮影装置１Ａ及び１Ｂは、例えば、放射線を照射して患者Ｍの一部である被写体（患者Ｍの撮影対象部位）の撮影を行う撮影室Ｒ１に設けられており、コンソール１０１は、この撮影室Ｒ１に対応して設けられている。
【００６３】
撮影室Ｒ１内には、放射線画像撮影装置１Ａ、１Ｂを装填・保持可能なカセッテ保持部１１１を備えるブッキー装置１１０、被写体（患者Ｍの撮影対象部位）に放射線を照射するＸ線管球等の放射線源（図示せず）を備える放射線発生装置１１２が設けられている。カセッテ保持部１１１は、撮影時に放射線画像撮影装置１Ａ又は１Ｂを装填するものである。
なお、図１３には撮影室Ｒ１内に臥位撮影用のブッキー装置１１０ａと立位撮影用のブッキー装置１１０ｂとがそれぞれ１つずつ設けられている場合を例示しているが、撮影室Ｒ１内に設けられるブッキー装置１１０の数は特に限定されない。
また、本実施形態では、ブッキー装置１１０ａには放射線画像撮影装置１Ａを装填し、ブッキー装置１１０ｂには放射線画像撮影装置１Ｂを装填した場合を例示したが、これに限らず、例えば、逆の構成としても良い。
【００６４】
また、撮影室Ｒ１は、放射線を遮蔽する室であり、無線通信用の電波も遮断されるため、撮影室Ｒ１内には、放射線画像撮影装置１Ａ及び１Ｂとコンソール１０１等の外部装置とが通信する際にこれらの通信を有線及び無線で中継することができる中継器１１３が設けられている。
【００６５】
また、本実施形態では、撮影室Ｒ１に隣接して前室Ｒ２が設けられている。前室Ｒ２には、放射線技師や医師等（以下「操作者」と称する。）が被写体に放射線を照射する放射線発生装置１１２の管電圧、管電流、照射野絞り等の制御を行ったり、ブッキー装置１１０の操作等を行う操作装置１１４が配置されている。
【００６６】
操作装置１１４にはコンソール１０１から放射線発生装置１１２の放射線照射条件を制御する制御信号が送信されるようになっており、放射線発生装置１１２の放射線照射条件は、操作装置１１４に送信されたコンソール１０１からの制御信号に応じて設定される。放射線照射条件としては、例えば、曝射開始／終了タイミング、放射線管電流の値、放射線管電圧の値、フィルタ種等がある。
【００６７】
放射線発生装置１１２には、操作装置１１４から放射線の曝射を指示する曝射指示信号が送信されるようになっており、放射線発生装置１１２は、曝射指示信号に従って放射線を予め設定された所定時間、所定のタイミングで照射するようになっている。
【００６８】
コンソール１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等で構成される制御部、記憶部、入力部、表示部、通信部（いずれも図示せず）等を備えるコンピュータである。
コンソール１０１は、放射線画像撮影装置１から送られた画像データに基づく画像を表示部に表示したり、この画像データに各種の画像処理を施すものである。
本実施形態において、コンソール１０１は、ネットワークＮを介して、ＨＩＳ／ＲＩＳ１２１、ＰＡＣＳサーバ１２２、イメージャ１２３等の外部装置と接続されるようになっている。
【００６９】
このような放射線画像撮影システム１００において、放射線画像撮影装置１Ａは、静止画の放射線画像撮影が行われ、放射線画像撮影装置１Ｂでは動画の放射線画像撮影が行われる。そして、各放射線画像撮影装置１Ａ及び１Ｂによる画像データは、無線又は有線にて中継器１１３に送信され、されには、コンソール１０１に送信される。
【００７０】
以上のように、放射線画像撮影装置１では、その筐体２に静止画用モジュール４０と動画用モジュール５０とを選択的に装着可能な装着部２Ｃを設け、これらのモジュール４０，５０を交換接続可能としたので、必要に応じて、静止画と動画の放射線画像を選択して撮影することが可能である。
そして、静止画用モジュール４０と動画用モジュール５０とは、いずれか一方のみが選択的に装着されるので、静止画の撮影の際には、静止画撮影に適した構成を具備し、動画の撮影の際には、動画撮影に適した構成を具備する状態となるので、放射線画像撮影装置１は、静止画と動画の撮影の重複した構成の搭載を回避することができ、装置の小型化及び軽量化を図ることが可能となる。
【００７１】
また、放射線画像撮影装置１の静止画用モジュール４０は、放射線画像の静止画の読み取り制御を行う制御基板４２と、画像データを外部に送信する無線モジュール４７と、装置各部に電力を供給するバッテリ４３及び静止画用電源基板４４等を備えるので、これらの構成については、動画用モジュール５０と共用する必要がなく、それぞれ使用目的に特化したものを搭載することが可能となる。
例えば、静止画用モジュール４０では、動画用モジュール５０に比して扱うデータ処理量が少ないので、各構成について消費電力量の小さいものを選択することができ、これにより、バッテリ４３の搭載時において、長時間使用が可能となる。
【００７２】
また、動画用モジュール５０は、動画の読み取り制御を行う制御基板５２と、動画の読み取りに基づく画像データを有線で外部に送信する高速通信処理部５７と、中継器１１３から給電ケーブル５４Ａで給電されて装置各部に電力を供給する動画用電源基板５４等を備えているので、動画の画像データのようなデータ処理量が多大な場合に特化して、処理の高速化を図ることが可能となる。また、それにより、電力消費の増大に対して、有線で給電される動画用電源基板５４を備えるので、可搬性をある程度維持しつつも、長期の使用が可能となる。
【００７３】
また、動画用モジュール５０では、ＣＯＦ２３に設けられたＡ／Ｄ変換器２０以外に、高速処理に対応した高速Ａ／Ｄ変換器５８を備えているので、動画の画像データのような多大なデータのデジタル処理を行う場合でも、迅速な処理が可能となる。
また、動画用モジュール５０は、静止画の撮影について、静止画用モジュール４０と同程度に好適化されてはいないが、静止画の撮影にも対応可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１  放射線画像撮影装置
２  筐体
７  放射線検出素子
２０  Ａ／Ｄ変換器（第一のＡ／Ｄ変換器）
４０  静止画用モジュール
４２  制御基板（静止画用制御部、機能部）
４３  バッテリ（蓄電体、機能部）
４４  静止画用電源基板（機能部）
４７  無線モジュール（無線通信部、機能部）
５０  動画用モジュール
５２  制御基板（機能部）
５３  動画像処理部（機能部）
５４  動画用電源基板（有線電源供給部、機能部）
５４Ａ  給電ケーブル
５７  高速通信処理部（有線通信部、機能部）
５８  高速Ａ／Ｄ変換器（第二のＡ／Ｄ変換器、機能部）
１００  放射線画像撮影システム
Ｐ  検出部
Ｒ  放射線入射面
【図１】
2012047507.tif 000003
【図２】
2012047507.tif 000004
【図３】
2012047507.tif 000005
【図４】
2012047507.tif 000006
【図５】
2012047507.tif 000007
【図６】
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【図７】
2012047507.tif 000009
【図８】
2012047507.tif 000010
【図９】
2012047507.tif 000011
【図１０】
2012047507.tif 000012
【図１１】
2012047507.tif 000013
【図１２】
2012047507.tif 000014
【図１３】
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