JP2012239814A - 放射線撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受電機能をもつカセッテでももたないカセッテでも画質劣化を引き起こすことなく撮影ができるようにする。
【解決手段】給電装置９１は、電子カセッテの内蔵バッテリ４１を充電するための電力を非接触で給電する。着脱検知部でカセッテが撮影台のホルダに装着されていると検知されたとき、給電制御部９７の制御の下、給電コイル９２から問い合わせ信号が送信される。ホルダに受電機能をもたないカセッテが装着されていて、問い合わせ信号の送信開始から所定時間応答信号が受信されない場合は給電制御部９７により問い合わせ信号の送信が停止される。
【選択図】図４

Description

本発明は、放射線撮影装置に関する。

最近、放射線撮影、例えばＸ線撮影の分野において、Ｘ線フイルムやイメージングプレート（ＩＰ）に代わり、フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ；flat panel detector）を検出器として用いたＸ線画像検出装置が普及している。ＦＰＤには、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する画素がマトリックス状に配列されている。ＦＰＤは、画素毎に信号電荷を蓄積し、蓄積した信号電荷を信号処理回路で電圧信号に変換することで、被検体の画像情報を表すＸ線画像を検出し、これをデジタルな画像データとして出力する。

ＦＰＤを直方体形状の筐体に内蔵した電子カセッテ（可搬型のＸ線画像検出装置）も実用化されている。電子カセッテは、フイルムカセッテやＩＰカセッテ、ＣＲカセッテ用の既存の撮影台や専用の撮影台に取り付けて使用される他、据え置き型では撮影困難な部位を撮影するためにベッド上に置いたり被検体自身に持たせたりして使用される。また、自宅療養中の高齢者や、事故、災害等による急病人を撮影するため、撮影台の設備がない病院外に持ち出して使用されることもある。

電子カセッテには、バッテリを内蔵して各部の駆動電力を賄い、撮影制御装置との間の信号の遣り取りを無線通信により行うタイプがある。こうしたタイプでは、バッテリを電子カセッテから取り出して専用のクレードルにセットして充電したり、電子カセッテ自体をクレードルにセットして、電子カセッテにバッテリを内蔵させたまま充電することが可能である。

また、電磁誘導方式や磁気共鳴方式の非接触給電装置を電子カセッテ近傍に設けておき、電子カセッテ内のバッテリを充電するための電力を非接触給電装置から供給するものも提案されている（特許文献１参照）。特許文献１では、非接触給電に起因するノイズが画像に重畳して画質が劣化することを防ぐため、非接触給電中は撮影を禁止している。電子カセッテの存在を検知するため、給電装置から弱い磁場を印加することが記載されている。

特開２０１０−２５０２９２号公報

前述のように電子カセッテは既存の撮影台にも取り付け可能である。裏返せば、受電機能をもつ電子カセッテともたないカセッテ（他社製、自社製の受電機能をもたない電子カセッテ、ＩＰカセッテ、ＣＲカセッテを含む）等、一つの撮影台を多種多様なカセッテで共用することが可能であり、実際の医療現場でもそうしている。こうした特殊な事情から、電子カセッテのバッテリ充電用給電装置には、受電機能をもつカセッテでももたないカセッテでも支障なく撮影ができるようにすることが要求される。

特許文献１のように給電装置から弱い磁場を印加して電子カセッテの存在を検知する方法では、受電機能をもたないカセッテであった場合は磁場を受けて応答する術がないので、カセッテから応答が返らずに給電装置から磁場を出し続けることになる。この状態で撮影を行ったり外部装置に画像データを送信したりすると、ノイズによる画質劣化が起こる。画質劣化が酷い場合は再度撮影を行わなければならず、被検体の被爆量がそれだけ増してしまうため、画質劣化はどうしても避けたい。

特に電子カセッテは被検体の被爆量を低減するため、微弱な電磁波でも検出可能なように高感度なＦＰＤが使用されている。受電機能をもたない電子カセッテを使用した場合に給電装置からの磁場がノイズとなって無視できないレベルの画像ムラが発生することが懸念される。また、ＣＲカセッテにおいても、磁場によるローレンツ力の作用で蛍光体の分子の挙動に悪影響を与えるおそれがある。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、受電機能をもつカセッテでももたないカセッテでも画質劣化を引き起こすことなく撮影ができるようにすることにある。

上記目的を達成するために、本発明の放射線撮影装置は、バッテリを内蔵した放射線撮影用の電子カセッテと、前記電子カセッテに内蔵のバッテリに対して、充電用の電力を非接触で給電する給電装置であり、給電対象の受電機能をもつ前記電子カセッテを探索するための問い合わせ信号を送信する信号送信手段、前記電子カセッテからの問い合わせ信号に対する応答信号を受信する信号受信手段、および前記信号受信手段で一定時間応答信号が受信されない場合、前記信号送信手段に問い合わせ信号の送信を停止させる制御手段を有する給電装置と、前記電子カセッテの動作を統括的に制御する外部制御装置とを備えることを特徴とする。

受電機能をもつ電子カセッテまたは受電機能をもたない他のカセッテが指定の箇所に設置されているか否かを検知する設置検知手段を備えることが好ましい。前記信号送信手段は、前記設置検知手段で設置が検知されたときに問い合わせ信号の送信を開始する。前記設置検知手段は、受電機能をもつ電子カセッテまたは受電機能をもたない他のカセッテが撮影台のホルダに装着されているか否かを検知する。つまりこの場合の「指定の箇所」とは撮影台のホルダである。

前記信号送信手段は、受電機能をもつ電子カセッテまたは受電機能をもたない他のカセッテの電源が投入された旨を受信手段で受けたときに問い合わせ信号の送信を開始する。受電機能をもつ電子カセッテまたは受電機能をもたない他のカセッテで外部装置から撮影条件が入力された旨を受信手段で受けたときでもよい。

受電機能をもつ電子カセッテであるか受電機能をもたない他のカセッテであるかを示す前記信号受信手段の応答信号の受信履歴を電源オンオフに関わらず記憶保持する記憶手段を備えることが好ましい。この場合、給電装置の電源オフから再投入までに前記設置検知手段でカセッテの交換が検知されない場合は前記記憶手段の記憶内容に応じて駆動制御され、電源オフから再投入までに前記設置検知手段でカセッテの交換が検知された場合は、前記信号送信手段による問い合わせ信号の送信を開始する。前記記憶手段は、前記外部制御装置に設けられていることが好ましい。

前記信号送信手段および前記信号受信手段はアンテナであり、問い合わせ信号、応答信号として電磁波を送受信する。

電子カセッテで撮影中、および／または電子カセッテから外部装置に放射線画像のデータを送信している旨を受信手段で受けたときは給電を停止することが好ましい。前記バッテリが満充電となったことを検知したとき、または撮影台のホルダから電子カセッテが取り外されたことを検知したときに給電を停止することも好ましい。

前記給電装置は、受電機能をもつ前記電子カセッテまたは受電機能をもたない他のカセッテが着脱自在に収容される撮影台のホルダに内蔵されていることが好ましい。

本発明によれば、給電対象の受電機能をもつ電子カセッテを探索するための問い合わせ信号を一定時間で止めるので、受電機能をもつカセッテでももたないカセッテでも画質劣化を引き起こすことなく撮影ができる。

Ｘ線撮影システムの構成を示す概略図である。 電子カセッテの構成を示す斜視図である。 電子カセッテおよびＦＰＤの電気的な構成を示す図である。 給電装置および電子カセッテの受電機能の構成を示す図である。 給電装置の動作手順を示すフローチャートである。 給電装置の動作手順を示すフローチャートである。 不揮発性メモリを設けた給電装置を示す図である。

図１において、Ｘ線撮影システム１０は、Ｘ線発生装置１１と、Ｘ線撮影装置１２とからなる。Ｘ線発生装置１１は、Ｘ線源１３と、Ｘ線源１３の駆動を制御する線源制御装置１４と、照射スイッチ１５とで構成される。Ｘ線源１３は、Ｘ線を放射するＸ線管１３ａと、Ｘ線管１３ａが放射するＸ線の照射野を限定する照射野限定器（コリメータ）１３ｂとを有する。

Ｘ線管１３ａは、熱電子を放出するフィラメントからなる陰極と、陰極から放出された熱電子が衝突してＸ線を放射する陽極（ターゲット）とからなる。ターゲットは円板形状をしており、回転により円周軌道上で焦点が移動して、熱電子が衝突する焦点の発熱が分散する回転陽極である。照射野限定器１３ｂは、Ｘ線を遮蔽する複数枚の鉛板を井桁状に配置し、Ｘ線を透過させる照射開口が中央に形成されたものであり、鉛板の位置を移動することで照射開口の大きさを変化させて、照射野を限定する。

線源制御装置１４は、Ｘ線源１３に対して高電圧を供給する高電圧発生器と、Ｘ線源１３が照射するＸ線のエネルギースペクトルを決める管電圧、単位時間当たりの照射量を決める管電流、およびＸ線の照射時間を制御する制御部とからなる。高電圧発生器は、トランスによって入力電圧を昇圧して高圧の管電圧を発生し、高電圧ケーブル１６を通じてＸ線源１３に駆動電力を供給する。本例のＸ線発生装置１１は、Ｘ線撮影装置１２との通信機能を持たないものであり、管電圧、管電流、照射時間といった撮影条件は、線源制御装置１４の操作パネルを通じて放射線技師により手動で設定される。

照射スイッチ１５は、放射線技師によって操作され、線源制御装置１４に信号ケーブル１７で接続されている。照射スイッチ１５は二段階押しのスイッチであり、一段階押しでＸ線源１３のウォームアップを開始させるためのウォームアップ開始信号を発生し、二段階押しでＸ線源１３に照射を開始させるための照射開始信号を発生する。これらの信号は信号ケーブル１７を通じて線源制御装置１４に入力される。

線源制御装置１４は、照射スイッチ１５からの制御信号に基づいて、Ｘ線源１３の動作を制御する。ウォームアップ開始信号を受けた場合、線源制御装置１４は、ヒータを作動させてフィラメントの予熱を行わせる他、ターゲットの回転を開始させて目標の回転速度に到達させる。ウォームアップに必要な時間は、約２００ｍｓｅｃ〜１５００ｍｓｅｃ程度である。放射線技師は、照射スイッチ１５の一段階押しでウォームアップの開始指示を入力した後、ウォームアップに必要な間をおいて二段階押しして照射開始指示を入力する。

照射開始信号を受けた場合、線源制御装置１４は、Ｘ線源１３への電力供給を開始するとともに、タイマを作動させてＸ線の照射時間の計測を開始する。そして、撮影条件で設定された照射時間が経過すると、Ｘ線の照射を停止させる。Ｘ線の照射時間は、撮影条件に応じて変化するが、静止画撮影の場合には、Ｘ線の最大照射時間が約５００ｍｓｅｃ〜約２ｓ程度の範囲に定められている場合が多く、照射時間はこの最大照射時間を上限として設定される。

Ｘ線撮影装置１２は、電子カセッテ２１、立位撮影台２２ａ、臥位撮影台２２ｂ、撮影制御装置２３、およびコンソール２４から構成される。電子カセッテ２１は、照射検出センサ２５と、ＦＰＤ２６（図２、図３も参照）と、ＦＰＤ２６を収容する可搬型の筐体２７（図２参照）とからなり、Ｘ線源１３から照射されて被検体Ｈを透過したＸ線を受けてＸ線画像を出力する。電子カセッテ２１は、略矩形状で偏平な形状を有し、平面サイズはフイルムカセッテやＩＰカセッテ、ＣＲカセッテと略同様の大きさ（国際規格ＩＳＯ４０９０：２００１に準拠した大きさ）である。

照射検出センサ２５は、ＦＰＤ２６の撮像面２８（図３参照）の近傍に配置される。照射検出センサ２５は、Ｘ線の照射を受けてＸ線の入射量に応じた照射検出信号を出力する。照射検出信号は、複合ケーブル２９または無線で撮影制御装置２３に入力される。撮影制御装置２３は、照射検出信号の信号レベルを監視して、Ｘ線源１３によるＸ線の照射が開始されたことを検出する。

立位撮影台２２ａおよび臥位撮影台２２ｂは、電子カセッテ２１が着脱自在に取り付け可能なホルダ３０ａ、３０ｂをそれぞれ有し、Ｘ線が入射する撮像面２８がＸ線源１３と対向する姿勢で電子カセッテ２１を保持する。図では立位撮影台２２ａで撮影を行っている様子を示している。Ｘ線源１３は、撮影室の天井に敷設されたレール等からなる移動機構（図示せず）により撮影室内の所定範囲を移動可能であり、立位撮影台２２ａおよび臥位撮影台２２ｂで共用される。

電子カセッテ２１は、筐体２７のサイズがフイルムカセッテやＩＰカセッテ、ＣＲカセッテと略同様の大きさであるため、フイルムカセッテやＩＰカセッテ、ＣＲカセッテ用の既存の撮影台にも取り付け可能である。換言すれば、フイルムカセッテやＩＰカセッテ、ＣＲカセッテを各撮影台２２ａ、２２ｂに取り付けて使用することも可能である。電子カセッテ２１は撮影室一部屋に複数台、例えば各撮影台２２ａ、２２ｂ用に二台配備される。電子カセッテ２１は、立位撮影台２２ａや臥位撮影台２２ｂにセットするのではなく、被検体Ｈが仰臥するベッド上に置いたり被検体自身に持たせたりして単体で使用することも可能である。

撮影制御装置２３は、複合ケーブル２９による有線方式、あるいはアンテナ３１（図２等参照）による無線方式により電子カセッテ２１と通信可能に接続されており、電子カセッテ２１を制御する。具体的には、電子カセッテ２１に対して撮影条件を送信して、ＦＰＤ２６の信号処理の条件（増幅器７４のゲイン等）を設定させるとともに、ＦＰＤ２６の動作を間接的に制御し、また、電子カセッテ２１からの画像データをコンソール２４に送信する。

撮影制御装置２３は、装置を統括的に制御するＣＰＵ２３ａと、電子カセッテ２１と有線方式または無線方式により通信するとともに、コンソール２４と通信ケーブル３２を介して通信する通信部２３ｂと、メモリ２３ｃとを有する。通信部２３ｂ、メモリ２３ｃはＣＰＵ２３ａに接続されている。メモリ２３ｃには、ＣＰＵ２３ａが実行する制御プログラムが格納される。

コンソール２４は、撮影制御装置２３に対して撮影条件を送信するとともに、撮影制御装置２３から送信されるＸ線画像のデータに対してオフセット補正やゲイン補正等の各種画像処理を施す。画像処理済みのＸ線画像はコンソール２４のディスプレイに表示される他、そのデータがコンソール２４内のハードディスクやメモリ、あるいはコンソール２４とネットワーク接続された画像蓄積サーバといったデータストレージデバイスに格納される。

コンソール２４は、患者の性別、年齢、撮影部位、撮影目的といった情報が含まれる検査オーダの入力を受け付けて、検査オーダをディスプレイに表示する。検査オーダは、ＨＩＳ（病院情報システム）やＲＩＳ（放射線情報システム）といった患者情報や放射線検査に係る検査情報を管理する外部システムから入力されるか、放射線技師により手動入力される。放射線技師は、検査オーダの内容をディスプレイで確認し、その内容に応じた撮影条件をコンソール２４の操作画面を通じて入力する。

図２、図３において、電子カセッテ２１にはアンテナ３１、およびバッテリ４１が内蔵されており、撮影制御装置２３との無線通信が可能である。バッテリ４１は、電子カセッテ２１の各部を動作させるための電力を供給する。バッテリ４１は、薄型の電子カセッテ２１内に収まるよう比較的小型のものが使用される。バッテリ４１は、各撮影台２２ａ、２２ｂのホルダ３０ａ、３０ｂに内蔵された給電装置９１（図４参照）からの電力で充電することが可能である。また、バッテリ４１は、電子カセッテ２１の一側面に設けられた蓋４２を開けて外部に取り出すことができ、電子カセッテ２１から外部に取り出して専用のクレードルにセットして充電することも可能である。アンテナ３１は、無線通信のための電波を撮影制御装置２３との間で送受信する。

電子カセッテ２１には、アンテナ３１に加えてソケット４３が設けられている。ソケット４３は、蓋４２と反対側の電子カセッテ２１の一側面に配置されている。ソケット４３は撮影制御装置２３と有線接続するために設けられており、ソケット４３には撮影制御装置２３に繋がれた複合ケーブル２９のコネクタ４４が差し込まれる。複合ケーブル２９は、バッテリ４１の残量不足等で電子カセッテ２１と撮影制御装置２３との無線通信が不可能になった場合に使用される。ソケット４３にコネクタ４４を挿して複合ケーブル２９を使用した場合、撮影制御装置２３との有線通信が可能になるとともに撮影制御装置２３から電子カセッテ２１に給電することが可能となる。

アンテナ３１およびソケット４３は、通信部４５に接続されている。通信部４５は、アンテナ３１またはソケット４３と制御回路４６、メモリ４７間の画像データを含む各種情報、信号の送受信を媒介する。

ＦＰＤ２６は、ＴＦＴアクティブマトリクス基板を有し、この基板上にＸ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素５２を配列してなる撮像面２８を備えている。複数の画素５２は、所定のピッチで二次元にｎ行（ｘ方向）×ｍ列（ｙ方向）のマトリクス状に配列されている。

ＦＰＤ２６はさらに、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータ（蛍光体）を有し、シンチレータによって変換された可視光を画素５２で光電変換する間接変換型である。シンチレータは、ＣｓＩ（ヨウ化セシウム）やＧＯＳ（ガドリウムオキシサルファイド）等からなり、画素５２が配列された撮像面２８の全面と対向するように配置されている。なお、Ｘ線を直接電荷に変換する変換層（アモルファスセレン等）を用いた直接変換型のＦＰＤを用いてもよい。

画素５２は、可視光の入射によって電荷（電子−正孔対）を発生する光電変換素子であるフォトダイオード６４、フォトダイオード６４が発生した電荷を蓄積するキャパシタ（図示せず）、およびスイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）６５を備える。

フォトダイオード６４は、電荷を発生する半導体層（例えばＰＩＮ型）とその上下に上部電極および下部電極を配した構造を有している。フォトダイオード６４は、下部電極にＴＦＴ６５が接続され、上部電極にはバイアス線６６が接続されており、バイアス線６６は撮像面２８内の画素５２の行数分（ｎ行分）設けられて結線６７に結束されている。結線６７はバイアス電源６８に繋がれている。結線６７、バイアス線６６を通じて、バイアス電源６８からフォトダイオード６４の上部電極にバイアス電圧Ｖｂが印加される。バイアス電圧Ｖｂの印加により半導体層内に電界が生じ、光電変換により半導体層内で発生した電荷（電子−正孔対）は、一方がプラス、他方がマイナスの極性を持つ上部電極と下部電極に移動し、キャパシタに電荷が蓄積される。

ＴＦＴ６５は、ゲート電極が走査線６９に、ソース電極が信号線７０に、ドレイン電極がフォトダイオード６４にそれぞれ接続される。走査線６９と信号線７０は格子状に配線されており、走査線６９は撮像面２８内の画素５２の行数分（ｎ行分）、信号線７０は画素５２の列数分（ｍ列分）それぞれ設けられている。走査線６９はゲートドライバ６２に接続され、信号線７０は信号処理回路６３に接続される。

ゲートドライバ６２は、ＴＦＴ６５を駆動することにより、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を画素５２に蓄積する蓄積動作と、画素５２から信号電荷を読み出す読み出し（本読み）動作と、リセット（空読み）動作とを行わせる。制御回路４６は、ゲートドライバ６２によって実行される上記各動作の開始タイミングを制御する。

蓄積動作ではＴＦＴ６５がオフ状態にされ、その間に画素５２に信号電荷が蓄積される。読み出し動作では、ゲートドライバ６２から同じ行のＴＦＴ６５を一斉に駆動するゲートパルスＧ１〜Ｇｎを順次発生して、走査線６９を一行ずつ順に活性化し、走査線６９に接続されたＴＦＴ６５を一行分ずつオン状態とする。画素５２のキャパシタに蓄積された電荷は、ＴＦＴ６５がオン状態になると信号線７０に読み出されて、信号処理回路６３に入力される。

フォトダイオード６４の半導体層には、Ｘ線の入射の有無に関わらず暗電荷が発生する。この暗電荷はバイアス電圧Ｖｂが印加されているためにキャパシタに蓄積される。画素５２において発生する暗電荷は、画像データに対してはノイズ成分となるので、これを除去するためにリセット動作が行われる。リセット動作は、画素５２において発生する暗電荷を、信号線７０を通じて掃き出す動作である。

リセット動作は、例えば、一行ずつ画素５２をリセットする順次リセット方式で行われる。順次リセット方式では、信号電荷の読み出し動作と同様、ゲートドライバ６２から走査線６９に対してゲートパルスＧ１〜Ｇｎを順次発生して、画素５２のＴＦＴ６５を一行ずつオン状態にする。ＴＦＴ６５がオン状態になっている間、画素５２から暗電荷が信号線７０を通じて積分アンプ７１に流れる。リセット動作では、読み出し動作と異なり、マルチプレクサ（ＭＵＸ）７２による積分アンプ７１に蓄積された電荷の読み出しは行われず、各ゲートパルスＧ１〜Ｇｎの発生と同期して、制御回路４６からリセットパルスＲＳＴが出力され、積分アンプ７１がリセットされる。

順次リセット方式に代えて、配列画素の複数行を一グループとしてグループ内で順次リセットを行い、グループ数分の行の暗電荷を同時に掃き出す並列リセット方式や、全行にゲートパルスを入れて全画素の暗電荷を同時に掃き出す全画素リセット方式を用いてもよい。並列リセット方式や全画素リセット方式によりリセット動作を高速化することができる。

信号処理回路６３は、積分アンプ７１、ＭＵＸ７２、およびＡ／Ｄ変換器７３等を備える。積分アンプ７１は、各信号線７０に対して個別に接続される。積分アンプ７１は、オペアンプとオペアンプの入出力端子間に接続されたキャパシタとからなり、信号線７０はオペアンプの一方の入力端子に接続される。積分アンプ７１のもう一方の入力端子はグランド（ＧＮＤ）に接続される。積分アンプ７１は、信号線７０から入力される電荷を積算し、電圧信号Ｄ１〜Ｄｍに変換して出力する。各列の積分アンプ７１の出力端子には、増幅器７４、サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）部７５を介してＭＵＸ７２が接続される。ＭＵＸ７２の出力側には、Ａ／Ｄ変換器７３が接続される。

ＭＵＸ７２は、パラレルに接続される複数の積分アンプ７１から順に一つの積分アンプ７１を選択し、選択した積分アンプ７１から出力される電圧信号Ｄ１〜ＤｍをシリアルにＡ／Ｄ変換器７３に入力する。Ａ／Ｄ変換器７３は、入力された電圧信号Ｄ１〜Ｄｍをデジタルデータに変換して、電子カセッテ２１の筐体２７に内蔵されるメモリ４７に出力する。なお、ＭＵＸ７２とＡ／Ｄ変換器７３の間に増幅器を接続してもよい。

ＭＵＸ７２によって積分アンプ７１から一行分の電圧信号Ｄ１〜Ｄｍが読み出されると、制御回路４６は、積分アンプ７１に対してリセットパルスＲＳＴを出力し、積分アンプ７１のリセットスイッチ７１ａをオンする。これにより、積分アンプ７１に蓄積された一行分の信号電荷がリセットされる。積分アンプ７１がリセットされると、ゲートドライバ６２から次の行のゲートパルスが出力され、次の行の画素５２の信号電荷の読み出しを開始させる。これらの動作を順次繰り返して全行の画素５２の信号電荷を読み出す。

全行の読み出しが完了すると、一画面分のＸ線画像を表す画像データがメモリ４７に記録される。この画像データは、メモリ４７から読み出され、通信部４５を通じて撮影制御装置２３に出力される。こうして被検体ＨのＸ線画像が検出される。

ＦＰＤ２６ではリセット動作を繰り返し行いつつ、照射検出センサ２５でＸ線の照射開始を検出している。照射検出センサ２５によりＸ線の照射開始が検出されると、制御回路４６は、ＦＰＤ２６の動作をリセット動作から蓄積動作へ移行させる。制御回路４６は、蓄積動作を開始してからの経過時間をタイマにより計時する。そして、経過時間が撮影条件で設定された時間に達したら、ＦＰＤ２６を蓄積動作から読み出し動作に移行させる。あるいはタイマを用いずに照射検出センサ２５でＸ線の照射終了を検出してＦＰＤ２６を蓄積動作から読み出し動作に移行させてもよい。

電子カセッテ２１は、ある患者の撮影が終了して画像データを撮影制御装置２３に送信した後から次の撮影開始まで（撮影の合間）は通信部４５や充電回路８２（図４参照）といった最低限必要な箇所のみに給電し、他の各部への給電を停止して電力消費量を抑えるスリープモードで動作している。電子カセッテ２１は、撮影制御装置１２からの撮影条件の受信を契機に、通信部４５や充電回路８２以外の各部にも給電を行ってＦＰＤ２６を動作させ、直ちにＸ線画像の出力が可能な撮影準備モードにスリープモードから移行する。撮影準備モードに移行すると、ＦＰＤ２６はリセット動作を繰り返してＸ線の照射開始の検出を待つ。

図４において、電子カセッテ２１には受電コイル８１が設けられており、受電コイル８１には充電回路８２が接続されている。充電回路８２は、ＡＣ／ＤＣコンバータ（整流器）とＤＣレギュレータとからなり、受電コイル８１で受電した交流電力を直流電力に変換して、バッテリ４１の充電に適した電圧を出力する。受電コイル８１および充電回路８２は、受電制御部８３によりその動作を制御される。

各撮影台２２ａ、２２ｂのホルダ３０ａ、３０ｂには、給電装置９１が内蔵されている。給電装置９１は給電コイル９２を有し、給電コイル９２には整流器等からなる給電回路９３を介して交流電源９４が接続されている。給電コイル９２は、ホルダ３０ａ、３０ｂに電子カセッテ２１をセットした際に電子カセッテ２１側に設けられた受電コイル８１と向き合い、且つ受電コイル８１との距離が数ｍｍ程度となる位置に設けられている。給電コイル９２は、受電コイル８１に電磁誘導方式の非接触給電を行う。

ホルダ３０ａ、３０ｂには満充電検知部９５と着脱検知部（設置検知手段）９６とが設けられている。満充電検知部９５はバッテリ４１が満充電か否かを検知し、着脱検知部９６は、受電機能をもつ電子カセッテ２１、受電機能をもたない他の電子カセッテ、あるいは受電機能をもたないフイルムカセッテやＩＰカセッテ、ＣＲカセッテ等、種類を問わずホルダ３０ａ、３０ｂに装着可能なカセッテがホルダ３０ａ、３０ｂに装着されているか否かを検知する。各検知部９５、９６は検知結果を給電制御部９７に出力する。給電制御部９７は、各検知部９５、９６の検知結果を受けて、給電コイル９２および給電回路９３の動作を制御する。

具体的には、満充電検知部９５でバッテリ４１が満充電であることが検知されたときと、カセッテがホルダ３０ａ、３０ｂから取り外されたと着脱検知部９６で検知されたときは、給電コイル９２と交流電源９４の接続が切断、あるいは交流電源９４の駆動が停止されて給電が中断される。また、照射検出センサ２５でＸ線の照射開始を検出して撮影が行われ、画像送信が終了してスリープモードに移行するまでの間も給電が中断される。給電制御部９７は、撮影も画像送信も行っていない上述の撮影の合間のスリープモード、および撮影準備モードに移行して照射検出センサ２５でＸ線の照射開始を検出するまでの間だけ、給電コイル９２による非接触給電を行わせる。

バッテリ４１が満充電か否かを給電装置９１で検知する方法としては、電子カセッテ２１側にバッテリ４１の放電電圧等を監視してその充電量を測定する手段を設け、その測定結果を電子カセッテ２１から給電装置９１に有線または無線送信する、あるいは、給電装置９１側で給電コイル９２と交流電源９４を流れる電流を測定し、その測定結果に応じてバッテリ４１が満充電となったか否かを判断する方法があり、いずれを採用してもよい。

また、カセッテがホルダ３０ａ、３０ｂに装着されているか否かを検知する方法としては、例えばホルダ３０ａ、３０ｂにカセッテの着脱を光学的、機械的、または電気的に検知するセンサ（反射型光センサ、超音波センサ、リミットスイッチ、電磁波センサ等）を設けておき、該センサの出力を撮影制御装置２３またはコンソール２４経由で給電装置９１に送信する、あるいは着脱検知部９６としてディスクリート（単機能）半導体で構成される専用の回路を設けて、該回路から直接給電装置９１に送信する方法を採用することができる。

照射検出センサ２５でＸ線の照射開始を検出したか否か、および画像データの送信中であるか否かは、撮影制御装置２３から有線または無線により給電装置９１の給電制御部９７に入力される。あるいは、後述する問い合わせ信号と応答信号のように、受電コイル８１と給電コイル９２の間で照射検出センサ２５でＸ線の照射開始を検出したか否か、および画像データの送信中であるか否かを示す信号を遣り取りしてもよい。つまり給電制御部９７または給電コイル９２が受信手段に相当する。これらの信号を受けて、給電制御部９７は、前述のように照射検出センサ２５でＸ線の照射開始を検出してから、撮影が行われ、画像送信が終了してスリープモードに移行するまでの間、給電を中断させる。

給電装置９１は、撮影制御装置２３の電源投入と連動して電源が投入される。または電源スイッチの操作等により手動で電源が投入される。電源投入後、カセッテがホルダ３０ａ、３０ｂに装着されている旨の信号を着脱検知部９６から受けた場合、給電制御部９７は、間欠的に給電コイル９２に微弱な電流を流すよう、給電回路９３の動作を制御する。給電コイル９２に微弱な電流を流すことで発生した弱い磁場は、ホルダ３０ａ、３０ｂに装着されたカセッテが受電機能を有するものか否かを見極めるためのものであり、以下の説明では問い合わせ信号という。

ホルダ３０ａ、３０ｂに受電機能を有する電子カセッテ２１が装着されていた場合は、受電コイル８１が問い合わせ信号を受信する。受電制御部８３は、問い合わせ信号の場合と同様、受電コイル８１に微弱な電流を流して弱い磁場を発生させ、これを問い合わせ信号に対する応答信号として送信する。この応答信号を給電コイル９２で受信すると、給電制御部９７は問い合わせ信号の送信を停止させる。応答信号を受信することで、給電制御部９７はホルダ３０ａ、３０ｂに装着されたカセッテが受電機能を有する電子カセッテ２１であると認識し、給電コイル９２を通じた非接触給電を開始する。

一方、ホルダ３０ａ、３０ｂに受電機能をもたない他の電子カセッテ、あるいは受電機能をもたないフイルムカセッテやＩＰカセッテ、ＣＲカセッテが装着されていた場合は、問い合わせ信号に対する応答信号は当然ながらカセッテから送信されない。受電コイル８１の故障等で電子カセッテ２１が応答信号を送信可能な状態にない場合も同様である。こうした場合に問い合わせ信号を出し続けていると、受電機能をもたない他の電子カセッテ、あるいは受電機能をもたないカセッテにとって、問い合わせ信号は画質劣化を引き起こすノイズとなる。

そこで、給電制御部９７は、問い合わせ信号の送信開始から内蔵のタイマを作動させ、タイマで計時する所定時間（例えば１５秒）応答信号が受信されない場合は問い合わせ信号の送信を止めさせる。あるいは、問い合わせ信号の送信回数をカウントして所定回数問い合わせ信号を送信しても応答信号が受信されない場合に問い合わせ信号の送信を止めさせてもよい。給電制御部９７は、カセッテがホルダ３０ａ、３０ｂから取り外されたことが一度着脱検知部９６で検知された後に、カセッテがホルダ３０ａ、３０ｂに装着されたことが着脱検知部９６で検知されたときまで問い合わせ信号を送信しない。

以下、上記構成による作用について、図５および図６のフローチャートを参照して説明する。Ｘ線撮影システム１０で撮影を行う場合には、まず、立位または臥位のいずれかの撮影台２２にセットされた電子カセッテ２１の高さを調節して、被検体Ｈの撮影部位と位置を合わせる。また、電子カセッテ２１の高さおよび撮影部位の大きさに応じて、Ｘ線源１３の高さや照射野の大きさを調整する。次いで電子カセッテ２１の電源を投入する。さらに図５のステップ１０（Ｓ１０）に示すように給電装置９１の電源を投入する。電子カセッテ２１はスリープモードで立ち上がる。続いてコンソール２４から撮影条件を入力し、撮影制御装置２３を介して電子カセッテ２１に撮影条件を設定する。電子カセッテ２１はスリープモードから撮影準備モードに移行する。また、線源制御装置１４にも撮影条件を設定する。

電源投入後、給電装置９１の給電制御部９７は着脱検知部９６からの検知結果をモニタリングしている。カセッテがホルダ３０ａ、３０ｂに装着されている旨の信号が着脱検知部９６から入力されると（Ｓ１１でＹＥＳ）、給電制御部９７の制御の下、給電コイル９２から問い合わせ信号が送信される（Ｓ１２）。

ホルダ３０ａ、３０ｂに受電機能を有する電子カセッテ２１が装着されていた場合は、受電コイル８１で問い合わせ信号が受信され、受電制御部８３の制御の下、受電コイル８１から問い合わせ信号に対する応答信号が送信される。応答信号は給電コイル９２で受信され（Ｓ１３でＹＥＳ）、給電装置９１は給電コイル９２を通じた電磁誘導方式の非接触給電を受電コイル８１に対して開始する（Ｓ１４）。

一方、ホルダ３０ａ、３０ｂに受電機能をもたないカセッテが装着されていて、問い合わせ信号の送信開始から所定時間応答信号が受信されない場合は（Ｓ１３でＮＯ、Ｓ１５でＹＥＳ）、給電制御部９７により問い合わせ信号の送信が停止され（Ｓ１６）、続いて給電コイル９２による非接触給電機能も停止される（Ｓ１７）。

撮影準備が完了すると、放射線技師によって照射スイッチ１５が一段階押しされる。これにより線源制御装置１４にウォームアップ開始信号が送信されて、Ｘ線源１３のウォームアップが開始される。所定時間経過後に照射スイッチ１５が二段階押しされて線源制御装置１４に照射開始信号が送信され、Ｘ線の照射が開始される。

ＦＰＤ２６ではリセット動作が行われつつ照射検出センサ２５でＸ線の照射が開始されたか否かが検出される。Ｘ線の照射開始が検出されると、給電コイル９２による非接触給電が停止される（図６のＳ２０でＮＯ、Ｓ２１でＹＥＳ、Ｓ２２）。

また、Ｘ線の照射開始が検出されると、制御回路４６は、全てのＴＦＴ６５をオフ状態にして蓄積動作に移行させる。線源制御装置１４は、撮影条件で設定された照射時間が経過するとＸ線の照射を停止する。また、ＦＰＤ２６も撮影条件で設定された照射時間に相当する所定時間経過後、蓄積動作を終了して、読み出し動作へ移行する。読み出し動作では、先頭行から順に一行ずつ画素５２に蓄積された信号電荷が読み出され、これが一画面分のＸ線画像データとしてメモリ４７に記録される。この画像データは撮影制御装置２３を介してコンソール２４に送信される。読み出し動作後、ＦＰＤ２６はリセット動作を再開する。また、画像データの送信後、給電コイル９２による非接触給電が再開される（図６のＳ２０でＮＯ、Ｓ２１でＮＯ、Ｓ２３）。

画像データはコンソール２４でオフセット補正、ゲイン補正等の各種画像処理を施された後、コンソール２４のディスプレイに表示されたりデータストレージデバイスに格納される。上記一連の動作は、予定されている全ての撮影が終了するまで繰り返し実行される。

図６において、給電装置９１が駆動してバッテリ４１が充電されているときに、満充電検知部９５でバッテリ４１の満充電、または着脱検知部９６で電子カセッテ２１の取り外し（単体での使用）が検知された場合（Ｓ２０でＹＥＳ）は、Ｘ線の照射有無、画像データの送信如何に関わらず、給電コイル９２による非接触給電機能が停止され、バッテリ４１の充電が中断される（Ｓ２２）。

以上説明したように、本発明によれば、受電機能を有する電子カセッテ２１を探索するために給電装置９１から発する問い合わせ信号を一定時間経過後に止めるので、受電機能をもたないカセッテがホルダ３０ａ、３０ｂに装着されて使用されたときに、問い合わせ信号が受電コイル８１から出続けて画像データにノイズとして乗ってしまい画質が劣化することを確実に防止することができる。

着脱検知部９６でカセッテがホルダ３０ａ、３０ｂに装着されたことを検知したときに問い合わせ信号の送信を開始し、一定時間で応答信号が受信されなければ問い合わせ信号が自動的に停止されるため、技師がカセッテの種類に応じて手動で問い合わせ信号を停止させる手間が省ける。技師はカセッテが受電機能を有するか否かを一々気にすることなく撮影を行うことができる。

照射検出センサ２５でＸ線の照射開始を検出して撮影が行われ、画像送信が終了してスリープモードに移行するまでは給電装置９１の駆動を停止させるので、画像データへのノイズの重畳が懸念される撮影時や画像送信時の電磁両立性（ＥＭＣ；Electromagnetic Compatibility）を確保することができる。

被検体の被爆量を低減するため、ＦＰＤ２６には微弱な電磁波でも検出可能なように高感度なディテクタが使用されている。このため、撮影時の電磁両立性を確保して電磁ノイズによる画質劣化を防止する必要性は高く、従って本発明の有用性も極めて高い。

上記実施形態では、照射検出センサ２５でＸ線の照射開始を検出したときに給電を停止させ、技師に意識させることなくバッテリ４１の充電／非充電の切替を自動的に行っているが、各撮影台２２ａ、２２ｂ、給電装置８１、撮影制御装置２３、コンソール２４のいずれかに充電／非充電を指示するための操作スイッチを設け、この操作スイッチの操作に同期して給電を開始または停止させてもよい。

上記実施形態では、着脱検知部９６でカセッテがホルダ３０ａ、３０ｂに装着されたことを検知したときに問い合わせ信号の送信を開始しているが、これに加えて、あるいは代えて、カセッテの電源が投入されたときに問い合わせ信号の送信を開始してもよい。ホルダ３０ａ、３０ｂに装着されたカセッテが受電機能を有するものである場合、カセッテが装着されていても電源が投入されていなければ問い合わせ信号を受信することができないので、着脱検知部９６による検知と併せてカセッテの電源投入を問い合わせ信号の送信を開始する条件とする。

あるいは、コンソール２４から撮影条件を入力し、撮影制御装置２３を介して電子カセッテ２１に撮影条件を設定したときに問い合わせ信号の送信を開始してもよい。要するに、コンソール２４を通じて撮影条件が入力され、ホルダ３０ａ、３０ｂにカセッテが装着されて撮影が行われる前に問い合わせ信号を送信し且つ一定時間で停止してカセッテの種別を見極めることができれば、如何なる契機で問い合わせ信号の送信を開始してもよい。なお、カセッテの電源が投入された旨や電子カセッテ２１に撮影条件を設定した旨は撮影制御装置２３等を介して給電制御部９７で受信するか、受電コイル８１と給電コイル９２間で遣り取りする。

また、撮影台のホルダに限らず、例えばベッド上に給電装置の給電可能エリアを示すマークを施し、マーキングした箇所にカセッテが設置されているか否かを検知して、上記実施形態と同様の処理を行ってもよい。

なお、図７に示す給電装置１０１のように、給電装置１０１の電源をオフしても記憶内容を保持する不揮発性メモリ１０２を設け、問い合わせ信号を送信して受電機能を有するか否かのカセッテの種別を認識した結果（応答信号の受信有無）を不揮発性メモリ１０２に記憶させておいてもよい。そして、給電装置１０１とは別電源で着脱検知部９６を常時駆動させておき、給電装置９１の電源オフから再投入までに装着されたカセッテが交換されたか否かを監視する。また、給電装置１０１の電源を再度投入したときに不揮発性メモリ１０２の記憶内容に応じて給電装置１０１の駆動を制御する。

具体的には、給電装置９１の電源オフから再投入までに装着されたカセッテが交換されておらず、不揮発性メモリ１０２の記憶内容が受電機能を有するカセッテであった場合（応答信号受信済み）は、電源投入後直ちに給電コイル９２による非接触給電を開始させる。一方、給電装置９１の電源オフから再投入までにカセッテが交換されておらず、且つ受電機能をもたないカセッテであった場合（応答信号受信せず）は、給電機能を立ち上げない。給電装置９１の電源オフから再投入までにカセッテが交換されていた場合は上記実施形態と同様に問い合わせ信号の送信を開始する。受電機能をもたないカセッテに対して問い合わせ信号を送信したり給電機能を立ち上げたりする手間を省くことができる。

カセッテの種別を認識した結果を記憶保持する不揮発性メモリ１０２を給電装置９１に設けるとしたが、給電装置から撮影制御装置またはコンソールにカセッテの種別を認識した結果を送信し、撮影制御装置またはコンソールの揮発性メモリまたは不揮発性メモリでカセッテの種別を認識した結果を記憶、管理してもよい。複数の撮影室に存在する複数のＸ線撮影システムにおけるカセッテの種別を認識した結果をコンソール等で集約して一括管理することができる。

Ｘ線の照射開始を検出したことを契機に給電装置９１の駆動を停止させるのではなく、その前、例えば撮影制御装置２３を介して電子カセッテ２１に撮影条件を設定したときに停止させてもよい。もしくは、撮影台に患者がセットされたこと（立位撮影台２２ａの場合は撮影台２２ａの前に患者が立ったとき、臥位撮影台２２ｂの場合は撮影台２２ｂに患者が仰臥したとき）を光学的、機械的、または電気的に検知し、これを契機に給電装置９１の駆動を停止させてもよい。照射検出センサ２５がないタイプにも対応することができる。

上記実施形態では、Ｘ線撮影直後に画像データの送信を行っているが、Ｘ線撮影後に間をおいて画像データの送信を行ったり、何回か撮影を行った後まとめて画像データを送信する場合もある。この場合はＸ線撮影が終了したら給電装置９１を駆動してバッテリ４１の充電を行い、画像データの送信時には給電装置９１の駆動を再び停止させる。

電磁ノイズに比較的強い通信方式で画像データを送信する場合は、必ずしも画像データの送信時に給電を停止させなくてもよい。

なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の構成を採り得ることはもちろんである。

上記実施形態では、非接触給電の例として電磁誘導方式を挙げて説明しているが、ＬＣ共振回路を用いて給電する磁気共鳴方式、マイクロ波帯の電磁波を利用するマイクロ波給電方式、二つの平板電極間で電力を遣り取りする電界結合方式、あるいはレーザ給電方式、超音波給電方式等、他の非接触給電方式を採用してもよい。電磁誘導方式や磁気共鳴方式では、問い合わせ信号、応答信号を送受信するためのアンテナとして、例えば上記実施形態のように給電コイル、受電コイルが用いられる。その他の方式では、アンテナとして平面アンテナや板状アンテナ等の周知のアンテナを用いることができる。

Ｘ線撮影システム１０は病院の撮影室に据え置かれるタイプに限らず、回診車に搭載されるタイプや、Ｘ線源１３、線源制御装置１４、電子カセッテ２１、撮影制御装置２３等を事故、災害等の緊急医療対応が必要な現場や在宅診療を受ける患者の自宅に持ち運んでＸ線撮影を行うことが可能な可搬型のシステムに適用してもよい。

上記実施形態では、Ｘ線発生装置とＸ線撮影装置との間で通信する機能を持たないシステムを例示したが、各装置間での通信機能を持つものにも本発明は適用可能である。この場合は照射開始を検出するセンサは不要で、線源制御装置と撮影制御装置間でＸ線の照射開始を告げる同期信号を遣り取りし、これを契機に給電装置の給電機能を停止すればよい。

上記実施形態では、電子カセッテと撮影制御装置を別体で構成した例で説明したが、撮影制御装置の機能を電子カセッテの制御回路に内蔵する等、電子カセッテと撮影制御装置を一体化してもよい。また、コンソールで画像処理を行うとしているが、撮影制御装置で行ってもよい。さらに、コンソールに撮影制御装置の機能をもたせて一体化してもよい。

本発明は、Ｘ線に限らず、γ線等の他の放射線を使用する撮影システムにも適用することができる。

１０ Ｘ線撮影システム
１１ Ｘ線発生装置
１２ Ｘ線撮影装置
２１ （受電機能をもつ）電子カセッテ
２２ａ、２２ｂ 立位、臥位撮影台
２３ 撮影制御装置
２４ コンソール
２６ ＦＰＤ
３０ａ、３０ｂ ホルダ
３１ アンテナ
４１ バッテリ
４５ 通信部
４６ 制御回路
５２ 画素
６３ 信号処理回路
８１ 受電コイル
８３ 受電制御部
９１、１０１ 給電装置
９２ 給電コイル
９５ 満充電検知部
９６ 着脱検知部
９７ 給電制御部
１０２ 不揮発性メモリ

Claims (11)

1. バッテリを内蔵した放射線撮影用の電子カセッテと、
   前記電子カセッテに内蔵のバッテリに対して、充電用の電力を非接触で給電する給電装置であり、給電対象の受電機能をもつ前記電子カセッテを探索するための問い合わせ信号を送信する信号送信手段、前記電子カセッテからの問い合わせ信号に対する応答信号を受信する信号受信手段、および前記信号受信手段で一定時間応答信号が受信されない場合、前記信号送信手段に問い合わせ信号の送信を停止させる制御手段を有する給電装置と、
   前記電子カセッテの動作を統括的に制御する外部制御装置とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。
2. 受電機能をもつ電子カセッテまたは受電機能をもたない他のカセッテが指定の箇所に設置されているか否かを検知する設置検知手段を備え、
   前記信号送信手段は、前記設置検知手段で設置が検知されたときに問い合わせ信号の送信を開始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. 前記設置検知手段は、受電機能をもつ電子カセッテまたは受電機能をもたない他のカセッテが撮影台のホルダに装着されているか否かを検知することを特徴とする請求項２に記載の放射線撮影装置。
4. 前記信号送信手段は、受電機能をもつ電子カセッテまたは受電機能をもたない他のカセッテの電源が投入された旨を受信手段で受けたときに問い合わせ信号の送信を開始することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
5. 前記信号送信手段は、受電機能をもつ電子カセッテまたは受電機能をもたない他のカセッテで外部装置から撮影条件が入力された旨を受信手段で受けたときに問い合わせ信号の送信を開始することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
6. 受電機能をもつ電子カセッテであるか受電機能をもたない他のカセッテであるかを示す前記信号受信手段の応答信号の受信履歴を電源オンオフに関わらず記憶保持する記憶手段を備え、
   電源オフから再投入までに前記設置検知手段でカセッテの交換が検知されない場合は前記記憶手段の記憶内容に応じて駆動制御され、電源オフから再投入までに前記設置検知手段でカセッテの交換が検知された場合は、前記信号送信手段による問い合わせ信号の送信を開始することを特徴とする請求項２ないし５のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
7. 前記記憶手段は、前記外部制御装置に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の放射線撮影装置。
8. 前記信号送信手段および前記信号受信手段はアンテナであり、問い合わせ信号、応答信号として電磁波を送受信することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
9. 電子カセッテで撮影中、および／または電子カセッテから外部装置に放射線画像のデータを送信している旨を受信手段で受けたときは給電を停止することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
10. 前記バッテリが満充電となったことを検知したとき、または撮影台のホルダから電子カセッテが取り外されたことを検知したときに給電を停止することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
11. 前記給電装置は、受電機能をもつ前記電子カセッテまたは受電機能をもたない他のカセッテが着脱自在に収容される撮影台のホルダに内蔵されていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。

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