JP5298865B2 - 放射線画像生成システム - Google Patents

Description

本願発明は放射線画像生成システムに関し、無線通信を行う可搬型の放射線画像検出装置を用いる放射線画像生成システムに関する。

被検者に放射線を照射し、被検者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 Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）がある。

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、被検者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データを得るものである。

撮影により得られた放射線画像データは、正常に撮影が行われたか否かを制御部等のコンソールで確認している。また近年は半導体技術の向上によりＦＰＤは小型化、軽量化が図られており、このようなＦＰＤの特徴を生かすためには、ＦＰＤからコンソールへの放射線画像データの移動を無線通信方式に行うことが求められている。

特許文献１に開示されたＸ線デジタル撮影システムでは、ＦＰＤで撮影を行う撮影室と、コンソールが設置されている操作室との間に無線アクセスポイントを設け、当該無線アクセスポイントによりＦＰＤとコンソールとの間の通信の中継を行っている。また無線通信方式として光通信方式と電波通信方式の両方を用い、両方式を併用して通信を行っている。

特開２００５−１３３１０号公報（第９頁〜１０頁、第８図）

複数の撮影室が設けられ、複数のＦＰＤを同時に使うような病院においては、ＦＰＤ、無線アクセスポイント、コンソールのそれぞれの端末間で無線通信が同時に行われる場合があり、そのために通信時に電波が干渉する虞がある。

電波干渉を防ぐために複数のチャネル（周波数帯域）を用いて異なるチャネルで無線通信を行う方法がある。特許文献１に記載のＸ線デジタル撮影システムでは、無線周波数切換手段を設け、電波通信方式により無線通信を行う場合には周波数サーチを行うことにより使用するチャネルを選択している。

このように複数のチャネルを用いることにより同時に通信しても電波が干渉することを避けることができる。しかしチャネル数は有限であり、例えば無線ＬＡＮにより通信する場合には、干渉せずに同時に使えるチャネル数は３〜４であり、複数の撮影室が設けられた病院ではチャネルの枯渇問題が発生することになる。

本願発明は上記問題に鑑み、無線アクセスポイントを用いた構成において、通信時の電波干渉を避けるとともに、ＦＰＤとコンソール間の通信を円滑に行うことが可能となる放射線画像生成システムを提供することを目的とする。

上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。

１．それぞれの撮影室に設けられた放射線照射装置からの放射線に基づいて撮影を行い、放射線画像データを取得する無線通信部を有する可搬型の放射線画像生成装置と、
前記放射線画像生成装置からの放射線画像データを受信する通信部を有し、受信した放射線画像データの表示処理を行う制御装置と、
前記制御装置の通信を中継して無線通信を行うアクセスポイントと、
各撮影室に対応して設けられ、前記放射線画像生成装置と前記制御装置との間の通信を中継し、前記放射線画像生成装置の無線通信部と無線通信する、撮影室の内部にアンテナが設けられる第１の無線通信部と、前記制御装置の通信部と前記アクセスポイントを介して無線通信する、撮影室の外部にアンテナが設けられる第２の無線通信部と、を有する中継装置と、
を備え、
前記放射線画像生成装置の無線通信部と前記第１の無線通信部との無線通信は、ＵＷＢ通信方式であり、
前記中継装置の第２の無線通信部と前記制御装置の無線通信部との無線通信方式は、無線ＬＡＮ通信方式であることを特徴とする放射線画像生成システム。

２．それぞれの撮影室に設けられた放射線照射装置からの放射線に基づいて撮影を行い、放射線画像データを取得する無線通信部を有する可搬型の放射線画像生成装置と、
前記放射線画像生成装置からの放射線画像データを受信する無線通信部を有し、受信した放射線画像データの表示処理を行う制御装置と、
各撮影室に対応して設けられ、前記放射線画像生成装置と前記制御装置との間の通信を中継し、前記放射線画像生成装置の無線通信部と無線通信する、撮影室の内部にアンテナが設けられる第１の無線通信部と、前記制御装置の無線通信部と無線通信する、撮影室の外部にアンテナが設けられる第２の無線通信部と、を有する中継装置と、
を備え、
前記放射線画像生成装置の無線通信部と前記第１の無線通信部との無線通信は、ＵＷＢ通信方式であり、
前記中継装置の第２の無線通信部と前記制御装置の無線通信部との無線通信方式は、無線ＬＡＮ通信方式であることを特徴とする放射線画像生成システム。

３．前記制御装置は可搬型であることを特徴とする前記１又は２に記載の放射線画像生成システム。

４．前記第１の無線通信部はアンテナを複数有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の放射線画像生成システム。

無線アクセスポイントを用いた構成において、異なる無線通信方式で通信する第１の無線通信部と第２の無線通信部を有する中継装置を撮影室に対応して設けることにより、通信時の電波干渉を避けるとともに、ＦＰＤとコンソール間の通信を円滑に行うことが可能となる放射線画像生成システムを提供することができる。

第１の実施形態における放射線画像生成システムの概略構成を示す図である。 撮影室１００の内部に配置された放射線画像生成システムの一部の構成を示す図である。 コンソール７の要部構成を示すブロック図である。 ＦＰＤ６の要部構成を示すブロック図である。 ＦＰＤ６の斜視図である。 中継装置５、無線アクセスポイント及びＦＰＤ６の要部構成を示す図である。 第２の実施形態における放射線画像生成システムの概略構成を示す図である。 第３の実施形態における放射線画像生成システムの概略構成を示す図である。

図１、図２に基づいて放射線画像生成システムについて説明する。図１は、第１の実施形態における放射線画像生成システムの概略構成を示す図であり、図２は、撮影室１００の内部に配置された放射線画像生成システムの一部の構成を示す図である。

放射線画像生成システムは、図１及び図２に示すように、撮影により放射線画像データを取得する放射線画像生成装置６（以下、ＦＰＤ６と称す）と当該ＦＰＤ６から放射線画像データを受信し、当該画像データを画像処理、表示処理等の各種の処理を実行するコンソール７を有する。ＦＰＤ６とコンソール７との通信は、無線通信により行い、当該無線通信は、中継装置５、無線アクセスポイント８及び通信ネットワークＮを介して行う。通信ネットワークＮは、当該システム専用の通信回線であってもよいが、システム構成の自由度が低くなってしまう等の理由のため、イーサネット（登録商標）等の既存の回線である方が好ましい。なお、前述のコンソール７が、本願発明における「制御端末」として機能する。

図１に示す２つの撮影室１００ａ、１００ｂは同様の構成であり、以下これらを総称した単に撮影室１００と称する。それぞれの撮影室１００は、照射した放射線が外部に漏れないように鉛等の重金属でシールドされている。シールドにより電波が遮断されるために撮影室１００の内部の端末が外部の端末と通信できるように、中継装置５の無線通信用のアンテナａ１が各撮影室１００に設けられている。ＦＰＤ６は可搬型の装置であり、いずれの撮影室１００においても使用可能である。撮影室１００を跨いだ場合においても（１）ローミング機能あるいは（２）ＦＰＤ６に内蔵したＲＦＩＤタグを撮影室１００の出入口に設けたタグリーダにより読み取ること、等の方法によりＦＰＤの移動先を判断し、移動先の撮影室１００に設けられている中継装置５を介して外部のコンソール７と通信を継続することが可能である。無線通信に関しての詳細は後述する。

図２に示すように撮影室１００の内部には、放射線照射装置３、撮影操作装置４が設置されている。

放射線照射装置３は、放射線を照射する放射線照射部３０、ＦＰＤ６を装着する装着部３１、（臥位）撮影台３３から構成される。放射線照射装置３は、撮影操作装置４により制御されて撮影台３３に横たわっている被検者Ｐに対して所定の撮影条件で放射線撮影を行うようにする。なお撮影時にはＦＰＤ６は装着部３１に装着する。また撮影時における放射線照射装置３と当該ＦＰＤ６との撮影タイミングの同期は、装着部３１にコネクタを設けてコネクタを介した有線通信により行っているが、撮影操作装置４に無線通信装置を設けて無線通信によりＦＰＤ６と同期を取るようにしてもよい。

［コンソール７］
図３は、「制御装置」として機能するコンソール７の要部構成を示すブロック図である。コンソール７は、図３に示すように、制御部７４、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）７５、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）７６、表示部７７、入力操作部７８、通信部７９、記憶部７０等を備えて構成されており、各部はバス７１により接続されている。

表示部７７は、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等を備えて構成され、制御部７４から送られる表示信号の指示に従って、前記患者リスト、各種のメッセージや画像等、各種画面を表示するものである。

入力操作部７８は、例えば、キーボードやマウス等から構成されており、キーボードで押下操作されたキーの押下信号やマウスによる操作信号を入力信号として制御部７４に対して出力するものである。なお、入力操作部７８は、表示部７７の表示画面を覆う透明なシートパネルに、指又は専用のスタイラスペンで触れることにより入力される位置情報を入力信号として制御部７４に出力する、いわゆる、タッチパネルにより構成されていてもよい。

記憶部７０には、ＦＰＤ６の特性情報が記憶されている。ここで特性情報とは、後述のＦＰＤの撮像素子や、シンチレータパネルの特性などである。画像処理部７２では、ＦＰＤ６から取得した放射線画像データに対して、記憶部７０に記憶しておいた当該ＦＰＤ６の特性情報を用いて、放射線画像データのゲイン補正あるいはオフセット補正、欠陥画素の補正等の画像処理を行うことができる。なお、複数のＦＰＤ６を用いたシステムにおいてそれぞれのＦＰＤ６の特性情報が異なる場合には、それぞれのＦＰＤ６を識別ＩＤで管理して、識別ＩＤに対応させて特性情報を記憶部７０に記憶させ、当該特性情報により画像データに対して画像処理を行うようにしてもよい。

通信部７９によりネットワークＮに接続された各装置と通信する。そして当該通信部７９によりネットワークＮに接続されているアクセスポイント８を介して無線ＬＡＮ等の無線通信方式によりＦＰＤ６との間で各種情報の通信を行う。

制御部７４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等から構成され、ＲＯＭ７６に格納される所定のプログラムを読み出してＲＡＭ７５の作業領域に展開し、当該プログラムに従って各種処理を実行するように構成されている。

［ＦＰＤ６］
図４及び図５に基づいて放射線画像生成装置としてのＦＰＤ６について説明する。図４は、ＦＰＤ６の要部構成を示すブロック図であり、図５は、ＦＰＤ６の斜視図である。

図４に示すように、ＦＰＤ６の制御系は、制御部６４、ＲＡＭ６５、ＲＯＭ６６、撮像パネル６２、記憶部６０、電源部６７、無線通信部６９等を備え、各部はバス６１により接続されている。

制御部６４は、例えば、ＣＰＵ等から構成され、ＲＯＭ６６に記憶されている制御プログラムを読み出してＲＡＭ６５内に形成されたワークエリアに展開し、当該制御プログラムに従ってＦＰＤ６の各部を制御する。ＲＯＭ６６は、不揮発性の半導体メモリ等により構成され、制御部６４で実行される制御プログラム、各種プログラム及び、ＦＰＤ６の識別ＩＤ等を記憶する。ＲＡＭ６５は、制御部６４により実行制御される各種処理において、ＲＯＭ６６から読み出された制御部６４で実行可能な各種プログラム、入力若しくは出力データ、及びパラメータ等を一時的に記憶するワークエリアを形成する。

記憶部６０は、例えばフラッシュメモリ等の不揮発性メモリやＲＡＭから構成され、撮像パネル６２に蓄積された電気信号が読み取られることにより取得された、複数回分の撮影に相当する放射線画像データを記憶可能となっている。

無線通信部６９については後述する。バッテリとしての電源部６７は、ＦＰＤ６を構成する複数の駆動部（制御部６４、撮像パネル６２、記憶部６０など）に電力を供給する。この電源部６７は、例えば予備電池と充電自在な充電池とで構成されており、コネクタ６０５を図示しないクレードルに接続することにより、充電池を充電させることが可能である。

図５に示すように、ＦＰＤ６は、内部を保護する筐体６０１を備えており、カセッテ型として可搬可能に構成されている。可搬可能とし、かつ、規格に合わせてサイズを適正化とすることにより既存のＣＲシステム（ＣＲ：Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）で構築したブッキー台等の撮影装置に装填するようにもできる。このようなことによりＣＲシステムに対して置き換えが徐々に行えるというメリットがある。

図５に示す筐体６０１の内部には、照射された放射線を電気信号に変換する撮像パネル６２が層を成して形成されている。この撮像パネル６２における放射線の照射面側には、入射された放射線の強度に応じて発光を行う発光層６３が設けられている。

発光層６３は、一般にシンチレータ層と呼ばれるものであり、例えば、蛍光体を主たる成分とし、入射した放射線に基づいて、波長が３００ｎｍから８００ｎｍの電磁波、すなわち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる電磁波（光）を出力する。

この発光層の放射線が照射される側の面と反対側の面には、発光層から出力された電磁波（光）を電気エネルギーに変換して蓄積し、蓄積された電気エネルギーに基づく画像信号の出力を行う光電変換部がマトリクス状に配列された撮像パネル６２が形成されている。なお、１つの光電変換部から出力される信号が、放射線画像データを構成する最小単位となる１画素に相当する信号となる。また撮像パネル６２は、蓄積された電気エネルギーを読み出す走査駆動回路６０９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６０８とを有する。

［中継装置５］
図６は、中継装置５、無線アクセスポイント及びＦＰＤ６の要部構成を示す図である。中継装置５は、第１の無線通信部５９１と第２の無線通信部５９２とを有する。これらの通信部は通信制御部５９４により制御される。

第１の無線通信部５９１は、撮影室１００の内部に設けられたアンテナａ１及びＦＰＤ６の内蔵アンテナａ１０を介してＦＰＤ６と「第１の無線通信方式」により無線通信を行う。

第２の無線通信部５９２は、撮影室１００の外部に設けられたアンテナａ２及びアンテナａ２０を介してアクセスポイント８と「第２の無線通信方式」により無線通信を行う。

アクセスポイント８は、無線通信部８９１と、有線通信部８９０とを有し、これらは通信制御部８４により制御される。当該アクセスポイント８は、中継装置５からの無線通信をネットワークＮに接続されているコンソール７等の端末に中継する機能を持つ。

「第１の無線通信方式」としては例えば、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）を用いている。またＵＷＢの中でも特にＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＵＳＢ）を用いることが好ましい。

ＵＷＢ（ＷＵＳＢ）は高速で通信できるが、電波の出力が小さいという特性がある。また電波の周波数が比較的高いことから直進性が強い。そのため通信端末間の障害物による減衰が大きい点でデメリットがある。しかし、図２等で示すように、第１の無線通信方式による通信は、撮影室１００内に存在しているＦＰＤ６と当該撮影室１００内に設けられた中継装置５との間で行っている。このため両者間の距離は数ｍ〜十数ｍと比較的近いため、前述のような特性であっても特に問題なく通信を行うことができる。またＵＷＢは電波の出力が弱いという特性は、被検者Ｐがペースメーカ等の医療機器に対する影響を考慮した場合には、逆に好ましい特性といえる。

更に、ＦＰＤ６は可搬型としているので、その電源供給は主に内部の電源部６７により行っており、電源部６７の容量を考慮すると消費電力が少ないことが求められる。その点でもＵＷＢ（或いはＷＵＳＢ）が好ましい。

第１の無線通信方式のその他の例としては、赤外線や可視光線等（レーザー等）を用いた光無線通信（例えば、ＩｒＤＡ）がある。また音波又は超音波を用いた音響通信により無線通信するようにしてもよい。

「第２の無線通信方式」としては例えば、無線ＬＡＮ（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ準拠の通信方式）を用いている。第２の無線通信部５９２と無線通信部８９１との間は、無線ＬＡＮ方式により通信を行い、有線通信部８９０でイーサネット（登録商標）方式にプロトコル変換をして通信ネットワークＮにデータを中継する。

「第１の無線通信方式」と「第２の無線通信方式」を異ならせることによる効果について説明する。

それぞれの撮影室１００は前述のようにシールドされているので、撮影室１００の内部にあるＦＰＤ６が外部の端末と直接通信する場合には、当該シールドが遮蔽物となるために、電波の状態が悪くなる。特に、異なる撮影室１００の内部にあるＦＰＤ６同士が直接通信するような場合には、シールドを２回通過することになるために電波の減衰が大きい。その結果、当該ＦＰＤ６同士は相互に他の端末の存在を認識できない、いわゆる隠れ端末の関係となり易い。このような状態で通信が行われると、衝突が頻発することにより再送信が必要となるので通信速度の低下が発生する。

隠れ端末の問題は、中継装置５等により撮影室１００の内と外の端末間の通信を中継する装置を設ければ解決できる。しかしこのような場合、中継装置５は内と外の端末と同時に無線通信する必要がある。更に両方の無線通信方式を異ならせずに共通の方式で行う場合には、干渉を避けるために両者の無線通信を異なるチャネルで行う必要があり、その結果、同時に２チャネルを消費することになってしまう。この場合、複数の撮影室１００を備えた病院全体では、チャネル数の枯渇が問題となる。

第１の実施形態のように「第１の無線通信方式」と「第２の無線通信方式」とを異ならせることにより、上記のような隠れ端末の問題や、チャネル数の枯渇に対する問題を未然に防ぐことができる。

［第２の実施形態］
図７は、第２の実施形態における放射線画像生成システムの概略構成を示す図である。同図に示す制御端末として機能するコンソール７ｂはノートパソコン等の可搬型の端末である。コンソール７ｂの通信部７９は無線通信方式により通信可能である。また同図に示す実施形態においては、アクセスポイントは設けられていない。それ以外の構成は、図２乃至図６に示したものと同様であり説明は省略する。

図１に示した実施形態における中継装置５とコンソール７との通信は、いわゆるインフラストラクチャモードによりアクセスポイント８（及び有線のネットワークＮ）を介して行っていた。それに対して図７に示す実施形態では、いわゆるアドホックモードにより中継装置５（第２の無線通信部５９２）とコンソール７ｂとはアクセスポイント８を介さずに直接通信を行うことが可能である。なお、第１の実施形態においてコンソール７ｂを使用することにより、第１と第２の実施形態を混載させて使用させるような形態としてもよい。

［第３の実施形態］
次に第３の実施形態について説明する。第３の実施形態においては、第１の通信部が複数のアンテナを有することを特徴とするものである。

図８は、他の実施形態における放射線画像生成システムの概略構成を示す図である。同図に示す構成以外の本体構成は、図１乃至図６に示したものと同様であり説明は省略する。

図８において撮影室１００ａに対応して設けられた中継装置５は図１に示した中継装置５と同一であるが、撮影室１００ｂ、撮影室１００ｃに対応して設けられた中継装置５は、第１の無線通信部５９１にアンテナａ１１、ａ１２を有する。そしてアンテナａ１１により撮影室１００ｂの内部に存在するＦＰＤ６と、アンテナａ１２により撮影室１００ｃの内部に存在するＦＰＤ６と、無線通信を行う。このようにすることにより、複数の撮影室１００の無線通信を、一の中継装置５で複数の撮影室内のＦＰＤ６からの通信を中継できるようになるので、中継装置５の数を少なくすることができるというメリットがある。

３ 放射線照射装置
３０ 放射線照射部
３１ 装着部
３３ 撮影台
４ 撮影操作装置
５ 中継装置
５９１ 第１の無線通信部
５９２ 第２の無線通信部
５９４ 通信制御部
ａ１ アンテナ
ａ２ アンテナ
６ ＦＰＤ（放射線画像生成装置）
６９ 無線通信部
ａ１０ 内蔵アンテナ
７、７ｂ コンソール
８ アクセスポイント
８９０ 有線通信部
８９１ 無線通信部
８４ 通信制御部
ａ２０ アンテナ
Ｎ ネットワーク

Claims (4)

1. それぞれの撮影室に設けられた放射線照射装置からの放射線に基づいて撮影を行い、放射線画像データを取得する無線通信部を有する可搬型の放射線画像生成装置と、
   前記放射線画像生成装置からの放射線画像データを受信する通信部を有し、受信した放射線画像データの表示処理を行う制御装置と、
   前記制御装置の通信を中継して無線通信を行うアクセスポイントと、
   各撮影室に対応して設けられ、前記放射線画像生成装置と前記制御装置との間の通信を中継し、前記放射線画像生成装置の無線通信部と無線通信する、撮影室の内部にアンテナが設けられる第１の無線通信部と、前記制御装置の通信部と前記アクセスポイントを介して無線通信する、撮影室の外部にアンテナが設けられる第２の無線通信部と、を有する中継装置と、
   を備え、
   前記放射線画像生成装置の無線通信部と前記第１の無線通信部との無線通信は、ＵＷＢ通信方式であり、
   前記中継装置の第２の無線通信部と前記制御装置の無線通信部との無線通信方式は、無線ＬＡＮ通信方式であることを特徴とする放射線画像生成システム。
2. それぞれの撮影室に設けられた放射線照射装置からの放射線に基づいて撮影を行い、放射線画像データを取得する無線通信部を有する可搬型の放射線画像生成装置と、
   前記放射線画像生成装置からの放射線画像データを受信する無線通信部を有し、受信した放射線画像データの表示処理を行う制御装置と、
   各撮影室に対応して設けられ、前記放射線画像生成装置と前記制御装置との間の通信を中継し、前記放射線画像生成装置の無線通信部と無線通信する、撮影室の内部にアンテナが設けられる第１の無線通信部と、前記制御装置の無線通信部と無線通信する、撮影室の外部にアンテナが設けられる第２の無線通信部と、を有する中継装置と、
   を備え、
   前記放射線画像生成装置の無線通信部と前記第１の無線通信部との無線通信は、ＵＷＢ通信方式であり、
   前記中継装置の第２の無線通信部と前記制御装置の無線通信部との無線通信方式は、無線ＬＡＮ通信方式であることを特徴とする放射線画像生成システム。
3. 前記制御装置は可搬型であることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線画像生成システム。
4. 前記第１の無線通信部はアンテナを複数有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の放射線画像生成システム。

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