JP6004898B2 - 放射線信号処理装置、放射線画像撮影システム、放射線信号処理方法、及び放射線信号処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、放射線信号処理装置、放射線画像撮影システム、放射線信号処理方法、及び放射線信号処理プログラムに関する

近年、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス基板上に放射線感応層を配置し、放射線量をデジタルデータ（電気信号）に変換できるＦＰＤ（Flat Panel Detector）等の放射線検出器（「電子カセッテ」等という場合がある）が実用化されており、この放射線検出器を用いて、照射された放射線量により表わされる放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置が実用化されている。

このような放射線画像撮影装置では、放射線の照射開始や停止を制御するために、放射線量をモニタするものがある。

例えば、特許文献１に記載の技術では、電離箱を用いて放射線の照射量を検出して放射線の照射制御を行うことが記載されています。また、特許文献１に記載の技術では、電離箱と照射装置との間にインタフェースを設けて、電離箱から照射特性データを無線通信によって受け取り、照射装置が制御パラメータを決定することが可能なようにデータを仲介することが記載されています。

また、特許文献２に記載の技術では、カセッテのＸ線量センサによって検出されたＸ線量信号に基づいて無線中継器を介してコンソールにＸ線終了信号を送信することが記載されています。

特開２００８-５９５号公報 特開２００６-２６３３３９号公報

特許文献１、２に記載の技術のように無線通信を用いて、放射線の照射量の検出結果を送信することが提案されているが、無線通信を用いるにはデジタル信号でのやり取りとなる。照射された放射線の累積量に基づき照射停止をする判断を放射線発生装置側で行なう場合、放射線撮影装置側は、放射線の照射期間中、検出した照射線量の情報を随時放射線発生装置側に送ることになる。デジタル信号でやり取りする場合は、放射線発生装置側は当然離散的な情報を受信することになる。しかしながら離散的な情報では、例えば、あるタイミングでの照射量情報の受信と、その次のタイミングでの照射量情報の受信の空白の期間に、どの程度照射量の累積値が増加しているかわからない。従って次のタイミングで照射量情報を受信した時にはすでに必要な累積値をオーバーしてしまっていることがある。

また、従来より利用されているイオンチャンバによって放射線の照射量を検出して放射線の照射停止制御を行うシステムではアナログ信号を受信するインタフェースを備えるものが多く、デジタル信号のままではこれらに組み込むことができない。

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、無線で放射線照射停止制御を行うシステムにおいて、精度良く放射線照射停止制御を可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の放射線信号処理装置は、照射された放射線に応じた画像を撮影すると共に、放射線の照射量を検出し、放射線の照射量の検出結果として放射線の照射停止予告信号を表すデジタル信号を出力する放射線撮影装置から前記デジタル信号を無線通信により受信する受信手段と、前記受信手段によって受信した前記デジタル信号を、放射線を前記放射線撮影装置に照射すると共に放射線が所定照射量になった場合に放射線の照射を停止する放射線照射装置が認識可能なアナログ信号に変換する変換手段と、を備えている。

本発明の放射線信号処理装置によれば、受信手段では、放射線撮影装置から放射線の照射量の検出結果として放射線の照射停止予告信号を表すデジタル信号を無線通信により受信する。

そして、変換手段では、受信手段によって受信したデジタル信号が、放射線照射装置が認識可能なアナログ信号に変換される。すなわち、変換手段による変換を行うことによって、無線で放射線照射停止制御を行うシステムにおいて、精度良く放射線照射停止制御が可能となる。また、イオンチャンバ等を利用した放射線照射停止制御を行うシステムに、放射線照射量を検出可能な放射線撮影装置を適用して、放射線照射停止制御を可能にすることができる。

なお、変換手段が、前記アナログ信号を有線接続された放射線照射装置に更に出力するようにしてもよい。

また、照射停止予告信号は、放射線照射開始からの照射時間と、予め定めた適正照射時間に対する残りの照射時間とを表す信号を適用してもよいし、放射線照射開始からの照射時間と、予め定めた適正照射時間に対する残りの照射時間と、時間の単位とを表す信号を適用してもよい。

また、変換手段は、前記デジタル信号から単位時間あたりの電圧増加θを求めて、時間積分することにより、放射線の照射量に対応する電圧を表すアナログ信号に変換するようにしてもよい。この場合、変換手段は、最新の前記デジタル信号に基づいて単位時間あたりの電圧増加θを求めることにより、信号の精度を高めることができる。

また、放射線撮影装置は、線量が多くなり即停止する場合に前記電圧増加が最大となる前記照射停止予告信号を前記デジタル信号として送信するようにしてもよい。

なお、照射された放射線の線量を検出して出力する機能を備えて、放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置と、 上述の放射線信号処理装置と、を備えた放射線画像撮影システムを構成してもよい。

一方、本発明の放射線画像撮影装置の信号処理方法は、照射された放射線に応じた画像を撮影すると共に、放射線の照射量を検出し、放射線の照射量の検出結果として放射線の照射停止予告信号を表すデジタル信号を出力する放射線撮影装置から前記デジタル信号を無線通信により受信手段によって受信する受信ステップと、前記受信ステップで受信した前記デジタル信号を、放射線を前記放射線撮影装置に照射すると共に放射線が所定照射量になった場合に放射線の照射を停止する放射線照射装置が認識可能なアナログ信号に変換手段によって変換する変換ステップと、を備えている。

本発明の放射線画像撮影装置の信号処理方法によれば、受信ステップでは、放射線撮影装置から放射線の照射量の検出結果として放射線の照射停止予告信号を表すデジタル信号を無線通信により受信手段によって受信する。

そして、変換ステップでは、受信ステップで受信したデジタル信号を、放射線照射装置が認識可能なアナログ信号に変換する。すなわち、変換ステップで変換を行うことによって、無線で放射線照射停止制御を行うシステムにおいて、精度良く放射線照射停止制御が可能となる。また、イオンチャンバ等を利用した放射線照射停止制御を行うシステムに、放射線照射量を検出可能な放射線撮影装置を適用して、放射線照射停止制御を可能にすることができる。

なお、変換ステップが、前記アナログ信号を有線接続された放射線照射装置に更に出力するようにしてもよい。

また、照射停止予告信号は、放射線照射開始からの照射時間と、予め定めた適正照射時間に対する残りの照射時間とを表す信号を適用してもよいし、放射線照射開始からの照射時間と、予め定めた適正照射時間に対する残りの照射時間と、時間の単位とを表す信号を適用してもよい。

また、変換ステップは、前記デジタル信号から単位時間あたりの電圧増加θを求めて、時間積分することにより、放射線の照射量に対応する電圧を表すアナログ信号に変換するようにしてもよい。この場合、変換ステップは、最新の前記デジタル信号に基づいて単位時間あたりの電圧増加θを求めることにより、信号の精度を高めることができる。

また、放射線撮影装置は、線量が多くなり即停止する場合に前記電圧増加が最大となる前記照射停止予告信号を前記デジタル信号として送信するようにしてもよい。

なお、本発明は、コンピュータを、上述の放射線信号処理装置の各手段として機能させるための放射線信号処理プログラムとしてもよい。

以上説明した如く本発明では、イオンチャンバ等を利用した放射線照射停止制御を行う既存のシステムに、放射線照射量を検出可能な放射線撮影装置を適用して、放射線照射停止制御を可能にすることができる、という優れた効果を有する。

本実施の形態の放射線画像撮影システムの一例の全体構成の概略の概略構成図を示す。 ウォールスタンドに保持した電子カセッテの一例を示す図である。 本実施の形態に係わる放射線画像撮影システムにおけるＡＥＣ機能に関する一部の構成を抜き出したブロック図である。 ＡＥＣ用Ｉ／Ｆの概略構成を示す機能ブロック図である。 （Ａ）はデジタルの照射停止予告信号からアナログの信号への変換を説明するための図であり、（Ｂ）はΔｔまたはＴの求め方を説明するための図である。 本実施の形態に係わる放射線画像撮影システムのＡＥＣ用Ｉ／Ｆで行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下、各図面を参照して本実施の形態の一例について説明する。まず、本実施の形態に係わる放射線画像撮影システム全体の概略構成について説明する。図１には、本実施の形態の放射線画像撮影システムの一例の全体構成の概略の概略構成図を示す。本実施の形態の放射線画像撮影システム１０は、電子カセッテ２０自身が、放射線の照射開始（撮影開始）を検出する機能や放射線の照射停止（撮影終了）を検出する機能を有している。

本実施の形態の放射線画像撮影システム１０は、コンソール１６を介して外部のシステム（例えば、ＲＩＳ：Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ ＩＮｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：放射線情報システム）から入力された指示（撮影メニュー）に基づいて、医師や放射線技師等の操作により放射線画像の撮影を行う機能を有するものである。

また、本実施の形態の放射線画像撮影システム１０は、撮影された放射線画像をコンソール１６のディスプレイ５０や放射線画像読影装置１８に表示させることにより、医師や放射線技師等に放射線画像を読影させる機能を有するものである。

本実施の形態の放射線画像撮影システム１０は、放射線発生装置１２、制御装置１４、コンソール１６、記憶部１７、放射線画像読影装置１８、及び電子カセッテ２０を備えている。

放射線発生装置１２は、電源２２、放射線照射制御部２３、及び高電圧発生装置２４を備えている。放射線照射制御部２３は、制御装置１４の放射線制御部６２の制御に基づいて放射線照射源２５から放射線Ｘを被検者３０の撮影対象部位に照射させる機能を有している。本実施の形態の放射線照射制御部２３は、電源２２から供給された電流を高電圧発生装置２４に供給し、高電圧発生装置２４により発生させた高電圧を放射線照射源２５に供給し、放射線Ｘを発生させている。なお、電源２２は、交流電源及び直流電源のいずれであってもよい。また、高電圧発生装置２４は、単相変圧器方式、三相変圧器方式、インバータ方式、及びコンデンサ方式のいずれであってもよい。また、図１では、据え付け型の放射線発生装置１２を示しているがこれに限らず、放射線発生装置１２は、モバイル形式であってもよい。

被検者３０を透過した放射線Ｘは、ウォールスタンド２８に保持された電子カセッテ２０に照射される。電子カセッテ２０は、例えば、図２に示すように、壁に固定されたウォールスタンド２８に設けられた背面ブラケット３２に取り付けられる。電子カセッテ２０の放射線照射側には、カバー３８が設けられている。そして、電子カセッテ２０とカバー３８の間には、複数の採光野３４Ａ〜Ｃを有して放射線の照射量を検出するイオンチャンバ３４及び散乱光を取り除くためのブッキー／グリッド３６が配置可能とされている。なお、本実施の形態では、電子カセッテ２０は、放射線画像を示す画像情報だけではなく、放射線の照射を停止するための信号を出力し、イオンチャンバ３４が無くても放射線の照射停止を制御可能とされており、イオンチャンバ３４を省略することもできる。或いは、従来システム同様にイオンチャンバ３４を用いて放射線の照射を停止することもできるように構成されている。

電子カセッテ２０は、被検者３０を透過した放射線Ｘの線量に応じた電荷を発生し、発生した電荷量に基づいて放射線画像を示す画像情報を生成して出力する機能を有するものである。なお、本実施の形態において「線量」とは、放射線強度のことをいい、例えば、単位時間当たりに所定の管電圧と所定の管電流にて照射する放射線のことをいう。また、図２では、電子カセッテ２０をウォールスタンド２８に保持する例を示すが、被験者が横になるための撮影台を備えて撮影台に電子カセッテ２０を保持する構成としてもよい。

本実施の形態では、電子カセッテ２０により出力された放射線画像を示す画像情報は、制御装置１４を介してコンソール１６に入力される。コンソール１６は、無線通信（ＬＡＮ：Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等を介して外部システム（ＲＩＳ）等から取得した撮影メニューや各種情報等を用いて、放射線発生装置１２及び電子カセッテ２０の制御を行う機能を有している。また、コンソール１６は、制御装置１４との間で放射線画像の画像情報を含む各種情報の送受信を行う機能と共に、電子カセッテ２０との間で各種情報の送受信を行う機能を有している。

また、コンソール１６は、サーバー・コンピュータとして構成されており、制御部４９、ディスプレイドライバ４８、ディスプレイ５０、操作入力検出部５２、操作パネル５４、Ｉ／Ｏ部５６、Ｉ／Ｆ部５７、及びＩ／Ｆ部５８を備えて構成されている。

制御部４９は、コンソール１６全体の動作を制御する機能を有しており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＨＤＤを備えている。ＣＰＵは、コンソール１６全体の動作を制御する機能を有しており、ＲＯＭには、ＣＰＵで使用される制御プログラムを含む各種プログラム等が予め記憶されている。ＲＡＭは、各種データを一時的に記憶する機能を有しており、ＨＤＤ（ハードディスク・ドライブ）は、各種データを記憶して保持する機能を有している。

ディスプレイドライバ４８は、ディスプレイ５０への各種情報の表示を制御する機能を有している。本実施の形態のディスプレイ５０は、撮影メニューや撮影された放射線画像等を表示する機能を有している。操作入力検出部５２は、操作パネル５４に対する操作状態を検出する機能を有している。操作パネル５４は、放射線画像の撮影に関する操作指示を、医師や放射線技師等が入力するためのものである。本実施の形態では操作パネル５４は、例えば、タッチパネル、タッチペン、複数のキー、及びマウス等を含んで構成されている。なお、タッチパネルとして構成する場合は、ディスプレイ５０と同一として構成してもよい。

また、Ｉ／Ｏ部５６及びＩ／Ｆ部５８は、無線通信や有線通信により、制御装置１４及び放射線発生装置２４との間で各種情報の送受信を行うと共に、電子カセッテ２０との間で画像情報等の各種情報の送受信を行う機能を有している。また、Ｉ／Ｆ部５７は、ＲＩＳとの間で、各種情報の送受信を行う機能を有している。

制御部４９、ディスプレイドライバ４８、操作入力検出部５２、Ｉ／Ｆ部５８、及びＩ／Ｏ部５６は、システムバスやコントロールバス等のバス５９を介して相互に情報等の授受が可能に接続されている。従って、制御部４９は、ディスプレイドライバ４８を介したディスプレイ５０への各種情報の表示の制御、並びに、Ｉ／Ｆ部５８を介した放射線発生装置１２及び電子カセッテ２０との各種情報の送受信の制御を各々行うことができる。

本実施の形態の制御装置１４は、コンソール１６からの指示に基づいて、放射線発生装置１２及び電子カセッテ２０を制御する機能を有すると共に、電子カセッテ２０から受信した放射線画像の記憶部１７への記憶、並びにコンソール１６のディスプレイ５０や放射線画像読影装置１８への表示を制御する機能を有するものである。

また、本実施の形態の制御装置１４は、システム制御部６０、放射線制御部６２、パネル制御部６４、画像処理制御部６６、及びＩ／Ｆ部６８を備えている。

システム制御部６０は、制御装置１４全体を制御する機能を有すると共に、放射線画像撮影システム１０を制御する機能を有している。システム制御部６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＨＤＤを備えている。ＣＰＵは、制御装置１４全体及び放射線画像撮影システム１０の動作を制御する機能を有しており、ＲＯＭには、ＣＰＵで使用される制御プログラムを含む各種プログラム等が予め記憶されている。ＲＡＭは、各種データを一時的に記憶する機能を有しており、ＨＤＤは、各種データを記憶して保持する機能を有している。放射線制御部６２は、コンソール１６の指示等に基づいて、放射線発生装置１２の放射線照射制御部２３を制御する機能を有している。パネル制御部６４は、コンソール１６の指示等に基づいて、電子カセッテ２０を制御する機能を有している。画像処理制御部６６は、放射線画像に対して各種画像処理を施す機能を有している。

システム制御部６０、放射線制御部６２、パネル制御部６４、及び画像処理制御部６６は、システムバスやコントロールバス等のバス６９を介して相互に情報等の授受が可能に接続されている。

本実施の形態の記憶部１７は、撮影された放射線画像及び当該放射線画像に関係する情報を記憶する機能を有するものである。記憶部１７としては、例えば、ＨＤＤ等が挙げられる。

また、本実施の形態の放射線画像読影装置１８は、撮影された放射線画像を読影者が読影するための機能を有する装置であり、特に限定されないが、いわゆる、読影ビューワやコンソール等が挙げられる。本実施の形態の放射線画像読影装置１８は、パーソナル・コンピュータとして構成されており、コンソール１６や制御装置１４と同様に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ディスプレイドライバ、ディスプレイ４０、操作入力検出部、操作パネル４２、Ｉ／Ｏ部、及びＩ／Ｆ部を備えて構成されている。なお、図１では、記載が煩雑になるのを避けるため、これらの構成のうち、ディスプレイ４０及び操作パネル４２のみを示し、その他の記載を省略している。

また、放射線画像撮影システム１０は、放射線の照射停止を制御する自動露出制御（ＡＥＣ：Automatic exposure control）機能（以下、ＡＥＣ機能と称する）を有しており、電子カセッテ２０から出力される信号に基づいて、放射線照射制御部２３が高電圧発生装置２４を制御することにより放射線照射源２５からの放射線の照射停止のタイミングを制御する。すなわち、電子カセッテ２０は、放射線の照射量を検出するための構成を有している。放射線の照射量を検出するための構成としては、専用のセンサ等を設けるようにしてもよいが、本実施の形態では、放射線の照射量を検出する画素を設けたものを適用する。

ところで、従来のシステムでは、ＡＥＣ機能を行う際に、イオンチャンバ３４によって線量を検出してアナログの線量を表す信号を放射線照射制御部２３に出力し、累積線量が所定値に達したときに、放射線照射停止信号を高電圧発生装置２４に出力することによって、放射線の照射を停止する構成であったが、本実施の形態では、電子カセッテ２０が放射線の照射量を検出して、無線通信によって検出結果を制御装置１４に送信するようになっている。そのため、上述の制御装置１４のＩ／Ｆ部６８には、電子カセッテ２０から無線送信される放射線の照射量の検出結果を受信するために、図３に示すように、ＡＥＣ用Ｉ／Ｆ（インタフェース）２６が設けられている。なお、図３は、本実施の形態に係わる放射線画像撮影システム１０におけるＡＥＣ機能に関する一部の構成を抜き出したブロック図である。

ここで、無線通信で放射線の照射量の検出結果を受信するため、混信などにより信号が届かない可能性がある。そこで、電子カセッテ２０は、デジタルの照射停止予告信号を出力する。電子カセッテは、例えば、照射停止予告信号として、照射開始から今までの照射時間ｔと、電子カセッテ２０で計算された適切照射時間Ｔに対する残りの照射時間Δｔ（＝Ｔ−ｔ）と、を表すデジタル信号を出力する。なお、照射開始からの照射時間ｔと適正照射時間Ｔは、例えば、１ｍｓｅｃ間隔（但し、ｔ、Ｔの精度は、例えば０．１ｍｓｅｃ刻み）で計算し直して繰り返し送ることで、受信側としてどれか１回でも受信できれば、放射線を止められるので、オーバー露光となるリスクが軽減する。また、繰り返し受信したうち、最近のもので更新することで、より精度の高い線量停止が可能となる。

また、従来のイオンチャンバ３４を利用した放射線照射停止制御を利用可能とするために、本実施の形態では、ＡＥＣ用Ｉ／Ｆ２６が、電子カセッテ２０から得られる放射線の照射停止を制御するための信号（停止予告信号）を従来形式のアナログ信号に変換する機能を有している。ＡＥＣ用Ｉ／Ｆ２６によって変換されたアナログ信号は、放射線発生装置１２へ出力されることにより、放射線の照射停止を制御することができる。なお、ＡＥＣ用Ｉ／Ｆ２６と放射線発生装置１２とは有線接続され、混信等によって放射線の照射停止ができなくなることを防止するようにしている。また、電子カセッテ２０とＡＥＣ用Ｉ／Ｆ２６は、有線接続も可能としてもよい。

具体的には、図４に示すように、ＡＥＣ用Ｉ／Ｆ２６は、ＡＥＣ信号受信部７０、ＡＥＣ信号変換部７２、及びＡＥＣ信号送信部７４を備えている。なお、図４は、ＡＥＣ用Ｉ／Ｆ２６の概略構成を示す機能ブロック図である。

ＡＥＣ信号受信部７０は、電子カセッテ２０から無線送信されるデジタルの照射停止予告信号を受信して受信したデジタルの照射停止予告信号をＡＥＣ信号変換部７２へ出力する。

ＡＥＣ信号変換部７２は、デジタルの照射停止予告信号をアナログの単位電圧増加信号に変換して時間積分することにより、電視カセッテ２０検出した放射線の照射量に対応する電圧を表すアナログ信号（電圧信号）を求めてＡＥＣ信号送信部７４へ出力する。

ＡＥＣ信号送信部７４では、ＡＥＣ信号変換部７２の変換によって得られるアナログ信号（電圧信号）を有線接続された放射線発生装置１２の放射線照射制御部２３へ出力する。これによって、放射線照射制御部２３では、従来と同様の放射線の照射量に対応する電圧を表すアナログ信号が入力されるので、既存の放射線照射停止システムを利用して、放射線の照射量が適正照射量になったところで放射線を照射することができる。

ここで、ＡＥＣ用Ｉ／Ｆ２６のＡＥＣ信号変換部７２で行われるデジタルの照射停止予告信号からアナログ信号への変換について詳細に説明する。

まず、照射開始時間を０として、電子カセッテ２０から送られる照射停止予告信号の組みを（ｔ１、Δｔ１）、（ｔ２、Δｔ２）、（ｔ３、Δｔ３）・・・とする。なお、照射停止予告信号以外にも付帯的な情報（識別ＩＤやエラーコードなど）も送るようにしてもよい。

例えば、照射開始から今までの照射時間ｔ１を受信成功、ｔ２が受信失敗、ｔ３及びｔ４が受信成功として以下のように電圧増加θの計算を行う。なお、図５（Ａ）の「●」は受信成功を示し、「○」は受信失敗を示す。

θ１＝Ｔｈｒｅｓ／Δｔ１

θ２＝受信失敗なので計算されない。

θ３＝（Ｔｈｒｅｓ−θ１×（ｔ３−ｔ１））／Δｔ３

θ４＝（Ｔｈｒｅｓ−θ１×（ｔ３−ｔ１）−θ３×（ｔ４−ｔ３））／Δｔ４

すなわち、残りの高さを残り時間で割った量を求め、それを従来のＡＥＣと同じ単位時間あたりの電圧増加θ（Ｖ／ｓｅｃ）を単位電圧増加信号として出力する。つまり電圧増加θを時間積分していき、積分量がＴｈｒｅｓに達したら停止となる。このように照射停止予告信号をアナログの信号に変換することにより、２回受信しなくても１回で電圧増加θを求めることが可能であるので、無線が切れ易くても１回受信できれば、アナログの信号に変換することができる。

なお、線量が多くなり即停止の場合はΔｔ＝０を電子カセッテ２０から出力することにより、θ＝最大としてすぐ止める。

また、上記計算中のＴｈｒｅｓは適正照射時間Ｔになる閾値を示し、放射線発生装置１２の設置やメンテナンス時に調整し、従来ＡＥＣと同様に、一様露光で一定の出力で停止するように調整する。こうすることで、電子カセッテ２０として何（ｄｉｇｉｔ）で止めるかと放射線照射制御部２３として何（Ｖ）で止めるかの対応付けができる。例えば、Ｔｈｒｅｓ（ｖ）は電子カセッテ２０としてＴｈ（ｄｉｇｉｔ）であるとする。

線量安定性や線量検出や演算の精度の制約から、Ｔ＝ｔ−Δｔは繰り返し送信の間、一定とは限らない。Ｔ１、Ｔ１、Ｔ３・・・のように変化するので、上記式でｔ３−ｔ１＝Δｔ１−Δｔ３とは限らない。よって、常に最新の受信情報で傾きを更新することで精度を高める。

また、照射開始直後・終了直前・被写体（厚さ）などにより、撮影シーンによって照射時間ｔの絶対値は桁が異なるが、無線で確実に送るためにビット数を多く取れない。そこで照射停止予告信号には、（ｔ、Δｔ、単位）のように、時間の単位も一緒に入れることにより、照射時間が長くても短くても照射時間ｔ、残りの照射時間Δｔの桁数を一定に抑えることができるので、照射停止予告信号のビット長を最小限にして繰り返し送信周期を短くすることが可能となる。

ここで、残りの照射時間Δｔまたは適正照射時間Ｔを求める式について説明する。図５（Ｂ）は、残りの照射時間Δｔまたは適正照射時間Ｔの求め方を説明するための図である。

ｔは照射開始からの時間なので既知の値である。Ｔｈは上述の閾値Ｔｈｒｅｓと同様に、放射線発生装置１２の設置やメンテナンス時に調整し、従来ＡＥＣと同様に、一様露光で一定の出力で停止するように調整するので、既知の値である。また、各時刻での積算画素値ｑ（ｄｉｇｉｔ）も電子カセッテ２０で検出した値であるため既知の値である。

例えば、図５（Ｂ）の場合には、ｔ１秒でｑ１（ｄｉｇｉｔ）増加した訳だから、そのペースでＴｈ（ｄｉｇｉｔ）になる時間Ｔは、以下の式で表される。

Ｔ１／ｔ１＝Ｔｈ／ｑ１より、

Ｔ１＝（Ｔｈ／ｑ１）×ｔ１となる。

Ｔ２以降の決め方はいくつかあるが２通り説明する。まず、第１ケースとしてそれまでの全積分量ｑ２とそれまでの全照射時間ｔ２から、Ｔ１と同じように求めると、

Ｔ２＝（Ｔｈ／ｑ２）×ｔ２

となる。

他の方法（第２ケース）では、ｔ１からｔ２までの変化分から計算する。この場合には以下の式となる。

（Ｔ２−ｔ１）／（ｔ２−ｔ１）＝（Ｔｈ−ｑ１）／（ｑ２−ｑ１）より、

Ｔ２＝ｔ１＋（Ｔｈ−ｑ１）×（ｔ２−ｔ１）／（ｑ２−ｑ１）となる。

Ｔ３、Ｔ４以降も同様に求めることができる。ＡＥＣ用Ｉ／Ｆ２６側と違って、電子カセッテ２０側は無線切断による情報ロスがないので、毎回更新される。

なお、電圧増加θをＡＥＣ用Ｉ／Ｆ２６側ではなく、電子カセッテ２０側で計算する方法もある。しかしながら、電子カセッテ２０側で電圧増加θを計算する場合には、無線が一部届かないことがあったときには、ＡＥＣ用Ｉ／Ｆ２６側で計算していないので、傾きを修正する手段がなく誤差が大きくなってしまうため、電圧増加θはＡＥＣ用Ｉ／Ｆ２６側で計算する方が好ましい。

また、適正照射時間Ｔを電子カセッテ２０側ではなく、ＡＥＣ用Ｉ／Ｆ２６側で計算する方法もあるが、その場合には、画素値ｑと照射時間ｔの対を送ってやればよい。この方法なら傾きを常に修正可能である。この場合には、電子カセッテ２０側では画素値（ｄｉｇｉｔ）と時間、ＡＥＣ用Ｉ／Ｆ２６側で電圧と時間を扱うように、分けた方が仕組み上わかりやすくなる。

続いて、上述のように構成された本実施の形態に係わる放射線撮影システム１０のＡＥＣ用Ｉ／Ｆ２６で行われる具体的な処理について説明する。図６は、本実施の形態に係わる放射線画像撮影システム１０のＡＥＣ用Ｉ／Ｆ２６で行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。

ステップ１００では、電子カセッテ２０からデジタルのＡＥＣ信号を受信してステップ１０２へ移行する。すなわち、電子カセッテ２０から出力されるデジタルの照射停止予告信号をＡＥＣ信号受信部７０が受信する。

ステップ１０２では、ＡＥＣ信号変換部７２によってデジタルの照射停止予告信号がアナログの線量を表す信号に変換する処理が（ＡＥＣ信号変換処理）行われてステップ１０４へ移行する。すなわち、上述のように、照射開始から今までの照射時間ｔと、電子カセッテ２０で計算された適切照射時間Ｔに対する残りの照射時間Δｔ（＝Ｔ−ｔ）と、を表すデジタルの照射停止予告信号を、アナログの単位時間あたりの電圧増加θ（Ｖ／ｓｅｃ）に変換する処理を行って、求めた単位時間あたりの電圧増加θを時間積分することにより、放射線の照射量に対応する電圧を表すアナログ信号を求めてステップ１０４へ移行する。

ステップ１０４では、変換したアナログ信号（電圧信号）を放射線発生装置１２の放射線照射制御部２３へ出力してステップ１０６へ移行する。これによって、放射線照射制御部２３では、従来のＡＥＣと同様に、放射線の照射量が所定量に達したところで放射線の照射を停止することができる。

ステップ１０６では、ＡＥＣ信号を受信したか否か判定され、該判定が肯定された場合にはステップ１００に戻って上述の処理が繰り返され、判定が否定されたところで一連の処理を終了する。なお、該判定は、次のＡＥＣ信号を受信したか否かを判定するが、無線の状況によっては照射停止線量になっていないのに次のＡＥＣ信号を受信しない場合があるので、単位時間あたりの電圧増加θが閾値Ｔｈｒｅｓに達していない場合には、次のＡＥＣ信号を受信するまで待機する。また、閾値Ｔｈｒｅｓに達していないのに次のＡＥＣ信号を受信しない時間が予め定めた時間以上経過した場合にはエラー処理（エラー報知等）等を行うようにしてもよい。

このように、本実施の形態の放射線撮影システム１０では、電子カセッテ２０から出力されるデジタルの照射停止予告信号をＡＥＣ用Ｉ／Ｆ２６によって線量を表すアナログ信号に変換して出力するようにしたので、無線通信によって飛び飛びで受信される離散的な線量情報の間を補完推定することができ、照射停止の精度を向上することができる。すなわち照射量情報を受信した時には既に必要な累積値をオーバーしてしまっている、ということを防ぐことができ照射停止の精度が良い。

また、従来のイオンチャンバ３４等を利用したＡＥＣ制御を行うシステムをそのまま利用して電視カセッテ２０を利用することができる。また、従来のシステムを利用することができるため、電子カセッテ２０が故障などによって使用不可能な場合には、従来のカセッテを使用することもできる。

すなわち、アナログ信号を受け取るインタフェースが多くの放射線発生装置側にあるために、本実施の形態のようにＡＥＣ用Ｉ／Ｆ２６によってアナログ信号に変化するようにすることで、様々な放射線発生装置種類と接続可能になり、既存のシステムに放射線の照射量を検出する電子カセッテ２０を適用することができる。

電子カセッテ２０から送られる照射停止予告信号の送信頻度を少なくすればするほどネットワーク環境に与える通信負荷が少なくて済む。通信負荷が少ないということは１回１回の無線通信の遅延も生じにくいということで、システム品質が安定する利点が大きい。しかしながら、従来のデジタルのＡＥＣ信号で照射制御する仕組みだと、送信頻度を少なくすればするほどあるタイミングで累積量がオーバーしてしまった時のオーバー量が大きくなってしまう。一方で本実施形態のようにアナログ信号に変換することで、通信頻度を抑えて通信品質を安定させつつ、オーバー量をミニマム化することができる。

なお、本実施の形態では、ＡＥＣ用Ｉ／Ｆ２６がデジタルの照射停止予告信号を放射線の照射量に対応する電圧を表すアナログ信号（電圧信号）に変換するようにしたが、照射量に対応する電流を表すアナログ信号（電流信号）に変換するようにしてもよい。

また、本実施の形態における放射線は、特に限定されるものではなく、Ｘ線やγ線等を適用することができる。

また、上記の実施の形態におけるフローチャートで示した処理は、プログラムとして各種記憶媒体に記憶して流通するようにしてもよい。

その他、本実施の形態で説明した放射線画像撮影システム１０、放射線発生装置１２、及び電子カセッテ２０等の構成、動作等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。

１０ 放射線画像撮影システム
１２ 放射線発生装置
１４ 制御装置
２０ 電子カセッテ
２３ 放射線照射制御部
２４ 高電圧発生装置
２５ 放射線照射源
２６ ＡＥＣ用Ｉ／Ｆ
６８ Ｉ／Ｆ部
７０ ＡＥＣ信号受信部
７２ ＡＥＣ信号変換部
７４ ＡＥＣ信号送信部

Claims (16)

1. 照射された放射線に応じた画像を撮影すると共に、放射線の照射量を検出し、放射線の照射量の検出結果として放射線の照射停止予告信号を表すデジタル信号を出力する放射線撮影装置から前記デジタル信号を無線通信により受信する受信手段と、
   前記受信手段によって受信した前記デジタル信号を、放射線を前記放射線撮影装置に照射すると共に放射線が所定照射量になった場合に放射線の照射を停止する放射線照射装置が認識可能なアナログ信号に変換する変換手段と、
   を備えた放射線信号処理装置。
2. 前記変換手段は、前記アナログ信号を有線接続された前記放射線照射装置に更に出力する請求項１に記載の放射線信号処理装置。
3. 前記照射停止予告信号は、放射線照射開始からの照射時間と、予め定めた適正照射時間に対する残りの照射時間とを表す信号である請求項１又は請求項２に記載の放射線信号処理装置。
4. 前記照射停止予告信号は、放射線照射開始からの照射時間と、予め定めた適正照射時間に対する残りの照射時間と、時間の単位とを表す信号である請求項１又は請求項２に記載の放射線信号処理装置。
5. 前記変換手段は、前記デジタル信号から単位時間あたりの電圧増加を求めて、時間積分することにより、放射線の照射量に対応する電圧を表すアナログ信号に変換する請求項３又は請求項４に記載の放射線信号処理装置。
6. 前記変換手段が、最新の前記デジタル信号に基づいて単位時間あたりの電圧増加を求める請求項５に記載の放射線信号処理装置。
7. 前記放射線撮影装置は、線量が多くなり即停止する場合に前記電圧増加が最大となる前記照射停止予告信号を前記デジタル信号として送信する請求項５又は請求項６に記載の放射線信号処理装置。
8. 照射された放射線の線量を検出して出力する機能を備えて、放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置と、
   請求項１〜７の何れか１項に記載の放射線信号処理装置と、
   を備えた放射線画像撮影システム。
9. 照射された放射線に応じた画像を撮影すると共に、放射線の照射量を検出し、放射線の照射量の検出結果として放射線の照射停止予告信号を表すデジタル信号を出力する放射線撮影装置から前記デジタル信号を無線通信により受信手段によって受信する受信ステップと、
   前記受信ステップで受信した前記デジタル信号を、放射線を前記放射線撮影装置に照射すると共に放射線が所定照射量になった場合に放射線の照射を停止する放射線照射装置が認識可能なアナログ信号に変換手段によって変換する変換ステップと、
   を備えた放射線信号処理方法。
10. 前記変換ステップは、前記アナログ信号を有線接続された前記放射線照射装置に更に出力する請求項９に記載の放射線信号処理方法。
11. 前記照射停止予告信号は、放射線照射開始からの照射時間と、予め定めた適正照射時間に対する残りの照射時間とを表す信号である請求項９又は請求項１０に記載の放射線信号処理方法。
12. 前記照射停止予告信号は、放射線照射開始からの照射時間と、予め定めた適正照射時間に対する残りの照射時間と、時間の単位とを表す信号である請求項９又は請求項１０に記載の放射線信号処理方法。
13. 前記変換ステップは、前記検出結果から単位時間あたりの電圧増加を求めて、時間積分することにより、放射線の照射量に対応する電圧を表すアナログ信号に変換する請求項１１又は請求項１２に記載の放射線信号処理方法。
14. 前記変換ステップが、最新の前記デジタル信号に基づいて単位時間あたりの電圧増加を求める請求項１３に記載の放射線信号処理方法。
15. 前記放射線撮影装置は、線量が多くなり即停止する場合に前記電圧増加が最大となる前記照射停止予告信号を前記デジタル信号として送信する請求項１３又は請求項１４に記載の放射線信号処理方法。
16. コンピュータを、請求項１〜７の何れか１項に記載の放射線信号処理装置の各手段として機能させるための放射線信号処理プログラム。