JP2006208308A - 放射線画像検出器及び放射線画像撮影システム - Google Patents

Abstract

【課題】放射線画像検出器において、迅速な撮影を行いつつ、撮影待機モードにおける消費電力をさらに削減し、省電力化及び長寿命化を図ることができる放射線画像検出器及び放射線画像撮影システムを提供すること。
【解決手段】照射された放射線を検出して放射線画像情報を取得する放射線画像検出器１において、撮影モードより消費電力量が少ない複数の撮影待機モードを有し、複数の撮影待機モードは、少なくとも撮影モードより消費電力量が少ない第１の待機モードと、第１の待機モードより消費電力量が少ない第２の待機モードとを含んでおり、撮影モードと及び複数の撮影待機モードを切り換える切り換え手段２９を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射線画像検出器及び放射線画像撮影システムに係り、特に迅速な撮影と省電力化と装置の長寿命化に対応可能な放射線画像検出器及び放射線画像撮影システムに関する。

従来より、医療診断にあっては、被写体にＸ線等の放射線を照射し、当該被写体を透過した放射線の強度分布を検出して得られた放射線画像が広く利用されており、近年では、撮影に際し放射線を検出して電気信号に変換し、放射線画像情報として蓄積するＦＰＤ（Flat Panel Detector）を用いた放射線撮影システムが提案されている。

この放射線撮影システムにあっては、システム構成の自由度を向上させる上で、撮影室に配設されたＦＰＤを所定の通信回線を介して画像処理を行うためのＰＣ（Personal Computer）等の所定のコンソールと接続して使用するように構成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、カセッテ型ＦＰＤとコンソールとが無線方式により放射線画像情報等の各種情報を通信可能に構成されたものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。このカセッテ型ＦＰＤでは、ＦＰＤがカセッテに収容されており、ＦＰＤの運搬性・取り扱い性を向上させて、さらにシステム構成の自由度を向上させている。

カセッテ型ＦＰＤは、自由度の向上という点では、邪魔な配線を持たないことが特徴の一つとして挙げられる。その場合、カセッテ型ＦＰＤは、電力供給源として充電池を内蔵することになる。充電池が消耗して電源が切れると、充電を行ってから再び使用する構成になっている。

そのため、使用状況等により電源がすぐに切れてしまうと、１日に何度も充電を行わなければならず、非常に不便である。また、撮影しようと思ったときに電源が切れてしまうと、すぐに撮影が出来ないといった不都合が生じてしまう。あるいは、撮影中に電源が切れてしまうと再撮影を行わなければならなくなり、被写体に対し被爆に伴う危険が高まる可能性があり、軽量で長時間駆動できるカセッテ型ＦＰＤの開発が望まれていた。

そこで、従来から使用時における無駄な消費電力の削減が試みられており、通常、ＦＰＤでは、１日の始まりとともに、放射線画像検出器の電源をいれ、撮影時以外は、例えば撮影されてから作動する全ての部材に電圧を印加させた状態にある撮影待機モードで待機させており、患者の撮影がすぐに開始できるように終日稼動させた後に、電源を切るように構成されていた。その際、ＦＰＤでは、実際に撮影を行っている撮影モードと、実際に撮影を行っていないが、撮影モードより消費電力が少なく、迅速に撮影モードへの立ち上げが可能な撮影待機モードとの切り換えが行われており、各モードの切り換えは、特許文献３のようにＦＰＤ内にアダプタを持ち、当該アダプタの着脱により行わせたり、特許文献４のようにＦＰＤに配設されたスイッチ、タイマーにより行わせていた。

その結果、ＦＰＤが、撮影に使用されていない待機状態では、待機時に不必要な部材への電圧の印加を行わないことにより消費電力を削減しつつ、電源をいれてから実際に撮影を行うことが可能な状態、すなわち撮影モードになるまでの時間を短縮させており、撮影待機モードにおける消費電力の削減によるＦＰＤの省電化と、撮影モードへの迅速な移行が図られていた。
特開２００３−１９９７３６号公報 特開２００３−２１０４４４号公報 特開２００４−１４１４７３号公報 特開平９−２９４２２９号公報

しかしながら、従来の撮影待機モードでは、撮影モードに比べると消費電力量が削減されたものではあるが、全く電源を入れていない状態に比べると、消費電力量は多くなってしまう。これは、特に１日に数回しか撮影を行わない場合では非常に不経済であり、省電力と呼ぶには不十分であった。

また、撮影モードにすぐに移行させるために、ＦＰＤの構成部材の多くに電圧を長時間印加させることで、ＰＤやＴＦＴ等は劣化し、感度の低下を生じさせてしまう。その結果、実際には撮影に使用されていないのも関わらずＦＰＤの寿命を縮めてしまうことになっていた。

このように、従来の撮影待機モードでは、撮影モードへの迅速な移行と、省電力化と、長寿命化を両立させることができなかった。

そこで、本発明の課題は、放射線画像検出器において、撮影モードへの迅速な移行を図りつつ、撮影待機モードにおける消費電力をさらに削減し、省電力化及び長寿命化を可能とする放射線画像検出器及び放射線画像撮影システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、
照射された放射線を検出して放射線画像情報を取得する放射線画像検出器において、撮影モードと、前記撮影モードより消費電力量が少ない複数の撮影待機モードを有し、前記複数の撮影待機モードは、少なくとも前記撮影モードより消費電力量が少ない第１の待機モードと、前記第１の待機モードより消費電力量が少ない第２の待機モードとを含んでおり、前記撮影モード及び前記複数の撮影待機モードを切り換える切り換え手段を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、照射された放射線を検出して放射線画像情報を取得する放射線画像検出器において、撮影モードと、前記撮影モードより消費電力量が少ない複数の撮影待機モードを有し、前記複数の撮影待機モードは、少なくとも前記撮影モードより消費電力量が少ない第１の待機モードと、前記第１の待機モードより消費電力量が少ない第２の待機モードとを含んでおり、前記撮影モード及び前記複数の撮影待機モードを切り換える切り換え手段を備えている。したがって、撮影モードより消費電力量が少ない複数の撮影待機モードを備えており、そのうち少なくとも２つの撮影待機モードは消費電力量が異なる状態にあり、切り換え手段は使用状況に応じて撮影モード及び複数の撮影待機モードを切り換えることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の放射線画像検出器において、
信号読み出し回路と、走査駆動回路と、光電変換部と、画像記憶部と、画像転送部と、信号受信部とを備え、
前記切り換え手段は、前記第１の待機モードでは、少なくとも前記信号読み出し回路に対して電圧を印加しないことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、信号読み出し回路と、走査駆動回路と、光電変換部と、画像記憶部と、画像転送部と、信号受信部とを備え、前記切り換え手段は、前記第１の待機モードでは、少なくとも前記信号読み出し回路に対して電圧を印加しないので、第１の待機モードにおいて、消費電力量が最も高い信号読み出し回路に対して電圧を印加しないように撮影モード及び複数の撮影待機モードを切り換える。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の放射線画像検出器において、
前記切り換え手段は、前記第２の待機モードでは、少なくとも前記光電変換部に対して電圧を印加しないことを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、前記切り換え手段は、前記第２の待機モードでは、少なくとも前記光電変換部に対して電圧を印加しないので、第２の待機モードにおいて光電変換部に対して電圧を印加しないので、第２の待機モードにおいて、光電変換部に対して電圧を印加しないように撮影モード及び複数の撮影待機モードを切り換える。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の放射線画像検出器において、
前記切り換え手段は、機械的スイッチからの信号又は外部からの信号若しくはセンサからの信号の検知により前記撮影モード及び前記複数の撮影待機モードを切り換えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、前記切り換え手段は、機械的スイッチからの信号又は外部からの信号若しくはセンサからの信号の検知により前記撮影モード及び前記複数の撮影待機モードを切り換えるので、切り換え手段は、機械的スイッチからの信号又はコンソール等外部からの信号若しくはセンサからの信号の検知に基づき、撮影モード及び複数の撮影待機モードを切り換えることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の放射線画像検出器において、
前記センサが、移動を検知する加速度センサ、熱を検知する熱センサ、光を検知する光センサ、圧力を検知する圧力センサ、電気エネルギーを検知する電気センサであることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、前記センサが、移動を検知する加速度センサ、熱を検知する熱センサ、光を検知する光センサ、圧力を検知する圧力センサ、電気エネルギーを検知する電気センサであるので、移動、熱、光、圧力、電気エネルギーを検知することにより撮影モードと複数の撮影待機モードを切り換えることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の放射線画像検出器において、
無線信号により通信を行う無線通信手段を備えることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、無線信号により通信を行う無線通信手段を備えるので、無線信号により放射線画像検出器の外部に接続された外部機器と画像情報等の各種データを送受信することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の放射線画像検出器において、カセッテに収納したカセッテ型放射線画像検出器であることを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、カセッテに収納したカセッテ型放射線画像検出器であるので、撮影装置と一体型に構成する必要がなく、持ち運びや取り扱いを容易にすることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の放射線画像検出器において、
電力供給源として、バッテリを備えることを特徴とする。

請求項８に記載の発明によれば、電力供給源として、バッテリを備えるので、ケーブル等を配設することがなく電源を確保することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の放射線画像検出器と、前記放射線画像検出器を操作するコンソールとを備える放射線画像撮影システムであることを特徴とする。

請求項９に記載の発明によれば、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の放射線画像検出器と、前記放射線画像検出器を操作するコンソールとを備える放射線画像撮影システムであるので、コンソールにより請求項１から請求項８のいずれか一項に記載放射線画像検出器を操作し、放射線画像情報を得る放射線画像撮影システムを構築することができる。

請求項１に記載の発明によれば、撮影モードより消費電力量が少ない複数の撮影待機モードを備えており、そのうち少なくとも２つの撮影待機モードは消費電力量が異なる状態にあり、切り換え手段は使用状況に応じて撮影モード及び複数の撮影待機モードを切り換えることができるので、１つの撮影待機モードと撮影モードを切り換える構成の場合に比べ、撮影待機モードにおける消費電力を削減することができ、省電力化並びに長寿命化を図ることができる。特に、第１の待機モードを撮影モードへ迅速に移行できる状態に設定した場合には、撮影モードへの迅速な移行を図りつつ、撮影待機モードにおける消費電力をさらに削減し、省電力化及び長寿命化を図ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、第１の待機モードにおいて、消費電力量が最も高い信号読み出し回路に対して電圧を印加しないように撮影モード及び複数の撮影待機モードを切り換えるので、第１の待機モードから迅速に撮影モードに切り換えることができると同時に、他の構成部材の電圧を印加しない場合に比べ、第１の待機モードにおける消費電力量を大きく削減することができる。

請求項３に記載の発明によれば、第２の待機モードにおいて光電変換部に対して電圧を印加しないように撮影モード及び複数の撮影待機モードを切り換えるので、第２の待機モードにおいて、光電変換部に対して電圧を印加しないことにより、消費電力量の削減を図ることができると同時に、無駄な電圧印加時間が長くなることによる光電変換部の劣化を防ぎ、寿命が短縮するのを防ぐことができる。

請求項４に記載の発明によれば、切り換え手段は、機械的スイッチからの信号又はコンソール等外部からの信号若しくはセンサからの信号の検知に基づき、撮影モード及び複数の撮影待機モードを切り換えることができるので、適切なタイミングで撮影モード及び複数の撮影待機モードを切り換えることができ、無駄に電圧を印加させることを防ぐことができ、消費電力量の削減と、長寿命化を図ることができる。

請求項５に記載の発明によれば、移動、熱、光、圧力、電気エネルギーを検知することにより撮影モードと複数の撮影待機モードを切り換えることができるので、移動、熱、光、圧力、電気エネルギーを検知することにより撮影待機モードにおける消費電力を削減し、省電力化を図ることができる。

請求項６に記載の発明によれば、無線信号により放射線画像検出器の外部に接続された外部機器と画像情報等の各種データを送受信するので、ケーブル等を配設することがなくデータの送受信を行うことができ、システム構成の自由度を向上させることができる。

請求項７に記載の発明によれば、撮影装置と一体型に構成する必要がなく、持ち運びや取り扱いを容易にすることができるので、システムの構成の自由度を向上させることができる。

請求項８に記載の発明によれば、ケーブル等を配設することがなく電源を確保することができるので、システム構成の自由度を向上させることができる。

請求項９に記載の発明によれば、コンソールにより請求項１から請求項８のいずれか一項に記載放射線画像検出器を操作し、放射線画像情報を得る放射線画像撮影システムを構築するので、撮影待機モードにおける消費電力を削減することができ、省電力化を図ることができる放射線画像撮影システムとすることができる。

〔第１実施形態〕
以下、図面を参照しながら本発明に係る放射線画像検出器及び放射線画像撮影システムの実施形態について説明する。ただし、本発明は図示例のものに限定されるものではない。

図１は、本発明を適用した実施形態として例示する放射線画像撮影システムの概略構成を示す図である。
図１に示すように、放射線画像撮影システム１００は、病院内で行われる放射線画像撮影を想定しており、例えば撮影室内に設置され、被写体にＸ線等の放射線を照射して放射線画像を放射線画像検出器１にて取得することで放射線撮影を行う放射線画像撮影装置２と、放射線画像撮影に関する操作及び得られた放射線画像の表示と画像処理を行うコンソール３と、院内の放射線画像撮影の予約管理を行い、所定の撮影室の撮影予約が入るとコンソール３に撮影要求の指示を送信するホストコンピュータ４と、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の無線通信方式による通信を行うための図示しない基地局とを備え、これら装置どうしがネットワークＮを介して接続されている。ここで、ネットワークＮには、他の撮影室のコンソール５，５や放射線画像検出器６，６が接続されており、各放射線画像検出器で取得された放射線画像情報のやり取りをすることが可能になっている。また、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（Ethernet；登録商標）等の既存の回線である方が好ましい。

放射線画像撮影装置２は、放射線照射装置７及び放射線画像検出器１から構成されている。
放射線照射装置７は、ケーブルを介してコンソール３に接続されるとともに、放射線源８及び放射線源制御手段９を有しており、放射線源８は、コンソール３から指示された照射する放射線の特性（放射線源８にかける管電圧、管電流、照射時間等）に従って放射線源制御手段９により制御され、放射線を発生するように構成されている。

放射線画像検出器１は、放射線照射装置７から照射されて被写体Ｓを透過した放射線を検出して放射線画像を取得するようになっており、撮影を行う際には、放射線画像検出器１を放射線源８から放射線が照射される放射線照射範囲に設置された撮影台に装着するなどして使用する。

コンソール３は、操作者が撮影の指示をする操作部１０と、操作部１０からの指示に基づき放射線照射装置７を制御する撮像制御部１１と、放射線画像検出器１で得られた画像データに色調の補正などの画像処理を行う画像処理部１２と、画像処理がなされた画像データをハードディスク、光磁気ディスク等に記憶する画像記憶部１３と、操作者が撮影が適切に行われたか目視確認をするために放射線画像検出器１で得られた画像信号を基に画像を表示する表示部１４と、ネットワークＮに接続するＬＡＮボード１５と、これらコンソール３のシステムを制御するシステム制御部１６とが備えられている。

放射線画像検出器１は、発光層と、光電変換層と、駆動回路とを備えて放射線を検出する間接型フラットパネルディテクタである。以下、図２〜図７を用いて、放射線画像検出器１の構造について説明する。

図２（ａ）に示すように、放射線画像検出器１は、内部を保護する筐体２０を備えており、放射線画像検出器１はカセッテとして携帯可能に構成されている。

筐体２０の外部には、操作者がスイッチング操作をすることにより放射線画像検出器１の動作を切り換えるための操作部２１や、放射線画像の撮影準備の完了や内蔵されている画像記憶手段に所定量の画像信号が書き込まれたことを示す表示部２２（図３参照）が設けられている。

筐体２０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２３が層を成して形成されている。図２（ｂ）に示すように、撮像パネル２３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２３１が設けられている。ここで、発光層２３１には、例えば波長が１Å（１×１０^-10ｍ）程度であって、人体や船舶、航空機の部材等を透過する電磁波である所謂Ｘ線が照射される。

発光層２３１は、蛍光体を主たる成分とするものであり、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。なお、発光層２３１は、一般的にシンチレータ層と呼ばれている。

この発光層２３１で用いられる蛍光体は、ＣａＷＯ_４、ＣｄＷＯ_４等を母体とするものや、ＣｓＩ：ＴｌやＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ、ＺｎＳ：Ａｇ等の母体内に発光中心物質が付活されたものを用いることができる。
また、希土類元素をＭとしたとき、（Ｇｄ，Ｍ，Ｅｕ）_２Ｏ_３の一般式で示される蛍光体を用いることができる。

特に、Ｘ線吸収及び発光効率が高いことよりＣｓＩ：ＴｌやＧｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂが好ましく、これらを用いることで、ノイズの低い高画質の画像を得ることができる。

この発光層２３１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層２３２が形成されている。

光電変換層２３２は、電気エネルギーを生成し、画素毎に蓄える光電変換素子と、蓄えられた電気エネルギーを信号として出力するためのスイッチング素子であるトランジスタから形成されている。なお光電変換層２３２は、スイッチング素子を用いるものに限られるものではなく、例えば蓄えられた電気エネルギーのエネルギーレベルに応じた信号を生成して出力する構成とすることもできる。一般には、ガラス基板上に配されたアモルファスシリコンで形成される。

光電変換素子は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）２３３が用いられるが、特に限定する必要はなく、その他の固体撮像素子（電荷結合型素子など）あるいは光電子倍増管のような素子であってもよい。

トランジスタは、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２３４が用いられる。このＴＦＴ２３４は、液晶ディスプレイ等に使用されている無機半導体系のものでも、有機半導体を用いたものでもよい。

この光電変換層２３２の発光層２３１側の面と反対側の面には、前記発光層２３１及び光電変換層２３２を支持する基板２３５が形成されている。

基板２３５上であって、光電変換層２３２の側方には、駆動回路が設けられており、駆動回路は、蓄積された電気エネルギーを画像信号として出力する走査駆動回路２３６と、照射された放射線の強度に応じて蓄積された電気エネルギーを読み出す信号読み出し回路２３７とから形成されている。

基板２３５の光電変換層２３２側の面と反対側の面には、制御部２４が設けられている。

図３に示すように、制御部２４には、前述した操作部２１、走査駆動回路２３６、信号読み出し回路２３７が接続される他、後述するバッテリ２５、画像記憶部２６、画像転送部２７、信号受信部２８、切り換え手段２９が接続されている。

制御部２４の基板２３５側の面と反対側の面には、放射線画像検出器１を構成する各部位に電力を供給する電力供給源としてプレート状のバッテリ２５が設けられている。このような形態を有することにより、放射線画像検出器１の薄型化を可能にしている。バッテリ２５は、例えばマンガン電池、ニッケル・カドミウム電池、水銀電池、鉛電池などの一次電池、充電可能な二次電池が適用される。なお、バッテリ２５は、薄型で、筐体２０の側部から引き出して交換可能になっている。

この他、筐体２０の内部には、記憶手段としてフラッシュメモリなどの書き換え可能な読み出し専用メモリ等を用いて撮像パネル２３から出力された画像信号を記憶する画像記憶手段としての画像記憶部２６と、撮像パネル２３から出力された画像信号を転送する画像転送部２７が備えられている。また、外部から送信される切り換え信号や撮影開始信号を受信する信号受信部２８と、信号受信部２８で受信された切り換え信号や撮影開始信号に基づき撮影待機モード及び撮影モードの切り換え動作を行う切り換え手段２９が備えられている。

したがって、制御部２４では、コンソール３から送信された切り換え信号や撮影開始信号が信号受信部２８を介して伝えられることにより、切り換え手段２９を動作させ、撮影待機モード及び撮影モードを切り換えさせる他、駆動回路を駆動して、光電変換層２３２から電気信号を読み出し、読み出された電気信号を画像信号として画像記憶部２６に記憶させた後、画像転送部２７を通じてコンソール３に送信するように構成されており、放射線画像検出器１で行われる各種動作を制御するように構成されている。

ここで、撮像パネル２３の回路構成について説明する。図４は、光電変換層２３２を構成する１画素分の光電変換部の等価回路図である。

図４に示すように、１画素分の光電変換部の構成は、ＰＤ２３３と、ＰＤ２３３で蓄積された電気エネルギーをスイッチングにより電気信号として取り出すＴＦＴ２３４とから構成されている。取り出された電気信号は、増幅器２３８により信号読み出し回路２３７が検出可能なレベルにまで電気信号を増幅するようになっている。なお、増幅器２３８には、ＴＦＴ２３４とコンデンサで構成された図示しないリセット回路が接続されており、ＴＦＴ２３４にスイッチを入れることにより蓄積された電気信号をリセットするリセット動作が行われるようになっている。また、ＰＤ２３３は、単に寄生キャパシタンスを有したものでもよいし、ＰＤ２３３と光電変換部のダイナミックレンジを改良するように追加コンデンサを並列に含んでいるものでもよい。

図５は、このような光電変換部を二次元に配列した等価回路図であり、画素間には、走査線Ｌｌと信号線Ｌｒが直交するように配設されている。前述のＰＤ２３３には、ＴＦＴ２３４が接続されており、ＴＦＴ２３４が接続されている側のＰＤ２３３の一端は信号線Ｌｒに接続されている。一方、ＰＤ２３３の他端は、各行に配された隣接するＰＤ２３３の一端と接続されて共通のバイアス線Ｌｂを通じてバイアス電源２３９に接続されている。このバイアス電源２３９の一端は制御部２４に接続され、制御部２４からの指示によりバイアス線Ｌｂを通じてＰＤ２３３に電圧がかかるようになっている。また各行に配されたＴＦＴ２３４は、共通の走査線Ｌｌに接続されており、走査線Ｌｌは走査駆動回路２３６を介して制御部２４に接続されている。同様に、各列に配されたＰＤ２３３は、共通の信号線Ｌｒに接続されて制御部２４に制御される信号読み出し回路２３７に接続されている。信号読み出し回路２３７には、撮像パネル２３から近い順に、増幅器２３８、サンプルホールド回路２４０、アナログマルチプレクサ２４１、Ａ／Ｄ変換機２４２が共通の信号線Ｌｒ上に配されている。

本実施形態の放射線画像検出器１では、主電源のＯＮ／ＯＦＦが、１日周期で行われており、例えば、放射線源８のテスト動作時に、放射線画像検出器１の電源を投入し、その後、患者等の被写体が訪れる可能性のある間、電源は投入された状態を維持し、その日の放射線撮影が終了する時に電源を遮断するように構成されている。

通常、放射線画像検出器１に電源が投入されている間、絶え間なく放射線撮影を行うことはごく稀である。そのため、放射線画像検出器１には、撮影を行っている状態（撮影モード）と、撮影を待機している状態（撮影待機モード）とを切り換える切り換え手段２９が備えられており、制御部２４は切り換え手段２９の切り換え動作を制御するように構成されている。

撮影モードは、放射線画像検出器１を構成する全ての部材が稼動している、すなわち、放射線画像検出器１の全ての部材に電圧が印加されている状態にあり、一連の撮影動作である初期化、放射線の照射、電気信号の読み取り、画像信号の転送が行われるように構成されている。なお、初期化では、撮像パネル２３におけるリセット動作及び空読み動作が行われるようになっている。

撮影待機モードは、撮影モードよりも消費電力の少ない２つの待機モードから構成されており、撮影モードに先駆けて、光電変換層２３２に一定時間電圧を印加し、溜まった残留電荷を取り除く動作を行う第１の待機モードと、第１の待機モードより消費電力の少ない第２の待機モードとから構成されている。すなわち、第１の待機モードは、すぐに撮影を行う可能性が高い状態にある撮影待機モードであり、第２の待機モードは、すぐに撮影を行う可能性が低い状態にある撮影待機モードである。

例えば、図６に示すように、撮影モードでは、信号読み出し回路２３７、走査駆動回路２３６、ＰＤ２３３、ＴＦＴ２３４、画像記憶部２６、画像転送部２７、信号受信部２８に電圧が印加されるように構成されており、撮影待機モードを、少なくとも信号読み出し回路２３７に電圧を印加しない構成とし、撮影モードへの迅速な立ち上げが可能な信号読み出し回路２３７を除いて全ての部分を立ち上げた状態である第１の待機モードと、少なくとも光電変換部に電圧を印加しない構成とし、画像保存や外部への転送、外部からの信号受信に関わる部分である画像記憶部２６、画像転送部２７、信号受信部２８のみを立ち上げた状態である第２の待機モードとして構成することが可能である。

上述した撮影待機モード及び撮影モードは、放射線画像検出器１に備えられた切り換え手段２９により、切り換えられるように構成されている。制御部２４は、信号受信部２８を介してコンソール３から送信された切り換え信号を受信することで切り換え手段２９により撮影待機モード間を切り換えさせるとともに、信号受信部２８を介してコンソール３から送信された撮影開始信号を受信することで切り換え手段２９により撮影待機モードと撮影モードを切り換えさせるように構成されている。なお、切り換え信号は、第２の待機モードから第１の待機モードに遷移する切り換え信号１と、第１の待機モードから第２の待機モードに遷移する切り換え信号２とから構成されている。

切り換え手段２９は、第２の待機モードの状態では、切り換え信号１と撮影開始信号を常に受信しているかチェックするように構成されており、切り換え信号１を受信すると、第２の待機モードから第１の待機モードに遷移するように構成されている。また、撮影開始信号を受信すると、第２の待機モードから撮影モードに切り換えるように構成されている。なお、第２の待機モードの状態で撮影開始信号を受信すると、全ての部材に電圧が印加された撮影モードになるが、光電変換層及び駆動回路に係る電圧が安定しないため、所定時間経過後に初期化が開始されることが好ましい。

一方、第１の待機モードの状態では、切り換え手段２９は、切り換え信号２と撮影開始信号を常に受信しているかチェックするように構成されており、第１の待機モードの状態で切り換え信号２を受信すると、第１の待機モードから第２の待機モードに遷移するように構成されている。また、撮影開始信号を受信すると、第１の待機モードから撮影モードに切り換えるように構成されている。なお、第１の待機モードの状態で撮影開始信号を受信すると、撮影モードに遷移するが、ＰＤ２３３等、電圧の安定化に時間がかかる部材が安定化していない場合があり、第１の待機モードに入ってから所定時間経過後に初期化が開始されることが好ましい。

具体的には、第１の待機モードと第２の待機モードの切り換えは、信号受信部２８を介して切り換え信号が切り換え手段２９に送信されると、制御部２４は走査駆動回路２３６及び、ＰＤ２３３，ＴＦＴ２３４への電圧の印加と、バイアス線Ｌｂの電圧を制御することにより、光電変換層２３２にかかる電位を変更するように構成されている。

また、第１の待機モードから撮影モードへの切り換えは、信号受信部２８を介して撮影開始信号が切り換え手段２９に送信されると、制御部２４は信号読み出し部に電圧を印加し、その後撮影動作が行われるようになっている。

撮影動作では、まず、信号読み出し回路２３７でリセット動作が行われた後に、空読み動作が行われて放射線が照射されるようになっており、ＰＤ２３３では放射線量に応じて電気信号が発生して蓄積されるようになっている。そして、走査駆動回路２３６により走査線Ｌｌが選択され、選択された走査線Ｌｌ上のＴＦＴ２３４がスイッチングされると、ＰＤ２３３に蓄積された電気信号が導通し、信号読み出し回路２３７に送られて増幅された後、デジタル信号へ変換されるようになっている。そして、制御部２４はこのデジタル信号を画像信号として画像記憶部２６に一旦保持した後、画像転送部２７によりコンソール３に送信させるようになっている。

なお、放射線画像検出器１では、主電源がＯＮになると、自動的に第２の待機モードに遷移し、画像記憶部２６、画像転送部２７、信号受信部２８に電圧を印加するように構成されている。

次に、このような切り換え手段２９を備えた放射線画像検出器１の動作について説明する。
図７に示すように、放射線画像検出器１の主電源がＯＮになると（ステップＳ１）、自動的に第２の待機モードに移行する（ステップＳ２）。

第２の待機モードでは、常に画像記憶部２６、画像転送部２７、信号受信部２８を立ち上げており、信号受信部２８に切り換え信号が受信されていないか常に検知している（ステップＳ３）。

そして、コンソール３から第２の待機モードから第１の待機モードに切り換える切り換え信号（切り換え信号１）が信号受信部２８に送信されると（ステップＳ３；ｙｅｓ）、信号受信部２８は制御部２４に信号を送信する。制御部２４は、切り換え手段２９に第１の待機モードに切り換えさせ、走査駆動回路２３６と信号読み出し回路２３７内のリセット回路に対して電圧の印加を開始する。そして、走査駆動回路２３６への電圧の印加によりＰＤ２３３部及びＴＦＴ２３４部に電圧が印加され、光電変換部の暗電流が定常状態へと落ち着いていく（ステップＳ４）。

このとき、信号受信部２８は常に第１の待機モードから第２の待機モードへ切り換える切り換え信号（切り換え信号２）を受信しているかチェックをする（ステップＳ５）。

そして、切り換え信号２が受信されていないことを確認すると（ステップＳ５；ｙｅｓ）、コンソール３から操作者が指示して送信される撮影開始信号を受信しているかチェックをする（ステップＳ６）。

撮影開始信号が受信されていることを確認すると（ステップＳ６；ｙｅｓ）、リセット動作と空読み動作（初期化）を行った後（ステップＳ７）、放射線照射開始信号を受信して（ステップＳ８）、放射線照射が行われる。そして、放射線照射が終了すると、放射線照射終了信号を受信し（ステップＳ９）、駆動回路の駆動により電気信号の読み取りが行われ（ステップＳ１０）、読み取られた画像信号は、保存されるとともに、コンソール３へ送信される（ステップＳ１１）。

そして、画像信号が送信されてから所定時間経過後、再び信号受信部２８は撮影開始信号を受信しているかチェックをする（ステップＳ６）。

撮影開始信号を受信している場合（ステップＳ６；ｙｅｓ）は、再び撮影動作に入り、ステップＳ７以降の動作が繰り返される。

一方、撮影開始信号の受信が確認されない場合（ステップＳ６；ｎｏ）は、第１の待機モードに切り換わり、ステップＳ４以降の動作が繰り返される。

なお、ステップＳ５で切り換え信号２の受信が確認されない場合には（ステップＳ５；ｎｏ）、第２の待機モードに切り換わり、ステップＳ２以降の動作が繰り返される。

また、ステップＳ３で切り換え信号１の受信が確認されない場合は、撮影開始信号を受信しているかチェックをする（ステップＳ１２）。

撮影開始信号を受信している場合（ステップＳ１２；ｙｅｓ）は、再び撮影動作に入り、ステップＳ７以降の動作が繰り返される。

一方、撮影開始信号の受信が確認されない場合（ステップＳ１２；ｎｏ）は、第２の待機モードに切り換わり、ステップＳ２以降の動作が繰り返される。

以上のように、本実施形態の放射線画像検出器１では、消費電力の異なる２つの撮影待機モード（第１の待機モード及び第２の待機モード）を備え、これを切り換え手段２９により切り換えることで、撮影待機モードにおいてさらに消費電力量の削減し、省電力化を図ることができる。
その際、第１の待機モードでは、安定化に時間のかからない部材であり、かつ、最も電力を消費する部材である信号読み出し回路のみに電圧を印加させないので、迅速に撮影モードに移行して、速やかに撮影を開始することができるとともに、消費電力の削減を図ることができる。
また、第２の待機モードでは、光電変換層２３２に長時間電圧を印加することもないので、光電変換層２３２の劣化を防ぐことができ、放射線画像検出器１の長寿命化を図ることもできる。
したがって、放射線画像撮影システム１００では、迅速に撮影を行いながらも撮影待機モードにおける消費電力の削減し、省電力化及び長寿命化を図ることが可能となる。

なお、本実施形態においては、切り換え信号及び撮影開始信号をコンソール３から出力して切り換え手段２９に切り換えを行わせたが、放射線画像検出器１に備えられた部材から出力して切り換えを行う構成にしてもよい。この場合、例えば、放射線画像検出器１に機械的スイッチやタイマー、センサ等を備えることにより、撮影待機モード及び撮影モードに移行するタイミングが分かるような信号がこれら信号出力部材から出力させることにより切り換え手段２９が作動できればよい。

機械的スイッチの場合では、放射線撮影技師の操作により消費電力の低い撮影待機モードから消費電力の高い撮影待機モードに切り換える信号と消費電力の高い撮影待機モードから消費電力の低い撮影待機モードに切り換える信号と、撮影待機モードから撮影モードに切り換える信号とを切り換え手段に送信するようになっている。

タイマーの場合では、他の信号出力部材と併用して使用するのが好ましく、例えば、操作部１０から撮影指示が出力されてから所定時間経過後、消費電力の低い撮影待機モードから消費電力の高い撮影待機モードに切り換える信号を切り換え手段に送信し、放射線照射後、コンソール３へ画像信号を転送してから所定時間経過後、消費電力の高い撮影待機モードから消費電力の低い撮影待機モードに切り換える信号を切り換え手段に送信するようになっている。

センサとしては、具体的には、加速度センサ、熱センサ、光センサ、圧力センサ、電気センサ等が挙げられる。

加速度センサの場合では、放射線画像検出器１が撮影待機時に載置される充電器から離れたときに放射線画像検出器１が移動する加速度の変化を検知するようになっており、一定時間所定以上の加速度が検知されると、消費電力の低い撮影待機モードから消費電力の高い撮影待機モードに切り換える信号を切り換え手段に送信し、一定時間所定以下の加速度が検知されると、消費電力の高い撮影待機モードから消費電力の低い撮影待機モードに切り換える信号を切り換え手段に送信するようになっている。

熱センサの場合では、放射線画像検出器１に被写体が近づく熱を検知するようになっており、一定時間所定以上の温度が検知されると、消費電力の低い撮影待機モードから消費電力の高い撮影待機モードに切り換える信号を切り換え手段に送信し、一定時間所定以下の温度が検知されると、消費電力の高い撮影待機モードから消費電力の低い撮影待機モードに切り換える信号を切り換え手段に送信するようになっている。このとき、熱を検知する手段として、例えば赤外線等の光を照射することで検知する光センサも挙げられる。

光センサの場合では、放射線画像検出器１に放射される放射線を検知するようになっており、一定時間所定量以上の放射線が検知されると、消費電力の高い撮影待機モードからに撮影モードに切り換える信号を切り換え手段に送信し、一定時間所定量以下の放射線が検知されると、撮影モードから消費電力の高い撮影待機モードに切り換える信号を切り換え手段に送信するようになっている。

圧力センサの場合では、放射線画像検出器１に被写体が接触する際の圧力を検知するようになっており、一定時間所定以上の圧力が検知されると、消費電力の低い撮影待機モードから消費電力の高い撮影待機モードに切り換える信号又は、撮影待機モードから撮影モードに切り換える信号を切り換え手段に送信し、一定時間所定以下の圧力が検知されると、消費電力の高い撮影待機モードから消費電力の低い撮影待機モードに切り換える信号を切り換え手段に送信するようになっている。

電気センサの場合では、放射線画像検出器１の電気エネルギーの変化を検知するようになっており、例えば放射線画像検出器１が撮影待機時に載置される充電器から加わる電圧の変化を検知するようになっている。この場合、充電器から離れることで放射線画像検出器１に電圧が加わらないことを検知すると、消費電力の低い撮影待機モードから消費電力の高い撮影待機モードに切り換える信号を切り換え手段に送信し、再び充電器に載置されて電圧が加わるようになると、消費電力の高い撮影待機モードから消費電力の低い撮影待機モードに切り換える信号を切り換え手段に送信するようになっている。

また、本実施形態では、放射線画像検出器１と、コンソール３との通信を無線通信方式としたが、放射線画像検出器１と、コンソール３との両方に転送端子を設け、この転送端子を直接接続することで放射線画像検出器１で取得した画像データを転送してもよい。この場合、無線通信方式ではないため、通信中に電波が遮断されるなどして、送信中に画像データを損失する恐れがなく、簡単で確実にデータの送信を行うことができる。

また、放射線画像検出器１の画像記憶部２６に取得したデータを保存する代わりに、メモリ装填部を設け、このメモリ装填部に着脱可能なメモリを装填して画像データの全部を保存した後、コンソール３側のメモリ装填部にこのメモリを装填することにより、放射線画像検出器１で取得した画像データを転送してもよい。この場合も、無線通信方式ではないため、通信中に電波が遮断されるなどして、送信中に画像データを損失する恐れがなく、簡単で確実にデータの送信を行うことができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明に係る撮影待機モードの他のパターンについて説明する。本実施形態では、第２のパターンを以下に述べる。なお、第１実施形態と同様の箇所の説明は省略する。

このパターンも、２つの撮影待機モードを持つ場合であるが、メモリに不揮発性メモリを使用している場合であり、図８に示すように、すぐに撮影を行う可能性が低い場合には、外部からの信号受信に関わる部分である信号受信部２８のみを立ち上げた第２の待機モードで待機し、すぐに撮影を行う可能性が高い場合には、第２の待機モードの状態で立ち上げから安定化するまでに最も時間のかかるＰＤ２３３に電圧を印加した第１の待機モードで待機する撮影待機モードを備えている。

このパターンでは、第１のパターンよりも第１の待機モード及び第２の待機モードの状態で立ち上げている部材数が少ないので、第１のパターンよりさらに消費電力の削減を図ることが可能である。また、不揮発性メモリを使用しているため、メモリを必要としない時間には、放射線画像検出装置の主電源をオフにすることが可能である。

〔第３実施形態〕
次に、本発明に係る撮影待機モードの他のパターンとして、第３のパターンを以下に述べる。なお、第１実施形態と同様の箇所の説明は省略する。

このパターンも、２つの撮影待機モードを持つ場合であるが、メモリに揮発性メモリを使用している場合であり、図９に示すように、すぐに撮影を行う可能性が低い場合には、外部からの信号受信に関わる部分である信号受信部２８のみを立ち上げた第２の待機モードで待機し、すぐに撮影を行う可能性が高い場合には、第２の待機モードの状態で立ち上げから安定化するまでに最も時間のかかるＰＤ２３３に電圧を印加した第１の待機モードで待機する撮影待機モードを備えている。

このパターンも、第１のパターンよりも待機中に立ち上げている部品数が少ないので、さらに消費電力の削減を図ることが可能である。しかしながら、揮発性メモリを使用しているため、メモリの電源を切ることができず、第２のパターンより消費電力は多くなる。

〔第４実施形態〕
次に、本発明に係る撮影待機モードの他のパターンとして、第４のパターンを以下に述べる。なお、第１実施形態と同様の箇所の説明は省略する。

このパターンは、３つの撮影待機モードを持つ場合である。３つの撮影待機モードを持つ場合には、メモリに揮発性メモリを使用する。本実施形態では、撮影可能な安定した状態になるまで時間がかかる部品ほど、待機モードの早い段階で立ち上げを行うものとし、図１０に示すように、すぐに撮影を行う可能性が低い場合であり、外部からの信号受信に関わる部分である信号受信部２８のみを立ち上げた第３の待機モードで待機し、その後、第３の待機モードの状態で立ち上げから安定化するまでに最も時間のかかるＰＤ２３３に電圧を印加した状態にした第２の待機モードで待機し、その後、第２の待機モードの状態でＴＦＴ２３４及び走査駆動回路に電圧を印加した第３の待機モードで待機する撮影待機モードを備えている。

このパターンでは、第１のパターンよりも異なる電力消費量の撮影待機モードを増やすことができるので、さらに消費電力の削減を図ることが可能である。

〔第５実施形態〕
次に、本発明に係る撮影待機モードの他のパターンとして、第５のパターンを以下に述べる。なお、第１実施形態と同様の箇所の説明は省略する。

このパターンは、２つ以上の撮影待機モードを持ち、切り換え手段２９による待機モードの遷移が撮影モードの前後で異なる場合である。

撮影前は、待機モードから撮影モードへの移行を可能な限り早く行われることが要求されるため、図１１に示すように、すぐに撮影を行う可能性が低い場合には、外部からの信号受信に関わる部分である信号受信部２８のみを立ち上げた第３の待機モードで待機し、撮影モードに先立つ第１の待機モードでは、安定化させることが必要な部分の全てを立ち上げるように構成されている。

一方、撮影後は、安定化に必要な時間が短い部品への電圧の印加をすぐに立ち下げるが、次の撮影要求が入ってくる可能性があるため、信号受信部２８の他に、安定化に最も時間のかかるＰＤ２３３のみは電圧を印加しておく第２の待機モードで待機する撮影待機モードを備えている。

このパターンでは、第１のパターンよりも消費電力を削減しつつ、最撮影を速やかに行うことができる。

本発明の第１実施形態における放射線画像撮影システムの概要構成図である。 図２（ａ）は、放射線画像検出器の構造を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）で囲まれた部分の放射線画像検出器の断面図である。 コンソールから切り換え信号が送られる時の放射線画像検出器の制御構成図である。 光電変換層を構成する光電変換部の１画素分の等価回路構成図である。 図３の光電変換部を二次元に配列した等価回路構成図である。 待機モードの具体例（パターン１）を示す図である。 放射線画像検出器の動作の流れを示すフローチャートである。 第２実施形態における待機モードの具体例（パターン２）を示す図である。 第３実施形態における待機モードの具体例（パターン３）を示す図である。 第４実施形態における待機モードの具体例（パターン４）を示す図である。 第５実施形態における待機モードの具体例（パターン５）を示す図である。

符号の説明

１ 放射線画像検出器
３ コンソール
４ ホストコンピュータ
８ 放射線源
９ 放射線源制御手段
１０ 操作部
１１ 撮像制御部
１２ 画像処理部
１３ 画像記憶部
１４ 表示部
１５ ＬＡＮボード
１６ システム制御部
２０ 筐体
２１ 操作部
２２ 表示部
２３ 撮像パネル
２４ 制御部
２５ バッテリ
２６ 画像記憶部
２７ 画像転送部
２８ 信号受信部
２９ 切り換え手段
１００ 放射線画像撮影システム
２３１ 発光層
２３２ 光電変換層
２３３ ＰＤ
２３４ ＴＦＴ
２３５ 基板
２３６ 走査駆動回路
２３７ 信号読み出し回路
２３８ 増幅器
２３９ バイアス電源
２４０ サンプルホールド回路
２４１ アナログマルチプレクサ
２４２ Ａ／Ｄ変換機
Ｌｌ 走査線
Ｌｒ 信号線
Ｌｂ バイアス線
Ｎ ネットワーク

Claims (9)

1. 照射された放射線を検出して放射線画像情報を取得する放射線画像検出器において、撮影モードと、前記撮影モードより消費電力量が少ない複数の撮影待機モードを有し、前記複数の撮影待機モードは、少なくとも前記撮影モードより消費電力量が少ない第１の待機モードと、前記第１の待機モードより消費電力量が少ない第２の待機モードとを含んでおり、前記撮影モード及び前記複数の撮影待機モードを切り換える切り換え手段を備えることを特徴とする放射線画像検出器。
2. 信号読み出し回路と、走査駆動回路と、光電変換部と、画像記憶部と、画像転送部と、信号受信部とを備え、
   前記切り換え手段は、前記第１の待機モードでは、少なくとも前記信号読み出し回路に対して電圧を印加しないことを特徴とする請求項１に記載の放射線画像検出器。
3. 前記切り換え手段は、前記第２の待機モードでは、少なくとも前記光電変換部に対して電圧を印加しないことを特徴とする請求項２に記載の放射線画像検出器。
4. 前記切り換え手段は、機械的スイッチからの信号又は外部からの信号若しくはセンサからの信号の検知により前記撮影モード及び前記複数の撮影待機モードを切り換えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の放射線画像検出器。
5. 前記センサが、移動を検知する加速度センサ、熱を検知する熱センサ、光を検知する光センサ、圧力を検知する圧力センサ、電気エネルギーを検知する電気センサであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の放射線画像検出器。
6. 無線信号により通信を行う無線通信手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の放射線画像検出器。
7. カセッテに収納したカセッテ型放射線画像検出器であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の放射線画像検出器。
8. 電力供給源として、バッテリを備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の放射線画像検出器。
9. 請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の放射線画像検出器と、前記放射線画像検出器を操作するコンソールとを備えることを特徴とする放射線画像撮影システム。

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