鬼佬大哥大
  • / 62
  • 下載費用:30 金幣  

放射線攝影裝置及其控制方法、放射線攝影系統.pdf

關 鍵 詞:
放射線 攝影 裝置 及其 控制 方法 系統
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
摘要
申請專利號:

CN201210517576.6

申請日:

20121205

公開號:

CN103156625B

公開日:

20160622

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A61B6/00 主分類號: A61B6/00
申請人: 富士膠片株式會社
發明人: 田島崇史
地址: 日本東京
優先權: 2011-269123,2012-201555
專利代理機構: 中原信達知識產權代理有限責任公司 代理人: 蘇卉;車文
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201210517576.6

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明的放射線攝影裝置及其控制方法、放射線攝影系統,當進行在放射線的照射過程中測定劑量而使放射線照射停止的AEC時,可降低因停止照射放射線的時間延遲而產生的過劑量。電子暗盒的AEC部基于攝影條件來設定劑量目標值和用于AEC的短路像素。電子暗盒的控制部檢測到開始照射X射線時,AEC部基于短路像素輸出的劑量檢測信號開始積算入射到關心區域的累計劑量。AEC部在時間點(t1)執行停止時間的預測,并進行待機直到停止預定時刻(te)的規定時間(TL)之前的時間點(t2),在時間點(t2)向X射線產生裝置發送停止時間通知(STN)。射線源控制裝置接收到停止時間通知時立即輸入照射停止指令,使X射線源停止。

權利要求書

1.一種放射線攝影裝置,與向被攝體照射放射線的放射線產生裝置以能夠進行通信的方式相連接,并接收透過了上述被攝體的放射線而拍攝被攝體的放射線圖像,上述放射線攝影裝置的特征在于,具有:圖像檢測部,具有多個像素排列而成的攝像區域,檢測上述放射線圖像,其中上述多個像素積蓄與放射線的劑量相對應的信號電荷;劑量檢測部,檢測到達上述攝像區域的放射線的到達劑量;停止時間預測部,基于上述劑量檢測部檢測出的上述到達劑量和預先設定的劑量目標值,預測上述放射線產生裝置應當停止照射放射線的停止時間;以及通信部,在上述停止時間到來之前向上述放射線產生裝置發送停止時間通知,該停止時間通知用于把上述停止時間告知上述放射線產生裝置。2.根據權利要求1所述的放射線攝影裝置,其中,上述通信部在比所述停止時間早規定時間的時刻發送上述停止時間通知,所述規定時間是將上述通信部與上述放射線產生裝置之間的通信時滯考慮在內的時間。3.根據權利要求2所述的放射線攝影裝置,其中,上述通信時滯為和上述通信部與上述放射線產生裝置之間的通信路徑相對應的平均時滯。4.根據權利要求2所述的放射線攝影裝置,其中,上述停止時間通知中包含預計累計劑量達到上述劑量目標值的停止預定時刻,上述累計劑量為上述到達劑量的累計值。5.根據權利要求2所述的放射線攝影裝置,其中,上述停止時間通知中包含從基準時間點到預計上述累計劑量達到上述劑量目標值的時間點為止的剩余時間。6.根據權利要求5所述的放射線攝影裝置,其中,上述停止時間通知中除了上述剩余時間之外還包含:上述通信部發送上述停止時間通知的發送時刻、或者將上述通信時滯考慮在內的到達上述放射線產生裝置的到達時刻。7.根據權利要求2所述的放射線攝影裝置,其中,上述通信部在直到上述停止時間到來為止的期間多次發送上述停止時間通知。8.根據權利要求7所述的放射線攝影裝置,其中,上述劑量檢測部持續進行劑量檢測直到累計劑量達到上述劑量目標值為止,其中上述累計劑量為上述到達劑量的累計值。9.根據權利要求8所述的放射線攝影裝置,其中,上述通信部在直到上述累計劑量達到上述劑量目標值為止的期間多次發送上述停止時間通知。10.根據權利要求8所述的放射線攝影裝置,其中,每次發送上述停止時間通知,上述停止時間預測部即進行再預測。11.根據權利要求2所述的放射線攝影裝置,其中,具有:時鐘電路,對當前時刻進行計時;以及同步部,使上述時鐘電路和上述放射線產生裝置的時鐘電路同步。12.根據權利要求2所述的放射線攝影裝置,其中,上述通信部基于上述放射線產生裝置的種類和用于驅動上述放射線產生裝置的攝影條件,校正將上述通信時滯考慮在內的上述規定時間。13.根據權利要求2所述的放射線攝影裝置,其中,上述通信部與上述放射線產生裝置以在它們之間的通信路徑內未設置中繼裝置的方式直接連接。14.根據權利要求2所述的放射線攝影裝置,其中,上述通信部與上述放射線產生裝置之間的通信路徑全部或一部分為無線方式。15.根據權利要求2所述的放射線攝影裝置,其中,上述通信部為無線通信部。16.根據權利要求15所述的放射線攝影裝置,其中,上述無線通信部以多個無線信道發送上述停止時間通知。17.根據權利要求2所述的放射線攝影裝置,其中,上述停止時間預測部基于從上述通信部對上述放射線產生裝置發送信號直到接收到對該信號的響應為止的時間來校正將上述通信時滯考慮在內的上述規定時間。18.根據權利要求2所述的放射線攝影裝置,其中,上述停止時間通知中包含通信裝置賦予的異常標志,上述通信裝置包括上述通信部,并存在于上述通信部與上述放射線產生裝置之間的通信路徑內。19.根據權利要求1所述的放射線攝影裝置,其中,具有增益設定部,該增益設定部基于上述劑量檢測部檢測出的上述到達劑量設定從上述圖像檢測部讀出上述放射線圖像時的增益。20.根據權利要求1所述的放射線攝影裝置,其中,上述劑量檢測部設于上述圖像檢測部的上述攝像區域內。21.一種放射線攝影系統,具有:放射線產生裝置,向被攝體照射放射線;和放射線攝影裝置,與上述放射線產生裝置以能夠進行通信的方式相連接,并接收透過了上述被攝體的放射線而拍攝被攝體的放射線圖像,上述放射線攝影系統的特征在于,上述放射線攝影裝置具有:圖像檢測部,具有多個像素排列而成的攝像區域,檢測上述放射線圖像,其中上述多個像素積蓄與放射線的劑量相對應的信號電荷;劑量檢測部,檢測到達上述攝像區域的放射線的到達劑量;停止時間預測部,基于上述劑量檢測部檢測出的上述到達劑量和預先設定的劑量目標值,預測上述放射線產生裝置應當停止照射放射線的停止時間;以及通信部,在上述停止時間到來之前向上述放射線產生裝置發送停止時間通知,該停止時間通知用于把上述停止時間告知上述放射線產生裝置,上述放射線產生裝置具有照射上述放射線的放射線源和控制上述放射線源的射線源控制部,上述射線源控制部具有接收上述停止時間通知的通信部和基于上述停止時間通知使上述放射線源的照射停止的控制部。22.根據權利要求21所述的放射線攝影系統,其中,上述停止時間通知中包含預計累計劑量達到上述劑量目標值的停止預定時刻,上累計劑量為上述到達劑量的累計值,上述控制部基于上述停止預定時刻的到來使上述放射線源的照射停止。23.根據權利要求21所述的放射線攝影系統,其中,上述停止時間通知中包含從基準時間點到預計上述累計劑量達到上述劑量目標值的時間點為止的剩余時間,上述控制部基于上述剩余時間的到來使上述放射線源的照射停止。24.根據權利要求22所述的放射線攝影系統,其中,上述通信部在直到上述停止時間到來為止的期間多次發送上述停止時間通知。25.根據權利要求24所述的放射線攝影系統,其中,上述控制部基于多次接收到的上述停止時間通知中的最新停止時間通知使上述放射線源的照射停止。26.一種放射線攝影裝置的控制方法,上述放射線攝影裝置與向被攝體照射放射線的放射線產生裝置以能夠進行通信的方式相連接,并具有圖像檢測部,該圖像檢測部具有多個像素排列而成的攝像區域,接收透過了上述被攝體的放射線并檢測被攝體的放射線圖像,其中,上述多個像素積蓄與放射線的劑量相對應的信號電荷,上述放射線攝影裝置的控制方法的特征在于,包括:劑量檢測步驟,檢測到達上述攝像區域的放射線的到達劑量;停止時間預測步驟,基于上述劑量檢測部檢測出的上述到達劑量和預先設定的劑量目標值,預測上述放射線產生裝置應當停止照射放射線的停止時間;以及通信步驟,在上述停止時間到來之前向上述放射線產生裝置發送停止時間通知,該停止時間通知用于把上述停止時間告知上述放射線產生裝置。

說明書

技術領域

本發明涉及利用透過了被攝體的放射線來拍攝放射線圖像的放射線攝影裝置、使用了放射線攝影裝置的放射線攝影系統以及放射線攝影裝置的控制方法。

背景技術

在醫療領域,利用放射線例如X射線的X射線攝影系統已為人所知。X射線攝影系統具有:X射線產生裝置,具有產生X射線的X射線源;和X射線攝影裝置,接收X射線源所產生并透過了被攝體的X射線的照射來拍攝表示被攝體的圖像信息的X射線圖像。

X射線攝影裝置具有X射線圖像檢測裝置和控制臺。作為X射線圖像檢測裝置,替代現有的X射線膠片或者成像板(IP),利用了平板探測器(FPD,flatpaneldetector)的X射線圖像檢測裝置正在被實用化。FPD是積蓄與X射線的入射量相對應的信號電荷的像素以矩陣狀排列而成的,通過用信號處理電路將積蓄在各個像素的信號電荷轉換成電壓信號,來檢測出表示被攝體的圖像信息的X射線圖像,并且將其作為數字的圖像數據而輸出。控制臺對X射線圖像檢測裝置進行各種設定或對X射線圖像檢測裝置所輸出的圖像數據實施圖像處理。

根據專利文獻1的記載,X射線攝影系統中,為了抑制被攝體的輻射量并且獲得適當畫質的X射線圖像,是要進行控制X射線圖像的曝光的自動曝光控制(AEC,AutoExposureControl)的。AEC控制X射線源所發出的X射線的照射量,以使從X射線源照射并透過被攝體到達X射線圖像檢測裝置的劑量的累計值(累計劑量)成為作為目標的劑量(劑量目標值)。

X射線的累計劑量取決于管電流時間積(mAs值),其中,所述管電流時間積是,X射線照射時間(s:秒)與規定X射線源所照射的單位時間內的劑量的管電流(mA)的乘積。照射時間、管電流等攝影條件盡管根據被攝體的攝影部位(胸部、頭部等)、性別、年齡等存在大致的推薦值,但根據被攝體的體型等個體差異,X射線的透過率會發生變化,因此就算來自X射線源的照射量相同,根據被攝體,到達X射線圖像檢測裝置的劑量也會發生變化。因此,以便即使存在被攝體的體型等個體差異也能夠獲得劑量目標值的方式進行AEC。并且,通過進行AEC,還能夠防止X射線對被攝體的過度輻射。

專利文獻1中記載的X射線攝影系統中設有檢測到達X射線圖像檢測裝置的X射線的劑量的劑量檢測傳感器,基于劑量檢測傳感器檢測出的劑量進行AEC。專利文獻1中,有關AEC的方式記載了兩種方式。

第一種方式為以下方式,即,將一次攝影中的X射線照射分成預照射和真照射這兩次進行,在預照射時,用劑量檢測傳感器測定到達X射線圖像檢測裝置的單位時間內的劑量,并基于測定值決定在真照射應照射的劑量,在真照射中,照射所決定的劑量。在真照射中,由于劑量是預先決定的,因而X射線產生裝置按預先設定的管電流及照射時間開始照射,用定時器測量照射時間,在到達所設定的照射時間的時間點停止照射。

第二方式為以下方式,即,在X射線的照射過程中用劑量檢測傳感器實時地測定累計劑量,判定累計劑量是否達到劑量目標值,在累計劑量達到劑量目標值的時間點使X射線源停止照射。在第二方式中,X射線攝影裝置在到達X射線圖像檢測裝置的累計劑量達到劑量目標值的時間點,發送用于使X射線照射停止的停止信號。X射線產生裝置接收到停止信號便停止照射X射線。

根據第一方式,通過進行預照射來測定與被攝體的體型相對應的單位時間內的劑量,基于測定值決定真照射的劑量,因而能夠在真照射中照射與被攝體的體型相對應的適當的劑量。根據第二方式,在真照射的過程中實時地測定累計劑量,在累計劑量達到劑量目標值的時間點使X射線照射停止,因此能夠照射與被攝體的體型相對應的適當的劑量。并且,在第二方式的情況下,由于在X射線的照射過程中實時地測定累計劑量,因而可以不需要預照射。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2008-086358號公報

第一方式由于需要進行預照射,因此存在被攝體將受到相應量的不必要的輻射的問題。另一方面,第二方式由于可以不進行預照射,因此無需擔心被攝體會因預照射而受到不必要的輻射。

然而,第二方式存在以下問題,由于在X射線的照射過程中進行AEC,因此在AEC的處理發生了延遲的情況下,累計劑量將超過劑量目標值而產生過劑量,由于過劑量,X射線圖像的畫質下降或者使被攝體遭受不必要的輻射。

即,在第二方式中,X射線攝影裝置執行與AEC有關的一系列處理,如:在X射線的照射過程中實時地測定累計劑量,判定累計劑量是否達到劑量目標值,在累計劑量達到劑量目標值的時間點向X射線產生裝置發送停止信號。如果這樣的AEC的處理產生延遲,X射線產生裝置停止照射X射線的時間也會相應延遲。累計劑量達到劑量目標值之后到X射線照射停止為止的期間,X射線照射繼續進行,因此這一期間所照射的劑量將全部成為超過劑量目標值的過劑量。停止的時間越延遲,過劑量也就越多,對X射線圖像的畫質下降或被攝體的輻射量的影響也將越大。

在AEC的一系列處理中,最大憂慮是停止信號的發送處理中的時滯。導致通信時滯的原因有,通信速度的下降或通信路徑的瞬間斷路等通信障礙。特別是,從X射線攝影裝置到X射線產生裝置的結束信號的通信路徑的全部或一部分采用無線方式的情況下,屢次發生通信速度因電波狀態而下降或通信路徑的瞬間斷路等的事故。并且,有線方式相比無線方式,通信障礙的發生頻率或程度低,通信質量相對穩定。但,即使是有線方式,在通信路徑的途中安裝有交換集線器或路由器等中繼裝置的情況下,還存在以下顧慮,如果中繼裝置承擔的處理負荷大,通信速度將下降,在中繼裝置死機的情況將產生通信路徑的瞬間斷路。

就X射線攝影的照射時間而言,例如胸部攝影時為60ms左右,非常短,因此賦予AEC的處理時間也非常短,AEC被要求毫秒單位的精度。因此,由通信時滯引起的AEC處理延遲的影響難以忽視,人們一直在尋求應對措施。在專利文獻1中,對于停止X射線照射的時間因AEC的處理延遲而變遲的問題及對于其解決方案并未進行任何公開。

發明內容

本發明的目的在于,提供在放射線的照射過程中測定劑量而進行使放射線的照射停止的AEC的情況下,能夠降低因停止放射線照射的時間延遲而產生的過劑量的放射線攝影裝置、放射線攝影系統、放射線攝影裝置的控制方法。

為了解決上述問題,本發明的放射線攝影裝置,與向被攝體照射放射線的放射線產生裝置以能夠進行通信的方式相連接,并接收透過了被攝體的放射線而拍攝被攝體的放射線圖像,上述放射線攝影裝置具有:圖像檢測部,具有多個像素排列而成的攝像區域,用于檢測出放射線圖像,其中上述多個像素積蓄與放射線的劑量相對應的信號電荷;劑量檢測部,檢測到達攝像區域的放射線的到達劑量;停止時間預測部,基于劑量檢測部檢測出的到達劑量和預先設定的劑量目標值,預測放射線產生裝置應當停止照射放射線的停止時間;通信部,在停止時間到來之前向放射線產生裝置發送停止時間通知,該停止時間通知用于把停止時間告知放射線產生裝置。

優選地,通信部在將通信部與放射線產生裝置之間的通信時滯考慮在內的規定時間之前發送停止時間通知。

優選地,通信時滯為和通信部與放射線產生裝置之間的通信路徑相對應的平均時滯。

優選地,停止時間通知中包含預計累計劑量到達劑量目標值的停止預定時刻,其中該累計劑量為到達劑量的累計值。

優選地,停止時間通知中包含從基準時間點到預計累計劑量到達劑量目標值的時間點為止的剩余時間。

優選地,停止時間通知中除了剩余時間之外還包含通信部發送停止時間通知的發送時刻或者將通信時滯考慮在內的到達放射線產生裝置的到達時刻。

優選地,通信部在直到停止時間到來為止的期間多次發送停止時間通知。

優選地,劑量檢測部持續進行劑量檢測直到累計劑量到達劑量目標值為止,其中該累計劑量為到達劑量的累計值。

優選地,通信部在直到累計劑量到達劑量目標值為止的期間多次發送停止時間通知。

優選地,每次發送停止時間通知,停止時間預測部即進行再預測。

優選地,放射線攝影裝置具有:時鐘電路,對當前時刻進行計時;和同步部,使上述時鐘電路和放射線產生裝置的時鐘電路同步。

優選地,通信部基于放射線產生裝置的種類和驅動放射線產生裝置用的攝影條件來校正將通信時滯考慮在內的規定時間。

優選地,通信部與放射線產生裝置以在它們之間的通信路徑內未設置中繼裝置的方式直接連接。

優選地,通信部與放射線產生裝置之間的通信路徑全部或一部分為無線方式。

通信部可以是無線通信部。在這種情況下,優選地,無線通信部為能夠以多個無線信道發送停止時間通知。

優選地,停止時間預測部基于從通信部對放射線產生裝置發送信號到接收到對該信號的響應為止的時間來校正將通信時滯考慮在內的規定時間。

優選地,停止時間通知中包含通信裝置賦予的異常標志,其中,上述通信裝置包括通信部,并存在于通信部與上述放射線產生裝置之間的通信路徑內。

優選地,放射線攝影裝置具有增益設定部,該增益設定部基于劑量檢測部所檢測出的到達劑量設定從圖像檢測部讀出放射線圖像時的增益。

優選地,劑量檢測部設于圖像檢測部的攝像區域內。

為了解決上述問題,本發明的放射線攝影系統具有:放射線產生裝置,向被攝體照射放射線;和放射線攝影裝置,以能夠進行通信的方式與放射線產生裝置相連接,接收透過了被攝體的放射線而拍攝被攝體的放射線圖像。放射線攝影裝置具有:圖像檢測部,具有多個像素排列而成的攝像區域,檢測上述放射線圖像,其中所述的多個像素積蓄與放射線的劑量相對應的信號電荷;劑量檢測部,檢測到達攝像區域的放射線的到達劑量;停止時間預測部,基于劑量檢測部所檢測出的到達劑量和預先設定的劑量目標值,預測放射線產生裝置應當停止照射放射線的停止時間;通信部,在停止時間到來之前向放射線產生裝置發送停止時間通知,該停止時間通知用于把停止時間告知放射線產生裝置。放射線產生裝置具有照射放射線的放射線源和控制放射線源的射線源控制部;射線源控制部具有接收停止時間通知的通信部和基于停止時間通知使放射線源的照射停止的控制部。

優選地,停止時間通知中包含預計累計劑量到達劑量目標值的停止預定時刻,其中該累計劑量為到達劑量的累計值,控制部基于停止預定時刻的到來使放射線源的照射停止。

優選地,停止時間通知中包含從基準時間點到預計累計劑量到達劑量目標值的時間點為止的剩余時間,控制部基于剩余時間的到來使放射線源的照射停止。

優選地,通信部在直到停止時間到來為止的期間多次發送停止時間通知。另外,優選地,在停止時間通知被多次發送的情況下,控制部基于多次接收到的停止時間通知的中最新停止時間通知使放射線源的照射停止。

為了解決上述問題,本發明提供一種放射線攝影裝置的控制方法,其中的放射線攝影裝置與向被攝體照射放射線的放射線產生裝置以能夠進行通信的方式相連接,該放射線攝影裝置具有圖像檢測部,該圖像檢測部具有多個像素排列而成的攝像區域,接收透過了被攝體的放射線并檢測被攝體的放射線圖像,其中上述多個像素積蓄與放射線的劑量相對應的信號電荷,上述放射線攝影裝置的控制方法包括:劑量檢測步驟,檢測到達攝像區域的放射線的到達劑量;停止時間預測步驟,基于劑量檢測部所檢測出的到達劑量和預先設定的劑量目標值,預測放射線產生裝置應當停止照射放射線的停止時間;通信步驟,在停止時間到來之前向放射線產生裝置發送停止時間通知,該停止時間通知用于把停止時間告知放射線產生裝置。

發明的效果

根據本發明,在停止時間到來之前對放射線產生裝置發送停止時間通知,因此即使因放射線攝影裝置與放射線產生裝置之間的通信延遲等而AEC處理發生了延遲的情況下,也能夠在停止時間附近使放射線的照射停止,因此能夠降低因停止照射放射線的時間延遲而產生的過劑量。

附圖說明

圖1是表示X射線攝影系統的概略結構的說明圖。

圖2是表示構成X射線攝影系統的各裝置的結構的框圖。

圖3是表示電子暗盒的外觀形狀的立體圖。

圖4是表示FPD的結構的框圖。

圖5是表示短路像素的配置狀態的說明圖。

圖6是表示AEC等使用的短路像素的選擇狀態的說明圖。

圖7是表示曝光控制部的結構的框圖。

圖8是表示AEC處理的順序的流程圖。

圖9是表示第一實施方式的停止時間通知的數據格式的說明圖。

圖10是表示X射線產生裝置10和X射線攝影裝置11的各部的動作時間的時間圖。

圖11是表示基于結束預定時刻來使X射線照射停止的實施方式的順序的流程圖。

圖12是表示第二實施方式的包含結束預定時刻的停止時間通知的數據格式的說明圖。

圖13是表示第二實施方式的利用了結束預定時刻的AEC處理的順序的流程圖。

圖14是表示第二實施方式的包含發送時刻及剩余時間的停止時間通知的數據格式的說明圖。

圖15是表示第二實施方式的利用了發送時刻及剩余時間的AEC處理的順序的流程圖。

圖16是表示第二實施方式的包含到達時刻及剩余時間的停止時間通知的數據格式的說明圖。

圖17是表示第二實施方式的利用了發送時刻及剩余時間的AEC處理的順序的流程圖。

圖18是表示第二實施方式的包含剩余時間的停止時間通知的數據格式的說明圖。

圖19是表示第三實施方式的AEC處理的順序的時間圖。

圖20是表示第四實施方式的AEC處理的順序的時間圖。

圖21是表示第四實施方式的AEC處理的順序的流程圖。

圖22是表示第四實施方式中因通信障礙的恢復多個停止時間通知的接收時間的順序紊亂了的狀態的時間圖。

圖23是表示第四實施方式中在停止時間通知中包含了累計劑量的信息的AEC處理的順序的流程圖。

圖24是表示第四實施方式中在停止時間通知中包含了剩余時間的AEC處理的順序的流程圖。

圖25是表示第五實施方式的AEC處理的順序的時間圖。

圖26是表示第五實施方式的AEC處理的順序的流程圖。

圖27是表示第六實施方式中累計劑量和剩余時間的經過狀態的曲線圖。

圖28是表示第六實施方式的AEC處理的順序的時間圖。

圖29是表示第七實施方式中一次X射線照射中的劑量的變化的曲線圖。

圖30是表示第七實施方式中根據X射線源及攝影條件變更停止時間通知的發送時間的順序的流程圖。

圖31是表示第八實施方式的停止時間通知的數據格式的說明圖。

圖32是表示第八實施方式的AEC處理的順序的時間圖。

圖33是表示用無線方式將電子暗盒與射線源控制裝置連接起來的X射線攝影系統的概略圖。

圖34是表示用有線方式將電子暗盒與射線源控制裝置連接而得到的X射線攝影系統的概略圖。

圖35是用無線方式將電子暗盒與射線源控制裝置直接連接而得到的X射線攝影系統的概略圖。

圖36是用有線方式將電子暗盒與射線源控制裝置直接連接而得到的X射線攝影系統的概略圖。

圖37是用多個無線信道將電子暗盒與射線源控制裝置連接而得到的X射線攝影系統的概略圖。

具體實施方式

“第一實施方式”

如圖1所示,本發明的X射線攝影系統9由產生X射線的X射線產生裝置(放射線產生裝置)10和接收透過了被攝體H的X射線來拍攝被攝體H的X射線圖像的X射線攝影裝置(放射線攝影裝置)11構成。X射線攝影裝置11由檢測X射線圖像的電子暗盒12和控制電子暗盒12并進行X射線圖像的圖像處理的控制臺13構成。本實施方式的X射線攝影系統9中,X射線產生裝置10與控制臺13之間以能夠通過借助通信線纜的有線方式進行通信的方式相連接,電子暗盒12與控制臺13之間以能夠通過借助電波的無線方式進行通信的方式相連接。此外,控制臺13不是必需的,X射線攝影裝置11可僅由電子暗盒12單獨構成。并且,電子暗盒12與X射線產生裝置10可以直接進行無線通信。

X射線產生裝置10具有X射線源15、控制X射線源15的射線源控制裝置16以及由放射線技師等操作員操作而用于對射線源控制裝置16指示X射線的照射開始的照射開關17。

X射線源15具有放射X射線的X射線管15a和限定X射線管15a放射的X射線的照射場的照射場限定器(準直器)15b。X射線管15a具有由放出熱電子的燈絲構成的陰極和從陰極放出的熱電子撞擊而放射X射線的陽極(靶)。照射場限定器15b例如將屏蔽X射線的四張鉛板配置于四邊形的各邊上,供X射線透過的四邊形的照射開口形成于中央,通過移動鉛板的位置來改變照射開口的大小,從而限定照射場。

如圖2所示,射線源控制裝置16具有:高電壓產生器19,對X射線源15供給高電壓(管電壓);控制部20,控制從高電壓產生器19向X射線源15供給的管電壓、管電流以及X射線照射時間等;有線通信部21,與控制臺13進行通信。管電壓決定從X射線源15照射的X射線的線質(能譜),而管電流決定單位時間內的X射線的劑量。高電壓產生器19利用變壓器對輸入電壓進行增壓來生成高壓的管電壓,通過高電壓線纜向X射線源15供給驅動電力。此外,在本實施方式以及以下所示的實施方式中,通信部包括有線通信部和無線通信部這兩者。

有線通信部21通過通信線纜與控制臺13相連接。管電壓、管電流以及照射時間等攝影條件通過有線通信部21從控制臺13輸入。控制部20基于從控制臺13輸入的攝影條件來設定X射線源15的驅動條件。此外,攝影條件也可以從射線源控制裝置16所具備的操作面板22輸入。

照射開關17通過信號線纜與射線源控制裝置16的控制部20相連接。照射開關17例如為能夠進行兩步按壓操作的按鈕開關,通過第一步的按壓操作產生使X射線源15開始預熱(warm-up)用的預熱開始信號,通過第二步的按壓操作產生使X射線源15開始照射X射線用的照射開始信號。由照射開關17產生的預熱開始信號及照射開始信號通過信號線纜向控制部20輸入。

X射線源15進行的X射線照射在進行照射開關17的第二步按壓操作期間進行。并且,由于緊急時能夠立即使X射線照射停止,因此當照射開關17的第二步按壓操作被解除了時,X射線的照射將停止。此外,也可以構成為,在控制臺13設置操作開關,能夠從控制臺13對射線源控制裝置16輸入照射開始信號等操作信號。在這種情況下,照射開關17沒有也可以。

控制部20從照射開關17接收到預熱開始信號,便通過高電壓產生器19使X射線源15開始預熱。控制部20從照射開關17接收到照射開始信號,便對高電壓產生器19發出照射開始指令。高電壓產生器19接收到照射開始指令,便對X射線源15施加高電壓而開始供給電力。電力供給一開始,X射線源15便開始照射X射線。并且,控制部20在X射線照射停止的情況下對高電壓產生器19發出照射停止指令。高電壓產生器19接收到停止指令,便停止對X射線源15供給電力,X射線源15的照射停止。

在控制部20設有對當前時刻進行計時的時鐘電路20a。并且,在控制部20連接有對所設定的時間的經過進行測量用的定時器23。定時器23根據來自控制部20的指令進行工作。在預先設定照射時間作為攝影條件,按照所設定的照射時間進行攝影的情況下,控制部20在X射線照射開始之前在定時器23設定照射時間,在與X射線照射開始的同時使定時器23的計時開始。而且,控制部20在X射線照射開始之后,監視定時器23而在經過了照射時間的時間點,發出照射停止指令而使照射X射線源15停止。

并且,如后文所述,X射線攝影系統9可以不預先設定照射時間作為攝影條件,而是在照射X射線的過程中一邊執行AEC一邊攝影。在一邊執行AEC一邊攝影的情況下,在X射線攝影裝置11執行AEC,在照射X射線的過程中預測應當使X射線照射停止的停止時間。X射線攝影裝置11對X射線產生裝置10發送告知停止時間的停止時間通知。一邊執行AEC一邊攝影的情況下,控制部20基于由停止時間通知所規定的停止時間來停止X射線的照射。停止時間以應當停止照射的時刻或照射時間的剩余時間的方式規定。時鐘電路20a、定時器23用于判定停止時間是否到來。

并且,在控制部20除定時器23外還內置有系統定時器(未圖示)。在進行AEC的情況下,控制部20也會在系統定時器設定X射線源15的安全規范上被設定了的最大照射時間,在經過了最大照射時間的情況下無條件地使X射線照射停止。由此,能夠確保因X射線攝影裝置11的故障等而無法接收來自X射線攝影裝置11的停止時間通知的情況下的安全。此外,在進行AEC的情況下在系統定時器設定的照射時間可以不是安全規范上的最大照射時間。但是,即便這種情況下,盡管X射線攝影裝置11正常工作而發送停止時間通知,但為了防止在接收到停止時間通知之前X射線的照射停止這一情況,而設定具有富余的值。例如,可以設定將根據攝影部位確定的大致的推薦值加上余量而得到的時間。

如圖3所示,電子暗盒12由基于透過被攝體H照射到照射面25的X射線來檢測X射線圖像的FPD(圖像檢測部)26和收容FPD26的便攜式框體27構成。框體27具有平面形狀大致呈矩形的扁平形態,框體27的平面尺寸與膠片用暗盒或IP用暗盒為大致相同的大小。在框體27的與照射面25相反的一側的面安裝有向電子暗盒12供給電力的電池。

如圖1所示,電子暗盒12設置在與采取站姿的被攝體H相向的立式攝影臺29或能夠使被攝體H采取臥姿的臥式攝影臺而用于拍攝X射線圖像。攝影臺29可以是電子暗盒12專用,也可以借用膠片用暗盒或IP用暗盒的攝影臺。并且,以將電子暗盒12設置于攝影臺的狀態拍攝難拍攝的部位的情況下,也可以將電子暗盒12放置在床上或者讓被攝體H自己拿著而進行攝影。此外,電子暗盒12與IP用暗盒不為大致相同的大小也可以,只要是能夠搬運的尺寸即可。

如圖2所示,電子暗盒12除了FPD26之外還具有:增益設定部31,設定當從FPD26讀出X射線圖像時對表示X射線圖像的電壓信號進行放大的增益的值;AEC部32,在X射線照射時進行AEC;存儲器33,存儲從FPD26輸出的X射線圖像的圖像數據;無線通信部34,與控制臺13進行通信;電源部3,從上述的電池向電子暗盒12的各部供給電力;控制部36,控制電子暗盒12的整體;定時器37,測量當前時刻。

此外,在本例中,將電子暗盒12與控制臺13以能夠通過無線方式進行通信的方式相連接,但也能夠將電子暗盒12與控制臺13以能夠通過有線方式進行通信的方式連接。在這種情況下,在電子暗盒12設置有線通信部以替代無線通信部34。并且,通過有線方式相連接的情況下,可以通過與控制臺13相連接的線纜從控制臺13對電子暗盒12進行電力供給。像這樣通過有線方式相連接的情況下,可以不在電子暗盒12設置電池、無線通信部34。當然,也可以在電子暗盒12除了設置電池、無線通信部34之外還設置有線通信部,以選擇性地切換無線方式的連接和有線方式的連接。

如圖4所示,FPD26具有:檢測面板,具有在TFT(薄膜場效應晶體管)有源矩陣基板上排列積蓄與X射線的入射量相對應的信號電荷的多個像素40而構成的攝像區域41;門驅動器42,驅動像素40來控制信號電荷的讀出;信號處理電路43,將從像素40讀出的信號電荷轉換成數字的圖像數據并輸出。多個像素40以預定的間距以二維方式排列成n行(X方向)×m列(y方向)的矩陣。在這里,n和m為1以上的整數。FPD26的像素數例如為約2000×約2000。門驅動器42及信號處理電路43由控制部36進行控制。

FPD26是具有將X射線轉換為可見光的閃爍器(未圖示),將由閃爍器轉換而得到的可見光用像素40進行光電轉換的間接轉換型。閃爍器配置成與排列有像素40的攝影區域41的整面相向。閃爍器由CsI(碘化銫)或GOS(二氧硫化二釓)等熒光體組成。此外,也可以采用利用了將X射線直接轉換成電荷的轉換層(非晶硒等)的直接轉換型FPD。

像素40具有:光電二極管45,作為隨著可見光的入射而產生電荷(電子-空穴對)的光電轉換元件;電容器(未圖示),積蓄光電二極管45所產生的電荷;薄膜場效應晶體管(TFT)46,作為切換元件發揮功能。

光電二極管45具有a-Si(非晶硒)等半導體層(例如PIN型),在其上下配置有上部電極及下部電極。光電二極管45在下部電極連接TFT46,在上部電極連接偏置線(未圖示)。

通過偏置線,針對攝像區域41內的所有像素40,對光電二極管45的上部電極施加偏壓。因偏壓的施加而在光電二極管45的半導體層內產生電場,通過光電轉換在半導體層內產生的電荷(電子-空穴對)向一方具有正極性而另一方具有負極性的上部電極和下部電極移動,從而在電容器積蓄電荷。

就TFT46而言,柵極連接于掃描線48,源極連接于信號線49,漏極連接于光電二極管45。掃描線48和信號線49被布設成格子狀。掃描線48的布設量與攝像區域41內的像素40的行數量(n行量)相同,各掃描線48為與各行的多個像素40相連接的共同配線。信號線49的布設量與像素40的列數量(m列量)相同,各信號線49為與各列的多個像素40相連接的共同配線。各掃描線48與門驅動器42相連接,各信號線49與信號處理電路43相連接。

門驅動器42通過驅動TFT46進行將與X射線的入射量相對應的信號電荷積蓄于像素40的積蓄動作、從像素40讀出信號電荷的讀出動作、對在像素40積蓄的信號電荷進行重置的重置動作。控制部36控制由門驅動器42執行的上述各動作的開始時間。

積蓄動作中,TFT46處于斷開狀態,在此期間在像素40積蓄信號電荷。讀出動作中,從門驅動器42依次產生將相同行的TFT46一并驅動的門脈沖G1~Gn,一行一行地依次激活掃描線48,一行一行地使與掃描線48連接的TFT46成為接通狀態。

如果1行量的TFT46成為接通狀態,那么1行量的像素40分別積蓄的信號電荷就通過各信號線49向信號處理電路43輸入。在信號處理電路43中,1行量的信號電荷被轉換成電壓并輸出,與各信號電荷相對應的輸出電壓作為電壓信號D1~Dm而被讀出。

不管是否有X射線入射,在光電二極管45的半導體層都會產生暗電流。由于施加了偏壓,因而作為與暗電流相對應的電荷的暗電荷積蓄于電容器。對于圖像數據而言,暗電荷是噪聲成分,因而需要進行重置動作以去除暗電荷。重置動作是將在像素40產生的暗電荷通過信號線49從像素40掃出的動作。

重置動作例如以一行一行地重置像素40的依次重置方式進行。在依次重置方式中,與信號電荷的讀出動作相同,從門驅動器42對掃描線48依次產生門脈沖G1~Gn,一行一行地使像素40的TFT46成為接通狀態。TFT46處于接通狀態的期間,暗電荷通過信號線49從像素40向信號處理電路43輸入。

重置動作中,與讀出動作不同,在信號處理電路43,不進行與暗電荷相對應的輸出電壓的讀出。重置動作中,與各門脈沖G1~Gn的產生同步地,從控制部36向信號處理電路43輸出重置脈沖RST。如果在信號處理電路43輸入重置脈沖RST,后述的積分放大器51的重置開關51a就接通,所輸入的暗電荷得以重置。

替代依次重置方式,還可以采用:將排列像素的多行作為一組在組內進行依次重置而將與組數相應的量的行的暗電荷同時掃出的并列重置方式;或對所有行輸入門脈沖而將所有像素的暗電荷同時掃出的所有像素重置方式。通過并列重置方式或所有像素重置方式能夠實現重置動作的高速化。

信號處理電路43由積分放大器51、放大器52、采樣保持(S/H)部53、MUX54、放大及A/D轉換器55等構成。積分放大器51針對各信號線49單獨地連接。積分放大器51由運算放大器和連接在運算放大器的輸入/輸出端子間的電容器構成,在運算放大器的一方的輸入端子連接有信號線49,另一方的輸入端子(未圖示)接地(GND)。積分放大器51對從信號線49輸入的信號電荷進行積分運算,并轉換成電壓信號D1~Dm而輸出。

在各列的積分放大器51的輸出端子連接有放大器52。放大器52以所設定的值的增益對積分放大器51所輸出的電壓信號D1~Dm進行放大。放大器52例如作為將運算放大器的輸出反饋給輸入側并將輸入電壓放大而輸出的放大器,是一種能夠通過改變連接于運算放大器的輸入端子的輸入電阻(未圖示)和連接于運算放大器的輸入端子與輸出端子之間的反饋電阻(未圖示)的電阻值之比而變更增益的增益可變放大器。通過根據從增益設定部31輸入的增益控制信號(GN)改變輸入電阻或反饋電阻的電阻值,來變更放大器52的增益的值。

采樣保持部53連接在放大器52的輸出側,保持放大器52所輸出的電壓信號D1~Dm,并將所保持的電壓信號D1~Dm輸出到MUX54。MUX54的輸出側連接有A/D轉換器55。MUX54從并聯的多個采樣保持部53依次選擇一個采樣保持部53,將從所選擇的采樣保持部53輸出的電壓信號D1~Dm向A/D轉換器55連續輸入。

A/D轉換器55將所輸入的1行量的模擬的電壓信號D1~Dm轉換成與各個信號電平相對應的數字的像素值并輸出到存儲器33。1行量的像素值與各個像素40的攝像區域41內的坐標相關聯而作為表示1行量的X射線圖像的圖像數據記錄在存儲器33中。

從積分放大器51輸出1行量的電壓信號D1~Dm時,控制部36對積分放大器51輸出重置脈沖RST,將積分放大器51的重置開關51a接通。由此,積蓄于積分放大器51的1行量的信號電荷被重置。一旦積分放大器51被重置,便從門驅動器42輸出下一行的門脈沖,開始讀出下一行的像素40的信號電荷。依次反復進行這些動作來讀出所有行的像素40的信號電荷。

所有行的讀出一結束,表示一畫面量的X射線圖像的圖像數據被記錄于存儲器33。對記錄于存儲器33的圖像數據,由控制部36實施將起因于FPD26的個體差或環境而產生的固定圖案噪聲即補償成分去除的補償校正、或校正各光電二極管45的感光度的偏差或信號處理電路43的輸出特性的偏差等用的感光度校正等圖像校正處理。圖像數據從存儲器33讀出,通過無線通信部34發送給控制臺13。

并且,在控制部36,與射線源控制裝置16的控制部20一樣,設置有對當前時刻進行計時的時鐘電路36a,連接有對所設定的時間的經過進行測量用的定時器37。

如圖4中影線所示,在FPD26的攝像區域41內設有多個短路像素57。短路像素57為檢測到達攝像區域41的X射線的劑量(到達劑量)的劑量檢測部,將所檢測出的劑量作為劑量檢測信號輸出。劑量檢測信號用于由增益設定部31進行的放大器52的增益設定和由AEC部32進行的AEC。

進而,短路像素57用于使電子暗盒12自己檢測出來自X射線源15的X射線照射開始了這一情況(照射開始)以及X射線照射結束了這一情況(照射結束)。由此,電子暗盒12使X射線的照射開始或照射結束的各時間與FPD26的動作同步。

短路像素57與像素40一樣具有光電二極管45和TFT46,光電二極管45生成與X射線的入射量相對應的信號電荷。短路像素57中,與像素40的結構上的不同點在于,TFT46的源極和漏極通過連結線60短路這一點,短路像素57的TFT46切換功能喪失。由此,短路像素57的光電二極管45所生成的信號電荷始終向信號線49流出,輸入到積分放大器51。與來自像素40的信號電荷一樣,積分放大器51將與從短路像素57輸入的信號電荷相對應的電壓信號作為短路像素57的劑量檢測信號而輸出。由此,即使處于像素40積蓄信號電荷的積蓄動作中,也能夠讀出短路像素57的劑量檢測信號。此外,作為將短路像素57的TFT46的源極和漏極連結的替代方案,對于短路像素57,可以不設置TFT46,而是直接連接光電二極管45和信號線49。

如圖5所示,多個短路像素57在攝像區域41內局部地以不偏的方式分散配置,例如沿著關于攝像區域41的中心左右對稱的虛線所示的波形的軌跡60而設置。短路像素57一個一個地設于相同的信號線49連接的像素40的列,設有短路像素57的列夾著例如二至三列未設有短路像素57的列而設置。短路像素57的位置在制造FPD26時是已知的,所有短路像素57的位置(坐標)預先存儲在FPD26具有的非易失性存儲器(未圖示)中。此外,這里所示的短路像素57的配置只是一個例子,可以適當變更。

控制部36通過MUX54選擇短路像素57所連接的列的采樣保持部53,讀出積分放大器51輸出的短路像素57的劑量檢測信號。劑量檢測信號以模擬電壓信號的形態向A/D轉換器55輸入,因此A/D轉換器55將劑量檢測信號轉換成數字值并輸出到存儲器33。劑量檢測信號與短路像素57的坐標相關聯而記錄在存儲器33中。控制部36從積分放大器51讀出劑量檢測信號,便重置積分放大器51。控制部36以相對于X射線照射時間非常短的間隔反復進行這種劑量檢測動作。通過一次劑量檢測動作讀出的劑量檢測信號為入射的劑量的瞬間值。記錄在存儲器33中的劑量檢測信號依次由控制部36、增益設定部31及AEC部32讀出。

在進行X射線攝影之前,從控制臺13向電子暗盒12輸入指示電子暗盒12進行攝影準備的攝影準備指示。控制部36一接收到攝影準備指示,便從休止狀態轉移到等待照射X射線的等待狀態。在等待狀態中,FPD26以預定間隔進行重置動作。并且,控制部36使短路像素57的劑量檢測動作開始。在劑量檢測動作中,攝像區域41內的所有短路像素57的劑量檢測信號以預定的采樣間隔讀出,記錄于存儲器33。

控制部36開始基于依次記錄的劑量檢測信號檢測照射開始的開始檢測動作。在開始檢測動作中,從存儲器33讀出劑量檢測信號,表示最大值的劑量檢測信號的坐標被特定。控制部36將表示最大值的坐標的劑量檢測信號和依次記錄在存儲器33中的多次的劑量檢測信號相加來求出積算值。而且,監視積算值,當該積算值超過預定的開始閾值時,檢測到照射開始了這一情況。在開始檢測動作中,表示最大值的劑量檢測信號被特定的理由是因為,該劑量檢測信號的輸出源的短路像素57如圖6中的短路像素57b那樣在攝像區域41內不與被攝體H相向,而位于從被攝體H透過的X射線未入射的雪花點區域。雪花點區域的短路像素57b因輸出的提高快,能夠迅速地開始檢測。

控制部36檢測到照射開始,便將FPD26從重置動作切換為積蓄動作。而且,與積蓄動作并行地轉移到結束檢測動作。在結束檢測動作中,也監視在開始檢測動作被特定了的坐標的劑量檢測信號,在劑量檢測信號的輸出值下降而低于預定的結束閾值的時間點,檢測到照射結束。控制部36檢測到照射結束,便將FPD26從積蓄動作切換為讀出動作。

此外,開始檢測或結束檢測中所利用的劑量檢測信號可以是表示最大值的一個短路像素57的劑量檢測信號,也可以是被判定為雪花點區域的多個短路像素57的劑量檢測信號的合計值或平均值等。短路像素57的劑量檢測動作反復進行,直到檢測出照射結束為止。

并且,在攝影之前從控制臺13向電子暗盒12發送攝影條件。控制部36根據所輸入的攝影條件將攝影部位的信息向增益設定部31及AEC部32輸入。增益設定部31及AEC部32基于攝影部位的信息來設定用于增益設定和AEC的短路像素57。增益設定或AEC的情況下,例如像圖6的短路像素57a那樣在攝像區域41內位于與被攝體H相向的被攝體區域的短路像素57a被選擇。更具體地,在攝影條件中將胸部指定為攝影部位的情況下,如圖6所示,配置在作為關心區域的肺區61內的短路像素57a被選為增益調節及AEC用的短路像素。例如,關心區域內的多個短路像素57a被設定,使用它們的輸出的合計值或平均值。

增益設定部31及AEC部32從存儲器33內的劑量檢測信號之中根據攝影部位選擇具有被設定的坐標的劑量檢測信號而讀出。

增益設定部31基于劑量檢測信號決定在X射線圖像的讀出動作中放大表示X射線圖像的電壓信號用的增益的值。增益設定部31在X射線照射過程中從存儲器33依次讀出劑量檢測信號,將所讀出的劑量檢測信號相加,算出作為劑量的積算值的累計劑量。就短路像素57而言,位于關心區域的短路像素被選擇,入射到短路像素57的累計劑量與入射到短路像素57的附近的像素40的累計劑量相對應。增益設定部31基于所算出的累計劑量,決定X射線圖像的讀出動作時的增益的值。由增益設定部31決定的增益的值由放大器52根據增益控制信號(GN)設定。

增益設定只要在來自FPD26的X射線圖像的讀出動作開始之前執行即可。因此,增益設定部31可以基于X射線照射結束的時間點的累計劑量來決定增益,也可以基于X射線照射途中的累計劑量來決定增益。

并且,如上所述,就短路像素57而言,位于關心區域的短路像素被選擇,因而入射到短路像素57的累計劑量表示X射線圖像中的關心區域的濃度。在X射線圖像中,清楚地描出表示關心區域的濃淡變化的濃度等級是重要的。由于A/D轉換器55的動態范圍有限,因而以關心區域的濃淡變化收斂于A/D轉換器55的動態范圍的方式調節增益的值。具體而言,累計劑量(關心區域的濃度)低的情況下,提高增益,累計劑量(關心區域的濃度)高的情況下,則降低增益。這樣的增益調節也可以對被A/D轉換器55轉換成數字值而得到的圖像數據進行,但如果對轉換成數字值后的圖像數據進行增益調節,噪聲也會被放大,因此S/N(信噪比)下降。通過在模擬信號的階段進行增益調節,能夠保持良好的S/N。

此外,在本例中以變更放大器52的增益為例作了說明,但也可以利用能夠調節增益的積分放大器作為積分放大器51來調節積分放大器的增益。

如圖7所示,AEC部32具有劑量目標值設定電路62、停止時間預測電路64(停止時間預測部),AEC部32基于短路像素57的劑量檢測信號進行AEC。劑量目標值設定電路62基于從控制臺13發送的攝影條件來設定作為檢測X射線圖像所需的X射線的劑量值的劑量目標值。劑量目標值例如與攝影部位、管電壓、管電流等攝影條件相關聯而存儲存儲于AEC部32所具有的存儲器等(未圖示),AEC部32根據所輸入的攝影條件來選擇劑量目標值。或者,還可以對從控制臺13發送的攝影條件預先與攝影部位相關聯地記錄劑量目標值,設定從攝影條件讀出的劑量目標值。

劑量目標值是指,攝像區域41的到達劑量足以讀出圖像的劑量。由于圖像中存在濃淡,因而根據足以讀影的圖像的濃淡中的平均值或積算值來求出劑量目標值。并且,劑量目標值也可以是圖像中關心區域中的平均值或積算值,而不是圖像整體的平均值或積算值。劑量目標值為比較利用后述的短路像素57(劑量檢測部)測定的X射線的照射量是否充分的對象,因此,根據將利用多個短路像素57檢測出的值作為平均值進行比較還是作為積算值進行比較,劑量目標值的形式也發生變化。劑量目標值作為設定值,是按各醫院、各技師、醫師或產品出廠時決定的值。或者,可以根據攝影部位決定劑量目標值。此外,短路像素57為一個的情況下,理所當然積算值與平均值為相同值。

停止時間預測電路64與增益設定部31同樣地,在X射線照射過程中,從存儲器33依次讀出劑量檢測信號,將所讀出的劑量檢測信號相加來計算出作為劑量的積算值的累計劑量。停止時間預測電路64在檢測到照射開始的時間點開始累計劑量的計算。并且,根據累計劑量、所設定的劑量目標值和直到獲得該累計劑量為止的經過時間來預測應當使X射線產生裝置10停止照射X射線的時間。在本例中,停止時間為預計照射到FPD26的X射線的累計劑量到達劑量目標值的停止預定時刻te。經過時間由定時器37測量。

具體而言,如圖8所示,停止時間預測電路64在X射線照射過程中的預定的時間將所算出的累計劑量除以直到達到累計劑量為止的經過時間來算出單位時間內的劑量(S210)。該劑量為在經過時間的期間到達攝像區域41內的關心區域的到達劑量。然后,從劑量目標值減去單位時間內的到達劑量的除法中使用的累計劑量,來求出已入射完的劑量與劑量目標值之差。該差為獲得劑量目標值所需的劑量,用先前所算出的單位時間內的劑量除該差,算出獲得劑量目標值所需的照射時間的剩余時間RT(S220)。將剩余時間RT和從時鐘電路36a取得的當前時刻相加,作為停止時間算出停止預定時刻te(S230)。

停止時間預測電路64算出停止預定時刻te后,生成停止時間通知STN。在表示停止時間通知STN的數據格式的圖9中,本例的停止時間通知STN中,作為信息只含有表示信號為停止時間通知的信號種類(“0001”)。停止時間預測電路64參照時鐘電路36a的當前時刻,在成為停止預定時刻te到來的規定時間TL之前時,通過無線通信部34向控制臺13發送用于對射線源控制裝置16告知停止時間的停止時間通知STN(S240)。控制臺13對從電子暗盒12接收到的停止時間通知STN進行中繼并發送給射線源控制裝置16。

射線源控制裝置16接收到停止時間通知STN(S110),便立即向高電壓產生器19輸出X射線照射停止指令,使X射線源15停止照射X射線。

執行停止時間預測的時間例如為用于預測的累計劑量達到能夠確保預測的精度的程度的線量的時間。作為規定時間的方法,可以是從檢測到照射開始的時間點經過了規定時間的時間點,或者是累計劑量達到了預定的閾值的時間點。根據攝影部位,到達劑量會發生變化,因此對執行預測的時間進行規定的規定時間或閾值可根據攝影部位決定。

并且,可以以規定時間間隔多次執行預測,以提高預測的精度。多次執行的情況下,各次的累計劑量可以使用從照射開始到各次的預測時間點的累計劑量,也可以使用前次的預測后的累計劑量。當然,用于求出單位時間內的劑量的經過時間是根據使用哪一種累計劑量而選擇的。如果預測的精度提高,累計劑量與劑量目標值的誤差將變小,因此能夠提高X射線畫質、降低被攝體H的不必要的輻射量。

此外,在本例中,劑量檢測動作在檢測到照射開始后才開始,因此不成問題,但在FPD26進行重置動作的過程中開始劑量檢測動作的情況下,優選的是,重置動作過程中輸出的劑量檢測信號不用于計算累計劑量。這是由于,重置動作過程中輸出的劑量檢測信號起因于FPD26的暗電流,并不表示X射線的到達劑量。

并且,步驟S240中的規定時間TL例如為使用從電子暗盒12經由控制臺13到達射線源控制裝置16的通信路徑來發送停止時間通知STN時所需的平均的通信時間。規定時間TL是在該通信時間的基礎上將使用了該通信路徑的情況下的通信時滯的平均值考慮在內的時間。在本例中,有關通信路徑,電子暗盒12與控制臺13之間為無線方式,控制臺13與射線源控制裝置16之間為有線方式。

無線方式相比有線方式,通信質量不穩定,因而根據電波狀態容易導致通信速度的下降或通信路徑的瞬間斷路。因此,相比有線方式,無線方式的通信時間及通信時滯的平均值也大。有線方式相比無線方式,雖然通信質量穩定,但根據通信路徑途中是否存在交換集線器或路由器等中繼器,通信時間或時滯的平均值也發生變化。并且,在本例中,控制臺13介于電子暗盒12與射線源控制裝置16之間的通信路徑中,因而在設定規定時間TL時,還要考慮控制臺13中繼處理所需時間。規定時間TL像這樣根據通信路徑的結構而預先設定。規定時間TL存儲在控制部36的內部存儲器。也可以將規定時間TL存儲在控制臺13,電子暗盒12從控制臺13獲取。

在本例中,算出停止預定時刻te作為停止時間。因此,如果將來自電子暗盒12的停止時間通知STN發送時刻設為比停止預定時刻te早規定時間TL的時刻,停止時間通知STN到達射線源控制裝置16的到達時刻恰好成為停止預定時刻te。由此,能夠降低因X射線照射停止時間延遲而產生的、超過劑量目標值的過劑量。過劑量導致X射線圖像的畫質下降、增加被攝體的不必要的輻射量,因此通過本發明能夠防止這種壞影響。

如圖2所示,控制臺13具有顯示攝影指令和X射線圖像等的顯示器67、進行攝影條件等的輸入的輸入設備68、存儲X射線圖像的圖像數據的圖像存儲部69、與射線源控制裝置16進行通信的有線通信部70、與電子暗盒12進行通信的無線通信部71、定時器72、控制控制臺13整體的控制部73。在控制部73,與射線源控制裝置16的控制部20、電子暗盒12的控制部36一樣設置有時鐘電路73a。

控制臺13的控制部73接收包含患者的性別、年齡、攝影部位、攝影目的等信息在內的檢查指令的輸入,將檢查指令顯示在顯示器67。檢查指令從與有線通信部70或無線通信部71相連接的HIS(醫院信息系統)或RIS(放射線信息系統)這種用于管理患者信息或者有關放射線檢查的檢查信息的外部系統輸入,或者由放射線技師等操作員通過輸入設備68手動輸入。管電壓、管電流、照射時間、攝影部位等攝影條件由操作員基于顯示在顯示器67的檢查指令的內容通過輸入設備68輸入到控制臺13。

控制部73對電子暗盒12及射線源控制裝置16發送攝影條件,在電子暗盒12設定上述的劑量目標值等FPD26的信號處理的條件。并且,控制部73對從電子暗盒12發送給射線源控制裝置16的停止時間通知STN進行中繼。控制臺13接收到停止時間通知STN便直接轉送給射線源控制裝置16。

控制臺13的控制部73接收從電子暗盒12發送的X射線圖像的圖像數據并實施γ校正、頻率處理等各種圖像處理。圖像處理完的X射線圖像除了顯示在控制臺13的顯示器67之外,其數據還存儲于由硬件等構成的圖像存儲部69或者與控制臺13網絡連接的圖像積蓄服務器等數據存儲設備。

參照圖8及表示X射線產生裝置10和X射線攝影裝置11的各部的動作時間的時間圖的圖10,對X射線攝影系統9的作用進行說明。對設置有電子暗盒12的攝影臺29,使被攝體H的攝影部位和X射線源15照射位置對位。向控制臺13輸入患者的性別、年齡、攝影部位、攝影目的等檢查指令,基于該檢查指令設定攝影條件。如圖10所示,控制臺13將所設定的攝影條件發送給電子暗盒12及射線源控制裝置16。

射線源控制裝置16的控制部20基于從控制臺13接收到的攝影條件來設定X射線源15的管電壓及管電流等驅動條件。在本例中,X射線攝影系統9一邊進行AEC一邊進行攝影,因此控制部20在系統定時器設定安全規范上的最大照射時間。并且,電子暗盒12的增益設定部31及AEC部32基于控制部36從控制臺13接收到的攝影條件來選擇用于增益設定及AEC的短路像素57。并且,AEC部32基于攝影條件來設定劑量目標值。

控制臺13對電子暗盒12發送進行攝影準備的攝影準備指示信號。電子暗盒12一接收到攝影準備指示信號,便使FPD26轉移到等待狀態。控制部36使FPD26開始重置動作和劑量檢測動作。并且,控制部36基于在劑量檢測動作中取得的劑量檢測信號來使檢測X射線照射開始的開始檢測動作開始。

當通過照射開關17的半按壓來輸入預熱開始信號時,射線源控制裝置16對高電壓產生器19輸入預熱開始指令(W-UP),使X射線源15開始預熱。而且,當通過照射開關17的全按壓來輸入照射開始信號時,射線源控制裝置16對高電壓產生器19輸入照射開始指令(開始)。由此,X射線源15開始向被攝體H照射X射線。

X射線照射開始時透過了被攝體H的X射線便入射到FPD26,因此,因短路像素57導致劑量檢測信號的輸出值上升。控制部36從記錄在存儲器33中的劑量檢測信號之中確定被認為位于雪花點區域的、輸出最大的劑量檢測信號。而且,基于該劑量檢測信號求出劑量的積算值,并與開始閾值進行比較,當積算值超過開始閾值時,檢測到X射線照射開始了這一情況。

在照射開始被檢測到的開始時間ts,FPD26使像素40的TFT46成為斷開狀態,開始積蓄動作。

電子暗盒12的增益設定部31和AEC部32基于根據攝影部位而被選擇的短路像素57所輸出的劑量檢測信號,開始對入射到關心區域的累計劑量進行積算。而且,增益設定部31在直到開始進行讀出動作為止的期間,基于累計劑量在從FPD26讀出X射線圖像的信號電壓時的放大器52設定增益。放大器52被輸入增益控制信號GN來調節增益。

AEC部32在預先設定的時間點t1執行停止時間的預測。在圖8中,基于在時間點t1的累計劑量和由定時器37測量的經過時間,算出在預測時間點t1的單位時間內的到達劑量(S210),算出獲得劑量目標值所需的照射時間的剩余時間RT(S220)。而且,將當前時刻與剩余時間RT相加來算出停止預定時刻te(S230),生成停止時間通知STN。此外,在本實施方式中,將t1設為基準時間點。

圖10中,AEC部32參照時鐘電路36a,待機至停止預定時刻te的規定時間TL前的時間點t2為止,在時間點t2發送停止時間通知STN(圖8的S240)。停止時間通知STN從電子暗盒12經由控制臺13發送給射線源控制裝置16。由于停止時間通知STN是在相比停止預定時刻te在將通信的時滯考慮在內的規定時間TL之前發送的,因此在停止預定時刻te到達射線源控制裝置16。射線源控制裝置16接收到停止時間通知STN(圖8的處理步驟S110),便立即輸入照射停止指令(停止),使X射線源15停止(圖8的S120)。

控制部36在X射線照射過程中,進行結束檢測動作,并監視短路像素57的輸出。一輸入停止指令,X射線的X射線強度就開始下降。當短路像素57的輸出低于終止閾值時,控制部36檢測出X射線照射結束了這一情況。檢測到照射停止,FPD26就結束積蓄動作而開始讀出動作。在該讀出動作中,放大器52根據通過增益設定部31設定的增益,對表示X射線圖像的信號電壓進行放大。從FPD26讀出的X射線圖像的數據從電子暗盒12發送到控制臺13,經過預定的圖像處理之后存儲到圖像存儲部69。

如上所述,根據本實施方式,在停止預定時刻te的規定時間TL之前,從電子暗盒12向射線源控制裝置16發送停止時間通知STN,射線源控制裝置16接收到停止時間通知STN便立即停止X射線的照射。規定時間TL是將電子暗盒12與射線源控制裝置16之間的通信路徑的通信時滯考慮在內而設定的,因此在電子暗盒12所預測的停止預定時刻te使X射線照射停止。

停止預定時刻te是預計入射到被攝體H的關心區域的到達劑量達到劑量目標值的時刻而得到的。由于在停止預定時刻te停止X射線照射,因而不會產生超過劑量目標值的過劑量。因此,與在X射線攝影裝置11執行AEC并在累計劑量達到劑量目標值的時間點對X射線產生裝置10發送停止信號的現有技術相比,能夠降低因通信時滯導致的過劑量。過劑量導致X射線圖像的畫質下降、增加被攝體H的不必要的輻射量,因此通過降低過劑量,能夠獲得比現有技術更好畫質的X射線圖像。并且,還能夠降低被攝體H的輻射量。

并且,無線方式與有線方式相比通信質量、穩定性低,因而應當考慮通信時滯的必要性也高。如本例,在通信路徑的全部或一部分由無線方式構成的情況下,本發明特別有效。

并且,規定時間TL是將平均的通信時間或時滯考慮在內的值,因而還需要考慮實際的通信時間或時滯大于或小于平均值的情況。在這種情況下,與作為目標的停止時間之間會產生誤差,但由于比累計劑量達到劑量目標值更之前發送停止時間通知STN,因而與在累計劑量達到劑量目標值之后發送停止時間通知STN的現有技術相比,誤差小。

并且,本例的停止時間通知STN(圖9)中僅含有信號種類,并不含有其他信息。因此,在發送側和接收側的任一側都能夠簡化停止時間通知STN的生成、收發、判別中的任何一種處理,因此具有裝置的設計也容易的優點。

在本例中,X射線產生裝置10在接收到停止時間通知STN之后立即停止照射X射線,因此只要能夠判定是否接收到停止時間通知STN即可。因此,作為停止時間通知STN的內容,甚至信號種類都可以不要。例如,停止時間通知STN可以不包含信息,而作為單脈沖或連續脈沖等脈沖信號等方式僅以信號波形進行判別。

此外,在本例中,以進行增益設定為例作了說明,但如之后的實施方式那樣,可以不進行增益設定。

“第二實施方式”

第一實施方式中說明的是在結束AEC處理之后,使發送待機至停止預定時刻te的規定時間TL之前的時間點t2為止的例子,但如圖11至圖13所示的第二實施方式那樣,也可以在結束了AEC處理的時間點t1發送停止時間通知STN。對于與第一實施方式共同的部分,省略說明,將以不同點為中心進行說明。此外,在本實施方式中,將t1設為基準時間點。

如圖11所示,在第二實施方式的情況下,電子暗盒12在AEC處理中停止預定時刻te的預測完畢的時間點t1發送停止時間通知STN。因此,停止時間通知STN在從時間點t1經過規定時間TL后的時間點t1’到達射線源控制裝置16。在從時間點t1直到停止預定時刻te為止的時間比規定時間TL更長的情況下,射線源控制裝置16在接收到停止時間通知STN之后,在直到停止預定時刻te為止的期間使X射線的照射停止待機。

如圖12的數據格式所示,在本例的停止時間通知STN中,除了信號種類之外還包含停止預定時刻te的信息。停止預定時刻te的信息例如為用“時、分、秒”表示的時刻信息,特別是對于“秒”,為了能夠在幾十厘秒左右的照射時間的攝影時執行AEC而用厘秒單位表示。

如圖13所示,如果算出了停止預定時刻te,電子暗盒12的控制部36就生成包含停止預定時刻te的停止時間通知STN,在預測完畢的時間點t1向射線源控制裝置16發送(S250A)。射線源控制裝置16的控制部20一接收到停止時間通知STN(S110),便讀出停止時間通知STN內的停止預定時刻te。而且,控制部20對由時鐘電路20a計時的當前時刻和停止預定時刻te進行比對,判定是否到達了停止預定時刻te(S111)。而且,在判定為當前時刻到達了停止預定時刻te的情況下,控制部20使X射線照射停止(S120)。

在第二實施方式中,相比第一實施方式,在更早的時間發送停止時間通知STN,因而例如即使在發送停止時間通知STN時產生規定時間TL以上的時滯,到達射線源控制裝置16的到達時刻t1’也在比停止預定時刻te更之前到來,因而能夠在停止預定時刻te使X射線照射停止。

此外,如本例,在停止時間通知STN包含停止預定時刻te的情況下,電子暗盒12和射線源控制裝置16各自的時鐘電路36a、20a的時刻需要一致。因此優選的是,在攝影之前,使兩者的時鐘電路36a、20a的時刻一致。就時鐘電路36a、20a的時刻的同步處理而言,例如在從控制臺13對電子暗盒12、射線源控制裝置16發送攝影條件時,從控制臺13發送時刻信息或同步指示信號。電子暗盒12、射線源控制裝置16接收到同步指示信號,便基于時刻信息來校正時鐘電路36a、20a。由此,時刻同步完畢。控制臺13的控制部73相當于時刻同步部。

此外,如果在發送同步指示信號或時鐘信息時產生通信時滯,電子暗盒12及射線源控制裝置16各自的到達時刻會產生偏差。特別是,相比電子暗盒12與控制臺13以無線方式相連接,由于控制臺13與射線源控制裝置16以有線方式相連接,因而在通信時間或者通信時滯方面產生差的可能性高。就通信時滯而言,無線方式一方更容易成為問題,因而優選的是在電波狀態良好的時間或地點執行時刻同步。并且,可以以每天啟動系統時執行的方式自動進行通信而執行時刻同步。當然,也可以由操作員或服務人員按操作手冊進行時刻同步。

并且,在停止時間通知STN中包含停止預定時刻te的情況下,在控制臺13接收從電子暗盒12發送的停止時間通知STN,在直到停止預定時刻te為止的期間還有時間的情況下,可以在控制臺13暫時保存之后在接近停止預定時刻te的時間轉送給射線源控制裝置16。

第二實施方式中,可以說停止時間通知STN的方式有各種。例如,如圖14及圖15所示,作為包含在停止時間通知STN中的信息,替代停止預定時刻te,可以是從基準時間點算起獲得劑量目標值所需的照射時間的剩余時間RT。如圖10、圖13、圖15所示,在執行停止預定時刻te的預測時的處理步驟S220求出剩余時間RT。

電子暗盒12的控制部36在算出剩余時間RT之后,不進行停止預定時刻te的計算,而執行處理步驟250B。在本例中,如圖14所示,基準時間點為從電子暗盒12發送停止時間通知STN的發送時刻(參照圖11中的時間點t1)。如圖15所示,電子暗盒12的控制部36在處理步驟S250B中,將發送時刻和剩余時間RT包含到發送時刻來生成停止時間通知STN,并向射線源控制裝置16發送。

在圖15中,射線源控制裝置16的控制部20接收到停止時間通知STN(S110),便從停止時間通知STN讀出發送時刻和剩余時間RT。而且,基于規定時間TL校正剩余時間RT(S112)。這是因為如圖11所示,對電子暗盒12和射線源控制裝置16之間的通信時滯進行校正。從電子暗盒12在時間點t1發送的停止時間通知STN在規定時間TL后的時間點t1’到達射線源控制裝置16。剩余時間RT是將時間點t1作為基準時間點求出的,因此控制部20進行從剩余時間RT減去規定時間TL的校正。而且,控制部20在定時器23設定剩余時間RT并監視剩余時間RT的經過(S119)。經過了剩余時間RT的時間點成為停止預定時刻te,因此控制部20在經過了剩余時間RT的時間點使X射線照射停止。

在本例中,只在射線源控制裝置16執行剩余時間RT的校正,但也可以在電子暗盒12執行。例如,在執行了停止預定時刻te預測的階段算出剩余時間RT,但從算出時間點到發送時刻為止的期間稍微存在時差。當然,若與通信時間或其時滯相比,非常小,但在要求更高精度的情況下最好進行這種校正。

并且,如圖16及圖17所示,替代發送時刻,可以將到達射線源控制裝置16的到達時刻包含于停止時間通知STN。在這種情況下,如圖17所示,校正剩余時間RT(S221)。剩余時間RT是將到達時刻設為基準時間點的,因此電子暗盒21的控制部36在處理步驟S221進行從所算出的剩余時間RT減去規定時間TL的校正。而且,控制部36將發送時刻和規定時間TL相加來求出到達時刻。控制部36將到達時刻和剩余時間RT包含于停止時間通知STN并進行發送(S250C)。

在射線源控制裝置16中,控制部20從所接收到的停止時間通知STN讀出到達時刻和剩余時間RT。控制部20確認到基準時間點為到達時刻這一情況,就在定時器37設定剩余時間RT,并監視剩余時間RT的經過。如圖11所示,控制部20在經過了剩余時間RT的時間點停止照射。

此外,如圖18所示的停止時間通知STN那樣,可以不包含基準時間點,而僅包含剩余時間RT。在這種情況下,事先決定在電子暗盒12和射線源控制裝置16中的哪一個進行規定時間TL的校正。如此一來,即使不包含基準時間點,也能夠根據預先決定的順序,對基于規定時間TL的剩余時間RT適當地執行校正。

第二實施方式中,圖12、圖14、圖16、圖18所說明的數據格式及其處理順序還能夠與第一實施方式進行組合。如圖10所示,第一實施方式中,是在停止預定時刻te的規定時間TL之前從電子暗盒12發送停止時間通知STN以恰好在停止預定時刻te到達射線源控制裝置16的方式。

如上所述,規定時間TL為通信時間或通信時滯的平均值,與實際的通信時間或通信時滯之間存在誤差。既存在實際的通信時間或通信時滯比規定時間TL更長的情況,也存在更短的情況。更長的情況下,由于在停止時間通知STN的到達時間點已經經過了停止預定時刻te,因此不需要進行校正。但是,實際的通信時間或通信時滯比規定時間TL更短的情況下,到達時間比停止預定時刻te更早。當射線源控制裝置16的控制部20接收到停止時間通知STN時,當前時刻沒達到停止預定時刻te的情況下,并不是立即停止X射線照射,而是基于停止預定時刻te或剩余時間RT,等待停止時間到來后而使X射線照射停止。如此一來,即使在規定時間TL與實際的通信時間存在誤差,也能夠在正確的停止時間停止照射。

并且,停止時間通知STN中包含的基準時間點可以是電子暗盒12中的發送時刻或射線源控制裝置16中的到達時刻以外的時刻,也可以使用控制臺13中的發送時刻。在這種情況下,控制臺13當從電子暗盒12接收到停止時間通知STN時,與控制臺13中的發送時刻對應地,校正剩余時間RL,并發送給射線源控制裝置16。

此外,在第二實施方式中說明的停止時間通知STN的各種方式可適用于第三實施方式之后的幾乎所有實施方式。

“第三實施方式”

圖19所示的第三實施方式是,在X射線照射開始之后到照射停止的期間,即累計劑量達到劑量目標值為止的期間,進行停止時間通知STN的再發送的例子。圖19所示的例子是,因通信路徑的瞬間斷路或通信時滯持續長時間情況下的超時等,使得電子暗盒12發送的停止時間通知STN沒到達射線源控制裝置16的情況下,再次發送停止時間通知STN的例子。

圖19中,電子暗盒12執行AEC處理,在時間點t11發送停止時間通知STN。示出在第一次的發送時間,因通信路徑瞬間題斷路等原因停止時間通知STN沒有到達射線源控制裝置16的情況。電子暗盒12防備這種不能通信的情況而以預定間隔重試停止時間通知STN的發送。在時間點t12發送的停止時間通知STN由于為通信路徑修復的時間,因此到達射線源控制裝置16。

像這樣,如果多次重復發送停止時間通知STN,就能夠應付通信路徑瞬間斷路等通信障礙。采用無線方式的情況下,電波狀態不穩定且通信障礙的產生頻率多,因此這種方法特別有效。

在圖19的例子中,作為停止時間通知STN的方式,可以是圖12所示的包含停止預定時刻te的方式,也可以是圖14、圖16、圖18所示的包含剩余時間RT的方式。

只是,根據是包含停止預定時刻te還是包含剩余時間RT,處理不同。在包含停止預定時刻te的情況下,即使發送時刻變為時間點t11、時間點t12,停止預定時刻te也不會發生變化,因此不管是在時間點t11和時間點t12的哪一個時間點,都發送相同內容的停止時間通知STN。另一方面,剩余時間RT用從基準時間點算起的剩余時間來定義,因此在時間點t11和時間點t12,將各自作為基準時間點的剩余時間RT發生變化。因此,將在時間點t11發送了的停止時間通知STN在時間點t12重發的情況下,根據時間點t11與時間點t12的時間差校正剩余時間RT。具體而言,在時間點t12發送將時間點t11作為基準時間點的剩余時間RT的情況下,進行從剩余時間RT減去時間點t11與時間點t12之間的時間差的校正。并且,在連同剩余時間RT一起包含發送時刻或到達時刻的情況下,與此相應地,發送時刻或到達時刻也將更新。此外,在本實施方式中,將t12設為基準時間點。

如本例,以規定時間間隔多次反復發送停止時間通知STN的情況下,也存在射線源控制裝置16接收多個停止時間通知STN的情況。在停止時間通知STN中包含停止預定時刻te的情況下,因為是相同內容,所以不成問題,但包含剩余時間RT的情況下,在多個停止時間通知STN之間剩余時間RT的值發生變化。在這種情況下,可以認為多個停止時間通知STN之中剩余時間RT最小的是最新的,因此射線源控制裝置16選擇剩余時間RT最小的,只要按照該剩余時間RT使照射停止即可。

在射線源控制裝置16接收到停止時間通知STN的情況下,可以對電子暗盒12發送接收確認信號。如此一來,接收到接收確認信號的電子暗盒12能夠停止重發,因此能夠防止對射線源控制裝置16發送多個停止時間通知STN。

“第四實施方式”

圖20及圖21所示的第四實施方式在照射過程中多次反復發送停止時間通知STN這一點上與第三實施方式相同。不同點在于,在第四實施方式中,每當發送停止時間通知STN,就進行停止時間的再預測。預測的執行時間點越遲,累計劑量也就越多,因此能夠提高預測的精度。

在圖20中,電子暗盒12執行AEC處理直到累計劑量達到劑量目標值為止,在這一期間,反復進行停止時間的預測。在時間點t11,進行停止時間的第一次預測,發送第一次的停止時間通知STN1。而且,經過規定時間之后,在時間點t21,進行第二次預測,發送第二次的預測停止時間通知STN2。停止時間通知STN1、STN2分別在時間點t11’、時間點t21’到達射線源控制裝置16。此外,在本實施方式中,將t11及t21設為基準時間點。

如圖21所示,在停止時間通知STN1、STN2中例如包含停止預定時刻te。電子暗盒12執行圖13所示的處理步驟S210至S230及S250A,并發送第一次的停止時間通知STN1。而且,經過規定時間之后,基于這一時間點的累計劑量重新計算停止預定時刻te并進行第二次預測(S260)。電子暗盒12執行與處理步驟S250A相同的處理步驟S270,而發送停止時間通知STN2。反復執行這種處理直到累計劑量達到劑量目標值(S280)。

另一方面,射線源控制裝置16多次接收停止時間通知STN(S110A)。停止時間通知STN1、STN2均包含停止預定時刻te,但包含在停止時間通知STN2中的停止預定時刻te是再預測的,因此預測精度高。射線源控制裝置16基于接收時刻來選擇最新的停止預定時刻te(S1102A),監視所選擇的停止預定時刻te到來(S111)。停止預定時刻te一到,照射便停止(S120)。根據本例,停止時間的再預測反復進行,因此能夠執行精度高的AEC。由此,過劑量降低,可期待X射線圖像的畫質提高或降低被攝體H的不必要的輻射。

在本例中,基于射線源控制裝置16的接收時刻來進行最新的停止時間通知STN的判定,當然,可以在電子暗盒12在停止時間通知STN1、STN2除了停止預定時刻te之外還設定各自的發送時刻或者到達時刻。如此一來,射線源控制裝置16基于停止時間通知STN中包含的發送時刻或到達時刻來判定最新的停止時間通知STN。

如圖22所示,在多次發送停止時間通知STN的情況下,如果發生了通信路徑的瞬間斷路時,在恢復了通信障礙的時間點,多次接收停止時間通知STN的時間的順序有可能紊亂。圖22的例子中涉及的情況如下:按照停止時間通知STN1、STN2、STN3的順序發送,在此時間,因通信路徑的瞬間斷路,三個停止時間通知都沒有發送成功,之后重試三個停止時間通知STN1、STN2、STN3的發送。最先執行重發的是停止時間通知STN1,但由于在這一時間點瞬間斷路還在繼續,因此停止時間通知STN1并未發送成功。在這之后的停止時間通知STN2、STN3的重發的時間,由于通信障礙已修復,因此停止時間通知STN2、STN3成功發送。由于停止時間通知STN1是第三個發送成功,因而接收順序排在停止時間通知STN2、STN23之后。

在這種情況下,如果以發送時刻進行判定,那么最新的是停止時間通知STN3,但如果以接收時刻進行判定,則判定為最新的是停止時間通知STN1。在這種情況下,只要在電子暗盒12在停止時間通知STN預先設定發送時刻,那么即便接收順序調換,射線源控制裝置16也能夠正確判定最新的通知。

并且,如圖23所示,在停止時間通知STN1、STN2、STN3中,除了各自的停止預定時刻te1、te2、te3之外還可設定累計劑量D1、D2、D3。累計劑量D1、D2、D3用于停止預定時刻te1、te2、te3的預測。累計劑量D1、D2、D3隨著經過時間而增加,因此越是最新的,值就越大。因此,射線源控制裝置16的控制部20在處理步驟S1102E,將累計劑量最大的停止時間通知STN3判定為最新的通知,并采用該停止預定時刻te3。

并且,本例中,以在停止時間通知STN中設定停止預定時刻te的例子作了說明,但如圖24所示,也可以設定剩余時間RT。在剩余時間RT的情況下,如處理步驟S1102D所示,最新的停止時間通知STN的判定可利用剩余時間RT本身來進行判定。這是因為,可以認為剩余時間RT越是最新的,值就越小。當然,為了進一步提高準確性,可以設定發送時刻、到達時刻、累計劑量等。

“第五實施方式”

圖25及圖26所示的第五實施方式是,從電子暗盒12向射線源控制裝置16發送停止機通知STN而射線源控制裝置16接收到停止時間通知STN的情況下,對電子暗盒12回送接收確認信號CN的例子。并且,在第五實施方式中,電子暗盒12基于從第一次的發送停止時間通知STN1的發送時刻t11到接收到作為其響應的接收確認信號CN1的時間點t11’為止的時間L11來校正接著要發送的停止時間通知STN2的規定時間TL。此外,在本實施方式中,將t11及t21設為基準時間點。

即,測量從發送停止時間通知STN到接收作為其響應的接收確認信號CN為止的時間,來實際測量當前的通信路徑中實際的通信時間或通信時滯,校正預先設定的規定時間TL。本例中,在停止時間通知STN中設定的內容為停止預定時刻te的情況下沒有效果,為剩余時間RT的情況下有效。這是因為,在剩余時間RT的情況下,如在圖14至圖17所示的第二實施方式中所述,需要進行基于規定時間TL的校正。

如圖26所示,電子暗盒12執行從處理步驟S210至S250F,發送設定有剩余時間RT的停止時間通知STN。射線源控制裝置16接收停止時間通知STN(S110A),每當接收到停止時間通知STN,就向電子暗盒12發送接收確認信號CN。電子暗盒12基于從停止時間通知STN的發送時刻到接收確認信號CN的接收時刻為止的時間L11(參照圖25),通過剩余時間RT的再計算進行再預測(S260A)。在上述再計算中,在處理步驟S221,基于時間L11校正規定時間TL。并且,將再計算后的剩余時間RT設定到停止時間通知STN并發送給射線源控制裝置16。射線源控制裝置16選擇最新的剩余時間RT(S1102A),并使照射停止。如此一來,由于除了剩余時間RT的再預測之外,還基于實際測量的通信時滯來校正規定時間TL,因而能夠進行精度更高的停止時間的預測。

此外,在本例中,使用停止時間通知STN和接收確認信號CN,來實際測量通信時滯,但作為使用停止時間通知STN和接收確認信號CN的替代方案,可以進行測試信號的收發來實際測量通信的時滯。

“第六實施方式”

并且,作為應付實際的通信時滯和規定時間TL背離的情況的應對措施,有圖27及圖28所示的方法。本例是應付停止時間通知STN中只設定有剩余時間RT的情況的應對措施。從X射線源15照射的X射線的強度在照射開始后立即變得穩定,因此如圖27所示,累計劑量以某種程度上恒定的斜率增加,反復發送的停止時間通知STN中所包含的剩余時間RT以恒定的斜率漸漸減少。射線源控制裝置16的控制部20基于在時間點101、102、103接收到的多個停止時間通知STN的剩余時間RT101、R102、R103來求出線形近似的近似曲線AC。

一旦求出近似曲線AC,就能知道剩余時間RT101、RT102、RT103之中剩余時間RT103表示異常值的情況。剩余時間RT103相對于近似曲線AC值大這一情況,按理說是就算在比時間點t103更早的時間到達,但還是要受通信時滯的影響而延遲到達。射線源控制裝置16的控制部20基于近似曲線AC將剩余時間RT103判定為異常值,將剩余時間RT103從選擇對象中排除,并從其余的之中選擇最新的剩余時間RT102,使X射線照射停止。由此,即使在停止時間通知STN中只設定有剩余時間RT,不用接收確認信號CN也能夠進行高精度的AEC。

在上文中,利用剩余時間RT的線形近似,從射線源控制裝置16所接收到的多個停止時間通知STN之中判定出通信時滯大的異常值,但如圖28所示,也可基于多次停止時間通知STN的接收間隔來判定通信時滯大的異常值。如果從電子暗盒12以規定時間間隔TI1反復發送停止時間通知STN,只要通信時滯是平均的,那么射線源控制裝置16的接收間隔就與時間間隔TI1相同。因此,當停止時間通知STN的接收間隔有了變化時,能夠將該通信間隔變化了的停止時間通知STN判定為通信時滯大的異常值。

圖28的例子中,停止時間通知STN2和停止時間通知STN3的接收間隔TI2大于接收間隔TI1,因而能夠判定為實際的通信時滯TL3是比規定時間TL更大的異常值。在停止時間通知STN只設定有剩余時間的情況下,即使根據本例,也能夠將異常值排除,因而能夠確保恒定的預測精度。由此,能夠對X射線圖像確保恒定的畫質,同時能夠降低被攝體的不必要的輻射。

“第七實施方式”

在上述實施方式中,以對于規定時間TL使用將通信時滯考慮在內的值的例子進行了說明,但第七實施方式是,應付因通信時滯以外的要因而產生超過劑量目標值的過劑量的情況的應對措施。

如圖29所示,X射線源15接收到開始指令,X射線的劑量就漸漸上升,上升到與管電流相對應的峰值,在峰值附近保持大致穩定的狀態直到接收到停止指令為止,接收到停止指令就漸漸下降,像這樣,表示一次攝影所照射的X射線的劑量變化的曲線大致成為梯形。并且,從接收到停止指令到X射線的劑量完全成為零為止的時間,即X射線的劑量的波尾,如果使用例如三極管或四極管等高價的X射線源,能夠縮短,但一般的二極管的X射線源,則變長。并且,X射線的劑量的波尾還根據管電壓、管電流而發生變化,例如管電流越小或者管電壓越高,則越長。

因此,根據X射線的劑量的波尾的長度,實際照射的X射線的照射量發生變化。人們認為,由于照射量的變化,在AEC部32計算出的停止預定時刻te和實際獲得劑量目標值的時刻背離,而產生過劑量。為了解決這種問題,在本實施方式中,從射線源控制裝置16實際停止X射線源15的驅動到X射線照射實際停止為止的時間的平均值也加進規定時間TL,并且例如根據X射線源的種類或管電壓、管電流等攝影條件,來改變發送停止時間通知STN的時間即規定時間TL。

例如,如圖30所示,判定X射線源15是三極管或四極管還是二極管(S300),判定管電流是否大于預先設定的閾值(S301),判定管電壓是否低于預先設定的閾值(S302)。而且,X射線源15為三極管或四極管的情況下,或者管電流大于預先設定的閾值的情況下,或者管電壓低于預先設定的閾值的情況下,X射線的劑量的波尾變短而不會產生過度輻射,因此使用初始設定的規定時間TL(S303)。并且,X射線源15為二極管的情況下,或者管電流大于預先設定的閾值的情況下,或者管電壓高于預先設定的閾值的情況下,X射線的劑量的波尾變長而產生過度曝射,因而校正時間T使得該時間T長于初始設定值,來防止X射線的劑量過剩(S304)。如此一來,根據X射線源的種類或攝影條件,能夠提高AEC的精度。此外,在本實施方式中,也可以用剩余時間RT替代停止預定時刻te。

“第八實施方式”

如圖31及圖32所示,第八實施方式為以下的例子,即:作為在停止時間通知STN設定的信息,除了信號種類、用于規定停止時間的剩余時間RT或停止預定時刻te之外,還設定表示裝置中產生了異常這一情況的異常標志的有/無信息、用于識別該裝置的裝置ID。作為裝置,例如除了電子暗盒12、控制臺13之外還有構成通信路徑的交換集線器或路由器等中繼裝置。除了硬件之外還可以設定軟件的異常標志。軟件的情況下,設定軟件ID替代裝置ID。

如圖32所示,射線源控制裝置16接收到停止時間通知STN,便判定異常標志的有無(S115)。而且,在有異常標志的情況下,無條件地緊急停止。由此,在硬件或軟件產生異常的情況下,即刻停止照射,因此能夠避免在產生異常的狀態下繼續照射的危險。

在上述實施方式中,以在從電子暗盒12對射線源控制裝置16發送停止時間通知STN時經由控制臺13發送的例子作了說明,但如圖33至圖37所示,可以不經由控制臺13,而將電子暗盒12和射線源控制裝置16以能夠通信的方式連接起來。

例如,圖33是在電子暗盒12和射線源控制裝置16分別設置具有天線的無線通信部81而以無線方式進行連接的例子。無線通信部81之間經由無線訪問點82等中繼裝置而連接。圖34中,在電子暗盒12和射線源控制裝置16分別設置有線通信部83,將有線通信部83之間通過線纜85以有線方式連接。在有線通信部83之間的通信路徑上設有交換集線器或路由器等中繼裝置84。根據該例,因控制臺13未介入,能夠相應地減少通信時滯。

圖35及圖36是不經由訪問站82或中繼裝置84而將電子暗盒12和射線源控制裝置16直接以能夠通信的方式連接的例子。圖35表示無線方式的例子,圖36則表示有線方式的例子。根據這些例子,由于不經由訪問站82或中繼裝置84,因此能夠進一步減小通信時滯。介于電子暗盒12與射線源控制裝置16之間的裝置越增加,通信時滯越大,因此在要求迅速性的AEC處理中,如本例那樣直接連接是有效的。

圖37是圖35的變形例,是在電子暗盒12和射線源控制裝置16分別設置能夠通過多個無線信道進行通信的無線通信部86的例子。被構成為,在無線通信部86設有多個收發天線87,各天線87搜尋不同的無線信道。由此,即便任一個無線信道產生通信障礙的情況下,也能夠利用其他無線信道來發送停止時間通知STN,因而能夠降低通信時滯。此外,在射線源控制裝置16從各信道接收到多個停止時間通知STN的情況下,根據停止時間通知STN的內容判定最新的停止時間通知STN。

此外,就通信時滯、如第七實施方式所示那樣從照射停止指令到實際停止照射為止的時滯,對調整規定時間TL的方法作了說明,但例如也可以調整劑量目標值以替代規定時間TL。具體而言,認為時滯大的情況下,降低劑量目標值,認為時滯小的情況下,提高劑量目標值。

在上述實施方式之中基于包含在停止時間通知STN中的信息來使X射線照射停止的實施方式中,從電子暗盒12向射線源控制裝置16發送包含停止預定時刻te或者照射時間的剩余時間RT在內的停止時間通知STN,射線源控制裝置16基于停止預定時刻te或者剩余時間RT來使X射線照射停止。但是,包含在停止時間通知STN中的信息不限定于與停止預定時刻te或剩余時間RT等時間有關的信息,只要是能夠在射線源控制裝置16換算成X射線的剩余照射時間的信息,也可以是其他信息。

作為其他信息,例如有表示X射線的剩余照射劑量的劑量信息。發送劑量信息作為停止時間通知STN的內容的情況下,射線源控制裝置16能夠基于照射過程中的X射線的管電流,將表示X射線的剩余照射劑量的信息換算成X射線的剩余照射時間,因而能夠基于該換算出的剩余照射時間來使X射線照射停止。例如,包含在停止時間通知STN中的X射線的剩余照射劑量為0mR(毫倫),剩余時間被換算成0秒。這種情況下,射線源控制裝置16立即使X射線照射停止。

在上述實施方式中,以電子暗盒12自己檢測照射開始和照射結束的例子進行了說明,但也可以不是自己檢測。在這種情況下,在射線源控制裝置16與電子暗盒12之間進行同步通信。例如,射線源控制裝置16在接收到來自照射開關17的預熱開始信號時,對具有電子暗盒12的X射線攝影裝置11發送詢問是否可以開始照射的照射開始請求信號。X射線攝影裝置11在做好了接受照射的準備的情況下,向控制部20發送照射允許信號作為對照射開始請求的響應。

控制部20在接收到來自X射線攝影裝置11的照射允許信號并且從照射開關17接收到照射開始信號時,對高電壓產生器19發出照射開始指令。高電壓產生器19接收到照射開始指令,便對X射線源15施加高電壓而開始電力供給。X射線源15在電力供給開始時便開始照射X射線。

控制部20在X射線源15的照射停止了的情況下,對X射線攝影裝置11發送表示照射結束了的照射結束信號。

并且,在本例中,通過設在攝像區域41內的短路像素57來測定X射線的到達劑量,但短路像素57與通常的像素40大致為相同結構,因而對X射線的感光度也大致相同,因而具有能夠正確地測定X射線的到達劑量的優點。因此,停止時間的預測的精度也高。并且,由于結構大致相同,因而不僅容易制造,而且制造成本的增加也低。

當然,作為劑量檢測部,不局限于短路像素,也可以是其他方式。例如,也可以不同于通常的像素40,設置檢測X射線用的專用像素將其作為劑量檢測部。并且,如果使用CMOS傳感器等從通常的像素非破壞性地讀出電荷的部件,那么能夠在X射線照射過程中讀出攝像區域內的期望區域的劑量。此外,還存在通過檢測出在對攝像區域的各像素施加偏壓用的偏置線流動的電流來進行劑量檢測的方法、基于當通常的像素的TFT處于斷開狀態時在信號線漏出的泄漏電流來進行劑量檢測的方法。只要能夠在照射X射線的過程中檢測出攝像區域內的劑量,任意結構的劑量檢測部都可以。

在上述各實施方式中,以電子暗盒12和控制臺13為分體的例子作了說明,但控制臺13不必是獨立的裝置,可以在電子暗盒12搭載控制臺13的功能,以電子暗盒12單體構成X射線攝影裝置11。或者,也可以構成為,在電子暗盒12與控制臺13之間連接具有與電子暗盒12的控制有關的功能的專用攝影控制裝置,在控制臺13只進行攝影條件的輸入和X射線圖像的顯示等簡單的作業。并且,也可以使用將控制臺13和射線源控制裝置16一體化的裝置。進而,不局限于作為可挪移型X射線圖像檢測裝置的電子暗盒,也可以適用固定于攝影臺類型的X射線圖像檢測裝置。

此外,不局限于如上所述的裝置結構,也可以適用于其他結構。例如可以是,在電子暗盒12與射線源控制裝置16之間存在接收停止時間通知STN的專用的裝置,而該裝置不執行其他處理,而將CPU的大部分用于結束處理。本發明中,X射線圖像攝影系統的裝置結構不是問題,重要的是在作為互相不同的裝置的電子暗盒12與射線源控制裝置16之間、跨裝置進行AEC的停止時間通知處理的情況下,而且在電子暗盒12側檢測出實際照射的劑量而判斷相對于目標劑量是否充分,通過任意的通信路徑在作為不同裝置的射線源控制裝置16側進行實際的照射停止控制的情況下,能夠防止由通信時滯引起的照射停止遲延。即,由于檢測到X射線照射充分而判斷停止時間這一側的裝置和進行實際停止控制的裝置不同,才構成了產生通信時滯的原因,在這之間存在何種裝置并不是問題,而是能夠在這種情況下通過預先發送停止時間通知STN來防止照射停止時間的延遲。

此外,如專利文獻1所記載,可以利用預照射和真照射的組合進行一次的X射線攝影。在這種情況下,可以在電子暗盒,將預照射的積蓄動作中積蓄在像素的信號電荷在預照射結束之后還原封不動地保持,以該狀態轉移到真照射的積蓄動作。如此一來,能夠將在預照射獲得的信號電荷反應到X射線圖像,而不會造成浪費。在減少對X射線圖像沒有貢獻的輻射這一意義上,能夠降低被攝體的不必要的輻射。

本發明不局限于X射線,也能夠適用于使用γ射線等其他放射線的攝影系統。并且,本發明不局限于上述各實施方式,在不脫離本發明的要旨的范圍內,當然能夠采取各種結構。

附圖標志的說明

9:X射線攝影系統

10:X射線產生裝置

11:X射線攝影裝置

12:電子暗盒

13:控制臺

15:X射線源

16:射線源控制裝置

20、36、73:控制部

20a、36a、73a:時鐘電路

23、37、72:定時器

26:FPD

31:增益設定部

32:AEC部

34、71:無線通信部

57:短路像素

62:劑量目標值設定部

64:停止時間預測電路

關于本文
本文標題:放射線攝影裝置及其控制方法、放射線攝影系統.pdf
鏈接地址:http://www.wwszu.club/p-6988958.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
鬼佬大哥大