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JP4803876B2 - X-ray imaging apparatus and communication method thereof - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像作成の複数画素から構成される固体撮像素子を使用し、特にケーブルレス撮像部を用いたX線撮像装置及びこれらの通信方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のX線撮像装置では、X線源から医療患者のような被分析対象を通してX線ビームを投射し、X線ビームが被検体を通過した後に、スクリーンフィルムカセッテ、フィルムオートチェンジャ、CR(Computed radiography)、FPD(Flat Panel Detector)などにより撮像される。
【0003】
民生機器においては、カメラはアナログフィルムカメラからディジタルカメラへの過渡期にある。X線写真においても、FPDを用いた高分解能の固体X線検出器が提案されており、これは各次元に3000〜4000個のフォトダイオードなどに代表される検出素子を用いた二次元アレーで構成されている。各素子は検出器に投射されるX線像の画素輝度に対応する電気信号を作成する。各検出素子からの信号は個別に読み出されてディジタル化され、その後に画像処理、記憶及び表示される。
【0004】
しかしながら、FPDを用いたX線ディジタル撮像装置は、その原理上、民生機器のように結像光学系を用いた小型化が難しく、X線スクリーンフィルムカセッテのように、例えば特開平6−342099号公報などに提案されている小型、薄型化は難しい。しかしながら、薄型化、高信頼性技術の向上に伴い、その実現が可能となりつつある。
【0005】
このようにスクリーンフィルムカセッテのようなワイヤレス薄型化X線撮像装置の使用に当たり、従来のワイヤードX線撮像装置では問題とならなかった複数のX線撮像部の固体識別、X線同期、画像転送などの点が新たに問題点として取り上げられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
複数個のX線撮像部が存在し、操作者が種々のX線撮影室間を行き来しながら撮影するような場合に、X線発生装置との同期等を対象X線撮像部と間違えることなく、的確にX線撮像部の固体識別を行う必要がある。
【0007】
従来から使われているX線撮像部の独特なシリアルナンバで、固体を単に識別するシステムでは、複数のX線発生装置から同じX線撮像部への呼びかけに応じてしまう等の問題が発生することがある。
【0008】
本発明の目的は、複数又は複数種のケーブルレスディジタルX線検出手段を使用する際の同期の取り方や、X線撮像システムとの通信の仕方を容易にするX線撮像装置及びこれらの通信方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るX線撮像装置は、X線画像を取得するX線検出器が所定の範囲に近接したことを検知することによって前記X線検出器の固有情報を取得し、前記X線検出器の固有情報を取得した際に前記X線検出器との無線通信に必要な個別IDキーを割り付ける通信制御手段と、
前記通信制御手段で固有情報が取得された前記X線検出器を前記個別IDキーを用いて無線で制御する撮像制御手段と、を有することを特徴とする。
【0010】
また、本発明に係る通信方法は、通信制御手段が、X線画像を取得するX線検出器が所定の範囲に近接したことを検知することによって、前記X線検出器の固有情報を取得し、前記X線検出器の固有情報を取得した際に前記X線検出器との無線通信に必要な個別IDキーを割り付ける工程と、
撮像制御手段が、前記工程で固有情報が取得された前記X線検出器を前記個別IDキーを用いて無線で制御する工程と、を有することを特徴とする
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を図示の実施の形態を基に詳細に説明する。
図1は実施の形態を示すX線撮像システムの構成図を示し、1はX線室、2はX線制御室、3は診断・操作室である。
【0012】
X線室1には、X線を発生するX線発生器11が置かれ、このX線発生器11はX線を発生するX線管球12、X線管球12を駆動する高圧発生電源13、X線管球12により発生されたX線ビームを所望の撮像領域に絞り込むX線絞り14から成っている。撮影用寝台15の下には、被検体S及び撮影用寝台15を透過したX線ビームを検出するX線検出器16が配置されている。
【0013】
X線検出器16は、グリッド17、シンチレータ18、光検出器アレー19、X線露光量モニタ20の積層体と、光検出器アレー19を駆動する駆動器21とから構成されている。グリッド17は被検体Sを透過することによって生ずるX線散乱の影響を低減するために設けられており、X線低吸収部材と高吸収部材とから成り、例えばA1とPbのストライプ構造から成っている。光検出器アレー19とグリッド17との格子比の関係によりモアレ縞が生じないように、X線照射時にはX線検出器16は後述するX線制御室2の撮像制御器からの設定に基づいて、駆動器21の制御信号に従ってグリッド17を振動させる。
【0014】
シンチレータ18では、エネルギの大きいX線によって蛍光体の母体物質か励起(吸収)され、その再結合エネルギにより可視領域の蛍光が発生し、X線を可視光に変換する。その蛍光はCaWo4やCdWo4等の母体自身によるものや、CsI:TlやZnS:Ag等の母体内に付加された発光中心物質によるものがある。光検出器アレー19はシンチレータ18による可視光を電気信号に変換する。本実施の形態では、シンチレータ18と光検出器アレー19とを別々の構成としているが、X線を電子に直接変換する検出器で構成するものにも適用される。例えば、アモルファスSeやPbI2等の受光部とアモルファスシリコンTFT等から成る放射線(X線)検出器である。
【0015】
X線露光量モニタ20はX線透過量を監視する目的で配置されている。X線露光量モニタ20としては、結晶シリコンの受光素子等を用いてX線を直接検出してもよいし、シンチレータ18による蛍光を検出してもよい。本実施の形態では、X線露光量モニタ20は光検出器アレー19の基板裏面に成膜されたアモルファス・シリコン受光素子から成り、光検出器アレー19を透過したX線量に比例した過視光を検知して、その光量情報を撮像制御器に伝達する。
【0016】
また、四肢等の撮影のために別に薄型X線検出器22が配置され、この薄型X線検出器22は中継器23を介してX線制御室2に接続されている。図1では、薄型X線検出器22は複数種のセンサの代表として1つを図示してあるが、空間分解能が異なったり、薄型X線検出器22の大きさ、つまり撮像領域の大きさが異なるもの等を交換して使用することが可能である。X線検出器16と薄型X線検出器22との相違点は、第1には薄型X線検出器22の厚さが、フィルムスクリーン系カセッテに匹敵する程度の約20mm以下である点が最も大きく異なっている。薄型X線検出器22には、グリッド17が内蔵されていない点、簡易電源、10画像〜20画像の大容量メモリを内蔵している点、中継器23とケーブルレスで画像信号及び制御のやり取りが可能である点に特長がある。
【0017】
薄型X線検出器22と中継器23を接続するケーブル24はあってもなくても動作可能であり、ケーブル24を使用した場合には画像転送が高速に行えるため、X線撮像後の画像取得、処理、確認の動作がより短い時間で達成され、更に充電の必要がないため長時間撮影を続けることが可能である。なお、ケーブル24を使用する場合には着脱容易かつ高信頼性のコネクタを使用する必要がある。中継器23は薄型X線検出器22との通信を中継する他に、自動ID割付や充電器更には未使用時ホルダとしての機能を有する。
【0018】
X線制御室2には、本X線撮像システムの全体的な動作を制御するシステム制御器31、操作者インタフェース32、ディスプレイモニタ33が配置されている。システム制御器31には、前述の撮像制御器34、例えばRAID等のハードディスクアレーから成る画像処理器35、処理された基本画像データを記憶する大容量高速の記憶装置36、モニタ33を制御して種々の文字及び画像を表示させる表示制御器37、例えば光磁気ディスク等の大容量の外部記憶装置38、X線制御室2の装置と診断・操作室3の装置を接続し、X線室1での撮影画像等を診断・操作室3の装置に転送するLANボード39が内蔵されている。
【0019】
インタフェース32は、X線曝射要求スイッチ、タッチパネル、マウス、キーボード、ジョイスティック及びフットスイッチ等から成り、操作者が種々の指令をシステム制御器31に入力するために使用される。操作者Oの指示内容は、例えば静止画/動画、X線管電圧、管電流及びX線照射時間等の撮影条件、撮影タイミング、画像処理条件、被検者ID及び取込画像の処理方法等がある。撮像制御器34はX線室1に置かれたX線発生器11、撮影用寝台15、駆動器21、中継器23に接続され、画像処理器35はX線室1の駆動器21、中継器23と接続され、X線撮像系による画像を画像処理する。画像処理器35における画像処理は、例えば画像データの補正、空間フィルタリング、リカーシブ処理、階調処理、散乱線補正及びダイナミックレンジ(DR)圧縮処理等が挙げられる。
【0020】
診断・操作室3には、被検体Sの情報及び撮影方法等を、X線制御室2のLANボード39を経由して指示するためのHIS/LIS等に接続されていたり、LANボード39からの画像を画像処理、診断支援する画像処理端末41、LANボード39からの画像(動画像/静止画)を映像表示するモニタ42、イメージプリンタ43、画像データを格納するファイルサーバ44が設けられている。
【0021】
なお、システム制御器31からの各機器に対する制御信号は、X線制御室2内の操作者インタフェース32、或いは診断・操作室3内にある画像処理端末41からの指示により発生可能である。システム制御器31はX線撮像系のシーケンスを制御する撮像制御器34に、操作者Oの指示に基づいた撮影条件を指令し、撮像制御器34はその指令に基づいて、X線発生器11、撮影用寝台15及びX線検出器16を駆動してX線像を撮影させる。撮影用寝台15上に患者である被検体Sが横たわると、撮影用寝台15は撮像制御器34からの制御信号に従って駆動され、X線発生器11からのX線ビームに対する被検体Sの向きを変更できる。X線検出器16から出力されるX線画像信号は画像処理器35に供給され、操作者Oが指定する画像処理を施されてモニタ33に画像表示され、同時に基本画像データとして記憶装置36に格納される。システム制御器31は更に操作者Oの指示に基づいて、再画像処理とその結果の画像表示、ネットワーク上の装置への画像データの転送、保存、映像表示及びフィルム印刷等を実行する。
【0022】
X線発生器11の高圧発生電源13は、撮像制御器34からの制御信号に従ってX線管球12にX線発生のための高電圧を印加すると、X線管球12はX線ビームを発生する。発生されたX線ビームはX線絞り14を介して被検体Sに照射される。X線絞り14はX線ビームを照射すべき位置に応じて、撮像制御器34により制御される。即ち、X線絞り14は撮像領域の変更に伴い、不要な照射を行わないようにX線ビームを整形する。
【0023】
X線発生器11が出力するX線ビームは、X線透過性の撮影用寝台15上に横になった被検体S、撮影用寝台15を透過してX線検出器16に入射する。なお、撮影用寝台15は被検体Sの異なる部位又は方向でX線ビームが透過するように、撮像制御器34により制御される。また、薄型X線検出器22を使用する場合は、X線発生器11から出力されたX線ビームが被検体Sを透過して薄型X線検出器22に入射するように、操作者Oが薄型X線検出器22及び被検体Sを調節する。
【0024】
X線検出器16のグリッド17は、前述したように被検体Sを透過することによって生ずるX線散乱の影響を低減する。撮像制御器34は光検出器アレー19とグリッド17との格子比の関係によりモアレ縞が生じないように、X線照射時にグリッド17を振動させる。シンチレータ18ではエネルギの大きいX線によって蛍光体の母体物質がX線を吸収して励起され、その際に発生する再結合エネルギにより可視領域の蛍光を発生する。シンチレータ18に積層して配置された光検出器アレー19は、シンチレータ18で発生する蛍光を電気信号に変換する。即ち、シンチレータ18がX線像を過視光像に変換し、光検出器アレー19が過視光像を電気信号に変換する。
【0025】
X線露光量モニタ20は光検出器アレー19を透過したX線量に比例した過視光を検出し、その検出量情報を撮像制御器34に供給する。撮像制御器34はこのX線露光量情報に基づいて高圧発生電源13を制御して、X線を遮断又は調節する。駆動器21は撮像制御器34の制御の下で光検出器アレー19を駆動し、光検出器アレー19の各素子から画素信号を読み出す。
【0026】
X線検出器16、薄型X線検出器22から出力される画素信号は、X線制御室2内の画像処理器35に出力される。X線室1内はX線発生に伴うノイズが大きいので、X線検出器16から画像処理器35への信号伝送路は耐雑音性の高いものである必要があり、具体的には高度の誤り訂正機能を具備するディジタル伝送系としたり、差動ドライバによるシールド付き撚り電線対又は光ファイバを用いることが望ましいことは云うまでもない。
【0027】
画像処理器35については詳細は後述するが、システム制御器31からの指令に基づき画像信号の表示形式を切換え、その他には画像信号の補正、空間フィルタリング及びリカーシブ処理等をリアルタイムで行い、階調処理、散乱線補正及びDR圧縮処理等を実行できる。画像処理器35により処理された画像は、モニタ33の画面に表示される。リアルタイム画像処理と同時に、画像補正のみを行われた基本画像情報は、記憶装置36に保存される。また、操作者Oの指示に基づいて、記憶装置36に格納される画像情報は、例えばImage Save & Carry(IS&C)の所定の規格を満たすように再構成された後に、外部記憶装置38及びファイルサーバ44内のハードディスク等に格納される。
【0028】
X線制御室2の装置は、LANボード39を介してLAN(又はWAN)に接続する。LANには複数のX線撮像システムを接続できることは勿論である。LANボード39は例えばDigital Imaging and Communication in Medicine(DICOM)所定のプロトコルに従って画像データを出力する。LAN(又はWAN)に接続されたモニタ42の画面に、X線画像を高解像静止画及び動画を表示することにより、X線撮影とほぼ同時に医師によるリアルタイムの遠隔診断が可能になる。
【0029】
図2は光検出器アレー19の構成単位の等価回路の一例を示す。1素子は光検出部51と電荷の蓄積及び読み取りを制御するスイッチングTFT(薄膜トランジスタ)52から成り、一般にはガラス基板上にアモルファスシリコン(a−Si)により形成されている。光検出部51は更に光ダイオード51aとコンデンサ51bの並列回路から成り、光電効果による電荷をセンサ内電流源53として記述している。コンデンサ51bは光ダイオード51aの寄生容量でも、光ダイオード51aのダイナミックレンジを改善する追加的なコンデンサでもよい。光ダイオード51aのカソードは、共通電極(D電極)であるバイアス配線Lbを介してバイアス電源54に接続されている。光ダイオード51aのアノードは、ゲート電極GからスイッチングTFT52を介してコンデンサ55及び電荷読出用プリアンプ56に接続されている。プリアンプ56の入力はリセット用スイッチ57及び信号線バイアス電源58を介してアースに接続されている。
【0030】
先ず、スイッチングTFT52とリセット用スイッチ57を一時的にオンにして、コンデンサ51bをリセットし、スイッチングTFT52とリセット用スイッチ57をオフにする。その後に、X線を発生させて被検体Sに曝射する。被検体Sを透過したX線像をシンチレータ18が可視光像に変換し、光ダイオード51aはその可視光像により導通状態になり、コンデンサ51bの電荷を放電させる。スイッチングTFT52をオンにして、コンデンサ51bとコンデンサ55を接続する。これにより、コンデンサ51bの放電量の情報がコンデンサ55にも伝達され、更にプリアンプ56によりコンデンサ55の蓄積電荷による電圧の増幅又は点線で示したコンデンサ59により電荷−電圧変換され外部に出力される。
【0031】
図3は図2に示す光電変換素子を二次元に拡張して構成した二次元配列の光電変換素子を具備する光検出器アレー19の等価回路である。二次元読出動作は先の2種類の等価回路において同様であるので、図3は図2に示した等価回路を用いて現している。光検出器アレー19は2000×2000〜4000×4000程度の画素から構成され、アレー面積は200mm×200mm〜500mm×500mm程度である。図3では光検出器アレー19は4096×4096の画素から構成され、アレー面積は430mm×430mmであり、1画素のサイズは約105×105μmであり、横方向に配置した4096個の画素を1ブロックとし、4096個のブロックを縦方向に配置して二次元構成とされている。
【0032】
図3では4096×4096画素から成る光検出器アレー19を1枚の基板で構成しているが、2048×2048画素を持つ4枚の光検出器アレーを組み合わせてもよいことは勿論である。この場合に、4つの光検出器アレーを組み付ける手間が発生するが、各光検出器アレーの歩留まりが向上するので、全体としても歩留まりが向上するという利点がある。
【0033】
図2で説明したように、1画素は1つの光検出部51とスイッチングTFT52とから成る。光電変換素子PD(1,1)〜(4096,4096)は光検出部51に対応し、転送用スイッチSW(1,1)〜(4096,4096)はスイッチングTFT52に対応している。光電変換素子PD(m,n)のゲート電極Gは、対応するスイッチSW(m,n)を介してその列に対する共通の列信号線Lcmに接続されている。例えば、第1列の光電変換素子PD(1,1)〜(4096,1)は、第1の列信号線Lc1に接続され、各光電変換素子PD(m,n)の共通電極Dは、全てバイアス配線Lbを介してバイアス電源54に接続されている。
【0034】
同じ行のスイッチSW(m,n)の制御端子は、共通の行選択線Lrnに接続する。例えば、第1行のスイッチSW(1,1)〜(1,4096)は行選択線Lr1に接続され、行選択線Lr1〜4096はラインセレクタ61を介して撮像制御器34に接続されている。ラインセレクタ61は撮像制御器34からの制御信号を解読し、どのラインの光電変換素子PDの信号電荷を読み出すべきかを決定するアドレスデコーダ62と、このアドレスデコーダ62の出力に従って開閉される4096個のスイッチ素子63から構成されている。この構成により、任意のラインLrnに接続するスイッチSW(m,n)に接続する光電変換素子PD(m,n)の信号電荷を読み出すことができる。ラインセレクタ61の最も簡単なものとしては、単に液晶ディスプレイ等に用いられているシフトレジスタによって構成してもよい。
【0035】
列信号線Lc1〜4096は、撮像制御器34により制御される信号読出回路71に接続されている。信号読出回路71には、それぞれ列信号線Lc1〜4096をリセット基準電位電源72にリセットするリセット用スイッチ73−1〜4096、それぞれ列信号線Lc1〜4096からの信号電位を増幅するプリアンプ74−1〜4096、それぞれのプリアンプ74−1〜4096の出力をサンプルホールドするS/H(サンプルホールド)回路75−1〜4096、S/H回路75−1〜4096の出力を時間軸上で多重化するアナログ・マルチプレクサ76、マルチプレクサ76のアナログ出力をディジタル化し画像処理器35に供給するA/D変換器77が設けられている。
【0036】
図3に示す光検出器アレーでは、4096×4096個の画素を列信号線Lc1〜4096により4096個の列に分け、1行当りの4096画素の信号電荷を同時に読み出し、各列信号線Lc1〜4096、プリアンプ74−1〜4096及びS/H回路75−1〜4096を介してアナログ・マルチプレクサ76に転送し、ここで時間軸多重化して、順次にA/D変換器77によりディジタル信号に変換する。
【0037】
図3においては、信号読出回路71が1つのA/D変換器77のみを具備するように図示しているが、実際には4〜32系統で同時にA/D変換を実行する。これはアナログ信号帯域とA/D変換レートを不必要に大きくすることなく、画像信号の読取時間を短くすることが要求されるためである。信号電荷の蓄積時間とA/D変換時間とは密接な関係にあり、高速にA/D変換を行うとアナログ回路の帯域が広くなり、所望の高S/Nを達成することが難しくなるので、通常はA/D変換速度を不必要に速くすることなく、画像信号の読取時間を短くすることが要求される。多くのA/D変換器77でマルチプレクサ76の出力をA/D変換すればよいが、A/D変換器77の数を増せばそれだけコストが高くなる。従って、上述の点を考慮して適当な数のA/D変換器77を用いる。
【0038】
X線の照射時間は約10〜500m秒であるので、全画面の取込時間或いは電荷蓄積時間を100m秒のオーダ或いは稍々短めにすることが適当である。例えば、全画素を順次に駆動して100m秒で画像を取り込むためには、アナログ信号帯域を50MHz程度にし、例えば10MHzのサンプリングレートでA/D変換を行うと、最低でも4系統のA/D変換器77が必要になる。本実施の形態では、16系統で同時にA/D変換を行い、16系統のA/D変換器77の出力はそれぞれに対応する16系統の図示しないメモリ(FIFO等)に入力される。そのメモリを選択して切換えることにより、連続した1ラインの走査線に相当する画像データが画像処理器35に転送される。
【0039】
図4はセンサ読み出しの概要タイミングチャート図であり、図3と併せて1回のX線照射により静止画撮像を行う場合の二次元駆動について述べる。図4において、(a)はX線への曝射要求制御信号、(b)はX線の曝射状態、(c)はセンサ内電流源53の電流、(d)は行選択線Lrnの制御状態、(e)はA/D変換器77へのアナログ入力をそれぞれ模式的に表している。
【0040】
バイアス配線を光電変換時のバイアス値Vsのまま、全ての列信号配線Lcをリセット基準電位電源72に接続し、列信号線をリセットする。その後に、行選択配線Lr1に正電圧Vghを印加し、スイッチSW(1,1)〜(1,4096)をオンし、第1列の光電変換素子のゲート電極GをVbtにリセットする。次に、行選択配線Lr1を正電圧Vglにして、スイッチSW(1,1)〜(1,4096)をオフする。行の選択を順次に繰り返し、全ての画素のリセットを行うと撮影準備が完了する。
【0041】
以上の動作は信号電荷の読み出し操作と同じであり、信号電荷を取り込むか否かの差しかないので、このリセット操作を以後「空読み」と呼ぶ。この空読み動作中で、行選択配線Lrを全て同時にVghにすることは可能であるが、この場合では読出準備完了時に、信号配線電位がリセット電圧Vbtから大きくずれることなり、高S/Nの信号を得ることが難しい。また前述の例では、行選択配線Lrを1から列信号配線4096にリセットしたが、撮像制御器34の設定に基づいた駆動器21の制御により、任意の順番でリセットを行うことが可能である。空読み動作を繰り返してX線の曝射要求を待ち、曝射要求が発生すると、画像取得準備のために空読み動作を再度行いX線曝射に備える。画像取得準備が整ったときに、撮像制御器34の指示に従ってX線が曝射される。
【0042】
X線の曝射後に、光検出部51の信号電荷を読み出す。先ず、光電変換素子PDの或る行(例えばLr1)に対する行選択配線LrにVghを印加し、蓄積電荷信号を信号配線Lc1〜4096に出力する。列信号配線Lc1〜4096から1列ずつ4096画素分の信号を同時に読み出す。次に、異なる行選択配線Lr、例えばLr2にVghを印加し、蓄積電荷信号を信号配線Lc1〜4096に出力する。列信号配線Lc1〜4096から1列ずつ4096画素分の信号を同時に読み出す。この動作を列信号配線4096に順次繰り返すことにより、全ての画像情報を読み出す。
【0043】
上記の動作中に、各センサの電荷蓄積時間はリセット動作が完了したとき、即ち空読み時のスイッチングTFT52をオフしてから、次に電荷読み出しが行われるためにTFT52がオンするまでの間であるために、各行選線毎に蓄積時間、時刻が異なる。
【0044】
X線画像を読み出した後に補正用画像を取得する。これはX線画像の補正に使用するためであり、高画質の画像を取得するために必要な補正データである。基本的な画像取得方法はX線を曝射しない点以外は同じである。電荷蓄積時間はX線画像を読み出す際と、補正画像を読み出す際とで同じにする。また、高分解能の画像情報が必要でない場合や、画像データ取り込速度を速くしたい場合には、全ての画像情報を常に取り込む必要はなく、操作者Oの撮影方法の選択により、撮像制御器34は間引き、画素平均、領域抽出の駆動指示を駆動器21に設定する。
【0045】
間引きを行うには、先ず行選択配線Lr1を選択し、列信号配線Lcから信号を出力する際に、例えばLc2n−1(n:自然数)のnを0から1つずつ増加させるように1列の読み出しを行い、その後の行を選択する際に行選択配線Lr2m−1(m:自然数)のmを1から1つずつ増加させて、1行の信号を読み出すことにより行われる。この例では、画素数を1/4に間引いたことになるが、撮像制御器34の設定指示に従って、駆動器21は1/9、1/16等に画素数を間引く。
【0046】
また画素平均について、上述の動作中に行選択配線Lr2mとLr2m+1とに同時にVghを印加することにより、TFT2m,2nとTFT2m+1、2nとが同時にターンオンし、列方向の2画素のアナログ加算を行うことが可能である。これは2画素の加算に限っただけではなく、列信号配線方向の複数画素のアナログ加算を容易に行うことができることを表している。更に、行方向の加算については、A/D変換出力後に隣り合う画素同士(Lc2nとLc2n+1)をディジタル加算することにより、上述のアナログ加算と合わせて、2×2の正方形画素の加算値を得ることができる。
【0047】
これにより、照射されたX線を無駄にすることなく、高速にデータを読み出すことが可能である。その他に、総画素数を減少して高速化を目指す方法として、画像の取込領域を制限する方法がある。これは、操作者Oが必要な領域を操作者インタフェース32から入力し、それに基づいて撮像制御器34は駆動器21に指示を出力し、駆動器21はデータ取込範囲を変更して光検出器アレー19を駆動する。
【0048】
本実施の形態では、高速取込モードでは1024×1024の画素を30F/Sで取り込む。即ち、光検出器アレー19の全領域では4×4画素の加算処理を行って1/16に間引き、最も小さい範囲では1024×1024の領域で間引きなしで撮像する。このように、撮像することでディジタルズーム画像が得られる。
【0049】
図5はX線検出器16の撮像動作を含むタイミングチャート図である。操作者インタフェース32に対する撮像要求信号(f)、レディ信号(g)、実X線曝射状態(h)、操作者Oの指示に基づいた撮像制御器34から駆動器21への撮影要求信号(i)、X線検出器16の撮影レディ信号(j)、グリッド17の駆動信号(k)、X線検出器16内のパワー制御信号(l)、X線検出器16の駆動状態、特に光検出器アレー19からの電荷読出動作(m)、画像データの転送状態や、画像処理や表示の状態(n)を表している。
【0050】
操作者Oからの検出器準備要求又は撮影要求があるまで、駆動器21は(l)に示すようにパワー制御をオフ状態で待機する。具体的には、図3において行選択線Lr、列信号線Lc、バイアス配線Lbの電位を図示しないスイッチにより同電位特に接地電位に保ち、光検出器アレー19にバイアスを印加しない。更には、信号読出回路71、ラインセレクタ61、バイアス電源54を含む電源を遮断することにより、行選択線Lr、列信号線Lc、バイアス配線Lbの電位を接地電位に保つようにしてもよい。
【0051】
操作者Oの操作者インタフェース32に対する撮影準備のための通常の管球のロータアップ等が開始する第1スイッチによる撮像要求信号(f)により、撮像制御器34はX線発生器11を(g)の撮影レディ状態に遷移させると共に、X線検出器16に対して撮影準備状態へ移行させる指示を出力する。指示を受けた駆動器21は光検出器アレー19にバイアスを印加すると共に、空読みFiを繰り返す。要求指示は例えばX線発生装置への曝射要求スイッチの第1スイッチや、X線検出器16が撮影準備のために数秒以上の所定時間を要する場合等には、X線検出器16の準備を開始するための指示である。
【0052】
この場合に、操作者OがX線検出器16に対すして意識的に撮影準備の要求指示を出さなくてもよい。即ち、操作者インタフェース32に対して被検体情報、撮影情報等が入力されたことにより、撮像制御器34は検出器準備の要求指示と解釈して、X線検出器16を検出器準備状態に移行させてもよい。
【0053】
検出器準備状態では、光電変換モードにおいて空読みの後に、光検出部51に暗電流が徐々に蓄積されて、コンデンサ51bが飽和状態で保持されることを避けるため、空読みFiを所定間隔で繰り返す。操作者Oからのこの撮影準備要求がありながら、実際のX線曝射要求が発生していない期間に行う駆動、即ち検出器準備状態に行う空読みFiを所定の時間間隔T1で繰り返す駆動を以後「アイドリング駆動」と呼び、アイドリング駆動を行っている検出器準備状態の期間を「アイドリング駆動期間」と呼ぶ。このアイドリング駆動期間はどの程度続くかが実使用上では未定義のため、光検出器アレー19、特にスイッチングTFT52に負荷の掛かる読出動作を極力少なくするために、時間間隔T1は通常の撮影動作時よりも長く設定し、通常の読出駆動FrよりもTFT52のオン時間の短いアイドリング専用空読み駆動Fiを行う。
【0054】
X線検出器16のX線画像取得時の駆動は大きく2つの画像取得から成る。(m)に示した通り、1つはX線画像取得駆動であり、残りは補正用暗画像取得駆動である。それぞれの駆動は概ね同じであり、X線曝射が行われる動作があるか否かが主な違いである。更に、それぞれの駆動は共に撮像準備シーケンス、電荷蓄積(曝射ウィンドウ)、画像読み出しの3つの部分から構成される。
【0055】
以下に、順を追ってX線画像取得について述べると、操作者Oから操作者インタフェース32に対する第2スイッチによる撮影要求信号(f)により、撮像制御器34はX線発生器11とX線検出器16との同期を取りながら撮影動作を制御する。撮影要求信号(f)に従って(i)のX線曝射要求信号に示すタイミングで、X線検出器16に対し撮像要求信号(f)をアサートする。駆動器21は撮像要求信号(f)に呼応して(m)の撮像駆動状態に示すように所定の撮像準備シーケンス駆動を行う。具体的には、リフレッシュが必要な場合はリフレッシュを行い、そして、撮像シーケンスのための専用空読みFpを所定回数及び電荷蓄積状態専用空読みFpfを行って、電荷蓄積状態(撮像ウィンドウ:T4)に遷移する。
【0056】
その際に、撮像シーケンスのための空読みFpの回数及び時間間隔T2は、撮像制御器34から撮像要求に先んじて予め設定された値に基づいて行う。これは操作者Oの要求により操作性重視なのか或いは画質重視なのか、又は撮像部位により自動的に最適な駆動を選択して切換える。曝射要求から撮影準備完了までの期間T3は所用時間が短いことが実使用上要求されるので、そのために撮像準備シーケンス専用空読みFpを行う。更に、アイドリング駆動の如何なる状態からも曝射要求が発生した場合は、即時に撮像準備シーケンス駆動に入ることにより、曝射要求から撮影準備完了までの期間T3を短くすることによって操作性の向上を図る。
【0057】
さて、駆動器21は検出器アレー19の撮像準備を行うことと同期して、グリッド17を移動させ始める。これは(h)の実X線曝射に同期してグリッドを最適な移動状態で撮像を行うためである。この場合も、駆動器21は撮像制御器34により設定された最適グリッド移動開始タイミング、最適グリッド移動速度で動作する。
【0058】
X線検出器16の撮像準備が整った時点で、駆動器21は撮像制御器34に対し、X線検出器レディ信号(j)を返し、撮像制御器34はこの信号の遷移を元にして、X線の発生要求信号としてX線発生器11にアサートする。X線発生器11は(h)によるX線発生要求信号が与えられている間、X線を発生する。所定量のX線を発生すると撮像制御器34は(h)のX線発生要求信号をネゲートすると共に、(i)のX線撮像要求信号をネゲートすることにより、X線検出器16に画像取得タイミングを通知する。
【0059】
このタイミングを基にして駆動器21は直ちにグリッド17を静止し、それまで待機状態であった信号読出回路71の動作を開始させる。グリッド静止時間及び信号読出回路71の安定のための所定待機時間後に、駆動器21に基づいてX線検出器アレー19から画像データを読み出して、画像処理器35に生画像を取得する。転送が完了すると、駆動器21は読出回路71を再び待機状態に遷移させる。
【0060】
引き続き、X線検出器16は補正画像を取得する。即ち、先の撮像のための撮像シーケンスを繰り返し、X線照射のない暗画像を取得し、画像処理器35に補正用暗画像を転送する。このとき、撮像シーケンスは撮影の度にX線曝射時間等が若干異なる可能性があるが、それも含めて全く同じ撮影シーケンスを再現して暗画像を取得することによって、より高画質な画像が得られる。ただし、グリッド17の動作はこの限りでなく、暗画像取得時には振動の影響を抑えるために静止させておく。暗画像の取得後に、画質に影響しない所定のタイミングでグリッド17の初期化動作を行う。
【0061】
図6は画像処理器35のブロック回路構成図であり、駆動器21からの信号はマルチプレクサ81で二岐され、それぞれX線画像用フレームメモリ82、暗画像フレームメモリ83に接続され、これらのメモリ82、83の出力はオフセット補正回路84に接続されている。オフセット補正回路84の出力はゲイン補正回路85、欠陥補正回路86、画像処理回路87を経て、外部の表示制御器37に接続されている。なお、ゲイン補正回路85にはゲイン補正用フレームメモリ88が接続されている。
【0062】
図6において、X線画像取得フレームFrxoフレームで取得されたX線画像が、マルチプレクサ81を経由してX線画像用フレームメモリ82に記憶され、続いて補正画像取得フレームFrnoフレームで取得された補正画像が、同様にマルチプレクサ81を経由して暗画像用フレームメモリ83に記憶される。暗画像の記憶完了から、オフセット補正回路84により例えばFrxo−Frnoのオフセット補正が行われる。引き続き、予め取得されゲイン補正用フレームメモリ88に記憶してあるゲイン補正用データFgを用いて、ゲイン補正回路85が例えば(Frxo−Frno)/Fgのゲイン補正を行う。欠陥補正回路86に転送されたデータは、不感画素や複数パネルで構成されたX線検出器16の継ぎ目部等に違和感を生じないように画像を連続的に補間して、X線検出器16に由来するセンサ依存の補正処理を完了する。
【0063】
本実施の形態では、画像処理器35をシステム制御器31内に構成したが、上述の光検出器アレー19に大きく依存した画像処理機能は、X線検出器16及び薄型X線検出器22に内蔵するように構成してもよい。そして、その他の画像処理回路87により、一般的な画像処理、例えば階調処理、周波数処理、強調処理等の処理を施した後に、表示制御器37に処理済データを転送して、モニタ33に撮影画像を表示する。
【0064】
図7は薄型X線検出器22と中継器23のブロック回路構成図を示し、薄型X線検出器22内にはMPU91、データ駆動制御部92、画像メモリ93、無線通信モジュール94、外部接続コネクタ95、電源96が設けられている。MPU91は薄型X線検出器22内の様々な動作、状態を制御し、MPU91の内部には後述する個別通信キーを唯一つ記憶する個別通信キーレジスタ97やその個別IDキーの有効期間を監視する有効期間カウンタ98がソフトウェアにより構成されている。
【0065】
データ駆動制御部92の機能は、物理層レベルの通信制御等のロジックレベル制御を行うほか、MPU91の指示に基づいて光検出器アレー19を駆動し、それに基づく光検出器アレー19からのアナログ出力を図示しないAD変換部によりディジタル変換された画像を取り込み、取り込まれたディジタル画像を画像メモリ93に書き込む。更に、縮小画像データを無線通信モジュール94を介して中継器23に出力し、機械的に接続されている場合には、全画像データをコネクタ95を介して中継器23に出力する。なお、撮影間隔等に余裕がある場合には無線通信を用いて全画像データを転送してもよいが、撮影動作のための通信のほうが画像転送動作よりも優先されるため、画像転送は屡々中断される。このため、画像分割送信、画像再送機能等を有する必要がある。
【0066】
画像メモリ93は2〜3枚程度の画像の揮発性メモリ、例えばSRAM、DRAM(特にSDRAM)と20枚程度の不揮発性メモリ、例えばフラッシュROM、メモリバックアップされたRAM等で構成されている。また、この不揮発メモリは場合によってはリムーバブルメディアで構成されてもよく、その場合には不揮発性メモリは着脱可能な機械構造を有する。
【0067】
電源96は図示しない配線により薄型X線検出器22内の全ての部分に電源を供給するための充電可能な容量電源であり、充電時間が短く撮影時の短時間大消費電力に対応可能な電気二重層コンデンサで形成されている。容量は約20枚程度以下の連続撮影が可能な程度に設定されている。このとき、例えば400F程度の容量に設定する。また、電源96は場合によっては二次電池等で構成してもよいが、電池交換が必要であり、充電時間を要する等の使用上の制限事項が電気二重層コンデンサに比べて多くなる。
【0068】
中継器23内には、MPU101、画像データフロー制御器102、画像メモリ103、充電器104が設けられている。MPU101は中継器23内の制御を行うと共に、複数の薄型X線検出器22の制御を行う。MPU101の内部には、後述する個別通信キーを接続可能な薄型X線検出器22の台数分を記憶する個別通信キーレジスタ105や、その個別IDキーの有効期間を監視する有効期間カウンタ106、更には固有通信キー割付のための通信キー用カウンタ107がソフトウェアにより構成されている。
【0069】
画像データフロー制御器102はMPU101の指示に基づいて、薄型X線検出器22から送られてくるX線画像の転送を制御する。画像メモリ103は揮発性メモリでDRAMで構成されるフレームバッファ用途のメモリである。特に、無線通信時等は誤り訂正の発生や画像再送の必要性が生ずる可能性があり、画像転送が完了前にシステム制御器31にデータを流し初めてしまうと、システム制御器31内での制御が煩雑になるので、薄型X線検出器22と中継器23との画像転送が完了した後に、システム制御器31へ画像を転送するために画像メモリ103が必要となる。充電器104は薄型X線検出器22の電源96を急速に充電するに足る十分な容量、例えば30秒程度で500mWh程度の容量を充電できる能力を確保しなければならない。
【0070】
図7において、薄型X線検出器22と中継器23との間の波状矢印は無線通信を表し、点線は有線接続又はコネクタによる直接接続を表している。有線接続又はコネクタ接続がされている場合には無線モジュールは停止する。コネクタ95は着脱容易かつ高信頼性のコネクタが使用されなければならない。更に云えば、充電器104による充電動作を含めて、データのやり取りをトランス等による電磁結合により行い、必ずしも明確なコネクタ95を設ける必要はない。ただし、この場合には、充電時間や転送時間が延びる他に、薄型X線検出器22と中継器23とが近接したことを検知する機構等が必要となる。
【0071】
図8は操作者インタフェース32の表示画面の例を示し、表示画面111内には、取得画像の縮小簡易画像表示領域112、各X線検出器16又は薄型X線検出器22に応じた撮影対象部位113、有効X線検出器表示エリア114が存在する。薄型X線検出器22を使用した場合に、先の無線通信により転送する画像を基に再処理を行って画像表示を行う。有効X線検出器表示エリア114には、システム制御器31が制御可能状態にあるX線検出器16又は薄型X線検出器22を表すアイコンが表示される。
【0072】
図9は有効X線検出器表示エリア114の例を示し、各アイコン121中で最上段はX線検出器の種類、中段は撮影エリア、下段は画素サイズをそれぞれ表している。(a)の場合は、臥位タイプのX線検出器22がシステム制御器31により識別されており、更にグレーになっていることは臥位タイプのX線検出器16が現在の制御対象であることを表している。また、(a)で点線によるアイコン121が3つあることは、現在のシステム設定で3台までの薄型X線検出器22を登録可能な設定であることを表している。この場合に、中継器23中のMPU101中の個別通信キーレジスタ105、及び有効期間カウンタ106も3個ずつ用意されるように設定されている。
【0073】
さて、(a)の状態で新たに薄型X線検出器22が中継器23に接続されると、()に示すようにシステム制御器31が制御可能状態であるX線検出器22が、新しいアイコン121として追加され、()で「カセッテ」と書かれたアイコン121がそれを表している。薄型X線検出器22をシステム制御器31が認識した時点で、システム制御器31は薄型X線検出器22を現在の制御対象として自動的に変更している。ユーザが()の状態から臥位タイプで撮影を行いたい場合には、臥位タイプのアイコンをタッチパネルやマウス操作により選択することにより、制御対象を臥位タイプに変更することが可能である。また、このとき撮影対象部位113の表示も制御対象のX線検出器22に応じた撮影対象部位113に自動的に変更される。
【0074】
図9、図10、図11を用いて、複数種の薄型X線検出器22と中継器23とのデータ及び制御の取り交わし方法について説明する。図10の手順1のように複数の薄型X線検出器22A(カセッテ/大四つ/□100μm)、22B(カセッテ/半切/□160μm)等が存在する場合に、ケーブルレスでX線撮影を行おうとすると、どの薄型X線検出器22を使用してX線撮影を行うか否かが薄型X線検出器22側で分からなくなる。予め、固有のX線検出器情報を中継器23を含むシステム制御器31に薄型X線検出器22のIDを全て記憶させ、そのIDを用いてシステム制御器31側から一方的に使用する薄型X線検出器22のIDを出力するようにしてもよいが、その場合には例えば複数のX線室1を有する病院で、多くの薄型カセッテを共通で使用する場合等は、操作者Oが使用する薄型X線検出器22の番号等を調べて入力する必要が生ずる。
【0075】
本実施の形態では、使用すべき薄型X線検出器22Aを、撮影前に図10の手順1のように中継器23にセットする。有効X線検出器表示エリア114の状態は、手順1の時点では、図9()の状態つまり1台の臥位タイプX線検出器16と1台のカセッテタイプの薄型X線検出器22Bとが制御可能状態である。図10の手順2の時点で、先ず中継器23は薄型X線検出器22Aの固有情報を取得し、図9(c)に示すようにシステム制御器31に伝達して、操作者インタフェース32にその存在を表示する。
【0076】
次に、中継器23中のMPU101は、薄型X線検出器22Aに予め定められたルールに基づいて互いの通信キーを割り振る。即ち、MPU101は先ず通信キーを作成し、2つのMPU101及び91中の通信キーレジスタ105、96に作成した通信キーを記憶させ、同時に通信キーに対応する有効期間カウンタ106を初期化する。通信キーは例えばX線発生器11又は単に中継器23のID番号と薄型X線検出器22を識別するためのシリアルIDを通信キーとして割り振ってもよい。時として、X線室1には複数のX線発生器11が設置されているが、この場合でも何れか1つのX線発生器11からしか同時にはX線は発生されないため、X線発生器11のシリアルIDよりもそれら複数又は複数のX線発生器11を制御するシステム制御器31又は中継器23のID番号を基に通信キーを作成することが望ましい。
【0077】
図12はシリアルIDの例であり、図12(h)中の通信キー用カウンタ107は通信キーが割り振られるごとに、+1インクリメントされるMPU101中のカウンタである。また、このID割付時に念のため重複がないかどうかをケーブルレス通信を試みて、応答がないことをチェックしておく。勿論、このチェックの際には、まだ割り付られる薄型X線検出器22Aはチェック用問いかけには応じない。仮に重複があるようであれば、次のIDを割り付けて上述の割付作業を問題がなくなるまで繰り返す。通信キーは薄型X線検出器22と中継器23との間のみで使用するように構成することが可能であり、その割付タイミングは薄型X線検出器22を中継器23にセットしたときをトリガとして開始する。
【0078】
また、図10の手順2ではID割付の他に、薄型X線検出器22の充電も行う。前述のように、複数の薄型X線検出器22を使用する場合等は、撮影中以外も中継器23に接続されるとは限らないため、放電状態で放置されている可能性も高い。そのため、急速な充電が要求されることも十分に考えられ、二次電池よりも電気二重層コンデンサのような急速充電可能な電源が望ましい。
【0079】
実際にX線撮影を行う際には、図10の手順3のように、操作者Oは薄型X線検出器22を中継器23から取り外して撮影すべき状態に、X線発生器11、被検体S、薄型X線検出器22のそれぞれの位置を調整する。操作者Oは操作者インタフェース32に表示された薄型X線検出器22Aを選択することにより、中継器23は無線で薄型X線検出器22Aにその情報を伝達する。この際に、先に割り当てた通信キーを使用することにより、薄型X線検出器22Bや隣室の薄型X線検出器22等を作動状態にすることなく、薄型X線検出器22Aのみを作動状態にすることができる。通信キーのようなIDを用いた通信技術そのものはごく一般的であり、例えば単に通信相手を通信キーを用いて指定した後に、所定ビット長又は所定デリミタまでのパケット通信を行う。
【0080】
さて、作動状態になる際には、薄型X線検出器22は選択表示LED等が点灯すると同時にブザー音を発する。また、操作者Oの所望のタイミングでアイコン121を選択することで、薄型X線検出器22はブザー音等を発し、操作者Oが使用している薄型X線検出器22が間違っていないことを確認することもできる。更には、薄型X線検出器22には図示しない選択用スイッチが用意されており、その選択スイッチを押すことにより、そのスイッチが押された薄型X線検出器22を強制的に作動状態にすることも可能である。
【0081】
その際に、薄型X線検出器22の選択状態はアイコン121がグレーに変わるように操作者インタフェース32に表されるため、操作者Oが手にしている薄型X線検出器22が操作者インタフェース32上のどのボタンに対応しているのか、又はそこにリストアップされていないのかが確認可能である。また、電波等を利用して、X線発生器11の正面に対象となる薄型X線検出器22が存在しているか否かをチェックするような構成してもよい。
【0082】
以後に、同様に通信キーを使用して図5に示したようなX線同期を取りながらX線撮影を行うことができる。ここで、(i)のX線撮像要求信号及び(j)のX線検出器レディ信号そして(h)のX線曝射信号は、撮影ミスを最小限に抑えるために、それらの遷移タイミングのみに通信を行うのではなく、アサート期間中には常に発信し続けることが望ましい。場合によっては、それらの信号として変調等を施した音波等を使用してもよい。
【0083】
更に、X線曝射時には薄型X線検出器22はX線発生器11から、その曝射そのものの情報例えばトータル曝射回数、撮影情報例えば撮影対象部位、更には被検体情報例えば被検体IDを、X線曝射時に取得するように構成しておくとよい。取得タイミングはX線曝射前が望ましく、取得完了しないうちは(j)のX線検出器レディ信号をアサートしないようにするとよい。この曝射情報、撮影情報、被検体情報とを画像ヘッダに付加し、これを基にデータ処理することにより、被検体情報入力に対する後の撮影画像のずれは発生しなくなる。
【0084】
X線撮像が完了した時点で、ケーブルレス状態では転送速度の制限から、撮影した全画像をケーブル接続状態のような短時間の内に転送することは難しい。そのため、縮小画像を最初に転送して、明らかな撮像ミスがないか否かを確認できる画像を先の取得画像の縮小簡易画像表示領域112に表示する。撮像した全画像は薄型X線検出器22内の内蔵メモリに蓄えておく。薄型カセッテ内には、約20枚程度以下の不揮発性画像メモリとその撮影に耐え得る電源程度が搭載されていればよい。
【0085】
それ以上の撮影の際には、薄型X線検出器22を交換する。これは、通常では1被検体当りの撮像枚数は20枚以下であることと、撮像された画像データ収集を迅速に行うためである。即ち、図10に示す手順3の状態はあまり長く続けさせず、被検体Sが代わる度に手順1から繰り返す。より作業を迅速に進めるためには、薄型X線検出器22Bを薄型X線検出器22Aと同じ仕様のものを用意して、交互に使用することにより時間の損失が殆どない状態で、次の被検体Sの撮像に移ることができる。図10では、中継器23には薄型X線検出器22を2個までセットしてあるが、この数を増やすように構成してもよいことは勿論である。
【0086】
手順3から手順1へ戻った場合に、一旦、通信キーを割り付けられた薄型X線検出器22Aは、例えば1時間の所定有効期間内に中継器23にセットつまり接続されれば、従来の通信キーはそのまま有効として通信キーレジスタ105に残され、先の有効期間を計測するため対応する有効期間カウンタ106は初期化される。
【0087】
ただし、有効期間内であっても、所定の手続きにより先の有効X線検出器表示エリア114からその薄型X線検出器22に対応するアイコン121が既に削除されている場合には、混乱を避けるために新たに通信キーを割振り、再度、アイコン121を有効X線検出器表示エリア114に表示させる。逆に、例えば1時間の所定時間内に中継器23に戻って来ない薄型X線検出器22の通信キーは無効となり、例えば図9(e)→(f)の上から3つめのアイコン121のように点線状アイコンに変更される。無効となった通信キー、対応する通信キーレジスタ105及び有効期間カウンタ106は、新たに中継器23に接続された薄型X線検出器22のために開放される。
【0088】
勿論、無効になった直後に全く同じ通信キーをアサインすると、誤認識の原因になり得るために、1個の中継器23当り例えばIDカウンタ107による128個程度の通信キーがあれば、図12に示すようにそれを順次に使用するだけでシステム運用上問題のない時間間隔となる。また、薄型X線検出器22及び中継器23は有効期間カウンタ106による通信キーの有効期間がタイムアウトした時点で通信キーを忘れる、つまり通信キーレジスタ105をクリアする。通信キーをクリアした薄型X線検出器22は、再度手順1から始めれば何ら問題はない。更に、未収集の画像データがあっても、これは不揮発性メモリに蓄えられており、先の曝射時情報を不揮発性メモリ内にヘッダとして持っているため、例えば撮像時の中継器23とは異なる中継器23’から画像を収集しても、何ら画像及び被検体の整合性に問題はない。
【0089】
さて、図10の手順2のような状態で、図示しない別の薄型X線検出器22Cを使用する場合には、薄型X線検出器22A又は22Bを単に中継器23から取り外して、その空いた接続部に薄型X線検出器22Cをセットすればよい。その状態では、図9(d)のように表示され、使用可能な薄型X線検出器22が3台となっている。更に、この図9(d)の状態中に、全ての薄型X線検出器22A、22B、22Cの有効状態で、新たな4台目の薄型X線検出器22Dが中継器23に接続された場合に、有効期間カウンタ106によって管理された最も長い間中継器23から外されている薄型X線検出器22が、システム制御器31の有効X線検出器表示エリア114から削除され、削除された部分に新たに登録された薄型X線検出器22Dが表示される。
【0090】
その際に、通信キーは新たな薄型X線検出器22D用に更新される。有効X線検出器表示エリア114は、図9(d)→(e)のように表示が変更される。(d)→(e)の例では、(d)の上から2つめのアイコンに対応する薄型X線検出器22(カセッテ/半切/□160μm)が最も長時間、中継器23から外れていたことを表しており、(e)ではその部分に新規アイコンが登録されている。以上の例からも分かる通り、図10では中継器23の装着可能ホルダ部が2個所であるが、同時に2つを超える薄型X線検出器22を取り扱うことが可能である。
【0091】
また、図9(e)の状態では、同じ種類の3台の薄型X線検出器22が制御可能状態にあるが、まさに本発明の技術を用いて各アイコン121に対応する薄型X線検出器22毎に個別通信キーが割り振られ、作動状態に選択されている薄型X線検出器22のみを制御することが可能である。
【0092】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るX線撮像装置及びこれらの通信方法は、複数の二次元放射線検出手段とワイヤレス通信可能な通信制御手段とを備え、検出手段と通信制御手段とは容易に物理的に接続することを可能とし、接続の際に通信制御手段は複数の検出手段にそれぞれ個別IDキーを付与し、個別IDキーに基づいてワイヤレス通信を行うことにより誤動作なくX線撮像を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】X線撮像システムの概要図である。
【図2】第1の光検出部の等価回路図である。
【図3】光検出器アレーの構成図である。
【図4】光検出器アレー駆動のタイミングチャート図である。
【図5】第1の実施の形態のX線撮像システムタイミングチャート図である。
【図6】画像処理器のブロック回路構成図である。
【図7】薄型X線検出器と中継器のブロック回路構成図である。
【図8】操作者インタフェースの表示画面の説明図である。
【図9】有効X線検出器表示エリアの説明図である。
【図10】通信用キー割り当て手順の説明図である。
【図11】通信用キー割り当て手順フローチャート図である。
【図12】通信用キーの説明図である。
【符号の説明】
1 X線室
2 X線制御室
3 診断・操作室
11 X線発生器
15 撮影用寝台
16 X線検出器
17 グリッド
18 シンチレータ
19 光検出器アレー
21 駆動器
22 薄型X線検出器
23 中継器
31 システム制御器
33 モニタ
34 撮像制御器
35 画像処理器
51 光検出部
52 スイッチングTFT
111 表示画面
114 有効X線検出器表示エリア
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray imaging apparatus using a solid-state imaging device composed of a plurality of pixels for creating an image, particularly using a cableless imaging unit, and a communication method thereof.
[0002]
[Prior art]
In a conventional X-ray imaging apparatus, an X-ray beam is projected from an X-ray source through an object to be analyzed such as a medical patient, and after the X-ray beam passes through the subject, a screen film cassette, a film autochanger, a CR (Computed radiography) ), FPD (Flat Panel Detector) or the like.
[0003]
In consumer equipment, cameras are in transition from analog film cameras to digital cameras. Also in X-ray photography, a high-resolution solid-state X-ray detector using FPD has been proposed. This is a two-dimensional array using detection elements represented by 3000 to 4000 photodiodes in each dimension. It is configured. Each element creates an electrical signal corresponding to the pixel brightness of the X-ray image projected on the detector. Signals from each detector element are individually read out and digitized, and then image processed, stored and displayed.
[0004]
However, an X-ray digital imaging apparatus using an FPD is difficult to reduce in size using an imaging optical system like a consumer device because of its principle. For example, an X-ray screen film cassette is disclosed in JP-A-6-342099. It is difficult to reduce the size and thickness as proposed in publications. However, the realization is becoming possible as the thickness is reduced and the high reliability technology is improved.
[0005]
Thus, in using a wireless thin X-ray imaging device such as a screen film cassette, solid identification, X-ray synchronization, image transfer, etc. of a plurality of X-ray imaging units that were not problematic in the conventional wired X-ray imaging device This point is newly taken up as a problem.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
When there are a plurality of X-ray imaging units and an operator performs imaging while going back and forth between various X-ray imaging rooms, the synchronization with the X-ray generator is not mistaken for the target X-ray imaging unit. It is necessary to accurately identify the solid state of the X-ray imaging unit.
[0007]
In a system that simply identifies a solid with a unique serial number of an X-ray imaging unit that has been used in the past, problems such as responding to calls from a plurality of X-ray generators to the same X-ray imaging unit occur. Sometimes.
[0008]
An object of the present invention is to provide an X-ray imaging apparatus that facilitates synchronization when using a plurality or types of cableless digital X-ray detection means and a communication method with an X-ray imaging system, and communication thereof. It is to provide a method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, an X-ray imaging apparatus according to the present invention comprises:When the X-ray detector for acquiring the X-ray image is detected to approach the predetermined range, the X-ray detector specific information is acquired, and the X-ray detector specific information is acquired when the X-ray detector specific information is acquired. Communication control means for assigning an individual ID key necessary for wireless communication with the line detector;
  Imaging control means for wirelessly controlling the X-ray detector from which the unique information has been acquired by the communication control means, using the individual ID key;It is characterized by having.
[0010]
  Further, the communication method according to the present invention includes:The communication control means acquires the unique information of the X-ray detector by detecting that the X-ray detector that acquires the X-ray image is close to a predetermined range, and obtains the unique information of the X-ray detector. Assigning an individual ID key necessary for wireless communication with the X-ray detector upon acquisition;
  And an imaging control unit that wirelessly controls the X-ray detector from which the unique information has been acquired in the step by using the individual ID key..
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments.
FIG. 1 is a block diagram of an X-ray imaging system showing an embodiment, where 1 is an X-ray room, 2 is an X-ray control room, and 3 is a diagnosis / operation room.
[0012]
An X-ray generator 11 that generates X-rays is placed in the X-ray chamber 1. The X-ray generator 11 is an X-ray tube 12 that generates X-rays, and a high-voltage generating power source that drives the X-ray tube 12. 13 includes an X-ray stop 14 for narrowing the X-ray beam generated by the X-ray tube 12 to a desired imaging region. An X-ray detector 16 that detects an X-ray beam that has passed through the subject S and the imaging bed 15 is disposed under the imaging bed 15.
[0013]
The X-ray detector 16 includes a laminated body of a grid 17, a scintillator 18, a photodetector array 19, an X-ray exposure monitor 20, and a driver 21 that drives the photodetector array 19. The grid 17 is provided to reduce the influence of X-ray scattering caused by passing through the subject S, and is composed of an X-ray low-absorption member and a high-absorption member, for example, a stripe structure of A1 and Pb. Yes. At the time of X-ray irradiation, the X-ray detector 16 is based on a setting from an imaging controller in the X-ray control room 2 described later so that moire fringes do not occur due to the lattice ratio between the photodetector array 19 and the grid 17. The grid 17 is vibrated according to the control signal of the driver 21.
[0014]
In the scintillator 18, the host substance of the phosphor is excited (absorbed) by high-energy X-rays, and fluorescence in the visible region is generated by the recombination energy to convert the X-rays into visible light. Its fluorescence is CaWoFourAnd CdWoFourFor example, due to the host itself such as CsI: Tl or ZnS: Ag. The photodetector array 19 converts visible light from the scintillator 18 into an electrical signal. In the present embodiment, the scintillator 18 and the photodetector array 19 are configured separately, but the present invention is also applicable to a configuration including a detector that directly converts X-rays into electrons. For example, amorphous Se or PbI2A radiation (X-ray) detector comprising a light receiving portion such as an amorphous silicon TFT or the like.
[0015]
The X-ray exposure monitor 20 is arranged for the purpose of monitoring the X-ray transmission amount. The X-ray exposure monitor 20 may directly detect X-rays using a crystalline silicon light receiving element or the like, or may detect fluorescence by the scintillator 18. In the present embodiment, the X-ray exposure monitor 20 is composed of an amorphous silicon light-receiving element formed on the back surface of the photodetector array 19, and the hypersight light proportional to the X-ray dose transmitted through the photodetector array 19. Is detected and the light quantity information is transmitted to the imaging controller.
[0016]
In addition, a thin X-ray detector 22 is separately arranged for photographing the extremities and the like, and the thin X-ray detector 22 is connected to the X-ray control room 2 via a relay 23. In FIG. 1, one thin X-ray detector 22 is shown as a representative of a plurality of types of sensors, but the spatial resolution is different, or the size of the thin X-ray detector 22, that is, the size of the imaging region is different. It is possible to exchange and use different ones. The first difference between the X-ray detector 16 and the thin X-ray detector 22 is that the thickness of the thin X-ray detector 22 is about 20 mm or less, comparable to a film screen cassette. It is very different. The thin X-ray detector 22 has no built-in grid 17, a simple power source, has a built-in large-capacity memory of 10 to 20 images, and exchanges image signals and control with the repeater 23 without a cable. There is a feature in that it is possible.
[0017]
Operation is possible with or without the cable 24 connecting the thin X-ray detector 22 and the repeater 23. When the cable 24 is used, image transfer can be performed at a high speed, so that an image is acquired after X-ray imaging. The processing and confirmation operations are achieved in a shorter time, and further, since no charging is required, it is possible to continue shooting for a long time. When the cable 24 is used, it is necessary to use a connector that is easy to attach and detach and has high reliability. In addition to relaying communication with the thin X-ray detector 22, the repeater 23 has a function as an automatic ID assignment, a charger, and a holder when not in use.
[0018]
  In the X-ray control room 2, a system controller 31, an operator interface 32, and a display monitor 33 that control the overall operation of the X-ray imaging system are arranged. The system controller 31 includes the aforementionedImagingDisplay control for displaying various characters and images by controlling the controller 34, for example, an image processor 35 comprising a hard disk array such as RAID, a large-capacity and high-speed storage device 36 for storing processed basic image data, and a monitor 33 The device 37, for example, a large-capacity external storage device 38 such as a magneto-optical disk, the device of the X-ray control room 2 and the device of the diagnosis / operation room 3 are connected, and a photographed image, etc. A LAN board 39 for transfer to the third device is built in.
[0019]
  The interface 32 includes an X-ray exposure request switch, a touch panel, a mouse, a keyboard, a joystick, a foot switch, and the like.OAre used to input various commands to the system controller 31. The instruction content of the operator O includes, for example, imaging conditions such as still images / moving images, X-ray tube voltage, tube current, and X-ray irradiation time, imaging timing, image processing conditions, subject ID, and captured image processing method. There is. The imaging controller 34 is connected to the X-ray generator 11, the imaging bed 15, the driver 21, and the relay 23 placed in the X-ray room 1, and the image processor 35 is connected to the driver 21 of the X-ray room 1 and the relay. The image processing unit 23 is connected to the device 23 and performs image processing on an image by the X-ray imaging system. Examples of the image processing in the image processor 35 include image data correction, spatial filtering, recursive processing, gradation processing, scattered radiation correction, dynamic range (DR) compression processing, and the like.
[0020]
The diagnosis / operation room 3 is connected to the HIS / LIS or the like for instructing the information of the subject S, the imaging method, etc. via the LAN board 39 of the X-ray control room 2. An image processing terminal 41 for supporting image processing and diagnosis, a monitor 42 for displaying an image (moving image / still image) from the LAN board 39, an image printer 43, and a file server 44 for storing image data. Yes.
[0021]
The control signal for each device from the system controller 31 can be generated by an instruction from the operator interface 32 in the X-ray control room 2 or the image processing terminal 41 in the diagnosis / operation room 3. The system controller 31 instructs an imaging condition based on an instruction from the operator O to an imaging controller 34 that controls the sequence of the X-ray imaging system, and the imaging controller 34 based on the instruction instructs the X-ray generator 11. Then, the imaging bed 15 and the X-ray detector 16 are driven to take an X-ray image. When the subject S as a patient lies on the imaging bed 15, the imaging bed 15 is driven according to a control signal from the imaging controller 34, and the direction of the subject S with respect to the X-ray beam from the X-ray generator 11 is changed. Can be changed. The X-ray image signal output from the X-ray detector 16 is supplied to the image processor 35, subjected to image processing designated by the operator O, displayed on the monitor 33, and simultaneously displayed as basic image data in the storage device 36. Stored. Further, the system controller 31 executes re-image processing and the resulting image display, transfer of image data to a device on the network, storage, video display, film printing, and the like based on an instruction from the operator O.
[0022]
When the high voltage generating power source 13 of the X-ray generator 11 applies a high voltage for generating X-rays to the X-ray tube 12 in accordance with a control signal from the imaging controller 34, the X-ray tube 12 generates an X-ray beam. To do. The generated X-ray beam is applied to the subject S through the X-ray stop 14. The X-ray stop 14 is controlled by the imaging controller 34 in accordance with the position where the X-ray beam is to be irradiated. That is, the X-ray diaphragm 14 shapes the X-ray beam so as not to perform unnecessary irradiation with the change of the imaging region.
[0023]
The X-ray beam output from the X-ray generator 11 passes through the subject S lying on the X-ray transmissive imaging bed 15 and the imaging bed 15 and enters the X-ray detector 16. The imaging bed 15 is controlled by the imaging controller 34 so that the X-ray beam is transmitted through different parts or directions of the subject S. Further, when the thin X-ray detector 22 is used, the operator O can make the X-ray beam output from the X-ray generator 11 pass through the subject S and enter the thin X-ray detector 22. The thin X-ray detector 22 and the subject S are adjusted.
[0024]
The grid 17 of the X-ray detector 16 reduces the influence of X-ray scattering caused by passing through the subject S as described above. The imaging controller 34 vibrates the grid 17 during X-ray irradiation so that moire fringes do not occur due to the lattice ratio relationship between the photodetector array 19 and the grid 17. In the scintillator 18, the host substance of the phosphor is excited by absorbing X-rays with high-energy X-rays, and the recombination energy generated at that time generates fluorescence in the visible region. The photodetector array 19 arranged in a stack on the scintillator 18 converts the fluorescence generated by the scintillator 18 into an electrical signal. That is, the scintillator 18 converts the X-ray image into a hyperopic light image, and the photodetector array 19 converts the hyperopic light image into an electrical signal.
[0025]
  The X-ray exposure monitor 20 detects excessive light proportional to the X-ray amount transmitted through the photodetector array 19 and supplies the detected amount information to the imaging controller 34. The imaging controller 34 is based on this X-ray exposure information.High voltage generator13 is controlled to block or adjust X-rays. The driver 21 drives the photodetector array 19 under the control of the imaging controller 34 and reads out pixel signals from each element of the photodetector array 19.
[0026]
Pixel signals output from the X-ray detector 16 and the thin X-ray detector 22 are output to the image processor 35 in the X-ray control room 2. Since the X-ray chamber 1 has a large amount of noise associated with the generation of X-rays, the signal transmission path from the X-ray detector 16 to the image processor 35 needs to have a high noise resistance. Needless to say, it is desirable to use a digital transmission system having an error correction function or a shielded twisted wire pair or an optical fiber by a differential driver.
[0027]
Although details of the image processor 35 will be described later, the display format of the image signal is switched based on a command from the system controller 31, and other operations such as image signal correction, spatial filtering, and recursive processing are performed in real time. Processing, scattered radiation correction, DR compression processing, and the like can be executed. The image processed by the image processor 35 is displayed on the screen of the monitor 33. At the same time as the real-time image processing, basic image information that has undergone only image correction is stored in the storage device 36. Further, based on an instruction from the operator O, the image information stored in the storage device 36 is reconstructed so as to satisfy a predetermined standard of, for example, Image Save & Carry (IS & C), and then the external storage device 38 and the file. It is stored in a hard disk or the like in the server 44.
[0028]
The apparatus in the X-ray control room 2 is connected to a LAN (or WAN) via the LAN board 39. Of course, a plurality of X-ray imaging systems can be connected to the LAN. The LAN board 39 outputs image data in accordance with a predetermined protocol such as Digital Imaging and Communication in Medicine (DICOM). By displaying high-resolution still images and moving images of X-ray images on the screen of the monitor 42 connected to the LAN (or WAN), a real-time remote diagnosis by a doctor can be performed almost simultaneously with X-ray imaging.
[0029]
  FIG. 2 shows an example of an equivalent circuit of the structural unit of the photodetector array 19. One element includes a photodetecting portion 51 and a switching TFT (thin film transistor) 52 for controlling charge accumulation and reading, and is generally formed of amorphous silicon (a-Si) on a glass substrate. The light detection unit 51 further includes a parallel circuit of a photodiode 51a and a capacitor 51b, and charges due to the photoelectric effect are obtained.Current source in sensor53. The capacitor 51b may be a parasitic capacitance of the photodiode 51a or an additional capacitor that improves the dynamic range of the photodiode 51a. The cathode of the photodiode 51a is connected to a bias power supply 54 via a bias wiring Lb that is a common electrode (D electrode). The anode of the photodiode 51 a is connected from the gate electrode G to the capacitor 55 and the charge readout preamplifier 56 through the switching TFT 52. The input of the preamplifier 56 is connected to the ground via a reset switch 57 and a signal line bias power source 58.
[0030]
  First, the switching TFT 52 and the reset switch 57 are temporarily turned on, the capacitor 51b is reset, and the switching TFT 52 and the reset switch 57 are turned off. Thereafter, X-rays are generated and exposed to the subject S. X-ray image transmitted through subject S is scintillator18Is converted into a visible light image, and the photodiode 51a becomes conductive due to the visible light image, and discharges the capacitor 51b. The switching TFT 52 is turned on, and the capacitor 51b and the capacitor 55 are connected. As a result, the information on the discharge amount of the capacitor 51b is also transmitted to the capacitor 55. Further, the preamplifier 56 amplifies the voltage by the accumulated charge of the capacitor 55 or the charge-voltage conversion by the capacitor 59 shown by the dotted line and outputs it to the outside.
[0031]
FIG. 3 is an equivalent circuit of the photodetector array 19 having a two-dimensional array of photoelectric conversion elements configured by extending the photoelectric conversion elements shown in FIG. 2 in two dimensions. Since the two-dimensional read operation is the same in the above two types of equivalent circuits, FIG. 3 shows the equivalent circuit shown in FIG. The photodetector array 19 is composed of about 2000 × 2000 to 4000 × 4000 pixels, and the array area is about 200 mm × 200 mm to 500 mm × 500 mm. In FIG. 3, the photodetector array 19 is composed of 4096 × 4096 pixels, the array area is 430 mm × 430 mm, the size of one pixel is about 105 × 105 μm, and 4096 pixels arranged in the horizontal direction are 1 The block has a two-dimensional configuration in which 4096 blocks are arranged in the vertical direction.
[0032]
In FIG. 3, the photodetector array 19 composed of 4096 × 4096 pixels is constituted by one substrate, but it is needless to say that four photodetector arrays having 2048 × 2048 pixels may be combined. In this case, the labor for assembling the four photodetector arrays is generated, but the yield of each photodetector array is improved, so that there is an advantage that the yield is improved as a whole.
[0033]
As described with reference to FIG. 2, one pixel includes one light detection unit 51 and a switching TFT 52. The photoelectric conversion elements PD (1, 1) to (4096, 4096) correspond to the light detection unit 51, and the transfer switches SW (1, 1) to (4096, 4096) correspond to the switching TFT 52. The gate electrode G of the photoelectric conversion element PD (m, n) is connected to a common column signal line Lcm for the column via a corresponding switch SW (m, n). For example, the photoelectric conversion elements PD (1, 1) to (4096, 1) in the first column are connected to the first column signal line Lc1, and the common electrode D of each photoelectric conversion element PD (m, n) is All are connected to the bias power supply 54 via the bias wiring Lb.
[0034]
The control terminals of the switches SW (m, n) in the same row are connected to a common row selection line Lrn. For example, the switches SW (1, 1) to (1,4096) in the first row are connected to the row selection line Lr1, and the row selection lines Lr1 to 4096 are connected to the imaging controller 34 via the line selector 61. . The line selector 61 decodes the control signal from the imaging controller 34 and determines which line of the photoelectric conversion element PD should read out the signal decoder 62, and 4096 elements that are opened and closed according to the output of the address decoder 62. Switch element 63. With this configuration, the signal charge of the photoelectric conversion element PD (m, n) connected to the switch SW (m, n) connected to the arbitrary line Lrn can be read. The simplest one of the line selector 61 may be constituted simply by a shift register used in a liquid crystal display or the like.
[0035]
The column signal lines Lc1 to 4096 are connected to a signal readout circuit 71 controlled by the imaging controller 34. The signal readout circuit 71 includes reset switches 73-1 to 4096 for resetting the column signal lines Lc1 to 4096 to the reset reference potential power source 72, and a preamplifier 74-1 for amplifying the signal potentials from the column signal lines Lc1 to 4096, respectively. To 4096, S / H (sample hold) circuits 75-1 to 4096 for sampling and holding the outputs of the respective preamplifiers 74-1 to 4096, and outputs of the S / H circuits 75-1 to 4096 are multiplexed on the time axis. An analog multiplexer 76 and an A / D converter 77 that digitizes the analog output of the multiplexer 76 and supplies it to the image processor 35 are provided.
[0036]
In the photodetector array shown in FIG. 3, 4096 × 4096 pixels are divided into 4096 columns by column signal lines Lc1 to 4096, and signal charges of 4096 pixels per row are simultaneously read, and each column signal line Lc1 to Lc1 is read. 4096, preamplifiers 74-1 to 4096 and S / H circuits 75-1 to 4096 are transferred to the analog multiplexer 76 where they are time-axis multiplexed and sequentially converted into digital signals by the A / D converter 77. To do.
[0037]
In FIG. 3, the signal readout circuit 71 is illustrated as having only one A / D converter 77, but in reality, A / D conversion is simultaneously performed in 4 to 32 systems. This is because it is required to shorten the reading time of the image signal without unnecessarily increasing the analog signal band and the A / D conversion rate. The signal charge accumulation time and the A / D conversion time are closely related. If A / D conversion is performed at high speed, the bandwidth of the analog circuit becomes wide, and it becomes difficult to achieve a desired high S / N. Usually, it is required to shorten the reading time of the image signal without unnecessarily increasing the A / D conversion speed. Many A / D converters 77 may perform A / D conversion on the output of the multiplexer 76, but the cost increases as the number of A / D converters 77 increases. Therefore, an appropriate number of A / D converters 77 are used in consideration of the above points.
[0038]
Since the X-ray irradiation time is about 10 to 500 msec, it is appropriate to shorten the capture time or charge accumulation time for the entire screen on the order of 100 msec or often shorter. For example, in order to drive all the pixels sequentially and capture an image in 100 milliseconds, if the analog signal band is set to about 50 MHz and A / D conversion is performed at a sampling rate of 10 MHz, for example, at least four A / D systems A converter 77 is required. In the present embodiment, A / D conversion is simultaneously performed in 16 systems, and the outputs of the 16 systems A / D converter 77 are input to the corresponding memory (FIFO and the like) (not shown) of 16 systems. By selecting and switching the memory, image data corresponding to one continuous scanning line is transferred to the image processor 35.
[0039]
FIG. 4 is a schematic timing chart of sensor readout. A description will be given of two-dimensional driving in the case of taking a still image by one X-ray irradiation in conjunction with FIG. 4, (a) is an X-ray exposure request control signal, (b) is the X-ray exposure state, (c) is the current of the current source 53 in the sensor, and (d) is the row selection line Lrn. Control state (e) schematically represents an analog input to the A / D converter 77.
[0040]
All the column signal wirings Lc are connected to the reset reference potential power supply 72 while the bias wirings remain at the bias value Vs during photoelectric conversion, and the column signal lines are reset. Thereafter, a positive voltage Vgh is applied to the row selection wiring Lr1, the switches SW (1, 1) to (1,4096) are turned on, and the gate electrodes G of the photoelectric conversion elements in the first column are reset to Vbt. Next, the row selection wiring Lr1 is set to the positive voltage Vgl, and the switches SW (1, 1) to (1, 4096) are turned off. When the selection of rows is sequentially repeated and all the pixels are reset, the preparation for photographing is completed.
[0041]
The above operation is the same as the signal charge reading operation, and there is no difference whether or not the signal charge is taken in. Therefore, this reset operation is hereinafter referred to as “empty reading”. During this idle reading operation, it is possible to simultaneously set all the row selection lines Lr to Vgh. However, in this case, when the read preparation is completed, the signal line potential greatly deviates from the reset voltage Vbt. It is difficult to get a signal. In the above-described example, the row selection wiring Lr is reset from 1 to the column signal wiring 4096, but can be reset in any order by the control of the driver 21 based on the setting of the imaging controller 34. . The idle reading operation is repeated to wait for an X-ray exposure request, and when an exposure request is generated, the idle reading operation is performed again in preparation for image acquisition to prepare for the X-ray exposure. When preparation for image acquisition is complete, X-rays are emitted according to instructions from the imaging controller 34.
[0042]
After the X-ray exposure, the signal charge of the light detection unit 51 is read out. First, Vgh is applied to the row selection wiring Lr for a certain row (for example, Lr1) of the photoelectric conversion element PD, and the accumulated charge signal is output to the signal wirings Lc1 to 4096. Signals for 4096 pixels are read simultaneously from the column signal wirings Lc1 to 4096, one column at a time. Next, Vgh is applied to a different row selection line Lr, for example, Lr2, and the accumulated charge signal is output to the signal lines Lc1 to 4096. Signals for 4096 pixels are read simultaneously from the column signal wirings Lc1 to 4096, one column at a time. By repeating this operation sequentially for the column signal wiring 4096, all image information is read out.
[0043]
During the above operation, the charge accumulation time of each sensor is from the time when the reset operation is completed, that is, from the time when the switching TFT 52 is turned off at the time of idle reading until the time when the TFT 52 is turned on for charge reading. For this reason, the accumulation time and time are different for each row selection line.
[0044]
After reading out the X-ray image, a correction image is acquired. This is for use in correction of an X-ray image, and is correction data necessary for acquiring a high-quality image. The basic image acquisition method is the same except that X-rays are not exposed. The charge accumulation time is the same when reading the X-ray image and when reading the correction image. Further, when high-resolution image information is not required or when it is desired to increase the image data capture speed, it is not always necessary to capture all image information. Sets driving instructions for thinning, pixel averaging, and region extraction to the driver 21.
[0045]
In order to perform thinning, first, the row selection wiring Lr1 is selected, and when a signal is output from the column signal wiring Lc, for example, one column is set so that n of Lc2n-1 (n: natural number) is increased from 0 to 1 at a time. Is read out, and when selecting a subsequent row, the row selection wiring Lr2m-1 (m: natural number) is incremented by 1 from 1 and the signal of one row is read out. In this example, the number of pixels is thinned to ¼, but the driver 21 thins the number of pixels to 1/9, 1/16, etc. in accordance with the setting instruction of the imaging controller 34.
[0046]
For pixel averaging, by simultaneously applying Vgh to the row selection lines Lr2m and Lr2m + 1 during the above-described operation, the TFTs 2m and 2n and the TFTs 2m + 1 and 2n are simultaneously turned on, and analog addition of two pixels in the column direction is performed. Is possible. This is not limited to the addition of two pixels, but represents that an analog addition of a plurality of pixels in the column signal wiring direction can be easily performed. Further, for the addition in the row direction, the adjacent pixels (Lc2n and Lc2n + 1) are digitally added after A / D conversion output, thereby obtaining an addition value of 2 × 2 square pixels together with the above-described analog addition. be able to.
[0047]
This makes it possible to read data at high speed without wasting the irradiated X-rays. As another method for reducing the total number of pixels and aiming for high speed, there is a method for limiting the image capture area. This is because an area required by the operator O is input from the operator interface 32, and based on this, the imaging controller 34 outputs an instruction to the driver 21, and the driver 21 changes the data capture range to detect light. The device array 19 is driven.
[0048]
In the present embodiment, in the high-speed capture mode, 1024 × 1024 pixels are captured at 30 F / S. That is, the entire area of the photodetector array 19 is subjected to addition processing of 4 × 4 pixels and thinned out to 1/16, and in the smallest range, imaging is performed without thinning out in the 1024 × 1024 region. In this way, a digital zoom image can be obtained by imaging.
[0049]
FIG. 5 is a timing chart including the imaging operation of the X-ray detector 16. An imaging request signal (f), a ready signal (g), an actual X-ray exposure state (h) to the operator interface 32, and an imaging request signal (from the imaging controller 34 to the driver 21 based on an instruction from the operator O) i) an imaging ready signal (j) of the X-ray detector 16, a drive signal (k) of the grid 17, a power control signal (l) in the X-ray detector 16, a driving state of the X-ray detector 16, particularly light The charge readout operation from the detector array 19 (m), the image data transfer state, and the image processing and display state (n) are shown.
[0050]
Until there is a detector preparation request or an imaging request from the operator O, the driver 21 stands by in a power control OFF state as shown in (l). Specifically, in FIG. 3, the potentials of the row selection line Lr, the column signal line Lc, and the bias wiring Lb are kept at the same potential, particularly the ground potential by a switch (not shown), and no bias is applied to the photodetector array 19. Further, the potential of the row selection line Lr, the column signal line Lc, and the bias wiring Lb may be maintained at the ground potential by cutting off the power including the signal readout circuit 71, the line selector 61, and the bias power supply 54.
[0051]
In response to an imaging request signal (f) from the first switch that starts normal rotor rotation for preparation of imaging for the operator interface 32 of the operator O, the imaging controller 34 controls the X-ray generator 11 (g). ) And an instruction to shift to the imaging preparation state is output to the X-ray detector 16. Upon receiving the instruction, the driver 21 applies a bias to the photodetector array 19 and repeats the idle reading Fi. For example, when the X-ray detector 16 requires a predetermined time of several seconds or more to prepare for imaging, the preparation instruction of the X-ray detector 16 is used. It is an instruction to start.
[0052]
In this case, the operator O does not need to consciously issue an imaging preparation request instruction to the X-ray detector 16. That is, when subject information, imaging information, etc. are input to the operator interface 32, the imaging controller 34 interprets this as a detector preparation request instruction, and puts the X-ray detector 16 in the detector preparation state. It may be migrated.
[0053]
In the detector preparation state, after the idle reading in the photoelectric conversion mode, the dark reading Fi is set at predetermined intervals in order to avoid that dark current is gradually accumulated in the light detection unit 51 and the capacitor 51b is held in a saturated state. repeat. While there is an imaging preparation request from the operator O, driving that is performed during a period when an actual X-ray exposure request is not generated, that is, driving that repeats idle reading Fi performed in the detector preparation state at a predetermined time interval T1. Hereinafter, it is referred to as “idling driving”, and the period of the detector preparation state in which idling driving is performed is referred to as “idling driving period”. The duration of the idling drive period is undefined in actual use. Therefore, the time interval T1 is set for the normal photographing operation in order to minimize the reading operation that places a load on the photodetector array 19, particularly the switching TFT 52. Longer than the normal read drive Fr, the idling dedicated idle read drive Fi in which the on time of the TFT 52 is shorter than the normal read drive Fr is performed.
[0054]
The driving of the X-ray detector 16 at the time of X-ray image acquisition mainly includes two image acquisitions. As shown in (m), one is X-ray image acquisition driving, and the rest is correction dark image acquisition driving. Each drive is generally the same, and the main difference is whether or not there is an operation in which X-ray exposure is performed. Further, each drive is composed of three parts: an imaging preparation sequence, charge accumulation (exposure window), and image readout.
[0055]
The X-ray image acquisition will be described below in sequence. The imaging controller 34 causes the X-ray generator 11 and the X-ray detector to detect the imaging request signal (f) from the operator O to the operator interface 32 by the second switch. The photographing operation is controlled while being synchronized with 16. In accordance with the imaging request signal (f), the imaging request signal (f) is asserted to the X-ray detector 16 at the timing indicated by the X-ray exposure request signal (i). In response to the imaging request signal (f), the driver 21 performs predetermined imaging preparation sequence driving as shown in the imaging driving state of (m). Specifically, when refresh is necessary, refresh is performed, and the dedicated empty reading Fp for the imaging sequence is performed a predetermined number of times and the charge accumulation state dedicated empty reading Fpf is performed, and the charge accumulation state (imaging window: T4) Transition to.
[0056]
At this time, the number of idle readings Fp for the imaging sequence and the time interval T2 are performed based on values set in advance from the imaging controller 34 prior to the imaging request. According to the request of the operator O, whether the operability is important or the image quality is important, or the optimum driving is automatically selected and switched depending on the imaging part. In the period T3 from the exposure request to the completion of the imaging preparation, it is required for practical use that the required time is short. For this purpose, the imaging preparation sequence dedicated idle reading Fp is performed. Furthermore, when an exposure request is generated from any state of idling driving, the operability can be improved by shortening the period T3 from the exposure request to completion of imaging preparation by immediately entering the imaging preparation sequence driving. Plan.
[0057]
Now, the driver 21 starts moving the grid 17 in synchronism with the preparation of the detector array 19 for imaging. This is because the grid is imaged in an optimal moving state in synchronization with the actual X-ray exposure of (h). Also in this case, the driver 21 operates at the optimum grid movement start timing and the optimum grid movement speed set by the imaging controller 34.
[0058]
When the X-ray detector 16 is ready for imaging, the driver 21 returns an X-ray detector ready signal (j) to the imaging controller 34, and the imaging controller 34 based on the transition of this signal. The X-ray generator 11 is asserted as an X-ray generation request signal. The X-ray generator 11 generates X-rays while the X-ray generation request signal of (h) is given. When a predetermined amount of X-rays is generated, the imaging controller 34 negates the X-ray generation request signal in (h) and negates the X-ray imaging request signal in (i), thereby acquiring an image in the X-ray detector 16. Notify timing.
[0059]
Based on this timing, the driver 21 immediately stops the grid 17 and starts the operation of the signal readout circuit 71 that has been in the standby state. After the grid stationary time and a predetermined standby time for stabilization of the signal readout circuit 71, image data is read from the X-ray detector array 19 based on the driver 21, and a raw image is acquired by the image processor 35. When the transfer is completed, the driver 21 shifts the reading circuit 71 to the standby state again.
[0060]
Subsequently, the X-ray detector 16 acquires a corrected image. That is, the imaging sequence for the previous imaging is repeated, a dark image without X-ray irradiation is acquired, and the correction dark image is transferred to the image processor 35. At this time, the imaging sequence may differ slightly in X-ray exposure time, etc. at each imaging, but by reproducing the exact same imaging sequence including that and acquiring a dark image, a higher quality image can be obtained. Is obtained. However, the operation of the grid 17 is not limited to this, and is kept stationary in order to suppress the influence of vibration when acquiring a dark image. After the dark image is acquired, the grid 17 is initialized at a predetermined timing that does not affect the image quality.
[0061]
  FIG. 6 is a block circuit configuration diagram of the image processor 35. Signals from the driver 21 are divided into two by a multiplexer 81, each for an X-ray image.flameMemory 82, dark imageforConnected to the frame memory 83, and the outputs of these memories 82 and 83 are connected to the offset correction circuit 84. The output of the offset correction circuit 84 is gainCorrection circuit85, a defect correction circuit 86, and an image processing circuit 87, and is connected to an external display controller 37. A gain correction frame memory 88 is connected to the gain correction circuit 85.
[0062]
In FIG. 6, the X-ray image acquired in the X-ray image acquisition frame Frxo frame is stored in the X-ray image frame memory 82 via the multiplexer 81, and subsequently the correction acquired in the correction image acquisition frame Frno frame. Similarly, the image is stored in the dark image frame memory 83 via the multiplexer 81. After the dark image is stored, the offset correction circuit 84 performs, for example, Frxo-Frno offset correction. Subsequently, the gain correction circuit 85 performs gain correction of (Frxo-Frno) / Fg, for example, using the gain correction data Fg acquired in advance and stored in the gain correction frame memory 88. The data transferred to the defect correction circuit 86 continuously interpolates the image so as not to cause a sense of incongruity in the insensitive pixels or the joints of the X-ray detector 16 composed of a plurality of panels, and the X-ray detector 16. The sensor-dependent correction process derived from is completed.
[0063]
In the present embodiment, the image processor 35 is configured in the system controller 31, but the image processing function that greatly depends on the above-described photodetector array 19 is applied to the X-ray detector 16 and the thin X-ray detector 22. You may comprise so that it may incorporate. Then, after performing general image processing such as gradation processing, frequency processing, and enhancement processing by other image processing circuits 87, the processed data is transferred to the display controller 37, and is sent to the monitor 33. Display the captured image.
[0064]
  FIG. 7 shows a block circuit configuration diagram of the thin X-ray detector 22 and the repeater 23. In the thin X-ray detector 22, an MPU 91, a data drive control unit 92, an image memory 93, a wireless communication module 94, and an external connection connector are shown. 95 and a power source 96 are provided. The MPU 91 controls various operations and states in the thin X-ray detector 22, and an individual communication key register that stores an individual communication key (described later) in the MPU 91.97And validity period counter that monitors the validity period of individual ID keys98Is configured by software.
[0065]
The function of the data drive control unit 92 performs logic level control such as communication control at the physical layer level, drives the photodetector array 19 based on an instruction from the MPU 91, and outputs an analog output from the photodetector array 19 based thereon. Is taken in by an AD converter not shown, and the taken digital image is written in the image memory 93. Further, the reduced image data is output to the repeater 23 via the wireless communication module 94, and all the image data is output to the repeater 23 via the connector 95 when mechanically connected. In addition, when there is a margin in the shooting interval, all image data may be transferred using wireless communication. However, since communication for shooting operation is given priority over image transfer operation, image transfer is often performed. Interrupted. For this reason, it is necessary to have an image division transmission, an image retransmission function, and the like.
[0066]
The image memory 93 includes volatile memories of about 2 to 3 images, such as SRAM and DRAM (particularly SDRAM), and about 20 non-volatile memories such as a flash ROM and a memory-backed RAM. In some cases, the nonvolatile memory may be formed of a removable medium. In that case, the nonvolatile memory has a removable mechanical structure.
[0067]
The power source 96 is a rechargeable capacity power source for supplying power to all parts in the thin X-ray detector 22 by wiring not shown in the figure. It is formed of a double layer capacitor. The capacity is set such that continuous shooting of about 20 sheets or less is possible. At this time, for example, the capacity is set to about 400F. In some cases, the power source 96 may be constituted by a secondary battery or the like. However, the battery needs to be replaced, and there are more restrictions in use such as requiring a charging time compared to the electric double layer capacitor.
[0068]
  In the repeater 23, the MPU 101,imageA data flow controller 102, an image memory 103, and a charger 104 are provided. The MPU 101 controls the repeater 23 and controls a plurality of thin X-ray detectors 22. Inside the MPU 101 are individual communication key registers 105 for storing the number of thin X-ray detectors 22 to which individual communication keys to be described later can be connected, an effective period counter 106 for monitoring the effective period of the individual ID key, and The communication key counter 107 for assigning the unique communication key is configured by software.
[0069]
  The image data flow controller 102 controls transfer of the X-ray image sent from the thin X-ray detector 22 based on an instruction from the MPU 101. Image memory103Is a volatile memory and a frame buffer memory composed of DRAM. In particular, during wireless communication or the like, there is a possibility that error correction or image resending may occur, and if data begins to flow to the system controller 31 before image transfer is completed, control within the system controller 31 is possible. Therefore, the image memory 103 is required to transfer the image to the system controller 31 after the image transfer between the thin X-ray detector 22 and the repeater 23 is completed. The charger 104 must ensure a capacity sufficient to rapidly charge the power source 96 of the thin X-ray detector 22, for example, a capacity capable of charging a capacity of about 500 mWh in about 30 seconds.
[0070]
In FIG. 7, a wavy arrow between the thin X-ray detector 22 and the repeater 23 represents wireless communication, and a dotted line represents a wired connection or a direct connection by a connector. When a wired connection or a connector connection is made, the wireless module stops. The connector 95 must be a connector that is easy to attach and detach and highly reliable. Furthermore, it is not always necessary to provide a clear connector 95 by exchanging data, including a charging operation by the charger 104, by electromagnetic coupling using a transformer or the like. However, in this case, a mechanism for detecting the proximity of the thin X-ray detector 22 and the repeater 23 is required in addition to extending charging time and transfer time.
[0071]
FIG. 8 shows an example of the display screen of the operator interface 32. The display screen 111 includes a reduced image display area 112 of the acquired image, an X-ray detector 16 or an imaging target corresponding to the thin X-ray detector 22. A region 113 and an effective X-ray detector display area 114 exist. When the thin X-ray detector 22 is used, re-processing is performed based on the image transferred by the previous wireless communication to display an image. In the effective X-ray detector display area 114, an icon representing the X-ray detector 16 or the thin X-ray detector 22 in which the system controller 31 can be controlled is displayed.
[0072]
FIG. 9 shows an example of the effective X-ray detector display area 114. In each icon 121, the uppermost row represents the type of the X-ray detector, the middle row represents the imaging area, and the lower row represents the pixel size. In the case of (a), the saddle type X-ray detector 22 is identified by the system controller 31, and the fact that it is further gray indicates that the saddle type X-ray detector 16 is currently controlled. It represents something. In addition, the fact that there are three dotted line icons 121 in (a) indicates that the current system setting can register up to three thin X-ray detectors 22. In this case, the individual communication key register 105 and the validity period counter 106 in the MPU 101 in the repeater 23 are also set to be prepared in units of three.
[0073]
  When the thin X-ray detector 22 is newly connected to the repeater 23 in the state of (a),bThe X-ray detector 22 in which the system controller 31 is in a controllable state is added as a new icon 121 as shown in FIG.b) Represents an icon 121 written as “cassette”. When the system controller 31 recognizes the thin X-ray detector 22, the system controller 31 automatically changes the thin X-ray detector 22 as the current control target. The user (bWhen the user wants to perform shooting with the supine type from the state of), the control object can be changed to the supine type by selecting the supine type icon by touch panel or mouse operation. At this time, the display of the imaging target region 113 is automatically changed to the imaging target site 113 corresponding to the X-ray detector 22 to be controlled.
[0074]
A method of exchanging data and control between the plurality of types of thin X-ray detectors 22 and the repeaters 23 will be described with reference to FIGS. 9, 10, and 11. When a plurality of thin X-ray detectors 22A (cassette / large four / □ 100 μm), 22B (cassette / half-cut / □ 160 μm), etc. exist as in procedure 1 of FIG. If it is going to do, it will become difficult for the thin X-ray detector 22 side to know which thin X-ray detector 22 is used to perform X-ray imaging. The thin X-ray detector information is stored in the system controller 31 including the repeater 23 in advance, and the ID of the thin X-ray detector 22 is stored in advance, and the ID is used unilaterally from the system controller 31 side. The ID of the X-ray detector 22 may be output. In this case, for example, in a hospital having a plurality of X-ray chambers 1, when a large number of thin cassettes are used in common, the operator O It becomes necessary to check and input the number of the thin X-ray detector 22 to be used.
[0075]
  In the present embodiment, the thin X-ray detector 22A to be used is set in the repeater 23 as in procedure 1 in FIG. 10 before imaging. The state of the effective X-ray detector display area 114 is as shown in FIG.b), That is, one saddle type X-ray detector 16 and one cassette type thin X-ray detector 22B are controllable. At the time of step 2 in FIG. 10, the repeater 23 first acquires the unique information of the thin X-ray detector 22A and transmits it to the system controller 31 as shown in FIG. Display its presence.
[0076]
  Next, the MPU 101 in the repeater 23 assigns a mutual communication key to the thin X-ray detector 22A based on a predetermined rule. That is, the MPU 101 first creates a communication key, and the two MPUs 101 and91Communication key register 105, 96The created communication key is stored, and at the same time, the validity period counter 106 corresponding to the communication key is initialized. As the communication key, for example, an X-ray generator 11 or simply an ID number of the repeater 23 and a serial ID for identifying the thin X-ray detector 22 may be assigned as the communication key. In some cases, a plurality of X-ray generators 11 are installed in the X-ray chamber 1. Even in this case, X-rays are generated from only one X-ray generator 11 at the same time. It is desirable to create a communication key based on the ID number of the system controller 31 or the repeater 23 that controls the plurality or a plurality of X-ray generators 11 rather than the serial ID of 11.
[0077]
FIG. 12 shows an example of a serial ID. The communication key counter 107 in FIG. 12H is a counter in the MPU 101 that is incremented by +1 every time a communication key is allocated. Also, in order to make sure that there is no duplication when assigning IDs, cableless communication is attempted to check that there is no response. Of course, at the time of this check, the thin X-ray detector 22A still allocated does not respond to the check question. If there is an overlap, the next ID is assigned and the above assignment work is repeated until there is no problem. The communication key can be configured to be used only between the thin X-ray detector 22 and the repeater 23, and the allocation timing is triggered when the thin X-ray detector 22 is set on the repeater 23. Start as.
[0078]
In step 2 of FIG. 10, the thin X-ray detector 22 is charged in addition to the ID assignment. As described above, when a plurality of thin X-ray detectors 22 are used, it is not always connected to the repeater 23 except during imaging, so there is a high possibility that they are left in a discharged state. For this reason, it is fully considered that rapid charging is required, and a power source capable of rapid charging such as an electric double layer capacitor is preferable to a secondary battery.
[0079]
When actually performing X-ray imaging, the operator O removes the thin X-ray detector 22 from the repeater 23 and sets the X-ray generator 11, the target to be imaged, as shown in step 3 of FIG. The positions of the specimen S and the thin X-ray detector 22 are adjusted. When the operator O selects the thin X-ray detector 22A displayed on the operator interface 32, the relay 23 wirelessly transmits the information to the thin X-ray detector 22A. At this time, by using the previously assigned communication key, only the thin X-ray detector 22A is activated without bringing the thin X-ray detector 22B and the thin X-ray detector 22 in the adjacent room into operation. Can be. A communication technique using an ID such as a communication key is very common. For example, after simply specifying a communication partner using a communication key, packet communication up to a predetermined bit length or a predetermined delimiter is performed.
[0080]
When the operation state is reached, the thin X-ray detector 22 emits a buzzer sound at the same time as the selection display LED or the like is lit. Further, by selecting the icon 121 at a timing desired by the operator O, the thin X-ray detector 22 emits a buzzer sound or the like, and the thin X-ray detector 22 used by the operator O is not wrong. Can also be confirmed. Further, the thin X-ray detector 22 is provided with a selection switch (not shown), and by pressing the selection switch, the thin X-ray detector 22 with the switch pressed is forcibly activated. It is also possible.
[0081]
At this time, since the selection state of the thin X-ray detector 22 is displayed on the operator interface 32 so that the icon 121 changes to gray, the thin X-ray detector 22 held by the operator O is displayed on the operator interface. It is possible to confirm which button on 32 corresponds to or is not listed there. Further, it may be configured to check whether or not the target thin X-ray detector 22 exists in front of the X-ray generator 11 using radio waves or the like.
[0082]
Thereafter, the X-ray imaging can be performed while the X-ray synchronization as shown in FIG. Here, the X-ray imaging request signal of (i), the X-ray detector ready signal of (j), and the X-ray exposure signal of (h) only have their transition timings in order to minimize imaging errors. It is desirable to always keep sending during the assertion period, rather than communicating with each other. In some cases, a modulated sound wave or the like may be used as these signals.
[0083]
Further, at the time of X-ray exposure, the thin X-ray detector 22 receives information on the exposure itself, for example, the total number of exposures, imaging information, for example, a region to be imaged, and subject information, for example, a subject ID, from the X-ray generator 11. It may be configured to be acquired at the time of X-ray exposure. The acquisition timing is preferably before X-ray exposure, and the X-ray detector ready signal in (j) should not be asserted until acquisition is completed. By adding the exposure information, imaging information, and subject information to the image header and performing data processing based on the header information, the subsequent captured image is not shifted from the subject information input.
[0084]
When X-ray imaging is completed, it is difficult to transfer all captured images within a short time as in the cable connection state due to transfer speed limitations in the cableless state. For this reason, the reduced image is transferred first, and an image that can be confirmed whether or not there is an obvious imaging error is displayed in the reduced simplified image display area 112 of the previous acquired image. All captured images are stored in a built-in memory in the thin X-ray detector 22. The thin cassette needs only to have about 20 or less non-volatile image memories and a power supply that can withstand the photographing.
[0085]
For further imaging, the thin X-ray detector 22 is replaced. This is because the number of images to be captured per subject is normally 20 or less, and the captured image data is collected quickly. That is, the state of the procedure 3 shown in FIG. 10 is not continued for a long time, and is repeated from the procedure 1 every time the subject S is changed. In order to proceed more quickly, a thin X-ray detector 22B having the same specifications as the thin X-ray detector 22A is prepared and used alternately. It is possible to move to imaging of the subject S. In FIG. 10, up to two thin X-ray detectors 22 are set in the repeater 23, but it goes without saying that this number may be increased.
[0086]
When returning from step 3 to step 1, once the thin X-ray detector 22A, to which the communication key has been assigned, is set or connected to the repeater 23 within a predetermined effective period of 1 hour, for example, the conventional communication The key remains valid as it is in the communication key register 105, and the corresponding valid period counter 106 is initialized to measure the previous valid period.
[0087]
However, even within the effective period, if the icon 121 corresponding to the thin X-ray detector 22 has already been deleted from the previous effective X-ray detector display area 114 by a predetermined procedure, confusion is avoided. Therefore, a new communication key is allocated, and the icon 121 is displayed again in the effective X-ray detector display area 114. Conversely, for example, the communication key of the thin X-ray detector 22 that does not return to the repeater 23 within a predetermined time of 1 hour becomes invalid, and, for example, the third icon 121 from the top of FIG. 9 (e) → (f). Will be changed to a dotted line icon. The invalid communication key, the corresponding communication key register 105 and the valid period counter 106 are opened for the thin X-ray detector 22 newly connected to the repeater 23.
[0088]
Of course, if the same communication key is assigned immediately after it becomes invalid, it may cause a recognition error. Therefore, if there are about 128 communication keys, for example, by the ID counter 107 per relay 23, FIG. As shown in Fig. 5, the time interval without any problem in system operation can be obtained by using them sequentially. The thin X-ray detector 22 and the repeater 23 forget the communication key when the effective period of the communication key by the effective period counter 106 times out, that is, clear the communication key register 105. The thin X-ray detector 22 having cleared the communication key has no problem if it starts again from the procedure 1. Furthermore, even if there is uncollected image data, it is stored in the non-volatile memory and has the previous exposure time information as a header in the non-volatile memory. Even if images are collected from different relays 23 ', there is no problem in the consistency of the image and the subject.
[0089]
Now, in the case of using another thin X-ray detector 22C (not shown) in the state shown in the procedure 2 of FIG. 10, the thin X-ray detector 22A or 22B is simply removed from the repeater 23 and the vacant What is necessary is just to set the thin X-ray detector 22C to a connection part. In this state, there are three thin X-ray detectors 22 that can be used as shown in FIG. Further, during the state of FIG. 9D, a new fourth thin X-ray detector 22D is connected to the repeater 23 in the valid state of all the thin X-ray detectors 22A, 22B, and 22C. In this case, the thin X-ray detector 22 removed from the repeater 23 for the longest time managed by the effective period counter 106 is deleted from the effective X-ray detector display area 114 of the system controller 31 and deleted. The thin X-ray detector 22D newly registered in the portion is displayed.
[0090]
At that time, the communication key is updated for the new thin X-ray detector 22D. The display in the effective X-ray detector display area 114 is changed as shown in FIGS. 9D to 9E. In the example of (d) → (e), the thin X-ray detector 22 (cassette / half cut / □ 160 μm) corresponding to the second icon from the top of (d) has been detached from the repeater 23 for the longest time. In (e), a new icon is registered in that portion. As can be seen from the above example, in FIG. 10, there are two mountable holder portions for the repeater 23, but it is possible to handle more than two thin X-ray detectors 22 at the same time.
[0091]
Further, in the state of FIG. 9E, three thin X-ray detectors 22 of the same type are in a controllable state, but the thin X-ray detectors corresponding to the respective icons 121 using the technology of the present invention. It is possible to control only the thin X-ray detector 22 which is assigned an individual communication key for each 22 and is selected in the operating state.
[0092]
【The invention's effect】
As described above, the X-ray imaging apparatus and the communication method thereof according to the present invention include a plurality of two-dimensional radiation detection means and communication control means capable of wireless communication, and the detection means and the communication control means are easily physical. The communication control means assigns individual ID keys to a plurality of detection means at the time of connection, and performs wireless communication based on the individual ID keys to perform X-ray imaging without malfunction. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an X-ray imaging system.
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a first light detection unit.
FIG. 3 is a configuration diagram of a photodetector array.
FIG. 4 is a timing chart of photodetector array driving.
FIG. 5 is a timing chart of the X-ray imaging system according to the first embodiment.
FIG. 6 is a block circuit configuration diagram of an image processor.
FIG. 7 is a block circuit configuration diagram of a thin X-ray detector and a repeater.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a display screen of an operator interface.
FIG. 9 is an explanatory diagram of an effective X-ray detector display area.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a communication key assignment procedure.
FIG. 11 is a flowchart of a communication key assignment procedure.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a communication key.
[Explanation of symbols]
1 X-ray room
2 X-ray control room
3 diagnosis and operation room
11 X-ray generator
15 Shooting bed
16 X-ray detector
17 grid
18 Scintillator
19 Photodetector array
21 Driver
22 Thin X-ray detector
23 Repeater
31 System controller
33 Monitor
34 Imaging controller
35 Image processor
51 Photodetector
52 Switching TFT
111 Display screen
114 Effective X-ray detector display area

Claims (6)

X線画像を取得するX線検出器が所定の範囲に近接したことを検知することによって前記X線検出器の固有情報を取得し、前記X線検出器の固有情報を取得した際に前記X線検出器との無線通信に必要な個別IDキーを割り付ける通信制御手段と、
前記通信制御手段で固有情報が取得された前記X線検出器を前記個別IDキーを用いて無線で制御する撮像制御手段と、を有することを特徴とするX線撮像装置。
When the X-ray detector for acquiring the X-ray image is detected to approach the predetermined range, the X-ray detector specific information is acquired, and the X-ray detector specific information is acquired when the X-ray detector specific information is acquired. Communication control means for assigning an individual ID key necessary for wireless communication with the line detector;
An X-ray imaging apparatus comprising: an imaging control unit configured to wirelessly control the X-ray detector from which the unique information has been acquired by the communication control unit using the individual ID key.
X線画像を取得するX線検出器が所定の範囲に近接したことを検知することによって、前記X線検出器の固有情報を取得する通信制御手段と、
前記通信制御手段で固有情報が取得された前記X線検出器を無線通信に必要な個別IDキーを用いて無線で制御する撮像制御手段と、を有し、
前記通信制御手段は、前記X線検出器の固有情報を取得した際に前記X線検出器との無線通信に必要な前記個別IDキーを割り付けるID付与手段と、
前記ID付与手段で割り振った前記個別IDキーに対応する有効期間をカウントする有効期間カウンタを有することを特徴とするX線撮像装置。
Communication control means for acquiring unique information of the X-ray detector by detecting that an X-ray detector for acquiring an X-ray image is close to a predetermined range;
Imaging control means for wirelessly controlling the X-ray detector from which the unique information has been acquired by the communication control means, using an individual ID key necessary for wireless communication,
The communication control means includes an ID assigning means for assigning the individual ID key necessary for wireless communication with the X-ray detector when acquiring the unique information of the X-ray detector;
An X-ray imaging apparatus comprising: an effective period counter that counts an effective period corresponding to the individual ID key allocated by the ID assigning unit.
前記個別IDキーは前記通信制御手段のIDを反映していることを特徴とする請求項1又は2に記載のX線撮像装置。  The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein the individual ID key reflects an ID of the communication control unit. 前記X線検出器は固有情報としてIDを持つことを特徴とする請求項2又は3に記載のX線撮像装置。  The X-ray imaging apparatus according to claim 2, wherein the X-ray detector has an ID as unique information. 前記X線検出器と前記通信制御手段とが無線で接続することにより前記X線検出器と前記通信制御手段との間の無線通信のための前記個別IDキーを決定することを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載のX線撮像装置。  The individual ID key for wireless communication between the X-ray detector and the communication control unit is determined by wireless connection between the X-ray detector and the communication control unit. Item 5. The X-ray imaging apparatus according to any one of Items 2 to 4. 通信制御手段が、X線画像を取得するX線検出器が所定の範囲に近接したことを検知することによって、前記X線検出器の固有情報を取得し、前記X線検出器の固有情報を取得した際に前記X線検出器との無線通信に必要な個別IDキーを割り付ける工程と、The communication control means acquires the unique information of the X-ray detector by detecting that the X-ray detector that acquires the X-ray image is close to a predetermined range, and obtains the unique information of the X-ray detector. Assigning an individual ID key necessary for wireless communication with the X-ray detector upon acquisition;
撮像制御手段が、前記工程で固有情報が取得された前記X線検出器を前記個別IDキーを用いて無線で制御する工程と、を有することを特徴とする通信方法。And a step of wirelessly controlling the X-ray detector from which the unique information has been acquired in the step by using the individual ID key.
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