JP5127492B2 - ワイヤレスｘ線透視システム及びそのユニット間の同期方法、コンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、センサ部を物理的に分離可能なＸ線透視システム及びそのユニット間の同期方法、コンピュータプログラムに関する。

Ｘ線撮影システムにおいて、センサ部を物理的に分離可能なユニット構造とすることで、センサユニットのハンドリング性能を向上し、使い勝手を向上させる試みが行われている。Ｘ線撮影にはＸ線透視撮影とＸ線静止画撮影とがある。Ｘ線透視撮影はフレーム単位で撮影が行われる。

センサユニットを物理的に分離したＸ線撮影システムの構成例を図１に示す。図１は、センサユニットが分離したＸ線撮影システムの一例を説明する図である。Ｘ線撮影システムは、センサユニット１１０、画像処理ユニット１２０、およびＸ線生成ユニット１３０を備える。

センサユニット１１０は、物理的にその他のユニットから分離可能である。

画像処理ユニット１２０は、タイミング生成部１２１を備え、センサユニット１１０から送信された撮影画像の画像処理を行う。タイミング生成部１２１は、センサユニット１１０やＸ線生成ユニット１３０の同期制御を行うためのトリガ信号を生成する。

Ｘ線生成ユニット１３０は、Ｘ線管１３１とコリメータ１３２とを備え、Ｘ線を生成してセンサユニット１１０に向けてＸ線を曝射する。Ｘ線管１３１は、Ｘ線曝射のための放射線を生成する。コリメータ１３２は、曝射する放射線の調整を行う。

図２を用いてＸ線曝射ごとに１度だけセンサ読み出しを行う場合を説明する。図２は、ＣＭＯＳセンサ使用時の曝射と読み出しのタイミングチャートの一例である。Ｘ線出力２０１は、Ｘ線生成ユニット１３０へ送信される曝射トリガ２００によって有効となり、センサ読出２０３は、センサ読出トリガ２０２によって開始される。Ｘ線曝射開始からセンサ読み出しを開始するまでに遅延時間が必要となるため、センサ読出トリガ２０２は曝射トリガから一定のオフセット２０４を有する。また、センサ読み出しが完了するまでには一定の時間が必要となるため、センサ読み出し完了前に次のＸ線曝射が開始されてしまうと正確な撮影データを読み出せなくなる。そこで、センサ読み出し完了から次回のＸ線曝射開始までの時間２０５が正となる必要がある。

図３を用いてＸ線曝射ごとに２回のセンサ読み出しを行う場合を説明する。図３は、ＬＡＮＭＩＴセンサ使用時の曝射と読み出しのタイミングチャートの一例である。ＬＡＮＭＩＴセンサでは、フレームごとにＸ線照射直後の電荷分布情報から非照射時の電荷分布情報を差し引くことによって、Ｘ線強度分布情報を算出する。そのため、２回のセンサ読出しが必要となる。

この場合も図２で説明した場合と同様に、２回目のセンサ読み出し完了から次回のＸ線曝射開始までの時間３００が正となる必要がある。

以上の説明の通り、図１に示すようなセンサユニット１１０が物理的に分離可能な構成においても、Ｘ線生成ユニット１３０とセンサユニット１１０とは、厳密に同期して動作することが必要となる。このような要求を満たすために、センサユニット１１０が分離可能なＸ線撮影システムにおいては、図１に示すような専用線１４０を用いたトリガ信号伝送が行われてきた。

しかし、センサユニット１１０を分離可能としたＸ線撮影システムのメリットは、センサユニット１１０のポータビリティが向上し、様々な位置に設置しての撮影が可能となることである。このような観点からは、センサユニット１１０は完全なワイヤレス状態であることが望ましい。センサユニット１１０をワイヤレス化するためには、電源や大容量の画像データをどのようにハンドリングするかといった問題も存在する。しかし、最大の問題は、前述のようにセンサユニット１１０とＸ線生成ユニット１３０との同期をワイヤレスでどのように実現するかである。

通常、ワイヤレス通信に利用されるプロトコルとしては、ＩＥＥＥ８０２．１１（無線ＬＡＮ）やＩＥＥＥ８０２．１５．３（ＵＷＢ）等がある。これらのプロトコルを用いた無線通信では、構築したネットワーク内で、ヘッダとペイロードとから構成されたパケットを用いてデータ通信を行うことが可能である。しかしながら、無線ＬＡＮ等の通信プロトコル上で専用のパケットを定義して同期を取ることは困難である。無線通信プロトコルで一般的であるベストエフォート型のアクセス制御方式であるＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）では必要な調停時間が不定となるためである。

一方、無線通信プロトコルでは、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式ではなくＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式によるQuality of Service（ＱｏＳ）を考慮した品質優先の通信手法も定義されている。図４はＴＤＭＡ方式を利用した無線通信規格であるＩＥＥＥ８０２．１５．３の通信単位であるスーパーフレーム４００の構成の一例である。図４に示すように、この無線通信規格では、スーパーフレーム４００を繰り返すことによって無線通信を行う。スーパーフレーム４００＃ｍ構成において、ビーコン４０１＃ｍには、同スーパーフレーム４００＃ｍにおける各構成要素（Contention access period、ＭＣＴＡ、ＣＴＡ）の時間割り当て情報が含まれている。

ビーコン４０１を受信したノードは、それぞれのノードに割り当てられた優先通信可能期間（ＭＣＴＡ）を、内蔵タイマを用いてμ秒単位で計数し、指定された時間にＱｏＳ通信を実施する。このようなＱｏＳ通信を実施することで、無線調停にかかる時間を短縮することが出来る。

しかしながら、調停にかかる時間を限りなく短縮したとしても、プロトコル解析を行って無線通信された無線パケットからペイロードに含まれる実際のタイミング情報を取り出す必要がある。取り出したタイミング情報をトリガ信号として使用するには遅延が発生してしまう。このプロトコル解析による時間ロスが存在するという点も、無線パケットによる同期を難しくする要因の一つである。

両ユニットが物理的に分離されたワイヤレス環境下で、センサユニット１１０とＸ線生成ユニット１３０との同期を実現するための手法が、特許文献１で開示されている。この手法では、分離されるそれぞれのユニットに内蔵タイマを持たせ、両ユニットを分離する前に有線接続して両タイマ間の同期を行い、分離後はそれぞれに内蔵されたタイマ値を基に同期を行う。

また、その他にも図５に示すような構成もある。図５はワイヤレスＸ線撮影システムのシステム図の一例である。図１との共通部分は同じ参照番号を付し、説明は省略する。この構成では、データ通信を行う無線リンク５００以外に、通信調停が必要なくプロトコル解析時間も短くて済む同期専用の第２の無線リンク５０１を設ける。この専用の無線リンク５０１を用いてトリガ信号を送信する。
特開２００６−３０５１０６号公報

特許文献１で開示された手法を用いた場合、時間経過と共にそれぞれのユニットに内蔵されたタイマ間に誤差が生じ、同期がとれなくなるという課題がある。また、同期専用の別系統の無線リンクを設ける方法はコストの面で課題がある。

そこで、本発明は単一の無線リンクの構成で使用でき、ユニット間での同期の誤差が少ないワイヤレスＸ線透視システムを提供することを目的とする。

本発明に係るワイヤレスＸ線透視システムは、
透視撮影のフレーム単位にＸ線の曝射を行うＸ線生成ユニットと、
曝射された前記Ｘ線を電荷分布情報に変換し画像データとして出力するセンサを含むセンサユニットと、
前記Ｘ線生成ユニットの前記曝射を指示し、前記センサユニットから前記画像データを受信する画像処理ユニットと
を備え、
前記センサユニットと前記画像処理ユニットとは無線リンクで通信し、
前記センサユニットは、
前記無線リンクで通信されるビーコン信号に応じてリセットされ計数を再開する第１のカウンタと、
フレームの開始から前記画像データの読出しを開始するまでの時間を規定する読出トリガオフセットに対応する計数値を保存する手段とを備え、
前記第１のカウンタの計数値が保存された前記読出トリガオフセットに対応する計数値に合致した場合に前記読出しを開始し、読み出された前記画像データを前記無線リンクを介して前記画像処理ユニットに転送し、
前記画像処理ユニットは、
前記無線リンクの前記ビーコン信号に応じてリセットされ計数を再開する第２のカウンタと、
フレームの開始から前記曝射を開始するまでの時間を規定する曝射トリガオフセットに対応する計数値を保存する手段とを備え、
前記第２のカウンタの計数値が保存された前記曝射トリガオフセットに対応する計数値に合致した場合に前記Ｘ線生成ユニットに前記曝射を開始させる
ことを特徴とする。

本発明により、時間経過による誤差の蓄積を防止でき、ユニット間での同期の誤差を軽減することが出来る。また、同期時間をフレーム周期ごとにオフセット値で管理することが出来るため、同期オフセット値管理を簡略化することが出来る。

以下、添付の図面を参照しつつ本発明に係るワイヤレスＸ線透視システムの実施形態を説明する。なお、Ｘ線透視撮影を単に透視と表現する。

＜第１の実施形態＞
図６を用いて本実施形態の概要を説明する。本発明の第１の実施形態の概要を説明するためのシステムブロック図の一例である。

本発明に係るＸ線透視システムは、他のユニットから物理的に分離したセンサユニット６１０と、センサユニット６１０と同期して動作する必要があるＸ線生成ユニット６３０を含む画像処理ユニット６２０とを備える。

センサユニット６１０は、無線通信部Ａ６１１とコンペアタイマＡ６１２とを備える。コンペアタイマＡ６１２は、センサ読出トリガを生成する。このセンサ読出トリガにより、センサ読み出しが開始される。

画像処理ユニット６２０は、無線通信部Ｂ６２１、コンペアタイマＢ６２２、およびタイミング生成部６２３を備える。コンペアタイマＢ６２２は、Ｘ線管６３１の曝射トリガを生成する。この曝射トリガにより、Ｘ線曝射が開始される。タイミング生成部６２３は、センサユニット６１０やＸ線生成ユニット６３０の同期制御を行うためのタイミング信号６２４を生成する。

センサユニット６１０と画像処理ユニット６２０との間には、ＩＥＥＥ８０２．１１やＩＥＥＥ８０２．１５．３等の無線リンク６４０が確立される。この無線リンク６４０を通じて、撮影した画像データ等が通信される。本実施形態では、無線通信部Ｂ６２１がＩＥＥＥ８０２．１１のアクセスポイント（ＡＰ）やＩＥＥＥ８０２．１５．３のピコネット・コーディネーター（ＰＮＣ）として機能しているものとする。しかし、無線通信部Ａ６１１やそれ以外の無線通信装置（不図示）がＡＰやＰＮＣとして機能してもよい。無線通信部Ａ６１１がＡＰやＰＮＣとして機能する場合は、第６の実施形態で説明する。

ＡＰやＰＮＣは、定期的にビーコン信号を発信する。本実施形態では、タイミング生成部６２３が生成したタイミング信号６２４を受信して、無線通信部Ｂ６２１がビーコン信号を発信する。

Ｘ線生成ユニット６３０は、Ｘ線管６３１とコリメータ６３２とを備え、Ｘ線を生成してセンサユニット６１０に向けてＸ線を曝射する。Ｘ線管６３１は、Ｘ線曝射のための放射線を生成する。コリメータ６３２は、曝射する放射線の調整を行う。

まず、画像処理ユニット６２０の動作を説明する。タイミング信号６２４を受信した無線通信部Ｂ６２１はビーコン信号を発信するのと同時に、有線で接続されたコンペアタイマＢ６２２へコンペアタイマＢリセット信号６２５を送信する。コンペアタイマＢ６２２のカウント値は、コンペアタイマＢリセット信号の受信によりリセットされた後、カウントアップを再開する。コンペアタイマＢ６２２には事前に、コンペアタイマＢ６２２がリセットされてから曝射トリガ信号６４１を送信するまでの計数値を設定しておく。カウント値がこの計数値に合致したとき、コンペアタイマＢ６２２はＸ線管６３１へ曝射トリガ信号６４１を送信する。これにより、ビーコン信号を発信してから所定の時間経過後にＸ線曝射を開始することができる。曝射時間は例えば１０ミリ秒である。

つづいて、センサユニット６１０の動作を説明する。ビーコン信号を受信した無線通信部Ａ６１１は、ビーコン信号を受信した直後にコンペアタイマＡ６１２にコンペアタイマＡリセット信号６１５を送信する。コンペアタイマＡ６１２のカウント値は、コンペアタイマＡリセット信号６１５の受信によりリセットされた後、カウントアップを再開する。コンペアタイマＡ６１２には事前に、センサ読出トリガ信号を送信するまでの計数値を設定しておく。カウント値がこの係数値に合致したとき、コンペアタイマＡ６１２はセンサ読出トリガ信号を送信する。これにより、ビーコン信号が発信されてから所定の時間経過後に、センサ読み出しを開始することができる。

以上のように、ビーコン信号が発信されると同時にセンサユニット６１０が備える第１のカウンタと画像処理ユニット６２０が備える第２のカウンタとを同時にリセットすることにより、ビーコン信号が発信されるたびに両ユニットの同期をとることができる。また、ビーコン信号の発信をきっかけとしてフレームが開始されるため、ビーコン信号の通信間隔を透視時のフレーム周期と一致させることで、所望のフレーム周期で透視を実施することができる。

以上で概要を説明した動作を、図７から図９を用いて以下に詳細に説明する。まず、それぞれの図を説明する。

図７は、システムブロック図の一例を説明する図である。図６との共通部分は同じ参照番号を付し、説明は省略する。

センサユニット６１０は、図６で説明した構成要素に加えて、Ｘ線センサ７１１、センサフロントエンド７１２、ＣＰＵ７１３，およびメモリ７１４をさらに備える。Ｘ線センサ７１１は、パネル上の各エリアにおけるＸ線の強度分布情報を光電変換素子によって電化情報へと変換する。センサフロントエンド７１２は、センサ読出トリガ信号７１６を受けてＸ線センサ７１１から逐次読み出し処理を行う。ＣＰＵ７１３は、センサユニット６１０の制御を司る。メモリ７１４は、Ｘ線センサ７１１からの読み出しデータを蓄積する。

画像処理ユニット６２０は、図６で説明した構成要素に加えて、ＣＰＵ７２１、メモリ７２２、画像処理エンジン７２３、ＨＤＤ７２４、およびインターフェースコントローラ７２５をさらに備える。

ＣＰＵ７２１は、画像処理ユニット６２０の制御を司る。メモリ７２２は、ＣＰＵ７２１や画像処理ユニット６２０でのワークメモリとして利用される。画像処理エンジン７２３は、画像処理をハードウェア的にアシストする。ＨＤＤ７２４は、画像データを蓄積する二次記憶装置である。インターフェースコントローラ７２５は、例えばController Area Network（ＣＡＮ）で、画像処理ユニット６２０が外部機器をコントロールするために設けられる。

Ｘ線生成ユニット６３０は、図６で説明した構成要素に加えて、高電圧生成部７３１をさらに備える。高電圧生成部７３１は、Ｘ線のための高電圧生成を行う。

図８はコンペアタイマ８００の内部ブロック図の一例を説明する図である。コンペアタイマＡ６１２もコンペアタイマＢ６２２も、図８の構成を備える。

コンペアタイマ８００は、カウンタ８０１、ビーコンカウンタ８０２、トリガ有効レジスタ８０３、比較レジスタａ８０４、比較レジスタｂ８０５、…、比較レジスタｎ８０６、及び発振器（ＯＳＣ）８２０を備える。

発振器８２０は一定間隔でクロックを生成する。カウンタ８０１は、発振器８２０からのクロック出力を計数する。ビーコンカウンタ８０２は、コンペアタイマリセット信号８２１を受けてカウンタ８０１へカウンタリセット信号８０９の出力を行うか否かの制御を行う。ここで、コンペアタイマリセット信号８２１は、コンペアタイマＡリセット信号６１５またはコンペアタイマＢリセット信号６２５に対応する。トリガ有効レジスタ８０３は、コンペアタイマ８００からのトリガ出力を許可するか否かの設定に使用される。

許可する場合は「トリガ出力可」が設定され、トリガ信号許可出力８１１が出力される。許可しない場合は「トリガ出力不可」が設定され、何も出力されない。比較レジスタａ８０４、比較レジスタｂ８０５、および比較レジスタｎ８０６は、同レジスタに事前設定された計数値とカウンタ８０１のカウント値とを比較する。両者が合致する場合はワンショットパルス出力を出力する。比較レジスタの出力する各ワンショットパルス出力は、ＯＲゲート８０７で論理積がとられる。

そのため、比較レジスタの少なくとも一つからワンショットパルス出力が出力されたときは、ＯＲゲート８０７からもワンショットパルス出力が出力される。ＯＲゲート８０７から出力されたワンショットパルス出力は、ＡＮＤゲート８０８でトリガ信号許可出力８１１との論理和が取られ、それを元にトリガ信号８２３を出力する。そのため、トリガ有効レジスタ８０３が「トリガ出力不可」に設定されている限り、ＡＮＤゲート８０８からトリガ信号８２３が出力されることはない。トリガ信号８２３は、曝射トリガ信号６４１又はセンサ読出トリガ信号７１６に対応する。

図９はタイミングシーケンス図の一例を説明する図である。透視では、フレーム周期９００ごとにＸ線曝射を行い、その際にセンサユニット６１０で得られた電界強度分布情報の読み出しを実施する。このＸ線曝射タイミングとセンサ読み出しタイミングとには厳密な管理が必要であることは前述の通りである。本実施形態では１フレームごとに２回のセンサ読み出しが必要な場合を扱うが、本発明は、１フレームごとに１回以上のセンサ読み出しが必要な場合で実施可能である。このことは後続の実施形態でも同様であるため、後続の実施形態では特に言及はしない。

フレーム周期９００は、Ｘ線画像を撮影する周期であり、秒間２枚であれば５００ｍｓとなり、秒間３０枚であれば約３３．３ｍｓとなる。曝射トリガオフセット９０１は、フレーム開始から、コンペアタイマＢ６２２が曝射トリガ信号を出力するまでのオフセットである。読出トリガオフセットａ９０２は、フレーム開始から、コンペアタイマＡ６１２が１回目のセンサ読出トリガ信号を出力するまでのオフセットである。読出トリガオフセットｂ９０３は、フレーム開始から、コンペアタイマＡ６１２が２回目のセンサ読出トリガ信号を出力するまでのオフセットである。ビーコン信号（Ｂ）９０４は無線リンク６４０で使用されるビーコン信号である。センサユニット６１０で読み出しが終了すると、無線リンク６４０経由で画像データが転送９０５、９０６される。

以上で説明した図７から図９を適宜参照しつつ、本発明に係るＸ線透視装置全体の動作を詳細に説明する。この動作は各ユニットのＣＰＵ７１３、７２１がそれぞれメモリ７１４，７２２に読み込まれたプログラムを実行することにより処理される。

まず、透視に先立ち、以下の設定を行う。

画像処理ユニット６２０内のタイミング生成部６２３にフレーム周期９００を設定する。また、コンペアタイマＢ６２２内の比較レジスタａ８０４に、曝射トリガオフセット９０１に相当する計数値を設定する。この計数値は、所望の時間内に発振器８２０が生成するクロック数である。以下の計数値についても同様である。同様に、コンペアタイマＡ６１２内の比較レジスタａ８０４に、読出トリガオフセットａ９０２に相当する計数値を設定する。また、比較レジスタｂ８０５には、読出トリガオフセットｂ９０３に相当する計数値を設定する。

さらに、上記で計数値を設定した比較レジスタ以外の比較レジスタは、本実施形態では使用しないため、余計なワンショットパルス出力を生成しないように”０”クリアしておく。

なお、本実施形態では、両コンペアタイマ６１２、６２２のビーコンカウンタ８０２は、コンペアタイマリセット信号８２１を受信した場合、必ずカウンタリセット信号８０９を出力するものとする。また、両コンペアタイマ６１２、６２２のトリガ有効レジスタ８０３は「トリガ出力可」に設定されているものとする。

上記初期設定を元に、フレーム開始後の画像処理ユニット６２０およびセンサユニット６１０の動作を説明する。

まず、画像処理ユニット６２０の動作を説明する。タイミング生成部６２３は、事前に設定された間隔で無線通信部Ｂ６２１へタイミング信号６２４を送信する。前述の通り、その間隔にはフレーム周期が事前に設定されている。タイミング信号６２４を受けた無線通信部Ｂ６２１はビーコン信号９０４発信の準備を行い、ビーコン信号９０４を無線リンク６４０で発信する。それと同時にコンペアタイマＢ６２２に対してコンペアタイマＢリセット信号６２５を送信する。コンペアタイマＢリセット信号６２５を受けたコンペアタイマＢ６２２のビーコンカウンタ８０２は、カウンタリセット信号８０９を出力する。

カウンタリセット信号８０９を受信したコンペアタイマＢ６２２のカウンタ８０１はリセットされ、”０”からの計数を開始する。カウンタ８０１は発振器８２０の発生するクロックごとにカウントアップするため、コンペアタイマＢ６２２内の各比較レジスタは、カウントアップごとに各比較レジスタに設定されているオフセット値との比較を行う。前述の通り、比較レジスタａ８０４には曝射トリガオフセット９０１に相当する計数値が設定されている。そのため、比較レジスタａ８０４はカウンタ８０１の計数値が曝射トリガオフセット９０１の計数値に合致したらワンショットパルス出力を出力する。

比較レジスタａ８０４から出力されたワンショットパルス出力により、その他の比較レジスタからの出力にかかわらずＯＲゲート８０７から信号が出力される。さらに、本実施形態では、トリガ有効レジスタ８０３が「トリガ出力可」に設定されているため、ＡＮＤゲート８０８を通り、曝射トリガ信号６４１がコンペアタイマＢ６２２から出力される。

出力された曝射トリガ信号６４１は有線経由でＸ線生成ユニット６３０の高電圧生成部７３１へ送信され、Ｘ線管６３１から放射線が照射される。

つづいて、センサユニット６１０の動作を説明する。ビーコン信号９０４を受信した無線通信部Ａ６１１は、受信した信号がビーコン信号９０４であることを確認した直後にコンペアタイマＡ６１２に対して、コンペアタイマＡリセット信号６１５を出力する。コンペアタイマＡリセット信号６１５を受けたコンペアタイマＡ６１２のビーコンカウンタ８０２は、カウンタリセット信号８０９を出力する。

カウンタリセット信号８０９を受信したコンペアタイマＡ６１２のカウンタ８０１はリセットされ、”０”からの計数を開始する。カウンタ８０１は発振器８２０の発生するクロックごとにカウントアップするため、コンペアタイマＡ６１２内の各比較レジスタは、カウントアップごとに各比較レジスタに設定されているオフセット値との比較を行う。ここでは前述の通り、比較レジスタａ８０４に読出トリガオフセットａ９０２に相当する計数値が設定されている。また、比較レジスタｂ８０５に読出トリガオフセットｂ９０３に相当する計数値が設定されている。このため、比較レジスタａ８０４はカウンタ８０１の計数値が読出トリガオフセットａ９０２に相当する計数値と合致したらワンショットパルス出力を出力する。

比較レジスタａ８０４から出力されたワンショットパルス出力により、その他の比較レジスタからの出力にかかわらずＯＲゲート８０７から信号が出力される。さらに、本実施形態では、トリガ有効レジスタ８０３がトリガ出力許可に設定されているため、ＡＮＤゲート８０８を通り、１回目のセンサ読出トリガ信号７１６がコンペアタイマＡ６１２からセンサフロントエンド７１２へ送信される。センサ読出トリガ信号７１６を受信したセンサフロントエンド７１２は、Ｘ線センサ７１１の読み出しを開始する。ここで読み出されるのは、例えば放射線照射時の画像である。

さらにカウンタ８０１がカウントアップしてカウンタ８０１の計数値が読出トリガオフセットｂ９０３に相当する計数値と合致したら、比較レジスタｂ８０５はワンショットパルス出力を出力する。先程と同様にして、センサフロントエンド７１２は、Ｘ線センサ７１１の読み出しを開始する。ここで読み出されるのは、例えば放射線非照射時の画像である。

以上の動作がフレーム周期９００に同期させたビーコンの発信によって繰り返される。これにより、センサユニット６１０内のコンペアタイマＡ６１２と画像処理ユニット６２０内のコンペアタイマＢ６２２とのタイミング同期をフレーム周期９００ごとに実施できる。その結果、両ユニット６１０、６２０の同期の誤差を軽減することができる。

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、フレーム周期に同期させたビーコン信号によって、ワイヤレス接続されたセンサユニットと画像処理ユニットとの間のタイミング同期を行う手法について述べた。第２の実施形態では、フレーム周期を変化させながら透視を行う血管造影等の手技を行う際の本発明の適用形態について述べる。

本実施形態の概要を説明するために、第１のフレーム周期から第２のフレーム周期へ変更される場合を考える。第１のフレーム周期で使用される第１のセンサ読出トリガオフセットと第１の曝射トリガオフセットとで透視が行われているとする。ここで、第２のフレーム周期で使用される第２のセンサ読出トリガオフセットと第２の曝射トリガオフセットとを、あらかじめセンサユニット６１０と画像処理ユニット６２０とに保存しておく。そして、ビーコン信号の発信に応じて、第２のフレーム周期に切り替える。

本実施形態の構成を図１０、１１を用いて説明する。図１０は、本発明の第２の実施形態に係るシステムブロック図の一例を説明する図である。図１０において、第１の実施形態で説明した図７との共通部分は同じ参照番号を付し、説明を省略する。

画像処理ユニットは、図７の構成に加えて、Ｉ／Ｏコントローラ１０２０、表示制御部１０２１、入力機器１０２２、およびディスプレイ１０２３をさらに備える。Ｉ／Ｏコントローラ１０２０は、ユーザにパラメータ設定や作業選択などのためのユーザインターフェースを提供する。表示制御部１０２１は、ユーザが透視システムを操作するためのグラフィカルユーザインターフェースを生成する。入力機器１０２２は、ユーザが直接操作するキーボードやタッチパネルやマウスなどである。ディスプレイ１０２３は、グラフィカルユーザインターフェースを表示する。

図１１は、本発明の第２の実施形態に係るコンペアタイマの内部ブロック図の一例を説明する図である。第１の実施形態で説明した図８との共通部分は同じ参照番号を付し、説明を省略する。

コンペアタイマ８００は、図８の構成要素に加えて、比較レジスタｃ１１００、比較レジスタｄ１１０１、各比較レジスタ内のフラグ（ＯＥ）１１０２〜１１０６をさらに備える。フラグ１１０２〜１１０６は、比較レジスタからのワンショットパルス出力可否を制御する。フラグが「出力可」に設定されているときは、ワンショットパルス出力を出力することが可能である。フラグが「出力不可」に設定されているときは、たとえその比較レジスタの計数値がカウント値と合致しても、ワンショットパルス出力は出力されない。

続いて、図１２を用いて本実施形態におけるタイミングシーケンスを説明する。本発明の第２の実施形態に係るタイミングシーケンス図の一例を説明する図である。第１の実施形態で説明した図９との共通部分は同じ参照番号を付し、説明を省略する。

本実施形態における透視では、まずフレーム周期ａ１２０１ごとにＸ線曝射を行い、センサユニット６１０で得られた電界強度分布情報の読み出しを実施する。その後、途中からフレーム周期ｂ１２０２にフレームレートを切り替える。変更されたフレーム周期に対応するように、曝射トリガオフセット及び読出トリガオフセットの値も変更される。フレーム周期ａ１２０１の透視では、曝射トリガオフセットａ１２０３、読出トリガオフセットａ１２０４、および読出トリガオフセットｂ１２０５が用いられる。フレーム周期ｂ１２０２の透視では、曝射トリガオフセットｂ１２０６、読出トリガオフセットｃ１２０７、および読出トリガオフセットｄ１２０８が用いられる。

図１３を用いて本発明を適用したＸ線透視システムの起動時からフレームレート変更までの、画像処理ユニット６２０とセンサユニット６１０との処理を説明する。図１３は、本発明の第２の実施形態に係るフレームレート切換フローチャートの一例を説明する図である。このフローチャートはＣＰＵ７１３、７２１がそれぞれのメモリ７１４、７２２に読み込まれたプログラムを実行することで処理される。

ステップ１３００で、画像処理ユニット６２０を起動し、初期化処理を行う。ステップ１３５０で、センサユニット６１０を起動し、初期化処理を行う。

その後、ステップ１３０１で、画像処理ユニット６２０内のコンペアタイマＢ６２２に設けられたトリガ有効レジスタ８０３に「トリガ出力不可」を設定する。ステップ１３５１で、センサユニット６１０内のコンペアタイマＡ６１２に設けられたトリガ有効レジスタ８０３に「トリガ出力不可」を設定する。これらの設定によって各コンペアタイマ８００からのトリガ信号８２３の出力は禁止される。

ステップ１３０２で、無線通信部Ｂ６２１を初期化する。ステップ１３５２で、無線通信部Ａ６１１を初期化する。これらの処理により、無線通信部Ｂ６２１をＡＰ又はＰＮＣとする無線リンク６４０が確立される。このときはまだ無線リンク６４０のために用いるビーコン間隔を規定する必要がないため、無線通信規格で適当な周期を用いる。

ここまでの準備が完了したら、ステップ１３０３で、画像処理ユニット６２０は、表示制御部１０２１を介してディスプレイ１０２３にグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を表示し、ユーザからの作業内容の選択を受け付ける。ユーザは、ＧＵＩを参照しながら、入力機器１０２２を操作して、所望する作業内容の手技を選択する。

ステップ１３０４で、手技の選択が終了したかを判定する。終了しない場合（ステップ１３０４のおいて「ＮＯ」）はステップ１３０３に戻り、手技選択画面を表示し続ける。終了した場合（ステップ１３０４のおいて「ＹＥＳ」）は、ステップ１３０４に移行する。

ステップ１３０５で、入力機器１０２２から入力された手技情報はＩ／Ｏコントローラ１０２０を介してＣＰＵ７２１へと伝達される。ここで手技として「透視」が選択されたかどうかを判定する。選択された場合（ステップ１３０５において「ＹＥＳ」）、ステップ１３０６に移行する。「透視」が選択されない場合（ステップ１３０５において「ＮＯ」）はその他の手技を行うが、その他の手技は本発明の範囲外であるため記載しない。

ステップ１３０６で、ＣＰＵ７２１は、続けて透視時に適用するフレームレートや管電流、管電圧等の透視パラメータ設定をユーザに促すためのＧＵＩをディスプレイ１０２３に表示しユーザ入力を受け付ける。

第１の実施形態で示したように、ユーザ設定されるフレームレートから定まるフレーム周期をビーコン間隔に用いる。そこで、ＣＰＵ７２１は、設定されたフレームレートからビーコン間隔及びそれに対応する曝射トリガオフセットと読出トリガオフセットとに対応する計数値を算出する。画像処理ユニット６２０は、ユーザにより設定されたパラメータや算出した読出トリガオフセットに対応する計数値などのセンサユニット６１０が必要とする透視パラメータ１３２１をセンサユニット６１０に送信する。

ステップ１３０７で、タイミング生成部６２３にビーコン間隔を設定する。これにより、ビーコン信号はタイミング生成部６２３に設定したビーコン間隔で送信される。

また、フレーム周期ａ１２０１では曝射トリガオフセットａ１２０３が用いられるので、この値に相当する計数値をコンペアタイマＢ６２２の比較レジスタａ８０４に設定する。さらに、比較レジスタａのフラグ１１０２を「出力可」に設定する。その他の比較レジスタのフラグ１１０３〜１１０６は「出力不可」に設定する。

ここで、フラグが有効に設定された比較レジスタからワンショットパルス出力が出力される場合がある。しかし、ステップ１３０１でトリガ有効レジスタ８０３を「トリガ出力不可」に設定しているため、Ｘ線曝射が誤って開始されることはない。

ステップ１３５３で、センサユニット６１０は、受信した透視パラメータ１３２１に含まれる読出トリガオフセットに相当する計数値をコンペアタイマＡ６１２へ設定する。フレーム周期ａ１２０１では読出トリガオフセットａ１２０４と読出トリガオフセットｂ１２０５とが用いられるので、これらの値に相当する計数値をそれぞれコンペアタイマＡ６１２の比較レジスタａ８０４、比較レジスタｂ８０５に設定する。さらに、この比較レジスタのフラグ１１０２、１１０３を「出力可」に設定する。また、その他の比較レジスタのフラグ１１０４〜１１０６は「出力不可」に設定する。

ここで、フラグが有効に設定された比較レジスタからワンショットパルス出力が出力される場合がある。しかし、ステップ１３５１でトリガ有効レジスタ８０３を「トリガ出力不可」に設定しているため、センサ読出しが誤って開始されることはない。

以上で透視のための準備が完了したため、ステップ１３０８で、画像処理ユニット６２０はユーザからの透視開始指示を受け付ける。

ユーザからの透視開始指示により（ステップ１３０８において「ＹＥＳ」）、ステップ１３０９で、ＣＰＵ７２１はコンペアタイマＢ６２２のトリガ有効レジスタ８０３に対して「トリガ出力可」を設定する。同時に、無線通信部Ｂ６２１からセンサユニット６１０へトリガ有効要求メッセージ１３２２を送信する。ステップ１３５４で、センサユニット６１０は、トリガ有効要求メッセージ１３２２を受信したか否かを判定する。受信した場合（ステップ１３５４において「ＹＥＳ」）、ステップ１３５５でコンペアタイマＡ６１２のトリガ有効レジスタ８０３に対して「トリガ出力可」を設定する。

以上の処理を経て、ステップ１３１０で、ビーコン信号１３２３発信ごとにカウンタ８０１がリセットされ、第１の実施形態と同様に、曝射トリガオフセットａ１２０３経過後にＸ線管６３１からＸ線が照射される。また、ステップ１３５６で、ビーコン信号１３２３受信ごとにカウンタ８０１がリセットされ、第１の実施形態と同様に、読出トリガオフセットａ１２０４経過時にセンサ読出しがなされる。また、読出トリガオフセットｂ１２０５経過時にもセンサ読出しがなされる。これにより、フレーム周期ａ１２０１での透視が開始される。

次に、フレーム周期ａ１２０１による透視中にフレームレートを変更する要求が為された場合を考える。ステップ１３１１で、ユーザからフレームレートの変更命令を受けたか否かを判定する。受けた場合（ステップ１３１１で「ＹＥＳ」）はステップ１３１２に移行する。例えば、図１２で示すように、フレーム周期ａ１２０１で透視中にユーザからフレームレート変更命令１２１０を受けたとする。

図１３に戻りステップ１３１２で、フレームレート変更命令１２１０により、ＣＰＵ７２１は要求された変更後のフレームレートから、フレーム周期と、曝射トリガオフセット及び読出トリガオフセットとを算出する。フレーム周期ｂ１２０２では、曝射トリガオフセットｂ１２０６、読出トリガオフセットｃ１２０７、及び読出トリガオフセットｄ１２０８が用いられる。

ＣＰＵ７２１は、曝射トリガオフセットｂ１２０６に相当する計数値をコンペアタイマＢ６２２の比較レジスタｂ８０５に設定する。比較レジスタｂ８０５のフラグ１１０３は「出力不可」の設定のままにしておく。現時点で「出力可」に設定されているフラグを有するのは比較レジスタａ８０４だけなので、比較レジスタｂ８０５の設定後も、フレーム周期ａ１２０１に対応したＸ線曝射が継続される。

また、画像処理ユニット６２０は、フレームレート変更要求メッセージ１２１１を無線リンク６４０経由でセンサユニット６１０へ送信する。フレームレート変更要求メッセージ１２１１には、読出トリガオフセットｃ１２０７及び読出トリガオフセットｄ１２０８に相当する計数値が含まれる。図１２で示すように、フレームレート変更要求メッセージ１２１１は、例えばデータ転送の間に送信される。

図１３のステップ１３５７でセンサユニット６１０はフレームレート変更要求メッセージ１２１１を受信したか否かを判定する。受信した場合（ステップ１３５７において「ＹＥＳ」）、ステップ１３５８に移行する。

ステップ１３５８で、ＣＰＵ７１３は、読出トリガオフセットｃ１２０７、読出トリガオフセットｄ１２０８に相当する計数値をそれぞれコンペアタイマＡ６１２の比較レジスタｃ１１００、比較レジスタｄ１１０１に設定する。対応するフラグ１１０４、１１０５は「出力不可」の設定のままにしておく。現時点で「出力可」に設定されているフラグを有するのは比較レジスタａ８０４と比較レジスタｂ８０５とだけなので、この設定後も、フレーム周期ａ１２０１に対応したセンサ読み出しが継続される。

ステップ１３５９で、コンペアタイマＡ６１２の変更作業が完了したら、センサユニット６１０は、フレームレート変更確認メッセージ１２１２を画像処理ユニット６２０に対して送信する。図１２で示すとおり、フレームレート変更確認メッセージ１２１２はフレームレート変更要求メッセージ１２１１とは別のフレームで通信されることもある。

図１３のステップ１３１３で、画像処理ユニット６２０はフレームレート変更確認メッセージ１２１２を受信したか否かを判定する。受信した場合（ステップ１３１３において「ＹＥＳ」）、画像処理ユニット６２０は、画像処理ユニット６２０とセンサユニット６１０とのどちらもフレーム周期ｂ１２０２で動作できる状態にあることを判断できる。そこで、ステップ１３１４に移行して、タイミング生成部のタイミング信号発生間隔をフレーム周期ｂ１２０２に変更する。これにより、次回のタイミング信号からフレーム周期ｂ１２０２でビーコン信号が発信されるようになる。

画像処理ユニット６２０はステップ１３１５でビーコン信号１２１３を発信したかを判定する。発信した場合（ステップ１３１５において「ＹＥＳ」）、ステップ１３１６に移行する。

ステップ１３１６で、画像処理ユニット６２０は、ビーコン信号１２１３発信直後に、コンペアタイマＢ６２２の比較レジスタａ８０４のフラグ１１０２を出力不可に設定し、比較レジスタｂ８０５のフラグ１１０２に出力可を設定する。以上の処理によって、このビーコン信号１２１３発信以降は、フレーム周期ｂ１２０２でＸ線曝射が行われる。

一方、センサユニット６１０はステップ１３６０で、ビーコン信号１２１３を受信したかを判定する。発信した場合（ステップ１３６０において「ＹＥＳ」）、ステップ１３６１に移行する。

ステップ１３６１で、センサユニット６１０は、ビーコン信号１２１３受信直後に、コンペアタイマＡ６１２の比較レジスタａ８０４、比較レジスタｂ８０５のフラグを出力不可に設定する。また、比較レジスタｃ１１００、比較レジスタｄ１１０１のフラグに出力可を設定する。以上の処理によって、このビーコン信号１２１３受信以降は、フレーム周期ｂ１２０２でセンサ読み出しが行われる。

フラグの変更は曝射トリガオフセットや読出トリガオフセットと比較してきわめて短時間で処理される。そのため、ビーコン信号１２１３の発信により、両ユニットとも、フレーム周期ｂ１２０２に対応したトリガオフセットで開始することができる。なお、前述の通り、ビーコン信号１２１３が発信される前は、フレーム周期ｂ１２０２に対応するオフセット値が比較レジスタに登録されたとしても、引き続きフレーム周期ａ１２０１に対応したトリガオフセットで透視される。そのため、画像処理ユニット６２０内の比較レジスタへの登録とセンサユニット６１０内の比較レジスタへの登録とが、別々のフレームで行われていたとしてもかまわない。

本実施形態では、ユーザのフレームレート変更命令１２１０によるフレームレート変更について述べたが、フレームレート変更の要因は、予めプログラミングされ自動要求される場合であっても同様である。

ステップ１３１８で透視の終了が要求された場合や、ステップ１３１７で透視後の静止画撮影が要求された場合、ステップ１３１９に移行する。

ステップ１３１９で、画像処理ユニット６２０のＣＰＵ７２１はコンペアタイマＢ６２２のトリガ有効レジスタ８０３に対して「トリガ出力不可」を設定する。それと共に、無線通信部Ｂ６２１からセンサユニット６１０へトリガ出力を無効にするように透視終了メッセージ１３２７を送信する。

ステップ１３６２でセンサユニット６１０は、透視終了メッセージ１３２７を受信したか否かを判定する。受信した場合（ステップ１３６２において「ＹＥＳ」）、ステップ１３６３でコンペアタイマＡ６１２のトリガ有効レジスタ８０３に対して「トリガ出力不可」を設定する。

以上により、本実施形態では、フレームレートを変えながらの透視を実行する際も、ビーコン出力ごとに両コンペアタイマのタイミング同期を実施でき、両ユニット６１０、６２０の同期の誤差を軽減することができる。また、システムを停止することなく、連続的にフレーム周期の変更が可能となる。

＜第３の実施形態＞
前述までの実施形態では、フレーム周期に同期させたビーコン信号によって、ワイヤレス接続されたセンサユニットと画像処理ユニット間のタイミング同期を簡単かつ正確に行う手法について述べた。第３の実施形態では、フレームレートとビーコン間隔との同期実現のための手法について述べる。

一般的にフレーム周期とビーコン間隔とを一致させると言っても、独自の無線通信規格を定義しない限り、ビーコン間隔を自由に選択することは出来ないことがある。例えば、図４に示したとおり、ＩＥＥＥ８０２．１５．３（ＵＷＢ）規格のビーコン間隔は、５１２μｓｅｃ．から６５５３５μｓｅｃ．までの間からしか選択できない。これをフレームレートで表すと、１９５３ｆｐｓ（＝１／５１２μｓｅｃ．）から１５．２６ｆｐｓ（＝１／６５５３５μｓｅｃ．）までとなる。実際の透視は、０．１ｆｐｓから２００ｆｐｓ程度のフレームレートで透視することが一般的であるため、このままでは、１５．２６ｆｐｓよりも低速な透視に適用できない。このように、フレーム周期とビーコン間隔とを同一に出来ない場合、前述までの実施形態をそのままの形で適用できない。そこで、第３の実施形態では、このような場合に対処するための手法を説明する。

第３の実施形態においてもシステム構成は、図１０に示した構成と同一である。また、同システム構成におけるコンペアタイマのブロック図も図１１と同一である。

前述した規格値を満たすビーコン間隔とフレーム周期とを調整するため、本実施形態では、コンペアタイマ８００内のビーコンカウンタ８０２を特に利用する。ビーコンカウンタ８０２は、コンペアタイマリセット信号８２１をカウントし、所定の回数を受信したときだけカウンタリセット信号８０９でカウンタ８０１をリセットする。

図１４にＩＥＥＥ８０２．１５．３規格を用いて、１０ｆｐｓの透視を行う場合のタイミングシーケンス図を示す。図１４は、本発明の第３の実施形態に係るタイミングシーケンス図の一例を説明するための図である。前述したとおり、ＩＥＥＥ８０２．１５．３規格で設定可能な最長のビーコン間隔は、６５．５３５ｍｓである。１０ｆｐｓの透視を実施する際のフレーム周期１４００は１００ｍｓであるため、前述までの実施形態のように、フレーム周期とビーコン間隔とを一致させることはできない。そこで、ビーコン間隔１４０５を３３．３３ｍｓに設定すると共に、コンペアタイマ８００内のビーコンカウンタ８０２にカウント数として、フレーム周期をビーコン間隔で除算した結果の自然数である「３」を設定する。こうすることで、コンペアタイマリセット信号８２１を３回検知した際に、１回だけカウンタリセット信号８０９が出力される。ここで、前述の通りコンペアタイマリセット信号８２１はビーコン信号が発信するたびに出力されるため、ビーコン信号が３回発信されるたびに、１度だけコンペアタイマＡ６１２およびコンペアタイマＢ６２２のカウンタ８０１がリセットされる。従って、３３．３３ｍｓ×３＝１００ｍｓごとにカウンタ８０１はリセットされ、”０”から計数を開始する。

たとえば、ビーコン信号１４０１が発信されたときにカウンタリセット信号８０９が出力されたとする。カウンタリセット信号８０９の受信にともない、フレームが開始される。次に発信されたビーコン信号１４０２により、コンペアタイマリセット信号８２１がビーコンカウンタ８０２に出力される。しかし、ビーコンカウンタ８０２はまだ所定の回数に達していないため、カウンタリセット信号８０９を出力しない。そのため、フレームは継続される。ビーコン信号１４０３が発信された場合も同様である。ビーコン信号１４０４が発信されると、今度はビーコンカウンタ８０２がカウンタリセット信号８０９を出力し、新たなフレームが開始される。

図１５を用いて、所定の回数のビーコン発生時にコンペアタイマ８００のカウンタ８０１のリセットを行う場合の処理を説明する。本発明の第３の実施形態に係るフレームレート切換フローチャートの一例を説明する図である。図１５において、図１３と同一の処理は説明を省略し、異なる処理だけを参照番号を付して説明する。

ステップ１５０１およびステップ１５５１では、前述の通り、ビーコン信号を所定の回数だけ受信するたびに両ユニットのコンペアタイマ８００のカウンタ８０１がリセットされる。

ステップ１５０２およびステップ１５５２では、カウンタ８０１がリセットされたか否かを判定して変更後のフレーム周期にあわせた設定値に変更する。ビーコン信号の受信でフレーム周期変更のタイミングを判断すると、フレームの途中にもかかわらず、設定値が変更されてしまう恐れがあるためである。

以上より、本実施形態によれば、ビーコン間隔を長くできない無線通信規格の場合にも、フレームごとに両コンペアタイマのタイミング同期を実施でき、両ユニット６１０、６２０の同期の誤差を軽減することができる。

＜第４の実施形態＞
第３の実施形態では、無線通信規格で定められたビーコン間隔よりも長い値にフレーム周期を設定したい際に、本発明を適用する手法について述べた。第４の実施形態では、ビーコン間隔よりも短い値にフレーム周期を設定したい際の手法について述べる。

ＩＥＥＥ８０２．１１（無線ＬＡＮ）規格のビーコン間隔は、ｍｓオーダで１ｍｓから数十秒程度の間隔まで選択できる。しかしながら、どのような無線通信規格においてもビーコン間隔を短くすると、通信にしめるビーコン送信時間が増加し、実際のデータ通信に利用できる期間が短くなる。そのため、同期精度は高まるものの伝送速度に対するペナルティが増加するという問題がある。

このような問題に対処するため、本実施形態では、１回のビーコン間隔中に複数回の曝射を行う手法について説明する。第４の実施形態においてもシステム構成は、図１０に示した構成と同一である。又、同システム構成におけるコンペアタイマ８００のブロック図も図１１と同一である。

図１６を用いて１回のビーコン間隔内に複数の曝射を行う場合のタイミングシーケンス図を示す。本発明の第４の実施形態に係るタイミングシーケンス図の一例を説明する図である。本実施形態では、１回のビーコン信号発生の間に２回の曝射を行う透視を説明する。しかし、２回以上の曝射を行う場合であっても同様に本発明を適用可能である。

本発明におけるコンペアタイマ８００には、前記したような１回のビーコン間隔中に複数回の曝射を実現するために、複数の比較レジスタを設けてある。ここで、コンペアタイマＢ６２２には、比較レジスタａ８０４に曝射トリガオフセット１６０１に相当する計数値を設定する。また、比較レジスタｂ８０５には曝射トリガオフセット１６０１にフレーム周期１６００を加えた値１６０２に相当する計数値を設定する。１回のビーコン間隔の間に３個以上のフレームを含めたい場合は、フレーム周期１６００に自然数を乗算した値を曝射トリガオフセット１６０１に加算する。

同様にコンペアタイマＡ６１２の比較レジスタａ８０４及び比較レジスタｂ８０５には、それぞれ読出トリガオフセットａ１６０３と読出トリガオフセットｂ１６０４に相当する計数値を設定する。そして、比較レジスタｃ１１００には、読出トリガオフセットａ１６０３にフレーム周期１６００を加えた値に相当する計数値を設定する。また、比較レジスタｄ１１０１には、読出トリガオフセットｂ１６０４にフレーム周期１６００を加えた値に相当する計数値を設定する。

以上の設定を行うことによって、単一のビーコン信号に同期した２回のフレームを実行できる。

また、本実施形態におけるフレームレート変更処理は、第２の実施形態で説明した内容と同様である。従って、本実施形態を用いた場合、フレームレート変更は、１ビーコン間隔に同期づけられた複数フレーム透視が終了した際に適用される。このため、フレームレート変更までのタイムロスが発生するが、本実施形態で述べたケースで適用されるビーコン間隔は通常１秒以内であるため、大きな問題とはならない。

以上より、本実施形態では、本発明を適用して画像処理ユニット６２０とセンサユニット６１０とのビーコンごとの同期を実現しながら、データ転送に利用できる時間を増やすことが出来る。

＜第５の実施形態＞
上記までの実施形態では、無線Ｘ線透視システムにおいて、センサユニットと画像処理ユニットとの間でビーコン信号をフレームレートに合致することで、ビーコン信号ごとに両ユニット間のタイミング同期を実現する手法について述べた。しかしながら、ビーコン発信時の多量のデータ通信の実行などにより、ＡＰ又はＰＮＣは一定のビーコン間隔でビーコン信号の発信が出来ないこともある。

この場合、フレームごとの同期は可能なものの一定のフレームレートが確保できず、フレームごとにジッタが発生してしまう。このような問題に対処するためにＴＤＭＡ方式による時間管理が可能なＩＥＥＥ８０２．１５．３規格を使用することも考えうる。しかし、ＩＥＥＥ８０２．１１等のＣＳＭＡ／ＣＡ方式によるベストエフォート型の調停を用いる無線通信規格を用いる必要がある場合もある。第５の実施形態では、このようなＣＳＭＡ／ＣＡ方式等のベストエフォート型の無線通信で、本発明を適用しつつ、正確なフレームレートを確保する手法について説明する。

図１８を用いて本実施形態の構成を説明する。本発明の第５の実施形態に係るシステムブロック図の一例を説明する図である。図１８において、図１０との共通部分は同じ参照番号を付し、説明を省略する。

コンペアタイマＢ６２２は無線通信部Ｂ６２１に対してデータ転送の中止を要求する転送中止要求信号ｂ１８２０を送信する。これにより、データ転送が中止される。また、コンペアタイマＡ６１２も無線通信部Ａ６１１に対してデータ転送の中止を要求する転送中止要求信号ａ１８１０を送信する。

図１９を用いて本実施形態におけるコンペアタイマ８００の内部構成を説明する。図１１との共通部分は同じ参照番号を付し、説明を省略する。比較レジスタｎ８０６は転送中止トリガ信号１９００をワンショットパルス出力として出力する。

図１７を用いて本実施例におけるタイミングシーケンス図を説明する。図１７は本実施形態に係るタイミングシーケンス図の一例である。タイミングシーケンスは図９で説明した第１の実施形態と同様であるため、相違点を中心に説明する。

本実施形態における透視では、第１の実施形態と同じく、フレーム周期１７００に一致したビーコン信号毎にコンペアタイマ８００のカウンタ８０１のリセットを行い、そこからのオフセット時間でＸ線曝射やセンサ読み出しタイミングを制御する。

ここで、両コンペアタイマ８００内の比較レジスタｎ８０６には転送中止オフセット１７０３に相当する計数値を設定する。転送中止オフセット１７０３は、フレーム周期１７００から、無線通信部Ｂ６２１及び無線通信部Ａ６１１が実施中の無線通信を中止するのに必要十分な時間を差し引いた値である。この設定を行うことで、両無線通信部６１１、６１２は、次のビーコン信号１７０１が発信される直前に転送中止トリガ信号１９００をコンペアタイマ８００から受信する。転送中止トリガ信号１９００を受信した無線通信部は、無線通信中であれば直ちに通信を停止し、ビーコン信号１７０１の発信に備える。

以上により、本実施形態では、ビーコン信号発信時に他の無線通信が行われることによる透視時のジッタ発生を防止し、本発明によるタイミング同期を所望のフレーム周期で実行することが出来る。

＜第６の実施形態＞
前述までの実施形態では、Ｘ線生成ユニット６３０を含む画像処理ユニット６２０内の無線通信部Ｂ６２１にＡＰ又はＰＮＣの機能を持たせ、無線通信部Ｂ６２１からビーコン信号をフレーム周期に同期させて発信していた。しかしながら、本発明で述べるところのＡＰ又はＰＮＣ機能は、画像処理ユニット内の無線通信部に必須の機能ではなく、センサユニット内の無線通信部又は、全く別ユニットの無線通信装置の中に存在してもよい。

本実施形態では、センサユニット６１０の無線通信部にＡＰ又はＰＮＣ機能を持たせ、センサユニット６１０の状況に応じてビーコン信号の発信可否を判断する手法について説明する。

図２０を用いて本実施形態における構成図を説明する。図２０は本実施形態の構成図の一例を説明するための図である。図１０との共通部分は同一の参照番号を付し、説明を省略する。

本実施形態では、タイミング生成部２０１０はセンサユニット６１０内にあり、無線通信部Ａ６１１にタイミング信号２０１１を出力する。タイミング信号２０１１を受信して、無線通信部Ａ６１１はビーコン信号を発信する。すなわち、本実施形態では、センサユニット６１０が、ＡＰ又はＰＮＣの役割を果たす。

図２１を用いて本実施形態で透視を行う際の処理フローを説明する。図２１は本実施形態に係るフローチャートの一例を説明する図である。図２１において、図１３と同一の処理は説明を省略し、異なる処理だけを参照番号を付して説明する。

ＡＰ又はＰＮＣはセンサユニット６１０に含まれるため、ステップ２１５０のビーコン間隔の変更はセンサユニット６１０で実施される。

ステップ２１５１で、ビーコン信号を発信する前に、センサユニット６１０のＣＰＵ７１３は、センサフロントエンド７１２がＸ線センサ７１１の読み出し中か否かを判定する。ラインバッファを利用してセンサ読み出しを行い、ライン単位で読み出しデータを無線通信で送信するような場合に、電波状態や外乱の発生によって無線通信が妨害され、エラーが発生し、再送などに要する時間等によってセンサ読み出し時間の延長が引き起こされる。このような場合はセンサ読出しが完了するまで次回のＸ線曝射を延期する必要がある。そこで、読み出しが完了したか否かの判定をビーコン発信前に行う。読み出しが未完了の場合には、ビーコン信号の発信を遅らせることで、次の曝射が開始され読み出しデータが破壊されるのを防止することが出来る。

読み出し状態検査の結果、センサ読み出し中で無ければ、ステップ２１５２で、ビーコン間隔を経過したか否かを判定する。ビーコン間隔を経過した場合、次のステップへ移行する。以降の処理は図１２での説明と同様である。

フレームレート変更時にもステップ２１５２とステップ２１５３とで同様の処理を行う。

以上により、本実施形態では、センサユニット６１０にＡＰ又はＰＮＣの役割を持たしても、両ユニット６１０、６２０の同期の誤差を軽減することができる。

［その他の実施形態］
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機など）に適用してもよい。

また、本発明の目的は、前述した機能を実現するコンピュータプログラムのコードを記録した記憶媒体を、システムに供給し、そのシステムがコンピュータプログラムのコードを読み出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたコンピュータプログラムのコード自体が前述した実施形態の機能を実現し、そのコンピュータプログラムのコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成する。また、そのプログラムのコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した機能が実現される場合も含まれる。

さらに、以下の形態で実現しても構わない。すなわち、記憶媒体から読み出されたコンピュータプログラムコードを、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込む。そして、そのコンピュータプログラムのコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行って、前述した機能が実現される場合も含まれる。

本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するコンピュータプログラムのコードが格納されることになる。

センサユニットが分離したＸ線撮影システムの一例を説明する図である。 ＣＭＯＳセンサ使用時の曝射と読み出しのタイミングチャートの一例である。 ＬＡＮＭＩＴセンサ使用時の曝射と読み出しのタイミングチャートの一例である。 ＩＥＥＥ８０２．１５．３規格のスーパーフレーム構成図の一例である。 ワイヤレスＸ線撮影システムのシステム図の一例である。 本発明の第１の実施形態の概要を説明するためのシステムブロック図の一例である。 本発明の第１の実施形態に係るシステムブロック図の一例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係るコンペアタイマの内部ブロック図の一例を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係るタイミングシーケンス図の一例を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係るシステムブロック図の一例を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係るコンペアタイマの内部ブロック図の一例を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係るタイミングシーケンス図の一例を説明する図である。 本発明の第２の実施形態に係るフレームレート切換フローチャートの一例を説明する図である。 本発明の第３の実施形態に係るタイミングシーケンス図の一例を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係るフレームレート切換フローチャートの一例を説明する図である。 本発明の第４の実施形態に係るタイミングシーケンス図の一例を説明する図である。 本発明の第６の実施形態に係るタイミングシーケンス図の一例を説明する図である。 本発明の第５の実施形態に係るシステムブロック図の一例を説明する図である。 本発明の第５の実施形態に係るコンペアタイマの内部ブロック図である。 本発明の第６の実施形態に係るシステムブロック図の一例を説明する図である。 本発明の第６の実施形態に係るフローチャートの一例を説明する図である。

符号の説明

１１０ センサユニット
１２０ 画像処理ユニット
１２１ タイミング生成器
１３０ Ｘ線生成ユニット
１３１ Ｘ線管
１３２ コリメータ

Claims (11)

1. 透視撮影のフレーム単位にＸ線の曝射を行うＸ線生成ユニットと、
   曝射された前記Ｘ線を電荷分布情報に変換し画像データとして出力するセンサを含むセンサユニットと、
   前記Ｘ線生成ユニットの前記曝射を指示し、前記センサユニットから前記画像データを受信する画像処理ユニットと
   を備え、
   前記センサユニットと前記画像処理ユニットとは無線リンクで通信し、
   前記センサユニットは、
   前記無線リンクで通信されるビーコン信号に応じてリセットされ計数を再開する第１のカウンタと、
   フレームの開始から前記画像データの読出しを開始するまでの時間を規定する読出トリガオフセットに対応する計数値を保存する手段とを備え、
   前記第１のカウンタの計数値が保存された前記読出トリガオフセットに対応する計数値に合致した場合に前記読出しを開始し、読み出された前記画像データを前記無線リンクを介して前記画像処理ユニットに転送し、
   前記画像処理ユニットは、
   前記無線リンクの前記ビーコン信号に応じてリセットされ計数を再開する第２のカウンタと、
   フレームの開始から前記曝射を開始するまでの時間を規定する曝射トリガオフセットに対応する計数値を保存する手段とを備え、
   前記第２のカウンタの計数値が保存された前記曝射トリガオフセットに対応する計数値に合致した場合に前記Ｘ線生成ユニットに前記曝射を開始させる
   ことを特徴とするワイヤレスＸ線透視システム。
2. 前記ビーコン信号の通信間隔を前記フレームの周期であるフレーム周期に一致させたことを特徴とする請求項１に記載のワイヤレスＸ線透視システム。
3. 前記ビーコン信号の通信間隔を前記フレームの周期であるフレーム周期を所定の自然数で除算した値に一致させ、
   前記ビーコンが前記自然数の回数だけ発信するごとに前記第１のカウンタと前記第２のカウンタとがリセットされ計数を再開する
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤレスＸ線透視システム。
4. 前記ビーコン信号の通信間隔を前記フレームの周期であるフレーム周期に所定の自然数を乗算した値に一致させ、
   前記センサユニットは、前記第１のカウンタの計数値が前記読出トリガオフセットに対応する計数値に合致した後も、前記ビーコン信号の通信間隔の間は、該第１のカウンタの計数値が前記フレーム周期に対応する計数値を計数するごとに前記読出しを開始し、
   前記画像処理ユニットは、前記第２のカウンタの計数値が前記曝射トリガオフセットに対応する計数値に合致した後も、前記ビーコン信号の通信間隔の間は、該第２のカウンタの計数値が前記フレーム周期に対応する計数値を計数するごとに前記曝射を開始する
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤレスＸ線透視システム。
5. 透視撮影の間に前記フレーム周期を第１のフレーム周期から第２のフレーム周期に変更する場合に、
   前記センサ読出トリガオフセットを保存する手段は、前記第１のフレーム周期で使用される第１のセンサ読出トリガオフセットと前記第２のフレーム周期で使用される第２のセンサ読出トリガオフセットとを保存し、
   前記曝射トリガオフセットを保存する手段は、前記第１のフレーム周期で使用される第１の曝射トリガオフセットと前記第２のフレーム周期で使用される第２の曝射トリガオフセットとを保存し、
   前記センサユニット又は前記画像処理ユニットが前記ビーコン信号の通信間隔を前記第２のフレーム周期に変更し、
   前記通信間隔の変更に通信されたビーコン信号に応じて、前記センサユニットは前記第１のセンサ読出トリガオフセットを前記第２のセンサ読出トリガオフセットに切り替え、前記画像処理ユニットは前記第１の曝射トリガオフセットを前記第２の曝射トリガオフセットに切り替える
   ことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のワイヤレスＸ線透視システム。
6. 前記フレームの開始から前記無線リンクにおけるデータ転送を中止させるまでの時間を規定する転送中止オフセットに対応する計数値に、前記第１のカウンタ又は前記第２のカウンタの計数値が合致した場合に、前記無線リンクにおけるデータ転送が、前記ビーコン信号を新たに通信するまで中止されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のワイヤレスＸ線透視システム。
7. 前記画像処理ユニットは、前記ビーコン信号を発信する無線通信手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のワイヤレスＸ線透視システム。
8. 前記センサユニットは、前記ビーコン信号を発信する無線通信手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のワイヤレスＸ線透視システム。
9. 前記無線リンクで用いられるプロトコルがＣＳＭＡ／ＣＡ方式であることを特徴とする請求項１乃至請求項８に記載のワイヤレスＸ線透視システム。
10. 透視撮影のフレーム単位にＸ線の曝射を行うＸ線生成ユニットと、
    曝射された前記Ｘ線を電荷分布情報に変換し画像データとして出力するセンサを含むセンサユニットと、
    前記Ｘ線生成ユニットの前記曝射を指示し、前記センサユニットから前記画像データを受信する画像処理ユニットと
    を備え、
    前記センサユニットと前記画像処理ユニットとは無線リンクで通信するワイヤレスＸ線透視システムにおいて、
    前記センサユニットは、
    前記無線リンクで通信されるビーコン信号に応じてリセットされ計数を再開する第１のカウンタとフレームの開始から読出しを開始するまでの時間を規定する読出トリガオフセットに対応する計数値を保存する手段とを備え、
    前記第１のカウンタの計数値が保存された前記読出トリガオフセットに対応する計数値に合致した場合に前記読出しを開始し、読み出された前記画像データを前記無線リンクを介して前記画像処理ユニットに転送し、
    前記画像処理ユニットは、
    前記無線リンクで通信される前記ビーコン信号に応じてリセットされ計数を再開する第２のカウンタと、フレームの開始から前記曝射を開始するまでの時間を規定する曝射トリガオフセットに対応する計数値を保存する手段とを備え、
    前記第２のカウンタの計数値が保存された前記曝射トリガオフセットに対応する計数値に合致した場合に前記Ｘ線生成ユニットに前記曝射を開始させる
    ことを特徴とするワイヤレスＸ線透視システムにおけるユニット間の同期方法。
11. コンピュータを請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のワイヤレスＸ線透視システムとして機能させるためのコンピュータプログラム。

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