(57)【要約】【課題】放射線撮像装置に入射する放射線量を、より高い精度で検出する技術を提供する。【解決手段】放射線画像を取得するために撮像領域に配された複数の第１の画素と、入射する放射線量を放射線の照射中に取得するための第２の画素と、複数の第１の画素及び第２の画素を制御する制御部と、を含み、制御部は、複数の第１の画素に放射線量に応じた電荷を蓄積させるとともに、放射線の照射前に放射線の照射情報に基づいて決定した放射線の検出周期で第２の画素を動作させながら、入射した放射線量を検出周期ごとに取得し、検出周期で動作する第２の画素が出力するノイズのノイズ量に従って、取得した放射線量を補正し、補正後の放射線量の累計値に基づいて放射線の照射を停止させ、放射線の照射後に、複数の第１の画素に蓄積された電荷を読み出す。【選択図】図１
2020038228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線画像を取得するために撮像領域に配された複数の第１の画素と、
入射する放射線量を放射線の照射中に取得するための第２の画素と、
前記複数の第１の画素及び前記第２の画素を制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、
前記複数の第１の画素に放射線量に応じた電荷を蓄積させるとともに、
放射線の照射前に放射線の照射情報に基づいて決定した放射線の検出周期で前記第２の画素を動作させながら、入射した放射線量を前記検出周期ごとに取得し、
前記検出周期で動作する前記第２の画素が出力するノイズのノイズ量に従って、取得した放射線量を補正し、
補正後の放射線量の累計値に基づいて放射線の照射を停止させ、
放射線の照射後に、前記複数の第１の画素に蓄積された電荷を読み出す
ことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
前記照射情報が、放射線の照射時間の情報を含み、
前記制御部が、前記照射時間に基づいて前記検出周期を決定することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項３】
前記制御部が、前記照射時間を所定の回数で分割することによって前記検出周期を算出することを特徴とする請求項２に記載の放射線撮像装置。
【請求項４】
前記制御部が、照射時間と検出周期との関係を示すルックアップテーブルに基づいて前記検出周期を決定することを特徴とする請求項２に記載の放射線撮像装置。
【請求項５】
前記第２の画素が、入射する放射線量を放射線の照射中に取得するための検出素子を含み、
前記照射情報が、前記放射線撮像装置に照射される放射線の照射量に関わる情報を含み、
前記制御部が、前記照射量に関わる情報に従って所定の期間に前記検出素子に入射する放射線の推定放射線量を決定し、前記推定放射線量に基づいて前記検出周期を決定することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項６】
前記放射線撮像装置は、撮像条件を記録した記録部を更に含み、
前記制御部が、前記照射情報と前記撮像条件とを比較し、前記照射情報を含む前記撮像条件に基づいて前記検出周期を決定することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項７】
前記照射情報が、前記複数の第１の画素のうち、前記放射線画像の１つの画素を形成するための第１の画素の数の情報を含み、
前記制御部が、前記第１の画素の数に基づいて前記検出周期を決定することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項８】
前記制御部が、放射線が照射される前に、前記照射情報に基づいて決定した前記検出周期で前記第２の画素を動作させ、前記第２の画素から出力された信号値を前記ノイズ量として用いることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項９】
前記制御部が、前記検出周期で前記第２の画素から出力された前記信号値を複数取得し、取得した複数の前記信号値の平均値を前記ノイズ量として用いることを特徴とする請求項８に記載の放射線撮像装置。
【請求項１０】
前記放射線撮像装置は、放射線の照射をせずに前記第２の画素を複数の検出周期で動作させた際に前記第２の画素から出力された各信号値が記録されたノイズ量記録部を更に含み、
前記制御部が、前記照射情報に基づいて決定した前記検出周期に応じて、前記各信号値を用いて前記ノイズ量を決定することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１１】
前記放射線撮像装置は、前記制御部が前記検出周期と前記ノイズ量との少なくとも一方を決定できない場合、放射線の照射を行わないことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１２】
前記照射情報が、前記第２の画素に入射する放射線の目標放射線量を含み、
前記制御部は、前記累計値が前記目標放射線量に達した場合、又は、前記目標放射線量に達すると予想した場合、前記放射線撮像装置に放射線を照射する放射線源に、放射線の照射を停止させるための停止判定信号を出力することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１３】
前記照射情報が、放射線の照射時間の上限を含み、
前記制御部は、前記累計値が前記目標放射線量に達する前、又は、前記目標放射線量に達すると予想する前に放射線の照射時間が前記上限に達した場合、前記放射線源に、放射線の照射を停止させるための停止判定信号を出力することを特徴とする請求項１２に記載の放射線撮像装置。
【請求項１４】
前記検出周期が、放射線の照射中、一定の周期であることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１５】
前記複数の第１の画素が、放射線画像を取得するために撮像領域に配された複数の変換素子を含み、
前記第２の画素が前記撮像領域に配されていることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５の何れか１項に記載の放射線撮像装置と、
前記放射線撮像装置からの信号を処理する信号処理部と、を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
【請求項１７】
放射線画像を取得するために撮像領域に配された複数の第１の画素と、
入射する放射線の線量を放射線の照射中に取得するための第２の画素と、を含む放射線撮像装置の制御方法であって、
前記複数の第１の画素に放射線量に応じた電荷を蓄積させる工程と、
放射線の照射前に放射線の照射情報に基づいて決定した放射線の検出周期で前記第２の画素を動作させながら、入射した放射線量を前記検出周期ごとに取得する工程と、
前記検出周期で動作する前記第２の画素が出力するノイズのノイズ量に従って、取得した線量を補正する工程と、
補正後の放射線量の累計値に基づいて放射線の照射を停止させる工程と、
放射線の照射後に、前記複数の第１の画素に蓄積された電荷を読み出す工程と、
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮像装置、放射線撮像システム、放射線撮像装置の制御方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線を電荷に変換する変換素子と薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチ素子とを組み合わせた画素が２次元アレイ状に配された画素アレイを含む放射線撮像装置が、広く利用されている。こうした放射線撮像装置において、自動露出制御（ＡＥＣ）機能が知られている。ＡＥＣ機能は、放射線の照射中、放射線撮像装置に入射する放射線量の検出を行う。特許文献１には、放射線の照射中、入射する放射線量に応じて検出周期を変化させることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２１９２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
放射線撮像装置に入射する放射線量が少ない場合、入射した放射線から変換される信号量も減少する。信号量の減少によって、放射線量検出のＳＮ比が低下し、放射線量を検出するための画素から出力されるノイズの影響が大きくなる可能性がある。特許文献１は、放射線量を検出するための画素から出力されるノイズの影響について開示していない。
【０００５】
本発明は、放射線撮像装置に入射する放射線量を、より高い精度で検出する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題に鑑みて、本発明の一部の実施形態に係る放射線撮像装置は、放射線画像を取得するために撮像領域に配された複数の第１の画素と、入射する放射線量を放射線の照射中に取得するための第２の画素と、複数の第１の画素及び第２の画素を制御する制御部と、を含み、制御部は、複数の第１の画素に放射線量に応じた電荷を蓄積させるとともに、放射線の照射前に放射線の照射情報に基づいて決定した放射線の検出周期で第２の画素を動作させながら、入射した放射線量を検出周期ごとに取得し、検出周期で動作する第２の画素が出力するノイズのノイズ量に従って、取得した放射線量を補正し、補正後の放射線量の累計値に基づいて放射線の照射を停止させ、放射線の照射後に、複数の第１の画素に蓄積された電荷を読み出すことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記手段により、放射線撮像装置に入射する放射線量を、より高い精度で検出する技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る放射線撮像装置を用いたシステムの構成を示すブロック図。
【図２】図１の放射線撮像装置の回路図。
【図３】図１の放射線撮像装置の画素の平面図及び断面図。
【図４】図１の放射線撮像装置を用いたシステムのフローチャートを示す図。
【図５】図１の放射線撮像装置を用いたシステムのタイミングチャートを示す図。
【図６】図５のタイミングチャートの変形例を示す図。
【図７】図４のフローチャートの変形例を示す図。
【図８】本発明に係る放射線撮像装置を用いた放射線撮像システムの構成例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る放射線撮像装置の具体的な実施形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明及び図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。なお、本発明における放射線には、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギーを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども含みうる。
【００１０】
第１の実施形態
図１〜６を参照して、本発明の一部の実施形態による放射線撮像装置について説明する。図１（ａ）に、本発明の第１の実施形態における放射線撮像装置２００の構成例を示す。放射線撮像装置２００は、検出部２２３、信号処理部２２４、制御部２２５、電源回路２２６を含む。制御部２２５は、検出部２２３、信号処理部２２４及び電源回路２２６のそれぞれに制御信号を供給し、放射線撮像装置２００の各構成要素を制御する。検出部２２３は、支持基板１００、画素アレイ２２８、駆動回路２２１、読出回路２２２を含む。画素アレイ２２８は支持基板１００上に配される。画素アレイ２２８は、支持基板１００の上の撮像領域に配され、放射線画像を取得するための複数の変換素子を含む複数の第１の画素と、入射する放射線量の総量を放射線の照射中に取得するための検出素子を含む第２の画素とを含む。駆動回路２２１は、画素アレイ２２８を駆動する。読出回路２２２は、画素アレイ２２８の各変換素子及び検出素子に入射した放射線によって生成された信号を電気信号として読み出す。信号処理部２２４は、読出回路２２２から読み出された検出素子の電気信号を制御部２２５に転送する。制御部２２５は、この検出素子からの電気信号に応じて、検出部２２３での放射線のサンプリング動作や、放射線源２２７の放射線の照射を制御するための信号を出力する。また、信号処理部２２４は、制御部２２５から供給される制御信号に応じて、読出回路２２２から読み出された電気信号を放射線撮像装置２００の外部に配された画像処理部（不図示）に供給する。電気信号の供給を受けた画像処理部（不図示）は、電気信号から画像を生成しディスプレイ（不図示）などに出力してもよい。これによって、放射線撮像装置２００のユーザーは、撮像した放射線画像を観察することができる。また、電気信号の画像化処理は、信号処理部２２４で行ってもよい。電源回路２２６は、放射線撮像装置２００の各構成要素にバイアス電圧を供給する。本実施形態において、信号処理部２２４及び制御部２２５は、それぞれ別の構成になっているが、例えば制御部２２５が信号処理部２２４の処理を行う一体の構成になっていてもよい。
【００１１】
放射線撮像装置２００には、放射線を照射する放射線源２２７と放射線源２２７を制御する放射線制御部２２９とが接続される。放射線制御部２２９は、制御部２２５から供給される制御信号に応じて放射線源２２７を制御する。本実施形態において、放射線制御部２２９によって放射線源２２７が制御されているが、制御部２２５が、放射線制御部２２９を介さずに放射線源２２７に制御信号を直接、供給してもよい。また例えば、本実施形態において、放射線撮像装置２００と放射線制御部２２９とは、それぞれ別個に配される構成となっているが、放射線撮像装置２００が、次に述べる放射線制御部２２９の機能の少なくとも一部を含んでいてもよい。また、放射線撮像装置２００と放射線制御部２２９とが、一体で構成されていてもよい。
【００１２】
放射線撮像の際、撮像条件である管電流や管電圧などの条件は、放射線制御部２２９に外部から入力されうる。また放射線の照射時間などの条件も、放射線制御部２２９に外部から入力され、放射線源２２７の制御に用いられうる。管電流、管電圧、照射時間などの撮像条件は、ユーザーによって放射線制御部２２９に値を直接入力されてもよい。また、撮像条件は撮像モードごとに予め設定され、例えば放射線制御部２２９に保存された撮像条件のレシピからユーザーによって選択されてもよい。放射線制御部２２９は、ユーザーから撮像の条件などの情報の入力を受け付けるユーザーインターフェースを有し、構成の一部に例えばパソコンを用いてもよいし、また、放射線源を含む放射線発生装置に付属の制御卓を含んでいてもよい。
【００１３】
次に、図２を用いて検出部２２３について説明する。検出部２２３は、上述したように画素アレイ２２８の配された支持基板１００、駆動回路２２１、読出回路２２２を含む。画素アレイ２２８は、行列状に配された複数の画素を含む。複数の画素は、第１の画素１０１と第２の画素１２１とを含む。
【００１４】
第１の画素１０１は、放射線画像を取得するために、入射した放射線又は光を入射した量に応じた電荷に変換する変換素子１０２と、変換素子１０２で生成された電荷を信号線に出力するスイッチ素子１０３とを含む。変換素子１０２は、例えば放射線を光に変換するシンチレータと、シンチレータで変換された光を電荷に変換する光電変換素子とを用いた間接型の変換素子であってもよい。また、変換素子１０２として、例えば放射線を直接電荷に変換する直接型の変換素子を用いてもよい。スイッチ素子１０３として、例えば非晶質シリコン又は多結晶シリコンを用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いることができる。例えば、ＴＦＴに求められる特性に応じて、多結晶シリコンを用いてもよい。また、ＴＦＴに用いる半導体材料は、シリコンに限られるものではなく、ゲルマニウムや化合物半導体などの他の半導体材料を用いてもよい。
【００１５】
変換素子１０２の第１電極には、スイッチ素子１０３の第１主電極が電気的に接続され、変換素子１０２の第２電極には、バイアス線１０８が電気的に接続される。バイアス線１０８は、列に沿って配された複数の変換素子１０２の第２電極に共通して接続される。各列に配されたバイアス線１０８には、共通のバイアス電圧が供給される。バイアス線１０８は、図１に示す電源回路２２６よりバイアス電圧の供給を受ける。
【００１６】
スイッチ素子１０３の第２主電極には、信号線１０６が電気的に接続される。信号線１０６には、列に沿って配された画素のスイッチ素子１０３の第２主電極が共通に接続される。信号線１０６は、画素の列ごとに配される。各信号線１０６は、読出回路２２２に電気的に接続される。スイッチ素子１０３の制御電極には、駆動線１０４が電気的に接続される。駆動線１０４は、行に沿って配された複数の第１の画素１０１のスイッチ素子１０３の制御電極に共通に接続され、駆動線１０４には、駆動回路２２１からゲート制御電圧Ｖｇ１〜Ｖｇｎが印加される。
【００１７】
第２の画素１２１は、入射する放射線量の総量を放射線の照射中に取得するために、入射した放射線又は光を入射した量に応じた電荷に変換する検出素子１２２と、検出素子１２２で生成された電荷を信号線に出力するスイッチ素子１２３とを含む。また、第２の画素１２１は、変換素子１０２とスイッチ素子１０３とを含んでいてもよい。検出素子１２２は変換素子１０２と、スイッチ素子１２３はスイッチ素子１０３と、それぞれ同様の構成を有していてよい。
【００１８】
検出素子１２２の第１電極には、スイッチ素子１２３の第１主電極が電気的に接続され、検出素子１２２の第２電極には、列ごとに配されたバイアス線１０８が電気的に接続される。検出線１１０には、列に沿って配されたスイッチ素子１２３の第２主電極が接続される。各検出線１１０は、読出回路２２２に電気的に接続される。スイッチ素子１２３の制御電極には、行ごとに配された駆動線１２４が接続される。各駆動線１２４には、駆動回路２２１からゲート制御電圧Ｖｄ１〜Ｖｄｎが印加される。
【００１９】
第２の画素１２１は、図２に示すように撮像領域に複数配されていてもよいし、例えば１つだけ配されていてもよい。複数配されている場合、入射する放射線量の検出は、複数配されている第２の画素１２１の検出素子１２２のうち１つだけで行われてもよいし、複数の検出素子によって行われてもよい。
【００２０】
読出回路２２２では、信号線１０６及び検出線１１０が、それぞれオペアンプ１５０の反転入力端子に接続される。またオペアンプ１５０の反転入力端子は、帰還容量を介し出力端子に接続され、非反転入力端子は、任意の固定電位に接続される。オペアンプ１５０は、電荷電圧変換回路として機能する。オペアンプ１５０の後段に、サンプルホールド回路１５１、マルチプレクサ１５２を介してＡＤコンバータ１５３が接続される。読出回路２２２は、信号線１０６及び検出線１１０を介して第１の画素１０１、第２の画素１２１それぞれの変換素子１０２及び検出素子１２２から転送される電荷をデジタル信号の電気信号に変換するデジタル変換回路を構成する。読出回路２２２は、各回路を集積化してもよいし、回路ごとに個別に配置してもよい。
【００２１】
次に、図３を用いて本実施形態の第１の画素１０１及び第２の画素１２１の構造について説明する。図３（ａ）は第１の画素１０１の平面図、図３（ｂ）は第２の画素１２１の平面図、図３（ｃ）は図３（ｂ）のＡ−Ａ’間の第２の画素１２１の断面図をそれぞれ示す。本実施形態において、放射線を光に変換するシンチレータと、シンチレータで変換された光を電荷に変換する光電変換素子とを用いた間接型の変換素子を用いる。図３（ａ）に示すように第１の画素１０１には、変換素子１０２とスイッチ素子１０３とが配される。また、図３（ｂ）に示すように第２の画素１２１には、変換素子１０２及びスイッチ素子１０３と、検出素子１２２及びスイッチ素子１２３とが配される。図３（ｃ）に示すように変換素子１０２には、ＰＩＮ型のフォトダイオード１３４を用いてもよい。また、検出素子１２２にも、変換素子１０２と同様にＰＩＮ型のフォトダイオード１３５を用いてもよい。変換素子１０２は、ガラス基板などの絶縁性の支持基板１００の上に設けられたＴＦＴを用いたスイッチ素子１０３の上に、層間絶縁層１３０を挟んで積層される。同様に検出素子１２２は、支持基板１００の上に設けられたＴＦＴを用いたスイッチ素子１２３の上に、層間絶縁層１３０を挟んで積層される。
【００２２】
変換素子１０２と検出素子１２２とは、互いに隣接する変換素子１０２の第１電極１３１と検出素子１２２の第１電極１３２とが導通しないように絶縁され、第１電極１３１と第１電極１３２との間に設置された素子間絶縁膜１３３が絶縁性を高めている。第１電極１３１、１３２及び素子間絶縁膜１３３上には、それぞれＰＩＮ型のフォトダイオード１３４、１３５がｎ層−ｉ層−ｐ層の順で積層される。フォトダイオード１３４、１３５上には、それぞれの第２電極１３６、１３７が配置される。更にフォトダイオード１３４、１３５を覆うように保護膜１３８、第２層間絶縁層１３９、バイアス線１０８、保護膜１４０が配される。保護膜１４０上には、平坦化膜（不図示）及びシンチレータ（不図示）が配される。第２電極１３６、１３７は、共にバイアス線１０８に接続される。本実施形態において、第２電極１３６、１３７には、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）などの光透過性を有する電極が用いられる。第２電極１３６、１３７は、保護膜１４０上のシンチレータ（不図示）で放射線から変換された光がフォトダイオード１３４、１３５に透過可能な構成となっている。
【００２３】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第１の画素１０１と第２の画素１２１とでは、変換素子１０２の大きさが異なる。このため、第１の画素１０１と第２の画素１２１とに入射する放射線の入射量が同一であった場合においても、それぞれの変換素子１０２から出力される電荷量が異なる。第２の画素１２１の変換素子１０２から出力された電荷から読出回路２２２で読み出された電気信号を放射線画像に用いる場合は、白補正（ゲイン補正）など、適宜必要な補正を行なうとよい。また、例えば、第２の画素１２１に変換素子１０２を配置せず、検出素子１２２のみを配置してもよい。この場合、放射線画像を形成するための電気信号を出力しない画素が生じるが、第２の画素１２１の周囲に配された第１の画素１０１から出力される電気信号を用いて放射線画像を補正してもよい。また、検出素子１２２において、入射する放射線量の検出に用いた電気信号を放射線画像の形成に用いてもよい。
【００２４】
次いで、放射線画像撮像における各構成要素の動作フローについて、図４を用いて説明する。図４（ａ）は、本実施形態における撮像時のフローチャートである。まずユーザーが放射線制御部２２９のユーザーインターフェース上で、撮像情報の入力を行う。撮像情報には、例えば放射線源の管電圧及び管電流、照射時間、目標放射線量などが含まれる。また、検出素子１２２が画素アレイ２２８に複数配されている場合、複数の検出素子１２２のうち入射する放射線量を取得する検出素子１２２、換言すると入射する放射線量を取得する位置の情報が含まれていてもよい。また例えば、放射線画像の１つの画素を、複数の第１の画素１０１や第２の画素１２１の変換素子１０２の出力を用いて形成する場合のビニング数や、読出回路２２２におけるゲインの設定などが含まれていてもよい。また、撮像情報をユーザーが１つ１つ入力するのではなく、例えば、予め設定された撮像情報の組み合わせを、放射線制御部２２９に保存されたレシピからユーザーが選択してもよい。また、例えばユーザーが撮像部位や被写体の年齢、体格などを入力することで、撮像情報の組み合わせを放射線制御部２２９が自動的に決定してもよい。放射線制御部２２９は、撮像情報のうち照射時間、目標放射線量などの放射線の照射情報を、放射線撮像装置２００の制御部２２５に供給する。
【００２５】
本実施形態において、制御部２２５は、放射線制御部２２９から入力された放射線の照射情報のうち照射時間の情報に基づき、放射線画像を取得する放射線照射期間中に検出素子１２２に入射する放射線量の検出する検出周期を決定する。検出周期は、例えば照射時間に対してサンプリング回数が一定となるように決定してもよい。この場合、例えば制御部２２５に搭載されたＦＰＧＡなどの演算素子を用いて、検出周期を演算によって決定してもよい。また例えば、検出周期は、照射時間と検出周期との関係をルックアップテーブル（ＬＵＴ）として制御部２２５のメモリ内に格納しておき、放射線制御部２２９から入力された照射時間に対してＬＵＴの情報から決定してもよい。
【００２６】
例えば、制御部２２５は、放射線制御部２２９から入力された照射時間に対して、サンプリング回数が１００回となるように照射時間を分割し、分割された時間を検出周期として用いる。この場合、例えば照射時間が３００ｍｓであれば検出周期を３ｍｓに決定し、また、照射時間が１００ｍｓであれば検出周期を１ｍｓに決定する。
【００２７】
また、放射線画像の１つの画素を、放射線撮像装置２００に含まれる複数の第１の画素１０１や第２の画素１２１に含まれる複数の変換素子１０２の出力を用いて形成する場合、ビニング数に基づいて検出周期を決定してもよい。例えば、１つの照射時間の情報に対して、ビニング数が多い場合、サンプリング回数を増やし検出周期を短くしてもよいし、ビニング数が少ない場合、サンプリング回数を減らし検出周期を長くしてもよい。
【００２８】
検出周期を決定した後、放射線が照射される前に、決定した検出周期に基づいて、制御部２２５は、決定した検出周期で動作する第２の画素１２１が出力するノイズのノイズ量を決定する。例えば、制御部２２５は、決定した検出周期で放射線の照射前に放射線照射時と同じ動作を第２の画素１２１に行わせ、第２の画素１２１から出力された電気信号の信号値をノイズ量として用いてもよい。ノイズ量は、決定した検出周期で１度だけ動作させて取得した信号値を用いてもよいし、複数回動作させて取得した信号値を用いてもよい。複数回動作させて信号値を複数取得した場合、例えば各信号値の平均値をノイズ量として用いてもよい。信号値を複数取得し、平均化することによって、第２の画素１２１から出力されるノイズのうち、ランダムな成分の影響を抑制することが可能となる。ノイズ量は、放射線の照射中に第２の画素１２１で取得された放射線量を補正するために使用される。
【００２９】
検出周期及びノイズ量を決定した後、ユーザーが放射線制御部２２９に設けられた曝射スイッチをＯＮにすると、曝射命令が、放射線制御部２２９から放射線源２２７及び放射線撮像装置２００の制御部２２５に出力される。放射線源２２７は、曝射命令に従って放射線の照射を開始する。また、制御部２２５は、曝射命令に従って検出部２２３を動作させ、放射線画像の取得を開始する。具体的には、検出部２２３の画素アレイ２２８に配された第１の画素１０１の変換素子１０２のそれぞれに入射した放射線量に応じた電荷を蓄積させる。また同時に、第２の画素１２１の検出素子１２２に入射する放射線量を先に決定した検出周期で取得する検出動作を開始させる。ここで、曝射スイッチが、放射線源２２７の放射線管球のアイドリングを開始させるスイッチと、放射線の被写体への照射を行うスイッチの２段スイッチになっていてもよい。この場合、放射線管球のアイドリングを開始させるスイッチがＯＮした段階で、制御部２２５は、放射線の照射情報から先に決定した検出周期で検出素子を動作させ、ノイズ量を決定してもよい。検出周期に基づいてノイズ量を決定した後、放射線の被写体への照射を行い、放射線画像の取得を開始する。
【００３０】
次に制御部２２５は、第２の画素１２１の検出素子１２２によって検出周期ごとに取得された放射線量を放射線の照射前に決定したノイズ量に従って補正し、補正後の放射線量の累計値を取得する。次いで取得した放射線量の累計値を放射線制御部２２９から供給された照射情報のうち目標放射線量の情報と比較する。制御部２２５は、補正後の放射線量の累計値を目標放射線量と比較した結果に基づいて、放射線の照射を継続させるか又は停止させるかを判定する曝射停止判定を行う。第２の画素１２１の検出素子１２２で検出された放射線量の累計値が、目標放射線量に達していない場合、制御部２２５は、放射線の照射の継続が必要と判定し、放射線画像の取得及び検出動作を継続する。第２の画素１２１の検出素子１２２で検出された放射線量の累計値が、照射される放射線の目標放射線量に達した場合、又は、前記目標放射線量に達すると予想した場合、放射線の照射を停止させるための停止判定信号を放射線制御部２２９に出力する。放射線制御部２２９は、制御部２２５から出力される停止判定信号に基づいて曝射停止命令を放射線源２２７に対して出力する。曝射停止命令に従い、放射線源２２７は放射線の照射を停止する。放射線の照射の停止は、曝射停止命令を出力するのではなく、例えば放射線制御部２２９から放射線源２２７に出力していた曝射命令を停止することによって、照射を停止してもよい。また曝射停止命令の出力に応じて、検出部２２３は、検出動作を停止してもよい。
【００３１】
本実施形態において、曝射停止判定は、放射線撮像装置２００の制御部２２５で行うが、これに限られるものではない。例えば、図４（ｂ）に示すように、制御部２２５が、第２の画素１２１の検出素子１２２で検出された放射線量をノイズ量に従って補正した放射線量の累計値を放射線制御部２２９に出力する。この補正した放射線量の累計値に基づいて放射線制御部２２９が、停止判定を行い曝射停止命令を出力してもよい。この場合、放射線の照射前に、放射線制御部２２９は、撮像情報のうち照射時間の情報を照射情報として制御部２２５に供給し、目標放射線量の情報を制御部２２５に送らなくてもよい。また、放射線画像の取得及び放射線量の検出動作は、放射線制御部２２９が曝射停止判定を行い曝射停止命令を出力したことに応じて停止してもよい。
【００３２】
また、制御部２２５は、放射線源２２７による放射線の被写体に対する照射時間が、放射線の照射前に放射線制御部２２９から供給された照射時間の情報のうち照射時間の上限に到達した場合、曝射停止信号を出力してもよい。曝射停止信号に従って放射線制御部２２９は、曝射停止命令を放射線源２２７に出力し、放射線源２２７は、放射線の照射を停止する。検出素子１２２に入射した放射線量の累計値が、目標放射線量に達する前、又は、目標放射線量に達すると予想する前であっても照射時間の上限に従って放射線の照射を停止する。これによって、例えば、第２の画素１２１の検出素子１２２に入射する放射線量の検出が正常にできていない場合であっても、被写体への過剰な放射線照射を避けることができる。
【００３３】
次いで、本実施形態において、放射線画像撮像における各構成要素の動作タイミングについて、図２、４、５を用いて説明する。図５は、放射線撮像装置２００の各構成要素の動作タイミングを示すタイミングチャートである。図４、５に示す期間Ｔ１は、待機中のアイドリング期間を表す。この期間Ｔ１において、図５に示すように駆動回路２２１から印加される信号によって画素アレイ２２８は、アイドリング動作を繰り返す。アイドリング動作は、例えば検出部２２３の電源投入後、撮像が開始されるまで行われてもよい。図４において、期間Ｔ１は、ユーザーが撮像情報の入力をしている時間や、ユーザーが曝射スイッチを押すまでの時間、放射線撮像装置２００の制御部２２５が検出周期を決定する時間である。
【００３４】
期間Ｔ１の間、変換素子１０２から発生するダーク電流を定期的に除去するために、ゲート制御電圧Ｖｇ１〜Ｖｇｎに定期的にＨｉ信号が印加され、第１の画素１０１のスイッチ素子１０３が走査される。同様に、第２の画素１２１の検出素子１２２から発生するダーク電流を除去するために、ゲート制御電圧Ｖｄ１〜Ｖｄｎには常にＨｉ信号が印加され、第２の画素１２１のスイッチ素子１２３が導通した状態となる。ここでＨｉ信号は、各スイッチ素子１０３、１２３がＯＮとなる電圧であり、Ｌｏ信号は、各スイッチ素子１０３、１２３がＯＦＦとなる電圧（例えば、０Ｖ）である。また、図５に示す本実施形態のタイミングチャートにおいて、検出素子１２２を複数用いて入射する放射線量を検出する例が示されている。この場合、それぞれの検出素子１２２には、同じ目標放射線量が設定されていてもよいし、それぞれ異なる目標放射線量が設定されていてもよい。また、制御部２２５は、複数の第２の画素１２１の検出素子１２２のうち１つが目標放射線量に達したときに停止判定信号を出力してもよいし、すべての検出素子１２２が目標放射線量に達したときに停止判定信号を出力してもよい。これらの設定は、被写体や撮像条件、検出素子１２２の画素アレイ２２８内での位置などによって、適宜設定すればよい。
【００３５】
次に、曝射スイッチ、又は、放射線源２２７の放射線管球のアイドリングを開始させるスイッチが押されると期間Ｔ２に移行する。期間Ｔ２は、第２の画素１２１のノイズのノイズ量を決定し、その後、放射線を照射し放射線画像を取得する期間である。図５は、曝射スイッチをＯＮすることで、撮像が開始される場合のタイミングチャートを示す。期間Ｔ２において、スイッチ素子１０３を駆動するゲート制御電圧Ｖｇ１〜ＶｇｎにＬｏ信号が印加され、変換素子１０２のそれぞれは、入射した放射線量に応じた電荷を蓄積する。また、スイッチ素子１２３を駆動するゲート制御電圧Ｖｄ１〜ＶｄｎにＨｉ信号が期間Ｔ１で決定された検出周期で印加され、検出素子１２２で検出された電荷が、検出線１１０を介して読出回路２２２に送られる。読出回路２２２は、検出された電荷に基づいた電気信号を、信号処理部２２４を介して制御部２２５に供給し、制御部２２５は検出素子１２２に入射する放射線量を検出周期ごとに取得する。
【００３６】
まず、曝射スイッチが押され、放射線の照射される前に読出回路２２２に読み出された電気信号によって、制御部２２５は、第２の画素１２１のノイズ量を取得する。図５（ａ）と図５（ｂ）は、事前に放射線制御部２２９から制御部２２５に転送された照射情報のうち照射時間の異なる場合のタイミングチャートを示している。図５（ｂ）は、図５（ａ）よりも短い照射時間が入力されており、そのためゲート制御電圧Ｖｄ１〜ＶｄｎがＨｉ信号となる周期も短くなっている。図５（ａ）に示すタイミングチャートの場合、放射線の照射前に第２の画素１２１から１回、出力された信号値をノイズ量として用いる。また、図５（ｂ）に示すタイミングチャートの場合、検出周期が短いため、放射線の照射前に第２の画素１２１から出力された信号値の２回分の信号値を平均化してノイズ量として用いる。複数取得した信号値を平均化することによって、検出周期が短く信号量が少ない場合でも、ランダムノイズの影響を抑制したノイズを取得することができる。これによって、放射線照射中に入射する放射線量の累計値を求める際に、より正確に補正を行うことが可能となる。検出素子１２２のノイズ量を決定した後、放射線が照射され、変換素子１０２のそれぞれは、入射した放射線量に応じた電荷を蓄積し、放射線画像が撮像される。
【００３７】
また、図５では、スイッチ素子１２３の制御電極に印加されるゲート制御電圧Ｖｄ１〜Ｖｄｎが、同時にＨｉ信号となるが、期間Ｔ２における動作は、これに限られるものではない。例えば図６に示すように、同じ検出線１１０に接続された検出素子１２２用のスイッチ素子１２３に対応するゲート制御電圧Ｖｄ１〜ＶｄｎのＨｉ信号のタイミングを分けても良い。この場合、一度に読み出し可能な信号量が減るものの検出領域の空間解像度を上げることが可能となる。
【００３８】
検出素子１２２から読出回路２２２に送られた電荷は、オペアンプ１５０で電圧情報に変換される。次いで、サンプルホールド回路１５１によって検出周期に基づきサンプリングされ、マルチプレクサ１５２を介してＡＤコンバータ１５３でデジタルデータの電気信号に変換される。
【００３９】
制御部２２５は、検出素子１２２で検出し電荷から電気信号に変換された放射線量をノイズ量に従って補正する。その後、補正した放射線量の累計値と、事前に放射線制御部２２９から制御部２２５に転送された目標放射線量の情報とに基づいて、放射線の曝射停止判定を行う。制御部２２５は、照射された放射線の累計値が目標放射線量に達した場合、又は、前記目標放射線量に達すると予想した場合、放射線の照射を停止させる停止判定信号を放射線制御部２２９に出力し、放射線制御部２２９は放射線源２２７に放射線の照射を停止させる。また、期間Ｔ２は、撮像モードや事前に入力された照射時間ごとに、期間の長さが予め決められていてよい。例えば、上述のように目標放射線量に達しない場合でも、照射情報として入力された照射時間の上限になった場合、放射線の照射を停止させる。検出素子１２２で検出された放射線量の累計値が目標放射線量に達した後、又は、所定の時間が経過した後、期間Ｔ２から期間Ｔ３に移行する。
【００４０】
期間Ｔ３は、放射線の照射後に、撮像した放射線画像を取得する期間である。期間Ｔ３の間、制御部２２５は、変換素子１０２に蓄積された信号電荷を読み出すための制御信号を駆動回路２２１に出力する。駆動回路２２１は、制御信号に応じてゲート制御電圧Ｖｇ１〜Ｖｇｎに順次Ｈｉ信号を印加し、第１の画素１０１及び第２の画素１２１のスイッチ素子１０３を順次走査する。変換素子１０２に蓄積された電荷は、オペアンプ１５０で電圧情報に変換され、サンプルホールド回路１５１によってサンプリングされ、マルチプレクサ１５２を介してＡＤコンバータ１５３でデジタルデータの電気信号に変換される。変換素子１０２によって取得され、読み出された電気信号に基づいて、放射線画像が形成される。
【００４１】
ここで、本実施形態の効果について説明する。図５に示す期間Ｔ２において、事前に入力された照射時間に基づき、適切な検出周期で第２の画素１２１から検出信号がサンプリングされる。このため、放射線の照射時間が長く、単位時間あたりの放射線の入射量が少ないエネルギーの弱い放射線の入射の場合、検出周期を長く設定することによって信号の蓄積時間が長くなり、検出信号がノイズに埋もれる可能性が抑制される。また、放射線の照射時間が短く、単位時間あたりの放射線の入射量が多いエネルギーの強い放射線の入射の場合、検出周期を短く設定することによって検出素子１２２の電荷を蓄積する容量を飽和させることなく、検出信号を取得することができる。
【００４２】
また、第２の画素１２１が出力するノイズのノイズ量は、検出素子１２２やスイッチ素子１２３の動作条件によって変化しうる。例えば、検出周期や撮像時の温度などによって、検出素子１２２の暗電流やスイッチ素子１２３のオフセットレベルが変化する可能性がある。これらの影響によって第２の画素１２１から出力されるノイズのノイズ量が変化しうる。そこで、本実施形態において、放射線の照射前に、放射線を検出する際と同じ検出周期で第２の画素が出力するノイズのノイズ量を取得する。このため、第２の画素１２１の検出周期や撮像環境に合わせたノイズ量を取得することができる。
【００４３】
ユーザーによって事前に入力された撮像情報のうち放射線の照射情報に基づき、適切な検出周期で第２の画素１２１を動作させる。また、同じ検出周期で第２の画素１２１のノイズ量を事前に取得する。その後、放射線を照射し、放射線照射中に第２の画素１２１で取得した放射線量をノイズ量に従って補正することによって、実際に放射線撮像装置２００に入射した放射線量をより高い精度で取得することが可能となる。これによって、撮像する際の露光量をより適切な量とすることができ、撮像画像の画質が向上しうる。
【００４４】
第２の実施形態
図７（ａ）を参照して、本発明の第２の実施形態による放射線撮像装置について説明する。図７（ａ）は、本実施形態における放射線画像撮像における各構成要素の動作フローについて説明する撮像時のフローチャートである。放射線撮像装置２００、放射線制御部２２９及び放射線源２２７の構成は、上述した第１の実施形態の図１に示す構成と同じであってよい。第１の実施形態において、放射線量を検出するための検出周期は、撮像情報のうち、放射線の照射情報として照射時間の情報を用いて決定した。一方、本実施形態では、照射情報として放射線源の管電圧及び管電流、放射線源と被写体との距離、グリット露出倍数、被写体厚、被写体関心領域の放射線透過率、Ａｌなどの付加フィルターの放射線吸収率を含む情報のうち少なくとも１つの情報を利用する。これらの情報を用い照射される放射線の照射量に関わる単位時間当たりの入射する放射線の推定放射線量、又は、入射する放射線量に相関のある物理量を推定することによって、適切な検出周期を決定する。
【００４５】
放射線源の管電圧及び管電流、放射線源と被写体との距離、グリット露出倍数、被写体厚、被写体関心領域の放射線透過率、付加フィルターの放射線吸収率などの撮像情報は、放射線制御部２２９のユーザーインターフェースから入力してもよい。また、放射線撮像装置２００、放射線制御部２２９及び放射線源２２７の各部にセンサーを設け、自動で撮像情報の何れかを取得してもよい。例えば、放射線源２２７に取り付けた赤外線センサーによって、放射線源２２７と被写体との間の距離を測ってもよい。また例えば、放射線制御部２２９に接続されたカメラによって、被写体厚を推定してもよいし、関心領域となる被写体の部位を特定し、被写体関心領域の放射線透過率を推定してもよい。また例えば、事前のキャリブレーションによって、放射線源と被写体との距離、グリット露出倍数、付加フィルターの放射線吸収率などを取得しておいてもよい。また例えば、放射線撮像装置２００がユーザーインターフェースを有し、そこに撮像情報を入力してもよい。
【００４６】
本実施形態において、放射線制御部２２９から放射線撮像装置２００に撮像情報のうち、放射線撮像装置２００に照射される放射線の照射量に関わる照射情報を送る。この照射情報に対して以下に示す式（１）を用いて、単位時間あたりに入射する放射線の推定放射線量を、放射線撮像装置２００の制御部２２５が演算することによって求める。
【００４７】
【数１】
2020038228.tif 000003
【００４８】
ここで、Ｖ：管電圧、ｎ：管電圧指数、Ｉ：管電流、ＳＩＤ：被写体距離、Ｂ：グリット露出倍数、ｄ：被写体厚、μ：被写体関心領域の放射線透過率、Ａｌ（Ｖ）：付加フィルターの放射線吸収率、Ｅ（ｔ）：単位時間あたりに入射する放射線の推定放射線量である。単位時間あたりに入射する放射線量の推定値Ｅ（ｔ）は、単位時間あたりの検出信号の量と比例するため、検出周期は、この値に比例するように決定される。
【００４９】
また、式（１）に示すすべて照射情報が得られない場合、情報が得られなかったパラメータに関しては、例えば標準的な値を入力すればよい。少なくとも１つの照射情報を入力することによって、検出周期が最適値に近付き、入射する放射線量をより精度よく取得することが可能となる。
【００５０】
検出素子１２２が出力するノイズのノイズ量は、上述の第１の実施形態と同様に、期間Ｔ２において、放射線の照射前に第２の画素１２１を動作させ取得してもよい。また、事前に放射線の照射をせずに第２の画素１２１を複数の検出周期で動作させ、このとき第２の画素１２１から出力された各信号値を、例えば図１（ａ）に示すように制御部２２５にノイズ量記録部２３１を設け記録しておく。この各信号値を用いて、決定された検出周期に応じて例えば制御部２２５が演算を行い、ノイズ量を決定してもよい。例えば、第２の画素１２１において、事前に検出周期Ａで取得したノイズ量ａと、検出周期Ｂで取得したノイズ量ｂとを取得しておく。ここで検出周期が検出周期Ｃと決定した場合、補正に用いるノイズ量ｃは、次に示す式（２）を用いて算出してもよい。
【００５１】
【数２】
2020038228.tif 000004
【００５２】
複数の検出周期での各信号値の取得は、例えば、放射線撮像装置２００の電源投入時や、期間Ｔ１の間に行ってもよい。また例えば、工場出荷時に複数の検出周期での信号値の取得を行い、各信号値をノイズ量記録部２３１に保存しておいてもよい。
【００５３】
また例えば、検出周期とノイズ量との関係をＬＵＴとしてノイズ量記録部２３１に格納しておき、決定した検出周期に対して制御部２２５がＬＵＴの情報からノイズ量を決定してもよい。ノイズ量の決定を上述の演算やＬＵＴの情報を用いて行う場合、ノイズ量の決定は、図７（ａ）に示すように期間Ｔ１の間に行ってもよい。
【００５４】
本実施形態において、検出周期を決定するために、放射線源の管電圧、管電流など、放射線の入射量に関わる情報を用いることによって、単位時間あたりに放射線撮像装置２００に入射する放射線量を推定する。したがって、単位時間あたりの入射する放射線量が少ない場合、検出周期が長く設定され、信号の蓄積時間が長くなるため、検出信号がノイズに埋もれる可能性が抑制される。一方、単位時間あたりの入射する放射線量が多い場合、検出周期が短く設定され、検出素子１２２の電荷を蓄積できる容量に対して適切な信号量の検出信号取得することができる。また、決定した検出周期に応じて、検出素子１２２の出力するノイズのノイズ量を決定する。これによって、上述の第１の実施形態と同様に、放射線撮像装置２００に入射した放射線量をより高い精度で取得することが可能となり、撮像画像の画質が向上しうる。
【００５５】
第３の実施形態
図１（ｂ）及び図７（ｂ）を参照して、本発明の第３の実施形態による放射線撮像装置について説明する。図１（ｂ）は、本実施形態における放射線撮像装置２００ａの構成例を示す。図１（ａ）に示す第１の実施形態と比較して、放射線撮像装置２００ａに接続された放射線源２２７を制御する放射線制御部２２９がデータベース２３０と接続される。これ以外の点は、上述した図１（ａ）に示す放射線撮像装置２００と同様であってよい。
【００５６】
データベース２３０には、照射時間の情報を含む過去の撮像条件に関わる撮像情報が保存されている。第１の実施形態において、放射線量を検出するための検出周期は、撮像情報のうち照射時間の情報を用いて決定した。一方、本実施形態において検出周期は、図７（ｂ）のフローチャートに示すように、まず、ユーザーが放射線制御部２２９のユーザーインターフェースに入力した撮像情報を、放射線制御部２２９がデータベース２３０に保存された情報と比較する。例えば、ユーザーが放射線制御部２２９に、例えば放射線の管電圧及び管電流、撮像部位、被写体厚などに関わる撮像情報を入力する。放射線制御部２２９は、入力された撮像情報に類似する撮像情報を有する過去の撮像条件をデータベース２３０から検索し、検索された撮像時に実際に放射線を照射した照射時間の実績値を調査する。次いで放射線制御部２２９は、照射時間の実績値を制御部２２５に転送し、この実績に基づいて制御部２２５は、検出周期を決定する。また、データベース２３０に検出周期が記録されていてもよい。次いで、決定した検出周期に基づいて、制御部２２５は第２の画素１２１の出力するノイズのノイズ量を決定する。ノイズ量の決定は、上述の第１及び第２の実施形態の方法の何れかを用いてもよい。
【００５７】
本実施形態では、ユーザーによって入力された撮像情報に対して、放射線制御部２２９がデータベース２３０の撮像条件を検索するが、これに限られるものではない。例えば、放射線制御部２２９は、ユーザーによって入力された撮像条件のうち、放射線の照射情報を制御部２２５に転送し、制御部２２５が、データベース２３０の撮像条件を検索してもよい。
【００５８】
また、データベース２３０を用いた検出周期の決定方法は、上述の方法に限られるものではない。例えば、経過観察などで同一患者、同一部位の撮像を行う場合、放射線制御部２２９に患者名や患者識別ＩＤなどを入力することによって、放射線制御部２２９は、データベース２３０より過去の撮像時の放射線の照射条件や照射時間などの撮像情報を取得する。この撮像情報に基づき、放射線制御部２２９から放射線撮像装置２００の制御部２２５に、放射線撮像装置２００に照射される放射線の照射時間や照射量に関わる照射情報を転送する。制御部２２５は、この照射情報に基づいて検出周期を決定してもよい。
【００５９】
データベース２３０に保存される過去の撮像条件に関わる撮像情報は、実際に撮像を行った被写体の撮像ごとに蓄積してもよい。また例えば、データベース２３０の工場出荷時やメンテナンス時に人為的に作成した撮像情報を保存してもよい。
【００６０】
本実施形態では、検出周期を決定するために、例えば放射線の照射時間などの過去の撮像情報を利用する。これによって、放射線の入射量をより精度よく取得することが可能となる。被写体が類似する撮像において、検出周期が一定になるため、類似する撮像条件において、同条件で自動露出制御（ＡＥＣ）の管理が可能となる。また、決定した検出周期に応じて、検出素子１２２の出力するノイズのノイズ量を決定する。これによって、上述の第１及び第２の実施形態と同様に、放射線撮像装置２００に入射した放射線量をより高い精度で取得することが可能となり、撮像画像の画質が向上しうる。
【００６１】
以上、本発明に係る実施形態を３形態示したが、上述した各実施形態は、適宜変更、組み合わせが可能である。
【００６２】
また、制御部２２５が、放射線の照射情報に対して、検出周期とノイズ量との少なくとも一方を決定できない場合、放射線撮像装置２００は、放射線の照射を行わなくてもよい。例えば、入力された撮像条件が、被写体の撮像部位、性別、年齢などによって決まるおおよその推奨値から大きく離れている場合、制御部２２５は、インターロックなどの機構によって検出周期やノイズ量の決定をできなくてもよい。検出周期やノイズ量の決定をできない場合、例えば制御部２２５は、放射線制御部２２９や放射線源２２７に放射線の照射の開始を許可しなくてもよい。また例えば、照射時間の実績値がデータベース２３０に保存されていない場合や、放射線の照射時間が短く検出周期の決定ができない場合も、制御部２２５は放射線の照射の開始を許可しなくてもよい。
【００６３】
以下、図８を参照しながら本発明の放射線撮像装置２００が組み込まれた放射線撮像システムを例示的に説明する。放射線源であるＸ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は、患者又は被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、本発明の放射線撮像装置２００に入射する。この入射したＸ線に患者又は被験者６０６１の体内部の情報が含まれる。放射線撮像装置２００において、Ｘ線６０６０の入射に対応してシンチレータが発光し、これが光電変換素子で光電変換され、電気的情報を得る。この情報は、デジタルに変換され信号処理部としてのイメージプロセッサ６０７０によって画像処理され、制御室の表示部としてのディスプレイ６０８０で観察できる。また、この情報は、電話回線６０９０などの伝送処理部によって遠隔地へ転送できる。これによって別の場所のドクタールームなどの表示部であるディスプレイ６０８１に表示し、遠隔地の医師が診断することも可能である。また、この情報は、光ディスクなどの記録媒体に記録することができ、またフィルムプロセッサ６１００によって記録媒体となるフィルム６１１０に記録することもできる。
【００６４】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【００６５】
１０１：第１の画素、１２１：第２の画素、２００：放射線撮像装置、２２５：制御部
【図１】
2020038228.tif 000005
【図２】
2020038228.tif 000006
【図３】
2020038228.tif 000007
【図４】
2020038228.tif 000008
【図５】
2020038228.tif 000009
【図６】
2020038228.tif 000010
【図７】
2020038228.tif 000011
【図８】
2020038228.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月19日(2019.12.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線画像を取得するために撮像領域に配された複数の第１の画素と、
入射する放射線量を放射線の照射中に取得するための第２の画素と、
前記複数の第１の画素及び前記第２の画素を制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、
放射線の照射情報に含まれる、放射線の照射時間の情報、及び、放射線の照射量に関わる情報のうち少なくとも一方に基づいて放射線の照射前に決定した放射線の検出周期で前記第２の画素を動作させながら、入射した放射線量を取得し、
放射線が照射されていない期間に前記第２の画素が出力する信号値として前記照射前に前記検出周期に応じて決定した値に基づいて、取得した放射線量を補正する
ことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
前記制御部は、
補正後の放射線量に基づいて放射線の照射を停止させ、
放射線の照射後に、前記複数の第１の画素に蓄積された電荷を読み出す
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項３】
前記制御部が、前記照射時間に基づいて前記検出周期を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮像装置。
【請求項４】
前記制御部が、前記照射時間を所定の回数で分割することによって前記検出周期を算出することを特徴とする請求項３に記載の放射線撮像装置。
【請求項５】
前記制御部が、照射時間と検出周期との関係を示すルックアップテーブルに基づいて前記検出周期を決定することを特徴とする請求項３に記載の放射線撮像装置。
【請求項６】
前記第２の画素が、入射する放射線量を放射線の照射中に取得するための検出素子を含み、
前記放射線の照射量に関わる情報が、放射線源の管電圧及び管電流の情報、放射線源と被写体との距離の情報、グリット露出倍数の情報、被写体厚の情報、被写体関心領域の放射線透過率の情報、付加フィルターの放射線吸収率の情報のうちの少なくとも一つの情報を含み、
前記制御部が、前記照射量に関わる情報に従って所定の期間に前記検出素子に入射する放射線の推定放射線量を決定し、前記推定放射線量に基づいて前記検出周期を決定することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項７】
前記放射線撮像装置は、撮像条件を記録した記録部を更に含み、
前記制御部が、前記照射情報と前記撮像条件とを比較し、前記放射線の照射時間の情報、及び、前記放射線の照射量に関わる情報のうち少なくとも一方を含む照射情報を含む前記撮像条件に基づいて前記検出周期を決定することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項８】
前記照射情報が、前記複数の第１の画素のうち、前記放射線画像の１つの画素を形成するための第１の画素の数の情報を含み、
前記制御部が、前記第１の画素の数に基づいて前記検出周期を決定することを特徴とする請求項７に記載の放射線撮像装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記照射前に、決定した前記検出周期で前記第２の画素を動作させ、前記第２の画素から出力された信号値を前記決定した値として用いることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記検出周期で前記第２の画素から出力された前記信号値を複数取得した複数の前記信号値の平均値を前記決定した値として用いることを特徴とする請求項９に記載の放射線撮像装置。
【請求項１１】
前記放射線撮像装置は、放射線の照射をせずに前記第２の画素を複数の検出周期で動作させた際に前記第２の画素から出力された各信号値が記録された信号値記録部を更に含み、
前記制御部が、前記照射前に決定した前記検出周期に応じて、前記各信号値を用いて前記決定した値を決定することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１２】
前記放射線撮像装置は、前記制御部が前記検出周期と前記決定した値との少なくとも一方を決定できない場合、放射線の照射を行わないことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１３】
前記照射情報が、前記第２の画素に入射する放射線の目標放射線量を含み、
前記制御部は、補正後の放射線量の累計値が前記目標放射線量に達した場合、又は、前記目標放射線量に達すると予想した場合、前記放射線撮像装置に放射線を照射する放射線源に、放射線の照射を停止させるための停止判定信号を出力することを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１４】
前記照射情報が、放射線の照射時間の上限を含み、
前記制御部は、前記累計値が前記目標放射線量に達する前、又は、前記目標放射線量に達すると予想する前に放射線の照射時間が前記上限に達した場合、前記放射線源に、放射線の照射を停止させるための停止判定信号を出力することを特徴とする請求項１３に記載の放射線撮像装置。
【請求項１５】
前記検出周期が、放射線の照射中、一定の周期であることを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１６】
前記複数の第１の画素が、放射線画像を取得するために撮像領域に配された複数の変換素子を含み、
前記第２の画素が前記撮像領域に配されていることを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６の何れか１項に記載の放射線撮像装置と、
前記放射線撮像装置からの信号を処理する信号処理部と、を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
【請求項１８】
放射線画像を取得するために撮像領域に配された複数の第１の画素と、
入射する放射線の線量を放射線の照射中に取得するための第２の画素と、を含む放射線撮像装置の制御方法であって、
放射線の照射情報に含まれる、放射線の照射時間の情報、及び、放射線の照射量に関わる情報のうち少なくとも一方に基づいて放射線の照射前に決定した放射線の検出周期で前記第２の画素を動作させながら、入射した放射線量を取得する工程と、
放射線が照射されていない期間に前記第２の画素が出力する信号値として前記照射前に前記検出周期に応じて決定した値に基づいて、取得した線量を補正する工程と、
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記課題に鑑みて、本発明の一部の実施形態に係る放射線撮像装置は、放射線画像を取得するために撮像領域に配された複数の第１の画素と、入射する放射線量を放射線の照射中に取得するための第２の画素と、複数の第１の画素及び第２の画素を制御する制御部と、を含み、制御部は、放射線の照射情報に含まれる、放射線の照射時間の情報、及び、放射線の照射量に関わる情報のうち少なくとも一方に基づいて放射線の照射前に決定した放射線の検出周期で第２の画素を動作させながら、入射した放射線量を取得し、放射線が照射されていない期間に第２の画素が出力する信号値として照射前に検出周期に応じて決定した値に基づいて、取得した放射線量を補正することを特徴とする。