(57)【要約】【課題】グリッドと測定画素との相対位置関係がずれても、正確なＸ線量測定を行う。【解決手段】グリッドピッチＧのグリッド１４の背後に、画像検出部３０が配置される。画像検出部３０には、Ｘ線画像を検出する通常画素４０ａと、Ｘ線量を測定する測定画素４０ｂとが二次元的に配置されている。ＡＥＣ部５４で線量測定信号の平均値を計算する一群の測定画素４０ｂを周期Ｚ＝（Ｒ×Ｃ）±Ｄで［Ｃ／Ｄ］個配置または選択する。ここで、Ｃ：グリッド１４のＸ線画像上でグリッド１４のＸ線透過層３５とＸ線吸収層３６の配列方向に現れる繰り返しパターンの周期であり、単位は画素の個数、Ｒ：０以上の自然数、Ｄ：周期Ｃより小さい整数、［Ｃ／Ｄ］：Ｃ／Ｄ以下の最大の整数である。Ｄ＝１の場合は各回の平均値が同じ値となり、ばらつきがなくなる。【選択図】図７
2014039792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像領域が形成された画像検出部を有し、この画像検出部の前に配置可能なグリッドとともに使用される放射線画像検出装置であって、
前記グリッドは、放射線が被写体を透過する際に発生する散乱線を除去するために、第１方向に延びる短冊状の放射線透過層と放射線吸収層とが、グリッドピッチＧで前記第１方向と直交する第２方向に交互に複数形成されており、
前記撮像領域には、前記第２方向に画素ピッチΔで配置された複数の画素と、複数の線量測定センサとが配置されており、前記複数の画素は前記被写体の放射線画像を検出するために前記放射線の到達線量に応じた電荷を読み出し可能に蓄積し、前記複数の線量測定センサは前記放射線の到達線量を測定するものであり、
以下の条件を満たすことを特徴とする放射線画像検出装置。
条件：複数の前記線量測定センサのうちの少なくとも一群の線量測定センサを周期Ｚ＝（Ｒ×Ｃ）±Ｄで［Ｃ／Ｄ］個配置または選択する。
ここで、各記号は以下の通り：
Ｃ：前記グリッドの放射線画像上で前記第２方向に現れる繰り返しパターンの周期であり、単位は画素の個数、
Ｒ：０以上の自然数、
Ｄ：前記周期Ｃより小さい整数、
［Ｃ／Ｄ］：Ｃ／Ｄ以下の最大の整数。
【請求項２】
前記一群の線量測定センサの測定値に基づいて放射線の照射状態を判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に応じた制御をする制御部とをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像検出装置。
【請求項３】
前記画素は、放射線画像を検出するため通常画素と、この通常画素と同サイズであって、前記線量測定センサとして用いられる測定画素とを有し、前記通常画素と前記測定画素とが混在した状態で、前記第１および第２方向に二次元に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の放射線画像検出装置。
【請求項４】
前記通常画素と前記測定画素とは共通の信号処理回路に接続されており、前記放射線の照射中には、前記通常画素の前記電荷は蓄積され、前記測定画素の電荷は前記信号処理回路に取り出されることを特徴とする請求項３に記載の放射線画像検出装置。
【請求項５】
Ｄは、少なくとも［Ｃ／Ｄ］個の測定画素を１画素ずつＣ回ずらしたときに、［Ｃ／Ｄ］個の測定画素の出力の各回の出力値のばらつきが±ｋ％（ｋ＜５０）の範囲に収まるような値であることを特徴とする請求項３または４に記載の放射線画像検出装置。
【請求項６】
Ｄの値は、前記各回の出力値のうちの最小値を基準として、前記各回の出力値のばらつきが±ｋ％の範囲に収まるか否かを判定することで求めることを特徴とする請求項５に記載の放射線画像検出装置。
【請求項７】
前記一群の測定画素は、［Ｃ／Ｄ］個の他に以下の条件式を満たすＮ個の測定画素の存在を許容することを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
条件式：Ｎ≦［Ｃ／Ｄ］｛（１＋ｋ）Ｘａｖｅ［Ｃ／Ｄ］ｍｉｎ−Ｘａｖｅ［Ｃ／Ｄ］ｍａｘ｝／｛Ｘｍｉｎ（ａ−ｋ）｝
ここで、各記号は以下の通り：
Ｘａｖｅ［Ｃ／Ｄ］ｍｉｎ：前記［Ｃ／Ｄ］個の測定画素の出力の平均値の最小値、
Ｘａｖｅ［Ｃ／Ｄ］ｍａｘ：前記［Ｃ／Ｄ］個の測定画素の出力の平均値の最大値、
Ｘｍｉｎ：前記Ｎ個の測定画素が前記放射線吸収層の影響を最も受けない前記画素の位置に配置された場合の出力、
ａ：前記放射線吸収層の影響を最も受ける前記画素と、最も受けない前記画素の画素値の差を表す変動係数。
【請求項８】
前記各回の出力値が同じ値となるようＤ＝１であることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
【請求項９】
ｋ≦５であることを特徴とする請求項５ないし８のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１０】
ｋ≦２．５であることを特徴とする請求項５ないし８のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１１】
前記一群の測定画素の配置周期Ｚの条件が異なる複数のグリッドを選択的に使用する場合には、複数の配置周期Ｚの最小公倍数を各グリッドに共通な配置周期Ｚとして使用することを特徴とする請求項３ないし１０のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１２】
前記判定部は、各測定画素で測定した放射線量を積算した合計放射線量またはその平均値が、目標線量に達したか否かを判定し、合計放射線量または平均値が目標線量に達したと判定したときに、放射線の照射を停止させる自動露出制御を行うことを特徴とする請求項３ないし１１のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１３】
前記第２方向に対して規定した前記一群の測定画素の位置の決定が、前記第１方向にも適用されることを特徴とする請求項３ないし１２のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１４】
前記画像検出部が可搬型の筐体に収納された電子カセッテであることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１５】
被写体に向けて放射線を照射する放射線源と、
前記放射線源の駆動を制御する線源制御装置と、
請求項１に記載の放射線画像検出装置とを備えることを特徴とする放射線撮影システム。
【請求項１６】
被写体に向けて放射線を照射する放射線源と、
前記放射線源の駆動を制御する線源制御装置と、
請求項１に記載の放射線画像検出装置とを備える放射線撮影システムの作動方法において、
複数の線量測定センサのうちの少なくとも一群の線量測定センサで放射線量を測定する放射線量測定ステップと、
前記一群の線量測定センサで測定した各放射線量を積算した合計放射線量またはその平均値が、目標線量に達したか否かを判定する判定ステップと、
前記合計放射線量またはその平均値が目標線量に達したときに、前記放射線源の駆動を停止して放射線の照射を停止させる放射線照射ステップとを備えることを特徴とする放射線撮影システムの作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グリッドを介して放射線画像を検出する放射線画像検出装置、並びに放射線撮影システムおよびその作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野において、放射線撮影システム、例えばＸ線を利用したＸ線撮影システムが知られている。Ｘ線撮影システムは、Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、被写体（患者）を透過したＸ線で形成されるＸ線画像を撮影するＸ線撮影装置とを備えている。Ｘ線発生装置は、Ｘ線を被写体に向けて照射するＸ線源、Ｘ線源の駆動を制御する制御装置、およびＸ線の照射開始を制御装置に指示するための照射スイッチを有している。Ｘ線撮影装置は、被写体の各部を透過したＸ線を電気信号に変換することによってＸ線画像を検出するＸ線画像検出装置と、Ｘ線画像検出装置の駆動制御やＸ線画像の保存や表示を行うコンソールを有している。
【０００３】
Ｘ線画像検出装置は、Ｘ線画像を電気信号に変換する画像検出部や、画像検出部を制御する制御部等を備えている。画像検出部としては、撮像領域内に多数の画素を二次元に配置したフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ；flat panel detector）が広く利用されている。各画素は、Ｘ線量（Ｘ線の時間積分値）に応じた電荷を蓄積する。各画素に蓄積された電荷は、撮影後にＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のスイッチング素子を介して信号処理回路に読み出される。各画素の電荷は、信号処理回路で電圧信号に変換され、Ｘ線画像信号として出力される。
【０００４】
Ｘ線画像検出装置には、例えば特許文献１に示すように、Ｘ線量測定機能と、自動露出制御（ＡＥＣ；Automatic Exposure Control）機能とを備えたものが知られている。このＸ線画像検出装置では、画像検出部の撮像領域に、Ｘ線画像を検出するための通常画素（Ｘ線画像測定画素）とともに、Ｘ線量を測定するための１つまたは複数の測定画素が配置されている。この測定画素は、Ｘ線量を測定する線量測定センサとして用いられ、一定時間毎に測定信号を読み出し、各測定信号を積算することでＸ線量を測定する。このＸ線量が予め設定した照射停止閾値（目標Ｘ線量）に達したときに、ＡＥＣ機能はＸ線源に対してＸ線の照射停止を指示する。以下の説明では、通常画素と測定画素の両方を総称するときは、単に画素という。また、画素は、Ｘ線画像の小部分を電荷に変換する変換機能を少なくとも有する要素を意味している。
【０００５】
測定画素は、通常画素と同サイズまたは数倍の大きさを有し、撮像領域内の一カ所または複数箇所に配置されている。測定画素が通常画素と同じサイズの場合には、通常画素の代わりに測定画素を配置したり、あるいは通常画素に簡単な改造を施して測定画素に変更したりする。また、通常画素を測定画素として使用したり、通常画素からのリーク電流、またはバイアス電流の変動を検出し、これからＸ線量を測定するものもある。この小サイズの測定画素は、Ｘ線画像の検出を邪魔することがないので、従来のイオンチャンバ等の大型の線量測定センサと比較して、高い解像度のＸ線画像を検出することができる。さらに、撮影部位に応じて測定画素を選択使用することで、撮影部位を透過したＸ線量を正しく測定することが可能となる。
【０００６】
ところで、Ｘ線撮影では、Ｘ線が被写体を透過する際に散乱線が発生する。この散乱線を除去するために、薄板状のグリッドが用いられることが多い。このグリッドは、被写体とＸ線画像検出装置との間、好ましくはＸ線画像検出装置の直前に配置される。グリッドには、Ｘ線撮影中に揺動する移動グリッドと、静止している静止グリッドとがある。以下では、これらを区別することが不要な場合には、単にグリッドという。
【０００７】
グリッドは、例えば、画素の列方向に延びる短冊状のＸ線透過層とＸ線吸収層とが、画素の行方向に沿って交互に繰り返して配置された構造をしている。Ｘ線吸収層は、被写体を透過したＸ線を吸収するため、その幅が広いと撮影したＸ線画像の画質が劣化する。そこで、一般的には、Ｘ線吸収層の幅は、例えばＸ線透過層の幅の１／５〜１／３程度である。
【０００８】
グリッドを使用したＸ線撮影では、グリッドのＸ線吸収層によって測定画素に入射するＸ線が減衰するため、被写体へのＸ線照射量（Ｘ線露出量）を測定する場合は、各測定画素の測定値を較正することが必要となる。この測定値の較正方法は、例えば特許文献２に記載されている。特許文献２では、まず、被写体を配置しない状態で、グリッドを使用した場合と、使用しない場合とでＸ線撮影を行う。これにより得られた２つの画像から、グリッドを使用する場合と使用しない場合とで、測定画素（特許文献２ではＡＥＣ画素と称している）の出力信号が同じになるように、補正係数を測定画素毎に求める。グリッドを使用した撮影では、測定画素の出力信号に補正係数を乗算してＸ線量を較正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０７−２０１４９０号公報
【特許文献２】特開２００４−１６６７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
グリッドのＸ線透過層とＸ線吸収層の配列方向は、画素の行方向と直交している。通常画素と測定画素とが同じサイズの場合は、１個の通常画素のサイズ（画素のピッチ）が１００μｍ〜２００μｍであるため、測定画素のサイズも１００μｍ〜２００μｍ程度である。一方、グリッドは、配列方向の単位長さ当たりのＸ線吸収層の本数が１００本／ｃｍのものや３２本／ｃｍのものが存在する。この本数をグリッドピッチ（Ｘ線吸収層の配列ピッチ）に換算すると、それぞれ１００μｍと約３００μｍとなる。
【００１１】
例えば、グリッドピッチが３００μｍで、測定画素のサイズが１００μｍの場合では、Ｘ線吸収層の幅が約５０μｍ〜１００μｍであるから、グリッドと測定画素の相対位置がずれた場合には、測定画素とＸ線吸収層との重なりが変わるため、出力信号が大きく変動することになる。
【００１２】
グリッドは、Ｘ線透過層とＸ線吸収層とが、一定の周期性をもって規則正しく配列されているから、グリッドピッチと測定画素のサイズの関係に応じて、任意の測定画素に、Ｍ本または（Ｍ＋１）本のＸ線吸収層が対面する（Ｍは０以上の整数）。これにより、グリッドと測定画素の相対位置がずれた場合に、測定画素の出力信号の変動分の最大値は、測定画素に対して、１本のＸ線吸収層で吸収されるＸ線の減衰量に相当する。Ｘ線吸収層１本分のＸ線吸収率    がほぼ一定であることを想定すると、本数Ｍが小さいほうが測定画素の出力信号の変動幅がより大きくなる。グリッドピッチが測定画素のサイズに近い値である場合は、本数Ｍが比較的小さな値であるため、特に測定画素の出力信号がＸ線吸収層の影響を受けやすく、グリッドと測定画素の相対位置がずれた場合のＸ線量の測定精度の問題が顕著に現れる。
【００１３】
Ｘ線吸収層の影響は、被写体が存在しない状態で、停止中の移動グリッドまたは静止グリッドを撮影した画像から求めることができる。本発明者らの実験によれば、画素値の大きいものと、その近傍にあってＸ線吸収層の影響を受けて画素値が小さくなったものとを比較すると、Ｘ線吸収層の影響を受けたものは、あるグリッドで画素値が２０％程度落ち込むことが分かっている。
【００１４】
Ｘ線画像検出装置にグリッドが固定されている場合は、グリッドと測定画素の相対位置のずれは、製造時の各部品の取り付け位置のばらつきによって発生する。また、電子カセッテのようにグリッドと分離されているものや、グリッドが撮影台に着脱可能なものでは、グリッドと測定画素の相対位置のずれは、電子カセッテまたはグリッドの装着位置のばらつきによって生じる。また、撮影を繰り返しているうちに、振動等によってグリッドと測定画素の相対位置がずれることもある。
【００１５】
特許文献２では、グリッドと測定画素の相対位置が撮影の度ずれる場合に、ずれ量に応じた多数の較正用の画像を準備しておき、撮影に際してずれ量をグリッドピッチ相当のμｍオーダーで検出する。このずれ量に応じて、較正用画像を選択して、測定画素の感度を補正する補正係数を求める。この特許文献２に記載の較正方法では、ずれ量を細かく測定するから、精度のよい較正をすることができるが、その反面多数の較正用画像が必要となる。また、グリッドと測定画素の相対位置のずれが製造時に発生するものでは、製品毎に較正用画像を撮影することが必要となるため、その準備作業に手間が掛かる。さらにＸ線を撮像領域に対して斜めに入射させる場合等も考えると、膨大な数の較正用の画像を準備することが必要となるから、現実的には実施が困難である。そこで、測定画素（一般的には線量測定センサ）とグリッドとの相対位置にずれが生じても、膨大な数の較正用の画像を用いることなく、簡便かつ精度よくＸ線量の測定ができることが望まれる。
【００１６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、線量測定センサとグリッドとの相対位置にずれが生じても、正確な線量測定を行うことができる放射線画像検出装置、並びに放射線撮影システムおよびその作動方法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】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明の放射線画像検出装置は、グリッドとともに使用可能であり、このグリッドの背後に配置される画像検出部は、複数の画素と、複数の線量測定センサとが配置された撮像領域を有しており、複数の線量測定センサのうちの少なくとも一群の線量測定センサは、以下の条件を満たすように位置が決められる。
条件：
一群の線量測定センサを周期Ｚ＝（Ｒ×Ｃ）±Ｄで［Ｃ／Ｄ］個配置または選択する。
ここで、各記号は以下の通り：
Ｃ：グリッドの放射線画像上で第２方向に現れる繰り返しパターンの周期であり、単位は画素の個数、
Ｒ：０以上の自然数、
Ｄ：周期Ｃより小さい整数、
［Ｃ／Ｄ］：Ｃ／Ｄ以下の最大の整数。
グリッドは、放射線が被写体を透過する際に発生する散乱線を除去するために、第１方向に延びる短冊状の放射線透過層と放射線吸収層とが、グリッドピッチＧで第１方向と直交する第２方向に交互に複数形成されている。複数の画素は、被写体の放射線画像を検出するためのものであり、第２方向に画素ピッチΔで配置され、放射線の到達線量に応じた電荷を読み出し可能に蓄積する。複数の線量測定センサは放射線の到達線量を測定する。
【００１８】
放射線画像検出装置は、一群の線量測定センサの測定値に基づいて放射線の照射状態を判定する判定部と、この判定部の判定結果に応じた制御をする制御部とを備えることが好ましい。
【００１９】
画素は、放射線画像を検出するための通常画素と、この通常画素と同サイズであって、線量測定センサとして用いられる測定画素とを有し、通常画素と測定画素とは、混在した状態で、第１および第２方向に二次元に配置されていることが好ましい。
【００２０】
通常画素と測定画素とは共通の信号処理回路に接続することが好ましい。放射線の照射中には、通常画素は電荷を蓄積するが、測定画素の電荷は信号処理回路に取り出される。
【００２１】
Ｄは、少なくとも［Ｃ／Ｄ］個の測定画素を１画素ずつＣ回ずらしたときに、［Ｃ／Ｄ］個の測定画素の出力の各回の出力値のばらつきが±ｋ％（ｋ＜５０）の範囲に収まるような値である。
【００２２】
Ｄの値は、各回の出力値のうちの最小値を基準として、各回の出力値のばらつきが±ｋ％の範囲に収まるか否かを判定することで求める。
【００２３】
一群の測定画素は、［Ｃ／Ｄ］個の他に以下の条件式を満たすＮ個の測定画素の存在を許容する。
条件式：Ｎ≦［Ｃ／Ｄ］｛（１＋ｋ）Ｘａｖｅ［Ｃ／Ｄ］ｍｉｎ−Ｘａｖｅ［Ｃ／Ｄ］ｍａｘ｝／｛Ｘｍｉｎ（ａ−ｋ）｝
ここで、各記号は以下の通り：
Ｘａｖｅ［Ｃ／Ｄ］ｍｉｎ：［Ｃ／Ｄ］個の測定画素の出力の平均値の最小値、
Ｘａｖｅ［Ｃ／Ｄ］ｍａｘ：［Ｃ／Ｄ］個の測定画素の出力の平均値の最大値、
Ｘｍｉｎ：Ｎ個の測定画素が放射線吸収層の影響を最も受けない画素の位置に配置された場合の出力、
ａ：放射線吸収層の影響を最も受ける画素と、最も受けない画素の画素値の差を表す変動係数。
【００２４】
各回の出力値が同じ値となるようＤ＝１であることが好ましい。
【００２５】
ばらつきの許容範囲ｋは、ｋ≦５、またはｋ≦２．５であることが好ましい。
【００２６】
一群の測定画素の配置周期Ｚの条件が異なる複数のグリッドを選択的に使用する場合には、複数の配置周期Ｚの最小公倍数を各グリッドに共通な配置周期Ｚとして使用することが好ましい。
【００２７】
判定部は、各測定画素で測定した放射線量を積算した合計放射線量またはその平均値が、目標線量に達したか否かを判定し、合計放射線量または平均値が目標線量に達したと判定したときに、放射線の照射を停止させる自動露出制御を行う。
【００２８】
第２方向に対して規定した一群の測定画素の位置の決定が、第１方向にも適用されることが好ましい。
【００２９】
画像検出部が可搬型の筐体に収納された電子カセッテであることが好ましい。
【００３０】
本発明の放射線撮影システムは、被写体に向けて放射線を照射する放射線源と、放射線源の駆動を制御する線源制御装置と、請求項１に記載の放射線画像検出装置とを備える。
【００３１】
本発明の放射線撮影システムの作動方法は、放射線量測定ステップと、判定ステップと、放射線照射ステップとを備える。放射線量測定ステップは、複数の線量測定センサのうちの少なくとも一群の線量測定センサで放射線量を測定する。判定ステップは、一群の線量測定センサで測定した各放射線量を積算した合計放射線量またはその平均値が、目標線量に達したか否かを判定する。放射線照射ステップは、合計放射線量またはその平均値が目標線量に達したときに、放射線源の駆動を停止して放射線の照射を停止させる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、Ｃ：グリッドの放射線画像上でグリッドの放射線透過層と放射線吸収層の配列方向に現れる繰り返しパターンの周期であり、単位は画素の個数、Ｒ：０以上の自然数、Ｄ：Ｃより小さい整数、［Ｃ／Ｄ］：Ｃ／Ｄ以下の最大の整数としたとき、一群の線量測定センサを周期Ｚ＝（Ｒ×Ｃ）±Ｄで［Ｃ／Ｄ］個配置または選択するので、グリッドとの位置関係がずれた場合でも、線量測定センサの出力の変動を抑えることができ、正確な線量測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】Ｘ線撮影システムの概略図である。
【図２】線源制御装置のブロック図である。
【図３】電子カセッテの斜視図である。
【図４】グリッドの平面図である。
【図５】電子カセッテの構成を示すブロック図である。
【図６】グリッドピッチＧが画素ピッチΔの４倍である場合における各画素の出力波形を示す説明図である。
【図７】４画素周期の出力パターンと測定画素の配置例を示す説明図であり、（Ａ）は５画素周期で測定画素を配置した場合、（Ｂ）は３画素周期で測定画素を配置した場合をそれぞれ示す。
【図８】４画素周期の出力パターンと測定画素の配置例を示す説明図であり、（Ａ）は６画素周期で測定画素を配置した場合、（Ｂ）は４画素周期で測定画素を配置した場合をそれぞれ示す。
【図９】２画素周期の出力パターンと測定画素の配置例を示す説明図であり、（Ａ）は３画素周期で測定画素を配置した場合、（Ｂ）は１画素周期で測定画素を配置した場合をそれぞれ示す。
【図１０】３画素周期の出力パターンと測定画素の配置例を示す説明図であり、（Ａ）は４画素周期で測定画素を配置した場合、（Ｂ）は２画素周期で測定画素を配置した場合をそれぞれ示す。
【図１１】ＡＥＣ部で線量測定信号の平均値を計算する一群の線量測定センサの個数に対する出力パターンのバリエーション、線量測定信号の合計値と平均値を示す表である。
【図１２】一群の測定画素の個数と、その個数でとり得る平均値の最大値と最小値の組み合わせ、最大値／最小値、その個数の測定画素の線量測定信号の平均値のばらつきが規格で定められた範囲に収まっているか否かの判定を示す表である。
【図１３】通常画素と測定画素とを行方向に配置した画素アレイの組み合わせ例を示す説明図である。
【図１４】列方向に配置した画素アレイを示す説明図である。
【図１５】測定画素を、行方向、列方向にずらして配置した画素エリアを示す図である。
【図１６】Ｘ線の照射開始を検出する電子カセッテを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１において、Ｘ線撮影システム２は、Ｘ線発生装置２ａと、Ｘ線撮影装置２ｂとを備えている。Ｘ線発生装置２ａは、Ｘ線源１０と、Ｘ線源１０の動作を制御する線源制御装置１１と、Ｘ線の照射開始を指示するための照射スイッチ１２とを有する。Ｘ線撮影装置２ｂは、被写体（患者）Ｈを透過したＸ線を検出してＸ線画像を出力する電子カセッテ１３と、Ｘ線が被写体Ｈを透過する際に発生する散乱線を除去するためのグリッド１４と、電子カセッテ１３の動作制御やＸ線画像の表示処理を担うコンソール１５と、被写体Ｈを立位姿勢で撮影するための立位撮影台１６とを有する。電子カセッテ１３は、可搬型のＸ線画像検出装置として用いられる。この他にも被写体Ｈを臥位姿勢で撮影するための臥位撮影台やＸ線源１０を所望の方向および位置にセットするための線源移動装置（ともに図示せず）等が設けられており、Ｘ線源１０は立位、臥位の各撮影台で共用される。
【００３５】
Ｘ線源１０は、Ｘ線を放射するＸ線管と、Ｘ線の照射野を限定する照射野限定器（コリメータ）とを有する。Ｘ線管は、熱電子を放出するフィラメントとしての陰極と、陰極から放出された熱電子が衝突してＸ線を放射する陽極（ターゲット）とを有している。Ｘ線は、陽極の熱電子が衝突する点１０ａから全方位に照射される。照射野限定器は、例えば、Ｘ線を遮蔽する４枚の鉛板を四角形の各辺上に配置し、Ｘ線を透過させる四角形の照射開口を中央に形成したものであり、鉛板の位置を移動することで照射開口の大きさを変化させて、照射野を調整する。
【００３６】
コンソール１５は、有線方式や無線方式により電子カセッテ１３と通信可能に接続されており、キーボード等の入力デバイス１５ａを介した放射線技師等のオペレータからの入力操作に応じて電子カセッテ１３の動作を制御する。電子カセッテ１３からのＸ線画像はコンソール１５に送られ、ディスプレイ１５ｂに表示される。また、Ｘ線画像は、コンソール１５内のストレージデバイスやメモリ、あるいはコンソール１５とネットワーク接続された画像蓄積サーバ等のデータストレージに記憶される。
【００３７】
コンソール１５は、被写体Ｈの性別、年齢、撮影部位、撮影目的等の情報が含まれる検査オーダをディスプレイ１５ｂに表示する。検査オーダは、病院情報システム（ＨＩＳ；Hospital Information System）や放射線情報システム（ＲＩＳ；Radiology Information System）等の患者情報や放射線検査に係る検査情報を管理する外部システムから入力されたり、あるいはオペレータにより入力デバイス１５ａから手動入力される。検査オーダには、頭部、胸部、腹部等の撮影部位、正面、側面、斜位、ＰＡ（Ｘ線を被写体Ｈの背面から照射）、ＡＰ（Ｘ線を被写体Ｈの正面から照射）等の撮影方向が含まれる。オペレータは、検査オーダの内容をディスプレイ１５ｂで確認して、検査オーダの内容に応じた撮影条件を、ディスプレイ１５ｂ上の操作画面を通じて入力する。
【００３８】
図２に示すように、線源制御装置１１は、高電圧発生器２０と、制御部２１と、通信Ｉ／Ｆ２２とを備える。高電圧発生器２０は、トランスによって入力電圧を昇圧して高圧の管電圧を発生し、高電圧ケーブルを通じてＸ線源１０に供給する。制御部２１は、Ｘ線源１０が照射するＸ線のエネルギースペクトルを決める管電圧、単位時間当たりの照射量を決める管電流、およびＸ線の照射時間をそれぞれ制御する。通信Ｉ／Ｆ２２は、制御部２１とコンソール１５との間で行われる主要な情報、信号の送受信を媒介する。
【００３９】
制御部２１には、照射スイッチ１２とメモリ２３とタッチパネル２４とが接続されている。照射スイッチ１２は、オペレータによって操作される例えば二段階押しのスイッチであり、一段階押しでＸ線源１０のウォームアップを開始させるためのウォームアップ開始信号を発生し、二段階押しでＸ線源１０にＸ線の照射を開始させるための照射開始信号を発生する。これらの信号は、信号ケーブルを通じて制御部２１に入力される。制御部２１は、照射スイッチ１２から照射開始信号を受けたときに、高電圧発生器２０からＸ線源１０に、Ｘ線照射のための電力供給を開始させる。
【００４０】
メモリ２３には、撮影部位等に応じて、管電圧、管電流、照射時間あるいは管電流照射時間積（ｍＡｓ値）等の撮影条件が数種類格納されている。撮影条件はタッチパネル２４を通じてオペレータにより手動で設定される。線源制御装置１１は、設定された撮影条件に基づいて、Ｘ線源１０の管電圧や管電流を制御し、またＸ線源１０の最大駆動時間を制御する。図５に示す自動露出制御部（ＡＥＣ部）５４は、Ｘ線量（時間積分値）を測定し、撮影部位等によって定められた目標線量に到達したときには、撮影条件に基づいた照射時間あるいは管電流照射時間積が経過していない場合でも、Ｘ線源１０によるＸ線の照射を停止する。ＡＥＣ部５４によるＸ線の照射停止がされる前に、撮影条件に基づいてＸ線の照射が終了し、それによる線量不足に陥ることを防ぐために、ＡＥＣ部５４を使用する場合には、ＡＥＣ部５４を使用しない場合に比べて、撮影条件の照射時間または管電流照射時間積には余裕を持った大きめな値が設定される。例えば、ＡＥＣ部５４を使用する場合の照射時間としては、撮影部位に応じて、安全規制上で決められている最大照射時間を用いてもよい。
【００４１】
照射信号Ｉ／Ｆ２５は、ＡＥＣ部５４を使用する場合に、電子カセッテ１３と有線または無線接続される。この場合、制御部２１は、照射スイッチ１２からウォームアップ開始信号を受けたときに、照射信号Ｉ／Ｆ２５を介して、Ｘ線の照射を開始してよいかを問い合わせる照射開始要求信号を電子カセッテ１３に送信する。電子カセッテ１３は照射開始要求信号を受信すると、撮影可能な状態かどうかのチェックを行い、撮影可能な状態である場合には照射許可信号を送信する。制御部２１は、照射信号Ｉ／Ｆ２５を介して照射許可信号を受けとり、照射スイッチ１２から照射開始信号を受けたときに、高電圧発生器２０からＸ線源１０へ高電圧の電力を供給してＸ線の照射を開始させる。また、制御部２１は、電子カセッテ１３からの照射停止信号が照射信号Ｉ／Ｆ２５を介して受信されたときに、高電圧発生器２０からＸ線源１０への電力供給を停止させ、それによりＸ線の照射を停止させる。
【００４２】
図３において、電子カセッテ１３は、画像検出部３０とこれを収容する扁平な箱型をした可搬型の筐体３１とで構成される。画像検出部３０としては、周知のフラットパネルデデクタ（ＦＰＤ）が用いられている。筐体３１は、例えば導電性樹脂で形成され、Ｘ線が入射する前面３１ａには矩形状の開口が形成されている。この開口を塞ぐように、Ｘ線透過性が高い材料で作製した天板３２が筐体３１に取り付けられている。天板３２は、軽量で剛性が高く、かつＸ線透過性が高い材料、例えばカーボン材料で作製されている。筐体３１は、電子カセッテ１３への電磁ノイズの侵入、および電子カセッテ１３から外部への電磁ノイズの放射を防止する電磁シールドの機能を有する。なお、筐体３１には、電子カセッテ１３を駆動するための電力を供給するバッテリ（二次電池）や、コンソール１５とＸ線画像等のデータの無線通信を行うためのアンテナ等が内蔵されている。
【００４３】
筐体３１は、フイルムカセッテ、ＩＰカセッテ、ＣＲカセッテに関する国際規格ＩＳＯ４０９０：２００１に準拠しており、これらと同じサイズをしている。電子カセッテ１３は、撮像領域４１（図５参照）がＸ線源１０と対向する姿勢で保持されるように、立位撮影台１６のホルダ１６ａ（図１参照）または臥位撮影台のホルダに着脱自在にセットされる。そして、使用する撮影台に応じて、Ｘ線源１０は、撮影室の天井等に取り付けた線源移動装置により移動される。また、電子カセッテ１３は、立位、臥位の各撮影台にセットされる他に、被写体Ｈが仰臥するベッド上に置いたり、被写体Ｈ自身に持たせたりして単体で使用されることもある。また、電子カセッテ１３は、フイルムカセッテやＩＰカセッテ、ＣＲカセッテと互換性があるため、フイルムカセッテやＩＰカセッテ、ＣＲカセッテ用の既存の撮影台にも取り付けることが可能である。
【００４４】
図４において、グリッド１４は、筐体３１とほぼ同じ大きさの薄板で作られている。このグリッド１４は、電子カセッテ１３の前に配置されるように、ホルダ１６ａに着脱自在に装填される（図１参照）。また、グリッド１４は、撮影目的に応じて別のものと交換されたり、グリッドなし撮影ではホルダ１６ａから取り外されたりする。ホルダ１６ａには、グリッド１４を揺動させる機構は設置されておらず、したがってグリッド１４は揺動しない、いわゆる静止グリッドである。
【００４５】
本実施形態では、グリッド１４が直接ホルダ１６ａに挿入されるが、グリッド１４を保護するために、Ｘ線透過性の筐体にグリッド１４を収納し、この筐体をホルダ１６ａに装填してもよい。また、電子カセッテ１３とは別にグリッド１４を設けるのではなく、電子カセッテ１３の製造時にグリッド１４を筐体３１内に設けてもよい。また、電子カセッテ１３の筐体３１の前面３１ａにグリッド保持部を設け、グリッド１４をグリッド保持部に着脱自在に取り付けてもよい。この場合においても、撮影目的に応じてグリッド１４を交換したり、グリッド１４を取り外してＸ線撮影を行ったりすることができる。
【００４６】
グリッド１４は、Ｙ１方向（第１方向）に延びる短冊状のＸ線透過層３５とＸ線吸収層３６（ハッチングで示す）を有し、これら各層３５、３６を所定のグリッドピッチ（Ｘ線吸収層３６の配列ピッチ）Ｇで、Ｙ１方向に直交するＸ１方向（第２方向）に交互に複数並べた構成である。Ｘ線透過層３５は、アルミニウム等のＸ線を透過しやすい材料、または空隙によって形成される。Ｘ線吸収層３６は、鉛やモリブデン合金、タンタル合金等の、Ｘ線を吸収して透過しないように遮蔽する材料で形成されている。グリッド１４は、各層３５、３６の配列方向Ｘ１が、画像検出部３０の画素４０の行方向Ｘ２（図５参照）と一致するようホルダ１６ａに設置される。
【００４７】
配列方向Ｘ１の単位長さ当たりのＸ線吸収層３６の本数は、例えば３２本／ｃｍ〜１００本／ｃｍである。したがってグリッドピッチＧは、１００μｍ〜約３００μｍである。
【００４８】
図５において、画像検出部３０は、ＴＦＴアクティブマトリクス基板（図示せず）を有し、この基板上に撮像領域４１が形成されている。撮像領域４１には、Ｘ線の到達線量に応じた電荷を発生する複数の画素４０が、所定のピッチΔ（例えば１００μｍ〜２００μｍ）でｎ行（Ｘ２方向）×ｍ列（Ｙ２方向）の行列状に配置されている。
【００４９】
画像検出部３０は、例えば間接変換型が用いられ、蛍光体で作られたシンチレータ（図示せず）を有し、シンチレータによって変換された可視光を画素４０で光電変換する。周知のように、シンチレータは、ＣｓＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化セシウム）やＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ、テルビウム賦活ガドリウムオキシサルファイド）等からなり、画素４０が配列された撮像領域４１の全面と対面するように配置されている。なお、シンチレータとＴＦＴアクティブマトリクス基板は、Ｘ線の入射する側からみてシンチレータ、基板の順に配置されるＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式でもよいし、逆に基板、シンチレータの順に配置されるＩＳＳ（Irradiation Side sampling）方式でもよい。また、画像検出部３０は、シンチレータを用いずに、Ｘ線を直接電荷に変換する変換層（アモルファスセレン等）を用いた直接変換型でもよい。
【００５０】
画素４０は、周知のように、可視光の入射によって電荷（電子−正孔対）を発生する光電変換部、およびスイッチング素子であるＴＦＴ（いずれも図示せず）を備える。なお、図５では、画素４０間のスペースを省略しているため、画素ピッチΔが画素４０の幅を表している。しかし、画素ピッチΔは、隣り合う２つの画素４０の光電変換部の中心間の距離である。
【００５１】
画素４０には、通常画素４０ａと測定画素４０ｂがある。通常画素４０ａは、Ｘ線画像の検出に用いられるものであり、Ｘ線撮影の終了後に蓄積した電荷が読み出される。測定画素４０ｂは、Ｘ線の線量測定に用いられるものであり、Ｘ線撮影中に電荷が取り出される。この測定画素４０ｂは、撮像領域４１へのＸ線の到達線量を測定する線量測定センサとして機能し、例えばＡＥＣのために用いられる。なお、測定画素４０ｂは、通常画素４０ａと区別するために、ハッチングが施されている。
【００５２】
まず、通常画素４０ａの構成について説明する。周知のように、光電変換部は、電荷を発生する半導体層（例えばＰＩＮ（p-intrinsic-n）型）と、その上下に配置された上部電極および下部電極を有する。この下部電極にＴＦＴが接続され、上部電極にバイアス線が接続されている。バイアス線は、通常画素４０ａの行数分（ｎ行分）設けられている。これらのバイアス線は、一本の母線を介してバイアス電源に接続されている。バイアス電源のバイアス電圧の印加により半導体層内に電界が生じるから、光電変換により半導体層内で発生した電荷（電子−正孔対）は、一方がプラス、他方がマイナスの極性をもつ上部電極と下部電極に移動し、光電変換部に電荷が蓄積される。
【００５３】
ＴＦＴは、ゲート電極が走査線４２に、ソース電極が信号線４３に、ドレイン電極が光電変換部にそれぞれ接続される。走査線４２は行方向に、また信号線４３は列方向に配線されている。走査線４２は、１行分の画素４０に対して一本が割り当てられるから、全部で画素４０の行数分（ｎ行分）設けられている。また、信号線４３は、１列分の画素４０に対して一本であるから、全部で画素４０の列数分（ｍ列分）設けられている。各走査線４２はゲートドライバ４４に接続され、また各信号線４３は信号処理回路４５に接続される。
【００５４】
ゲートドライバ４４は、制御部５２の制御下でＴＦＴを駆動することにより、Ｘ線の到達線量に応じた信号電荷を通常画素４０ａに蓄積する蓄積動作と、通常画素４０ａから蓄積された信号電荷を読み出す読み出し（本読み）動作と、リセット（空読み）動作とを行う。蓄積動作ではＴＦＴがオフ状態であり、その間に発生した信号電荷が通常画素４０ａに蓄積される。読み出し動作はＸ線撮影直後に行われる。この読み出し動作では、ゲートドライバ４４からゲートパルスＰ１〜Ｐｎを所定の間隔で順次発生し、走査線４２を１行ずつ順に活性化する。この活性化された走査線４２は、これに接続された１行分のＴＦＴをオン状態とする。通常画素４０ａに蓄積された電荷は、ＴＦＴがオン状態になると、信号線４３に読み出されて信号処理回路４５に入力される。
【００５５】
測定画素４０ｂは、Ｘ線の線量の測定に用いられるものであり、光電変換部等の基本的な構成は通常画素４０ａと同じである。しかし、測定画素４０ｂは、ＴＦＴのソース電極とドレイン電極が短絡されている。このため測定画素４０ｂの光電変換部で発生した電荷は、ＴＦＴのオン／オフに関わらず信号線４３に流れ出す。したがって、同じ列にある通常画素４０ａのＴＦＴがオフ状態のために信号電荷の蓄積動作中であっても、測定画素４０ｂの信号電荷を取り出すことが可能である。
【００５６】
信号処理回路４５は、信号線４３毎に設けられた積分アンプ４６、増幅器５０、ＣＤＳ回路（ＣＤＳ）４７と、各信号線４３に共通に用いられるマルチプレクサ（ＭＵＸ）４８、およびＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）４９を備える。積分アンプ４６は、オペアンプ４６ａとオペアンプ４６ａの入出力端子間に接続されたキャパシタ４６ｂとからなり、信号線４３はオペアンプ４６ａの一方の入力端子に接続される。オペアンプ４６ａのもう一方の入力端子はグランド（ＧＮＤ）に接続される。キャパシタ４６ｂにはリセットスイッチ４６ｃが並列に接続されている。ＣＤＳ４７はサンプルホールド回路を有し、積分アンプ４６の出力電圧信号に対して相関二重サンプリングを施してノイズを除去するとともに、サンプルホールド回路で積分アンプ４６の電圧信号を所定期間保持（サンプルホールド）する。ＭＵＸ４８は、シフトレジスタ（図示せず）からの動作制御信号に基づき、パラレルに接続される各列のＣＤＳ４７に対して、一つのＣＤＳ４７を電子スイッチで順番に選択する。この選択されたＣＤＳ４７の電圧信号はシリアルにＡ／Ｄ４９に入力される。Ａ／Ｄ４９は、電圧信号をデジタル電圧信号に変換して、１行分の画像データとしてメモリ５１に出力する。なお、ＭＵＸ４８とＡ／Ｄ４９の間に増幅器を接続してもよい。
【００５７】
通常画素４０ａの読み出し動作では、積分アンプ４６は、信号線４３を介して、活性化された行の通常画素４０ａから取り出された信号電荷を積算し、アナログ電圧信号Ｖ１〜Ｖｍに変換する。各積分アンプ４６の電圧信号Ｖ１〜Ｖｍは、増幅器５０で増幅されてから、ＣＤＳ４７に送られる。ＣＤＳ４７でノイズが除去された電圧信号Ｖ１〜Ｖｍは、ＭＵＸ４８で順番に取り出され、Ａ／Ｄ４９でデジタル変換される。メモリ５１は、通常画素４０ａの座標に対応付けして、画像データを１行分ずつ記録する。
【００５８】
Ｘ線撮影中に、測定画素４０ｂで発生した信号電荷が信号線４３を通って積分アンプ４６に流入する。同じ列に複数の測定画素４０ｂがある場合は、キャパシタ４６ｂで各測定画素４０ｂからの電荷が積算される。積分アンプ４６は、一定時間毎にリセットされ、それにより複数回の測定が行われる。測定毎に積分アンプ４６の出力電圧が取り出され、Ａ／Ｄ４９でデジタル電圧信号（以下、線量測定信号という）に変換される。この線量測定信号は、測定値としてメモリ５１に送られる。メモリ５１には、撮像領域４１内の各測定画素４０ｂの座標情報と対応付けて、所定時間毎に新しい測定値が更新して記録される。
【００５９】
画素４０（通常画素４０ａおよび測定画素４０ｂの両方）は、その光電変換部の半導体層に、Ｘ線の入射の有無に関わらず暗電荷が発生する。この暗電荷は、バイアス電圧が印加されているために、各画素４０の光電変換部に蓄積される。画素４０において発生する暗電荷は、画像データに対してはノイズ成分となるので、これを除去するために所定時間毎にリセット動作が行われる。リセット動作は、画素４０において発生する暗電荷を、信号線４３を通じて掃き出す動作である。
【００６０】
リセット動作は、例えば、１行ずつ画素４０をリセットする順次リセット方式で行われる。順次リセット方式では、信号電荷の読み出し動作と同様、ゲートドライバ４４から走査線４２に対してゲートパルスＰ１〜Ｐｎを所定の間隔で順次発生して、画素４０のＴＦＴを１行ずつオン状態にする。ＴＦＴがオン状態になっている間、画素４０から暗電荷が信号線４３を通じて積分アンプ４６のキャパシタ４６ｂに流れる。リセット動作では、読み出し動作と異なり、ＭＵＸ４８によるキャパシタ４６ｂに蓄積された電荷の読み出しは行われず、各ゲートパルスＰ１〜Ｐｎの発生と同期して、制御部５２からリセットパルスＲＳＴが出力されてリセットスイッチ４６ｃがオンされ、キャパシタ４６ｂに蓄積された電荷が放電されて積分アンプ４６がリセットされる。
【００６１】
順次リセット方式に代えて、配列画素の複数行を１グループとしてグループ内で順次リセットを行い、グループ数分の行の暗電荷を同時に掃き出す並列リセット方式や、全行にゲートパルスを入れて全画素の暗電荷を同時に掃き出す全画素リセット方式を用いてもよい。並列リセット方式や全画素リセット方式は、リセット動作を高速化することができる。
【００６２】
制御部５２には、メモリ５１のＸ線画像データに対してオフセット補正、感度補正、および欠陥補正の各種を施す画像処理回路（図示せず）が設けられている。オフセット補正回路は、Ｘ線を照射せずに画像検出部３０から取得したオフセット補正画像をＸ線画像から画素単位で差し引くことで、信号処理回路４５の個体差や撮影環境に起因する固定パターンノイズを除去する。感度補正回路はゲイン補正回路とも呼ばれ、各画素４０の光電変換部の感度のばらつきや信号処理回路４５の出力特性のばらつき等を補正する。欠陥補正回路は、出荷時や定期点検時に生成される欠陥画素情報に基づき、欠陥画素の画素値を周囲の正常な画素の画素値で線形補間する。また、欠陥補正回路は、測定画素４０ｂも欠陥画素として扱う。測定画素４０ｂが配置された列の通常画素４０ａの画素値も、常時流出する測定画素４０ｂの出力の影響を受けるため、欠陥画素補正回路は、測定画素４０ｂの画素値や、測定画素４０ｂが配置された列の通常画素４０ａの画素値に対しても線形補間によって欠陥補正を行う。なお、上記の各種画像処理回路をコンソール１５に設け、各種画像処理をコンソール１５で行ってもよい。
【００６３】
制御部５２は、１回のＸ線量測定毎に、今回測定した線量測定信号（測定値）と、前回までの累積測定値（累積Ｘ線量）とをメモリ５１から読み出し、測定画素４０ｂ毎に積算して、新しい累積測定値を求め、これをメモリ５１に上書きする。ＡＥＣ部５４は、採光野内に含まれた全部または一部の測定画素４０ｂの累積測定値を取り出し、それらを算術平均して、平均値（平均的累積Ｘ線量）を求める。得られた平均値が照射停止閾値（目標線量）に達したときに、照射停止信号を発生する。この照射停止信号は、制御部５２を介して照射信号Ｉ／Ｆ５５から出力される。照射信号Ｉ／Ｆ５５には、線源制御装置１１の照射信号Ｉ／Ｆ２５が有線または無線接続される。照射信号Ｉ／Ｆ５５は、照射開始要求信号の受信、照射開始要求信号に対する照射許可信号の送信、照射開始信号の受信、およびＡＥＣ部５４から出力される照射停止信号の送信を行う。
【００６４】
次に、Ｘ線撮影システム２の作用について説明する。Ｘ線撮影の前に撮影準備が行われる。まず、撮影台、例えば立位撮影台１６のホルダ１６ａに電子カセッテ１３を装填する。グリッドあり撮影では、グリッド１４をホルダ１６ａに装填して、電子カセッテ１３の前に配置する。ディスプレイ１５ｂに表示された検査オーダを参照し、タッチパネル等を操作して、管電圧、管電流、照射時間、撮影部位等の撮影条件を入力する。次に、被写体Ｈを立位撮影台１６の前に立たせてから、撮影部位に応じて採光野を設定する。例えば、被写体Ｈの撮影部位が胸部である場合には、撮像領域４１内の左右の肺野にあたる領域を採光野に設定する。これらの撮影準備が終了すると、Ｘ線撮影が可能となる。
【００６５】
電子カセッテ１３は、ホルダ１６ａに装填されると、待機モードとなる。この待機モードでは、Ｘ線が照射されていなくても、画像検出部３０の各画素４０には暗電荷が発生する。このノイズ成分である暗電荷を除去するために、Ｘ線撮影の準備中（Ｘ線撮影前）には、画像検出部３０に対して所定時間毎にリセット動作が行われる。このリセット動作では、ゲートドライバ４４から走査線４２に対してゲートパルスＰ１〜Ｐｎを順次発生して、通常画素４０ａのＴＦＴを１行ずつオン状態にする。１行分の各通常画素４０ａのＴＦＴがオン状態になっている間に、これらの通常画素４０ａに蓄積された暗電荷が読み出されて積分アンプ４６に送られる。このリセット動作では、積分アンプ４６で変換された電圧は、ＭＵＸ４８による取り出しが行われない。
【００６６】
また、リセット動作では、各ゲートパルスＰ１〜Ｐｎに対して所定の時間差を持って、制御部５２からリセットパルスＲＳＴが出力される。このリセットパルスＲＳＴでリセットスイッチ４６ｃがオンするから、各キャパシタ４６ｂに蓄積された暗電荷が放電されて積分アンプ４６がリセットされる。測定画素４０ｂは、ＴＦＴが短絡されているため、各ゲートパルスＰ１〜Ｐｎと関係がなく、暗電荷が積分アンプ４６に送られる。これにより、測定画素４０ｂからの暗電荷は、通常画素４０ａの暗電荷とともに廃棄される。なお、リセット動作中は、リセットスイッチ４６ｃをオン状態に維持しておいてもよい。
【００６７】
Ｘ線撮影の準備後に、照射スイッチ１２を一段押して、Ｘ線源１０をウォームアップさせる。続いて、照射スイッチ１２を全押しして照射開始信号を発生させる。この照射開始信号は、線源制御装置１１の制御部２１に入力されてＸ線撮影が開始される。また、照射開始信号は、照射信号Ｉ／Ｆ２５を介して電子カセッテ１３に送られる。この電子カセッテ１３は、待機モードから撮影モードに切り換わり、画像検出部３０がリセット動作から蓄積動作に移行する。これとともに、測定画素４０ｂの線量測定に基づく自動露出制御が開始される。
【００６８】
Ｘ線撮影が開始されると、高電圧発生器２０からの高電圧によってＸ線源１０が駆動される。このＸ線源１０は、Ｘ線を発生して被写体Ｈの撮影部位を照射する。この撮影部位を透過したＸ線は、グリッド１４に入射する。このグリッド１４は、Ｘ線吸収層３６に入射したＸ線を遮断するが、Ｘ線透過層３５に入射したＸ線は、これを透過して電子カセッテ１３に入射する。電子カセッテ１３に入射したＸ線は、画像検出部３０で可視光に変換される。この可視光は、各画素４０の光電変換部で電荷に変換される。画像検出部３０の蓄積動作中は、ＴＦＴがオフ状態であるため、各通常画素４０ａは発生した電荷は光電変換部に蓄積される。
【００６９】
画像検出部３０の蓄積動作中には、測定画素４０ｂのＴＦＴが短絡状態であるため、その光電変換部で発生した電荷は、ＴＦＴのオン／オフに関わらず信号線４３に流れ出る。これにより、各測定画素４０ｂの電荷は、対応する積分アンプ４６のキャパシタ４６ｂに蓄積される。各積分アンプ４６のリセットスイッチ４６ｃは、通常はオフしているが、一定時間毎にいったんオンして、積分アンプ４６をリセットする。このリセットスイッチ４６ｃがオンしてからオフする区間が１回の測定区間であり、所定時間当たりのＸ線量が測定される。比較的短いサイクルでＸ線量の測定を行い、各回の測定値を積算することで、Ｘ線量が測定画素４０ｂ毎に測定される。なお、積分アンプ４６のリセットスイッチ４６ｃをオフにした状態に保っておき、比較的短いサイクルで各積分アンプ４６の電圧を読み出してもよい。こうすると、各サイクルでは、累積測定値が取り出されるので、各回の測定値を積算することが不要となる。
【００７０】
まず、第１回目の測定では、積分アンプ４６の出力電圧が増幅器５０で増幅されてからＣＤＳ４７に送られる。このＣＤＳ４７は、１回の測定中で開始時と終了時とで積分アンプ４６の出力電圧をサンプリングし、その差を求めることでノイズを除去する。各ＣＤＳ４７の出力電圧は、ＭＵＸ４８で順次取り出されてＡ／Ｄ４９に送られる。そして、Ａ／Ｄ４９でデジタル変換され、所定時間当たりの線量測定信号としてメモリ５１に送られる。メモリ５１では、各線量測定信号は、測定画素４０ｂの座標情報と対応付けして、第１のメモリエリアに第１回目の測定値として記録される。
【００７１】
ＡＥＣ部５４は、指定した採光野に含まれており、グリッド１４の位置ずれが発生してもその影響を相殺可能な最小単位の測定画素４０ｂ（一群の測定画素４０ｂという）を選択する。この一群の測定画素４０ｂは１つの測定画素４０ｂでもよいが、採光野内の異なった位置にある複数個でもよい。更には、指定した採光野内の全測定画素４０ｂを、自動露出制御に用いられる選択測定画素としてもよい。
【００７２】
ＡＥＣ部５４は、各選択測定画素の測定値から、その平均値を求める。次に、ＡＥＣ部５４は、算出した平均値と予め設定された照射停止閾値とを比較する。もし、平均値が照射停止閾値に到達していない場合は、リセットスイッチ４６ｃの動作に同期して第２回目のＸ線量の測定を行う。なお、平均値ではなく、各測定値の合計値を求め、この合計値に応じて設定した照射停止閾値と比較してもよい。
【００７３】
第２回目のＸ線量測定では、第１回目と同様に、積分アンプ４６の出力電圧が取り出され、第２回目の測定値としてメモリ５１に送られ、測定画素４０ｂの座標情報と対応付けして、第２のメモリエリアに記録される。この記録後に、制御部５２は、第１のメモリエリアの第１回目の測定値に、第２回目の測定値を測定画素単位で加算し、得られた累積測定値（累積Ｘ線量）で、第１のメモリエリアの測定値を更新する。この更新後に、ＡＥＣ部５４は、第１のメモリエリアから各選択測定画素の累積測定値を読み出して、その平均値を求める。ＡＥＣ部５４は、算出した平均値と照射停止閾値とを比較する。第２回目の測定でも、平均値が照射停止閾値に到達していない場合は、前述した手順で第３回目のＸ線量の測定が行われる。
【００７４】
Ｘ線量の測定を繰り返している間に、累積測定値の平均値が照射停止閾値に到達した場合には、ＡＥＣ部５４は適正な露出が行われたものと判定する。この場合に、制御部５２は、照射信号Ｉ／Ｆ５５を介して照射停止信号を線源制御装置１１に送る。線源制御装置１１は、電子カセッテ１３から照射停止信号を受け取ると、高電圧発生器２０の作動を停止する。これにより、Ｘ線源１０は、Ｘ線の照射を停止して、Ｘ線撮影を終了する。
【００７５】
電子カセッテ１３が線源制御装置１１にＸ線撮影の終了を指示した後は、画像検出部３０が読み出し動作を開始する。この読み出し動作の開始時に、まず全リセットスイッチ４６ｃがオンされ、各積分アンプ４６がリセットされる。これにより、測定画素４０ｂからの電荷が破棄される。次に、全リセットスイッチ４６ｃをオフにしてから、ゲートドライバ４４は第１行のゲートパルスＰ１を発生する。このゲートパルスＰ１は、第１行目の走査線４２を活性化し、これに接続されたＴＦＴをオン状態とする。第１行の通常画素４０ａに蓄積された電荷は、ＴＦＴがオン状態になると、信号線４３を介して積分アンプ４６に送られる。この積分アンプ４６で各画素４０ａの信号電荷が電圧に変換され、増幅器５０、ＣＤＳ４７、ＭＵＸ４８、Ａ／Ｄ４９を介してメモリ５１に、第１行分のＸ線画像データとして記録される。
【００７６】
メモリ５１に第１行分の画像データが書き込まれると、制御部５２は、積分アンプ４６に対してリセットパルスＲＳＴを出力し、リセットスイッチ４６ｃをオン・オフする。これにより、各キャパシタ４６ｂに蓄積されていた信号電荷が放電される。積分アンプ４６をリセットした後、ゲートドライバ４４は、第２行目のゲートパルスＰ２を出力し、第２行目の通常画素４０ａの信号電荷の読み出しを開始する。こうして得た第２行目のＸ線画像データは、メモリ５１に書き込まれる。
【００７７】
同様にして、ゲートドライバ４４は、第３〜第ｎ行のゲートパルスＰ３〜Ｐｎを順番に発生し、第３〜第ｎ行の通常画素４０ａの電荷を読み出し、第３〜第ｎ行のＸ線画像データに変換して、メモリ５１に書き込む。
【００７８】
メモリ５１に書き込まれたＸ線画像は、制御部５２でオフセット補正、感度補正、および欠陥補正の各種画像処理が施される。このオフセット補正により、信号処理回路４５の個体差や撮影環境に起因する固定パターンノイズを除去する。また、感度補正により、各通常画素４０ａの光電変換部の感度のばらつきや信号処理回路４５の出力特性のばらつき等を補正する。また、欠陥補正により、事前に調べてある欠陥画素や、測定画素４０ｂおよび測定画素４０ｂが配置された列の通常画素４０ａに対して、その周囲の画素値を用いて線形補間する。
【００７９】
画像処理されたメモリ５１内のＸ線画像は、通信Ｉ／Ｆ５３を介して、電子カセッテ１３から、コンソール１５に送られる。このコンソール１５では、Ｘ線画像がディスプレイ１５ｂに表示され、医療診断に使用される。また、コンソール１５に送られたＸ線画像は、コンソール１５内のストレージデバイスや、コンソール１５にネットワーク接続された画像蓄積サーバに保存される。
【００８０】
グリッドなし撮影では、撮影台からグリッド１４が除かれる他は、グリッドあり撮影と同じである。また、グリッドなし撮影では、測定画素４０ｂの全ては、グリッド１４によるＸ線吸収を受けないので、グリッドあり撮影に比べて線量測定信号が大きくなる。そこで、グリッドあり撮影での照射停止閾値（目標線量）よりもグリッドなし撮影用の照射停止閾値（目標線量）の値を大きくして、グリッドあり撮影、グリッドなし撮影で被写体ＨのＸ線照射量（被曝量）を同じにしている。
【００８１】
上記実施形態では、各測定画素４０ｂの累積測定値の平均値が照射停止閾値に達したときに、照射停止信号を発生している。この代わりに、Ｘ線強度（単位時間当たりのＸ線量）から目標線量に達すると予測される時間を算出し、算出した予測時間に達したときに照射停止信号を発生して線源制御装置１１に送信してもよい。なお、予測時間の情報そのものを線源制御装置１１に送信し、線源制御装置１１で予測時簡が経過したことを検知したときに、Ｘ線源１０のＸ線放射を停止させてもよい。
【００８２】
また、Ｘ線量の測定は、グリッド１４の種類等で影響を受ける。そこで、低線量のＸ線を被写体に照射するプレ撮影を行い、このプレ撮影でのＸ線量の測定に基づいて、本Ｘ線撮影の照射時間または管電流照射時間積を決定してもよい。
【００８３】
電子カセッテ１３とグリッド１４は、設計上の位置関係からずれた状態で撮影台にセットされることがある。また、撮影台への装填中に、振動等によって位置関係が変化することがある。本発明は、測定画素の配置を工夫して、電子カセッテ１３とグリッド１４の位置関係がずれても、測定画素の測定値の変動を小さくして、線量測定に影響がないようにしたものである。以下、測定値の変動を小さくすることを可能とする測定画素の配置例について説明する。
【００８４】
手始めに図６を例にとり説明する。図６に示す画素アレイ４００は、図５に示す画像検出部３０から、画素４０の１行分を取り出し、その一部を描いたものである。図６は、グリッドピッチＧが画素ピッチΔの４倍である場合（Ｇ＝４Δ）の、各画素４０とＸ線吸収層３６との位置関係、被写体Ｈが存在しない状態で各層３５、３６に対応する縞模様のグリッド１４の像を撮影したときの、画素４０に投影されるＸ線吸収層３６の本数のパターン（以下、本数パターンという）、並びに位置関係および本数パターンによって変化する各画素４０で測定した電圧信号の出力レベルのパターン（以下、出力パターンという）を示している。
【００８５】
画素４０に投影されるＸ線吸収層３６の本数は、例えば左端の３個の画素４０１〜４０３はＸ線吸収層３６と対面していないため、これらに投影されるＸ線吸収層３６の本数は０本となる。一方、画素４０３の右隣の４個目の画素４０４は１本のＸ線吸収層３６と対面しているため、画素４０４に投影されるＸ線吸収層３６の本数は１本となる。画素アレイ４００では、投影されるＸ線吸収層３６の本数が０本の画素が３個と１本の画素が１個の繰り返しである。したがって本数パターンは「０、０、０、１、０、０、０、１、・・・」のように４画素周期の繰り返しとなる。本数１本の画素は、０本の画素よりも相対的にＸ線の累積Ｘ線量が少なくなり、したがって電圧信号の出力レベルも比較的低くなる。このため出力パターンは、比較的高い出力レベルの電圧信号「高」が３回連続し、低い出力レベルの電圧信号「低」が１回出現する「高、高、高、低」のパターンを４画素周期で繰り返したものとなる。
【００８６】
このような出力パターンの場合、通常画素４０ａと測定画素４０ｂとを所定の周期で配列した、図７（Ａ）に示す混合画素アレイ４１０のように、測定画素４０ｂを５画素周期で４個配置する。こうすれば、最初の配置と、画素４０が相対的に行方向Ｘ２に１画素、２画素、３画素ずれた場合とで、４個の測定画素４０ｂの出力パターンは「高、高、高、低」、「高、高、低、高」、「高、低、高、高」、「低、高、高、高」と移り変わるものの、「高」に該当する測定画素４０ｂが３個、「低」に該当する測定画素４０ｂが１個という関係性は変わらない。したがって少なくともこれら４個の測定画素４０ｂを、ＡＥＣ部５４で線量測定信号の平均値を計算する一群とすれば、電子カセッテ１３とグリッド１４の位置関係がずれても平均値は常に一定となり正確に自動露出制御を行うことができる。
【００８７】
また、図７（Ｂ）に示す混合画素アレイ４１１のように、３画素周期で４個の測定画素４０ｂを配置した場合も、最初の配置と、画素４０が相対的に行方向Ｘ２に１画素、２画素、３画素ずれた場合とで、４個の測定画素４０ｂの出力パターンは「高、低、高、高」、「高、高、低、高」、「高、高、高、低」、「低、高、高、高」と移り変わり、「高」に該当する測定画素４０ｂが３個、「低」に該当する測定画素４０ｂが１個という関係性は変わらない。したがって図７（Ａ）の場合と結果は同じとなり、少なくとも３画素周期で配置された４個の測定画素４０ｂを、ＡＥＣ部５４で線量測定信号の平均値を計算する一群とすれば、正確に自動露出制御を行うことができる。
【００８８】
しかし、図８（Ａ）に示す混合画素アレイ４１２のように、６画素周期で４個の測定画素４０ｂを配置した場合は、最初の配置と、画素４０が相対的に行方向Ｘ２に２画素ずれた場合の４個の測定画素４０ｂの出力は同じ「高、高、高、高」であるが、１画素、３画素ずれた場合はそれぞれ「高、低、高、低」、「低、高、低、高」となり、４個の測定画素４０ｂの出力の平均値がばらつくので、６画素周期で配置された４個の測定画素４０ｂを、ＡＥＣ部５４で線量測定信号の平均値を計算する一群とした場合は正確なＡＥＣを行えない。出力パターンと同じ４画素周期で４個の測定画素４０ｂを配置した図８（Ｂ）に示す混合画素アレイ４１３の場合も、最初の配置と、画素４０が相対的に行方向Ｘ２に１画素、２画素ずれた場合のそれぞれの位置での４個の測定画素４０ｂの出力は全て同じ「高、高、高、高」であるが、３画素ずれた場合は「低、低、低、低」となるため同様に正確なＡＥＣを行えない。
【００８９】
ここで、出力パターンの中で繰り返されるパターンについて、左端から１周期目、その右隣を２周期目、さらにその右隣を３周期目というように以降表現する。また、各周期の中での左端をその周期の開始位置とする。図７（Ａ）のずらす前の最初の位置の４個の測定画素４０ｂは、出力パターンの１周期目（左端）の開始位置から１個目の「高」、２周期目の開始位置から２個目の「高」、３周期目の開始位置から３個目の「高」、４周期目の開始位置から４個目の「低」の位置に配置されている。また、図７（Ｂ）のずらす前の最初の位置の４個の測定画素４０ｂは、出力パターンの１周期目の開始位置から１個目の「高」と４個目の「低」、２周期目の開始位置から３個目の「高」、３周期目の開始位置から２個目の「高」の位置に配置されている。複数周期にわたって配置されているものの、いずれも１つの周期内の出力パターン「高、高、高、低」に対して、この１個目から４個目の要素に相当する位置に４個の測定画素４０ｂを満遍なく配置している。対して図８（Ａ）では、前半の２個の測定画素４０ｂは１個目と３個目の「高」の位置に配置され、後半の２個の測定画素４０ｂもこの繰り返しでまた１個目と３個目の「高」の位置に配置されている。また図８（Ｂ）では左端の測定画素４０ｂは１個目の「高」の位置に配置され、残りの３個の測定画素４０ｂも異なる周期の中ではあるものの開始位置からの個数は１個目で同じとなっている。
【００９０】
ここまでの考察から、１つの周期の出力パターン「高、高、高、低」のそれぞれの要素に相当する位置に４個の測定画素４０ｂが満遍なく配置されるように測定画素４０ｂの配置を決定し、こうして配置した４個の測定画素４０ｂを一群の測定画素４０ｂとすればよいことが分かった。こうすることで一群の測定画素４０ｂの線量測定信号の合計値あるいは平均値は、グリッドと測定画素４０ｂの相対位置関係がずれたとしても一定となる。
【００９１】
なお、上記例では１画素単位でずれた場合を例示したが、実際には半端な画素分ずれることもある。例えば０．２画素分ずれた場合を考える。図７（Ａ）を例に説明すると、４個の測定画素４０ｂに投影されるＸ線吸収層３６の本数は「０、０、０．２、０．８」となるが、１個の測定画素４０ｂに掛かるＸ線吸収層３６の本数の平均値は１／４本と１画素ずつずらした場合と同じとなる。このためずれ量が半端な画素分であっても４個の測定画素４０ｂの線量測定信号の合計値あるいは平均値は１画素ずらした場合と結局は同じとなる。
【００９２】
この一群の測定画素４０ｂの合計値や平均値が同じになるような測定画素４０ｂの配置周期Ｚの条件を、記号等を用いて一般化すると、次式（１ａ）となる。ただしＣは出力パターンの１周期の画素数（出力パターンの周期）、Ｒは０以上の自然数である。
Ｚ＝（Ｒ×Ｃ）±１・・・（１ａ）
【００９３】
上記の条件は、出力パターンの周期Ｃ＝４の場合に限らず、例えば図９のＣ＝２、図１０のＣ＝３の場合にも当然成り立つ。図９、図１０はともにＲ＝１で、図９（Ａ）に示す混合画素アレイ４１４は、測定画素４０ｂの配置周期Ｚ＝２＋１＝３、図９（Ｂ）に示す混合画素アレイ４１５はＺ＝２−１＝１、図１０（Ａ）に示す混合画素アレイ４１６はＺ＝３＋１＝４、図１０（Ｂ）に示す混合画素アレイ４１７はＺ＝３−１＝２の場合をそれぞれ示す。図９では、最初の配置と、画素４０が相対的に行方向Ｘ２に１画素ずれた場合とで、２個の測定画素４０ｂの出力パターンが「高、低」または「低、高」となり、２個の測定画素４０ｂの線量測定信号の平均値は同じになる。図１０では、最初の配置と、画素４０が相対的に行方向Ｘ２に１画素、２画素ずれた場合とで、３個の測定画素４０ｂの出力パターンが「高、高、低」、「高、低、高」、「低、高、高」のいずれかとなり、３個の測定画素４０ｂの線量測定信号の平均値は同じになる。
【００９４】
ここでＣは以下の式で表される。
Ｃ＝｛（１／ｆＧＮ）／Δ｝×ｉ
【００９５】
ただし、ｆＧＮは出力パターンの周波数（単位長さ当たりの１周期分の出力パターンの個数、その逆数１／ｆＧＮは出力パターンのピッチ）であり、２ｊ＜ｆＧ／ｆＮ≦２ｊ＋１のときｆＧＮ＝ｆＧ−２ｊｆＮ、２ｊ＋１＜ｆＧ／ｆＮ≦２ｊ＋２のときｆＧＮ＝（２ｊ＋２）ｆＮ−ｆＧである。ｆＧ＝１／Ｇ：グリッド周波数、ｆＮ＝１／（２Δ）：画素のナイキスト周波数である。ｊは整数、ｉは、（１／ｆＧＮ）／Δに乗算して積のＣが整数になる最小の整数である。例えば（１／ｆＧＮ）／Δ＝７／３のときｉ＝３である。
【００９６】
なお、出力パターンの周期Ｃは上記式で算出してもよいが、被写体Ｈが存在しない状態でグリッド１４をＸ線撮影して得られたＸ線画像の縞模様から周期Ｃを実験的に求めてもよい。周期Ｃを実験的に求める場合も算出する場合と同様に、求めた周期Ｃに基づいて測定画素４０ｂの配置を決定する。
【００９７】
ここで、Ｘ線撮影の規格では、同じ被写体Ｈ、同じ撮影条件で、複数回撮影したときの照射線量のばらつきが±５％の範囲に収まることが要求されている。このため、Ｃ個の測定画素４０ｂで測定したＸ線量の平均値が、全ての回で全く同じである必要はなく、多少ばらついていてもそのばらつきが±５％の範囲に収まっていればよいことになる。したがって、ＡＥＣ部５４で線量測定信号の平均値を計算する一群のＣ個の測定画素４０ｂに対して、下記式（２ｂ）の条件を満たすＮ個の測定画素４０ｂが介在していてもよい。ただしａはＸ線吸収層３６の影響を最も受ける画素と、最も受けない画素の画素値の差を表す変動係数であり、ここではａが１０％よりも大きい最悪のケース、すなわち０．１＜ａの場合を考えればよい。例えばＸ線吸収層３６の影響を最も受ける画素の画素値（最小値）に対して、最も受けない画素の画素値（最大値）が２０％増しの場合はａ＝０．２である。
【００９８】
Ｃ個の測定画素４０ｂの線量測定信号の平均値をＸａｖｅとし、介在が許されるＮ個の測定画素４０ｂが全てＸ線吸収層３６の影響を最も受けない画素の位置に配置される場合（Ｘｍａｘ）、またはＮ個の測定画素４０ｂが全てＸ線吸収層３６の影響を最も受ける画素の位置に配置される場合（Ｘｍｉｎ）の最悪のケースでも規格で定められた±５％の範囲に収まることを考える。この条件を満たせば、Ｎ個の測定画素４０ｂはどこに配置されてもよいことになる。
【００９９】
すなわち、Ｎ個の測定画素４０ｂが全てＸ線吸収層３６の影響を最も受けない画素の位置に配置されたときのＣ＋Ｎ個の測定画素４０ｂの線量測定信号の平均値から、Ｎ個の測定画素４０ｂが全てＸ線吸収層３６の影響を最も受ける画素の位置に配置されたときのＣ＋Ｎ個の測定画素４０ｂの線量測定信号の平均値を減算したものが最悪の変動幅であり、これが後者の平均値の＋１０％以内に収まっていればよい。これは下記式（２ａ）で表される。重要なのはそれぞれの場合においてＣ個の測定画素４０ｂの線量測定信号の平均値Ｘａｖｅで変動の影響が軽減されていることである。
（Ｃ×Ｘａｖｅ＋Ｎ×Ｘｍａｘ）／（Ｃ＋Ｎ）−（Ｃ×Ｘａｖｅ＋Ｎ×Ｘｍｉｎ）／（Ｃ＋Ｎ）≦{（Ｃ×Ｘａｖｅ＋Ｎ×Ｘｍｉｎ）／（Ｃ＋Ｎ）}×０．１
ただしＸｍａｘ＝（１＋ａ）×Ｘｍｉｎ・・・（２ａ）
【０１００】
Ｘｍａｘに（１＋ａ）×Ｘｍｉｎを代入して式（２ａ）を計算すると、
（ａ×Ｘｍｉｎ×Ｎ）／（Ｃ＋Ｎ）≦{（Ｃ×Ｘａｖｅ＋Ｎ×Ｘｍｉｎ）／（Ｃ＋Ｎ）}×０．１となり、さらにＮについて解くと、下記（２ｂ）式となる。
Ｎ≦（Ｃ×Ｘａｖｅ）／｛Ｘｍｉｎ（１０ａ−１）｝・・・（２ｂ）
【０１０１】
発明者らの実験によると、例えば画素ピッチΔ＝１５０μｍのとき、グリッド１４としてグリッドピッチＧ＝２５０μｍ（４０本／ｃｍ）、グリッド比１４：１のものを用いた場合、Ｘ線吸収層３６の影響を最も受ける画素と、最も受けない画素の画素値の差が２０％程度であることが分かっている。このａの値を定めるには、例えば、被写体Ｈが存在しない状態でグリッド１４のみをＸ線撮影し、これにより得られた画像の全体あるいは関心領域に相当する範囲において、Ｘ線透過層３５とＸ線吸収層３６の配列方向と直交する方向に連なる画素４０の画素値を求める。次に、画素値の最大値と最小値の差を用いて比率としてａの値を求めればよい。
【０１０２】
なお、ａを算出する際の画素値の最大値と最小値は、ある特定の位置で測定した値であってもよいし、複数の位置で測定した値の平均値であってもよい。実際にはaの値をわざわざ計算しなくても、被写体Ｈが存在しない状態でグリッド１４のみを撮影した画像上からわかる画素値の最大値と最小値をそのまま（２ａ）式のＸｍａｘ、Ｘｍｉｎに代入してＮを求めてもよい。つまり（２ａ）式や（２ｂ）式は、分かり易くするために数式で表現しているが、実質は最大値と最小値をそのまま使用して求めることと同じである。
【０１０３】
なお、厳密にはグリッドの製造誤差等もあるため、整然とした周期性をもって、共通の最大値と最小値が現れるわけではないが、１周期の中の極大点を最大値と判断し、１周期の中の極小点を最小値と判断してもよい。または、最悪ケースを想定して（２ａ）式や（２ｂ）式を満たす場合には、必ず所望の＋１０％の範囲に入るようになるため、単純に最小値と最大値の測定は、上記したように関心領域の範囲か、もしくは全領域で単に数値の大小だけを見て決めてもよい。こうすることで、１周期を判断する必要もなく、算出が簡便となる。
【０１０４】
上に例示した画素ピッチΔ＝１５０μｍ、グリッドピッチＧ＝２５０μｍの場合は、出力パターンの周期は５画素となる。この５画素の要素に相当する位置に測定画素４０ｂを設けると、３個に投影されるＸ線吸収層３６の本数は０本、２個に投影されるＸ線吸収層３６の本数は１本となるが、Ｘ線吸収層３６の１本の吸収率が２０％であるため、０本の画素の画素値を仮に１とすると、５個の測定画素４０ｂの線量測定信号の平均値Ｘａｖｅは、（１×３＋０．８×２）／５＝０．９２となる。これに対してある１つの画素に着目すると、Ｘ線吸収層３６が丸１本重なる場合の画素値が最小値（＝０．８）で、０本の場合が最大値（＝１）となるためその差は０．２となり、ａは０．２／０．８で０．２５となる。これを（２ｂ）式にあてはめると、
Ｎ≦約３．８
となり、Ｎは整数なので３以下となる。すなわち繰り返し周期Ｃの５画素の要素に相当する位置に配置した測定画素４０ｂに対して、３個まではその他任意の箇所に測定画素４０ｂを加えて設けても、Ｃ＋Ｎ個の測定画素４０ｂの線量測定信号の平均値の変動幅が±５％に収まることになる。（２ｂ）式は最悪のケースを想定しているために、実際には加えて設けるＮ個の測定画素４０ｂの個々の線量測定信号は最大の変動幅である０．２よりは小さい変動幅となるため、変動幅は確実に±５％より小さくなっている。具体的には、線量測定信号の平均値が０．９２の５個の測定画素４０ｂと、線量測定信号が最小値の０．８の３個の測定画素４０ｂの合計８個からなる一群の測定画素４０ｂの線量測定信号の平均値は、（０．９２×５＋０．８×３）／８＝０．８７５である。Ｎ個の測定画素４０ｂは全て最小値以下になることはないから、変動幅はこの平均値に対して＋１０％の範囲に収まっていればよい。０．８７５に対して＋１０％を計算するとその値は０．９６２５となり、すなわち０．８７５から０．９６２５の範囲にＣ＋Ｎ個の測定画素４０ｂの線量測定信号の平均値が収まっていればよい。Ｎ個の測定画素４０ｂの線量測定信号が全て最小値であるという基準に対して最悪のケースは全て最大値である場合であり、この全て最大値である場合の平均値を計算すると０．９５となり、上記範囲に収まっている。
【０１０５】
次にＣ個の測定画素４０ｂの線量測定信号の平均値が常に一定であることが前提で、この平均値を変動させるＮ個の測定画素４０ｂを加えて設けても±５％に収まるようにした上述の思想についてもう少し拡張する。Ｃ個の測定画素４０ｂの線量測定信号の各回の平均値のばらつきが規格で定められた±５％の範囲に収まっていればよいとすると、例えば図８（Ａ）の最初の配置と、画素４０が相対的に行方向Ｘ２に２画素ずれた場合の４個の測定画素４０ｂの出力の平均値（全て「高」のときの平均値）と、１画素、３画素ずれた場合の平均値（「高」と「低」がそれぞれ２つのときの平均値）が±５％の範囲に収まっていれば、測定画素４０ｂの配置周期Ｚは（１ａ）式で求まる値でなくてもよくなる。
【０１０６】
この考え方を（１ａ）式を基準に考えると、下記式（１ｂ）にさらに一般化することができる。
Ｚ＝（Ｒ×Ｃ）±Ｄ・・・（１ｂ）
【０１０７】
ただしＤは、Ｃより小さい整数で、少なくとも［Ｃ／Ｄ］個の測定画素４０ｂを１画素ずつＣ回ずらしたときに、［Ｃ／Ｄ］個の測定画素４０ｂの線量測定信号の各回の平均値のばらつきが規格で定められた±５％の範囲に収まるような値である。［Ｃ／Ｄ］の括弧はガウス記号で、［Ｃ／Ｄ］はＣ／Ｄ以下の最大の整数である。例えばＣ／Ｄ＝５／２＝２．５のとき［Ｃ／Ｄ］＝２である。図８（Ａ）ではＣ＝４、Ｒ＝１、Ｄ＝＋２であり、Ｚ＝６、［Ｃ／Ｄ］＝２である。つまり図８（Ａ）では４個全てではなく２個の測定画素４０ｂが一群の測定画素４０ｂとなり、この２個の測定画素４０ｂを４画素動かしたときの線量測定信号の平均値のばらつきを求める必要があることになる。［Ｃ／Ｄ］個の範囲でばらつきを確認し収まっていることが重要である。
【０１０８】
［Ｃ／Ｄ］個の測定画素４０ｂの線量測定信号の平均値の最大値をＸａｖｅ［Ｃ／Ｄ］ｍａｘ、平均値の最小値をＸａｖｅ［Ｃ／Ｄ］ｍｉｎとする。これを用いて上記同様に考えると、以下のようなＮを決定すればよい。つまり、Ｎ個の加えて設ける測定画素４０ｂが全てＸ線吸収層３６の影響を最も受けない画素の位置に配置されたときにＸａｖｅ［Ｃ／Ｄ］ｍａｘの平均値で影響を軽減し、全てＸ線吸収層３６の影響を最も受ける画素の位置に配置されたときにＸａｖｅ［Ｃ／Ｄ］ｍｉｎの平均値で影響を軽減する場合が最悪のケースであり、これらの差がＸａｖｅ［Ｃ／Ｄ］ｍｉｎの１０％以内に収まっていればよい。
（［Ｃ／Ｄ］×Ｘａｖｅ［Ｃ／Ｄ］ｍａｘ＋Ｎ×Ｘｍａｘ）/（［Ｃ／Ｄ］＋Ｎ）
−（［Ｃ／Ｄ］×Ｘａｖｅ［Ｃ／Ｄ］ｍｉｎ＋Ｎ×Ｘｍｉｎ）／（［Ｃ／Ｄ］＋Ｎ）≦{（［Ｃ／Ｄ］×Ｘａｖｅ［Ｃ／Ｄ］ｍｉｎ＋Ｎ×Ｘｍｉｎ）/（［Ｃ／Ｄ］＋Ｎ）｝×０．１
ただしＸｍａｘ＝（１＋ａ）×Ｘｍｉｎ・・・（３）
【０１０９】
（３）式を計算し（２ｂ）式を一般化した形で表現すると下記（２ｃ）式となる。
Ｎ≦［Ｃ／Ｄ］（１１Ｘａｖｅ［Ｃ／Ｄ］ｍｉｎ−１０Ｘａｖｅ［Ｃ／Ｄ］ｍａｘ）／｛Ｘｍｉｎ（１０ａ−１）｝・・・（２ｃ）
【０１１０】
Ｄの値を具体的にどう求めるかを説明する。図１１に、ＡＥＣ部５４で線量測定信号の平均値を計算する一群の測定画素４０ｂの個数に対する出力パターンのバリエーション、並びに出力パターンが「高」の場合、「低」の場合の線量測定信号の値をそれぞれ１、０．９（吸収率０．１）としたときの線量測定信号の合計値と平均値を示す。一群の測定画素４０ｂが２個の場合の出力パターンは「高、高」、「高、低」、「低、低」の３通り、３個の場合は「高、高、高」、「高、高、低」、「高、低、低」、「低、低、低」の４通り、４個の場合は「高、高、高、高」、「高、高、高、低」、「高、高、低、低」、「高、低、低、低」、「低、低、低、低」の６通りのバリエーションがある。平均値は出力パターンが「高」のみの場合最大の「１」で、「低」が増えるにつれて減少し、「低」のみの場合に最小の「０．９」となる。
【０１１１】
図１２に、ＡＥＣ部５４で線量測定信号の平均値を計算する一群の測定画素４０ｂの個数と、その個数でとり得る平均値の最大値と最小値の組み合わせ、最大値／最小値、およびその個数の測定画素４０ｂの線量測定信号の各回の平均値のばらつきが規格で定められた±５％の範囲に収まるか否かの判定を示す。同図はあくまでも平均値の最大値と最小値のとり得る組み合わせを全て網羅しただけである。判定は最大値／最小値に基づき行い、最大値／最小値が１．１以下であれば平均値のばらつきが規格の範囲に収まっている（ＯＫ）、１．１よりも大きければ収まっていない（ＮＧ）とする。判定の基準を最大値／最小値とするのは、最小値／最大値よりも条件が厳しくなる（例えば最大値１００、最小値９０の場合、最小値／最大値＝９０／１００＝０．９で判定ＯＫとなるが、最大値／最小値＝１００／９０≒１．１１で判定ＮＧとなる）からで、より条件が厳しいほうに合わせて判定を行えば条件が厳しくないほうも満たすためである。
【０１１２】
個数２では、ＮＧの判定は最大値１と最小値０．９（出力パターン「高、高」と「低、低」）の組み合わせで、最大値１と最小値０．９５（出力パターン「高、高」と「高、低」）の組み合わせ、最大値０．９５と最小値０．９（出力パターン「高、低」と「低、低」）の組み合わせはＯＫの判定となる。個数３、４の場合は最大値１と最小値０．９（出力パターン「高、高、高」と「低、低、低」、または「高、高、高、高」と「低、低、低、低」）の組み合わせに限ってＮＧの判定で、他の組み合わせはＯＫの判定となる。
【０１１３】
なお、図８（Ａ）の測定画素４０ｂの出力パターンは、１画素ずつ３画素ずらしたときの４回の全ての場合を確認すると、図１２の個数が２個で、平均値の最大値が１、最小値が０．９５の場合に相当し、この場合、吸収率を０．１とすると判定ＯＫとなる。このことからＤ＝１である（１ａ）式の状態でなく、図８（Ａ）のＤ＝２の状態であっても±５％の条件を満たすことが可能なことが分かる。
【０１１４】
このように各個数の出力パターンのバリエーションに対する平均値を吸収率に基づいて求め、その最大値と最小値の組み合わせについて最大値／最小値を計算し、最大値／最小値に基づきその個数の測定画素４０ｂの線量測定信号の各回の平均値のばらつきが規格で定められた±５％の範囲に収まっているか否かの判定を行うシミュレーションをすれば、判定ＯＫの組み合わせの出力パターンをとり得る測定画素４０ｂの配置周期Ｚが分かり、それからＤを求めることができる。なお、この例では吸収率＝０．１としたが、吸収率が大きくなるほど判定ＯＫとなる最大値と最小値の組み合わせの個数は少なくなる。また、図８（Ａ）の場合では、図１２の個数２の最大値０．９５と最小値０．９（出力パターン「高、低」と「低、低」）の組み合わせは生じることはない。説明の便宜上、こうしたあり得ない組み合わせも判定しているが、実際のシミュレーションではあり得ない組み合わせを除いて判定を行う。
【０１１５】
ここまで説明の便宜上で１行分の画素について説明しているが、実際は複数の行でＸ線量の測定が行われる。このため、実際には、図１３に示すように、全てが通常画素である通常画素アレイが配置された撮像領域４１に対して、通常画素アレイと混合画素アレイ６０ａとが置き換わるように、混合画素アレイ６０ａを所定のパターンで配置する。これにより、撮像領域４１内で、測定画素４０ｂが二次元に配置される。採光野内に存在する１つまたは複数の混合画素アレイ６０ａを選択し、これらを用いてＸ線量を測定する。なお、混合画素アレイ６０ａを、撮像領域４１の全域に一様に配置しなくてもよく、例えば、左右の肺野等、予め設定される採光野にあたる特定領域にのみ配置してもよい。
【０１１６】
図１３（Ａ）に示す混合画素アレイ６０ａは、４個の測定画素４０ｂを５画素周期（周期Ｚ＝５）で配置した例であり、各混合画素アレイ６０ａは、例えばＸ２方向およびＹ２方向に所定の間隔で規則的に配列されている。周期Ｚは測定画素４０ｂの配列ピッチに相当し、画素ピッチΔの５倍である（Ｚ＝５Δ）。１個の混合画素アレイ６０ａは、線量測定に用いられる最小単位であり、４個の測定画素４０ｂを有する。図１３（Ｂ）に示すように、２つの混合画素アレイ６０ａで形成される８個の測定画素４０ｂをもつブロック６１ａや、図１３（Ｃ）に示すように、３つの混合画素アレイ６０ａで構成される１２個の測定画素４０ｂをもつ正方形状のブロック６１ｂで、線量測定をしてもよい。また、各混合画素アレイ６０の間隔が不規則でもよい。
【０１１７】
また、これまでは、グリッド１４の縞が列方向Ｙ２に延びるように（グリッド１４の各層３５、３６の配列方向Ｘ１と画素４０の行方向Ｘ２が平行となるように）、電子カセッテ１３に対してグリッド１４がセットされることを前提に説明している。しかし、グリッド１４に対して電子カセッテ１３を９０°回転させて、グリッド１４の縞が行方向Ｘ２に延びるように、グリッド１４がホルダ１６ａにセットされることもある。この場合には、図１４に示すように、線量測定に使用される一群の測定画素４０ｂの配列方向が、列方向Ｙ２に伸びた混合画素アレイ６０ｂを形成した撮像領域４１を用いる。この混合画素アレイ６０ｂでは、画素ピッチΔ、測定画素４０ｂの周期Ｚは、それぞれ列方向Ｙ２で測る。
【０１１８】
また、撮像領域４１内において、混合画素アレイ６０ａと６０ｂとを混在させてもよい。例えば、正方形を形成するように、２個の混合画素アレイ６０ａの間に、２個の混合画素アレイ６０ｂを配置する。こうすれば、グリッド１４の取り付け姿勢によって混合画素アレイ６０ａ、６０ｂを選択すれば、どちらの取り付け姿勢でも、正確に自動露出制御を行うことができる。また、例えば、各混合画素アレイ６０ｂ間の行方向Ｘ２の間隔を調節することにより、各混合画素アレイ６０ｂ間の測定画素４０ｂの行方向Ｘ２の周期Ｚと、各混合画素アレイ６０ｂ内の列方向Ｙ２の測定画素４０ｂの周期Ｚとを一致させれば、グリッド１４の取り付け姿勢に関わらず、正確に自動露出制御を行うことができる。
【０１１９】
各実施形態では、複数の測定画素４０ｂが１行または１列上に配置されているが、図１５に示す混合画素エリア６０ｃのように、複数の測定画素４０ｂを、二次元エリア内で行方向Ｘ２や列方向Ｙ２にずらして配置してもよい。
【０１２０】
図１５に示す混合画素エリア６０ｃ内において、複数の測定画素４０ｂは、それぞれ配置される行は異なるが、行方向Ｘ２に関しては、４列分の間隔を空けて５画素周期で配置されている。行方向Ｘ２に関して、混合画素エリア６０ｃ内の測定画素４０ｂの画素ピッチΔＸ、周期ＺＸは、図１３に示す混合画素アレイ６０ａ内の測定画素４０ｂの画素ピッチΔ、周期Ｚと同じである。そのため、混合画素エリア６０ｃ内の一群の測定画素４０ｂの線量測定信号の平均値は、混合画素アレイ６０ａ内の一群の測定画素４０ｂの線量測定信号の平均値とほぼ同じになる。また、混合画素エリア６０ｃ内の複数の測定画素４０ｂは、列方向Ｙ２に関しても、配置される列は異なるが５画素周期で配置されている。列方向Ｙ２に関して、混合画素エリア６０ｃ内の測定画素４０ｂの画素ピッチΔＹ、周期ＺＹは、図１４に示す混合画素アレイ６０ｂ内の測定画素４０ｂの画素ピッチΔ、周期Ｚと同じである。
【０１２１】
また、混合画素エリア６０ｃは、混合画素アレイ６０ａ、６０ｂの両方を設けたものと同じであるから、グリッド１４の取り付け姿勢に関わらず、正確に自動露出制御を行うことができる。さらに、混合画素アレイ６０ａ、６０ｂを混在させる場合には、グリッド１４の取り付け姿勢によって各混合画素アレイ６０ａ、６０ｂを選択することが必要になるが、混合画素エリア６０ｃの場合は、グリッド１４の取り付け姿勢に関わらずそのまま使用することができる。また、混合画素エリア６０ｃの場合は、混合画素アレイ６０ａ、６０ｂを混在させる場合と比べて、測定画素４０ｂの個数を半分に減らすことができる。
【０１２２】
また、本例の測定画素４０ｂのように、ＴＦＴと信号線４３が短絡されている場合には、測定画素４０ｂの電荷が常時信号線４３に流れている。そのため、各測定画素４０ｂが配置される行が異なっても、測定画素４０ｂの電荷が信号処理回路４５内の積分アンプ４６に流入するタイミングはほぼ同じである。したがって、混合画素エリア６０ｃ内の各測定画素４０ｂの線量測定信号を同じタイミングで読み出すことができるというメリットもある。
【０１２３】
なお、本例の混合画素エリア６０ｃでは、各測定画素４０ｂの行方向Ｘ２および列方向Ｙ２に関するずらし量を同じ（５画素分）にしているが、行方向Ｘ２と列方向Ｙ２でずらし量を任意に変えてもよい。
【０１２４】
グリッド１４を複数種類切り替えて使用し、配置周期Ｚの条件が各グリッド１４で異なる場合は、各配置周期Ｚの最小公倍数を最終的に決定する配置周期Ｚとする。例えば配置周期Ｚ＝３の条件のグリッドと。Ｚ＝４の条件のグリッドを併用する場合は、最終的に決定する配置周期Ｚは３と４の最小公倍数である１２とする。
【０１２５】
少なくとも［Ｃ／Ｄ］個の測定画素４０ｂを１画素ずつＣ回ずらしたときに、ＡＥＣ部５４で線量測定信号の平均値を計算する一群の測定画素４０ｂの線量測定信号の各回の平均値のばらつきが±５％の範囲に収まるような配置周期Ｚで測定画素４０ｂを配置するので、電子カセッテ１３とグリッド１４の位置関係によらず常に一群の測定画素４０ｂからの線量測定信号の平均値の変動を軽減することができる。特にＤ＝１でＣ個の測定画素４０ｂを設けた場合は一群の測定画素４０ｂの各回の平均値が同じ値となる。このため正確に自動露出制御を行うことができる。
【０１２６】
グリッド１４を複数種類切り替えて使用する場合に、全種類の条件を満たすように配置周期Ｚを決定すれば、汎用性を高めることができる。
【０１２７】
同じ撮影条件で複数回撮影したときの放射線の累積線量がばらつく要因としては、これまで説明してきた一群の測定画素４０ｂの平均値のばらつきの他に、線源制御装置１１の照射信号Ｉ／Ｆ２５から照射開始信号を送信してから、これを電子カセッテ１３の照射信号Ｉ／Ｆ５５で受信してＡＥＣ部５４による線量測定を開始するまでの時間（照射開始の同期時間）のばらつきがある。また、照射信号Ｉ／Ｆ５５から照射停止信号を送信してから、これを照射信号Ｉ／Ｆ２５で受信して実際に線源制御装置１１の制御部２１によりＸ線源１０のＸ線の照射を停止させるまでの時間（照射停止の同期時間）のばらつきもある。したがって、これら照射開始、停止の同期時間のばらつきも含めて同じ撮影条件で複数回撮影したときの放射線の累積線量のばらつきを±５％の範囲に収めるためには、一群の測定画素４０ｂの平均値のばらつきの許容範囲を少なくとも±５％より厳しくする必要がある。このため（３）式の右辺に乗算する値は「０．１」に限らず、（１ｂ）式のＤを求めるための判定の基準も±５％に限らない。一群の測定画素４０ｂの平均値のばらつきの許容範囲を±ｋ％（ｋ＜５０）とした場合、（２ｃ）式は下記（２ｄ）式に書き換えられる。
Ｎ≦［Ｃ／Ｄ］｛（１＋ｋ）Ｘａｖｅ［Ｃ／Ｄ］ｍｉｎ−Ｘａｖｅ［Ｃ／Ｄ］ｍａｘ｝／｛Ｘｍｉｎ（ａ−ｋ）｝・・・（２ｄ）
なお、ある条件で計算した結果、（２ｄ）式の右辺が１未満の小数になった場合、これが１以上になるような最小の係数を乗算し、かつこの乗算する係数の個数だけ［Ｃ／Ｎ］個からなる一群の測定画素４０ｂを設ければよい。例えば、Ｎ≦０．３となれば、０．３を４倍すれば１．２で１以上となる。この場合、［Ｃ／Ｎ］個の一群の測定画素４０ｂを４セット設け、これに対して1個の半端な測定画素４０ｂをその他任意の箇所に加えてもよい。こうすることで±ｋ％の許容範囲は遵守される。
【０１２８】
発明者らの実験によれば、有線通信での照射開始、停止の同期時間のばらつきは、その合計で０．５ｍｓｅｃ程度である。例えば照射時間２０ｍｓｅｃで胸部撮影した場合は照射開始、停止の同期時間を要因とする累積線量のばらつきは、０．５／２０＝０．０２５である。これは２．５％であるため、一群の測定画素４０ｂの平均値のばらつきの許容範囲を±２．５％以下（ｋ≦２．５）とするのがよい。
【０１２９】
なお、ｋが２．５または５よりも大きい場合でも、ｋが５０より小さければ、電子カセッテ１３とグリッド１４の位置関係によらず常に一群の測定画素４０ｂからの線量測定信号の平均値の変動を軽減することができるという効果は得られる。
【０１３０】
上記実施形態では説明の便宜上、Ｒ＝１として図７（Ａ）の５画素周期や図７（Ｂ）の３画素周期で測定画素４０ｂを配置している。一般的に測定画素４０ｂは欠陥画素として扱われるので個数は少ないほどよく、Ｒを大きい値にして全画素４０に対して測定画素４０ｂの占める割合を約０．０１％（１００ｐｐｍ；ｐｐｍ（Parts Per Million）＝０．０００１％）程度とすることが好ましい。
【０１３１】
上記実施形態では、周期性が重要となってくるため、グリッドと画素の相対位置がある一定の位置（グリッドと画素の左端が揃った位置）で、かつＸ線吸収層の幅がある一定の幅の例について説明している。グリッドと画素の左端が揃っていない場合や、グリッドと画素の相対位置が一定でない場合について補足説明する。例えば図１０では、出力パターンの周期Ｃ＝３、本数パターンは「０、０、１」の１周期が繰り返す場合を示している。この状態から例えば０．２画素分だけグリッドの左端が左にずれたと仮定すると、本数パターンは「０、０．２、０．８、０、０．２、０．８、・・・」となり、「０、０．２、０．８」の１周期が繰返されることとなる。本数パターンの周期は、ずれる前と同じ３画素であり、出力パターンの周期Ｃも３画素である。
【０１３２】
ここで、図１０（Ａ）の場合と同様に、Ｒ＝１、Ｄ＝１、Ｚ＝４として、［Ｃ／Ｄ］＝３個の測定画素４０ｂを一群の測定画素４０ｂとした場合を考える。画素４０が相対的に行方向Ｘ２に１画素ずつずれていった場合に、１画素ずれた場合（２回目）の測定画素４０ｂの本数パターンは「０．２、０．８、０」、２画素ずれた場合（３回目）は「０．８、０、０．２」となる。いずれの場合も１個の測定画素４０ｂに掛かるＸ線吸収層３６の本数の平均値は１／３本と等しくなる。また、図１０（Ａ）の最初の位置（１回目）の本数パターン「０、０、１」と比較しても、１個の測定画素４０ｂに掛かるＸ線吸収層３６の本数の平均値は両者共に同じ１／３本である。すなわち、最初の位置が０．２画素分等の１画素未満のずれであっても、測定結果は変わらない。さらに、最初の位置から１画素未満だけ画素をずらしても、測定結果は同じである。
【０１３３】
さらに異なる例で説明する。グリッドピッチＧが画素ピッチΔの４倍（Ｇ＝４Δ）であった場合、グリッド１４と画素４０の左端が揃った状態では、本数パターンは「０、０、０、１」を１周期とする繰り返しとなる。このときＲ＝０、Ｄ＝１、Ｚ＝１として、左端の隣接する３個の画素４０を測定画素４０ｂとすると、最初の位置（１回目）の測定画素４０ｂの本数パターンは「０、０、０」である。１画素ずれた場合（２回目）は「０、０、１」であり、２画素ずれた場合（３回目）は「０、１、０」である。３画素ずれた場合（４回目）は「１、０、０」となる。隣接する３個の測定画素４０ｂでＸ線量を測定する場合は、測定画素４０ｂの出力の変動幅は、３画素とも本数パターンが０本の場合と、２画素が０本で、残りの１画素が１本の場合との差となる。これにより、１個の測定画素４０ｂに掛かるＸ線吸収層３６の本数の平均値は、０本または１／３本となる。
【０１３４】
上記の状態から、例えば０．２画素分だけグリッドの左端が左にずれたとすると、本数パターンは「０、０、０．２、０．８、０、０、０．２、０．８、・・・」となる。左端の隣接する３個の測定画素４０ｂの本数パターンは、最初の位置（１回目）では「０、０、０．２」となり、１画素ずれた場合（２回目）は「０、０．２、０．８」となる。また、２画素ずれた場合（３回目）は「０．２、０．８、０」となり、３画素ずれた場合（４回目）は「０．８、０、０」となる。これから分かるように、いずれにしても３個の測定画素４０ｂに掛かるＸ線吸収層３６の本数の合計が１本を越えることはないことから、１個の測定画素４０ｂに掛かるＸ線吸収層３６の本数の平均値も０本から１／３本の間となる。すなわち、最初の位置が０．２画素分等の半端な画素分ずれていたとしても、または最初の位置からずらす量が半端な画素分であっても、１個の測定画素４０ｂに掛かるＸ線吸収層３６の本数の平均値のばらつきの最大値は１本分であり、このばらつきの最大値を考えて測定画素４０ｂの位置を決めればよい。
【０１３５】
結局、任意の２つの画素の出力がＸ線吸収層３６の１本分ばらつくことを考えておけば、１本分以下でばらつくその他のケースは、そもそもこの1本分のばらつきが複数の測定画素４０ｂに分散して平均化されている状態であるといえる。したがって、一群の測定画素４０ｂの出力の変動幅も１本以上になることはない。このばらつきが最大となる場合を考えて、±ｋ％の範囲に収まるように測定画素４０ｂを配置または選択をすれば、最初の位置が半端な画素分ずれていた場合でも、最初の位置からずらす量が半端な画素分である場合でも、一群の測定画素４０ｂの出力の変動を抑えることができる。
【０１３６】
なお、グリッドは製造誤差があるが、発明者らが確認したところによるとグリッドの製造誤差は１％よりも大分小さいことが分かっている。例えば６０本／ｃｍのグリッドの場合、製造誤差が１％であれば５９．４本／ｃｍ〜６０．６本／ｃｍの範囲となるが、誤差が１本以下で微差であり本発明の累積線量のばらつきを軽減する効果に影響を与えるものではない。
【０１３７】
ただし、規格上許されるグリッドの製造誤差は±１０％の範囲であるため、最悪のケースを考えると、公称６０本／ｃｍのグリッドの場合は、５４本／ｃｍ〜６６本／ｃｍの範囲となる。製造元によっては、上記規格を満足していれば合格品として販売するところもあり、製造誤差が１％以上のグリッドも一定数出回っている。しかし、こうしたグリッドを使用する場合も、全体最適を考えると当然に中心値である６０本／ｃｍに合わせて、測定画素４０ｂを配置または選択するべきである。これは製造誤差が１％未満の場合にも同じく言えることである。このようにグリッドの製造誤差によるＸ線吸収層の本数のばらつきの範囲の中心値に合わせれば、累積線量のばらつきの軽減に大きな効果がある。また、使用するグリッド毎に、被写体が存在しない状態でグリッドのみをＸ線撮影し、得られた画像から実際のＸ線吸収層の本数を求め、これに基づいて測定画素４０ｂの配置または選択を決めてもよい。
【０１３８】
また上記実施形態は、Ｘ線透過層とＸ線吸収層の配列方向Ｘ１に平行な方向にグリッドと測定画素が相対的にずれる例である。これは電子カセッテを撮影台のホルダにセットするときに、電子カセッテは長方形であるため上下の２方向から挟み込んで固定する形態が多く、こうした形態では電子カセッテはＹ１方向にずれることはないが、Ｘ１方向にはある程度のガタをもたせているため、Ｘ１方向にずれやすいことが理由の１つである。逆にＸ１方向が固定でＹ１方向にずれるような形態の場合は、電子カセッテとグリッドとの位置ずれによる測定誤差は起きない。
【０１３９】
別のケースとして、Ｘ１方向とＹ１方向の双方に多少のガタつきがある形態を考える。この場合、グリッドが画素に対して多少傾斜することがある。画素に対して９０°の傾斜まではグリッドピッチがあたかも大きくなったかのように見えることになる。例えば６０本／ｃｍのグリッドの場合に、グリッドピッチＧは約１６７μｍである。このグリッドが１０°傾いたとすると、そのときのグリッドピッチＧは１６７／ｃｏｓ１０°＝約１７０μｍ（約５９本／ｃｍ）となる。傾き角をθとすると、グリッドピッチＧが傾斜していない場合の値よりも、１／ｃｏｓθ倍だけ大きくなる。θ＝１０°では、１／ｃｏｓθ＝約１．０２である。Ｘ１方向とＹ１方向の双方にガタつきがあったとしても、グリッドが画素に対して１０°も傾いて使用されることは実用上ではあり得ない。仮に１０°傾いたとしても、最大で＋２％程度の誤差であり、これは一般的に上述したグリッドの製造誤差±１０％よりも小さく、影響はほぼない。したがって、グリッドが画素に対して多少傾斜していても、グリッドの製造誤差のところで述べたように中心値に合わせて測定画素４０ｂの位置を決定すれば問題はない。
【０１４０】
また、グリッド１４は、電子カセッテ１３の筐体３１や撮影台１６のホルダ１６ａに取り付けられるため、グリッド１４と撮像領域４１との間には少なくとも筐体３１の厚み分の間隔が空く。このため撮像領域４１へのグリッド１４の投影像は、グリッド１４と撮像領域４１とが接触していると場合よりも実際は拡大される。上記実施形態において、出力パターンの周期Ｃを算出する式では、グリッド１４と撮像領域４１の間隔を考慮していない。しかし、グリッド１４と撮像領域４１との間の間隔は、Ｘ線源１０のＸ線管の焦点１０ａと撮像領域４１間の距離（ＳＩＤ；Source Image Distance）と比べて十分小さいため、グリッド１４と撮像領域４１とが接触していると場合と比べて撮像領域４１へのグリッド１４の投影像の拡大率は微々たるものである。そのため、出力パターンの周期Ｃを算出する式において、グリッド１４と撮像領域４１の間隔を考慮しなくても問題はない。もちろん、より正確を期すために、グリッド１４と撮像領域４１との間の距離を考慮した計算式を立てて、出力パターンの周期Ｃを算出してもよい。なお、被写体Ｈが存在しない状態でグリッド１４をＸ線撮影して得られたＸ線画像の縞模様から周期Ｃを実験的に求める場合は、Ｘ線画像に映る縞模様はグリッド１４と撮像領域４１との間隔を反映したものであるため、グリッド１４と撮像領域４１の間隔に注意を払う必要はない。
【０１４１】
Ｘ線撮影システムには、線源制御装置１１と電子カセッテ１３との間に通信機能がないものがある。この場合には、線源制御装置１１と電子カセッテ１３へ照射開始信号が送られない。通信機能がないＸ線撮影システムでは、図１６に示すように、画像検出部６５に、照射開始判定部（以下、判定部という）６６が設けられる。この判定部６６には、照射開始閾値が保存されており、測定値と比較して、Ｘ線の照射開始の時点を判定する。また、検査オーダの内容に基づいて、コンソール１５からＸ線の照射時間が入力される。この照射時間は、電子カセッテ１３に送られる。なお、線源制御装置１１と電子カセッテ１３との間に通信機能がないため、ＡＥＣ部５４は設けられていない。
【０１４２】
Ｘ線撮影の待機中に、比較的短いサイクルで積分アンプ４６をリセットして、一群の測定画素４０ｂによるＸ線量の測定を繰り返して行う。各回で測定した各測定画素４０ｂの測定値は、メモリ５１に送られる。この実施形態では、Ｘ線の照射を検出するものであるから、メモリ５１では前回の測定値が今回の測定値で更新される。メモリ５１が新しい測定値で更新されると、判定部６６は、照射野内に存在する一群の測定画素４０ｂ、または照射野内の全部の測定画素４０ｂの測定値をメモリ５１から読み出し、その平均値を算出する。なお、測定画素４０ｂは、撮像領域内であって、被写体を透過せずにＸ線が直接照射される素抜け領域に存在するものを選択し、これらを用いて照射開始を判断するのがよい。また、測定画素４０ｂの代わりに、素抜け領域に専用の線量測定センサ群を配置してもよい。
【０１４３】
判定部６６は、平均値が照射開始閾値を超えたときに、Ｘ線の照射が開始されたものと判定する。判定部６６がＸ線照射開始と判定した場合に、制御部５２は画像検出部６５の動作をリセット動作から蓄積動作に移行させ、前述したように通常画素４０ａでＸ線画像を検出する。制御部５２は、Ｘ線の照射開始からの経過時間を測定し、コンソール１５で設定されたＸ線照射時間が経過すると蓄積動作を終了する。Ｘ線撮影の終了後は、前述したように電子カセッテ１３からＸ線画像が読み出される。
【０１４４】
グリッドあり撮影では、電子カセッテ１３の前にグリッド１４が配置されるが、前述した条件に基づいて測定画素４０ｂを配置することで、電子カセッテ１３とグリッド１４との間で位置ずれが生じても、その影響を受けることがない。これにより、電子カセッテ１３は、Ｘ線の照射開始を正確に検出して、画像検出部６５によるＸ線画像の検出を行うことができる。
【０１４５】
上記各実施形態では、図５に示すように通常画素４０ａと測定画素４０ｂが同じ信号線４３に接続されている。測定画素４０ｂは、欠陥画素になるため、通常画素４０ａに比べて個数が非常に少ない。通常画素４０ａはＴＦＴがオフ状態であっても微量のリーク電流が流れ出しており、個数が測定画素４０ｂに比較し非常に多いので、測定画素４０ｂからの電荷に通常画素４１ａのリーク電流に基づく電荷が加算されて、線量測定信号にノイズとして与える影響が大きいという問題がある。そこで、測定画素４０ｂがある列（例えば図５の電圧信号Ｖ２を出力する列）に隣接して測定画素４０ｂがない列（図５の電圧信号Ｖ１またはＶ３を出力する列）を設け、ＡＥＣ部５４で線量測定信号をサンプリングする際に、測定画素４０ｂが存在する列の出力から、測定画素４０ｂがない列の出力の差分をとって、リーク電流に基づく電荷の影響を取り除いて、測定画素４０ｂからの電荷に基づく出力のみを取り出すことが好ましい。このため、測定画素４０ｂは、図９（Ｂ）に示すように連続して配置するよりは、図７（Ａ）等に示すように２つの測定画素４０ｂの間に、少なくとも１つ通常画素４０ａを配置することが好ましい。
【０１４６】
画素４０として、専用の通常画素４０ａと、測定画素４０ｂに変更可能なもの（兼用画素）とを用意してもよい。この兼用画素は、画像読み出し用のＴＦＴとは別のＴＦＴを通常画素４０ａに付加することで実現できる。そして、使用するグリッド１４に対応する一群の測定画素４０ｂの配置周期Ｚの情報を撮影条件に関連付けて記憶しておき、撮影条件に応じて兼用画素を測定画素４０ｂに変更する。あるいは、被写体Ｈが存在しない状態でグリッド１４をＸ線撮影して得た画像を解析し、得られた出力パターンの周期Ｃの情報に基づき配置周期Ｚを算出し、兼用画素のうち測定画素４０ｂとすべきものを決定してもよい。
【０１４７】
兼用画素は、画像検出部３０内に多めに設けておくのがよい。そして、兼用画素の全てから線量測定値をメモリ５１に取り込む。ＡＥＣ部５４は、配置周期Ｚに応じて線量測定値を取捨選択する。配置周期Ｚの情報さえ得ることができれば、Ｘ線撮影中にリアルタイムで測定画素４０ｂとして使用する兼用画素の選択が可能となる。
【０１４８】
上記実施形態では、測定画素４０ｂは、ゲートドライバ４４で駆動される読み出し用のＴＦＴのソース電極とドレイン電極が短絡されている。この読み出し用ＴＦＴを短絡する代わりに、測定用のＴＦＴを全画素４０に設けてもよい。蓄積動作中のために読み出し用のＴＦＴがオフ状態とされている間に、測定用のＴＦＴを選択的にオン状態として該画素４０で発生した電荷を積分アンプ４６のキャパシタ４６ｂに流入させてもよい。この測定用のＴＦＴが選択的にオンされる画素４０が測定画素４０ｂとして用いられる。こうすれば、複数種類のグリッド１４を選択使用する場合に、各グリッド１４の種類に対応して、通常画素４０ａを測定画素４０ｂに変更することができる。この場合には、各グリッド１４の位置データがメモリに記憶されている。制御部５２は、使用するグリッドに対応した位置データを読み出す。そして、専用のゲートドライバを駆動し、位置データで指定された測定画素４０ｂの測定用ＴＦＴを所定のサイクルでオンにして、所定時間毎に蓄積した電荷を読み出し、所定時間当たりのＸ線量を測定する。
【０１４９】
また、各画素にバイアス電圧を供給するバイアス線に、画素で発生する電荷に基づく電流が流れることを利用して、ある特定の画素に繋がるバイアス線の電流をサンプリングしてＸ線量を検出してもよい。この場合はバイアス線の電流をサンプリングする画素が測定画素となる。同様に画素から流れ出るリーク電流をサンプリングして線量を検出してもよく、この場合もリーク電流をサンプリングする画素が測定画素となる。
【０１５０】
上記実施形態では、画素４０を所定のピッチΔで二次元的に撮像領域内に配置し、そのうちの一部を測定画素４０ｂとし、残りを通常画素４０ａとしたものであり、通常画素４０ａと測定画素４０ｂとは同サイズである。なお、測定画素４０ｂは、通常画素４０ａよりも、サイズが大きくても、あるいは小さくてもよい。また、Ｘ２またはＹ２方向に伸びた細長な線量測定センサを用い、通常画素４０ａの列または行の間に、前述した条件を満たすように配置してもよい。ただし、欠陥補正をしても目立たなくするために、線量測定センサの長さは、画素４０の１０個を１列に並べた場合よりも短くする。
【０１５１】
上記実施形態では、ＴＦＴ型の画像検出部を例示しているが、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型の画像検出部を用いてもよい。また、可搬型のＸ線画像検出装置である電子カセッテに限らず、撮影台内に取り付けた内蔵タイプのＸ線画像検出装置に適用してもよい。さらに、本発明は、Ｘ線に限らず、γ線等の他の放射線を撮影対象とした場合にも適用することができる。
【０１５２】
なお、本発明は上記実施形態に制限されず、実施形態に記載される構成の範囲において、それぞれを組み合わせ可能である。
【符号の説明】
【０１５３】
２  Ｘ線撮影システム
１０  Ｘ線源
１３  電子カセッテ
１４  グリッド
３０、６５  画像検出部
３１  筐体
３５  Ｘ線透過層
３６  Ｘ線吸収層
４０  画素
４０ａ  通常画素
４０ｂ  測定画素
４１  撮像領域
５２  制御部
５４  ＡＥＣ部
６０ａ、６０ｂ  混合画素アレイ
６０ｃ  混合画素エリア
６６  判定部
【図１】
2014039792.tif 000003
【図２】
2014039792.tif 000004
【図３】
2014039792.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014039792.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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