(57)【要約】【課題】放射線画像撮影装置とインターフェース装置との間の無線通信区間において通信遅延が生じた場合でも適切な自動露出制御（ＡＥＣ）を行う。【解決手段】電子カセッテ１は、照射された放射線を検出して放射線画像を撮影するとともに検出した放射線の線量を示す線量情報をインターフェースボックス２２０に向けて断続的に無線送信する。インターフェースボックス２２０は、受信した線量情報の各々に基づいて電子カセッテ１に照射された放射線の累積線量に応じた信号レベルを有する累積線量信号を生成するとともに、線量情報の受信タイミングに遅延が生じていると判定した場合に当該遅延に起因して累積線量信号に生じた誤差を減じるように累積線量信号の信号レベルを調整する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射された放射線を検出して放射線画像を撮影するとともに検出した放射線の線量を示す線量情報を所定の送信タイミング毎に無線送信する放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置から無線送信された線量情報を受信し、受信した線量情報の各々に基づいて前記放射線画像撮影装置に照射された放射線の累積線量を示す累積線量信号を生成するとともに、前記線量情報の送信タイミングに対する当該線量情報の受信タイミングの遅延によって前記累積線量信号に生ずる誤差を減じるように前記累積線量信号を調整するインターフェース装置と、
を含む放射線画像撮影システム。
【請求項２】
前記放射線画像撮影装置は前記線量情報を所定の送信周期で無線送信し、
前記インターフェース装置は、前記放射線画像撮影装置における前記線量情報の送信周期と前記線量情報の受信間隔とを比較して前記線量情報の受信タイミングの遅延を判定する請求項１に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項３】
前記インターフェース装置は、ｍ回目に受信した線量情報の受信時刻と前記ｍ回目よりも後のｎ回目に受信した線量情報の受信時刻との間隔が、前記線量情報の送信周期の（ｎ−ｍ）倍よりも長い場合に前記ｎ回目に受信した線量情報の受信タイミングに遅延が生じていると判定する請求項２に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項４】
前記インターフェース装置は、ｍ回目に受信した線量情報の受信時刻と前記ｍ回目よりも後のｎ回目に受信した線量情報の受信時刻との間隔が、前記線量情報の送信周期の（ｎ−ｍ）倍よりも短い場合に前記ｍ回目に受信した線量情報の受信タイミングに遅延が生じていると判定する請求項２に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項５】
前記放射線画像撮影装置は、前記線量情報の送信周期を示す送信周期情報を前記インターフェース装置に送信し、
前記インターフェース装置は、受信した前記送信周期情報によって示される前記線量情報の送信周期と前記線量情報の受信間隔とを比較して前記線量情報の受信タイミングの遅延を判定する請求項２乃至４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項６】
前記インターフェース装置は、前記線量情報の各々の受信時刻を記録する記録手段を有し、前記記録手段によって記録された受信時刻に基づいて前記線量情報の受信間隔を導出する請求項２または３に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項７】
前記記録手段は、前記線量情報の各々の受信時刻を示す時刻情報を当該線量情報に付随させる請求項６に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項８】
前記インターフェース装置は、受信した前記線量情報の各々に基づいて前記累積線量信号の傾きを制御するとともに、前記線量情報の受信タイミングに遅延が生じていると判定した場合には当該遅延によって前記累積線量信号に生じた誤差を減じるように前記累積線量信号の傾きを制御する制御手段を含む請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項９】
前記制御手段は、前記線量情報の受信タイミングに遅延が生じていると判定した場合には、当該遅延を生じて受信された線量情報の受信時点を、遅延がないものと判定される時点にずらした場合における前記累積線量信号の時間推移を推定した推定ラインを導出し、前記累積線量信号が前記推定ラインに一致するように前記累積線量信号の傾きを制御する請求項８に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記線量情報の受信タイミングの遅延によって前記累積線量信号の信号レベルが過剰となっている場合に前記累積線量信号の信号レベルを一定に推移させることによって前記累積線量信号の信号レベルを前記推定ラインに一致させる請求項９に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項１１】
前記累積線量信号の信号レベルが所定値に達したことを検出したときに前記放射線画像撮影装置に対する放射線の照射を停止する放射線発生装置を更に含む請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項１２】
放射線画像撮影装置が、自身に照射された放射線を検出して検出した放射線の線量を示す線量情報を所定の送信タイミング毎に無線送信するステップと、
インターフェース装置が、前記放射線画像撮影装置から無線送信された線量情報を受信し、受信した線量情報の各々に基づいて前記放射線画像撮影装置に照射された放射線の累積線量を示す累積線量信号を出力するステップと、
放射線発生装置が前記インターフェース装置から出力された前記累積線量信号の信号レベルが所定値に達したことを検出したときに前記放射線画像撮影装置に対する放射線の照射を停止するステップと、を含む放射線画像撮影システムにおける自動露出制御方法であって、
前記インターフェース装置が、前記線量情報の送信タイミングに対する当該線量情報の受信タイミングの遅延によって前記累積線量信号に生ずる誤差を減じるように前記累積線量信号を調整する自動露出制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を透過した放射線により示される放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置を含む放射線画像撮影システムおよび放射線画像撮影システムにおける自動露出制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス基板上に放射線感応層を配置し、照射された放射線の線量に対応したデジタルデータを生成する放射線検出器（FPD: Flat Panel Detector）が実用化されており、この放射線検出器を用いて照射された放射線により表わされる放射線画像を撮影する電子カセッテ等の放射線画像撮影装置（以下単に撮影装置ともいう）が実用化されている。放射線検出器には、放射線を電気信号に変換する方式として、放射線をシンチレータで光に変換した後にフォトダイオードによって電荷に変換する間接変換方式や、放射線をアモルファスセレン等を含む半導体層で電荷に変換する直接変換方式等があり、各方式でも半導体層に使用可能な材料が種々存在する。
【０００３】
また、近年では、放射線発生装置とＦＰＤを備えた撮影装置との間の通信を無線により行う放射線画像撮影システムが提案されている。放射線発生装置と電子カセッテ等の撮影装置との間で無線通信を行うことが可能となれば、撮影装置の可搬性を高めるとともに、システムを柔軟に構築することが可能となる。
【０００４】
例えば特許文献１には、被検体に向けて放射線を照射する放射線照射手段を有する放射線発生装置と、放射線照射手段から照射された放射線を電荷信号に変換して蓄積する検出素子を二次元状に配置した放射線画像検出部と、放射線の照射開始を検知する照射検知手段と、放射線画像検出部の動作状態を制御する撮像制御手段と、放射線発生装置と撮像制御手段との間で通信を行う無線通信手段と、を有する放射線撮像システムが開示されている。この放射線撮影システムにおいて、撮像制御手段は、無線通信手段により放射線発生装置からの放射線の照射開始の制御信号を受信せず、かつ照射検知手段により放射線の照射開始を検知したときに放射線画像検出部の検出素子を電荷掃き出し状態から電荷蓄積状態へ移行させることが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、Ｘ線発生装置と、放射線検出器を含む撮影装置と、を含み、これらの間の通信を無線により行う放射線画像撮影システムが開示されている。この放射線画像撮影システムにおいて、Ｘ線発生装置はトリガが入力したときに照射許可要求信号を無線通信路を通じて撮影装置に送信し、撮影装置は照射許可要求信号を受信した後に放射線検出器の受像動作が可能となると照射許可信号を無線通信路を通じて返信し、Ｘ線発生装置は照射許可信号の受信によりＸ線照射を開始することが記載されている。
【０００６】
一方、放射線検出器を有する撮影装置において放射線画像を撮影する場合、被検体に照射される放射線の線量を最小にしながらも良好な画質を確保する必要がある。良好な画質の放射線画像を取得するためには、撮影対象部位に応じた適切な線量の放射線が照射されるように放射線の曝射条件を設定する必要がある。そこで、放射線検出器を有する撮影装置において被検体を透過して照射された放射線の線量を検出し、その検出結果に基づいて放射線源からの放射線の照射停止のタイミングを制御する自動露出制御（AEC：Automatic Exposure Control）機能を備えた放射線画像撮影システムが提案されている。この自動露出制御（ＡＥＣ）を実現するために、放射線画像を撮影するための画素とは別に照射された放射線の線量を検出するための画素を放射線検出器に埋め込んだものが提案されている。
【０００７】
例えば、特許文献３には、放射線を検出する検出領域に、放射線画像撮影用の画素および放射線検出用の画素を含む複数の画素をマトリクス状に配置し、放射線検出用の画素に接続された信号配線を流れる電荷を検出することによって照射された放射線の線量を検出する放射線画像撮影装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１３２２１６号公報
【特許文献２】特開２００６−３３３８９８号公報
【特許文献３】特開２０１２−１５９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
放射線発生装置と撮影装置との間の通信を無線により行うための無線通信手段を備えた放射線画像撮影システムにおいては、自動露出制御（ＡＥＣ）を無線通信により行うことが可能と考えられる。自動露出制御（ＡＥＣ）を無線通信によって実現するための構成としては以下のようなものが考えられる。すなわち、放射線検出器を有する電子カセッテ等の撮影装置において放射線発生装置から照射された放射線の線量を検出し、検出した放射線の線量を示す線量情報を無線によって送信する。かかる線量情報は、例えば一定の周期で断続的に送信される。撮影装置から送信された線量情報は、放射線発生装置に接続されたインターフェース装置において受信される。インターフェース装置は、電子カセッテ等の撮影装置と放射線発生装置との間に介在し、撮影装置から供給される線量情報を放射線発生装置側で認識可能な信号に変換するためのインターフェース装置である。インターフェース装置では受信した線量情報に基づいて撮影装置に照射された放射線の累積線量を示す累積線量信号を生成してこれを放射線発生装置に供給する。放射線発生装置は、インターフェース装置から供給される累積線量信号の信号レベルが所定値に達したことを検出すると放射線の照射を停止する。
【００１０】
このような構成の放射線画像撮影システムでは、撮影装置とインターフェース装置との間の無線通信区間における通信遅延が問題となる。すなわち無線通信区間において混信等によって通信遅延が生じた場合には、撮影装置から送信される線量情報がインターフェース装置において遅れて受信される。線量情報の受信タイミングに遅延した場合にはインターフェース装置において累積線量を正確に算出することができなくなる。その結果、放射線発生装置における放射線の照射停止のタイミングが不適切となり、被検者に対して過剰な線量の放射線が曝射され、または、線量の不足によって適切な放射線画像を取得することができなくなる。
【００１１】
本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、放射線画像撮影装置が自身に照射された放射線の線量を示す線量情報を、放射線発生装置を制御するインターフェース装置に無線送信することによって自動露出制御（ＡＥＣ）を行う態様において、放射線画像撮影装置とインターフェース装置との間の無線通信区間において通信遅延が生じた場合でも適切な自動露出制御（ＡＥＣ）を行うことができる放射線画像撮影システムおよびプログラム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】
【００１２】
上記の目的を達成するために、本発明に係る放射線画像撮影システムは、照射された放射線を検出して放射線画像を撮影するとともに検出した放射線の線量を示す線量情報を所定の送信タイミング毎に無線送信する放射線画像撮影装置と、前記放射線画像撮影装置から無線送信された線量情報を受信し、受信した線量情報の各々に基づいて前記放射線画像撮影装置に照射された放射線の累積線量を示す累積線量信号を生成するとともに、前記線量情報の送信タイミングに対する当該線量情報の受信タイミングの遅延によって前記累積線量信号に生ずる誤差を減じるように前記累積線量信号を調整するインターフェース装置と、を含む。
【００１３】
すなわち、本発明に係る放射線画像撮影装置は、検出した放射線の線量を示す線量情報を断続的にインターフェース装置に向けて無線送信する。インターフェース装置は、受信した線量情報の各々に基づいて放射線画像撮影装置に照射された放射線の累積線量を示す累積線量信号を生成する。ここで、混信等に起因して放射線画像撮影装置とインターフェース装置との間の無線通信区間において混信等に起因して通信遅延が生じた場合には、インターフェース装置において線量情報の受信タイミングに遅延が生じた場合には、累積線量信号に誤差が生じることとなる。本発明に係るインターフェース装置は、線量情報の受信タイミングの遅延によって前記累積線量信号に生ずる誤差を減じるように累積線量信号を調整する。従って、線量情報の受信タイミングに遅延が生じた場合でも累積線量信号の信号レベルは、適切な状態に維持される。
【００１４】
前記放射線画像撮影装置は前記線量情報を所定の送信周期で無線送信してもよい。この場合において前記インターフェース装置は、前記放射線画像撮影装置における前記線量情報の送信周期と前記線量情報の受信間隔とを比較して前記線量情報の受信タイミングの遅延を判定してもよい。
【００１５】
また、前記インターフェース装置は、ｍ回目に受信した線量情報の受信時刻と前記ｍ回目よりも後のｎ回目に受信した線量情報の受信時刻との間隔が、前記線量情報の送信周期の（ｎ−ｍ）倍よりも長い場合に前記ｎ回目に受信した線量情報の受信タイミングに遅延が生じていると判定してもよい。
【００１６】
また、前記インターフェース装置は、ｍ回目に受信した線量情報の受信時刻と前記ｍ回目よりも後のｎ回目に受信した線量情報の受信時刻との間隔が、前記線量情報の送信周期の（ｎ−ｍ）倍よりも短い場合に前記ｍ回目に受信した線量情報の受信タイミングに遅延が生じていると判定してもよい。
【００１７】
また、前記放射線画像撮影装置は、前記線量情報の送信周期を示す送信周期情報を前記インターフェース装置に送信し、前記インターフェース装置は、受信した前記送信周期情報によって示される前記線量情報の送信周期と前記線量情報の受信間隔とを比較して前記線量情報の受信タイミングの遅延を判定してもよい。
【００１８】
また、前記インターフェース装置は、前記線量情報の各々の受信時刻を記録する記録手段を有し、前記記録手段によって記録された受信時刻に基づいて前記線量情報の受信間隔を導出してもよい。
【００１９】
また、前記記録手段は、前記線量情報の各々の受信時刻を示す時刻情報を当該線量情報に付随させてもよい。すなわち、記録手段は所謂タイムスタンプの形式で、線量情報の受信時刻を当該線量に付加してもよい。
【００２０】
また、前記インターフェース装置は、受信した前記線量情報の各々に基づいて前記累積線量信号の傾きを制御するとともに、前記線量情報の受信タイミングに遅延が生じていると判定した場合には当該遅延によって前記累積線量信号に生じた誤差を減じるように前記累積線量信号の傾きを制御する制御手段を含んでいてもよい。
【００２１】
また、前記制御手段は、前記線量情報の受信タイミングに遅延が生じていると判定した場合には、当該遅延を生じて受信された線量情報の受信時点を、遅延がないものと判定される時点にずらした場合における前記累積線量信号の時間推移を推定した推定ラインを導出し、前記累積線量信号が前記推定ラインに一致するように前記累積線量信号の傾きを制御してもよい。
【００２２】
また、前記制御手段は、前記線量情報の受信タイミングの遅延によって前記累積線量信号の信号レベルが過剰となっている場合に前記累積線量信号の信号レベルを一定に推移させることによって前記累積線量信号の信号レベルを前記推定ラインに一致させてもよい。
【００２３】
また、本発明に係る放射線画像撮影システムは、前記累積線量信号の信号レベルが所定値に達したことを検出したときに前記放射線画像撮影装置に対する放射線の照射を停止する放射線発生装置を更に含んでいてもよい。
【００２４】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る自動露出制御方法は、放射線画像撮影装置が、自身に照射された放射線を検出して検出した放射線の線量を示す線量情報を所定の送信タイミング毎に無線送信するステップと、インターフェース装置が、前記放射線画像撮影装置から無線送信された線量情報を受信し、受信した線量情報の各々に基づいて前記放射線画像撮影装置に照射された放射線の累積線量を示す累積線量信号を出力するステップと、放射線発生装置が前記インターフェース装置から出力された前記累積線量信号の信号レベルが所定値に達したことを検出したときに前記放射線画像撮影装置に対する放射線の照射を停止するステップと、を含む放射線画像撮影システムにおける自動露出制御方法であって、前記インターフェース装置が、前記線量情報の送信タイミングに対する当該線量情報の受信タイミングの遅延によって前記累積線量信号に生ずる誤差を減じるように前記累積線量信号を調整するものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、放射線画像撮影装置が自身に照射された放射線の線量を示す線量情報を、放射線発生装置を制御するインターフェース装置に無線送信することによって自動露出制御（ＡＥＣ）を行う態様において、放射線画像撮影装置とインターフェース装置との間の無線通信区間において通信遅延が生じた場合でも適切な自動露出制御（ＡＥＣ）を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る放射線情報システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係る放射線画像撮影システムの放射線撮影室における各装置の配置状態の一例を示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電子カセッテの構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る放射線検出器の概略構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る放射線検出器の電気的な構成を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る線量検出用画素の放射線検出器上における配置を例示した平面図である。
【図７】本実施の形態に係る撮影システムの電気系の要部構成を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る信号処理部の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施形態に係る線量検出処理プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態に係るインターフェースボックスにおいて生成される累積線量信号の時間推移を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る傾き制御プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】本実施形態に係る放射線画像撮影処理プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係るインターフェースボックスが遅延を伴って受信された線量情報の受信タイミングを過去に遡って修正する態様を例示した図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係るインターフェースボックスにおいて生成される累積線量信号の時間推移を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る傾き制御プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、各図面において、実質的に同一または等価な構成要素および部分には、同一の参照符号を付与している。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態に係る放射線情報システム（以下、「ＲＩＳ」（Radiology Information System）という。）１００の構成を示す図である。
【００２９】
ＲＩＳ１００は、放射線科部門内における、診療予約、診断記録等の情報管理を行うためのシステムであり、病院情報システム（以下、「ＨＩＳ」（Hospital Information System）という。）の一部を構成する。
【００３０】
ＲＩＳ１００は、複数台の撮影依頼端末装置（以下、「端末装置」という。）１０２、ＲＩＳサーバ１０４、および病院内の放射線撮影室（あるいは手術室）の個々に設置された放射線画像撮影システム（以下、「撮影システム」という。）２００を有しており、これらが有線や無線のＬＡＮ（Local Area Network）等から成る病院内ネットワーク１１０に各々接続されて構成されている。なお、ＲＩＳ１００は、同じ病院内に設けられたＨＩＳの一部を構成しており、病院内ネットワーク１１０には、ＨＩＳ全体を管理するＨＩＳサーバ（図示省略。）も接続されている。
【００３１】
端末装置１０２は、医師や放射線技師が、診断情報や施設予約の入力、閲覧、放射線画像の撮影依頼や撮影予約を行うためのものである。各端末装置１０２は、表示装置を有するパーソナル・コンピュータを含んで構成され、ＲＩＳサーバ１０４と病院内ネットワーク１１０を介して相互通信に接続されている。
【００３２】
ＲＩＳサーバ１０４は、各端末装置１０２からの撮影依頼を受け付け、撮影システム２００における放射線画像の撮影スケジュールを管理するものであり、データベース１０４Ａを含んで構成されている。
【００３３】
データベース１０４Ａは、患者（被写体）の属性情報（氏名、性別、生年月日、年齢、血液型、体重、患者ＩＤ（Identification）等）、病歴、受診歴、過去に撮影した放射線画像等の患者に関する情報、撮影システム２００で用いられる、後述する電子カセッテ１の識別番号（ＩＤ情報）、型式、サイズ、感度、使用開始年月日、使用回数等の電子カセッテ１に関する情報、および電子カセッテ１を用いて放射線画像を撮影する環境、すなわち、電子カセッテ１を使用する環境（一例として、放射線撮影室や手術室等）を示す環境情報を含んで構成されている。
【００３４】
撮影システム２００は、ＲＩＳサーバ１０４からの指示に応じて医師や放射線技師の操作により放射線画像の撮影を行う。撮影システム２００は、電子カセッテ１、放射線発生装置２１０、インターフェースボックス２２０、コンソール２３０を含んで構成されている。
【００３５】
放射線発生装置２１０は、コンソール２３０から通知される曝射条件に従った線量のＸ線等の放射線を患者（被写体）に照射する放射線源２１１（図２も参照）を有する。
【００３６】
電子カセッテ１は、患者（被写体）の撮影対象部位を透過した放射線Ｘを吸収して電荷を発生し、発生した電荷量に基づいて放射線画像を示す画像情報を生成する放射線検出器１０（図３も参照）を内蔵している。また、電子カセッテ１は、放射線発生装置２１０から照射された放射線を検出し、検出した放射線の単位時間あたりの線量を示す線量情報を出力する機能を有している。本実施形態に係る撮影システム２００は、自動露出制御（ＡＥＣ）機能を有しており、電子カセッテ１から出力された上記の線量情報に基づいて放射線発生装置２１０からの放射線の照射停止のタイミングが制御される。本実施形態において、上記の線量情報は電子カセッテ１から無線送信され、インターフェースボックス２２０により受信される。
【００３７】
インターフェースボックス２２０は、電子カセッテ１と放射線発生装置２１０との間に介在し、電子カセッテ１から無線送信された上記の線量情報を受信し、これを放射線発生装置２１０において認識可能な信号形式に変換するためのインターフェース装置である。このようなインターフェースボックス２２０を設けることにより、イオンチャンバ等の従来の放射線検出用デバイスを用いて自動露出制御（ＡＥＣ）を実現する既存のシステムをそのまま使用することが可能となる。本実施形態において、インターフェースボックス２２０は、電子カセッテ１から受信した線量情報に基づいて電子カセッテ１に照射された放射線の累積線量を示すアナログの電圧信号である累積線量信号Ｖａを生成し、これを放射線発生装置２１０に供給する。放射線発生装置２１０は、インターフェースボックス２２０から供給される累積線量信号Ｖａの電圧レベルが所定値に達したことを検出した場合に放射線の照射を停止する。
【００３８】
コンソール２３０は、ＲＩＳサーバ１０４からデータベース１０４Ａに含まれる各種情報を取得して後述するＨＤＤ２３６（図７参照。）に記憶し、必要に応じて当該情報を用いて、電子カセッテ１および放射線発生装置２１０の制御を行う。
【００３９】
図２は、本発明の実施形態に係る撮影システム２００を構成する各装置の放射線撮影室３００における配置状態を例示した図である。
【００４０】
図２に示すように、放射線撮影室３００には、立位での放射線画像の撮影を行う際に用いられる立位台３１０と、臥位での放射線画像の撮影を行う際に用いられる臥位台３２０とが設置されている。立位台３１０の前方空間は立位での放射線画像の撮影を行う際の患者（被写体）の撮影位置３１２とされる。臥位台３２０の上方空間は臥位での放射線画像の撮影を行う際の患者（被写体）の撮影位置３２２とされている。
【００４１】
立位台３１０には電子カセッテ１を保持する保持部３１４が設けられており、立位での放射線画像の撮影を行う際には、電子カセッテ１が保持部３１４に保持される。同様に、臥位台３２０には電子カセッテ１を保持する保持部３２４が設けられており、臥位での放射線画像の撮影を行う際には、電子カセッテ１が保持部３２４に保持される。
【００４２】
また、放射線撮影室３００には、放射線発生装置２１０を構成する放射線源２１１を、水平な軸回り（図２の矢印ａ方向）に回動可能で、鉛直方向（図２の矢印ｂ方向）に移動可能で、さらに水平方向（図２の矢印ｃ方向）に移動可能に支持する支持移動機構２１４が設けられている。これにより、単一の放射線源２１１を用いて立位および臥位での放射線撮影が可能となっている。
【００４３】
クレードル３１０は、電子カセッテ１を収納可能な収容部３１０Ａを有する。電子カセッテ１は、未使用時には収容部３１０Ａに収納された状態で内蔵されているバッテリに充電が行われる。
【００４４】
撮影システム２００において、放射線発生装置２１０とコンソール２３０との間、および電子カセッテ１とコンソール２３０との間で各種情報の送受信が行われる。また、本実施形態に係る撮影システム２００では、自動露出制御（ＡＥＣ）を実現するために電子カセッテ１からインターフェースボックス２２０に対して線量情報が無線によって送信される。
【００４５】
次に、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置としての電子カセッテ１の構成について説明する。図３は、電子カセッテ１の構成を示す斜視図である。図３に示すように、電子カセッテ１は、放射線を透過させる材料からなる筐体２を備えており、防水性、密閉性を有する構造とされている。電子カセッテ１は、手術室等で使用されるとき、血液や雑菌が付着するおそれがある。そこで、電子カセッテ１を防水性、密閉性を有する構造として、必要に応じて殺菌洗浄することにより、１つの電子カセッテ１を繰り返し続けて使用することができる。
【００４６】
筐体２の内部には、種々の部品を収容する空間Ａが形成されており、当該空間Ａ内には、放射線Ｘが照射される筐体１の照射面側から、患者（被写体）を透過した放射線Ｘを検出する放射線検出器１０、および放射線Ｘのバック散乱線を吸収する鉛板３が順に配設されている。
【００４７】
放射線検出器１０の配設位置に対応する領域が放射線を検出可能な撮影領域４Ａとされている。筐体２の撮影領域４Ａを有する面が電子カセッテ１における天板５とされている。本実施形態において、放射線検出器１０は、後述するＴＦＴ基板２０が天板５の内側面に貼り付けられている。一方、筐体２の内部の一端側には、放射線検出器１０と重ならない位置（撮影領域４Ａの範囲外）に、後述するカセッテ制御部２６や電源部２８（共に図７参照。）を収容するケース６が配置されている。
【００４８】
筐体２は、電子カセッテ１全体の軽量化を図るために、例えば、カーボンファイバ（炭素繊維）、アルミニウム、マグネシウム、バイオナノファイバ（セルロースミクロフィブリル）、または複合材料等で構成されている。
【００４９】
次に、電子カセッテ１に内蔵される放射線検出器１０の構成について説明する。図４は、放射線検出器１０の積層構造を概略的に示す断面図である。放射線検出器１０は、絶縁性基板１６上に、信号出力部１２、センサ部１３、透明絶縁膜１４を順に形成することにより構成されるＴＦＴ基板２０と、光吸収性の低い接着樹脂等を用いてＴＦＴ基板２０上に接合されたシンチレータ３０と、を含んでいる。
【００５０】
シンチレータ３０は、センサ部１３上に透明絶縁膜１４を介して形成されており、入射する放射線を光に変換して発光する蛍光体を含む。すなわち、シンチレータ３０は、患者（被写体）を透過した放射線を吸収して発光する。シンチレータ３０が発する光の波長域は、可視光域（波長３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）であることが好ましく、放射線検出器１０によってモノクロ撮影を可能とするためには、緑色の波長域を含んでいることがより好ましい。放射線としてＸ線を用いて撮像する場合、シンチレータ３０に用いる蛍光体としては、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を含むものが好ましく、Ｘ線照射時の発光スペクトルが４２０ｎｍ〜７００ｎｍにあるＣｓＩ（Ｔｌ）（タリウムが添加されたヨウ化セシウム）を用いることが特に好ましい。なお、ＣｓＩ（Ｔｌ）の可視光域における発光ピーク波長は５６５ｎｍである。
【００５１】
センサ部１３は、上部電極１３１、下部電極１３２、およびこれらの電極間に設けられた光電変換膜１３３を含んで構成されている。光電変換膜１３３は、シンチレータ３０が発する光を吸収することにより電荷を発生させる有機光電変換材料により構成されている。
【００５２】
上部電極１３１は、シンチレータ３０により生じた光を光電変換膜１３３に入射させる必要があるため、少なくともシンチレータ３０の発光波長に対して透明な導電性材料で構成されることが好ましい。具体的には、可視光に対する透過率が高く、抵抗値が小さい透明導電性酸化物（TCO;Transparent Conducting Oxide）を用いることが好ましい。なお、上部電極１３１としてＡｕなどの金属薄膜を用いることもできるが、透過率を９０％以上得ようとすると抵抗値が増大し易いため、ＴＣＯの方が好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ２等を好ましく用いることができ、プロセス簡易性、低抵抗性、透明性の観点からはＩＴＯが最も好ましい。なお、上部電極１３１は、全画素で共通の一枚構成としてもよく、画素毎に分割されていてもよい。
【００５３】
光電変換膜１３３は、有機光電変換材料を含み、シンチレータ３０から発せられた光を吸収し、吸収した光の量に応じた電荷を発生する。有機光電変換材料を含む光電変換膜１３３は、可視域にシャープな吸収スペクトルを持ち、シンチレータ３０による発光以外の電磁波が光電変換膜１３３に吸収されることが殆どない。従って、Ｘ線等の放射線が光電変換膜１３３で吸収されることによって発生するノイズを効果的に抑制することができる。
【００５４】
光電変換膜１３３を構成する有機光電変換材料は、シンチレータ３０で発光した光を最も効率よく吸収するために、その吸収ピーク波長が、シンチレータ３０の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光電変換材料の吸収ピーク波長とシンチレータ３０の発光ピーク波長とが一致することが理想的であるが、双方の差が小さければシンチレータ３０から発された光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光電変換材料の吸収ピーク波長と、シンチレータ３０の放射線に対する発光ピーク波長との差が、１０ｎｍ以内であることが好ましく、５ｎｍ以内であることがより好ましい。このような条件を満たすことが可能な有機光電変換材料としては、例えばキナクリドン系有機化合物およびフタロシアニン系有機化合物が挙げられる。例えばキナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍであるため、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、シンチレータ３０の材料としてＣｓＩ（Ｔｌ）を用いれば、上記ピーク波長の差を５ｎｍ以内にすることが可能となり、光電変換膜１３３で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
【００５５】
なお、暗電流の増加を抑制するため、電子ブロッキング膜１３４及び正孔ブロッキング膜１３５の少なくとも一方を設けることが好ましく、両方を設けることがより好ましい。電子ブロッキング膜１３４は、下部電極１３２と光電変換膜１３３との間に設けることができ、下部電極１３２と上部電極１３１との間にバイアス電圧を印加したときに、下部電極１３２から光電変換膜１３３に電子が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。電子ブロッキング膜１３４には、電子供与性有機材料を用いることができる。一方、正孔ブロッキング膜１３５は、光電変換膜１３３と上部電極１３１との間に設けることができ、下部電極１３２と上部電極１３１との間にバイアス電圧を印加したときに、上部電極１３１から光電変換膜１３３に正孔が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。正孔ブロッキング膜１３５には、電子受容性有機材料を用いることができる。
【００５６】
下部電極１３２は、間隔を隔てて格子状（マトリックス状）に複数形成されており、１つの下部電極１３２が１画素に対応している。各々の下部電極１３２は、信号出力部１２を構成する電界効果型の薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下、単にＴＦＴという）４０及びキャパシタ５０に接続されている。なお、信号出力部１２と下部電極１３２との間には、絶縁膜１５が介在しており、信号出力部１２は、絶縁性基板１６上に形成されている。絶縁性基板１６は、シンチレータ３０において放射線Ｘを吸収させるため、放射線Ｘの吸収性が低く、且つ、可撓性を有する電気絶縁性を有する薄厚の基板（数十μｍ程度の厚みを有する基板）、具体的には、合成樹脂、アラミド、バイオナノファイバ、あるいは、ロール状に巻き取ることが可能なフイルム状ガラス（超薄板ガラス）等であることが好ましい。
【００５７】
信号出力部１２は、下部電極１３２に対応して、下部電極１３２に移動した電荷を蓄積するキャパシタ５０と、キャパシタ５０に蓄積された電荷を電気信号に変換して出力するスイッチング素子であるＴＦＴ４０が形成されている。
【００５８】
キャパシタ５０は、絶縁膜１５を貫通して形成された導電配線を介して対応する下部電極１３２と電気的に接続されている。これにより、下部電極１３２で捕集された電荷をキャパシタ５０に移動させることができる。ＴＦＴ４０は、図示しないゲート電極、ゲート絶縁膜、および活性層（チャネル層）が積層され、さらに、活性層上にソース電極とドレイン電極が所定の間隔を開けて形成されている。
【００５９】
放射線検出器１０は、シンチレータ３０側から放射線を照射して放射線画像を撮影する、いわゆる裏面読取方式（PSS（Pentration Side Sampling）方式）とされた場合、シンチレータ３０の表面側でより強い発光が得られる。一方、ＴＦＴ基板２０側から放射線を照射して放射線画像を撮影する、いわゆる表面読取方式（ISS（Irradiation Side Sampling）方式）とされた場合、シンチレータ３０のＴＦＴ基板２０との接合面側でより強い発光が得られる。放射線検出器１０は、表面読取方式とされた場合の方が裏面読取方式とされた場合よりもシンチレータ３０における発光位置とＴＦＴ基板２０との間の距離が短くなるため、撮影によって得られる放射線画像の分解能が高い。
【００６０】
図５は、電子カセッテ１を構成する放射線検出器１０の電気的な構成を示す図である。本実施形態に係る電子カセッテ１は、放射線画像を撮影する機能のみならず、被写体を介して電子カセッテ１に照射された放射線の単位時間当たりの線量を示す線量情報を生成して出力する線量検出機能を有する。本実施形態に係る撮影システム２００は、自動露出制御（ＡＥＣ）機能を有しており、電子カセッテ１から出力された上記の線量情報に基づいて放射線発生装置２１０からの放射線の照射停止のタイミングを制御する。このＡＥＣ機能を実現するために、放射線検出器１０は、放射線画像を撮影するための複数の撮影用画素６０Ａに加えて、被写体を透過して電子カセッテ１に照射された放射線の線量を検出するための複数の線量検出用画素６０Ｂを有する。
【００６１】
図５に示すように、撮影用画素６０Ａの各々は、上記した光電変換膜１３３を含んで構成されるセンサ部１３の一部である放射線画像撮影用のセンサ１３Ａと、センサ１３Ａで生じた電荷を蓄積するキャパシタ５０と、キャパシタ５０に蓄積された電荷を読み出す際にオン状態とされるスイッチング素子としてのＴＦＴ４０とを含んでいる。撮影用画素６０Ａは、ＴＦＴ基板２０の全面に行および列をなして二次元状に配列されている。
【００６２】
放射線検出器１０には、撮影用画素６０Ａの配列に沿った一定方向（行方向）に延設され、各ＴＦＴ４０をオンオフさせるためのゲート信号を各ＴＦＴ４０のゲート端子に供給するための複数のラインＧ１〜Ｇｎからなるゲート配線２１と、ゲート配線２１の伸長方向と交差する方向（列方向）に延設され、オン状態のＴＦＴ４０を介してキャパシタ５０に蓄積された電荷を読み出すための複数の信号配線２２とが設けられている。撮影用画素６０Ａの各々は、ゲート配線２１と信号配線２２との各交差部に対応して設けられている。
【００６３】
線量検出用画素６０Ｂは、光電変換膜１３３を含んで構成されるセンサ部１３の一部である放射線の線量検出用のセンサ１３Ｂにより構成される。線量検出用のセンサ１３Ｂは、信号配線２２に直接接続されており、センサ１３Ｂで発生した電荷はそのまま信号配線２２に流れ出すようになっている。センサ１３Ｂは、ＴＦＴ基板２０上の全域に亘り分散して配置されている。本実施形態において、センサ１３Ｂの数は、放射線画像撮影用のセンサ１３Ａの数よりも少ないものとされている。換言すれば、ＴＦＴ基板２０上において線量検出用画素６０Ｂは、撮影用画素６０Ａよりも低密度で形成されている。放射線画像撮影用のセンサ１３Ａと線量検出用のセンサ１３Ｂには図示しないバイアス線を介してバイアス電圧が供給され、いずれも照射された放射線の線量に応じた量の電荷を発生させる。なお、放射線画像撮影用のセンサ１３Ａと、線量検出用のセンサ１３Ｂのサイズは、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００６４】
図６は、線量検出用画素６０Ｂの放射線検出器１０上における配置を例示した平面図である。信号配線２２の各々には、信号配線２２の伸長する方向において互いに隣接する複数（図６に示す例では３つ）の線量検出用画素６０Ｂが接続されており、線量検出用画素６０Ｂが放射線検出器１０内において略均一に分散するように配置されている。図６に示す例では、３つの線量検出用画素６０Ｂ（線量検出用のセンサ１３Ｂ）が同一の信号配線２２に接続されているが、同一の信号配線２２に接続される線量検出用画素６０Ｂの数は適宜変更することが可能である。同一の信号配線２２に接続された複数の線量検出画素６０Ｂにより生成された電荷は、当該信号配線２２上で合流することにより加算される。同一の信号配線２２に接続された複数の線量検出用画素６０Ｂにより画素ユニット６１が形成される。図６に示す例では３つの線量検出用画素６０Ｂ（センサ１３Ｂ）により画素ユニット６１が形成されている。なお、線量検出用画素６０Ｂの配置は図６に例示されたものに限定されるものではなく、放射線検出器１０上のどの部分にどのように配置するかは適宜変更することが可能である。
【００６５】
図７は、本実施形態に係る撮影システム２００の電気系の要部構成を示す図である。図７に示すように、電子カセッテ１に内蔵された放射線検出器１０の隣り合う２辺の一辺側にゲート線ドライバ２３が配置され、他辺側に信号処理部２４が配置されている。ゲート配線２１の各ラインＧ１〜Ｇｎは、ゲート線ドライバ２３に接続され、信号配線２２の各々は信号処理部２４に接続されている。また、電子カセッテ１は、画像メモリ２５、カセッテ制御部２６、無線通信部２７および電源部２８を備えている。
【００６６】
撮影用画素６０Ａを構成するＴＦＴ４０は、ゲート線ドライバ２３からゲート配線２１の各ラインＧ１〜Ｇｎを介して供給されるゲート信号によりライン単位でオン状態に駆動される。ＴＦＴ４０がオン状態とされることによりセンサ１３Ａで生成されてキャパシタ５０に蓄積された電荷が電気信号として各信号配線２２に読み出され、信号処理部２４に伝送される。一方、線量検出用画素６０Ｂを構成するセンサ１３Ｂで生成された電荷は、ゲート線ドライバ２３からのゲート信号にかかわらず、電荷の生成と同時に信号配線２２に流れ出し信号処理部２４に供給される。
【００６７】
図８は、信号処理部２４の構成を示す図である。信号処理部２４は、信号配線２２の各々に接続されたチャージアンプ２４１を含んでいる。チャージアンプ２４１の各々は、反転入力端子が対応する信号配線２２に接続され、非反転入力端子が接地電位に接続されたオペアンプ（演算増幅回路）２４１Ａと、オペアンプ２４１Ａの反転入力端子に一方の端子が接続され、オペアンプ２４１Ａの出力端子に他方の端子が接続されたキャパシタ２４１Ｂと、キャパシタ２４１Ｂに並列接続されたリセットスイッチ２４１Ｃとを含んでいる。
【００６８】
撮影用画素６０Ａまたは線量検出用画素６０Ｂの各々において生成された電荷は、信号配線２２を介してチャージアンプ２４１のキャパシタ２４１Ｂに蓄積される。チャージアンプ２４１は、キャパシタ２４１Ｂに蓄積された電荷の量に応じた信号レベルを有する電気信号を生成し、これをサンプルホールド回路２４２に供給する。キャパシタ２４１Ｂに蓄積された電荷はカセッテ制御部２６から供給される制御信号に応じてリセットスイッチ９２Ｃがオン状態となることにより放電され、これによりチャージアンプ２４１から出力される電気信号がリセットされる。
【００６９】
サンプルホールド回路２４２は、カセッテ制御部２６から供給される制御信号に応じてチャージアンプ２４１の出力信号の信号レベルをサンプリングして保持し、その保持している信号レベルをマルチプレクサ２４３に供給する。
【００７０】
マルチプレクサ２４３は、サンプルホールド回路２４２に保持された信号レベルをカセッテ制御部２６から供給される制御信号に応じて順次選択して出力する。すなわち、マルチプレクサ２４３は、サンプルホールド回路２４２からの電気信号をシリアルデータに変換してこれをＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器２４４に順次供給する。
【００７１】
Ａ／Ｄ変換器２４４は、マルチプレクサ２４３から順次供給される電気信号の信号レベルをデジタル信号に変換する。すなわち、Ａ／Ｄ変換器２４４は、撮影用画素６０Ａまたは線量検出用画素６０Ｂの画素値をデジタル信号として出力する。
【００７２】
画像メモリ２５は所定枚分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮影が行われる毎に、撮影によって得られた画像データが画像メモリ２５に順次記憶される。画像メモリ２５はカセッテ制御部２６と接続されている。
【００７３】
カセッテ制御部２６は、電子カセッテ１全体の動作を統括的に制御する。カセッテ制御部２６は、マイクロコンピュータを含んで構成され、ＣＰＵ（中央処理装置）２６Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を含むメモリ２６Ｂ、フラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部２６Ｃを備えている。カセッテ制御部２６には無線通信部２７が接続されている。
【００７４】
無線通信部２７は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａ／ｂ／ｇ等に代表される無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に対応しており、外部機器との間での無線通信による各種情報の伝送を制御する。カセッテ制御部２６は、無線通信部２７を介してコンソール２３０およびインターフェースボックス２２０と無線による通信が可能とされている。
【００７５】
電子カセッテ１には電源部２８が設けられており、各種回路や各素子（ゲート線ドライバ２３、信号処理部２４、画像メモリ２５、無線通信部２７、カセッテ制御部２６として機能するマイクロコンピュータ）は、電源部２８から供給された電力によって作動する。電源部２８は、電子カセッテ１の可搬性を損なわないように、バッテリ（充電可能な二次電池）を内蔵しており、充電されたバッテリから各種回路・素子へ電力を供給する。なお、図７では、電源部２８と各種回路や各素子を接続する配線を省略している。
【００７６】
コンソール２３０は、放射線画像の撮影に関する制御を行うサーバ・コンピュータとして構成されており、操作メニューや撮影された放射線画像等を表示するディスプレイ２３１と、複数のキーを含んで構成され各種の情報や操作指示が入力される操作パネル２３２と、を備えている。また、コンソール２３０は、装置全体の動作を司るＣＰＵ２３３と、制御プログラムを含む各種プログラム等が予め記憶されたＲＯＭ２３４と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ２３５と、各種データを記憶して保持するＨＤＤ（ハードディスク・ドライブ）２３６と、ディスプレイ２３１への各種情報の表示を制御するディスプレイドライバ２３７と、操作パネル２３２に対する操作状態を検出する操作入力検出部２３８と、を備えている。また、コンソール２３０は、無線通信により電子カセッテ１との間で画像データ等の各種情報の送受信を行う無線通信部２３９と、放射線発生装置２１０に対して曝射条件等を送信するための通信ポート２４０と、を備えている。
【００７７】
ＣＰＵ２３３、ＲＯＭ２３４、ＲＡＭ２３５、ＨＤＤ２３６、ディスプレイドライバ２３７、操作入力検出部２３８、無線通信部２３９および通信ポート２４０は、システムバスＢＵＳを介して相互に接続されている。従って、ＣＰＵ２３３は、ＲＯＭ２３４、ＲＡＭ２３５、ＨＤＤ２３６へのアクセスを行うことができると共に、ディスプレイドライバ２３７を介したディスプレイ２３１への各種情報の表示の制御、無線通信部２３９を介した電子カセッテ１との各種情報の送受信および通信ポート２４０を介した放射線発生装置２１０への曝射条件の供給を行うことができる。また、ＣＰＵ２３３は、操作入力検出部２３８を介して操作パネル２３２に対するユーザの操作状態を把握することができる。
【００７８】
放射線発生装置２１０は、Ｘ線を発生させる放射線源２１１と、コンソール２３０から送信された曝射条件を受信するための通信ポート２１３と、インターフェースボックス２２０から供給された累積線量信号ＶａをＡＥＣ制御入力として受信するためのＡＥＣ入力端子２１４と、受信した曝射条件および累積線量信号Ｖａに基づいて放射線源２１１を制御する制御部２１２と、を備えている。コンソール２３０から供給される曝射条件には管電圧、管電流等の情報が含まれている。制御部２１２は、この曝射条件に応じた管電圧および管電流で放射線源２１１から放射線を照射するように放射線源２１１を制御する。また制御部２１２は、インターフェースボックス２２０から供給された累積線量信号Ｖａの電圧レベルが所定の閾値に達したことを検出すると放射線の照射を停止させる。なお、本実施形態に係る撮影システム２００では、放射線発生装置２１０とコンソール２３０およびインターフェースボックス２２０とは有線によって通信可能とされているが、これらの通信を無線により行うこととしてもよい。
【００７９】
インターフェースボックス２２０は、電子カセッテ１と放射線発生装置２１０との間に介在し、電子カセッテ１から無線送信された線量情報を受信し、これを放射線発生装置２１０において認識可能な信号形式に変換するためのインターフェース装置である。より具体的には、インターフェースボックス２２０は、電子カセッテ１から線量情報として供給される線量検出用画素６０Ｂの画素値に基づいて、電子カセッテ１に照射された放射線の累積線量を示すアナログの電圧信号である累積線量信号Ｖａを生成して、これを放射線発生装置２１０に供給する。
【００８０】
無線通信部２２１は、電子カセッテ１から無線送信された線量情報を受信する機能を有する。ＣＰＵ２２２は、電子カセッテ１から断続的に供給される線量情報としての画素値に基づいてインターフェースボックス２２０の出力信号である累積線量信号Ｖａの傾きを制御するための傾き制御信号θを生成し、これをＤ／Ａ変換器２２３に供給する。また、ＣＰＵ２２２は、電子カセッテ１から断続的に無線送信される線量情報の受信タイミングの遅延を検出し、当該遅延に起因して累積線量信号Ｖａに生じた誤差を減じるように累積線量信号Ｖａの信号レベルを調整する。Ｄ／Ａ変換器２２３は、ＣＰＵ２２２から供給されるデジタル信号である傾き制御信号θをアナログ信号に変換する。すなわち、Ｄ／Ａ変換器２２３は、傾き制御信号θの信号値に応じた電圧レベルのアナログ信号を生成する。積分器２２４は、Ｄ／Ａ変換器２２３から供給されるアナログ信号を時間積分して出力する。かかる積分器２２４の出力信号は電子カセッテ１に照射された放射線の累積線量を示す累積線量信号Ｖａとして出力端子２２５を介して放射線発生装置２１０に供給される。
【００８１】
[線量検出処理]
以下に、電子カセッテ１が自身に照射された放射線の単位時間当たりの線量を示す線量情報を生成する線量検出処理について説明する。
【００８２】
図９は、電子カセッテ１のカセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａにより実行される線量検出処理プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。当該プログラムはカセッテ制御部２６の記憶部２６Ｃの所定領域に予め記憶されている。当該プログラムは、撮影用画素６０Ａを用いて診断用の放射線画像を撮影する際における所定のタイミングで実行される。
【００８３】
ステップＳ１１において、ＣＰＵ２６Ａは、信号処理部２４のチャージアンプ２４１に制御信号を供給する。チャージアンプ２４１は、かかる制御信号を受信すると、リセットスイッチ２４１Ｃをオン状態とすることによりチャージアンプ２４１のリセットを行う。チャージアンプ２４１のリセットが完了するとリセットスイッチ２４１Ｃは、オフ状態に駆動される。
【００８４】
ステップＳ１２において、ＣＰＵ２６Ａは、サンプルホールド回路２４２およびマルチプレクサ２４３に制御信号を供給してこれらを同期駆動する。その後、放射線発生装置２１０から照射された放射線が電子カセッテ１に照射されると、撮影用画素６０Ａの各々および線量検出用画素６０Ｂの各々は電荷を発生させる。放射線が電子カセッテ１に照射されている期間においては、ＴＦＴ４０は全てオフ状態とされ、撮影用画素６０Ａで生成された電荷はキャパシタ５０に蓄積される。一方、線量検出用画素６０Ｂで生成された電荷は、各信号配線２２を介して各信号配線に接続されたチャージアンプ２４１に入力される。なお、同一の信号配線２２に接続された画素ユニット６１を構成する複数の線量検出用画素６０Ｂからの電荷は、当該信号配線２２上で合流して信号処理部２４に供給される。
【００８５】
各チャージアンプ２４１は、信号配線２２を介して供給される電荷の量に応じた出力信号を出力する。各チャージアンプ２４１に接続されたサンプルホールド回路２４２の各々は、チャージアンプ２４１の出力信号のサンプリングを行う。マルチプレクサ２４３は、各サンプルホールド回路２４２の出力をサンプリング周期に同期して順次Ａ／Ｄ変換器２４４に供給する。Ａ／Ｄ変換器２４４は、マルチプレクサ２４３から順次供給されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。すなわち、Ａ／Ｄ変換器２４４は、各チャージアンプ２４１の出力をサンプリングした値をデジタル化された画素値として順次出力する。
【００８６】
ステップＳ１３において、ＣＰＵ２６Ａは信号処理部２４から各画素ユニット６１毎のデジタル化された画素値を受信する。
【００８７】
ステップＳ１４において、ＣＰＵ２６Ａは受信した画素ユニット６１毎の画素値に基づいて、電子カセッテ１に照射された放射線の単位時間当たりの線量を示す線量情報を画素ユニット６１毎に生成する。線量情報は、例えば信号処理部２４から受信した画素ユニット毎の画素値をチャージアンプ２４１の蓄積時間で除した値を示すものであってもよい。
【００８８】
ステップＳ１５において、ＣＰＵ２６Ａは、線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）の画素値に応じた線量情報を無線通信部２７を介してインターフェースボックス２２０に無線送信する。
【００８９】
ステップＳ１６において、ＣＰＵ２６Ａは放射線発生装置２１０からの放射線の照射が停止したか否かの判断を行う。ＣＰＵ２６Ａは、例えば信号処理部２４から供給される画素値が所定の閾値以下となった場合に放射線発生装置２１０からの放射線の照射が停止したことを検出する。ＣＰＵ２６Ａは、放射線の照射が停止していないと判断した場合には、処理をステップＳ１１に戻す。すなわち、放射線発生装置２１０から放射線が照射されている間ステップＳ１１〜Ｓ１５の処理が繰り返し実行され、線量情報が電子カセッテ１からインターフェースボックス２２０に向けて断続的に無線送信される。カセッテ制御部２６は、ステップＳ１１〜Ｓ１５の処理を繰り返し実行することにより、線量情報を一定間隔（例えば１ｍｓｅｃ周期）で生成してこれを逐次インターフェースボックス２２０に無線送信する。ステップＳ１６においてＣＰＵ２６Ａが放射線発生装置２１０からの放射線の照射が停止したものと判断すると、本ルーチンが終了する。
【００９０】
このように、本実施形態に係る電子カセッテ１では、自動露出制御（ＡＥＣ）を実現するために、放射線画像の撮影時において自身に照射された放射線の単位時間当たりの線量を示す線量情報を断続的にインターフェースボックス２２０に通知する。
[インターフェースボックスの作用]
以下に、電子カセッテ１から線量情報を受信したインターフェースボックス２２０の作用について説明する。図１０（ａ）は、インターフェースボックス２２０によって生成される累積線量信号Ｖａの時間推移の一例を示す図である。電子カセッテ１は、上記したように線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット）の画素値に応じた値を自身に照射された放射線の単位時間当たりの線量を示す線量情報として一定の送信周期Ｔ（例えば１ｍｓｅｃ）でインターフェースボックス２２０に無線送信する。電子カセッテ１から送信された線量情報は、インターフェースボックス２２０の無線通信部２２１において受信される。図１０（ａ）における各プロットは、インターフェースボックス２２０における線量情報の受信時点を示している。図１０（ａ）に示す例では、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４において、遅延を生じることなく線量情報がインターフェースボックス２２０に受信された場合が実線で示されている。
【００９１】
インターフェースボックス２２０のＣＰＵ２２２は、時刻ｔ１において電子カセッテ１から１回目の線量情報Ｐ１を受信すると、この線量情報Ｐ１としての画素値（または画素値に応じた値）に所定の係数αを乗じることによって傾き制御信号θ１を生成する。ＣＰＵ２２２は、生成した傾き制御信号θ１をＤ／Ａ変換器２２３に供給する。
【００９２】
Ｄ／Ａ変換器２２３は、デジタル信号である傾き制御信号θ１をアナログ信号に変換する。すなわち、Ｄ／Ａ変換器２２３は、傾き制御信号θ１の信号値に応じた電圧レベルのアナログ信号を生成する。Ｄ／Ａ変換器２２３は、生成したアナログ信号を積分器２２４に供給する。積分器２２４は、Ｄ／Ａ変換器２２３から供給されたアナログ信号を時間積分する。すなわち積分器２２４は、傾き制御信号θ１の値に対応した傾きで電圧レベルが上昇するアナログの累積線量信号Ｖａを出力する。累積線量信号Ｖａは、１回目の線量情報の受信時刻ｔ１から２回目の線量情報の受信時刻ｔ２までの期間において傾き制御信号θ１の値に応じた傾きで上昇する。
【００９３】
インターフェースボックス２２０のＣＰＵ２２２は、時刻ｔ２、ｔ３、ｔ４、・・・において線量情報Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、・・・を受信すると、これらの線量情報の各々に基づいて傾き制御信号θ２、θ３、θ４、・・・を生成して、累積線量信号Ｖａの傾きを制御する。すなわち、累積線量信号Ｖａは、時刻ｔ２〜ｔ３までの期間においては傾き制御信号θ２の値に応じた傾きで上昇し、時刻ｔ３〜ｔ４までの期間においては傾き制御信号θ３の値に応じた傾きで上昇する。このように、インターフェースボックス２２０は電子カセッテ１から断続的に無線送信される線量情報を受信すると当該受信した最新の線量情報に基づいて累積線量信号Ｖａの傾きを更新する。累積線量信号Ｖａは、インターフェースボックス２２０の出力端子２２５を介して放射線発生装置２１０に供給される。
【００９４】
放射線発生装置２１０の制御部２１２は、ＡＥＣ入力端子２１４を介して供給される累積線量信号Ｖａの電圧レベルが所定の閾値に達したことを検出すると放射線源２１１からの放射線の照射を停止させる。これにより、本実施形態に係る撮影システム２００において自動露出制御（ＡＥＣ）が実現される。
【００９５】
また、図１０（ａ）には、時刻ｔ２に受信されるべき線量情報Ｐ２の受信タイミングに遅延が生じた場合の累積線量信号Ｖａの推移が破線で示されている。インターフェースボックス２２０では、電子カセッテ１から無線送信される線量情報を受信したときに累積線量信号Ｖａの傾きを更新するので、線量情報の受信タイミングが正規のタイミングから遅れた場合には、累積線量信号Ｖａの電圧レベルに誤差が生じることとなる。インターフェースボックス２２０は、線量情報の受信タイミングの遅延に起因して累積線量信号Ｖａに生じた誤差を減じるように累積線量信号の電圧レベルを調整する。
【００９６】
図１０（ｂ）には、混信等に起因して電子カセッテ１から無線送信された線量情報が遅れてインターフェースボックス２２０に受信された場合の累積線量信号Ｖａの時間推移が実線で示されている。図１０（ｂ）に示す例では、時刻ｔ２にて受信されるべき２回目の線量情報Ｐ２が時刻ｔ２１に受信された場合が示されている。この場合、２回目の線量情報Ｐ２が受信される時刻ｔ２１までの間、１回目に受信した線量情報Ｐ１に基づいて生成された傾き制御信号θ１によって累積線量信号Ｖａの傾きが制御されることとなる。その結果、時刻ｔ２１における累積線量信号Ｖａの電圧レベルには誤差が生じている。
【００９７】
インターフェースボックス２２０のＣＰＵ２２２は、先に受信した線量情報と今回受信した線量情報との間の受信間隔と、電子カセッテ１における線量情報の送信周期Ｔとを比較することによって今回受信した線量情報の受信タイミングの遅延を判定する。そして、ＣＰＵ２２２は、遅延を検出した場合には、調整用の傾き制御信号θを生成することによって、累積線量信号Ｖａに生じた誤差を是正する処理を行う。
【００９８】
図１０（ｂ）に示す例では、１回目に受信した線量情報Ｐ１の受信時刻ｔ１から２回目に受信した線量情報Ｐ２の受信時刻ｔ２１までの間隔が線量情報の送信周期Ｔよりも長いので、ＣＰＵ２２２は、２回目の線量情報Ｐ２の受信タイミングに遅延が生じているものと判断する。かかる線量情報の受信タイミングの遅延判定は、例えば線量情報に付与された受信タイムスタンプを照合することによって行うこととしてもよい。受信タイムスタンプは、インターフェースボックス２２０における線量情報の受信時刻を示す時刻情報であり、無線通信部２２１によって線量情報に付与される。一方、電子カセッテ１における線量情報の送信周期Ｔを示す情報は、例えば、電子カセッテ１から線量情報とともに送信され、インターフェースボックスは、これを受信することによって送信周期Ｔを把握する。このように、インターフェースボックス２２０のＣＰＵ２２２は、送信周期Ｔを示す情報と、線量情報に付与された受信タイムスタンプ等の時刻情報に基づいて線量情報の受信時点に遅延が生じているか否かを判定する。
【００９９】
インターフェースボックス２２０のＣＰＵ２２２は、１回目に受信した線量情報Ｐ１の受信時刻ｔ１から２回目に受信した線量情報Ｐ２の受信時刻ｔ２１までの間隔が送信周期Ｔに一致するように２回目の線量情報Ｐ２の受信時点を時刻ｔ２にずらした場合の累積線量信号Ｖａの時間推移を推定する。すなわち、ＣＰＵ２２２は、２回目の線量情報Ｐ２に対応した傾き制御信号θ２に基づく累積線量信号Ｖａの傾き制御を時刻ｔ２において開始した場合における累積線量信号Ｖａの時間推移を推定ライン（図１０（ｂ）において破線で示す。）として導出する。
【０１００】
ＣＰＵ２２２は、時刻ｔ２１において誤差が生じている累積線量信号Ｖａの電圧レベルを推定ラインに収束させるべく時刻ｔ２１からｔ２２までの調整期間τｍ１において補正用の傾き制御信号θｍ１を生成して累積線量信号Ｖａの傾き制御を行う。図１０（ｂ）に示す例のように、線量情報の受信タイミングの遅延に起因して累積線量信号Ｖａの信号レベルが推定ラインを上回っている場合には、補正用の傾き制御信号θｍ１は例えば傾きゼロに対応するものであってもよい。この場合、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの調整期間τｍ１において、累積線量信号Ｖａの電圧レベルは一定に推移する。ＣＰＵ２２２は、累積線量信号Ｖａの電圧レベルを推定ラインに収束させるべく調整期間τｍ１および補正用の傾き制御信号θｍ１を演算によって導出する。
【０１０１】
このような処理によって調整期間が終了する時刻ｔ２２において累積線量信号Ｖａの電圧レベルは推定ラインに到達して適正値に補正される。ＣＰＵ２２２は、累積線量信号Ｖａの電圧レベルが適正な値となる時刻ｔ２２以降は、時刻ｔ２１において受信した２回目の線量情報Ｐ２に対応した傾き制御信号θ２によって累積線量信号Ｖａの傾きを制御する。このように、線量情報の受信タイミングの遅延に起因して累積線量信号Ｖａの信号レベルが過剰となった場合には、累積線量の電圧レベルを一定に推移させることによって推定ラインに収束させることが好ましい。累積線量信号Ｖａの電圧レベルを減じる方向に推移させることによって累積線量信号Ｖａの電圧レベルを推定ラインに収束させる方法も考えらえるが、この場合、放射線発生装置２１０においてエラー判定がなされる場合がある。また、この場合、積分器２２４の出力を補正するための減算器等を別途設ける必要があり構成が複雑となる。
【０１０２】
また、図１０（ｂ）に示す例では、時刻ｔ３にて受信されるべき３回目の線量情報Ｐ３が時刻ｔ３１に受信されている。これにより、時刻ｔ２２〜ｔ３１までの間、２回目に受信した線量情報Ｐ２に基づいて生成された傾き制御信号θ２が維持され、時刻ｔ３１において累積線量信号Ｖａの電圧レベルに誤差が生じている。
【０１０３】
１回目の線量情報Ｐ１の受信時刻ｔ１から３回目の線量情報の受信時刻ｔ３１までの間隔が線量情報の送信周期Ｔの２倍（２Ｔ）よりも長いので、ＣＰＵ２２２は、３回目の線量情報Ｐ３の受信タイミングに遅延が生じているものと判断し、上記と同様に推定ラインを導出して累積線量信号Ｖａに生ずる誤差を是正する処理を行う。なお、２回目の線量情報Ｐ２の受信時刻から３回目の線量情報Ｐ３の受信時刻までの間隔と、送信周期Ｔとを比較することによって３回目の線量情報Ｐ３の受信タイミングの遅延を判定することとしてもよい。また１回目と３回目および２回目と３回目の受信間隔の双方と送信周期Ｔとを比較することによって３回目の線量情報Ｐ３の受信タイミングの遅延を判定することとしてもよい。
【０１０４】
ＣＰＵ２２２は、１回目に受信した線量情報Ｐ１の受信時刻ｔ１から３回目に受信した線量情報Ｐ３の受信時刻ｔ３１までの間隔が送信周期Ｔの２倍（２Ｔ）に一致するように３回目の線量情報Ｐ３の受信時点を時刻ｔ３にずらした場合の累積線量信号Ｖａの時間推移を推定する。すなわち、ＣＰＵ２２２は、３回目の線量情報Ｐ３に対応した傾き制御信号θ３に基づく累積線量信号Ｖａの傾き制御が時刻ｔ３において開始された場合における累積線量信号Ｖａの時間推移を推定ラインとして導出する。
【０１０５】
ＣＰＵ２２２は、時刻ｔ３１において誤差が生じている累積線量信号Ｖａの電圧レベルを推定ラインに収束させるべく時刻ｔ３１からｔ３２までの調整期間τｍ２において補正用の傾き制御信号θｍ２を生成して累積線量信号Ｖａの傾き制御を行う。
【０１０６】
このような処理によって調整期間が終了する時刻ｔ３２において累積線量信号Ｖａの電圧レベルは推定ラインに到達して適正値に補正される。ＣＰＵ２２２は、累積線量信号Ｖａの電圧レベルが適正な値となる時刻ｔ３２以降は、時刻ｔ３１において受信した３回目の線量情報Ｐ３に対応した傾き制御信号θ３によって累積線量信号Ｖａの傾きを制御する。
【０１０７】
このように、インターフェースボックス２２０は、電子カセッテ１から無線送信される線量情報の受信時点に遅延が生じた場合には、この通信遅延に伴う累積線量信号Ｖａの誤差を是正する。
【０１０８】
図１１は、インターフェースボックス２２０のＣＰＵ２２２において実行される累積線量信号Ｖａの傾き制御を行うための傾き制御プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。当該プログラムはインターフェースボックス２２０の図示しない記憶部の所定領域に予め記憶されている。当該プログラムは、撮影用画素６０Ａを用いて診断用の放射線画像を撮影する際における所定のタイミングで実行される。
【０１０９】
ステップＳ２１においてＣＰＵ２２２は、無線通信部２２１において電子カセッテ１から線量情報を受信したか否かを判断し、線量情報の受信を検出した場合には処理をステップＳ２２に移行する。
【０１１０】
ステップＳ２２においてＣＰＵ２２２は、今回よりも前に受信したｍ回目の線量情報に付与された受信タイムスタンプと、今回受信したｎ回目（ｍ＜ｎ）の線量情報に付与された受信タイムスタンプを参照する。
【０１１１】
ステップ２３においてＣＰＵ２２２は、ステップＳ２２において参照したタイムスンプによって示される時刻から線量情報の受信間隔を導出し、これを線量情報の送信周期Ｔと比較することによって今回受信したｎ回目の線量情報の受信タイミングに遅延が生じているか否かを判定する。すなわち、ＣＰＵ２２２は、先に受信したｍ回目の線量情報の受信時刻と今回に受信したｎ回目の線量情報の受信時刻との間隔が、線量情報の送信間隔Ｔを（ｎ−ｍ）倍した値よりも長い場合に、今回受信したｎ回目の線量情報の受信タイミングに遅延が生じているものと判定する。なお、電子カセッテ１における線量情報の送信周期Ｔは予め定められていてもよいし、電子カセッテ１が送信周期Ｔを示す情報を線量情報とともに送信し、インターフェースボックス２２０がこれを受信することによって送信周期Ｔを取得してもよい。また、今回受信したｎ回目の線量情報の受信時刻と前回受信した（ｎ−１）回目の線量情報の受信時刻との間隔と、送信周期Ｔとを比較することによって今回受信したｎ回目の線量情報の受信タイミングの遅延判定を行うこととしてもよい。
【０１１２】
ステップＳ２４において、ＣＰＵ２２２は、先に受信したｍ回目の線量情報の受信時刻と今回受信したｎ回目の線量情報の受信時刻との間隔が送信周期Ｔの（ｎ−ｍ）倍に一致するように今回受信したｎ回目の線量情報の受信時点をずらした場合の累積線量信号Ｖａの推定ライン（図１０（ｂ）参照）を導出する。つまり、今回受信したｎ回目の線量情報の受信時点を、遅延がないものと判定される時点にずらした場合の推定ラインを導出する。
【０１１３】
ステップＳ２５において、ＣＰＵ２２２は、線量情報の受信タイミングが遅れたことに起因して誤差が生じている累積線量信号Ｖａの電圧レベルが、ステップＳ２４において導出した推定ラインに収束するように、調整用の傾き制御信号θｍおよび調整期間τｍを導導出する。これにより、累積線量信号Ｖａの傾きは、今回の線量情報の受信時点から調整期間τｍが経過するまでの間、調整用の傾き制御信号θｍに応じた傾きに制御され、累積線量信号Ｖａの電圧レベルは、ステップＳ２４において導出された推定ラインに到達する。
【０１１４】
ステップＳ２６において、ＣＰＵ２２２は、ステップＳ２１において受信した今回の線量情報としての画素値に所定の係数αを乗算することにより今回の線量情報に対応した傾き制御信号θを導出して累積線量信号Ｖａの傾きを制御する。これにより、累積線量信号Ｖａは、ステップＳ２４において導出した推定ライン上をトレースする。すなわち、線量情報の受信が遅れたことに起因して累積線量信号Ｖａに生じた誤差が解消される。
【０１１５】
ステップＳ２７において、ＣＰＵ２２２は、放射線発生装置２１０からの放射線の照射が停止したか否かを判断する。ＣＰＵ２２２は、例えば、電子カセッテ１から供給される放射線の照射停止を示す制御信号を受信することによって放射線の照射停止を検出することができる。ＣＰＵ２２２が放射線の照射停止を検出した場合には、本ルーチンが終了し、放射線の照射停止を検出しない場合には処理をステップＳ２１に戻す。すなわち、ＣＰＵ２２２は、放射線発生装置２１０から放射線が照射されている間、ステップＳ２１〜Ｓ２６の処理を繰り返し実行することによって累積線量信号Ｖａの出力を継続する。
【０１１６】
[放射線画像撮影処理]
以下に、本実施形態に係る電子カセッテ１において実行される放射線画像撮影処理について説明する。図１２は、電子カセッテ１のカセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａにより実行される放射線画像撮影処理プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。この放射線画像撮影処理プログラムはカセッテ制御部２６の記憶部２６Ｃの所定領域に予め記憶されている。
【０１１７】
電子カセッテ１を用いて放射線画像の撮影を行う際、コンソール２３０のディスプレイ２３１には所定の初期情報を入力するための初期情報入力画面が表示される。初期情報入力画面において、例えば、放射線画像の撮影を行う患者（被写体）の氏名、撮影対象部位、撮影時の姿勢、放射線を曝射する際の管電圧および管電流等の曝射条件の入力を促すメッセージと、これらの初期情報の入力領域が表示される。撮影者は、この初期情報入力画面から所定の初期情報を操作パネル２３２を介して入力する。
【０１１８】
上記の初期情報は、無線通信部２３９を介してコンソール２３０から電子カセッテ１に送信される。また、上記の初期情報に含まれる曝射条件は、通信ポート２４０を介して放射線発生装置２１０に送信される。これに応じて放射線発生装置２１０の制御部２１２は、受信した曝射条件での曝射準備を行う。
【０１１９】
カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、コンソール２３０から上記の初期情報を受信すると放射線画像撮影処理プログラムを実行する。
【０１２０】
ステップＳ３１において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、コンソール２３０から放射線の照射開始の指示待ちを行う。ＣＰＵ２６Ａは、放射線の照射開始の指示を受信すると、処理をステップＳ３２に移行する。
【０１２１】
ステップＳ３２において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、全てのＴＦＴ４０をオフ状態とすべくゲート線ドライバ２３に制御信号を供給する。これにより、撮影用画素６０Ａでは放射線の照射に応じて発生した電荷の蓄積が可能な状態となる。
【０１２２】
ステップＳ３３において、ＣＰＵ２６Ａは、上記の線量検出処理（図９参照）を実行する。すなわち、放射線の照射に応じて線量検出用画素６０Ｂの各々で発生した電荷は信号配線２２を介して信号処理部２４に供給される。本実施形態に係る電子カセッテ１では、同一の信号配線２２に接続された画素ユニット６１を構成する複数の線量検出用画素６０Ｂからの電荷が当該信号配線２２上で合流して信号処理部２４に供給され、信号処理部２４において画素ユニット毎の画素値が生成される。ＣＰＵ２６Ａは画素ユニット６１毎の画素値に基づいて、電子カセッテ１に照射された放射線の単位時間当たりの線量を示す線量情報を生成し、これを所定の送信周期Ｔでインターフェースボックス２２０に無線送信する。インターフェースボックス２２０は、電子カセッテ１から供給された線量情報に基づいて、電子カセッテ１に照射された放射線の累積線量を示す累積線量信号Ｖａを生成してこれを放射線発生装置２１０に供給する。放射線発生装置２１０は、累積線量信号Ｖａの電圧レベルが所定の閾値に達したことを検出すると放射線の照射を停止する。
【０１２３】
ステップＳ３４において、ＣＰＵ２６Ａは、撮影用画素６０Ａに蓄積された電荷の読み出しを行って診断用の放射線画像を生成する。具体的にはＣＰＵ２６Ａは、ゲート線ドライバ２３に制御信号を供給することによりゲート線ドライバ２３から１ラインずつ順に各ゲート配線２１にオン信号を出力させ、各ゲート配線２１に接続された各ＴＦＴ４０を１ラインずつ順にオンさせる。これにより、各撮影用画素６０Ａのキャパシタ５０に蓄積された電荷が各信号配線２２に読み出され、信号処理部２４でデジタル信号に変換されてＣＰＵ２６Ａに供給される。ＣＰＵ２６Ａは、デジタル化された撮影用画素６０Ａの画素値に基づいて診断用の画像データを生成し、これを画像メモリ２５に記憶する。
【０１２４】
ステップＳ３５において、ＣＰＵ２６Ａは、画像メモリ２５に記憶された画像データを読み出し、読み出した画像データを無線通信部２７を介してコンソール２３０に送信した後、本ルーチンを終了する。
【０１２５】
コンソール２３０では、電子カセッテ１から供給された画像データをＨＤＤ２３６に記憶し、この画像データにより示される放射線画像をディスプレイ２３１に表示させる。また、コンソール２３０は、この画像データを病院内ネットワーク１１０を介してＲＩＳサーバ１０４へ送信する。なお、ＲＩＳサーバ１０４へ送信された画像データはデータベース１０４Ａに格納される。
【０１２６】
このように、本発明の実施形態に係る電子カセッテ１は、自身に照射された放射線の線量を検出するための線量検出用画素６０Ｂを有し、線量検出用画素６０Ｂにおける画素値に基づいて電子カセッテ１に照射された放射線の単位時間当たりの線量を示す線量情報を生成する。電子カセッテ１は、線量情報を所定のサンプリング周期で生成してインターフェースボックス２２０に逐次無線送信する。インターフェースボックス２２０は、受信した線量情報に基づいて傾き制御信号θを生成し、この傾き制御信号θによって累積線量信号Ｖａの傾きを制御する。インターフェースボックス２２０は電子カセッテ１から線量情報を受信した際に累積線量信号Ｖａの傾きを制御するので、混信等によってインターフェースボックス２２０において線量情報の受信が遅れた場合には累積線量信号Ｖａに誤差が生じる。そこで、インターフェースボックス２２０は、電子カセッテ１から断続的に送信される線量情報の送信周期Ｔと線量情報の受信間隔とを比較することによって当該線量情報の受信タイミングの遅延を判定する。そして、インターフェースボックス２２０は、遅延を生じて受信された線量情報の受信時点を、遅延がないものと判定される時点にずらした場合における累積線量信号の時間推移を推定した推定ラインを導出し、この推定ラインに収束するように調整用の傾き制御信号θｍを生成して累積線量信号Ｖａの傾きを制御する。これにより、線量情報の受信タイミングの遅延に起因して累積線量信号Ｖａに生じた誤差が解消さる。
【０１２７】
このように、本発明の実施形態に係る撮影システム２００によれば、電子カセッテ１から無線送信された線量情報がインターフェースボックス２２０において遅れて受信された場合でも累積線量信号Ｖａは適正値に収束するように制御されるので、適切な自動露出制御（ＡＥＣ）を行うことが可能となる。
【０１２８】
[第２の実施形態]
以下に、本発明の第２の実施形態に係るインターフェースボックス２２０における累積線量信号Ｖａの傾き制御について説明する。上記した第１の実施形態に係る傾き制御では、最新の線量情報の受信時点についてのみ遅延判定を行って、当該最新の線量情報の受信時点を、遅延がないと判定される時点にずらした場合の累積線量信号Ｖａの推定ラインを導出し、導出された推定ラインに一致するように累積線量信号Ｖａの傾き制御を行うことによって累積線量信号Ｖａの誤差を解消するものであった。これに対して第２の実施形態に係る傾き制御では、最新の線量情報の受信時点を基準として過去に受信した線量情報の各々の受信タイミングの遅延を判定し、遅延を伴って受信した線量情報の受信タイミングを過去に遡って修正した場合における累積線量信号Ｖａの推定ラインを導出し、この推定ラインに一致するように累積線量信号Ｖａの傾きを制御する。
【０１２９】
図１３は、第２の実施形態に係るインターフェースボックス２２０が遅延を伴って受信した線量情報の受信タイミングを過去に遡って修正する態様を例示した図である。図１３において、黒塗りのプロットはインターフェースボックス２２０における線量情報の実際の受信タイミングを示し、白抜きのプロットは修正された受信タイミングを示している。なお、線量情報の正規の受信時刻はｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５であり、時刻ｔ１〜ｔ２、ｔ２〜ｔ３、ｔ３〜ｔ４、ｔ４〜ｔ５の間隔は、線量情報の送信周期Ｔと一致しているものとする。
【０１３０】
図１３に示す例では、ステップＳ１０１において、１回目の線量情報Ｐ１が正規の受信時刻ｔ１から遅れた時刻ｔ１２にインターフェースボックス２２０で受信され、２回目の線量情報Ｐ２が正規の受信時刻ｔ２から遅れた時刻ｔ２１にインターフェースボックス２２０で受信された場合が示されている。
【０１３１】
ステップＳ１０２において、インターフェースボックス２２０のＣＰＵ２２２は、線量情報Ｐ１の受信時点と線量情報Ｐ２の受信時点との間隔が線量情報の送信周期Ｔよりも短いので、先に受信した線量情報Ｐ１の受信タイミングに遅延が生じているものと判断する。なお、ＣＰＵ２２２は、各線量情報の受信時刻を当該線量情報に付与された受信タイムスタンプによって把握することとしてもよい。ＣＰＵ２２２は、線量情報Ｐ１の受信時点と線量情報Ｐ２の受信時点の間隔が送信周期Ｔと一致するように先に受信した線量情報Ｐ１の受信タイミングを時刻ｔ１１にずらし、この場合における累積線量信号Ｖａの推定ラインを導出して現時点における累積線量信号Ｖａの電圧レベルを補正する。すなわち、ＣＰＵ２２２は、線量情報Ｐ１に対応した傾き制御信号θ１による傾き制御を時刻ｔ１１から開始した場合の推定ラインを導出し、累積線量信号Ｖａがこの推定ラインに到達するように調整用の傾き制御信号θｍを導出する。また、図１３に示す例では、ステップＳ１０２において、３回目の線量情報Ｐ３が正規の受信時刻ｔ３に受信された場合が例示されている。
【０１３２】
ステップＳ１０３において、インターフェースボックス２２０のＣＰＵ２２２は、線量情報Ｐ３の受信時刻ｔ３とステップＳ１０２において補正された線量情報Ｐ１の受信時刻ｔ１１との間隔が線量情報の送信周期Ｔの２倍（２Ｔ）よりも短いので、先のステップＳ１０２において修正された線量情報Ｐ１の受信タイミングに未だ遅延が生じているものと判断する。ＣＰＵ２２２は、線量情報Ｐ１受信時点と線量情報Ｐ３の受信時点との間隔が２Ｔと一致するように線量情報Ｐ１の受信タイミングを時刻ｔ１に修正する。また、ＣＰＵ２２２は、線量情報Ｐ２の受信時刻ｔ２１と線量情報Ｐ３の受信時刻ｔ３との間隔が送信周期Ｔよりも短いので、線量情報Ｐ２の受信タイミングに遅延が生じているものと判断する。ＣＰＵ２２２は、線量情報Ｐ２の受信時点と線量情報Ｐ３の受信時点との間隔が送信周期Ｔと一致するように線量情報Ｐ２の受信タイミングを時刻ｔ２に修正する。ＣＰＵ２２２は、このように線量情報Ｐ１およびＰ２の受信タイミングをそれぞれ時刻ｔ１およびｔ２とした場合における累積線量信号Ｖａの推定ラインを導出して現時点における累積線量信号Ｖａの電圧レベルを補正する。すなわち、ＣＰＵ２２２は、線量情報Ｐ１に対応した傾き制御信号θ１による傾き制御を時刻ｔ１から開始するとともに、線量情報Ｐ２に対応した傾き制御信号θ２による傾き制御を時刻ｔ２から開始した場合の推定ラインを導出し、累積線量信号Ｖａがこの推定ラインに到達するように調整用の傾き制御信号θｍを導出する。また、図１３に示す例では、ステップＳ１０３において、４回目の線量情報Ｐ４が正規の受信時刻ｔ４から遅れた時刻ｔ４１に受信された場合が例示されている。
【０１３３】
ステップＳ１０４において、インターフェースボックス２２０のＣＰＵ２２２は、線量情報Ｐ４の受信時刻ｔ４１とステップＳ１０３において補正された線量情報Ｐ１およびＰ２の受信時刻ｔ１、ｔ２との間隔が、それぞれ、線量情報の送信周期Ｔの３倍（３Ｔ）および２倍（２Ｔ）よりも長いので、修正された線量情報Ｐ１およびＰ２の受信タイミングに遅延は生じていないものと判断する。この場合、ＣＰＵ２２２は、線量情報Ｐ１およびＰ２の受信タイミングの修正は行わない。同様に、線量情報Ｐ３の受信時刻Ｐ３と線量情報Ｐ４の受信時刻ｔ４１との間隔が送信周期Ｔよりも長いので、ＣＰＵ２２２は、線量情報Ｐ３の受信タイミングの修正は行わない。また、図１３に示す例では、ステップＳ１０４において、５回目の線量情報Ｐ５が正規の受信時刻ｔ５に受信された場合が例示されている。
【０１３４】
ステップＳ１０５において、線量情報Ｐ５の受信時刻ｔ５と、ステップＳ１０３において修正された線量情報Ｐ１、Ｐ２の受信時刻ｔ１、ｔ２および修正されていない線量情報Ｐ３の受信時刻ｔ３との間隔がそれぞれ４Ｔ、３Ｔ、２Ｔに一致しているので、インターフェースボックス２２０のＣＰＵ２２２は、修正された線量情報Ｐ１、Ｐ２および修正されていない線量情報Ｐ３の受信タイミングに遅延は生じていないものと判断し、これらの受信タイミングの補正は行わない。一方、ＣＰＵ２２２は、線量情報Ｐ５の受信時刻ｔ５と線量情報Ｐ４の受信時刻ｔ４１との間隔が送信周期Ｔよりも短いので、線量情報Ｐ４の受信タイミングに遅延が生じているものと判断する。ＣＰＵ２２２は、線量情報Ｐ４の受信時点と線量情報Ｐ５の受信時点の間隔が送信周期Ｔと一致するように、先に受信した線量情報Ｐ４の受信タイミングを時刻ｔ４にずらし、この場合における累積線量信号Ｖａの推定ラインを導出して現時点における累積線量信号Ｖａの電圧レベルを補正する。すなわち、ＣＰＵ２２２は、線量情報Ｐ４に対応した傾き制御信号θ４による傾き制御を時刻ｔ４から開始した場合の推定ラインを導出し、累積線量信号Ｖａがこの推定ラインに到達するように調整用の傾き制御信号θｍを導出する。
【０１３５】
図１４は、第２の実施形態に係るインターフェースボックス２２０によって生成される累積線量信号Ｖａの時間推移の一例を示す図である。図１４では、インターフェースボックス２２０において、時刻ｔ１にて受信されるべき１回目の線量情報Ｐ１が時刻ｔ１１に受信され、２回目の線量情報Ｐ２が正規の受信時刻ｔ２に受信した場合が示されている。この場合、２回目に受信した線量情報Ｐ２の受信時刻ｔ２と１回目に受信した線量情報Ｐ１の受信時刻ｔ１１との間隔が電子カセッテ１における線量情報の送信間隔Ｔよりも短いので、インターフェースボックス２２０のＣＰＵ２２２は、１回目に受信した線量情報Ｐ１の受信タイミングに遅延が生じているものと判断する。かかる線量情報の受信タイミングの解析は、例えば線量情報に付与された受信タイムスタンプを参照することによって行うこととしてもよい。ＣＰＵ２２２は、線量情報Ｐ１の受信時点と線量情報Ｐ２の受信時点の間隔が線量情報の送信間隔Ｔに一致するように、線量情報Ｐ１の受信時刻をｔ１にずらし、この場合における累積線量信号Ｖａの推定ライン（図１４において破線で示す）を導出する。かかる推定ラインの時刻ｔ１〜ｔ２の期間における傾きは、１回目に受信した線量情報Ｐ１に基づく傾き制御信号θ１に対応し、時刻ｔ２〜ｔ３の期間における傾きは２回目に受信した線量情報Ｐ２に基づく傾き制御信号θ２に対応している。
【０１３６】
ＣＰＵ２２２は、２回目の線量情報の受信時刻ｔ２において誤差が生じている累積線量信号Ｖａの電圧レベルを推定ラインに収束させるべく時刻ｔ２からｔ２１までの調整期間τｍにおいて補正用の傾き制御信号θｍを生成して累積線量信号Ｖａの傾き制御を行う。ＣＰＵ２２２は、累積線量信号Ｖａの電圧レベルを推定ラインに収束させるべく調整期間τｍおよび補正用の傾き制御信号θｍを演算によって導出する。
【０１３７】
このような処理によって、時刻ｔ２１において累積線量信号Ｖａの電圧レベルは推定ラインに到達して適正値に補正される。ＣＰＵ２２２は、累積線量信号Ｖａの電圧レベルが適正な値となる時刻ｔ２１以降は２回目に受信した線量情報Ｐ２に対応した傾き制御信号θ２によって累積線量信号Ｖａの傾きを制御する。
【０１３８】
このようにして、インターフェースボックス２２０は電子カセッテ１から無線送信される線量情報の受信時点に遅延が生じた場合には、この通信遅延に伴う累積線量信号Ｖａの誤差を減じるように累積線量信号Ｖａの傾き制御を行う。
【０１３９】
図１５は、本実施形態に係るインターフェースボックス２２０のＣＰＵ２２２において実行される上記の累積線量信号Ｖａの傾き制御を行うための傾き制御プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。当該プログラムはインターフェースボックス２２０の図示しない記憶部の所定領域に予め記憶されている。当該プログラムは、撮影用画素６０Ａを用いて診断用の放射線画像を撮影する際における所定のタイミングで実行される。
【０１４０】
ステップＳ４１においてＣＰＵ２２２は、無線通信部２２１において電子カセッテ１から線量情報を受信したか否かを判断し、線量情報の受信を検出した場合には処理をステップＳ４２に移行する。
【０１４１】
ステップＳ４２においてＣＰＵ２２２は、今回よりも前に受信した線量情報の各々に付与された受信タイムスタンプと今回受信した線量情報に付与された受信タイムスタンプを参照する。
【０１４２】
ステップＳ４３においてＣＰＵ２２２は、ステップＳ４２において参照した受信タイムスタンプによって示される線量情報の受信時刻に基づいて、先に受信した線量情報のいずれかの受信タイミングに遅延が生じているか否かを判断する。すなわち、ＣＰＵ２２２は、今回受信したｎ回目の線量情報の受信時刻と先に受信したｍ回目の線量情報の受信時刻との間隔が線量情報の送信周期Ｔの（ｎ−ｍ）倍よりも短いと判断した場合に、当該先に受信したｍ回目の線量情報の受信タイミングに遅延が生じているものと判断する。ＣＰＵ２２２は、今回よりも前に受信した線量情報の各々について受信タイミングの遅延判定を行い、いずれかの線量情報において遅延を検出した場合には処理をステップＳ４４に移行し、それ以外の場合は処理をステップＳ４６に移行する。
【０１４３】
ステップＳ４４においてＣＰＵ２２２は、ステップＳ４３において受信タイミングに遅延が生じているものと判定したｍ回目の線量情報の受信時点と今回受信したｎ回目の線量情報の受信時点との間隔が線量情報の送信間隔Ｔの（ｎ−ｍ）倍に一致するように、先に受信したｍ回目の線量情報の受信タイミングをずらし、この場合における累積線量信号Ｖａの推定ラインを導出する。つまり、先に受信したｍ回目の線量情報の受信時点を、遅延がないものと判定される受信時点にずらした場合における推定ラインを導出する。
【０１４４】
ステップＳ４５において、ＣＰＵ２２２は、線量情報の受信タイミングが遅れたことに起因して誤差が生じている累積線量信号Ｖａの電圧レベルが、ステップＳ４４において導出した推定ラインに収束するように調整用の傾き制御信号θｍおよび調整期間τｍを導出する。これにより、累積線量信号Ｖａの傾きは、今回受信したｎ回目の線量情報の受信時点から調整期間τｍが経過するまでの間、調整用の傾き制御信号θｍに応じた傾きに制御され、累積線量信号Ｖａの電圧レベルは、ステップＳ４４において導出された推定ラインに到達する。
【０１４５】
ステップＳ４６において、ＣＰＵ２２２は、ステップＳ４１において受信した今回の線量情報としての画素値に所定の係数αを乗算することにより当該線量情報に対応した傾き制御信号θを導出して累積線量信号Ｖａの傾きを制御する。これにより、累積線量信号Ｖａは、ステップＳ４４において導出した推定ライン上をトレースする。すなわち、線量情報の受信が遅れたことに起因して累積線量信号Ｖａに生じた誤差が解消される。
【０１４６】
ステップＳ４７において、ＣＰＵ２２２は、放射線発生装置２１０からの放射線の照射が停止したか否かを判断する。ＣＰＵ２２２は、例えば、電子カセッテ１から供給される放射線の照射停止を示す制御信号を受信することによって放射線の照射停止を検出することができる。ＣＰＵ２２２が放射線の照射停止を検出した場合には、本ルーチンが終了し、放射線の照射停止を検出しない場合には処理をステップＳ４１に戻す。すなわち、ＣＰＵ２２２は、放射線発生装置２１０から放射線が照射されている間、ステップＳ４１〜Ｓ４６の処理を繰り返し実行することにより累積線量信号Ｖａの出力を継続する。
【０１４７】
このように、本発明の第２の実施形態に係るインターフェースボックス２２０における累積線量信号Ｖａの傾き制御では、最新の線量情報の受信タイミングを基準として先に受信した線量情報の各々の受信タイミングの遅延を判定し、遅延を伴って受信された線量情報の受信タイミングを過去に遡って修正した場合における累積線量信号Ｖａの推定ラインを導出してこの推定ラインに一致するように累積線量信号Ｖａの傾きを制御する。このような傾き制御によれば、遅延を伴って受信した線量情報の各々の受信時点が時間経過とともに正規の受信時刻に近づくように修正されて累積線量信号Ｖａの推定ラインが導出されるので、累積線量信号Ｖａの精度をより高めることが可能となる。その結果、より適切な自動露出制御（ＡＥＣ）を行うことが可能となる。
【０１４８】
なお、上記の各実施形態では、電子カセッテ１に照射された放射線の単位時間当たりの線量を線量情報としてインターフェースボックス２２０に無線送信する場合を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、電子カセッテ１に照射された放射線の累積線量を線量情報としてインターフェースボックス２２０に断続的に無線送信してもよい。また、放射線の単位時間当たりの線量に基づいて算出した放射線の照射停止に至るまでの推定時間を線量情報としてインターフェースボックスに断続的に無線送信してもよい。
【０１４９】
また、上記の各実施形態では、インターフェースボックス２２０は線量情報に付与されたタイムスタンプを参照することによって線量情報の受信間隔を導出する場合を例示したが、線量情報の受信時刻を線量情報の識別符号と対応づけて記憶媒体に記憶しておき、適宜これを読み出すようにしてもよい。また、上記の実施形態では、線量情報の受信間隔と線量情報の送信周期Ｔとを比較することによって当該線量情報の受信タイミングの遅延を検出することとしたが、これに限定されるものではない。例えば、電子カセッテ１が、線量情報の送信時刻を示す送信タイムスタンプを当該線量情報に付与してこれをインターフェースボックスに送信し、インターフェースボックスは、受信した線量情報に付与された送信タイムスタンプと受信タイムスタンプとを比較することによって当該線量情報の受信時点の遅延を判定することとしてもよい。
【０１５０】
また、上記の各実施形態では、電子カセッテ１から無線送信される線量情報の送信間隔が一定である場合を例示したが、線量情報の線量情報の送信間隔はランダムであってもよい。この場合、電子カセッテ１は、線量情報の送信時刻を当該線量情報に付随させておくことによりインターフェースボックス２２０は当該線量情報の送信時刻と受信時刻とを参照することによって、当該線量情報の受信タイミングの遅延を判定することができる。また、電子カセッテ１は、今回送信する線量情報に、その次に送信する線量情報を送信するまでの期間を示す情報を付随させてもよい。
【０１５１】
また、上記の実施形態では、線量検出用画素６０Ｂを構成するセンサ１３Ｂを信号配線２２に直接接続する構成を例示したが、撮影用画素６０Ａと同様、センサ１３ＢにＴＦＴを接続してセンサ１３Ｂからの電荷の読み出しタイミングをゲート信号によって制御することができるように構成することも可能である。また、上記の実施形態では、撮影用画素６０Ａおよび線量検出用画素６０Ｂを共通の信号配線２３に接続した構成を例示したが、撮影用画素６０Ａに接続される信号配線と、線量検出用画素６０Ｂに接続される信号配線とを別系統とすることも可能である。
【０１５２】
また、上記の実施形態では、ＣＰＵ２６Ａによってゲートドライバ制御やブロック編成処理等のカセッテ制御を行っているが、例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）のようなプログラマブルなゲートＩＣ等の情報処理装置に所定のプログラムを読み込ませることによって、カセッテ制御部２６として機能させることもできる。
【０１５３】
また、上記の実施形態では、撮影用画素６０Ａおよび線量検出用画素６０Ｂを構成するセンサ１３Ａおよび１３Ｂが、シンチレータ３０で発生した光を受光することにより電荷を発生させる有機光電変換材料を含んで構成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、センサ１３Ａおよび１３Ｂとして有機光電変換材料を含まずに構成されたものを適用する形態としてもよい。例えば、センサ１３Ａおよび１３Ｂにアモルファスセレン等の半導体を使用し、放射線を電荷に直接変換する形態としてもよい。
【０１５４】
また、上記の実施形態では、線量検出用画素６０Ｂを自動露出制御（ＡＥＣ）に使用する場合を例示したが、放射線源２１１からの放射線の照射開始を検出するために使用することも可能である。これにより、電子カセッテ１は、外部装置から放射線の照射開始を指示する指示情報を受信しなくても自ら放射線の照射開始を検出することが可能となる。
【０１５５】
また、上記実施の形態では、放射線としてＸ線を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、γ線等の他の放射線を適用する形態としてもよい。
【符号の説明】
【０１５６】
１  電子カセッテ
１０  放射線検出器
１３Ａ、１３Ｂ  センサ
２０  ＴＦＴ基板
２１  ゲート配線
２２  信号配線
２３  ゲート線ドライバ
２４  信号処理部
２６  カセッテ制御部
２６Ａ  ＣＰＵ
２６Ｂ  メモリ
２７  無線通信部
３０  シンチレータ
４０  ＴＦＴ
５０  キャパシタ
６０Ａ  撮影用画素
６０Ｂ  線量検出用画素
２１０  放射線発生装置
２１１  放射線源
２２０  インターフェースボックス
２２１  無線通信部
２３０  コンソール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【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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