(57)【要約】【課題】放射線の線量に応じた適切なサンプリング周期で線量信号をサンプリングする。【解決手段】電子カセッテ１２は、Ｘ線を受けて画像信号を表す信号電荷を蓄積する画素４０が二次元に配列された検出パネル３０を備える。検出パネル３０にはＸ線を検出する検出画素４０ｂが設けられている。信号処理回路５１は、検出画素４０ｂからＸ線の単位時間当たりの線量に応じた線量信号を周期的にサンプリングする。周期適否判定部７０は、周期設定部７１により設定される線量信号のサンプリング周期ＳＰが線量に対して適切か否かを判定する。周期設定部７１は、周期適否判定部７０でサンプリング周期ＳＰが不適切と判定された場合に、サンプリング周期ＳＰを変更する。【選択図】図１１
2014219248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線発生装置から照射された放射線を受けて画像信号を表す信号電荷を蓄積する画素が二次元に配列された撮像領域を有する検出パネルと、
放射線を検出する放射線検出部と、
前記放射線検出部の出力に基づいて、放射線の単位時間当たりの線量に応じた線量信号を周期的にサンプリングする線量サンプリング部と、
前記線量信号に基づき、放射線の累積線量が目標線量に達したか否かを判定するＡＥＣ部と、
前記線量信号に基づき、前記線量サンプリング部による前記線量信号のサンプリング周期が線量に対して適切か否かを判定する周期適否判定部と、
前記周期適否判定部でサンプリング周期が不適切と判定された場合に、サンプリング周期を変更する周期設定部とを備えることを特徴とする放射線画像検出装置。
【請求項２】
前記周期適否判定部は、サンプリング周期が適切と判定するまで、サンプリング周期の適否判定を繰り返し実行す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】
前記周期設定部は、サンプリング周期を初期値から段階的に変更す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】
前記周期設定部は、サンプリング周期を段階的に長く、または段階的に短くす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】
前記周期適否判定部は、前記線量信号の信号値と予め設定された閾値との大小関係を比較して、サンプリング周期の適否判定を行うことを特徴とする請求項４に記載の放射線画像検出装置。
【請求項６】
サンプリング周期を段階的に長くする場合、前記閾値として第１閾値が設定され、
前記周期適否判定部は、前記線量信号の信号値が前記第１閾値を下回っている場合に、サンプリング周期が不適切と判定す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】
サンプリング周期を段階的に短くする場合、前記閾値として第２閾値が設定され、
前記周期適否判定部は、前記線量信号の信号値が前記第２閾値を上回っている場合に、サンプリング周期が不適切と判定す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８】
前記周期適否判定部は、前記撮像領域のうち、被写体を透過した放射線が照射される被写体領域内にある放射線検出部の線量信号の信号値と前記閾値との大小関係を比較す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】
前記放射線検出部は前記撮像領域の全面に満遍なく散らばるように複数個配置されており、
前記周期適否判定部は、複数個の放射線検出部の線量信号に基づいて、前記撮像領域のうち、被写体を透過した放射線が照射される被写体領域を認識し、前記被写体領域内にある放射線検出部の線量信号の信号値と閾値との大小関係を比較することを特徴とする請求項８に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１０】
サンプリング周期を段階的に長くする第１変更モードと、段階的に短くする第２変更モードのいずれかに設定するモード設定部を備えることを特徴とする請求項４ないし９のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１１】
前記モード設定部は、前記放射線発生装置に設定される管電流、管電圧、被写体の体厚情報、および撮影部位の少なくともいずれか１つを含み、撮影毎に設定されて前記撮像領域への放射線の到達線量を決定する撮影条件に基づいて、前記第１および第２の各変更モードを設定することを特徴とする請求項１０に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１２】
前記モード設定部は、到達線量が比較的高くなる撮影条件の場合には第１変更モードを設定し、
逆に到達線量が比較的低くなる撮影条件の場合には第２変更モードを設定することを特徴とする請求項１１に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１３】
前記周期設定部がサンプリング周期を設定する際の設定条件を変更する設定条件変更部であり、サンプリング周期の初期値、１回で変更するサンプリング周期の間隔を規定する変更ステップ、およびサンプリング周期の上限値または下限値のうち、少なくとも１つを含む設定条件を変更する設定条件変更部を備え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】
前記設定条件変更部は、前記放射線発生装置に設定される管電流、管電圧、被写体の体厚情報、および撮影部位の少なくともいずれか１つを含み、撮影毎に設定されて前記撮像領域への放射線の到達線量を決定する撮影条件に基づいて、サンプリング周期の初期値を設定することを特徴とする請求項１３に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１５】
前記設定条件変更部は、前記周期適否判定部の判定結果に応じて、前記変更ステップを変更することを特徴とする請求項１３または１４に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１６】
前記ＡＥＣ部は、複数回のサンプリングで得られる線量信号に基づいて、累積線量が目標線量に達する時刻を予測し、
前記設定条件変更部は、放射線の推奨照射時間の１／２よりも短い値にサンプリング周期の上限値を設定することを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１７】
サンプリング周期を変更する変更モードと、サンプリング周期を変更しない固定モードとを備えることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１８】
放射線発生装置から照射された放射線を受けて画像信号を表す信号電荷を蓄積する画素が二次元に配列された撮像領域を有する検出パネルと、
放射線を検出する放射線検出部と、
前記放射線検出部の出力に基づいて、放射線の単位時間当たりの線量に応じた線量信号を周期的にサンプリングする線量サンプリング部と、
前記線量信号に基づき、放射線の累積線量が目標線量に達したか否かを判定するＡＥＣ部と、
前記線量信号に基づき、前記線量サンプリング部による前記線量信号のサンプリング周期が線量に対して適切か否かを判定する周期適否判定部と、
サンプリング周期を設定する周期設定部とを備える放射線画像検出装置の作動方法において、
前記周期適否判定部でサンプリング周期が不適切と判定された場合に、前記周期設定部でサンプリング周期を変更することを特徴とする放射線画像検出装置の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線の累積線量が目標線量に達したときに放射線の照射を停止させるＡＥＣ機能を有する放射線画像検出装置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、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、Ｘ線画像を撮影するＸ線撮影装置とからなる。Ｘ線発生装置は、Ｘ線を被写体（患者）に向けて照射するＸ線源、およびＸ線源の駆動を制御する線源制御装置を有している。Ｘ線撮影装置は、被写体を透過したＸ線に基づくＸ線画像を検出するＸ線画像検出装置、Ｘ線画像検出装置の駆動制御を行う撮影制御装置、および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線画像を電気信号として検出する検出パネル（フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ；flat panel detector）とも呼ばれる）と、制御基板とを備える。検出パネルには、Ｘ線に感応して信号電荷を蓄積する画素が二次元に配列された撮像領域が形成されている。制御基板は、画素から行単位で読み出した信号電荷を、Ｘ線画像を構成する画像信号に変換する信号処理回路などを有している。
【０００４】
Ｘ線画像検出装置には、被写体への被曝量を抑えつつ適正な画質のＸ線画像を得るために、被写体を透過したＸ線を検出するＸ線検出部と、Ｘ線検出部の出力を積分して、単位時間当たりのＸ線の線量（Ｘ線強度）を表す線量信号を周期的にサンプリングする線量サンプリング部と、線量信号の積算値であるＸ線の累積線量が目標線量に達したか否かを判定するＡＥＣ（Automatic Exposure Control、自動露出制御）部とを備えるものがある（例えば特許文献１参照）。ＡＥＣ部により累積線量が目標線量に達したと判定されたときにＸ線源によるＸ線の照射が停止される。累積線量は、Ｘ線の照射時間と、Ｘ線源に与えられる管電流との積である管電流照射時間積（いわゆるｍＡｓ値）によって決まる。照射時間や管電流などの照射条件は、胸部や頭部といった被写体の撮影部位、性別、年齢などによっておおよその推奨値はあるものの、被写体の体格などの個人差によってＸ線の透過率が変わるため、より適切な画質のＸ線画像を得るためにＡＥＣが行われる。
【０００５】
特許文献１では、Ｘ線検出部として検出パネル内の画素を利用し、線量サンプリング部として信号処理回路を利用している。より詳しくは、画素から信号処理回路に信号電荷を読み出すための信号線と、画素との間に生じる寄生容量に蓄積される電荷を、線量信号として信号処理回路が一定のサンプリング周期で読み出している。累積線量は、各回のサンプリングで得られた線量信号を積算することで求められる。特許文献１には、線量信号のサンプリング周期の推奨値として、約０．１ｍｓ〜１０ｍｓの間の値とすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１３９８９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、線量サンプリング部などの電気回路には定常的にノイズが発生する。このため線量信号には、Ｘ線の線量に応じた信号成分に加えて、線量サンプリング部の定常ノイズによるノイズ成分が含まれる。線量信号の信号成分とノイズ成分の比であるＳ／Ｎ比は、低すぎるとＡＥＣ部の累積線量が目標線量に達したか否かの判定の正確性が保てなくなるので、ある程度のレベルを維持していなければならない。線量サンプリング部の定常ノイズの大きさは線量の多寡によって大きな変化はなく一定であるため、線量信号のＳ／Ｎ比は信号成分が大きいほど高くなる。線量信号の信号成分を増加させてＳ／Ｎ比を高めるには、Ｘ線検出部の出力を積分する期間に対応する、線量サンプリング部による線量信号のサンプリング周期を長くすればよい。
【０００８】
Ｘ線源に設定される管電流の値が比較的低い場合や、被写体の体厚が比較的厚い場合など、被写体を透過したＸ線の線量が比較的低い場合には、線量信号の信号成分も小さくなり、Ｓ／Ｎ比も低下する。したがってこうした場合は線量信号のサンプリング周期を長くして線量信号のＳ／Ｎ比を高め、ＡＥＣ部の判定の正確性を確保する必要がある。
【０００９】
逆にＸ線の線量が比較的高い場合には、サンプリング周期がある程度短くても十分にＳ／Ｎ比の高い線量信号を得ることができる。ＡＥＣにおいて、例えば線量信号を積算して求めた累積線量の時間変化に基づき、累積線量が目標線量に達する時間を予測する場合は、サンプリング周期が短いほど累積線量が目標線量に達する時間を予測演算する回数が増え、その分予測演算の精度が高まる。このため高いＳ／Ｎ比が確保されるのであれば、サンプリング周期は短いほうがよい。このように、線量信号のサンプリング周期にはＸ線の線量に応じた最適値がある。
【００１０】
特許文献１には、線量信号のサンプリング周期の推奨値は記載されているものの、具体的にどういった場合にどうサンプリング周期を設定すればよいかは記載されていない。したがって、Ｘ線の線量が比較的低くサンプリング周期を長く設定する必要があるときに短いサンプリング周期が設定されたり、逆にＸ線の線量が比較的高くサンプリング周期が短くてもよいのに不必要に長いサンプリング周期が設定されたりすることがあった。
【００１１】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、放射線の線量に応じた適切なサンプリング周期で線量信号をサンプリングすることができる放射線画像検出装置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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は、放射線発生装置から照射された放射線を受けて画像信号を表す信号電荷を蓄積する画素が二次元に配列された撮像領域を有する検出パネルと、放射線を検出する放射線検出部と、放射線検出部の出力に基づいて、放射線の単位時間当たりの線量に応じた線量信号を周期的にサンプリングする線量サンプリング部と、線量信号に基づき、放射線の累積線量が目標線量に達したか否かを判定するＡＥＣ部と、線量信号に基づき、線量サンプリング部による線量信号のサンプリング周期が線量に対して適切か否かを判定する周期適否判定部と、周期適否判定部でサンプリング周期が不適切と判定された場合に、サンプリング周期を変更する周期設定部とを備える。
【００１３】
周期適否判定部は、サンプリング周期が適切と判定するまで、サンプリング周期の適否判定を繰り返し実行する。
【００１４】
周期設定部は、サンプリング周期を初期値から段階的に変更する。より具体的には、周期設定部は、サンプリング周期を段階的に長く、または段階的に短くする。
【００１５】
周期適否判定部は、線量信号の信号値と予め設定された閾値との大小関係を比較して、サンプリング周期の適否判定を行う。より具体的には、サンプリング周期を段階的に長くする場合、閾値として第１閾値が設定され、周期適否判定部は、線量信号の信号値が第１閾値を下回っている場合に、サンプリング周期が不適切と判定する。一方、サンプリング周期を段階的に短くする場合、閾値として第２閾値が設定され、周期適否判定部は、線量信号の信号値が第２閾値を上回っている場合に、サンプリング周期が不適切と判定する。
【００１６】
周期適否判定部は、撮像領域のうち、被写体を透過した放射線が照射される被写体領域内にある放射線検出部の線量信号の信号値と閾値との大小関係を比較する。
【００１７】
放射線検出部は撮像領域の全面に満遍なく散らばるように複数個配置されている。周期適否判定部は、複数個の放射線検出部の線量信号に基づいて、撮像領域のうち、被写体を透過した放射線が照射される被写体領域を認識し、被写体領域内にある放射線検出部の線量信号の信号値と閾値との大小関係を比較する。
【００１８】
サンプリング周期を段階的に長くする第１変更モードと、段階的に短くする第２変更モードのいずれかに設定するモード設定部を備えることが好ましい。モード設定部は、放射線発生装置に設定される管電流、管電圧、被写体の体厚情報、および撮影部位の少なくともいずれか１つを含み、撮影毎に設定されて撮像領域への放射線の到達線量を決定する撮影条件に基づいて、第１および第２の各変更モードを設定する。モード設定部は、到達線量が比較的高くなる撮影条件の場合には第１変更モードを設定し、逆に到達線量が比較的低くなる撮影条件の場合には第２変更モードを設定する。
【００１９】
周期設定部がサンプリング周期を設定する際の設定条件を変更する設定条件変更部であり、サンプリング周期の初期値、１回で変更するサンプリング周期の間隔を規定する変更ステップ、およびサンプリング周期の上限値または下限値のうち、少なくとも１つを含む設定条件を変更する設定条件変更部を備えることが好ましい。設定条件変更部は、放射線発生装置に設定される管電流、管電圧、被写体の体厚情報、および撮影部位の少なくともいずれか１つを含み、撮影毎に設定されて撮像領域への放射線の到達線量を決定する撮影条件に基づいて、サンプリング周期の初期値を設定する。
【００２０】
設定条件変更部は、周期適否判定部の判定結果に応じて、変更ステップを変更する。
【００２１】
ＡＥＣ部は、複数回のサンプリングで得られる線量信号に基づいて、累積線量が目標線量に達する時刻を予測する。設定条件変更部は、放射線の推奨照射時間の１／２よりも短い値にサンプリング周期の上限値を設定する。
【００２２】
サンプリング周期を変更する変更モードと、サンプリング周期を変更しない固定モードとを備えることが好ましい。
【００２３】
また、本発明は、放射線発生装置から照射された放射線を受けて画像信号を表す信号電荷を蓄積する画素が二次元に配列された撮像領域を有する検出パネルと、放射線を検出する放射線検出部と、放射線検出部の出力に基づいて、放射線の単位時間当たりの線量に応じた線量信号を周期的にサンプリングする線量サンプリング部と、線量信号に基づき、放射線の累積線量が目標線量に達したか否かを判定するＡＥＣ部と、線量信号に基づき、線量サンプリング部による線量信号のサンプリング周期が線量に対して適切か否かを判定する周期適否判定部と、サンプリング周期を設定する周期設定部とを備える放射線画像検出装置の作動方法において、周期適否判定部でサンプリング周期が不適切と判定された場合に、周期設定部でサンプリング周期を変更する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、線量信号のサンプリング周期が不適切と判定された場合に、サンプリング周期を変更するので、放射線の線量に応じた適切なサンプリング周期で線量信号をサンプリングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】Ｘ線撮影システムの概略図である。
【図２】撮影条件テーブルを示す図である。
【図３】電子カセッテを示す外観斜視図である。
【図４】電子カセッテの内部構成を示すブロック図である。
【図５】検出画素の配置例を示す図である。
【図６】検出パネル、制御部、ＡＥＣ部の動作の推移を示す図である。
【図７】ＡＥＣ部の内部構成を示すブロック図である。
【図８】Ｘ線の累積線量が目標線量に達するまでの残時間を算出するための外挿演算を説明するグラフである。
【図９】線量信号のサンプリング周期および積分アンプの電荷蓄積量の関係を示す図である。
【図１０】線量信号のサンプリング周期および積分アンプの電荷蓄積量の関係を示す図である。
【図１１】制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図１２】サンプリング周期の適否判定の例を示す図である。
【図１３】サンプリング周期を段階的に長くする第１実施形態を示図である。
【図１４】電子カセッテの動作の推移を示すフローチャートである。
【図１５】サンプリング周期の適否判定の動作の推移を示すフローチャートである。
【図１６】サンプリング周期を段階的に短くする第２実施形態を示す図である。
【図１７】第２実施形態におけるサンプリング周期の適否判定の例を示す図である。
【図１８】（Ａ）のサンプリング周期を段階的に長くする第１変更モードと、（Ｂ）のサンプリング周期を段階的に短くする第２変更モードを線量サンプリング動作中に切り替える第４実施形態を示す図である。
【図１９】サンプリング周期を残時間に応じて変更することを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
[第１実施形態]
図１において、Ｘ線撮影システム２は、Ｘ線撮影装置１０とＸ線発生装置１１とを備える。Ｘ線撮影装置１０は、可搬型のＸ線画像検出装置であり、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１２と、電子カセッテ１２の駆動制御を行う撮影制御装置１３と、Ｘ線画像の保存や表示処理を担うコンソール１４とで構成されている。Ｘ線発生装置１１は、被写体Ｈに向けてＸ線を照射するＸ線源１５と、Ｘ線源１５の駆動を制御する線源制御装置１６とで構成されている。
【００２７】
電子カセッテ１２は、被写体Ｈを立位姿勢で撮影するための立位撮影台１７のホルダ１７ａや、被写体Ｈを臥位姿勢で撮影するための臥位撮影台１８のホルダ１８ａに着脱自在に取り付けられる。電子カセッテ１２は、前面３４ａ（図３参照）がＸ線源１５と対向する姿勢で各撮影台１７、１８のホルダ１７ａ、１８ａに保持される。被写体Ｈは、撮影部位がＸ線源１５と電子カセッテ１２との間に位置するよう、放射線技師などのオペレータによりポジショニングされる。Ｘ線源１５は、線源移動装置（図示せず）により所望の方向および位置にセット可能であり、Ｘ線源１５は立位撮影台１７および臥位撮影台１８で共用される。
【００２８】
コンソール１４は、キーボードやマウスといった入力デバイス１４ａ、ディスプレイ１４ｂ、ストレージデバイス１４ｃなどを有する。入力デバイス１４ａは、撮影条件などのオペレータからの各種操作指示を受け付ける。ディスプレイ１４ｂは、電子カセッテ１２で検出したＸ線画像を表示する他、撮影条件の入力画面といった各種操作画面を表示する。ストレージデバイス１４ｃは例えばハードディスクドライブであり、電子カセッテ１２からのＸ線画像やＸ線撮影に必要な各種情報を記憶する。なお、Ｘ線画像は、コンソール１４とネットワーク接続された画像蓄積サーバ（図示せず）に記憶することも可能である。
【００２９】
コンソール１４は、被写体Ｈの性別、年齢、頭部、胸部、腹部、手、指といった撮影部位などの情報が含まれる検査オーダの入力を受け付けて、検査オーダをディスプレイ１４ｂ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）などの、被写体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（図示せず）から入力される。検査オーダは、入力デバイス１４ａを介してオペレータが手動入力することも可能である。
【００３０】
Ｘ線源１５は、Ｘ線を発生するＸ線管１５ａと、Ｘ線管１５ａから発生されたＸ線の被写体Ｈへの照射野を限定する照射野限定器（コリメータともいう）１５ｂとを有する。Ｘ線管１５ａには、フィラメント、ターゲット、グリッド電極など（いずれも図示せず）が設けられている。陰極であるフィラメントと陽極であるターゲットの間には電圧（管電圧）が印加される。フィラメントはこの管電圧に応じた熱電子を生成する。生成された熱電子はターゲットに向けて放出される。ターゲットはフィラメントからの熱電子が衝突することによりＸ線を放射する。グリッド電極はフィラメントとターゲットの間に配置されており、印加される電圧に応じてフィラメントからターゲットに向かう熱電子の流量（管電流）を変更する。
【００３１】
照射野限定器１５ｂは、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が中央部に形成されたものである。各鉛板の位置が変わることで照射開口の大きさが変化し、これによりＸ線の照射野が変更される。
【００３２】
線源制御装置１６は、管電圧およびグリッド電極に印加する電圧を発生する電圧発生部１６ａと、この電圧発生部１６ａの動作を制御することにより、管電圧、管電流、およびＸ線の照射時間を制御する制御部１６ｂと、撮影制御装置１３を介して電子カセッテ１２と同期信号の遣り取りをする通信部１６ｃとを有する。
【００３３】
同期信号は、Ｘ線源１５によるＸ線の照射開始／停止タイミングと、電子カセッテ１２の撮影開始／停止タイミングとを同期させるための信号で、照射開始要求信号と照射許可信号と照射停止信号とがある。照射開始要求信号はＸ線の照射を開始してよいか否かを問い合わせる信号で、Ｘ線照射開始前に、通信部１６ｃから電子カセッテ１２に向けて送信される。照射許可信号は、電子カセッテ１２でＸ線の照射を受ける準備が完了したときに電子カセッテ１２から通信部１６ｃに向けて送信される。照射停止信号は、電子カセッテ１２のＡＥＣ機能によりＸ線の累積線量が目標線量に達したと判定されたときに撮影制御装置１３から通信部１６ｃに向けて送信される。通信部１６ｃは照射許可信号と照射停止信号を受信し、これら各信号を制御部１６ｂに入力する。
【００３４】
線源制御装置１６には、オペレータがＸ線の照射条件を入力するための操作パネル１９と、Ｘ線源１５へのウォームアップ開始とＸ線の照射開始を指示するための照射スイッチ２０とが接続されている。
【００３５】
操作パネル１９を通じて入力される照射条件には、管電圧、管電流、およびＸ線の照射時間が含まれる。制御部１６ｂは、操作パネル１９から入力された照射条件に基づき、電圧発生部１６ａで発生する管電圧、グリッドに印加する電圧、および管電圧を印加する時間、すなわちＸ線の照射時間を制御する。
【００３６】
照射スイッチ２０は２段押下型である。照射スイッチ２０は、１段目まで押された（半押しされた）ときウォームアップ指示信号を発生し、２段目まで押された（全押しされた）とき照射開始指示信号を発生する。これら各信号は制御部１６ｂに入力される。
【００３７】
ウォームアップ指示信号が入力された場合、制御部１６ｂは、電圧発生部１６ａを動作させてＸ線源１５のウォームアップを開始させる。具体的には、フィラメントに所定の電圧を印加させてフィラメントを予熱し、同時にターゲットの回転を開始させる。このとき、グリッド電極には、フィラメントで生成された熱電子がターゲットに到達してＸ線が放射されないような電圧が印加される。フィラメントの予熱が完了し、ターゲットが規定の回転数となったときにウォームアップが終了する。また、制御部１６ｂにウォームアップ指示信号が入力されたとき、通信部１６ｃは照射開始要求信号を送信する。
【００３８】
通信部１６ｃで電子カセッテ１２からの照射許可信号が受信され、かつ照射開始指示信号が入力された場合、制御部１６ｂは、電圧発生部１６ａを動作させてＸ線源１５によるＸ線の照射を開始させる。具体的には、照射条件で設定された管電圧をターゲットに印加させた後、照射条件で設定された管電流に応じた電圧をグリッド電極に印加させる。
【００３９】
通信部１６ｃで撮影制御装置１３からの照射停止信号が受信された場合、制御部１６ｂは、電圧発生部１６ａを動作させてＸ線源１５によるＸ線の照射を停止させる。具体的には、グリッド電極に印加する電圧をウォームアップ時の印加電圧に切り替えさせ、続いてターゲットに対する電圧印加を停止させ、最後にフィラメントに対する電圧印加を停止させる。
【００４０】
制御部１６ｂはＸ線の照射が開始されたときに計時を開始するタイマー（図示せず）を有する。制御部１６ｂは、通信部１６ｃで照射停止信号が受信されないまま、タイマーで計時した時間が照射条件で設定された照射時間となった場合や、安全規制上、線源制御装置１６に設定されている最大照射時間となった場合、通信部１６ｃで照射停止信号が受信された場合と同様にＸ線の照射を停止させる。
【００４１】
撮影制御装置１３は、制御部１３ａと通信部１３ｂとを有する。通信部１３ｂは、線源制御装置１６と電子カセッテ１２間、電子カセッテ１２とコンソール１４間の情報の送受信を中継する。線源制御装置１６と電子カセッテ１２間で遣り取りされる情報には前述の同期信号があり、電子カセッテ１２とコンソール１４間で遣り取りされる情報にはＸ線画像や撮影条件の情報がある。
【００４２】
撮影制御装置１３を介して線源制御装置１６からの照射開始要求信号を受信した場合、電子カセッテ１２は、画像検出を行うための蓄積動作を開始し、照射許可信号を撮影制御装置１３に向けて送信する。またこれと同時にＡＥＣ機能のためのＸ線の線量のサンプリングを開始し、線量のサンプリング毎にＸ線の累積線量が目標線量に達するまでの残時間を予測演算する。電子カセッテ１２は、この予測演算した残時間を、カウントダウン信号として通信部１３ｂに送信する。
【００４３】
撮影制御装置１３の制御部１３ａは、通信部１３ｂで逐次受信されるカウントダウン信号に基づき、残時間がゼロとなる時刻（停止時刻）を事前に予測する。通信部１３ｂは停止時刻となったときに照射停止信号を線源制御装置１６に向けて送信する。制御部１３ａは、最新のカウントダウン信号に基づいて停止時刻を再計算し、これを更新する。カウントダウン信号を受信するたびに制御部１３ａで停止時刻を予測するので、カウントダウン信号の受信が万が一途絶えた場合でも、受信済みのカウントダウン信号に基づいて照射停止信号を生成して送信することができる。
【００４４】
電子カセッテ１２は、ＡＥＣ機能により累積線量が目標線量に達したと判定されたときに蓄積動作を終了して画像読み出し動作を開始する。電子カセッテ１２は、画像読み出し動作により生成されたＸ線画像を撮影制御装置１３に送信する。撮影制御装置１３は、電子カセッテ１２からのＸ線画像をコンソール１４に転送する。
【００４５】
図２において、コンソール１４のストレージデバイス１４ｃには、撮影条件テーブル２５が格納されている。撮影条件には、撮影部位、被写体Ｈの性別、年齢、被写体Ｈの体厚などの被写体Ｈに関する情報（図２では撮影部位のみ図示）と、Ｘ線源１５が照射するＸ線の照射条件と、電子カセッテ１２でＡＥＣを行う際の採光野の情報と目標線量の情報が含まれる。照射条件は、上述の通り管電圧、管電流、およびＸ線の照射時間を含み、撮影部位や被写体Ｈに関する情報を考慮して決められる。
【００４６】
採光野は、ＡＥＣを行う際にＸ線の累積線量を計算する領域を示し、例えば、診断時に最も注目すべき関心領域が設定される。関心領域は、撮影部位が例えば胸部の場合は、図５にＡａ、Ｂｂで示すように左右の肺野である。目標線量は、ＡＥＣにおいて採光野の累積線量と大小比較されて、Ｘ線の照射を停止する判定を行うための閾値である。
【００４７】
撮影条件テーブル２５には、胸部や腹部などの撮影部位と、撮影部位に応じた照射条件その他との対応関係が記録されており、入力デバイス１４ａを介してオペレータが撮影部位を選択すると対応する照射条件その他が読み出されてディスプレイ１４ｂの操作画面に表示される。撮影条件テーブル２５から読み出した照射条件の各値を、被写体Ｈの性別、年齢、体厚に応じて微調整することも可能である。オペレータは、検査オーダの内容をディスプレイ１４ｂで確認し、その内容に応じた撮影条件を入力デバイス１４ａで入力する。設定された撮影条件の情報は、コンソール１４から撮影制御装置１３に送信され、撮影制御装置１３から電子カセッテ１２に転送される。なお、本例の撮影条件テーブル２５では、管電流と照射時間が個別に記録されているが、管電流と照射時間の積でＸ線の照射線量の総量が決まるため、両者の積である管電流照射時間積（ｍＡｓ値）の値を記録しておいてもよい。
【００４８】
線源制御装置１６には、コンソール１４に入力したものと同じ照射条件が操作パネル１９を通じてオペレータにより設定される。ただし、ＡＥＣ機能を使用する場合には、線源制御装置１６に設定される照射時間は、コンソール１４に設定した照射時間よりも十分に長い時間が設定される。こうした設定とするのは、ＡＥＣ機能を使用する場合、Ｘ線の照射停止タイミングが線源制御装置１６ではなく撮影制御装置１３側で決められるので、そのタイミングより前に線源制御装置１６によりＸ線照射が停止されてしまって線量不足に陥ることを防止する必要があるためである。ＡＥＣ機能を使用する場合には、線源制御装置１６に設定される照射時間や、被写体Ｈへの過大な被曝を避けるため線源制御装置１６に撮影部位毎にプリセットされている安全規制上の最大照射時間が、ＡＥＣ機能が正常に働かない場合のバックアップ時間として機能する。また、ＡＥＣ機能を使用する場合、コンソール１４に設定される照射時間は、その照射時間にＸ線の照射が停止されることを意味するものではなく、撮影部位や被写体Ｈの体厚に応じた単なる推奨値である。以下、ＡＥＣ機能を使用する場合にコンソール１４に設定される照射時間を推奨照射時間という。
【００４９】
図３において、電子カセッテ１２は、検出パネル３０と、制御基板３１と、バッテリ３２と、通信部３３と、これらを収納する扁平な箱型をした可搬型の筐体３４とを有する。筐体３４は例えば導電性樹脂で形成されている。Ｘ線が入射する筐体３４の前面３４ａには矩形状の開口が形成されており、開口には天板として透過板３５が取り付けられている。透過板３５は、軽量で剛性が高く、かつＸ線透過性が高いカーボン材料で形成されている。
【００５０】
筐体３４は、例えば、フイルムカセッテやＩＰカセッテの国際規格ＩＳＯ４０９０：２００１に準拠した大きさである。このため、フイルムカセッテやＩＰカセッテ用の既存の撮影台にも取り付け可能である。また、電子カセッテ１２は、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自身にもたせたりして単体で使用されることもある。
【００５１】
バッテリ３２は、電源回路（図示せず）を通じて電子カセッテ１２の各部に電力を供給する。バッテリ３２は、筐体３４内から外部に取り出し可能であり、専用の充電器（図示せず）にセットして充電することが可能である。通信部３３は、撮影制御装置１３と有線または無線接続され、撮影制御装置１３との間で、前述の同期信号、カウントダウン信号、撮影条件、Ｘ線画像などの各種情報を送受信する。
【００５２】
検出パネル３０は、シンチレータ（蛍光体）３６と、光検出基板３７とで構成される。シンチレータ３６と光検出基板３７は、Ｘ線の入射側からみてシンチレータ３６、光検出基板３７の順に積層されている。シンチレータ３６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）などの蛍光体を有し、透過板３５を介して入射したＸ線を可視光に変換して放出する。
【００５３】
光検出基板３７は、シンチレータ３６から放出された可視光を検出して電気信号に変換する。制御基板３１は、光検出基板３７の駆動を制御するとともに、光検出基板３７から出力された電気信号に基づきＸ線画像を生成する。
【００５４】
図４において、光検出基板３７は、ガラス基板（図示せず）上に、ｎ行×ｍ列の２次元マトリクスに配列された画素４０と、ｎ本の走査線４１と、ｍ本の信号線４２とが設けられたものである。走査線４１は、画素４０の行方向に沿うＸ方向に延伸し、かつ画素４０の列方向に沿うＹ方向に所定のピッチで配置されている。信号線４２は、Ｙ方向に延伸し、かつＸ方向に所定のピッチで配置されている。走査線４１と信号線４２とは直交しており、走査線４１と信号線４２の交差点に対応して画素４０が設けられている。画素４０が配列されたガラス基板の領域が撮像領域４３を形成している。ｎ、ｍは２以上の整数であり、例えばｎ、ｍ≒２０００である。画素４０の位置は、例えば左上の画素４０の座標を原点（０、０）においたＸＹ座標で表される。なお、画素４０の配列は、本例のように正方配列でなくともよく、ハニカム配列でもよい。
【００５５】
各画素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）を発生してこれを蓄積する光電変換部４４、およびスイッチング素子であるＴＦＴ（Thin-Film Transistor）４５を備える。光電変換部４４は、電荷を発生する半導体層とその上下に上部電極および下部電極を配した構造を有している。半導体層は例えばＰＩＮ（p-intrinsic-n）型であり、上部電極側にＮ型層、下部電極側にＰ型層が形成されている。ＴＦＴ４５は、ゲート電極が走査線４１に、ソース電極が信号線４２に、ドレイン電極が光電変換部４４の下部電極にそれぞれ接続されている。
【００５６】
光電変換部４４の上部電極にはバイアス線（図示せず）が接続されている。バイアス線は画素４０の行数分（ｎ行分）設けられて１本の母線に接続されている。母線はバイアス電源に繋がれている。母線とその子線のバイアス線を通じて、バイアス電源から光電変換部４４の上部電極に正のバイアス電圧が印加される。正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。光電変換部４４は逆バイアスの状態で使用される。光電変換により半導体層内で発生した電子−正孔対のうちの電子は、上部電極に移動してバイアス線に吸収され、正孔は、下部電極に移動して信号電荷として収集される。
【００５７】
画素４０は通常画素４０ａと検出画素４０ｂとに分けられる。通常画素４０ａはＸ線画像を生成するために用いられる。一方、検出画素４０ｂは、撮像領域４３に到達するＸ線の単位時間当たりの線量（Ｘ線強度）を検出するためのＸ線検出部として機能する。検出画素４０ｂのＴＦＴ４５は、ソース電極とドレイン電極とが短絡線４６により接続されて短絡されている。一方通常画素４０ａのＴＦＴ４５は短絡されていない。図では検出画素４０ｂにハッチングを施し通常画素４０ａと区別している。
【００５８】
検出画素４０ｂのＴＦＴ４５は、ソース・ドレイン電極間が短絡されていることにより、ゲート電極への印加電圧に関わらず常時オン状態である。このため、光電変換部４４の下部電極に収集された信号電荷は、短絡線４６を介して信号線４２に流出する。一方、通常画素４０ａでは、信号電荷はＴＦＴ４５のゲート電極の印加電圧に応じて信号線４２に読み出される。
【００５９】
検出画素４０ｂは、ＴＦＴ４５のソース・ドレイン電極間が短絡されているだけが相違点で、光電変換部４４などの他の基本的な構成は通常画素４０ａと全く同じである。したがって両者はほぼ同様の製造プロセスで形成することができる。検出画素４０ｂは、ＴＦＴ４５を設けずに、光電変換部４４を信号線４２に直接接続することにより構成することも可能であるが、本実施形態では、通常画素４０ａと検出画素４０ｂとで構造および特性に差異を生じさせないために、通常画素４０ａと同様にＴＦＴ４５を設けたうえでソース・ドレイン電極間を短絡線４６で短絡して検出画素４０ｂとしている。
【００６０】
検出画素４０ｂの個数は、全画素４０の個数に対して、例えば数百万分の１から数百分の１程度である。信号線４２は、１つの検出画素４０ｂと複数の通常画素４０ａが接続された第１の信号線４２ａと、通常画素４０ａのみが接続された第２の信号線４２ｂとに分けられる。第１の信号線４２ａは、１〜３本程度（本実施形態では２本）の第２の信号線４２ｂを挟んで周期的に設けられている。
【００６１】
検出画素４０ｂのＹ方向の位置は、第１の信号線４２ａ毎に変更され、撮像領域４３に満遍なく散らばるように配置されている。例えば図５に示すように、検出画素４０ｂは、撮像領域４３の中心に関して左右対称なジグザクの軌跡４７を描くように配置されている。このように検出画素４０ｂは撮像領域４３の全域に複数分散して配置されている。このため、Ｘ線の照射範囲が撮像領域４３の一部に限定される場合でも、いずれかの検出画素４０ｂによってＸ線を検出することができる。検出画素４０ｂの位置は検出パネル３０の製造時に既知であり、電子カセッテ１２では全検出画素４０ｂのＸＹ座標を制御部５４の内部メモリ７２（図１１参照）に予め記憶している。
【００６２】
制御基板３１には、ゲートドライバ５０と、信号処理回路５１と、メモリ５２と、ＡＥＣ部５３と、これらを制御する制御部５４とが設けられている。ゲートドライバ５０は、各走査線４１の端部に接続されている。図６に示すように、制御部５４は、ゲートドライバ５０を通じてＴＦＴ４５を駆動することにより、通常画素４０ａから暗電荷を読み出してリセット（破棄）する画素リセット動作と、Ｘ線の到達線量に応じた信号電荷を通常画素４０ａに蓄積させる蓄積動作と、通常画素４０ａから信号電荷を読み出す画像読み出し動作とを検出パネル３０に行わせる。画像読み出し動作および画素リセット動作では、ゲートドライバ５０は、１行目からｎ行目までの各走査線４１に順にゲートパルスを与え、各走査線４１に接続された通常画素４０ａのＴＦＴ４５を１行ずつ順次オン状態とする。ＴＦＴ４５がオン状態となる時間は、ゲートパルスのパルス幅で規定されており、ＴＦＴ４５はパルス幅で規定された時間が経過するとオフ状態に復帰する。一方蓄積動作では、ゲートドライバ５０はいずれの走査線４１にもゲートパルスを与えない。したがって蓄積動作時は通常画素４０ａのＴＦＴ４５はオフ状態となる。
【００６３】
信号処理回路５１は、各信号線４２の端部に接続されている。信号処理回路５１は、積分アンプ５５と、ゲインアンプ５６と、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling）回路５７と、マルチプレクサ（ＭＵＸ）５８と、Ａ／Ｄ変換器５９とを有する。
【００６４】
積分アンプ５５は信号線４２毎に設けられている。積分アンプ５５は、オペアンプ５５ａ、キャパシタ５５ｂ、およびアンプリセットスイッチ５５ｃを有する。オペアンプ５５ａは、２つの入力端子と１つの出力端子を有し、２つの入力端子の一方に信号線４２が接続され、他方にグランド線が接続されている。キャパシタ５５ｂおよびアンプリセットスイッチ５５ｃは、信号線４２が接続された入力端子と、出力端子との間に並列接続されている。
【００６５】
積分アンプ５５は、信号線４２から入力される信号電荷をキャパシタ５５ｂに蓄積することにより積算し、積算値に対応するアナログの電圧値（信号電圧）を出力する。アンプリセットスイッチ５５ｃは、制御部５４により駆動制御される。アンプリセットスイッチ５５ｃをオン状態とすることで、キャパシタ５５ｂに蓄積された信号電荷がリセット（破棄）される。
【００６６】
ゲインアンプ５６は、オペアンプ５５ａの出力端子に接続されており、積分アンプ５５から出力された信号電圧を所定のゲイン値で増幅する。ゲイン値は、コンソール１４からの撮影条件に基づいて制御部５４により設定される。
【００６７】
ＣＤＳ回路５７は、ゲインアンプ５６の出力端子に接続されており、ゲインアンプ５６により増幅された信号電圧に対して周知の相関二重サンプリング処理を施し、信号電圧から積分アンプ５５のリセットノイズ成分を除去する。具体的には、ＣＤＳ回路５７は、２つのサンプルホールド回路（図示せず）と、１つの差分回路（図示せず）とを有している。一方のサンプルホールド回路でゲインアンプ５６から出力される信号電圧をサンプルして保持し、他方のサンプルホールド回路で積分アンプ５５がリセットされた際にゲインアンプ５６から出力される積分アンプ５５のリセットノイズ成分をサンプルして保持する。差分回路で両者の差分を取ることにより、ノイズが除去された信号電圧を得る。
【００６８】
ＭＵＸ５８は、各ＣＤＳ回路５７の出力端子に接続されており、１列目からｍ列目のＣＤＳ回路５７を１つずつ順番に選択し、Ａ／Ｄ変換器５９に各ＣＤＳ回路５７から出力される信号電圧をシリアルに入力する。Ａ／Ｄ変換器５９は、入力された信号電圧に対してＡ／Ｄ変換処理を行い、デジタルの信号電圧を出力する。
【００６９】
画像読み出し動作において、制御部５４は、ゲートドライバ５０、および信号処理回路５１の各部（積分アンプ５５、ＣＤＳ回路５７、ＭＵＸ５８、Ａ／Ｄ変換器５９）をそれぞれ所定の周期で駆動し、走査線４１を１行目からｎ行目まで順に選択して、その結果Ａ／Ｄ変換器５９から出力された１行分の信号電圧をメモリ５２に順次に記憶させる。１行目からｎ行目までの画像読み出し動作が終了すると、メモリ５２には、それぞれの画素４０のＸＹ座標に対応付けられて、１枚分のＸ線画像を表す信号電圧が記憶される。この信号電圧のデータはメモリ５２から制御部５４に読み出され、制御部５４で各種補正処理を施された後、通信部３３を通じてコンソール１４に向けて送信される。こうして被写体ＨのＸ線画像が検出される。以下では、画像読み出し動作で読み出される信号電圧を画像信号という（図６参照）。
【００７０】
画素リセット動作では、ゲートドライバ５０、および信号処理回路５１の各部がそれぞれ画像読み出し動作と同じ所定の周期で駆動される。画素リセット動作では、ＴＦＴ４５がオン状態になっている間、通常画素４０ａから暗電荷が信号線４２を通じて積分アンプ５５のキャパシタ５５ｂに流れる。画像読み出し動作と異なり、画素リセット動作では信号電圧の読み出しは行われず、ゲートパルスの立下りと同期して、制御部５４からアンプリセットパルスが出力されてアンプリセットスイッチ５５ｃがオンされ、キャパシタ５５ｂに蓄積された暗電荷が放電されて積分アンプ５５がリセットされる。
【００７１】
前述のように、検出画素４０ｂの光電変換部４４の下部電極に収集された信号電荷は、短絡線４６を介して第１の信号線４２ａに常時流出する。この信号電荷は第１の信号線４２ａに接続された積分アンプ５５のキャパシタ５５ｂに流入し、キャパシタ５５ｂに蓄積される。すなわちＸ線が照射されて通常画素４０ａがＴＦＴ４５をオフ状態とされた蓄積動作中であっても、信号処理回路５１の各部を駆動させることで、検出画素４０ｂの信号電荷を信号電圧に変換して読み出すことが可能である。
【００７２】
図６に示すように、信号処理回路５１の各部は、蓄積動作の開始と同時に、制御部５４により設定されたサンプリング周期で、検出画素４０ｂの信号電荷に応じた信号電圧を読み出す線量サンプリング動作を開始する。検出画素４０ｂの信号電荷は、撮像領域４３へのＸ線の入射量に応じて変化するため、１回のサンプリングで得られる信号電圧は、撮像領域４３に到達するＸ線の単位時間（サンプリング周期）当たりの線量を表す。以下では、この線量サンプリング動作で読み出される信号電圧を線量信号という。
【００７３】
線量サンプリング動作において、積分アンプ５５のアンプリセットスイッチ５５ｃには、１回のサンプリングが行われる毎に、制御部５４からアンプリセットパルスが入力されて蓄積電荷がリセットされる。線量サンプリング動作の１回のサンプリングでは、画像読み出し動作の１行分の画像信号の読み出し時と同様に、複数のＣＤＳ回路５７がＭＵＸ５８によって順次選択されて、１行分の線量信号がサンプリングされる。撮像領域４３内に分散配置されている複数の検出画素４０ｂの出力は、第１の信号線４２ａに常時流出するので、線量サンプリング動作で読み出される１行分の線量信号には、全ての検出画素４０ｂに対応する線量信号が含まれる。メモリ５２には、こうした１行分の線量信号が、検出画素４０ｂのＸＹ座標と対応付けて記録される。
【００７４】
このように信号処理回路５１は、検出パネル３０から画像信号を読み出す画像信号読み出し部として機能し、かつ、Ｘ線源１５が照射するＸ線の単位時間当たりの線量に応じた線量信号を周期的にサンプリングする線量サンプリング部としても機能する。
【００７５】
ＡＥＣ部５３は、メモリ５２に１行分の線量信号が記録される毎に、メモリ５２から線量信号を読み出す。そして、読み出した線量信号に基づいて累積線量を求め、累積線量が目標線量に達したか否かを判定する。
【００７６】
図７において、ＡＥＣ部５３は、線量信号選択部６５と、線量信号積算部６６と、カウントダウン信号生成部６７とを有する。線量信号選択部６５は、検出画素４０ｂのＸＹ座標およびコンソール１４からの撮影条件のうちの採光野の情報に基づいて、１行分の線量信号の中からＡＥＣに用いる線量信号を選択する。採光野の情報はＸＹ座標で表されており、採光野が矩形の場合は例えば対角線で結ぶ２点のＸＹ座標で表される。線量信号選択部６５は、検出画素４０ｂおよび採光野のＸＹ座標を元に、採光野内にある検出画素４０ｂを特定し、特定した検出画素４０ｂから出力された線量信号を１行分の線量信号の中から選択して、選択した線量信号をＡＥＣに用いる線量信号として線量信号積算部６６に受け渡す。
【００７７】
線量信号積算部６６は、採光野内にある検出画素４０ｂからの線量信号を線量信号選択部６５から受け取るたびに、採光野内にある検出画素４０ｂからの線量信号の代表値、例えば平均値、中間値、最大値、最頻値、合計値などを計算する。線量信号積算部６６は、代表値を積算して採光野の累積線量を求める。線量信号積算部６６には、採光野の累積線量の情報をストックするメモリ（図示せず）が設けられている。線量信号積算部６６は、１回前のサンプリングでメモリにストックされた採光野の累積線量に、今回のサンプリングで計算した代表値を加算し、これをメモリに上書きして採光野の累積線量の情報をサンプリング毎に更新する。線量信号積算部６６は、採光野の累積線量の情報をカウントダウン信号生成部６７に受け渡す。
【００７８】
カウントダウン信号生成部６７は、各回のサンプリングで線量信号積算部６６から受け取った採光野の累積線量の時間変化に基づいて、外挿演算を行うことにより採光野の累積線量が目標線量に達する時刻を予測する。具体的には、図８に示すように、まず、現時刻Ｔ１までに得られた採光野の累積線量（丸印で示す）を線形補間することにより内挿線Ｌ１を算出し、この内挿線Ｌ１を現時刻Ｔ１以降に延伸させた直線を外挿線Ｌ２とする。この外挿線Ｌ２に基づき、採光野の累積線量が目標線量ＴＨに達する到達予測時刻Ｔ２を求める。そして、到達予測時刻Ｔ２と現時刻Ｔ１との差である残時間ＴＲを求め、この残時間ＴＲを表すカウントダウン信号を生成する。
【００７９】
カウントダウン信号生成部６７は、線量信号積算部６６から採光野の累積線量を受け取るたびに上記外挿演算を行ってカウントダウン信号を生成する。カウントダウン信号生成部６７は、生成したカウントダウン信号を制御部５４に出力する。制御部５４は、カウントダウン信号生成部６７からカウントダウン信号を受け取るたびに通信部３３に出力し、通信部３３はこれを撮影制御装置１３に送信する。また、制御部５４は、カウントダウン信号で表される残時間ＴＲがゼロとなったとき、検出パネル３０の蓄積動作を終了させ、画像読み出し動作を開始させる。
【００８０】
制御部５４には、画像読み出し動作でメモリ５２に記憶されたＸ線画像に対して、オフセット補正、感度補正、および欠陥補正の各種補正処理を施す回路（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読み出し動作を行って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５１の個体差や撮影環境に起因する固定パターンノイズをＸ線画像から除去する。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４４の感度のばらつきや信号処理回路５１の出力特性のばらつきなどを補正する。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、検出画素４０ｂも欠陥画素として扱う。検出画素４０ｂが配置された第１の信号線４２ａの列の通常画素４０ａの画素値も、常時流出する検出画素４０ｂの出力の影響を受けるため、欠陥画素補正回路は、検出画素４０ｂの画素値や、検出画素４０ｂが配置された第１の信号線４２ａの列の通常画素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、上記の各種補正処理回路を撮影制御装置１３やコンソール１４に設け、各種補正処理を撮影制御装置１３やコンソール１４で行ってもよい。
【００８１】
図９および図１０に示すように、本実施形態における線量信号のサンプリング周期ＳＰは、積分アンプ５５（図９および図１０においてＣＡ：Charge Ampと略記）が電荷を積算して蓄積する電荷蓄積時間（ＣＡ蓄積時間）と、積分アンプ５５から線量信号が読み出されてメモリ５２に出力される読み出し時間（読出：ＴＣＡと略記）とを合算した時間である。読み出し時間ＴＣＡは、積分アンプ５５の電荷蓄積量（ＣＡ蓄積量）の多寡によらず一定であるため、サンプリング周期ＳＰを変化させることは、積分アンプ５５の電荷蓄積時間を変化させることと同義である。サンプリング周期ＳＰは、積分アンプ５５から線量信号を読み出すためのＣＡ読み出しパルスの発生周期によって規定される。
【００８２】
図９および図１０に示すように、仮に検出画素４０ｂから第１の信号線４２ａに流出する信号電荷が時間に関わらず一定量であっても、積分アンプ５５のＣＡ蓄積量（ハッチングで示す）は時間の経過とともに増加するため、サンプリング周期ＳＰが長いほどＣＡ蓄積量に対応する線量信号の信号成分は増加する。したがって、図９に示すサンプリング周期ＳＰａよりも、図１０に示すサンプリング周期ＳＰｂのようにサンプリング周期ＳＰを長くしたほうが、１回のサンプリングで得られる線量信号の信号成分は大きくなる。線量信号には、信号処理回路５１が定常的に発生する定常ノイズによるノイズ成分が含まれるが、定常ノイズの大きさは、ＣＡ蓄積量に関わらずほぼ一定であるため、線量信号の信号成分が大きいほど、線量信号のＳ／Ｎ比は高くなる。
【００８３】
線量信号のＳ／Ｎ比が低すぎると、線量信号を元にカウントダウン信号生成部６７で求める残時間ＴＲも信頼性が低下し、Ｘ線の累積線量が目標線量に達したときに正確にＸ線の照射を停止させることができなくなるおそれがある。したがって、Ｘ線の累積線量が目標線量に達したときに正確にＸ線の照射を停止させるためには、線量信号のＳ／Ｎ比をある程度高くする必要がある。
【００８４】
サンプリング周期ＳＰが同じ場合、１回のサンプリングで得られる線量信号の信号成分は、撮像領域４３に到達するＸ線の線量が低いほど小さくなる。したがって、撮像領域４３に到達するＸ線の線量が比較的低い場合は、線量信号のＳ／Ｎ比を高めるためにはサンプリング周期ＳＰを長くする必要がある。逆に撮像領域４３に到達するＸ線の線量が比較的高い場合は、サンプリング周期ＳＰがある程度短くても十分にＳ／Ｎ比の高い線量信号を得ることができる。サンプリング周期ＳＰが短いほど残時間ＴＲを予測演算する回数が増え、その分予測演算の精度が高まる。このため高いＳ／Ｎ比が確保されるのであれば、サンプリング周期ＳＰは短いほうがよい。このように、サンプリング周期ＳＰには、撮像領域４３に到達するＸ線の線量に応じた最適値がある。そこで本発明では、線量サンプリング動作中に、線量信号に基づいてサンプリング周期ＳＰが適切か否かを判定して、不適切と判定した場合にはサンプリング周期ＳＰを変更してサンプリング周期ＳＰを最適値に近付ける。
【００８５】
図１１において、制御部５４には、周期適否判定部７０と周期設定部７１とが設けられている。周期適否判定部７０は、線量サンプリング動作中にメモリ５２から１行分の線量信号を読み出し、読み出した１行分の線量信号を解析して、線量に対してサンプリング周期ＳＰが適切か否かを判定し、その判定結果を周期設定部７１に出力する。周期設定部７１は、サンプリング周期ＳＰを設定する。具体的には、サンプリング周期ＳＰはＣＡ読み出しパルスの発生周期によって規定されるので、周期設定部７１は、ＣＡ読み出しパルスの発生周期を変更することにより、サンプリング周期ＳＰを変更する。
【００８６】
周期適否判定部７０は、まず、１行分の線量信号からダミー信号を除去する。上述のとおり、検出画素４０ｂが設けられた第１の信号線４２ａの列は、検出画素４０ｂが設けられない第２の信号線４２ｂの列を複数列挟んで設けられているため、１行分の線量信号には、第１の信号線４２ａの列の有意な線量信号の間に、第２の信号線４２ｂの列に対応するダミー信号が含まれている。ダミー信号は通常画素４０ａから漏れ出るリーク電荷に基づくものでほぼゼロである。このため、周期適否判定部７０は、データとして意味のないダミー信号を除去したうえで、サンプリング周期ＳＰの適否判定を行う。なお、メモリ５２から１行分の線量信号を読み出した後にダミー信号を除去する代わりに、メモリ５２から読み出す際に検出画素４０ｂに対応する線量信号のみを選択してもよい。
【００８７】
図１２において、周期適否判定部７０は、ダミー信号を除去した１行分の線量信号の信号値を横軸、その信号値の個数を縦軸とするヒストグラムを作成する。周期適否判定部７０は、作成したヒストグラムを解析して、個数が最大である信号値ＶＳｍａｘを含む山型が、信号値の小さいヒストグラムの横軸の左側に落ち込む箇所ＶＦを特定する。そして、特定した箇所ＶＦを境に、信号値が大きいヒストグラムの横軸の右側を、被写体Ｈが存在せずＸ線が直接入射する素抜け領域、信号値が小さいヒストグラムの横軸の左側を、被写体Ｈを透過したＸ線が照射される被写体領域と認識する。
【００８８】
周期適否判定部７０は、制御部５４の内部メモリ７２に記憶された閾値ＴＨＶ１（第１閾値に相当）を読み出す。そして、例えば被写体領域と認識したＶＦよりも左側で、個数が最大となる信号値ＶＨｍａｘと閾値ＴＨＶ１との大小関係を比較する。周期適否判定部７０は、図１２に示すように信号値ＶＨｍａｘが閾値ＴＨＶ１を上回った場合（信号値ＶＨｍａｘが閾値ＴＨＶ１よりも右側にある場合）、サンプリング周期ＳＰが適切であると判定し、逆に信号値ＶＨｍａｘが閾値ＴＨＶ１を下回った場合（信号値ＶＨｍａｘが閾値ＴＨＶ１よりも左側にある場合）、サンプリング周期ＳＰが不適切と判定する。
【００８９】
閾値ＴＨＶ１にはゼロに近い比較的小さい値が設定されている。このため、信号値ＶＨｍａｘが閾値ＴＨＶ１を下回った場合は、サンプリング周期ＳＰが短すぎて、被写体領域、ひいては採光野に存在する検出画素４０ｂからの線量信号の信号値がほぼ全てゼロに近い値となり、ＡＥＣを正確に行うためには線量信号のＳ／Ｎ比が低すぎることを意味している。
【００９０】
なお、照射開始要求信号を受けて検出パネル３０が蓄積動作および線量サンプリング動作を開始してから、実際にＸ線の照射が開始されるまでには多少のタイムラグがある。また、Ｘ線の単位時間当たりの線量は、照射開始直後は少なく、管電流に応じて決まる設定線量に向かって徐々に増加する。したがって、上記タイムラグの間と照射開始直後に得られる１行分の線量信号の信号値は、被写体領域、素抜け領域に関わらず、ほぼ全てゼロかゼロに近い値となる。このタイミングでサンプリング周期ＳＰの適否判定を開始すると、全てのケースで不適切と判定されてしまう。このため、周期適否判定部７０は、素抜け領域における最大の信号値ＶＳｍａｘがゼロかそれに近い値の間はサンプリング周期ＳＰの適否判定を行わず、信号値ＶＳｍａｘが比較的大きい値となってから適否判定を開始する。具体的には、検出パネル３０で蓄積動作を開始した後、予め設定した時間だけ遅らせて適否判定を開始する。また、周期適否判定部７０は、サンプリング周期ＳＰが適切であると判定するまで適否判定を繰り返し、適切であると判定した後は適否判定を終了する。
【００９１】
周期設定部７１は、サンプリング周期ＳＰが適切であると周期適否判定部７０が判定した場合は、設定したサンプリング周期ＳＰを変更しない。一方、サンプリング周期ＳＰが不適切と周期適否判定部７０が判定した場合、周期設定部７１は、予め定められた設定条件に則ってサンプリング周期ＳＰを変更する。周期設定部７１は、周期適否判定部７０でサンプリング周期ＳＰが適切であると判定されるまで、このサンプリング周期ＳＰの変更を続ける。
【００９２】
サンプリング周期ＳＰの設定条件には、初期値ＳＰ１、変更ステップＳＰｓｔｐ、上限値ＳＰｍａｘがある。これらの情報は制御部５４の内部メモリ７２に記憶されている。初期値ＳＰ１は、最初に周期設定部７１で設定するサンプリング周期であり、図１３に示すように本実施形態では１ｍｓが設定されている。初期値ＳＰ１には、積分アンプ５５のＣＡ蓄積時間を確保するため、積分アンプ５５から線量信号が読み出されてメモリ５２に出力される読み出し時間ＴＣＡよりも長い値が設定される（ＳＰ１＞ＴＣＡ）。変更ステップＳＰｓｔｐは、１回で変更するサンプリング周期ＳＰの間隔を規定するもので、サンプリング周期ＳＰを段階的に変更する際の変更前と変更後のサンプリング周期ＳＰの差または比である。本実施形態では変更ステップＳＰｓｔｐは比である２倍（×２）が設定されている。このため、周期設定部７１で設定するサンプリング周期ＳＰは、１ｍｓ（ＳＰ１）、２ｍｓ（ＳＰ２）、４ｍｓ（ＳＰ３）、８ｍｓ（ＳＰ４）、・・・と段階的に長くなる。
【００９３】
上限値ＳＰｍａｘは、文字通り周期設定部７１で設定し得るサンプリング周期ＳＰの最大値であり、本実施形態ではコンソール１４からの撮影条件のうちのＸ線の推奨照射時間ＴＸの１／２よりも短い値が設定されている（ＳＰｍａｘ＜ＴＸ／２）。制御部５４は設定条件変更部として機能し、上限値ＳＰｍａｘを推奨照射時間ＴＸに応じて変更する。
【００９４】
上限値ＳＰｍａｘを推奨照射時間ＴＸの１／２よりも短い値とする理由は以下である。カウントダウン信号を生成する際の内挿線Ｌ１を算出するためには、少なくとも２点の採光野の累積線量のデータが必要で、そのためには少なくとも線量信号を２回サンプリングする必要がある。しかし、サンプリング周期ＳＰが推奨照射時間ＴＸの１／２以上であると、推奨照射時間ＴＸの間に１回しかサンプリングを行えないおそれがあるからである。
【００９５】
周期設定部７１は、サンプリング周期ＳＰを段階的に変更していった結果、サンプリング周期ＳＰが上限値ＳＰｍａｘに達した場合には、サンプリング周期ＳＰが不適切と周期適否判定部７０が判定したとしても、それ以上サンプリング周期ＳＰを変更せずに上限値ＳＰｍａｘの設定のままとする。
【００９６】
次に、上記構成による作用を、図１４および図１５のフローチャートを参照して説明する。Ｘ線撮影システム２でＸ線撮影を行う場合には、まず、被写体Ｈを立位、臥位の各撮影台１７、１８のいずれかの撮影位置にセットし、電子カセッテ１２の高さや水平位置を調節して、被写体Ｈの撮影部位と位置を合わせる。そして、電子カセッテ１２の位置および撮影部位の大きさに応じて、Ｘ線源１５の高さや水平位置、照射野の大きさを調整する。次いでコンソール１４に撮影条件を設定する。また、コンソール１４に設定したものと同じＸ線の照射条件を線源制御装置１６に設定する。コンソール１４で設定された撮影条件は、撮影制御装置１３に送信され、撮影制御装置１３から電子カセッテ１２に転送される。
【００９７】
電子カセッテ１２は、例えば通信部３３のみが駆動するスリープ状態でコンソール１４からの撮影条件を待ち受けている。図１４において、コンソール１４からの撮影条件を受信したとき（ステップＳ１００でＹＥＳ）、電子カセッテ１２は画素リセット動作を開始する（ステップＳ１１０）。画素リセット動作では、ゲートドライバ５０からゲートパルスが発せられ、１行分の通常画素４０ａの不要電荷が信号線４２に読み出されて、積分アンプ５５で破棄される動作が所定の周期で繰り返し行われる。
【００９８】
コンソール１４への撮影条件の設定および線源制御装置１６への照射条件の設定が完了すると、オペレータは照射スイッチ２０を半押しする。照射スイッチ２０が半押しされると、線源制御装置１６にウォームアップ指示信号が入力され、Ｘ線源１５のウォームアップが開始される。また、線源制御装置１６から撮影制御装置１３に照射開始要求信号が送信される。撮影制御装置１３は照射開始要求信号を電子カセッテ１２に転送する。
【００９９】
照射開始要求信号を受信したとき（ステップＳ１２０でＹＥＳ）、電子カセッテ１２は画素リセット動作をｎ行目まで終わらせた後、蓄積動作を開始し（ステップＳ１３０）、同時に照射許可信号を撮影制御装置１３に送信する。蓄積動作では、ゲートドライバ５０からゲートパルスは与えられず、したがって通常画素４０ａには照射されたＸ線の線量に応じた信号電荷が蓄積される。
【０１００】
蓄積動作の開始と同時に、周期設定部７１によりサンプリング周期ＳＰが初期値ＳＰ１に設定され（ステップＳ１４０）、線量サンプリング動作が開始される（ステップＳ１５０）。検出画素４０ｂの信号電荷は、ＴＦＴ４５のソース電極とドレイン電極とが短絡されているので、信号線４２に流出して積分アンプ５５に蓄積される。線量サンプリング動作は、この積分アンプ５５に蓄積された検出画素４０ｂの信号電荷に応じた線量信号を、周期設定部７１で設定されたサンプリング周期ＳＰでサンプリングする。積分アンプ５５に蓄積された検出画素４０ｂの信号電荷は、１回のサンプリング毎にリセットされる。１回のサンプリングでは、複数のＣＤＳ回路５７がＭＵＸ５８によって順次選択されて、１行分の線量信号がメモリ５２に記録される。
【０１０１】
オペレータは、照射スイッチ１２を半押しした後、ウォームアップに要する時間を見計らって、照射スイッチ１２を全押しする。照射スイッチ２０が全押しされると、線源制御装置１６に照射開始指示信号が入力され、Ｘ線源１５からＸ線の照射が開始される。Ｘ線の照射が開始されると、線量信号の信号値が増加する。
【０１０２】
メモリ５２に記録された１行分の線量信号は、サンプリング毎に周期適否判定部７０に読み出される。そしてステップＳ１６０に示すように、現在設定されているサンプリング周期ＳＰが線量に対して適切か否かが周期適否判定部７０にて判定される。具体的には、まず、第２の信号線４２ｂの列に対応するダミー信号が１行分の線量信号から除去され、次いで１行分の線量信号の信号値を横軸、その信号値の個数を縦軸とするヒストグラムが作成され、ヒストグラム内で素抜け領域と被写体領域が認識される。そして、被写体領域と認識したヒストグラムの部分で個数が最大の信号値ＶＨｍａｘと閾値ＴＨＶ１の大小比較により、サンプリング周期ＳＰの適否が判定される。この周期適否判定部７０によるサンプリング周期ＳＰの適否判定は、検出パネル３０で蓄積動作を開始した後、予め設定した時間だけ遅れて開始される。
【０１０３】
図１５において、信号値ＶＨｍａｘが閾値ＴＨＶ１を上回った場合は、周期適否判定部７０によりサンプリング周期ＳＰが適切であると判定される（ステップＳ１６１でＹＥＳ）。この場合は現在設定されているサンプリング周期ＳＰは変更されない。
【０１０４】
逆に信号値ＶＨｍａｘが閾値ＴＨＶ１を下回った場合は、周期適否判定部７０によりサンプリング周期ＳＰが不適切と判定される（ステップＳ１６１でＮＯ）。この場合は、周期設定部７１により、現在設定されているサンプリング周期ＳＰが変更ステップＳＰｓｔｐに応じて変更され（ステップＳ１６３）、この変更されたサンプリング周期ＳＰで得られた１行分の線量信号に基づき、再び周期適否判定部７０でサンプリング周期ＳＰの適否判定が行われる。本実施形態では、サンプリング周期ＳＰが、初期値の１ｍｓから、２ｍｓ、４ｍｓ、８ｍｓ、・・・と段階的に長くなるよう変更される。ただし、現在設定されているサンプリング周期ＳＰが上限値ＳＰｍａｘであった場合（ステップＳ１６２でＹＥＳ）は、サンプリング周期ＳＰは変更されない。
【０１０５】
本発明では、線量信号に基づいてサンプリング周期ＳＰが不適切と判定した場合にサンプリング周期ＳＰを変更するので、照射条件で比較的高い線量が設定されている場合や被写体の体厚が比較的薄い場合のように撮像領域４３に到達するＸ線の線量が比較的高い場合であっても、反対に照射条件で比較的低い線量が設定されている場合や被写体の体厚が比較的厚い場合のように撮像領域４３に到達するＸ線の線量が比較的低い場合であっても、高いＳ／Ｎ比を確保可能な適切なサンプリング周期ＳＰにすることができる。このため正確なＡＥＣを行うことができる。
【０１０６】
また、本実施形態では、周期適否判定部７０でサンプリング周期ＳＰが適切であると判定されるまでサンプリング周期ＳＰを変更して適否判定を繰り返すので、撮像領域４３に到達するＸ線の線量が比較的高い場合でも低い場合でも、サンプリング周期ＳＰを最適値に近付けることができる。また、初期値ＳＰ１を比較的短い１ｍｓとし、それからサンプリング周期ＳＰを段階的に長くするので、撮像領域４３に到達するＸ線の線量が比較的高い場合には、早い段階でサンプリング周期ＳＰを適切な値にすることができる。
【０１０７】
また、Ｘ線の線量が極めて低い場合であっても、これに合わせてサンプリング周期ＳＰを長い値に変更すれば、サンプリング周期ＳＰが短い場合と比べて、１回のサンプリングにおけるＣＡ蓄積量が大きくなるため、その分線量信号の信号成分も大きくなり線量信号のＳ／Ｎ比が高まる。そのため、低線量撮影でも正確なＡＥＣを行うことができる。
【０１０８】
線量サンプリング動作において、メモリ５２に記録された１行分の線量信号は、ＡＥＣ部５３にも読み出される。図１４のステップＳ１７０に示すように、ＡＥＣ部５３では、線量信号選択部６５により、１行分の線量信号の中から、採光野内にある検出画素４０ｂから出力された線量信号が選択される。そして、線量信号積算部６６で、採光野内にある検出画素４０ｂからの線量信号の代表値と、その積算値である採光野の累積線量が計算される（ステップＳ１８０）。採光野の累積線量の情報はメモリにストックされ、サンプリング毎に最新の値に更新される。
【０１０９】
カウントダウン信号生成部６７は、採光野の累積線量が目標線量ＴＨに達する時刻Ｔ２を外挿演算により予測し、この時刻Ｔ２と現時刻Ｔ１との差の残時間ＴＲを表すカウントダウン信号を生成する。生成されたカウントダウン信号は、撮影制御装置１３に送信される（ステップＳ１９０）。ステップＳ１５０〜ステップＳ１９０の一連の動作は、残時間ＴＲがゼロとなるまで（ステップＳ２００でＹＥＳ）続けられる。ただし、ステップＳ１６０の適否判定は、周期適否判定部７０でサンプリング周期ＳＰが適切であると判定された後は行われない。
【０１１０】
撮影制御装置１３では、電子カセッテ１２からのカウントダウン信号が定期的に受信される。撮影制御装置１３では、最新のカウントダウン信号に基づき、残時間ＴＲがゼロとなる時刻に照射停止信号が生成される。生成された照射停止信号は線源制御装置１６に送信される。線源制御装置１６で照射停止信号が受信されると、Ｘ線源１５からのＸ線の照射が停止される。なお、線源制御装置１６で照射停止信号が受信されない場合は、バックアップ時間経過後にＸ線の照射が停止される。
【０１１１】
Ｓ／Ｎ比が高い線量信号に基づき求めた残時間ＴＲを元に照射停止信号を生成し、この照射停止信号によりＸ線の照射を停止させるので、Ｘ線の累積線量が目標線量に達したときに正確にＸ線の照射を停止させることができ、ＡＥＣの正確性を高めることができる。
【０１１２】
残時間ＴＲがゼロとなったとき（ステップＳ２００でＹＥＳ）、電子カセッテ１２は蓄積動作および線量サンプリング動作を終了して画像読み出し動作を開始する（ステップＳ２１０）。画像読み出し動作では、ゲートドライバ５０からゲートパルスが発せられ、１行分の通常画素４０ａの信号電荷が信号線４２に読み出されて、信号電荷に応じた１行分の画像信号が積分アンプ５５から取り出されてＡ／Ｄ変換後メモリ５２に記録される動作が所定の周期で繰り返し行われる。これによりメモリ５２には１枚分のＸ線画像を表す画像信号が記録される。このＸ線画像は、制御部５４で各種補正処理を施された後、通信部３３により撮影制御装置１３に送信される。Ｘ線画像はさらに撮影制御装置１３からコンソール１４に転送され、ディスプレイ１４ａに表示されて診断に供される。これにて１回のＸ線撮影が終了する。
【０１１３】
以上説明したように、本発明によれば、Ｘ線の線量が高い場合にはサンプリング周期ＳＰとして短い値が設定されるので、残時間ＴＲを予測演算する回数が増えて残時間ＴＲの予測演算の精度を高めることができる。反対にＸ線の線量が低い場合にはサンプリング周期ＳＰとして長い値が設定され、高いＳ／Ｎ比の線量信号を得ることができる。
【０１１４】
Ｘ線の線量が低い場合、サンプリング周期ＳＰを長くする効果は、定量的に言えば次のようになる。例えばサンプリング周期ＳＰが１ｍｓの設定で、サンプリング周期ＳＰが８ｍｓの場合の１回のサンプリングで得られる線量信号と同等レベルの信号成分をもつ線量信号を得ることを考えると、サンプリング周期１ｍｓのサンプリングを８回行って各回の線量信号を加算する必要がある。この場合、１回のサンプリング毎に信号処理回路５１で発生する定常ノイズが、サンプリング周期ＳＰが８ｍｓの１回のサンプリングと比べて（８）１／２≒２．８３倍となり、線量信号のノイズ成分が増えてＳ／Ｎ比が低下してしまう。したがって、短いサンプリング周期ＳＰで複数回サンプリングを行って各回の線量信号を加算するよりも、長いサンプリング周期ＳＰで１回のサンプリングを行うほうが、より高いＳ／Ｎ比の線量信号を得ることができる。上記の例で計算すると、サンプリング周期ＳＰ＝１ｍｓで８回サンプリングを行って各回の線量信号を加算するよりも、サンプリング周期ＳＰ＝８ｍｓで１回のサンプリングを行うほうが、Ｓ／Ｎ比は８×２．８３≒２３倍改善する。
【０１１５】
このように、Ｘ線の線量が低い場合には、合計時間が同じでも、１回のサンプリング周期ＳＰを長くしたほうが高いＳ／Ｎ比の線量信号を得ることができる。近年、被写体Ｈへの被曝量管理が厳格になる傾向を受けて、Ｘ線の線量を極力抑えた低線量撮影が多くなりつつある。低線量撮影で正確にＡＥＣを行う場合には、線量信号のＳ／Ｎ比を確保することが重要であるので、本発明のように線量信号に基づいてサンプリング周期ＳＰを適切な値に変更する技術は有効である。
【０１１６】
被写体領域を認識する方法としては、上記で例示したヒストグラム解析に限らない。検出画素４０ｂは通常画素４０ａより数は少ないものの撮像領域４３に分散して配置されているので、各検出画素４０ｂによって得られる線量信号を検出画素４０ｂの画像信号として見れば、メモリ５２に記録される１行分の線量信号は、解像度が低いＸ線画像と捉えることができる。そこで、周期適否判定部７０にて、１行分の線量信号で表されるＸ線画像に対してパターン認識などの周知の画像認識を施して被写体領域を認識してもよい。
【０１１７】
この場合、例えば、認識した被写体領域内に存在する検出画素４０ｂの線量信号のうち、予め設定された閾値よりも低い信号値のものがある場合は、サンプリング周期ＳＰが不適切と判定する。この場合の閾値はゼロでもよく、閾値がゼロの場合は認識した被写体領域内に存在する検出画素４０ｂの線量信号のうち、信号値がゼロのものが１つでもあったときにサンプリング周期ＳＰが不適切と判定する。閾値よりも低い信号値のものが１以上の規定個数あった場合にサンプリング周期ＳＰが不適切と判定してもよい。また、線量信号の信号値が低すぎて画像認識ができない場合にサンプリング周期ＳＰが不適切と判定してもよい。
【０１１８】
また、被写体領域の認識をせずに、単純に線量信号の信号値と閾値との大小関係の比較によりサンプリング周期ＳＰの適否判定を行ってもよい。例えば、周期適否判定部７０で、ダミー信号を除去した１行分の線量信号の信号値と、予め設定された閾値とを大小比較し、１行分の線量信号の信号値の全てが閾値よりも低い場合に、サンプリング周期ＳＰが不適切と判定してもよい。あるいは、ダミー信号除去後の１行分の線量信号の信号値にゼロが１個でもある場合は、サンプリング周期ＳＰが不適切と判定してもよい。
【０１１９】
このように、サンプリング周期ＳＰの適否判定の条件は、ＡＥＣを正確に行うためには線量信号のＳ／Ｎ比が低すぎ、現状よりも長いサンプリング周期ＳＰに変更する必要があることが判ればよく、ヒストグラム解析や画像認識を行って被写体領域を認識するにしろしないにしろ、線量信号の信号値と予め設定された閾値（第１閾値）との大小関係を比較し、線量信号が閾値を下回ったときにサンプリング周期が不適切と判定する基本的な条件は変わらない。なお、これら例示した判定条件を個別に用いてもよいし、複合して用いてもよい。例えば、線量サンプリング動作の開始時はダミー信号を除去した１行分の線量信号の信号値と、予め設定された閾値とを大小比較する判定条件を用い、線量サンプリング動作の開始から一定時間経過したら、上記第１実施形態で例示したヒストグラム解析による判定条件を用いる。
【０１２０】
また、１回のサンプリングでサンプリング周期ＳＰが不適切と判定されたときに、直ちにサンプリング周期ＳＰを変更するのではなく、予め設定された規定回のサンプリングの全ての回で連続してサンプリング周期ＳＰが不適切と判定されたときに、サンプリング周期ＳＰを変更してもよい。１回でサンプリング周期ＳＰの適否を判定するよりも、複数回でサンプリング周期ＳＰの適否を判定したほうが、適否判定の信頼性が増す。
【０１２１】
[第２実施形態]
上記第１実施形態では、サンプリング周期ＳＰを段階的に長くなるように変更しているが、逆に段階的に短くなるように変更してもよい。例えば図１６に示すように、初期値ＳＰ１を８ｍｓ、変更ステップＳＰｓｔｐを１／２倍（×１／２）とし、周期設定部７１で設定するサンプリング周期ＳＰを、８ｍｓ（ＳＰ１）、４ｍｓ（ＳＰ２）、２ｍｓ（ＳＰ３）、１ｍｓ（ＳＰ４）、・・・と段階的に短くする。
【０１２２】
本実施形態では、初期値ＳＰ１が上記第１実施形態の上限値ＳＰｍａｘに相当する。このため初期値ＳＰ１は、上記第１実施形態の上限値ＳＰｍａｘと同様に、コンソール１４からの撮影条件のうちの推奨照射時間ＴＸの１／２よりも短い値が設定される（ＳＰ１＜ＴＸ／２）。
【０１２３】
また、本実施形態では、サンプリング周期ＳＰの設定条件として、下限値ＳＰｍｉｎが設定される。下限値ＳＰｍｉｎは、上記第１実施形態の初期値ＳＰ１に相当する。このため下限値ＳＰｍｉｎは、上記第１実施形態の初期値ＳＰ１と同様に、積分アンプ５５から線量信号が読み出されてメモリ５２に出力される読み出し時間ＴＣＡよりも長い値が設定される（ＳＰｍｉｎ＞ＴＣＡ）。
【０１２４】
周期適否判定部７０は、上記第１実施形態と同様に、ダミー信号を除去したうえで、図１７に示すようなヒストグラムを作成し、さらにＶＦを特定して素抜け領域と被写体領域を認識する。そして、例えば被写体領域と認識したＶＦよりも左側で、個数が最小かつ信号値がゼロではない信号値ＶＨｍｉｎと、予め設定された閾値ＴＨＶ２（第２閾値に相当）との大小関係を比較する。周期適否判定部７０は、信号値ＶＨｍｉｎが閾値ＴＨＶ２以下であった場合、サンプリング周期ＳＰが適切であると判定し、逆に図１７に示すように信号値ＶＨｍｉｎが閾値ＴＨＶ２を上回った場合、サンプリング周期ＳＰが不適切と判定する。信号値ＶＨｍｉｎが閾値ＴＨＶ２を上回る場合は、現在設定されているサンプリング周期ＳＰでは長すぎ、よりサンプリング周期ＳＰを短く設定してもよいことを示している。
【０１２５】
本実施形態では、サンプリング周期ＳＰが段階的に短くなるように変更するので、サンプリング周期ＳＰの適否判定の条件は、上記第１実施形態とは逆に、線量信号のＳ／Ｎ比が必要以上に高すぎ、現状よりも短いサンプリング周期ＳＰに変更する必要があることが判るものであればよい。判定条件としては、上記の例のほかに、１行分の線量信号の信号値と、ＣＡ蓄積量が飽和限界量に達する直前の信号値に設定された閾値との大小関係を比較し、１行分の線量信号の信号値が閾値を上回った場合にサンプリング周期ＳＰが不適切と判定してもよい。閾値としては、信号値が０〜１０２３の１０２４階調で表される場合、例えば９００が設定される。この際、ヒストグラム解析や画像認識により被写体領域を認識し、認識した被写体領域に存在する検出画素４０ｂの線量信号の信号値とＣＡ蓄積量が飽和限界量に達する直前の信号値に設定された閾値との大小関係を比較してもよい。いずれにしろ、線量信号の信号値と予め設定された閾値との大小関係を比較し、線量信号が閾値を上回ったときにサンプリング周期が不適切と判定する基本的な条件は変わらない。
【０１２６】
周期設定部７１は、サンプリング周期ＳＰを段階的に変更していった結果、サンプリング周期ＳＰが下限値ＳＰｍｉｎに達した場合には、サンプリング周期ＳＰが不適切と周期適否判定部７０が判定したとしても、それ以下にサンプリング周期ＳＰを変更せずに下限値ＳＰｍｉｎの設定のままとする。
【０１２７】
本実施形態では、上記第１実施形態とは逆にサンプリング周期ＳＰを段階的に短くするので、撮像領域４３に到達するＸ線の線量が比較的低い場合に、早い段階でサンプリング周期ＳＰを適切な値にすることができる。
【０１２８】
[第３実施形態]
上記第１実施形態で示した、サンプリング周期ＳＰを段階的に長くする第１変更モードと、上記第２実施形態で示した、サンプリング周期ＳＰを段階的に短くする第２変更モードとを選択可能に設けてもよい。この場合、各変更モードは、例えば、コンソール１４からのマニュアル操作に応じて制御部５４により切り替えられる。制御部５４はモード設定部として機能する。こうすれば各変更モードを撮影条件に応じて使い分けることができる。撮影条件には、Ｘ線源１５の照射量を決める照射条件の他、撮影部位や被写体Ｈの体厚などが含まれる。撮影部位や被写体Ｈの体厚によって各変更モードを適切に切り替えることができる。
【０１２９】
例えば、線源制御装置１６に設定される管電流や管電圧が低く、比較的線量が低い場合、被写体Ｈの体厚が厚い場合、あるいは被写体Ｈの体厚が比較的厚い撮影部位が選択された場合など、撮像領域４３へのＸ線の到達線量が極めて低く、線量信号の信号値が基準よりも低くなる撮影条件の場合には第２変更モードに切り替え、逆に線量信号の信号値が基準よりも高くなる撮影条件の場合は第１変更モードを選択する。このようにサンプリング周期ＳＰの最適値が比較的長いと予想される場合には第２変更モードとし、逆の場合は第１変更モードとすれば、撮像領域４３に到達するＸ線の線量が比較的低い場合と高い場合の両方で、早い段階でサンプリング周期ＳＰを適切な値にすることができる。
【０１３０】
また、コンソール１４に設定された撮影条件に応じて各変更モードを自動的に切り替えてもよい。具体的には、撮影条件と各変更モードの対応関係を記録したテーブルを、予め制御部５４の内部メモリ７２に格納しておく。制御部５４はモード設定部として機能し、各変更モードのうち、コンソール１４から受信した撮影条件に見合う変更モードを、テーブルを参照して設定する。制御部５４は、撮像領域４３へのＸ線の到達線量が比較的低い撮影条件の場合は第２変更モードに設定し、逆に撮像領域４３へのＸ線の到達線量が比較的高い撮影条件の場合には第１変更モードに設定する。
【０１３１】
上記第１、第２実施形態では、変更ステップＳＰｓｔｐを２倍または１／２倍としているが、よりサンプリング周期ＳＰを最適値に近付けるためには、変更ステップＳＰｓｔｐの設定をさらに細かくすることが好ましい。例えば初期値ＳＰ１を１ｍｓ、変更ステップＳＰｓｔｐを０．５ｍｓ（＋０．５）として、１ｍｓ、１．５ｍｓ、２ｍｓ、２．５ｍｓ、３ｍｓ、・・・とサンプリング周期ＳＰを変更する。上記第１実施形態では、例えばサンプリング周期ＳＰが４ｍｓのときは不適切と判定され、サンプリング周期ＳＰが８ｍｓのときに適切であると判定された場合は、サンプリング周期ＳＰの最適値は４ｍｓと８ｍｓの間に存在することになるが、実際に設定されるサンプリング周期ＳＰは８ｍｓとなるため、サンプリング周期ＳＰが１ｍｓや２ｍｓの場合よりも最適値に近いとはいえ、やはり最適値とは差がある。変更ステップＳＰｓｔｐの設定をより細かくすれば、サンプリング周期ＳＰをより最適値に近付けることができる。
【０１３２】
[第４実施形態]
上記第３実施形態では、サンプリング周期ＳＰを段階的に長くする第１変更モードと、サンプリング周期ＳＰを段階的に短くする第２変更モードのいずれか１つを選択し、線量サンプリング動作中は選択したモードを変更しない態様としたが、本実施形態では各変更モードを線量サンプリング動作中に切り替えることで、サンプリング周期ＳＰをより最適値に近付ける。
【０１３３】
例えば、線量サンプリング動作の開始時は、サンプリング周期ＳＰを段階的に長くする第１変更モードとする。この際、変更ステップＳＰｓｔｐの設定を比較的粗くして、段階的に変更するサンプリング周期ＳＰの間隔を長くする。そして、上記第１実施形態と同様にサンプリング周期ＳＰの適否判定と変更を行い、第１変更モードでサンプリング周期ＳＰが適切であると判定されたときに、さらに第２変更モードによる適否判定を行う。第２変更モードによる適否判定においてもサンプリング周期ＳＰが適切であると判定された場合は、設定されたサンプリング周期ＳＰを変更しない。
【０１３４】
一方、第２変更モードによる適否判定でサンプリング周期ＳＰが不適切と判定された場合は、第２変更モードに切り替えてサンプリング周期ＳＰが短くなるように変更する。この際、変更ステップＳＰｓｔｐを第１変更モードよりも細かい設定にして、段階的に変更するサンプリング周期ＳＰの間隔を短くする。このモード切替を少なくとも１回行い、最終的に適切であると判定されたサンプリング周期ＳＰで線量サンプリング動作を行う。
【０１３５】
より具体的には、図１８（Ａ）に示すように、例えば初期値ＳＰ１を５ｍｓ、変更ステップＳＰｓｔｐを５ｍｓ（＋５）として第１変更モードでサンプリング周期ＳＰの探索を開始する。サンプリング周期ＳＰを５ｍｓ、１０ｍｓ、・・・と段階的に長くなるよう変更していき、例えば１０ｍｓで第１変更モードによる適否判定で適切であると判定されたとする。この場合はサンプリング周期ＳＰの最適値は５ｍｓと１０ｍｓの間に存在することになる。ここで第２変更モードによる適否判定を行い、１０ｍｓが不適切と判定された場合は、図１８（Ｂ）に示すように変更ステップＳＰｓｔｐを１ｍｓ（−１）と細かい設定にして第２変更モードを実行する。サンプリング周期ＳＰを１０ｍｓから９ｍｓ、８ｍｓ、・・・と段階的に短くなるよう変更していき、例えば７ｍｓで第２変更モードによる適否判定で適切であると判定された場合は、サンプリング周期ＳＰを７ｍｓに設定して以降の線量サンプリング動作を行う。このように各モードを交互に実行して最適値が存在するサンプリング周期ＳＰの範囲を徐々に狭めていけば、サンプリング周期ＳＰをより最適値に近付けることができる。
【０１３６】
また、線量サンプリング動作の開始時は第１変更モードとしていて、初期値ＳＰ１の段階で適切であると判定された場合には、サンプリング周期ＳＰの最適値が初期値ＳＰ１以下に存在することになるので、即座に第２変更モードに切り替えてサンプリング周期ＳＰを初期値ＳＰ１よりも短い値に段階的に変更してサンプリング周期ＳＰの探索を行う。逆に線量サンプリング動作の開始時は第２変更モードとしていて、初期値ＳＰ１で適切であると判定された場合は、サンプリング周期ＳＰの最適値が初期値ＳＰ１以上に存在することになるので、第１変更モードに切り替えてサンプリング周期ＳＰを初期値ＳＰ１よりも長い値に段階的に変更してサンプリング周期ＳＰの探索を行う。こうすれば、初期値ＳＰ１の設定に関わらずサンプリング周期ＳＰをより最適値に近付けることができる。
【０１３７】
[第５実施形態]
上記第１、第２実施形態では、サンプリング周期ＳＰの設定条件である初期値ＳＰ１、変更ステップＳＰｓｔｐを固定値としているが、これらを変更してもよい。この場合、初期値ＳＰ１、変更ステップＳＰｓｔｐは、例えば、コンソール１４からのマニュアル操作によって制御部５４により変更される。制御部５４は設定条件変更部として機能する。こうすれば初期値ＳＰ１、変更ステップＳＰｓｔｐを撮影条件に応じて適切な値とすることができる。
【０１３８】
変更ステップＳＰｓｔｐは、周期適否判定部７０によるサンプリング周期ＳＰの適否判定の結果に応じて変更してもよい。例えば線量信号と閾値の大小関係の比較により、線量信号と閾値が僅かばかり違ってあと少しでサンプリング周期ＳＰが適切であると判定できる場合は、現状のサンプリング周期ＳＰが最適値に近い値であるので変更ステップＳＰｓｔｐを細かい値に設定する。逆に線量信号と閾値がかけ離れた値であった場合は、現状のサンプリング周期ＳＰが最適値には程遠い値であるので変更ステップＳＰｓｔｐを粗い値に変更する。こうすればサンプリング周期ＳＰをより最適値に近付けることができ、かつ早い段階でサンプリング周期ＳＰを適切な値にすることができる。
【０１３９】
初期値ＳＰ１を変更する場合は、例えば、線源制御装置１６に設定される管電流や管電圧が低く、比較的線量が低い場合、被写体Ｈの体厚が厚い場合、あるいは被写体Ｈの体厚が比較的厚い撮影部位が選択された場合など、撮像領域４３へのＸ線の到達線量が極めて低く、線量信号の信号値が基準よりも低くなる撮影条件の場合には、初期値ＳＰ１を比較的長い値に設定する。例えばデフォルトの初期値ＳＰ１が１ｍｓであった場合は、初期値ＳＰ１を例えば５ｍｓに変更する。逆に線量信号の信号値が基準よりも高くなる撮影条件の場合には、線量信号の信号値が基準よりも低くなる撮影条件の場合よりも初期値ＳＰ１を短い値に設定する。このようにサンプリング周期ＳＰの最適値が比較的長いと予想される場合には初期値ＳＰ１を長く変更し、逆の場合は初期値ＳＰ１を短く変更すれば、初期値ＳＰ１が最適値に近い値となるので、撮像領域４３に到達するＸ線の線量が比較的低い場合と高い場合の両方で、早い段階でサンプリング周期ＳＰを適切な値にすることができる。なお、この場合の変更ステップＳＰｓｔｐは、初期値ＳＰ１が最適値に近い値であるため、細かい値に設定するのが好ましい。
【０１４０】
また、撮影条件に応じて初期値ＳＰ１を自動的に変更してもよい。具体的には、撮影条件と初期値ＳＰ１の対応関係を記録したテーブルを、予め制御部５４の内部メモリ７２に格納しておく。制御部５４は設定条件変更部として機能し、コンソール１４から受信した撮影条件に見合う初期値ＳＰ１を、テーブルを参照して設定する。制御部５４は、撮像領域４３へのＸ線の到達線量が比較的低い撮影条件の場合は、初期値ＳＰ１を比較的長い値に設定し、逆に撮像領域４３へのＸ線の到達線量が比較的高い撮影条件の場合には初期値ＳＰ１を比較的短い値に設定する。
【０１４１】
ＡＥＣ機能を使用する際に線源制御装置１６に設定する照射時間であるバックアップ時間を撮影部位や被写体Ｈの体厚に応じて変更してもよい。被写体Ｈの体厚が厚い場合、あるいは被写体Ｈの体厚が比較的厚い撮影部位が選択された場合は、そうでない場合よりもバックアップ時間を長くとる。この場合バックアップ時間を参照すれば線量信号の信号値が基準よりも高くなるか低くなるかのおおよその見当がつくので、上記第３実施形態のモード切替や上記第５実施形態の初期値ＳＰ１の変更の判断基準としてバックアップ時間を利用してもよい。例えばバックアップ時間が長い場合は線量信号の信号値が基準よりも低くなることが見込まれるので第２変更モードに切り替え、また、初期値ＳＰ１を長い値に設定する。
【０１４２】
なお、被写体Ｈの体厚の情報は、コンソール１４から電子カセッテ１２に送信する撮影条件に含ませてもよいし、被写体Ｈの体厚を例えば「肥満型」、「普通」、「痩せ型」の３種類で表した操作ボタンを電子カセッテ１２や撮影制御装置１３に設けて、コンソール１４で入力する撮影条件とは別の撮影条件として撮影前にオペレータに入力させてもよい。
【０１４３】
上記第１、第２実施形態では、サンプリング周期ＳＰの上限値ＳＰｍａｘを、少なくとも線量信号を２回サンプリングする必要があるという理由から、コンソール１４からの撮影条件のうちの推奨照射時間ＴＸの１／２よりも短い値に設定しているが、本発明はこれに限定されない。さらに外挿演算の正確性を増すためには、２回以上線量信号をサンプリングすることが好ましいため、例えば少なくとも３回の線量信号のサンプリングを行うために、上限値ＳＰｍａｘを推奨照射時間ＴＸの１／３よりも短い値に設定してもよい（ＳＰｍａｘ＜ＴＸ／３）。
【０１４４】
また、線源制御装置１６から照射開始要求信号を受信した時点や、線源制御装置１６に照射許可信号を送信した時点をゼロ点とし、このゼロ点を外挿演算のサンプリング点として利用する場合は、外挿演算のためにはこのゼロ点に加えて少なくともあと１回線量信号のサンプリングを行ってあと１点サンプリング点を増やせばよいので、上限値ＳＰｍａｘは推奨照射時間ＴＸよりも短い値であればよい（ＳＰｍａｘ＜ＴＸ）。ただし、上述のように照射開始要求信号を受けて検出パネル３０が蓄積動作および線量サンプリング動作を開始してから、実際にＸ線の照射が開始されるまでには多少のタイムラグがあるため、線源制御装置１６からの照射開始要求信号を受信したゼロ点、または線源制御装置１６に照射許可信号を送信したゼロ点とあと１点のサンプリング点だけで外挿演算を行う場合は残時間ＴＲの信頼性が低下することも考えられる。したがって、線源制御装置１６からの照射開始要求信号を受信した時点や、線源制御装置１６に照射許可信号を送信した時点を外挿演算のサンプリング点とする場合も、少なくとも２回、好ましくは２回以上線量信号のサンプリングが行えるよう上限値ＳＰｍａｘを設定したほうがよい。
【０１４５】
[第６実施形態]
上記第１実施形態のように、Ｘ線の累積線量が目標線量に達するまでの残時間ＴＲを予測演算する場合は、実際に累積線量が目標線量に達する直前まで残時間ＴＲを予測演算するほうが、残時間ＴＲの信頼性が増すために好ましい。しかし、サンプリング周期の設定によっては、残時間ＴＲがゼロとなった直後に丁度サンプリングが行われ、このサンプリングが残時間ＴＲの予測演算に生かされない事態が起こり得る。そこで本実施形態では、実際に累積線量が目標線量に達する直前に丁度サンプリングが行われるように、サンプリング周期ＳＰを変更する。
【０１４６】
具体的には図１９（Ａ）に示すように、サンプリング周期ＳＰが残時間ＴＲよりも長い値に設定され、このままでは点線の丸で示すサンプリング点が残時間ＴＲの予測演算に生かされないような場合、周期設定部７１は、図１９（Ｂ）に示すように、サンプリング周期ＳＰを残時間ＴＲ以下の値に設定する。この際、残時間ＴＲの予測演算、カウントダウン信号の生成および送信、並びに照射停止信号の生成および送信などに掛かる遅延時間ＴＤを考慮して、残時間ＴＲがゼロとなる時刻Ｔ２から時間ＴＤの分前に少なくとも１回サンプリングが行われるよう、サンプリング周期ＳＰを設定する。したがってサンプリング周期ＳＰは残時間ＴＲから遅延時間ＴＤを減算した値となる。
【０１４７】
こうするとサンプリング周期ＳＰは周期適否判定部７０で適切であると判定されたものよりも短い値となり、線量信号のＳ／Ｎ比は低下してしまうが、実際に累積線量が目標線量に達する直前にサンプリングを行って残時間ＴＲを予測演算したほうがＡＥＣの正確性に寄与するため好ましい。
【０１４８】
上記第１実施形態では、カウントダウン信号生成部６７でカウントダウン信号を生成するたびに通信部３３から撮影制御装置１３にカウントダウン信号を送信しているため、線量信号のサンプリング周期ＳＰとカウントダウン信号の通信間隔が一致しているが、本発明はこれに限定されない。線量信号のサンプリング周期ＳＰとは無関係にカウントダウン信号の通信間隔を定めてもよい。この場合は、上限値ＳＰｍａｘはカウントダウン信号の通信間隔よりも短い値に設定することが好ましい。サンプリング周期ＳＰが上限値ＳＰｍａｘに設定された場合、上限値ＳＰｍａｘがカウントダウン信号の通信間隔以上であると、同じ内容のカウントダウン信号を何回か繰り返し送信しなければならないが、上限値ＳＰｍａｘをカウントダウン信号の通信間隔よりも短い値とすれば、常に最新のカウントダウン信号を送信することができる。
【０１４９】
なお、Ｘ線の照射時間は、線源制御装置１６に設定するバックアップ時間以上には絶対にならないことを考えると、上限値ＳＰｍａｘには、最低限バックアップ時間よりも短い値が設定されていればよい。また、ＣＡ蓄積量には飽和限界量があるため、上限値ＳＰｍａｘは、ＣＡ蓄積量が飽和限界量に達しない値に設定される必要がある。
【０１５０】
［第７実施形態］
上記各実施形態のようにサンプリング周期ＳＰを変更する変更モードと、サンプリング周期ＳＰを変更しない固定モードとを備えていてもよい。病院やオペレータによっては、ＡＥＣの正確性をさほど求めない場合があるので、そうした場合は固定モードを選択してＸ線撮影を行う。ユーザーの嗜好に合った使い方をすることができる。
【０１５１】
上記各実施形態では、変更するサンプリング周期ＳＰが予め２個以上用意されているが、初期値ＳＰ１ともう１個の２段階のみでサンプリング周期ＳＰを変更する態様も本発明に含まれる。
【０１５２】
上記第１実施形態では、カウントダウン信号生成部５２で線形補間により内挿線Ｌ１および外挿線Ｌ２を生成して残時間ＴＲを予測演算しているが、多項式などを用いた非線形補間により内挿線Ｌ１および外挿線Ｌ２を生成してもよい。
【０１５３】
また、残時間ＴＲを予測演算する代わりに、累積線量が目標線量ＴＨを上回ったときに照射停止信号を電子カセッテ１２から発してＸ線の照射を停止させてもよい。この場合は、サンプリング周期ＳＰが比較的長い設定で固定であると、実際に累積線量が目標線量に達したときとサンプリングのタイミングが合わなかった場合、次回のサンプリングまで待たなければ累積線量が目標線量ＴＨを上回らないのでＸ線の照射停止タイミングが遅れることになるが、本発明では短いサンプリング周期が適切と判定されれば短いサンプリング周期に設定されるので、サンプリング周期ＳＰが比較的長い設定で固定である場合と比べてＸ線の照射停止タイミングが遅れるおそれは少ない。
【０１５４】
上記第１実施形態では、採光野が撮影条件に応じて予め設定されている場合を例示したが、採光野の決め方としては、オペレータの設定により撮像領域４３の任意の部分を採光野として指定してもよいし、撮像領域４３を複数分割したブロック毎に線量信号の代表値を積算し、積算値が最も低いブロックを採光野と設定してもよい。あるいは、線量信号を解像度の低いＸ線画像と捉え、線量信号で表されるＸ線画像に対してパターン認識を適用して関心領域を特定し、これを採光野としてもよい。
【０１５５】
上記各実施形態では、被写体領域の認識方法として、ヒストグラム解析や画像認識技術を例示したが、撮影条件のうちの撮影部位の情報に基づいて被写体領域を認識してもよい。例えば撮影部位が腹部の場合は、撮像領域の端を除いてほぼ全域を被写体領域と見なして、上記の適否判定を行う。また、被写体領域ではなく、採光野内に存在する検出画素４０ｂの線量信号の信号値に基づきサンプリング周期ＳＰの適否判定を行ってもよい。
【０１５６】
上記第１実施形態では、累積線量が目標線量に達するまでの残時間を表すカウントダウン信号を電子カセッテ１２から撮影制御装置１３に送信しているが、線量信号や累積線量自体を電子カセッテ１２から撮影制御装置１３に送信してもよい。この場合は、撮影制御装置１３で、受信した線量信号や累積線量の情報に基づき残時間を演算して照射停止信号を生成する。
【０１５７】
上記第１実施形態では、電子カセッテ１２から送信されるカウントダウン信号に基づき撮影制御装置１３で照射停止信号を生成しているが、電子カセッテ１２から送信されるカウントダウン信号を撮影制御装置１３から線源制御装置１６に転送して、線源制御装置１６で照射停止信号を生成してもよい。また、照射停止信号の生成までも電子カセッテ１２で行ってもよい。
【０１５８】
撮影制御装置１３とコンソール１４は上記第１実施形態のように別体でもよいし、一体としてもよい。
【０１５９】
上記第１実施形態では、シンチレータを光検出基板のＸ線入射側に配置した検出パネルを例示しているが、シンチレータを光検出基板のＸ線入射側とは反対側に配置した検出パネルを用いてもよい。この場合、シンチレータは、光検出基板を透過したＸ線を吸収して可視光を発生し、光検出基板は、この可視光を光電変換して信号電荷を生成する。
【０１６０】
上記第１実施形態では、Ｘ線を可視光に変換し、この可視光を信号電荷に変換する間接変換型の検出パネルを例示しているが、アモルファスセレンなどの光導電膜によりＸ線を直接信号電荷に変換する直接変換型の検出パネルを用いてもよい。
【０１６１】
上記第１実施形態では、１行ずつ通常画素４０ａのリセットを行う順次リセット方式の画素リセット動作を行っているが、画素リセット動作は、並列リセット方式や全画素リセット方式でもよい。
【０１６２】
上記第１実施形態では、ＴＦＴ４５のソース電極とドレイン電極が短絡線４６で短絡された検出画素４０ｂを例示しているが、検出画素４０ｂとしては、例えば、画像信号読み出し用と線量信号読み出し用の２つのＴＦＴを接続したものを用いてもよい。この場合、一方のＴＦＴは走査線４１に接続され、上記第１実施形態のＴＦＴ４５と同じく画像読み出し用のＴＦＴとして機能する。他方のＴＦＴは、走査線４１とは別の線量信号読み出し用の走査線に接続される。そして２つのＴＦＴを独立に制御できるように線量信号読み出し用のゲートドライバを設け、これに線量信号読み出し用の走査線を介して他方のＴＦＴを接続する。線量信号読み出し用の走査線は、検出画素４０ｂがある行に配線されている。
【０１６３】
この場合、線量信号読み出し用のゲートドライバから他方のＴＦＴに常にゲートパルスを与えて他方のＴＦＴを常時オン状態とし、上記第１実施形態の検出画素４０ｂと同じ状態とする。あるいは、線量信号読み出し用のゲートドライバから線量信号読み出し用の走査線に１行ずつ順にゲートパルスを与えて、他方のＴＦＴを１行ずつ順次オン状態とする。そして、その都度積分アンプ５５に蓄積された信号電荷を線量信号としてメモリ５２に出力する。後者の場合のサンプリング周期ＳＰは、他方のＴＦＴをオフして検出画素４０ｂへの電荷蓄積を開始してから、他方のＴＦＴにゲートパルスを与えて検出画素４０ｂの蓄積電荷を信号線４２に出力するまでの間、言い換えれば検出画素４０ｂの電荷蓄積期間である。この場合、各行の線量信号読み出し用の走査線にゲートパルスを与えると全検出画素４０ｂからの線量信号がメモリ５２に記録される。ＡＥＣ部５３は、全検出画素４０ｂからの線量信号がメモリ５２に記録されるたびにこれをメモリ５２から読み出し、線量信号選択、線量信号積算、およびカウントダウン信号の生成を行う。周期適否判定部７０も同様に、全検出画素４０ｂからの線量信号がメモリ５２に記録されるたびにメモリ５２からこれを読み出して、サンプリング周期ＳＰの適否判定を行う。
【０１６４】
なお、図５に示した検出画素の配置は一例であり、他の配置でもよい。例えば、撮像領域４３の全面に満遍なく散らばるようＸ、Ｙ方向に一定のピッチで検出画素を並べ、検出画素を格子状に配置してもよい。また、通常画素１個分を検出画素として利用する例を示したが、これに限らず例えば１画素中の光電変換部の一部をサブピクセルとして分離し、これを検出画素として用いてもよいし、画素と画素の間の隙間に専用の検出画素を配置してもよい。
【０１６５】
また、Ｘ線検出部としては、検出画素でなくてもよい。例えば、検出パネルを通常画素のみの構成とし、線量サンプリング動作では通常画素から漏れ出るリーク電荷に基づき線量信号をサンプリングしてもよい。この場合は全画素がＸ線検出部として働く。画素はＴＦＴをオフしている場合でも、微量なリーク電荷が信号線４２に漏れ出る。リーク電荷は画素４０の電荷蓄積量に応じて大きくなるため、リーク電荷を積分アンプ５５に蓄積してこれを線量信号として取り出せば、ＡＥＣに利用することができる。
【０１６６】
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に流れる電流に基づき線量を検出してもよい。この場合はバイアス線の電流を検出する電流検出部がＸ線検出部となる。また、線量サンプリング部は電流検出部で検出した電流を積分することにより線量信号を得る。
【０１６７】
撮像領域の周囲にＸ線検出部を設けてもよい。あるいは、検出パネルとは完全に分離独立したＸ線検出部を電子カセッテの筐体内に設けてもよいし、筐体の外周面に取り付けてもよい。
【０１６８】
上記第１実施形態では、信号処理回路を、線量サンプリング部と画像信号読み出し部として機能させているため、低コスト化が可能となる。ただし、信号処理回路が線量サンプリング部と画像信号読み出し部を兼用する構成は必須ではなく、線量サンプリング部と画像信号読み出し部を別々の信号処理回路で行ってもよい。この場合には、信号線４２とは別に線量信号読み出し用の専用配線を設け、この専用配線で、信号処理回路とは別に設けた線量サンプリング部と検出画素とを接続する。
【０１６９】
上記第１実施形態では、ＴＦＴ型の検出パネルを例示しているが、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型の検出パネルを用いてもよい。ＣＭＯＳ型の場合、画素に蓄積される信号電荷を信号線に流出させることなく、信号電荷を各画素に保持したまま各画素に設けられたアンプを通じて信号電圧として読み出す、いわゆる非破壊読み出しが可能である。そのため蓄積動作中においても、撮像領域内の任意の画素を選択して、その画素から線量信号を読み出すことが可能である。ＣＭＯＳ型の場合には、全画素をＸ線検出部として機能させることができる。
【０１７０】
本発明は、上記各実施形態の組み合わせなど、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本発明は、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、撮影台に据え付けるタイプの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線など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。
【符号の説明】
【０１７１】
２  Ｘ線撮影システム
１０  Ｘ線撮影装置
１１  Ｘ線発生装置
１２  電子カセッテ
３０  検出パネル
４０  画素
４０ａ  通常画素
４０ｂ  検出画素
４３  撮像領域
５１  信号処理回路
５３  ＡＥＣ部
５４  制御部
７０  周期適否判定部
７１  周期設定部
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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