(57)【要約】【課題】放射線照射装置に応じた放射線検出手段の制御を行うことができる、放射線検出器、放射線検出器の制御プログラム、及び放射線検出器の制御方法を提供する。【解決手段】放射線発生装置１２から照射された放射線Ｘに基づいてプロファイル情報（立ち上がりのプロファイル及び立ち下がりのプロファイル）を取得する。また、取得したプロファイル情報に基づいて開始検出パラメータ及び停止検出パラメータを生成し、記憶部１６２に記憶、またはパラメータ設定部１６４に設定する。放射線画像の撮影を行う際は、設定されている開始検出パラメータ及び停止検出パラメータに基づいて、放射線検出部１６０が放射線Ｘの照射開始及び照射停止を検出する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線照射装置から照射される放射線を電荷に変換して蓄積する放射線検出手段と、
前記放射線照射装置から照射される放射線の線量の単位時間当たりの変化を表すプロファイル情報を取得するプロファイル情報取得手段と、
前記プロファイル情報取得手段により取得されたプロファイル情報に基づいて、前記放射線検出手段の制御条件を決定する制御条件決定手段と、
前記制御条件決定手段により決定された制御条件に基づいて、前記放射線検出手段を制御する制御手段と、
を備えた放射線検出器。
【請求項２】
前記制御条件決定手段は、さらに、前記取得されたプロファイル情報に基づいて、照射された放射線の線量の単位時間当たりの変化量に対応する閾値を設定する閾値設定手段を備え、
前記制御手段は、照射された放射線の線量の単位時間当たりの変化量が前記閾値設定手段により設定された閾値以上である場合に、前記放射線検出手段を制御する、請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記制御条件決定手段は、さらに、前記取得されたプロファイル情報に基づいて、閾値及び所定の回数を設定する閾値設定手段を備え、
前記制御手段は、照射された放射線の線量の単位時間当たりの変化量が前記閾値設定手段により設定された閾値以上になる回数が前記所定の回数に到達した場合に、前記放射線検出手段を制御する、請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記プロファイル情報取得手段は、前記放射線照射装置から照射され前記放射線検出手段で検出された放射線の線量に基づいて、前記放射線照射装置の前記プロファイル情報を取得する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項５】
前記放射線検出手段は、
前記放射線照射装置から照射された放射線が変換された電荷を連続的に読み出される放射線検知用の画素と、
該電荷を読み出すスイッチング素子を備える放射線画像撮影用の画素と、
をさらに備え、
前記制御手段は、前記放射線検知用の画素にて検知された放射線と、前記放射線検出手段の制御条件とに基づき、前記放射線画像撮影用の画素を制御する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の放射線検出器。  
【請求項６】
前記プロファイル情報取得手段は、前記放射線照射装置から照射される放射線の線量が照射開始から所定の線量にいたるまでの時間変化を表す立ち上がりプロファイル情報を取得し、
前記制御条件決定手段は、前記プロファイル情報取得手段により取得された立ち上がりプロファイル情報に基づいて、前記放射線検出手段の電荷の蓄積開始条件を決定し、
前記制御手段は、前記制御条件決定手段により決定された蓄積開始条件に基づいて、前記放射線検出手段の電荷蓄積を開始する、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項７】
前記プロファイル情報取得手段は、前記放射線照射装置から照射される放射線の線量が所定の線量から最低線量にいたるまでの時間変化を表す立ち下がりプロファイル情報を取得し、
前記制御条件決定手段は、前記プロファイル情報取得手段により取得された立ち下がりプロファイル情報に基づいて、前記放射線検出手段の電荷の蓄積終了条件を決定し、
前記制御手段は、前記制御条件決定手段により決定された蓄積終了条件に基づいて、前記放射線検出手段の電荷蓄積を終了する、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項８】
複数種類の前記放射線照射装置の各々のプロファイル情報を記憶する記憶手段を更に備える、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項９】
複数種類の前記放射線照射装置の各々のプロファイル情報に対応する前記放射線検出器の各々の制御条件を記憶する記憶手段を更に備える、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の放射線検出器。
【請求項１０】
放射線照射装置から照射される放射線の線量の単位時間当たりの変化を表すプロファイル情報を取得するプロファイル情報取得手段と、
前記プロファイル情報取得手段により取得されたプロファイル情報に基づいて、前記放射線照射装置から照射される放射線を電荷に変換して蓄積する放射線検出手段の制御条件を決定する制御条件決定手段と、
前記制御条件決定手段により決定された制御条件に基づいて、前記放射線検出手段を制御する制御手段として、
コンピュータを機能させるための放射線検出器の制御プログラム。
【請求項１１】
放射線照射装置から照射される放射線の線量の単位時間当たりの変化を表すプロファイル情報を取得するプロファイル情報取得工程と、
前記プロファイル情報取得工程により取得されたプロファイル情報に基づいて、前記放射線照射装置から照射される放射線を電荷に変換して蓄積する放射線検出手段の制御条件を決定する制御条件決定工程と、
前記制御条件決定工程により決定された制御条件に基づいて、前記放射線検出手段を制御する制御工程と、
を備えた放射線検出器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出器、放射線検出器の制御プログラム、及び放射線検出器の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療診断を目的とした放射線撮影を行う放射線画像撮影システムが知られている。一般に、当該放射線画像撮影システムは、放射線を照射する放射線照射装置と、放射線照射装置から照射され、被検体を透過した放射線を検出して放射線画像を撮影する放射線検出器を備えた放射線画像撮影装置と、を備えて構成されている。放射線画像撮影装置は、照射された放射線に応じて発生し蓄積された電荷を読み出すことにより放射線画像の撮影を行う。一般に、このような放射線画像撮影装置は、放射線または、放射線が変換された光が照射されることにより電荷を発生する光電変換素子等によるセンサ部と、センサ部で発生した電荷を読み出すスイッチング素子と、を備えている。
【０００３】
放射線照射装置の種類に応じて、照射開始から所望の線量に至るまでの時間や単位時間当たりの変化量等の立ち上がりのプロファイルや、照射停止から所望の線量に至るまでの時間や単位時間当たりの変化量等の立ち下がりのプロファイルが異なることが一般に知られている。例えば、放射線照射装置の方式が、単相変圧器方式かインバータ方式か等により立ち上がりプロファイル及び立ち下がりプロファイルが異なる。
【０００４】
これに応じて、特許文献１には、Ｘ線画像の読み出しの際に照射Ｘ線の立ち上がり時間に対応する遅延時間を設定する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】再特表２００３／０００１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の放射線画像撮影装置として、センサ部で発生した電荷に応じた電気信号を取得し、制御条件に基づいて、放射線検出器の動作を制御する制御手段を備えるものがある。制御条件は、照射された放射線の線量の時間変化（プロファイル）に基づいて定められる。しかしながら上述のように、放射線照射装置の方式の違い等により、立ち上がりプロファイル及び立ち下がりプロファイルが異なるため、適切に放射線の照射の開始または停止を検出できない場合がある。そのため、放射線照射装置の違いにより、制御手段が適切に放射線検出手段を制御することができない場合がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するために成されたものであり、放射線照射装置に応じた放射線検出手段の制御を行うことができる、放射線検出器、放射線検出器の制御プログラム、及び放射線検出器の制御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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の放射線検出器は、放射線照射装置から照射される放射線を電荷に変換して蓄積する放射線検出手段と、放射線照射装置から照射される放射線の線量の単位時間当たりの変化を表すプロファイル情報を取得するプロファイル情報取得手段と、プロファイル情報取得手段により取得されたプロファイル情報に基づいて、放射線検出手段の制御条件を決定する制御条件決定手段と、制御条件決定手段により決定された制御条件に基づいて、放射線検出手段を制御する制御手段と、を備える。
【０００９】
また、本発明の放射線検出器の制御条件決定手段は、さらに、取得されたプロファイル情報に基づいて、照射された放射線の線量の単位時間当たりの変化量に対応する閾値を設定する閾値設定手段を備え、制御手段は、照射された放射線の線量の単位時間当たりの変化量が閾値設定手段により設定された閾値以上である場合に、放射線検出手段を制御することが好ましい。
【００１０】
また、本発明の放射線検出器の制御条件決定手段は、さらに、取得されたプロファイル情報に基づいて、閾値及び所定の回数を設定する閾値設定手段を備え、制御手段は、照射された放射線の線量の単位時間当たりの変化量が閾値設定手段により設定された閾値以上になる回数が所定の回数に到達した場合に、放射線検出手段を制御することが好ましい。
【００１１】
また、本発明の放射線検出器のプロファイル情報取得手段は、放射線照射装置から照射され放射線検出手段で検出された放射線の線量に基づいて、放射線照射装置のプロファイル情報を取得することが好ましい。
【００１２】
また、本発明の放射線検出器の放射線検出手段は、放射線照射装置から照射された放射線が変換された電荷を連続的に読み出される放射線検知用の画素と、電荷を読み出すスイッチング素子を備える放射線画像撮影用の画素と、をさらに備え、制御手段は、放射線検知用の画素にて検知された放射線と、放射線検出手段の制御条件とに基づき、放射線画像撮影用の画素を制御することが好ましい。  
【００１３】
また、本発明の放射線検出器のプロファイル情報取得手段は、放射線照射装置から照射される放射線の線量が照射開始から所定の線量にいたるまでの時間変化を表す立ち上がりプロファイル情報を取得し、制御条件決定手段は、プロファイル情報取得手段により取得された立ち上がりプロファイル情報に基づいて、放射線検出手段の電荷の蓄積開始条件を決定し、制御手段は、制御条件決定手段により決定された蓄積開始条件に基づいて、放射線検出手段の電荷蓄積を開始することが好ましい。
【００１４】
また、本発明の放射線検出器のプロファイル情報取得手段は、放射線照射装置から照射される放射線の線量が所定の線量から最低線量にいたるまでの時間変化を表す立ち下がりプロファイル情報を取得し、制御条件決定手段は、プロファイル情報取得手段により取得された立ち下がりプロファイル情報に基づいて、放射線検出手段の電荷の蓄積終了条件を決定し、制御手段は、制御条件決定手段により決定された蓄積終了条件に基づいて、放射線検出手段の電荷蓄積を終了することが好ましい。
【００１５】
また、本発明の放射線検出器は、複数種類の放射線照射装置の各々のプロファイル情報を記憶する記憶手段を更に備えることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の放射線検出器は、複数種類の放射線照射装置の各々のプロファイル情報に対応する放射線検出器の各々の制御条件を記憶する記憶手段を更に備えることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の放射線検出器の制御プログラムは、放射線照射装置から照射される放射線の線量の単位時間当たりの変化を表すプロファイル情報を取得するプロファイル情報取得手段と、プロファイル情報取得手段により取得されたプロファイル情報に基づいて、放射線照射装置から照射される放射線を電荷に変換して蓄積する放射線検出手段の制御条件を決定する制御条件決定手段と、制御条件決定手段により決定された制御条件に基づいて、放射線検出手段を制御する制御手段として、コンピュータを機能させるためのものである。
【００１８】
また、本発明の放射線検出器の制御方法は、放射線照射装置から照射される放射線の線量の単位時間当たりの変化を表すプロファイル情報を取得するプロファイル情報取得工程と、プロファイル情報取得工程により取得されたプロファイル情報に基づいて、放射線照射装置から照射される放射線を電荷に変換して蓄積する放射線検出手段の制御条件を決定する制御条件決定工程と、制御条件決定工程により決定された制御条件に基づいて、放射線検出手段を制御する制御工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、放射線照射装置に応じた放射線検出手段の制御を行うことができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施の形態に係る放射線画像撮影システムの一例の概略構成を示す概略構成図である。
【図２】本実施の形態に係る電子カセッテの全体構成の一例を示す構成図である。
【図３】本実施の形態に係る放射線検出器の構成の一例を示す平面図である。
【図４】本実施の形態に係る放射線検出器の一例の線断面図である。
【図５】本実施の形態に係る放射線検出器の一例の線断面図である。
【図６】本実施の形態に係る放射線画像撮影装置の信号検出回路の概略構成の一例を示す概略構成図である。
【図７】本実施の形態に係る電子カセッテの構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図８】本実施の形態に係る放射線発生装置から照射される放射線の立ち下がりのプロファイルを説明するための説明図である。
【図９】本実施の形態に係る放射線発生装置から照射される放射線の立ち下がりのプロファイルを説明するための説明図である。
【図１０】本実施の形態に係るプロファイル情報取得処理の一例の流れを示すフローチャートである。
【図１１】本実施の形態に係る電子カセッテにおける放射線画像撮影処理の一例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】
【００２１】
以下、各図面を参照して本実施の形態の一例について説明する。
【００２２】
まず、本実施の形態の放射線画像処理装置を備えた放射線画像撮影システム全体の概略構成について説明する。図１には、本実施の形態の放射線画像撮影システムの一例の全体構成の概略の概略構成図を示す。本実施の形態の放射線画像撮影システム１０は、動画像としての放射線画像に加え、静止画像を撮影することが可能である。なお、本実施の形態において動画像とは、静止画像を高速に次々と表示して、動画像として認知させることをいい、静止画像を撮影し、電気信号に変換し、伝送して当該電気信号から静止画像を再生する、というプロセスを高速に繰り返すものである。従って、前記「高速」の度合いによって、予め定められた時間内に同一領域（一部または全部）を複数回撮影し、かつ連続的に再生する、いわゆる「コマ送り」も動画像に包含されるものとする。また、本実施の形態の放射線画像撮影システム１０は、電子カセッテ２０自身が、放射線の照射開始（撮影開始）を検出する機能を有している。
【００２３】
本実施の形態の放射線画像撮影システム１０は、コンソール１６を介して外部のシステム（例えば、ＲＩＳ：Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ  ＩＮｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ：放射線情報システム）から入力された指示（撮影メニュー）に基づいて、医師や放射線技師等の操作により放射線画像の撮影を行う機能を有するものである。
【００２４】
また、本実施の形態の放射線画像撮影システム１０は、撮影された放射線画像をコンソール１６のディスプレイ５０や放射線画像読影装置１８に表示させることにより、医師や放射線技師等に放射線画像を読影させる機能を有するものである。
【００２５】
本実施の形態の放射線画像撮影システム１０は、放射線発生装置１２、放射線画像処理装置１４、コンソール１６、記憶部１７、放射線画像読影装置１８、及び電子カセッテ２０を備えている。
【００２６】
放射線発生装置１２は、電源２２、放射線制御部２３、及び高電圧発生装置２４を備えている。放射線制御部２３は、放射線画像処理装置１４の放射線制御部６２の制御に基づいて放射線照射源２５から放射線Ｘを撮影台３２上の被検者３０の撮影対象部位に照射させる機能を有している。本実施の形態の放射線制御部２３は、電源２２から供給された電流を高電圧発生装置２４に供給し、高電圧発生装置２４により発生させた高電圧を放射線照射源２５に供給し、放射線Ｘを発生させている。なお、電源２２は、交流電源及び直流電源のいずれであってもよい。また、高電圧発生装置２４は、単相変圧器方式、三相変圧器方式、インバータ方式、及びコンデンサ方式のいずれであってもよい。また、図１では、据え付け型の放射線発生装置１２を示しているがこれに限らず、放射線発生装置１２は、モバイル形式であってもよい。
【００２７】
被検者３０を透過した放射線Ｘは、撮影台３２内部の保持部３４に保持された電子カセッテ２０に照射される。電子カセッテ２０は、被検者３０を透過した放射線Ｘの線量に応じた電荷を発生し、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して出力する機能を有するものである。本実施の形態の電子カセッテ２０は、放射線検出器２６を備えて構成されている。なお、本実施の形態において「線量」とは、放射線強度のことをいい、例えば、単位時間当たりに所定の管電圧と所定の管電流にて照射する放射線のことをいう。
【００２８】
本実施の形態では、電子カセッテ２０により出力された放射線画像を示す画像情報は、放射線画像処理装置１４を介してコンソール１６に入力される。本実施の形態のコンソール１６は、無線通信（ＬＡＮ：Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等を介して外部システム（ＲＩＳ）等から取得した撮影メニューや各種情報等を用いて、放射線発生装置１２及び電子カセッテ２０の制御を行う機能を有している。また、本実施の形態のコンソール１６は、放射線画像処理装置１４との間で放射線画像の画像情報を含む各種情報の送受信を行う機能と共に、電子カセッテ２０との間で各種情報の送受信を行う機能を有している。
【００２９】
本実施の形態のコンソール１６は、サーバー・コンピュータとして構成されており、制御部４９、ディスプレイドライバ４８、ディスプレイ５０、操作入力検出部５２、操作パネル５４、Ｉ／Ｏ部５６、Ｉ／Ｆ部５７、及びＩ／Ｆ部５８を備えて構成されている。
【００３０】
制御部４９は、コンソール１６全体の動作を制御する機能を有しており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＨＤＤを備えている。ＣＰＵは、コンソール１６全体の動作を制御する機能を有しており、ＲＯＭには、ＣＰＵで使用される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ている。ＲＡＭは、各種データを一時的に記憶する機能を有しており、ＨＤＤ（ハードディスク・ドライブ）は、各種データを記憶して保持する機能を有している。
【００３１】
ディスプレイドライバ４８は、ディスプレイ５０への各種情報の表示を制御する機能を有している。本実施の形態のディスプレイ５０は、撮影メニューや撮影された放射線画像等を表示する機能を有している。操作入力検出部５２は、操作パネル５４に対する操作状態を検出する機能を有している。操作パネル５４は、放射線画像の撮影に関する操作指示を、医師や放射線技師等が入力するためのものである。本実施の形態では操作パネル５４は、例えば、タッチパネル、タッチペン、複数のキー、及びマウス等を含んで構成されている。なお、タッチパネルとして構成する場合は、ディスプレイ５０と同一として構成してもよい。
【００３２】
また、Ｉ／Ｏ部５６及びＩ／Ｆ部５８は、無線通信により、放射線画像処理装置１４及び放射線発生装置２４との間で各種情報の送受信を行うと共に、電子カセッテ２０との間で画像情報等の各種情報の送受信を行う機能を有している。また、Ｉ／Ｆ部５７は、ＲＩＳとの間で、各種情報の送受信を行う機能を有している。
【００３３】
制御部４９、ディスプレイドライバ４８、操作入力検出部５２、Ｉ／Ｆ部５８、Ｉ／Ｏ部５６は、システムバスやコントロールバス等のバス５９を介して相互に情報等の授受が可能に接続されている。従って、制御部４９は、ディスプレイドライバ４８を介したディスプレイ５０への各種情報の表示の制御、及びＩ／Ｆ部５８を介した放射線発生装置１２及び電子カセッテ２０との各種情報の送受信の制御を各々行うことができる。
【００３４】
本実施の形態の放射線画像処理装置１４は、コンソール１６からの指示に基づいて、放射線発生装置１２及び電子カセッテ２０を制御する機能を有すると共に、電子カセッテ２０から受信した放射線画像の記憶部１７への記憶、及びコンソール１６のディスプレイ５０や放射線画像読影装置１８への表示を制御する機能を有するものである。
【００３５】
本実施の形態の放射線画像処理装置１４は、システム制御部６０、放射線制御部６２、パネル制御部６４、画像処理制御部６６、及びＩ／Ｆ部６８を備えている。
【００３６】
システム制御部６０は、放射線画像処理装置１４全体を制御する機能を有すると共に、放射線画像撮影システム１０を制御する機能を有している。システム制御部６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＨＤＤを備えている。ＣＰＵは、放射線画像処理装置１４全体及び放射線画像撮影システム１０の動作を制御する機能を有しており、ＲＯＭには、ＣＰＵで使用される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ている。ＲＡＭは、各種データを一時的に記憶する機能を有しており、ＨＤＤは、各種データを記憶して保持する機能を有している。放射線制御部６２は、コンソール１６の指示等に基づいて、放射線発生装置１２の放射線制御部２３を制御する機能を有している。パネル制御部６４は、コンソール１６の指示等に基づいて、電子カセッテ２０を制御する機能を有している。画像処理制御部６６は、放射線画像に対して各種画像処理を施す機能を有している。
【００３７】
システム制御部６０、放射線制御部６２、パネル制御部６４、及び画像処理制御部６６は、システムバスやコントロールバス等のバス６９を介して相互に情報等の授受が可能に接続されている。
【００３８】
本実施の形態の記憶部１７は、撮影された放射線画像及び当該放射線画像に関係する情報を記憶する機能を有するものである。記憶部１７としては、例えば、ＨＤＤ等が挙げられる。
【００３９】
また、本実施の形態の放射線画像読影装置１８は、撮影された放射線画像を読影者が読影するための機能を有する装置であり、特に限定されないが、いわゆる、読影ビューワやコンソール等が挙げられる。本実施の形態の放射線画像読影装置１８は、パーソナル・コンピュータとして構成されており、コンソール１６や放射線画像処理装置１４と同様に、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ディスプレイドライバ、ディスプレイ４０、操作入力検出部、操作パネル４２、Ｉ／Ｏ部、及びＩ／Ｆ部を備えて構成されている。なお、図１では、記載が煩雑になるのを避けるため、これらの構成のうち、ディスプレイ４０及び操作パネル４２のみを示し、その他の記載を省略している。
【００４０】
次に、本実施の形態の電子カセッテ２０の概略構成について説明する。図２に、本実施の形態の電子カセッテ２０の一例の概略構成図を示す。本実施の形態では、Ｘ線等の放射線を一旦光に変換し、変換した光を電荷に変換する間接変換方式の放射線検出器２６に本発明を適用した場合について説明する。本実施の形態では、電子カセッテ２０は、間接変換方式の放射線検出器２６を備えて構成されている。なお、図２では、放射線を光に変換するシンチレータの記載は省略している。
【００４１】
放射線検出器２６には、光を受けて電荷を発生し、発生した電荷を蓄積するセンサ部１０３と、センサ部１０３に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチング素子であるＴＦＴスイッチ７４と、を含んで構成される画素１００が複数、マトリックス状に配置されている。本実施の形態では、シンチレータによって変換された光が照射されることにより、センサ部１０３が、電荷が発生する。
【００４２】
画素１００は、一方向（図２のゲート配線方向）及び当該ゲート配線方向に対する交差方向（図２の信号配線方向）にマトリクス状に複数配置されている。図２では、画素１００の配列を簡略化して示しているが、例えば、画素１００はゲート配線方向及び信号配線方向に１０２４個×１０２４個配置されている。
【００４３】
本実施の形態では、複数の画素１００のうち、放射線画像撮影用の画素１００Ａと放射線検知用の画素１００Ｂが予め定められている。図２では、放射線検知用の画素１００Ｂを破線で囲んでいる。放射線画像撮影用の画素１００Ａは、放射線Ｘを検出して放射線Ｘが示す画像を生成するために用いられる。放射線検知用の画素１００Ｂは、放射線Ｘの照射開始等を検出するための放射線Ｘの検知に用いられる画素であり、ＴＦＴスイッチ７４のオン／オフに関わらず、電荷の蓄積期間であっても、電荷を出力する画素である（詳細後述）。
【００４４】
また、放射線検出器２６には、基板７１（図３参照）上に、ＴＦＴスイッチ７４をオン／オフするための複数のゲート配線１０１と、上記センサ部１０３に蓄積された電荷を読み出すための複数の信号配線７３と、が互いに交差して設けられている。本実施の形態では、一方向の各画素列に信号配線７３が１本ずつ設けられ、交差方向の各画素列にゲート配線１０１が１本ずつ設けられており、例えば、画素１００がゲート配線方向及び信号配線方向に１０２４個×１０２４個配置されている場合、信号配線７３及びゲート配線１０１は１０２４本ずつ設けられている。
【００４５】
さらに、放射線検出器２６には、各信号配線７３と並列に共通電極配線９５が設けられている。共通電極配線９５は、一端及び他端が並列に接続されており、一端が所定のバイアス電圧を供給するバイアス電源１１０に接続されている。センサ部１０３は共通電極配線９５に接続されており、共通電極配線９５を介してバイアス電圧が印加されている。
【００４６】
ゲート配線１０１には、各ＴＦＴスイッチ７４をスイッチングするためのスキャン信号が流れる。このようにスキャン信号が各ゲート配線１０１に流れることによって、各ＴＦＴスイッチ７４がスイッチングされる。
【００４７】
信号配線７３には、各画素１００のＴＦＴスイッチ７４のスイッチング状態に応じて、各画素１００に蓄積された電荷に応じた電気信号が流れる。より具体的には、各信号配線７３には、当該信号配線７３に接続された画素１００の何れかのＴＦＴスイッチ７４がオンされることにより蓄積された電荷量に応じた電気信号が流れる。
【００４８】
各信号配線７３には、各信号配線７３に流れ出した電気信号を検出する信号検出回路１０５が接続されている。また、各ゲート配線１０１には、各ゲート配線１０１にＴＦＴスイッチ７４をオン／オフするためのスキャン信号を出力するスキャン信号制御回路１０４が接続されている。図２では、信号検出回路１０５及びスキャン信号制御回路１０４を１つに簡略化して示しているが、例えば、信号検出回路１０５及びスキャン信号制御回路１０４を複数設けて所定本（例えば、２５６本）毎に信号配線７３又はゲート配線１０１を接続する。例えば、信号配線７３及びゲート配線１０１が１０２４本ずつ設けられている場合、スキャン信号制御回路１０４を４個設けて２５６本ずつゲート配線１０１を接続し、信号検出回路１０５も４個設けて２５６本ずつ信号配線７３を接続する。
【００４９】
信号検出回路１０５は、各信号配線７３毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路（図６参照）を内蔵している。信号検出回路１０５では、各信号配線７３より入力される電気信号を増幅回路により増幅し、ＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）によりデジタル信号へ変換する（詳細後述）。
【００５０】
この信号検出回路１０５及びスキャン信号制御回路１０４には、信号検出回路１０５において変換されたデジタル信号に対してノイズ除去などの所定の処理を施すとともに、信号検出回路１０５に対して信号検出のタイミングを示す制御信号を出力し、スキャン信号制御回路１０４に対してスキャン信号の出力のタイミングを示す制御信号を出力する制御部１０６が接続されている。
【００５１】
本実施の形態の制御部１０６は、マイクロコンピュータによって構成されており、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭおよびＲＡＭ、フラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部を備えている。制御部１０６は、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することにより、放射線画像の撮影のための制御を行う。また、制御部１０６は、上記所定の処理が施された画像データに対して、各放射線検知用の画素１００Ｂの画像データを補間する処理（補間処理）を行って、照射された放射線Ｘが示す画像を生成する。すなわち、制御部１０６は、各放射線検知用の画素１００Ｂの画像データを、上記所定の処理が施された画像データに基づいて補間することで、照射された放射線Ｘが示す画像を生成する。
【００５２】
図３には、本実施形態に係る間接変換方式の放射線検出器２６の構造を示す平面図が示されており、図４には、図３の放射線画像撮影用の画素１００ＡのＡ−Ａ線断面図が示されており、図５には、図３の放射線検知用の画素１００ＢのＢ−Ｂ線断面図が示されている。
【００５３】
図４に示すように、放射線検出器２６の画素１００Ａは、無アルカリガラス等からなる絶縁性の基板７１上に、ゲート配線１０１（図３参照）、ゲート電極７２が形成されており、ゲート配線１０１とゲート電極７２は接続されている（図３参照）。このゲート配線１０１、ゲート電極７２が形成された配線層（以下、この配線層を「第１信号配線層」ともいう）は、Ａｌ若しくはＣｕ、又はＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜を用いて形成されているが、これらに限定されるものではない。
【００５４】
この第１信号配線層上には、一面に絶縁膜８５が形成されており、ゲート電極７２上に位置する部位がＴＦＴスイッチ７４におけるゲート絶縁膜として作用する。この絶縁膜８５は、例えば、ＳｉＮＸ 等からなっており、例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）成膜により形成される。
【００５５】
絶縁膜８５上のゲート電極７２上には、半導体活性層７８が島状に形成されている。この半導体活性層７８は、ＴＦＴスイッチ７４のチャネル部であり、例えば、アモルファスシリコン膜からなる。
【００５６】
これらの上層には、ソース電極７９、及びドレイン電極８３が形成されている。このソース電極７９及びドレイン電極８３が形成された配線層には、ソース電極７９、ドレイン電極８３とともに、信号配線７３が形成されている。ソース電極７９は信号配線７３に接続されている（図３参照）。ソース電極７９、ドレイン電極８３、及び信号配線７３が形成された配線層（以下、この配線層を「第２信号配線層」ともいう）は、Ａｌ若しくはＣｕ、又はＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜が用いて形成されるが、これらに限定されるものではない。当該ソース電極７９及びドレイン電極８３と半導体活性層７８との間には不純物添加アモルファスシリコン等による不純物添加半導体層（図示省略）が形成されている。これらによりスイッチング用のＴＦＴスイッチ７４が構成される。なお、ＴＦＴスイッチ７４は後述する下部電極８１により収集、蓄積される電荷の極性によってソース電極７９とドレイン電極８３が逆となる。
【００５７】
これら第２信号配線層を覆い、基板７１上の画素１００が設けられた領域のほぼ全面（ほぼ全領域）には、ＴＦＴスイッチ７４や信号配線７３を保護するために、ＴＦＴ保護膜層９８が形成されている。このＴＦＴ保護膜層９８は、例えば、ＳｉＮＸ 等からなっており、例えば、ＣＶＤ成膜により形成される。
【００５８】
このＴＦＴ保護膜層９８上には、塗布型の層間絶縁膜８２が形成されている。この層間絶縁膜８２は、低誘電率（比誘電率εｒ＝２〜４）の感光性の有機材料（例えば、ポジ型感光性アクリル系樹脂：メタクリル酸とグリシジルメタクリレートとの共重合体からなるベースポリマーに、ナフトキノンジアジド系ポジ型感光剤を混合した材料など）により１〜４μｍの膜厚で形成されている。
【００５９】
本実施の形態の放射線検出器２６では、この層間絶縁膜８２によって層間絶縁膜８２上層と下層に配置される金属間の容量を低く抑えている。また、一般的にこのような材料は平坦化膜としての機能も有しており、下層の段差が平坦化される効果も有する。本実施の形態の放射線検出器２６では、この層間絶縁膜８２及びＴＦＴ保護膜層９８のドレイン電極８３と対向する位置にコンタクトホール８７が形成されている。
【００６０】
層間絶縁膜８２上には、コンタクトホール８７を埋めつつ、画素領域を覆うようにセンサ部１０３の下部電極８１が形成されており、この下部電極８１は、ＴＦＴスイッチ７４のドレイン電極８３と接続されている。この下部電極８１は、後述する半導体層９１が１μｍ前後と厚い場合には導電性があれば材料に制限がほとんどない。このため、Ａｌ系材料、ＩＴＯ等導電性の金属を用いて形成すれば問題ない。
【００６１】
一方、半導体層９１の膜厚が薄い場合（０．２〜０．５μｍ前後）、半導体層９１で光が吸収が十分でないため、ＴＦＴスイッチ７４への光照射によるリーク電流の増加を防ぐため、遮光性メタルを主体とする合金、若しくは積層膜とすることが好ましい。
【００６２】
下部電極８１上には、フォトダイオードとして機能する半導体層９１が形成されている。本実施の形態では、半導体層９１として、ｎ＋層、ｉ層、ｐ＋層（ｎ＋アモルファスシリコン、アモルファスシリコン、ｐ＋アモルファスシリコン）を積層したＰＩＮ構造のフォトダイオードを採用しており、下層からｎ＋層２１Ａ、ｉ層２１Ｂ、ｐ＋層２１Ｃを順に積層して形成する。ｉ層２１Ｂは、光が照射されることにより電荷（一対の自由電子と自由正孔）が発生する。ｎ＋層２１Ａ及びｐ＋層２１Ｃは、コンタクト層として機能し、下部電極８１及び後述する上部電極９２とｉ層２１Ｂをと電気的に接続する。
【００６３】
各半導体層９１上には、それぞれ個別に上部電極９２が形成されている。この上部電極９２には、例えば、ＩＴＯやＩＺＯ（酸化亜鉛インジウム）などの光透過性の高い材料を用いている。本実施の形態に係る放射線検出器２６では、上部電極９２や半導体層９１、下部電極８１を含んでセンサ部１０３が構成されている。
【００６４】
層間絶縁膜８２、半導体層９１及び上部電極９２上には、上部電極９２に対応する一部で開口９７Ａを持ち、各半導体層９１を覆うように、塗布型の層間絶縁膜９３が形成されている。
【００６５】
この層間絶縁膜９３上には、共通電極配線９５がＡｌ若しくはＣｕ、又はＡｌ若しくはＣｕを主体とした合金あるいは積層膜で形成されている。共通電極配線９５は、開口９７Ａ付近にコンタクトパッド９７が形成され、層間絶縁膜９３の開口９７Ａを介して上部電極９２と電気的に接続される。
【００６６】
一方、図５に示すように、放射線検出器２６の放射線検知用の画素１００Ｂでは、ソース電極７９とドレイン電極８３とが接触するようにＴＦＴスイッチ７４が形成されている。すなわち、画素１００Ｂでは、ＴＦＴスイッチ７４のソースとドレインが短絡している。これにより、画素１００Ｂでは、下部電極８１に収集された電荷がＴＦＴスイッチ７４のスイッチング状態にかかわらず信号配線７３に流れ出す。
【００６７】
このように形成された放射線検出器２６には、必要に応じてさらに光吸収性の低い絶縁性の材料により保護膜が形成されて、その表面に光吸収性の低い接着樹脂を用いて放射線変換層であるシンチレータが貼り付けられる。または、真空蒸着法により、シンチレータが形成される。シンチレータとしては、吸収可能な波長領域の光を発生できるような、比較的広範囲の波長領域を有した蛍光を発生するシンチレータが望ましい。このようなシンチレータとしては、ＣｓＩ：Ｎａ、ＣａＷＯ４、ＹＴａＯ４：Ｎｂ、ＢａＦＸ：Ｅｕ（ＸはＢｒまたはＣｌ）、または、ＬａＯＢｒ：Ｔｍ、及びＧＯＳ等がある。具体的には、放射線ＸとしてＸ線を用いて撮像する場合、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）やＣｓＩ：Ｎａ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。また、シンチレータとしてＣｓＩを含むシンチレータを用いる場合、真空蒸着法で短冊状の柱状結晶構造として形成したものを用いることが好ましい。
【００６８】
放射線検出器２６は、図４に示すように、半導体層９１が形成された側から放射線Ｘが照射されて、当該放射線Ｘの入射面の裏面側に設けられたＴＦＴ基板により放射線画像を読み取る、いわゆる裏面読取方式（ＰＳＳ（Ｐｅｎｔｒａｔｉｏｎ  Ｓｉｄｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式）とされた場合、半導体層９１上に設けられたシンチレータの同図上面側でより強く発光する。一方、ＴＦＴ基板側から放射線Ｘが照射されて、当該放射線Ｘの入射面の表面側に設けられたＴＦＴ基板により放射線画像を読み取る、いわゆる表面読取方式（ＩＳＳ（Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｓｉｄｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式）とされた場合、ＴＦＴ基板を透過した放射線Ｘがシンチレータに入射してシンチレータのＴＦＴ基板側がより強く発光する。ＴＦＴ基板に設けられた各画素１００のセンサ部１０３には、シンチレータで発生した光により電荷が発生する。このため、放射線検出器２６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ＴＦＴ基板に対するシンチレータの発光位置が近いため、撮影によって得られる放射線画像の分解能が高い。
【００６９】
なお、放射線検出器２６は、図３〜図５に示したものに限らず、種々の変形が可能である。例えば、裏面読取方式の場合、放射線Ｘが到達する可能性が低いため、上述のものに代えて、放射線Ｘに対する耐性が低い、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の他の撮影素子とＴＦＴとを組み合わせてもよい。また、ＴＦＴのスキャン信号に相当するシフトパルスにより電荷をシフトしながら転送するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサに置き換えるようにしてもよい。
【００７０】
また例えば、フレキシブル基板を用いたものでもよい。フレキシブル基板としては、近年開発されたフロート法による超薄板ガラスを基材として用いたものを適用することが、放射線Ｘの透過率を向上させるうえで好ましい。なお、この際に適用できる超薄板ガラスについては、例えば、「旭硝子株式会社、"フロート法による世界最薄０．１ミリ厚の超薄板ガラスの開発に成功"、[online]、[平成２３年８月２０日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.agc.com/news/2011/0516.pdf＞」に開示されている。
【００７１】
次に、本実施の形態の信号検出回路１０５の概略構成について説明する。図６は、本実施の形態の信号検出回路１０５の一例の概略構成図である。本実施の形態の信号検出回路１０５は、増幅回路１２０、及びＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）１２４を備えて構成されている。なお、図６では、図示を省略したが増幅回路１２０は、信号配線７３毎に設けられている。すなわち、信号検出回路１０５は、放射線検出器２６の信号配線７３の数と同じ数の、複数の増幅回路１２０を備えて構成されている。
【００７２】
増幅回路１２０は、チャージアンプ回路で構成されており、オペアンプ等のアンプ１２２と、アンプ１２２に並列に接続されたコンデンサＣと、アンプ１２２に並列に接続された電荷リセット用のスイッチＳＷ１と、を備えて構成されている。
【００７３】
増幅回路１２０では、電荷リセット用のスイッチＳＷ１がオフの状態で画素１００のＴＦＴスイッチ７４により電荷（電気信号）が読み出され、コンデンサＣにＴＦＴスイッチ７４により読み出された電荷が蓄積され、蓄積される電荷量に応じてアンプ１２２から出力される電圧値が増加するようになっている。
【００７４】
また、制御部１０６は、電荷リセット用スイッチＳＷ１に電荷リセット信号を印加して電荷リセット用のスイッチＳＷ１のオン／オフを制御するようになっている。なお、電荷リセット用のスイッチＳＷ１がオン状態とされると、アンプ１２２の入力側と出力側とが短絡され、コンデンサＣの電荷が放電される。
【００７５】
ＡＤＣ１２４は、Ｓ／Ｈ（サンプルホールド）スイッチＳＷがオン状態において、増幅回路１２０から入力されたアナログ信号である電気信号をデジタル信号に変換する機能を有するものである。ＡＤＣ１２４は、デジタル信号に変換した電気信号を制御部１０６に順次出力する。
【００７６】
なお、本実施の形態のＡＤＣ１２４には、信号検出回路１０５に備えられた全ての増幅回路１２０から出力された電気信号が入力される。すなわち、本実施の形態の信号検出回路１０５は、増幅回路１２０（信号配線７３）の数にかかわらず、１つのＡＤＣ１２４を備えている。
【００７７】
本実施の形態では、外部（例えば、放射線画像処理装置１４）からの制御信号を必要としないで放射線Ｘの照射に関する検出を行うように構成している。本実施の形態では、放射線検知用の画素１００Ｂが接続された信号配線７３（図２の場合、Ｄ２、Ｄ３の少なくとも一方、例えば、Ｄ２）の電気信号（電荷情報）を信号検出回路１０５の増幅回路１２０で検出してデジタル信号に変換する。本実施の形態では、制御部１０６が、信号検出回路１０５により変換されたデジタル信号を取得し、設定されているパラメータに基づいて、放射線Ｘの照射開始及び照射停止の検出を行うように構成している。なお、本実施の形態で電気信号の「検出」とは、電気信号をサンプリングすることを示している。
【００７８】
図７に、本実施の形態の電子カセッテ２０における制御部１０６の当該機能に対応した構成の一例の機能ブロック図を示す。
【００７９】
制御部１０６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＨＤＤを備えている。ＣＰＵは、電子カセッテ２０全体の動作を制御する機能を有しており、ＲＯＭには、ＣＰＵで使用される各種プログラムが予め記憶されている。ＲＡＭは、各種データを一時的に記憶する機能を有しており、ＨＤＤは、各種データを記憶して保持する機能を有している。また、本実施の形態の制御部１０６は、制御条件として、放射線検出部１６０において放射線Ｘの照射開始を検出する際に用いられる開始検出パラメータ、及び照射停止を検出する際に用いられる停止検出パラメータを取得し、パラメータ設定部１６４に設定する機能を有している。
【００８０】
放射線検出部１６０は、放射線検知用の画素１００Ｂから出力された電気信号（電荷情報）を取得し、パラメータ設定部１６４に設定された開始検出パラメータに基づいて、放射線の照射開始を検出する機能を有している。また、本実施の形態の放射線検出部１６０は、パラメータ設定部１６４に設定された停止検出パラメータに基づいて、放射線の照射停止を検出する機能を有している。
【００８１】
プロファイル取得部１６１は、制御部１０６の制御に基づいて、照射された放射線の立ち上がりのプロファイル（放射線Ｘの照射が開始されたとみなす所定の線量に達するまでの線量の時間変化）を取得する機能を有している。また、プロファイル取得部１６１は、制御部１０６の制御に基づいて、立ち下がりのプロファイル（放射線Ｘの照射が停止されたとみなす所定の線量に達するまでの線量の時間変化）を取得する機能を有している。
【００８２】
記憶部１６２は、プロファイル取得部１６１により取得された立ち上がりのプロファイル、及び立ち下がりのプロファイル、または、立ち上がりのプロファイルに基づいて生成された開始検出パラメータ、及び立ち下がりのプロファイルに基づいて生成された停止検出パラメータを記憶する機能を有している。
【００８３】
パラメータ設定部１６４は、放射線画像の撮影を行う際に、放射線検出部１６０で放射線Ｘの照射開始を検出するのに用いられる開始検出パラメータを立ち上がりのプロファイルから生成（決定）する制御条件決定機能と、生成（決定）した開始検出パラメータを設定しておく閾値設定機能を有している。また同様に、放射線検出部１６０で放射線Ｘの照射停止を検出するのに用いられる停止検出パラメータを立ち下がりのプロファイルから生成（決定）する制御条件決定機能と、生成（決定）した停止検出パラメータを設定しておく閾値設定機能を有している。
【００８４】
Ｉ／Ｆ部１６６は、無線通信または有線通信により、放射線画像処理装置１４やコンソール１６等との間で撮影メニューや放射線画像の画像情報等を含む各種情報の送受信を行う機能を有している。
【００８５】
制御部１０６、放射線検出部１６０、プロファイル取得部１６１、記憶部１６２、パラメータ設定部１６４、及びＩ／Ｆ部１６６は、システムバスやコントロールバス等のバス１６を介して相互に情報等の授受が可能に接続されている。
【００８６】
次に、本実施の形態における立ち上がりのプロファイル情報の取得、及び立ち下がりのプロファイル情報の取得について説明する。
【００８７】
本実施の形態の放射線画像撮影システム１０では、上述したように電子カセッテ２０自身が放射線Ｘの照射開始を検出し、照射開始を検出すると、照射された放射線Ｘの線量に応じた電荷を蓄積する。また、電子カセッテ２０自身が放射線Ｘの照射停止を検出し、照射停止を検出すると、電荷の蓄積を停止させ、蓄積された電荷を読み出して放射線画像を生成することにより、放射線画像の撮影が行われる。本実施の形態の電子カセッテ２０は、放射線検知用の画素１００Ｂから出力された電気信号（電荷情報）に基づいて放射線Ｘの照射開始及び照射停止を検出する。この際、電子カセッテ２０（放射線検出器２６）に照射された放射線Ｘのプロファイル（時間変化）が異なる事に起因して、照射開始及び照射停止を適切に検出できない場合がある。
【００８８】
放射線発生装置１２の種類等により、立ち上がりのプロファイル及び立ち下がりのプロファイルが異なることが一般に知られている。立ち上がりのプロファイル及び立ち下がりのプロファイルは、放射線発生装置１２の電源２２の種類により異なり、例えば、直流電源及び交流電源のいずれであるかにより異なる。また、立ち上がりのプロファイル及び立ち下がりのプロファイルは、放射線発生装置１２の高電圧発生装置２４の方式により異なり、例えば、単相変圧器方式、三相変圧器方式、インバータ方式、及びコンデンサ方式のいずれであるかにより異なる。また、立ち上がりのプロファイル及び立ち下がりのプロファイルは、放射線発生装置１２の形式により異なり、例えば、据え付け型かモバイル型かにより異なる。
【００８９】
立ち上がりのプロファイルの異なりにより照射開始が適切に検出できない具体例について説明する。図８は、放射線発生装置１２から照射される放射線Ｘの立ち上がりのプロファイルを説明するための説明図である。図８では、放射線発生装置１２Ａから照射される放射線Ｘの立ち上がりのプロファイルと、放射線発生装置１２Ｂから照射される放射線Ｘの立ち上がりのプロファイルとを示している。放射線発生装置１２Ａ及び放射線発生装置１２Ｂのいずれも、同じ線量（以下、所定線量という）を照射するものであるが、所定線量に至るまでのプロファイルが異なる。放射線発生装置１２Ａでは、急峻に線量が増加し（立ち上がり）、所定線量に至る。一方、放射線発生装置１２Ｂでは、徐々に線量が増加し（立ち上がり）、所定線量に至る。図８に示すように放射線発生装置１２Ａでは、放射線発生装置１２Ｂよりも単位時間（ここでは、単位時間＝ｔ０〜ｔ１＝ｔ１〜ｔ２＝ｔ２〜ｔ３＝ｔ３〜ｔ４＝ｔ４〜ｔ５＝ｔ５〜ｔ６）当たりの線量の変化量が多い。なお、本実施の形態で「変化量」とは、絶対値をいう。一方、放射線発生装置１２Ｂでは、放射線発生装置１２Ａよりも所定線量に至るまでの時間が長い。
【００９０】
放射線発生装置１２Ａの立ち上がりのプロファイルに基づいて、開始検出パラメータを、例えば、ｔ０〜ｔ１における線量の変化量に応じて定めた閾値とした場合を考える。放射線検出部１６０は、検出した単位時間当たりの線量の変化量が閾値以上となった場合に、放射線Ｘの照射が開始されたことを検出する。放射線発生装置１２Ａが放射線Ｘの照射を行っている場合、ｔ０〜ｔ１における線量の変化量が閾値以上となるため、放射線検出部１６０は、適切に放射線Ｘの照射開始を検出できる。一方、放射線発生装置１２Ｂが放射線Ｘの照射を行っている場合、線量の変化量が放射線発生装置１２Ａに比べて少ないため、ｔ０〜ｔ６までのいずれの単位時間であっても、線量の変化量が閾値以上とならない。閾値以上とならないため、放射線検出部１６０は、放射線Ｘの照射開始を検出することができない。
【００９１】
また、放射線発生装置１２Ｂの立ち上がりのプロファイルに基づいて、開始検出パラメータを、例えば、線量の変化量が連続して閾値以上となった回数とした場合を考える。具体的一例として、閾値を放射線発生装置１２Ｂの立ち上がりのプロファイルのｔ３〜ｔ４における線量の変化量とし、回数を４回とする。放射線検出部１６０は、検出した単位時間当たりの線量の変化量が連続して閾値以上となった回数が、開始検出パラメータとした回数以上となった場合に、放射線Ｘの照射が開始されたことを検出する。放射線発生装置１２Ｂが放射線Ｘの照射を行っている場合、線量の変化量が閾値以上となるのは、ｔ０〜ｔ１、ｔ１〜ｔ２、ｔ２〜ｔ３、及びｔ３〜ｔ４の４回あるため、放射線検出部１６０は、適切に放射線Ｘの照射開始を検出できる。一方、放射線発生装置１２Ａが放射線Ｘの照射を行っている場合、線量の変化期間が射線発生装置１２Ｂに比べて短いため、線量の変化量が閾値以上となる回数が少ない。回数が少ないため、放射線検出部１６０は、放射線Ｘの照射開始を検出することができない。
【００９２】
また、開始検出パラメータが、放射線発生装置１２Ｂの立ち上がりのプロファイルのｔ３〜ｔ４における線量の変化量を閾値とした場合を考える。放射線検出部１６０は、検出した単位時間当たりの線量の変化量が閾値以上となった場合に、放射線Ｘの照射が開始されたことを検出する。放射線発生装置１２Ａが放射線Ｘの照射を行っている場合は、適切に放射線Ｘの照射開始を検出できる。一方、放射線発生装置１２Ｂが放射線Ｘの照射を行っている場合、ｔ０〜ｔ１における線量の変化量が閾値以上となってしまうため、放射線検出部１６０により放射線Ｘの照射が開始されたとして検出されてしまう。しかしながら、照射開始の検出から所定線量に至るまで放射線発生装置１２Ａよりも時間を要してしまい、不適切となる。
【００９３】
さらに、立ち下がりのプロファイルの異なりにより照射停止が適切に検出できない具体例について説明する。図９は、放射線発生装置１２から照射される放射線Ｘの立ち下がりのプロファイルを説明するための説明図である。図９では、放射線発生装置１２Ａから照射される放射線Ｘの立ち下がりのプロファイルと、放射線発生装置１２Ｂから照射される放射線Ｘの立ち下がりのプロファイルとを示している。
【００９４】
放射線発生装置１２Ａ及び放射線発生装置１２Ｂのいずれも、照射を停止する場合、所定線量から最低線量に至るが、最低線量に至るまでのプロファイルが異なる。なお本実施の形態で「最低線量」とは、放射線発生装置１２等から何も照射されていない状態における線量であり、放射線発生装置１２以外、例えば自然界において発生する放射線の線量を考慮している。放射線発生装置１２Ａでは、急峻に線量が減少し（立ち下がり）、最低線量に至る。一方、放射線発生装置１２Ｂでは、徐々に線量が減少し（立ち下がり）、最低線量に至る。上述の照射開始の検出と同様に、図９に示すように放射線発生装置１２Ａでは、放射線発生装置１２Ｂよりも単位時間（ここでは、単位時間＝ｔｎ−５〜ｔｎ−４＝ｔｎ−４〜ｔｎ−３＝ｔｎ−３〜ｔｎ−２＝ｔｎ−２〜ｔｎ−１＝ｔｎ−１〜ｔｎ）当たりの線量の変化量が多い。一方、放射線発生装置１２Ｂでは、放射線発生装置１２Ａよりも最低線量に至るまでの時間が長い。
【００９５】
従って、上述の照射開始の検出と同様に、放射線発生装置１２Ａの立ち下がりのプロファイルに基づいて、停止検出パラメータを、例えば、ｔｎ−４〜ｔｎ−３における線量の変化量に応じて定めた閾値とした場合を考える。放射線検出部１６０は、検出した単位時間当たりの線量の変化量が閾値以上となった場合に、放射線Ｘの照射が停止されたことを検出する。放射線発生装置１２Ａが放射線Ｘの照射を行っている場合、ｔｎ−４〜ｔｎ−３における線量の変化量が閾値以上となるため、放射線検出部１６０は、適切に放射線Ｘの照射停止を検出できる。一方、放射線発生装置１２Ｂが放射線Ｘの照射を行っている場合、線量の変化量が放射線発生装置１２Ａに比べて少ないため、ｔｎ−５〜ｔｎまでのいずれの単位時間であっても、線量の変化量が閾値以上とならない。閾値以上とならないため、放射線検出部１６０は、放射線Ｘの照射停止を検出することができない。
【００９６】
また、放射線発生装置１２Ｂの立ち下がりのプロファイルに基づいて、停止検出パラメータを、例えば、線量の変化量が連続して閾値以上となった回数とした場合を考える。具体的一例として、閾値を放射線発生装置１２Ｂの立ち下がりのプロファイルのｔｎ−４〜ｔｎ−３における線量の変化量とし、回数を４回とする。放射線検出部１６０は、検出した単位時間当たりの線量の変化量が連続して閾値以上となった回数が、停止検出パラメータとした回数以上となった場合に、放射線Ｘの照射が停止されたことを検出する。放射線発生装置１２Ｂが放射線Ｘの照射を行っている場合、線量の変化量が閾値以上となるのは、ｔｎ−４〜ｔｎ−３、ｔｎ−３〜ｔｎ−２、ｔｎ−２〜ｔｎ−１、及びｔｎ−１〜ｔｎの４回あるため、放射線検出部１６０は、適切に放射線Ｘの照射停止を検出できる。一方、放射線発生装置１２Ａが放射線Ｘの照射を行っている場合、線量の変化期間が射線発生装置１２Ｂに比べて短いため、線量の変化量が閾値以上となる回数が少ない。回数が少ないため、放射線検出部１６０は、放射線Ｘの照射停止を検出することができない。
【００９７】
また、開始検出パラメータが、放射線発生装置１２Ｂの立ち下がりのプロファイルのｔｎ−５〜ｔｎ−４における線量の変化量を閾値とした場合を考える。放射線検出部１６０は、検出した単位時間当たりの線量の変化量が閾値以上となった場合に、放射線Ｘの照射が停止されたことを検出する。放射線発生装置１２Ａが放射線Ｘの照射を行っている場合は、適切に放射線Ｘの照射開始を検出できる。一方、放射線発生装置１２Ｂが放射線Ｘの照射を行っている場合、ｔｎ−５〜ｔｎ−４における線量の変化量が閾値以上となってしまうため、放射線検出部１６０により放射線Ｘの照射が停止されたとして検出されてしまう。しかしながら、照射停止の検出から最低線量に至るまで放射線発生装置１２Ａよりも時間を要してしまし、不適切となる場合がある。例えば、実際には放射線Ｘが照射されているにもかかわらず、照射停止を検出してしまうため、電子カセッテ２０は、センサ部１０３で発生した電荷を蓄積する蓄積期間を終了して、蓄積された電荷を読み出す読出期間に移行する。そのため、蓄積期間が短くなってしまう。また、放射線Ｘが照射された状態にありながら読出期間に移行すると、照射された放射線Ｘの影響により放射線画像にノイズが発生する恐れがある。
【００９８】
このように電子カセッテ２０に照射された放射線Ｘのプロファイルに起因して、照射開始及び照射停止を適切に検出できない場合がある。そのため、本実施の形態の電子カセッテ２０では、放射線発生装置１２に応じた立ち上がりのプロファイル及び立ち下がりのプロファイルを取得し、開始検出パラメータ及び停止検出パラメータを設定する。
【００９９】
本実施の形態では、まず、立ち上がりのプロファイル情報及び立ち下がりのプロファイル情報を取得する。なお、以下では、立ち上がりのプロファイル及び立ち下がりのプロファイルを総称する場合は、単にプロファイル情報という。図１０は、本実施の形態におけるプロファイル情報取得処理の一例の流れを示したフローチャートである。本実施の形態では、図１０に示したプロファイル情報取得処理は、電子カセッテ２０の制御部１０６により実行される。当該プロファイル情報取得処理は、放射線画像の撮影開始前や、放射線画像撮影システム１０のメンテナンス時、放射線発生装置１２の変更時等、所定のタイミングで行われる。
【０１００】
本実施の形態では、被検者３０等、被写体を設けない状態で、電子カセッテ２０に放射線発生装置１２から放射線Ｘを照射させてプロファイル情報を取得する。放射線発生装置１２から放射線Ｘの照射が開始されると図１０に示したプロファイル情報取得処理が実行される。なお、この際は、電子カセッテ２０に対して、放射線発生装置１２から放射線Ｘが照射開始されたことを放射線画像処理装置１４、またはコンソール１６等から指示するとよい。
【０１０１】
ステップＳ１００では、放射線発生装置１２から照射された放射線Ｘを計測して、プロファイル取得部１６１により立ち上がりのプロファイルを取得する。立ち上がりのプロファイルの取得方法は特に限定されない。例えば、所定の期間の間、所定のタイミングで線量を検出する方法や、所定の線量に至るまで、所定のタイミングで線量を検出する方法等が挙げられる。なお、いずれの方法を用いるかは、予め放射線発生装置１２の特性等により定めておけばよい。
【０１０２】
次のステップＳ１０２では、取得した立ち上がりのプロファイルに基づいて、パラメータ設定部１６４が開始検出パラメータを生成し、記憶部１６２に記憶させる。開始検出パラメータにどのようなものを用いるかは特に限定されない。例えば、所定の線量に至るまでの時間がＡ秒であった場合、所定の線量×単位時間×（１／Ａ）を閾値として定めても良い。また、単位時間当たりの変化量が連続して閾値以上となる回数を開始検出パラメータとして定めてもよい。放射線発生装置１２の立ち上がりのプロファイルの特性等に応じて、定めればよい。
【０１０３】
次のステップＳ１０４では、放射線発生装置１２から照射された放射線Ｘを計測して、プロファイル取得部１６１により立ち下がりのプロファイルを取得する。立ち下がりのプロファイルの取得方法は特に限定されない。例えば、所定の期間の間、所定のタイミングで線量を検出する方法や、所定の線量から最低線量に至るまで、所定のタイミングで線量を検出する方法等が挙げられる。なお、いずれの方法を用いるかは、予め放射線発生装置１２の特性等により定めておけばよい。
【０１０４】
次のステップＳ１０６では、取得した立ち下がりのプロファイルに基づいて、パラメータ設定部１６４が停止検出パラメータを生成し、記憶部１６２に記憶させた後、本処理を終了する。開始検出パラメータと同様に、停止検出パラメータは特に限定されない。例えば、所定の線量から最低線量に至るまでの時間がＢ秒であった場合、所定の線量×単位時間×（１／Ｂ）を閾値として定めても良い。また、単位時間当たりの変化量が連続して閾値以上となる回数を停止検出パラメータとして定めてもよい。放射線発生装置１２の立ち下がりのプロファイルの特性等に応じて、定めればよい。
【０１０５】
当該プロファイル情報取得処理により、放射線発生装置１２に応じたプロファイル情報に基づいて生成された開始検出パラメータ及び停止検出パラメータが記憶部１６２に記憶された状態になる。
【０１０６】
次に、本実施の形態の放射線画像撮影処理について説明する。図１１は、本実施の形態の電子カセッテ２０における放射線画像撮影処理の一例の流れを示したフローチャートである。放射線画像の撮影が指示されると、図１１に示した放射線画像撮影処理が実行される。
【０１０７】
ステップＳ２００では、開始検出パラメータ及び停止検出パラメータを取得し、次のステップＳ２０２では、取得した開始検出パラメータ及び停止検出パラメータをパラメータ設定部１６４に設定する。なお、上述したプロファイル情報取得処理に続いて放射線画像撮影処理を行う場合は、プロファイル情報取得処理において記憶部１６２に開始検出パラメータ及び停止検出パラメータを記憶させず、そのままパラメータ設定部１６４に設定するようにしてもよい。また、撮影メニューに開始検出パラメータ及び停止検出パラメータが含まれている場合は、これらを撮影メニューから取得して設定するようにしてもよい。当該処理により、パラメータ設定部１６４には、放射線発生装置１２に応じた開始検出パラメータ及び停止検出パラメータが設定された状態になる。
【０１０８】
上述のように開始検出パラメータ及び停止検出パラメータが設定されると、次のステップＳ２０４では、放射線検出部１６０は、放射線Ｘの照射の検出を開始し、照射開始検出の待機期間に移行する。次のステップＳ２０６では、放射線Ｘの照射開始を検出したか否かを判断する。
【０１０９】
放射線発生装置１２から放射線が照射されると、照射された放射線Ｘは、シンチレータに吸収され、可視光に変換される。シンチレータで可視光に変換された光は、各画素１００のセンサ部１０３に照射される。センサ部１０３では、光が照射されると内部に電荷が発生する。この発生した電荷は下部電極８１により収集される。
【０１１０】
放射線画像撮影用の画素１００Ａでは、ドレイン電極８３とソース電極７９が短絡していないため、下部電極８１に収集された電荷が蓄積されるが、放射線検知用の画素１００Ｂでは、ドレイン電極８３とソース電極７９が短絡しているため、下部電極８１に収集された電荷が信号配線７３に流れ出す。
【０１１１】
本実施の形態の電子カセッテ２０では、上述のように、信号検出回路１０５の増幅回路１２０で放射線検知用の画素１００Ｂから出力された電気信号（電荷情報）を検出する。放射線検出部１６０は、検出された電気信号（電荷情報）とパラメータ設定部１６４に設定されている開始検出パラメータとを比較することにより、上述したように放射線Ｘの照射開始の検出を行う。なお、被検者３０の撮影部位を透過することにより、電子カセッテ２０に照射される放射線Ｘの線量は、上述のプロファイル情報取得処理の際に照射された線量よりも少なくなるが、両者のプロファイルは相似形となるため、問題は生じない。放射線Ｘの照射開始を検出していない場合は、否定されて待機状態になる。一方、照射開始を検出すると肯定されてステップＳ２０８へ進み、電荷を蓄積する蓄積期間に移行する。これにより、ステップＳ２０８では、各画素１００で照射された放射線Ｘに応じて発生した電荷の蓄積を開始する。
【０１１２】
放射線検出器２６の放射線画像撮影用の画素１００Ａでは、ＴＦＴスイッチ７４がオフ状態のままであるため、電荷が蓄積された状態になる。一方、放射線検知用の画素１００Ｂは、ＴＦＴスイッチ７４が短絡しているため、電荷蓄積期間（ＴＦＴスイッチ７４がオフ状態）であっても、電荷を信号検出回路１０５に出力する。所定のタイミングでＳ／ＨスイッチＳＷがオン／オフされ、放射線検知用の画素１００Ｂから出力された電荷の情報が信号検出回路１０５の増幅回路１２０及びＡＤＣ１２４を介して電気信号（電荷情報）として制御部１０６に入力される。
【０１１３】
次のステップＳ２１０では、電荷の蓄積を終了するか否かを判断する。本実施の形態では、放射線検出部１６０が、検出された電気信号（電荷情報）とパラメータ設定部１６４に設定されている停止検出パラメータとを比較することにより、上述したように放射線Ｘの照射停止の検出を行う。放射線Ｘの照射停止を検出していない場合は、否定されて電荷の蓄積を継続する。一方、照射停止を検出すると蓄積期間を終了するために肯定されてステップＳ２１２へ進み、読出期間に移行する。ステップＳ２１２では、画素１００から電荷を読み出して、読み出した電荷に基づいて放射線画像を生成し、出力する。なお、読出期間では、具体的には、ＴＦＴスイッチ７４のゲート電極７２にゲート配線１０１を介して順次オン信号を印加することにより、画素１００ＡのＴＦＴスイッチ７４が順次オンされ、各画素１００Ａに蓄積された電荷量に応じた電気信号を信号配線７３に出力させることにより電荷を読み出す。
【０１１４】
次のステップＳ２１４では、撮影を終了するか否か判断する。動画の撮影等、連続して撮影を行う場合は、否定されてステップＳ２０４に戻り、本処理を繰り返す。一方、終了する場合は、肯定されて本処理を終了する。このように本実施の形態の電子カセッテ２０では、放射線Ｘの照射開始の検出を待つ待機期間、各画素１００が照射された放射線Ｘに応じて発生した電荷を蓄積する蓄積期間、及び蓄積された電荷を読み出す読出期間により、１フレーム（１枚）の放射線画像の撮影が行われる。
【０１１５】
以上、説明したように、本実施の形態の放射線画像撮影システム１０の電子カセッテ２０では、放射線発生装置１２から照射された放射線Ｘに基づいてプロファイル情報（立ち上がりのプロファイル及び立ち下がりのプロファイル）を取得する。また、取得したプロファイル情報に基づいて開始検出パラメータ及び停止検出パラメータを生成し、記憶部１６２に記憶、またはパラメータ設定部１６４に設定する。放射線画像の撮影を行う際は、設定されている開始検出パラメータ及び停止検出パラメータに基づいて、放射線検出部１６０が放射線Ｘの照射開始及び照射停止を検出する。
【０１１６】
これにより、放射線発生装置１２の特性（種類）に応じた、開始検出パラメータ及び停止検出パラメータを用いて、放射線Ｘの照射開始及び照射停止を検出することができる。プロファイル情報が異なるために放射線Ｘの照射開始及び照射停止が適切に検出できなくなることがなくなる。従って、放射線発生装置１２に応じた電子カセッテ２０の制御を行うことができる。また、放射線Ｘの照射開始及び照射停止が適切に検出できるため、再撮影等により生じる被検者３０の無用な被曝を抑制することができる。また、撮影される放射線画像の画質を向上させることができる。
【０１１７】
なお、本実施の形態では、電子カセッテ２０がプロファイル情報を取得し、開始検出パラメータ及び停止検出パラメータを生成して設定する場合について説明したがこれに限らない。例えば、放射線画像処理装置１４やコンソール１６等が開始検出パラメータ及び停止検出パラメータを生成して電子カセッテ２０に対して設定するように構成してもよい。
【０１１８】
また、本実施の形態では、記憶部１６２に、開始検出パラメータ及び停止検出パラメータを記憶させておく場合について説明したがこれに限らない。例えば、取得したプロファイル情報そのものを記憶させておき、放射線照射画像を撮影する際等に、適宜、記憶されているプロファイル情報から開始検出パラメータ及び停止検出パラメータを生成して設定するようにしもよい。
【０１１９】
また、本実施の形態では、放射線発生装置１２から照射された放射線Ｘを計測して、プロファイル情報を取得していたがこれに限らない。例えば、Ｉ／Ｆ部１６６を介して外部からプロファイル情報を取得するように構成してもよい。
【０１２０】
また、上述したプロファイル情報取得処理により取得したプロファイル情報や開始検出パラメータ及び停止検出パラメータ等を、放射線発生装置１２に対応付けて記憶部１６２に記憶させておいてもよい。また、複数種類の放射線発生装置１２の各々毎にプロファイル情報や開始検出パラメータ及び停止検出パラメータを記憶させておいてもよい。これにより、放射線画像の撮影を行う際に、撮影メニュー等から放射線発生装置１２がいずれであるかを取得することにより、適切な開始検出パラメータ及び停止検出パラメータを設定することができるようになる。
【０１２１】
また、本実施の形態では、開始検出パラメータ及び停止検出パラメータの両方を設定し、放射線Ｘの照射開始及び照射停止を検出する場合について説明したがこれに限らず、いずれか一方のパラメータを設定し、開始または停止のいずれかを検出するようにしてもよい。
【０１２２】
また、電子カセッテ２０自身で放射線Ｘの照射開始を検出するための構成及び方法は本実施の形態に限定されない。例えば、上記では、放射線検知用の画素１００Ｂとして、ソースとドレインが短絡されたＴＦＴスイッチ７４を備えた画素について説明したが、これに限らない。例えば、ドレイン電極８３の途中から接続配線を形成して信号配線７３と接続するようにしてもよい。この場合も、ＴＦＴスイッチ７４のソースとドレインは実質的に短絡していることとなる。またＴＦＴスイッチ７４のソースとドレインを短絡させる場合、ゲート電極７２をゲート配線１０１から離して形成するようにしてもよい。また例えば、放射線検知用の画素１００Ｂでは、接続配線８２及びコンタクトホール８７を介して、センサ部１０３と信号配線７３とを接続することにより、ドレイン電極８３とコンタクトホール８７の間を電気的に切断してもよい。
【０１２３】
また、本実施の形態では、放射線検知用の画素１００ＢとしてＴＦＴスイッチ７４が短絡された画素を用いる場合について説明したが、放射線検知用の画素１００Ｂは、特に限定されない。例えば、ＴＦＴスイッチ７４が短絡していない画素を放射線検知用の画素１００Ｂとして用いてもよい。この場合、画素１００ＢのＴＦＴスイッチ７４の制御は、画素１００ＡのＴＦＴスイッチ７４の制御とは独立して制御される。また、この場合の画素１００Ｂは、放射線検出器２６の所定の画素１００を用いてもよいし、放射線検出器２６内の画素１００とは異なる画素を設けてもよい。
【０１２４】
また、本実施の形態の電子カセッテ２０の放射線検出器２６（図３参照）では、放射線検知用の画素１００Ｂが一部の信号配線７３に接続されているがこれに限らず、全ての信号配線７３に接続される位置に放射線検知用の画素１００Ｂを設けるようにしてもよく、放射線検知用の画素１００Ｂが設けられている位置は特に限定されない。
【０１２５】
また、本実施の形態では、変換した光を電荷に変換する間接変換方式の放射線検出器２６に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、放射線を吸収して電荷に変換する光電変換層としてアモルファスセレン等の放射線Ｘを直接電荷に変換する材料を使用した直接変換方式の放射線検出器に本発明を適用してもよい。
【０１２６】
その他、本実施の形態で説明した放射線画像撮影システム１０、放射線発生装置１２、電子カセッテ２０、及び放射線検出器２６等の構成、動作等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。
【０１２７】
また、本実施の形態における放射線Ｘは、特に限定されるものではなく、Ｘ線やγ線等を適用することができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１０  放射線画像撮影システム
１２  放射線発生装置
１４  放射線画像処理装置
１６  コンソール
１８  放射線画像読影装置
２０  電子カセッテ
２６  放射線検出器
１００  画素、１００Ａ  放射線画像撮影用の画素、１００Ｂ  放射線検知用の画素
１０６  制御部
１６０  放射線検出部
１６１  プロファイル取得部
１６２  記憶部
１６４  パラメータ設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2014020971.tif 000006
【図５】
2014020971.tif 000007
【図６】
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【図７】
2014020971.tif 000009
【図８】
2014020971.tif 000010
【図９】
2014020971.tif 000011
【図１０】
2014020971.tif 000012
【図１１】
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