(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を被写体に向けて照射する放射線源と、前記放射線源から照射された放射線の到達線量に応じた電荷を蓄積する複数の画素が配列され、前記被写体の放射線画像を撮像する撮像面が形成された検出パネルを有する放射線画像検出装置とを備えた放射線撮影システムにおいて、
前記撮像面に配置され、前記到達線量を検出する複数の線量検出センサと、
前記撮像面の一部の領域に照射されると予測される到達予測線量を取得する到達予測線量取得部と、
前記到達予測線量と前記線量検出センサで検出した前記到達線量の比較結果に基づき、前記撮像面の中から、前記放射線画像の露出を制御するために前記放射線源による放射線の照射を停止させる自動露出制御を行う際の採光野領域を特定する領域特定部と、
前記採光野領域に存在する前記線量検出センサで検出された前記到達線量の積算値と予め設定された照射停止閾値との比較結果に基づき、前記自動露出制御を行う自動露出制御部と、
を備えている放射線撮影システム。
【請求項２】
前記到達予測線量取得部は、前記放射線源と前記放射線画像検出装置の撮像面との距離、および前記放射線源に与えられる管電圧及び管電流に基づき、放射線が被写体を透過せずに前記撮像面に直接照射される素抜け領域の第一到達予測線量を算出し、
前記領域特定部は、前記第一到達予測線量と前記線量検出センサで検出された前記到達線量の比較結果から前記素抜け領域を特定し、特定した前記素抜け領域に基づいて、被写体を透過した放射線が照射される被写体領域を特定する請求の範囲第１項に記載の放射線撮影システム。
【請求項３】
前記到達予測線量取得部は、ＮＤＤ法による面積線量計算式を用いて前記第一到達予測線量を算出する請求の範囲第２項に記載の放射線撮影システム。
【請求項４】
前記採光野領域は、診断時に最も注目すべき関心領域にあたる領域であり、
撮影部位を指定する操作入力部と、
前記採光野領域に到達すると予測される第二到達予測線量を撮影部位毎に記憶する記憶部とを備え、
前記到達予測線量取得部は、前記操作入力部で入力された撮影部位に応じた前記第二到達予測線量を前記記憶部から取得し、
前記領域特定部は、前記第二到達予測線量と前記線量検出センサで検出された前記到達線量の比較結果から前記採光野領域を特定する請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の放射線撮影システム。
【請求項５】
前記放射線画像検出装置は、前記検出パネルから前記放射線画像を読み出す読み出し動作において、前記画素からの電荷に応じたアナログ電圧信号を増幅するゲイン可変型のアンプと、
前記自動露出制御の際に前記採光野領域に存在する前記線量検出センサで検出された前記到達線量に基づいて、前記読み出し動作時の前記アンプのゲインを設定するゲイン設定部とを有する請求の範囲第４項に記載の放射線撮影システム。
【請求項６】
前記領域特定部は、前記撮像面を分割したブロックに含まれる複数の前記線量検出センサで検出された前記到達線量の代表値と前記到達予測線量を比較して、領域特定を行う請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか１項に記載の放射線撮影システム。
【請求項７】
前記採光野領域は、診断時に最も注目すべき関心領域にあたる領域であり、
前記採光野領域の候補領域を設定する候補領域設定部を有し、
前記領域特定部は、前記候補領域の中から前記採光野領域を特定する請求の範囲第１項ないし第６項のいずれか１項に記載の放射線撮影システム。
【請求項８】
前記放射線源には、前記撮像面のうち放射線が照射される照射野を限定する照射野限定器が設けられており、
前記照射野限定器のコリメータ角度、および前記放射線源と前記放射線画像検出装置の位置関係に基づき、前記撮像面における前記照射野を特定する照射野特定部を備える請求の範囲第１項ないし第７項のいずれか１項に記載の放射線撮影システム。
【請求項９】
前記照射野特定部で照射野を特定してから、前記領域特定部で照射野内の被写体領域を特定し、さらに被写体領域内の採光野領域を特定する請求の範囲第８項に記載の放射線撮影システム。
【請求項１０】
前記採光野領域は、診断時に最も注目すべき関心領域にあたる領域であり、
前記採光野領域の候補領域を設定する候補領域設定部を有し、
前記照射野特定部は、前記候補領域の中から前記照射野を特定する請求の範囲第８項または第９項に記載の放射線撮影システム。
【請求項１１】
前記領域特定部は、前記放射線源から放射線の照射が開始された直後で前記到達線量が増加している期間に領域特定をする請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれか１項に記載の放射線撮影システム。
【請求項１２】
前記領域特定部は、前記放射線源から放射線の照射が開始された後、前記到達線量が一定の値になってから領域特定をする請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれか１項に記載の放射線撮影システム。
【請求項１３】
前記自動露出制御部は、前記積算値が前記照射停止閾値に達したら前記放射線源による放射線の照射を停止させる請求の範囲第１項ないし第１２項のいずれか１項に記載の放射線撮影システム。
【請求項１４】
前記自動露出制御部は、前記積算値が前記照射停止閾値に達すると予想される時間を算出し、算出した時間が経過したら前記放射線源による放射線の照射を停止させる請求の範囲第１項ないし第１２項のいずれか１項に記載の放射線撮影システム。
【請求項１５】
前記画素には、放射線を受けて信号電荷を蓄積し、スイッチング素子の駆動に応じて信号電荷を信号線に出力する通常画素と、
信号線にスイッチング素子を介さず直接接続された検出画素とがあり、
前記検出画素を前記線量検出センサとして用いる請求の範囲第１項ないし第１４項のいずれか１項に記載の放射線撮影システム。
【請求項１６】
前記画素には、放射線を受けて信号電荷を蓄積し、スイッチング素子の駆動に応じて信号電荷を信号線に出力する通常画素と、
前記通常画素とは独立に駆動するスイッチング素子が設けられた検出画素とがあり、
前記検出画素を前記線量検出センサとして用いる請求の範囲第１項ないし第１４項のいずれか１項に記載の放射線撮影システム。
【請求項１７】
前記放射線源と前記放射線画像検出装置を相対的に移動させ、被写体の複数の部位を含む長尺な撮影範囲を分割した複数の分割撮影範囲をそれぞれ撮影し、各分割撮影範囲に対応する複数枚の分割画像を合成して一枚の長尺画像を生成する長尺撮影を行う請求の範囲第１項ないし第１６項のいずれか一項に記載の放射線撮影システム。
【請求項１８】
前記放射線画像検出装置は、前記検出パネルが可搬型の筐体に収納された電子カセッテである請求の範囲第１項ないし第１７項のいずれか一項に記載の放射線撮影システム。
【請求項１９】
放射線を被写体に向けて照射する放射線源と、
前記放射線源から照射された放射線の到達線量に応じた電荷を蓄積する複数の画素が配列され、前記被写体の放射線画像を撮像する撮像面が形成された検出パネルを有する放射線画像検出装置と、
前記撮像面に配置され、前記到達線量を検出する複数の線量検出センサと、
前記線量検出センサで検出された前記到達線量の積算値と予め設定した照射停止閾値との比較結果に基づき、前記放射線画像の露出を制御するために前記放射線源による放射線の照射を停止させる自動露出制御を行う自動露出制御部とを備える放射線撮影システムの作動方法において、
前記撮像面の一部の領域に照射されると予測される到達予測線量を取得する到達予測線量取得ステップと、
前記到達予測線量と前記線量検出センサで検出した前記到達線量の比較結果に基づき、前記撮像面の中から、前記自動露出制御を行う際の採光野領域を特定する領域特定ステップと、
前記採光野領域に存在する前記線量検出センサを用いて、前記自動露出制御を行う自動露出制御ステップとを、
備えている放射線撮影システムの作動方法。
【請求項２０】
放射線源から照射された放射線の到達線量に応じた電荷を蓄積する複数の画素が配列され、被写体の放射線画像を撮像する撮像面が形成された検出パネルと、
前記撮像面に配置され、前記到達線量を検出する複数の線量検出センサと、
前記撮像面の一部の領域に照射されると予測される到達予測線量を取得する到達予測線量取得部と、
前記到達予測線量と前記線量検出センサで検出した前記到達線量の比較結果に基づき、前記撮像面の中から、前記放射線画像の露出を制御するために前記放射線源による放射線の照射を停止させる自動露出制御を行う際の採光野領域を特定する領域特定部と、
前記採光野領域に存在する前記線量検出センサで検出された前記到達線量の積算値と予め設定した照射停止閾値との比較結果に基づき、前記自動露出制御を行う自動露出制御部と、
を備えている放射線画像検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮影システムおよびその作動方法、並びに放射線画像検出装置に関する。
【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線を受けて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線を被写体に向けて照射するＸ線源、Ｘ線源の駆動を制御する線源制御装置、およびＸ線の照射開始指示を入力するための照射スイッチを有している。Ｘ線撮影装置は、被写体を透過したＸ線を受けてＸ線画像を検出するＸ線画像検出装置、およびＸ線画像検出装置の駆動を制御するとともにＸ線画像に各種画像処理を施すコンソールを有している。【０００３】
最近のＸ線撮影システムの分野では、Ｘ線フイルムやイメージングプレート（ＩＰ）に代わり、フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ；flat panel detector）を検出パネルとして用いたＸ線画像検出装置が普及している。ＦＰＤには、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する画素がマトリックス状に配列されている。ＦＰＤは、画素毎に信号電荷を蓄積し、蓄積した信号電荷を信号処理回路で電圧信号に変換することで、被写体の画像情報を表すＸ線画像を検出し、これをデジタルな画像データとして出力する。【０００４】
ＦＰＤを直方体形状の筐体に内蔵した電子カセッテ（可搬型のＸ線画像検出装置）も実用化されている。電子カセッテは、撮影台に据え付けられて取り外し不可なタイプと違って、フイルムカセッテやＩＰカセッテ用の既存の撮影台や専用の撮影台に着脱可能に取り付けて使用される他、据え付け型では撮影困難な部位を撮影するためにベッド上に置いたり被写体自身に持たせたりして使用される。また、自宅療養中の高齢者や、事故、災害等による急病人を撮影するため、撮影台の設備がない病院外に持ち出して使用されることもある。【０００５】
また、Ｘ線撮影システムにおいては、被写体への被曝量を抑えつつ適正な画質の放射線画像を得るために、Ｘ線の撮影中（照射中）にＸ線の線量の積算値（累積線量）を測定して、累積線量が目標線量に達した時点でＸ線源によるＸ線の照射を停止させる自動露出制御（ＡＥＣ；Automatic Exposure Control）が行われる場合がある。Ｘ線源が照射する線量は、Ｘ線の照射時間（ｓ：秒）とＸ線源が単位時間当たりに照射する線量を規定する管電流（ｍＡ）との積である管電流照射時間積（ｍＡｓ値）によって決まる。照射時間や管電流といった撮影条件は、被写体の撮影部位（胸部や頭部）、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。そのため、より適切な画質を得るために自動露出制御が行われる。【０００６】
自動露出制御を行う場合には、Ｘ線撮影システムには、被写体を透過したＸ線量を検出する線量検出センサが設けられる。線量検出センサが複数ある場合は、撮影部位に応じて診断時に最も注目すべき部分（関心領域、ＲＯＩともいう）にあたる採光野領域を設定して、採光野領域にある線量検出センサからのＸ線量を元にＸ線の照射停止のタイミングを判定している。【０００７】
特許文献１では、プレ曝射での複数の線量検出センサ（ＡＥＣセンサ）の出力に基づき採光野領域である乳腺位置に存在する線量検出センサを抽出し、抽出した線量検出センサを本曝射で使用するセンサとしている。複数の線量検出センサの出力の平均値を用いて乳腺位置を特定している。【０００８】
特許文献２には、画素の信号線（データ線）をＡＥＣに用いる放射線イメージングシステムが開示されている。採光野領域にあたる画素の信号線をプログラムにより自動で選択することが記載されている。【０００９】
特許文献３は、透視画像の画素値のヒストグラム解析により非照射野部分と素抜け領域（直接照射野部分）と採光野領域（被写体の照射野部分）とを認識し、採光野領域の画素の代表値との比較により採光野領域にあたる線量検出センサ（撮影用センサ）を選択している。【００１０】
特許文献４は、ＣＭＯＳセンサを用いた放射線画像読取装置において、ＣＭＯＳセンサの画素のうち、一番信号値が高い画素（素抜け領域）の信号に基づいてＸ線の照射終了を判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−２６４５１９号公報
【特許文献２】特開２０００−１３９８９０号公報
【特許文献３】特開平０９−０５５２９８号公報
【特許文献４】特開２００５−１４３８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
採光野領域の設定に際して、特許文献１のようにプレ曝射が必要であったり、特許文献３のようにヒストグラム解析が必要であると、処理の煩雑化と長時間化は避けられない。また、プレ曝射や透視撮影により患者に無用な被曝を強いるという問題もある。【００１３】
特許文献２は採光野領域にあたる画素のデータ線を自動選択するとしているが、どのように選択するかは詳述されていない。特許文献４はそもそもＸ線の照射終了を判定するものであり、Ｘ線の照射停止を判定するＡＥＣに適用したものではない。【００１４】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、ＡＥＣの採光野を簡便かつ高速に設定することができる放射線撮影システムおよびその作動方法、並びに放射線画像検出装置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】
【００１５】
本発明の放射線撮影システムは、放射線を被写体に向けて照射する放射線源と、放射線源から照射された放射線の到達線量に応じた電荷を蓄積する複数の画素が配列され、被写体の放射線画像を撮像する撮像面が形成された検出パネルを有する放射線画像検出装置とを備えた放射線撮影システムにおいて、複数の線量検出センサと、到達予測線量取得部と、領域特定部と、自動露出制御部とを備えている。線量検出センサは、撮像面に配置され、到達線量を検出する。到達予測線量取得部は、撮像面の一部の領域に照射されると予測される到達予測線量を取得する。領域特定部は、到達予測線量と線量検出センサで検出した到達線量の比較結果に基づき、撮像面の中から、放射線画像の露出を制御するために放射線源による放射線の照射を停止させる自動露出制御を行う際の採光野領域を特定する。自動露出制御は、採光野領域に存在する線量検出センサで検出された到達線量の積算値と予め設定された照射停止閾値との比較結果に基づき、自動露出制御を行う。【００１６】
到達予測線量取得部は、放射線源と放射線画像検出装置の撮像面との距離、および放射線源に与えられる管電圧及び管電流に基づき、放射線が被写体を透過せずに撮像面に直接照射される素抜け領域の第一到達予測線量を算出し、領域特定部は、第一到達予測線量と線量検出センサで検出された到達線量の比較結果から素抜け領域を特定し、特定した素抜け領域に基づいて、被写体を透過した放射線が照射される被写体領域を特定することが好ましい。【００１７】
到達予測線量取得部は、ＮＤＤ法による面積線量計算式を用いて第一到達予測線量を算出することが好ましい。【００１８】
採光野領域は、診断時に最も注目すべき関心領域にあたる領域であり、撮影部位を指定する操作入力部と、採光野領域に到達すると予測される第二到達予測線量を撮影部位毎に記憶する記憶部とを備え、到達予測線量取得部は、操作入力部で入力された撮影部位に応じた第二到達予測線量を記憶部から取得し、領域特定部は、第二到達予測線量と線量検出センサで検出された到達線量の比較結果から採光野領域を特定することが好ましい。【００１９】
放射線画像検出装置は、検出パネルから放射線画像を読み出す読み出し動作において、画素からの電荷に応じたアナログ電圧信号を増幅するゲイン可変型のアンプと、自動露出制御の際に採光野領域に存在する線量検出センサで検出された到達線量に基づいて、読み出し動作時のアンプのゲインを設定するゲイン設定部とを有することが好ましい。【００２０】
領域特定部は、撮像面を分割したブロックに含まれる複数の線量検出センサで検出された到達線量の代表値と到達予測線量を比較して、領域特定を行ってもよい。【００２１】
採光野領域は、診断時に最も注目すべき関心領域にあたる領域であり、採光野領域の候補領域を設定する候補領域設定部を有し、領域特定部は、候補領域の中から採光野領域を特定することが好ましい。【００２２】
放射線源には、撮像面のうち放射線が照射される照射野を限定する照射野限定器が設けられており、照射野限定器のコリメータ角度、および放射線源と放射線画像検出装置の位置関係に基づき、撮像面における照射野を特定する照射野特定部を備えていることが好ましい。【００２３】
照射野特定部で照射野を特定してから、領域特定部で照射野内の被写体領域を特定し、さらに被写体領域内の採光野領域を特定することが好ましい。【００２４】
採光野領域は、診断時に最も注目すべき関心領域にあたる領域であり、採光野領域の候補領域を設定する候補領域設定部を有し、照射野特定部は、候補領域の中から照射野を特定することが好ましい。【００２５】
領域特定部は、放射線源から放射線の照射が開始された直後で到達線量が増加している期間に領域特定をしてもよい。また、領域特定部は、放射線源から放射線の照射が開始された後、到達線量が一定の値になってから領域特定をしてもよい。【００２６】
自動露出制御部は、積算値が照射停止閾値に達したら放射線源による放射線の照射を停止させることが好ましい。また、自動露出制御部は、積算値が照射停止閾値に達すると予想される時間を算出し、算出した時間が経過したら放射線源による放射線の照射を停止させてもよい。【００２７】
本発明の放射線撮影システムの作動方法は、線量検出センサで検出された到達線量の積算値と予め設定した照射停止閾値との比較結果に基づき、放射線画像の露出を制御するために放射線源による放射線の照射を停止させる自動露出制御を行う自動露出制御部とを備える放射線撮影システムの作動方法において、到達予測線量取得ステップと、領域特定ステップと、自動露出制御ステップとを備えている。到達予測線量取得ステップは、撮像面の一部の領域に照射されると予測される到達予測線量を取得する。領域特定ステップは、到達予測線量と線量検出センサで検出した到達線量の比較結果に基づき、撮像面の中から、自動露出制御を行う際の採光野領域を特定する。自動露出制御ステップは、採光野領域に存在する線量検出センサを用いて、自動露出制御を行う。【００２８】
本発明の放射線画像検出装置は、検出パネルと、複数の線量検出センサと、到達予測線量取得部と、領域特定部と、自動露出制御部とを備えている。検出パネルは、放射線源から照射された放射線の到達線量に応じた電荷を蓄積する複数の画素が配列され、被写体の放射線画像を撮像する撮像面が形成されている。線量検出センサは、撮像面に配置され、到達線量を検出する。到達予測線量取得部は、撮像面の一部の領域に照射されると予測される到達予測線量を取得する。領域特定部は、到達予測線量と線量検出センサで検出した到達線量の比較結果に基づき、撮像面の中から、放射線画像の露出を制御するために放射線源による放射線の照射を停止させる自動露出制御を行う際の採光野領域を特定する。採光野領域に存在する線量検出センサで検出された到達線量の積算値と予め設定した照射停止閾値との比較結果に基づき、自動露出制御を行う。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、撮像面の一部に対して照射されると予測される到達予測線量を取得して、該到達予測線量と線量検出センサで検出された到達線量の比較結果から、自動露出制御を行う採光野領域を特定するので、ＡＥＣの採光野を簡便かつ高速に設定することができる放射線撮影システムおよびその作動方法、並びに放射線画像検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】Ｘ線撮影システムの構成を示す概略図である。
【図２】線源制御装置の内部構成と線源制御装置と他の装置との接続関係を示す図である。
【図３】電子カセッテの内部構成を示すブロック図である。
【図４】検出画素の配置を説明するための図である。
【図５】電子カセッテのＡＥＣ部および通信部の内部構成を示すブロック図である。
【図６】コンソールで設定される撮影条件を示す図である。
【図７】コンソールの内部構成を示すブロック図である。
【図８】コンソールの機能および情報の流れを示すブロック図である。
【図９】採光野選択回路の内部構成を示すブロック図である。
【図１０】各領域を特定するタイミングを説明するための図である。
【図１１】Ｘ線撮影の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】ＡＥＣの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】長尺撮影が可能なＸ線撮影システムの構成を示す概略図である。
【図１４】長尺撮影の際の撮影範囲の設定の様子を示す図である。
【図１５】長尺撮影の際のコンソールの機能および情報の流れを示すブロック図である。
【図１６】（Ａ）は長尺撮影時の各撮影位置を示す図であり、（Ｂ）は各撮影位置で取得される画像データを示す図である。
【図１７】長尺撮影の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１８】ＦＰＤの別の態様を示す図である。
【図１９】ＦＰＤのさらに別の態様を示す図である。
【図２０】Ｘ線の累積線量が目標値に達すると予想される時間を算出した後に検出画素を蓄積動作に切り替える態様の説明図である。
【図２１】読み出し動作時の積分アンプのゲインを設定する場合の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
［第一実施形態］
図１において、Ｘ線撮影システム２は、Ｘ線源１０と、Ｘ線源１０の動作を制御する線源制御装置１１と、Ｘ線の照射開始を指示するための照射スイッチ１２と、被写体Ｍを透過したＸ線を検出してＸ線画像を出力する電子カセッテ１３と、電子カセッテ１３の動作制御やＸ線画像の画像処理を担うコンソール１４と、被写体Ｍを立位姿勢で撮影するための立位撮影台１５とを有する。Ｘ線源１０、線源制御装置１１、および照射スイッチ１２はＸ線発生装置、電子カセッテ１３、およびコンソール１４はＸ線撮影装置をそれぞれ構成する。この他にも被写体Ｍを臥位姿勢で撮影するための臥位撮影台やＸ線源１０を所望の方向および位置にセットするための線源移動機構等が設けられている。
【００３２】
Ｘ線源１０は、Ｘ線を放射するＸ線管１６と、Ｘ線管１６が放射するＸ線の照射野を矩形状に限定する照射野限定器（コリメータ）１７とを有する。Ｘ線管１６は、熱電子を放出するフィラメントからなる陰極と、陰極から放出された熱電子が衝突してＸ線を放射する陽極（ターゲット）とを有している。照射野限定器１７は、例えば、Ｘ線を遮蔽する４枚の鉛板を四角形の各辺上に配置し、Ｘ線を透過させる四角形の照射開口が中央に形成されたものであり、線源制御装置１１の制御の下、鉛板の位置を移動することで照射開口の大きさを変化させて、照射野を限定する。
【００３３】
線源制御装置１１は、Ｘ線の照射野が電子カセッテ１３のＦＰＤ４５の撮像面４７（ともに図３参照）と略一致するように、照射野限定器１７から出射されるＸ線の角度範囲（以下、コリメータ角度という）を撮影室の床面と垂直なＺ方向と撮像面４７の幅方向であるＸ方向（紙面に垂直な方向）の二方向で調整する。図中の「θＺ」はＺ方向に関するコリメータ角度を示している。
【００３４】
図２において、線源制御装置１１は、トランスによって入力電圧を昇圧して高圧の管電圧を発生し、高電圧ケーブルを通じてＸ線源１０に供給する高電圧発生器３０と、Ｘ線源１０が照射するＸ線のエネルギースペクトルを決める管電圧、単位時間当たりの照射量を決める管電流、およびＸ線の照射時間を制御する制御部３１と、コンソール１４との主要な情報、信号の送受信を媒介する通信Ｉ／Ｆ３２とを備える。
【００３５】
制御部３１には照射スイッチ１２とメモリ３３とタッチパネル３４が接続されている。照射スイッチ１２は、オペレータによって操作される例えば二段階押しのスイッチであり、一段階押しでＸ線源１０のウォームアップを開始させるためのウォームアップ開始信号を発生し、二段階押しでＸ線源１０に照射を開始させるための照射開始信号を発生する。これらの信号は信号ケーブルを通じて線源制御装置１１に入力される。制御部３１は、照射スイッチ１２から照射開始信号を受けたときに高電圧発生器３０からＸ線源１０への電力供給を開始させる。
【００３６】
メモリ３３は、管電圧、管電流と照射時間の積である管電流照射時間積（ｍＡｓ値）といった撮影条件を予め数種類格納している。撮影条件はタッチパネル３４を通じてオペレータにより手動で設定される。
【００３７】
良好な画質のＸ線画像を得るために必要な線量は、撮影部位に応じておおよその値が決まっているが、被写体の体格に応じてＸ線の透過率が変化するため、同じ照射量を与えても、被写体の体格によって電子カセッテ１３のＦＰＤ４５への到達線量は変化する。そのため、Ｘ線撮影システム２は、電子カセッテ１３において被写体の体格が異なっても必要な線量が得られるように、ＡＥＣが行われる。
【００３８】
線源制御装置１１は、設定された撮影条件の管電圧や管電流照射時間積でＸ線を照射を開始する。ＡＥＣはこれに対して必要十分な目標線量に到達したことを検出すると、線源制御装置１１で設定された管電流照射時間積以下であってもＸ線の照射を停止するように機能する。なお、目標線量に達してＡＥＣによる照射停止の判断がされる前にＸ線の照射が終了して線量不足に陥ることを防ぐために、Ｘ線源１０の撮影条件としては、目標線量に対して余裕を持った値が設定される。なお、設定される管電流照射時間積は、撮影部位に応じた値とすることが好ましい。また、管電流照射時間積の代わりに、管電流と照射時間が個別に設定されていてもよい。
【００３９】
照射信号Ｉ／Ｆ３５は、電子カセッテ１３との間で動作タイミングを同期させる同期制御を行うために、電子カセッテ１３と通信可能に接続するための接続Ｉ／Ｆである。制御部３１は、照射スイッチ１２からウォームアップ開始信号を受けたときに、電子カセッテ１３に対してＸ線の照射を開始してよいか否かを問い合わせる照射開始要求信号を照射信号Ｉ／Ｆ３５を介して電子カセッテ１３に送信する。そして、電子カセッテ１３から、照射開始要求信号に対する応答として、照射を受ける準備が完了したことを表す照射許可信号を照射信号Ｉ／Ｆ３５を介して受信する。さらに、電子カセッテ１３は、ＡＥＣ機能を内蔵しており、Ｘ線源１０によるＸ線の照射を停止させるための照射停止信号を出力する。制御部３１は、照射停止信号を、照射信号Ｉ／Ｆ３５を介して受信する。
【００４０】
制御部３１は、照射許可信号を照射信号Ｉ／Ｆ３５で受け、さらに照射スイッチ１２から照射開始信号を受けたときに高電圧発生器３０からＸ線源１０への電力供給を開始させる。また、制御部３１は、電子カセッテ１３から発せられる照射停止信号を照射信号Ｉ／Ｆ３５で受けたときに、高電圧発生器３０からＸ線源１０への電力供給を停止させ、Ｘ線の照射を停止させる。
【００４１】
電子カセッテ１３は、ＦＰＤ４５とＦＰＤ４５を収容する可搬型の筐体（図示せず）とからなる。電子カセッテ１３の筐体は略矩形状で偏平な形状を有し、平面サイズはフイルムカセッテやＩＰカセッテ（ＣＲカセッテとも呼ばれる）と同様の大きさ（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。
【００４２】
電子カセッテ１３はＸ線撮影システム２が設置される撮影室一部屋に複数台、例えば立位撮影台１５、臥位撮影台用に二台配備される。電子カセッテ１３は、ＦＰＤ４５の撮像面４７がＸ線源１０と対向する姿勢、より具体的にはＸ線管１６の焦点からＹ方向（撮影室の床面と平行かつＸ方向に垂直な方向）に引いた垂線の延長線上に撮像面４７の中心が位置するよう、立位撮影台１５のホルダ１８に着脱自在にセットされる。電子カセッテ１３は、立位撮影台１５や臥位撮影台にセットするのではなく、被写体が仰臥するベッド上に置いたり被写体自身に持たせたりして単体で使用することも可能である。
【００４３】
コンソール１４は、有線方式や無線方式により電子カセッテ１３と通信可能に接続されており、キーボード等の入力デバイス１９を介したオペレータからの入力操作に応じて電子カセッテ１３の動作を制御する。具体的には、電子カセッテ１３の電源のオンオフ、待機モードや撮影モードへのモード切替等の制御を行う。
【００４４】
コンソール１４は、電子カセッテ１３から送信されるＸ線画像データに対してオフセット補正やゲイン補正、欠陥補正等の各種画像処理を施す。欠陥補正では、検出画素６５がある列の画素値を隣り合う検出画素６５がない列の画素値で補間する。なお、上記の各種画像処理を電子カセッテ１３で行ってもよい。
【００４５】
画像処理済みのＸ線画像はコンソール１４のディスプレイ２０に表示される他、そのデータがコンソール１４内のメモリ１０１やストレージデバイス１０２（ともに図７参照）、あるいはコンソール１４とネットワーク接続された画像蓄積サーバといったデータストレージに記憶される。
【００４６】
コンソール１４は、患者の性別、年齢、撮影部位、撮影目的といった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２０に表示する。検査オーダは、ＨＩＳ（病院情報システム）やＲＩＳ（放射線情報システム）といった患者情報や放射線検査に係る検査情報を管理する外部システムから入力されるか、オペレータにより手動入力される。検査オーダには、頭部、胸部、腹部等の撮影部位、正面、側面、斜位、ＰＡ（Ｘ線を被写体の背面から照射）、ＡＰ（Ｘ線を被写体の正面から照射）といった撮影方向が含まれる。オペレータは、検査オーダの内容をディスプレイ２０で確認し、その内容に応じた撮影条件をディスプレイ２０に映された操作画面を通じて入力する。線源制御装置１１に入力される撮影条件は、コンソール１４に入力された撮影条件が参照されて同様の撮影条件が入力される。
【００４７】
図３において、電子カセッテ１３には、コンソール１４と有線方式または無線方式で通信するための通信部４０、およびバッテリ４１が内蔵されている。通信部４０は、コンソール１４と制御部４２の画像データを含む各種情報、信号の送受信を媒介する。バッテリ４１は、電子カセッテ１３の各部を動作させるための電力を供給する。バッテリ４１は、薄型の電子カセッテ１３内に収まるよう比較的小型のものが使用される。また、バッテリ４１は、電子カセッテ１３から外部に取り出して専用のクレードルにセットして充電することも可能である。バッテリ４１を無線給電可能な構成としてもよい。
【００４８】
通信部４０は、電波状態が悪い場合など電子カセッテ１３とコンソール１４との無線通信が不可能になった場合にコンソール１４と有線接続される。通信部４０にコンソール１４からのケーブルを接続した場合、コンソール１４との有線通信が可能になる。また、通信ケーブルと電源供給ケーブルを一体にした複合ケーブルを用い、コンソール１４や商用電源から、電子カセッテ１３への給電やバッテリ４１の充電ができるようにしてもよい。
【００４９】
ＦＰＤ４５は、Ｘ線画像を検出する検出パネルであり、ＴＦＴアクティブマトリクス基板を有し、この基板上にＸ線の到達線量に応じた電荷を蓄積する複数の画素４６を配列してなる撮像面４７を備えている。複数の画素４６は、所定のピッチで二次元にｎ行（ｘ方向）×ｍ列（ｙ方向）のマトリクス状に配列されている。ここで、ｍ及びｎは、２以上の整数である。ＦＰＤ４５の画素数は、例えば、約２０００×約２０００である。
【００５０】
ＦＰＤ４５は、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータ（蛍光体）を有し、シンチレータによって変換された可視光を画素４６で光電変換する間接変換型である。シンチレータは、ＣｓＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化セシウム）やＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ、ガドリウムオキシサルファイド）等からなり、画素４６が配列された撮像面４７の全面と対向するように配置されている。なお、シンチレータとＴＦＴアクティブマトリクス基板は、Ｘ線の入射する側からみてシンチレータ、基板の順に配置されるＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式でもよいし、逆に基板、シンチレータの順に配置されるＩＳＳ（Irradiation Side sampling）方式でもよい。また、シンチレータを用いず、Ｘ線を直接電荷に変換する変換層（アモルファスセレン等）を用いた直接変換型のＦＰＤを用いてもよい。
【００５１】
画素４６は、可視光の入射によって電荷（電子−正孔対）を発生する光電変換素子であるフォトダイオード４８、フォトダイオード４８が発生した電荷を蓄積するキャパシタ（図示せず）、およびスイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４９を備える。
【００５２】
フォトダイオード４８は、電荷を発生する半導体層（例えばＰＩＮ型）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。フォトダイオード４８は、下部電極にＴＦＴ４９が接続され、上部電極にはバイアス線が接続されている。バイアス線は撮像面４７内の画素４６の行数分（ｎ行分）設けられて一本の結線に結束されている。結線はバイアス電源に繋がれている。結線とバイアス線を通じて、バイアス電源からフォトダイオード４８の上部電極にバイアス電圧が印加される。バイアス電圧の印加により半導体層内に電界が生じ、光電変換により半導体層内で発生した電荷（電子−正孔対）は、一方がプラス、他方がマイナスの極性を持つ上部電極と下部電極に移動し、キャパシタに電荷が蓄積される。
【００５３】
ＴＦＴ４９は、ゲート電極が走査線５０に、ソース電極が信号線５１に、ドレイン電極がフォトダイオード４８にそれぞれ接続される。走査線５０と信号線５１は格子状に配線されており、走査線５０は撮像面４７内の画素４６の行数分（ｎ行分）、信号線５１は画素４６の列数分（ｍ列分）それぞれ設けられている。走査線５０はゲートドライバ５２に接続され、信号線５１は信号処理回路５５に接続される。
【００５４】
ゲートドライバ５２は、ＴＦＴ４９を駆動することにより、Ｘ線の到達線量に応じた信号電荷を画素４６に蓄積する蓄積動作と、画素４６から信号電荷を読み出す読み出し（本読み）動作と、リセット（空読み）動作とを行わせる。制御部４２は、ゲートドライバ５２によって実行される上記各動作の開始タイミングを制御する。
【００５５】
蓄積動作ではＴＦＴ４９がオフ状態にされ、その間に画素４６に信号電荷が蓄積される。読み出し動作では、ゲートドライバ５２から同じ行のＴＦＴ４９を一斉に駆動するゲートパルスＧ１〜Ｇｎを順次発生して、走査線５０を一行ずつ順に活性化し、走査線５０に接続されたＴＦＴ４９を一行分ずつオン状態とする。画素４６のキャパシタに蓄積された電荷は、ＴＦＴ４９がオン状態になると信号線５１に読み出されて、信号処理回路５５に入力される。
【００５６】
信号処理回路５５は、積分アンプ５６、ＣＤＳ回路（ＣＤＳ）５７、マルチプレクサ（ＭＵＸ）５８、およびＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）５９等を備える。積分アンプ５６は、各信号線５１に対して個別に接続される。積分アンプ５６は、オペアンプ５６ａとオペアンプ５６ａの入出力端子間に接続されたキャパシタ５６ｂとからなり、信号線５１はオペアンプ５６ａの一方の入力端子に接続される。オペアンプ５６ａのもう一方の入力端子はグランド（ＧＮＤ）に接続される。キャパシタ５６ｂにはリセットスイッチ５６ｃが並列に接続されている。積分アンプ５６は、信号線５１から入力される電荷を積算し、アナログ電圧信号Ｖ１〜Ｖｍに変換して出力する。各列のオペアンプ５６ａの出力端子には、増幅器６０、ＣＤＳ５７を介してＭＵＸ５８が接続される。ＭＵＸ５８の出力側には、Ａ／Ｄ変換器５９が接続される。
【００５７】
ＣＤＳ５７はサンプルホールド回路を有し、積分アンプ５６の出力電圧信号に対して相関二重サンプリングを施してノイズを除去するとともに、サンプルホールド回路で積分アンプ５６の出力電圧信号を所定期間保持（サンプルホールド）する。ＭＵＸ５８は、シフトレジスタ（図示せず）からの動作制御信号に基づき、パラレルに接続される各列のＣＤＳ５７から順に一つのＣＤＳ５７を電子スイッチで選択し、選択したＣＤＳ５７から出力される電圧信号Ｖ１〜ＶｍをシリアルにＡ／Ｄ変換器５９に入力する。なお、ＭＵＸ５８とＡ／Ｄ変換器５９の間に増幅器（アンプ）を接続してもよい。
【００５８】
Ａ／Ｄ変換器５９は、入力された１行分のアナログの電圧信号Ｖ１〜Ｖｍをデジタル値に変換して、電子カセッテ１３に内蔵されるメモリ６１に出力する。メモリ６１には、１行分のデジタル値が、それぞれの画素４６の撮像面４７内における座標（行番号及び列番号からなるアドレス）に対応付けられて、１行分のＸ線画像を表す画像データとして記録される。こうして１行分の読み出しが完了する。
【００５９】
ＭＵＸ５８によって積分アンプ５６からの一行分の電圧信号Ｖ１〜Ｖｍが読み出されると、制御部４２は、積分アンプ５６に対してリセットパルスＲＳＴを出力し、リセットスイッチ５６ｃをオンする。これにより、キャパシタ５６ｂに蓄積された一行分の信号電荷が放電されてリセットされる。積分アンプ５６をリセットした後、再度リセットスイッチ５６ｃをオフして所定時間経過後にＣＤＳ５７のサンプルホールド回路の一つをホールドし、積分アンプ５６のｋＴＣノイズ成分をサンプリングする。その後、ゲートドライバ５２から次の行のゲートパルスが出力され、次の行の画素４６の信号電荷の読み出しを開始させる。さらにゲートパルスが出力されて所定時間経過後に次の行の画素４６の信号電荷をＣＤＳ５７のもう一つのサンプルホールド回路でホールドする。これらの動作を順次繰り返して全行の画素４６の信号電荷を読み出す。
【００６０】
全行の読み出しが完了すると、一画面分のＸ線画像を表す画像データがメモリ６１に記録される。この画像データはメモリ６１から読み出され、通信部４０を通じてコンソール１４に出力される。こうして被写体のＸ線画像が検出される。
【００６１】
フォトダイオード４８の半導体層には、Ｘ線の入射の有無に関わらず暗電荷が発生する。この暗電荷はバイアス電圧が印加されているために画素４６のキャパシタに蓄積される。画素４６において発生する暗電荷は、画像データに対してはノイズ成分となるので、これを除去するために所定時間間隔でリセット動作が行われる。リセット動作は、画素４６において発生する暗電荷を、信号線５１を通じて掃き出す動作である。
【００６２】
リセット動作は、例えば、一行ずつ画素４６をリセットする順次リセット方式で行われる。順次リセット方式では、信号電荷の読み出し動作と同様、ゲートドライバ５２から走査線５０に対してゲートパルスＧ１〜Ｇｎを順次発生して、画素４６のＴＦＴ４９を一行ずつオン状態にする。ＴＦＴ４９がオン状態になっている間、画素４６から暗電荷が信号線５１を通じて積分アンプ５６のキャパシタ５６ｂに流れる。リセット動作では、読み出し動作と異なり、ＭＵＸ５８によるキャパシタ５６ｂに蓄積された電荷の読み出しは行われず、各ゲートパルスＧ１〜Ｇｎの発生と同期して、制御部４２からリセットパルスＲＳＴが出力されてリセットスイッチ５６ｃがオンされ、キャパシタ５６ｂに蓄積された電荷が放電されて積分アンプ５６がリセットされる。
【００６３】
順次リセット方式に代えて、配列画素の複数行を一グループとしてグループ内で順次リセットを行い、グループ数分の行の暗電荷を同時に掃き出す並列リセット方式や、全行にゲートパルスを入れて全画素の暗電荷を同時に掃き出す全画素リセット方式を用いてもよい。並列リセット方式や全画素リセット方式によりリセット動作を高速化することができる。
【００６４】
ＦＰＤ４５は、上述のようにＴＦＴ４９を介して信号線５１に接続された通常の画素４６の他に、ＴＦＴ４９を介さず信号線５１に短絡して接続された検出画素６５を同じ撮像面４７内に複数備えている。検出画素６５は、撮像面４７へのＸ線の到達線量を検出するために利用される画素であり、ＡＥＣセンサ(線量検出センサ)として機能する。検出画素６５は、Ｘ線の到達線量の積算値が所定値に達したときに、照射停止信号を出力するために用いられる。検出画素６５は撮像面４７内の画素４６の数ｐｐｍ(parts per million)〜数％程度を占める。
【００６５】
図４に示すように、検出画素６５は、撮像面４７内で局所的に偏ることなく撮像面４７内に満遍なく散らばるよう、撮像面４７の中心に関して左右対称な点線で示す波形の軌跡６６に沿って設けられている。検出画素６５は、同じ信号線５１が接続された画素４６の列に一個ずつ設けられ、検出画素６５が設けられた列は、検出画素６５が設けられない列を例えば二〜三列挟んで設けられる。検出画素６５の位置はＦＰＤ４５の製造時に既知であり、ＦＰＤ４５は全検出画素６５の撮像面４７の位置（座標）を不揮発性のメモリ（図示せず）に予め記憶している。なお、本実施形態とは逆に検出画素６５を局所に集中して配置してもよく、検出画素６５の配置は適宜変更可能である。例えば乳房を撮影対象とするマンモグラフィ装置では胸壁側に集中して検出画素６５を配置するとよい。
【００６６】
検出画素６５は信号線５１との間にＴＦＴ４９が設けられておらず、信号線５１に直に接続されているので、検出画素６５で発生した信号電荷は、直ちに信号線５１に読み出される。同列にある通常の画素４６がＴＦＴ４９をオフ状態とされ、信号電荷を蓄積する蓄積動作中であっても同様である。このため検出画素６５が接続された信号線５１上の積分アンプ５６のキャパシタ５６ｂには、検出画素６５で発生した電荷が常に流入する。蓄積動作時、積分アンプ５６に蓄積された検出画素６５からの電荷は、所定のサンプリング周期でＡ／Ｄ変換器５９に出力され、Ａ／Ｄ変換器５９でアナログの電圧信号がデジタル値に変換される（以下、線量検出信号という）。線量検出信号はメモリ６１に出力される。メモリ６１には、検出画素６５の線量検出信号が、撮像面４７内の座標と対応付けて記録される。ＦＰＤ４５は、こうした線量検出動作を、所定のサンプリングレートで複数回繰り返す。
【００６７】
ＡＥＣ部６２は、制御部４２により駆動制御される。ＡＥＣ部６２は、所定のサンプリングレートで複数回取得される線量検出信号をメモリ６１から読み出して、読み出した線量検出信号に基づいてＡＥＣを行う。１回のサンプリングで取得される線量検出信号は、撮像面４７に到達するＸ線の到達線量の瞬時値である。ＡＥＣ部６２は、複数回のサンプリングで取得した線量検出信号を座標毎に順次加算することにより、撮像面４７に到達するＸ線の到達線量の積算値を求める。
【００６８】
図５において、ＡＥＣ部６２は、採光野選択回路７５、積分回路７６、比較回路７７、および閾値発生回路７８を有する。採光野選択回路７５は、撮像面４７の中から、診断時に最も注目すべき関心領域にあたる採光野領域を選択する。採光野領域の選択は、具体的には、選択した採光野領域内に存在する検出画素６５を選択することにより行われる。
【００６９】
関心領域は、例えば、撮影部位が胸部で、肺の状態を診断するような場合には、左右の肺野である。胸部を撮影する場合には、被検者の胸部を撮像面４７と対面させて撮影を行うが、撮像面４７に対面するのは胸部ばかりでなく、腕や腹部の一部が含まれる。また、撮像面４７内には、被写体と対面する被写体領域以外に、被写体が存在せずＸ線が直接入射する素抜け領域も生じる。採光野選択回路７５は、まず、撮像面４７から素抜け領域を除く被写体領域を特定し、次に、特定した被写体領域の中から、関心領域となる採光野領域を特定するというように２段階で領域特定を行う。
【００７０】
素抜け領域には、被写体を透過せずに直接Ｘ線が入射する領域であるため、被写体の撮影部位とは無関係に、撮影条件（管電圧及び管電流）などから到達線量の予測値（第一到達予測線量）を計算で求めることができる。採光野選択回路７５は、撮像面４７内の検出画素６５が出力する線量検出信号と第一到達予測線量との比較に基づいて素抜け領域を特定し、特定した素抜け領域を除く領域を被写体領域と特定する。
【００７１】
採光野選択回路７５は、胸部撮影の場合には、特定された被写体領域の中から、採光野領域として、関心領域にあたる左右の肺野を特定する。撮像面４７内において左右の肺野と対面する領域はおおよその位置や大きさは分かるが、患者の体格によって肺野の位置や大きさには個人差がある。例えば、成人と子供、あるいは性別の違いによっても体の位置や大きさは異なるため、肺野の位置や大きさも異なる。また、成人男性間でも身長や体の横幅に個人差があるため、肺野の位置や大きさにも個人差がある。そのため、例えば、成人男性の肺野の位置や大きさを基準に採光野領域を設定すると、患者が子供の場合には、成人男性と比較して肺野が小さいため、肺野以外の領域が採光野領域に含まれてしまうといったことがおこり、肺野に対する適切な線量を測定することができないおそれがある。
【００７２】
そこで、関心領域にあたる採光野領域に関して、予めシミュレーションで到達予測線量（第二到達線量）を取得しておき、採光野選択回路７５は、第二到達予測線量に基づいて、撮像面４７内において関心領域にあたる採光野領域を選択する。第二到達予測線量は、関心領域に到達すると予測される到達予測線量であり、例えば、関心領域が肺野の場合には、ある撮影条件（管電圧及び管電流）の下、肺野に到達すると予測される到達予測線量である。胸部において、左右の肺野の境界には縦隔があり、縦隔の下部には心臓、肺野の下方には横隔膜がある。これら肺野の周辺部位と肺野ではＸ線吸収率が異なるため、同じ線量を照射しても、肺野とその周辺部位では到達線量が変化する。採光野選択回路７５は、肺野に対応する第二到達予測線量と、検出画素６５の線量検出信号との比較により、撮像面４７内における肺野に対応する領域を特定し、その領域を採光野領域として特定する。
【００７３】
第二到達予測線量は、例えば、標準的な成人男性の体型に基づき予め実験やシミュレーションにより求められた値である。もちろん、肺野のＸ線吸収率は、体厚の影響を受けるため、採光野選択回路７５は、検出画素６５の線量検出信号が、第二到達予測線量と一致する場合だけでなく、第二到達予測線量を基準とする所定の範囲に含まれる場合に、当該検出画素６５が存在する領域を肺野と判定する。これにより、体厚が標準よりも厚い場合や薄い場合、あるいは、成人女性、子供など成人男性以外の肺野も特定できるようにしている。
【００７４】
また、第二到達予測線量は、採光野選択回路７５が採光野選択処理を実行する時間内に、検出画素６５で検出される線量検出信号と比較される値であるから、その時間内で設定された照射時間で到達すると予測される値である。例えば、採光野選択処理を実行する時間が１０ｍｓｅｃだとすると、シミュレーションにおいて１０ｍｓｅｃ以内の照射時間が設定され、その照射時間内に到達すると予測される線量の値が記録される。具体的には、数回〜数十回程度のサンプリングで取得される線量検出信号と比較できる値がシミュレーションで求められる。
【００７５】
積分回路７６は、採光野選択回路７５で選択された検出画素６５からの線量検出信号の平均値、最大値、最頻値、または合計値などの採光野領域の代表値を積算する。比較回路７７は、Ｘ線の照射が開始されたときに積分回路７６からの線量検出信号の積算値のモニタリングを開始する。そして、積算値と閾値発生回路７８から与えられる照射停止閾値とを適宜のタイミングで比較する。積算値が閾値に達したとき、比較回路７７は照射停止信号を出力する。
【００７６】
通信部４０には、照射信号Ｉ／Ｆ８０が設けられている。照射信号Ｉ／Ｆ８０には線源制御装置１１の照射信号Ｉ／Ｆ３５が接続される。照射信号Ｉ／Ｆ８０は、照射開始要求信号の受信、照射開始要求信号に対する照射許可信号の送信、比較回路７７の出力、すなわち照射停止信号の送信を行う。
【００７７】
図６に示すように、コンソール１４には、撮影部位（胸部や頭部）に応じた管電流及び管電圧を含む撮影条件と、撮影条件に対応して、第二到達予測線量と照射停止閾値などが設定されている。第二到達予測線量は、上述のとおり、採光野選択回路７５が採光野選択処理を実行する際に参照する情報である。照射停止閾値は、閾値発生回路７８によって読み出され、ＡＥＣ部６２が、Ｘ線の照射停止を判断するために、採光野領域内の検出画素６５の線量検出信号の積算値と比較される情報である。これらの情報はストレージデバイス１０２に格納されている。
【００７８】
なお、図６では撮影部位として胸部、頭部のみを例示しているが、実際には腹部、脚部、あるいは長尺撮影の被写体の首下から腰までの上半身をカバーする全脊椎、腰からつま先までの下半身をカバーする全下肢といった他の撮影部位に対応する撮影条件や、それに応じた第二到達予測線量及び照射停止閾値も記憶されている。また、第二到達予測線量について、標準的な値を１つ設定する例で説明しているが、やせ型、標準、肥満型といった被写体Ｍの体型（体厚）に応じた第二到達予測線量を複数種類記憶しておき、被写体Ｍの体型（体厚）を入力させ、入力された体型（体厚）に応じて第二到達予測線量を変更してもよい。また、胸部の関心領域は肺野というように、撮影部位毎に関心領域が１つ設定される例で説明しているが、１つの撮影部位に対して関心領域を複数設定してもよい。この場合には、関心領域毎に第二到達予測線量及び照射停止閾値が設定される。
【００７９】
図７において、コンソール１４を構成するコンピュータは、上記の入力デバイス１９およびディスプレイ２０の他に、ＣＰＵ１００、メモリ１０１、ストレージデバイス１０２、および通信Ｉ／Ｆ１０３を備えている。これらはデータバス１０４を介して相互接続されている。
【００８０】
ストレージデバイス１０２は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）である。ストレージデバイス１０２には、制御プログラムやアプリケーションプログラム（以下、ＡＰという）１０５が記憶される。ＡＰ１０５は、検査オーダやＸ線画像の表示処理、Ｘ線画像に対する画像処理、撮影条件の設定等、Ｘ線撮影に関する様々な機能をコンソール１４に実行させるためのプログラムである。
【００８１】
メモリ１０１は、ＣＰＵ１００が処理を実行するためのワークメモリである。ＣＰＵ１００は、ストレージデバイス１０２に記憶された制御プログラムをメモリ１０１へロードして、プログラムに従った処理を実行することにより、コンピュータの各部を統括的に制御する。通信Ｉ／Ｆ１０３は、ＲＩＳ、ＨＩＳ、画像蓄積サーバ、電子カセッテ１３等の外部装置との無線または有線による伝送制御を行うネットワークインターフェースである。入力デバイス１９は、キーボードやマウス、あるいはディスプレイ２０と一体となったタッチパネル等である。入力デバイス１９は、撮影条件を設定する際や、ＦＰＤ４５の撮像面４７の位置Ｙ０からＸ線管１６の焦点の位置Ｙ１までの距離ＳＩＤ（Source Image Distance、図１参照）や、撮像面４７上においてＸ線が照射される範囲である、Ｘ方向、Ｚ方向（図１参照）の撮影範囲の幅ＸＰ、ＺＰ（図１４参照）を入力する際等に操作される。
【００８２】
図８において、コンソール１４のＣＰＵ１００は、ＡＰ１０５を起動すると、コリメータ角度設定部１１０、駆動制御部１１１、カセッテ制御部１１２、画像処理部１１３、および表示制御部１１４として機能する。コリメータ角度設定部１１０は、照射野限定器１７によるコリメータ角度を設定する。駆動制御部１１１は、コリメータ角度設定部１１０で設定された条件に応じて、線源制御装置１１を介して照射野限定器１７を駆動させる。画像処理部１１３は、上述のオフセット補正、ゲイン補正、欠陥補正等の各種画像処理を行って画像データを作成する。表示制御部１１４は、画像データに基づくＸ線画像や、撮影に必要な操作メニュー等をディスプレイ２０に表示させる。
【００８３】
コリメータ角度設定部１１０は、入力デバイス１９を介して入力されるＳＩＤとＸ方向、Ｚ方向の撮影範囲の幅ＸＰ、ＺＰに基づいてコリメータ角度を算出する。Ｘ方向に関するコリメータ角度θＸは、次式（１−１）で求められる。Ｚ方向に関するコリメータ角度θＺについても同様に次式（１−２）で算出可能である。
θＸ＝２×ｔａｎ−１｛（ＸＰ／２）／ＳＩＤ｝  ・・・式（１−１）
θＺ＝２×ｔａｎ−１｛（ＺＰ／２）／ＳＩＤ｝  ・・・式（１−２）
線源制御装置１１は、コリメータ角度θＸ、θＺがコリメータ角度設定部１１０で求めた値となるように照射野限定器１７を駆動する。なお、撮影範囲の幅ＸＰ、ＺＰは、デフォルトでは撮像面４７のＸ方向、Ｚ方向の幅が設定されており、被写体Ｍの体格が痩せていて体の横幅が狭い場合など撮影部位の面積が撮像面４７に比して小さい場合にオペレータにより適宜修正される。
【００８４】
カセッテ制御部１１２は、設定された撮影部位に応じた第二到達予測線量、および照射停止閾値の情報（図６のＥ１やＥ２、およびｔｈ１やｔｈ２）をストレージデバイス１０２から読み出して電子カセッテ１３に提供する。採光野選択回路７５は、カセッテ制御部１１２から提供される第二到達予測線量に基づき、関心領域にあたる採光野領域に存在する検出画素６５を特定する。また、閾値発生回路７８は、カセッテ制御部１１２から提供される照射停止閾値の情報を、その撮影で線量検出信号の積算値と比較する情報として設定する。
【００８５】
図９において、採光野選択回路７５は、照射野特定部１２０、被写体領域特定部１２１、第一到達予測線量算出部１２２、および採光野領域特定部１２３を備えている。照射野特定部１２０は、設定される撮影範囲の幅ＸＰ、ＺＰに基づいて、その撮影範囲に対応する撮像面４７内における照射野を特定する。そして、検出画素６５から出力されて、検出画素６５の座標毎にメモリ６１に記録された線量検出信号を読み出して、それらの線量検出信号のうち、照射野に存在する検出画素６５の線量検出信号をピックアップする。言い換えれば、非照射野（Ｘ線が照射されない領域）の部分に存在する検出画素６５の線量検出信号を採光野の候補から除外する。なお、撮影範囲の幅ＸＰ、ＺＰがデフォルトの設定の場合は撮像面４７の全面が照射野となるので、照射野特定部１２０は作動しない。
【００８６】
なお、照射野特定用の閾値を設定し、線量検出信号と閾値を比較することにより照射野を特定してもよい。この場合、Ｘ線が当たらない非照射野は線量検出信号が略ゼロとなるため、閾値にはゼロに近い値を設定する（図１０のｔｈ０参照）。そして、線量検出信号が閾値以下の領域を非照射と特定し、残りの領域を照射野と特定する。
【００８７】
被写体領域特定部１２１は、照射野に存在する検出画素６５から出力される線量検出信号のうち、被写体Ｍを透過したＸ線が照射される被写体領域に存在する検出画素６５の線量検出信号をピックアップする。つまり被写体Ｍを透過せずにＸ線が直接入射する素抜け領域に存在する検出画素６５の線量検出信号を採光野の候補から除外する。
【００８８】
第一到達予測線量算出部１２２は、ＳＩＤ、撮影条件（管電圧、管電流）等をパラメータとする線量との関係式から、そのシチュエーションで素抜け領域に到達するであろうＸ線の線量の予測値（第一到達予測線量）を算出する。第一到達予測線量も、第二到達予測線量と同様に、採光野選択回路７５が採光野選択処理を実行する時間内に、検出画素６５で検出される線量検出信号と比較される値であるから、その時間内に到達すると予測される値が求められる。例えば、数回〜数十回程度のサンプリングで取得される線量検出信号と比較できる値が算出される。算出された第一到達予測線量は、被写体領域特定部１２１に出力される。照射野の特定と第一到達予測線量の算出に必要な各種パラメータは、カセッテ制御部１１２を介して取得する。
【００８９】
第一到達予測線量の算出には、例えばＮＤＤ法（Numerical Dose Determination
method）による面積線量計算式を用いる。高電圧発生器３０の整流方式（インバータ、単相、三相）に応じて決定される定数をＴ、管電圧補正係数をＣ＿ｋＶ、Ｘ線源１０に設置する各種フィルタの厚さに対する管電圧の補正係数をＣ＿Ｆｉｌ、管電流照射時間積をｍＡｓ、後方散乱補正係数をＢＳＦ、撮像面４７上のＸ線の照射野をＡＲＥＡとした場合、面積線量Ｄは、
Ｄ＝Ｔ×Ｃ＿ｋＶ×Ｃ＿Ｆｉｌ×ｍＡｓ×（１／ＳＩＤ）２×ＢＳＦ×ＡＲＥＡ  ・・・式（２）
を計算することで求められる。上記Ｔ、Ｃ＿ｋＶ等はストレージデバイス１０２にデータテーブル形式で格納されており、カセッテ制御部１１２はＸ線源１０や高電圧発生器３０の仕様に応じた値をストレージデバイス１０２から読み出して第一到達予測線量算出部１２２に提供する。
【００９０】
被写体領域特定部１２１は、第一到達予測線量算出部１２２からの第一到達予測線量と、照射野に存在する検出画素６５からの線量検出信号の大小を比較する。そして、線量検出信号が第一到達予測線量以上の検出画素６５を素抜け領域に存在する検出画素６５と特定し、それ以外を被写体領域に存在するものと特定する。もしくは、線量検出信号が第一到達予測線量を中心値とする所定の範囲（第一到達予測線量±α）に収まる検出画素６５を素抜け領域に存在する検出画素６５と特定してもよい。こうして、照射野特定部１２０および被写体領域特定部１２１により、検出画素６５の線量検出信号のうち、非照射野および素抜け領域に存在する検出画素６５の線量検出信号を採光野の候補から除外する。
【００９１】
採光野領域特定部１２３は、カセッテ制御部１１２を介して第二到達予測線量の情報を取得する。採光野領域特定部１２３は、取得した第二到達予測線量と、照射野かつ被写体領域に存在する検出画素６５からの線量検出信号の大小を比較する。採光野領域特定部１２３は、線量検出信号が第二到達予測線量を中心値とする所定の範囲（第二到達予測線量±α）に収まる検出画素６５を、関心領域にあたる採光野領域に存在する検出画素６５と特定する。これらの照射野、被写体領域、および採光野領域の特定（非照射野および素抜け領域の採光野の候補からの除外）は撮影中（ＦＰＤ４５が蓄積動作中）の線量検出動作によって出力される線量検出信号に対してリアルタイムで行う。採光野選択回路７５は、各特定部１２０、１２１、１２３で採光野領域に存在すると特定した検出画素６５の線量検出信号を最終的に積分回路７６に出力する。
【００９２】
なお、図９では、胸部を撮影した際、撮像面４７の両端の非照射野の部分の検出画素６５の線量検出信号を照射野特定部１２０で除外し、さらに被写体Ｍの腕と胴の間の素抜け領域の検出画素６５の線量検出信号を被写体領域特定部１２１で除外し、最後に採光野領域特定部１２３で採光野領域である左右の肺野に存在する検出画素６５を特定する様子を示している。
【００９３】
採光野選択回路７５の各特定部１２０、１２１、１２３は、所定のサンプリング周期で検出画素６５から線量検出信号が送られてくる度に上記各領域の特定を行う。もしくは、最初に送られてきた線量検出信号に対してのみ上記特定を行い、それ以降は最初の特定結果を引き継ぐ。
【００９４】
さらに具体的にいえば、採光野選択回路７５の各特定部１２０、１２１、１２３で照射野、被写体領域、および採光野領域を特定するタイミングとしては、図１０に示すようにＸ線の照射が開始されて到達線量が増加している期間Ｔａ、またはＸ線源１０の駆動が安定化し、到達線量が、設定された管電流に応じた一定値に落ち着いてからの期間Ｔｂのいずれでもよい。期間Ｔａ、Ｔｂとも各領域の到達線量の変化の仕方は違うので、いずれの期間でも問題なく各領域を特定することが可能である。
【００９５】
到達線量が増加している期間Ｔａに各領域を特定する場合は、線量検出信号の値が比較的小さいためにノイズの影響を受けやすいが、Ｘ線の照射開始とほぼ同時に各領域の特定を終えることができ、スムーズにＡＥＣを行うことができる。
【００９６】
到達線量が一定値になってからの期間Ｔｂに各領域を特定する場合は、前回のサンプリングで得た線量検出信号を一時的に記憶しておき、今回得た線量検出信号と比較する。そして、前回と今回の線量検出信号が等しくなったら到達線量が一定値になったと判断し、各領域の特定を開始する。到達線量が一定値になるまで待つ分時間は掛かるが、期間Ｔｂでは期間Ｔａよりも線量検出信号の出力が安定してＳ／Ｎがよいので、各領域の特定結果への信頼性を高めることができる。
【００９７】
なお、期間Ｔａに各領域を特定する場合と期間Ｔｂに各領域を特定する場合とでは、非照射野領域を特定するための閾値ｔｈ０、第一到達予測線量ｔｈ１、および第二到達予測線量ｔｈ２は当然異なる値が設定され、二点鎖線で示すように期間Ｔａに各領域を特定する場合のほうが一点鎖線で示す期間Ｔｂに各領域を特定する場合よりも設定される値は低くなる。
【００９８】
次に、図１１、図１２のフローチャートを参照しながら、Ｘ線撮影システム２において撮影を行う場合の処理手順を説明する。まず、Ｘ線源１０、立位撮影台１５を撮影に適切な位置に配置した後、図１１のステップ１０（Ｓ１０）に示すように、ＳＩＤを計測してこの値を入力デバイス１９にてコンソール１４に入力する。続いて被写体Ｍを立位撮影台１５の前の所定位置に立たせ、撮影範囲の幅ＸＰ、ＺＰを設定する（Ｓ１１）。
【００９９】
ＳＩＤが不変で既に入力されていた場合、撮影部位によってＳＩＤが決まっていて、ストレージデバイス１０２に記憶された撮影条件に撮影部位毎のＳＩＤを予め設定値として持っている場合、またはＸ線源１０、立位撮影台１５の水平位置を検出する位置センサが設けられ、位置センサの出力に基づきＳＩＤを自動計算可能な場合はＳ１０の手順を省いてもよい。
【０１００】
ＳＩＤの計測値、および撮影範囲の幅ＸＰ、ＺＰは、コリメータ角度設定部１１０に入力される。コリメータ角度設定部１１０では、コリメータ角度θＸ、θＺが算出される（Ｓ１２）。算出されたコリメータ角度θＸ、θＺの情報は駆動制御部１１１に出力される。
【０１０１】
次いで線源制御装置１１とコンソール１４に撮影条件が設定される。撮影条件の設定が終わると、照射野の特定と第一到達予測線量の算出に必要な各種パラメータ（撮影範囲の幅ＸＰ、ＺＰ、コリメータ角度θＸ、θＺ、ＳＩＤ、管電圧、管電流等）、設定された撮影部位に応じた第二到達予測線量、および照射停止閾値といった情報が、カセッテ制御部１１２を通じて電子カセッテ１３に送信される（Ｓ１３）。
【０１０２】
続いて駆動制御部１１１の制御の下、線源制御装置１１により照射野限定器１７が駆動されて、コリメータ角度設定部１１０で算出されたコリメータ角度θＸ、θＺとなるよう照射野が調整される（Ｓ１４）。
【０１０３】
この後、Ｘ線撮影システム２は、照射開始指示の待ち受け状態となる（Ｓ１５）。オペレータにより照射スイッチ１２が操作されて照射開始指示がなされると（Ｓ１５でＹＥＳ）、
Ｘ線源１０からＸ線の照射が開始され、これに伴いＦＰＤ４５では電荷の蓄積動作が開始されて撮影が行われる（Ｓ１６）。
【０１０４】
電子カセッテ１３ではＦＰＤ４５の蓄積動作と並行してＡＥＣ部６２で検出画素６５の出力に基づくＡＥＣが行われている。図１２に示すように、採光野選択回路７５の照射野特定部１２０では、Ａ／Ｄ変換器５９から入力される複数の検出画素６５の線量検出信号のうち、撮像面４７上のＸ線の照射野に存在する検出画素６５の線量検出信号が選別される（Ｓ３０）。
【０１０５】
続いて第一到達予測線量算出部１２２で素抜け領域に到達するであろうＸ線の線量、すなわち第一到達予測線量が算出され（Ｓ３１）、算出された第一到達予測線量と照射野に存在する検出画素６５からの線量検出信号の大小が被写体領域特定部１２１で比較される（Ｓ３２）。そして、線量検出信号が第一到達予測線量以上の検出画素６５が素抜け領域に存在する検出画素６５とされ、それ以外が被写体領域に存在するものと特定される（Ｓ３３）。なお、第一到達予測線量の算出は、撮影開始前、例えば、算出に必要なパラメータが含まれる撮影条件が設定された際に行ってもよい。
【０１０６】
さらに採光野領域特定部１２３で、第二到達予測線量と照射野かつ被写体領域に存在する検出画素６５からの線量検出信号の大小が比較され（Ｓ３４）、これにより関心領域にあたる採光野領域に存在する検出画素６５が特定される（Ｓ３５）。採光野領域に存在すると特定された検出画素６５からの線量検出信号は積分回路７６に出力され、積分回路７６で積算される（Ｓ３６）。
【０１０７】
閾値発生回路７８は、カセッテ制御部１１２から与えられた照射停止閾値を発生し、これを比較回路７７に出力する。比較回路７７は、積分回路７６からの検出信号の積算値と閾値発生回路７８からの照射停止閾値とを比較（Ｓ３７）し、積算値が閾値に達したとき（Ｓ３８でＹＥＳ）に照射停止信号を出力する。比較回路７７から出力された照射停止信号は照射信号Ｉ／Ｆ８０を介して線源制御装置１１の照射信号Ｉ／Ｆ３５に向けて送信される（Ｓ３９）。
【０１０８】
照射信号Ｉ／Ｆ３５で照射停止信号を受けた場合、線源制御装置１１では、制御部３１により高電圧発生器３０からＸ線源１０への電力供給が停止され、これによりＸ線の照射が停止される。電子カセッテ１３では、ＦＰＤ４５の動作が蓄積動作から読み出し動作に移行し、この読み出し動作により画像データが出力される（図１１のＳ１７）。
【０１０９】
ＦＰＤ４５から出力された画像データは、通信部４０を介してコンソール１４に有線または無線送信されて画像処理部１１３で各種画像処理が施され、表示制御部１１４によりディスプレイ２０に表示される（図１１のＳ１８）。
【０１１０】
以上説明したように、本発明によれば、採光野選択回路７５の各特定部１２０、１２１、１２３で照射野、被写体領域、および採光野領域を特定し、採光野領域に存在すると特定した検出画素６５の線量検出信号を選択するので、撮影中にリアルタイムで採光野を決めることができ、採光野を設定するために前もって撮影を行ったり、ヒストグラム解析等の画像処理をしたりする必要がない。各領域の特定は単純な計算と比較で済むため簡便で高速である。Ｘ線の照射が開始されて到達線量が増加している期間Ｔａに各領域の特定を済ませることもできる。
【０１１１】
採光野として選択した検出画素６５に非照射野や素抜け領域にあるものが含まれてしまうと適正なＡＥＣが行われなくなるおそれがあるが、非照射野や素抜け領域にある検出画素６５が選択されないよう照射野特定部１２０と被写体領域特定部１２１で確実に排除しているので、ＡＥＣの信頼性を高めることができる。
【０１１２】
また、照射野、被写体領域、採光野領域と採光野を段階的に絞り込むので、照射野、被写体領域の絞り込みをすることなく全領域からいきなり採光野領域を特定する場合と比べて、検出画素６５の選択結果の妥当性が高い。このためさらにＡＥＣの信頼性を高めることができる。
【０１１３】
［第二実施形態］
なお、本発明は、上記第一実施形態のようにＸ線源と電子カセッテの位置を一箇所に固定して胸部、腹部等の単一の部位を撮影する例に限らず、本実施形態のように長尺撮影に適用してもよい。なお、第一実施形態と同じ構成および作用を有するものについては同じ符号を付して説明を省略する。
【０１１４】
図１３において、Ｘ線撮影システム１３０は長尺撮影が可能な構成を有する。線源制御装置１１は、長尺撮影の際に立位撮影台１５のホルダ１８のＺ方向の上下動に追従してＸ線源１０を首振り動作させるよう、線源移動機構１３１の駆動を制御する。線源移動機構１３１は、例えばＸ線源１０を撮影室の天井から懸下保持し、かつＺ方向に伸縮自在でＸ線源１０をＺ方向に首振りさせる機能をもったアームと、該アームが取り付けられてアーム毎Ｘ線源１０をＸＹ方向に移動させるレールと、モータ等の駆動源とを有し、線源制御装置１１の制御の下に自動で、または放射線技師等のオペレータにより手動でＸ線源１０の位置を変えることが可能である。長尺撮影時には、被写体Ｍの撮影範囲のＺ方向の中心位置ＺＣに高さが一致するようＸ線源１０が移動される。
【０１１５】
立位撮影台１５は、電子カセッテ１３のＦＰＤ４５の撮像面４７の向きを変えずにホルダ１８をＺ方向に上下動させるホルダ移動機構１３２を備えている。ホルダ移動機構１３２によって、コンソール１４の制御の下に自動で、またはオペレータにより手動でホルダ１８の位置（高さ）を変えることができる。
【０１１６】
Ｘ線源１０はレーザ光源１３３を備えている。レーザ光源１３３は、被写体Ｍの撮影範囲を設定する際に点灯され、Ｘ、Ｚ方向にそれぞれ平行な二種類の線状レーザ光をＸ線源１０の前方に照射可能である。
【０１１７】
オペレータは、被写体Ｍを立位撮影台１５の前の所定位置に立たせ、線源制御装置１１のタッチパネル３４を操作してレーザ光源１３３を点灯させる。次いで図１４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、線源移動機構１３１を操作して、撮影範囲のＺ方向の高さＺＰを設定するため、Ｘ方向に平行な線状レーザ光が所望の撮影範囲の上端位置ＺＴと一致する位置にＸ線源１０の高さをセットする。その後、Ｘ方向に平行な線状レーザ光が所望の撮影範囲の下端位置ＺＢに一致するよう、Ｘ線源１０をＺ方向下向きに首振りさせる。また、撮影範囲のＸ方向の幅ＸＰも同様にＺ方向に平行な線状レーザ光を照射して、線状レーザ光が所望の位置を照射するようＸ線源１０を左右に首振りさせる。ただしＸ方向の左右の首振り角度は中心に関して等角度とする。このときのＸ線源１０のＺ方向の高さ（＝ＺＴ）および首振り角度φＸ、φＺは、線源移動機構１３１に内蔵のポテンショメータで検出されている。ポテンショメータの検出結果はタッチパネルの操作によりその都度線源制御装置１１からコンソール１４に送信される。なお、図１３のＺＰ、ＺＴ、ＺＢは、全脊椎撮影を行う場合のＺ方向の撮影範囲の一例であり、被写体Ｍの首から腰（骨盤）までの上半身を略カバーする範囲である。
【０１１８】
上記例ではＸ線源１０の高さと所望の撮影範囲の上端位置ＺＴを合わせた後、Ｘ線源１０をＺ方向下向きに首振りさせて下端位置ＺＢを設定しているが、逆に下端位置ＺＢを先に設定した後、Ｘ線源１０をＺ方向上向きに首振りさせて上端位置ＺＴを設定してもよい。また、図１４（Ｃ）に示すように、Ｘ線源１０を任意の高さに配置してＺ方向上向きおよび下向きに首振りさせて上端位置ＺＴおよび下端位置ＺＢを設定し、そのときのＸ線源１０の高さと首振り角度φ’Ｚ、φ’’Ｚに基づき撮影範囲を設定してもよい。
【０１１９】
図１５において、ＡＰ１０５を起動して長尺撮影を選択すると、コンソール１４のＣＰＵ１００には、第一実施形態の駆動制御部１１１、カセッテ制御部１１２他に加えて、駆動条件設定部１３５が構築される。駆動条件設定部１３５は、照射野限定器１７によるコリメータ角度に加えて、長尺撮影時のホルダ１８の移動範囲およびＸ線源１０の首振り角度範囲や、移動範囲内での撮影位置を設定する。駆動制御部１１１は、駆動条件設定部１３５で設定された各種駆動条件に応じて、線源制御装置１１を介して線源移動機構１３１、照射野限定器１７を駆動させたり、ホルダ移動機構１３２を駆動させる。画像処理部１１３は、上述のオフセット補正、ゲイン補正、欠陥補正等の各種画像処理の他、長尺撮影の各撮影位置で得られた画像データを収集して、これらを合成することにより長尺画像データを作成する。表示制御部１１４は、長尺画像データに基づく合成Ｘ線画像（長尺画像）をディスプレイ２０に表示させる。
【０１２０】
駆動条件設定部１３５は、第一実施形態のコリメータ角度設定部１１０に加えて、ホルダ１８の移動範囲およびＸ線源１０の首振り角度範囲を設定する撮影範囲設定部１３６と、上記移動範囲内での撮影位置を設定する撮影位置設定部１３７とで構成されている。
【０１２１】
撮影範囲設定部１３６は、入力デバイス１９を介して入力されるＳＩＤと、線源制御装置１１から入力される、レーザ光源１３３で撮影範囲を設定したときのポテンショメータの検出結果（上端位置ＺＴ、首振り角度φＸ、φＺ）に基づき撮影範囲の幅ＸＰ、高さＺＰを算出する。具体的には次式（３−１）、（３−２）を計算する（図１４参照）。
ＸＰ＝２×ＳＩＤ×ｔａｎ（φＸ／２）・・・式（３−１）
ＺＰ＝ＳＩＤ×ｔａｎφＺ・・・式（３−２）
この計算結果から撮影範囲のＺ方向の下端位置ＺＢおよび中心位置ＺＣが分かる。撮影範囲設定部１３６は、撮影範囲のＺ方向の上端および下端位置ＺＴ、ＺＢをホルダ１８の移動範囲に設定し、中心位置ＺＣを長尺撮影時のＸ線源１０の位置に設定する。全脊椎撮影の場合、ホルダ移動機構１３２は、下端位置ＺＢを移動開始位置とし、上端位置ＺＴを移動終了位置として、ホルダ１８を移動開始位置と移動終了位置の間で移動させる。全下肢撮影の場合は、逆に上端位置ＺＴを移動開始位置、下端位置ＺＢを移動終了位置とする。従って、全脊椎撮影、全下肢撮影いずれの場合も腰部が最初に撮影する部位となる。
【０１２２】
撮影範囲設定部１３６は、Ｘ線源１０を撮影範囲のＺ方向の中心位置ＺＣに配置した場合のＸ線源１０の首振り角度範囲ΦＺ（図１３参照）を次式（４）より求める。
ΦＺ＝２×ｔａｎ−１｛（ＺＰ／２）／ＳＩＤ｝・・・（４）
線源移動機構１３１は、ホルダ１８の上下動と連動するようＸ線源１０のＺ方向の首振り角度φＺを上記角度範囲ΦＺで変更する。
【０１２３】
コリメータ角度設定部１１０は、ＳＩＤ、ＦＰＤ４５の撮像面４７のＺ方向の長さＦＯＶ（Field Of View）（図１６参照）、および撮影範囲の幅ＸＰに基づいて、長尺撮影時のコリメータ角度を算出する。Ｘ方向のコリメータ角度θＸは第一実施形態と同じく式（１−１）より求める。Ｚ方向に関するコリメータ角度θＺは次式（１−２）’より求める。
θＺ＝２×ｔａｎ−１｛（ＦＯＶ／２）／ＳＩＤ｝  ・・・式（１−２）’
【０１２４】
コリメータ角度θＸは各撮影位置で共通して適用される。一方コリメータ角度θＺは、Ｘ線源１０と撮像面４７のＺ方向の中心の高さが中心位置ＺＣと一致しているときの角度であるため、撮像面４７のＺ方向の中心の高さと中心位置ＺＣとのずれ量に応じて補正される。長尺撮影時、線源制御装置１１は、コリメータ角度θＸ、θＺが上式（１−１）、（１−２）’で求めた値、または補正した値となるように照射野限定器１７を駆動する。
【０１２５】
撮影位置設定部１３７は、撮影範囲の高さＺＰと、撮像面４７のＺ方向の長さＦＯＶに基づいて、長尺撮影時の各撮影位置を設定する。具体的には、まず、次式（５）を計算する。
ＺＰ／ＦＯＶ・・・式（５）
そして、隣接する撮影位置で撮像面４７を重複させるため、上式（５）の計算結果が割り切れる場合は商に１を加え、割り切れない場合は小数点以下を切り上げることにより撮影回数ｎを算出する。撮影回数ｎが決まったら、図１６（Ａ）に示すように、撮像面４７の下端が下端位置ＺＢに一致する移動開始位置（一回目の撮影位置）Ｐ１と、撮像面４７の上端が上端位置ＺＴに一致する移動終了位置（ｎ回目の撮影位置）Ｐｎとを定め（全脊椎撮影の場合、全下肢撮影の場合はこの逆）、移動開始位置Ｐ１と移動終了位置Ｐｎとの間を、（ｎ−１）の数で等分する位置をその他の撮影位置とする。
【０１２６】
例えば、ＺＰ＝１００ｃｍ、ＦＯＶ＝２５ｃｍの場合には、ＺＰ／ＦＯＶ＝４で割り切れるため、撮影回数ｎは４＋１で「５」と算出される。各撮影位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５の間隔ｄ＝１８．７５ｃｍとなる。ＺＰ＝１００ｃｍ、ＦＯＶ＝３０ｃｍの場合にはＺＰ／ＦＯＶ＝３．３３・・・で割り切れないため、小数点以下を切り上げて撮影回数ｎは「４」となる。各撮影位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の間隔ｄ≒２３．３ｃｍとなる。
【０１２７】
図１６（Ｂ）は、各撮影位置Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎで得られる画像データＩ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎを示している。撮影位置が隣接する画像データは、隣接する撮影位置での撮像面４７の重複により、オーバーラップ領域１３８が生じる。オーバーラップ領域１３８は、画像処理部１１３で長尺画像データを生成する際の糊代となる。このオーバーラップ領域１３８の重複量γは、次式（６）で算出される。
γ＝｛ｎ×ＦＯＶ−ＺＰ｝／（ｎ−１）  ・・・式（６）
前述のＺＰ＝１００ｃｍ、ＦＯＶ＝２５ｃｍの場合はγ＝（５×２５−１００）／２＝１２．５ｃｍ、ＺＰ＝１００ｃｍ、ＦＯＶ＝３０ｃｍの場合はγ＝（４×３０−１００）／３≒６．７ｃｍとなる。
【０１２８】
撮影位置設定部１３７は、移動開始位置、移動終了位置、算出した撮影回数ｎ、および各撮影位置の間隔ｄの情報を駆動制御部１１１に出力する。駆動制御部１１１の制御の下、ホルダ移動機構１３２は間隔ｄでホルダ１８をＺ方向に順次撮影位置Ｐ１からＰｎに移動させる。線源制御装置１１はＸ線の照射野が各撮影位置の撮影範囲に一致するような首振り角度φＺでＸ線源１０が首振りするよう、線源移動機構１３１の駆動を制御する。また、線源制御装置１１は、各撮影位置にホルダ１８が移動して停止し、Ｘ線源１０が所望の首振り角度φＺで首振りし終えたときにＸ線が照射されるようＸ線源１０の駆動を制御する。
【０１２９】
撮影位置設定部１３７は、算出したオーバーラップ領域１３８の重複量γの情報を画像処理部１１３に出力する。画像処理部１１３は、重複量γの情報に基づき各撮影位置での画像データをオーバーラップ領域１３８で繋ぎ合わせて長尺画像データを生成する。
【０１３０】
この場合のＡＥＣ部は第一実施形態のＡＥＣ部６２とほぼ同じ構成である。ただし、照射野特定部１２０は、コリメータ角度θＸ、θＺ、ＳＩＤに加えて、撮影位置、Ｘ線源１０の首振り角度φＺで決まる撮像面４７上のＸ線の照射野を特定する。なお、第一実施形態では、関心領域に対応する第二到達予測線量を各撮影部位に対して一種類ずつ記憶しているが、全脊椎が撮影部位の場合は腰部、脊椎の二種類、あるいは全下肢が撮影部位の場合は腰部、両膝、両くるぶしの三種類とさらに細かく分けた部位を関心領域に設定し、関心領域毎に第二到達予測線量を記憶してもよい。この場合、カセッテ制御部１１２は、全脊椎撮影では一回目の撮影は腰部、二回目の撮影以降は脊椎に関する第二到達予測線量を提供する。全下肢撮影の場合は、一回目は腰部、二回目は両膝、三回目は両くるぶしに関する第二到達予測線量を電子カセッテ１３に提供する。
【０１３１】
次に、図１７のフローチャートを参照しながら、Ｘ線撮影システム１３０において長尺撮影（全脊椎撮影）を行う場合の処理手順を説明する。第一実施形態と重複する部分は同じ符号を付して説明を省略する。
【０１３２】
Ｓ１０のＳＩＤの入力後、被写体Ｍを立位撮影台１５の前の所定位置に立たせ、この状態でレーザ光源１３３を点灯させて、線源移動機構１３１によりＸ線源１０の高さを調整したりＺ方向またはＸ方向に首振りさせたりして撮影範囲を設定する（Ｓ４０）。ＳＩＤの計測値、およびポテンショメータによるＸ線源１０の高さ（上端位置ＺＴ）および首振り角度φＸ、φＺの検出値は、駆動条件設定部１３５に入力される。駆動条件設定部１３５では、撮影範囲設定部１３６、コリメータ角度設定部１１０、および撮影位置設定部１３７の各設定部にて、移動範囲、コリメータ角度θ、撮影回数ｎ、撮影位置Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎとその間隔ｄ、さらにはオーバーラップ領域１３８の重複量γ等が算出される（Ｓ４１）。これらの情報は駆動制御部１１１等に出力される。
【０１３３】
駆動条件が設定され、さらに線源制御装置１１とコンソール１４に撮影条件が設定されると、第一実施形態で示した撮影範囲の幅ＸＰ、ＺＰ、コリメータ角度θＸ、θＺ、ＳＩＤ、管電圧、管電流にＸ線源１０の首振り角度φＺを加えた各種パラメータ、第二到達予測線量、および照射停止閾値等の情報が、カセッテ制御部１１２を通じて電子カセッテ１３に送信される（Ｓ４２）。
【０１３４】
次いで、駆動制御部１１１の制御の下、線源移動機構１３１およびホルダ移動機構１３２が駆動され、Ｘ線源１０が中心位置ＺＣに移動されて一回目の撮影の首振り角度に首振りされるとともに、ホルダ１８が一回目の撮影位置Ｐ１に移動される。また、線源制御装置１１により照射野限定器１７が駆動されて、コリメータ角度設定部１１０で算出されたコリメータ角度θＸ、θＺとなるよう照射野が調整される（Ｓ４３）。
【０１３５】
オペレータにより照射スイッチ１２が操作されて照射開始指示がなされると（Ｓ１５でＹＥＳ）、Ｘ線源１０からＸ線の照射が開始され、これに伴いＦＰＤ４５では電荷の蓄積動作が開始されて一回目の撮影が行われる（Ｓ４４）。一回目の撮影では画像データＩ１が取得される（Ｓ４５）。このときのＡＥＣ部の動作は第一実施形態の図１２で示す内容と同じである。
【０１３６】
以下同様にして、ホルダ１８をｋ回目（ｋ＝２、３、４、・・・、ｎ）の撮影位置Ｐｋに移動させてかつ照射野を調整しつつＸ線源１０を所望の首振り角度φＺで首振りさせ（Ｓ４６）、採光野選択回路７５で特定された採光野領域を採光野としてｋ回目の撮影を行い（Ｓ４７）、これにより画像データＩｋを取得する（Ｓ４８）。これらの処理は撮影回数がｎになるまで（ｋ＝ｎ、Ｓ４９でＹＥＳ）続けられる。
【０１３７】
ｎ回目の撮影終了後、画像処理部１１３により、各撮影位置Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎで得られた画像データＩ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎをオーバーラップ領域１３８で繋ぎ合わせて一枚分の長尺画像データとする合成処理が行われる（Ｓ５０）。生成された長尺画像データは表示制御部１１４によりディスプレイ２０に表示される（Ｓ５１）。
【０１３８】
本実施形態によっても第一実施形態と同様の効果を得ることができる。また、被写体Ｍの体動による合成画像のずれを防ぐため連続的に手早く複数回撮影を行わなければならない長尺撮影において、撮影中にリアルタイムで採光野を決めることができ、採光野を設定するために前もって撮影を行ったり、ヒストグラム解析等の画像処理をしたりする手間が掛からない本発明を適用すれば好適である。
【０１３９】
第二実施形態では、一回目に撮影する部位を全脊椎、全下肢撮影ともに腰部としている。その理由としては、腰部は骨盤があるため診断時に最も注目すべき部位となりやすいためである。ただし本発明はこれに限定されず、腰部以外の部位を一回目に撮影してもよい。例えば全下肢撮影で膝関節症の検査を行う場合は膝を一回目に撮影する部位とする。
【０１４０】
撮影範囲の設定の仕方としては、上記以外の方法を用いてもよい。例えばレーザ光源１３３に代えて、照射野限定器１７を通して矩形状の可視光を被写体Ｍに向けて照射する可視光源を設けてもよい。この場合、矩形状の可視光で照らされた範囲が所望の撮影範囲となるようコリメータ角度θＸ、θＺを調整し、調整後のコリメータ角度θＸ、θＺとＳＩＤの幾何学式に基づき撮影範囲のサイズを算出する。あるいはＸ線源１０ではなくホルダ１８にレーザ光源１３３等の照準器を設けてもよい。さらには照準器等を設けずに、撮影範囲のサイズを物差しで実測して入力デバイス１９から実測値を入力させる構成としてもよい。
【０１４１】
オーバーラップ領域１３８の重複量γの撮像面４７のＺ方向の長さＦＯＶに対する割合が大きくなると、オーバーラップ領域１３８の部分で被写体Ｍの被曝量が大きくなるため、重複量γに上限を設ける（例えば、ＦＯＶの１０％の長さ）ことが好ましい。そして、上式（６）を用いて算出した重複量γと所定の上限値を比較して、重複量γが上限値より大きい場合には、重複量γが上限値となるよう各撮影位置Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎを上下方向に均等にずらす。
【０１４２】
あるいは重複量γを常に一定の値としてもよい。この場合はｎ回目の撮影で撮像面４７が撮影範囲からはみ出ることがあるが、その際にはＸ線の照射野を撮影範囲の上端または下端に限定して対処する。
【０１４３】
第二実施形態では、立位姿勢の被写体Ｍに対してホルダ１８を上下方向に移動させる立位撮影の場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、臥位撮影台に横たわる被写体Ｍに対してホルダを水平方向に移動させる臥位撮影にも適用することができる。また、第二実施形態では、ホルダ１８を被写体Ｍの体軸方向に沿って移動させているが、被写体Ｍの体軸方向とは異なる方向に移動させて長尺撮影を行ってもよい。
【０１４４】
第二実施形態では、電子カセッテ１３を装着したホルダ１８の移動に伴ってＸ線の照射方向を変更するようにＸ線源の角度を変更する首振り方式を例示しているが、電子カセッテを装着したホルダの移動に伴ってＸ線源１０を直線的に移動させる直線移動方式に本発明を適用してもよい。さらに、ホルダ１８とＸ線源１０を各撮影位置で停止させずに移動させたままで撮影を行ってもよい。
【０１４５】
第一実施形態のＸ線源と電子カセッテの位置を一箇所に固定して胸部、腹部等の単一の部位を撮影する通常撮影、第二実施形態の長尺撮影に限らず、Ｘ線源を異なる二つの位置に配してＸ線撮影を行って視差を有する二つの画像を取得し、これらを元にＸ線画像の立体観察を可能とするステレオ撮影、あるいはＸ線源を移動させながら異なる角度から被写体にＸ線を照射し、得られた画像を加算して所望の断層面を強調した断層画像を得るトモシンセシス（Ｔｏｍｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）撮影等、要するにＡＥＣを行うＸ線撮影であれば如何なるものでも本発明を適用することができる。
【０１４６】
被写体領域特定部１２１で第一到達予測線量の瞬時値と照射野に存在する検出画素６５からの線量検出信号を比較する際、または採光野領域特定部１２３で第二到達予測線量の瞬時値と照射野かつ被写体領域に存在する検出画素６５からの線量検出信号を比較する際に、線量検出信号の一つ一つを比較して被写体領域または採光野領域を特定するのではなく、撮像面４７を分割したブロック内に含まれる複数の検出画素６５の線量検出信号の代表値と第一または第二到達予測線量との比較を行って、各ブロックが被写体領域または採光野領域であるか否かを特定してもよい。ブロックは、例えば、撮像面４７を等分割して設定される領域であり、各ブロックには、位置が近い複数の検出画素６５が含まれる。そして、ブロック毎に、ブロック内の複数の検出画素６５の線量検出信号の平均値を求め、これをブロックの代表値として、第一または第二到達予測線量と比較する。こうしたほうが線量検出信号の一つ一つを比較するよりも、比較回数が減るため処理に時間が掛からない。なお、ブロック内の複数の線量検出信号の代表値として、平均値を例に挙げたが、代表値としては、平均値の代わりに、最大値、最頻値、合計値を使用してもよい。合計値を使用する場合には、第一または第二到達予測線量は、合計値と比較できるように、１つのブロック内の線量検出信号の数に応じて補正された値が設定される。  
【０１４７】
撮影部位毎に採光野領域の候補領域を予め設定しておくか、オペレータに候補領域を設定させる構成としてもよい。候補領域は、採光野領域が含まれると想定される領域であり、上記例において、胸部撮影の場合には、関心領域である肺野が含まれると想定される領域である。個人差はあるものの、肺野の位置など、被写体の解剖学的構造はおおよそ決まっているため、採光野領域を含むおおよその領域は推定が可能である。こうした領域が候補領域として設定される。
【０１４８】
撮影部位毎に候補領域を予め設定しておく場合には、例えば、候補領域は、コンソール１４の入力デバイス１９やディスプレイ２０を通じて設定され、ストレージデバイス１０２内に撮影部位と対応付けて記憶される。各撮影において撮影部位が指定されたときに、電子カセッテ１３の採光野選択回路７５に候補領域が提供される。また、候補領域を予めストレージデバイス１０２に記憶させておく代わりに、撮影毎に、オペレータの判断によって設定できるようにしてもよい。この場合には、例えば、コンソール１４のディスプレイ２０に、撮像面４７を模した模式図を表示し、入力デバイス１９を通じてオペレータが模式図内の一部を指定することにより、候補領域が設定されるようにしておく。こうして設定された候補領域が採光野選択回路７５に提供される。このように、コンソール１４が候補領域設定部を構成する。
【０１４９】
候補領域が設定された場合、採光野選択回路７５は、照射野、被写体領域、および採光野領域の特定を候補領域内で行う。あるいは、候補領域は非照射野や素抜け領域を除く部分が設定されると考えられるため、その場合は照射野または被写体領域の特定を飛ばして採光野領域の特定のみを行ってもよい。
【０１５０】
電子カセッテ１３の検出画素６５に不具合が発生したり、線源制御装置１１と電子カセッテ１３の間の通信が配線断等で撮影中に途絶えたりすると、照射停止信号が正しく送受信されず、ＡＥＣが効かなくなる場合も考えられる。特に線源制御装置１１側は撮影条件として管電流照射時間積の最大値が設定されるため、ＡＥＣが効かなくなると患者への被曝量が上限値以上になってしまうおそれもある。そこで、電子カセッテ１３にテストモードを設け、設置直後や一日の撮影前にコンソール１４がもつ全撮影条件にてテスト撮影を行わせる。そして、電子カセッテ１３が照射停止信号を線源制御装置１１に送信してからも検出画素６５でＸ線の検出を続行し、所定時間内にＸ線の照射停止が検出された場合は正常にＡＥＣが行われていると判断し、検出されなかった場合は何らかの故障が発生したと判断してコンソール１４のディスプレイ２０に警告メッセージを表示する。
【０１５１】
また、線源制御装置１１と電子カセッテ１３の照射信号Ｉ／Ｆ３５、８０を有線と無線の両方で接続可能な構成とした場合、電波強度等のモニタリングの結果、無線による通信が不安定な状態であると判断したときに有線に切り替えるよう警告表示をしてもよい。
【０１５２】
上記各実施形態では、ＡＥＣセンサとしてＴＦＴ４９を介さず信号線５１に短絡して接続された検出画素６５を用いているが、例えば図１８に示すＦＰＤ１４０のように、検出画素１４１を、通常の画素４６とは別のゲートドライバ１４２および走査線１４３で駆動するＴＦＴ１４４を接続し、通常の画素４６とは独立して蓄積電荷を読み出すことが可能な構成としてもよい。
【０１５３】
また、上記各実施形態では、画像検出用の画素４６とＡＥＣセンサとして働く検出画素６５が各々独立して存在するため、検出画素６５がある列の画素値を隣り合う検出画素６５がない列の画素値など周辺画素の画素値で補間する欠陥補正を行う必要がある。このためＸ線画像の画質低下を招くおそれがある。そこで、ＦＰＤを図１９に示すＦＰＤ１５０のような構成とすることで、周辺画素の画素値に基づく欠陥補正を不要とする。
【０１５４】
図１９において、ＦＰＤ１５０は、画像検出専用の第一画素１５１と画像検出兼ＡＥＣ用の第二画素１５２とを備えている。第一、第二画素１５１、１５２は、上記実施形態の画素４６と検出画素６５同様、適当な割合でマトリクス状に配列されている。第一、第二画素１５１、１５２は、それぞれ二つのフォトダイオード１５３、１５４を有する。第一画素１５１のフォトダイオード１５３、１５４は並列に接続され、一端がＴＦＴ４９を介して信号線５１に接続されている。一方、第二画素１５２のフォトダイオード１５３は第一画素１５１と同様に一端がＴＦＴ４９を介して信号線５１に接続されているが、フォトダイオード１５４はＴＦＴ４９を介さずに信号線５１に直接接続されている。つまり第二画素１５２のフォトダイオード１５４は上記実施形態の検出画素６５と同じ構成である。
【０１５５】
第一画素１５１からは二つのフォトダイオード１５３、１５４で蓄積された電荷が読み出される。一方、第二画素１５２からはフォトダイオード１５３で蓄積された電荷のみが読み出される。第二画素１５２はフォトダイオード１５４がＡＥＣに用いられてＸ線画像の生成に寄与しない分、フォトダイオード１５３、１５４の開口面積が同じ場合は同じ入射線量では第一画素１５１よりも蓄積電荷量が略半分になるが、検出画素６５の場所からは画素値が得られない、上記実施形態と比べれば、Ｘ線画像の画質劣化が抑えられる。また、フォトダイオード１５３、１５４の開口面積等に基づいて、第二画素１５２の画素値に乗算すると第一画素１５１の画素値相当になる係数等を予め求めておき、第二画素１５２の出力に該係数を乗算して補正を行えば、画質劣化がさらに抑えられる。これにより、ＦＰＤを構成する画素の一部をＡＥＣ用としたことによるＸ線画像の画質への悪影響を低減することができる。
【０１５６】
さらに、各画素４６にバイアス電圧を供給するバイアス線に画素４６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４６に繋がるバイアス線の電流をモニタリングして線量を検出してもよく、全てのＴＦＴ４９をオフ状態にしたときに画素４６から漏れるリーク電荷に基づき線量を検出してもよい。さらに画素４６とは別に構成が異なり出力が独立したＡＥＣ用の検出センサを撮像面４７と同一平面に設けてもよい。
【０１５７】
ＡＥＣ部６２で線量検出信号の積算値と閾値を比較することにより、Ｘ線の累積線量が目標値に達すると予想される時間を算出してもよい。この場合は予想した時間が経過した後に線源制御装置１１に照射停止信号を送信する、あるいは予想した時間を線源制御装置１１に送信する。制御部４２は、予想した時間経過後、ＦＰＤ４５の動作を蓄積動作から読み出し動作へ移行させる。
【０１５８】
通常の画素４６とは独立して検出画素１４１の蓄積電荷を読み出すことが可能な構成とした図１８のＦＰＤ１４０を用いる場合は、Ｘ線の累積線量が目標値に達すると予想される時間を算出したら、それまでＴＦＴ１４４を定期的にオンさせてＡＥＣ部６２に線量検出信号を提供していた採光野領域の検出画素１４１を蓄積動作に切り替え、この蓄積動作で検出画素１４１に蓄積された電荷をＸ線画像の生成に役立ててもよい。
【０１５９】
ただしこうすると、図２０のハッチングで示すように、採光野領域の検出画素１４１から読み出し動作で出力される電圧信号には、予想時間を算出して蓄積動作に移行した後の時間Ｔｄに生じた電荷しか反映されず、各領域を特定してから予想時間を算出するまでの間に生じた蓄積電荷はＡＥＣに用いられるため反映されない。従って通常の画素４６の場合よりもハッチングの分だけ値が減少する。そこで、採光野領域の検出画素１４１から出力される電圧信号に、予想時間を算出して蓄積動作に移行してからＸ線の照射が停止されて読み出し動作を開始するまでの時間、すなわち採光野領域の検出画素１４１の蓄積動作時間Ｔｄと、各領域を特定してから読み出し動作を開始するまでの時間Ｔｃの比Ｔｃ／Ｔｄを掛けて補正する。なお、採光野領域以外の検出画素１４１は各領域の特定後直ちに蓄積動作に移行する。こうすることで、採光野領域以外の検出画素１４１はもちろん、採光野領域の検出画素１４１もＸ線画像の生成に寄与することができ、検出画素１４１を配したことによる画質劣化を最小限に抑えることができる。
【０１６０】
なお、上記各実施形態とは異なり、Ｘ線撮影システムには、線源制御装置１１と電子カセッテ１３の間に通信機能がないものもある。この場合はＡＥＣ部６２の代わりに照射開始および／または終了検出部を設け、該検出部で線量検出信号を元にＸ線の照射開始および／または終了を検出してもよい。Ｘ線の照射開始を検出するときには、コンソール１４に撮影条件を設定したときにＦＰＤ４５をリセット動作から蓄積動作に移行させて検出部で線量検出信号の検出を開始する。線量検出信号を積算して予め設定された照射開始閾値と比較し、積算値が照射開始閾値に達したらＸ線の照射開始と判断する。照射開始と判断したら引き続きＦＰＤ４５に蓄積動作を行わせ、線量検出信号のモニタリングも継続する。そして、積算値が予め設定された照射終了閾値を下回ったらＸ線の照射終了と判断し、ＦＰＤ４５を蓄積動作から読み出し動作に移行させる。
【０１６１】
上の説明からも分かるように、照射開始および／または終了検出部は、線量検出信号の積算値と比較する閾値が異なるだけで、基本的な構成はＡＥＣ部６２と同じである。ただし、採光野領域特定部１２３は設けられていない。照射開始および／または終了検出部は、被写体領域特定部１２１で素抜け領域に存在すると特定した検出画素６５からの線量検出信号をＸ線の照射開始および／または終了の判断に用いる。素抜け領域は被写体領域よりもＸ線の到達線量が多く、到達線量の単位時間当たりの変化量も大きいため、Ｘ線の照射開始および／または終了を判断するのに十分なＳ／Ｎの線量検出信号を短時間で得ることができる。従って正確かつ迅速な判断が可能となる。
【０１６２】
なお、被写体領域特定部１２１による素抜け領域の特定等はせずに、とにかく最大値を示す線量検出信号をＸ線の照射開始および／または終了の判断に用いてもよい。素抜け領域の特定等を行わない分、判断に掛かる時間を短縮化することができる。
【０１６３】
また、線量検出信号をＸ線の照射開始または終了検出、ＡＥＣに用いる他に、線量検出信号に基づき読み出し動作時の積分アンプのゲインを切り替えてもよい。この場合は図２１に示すように、積分アンプ５６に代えてゲイン可変型の積分アンプ１６０を用いる。
【０１６４】
図２１において、積分アンプ１６０は、積分アンプ５６と同様にオペアンプ１６０ａとリセットスイッチ１６０ｃとを備える。オペアンプ１６０ａの入出力端子間には、二つのキャパシタ１６０ｂ、１６０ｄが接続され、キャパシタ１６０ｄにはゲイン切替スイッチ１６０ｅが接続されている。ゲイン切替スイッチ１６０ｅがオンのとき、積分アンプからの出力電圧信号ＶはＶ＝ｑ／（Ｃ１＋Ｃ２）、ゲイン切替スイッチ１６０ｅがオフのときはＶ＝ｑ／Ｃ１となる。ただしｑは蓄積電荷、Ｃ１、Ｃ２はそれぞれキャパシタ１６０ｂ、１６０ｄの容量である。このようにゲイン切替スイッチ１６０ｅのオン／オフを切り替えることで、積分アンプ１６０のゲインを変化させることができる。なお、ここではキャパシタを二個接続して二段階でゲインを切り替える例を示すが、キャパシタを二個以上接続して、あるいはキャパシタに容量可変コンデンサを用い、ゲインを二段階以上変化可能に構成することが好ましい。
【０１６５】
ゲイン設定部１６１は、ＡＥＣ部６２や照射開始および／または検出部に加えてＦＰＤに設けられる。ゲイン設定部１６１は、ＦＰＤが蓄積動作を開始したときに動作し、読み出し動作時のゲイン切替スイッチ１６０ｅの動作を制御する。ゲイン設定部１６１には、信号処理回路５５から定期的に線量検出信号が入力される。ゲイン設定部１６１は、線量検出信号が飽和しないよう、線量検出信号を出力するときは積分アンプ１６０のゲインを最小値に設定する。本例の場合はゲイン切替スイッチ１６０ｅをオンさせる。
【０１６６】
ゲイン設定部１６１は、ＡＥＣ部６２と同様に、採光野領域特定部１２３で特定した採光野領域に存在する検出画素６５からの線量検出信号の合計値、平均値、最大値、または最頻値を所定回数積算し、その積算値と予め設定された閾値とを比較する。積算値が閾値よりも大きい場合、ゲイン設定部１６１は、読み出し動作時にゲイン切替スイッチ１６０ｅをオンさせる。一方、撮像面４７の採光野領域にあたる部分への到達累積線量が低く積算値が閾値以下であった場合は、読み出し動作時にゲイン切替スイッチ１６０ｅをオフさせて積分アンプ１６０のゲインを高くする。より具体的には、採光野領域の出力電圧信号Ｖの最大値および最小値がＡ／Ｄ変換のレンジの最大値および最小値に合うよう積分アンプ１６０のゲインを設定する。
【０１６７】
Ｘ線の累積線量を低く設定した撮影では電圧信号Ｖの最大値と最小値の幅がＡ／Ｄ変換のレンジに対して狭く、こうした場合に得られるＸ線画像はノイズが目立つ不鮮明なものとなってしまうが、上記のように採光野領域にあたる部分への到達累積線量が低いときに積分アンプのゲインを高くすれば、ノイズが目立たない良好な画質のＸ線画像を得ることができる。このためＸ線源に設定する照射線量を抑制することができ、結果として患者の被曝線量を少なくすることができるという特段の効果が得られる。また、ＡＥＣの照射停止閾値を低く設定しておいて早めにＸ線の照射を停止させ、足りない分は積分アンプのゲインを高くして補うことも可能であり、こうした場合も患者の被曝線量を低減することができる。
【０１６８】
なお、ゲインの変更を、ゲイン可変型の積分アンプ１６０で行う例で説明しているが、積分アンプとは別に、ゲイン可変型のアンプを設けて、そのアンプでゲインを変更してもよい。
【０１６９】
上記各実施形態では、コンソール１４と電子カセッテ１３が別体である例で説明したが、コンソール１４は独立した装置である必要はなく、電子カセッテ１３にコンソール１４の機能を搭載してもよい。同様に、線源制御装置１１とコンソール１４を一体化した装置としてもよい。また、可搬型のＸ線画像検出装置である電子カセッテに限らず、撮影台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。
【０１７０】
本発明は、Ｘ線に限らず、γ線等の他の放射線を使用する撮影システムにも適用することができる。
【符号の説明】
【０１７１】
２、１３０  Ｘ線撮影システム
１０  Ｘ線源
１１  線源制御装置
１３  電子カセッテ
１４  コンソール
１９  入力デバイス
２０  ディスプレイ
３５  照射信号Ｉ／Ｆ
４２  制御部
４５、１４０、１５０  ＦＰＤ
４６  画素
６２  ＡＥＣ部
６５、１４１  検出画素
７５  採光野選択回路
８０  照射信号Ｉ／Ｆ
１００  ＣＰＵ
１０２  ストレージデバイス
１１２  カセッテ制御部
１２０  照射野特定部
１２１  被写体領域特定部
１２２  第一到達予測線量算出部
１２３  採光野領域特定部
１５１、１５２  第一、第二画素
１６０  積分アンプ
１６１  ゲイン設定部
【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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【図２０】
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【図２１】
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