(57)【要約】【課題】放射線が照射されたことを自ら検知する非連携方式の放射線画像撮影装置において、外乱を放射線と誤検知する前に、外乱環境下に置かれていることを判定できるようにする。【解決手段】放射線画像撮影装置２０は、所定期間に信号線３３、バイアス線３６、走査線３２及び検知手段の配線を流れる電流のうち少なくとも１つ以上の電流に基づいた信号を複数回サンプリングしてデジタル信号を得るサンプリング手段と、サンプリング手段により得られたデジタル信号を演算する演算手段と、演算手段による演算結果に基づいて、外乱環境下にあるか否かを判定する判定手段と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元状に配置された複数の放射線検出素子と、前記放射線検出素子部に電荷を保持するスイッチ素子と、前記スイッチ素子を駆動する走査線と、前記スイッチ素子を介して接続された信号線と、前記放射線検出素子に接続されたバイアス線と、
放射線が照射されたことを検知する検知手段と、
前記検知手段が放射線の照射を検知したことに基づいて、前記複数の放射線検出素子部に蓄積された電荷の量に基づく画像データを読み出す読み出し部と、
所定期間に前記信号線、前記バイアス線、前記走査線及び前記検知手段の配線を流れる電流のうち少なくとも１つ以上の電流に基づいた信号を複数回サンプリングしてデジタル信号を得るサンプリング手段と、
前記サンプリング手段により得られたデジタル信号を演算する演算手段と、
前記演算手段による演算結果に基づいて、外乱環境下にあるか否かを判定する判定手段と、を備えることを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項２】
前記演算手段は、前記サンプリング手段により得られた前記デジタル信号を1回以上微分する微分手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項３】
前記演算手段は、前記サンプリング手段により得られた前記デジタル信号からオフセット成分を除去するオフセット除去手段を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項４】
前記演算手段は、微分手段の演算結果、又は、オフセット除去手段の演算結果に対し、符号に着目した演算をする差分手段を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項５】
前記検知手段は、前記判定手段が前記外乱環境下に置かれていないと判定した後に、前記放射線の照射を検知する検知動作を開始することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項６】
前記検知手段は、
前記検知動作を、前記判定手段の動作と並行して行うことが可能であり、
前記検知動作を行っている間に、前記判定手段が前記外乱環境下に置かれていると判定した場合に、前記検知動作を停止することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項７】
前記検知手段が、放射線が照射されたと判断するための放射線検知閾値を、前記演算結果に応じて可変すること特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項８】
前記判定手段は、前記所定期間毎に前記判定データを構成する信号値と、所定の閾値とを比較し、
前記検知手段は、
前記検知動作を行っている間に、前記判定手段が、前記信号値のうち少なくとも一部が閾値以上であると判定した場合、当該検知動作を停止し、
前記検知動作を停止している間に、前記判定手段が、前記信号値がいずれも閾値未満であると判定した場合、当該検知動作を再開することを特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項９】
前記検知動作を行っている間に前記判定手段が用いる閾値は、前記検知動作を停止している間に前記判定手段が用いる閾値よりも大きいことを特徴とする請求項８に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１０】
前記判定手段が前記外乱環境下に置かれていると判定した場合に、ユーザーに外乱源が近くに存在することを通知する通知手段を備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線照射装置と、を備えることを特徴とする放射線画像撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像撮影装置及びこの装置を備える放射線画像撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線画像撮影システムは、一般に、放射線を発生させる放射線照射装置や、放射線を受けることで放射線画像の画像データを生成する放射線画像撮影装置、これらの設定等を行ったり、放射線画像を表示したりするコンソール等で構成される。
従来、放射線画像撮影装置は、撮影台と一体的に形成されたいわゆる専用機型（固定型等ともいう。）のものが主流であったが、近年、撮影台からの分離・持ち運びを可能とした可搬型（カセッテ型等ともいう。）の放射線画像撮影装置が開発され、実用化されている。このような放射線画像撮影装置は、パネル状をしていることから、ＦＰＤ（Flat Panel Detector）と呼ばれることがある。
【０００３】
ところで、放射線画像撮影装置が可搬型になると、放射線照射装置と放射線画像撮影装置の製造元が同一ではない場合が出てくる。このような場合、両者の間で通信方式が異なるために信号のやり取りを行うことができず、放射線画像撮影システムを構成できないことも少なくなかった。
そこで、多くの放射線照射装置に対応できるようにするため、放射線照射装置からの信号が無くても、放射線が照射されたことを自ら検知することができるように構成された非連携方式の放射線画像撮影装置の開発が進められている。
【０００４】
ところが、近年、このような非連携方式の放射線画像撮影装置は、周囲の外乱環境（例えば電磁波等）を放射線の照射と誤検知してしまうことがあるという新たな問題点が分かってきた。このような誤検知が行われてしまうと、放射線の照射と放射線画像撮影装置の動作のタイミングがずれ、必要な放射線画像が得られず、再撮影が必要になってしまう場合が出てきてしまう。
このような事態を防ぐため、近年、放射線検知手段から出力される電気信号に基づいて放射線の照射を検知し、その後、電気信号に応じた電荷の極性及び電荷の時間変化を表す波形の振幅の少なくとも一方の時間変化に基づいて、行った放射線の検知が誤検知であったか否かを判定する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５９８５５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されたような従来の放射線画像撮影装置は、放射線を検知したと判断した後でないと、誤検知であったか否かの判断がされないので、判定までに時間がかかってしまうという問題があった。
また、特許文献１に記載された放射線画像撮影装置は、初めの放射線を検知する検知期間では検知したものが放射線であるのか電磁波であるのかを区別できない上、後で誤検知（電磁波）であったと判定すると再び検知期間へ戻るようになっているため、大きな電磁波に晒される環境で使用すると、放射線の誤検知の判断をいつまでも繰り返してしまい、撮影ができないという課題がある。このため、撮影を行うことが出来なくなるだけでなく、撮影出来ない期間に放射線を照射して誤曝させてしまう可能性も出てくる。
【０００７】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、放射線が照射されたことを自ら検知する非連携方式の放射線画像撮影装置において、外乱を放射線と誤検知する前に、外乱環境下に置かれていることを判定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の問題を解決するために、本発明に係る放射線画像撮影装置は、
二次元状に配置された複数の放射線検出素子と、前記放射線検出素子部に電荷を保持するスイッチ素子と、前記スイッチ素子を駆動する走査線と、前記スイッチ素子を介して接続された信号線と、前記放射線検出素子に接続されたバイアス線と、
放射線が照射されたことを検知する検知手段と、
前記検知手段が放射線の照射を検知したことに基づいて、前記複数の放射線検出素子部に蓄積された電荷の量に基づく画像データを読み出す読み出し部と、
所定期間に前記信号線、前記バイアス線、前記走査線及び前記検知手段の配線を流れる電流のうち少なくとも１つ以上の電流に基づいた信号を複数回サンプリングしてデジタル信号を得るサンプリング手段と、
前記サンプリング手段により得られたデジタル信号を演算する演算手段と、
前記演算手段による演算結果に基づいて、外乱環境下にあるか否かを判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、外乱を放射線と誤検知する前に、外乱環境下に置かれていることを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観を表す斜視図である。
【図２】図１放射線画像撮影装置に内蔵される放射線検知部の平面図である。
【図３】図１放射線画像撮影装置の概略回路構成を表すブロック図である。
【図４】図１放射線画像撮影装置の動作を表すタイミングチャートである。
【図５】図１放射線画像撮影装置が実行する環境判定処理のフローチャートである。
【図６】サンプリングした信号値の経時変化を表すデータのグラフ、及び当該データから図１の放射線画像撮影装置が生成した処理済みデータのグラフである。
【図７】同実施形態の一の変形例に係る放射線画像撮影装置が実行する環境判定処理のフローチャートである。
【図８】サンプリングした信号値の経時変化を表すデータのグラフ、及び当該データから同変形例に係る放射線画像撮影装置が生成した処理済みデータのグラフである。
【図９】同実施形態の他の変形例に係る放射線画像撮影装置が実行する環境判定処理のフローチャートである。
【図１０】サンプリングした信号値の経時変化を表すデータのグラフ、及び当該データから同変形例に係る放射線画像撮影装置が生成した処理済みデータのグラフである。
【図１１】図１の放射線画像撮影装置を備えた放射線画像撮影システムを、建物に設置して用いる場合の模式図である。
【図１２】図１の放射線画像撮影装置を備えた放射線画像撮影システムを、回診車と組み合わせて用いる場合の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
〔放射線画像撮影装置の構成〕
まず、本発明の実施形態に係る放射線画像撮影装置２０の具体的構成について説明する。図１は放射線画像撮影装置２０の斜視図、図２は放射線画像撮影装置２０が備える放射線検知部３の正面図、図３は放射線画像撮影装置２０の概略回路構成を表すブロック図、図４は放射線画像撮影装置２０の動作を表すタイミングチャートである。
なお、ここでは、放射された放射線を可視光等の他の波長の電磁波に変換して電気信号を得るいわゆる間接型の放射線画像撮影装置を例にして説明するが、本発明は、放射線を検出素子で直接電気信号に変換する、いわゆる直接型の放射線画像撮影装置に対しても適用することができる。
【００１２】
本実施形態に係る放射線画像撮影装置２０は、図１〜３に示したように、筐体１の他、この筐体１に収納される、シンチレーター２、放射線検知部３、走査駆動部４、読み出し部５、制御部６、記憶部７、通信部８、内蔵電源９Ａ等を備えている。
筐体１の一側面には、図１に示したように、電源スイッチ１１や切替スイッチ１２、インジケーター１３、コネクター８２等が設けられている。
【００１３】
シンチレーター２は、板状に形成されており、放射線を受けると放射線検知部３へ向けて可視光等の放射線よりも波長の長い電磁波を発するようになっている。
【００１４】
放射線検知部３は、図２に示したように、基板３１や、複数の走査線３２、複数の信号線３３、複数の放射線検出素子３４、複数のＴＦＴ３５（スイッチ素子）、複数のバイアス線３６、結線３７等で構成されている。
【００１５】
基板３１は、ガラスや、ベースフィルム、シリコン等の半導体材料等を用いて板状に形成され、シンチレーター２と並行になるよう配置されている。
基板３１上には、複数の放射線検出素子３４が二次元的に配置されている。
放射線検出素子３４の一方の端子には、スイッチ素子であるＴＦＴ３５のドレイン端子が、他方の端子にはバイアス線がそれぞれ接続されている。
走査線３２は、複数のＴＦＴ３５のゲート端子と接続され、複数の走査線３２が配置されている。
各信号線３３は、走査線３２と直行する様に配置され、複数のＴＦＴ３５のソース端子と接続され、複数の信号線３３が配置されている。
各走査線３２と各信号線３３のそれぞれの端部には、端子３２ａ、３３aが形成され、基板３１から配線を引き出せる構成となっている。
複数のバイアス線３６は、結線３７で接続され、同様に端子３７ａが形成されている。
なお、本実施形態のバイアス線３６は、結線３７で接続する構成としているが、各バイアス線に端子３７ａを構成しても良いし、所定の本数毎に結線３７で接続し、複数の端子３７ａを構成しても良い。結線３７で接続するとバイアス線３６を流れる電流が集中し、配線抵抗による電圧降下が大きくなってしまうが、分割することで、電圧降下を低減する効果が得られる。
また、バイアス線３６は、配線抵抗の影響を低減するため、全面に面形状となるように配置しても良いし、縦横に配置した配線が交差部で接続した井桁形状となるように配置しても良い。
【００１６】
放射線検出素子３４は、当該放射線検出素子に照射された放射線の線量（或いはシンチレーター２で変換された電磁波の光量）に応じた電気信号（電流、電荷）をそれぞれ発生させるもので、例えばフォトダイオードや、フォトトランジスター等で構成されている。なお、構成が異なるＣＣＤ方式で構成してもよい。
各放射線検出素子３４は、複数の走査線３２及び複数の信号線３３によって区画された複数の領域ｒ（画素）にそれぞれ設けられている。すなわち、本実施形態の放射線検出素子３４は、二次元状（マトリクス状）に分布するよう配列されている。筐体１に収納された放射線検知部３の各放射線検出素子３４は、シンチレーター２と対向するようになっている。
【００１７】
ＴＦＴ３５は、放射線検出素子部（放射線検出素子３４の等価容量及び当該放射線検出素子３４と並列に接続した容量）に電荷を保持するためのもので、放射線検出素子３４と同様、複数の領域ｒにそれぞれ設けられている。各ＴＦＴ３５は、ゲート電極が近接する走査線３２に、ソース電極が近接する信号線３３に、ドレイン電極が同じ領域ｒ内の放射線検出素子３４にそれぞれ接続されている。このため、放射線検出素子３４は、走査線３２や信号線３３と間接的に接続されることとなる。
なお、ＴＦＴ３５は、複数の領域ｒの内の幾つかに対しては、放射線検出素子３４と信号線３３を配線で接続し、ＴＦＴ３５を配置しないものを設けてもよい。
また、ＴＦＴ３５のソースとドレインは同じ機能をするため、入れ替えても良い。
【００１８】
また、複数のバイアス線３６は、各信号線３３と信号線３３との間に信号線３３と平行になるように、かつ交差する走査線３２と導通しないように設けられている。
結線３７は、基板３１の縁部において、走査線３２と平行に延びるように設けられている。結線３７には、複数のバイアス線３６が接続されている。また、結線３７の端部には、端子３７ａが形成されている。
【００１９】
走査駆動部４は、図３に示したように、電源回路４１や、ゲートドライバー４２等で構成されている。
電源回路４１は、それぞれ電圧の異なるオン電圧とオフ電圧を生成し、ゲートドライバー４２に供給するようになっている。
ゲートドライバー４２は、走査線３２の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で順次切り替えるようになっている。
【００２０】
読み出し部５は、複数の読み出し回路５１や、アナログマルチプレクサー５２、Ａ／Ｄ変換器５３等を備えている。
各読み出し回路５１は、各信号線３３にそれぞれ接続されている。
また、各読み出し回路５１は、積分回路５１ａと相関二重サンプリング回路（以下、ＣＤＳ回路）５１ｂ等で構成されている。
【００２１】
積分回路５１ａは、信号線３３に放出された電荷を積分し、積分された電荷量に応じた電圧値をＣＤＳ回路５１ｂへ出力するようになっている。
ＣＤＳ回路５１ｂは、信号を読み出す対象の放射線検出素子３４が接続された走査線３２にオン電圧を印可する前（オフ電圧を印加している間）に、積分回路５１ａの出力電圧をサンプリングホールドし、該当の走査線３２にオン電圧を印可して放射線検出素子の信号電荷を読み出し、該当の走査線３２にオフ電圧を印加した後の積分回路５１ａの出力電圧の差分を出力するようになっている。
なお、信号電荷を読み出した後の積分回路５１ａの出力電圧もサンプリングホールドして差分するようにしても良い。
【００２２】
アナログマルチプレクサー５２は、ＣＤＳ回路５１ｂから出力された複数の差分信号を一つずつＡ／Ｄ変換器５３へ出力するようになっている。なお、複数の画素から１つの画素（例えば、４画素を平均化した１画素）を生成するため、入力された複数の差分信号のうち２つ以上をＡ／Ｄ変換器５３へ出力できるようにしても良い。
Ａ／Ｄ変換器５３は、入力されたアナログ電圧値の画像データをデジタル値の画像データに順次変換するようになっている。なお、アナログマルチプレクサー５２を利用する構成だけでなく、ＣＤＳ回路毎にＡ／Ｄ変換機を構成してもよい。
【００２３】
制御部６は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピューターや、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等で構成されている。なお、専用の制御回路で構成されていてもよい。
制御部６は、所定の検知方式により放射線の照射開始を検知するようになっている。すなわち、制御部６は本発明における検知手段をなす。具体的な検知方法は特に限られるものでは無いが、例えば、図示しない放射線センサーや読み出し部５からの信号や、バイアス電源９Ｂの電流変化に基づいて行うようにすることができる。
【００２４】
記憶部７は、ＳＲＡＭ（Static ＲＡＭ）やＳＤＲＡＭ（Synchronous ＤＲＡＭ）、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリー、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成されている。
通信部８は、アンテナ８１やコネクター８２を介して外部と無線方式や有線方式で通信を行うようになっている。
内蔵電源９Ａは、リチウムイオン電池やリチウムイオンキャパシタ等で構成され、放射線検知部３や走査駆動部４等に電力を供給するようになっている。
【００２５】
このように構成された放射線画像撮影装置２０は、電源スイッチ１１が入れられると、バイアス電源９Ｂから結線３７やバイアス線３６を介して、各放射線検出素子３４にバイアス電圧を印加する。また、読み出し回路５を介して、信号線に基準電圧を印可する。
そして、図４に示すように、走査駆動部４から走査線３２の各ラインＬ１〜Ｌｘを介してＴＦＴ３５にオン電圧を順次印加し、放射線検出素子３４に、信号線に印可された基準電圧とバイアス線に印可されたバイアス電圧の差の逆バイアス電圧を印可するリセット処理を行う。最後のラインＬｘのリセット処理を終えたら再度最初のラインＬ１からリセット処理を繰り返す。
【００２６】
このリセット処理を繰り返している間に、放射線の照射を検知したことに基づいて、リセット処理を終了し、少なくとも診断画像に用いる領域の走査線へのオン電圧の印加を停止して電荷蓄積状態に移行する。すなわち、放射線の照射により各放射線検出素子３４内で発生した電荷を放射線検出素子３４内に蓄積する。
放射線の照射が終了した後は、画像データの読み出し処理を行う。まず、ゲートドライバー４２から走査線３２の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧を順次印加して、放射線検出素子３４内に蓄積されていた電荷を信号線３３に放出させる。
【００２７】
そして、各読み出し回路５１の積分回路５１ａが信号線３３に放出された電荷を積分し、積分された電荷の量に応じた電圧値を出力する。そして、ＣＤＳ回路５１ｂが、アナログ値の画像データを出力する。出力された各画像データは、アナログマルチプレクサー５２を介してＡ／Ｄ変換器５３に順次送信される。そして、Ａ／Ｄ変換器５３が、出力されたアナログ値の画像データをデジタル値の画像データに順次変換する。変換されたデジタル値の画像データは、記憶部７に順次保存される。このようにして、画像データの読み出し処理が行われる。
【００２８】
〔放射線画像撮影装置の環境判定〕
次に、本実施形態に係る放射線画像撮影装置２０が行う環境判定について説明する。図５は放射線画像撮影装置の制御部６が実行する環境判定処理のフローチャートであり、図６はサンプリングした信号値の時間的変化を表すグラフ、及び本実施形態に係る放射線画像撮影装置２０が当該信号値に所定の演算を施して得られた処理済み信号値の時間的変化を表すグラフである。なお、図６における左の縦一列（ａ）〜（ｐ）のグラフは外乱環境下にあるときのもの、中央の一列（ｂ）〜（ｑ）のグラフは、外乱環境下にない状態で放射線の照射を受けていないときのもの、右一列（ｃ）〜（ｒ）のグラフは、外乱環境下にない状態で放射線の照射を受けたときのものとなっている。
【００２９】
本実施形態に係る放射線画像撮影装置２０は、電源が入れられ、走査駆動部４が動作を開始すると、制御部６が図５に示した環境判定処理を実行する。
【００３０】
具体的な動作の説明に入る前に、ここで、本実施形態に係る放射線画像撮影装置２０が行う環境判定について、バイアス線３６を流れる電流の変化を検出することにより放射線の照射を検知するバイアス電流検出方式と組み合わせた方式の電流に基づいた信号を複数回サンプリングしてデジタル信号を得るサンプリングまでについて説明する。
【００３１】
バイアス線３６を流れる電流変化を検出する手段として、積分回路を構成する方法がある。この積分回路の出力電圧を走査周期（１ゲート周期）よりも短い間隔でＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換する（ステップＳ１）。
ステップＳ１には、制御によるノイズが重畳されるため、ノイズを除去する処理を行う。
ノイズとは、走査線３２（ＴＦＴ３５）をオンしたり、オフしたりする際に寄生容量を介して流れる電流で、貫通電流やフィードスルーと呼ばれている。
また、バイアス電流検出回路の積分回路をリセットしている期間では電流変化が検知できないし、リセット開始時と解除時に、同様の貫通電流によるノイズが重畳される。このノイズが発生している期間や電流変化が検知できない期間のデータを使用しない、または、基準値に書き換えるなどのノイズ除去処理をする。
本発明の演算手段はノイズ除去処理を含んでも良い。
【００３２】
なお、走査線３２のオン／オフと積分回路のリセットを重なるように制御することで、使用できない期間を短縮することが好ましい。
また、走査線３２のオフと次の走査線３２のオンを略同時に行うことで、ノイズを相殺したり、ノイズ発生期間を短くしたりすることが好ましい。
【００３３】
次に、信号線３３を流れる電流の変化を検出することにより放射線の照射を検知する信号電流検出方式と組み合わせた方式の電流に基づいた信号を複数回サンプリングしてデジタル信号を得るサンプリングまでについて説明する。
読み出し回路５は、放射線検出素子３４から電荷を読み出す動作以外に、下記の機能を内蔵している。
読み出し回路５は、積分回路５１ａの出力が、アナログマルチプレクサー５２に、直接接続されるように、図示しない選択スイッチが構成されている。ＣＤＳ回路５１ｂを介さないでスルーする機能を内蔵している。
アナログマルチプレクサー５２は、ある決まった信号線３３がＡ／Ｄ変換器５３と接続されるように制御される。
Ａ／Ｄ変換器５３は、一走査周期内で、複数回のデジタル変換を行い、デジタル信号を出力する。
【００３４】
なお、ここでは、ＣＤＳ回路５１ｂをスルーする構成を説明したが、これに限らず、積分回路５１ａの出力を一走査内の最初に第一のサンプルホールド回路でサンプルホールドし、ＣＤＳ部５１ｂでは積分回路５１ａの出力電圧と第一のサンプルホールドされた電圧を差分した電圧を出力する構成としても良い。
また、差分する前に、積分回路５１ａの出力電圧を第二のサンプルホールド回路で、サンプルホールドして、第一のサンプルホールド電圧と差分した電圧を出力しても良い。
また、アナログマルチプレクサー５２は、複数の積分回路５１ａや複数のＣＤＳ回路５１ｂとＡ／Ｄ変換器５３を接続して、平均化された電圧がＡ／Ｄ変換器に入力されるように構成しても良い。
また、走査線を流れる電流変化を検出するため、オフ電圧の電流変化を検出する走査線電流検出方式やＸ線センサーを用いた方式においても同様に構成することが可能である。
【００３５】
また、環境判定手段（バイアス電流検出方式、信号線電流検出方式、走査線電流検出方式、Ｘ線センサー）を複数組み合わせても良い。複数の環境判定手段を使用する場合に、Ａ／Ｄ変換器の変換周期を異なるように構成した方が好ましい。
また、同一の環境判定手段に複数のＡ／Ｄ変換器を組み合わせて構成して、Ａ／Ｄ変換器の変換周期を異なるように制御することも可能である。
また、信号電流検出方式では、読み出し回路５毎にＡ／Ｄ変換器の変換周期を異なるように制御してもよい。それは、サンプリングの定理により、外乱の周波数によって検知しやすい変換周期が異なるためである。
【００３６】
次に、具体的な動作の説明に移る。この環境判定処理では、まず、サンプリング処理を行う（ステップＳ１）。具体的には、１走査周期（ある走査線を駆動してから次の走査線を駆動するまで）の間（所定期間）に、複数回（例えば７０回程度）サンプリングしてデジタル化することにより、図６（ａ），（ｂ）又は（ｃ）に示したようなグラフで表される、１走査周期における信号値の経時変化を表すデータが生成される。すなわち、制御部６は、本発明におけるサンプリング手段をなす。なお、図６（ａ），（ｂ），（ｃ）に示したグラフにおいて、信号値がほぼ一定の区間は積分器を構成する容量と並列接続したスイッチ素子をオンしてリセットした状態であり、それ以降の区間は、スイッチ素子をオフしてリセットを解除し、積分中の状態である。デジタル化した信号は別途、放射線照射検知にも利用することが可能である。
スイッチ素子は、ＦＥＴ等のトランジスタで構成しており、ゲート電極にオン（ＯＮ）電圧やオフ（ＯＦＦ）電圧を印加している。図６では、これをゲートＯＮとゲートＯＦＦと記載している。
【００３７】
ステップＳ１の処理の後は、オフセット成分除去処理を行う（ステップＳ２）。具体的には、生成したデータから、予め取得しておいたオフセット成分（放射線が照射されておらず、電磁波等の外乱が入力されない状態でサンプリングした信号）を差分する（所定の演算を施す）。これにより、図６（ｄ），（ｅ）又は（ｆ）に示したようなグラフで表される、処理済みデータが生成される。すなわち、制御部６は、本発明における演算手段を含み、演算手段はオフセット除去手段を含む。
なお、オフセットの温度変化を考慮して、温度水準毎にオフセット差分用信号を取得しておくようにすれば、オフセット成分除去の精度が向上する。
また、放射線が照射されていない撮影準備中に、サンプリング手段によりステップＳ１で取得した信号の走査回数方向にローパスフィルタ演算や移動平均等の演算処理を行い電磁波等のノイズを低減した信号をオフセット成分としても良い。走査回数方向とは、走査１回目のタイミング１で取得した信号と走査２回目のタイミング１で取得した信号を演算処理することを表している。
【００３８】
ところで、図６（ｄ）〜図６（ｒ）のグラフでは、ゲートＯＦＦの区間の信号値のみが示されている。これは、ゲートＯＮの区間は信号値がほぼ一定で、オフセット成分除去処理をすると値がほぼゼロになり、外乱や放射線照射の有無によって差が出にくいため、本実施形態においてはゲートＯＦＦの区間のみに着目して演算（ノイズ除去処理）を行ったからである。しかし、演算の対象となるのは、１走査周期における任意の区間であり、１走査周期全体を使って演算を行ってもよいし、ゲートＯＮ区間とゲートＯＦＦ区間を跨ぐように設定した一部区間等を使って演算を行ってもよい。
【００３９】
ステップＳ２の処理の後は、差分処理を行う（ステップＳ３）。具体的には、図６（ｇ），（ｈ）又は（ｉ）に示したように、生成した処理済みデータを構成する各信号値の絶対値を取り、それを図６（ｊ）、（ｋ）又は（ｌ）に示したように累積し絶対値累積データを得る。一方、図６（ｍ），（ｎ）又は（о）に示したように、取得した信号の信号値を絶対値を取らずに累積し符号付累積データを得る。そして、絶対値累積データから、符号付累積データを差分する（所定の演算を施す）。これにより、図６（ｐ），（ｑ）又は（ｒ）に示したようなグラフで表される判定データが得られる。すなわち、本発明における演算手段は差分手段を含む。
なお、ステップＳ３においては、絶対値累積データから符号付累積データを差分するだけでなく、処理済みデータにおけるマイナスの値のみを抽出して符号を反転させ、それらを累積したものを絶対値累積データから符号付累積データを差分した値の代わりに用いるようにしてもよい。差分演算をしていないが、前記差分手段と同じ結果が得られるため、差分手段と等価である。
差分後のグラフを比較すると、外乱環境下でサンプリングしたデータに基づく図６（ｐ）のグラフのみ信号値が大きく増加し、他のグラフは横ばいになっていることが見て取れる。
【００４０】
ステップＳ３の処理の後は、取得した判定データと所定の閾値（外乱環境下判定閾値）とを比較する（ステップＳ４）。閾値は、外乱環境下でない電気ノイズによって生じる値以上で、外乱環境下であることを判定できる値に設定する。
ここで、判定データは累積演算しているため、図６の（ｐ）、（ｑ），（ｒ）の右端の信号値が閾値未満かを判定すれば良く、閾値未満と判定した場合（データが図６（ｑ）又は（ｒ）であった場合、ステップＳ４；Ｙｅｓ）には、自身（放射線画像撮影装置２０）が外乱環境下に置かれていないということで、放射線の照射を検知する検知動作を開始する（ステップＳ５）。このように、外乱環境下に置かれていないことが確認できてから検知動作を開始するので、放射線を検知したと判断する前に外乱環境下であるかを判断し、誤って外乱環境下で撮影を行い、撮影に失敗してしまうのを防ぐことができる。
【００４１】
一方、ステップＳ４の処理において、閾値未満ではない（閾値以上である）と判定した場合（データが図６（ｐ）であった場合、ステップＳ４；Ｎｏ）には、自身が外乱環境下に置かれているということで、検知動作を停止する（ステップＳ６）。すなわち、制御部６は、本発明における判定手段を含む。
【００４２】
検知動作を停止する際には、外乱源が近くに存在する旨をユーザーへ通知するようにしてもよい。通知の仕方としては、筐体１に設けられたインジケーター１３の発光態様（色や点滅の仕方）を変えたり、コンソール３０等へ信号を送信して文字や画像の表示、あるいは音の出力等を行ったりすることが考えられる。このようにした場合、インジケーター１３等は、本発明における通知手段をなすことになる。なお、文字、画像、音声等で通知する場合には、単に外乱環境下にあることを通知するだけでなく、放射線画像撮影装置２０を外乱環境から離すことを求める内容としてもよい。
また、このようにすれば、外乱源によりうまく撮影ができないあるいは動作しない場合に、ユーザーがそれらの原因を容易に把握することができる。
【００４３】
なお、環境判定処理は、放射線の照射を検知する非連携の撮影動作中に行うだけでなく、放射線画像撮影装置２０の電源が入れられている間は所定期間毎に繰り返してもよい。こうすることで、外乱環境下にあることをユーザーへ素早く通知することができる。
放射線の照射を検知する検知動作の停止は、検知動作内の判定処理のみを停止することで実現しても良い。環境判定処理と検知動作の演算を並行して行えるため、Ｘ線照射開始判定の遅延を減らすことができるので好ましい。
また、外乱環境下にあると判断されている間は、検知動作の演算を初期化することで、検知動作を停止することも可能となる。
また、放射線検知動作を再開させる際には、外乱環境下に存在したときの影響を除去するため、動作停止前の信号値を初期化するようにするのが好ましい。
【００４４】
放射線の照射を検知する検知動作を停止するのではなく、検知動作内の判定処理の閾値（放射線検知閾値）を、環境判定処理の演算で得られた値に基づいて変更する様にした方が好ましい。外乱環境下でも誤検知することなく放射線の照射を検知することができる。
例えば、絶対値累積データから符号付累積データを差分した差分値に基づいた値（例えば、係数を掛けたもの）を検知動作内の判定処理の放射線検知閾値に加算することで、誤検知を防止する。
放射線の照射を検知する検知動作として、例えば、符号付累積データを用いて、この値が放射線検知閾値以上であれば、放射線が照射されていると判定することが可能である。また、この放射線検知閾値を環境判定処理の演算で得られた値に基づいて変更することが可能である。演算処理の処理内容だけで、外乱環境判定処理と放射線の照射を検知する検知動作を実現でき、ハード構成を変更することなく、機能の追加や削除、演算処理の向上が可能となる。
【００４５】
このように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置２０は、二次元状に配置された複数の放射線検出素子３４と、放射線検出素子部に電荷を保持するＴＦＴ３５（スイッチ素子）と、ＴＦＴ３５を駆動する走査線３２と、ＴＦＴ３５を介して接続された信号線３３と、放射線検出素子３４に接続されたバイアス線３６と、放射線が照射されたことを検知する検知手段と、検知手段が放射線の照射を検知したことに基づいて、複数の放射線検出素子部に蓄積された電荷の量に基づく画像データを読み出す読み出し部と、所定期間に信号線３３、バイアス線３６、走査線３２及び検知手段の配線を流れる電流のうち少なくとも１つ以上の電流に基づいた信号を複数回サンプリングしてデジタル信号を得るサンプリング手段と、サンプリング手段により得られたデジタル信号を演算する演算手段と、演算手段による演算結果に基づいて、外乱環境下にあるか否かを判定する判定手段と、を備える。
【００４６】
配線には放射線や外乱（ノイズ等）の影響により電流が流れるが、その特性は、放射線と外乱とでは異なる。このため、配線に流れる電流に基づく信号値の経時変化を表すデータを生成することで、自身が外乱環境下に置かれているのか、あるいは外乱環境下に置かれていない状態で放射線が照射されたのか、を判別することができる。
その結果、当該外乱を放射線と誤検知する前に、外乱環境下に置かれていることを判定することができる。
【００４７】
また、本実施形態のように、オフセット除去と差分処理を組み合わせることで、より正確に、外乱環境下に置かれていることを判定することができる。
また、信号線は、放射線画像撮影装置に従来備えられている配線であり、電流の変化を検出する積分回路に接続されているため、新たにコストをかけることなく外乱環境下に置かれていることを判定できるようになる。
【００４８】
また、検知動作を停止している間に用いる閾値（外乱環境下ではないと判断するときの閾値）を、検知動作を行っている間に用いる閾値（外乱環境下と判断する閾値）より小さくしてもよい。
このようにすれば、ヒステリシスを持たせることとなり、外乱環境下である、あるいは外乱環境下ではない判断が短時間で何度も変わるチャタリング現象の発生を抑制することが可能となる。
【００４９】
また、本実施形態では、１走査期間で、外乱環境下の判定や、照射開始検知の判定を行うものとして説明したが、複数の走査期間において得られた信号値を用いて判定するようにしても良い。具体的には、走査回数方向に、積分演算しても良いし、ＤＣ成分が積算されない様に積分演算とＨＰＦ（ハイパスフィルタ）演算を組み合わせた演算や、移動平均演算をして、外乱環境下や放射線照射開始を判定しても良い。
【００５０】
（変形例）
以上、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００５１】
例えば、上記実施形態では、環境判定処理において、デジタル化した信号値から、オフセット成分を除去する処理を行ったが、微分演算処理に置き換えることも可能である（図７）。微分演算処理は、例えば、Ａ／Ｄ変換のサンプリング間隔間で差分演算して求めることができる。また、Ｎ倍のサンプリング間隔間で差分演算して求めることも可能で、複数の１〜Ｎ倍のサンプリング間隔間で演算して求め、それぞれに対応した複数の閾値を用いて外乱環境下にあるかを判定することが可能となる。サンプリング周期を変更した状態を作ることができるので、サンプリングの定理による外乱の周波数によって検出しやすい変換周期が異なるものをカバーすることが可能となり好ましい。
【００５２】
具体的には、ステップＳ１の処理の後、デジタル化した信号値（図８（ａ），（ｂ）又は（ｃ）に示したグラフ）を１回微分する（所定の演算を施す、ステップＳ２Ａ）。すると、図８（ｄ），（ｅ），（ｆ）に示したようなグラフで表される処理済みデータが得られる。すなわち、本変形例における制御部６は、本発明における微分手段をなす。そして、ステップＳ２Ａの処理の後は、上記実施形態のステップＳ３以降の処理と同様の処理を行う。
なお、ステップＳ１とＳ２Ａの処理の間で、上記実施形態のステップＳ２の処理（デジタル化した信号値のオフセット成分を除去）を行うようにしてもよい。
【００５３】
また、環境判定処理は、図９に示したようなものとすることもできる。
具体的には、ステップＳ１の処理の後、デジタル化した信号値（図１０（ａ），（ｂ）又は（ｃ）に示したグラフ）を１回微分し、得られた信号値（図１０（ｄ），（ｅ）又は（ｆ）を更に微分する（ステップＳ２Ｂ）。すると、図１０（ｇ），（ｈ）又は（ｉ）に示したようなグラフが得られる。すなわち、本変形例における制御部６も、本発明における微分手段をなす。そして、ステップＳ２Ｂの処理の後は、上記実施形態のステップＳ４以降の処理と同様の処理を行う。
図１０に示したように、２回微分すると、絶対値加算した信号値の状態でも、外乱の有無による信号値の差が大きくなるので、ステップＳ３の処理を行わなくても比較的容易に外乱の有無を判定できるようになる。
なお、必要に応じて、ステップＳ３の処理を行うようにしてもよい。
同様に、微分する際のサンプリング間隔間が異なる複数の演算処理をして、それぞれに対応した閾値を用いて外乱環境下か判定しても良い。
【００５４】
また、上記実施形態では、読み出し部５を用いて信号線３３に流れる電流の値を繰り返し抽出して得られた複数の信号値をデジタル化することにより、信号値の経時変化を表すデータを生成するようにしたが、走査線３２やバイアス線３６の他、放射線検知部３を構成する配線にも、放射線が照射されたときや外乱環境下に置かれたときに電流が流れるので、走査線３２やバイアス線３６に電流値に基づく信号値を抽出・デジタル化する構成を備えるようにして、これらに流れる電流からデータを生成するようにしてもよい。
【００５５】
バイアス線３６の電流変化を検出する方法や、信号線３３の電流変化を検出する方法では、バイアス線を井桁形状に配置することで、基板３１内で生じた外乱ノイズ電流が相殺でき、外乱環境下でも誤検知し難くなり、画像への影響も低減できるため、外乱環境下でも誤検知することなく放射線診断画像が取得できる。更にバイアス線を全面にすることで更に外乱ノイズ電流を低減できることも分かっているため、基板３１内のバイアス線は井桁形状、更には全面に面（ベタ）形状にすることと組み合わせることで、外乱環境下でも誤検知することなく放射線診断画像を取得できる。
【００５６】
〔放射線画像撮影システムの構成〕
次に、上記放射線画像撮影装置２０を用いて構成した放射線画像撮影システム１００の構成について説明する。図１１，１２は、放射線画像撮影システム１００の模式図である。
【００５７】
本実施形態の放射線画像撮影システム１００は、図１１に示したように、放射線照射装置１０や、放射線画像撮影装置２０、コンソール３０、中継器４０等で構成されている。
また、放射線画像撮影システム１００には、必要に応じて、図示しない放射線科情報システム（Radiology Information System、ＲＩＳ）や、画像保存通信システム（Picture Archiving and Communication System：ＰＡＣＳ）等が接続される。
【００５８】
放射線照射装置１０は、放射線源１０ａや、ジェネレーター１０ｂ、操作卓１０ｃ等を備えている。
放射線源１０ａは、放射線を生成可能な図示しない回転陽極や回転陽極に電子ビームを照射するフィラメント等を有している。
ジェネレーター１０ｂは、放射線源１０ａが設定された管電圧や管電流、照射時間（ｍＡｓ値）等に応じた線量の放射線を照射するように制御する。
操作卓１０ｃは、放射線技師等のユーザーが操作可能な曝射スイッチ１０ｄを備えている。そして、操作卓１０ｃは、曝射スイッチ１０ｄが操作されたことに基づいて、ジェネレーター１０ｂに対し放射線の照射開始等を指示するようになっている。
【００５９】
放射線画像撮影装置２０は、放射線が照射されたことを自ら検知する非連携方式のものとなっており、放射線照射装置１０から放射線の照射を受けると、画像データを読み出し、その画像データを外部（コンソール３０等）へ送信するようになっている。
なお、放射線画像撮影装置２０の詳細については後述する。
【００６０】
コンソール３０は、コンピューターや専用の装置等で構成されており、図示しない制御部や、記憶部等の他、表示部３０ａ、操作部３０ｂ等を備えている。
表示部３０ａは、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等で構成されている。
操作部３０ｂは、マウスやキーボード、タッチパネル等で構成されている。
【００６１】
中継器４０は、放射線画像撮影装置２０とコンソール３０の間で、無線方式や有線方式での通信等を中継するためのアクセスポイントやハブの機能を備えている。
なお、中継器４０を介すことなく、放射線画像撮影装置２０とコンソール３０間で直接に送受信するように構成してもよい。
【００６２】
このように構成された放射線画像撮影システム１００は、ユーザーが曝射スイッチ１０ｄを操作すると、放射線照射装置１０が、操作卓１０ｃで設定した条件で放射線を患者へと照射する。そして、患者の背後に位置する放射線画像撮影装置２０が患者を透過してきた放射線を受け、それに基づいて画像データを読み出し、読み出した画像データを、中継器４０を介してコンソール３０に送信するようになっている。
【００６３】
なお、本実施形態の放射線画像撮影システム１００は、例えば、図１１に示したように、固定された放射線照射装置１０と組み合わせることも可能であるし、図１２に示したように、回診車６０と組み合わせて用いることも可能である。
【００６４】
放射線画像撮影システム１００を建物内に設置する場合は、例えば図１１に示したように、放射線照射装置１０の放射線源１０ａや、ジェネレーター１０ｂ、放射線画像撮影装置２０、中継器４０等を撮影室Ｒａ内に配置し、放射線照射装置１０の操作卓１０ｃや、コンソール３０等を前室Ｒｂ（操作室等ともいう。）に設置するようにする。その際、放射線画像撮影装置２０を、撮影台（立位撮影用の撮影台５０Ａや臥位撮影用の撮影台５０Ｂ）のカセッテホルダー５０ａに装填して用いるように構成することが可能である。中継器４０を撮影室Ｒａ内に配置することで、コンソール３０を前室Ｒｂに設置しても、無線通信性能を維持したり、有線ケーブルの接続を容易にしたりすることが可能となる。
【００６５】
一方、放射線画像撮影システム１００を回診車６０と組み合わせる場合は、図１２に示したように、放射線画像撮影装置２０以外の構成を回診車６０の本体内に内蔵し、放射線画像撮影装置２０を持ち運べるようにしておく。そして、この回診車６０を用いて放射線画像の撮影を行う際には、放射線画像撮影装置２０を、例えば、ベッドＢとその上に横たわる患者Ｈとの間に差し込んだり、患者Ｈにあてがったりする。放射線画像撮影装置２０とコンソール３０間を直接通信することで、中継器４０を必要としない構成としても良いし、図示しない中継器４０を介して通信することも可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１００  放射線画像撮影システム
１０  放射線照射装置
１０ａ  放射線源
１０ｂ  ジェネレーター
１０ｃ  操作卓
１０ｄ曝射スイッチ
２０  放射線画像撮影装置
１筐体
１１  電源スイッチ
１２  切替スイッチ
１３  インジケーター
２シンチレーター
３放射線検知部
３１  基板
３２  走査線
３３  信号線
３４  放射線検出素子
３５  ＴＦＴ
３６  バイアス線
３７  結線
４  走査駆動部
４１  電源回路
４２  ゲートドライバー
５  読み出し部
５１  読み出し回路
５１ａ  積分回路
５１ｂ  相関二重サンプリング回路
５２  アナログマルチプレクサー
５３  Ａ／Ｄ変換器
６  制御部
７  記憶部
８  通信部
８１  アンテナ
８２  コネクター
９Ａ  内蔵電源
９Ｂ  バイアス電源
３０  コンソール
３０ａ  表示部
３０ｂ  操作部
４０  中継器
５０Ａ，５０Ｂ  撮影台
５０ａ  カセッテホルダー
６０  回診車
ｒ  （基板上に区画された）領域（画素）
Ｂ  ベッド
Ｈ  患者
Ｕ  ユーザー
【図１】
2018198389.tif 000003
【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】
2018198389.tif 000009
【図８】
2018198389.tif 000010
【図９】
2018198389.tif 000011
【図１０】
2018198389.tif 000012
【図１１】
2018198389.tif 000013
【図１２】
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