(57)【要約】【課題】放射線画像において各Ａ／Ｄ変換回路の部品ばらつきに起因する画像データのばらつきを低減可能な放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法を提供する。【解決手段】放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法において、放射線画像撮影装置１に対して、放射線検出素子７が検出し得る放射線の最大線量の半分の線量より低線量側の所定の複数の線量Ｒhigh、Ｒlowの放射線をそれぞれ照射する放射線照射工程と、複数の線量の放射線の照射により放射線検出素子７内に蓄積された各電荷を読み出した複数のアナログ値の画像データをＡ／Ｄ変換回路２０ごとに複数のデジタル値の画像データＧｉに変換する読み出し変換工程と、Ａ／Ｄ変換回路２０ごとに変換された複数のデジタル値の画像データＧｉに基づいて、Ａ／Ｄ変換回路２０ごとのデジタル値の画像データに対する補正値ｑを算出する補正値算出工程とを有する。【選択図】図１６
2011102702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、
前記放射線検出素子から前記信号線を通じて電荷を読み出し、前記放射線検出素子ごとに前記電荷を画像データとして出力する複数の読み出し回路と、
を備え、
さらに、前記複数の読み出し回路から出力されたアナログ値の画像データをそれぞれデジタル値の画像データに変換するＡ／Ｄ変換回路を複数備えた放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法において、
前記放射線画像撮影装置に対して、前記放射線検出素子が検出し得る放射線の最大線量の半分の線量より低線量側の所定の複数の線量の放射線をそれぞれ照射する放射線照射工程と、
前記複数の線量の放射線の照射により前記放射線検出素子内に蓄積された各電荷をそれぞれ複数の前記アナログ値の画像データとして読み出し、読み出した前記複数のアナログ値の画像データを前記Ａ／Ｄ変換回路ごとに複数の前記デジタル値の画像データに変換する読み出し変換工程と、
前記Ａ／Ｄ変換回路ごとに変換された前記複数のデジタル値の画像データに基づいて、前記Ａ／Ｄ変換回路ごとの前記デジタル値の画像データに対する補正値を算出する補正値算出工程と、
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法。
【請求項２】
前記補正値算出工程では、前記所定の複数の線量の差に対する前記Ａ／Ｄ変換回路ごとの前記複数のデジタル値の画像データの差の変化率が、予め設定された基準の変化率になるように前記Ａ／Ｄ変換回路ごとの前記デジタル値の画像データに対する補正値を算出する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のキャリブレーション方法。
【請求項３】
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、
前記放射線検出素子から前記信号線を通じて電荷を読み出し、前記放射線検出素子ごとに前記電荷を画像データとして出力する複数の読み出し回路と、
を備え、
前記複数の読み出し回路から出力されたアナログ値の画像データをそれぞれデジタル値の画像データに変換するＡ／Ｄ変換回路を複数備え、
さらに、前記Ａ／Ｄ変換回路ごとに変換された前記デジタル値の画像データに基づいて、前記Ａ／Ｄ変換回路ごとに前記デジタル値の画像データに対する補正値を算出する補正値算出手段を備え、
前記補正値算出手段は、キャリブレーション時に、前記放射線検出素子が検出し得る放射線の最大線量の半分の線量より低線量側の所定の複数の線量の放射線がそれぞれ照射されて前記放射線検出素子内に蓄積された各電荷がそれぞれ複数の前記アナログ値の画像データとして読み出され、前記Ａ／Ｄ変換回路ごとに複数の前記デジタル値の画像データに変換されると、前記Ａ／Ｄ変換回路ごとに変換された前記複数のデジタル値の画像データに基づいて前記Ａ／Ｄ変換回路ごとの前記デジタル値の画像データに対する補正値を算出することを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項４】
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、
前記放射線検出素子から前記信号線を通じて電荷を読み出し、前記放射線検出素子ごとに前記電荷を画像データとして出力する複数の読み出し回路と、
前記画像データを転送する転送手段とを備え、
さらに、前記複数の読み出し回路から出力されたアナログ値の画像データをそれぞれデジタル値の画像データに変換するＡ／Ｄ変換回路を複数備える放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置から転送された前記画像データに対して対数変換処理を施して最終的な画像データを作成するコンソールと、
を備え、
前記放射線画像撮影装置は、キャリブレーション時に、前記放射線検出素子が検出し得る放射線の最大線量の半分の線量より低線量側の所定の複数の線量の放射線がそれぞれ照射されると、前記放射線検出素子内に蓄積された各電荷をそれぞれ複数の前記アナログ値の画像データとして読み出し、前記Ａ／Ｄ変換回路ごとに複数の前記デジタル値の画像データに変換し、前記転送手段により前記Ａ／Ｄ変換回路ごとの前記複数のデジタル値の画像データを前記コンソールに転送し、
前記コンソールは、前記放射線画像撮影装置から前記Ａ／Ｄ変換回路ごとの前記複数のデジタル値の画像データを受信すると、当該画像データに基づいて前記Ａ／Ｄ変換回路ごとの前記デジタル値の画像データに対する補正値を算出す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のキャリブレーション方法、放射線画像撮影装置、および放射線画像撮影システムに係り、特に、Ａ／Ｄ変換回路を備えた放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法、およびそれを実現する放射線画像撮影装置や放射線画像撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
照射されたＸ線等の放射線の線量に応じて検出素子で電荷を発生させて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や、照射された放射線をシンチレータ等で可視光等の他の波長の電磁波に変換した後、変換され照射された電磁波のエネルギに応じてフォトダイオード等の光電変換素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる間接型の放射線画像撮影装置が種々開発されている。なお、本発明では、直接型の放射線画像撮影装置における検出素子や、間接型の放射線画像撮影装置における光電変換素子を、あわせて放射線検出素子という。
【０００３】
このタイプの放射線画像撮影装置はＦＰＤ（Flat Panel Detector）として知られており、従来は支持台（或いはブッキー装置）と一体的に形成されていたが（例えば特許文献１参照）、近年、放射線検出素子等をハウジングに収納した可搬型の放射線画像撮影装置が開発され、実用化されている（例えば特許文献２、３参照）。
【０００４】
このような放射線画像撮影装置では、例えば後述する図７に示すように、通常、ガラス基板の検出部Ｐ上に複数の走査線５と複数の信号線６とが互いに交差するように配設されており、また、走査線５と信号線６とで区画された各領域にそれぞれ放射線検出素子７が二次元状（マトリクス状）に配列されている。そして、各放射線検出素子７には、スイッチ手段である薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor。以下、ＴＦＴという。）８が接続されており、各ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄ（図７ではＤと表現されている。）がそれぞれ信号線６に接続されている。
【０００５】
また、各信号線６は、読み出しＩＣ１６内に形成された増幅回路１８等を備える各読み出し回路１７に接続されており、各読み出し回路１７の出力側は、マルチプレクサ２１等を介してＡ／Ｄ変換回路２０に接続されている。読み出しＩＣ１６では、例えば１２８個等の所定個数の読み出し回路１７ごとに１個のＡ／Ｄ変換回路２０が設けられるように構成されていることが多い。
【０００６】
そして、放射線画像撮影が行われて各放射線検出素子７内に蓄積された電荷は、読み出し処理の際に、各放射線検出素子７から信号線６を介して各読み出し回路１７に読み出され、増幅回路１８で電荷電圧変換される等してアナログ値の画像データに変換された後、Ａ／Ｄ変換回路２０でデジタル値の画像データ（すなわちいわゆるrawデータ）に変換されて出力されて、記憶手段４０に保存される。
【０００７】
また、このようにして読み出されたrawデータに対する画像処理においては、通常、各放射線検出素子７から得られた各rawデータに対してそれぞれオフセット補正やゲイン補正等の補正処理が施された後、補正処理された画像データに対して対数変換処理が施されることで、診断用等の最終的な画像データが作成される。
【０００８】
なお、本明細書では、放射線検出素子７から読み出されＡ／Ｄ変換回路２０でＡ／Ｄ変換されたrawデータに対してオフセット補正やゲイン補正等の補正処理が施された後の画像データを、Ａ／Ｄ変換回路２０から出力された画像データという意味で、一括してＡ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉという。すなわち、Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉという場合、その出力値（画像データ）Ｇｉに対しては、既に各放射線検出素子７ごとのオフセット補正やゲイン補正等の補正処理が施されているものとする。
【０００９】
また、本明細書では、Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉに対して対数変換処理が施されて出力された値を、対数変換処理後の出力値Ｇｏという。
【００１０】
ところで、上記のように、所定個数の読み出し回路１７ごとに１個ずつ設けられるＡ／Ｄ変換回路では、読み出しＩＣの製造上の過程で、Ａ／Ｄ変換回路を構成する各部品にばらつきが生じる。そのため、各Ａ／Ｄ変換回路において、読み出し回路で読み出されＡ／Ｄ変換回路に入力されたアナログ値の画像データＧａの値に対するＡ／Ｄ変換回路からの出力値Ｇｉの出力特性の線形性（リニアリティ）がばらつくという問題がある。
【００１１】
すなわち、例えば図１８に例示するように、Ａ／Ｄ変換回路に入力されるアナログ値の画像データＧａを変化させた場合、各Ａ／Ｄ変換回路２０ａ〜２０ｃごとに、入力される画像データＧａに対するＡ／Ｄ変換回路からの出力値Ｇｉの線形性を表すグラフの傾きがばらつくといった問題がある。
【００１２】
そこで、例えば特許文献４や特許文献５に記載されているように、通常、各Ａ／Ｄ変換回路ごとにキャリブレーションが行われる。なお、特許文献４では、複数のＡ／Ｄ変換回路のうち、いずれか１つのＡ／Ｄ変換回路からの出力値Ｇｉの出力特性に、他のＡ／Ｄ変換回路からの出力値Ｇｉの出力特性を合わせるように補正する技術が記載されている。また、特許文献５では、複数のＡ／Ｄ変換回路からの出力値Ｇｉの出力特性を、それぞれ基準となる出力特性に合わせて補正する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平９−７３１４４号公報
【特許文献２】特開２００６−０５８１２４号公報
【特許文献３】特開平６−３４２０９９号公報
【特許文献４】特開２００５−２１０３９６号公報
【特許文献５】特開２００５−２１０４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、本願発明者らの研究によると、放射線画像撮影装置に対して上記のような従来のキャリブレーションを行っても、対数変換処理後の出力値Ｇｏに基づいて診断用等の最終的な放射線画像を作成すると、特に対数変換処理後の出力値Ｇｏの値が小さい画素領域、すなわち対数変換される前の各Ａ／Ｄ変換回路からの出力値Ｇｉの値がもともと小さい画素領域で、放射線画像上に図１９に示すような縞状の模様が現れることが分かった。
【００１５】
すなわち、従来のキャリブレーションを行った放射線画像撮影装置の全面に対して一様に低線量の放射線を照射し、それにより各放射線検出素子内に蓄積された電荷を読み出して電荷電圧変換等の処理を行った後、Ａ／Ｄ変換回路から出力された出力値Ｇｉを対数変換し、対数変換処理後の出力値Ｇｏを放射線画像上に表示する。
【００１６】
すると、図１９に示したように、同一のＡ／Ｄ変換回路でＡ／Ｄ変換され対数変換された例えば１２８画素幅の画素領域Ｒｎ内では、各画素の対数変換処理後の出力値Ｇｏがほぼ同一の値となるのに対して、異なるＡ／Ｄ変換回路でＡ／Ｄ変換され対数変換されて各画素の対数変換処理後の出力値Ｇｏが算出された各画素領域Ｒｍ、Ｒｎ（ｍ≠ｎ）では、画素の対数変換処理後の出力値Ｇｏが互いに異なる値になる、すなわち出力値Ｇｏに有意な誤差が生じてしまうことが分かった。なお、図１９では、各画素領域の出力値Ｇｏの誤差が強調されるように表現されている。
【００１７】
最終的な放射線画像を例えば患者の病変部の状態を診断する診断用として用いるような場合、病変部は、放射線が被写体である患者を透過する際に吸収、散乱される等して低くなった低線量の放射線が照射された画素領域に撮影されることが多い。そのため、このような低線量の放射線が照射された画素領域に上記のような縞状の模様が現れてしまうと、医師が病変部の状態を見誤るなどして、誤診につながりかねない。
【００１８】
また、出力する出力値Ｇｉのばらつきを出力値Ｇｉに依存せずに小さい値に抑えることができる高精度のＡ／Ｄ変換回路も存在するが、このような高精度のＡ／Ｄ変換回路は一般的に高価であり、放射線画像撮影装置にはＡ／Ｄ変換回路が多数用いられるため、放射線画像撮影装置の製造コストの増大を招く。そのため、精度がより低く安価なＡ／Ｄ変換回路を用いた場合でも、上記のような現象の発生を防止することができる放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法の開発が求められる。
【００１９】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、放射線画像において各Ａ／Ｄ変換回路の部品ばらつきに起因して発生する画像データ（対数変換処理後の出力値Ｇｏ）のばらつきを低減することが可能な放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法、放射線画像撮影装置、および放射線画像撮影システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記の問題を解決するために、本発明の放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法は、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、
前記放射線検出素子から前記信号線を通じて電荷を読み出し、前記放射線検出素子ごとに前記電荷を画像データとして出力する複数の読み出し回路と、
を備え、
さらに、前記複数の読み出し回路から出力されたアナログ値の画像データをそれぞれデジタル値の画像データに変換するＡ／Ｄ変換回路を複数備えた放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法において、
前記放射線画像撮影装置に対して、前記放射線検出素子が検出し得る放射線の最大線量の半分の線量より低線量側の所定の複数の線量の放射線をそれぞれ照射する放射線照射工程と、
前記複数の線量の放射線の照射により前記放射線検出素子内に蓄積された各電荷をそれぞれ複数の前記アナログ値の画像データとして読み出し、読み出した前記複数のアナログ値の画像データを前記Ａ／Ｄ変換回路ごとに複数の前記デジタル値の画像データに変換する読み出し変換工程と、
前記Ａ／Ｄ変換回路ごとに変換された前記複数のデジタル値の画像データに基づいて、前記Ａ／Ｄ変換回路ごとの前記デジタル値の画像データに対する補正値を算出する補正値算出工程と、
を有することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の放射線画像撮影装置は、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、
前記放射線検出素子から前記信号線を通じて電荷を読み出し、前記放射線検出素子ごとに前記電荷を画像データとして出力する複数の読み出し回路と、
を備え、
前記複数の読み出し回路から出力されたアナログ値の画像データをそれぞれデジタル値の画像データに変換するＡ／Ｄ変換回路を複数備え、
さらに、前記Ａ／Ｄ変換回路ごとに変換された前記デジタル値の画像データに基づいて、前記Ａ／Ｄ変換回路ごとに前記デジタル値の画像データに対する補正値を算出する補正値算出手段を備え、
前記補正値算出手段は、キャリブレーション時に、前記放射線検出素子が検出し得る放射線の最大線量の半分の線量より低線量側の所定の複数の線量の放射線がそれぞれ照射されて前記放射線検出素子内に蓄積された各電荷がそれぞれ複数の前記アナログ値の画像データとして読み出され、前記Ａ／Ｄ変換回路ごとに複数の前記デジタル値の画像データに変換されると、前記Ａ／Ｄ変換回路ごとに変換された前記複数のデジタル値の画像データに基づいて前記Ａ／Ｄ変換回路ごとの前記デジタル値の画像データに対する補正値を算出することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の放射線画像撮影システムは、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、
前記放射線検出素子から前記信号線を通じて電荷を読み出し、前記放射線検出素子ごとに前記電荷を画像データとして出力する複数の読み出し回路と、
前記画像データを転送する転送手段とを備え、
さらに、前記複数の読み出し回路から出力されたアナログ値の画像データをそれぞれデジタル値の画像データに変換するＡ／Ｄ変換回路を複数備える放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置から転送された前記画像データに対して対数変換処理を施して最終的な画像データを作成するコンソールと、
を備え、
前記放射線画像撮影装置は、キャリブレーション時に、前記放射線検出素子が検出し得る放射線の最大線量の半分の線量より低線量側の所定の複数の線量の放射線がそれぞれ照射されると、前記放射線検出素子内に蓄積された各電荷をそれぞれ複数の前記アナログ値の画像データとして読み出し、前記Ａ／Ｄ変換回路ごとに複数の前記デジタル値の画像データに変換し、前記転送手段により前記Ａ／Ｄ変換回路ごとの前記複数のデジタル値の画像データを前記コンソールに転送し、
前記コンソールは、前記放射線画像撮影装置から前記Ａ／Ｄ変換回路ごとの前記複数のデジタル値の画像データを受信すると、当該画像データに基づいて前記Ａ／Ｄ変換回路ごとの前記デジタル値の画像データに対する補正値を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のような方式の放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法、放射線画像撮影装置、および放射線画像撮影システムによれば、放射線画像撮影装置のキャリブレーション時に、放射線検出素子が検出し得る放射線の最大線量の半分の線量より低線量側の所定の複数の線量の放射線がそれぞれ照射されて放射線検出素子内に蓄積された各電荷がそれぞれ複数のアナログ値の画像データとして読み出され、Ａ／Ｄ変換回路ごとに複数のデジタル値の画像データに変換されると、これらのＡ／Ｄ変換回路ごとの複数のデジタル値の画像データに基づいてＡ／Ｄ変換回路ごとのデジタル値の画像データに対する補正値が算出される。
【００２４】
このように構成することで、低精度のＡ／Ｄ変換回路を用いる場合でも、Ａ／Ｄ変換回路からの出力値Ｇｉの値が大きい範囲は勿論、出力値Ｇｉの値が小さい範囲においても、各Ａ／Ｄ変換回路からの出力値Ｇｉの誤差のばらつき度合が許容される許容誤差以下になる。また、仮に誤差ΔＧｉのばらつき度合が許容誤差を上回るとしても、その上回り方が従来のキャリブレーション方法に比べて格段に低減されるように各Ａ／Ｄ変換回路に対するキャリブレーションを行うことが可能となる。
【００２５】
また、実際の放射線画像撮影では、各Ａ／Ｄ変換回路からの出力値Ｇｉに対して対数変換処理が施されて、最終的な出力値Ｇｏが得られるが、それに基づいて生成される最終的な放射線画像において、各Ａ／Ｄ変換回路の部品ばらつきに起因して発生する画像データ（対数変換処理後の出力値Ｇｏ）のばらつきを低減することが可能となる。
【００２６】
また、放射線画像では、特にＡ／Ｄ変換回路からの出力値Ｇｉの値が小さい画素領域、すなわち、その出力値Ｇｉを対数変換して得られた対数変換処理後の出力値Ｇｏの値が小さい画素領域で、図１９に示したような縞状の模様が放射線画像上に現れ易いが、本発明のような方式の放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法、放射線画像撮影装置、および放射線画像撮影システムによれば、放射線画像上にそのような縞状の模様が生じることを的確に防止することが可能となる。
【００２７】
そして、このように放射線画像上の患者の病変部等が撮影された出力値Ｇｏが小さい画素領域で縞状の模様が生じることが防止されるため、放射線画像を用いて医師が病変部の診断を行う際に、縞状の模様が発生することによる医師の誤診を的確に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】各実施形態に共通する放射線画像撮影装置を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】放射線画像撮影装置の基板の構成を示す平面図である。
【図４】図３の基板上の小領域に形成された撮像素子と薄膜トランジスタ等の構成を示す拡大図である。
【図５】図４におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図６】ＣＯＦやＰＣＢ基板等が取り付けられた基板を説明する側面図である。
【図７】本実施形態に係る放射線画像撮影装置の等価回路図を表す図である。
【図８】検出部を構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。
【図９】対数変換処理前の出力値と対数変換処理後の出力値との関係を表すグラフである。
【図１０】対数変換処理後の出力値に許容される誤差の限界値を説明するグラフである。
【図１１】対数変換処理前の出力値に許容される許容誤差を表すグラフである。
【図１２】従来のキャリブレーション方法によるＡ／Ｄ変換回路からの出力値の誤差のバラツキ度を表すグラフである。
【図１３】図１２におけるＧｉ＝０〜８１９２［ＬＳＢ］の部分の拡大図である。
【図１４】本発明のキャリブレーション方法によるＡ／Ｄ変換回路からの出力値の誤差のバラツキ度を表すグラフである。
【図１５】図１４におけるＧｉ＝０〜８１９２［ＬＳＢ］の部分の拡大図である。
【図１６】放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法の手順を表すフローチャートである。
【図１７】第２の実施形態に係る放射線画像撮影システムの全体構成を示す図である。
【図１８】入力されるアナログ値の画像データＧａに対するＡ／Ｄ変換回路からの出力値Ｇｉの例を示すグラフである。
【図１９】放射線画像上の出力値が小さい画素領域に現れる縞状の模様を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法、放射線画像撮影装置、および放射線画像撮影システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の図示例のものに限定されるものではない。
【００３０】
なお、以下の実施形態では、放射線画像撮影装置として、シンチレータ等を備え、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放射線検出素子で電気信号を得るいわゆる間接型の放射線画像撮影装置について説明するが、本発明は、シンチレータ等を介さずに放射線を放射線検出素子で直接検出する、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。
【００３１】
また、以下の実施形態では、放射線画像撮影装置が、ブッキー装置に装填されたり或いは単独で用いることが可能な可搬型の放射線画像撮影装置である場合について説明するが、この他にも、例えば、支持台等と一体的に形成されている放射線画像撮影装置の場合についても本発明を適用することが可能である。
【００３２】
［第１の実施の形態］
第１の実施形態では、本発明に係る放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法を放射線画像撮影装置自体が実行する場合について説明する。以下、まず、放射線画像撮影装置の構成等について説明する。
【００３３】
［放射線画像撮影装置］
図１は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。本実施形態に係る放射線画像撮影装置１は、図１や図２に示すように、筐体２内にシンチレータ３や基板４等が収納されて構成されている。
【００３４】
筐体２は、少なくとも放射線入射面Ｒが放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されている。なお、図１や図２では、筐体２がフレーム板２Ａとバック板２Ｂとで形成された、いわゆる弁当箱型である場合が示されているが、筐体２を一体的に角筒状に形成した、いわゆるモノコック型とすることも可能である。
【００３５】
また、図１に示すように、筐体２の側面部分には、電源スイッチ３６や、ＬＥＤ等で構成されたインジケータ３７、図示しないバッテリ４１（後述する図７参照）の交換等のために開閉可能とされた蓋部材３８等が配置されている。また、本実施形態では、蓋部材３８の側面部には、画像データ等を、外部装置に無線で転送するための転送手段であるアンテナ装置３９が埋め込まれている。
【００３６】
なお、画像データ等を外部装置に有線方式で転送するように構成することも可能であり、その場合は、例えば、転送手段として、ケーブル等を差し込むなどして接続するための接続端子等が放射線画像撮影装置１の側面部等に設けられる。また、アンテナ装置３９は必ずしも蓋部材３８に埋め込まれた状態で設けられる必要はなく、筐体２の適宜の位置に必要な数だけ設けることが可能である。
【００３７】
また、図２に示すように、筐体２の内部には、基板４の下方側に図示しない鉛の薄板等を介して基台３１が配置され、基台３１には、電子部品３２等が配設されたＰＣＢ基板３３や緩衝部材３４等が取り付けられている。なお、本実施形態では、基板４やシンチレータ３の放射線入射面Ｒには、それらを保護するためのガラス基板３５が配設されている。
【００３８】
シンチレータ３は、基板４の後述する検出部Ｐに貼り合わされるようになっている。シンチレータ３は、例えば、蛍光体を主成分とし、放射線の入射を受けると３００〜８００ｎｍの波長の電磁波、すなわち可視光を中心とした電磁波に変換して出力するものが用いられる。
【００３９】
基板４は、本実施形態では、ガラス基板で構成されており、図３に示すように、基板４のシンチレータ３に対向する側の面４ａ上には、複数の走査線５と複数の信号線６とが互いに交差するように配設されている。基板４の面４ａ上の複数の走査線５と複数の信号線６により区画された各小領域ｒには、放射線検出素子７がそれぞれ設けられている。
【００４０】
このように、走査線５と信号線６で区画された各小領域ｒに二次元状に配列された複数の放射線検出素子７が設けられた領域ｒ全体、すなわち図３に一点鎖線で示される領域が検出部Ｐとされている。
【００４１】
本実施形態では、放射線検出素子７としてフォトダイオードが用いられているが、この他にも例えばフォトトランジスタ等を用いることも可能である。各放射線検出素子７は、図３や図４の拡大図に示すように、スイッチ手段であるＴＦＴ８のソース電極８ｓに接続されている。また、ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄは信号線６に接続されている。
【００４２】
そして、ＴＦＴ８は、後述する走査駆動手段１５により、接続された走査線５にオン電圧が印加され、ゲート電極８ｇにオン電圧が印加されるとオン状態となり、放射線検出素子７内で発生し蓄積されている電荷を信号線６に放出させるようになっている。また、ＴＦＴ８は、接続された走査線５にオフ電圧が印加され、ゲート電極８ｇにオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、放射線検出素子７から信号線６への電荷の放出を停止して、放射線検出素子７内で発生した電荷を放射線検出素子７内に保持して蓄積させるようになっている。
【００４３】
ここで、本実施形態における放射線検出素子７やＴＦＴ８の構造について、図５に示す断面図を用いて簡単に説明する。図５は、図４におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【００４４】
基板４の面４ａ上に、ＡｌやＣｒ等からなるＴＦＴ８のゲート電極８ｇが走査線５と一体的に積層されて形成されており、ゲート電極８ｇ上および面４ａ上に積層された窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなるゲート絶縁層８１上のゲート電極８ｇの上方部分に、水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等からなる半導体層８２を介して、放射線検出素子７の第１電極７４と接続されたソース電極８ｓと、信号線６と一体的に形成されるドレイン電極８ｄとが積層されて形成されている。
【００４５】
ソース電極８ｓとドレイン電極８ｄとは、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなる第１パッシベーション層８３によって分割されており、さらに第１パッシベーション層８３は両電極８ｓ、８ｄを上側から被覆している。また、半導体層８２とソース電極８ｓやドレイン電極８ｄとの間には、水素化アモルファスシリコンにVI族元素をドープしてｎ型に形成されたオーミックコンタクト層８４ａ、８４ｂがそれぞれ積層されている。以上のようにしてＴＦＴ８が形成されている。
【００４６】
また、放射線検出素子７の部分では、基板４の面４ａ上に前記ゲート絶縁層８１と一体的に形成される絶縁層７１の上にＡｌやＣｒ等が積層されて補助電極７２が形成されており、補助電極７２上に前記第１パッシベーション層８３と一体的に形成される絶縁層７３を挟んでＡｌやＣｒ、Ｍｏ等からなる第１電極７４が積層されている。第１電極７４は、第１パッシベーション層８３に形成されたホールＨを介してＴＦＴ８のソース電極８ｓに接続されている。
【００４７】
第１電極７４の上には、水素化アモルファスシリコンにVI族元素をドープしてｎ型に形成されたｎ層７５、水素化アモルファスシリコンで形成された変換層であるｉ層７６、水素化アモルファスシリコンにIII族元素をドープしてｐ型に形成されたｐ層７７が下方から順に積層されて形成されている。
【００４８】
放射線画像撮影装置１の筐体２の放射線入射面Ｒから放射線が入射し、シンチレータ３で可視光等の電磁波に変換され、変換された電磁波が図中上方から照射されると、電磁波は放射線検出素子７のｉ層７６に到達して、ｉ層７６内で電子正孔対が発生する。放射線検出素子７は、このようにして、シンチレータ３から照射された電磁波を電荷に変換するようになっている。
【００４９】
また、ｐ層７７の上には、ＩＴＯ等の透明電極とされた第２電極７８が積層されて形成されており、照射された電磁波がｉ層７６等に到達するように構成されている。本実施形態では、以上のようにして放射線検出素子７が形成されている。なお、ｐ層７７、ｉ層７６、ｎ層７５の積層の順番は上下逆であってもよい。また、本実施形態では、放射線検出素子７として、上記のようにｐ層７７、ｉ層７６、ｎ層７５の順に積層されて形成されたいわゆるｐｉｎ型の放射線検出素子を用いる場合が説明されているが、これに限定されない。
【００５０】
放射線検出素子７の第２電極７８の上面には、第２電極７８を介して放射線検出素子７にバイアス電圧を印加するバイアス線９が接続されている。なお、放射線検出素子７の第２電極７８やバイアス線９、ＴＦＴ８側に延出された第１電極７４、ＴＦＴ８の第１パッシベーション層８３等、すなわち放射線検出素子７とＴＦＴ８の上面部分は、その上方側から窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等からなる第２パッシベーション層７９で被覆されている。
【００５１】
図３や図４に示すように、本実施形態では、それぞれ列状に配置された複数の放射線検出素子７に１本のバイアス線９が接続されており、各バイアス線９はそれぞれ信号線６に平行に配設されている。また、各バイアス線９は、基板４の検出部Ｐの外側の位置で結線１０に結束されている。
【００５２】
本実施形態では、図３に示すように、各走査線５や各信号線６、バイアス線９の結線１０は、それぞれ基板４の端縁部付近に設けられた入出力端子（パッドともいう）１１に接続されている。各入出力端子１１には、図６に示すように、ＩＣ１２ａ等のチップが組み込まれたＣＯＦ（Chip On Film）１２が異方性導電接着フィルム（Anisotropic Conductive Film）や異方性導電ペースト（Anisotropic Conductive Paste）等の異方性導電性接着材料１３を介して接続されている。
【００５３】
また、ＣＯＦ１２は、基板４の裏面４ｂ側に引き回され、裏面４ｂ側で前述したＰＣＢ基板３３に接続されるようになっている。このようにして、放射線画像撮影装置１の基板４部分が形成されている。なお、図６では、電子部品３２等の図示が省略されている。
【００５４】
ここで、放射線画像撮影装置１の回路構成について説明する。図７は本実施形態に係る放射線画像撮影装置１の等価回路を表すブロック図であり、図８は検出部Ｐを構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。
【００５５】
前述したように、基板４の検出部Ｐの各放射線検出素子７は、その第２電極７８にそれぞれバイアス線９が接続されており、各バイアス線９は結線１０に結束されてバイアス電源１４に接続されている。バイアス電源１４は、結線１０および各バイアス線９を介して各放射線検出素子７の第２電極７８にそれぞれバイアス電圧を印加するようになっている。また、バイアス電源１４は、後述する制御手段２２に接続されており、制御手段２２は、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加するバイアス電圧を制御するようになっている。
【００５６】
本実施形態では、バイアス線９の結線１０に、結線１０（バイアス線９）を流れる電流の電流量を検出する電流検出手段４３が設けられている。そして、前述したように、放射線画像撮影装置１に放射線が照射されると各放射線検出素子７のｉ層７６（図５参照）内で電子正孔対が発生し、それがバイアス線９や結線１０に流れ出して結線１０等に電流が流れるが、電流検出手段４３は、その結線１０を流れる電流の増減を検出して放射線の照射の開始や終了を検出できるようになっている。なお、本発明においては、電流検出手段４３は必ずしも設けられなくてもよい。
【００５７】
図７や図８に示すように、本実施形態では、放射線検出素子７のｐ層７７側（図５参照）に第２電極７８を介してバイアス線９が接続されていることからも分かるように、バイアス電源１４からは、放射線検出素子７の第２電極７８にバイアス線９を介してバイアス電圧として放射線検出素子７の第１電極７４側にかかる電圧以下の電圧（すなわちいわゆる逆バイアス電圧）が印加されるようになっている。
【００５８】
各放射線検出素子７の第１電極７４はＴＦＴ８のソース電極８ｓ（図７、図８中ではＳと表記されている。）に接続されており、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇ（図７、図８中ではＧと表記されている。）は、後述する走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから延びる走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにそれぞれ接続されている。また、各ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄ（図７、図８中ではＤと表記されている。）は各信号線６にそれぞれ接続されている。
【００５９】
走査駆動手段１５は、本実施形態では、ゲートドライバ１５ｂにオン電圧とオフ電圧を供給する電源回路１５ａと、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧の間で切り替えて各ＴＦＴ８のオン状態とオフ状態とを切り替えるゲートドライバ１５ｂとを備えている。
【００６０】
各信号線６は、読み出しＩＣ１６内に形成された各読み出し回路１７にそれぞれ接続されている。なお、読み出しＩＣ１６には１本の信号線６に１個ずつ読み出し回路１７が設けられている。
【００６１】
読み出し回路１７は、増幅回路１８や相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling）回路１９等で構成されている。また、読み出しＩＣ１６内には、各読み出し回路１７のほか、アナログマルチプレクサ２１やＡ／Ｄ変換回路２０が設けられている。なお、図７や図８中では、相関二重サンプリング回路１９はＣＤＳと表記されている。また、図８中では、アナログマルチプレクサ２１は省略されている。
【００６２】
本実施形態では、増幅回路１８はチャージアンプ回路で構成されており、オペアンプ１８ａと、オペアンプ１８ａにそれぞれ並列にコンデンサ１８ｂおよび電荷リセット用スイッチ１８ｃが接続されて構成されている。また、増幅回路１８には、増幅回路１８に電力を供給するための電源供給部１８ｄが接続されている。
【００６３】
また、増幅回路１８のオペアンプ１８ａの入力側の反転入力端子には信号線６が接続されており、増幅回路１８の入力側の非反転入力端子には基準電位Ｖ０が印加されるようになっている。なお、基準電位Ｖ０は適宜の値に設定され、本実施形態では、例えば０［Ｖ］が印加されるようになっている。
【００６４】
また、増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃは、後述する制御手段２２に接続されており、制御手段２２によりオン／オフが制御されるようになっている。各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理時に、電荷リセット用スイッチ１８ｃがオフの状態で放射線検出素子７のＴＦＴ８がオン状態とされると（すなわち、ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに走査線５を介して信号読み出し用のオン電圧が印加されると）、当該放射線検出素子７から放出された電荷がコンデンサ１８ｂに流入して蓄積される。
【００６５】
そして、蓄積された電荷量に応じた電圧値がオペアンプ１８ａの出力側から出力されるようになっている。増幅回路１８は、このようにして、各放射線検出素子７から出力された電荷量に応じて電圧値を出力して電荷電圧変換するようになっている。なお、増幅回路１８を、放射線検出素子７から出力された電荷に応じて電流を出力するように構成することも可能である。
【００６６】
各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理時に、各放射線検出素子７から電荷が読み出され、増幅回路１８で電荷電圧変換されて出力された電圧値は、相関二重サンプリング回路１９で相関二重サンプリング処理されてアナログ値の画像データとして下流側に出力されるようになっている。
【００６７】
そして、相関二重サンプリング回路１９から出力された各放射線検出素子７ごとの画像データは、アナログマルチプレクサ２１（図７参照）に送信され、アナログマルチプレクサ２１から順次Ａ／Ｄ変換回路２０に送信される。そして、Ａ／Ｄ変換回路２０で順次デジタル値の画像データに変換されて記憶手段４０に出力されて順次保存されるようになっている。
【００６８】
なお、本実施形態では、放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理の際には、オン電圧が印加される走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘが順次切り替えられながら、上記のようにして各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理が行われるようになっている。
【００６９】
また、本実施形態では、Ａ／Ｄ変換回路２０やアナログマルチプレクサ２１は、読み出しＩＣ１６内に１つずつ設けられており、１つのＡ／Ｄ変換回路２０（すなわち１つの読み出しＩＣ１６）には、１２８本の信号線６や、信号線６ごとに設けられた１２８個の読み出し回路１７が接続されている。
【００７０】
制御手段２２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や、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等により構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。
【００７１】
そして、制御手段２２は、放射線画像撮影装置１の各部材の動作等を制御するようになっている。また、図７等に示すように、制御手段２２には、ＤＲＡＭ（Dynamic ＲＡＭ）等で構成される記憶手段４０が接続されている。
【００７２】
また、本実施形態では、制御手段２２には、前述したアンテナ装置３９が接続されており、さらに、検出部Ｐや走査駆動手段１５、読み出し回路１７、記憶手段４０、バイアス電源１４等の各部材に電力を供給するためのバッテリ４１が接続されている。また、バッテリ４１には、クレードル等の図示しない充電装置からバッテリ４１に電力を供給してバッテリ４１を充電する際の接続端子４２が取り付けられている。
【００７３】
前述したように、制御手段２２は、バイアス電源１４を制御してバイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加するバイアス電圧を設定したり、読み出し回路１７の増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃのオン／オフを制御したり、相関二重サンプリング回路１９にパルス信号を送信して、そのサンプルホールド機能のオン／オフを制御する等の各種の処理を実行するようになっている。
【００７４】
また、制御手段２２は、各放射線検出素子７のリセット処理時や放射線画像撮影後の各放射線検出素子７からの画像データの読み出し時に、走査駆動手段１５に対して、走査駆動手段１５から各走査線５を介して各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替えさせるためのパルス信号を送信する等の処理を行うようになっている。
【００７５】
一方、本実施形態では、制御手段２２は、放射線画像撮影装置１のキャリブレーション時に、Ａ／Ｄ変換回路２０ごとに変換されて出力されたデジタル値の画像データに基づいて、Ａ／Ｄ変換回路２０ごとのデジタル値の画像データに対する補正値を算出する補正値算出手段として機能するように構成されている。
【００７６】
以下、上記の構成を有する放射線画像撮影装置１のキャリブレーション方法、および補正値算出手段としての制御手段２２における処理の構成について説明する。また、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１および放射線画像撮影装置１のキャリブレーション方法の作用についてもあわせて説明する。
【００７７】
なお、本実施形態では、個々の放射線検出素子７に対するオフセット補正値およびゲイン補正値は既に決定されているものとするが、本キャリブレーション方法後にオフセット補正値およびゲイン補正値を求める従来のキャリブレーション補正を実施してもよく、本キャリブレーションと合わせて実施してもよい。本キャリブレーション前に従来のキャリブレーション補正によりオフセット補正値とゲイン補正値を求めて補正すると、より精度が向上して好ましい。
【００７８】
［放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法］
以下、まず、本発明に係る放射線画像撮影装置１のキャリブレーション方法、より正確には放射線画像撮影装置１における各Ａ／Ｄ変換回路２０のキャリブレーション方法の原理について説明する。
【００７９】
前述したように、放射線画像撮影装置１では、放射線画像撮影後の画像データの読み出し処理において、読み出し回路１７により各放射線検出素子７ごとに読み出され電荷電圧変換されたアナログ値の各画像データがそれぞれ所定のＡ／Ｄ変換回路２０でデジタル値の各画像データ（すなわちいわゆるrawデータ）に変換されて出力される。
【００８０】
また、Ａ／Ｄ変換回路２０から出力されたこれらのデジタル値の各画像データ（rawデータ）は、上記のように各放射線検出素子７ごとに決定されているオフセット補正値やゲイン補正値等を用いてオフセット補正やゲイン補正等の補正処理が施された後、補正処理が施された各画像データに対して対数変換処理が施される。そして、対数変換された画像データに基づいて診断用等の最終的な画像データが形成される。
【００８１】
前述したように、Ａ／Ｄ変換回路２０には複数（例えば１２８本）の信号線６が接続されており、各信号線６には多数（例えば１０００個）の放射線検出素子７がＴＦＴ８を介して接続されている。そのため、各Ａ／Ｄ変換回路２０のキャリブレーションを行う際には、オフセット補正やゲイン補正等の補正処理が施された各放射線検出素子７の画像データの平均値を算出し、その平均値を用いてキャリブレーションが行われる。
【００８２】
同じ線量の放射線が照射されても、各放射線検出素子７から読み出される画像データにはゆらぎが生じるが、上記のようにそれらの画像データの平均値を採用することで、それらのゆらぎが相殺され、ゆらぎが低減された値を用いることが可能となるといった利点がある。
【００８３】
なお、例えば、個々のＡ／Ｄ変換回路２０に接続されている１２８本の信号線６のうちの所定本数の信号線６に接続された放射線検出素子７や、所定本数の走査線５に接続された放射線検出素子７から読み出された画像データを用いるように構成することも可能である。
【００８４】
また、前述したように、rawデータに対してオフセット補正やゲイン補正等の補正処理が施された後の画像データの平均値を、当該Ａ／Ｄ変換回路２０から出力された画像データという意味で、一括して当該Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉという。また、Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉに対して対数変換処理が施されて出力された値を、対数変換処理後の出力値Ｇｏという。
【００８５】
以下、Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉが０〜６５５３５（＝２１６−１）［ＬＳＢ］の範囲の値をとるように構成されている場合について説明する。この場合、対数変換処理前の出力値Ｇｉの画像分解能Ｒｉは６５５３６ということになる。また、対数変換処理後の出力値Ｒｏの画像分解能をＲｏ（例えば４０９６（＝２１２））とし、ダイナミックレンジをＤ（例えば４桁）とした場合に、対数変換処理では下記（１）式で表される対数変換の式に従って対数変換処理が行われるものとする。
Ｇｏ＝Ｒｏ＋（Ｒｏ／Ｄ）×log（Ｇｉ／Ｒｉ）    …（１）
【００８６】
この場合、対数変換処理前のＡ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉ［ＬＳＢ］と、対数変換処理後の出力値Ｇｏ［ＬＳＢ］との関係は、図９のグラフのような関係になる。
【００８７】
そして、放射線画像撮影装置１には、対数変換処理後の出力値Ｇｏの誤差ΔＧｏが、図１０に示すように、対数変換処理前のＡ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉによらず、出力値Ｇｏから一定の数値範囲内すなわちＧｏ−δＧｏ〜Ｇｏ＋δＧｏの範囲内の値になることが求められる。なお、δＧｏは、対数変換処理後の出力値Ｇｏに許容される誤差ΔＧｏの限界値を表す許容誤差である。
【００８８】
対数変換処理後の出力値Ｇｏに対して、上記のような所定値の許容誤差δＧｏが許容される場合に、対数変換処理前のＡ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉに対してどの程度の誤差ΔＧｉ（すなわちいわゆるＩＮＬ誤差。）が許容されるかを、上記（１）式に基づいて計算する。すなわち、対数変換処理前のＡ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉに許容される誤差ΔＧｉの限界値を許容誤差δＧｉと表す場合、許容誤差δＧｉがどのように表されるかを上記（１）式に基づいて算出する。
【００８９】
上記（１）式は、変形すると、
Ｇｉ＝Ｒｉ×１０＾（Ｇｏ×Ｄ／Ｒｏ−Ｄ）    …（２）
に変形される。そこで、この（２）式のＧｉにＧｉ±δＧｉを代入し、ＧｏにＧｏ±δＧｏを代入すると、
Ｇｉ±δＧｉ＝Ｒｉ×１０＾｛（Ｇｏ±δＧｏ）×Ｄ／Ｒｏ−Ｄ｝
となる。
【００９０】
そして、これを解くと、許容誤差δＧｉは、
±δＧｉ＝Ｒｉ×１０＾｛（Ｇｏ±δＧｏ）×Ｄ／Ｒｏ−Ｄ｝−Ｇｉ
＝Ｒｉ×１０＾｛（Ｇｏ±δＧｏ）×Ｄ／Ｒｏ−Ｄ｝
−Ｒｉ×１０＾（Ｇｏ×Ｄ／Ｒｏ−Ｄ）              …（３）
と表される。
【００９１】
対数変換処理後の出力値Ｇｏがデジタル値であることを考慮すると、通常、誤差ΔＧｏは量子化誤差の０．５［ＬＳＢ］以下であれば許容されるため、誤差範囲の限界値である許容誤差δＧｏは０．５［ＬＳＢ］であることが好ましいが、経験上、許容誤差δＧｏをより厳しい値である０．２５［ＬＳＢ］に設定すればより好ましいことが分かっている。
【００９２】
そこで、上記（３）式に、δＧｏ＝０．２５、Ｇｉ＝Ｒｉ＝６５５３６、Ｇｏ＝４０９６を代入して解くと、
δＧｉ＝３６．８［ＬＳＢ］
となる。同じ条件でδＧｏ＝０．５の場合にはδＧｉ＝７３．６［ＬＳＢ］となる。これを基にして、δＧｏが０．２５［ＬＳＢ］と０．５［ＬＳＢ］の場合に許容される許容誤差δＧｉをグラフに表すと、許容誤差δＧｉは、図１１のグラフのように表される。
【００９３】
ところで、前述したように、出力する出力値Ｇｉのばらつき（誤差）を、出力値Ｇｉに依存せずに、例えば１［ＬＳＢ］等の小さい値に抑えることができる高精度のＡ／Ｄ変換回路が存在するが、このような高精度のＡ／Ｄ変換回路は一般的に高価であり、放射線画像撮影装置１に用いることは現実的でない。
【００９４】
そこで、本実施形態の放射線画像撮影装置１では、Ａ／Ｄ変換回路２０として、例えば、逐次変換型で、Ｄ／Ａコンバータとコンパレータ等で構成された低精度のＡ／Ｄ変換回路が用いられる。このようなＡ／Ｄ変換回路では、例えば１［ＬＳＢ］を構成する部品が直列に６５５３６個接続されて構成されている。
【００９５】
従来のＡ／Ｄ変換回路２０のキャリブレーション方法では、例えば、放射線検出素子７が検出し得る最大線量の放射線を照射した場合に放射線検出素子７から読み出される画像データ（Ｇｉ＝６５５３５に相当する。）に基づいて、上記のようなＡ／Ｄ変換回路２０から出力される出力値Ｇｉ(65535)を記録し、また、放射線画像撮影装置１に放射線を照射しない場合に放射線検出素子７から読み出される画像データ（Ｇｉ＝０に相当する。）に基づいて、Ａ／Ｄ変換回路２０から出力される出力値Ｇｉ(0)を記録する。
【００９６】
そして、各出力値Ｇｉ(65535)、Ｇｉ(0)に基づいてＡ／Ｄ変換回路２０のキャリブレーションが行われ、０［ＬＳＢ］と６５５３５［ＬＳＢ］においてＡ／Ｄ変換回路２０の出力値Ｇｉのばらつきが抑えられるように調整（キャリブレート）される。なお、出力値Ｇｉ(65535)を用いる代わりに、放射線検出素子７が検出し得る最大線量の半分の放射線を照射した場合に放射線検出素子７から読み出される画像データ（Ｇｉ＝３２７６７に相当する。）に基づいてＡ／Ｄ変換回路２０から出力される出力値Ｇｉ(32767)を用いる場合もある。
【００９７】
ここで、Ａ／Ｄ変換回路２０の１［ＬＳＢ］を構成する部品（例えば抵抗）の相対精度ばらつきσが１．２５％であるとし、各Ａ／Ｄ変換回路２０のこの部品ばらつきによる出力値Ｇｉの誤差ΔＧｉ（ＩＮＬ誤差）のばらつきを評価するために、この低精度のＡ／Ｄ変換回路２０の精度について考察する。その際、Ａ／Ｄ変換回路２０の精度を、３σにおけるバラツキ度ΔＧｉ(3σ)で評価する。
【００９８】
この３σにおけるバラツキ度ΔＧｉ(3σ)は、下記（４）式に従って算出できる。
ΔＧｉ(3σ)＝３×σ×｛（Ｒｉ−Ｇｉ）×Ｇｉ／Ｒｉ｝１／２    …（４）
【００９９】
ここで、上記の場合、σ＝０．０１２５、Ｒｉ＝６５５３６であるから、上記（４）式は、
ΔＧｉ(3σ)＝3×0.0125×｛（65536−Ｇｉ）×Ｇｉ／65536｝１／２  …（５）
となる。
【０１００】
この（５）式で表される関数ΔＧｉ(3σ)を、図１１に示したδＧｏ＝０．２５の場合の許容誤差δＧｉ(0.25)とともに図示すると、図１２のグラフのように表される。また、図１３は、図１２におけるＧｉ＝０〜８１９１［ＬＳＢ］の部分の拡大図である。
【０１０１】
図１２に示すように、この従来のＡ／Ｄ変換回路２０のキャリブレーション方法によれば、Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉのほとんどの範囲で誤差ΔＧｉのバラツキ度ΔＧｉ(3σ)が許容誤差δＧｉ(0.25)以下になるが、図１３に示すように、Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉが約４０９５［ＬＳＢ］以下の範囲では、バラツキ度ΔＧｉ(3σ)は許容誤差δＧｉ(0.25)を上回る。
【０１０２】
これは、Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉが約４０９５［ＬＳＢ］以下の値が小さい範囲では、複数のＡ／Ｄ変換回路２０のうち、出力値Ｇｉの誤差ΔＧｉが許容誤差δＧｉ(0.25)を上回るＡ／Ｄ変換回路２０が現れたり、出力値Ｇｉの誤差ΔＧｉが許容誤差δＧｉ(0.25)を下回るＡ／Ｄ変換回路２０が現れたりすることを意味する。
【０１０３】
そのため、放射線画像において、Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉの値が小さい画素領域、すなわち、その出力値Ｇｉを対数変換した得られた対数変換処理後の出力値Ｇｏの値が小さい画素領域では、図１９に示したように、画像上に縞状の模様が現れる。
【０１０４】
そこで、本発明に係る放射線画像撮影装置１のキャリブレーション方法では、上記の考察に基づいて、Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉの値が小さい範囲においても、誤差ΔＧｉのバラツキ度ΔＧｉ(3σ)が許容誤差δＧｉ(0.25)以下になるように、或いは少なくとも誤差ΔＧｉのバラツキ度ΔＧｉ(3σ)が許容誤差δＧｉ(0.25)を上回るとしても上回り方がより低減されるように、各Ａ／Ｄ変換回路２０に対するキャリブレーションを行うようになっている。
【０１０５】
そして、それを実現するために、本発明に係る放射線画像撮影装置１のキャリブレーション方法では、従来のキャリブレーション方法のように、放射線検出素子７が検出し得る最大線量の放射線（或いはその半分の線量の放射線）を放射線画像撮影装置１に照射した場合の画像データに基づく出力値Ｇｉ(65535)（或いは出力値Ｇｉ(32767)）を用いる代わりに、それよりさらに低線量側の線量、すなわち放射線検出素子７が検出し得る最大線量の半分の線量より低線量側の線量の放射線を放射線画像撮影装置１に照射してキャリブレーションを行うようになっている。
【０１０６】
また、そのような放射線検出素子７が検出し得る最大線量の半分の線量より低線量側の所定の２通りの線量の放射線を放射線画像撮影装置１に照射して、各Ａ／Ｄ変換回路２０のキャリブレーションを行うようになっている。
【０１０７】
上記の２通りの線量の放射線を放射線画像撮影装置１に照射した場合に、各Ａ／Ｄ変換回路２０から出力される出力値を、それぞれ出力値Ｃｈ、Ｃｌ（ｈはhigh、ｌはlowを表す。）とすると、上記の（４）式から類推して分かるように、この場合の誤差ΔＧｉのバラツキ度ΔＧｉ(3σ)は、下記（６）式のように表すことができる。
ΔＧｉ(3σ)＝３×σ×｜｛(Ch-Gi)×(Gi-Cl)／(Ch-Cl)｝｜１／２    …（６）
【０１０８】
そして、Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｃｈ、Ｃｌを種々変化させて、Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉの値が小さい範囲においても、誤差ΔＧｉのバラツキ度ΔＧｉ(3σ)が許容誤差δＧｉ(0.25)以下になるように、或いは少なくとも誤差ΔＧｉのバラツキ度ΔＧｉ(3σ)が許容誤差δＧｉ(0.25)を上回るとしても上回り方がより低減されるように、出力値Ｃｈ、Ｃｌを決定すればよい。
【０１０９】
図１２や図１３に示した誤差ΔＧｉのバラツキ度ΔＧｉ(3σ)のグラフの形状からも類推できるように、Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｃｈ、Ｃｌのうち、高出力側の出力値Ｃｈを６５５３５［ＬＳＢ］やその半分の３２７６７［ＬＳＢ］からさらに小さくするほど許容誤差δＧｉ(0.25)に対するバラツキ度ΔＧｉ(3σ)の上回り方が低減されていくことが理解される。これは、放射線画像撮影装置１に照射する放射線の２通りの線量をより低線量側に移行させることに相当する。
【０１１０】
そこで、例えば、Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｃｈを４８００［ＬＳＢ］とし、出力値Ｃｌを７００［ＬＳＢ］とした場合の上記（６）式で表される関数ΔＧｉ(3σ)のグラフを図１４およびそのＧｉ＝０〜８１９１［ＬＳＢ］の部分の拡大図である図１５に示す。なお、各図中の破線は、図１２および図１３に示した上記（５）式で表される誤差ΔＧｉのバラツキ度ΔＧｉ(3σ)を表すグラフである。
【０１１１】
なお、実際には、上記（６）式においてσ＝０．０１２５とし、Ｇｉ＝０［ＬＳＢ］とΔＧｉ(3σ)＝１［ＬＳＢ］とを上記（６）式に代入して変数Ｃｈ、Ｃｌの式を立て、さらに、Ｇｉ＝６５５３５［ＬＳＢ］と、δＧｉ(0.25)のＧｉ＝６５５３５［ＬＳＢ］における値である３６．８［ＬＳＢ］とを上記（６）式に代入して変数Ｃｈ、Ｃｌのもう１つの式を立てて、それらの連立方程式を解くと、Ｃｈ≒４８００［ＬＳＢ］、Ｃｌ≒７００［ＬＳＢ］が得られる。
【０１１２】
図１２や図１３に示した従来のキャリブレーション方法の場合に比べて、あくまで一例ではあるが図１４や図１５に示す本発明のキャリブレーション方法の場合の方が、Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉの誤差ΔＧｉのバラツキ度ΔＧｉ(3σ)が許容誤差δＧｉ(0.25)を上回る度合が格段に小さくなり、出力値Ｇｉの僅かな範囲でごく僅かに上回る程度に低減することができる。
【０１１３】
なお、従来のキャリブレーション方法に比べ、本発明のキャリブレーション方法では、出力値Ｇｉが高い側（Ｇｉ＝６５５３５［ＬＳＢ］に近い側）では誤差ΔＧｉのバラツキ度ΔＧｉ(3σ)が許容誤差δＧｉ(0.25)に近接するようになるが、図１０に示したようにこの出力値Ｇｉを対数変換すれば、対数変換処理後の出力値Ｇｏの誤差ΔＧｏは限界値δＧｏで規定される一定の数値範囲内に収まるため、何ら問題を生じない。
【０１１４】
また、本発明のキャリブレーション方法では、出力値Ｇｉが０［ＬＳＢ］近傍のごく小さな値である場合に、誤差ΔＧｉのバラツキ度ΔＧｉ(3σ)が許容誤差δＧｉ(0.25)を越え、１［ＬＳＢ］程度の値になるが、このように出力値Ｇｉが０［ＬＳＢ］近傍の値である場合には、各Ａ／Ｄ変換回路２０から出力される出力値ＧｉはＡ／Ｄ変換回路２０自体のノイズや増幅回路１８や暗電荷によるショットノイズ等のノイズに埋もれてしまう。
【０１１５】
そのため、出力値Ｇｉが０［ＬＳＢ］近傍の値である場合に誤差ΔＧｉのバラツキ度ΔＧｉ(3σ)が許容誤差δＧｉ(0.25)を越えて１［ＬＳＢ］程度の値になっても、やはり何ら問題を生じることはない。
【０１１６】
以上のように、本発明に係る放射線画像撮影装置１のキャリブレーション方法では、放射線検出素子７が検出し得る最大線量の少なくとも半分の線量よりさらに低線量側の所定の２通りの線量（すなわち例えば上記のようなＣｈ＝４８００［ＬＳＢ］とＣｌ＝７００［ＬＳＢ］に相当する線量）の放射線をそれぞれ放射線画像撮影装置１に照射して放射線画像撮影装置１の各Ａ／Ｄ変換回路２０のキャリブレーションを行う。
【０１１７】
そして、このように構成することで、各Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉの誤差ΔＧｉのバラツキ度ΔＧｉ(3σ)が許容誤差δＧｉ(0.25)を上回る度合が格段に小さくなり、或いは、誤差ΔＧｉのバラツキ度ΔＧｉ(3σ)を許容誤差δＧｉ(0.25)以下とすることが可能となる。
【０１１８】
そのため、放射線画像において、Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉの値が小さい画素領域、すなわち、その出力値Ｇｉを対数変換した得られた対数変換処理後の出力値Ｇｏの値が小さい画素領域においても、図１９に示したような縞状の模様が放射線画像上に現れることを防止することが可能となる。
【０１１９】
なお、本願発明者らの研究では、上記の（６）式において、高出力の出力値Ｃｈを放射線検出素子７が検出し得る最大線量（６５５３５［ＬＳＢ］に相当する。）の約１／８以下の線量に相当する約８１９１［ＬＳＢ］以下の値に設定し、低出力の出力値Ｃｌを微弱線量に相当する０〜１０００［ＬＳＢ］の値に設定すれば、上記（６）式で算出されるＡ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉの誤差ΔＧｉのバラツキ度ΔＧｉ(3σ)が許容誤差δＧｉ(0.25)以下になり、或いは、誤差ΔＧｉのバラツキ度ΔＧｉ(3σ)が許容誤差δＧｉ(0.25)を上回るとしても上回る度合を図１５に示した程度の非常に小さい値に低減することができるという知見が得られている。
【０１２０】
しかし、上記の出力値Ｃｈ、Ｃｌの値や、それらの出力値Ｃｈ、Ｃｌに相当するキャリブレーション時に放射線画像撮影装置１に照射すべき放射線の所定の２通りの線量を具体的にどのような値に設定すればよいかは、放射線画像撮影装置１に用いられるＡ／Ｄ変換回路２０の種類や性能等によって変わり得る。従って、キャリブレーション時に放射線画像撮影装置１に照射すべき放射線の所定の２通りの線量は、放射線画像撮影装置１の仕様に合わせて予め適切な線量に設定される。
【０１２１】
次に、以上の本発明に係る放射線画像撮影装置１のキャリブレーション方法の原理に基づき、それを実現するための実際のキャリブレーションにおけるフローに従って、本実施形態に係る補正値算出手段としての制御手段２２における処理の構成等について説明する。図１６は、放射線画像撮影装置１のキャリブレーション方法の手順を表すフローチャートである。
【０１２２】
放射線画像撮影装置１のキャリブレーション時には、まず、放射線照射工程（図１６のステップＳ１）が実行され、放射線画像撮影装置１に対して、前述したように放射線検出素子７が検出し得る放射線の最大線量の半分の線量より低線量側の所定の２通りの線量の放射線、すなわち上記の出力値Ｃｈ、Ｃｌに相当する所定の２通りの線量の放射線がそれぞれ照射される。
【０１２３】
続いて、読み出し変換工程（ステップＳ２）が実行され、上記の２通りの線量の放射線の照射により放射線検出素子７内にそれぞれ蓄積された各電荷が読み出し回路１７でそれぞれ２通りのアナログ値の画像データとして読み出され、読み出された２通りのアナログ値の画像データがそれぞれＡ／Ｄ変換回路２０ごとに２通りのデジタル値の画像データに変換される。
【０１２４】
その際、前述したように、制御手段２２は、デジタル値に変換された２通りの画像データにそれぞれオフセット補正やゲイン補正等の補正処理を施し、Ａ／Ｄ変換回路２０に接続された全部または所定の放射線検出素子７からの画像データの平均値を算出して、当該Ａ／Ｄ変換回路２０からの各出力値Ｇｉを生成する。
【０１２５】
前述したように、本実施形態では、低精度のＡ／Ｄ変換回路２０が用いられているため、Ａ／Ｄ変換回路２０を構成する部品ばらつきに起因して各Ａ／Ｄ変換回路２０から各出力値Ｇｉにばらつきが生じる。そのため、放射線画像撮影装置１に対して、上記の出力値Ｃｈ、Ｃｌに相当する所定の２通りの線量の放射線が照射されても、実際の各Ａ／Ｄ変換回路２０からの高線量側の出力値Ｇｉ(high)や低線量側の出力値Ｇｉ(low)は必ずしも出力値Ｃｈ、Ｃｌに一致しない。
【０１２６】
そこで、補正値算出手段としての制御手段２２は、Ａ／Ｄ変換回路２０ごとに変換された２通りのデジタル値の画像データ、すなわち上記の実際の各Ａ／Ｄ変換回路２０からの高線量側の出力値Ｇｉ(high)や低線量側の出力値Ｇｉ(low)に基づいて、Ａ／Ｄ変換回路２０ごとに、デジタル値の画像データに対する補正値ｑを算出するようになっている（ステップＳ３：補正値算出工程）。
【０１２７】
本実施形態では、補正値算出工程（ステップＳ３）において、制御手段２２は、上記の所定の２通りの線量の差に対する、Ａ／Ｄ変換回路ごとの２通りのデジタル値の画像データすなわち高線量側の出力値Ｇｉ(high)と低線量側の出力値Ｇｉ(low)との差の変化率が、予め設定された基準の変化率、すなわち所定の２通りの線量の差に対する出力値Ｃｈ、Ｃｌの差の変化率に等しくなるようにＡ／Ｄ変換回路２０ごとのデジタル値の画像データに対する補正値ｑを算出するようになっている。
【０１２８】
すなわち、照射される放射線の所定の２通りの線量をそれぞれＲhigh、Ｒlowとすると、
(Ch-Cl)／(Ｒhigh-Ｒlow)＝ｑ×(Gi(high)-Gi(low))／(Ｒhigh-Ｒlow)
の関係が成り立つため、補正値ｑは、結局、予め設定された出力値Ｃｈ、Ｃｌと、当該各Ａ／Ｄ変換回路２０から出力された実際の高線量側の出力値Ｇｉ(high)や低線量側の出力値Ｇｉ(low)に基づいて、
ｑ＝（Ｃｈ−Ｃｌ）／（Ｇｉ(high)−Ｇｉ(low)）    …（７）
に従って算出することができる。
【０１２９】
補正値算出手段としての制御手段２２は、Ａ／Ｄ変換回路２０ごとに、当該各Ａ／Ｄ変換回路２０から出力された実際の高線量側の出力値Ｇｉ(high)や低線量側の出力値Ｇｉ(low)を上記（７）式に代入して、Ａ／Ｄ変換回路２０ごとのデジタル値の画像データに対する補正値ｑを算出する。
【０１３０】
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１および放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法によれば、放射線画像撮影装置１のキャリブレーション時に、放射線画像撮影装置１に対して、放射線検出素子７が検出し得る放射線の最大線量の半分の線量より低線量側の所定の２通りの線量の放射線をそれぞれ照射する。
【０１３１】
そして、放射線検出素子７内に蓄積された各電荷をそれぞれ２通りのアナログ値の画像データとして読み出し、Ａ／Ｄ変換回路２０ごとに２通りのデジタル値の画像データに変換すると、これらのＡ／Ｄ変換回路２０ごとに変換した２通りのデジタル値の画像データ、すなわちＡ／Ｄ変換回路２０からの各出力値Ｇｉに基づいてＡ／Ｄ変換回路２０ごとのデジタル値の画像データに対する補正値ｑを算出する。
【０１３２】
このように構成することで、低精度のＡ／Ｄ変換回路２０を用いる場合でも、Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉの値が大きい範囲は勿論、出力値Ｇｉの値が小さい範囲においても、各Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉの誤差ΔＧｉのバラツキ度ΔＧｉ(3σ)が、出力値Ｇｉが対数変換された後の出力値Ｇｏが所定の誤差範囲δＧｏに収まるために対数変換処理前の出力値Ｇｉに許容される許容誤差δＧｉ(0.25)以下になるように各Ａ／Ｄ変換回路２０に対するキャリブレーションを行うことが可能となる。
【０１３３】
また、仮に誤差ΔＧｉのバラツキ度ΔＧｉ(3σ)が許容誤差δＧｉ(0.25)を上回るとしても、その上回り方が従来のキャリブレーション方法に比べて格段に低減されるように各Ａ／Ｄ変換回路２０に対するキャリブレーションを行うことが可能となる。
【０１３４】
そして、実際の放射線画像撮影では、各Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉに対して対数変換処理が施されて、最終的な出力値Ｇｏが得られるが、それに基づいて生成される最終的な放射線画像において、各Ａ／Ｄ変換回路２０の部品ばらつきに起因して発生する画像データ（対数変換処理後の出力値Ｇｏ）のばらつきを低減することが可能となる。
【０１３５】
また、前述したように、そのような放射線画像では、特にＡ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉの値が小さい画素領域、すなわち、その出力値Ｇｉを対数変換して得られた対数変換処理後の出力値Ｇｏの値が小さい画素領域で、図１９に示したような縞状の模様が放射線画像上に現れ易いが、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１および放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法によれば、放射線画像上にそのような縞状の模様が生じることを的確に防止することが可能となる。
【０１３６】
そして、このように放射線画像上の患者の病変部等が撮影された出力値Ｇｏが小さい画素領域で縞状の模様が生じることが防止されるため、放射線画像を用いて医師が病変部の診断を行う際に、縞状の模様が発生することによる医師の誤診を的確に防止することが可能となる。
【０１３７】
なお、本実施形態では、放射線画像撮影装置１に対して、放射線検出素子７が検出し得る最大線量の半分の線量より低線量側の所定の２通りの線量の放射線を照射して、各Ａ／Ｄ変換回路２０のキャリブレーションを行う場合について説明したが、放射線画像撮影装置１に、放射線検出素子７が検出し得る最大線量の半分の線量より低線量側の所定の３通り以上の線量の放射線を照射して、各Ａ／Ｄ変換回路２０のキャリブレーションを行うように構成することも可能である。
【０１３８】
例えば、放射線画像撮影装置１に対して、放射線検出素子７が検出し得る最大線量の半分の線量より低線量側の所定の３通りの線量の放射線を照射して各Ａ／Ｄ変換回路２０のキャリブレーションを行う場合、各Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉの基準値として予め出力値Ｃｈ、Ｃｍ、Ｃｌ（ｍはmiddleを表す。）が設定され、出力値Ｃｈ、Ｃｍ、Ｃｌにそれぞれ相当する線量Ｒhigh、Ｒmiddle、Ｒlowの放射線が放射線画像撮影装置１に照射されて各Ａ／Ｄ変換回路２０のキャリブレーションが行われる。
【０１３９】
また、その際、補正値ｑは２通り設定され、Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉが０〜Ｃｍ［ＬＳＢ］の範囲では、上記（７）式から類推されるように、
ｑ0-m＝（Ｃｍ−Ｃｌ）／（Ｇｉ(middle)−Ｇｉ(low)）    …（８）
で算出される補正値ｑ0-mが適用される。
【０１４０】
また、Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値ＧｉがＣｍ〜６５５３５［ＬＳＢ］の範囲では、
ｑm-65535＝（Ｃｈ−Ｃｍ）／（Ｇｉ(high)−Ｇｉ(middle)）    …（９）
で算出される補正値ｑm-65535が適用される。
【０１４１】
放射線画像撮影装置１に、放射線検出素子７が検出し得る最大線量の半分の線量より低線量側の所定の４通り以上の線量の放射線を照射して、各Ａ／Ｄ変換回路２０のキャリブレーションを行うように構成する場合には、各Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉの基準値として予め出力値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、…（Ｃ１＜Ｃ２＜Ｃ３＜…）を設定して、上記と同様に補正値ｑ0-c2、ｑc2-c3、…を算出して各範囲の出力値Ｇｉに適用する。
【０１４２】
なお、本実施形態や上記の変形例において、基準となる低線量側の出力値Ｃｌ（または出力値Ｃ１）を０［ＬＳＢ］に設定することも可能である。従って、放射線検出素子７が検出し得る最大線量の半分の線量より低線量側の所定の線量の放射線には、線量が０［ミリレントゲン］の場合、すなわち放射線画像撮影装置１に放射線を照射しない場合も含まれる。
【０１４３】
また、オフセット補正値とゲイン補正値とＡ／Ｄ変換の補正値ｑから新たなオフセット補正値とゲイン補正値を算出し直して補正するように構成してもよい。さらに、オフセット補正値とゲイン補正値を求めておかずに、最初にＡ／Ｄ変換の補正値ｑを求めた後で、同一の画像または最大線量の画像を新たに取得して、画素ごとのオフセット補正値とゲイン補正値を求めるように構成することも可能である。
【０１４４】
［第２の実施の形態］
上記の第１の実施の形態では、放射線画像撮影装置１自体で補正値ｑを算出する場合について説明した。この場合には、補正値ｑは例えば記憶手段４０に記憶されて放射線画像撮影装置１自体に保持される。そして、放射線画像撮影が行われると、放射線画像撮影装置１内で、各Ａ／Ｄ変換回路２０から出力された出力値Ｇｉに対する補正値ｑによる補正処理までが自動的に行われる。
【０１４５】
しかし、このように構成すると、キャリブレーション時の補正値ｑの算出や、放射線画像撮影ごとの各Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉに対する補正値ｑによる補正処理をすべて放射線画像撮影装置１で行わなければならず、放射線画像撮影装置１がバッテリ内蔵型の可搬型の放射線画像撮影装置である場合には、バッテリ４１の消耗が激しくなる虞れがある。
【０１４６】
そこで、本発明の第２の実施形態では、キャリブレーション時の補正値ｑの算出や、放射線画像撮影ごとの補正処理を放射線画像撮影装置１で行わず、外部装置であるコンソールで行うように構成された放射線画像撮影システムにについて説明する。
【０１４７】
［放射線画像撮影システム］
図１７は、本実施形態に係る放射線画像撮影システムの全体構成を示す図である。放射線画像撮影システム５０は、図１７に示すように、例えば、放射線を照射して患者の一部である被写体（患者の撮影対象部位）の撮影を行う撮影室Ｒ１と、放射線技師等の操作者が被写体に照射する放射線の制御等の種々の操作を行う前室Ｒ２、およびそれらの外部に配置される。
【０１４８】
撮影室Ｒ１には、前述した放射線画像撮影装置１を装填可能なブッキー装置５１や、被写体に照射する放射線を発生させる図示しないＸ線管球を備える放射線発生装置５２、放射線画像撮影装置１とコンソール５８とが無線通信する際にこれらの通信を中継する無線アンテナ５３を備えた基地局５４等が設けられている。
【０１４９】
なお、図１７では、可搬型の放射線画像撮影装置１をブッキー装置５１のカセッテ保持部５１ａに装填して用いる場合が示されているが、前述したように、放射線画像撮影装置１はブッキー装置５１や支持台等と一体的に形成されたものであってもよい。また、図１７に示したように、放射線画像撮影装置１と基地局５４とをケーブルで接続し、ケーブルを介して有線通信でデータを送信することができるように構成することも可能である。
【０１５０】
本実施形態では、撮影室Ｒ１には、放射線画像撮影装置１が持ち込まれた際に挿入されると放射線画像撮影装置１からカセッテＩＤを読み取って基地局５４を介してコンソール５８に通知するクレードル５５が備えられている。なお、クレードル５５は必ずしも設けられなくてもよく、また、クレードル５５で単に放射線画像撮影装置１の充電等だけを行うように構成することも可能である。
【０１５１】
また、前室Ｒ２には、放射線発生装置５２に対して放射線の照射開始等を指示するためのスイッチ手段５６等を備えた放射線の照射を制御する操作卓５７等が設けられている。
【０１５２】
放射線画像撮影装置１の構成については前述した通りであるが、本実施形態では、放射線画像撮影装置１ではキャリブレーション時の補正値ｑの算出や放射線画像撮影ごとの各Ａ／Ｄ変換回路２０からの出力値Ｇｉに対する補正値ｑによる補正処理を行わない。放射線画像撮影装置１は、キャリブレーション時や放射線画像撮影時に、所定の放射線が照射されると、各放射線検出素子７から読み出した画像データを各Ａ／Ｄ変換回路２０でデジタル値の画像データに変換し、それらの画像データを、記憶手段４０に記憶するとともに、転送手段であるアンテナ装置３９を介し、基地局５４を介してコンソール５８に転送するようになっている。
【０１５３】
また、放射線画像撮影装置１は、上記のようにブッキー装置５１に装填されて用いられる場合もあるが、ブッキー装置５１には装填されず、いわば単独の状態で用いることもできるようになっている。
【０１５４】
すなわち、放射線画像撮影装置１を単独の状態で例えば撮影室Ｒ１内に設けられたベッドや図１７に示すように臥位撮影用のブッキー装置５１Ｂ等に上面側に配置してその放射線入射面Ｒ（図１参照）上に被写体である患者の手等を載置したり、或いは、例えばベッドの上に横臥した患者の腰や足等とベッドとの間に差し込んだりして用いることもできるようになっている。この場合、例えばポータブルの放射線発生装置５２Ｂ等から、被写体を介して放射線画像撮影装置１に放射線を照射して放射線画像撮影が行われる。
【０１５５】
本実施形態では、放射線画像撮影システム５０全体の制御を行うコンソール５８が、撮影室Ｒ１や前室Ｒ２の外側に設けられているが、例えば、コンソール５８を前室Ｒ２等に設けるように構成することも可能である。
【０１５６】
コンソール５８は、図示しないＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、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等で構成されている。ＲＯＭには所定のプログラムが格納されており、コンソール５８は、必要なプログラムを読み出してＲＡＭの作業領域に展開してプログラムに従って各種処理を実行し、前述したように放射線画像撮影システム５０全体の制御を行うようになっている。
【０１５７】
コンソール５８には、前述した基地局５４や操作卓５７、ハードディスク等で構成された記憶手段５９等が接続されており、また、基地局５４を介してクレードル５５等が接続され、操作卓５６を介して放射線発生装置５２等が接続されている。また、コンソール５８には、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal  Display）等からなる表示画面５８ａが設けられており、その他、キーボードやマウス等の図示しない入力手段が接続されている。
【０１５８】
コンソール５８は、上記のように基地局５４を介して放射線画像撮影装置１の各Ａ／Ｄ変換回路２０でデジタル値に変換された画像データが転送されてくると、それらの画像データを記憶手段５９に記憶させるようになっている。
【０１５９】
また、本実施形態では、放射線画像撮影装置１のキャリブレーション時に、上記のように放射線検出素子７が検出し得る最大線量の半分の線量より低線量側の予め設定された所定の２通り（或いは複数）の線量の放射線が照射された放射線画像撮影装置１から各放射線検出素子７ごとに２通り（或いは複数）のデジタル値の画像データが転送されてくると、コンソール５８は、それらの画像データに基づいて当該放射線画像撮影装置１の各Ａ／Ｄ変換回路２０についてそれぞれ補正値ｑを算出するようになっている。
【０１６０】
従って、本実施形態では、図１６に示した放射線画像撮影装置１のキャリブレーション方法の原理に従って行われる各工程のうち、放射線照射工程（ステップＳ１）は撮影室Ｒ１で行われ、読み出し変換工程（ステップＳ２）は放射線画像撮影装置１内で行われ、補正値算出工程（ステップＳ３）がコンソール５８で行われるようになっている。
【０１６１】
以下、放射線画像撮影装置１のキャリブレーション時に、放射線画像撮影装置１に対して放射線検出素子７が検出し得る最大線量の半分の線量より低線量側の所定の２通りの線量の放射線が照射される場合について説明するが、前述したように、放射線画像撮影装置１に対して放射線検出素子７が検出し得る最大線量の半分の線量より低線量側の所定の３通り以上の線量の放射線を照射してキャリブレーションを行うように構成することも可能である。
【０１６２】
コンソール５８は、放射線画像撮影装置１のキャリブレーション時に、放射線画像撮影装置１から、放射線画像撮影装置１に照射された高線量側と低線量側にそれぞれ相当する各放射線検出素子７ごとの２通りの画像データが転送されてくると、それらの画像データに対してオフセット補正やゲイン補正等の補正処理を施した後、各Ａ／Ｄ変換回路２０ごとに高線量側、低線量側の各画像データの平均値をそれぞれ算出し、各Ａ／Ｄ変換回路２０からの高線量側および低線量側の各出力値Ｇｉ(high)、Ｇｉ(low)とする。
【０１６３】
そして、上記（７）式に従って、当該放射線画像撮影装置１の各Ａ／Ｄ変換回路２０ごとの補正値ｑを算出して記憶手段５９に記憶する。このようにして、コンソール５８の記憶手段５９には、放射線画像撮影装置１の識別情報（例えばカセッテＩＤ）と各Ａ／Ｄ変換回路２０ごとの補正値ｑとが対応付けられたテーブルが各放射線画像撮影装置１ごとに記憶されており、放射線画像撮影装置１のキャリブレーションが行われるごとにそれらの値が更新されるようになっている。
【０１６４】
なお、コンソール５８は、通常の放射線画像撮影時においては、放射線画像撮影後、当該放射線画像撮影に用いられた放射線画像撮影装置１から各放射線検出素子７のデジタル値の画像データが転送されてくると、それらの画像データに対してオフセット補正やゲイン補正等の補正処理を施す。
【０１６５】
そして、当該放射線画像撮影装置１の識別情報とそれらの放射線検出素子７が属するＡ／Ｄ変換回路２０の情報に基づいて記憶手段５９に記憶されたテーブルを参照して当該放射線検出素子７に対応する補正値ｑを割り出し、当該放射線検出素子７からの画像データに補正値ｑを乗算するようにして各画像データを補正する。
【０１６６】
そして、コンソール５８は、補正した各画像データに対して図９に示したような対数変換処理を施すことによって最終的な画像データを生成するようになっている。
【０１６７】
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影システム５０および放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法によれば、上記の第１の実施形態における効果とまったく同様の効果を得ることが可能となる。
【０１６８】
そして、実際に放射線画像撮影では、各放射線検出素子７からの画像データに対して対数変換処理が施されて、最終的な画像データが得られるが、それに基づいて生成される最終的な放射線画像において、各Ａ／Ｄ変換回路２０の部品ばらつきに起因して発生する画像データのばらつきを低減することが可能となる。
【０１６９】
そのため、放射線画像上に図１９に示したような縞状の模様が生じることを的確に防止することが可能となり、放射線画像を用いて医師が病変部の診断を行う際に、縞状の模様が発生することによる医師の誤診を的確に防止することが可能となる。
【０１７０】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されず、発明の本質を逸脱しない限り、種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１７１】
１  放射線画像撮影装置
５  走査線
６  信号線
７  放射線検出素子
１７  読み出し回路
２０  Ａ／Ｄ変換回路
２２  制御手段（補正値算出手段）
３９  アンテナ装置（転送手段）
５０  放射線画像撮影システム
５８  コンソール
Ｇｉ  Ａ／Ｄ変換回路からの出力値（デジタル値の画像データ）
Ｐ  検出部
ｑ  補正値
ｒ  領域
Ｒhigh、Ｒlow  所定の複数の線量
【図１】
2011102702.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】
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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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