(57)【要約】【課題】動画撮影や長尺撮影等の連続撮影を行う際に画像データからラグによるオフセット分を的確に排除することが可能な放射線画像撮影装置を提供する。【解決手段】放射線画像撮影装置１は、互いに交差するように配設された複数の走査線５と複数の信号線６により区画された各領域ｒに二次元状に配列された複数の放射線検出素子７と、各放射線検出素子７内に蓄積された電荷をその電荷量Ｑに応じた出力信号Ｖに変換する増幅回路１８を備える読み出し回路１７と、読み出し回路１７を制御して各放射線検出素子７からの電荷の読み出し処理を行わせる制御手段２２とを備え、制御手段２２は、放射線画像撮影前に設定された撮影モードに応じて、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatや放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatを可変させて、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatと放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatとの相対的な大小関係を変える。【選択図】図７
2011156241.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、
前記各放射線検出素子内に蓄積された電荷を、その電荷量に応じた出力信号に変換する増幅回路を備える読み出し回路と、
少なくとも前記読み出し回路を制御して、前記各放射線検出素子からの前記電荷の読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、放射線画像撮影前に設定された撮影モードに応じて、前記読み出し回路の飽和電荷量または前記放射線検出素子の飽和電荷量またはその両方を可変させて、前記読み出し回路の飽和電荷量と前記放射線検出素子の飽和電荷量との相対的な大小関係を変えることを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項２】
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、
前記各放射線検出素子内に蓄積された電荷を、その電荷量に応じた出力信号に変換する増幅回路を備える読み出し回路と、
少なくとも前記読み出し回路を制御して、前記各放射線検出素子からの前記電荷の読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備えるセンサパネルと、
前記センサパネルと被写体との位置関係を相対的に変位させる移動手段と、
を備え、
前記制御手段は、放射線画像撮影前に設定された撮影モードに応じて、前記読み出し回路の飽和電荷量または前記放射線検出素子の飽和電荷量またはその両方を可変させて、前記読み出し回路の飽和電荷量と前記放射線検出素子の飽和電荷量との大小関係を変えることを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項３】
設定可能な前記撮影モードには、通常の単独の放射線画像撮影が行われる場合に設定される通常撮影モードと、一連の放射線画像撮影が連続して行われる動画撮影または長尺撮影の場合に設定される連続撮影モードとが含まれることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記撮影モードとして、前記通常撮影モードが設定されると、前記読み出し回路の飽和電荷量または前記放射線検出素子の飽和電荷量またはその両方を可変させて前記読み出し回路の飽和電荷量が前記放射線検出素子の飽和電荷量よりも相対的に小さくなるように設定し、前記連続撮影モードが設定されると、前記読み出し回路の飽和電荷量または前記放射線検出素子の飽和電荷量またはその両方を可変させて前記読み出し回路の飽和電荷量が前記放射線検出素子の飽和電荷量以上に相対的に大きくなるように設定することを特徴とする請求項３に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項５】
前記読み出し回路の前記増幅回路は、オペアンプに対してコンデンサが並列に接続されて形成されたチャージアンプ回路で構成され、
前記制御手段は、放射線画像撮影前に設定された撮影モードに応じて、前記チャージアンプ回路の前記コンデンサの容量を可変させて前記読み出し回路の飽和電荷量を可変させることにより、前記読み出し回路の飽和電荷量と前記放射線検出素子の飽和電荷量との相対的な大小関係を変えることを特徴とする請求項１から請求項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】
前記制御手段は、放射線画像撮影前に設定された撮影モードに応じて、前記放射線検出素子の２つの電極間の電位差を可変させて前記放射線検出素子の飽和電荷量を可変させることにより、前記読み出し回路の飽和電荷量と前記放射線検出素子の飽和電荷量との相対的な大小関係を変えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項７】
前記放射線検出素子は、その一方の前記電極に、バイアス電源からバイアス電圧が印加されており、
前記制御手段は、放射線画像撮影前に設定された撮影モードに応じて、前記バイアス電源を制御して、前記放射線検出素子の前記電極に印加する前記バイアス電圧を可変させて前記放射線検出素子の２つの電極間の電位差を可変させることを特徴とする請求項６に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項８】
前記制御手段は、
前記撮影モードとして通常撮影モードが設定された場合には、放射線画像撮影で得られた画像データからオフセット読み出し処理で読み出されたオフセット補正値を減算処理して前記各放射線検出素子ごとの真の画像データを算出し、
前記撮影モードとして連続撮影モードが設定された場合には、連続撮影において、処理対象の画像データを得た放射線画像撮影より以前の放射線画像撮影で前記放射線検出素子について得られた画像データから当該放射線検出素子に照射された放射線の線量を推定して処理対象の画像データに重畳されているラグによるオフセット分を推定し、処理対象の画像データから、オフセット読み出し処理で読み出されたオフセット補正値と前記ラグによるオフセット分とを減算処理して前記各放射線検出素子ごとの真の画像データを算出することを特徴とする請求項１から請求項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】
情報を送受信可能な通信手段を備える請求項１から請求項７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対して放射線を照射する放射線源を備える放射線発生装置と、
前記放射線画像撮影装置から送信されてきた画像データとオフセット補正値とに基づいて前記各放射線検出素子ごとの真の画像データを算出するコンソールと、
を備え、
前記コンソールは、
前記画像データと前記オフセット補正値とが通常撮影モードで得られたものである場合には、前記画像データから前記オフセット補正値を減算処理して前記各放射線検出素子ごとの真の画像データを算出し、
前記画像データと前記オフセット補正値とが連続撮影モードで得られたものである場合  には、連続撮影において、処理対象の画像データを得た放射線画像撮影より以前の放射線画像撮影で前記放射線検出素子について得られた画像データから当該放射線検出素子に照射された放射線の線量を推定して処理対象の画像データに重畳されているラグによるオフセット分を推定し、処理対象の画像データから、オフセット読み出し処理で読み出されたオフセット補正値と前記ラグによるオフセット分とを減算処理して前記各放射線検出素子ごとの真の画像データ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および放射線画像撮影システムに係り、特に連続撮影を行うことが可能な放射線画像撮影装置および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ー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】
また、放射線画像撮影装置では、従来のいわゆる重ね撮りができないスクリーンフィルムやＣＲ（Computed Radiography）装置のように放射線画像撮影ごとにフィルムや輝尽性蛍光体シートを取り替える必要がなく、通常、数枚或いは数十枚分の撮影ごとの画像データを装置に内蔵されたＤＲＡＭ（Dynamic ＲＡＭ）等の記憶手段に保存しておくことができるように構成される。
【０００５】
そのため、放射線画像撮影装置を用いて、例えば、被写体（すなわち被験者）の放射線画像撮影装置に対する向きを少しずつ変えながら放射線を連続的に照射して撮影するいわゆる動画撮影や、被写体に対して放射線画像撮影装置の位置を変えながら例えば被験者の身体の広い範囲を撮影するいわゆる長尺撮影を行うことが可能となる（例えば特許文献４参照）。なお、以下、動画撮影や長尺撮影のように、一連の放射線画像撮影を連続的に行う撮影をまとめて連続撮影という。
【０００６】
ところで、放射線画像撮影の際に、このような放射線画像撮影装置に対して被写体を介して放射線を照射すると、放射線が照射された放射線検出素子や、シンチレータ等で放射線から変換された電磁波が入射した放射線検出素子の内部で、照射された放射線の線量に応じて電荷が発生し、撮影後、この電荷が読み出されて各放射線検出素子ごとの画像データとして検出される。
【０００７】
また、各放射線検出素子内では、各放射線検出素子自体の熱による熱励起等によりいわゆる暗電荷が常時発生しており、各放射線検出素子から画像データを読み出す画像読み出し処理の際には、各放射線検出素子から、放射線の照射により発生した真の画像データである電荷のほかに暗電荷も読み出されるため、読み出された画像データには、暗電荷によるオフセット分が含まれる。
【０００８】
そのため、読み出された画像データから暗電荷によるオフセット分を差し引いて真の画像データを得るために、放射線画像撮影の際に、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor。以下、ＴＦＴという。）等で形成された各放射線検出素子のスイッチ手段をオフ状態として各放射線検出素子内に電荷が蓄積される状態とした時間と同じ時間だけスイッチ手段をオフ状態とするが、放射線画像撮影装置には放射線を照射しない状態で放射線画像撮影装置を放置するいわゆるオフセット読み出し処理（ダーク読取処理ともいう。）を行うように構成される場合がある。
【０００９】
このオフセット読み出し処理では、放射線画像撮影の際と同じ時間だけＴＦＴがオフ状態とされるため、放射線画像撮影時に各放射線検出素子内に蓄積される暗電荷と同じ量の暗電荷を各放射線検出素子内に蓄積させることができ、それを読み出すことで、真の画像データに重畳されている暗電荷によるオフセット分（すなわちオフセット補正値）を得ることができる。そして、読み出された画像データからオフセット補正値を減算処理することで、真の画像データを得ることができる。
【００１０】
すなわち、例えば図２０に示すように、オフセット補正値Ｏを得るために、放射線画像撮影装置に放射線を照射しない状態でＴＦＴをオフ状態とすると（図中左側の「ＴＦＴoff」参照）、各放射線検出素子内で発生した暗電荷（図中のｄａ参照）がその時点から各放射線検出素子内に蓄積され始め、各放射線検出素子内の電荷量Ｑは、時間に応じて増加していく。なお、図中のＱａは各放射線検出素子内に蓄積されているベースとなる電荷であるが、この電荷は読み出されない。
【００１１】
そして、放射線画像撮影の際と同じ時間だけＴＦＴがオフ状態とされた後、ＴＦＴがオン状態とされて（図中の「ＴＦＴon」参照）、オフセット読み出し処理が開始され、ＴＦＴがオフ状態とされて画像読み出し処理が終了する（図中右側の「ＴＦＴoff」参照）までの間に、図中斜線を付して示される電荷Ｏがオフセット補正値Ｏとして読み出される。
【００１２】
また、放射線画像撮影の際にも、例えば図２１に示すように、ＴＦＴをオフ状態とした時点（図中左側の「ＴＦＴoff」参照）で、各放射線検出素子内で発生した暗電荷（図中のｄａ参照）が各放射線検出素子内に蓄積され始め、各放射線検出素子内の電荷量Ｑが、時間に応じて増加していく。そして、放射線画像撮影装置に放射線が照射されると、その間に各放射線検出素子内で電荷が発生して、その電荷も各放射線検出素子内に蓄積されていく。
【００１３】
そして、放射線の照射が終了した後、ＴＦＴがオン状態とされて（図中の「ＴＦＴon」参照）、画像読み出し処理が開始され、ＴＦＴがオフ状態とされて画像読み出し処理が終了する（図中右側の「ＴＦＴoff」参照）までの間に、図中の斜線部分の電荷ｄが画像データｄとして読み出されが、画像データｄには、前述した暗電荷に起因するオフセット補正値Ｏが含まれる。そのため、放射線画像撮影において放射線が照射されたことにより発生した真の画像データｄ＊は、基本的に、
ｄ＊＝ｄ−Ｏ    …（１）
のように、読み出された画像データｄからオフセット補正値Ｏを減算処理することで得ることができる。
【００１４】
しかしながら、放射線画像撮影装置を用いて複数の放射線画像撮影を短時間のうちに連続して行う上記のような動画撮影や長尺撮影のような連続撮影の場合、連続撮影における各放射線画像撮影ごとに読み出される画像データｄには、上記のような暗電荷によるオフセット補正値Ｏだけでなく、同じ連続撮影でそれ以前に行った撮影で生じた、いわゆるラグ（lag）によるオフセット分Ｏlagが重畳される場合があることが知られている。
【００１５】
また、暗電荷は、仮に画像読み出し処理の際に読み出されずに各放射線検出素子内に残ったとしても、連続撮影における各放射線画像撮影間の短いインターバルの間に各放射線検出素子のリセット処理を繰り返すことによって各放射線検出素子から除去されるが、上記のラグは、短いインターバルの間に各放射線検出素子のリセット処理を繰り返し行っても容易には消えず、次回以降の画像読み出し処理の際にオフセット分Ｏlagとして現れることが知られている。
【００１６】
そして、図２２に示すように、１回目の撮影を終えた後にリセット処理を繰り返してもラグlagが残るため、２回目の撮影で放射線が照射された後、ＴＦＴがオン状態とされて画像読み出し処理が開始され、ＴＦＴがオフ状態とされて画像読み出し処理が終了するまでの間に、図中の斜線部分ｄの電荷が画像データｄとして読み出されるが、この２回目の撮影の画像データｄには、図中の斜線部分Ｏで示される電荷が前述したオフセット補正値Ｏとして含まれるほか、ラグによるオフセット分Ｏlagも含まれる。
【００１７】
また、同様に、図示を省略するが、例えば３回目の撮影を行った場合には、３回目の撮影の画像データｄには、オフセット補正値Ｏのほか、１回目の撮影で発生したラグによるオフセット分Ｏlagだけでなく、さらに２回目の撮影で発生したラグによるオフセット分Ｏlagも重畳される。このように、２回目以降の撮影で各放射線検出素子から読み出される画像データには、それ以前に行った撮影で発生したラグによるオフセット分Ｏlagが重畳される。
【００１８】
また、ラグによるオフセット分Ｏlagは、動画撮影や長尺撮影等の連続撮影においてそれ以前に行った撮影で、放射線検出素子に照射された放射線の線量が増加するほど大きくなることが知られている。
【００１９】
上記のようにして、連続撮影で行われる一連の放射線画像撮影において以前の放射線画像撮影で発生したラグによるオフセット分Ｏlagが今回の放射線画像撮影で得られる画像データｄに重畳されると、今回の放射線画像撮影で得られる画像は、今回の放射線画像撮影に起因する本来の画像に、それ以前の放射線画像撮影で発生したラグに起因する残像が写り込んだ状態になる。例えば、長尺撮影の例で言えば、今回の放射線画像撮影で撮影された被験者の腰部の画像に、それ以前に撮影された胸部の残像が写り込んだ状態となる。
【００２０】
そのため、得られた放射線画像が非常に見づらいものとなり、例えば放射線画像撮影装置を医療用の放射線画像を撮影するために用いるような場合、そのような放射線画像を見た医師等が病変部を見落としたり、或いは、病変部でない部分に病変があると誤診してしまう虞れがある。
【００２１】
このように、放射線画像撮影装置を用いて動画撮影や長尺撮影等の連続撮影を行う場合には、各放射線画像撮影で得られた画像データｄから、一連の放射線画像撮影におけるそれ以前の撮影で発生したラグによるオフセット分Ｏlagを的確に排除できるように構成されることが望まれる。そして、ラグによるオフセット分Ｏlagを検出することができれば、
ｄ＊＝ｄ−Ｏ−Ｏlag    …（２）
の演算を行うことで、各放射線画像撮影ごとの真の画像データｄ＊を的確に得ることが可能となる。
【００２２】
そこで、例えば、特許文献５では、連続撮影で行われる一連の放射線画像撮影において、２回目以降の撮影では、撮影が行われる前の装置に放射線が照射されていない段階で、各放射線検出素子内に残存する残像データを読み出して、それ以前に行われた撮影で発生したラグによるオフセット分Ｏlagを算出する技術が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【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２００７−２６００２７号公報
【特許文献５】特開２００９−２０４３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
しかしながら、特許文献５に示された技術では、放射線を照射する放射線発生装置と放射線画像撮影装置との間のインターフェースの構築が必ずしも容易でない場合があり、また、インターフェースがとれていないと、放射線画像撮影装置が残像データの読み出し処理を行っている最中に放射線発生装置から放射線が照射されてしまう可能性がある。
【００２５】
そこで、動画撮影や長尺撮影等の連続撮影で行われる一連の放射線画像撮影における各放射線画像撮影において、今回の放射線画像撮影以前に行われた放射線画像撮影で得られた画像データｄ自体の大きさから、今回の放射線画像撮影で得られる画像データｄに重畳されるラグによるオフセット分Ｏlagの大きさを推定し、推定したラグによるオフセット分Ｏlagを上記（２）式に代入して、今回の撮影における各放射線画像撮影ごとの真の画像データｄ＊を算出するように構成することが考えられる。
【００２６】
しかし、このように構成する場合、以下のような問題がある。
【００２７】
放射線画像撮影装置では、フォトダイオード等の放射線検出素子に蓄積された電荷を、例えば図２３に示すようなチャージアンプ回路で構成された増幅回路等を備えた読み出し回路で読み出すように構成されている。この場合、増幅回路Ａｍｐは、オペアンプＯａと、それに並列に接続された容量Ｃｆを有するコンデンサＣｏｎで構成され、コンデンサＣｏｎに蓄積された電荷量Ｑに応じた電圧値の出力信号Ｖを下流側に出力するようになっている。なお、以下、このチャージアンプ回路で構成された増幅回路ＡｍｐにおけるコンデンサＣｏｎの容量Ｃｆを、チャージアンプ容量Ｃｆという。また、この出力信号Ｖは、前述した画像データｄやオフセット補正値Ｏに対応するものである。
【００２８】
一方、フォトダイオードでは、図２４の上側のグラフに示すように、通常、照射された放射線の線量Ｉ（照射された放射線をシンチレータ等で電磁波に変換する場合を含む。以下も同様。）に応じて蓄積される電荷量Ｑがほぼ線形に増加するが、照射された放射線の線量Ｉが非常に強い場合には蓄積される電荷量Ｑが飽和する。なお、以下では、この飽和した電荷量Ｑを、放射線検出素子の飽和電荷量Ｑｐsatという。また、図２４の各グラフでは、横軸の放射線の線量Ｉや、縦軸の電荷量Ｑや出力信号Ｖが、ログ（log）スケールで表されている。
【００２９】
例えば、放射線画像撮影装置を、患者の病変部等を撮影する医療用の放射線画像撮影装置として用いるような場合には、病変部等は、放射線発生装置から照射された放射線が被写体である患者の身体等を透過し、患者の身体で吸収、散乱された後に放射線画像撮影装置に到達した画像領域中に撮影される。図２４の上側に示したグラフで言えば、放射線検出素子内に蓄積される電荷量Ｑがほぼ線形に増減するような放射線の線量Ｉの領域に撮影される。
【００３０】
そのため、放射線画像撮影装置の読み出し回路では、そのようなほぼ線形に増減する範囲の電荷量Ｑに相当する放射線の線量Ｉの領域に対して、十分な量子化を行うことができるようにするために、図２４の上側のグラフに示すように、通常、読み出し回路が検出し得る電荷量Ｑの最大値が、本来の放射線検出素子の飽和電荷量Ｑｐsatよりも小さい値になるように設定されている。なお、以下では、この読み出し回路が検出し得る電荷量Ｑの最大値を、読み出し回路の飽和電荷量Ｑｒsatという。
【００３１】
読み出し回路がこのように構成されているため、図２４の下側のグラフに示すように、放射線検出素子に照射される照射線の線量Ｉが小さいうちは、放射線検出素子内の電荷量Ｑが放射線の線量Ｉに対してほぼ線形に増加し、放射線検出素子から読み出された電荷量Ｑに対応する読み出し回路からの出力信号Ｖもほぼ線形に増加する。
【００３２】
しかし、放射線検出素子に照射される放射線の線量Ｉが増加して放射線検出素子内に蓄積される電荷量Ｑが読み出し回路の飽和電荷量Ｑｒsatに達して出力信号Ｖの最大値Ｖmaxを出力するようになると、読み出し回路は、照射される放射線の線量Ｉの放射線がそれ以上に増加して放射線検出素子内に蓄積される電荷量Ｑが読み出し回路の飽和電荷量Ｑｒsat以上に増加しても、一定の出力信号すなわち出力信号Ｖの最大値Ｖmaxしか出力しなくなる。
【００３３】
前述したように、ラグによるオフセット分Ｏlagは、放射線検出素子に照射された放射線の線量Ｉが増加するほど大きくなるはずであるが、上記のように放射線検出素子内に蓄積された電荷量Ｑが読み出し回路の飽和電荷量Ｑｒsat以上になる放射線の線量Ｉの領域では、読み出し回路からの出力信号Ｖすなわち画像データｄが一定値（すなわち出力信号Ｖの最大値Ｖmax）になり、放射線の線量Ｉによって増加しない値になる。
【００３４】
そのため、連続撮影で行われる一連の放射線画像撮影において、以前の撮影で得られた画像データｄが、読み出し回路からの出力信号Ｖの最大値Ｖmax或いはそのごく近傍の値である場合には、その画像データｄ自体の大きさから、今回の放射線画像撮影で得られる画像データｄに重畳されるラグによるオフセット分Ｏlagの大きさを推定することができないという問題が生じる。
【００３５】
特に、線量Ｉがこのような領域にある強い放射線が照射されると、放射線検出素子内に蓄積される電荷量Ｑは読み出し回路の飽和電荷量Ｑｒsat以上の量になり、次回以降の放射線画像撮影の際に大きなラグとなって残る。そして、このラグによるオフセット分Ｏlagを画像データｄ中から的確に排除できないと、ラグによるオフセット分Ｏlagを排除し切れなかった画像データｄに基づいて生成された放射線画像中に以前の放射線画像撮影の残像が写り込んだ状態になり、前述したような病変部の見落とし等の問題が発生する。
【００３６】
そのため、放射線画像撮影装置や放射線画像撮影システムに対しては、動画撮影や長尺撮影等の連続撮影のように短いインターバルで一連の撮影を行い、ラグが残存し易い状況であっても、画像データｄ中からラグによるオフセット分Ｏlagを的確に排除して、各放射線画像撮影ごとの真の画像データｄ＊を的確に得ることができることが望まれる。
【００３７】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、動画撮影や長尺撮影等の連続撮影を行う際に画像データからラグによるオフセット分を的確に排除することが可能な放射線画像撮影装置およびそれを用いた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】
【００３８】
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、
前記各放射線検出素子内に蓄積された電荷を、その電荷量に応じた出力信号に変換する増幅回路を備える読み出し回路と、
少なくとも前記読み出し回路を制御して、前記各放射線検出素子からの前記電荷の読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、放射線画像撮影前に設定された撮影モードに応じて、前記読み出し回路の飽和電荷量または前記放射線検出素子の飽和電荷量またはその両方を可変させて、前記読み出し回路の飽和電荷量と前記放射線検出素子の飽和電荷量との相対的な大小関係を変えることを特徴とする。
【００３９】
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、
前記各放射線検出素子内に蓄積された電荷を、その電荷量に応じた出力信号に変換する増幅回路を備える読み出し回路と、
少なくとも前記読み出し回路を制御して、前記各放射線検出素子からの前記電荷の読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備えるセンサパネルと、
前記センサパネルと被写体との位置関係を相対的に変位させる移動手段と、
を備え、
前記制御手段は、放射線画像撮影前に設定された撮影モードに応じて、前記読み出し回路の飽和電荷量または前記放射線検出素子の飽和電荷量またはその両方を可変させて、前記読み出し回路の飽和電荷量と前記放射線検出素子の飽和電荷量との大小関係を変えることを特徴とする。
【００４０】
また、本発明の放射線画像撮影装置システムは、
情報を送受信可能な通信手段を備える上記の本発明の放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置に対して放射線を照射する放射線源を備える放射線発生装置と、
前記放射線画像撮影装置から送信されてきた画像データとオフセット補正値とに基づいて前記各放射線検出素子ごとの真の画像データを算出するコンソールと、
を備え、
前記コンソールは、
前記画像データと前記オフセット補正値とが通常撮影モードで得られたものである場合には、前記画像データから前記オフセット補正値を減算処理して前記各放射線検出素子ごとの真の画像データを算出し、
前記画像データと前記オフセット補正値とが連続撮影モードで得られたものである場合  には、連続撮影において、処理対象の画像データを得た放射線画像撮影より以前の放射線画像撮影で前記放射線検出素子について得られた画像データから当該放射線検出素子に照射された放射線の線量を推定して処理対象の画像データに重畳されているラグによるオフセット分を推定し、処理対象の画像データから、オフセット読み出し処理で読み出されたオフセット補正値と前記ラグによるオフセット分とを減算処理して前記各放射線検出素子ごとの真の画像データを算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４１】
本発明のような方式の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、設定された撮影モードに応じて、読み出し回路の飽和電荷量Ｑｒsatや放射線検出素子の飽和電荷量Ｑｐsat或いはその両方を可変させて、読み出し回路の飽和電荷量Ｑｒsatと放射線検出素子の飽和電荷量Ｑｐsatとの相対的な大小関係を変えるように構成したため、通常の単独の放射線画像撮影を行う通常撮影モードでは、読み出し回路の飽和電荷量Ｑｒsatが放射線検出素子の飽和電荷量Ｑｐsatよりも相対的に小さい状態で、通常の放射線画像撮影を公知の手法により行って有効な画像データを得ることが可能となり、画像データに基づいて放射線画像を的確に生成することが可能となる。
【００４２】
また、動画撮影や長尺撮影のように一連の放射線画像撮影を比較的短いインターバルで連続して行う連続撮影モードでは、読み出し回路の飽和電荷量Ｑｒsatが放射線検出素子の飽和電荷量Ｑｐsat以上に相対的に大きくなるように可変させることで、後述する図１５下側のグラフや図１９下側のグラフに示すように、放射線検出素子に照射された放射線の線量Ｉに応じて読み出し回路から出力される出力信号Ｖすなわち画像データｄが出力信号Ｖの最大値Ｖmax以下に収まるようになり、放射線の線量Ｉと、読み出し回路からの出力信号Ｖとを１対１に対応付けることが可能となる。
【００４３】
そのため、以前の放射線画像撮影で得られた画像データｄからその際に放射線検出素子７に照射された放射線の線量Ｉを的確に推定することが可能となり、以前の撮影で生じたラグによるオフセット分Ｏlagを的確に推定することが可能となる。そのため、画像データｄから的確に推定されたラグによるオフセット分Ｏlagを減算処理することで、画像データｄからラグによるオフセット分Ｏlagを的確に排除することが可能となり、特に、連続撮影ではラグによる残像が放射線画像に写り込む現象が生じ易いが、そのような現象が発生することを的確に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】各実施形態に係る放射線画像撮影装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図３】放射線画像撮影装置のセンサパネルの基板の構成を示す平面図である。
【図４】図３のセンサパネルの基板上の小領域に形成された放射線検出素子とＴＦＴ等の構成を示す拡大図である。
【図５】図４におけるＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【図６】ＣＯＦやＰＣＢ基板等が基板に取り付けられて形成されたセンサパネルを説明する側面図である。
【図７】放射線画像撮影装置のセンサパネルの等価回路を表すブロック図である。
【図８】センサパネルの検出部を構成する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】各放射線検出素子のリセット処理において各走査線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るタイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【図１０】画像読み出し処理やオフセット読み出し処理において各走査線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るタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１１】各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１２】（Ａ）は操作スイッチの構成を示す図であり、（Ｂ）はボタン部が半押しされた状態、（Ｃ）はボタン部が全押しされた状態を説明する図である。
【図１３】各実施形態に係る長尺撮影装置の構成を示す概略図である。
【図１４】長尺撮影装置の別の構成例を示す概略図である。
【図１５】上側のグラフは第１の実施形態で読み出し回路の飽和電荷量を可変させることを説明するグラフであり、下側のグラフは読み出し回路からの出力信号が最大値以下になることを説明するグラフである。
【図１６】照射開始信号の受信、１面分のリセット処理、インターロック解除信号の発信、および放射線の照射の各タイミングを表すタイミングチャートである。
【図１７】連続撮影モードにおける処理の手順を表すタイミングチャートである。
【図１８】照射された放射線の線量Ｉと所定時間後のラグによるオフセット分との関係を定めたテーブルの例を示す図である。
【図１９】上側のグラフは第２の実施形態で放射線検出素子の飽和電荷量を可変させることを説明するグラフであり、下側のグラフは読み出し回路からの出力信号が最大値以下になることを説明するグラフである。
【図２０】各放射線検出素子内で発生し蓄積される暗電荷およびオフセット補正処理で読み出されるオフセット補正値を説明するグラフである。
【図２１】放射線画像撮影の際の各放射線検出素子内の電荷量の変化、画像読み出し処理で読み出される画像データ、およびそれに含まれるオフセット補正値を説明するグラフである。
【図２２】放射線画像撮影後に残るラグ、画像読み出し処理で読み出される画像データ、およびそれに含まれるオフセット補正とラグによるオフセット分を説明するグラフである。
【図２３】チャージアンプ回路で構成された増幅回路の等価回路図である。
【図２４】上側のグラフは通常の撮影における電荷量や放射線検出素子や読み出し回路の飽和電荷量の関係を表すグラフであり、下側のグラフは放射線の所定の線量以上では読み出し回路からの出力信号が一定になることを説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、本発明に係る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。
【００４６】
［第１の実施の形態］
［放射線画像撮影装置の構成］
前述した、被写体に対して放射線画像撮影装置の位置を変えながら例えば被験者の身体の広い範囲を撮影する長尺撮影を行う放射線画像撮影装置については、後で説明するものとし、以下では、まず、放射線画像撮影装置に対して被写体である被験者の向きを変えながら撮影する動画撮影を行うことが可能な放射線画像撮影装置について説明する。
【００４７】
なお、以下では、後述するようにセンサパネルの移動手段を備えて長尺撮影を行うことが可能な放射線画像撮影装置を、移動手段を備えない一般的な放射線画像撮影装置と区別して言う場合には、長尺撮影装置という。
【００４８】
また、以下では、動画撮影や長尺撮影等の連続撮影を行う放射線画像撮影装置が、シンチレータ等を備え、照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である場合について説明するが、本発明は、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可能である。
【００４９】
さらに、以下では、動画撮影を行うことが可能で長尺撮影に用いることも可能な放射線画像撮影装置が、可搬型である場合について説明するが、支持台等と一体的に形成されたいわゆる据え付け型の放射線画像撮影装置に対しても適用される。
【００５０】
図１は、本発明の第１の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Ｘ−Ｘ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等を備えるセンサパネルＳｐが収納されて構成されている。
【００５１】
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。
【００５２】
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ｄ等の情報を、後述するコンソール５８（図１１参照）等の外部装置との間で無線方式で送受信するための通信手段であるアンテナ装置３９が埋め込まれている。
【００５３】
なお、アンテナ装置３９の設置位置は蓋部材３８の側面部に限らず、放射線画像撮影装置１の任意の位置にアンテナ装置３９を設置することが可能である。また、設置するアンテナ装置３９は１個に限らず、複数設けることも可能である。さらに、画像データｄ等の情報を外部装置との間で有線方式で送受信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、通信手段として、ＬＡＮ（Local Area Network）ケーブルやＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル等を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。
【００５４】
図２に示すように、筐体２の内部には、センサパネルＳｐの基板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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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内に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。
【００６０】
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Ｙ−Ｙ線に沿う断面図である。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
放射線画像撮影の際に、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。
【００６６】
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。
【００６７】
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Ｖbias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。
【００６８】
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。
【００６９】
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、後述する走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂを構成するゲートＩＣ１２ａ等のチップがフィルム上に形成された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。
【００７０】
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。本実施形態では、以上のようにして、放射線画像撮影装置１のセンサパネルＳｐ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。
【００７１】
ここで、放射線画像撮影装置１のセンサパネルＳｐ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のセンサパネルＳｐの等価回路を表すブロック図であり、図８はセンサパネルＳｐの検出部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。
【００７２】
前述したように、センサパネルＳｐ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Ｖbias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Ｖbiasを制御するようになっている。
【００７３】
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Ｖbias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。
【００７４】
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。
【００７５】
走査駆動手段１５は、配線１５ｃを介してゲートドライバ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。
【００７６】
そして、走査駆動手段１５は、各放射線検出素子７内に残存する電荷を放出させる各放射線検出素子７のリセット処理や、各放射線検出素子７から画像データｄを読み出す画像読み出し処理等の際に、後述する制御手段２２からトリガ信号を受信すると、ゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧のオン電圧とオフ電圧との間での切り替えを開始させるようになっている。
【００７７】
そして、本実施形態では、走査駆動手段１５は、各放射線検出素子７のリセット処理の際には、制御手段２２からトリガ信号を受信すると、例えば図９に示すように、ゲートドライバ１５ｂから印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替える走査線５のラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替えさせて１面分のリセット処理Ｒｍを行い、この１面分のリセット処理Ｒｍを必要に応じて繰り返し行わせながら各放射線検出素子７のリセット処理を行うようになっている。なお、各放射線検出素子７のリセット処理においては、この他にも、例えば走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の全ラインＬ１〜Ｌｘに一斉にオン電圧を印加するようにしてリセット処理を行うように構成することも可能である。
【００７８】
また、本実施形態では、走査駆動手段１５は、画像読み出し処理や後述するオフセット読み出し処理の際には、制御手段２２からトリガ信号を受信すると、例えば図１０に示すように、ゲートドライバ１５ｂから印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替える走査線５のラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替えさせて、各ＴＦＴ８を介して走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに接続されている各放射線検出素子７から画像データｄやオフセット補正値Ｏをそれぞれ読み出させるようになっている。
【００７９】
図７や図８に示すように、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、本実施形態では、読み出しＩＣ１６に、１本の信号線６につき１個ずつ読み出し回路１７が設けられている。
【００８０】
読み出し回路１７は、増幅回路１８と相関二重サンプリング回路１９等で構成されている。読み出しＩＣ１６内には、さらに、アナログマルチプレクサ２１と、Ａ／Ｄ変換器２０とが設けられている。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。
【００８１】
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にそれぞれ並列に接続された各コンデンサＣ１〜Ｃ４および電荷リセット用スイッチＳｗ１が接続されて構成されている。また、増幅回路１８には、チャージアンプ回路１８ａに電力を供給するための電源供給部１８ｂが接続されている。
【００８２】
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る。
【００８３】
また、増幅回路１８の電荷リセット用スイッチＳｗ１は、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。そして、各放射線検出素子７からの画像読み出し処理時やオフセット読み出し処理時に、電荷リセット用スイッチＳｗ１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、各放射線検出素子７から放出された電荷Ｑが信号線６を介してコンデンサＣ１〜Ｃ４に流入して蓄積され、蓄積された電荷量Ｑに応じた電圧値Ｖすなわち出力信号Ｖ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。
【００８４】
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Ｑを電荷電圧変換して、電荷量Ｑに応じた出力信号値Ｖを出力するようになっている。また、電荷リセット用スイッチＳｗ１がオン状態とされると、増幅回路１８の入力側と出力側とが短絡されてコンデンサＣ１〜Ｃ４に蓄積された電荷Ｑが放電されて増幅回路１８がリセットされ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。
【００８５】
増幅回路１８の各コンデンサＣ２〜Ｃ４にはそれぞれスイッチＳｗ２〜Ｓｗ４が直列に接続されており、スイッチＳｗ２〜Ｓｗ４は、そのオン／オフが制御手段２２により制御されるようになっている。そして、後述するように、本実施形態では、制御手段２２は、通常撮影モードと連続撮影モードで、それぞれオン状態とするスイッチＳｗ２〜Ｓｗ４を切り替えて、チャージアンプ容量Ｃｆを変更して設定するようになっている。なお、本実施形態では、チャージアンプ容量Ｃｆは、コンデンサＣ２〜Ｃ４のうちのオン状態とされたスイッチＳｗに対応するコンデンサＣとコンデンサＣ１との各容量の合計値に相当する。
【００８６】
そして、各放射線検出素子７からの画像読み出し処理時やオフセット読み出し処理時には、各放射線検出素子７から放出された電荷Ｑが、コンデンサＣ１およびスイッチＳｗ２〜Ｓｗ４のうちオン状態とされたスイッチＳｗ２〜Ｓｗ４に対応するコンデンサＣ２〜Ｃ４に分散されて流入して蓄積される。
【００８７】
なお、コンデンサＣ１にもスイッチを直列に接続するように構成することも可能である。また、コンデンサＣ１〜Ｃ４として、例えば容量がそれぞれ０．５［ｐＦ］、０．５［ｐＦ］、１［ｐＦ］、２［ｐＦ］のコンデンサを用いれば、スイッチＳｗ２〜Ｓｗ４のオン／オフを切り替えることで、チャージアンプ容量Ｃｆを０．５［ｐＦ］〜４［ｐＦ］まで０．５［ｐＦ］刻みで設定することが可能となる。
【００８８】
増幅回路１８の出力側には、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）１９が接続されている。相関二重サンプリング回路１９は、本実施形態では、サンプルホールド機能を有しており、この相関二重サンプリング回路１９におけるサンプルホールド機能は、制御手段２２から送信されるパルス信号によりそのオン／オフが制御されるようになっている。
【００８９】
そして、制御手段２２は、各放射線検出素子７からの画像読み出し処理やオフセット読み出し処理においては、増幅回路１８や相関二重サンプリング回路１９を制御して、各放射線検出素子７から放出された電荷を増幅回路１８で電荷電圧変換させ、電荷電圧変換された出力信号Ｖを相関二重サンプリング回路１９でサンプリングさせて画像データｄやオフセット補正値Ｏとして下流側に出力させるようになっている。
【００９０】
相関二重サンプリング回路１９から出力された出力信号Ｖすなわち各放射線検出素子７の画像データｄやオフセット補正値Ｏ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変換器２０に送信される。そして、Ａ／Ｄ変換器２０で順次デジタル化されて記憶手段４０に出力されて順次保存されるようになっている。
【００９１】
なお、各放射線検出素子７から読み出された各画像データｄやオフセット補正値Ｏは、制御手段２２により制御される図示しないメモリコントローラの指示に従って記憶手段４０の図示しない画像記憶領域に保存されるようになっている。
【００９２】
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。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等で構成される記憶手段４０が接続されている。
【００９３】
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。
【００９４】
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Ｖbias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Ｓｗ１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。
【００９５】
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からの画像読み出し処理時等に、走査駆動手段１５に対して、いずれの処理を行うかを指示する信号を、それらの処理を開始させるためのトリガ信号としてそれぞれ送信するようになっている。処理を指示する信号として、上記の各処理で異なる信号が送信されるようになっている。
【００９６】
制御手段２２から処理を指示する信号をトリガ信号として受信すると、走査駆動手段１５は、各放射線検出素子７のリセット処理時には例えば図９に示したようなタイミングで、また、画像読み出し処理時やオフセット読み出し処理時には例えば図１０に示したようなタイミングで、それぞれゲートドライバ１５ｂから走査線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との間で切り替え、オン電圧を印加する走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替えるようになっている。
【００９７】
また、前述したように、本実施形態では、制御手段２２は、通常撮影モードが設定された場合と、連続撮影モードが設定された場合とで、読み出し回路１７の増幅回路１８においてオン状態とするスイッチＳｗ２〜Ｓｗ４を切り替えて、チャージアンプ容量Ｃｆを変更して設定するようになっているが、この点については、放射線画像撮影システム５０の構成や、長尺撮影を行う放射線画像撮影装置（すなわち前述した長尺撮影装置）１００の構成を説明した後で説明する。
【００９８】
［放射線画像撮影システムの構成］
図１１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１１に示すように、例えば、放射線を照射して図示しない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開始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。
【００９９】
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源５２やそれをコントロールする放射線発生装置５５、放射線画像撮影装置１と放射線発生装置５５やコンソール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。
【０１００】
なお、図１１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、前述したように、放射線画像撮影装置１と外部装置との通信をＬＡＮケーブル等のケーブルを介して行う場合には、図１１に示したように、それらのケーブルを基地局５４に接続するように構成し、ケーブルや基地局５４を介して有線通信でデータ等の情報を送受信できるように構成することも可能である。
【０１０１】
また、基地局５４は、放射線発生装置５５やコンソール５８と接続されており、基地局５４には、放射線画像撮影装置１やコンソール５８等の間で情報を送信する際のＬＡＮ通信用の信号等を、放射線発生装置５５との間で情報を送信する際の信号に変換し、その逆の変換も行う図示しない変換器が内蔵されている。
【０１０２】
前室Ｒ２には、本実施形態では、放射線発生装置５５の操作卓５７が設けられており、操作卓５７には、放射線技師等の操作者が操作して放射線発生装置５５に対して放射線の照射開始等を指示するための曝射スイッチ５６が設けられている。
【０１０３】
曝射スイッチ５６は、例えば図１２（Ａ）に示すように、所定長のストロークを有する棒状のボタン部５６ａと、ボタン部５６ａを図中矢印Ｓで示されるストローク方向に移動可能に支持する筐体部５６ｂとで構成されている。そして、曝射スイッチ５６のボタン部５６ａは、例えば、筐体部５６ｂから上方に突出した円筒部５６ａ１と、その内部からさらに上方に突出した円柱部５６ａ２を備えて構成されている。
【０１０４】
そして、図１２（Ｂ）に示すように、円柱部５６ａ２が円筒部５６ａ１の上端部分までそのストローク方向Ｓに押し込まれると（すなわちいわゆる半押し操作が行われると）、曝射スイッチ５６は、操作卓５７を介して放射線発生装置５５に起動信号を送信するようになっている。放射線発生装置５５は、この起動信号を受信すると、放射線源５２のＸ線管球の陽極の回転を開始させる等して放射線源５２をスタンバイ状態とさせるようになっている。
【０１０５】
また、図１２（Ｃ）に示すように、曝射スイッチ５６の円筒部５６ａ１と円柱部５６ａ２とがともに筐体部５６ｂの上端部分まで押し込まれると（すなわちいわゆる全押し操作が行われると）、曝射スイッチ５６は、操作卓５７を介して放射線発生装置５５に照射開始信号を送信するようになっている。
【０１０６】
放射線発生装置５５は、曝射スイッチ５６からこの照射開始信号を受信すると、基地局５４を介して無線方式或いは有線方式で放射線画像撮影装置１に照射開始信号を送信するようになっている。そして、本実施形態では、放射線発生装置５５は、後述するように放射線画像撮影装置１から基地局５４を介して送信されてきたインターロック解除信号を受信すると、放射線源５２のＸ線管球から放射線を照射させるようになっている。
【０１０７】
放射線発生装置５５は、このほか、指定されたブッキー装置５１に装填された放射線画像撮影装置１に対して放射線を適切に照射できるように放射線源５２を所定の位置に移動させたり、その放射方向を調整したり、放射線画像撮影装置１の所定の領域内に放射線が照射されるように図示しない絞りやコリメータを調整したり、或いは、適切な線量の放射線が照射されるように放射線源５２を調整する等の種々の制御を放射線源５２に対して行うようになっている。なお、これらの処理を、放射線技師等の操作者が手動で行うように構成してもよい。
【０１０８】
また、放射線発生装置５５は、放射線源５２からの放射線の照射開始から所定の時間が経過した時点で、放射線源５２のＸ線管球を停止させる等して、放射線源５２からの放射線の照射を停止させるようになっている。
【０１０９】
放射線画像撮影装置１の構成等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り、また、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。
【０１１０】
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１１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源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。
【０１１１】
また、本実施形態では、放射線画像撮影装置１は、ブッキー装置５１に装填され、或いはベッド上に載置される等された状態で、放射線画像撮影装置１に対する放射線発生装置５５の放射線源５２からの放射線の照射方向に対して被写体である図示しない被験者の身体の向き等を変えながら、或いは向き等を変えずに、連続的に放射線を照射されることによって連続撮影を行うことができるようになっている。
【０１１２】
本実施形態では、放射線画像撮影装置１から送信されてきた画像データｄ等に基づいて画像データｄに対して処理を行い、最終的な放射線画像を生成することが可能なコンピュータ等で構成されたコンソール５８が、撮影室Ｒ１や前室Ｒ２の外側に設けられている。なお、コンソール５８を例えば前室Ｒ２等に設けるように構成することも可能である。また、コンソール５８には、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成された記憶手段５９が接続、或いは内蔵されている。
【０１１３】
なお、例えば、コンソール５８に、放射線画像撮影で取得された画像データｄに基づくプレビュー画像を表示させたり、放射線画像撮影装置１の状態を覚醒（wake up）状態とスリープ（sleep）状態との間で遷移させる機能を持たせたり、或いは、放射線技師等の操作者が撮影室Ｒ１で行う放射線画像撮影の内容を表す撮影オーダ情報を作成したり選択したりすることを可能とする機能を持たせたりするように構成することも可能であり、適宜に構成される。
【０１１４】
［長尺撮影装置の構成］
また、撮影室Ｒ１内に、上記のセンサパネルＳｐと被写体である被験者との位置関係を相対的に変位させながら例えば被験者の身体の広い範囲を撮影する長尺撮影を行う放射線画像撮影装置１００、すなわち長尺撮影装置１００を設けることも可能である。
【０１１５】
長尺撮影装置１００は、例えば図１３に示すように、センサパネルＳｐと、センサパネルＳｐと被写体Ｈｕとの位置関係を相対的に変位させる移動手段１０１とを備えて構成されている。なお、本実施形態では、長尺撮影装置１００では、支持体１０２の内部に収納されたセンサパネルＳｐを移動させるように構成されているが、例えば、上記の可搬型の放射線画像撮影装置１を長尺撮影装置１００に装填して、放射線画像撮影装置１を移動させるように構成することも可能である。
【０１１６】
センサパネルＳｐの構成は、上記の放射線画像撮影装置１の構成で説明したとおりであり、説明を省略する。また、以下、センサパネルＳｐの各機能部については、上記の放射線画像撮影装置１の説明で用いた符号と同じ符号を用いて説明する。
【０１１７】
また、本実施形態では、センサパネルＳｐは、支持体１０２の内部に一体的に収納されている。支持体１０２は、例えば、一般的な成人の身長よりも長い長さを有し、その長手方向（図１３に示す矢印の方向）に沿ってセンサパネルＳｐを移動させるために、移動手段１０１として移動機構１０１ａおよび移動機構制御手段１０１ｂを備えている。
【０１１８】
この移動機構１０１ａは、図示しないモータ等を備えている。また、移動機構制御手段１０１ｂは、移動機構１０１ａの起動や停止等を制御するようになっており、移動機構１０１ａを制御して、センサパネルＳｐを移動させて、被写体Ｈｕの撮影対象範囲内でセンサパネルＳｐと被写体Ｈｕとの位置関係を相対的に変位させるようになっている。被写体Ｈｕの撮影対象範囲は、各撮影毎に異なるが、いかなる撮影にも対応できるように、移動手段１０１は、センサパネルＳｐを一般的な成人の頭部から足先までの範囲内で移動できるように構成されていることが好ましい。
【０１１９】
図１３では、センサパネルＳｐを支持体１０２の長手方向（すなわちこの場合は上下方向）に移動させて３回の撮影を行うことで被写体Ｈｕである被験者の頭部から足先までの長尺撮影を行うように記載されているが、これに限定されず、センサパネルＳｐの上下方向の長さや移動させる距離等に応じて、センサパネルＳｐを長手方向に移動させて行う撮影の回数が適宜設定される。
【０１２０】
本実施形態では、移動機構制御手段１０１ｂは、移動機構１０１ａのほか、センサパネルＳｐ上の制御手段２２に接続されており、また、図示しないケーブル等の有線方式で基地局５４（図１１参照）に接続されている。
【０１２１】
そして、移動機構制御手段１０１ｂは、前述したように、曝射スイッチ５６から照射開始信号を受信した放射線発生装置５５から基地局５４を介して照射開始信号が送信されてくると、この照射開始信号をセンサパネルＳｐの制御手段２２に送信し、また、後述するように、センサパネルＳｐの制御手段２２からインターロック解除信号を受信すると、このインターロック解除信号を、基地局５４を介して放射線発生装置５５に送信するようになっている。
【０１２２】
なお、本実施形態の長尺撮影装置１００では、このように、移動手段１０１の移動機構制御手段１０１ｂを介してセンサパネルＳｐと放射線発生装置５５やコンソール５８等の外部装置とのデータや信号等の情報の送受信が行われるため、移動機構制御手段１０１ｂが、外部装置と情報を送受信可能な通信手段を構成している。そのため、この場合は、センサパネルＳｐに必ずしもアンテナ装置３９を設ける必要はない。
【０１２３】
また、図１３では、被写体Ｈｕである被験者を支持体１０２の前方、すなわち放射線源５２側に起立させて撮影を行う立位の長尺撮影装置１００を示したが、長尺撮影装置１００はこれに限定されず、例えば、図１４に示すように、図示を省略した被験者を、支持体１０２上に横臥させた状態で撮影する臥位の長尺撮影装置１００であってもよい。
【０１２４】
臥位の長尺撮影装置１００の場合、図１３に示した立位の長尺撮影装置１００の場合と同様に、支持体１０２の内部に収納したセンサパネルＳｐや装填した放射線画像撮影装置１を支持体１０２の長手方向に移動させながら複数回の撮影を行うように構成することも可能であり、また、図１４に示すように、位置固定されたセンサパネルＳｐや放射線画像撮影装置１に対して、支持体１０２をその長手方向（例えば図中の矢印参照）に移動させるように構成したり、或いは、支持体１０２とセンサパネルＳｐや放射線画像撮影装置１の双方をそれぞれ移動させて、被写体ＨｕとセンサパネルＳｐとの位置関係を相対的に変位させるように構成することも可能である。
【０１２５】
なお、上記のような長尺撮影装置１００を、センサパネルＳｐを移動手段１０１で支持体１０２の長手方向に移動させずに位置固定した状態で通常の撮影（すなわち後述する通常撮影モードでの撮影）を行ったり、動画撮影を行うように用いることも可能である。
【０１２６】
［撮影モードの設定や飽和電荷量の可変等について］
以下、上記の放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００を用いて動画撮影や長尺撮影等の連続撮影を行う場合や通常の単独の撮影を行う場合の、設定された撮影モードに基づく放射線検出素子７や読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｐsat、Ｑｒsatの可変、読み出された画像データからのラグによるオフセット分Ｏlagの推定、真の画像データｄ＊の算出等について説明する。また、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１（長尺撮影装置１００を含む。）および放射線画像撮影システム５０の作用についてもあわせて説明する。
【０１２７】
なお、放射線画像撮影装置１におけるセンサパネルＳｐの制御手段２２での各処理の制御構成と、長尺撮影装置１００におけるセンサパネルＳｐの制御手段２２での各処理の制御構成とは、基本的に同じであり、以下、それらをまとめて説明する。ただし、放射線画像撮影装置１を用いた撮影と長尺撮影装置１００を用いた撮影とを同時に行うことを意味するものではないことは言うまでもない。
【０１２８】
［撮影モードの設定］
本実施形態では、放射線画像撮影に先立って、上記の放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００に対して、通常の単独の放射線画像撮影を行うか、或いは、一連の放射線画像撮影を連続して行う動画撮影や長尺撮影等の連続撮影を行うかを選択して設定できるようになっている。
【０１２９】
本実施形態では、操作者が、コンソール５８上で、通常の単独の放射線画像撮影が行われる場合に設定される通常撮影モードと、一連の放射線画像撮影が連続して行われる動画撮影または長尺撮影の場合に設定される連続撮影モードとのいずれかの撮影モードを選択できるようになっている場合について説明する。しかし、放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００に直接入力して設定するように構成することも可能であり、撮影モードの設定の仕方は適宜の方法を採用することができる。
【０１３０】
［読み出し回路の飽和電荷量の可変］
コンソール５８上で通常撮影モードと連続撮影モードとのいずれかの撮影モードが選択されて設定されると、コンソール５８は、撮影モードが設定された放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００に対して基地局５４等（図１１参照）を介して設定された撮影モードを表す信号を送信するようになっている。
【０１３１】
放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００のセンサパネルＳｐの制御手段２２は、コンソール５８から送信されてきた撮影モードを表す信号を受信すると、設定された撮影モードに応じて、本実施形態ではセンサパネルＳｐの読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatを可変させて、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatと放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatとの大小関係を変えるようになっている。
【０１３２】
本実施形態では、制御手段２２は、設定された撮影モードに応じて、読み出し回路１７のチャージアンプ回路で構成された増幅回路１８のスイッチＳｗ２〜Ｓｗ４（図８参照）のオン／オフを制御して、オペアンプ１８ａに対してコンデンサＣ２〜Ｃ４のうちいずれのコンデンサをコンデンサＣ１とともに並列に接続させるかを設定して、オペアンプ１８ａに並列に接続されるコンデンサの容量の合計値すなわちチャージアンプ容量Ｃｆを可変させて、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatを可変させるようになっている。
【０１３３】
そして、制御手段２２は、撮影モードとして、通常撮影モードが設定された場合には、上記のようにして読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatを可変させて、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatが放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatよりも相対的に小さくなるように設定するようになっている。
【０１３４】
前述したように（図２４参照）、放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００では、被写体である患者の病変部等が撮影される放射線の線量Ｉの領域に対して十分な量子化を行うことができるようにするために、読み出し回路の飽和電荷量Ｑｒsatが放射線検出素子の飽和電荷量Ｑｐsatよりも小さい値になるように予め設定されている。
【０１３５】
そのため、制御手段２２は、撮影モードとして通常撮影モードが設定された場合には、この通常の設定（すなわちデフォルトの設定）に従って読み出し回路１７の増幅回路１８におけるコンデンサＣ２〜Ｃ４の選択を行い、チャージアンプ容量Ｃｆを初期値に設定して、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatを設定するようになっている。
【０１３６】
なお、読み出し回路の飽和電荷量Ｑｒsatが放射線検出素子の飽和電荷量Ｑｐsatよりも小さい値になるような範囲で、コンデンサＣ２〜Ｃ４を適宜選択してチャージアンプ容量Ｃｆの値を調整すること等は、必要に応じて適宜行われる。
【０１３７】
一方、制御手段２２は、撮影モードとして、連続撮影モードが設定された場合には、上記のようにしてチャージアンプ容量Ｃｆを可変させることにより読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatを可変させて、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatが放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsat以上に相対的に大きくなるように設定するようになっている。
【０１３８】
この場合、画像読み出し処理等の際に、ＴＦＴ８がオン状態とされることにより放射線検出素子７に蓄積された電荷が信号線６に放出されて、読み出し回路１７の増幅回路１８のコンデンサＣ１やオン状態とされたスイッチＳｗに対応するコンデンサＣに蓄積される。そして、Ｖ＝Ｑ／Ｃｆの関係に従って、増幅回路１８から放射線検出素子７に蓄積されていた電荷量Ｑに対応する出力信号Ｖが出力される。
【０１３９】
前述したＡ／Ｄ変換器２０（図７や図８参照）で最大値２１６（信号値が１６ビットの場合）が割り当てられるアナログ値の出力信号Ｖの最大値Ｖmaxの値は決まっているため、Ｑ＝Ｃｆ×Ｖの関係から、出力信号Ｖの最大値Ｖmaxに対応するＱの値が決まるが、この読み出し回路１７からの出力信号Ｖの最大値Ｖmaxに対応するＱの値が、上記の読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatである。
【０１４０】
すなわち、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatと出力信号Ｖの最大値Ｖmaxとの間には、
Ｑｒsat＝Ｃｆ×Ｖmax    …（３）
の関係が成り立っている。そして、上記のようにＶmaxは固定値であるから、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatは、チャージアンプ容量Ｃｆを変えることにより可変させることができる。
【０１４１】
そこで、本実施形態では、制御手段２２は、撮影モードとして連続撮影モードが設定された場合、増幅回路１８のスイッチＳｗ２〜Ｓｗ４（図８参照）のオン／オフを制御して、チャージアンプ容量Ｃｆの値が大きくなるように可変させて設定するようになっている。そして、チャージアンプ容量Ｃｆの値が大きくなるように可変させることで、上記（３）式に従って読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatを大きくさせ、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatが放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsat以上に相対的に大きくなるように可変させるようになっている。
【０１４２】
これをグラフで説明すると、図１５の上側のグラフに示すように、チャージアンプ容量Ｃｆの値が大きくなるように可変されることで、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatが放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsat以上に相対的に大きくなる。そして、チャージアンプ容量Ｃｆが大きくなると、Ｖ＝Ｑ／Ｃｆの関係から、読み出し回路１７からの出力信号Ｖの値が相対的に小さくなる。
【０１４３】
そのため、図１５の下側のグラフに実線で示すように、読み出し回路１７の増幅回路１８から出力される出力信号Ｖが、出力信号Ｖの最大値Ｖmaxで飽和することなく、すなわち放射線の線量Ｉが増加しているにもかかわらず読み出し回路１７からの出力信号Ｖが最大値Ｖmaxしか出力しなくなることなく、読み出し回路１７から、照射される放射線の全ての線量Ｉに対して線量Ｉに応じて変化する出力信号Ｖが出力されるようにすることが可能となる。
【０１４４】
放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００のセンサパネルＳｐの制御手段２２は、上記のようにして、設定された撮影モードに応じて、読み出し回路１７の増幅回路１８のスイッチＳｗ２〜Ｓｗ４（図８参照）のオン／オフを制御して、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatを可変させて設定し、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatと放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatとの大小関係を変えると、続いて、設定された撮影モードに従って各処理を行うようになっている。
【０１４５】
［通常撮影モードにおける処理］
通常撮影モードでの放射線画像撮影は、通常の単独の放射線画像撮影であり、公知の手順で行うことができるため、以下、簡単に説明する。
【０１４６】
制御手段２２は、上記のようにして読み出し回路１７の増幅回路１８のスイッチＳｗ２〜Ｓｗ４（図８参照）のオン／オフを制御して読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatを可変させて設定すると、或いは、コンソール５８から各放射線検出素子７のリセット処理を開始する旨の信号を受信する等すると、続いて、図９に示したように、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂからオン電圧を印加する走査線５のラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替えて１面分のリセット処理Ｒｍを所定回数繰り返して各放射線検出素子７のリセット処理を行う。
【０１４７】
そして、放射線技師等の操作者が、被写体Ｈｕである被験者と放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００との位置合わせ等を終了して、撮影室Ｒ１から前室Ｒ２に移動し、操作卓５７の曝射スイッチ５６を操作し、曝射スイッチ５６のボタン部５６ａを半押しすると（図１２（Ｂ）参照）、曝射スイッチ５６から操作卓５７を介して放射線発生装置５５に起動信号が送信される。放射線発生装置５５は、起動信号を受信すると、放射線源５２のＸ線管球の陽極の回転を開始させる等して放射線源５２をスタンバイ状態とさせる。
【０１４８】
続いて、図１２（Ｃ）に示したように、操作者により曝射スイッチ５６のボタン部５６ａが全押しされると、操作卓５７を介して曝射スイッチ５６から放射線発生装置５５に照射開始信号が送信される。そして、放射線発生装置５５は、曝射スイッチ５６からの照射開始信号を受信すると、基地局５４を介して無線方式或いは有線方式で放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００に照射開始信号を送信する。
【０１４９】
放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００の制御手段２２は、放射線発生装置５５から照射開始信号を受信すると、図１６に示すように、その時点で行っている１面分のリセット処理Ｒｍを終了した時点で、放射線発生装置５５に対してインターロック解除信号を発信する。
【０１５０】
また、制御手段２２は、最後の１面分のリセット処理Ｒｍを終了した時点で、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の全ラインＬ１〜Ｌｘにオフ電圧が印加されている状態を保持させて、センサパネルＳｐの全ＴＦＴ８をオフ状態とし、各放射線検出素子７を、その内部で発生した電荷を保持させる電荷蓄積状態に移行させる。
【０１５１】
放射線発生装置５５は、放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００から通信手段や基地局５４を介して送信されてきたインターロック解除信号を受信すると、放射線源５２のＸ線管球から放射線を照射させる。そして、放射線発生装置５５は、放射線源５２からの放射線の照射開始から所定の時間が経過した時点で、放射線源５２のＸ線管球を停止させる等して、放射線源５２からの放射線の照射を停止させる。
【０１５２】
放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００の制御手段２２は、放射線発生装置５５に対してインターロック解除信号を送信した時点から所定の時間が経過した段階で、放射線源５２からの放射線の照射が終了したものとして、走査駆動手段１５にトリガ信号を送信し、走査駆動手段１５に、図１０に示したようなタイミングでゲートドライバ１５ｂから走査線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との間で切り替えさせ、オン電圧を印加する走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替えさせる。このようにして、画像読み出し処理が行われ、各放射線検出素子７ごとの画像データｄが得られる。
【０１５３】
なお、放射線源５２からの放射線の照射が終了した段階で放射線発生装置５５から終了した旨の信号を放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００に送信するように構成してもよく、また、放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００自体で放射線の照射の終了を検出するように構成することも可能である。また、放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００自体で放射線の照射の開始を検出するように構成することも可能である。
【０１５４】
その際、撮影モードは通常撮影モードに設定されているため、各読み出し回路１７からは、照射された放射線の線量Ｉに対して図２４に示したような対応関係になるような出力信号Ｖ、すなわちこの場合は画像データｄが出力される。
【０１５５】
また、制御手段２２は、放射線画像撮影の前や後に、上記のようにして得られた各放射線検出素子７ごとの画像データｄに含まれる暗電荷によるオフセット分であるオフセット補正値Ｏを得るためのオフセット読み出し処理を行う。
【０１５６】
オフセット読み出し処理では、制御手段２２は、前述したように、放射線画像撮影の際に、各ＴＦＴ８をオフ状態として各放射線検出素子７内に電荷を蓄積された時間と同じ時間だけ各ＴＦＴ８をオフ状態とし、その間、放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００には放射線を照射しない状態で放置する。
【０１５７】
そして、その時間が経過すると、制御手段２２は、走査駆動手段１５にトリガ信号を送信し、画像読み出し処理の場合と同様に図１０に示したようなタイミングでゲートドライバ１５ｂから走査線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との間で切り替えさせ、オン電圧を印加する走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替えさせて、各放射線検出素子７ごとのオフセット補正値Ｏを得る。
【０１５８】
なお、このオフセット読み出し処理を複数回行い、各放射線検出素子７ごとの複数のオフセット補正値Ｏを平均化して、その平均値を各放射線検出素子７ごとのオフセット補正値Ｏとするように構成することも可能である。
【０１５９】
［通常撮影モードで得られた画像データに対する処理］
放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００の制御手段２２や、放射線画像撮影装置１等から画像データｄやオフセット補正値Ｏの送信を受けたコンソール５８は、上記（１）式に従って、各放射線検出素子７ごとに、画像データｄからオフセット補正値Ｏを減算処理して、放射線画像撮影において放射線が照射されたことにより発生した真の画像データｄ＊を算出する。
【０１６０】
［連続撮影モードにおける処理］
一方、撮影モードとして連続撮影モードが設定されて、上記のように読み出し回路１７の増幅回路１８のスイッチＳｗ２〜Ｓｗ４（図８参照）のオン／オフを制御して読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatを可変させて設定すると、放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００のセンサパネルＳｐの制御手段２２は、続いて、図１７に示すタイミングチャートに従って各処理を行うようになっている。
【０１６１】
なお、以下では、連続撮影として、主に長尺撮影装置１００を用いて長尺撮影を行う場合を例に挙げて説明するが、放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００を用いて一連の放射線画像撮影を連続的に行う動画撮影等の場合についても同様に説明される。また、以下では、図１７に示すように、長尺撮影装置１００でセンサパネルＳｐ（図１３参照）を移動させながら３回の放射線画像撮影を行う場合について説明するが、長尺撮影や動画撮影において、さらに多くの放射線画像撮影を連続的に行う場合も同様に説明される。
【０１６２】
制御手段２２は、図１７に示すように、まず、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂからオン電圧を印加する走査線５のラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替えて１面分のリセット処理Ｒｍを所定回数繰り返して各放射線検出素子７のリセット処理（図中の「Reset」参照）を行った後、上記のようにして装置を所定時間放置し、図１０に示したようなタイミングでゲートドライバ１５ｂから走査線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との間で切り替えさせ、オン電圧を印加する走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替えさせて読み出し処理（Ａ）を行うことで各放射線検出素子７ごとのオフセット補正値Ｏを読み出すオフセット読み出し処理を行うようになっている。
【０１６３】
なお、この場合も、オフセット読み出し処理を複数回行い、各放射線検出素子７ごとに得られた複数のオフセット補正値Ｏを平均化して、その平均値を各放射線検出素子７ごとのオフセット補正値Ｏとするように構成することも可能である。
【０１６４】
また、動画撮影や長尺撮影等の連続撮影では、一連の放射線画像撮影を行った後にオフセット読み出し処理を行うと、一連の放射線画像撮影で生じたラグlagによるオフセット分Ｏlag（図２２参照）がオフセット補正値Ｏに重畳されるため、オフセット補正値Ｏからラグによるオフセット分Ｏlagを除去する処理が必要となるが、図１７に示すように、オフセット読み出し処理を一連の放射線画像撮影を行う前に行うと、オフセット補正値Ｏにはラグによるオフセット分Ｏlagが含まれないため除去処理が不要となるといった利点がある。
【０１６５】
この場合、撮影モードは連続撮影モードに設定されているため、読み出し回路１７の増幅回路１８のチャージアンプ容量Ｃｆは、通常撮影モードの場合のチャージアンプ容量Ｃｆよりも大きな値に可変されて設定されている。従って、上記のように長尺撮影装置１００や放射線画像撮影装置１が所定時間放置された際に、各放射線検出素子７内に蓄積される暗電荷の電荷量Ｑが同じであっても、連続撮影モードの場合、電荷量Ｑに応じて読み出し回路１７から出力される出力信号Ｖは、Ｖ＝Ｑ／Ｃｆの関係から分かるように、通常撮影モードの場合よりも小さくなる。
【０１６６】
そのため、各放射線検出素子７内に蓄積された暗電荷の電荷量Ｑが同じであっても、連続撮影モードの場合に得られるオフセット補正値Ｏは、通常撮影モードの場合に得られるオフセット補正値Ｏよりも小さな値になる。
【０１６７】
図１７に示すように、制御手段２２は、続いて、再度、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂからオン電圧を印加する走査線５のラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替えて１面分のリセット処理Ｒｍを繰り返して、連続撮影前の各放射線検出素子７のリセット処理を行う（図中の左から２番目「Reset」参照）。
【０１６８】
放射線技師等の操作者が、被写体Ｈｕである被験者と放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００との位置合わせ等を終了した後、操作卓５７の曝射スイッチ５６のボタン部５６ａを半押しして（図１２（Ｂ）参照）、放射線源５２をスタンバイさせ、曝射スイッチ５６のボタン部５６ａを全押しすると（図１２（Ｃ）参照）、放射線発生装置５５から長尺撮影装置１００や放射線画像撮影装置１に照射開始信号が送信される。
【０１６９】
長尺撮影装置１００や放射線画像撮影装置１の制御手段２２は、照射開始信号を受信すると、図１６に示したように、その時点で行っている１面分のリセット処理Ｒｍを終了した時点で、放射線発生装置５５に対してインターロック解除信号を発信して、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の全ラインＬ１〜Ｌｘにオフ電圧が印加されている状態を保持させる。
【０１７０】
放射線発生装置５５は、長尺撮影装置１００や放射線画像撮影装置１から通信手段や基地局５４を介して送信されてきたインターロック解除信号を受信すると、放射線源５２のＸ線管球から放射線を照射させる。そして、放射線発生装置５５は、放射線源５２からの放射線の照射開始から所定の時間が経過した時点で、放射線源５２のＸ線管球を停止させる等して、放射線源５２からの放射線の照射を停止させる。
【０１７１】
長尺撮影装置１００や放射線画像撮影装置１の制御手段２２は、放射線の照射が終了すると、走査駆動手段１５にトリガ信号を送信し、図１０に示したようなタイミングで走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線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との間で切り替えさせ、オン電圧を印加する走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替えさせて読み出し処理（Ａ）を行うことで各放射線検出素子７ごとの画像データｄを読み出す画像読み出し処理を行う。
【０１７２】
なお、放射線源５２からの放射線の照射が終了した段階で放射線発生装置５５から終了した旨の信号を放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００に送信するように構成してもよく、また、放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００自体で放射線の照射の終了を検出するように構成することも可能であり、放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００自体で放射線の照射の開始を検出するように構成することも可能であることは前述したとおりである。
【０１７３】
その際、撮影モードは連続撮影モードに設定されているため、各読み出し回路１７からは、照射された放射線の線量Ｉに対して図１５の下側のグラフに示したような対応関係になるような出力信号Ｖ、すなわちこの場合は画像データｄが出力される。
【０１７４】
すなわち、この場合も、撮影モードは連続撮影モードに設定されており、読み出し回路１７の増幅回路１８のチャージアンプ容量Ｃｆが通常撮影モードの場合のチャージアンプ容量Ｃｆよりも大きな値に可変されて設定されているため、放射線画像撮影により各放射線検出素子７内で発生し蓄積された電荷の電荷量Ｑが同じであっても、連続撮影モードの場合に電荷量Ｑに応じて読み出し回路１７から出力される出力信号Ｖは、Ｖ＝Ｑ／Ｃｆの関係から分かるように、通常撮影モードの場合よりも小さくなる。
【０１７５】
そのため、各放射線検出素子７内で発生し蓄積された電荷の電荷量Ｑが同じであっても、連続撮影モードの場合に得られる画像データｄは、通常撮影モードの場合に得られる画像データｄよりも小さな値になる。
【０１７６】
制御手段２２は、画像読み出し処理が終了すると、次の撮影に向けて１面分のリセット処理Ｒｍを繰り返す各放射線検出素子７のリセット処理を行う。また、図１３に示した長尺撮影装置１００の場合、制御手段２２は、この各放射線検出素子７のリセット処理の間に、移動手段１０１の移動機構制御手段１０１ｂに対してセンサパネルＳｐを次の位置に移動させるべく移動機構１０１ａを起動させるように指示を出す。そして、移動機構制御手段１０１ｂは、移動機構１０１ａを起動させて、センサパネルＳｐを次の所定の位置に移動させる。
【０１７７】
図１３に示した長尺撮影装置１００では、制御手段２２は、このようにセンサパネルＳｐを移動させながら３回行われた放射線画像撮影ごとに画像データｄを読み出して、長尺撮影を行うようになっている。なお、以下では、長尺撮影や動画撮影等の連続撮影におけるｎ回目（なお、上記の例ではｎ＝１〜３）の画像読み出し処理で読み出された画像データｄを、画像データｄ(n)と表す。
【０１７８】
［ラグによるオフセット分の推定および真の画像データの算出］
長尺撮影装置１００や放射線画像撮影装置１の制御手段２２や、長尺撮影装置１００等から画像データｄ(n)やオフセット補正値Ｏの送信を受けたコンソール５８は、各放射線検出素子７ごとに、画像データｄやオフセット補正値Ｏ等に基づいて、放射線画像撮影において放射線が照射されたことにより発生した真の画像データｄ＊を算出するようになっている。
【０１７９】
前述したように、連続撮影の場合、上記の通常撮影の場合とは異なり、連続撮影における２回目以降の放射線画像撮影で得られた画像データｄ(n)には、それ以前に行われた撮影で生じたラグによるオフセット分Ｏlagが重畳される。すなわち、２回目の撮影で得られた画像データｄ(2)には１回目の撮影で生じたラグによるオフセット分Ｏlagが重畳され、３回目の撮影で得られた画像データｄ(3)には１回目と２回目の撮影でそれぞれ生じたラグによるオフセット分Ｏlagが重畳される。
【０１８０】
そのため、長尺撮影装置１００や放射線画像撮影装置１の制御手段２２や、長尺撮影装置１００等から画像データｄ(n)やオフセット補正値Ｏの送信を受けたコンソール５８は、連続撮影モードの場合は、連続撮影における１回目の放射線画像撮影で得られた各放射線検出素子７ごとの画像データｄ(1)に対しては、上記（１）式に従って、画像データｄ(1)からオフセット補正値Ｏを減算処理して、放射線画像撮影において放射線が照射されたことにより発生した真の画像データｄ＊を算出する。
【０１８１】
また、連続撮影における２回目以降の放射線画像撮影で得られた各放射線検出素子７ごとの画像データｄ(n)に対しては、上記（２）式に従って、画像データｄ(n)からオフセット補正値Ｏやラグによるオフセット分Ｏlagを減算処理して、放射線画像撮影において放射線が照射されたことにより発生した真の画像データｄ＊を算出するようになっている。
【０１８２】
この減算処理を行うためには、ラグによるオフセット分Ｏlagのデータが必要になるが、本実施形態では、図１８に示すように、照射された放射線の線量Ｉと、図１７に示した１回目の撮影から２回目の撮影の間に相当する時間だけ（２回目の撮影から３回目の撮影の間の時間もほぼ同じ時間になる。）１面分のリセット処理Ｒｍを繰り返した時点で各放射線検出素子７から読み出されるラグによるオフセット分Ｏlagとの関係を予め実験的に求め、前回の撮影で生じたラグによるオフセット分Ｏlagのテーブルを作成しておく。
【０１８３】
また、図示を省略するが、図１７に示した１回目の撮影から２回目の撮影の間の各放射線検出素子７のリセット処理、２回目の撮影に相当する時間分の放置および読み出し処理（Ａ）、および２回目の撮影から３回目の撮影の間の各放射線検出素子７のリセット処理とを行った時点で各放射線検出素子７から読み出されるラグによるオフセット分Ｏlagと、１回目の撮影で照射した放射線の線量Ｉとの関係を予め実験的に求め、前々回の撮影で生じたラグによるオフセット分Ｏlagのテーブルを作成しておく。
【０１８４】
そして、これらのテーブルを、制御手段２２を構成するＣＰＵやＦＰＧＡのメモリ或いは記憶手段４０や、コンソール５８を構成するＣＰＵのメモリや記憶手段５９に、予め保存しておくようになっている。また、メモリ等には、図１５の下側に示したグラフで表される放射線の線量Ｉと読み出し回路１７からの出力信号Ｖすなわち画像データｄとの関係を表すテーブルも予め保存されている。
【０１８５】
そして、制御手段２２やコンソール５８は、例えば連続撮影における２回目の放射線画像撮影で、ある放射線検出素子７について得られた画像データｄ(2)に対しては、１回目の撮影で当該放射線検出素子７について得られた画像データｄ(1)から、図１５下側に示したテーブルに従って、それに対応する放射線の線量Ｉを推定する。そして、図１８に示した前回の撮影で生じたラグによるオフセット分Ｏlagのテーブルを参照して、上記のようにして推定した放射線の線量Ｉに対応するラグによるオフセット分Ｏlagの値を推定する。
【０１８６】
そして、上記（２）式のｄに２回目の画像データｄ(2)を代入し、Ｏに当該放射線検出素子７についてのオフセット補正値Ｏを代入し、Ｏlagに上記のようにして推定したラグによるオフセット分Ｏlagを代入して、２回目の放射線画像撮影において放射線が照射されたことにより当該放射線検出素子７内で発生した真の画像データｄ＊(2)を算出する。そして、この算出処理を全ての放射線検出素子７について行う。
【０１８７】
また、制御手段２２やコンソール５８は、例えば連続撮影における３回目の放射線画像撮影で、ある放射線検出素子７について得られた画像データｄ(3)に対しては、上記と同様にして、前回の２回目の撮影で当該放射線検出素子７について得られた画像データｄ(2)から、図１５下側に示したテーブルに従って、それに対応する放射線の線量Ｉを推定する。
【０１８８】
そして、図１８に示した前回の撮影で生じたラグによるオフセット分Ｏlagのテーブルを参照して、上記のようにして推定した放射線の線量Ｉに対応するラグによるオフセット分Ｏlagの値を推定する。なお、このラグによるオフセット分Ｏlagを、２回目の撮影で生じたオフセット分という意味でＯlag(2)と表す。
【０１８９】
また、前々回の１回目の撮影で当該放射線検出素子７について得られた画像データｄ(1)から、図１５下側に示したテーブルに従って、それに対応する放射線の線量Ｉを推定する。そして、図示を省略した前々回の撮影で生じたラグによるオフセット分Ｏlagのテーブルを参照して、上記のようにして推定した放射線の線量Ｉに対応するラグによるオフセット分Ｏlagの値を推定する。なお、このラグによるオフセット分Ｏlagを、１回目の撮影で生じたオフセット分という意味でＯlag(1)と表す。
【０１９０】
そして、上記（２）式のｄに３回目の画像データｄ(3)を代入し、Ｏに当該放射線検出素子７についてのオフセット補正値Ｏを代入し、Ｏlagに上記のようにして推定したラグによるオフセット分Ｏlag(1)とＯlag(2)の合計値Ｏlag(1)＋Ｏlag(2)を代入して、３回目の放射線画像撮影において放射線が照射されたことにより当該放射線検出素子７内で発生した真の画像データｄ＊(3)を算出する。そして、この算出処理を全ての放射線検出素子７について行う。
【０１９１】
本実施形態では、以上のようにして、連続撮影における１回目から３回目までの全ての放射線画像撮影における真の画像データｄ＊を算出するようになっている。
【０１９２】
従来の方法では、前述したように、連続撮影モードにおいても読み出し回路１７の増幅回路１８のチャージアンプ容量Ｃｆを可変させずに一連の放射線画像撮影を行っていた。そのため、図２４下側のグラフに示すように、前回や前々回の放射線画像撮影で得られた画像データｄ(n)が読み出し回路１７の出力信号Ｖの最大値Ｖmax（或いはそのごく近傍の値）である場合には、前回や前々回の画像データｄ(n)から、前回や前々回の放射線画像撮影で当該放射線検出素子７に照射された放射線の線量Ｉを推定することができず、そのため、前回や前々回の撮影で生じたラグによるオフセット分Ｏlagを推定することができなかった。
【０１９３】
それに対して、本実施形態では、上記のように、連続撮影モードでは読み出し回路１７の増幅回路１８のチャージアンプ容量Ｃｆを可変させて、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatが放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsat以上に相対的に大きくなるように可変させるように構成した。
【０１９４】
そのため、図１５下側のグラフに示したように、放射線検出素子７に照射された放射線の線量Ｉに応じて読み出し回路１７から出力される出力信号Ｖ（すなわち画像データｄ(n)）が出力信号Ｖの最大値Ｖmax以下に収まり、放射線の線量Ｉと読み出し回路１７からの出力信号Ｖとを１対１に対応付けることが可能となる。そして、前回や前々回の放射線画像撮影で得られた画像データｄ(n)から前回や前々回の撮影で放射線検出素子７に照射された放射線の線量Ｉを的確に推定することが可能となり、前回や前々回の撮影で生じたラグによるオフセット分Ｏlagを的確に推定することが可能となる。
【０１９５】
なお、上記のように、前回と前々回の撮影で生じたラグによるオフセット分Ｏlagのテーブルをそれぞれ別々に備えるように構成することも可能であるが、例えば、ラグによるオフセット分Ｏlagが、そのラグが発生した放射線画像撮影後に１面分のリセット処理Ｒｍを繰り返した回数や経過時間ｔに応じて一律に減少していくような場合には、テーブルを１つだけ予め作成し、減少率α(t)を導入することで、今回の放射線画像撮影で得られた画像データｄ(n)に重畳されているラグによるオフセット分Ｏlagを推定するように構成することも可能である。
【０１９６】
すなわち、この場合、上記と同様にして、前回の放射線画像撮影で生じ、それから例えば１秒の単位時間の間、各放射線検出素子７のリセット処理を繰り返した後に各放射線検出素子７から読み出されるラグによるオフセット分Ｏlagと、照射された放射線の線量Ｉとの関係を予め実験的に求めてテーブル（例えば図１８参照）を作成し、ＣＰＵのメモリ等に保存しておく。また、ラグによるオフセット分Ｏlagの、前回の放射線画像撮影後の経過時間ｔに対する減少率α(t)を予め実験的に求めておき、これもＣＰＵのメモリ等に保存しておく。
【０１９７】
そして、例えば連続撮影における２回目の放射線画像撮影で、ある放射線検出素子７について得られた画像データｄ(2)に対しては、１回目の撮影で当該放射線検出素子７について得られた画像データｄ(1)から、図１５下側に示したテーブルに従って、それに対応する放射線の線量Ｉを推定する。そして、テーブルを参照して、推定した放射線の線量Ｉに対応するラグによるオフセット分Ｏlag(1)の値を推定する。
【０１９８】
そして、推定したラグによるオフセット分Ｏlag(1)に、１回目の放射線画像撮影から２回目の放射線画像撮影までの経過時間ｔ1-2に対応する減少率α(t1-2)を乗算する。そして、
ｄ＊(2)＝ｄ(2)−Ｏ−α(t1-2)×Ｏlag(1)    …（４）
の演算処理を行って、２回目の放射線画像撮影において放射線が照射されたことにより当該放射線検出素子７内で発生した真の画像データｄ＊(2)を算出する。
【０１９９】
また、例えば連続撮影における３回目の放射線画像撮影で、ある放射線検出素子７について得られた画像データｄ(3)に対しては、上記と同様にして、前回の２回目の撮影で当該放射線検出素子７について得られた画像データｄ(2)から、図１５下側に示したテーブルに従って、それに対応する放射線の線量Ｉを推定する。そして、テーブルを参照して、推定した放射線の線量Ｉに対応するラグによるオフセット分Ｏlag(2)の値を推定する。また、推定したラグによるオフセット分Ｏlag(2)に、２回目の放射線画像撮影から３回目の放射線画像撮影までの経過時間ｔ2-3に対応する減少率α(t2-3)を乗算する。
【０２００】
また、前々回の１回目の撮影で当該放射線検出素子７について得られた画像データｄ(1)から、図１５下側に示したテーブルに従って、それに対応する放射線の線量Ｉを推定する。そして、テーブルを参照して、推定した放射線の線量Ｉに対応するラグによるオフセット分Ｏlag(1)の値を推定する。また、推定したラグによるオフセット分Ｏlag(1)に、１回目の放射線画像撮影から３回目の放射線画像撮影までの経過時間ｔ1-3に対応する減少率α(t1-3)を乗算する。
【０２０１】
そして、
ｄ＊(3)＝ｄ(3)−Ｏ−｛α(t2-3)×Ｏlag(2)＋α(t1-3)×Ｏlag(1)｝…（５）
の演算処理を行って、３回目の放射線画像撮影において放射線が照射されたことにより当該放射線検出素子７内で発生した真の画像データｄ＊(3)を算出する。このように構成することも可能である。
【０２０２】
以上のように、本実施形態に係る長尺撮影装置１００を含む放射線画像撮影装置１および放射線画像撮影システム５０によれば、設定された撮影モードに応じて、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatを可変させて、設定された撮影モードに応じて読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatと放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatとの相対的な大小関係を変えるように構成した。
【０２０３】
そのため、通常の単独の放射線画像撮影を行う通常撮影モードでは、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatが放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatよりも相対的に小さい状態で、通常の放射線画像撮影を公知の手法により行って有効な画像データｄを得ることが可能となり、画像データｄに基づいて放射線画像を的確に生成することが可能となる。
【０２０４】
また、動画撮影や長尺撮影のように一連の放射線画像撮影を比較的短いインターバルで連続して行う連続撮影モードでは、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatが放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsat以上に相対的に大きくなるように可変させる。
【０２０５】
そのため、図１５下側のグラフに示したように、放射線検出素子７に照射された放射線の線量Ｉに応じて読み出し回路１７から出力される出力信号Ｖすなわち画像データｄ(n)が出力信号Ｖの最大値Ｖmax以下に収まるようになり、放射線の線量Ｉと読み出し回路１７からの出力信号Ｖとを１対１に対応付けることが可能となる。そのため、以前の放射線画像撮影で得られた画像データｄ(n)からその際に放射線検出素子７に照射された放射線の線量Ｉを的確に推定することが可能となり、以前の撮影で生じたラグによるオフセット分Ｏlagを的確に推定することが可能となる。
【０２０６】
そのため、画像データｄ(n)から的確に推定されたラグによるオフセット分Ｏlagを減算処理することで、画像データｄ(n)からラグによるオフセット分Ｏlagを的確に排除することが可能となり、特に、連続撮影ではラグによる残像が放射線画像に写り込む現象が生じ易いが、そのような現象が発生することを的確に防止することが可能となる。
【０２０７】
なお、本実施形態や後述する第２の実施形態では、連続撮影として、３回の放射線画像撮影を連続して行うことを前提として説明したが、これに限定されない。より多くの放射線画像撮影を連続して行う場合には、例えば、それに応じた分だけ放射線の線量Ｉとラグによるオフセット分Ｏlagとを対応付けるテーブルを予め用意したり、或いは、上記（５）式から類推されるように、ｎ回目の画像データｄ(n)からオフセット補正値Ｏを減算した値から、α(tm-n)×Ｏlag(m)（ｍ＝１〜n-1）を必要な数だけ加算した値を減算処理して真の画像データｄ＊(n)を算出するように構成することが可能である。
【０２０８】
［第２の実施の形態］
上記の第１の実施形態では、設定された撮影モードに応じて読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatと放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatとの相対的な大小関係を変えるために、読み出し回路１７のチャージアンプ回路で構成された増幅回路１８のスイッチＳｗ２〜Ｓｗ４（図８参照）のオン／オフを制御して増幅回路１８のチャージアンプ容量Ｃｆを可変させて、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatを可変させる場合について説明した。
【０２０９】
しかし、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatを可変させる代わりに、或いは読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatの可変とともに、放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatを可変させることで、設定された撮影モードに応じて読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatと放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatとの相対的な大小関係を変えるように構成することも可能である。
【０２１０】
本発明の第２の実施形態では、このように、放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatを可変させることについて説明する。なお、本実施形態においても、放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００、放射線画像撮影システム５０の構成は上記の第１の実施形態の場合と同様であり、説明を省略する。また、各機能部については第１の実施形態で示した符号と同じ符号を付して説明する。
【０２１１】
本実施形態では、放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００の制御手段２２は、設定された撮影モードに応じて、放射線検出素子７の２つの電極間の電位差すなわち第１電極７４と第２電極７８（図８等参照）の間の電位差を可変させて放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatを可変させるようになっている。
【０２１２】
具体的には、図８に示すように、通常の状態すなわち通常撮影モードでは、放射線検出素子７の第２電極７８には、バイアス線９やその結線１０を介してバイアス電源１４からバイアス電圧Ｖbiasが印加されており、放射線検出素子７４には、読み出し回路１７の増幅回路１８からＴＦＴ８を介して基準電位Ｖ０が印加されている。そのため、放射線検出素子７の第１電極７４と第２電極７８の間には、Ｖ０−Ｖbiasの電位差が生じている。
【０２１３】
いま、放射線検出素子７の寄生容量をＣとすると、放射線検出素子７にはＣ×（Ｖ０−Ｖbias）で算出される電荷量Ｑが蓄積され得る。これが放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatである。すなわち、放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatは、
Ｑｐsat＝Ｃ×（Ｖ０−Ｖbias）    …（６）
で算出される。
【０２１４】
そのため、放射線検出素子７の第１電極７４と第２電極７８の間の電位差Ｖ０−Ｖbiasを可変させることにより、放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatを可変させることができる。
【０２１５】
前述したように、本実施形態では、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Ｖbiasを設定するようになっている。そこで、本実施形態では、制御手段２２は、設定するバイアス電圧Ｖbiasを可変させることで、放射線検出素子７の第１電極７４と第２電極７８の間の電位差Ｖ０−Ｖbiasを可変させて、放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatを可変させるようになっている。なお、基準電位Ｖ０を可変させるように構成することも可能である。
【０２１６】
そして、本実施形態では、制御手段２２は、上記のようにしてコンソール５８からの指示等に基づいて撮影モードが設定されると、設定された撮影モードに応じて、バイアス電源１４に設定するバイアス電圧Ｖbiasを可変させて、放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatを可変させるようになっている。
【０２１７】
制御手段２２は、撮影モードとして、通常撮影モードが設定された場合には、設定するバイアス電圧Ｖbiasを通常の放射線画像撮影におけるバイアス電圧Ｖbiasに設定して、前述した図２４上側のグラフに示したように、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatが放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatよりも相対的に小さくなるように設定するようになっている。
【０２１８】
そのため、この場合、放射線検出素子７に照射された放射線の線量Ｉと、読み出し回路１７からの出力信号Ｖとの関係は、図２４下側のグラフに示したような関係になる。
【０２１９】
一方、制御手段２２は、撮影モードとして、連続撮影モードが設定された場合には、上記のようにしてバイアス電源１４に設定するバイアス電圧Ｖbiasを、放射線検出素子７の第１電極７４と第２電極７８の間の電位差Ｖ０−Ｖbiasすなわち放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatが小さくなるように可変させて、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatが放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsat以上に相対的に大きくなるように、すなわち放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatが読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsat以下に相対的に小さくなるように設定するようになっている。
【０２２０】
このように、放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatが小さくなると、各放射線検出素子７内で発生する電荷量Ｑは、飽和電荷量Ｑｐsatまでしか蓄積できないため、図１９上側のグラフに示すように、各放射線検出素子７内に蓄積される電荷量Ｑが増加しても、飽和電荷量Ｑｐsatで飽和する。
【０２２１】
そして、上記のように、放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatが読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsat以下に相対的に小さくなるようにされているため、各放射線検出素子７内に蓄積される電荷量Ｑは、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatを越えることがない。
【０２２２】
そして、この場合、放射線検出素子７に照射された放射線の線量Ｉと、読み出し回路１７からの出力信号Ｖとの関係は、図１９下側のグラフに示したような関係になり、読み出し回路１７からの出力信号Ｖは、出力信号Ｖの最大値Ｖmax以下の範囲に収まるとともに、放射線の線量Ｉと読み出し回路１７からの出力信号Ｖとを１対１に対応付けることができる状態となる。
【０２２３】
そのため、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１や長尺撮影装置１００、放射線画像撮影システム５０においても、上記の第１の実施形態の場合と同様に、連続撮影における一連の放射線画像撮影で読み出された各放射線検出素子７ごとの画像データｄ(n)の値から当該放射線検出素子７に照射された放射線の線量Ｉが１対１の関係から的確に推定され、そして、推定された放射線の線量Ｉに基づいてラグによるオフセット分Ｏlagを的確に推定することが可能となり。
【０２２４】
また、画像データｄ(n)とオフセット補正値Ｏと的確に推定されたラグによるオフセット分Ｏlagから、上記の（４）式や（５）式に従った演算を行うことで当該放射線検出素子７についての真の画像データｄ＊(n)を的確に算出することが可能となる。
【０２２５】
以上のように、本実施形態に係る長尺撮影装置１００を含む放射線画像撮影装置１および放射線画像撮影システム５０によっても、第１の実施形態における効果と同等の効果を的確に発揮することが可能となる。
【０２２６】
すなわち、本実施形態では、設定された撮影モードに応じて、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Ｖbiasを可変させる等して放射線検出素子７の２つの電極（第１電極７４と第２電極７８）の間に生じている電位差を可変させることにより放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatを可変させて、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatと放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatとの相対的な大小関係を変えるように構成した。
【０２２７】
そのため、通常の単独の放射線画像撮影を行う通常撮影モードでは、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatが放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatよりも相対的に小さい状態で、通常の放射線画像撮影を公知の手法により行って有効な画像データｄを得ることが可能となり、画像データｄに基づいて放射線画像を的確に生成することが可能となる。
【０２２８】
また、動画撮影や長尺撮影のように一連の放射線画像撮影を比較的短いインターバルで連続して行う連続撮影モードでは、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatが放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsat以上に相対的に大きくなるように、すなわち放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatが読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsat以下に相対的に小さくなるように可変させる。
【０２２９】
そのため、図１９下側のグラフに示したように、放射線検出素子７に照射された放射線の線量Ｉに応じて読み出し回路１７から出力される出力信号Ｖすなわち画像データｄ(n)が出力信号Ｖの最大値Ｖmax以下に収まるようになり、放射線の線量Ｉと読み出し回路１７からの出力信号Ｖとを１対１に対応付けることが可能となる。そのため、以前の放射線画像撮影で得られた画像データｄ(n)からその際に放射線検出素子７に照射された放射線の線量Ｉを的確に推定することが可能となり、以前の撮影で生じたラグによるオフセット分Ｏlagを的確に推定することが可能となる。
【０２３０】
そのため、画像データｄ(n)から的確に推定されたラグによるオフセット分Ｏlagを減算処理することで、画像データｄ(n)からラグによるオフセット分Ｏlagを的確に排除することが可能となり、特に、連続撮影ではラグによる残像が放射線画像に写り込む現象が生じ易いが、そのような現象が発生することを的確に防止することが可能となる。
【０２３１】
なお、上記の第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせるように構成することも可能である。
【０２３２】
すなわち、設定された撮影モードが通常撮影モードの場合には、読み出し回路１７の増幅回路１８のチャージアンプ容量Ｃｆや放射線検出素子７の２つの電極（第１電極７４と第２電極７８）の間の電位差を通常の場合のとおりに設定し、設定された撮影モードが連続撮影モードの場合には、チャージアンプ容量Ｃｆを大きくなるように可変させて読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatを大きくさせるとともに、バイアス電圧Ｖbiasを可変させて放射線検出素子７の２つの電極の間の電位差が小さくなるように可変させて放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsatが小さくなるように可変させる。
【０２３３】
このように構成して、読み出し回路１７の飽和電荷量Ｑｒsatが放射線検出素子７の飽和電荷量Ｑｐsat以上に相対的に大きくなるように可変させるように構成することも可能である。
【０２３４】
また、上記の第１、第２の実施形態では、前回等の以前の放射線画像撮影で得られた各放射線検出素子７ごとの画像データｄ(m)から、一旦当該放射線検出素子７に照射された放射線の線量Ｉを推定し、推定した放射線の線量Ｉからラグによるオフセット分Ｏlagを推定する場合について説明した。
【０２３５】
しかし、前回等の以前の放射線画像撮影で得られた各放射線検出素子７ごとの画像データｄ(m)から今回の放射線画像撮影の画像データｄ(n)に重畳されるラグによるオフセット分Ｏlagを直接推定するように構成することも可能であり、直接推定するためのテーブルをＣＰＵのメモリ等に保存しておくように構成することも可能である。
【符号の説明】
【０２３６】
１  放射線画像撮影装置
５、Ｌ１〜Ｌｘ  走査線
６  信号線
７  放射線検出素子
１４  バイアス電源
１７  読み出し回路
１８  増幅回路
１８ａ  オペアンプ
２２  制御手段
３９  アンテナ装置（通信手段）
５０  放射線画像撮影システム
５２  放射線源
５５  放射線発生装置
５８  コンソール
７４  第１電極（放射線検出素子の電極）
７８  第２電極（放射線検出素子の電極）
１００  長尺撮影装置（放射線画像撮影装置）
１０１  移動手段
Ｃ１〜Ｃ４  コンデンサ
Ｃｆ  チャージアンプ容量（コンデンサの容量）
ｄ、ｄ(n)  画像データ
ｄ＊、ｄ＊(n)  真の画像データ
Ｈｕ  被写体
Ｉ  放射線の線量
Ｏ  オフセット補正値
Ｏlag  ラグによるオフセット分
Ｑ  電荷量
Ｑｐsat  放射線検出素子の飽和電荷量
Ｑｒsat  読み出し回路の飽和電荷量
ｒ  領域
Ｓｐ  センサパネル
Ｖ  出力信号
Ｖ０−Ｖbias  放射線検出素子の２つの電極間の電位差
Ｖbias  バイアス電圧
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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