(57)【要約】【課題】得られた画像データに基づいて濃淡のない放射線画像を生成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の制御手段２２は、放射線が照射されている間にデータ読み出し用の電圧が印加された走査線５以外の走査線５に接続されている放射線検出素子７については、当該放射線検出素子７から読み出された各データＤのうち、放射線の照射が終了した後、最初に読み出されたデータＤを選択し、放射線が照射されている間にデータ読み出し用の電圧が印加された走査線５に接続されている放射線検出素子７については、当該放射線検出素子７から読み出された各データＤのうち、放射線が照射されている間に読み出されたデータＤと、その次のフレームで読み出されたデータＤとを選択して加算し、選択したデータＤおよび選択して加算したデータＤに基づいて放射線画像ｐを生成する。【選択図】図７
2011185800.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の読み出し処理の際に、データ読み出し用の電圧を印加する前記各走査線を順次切り替えながら印加する走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、前記データ読み出し用の電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記放射線検出素子から読み出された前記電荷をデータに変換する読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記放射線検出素子からの前記データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備え、
前記検出部上の全ての前記放射線検出素子から前記データを読み出す期間を１フレームとするとき、前記放射線検出素子からの前記フレームごとの読み出し処理を繰り返し行い、少なくとも放射線が照射された時点で前記読み出し処理を行っている前記フレームを含む所定数のフレーム分の前記フレームごとの読み出し処理を行って、前記各フレームごとに前記各放射線検出素子ごとの前記データを取得し、
前記制御手段は、
放射線が照射されている間に前記データ読み出し用の電圧が印加された前記走査線以外の前記走査線に接続されている前記放射線検出素子については、当該放射線検出素子から読み出された前記各データのうち、放射線の照射が終了した後、最初に読み出された前記データを選択し、
放射線が照射されている間に前記データ読み出し用の電圧が印加された前記走査線に接続されている前記放射線検出素子については、当該放射線検出素子から読み出された前記各データのうち、放射線が照射されている間に読み出された前記データと、その次のフレームで読み出された前記データとを選択して加算し、
前記選択したデータおよび前記選択して加算したデータに基づいて放射線画像を生成することを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
放射線が照射されている間に前記データ読み出し用の電圧が印加された前記走査線以外の前記走査線に接続されている前記放射線検出素子については、当該放射線検出素子から読み出された前記各データのうち、放射線の照射が終了した後、最初に読み出された前記データと、その次のフレームで読み出された前記データとを選択して加算し、
放射線が照射されている間に前記データ読み出し用の電圧が印加された前記走査線に接続されている前記放射線検出素子については、当該放射線検出素子から読み出された前記各データのうち、放射線が照射されている間に読み出された前記データと、その次のフレームおよび当該次のフレームの次のフレームで読み出された前記各データとを選択して加算し、
放射線が照射されている間に前記データ読み出し用の電圧が印加された前記走査線以外の前記走査線に接続されている前記放射線検出素子についての前記選択して加算したデータと、放射線が照射されている間に前記データ読み出し用の電圧が印加された前記走査線に接続されている前記放射線検出素子についての前記選択して加算したデータに基づいて放射線画像を生成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。
【請求項３】
前記制御手段は、放射線が照射されている間に前記データ読み出し用の電圧が印加された前記走査線に接続されている前記放射線検出素子については、前記選択して加算したデータから、放射線が照射された前記各スイッチ手段を介して前記各放射線検出素子からリークした電荷に起因する前記選択して加算したデータの増加分を算出し、前記選択して加算したデータから前記増加分を減算した値と、前記選択したデータとに基づいて放射線画像を生成す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、前記各フレームごとに前記検出部上の全ての前記放射線検出素子から読み出された前記データの合計値に基づいて放射線の照射の開始および終了を検出することを特徴とする請求項１から請求項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】
前記制御手段は、前記各走査線に接続されている前記各放射線検出素子から読み出された前記データの積算値に基づいて放射線の照射の開始および終了を検出することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項６】
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の読み出し処理の際に、データ読み出し用の電圧を印加する前記各走査線を順次切り替えながら印加する走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、前記データ読み出し用の電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記放射線検出素子から読み出された前記電荷をデータに変換する読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記放射線検出素子からの前記データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
外部装置に前記データを送信する通信手段と、を備え、
前記検出部上の全ての前記放射線検出素子から前記データを読み出す期間を１フレームとするとき、前記放射線検出素子からの前記フレームごとの読み出し処理を繰り返し行い、少なくとも放射線が照射された時点で前記読み出し処理を行っている前記フレームを含む所定数のフレーム分の前記フレームごとの読み出し処理を行って、前記各フレームごとに前記各放射線検出素子ごとの前記データを取得する放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置から送信された前記各フレームごとの前記各放射線検出素子ごとの前記データに基づいて放射線画像を生成するコンソールと、
を備え、
前記コンソールは、
放射線が照射されている間に前記データ読み出し用の電圧が印加された前記走査線以外の前記走査線に接続されている前記放射線検出素子については、当該放射線検出素子から読み出された前記各データのうち、放射線の照射が終了した後、最初に読み出された前記データを選択し、
放射線が照射されている間に前記データ読み出し用の電圧が印加された前記走査線に接続されている前記放射線検出素子については、当該放射線検出素子から読み出された前記各データのうち、放射線が照射されている間に読み出された前記データと、その次のフレームで読み出された前記データとを選択して加算し、
前記選択したデータおよび前記選択して加算したデータに基づいて放射線画像を生成することを特徴とする放射線画像撮影システム。
【請求項７】
前記コンソールは、
放射線が照射されている間に前記データ読み出し用の電圧が印加された前記走査線以外の前記走査線に接続されている前記放射線検出素子については、当該放射線検出素子から読み出された前記各データのうち、放射線の照射が終了した後、最初に読み出された前記データと、その次のフレームで読み出された前記データとを選択して加算し、
放射線が照射されている間に前記データ読み出し用の電圧が印加された前記走査線に接続されている前記放射線検出素子については、当該放射線検出素子から読み出された前記各データのうち、放射線が照射されている間に読み出された前記データと、その次のフレームおよび当該次のフレームの次のフレームで読み出された前記各データとを選択して加算し、
放射線が照射されている間に前記データ読み出し用の電圧が印加された前記走査線以外の前記走査線に接続されている前記放射線検出素子についての前記選択して加算したデータと、放射線が照射されている間に前記データ読み出し用の電圧が印加された前記走査線に接続されている前記放射線検出素子についての前記選択して加算したデータに基づいて放射線画像を生成することを特徴とする請求項６に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項８】
前記コンソールは、放射線が照射されている間に前記データ読み出し用の電圧が印加された前記走査線に接続されている前記放射線検出素子については、前記選択して加算したデータから、放射線が照射された前記各スイッチ手段を介して前記各放射線検出素子からリークした電荷に起因する前記選択して加算したデータの増加分を算出し、前記選択して加算したデータから前記増加分を減算した値と、前記選択したデータとに基づいて放射線画像を生成することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の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、特に放射線の照射中にも読み出し処理を行う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】
このような放射線画像撮影装置では、例えば後述する図３や図７に示すように、通常、放射線検出素子７が検出部Ｐ上に二次元状（マトリクス状）に配列され、各放射線検出素子７にそれぞれ薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor。以下、ＴＦＴという。）８で形成されたスイッチ手段が設けられている。そして、放射線画像撮影前、すなわち放射線画像撮影装置に放射線発生装置から放射線が照射される前に、ＴＦＴ８のオン／オフを適宜制御しながら、各放射線検出素子７内に残存する余分な電荷を放出されるリセット処理が行われるように構成される場合が多い。
【０００５】
そして、各放射線検出素子７のリセット処理が終了した後、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから各走査線６を介してＴＦＴ８にオフ電圧を印加して全ＴＦＴ８をオフ状態とした状態で放射線発生装置から放射線画像撮影装置に放射線を照射すると、放射線の線量に応じた電荷が各放射線検出素子７内で発生して、各放射線検出素子７内に蓄積される。
【０００６】
そして、放射線画像撮影後、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから信号読み出し用のオン電圧を印加する走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替えながら、各放射線検出素子７から、その内部に蓄積された電荷を読み出して、読み出し回路１７で電荷電圧変換する等して画像データとして読み出すように構成される場合が多い。
【０００７】
しかし、このように構成する場合、放射線画像撮影装置と放射線発生装置との間のインターフェースを的確に構築し、放射線が照射される段階で放射線画像撮影装置側が各放射線検出素子７内に電荷を蓄積できる状態になっていることが必要となるが、装置間のインターフェースの構築は必ずしも容易ではない。そして、放射線画像撮影装置側が各放射線検出素子７のリセット処理を行っている最中に放射線が照射されてしまうと、放射線の照射により発生した電荷が各放射線検出素子７から流出してしまい、照射された放射線の電荷すなわち画像データへの変換効率が低下してしまう等の問題があった。
【０００８】
そこで、近年、放射線画像撮影装置自体で放射線が照射されたことを検出する技術が種々開発されている。そして、それらの技術の一環として、例えば特許文献４や特許文献５に記載された技術を利用して、放射線画像撮影装置自体で放射線の照射を検出することが考えられている。
【０００９】
特許文献４、５では、放射線画像撮影装置に対する放射線の照射が開始される以前から、例えば後述する図７等に示すように、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の各ラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替えながら、放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理を繰り返して行い、放射線が照射されている最中にも画像データの読み出し処理を続けて行う放射線画像撮影装置や画像データの読み出し方法が記載されている。
【００１０】
そして、検出部Ｐ上に配列された全ての放射線検出素子７から各画像データを読み出す期間を１フレームとするとき、放射線の照射が開始されたフレームから放射線の照射が終了したフレームの次のフレームまでの各フレームごとに読み出された画像データを各放射線検出素子７ごとに加算して、各放射線検出素子７ごとの画像データを再構成する技術が開示されている。
【００１１】
すなわち、図１５に示すように、ゲートドライバ１５ｂから、図中の一番上側の走査線５から順に各走査線５へのオン電圧の印加を開始し、以降、オン電圧を印加する走査線５を図中の下方向に順次切り替えて印加しながら行う各フレームごとの各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理において、例えば、図１６に斜線を付して示す部分ΔＴの走査線５にオン電圧が順次印加される間に放射線が照射されて照射が終了したとする。
【００１２】
この場合、放射線が照射されたフレームである第１フレームで各放射線検出素子７から読み出された画像データでなく、その次の第２フレームで各放射線検出素子７から読み出された画像データを第１フレームの画像データに加算して、各放射線検出素子７ごとの画像データが再構築される。
【００１３】
また、図１７に示すように、放射線の照射がフレームを跨って行われる場合、放射線の照射が開始された第１フレームで各放射線検出素子７から読み出された画像データと、放射線の照射が終了した第２フレームで各放射線検出素子７から読み出された画像データと、さらにその次の第３フレームで各放射線検出素子７から読み出された画像データとが加算されて、各放射線検出素子７ごとの画像データが再構築される。
【００１４】
なお、図１６や図１７は、斜線を付して示す部分ΔＴにのみ放射線が照射されたことを表すものではなく、図１５に示したように一番上側の走査線５から順にオン電圧を印加する走査線５を切り替えながら読み出し処理を行う際に、斜線を付して示す部分ΔＴの走査線５にオン電圧が順次印加される間に放射線が照射されたことを表すものであり、放射線は、検出部Ｐの全域にわたって照射される。
【００１５】
そして、放射線画像撮影装置に放射線が照射されている間に走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂからオン電圧が印加される走査線５に接続されている各放射線検出素子７からは、それ以前にオン電圧が印加された走査線５に接続されている各放射線検出素子７から読み出されるデータよりも著しく大きな値の画像データが読み出される。これを利用して、各放射線検出素子７から読み出される電荷の値を監視することによって、放射線画像撮影装置に対して放射線が照射されたことを放射線画像撮影装置自体で検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【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】特開平９−１４０６９１号公報
【特許文献５】特開平７−７２２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、本発明者らの研究では、例えば、放射線画像撮影装置の検出部Ｐに、図１６に示したようなタイミングで放射線が照射された場合、上記のように、第１フレームと第２フレームでそれぞれ読み出された各画像データを加算して各放射線検出素子７ごとの画像データを再構築すると、それらの再構築した画像データに基づいて生成された放射線画像に濃淡が現れる場合があることが分かった。
【００１８】
すなわち、例えば、検出部Ｐの全域に同じ線量の放射線を一様に、かつ、図１６に示したようなタイミングで照射した場合、第１フレームと第２フレームの各画像データを加算して再構築した画像データに基づいて生成された放射線画像ｐでは、図１８に示すように、少なくとも放射線の照射される間にオン電圧が順次印加された走査線５に対応する画像領域δＴ（すなわち図１６の斜線部分ΔＴに相当する画像領域）より上側の画像領域Ａよりも、画像領域δＴより下側の画像領域Ｂの方が画像データの値が若干大きくなる。
【００１９】
これは、放射線画像撮影装置の検出部Ｐの全域に同じ線量の放射線を一様に照射した場合だけでなく、実際に被写体を介して放射線画像撮影装置に放射線を照射して放射線画像を行った場合でも、同様に生成された放射線画像に濃淡が現れる。そして、このように生成された放射線画像に濃淡が現れると、放射線画像が見づらいものになる。
【００２０】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、放射線が照射されている最中にもデータの読み出し処理を続けて行う放射線画像撮影装置で得られた画像データに基づいて濃淡のない放射線画像を生成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】
【００２１】
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を備える検出部と、
前記放射線検出素子からの読み出し処理の際に、データ読み出し用の電圧を印加する前記各走査線を順次切り替えながら印加する走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、前記データ読み出し用の電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記放射線検出素子から読み出された前記電荷をデータに変換する読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記放射線検出素子からの前記データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備え、
前記検出部上の全ての前記放射線検出素子から前記データを読み出す期間を１フレームとするとき、前記放射線検出素子からの前記フレームごとの読み出し処理を繰り返し行い、少なくとも放射線が照射された時点で前記読み出し処理を行っている前記フレームを含む所定数のフレーム分の前記フレームごとの読み出し処理を行って、前記各フレームごとに前記各放射線検出素子ごとの前記データを取得し、
前記制御手段は、
放射線が照射されている間に前記データ読み出し用の電圧が印加された前記走査線以外の前記走査線に接続されている前記放射線検出素子については、当該放射線検出素子から読み出された前記各データのうち、放射線の照射が終了した後、最初に読み出された前記データを選択し、
放射線が照射されている間に前記データ読み出し用の電圧が印加された前記走査線に接続されている前記放射線検出素子については、当該放射線検出素子から読み出された前記各データのうち、放射線が照射されている間に読み出された前記データと、その次のフレームで読み出された前記データとを選択して加算し、
前記選択したデータおよび前記選択して加算したデータに基づいて放射線画像を生成することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の放射線画像撮影装置システムは、
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の読み出し処理の際に、データ読み出し用の電圧を印加する前記各走査線を順次切り替えながら印加する走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、前記データ読み出し用の電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記放射線検出素子から読み出された前記電荷をデータに変換する読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記放射線検出素子からの前記データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
外部装置に前記データを送信する通信手段と、を備え、
前記検出部上の全ての前記放射線検出素子から前記データを読み出す期間を１フレームとするとき、前記放射線検出素子からの前記フレームごとの読み出し処理を繰り返し行い、少なくとも放射線が照射された時点で前記読み出し処理を行っている前記フレームを含む所定数のフレーム分の前記フレームごとの読み出し処理を行って、前記各フレームごとに前記各放射線検出素子ごとの前記データを取得する放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置から送信された前記各フレームごとの前記各放射線検出素子ごとの前記データに基づいて放射線画像を生成するコンソールと、
を備え、
前記コンソールは、
放射線が照射されている間に前記データ読み出し用の電圧が印加された前記走査線以外の前記走査線に接続されている前記放射線検出素子については、当該放射線検出素子から読み出された前記各データのうち、放射線の照射が終了した後、最初に読み出された前記データを選択し、
放射線が照射されている間に前記データ読み出し用の電圧が印加された前記走査線に接続されている前記放射線検出素子については、当該放射線検出素子から読み出された前記各データのうち、放射線が照射されている間に読み出された前記データと、その次のフレームで読み出された前記データとを選択して加算し、
前記選択したデータおよび前記選択して加算したデータに基づいて放射線画像を生成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および放射線画像撮影システムによれば、放射線の照射により発生した電荷に起因する真の画像データを含むデータが読み出されたフレームの次のフレームでは、通常、いわゆる読み残しのデータが読み出されるが、放射線の照射により発生した電荷に起因する真の画像データを含むデータに、読み残しのデータを加算せずに排除するように構成した。
【００２４】
そのため、読み残しのデータを加算したりしなかったりすることで現れる濃淡が放射線画像上に現れないようにすることが可能となり、濃淡のない放射線画像を生成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】各実施形態に係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Ｘ−Ｘ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基板等が取り付けられた基板を説明する側面図である。
【図７】放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。
【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】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１０】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を示すタイミングチャートである。
【図１１】各放射線検出素子からのデータの読み出し処理の際に放射線が照射されるタイミングの例を示すタイミングチャートである。
【図１２】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１３】（Ａ）放射線画像の信号線の延在方向を表す図であり、（Ｂ）各画像領域にのデータＤ、画像領域Ａ、Ｂのデータの差ΔＤ、および画像領域δＴでの増加分δＤを表すグラフである。
【図１４】放射線画像の全画像領域で濃淡がなくなることを説明するグラフである。
【図１５】各フレームごとの各放射線検出素子からの画像データの読み出し処理を説明する図である。
【図１６】第１フレームの斜線部分の走査線にオン電圧が順次印加される間に放射線が照射されて照射が終了したことを表す図である。
【図１７】第１フレームと第２フレームの斜線部分の走査線にオン電圧が順次印加される間に放射線が照射されて照射が終了したことを表す図である。
【図１８】図１６のように放射線が照射された場合に生成される放射線画像の各画像領域を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
なお、以下では、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。また、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放射線画像撮影装置に対しても適用される。
【００２８】
［第１の実施の形態］
［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等が収納されて構成されている。
【００２９】
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。
【００３０】
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、後述するデータＤ等を、後述するコンソール５８（図１２参照）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。
【００３１】
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、データＤ等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、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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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により、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が制御されるようになっている。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
そして、走査駆動手段１５は、各放射線検出素子７からデータ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。
【００５５】
具体的には、本実施形態では、走査駆動手段１５は、各放射線検出素子７からのデータＤの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（すなわちデータ読み出し用の電圧）とオフ電圧との間で切り替える走査線５のラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替える処理をフレームごとに繰り返し行い、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からデータＤをそれぞれ読み出させるようになっている。
【００５６】
なお、以下では、図９に示すように、検出部Ｐ（図３や図７参照）上に二次元状に配列された１面分の全放射線検出素子７からデータＤを読み出す期間を１フレームという。
【００５７】
また、各放射線検出素子７からのデータＤの読み出し処理前や、次の放射線画像撮影を行うまでの間等に、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のリセット処理を行うように構成することも可能である。
【００５８】
各放射線検出素子７のリセット処理を行う場合には、例えば、走査駆動手段１５は、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構成される。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
また、増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃ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。各放射線検出素子７からのデータＤ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、各放射線検出素子７内に蓄積されていた電荷が各放射線検出素子７からＴＦＴ８を介して信号線６に放出され、信号線６を介してコンデンサ１８ｂに流入して蓄積される。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。
【００６４】
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。また、電荷リセット用スイッチ１８ｃ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１８ｂに蓄積された電荷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。
【００６５】
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。
【００６６】
そして、制御手段２２は、各放射線検出素子７からのデータＤの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電圧値を相関二重サンプリング回路１９でサンプリングさせてデータＤとして下流側に出力させるようになっている。
【００６７】
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のデータＤ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で順次デジタル値のデータＤ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】
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（Dynamic ＲＡＭ）等で構成される記憶手段４０が接続されている。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
次に、各放射線検出素子７からのデータＤの読み出し処理や、放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射の開始や終了の検出処理等について説明する。
【００７２】
本実施形態では、制御手段２２は、放射線画像撮影前に、放射線画像撮影装置１の電源スイッチ３６（図１参照）が押下されたり、放射線画像撮影装置１が覚醒状態に遷移されたり、或いは、コンソール５８から各放射線検出素子７からのデータＤの読み出し処理を開始する旨の信号等を受信すると、その時点で、走査駆動手段１５に対して、各放射線検出素子７からのデータＤの読み出し処理を開始させるためのトリガ信号を送信するようになっている。
【００７３】
また、制御手段２２は、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、各放射線検出素子７からのデータＤの読み出し処理を行わせるようになっている。なお、本実施形態では、各放射線検出素子７からのデータＤの読み出し処理は、各放射線検出素子７から余分な電荷を放出させるリセット処理を兼ねているが、例えば各放射線検出素子７からのデータＤの読み出し処理を開始する前等に、各放射線検出素子７のリセット処理を別途行うように構成してもよいことは前述した通りである。
【００７４】
本実施形態では、このように、放射線画像撮影装置１に対して放射線が照射される以前から、各放射線検出素子７からのデータＤの読み出し処理が開始される。そのため、データＤの読み出し処理が開始された直後の各フレームでは、放射線が照射されていない各放射線検出素子７内で発生した暗電荷がデータＤとして読み出される。
【００７５】
これらの暗電荷に相当するデータＤは、放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射後に読み出されるデータＤ、すなわち放射線の照射により放射線検出素子７内で発生した電荷に起因する真の画像データｄ＊と暗電荷に相当するデータとの和に等しいデータＤ（すなわちいわゆる画像データ）から減算処理されて真の画像データｄ＊を算出するためのオフセット補正値Ｏとして利用することができる。
【００７６】
そのため、本実施形態では、制御手段２２は、データＤの読み出し処理が開始された直後の各フレームごとに各放射線検出素子７から読み出される各データＤを、余分なデータＤとして廃棄するのではなく、オフセット補正値Ｏとしてそれぞれフレームごとに記憶手段４０に保存させるようになっている。
【００７７】
しかし、各放射線検出素子７からのデータＤの読み出し処理が開始されて以降のフレームごとのオフセット補正値Ｏを全て保存する必要はない。また、記憶手段４０の記憶容量等の制約もある。そのため、本実施形態では、記憶手段４０にデータＤを保存するフレーム数が予め設定されている。
【００７８】
そして、制御手段２２は、上記のように各放射線検出素子７からのデータＤの読み出し処理を繰り返して、予め設定されたフレーム数のフレーム分の各放射線検出素子７のデータＤ（この場合はオフセット補正値Ｏ）が記憶手段４０に保存されると、それ以降の各フレームのデータＤについては、最初にデータＤを保存したフレームから順に、過去のフレームのデータＤ上に順次上書き保存していくようになっている。
【００７９】
一方、制御手段２２は、上記のようにして各放射線検出素子７からデータＤを読み出して記憶手段４０に保存させると同時に、読み出されたデータＤの値に基づいて放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射の開始や終了を検出するようになっている。
【００８０】
図９に示したタイミングで、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にオン電圧を印加しながら各放射線検出素子７からのデータＤの読み出し処理を行っている際に、ｍ回目のフレームにおいて、例えば図１１に示すようなタイミングで放射線が照射されたものとする。
【００８１】
なお、図１１では、斜線を付した期間が、放射線が照射された期間を表す。また、図１１に示した走査線５のラインＬａ〜Ｌｂの各ラインが、例えば図１６に示した斜線部分ΔＴの走査線５、すなわち放射線が照射されている間にオン電圧が順次印加されていた走査線５の各ラインに相当する。
【００８２】
図１１に示したような場合、ｍ回目のフレームでは、走査線５のラインＬ１〜Ｌa-1にそれぞれオン電圧が印加されて、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌa-1にＴＦＴ８を介して接続されている各放射線検出素子７からそれぞれ読み出されたデータＤは、放射線が照射される前に読み出された暗電荷に起因するデータである。
【００８３】
そのため、これらのデータＤは、下記表１に示すように、ｍ−１回目のフレーム以前のフレームの場合（すなわちデータＤがオフセット補正値Ｏの場合）と同様に、データＤ自体の値としては小さい値（下記表１では５）になる。なお、下記表１に記載された数値は、データＤが０〜２１６−１（すなわち６５５３５）の値をとり得るように構成した場合の数値である。また、下記表１に記載された数値は、その数値前後の値をとること表す数値であり、代表的な値を示したものである。
【００８４】
【表１】
2011185800.tif 000003
【００８５】
一方、図１１に示すように、ｍ回目のフレームの走査線５のラインＬａでは、放射線が照射され始めたため、走査線５のラインＬａに接続されている各放射線検出素子７から、暗電荷に起因するデータとは明らかに異なる、より大きな値のデータＤ（上記表１では１０００）が読み出される。
【００８６】
そして、放射線が照射されている間にオン電圧が順次印加された走査線５の各ラインＬａ〜Ｌｂでは、走査線５のラインＬａ〜Ｌｂに接続されている各放射線検出素子７から読み出されるデータＤが、放射線の照射開始からの経過時間に応じて次第に大きな値になる（上記表１では１０００〜２９０００）。
【００８７】
そこで、例えば、上記のようにして読み出し回路１７で各放射線検出素子７から読み出された個々のデータＤの値を制御手段２２で監視して、読み出されたデータＤが例えば予め設定された閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたと判断するように構成することが可能である。この場合、上記表１のような場合、閾値は例えば５００に設定される。
【００８８】
また、このように構成した場合、放射線が照射されていないにもかかわらず大きなデータＤを出力する異常な放射線検出素子７があった場合や、データＤに生じるゆらぎがたまたま大きな値になった場合に、誤って放射線の照射が開始されたと判断してしまう虞れがある。
【００８９】
そのため、例えば、上記のようにして読み出し回路１７で読み出された、走査線５のラインＬｎに接続されている各放射線検出素子７から読み出された各データＤの積算値ΣＤ(n)を、走査線５の各ラインＬｎごとに算出し、走査線５の各ラインＬｎごとの各データＤの積算値ΣＤ(n)が例えば予め設定された閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたと判断するように構成することが可能である。
【００９０】
この場合、走査線５の１本のラインＬｎに接続されている放射線検出素子７の数が例えば１０００個であったとすると、放射線が照射される前のｍ−１回目のフレームで、走査線５の当該ラインＬｎに接続されている各放射線検出素子７から読み出される各データＤは、上記表１から５前後の値であるため、その場合の積算値ΣＤ(n)は５０００前後の値になる。また、ｍ回目のフレームでも、放射線の照射が開始される前の走査線５の各ラインＬ１〜Ｌa-1に接続されている各放射線検出素子７では各データＤは５前後の値であり、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌa-1ごとの各データの積算値ΣＤ(1)〜ΣＤ(a-1)はそれぞれ５０００前後の値になる。
【００９１】
それに対して、ｍ回目のフレームで放射線の照射が開始された時点で読み出し処理が行われた走査線５の各ラインＬａに接続されている各放射線検出素子７では、各データの値が１０００前後の値に増加し、走査線５のラインＬａの各データの積算値ΣＤ(a)は１００万前後の値に急増する。
【００９２】
そのため、この場合、閾値は５０００より大きく１００万以下の値、すなわち例えば１０万に設定される。
【００９３】
また、検出部Ｐ上に二次元状に配列された全ての放射線検出素子７から読み出されたデータＤの合計値ΣＤ(m)を各フレームごとに算出し、各フレームごとの各データＤの合計値ΣＤ(m)が例えば予め設定された閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたと判断するように構成することが可能である。
【００９４】
この場合、検出部Ｐ上に配列された放射線検出素子７の数が例えば１００万個であったとすると、放射線が照射される前のｍ−１回目のフレームで、各放射線検出素子７から読み出される各データＤは上記表１から５前後の値であるため、その場合のフレームごとの合計値ΣＤ(m)は５００万前後の値になる。そのため、この場合、閾値は例えば１０００万に設定される。
【００９５】
なお、上記の場合、積算値と合計値は積算（合計）する範囲が異なるものの、各データＤの総和を意味し、同じ意味内容を有するものであるが、それらを区別するため、以下、積算値および合計値と言い分ける。
【００９６】
そして、本実施形態では、制御手段２２は、設定された判断処理において上記の各条件が満たされた場合、すなわち上記の各基準では、読み出された個々のデータＤや、走査線５の各ラインＬｎごとの各データＤの積算値ΣＤ(n)、或いは各フレームごとの各データＤの合計値ΣＤ(m)が閾値を越えた場合に、放射線の照射が開始されたと判断するようになっている。
【００９７】
従って、上記表１の例の場合、制御手段２２は、ｍ−１回目のフレームでは、いずれの判断処理の場合でも上記の条件が満たされないため、放射線の照射が開始されたとは判断しないが、ｍ回目のフレームでは、いずれの判断処理の場合でも上記の条件が満たされるため、放射線の照射が開始されたと判断する。
【００９８】
なお、上記の各判断処理における閾値を、上記のように予め設定しておくように構成してもよく、また、例えば、各放射線検出素子７からのデータＤの読み出し処理が開始された初期段階（すなわち放射線画像撮影装置１に放射線が照射されていないことが確実な時点）で、各放射線検出素子７からのデータＤ（この場合はオフセット補正値Ｏ）や各データＤの積算値や合計値を取得し、或いは、数フレーム分の各データＤや積算値、合計値を取得してそれらの各平均値を算出して、それらの値に所定値を加算して上乗せする等して、放射線画像撮影ごとに閾値を設定するように構成することも可能である。
【００９９】
また、例えば、各放射線検出素子７から読み出されたデータＤを記憶手段４０に保存する際に、それらのデータＤを図示しないヒストグラムに投票し、ヒストグラムの度数の分布に基づいて放射線画像撮影装置１に対して放射線の照射が開始されたか否かを判断するように構成することも可能である。
【０１００】
すなわち、放射線の照射が開始される前のフレームでは、各放射線検出素子７からは暗電荷に起因する、値が小さいデータＤが読み出されるため、ヒストグラム上で小さい値のデータＤに対応する階級の度数が大きくなるが、放射線の照射が開始されたフレームでは、各放射線検出素子７からのデータＤに放射線の照射により発生した電荷に起因するデータが加算されて比較的大きな値のデータＤが読み出されるため、ヒストグラム上では大きな値のデータＤに対応する階級の度数が増える。
【０１０１】
そこで、例えば、ヒストグラム上の大きなデータＤに対応する範囲の階級の度数を監視し、その範囲の度数の合計値が閾値を越えた場合に、当該フレームから放射線の照射が開始されたと判断するように構成することも可能である。
【０１０２】
なお、この場合も、前述したように、放射線が照射されていないにもかかわらず大きなデータＤを出力する異常な放射線検出素子７があったり、データＤに生じるゆらぎがたまたま大きな値になる場合があるため、放射線の照射が開始される前のフレームでも、ヒストグラム上の大きなデータＤに対応する上記範囲の階級の度数が０にならない場合がある。
【０１０３】
そのため、この場合も、上記の閾値として０でない値を予め設定しておくように構成してもよく、また、例えば、各放射線検出素子７からのデータＤの読み出し処理が開始された初期段階での１フレーム（或いは数フレーム）で各データＤをヒストグラムに投票した場合に得られる上記範囲の階級の度数（或いは数フレーム分の度数の平均値）を算出し、その度数（或いは平均値）に所定の値を加算して上乗せした値を閾値として設定する等して、放射線画像撮影ごとに閾値を設定するように構成することも可能である。
【０１０４】
本実施形態では、制御手段２２は、例えば図１１に示したように、ｍ回目のフレームで放射線の照射が開始されたと判断すると、ＣＰＵのメモリ等に当該フレームのフレーム番号ｍを記憶させるようになっている。
【０１０５】
また、本実施形態では、制御手段２２は、同様にして、読み出された個々のデータＤや、走査線５の各ラインＬｎごとの各データＤの積算値ΣＤ(n)、或いは各フレームごとの各データＤの合計値ΣＤ(m)に基づいて、放射線の照射が終了したと判断するようになっている。
【０１０６】
具体的には、制御手段２２は、例えば上記の各判断処理と同様に、個々のデータＤや積算値ΣＤ(n)、合計値ΣＤ(m)が、上記のように設定された閾値以下になった場合に、放射線の照射が終了したと判断する。
【０１０７】
その際、図１１から分かるように、実際の放射線の照射はｍ回目のフレームで終了しているが、上記表１から分かるように、放射線の照射が終了した後にオン電圧が印加された走査線５のラインＬb+1以降の各ラインＬに接続されている各放射線検出素子７から読み出されたデータＤは、３００００前後の値が読み出されており、この段階では、制御手段２２は、放射線の照射が終了したとは判断しない。
【０１０８】
そして、各放射線検出素子７から読み出された個々のデータＤの値に基づいて判断するように構成されている場合には、上記表１から分かるように、ｍ＋１回目のフレームで走査線５のラインＬb+1に接続されている各放射線検出素子７から読み出された個々のデータＤが３０前後の値になり閾値以下になるため、制御手段２２は、この時点で放射線の照射が終了したと判断する。
【０１０９】
また、走査線５の各ラインＬｎごとの各データＤの積算値ΣＤ(n)に基づいて判断するように構成されている場合には、上記表１から分かるように、ｍ＋１回目のフレームで走査線５のラインＬb+1に接続されている各放射線検出素子７から読み出された個々のデータＤが３０前後の値になり、積算値ΣＤ(b)が３００００前後の値になる。そのため、閾値以下の値になり、制御手段２２は、この時点で放射線の照射が終了したと判断する。
【０１１０】
一方、各フレームごとの各データＤの合計値ΣＤ(m)に基づいて判断するように構成されている場合には、上記表１から分かるように、ｍ回目のフレームの合計値ΣＤ(m)もｍ＋１回目のフレームの合計値ΣＤ(m+1)も、いずれも上記の閾値を越えるため、制御手段２２は、ｍ＋１回目のフレームの読み出し処理が終了した時点では、放射線の照射が終了したとは判断しない。
【０１１１】
しかし、ｍ＋２回目の合計値ΣＤ(m+2)は閾値以下の値になる。そのため、制御手段２２は、各フレームごとの各データＤの合計値ΣＤ(m)に基づいて判断するように構成されている場合には、例えば、フレームごとの各データＤの合計値ΣＤ(m)が閾値以下の値になったフレーム（上記の場合はｍ＋２回目のフレーム）の１つの前のフレーム（すなわちｍ＋１回目のフレーム）で放射線の照射が終了したと判断するように構成される。
【０１１２】
制御手段２２は、以上のようにして放射線の照射が終了したと判断すると、そのフレーム、すなわち上記の例ではｍ＋１回目のフレームのフレーム番号ｍ＋１をＣＰＵのメモリ等に記憶させるようになっている。
【０１１３】
そして、本実施形態では、制御手段２２は、ｍ＋２回目のフレーム、すなわち放射線の照射が開始されたと判断したフレームを含む３回分のフレームの読み出し処理を終了した時点で、走査駆動手段１５に対してトリガ信号を送信して、ゲートドライバ１５ｂからの走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘへのオン電圧の印加を停止させて、各放射線検出素子７からのデータＤの読み出し処理を終了させるようになっている。
【０１１４】
後述するように、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌa-1に接続されている各放射線検出素子７において、放射線の照射により当該各放射線検出素子７内で発生した電荷に起因する真の画像データｄ＊は、上記表１や図１１から分かるように、ｍ＋１回目のフレームで読み出されている。
【０１１５】
また、走査線５の各ラインＬb+1〜Ｌｘに接続されている各放射線検出素子７では、放射線の照射により当該各放射線検出素子７内で発生した電荷に起因する真の画像データｄ＊は、上記表１や図１１から分かるように、ｍ回目のフレームで読み出されている。
【０１１６】
さらに、走査線５の各ラインＬａ〜Ｌｂに接続されている各放射線検出素子７において、放射線の照射により当該各放射線検出素子７内で発生した電荷に起因する真の画像データｄ＊は、上記表１や図１１から分かるように、ｍ回目のフレームとｍ＋１回目のフレームとで分割されて読み出される。
【０１１７】
また、前述したように、放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射開始前の例えばｍ−１回目のフレーム等で各放射線検出素子７から読み出されたデータＤは、オフセット補正値Ｏとして利用することができる。
【０１１８】
そのため、本実施形態では、制御手段２２は、上記のようにして、各放射線検出素子７からのデータＤの読み出し処理を終了させると、後述する本実施形態におけるデータＤの選択処理等をコンソール５８で行う場合には、放射線の照射の開始を検出したｍ回目のフレームの１つ前のフレームであるｍ−１回目のフレームから、放射線の照射の終了を検出したｍ＋１回目までの各フレームの各放射線検出素子７ごとの各データＤを、通信手段であるアンテナ装置３９（図１や図７等参照）を介してコンソール５８に送信するようになっている。
【０１１９】
なお、ｍ−１回目のフレームで読み出されたデータＤを各放射線検出素子７ごとのオフセットデータＯとする代わりに、例えば、放射線の照射が開始された時点で読み出し処理が行われていたｍ回目のフレームより前の数フレーム分の放射線検出素子ごとのデータＤの平均値を算出する等して、その平均値等を放射線検出素子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。
【０１２０】
そして、その場合は、この１フレーム分の各放射線検出素子７ごとのオフセット補正値Ｏの各データと、ｍ回目およびｍ＋１回目の各フレームの各放射線検出素子ごとの各データＤが送信される。
【０１２１】
なお、本実施形態におけるデータＤの選択処理や、真の画像データｄ＊の算出、放射線画像の生成処理等については、放射線画像撮影システム５０の構成について説明した後で説明する。
【０１２２】
［放射線画像撮影システム］
図１２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１２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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
なお、図１２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１２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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。そして、放射線発生装置５５は、放射線技師等の操作者により曝射スイッチ５６が操作されて操作卓５７から信号が送信されてくると、放射線源５２を起動させたり、放射線源５２から放射線を照射させるようになっている。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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１２に示すように臥位撮影用のブッキー装置５１Ｂ等の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。
【０１３１】
一方、本実施形態では、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。コンソール５８には、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等を備えて構成される表示部５８ａが設けられている。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。
【０１３２】
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、例えば、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。
【０１３３】
［データＤの選択等の処理について］
以下、上記のようにして得られた各データＤに対する処理を行う放射線画像撮影装置１の制御手段２２やコンソール５８における、本実施形態に係るデータＤの選択等の処理について説明する。また、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１や放射線画像撮影システム５０の作用についてあわせて説明する。
【０１３４】
なお、以下では、ｍ回目のフレームやｍ＋１回目のフレームで読み出された各放射線検出素子７ごとのデータＤをそれぞれＤ(m)、Ｄ(m+1)と表す。
【０１３５】
前述したように、従来の手法に従って、ｍ回目のフレームで読み出された各データＤ(m)とｍ＋１回目のフレームで読み出された各データＤ(m+1)（なお、ともにオフセット補正値Ｏが減算されているものとする。）を加算して、各放射線検出素子７ごとのデータＤを再構築すると、再構築したデータに基づく放射線画像ｐでは、図１８に示したように、少なくとも放射線の照射される間にオン電圧が順次印加された走査線５に対応する画像領域δＴより上側の画像領域Ａよりも、画像領域δＴより下側の画像領域Ｂの方がデータの値が若干大きくなり、放射線画像ｐ上に濃淡が現れる場合がある。
【０１３６】
このように濃淡が現れる原因は、上記の表１に示された例では、以下のように考えられる。
【０１３７】
すなわち、図１８の放射線画像ｐの画像領域Ａに相当する各放射線検出素子７、すなわち、ｍ回目のフレームで放射線の照射が開始される前にオン電圧が印加された走査線５のラインＬ１〜Ｌa-1に接続されている各放射線検出素子７では、ｍ回目のフレームでは、暗電荷に起因するデータＤ(m)すなわち値が５前後のオフセット補正値Ｏと同等のデータＤ(m)が読み出され、ｍ＋１回目のフレームでは、放射線の照射により発生した電荷に起因する真の画像データｄ＊を含む３００００前後の大きな値のデータＤ(m+1)が読み出される。
【０１３８】
それに対して、図１８の放射線画像ｐの画像領域Ｂに相当する各放射線検出素子７、すなわち、ｍ回目のフレームで放射線の照射が終了した後でオン電圧が印加された走査線５のラインＬb+1〜Ｌｘに接続されている各放射線検出素子７では、ｍ回目のフレームでは、放射線の照射により発生した電荷に起因する真の画像データｄ＊を含む３００００前後の大きな値のデータＤ(m)が読み出される。
【０１３９】
そして、ｍ＋１回目のフレームでは、ｍ回目のフレームで各放射線検出素子７から読み出し切れなかった電荷に起因するいわゆる読み残しのデータと暗電荷に起因するオフセット補正値Ｏ相当のデータとの和として値が３０前後のデータＤ(m+1)が読み出される。
【０１４０】
つまり、図１８の放射線画像ｐの画像領域Ｂに相当する各放射線検出素子７から読み出されるデータＤ（すなわちＤ(m)＋Ｄ(m+1)）は、ｍ回目のフレームで各放射線検出素子７から読み出し切れなかった電荷に起因する読み残しのデータに相当する２５前後のデータ分だけ、図１８の放射線画像ｐの画像領域Ｂに相当する各放射線検出素子７から読み出されるデータＤよりも大きくなる。これが、放射線画像ｐにおける画像領域Ａと画像領域Ｂとの濃淡となって視認されるのである。
【０１４１】
そこで、本実施形態では、最終的な放射線画像を生成するに際し、走査線５のラインＬ１〜Ｌa-1に接続されている各放射線検出素子７では、放射線の照射により発生した電荷に起因する真の画像データｄ＊が含まれているｍ＋１回目のフレームで読み出されたデータＤ(m+1)を選択して用い、ｍ回目のフレームで読み出されたデータＤ(m)は使わない。
【０１４２】
また、走査線５のラインＬb+1〜Ｌｘに接続されている各放射線検出素子７では、放射線の照射により発生した電荷に起因する真の画像データｄ＊を含まれているｍ回目のフレームで読み出されたデータＤ(m)を選択して用い、ｍ＋１回目のフレームで読み出されたデータＤ(m+1)は使わないように構成される。
【０１４３】
選択されて用いられるこれらのデータＤは、結局、少なくとも走査線５のラインＬ１〜Ｌa-1、Ｌb+1〜Ｌｘに接続されている各放射線検出素子７、すなわち放射線が照射されている間にオン電圧が印加された走査線５の各ラインＬａ〜Ｌｂ以外の走査線５に接続されている放射線検出素子では、各フレームで読み出されたデータＤ(m)、Ｄ(m+1)のうち、放射線の照射が終了した後、最初に読み出されたデータを選択することになる。
【０１４４】
そこで、本実施形態では、放射線画像撮影装置１の制御手段２２やコンソール５８は、放射線が照射されている間にオン電圧が印加された走査線５の各ラインＬａ〜Ｌｂ以外の走査線５の各ラインＬ１〜Ｌa-1、Ｌb+1〜Ｌｘに接続されている放射線検出素子７については、各フレームで読み出されたデータＤ(m)、Ｄ(m+1)のうち、放射線の照射が終了した後、最初に読み出されたデータを選択するようになっている。
【０１４５】
選択される各データＤは、結局、走査線５のラインＬ１〜Ｌa-1に接続されている各放射線検出素子７ではデータＤ(m+1)、走査線５のラインＬb+1〜Ｌｘに接続されている各放射線検出素子７ではデータＤ(m)ということになる。
【０１４６】
一方、放射線が照射されている間にオン電圧が印加された走査線５の各ラインＬａ〜Ｌｂに接続されている放射線検出素子７については、図１１や上記表１から分かるように、放射線の照射により発生した電荷に起因する真の画像データｄ＊は、ｍ回目のフレームとｍ＋１回目のフレームとで分割されて読み出されるため、真の画像データｄ＊の再構築には、データＤ(m)とデータＤ(m+1)との両方が必要になり、それらを加算することで真の画像データｄ＊を再構築することができる。
【０１４７】
そこで、本実施形態では、放射線画像撮影装置１の制御手段２２やコンソール５８は、放射線が照射されている間にオン電圧が印加された走査線５の各ラインＬａ〜Ｌｂに接続されている放射線検出素子７については、各フレームで読み出されたデータＤのうち、ｍ回目のフレームで放射線が照射されている間に読み出されたデータＤ(m)と、その次のｍ＋１回目のフレームで読み出されたデータＤ(m+1)とを選択し、加算して用いるようになっている。
【０１４８】
［真の画像データｄ＊の算出および放射線画像の生成処理について］
放射線画像撮影装置１の制御手段２２やコンソール５８は、続いて、上記のようにして選択したデータＤ(m)、Ｄ(m+1)と選択して加算したデータＤ(m)＋Ｄ(m+1)とに基づいて、各放射線検出素子７ごとの真の画像データｄ＊を算出し、算出した真の画像データｄ＊に基づいて放射線画像ｐを生成するようになっている。
【０１４９】
具体的には、まず、データＤ(m+1)を選択した走査線５の各ラインＬ１〜Ｌa-1に接続されている放射線検出素子７については、データＤ(m+1)にオフセット補正値Ｏが重畳されているため、
ｄ＊＝Ｄ(m+1)−Ｏ    …（１）
を演算して、各放射線検出素子７ごとの真の画像データｄ＊を算出する。
【０１５０】
データＤ(m)を選択した走査線５の各ラインＬb+1〜Ｌｘに接続されている放射線検出素子７についても、同様に、
ｄ＊＝Ｄ(m)−Ｏ    …（２）
を演算して、各放射線検出素子７ごとの真の画像データｄ＊を算出する。
【０１５１】
また、データＤ(m)、Ｄ(m+1)を選択して加算した走査線５の各ラインＬａ〜Ｌｂに接続されている放射線検出素子７については、データＤ(m)、Ｄ(m+1)にそれぞれオフセット補正値Ｏが重畳されているため、
ｄ＊＝（Ｄ(m)−Ｏ）＋（Ｄ(m+1)−Ｏ）
∴ｄ＊＝Ｄ(m)＋Ｄ(m+1)−２Ｏ    …（３）
を演算して、各放射線検出素子７ごとの真の画像データｄ＊を算出する。
【０１５２】
そして、放射線画像撮影装置１の制御手段２２やコンソール５８は、このようにして算出した各放射線検出素子７ごとの真の画像データｄ＊に対してゲイン補正や対数変換処理、正規化処理、階調処理等の各種処理を施して、最終的な画像データを算出し、それに基づいて最終的な放射線画像ｐを生成するようになっている。
【０１５３】
なお、ゲイン補正や対数変換処理等の画像処理の仕方は公知であり、説明を省略する。
【０１５４】
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システム５０によれば、放射線が照射されている間にオン電圧が印加された走査線５以外の走査線５に接続されている放射線検出素子７については、放射線の照射が終了した後、最初に読み出されたデータＤ(m)またはデータＤ(m+1)のみを選択して、それ以外のデータは用いず、また、放射線が照射されている間にオン電圧が印加された走査線５に接続されている放射線検出素子７については、放射線が照射されている間に読み出されたデータＤ(m)とその次のフレームで読み出されたデータＤ(m+1)とを選択して加算したデータのみを用いて、放射線画像ｐを生成するように構成した。
【０１５５】
放射線の照射により発生した電荷に起因する真の画像データｄ＊を含むデータＤが読み出されたフレームの次のフレームでは、通常、いわゆる読み残しのデータが読み出されるが、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システム５０では、上記のように、放射線の照射により発生した電荷に起因する真の画像データｄ＊を含むデータＤに、読み残しのデータを加算せずに排除するように構成したため、読み残しのデータを加算したりしなかったりすることで現れる濃淡が放射線画像ｐ上に現れないようにすることが可能となり、濃淡のない放射線画像ｐを生成することが可能となる。
【０１５６】
［第２の実施の形態］
上記の第１の実施形態では、上記のように、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を、読み残しのデータを積極的に排除するように構成する場合について説明したが、放射線の照射により発生した電荷に起因する真の画像データｄ＊を含むデータＤに、読み残しのデータを加算するように構成することも可能である。
【０１５７】
その際、上記のように、読み残しのデータを加算したり加算しなかったりすると、生成された放射線画像ｐ上に濃淡が現れるため、第２の実施形態では、各放射線検出素子７から読み出された、放射線の照射により発生した電荷に起因する真の画像データｄ＊を含むデータＤに、読み残しのデータを一律に加算するように構成される。
【０１５８】
具体的には、放射線画像撮影装置１の制御手段２２は、図１１に示したように、放射線が照射された場合、ｍ回目のフレームで放射線の照射が開始されたことを検出し、ｍ＋１回目のフレームで放射線の照射が終了したことを検出すると、その次のｍ＋２回目のフレームまで各放射線検出素子７からのデータＤの読み出し処理を行って、読み出し処理を終了する。
【０１５９】
そして、データＤの選択処理等をコンソール５８で行う場合には、放射線の照射の開始を検出したｍ回目のフレームから、放射線の照射の終了を検出したｍ＋１回目のフレームの次のｍ＋２回目のフレームまでの各フレームの各放射線検出素子７ごとの各データＤ(m)〜Ｄ(m+2)とオフセット補正値Ｏとを、通信手段であるアンテナ装置３９（図１や図７等参照）を介してコンソール５８に送信する。
【０１６０】
そして、放射線画像撮影装置１の制御手段２２やコンソール５８は、データＤの選択等の処理では、放射線が照射されている間にオン電圧が印加された走査線５の各ラインＬａ〜Ｌｂ以外の走査線５の各ラインＬ１〜Ｌa-1に接続されている放射線検出素子７については、上記のデータＤ(m+1)と、その次のｍ＋２回目のフレームで読み出されたデータＤ(m+2)とを選択して加算する。
【０１６１】
また、放射線が照射されている間にオン電圧が印加された走査線５の各ラインＬａ〜Ｌｂ以外の走査線５の各ラインＬb+1〜Ｌｘに接続されている放射線検出素子７については、上記のデータＤ(m)と、その次のｍ＋１回目のフレームで読み出されたデータＤ(m+1)とを選択して加算する。
【０１６２】
さらに、放射線が照射されている間にオン電圧が印加された走査線５の各ラインＬａ〜Ｌｂに接続されている放射線検出素子７については、上記のデータＤ(m)、Ｄ(m+1)のほかに、さらにその次のｍ＋２回目のフレームで読み出されたデータＤ(m+2)とを選択して加算する。
【０１６３】
放射線画像撮影装置１の制御手段２２やコンソール５８は、続いて、上記のようにして選択して加算したデータＤに基づいて、各放射線検出素子７ごとの真の画像データｄ＊を算出し、算出した真の画像データｄ＊に基づいて放射線画像ｐを生成する。
【０１６４】
具体的には、まず、データＤ(m+1)、Ｄ(m+2)を選択して加算した走査線５の各ラインＬ１〜Ｌa-1に接続されている放射線検出素子７については、データＤ(m+1) 、Ｄ(m+2)にそれぞれオフセット補正値Ｏが重畳されているため、
ｄ＊＝（Ｄ(m+1)−Ｏ）＋（Ｄ(m+2)−Ｏ）
∴ｄ＊＝Ｄ(m+1)＋Ｄ(m+2)−２Ｏ    …（４）
を演算して、各放射線検出素子７ごとの真の画像データｄ＊を算出する。
【０１６５】
データＤ(m)、Ｄ(m+1)を選択して加算した走査線５の各ラインＬb+1〜Ｌｘに接続されている放射線検出素子７についても、同様に、
ｄ＊＝（Ｄ(m)−Ｏ）＋（Ｄ(m+1)−Ｏ）
∴ｄ＊＝Ｄ(m)＋Ｄ(m+1)−２Ｏ    …（５）
を演算して、各放射線検出素子７ごとの真の画像データｄ＊を算出する。
【０１６６】
また、データＤ(m)、Ｄ(m+1)、Ｄ(m+2)を選択して加算した走査線５の各ラインＬａ〜Ｌｂに接続されている放射線検出素子７については、データＤ(m)〜Ｄ(m+2)にそれぞれオフセット補正値Ｏが重畳されているため、
ｄ＊＝（Ｄ(m)−Ｏ）＋（Ｄ(m+1)−Ｏ）＋（Ｄ(m+2)−Ｏ）
∴ｄ＊＝Ｄ(m)＋Ｄ(m+1) ＋Ｄ(m+2)−３Ｏ    …（６）
を演算して、各放射線検出素子７ごとの真の画像データｄ＊を算出する。
【０１６７】
そして、放射線画像撮影装置１の制御手段２２やコンソール５８は、このようにして算出した各放射線検出素子７ごとの真の画像データｄ＊に対してゲイン補正や対数変換処理、正規化処理、階調処理等の各種処理を施して、最終的な画像データを算出し、それに基づいて最終的な放射線画像ｐを生成するようになっている。
【０１６８】
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システム５０によれば、放射線が照射されている間にオン電圧が印加された走査線５以外の走査線５に接続されている放射線検出素子７については、放射線の照射が終了した後、最初に読み出されたデータＤ(m)またはデータＤ(m+1)と、その次のフレームで読み出されたデータＤ(m+1)またはデータＤ(m+2)とを選択して加算し、また、放射線が照射されている間にオン電圧が印加された走査線５に接続されている放射線検出素子７については、放射線が照射されている間に読み出されたデータＤ(m)と、その次のフレームおよび当該次のフレームの次のフレームで読み出された各データＤ(m+1)、Ｄ(m+2)とを選択して加算して、放射線画像ｐを生成するように構成した。
【０１６９】
そのため、第１の実施形態で選択されたり選択して加算されたりして算出された、放射線の照射により発生した電荷に起因する真の画像データｄ＊を含むデータＤに、その次のフレームで読み出された読み残しのデータを一律に加算するように構成したため、第１の実施形態の場合と同様に、読み残しのデータを加算したりしなかったりすることで現れる濃淡が放射線画像ｐ上に現れないようにすることが可能となり、濃淡のない放射線画像ｐを生成することが可能となる。
【０１７０】
なお、上記の第１の実施形態や第２の実施形態のように構成すると、上記のような有効な効果が発揮されるが、より実質的に有効な効果が、各フレームにおいて下記表２に示すようなデータＤが読み出される場合に発揮される。
【０１７１】
【表２】
2011185800.tif 000004
【０１７２】
表２と表１とを比較して分かるように、表２の場合では、放射線画像撮影装置１に照射された放射線の線量が表１の場合よりも強くなっている。このように、放射線画像撮影装置１に強い放射線が照射されると、表２に示したように、放射線の照射により発生した電荷に起因する真の画像データｄ＊を含むデータＤが読み出された後のフレームで、比較的大きなデータＤが読み出される場合がある。
【０１７３】
これらのデータＤは、第１の実施形態や第２の実施形態で説明した読み残しのデータＤ、すなわち放射線の照射により各放射線検出素子７内で発生した電荷のうちの前回のフレームまでで読み出し切れなかった電荷に起因するデータとして説明するには値が大き過ぎる値であり、いわゆるラグ（lag）によるデータが含まれていると考えられている。
【０１７４】
ラグは、フォトダイオード等の放射線検出素子７に強い放射線が照射された場合、そのｉ層７６（図５参照）等で発生した電子や正孔の一部が、一種の準安定なエネルギーレベル（metastable state）に遷移して、放射線検出素子７内での移動性を失って放射線検出素子７から読み出され難くなった後、エネルギーレベルが低下した（すなわち失活した）ものが、後のフレームで読み出されるものである。
【０１７５】
しかし、準安定なエネルギーレベルに一旦遷移した電子や正孔は、容易に失活しないため、放射線検出素子７内に比較的長い期間残存する。そのため、強い放射線が照射されて大きなラグが発生すると、表２に示したように、放射線が照射されたフレーム以後の各フレームで、比較的大きな値のラグに起因するデータＤが比較的長期間にわたって読み出され続ける状態になる。
【０１７６】
ところで、各フレームで得られたデータＤが表１に示したようなデータＤであった場合、前述したように、ｍ回目とｍ＋１回目の各フレームで読み出された各データＤ(m)、Ｄ(m+1)を各放射線検出素子７ごとに加算すると、上記のように、放射線画像ｐ（図１８参照）上の画像領域Ａと画像領域Ｂとで濃淡が現れる。
【０１７７】
しかし、例えば、ｍ回目〜ｍ＋２回目の３フレーム分の各データＤ(m)〜Ｄ(m+2)を各放射線検出素子７ごとに加算するように構成すると、少なくとも走査線５の各ラインＬ１〜Ｌa-1に接続されている放射線検出素子７と、走査線５の各ラインＬb+1〜Ｌｘに接続されている放射線検出素子７では、いずれの場合も加算値が３００３５になり、放射線画像ｐの画像領域Ａ、Ｂに濃淡が現れなくなる。なお、上記の第１、第２の実施形態のように構成すれば、放射線画像ｐの画像領域Ａ、Ｂに濃淡が現れなくなることは前述した通りである。
【０１７８】
一方、各フレームで表２に示したようなデータＤが得られた場合に、上記と同様に、ｍ回目〜ｍ＋２回目の３フレーム分の各データＤ(m)〜Ｄ(m+2)を各放射線検出素子７ごとに加算すると、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌa-1に接続されている放射線検出素子７では加算値が６０４０５であるのに対し、走査線５の各ラインＬb+1〜Ｌｘに接続されている放射線検出素子７では加算値が６０７００になるため、放射線画像ｐの画像領域Ａ、Ｂに明らかに濃淡が現れる。
【０１７９】
また、各フレームで表２に示したようなデータＤが得られた場合に、ｍ回目とｍ＋１回目の２フレーム分の各データＤ(m)、Ｄ(m+1)を各放射線検出素子７ごとに加算すると、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌa-1に接続されている放射線検出素子７では加算値が６０００５であるのに対し、走査線５の各ラインＬb+1〜Ｌｘに接続されている放射線検出素子７では加算値が６０４００になるため、やはり放射線画像ｐの画像領域Ａ、Ｂに明らかに濃淡が現れる。
【０１８０】
このように、特に、放射線画像撮影装置１に強い放射線が照射されて大きなラグが発生するような場合には、従来の２フレーム分或いは３フレーム分の各データＤを単純に加算する方法は採用することができない。
【０１８１】
それに対し、上記の第１、第２の実施形態で説明した手法では、上記のように、放射線の照射により発生した電荷に起因する真の画像データｄ＊を含むデータＤだけを用い、ラグに起因するデータＤは用いず（第１の実施形態の場合）、或いは、放射線の照射により発生した電荷に起因する真の画像データｄ＊を含むデータＤと、その直後のフレームで読み出されたラグに起因するデータＤとを一律に加算して用いる（第２の実施形態の場合）。
【０１８２】
そのため、上記の第１、第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置１や放射線画像撮影システム５０によれば、比較的大きなラグが生じるような強い放射線が放射線画像撮影装置１に照射された場合であっても、放射線画像ｐの画像領域Ａ、Ｂに濃淡が現れることが的確に防止され、濃淡がない放射線画像ｐを生成することが可能となるといった、より実質的に有効な効果が得られる。
【０１８３】
［第３の実施の形態］
上記の第１、第２の実施形態では、図１８に示したような放射線画像ｐにおいて、放射線の照射される間にオン電圧が順次印加された走査線５に対応する画像領域δＴと、その上側の画像領域Ａ、およびその下側の画像領域Ｂで濃淡が生じないようにするための処理について説明した。
【０１８４】
より具体的には、図１８と同図の図１３（Ａ）に示す放射線画像ｐにおいて、例えば、信号線６の延在方向（図中では上下方向の矢印方向）に処理後の各放射線検出素子７のデータＤを見た場合に、従来の方法では、図１３（Ｂ）に示すように、放射線画像ｐの画像領域Ａ、ＢにデータＤの差ΔＤが生じる。そして、上記の第１、第２の実施形態ではこのデータＤの差ΔＤをなくすための処理について説明した。
【０１８５】
一方、放射線の照射される間にオン電圧が順次印加された走査線５の各ラインＬａ〜Ｌｂに対応する画像領域δＴについて見てみると、図１３（Ｂ）に示すように、画像領域δＴにおける処理後の各放射線検出素子７のデータＤが、画像領域Ａ、Ｂにおける処理後の各放射線検出素子７のデータＤと有意に異なる値になる場合がある。
【０１８６】
本発明者らの研究では、放射線画像撮影装置１に放射線が照射されると、本実施形態では、照射された放射線がシンチレータ３（図２等参照）で電磁波に変換されるが、この電磁波が各ＴＦＴ８に照射されることにより、各ＴＦＴ８内を電流が流れ易くなり、各ＴＦＴ８で各放射線検出素子７内に蓄積されている電荷のリーク量が増加するためにこのような現象が生じると考えられている。なお、放射線の照射が終了すれば、リーク量は元に戻る。
【０１８７】
つまり、放射線画像撮影装置１に放射線が照射されることにより、検出部Ｐ上の全てのＴＦＴ８でリーク量が増加するが、そのリークした電荷は、放射線が照射されている最中にデータＤが読み出される走査線５の各ラインＬａ〜Ｌｂに接続されている各放射線検出素子７の電荷に重畳されて読み出される。
【０１８８】
より具体的に言えば、図７に示したように、１本の信号線６には多数の放射線検出素子７がＴＦＴ８を介して接続されており、放射線画像撮影装置１に放射線が照射されると、その１本の信号線６に接続されている全てのＴＦＴ８でリーク量が増加する。そして、その１本の信号線６に接続されている１個の放射線検出素子７から電荷が読み出されている際に、その信号線６に接続されている他の各放射線検出素子７からのリーク量が増加しているため、当該１個の放射線検出素子７から本来読み出されるべきデータＤに、他の放射線検出素子７からリークした電荷に起因するデータが上乗せされて読み出される。
【０１８９】
そのため、走査線５の各ラインＬａ〜Ｌｂに接続されている各放射線検出素子７から読み出されたデータＤが、他の放射線検出素子７からＴＦＴ８を介してリークした電荷に相当する分だけ大きくなり、放射線画像ｐの走査線５の各ラインＬａ〜Ｌｂに対応する画像領域δＴにおける各データＤが、画像領域Ａ、Ｂにおける各データＤよりも有意に大きな値になると考えられている。
【０１９０】
このような現象が生じることを防止するための１つの手法として、全てのＴＦＴ８に遮光材を設けて、シンチレータ３から照射された電磁波が各ＴＦＴ８に到達しないように構成することが可能である。
【０１９１】
一方、上記のように、図１３（Ｂ）に示す画像領域δＴにおける各放射線検出素子７の各データＤに重畳される増加分δＤは、当該放射線検出素子７が接続されている１本の信号線６に接続されている全ての放射線検出素子７からリークして当該信号線６に流れ込む電荷に起因するデータＤの増加分であるが、本発明者らの研究では、増加分δＤは、当該信号線６に接続されている各放射線検出素子７内に蓄積されている各電荷の総和に比例するという知見が得られている。
【０１９２】
そして、各放射線検出素子７内に蓄積されている電荷は、画像領域Ａ、Ｂの各放射線検出素子７すなわち走査線５の各ラインＬ１〜Ｌa-1、Ｌb+1〜Ｌｘに接続されている各放射線検出素子７ではデータＤとして読み出され、画像領域δＴの部分の各放射線検出素子７すなわち走査線５の各ラインＬａ〜Ｌｂに接続されている各放射線検出素子７では、読み出されたデータＤから上記のリーク分が重畳された増加分δＤを減算した差分Ｄ−δＤに相当するものである。
【０１９３】
すなわち、画像領域Ａ、Ｂの各放射線検出素子７すなわち走査線５の各ラインＬ１〜Ｌa-1、Ｌb+1〜Ｌｘに接続されている各放射線検出素子７内に蓄積されている電荷は、それらの各放射線検出素子７から読み出されたデータＤに比例し、画像領域δＴの部分の各放射線検出素子７すなわち走査線５の各ラインＬａ〜Ｌｂに接続されている各放射線検出素子７内に蓄積されている電荷は、それらの各放射線検出素子７から読み出されたデータＤから増加分δＤを減算した差分Ｄ−δＤに比例する。
【０１９４】
そのため、図１３（Ｂ）に示す画像領域δＴにおける各放射線検出素子７の各データＤに重畳される増加分δＤは、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌa-1、Ｌb+1〜Ｌｘに接続されている各放射線検出素子７についての各データＤと、走査線５の各ラインＬａ〜Ｌｂに接続されている各放射線検出素子７についての各差分Ｄ−δＤとの総和に比例する。
【０１９５】
ここで、画像領域δＴにおける各データＤに含まれるリークによる増加分δＤの大きさが、データＤ自体の大きさに比べてごく小さいものであることを考慮すると、上記の差分Ｄ−δＤ≒Ｄと近似することができるため、増加分δＤは、当該放射線検出素子７がＴＦＴ８を介して接続されている信号線６に接続されている全ての放射線検出素子７のデータＤの総和に比例すると近似することが可能である。
【０１９６】
そして、上記の第１の実施形態で説明した手法や第２の実施形態で説明した手法で算出される各放射線検出素子７ごとのデータＤを用いて、増加分δＤを算出する対象の放射線検出素子７が接続されている信号線６に接続されている全ての放射線検出素子７のデータＤの総和を算出し、それに予め実験的に求められた比例定数κを乗算して増加分δＤを算出する。
【０１９７】
そして、算出した増加分δＤを、当該放射線検出素子７のデータＤ（すなわち第１の実施形態の場合はＤ(m)＋Ｄ(m+1)、第２の実施形態の場合はＤ(m)＋Ｄ(m+1)＋Ｄ(m+2)）から減算して、当該放射線検出素子７の本来のデータＤ＊を算出する。
【０１９８】
放射線画像ｐの画像領域δＴの全ての放射線検出素子７について上記の処理を行い、算出した本来のデータＤ＊から上記（３）式或いは（６）式に従ってオフセット補正値Ｏを減算処理して真の画像データｄ＊を算出する。
【０１９９】
このように構成することで、図１４に示すように、上記の第１の実施形態や第２の実施形態の効果により、放射線画像ｐの画像領域Ａ、ＢのデータＤの差ΔＤ（図１３（Ｂ）参照）がなくなるとともに、画像領域δＴのデータＤの画像領域Ａ、ＢのデータＤからの増加分δＤもなくなる。そのため、放射線画像ｐの全域において濃淡が現れないようにすることが可能となり、濃淡のない放射線画像ｐを生成することが可能となる。
【０２００】
なお、上記の各実施形態では、ｍ回目のフレームで放射線の照射が開始されたことを検出した後、放射線の照射が終了したことを検出して、照射終了を検出したフレーム（すなわちｍ＋１回目のフレーム）或いはその次のフレーム（すなわちｍ＋２回目のフレーム）まで各放射線検出素子７からのデータＤの読み出し処理を行う場合について説明したが、例えば、放射線の照射が開始されたことを検出した後、放射線の照射が開始されたことを検出したフレームを含む何フレーム分の読み出し処理を行うかを予め決めておくように構成することも可能である。
【０２０１】
また、上記の各実施形態では、放射線が放射線画像撮影装置１に対して図１６に示したように照射された場合について説明したが、図１７に示したように照射された場合についても同様に処理が行われることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０２０２】
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
８  ＴＦＴ（スイッチ手段）
１５  走査駆動手段
１７  読み出し回路
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
５８  コンソール
Ｄ  データ
Ｄ(m)〜Ｄ(m+2)  フレームごとのデータ
Ｐ  検出部
ｐ  放射線画像
ｒ  領域
δＤ  データの増加分
【図１】
2011185800.tif 000005
【図２】
2011185800.tif 000006
【図３】
2011185800.tif 000007
【図４】
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【図５】
2011185800.tif 000009
【図６】
2011185800.tif 000010
【図７】
2011185800.tif 000011
【図８】
2011185800.tif 000012
【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】
2011185800.tif 000018
【図１５】
2011185800.tif 000019
【図１６】
2011185800.tif 000020
【図１７】
2011185800.tif 000021
【図１８】
2011185800.tif 000022