(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に対して放射線を発生させるための放射線発生装置と非同期で動作し、前記被写体の放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置であって、
複数の撮像素子が二次元状に配設されて構成されたセンサを備え、前記放射線画像を含む画像を撮影する撮影手段と、
前記撮像素子の出力が不安定な期間に、前記放射線発生装置から前記撮像素子に放射線が照射されたかを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記放射線発生装置から前記撮像素子に放射線が照射されたと判定された場合に、前記撮像素子をリセットするリセット手段と
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項２】
前記撮像素子の出力が不安定な期間は、前記撮像素子にバイアス電圧が印加されてから一定の期間であ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】
前記リセット手段は、前記撮像素子に蓄積されている電荷を排出することにより前記リセットを行うことを特徴とする請求項１または２に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項４】
前記撮像素子の出力が不安定な期間が経過した後に、前記放射線発生装置から前記撮像素子に放射線が照射されたことを検知する検知手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記撮像素子の出力が不安定な期間中の所定のタイミングで前記撮影手段により取得された画像に基づいて、前記判定を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項６】
前記判定手段は、前記撮像素子の出力が不安定な期間中に一定の間隔で前記撮像素子から読み出される信号に基づいて、前記判定を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項７】
前記検知手段は、更に、前記撮像素子の出力が不安定な期間中に一定の間隔で前記撮像素子から読み出される信号に基づいて、前記放射線発生装置から前記撮像素子に放射線が照射されたことを検知することを特徴とする請求項４に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項８】
前記リセット手段は、前記撮像素子のバイアス電圧を０Ｖもしくは低電位へ遷移させて、前記リセットを行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項９】
前記リセット手段は、前記撮像素子から電荷を読み出すことにより前記リセットを行うことを特徴とする請求項１または２に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１０】
前記判定手段は、前記リセット手段により前記リセットが行われた場合には、次の撮影のために前記撮像素子の出力が不安定な期間を再度設定することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１１】
前記リセット手段により前記リセットが行われた場合に、前記リセットを行った旨の通知メッセージ、及び、前記撮像素子の出力が不安定な期間が経過した後に前記放射線発生装置から放射線の照射を促すメッセージを表示装置に表示させる表示制御手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１２】
前記判定手段により前記放射線発生装置から前記撮像素子に放射線が照射されたと判定された場合に、前記撮像素子の出力が不安定な期間中に前記撮影手段により取得された画像に基づく画像を前記放射線画像として出力させる出力制御手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１３】
被写体に対して放射線を発生させるための放射線発生装置と非同期で動作するものであり、複数の撮像素子が二次元状に配設されて構成されたセンサを備えて前記被写体の放射線画像を含む画像を撮影する撮影手段を備える放射線画像撮影装置の制御方法であって、
前記撮像素子の出力が不安定な期間に、前記放射線発生装置から前記撮像素子に放射線が照射されたかを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにより前記放射線発生装置から前記撮像素子に放射線が照射されたと判定された場合に、前記撮像素子をリセットするリセットステップと
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体に対して放射線を発生させるための放射線発生装置と非同期で動作する放射線画像撮影装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、単結晶シリコンやアモルファスシリコンからなる撮像素子を二次元状に配設して構成したフラットパネルディテクタ（以下、「ＦＰＤ」と称する）が広く実用化されている。このＦＰＤは、医療診断機器においても、放射線画像の撮影を行う際に利用されている。
【０００３】
ＦＰＤでは、被写体を透過した後のＸ線等の放射線を、直接的に、または、放射線に感度のある蛍光体の発光を介して間接的に、撮像素子で捕えて電荷に変換する。さらに、撮像素子に接続された薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）をマトリクス駆動することにより、撮像素子に蓄積された電荷に基づく電気信号を順次読み出す。さらに、読み出された電気信号に基づいて被写体情報を反映した放射線画像データを生成する。
【０００４】
ＦＰＤを用いる放射線画像撮影装置の場合、放射線画像の画質劣化の一因として、前撮影による残像が挙げられる。この残像は、被写体を通して放射線をＦＰＤに照射した撮影において、ＦＰＤから被写体情報を反映した電気信号を読み出しても、撮像素子内部に電荷として残留してしまう。この状態で次の被写体の撮影をすると、この残留電荷が残像として当該被写体の放射線画像に重畳してしまうため、画質が劣化してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２３７４４５号公報
【特許文献２】特開２０１２−３２１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前撮影の残像が次撮影の画像を劣化させる課題を解決するために、上記の特許文献１には、所定のタイミングで予め暗画像を撮影しておき、この暗画像に基づいて残像量を検出し、検出した残像量に応じて残像補正や撮影の待機を行う技術が記載されている。これにより、正確な放射線画像を安定して撮影できるとしている。
【０００７】
しかしながら、上記の特許文献１に記載の技術は、予め撮影しておいた画像から残像量を検出するため、撮像素子の出力が安定している期間のみで精度よく使用することができるものである。即ち、撮像素子の出力が不安定な期間では、残像量の検出精度が低下するため、結果として画質の劣化に繋がる。
【０００８】
ＦＰＤには、撮像素子の出力特性が不安定で正常な出力が行えない期間（以下、「出力不安定期間」と称する）があることが知られている。これは、以下の経緯で生じると考えられている。
【０００９】
ＦＰＤの起動時、撮像素子には光電変換のためにバイアス電圧が印加されるが、このバイアス電圧の印加直後から一定の期間は、図４に示すように大きな暗電流が発生する。この暗電流は、バイアス電圧の印加により、撮像素子に使用されている半導体内の電場が変化して禁止帯内のフェルミレベルが相対的に移動し、禁止帯周辺のトラップされた電子及びホールの移動が起きることで発生すると考えられている。この暗電流成分により出力信号が劣化し、不安定となる。
【００１０】
ＦＰＤと放射線発生装置とが同期し、ＦＰＤの出力が安定した状態にあるときにのみ放射線発生装置から放射線が照射され、またＦＰＤは放射線の照射と同期して撮影動作を行う方法（以下、「同期撮影方法」と称する）を用いる場合には、上述した出力不安定期間に放射線が照射されることはない。
【００１１】
しかしながら、上記の特許文献２に記載されているように、ＦＰＤと放射線発生装置とが同期せずに（即ち非同期で）、ＦＰＤ自体で放射線の照射を検知して撮影動作を行う方法（以下、「非同期撮影方法」と称する）を用いる場合には、出力不安定期間に放射線が照射される可能性が十分にあり得る。この非同期撮影方法の場合には、ＦＰＤの内部動作状態を放射線発生装置に通知する手段がないため、ＦＰＤが出力不安定期間中であっても放射線発生装置からの放射線の照射を禁止することができない。
【００１２】
ＦＰＤの出力不安定期間では、放射線の検知に係る信号（以下、「放射線検知信号」と称する）も劣化しているため、出力不安定期間に放射線が誤曝射されてしまうと、正しい放射線検知が行えず、放射線が照射されたことを認識できない可能性が高い。その結果、撮像素子のリセット動作がなされないまま次の撮影動作に移行してしまうことが想定される。この時、誤曝射された放射線によって撮像素子に蓄積された電荷が、次の放射線撮影で得られた放射線画像に残像として残ってしまい、放射線画像の画質を劣化させる要因となる。
【００１３】
こうした非同期撮影方法を用いた場合に発生する、ＦＰＤの出力不安定期間中の誤曝射が原因で生じる残像によって次撮影の放射線画像の画質が劣化するという問題について、従来の技術では、この問題を解決する対応策は提案されていない。
【００１４】
即ち、従来の技術では、非同期撮影方法によって放射線撮影を行う際に、撮影部であるＦＰＤが出力不安定期間中であるときに誤って放射線が照射された場合に、次の放射線撮影で得られる放射線画像の画質劣化を防止することは困難であった。
【００１５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、非同期撮影方法によって放射線撮影を行う際に、撮影部が出力不安定期間中であるときに誤って放射線が照射された場合でも、次の放射線撮影で得られる放射線画像の画質劣化を防止する仕組み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】
【００１６】
本発明の放射線画像撮影装置は、被写体に対して放射線を発生させるための放射線発生装置と非同期で動作し、前記被写体の放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置であって、複数の撮像素子が二次元状に配設されて構成されたセンサを備え、前記放射線画像を含む画像を撮影する撮影手段と、前記撮像素子の出力が不安定な期間に、前記放射線発生装置から前記撮像素子に放射線が照射されたかを判定する判定手段と、前記判定手段により前記放射線発生装置から前記撮像素子に放射線が照射されたと判定された場合に、前記撮像素子をリセットするリセット手段とを有する。
また、本発明は、上述した放射線画像撮影装置の制御方法を含む。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、非同期撮影方法によって放射線撮影を行う際に、撮影部が出力不安定期間中であるときに誤って放射線が照射された場合でも、次の放射線撮影で得られる放射線画像の画質劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置の制御方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置の出力不安定期間における暗電流成分の時間推移の一例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態を示し、誤曝射検知用画像データの取得タイミングの一例を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態を示し、誤曝射がされたタイミングと誤曝射検知用画像データ出力との関係の一例を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態を示し、図８に示す放射線検知回路における出力信号の信号量の時間推移の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００２１】
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１０の機能構成の一例を示すブロック図である。
【００２２】
放射線画像撮影装置１０は、図１に示すように、撮影部１１、放射線検知部１２、誤曝射検知判定部１３、照射開始検知判定部１４、及び、センサリセット部１５の各機能構成を有して構成されている。この放射線画像撮影装置１０は、被写体の放射線画像を撮影するものである。
【００２３】
撮影部１１は、被写体を透過した放射線に基づく放射線画像データを生成し取得する。また、撮影部１１は、暗電流成分等の画像のオフセット成分を補正するために、放射線が照射されない条件で暗画像データを生成し取得する。さらに、予め被写体がない状態で放射線発生装置３０から放射線を撮影部１１内のセンサにおける有効画素領域の全面に均一に照射し、撮影部１１は、この放射線を検知してキャリブレーション画像データを生成し取得する。さらに、撮影部１１は、撮影部１１内のセンサを構成する撮像素子にバイアス電圧が印加されてから撮像素子の出力が不安定な期間（一定の期間）である出力不安定期間中に誤曝射検知用画像データを取得し、これを誤曝射検知判定部１３へ出力する。
【００２４】
放射線検知部１２は、撮影部１１に放射線が照射された際に、内部の放射線検知回路で生成される出力信号を照射開始検知判定部１４へ出力する。
【００２５】
誤曝射検知判定部１３は、撮影部１１の出力不安定期間中に撮影部１１から出力された誤曝射検知用画像データと、予め誤曝射検知判定部１３に格納されている誤曝射検知判定閾値とに基づいて、誤曝射されたか否かを判定する。そして、誤曝射検知判定部１３は、必要に応じて撮影部１１の駆動を切り替える。
【００２６】
照射開始検知判定部１４は、撮影部１１が出力不安定期間を経過した後（即ち出力安定期間中）に放射線検知部１２（放射線検知回路）から出力された出力信号と、予め照射開始検知判定部１４に格納されている照射開始検知判定閾値とに基づいて、放射線の照射が開始されたか否かを判定する。そして、照射開始検知判定部１４は、必要に応じて撮影部１１の駆動を切り替える。
【００２７】
センサリセット部１５は、誤曝射検知判定部１３により誤曝射が検知された場合、または、照射開始検知判定部１４により放射線の照射開始が検知されて正常に放射線撮影がなされた場合に、撮影部１１をリセットする。具体的には、センサリセット部１５は、撮影部１１内のセンサを構成する撮像素子をリセットする。
【００２８】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置１０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。ここで、図２には、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１０と、放射線発生装置３０と、画像表示装置４０とを備える放射線画像撮影システム１が示されている。
【００２９】
放射線発生装置３０は、被写体（不図示）に対して放射線を発生させるための装置であり、被写体に向けて放射線を照射する。このとき、放射線発生装置３０は、放射線の照射タイミングを放射線画像撮影装置１０に通知する手段を持たない。放射線画像撮影装置１０は、放射線発生装置３０が被写体に放射線を照射した後、被写体を透過した放射線を検知して撮影（非同期撮影方法による撮影）を開始し、デジタル信号に変換して、被写体の放射線画像データを生成し取得する。
【００３０】
画像表示装置４０は、放射線画像撮影装置１０から出力された放射線画像データに基づく放射線画像を表示する。また、画像表示装置４０は、メッセージ表示回路４１０を有し、放射線画像撮影装置１０の状態に応じたメッセージを表示する。
【００３１】
放射線画像撮影装置１０は、図２に示すように、撮影部１１０、放射線検知部１２０、放射線検知判定部１３０、制御部１４０、及び、画像処理部１５０の各ハードウェア構成を有して構成されている。この放射線画像撮影装置１０は、被写体（不図示）に対して放射線を発生させるための放射線発生装置３０と非同期で動作し、被写体の放射線画像を撮影する装置である。
【００３２】
撮影部１１０は、駆動回路１１１、センサ１１２、及び、読み出し回路１１３を含み構成されている。この撮影部１１０は、被写体の放射線撮影を行って、被写体を透過した放射線を電気信号に変換し、放射線画像データを生成し取得する。この際、撮影部１１０は、放射線発生装置３０から放射線の照射を知らせる信号を受け取ることなく、放射線検知部１２０による放射線の検知によって、非同期撮影方法による撮影を開始する。また、撮影部１１０は、暗電流成分等の画像のオフセット成分を補正するために、放射線が照射されない条件で暗画像データを生成し取得する。さらに、予め被写体がない状態で放射線発生装置３０から放射線をセンサ１１２における有効画素領域の全面に均一に照射し、撮影部１１０は、この放射線を検知してキャリブレーション画像データを生成し取得する。さらに、撮影部１１０は、出力不安定期間に誤曝射検知用画像データを取得し、これを放射線検知判定部１３０へ出力する。
【００３３】
駆動回路１１１は、制御部１４０からの制御信号に基づいて、センサ１１２及び読み出し回路１１３の駆動を制御する。
【００３４】
センサ１１２は、二次元状（例えば二次元平面に格子状（二次元行列状））に配設された複数の撮像素子における各撮像素子を含む各画素、及び、被写体を透過した放射線を可視光へ変換する蛍光体を具備して構成されている。撮像素子は、例えば、アモルファスシリコンを主材料として構成されている。また、蛍光体は、例えば、ＣｓＩ：ＴｌやＧ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ等を主材料として構成されている。センサ１１２に被写体を透過した放射線が入射すると、まず、蛍光体において入射した放射線を可視光に変換し、次いで、撮像素子において当該可視光を電気信号である電荷信号に変換する。
【００３５】
読み出し回路１１３は、センサ１１２の各撮像素子に蓄積された電荷信号に基づくデジタル信号を読み出す。具体的に、読み出し回路１１３は、放射線画像データ（放射線画像信号）や、暗画像データ（暗画像信号）、キャリブレーション画像データ（キャリブレーション画像信号）等を読み出す。また、読み出し回路１１３は、出力不安定期間に読み出した画像データ（画像信号）を誤曝射検知用画像データ（誤曝射検知用画像信号）として読み出す。
【００３６】
放射線検知部１２０は、放射線検知回路１２１を含み構成されている。放射線検知回路１２１は、被写体を透過した放射線がセンサ１１２に照射されて読み出し回路１１３が読み出しを行う際に、センサ１１２に照射された放射線の信号量に基づく電流信号が出力されるように設計された、センサ１１２に接続された回路である。放射線検知部１２０は、この電流信号を増幅して電圧信号（以下、「放射線検知信号」と称する）へ変換し、これを放射線検知判定部１３０に出力する。
【００３７】
放射線検知判定部１３０は、閾値記憶部１３１、画像演算回路１３２、及び、判定回路１３３を有して構成されている。放射線検知判定部１３０は、読み出し回路１１３から取得した誤曝射検知用画像データと、閾値記憶部１３１に予め格納されている誤曝射検知判定閾値とに基づいて、撮影部１１０が出力不安定期間中に放射線発生装置３０から撮影部１１０に放射線が照射（誤曝射）されたかを判定する。また、放射線検知判定部１３０は、放射線検知部１２０から取得した放射線検知信号と、閾値記憶部１３１に予め格納されている照射開始検知判定閾値とに基づいて、放射線発生装置３０から撮影部１１０に放射線の照射開始がなされたかを判定する。そして、放射線検知判定部１３０は、これらの判定結果を制御部１４０へ出力する。
【００３８】
閾値記憶部１３１は、予め決定された誤曝射検知判定閾値と照射開始検知判定閾値を含む各種の閾値を格納し、必要に応じてこれらを出力する。
【００３９】
画像演算回路１３２は、出力不安定期間において読み出し回路１１３から出力された誤曝射検知用画像データを解析し、誤曝射による放射線の信号量を算出する。
【００４０】
判定回路１３３は、画像演算回路１３２から出力された誤曝射による放射線の信号量と、閾値記憶部１３１から出力された誤曝射検知判定閾値とに基づき、誤曝射がなされたか否かを判定し、その判定結果を制御部１４０へ出力する。また、判定回路１３３は、出力安定期間においては、放射線検知回路１２１から出力された放射線検知信号と、閾値記憶部１３１から出力された照射開始検知判定閾値とに基づき、放射線の照射が開始されたか否かを判定し、その判定結果を制御部１４０へ出力する。
【００４１】
制御部１４０は、放射線画像撮影装置１０における動作を統括的に制御する。例えば、制御部１４０は、撮影部１１０と常時通信を行い、撮影部１１０の状態に応じて駆動回路１１１の撮影駆動を制御する。さらに、制御部１４０は、放射線検知判定部１３０から出力される誤曝射の判定結果と照射開始の判定結果に基づいて、駆動回路１１１の撮影駆動を変更する。例えば、制御部１４０は、放射線検知判定部１３０から誤曝射の判定結果を取得した場合には、センサ１１２における撮像素子をリセットするように、駆動回路１１１を制御する。
【００４２】
画像処理部１５０は、オフセット補正処理回路１５１、感度補正処理回路１５２、周波数処理回路１５３、階調処理回路１５４、欠陥補正処理回路１５５、ＲＯＭ１５６、ＲＡＭ１５７、及び、ＣＰＵ１５８を含み構成されている。
【００４３】
オフセット補正処理回路１５１は、撮影部１１０で取得された放射線画像データ及び暗画像データを受け取り、暗画像データに基づいて放射線画像データのオフセット補正処理を行う。
【００４４】
感度補正処理回路１５２は、撮影部１１０からのキャリブレーション画像データ及び感度ばらつき補正データに基づいて、放射線画像データの感度補正処理を行う。ここで、感度ばらつき補正データとは、撮影部１１０ごとの感度の個体ばらつきを示すデータであり、例えば、機種ごとに設定された感度目標値に対する各撮影部１１０の感度の比で表わされる。この感度ばらつき補正データは、例えば工場出荷時に撮影部１１０ごとに測定され、専用の記憶領域に記憶される。
【００４５】
周波数処理回路１５３は、放射線画像データに対して、周波数強調処理やノイズ抑制処理等の周波数処理を行う。
【００４６】
階調処理回路１５４は、撮影時の放射線の線量情報及び被写体の部位情報等に基づいて、放射線画像データに対して階調処理を行う。
【００４７】
欠陥補正処理回路１５５は、予め取得された欠陥データに基づいて、放射線画像データに対して欠陥補正を行う。この際、欠陥データは、例えば工場出荷時に撮影部１１０ごとに測定され、専用の記憶領域に記憶される。
【００４８】
ＲＯＭ１５６は、変更を必要としないプログラムや各種データ、各種情報等を格納している。
【００４９】
ＲＡＭ１５７は、ＲＯＭ１５６からロードされたプログラムやデータや情報を一時的に記憶するエリアを備えるとともに、ＣＰＵ１５８が各種の処理を行うために必要とするワークエリアを備える。
【００５０】
ＣＰＵ１５８は、例えば、ＲＯＭ１５６に記憶されたプログラムやデータや情報を用いて、画像処理部１５０の動作を統括的に制御する。
【００５１】
なお、画像処理部１５０は、ＣＰＵ１５８がソフトウェア（例えばＲＯＭ１５６に記憶されたプログラム）を実行することにより、例えば１５１〜１５５の構成を実現する形態としてもよいし、ＧＰＵまたは専用の処理ボードで構成する形態でもよい。
【００５２】
ここで、図１に示す構成と、図２に示す構成との対応関係の一例について説明する。
図１における撮影部１１は、図２における撮影部１１０に対応する構成である。図１における放射線検知部１２は、図２における放射線検知部１２０に対する構成である。図１における誤曝射検知判定部１３及び照射開始検知判定部１４は、図２における放射線検知判定部１３０に対応する構成である。図１におけるセンサリセット部１５は、図２における制御部１４０に対する構成である。
【００５３】
次に、本発明の第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置１０の制御方法について説明する。
【００５４】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置１０の制御方法の処理手順の一例を示すフローチャートである。この図３に示すフローチャートの説明においては、図２に示す構成を用いた説明を行う。
【００５５】
まず、撮影部１１０に電源が投入されると、センサ１１２にも同様に電源が投入される（即ちセンサ１１２内の撮像素子にバイアス電圧が印加される）。そして、駆動回路１１１は、制御部１４０の制御に基づき撮影を開始するための準備駆動を開始する。この準備駆動は、撮像素子、つまりセンサ１１２の出力特性が安定するまで、即ち出力不安定期間が終了するまで継続される。
【００５６】
そして、ステップＳ３０１において、制御部１４０は、出力不安定期間の所定のタイミングで、撮影部１１０に対して誤曝射検知用画像データの取得を指示する。ここで、誤曝射検知用画像データの取得タイミングについて、図４及び図５を用いて説明する。
【００５７】
図４は、本発明の第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置１０の出力不安定期間における暗電流成分の時間推移の一例を示す図である。また、図５は、本発明の第１の実施形態を示し、誤曝射検知用画像データの取得タイミングの一例を示す図である。
【００５８】
図４に示すように、撮影部１１０のセンサ１１２の出力は、電源が投入されてから（即ちバイアス電圧が印加されてから）時間が経過につれて安定する特性を示す。このため、本実施形態では、例えば、図５に示すように、出力不安定期間が半分経過し、ある程度出力が安定した時刻から誤曝射検知用画像データの取得を開始し、出力不安定期間終了時に誤曝射検知用画像データの読み出しが終了するような取得タイミングとする。なお、図５に示す例では、ＦＰＮ（Ｆｉｘｅｄ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｎｏｉｓｅ：固定パターンノイズ）の蓄積と読み出しの例を示しているが、本実施形態においてはこれに限らず、センサ１１２を構成する撮像素子の電荷の蓄積と読み出しとすることもできる。
【００５９】
そして、撮影部１１０は、制御部１４０から指示を受け、誤曝射検知用画像データを取得し、放射線検知判定部１３０に出力する。このとき、誤曝射検知用画像データは、誤曝射されなかった場合には、暗画像データとなる。一方、誤曝射検知用画像データは、誤曝射された場合には、誤曝射された放射線の信号を含む画像データ（画像信号）として取得される。
【００６０】
ここで、誤曝射検知用画像データは、誤曝射されたタイミングと誤曝射検知用画像データが取得されるタイミングとの前後関係によって、以下の３種類のパターンに分かれる。
１．誤曝射検知用画像データ取得前に誤曝射された場合（以下、「条件１」と称する）
２．誤曝射検知用画像データの画像信号を蓄積している間に誤曝射された場合（以下、「条件２」と称する）
３．誤曝射検知用画像データの読み出し中に誤曝射された場合（以下、「条件３」と称する）
【００６１】
図６は、本発明の第１の実施形態を示し、誤曝射がされたタイミングと誤曝射検知用画像データ出力との関係の一例を示す図である。この図６を用いて、上述した条件１、条件２及び条件３について説明する。
【００６２】
まず、条件１の場合には、誤曝射が誤曝射検知用画像データの取得よりも前に行われるので、直接誤曝射された放射線の信号は誤曝射検知用画像データには含まれない。しかしながら、誤曝射時にセンサ１１２内の撮像素子に発生した電荷成分は、その後完全に排出されずに残留するため、この残留した電荷成分が誤曝射検知用画像データを取得する際に蓄積される。つまり、条件１の場合には、誤曝射検知用画像データは、暗画像データの元来持っている成分（以下、「ベース画素値」と称する）に加えて、誤曝射に起因する残像成分を含んでいる。
【００６３】
条件２の場合には、誤曝射が誤曝射検知用画像データの取得中に行われる。このとき、撮影部１１０は、センサ１１２の有効画素領域の全面で画像信号の蓄積を行っているため、誤曝射による放射線の信号は全て誤曝射検知用画像データに蓄積される。そのため、誤曝射検知用画像データは、ベース画素値に加え、誤曝射による放射線の信号を蓄積する。
【００６４】
条件３の場合には、誤曝射が誤曝射検知用画像データの読み出し中に行われる。
このため、誤曝射の開始時に既に読み出されてしまっている信号線については誤曝射された放射線の信号を含まないが、誤曝射が開始されて以降に画像信号の読み出しを行っている信号線については誤曝射された放射線の信号を含む。よって、条件３の場合には、誤曝射検知用画像データは、誤曝射が開始されたときに読み出しが完了している信号線からの出力についてはベース画素値のみを含み、誤曝射が開始されて以降に読み出された信号線からの出力については、ベース画素値に加え、誤曝射による放射線の信号を含む。
【００６５】
ここで、再び、図３の説明に戻る。
ステップＳ３０１において誤曝射の検知が開始されると、ステップＳ３０２に進む。
ステップＳ３０２に進むと、放射線検知判定部１３０の画像演算回路１３２は、撮影部１１０から出力された誤曝射検知用画像データを受け取り、当該誤曝射検知用画像データに基づいて放射線の信号量を算出する。この放射線の信号量の算出方法は、放射線の信号量が算出できれば特に限定されないが、例えば誤曝射された場合に当該誤曝射された放射線が蓄積されている画素領域を演算領域とした画素平均値を算出する。
【００６６】
このとき、演算領域は、誤曝射されたタイミングによって異なる。
まず、誤曝射が条件１でなされた場合には、センサ１１２（誤曝射検知用画像データ）の有効画素領域全面に、ベース画素値と誤曝射された放射線に起因する残像成分が蓄積されている。そのため、条件１の場合の演算領域は、センサ１１２（誤曝射検知用画像データ）の有効画素領域全面である。次いで、誤曝射が条件２でなされた場合には、センサ１１２（誤曝射検知用画像データ）の有効画素領域全面に、ベース画素値と誤曝射された放射線の信号が蓄積されている。よって、条件２の場合の演算領域は、条件１と同様に、センサ１１２（誤曝射検知用画像データ）の有効画素領域全面に対して行われる。次いで、誤曝射が条件３でなされた場合には、誤曝射されたタイミングより後に読み出された信号線のみに誤曝射された放射線の信号を含むため、条件３の場合の演算領域は、誤曝射された後に読み出された領域である。この演算領域を抽出する方法としては、例えばヒストグラム解析を行い、有効画素領域全面の画素平均値より高い画素値を持つ領域を抽出する方法等が挙げられるが、本実施形態においてはこの方法に限定されるものではない。
【００６７】
続いて、ステップＳ３０３において、放射線検知判定部１３０の判定回路１３３は、ステップＳ３０２で算出された放射線の信号量が、閾値記憶部１３１に予め格納されている誤曝射検知判定閾値以上であるか否かを判定する。ここで、誤曝射検知判定閾値は、図６に示すように、ベース画素値よりも高い値に設定すればよく、予めベース画素値の特性を測定しておき、適宜設定すればよい。また、ベース画素値が環境温度等の撮影条件に依存する場合には、これに対応して撮影条件ごとに誤曝射検知判定閾値を設定すればよい。
【００６８】
ステップＳ３０３の判定の結果、ステップＳ３０２で算出された放射線の信号量が誤曝射検知判定閾値以上である場合には（Ｓ３０３／Ｙｅｓ）、放射線検知判定部１３０の判定回路１３３は「誤曝射あり」と判定し、ステップＳ３０４に進む。この際、放射線検知判定部１３０の判定回路１３３は、当該判定結果を制御部１４０へ出力する。
【００６９】
ステップＳ３０４に進むと、制御部１４０は、放射線検知判定部１３０の判定回路１３３から受け取った「誤曝射あり」の判定結果に基づいて、センサ１１２内の撮像素子をリセットする制御を行う。具体的に、制御部１４０は、駆動回路１１１にリセット駆動を指示する。駆動回路１１１は、制御部１４０からリセット駆動の指示を受けると、例えば、センサ１１２内の撮像素子に印加されているバイアス電圧を０Ｖもしくは所定の低電位へ遷移させて、撮像素子に蓄積されている電荷を排出するリセット駆動を行う。
【００７０】
より具体的に、ステップＳ３０４のリセット駆動は、以下のようにして行う。
センサ１１２内の撮像素子が寄生容量と並列に接続されている場合（例えばＰＩＮ構造の場合）には、撮像素子に蓄積されている電荷を読み出すことによりセンサ１１２内の撮像素子をリセットできる。一方、センサ１１２内の撮像素子が寄生容量と直列に接続されている場合（例えばＭＩＳ構造の場合）には、読み出し動作だけでは十分に残留電荷を排出できないため、上述したようにセンサ１１２内の撮像素子に印加されているバイアス電圧を０Ｖもしくは低電位へ遷移させて、撮像素子に蓄積されている電荷を排出することによりセンサ１１２内の撮像素子をリセットする。
【００７１】
ステップＳ３０４のリセット駆動後は、ステップＳ３０１に戻り、再び、センサ１１２の撮像素子にバイアス電圧を印加して撮影準備駆動を開始する。このとき、例えば放射線検知判定部１３０は、次の撮影のために出力不安定期間を再度設定し直す。また、制御部１４０は、画像処理部１５０を通じて、メッセージ表示回路４１０に対して、誤曝射検知によりリセット駆動を行った旨の通知メッセージを画像表示装置４０に表示させる表示制御を行う。さらに、制御部１４０は、画像処理部１５０を通じて、メッセージ表示回路４１０に対して、出力不安定期間が経過した後に放射線発生装置３０から放射線の照射を促すメッセージを画像表示装置４０に表示させる表示制御も行う。
【００７２】
また、誤曝射低減の観点から、判定回路１３３により「誤曝射あり」と判定された場合でも、制御部１４０は、誤曝射検知用画像データに基づく画像データを放射線画像データとして出力する出力制御を行うようにしてもよい。ただし、この場合には、制御部１４０は、画像処理部１５０を通じて、メッセージ表示回路４１０に対して、画質劣化が含まれる放射線画像である旨の通知メッセージを画像表示装置４０に表示させる表示制御を行って、その旨をユーザーに通知する。
【００７３】
また、ステップＳ３０３の判定の結果、ステップＳ３０２で算出された放射線の信号量が誤曝射検知判定閾値未満である場合には（Ｓ３０３／Ｎｏ）、放射線検知判定部１３０の判定回路１３３は「誤曝射なし」と判定し、ステップＳ３０５に進む。この際、放射線検知判定部１３０の判定回路１３３は、当該判定結果を制御部１４０へ出力する。このステップＳ３０３からステップＳ３０５に遷移すると同時に出力不安定期間が終了する。
【００７４】
そして、出力不安定期間が経過した後に（即ち出力安定期間に）、ステップＳ３０５において、制御部１４０は、判定回路１３３から出力された「誤曝射なし」の判定結果に基づいて、駆動回路１１１に対して放射線の照射開始検知駆動の開始を指示する。ここでは、撮影部１１０は、非同期撮影方法による放射線撮影を開始したことになる。照射開始検知駆動は、常時または所定のタイミングで放射線検知回路１２１の出力信号をモニタリングする駆動である。この際、放射線検知回路１２１の出力信号は、放射線検知判定部１３０に出力される。
【００７５】
続いて、ステップＳ３０６において、放射線検知判定部１３０の判定回路１３３は、放射線検知回路１２１の出力信号の信号量が、閾値記憶部１３１に予め格納されている照射開始検知判定閾値以上であるか否かを判定する。
【００７６】
ステップＳ３０６の判定の結果、放射線検知回路１２１の出力信号の信号量が照射開始検知判定閾値未満である場合には（Ｓ３０６／Ｎｏ）、放射線検知判定部１３０の判定回路１３３は「放射線照射なし」と判定し、ステップＳ３０５に戻る。この際、放射線検知判定部１３０の判定回路１３３は、当該判定結果を制御部１４０へ出力する。
【００７７】
一方、ステップＳ３０６の判定の結果、放射線検知回路１２１の出力信号の信号量が照射開始検知判定閾値以上である場合には（Ｓ３０６／Ｙｅｓ）、放射線検知判定部１３０の判定回路１３３は「放射線照射あり」と判定し、ステップＳ３０７に進む。この際、放射線検知判定部１３０の判定回路１３３は、当該判定結果を制御部１４０へ出力する。
【００７８】
ステップＳ３０７に進むと、撮影部１１０は、被写体を透過した放射線に基づく放射線画像データを取得する処理を行う。このとき、制御部１４０は、放射線検知判定部１３０の判定回路１３３から受け取った「放射線照射あり」の判定結果に基づいて、撮影部１１０の駆動回路１１１に対して、照射された放射線に基づく電荷信号の蓄積を指示する。
そして、撮影部１１０のセンサ１１２に構成された撮像素子の電荷信号の蓄積が終了すると、撮影部１１０の読み出し回路１１３は、センサ１１２に構成された撮像素子に蓄積された電荷信号を放射線画像データとして画像処理部１５０へ出力する。画像処理部１５０では、読み出し回路１１３から受け取った放射線画像データに対して、画像処理（オフセット補正処理、感度補正処理、周波数処理、階調処理、欠陥補正処理等）を施し、画像処理済の放射線画像データを画像表示装置４０へ出力する。そして、画像表示装置４０では、画像処理部１５０から出力された放射線画像データに基づく放射線画像を表示する。
【００７９】
撮影部１１０による放射線画像データの取得が終了すると、続いて、ステップＳ３０８において、制御部１４０は、センサ１１２内の撮像素子をリセットする制御を行う。具体的に、制御部１４０は、駆動回路１１１にリセット駆動を指示する。このとき、センサ１１２内の撮像素子が寄生容量と並列に接続されている場合（例えばＰＩＮ構造の場合）には、撮像素子に蓄積されている電荷を読み出すことによりセンサ１１２内の撮像素子をリセットできる。一方、センサ１１２内の撮像素子が寄生容量と直列に接続されている場合（例えばＭＩＳ構造の場合）には、読み出し動作だけでは十分に残留電荷を排出できないため、駆動回路１１１は、センサ１１２内の撮像素子に印加されているバイアス電圧を０Ｖもしくは低電位へ遷移させて、撮像素子に蓄積されている電荷を排出することによりセンサ１１２内の撮像素子をリセットする。
【００８０】
ステップＳ３０８のリセット駆動が終了すると、続いて、ステップＳ３０９において、例えば制御部１４０は、例えば不図示の入力デバイスを介してユーザーから放射線撮影の終了が指示されたか否かを判定する。この判定の結果、ユーザーから放射線撮影の終了が指示されていない場合には（Ｓ３０９／Ｎｏ）、放射線撮影を継続するために、ステップＳ３０５に戻る。
【００８１】
一方、ステップＳ３０９の判定の結果、ユーザーから放射線撮影の終了が指示された場合には（Ｓ３０９／Ｙｅｓ）、放射線撮影を終了して、図３のフローチャートの処理が終了する。
【００８２】
上述したように、第１の実施形態では、撮影部１１０が出力不安定期間中の状態で放射線の誤曝射ありと判定されると（Ｓ３０３／Ｙｅｓ）、センサ１１２内の撮像素子をリセットするようにしている（Ｓ３０４）。
かかる構成によれば、非同期撮影方法によって放射線撮影を行う際に、撮影部が出力不安定期間中であるときに誤って放射線が照射された場合でも、次の放射線撮影で得られる放射線画像の画質劣化を防止することができる。
【００８３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００８４】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置２０の機能構成の一例を示すブロック図である。図７に示すように、第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置２０の機能構成は、図１に示す第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置１０の機能構成と概ね同等である。
【００８５】
図７に示す撮影部２１、放射線検知部２２、誤曝射検知判定部２３、照射開始検知判定部２４、及び、センサリセット部２５は、それぞれ、図１に示す撮影部１１、放射線検知部１２、誤曝射検知判定部１３、照射開始検知判定部１４、及び、センサリセット部１５に対応する。
【００８６】
第１の実施形態では、撮影部１１が誤曝射検知に係る情報を取得していたのに対し、第２の実施形態では、放射線検知部２２が照射開始検知に係る情報とともに誤曝射検知に係る情報を取得する点が異なる。
【００８７】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置２０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図８に示すように、第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置２０のハードウェア構成は、図２に示す第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置１０のハードウェア構成と同等である。即ち、図８に示す２１０〜２５０の構成は、それぞれ、図２に示す１１０〜１５０に対応する。
【００８８】
ここで、図７に示す構成と、図８に示す構成との対応関係の一例について説明する。
図７における撮影部２１は、図８における撮影部２１０に対応する構成である。図７における放射線検知部２２は、図８における放射線検知部２２０に対する構成である。図７における誤曝射検知判定部２３及び照射開始検知判定部２４は、図８における放射線検知判定部２３０に対応する構成である。図７におけるセンサリセット部２５は、図８における制御部２４０に対する構成である。
【００８９】
次に、本発明の第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置２０の制御方法について説明する。第２の実施形態に係る放射線画像撮影装置２０の制御方法の処理手順の一例を示すフローチャートは、第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置１０の制御方法の処理手順を示す図３のフローチャートと同様である。
【００９０】
以下の説明では、第１の実施形態に係る放射線画像撮影装置１０の制御方法の処理と異なる部分について、図３を用いて説明する。
【００９１】
まず、撮影部２１０に電源が投入されると、センサ２１２にも同様に電源が投入される（即ちセンサ１１２内の撮像素子にバイアス電圧が印加される）。この後、第１の実施形態と同様にセンサ１１２の出力不安定期間がある。
【００９２】
そして、ステップＳ３０１において、撮影部２１０の駆動回路２１１は、制御部２４０の制御に基づいて、誤曝射検知駆動を開始する。この誤曝射検知駆動は、常時または一定の間隔で放射線検知回路２２１の出力信号をモニタリングする駆動である。つまり、第２の実施形態では、第１の実施形態と異なり、撮影部２１０で取得された画像データではなく、放射線検知回路２２１の出力信号に基づき誤曝射検知を行う。本実施形態では、放射線検知回路２２１は、出力不安定期間中において、常時または一定の間隔でセンサ２１２内の撮像素子から読み出される信号に基づいて出力信号を出力する。
【００９３】
続いて、ステップＳ３０２において、放射線検知判定部２３０は、放射線検知回路２２１から出力された出力信号を受け取る。そして、放射線検知判定部２３０の画像演算回路２３２は、放射線検知回路２２１の出力信号から誤曝射に起因する信号の信号量を算出する。
【００９４】
図９は、本発明の第２の実施形態を示し、図８に示す放射線検知回路２２１における出力信号の信号量の時間推移の一例を示す図である。
【００９５】
図９に示すように、出力不安定期間では、放射線検知回路２２１の出力信号は、センサ２１２の出力信号と同様に不安定であり、ベース画素値（暗画像成分）は、時間が経つにつれて収束する時間特性を示す。また、誤曝射がされた場合、放射線検知回路２２１の出力信号は、図９に示すように、誤曝射に起因する成分がベース画素値に重畳される。そこで、画像演算回路２３２は、例えば出力不安定期間に予め取得しておいたベース画素値の時間特性を記憶しておき、放射線検知回路２２１の出力信号からベース画素値の時間特性を減算することで誤曝射に起因する信号の信号量を算出する。
【００９６】
ステップＳ３０３において、放射線検知判定部２３０の判定回路２３３は、ステップＳ３０２で算出された誤曝射に起因する信号の信号量が、閾値記憶部２３１に予め格納されている誤曝射検知判定閾値以上であるか否かを判定する。
【００９７】
ステップＳ３０３の判定の結果、ステップＳ３０２で算出された誤曝射に起因する信号の信号量が誤曝射検知判定閾値以上である場合には（Ｓ３０３／Ｙｅｓ）、放射線検知判定部２３０の判定回路２３３は「誤曝射あり」と判定し、ステップＳ３０４に進む。
ステップＳ３０４に進むと、制御部２４０は、放射線検知判定部２３０の判定回路２３３から受け取った「誤曝射あり」の判定結果に基づいて、センサ２１２内の撮像素子をリセットする制御を行う。このステップＳ３０４の処理の詳細については、第１の実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００９８】
また、ステップＳ３０３の判定の結果、ステップＳ３０２で算出された誤曝射に起因する信号の信号量が誤曝射検知判定閾値未満である場合には（Ｓ３０３／Ｎｏ）、放射線検知判定部２３０の判定回路２３３は「誤曝射なし」と判定し、ステップＳ３０５に進む。ステップＳ３０５以降の処理については、第１の実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００９９】
上述したように、第２の実施形態では、撮影部２１０が出力不安定期間中の状態で放射線の誤曝射ありと判定されると（Ｓ３０３／Ｙｅｓ）、センサ２１２内の撮像素子をリセットするようにしている（Ｓ３０４）。
かかる構成によれば、非同期撮影方法によって放射線撮影を行う際に、撮影部が出力不安定期間中であるときに誤って放射線が照射された場合でも、次の放射線撮影で得られる放射線画像の画質劣化を防止することができる。
【０１００】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
このプログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、本発明に含まれる。
【０１０１】
なお、上述した本発明の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１  放射線画像撮影システム、１０  放射線画像撮影装置、３０  放射線発生装置、４０  画像表示装置、１１０  撮影部、１１１  駆動回路、１１２  センサ、１１３  読み出し回路、１２０  放射線検知部、１２１  放射線検知回路、１３０  放射線検知判定部、１３１  閾値記憶部、１３２  画像演算回路、１３３  判定回路、１４０  制御部、１５０  画像処理部、１５１  オフセット補正処理回路、１５２  感度補正処理回路、１５３  周波数処理回路、１５４  階調処理回路、１５５  欠陥補正処理回路、１５６  ＲＯＭ、１５７  ＲＡＭ、１５８  ＣＰＵ、４１０  メッセージ表示回路
【図１】
0006501513.tif 000002
【図２】
0006501513.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0006501513.tif 000007
【図７】
0006501513.tif 000008
【図８】
0006501513.tif 000009
【図９】
0006501513.tif 000010