(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線撮像システムの一部を構成する放射線撮像装置であって、
放射線を電荷に変換する変換素子及び前記電荷を転送するスイッチ素子を有するセンサ部と、
前記センサ部から電荷を読み出す読出し回路と、
複数の駆動動作の何れかを行うように前記センサ部及び前記読出し回路を制御する制御部と、を備え、
前記複数の駆動動作は、
前記変換素子に入射した放射線に応じた放射線画像を取得する撮像動作と、
前記放射線画像を補正するためのオフセット画像を取得するオフセット取得動作と、
前記スイッチ素子のオン・オフの切り替えを繰り返すことによって、前記撮像動作への切り替えを待機する撮像待機動作と、
前記読出し回路に電力を供給しつつ、前記撮像待機動作よりも前記スイッチ素子の劣化を抑制するように前記センサ部を駆動するスタンバイ動作と、を含み、
前記制御部は、操作者による前記放射線撮像システムの使用状況に応じた頻度で前記スタンバイ動作の実行を一時的に中断して前記オフセット取得動作を実行することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
前記操作者が前記放射線撮像システムを使用していない場合の前記オフセット取得動作の実行頻度は、前記操作者が前記放射線撮像システムの使用を一時的に中断している場合の前記オフセット取得動作の実行頻度よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記操作者が前記放射線撮像システムを使用していない場合に、前記オフセット取得動作を実行しないことを特徴とする請求項２に記載の放射線撮像装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記操作者による前記放射線撮像システムの前記使用状況を推定し、
前記頻度は、前記推定された使用状況に応じた頻度であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項５】
前記放射線撮像システムは、前記操作者が前記放射線撮像装置を制御するための制御装置を備え、
前記制御部は、前記制御装置からの情報に基づいて、前記放射線撮像システムの使用状況を推定することを特徴とする請求項４に記載の放射線撮像装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記放射線撮像装置へ周期的に同期信号を送信し、
前記制御部は、前記同期信号を受信したかに基づいて前記放射線撮像システムの使用状況を推定することを特徴とする請求項５に記載の放射線撮像装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記放射線撮像装置と前記制御装置との接続状態に基づいて前記放射線撮像システムの使用状況を推定することを特徴とする請求項５又は６に記載の放射線撮像装置。
【請求項８】
前記制御部は、
前記撮像動作を最後に実行してからの経過時間を取得し、
前記経過時間に基づいて前記放射線撮像システムの使用状況を推定することを特徴とする請求項４乃至７の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項９】
前記放射線撮像システムは、付近の人の存在を検知するためのセンサを備え、
前記制御部は、前記センサによる検知結果に基づいて前記放射線撮像システムの使用状況を推定することを特徴とする請求項４乃至８の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１０】
前記制御部は、現在時刻に基づいて、前記放射線撮像システムの使用状況を推定することを特徴とする請求項４乃至９の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記撮像動作を最後に実行してからの経過時間が閾値時間内であるかを判定し、
前記操作者が前記放射線撮像システムを使用している場合に、前記経過時間が閾値時間内であると判定された場合の前記オフセット取得動作の実行頻度は、前記経過時間が閾値時間内でないと判定された場合の前記オフセット取得動作の実行頻度よりも低いことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記撮像待機動作の累積の実行時間が閾値時間を超えたことを前記操作者に通知することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
【請求項１３】
放射線撮像装置を備える放射線撮像システムであって、
前記放射線撮像装置は、
放射線を電荷に変換する変換素子及び前記電荷を転送するスイッチ素子を有するセンサ部と、
前記センサ部から電荷を読み出す読出し回路と、
複数の駆動動作の何れかを行うように前記センサ部及び前記読出し回路を制御する制御部と、を備え、
前記複数の駆動動作は、
前記変換素子に入射した放射線に応じた放射線画像を取得する撮像動作と、
前記放射線画像を補正するためのオフセット画像を取得するオフセット取得動作と、
前記スイッチ素子のオン・オフの切り替えを繰り返すことによって、前記撮像動作への切り替えを待機する撮像待機動作と、
前記読出し回路に電力を供給しつつ、前記撮像待機動作よりも前記スイッチ素子の劣化を抑制するように前記センサ部を駆動するスタンバイ動作と、を含み、
前記制御部は、操作者による前記放射線撮像システムの使用状況に応じた頻度で前記スタンバイ動作の実行を一時的に中断して前記オフセット取得動作を実行することを特徴とする放射線撮像システム。
【請求項１４】
放射線撮像システムの一部を構成する放射線撮像装置の制御方法であって、
前記放射線撮像装置は、
放射線を電荷に変換する変換素子及び前記電荷を転送するスイッチ素子を有するセンサ部と、
前記センサ部から電荷を読み出す読出し回路と、を備え、
前記制御方法は、
複数の駆動動作の何れかを行うように前記センサ部及び前記読出し回路を制御する工程であって、前記複数の駆動動作は、
前記変換素子に入射した放射線に応じた放射線画像を取得する撮像動作と、
前記放射線画像を補正するためのオフセット画像を取得するオフセット取得動作と、
前記スイッチ素子のオン・オフの切り替えを繰り返すことによって、前記撮像動作への切り替えを待機する撮像待機動作と、
前記読出し回路に電力を供給しつつ、前記撮像待機動作よりも前記スイッチ素子の劣化を抑制するように前記センサ部を駆動するスタンバイ動作と、を含む工程と、
操作者による前記放射線撮像システムの使用状況に応じた頻度で前記スタンバイ動作の実行を一時的に中断して前記オフセット取得動作を実行する工程と、を有することを特徴とする制御方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮像装置、その制御方法、放射線撮像システム及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線撮像装置が生成する放射線画像は、入射した放射線に応じた成分だけでなく、暗電荷に応じた成分も含む。暗電荷に応じた成分を除去するために、放射線撮像装置に放射線が照射されていない状態で取得した画像（いわゆるオフセット画像）を放射線画像から減算する補正手法が知られている。暗電荷の発生量は放射線撮像装置の内部温度に依存するので、オフセット画像取得時と放射線画像取得時とで放射線撮像装置内の温度分布に差があると、オフセット成分を正しく除去できない場合がある。特許文献１には、放射線撮影を行わない間に随時オフセット画像を更新することによって、高い精度でオフセット画像を取得することが記載されている。また、特許文献２には、放射線撮像装置がスリープ状態にある間にも読出しＩＣに定期的に電力を供給することによって、読出しＩＣの温度の低下を抑制することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５４５２３３８号明細書
【特許文献２】特開２０１１−１０１６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、放射線撮像装置が使用されていない間も随時オフセット画像を取得すると、放射線撮像装置のスイッチ素子が特性劣化を起こしやすくなる。このような特性劣化の一例として、スイッチ素子の閾値電圧の変化がある。スイッチ素子の閾値電圧が変化すると、スイッチ素子からリークする暗電荷成分が変化したり、スイッチ素子のオン・オフ制御ができなくなったりする可能性がある。また、特許文献２のように、スリープ状態中に読出しＩＣに定期的に電力を供給するだけで、オフセット画像を取得しない場合には、スリープ状態からの復旧後に改めてオフセット画像を取得する必要がある。そのため、放射線撮像装置の操作者は、緊急に撮影を行いたい場合であっても、オフセット画像の取得が終わるまで、例えば１０秒〜１分程度待機する必要がある。本発明は、放射線撮像装置のスイッチ素子の劣化を抑制しつつ、撮影可能になるまでの待機時間を低減するための技術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】
【０００５】
上記課題に鑑みて、一部の実施形態では、放射線撮像システムの一部を構成する放射線撮像装置であって、放射線を電荷に変換する変換素子及び前記電荷を転送するスイッチ素子を有するセンサ部と、前記センサ部から電荷を読み出す読出し回路と、複数の駆動動作の何れかを行うように前記センサ部及び前記読出し回路を制御する制御部と、を備え、前記複数の駆動動作は、前記変換素子に入射した放射線に応じた放射線画像を取得する撮像動作と、前記放射線画像を補正するためのオフセット画像を取得するオフセット取得動作と、前記スイッチ素子のオン・オフの切り替えを繰り返すことによって、前記撮像動作への切り替えを待機する撮像待機動作と、前記読出し回路に電力を供給しつつ、前記撮像待機動作よりも前記スイッチ素子の劣化を抑制するように前記センサ部を駆動するスタンバイ動作と、を含み、前記制御部は、操作者による前記放射線撮像システムの使用状況に応じた頻度で前記スタンバイ動作の実行を一時的に中断して前記オフセット取得動作を実行することを特徴とする放射線撮像装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
上記手段により、放射線撮像装置のスイッチ素子の劣化を抑制しつつ、撮影可能になるまでの待機時間を低減するための技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一部の実施形態の放射線撮像システムの構成例を説明する図。
【図２】一部の実施形態の放射線検出部の構成例を説明する図。
【図３】一部の実施形態の放射線撮像装置の動作例を説明するフローチャート。
【図４】一部の実施形態の撮像動作の例を説明するフローチャート。
【図５】一部の実施形態の使用状況の推定方法の例を説明するフローチャート。
【図６】一部の実施形態の使用状況の推定方法の別の例を説明するフローチャート。
【図７】一部の実施形態の使用状況の推定方法の別の例を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について以下に説明する。様々な実施形態を通じて同様の要素には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、各実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。
【０００９】
図１を参照して、一部の実施形態に係る放射線撮像システム１００の構成例について説明する。放射線撮像システム１００は、放射線撮像装置２００と、放射線発生装置３００と、制御装置４００とを備える。すなわち、放射線撮像装置２００と、放射線発生装置３００と、制御装置４００とはそれぞれ、放射線撮像システム１００の一部を構成する。放射線発生装置３００は、放射線撮像装置２００へ向けて放射線を照射するように放射線源３０１を制御する。放射線源３０１からの放射線は、被写体を透過した後、放射線撮像装置２００に入射する。放射線撮像装置２００は、入射した放射線に応じた画像データを生成し、この画像データを制御装置４００へ送信する。制御装置４００は、受信した画像データを放射線撮像システム１００の操作者へ表示する。放射線撮像システム１００の操作者とは、例えば医師や診療放射線技師のことである。制御装置４００は、放射線撮像システム１００の操作者が放射線撮像システム１００の放射線撮像装置２００及び放射線発生装置３００を制御するためにも用いられる。
【００１０】
制御装置４００は、放射線撮像装置２００及び放射線発生装置３００のそれぞれと通信可能である。この通信は、例えばＲＳ２３２ＣやＵＳＢ、イーサネット（登録商標）などの通信規格に準拠した通信であってもよいし、専用信号線を用いた通信であってもよい。また、この通信は、有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。放射線撮像装置２００と制御装置４００との間では、例えば画像データや、撮像条件、装置状態、同期信号が通信される。この同期信号は、例えば撮像を開始すべきタイミングや放射線を照射可能なタイミングを通知することに利用される。放射線発生装置３００と制御装置４００との間では、例えば放射線照射条件、装置状態、実際の照射情報、同期信号が通信される。この同期信号は、例えば放射線の照射を開始すべきタイミングを通知することに利用される。
【００１１】
制御装置４００は、例えばＬＡＮ（Local Area Network）である病院内ネットワーク５００を介して、検査や患者に関する様々な情報を管理する情報システム５０１と通信可能であってもよい。情報システム５０１は、例えば、放射線情報システムであるＲＩＳ（Radiology Information System）や病院情報システムであるＨＩＳ（Hospital Information System）である。放射線撮像システム１００の操作者は、制御装置４００を用いて、情報システム５０１から放射線画像の撮影オーダーや、患者情報を含んだ撮影情報を取得してもよいし、放射線撮像装置２００によって取得された画像データを情報システム５０１に保存してもよい。
【００１２】
放射線撮像装置２００は、放射線検出部２０１と、制御部２０２と、電源部２０３とを備える。放射線検出部２０１は、放射線撮像装置２００に入射した放射線を検出し、この放射線に応じた画像データを生成する。制御部２０２は、放射線撮像装置２００全体の動作を制御することによって、様々な動作を行う。制御部２０２の動作の具体例については後述する。電源部２０３は、放射線撮像装置２００の各構成要素に電力を供給する。
【００１３】
放射線撮像装置２００は、処理部２０４と、記憶部２０５と、通信部２０６と、内部時計２０７とを備える。処理部２０４は、制御部２０２が放射線撮像装置２００を制御するための処理を行う。処理部２０４は、マイクロプロセッサのようなプロセッサで構成されてもよいし、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）のような専用回路で構成されてもよいし、これらの組み合わせで構成されてもよい。
【００１４】
記憶部２０５は、放射線撮像装置２００に関する様々なデータを記憶する。例えば、記憶部２０５は、放射線検出部２０１によって得られた画像データや、放射線検出部２０１の動作の設定情報などを記憶する。処理部２０４の少なくとも一部がプロセッサで構成される場合に、記憶部２０５は、放射線撮像装置２００の処理を規定したプログラムを記憶してもよい。プロセッサがこのプログラムを記憶部２０５から読み出して実行することによって、放射線撮像装置２００の動作が行われる。記憶部２０５は、例えばＲＯＭやＲＡＭなどのメモリで構成される。
【００１５】
通信部２０６は、制御装置４００との通信に用いられる。通信部２０６は、例えばネットワークアダプタのような通信ハードウェアで構成される。内部時計２０７は、現在時刻を取得するために用いられる。
【００１６】
制御装置４００は、処理部４０１と、記憶部４０２と、通信部４０３と、電源部４０４とを備える。処理部４０１は、制御装置４００に関する様々な処理を行う。例えば、処理部４０１は、放射線撮像装置２００の画像取得タイミングや条件の制御、放射線発生装置３００の放射線の照射タイミングや条件の制御、放射線撮像装置２００からの放射線画像データの取得及びその表示、撮影オーダー受付や撮影情報登録を行う。制御装置４００は、入力装置４０６を通じて操作者から入力を取得し、この入力を処理し、表示装置４０５を通じて操作者へ出力を提示するためのアプリケーションソフトウェアを有してもよい。以下、このようなアプリケーションソフトウェアを放射線撮影アプリケーションと呼ぶ。放射線撮影アプリケーションはプログラムとして記憶部４０２に記憶され、処理部４０１によって実行される。
【００１７】
処理部４０１は、マイクロプロセッサのようなプロセッサで構成されてもよいし、ＡＳＩＣのような専用回路で構成されてもよいし、これらの組み合わせで構成されてもよい。記憶部４０２は、制御装置４００に関する様々なデータを記憶する。例えば、記憶部４０２は、放射線撮像装置２００から受信した画像データや、放射線撮像装置２００及び放射線発生装置３００を制御するための設定情報などを記憶する。処理部４０１の少なくとも一部がプロセッサで構成される場合に、記憶部４０２は、制御装置４００の処理を規定したプログラムを記憶してもよく、プロセッサがこのプログラムを記憶部４０２から読み出して実行することによって、制御装置４００の処理が行われる。記憶部４０２は、例えばＲＯＭやＲＡＭなどのメモリで構成される。
【００１８】
通信部４０３は、放射線撮像装置２００及び放射線発生装置３００との通信と、病院内ネットワーク５００への接続とに用いられる。通信部４０３は、例えばネットワークアダプタのような通信ハードウェアで構成される。通信部４０３は、通信先ごとに別個の通信ハードウェアで構成されてもよい。電源部４０４は、制御装置４００の各構成要素に電力を供給する。
【００１９】
続いて、図２を参照して、放射線検出部２０１の構成例について説明する。放射線検出部２０１は、センサ部２１０と、駆動回路２２０と、読出し回路２３０とを備える。センサ部２１０は、複数の行および複数の列を構成するように２次元アレイ状に配列された複数の画素２１１によって構成される。各画素２１１は、変換素子２１２とスイッチ素子２１３とを備える。変換素子２１２は、入射した放射線を電荷に変換し、電荷を蓄積する。変換素子２１２は、放射線を可視光に変換するシンチレータと、可視光を電荷に変換する光電変換素子とによって構成されてもよい。これに代えて、変換素子２１２は、放射線を直接電荷に変換してもよい。スイッチ素子２１３は、変換素子２１２に蓄積された電荷を信号線２１４に転送する。スイッチ素子２１３は例えばＴＦＴのようなトランジスタで構成される。スイッチ素子２１３は制御端子を有しており、制御端子にオン電圧が供給されたことに応じてオン、すなわち導通状態となり、制御端子にオフ電圧が供給されたことに応じてオフ、すなわち非導通状態となる。
【００２０】
変換素子２１２の一方の端子にはバイアス線２１６を通じて電源部２０３からバイアス電圧が供給される。変換素子２１２の他方の端子はスイッチ素子２１３を介して信号線２１４に接続される。スイッチ素子２１３の制御端子は駆動線２１５に接続される。センサ部２１０には、それぞれ行方向（図２では横方向）に延びた複数の駆動線２１５が列方向（図２では縦方向）に並んで配される。各駆動線２１５には、同一の行に含まれる画素２１１のスイッチ素子２１３の制御端子が共通に接続される。また、センサ部２１０には、それぞれ列方向に延びた複数の信号線２１４が行方向に並んで配される。各信号線２１４には、同一の列に含まれる画素２１１のスイッチ素子２１３の一方の主端子が共通に接続される。
【００２１】
駆動回路２２０は、制御部２０２から供給される制御信号に従って、センサ部２１０を駆動する。具体的に、駆動回路２２０は、駆動線２１５を通じて、各スイッチ素子２１３の制御端子に駆動信号を供給する。駆動回路２２０は、駆動信号をオン電圧にすることによってスイッチ素子２１３をオンにし、駆動信号をオフ電圧にすることによってスイッチ素子２１３をオフにする。スイッチ素子２１３がオンになると、変換素子２１２に蓄積された電荷が信号線２１４に転送される。
【００２２】
読出し回路２３０は、制御部２０２から供給される制御信号に従って、センサ部２１０から電荷を読み出し、この電荷に応じた信号を生成し、この信号を制御部２０２に供給する。読出し回路２３０は、サンプルホールド回路２３１と、マルチプレクサ２３２と、アンプ２３３と、Ａ／Ｄ変換器２３４とを備える。サンプルホールド回路２３１は、変換素子２１２から読み出された電荷を、画素行単位に保持する。マルチプレクサ２３２は、サンプルホールド回路２３１に保持された１行分の画素を順に取り出してアンプ２３３に供給する。アンプ２３３は供給された電荷を増幅してＡ／Ｄ変換器２３４に供給する。Ａ／Ｄ変換器２３４は供給されたアナログ信号をデジタル信号に変換して制御部２０２に供給する。
【００２３】
続いて、放射線撮像装置２００の制御部２０２が行う複数の動作について説明する。このような複数の動作は、複数の駆動動作と、画像処理動作と、状況推定動作とを含む。駆動動作とは、制御部２０２が放射線検出部２０１を駆動する動作のことである。制御部２０２は、複数の駆動動作の何れかを行うようにセンサ部２１０及び読出し回路２３０を制御する。センサ部２１０の制御は駆動回路２２０の制御を通じて行われる。複数の駆動動作は、撮像動作と、オフセット取得動作と、撮像待機動作と、スタンバイ動作とを含む。
【００２４】
撮像動作とは、変換素子２１２に入射した放射線に応じた放射線画像を取得する動作のことである。撮像動作として、制御部２０２は以下の処理を行う。まず、制御部２０２は、放射線撮像装置２００に放射線が照射されている間に、すべての駆動線２１５にオフ電圧を供給するように駆動回路２２０を制御する。これにより、センサ部２１０の各変換素子２１２に、放射線に応じた電荷が蓄積される。すべての駆動線２１５にオフ電圧が供給される期間の長さを蓄積時間と呼ぶ。続いて、制御部２０２は、複数の駆動線２１５に供給する駆動信号を順に一時的にオン電圧に切り替えるように駆動回路２２０を制御する。これによって、各変換素子２１２に蓄積された電荷量を表すデジタル信号が読出し回路２３０から制御部２０２に供給される。制御部２０２は、このデジタル信号を放射線画像データとして記憶部２０５に記憶する。１回の撮像動作によって１枚の放射線画像が得られる。制御部２０２は、撮像動作を繰り返すことによって、動画データを生成してもよい。
【００２５】
オフセット取得動作とは、放射線画像を補正するためのオフセット画像を取得する動作のことである。制御部２０２は、放射線撮像装置２００に放射線が照射されていない状態で撮像動作と同じ動作を行うことによって、オフセット画像を取得できる。オフセット画像は、放射線の情報を含んでおらず、蓄積時間の間に変換素子２１２で発生した暗電荷の情報を含む。制御部２０２は、オフセット取得動作によって読み出されたデジタル信号をオフセット画像データとして記憶部２０５に記憶する。制御部２０２は、オフセット画像を複数枚取得し、これらを平均して得られた１つのオフセット画像をオフセット画像データとして記憶部２０５に記憶してもよい。オフセット取得動作の所要時間は、オフセット画像データを何枚のオフセット画像から生成するか、または、フレームレートなど条件の異なる複数の撮影モードを設定可能な場合、どれだけの種類のオフセット画像データを更新するかに依存する。例えば３ｆｐｓの撮影モードであれば、３２枚のオフセット画像を取得してオフセット画像データを生成する場合、１０秒以上の時間が必要となる。複数の撮影モードのそれぞれについてオフセット画像データを更新する場合に、例えば１分程度の更新時間が必要になる。
【００２６】
撮像待機動作とは、スイッチ素子２１３のオン・オフの切り替えを繰り返すことによって、上述の撮像動作への切り替えを待機する動作のことである。変換素子２１２には時間の経過とともに暗電荷が蓄積する。そこで、撮像待機動作として、制御部２０２は、複数の駆動線２１５に供給する駆動信号を順に一時的にオン電圧に切り替えるように駆動回路２２０を制御する。これにより、変換素子２１２に蓄積された暗電荷が廃棄される。この廃棄される暗電荷は画像の生成に用いられないので、制御部２０２は読出し回路２３０から供給された信号を記憶部２０５に記憶しなくてもよい。放射線撮像装置２００の内部温度を維持するために、制御部２０２は、撮像待機動作中も読出し回路２３０への電力の供給を行う。撮像待機動作を反復することによって、上述の撮像動作に直ちに切り替え可能な状態が維持される。
【００２７】
スタンバイ動作とは、読出し回路２３０に電力を供給しつつ、上述の撮像待機動作よりもスイッチ素子２１３の劣化を抑制するようにセンサ部２１０を駆動する動作のことである。例えば、制御部２０２は、駆動線２１５に供給される駆動信号の電圧の変動量をオン電圧とオフ電圧と差よりも小さくなるように駆動回路２２０を制御する。この変動量はゼロであってもよい。すなわち、駆動線２１５に供給される駆動信号は一定の電圧値であってもよい。これに代えて、制御部２０２は、駆動信号としてオン電圧を供給する期間の長さとオフ電圧を供給する期間の長さとの差が撮像待機動作よりも小さくなるように駆動回路２２０を制御する。放射線撮像装置２００の内部温度を維持するために、制御部２０２は、スタンバイ動作中も読出し回路２３０への電力の供給を行う。
【００２８】
画像処理動作とは、放射線検出部２０１から得られた放射線画像を処理する動作のことである。例えば、制御部２０２は、放射線画像データからオフセット画像データを減算することによって、放射線画像に含まれるオフセット成分を除去する。制御部２０２は、欠陥画素の補正や、放射線検出部内のアンプのゲインばらつき等を補正するゲイン補正などの補正処理をさらに行ってもよい。本実施形態では画像処理動作を放射線撮像装置２００の制御部２０２が行う場合を説明するが、これに代えて画像処理動作を制御装置４００が行ってもよい。この場合に、制御部２０２は、放射線画像データとオフセット画像データとの両方を制御装置４００へ送信する。
【００２９】
状況推定動作とは、操作者による放射線撮像システム１００の使用状況を推定する動作のことである。本実施形態では、放射線撮像システム１００は、「非使用」、「一時中断」及び「使用中」の３種類の使用状況を取り得る場合を説明する。これに代えて、放射線撮像システム１００は、この３種類のうちの一部の状況を取らなくてもよいし、他の使用状況を取り得てもよい。「非使用」とは、操作者が放射線撮像システム１００を使用していない状況のことである。例えば、放射線撮像システム１００は、夜間などの検査時間外や、制御装置４００の電源が切られている場合にこの状況になる。「一時中断」とは、操作者が放射線撮像システム１００の使用を一時的に中断している状況のことである。例えば、放射線撮像システム１００は、制御装置４００の電源は入っているものの、検査と検査との間に操作者が制御装置４００から一時的に離れている場合にこの状況になる。「使用中」とは、操作者が放射線撮像システム１００を使用している状況のことである。例えば、放射線撮像システム１００は、操作者が放射線撮像システム１００を用いて検査中や検査準備中にこの状況になる。放射線撮像システム１００の使用状況を制御部２０２が推定する方法については後述する。
【００３０】
続いて、放射線撮像装置２００の動作について説明する。放射線撮像装置２００は、上述の放射線撮像システム１００の使用状況に応じて、オフセット取得動作を実行する頻度を設定する。そして、制御部２０２は、スタンバイ動作又は撮像待機動作を実行中に、推定された使用状況に応じた頻度でスタンバイ動作又は撮像待機動作の実行を一時的に中断してオフセット取得動作を実行する。具体的に、使用状況が「非使用」の場合に、制御部２０２は、オフセット取得動作の実行頻度を低くすることによって、スイッチ素子２１３の劣化を抑制する。制御部２０２は、オフセット取得動作の実行頻度を低くする場合に、実行頻度をゼロに設定してもよい。この場合に、制御部２０２は、オフセット取得動作を実行しない。また、使用状況が「一時中断」及び「使用中」の場合に、制御部２０２は、オフセット取得動作の実行頻度を高くすることによって、緊急の撮影指示を受けた場合であっても、改めてオフセット画像を取得しないで済むようにする。
【００３１】
以下、図３のフローチャートに沿って、放射線撮像装置２００の動作について説明する。制御部２０２は、ステップＳ００１で、放射線撮像システム１００の使用状況を推定する。制御部２０２は、使用状況が「非使用」である場合に、ステップＳ００２でオフセット取得動作の実行頻度を低に設定し、使用状況が「一時中断」である場合に、ステップＳ００３でオフセット取得動作の実行頻度を高に設定する。
【００３２】
制御部２０２は、ステップＳ００４で、オフセット取得動作を実行するタイミングであるかを判定する。オフセット取得動作を実行するタイミングである場合に（ステップＳ００４で「Ｙｅｓ」）、制御部２０２は、ステップＳ００５で撮像待機動作を所定の時間（例えば、２〜３秒間）反復した後に、ステップＳ００６でオフセット取得動作を実行する。ステップＳ００５で撮像待機動作を反復するのは、変換素子２１２に蓄積された暗電荷を廃棄するとともに、センサ部２１０の電位を安定させるためである。オフセット取得動作を実行するタイミングでない場合に（ステップＳ００４で「Ｎｏ」）、制御部２０２は、ステップＳ００７で、スタンバイ動作を実行する。また、制御部２０２は、ステップＳ００６でオフセット取得動作を実行した後にも、ステップＳ００７でスタンバイ動作を実行する。
【００３３】
制御部２０２は、ステップＳ００８で、処理を終了すべきであるかを判定する。終了すべき場合に（ステップＳ００８で「Ｙｅｓ」）、制御部２０２は、処理を終了する。終了すべきでない場合に（ステップＳ００８で「Ｎｏ」）、制御部２０２は、処理をステップＳ００１に戻す。したがって、放射線撮像システム１００の使用状況が「非使用」又は「一時中断」である場合に制御部２０２がスタンバイ動作の実行を継続する。その結果、スイッチ素子２１３の劣化を抑制しつつ、放射線撮像装置２００の内部温度が維持される。
【００３４】
制御部２０２は、ステップＳ００１で推定した使用状況が「使用中」である場合に、ステップＳ００９で、撮像動作を最後に実行してからの経過時間Ｔを取得する。制御部２０２は、ステップＳ０１０で、経過時間Ｔが閾値時間内であるかを判定する。閾値時間をＴｔｈ１とすると、制御部２０２は、Ｔ＜Ｔｔｈ１を満たすかを判定する。制御部２０２は、経過時間が閾値時間内であると判定された場合に、ステップＳ０１２でオフセット取得動作の実行頻度を低に設定し、経過時間が閾値時間内でないと判定された場合に、ステップＳ０１１でオフセット取得動作の実行頻度を高に設定する。
【００３５】
撮像動作の実行直後は、前回の撮像時に発生した電荷が焼き付くように、ある程度の時間残像成分として残る可能性がある。この状態でオフセット画像を取得すると、オフセット画像自体に残像成分が重畳し、画質の劣化を引き起こす可能性がある。そこで、制御部２０２は、経過時間Ｔが閾値時間内に、オフセット取得動作の実行頻度を低くすることによって、不適切なオフセット画像の取得を抑制する。
【００３６】
制御部２０２は、ステップＳ０１３で、撮像待機動作を実行する。このように、制御部２０２は、放射線撮像システム１００が「使用中」である場合に撮像待機動作を実行することによって、撮像動作に即座に移行できるようにする。
【００３７】
制御部２０２は、ステップＳ０１４で、オフセット取得動作を実行するタイミングであるかを判定する。オフセット取得動作を実行するタイミングである場合に（ステップＳ０１４で「Ｙｅｓ」）、制御部２０２は、ステップＳ０１５でオフセット取得動作を実行する。制御部２０２は、ステップＳ０１３で既に撮像待機動作を行っているので、ステップＳ０１５の前に改めて撮像待機動作を行う必要はない。オフセット取得動作を実行するタイミングでない場合に（ステップＳ０１４で「Ｎｏ」）、制御部２０２は、処理をステップＳ００８に進める。
【００３８】
上述の実施形態では、制御部２０２は、オフセット取得動作の実行頻度を２段階に設定した。これに代えて、制御部２０２は、オフセット取得動作の実行頻度を３段階以上に設定してもよい。例えば、ステップＳ０１２で設定される実行頻度は、ステップＳ００２で設定される実行頻度よりも低くてもよい。また、ステップＳ００３で設定される実行頻度は、ステップＳ０１１で設定される実行頻度よりも低くてもよい。
【００３９】
続いて、図４のフローチャートに沿って、放射線撮像装置２００が制御装置４００から撮影要求を受信した場合の動作について説明する。撮影要求は、例えば入力装置４０６の一部を構成するスイッチを操作者が押した場合に制御装置４００から放射線撮像装置２００へ送信される。ステップＳ１０１で、制御部２０２は、放射線撮像システム１００の使用状況を推定する。使用状況が「使用中」の場合、図３で説明したように、制御部２０２は撮像待機動作を実行している。そのため、制御部２０２は、ステップＳ１０２で即座に撮像動作を実行する。
【００４０】
使用状況が「非使用」の場合に、図３で説明したように、制御部２０２は低い頻度でオフセット取得動作を実行している。そのため、記憶部２０５に記憶されているオフセット画像データが古く、オフセット補正に適さない場合がある。その場合に、制御部２０２は、ステップＳ１０６で撮像待機動作を所定の時間（例えば、２〜３秒間）反復した後に、ステップＳ１０７でオフセット取得動作を実行する。ステップＳ１０６で撮像待機動作を反復する理由は上述のとおりである。
【００４１】
使用状況が「一時中断」の場合に、図３で説明したように、制御部２０２は高い頻度でオフセット取得動作を実行している。そこで、ステップＳ１０８で、制御部２０２は、撮像待機動作を所定の時間（例えば、２〜３秒間）反復することによって、センサ部２１０を安定させる。
【００４２】
制御部２０２は、ステップＳ１０２で放射線画像を取得した後、ステップＳ１０３で記憶部２０５に記憶されているオフセット画像データを用いて放射線画像データを補正する。その後、制御部２０２は、補正後の画像データをステップＳ１０４で制御装置４００へ転送する。制御部２０２は、ステップＳ１０５で、撮影要求がオフになったことの通知を受けたかを判定する。例えば、操作者がスイッチを離した場合に、制御装置４００から放射線撮像装置２００へこの通知が送信される。通知されていない場合に（ステップＳ１０５で「Ｎｏ」）、制御部２０２は、処理をステップＳ１０２に戻し、次のフレームの放射線画像を取得する。通知された場合に（ステップＳ１０５で「Ｙｅｓ」）、制御部２０２は、処理を終了する。
【００４３】
続いて、図５〜図７を参照して、図３のステップＳ００１、すなわち使用状況の推定処理の具体例について説明する。図５及び図６の例では、制御部２０２は、制御装置４００からの情報に基づいて、放射線撮像システム１００の使用状況を推定する。
【００４４】
図５の判定処理では、制御装置４００が、画像取得のタイミングを決定する同期信号を放射線撮像装置２００へ周期的に送信する。同期信号の送信周期は、制御装置４００の放射線撮影アプリケーションを用いて撮影条件を設定することで設定可能であってもよい。例えば、操作者が１５ｆｐｓの動画撮影条件を設定した場合、１５Ｈｚ周期で同期信号が送信される。この同期信号は、例えば専用の信号線で通知されてもよく、制御装置４００の電源がオンの間、常に放射線撮像装置２００へ周期的に送信される。放射線撮像装置２００は、この同期信号に応じて撮像動作を実行する。また、制御装置４００は、放射線撮影アプリケーション上で撮影オーダーを受け付けた後、操作者が撮影手技の選択などにより検査開始準備の操作を行う際に、放射線撮像装置２００に対してコマンド通信により使用開始指示コマンドを通知する。また、制御装置４００は、一連の検査オーダーの撮影が終了すると、放射線撮像装置２００に対して使用停止指示コマンドを通知する。放射線撮像装置２００の制御部２０２は、上記の同期信号および使用開始指示・停止指示コマンドの通知の受信状態を利用して、操作者による放射線撮像システム１００の使用状況を判定する。
【００４５】
制御部２０２は、ステップＳ２０１で、制御装置４００から同期信号を受信したかを判定する。同期信号を受信していない場合に（ステップＳ２０１で「Ｎｏ」）、制御部２０２は、ステップＳ２０２で、放射線撮像システム１００の使用状況が「非使用」であると推定する。同期信号が入力されている場合に（ステップＳ２０２で「Ｙｅｓ」）、制御部２０２は、ステップＳ２０３で、使用開始指示コマンドを受信したかを判定する。使用開始指示コマンドを受信していない場合に（ステップＳ２０３で「Ｎｏ」）、制御部２０２は、ステップＳ２０４で、放射線撮像システム１００の使用状況が「一時中断」であると推定する。使用開始指示コマンドを受信していた場合に（ステップＳ２０３で「Ｙｅｓ」）、制御部２０２は、ステップＳ２０５で、放射線撮像システム１００の使用状況が「使用中」であると推定する。
【００４６】
上記の例で、制御装置４００は、使用開始指示および停止指示をコマンドとして通信するが、これに代えて専用信号線を用いて通知してもよい。また、制御装置４００は、入力装置４０６が所定の時間使用されなかった場合に使用停止指示を通知し、その後、入力装置４０６が使用された場合に使用開始指示を通知してもよい。また、放射線撮像システム１００は、放射線撮像システム１００の付近の人（例えば、被検者や操作者）の存在を検知するためのセンサ４０７（図２）、例えばカメラや赤外線センサを備えてもよい。制御部２０２は、このセンサ４０７の検知結果に基づいて、放射線撮像システム１００の使用状況を推定してもよい。例えば、制御装置４００は、センサ４０７を用いて放射線撮像システム１００の付近に人が存在すると判定した場合に放射線撮像装置２００へ使用開始指示を通知し、付近に人が存在しないと判断した場合に放射線撮像装置２００へ使用停止指示を通知してもよい。
【００４７】
図６の判定処理で、制御部２０２は、上記の同期信号を用いず、コマンドのみを用いて放射線撮像システム１００の使用状況を推定する。図６の例では、制御部２０２は、制御装置４００の放射線撮影アプリケーションからコマンドを受信したかによって、制御装置４００と放射線撮像装置２００との接続状態を判定する。接続状態の判定に用いられるコマンドは、専用のコマンドであってもよいし、撮影条件を設定するコマンドや、装置状態を取得するコマンドなどであってもよいし、放射線撮像装置２００から送信された送信の応答コマンド（ＡＣＫコマンド）であってもよい。制御部２０２は、制御装置４００と放射線撮像装置２００との接続状態に基づいて、放射線撮像システム１００の使用状況を推定する。図６の例でも、使用開始指示コマンド・使用停止指示コマンドについては、図５の例と同様である。
【００４８】
制御部２０２は、ステップＳ３０１で、コマンドを最後に受信してからの経過時間Ｔｃｏｍを取得する。制御部２０２は、ステップＳ３０２で、経過時間Ｔｃｏｍが閾値時間以上であるかを判定する。閾値時間をＴｔｈｃｏｍとすると、制御部２０２は、Ｔｃｏｍ＜Ｔｔｈｃｏｍを満たすかを判定する。経過時間が閾値時間以上であると判定された場合に（ステップＳ３０２で「Ｙｅｓ」）、制御部２０２は、放射線撮像アプリケーションが起動されていないと判定し、ステップＳ３０３で、放射線撮像システム１００の使用状況が「非使用」であると推定する。経過時間が閾値時間以上でないと判定された場合に（ステップＳ２０２で「Ｎｏ」）、制御部２０２は、処理をステップＳ３０４に進める。ステップＳ３０４〜ステップＳ３０６はステップＳ２０３〜ステップＳ２０５と同様であるので、説明を省略する。
【００４９】
図７の例では、制御部２０２は、撮像動作を最後に実行してからの経過時間及び現在時刻に基づいて、放射線撮像システム１００の使用状況を推定する。制御部２０２は、ステップＳ４０１で、撮像動作を最後に実行してからの経過時間Ｔを取得する。制御部２０２は、ステップＳ４０２で、経過時間Ｔが閾値時間内であるかを判定する。閾値時間をＴｔｈ２とすると、制御部２０２は、Ｔ＜Ｔｔｈ２を満たすかを判定する。制御部２０２は、経過時間が閾値時間内であると判定された場合に、ステップＳ４０３で放射線撮像システム１００の使用状況が「使用中」であると推定し、経過時間が閾値時間内でないと判定された場合に、ステップＳ４０４に処理を進める。
【００５０】
制御部２０２は、ステップＳ４０４で、内部時計２０７を利用して現在時刻を取得する。制御部２０２は、ステップＳ４０５で、現在時刻が使用予定時間帯に含まれるかを判定する。使用予定時間帯は、例えば放射線撮影アプリケーションを用いて操作者によって設定され、通信コマンドを用いて制御装置４００から放射線撮像装置２００に通知され、記憶部２０５に記憶されている。現在時刻が使用予定時間帯に含まれる場合に（ステップＳ４０５で「Ｙｅｓ」）、制御部２０２は、ステップＳ４０６で、放射線撮像システム１００の使用状況が「一時中断」であると推定する。現在時刻が使用予定時間帯に含まれない場合に（ステップＳ４０５で「Ｎｏ」）、制御部２０２は、ステップＳ４０７で、放射線撮像システム１００の使用状況が「非使用」であると推定する。図７の例では、制御装置４００によらず、放射線撮像装置２００のみによって使用状況を推定できる。
【００５１】
一部の実施形態において、制御部２０２は、撮像待機動作の累積の実行時間を監視し、この累積の実行時間が閾値時間を超えたことを制御装置４００を通じて操作者に通知してもよい。操作者は、この通知により、スイッチ素子２１３の劣化の進行具合を把握できる。また、制御部２０２は、この累積の実行時間が閾値時間を超えた場合に、図７のステップＳ４０２で用いられる閾値時間Ｔｔｈ２の値を自動的に小さくしてもよい。これにより、放射線撮像システム１００が「使用中」と推定される時間が短くなり、撮像待機動作の実行時間も短縮される。
【００５２】
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。
【符号の説明】
【００５３】
１００  放射線撮像システム、２００  放射線撮像装置、２０２  制御部、２１０  センサ部、２１２  変換素子、２１３  スイッチ素子、２３０  読出し回路、４００  制御装置
【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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