(57)【要約】【課題】予期せぬ突発的な外因性のノイズ混入により、撮影をやり直すこと、すなわちその患者にとって被爆線量を増加するといった事態を避けるようにした放射線検出装置及び放射線検出システムを提供すること。【解決手段】放射線を電気信号として検出する放射線検出部と、前記放射線検出部を駆動するためのタイミング発生部９１３を有する放射線検出装置において、外来空間を伝わってくる外因性のノイズを検出するためのノイズ検出部９１２を前記放射線検出部の近傍に備え、前記ノイズ検出部の結果により、放射線発生装置に放射線出射を禁止する制御信号を出力している。または、前記ノイズ検出部９１２の結果により、前記放射線検出部の読み取り動作を制御している。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を電気信号として検出する放射線検出部と、前記放射線検出部を駆動するためのタイミング発生部とを有する放射線検出装置において、
外来空間を伝わってくる外因性のノイズを検出するためのノイズ検出部を前記放射線検出部の近傍に備え、前記ノイズ検出部の結果により、放射線発生装置に放射線出射を禁止する制御信号を出力することを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
前記ノイズ検出部により、放射線が爆射開始する前までに、外因性のノイズを検出した場合、放射線発生装置に放射線出射を禁止する制御信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項３】
前記ノイズ検出部の出力が、前記放射線源からの放射線が爆射開始する前までに、予め決められた＋側の基準値を上回った場合又は−側の基準値を下回った場合に、放射線発生装置に放射線出射を禁止する制御信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項４】
被写体に対して放射線を出射する放射線源と、前記放射線源から出射され前記被写体を透過した放射線を電気信号として検出する放射線検出部と、前記放射線検出部を駆動するためのタイミング発生部とを有する放射線検出システムにおいて、
外来空間を伝わってくる外因性のノイズを検出するためのノイズ検出部を前記放射線検出部の近傍に備え、前記ノイズ検出部の結果により、前記放射線源からの放射線出射を禁止させることを特徴とする放射線検出システム。
【請求項５】
前記ノイズ検出部により、前記放射線源からの放射線が爆射開始する前までに、外因性のノイズを検出した場合、前記放射線源からの放射線出射を禁止させることを特徴とする請求項４に記載の放射線検出システム。
【請求項６】
前記ノイズ検出部の出力が、前記放射線源からの放射線が爆射開始する前までに、予め決められた＋側の基準値を上回った場合もしくは−側の基準値を下回った場合に、前記放射線源からの放射線出射を禁止させることを特徴とする請求項４に記載の放射線検出システム。
【請求項７】
放射線を電気信号として検出する放射線検出部と、前記放射線検出部を駆動するためのタイミング発生部とを有する放射線検出装置において、
外来空間を伝わってくる外因性のノイズを検出するためのノイズ検出部を前記放射線検出部の近傍に備え、前記ノイズ検出部の結果により、前記放射線検出部の読み取り動作を制御することを特徴とする放射線検出装置。
【請求項８】
前記ノイズ検出部により、放射線が爆射開始されてから読み取り動作が開始する前までに、外因性のノイズを検出した場合、前記放射線検出部の読み取り動作を延期させることを特徴とする請求項７に記載の放射線検出装置。
【請求項９】
前記放射線検出部は、可視波長領域に感度を有する固体撮像素子とスイッチ素子とを１つの画素として、それらを２次元アレー状に配置させた光電変換基板と、放射線が照射されることにより可視光を放射する波長変換体とを具備することを特徴とする請求項１又は７に記載の放射線検出装置。
【請求項１０】
前記ノイズ検出部の出力が、前記放射線源からの放射線が爆射開始されてから読み取り動作が開始する前までに、予め決められた＋側の基準値を上回った場合もしくは−側の基準値を下回った場合に、前記放射線検出部の読み取り動作を延期させることを特徴とする請求項７に記載の放射線検出装置。
【請求項１１】
前記固体撮像素子と及び前記スイッチ素子は、アモルファスシリコン半導体を主材に含むことを特徴とする請求項９に記載の放射線検出装置。
【請求項１２】
前記波長変換体と前記光電変換基板とは、透光性を有する接着剤で接着していることを特徴とする請求項９に記載の放射線検出装置。
【請求項１３】
前記放射線検出部は、入射した放射線を直接電気信号に変換する放射線検出素子が１つの画素に含まれ、それらを２次元アレー状に配置させたことを特徴とする請求項１又は７に記載の放射線検出装置。
【請求項１４】
前記放射線検出素子は、ヨウ化鉛、ヨウ化水銀、セレン、テルル化カドミウム、ガリウムヒ素、ガリウム燐、硫化亜鉛、又はシリコンのいずれかを材料として含むことを特徴とする請求項１３に記載の放射線検出装置。
【請求項１５】
被写体に対して放射線を出射する放射線源と、前記放射線源から出射され前記被写体を透過した放射線を電気信号として検出する放射線検出部と、前記放射線検出部を駆動するためのタイミング発生部とを有する放射線検出システムにおいて、
外来空間を伝わってくる外因性のノイズを検出するためのノイズ検出部を前記放射線検出部の近傍に備え、前記ノイズ検出部の結果により、前記放射線検出部の読み取り動作を制御することを特徴とする放射線検出システム。
【請求項１６】
前記ノイズ検出部により、前記放射線源からの放射線が爆射開始されてから読み取り動作が開始する前までに、外因性のノイズを検出した場合、前記放射線検出部の読み取り動作を延期させることを特徴とする請求項１５に記載の放射線検出システム。
【請求項１７】
前記放射線検出部は、可視波長領域に感度を有する固体撮像素子とスイッチ素子とを１つの画素として、それらを２次元アレー状に配置させた光電変換基板と、放射線が照射されることにより可視光を放射する波長変換体とを備えたことを特徴とする請求項４又は１５に記載の放射線検出システム。
【請求項１８】
前記ノイズ検出部の出力が、前記放射線源からの放射線が爆射開始されてから読み取り動作が開始する前までに、予め決められた＋側の基準値を上回った場合もしくは−側の基準値を下回った場合に、前記放射線検出部の読み取り動作を延期させることを特徴とする請求項１５に記載の放射線検出システム。
【請求項１９】
前記固体撮像素子と及び前記スイッチ素子は、アモルファスシリコン半導体を主材に含むことを特徴とする請求項１７に記載の放射線検出システム。
【請求項２０】
前記波長変換体と前記光電変換基板とは、透光性を有する接着剤で接着していることを特徴とする請求項１７に記載の放射線検出システム。
【請求項２１】
前記放射線検出部は、入射した放射線を直接電気信号に変換する放射線検出素子が１つの画素に含まれ、それらを２次元アレー状に配置させたことを特徴とする請求項４又は１５に記載の放射線検出システム。
【請求項２２】
前記放射線検出素子は、ヨウ化鉛、ヨウ化水銀、セレン、テルル化カドミウム、ガリウムヒ素、ガリウム燐、硫化亜鉛、又はシリコンのいずれかを材料として含むことを特徴とする請求項２１に記載の放射線検出システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線を電気信号として検出する装置及び放射線検出システム、特に、病院内での診断や工業用の非破壊検査に用いられる放射線検出装置及び放射線検出システムに関する。
【０００２】
なお、本明細書では、α線、β線、γ線、Ｘ線なども放射線の範疇に含むものとして説明する。
【０００３】
【従来の技術】
従来、病院内で行われているＸ線撮影システムは、患者にＸ線を照射させ、その透過Ｘ線像をフィルムに露光するフィルム方式が主流になっている。
【０００４】
図１１は、従来のフィルム方式のＸ線撮影システムを示す概略図である。図１１において、９０１はＸ線を照射するＸ線源、９０２は被写体すなわち患者、９０３はＸ線を可視光に変換するＸ線可視変換蛍光体、９０４は蛍光体９０３面で変換された可視光の強度を感知し患者の像を形成するフィルムである。９０５は、Ｘ線技師が操作するスイッチ、９０６は、電源である。フィルム方式は、フィルムそのもので、患者のＸ線像を検出する機能やＸ線情報を表示する階調機能、そして情報を記憶する機能を有する、優れた媒体であり、今でも広く使われている。
【０００５】
しかしながら、最近ではディジタル化の要求が高まりつつあり、フィルムの変わりに固体撮像素子を２次元アレー状に配置させた光電変換部９１４が使われ出してきている。Ｘ線画像をディジタル情報に置き換えることにより、画像情報を遠方にしかも瞬時に伝送することが可能になるため、地方にいながら都心にある大学病院なみの診断が受けられるメリットがある。フィルムを用いなくなれば、病院内ではフィルムの保管スペースが省けるメリットがある。そして将来的には優れた画像処理技術を取り入れ直接放射線科の医師を介さずコンピュータによる自動診断も期待されている。
【０００６】
最近、固体撮像素子にアモルファスシリコン薄膜半導体を用いた放射線検出システムが実用化されている。アモルファスシリコン薄膜半導体は近年の技術では、人体の胸部をカバーする４０ｃｍ□の大面積化が可能であり、しかも作成プロセスが比較的容易であるため、将来的には安価な検出装置が期待される。
【０００７】
図１２は、従来の固体撮像素子を用いたＸ線撮像システムを示す概略図である。図１１と異なるのは、フィルムの変わりに絶縁基板９１０上に光電変換素子９１１を多数配置し、Ｘ線可視変換蛍光体９０３からの可視光を光電変換素子９１１で電気信号に変換するものである。図１２では、光電変換部９１４を断面的に表現しているが、実際は、光電変換素子９１１が絶縁基板９１０上に２次元アレー状に多数個、配置されている。この場合、光電変換部９１４を駆動するためのタイミング発生部９１３が具備される。Ｘ線は、Ｘ線技師により、患者の姿勢や光電変換部９１４との位置関係を整え、Ｘ線発生の準備が出来たときに爆射スイッチ９０５が押され（爆射意思信号）、Ｘ線源より出射する。
【０００８】
図１３は、図１２で示されるＸ線撮像システムの動作のフローチャートを示している。開始後、光電変換部９１４はタイミング発生部９１３により空読み動作を行う。空読み動作とは、詳細は後述するが、Ｘ線を照射させる前にスキャンを行っている動作状態、すなわち光電変換部９１４からは暗出力が出力されている状態であり、いわば準備期間である。その状態でＸ線技師により爆射指令が出されることにより、Ｘ線源からＸ線が出射され、患者を透過したＸ線が光電変換部９１４に照射される。その後、光電変換部９１４は本読み動作に移行する。本読み動作は、空読み動作と基本的には同じ動作であるが、その出力は、Ｘ線が照射された後の動作でるため、暗出力ではなく患者の画像情報が含まれた出力である。本読み動作の詳細は後述する。
【０００９】
図１４は、光電変換部９１４における光電変換回路１０１の２次元的回路図である。説明を簡単化するために３×３＝９画素分で記載してある。
【００１０】
Ｓ１−１〜Ｓ３−３は、光電変換素子９１１、Ｔ１−１〜Ｔ３−３は、スイッチ素子であるＴＦＴ、Ｇ１〜Ｇ３はＴＦＴをオンオフさせるためのゲート配線、Ｍ１〜Ｍ３は、信号配線である。光電変換素子９１１は、ホトダイオードと容量を並列接続で表記しており、逆方向バイアスが印加される。すなわち、ホトダイオードのカソード電極側は＋（プラス）にバイアスされる。バイアス配線は、通常共通の配線であるが、図１４中では共通の配線としては省略している。光電変換された電荷は容量に蓄積される。Ｓ１−１〜Ｓ３−３、Ｔ１−１〜Ｔ３−３、Ｇ１〜Ｇ３、Ｍ１〜Ｍ３、Ｖｓ線、これらを総じて光電変換回路１０１又は光電変換基板と称する。１０２はゲート配線にパルスを印加するシフトレジスタ、１０７は光電変換回路１０１内のＭ１〜Ｍ３の並列信号出力を増幅し、直列変換して出力するための読み出し用回路である。
【００１１】
図１５は、図１４の読み出し用回路１０７の内部を示す電気回路図である。
【００１２】
ＲＥＳ１〜ＲＥＳ３はＭ１〜Ｍ３をリセットするスイッチ、Ａ１〜Ａ３はＭ１〜Ｍ３の信号を増幅するアンプ、ＣＬ１〜ＣＬ３はＡ１〜Ａ３で増幅された信号を一時的に記憶するサンプルホールド容量、Ｓｎ１〜Ｓｎ３はサンプルホールドするためのスイッチ、Ｂ１〜Ｂ３はバッファアンプ、Ｓｒ１〜Ｓｒ３は並列信号を直列変換するためのスイッチ、１０３は、Ｓｒ１〜Ｓｒ３に直列変換するためのパルスを与えるシフトレジスタ、１０４は直列変換された信号を出力するバッファアンプである。
【００１３】
図１６は、図１４、図１５からなる光電変換部９１４の動作を示すタイミングチャートである。光電変換部９１４を駆動するためのタイミング信号が、タイミング発生部９１３から出力される。
【００１４】
まず、光電変換期間（Ｘ線照射期間）について説明する。
【００１５】
ＴＦＴは、全てオフ状態において、光源（Ｘ線）がパルス的にオンすると、それぞれの光電変換素子９１１に光が照射され、光の量に対応した信号電荷が素子容量に蓄積される。Ｘ線可視変換用の蛍光体９０３を用いる場合、Ｘ線の量に対応した可視光を光電変換素子９１１側に導光するような部材を用いるか、蛍光体を光電変換素子の極近傍に配置すればよい。光源がオフした後も、素子容量に光電変換された信号電荷は保持される。
【００１６】
次に読み出し期間について説明する。
【００１７】
読み出し動作は、Ｓ１−１〜Ｓ１−３の１行目、次にＳ２−１〜Ｓ２−３の２行目、次にＳ３−１〜Ｓ３−３の３行目の順で行われる。まず、Ｓ１−１〜Ｓ１−３の１行目を読み出しするためにＴ１−１〜Ｔ１−３のスイッチ素子（ＴＦＴ）のゲート配線Ｇ１にシフトレジスタ１０２からゲートパルスを与える。これにより、Ｔ１−１〜Ｔ１−３がオン状態になり、Ｓ１−１〜Ｓ１−３に蓄積されていた信号電荷が、信号配線Ｍ１〜Ｍ３に転送される。Ｍ１〜Ｍ３の信号配線には、図１１に記載してある読み出し容量ＣＭ１〜ＣＭ３が付加されており、信号電荷はＴＦＴを介し、読み出し容量ＣＭ１〜ＣＭ３に転送されることになる。例えば信号配線Ｍ１の付加されている読み出し容量ＣＭ１は、Ｍ１に接続されているＴ１−１〜Ｔ３−１の各ＴＦＴにおけるゲート−ソース間の電極間容量（Ｃｇｓ）の総和（３個分）である。Ｍ１〜Ｍ３に転送された信号電荷は、アンプＡ１〜Ａ３で増幅される。そしてＳＭＰＬ信号をオンさせることにより、サンプルホールド容量ＣＬ１〜ＣＬ３に転送され、ＳＭＰＬ信号をオフするとともにホールドされる。次にシフトレジスタ１０３からスイッチＳｒ１、Ｓｒ２、Ｓｒ３の順番で、パルスを印加することにより、ＣＬ１〜ＣＬ３にホールドされていた信号が、ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の順でアンプ１０４から出力される。結果としてＳ１−１、Ｓ１−２、Ｓ１−３の１行分の光電変換信号が順次出力される。Ｓ２−１〜Ｓ２−３の２行目の読み出し動作、Ｓ３−１〜Ｓ３−３の３行目の読み出し動作も同様に行われる。
【００１８】
１行目のＳＭＰＬ信号によりＭ１〜Ｍ３の信号をＣＬ１〜ＣＬ３にサンプルホールドすれば、Ｍ１〜Ｍ３をＣＲＥＳ信号によりＧＮＤ電位にリセットしその後Ｇ２のゲートパルスを印加することができる。すなわち１行目の信号をＳＲ２により直列変換動作をする間に、同時に光電変換素子Ｓ２−１〜Ｓ２−３の２行目の信号電荷をＳＲ１により転送することができる。
【００１９】
以上の動作により、第１行から第３行全ての光電変換素子９１１の電荷を出力することができる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
固体撮像素子を用いた放射線検出装置は、読み取り動作時に外因性のノイズ源の影響を受ける場合がある。外因性のノイズ源とは放射線検出装置の外部に存在するノイズ源であり、例えば、放射線検出装置が設置されている撮影室に隣接した他の放射線源から壁越しでやってくる磁界性のノイズや、自らの放射線源からやってくる磁界性のノイズ、あるいは落雷によるノイズ等で、主に空間を伝わってくるノイズがあげられる。
【００２１】
病院で使用される放射線検出装置は、事務機や家電製品に比べより高い階調性が必要とされるために撮像装置として高い感度が要求される。反面そういった外因性のノイズ源に対して敏感に影響されやすい傾向にある。
【００２２】
特に、図１４、図１５で示されるような光電変換部９１４を有する撮像装置では、その読み取り動作において、行単位で転送動作、リセット動作、サンプルホールド動作を行うため、それらの動作の直前に、何らかの経路で信号ラインに外因性ノイズが混入した場合、画像上、横スジ状のノイズになりやすい性質がある。それらのノイズをラインノイズと称する。ラインノイズは、横の１ラインの情報が丸ごとノイズ成分になってしまうため、情報量の損失が大きい。ラインノイズが発生した場合の画像を一例として図１７に示す。
【００２３】
外因性のノイズ源は、常時、飛来、漂流しているわけではない。放射線検出装置の読み取り動作過程に、たまたま混入した場合、取得したＸ線画像に、画像の乱れが生ずるものである。外因性ノイズが混入した場合、再度撮影行為を行うため、患者にとってＸ線被爆線量の増加が余儀なくされるといった課題を有している。病院にとっても撮影するための時間が増加するために運用効率が低下するといった課題を有する。
【００２４】
また、完全に撮影室を外因性のノイズ源から遮蔽する対策もあるが、例えば撮影室に既にある壁やドアを壊し、新たに作りなおすことは費用の面でも現実的ではない。
【００２５】
本発明では、以上述べたような予期せぬ突発的な外因性のノイズ混入により、撮影をやり直すこと、すなわちその患者にとって被爆線量を増加するといった事態を避けねばならないという課題を解決することを主たる目的としている。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の放射線検出装置では、放射線を電気信号として検出する放射線検出部と、前記放射線検出部を駆動するためのタイミング発生部とを有する放射線検出装置において、外来空間を伝わってくる外因性のノイズを検出するためのノイズ検出部を前記放射線検出部の近傍に備え、前記ノイズ検出部の結果により、放射線発生装置に放射線出射を禁止する制御信号を出力している。また、放射線検出システムでは、被写体に対して放射線を出射する放射線源と、前記放射線源から出射され前記被写体を透過した放射線を電気信号として検出する放射線検出部と、前記放射線検出部を駆動するためのタイミング発生部とを有する放射線検出システムにおいて、外来空間を伝わってくる外因性のノイズを検出するためのノイズ検出部を前記放射線検出部の近傍に備え、前記ノイズ検出部の結果により、前記放射線源からの放射線出射を禁止させている。
【００２７】
さらに、本発明の放射線検出装置では、放射線を電気信号として検出する放射線検出部と、前記放射線検出部を駆動するためのタイミング発生部とを有する放射線検出装置において、外来空間を伝わってくる外因性のノイズを検出するためのノイズ検出部を前記放射線検出部の近傍に備え、前記ノイズ検出部の結果により、前記放射線検出部の読み取り動作を制御している。また、放射線検出システムでは、被写体に対して放射線を出射する放射線源と、前記放射線源から出射され前記被写体を透過した放射線を電気信号として検出する放射線検出部と、前記放射線検出部を駆動するためのタイミング発生部とを有する放射線検出システムにおいて、外来空間を伝わってくる外因性のノイズを検出するためのノイズ検出部を前記放射線検出部の近傍に備え、前記ノイズ検出部の結果により、前記放射線検出部の読み取り動作を制御している。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の放射線検出装置及び放射線検出システムの実施形態におけるＸ線撮像システムについて図面を用いて説明する。実施形態１は、独立請求項１，４に対応し、実施形態２は、独立請求項７，１５に対応する。
［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１におけるＸ線撮像システムの概略図である。図８と同一部材については同一の符号を付けている。
【００２９】
９０１は、Ｘ線を照射するＸ線源、９０２は、被写体すなわち患者、９０３は、本発明の波長変換体としてのＸ線を可視光に変換するＸ線可視変換蛍光体である。９１４は、本発明の放射線検出部としての光電変換部であり、蛍光体９０３と、その直下に近接して配置された光電変換素子９１１を含んでいる。光電変換素子９１１は、蛍光体９０３からの可視光を電気信号に変換するためのもので、絶縁基板上に２次元アレー状に配列されている。９１３は、光電変換装置を駆動するためのタイミング発生部であり、例えば、図１６で示されるようなタイミングが出力される。９１２は、本発明の特徴の１つであるノイズ検出部であり、撮影環境をとりまく外因性のノイズ源により撮影部側へ空間を伝達してくるノイズを検出する。ノイズ検出部９１３が、外因性ノイズを検出しない場合、爆射許可信号を出力する。
【００３０】
９０７は、Ｘ線技師が、患者の撮影部位と光電変換装置との位置関係や、患者の姿勢、Ｘ線の位置や管球の条件を予め整えて、爆射の意思を装置に伝えるためのスイッチである。カメラのシャッターボタンのようなものである。９０８は、９１２からの爆射許可信号と、Ｘ線技師からの爆射意思信号が両方とも発生した場合に、Ｘ線源からＸ線を出射させる信号を生成する装置であり、機能を簡単化するために論理回路のＡＮＤゲートの記号を用いて表記している。表１に、９０８の論理表を示しておく。
【００３１】
【表１】
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図２は、ノイズ検出部の回路例である。８００はループコイルであり、空間を伝わる交流の磁束ノイズを検出する。外因性のノイズ源による磁束がループ内に入り、その磁束が変化することによりループ内に誘導電流が流れる。その信号をアンプ８０１で増幅し、ＡＤコンバータ８０２によりディジタル化され、メモリ８０３に格納される。ＣＰＵ８０４は、予め決められた判断基準に従い、ＡＮＤゲート９０８側へ爆射許可信号を発令する。
【００３２】
次に、光電変換部９１４の動作で、空読み動作を行う空読み期間、Ｘ線が照射され蓄積動作を行うＸ線照射期間、本読み動作を行う本読み期間の３つの期間について説明する。
【００３３】
図３は、「空読み期間」の動作を示すタイミングチャートである。なお、光電変換装置の回路図は、図１４の光電変換回路１０１の２次元的回路と図１５の読みだし用回路とで構成され、タイミングは、タイミング発生部９１３で作られる。また、図１４では３×３の計９画素分で表記されているが、実際のＸ線撮像装置ではさらに多数の画素で構成されている。図３では、ゲート配線をＮ本で表記している。たとえば、医療用の胸部Ｘ線撮像装置の場合、有効領域で４０ｃｍ□以上、画素数としては画素ピッチ２００μｍで、２０００×２０００画素以上が求められている。
【００３４】
光電変換素子９１１の光情報は、素子内の電極間容量（素子容量）に蓄積される。しかし、空読み期間においては、まだＸ線が照射されていないために、光情報は全くない。ここでは、患者のＸ線透過情報とは無関係の光電変換素子の暗電流による電荷が蓄積されている。シフトレジスタよりゲート駆動用配線Ｖｇ１に転送用のパルスを与え、１行目に付加している転送用スイッチ素子がオン状態に切り変わる。これにより、光電変換素子内の電極間容量に蓄えられていた暗電流による電荷が、マトリクス信号配線を通って転送される。その後、ＳＭＰＬパルスにより、読み出し様回路部へ一括転送され、さらにシリアル変換することにより１行目の出力が読み出される。以下Ｎ行までその動作を繰り返し、１フレーム分のスキャンを終了する。空読み期間は、Ｘ線照射がないため信号電荷による出力成分Ｖｏｕｔを図３では表していない。空読み動作とは以上の説明にあるように、いわばＸ線を照射せずに１フレーム分のスキャン動作を行うことである。実際の撮影では、Ｘ線が照射されるまでに数フレーム分の空読み動作が行われる。
【００３５】
次に「Ｘ線照射期間」について説明する。図４は「Ｘ線照射期間」の動作を示すタイミングチャートである。「Ｘ線照射期間」は「空読み期間」の後に行われる。タイミングは、ＣＲＥＳ、Ｖｇ１〜ＶｇＮ、ＳＭＰＬは、「Ｌｏ」状態で、Ｘ線だけがパルス的に照射される。この期間は、Ｘ線による患者のＸ線透過情報がそれぞれの光電変換素子に蓄積するための蓄積期間である。
【００３６】
最後に「本読み期間」について説明する。図５は「本読み期間」の動作を示すタイミングチャートである。「本読み期間」は「Ｘ線照射期間」の後に行われる。図５と図３を比較するとわかるように、タイミング上、本読み動作は、先の空読み動作と何ら違いはない。本読み期間は、その前のＸ線照射期間で光電変換素子にＸ線情報を蓄えているため、出力Ｖｏｕｔは、空読み期間のものとは異なる。
【００３７】
図６は、Ｘ線撮像システムの動作を示すフローチャートである。開始後、空読み動作を行いＸ線技師の意思を示す爆射指令（爆射意思信号）を待っている。爆射意思信号がない時は、空読み動作を繰り返している。Ｘ線技師により爆射意思信号が発生すれば、から読み動作の過程で、ノイズ検出部の出力にノイズがあったかどうかを判断する。空読み動作は、複数回行われるため、どの時点でのノイズ検出部の出力を判断の対象にするかは、予め装置に定義づけすればよい。例えば、爆射意思信号が入力され他直前の空読み動作に相当する期間のノイズ検出部の出力を対象としてもよいし、あるいは、直前の２フレーム分の空読み動作に相当する期間のノイズ検出部の出力を対象としてもよい。あるいは複数とおりの選択肢を備え持って、適宜選択してもよい。いずれにしても、対象とした期間のノイズ検出部の出力に異常があると判断された場合、Ｘ線の爆射を禁止する。図１で例えるならば爆射許可信号が発生せず、Ｘ線は照射されることはない。逆に、対象とした期間のノイズ検出部の出力が正常であると判断された場合、Ｘ線許可信号が発生し、Ｘ線が照射される。その後、本読み動作を行い１フレーム分のＸ線情報が得られる。
【００３８】
爆射の禁止とは、Ｘ線技師により爆射指令（爆射意思信号）があったときに、禁止するだけであって、その後長期間にわたり禁止し続けるわけではない。すなわち、すぐに再撮影を開始し、ノイズ検出部の出力に所定のノイズがなくなっていれば、Ｘ線が照射され本読み動作が行われる。
【００３９】
図６のフローチャートからわかるように、空読み動作を終えた後に、過去のノイズ検出部の出力を判断対象とするため、ノイズ検出部は、記憶手段を持っている。ノイズ検出部は、例えば、ＡＤコンバータ、メモリ、ＣＰＵ等を含んでおり、空読み動作に相当する期間のノイズ検出部の出力をディジタル化しメモリに格納しておく。
【００４０】
図７は、Ｘ線撮像システムにおけるタイミングチャートの例であり、（ａ）Ｘ線の爆射が禁止されない事例と、（ｂ）Ｘ線の爆射が禁止された事例とを示している。図７では、Ｘ線撮像装置とノイズ検出部とＸ線出射の３種類のタイミングを示している。図中「Ｋ」が空読み期間、「Ｘ」はＸ線照射期間、「Ｈ」は本読み期間を示している。
【００４１】
（ａ）は、爆射が禁止されない事例である。ノイズ検出部の信号は、＋側の閾値と−側の閾値で表される範囲内に常時入っている。すなわち、この期間で外因性のノイズ源による飛込みノイズが入ってないと判断され、Ｘ線が爆射され、そのご、本読み動作が行われている。一方（ｂ）は、Ｘ線の爆射が禁止された事例である。Ｘ線が爆射される前に、ノイズ検出部の出力が、＋側の閾値と−側の閾値で表される範囲外にある。この状態は、外因性のノイズ源による飛込みノイズが入ってきていると判断し、Ｘ線の爆射を禁止している。もちろん、その後本読み動作は行わない。
［実施形態２］
図８は、本発明の実施形態２におけるＸ線撮像システムの概略図である。図１２と同一部材については同一の符号を付けている。
【００４２】
９０１は、Ｘ線を照射するＸ線源、９０２は、被写体すなわち患者、９０３は、本発明の波長変換体としてのＸ線を可視光に変換するＸ線可視変換蛍光体である。９１４は、本発明の放射線検出部としての光電変換部であり、蛍光体９０３と、その直下に近接して配置された光電変換素子９１１を含んでいる。光電変換素子９１１は、蛍光体９０３からの可視光を電気信号に変換するためのもので、絶縁基板上に２次元アレー状に配列されている。９１３は、光電変換装置を駆動するためのタイミング発生部であり、例えば、図１６で示されるようなタイミングが出力される。９１２は、本発明の特徴の１つであるノイズ検出部であり、撮影環境をとりまく外因性のノイズ源により撮影部側へ空間を伝達してくるノイズを検出する。ノイズ検出部９１２が、外因性ノイズを検出した場合、本読み動作延期信号を出力する。
【００４３】
９０７は、Ｘ線技師が、患者の撮影部位と光電変換装置との位置関係や、患者の姿勢、Ｘ線の位置や管球の条件を予め整えて、爆射の意思を装置に伝えるためのスイッチである。カメラのシャッターボタンのようなものである。
【００４４】
ノイズ検出部９１２は、実施形態１の図２と同様の構成であるが、ＣＰＵ８０４は、予め決められた判断基準に従い、タイミング発生部９１３側へ本読み動作延期信号を発令する。
【００４５】
次に、光電変換部９１４の動作で、空読み動作を行う空読み期間、Ｘ線が照射され蓄積動作を行うＸ線照射期間、本読み動作を行う本読み期間の３つの期間があるが、これらについては、実施形態１において図３〜５に示したものと同じであるから説明を省略する。
【００４６】
図９は、Ｘ線撮像システムの動作を示すフローチャートである。開始後、空読み動作を行いＸ線技師の意思を示す爆射指令（爆射意思信号）を待っている。爆射意思信号がない時は、空読み動作を繰り返している。Ｘ線技師により爆射意思信号が発生した時、Ｘ線源からＸ線が出射され、その後Ｘ線照射が終了する。従来では、その後に本読み動作が開始されるが、本発明では、Ｘ線が出射されてから本読み動作が開始されるまでの間に、ノイズ検出部により外因性ノイズが検出されているかを判断する。ノイズが検出されない場合、従来と同じ用に本読み動作が開始されるが、ノイズを検出した場合、本読み動作延期信号が発令される。すなわち、本読み動作を延期する。一定期間、ノイズ検出部により外因性ノイズを検出し続け、ノイズがなくなったと判断された場合、本読み動作を開始する。
【００４７】
図１０は、Ｘ線撮像システムにおけるタイミングチャートの例であり、（ａ）本読み動作が延期されない事例と、（ｂ）本読み動作が延期された事例とを示している。図１０では、Ｘ線撮像装置とノイズ検出部とＸ線出射の３種類のタイミングを示している。図中「Ｋ」が空読み期間、「Ｘ」はＸ線照射期間、「Ｈ」は本読み期間を示している。
【００４８】
（ａ）は本読み動作が延期されない事例である。ノイズ検出部の信号は、＋側の閾値と−側の閾値で表される範囲内に常時入っている。すなわち、この期間で外因性のノイズ源による飛込みノイズが入ってないと判断され、本読み動作が行われている。一方（ｂ）は本読み動作が延期された事例である。Ｘ線が爆射された後に、ノイズ検出部の出力が、＋側の閾値と−側の閾値で表される範囲外にある。この状態は、外因性のノイズ源による飛込みノイズが入ってきていると判断し、（ａ）のようなシーケンスで本読み動作を行うことが出来ない。本読み動作を延期させ、外因性ノイズが納まった後に本読み動作を開始している。
【００４９】
実施形態１，２において、波長変換体、すなわちＸ線を可視光に変換するＸ線可視変換蛍光体９０３を用いる光電変換部９１４の例を示したが、波長変換体を用いずに、光電変換部９１４が、入射した放射線を直接電気信号に変換するＸ線検出素子が１つの画素に含まれ、それらを２次元アレー状に配置させたものでもよい。この場合は、Ｘ線検出素子は、ヨウ化鉛、ヨウ化水銀、セレン、テルル化カドミウム、ガリウムヒ素、ガリウム燐、硫化亜鉛、又はシリコンのいずれかを材料として含むものである。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の放射線検出装置及び放射線検出システムによれば、外因性のノイズ源が突発的に混入し、画像乱れによる再度Ｘ線撮影をやり直すデメリット、すなわちその患者にとって被曝線量が増加するデメリットが少なくなる効果がある。また、再撮影がなくなれば、病院内の運用効率が向上し患者にとって待ち時間も短くできるため負担を軽減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１におけるＸ線撮像システムの概略図
【図２】ノイズ検出部の回路例
【図３】「空読み期間」の動作を示すタイミングチャート
【図４】「Ｘ線照射期間」の動作を示すタイミングチャート
【図５】「本読み期間」の動作を示すタイミングチャート
【図６】実施形態１におけるＸ線撮像システムの動作を示すフローチャート
【図７】実施形態１におけるＸ線撮像システムにおけるタイミングチャートの例
【図８】本発明の実施形態２におけるＸ線撮像システムの概略図
【図９】実施形態２におけるＸ線撮像システムの動作を示すフローチャート
【図１０】実施形態２におけるＸ線撮像システムにおけるタイミングチャートの例
【図１１】従来のフィルム方式のＸ線撮影システムを示す概略図
【図１２】従来の固体撮像素子を用いたＸ線撮像システムを示す概略図
【図１３】図１２で示されるＸ線撮像システムの動作のフローチャート
【図１４】光電変換回路１０１の２次元的回路図（３×３＝９画素）
【図１５】図１４の読み出し用回路１０７の内部を示す電気回路図
【図１６】図１４、図１５からなる光電変換部９１４の動作を示すタイミングチャート
【図１７】ラインノイズが発生した場合の画像例
【符号の説明】
９０１　Ｘ線源
９０２　被写体（患者）
９０３　蛍光体
９０４　フィルム
９０５、９０７　スイッチ
９０６　Ｘ線源の電源
９０８　Ｘ線源からＸ線を出射させる信号を生成する装置（ＡＮＤゲー
ト）
９１０　絶縁基板
９１１　光電変換素子
９１２　ノイズ検出部
９１３　タイミング発生部
９１４　光電変換部
１０１　光電変換回路（光電変換基板）
１０２、１０３　シフトレジスタ
１０４　アンプ
１０７　読み出し用回路
８００　ループコイル
８０１　アンプ
８０２　ＡＤコンバータ
８０３　メモリ
８０４　ＣＰＵ
【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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