(57)【要約】【課題】ＣＭＯＳセンサ等の単結晶半導体からなるイメージセンサの素抜け領域における特性劣化を抑制する。【解決手段】放射線発生装置６の光源１４を点灯させ、反射ミラー１３により反射された可視光を被写体Ｈに照射する。放射線撮影装置７のフォトセンサアレイ３２は、放射線検出器３１上で被写体Ｈの周囲に照射された可視光を検出することにより、被写体ＨにＸ線が照射された際に被写体Ｈを透過していないＸ線が放射線検出器３１に直接照射される素抜け領域を検出する。素抜け領域の検出結果は、無線通信によりコンソール８に送信され、コンソール８で素抜け領域にＸ線が照射されないようなコリメータ１１の駆動量が決定される。コリメータ駆動量は、コンソール８から放射線発生装置６に送信され、コリメータ１１はコリメータ駆動量に基づいて駆動される。【選択図】図１
2013011553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に放射線を照射する放射線原と、被写体に検出光を照射する光源とを有する放射線発生装置と、
被写体を透過した放射線を検出する複数の画素がマトリクス状に配列された放射線検出器と、前記放射線検出器上で被写体の周囲に照射された前記検出光を検出することにより、被写体に放射線が照射された際に被写体を透過していない放射線が前記放射線検出器に直接照射される素抜け領域を検出する素抜け領域検出手段とを有する放射線撮影装置と、
を備えたことを特徴とする放射線撮影システム。
【請求項２】
前記素抜け領域検出手段は、前記放射線検出器の検出光照射側に配置されて前記検出光を検出する複数のフォトセンサパネルを備えたフォトセンサアレイであることを特徴とする請求項１記載の放射線撮影システム。
【請求項３】
前記素抜け領域検出手段の検出結果に基づいて、前記素抜け領域に放射線が照射されないように、前記放射線発生装置において放射線の照射範囲を規定するコリメータの駆動量を決定するコリメータ駆動量決定手段と、前記コリメータ駆動量決定手段の決定結果に基づいて前記コリメータを駆動するコリメータ駆動手段とを備えたことを特徴とする請求項２記載の放射線撮影システム。
【請求項４】
前記コリメータ駆動量決定手段は、前記各フォトセンサパネルの検出結果に基づいて、前記素抜け領域に存在する前記放射線検出器の素抜け画素数を特定し、前記素抜け画素数が予め設定されている許容値を超えないように前記コリメータ駆動量を決定することを特徴とする請求項３記載の放射線撮影システム。
【請求項５】
前記素抜け画素数の許容値は、前記放射線原から照射される放射線の照射線量に応じて設定されていることを特徴とする請求項４記載の放射線撮影システム。
【請求項６】
前記フォトセンサパネルは、有機光電変換材料からなることを特徴とする請求項２〜５いずれか記載の放射線撮影システム。
【請求項７】
前記フォトセンサアレイは、前記検出光を検出する検出面の中央部に配置される前記フォトセンサパネルよりも、周縁部に配置される前記フォトセンサパネルのほうがサイズが小さいことを特徴とする請求項２〜６いずれか記載の放射線撮影システム。
【請求項８】
前記コリメータは、前記放射線原の光路を横切るように移動自在とされた少なくとも一対の遮蔽板を有し、前記遮蔽板の断面形状は、外周部に向かうにしたがって厚みが厚くなるくさび型形状であることを特徴とする請求項３または４記載の放射線撮影システム。
【請求項９】
前記コリメータは、放射線の照射範囲を規定する第１コリメータと、前記素抜け領域に照射される放射線から低エネルギ成分を吸収する第２のコリメータとを有することを特徴とする請求項８記載の放射線撮影システム。
【請求項１０】
前記放射線の低エネルギ成分とは、放射線撮影に使用されないエネルギ成分であって、放射線発生装置から放射される放射線のエネルギ分布の１／２以下のエネルギ成分であることを特徴とする請求項９記載の放射線撮影装置。
【請求項１１】
前記一対の遮蔽板は、放射線の光軸に対して個別に移動可能であることを特徴とする請求項８記載の放射線撮影システム。
【請求項１２】
前記放射線発生装置は、前記素抜け領域に放射線が照射されないように放射線の照射角度を切り替えるための首振り機構を有することを特徴とする請求項１〜１１いずれか記載の放射線撮影システム。
【請求項１３】
前記放射線検出器は、放射線を吸収して光に変換するシンチレータと、前記シンチレータの放射線照射側に配置され、前記シンチレータで変換された光を検出する複数の画素がマトリクス状に配列されたセンサパネルとを含むことを特徴とする請求項１〜１２いずれか記載の放射線撮影システム。
【請求項１４】
前記センサパネルは、ＣＭＯＳ型イメージセンサからなることを特徴とする請求項１３記載の放射線撮影システム。
【請求項１５】
前記センサパネルを前記素抜け領域検出手段として兼用させたことを特徴とする請求項１３または１４記載の放射線撮影システム。
【請求項１６】
前記放射線撮影装置は、前記放射線及び前記検出光が照射される照射面に前記放射線及び前記検出光を透過させる天板を有し、前記放射線検出器と前記素抜け領域検出手段との間に遮光層を備えることを特徴とする請求項１３または１４記載の放射線撮影システム。
【請求項１７】
前記放射線撮影装置は、前記放射線及び前記検出光が照射される照射面に前記放射線及び前記検出光を透過させる天板を有し、前記天板は、前記検出光を透過させる状態と遮光する状態との間で切り換えられる切換機構を有することを特徴とする請求項１３〜１５いずれか記載の放射線撮影システム。
【請求項１８】
前記素抜け領域検出手段は、前記放射線撮影装置が収容可能な被覆部材に配置されていることを特徴とする請求項１３または１４記載の放射線撮影システム。
【請求項１９】
前記検出光は、放射線以外の電磁波であることを特徴とする請求項１〜１８いずれか記載の放射線撮影システム。
【請求項２０】
前記電磁波は、可視光、赤外光または紫外光等であることを特徴とする請求項１９記載の放射線撮影システム。
【請求項２１】
被写体を透過した放射線を検出する複数の画素がマトリクス状に配列された放射線検出器と、
前記放射線検出器上で被写体の周囲に照射された前記検出光を検出することにより、被写体に放射線が照射された際に被写体を透過していない放射線が前記放射線検出器に直接照射される素抜け領域を検出する素抜け領域検出手段と、
を備えたことを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２２】
前記素抜け領域検出手段は、前記放射線検出器の検出光照射側に配置されて前記検出光を検出する複数のフォトセンサパネルを備えたフォトセンサアレイであることを特徴とする請求項２１載の放射線撮影装置。
【請求項２３】
前記フォトセンサパネルは、有機光電変換材料からなることを特徴とする請求項２２記載の放射線撮影装置。
【請求項２４】
被写体に検出光を照射するステップと、
放射線検出器上で被写体の周囲に照射された前記検出光を検出することにより、被写体に放射線が照射された際に被写体を透過していない放射線が前記放射線検出器に直接照射される素抜け領域を検出するステップと、
を含むことを特徴とする放射線撮影方法。
【請求項２５】
前記素抜け領域に放射線が照射されないように、放射線の照射範囲を規定するコリメータの駆動量を決定するステップと、
前記コリメータの駆動量に基づいて前記コリメータを駆動させるステップと、
を含むことを特徴とする請求項２４記載の放射線撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を検出して放射線画像の画像データを出力する放射線検出器を用いた放射線撮影装置と、放射線撮影装置を用いた放射線撮影システム、及び放射線撮影方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野において、画像診断を行うために、放射線、例えばＸ線を利用して被写体を撮影する放射線撮影システムが知られている。放射線撮影システムは、被写体に向けてＸ線を照射する放射線発生装置と、被写体を透過したＸ線の照射を受けて、被写体の放射線画像を撮影する放射線撮影装置とを有する。放射線撮影装置には、立位姿勢や臥位姿勢の被検者を撮影するための立位撮影台や臥位撮影台に組み込まれた据え置き型の他、偏平な形状の筐体を有する可搬型がある。可搬型の放射線撮影装置は、病室等でベッドに寝ている患者の下に挿入して撮影するような撮影方法にも用いることができる。
【０００３】
放射線撮影装置としては、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する画素部がマトリクス状に配列された検出面を有し、検出面において画素部毎に信号電荷を蓄積することで、被写体の画像情報を表す放射線画像を検出し、これをデジタルな画像データとして出力する放射線検出器を利用したものが実用化されている。
【０００４】
放射線検出器には、ＴＦＴ読出し直接型、ＴＦＴ読出し間接型、ＣＭＯＳ読出し間接型等がある。ＴＦＴ読出し直接型は、ａ−Ｓｅ（アモルファスセレン）等のＸ線を直接吸収して信号電荷に変換する材料からなる光電変換層でＸ線を受光し、ここで発生した信号電荷を、ＴＦＴスイッチを用いたＴＦＴパネルで順次選択的に読み出す方式である。また、ＴＦＴ読出し間接型は、シンチレータによりＸ線を可視光に変換した後、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）等の可視光を吸収して信号電荷に変換する材料からなる光電変換層で該可視光を受光し、この可視光によって光電変換層で発生した信号電荷を、ＴＦＴパネルで順次選択的に読み出す方式である。
【０００５】
ＣＭＯＳ読出し間接型は、シンチレータによりＸ線を可視光に変換した後、この可視光をＣＭＯＳ型のイメージセンサ（以下、ＣＭＯＳセンサという）によって光電変換して、可視光に応じた信号を読み出す方式である。シリコン等の単結晶半導体からなるＣＭＯＳセンサは、ａ−Ｓｉ等の多結晶半導体からなるＴＦＴパネルに比べてキャリア移動度が３〜４桁以上速く、周辺回路も混載可能であり、製造時の特性（例えばＶｔｈ等）のばらつきが小さいため、高感度、高Ｓ／Ｎ、高速読み出しが必要な高画質撮影や動画撮影に適している。また、ＣＭＯＳセンサは、現在では１２インチウエハから一辺が約２００ｍｍ角のものが製造可能であるため、例えば医療用の放射線検出器のサイズとして一般的な１７インチ角の放射線検出器は、４枚のＣＭＯＳセンサを配列することにより構成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−０８２１６９号公報
【特許文献２】特開平０５−０４２１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
単結晶ＳｉからなるＣＭＯＳセンサは、Ｘ線照射により、ＭＯＳトランジスタの閾値電圧Ｖｔｈの変化や、暗電流が増加する等の特性劣化が発生することが知られている。これは、単結晶Ｓｉを用いたＭＯＳ構造では、吸収線量の増加によって半導体と酸化膜との境目の電荷（以下、界面電荷という）が増加するためである。放射線撮影装置に照射されるＸ線のうち、ＣＭＯＳセンサの特性劣化に影響するのは、放射線撮影に使用されないＸ線の低エネルギ成分と考えられる。すなわち、Ｘ線の高エネルギ成分は、ＣＭＯＳセンサを透過してしまうが、Ｘ線の低エネルギ成分は、ＣＭＯＳセンサを透過するだけのエネルギが無いため、ＣＭＯＳセンサに吸収されてしまい、界面電荷を増加させる可能性がある。
【０００８】
特に、被写体のサイズが放射線撮影装置の撮影範囲よりも小さい場合には、放射線検出器の検出面と被写体とが対面していない部分、いわゆる素抜け領域にＸ線が直接照射されるため、素抜け領域の特性劣化が問題となる。
【０００９】
上記問題は、ＩＳＳ（Irradiation Side Sampling）方式、すなわち、シンチレータのＸ線が入射するＸ線入射面と放射線検出器の検出面とが対面するように、筐体内において、Ｘ線の入射側から、放射線検出器、シンチレータの順に配置される方式を採用した場合により顕著である。というのは、ＩＳＳ方式では、Ｘ線の入射側から、放射線検出器、シンチレータの順に配置されることになるため、シンチレータ、放射線検出器の順に配置され、シンチレータのＸ線入射面とは反対側の面で光を検出するＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式と比較して、放射線検出器に照射されるＸ線量が増えるからである。
【００１０】
特許文献１には、ＣＣＤカメラにより被写体を固定している固定材を撮影し、撮影した画像を画像処理して固定材の位置を特定し、その特定結果に基づいて撮影範囲内に固定材が含まれるようにコリメータの位置を自動制御することが記載されている。しかし、特許文献１では、被写体の上方からＣＣＤカメラで固定材を撮影しているため、上方から見た固定材の輪郭しか検出することができず、実際にＸ線がどのように照射されるかを検出することはできない。
【００１１】
また、特許文献２には、Ｘ線発生装置から被写体にＸ線を照射し、Ｘ線撮影装置によりＸ線を検出して得た放射線画像を画像処理して素抜け領域を検出し、この検出結果に基づいてコリメータを制御している。特許文献２は、特許文献１と異なり被写体の近傍でＸ線が実際にどのように照射されるかを検出できるが、Ｘ線の照射が必要であるため被写体の被爆量が増えてしまう。更に、特許文献１、２では、Ｘ線照射範囲の特定に画像処理を必要とするため、制御が複雑となる。
【００１２】
本発明は、上記問題を解決するため、ＣＭＯＳセンサ等の単結晶半導体からなるイメージセンサの素抜け領域における特性劣化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の放射線撮影システムは、被写体に放射線を照射する放射線原、及び被写体に検出光を照射する光源を有する放射線発生装置と、被写体を透過した放射線を検出する複数の画素がマトリクス状に配列された放射線検出器、及び放射線検出器上で被写体の周囲に照射された検出光を検出することにより、被写体に放射線が照射された際に被写体を透過していない放射線が放射線検出器に直接照射される素抜け領域を検出する素抜け領域検出手段とを備えている。
【００１４】
素抜け領域検出手段は、放射線検出器の検出光照射側に配置されて検出光を検出する複数のフォトセンサパネルを備えたフォトセンサアレイである。
【００１５】
また、放射線撮影システムは、素抜け領域検出手段の検出結果に基づいて、素抜け領域に放射線が照射されないように、放射線発生装置において放射線の照射範囲を規定するコリメータの駆動量を決定するコリメータ駆動量決定手段と、コリメータ駆動量決定手段の決定結果に基づいてコリメータを駆動するコリメータ駆動手段とを備えている。
【００１６】
コリメータ駆動量決定手段は、各フォトセンサパネルの検出結果に基づいて、素抜け領域に存在する放射線検出器の素抜け画素数を特定し、素抜け画素数が予め設定されている許容値を超えないようにコリメータ駆動量を決定する。なお、素抜け画素数の許容値は、放射線原から照射される放射線の照射線量に応じて設定されていることが好ましい。これによれば、放射線の照射線量に応じてコリメータを最適に制御することができる。
【００１７】
フォトセンサパネルは、有機光電変換材料によって構成してもよい。これにより、フォトセンサパネルを薄く構成することができ、放射線の吸収がほとんど発生しないので、フォトセンサパネルによる放射線の減衰が発生しない。また、フォトセンサアレイは、検出光を検出する検出面の中央部に配置されるフォトセンサパネルよりも、周縁部に配置されるフォトセンサパネルのサイズを小さくしてもよい。周縁部は、被写体の輪郭に対面することが多いので、輪郭周辺の素抜け領域を精密に検出することができる。
【００１８】
コリメータは、放射線原の光路を横切るように移動自在とされた少なくとも一対の遮蔽板を有し、遮蔽板の断面形状は、外周部に向かうにしたがって厚みが厚くなるくさび型形状であることが好ましい。これによれば、遮蔽板の薄い部分で放射線が僅かに透過するので、被写体Ｈの輪郭を判別できる程度に撮影することができる。
【００１９】
コリメータは、放射線の照射範囲を規定する第１コリメータと、素抜け領域に照射される放射線から低エネルギ成分を吸収する第２のコリメータとから構成してもよい。これによれば、素抜け領域に対する放射線の低エネルギ成分の照射を抑制することができる。なお、放射線の低エネルギ成分とは、放射線撮影に使用されないエネルギ成分であって、放射線発生装置から放射される放射線のエネルギ分布の１／２以下のエネルギ成分である。
【００２０】
放射線発生装置は、素抜け領域に放射線が照射されないように放射線の照射角度を切り替えるための首振り機構を備えていてもよい。また、一対の遮蔽板は、放射線の光軸に対して個別に移動可能であってもよい。これらによれば、素抜け領域を限界まで減らすことができる。
【００２１】
放射線検出器は、放射線を吸収して光に変換するシンチレータと、シンチレータの放射線照射側に配置され、シンチレータで変換された光を検出する複数の画素がマトリクス状に配列されたセンサパネルとから構成してもよい。センサパネルは、ＣＭＯＳ型イメージセンサを用いてもよい。また、センサパネルを素抜け領域検出手段として兼用させてもよい。
【００２２】
放射線撮影装置は、放射線検出器及び素抜け領域検出手段に放射線及び検出光をそれぞれ照射させるため、放射線及び検出光が照射される照射面に放射線及び検出光を透過させる天板を有していることが好ましい。また、放射線検出器に検出光を含む可視光が照射されるのを防止するため、放射線検出器と素抜け領域検出手段との間に遮光層を備えていることが好ましい。
【００２３】
また、天板に、検出光を透過させる状態と遮光する状態との間で切り換えられる切換機構を設けてもよい。この場合、放射線検出器と素抜け領域検出手段との間の遮光層は省略することができる。また、放射線撮影装置が収容可能な被覆部材に、素抜け領域検出手段を配置してもよい。これによれば、放射線撮影装置に検出光が透過可能な天板を設ける必要がない。
【００２４】
検出光は、放射線以外の電磁波であり、例えば可視光、赤外光または紫外光を用いることができる。
【００２５】
本発明の放射線撮影装置は、被写体を透過した放射線を検出する複数の画素がマトリクス状に配列された放射線検出器と、放射線検出器上で被写体の周囲に照射された検出光を検出することにより、被写体に放射線が照射された際に被写体を透過していない放射線が放射線検出器に直接照射される素抜け領域を検出する素抜け領域検出手段とを備えたものである。
【００２６】
素抜け領域検出手段は、放射線検出器の検出光照射側に配置されて検出光を検出する複数のフォトセンサパネルを備えたフォトセンサアレイであることが好ましい。また、フォトセンサパネルは、有機光電変換材料からなることが好ましい。
【００２７】
本発明の放射線撮影方法は、被写体に検出光を照射するステップと、放射線検出器上で被写体の周囲に照射された検出光を検出することにより、被写体に放射線が照射された際に被写体を透過していない放射線が放射線検出器に直接照射される素抜け領域を検出するステップと、を含むものである。また、本発明の放射線撮影方法には、素抜け領域に放射線が照射されないように、放射線の照射範囲を規定するコリメータの駆動量を決定するステップと、コリメータの駆動量に基づいて前記コリメータを駆動させるステップとを含めてもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、被写体を透過していない放射線が放射線検出器に直接照射される素抜け領域を検出することができるので、放射線の照射によって特性が劣化するＣＭＯＳセンサ等を放射線検出器に用いた場合に、素抜け領域の特性劣化の抑制に資することができる。
【００２９】
また、素抜け領域検出手段として、放射線検出器の検出光照射側に配置されたフォトセンサアレイを用いるので、被写体及び放射線検出器の近傍で実際に発生する素抜け領域を検出することができる。これにより、素抜け領域に対する放射線の照射を効果的に抑制することができる。また、素抜け領域の検知に画像処理を必要としないので、構成を簡素化することができる。
【００３０】
更に、素抜け領域検出手段の検出結果に基づいてコリメータを駆動するので、放射線の照射範囲の設定が容易であり、素抜け領域に対する放射線の照射を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】放射線撮影システムの構成図である。
【図２】放射線撮影装置及びコリメータの斜視図である。
【図３】放射線撮影装置の断面図である。
【図４】天板に貼り合わされたセンサパネルを示す底面図である。
【図５】放射線検出器の構成を概略的に示す断面図である。
【図６】光電変換層の感度域及びシンチレータの発光領域を示すグラフである。
【図７】信号出力回路の構成を示す回路図である。
【図８】天板上に被写体が載置されている状態を示す斜視図である。
【図９】放射線撮影装置の電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図１０】コンソール及び放射線発生装置の電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図１１】フォトセンサアレイによる素抜け領域の検出状態を示す概念図である。
【図１２】第１及び第２コリメータを備えた放射線発生装置の概念図である。
【図１３】領域ごとにフォトセンサパネルのサイズを異ならせたフォトセンサアレイを示す概念図である。
【図１４】首振り機構を備えた放射線発生装置を示す概念図である。
【図１５】一対の遮蔽板を個別に駆動できるようにしたコリメータを示す概念図である。
【図１６】可視光を透過する状態と遮光する状態との間で切り換え可能な天板の構成を示す概念図である。
【図１７】放射線撮影装置を収容可能な透明ジャケットを示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
［第１実施形態］
図１に示すように、本発明を用いた放射線撮影システム５は、被写体ＨにＸ線を照射する放射線発生装置６と、被写体Ｈを透過したＸ線に基づいて放射線画像を撮影する放射線撮影装置７と、放射線発生装置６と放射線撮影装置７とを制御するコンソール８とから構成されている。
【００３３】
放射線発生装置６は、Ｘ線管１０、コリメータ１１、線源フィルタ１２、反射ミラー１３及び光源１４を有する。本発明の放射線原に相当するＸ線管１０は、熱電子を放出するフィラメントからなる陰極と、陰極から放出された熱電子が衝突してＸ線を放射する陽極（ターゲット）とを有しており、Ｘ線放射部１０ａから被写体Ｈに向けてＸ線を放射する。
【００３４】
コリメータ１１は、Ｘ線管１０のＸ線放射部１０ａに対面する位置に配置されている。図２に示すように、コリメータ１１は、Ｘ線の光軸方向ｚに対して垂直なｘｙ面のｘ方向のＸ線分布または面積を変更する第１遮蔽部１７と、ｘｙ面のｙ方向のＸ線分布または面積を変更する第２遮蔽部１８とを有する。第１遮蔽部１７及び第２遮蔽部１８は、それぞれｘ方向及びｙ方向に移動可能にされた一対の遮蔽板１７ａ、１７ｂ及び１８ａ、１８ｂと、これらの遮蔽板を移動させるコリメータ駆動機構１９とを有する、いわゆるダブルリーフ構造となっており、遮蔽板１７ａ、１７ｂ及び１８ａ、１８ｂによりＸ線の照射範囲が規定される。遮蔽板１７ａ、１７ｂ及び１８ａ、１８ｂには、Ｘ線吸収性に優れた鉛等が用いられており、その断面は、外側にいくにしたがってｚ方向の厚みが厚くされたくさび楔型形状となっている。
【００３５】
線源フィルタ１２は、Ｘ線管１０から放射されたＸ線から、被写体Ｈの透過時に散乱して放射線画像の劣化原因となりやすい低エネルギ成分を除去する。線源フィルタ１２には、放射線撮影に用いられるＸ線の高エネルギ成分を透過させ、低エネルギ成分のみを吸収する性質を有する材質が用いられる。このような材質としては、例えばアルミニウムが好適である。
【００３６】
なお、本実施形態におけるＸ線の高エネルギ成分及び低エネルギ成分とは、Ｘ線管１０から放射されるＸ線のエネルギ分布によって異なる。例えば、Ｘ線管１０の管電圧が７０ｋＶであり、Ｘ線管１０から放射されるＸ線の最大エネルギが７０ＫｅＶ程度であるときには、Ｘ線のエネルギ分布はおおよそ１５〜７０ＫｅＶとなる。本実施形態では、Ｘ線のエネルギ分布の１／２以下、例えば１５〜４０ＫｅＶを低エネルギ成分とし、それ以上を高エネルギ成分としている。
【００３７】
反射ミラー１３は、Ｘ線管１０とコリメータ１１との間に配置されており、光源１４は反射ミラー１３の側方に配置されている。光源１４は、検出光である可視光を照射するランプ等からなり、コリメータ１１によるＸ線の照射範囲を規定する際に、反射ミラー１３に向けて可視光を照射する。反射ミラー１３は、光源１４から照射された可視光をコリメータ１１に向けて反射するように傾けられているので、反射ミラー１３により反射された可視光は、コリメータ１１を通過した放射線撮影装置７に照射される。なお、Ｘ線は反射ミラー１３を透過するので、Ｘ線照射時に反射ミラー１３を退避させる必要はない。
【００３８】
図２に示すように、本発明に係る放射線撮影装置７は、全体形状がおよそ箱形で、矩形状の上面が放射線の照射面２２とされた筐体２３を備えている。筐体２３は、照射面２２が設けられている天板２４と、天板２４以外の筐体本体２５とからなる。筐体本体２５は、例えばＡＢＳ樹脂等から構成されており、天板２４は、可視光及びＸ線の透過性が高いプラスチック等から構成されている。これにより、天板２４による放射線の吸収を抑制しつつ、上述した光源１４から照射された可視光を透過させ、天板２４の強度が確保される。筐体２３は、放射線により感光材料に画像を記録する構成を備えた旧来のカセッテと同サイズである。したがって、放射線撮影装置７は当該カセッテと同様に可搬性を有し、当該カセッテに代えて同様な放射線撮影を行なえるようになっている。
【００３９】
放射線撮影装置７の照射面２２には、複数個のＬＥＤからなり、放射線撮影装置７の動作モード(例えば「レディ状態」や「データ送信中」等)やバッテリの残容量等の動作状態を表示するための表示部２８が設けられている。なお、表示部２８は、ＬＥＤ以外の発光素子で構成してもよいし、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の表示手段で構成してもよい。また、表示部２８は、照射面２２以外の部位に設けてもよい。
【００４０】
放射線撮影装置７の筐体２３内には、照射面２２に対面するように、被写体Ｈを透過したＸ線を検出するパネル状の放射線検出器３１が配置されている。また、天板２４と放射線検出器３１との間には、放射線検出器３１上で被写体Ｈの周囲に照射された検出光を検出することにより、被写体ＨにＸ線が照射された際に被写体Ｈを透過していないＸ線が放射線検出器３１に直接照射される素抜け領域を検出するフォトセンサアレイ３２が配置されている。フォトセンサアレイ３２は、複数の矩形状のフォトセンサパネル３３を天板２４に対面するように配列したものである。フォトセンサパネル３３は、複数のフォトセンサをマトリクス状に配列したものであり、例えば、薄く構成することができ、またＸ線の吸収がほとんど無い有機光電変換材料（ＯＰＣ）が用いられている。
【００４１】
なお、天板２４を透過した光がフォトセンサアレイ３２も透過して放射線検出器３１に入射した場合、放射線検出器３１がその光を検出してしまうので放射線画像が劣化する。そのため、フォトセンサアレイ３２だけで天板２４を透過した光を遮光できない場合には、フォトセンサアレイ３２と放射線検出器３１との間にＸ線透過性を有する遮光層３４（図３参照）を設けるのが好ましい。
【００４２】
筐体２３の内部には、照射面２２の短手方向に沿った一端側に、マイクロコンピュータを含む各種の電子回路や、充電可能かつ着脱可能なバッテリ(二次電池)を収容するケース３６が配置されている。放射線検出器３１を含む放射線撮影装置７の各種電子回路は、ケース３６内に収容されたバッテリから供給される電力によって作動する。筐体２３内のうちケース３６の照射面２２側には、ケース３６内に収容された各種電子回路がＸ線の照射に伴って損傷することを回避するため、鉛板等からなる放射線遮蔽部材が配設されている。
【００４３】
図３に示すように、フォトセンサアレイ３２は、天板２４の内面に全面にわたって接着剤によって貼り合わされている。また、フォトセンサアレイ３２の下面には、放射線検出器３１が接着剤によって貼り合わされている。このように、天板２４にフォトセンサアレイ３２及び放射線検出器３１を貼り合わせることにより、放射線撮影装置７を薄型化し、かつフォトセンサアレイ３２によって放射線検出器３１を補強することができる。なお、フォトセンサアレイ３２は、放射線検出器３１が貼り合わせられるようにするため、放射線検出器３１と同等もしくはより大きな外形サイズを有することが好ましい。
【００４４】
放射線検出器３１は、放射線が照射される方向に沿って、照射面２２側からセンサパネル３９及びシンチレータ４０が積層された構成を有している。シンチレータ４０の下面には、シンチレータ４０の形成時に用いられる蒸着基板４１が配置されている。放射線検出器３１の外周には、シンチレータ４０を湿気等から保護するために封止剤４２が設けられている。筐体２３内の底面には、制御基板４３が配置されている。制御基板４３とセンサパネル３９及びフォトセンサアレイ３２とは、フレキシブルケーブル４４、４５を介して電気的に接続されている。
【００４５】
シンチレータ４０は、被写体Ｈを透過して筐体２３の照射面２２に照射され、天板２４、フォトセンサアレイ３２及びセンサパネル３９を透過して照射されたＸ線を吸収して光を放出する。シンチレータ４０としては、例えばＣｓＩ：Ｔｌ(タリウムを添加したヨウ化セシウム）)や、ＣｓＩ：Ｎａ(ナトリウム賦活ヨウ化セシウム)、ＧＯＳ(Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ)等の材料を用いることができる。本実施形態では、シンチレータ４０として、蒸着基板４１にＣｓＩ：Ｔｌを蒸着することにより、蒸着基板４１からセンサパネル３９に向かう光出射方向に沿って、複数の柱状結晶を形成している。柱状結晶は、その平均径が柱状結晶の長手方向に沿っておよそ均一である。
【００４６】
シンチレータ４０で発生した光は、柱状結晶のライトガイド効果によって柱状結晶内を進行し、センサパネル３９へ射出される。その際に、センサパネル３９側へ射出される光の拡散が抑制されるので、放射線撮影装置７によって検出される放射線画像のボケが抑制される。また、シンチレータ４０の深部に到達した光は、蒸着基板４１の内面に設けられ反射層によってセンサパネル３９側へ反射されるので、センサパネル３９に入射される光量（シンチレータ４０で発光された光の検出効率）が向上する。
【００４７】
なお、本実施形態では、シンチレータ４０の放射線照射面側にセンサパネル３９が配置されているが、シンチレータとセンサパネルとをこのような位置関係で配置する方式は、「表面読取方式（ＩＳＳ：Irradiation Side Sampling)」と称する。シンチレータは、Ｘ線入射側がより強く発光するので、シンチレータのＸ線入射側にセンサパネルを配置する表面読取方式（ＩＳＳ）は、シンチレータのＸ線入射側と反対側にセンサパネルを配置する「裏面読取方式(ＰＳＳ：Penetration Side Sampling)」よりもセンサパネルとシンチレータの発光位置とが接近することから、撮影によって得られる放射線画像の分解能が高く、またセンサパネルの受光量が増大することで、結果として放射線撮影装置の感度が向上する。
【００４８】
図４に示すように、センサパネル３９は、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素部がマトリクス状に配列されたＣＭＯＳ型イメージセンサ（以下、ＣＭＯＳセンサという）４８を、４枚並べて大面積化したものである。ＣＭＯＳセンサ４８は、例えば一辺の長さが２００ｍｍ程度の大きな矩形状を有し、医療用の放射線検出器のサイズとして一般的な１７インチ角の放射線検出器を４枚のＣＭＯＳセンサ４８によって構成することができる。
【００４９】
ＣＭＯＳセンサ４８の基板には、単結晶の半導体であるシリコンが用いられている。したがって、ａ−Ｓｉ等の多結晶半導体からなるＴＦＴパネルに比べ、キャリア移動度３〜４桁以上速く、周辺回路も混載可能であり、製造時の特性（例えばＶｔｈ等）のばらつきが小さいため、高感度、高Ｓ／Ｎ、高速読み出しが必要な高画質撮影や動画撮影に適している。
【００５０】
図５に示すように、ＣＭＯＳセンサ４８は、単結晶Ｓｉからなる基板及びこの基板上に形成された絶縁層からなる信号出力層５０と、信号出力層５０に複数の画素部毎に分離して形成された第１電極５１、第１電極５１の下に形成された複数の画素部で共通の一枚構成の光電変換層５２と、光電変換層５２の下に形成された複数の画素部で共通の一枚構成の第２電極５３とを備えている。シンチレータ４０は、第２電極５３の下面に接着剤により貼り合わされている。
【００５１】
画素部に含まれる第１電極５１と、この第１電極５１と平面視上重なる位置にある光電変換層５２及び第２電極５３とにより、光電変換素子５５（図７参照）が構成される。この光電変換素子５５では、第１電極５１及び第２電極５２間にバイアス電圧を印加することで、光電変換層５２で発生した信号電荷を第１電極５１まで移動させ、ここから該信号電荷を信号出力層５０に取り出すことができるようになっている。
【００５２】
第２電極５３には、その下方より、シンチレータ４０で変換された可視光が入射される。第２電極５３は、そこに入射された光（本実施形態では可視光）を光電変換層５２に入射させる必要があるため、入射光に対して透明な導電性材料（例えばＩＴＯ）で構成される。第２電極５３は、全画素部で共通の一枚構成であるが、画素部毎に分割してあってもよい。
【００５３】
光電変換層５２は、シンチレータ４０と組み合わせて用いることにより、Ｘ線に応じた信号電荷を発生することができるものである。光電変換層５２は、可視光を吸収して、吸収した光量に応じた信号電荷を発生する有機又は無機の光電変換材料で構成される。無機の光電変換材料としては、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）が挙げられる。また、有機の光電変換材料としては、例えばキナクリドンが挙げられる。図６に示すように、キナクリドンからなる有機光電変換材料（ＯＰＣ）の感度は、ＣｓＩ：Ｎａや、単結晶Ｓｉ（ｃ−Ｓｉ）等に比べて、ＣｓＩ：Ｔｌからなるシンチレータ４０が発生する可視光の波長域と近いため、高い検出効率を得ることができる。なお、高画質撮像及び動画撮像を可能にするためには、光電変換層５２の材料としてキャリア移動度が速く且つ製造バラつきの少ない有機の光電変換材料を用いることが好ましい。
【００５４】
信号出力層５０内には、信号出力回路５７が各光電変換素子５５に対応して設けられている。信号出力回路５７は、対応する光電変換素子の光電変換層５２で発生して第１電極５１に移動した信号電荷を、その信号電荷量に応じた電圧信号に変換し、信号出力線Ｓにより外部に出力するものであり、例えば公知のＣＭＯＳ回路が用いられている。信号出力回路５７と第１電極５１との間は、コンタクト配線５８によって電気的に接続されており、第１電極５１で捕集された信号電荷は、コンタクト配線５８を介して信号出力回路５７に移動される。
【００５５】
図７に示すように信号出力回路５７は、蓄積された信号電荷をリセットするためのＭＯＳトランジスタであるリセットトランジスタ６０と、蓄積された信号電荷を電圧信号に変換して出力するためのＭＯＳトランジスタである出力トランジスタ６１と、出力トランジスタ６１から出力される電圧信号を信号出力線Ｓに選択的に出力するためのＭＯＳトランジスタである行選択トランジスタ６２と、それらを駆動するためのリセット線Ｒ、行選択線Ｌ等を含む。
【００５６】
信号出力回路５７のうち、リセット線Ｒ、行選択線Ｌ、信号出力線Ｓは一般にアルミニウムで形成されるためＸ線の影響を受けないが、リセットトランジスタ６０、出力トランジスタ６１、及び行選択トランジスタ６２は、単結晶のシリコンで形成されるため、Ｘ線照射により、閾値電圧Ｖｔｈの変化や、暗電流が増加する等の特性劣化が発生する。これは、単結晶Ｓｉを用いたＭＯＳ構造では、吸収線量の増加によって半導体と酸化膜との境目の電荷（以下、界面電荷という）が増加するためである。
【００５７】
図８に示すように、放射線撮影装置７を用いた放射線撮影では、被写体Ｈの撮影部位が放射線検出器３１の撮影範囲よりも小さい場合が多く、更にその被写体Ｈの撮影部位は放射線検出器３１の撮影範囲の中央に配置された状態で撮影されることがほとんどである。そのため、被写体Ｈの撮影部位が配置される中央部分の周縁部は、被写体Ｈを介さずにＸ線が直接照射される素抜け領域となり、ＣＭＯＳセンサ４８の特性劣化が発生しやすくなる。この素抜け領域に対するＸ線照射によってＣＭＯＳセンサ４８の特性が劣化するのを抑制するため、本実施形態では、フォトセンサアレイ３２による可視光の検出結果に基づいてコリメータ１１を制御し、センサパネル３９に不要なＸ線が照射されないようにしている。
【００５８】
図９は、放射線撮影装置７の構成を示すブロック図である。放射線撮影装置７は、上述した放射線検出器３１及びフォトセンサアレイ３２等の他、信号処理部６５、画像メモリ６６、制御部６７、無線通信部６８、電源部６９等を備えている。信号処理部６５は、センサパネル３９の各画素部から出力された電圧信号を増幅する増幅器、マルチプレクサ、Ａ／Ｄ(アナログ／デジタル)変換器等を備えており、センサパネル３９から出力された電圧信号をデジタルの画像データに変換する。
【００５９】
信号処理部６５には画像メモリ６６が接続されており、信号処理部６５のＡ／Ｄ変換器から出力された画像データは画像メモリ６６に順に記憶される。画像メモリ６６は複数フレーム分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮影が行われる毎に、撮影によって得られた画像データが画像メモリ６６に順次記憶される。
【００６０】
画像メモリ６６は、放射線撮影装置７全体の動作を制御する制御部６７と接続されている。制御部６７は、マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵ６７ａ、ＲＯＭ及びＲＡＭを含むメモリ６７ｂ、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部６７ｃを備えている。
【００６１】
制御部６７は、コンソール８において素抜け領域の検出が指示され、その指示信号が送信されてきたときに、フォトセンサアレイ３２に光源１４の可視光を検出させる。フォトセンサアレイ３２は、各フォトセンサパネル３３によって放射線検出器３１上で被写体Ｈの周囲に照射された検出光を検出し、被写体ＨにＸ線が照射された際に被写体Ｈを透過していないＸ線が放射線検出器３１に直接照射される素抜け領域を検出する。フォトセンサアレイ３２による素抜け領域の検出結果は、制御部６７に送信される。
【００６２】
制御部６７には無線通信部６８が接続されている。無線通信部６８は、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers)８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ等に代表される無線ＬＡＮ(Local Area Network)規格に対応しており、無線通信による外部機器との間での各種情報の伝送を制御する。制御部６７は、無線通信部６８を介してコンソール８(図１０参照)と無線通信が可能とされており、コンソール８との間で各種情報の送受信が可能とされている。
【００６３】
また、放射線撮影装置７には電源部６９が設けられており、上述した各種電子回路(信号処理部６５、画像メモリ６６、制御部６７、無線通信部６８等)は電源部６９と各々接続され(図示省略)、電源部６９から供給された電力によって作動する。電源部６９は、放射線撮影装置７の可搬性を損なわないように、前述のバッテリ(二次電池)を内蔵しており、充電されたバッテリから各種電子回路へ電力を供給する。信号処理部６５、画像メモリ６６、制御部６７、無線通信部６８は、上述したケース３６内、もしくは制御基板４３に設けられている。
【００６４】
図１０に示すように、コンソール８はコンピュータからなり、装置全体の動作を司るＣＰＵ７４、制御プログラムを含む各種プログラム等が予め記憶されたＲＯＭ７５、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ７６、及び、各種データを記憶するＨＤＤ７７を備え、これらはバスを介して互いに接続されている。またバスには、通信Ｉ／Ｆ部７８及び無線通信部７９が接続され、ディスプレイ８０がディスプレイドライバ８１を介して接続され、更に、操作パネル８２が操作入力検出部８３を介して接続されている。
【００６５】
通信Ｉ／Ｆ部７８は、接続端子７８ａ、通信ケーブル８６及び放射線発生装置６の接続端子８７ａを介して、放射線発生装置６の通信Ｉ／Ｆ部８７と接続されている。コンソール８(のＣＰＵ７４)は、通信Ｉ／Ｆ部８７により、放射線発生装置６に素抜け領域の検出を指示し、曝射条件、コリメータ駆動量等の各種情報を放射線発生装置６に送受信する。無線通信部７９は、放射線撮影装置７の無線通信部６８と無線通信を行う機能を備えている。コンソール８(のＣＰＵ７４)は、無線通信部７９により、放射線撮影装置７に素抜け領域の検出を指示し、画像データ、素抜け領域の検出結果等、各種情報の送受信を行なう。
【００６６】
ディスプレイドライバ８１はディスプレイ８０への各種情報を表示させるための信号を生成・出力し、コンソール８(のＣＰＵ７４)はディスプレイドライバ８１を介して操作メニューや撮影された放射線画像等をディスプレイ８０に表示させる。また、操作パネル８２は複数のキーを含んで構成され、各種の情報や操作指示が入力される。操作入力検出部８３は操作パネル８２に対する操作を検出し、検出結果をＣＰＵ７４へ通知する。
【００６７】
コンソール８は、放射線撮影装置７から送信された素抜け領域の検出結果に基づいて、素抜け領域にＸ線が照射されないようにするためのコリメータ１１の駆動量を決定するコリメータ駆動量決定部９１を備えている。図１１に示すように、コリメータ駆動量決定部９１は、各フォトセンサパネル３３の検出結果、各フォトセンサパネル３３の面積、可視光の強度、光源１４とフォトセンサアレイ３２との距離等に基づいて、各フォトセンサパネル３３でどのぐらいの面積が素抜けているかを表す素抜け面積を算出する。なお、素抜け面積は、全てのフォトセンサパネル３３において算出するのではなく、例えば、被写体Ｈの輪郭部分に対面するフォトセンサパネル３３ａ〜３３ｊの素抜け面積のみを算出する。
【００６８】
コリメータ駆動量決定部９１は、フォトセンサパネル３３ａ〜３３ｊの素抜け面積に対応するセンサパネル３９の画素数、すなわち素抜け画素数を特定するとともに、この素抜け画素数が予め設定されている許容値を超えないようなコリメータ１１の駆動量を決定する。なお、コリメータ駆動量決定部９１は、Ｘ線の照射線量に対応した素抜け画素数の許容値をテーブルとして備えている。この素抜け画素数の許容値テーブルは、例えばＸ線量が小さいときには、ＣＭＯＳセンサ４８の特性劣化が小さいため、素抜け画素数の許容値は必ずしも「０」にはならないが、Ｘ線量が大きいときには、ＣＭＯＳセンサ４８の特性劣化が大きいため、素抜け画素数の許容値がほとんど「０」になるように設定されている。コリメータ駆動量決定部９１により決定されたコリメータ駆動量は、通信Ｉ／Ｆ部７８、８７を介して放射線発生装置６に送信される。
【００６９】
なお、コリメータ１１によって素抜け画素数が「０」になるようにＸ線の照射範囲が規定されると、放射線画像には被写体Ｈの輪郭が撮影されなくなる。しかし、過去の放射線画像と比較等をする際には、輪郭が写っているほうが撮影部位の特定がしやすい。この点、本実施形態では、コリメータ１１の各遮蔽板１７ａ，１７ｂ及び１８ａ，１８ｂの断面を楔型形状にしているので、Ｘ線は遮蔽板１７ａ，１７ｂ及び１８ａ，１８ｂの薄い部分を僅かに透過する。したがって、コリメータ１１によって素抜け画素数が「０」になるようにＸ線の照射範囲を限定した場合でも、被写体Ｈの輪郭を判別できる程度に撮影することができる。
【００７０】
放射線発生装置６は、Ｘ線管１０、コリメータ１１、光源１４、コリメータ駆動機構１９とともに、コンソール８との間で曝射条件、コリメータ駆動量等の各種情報の送受信を行う通信Ｉ／Ｆ部８７と、線源制御部８９とを備えている。線源制御部８９は、コンソール８から素抜け領域の検出が指示されたときに、コリメータ駆動機構１９を制御してＸ線の照射範囲が最大になるようにコリメータ１１を駆動させ、光源１４を点灯させる。また、線源制御部８９は、コンソール８からコリメータ駆動量を受信したときには、コリメータ駆動機構１９を制御して所定のＸ線の照射範囲となるようコリメータ１１を駆動させる。更に、線源制御部８９は、コンソール８から受信した曝射条件(この曝射条件には管電圧、管電流の情報が含まれている)に基づいてＸ線管１０を制御する。
【００７１】
次に本実施形態の作用を説明する。放射線撮影装置７を使用して放射線画像の撮影を行う場合、撮影者（例えば放射線技師等）は、被写体Ｈの撮影対象部位と撮影台との間に、照射面２２側を上方へ向けた放射線撮影装置７を挿入し、向きや位置等を調整する準備作業を行う。例えば、図８に示すように、放射線撮影装置７の天板２４上の中央部には、被写体Ｈの撮影部位が直接載置される。
【００７２】
撮影者は、被写体Ｈの天板２４上の載置が完了すると、操作パネル８２を操作して素抜け領域の検出を指示する。これにより、コンソール８は、素抜け領域の検出を指示する指示信号を放射線発生装置６及び放射線撮影装置７に送信する。コンソール８から指示信号を受信した放射線発生装置６の線源制御部８９は、コリメータ駆動機構１９を制御してＸ線の照射範囲が最大になるようにコリメータ１１を駆動させ、光源１４を点灯させる。光源から照射された可視光は、反射ミラー１３により反射されて放射線撮影装置７に照射される。
【００７３】
コンソール８から、素抜け領域の検出を指示する指示信号を受信した放射線撮影装置７の制御部６７は、フォトセンサアレイ３２に光源１４から照射された可視光を検出させる。フォトセンサアレイ３２は、各フォトセンサパネル３３によって放射線検出器３１上で被写体Ｈの周囲に照射された検出光を検出し、被写体ＨにＸ線が照射された際に被写体Ｈを透過していないＸ線が放射線検出器３１に直接照射される素抜け領域を検出する。素抜け領域の検出結果は、制御部６７に送信され、無線通信部６８、７９によってコンソール８に送信される。
【００７４】
コンソール８のコリメータ駆動量決定部９１は、図１１に示すように、被写体Ｈの輪郭部分に対面するフォトセンサパネル３３ａ〜３３ｊの素抜け面積を算出し、素抜け面積に基づいて素抜け画素数を特定する。そして、コリメータ駆動量決定部９１は、素抜け画素数の許容値テーブルに基づいて、Ｘ線の照射線量に対応したコリメータ駆動量を決定する。
【００７５】
コリメータ駆動量決定部９１により特定されたコリメータ駆動量は、通信Ｉ／Ｆ部７８、８７により放射線発生装置６に送信される。コリメータ駆動機構１９は、受信したコリメータ駆動量に基づいてコリメータ１１を駆動させ、光源１４を消灯させる。
【００７６】
撮影者は、Ｘ線照射範囲の測定完了後、操作パネル８２を操作して撮影開始を指示する。これにより、コンソール８では、曝射開始を指示する指示信号を放射線発生装置６へ送信し、放射線発生装置６はＸ線管１０から放射線を射出させる。Ｘ線管１０から射出されたＸ線は、コリメータ１１により照射範囲が適切に限定されるので、ＣＭＯＳセンサ４８の素抜け領域にはＸ線は照射されない。
【００７７】
コリメータ１１により照射範囲が制限されたＸ線は、線源フィルタ１２を透過して低エネルギ成分が除去され、被写体Ｈの撮影部位に照射される。被写体Ｈを透過したＸ線は、放射線撮影装置７の天板２４、フォトセンサアレイ３２及びセンサパネル３９を透過して、シンチレータ４０に照射される。
【００７８】
シンチレータ４０に照射されたＸ線は、シンチレータ４０のＸ線の入射面近傍、すなわちセンサパネル３９の近傍で大部分が光に変換され、センサパネル３９に向かう。また、シンチレータ４０で発生した光のうち、蒸着基板４１側に向かった光は、蒸着基板４１の反射層により反射されてセンサパネル３９に向かう。これにより、撮影によって得られる放射線画像の分解能が高く、またセンサパネル３９の受光量が増大することで、結果として放射線撮影装置７の感度が向上する。また、シンチレータ４０からセンサパネル３９に向かう光は、ＣｓＩ：Ｔｌからなるシンチレータ４０の柱状結晶によってガイドされるので、画像ボケが抑制される。
【００７９】
シンチレータ４０で変換された可視光は、第２電極５３を透過して光電変換層５２に入射し、ここで信号電荷に変換される。露光終了後、光電変換層５２で発生した信号電荷が信号出力回路５７によって電圧信号に変換され、この電圧信号が各画素から順次出力される。出力された電圧信号は、信号処理部６５により画像データに変換され、画像メモリ６６に記憶される。ＣＰＵ６７ａは、画像メモリ６６に記憶された画像データを無線通信部６８によってコンソール８へ送信する。コンソール８のＣＰＵ７４は、放射線撮影装置７から受信した画像データを、ＲＡＭ７６を介してＨＤＤ７７に記憶する。また、ＣＰＵ７４は、ディスプレイドライバ８１を介して、ＨＤＤ７７に記憶されている画像データからなる放射線画像をディスプレイ８０に表示させる。
【００８０】
コリメータ１１の各遮蔽板１７ａ，１７ｂ及び１８ａ，１８ｂは、断面がくさび型形状となっているので、Ｘ線は遮蔽板１７ａ，１７ｂ及び１８ａ，１８ｂの薄い部分を僅かに透過する。したがって、コリメータ１１によって素抜け画素が「０」になるようにＸ線の照射範囲を限定した場合でも、被写体Ｈの輪郭部分にＸ線が僅かに照射されるので、放射線画像では被写体Ｈの輪郭を判別することができ、過去に撮影した画像との比較が容易となる。
【００８１】
上述したように、本実施形態では、ＣＭＯＳセンサ４８の素抜け領域にＸ線が直接照射されるのを抑制することができる。このような効果は、ＣＭＯＳセンサを用いるＩＳＳタイプの放射線検出器において特に顕著である。すなわち、ＴＦＴパネルを用いたＩＳＳタイプの放射線検出器では、ＴＦＴパネルの基板として用いられる無アルカリガラスのＸ線吸収が大きいため、管電圧が低いマンモグラフィには適用ができなかったが、本発明を用いることによりＩＳＳタイプの放射線検出器にＣＭＯＳセンサを用いることができるので、マンモグラフィへの適用も容易である。
【００８２】
［第２実施形態］
上記実施形態では、断面がくさび型形状のコリメータ１１を用いたが、図１２に示す放射線発生装置１００のように、断面が板状の通常の第１コリメータ１０１と、断面がくさび型形状の第２コリメータ１０２とを用いてもよい。この場合、第１コリメータ１０１は鉛板等によって構成して通常通りＸ線の照射範囲を限定し、第２コリメータ１０２はＸ線の低エネルギ成分の吸収に優れたアルミニウム等で構成して、素抜け領域の低エネルギ成分の吸収に用いる。そして、Ｘ線の照射範囲の測定時は、第２コリメータ１０２を全開状態にして実施し、測定後に第２コリメータ１０２の開度を制御する。
【００８３】
［第３実施形態       ］
また、上記実施形態では、フォトセンサアレイ３２を構成するフォトセンサパネル３３の大きさを均一にしたが、図１３に示すフォトセンサアレイ１０５のように、被写体Ｈに対面することが多い中央部のフォトセンサパネル１０６に対し、被写体の輪郭部分に対面することが多い周縁部のフォトセンサパネル１０７の面積を小さくしてもよい。これによれば、より精密に素抜け画素数を検出することができる。
【００８４】
［第４実施形態       ］
また、図１４に示すように、放射線発生装置１１０に首振り機能を設けてコリメータ制御と併用してもよい。これによれば、撮影対象となる病変部Ｂが被写体Ｈの端部に存在する場合でも、病変部Ｂに向けてＸ線を照射することができるので、素抜け画素数を最大限まで減らすことができる。
【００８５】
なお、過去に撮影した放射線画像と比較することを考慮すると、被写体Ｈの輪郭が写っているほうがよいが、Ｘ線の照射線量が大きいときには、画像比較を考慮するよりもＣＭＯＳセンサの特性劣化の抑制を優先させるほうが好ましいので、放射線発生装置１１０の首振り機能は有効である。更に、被写体を放射線発生装置１１０の中心部にポジショニングしたつもりでも少しずれている場合が想定される。このような場合も、放射線発生装置１１０を僅かに首振りさせることで、素抜け領域にＸ線を照射させないためのコリメータ制御が容易となる。なお、放射線発生装置１１０を首振りさせるか否かの判断は、素抜け領域を検知したときに、左右の素抜け領域の大きさに有意差があった場合である。
【００８６】
［第５実施形態       ］
上記第４実施形態では、放射線発生装置に首振り機能を設けたが、図１５に示すように、コリメータ１１５の一対の遮蔽板１１５ａ，１１５ｂを個別に駆動できるようにし、Ｘ線の光軸Ｃに対して、左右でコリメータ開度ａ，ｂを異ならせてもよい。
【００８７】
［第６実施形態       ］
上記第１実施形態では、フォトセンサアレイ３２自体の遮光性、またはフォトセンサアレイ３２と放射線検出器３１との間に配置した遮光層により、天板２４を透過した光が放射線検出器３１に入射しないようにしているが、天板自体に遮光機能を設けてもよい。
【００８８】
図１６に示す本実施形態の天板１２０は、第１実施形態と同様に可視光及びＸ線の透過性が高いプラスチック等から構成されている。この天板１２０には、可視光に対する高い遮光性を有し、かつＸ線の透過性が高い遮光板１２１が側面から挿脱自在なスリット１２２が設けられている。本実施形態の天板１２０を用いた放射線撮影装置によって素抜け部を検知する際には、同図（Ａ）に示すように、天板１２０から遮光板１２１を引き出して可視光が天板１２０を透過できるようにする。また、放射線撮影を行なう際には、同図（Ｂ）に示すように、天板１２０内に遮光板１２１を挿入して可視光が放射線検出器３１に入射しないようにする。
【００８９】
このような天板１２０を用いることにより、放射線検出器３１に可視光が入射されるのを防止することができる。したがって、フォトセンサアレイ３２を省略し、放射線検出器３１のセンサパネル３９により素抜け部の検知を兼用させることもできる。
【００９０】
［第７実施形態       ］
また、上記各実施形態では、放射線撮影装置自体に素抜け検知機能を設けたが、放射線撮影装置に対し素抜け検知機能を後付けできるようにしてもよい。図１７（Ａ）、（Ｂ）に示す本実施形態の放射線撮影ユニット１３０は、第１実施形態の放射線撮影装置７のように透明な天板２４やフォトセンサアレイ３２等を有しておらず、天板及び筐体に遮光性を有した従来の放射線撮影装置１３１と、この放射線撮影装置１３１を収容する被覆部材である透明ジャケット１３２とから構成されている。
【００９１】
透明ジャケット１３２は、例えば可視光及びＸ線の透過性が高い透明なプラスチックによって形成されており、放射線撮影装置１３１が挿脱可能なスリット１３３と、スリット１３３に放射線撮影装置１３１が挿入されたときに放射線撮影装置１３１の上面に配置されるフォトセンサアレイ１３４と、スリット１３３に放射線撮影装置１３１が挿入されたときにフォトセンサアレイ１３４と放射線撮影装置１３１とを電気的に接続する配線１３５及びコネクタ１３６が設けられている。これによれば、第１実施形態のように、放射線撮影装置に検出光が透過可能な天板を設ける必要がないので、放射線検出器を遮光するための手段を講ずる必要もない。
【００９２】
本実施形態の放射線撮影ユニット１３０によって素抜け部を検知する際には、透明ジャケット１３２を透過した可視光をフォトセンサアレイ１３４により検出する。放射線撮影装置１３１は、天板及び筐体に遮光性を有するため、内蔵する放射線検出器が素抜け部検知用の可視光を検出することはない。フォトセンサアレイ１３４の検出結果は、配線１３５及びコネクタ１３６を介して放射線撮影装置１３１に送信され、第１実施形態と同様に、コンソール８のコリメータ駆動量決定部９１によりコリメータ駆動量が決定され、放射線発生装置６のコリメータ１１が素抜け部が生じないように調整される。また、放射線撮影は、透明ジャケット１３２にＸ線透過性が高い材質を用いているため、放射線撮影装置１３１を透明ジャケット１３２に挿入したまま行なうことができる。
【００９３】
上記各実施形態では、Ｘ線撮影時に素抜け領域の検知を必ず行なうようにしているが、Ｘ線量が所定線量以上のときにのみ行なうようにしてもよい。また、上記各実施形態では、フォトセンサアレイ３２により素抜け領域を検知したが、第６実施形態と同様に、外部からの可視光のご検出を防止できる構造を用いる場合には、放射線検出器３１のセンサパネル３９を素抜け領域の検知に兼用してもよい。この場合、ＣＭＯＳセンサ４８を透明なプラスチックフイルム上に設けることにより、素抜け領域の検出感度を高めることができる。
【００９４】
プラスチックフイルム上にＣＭＯＳセンサを設けるには、例えば、プラスチックフイルム上に形成された有機薄膜トランジスタによって構成することができる。なお、有機薄膜トランジスタについては、「Tsuyoshi Sekitani、「Flexible organic transistors and circuits with extreme bending stability」、Nature Materials 9、平成２２年１１月７日、p.1015-1022」において詳細に説明されているので、詳しい説明は省略する。
【００９５】
また、プラスチック基板上に、単結晶Ｓｉによって形成されたフォトダイオード及びトランジスタを配置した構成を用いてもよい。プラスチック基板上へのフォトダイオード及びトランジスタの配置には、例えば、数十ミクロン程度の大きさのデバイスブロックを溶液中で散布し、任意の基板上の必要な位置に配置する技術であるFluidic Self-Assembly(FSA)法を用いることができる。なお、ＦＳＡ法については、「前澤宏一、「Fluidic Self-Assemblyのための共鳴トンネルデバイスブロック作製技術」、電子情報通信学会技術研究報告 ED,電子デバイス、社団法人電子情報通信学会、平成２０年６月６日、１０８巻、８７号、p.67-71」において詳細に説明されているので、詳しい説明は省略する。
【００９６】
上記各実施形態では、可視光を用いて素抜け領域を検知したが、赤外光、紫外光等の被写体を被曝させない放射線以外の電磁波を用いてもよい。また、ＣｓＩからなるシンチレータ４０は、紫外光の照射により僅かに発光するので、この発光をセンサパネル３９またはフォトセンサアレイ３２で検出して素抜け領域の検知に用いてもよい。
【００９７】
上記各実施形態では、ＣＭＯＳセンサを例に説明したが、本発明は、ＣＭＯＳセンサと同じく単結晶の半導体基板を使用し、Ｘ線の照射によって特性劣化が発生するＣＣＤイメージセンサを用いる放射線撮影装置にも適用することができる。また、ＩＳＳタイプの放射線検出器を例に説明したが、本発明は、ＰＳＳタイプの放射線検出器にも適用可能である。更に、本発明は、光電変換層によってＸ線を電荷に変換する直接変換型の放射線検出器にも適用が可能である。
【００９８】
また、放射線検出器をカセッテサイズの筐体に組み込む例について説明したが、立位型、臥位型の撮影装置や、マンモグラフィ装置に組み込むことも可能である。また、放射線としてＸ線を例に説明したが、本発明は、γ線など、Ｘ線以外の放射線を使用するものでもよい。その他、上記の実施形態で説明した本発明に係る放射線撮影装置の構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９９】
５  放射線撮影システム
６  放射線発生装置
７  放射線撮影装置
８  コンソール
１０  Ｘ線管
１１  コリメータ
１３  反射ミラー
１４  光源
１７  第１遮蔽部
１８  第２遮蔽部
１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂ  遮蔽板
１９  コリメータ駆動機構
３１  放射線検出器
３２  フォトセンサアレイ
３３  フォトセンサパネル
３９  センサパネル
４０  シンチレータ
４８  ＣＭＯＳセンサ
９１  コリメータ駆動量決定部
【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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