放射線撮影システムおよび放射線撮影システムの長尺撮影方法、並びに放射線画像検出装置
【課題】長尺撮影時のＡＥＣの採光野を簡便に設定する。
【解決手段】採光野選択回路は、脊椎と腰部にあたる部分を採光野領域８７、８８として規定した脊椎用採光野マップ８５、または腰部、両膝、両くるぶしにあたる部分を採光野領域８９、９０、９１として規定した下肢用採光野マップ８６に基づき、ＡＥＣに用いる検出画素からのＡＥＣ検出信号を選別する。各マップ８５、８６は、実際の長尺な撮影範囲と同じサイズになるようマップ拡縮部で拡縮され、各回の撮影範囲と同じサイズになるようマップ分割部で分割されて採光野選択回路に出力される。
【解決手段】採光野選択回路は、脊椎と腰部にあたる部分を採光野領域８７、８８として規定した脊椎用採光野マップ８５、または腰部、両膝、両くるぶしにあたる部分を採光野領域８９、９０、９１として規定した下肢用採光野マップ８６に基づき、ＡＥＣに用いる検出画素からのＡＥＣ検出信号を選別する。各マップ８５、８６は、実際の長尺な撮影範囲と同じサイズになるようマップ拡縮部で拡縮され、各回の撮影範囲と同じサイズになるようマップ分割部で分割されて採光野選択回路に出力される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮影システムおよび放射線撮影システムの長尺撮影方法、並びに放射線画像検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野において、放射線、例えばＸ線を利用したＸ線撮影システムが知られている。Ｘ線撮影システムは、Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、Ｘ線を受けてＸ線画像を撮影するＸ線撮影装置とからなる。Ｘ線発生装置は、Ｘ線を被検体に向けて照射するＸ線源、Ｘ線源の駆動を制御する線源制御装置、およびＸ線の照射開始指示を入力するための照射スイッチを有している。Ｘ線撮影装置は、被検体を透過したＸ線を受けてＸ線画像を検出するＸ線画像検出装置、およびＸ線画像検出装置の駆動を制御するとともにＸ線画像に各種画像処理を施すコンソールを有している。
【０００３】
最近のＸ線撮影システムの分野では、Ｘ線フイルムやイメージングプレート（ＩＰ）に代わり、フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ；flat panel detector）を検出パネルとして用いたＸ線画像検出装置が普及している。ＦＰＤには、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する画素がマトリックス状に配列されている。ＦＰＤは、画素毎に信号電荷を蓄積し、蓄積した信号電荷を信号処理回路で電圧信号に変換することで、被検体の画像情報を表すＸ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。
【０００４】
ＦＰＤを直方体形状の筐体に内蔵した電子カセッテ（可搬型のＸ線画像検出装置）も実用化されている。電子カセッテは、撮影台に据え付けられて取り外し不可なタイプと違って、フイルムカセッテやＩＰカセッテ用の既存の撮影台や専用の撮影台に着脱可能に取り付けて使用される他、据え付け型では撮影困難な部位を撮影するためにベッド上に置いたり被検体自身に持たせたりして使用される。また、自宅療養中の高齢者や、事故、災害等による急病人を撮影するため、撮影台の設備がない病院外に持ち出して使用されることもある。
【０００５】
Ｘ線撮影システムには、被検体を透過したＸ線量を検出する線量検出センサを設けて、線量検出センサで検出したＸ線量の積算値が予め設定した閾値に達したら、Ｘ線源によるＸ線の照射を停止させる自動露出制御（ＡＥＣ；Automatic Exposure Control）を行うものがある。
【０００６】
特許文献１には、ＦＰＤの画素の信号を元にＡＥＣを行うＸ線撮影装置が開示されている。関心検出部位（撮影部位）に対応したＦＰＤの画素領域（採光野）のデータ（画素のアドレス、面積等）をもち、関心検出部位に応じてＡＥＣに使用する画素を選択している。
【０００７】
特許文献２は、マンモグラフィ装置において、画素出力をＡＥＣに利用可能な非破壊読み出しの撮像装置（Ｘ線画像検出装置）を用い、プレ撮影によって乳房の輪郭を認識して乳房の大きさを算出し、これに応じてＡＥＣに用いる画素の領域（採光野）の大きさを変化させている。
【０００８】
また、Ｘ線撮影には、Ｘ線源とＸ線画像検出装置の位置を一箇所に固定して胸部、腹部等の単一の部位を一枚撮影する場合と、Ｘ線源とＸ線画像検出装置を移動させて、各移動位置で複数枚撮影する場合とがある。後者は長尺撮影と呼ばれ、骨年齢や湾曲度等、主に被検体の骨の具合の観察を目的として行われる。撮影部位としては被検体の首下から腰までの上半身をカバーする全脊椎、腰からつま先までの下半身をカバーする全下肢がある。
【０００９】
長尺撮影では、まず、身長や座高、股下長といった被検体の身体的特徴に応じて、放射線技師等のオペレータが撮影範囲を設定する。この撮影範囲とＸ線画像検出装置（の検出パネルの画素が配列された撮像面）のサイズに基づいて撮影回数を割り出す。さらに各回の撮影のＸ線源とＸ線画像検出装置の位置を、隣接する撮影位置で撮像面が重複するように設定する。そして、各撮影位置にＸ線源とＸ線画像検出装置を移動させつつ複数回撮影を行う。撮影後、隣接する撮影位置での撮像面の重複により生じたオーバーラップ領域を糊代として複数枚のＸ線画像を合成し、一枚の長尺画像を生成する。
【００１０】
長尺撮影では撮影範囲が広範囲にわたり、腰部と脚部等の体厚やＸ線があたらない素抜け領域の面積が極端に異なる部位を連続的に撮影するため、各撮影位置で被検体を透過したＸ線量を最適値に制御することが難しい。そこで特許文献３は、カメラで被検体を撮影してその輪郭を抽出し、これを元に長尺撮影の個々の撮影のＡＥＣの採光野を設定している。そして、ＦＰＤの画素をＡＥＣ用のセンサとし、設定された採光野に存在する画素からの信号を元に各撮影位置でのＡＥＣを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−０００５９０号公報
【特許文献２】特開平０８−０３３６２１号公報
【特許文献３】特開２０１１−１３９７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献２、３に記載の発明は、採光野の設定のためだけにプレ撮影を行ったりカメラを設置したりして、そのうえプレ撮影で得た画像やカメラの画像から被検体の輪郭を抽出しなければならず、装置規模と装置コストの増大化、処理の煩雑化と長時間化は避けられない。
【００１３】
特許文献２は、プレ撮影によって患者に無用な被曝を強いるという問題もある。特許文献３は被検体の輪郭を元に採光野を決めているため、長尺撮影で重要視される骨ではない部分も多く採光野に含まれてしまい、適正なＡＥＣが行われないおそれがある。また、被検体が着衣状態であったりギプスを装着していて被検体の輪郭が露わでない場合は、診断に全く関係のない部分も採光野としてしまうおそれもある。
【００１４】
特許文献１はそもそも長尺撮影について記載されていない。
【００１５】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、長尺撮影時のＡＥＣの採光野を簡便に設定することができる放射線撮影システムおよび放射線撮影システムの長尺撮影方法、並びに放射線画像検出装置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】
本発明の放射線撮影システムは、放射線を被検体に向けて照射する放射線源と、被検体を透過した放射線を受ける複数の画素が配列された検出パネルを有する放射線画像検出装置と、前記検出パネルの前記画素が設けられた撮像面の略全面に満遍なく散らばるよう配置され、被検体を透過した放射線の線量を検出する複数の線量検出センサと、前記線量検出センサで検出された線量の積算値と予め設定した照射停止閾値を比較し、前記積算値が前記照射停止閾値に達したら前記放射線源による放射線の照射を停止させる自動露出制御を行う自動露出制御手段とを備え、前記放射線源と前記放射線画像検出装置を相対的に移動させ、被検体の複数の部位を含む長尺な撮影範囲を分けた複数の撮影範囲で複数回撮影し、これにより得られた複数枚の放射線画像を合成して一枚の長尺画像を生成して表示する放射線撮影システムにおいて、前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサの採光野領域を部位毎に規定した採光野マップを記憶するマップ記憶手段と、前記採光野マップに基づき前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサを選択する採光野選択手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
前記長尺な撮影範囲に合わせて前記採光野マップを拡縮し、前記長尺な撮影範囲と前記採光野マップのサイズを一致させるマップ拡縮手段を備えることが好ましい。また、前記マップ拡縮手段で拡縮された前記採光野マップを、前記長尺な撮影範囲を分けた複数の撮影範囲に応じて各回の撮影用に分割するマップ分割手段を備えることが好ましい。前記採光野選択手段は、前記マップ分割手段で分割された前記採光野マップを使用する。
【００１８】
前記採光野マップは、腰部および脊椎にあたる採光野領域を規定する脊椎用採光野マップと、腰部、両膝、両くるぶしにあたる採光野領域を規定する下肢用採光野マップとを含む。
【００１９】
前記採光野マップは、特殊な形状の採光野領域を規定する第一採光野マップと単純な形状の採光野領域を規定する第二採光野マップの二種類があり、前記採光野選択手段は、撮影回数または前記長尺な撮影範囲を分けた複数の撮影範囲毎に前記第一採光野マップと前記第二採光野マップを切り替えて使用する。
【００２０】
前記第一採光野マップは、腰部および脊椎の一部にあたる逆Ｔ字状の採光野領域を規定し、前記第二採光野マップは、脊椎にあたる一本の棒状の採光野領域を規定する。あるいは、前記第一採光野マップは、腰部および両足の一部にあたるπ字状の採光野領域を規定し、前記第二採光野マップは、両足にあたる二本の棒状の採光野領域を規定する。
【００２１】
一回目に撮影する撮影範囲に腰部を含む場合、前記採光野選択手段は、一回目の撮影では前記第一採光野マップを使用し、二回目の撮影以降は前記第二採光野マップに切り替えて使用する。
【００２２】
前記採光野選択手段は、前記放射線源の照射野限定器のコリメータ角度、および前記放射線源と前記放射線画像検出装置の位置関係に基づき、放射線が照射される前記撮像面の領域を特定する照射野特定手段を有し、前記照射野特定手段で特定された照射野且つ前記採光野マップで規定された採光野領域に存在する前記線量検出センサを選択する。
【００２３】
前記採光野選択手段は、前記放射線源と前記放射線画像検出装置の位置関係、および前記放射線源の駆動条件に基づき、放射線が被検体を透過せずに前記撮像面に直接照射される素抜け領域の到達予測線量の瞬時値を算出する到達予測線量算出手段と、前記到達予測線量算出手段で算出された前記到達予測線量の瞬時値と前記線量検出センサで検出された線量の瞬時値の比較結果から、放射線が照射される被検体の領域を特定する被検体領域特定手段とを有し、前記被検体領域特定手段で特定された被検体領域且つ前記採光野マップで規定された採光野領域に存在する前記線量検出センサを選択する。
【００２４】
前記複数の撮影範囲は、前記撮像面が一部オーバーラップするように分けられる。前記画素は、放射線を受けて信号電荷を蓄積し、スイッチング素子の駆動に応じて信号電荷を信号線に出力するものである。そして、前記線量検出センサは、信号線にスイッチング素子を介さず直接接続された前記画素である。また、前記放射線画像検出装置は、前記検出パネルが可搬型の筐体に収納された電子カセッテである。
【００２５】
また、本発明は、放射線を被検体に向けて照射する放射線源と、被検体を透過した放射線を受ける複数の画素が配列された検出パネルを有する放射線画像検出装置と、前記検出パネルの前記画素が設けられた撮像面の略全面に満遍なく散らばるよう配置され、被検体を透過した放射線の線量を検出する複数の線量検出センサと、前記線量検出センサで検出された線量の積算値と予め設定した照射停止閾値を比較し、前記積算値が前記照射停止閾値に達したら前記放射線源による放射線の照射を停止させる自動露出制御を行う自動露出制御手段とを備える放射線撮影システムで、前記放射線源と前記放射線画像検出装置を相対的に移動させ、被検体の複数の部位を含む長尺な撮影範囲を分けた複数の撮影範囲で複数回撮影し、これにより得られた複数枚の放射線画像を合成して一枚の長尺画像を生成して表示する長尺撮影方法において、前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサの採光野領域を部位毎に規定した採光野マップに基づき、前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサを選択することを特徴とする。
【００２６】
さらに、本発明の放射線画像検出装置は、放射線源から照射され被検体を透過した放射線を受ける複数の画素が配列された検出パネルと、前記検出パネルの前記画素が設けられた撮像面の略全面に満遍なく散らばるよう配置され、被検体を透過した放射線の線量を検出する複数の線量検出センサと、前記線量検出センサで検出された線量の積算値と予め設定した照射停止閾値を比較し、前記積算値が前記照射停止閾値に達したら前記放射線源による放射線の照射を停止させる自動露出制御のための照射停止信号を前記放射線源に向けて送信する信号送信手段と、前記放射線源と前記放射線画像検出装置を相対的に移動させ、被検体の複数の部位を含む長尺な撮影範囲を分けた複数の撮影範囲で複数回撮影し、これにより得られた複数枚の放射線画像を合成して一枚の長尺画像を生成して表示する長尺撮影時、前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサの採光野領域を部位毎に規定した採光野マップに基づき、前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサを選択する採光野選択手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、自動露出制御に用いる線量検出センサの採光野領域を部位毎に規定した採光野マップをもつので、長尺撮影時のＡＥＣの採光野を簡便に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】Ｘ線撮影システムの構成を示す概略図である。
【図２】線源制御装置の内部構成と線源制御装置と他の装置との接続関係を示す図である。
【図３】撮影範囲の設定の様子を示す図である。
【図４】電子カセッテの内部構成を示すブロック図である。
【図５】検出画素の配置および採光野を説明するための図である。
【図６】電子カセッテのＡＥＣ部および通信部の内部構成を示すブロック図である。
【図７】コンソールに設定された撮影条件を示す図である。
【図８】脊椎用採光野マップおよび下肢用採光野マップを示す図である。
【図９】脊椎用採光野マップおよび下肢用採光野マップの具体的な中味を示す図である。
【図１０】コンソールの内部構成を示すブロック図である。
【図１１】コンソールの機能および情報の流れを示すブロック図である。
【図１２】（Ａ）は長尺撮影時の各撮影位置を示す図であり、（Ｂ）は各撮影位置で取得される画像データを示す図である。
【図１３】マップ拡縮部の機能を説明するための図である。
【図１４】マップ分割部の機能を説明するための図である。
【図１５】長尺撮影の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】ＡＥＣの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１７】（Ａ）は第一、第二脊椎用採光野マップを示し、（Ｂ）は第一、第二下肢用採光野マップを示す図である。
【図１８】採光野選択回路の別の形態を示す図である。
【図１９】図１８の態様におけるＡＥＣの処理の流れを示すフローチャートである。
【図２０】ＦＰＤの別の態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１において、Ｘ線撮影システム２は、Ｘ線源１０と、Ｘ線源１０の動作を制御する線源制御装置１１と、Ｘ線の照射開始を指示するための照射スイッチ１２と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出してＸ線画像を出力する電子カセッテ１３と、電子カセッテ１３の動作制御やＸ線画像の画像処理を担うコンソール１４と、被検体Ｍを立位姿勢で撮影するための立位撮影台１５とを有する。Ｘ線源１０、線源制御装置１１、および照射スイッチ１２はＸ線発生装置、電子カセッテ１３、およびコンソール１４はＸ線撮影装置をそれぞれ構成する。この他にもＸ線源１０を所望の方向および位置にセットするための線源移動機構１６等が設けられている。
【００３０】
Ｘ線源１０は、Ｘ線を放射するＸ線管１７と、Ｘ線管１７が放射するＸ線の照射野を矩形状に限定する照射野限定器（コリメータ）１８とを有する。Ｘ線管１７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）とを有している。照射野限定器１８は、例えば、Ｘ線を遮蔽する複数枚の鉛板を井桁状に配置し、Ｘ線を透過させる照射開口が中央に形成されたものであり、線源制御装置１１の制御の下、鉛板の位置を移動することで照射開口の大きさを変化させて、照射野を限定する。
【００３１】
線源制御装置１１は、Ｘ線の照射野が電子カセッテ１３のＦＰＤ４０の撮像面４１（ともに図４参照）と略一致するように、照射野限定器１８から出射されるＸ線の角度範囲（以下、コリメータ角度という）を撮影室の床面と垂直なＺ方向と撮像面４１の幅方向であるＸ方向（紙面に垂直な方向）の二方向で調整する。図中の「θＺ」はＺ方向に関するコリメータ角度を示している。
【００３２】
また、線源制御装置１１は、長尺撮影の際に立位撮影台１５のホルダ１９のＺ方向の上下動に追従してＸ線源１１を首振り動作させるよう、線源移動機構１６の駆動を制御する。線源移動機構１６は、例えばＸ線源１０を撮影室の天井から懸下保持し、且つＺ方向に伸縮自在でＸ線源１０をＺ方向に首振りさせる機能をもったアームと、該アームが取り付けられてアーム毎Ｘ線源１０をＸＹ方向（Ｙ方向は撮影室の床面と平行且つＸ方向に垂直な方向）に移動させるレールと、モータ等の駆動源とからなり、線源制御装置１１の制御の下に自動で、または放射線技師等のオペレータにより手動でＸ線源１０の位置を変えることが可能である。長尺撮影時には、被検体Ｍの撮影範囲のＺ方向の中心位置ＺＣに高さが一致するようＸ線源１０が移動される。
【００３３】
図２に示すように、線源制御装置１１は、トランスによって入力電圧を昇圧して高圧の管電圧を発生し、高電圧ケーブルを通じてＸ線源１０に供給する高電圧発生器３０と、Ｘ線源１０が照射するＸ線のエネルギースペクトルを決める管電圧、単位時間当たりの照射量を決める管電流、およびＸ線の照射時間を制御する制御部３１と、コンソール１４との主要な情報、信号の送受信を媒介する通信Ｉ／Ｆ３２とを備える。
【００３４】
制御部３１には照射スイッチ１２とメモリ３３とタッチパネル３４が接続されている。照射スイッチ１２は、オペレータによって操作される例えば二段階押しのスイッチであり、一段階押しでＸ線源１０のウォームアップを開始させるためのウォームアップ開始信号を発生し、二段階押しでＸ線源１０に照射を開始させるための照射開始信号を発生する。これらの信号は信号ケーブルを通じて線源制御装置１１に入力される。制御部３１は、照射スイッチ１２から照射開始信号を受けたときに高電圧発生器３０からＸ線源１０への電力供給を開始させる。
【００３５】
メモリ３３は、管電圧、管電流照射時間積（ｍＡｓ値）といった撮影条件を予め数種類格納している。撮影条件はタッチパネル３４を通じてオペレータにより手動で設定される。線源制御装置１１は、設定された撮影条件の管電圧や管電流照射時間積でＸ線を照射しようとする。ＡＥＣはこれに対して必要十分な線量に到達したことを検出すると、線源制御装置１１側で照射しようとしていた管電流照射時間積（照射時間）以下であってもＸ線の照射を停止するように機能する。なお、目標線量に達してＡＥＣによる照射停止の判断がされる前にＸ線の照射が終了して線量不足に陥ることを防ぐために、Ｘ線源１０の撮影条件には電流照射時間積（照射時間でも可）の最大値が設定される。
【００３６】
照射信号Ｉ／Ｆ３５は、電子カセッテ１３の検出画素６５（図４参照）の出力を元にＸ線の照射停止タイミングを規定する場合に電子カセッテ１３と接続される。この場合、制御部３１は、照射スイッチ１２からウォームアップ開始信号を受けたときに、照射信号Ｉ／Ｆ３５を介して問い合わせ信号を電子カセッテ１３に送信させる。電子カセッテ１３は問い合わせ信号を受信するとリセット処理の完了や蓄積開始処理等の準備処理を行う。そして、電子カセッテ１３から問い合わせ信号の応答である照射許可信号を照射信号Ｉ／Ｆ３５で受け、さらに照射スイッチ１２から照射開始信号を受けたときに高電圧発生器３０からＸ線源１０への電力供給を開始させる。また、制御部３１は、電子カセッテ１３から発せられる照射停止信号を照射信号Ｉ／Ｆ３５で受けたときに、高電圧発生器３０からＸ線源１０への電力供給を停止させ、Ｘ線の照射を停止させる。
【００３７】
電子カセッテ１３は、周知の如くＦＰＤ４０とＦＰＤ４０を収容する可搬型の筐体（図示せず）とからなる。電子カセッテ１３の筐体は略矩形状で偏平な形状を有し、平面サイズはフイルムカセッテやＩＰカセッテ（ＣＲカセッテとも呼ばれる）と同様の大きさ（国際規格ＩＳＯ４０９０：２００１に準拠した大きさ）である。このため、フイルムカセッテやＩＰカセッテ用の既存の撮影台にも取り付け可能である。
【００３８】
電子カセッテ１３は、ＦＰＤ４０の撮像面４１がＸ線源１０と対向する姿勢で保持されるよう、立位撮影台１５のホルダ１９に着脱自在にセットされる。電子カセッテ１３は、立位撮影台１５にセットするのではなく、被検体Ｍが仰臥するベッド上に置いたり被検体Ｍ自身に持たせたりして単体で使用することも可能である。
【００３９】
図１において、立位撮影台１５は、電子カセッテ１３のＦＰＤ４０の撮像面４１の向きを変えずにホルダ１９をＺ方向に上下動させるホルダ移動機構２０を備えている。ホルダ移動機構２０によって、コンソール１４の制御の下に自動で、またはオペレータにより手動でホルダ１９の位置（高さ）を変えることができる。
【００４０】
Ｘ線源１０はレーザ光源２１を備えている。レーザ光源２１は、被検体Ｍの撮影範囲を設定する際に点灯され、Ｘ、Ｚ方向にそれぞれ平行な二種類の線状レーザ光をＸ線源１０の前方に照射可能である。
【００４１】
オペレータは、被検体Ｍを立位撮影台１５の前の所定位置に立たせ、線源制御装置１１のタッチパネル３４を操作してレーザ光源２１を点灯させる。次いで図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、線源移動機構１６を操作して、撮影範囲のＺ方向の高さＺＰを設定するため、Ｘ方向に平行な線状レーザ光が所望の撮影範囲の上端位置ＺＴと一致する位置にＸ線源１０の高さをセットする。その後、Ｘ方向に平行な線状レーザ光が所望の撮影範囲の下端位置ＺＢに一致するよう、Ｘ線源１０をＺ方向下向きに首振りさせる。また、撮影範囲のＸ方向の幅ＸＰも同様にＺ方向に平行な線状レーザ光を照射して、線状レーザ光が所望の位置を照射するようＸ線源１０を左右に首振りさせる。但しＸ方向の左右の首振り角度は中心に関して等角度とする。このときのＸ線源１０のＺ方向の高さ（＝ＺＴ）および首振り角度φＸ、φＺは、線源移動機構１６に内蔵のポテンショメータで検出されている。ポテンショメータの検出結果はタッチパネル３４の操作によりその都度線源制御装置１１からコンソール１４に送信される。なお、図１のＺＰ、ＺＴ、ＺＢは、全脊椎撮影を行う場合のＺ方向の撮影範囲の一例であり、被検体Ｍの首から腰（骨盤）までの上半身を略カバーする範囲である。
【００４２】
上記例ではＸ線源１０の高さと所望の撮影範囲の上端位置ＺＴを合わせた後、Ｘ線源１０をＺ方向下向きに首振りさせて下端位置ＺＢを設定しているが、逆に下端位置ＺＢを先に設定した後、Ｘ線源１０をＺ方向上向きに首振りさせて上端位置ＺＴを設定してもよい。また、図３（Ｃ）に示すように、Ｘ線源１０を任意の高さに配置してＺ方向上向きおよび下向きに首振りさせて上端位置ＺＴおよび下端位置ＺＢを設定し、そのときのＸ線源１０の高さと首振り角度φ’Ｚ、φ’’Ｚに基づき撮影範囲を設定してもよい。
【００４３】
図４において、電子カセッテ１３にはアンテナ４２、およびバッテリ４３が内蔵されており、コンソール１４との無線通信が可能である。アンテナ４２は、無線通信のための電波をコンソール１４との間で送受信する。バッテリ４３は、電子カセッテ１３の各部を動作させるための電力を供給する。バッテリ４３は、薄型の電子カセッテ１３内に収まるよう比較的小型のものが使用される。また、バッテリ４３は、電子カセッテ１３から外部に取り出して専用のクレードルにセットして充電することも可能である。バッテリ４３を無線給電可能な構成としてもよい。
【００４４】
電子カセッテ１３には、アンテナ４２に加えてソケット４４が設けられている。ソケット４４はコンソール１４と有線接続するために設けられており、バッテリ４３の残量不足等で電子カセッテ１３とコンソール１４との無線通信が不可能になった場合に使用される。ソケット４４にコンソール１４からのケーブルを接続した場合、コンソール１４との有線通信が可能になる。この際、コンソール１４から電子カセッテ１３に給電してもよい。
【００４５】
アンテナ４２およびソケット４４は、通信部４５に設けられている。通信部４５は、アンテナ４２またはソケット４４と制御部４６、メモリ４７間の画像データを含む各種情報、信号の送受信を媒介する。
【００４６】
ＦＰＤ４０は、ＴＦＴアクティブマトリクス基板を有し、この基板上にＸ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素５０を配列してなる撮像面４１を備えている。複数の画素５０は、所定のピッチで二次元にｉ行（Ｘ方向）×ｊ列（Ｚ方向）のマトリクス状に配列されている。
【００４７】
ＦＰＤ４０はさらに、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータ（蛍光体、図示せず）を有し、シンチレータによって変換された可視光を画素５０で光電変換する間接変換型である。シンチレータは、ＣｓＩ（ヨウ化セシウム）やＧＯＳ（ガドリウムオキシサルファイド）等からなり、画素５０が配列された撮像面４１の全面と対向するように配置されている。なお、シンチレータとＦＰＤ４０は、Ｘ線の入射する側からみてシンチレータ、ＦＰＤ４０の順に配置されるＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式でもよいし、逆にＦＰＤ４０、シンチレータの順に配置されるＩＳＳ（Irradiation Side sampling）方式でもよい。また、シンチレータを用いず、Ｘ線を直接電荷に変換する変換層（アモルファスセレン等）を用いた直接変換型のＦＰＤを用いてもよい。
【００４８】
画素５０は、可視光の入射によって電荷（電子−正孔対）を発生する光電変換素子であるフォトダイオード５１、フォトダイオード５１が発生した電荷を蓄積するキャパシタ（図示せず）、およびスイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５２を備える。
【００４９】
フォトダイオード５１は、電荷を発生する半導体層（例えばＰＩＮ型）とその上下に上部電極および下部電極を配した構造を有している。フォトダイオード５１は、下部電極にＴＦＴ５２が接続され、上部電極にはバイアス線５３が接続されており、バイアス線５３は撮像面４１内の画素５０の行数分（ｉ行分）設けられて結線５４に結束されている。結線５４はバイアス電源５５に繋がれている。結線５４、バイアス線５３を通じて、バイアス電源５５からフォトダイオード５１の上部電極にバイアス電圧Ｖｂが印加される。バイアス電圧Ｖｂの印加により半導体層内に電界が生じ、光電変換により半導体層内で発生した電荷（電子−正孔対）は、一方がプラス、他方がマイナスの極性を持つ上部電極と下部電極に移動し、キャパシタに電荷が蓄積される。
【００５０】
ＴＦＴ５２は、ゲート電極が走査線５６に、ソース電極が信号線５７に、ドレイン電極がフォトダイオード５１にそれぞれ接続される。走査線５６と信号線５７は格子状に配線されており、走査線５６は撮像面４１内の画素５０の行数分（ｉ行分）、信号線５７は画素５０の列数分（ｊ列分）それぞれ設けられている。走査線５６はゲートドライバ５８に接続され、信号線５７は信号処理回路５９に接続される。
【００５１】
ゲートドライバ５８は、ＴＦＴ５２を駆動することにより、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を画素５０に蓄積する蓄積動作と、画素５０から信号電荷を読み出す読み出し（本読み）動作と、リセット（空読み）動作とを行わせる。制御部４６は、ゲートドライバ５８によって実行される上記各動作の開始タイミングを制御する。
【００５２】
蓄積動作ではＴＦＴ５２がオフ状態にされ、その間に画素５０に信号電荷が蓄積される。読み出し動作では、ゲートドライバ５８から同じ行のＴＦＴ５２を一斉に駆動するゲートパルスＧ１〜Ｇｉを順次発生して、走査線５６を一行ずつ順に活性化し、走査線５６に接続されたＴＦＴ５２を一行分ずつオン状態とする。画素５０のキャパシタに蓄積された電荷は、ＴＦＴ５２がオン状態になると信号線５７に読み出されて、信号処理回路５９に入力される。
【００５３】
フォトダイオード５１の半導体層には、Ｘ線の入射の有無に関わらず暗電荷が発生する。この暗電荷はバイアス電圧Ｖｂが印加されているためにキャパシタに蓄積される。画素５０において発生する暗電荷は、画像データに対してはノイズ成分となるので、これを除去するためにリセット動作が行われる。リセット動作は、画素５０において発生する暗電荷を、信号線５７を通じて掃き出す動作である。
【００５４】
リセット動作は、例えば、一行ずつ画素５０をリセットする順次リセット方式で行われる。順次リセット方式では、信号電荷の読み出し動作と同様、ゲートドライバ５８から走査線５６に対してゲートパルスＧ１〜Ｇｉを順次発生して、画素５０のＴＦＴ５２を一行ずつオン状態にする。ＴＦＴ５２がオン状態になっている間、画素５０から暗電荷が信号線５７を通じて積分アンプ６０に流れる。リセット動作では、読み出し動作と異なり、マルチプレクサ（ＭＵＸ）６１による積分アンプ６０に蓄積された電荷の読み出しは行われず、各ゲートパルスＧ１〜Ｇｉの発生と同期して、制御部４６からリセットパルスＲＳＴが出力され、積分アンプ６０がリセットされる。
【００５５】
順次リセット方式に代えて、配列画素の複数行を一グループとしてグループ内で順次リセットを行い、グループ数分の行の暗電荷を同時に掃き出す並列リセット方式や、全行にゲートパルスを入れて全画素の暗電荷を同時に掃き出す全画素リセット方式を用いてもよい。並列リセット方式や全画素リセット方式によりリセット動作を高速化することができる。
【００５６】
信号処理回路５９は、積分アンプ６０、ＭＵＸ６１、およびＡ／Ｄ変換器６２等を備える。積分アンプ６０は、各信号線５７に対して個別に接続される。積分アンプ６０は、オペアンプとオペアンプの入出力端子間に接続されたキャパシタとからなり、信号線５７はオペアンプの一方の入力端子に接続される。積分アンプ６０のもう一方の入力端子はグランド（ＧＮＤ）に接続される。積分アンプ６０は、信号線５７から入力される電荷を積算し、電圧信号Ｄ１〜Ｄｊに変換して出力する。各列の積分アンプ６０の出力端子には、増幅器６３、サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）部６４を介してＭＵＸ６１が接続される。ＭＵＸ６１の出力側には、Ａ／Ｄ変換器６２が接続される。
【００５７】
ＭＵＸ６１は、パラレルに接続される複数の積分アンプ６０から順に一つの積分アンプ６０を選択し、選択した積分アンプ６０から出力される電圧信号Ｄ１〜ＤｊをシリアルにＡ／Ｄ変換器６２に入力する。Ａ／Ｄ変換器６２は、入力された電圧信号Ｄ１〜Ｄｊをデジタルデータに変換して、電子カセッテ１３に内蔵されるメモリ４７に出力する。なお、ＭＵＸ６１とＡ／Ｄ変換器６２の間に増幅器を接続してもよい。
【００５８】
ＭＵＸ６１によって積分アンプ６０から一行分の電圧信号Ｄ１〜Ｄｊが読み出されると、制御部４６は、積分アンプ６０に対してリセットパルスＲＳＴを出力し、積分アンプ６０のリセットスイッチ６０ａをオンする。これにより、積分アンプ６０に蓄積された一行分の信号電荷がリセットされる。積分アンプ６０がリセットされると、ゲートドライバ５８から次の行のゲートパルスが出力され、次の行の画素５０の信号電荷の読み出しを開始させる。これらの動作を順次繰り返して全行の画素５０の信号電荷を読み出す。
【００５９】
全行の読み出しが完了すると、一画面分のＸ線画像を表す画像データがメモリ４７に記録される。この画像データはメモリ４７から読み出され、通信部４５を通じてコンソール１４に出力される。こうして被検体ＭのＸ線画像が検出される。
【００６０】
制御部４６は、線源制御装置１１の制御部３１からの問い合わせ信号を受信したタイミングで、ＦＰＤ４０にリセット動作を行わせて線源制御装置１１に照射許可信号を返信する。そして、照射開始信号を受信したタイミングでＦＰＤ４０の動作をリセット動作から蓄積動作へ移行させる。
【００６１】
ＦＰＤ４０は、上述のようにＴＦＴ５２を介して信号線５７に接続された画素５０の他に、ＴＦＴ５２を介さず信号線５７に短絡して接続された検出画素６５を同じ撮像面４１内に複数備えている。検出画素６５は、被検体Ｍを透過して撮像面４１に入射するＸ線の線量を検出するために利用される画素であり、照射開始検出センサとして機能したり、照射終了検出センサおよびＡＥＣセンサとして機能する。検出画素６５は撮像面４１内の画素５０の数％程度を占める。
【００６２】
図５に示すように、検出画素６５は、撮像面４１内で局所的に偏ることなく撮像面４１内に満遍なく散らばるよう、撮像面４１の中心に関して左右対称な点線で示す波形の軌跡６６に沿って設けられている。検出画素６５は、同じ信号線５７が接続された画素５０の列に一個ずつ設けられ、検出画素６５が設けられた列は、検出画素６５が設けられない列を例えば二〜三列挟んで設けられる。検出画素６５の位置はＦＰＤ４０の製造時に既知であり、ＦＰＤ４０は全検出画素６５の位置（座標）を不揮発性のメモリ（図示せず）に予め記憶している。なお、ここで示した検出画素６５の配置は一例であり、適宜変更可能である。
【００６３】
検出画素６５は信号線５７との間にＴＦＴ５２が設けられておらず、信号線５７に直に接続されているので、検出画素６５で発生した信号電荷は、直ちに信号線５７に読み出される。同列にある通常の画素５０がＴＦＴ５２をオフ状態とされ、信号電荷を蓄積する蓄積動作中であっても同様である。このため検出画素６５が接続された信号線５７上の積分アンプ６０には、検出画素６５で発生した電荷が常に流入する。蓄積動作時、積分アンプ６０に蓄積された検出画素６５からの電荷は、所定のサンプリング周期でＭＵＸ６１を介して電圧値としてＡ／Ｄ変換器６２に出力される。
【００６４】
図４において、ＡＥＣ部６７は、制御部４６により駆動制御される。ＡＥＣ部６７は、検出画素６５が接続された信号線５７からの電圧値（ＡＥＣ検出信号という）をＡ／Ｄ変換器６２を介して取得する。
【００６５】
図６において、ＡＥＣ部６７は、採光野選択回路７５、積分回路７６、比較回路７７、および閾値発生回路７８を有する。採光野選択回路７５は、コンソール１４からの採光野の情報に基づき、撮像面４１内に散らばった複数の検出画素６５のうち、どの検出画素６５のＡＥＣ検出信号をＡＥＣに用いるかを選択する。積分回路７６は、採光野選択回路７５で選択された検出画素６５からのＡＥＣ検出信号の平均値、最大値、最頻値、または合計値を積算する。比較回路７７は、Ｘ線の照射開始が検出されたときに積分回路７６からのＡＥＣ検出信号の積算値のモニタリングを開始する。そして、積算値と閾値発生回路７８から与えられる照射停止閾値とを適宜のタイミングで比較する。積算値が閾値に達したとき、比較回路７７は照射停止信号を出力する。
【００６６】
通信部４５には、上述のアンテナ４２とソケット４４の他に照射信号Ｉ／Ｆ８０が設けられている。照射信号Ｉ／Ｆ８０には線源制御装置１１の照射信号Ｉ／Ｆ３５が接続される。照射信号Ｉ／Ｆ８０は、問い合わせ信号の受信、問い合わせ信号に対する照射許可信号の送信、比較回路７７の出力、すなわち照射停止信号の送信を行う。
【００６７】
コンソール１４は、有線方式や無線方式により電子カセッテ１３と通信可能に接続されており、電子カセッテ１３の動作を制御する。具体的には、電子カセッテ１３に対して撮影条件を送信して、ＦＰＤ４０の信号処理の条件（蓄積される信号電荷に応じた電圧を増幅するアンプのゲイン等）を設定させるとともに、電子カセッテ１３の電源のオンオフ、省電力モードや撮影準備状態へのモード切り替え等の制御を行う。
【００６８】
コンソール１４は、電子カセッテ１３から送信されるＸ線画像データに対してオフセット補正やゲイン補正、欠陥補正等の各種画像処理を施す。欠陥補正では、検出画素６５がある列の画素値を隣り合う検出画素６５がない列の画素値で補間する。画像処理済みのＸ線画像はコンソール１４のディスプレイ１０４（図１０参照）に表示される他、そのデータがコンソール１４内のストレージデバイス１０２やメモリ１０１（ともに図１０参照）、あるいはコンソール１４とネットワーク接続された画像蓄積サーバといったデータストレージに記憶される。
【００６９】
コンソール１４は、患者の性別、年齢、撮影部位、撮影目的といった情報が含まれる検査オーダの入力を受け付けて、検査オーダをディスプレイ１０４に表示する。検査オーダは、ＨＩＳ（病院情報システム）やＲＩＳ（放射線情報システム）といった患者情報や放射線検査に係る検査情報を管理する外部システムから入力されるか、オペレータにより手動入力される。検査オーダには、頭部、胸部、腹部、全脊椎、全下肢等の撮影部位、正面、側面、斜位、ＰＡ（Ｘ線を被検体Ｍの背面から照射）、ＡＰ（Ｘ線を被検体Ｍの正面から照射）といった撮影方向が含まれる。オペレータは、検査オーダの内容をディスプレイ１０４で確認し、その内容に応じた撮影条件をディスプレイ１０４の操作画面を通じて入力する。
【００７０】
図７に示すように、コンソール１４では撮影部位毎に撮影条件を設定可能である。撮影条件には、検出画素６５の採光野マップ、および検出画素６５のＡＥＣ検出信号の積算値と比較してＸ線の照射停止を判断するための照射停止閾値等が記憶されている。この撮影条件の情報はストレージデバイス１０２に格納されている。なお、ここでは撮影部位として長尺撮影の全脊椎、全下肢のみを例示しているが、実際には胸部ＡＰ、胸部ＰＡ、頭部、腹部といった他の撮影部位とそれらに対応する撮影条件も記憶されている。
【００７１】
全脊椎撮影における検出画素６５の採光野マップ（脊椎用採光野マップ）８５は、図８に被検体Ｍの正面図とともにハッチングで示すように、胸部、腹部にわたる脊椎の部分と腰部とをカバーする採光野領域８７、８８をもつ。全下肢撮影における採光野マップ（下肢用採光野マップ）８６は腰部、両膝、および両くるぶしの部分をカバーする採光野領域８９、９０、９１をもつ。各マップ８５、８６は矩形状であり、脊椎用採光野マップ８５は幅ＸＳ、高さＺＳ、下肢用採光野マップ８６は幅ＸＬ（＝ＸＳ）、高さＺＬである。これらの幅および高さは、被検体Ｍとして典型的な成人男性の体型に基づき決定される。各採光野領域８７〜９１は被検体Ｍの体軸と一致するＸ方向の中心を結んだ線に関して対称である。
【００７２】
各採光野マップ８５、８６は、具体的には、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、左上を原点（０、０）とするＸＺ平面座標で各採光野領域８７〜９１を表したデータである。各採光野領域８７〜９１は、対角線で結ぶ左上の始点９２と右下の終点９３（ともに図８参照、脊椎用採光野マップ８５の脊椎の採光野領域８７のみ図示）の座標で表される。例えば脊椎の採光野領域８７は始点座標が（Ｘ１、０）、終点座標が（Ｘ３、Ｚ１）である。各採光野領域８７〜９１が矩形状であるため始点９２と終点９３の座標で表すだけで各採光野領域８７〜９１が各採光野マップ８５、８６のどこからどこまでを占めるかが分かる。なお、採光野マップの情報のもち方としては上記の例に限らず、例えば平面座標毎に採光野領域にあたるか否かを示す情報をもってもよい。また、採光野領域の形状は矩形状に限らず、円形や楕円形であってもよい。その場合は円や楕円の中心座標の情報に加えて半径や長辺、短辺の長さの情報をもつ。
【００７３】
図１０において、コンソール１４を構成するコンピュータは、ＣＰＵ１００、メモリ１０１、ストレージデバイス１０２、通信Ｉ／Ｆ１０３、ディスプレイ１０４、および入力デバイス１０５を備えている。これらはデータバス１０６を介して相互接続されている。
【００７４】
ストレージデバイス１０２は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）である。ストレージデバイス１０２には、制御プログラムやアプリケーションプログラム（以下、ＡＰという）１０７が記憶される。ＡＰ１０７は、検査オーダやＸ線画像の表示処理、Ｘ線画像に対する画像処理、撮影条件の設定等、Ｘ線撮影に関する様々な機能をコンソール１４に実行させるためのプログラムである。
【００７５】
メモリ１０１は、ＣＰＵ１００が処理を実行するためのワークメモリである。ＣＰＵ１００は、ストレージデバイス１０２に記憶された制御プログラムをメモリ１０１へロードして、プログラムに従った処理を実行することにより、コンピュータの各部を統括的に制御する。通信Ｉ／Ｆ１０３は、ＲＩＳ、ＨＩＳ、画像蓄積サーバ、電子カセッテ１３等の外部装置との無線または有線による伝送制御を行うネットワークインターフェースである。入力デバイス１０５は、キーボードやマウス、あるいはディスプレイ１０４と一体となったタッチパネル等である。入力デバイス１０５は、撮影条件を設定する際や、ＦＰＤ４０の撮像面４１の位置Ｙ０からＸ線管１７の焦点の位置Ｙ１までの距離（ＳＩＤ；Source Image Distance、図１参照）を入力する際等に操作される。
【００７６】
図１１において、コンソール１４のＣＰＵ１００は、ＡＰ１０７を起動して長尺撮影を選択すると、駆動条件設定部１１０、駆動制御部１１１、カセッテ制御部１１２、画像処理部１１３、表示制御部１１４、マップ拡縮部１１５、およびマップ分割部１１６として機能する。駆動条件設定部１１０は、長尺撮影時のホルダ１９の移動範囲およびＸ線源１０の首振り角度範囲や、移動範囲内での撮影位置、照射野限定器１８によるコリメータ角度を設定する。駆動制御部１１１は、駆動条件設定部１１０で設定された各種駆動条件に応じて、線源制御装置１１を介して線源移動機構１６、照射野限定器１８を駆動させたり、ホルダ移動機構２０を駆動させる。画像処理部１１３は、上述のオフセット補正、ゲイン補正、欠陥補正等の各種画像処理の他、長尺撮影の各撮影位置で得られた画像データを収集して、これらを合成することにより長尺画像データを作成する。表示制御部１１４は、長尺画像データに基づく合成Ｘ線画像（長尺画像）や、撮影に必要な操作メニュー等をディスプレイ１０４に表示させる。
【００７７】
駆動条件設定部１１０は、ホルダ１９の移動範囲およびＸ線源１０の首振り角度範囲を設定する撮影範囲設定部１１７と、コリメータ角度を設定するコリメータ角度設定部１１８と、上記移動範囲内での撮影位置を設定する撮影位置設定部１１９とから構成されている。
【００７８】
撮影範囲設定部１１７は、入力デバイス１０５を介して入力されるＳＩＤと、線源制御装置１１から入力される、レーザ光源２１で撮影範囲を設定したときのポテンショメータの検出結果（上端位置ＺＴ、首振り角度φＸ、φＺ）に基づき撮影範囲の幅ＸＰ、高さＺＰを算出する。具体的には次式（１−１）、（１−２）を計算する（図３参照）。
ＸＰ＝２×ＳＩＤ×ｔａｎ（φＸ／２）・・・式（１−１）
ＺＰ＝ＳＩＤ×ｔａｎφＺ・・・式（１−２）
この計算結果から撮影範囲のＺ方向の下端位置ＺＢおよび中心位置ＺＣが分かる。撮影範囲設定部１１７は、撮影範囲のＺ方向の上端および下端位置ＺＴ、ＺＢをホルダ１９の移動範囲に設定し、中心位置ＺＣを長尺撮影時のＸ線源１０の位置に設定する。全脊椎撮影の場合、ホルダ移動機構２０は、下端位置ＺＢを移動開始位置とし、上端位置ＺＴを移動終了位置として、ホルダ１９を移動開始位置と移動終了位置の間で移動させる。全下肢撮影の場合は、逆に上端位置ＺＴを移動開始位置、下端位置ＺＢを移動終了位置とする。従って、全脊椎撮影、全下肢撮影いずれの場合も腰部が最初に撮影する部位となる。
【００７９】
撮影範囲設定部１１７は、Ｘ線源１０を撮影範囲のＺ方向の中心位置ＺＣに配置した場合のＸ線源１０の首振り角度範囲ΦＺ（図１参照）を次式（２）より求める。
ΦＺ＝２×ｔａｎ−１｛（ＺＰ／２）／ＳＩＤ｝・・・（２）
線源移動機構１６は、ホルダ１９の上下動と連動するようＸ線源１０のＺ方向の首振り角度φＺを上記角度範囲ΦＺで変更する。
【００８０】
コリメータ角度設定部１１８は、入力デバイス１０５を介して入力されるＳＩＤと、ＦＰＤ４０の撮像面４１のサイズ（既知）と、撮影範囲の幅ＸＰに基づいて、長尺撮影時のコリメータ角度を算出する。撮像面４１のＺ方向の長さをＦＯＶ（図１２参照）とした場合、Ｚ方向に関するコリメータ角度θＺは、次式（３−２）で求められる。Ｘ方向に関するコリメータ角度θＸについても、式（２−２）のＦＯＶをＸＰとした次式（３−１）で同様に算出可能である。
θＸ＝２×ｔａｎ−１｛（ＸＰ／２）／ＳＩＤ｝ ・・・式（３−１）
θＺ＝２×ｔａｎ−１｛（ＦＯＶ／２）／ＳＩＤ｝ ・・・式（３−２）
【００８１】
上式（３−１）、（３−２）で求めたコリメータ角度θＸは各撮影位置で共通して適用される。一方コリメータ角度θＺは、Ｘ線源１０と撮像面４１のＺ方向の中心の高さが中心位置ＺＣと一致しているときの角度であるため、撮像面４１のＺ方向の中心の高さと中心位置ＺＣとのずれ量に応じて補正される。長尺撮影時、線源制御装置１１は、コリメータ角度θＸ、θＺが上式（３−１）、（３−２）で求めた値、または補正した値となるように照射野限定器１８を駆動する。
【００８２】
撮影位置設定部１１９は、撮影範囲の高さＺＰと、撮像面４１のＺ方向の長さＦＯＶに基づいて、長尺撮影時の各撮影位置を設定する。具体的には、まず、次式（４）を計算する。
ＺＰ／ＦＯＶ・・・式（４）
そして、隣接する撮影位置で撮像面４１を重複させるため、上式（４）の計算結果が割り切れる場合は商に１を加え、割り切れない場合は小数点以下を切り上げることにより撮影回数ｎを算出する。撮影回数ｎが決まったら、図１２（Ａ）に示すように、撮像面４１の下端が下端位置ＺＢに一致する移動開始位置（一回目の撮影位置）Ｐ１と、撮像面４１の上端が上端位置ＺＴに一致する移動終了位置（ｎ回目の撮影位置）Ｐｎとを定め（全脊椎撮影の場合、全下肢撮影の場合はこの逆）、移動開始位置Ｐ１と移動終了位置Ｐｎとの間を、（ｎ−１）の数で等分する位置をその他の撮影位置とする。
【００８３】
例えば、ＺＰ＝１００ｃｍ、ＦＯＶ＝２５ｃｍの場合には、ＺＰ／ＦＯＶ＝４で割り切れるため、撮影回数ｎは４＋１で「５」と算出される。各撮影位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５の間隔ｄ＝１８．７５ｃｍとなる。ＺＰ＝１００ｃｍ、ＦＯＶ＝３０ｃｍの場合にはＺＰ／ＦＯＶ＝３．３３・・・で割り切れないため、小数点以下を切り上げて撮影回数ｎは「４」となる。各撮影位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の間隔ｄ≒２３．３ｃｍとなる。
【００８４】
図１２（Ｂ）は、各撮影位置Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎで得られる画像データＩ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎを示している。撮影位置が隣接する画像データは、隣接する撮影位置での撮像面４１の重複により、オーバーラップ領域１２５が生じる。オーバーラップ領域１２５は、画像処理部１１３で長尺画像データを生成する際の糊代となる。このオーバーラップ領域１２５の重複量γは、次式（５）で算出される。
γ＝｛ｎ×ＦＯＶ−ＺＰ｝／（ｎ−１） ・・・式（５）
前述のＺＰ＝１００ｃｍ、ＦＯＶ＝２５ｃｍの場合はγ＝（５×２５−１００）／２＝１２．５ｃｍ、ＺＰ＝１００ｃｍ、ＦＯＶ＝３０ｃｍの場合はγ＝（４×３０−１００）／３≒６．７ｃｍとなる。
【００８５】
撮影位置設定部１１９は、移動開始位置、移動終了位置、算出した撮影回数ｎ、および各撮影位置の間隔ｄの情報を駆動制御部１１１に出力する。駆動制御部１１１の制御の下、ホルダ移動機構２０は間隔ｄでホルダ１９をＺ方向に順次撮影位置Ｐ１からＰｎに移動させる。線源制御装置１１はＸ線の照射野が各撮影位置の撮影範囲に一致するような首振り角度φＺでＸ線源１０が首振りするよう、線源移動機構１６の駆動を制御する。また、線源制御装置１１は、各撮影位置にホルダ１９が移動して停止し、Ｘ線源１０が所望の首振り角度φＺで首振りし終えたときにＸ線が照射されるようＸ線源１０の駆動を制御する。
【００８６】
撮影位置設定部１１９は、算出したオーバーラップ領域１２５の重複量γの情報を画像処理部１１３に出力する。画像処理部１１３は、重複量γの情報に基づき各撮影位置での画像データをオーバーラップ領域１２５で繋ぎ合わせて長尺画像データを生成する。
【００８７】
図１３において、マップ拡縮部１１５は、撮影範囲設定部１１７で設定された撮影範囲のサイズに応じて脊椎用採光野マップ８５または下肢用採光野マップ８６を拡大、縮小する。各採光野マップ８５、８６は、前述のように典型的な成人男性の体型に合わせたサイズであるため、被検体Ｍの体型によっては実際の撮影範囲とサイズが異なる場合がある。このためマップ拡縮部１１５は、撮影範囲の幅ＸＰおよび高さＺＰと、脊椎用採光野マップ８５の幅ＸＳおよび高さＺＳ、または下肢用採光野マップ８６の幅ＸＬおよび高さＺＬの比を計算し、これをＸ方向、Ｚ方向のそれぞれ拡縮率として各採光野マップ８５、８６の拡大または縮小を行う。具体的には各採光野領域８７〜９１の始点座標および終点座標に拡縮率を乗算して始点座標および終点座標を変更する。図１３では一例として脊椎用採光野マップ８５を拡大率ＸＰ／ＸＳ、ＺＰ／ＺＳともに１．２倍で拡大する様子を示している。マップ拡縮部１１５は、拡縮した各採光野マップ８５、８６の情報をマップ分割部１１６に出力する。以後、拡縮した採光野マップを拡縮脊椎用採光野マップ８５’または拡縮下肢用採光野マップ８６’と表現する。
【００８８】
図１４に示すように、マップ分割部１１６は、撮影位置設定部１１９で算出された各撮影位置の間隔ｄの情報に基づき、拡縮脊椎用採光野マップ８５’または拡縮下肢用採光野マップ８６’を各回の撮影範囲に応じたサイズに分割する。図１４では撮影回数が三回で拡縮脊椎用採光野マップ８５’を各撮影位置Ｐ１〜Ｐ３で三分割した様子を示している。マップ分割部１１６は、分割した拡縮脊椎用採光野マップ８５’または拡縮下肢用採光野マップ８６’の情報をカセッテ制御部１１２に出力する。以後、拡縮脊椎用採光野マップ８５’を分割したものを分割脊椎用採光野マップ８５’’、拡縮下肢用採光野マップ８６’を分割したものを分割下肢用採光野マップ８６’’と表現する。
【００８９】
カセッテ制御部１１２は、長尺撮影の各回の撮影毎に、マップ分割部１１６からの分割脊椎用採光野マップ８５’’または分割下肢用採光野マップ８６’’の情報と照射停止閾値の情報（図７のｔｈ１またはｔｈ２）を電子カセッテ１３に提供する。
【００９０】
採光野選択回路７５は、カセッテ制御部１１２から提供される分割脊椎用採光野マップ８５’’または分割下肢用採光野マップ８６’’の情報と検出画素６５の位置座標情報を突き合わせて採光野領域に存在する検出画素６５を特定することで、長尺撮影における各回の撮影の採光野を選択する。また、閾値発生回路７８は、カセッテ制御部１１２から提供される照射停止閾値の情報を元に、長尺撮影における各回の撮影の照射停止閾値を設定する。
【００９１】
次に、図１５、図１６のフローチャートを参照しながら、Ｘ線撮影システム２において長尺撮影（全脊椎撮影）を行う場合の処理手順を説明する。
【００９２】
まず、Ｘ線源１０、立位撮影台１５を撮影に適切な位置に配置した後、図１５のステップ１０（Ｓ１０）に示すように、ＳＩＤを計測してこの値を入力デバイス１０５にてコンソール１４に入力する。続いて被検体Ｍを立位撮影台１５の前の所定位置に立たせ、この状態でレーザ光源２１を点灯させて、線源移動機構１６によりＸ線源１０の高さを調整したりＺ方向またはＸ方向に首振りさせたりして撮影範囲を設定する（Ｓ１１）。
【００９３】
ＳＩＤが不変で既に入力されていた場合、撮影部位によってＳＩＤが決まっていて、ストレージデバイス１０２に記憶された撮影条件に撮影部位毎のＳＩＤを予め設定値としてもっている場合、またはＸ線源１０、立位撮影台１５の水平位置を検出する位置センサが設けられ、位置センサの出力に基づきＳＩＤを自動計算可能な場合はＳ１０の手順を省いてもよい。
【００９４】
ＳＩＤの計測値、およびポテンショメータによるＸ線源１０の高さ（上端位置ＺＴ）および首振り角度φＸ、φＺの検出値は、駆動条件設定部１１０に入力される。駆動条件設定部１１０では、撮影範囲設定部１１７、コリメータ角度設定部１１８、および撮影位置設定部１１９の各設定部にて、移動範囲、コリメータ角度θ、撮影回数ｎ、撮影位置Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎとその間隔ｄ、さらにはオーバーラップ領域１２５の重複量γ等が算出される（Ｓ１２）。これらの情報は駆動制御部１１１等に出力される。
【００９５】
マップ拡縮部１１５では、撮影範囲設定部１１７で設定された撮影範囲の情報に応じて、脊椎用採光野マップ８５が拡大または縮小されて拡縮脊椎用採光野マップ８５’とされる（Ｓ１３）。次にマップ分割部１１６にて、撮影位置設定部１１９で算出された各撮影位置の間隔ｄの情報に基づき、拡縮脊椎用採光野マップ８５’が各回の撮影範囲に応じたサイズに分割され、分割脊椎用採光野マップ８５’’とされる（Ｓ１４）。この分割脊椎用採光野マップ８５’’の情報は、照射停止閾値の情報とともにカセッテ制御部１１２を通じて電子カセッテ１３に送信される（Ｓ１５）。
【００９６】
次いで、駆動制御部１１１の制御の下、線源移動機構１６およびホルダ移動機構２０が駆動され、Ｘ線源１０が中心位置ＺＣに移動されて一回目の撮影の首振り角度に首振りされるとともに、ホルダ１９が一回目の撮影位置Ｐ１に移動される。また、線源制御装置１１により照射野限定器１８が駆動されて、コリメータ角度設定部１１８で算出されたコリメータ角度θＸ、θＺまたは補正値となるよう照射野が調整される（Ｓ１６）。
【００９７】
この後、Ｘ線撮影システム１０は、照射開始指示の待ち受け状態となる（Ｓ１７）。オペレータにより照射スイッチ１２が操作されて照射開始指示がなされると（Ｓ１７でＹＥＳ）、
Ｘ線源１０からＸ線の照射が開始され、これに伴いＦＰＤ４０では電荷の蓄積動作が開始されて一回目の撮影が行われる（Ｓ１８）。
【００９８】
電子カセッテ１３ではＦＰＤ４０の蓄積動作と同時にＡＥＣ部６７で検出画素６５の出力に基づくＡＥＣが行われている。図１６に示すように、採光野選択回路７５は、コンソール１４のカセッテ制御部１１２から与えられた分割脊椎用採光野マップ８５’’の情報に基づき、Ａ／Ｄ変換器６２から入力される複数の検出画素６５のＡＥＣ検出信号のうち、分割脊椎用採光野マップ８５’’で規定される採光野領域に存在する検出画素６５からのＡＥＣ検出信号を選別し、選別したＡＥＣ検出信号を積分回路７６に出力する（Ｓ３０）。積分回路７６は検出信号を積算する（Ｓ３１）。
【００９９】
閾値発生回路７８は、カセッテ制御部１１２から与えられた照射停止閾値（この場合は照射停止閾値ｔｈ１）を発生し、これを比較回路７７に出力する。比較回路７７は、積分回路７６からの検出信号の積算値と閾値発生回路７８からの照射停止閾値とを比較（Ｓ３２）し、積算値が閾値に達したとき（Ｓ３３でＹＥＳ）に照射停止信号を出力する。比較回路７７から出力された照射停止信号は照射信号Ｉ／Ｆ８０を介して線源制御装置１１の照射信号Ｉ／Ｆ３５に向けて送信される（Ｓ３４）。
【０１００】
照射信号Ｉ／Ｆ３５で照射停止信号を受けた場合、線源制御装置１１では、制御部３１により高電圧発生器３０からＸ線源１０への電力供給が停止され、これによりＸ線の照射が停止される。電子カセッテ１３では、ＦＰＤ４０の動作が蓄積動作から読み出し動作に移行し、この読み出し動作により画像データが出力される。
【０１０１】
ＦＰＤ４０から出力された画像データは、通信部４５を介してコンソール１４に有線または無線送信されて画像処理部１１３で各種画像処理が施される。一回目の撮影では画像データＩ１が取得される（図１５のＳ１９）。
【０１０２】
以下同様にして、ホルダ１９をｋ回目（ｋ＝２、３、４、・・・、ｎ）の撮影位置Ｐｋに移動させて且つ照射野を調整しつつＸ線源１０を所望の首振り角度φＺで首振りさせ（Ｓ２０）、ｋ回目の撮影の分割脊椎用採光野マップ８５’’で規定される採光野領域を採光野としてｋ回目の撮影を行い（Ｓ２１）、これにより画像データＩｋを取得する（Ｓ２２）。これらの処理は撮影回数がｎになるまで（ｋ＝ｎ、Ｓ２３でＹＥＳ）続けられる。
【０１０３】
ｎ回目の撮影終了後、画像処理部１１３により、各撮影位置Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎで得られた画像データＩ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎをオーバーラップ領域１２５で繋ぎ合わせて一枚分の長尺画像データとする合成処理が行われる（Ｓ２４）。生成された長尺画像データは表示制御部１１４によりディスプレイ１０４に表示される（Ｓ２５）。
【０１０４】
以上説明したように、本発明によれば、脊椎、腰部にあたる部分を採光野領域８７、８８に規定した脊椎用採光野マップ８５、および腰部、両膝、両くるぶしにあたる部分を採光野領域８９、９０、９１に規定した下肢用採光野マップ８６を有し、これらのマップ８５、８６に基づき検出画素６５からのＡＥＣ検出信号を選別するので、採光野を設定するためにプレ撮影を行ったり、大掛かりな装置を設けたりする必要がなく、簡単に長尺撮影時の採光野を設定することができる。
【０１０５】
撮影範囲と同じサイズになるよう採光野マップを拡縮した後、各回の撮影範囲に見合ったサイズに分割するので、被検体の体格差の違いに柔軟に対応することができ、体格差の違いに関わらず常に適正なＡＥＣを行うことができる。
【０１０６】
本発明は、上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【０１０７】
上記実施形態では、撮影範囲の設定が可能な場合を例示しているが、古いＸ線撮影システムや簡易的で安価なＸ線撮影システムの中には、撮影範囲を設定するためのレーザ光源２１等の設備が元々なく、従って撮影範囲の設定ができず撮影回数および撮影位置も一種に固定されているものがある。こうしたシステムの採光野マップとしては、図１７に示すものを適用することができる。
【０１０８】
図１７（Ａ）において、脊椎用採光野マップとして、第一脊椎用採光野マップ１３０と第二脊椎用採光野マップ１３１の二種類を用意する。また（Ｂ）に示すように、下肢用採光野マップとして、第一下肢用採光野マップ１３２と第二下肢用採光野マップ１３３の二種類を同様に用意する。
【０１０９】
第一脊椎用採光野マップ１３０には、腰部と脊椎の一部にあたる逆Ｔ字状の採光野領域１３４が設けられており、全脊椎撮影において腰部付近を撮影する一回目の撮影の採光野に設定される。第二脊椎用採光野マップ１３１には、脊椎にあたる一本の棒状の採光野領域１３５が設けられており、全脊椎撮影において脊椎を撮影する二回目の撮影以降の採光野に設定される。
【０１１０】
同様に、第一下肢用採光野マップ１３２は腰部と両足の付け根にあたるπ字状の採光野領域１３６を有し、全下肢撮影で腰部付近を撮影する一回目の撮影の採光野に設定される。第二下肢用採光野マップ１３３は両足にあたる二本の棒状の採光野領域１３７を有し、全下肢撮影で両膝、両くるぶしを含む両足を撮影する二回目の撮影以降の採光野に設定される。
【０１１１】
全脊椎撮影の場合、カセッテ制御部１１２は、一回目の撮影には第一脊椎用採光野マップ１３０の情報を電子カセッテ１３に提供し、二回目の撮影以降は第二脊椎用採光野マップ１３１に切り替える。全下肢撮影の場合は、一回目の撮影には第一下肢用採光野マップ１３２を提供し、二回目の撮影以降は第二下肢用採光野マップ１３３を提供する。採光野領域の形状が逆Ｔ字状（第一脊椎用採光野マップ１３０の採光野領域１３４）またはπ字状（第一下肢用採光野マップ１３２の採光野領域１３６）と複雑になる腰部付近の撮影用と、採光野領域の形状が比較的単純な脊椎、両足にあたる部分（第二脊椎用採光野マップ１３１の採光野領域１３５、および第二下肢用採光野マップ１３３の採光野領域１３７）の撮影用の二種類の採光野マップを用意し、それらを撮影回数に応じて切り替えて使用すれば、撮影範囲の設定が不可能なＸ線撮影システムにも対応することができる。
【０１１２】
上記実施形態では、予め記憶された採光野と照射停止閾値で一回目に撮影する部位を全脊椎、全下肢撮影ともに腰部としている。その理由としては、腰部は骨盤があるため診断時に最も注目すべき部位となりやすいためである。但し本発明はこれに限定されず、腰部以外の部位を一回目に撮影してもよい。例えば全下肢撮影で膝関節症の検査を行う場合は膝を一回目に撮影する部位とする。従って図１７に示す例で一回目に撮影する部位を腰部以外とする場合は、各マップ１３０、１３１または１３２、１３３の切り替えは撮影回数ではなく撮影部位に応じて行う。
【０１１３】
上記実施形態では、ある程度採光野マップで検出画素６５の採光野を限定しているものの、採光野マップは本来意図した採光野から外れることを防ぐために採光野領域にマージンを設けているので、場合によっては採光野選択回路７５で選択した検出画素６５に非照射野（Ｘ線が照射されない領域）や素抜け領域（被検体Ｍを透過せずにＸ線が直接入射する領域）にあるものが含まれてしまい、適正なＡＥＣが行われなくなるおそれがある。そこで、図１８および図１９を参照して以下に説明するように、採光野として選択する検出画素６５を絞り込むことが好ましい。
【０１１４】
図１８において、採光野選択回路１４０は、照射野特定部１４１、被検体領域特定部１４２、および到達予測線量算出部１４３を備えている。照射野特定部１４１は、コリメータ角度θＸ、θＺ、ＳＩＤ、撮影位置、Ｘ線源１０の首振り角度φＺで決まる撮像面４１上のＸ線の照射野を特定する。そして、採光野マップで規定された採光野領域に存在する検出画素６５から出力されるＡＥＣ検出信号のうち、照射野に存在する検出画素６５のＡＥＣ検出信号をピックアップする。言い換えれば、非照射野と重なった採光野領域の部分に存在する検出画素６５のＡＥＣ検出信号を除外する（図１９のＳ４０）。
【０１１５】
被検体領域特定部１４２は、採光野マップで規定された採光野領域且つ照射野に存在する検出画素６５から出力されるＡＥＣ検出信号のうち、被検体領域に存在する検出画素６５のＡＥＣ検出信号をピックアップする。つまり素抜け領域に存在する検出画素６５のＡＥＣ検出信号を除外する。
【０１１６】
到達予測線量算出部１４３は、ＳＩＤ、撮影位置、Ｘ線源１０の首振り角度φＺ、撮影条件（管電圧、管電流）等をパラメータとする線量との関係式から、そのシチュエーションで素抜け領域に到達するであろうＸ線の線量を算出し（図１９のＳ４１）、これを瞬時値に換算したものを被検体領域特定部１４２に出力する。なお、照射野の特定と到達予測線量の算出に必要な各種パラメータは、上記実施形態の駆動条件設定部１１０で算出した情報を、カセッテ制御部１１２を介して取得する。
【０１１７】
被検体領域特定部１４２は、到達予測線量算出部１４３からの到達予測線量の瞬時値と、採光野領域且つ照射野に存在する検出画素６５からのＡＥＣ検出信号の大小を比較する（図１９のＳ４２）。そして、ＡＥＣ検出信号が到達予測線量の瞬時値以上の検出画素６５を素抜け領域に存在する検出画素６５と特定し、それ以外を被検体領域に存在するものと特定する（図１９のＳ４３）。もしくは、ＡＥＣ検出信号が到達予測線量の瞬時値を中心値とする所定の範囲（到達予測線量の瞬時値±α）に収まる検出画素６５を素抜け領域に存在する検出画素６５と特定してもよい。こうして、採光野領域に存在する検出画素６５のＡＥＣ検出信号のうち、非照射野および素抜け領域に存在する検出画素６５のＡＥＣ検出信号を採光野から除外する。これらの照射野および被検体領域の特定（非照射野および素抜け領域の採光野領域からの除外）は撮影中に送られてくるＡＥＣ検出信号に対してリアルタイムで行う。非照射野と素抜け領域にある検出画素６５からのＡＥＣ検出信号を除外することで、より正確なＡＥＣを行うことができる。
【０１１８】
なお、図１８では、非照射野と重なった分割脊椎用採光野マップ８５’’の採光野領域８８の部分１４４の検出画素６５のＡＥＣ検出信号を照射野特定部１４１で除外し、さらに素抜け領域と重なった採光野領域８８の部分１４５の検出画素６５のＡＥＣ検出信号を被検体領域特定部１４２で除外する様子を示している。
【０１１９】
撮影範囲の設定の仕方としては、上記実施形態以外の方法を用いてもよい。例えば上記実施形態のレーザ光源２１に代えて、照射野限定器１８を通して矩形状の可視光を被検体Ｍに向けて照射する可視光源を設けてもよい。この場合、矩形状の可視光で照らされた範囲が所望の撮影範囲となるようコリメータ角度θＸ、θＺを調整し、調整後のコリメータ角度θＸ、θＺとＳＩＤの幾何学式に基づき撮影範囲のサイズを算出する。あるいはＸ線源１０ではなくホルダ１９にレーザ光源２１等の照準器を設けてもよい。さらには照準器等を設けずに、撮影範囲のサイズを物差しで実測して入力デバイス１０５から実測値を入力させる構成としてもよい。
【０１２０】
オーバーラップ領域１２５の重複量γの撮像面４１のＺ方向の長さＦＯＶに対する割合が大きくなると、オーバーラップ領域１２５の部分で被検体Ｍの被曝量が大きくなるため、重複量γに上限を設ける（例えば、ＦＯＶの１０％の長さ）ことが好ましい。そして、上式（５）を用いて算出した重複量γと所定の上限値を比較して、重複量γが上限値より大きい場合には、重複量γが上限値となるよう各撮影位置Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎを上下方向に均等にずらす。
【０１２１】
あるいは重複量γを常に一定の値としてもよい。この場合はｎ回目の撮影で撮像面４１が撮影範囲からはみ出ることがあるが、その際にはＸ線の照射野を撮影範囲の上端または下端に限定して対処する。
【０１２２】
採光野領域の検出画素６５のＡＥＣ検出信号に掛ける加重係数を採光野マップのデータに予め設定しておいてもよい。この場合、採光野領域内でも特に診断で重要な箇所、例えば採光野領域９０内でまさに両膝の骨にあたる部分の加重係数を他の部分よりも低く設定する。そして、ＡＥＣ検出信号をＡＥＣ部６７に出力する際に、設定された加重係数をＡＥＣ検出信号に掛け、加重係数を低く設定した箇所にＸ線が多くあたるようにする。特に診断で重要な箇所が鮮明に映されたＸ線画像を得ることができる。
【０１２３】
上記実施形態では、画像検出用の画素５０とＡＥＣセンサとして働く検出画素６５が各々独立して存在するため、検出画素６５がある列の画素値を隣り合う検出画素６５がない列の画素値で補間する欠陥補正を行う必要がある。このためＸ線画像の画質低下を招くおそれがある。そこで、ＦＰＤを図２０に示すＦＰＤ１５０のような構成とすることで、欠陥補正を不要とする。
【０１２４】
図２０において、ＦＰＤ１５０は、画像検出専用の第一画素１５１と画像検出兼ＡＥＣ用の第二画素１５２とを備えている。第一、第二画素１５１、１５２は、上記実施形態の画素５０と検出画素６５同様、適当な割合でマトリクス状に配列されている。第一、第二画素１５１、１５２は、それぞれ二つのフォトダイオード１５３、１５４を有する。第一画素１５１のフォトダイオード１５３、１５４は並列に接続され、一端がＴＦＴ５２を介して信号線５７に接続されている。一方、第二画素１５２のフォトダイオード１５３は第一画素１５１と同様に一端がＴＦＴ５２を介して信号線５７に接続されているが、フォトダイオード１５４はＴＦＴ５２を介さずに信号線５７に直接接続されている。つまり第二画素１５２のフォトダイオード１５４は上記実施形態の検出画素６５と同じ構成である。
【０１２５】
第一画素１５１からは二つのフォトダイオード１５３、１５４で蓄積された電荷が読み出される。一方、第二画素１５２からはフォトダイオード１５３で蓄積された電荷のみが読み出される。第二画素１５２はフォトダイオード１５４がＡＥＣに用いられてＸ線画像の生成に寄与しない分、フォトダイオード１５３、１５４の開口面積が同じ場合は同じ入射線量では第一画素１５１よりも蓄積電荷量が略半分になるが、検出画素６５の場所からは画素値が得られず、欠陥補正を行うしかない上記実施形態と比べれば、Ｘ線画像の画質劣化が抑えられる。フォトダイオード１５３、１５４の開口面積等に基づいて、第二画素１５２の画素値に乗算すると第一画素１５１の画素値相当になる係数等を予め求めておき、第二画素１５２の出力に該係数を乗算して補正すれば、欠陥補正を行わずにＸ線画像を生成することができ、ＦＰＤを構成する画素の一部をＡＥＣ用としたことによるＸ線画像の画質への悪影響を略完全に排除することができる。
【０１２６】
上記実施形態では、立位姿勢の被検体Ｍに対してホルダ１９を上下方向に移動させる立位撮影の場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、臥位撮影台に横たわる被検体Ｍに対してホルダを水平方向に移動させる臥位撮影にも適用することができる。また、上記実施形態では、ホルダ１９を被検体Ｍの体軸方向に沿って移動させているが、被検体Ｍの体軸方向とは異なる方向に移動させて長尺撮影を行ってもよい。
【０１２７】
また、上記実施形態では、電子カセッテ１３を装着したホルダ１９の移動に伴ってＸ線の照射方向を変更するようにＸ線源の角度を変更する首振り方式を例示しているが、電子カセッテを装着したホルダの移動に伴ってＸ線源１０を直線的に移動させる直線移動方式に本発明を適用してもよい。さらに、ホルダ１９とＸ線源１０を各撮影位置で停止させずに移動させたままで撮影を行ってもよい。
【０１２８】
電子カセッテ１３の検出画素６５に不具合が発生したり、線源制御装置１１と電子カセッテ１３の間の通信が配線断等で撮影中に途絶えたりすると、照射停止信号が正しく送受信されず、ＡＥＣが効かなくなる場合も考えられる。特に線源制御装置１１側は撮影条件として電流照射時間積の最大値が設定されるため、ＡＥＣが効かなくなると患者への被曝量が上限値以上になってしまうおそれもある。そこで、電子カセッテ１３にテストモードを設け、設置直後や一日の撮影前にコンソール１４がもつ全撮影条件にてテスト撮影を行わせる。そして、電子カセッテ１３が照射停止信号を線源制御装置１１に送信してからも検出画素６５でＸ線の検出を続行し、所定時間内にＸ線の照射停止が検出された場合は正常にＡＥＣが行われていると判断し、検出されなかった場合は何らかの故障が発生したと判断してコンソール１４のディスプレイ１０４に警告メッセージを表示する。
【０１２９】
また、線源制御装置１１と電子カセッテ１３の照射信号Ｉ／Ｆ３５、８０を有線と無線の両方で接続可能な構成とした場合、電波強度等のモニタリングの結果、無線による通信が不安定な状態であると判断したときに有線に切り替えるよう警告表示をしてもよい。
【０１３０】
上記実施形態では、ＡＥＣセンサとしてＴＦＴ５２を介さず信号線５７に短絡して接続された検出画素６５を用いているが、各画素５０にバイアス電圧Ｖｂを供給するバイアス線５３に画素５０で発生する電荷に基づく電流が流れることを利用して、ある特定の画素５０に繋がるバイアス線５３の電流をモニタリングして線量を検出してもよく、全てのＴＦＴ５２をオフ状態にしたときに画素５０から漏れるリーク電荷に基づき線量を検出してもよい。さらに画素５０とは別に構成が異なり出力が独立したＡＥＣ用の検出画素を撮像面４１と同一平面に設けてもよい。
【０１３１】
上記実施形態では、コンソール１４と電子カセッテ１３が別体である例で説明したが、コンソール１４は独立した装置である必要はなく、電子カセッテ１３にコンソール１４の機能を搭載してもよい。同様に、線源制御装置１１とコンソール１４を一体化した装置としてもよい。また、可搬型のＸ線画像検出装置である電子カセッテに限らず、撮影台に据え付けるタイプのＸ線画像検出装置に適用してもよい。
【０１３２】
本発明は、Ｘ線に限らず、γ線等の他の放射線を使用する撮影システムにも適用することができる。
【符号の説明】
【０１３３】
２ Ｘ線撮影システム
１０ Ｘ線源
１１ 線源制御装置
１３ 電子カセッテ
１４ コンソール
３５ 照射信号Ｉ／Ｆ
４０、１５０ ＦＰＤ
５０ 画素
６５ 検出画素
６７ ＡＥＣ部
７５、１４０ 採光野選択回路
８０ 照射信号Ｉ／Ｆ
８５、８６ 脊椎用採光野マップ、下肢用採光野マップ
８７〜９１、１３４〜１３７ 採光野領域
１００ ＣＰＵ
１０４ ディスプレイ
１０５ 入力デバイス
１１０ 駆動条件設定部
１１２ カセッテ制御部
１１５ マップ拡縮部
１１６ マップ分割部
１２５ オーバーラップ領域
１３０、１３１ 第一、第二脊椎用採光野マップ
１３２、１３３ 第一、第二下肢用採光野マップ
１４１ 照射野特定部
１４２ 被検体領域特定部
１４３ 到達予測線量算出部
１５１、１５２ 第一、第二画素
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮影システムおよび放射線撮影システムの長尺撮影方法、並びに放射線画像検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野において、放射線、例えばＸ線を利用したＸ線撮影システムが知られている。Ｘ線撮影システムは、Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、Ｘ線を受けてＸ線画像を撮影するＸ線撮影装置とからなる。Ｘ線発生装置は、Ｘ線を被検体に向けて照射するＸ線源、Ｘ線源の駆動を制御する線源制御装置、およびＸ線の照射開始指示を入力するための照射スイッチを有している。Ｘ線撮影装置は、被検体を透過したＸ線を受けてＸ線画像を検出するＸ線画像検出装置、およびＸ線画像検出装置の駆動を制御するとともにＸ線画像に各種画像処理を施すコンソールを有している。
【０００３】
最近のＸ線撮影システムの分野では、Ｘ線フイルムやイメージングプレート（ＩＰ）に代わり、フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ；flat panel detector）を検出パネルとして用いたＸ線画像検出装置が普及している。ＦＰＤには、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する画素がマトリックス状に配列されている。ＦＰＤは、画素毎に信号電荷を蓄積し、蓄積した信号電荷を信号処理回路で電圧信号に変換することで、被検体の画像情報を表すＸ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。
【０００４】
ＦＰＤを直方体形状の筐体に内蔵した電子カセッテ（可搬型のＸ線画像検出装置）も実用化されている。電子カセッテは、撮影台に据え付けられて取り外し不可なタイプと違って、フイルムカセッテやＩＰカセッテ用の既存の撮影台や専用の撮影台に着脱可能に取り付けて使用される他、据え付け型では撮影困難な部位を撮影するためにベッド上に置いたり被検体自身に持たせたりして使用される。また、自宅療養中の高齢者や、事故、災害等による急病人を撮影するため、撮影台の設備がない病院外に持ち出して使用されることもある。
【０００５】
Ｘ線撮影システムには、被検体を透過したＸ線量を検出する線量検出センサを設けて、線量検出センサで検出したＸ線量の積算値が予め設定した閾値に達したら、Ｘ線源によるＸ線の照射を停止させる自動露出制御（ＡＥＣ；Automatic Exposure Control）を行うものがある。
【０００６】
特許文献１には、ＦＰＤの画素の信号を元にＡＥＣを行うＸ線撮影装置が開示されている。関心検出部位（撮影部位）に対応したＦＰＤの画素領域（採光野）のデータ（画素のアドレス、面積等）をもち、関心検出部位に応じてＡＥＣに使用する画素を選択している。
【０００７】
特許文献２は、マンモグラフィ装置において、画素出力をＡＥＣに利用可能な非破壊読み出しの撮像装置（Ｘ線画像検出装置）を用い、プレ撮影によって乳房の輪郭を認識して乳房の大きさを算出し、これに応じてＡＥＣに用いる画素の領域（採光野）の大きさを変化させている。
【０００８】
また、Ｘ線撮影には、Ｘ線源とＸ線画像検出装置の位置を一箇所に固定して胸部、腹部等の単一の部位を一枚撮影する場合と、Ｘ線源とＸ線画像検出装置を移動させて、各移動位置で複数枚撮影する場合とがある。後者は長尺撮影と呼ばれ、骨年齢や湾曲度等、主に被検体の骨の具合の観察を目的として行われる。撮影部位としては被検体の首下から腰までの上半身をカバーする全脊椎、腰からつま先までの下半身をカバーする全下肢がある。
【０００９】
長尺撮影では、まず、身長や座高、股下長といった被検体の身体的特徴に応じて、放射線技師等のオペレータが撮影範囲を設定する。この撮影範囲とＸ線画像検出装置（の検出パネルの画素が配列された撮像面）のサイズに基づいて撮影回数を割り出す。さらに各回の撮影のＸ線源とＸ線画像検出装置の位置を、隣接する撮影位置で撮像面が重複するように設定する。そして、各撮影位置にＸ線源とＸ線画像検出装置を移動させつつ複数回撮影を行う。撮影後、隣接する撮影位置での撮像面の重複により生じたオーバーラップ領域を糊代として複数枚のＸ線画像を合成し、一枚の長尺画像を生成する。
【００１０】
長尺撮影では撮影範囲が広範囲にわたり、腰部と脚部等の体厚やＸ線があたらない素抜け領域の面積が極端に異なる部位を連続的に撮影するため、各撮影位置で被検体を透過したＸ線量を最適値に制御することが難しい。そこで特許文献３は、カメラで被検体を撮影してその輪郭を抽出し、これを元に長尺撮影の個々の撮影のＡＥＣの採光野を設定している。そして、ＦＰＤの画素をＡＥＣ用のセンサとし、設定された採光野に存在する画素からの信号を元に各撮影位置でのＡＥＣを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−０００５９０号公報
【特許文献２】特開平０８−０３３６２１号公報
【特許文献３】特開２０１１−１３９７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献２、３に記載の発明は、採光野の設定のためだけにプレ撮影を行ったりカメラを設置したりして、そのうえプレ撮影で得た画像やカメラの画像から被検体の輪郭を抽出しなければならず、装置規模と装置コストの増大化、処理の煩雑化と長時間化は避けられない。
【００１３】
特許文献２は、プレ撮影によって患者に無用な被曝を強いるという問題もある。特許文献３は被検体の輪郭を元に採光野を決めているため、長尺撮影で重要視される骨ではない部分も多く採光野に含まれてしまい、適正なＡＥＣが行われないおそれがある。また、被検体が着衣状態であったりギプスを装着していて被検体の輪郭が露わでない場合は、診断に全く関係のない部分も採光野としてしまうおそれもある。
【００１４】
特許文献１はそもそも長尺撮影について記載されていない。
【００１５】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、長尺撮影時のＡＥＣの採光野を簡便に設定することができる放射線撮影システムおよび放射線撮影システムの長尺撮影方法、並びに放射線画像検出装置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】
本発明の放射線撮影システムは、放射線を被検体に向けて照射する放射線源と、被検体を透過した放射線を受ける複数の画素が配列された検出パネルを有する放射線画像検出装置と、前記検出パネルの前記画素が設けられた撮像面の略全面に満遍なく散らばるよう配置され、被検体を透過した放射線の線量を検出する複数の線量検出センサと、前記線量検出センサで検出された線量の積算値と予め設定した照射停止閾値を比較し、前記積算値が前記照射停止閾値に達したら前記放射線源による放射線の照射を停止させる自動露出制御を行う自動露出制御手段とを備え、前記放射線源と前記放射線画像検出装置を相対的に移動させ、被検体の複数の部位を含む長尺な撮影範囲を分けた複数の撮影範囲で複数回撮影し、これにより得られた複数枚の放射線画像を合成して一枚の長尺画像を生成して表示する放射線撮影システムにおいて、前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサの採光野領域を部位毎に規定した採光野マップを記憶するマップ記憶手段と、前記採光野マップに基づき前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサを選択する採光野選択手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
前記長尺な撮影範囲に合わせて前記採光野マップを拡縮し、前記長尺な撮影範囲と前記採光野マップのサイズを一致させるマップ拡縮手段を備えることが好ましい。また、前記マップ拡縮手段で拡縮された前記採光野マップを、前記長尺な撮影範囲を分けた複数の撮影範囲に応じて各回の撮影用に分割するマップ分割手段を備えることが好ましい。前記採光野選択手段は、前記マップ分割手段で分割された前記採光野マップを使用する。
【００１８】
前記採光野マップは、腰部および脊椎にあたる採光野領域を規定する脊椎用採光野マップと、腰部、両膝、両くるぶしにあたる採光野領域を規定する下肢用採光野マップとを含む。
【００１９】
前記採光野マップは、特殊な形状の採光野領域を規定する第一採光野マップと単純な形状の採光野領域を規定する第二採光野マップの二種類があり、前記採光野選択手段は、撮影回数または前記長尺な撮影範囲を分けた複数の撮影範囲毎に前記第一採光野マップと前記第二採光野マップを切り替えて使用する。
【００２０】
前記第一採光野マップは、腰部および脊椎の一部にあたる逆Ｔ字状の採光野領域を規定し、前記第二採光野マップは、脊椎にあたる一本の棒状の採光野領域を規定する。あるいは、前記第一採光野マップは、腰部および両足の一部にあたるπ字状の採光野領域を規定し、前記第二採光野マップは、両足にあたる二本の棒状の採光野領域を規定する。
【００２１】
一回目に撮影する撮影範囲に腰部を含む場合、前記採光野選択手段は、一回目の撮影では前記第一採光野マップを使用し、二回目の撮影以降は前記第二採光野マップに切り替えて使用する。
【００２２】
前記採光野選択手段は、前記放射線源の照射野限定器のコリメータ角度、および前記放射線源と前記放射線画像検出装置の位置関係に基づき、放射線が照射される前記撮像面の領域を特定する照射野特定手段を有し、前記照射野特定手段で特定された照射野且つ前記採光野マップで規定された採光野領域に存在する前記線量検出センサを選択する。
【００２３】
前記採光野選択手段は、前記放射線源と前記放射線画像検出装置の位置関係、および前記放射線源の駆動条件に基づき、放射線が被検体を透過せずに前記撮像面に直接照射される素抜け領域の到達予測線量の瞬時値を算出する到達予測線量算出手段と、前記到達予測線量算出手段で算出された前記到達予測線量の瞬時値と前記線量検出センサで検出された線量の瞬時値の比較結果から、放射線が照射される被検体の領域を特定する被検体領域特定手段とを有し、前記被検体領域特定手段で特定された被検体領域且つ前記採光野マップで規定された採光野領域に存在する前記線量検出センサを選択する。
【００２４】
前記複数の撮影範囲は、前記撮像面が一部オーバーラップするように分けられる。前記画素は、放射線を受けて信号電荷を蓄積し、スイッチング素子の駆動に応じて信号電荷を信号線に出力するものである。そして、前記線量検出センサは、信号線にスイッチング素子を介さず直接接続された前記画素である。また、前記放射線画像検出装置は、前記検出パネルが可搬型の筐体に収納された電子カセッテである。
【００２５】
また、本発明は、放射線を被検体に向けて照射する放射線源と、被検体を透過した放射線を受ける複数の画素が配列された検出パネルを有する放射線画像検出装置と、前記検出パネルの前記画素が設けられた撮像面の略全面に満遍なく散らばるよう配置され、被検体を透過した放射線の線量を検出する複数の線量検出センサと、前記線量検出センサで検出された線量の積算値と予め設定した照射停止閾値を比較し、前記積算値が前記照射停止閾値に達したら前記放射線源による放射線の照射を停止させる自動露出制御を行う自動露出制御手段とを備える放射線撮影システムで、前記放射線源と前記放射線画像検出装置を相対的に移動させ、被検体の複数の部位を含む長尺な撮影範囲を分けた複数の撮影範囲で複数回撮影し、これにより得られた複数枚の放射線画像を合成して一枚の長尺画像を生成して表示する長尺撮影方法において、前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサの採光野領域を部位毎に規定した採光野マップに基づき、前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサを選択することを特徴とする。
【００２６】
さらに、本発明の放射線画像検出装置は、放射線源から照射され被検体を透過した放射線を受ける複数の画素が配列された検出パネルと、前記検出パネルの前記画素が設けられた撮像面の略全面に満遍なく散らばるよう配置され、被検体を透過した放射線の線量を検出する複数の線量検出センサと、前記線量検出センサで検出された線量の積算値と予め設定した照射停止閾値を比較し、前記積算値が前記照射停止閾値に達したら前記放射線源による放射線の照射を停止させる自動露出制御のための照射停止信号を前記放射線源に向けて送信する信号送信手段と、前記放射線源と前記放射線画像検出装置を相対的に移動させ、被検体の複数の部位を含む長尺な撮影範囲を分けた複数の撮影範囲で複数回撮影し、これにより得られた複数枚の放射線画像を合成して一枚の長尺画像を生成して表示する長尺撮影時、前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサの採光野領域を部位毎に規定した採光野マップに基づき、前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサを選択する採光野選択手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、自動露出制御に用いる線量検出センサの採光野領域を部位毎に規定した採光野マップをもつので、長尺撮影時のＡＥＣの採光野を簡便に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】Ｘ線撮影システムの構成を示す概略図である。
【図２】線源制御装置の内部構成と線源制御装置と他の装置との接続関係を示す図である。
【図３】撮影範囲の設定の様子を示す図である。
【図４】電子カセッテの内部構成を示すブロック図である。
【図５】検出画素の配置および採光野を説明するための図である。
【図６】電子カセッテのＡＥＣ部および通信部の内部構成を示すブロック図である。
【図７】コンソールに設定された撮影条件を示す図である。
【図８】脊椎用採光野マップおよび下肢用採光野マップを示す図である。
【図９】脊椎用採光野マップおよび下肢用採光野マップの具体的な中味を示す図である。
【図１０】コンソールの内部構成を示すブロック図である。
【図１１】コンソールの機能および情報の流れを示すブロック図である。
【図１２】（Ａ）は長尺撮影時の各撮影位置を示す図であり、（Ｂ）は各撮影位置で取得される画像データを示す図である。
【図１３】マップ拡縮部の機能を説明するための図である。
【図１４】マップ分割部の機能を説明するための図である。
【図１５】長尺撮影の処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】ＡＥＣの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１７】（Ａ）は第一、第二脊椎用採光野マップを示し、（Ｂ）は第一、第二下肢用採光野マップを示す図である。
【図１８】採光野選択回路の別の形態を示す図である。
【図１９】図１８の態様におけるＡＥＣの処理の流れを示すフローチャートである。
【図２０】ＦＰＤの別の態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１において、Ｘ線撮影システム２は、Ｘ線源１０と、Ｘ線源１０の動作を制御する線源制御装置１１と、Ｘ線の照射開始を指示するための照射スイッチ１２と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出してＸ線画像を出力する電子カセッテ１３と、電子カセッテ１３の動作制御やＸ線画像の画像処理を担うコンソール１４と、被検体Ｍを立位姿勢で撮影するための立位撮影台１５とを有する。Ｘ線源１０、線源制御装置１１、および照射スイッチ１２はＸ線発生装置、電子カセッテ１３、およびコンソール１４はＸ線撮影装置をそれぞれ構成する。この他にもＸ線源１０を所望の方向および位置にセットするための線源移動機構１６等が設けられている。
【００３０】
Ｘ線源１０は、Ｘ線を放射するＸ線管１７と、Ｘ線管１７が放射するＸ線の照射野を矩形状に限定する照射野限定器（コリメータ）１８とを有する。Ｘ線管１７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）とを有している。照射野限定器１８は、例えば、Ｘ線を遮蔽する複数枚の鉛板を井桁状に配置し、Ｘ線を透過させる照射開口が中央に形成されたものであり、線源制御装置１１の制御の下、鉛板の位置を移動することで照射開口の大きさを変化させて、照射野を限定する。
【００３１】
線源制御装置１１は、Ｘ線の照射野が電子カセッテ１３のＦＰＤ４０の撮像面４１（ともに図４参照）と略一致するように、照射野限定器１８から出射されるＸ線の角度範囲（以下、コリメータ角度という）を撮影室の床面と垂直なＺ方向と撮像面４１の幅方向であるＸ方向（紙面に垂直な方向）の二方向で調整する。図中の「θＺ」はＺ方向に関するコリメータ角度を示している。
【００３２】
また、線源制御装置１１は、長尺撮影の際に立位撮影台１５のホルダ１９のＺ方向の上下動に追従してＸ線源１１を首振り動作させるよう、線源移動機構１６の駆動を制御する。線源移動機構１６は、例えばＸ線源１０を撮影室の天井から懸下保持し、且つＺ方向に伸縮自在でＸ線源１０をＺ方向に首振りさせる機能をもったアームと、該アームが取り付けられてアーム毎Ｘ線源１０をＸＹ方向（Ｙ方向は撮影室の床面と平行且つＸ方向に垂直な方向）に移動させるレールと、モータ等の駆動源とからなり、線源制御装置１１の制御の下に自動で、または放射線技師等のオペレータにより手動でＸ線源１０の位置を変えることが可能である。長尺撮影時には、被検体Ｍの撮影範囲のＺ方向の中心位置ＺＣに高さが一致するようＸ線源１０が移動される。
【００３３】
図２に示すように、線源制御装置１１は、トランスによって入力電圧を昇圧して高圧の管電圧を発生し、高電圧ケーブルを通じてＸ線源１０に供給する高電圧発生器３０と、Ｘ線源１０が照射するＸ線のエネルギースペクトルを決める管電圧、単位時間当たりの照射量を決める管電流、およびＸ線の照射時間を制御する制御部３１と、コンソール１４との主要な情報、信号の送受信を媒介する通信Ｉ／Ｆ３２とを備える。
【００３４】
制御部３１には照射スイッチ１２とメモリ３３とタッチパネル３４が接続されている。照射スイッチ１２は、オペレータによって操作される例えば二段階押しのスイッチであり、一段階押しでＸ線源１０のウォームアップを開始させるためのウォームアップ開始信号を発生し、二段階押しでＸ線源１０に照射を開始させるための照射開始信号を発生する。これらの信号は信号ケーブルを通じて線源制御装置１１に入力される。制御部３１は、照射スイッチ１２から照射開始信号を受けたときに高電圧発生器３０からＸ線源１０への電力供給を開始させる。
【００３５】
メモリ３３は、管電圧、管電流照射時間積（ｍＡｓ値）といった撮影条件を予め数種類格納している。撮影条件はタッチパネル３４を通じてオペレータにより手動で設定される。線源制御装置１１は、設定された撮影条件の管電圧や管電流照射時間積でＸ線を照射しようとする。ＡＥＣはこれに対して必要十分な線量に到達したことを検出すると、線源制御装置１１側で照射しようとしていた管電流照射時間積（照射時間）以下であってもＸ線の照射を停止するように機能する。なお、目標線量に達してＡＥＣによる照射停止の判断がされる前にＸ線の照射が終了して線量不足に陥ることを防ぐために、Ｘ線源１０の撮影条件には電流照射時間積（照射時間でも可）の最大値が設定される。
【００３６】
照射信号Ｉ／Ｆ３５は、電子カセッテ１３の検出画素６５（図４参照）の出力を元にＸ線の照射停止タイミングを規定する場合に電子カセッテ１３と接続される。この場合、制御部３１は、照射スイッチ１２からウォームアップ開始信号を受けたときに、照射信号Ｉ／Ｆ３５を介して問い合わせ信号を電子カセッテ１３に送信させる。電子カセッテ１３は問い合わせ信号を受信するとリセット処理の完了や蓄積開始処理等の準備処理を行う。そして、電子カセッテ１３から問い合わせ信号の応答である照射許可信号を照射信号Ｉ／Ｆ３５で受け、さらに照射スイッチ１２から照射開始信号を受けたときに高電圧発生器３０からＸ線源１０への電力供給を開始させる。また、制御部３１は、電子カセッテ１３から発せられる照射停止信号を照射信号Ｉ／Ｆ３５で受けたときに、高電圧発生器３０からＸ線源１０への電力供給を停止させ、Ｘ線の照射を停止させる。
【００３７】
電子カセッテ１３は、周知の如くＦＰＤ４０とＦＰＤ４０を収容する可搬型の筐体（図示せず）とからなる。電子カセッテ１３の筐体は略矩形状で偏平な形状を有し、平面サイズはフイルムカセッテやＩＰカセッテ（ＣＲカセッテとも呼ばれる）と同様の大きさ（国際規格ＩＳＯ４０９０：２００１に準拠した大きさ）である。このため、フイルムカセッテやＩＰカセッテ用の既存の撮影台にも取り付け可能である。
【００３８】
電子カセッテ１３は、ＦＰＤ４０の撮像面４１がＸ線源１０と対向する姿勢で保持されるよう、立位撮影台１５のホルダ１９に着脱自在にセットされる。電子カセッテ１３は、立位撮影台１５にセットするのではなく、被検体Ｍが仰臥するベッド上に置いたり被検体Ｍ自身に持たせたりして単体で使用することも可能である。
【００３９】
図１において、立位撮影台１５は、電子カセッテ１３のＦＰＤ４０の撮像面４１の向きを変えずにホルダ１９をＺ方向に上下動させるホルダ移動機構２０を備えている。ホルダ移動機構２０によって、コンソール１４の制御の下に自動で、またはオペレータにより手動でホルダ１９の位置（高さ）を変えることができる。
【００４０】
Ｘ線源１０はレーザ光源２１を備えている。レーザ光源２１は、被検体Ｍの撮影範囲を設定する際に点灯され、Ｘ、Ｚ方向にそれぞれ平行な二種類の線状レーザ光をＸ線源１０の前方に照射可能である。
【００４１】
オペレータは、被検体Ｍを立位撮影台１５の前の所定位置に立たせ、線源制御装置１１のタッチパネル３４を操作してレーザ光源２１を点灯させる。次いで図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、線源移動機構１６を操作して、撮影範囲のＺ方向の高さＺＰを設定するため、Ｘ方向に平行な線状レーザ光が所望の撮影範囲の上端位置ＺＴと一致する位置にＸ線源１０の高さをセットする。その後、Ｘ方向に平行な線状レーザ光が所望の撮影範囲の下端位置ＺＢに一致するよう、Ｘ線源１０をＺ方向下向きに首振りさせる。また、撮影範囲のＸ方向の幅ＸＰも同様にＺ方向に平行な線状レーザ光を照射して、線状レーザ光が所望の位置を照射するようＸ線源１０を左右に首振りさせる。但しＸ方向の左右の首振り角度は中心に関して等角度とする。このときのＸ線源１０のＺ方向の高さ（＝ＺＴ）および首振り角度φＸ、φＺは、線源移動機構１６に内蔵のポテンショメータで検出されている。ポテンショメータの検出結果はタッチパネル３４の操作によりその都度線源制御装置１１からコンソール１４に送信される。なお、図１のＺＰ、ＺＴ、ＺＢは、全脊椎撮影を行う場合のＺ方向の撮影範囲の一例であり、被検体Ｍの首から腰（骨盤）までの上半身を略カバーする範囲である。
【００４２】
上記例ではＸ線源１０の高さと所望の撮影範囲の上端位置ＺＴを合わせた後、Ｘ線源１０をＺ方向下向きに首振りさせて下端位置ＺＢを設定しているが、逆に下端位置ＺＢを先に設定した後、Ｘ線源１０をＺ方向上向きに首振りさせて上端位置ＺＴを設定してもよい。また、図３（Ｃ）に示すように、Ｘ線源１０を任意の高さに配置してＺ方向上向きおよび下向きに首振りさせて上端位置ＺＴおよび下端位置ＺＢを設定し、そのときのＸ線源１０の高さと首振り角度φ’Ｚ、φ’’Ｚに基づき撮影範囲を設定してもよい。
【００４３】
図４において、電子カセッテ１３にはアンテナ４２、およびバッテリ４３が内蔵されており、コンソール１４との無線通信が可能である。アンテナ４２は、無線通信のための電波をコンソール１４との間で送受信する。バッテリ４３は、電子カセッテ１３の各部を動作させるための電力を供給する。バッテリ４３は、薄型の電子カセッテ１３内に収まるよう比較的小型のものが使用される。また、バッテリ４３は、電子カセッテ１３から外部に取り出して専用のクレードルにセットして充電することも可能である。バッテリ４３を無線給電可能な構成としてもよい。
【００４４】
電子カセッテ１３には、アンテナ４２に加えてソケット４４が設けられている。ソケット４４はコンソール１４と有線接続するために設けられており、バッテリ４３の残量不足等で電子カセッテ１３とコンソール１４との無線通信が不可能になった場合に使用される。ソケット４４にコンソール１４からのケーブルを接続した場合、コンソール１４との有線通信が可能になる。この際、コンソール１４から電子カセッテ１３に給電してもよい。
【００４５】
アンテナ４２およびソケット４４は、通信部４５に設けられている。通信部４５は、アンテナ４２またはソケット４４と制御部４６、メモリ４７間の画像データを含む各種情報、信号の送受信を媒介する。
【００４６】
ＦＰＤ４０は、ＴＦＴアクティブマトリクス基板を有し、この基板上にＸ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素５０を配列してなる撮像面４１を備えている。複数の画素５０は、所定のピッチで二次元にｉ行（Ｘ方向）×ｊ列（Ｚ方向）のマトリクス状に配列されている。
【００４７】
ＦＰＤ４０はさらに、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータ（蛍光体、図示せず）を有し、シンチレータによって変換された可視光を画素５０で光電変換する間接変換型である。シンチレータは、ＣｓＩ（ヨウ化セシウム）やＧＯＳ（ガドリウムオキシサルファイド）等からなり、画素５０が配列された撮像面４１の全面と対向するように配置されている。なお、シンチレータとＦＰＤ４０は、Ｘ線の入射する側からみてシンチレータ、ＦＰＤ４０の順に配置されるＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式でもよいし、逆にＦＰＤ４０、シンチレータの順に配置されるＩＳＳ（Irradiation Side sampling）方式でもよい。また、シンチレータを用いず、Ｘ線を直接電荷に変換する変換層（アモルファスセレン等）を用いた直接変換型のＦＰＤを用いてもよい。
【００４８】
画素５０は、可視光の入射によって電荷（電子−正孔対）を発生する光電変換素子であるフォトダイオード５１、フォトダイオード５１が発生した電荷を蓄積するキャパシタ（図示せず）、およびスイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）５２を備える。
【００４９】
フォトダイオード５１は、電荷を発生する半導体層（例えばＰＩＮ型）とその上下に上部電極および下部電極を配した構造を有している。フォトダイオード５１は、下部電極にＴＦＴ５２が接続され、上部電極にはバイアス線５３が接続されており、バイアス線５３は撮像面４１内の画素５０の行数分（ｉ行分）設けられて結線５４に結束されている。結線５４はバイアス電源５５に繋がれている。結線５４、バイアス線５３を通じて、バイアス電源５５からフォトダイオード５１の上部電極にバイアス電圧Ｖｂが印加される。バイアス電圧Ｖｂの印加により半導体層内に電界が生じ、光電変換により半導体層内で発生した電荷（電子−正孔対）は、一方がプラス、他方がマイナスの極性を持つ上部電極と下部電極に移動し、キャパシタに電荷が蓄積される。
【００５０】
ＴＦＴ５２は、ゲート電極が走査線５６に、ソース電極が信号線５７に、ドレイン電極がフォトダイオード５１にそれぞれ接続される。走査線５６と信号線５７は格子状に配線されており、走査線５６は撮像面４１内の画素５０の行数分（ｉ行分）、信号線５７は画素５０の列数分（ｊ列分）それぞれ設けられている。走査線５６はゲートドライバ５８に接続され、信号線５７は信号処理回路５９に接続される。
【００５１】
ゲートドライバ５８は、ＴＦＴ５２を駆動することにより、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を画素５０に蓄積する蓄積動作と、画素５０から信号電荷を読み出す読み出し（本読み）動作と、リセット（空読み）動作とを行わせる。制御部４６は、ゲートドライバ５８によって実行される上記各動作の開始タイミングを制御する。
【００５２】
蓄積動作ではＴＦＴ５２がオフ状態にされ、その間に画素５０に信号電荷が蓄積される。読み出し動作では、ゲートドライバ５８から同じ行のＴＦＴ５２を一斉に駆動するゲートパルスＧ１〜Ｇｉを順次発生して、走査線５６を一行ずつ順に活性化し、走査線５６に接続されたＴＦＴ５２を一行分ずつオン状態とする。画素５０のキャパシタに蓄積された電荷は、ＴＦＴ５２がオン状態になると信号線５７に読み出されて、信号処理回路５９に入力される。
【００５３】
フォトダイオード５１の半導体層には、Ｘ線の入射の有無に関わらず暗電荷が発生する。この暗電荷はバイアス電圧Ｖｂが印加されているためにキャパシタに蓄積される。画素５０において発生する暗電荷は、画像データに対してはノイズ成分となるので、これを除去するためにリセット動作が行われる。リセット動作は、画素５０において発生する暗電荷を、信号線５７を通じて掃き出す動作である。
【００５４】
リセット動作は、例えば、一行ずつ画素５０をリセットする順次リセット方式で行われる。順次リセット方式では、信号電荷の読み出し動作と同様、ゲートドライバ５８から走査線５６に対してゲートパルスＧ１〜Ｇｉを順次発生して、画素５０のＴＦＴ５２を一行ずつオン状態にする。ＴＦＴ５２がオン状態になっている間、画素５０から暗電荷が信号線５７を通じて積分アンプ６０に流れる。リセット動作では、読み出し動作と異なり、マルチプレクサ（ＭＵＸ）６１による積分アンプ６０に蓄積された電荷の読み出しは行われず、各ゲートパルスＧ１〜Ｇｉの発生と同期して、制御部４６からリセットパルスＲＳＴが出力され、積分アンプ６０がリセットされる。
【００５５】
順次リセット方式に代えて、配列画素の複数行を一グループとしてグループ内で順次リセットを行い、グループ数分の行の暗電荷を同時に掃き出す並列リセット方式や、全行にゲートパルスを入れて全画素の暗電荷を同時に掃き出す全画素リセット方式を用いてもよい。並列リセット方式や全画素リセット方式によりリセット動作を高速化することができる。
【００５６】
信号処理回路５９は、積分アンプ６０、ＭＵＸ６１、およびＡ／Ｄ変換器６２等を備える。積分アンプ６０は、各信号線５７に対して個別に接続される。積分アンプ６０は、オペアンプとオペアンプの入出力端子間に接続されたキャパシタとからなり、信号線５７はオペアンプの一方の入力端子に接続される。積分アンプ６０のもう一方の入力端子はグランド（ＧＮＤ）に接続される。積分アンプ６０は、信号線５７から入力される電荷を積算し、電圧信号Ｄ１〜Ｄｊに変換して出力する。各列の積分アンプ６０の出力端子には、増幅器６３、サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）部６４を介してＭＵＸ６１が接続される。ＭＵＸ６１の出力側には、Ａ／Ｄ変換器６２が接続される。
【００５７】
ＭＵＸ６１は、パラレルに接続される複数の積分アンプ６０から順に一つの積分アンプ６０を選択し、選択した積分アンプ６０から出力される電圧信号Ｄ１〜ＤｊをシリアルにＡ／Ｄ変換器６２に入力する。Ａ／Ｄ変換器６２は、入力された電圧信号Ｄ１〜Ｄｊをデジタルデータに変換して、電子カセッテ１３に内蔵されるメモリ４７に出力する。なお、ＭＵＸ６１とＡ／Ｄ変換器６２の間に増幅器を接続してもよい。
【００５８】
ＭＵＸ６１によって積分アンプ６０から一行分の電圧信号Ｄ１〜Ｄｊが読み出されると、制御部４６は、積分アンプ６０に対してリセットパルスＲＳＴを出力し、積分アンプ６０のリセットスイッチ６０ａをオンする。これにより、積分アンプ６０に蓄積された一行分の信号電荷がリセットされる。積分アンプ６０がリセットされると、ゲートドライバ５８から次の行のゲートパルスが出力され、次の行の画素５０の信号電荷の読み出しを開始させる。これらの動作を順次繰り返して全行の画素５０の信号電荷を読み出す。
【００５９】
全行の読み出しが完了すると、一画面分のＸ線画像を表す画像データがメモリ４７に記録される。この画像データはメモリ４７から読み出され、通信部４５を通じてコンソール１４に出力される。こうして被検体ＭのＸ線画像が検出される。
【００６０】
制御部４６は、線源制御装置１１の制御部３１からの問い合わせ信号を受信したタイミングで、ＦＰＤ４０にリセット動作を行わせて線源制御装置１１に照射許可信号を返信する。そして、照射開始信号を受信したタイミングでＦＰＤ４０の動作をリセット動作から蓄積動作へ移行させる。
【００６１】
ＦＰＤ４０は、上述のようにＴＦＴ５２を介して信号線５７に接続された画素５０の他に、ＴＦＴ５２を介さず信号線５７に短絡して接続された検出画素６５を同じ撮像面４１内に複数備えている。検出画素６５は、被検体Ｍを透過して撮像面４１に入射するＸ線の線量を検出するために利用される画素であり、照射開始検出センサとして機能したり、照射終了検出センサおよびＡＥＣセンサとして機能する。検出画素６５は撮像面４１内の画素５０の数％程度を占める。
【００６２】
図５に示すように、検出画素６５は、撮像面４１内で局所的に偏ることなく撮像面４１内に満遍なく散らばるよう、撮像面４１の中心に関して左右対称な点線で示す波形の軌跡６６に沿って設けられている。検出画素６５は、同じ信号線５７が接続された画素５０の列に一個ずつ設けられ、検出画素６５が設けられた列は、検出画素６５が設けられない列を例えば二〜三列挟んで設けられる。検出画素６５の位置はＦＰＤ４０の製造時に既知であり、ＦＰＤ４０は全検出画素６５の位置（座標）を不揮発性のメモリ（図示せず）に予め記憶している。なお、ここで示した検出画素６５の配置は一例であり、適宜変更可能である。
【００６３】
検出画素６５は信号線５７との間にＴＦＴ５２が設けられておらず、信号線５７に直に接続されているので、検出画素６５で発生した信号電荷は、直ちに信号線５７に読み出される。同列にある通常の画素５０がＴＦＴ５２をオフ状態とされ、信号電荷を蓄積する蓄積動作中であっても同様である。このため検出画素６５が接続された信号線５７上の積分アンプ６０には、検出画素６５で発生した電荷が常に流入する。蓄積動作時、積分アンプ６０に蓄積された検出画素６５からの電荷は、所定のサンプリング周期でＭＵＸ６１を介して電圧値としてＡ／Ｄ変換器６２に出力される。
【００６４】
図４において、ＡＥＣ部６７は、制御部４６により駆動制御される。ＡＥＣ部６７は、検出画素６５が接続された信号線５７からの電圧値（ＡＥＣ検出信号という）をＡ／Ｄ変換器６２を介して取得する。
【００６５】
図６において、ＡＥＣ部６７は、採光野選択回路７５、積分回路７６、比較回路７７、および閾値発生回路７８を有する。採光野選択回路７５は、コンソール１４からの採光野の情報に基づき、撮像面４１内に散らばった複数の検出画素６５のうち、どの検出画素６５のＡＥＣ検出信号をＡＥＣに用いるかを選択する。積分回路７６は、採光野選択回路７５で選択された検出画素６５からのＡＥＣ検出信号の平均値、最大値、最頻値、または合計値を積算する。比較回路７７は、Ｘ線の照射開始が検出されたときに積分回路７６からのＡＥＣ検出信号の積算値のモニタリングを開始する。そして、積算値と閾値発生回路７８から与えられる照射停止閾値とを適宜のタイミングで比較する。積算値が閾値に達したとき、比較回路７７は照射停止信号を出力する。
【００６６】
通信部４５には、上述のアンテナ４２とソケット４４の他に照射信号Ｉ／Ｆ８０が設けられている。照射信号Ｉ／Ｆ８０には線源制御装置１１の照射信号Ｉ／Ｆ３５が接続される。照射信号Ｉ／Ｆ８０は、問い合わせ信号の受信、問い合わせ信号に対する照射許可信号の送信、比較回路７７の出力、すなわち照射停止信号の送信を行う。
【００６７】
コンソール１４は、有線方式や無線方式により電子カセッテ１３と通信可能に接続されており、電子カセッテ１３の動作を制御する。具体的には、電子カセッテ１３に対して撮影条件を送信して、ＦＰＤ４０の信号処理の条件（蓄積される信号電荷に応じた電圧を増幅するアンプのゲイン等）を設定させるとともに、電子カセッテ１３の電源のオンオフ、省電力モードや撮影準備状態へのモード切り替え等の制御を行う。
【００６８】
コンソール１４は、電子カセッテ１３から送信されるＸ線画像データに対してオフセット補正やゲイン補正、欠陥補正等の各種画像処理を施す。欠陥補正では、検出画素６５がある列の画素値を隣り合う検出画素６５がない列の画素値で補間する。画像処理済みのＸ線画像はコンソール１４のディスプレイ１０４（図１０参照）に表示される他、そのデータがコンソール１４内のストレージデバイス１０２やメモリ１０１（ともに図１０参照）、あるいはコンソール１４とネットワーク接続された画像蓄積サーバといったデータストレージに記憶される。
【００６９】
コンソール１４は、患者の性別、年齢、撮影部位、撮影目的といった情報が含まれる検査オーダの入力を受け付けて、検査オーダをディスプレイ１０４に表示する。検査オーダは、ＨＩＳ（病院情報システム）やＲＩＳ（放射線情報システム）といった患者情報や放射線検査に係る検査情報を管理する外部システムから入力されるか、オペレータにより手動入力される。検査オーダには、頭部、胸部、腹部、全脊椎、全下肢等の撮影部位、正面、側面、斜位、ＰＡ（Ｘ線を被検体Ｍの背面から照射）、ＡＰ（Ｘ線を被検体Ｍの正面から照射）といった撮影方向が含まれる。オペレータは、検査オーダの内容をディスプレイ１０４で確認し、その内容に応じた撮影条件をディスプレイ１０４の操作画面を通じて入力する。
【００７０】
図７に示すように、コンソール１４では撮影部位毎に撮影条件を設定可能である。撮影条件には、検出画素６５の採光野マップ、および検出画素６５のＡＥＣ検出信号の積算値と比較してＸ線の照射停止を判断するための照射停止閾値等が記憶されている。この撮影条件の情報はストレージデバイス１０２に格納されている。なお、ここでは撮影部位として長尺撮影の全脊椎、全下肢のみを例示しているが、実際には胸部ＡＰ、胸部ＰＡ、頭部、腹部といった他の撮影部位とそれらに対応する撮影条件も記憶されている。
【００７１】
全脊椎撮影における検出画素６５の採光野マップ（脊椎用採光野マップ）８５は、図８に被検体Ｍの正面図とともにハッチングで示すように、胸部、腹部にわたる脊椎の部分と腰部とをカバーする採光野領域８７、８８をもつ。全下肢撮影における採光野マップ（下肢用採光野マップ）８６は腰部、両膝、および両くるぶしの部分をカバーする採光野領域８９、９０、９１をもつ。各マップ８５、８６は矩形状であり、脊椎用採光野マップ８５は幅ＸＳ、高さＺＳ、下肢用採光野マップ８６は幅ＸＬ（＝ＸＳ）、高さＺＬである。これらの幅および高さは、被検体Ｍとして典型的な成人男性の体型に基づき決定される。各採光野領域８７〜９１は被検体Ｍの体軸と一致するＸ方向の中心を結んだ線に関して対称である。
【００７２】
各採光野マップ８５、８６は、具体的には、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、左上を原点（０、０）とするＸＺ平面座標で各採光野領域８７〜９１を表したデータである。各採光野領域８７〜９１は、対角線で結ぶ左上の始点９２と右下の終点９３（ともに図８参照、脊椎用採光野マップ８５の脊椎の採光野領域８７のみ図示）の座標で表される。例えば脊椎の採光野領域８７は始点座標が（Ｘ１、０）、終点座標が（Ｘ３、Ｚ１）である。各採光野領域８７〜９１が矩形状であるため始点９２と終点９３の座標で表すだけで各採光野領域８７〜９１が各採光野マップ８５、８６のどこからどこまでを占めるかが分かる。なお、採光野マップの情報のもち方としては上記の例に限らず、例えば平面座標毎に採光野領域にあたるか否かを示す情報をもってもよい。また、採光野領域の形状は矩形状に限らず、円形や楕円形であってもよい。その場合は円や楕円の中心座標の情報に加えて半径や長辺、短辺の長さの情報をもつ。
【００７３】
図１０において、コンソール１４を構成するコンピュータは、ＣＰＵ１００、メモリ１０１、ストレージデバイス１０２、通信Ｉ／Ｆ１０３、ディスプレイ１０４、および入力デバイス１０５を備えている。これらはデータバス１０６を介して相互接続されている。
【００７４】
ストレージデバイス１０２は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）である。ストレージデバイス１０２には、制御プログラムやアプリケーションプログラム（以下、ＡＰという）１０７が記憶される。ＡＰ１０７は、検査オーダやＸ線画像の表示処理、Ｘ線画像に対する画像処理、撮影条件の設定等、Ｘ線撮影に関する様々な機能をコンソール１４に実行させるためのプログラムである。
【００７５】
メモリ１０１は、ＣＰＵ１００が処理を実行するためのワークメモリである。ＣＰＵ１００は、ストレージデバイス１０２に記憶された制御プログラムをメモリ１０１へロードして、プログラムに従った処理を実行することにより、コンピュータの各部を統括的に制御する。通信Ｉ／Ｆ１０３は、ＲＩＳ、ＨＩＳ、画像蓄積サーバ、電子カセッテ１３等の外部装置との無線または有線による伝送制御を行うネットワークインターフェースである。入力デバイス１０５は、キーボードやマウス、あるいはディスプレイ１０４と一体となったタッチパネル等である。入力デバイス１０５は、撮影条件を設定する際や、ＦＰＤ４０の撮像面４１の位置Ｙ０からＸ線管１７の焦点の位置Ｙ１までの距離（ＳＩＤ；Source Image Distance、図１参照）を入力する際等に操作される。
【００７６】
図１１において、コンソール１４のＣＰＵ１００は、ＡＰ１０７を起動して長尺撮影を選択すると、駆動条件設定部１１０、駆動制御部１１１、カセッテ制御部１１２、画像処理部１１３、表示制御部１１４、マップ拡縮部１１５、およびマップ分割部１１６として機能する。駆動条件設定部１１０は、長尺撮影時のホルダ１９の移動範囲およびＸ線源１０の首振り角度範囲や、移動範囲内での撮影位置、照射野限定器１８によるコリメータ角度を設定する。駆動制御部１１１は、駆動条件設定部１１０で設定された各種駆動条件に応じて、線源制御装置１１を介して線源移動機構１６、照射野限定器１８を駆動させたり、ホルダ移動機構２０を駆動させる。画像処理部１１３は、上述のオフセット補正、ゲイン補正、欠陥補正等の各種画像処理の他、長尺撮影の各撮影位置で得られた画像データを収集して、これらを合成することにより長尺画像データを作成する。表示制御部１１４は、長尺画像データに基づく合成Ｘ線画像（長尺画像）や、撮影に必要な操作メニュー等をディスプレイ１０４に表示させる。
【００７７】
駆動条件設定部１１０は、ホルダ１９の移動範囲およびＸ線源１０の首振り角度範囲を設定する撮影範囲設定部１１７と、コリメータ角度を設定するコリメータ角度設定部１１８と、上記移動範囲内での撮影位置を設定する撮影位置設定部１１９とから構成されている。
【００７８】
撮影範囲設定部１１７は、入力デバイス１０５を介して入力されるＳＩＤと、線源制御装置１１から入力される、レーザ光源２１で撮影範囲を設定したときのポテンショメータの検出結果（上端位置ＺＴ、首振り角度φＸ、φＺ）に基づき撮影範囲の幅ＸＰ、高さＺＰを算出する。具体的には次式（１−１）、（１−２）を計算する（図３参照）。
ＸＰ＝２×ＳＩＤ×ｔａｎ（φＸ／２）・・・式（１−１）
ＺＰ＝ＳＩＤ×ｔａｎφＺ・・・式（１−２）
この計算結果から撮影範囲のＺ方向の下端位置ＺＢおよび中心位置ＺＣが分かる。撮影範囲設定部１１７は、撮影範囲のＺ方向の上端および下端位置ＺＴ、ＺＢをホルダ１９の移動範囲に設定し、中心位置ＺＣを長尺撮影時のＸ線源１０の位置に設定する。全脊椎撮影の場合、ホルダ移動機構２０は、下端位置ＺＢを移動開始位置とし、上端位置ＺＴを移動終了位置として、ホルダ１９を移動開始位置と移動終了位置の間で移動させる。全下肢撮影の場合は、逆に上端位置ＺＴを移動開始位置、下端位置ＺＢを移動終了位置とする。従って、全脊椎撮影、全下肢撮影いずれの場合も腰部が最初に撮影する部位となる。
【００７９】
撮影範囲設定部１１７は、Ｘ線源１０を撮影範囲のＺ方向の中心位置ＺＣに配置した場合のＸ線源１０の首振り角度範囲ΦＺ（図１参照）を次式（２）より求める。
ΦＺ＝２×ｔａｎ−１｛（ＺＰ／２）／ＳＩＤ｝・・・（２）
線源移動機構１６は、ホルダ１９の上下動と連動するようＸ線源１０のＺ方向の首振り角度φＺを上記角度範囲ΦＺで変更する。
【００８０】
コリメータ角度設定部１１８は、入力デバイス１０５を介して入力されるＳＩＤと、ＦＰＤ４０の撮像面４１のサイズ（既知）と、撮影範囲の幅ＸＰに基づいて、長尺撮影時のコリメータ角度を算出する。撮像面４１のＺ方向の長さをＦＯＶ（図１２参照）とした場合、Ｚ方向に関するコリメータ角度θＺは、次式（３−２）で求められる。Ｘ方向に関するコリメータ角度θＸについても、式（２−２）のＦＯＶをＸＰとした次式（３−１）で同様に算出可能である。
θＸ＝２×ｔａｎ−１｛（ＸＰ／２）／ＳＩＤ｝ ・・・式（３−１）
θＺ＝２×ｔａｎ−１｛（ＦＯＶ／２）／ＳＩＤ｝ ・・・式（３−２）
【００８１】
上式（３−１）、（３−２）で求めたコリメータ角度θＸは各撮影位置で共通して適用される。一方コリメータ角度θＺは、Ｘ線源１０と撮像面４１のＺ方向の中心の高さが中心位置ＺＣと一致しているときの角度であるため、撮像面４１のＺ方向の中心の高さと中心位置ＺＣとのずれ量に応じて補正される。長尺撮影時、線源制御装置１１は、コリメータ角度θＸ、θＺが上式（３−１）、（３−２）で求めた値、または補正した値となるように照射野限定器１８を駆動する。
【００８２】
撮影位置設定部１１９は、撮影範囲の高さＺＰと、撮像面４１のＺ方向の長さＦＯＶに基づいて、長尺撮影時の各撮影位置を設定する。具体的には、まず、次式（４）を計算する。
ＺＰ／ＦＯＶ・・・式（４）
そして、隣接する撮影位置で撮像面４１を重複させるため、上式（４）の計算結果が割り切れる場合は商に１を加え、割り切れない場合は小数点以下を切り上げることにより撮影回数ｎを算出する。撮影回数ｎが決まったら、図１２（Ａ）に示すように、撮像面４１の下端が下端位置ＺＢに一致する移動開始位置（一回目の撮影位置）Ｐ１と、撮像面４１の上端が上端位置ＺＴに一致する移動終了位置（ｎ回目の撮影位置）Ｐｎとを定め（全脊椎撮影の場合、全下肢撮影の場合はこの逆）、移動開始位置Ｐ１と移動終了位置Ｐｎとの間を、（ｎ−１）の数で等分する位置をその他の撮影位置とする。
【００８３】
例えば、ＺＰ＝１００ｃｍ、ＦＯＶ＝２５ｃｍの場合には、ＺＰ／ＦＯＶ＝４で割り切れるため、撮影回数ｎは４＋１で「５」と算出される。各撮影位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５の間隔ｄ＝１８．７５ｃｍとなる。ＺＰ＝１００ｃｍ、ＦＯＶ＝３０ｃｍの場合にはＺＰ／ＦＯＶ＝３．３３・・・で割り切れないため、小数点以下を切り上げて撮影回数ｎは「４」となる。各撮影位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の間隔ｄ≒２３．３ｃｍとなる。
【００８４】
図１２（Ｂ）は、各撮影位置Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎで得られる画像データＩ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎを示している。撮影位置が隣接する画像データは、隣接する撮影位置での撮像面４１の重複により、オーバーラップ領域１２５が生じる。オーバーラップ領域１２５は、画像処理部１１３で長尺画像データを生成する際の糊代となる。このオーバーラップ領域１２５の重複量γは、次式（５）で算出される。
γ＝｛ｎ×ＦＯＶ−ＺＰ｝／（ｎ−１） ・・・式（５）
前述のＺＰ＝１００ｃｍ、ＦＯＶ＝２５ｃｍの場合はγ＝（５×２５−１００）／２＝１２．５ｃｍ、ＺＰ＝１００ｃｍ、ＦＯＶ＝３０ｃｍの場合はγ＝（４×３０−１００）／３≒６．７ｃｍとなる。
【００８５】
撮影位置設定部１１９は、移動開始位置、移動終了位置、算出した撮影回数ｎ、および各撮影位置の間隔ｄの情報を駆動制御部１１１に出力する。駆動制御部１１１の制御の下、ホルダ移動機構２０は間隔ｄでホルダ１９をＺ方向に順次撮影位置Ｐ１からＰｎに移動させる。線源制御装置１１はＸ線の照射野が各撮影位置の撮影範囲に一致するような首振り角度φＺでＸ線源１０が首振りするよう、線源移動機構１６の駆動を制御する。また、線源制御装置１１は、各撮影位置にホルダ１９が移動して停止し、Ｘ線源１０が所望の首振り角度φＺで首振りし終えたときにＸ線が照射されるようＸ線源１０の駆動を制御する。
【００８６】
撮影位置設定部１１９は、算出したオーバーラップ領域１２５の重複量γの情報を画像処理部１１３に出力する。画像処理部１１３は、重複量γの情報に基づき各撮影位置での画像データをオーバーラップ領域１２５で繋ぎ合わせて長尺画像データを生成する。
【００８７】
図１３において、マップ拡縮部１１５は、撮影範囲設定部１１７で設定された撮影範囲のサイズに応じて脊椎用採光野マップ８５または下肢用採光野マップ８６を拡大、縮小する。各採光野マップ８５、８６は、前述のように典型的な成人男性の体型に合わせたサイズであるため、被検体Ｍの体型によっては実際の撮影範囲とサイズが異なる場合がある。このためマップ拡縮部１１５は、撮影範囲の幅ＸＰおよび高さＺＰと、脊椎用採光野マップ８５の幅ＸＳおよび高さＺＳ、または下肢用採光野マップ８６の幅ＸＬおよび高さＺＬの比を計算し、これをＸ方向、Ｚ方向のそれぞれ拡縮率として各採光野マップ８５、８６の拡大または縮小を行う。具体的には各採光野領域８７〜９１の始点座標および終点座標に拡縮率を乗算して始点座標および終点座標を変更する。図１３では一例として脊椎用採光野マップ８５を拡大率ＸＰ／ＸＳ、ＺＰ／ＺＳともに１．２倍で拡大する様子を示している。マップ拡縮部１１５は、拡縮した各採光野マップ８５、８６の情報をマップ分割部１１６に出力する。以後、拡縮した採光野マップを拡縮脊椎用採光野マップ８５’または拡縮下肢用採光野マップ８６’と表現する。
【００８８】
図１４に示すように、マップ分割部１１６は、撮影位置設定部１１９で算出された各撮影位置の間隔ｄの情報に基づき、拡縮脊椎用採光野マップ８５’または拡縮下肢用採光野マップ８６’を各回の撮影範囲に応じたサイズに分割する。図１４では撮影回数が三回で拡縮脊椎用採光野マップ８５’を各撮影位置Ｐ１〜Ｐ３で三分割した様子を示している。マップ分割部１１６は、分割した拡縮脊椎用採光野マップ８５’または拡縮下肢用採光野マップ８６’の情報をカセッテ制御部１１２に出力する。以後、拡縮脊椎用採光野マップ８５’を分割したものを分割脊椎用採光野マップ８５’’、拡縮下肢用採光野マップ８６’を分割したものを分割下肢用採光野マップ８６’’と表現する。
【００８９】
カセッテ制御部１１２は、長尺撮影の各回の撮影毎に、マップ分割部１１６からの分割脊椎用採光野マップ８５’’または分割下肢用採光野マップ８６’’の情報と照射停止閾値の情報（図７のｔｈ１またはｔｈ２）を電子カセッテ１３に提供する。
【００９０】
採光野選択回路７５は、カセッテ制御部１１２から提供される分割脊椎用採光野マップ８５’’または分割下肢用採光野マップ８６’’の情報と検出画素６５の位置座標情報を突き合わせて採光野領域に存在する検出画素６５を特定することで、長尺撮影における各回の撮影の採光野を選択する。また、閾値発生回路７８は、カセッテ制御部１１２から提供される照射停止閾値の情報を元に、長尺撮影における各回の撮影の照射停止閾値を設定する。
【００９１】
次に、図１５、図１６のフローチャートを参照しながら、Ｘ線撮影システム２において長尺撮影（全脊椎撮影）を行う場合の処理手順を説明する。
【００９２】
まず、Ｘ線源１０、立位撮影台１５を撮影に適切な位置に配置した後、図１５のステップ１０（Ｓ１０）に示すように、ＳＩＤを計測してこの値を入力デバイス１０５にてコンソール１４に入力する。続いて被検体Ｍを立位撮影台１５の前の所定位置に立たせ、この状態でレーザ光源２１を点灯させて、線源移動機構１６によりＸ線源１０の高さを調整したりＺ方向またはＸ方向に首振りさせたりして撮影範囲を設定する（Ｓ１１）。
【００９３】
ＳＩＤが不変で既に入力されていた場合、撮影部位によってＳＩＤが決まっていて、ストレージデバイス１０２に記憶された撮影条件に撮影部位毎のＳＩＤを予め設定値としてもっている場合、またはＸ線源１０、立位撮影台１５の水平位置を検出する位置センサが設けられ、位置センサの出力に基づきＳＩＤを自動計算可能な場合はＳ１０の手順を省いてもよい。
【００９４】
ＳＩＤの計測値、およびポテンショメータによるＸ線源１０の高さ（上端位置ＺＴ）および首振り角度φＸ、φＺの検出値は、駆動条件設定部１１０に入力される。駆動条件設定部１１０では、撮影範囲設定部１１７、コリメータ角度設定部１１８、および撮影位置設定部１１９の各設定部にて、移動範囲、コリメータ角度θ、撮影回数ｎ、撮影位置Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎとその間隔ｄ、さらにはオーバーラップ領域１２５の重複量γ等が算出される（Ｓ１２）。これらの情報は駆動制御部１１１等に出力される。
【００９５】
マップ拡縮部１１５では、撮影範囲設定部１１７で設定された撮影範囲の情報に応じて、脊椎用採光野マップ８５が拡大または縮小されて拡縮脊椎用採光野マップ８５’とされる（Ｓ１３）。次にマップ分割部１１６にて、撮影位置設定部１１９で算出された各撮影位置の間隔ｄの情報に基づき、拡縮脊椎用採光野マップ８５’が各回の撮影範囲に応じたサイズに分割され、分割脊椎用採光野マップ８５’’とされる（Ｓ１４）。この分割脊椎用採光野マップ８５’’の情報は、照射停止閾値の情報とともにカセッテ制御部１１２を通じて電子カセッテ１３に送信される（Ｓ１５）。
【００９６】
次いで、駆動制御部１１１の制御の下、線源移動機構１６およびホルダ移動機構２０が駆動され、Ｘ線源１０が中心位置ＺＣに移動されて一回目の撮影の首振り角度に首振りされるとともに、ホルダ１９が一回目の撮影位置Ｐ１に移動される。また、線源制御装置１１により照射野限定器１８が駆動されて、コリメータ角度設定部１１８で算出されたコリメータ角度θＸ、θＺまたは補正値となるよう照射野が調整される（Ｓ１６）。
【００９７】
この後、Ｘ線撮影システム１０は、照射開始指示の待ち受け状態となる（Ｓ１７）。オペレータにより照射スイッチ１２が操作されて照射開始指示がなされると（Ｓ１７でＹＥＳ）、
Ｘ線源１０からＸ線の照射が開始され、これに伴いＦＰＤ４０では電荷の蓄積動作が開始されて一回目の撮影が行われる（Ｓ１８）。
【００９８】
電子カセッテ１３ではＦＰＤ４０の蓄積動作と同時にＡＥＣ部６７で検出画素６５の出力に基づくＡＥＣが行われている。図１６に示すように、採光野選択回路７５は、コンソール１４のカセッテ制御部１１２から与えられた分割脊椎用採光野マップ８５’’の情報に基づき、Ａ／Ｄ変換器６２から入力される複数の検出画素６５のＡＥＣ検出信号のうち、分割脊椎用採光野マップ８５’’で規定される採光野領域に存在する検出画素６５からのＡＥＣ検出信号を選別し、選別したＡＥＣ検出信号を積分回路７６に出力する（Ｓ３０）。積分回路７６は検出信号を積算する（Ｓ３１）。
【００９９】
閾値発生回路７８は、カセッテ制御部１１２から与えられた照射停止閾値（この場合は照射停止閾値ｔｈ１）を発生し、これを比較回路７７に出力する。比較回路７７は、積分回路７６からの検出信号の積算値と閾値発生回路７８からの照射停止閾値とを比較（Ｓ３２）し、積算値が閾値に達したとき（Ｓ３３でＹＥＳ）に照射停止信号を出力する。比較回路７７から出力された照射停止信号は照射信号Ｉ／Ｆ８０を介して線源制御装置１１の照射信号Ｉ／Ｆ３５に向けて送信される（Ｓ３４）。
【０１００】
照射信号Ｉ／Ｆ３５で照射停止信号を受けた場合、線源制御装置１１では、制御部３１により高電圧発生器３０からＸ線源１０への電力供給が停止され、これによりＸ線の照射が停止される。電子カセッテ１３では、ＦＰＤ４０の動作が蓄積動作から読み出し動作に移行し、この読み出し動作により画像データが出力される。
【０１０１】
ＦＰＤ４０から出力された画像データは、通信部４５を介してコンソール１４に有線または無線送信されて画像処理部１１３で各種画像処理が施される。一回目の撮影では画像データＩ１が取得される（図１５のＳ１９）。
【０１０２】
以下同様にして、ホルダ１９をｋ回目（ｋ＝２、３、４、・・・、ｎ）の撮影位置Ｐｋに移動させて且つ照射野を調整しつつＸ線源１０を所望の首振り角度φＺで首振りさせ（Ｓ２０）、ｋ回目の撮影の分割脊椎用採光野マップ８５’’で規定される採光野領域を採光野としてｋ回目の撮影を行い（Ｓ２１）、これにより画像データＩｋを取得する（Ｓ２２）。これらの処理は撮影回数がｎになるまで（ｋ＝ｎ、Ｓ２３でＹＥＳ）続けられる。
【０１０３】
ｎ回目の撮影終了後、画像処理部１１３により、各撮影位置Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎで得られた画像データＩ１、Ｉ２、・・・、Ｉｎをオーバーラップ領域１２５で繋ぎ合わせて一枚分の長尺画像データとする合成処理が行われる（Ｓ２４）。生成された長尺画像データは表示制御部１１４によりディスプレイ１０４に表示される（Ｓ２５）。
【０１０４】
以上説明したように、本発明によれば、脊椎、腰部にあたる部分を採光野領域８７、８８に規定した脊椎用採光野マップ８５、および腰部、両膝、両くるぶしにあたる部分を採光野領域８９、９０、９１に規定した下肢用採光野マップ８６を有し、これらのマップ８５、８６に基づき検出画素６５からのＡＥＣ検出信号を選別するので、採光野を設定するためにプレ撮影を行ったり、大掛かりな装置を設けたりする必要がなく、簡単に長尺撮影時の採光野を設定することができる。
【０１０５】
撮影範囲と同じサイズになるよう採光野マップを拡縮した後、各回の撮影範囲に見合ったサイズに分割するので、被検体の体格差の違いに柔軟に対応することができ、体格差の違いに関わらず常に適正なＡＥＣを行うことができる。
【０１０６】
本発明は、上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【０１０７】
上記実施形態では、撮影範囲の設定が可能な場合を例示しているが、古いＸ線撮影システムや簡易的で安価なＸ線撮影システムの中には、撮影範囲を設定するためのレーザ光源２１等の設備が元々なく、従って撮影範囲の設定ができず撮影回数および撮影位置も一種に固定されているものがある。こうしたシステムの採光野マップとしては、図１７に示すものを適用することができる。
【０１０８】
図１７（Ａ）において、脊椎用採光野マップとして、第一脊椎用採光野マップ１３０と第二脊椎用採光野マップ１３１の二種類を用意する。また（Ｂ）に示すように、下肢用採光野マップとして、第一下肢用採光野マップ１３２と第二下肢用採光野マップ１３３の二種類を同様に用意する。
【０１０９】
第一脊椎用採光野マップ１３０には、腰部と脊椎の一部にあたる逆Ｔ字状の採光野領域１３４が設けられており、全脊椎撮影において腰部付近を撮影する一回目の撮影の採光野に設定される。第二脊椎用採光野マップ１３１には、脊椎にあたる一本の棒状の採光野領域１３５が設けられており、全脊椎撮影において脊椎を撮影する二回目の撮影以降の採光野に設定される。
【０１１０】
同様に、第一下肢用採光野マップ１３２は腰部と両足の付け根にあたるπ字状の採光野領域１３６を有し、全下肢撮影で腰部付近を撮影する一回目の撮影の採光野に設定される。第二下肢用採光野マップ１３３は両足にあたる二本の棒状の採光野領域１３７を有し、全下肢撮影で両膝、両くるぶしを含む両足を撮影する二回目の撮影以降の採光野に設定される。
【０１１１】
全脊椎撮影の場合、カセッテ制御部１１２は、一回目の撮影には第一脊椎用採光野マップ１３０の情報を電子カセッテ１３に提供し、二回目の撮影以降は第二脊椎用採光野マップ１３１に切り替える。全下肢撮影の場合は、一回目の撮影には第一下肢用採光野マップ１３２を提供し、二回目の撮影以降は第二下肢用採光野マップ１３３を提供する。採光野領域の形状が逆Ｔ字状（第一脊椎用採光野マップ１３０の採光野領域１３４）またはπ字状（第一下肢用採光野マップ１３２の採光野領域１３６）と複雑になる腰部付近の撮影用と、採光野領域の形状が比較的単純な脊椎、両足にあたる部分（第二脊椎用採光野マップ１３１の採光野領域１３５、および第二下肢用採光野マップ１３３の採光野領域１３７）の撮影用の二種類の採光野マップを用意し、それらを撮影回数に応じて切り替えて使用すれば、撮影範囲の設定が不可能なＸ線撮影システムにも対応することができる。
【０１１２】
上記実施形態では、予め記憶された採光野と照射停止閾値で一回目に撮影する部位を全脊椎、全下肢撮影ともに腰部としている。その理由としては、腰部は骨盤があるため診断時に最も注目すべき部位となりやすいためである。但し本発明はこれに限定されず、腰部以外の部位を一回目に撮影してもよい。例えば全下肢撮影で膝関節症の検査を行う場合は膝を一回目に撮影する部位とする。従って図１７に示す例で一回目に撮影する部位を腰部以外とする場合は、各マップ１３０、１３１または１３２、１３３の切り替えは撮影回数ではなく撮影部位に応じて行う。
【０１１３】
上記実施形態では、ある程度採光野マップで検出画素６５の採光野を限定しているものの、採光野マップは本来意図した採光野から外れることを防ぐために採光野領域にマージンを設けているので、場合によっては採光野選択回路７５で選択した検出画素６５に非照射野（Ｘ線が照射されない領域）や素抜け領域（被検体Ｍを透過せずにＸ線が直接入射する領域）にあるものが含まれてしまい、適正なＡＥＣが行われなくなるおそれがある。そこで、図１８および図１９を参照して以下に説明するように、採光野として選択する検出画素６５を絞り込むことが好ましい。
【０１１４】
図１８において、採光野選択回路１４０は、照射野特定部１４１、被検体領域特定部１４２、および到達予測線量算出部１４３を備えている。照射野特定部１４１は、コリメータ角度θＸ、θＺ、ＳＩＤ、撮影位置、Ｘ線源１０の首振り角度φＺで決まる撮像面４１上のＸ線の照射野を特定する。そして、採光野マップで規定された採光野領域に存在する検出画素６５から出力されるＡＥＣ検出信号のうち、照射野に存在する検出画素６５のＡＥＣ検出信号をピックアップする。言い換えれば、非照射野と重なった採光野領域の部分に存在する検出画素６５のＡＥＣ検出信号を除外する（図１９のＳ４０）。
【０１１５】
被検体領域特定部１４２は、採光野マップで規定された採光野領域且つ照射野に存在する検出画素６５から出力されるＡＥＣ検出信号のうち、被検体領域に存在する検出画素６５のＡＥＣ検出信号をピックアップする。つまり素抜け領域に存在する検出画素６５のＡＥＣ検出信号を除外する。
【０１１６】
到達予測線量算出部１４３は、ＳＩＤ、撮影位置、Ｘ線源１０の首振り角度φＺ、撮影条件（管電圧、管電流）等をパラメータとする線量との関係式から、そのシチュエーションで素抜け領域に到達するであろうＸ線の線量を算出し（図１９のＳ４１）、これを瞬時値に換算したものを被検体領域特定部１４２に出力する。なお、照射野の特定と到達予測線量の算出に必要な各種パラメータは、上記実施形態の駆動条件設定部１１０で算出した情報を、カセッテ制御部１１２を介して取得する。
【０１１７】
被検体領域特定部１４２は、到達予測線量算出部１４３からの到達予測線量の瞬時値と、採光野領域且つ照射野に存在する検出画素６５からのＡＥＣ検出信号の大小を比較する（図１９のＳ４２）。そして、ＡＥＣ検出信号が到達予測線量の瞬時値以上の検出画素６５を素抜け領域に存在する検出画素６５と特定し、それ以外を被検体領域に存在するものと特定する（図１９のＳ４３）。もしくは、ＡＥＣ検出信号が到達予測線量の瞬時値を中心値とする所定の範囲（到達予測線量の瞬時値±α）に収まる検出画素６５を素抜け領域に存在する検出画素６５と特定してもよい。こうして、採光野領域に存在する検出画素６５のＡＥＣ検出信号のうち、非照射野および素抜け領域に存在する検出画素６５のＡＥＣ検出信号を採光野から除外する。これらの照射野および被検体領域の特定（非照射野および素抜け領域の採光野領域からの除外）は撮影中に送られてくるＡＥＣ検出信号に対してリアルタイムで行う。非照射野と素抜け領域にある検出画素６５からのＡＥＣ検出信号を除外することで、より正確なＡＥＣを行うことができる。
【０１１８】
なお、図１８では、非照射野と重なった分割脊椎用採光野マップ８５’’の採光野領域８８の部分１４４の検出画素６５のＡＥＣ検出信号を照射野特定部１４１で除外し、さらに素抜け領域と重なった採光野領域８８の部分１４５の検出画素６５のＡＥＣ検出信号を被検体領域特定部１４２で除外する様子を示している。
【０１１９】
撮影範囲の設定の仕方としては、上記実施形態以外の方法を用いてもよい。例えば上記実施形態のレーザ光源２１に代えて、照射野限定器１８を通して矩形状の可視光を被検体Ｍに向けて照射する可視光源を設けてもよい。この場合、矩形状の可視光で照らされた範囲が所望の撮影範囲となるようコリメータ角度θＸ、θＺを調整し、調整後のコリメータ角度θＸ、θＺとＳＩＤの幾何学式に基づき撮影範囲のサイズを算出する。あるいはＸ線源１０ではなくホルダ１９にレーザ光源２１等の照準器を設けてもよい。さらには照準器等を設けずに、撮影範囲のサイズを物差しで実測して入力デバイス１０５から実測値を入力させる構成としてもよい。
【０１２０】
オーバーラップ領域１２５の重複量γの撮像面４１のＺ方向の長さＦＯＶに対する割合が大きくなると、オーバーラップ領域１２５の部分で被検体Ｍの被曝量が大きくなるため、重複量γに上限を設ける（例えば、ＦＯＶの１０％の長さ）ことが好ましい。そして、上式（５）を用いて算出した重複量γと所定の上限値を比較して、重複量γが上限値より大きい場合には、重複量γが上限値となるよう各撮影位置Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎを上下方向に均等にずらす。
【０１２１】
あるいは重複量γを常に一定の値としてもよい。この場合はｎ回目の撮影で撮像面４１が撮影範囲からはみ出ることがあるが、その際にはＸ線の照射野を撮影範囲の上端または下端に限定して対処する。
【０１２２】
採光野領域の検出画素６５のＡＥＣ検出信号に掛ける加重係数を採光野マップのデータに予め設定しておいてもよい。この場合、採光野領域内でも特に診断で重要な箇所、例えば採光野領域９０内でまさに両膝の骨にあたる部分の加重係数を他の部分よりも低く設定する。そして、ＡＥＣ検出信号をＡＥＣ部６７に出力する際に、設定された加重係数をＡＥＣ検出信号に掛け、加重係数を低く設定した箇所にＸ線が多くあたるようにする。特に診断で重要な箇所が鮮明に映されたＸ線画像を得ることができる。
【０１２３】
上記実施形態では、画像検出用の画素５０とＡＥＣセンサとして働く検出画素６５が各々独立して存在するため、検出画素６５がある列の画素値を隣り合う検出画素６５がない列の画素値で補間する欠陥補正を行う必要がある。このためＸ線画像の画質低下を招くおそれがある。そこで、ＦＰＤを図２０に示すＦＰＤ１５０のような構成とすることで、欠陥補正を不要とする。
【０１２４】
図２０において、ＦＰＤ１５０は、画像検出専用の第一画素１５１と画像検出兼ＡＥＣ用の第二画素１５２とを備えている。第一、第二画素１５１、１５２は、上記実施形態の画素５０と検出画素６５同様、適当な割合でマトリクス状に配列されている。第一、第二画素１５１、１５２は、それぞれ二つのフォトダイオード１５３、１５４を有する。第一画素１５１のフォトダイオード１５３、１５４は並列に接続され、一端がＴＦＴ５２を介して信号線５７に接続されている。一方、第二画素１５２のフォトダイオード１５３は第一画素１５１と同様に一端がＴＦＴ５２を介して信号線５７に接続されているが、フォトダイオード１５４はＴＦＴ５２を介さずに信号線５７に直接接続されている。つまり第二画素１５２のフォトダイオード１５４は上記実施形態の検出画素６５と同じ構成である。
【０１２５】
第一画素１５１からは二つのフォトダイオード１５３、１５４で蓄積された電荷が読み出される。一方、第二画素１５２からはフォトダイオード１５３で蓄積された電荷のみが読み出される。第二画素１５２はフォトダイオード１５４がＡＥＣに用いられてＸ線画像の生成に寄与しない分、フォトダイオード１５３、１５４の開口面積が同じ場合は同じ入射線量では第一画素１５１よりも蓄積電荷量が略半分になるが、検出画素６５の場所からは画素値が得られず、欠陥補正を行うしかない上記実施形態と比べれば、Ｘ線画像の画質劣化が抑えられる。フォトダイオード１５３、１５４の開口面積等に基づいて、第二画素１５２の画素値に乗算すると第一画素１５１の画素値相当になる係数等を予め求めておき、第二画素１５２の出力に該係数を乗算して補正すれば、欠陥補正を行わずにＸ線画像を生成することができ、ＦＰＤを構成する画素の一部をＡＥＣ用としたことによるＸ線画像の画質への悪影響を略完全に排除することができる。
【０１２６】
上記実施形態では、立位姿勢の被検体Ｍに対してホルダ１９を上下方向に移動させる立位撮影の場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、臥位撮影台に横たわる被検体Ｍに対してホルダを水平方向に移動させる臥位撮影にも適用することができる。また、上記実施形態では、ホルダ１９を被検体Ｍの体軸方向に沿って移動させているが、被検体Ｍの体軸方向とは異なる方向に移動させて長尺撮影を行ってもよい。
【０１２７】
また、上記実施形態では、電子カセッテ１３を装着したホルダ１９の移動に伴ってＸ線の照射方向を変更するようにＸ線源の角度を変更する首振り方式を例示しているが、電子カセッテを装着したホルダの移動に伴ってＸ線源１０を直線的に移動させる直線移動方式に本発明を適用してもよい。さらに、ホルダ１９とＸ線源１０を各撮影位置で停止させずに移動させたままで撮影を行ってもよい。
【０１２８】
電子カセッテ１３の検出画素６５に不具合が発生したり、線源制御装置１１と電子カセッテ１３の間の通信が配線断等で撮影中に途絶えたりすると、照射停止信号が正しく送受信されず、ＡＥＣが効かなくなる場合も考えられる。特に線源制御装置１１側は撮影条件として電流照射時間積の最大値が設定されるため、ＡＥＣが効かなくなると患者への被曝量が上限値以上になってしまうおそれもある。そこで、電子カセッテ１３にテストモードを設け、設置直後や一日の撮影前にコンソール１４がもつ全撮影条件にてテスト撮影を行わせる。そして、電子カセッテ１３が照射停止信号を線源制御装置１１に送信してからも検出画素６５でＸ線の検出を続行し、所定時間内にＸ線の照射停止が検出された場合は正常にＡＥＣが行われていると判断し、検出されなかった場合は何らかの故障が発生したと判断してコンソール１４のディスプレイ１０４に警告メッセージを表示する。
【０１２９】
また、線源制御装置１１と電子カセッテ１３の照射信号Ｉ／Ｆ３５、８０を有線と無線の両方で接続可能な構成とした場合、電波強度等のモニタリングの結果、無線による通信が不安定な状態であると判断したときに有線に切り替えるよう警告表示をしてもよい。
【０１３０】
上記実施形態では、ＡＥＣセンサとしてＴＦＴ５２を介さず信号線５７に短絡して接続された検出画素６５を用いているが、各画素５０にバイアス電圧Ｖｂを供給するバイアス線５３に画素５０で発生する電荷に基づく電流が流れることを利用して、ある特定の画素５０に繋がるバイアス線５３の電流をモニタリングして線量を検出してもよく、全てのＴＦＴ５２をオフ状態にしたときに画素５０から漏れるリーク電荷に基づき線量を検出してもよい。さらに画素５０とは別に構成が異なり出力が独立したＡＥＣ用の検出画素を撮像面４１と同一平面に設けてもよい。
【０１３１】
上記実施形態では、コンソール１４と電子カセッテ１３が別体である例で説明したが、コンソール１４は独立した装置である必要はなく、電子カセッテ１３にコンソール１４の機能を搭載してもよい。同様に、線源制御装置１１とコンソール１４を一体化した装置としてもよい。また、可搬型のＸ線画像検出装置である電子カセッテに限らず、撮影台に据え付けるタイプのＸ線画像検出装置に適用してもよい。
【０１３２】
本発明は、Ｘ線に限らず、γ線等の他の放射線を使用する撮影システムにも適用することができる。
【符号の説明】
【０１３３】
２ Ｘ線撮影システム
１０ Ｘ線源
１１ 線源制御装置
１３ 電子カセッテ
１４ コンソール
３５ 照射信号Ｉ／Ｆ
４０、１５０ ＦＰＤ
５０ 画素
６５ 検出画素
６７ ＡＥＣ部
７５、１４０ 採光野選択回路
８０ 照射信号Ｉ／Ｆ
８５、８６ 脊椎用採光野マップ、下肢用採光野マップ
８７〜９１、１３４〜１３７ 採光野領域
１００ ＣＰＵ
１０４ ディスプレイ
１０５ 入力デバイス
１１０ 駆動条件設定部
１１２ カセッテ制御部
１１５ マップ拡縮部
１１６ マップ分割部
１２５ オーバーラップ領域
１３０、１３１ 第一、第二脊椎用採光野マップ
１３２、１３３ 第一、第二下肢用採光野マップ
１４１ 照射野特定部
１４２ 被検体領域特定部
１４３ 到達予測線量算出部
１５１、１５２ 第一、第二画素
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を被検体に向けて照射する放射線源と、
被検体を透過した放射線を受ける複数の画素が配列された検出パネルを有する放射線画像検出装置と、
前記検出パネルの前記画素が設けられた撮像面の略全面に満遍なく散らばるよう配置され、被検体を透過した放射線の線量を検出する複数の線量検出センサと、
前記線量検出センサで検出された線量の積算値と予め設定した照射停止閾値を比較し、前記積算値が前記照射停止閾値に達したら前記放射線源による放射線の照射を停止させる自動露出制御を行う自動露出制御手段とを備え、
前記放射線源と前記放射線画像検出装置を相対的に移動させ、被検体の複数の部位を含む長尺な撮影範囲を分けた複数の撮影範囲で複数回撮影し、これにより得られた複数枚の放射線画像を合成して一枚の長尺画像を生成して表示する放射線撮影システムにおいて、
前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサの採光野領域を部位毎に規定した採光野マップを記憶するマップ記憶手段と、
前記採光野マップに基づき前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサを選択する採光野選択手段とを備えることを特徴とする放射線撮影システム。
【請求項２】
前記長尺な撮影範囲に合わせて前記採光野マップを拡縮し、前記長尺な撮影範囲と前記採光野マップのサイズを一致させるマップ拡縮手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影システム。
【請求項３】
前記マップ拡縮手段で拡縮された前記採光野マップを、前記長尺な撮影範囲を分けた複数の撮影範囲に応じて各回の撮影用に分割するマップ分割手段を備え、
前記採光野選択手段は、前記マップ分割手段で分割された前記採光野マップを使用することを特徴とする請求項２に記載の放射線撮影システム。
【請求項４】
前記採光野マップは、腰部および脊椎にあたる採光野領域を規定する脊椎用採光野マップと、
腰部、両膝、両くるぶしにあたる採光野領域を規定する下肢用採光野マップとを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の放射線撮影システム。
【請求項５】
前記採光野マップは、特殊な形状の採光野領域を規定する第一採光野マップと単純な形状の採光野領域を規定する第二採光野マップの二種類があり、
前記採光野選択手段は、撮影回数または前記長尺な撮影範囲を分けた複数の撮影範囲毎に前記第一採光野マップと前記第二採光野マップを切り替えて使用することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影システム。
【請求項６】
前記第一採光野マップは、腰部および脊椎の一部にあたる逆Ｔ字状の採光野領域を規定し、
前記第二採光野マップは、脊椎にあたる一本の棒状の採光野領域を規定することを特徴とする請求項５に記載の放射線撮影システム。
【請求項７】
前記第一採光野マップは、腰部および両足の一部にあたるπ字状の採光野領域を規定し、
前記第二採光野マップは、両足にあたる二本の棒状の採光野領域を規定することを特徴とする請求項５に記載の放射線撮影システム。
【請求項８】
一回目に撮影する撮影範囲に腰部を含む場合、前記採光野選択手段は、一回目の撮影では前記第一採光野マップを使用し、二回目の撮影以降は前記第二採光野マップに切り替えて使用することを特徴とする請求項５ないし７のいずれか一項に記載の放射線撮影システム。
【請求項９】
前記採光野選択手段は、前記放射線源の照射野限定器のコリメータ角度、および前記放射線源と前記放射線画像検出装置の位置関係に基づき、放射線が照射される前記撮像面の領域を特定する照射野特定手段を有し、
前記照射野特定手段で特定された照射野且つ前記採光野マップで規定された採光野領域に存在する前記線量検出センサを選択することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の放射線撮影システム。
【請求項１０】
前記採光野選択手段は、前記放射線源と前記放射線画像検出装置の位置関係、および前記放射線源の駆動条件に基づき、放射線が被検体を透過せずに前記撮像面に直接照射される素抜け領域の到達予測線量の瞬時値を算出する到達予測線量算出手段と、
前記到達予測線量算出手段で算出された前記到達予測線量の瞬時値と前記線量検出センサで検出された線量の瞬時値の比較結果から、放射線が照射される被検体の領域を特定する被検体領域特定手段とを有し、
前記被検体領域特定手段で特定された被検体領域且つ前記採光野マップで規定された採光野領域に存在する前記線量検出センサを選択することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の放射線撮影システム。
【請求項１１】
前記複数の撮影範囲は、前記撮像面が一部オーバーラップするように分けられることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の放射線撮影システム。
【請求項１２】
前記画素は、放射線を受けて信号電荷を蓄積し、スイッチング素子の駆動に応じて信号電荷を信号線に出力するものであり、
前記線量検出センサは、信号線にスイッチング素子を介さず直接接続された前記画素であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の放射線撮影システム。
【請求項１３】
前記放射線画像検出装置は、前記検出パネルが可搬型の筐体に収納された電子カセッテであることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の放射線撮影システム。
【請求項１４】
放射線を被検体に向けて照射する放射線源と、
被検体を透過した放射線を受ける複数の画素が配列された検出パネルを有する放射線画像検出装置と、
前記検出パネルの前記画素が設けられた撮像面の略全面に満遍なく散らばるよう配置され、被検体を透過した放射線の線量を検出する複数の線量検出センサと、
前記線量検出センサで検出された線量の積算値と予め設定した照射停止閾値を比較し、前記積算値が前記照射停止閾値に達したら前記放射線源による放射線の照射を停止させる自動露出制御を行う自動露出制御手段とを備える放射線撮影システムで、
前記放射線源と前記放射線画像検出装置を相対的に移動させ、被検体の複数の部位を含む長尺な撮影範囲を分けた複数の撮影範囲で複数回撮影し、これにより得られた複数枚の放射線画像を合成して一枚の長尺画像を生成して表示する長尺撮影方法において、
前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサの採光野領域を部位毎に規定した採光野マップに基づき、前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサを選択することを特徴とする放射線撮影システムの長尺撮影方法。
【請求項１５】
放射線源から照射され被検体を透過した放射線を受ける複数の画素が配列された検出パネルと、
前記検出パネルの前記画素が設けられた撮像面の略全面に満遍なく散らばるよう配置され、被検体を透過した放射線の線量を検出する複数の線量検出センサと、
前記線量検出センサで検出された線量の積算値と予め設定した照射停止閾値を比較し、前記積算値が前記照射停止閾値に達したら前記放射線源による放射線の照射を停止させる自動露出制御のための照射停止信号を前記放射線源に向けて送信する信号送信手段と、
前記放射線源と前記放射線画像検出装置を相対的に移動させ、被検体の複数の部位を含む長尺な撮影範囲を分けた複数の撮影範囲で複数回撮影し、これにより得られた複数枚の放射線画像を合成して一枚の長尺画像を生成して表示する長尺撮影時、前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサの採光野領域を部位毎に規定した採光野マップに基づき、前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサを選択する採光野選択手段とを備えることを特徴とする放射線画像検出装置。
【請求項１】
放射線を被検体に向けて照射する放射線源と、
被検体を透過した放射線を受ける複数の画素が配列された検出パネルを有する放射線画像検出装置と、
前記検出パネルの前記画素が設けられた撮像面の略全面に満遍なく散らばるよう配置され、被検体を透過した放射線の線量を検出する複数の線量検出センサと、
前記線量検出センサで検出された線量の積算値と予め設定した照射停止閾値を比較し、前記積算値が前記照射停止閾値に達したら前記放射線源による放射線の照射を停止させる自動露出制御を行う自動露出制御手段とを備え、
前記放射線源と前記放射線画像検出装置を相対的に移動させ、被検体の複数の部位を含む長尺な撮影範囲を分けた複数の撮影範囲で複数回撮影し、これにより得られた複数枚の放射線画像を合成して一枚の長尺画像を生成して表示する放射線撮影システムにおいて、
前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサの採光野領域を部位毎に規定した採光野マップを記憶するマップ記憶手段と、
前記採光野マップに基づき前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサを選択する採光野選択手段とを備えることを特徴とする放射線撮影システム。
【請求項２】
前記長尺な撮影範囲に合わせて前記採光野マップを拡縮し、前記長尺な撮影範囲と前記採光野マップのサイズを一致させるマップ拡縮手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影システム。
【請求項３】
前記マップ拡縮手段で拡縮された前記採光野マップを、前記長尺な撮影範囲を分けた複数の撮影範囲に応じて各回の撮影用に分割するマップ分割手段を備え、
前記採光野選択手段は、前記マップ分割手段で分割された前記採光野マップを使用することを特徴とする請求項２に記載の放射線撮影システム。
【請求項４】
前記採光野マップは、腰部および脊椎にあたる採光野領域を規定する脊椎用採光野マップと、
腰部、両膝、両くるぶしにあたる採光野領域を規定する下肢用採光野マップとを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の放射線撮影システム。
【請求項５】
前記採光野マップは、特殊な形状の採光野領域を規定する第一採光野マップと単純な形状の採光野領域を規定する第二採光野マップの二種類があり、
前記採光野選択手段は、撮影回数または前記長尺な撮影範囲を分けた複数の撮影範囲毎に前記第一採光野マップと前記第二採光野マップを切り替えて使用することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影システム。
【請求項６】
前記第一採光野マップは、腰部および脊椎の一部にあたる逆Ｔ字状の採光野領域を規定し、
前記第二採光野マップは、脊椎にあたる一本の棒状の採光野領域を規定することを特徴とする請求項５に記載の放射線撮影システム。
【請求項７】
前記第一採光野マップは、腰部および両足の一部にあたるπ字状の採光野領域を規定し、
前記第二採光野マップは、両足にあたる二本の棒状の採光野領域を規定することを特徴とする請求項５に記載の放射線撮影システム。
【請求項８】
一回目に撮影する撮影範囲に腰部を含む場合、前記採光野選択手段は、一回目の撮影では前記第一採光野マップを使用し、二回目の撮影以降は前記第二採光野マップに切り替えて使用することを特徴とする請求項５ないし７のいずれか一項に記載の放射線撮影システム。
【請求項９】
前記採光野選択手段は、前記放射線源の照射野限定器のコリメータ角度、および前記放射線源と前記放射線画像検出装置の位置関係に基づき、放射線が照射される前記撮像面の領域を特定する照射野特定手段を有し、
前記照射野特定手段で特定された照射野且つ前記採光野マップで規定された採光野領域に存在する前記線量検出センサを選択することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の放射線撮影システム。
【請求項１０】
前記採光野選択手段は、前記放射線源と前記放射線画像検出装置の位置関係、および前記放射線源の駆動条件に基づき、放射線が被検体を透過せずに前記撮像面に直接照射される素抜け領域の到達予測線量の瞬時値を算出する到達予測線量算出手段と、
前記到達予測線量算出手段で算出された前記到達予測線量の瞬時値と前記線量検出センサで検出された線量の瞬時値の比較結果から、放射線が照射される被検体の領域を特定する被検体領域特定手段とを有し、
前記被検体領域特定手段で特定された被検体領域且つ前記採光野マップで規定された採光野領域に存在する前記線量検出センサを選択することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の放射線撮影システム。
【請求項１１】
前記複数の撮影範囲は、前記撮像面が一部オーバーラップするように分けられることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の放射線撮影システム。
【請求項１２】
前記画素は、放射線を受けて信号電荷を蓄積し、スイッチング素子の駆動に応じて信号電荷を信号線に出力するものであり、
前記線量検出センサは、信号線にスイッチング素子を介さず直接接続された前記画素であることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか一項に記載の放射線撮影システム。
【請求項１３】
前記放射線画像検出装置は、前記検出パネルが可搬型の筐体に収納された電子カセッテであることを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の放射線撮影システム。
【請求項１４】
放射線を被検体に向けて照射する放射線源と、
被検体を透過した放射線を受ける複数の画素が配列された検出パネルを有する放射線画像検出装置と、
前記検出パネルの前記画素が設けられた撮像面の略全面に満遍なく散らばるよう配置され、被検体を透過した放射線の線量を検出する複数の線量検出センサと、
前記線量検出センサで検出された線量の積算値と予め設定した照射停止閾値を比較し、前記積算値が前記照射停止閾値に達したら前記放射線源による放射線の照射を停止させる自動露出制御を行う自動露出制御手段とを備える放射線撮影システムで、
前記放射線源と前記放射線画像検出装置を相対的に移動させ、被検体の複数の部位を含む長尺な撮影範囲を分けた複数の撮影範囲で複数回撮影し、これにより得られた複数枚の放射線画像を合成して一枚の長尺画像を生成して表示する長尺撮影方法において、
前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサの採光野領域を部位毎に規定した採光野マップに基づき、前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサを選択することを特徴とする放射線撮影システムの長尺撮影方法。
【請求項１５】
放射線源から照射され被検体を透過した放射線を受ける複数の画素が配列された検出パネルと、
前記検出パネルの前記画素が設けられた撮像面の略全面に満遍なく散らばるよう配置され、被検体を透過した放射線の線量を検出する複数の線量検出センサと、
前記線量検出センサで検出された線量の積算値と予め設定した照射停止閾値を比較し、前記積算値が前記照射停止閾値に達したら前記放射線源による放射線の照射を停止させる自動露出制御のための照射停止信号を前記放射線源に向けて送信する信号送信手段と、
前記放射線源と前記放射線画像検出装置を相対的に移動させ、被検体の複数の部位を含む長尺な撮影範囲を分けた複数の撮影範囲で複数回撮影し、これにより得られた複数枚の放射線画像を合成して一枚の長尺画像を生成して表示する長尺撮影時、前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサの採光野領域を部位毎に規定した採光野マップに基づき、前記自動露出制御に用いる前記線量検出センサを選択する採光野選択手段とを備えることを特徴とする放射線画像検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１３−７０７２３（Ｐ２０１３−７０７２３Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１０１４６（Ｐ２０１１−２１０１４６）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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