放射線撮影装置およびその制御方法、並びに放射線撮影システム
【課題】手間を掛けずに常に最適な線量で撮影を行う。
【解決手段】Ｘ線撮影システムでは、一回のＸ線撮影をプレ撮影と本撮影のセットで行う。プレ撮影では被検体を透過したＸ線の線量を検出画素６５で検出して、線量の積算値と予め設定した照射停止閾値を比較し、積算値が照射停止閾値に達したらＸ線の照射を停止させる自動露出制御を電子カセッテのＡＥＣ部６７で行う。プレ撮影時の照射時間あるいは管電流時間積、プレ撮影時に検出画素６５で検出された線量、および本撮影で必要な線量に基づき、本撮影条件決定部で本撮影の照射時間あるいは管電流時間積を決定する。本撮影では決定された照射時間あるいは管電流時間積でＸ線を照射する。
【解決手段】Ｘ線撮影システムでは、一回のＸ線撮影をプレ撮影と本撮影のセットで行う。プレ撮影では被検体を透過したＸ線の線量を検出画素６５で検出して、線量の積算値と予め設定した照射停止閾値を比較し、積算値が照射停止閾値に達したらＸ線の照射を停止させる自動露出制御を電子カセッテのＡＥＣ部６７で行う。プレ撮影時の照射時間あるいは管電流時間積、プレ撮影時に検出画素６５で検出された線量、および本撮影で必要な線量に基づき、本撮影条件決定部で本撮影の照射時間あるいは管電流時間積を決定する。本撮影では決定された照射時間あるいは管電流時間積でＸ線を照射する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、診断に供する放射線画像を撮影する本撮影と、本撮影に先立って本撮影の撮影条件を決定するためのプレ撮影とを行う放射線撮影装置およびその制御方法、並びに放射線撮影システムに関する。
【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】
ＦＰＤではノイズの影響を最小にするために電荷を掃き出すリセット動作を定期的に行っている。従って一般的にＦＰＤを有するＸ線画像検出装置の場合、Ｘ線の照射タイミングと、リセット動作を終了して蓄積動作を開始するタイミングとの同期をとる必要があり、例えば線源制御装置とＸ線画像検出装置の間に通信Ｉ／Ｆを設け、線源制御装置がＸ線の照射を開始するタイミングを照射開始信号として電子カセッテに送り、電子カセッテでは照射開始信号をトリガに蓄積動作に移行する処理が行われる。
【０００６】
また、被検体を透過したＸ線の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）を行っている。
【０００７】
線源制御装置側のＸ線の照射停止の処理が遅れるとＸ線画像の画質が劣化するうえに患者が無用な被曝に晒されるため、Ｘ線の照射停止の処理は迅速に行わなければならない。例えば胸部撮影においてはＸ線を照射開始してから停止するまでの時間が５０ｍｓ程度と極めて短時間であり、電子カセッテの線量検出センサでＸ線の照射を検出して十分な値となったことを確認してから線源側で曝射が実際に止まるまでの処理を極めて迅速に行わなくてはならない。しかし、実際には線源制御装置とＸ線画像検出装置の間で遣り取りする信号の遅延等によりＸ線の照射停止の処理が遅れるおそれがあり、この問題に対処する必要があった。
【０００８】
そこで、ＡＥＣを用いることなく所望のＸ線画像を得られるタイミングで確実にＸ線の照射を停止させる方法として、Ｘ線撮影をプレ撮影と本撮影の二回に分けて行い、プレ撮影の結果を踏まえて本撮影のＸ線の照射時間を決定する技術が提案されている。
【０００９】
特許文献１には、測定した乳房厚みや乳房圧迫圧力に基づきプレ撮影に必要な線量を算出し、さらに線量検出センサで検出したプレ撮影での線量に基づき本撮影に必要な線量を算出して、算出した各々の線量に応じた管電流でプレ撮影と本撮影を行う放射線画像撮影装置が開示されている。特許文献２には、プレ撮影で得られたＸ線画像の指標値（乳房領域の画素値の合計）と予め設定された基準値との差分、および差分と管電流時間積の関係を示すテーブルに基づいて、本撮影の撮影条件（管電流時間積）を決定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−０２２５３６号公報
【特許文献２】特開２００７−２３６８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１は乳房厚みや乳房圧迫圧力を測定するので手間が掛かる。特許文献２も同様に、指標値を算出するためにプレ撮影で画像を出力してその解析を行わなければならないので手間が掛かる。
【００１２】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、手間を掛けずに常に最適な線量で撮影を行うことができる放射線撮影装置およびその制御方法、並びに放射線撮影システム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】
【００１３】
本発明の放射線撮影装置は、放射線源から照射されて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、被検体を透過した放射線の線量を検出する線量検出センサと、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、前記放射線画像検出装置で診断に供する放射線画像を撮影する本撮影と、本撮影に先立って本撮影の撮影条件を決定するためのプレ撮影とを行う放射線撮影システムにおいて、前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量、および前記放射線画像の画質を確保するために前記本撮影で必要な線量に基づいて、前記本撮影の撮影条件である放射線の照射時間あるいは管電流時間積を決定する本撮影条件決定手段とを備え、前記プレ撮影では前記線量検出センサおよび前記自動露出制御手段による前記自動露出制御を行い、前記本撮影では前記本撮影条件決定手段で決定した照射時間あるいは管電流時間積で放射線を照射することを特徴とする。
【００１４】
前記プレ撮影時の放射線の照射時間を計時する計時手段を備えることが好ましい。前記本撮影条件決定手段は、前記計時手段の計時結果、前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量、および前記放射線画像の画質を確保するために前記本撮影で必要な線量に基づいて、前記本撮影の撮影条件である放射線の照射時間あるいは管電流時間積を決定する。
【００１５】
前記放射線画像検出装置は、前記プレ撮影で前記画素に発生した電荷を前記画素から掃き出さずに蓄積したまま前記本撮影に移行し、前記本撮影終了後、前記プレ撮影と前記本撮影とで前記画素に蓄積された電荷に応じた電気信号を出力する。
【００１６】
前記本撮影条件決定手段は、前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量の積算値を前記プレ撮影時の照射時間あるいは管電流時間積で除算して単位時間あるいは単位管電流時間積当たりの線量を求め、前記本撮影で必要な線量から前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量の積算値を減算した結果を前記単位時間あるいは単位管電流時間積当たりの線量で除算することで前記本撮影の照射時間あるいは管電流時間積を算出する。
【００１７】
前記線量検出センサは、前記検出パネルの撮像面の略全面に満遍なく散らばるよう複数配置されており、前記照射停止閾値と積算値を比較する前記線量検出センサを撮影部位に応じて選択する採光野選択手段を備えることが好ましい。
【００１８】
もしくは、前記線量検出センサは、前記検出パネルの撮像面の局所に集中して複数配置されており、前記照射停止閾値と積算値を比較する前記線量検出センサを撮影部位に応じて選択する採光野選択手段を備えることが好ましい。
【００１９】
前記画素には、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通常画素と、信号線にスイッチング素子を介さず直接接続された検出画素とがあり、前記検出画素を前記線量検出センサとして用いる。
【００２０】
もしくは、前記画素には、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通常画素と、前記通常画素とは別に駆動するスイッチング素子が設けられた検出画素とがあり、前記検出画素を前記線量検出センサとして用いる。
【００２１】
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。
【００２２】
また、本発明は、診断に供する放射線画像を撮影する本撮影と、本撮影に先立って本撮影の撮影条件を決定するためのプレ撮影とを行う放射線撮影装置の制御方法において、前記プレ撮影では、被検体を透過した放射線の線量を線量検出センサで検出して、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放射線の照射を停止させる自動露出制御を行い、前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量、および前記放射線画像の画質を確保するために前記本撮影で必要な線量に基づいて、前記本撮影の撮影条件である放射線の照射時間あるいは管電流時間積を決定し、前記本撮影では決定された照射時間あるいは管電流時間積で前記放射線を照射することを特徴とする。
【００２３】
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、被検体を透過した放射線の線量を検出する線量検出センサと、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、前記放射線画像検出装置で診断に供する放射線画像を撮影する本撮影と、本撮影に先立って本撮影の撮影条件を決定するためのプレ撮影とを行う放射線撮影システムにおいて、前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量、および前記放射線画像の画質を確保するために前記本撮影で必要な線量に基づいて、前記本撮影の撮影条件である放射線の照射時間あるいは管電流時間積を決定する本撮影条件決定手段とを備え、前記プレ撮影では前記線量検出センサおよび前記自動露出制御手段による前記自動露出制御を行い、前記本撮影では前記本撮影条件決定手段で決定した照射時間あるいは管電流時間積で放射線を照射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、プレ撮影では自動露出制御を行って、本撮影ではプレ撮影の結果を踏まえて決定した照射時間あるいは管電流時間積で撮影を行うので、手間を掛けずに常に最適な線量で撮影を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【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】Ｘ線の到達線量の瞬時値と時間の関係を表すグラフである。
【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】電子カセッテのＦＰＤの検出画素の配置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】コンソールの内部構成を示すブロック図である。
【図９】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１０】Ｘ線撮影の手順を示すフローチャートである。
【図１１】検出画素の別の例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１において、Ｘ線撮影システム２は、Ｘ線を放射するＸ線管を内蔵した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、被検体を立位姿勢で撮影するための立位撮影台１５と、臥位姿勢で撮影するための臥位撮影台１６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２ａ、電子カセッテ１３、およびコンソール１４はＸ線撮影装置２ｂ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装置（図示せず）等が設けられている。
【００２７】
Ｘ線撮影システム２では、一回のＸ線撮影をプレ撮影と本撮影のセットで行う。プレ撮影では、所望のＸ線画像を得るために必要な本撮影の撮影条件を決めるため、本撮影よりも少ない線量のＸ線を被検体に照射する。本撮影では、プレ撮影によって決定された撮影条件にて被検体にＸ線を照射する。
【００２８】
Ｘ線源１０は、Ｘ線を放射するＸ線管と、Ｘ線管が放射するＸ線の照射野を限定する照射野限定器（コリメータ）とを有する。Ｘ線管は、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、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。
【００２９】
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２０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２１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／Ｆ２２とを備える。
【００３０】
制御部２１には照射スイッチ１２とメモリ２３とタッチパネル２４が接続されている。照射スイッチ１２は、プレ撮影開始時に放射線技師等の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２１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２０からＸ線源１０への電力供給を開始させる。なお、本撮影は、照射スイッチ１２の操作を待たずにプレ撮影終了後直ちに自動的に開始される。
【００３１】
メモリ２３は、管電圧、管電流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２４を通じてオペレータにより手動で設定される。プレ撮影、本撮影ともに同じ管電圧、管電流が設定される。プレ撮影のＸ線の照射時間は、目標線量に達して電子カセッテ１３のＡＥＣ部６７（図４および図６参照）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、最大値が設定される。一方、本撮影の照射時間はプレ撮影を踏まえて決定された値が設定される。プレ撮影時、線源制御装置１１は設定された管電圧、管電流、照射時間（最大値）でＸ線を照射しようとする。ＡＥＣ部６７はこれに対して本撮影の撮影条件を決定するために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、プレ撮影で設定される照射時間（最大値）は、撮影部位に応じた値とすることが好ましい。
【００３２】
プレ撮影で必要な線量は本撮影と比べて極めて低いため、線源制御装置１１では照射時間に最大値が設定されるものの、実際には照射時間が最大値になるまでＸ線照射は継続されず、その前にＸ線照射が停止される。図３に実線で示すように、同じ管電圧、管電流でＸ線を照射した場合、例えば被検体厚が比較的厚い場合は被検体を透過してＦＰＤ３５の撮像面３６（ともに図４参照）に到達する単位時間当たりのＸ線の線量（瞬時値）が少なくなるため、必要な線量に到達するための照射時間Ｔ１は長くなり、逆に被検体厚が薄い場合は点線で示すように短くなる（照射時間Ｔ２）。また、体内組織の密度が比較的高い場合もＸ線の透過率が低下するため照射時間が長くなり、低い場合は短くなる。但し照射時間は異なるがいずれの場合も到達線量の積算値（台形で囲まれる部分の面積）はプレ撮影で必要な線量と等しい。
【００３３】
照射信号Ｉ／Ｆ２５は、電子カセッテ１３の検出画素６５（図４および図５参照）の出力を元にプレ撮影時のＸ線の照射停止タイミングを規定するために電子カセッテ１３と接続される。この場合、制御部２１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／Ｆ２５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動作の完了や蓄積動作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／Ｆ２５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２０からＸ線源１０への電力供給を開始させる。また、制御部２１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／Ｆ２５で受けたときに、高電圧発生器２０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。制御部２１は、照射停止信号の受信を契機にＸ線の照射を停止させる機能だけでなく、設定された照射時間となったらＸ線の照射を停止させるためのタイマー２６を内蔵している。
【００３４】
図４において、電子カセッテ１３は、周知の如くＦＰＤ３５とＦＰＤ３５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。
【００３５】
電子カセッテ１３はＸ線撮影システム２が設置される撮影室一部屋に複数台、例えば立位撮影台１５、臥位撮影台１６用に二台配備される。電子カセッテ１３は、ＦＰＤ３５の撮像面３６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、臥位撮影台１６のホルダ１５ａ、１６ａ（図１参照）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や臥位撮影台１６にセットするのではなく、被検体が仰臥するベッド上に置いたり被検体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。
【００３６】
電子カセッテ１３にはアンテナ３７、およびバッテリ３８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３７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３８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３８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３８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３８を無線給電可能な構成としてもよい。
【００３７】
電子カセッテ１３には、アンテナ３７に加えてソケット３９が設けられている。ソケット３９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３８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３９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。
【００３８】
アンテナ３７およびソケット３９は、通信部４０に設けられている。通信部４０は、アンテナ３７またはソケット３９と制御部４１、メモリ４２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。
【００３９】
ＦＰＤ３５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４５を配列してなる撮像面３６を備えている。複数の画素４５は、所定のピッチで二次元にｎ行（ｘ方向）×ｍ列（ｙ方向）のマトリクス状に配列されている。
【００４０】
ＦＰＤ３５はさらに、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータ（蛍光体）を有し、シンチレータによって変換された可視光を画素４５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４５が配列された撮像面３６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ＴＦＴアクティブマトリクス基板は、Ｘ線の入射する側からみてシンチレータ、基板の順に配置されるＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式でもよいし、逆に基板、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。
【００４１】
画素４５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４６、フォトダイオード４６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）４７を備える。
【００４２】
フォトダイオード４６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４６は、下部電極にＴＦＴ４７が接続され、上部電極にはバイアス線４８が接続されており、バイアス線４８は撮像面３６内の画素４５の行数分（ｎ行分）設けられて結線４９に結束されている。結線４９はバイアス電源５０に繋がれている。結線４９、バイアス線４８を通じて、バイアス電源５０からフォトダイオード４６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。
【００４３】
ＴＦＴ４７は、ゲート電極が走査線５１に、ソース電極が信号線５２に、ドレイン電極がフォトダイオード４６にそれぞれ接続される。走査線５１と信号線５２は格子状に配線されており、走査線５１は撮像面３６内の画素４５の行数分（ｎ行分）、信号線５２は画素４５の列数分（ｍ列分）それぞれ設けられている。走査線５１はゲートドライバ５３に接続され、信号線５２は信号処理回路５４に接続される。
【００４４】
ゲートドライバ５３は、ＴＦＴ４７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４５に蓄積する蓄積動作と、画素４５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４１は、ゲートドライバ５３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。
【００４５】
蓄積動作ではＴＦＴ４７がオフ状態にされ、その間に画素４５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５３から同じ行のＴＦＴ４７を一斉に駆動するゲートパルスＧ１〜Ｇｎを順次発生して、走査線５１を一行ずつ順に活性化し、走査線５１に接続されたＴＦＴ４７を一行分ずつオン状態とする。画素４５のキャパシタに蓄積された電荷は、ＴＦＴ４７がオン状態になると信号線５２に読み出されて、信号処理回路５４に入力される。
【００４６】
信号処理回路５４は、積分アンプ６０、マルチプレクサ（ＭＵＸ）６１、およびＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）６２等を備える。積分アンプ６０は、各信号線５２に対して個別に接続される。積分アンプ６０は、オペアンプ６０ａとオペアンプ６０ａの入出力端子間に接続されたキャパシタ６０ｂとからなり、信号線５２はオペアンプ６０ａの一方の入力端子に接続される。オペアンプ６０ａのもう一方の入力端子はグランド（ＧＮＤ）に接続される。キャパシタ６０ｂにはリセットスイッチ６０ｃが並列に接続されている。積分アンプ６０は、信号線５２から入力される電荷を積算し、電圧信号Ｄ１〜Ｄｍに変換して出力する。各列のオペアンプ６０ａ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。
【００４７】
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〜Ｄｍ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〜Ｄｍ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４２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。
【００４８】
ＭＵＸ６１によって積分アンプ６０から一行分の電圧信号Ｄ１〜Ｄｍが読み出されると、制御部４１は、積分アンプ６０に対してリセットパルスＲＳＴを出力し、リセットスイッチ６０ｃをオンする。これにより、キャパシタ６０ｂに蓄積された一行分の信号電荷が放電されてリセットされる。積分アンプ６０がリセットされると、ゲートドライバ５３から次の行のゲートパルスが出力され、次の行の画素４５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４５の信号電荷を読み出す。
【００４９】
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４２に記録される。この画像データはメモリ４２から読み出され、通信部４０を通じてコンソール１４に出力される。こうして被検体のＸ線画像が検出される。
【００５０】
フォトダイオード４６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画素４５のキャパシタに蓄積される。画素４５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４５において発生する暗電荷を、信号線５２を通じて掃き出す動作である。
【００５１】
リセット動作は、例えば、一行ずつ画素４５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５３から走査線５１に対してゲートパルスＧ１〜Ｇｎを順次発生して、画素４５のＴＦＴ４７を一行ずつオン状態にする。ＴＦＴ４７がオン状態になっている間、画素４５から暗電荷が信号線５２を通じて積分アンプ６０のキャパシタ６０ｂに流れる。リセット動作では、読み出し動作と異なり、ＭＵＸ６１によるキャパシタ６０ｂ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〜Ｇｎの発生と同期して、制御部４１からリセットパルスＲＳＴが出力されてリセットスイッチ６０ｃがオンされ、キャパシタ６０ｂに蓄積された電荷が放電されて積分アンプ６０がリセットされる。
【００５２】
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。
【００５３】
制御部４１は、線源制御装置１１の制御部２１からの問い合わせ信号を受信したタイミングで、ＦＰＤ３５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ＦＰＤ３５の動作をリセット動作から蓄積動作へ移行させる。
【００５４】
ＦＰＤ３５は、上述のようにＴＦＴ４７を介して信号線５２に接続された通常の画素４５の他に、ＴＦＴ４７を介さず信号線５２に短絡して接続された検出画素６５を同じ撮像面３６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３６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、照射停止検出センサおよびＡＥＣセンサとして機能する。検出画素６５は撮像面３６内の画素４５の数％程度を占める。
【００５５】
図５（Ａ）に示すように、検出画素６５は、撮像面３６内で局所的に偏ることなく撮像面３６内に満遍なく散らばるよう、撮像面３６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５２が接続された画素４５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ＦＰＤ３５の製造時に既知であり、ＦＰＤ３５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、検出画素６５を局所に集中して配置してもよく、適宜変更可能である。例えば乳房を撮影対象とするマンモグラフィ装置では、（Ｂ）に示すように胸壁側に集中して検出画素６５を配置するとよい。
【００５６】
検出画素６５は信号線５２との間にＴＦＴ４７が設けられておらず、信号線５２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５２に読み出される。同列にある通常の画素４５がＴＦＴ４７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５２上の積分アンプ６０のキャパシタ６０ｂ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、キャパシタ６０ｂ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。
【００５７】
図４において、ＡＥＣ部６７は、制御部４１により駆動制御され、プレ撮影時のみ機能する。ＡＥＣ部６７は、検出画素６５が接続された信号線５２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。
【００５８】
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３６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。
【００５９】
ＡＥＣ部６７には、この他にも本撮影時に検出画素６５からのＡＥＣ検出信号と予め設定された閾値との比較によりＸ線の照射停止を検出する照射停止検出回路が設けられている。
【００６０】
通信部４０には、上述のアンテナ３７とソケット３９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／Ｆ２５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、照射開始信号の受信、比較回路７７の出力、すなわち照射停止信号の送信を行う（照射停止信号の送信のみ図示）。
【００６１】
照射信号Ｉ／Ｆ８０には計時回路８１が設けられている。計時回路８１は、プレ撮影時に照射信号Ｉ／Ｆ８０で照射開始信号を受信してから照射停止信号を送信するまでの時間、すなわちプレ撮影のＸ線の照射時間を計時する。計時回路８１の計時結果は制御部４１に送られ、制御部４１から通信部４０経由でコンソール１４のカセッテ制御部９８（図９参照）に送られる。また、照射停止信号を送信したときの積分回路７６によるＡＥＣ検出信号の積算値も同様にカセッテ制御部９８に送られる。なお、線源制御装置１１側でプレ撮影のＸ線の照射時間を計時し、これを通信Ｉ／Ｆ２２、通信部４０経由でカセッテ制御部９８に送ってもよい。
【００６２】
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、ＡＥＣやＦＰＤ３５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。
【００６３】
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８９（図８参照）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８７やメモリ８６（ともに図８参照）、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。なお、上記の各種画像処理を電子カセッテ１３で行ってもよい。
【００６４】
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８９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、腹部等の撮影部位、正面、側面、斜位、ＰＡ（Ｘ線を被検体の背面から照射）、ＡＰ（Ｘ線を被検体の正面から照射）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８９で確認し、その内容に応じた撮影条件をコンソール１４の操作画面を通じて入力する。
【００６５】
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、管電圧、管電流、検出画素６５の採光野、プレ撮影時に検出画素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、および本撮影で必要なＸ線の線量である必要線量等が記憶されている。撮影条件の情報はストレージデバイス８７に格納されている。線源制御装置１１の撮影条件は、オペレータがこのコンソール１４の撮影条件を参照して同様の撮影条件を手動設定する。
【００６６】
採光野はＡＥＣに用いる検出画素６５の領域を示し、撮影部位毎に診断時に最も注目すべき関心領域にあたり、且つＡＥＣ検出信号を安定して得られる部分が設定されている。例えば撮影部位が胸部の場合は、図５（Ａ）に点線で囲んだａ、ｂで示すように肺野の部分が採光野として設定されている。採光野はｘｙ座標で表されており、本例のように採光野が矩形の場合は例えば対角線で結ぶ二点のｘｙ座標が記憶されている。ｘｙ座標は、電子カセッテ１３の画素４５（検出画素６５も含む）の撮像面３６内における位置と対応しており、走査線５１に平行な方向をｘ軸、信号線５２に平行な方向をｙ軸とし、左上の画素４５の座標を原点（０、０）において表現する。
【００６７】
ＡＥＣ検出信号にノイズが乗ってＳ／Ｎ比が悪い場合は、これを元に決定する本撮影の撮影条件の信頼性が低くなるため、信頼性を確保するためにはプレ撮影の照射時間は長くとったほうがよい。しかし、一方では被検体への被曝を低減するためにプレ撮影の照射時間はできるだけ短くすることが必要である。従って照射停止閾値は、ＡＥＣ検出信号に乗る様々なノイズの影響を受けずに確度の高い本撮影の撮影条件を決定することができる最小のＡＥＣ検出信号の積算値に設定されている。
【００６８】
必要線量は、本撮影で得られるＸ線画像が診断に供する良好な画質となるためのＡＥＣ検出信号の積算値である。
【００６９】
図８において、コンソール１４を構成するコンピュータは、ＣＰＵ８５、メモリ８６、ストレージデバイス８７、通信Ｉ／Ｆ８８、ディスプレイ８９、および入力デバイス９０を備えている。これらはデータバス９１を介して相互接続されている。
【００７０】
ストレージデバイス８７は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）である。ストレージデバイス８７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）９２が記憶される。ＡＰ９２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。
【００７１】
メモリ８６は、ＣＰＵ８５が処理を実行するためのワークメモリである。ＣＰＵ８５は、ストレージデバイス８７に記憶された制御プログラムをメモリ８６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／Ｆ８８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９０は、キーボードやマウス、あるいはディスプレイ８９と一体となったタッチパネル等である。
【００７２】
図９において、コンソール１４のＣＰＵ８５は、ＡＰ９２を起動すると、格納・検索処理部９５、入出力制御部９６、および主制御部９７として機能する。格納・検索処理部９５は、各種データのストレージデバイス８７への格納処理、およびストレージデバイス８７に記憶された各種データの検索処理を実行する。入出力制御部９６は、入力デバイス９０の操作に応じた描画データをストレージデバイス８７から読み出し、読み出した描画データに基づいたＧＵＩによる各種操作画面をディスプレイ８９に出力する。また、入出力制御部９６は、操作画面を通じて入力デバイス９０からの操作指示の入力を受け付ける。主制御部９７は、電子カセッテ１３の動作制御を担うカセッテ制御部９８と本撮影の撮影条件を決定する本撮影条件決定部９９とを有し、コンソール１４の各部の動作を統括的に制御する。なお、この他にも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を行う画像処理部や、線源制御装置１１、電子カセッテ１３との間の通信を媒介する通信部がＣＰＵ８５に構築される。なお、本例のように各部の機能をソフトウェアで実現するのではなく、各部を専用のハードウェアで構成してもよい。
【００７３】
カセッテ制御部９８は、設定された撮影条件に応じた採光野の情報と照射停止閾値の情報を格納・検索処理部９５から受け取り、これらを電子カセッテ１３に提供する。
【００７４】
本撮影条件決定部９９は、設定された撮影条件に応じた必要線量の情報を格納・検索処理部９５から受け取る。また、本撮影条件決定部９９は、計時回路８１によるプレ撮影のＸ線の照射時間と、プレ撮影のＸ線の到達線量の積算値に相当する、照射停止信号を送信したときの積分回路７６によるＡＥＣ検出信号の積算値とをカセッテ制御部９８から得る。
【００７５】
本撮影条件決定部９９は、これら必要線量、照射時間、およびＡＥＣ検出信号の積算値から本撮影の撮影条件である照射時間を決定する。具体的には、ＡＥＣ検出信号の積算値を照射時間で除算してプレ撮影の単位時間当たりのＡＥＣ検出信号（到達線量の瞬時値）を求める。プレ撮影によって既に所定量のＸ線が照射されているため、必要線量からＡＥＣ検出信号の積算値を減算する。そして、この減算結果を単位時間当たりのＡＥＣ検出信号で除算する。本撮影条件決定部９９は、こうして決定された照射時間の情報を線源制御装置１１に送信する。この際、照射時間そのものを送信してもよいし、決定した照射時間をプレ撮影の照射時間で除算した結果（プレ撮影の照射時間に対する倍率）を送信してもよい。
【００７６】
本撮影の撮影条件として照射時間の代わりに管電流時間積を決定してもよい。この場合も照射時間を決定する際と同様に、ＡＥＣ検出信号の積算値をプレ撮影の管電流時間積で除算してプレ撮影の単位管電流時間積当たりのＡＥＣ検出信号（到達線量の瞬時値）を求める。そして必要線量からＡＥＣ検出信号の積算値を減算し、この減算結果を単位管電流時間積当たりのＡＥＣ検出信号で除算する。決定した管電流時間積の情報を線源制御装置１１に送信する。この場合も管電流時間積そのもの、またはプレ撮影の管電流時間積に対する倍率のいずれを送信してもよい。
【００７７】
次に、図１０のフローチャートを参照して、Ｘ線撮影システム２においてプレ撮影と本撮影をセットとするＸ線撮影を行う場合の手順を説明する。
【００７８】
まず、被検体を立位撮影台１５の前の所定の位置に立たせるか臥位撮影台１６に仰臥させ、立位または臥位のいずれかの撮影台１５、１６にセットされた電子カセッテ１３の高さや水平位置を調節して、被検体の撮影部位と位置を合わせる。また、電子カセッテ１３の位置および撮影部位の大きさに応じて、Ｘ線源１０の高さや水平位置、照射野の大きさを調整する。次いで電子カセッテ１３の電源を投入し、入力デバイス９０で撮影条件を入力して、カセッテ制御部９８を介して電子カセッテ１３に撮影条件およびそれに応じた採光野、照射停止閾値等を出力する。同様に線源制御装置１１にも撮影条件を設定する。
【００７９】
撮影準備が完了すると、オペレータによって照射スイッチ１２が一段階押しされる。これにより線源制御装置１１にウォームアップ開始信号が送信されて、Ｘ線源１０のウォームアップが開始される。所定時間経過後に照射スイッチ１２が二段階押しされて線源制御装置１１に照射開始信号が送信され、プレ撮影のＸ線の照射が開始される（Ｓ１０）。
【００８０】
Ｘ線の照射が開始される前、電子カセッテ１３のＦＰＤ３５ではリセット動作が行われている。線源制御装置１１から照射開始信号を受信したときにリセット動作から蓄積動作に移行される。
【００８１】
電子カセッテ１３ではＦＰＤ３５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。採光野選択回路７５は、コンソール１４から与えられた採光野の情報に基づき、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、採光野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（Ｓ１１）。積分回路７６ではＡＥＣ検出信号が積算される（Ｓ１２）。
【００８２】
閾値発生回路７８は、カセッテ制御部９８から与えられた照射停止閾値を発生し、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ＡＥＣ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（Ｓ１３）し、積算値が閾値に達したとき（Ｓ１４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／Ｆ２５に向けて送信される（Ｓ１５）。
【００８３】
照射信号Ｉ／Ｆ２５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２１により高電圧発生器２０からＸ線源１０への電力供給が停止され、これによりプレ撮影のＸ線の照射が停止される（Ｓ１６）。ＦＰＤ３５では蓄積動作が続行される。
【００８４】
計時回路８１ではプレ撮影のＸ線の照射時間が計時されている（Ｓ１０およびＳ１５）。この計時結果および照射停止信号を送信したときの積分回路７６によるＡＥＣ検出信号の積算値はカセッテ制御部９８に送信される。
【００８５】
本撮影条件決定部９９は、格納・検索処理部９５から受け取った必要線量、カセッテ制御部９８から得たプレ撮影のＸ線の照射時間、照射停止信号を送信したときの積分回路７６によるＡＥＣ検出信号の積算値に基づき、本撮影のＸ線の照射時間を決定する（Ｓ１７）。決定された照射時間は線源制御装置１１に送信される。
【００８６】
線源制御装置１１では、照射スイッチ１２の操作を待たずして、タイマー２６の時間を本撮影条件決定部９９で決定した値に設定して本撮影のＸ線の照射が自動的に開始される（Ｓ１８）。そして、照射時間が本撮影条件決定部９９で決定した値となった時点（Ｓ１９でＹＥＳ）でＸ線の照射が停止される（Ｓ２０）。
【００８７】
ＦＰＤ３５ではプレ撮影から引き続いて蓄積動作が行われている。本撮影のＸ線の照射停止をＡＥＣ部６７の照射停止検出回路で検出したときに蓄積動作が読み出し動作に移り、これにより画像データが出力される。読み出し動作後、ＦＰＤ２６はリセット動作を再開する。
【００８８】
ＦＰＤ３５から出力された画像データは、通信部４０を介してコンソール１４に送信されて各種画像処理が施され、入出力制御部９６によりＸ線画像としてディスプレイ８９に表示される（Ｓ２１）。
【００８９】
以上説明したように、本発明によれば、本撮影の撮影条件を決定するために必要な線量が照射されるまでプレ撮影を行い、このプレ撮影で検出画素６５により検出したＡＥＣ検出信号の積算値、計時回路８１で計時した照射時間、および必要線量に基づいて本撮影の撮影条件である照射時間を決定するので、被検体の体型や体内組織の密度等の個体差によらず常に適正な撮影条件で本撮影を行うことができる。
【００９０】
オペレータ自ら被検体毎にプレ撮影の撮影条件を調整したり、プレ撮影を踏まえて決定した本撮影の撮影条件の妥当性に疑いがありプレ撮影をやり直したりする手間を省くことができる。また、プレ撮影で得たＸ線画像の解析や被検体厚の検出といった面倒なことをせずに、単純な計算で素早く本撮影の撮影条件を決定することができる。このため従来よりも撮影時間を短縮することができる。
【００９１】
ＡＥＣはプレ撮影時のみ行うので、本撮影で照射停止信号の遅延の問題は起こらない。従ってＸ線画像の画質が劣化したり患者が無用な被曝に晒されたりすることもない。
【００９２】
プレ撮影で読み出し動作を行わずプレ撮影開始から本撮影終了まで蓄積動作を続行し、画像出力なしで検出画素６５のＡＥＣ検出信号のみに基づき本撮影の撮影条件を決定するので、プレ撮影で照射したＸ線が無駄にならずに済む。結果として従来よりも被検体への被曝量を低減することができる。
【００９３】
なお、プレ撮影のＸ線照射の停止時にリセット動作を行ってプレ撮影で蓄積された電荷を棄て、本撮影のＸ線照射の開始時に改めて蓄積動作を再開してもよい。この場合は必要線量からＡＥＣ検出信号の積算値を減算せずに、必要線量を単位時間当たりのＡＥＣ検出信号の積算値で除算することで本撮影の照射時間を求める。
【００９４】
上記実施形態では、ＡＥＣセンサとしてＴＦＴ４７を介さず信号線５２に短絡して接続された検出画素６５を用いているが、例えば図１１に示す検出画素１０５のように、通常の画素４５とは別のゲートドライバ１０６および走査線１０７で駆動するＴＦＴ１０８を接続し、通常の画素４５とは独立して蓄積電荷を読み出すことが可能な構成としてもよい。また、各画素４５にバイアス電圧Ｖｂを供給するバイアス線４８に画素４５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４５に繋がるバイアス線４８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ＴＦＴ４７をオフ状態にしたときに画素４５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４５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３６と同一平面に設けてもよい。
【００９５】
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照射時間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８９に警告メッセージを表示する。
【００９６】
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。例えば上記実施形態のカセッテ制御部９８や本撮影条件決定部９９の機能を電子カセッテ１３にもたせ、電子カセッテ１３で本撮影のＸ線の照射時間を決定してもよい。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。逆にカセッテ制御部９８等の機能をもつ専用の撮影制御装置を電子カセッテとコンソールの間に接続し、コンソールでは撮影条件の入力とＸ線画像の表示といった簡易的な作業を行うのみとしてもよい。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。
【００９７】
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】
【００９８】
２ Ｘ線撮影システム
２ｂ Ｘ線撮影装置
１０ Ｘ線源
１１ 線源制御装置
１３ 電子カセッテ
１４ コンソール
２１ 制御部
２６ タイマー
３５ ＦＰＤ
４０ 通信部
４１ 制御部
４５ 画素
６５、１０５ 検出画素
６７ ＡＥＣ部
７５ 採光野選択回路
７６ 積分回路
７７ 比較回路
７８ 閾値発生回路
８１ 計時回路
８５ ＣＰＵ
８７ ストレージデバイス
８９ ディスプレイ
９８ カセッテ制御部
９９ 本撮影条件決定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、診断に供する放射線画像を撮影する本撮影と、本撮影に先立って本撮影の撮影条件を決定するためのプレ撮影とを行う放射線撮影装置およびその制御方法、並びに放射線撮影システムに関する。
【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】
ＦＰＤではノイズの影響を最小にするために電荷を掃き出すリセット動作を定期的に行っている。従って一般的にＦＰＤを有するＸ線画像検出装置の場合、Ｘ線の照射タイミングと、リセット動作を終了して蓄積動作を開始するタイミングとの同期をとる必要があり、例えば線源制御装置とＸ線画像検出装置の間に通信Ｉ／Ｆを設け、線源制御装置がＸ線の照射を開始するタイミングを照射開始信号として電子カセッテに送り、電子カセッテでは照射開始信号をトリガに蓄積動作に移行する処理が行われる。
【０００６】
また、被検体を透過したＸ線の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）を行っている。
【０００７】
線源制御装置側のＸ線の照射停止の処理が遅れるとＸ線画像の画質が劣化するうえに患者が無用な被曝に晒されるため、Ｘ線の照射停止の処理は迅速に行わなければならない。例えば胸部撮影においてはＸ線を照射開始してから停止するまでの時間が５０ｍｓ程度と極めて短時間であり、電子カセッテの線量検出センサでＸ線の照射を検出して十分な値となったことを確認してから線源側で曝射が実際に止まるまでの処理を極めて迅速に行わなくてはならない。しかし、実際には線源制御装置とＸ線画像検出装置の間で遣り取りする信号の遅延等によりＸ線の照射停止の処理が遅れるおそれがあり、この問題に対処する必要があった。
【０００８】
そこで、ＡＥＣを用いることなく所望のＸ線画像を得られるタイミングで確実にＸ線の照射を停止させる方法として、Ｘ線撮影をプレ撮影と本撮影の二回に分けて行い、プレ撮影の結果を踏まえて本撮影のＸ線の照射時間を決定する技術が提案されている。
【０００９】
特許文献１には、測定した乳房厚みや乳房圧迫圧力に基づきプレ撮影に必要な線量を算出し、さらに線量検出センサで検出したプレ撮影での線量に基づき本撮影に必要な線量を算出して、算出した各々の線量に応じた管電流でプレ撮影と本撮影を行う放射線画像撮影装置が開示されている。特許文献２には、プレ撮影で得られたＸ線画像の指標値（乳房領域の画素値の合計）と予め設定された基準値との差分、および差分と管電流時間積の関係を示すテーブルに基づいて、本撮影の撮影条件（管電流時間積）を決定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−０２２５３６号公報
【特許文献２】特開２００７−２３６８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１は乳房厚みや乳房圧迫圧力を測定するので手間が掛かる。特許文献２も同様に、指標値を算出するためにプレ撮影で画像を出力してその解析を行わなければならないので手間が掛かる。
【００１２】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、手間を掛けずに常に最適な線量で撮影を行うことができる放射線撮影装置およびその制御方法、並びに放射線撮影システム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】
【００１３】
本発明の放射線撮影装置は、放射線源から照射されて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、被検体を透過した放射線の線量を検出する線量検出センサと、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、前記放射線画像検出装置で診断に供する放射線画像を撮影する本撮影と、本撮影に先立って本撮影の撮影条件を決定するためのプレ撮影とを行う放射線撮影システムにおいて、前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量、および前記放射線画像の画質を確保するために前記本撮影で必要な線量に基づいて、前記本撮影の撮影条件である放射線の照射時間あるいは管電流時間積を決定する本撮影条件決定手段とを備え、前記プレ撮影では前記線量検出センサおよび前記自動露出制御手段による前記自動露出制御を行い、前記本撮影では前記本撮影条件決定手段で決定した照射時間あるいは管電流時間積で放射線を照射することを特徴とする。
【００１４】
前記プレ撮影時の放射線の照射時間を計時する計時手段を備えることが好ましい。前記本撮影条件決定手段は、前記計時手段の計時結果、前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量、および前記放射線画像の画質を確保するために前記本撮影で必要な線量に基づいて、前記本撮影の撮影条件である放射線の照射時間あるいは管電流時間積を決定する。
【００１５】
前記放射線画像検出装置は、前記プレ撮影で前記画素に発生した電荷を前記画素から掃き出さずに蓄積したまま前記本撮影に移行し、前記本撮影終了後、前記プレ撮影と前記本撮影とで前記画素に蓄積された電荷に応じた電気信号を出力する。
【００１６】
前記本撮影条件決定手段は、前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量の積算値を前記プレ撮影時の照射時間あるいは管電流時間積で除算して単位時間あるいは単位管電流時間積当たりの線量を求め、前記本撮影で必要な線量から前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量の積算値を減算した結果を前記単位時間あるいは単位管電流時間積当たりの線量で除算することで前記本撮影の照射時間あるいは管電流時間積を算出する。
【００１７】
前記線量検出センサは、前記検出パネルの撮像面の略全面に満遍なく散らばるよう複数配置されており、前記照射停止閾値と積算値を比較する前記線量検出センサを撮影部位に応じて選択する採光野選択手段を備えることが好ましい。
【００１８】
もしくは、前記線量検出センサは、前記検出パネルの撮像面の局所に集中して複数配置されており、前記照射停止閾値と積算値を比較する前記線量検出センサを撮影部位に応じて選択する採光野選択手段を備えることが好ましい。
【００１９】
前記画素には、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通常画素と、信号線にスイッチング素子を介さず直接接続された検出画素とがあり、前記検出画素を前記線量検出センサとして用いる。
【００２０】
もしくは、前記画素には、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通常画素と、前記通常画素とは別に駆動するスイッチング素子が設けられた検出画素とがあり、前記検出画素を前記線量検出センサとして用いる。
【００２１】
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。
【００２２】
また、本発明は、診断に供する放射線画像を撮影する本撮影と、本撮影に先立って本撮影の撮影条件を決定するためのプレ撮影とを行う放射線撮影装置の制御方法において、前記プレ撮影では、被検体を透過した放射線の線量を線量検出センサで検出して、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放射線の照射を停止させる自動露出制御を行い、前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量、および前記放射線画像の画質を確保するために前記本撮影で必要な線量に基づいて、前記本撮影の撮影条件である放射線の照射時間あるいは管電流時間積を決定し、前記本撮影では決定された照射時間あるいは管電流時間積で前記放射線を照射することを特徴とする。
【００２３】
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、被検体を透過した放射線の線量を検出する線量検出センサと、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、前記放射線画像検出装置で診断に供する放射線画像を撮影する本撮影と、本撮影に先立って本撮影の撮影条件を決定するためのプレ撮影とを行う放射線撮影システムにおいて、前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量、および前記放射線画像の画質を確保するために前記本撮影で必要な線量に基づいて、前記本撮影の撮影条件である放射線の照射時間あるいは管電流時間積を決定する本撮影条件決定手段とを備え、前記プレ撮影では前記線量検出センサおよび前記自動露出制御手段による前記自動露出制御を行い、前記本撮影では前記本撮影条件決定手段で決定した照射時間あるいは管電流時間積で放射線を照射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、プレ撮影では自動露出制御を行って、本撮影ではプレ撮影の結果を踏まえて決定した照射時間あるいは管電流時間積で撮影を行うので、手間を掛けずに常に最適な線量で撮影を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【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】Ｘ線の到達線量の瞬時値と時間の関係を表すグラフである。
【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】電子カセッテのＦＰＤの検出画素の配置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】コンソールの内部構成を示すブロック図である。
【図９】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１０】Ｘ線撮影の手順を示すフローチャートである。
【図１１】検出画素の別の例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１において、Ｘ線撮影システム２は、Ｘ線を放射するＸ線管を内蔵した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、被検体を立位姿勢で撮影するための立位撮影台１５と、臥位姿勢で撮影するための臥位撮影台１６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２ａ、電子カセッテ１３、およびコンソール１４はＸ線撮影装置２ｂ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装置（図示せず）等が設けられている。
【００２７】
Ｘ線撮影システム２では、一回のＸ線撮影をプレ撮影と本撮影のセットで行う。プレ撮影では、所望のＸ線画像を得るために必要な本撮影の撮影条件を決めるため、本撮影よりも少ない線量のＸ線を被検体に照射する。本撮影では、プレ撮影によって決定された撮影条件にて被検体にＸ線を照射する。
【００２８】
Ｘ線源１０は、Ｘ線を放射するＸ線管と、Ｘ線管が放射するＸ線の照射野を限定する照射野限定器（コリメータ）とを有する。Ｘ線管は、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、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。
【００２９】
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２０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２１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／Ｆ２２とを備える。
【００３０】
制御部２１には照射スイッチ１２とメモリ２３とタッチパネル２４が接続されている。照射スイッチ１２は、プレ撮影開始時に放射線技師等の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２１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２０からＸ線源１０への電力供給を開始させる。なお、本撮影は、照射スイッチ１２の操作を待たずにプレ撮影終了後直ちに自動的に開始される。
【００３１】
メモリ２３は、管電圧、管電流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２４を通じてオペレータにより手動で設定される。プレ撮影、本撮影ともに同じ管電圧、管電流が設定される。プレ撮影のＸ線の照射時間は、目標線量に達して電子カセッテ１３のＡＥＣ部６７（図４および図６参照）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、最大値が設定される。一方、本撮影の照射時間はプレ撮影を踏まえて決定された値が設定される。プレ撮影時、線源制御装置１１は設定された管電圧、管電流、照射時間（最大値）でＸ線を照射しようとする。ＡＥＣ部６７はこれに対して本撮影の撮影条件を決定するために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、プレ撮影で設定される照射時間（最大値）は、撮影部位に応じた値とすることが好ましい。
【００３２】
プレ撮影で必要な線量は本撮影と比べて極めて低いため、線源制御装置１１では照射時間に最大値が設定されるものの、実際には照射時間が最大値になるまでＸ線照射は継続されず、その前にＸ線照射が停止される。図３に実線で示すように、同じ管電圧、管電流でＸ線を照射した場合、例えば被検体厚が比較的厚い場合は被検体を透過してＦＰＤ３５の撮像面３６（ともに図４参照）に到達する単位時間当たりのＸ線の線量（瞬時値）が少なくなるため、必要な線量に到達するための照射時間Ｔ１は長くなり、逆に被検体厚が薄い場合は点線で示すように短くなる（照射時間Ｔ２）。また、体内組織の密度が比較的高い場合もＸ線の透過率が低下するため照射時間が長くなり、低い場合は短くなる。但し照射時間は異なるがいずれの場合も到達線量の積算値（台形で囲まれる部分の面積）はプレ撮影で必要な線量と等しい。
【００３３】
照射信号Ｉ／Ｆ２５は、電子カセッテ１３の検出画素６５（図４および図５参照）の出力を元にプレ撮影時のＸ線の照射停止タイミングを規定するために電子カセッテ１３と接続される。この場合、制御部２１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／Ｆ２５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動作の完了や蓄積動作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／Ｆ２５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２０からＸ線源１０への電力供給を開始させる。また、制御部２１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／Ｆ２５で受けたときに、高電圧発生器２０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。制御部２１は、照射停止信号の受信を契機にＸ線の照射を停止させる機能だけでなく、設定された照射時間となったらＸ線の照射を停止させるためのタイマー２６を内蔵している。
【００３４】
図４において、電子カセッテ１３は、周知の如くＦＰＤ３５とＦＰＤ３５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。
【００３５】
電子カセッテ１３はＸ線撮影システム２が設置される撮影室一部屋に複数台、例えば立位撮影台１５、臥位撮影台１６用に二台配備される。電子カセッテ１３は、ＦＰＤ３５の撮像面３６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、臥位撮影台１６のホルダ１５ａ、１６ａ（図１参照）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や臥位撮影台１６にセットするのではなく、被検体が仰臥するベッド上に置いたり被検体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。
【００３６】
電子カセッテ１３にはアンテナ３７、およびバッテリ３８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３７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３８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３８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３８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３８を無線給電可能な構成としてもよい。
【００３７】
電子カセッテ１３には、アンテナ３７に加えてソケット３９が設けられている。ソケット３９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３８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３９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。
【００３８】
アンテナ３７およびソケット３９は、通信部４０に設けられている。通信部４０は、アンテナ３７またはソケット３９と制御部４１、メモリ４２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。
【００３９】
ＦＰＤ３５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４５を配列してなる撮像面３６を備えている。複数の画素４５は、所定のピッチで二次元にｎ行（ｘ方向）×ｍ列（ｙ方向）のマトリクス状に配列されている。
【００４０】
ＦＰＤ３５はさらに、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータ（蛍光体）を有し、シンチレータによって変換された可視光を画素４５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４５が配列された撮像面３６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ＴＦＴアクティブマトリクス基板は、Ｘ線の入射する側からみてシンチレータ、基板の順に配置されるＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式でもよいし、逆に基板、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。
【００４１】
画素４５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４６、フォトダイオード４６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）４７を備える。
【００４２】
フォトダイオード４６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４６は、下部電極にＴＦＴ４７が接続され、上部電極にはバイアス線４８が接続されており、バイアス線４８は撮像面３６内の画素４５の行数分（ｎ行分）設けられて結線４９に結束されている。結線４９はバイアス電源５０に繋がれている。結線４９、バイアス線４８を通じて、バイアス電源５０からフォトダイオード４６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。
【００４３】
ＴＦＴ４７は、ゲート電極が走査線５１に、ソース電極が信号線５２に、ドレイン電極がフォトダイオード４６にそれぞれ接続される。走査線５１と信号線５２は格子状に配線されており、走査線５１は撮像面３６内の画素４５の行数分（ｎ行分）、信号線５２は画素４５の列数分（ｍ列分）それぞれ設けられている。走査線５１はゲートドライバ５３に接続され、信号線５２は信号処理回路５４に接続される。
【００４４】
ゲートドライバ５３は、ＴＦＴ４７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４５に蓄積する蓄積動作と、画素４５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４１は、ゲートドライバ５３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。
【００４５】
蓄積動作ではＴＦＴ４７がオフ状態にされ、その間に画素４５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５３から同じ行のＴＦＴ４７を一斉に駆動するゲートパルスＧ１〜Ｇｎを順次発生して、走査線５１を一行ずつ順に活性化し、走査線５１に接続されたＴＦＴ４７を一行分ずつオン状態とする。画素４５のキャパシタに蓄積された電荷は、ＴＦＴ４７がオン状態になると信号線５２に読み出されて、信号処理回路５４に入力される。
【００４６】
信号処理回路５４は、積分アンプ６０、マルチプレクサ（ＭＵＸ）６１、およびＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）６２等を備える。積分アンプ６０は、各信号線５２に対して個別に接続される。積分アンプ６０は、オペアンプ６０ａとオペアンプ６０ａの入出力端子間に接続されたキャパシタ６０ｂとからなり、信号線５２はオペアンプ６０ａの一方の入力端子に接続される。オペアンプ６０ａのもう一方の入力端子はグランド（ＧＮＤ）に接続される。キャパシタ６０ｂにはリセットスイッチ６０ｃが並列に接続されている。積分アンプ６０は、信号線５２から入力される電荷を積算し、電圧信号Ｄ１〜Ｄｍに変換して出力する。各列のオペアンプ６０ａ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。
【００４７】
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〜Ｄｍ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〜Ｄｍ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４２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。
【００４８】
ＭＵＸ６１によって積分アンプ６０から一行分の電圧信号Ｄ１〜Ｄｍが読み出されると、制御部４１は、積分アンプ６０に対してリセットパルスＲＳＴを出力し、リセットスイッチ６０ｃをオンする。これにより、キャパシタ６０ｂに蓄積された一行分の信号電荷が放電されてリセットされる。積分アンプ６０がリセットされると、ゲートドライバ５３から次の行のゲートパルスが出力され、次の行の画素４５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４５の信号電荷を読み出す。
【００４９】
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４２に記録される。この画像データはメモリ４２から読み出され、通信部４０を通じてコンソール１４に出力される。こうして被検体のＸ線画像が検出される。
【００５０】
フォトダイオード４６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画素４５のキャパシタに蓄積される。画素４５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４５において発生する暗電荷を、信号線５２を通じて掃き出す動作である。
【００５１】
リセット動作は、例えば、一行ずつ画素４５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５３から走査線５１に対してゲートパルスＧ１〜Ｇｎを順次発生して、画素４５のＴＦＴ４７を一行ずつオン状態にする。ＴＦＴ４７がオン状態になっている間、画素４５から暗電荷が信号線５２を通じて積分アンプ６０のキャパシタ６０ｂに流れる。リセット動作では、読み出し動作と異なり、ＭＵＸ６１によるキャパシタ６０ｂ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〜Ｇｎの発生と同期して、制御部４１からリセットパルスＲＳＴが出力されてリセットスイッチ６０ｃがオンされ、キャパシタ６０ｂに蓄積された電荷が放電されて積分アンプ６０がリセットされる。
【００５２】
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。
【００５３】
制御部４１は、線源制御装置１１の制御部２１からの問い合わせ信号を受信したタイミングで、ＦＰＤ３５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ＦＰＤ３５の動作をリセット動作から蓄積動作へ移行させる。
【００５４】
ＦＰＤ３５は、上述のようにＴＦＴ４７を介して信号線５２に接続された通常の画素４５の他に、ＴＦＴ４７を介さず信号線５２に短絡して接続された検出画素６５を同じ撮像面３６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３６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、照射停止検出センサおよびＡＥＣセンサとして機能する。検出画素６５は撮像面３６内の画素４５の数％程度を占める。
【００５５】
図５（Ａ）に示すように、検出画素６５は、撮像面３６内で局所的に偏ることなく撮像面３６内に満遍なく散らばるよう、撮像面３６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５２が接続された画素４５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ＦＰＤ３５の製造時に既知であり、ＦＰＤ３５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、検出画素６５を局所に集中して配置してもよく、適宜変更可能である。例えば乳房を撮影対象とするマンモグラフィ装置では、（Ｂ）に示すように胸壁側に集中して検出画素６５を配置するとよい。
【００５６】
検出画素６５は信号線５２との間にＴＦＴ４７が設けられておらず、信号線５２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５２に読み出される。同列にある通常の画素４５がＴＦＴ４７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５２上の積分アンプ６０のキャパシタ６０ｂ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、キャパシタ６０ｂ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。
【００５７】
図４において、ＡＥＣ部６７は、制御部４１により駆動制御され、プレ撮影時のみ機能する。ＡＥＣ部６７は、検出画素６５が接続された信号線５２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。
【００５８】
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３６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。
【００５９】
ＡＥＣ部６７には、この他にも本撮影時に検出画素６５からのＡＥＣ検出信号と予め設定された閾値との比較によりＸ線の照射停止を検出する照射停止検出回路が設けられている。
【００６０】
通信部４０には、上述のアンテナ３７とソケット３９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／Ｆ２５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、照射開始信号の受信、比較回路７７の出力、すなわち照射停止信号の送信を行う（照射停止信号の送信のみ図示）。
【００６１】
照射信号Ｉ／Ｆ８０には計時回路８１が設けられている。計時回路８１は、プレ撮影時に照射信号Ｉ／Ｆ８０で照射開始信号を受信してから照射停止信号を送信するまでの時間、すなわちプレ撮影のＸ線の照射時間を計時する。計時回路８１の計時結果は制御部４１に送られ、制御部４１から通信部４０経由でコンソール１４のカセッテ制御部９８（図９参照）に送られる。また、照射停止信号を送信したときの積分回路７６によるＡＥＣ検出信号の積算値も同様にカセッテ制御部９８に送られる。なお、線源制御装置１１側でプレ撮影のＸ線の照射時間を計時し、これを通信Ｉ／Ｆ２２、通信部４０経由でカセッテ制御部９８に送ってもよい。
【００６２】
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、ＡＥＣやＦＰＤ３５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。
【００６３】
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８９（図８参照）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８７やメモリ８６（ともに図８参照）、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。なお、上記の各種画像処理を電子カセッテ１３で行ってもよい。
【００６４】
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８９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、腹部等の撮影部位、正面、側面、斜位、ＰＡ（Ｘ線を被検体の背面から照射）、ＡＰ（Ｘ線を被検体の正面から照射）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８９で確認し、その内容に応じた撮影条件をコンソール１４の操作画面を通じて入力する。
【００６５】
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、管電圧、管電流、検出画素６５の採光野、プレ撮影時に検出画素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、および本撮影で必要なＸ線の線量である必要線量等が記憶されている。撮影条件の情報はストレージデバイス８７に格納されている。線源制御装置１１の撮影条件は、オペレータがこのコンソール１４の撮影条件を参照して同様の撮影条件を手動設定する。
【００６６】
採光野はＡＥＣに用いる検出画素６５の領域を示し、撮影部位毎に診断時に最も注目すべき関心領域にあたり、且つＡＥＣ検出信号を安定して得られる部分が設定されている。例えば撮影部位が胸部の場合は、図５（Ａ）に点線で囲んだａ、ｂで示すように肺野の部分が採光野として設定されている。採光野はｘｙ座標で表されており、本例のように採光野が矩形の場合は例えば対角線で結ぶ二点のｘｙ座標が記憶されている。ｘｙ座標は、電子カセッテ１３の画素４５（検出画素６５も含む）の撮像面３６内における位置と対応しており、走査線５１に平行な方向をｘ軸、信号線５２に平行な方向をｙ軸とし、左上の画素４５の座標を原点（０、０）において表現する。
【００６７】
ＡＥＣ検出信号にノイズが乗ってＳ／Ｎ比が悪い場合は、これを元に決定する本撮影の撮影条件の信頼性が低くなるため、信頼性を確保するためにはプレ撮影の照射時間は長くとったほうがよい。しかし、一方では被検体への被曝を低減するためにプレ撮影の照射時間はできるだけ短くすることが必要である。従って照射停止閾値は、ＡＥＣ検出信号に乗る様々なノイズの影響を受けずに確度の高い本撮影の撮影条件を決定することができる最小のＡＥＣ検出信号の積算値に設定されている。
【００６８】
必要線量は、本撮影で得られるＸ線画像が診断に供する良好な画質となるためのＡＥＣ検出信号の積算値である。
【００６９】
図８において、コンソール１４を構成するコンピュータは、ＣＰＵ８５、メモリ８６、ストレージデバイス８７、通信Ｉ／Ｆ８８、ディスプレイ８９、および入力デバイス９０を備えている。これらはデータバス９１を介して相互接続されている。
【００７０】
ストレージデバイス８７は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）である。ストレージデバイス８７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）９２が記憶される。ＡＰ９２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。
【００７１】
メモリ８６は、ＣＰＵ８５が処理を実行するためのワークメモリである。ＣＰＵ８５は、ストレージデバイス８７に記憶された制御プログラムをメモリ８６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／Ｆ８８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９０は、キーボードやマウス、あるいはディスプレイ８９と一体となったタッチパネル等である。
【００７２】
図９において、コンソール１４のＣＰＵ８５は、ＡＰ９２を起動すると、格納・検索処理部９５、入出力制御部９６、および主制御部９７として機能する。格納・検索処理部９５は、各種データのストレージデバイス８７への格納処理、およびストレージデバイス８７に記憶された各種データの検索処理を実行する。入出力制御部９６は、入力デバイス９０の操作に応じた描画データをストレージデバイス８７から読み出し、読み出した描画データに基づいたＧＵＩによる各種操作画面をディスプレイ８９に出力する。また、入出力制御部９６は、操作画面を通じて入力デバイス９０からの操作指示の入力を受け付ける。主制御部９７は、電子カセッテ１３の動作制御を担うカセッテ制御部９８と本撮影の撮影条件を決定する本撮影条件決定部９９とを有し、コンソール１４の各部の動作を統括的に制御する。なお、この他にも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を行う画像処理部や、線源制御装置１１、電子カセッテ１３との間の通信を媒介する通信部がＣＰＵ８５に構築される。なお、本例のように各部の機能をソフトウェアで実現するのではなく、各部を専用のハードウェアで構成してもよい。
【００７３】
カセッテ制御部９８は、設定された撮影条件に応じた採光野の情報と照射停止閾値の情報を格納・検索処理部９５から受け取り、これらを電子カセッテ１３に提供する。
【００７４】
本撮影条件決定部９９は、設定された撮影条件に応じた必要線量の情報を格納・検索処理部９５から受け取る。また、本撮影条件決定部９９は、計時回路８１によるプレ撮影のＸ線の照射時間と、プレ撮影のＸ線の到達線量の積算値に相当する、照射停止信号を送信したときの積分回路７６によるＡＥＣ検出信号の積算値とをカセッテ制御部９８から得る。
【００７５】
本撮影条件決定部９９は、これら必要線量、照射時間、およびＡＥＣ検出信号の積算値から本撮影の撮影条件である照射時間を決定する。具体的には、ＡＥＣ検出信号の積算値を照射時間で除算してプレ撮影の単位時間当たりのＡＥＣ検出信号（到達線量の瞬時値）を求める。プレ撮影によって既に所定量のＸ線が照射されているため、必要線量からＡＥＣ検出信号の積算値を減算する。そして、この減算結果を単位時間当たりのＡＥＣ検出信号で除算する。本撮影条件決定部９９は、こうして決定された照射時間の情報を線源制御装置１１に送信する。この際、照射時間そのものを送信してもよいし、決定した照射時間をプレ撮影の照射時間で除算した結果（プレ撮影の照射時間に対する倍率）を送信してもよい。
【００７６】
本撮影の撮影条件として照射時間の代わりに管電流時間積を決定してもよい。この場合も照射時間を決定する際と同様に、ＡＥＣ検出信号の積算値をプレ撮影の管電流時間積で除算してプレ撮影の単位管電流時間積当たりのＡＥＣ検出信号（到達線量の瞬時値）を求める。そして必要線量からＡＥＣ検出信号の積算値を減算し、この減算結果を単位管電流時間積当たりのＡＥＣ検出信号で除算する。決定した管電流時間積の情報を線源制御装置１１に送信する。この場合も管電流時間積そのもの、またはプレ撮影の管電流時間積に対する倍率のいずれを送信してもよい。
【００７７】
次に、図１０のフローチャートを参照して、Ｘ線撮影システム２においてプレ撮影と本撮影をセットとするＸ線撮影を行う場合の手順を説明する。
【００７８】
まず、被検体を立位撮影台１５の前の所定の位置に立たせるか臥位撮影台１６に仰臥させ、立位または臥位のいずれかの撮影台１５、１６にセットされた電子カセッテ１３の高さや水平位置を調節して、被検体の撮影部位と位置を合わせる。また、電子カセッテ１３の位置および撮影部位の大きさに応じて、Ｘ線源１０の高さや水平位置、照射野の大きさを調整する。次いで電子カセッテ１３の電源を投入し、入力デバイス９０で撮影条件を入力して、カセッテ制御部９８を介して電子カセッテ１３に撮影条件およびそれに応じた採光野、照射停止閾値等を出力する。同様に線源制御装置１１にも撮影条件を設定する。
【００７９】
撮影準備が完了すると、オペレータによって照射スイッチ１２が一段階押しされる。これにより線源制御装置１１にウォームアップ開始信号が送信されて、Ｘ線源１０のウォームアップが開始される。所定時間経過後に照射スイッチ１２が二段階押しされて線源制御装置１１に照射開始信号が送信され、プレ撮影のＸ線の照射が開始される（Ｓ１０）。
【００８０】
Ｘ線の照射が開始される前、電子カセッテ１３のＦＰＤ３５ではリセット動作が行われている。線源制御装置１１から照射開始信号を受信したときにリセット動作から蓄積動作に移行される。
【００８１】
電子カセッテ１３ではＦＰＤ３５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。採光野選択回路７５は、コンソール１４から与えられた採光野の情報に基づき、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、採光野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（Ｓ１１）。積分回路７６ではＡＥＣ検出信号が積算される（Ｓ１２）。
【００８２】
閾値発生回路７８は、カセッテ制御部９８から与えられた照射停止閾値を発生し、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ＡＥＣ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（Ｓ１３）し、積算値が閾値に達したとき（Ｓ１４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／Ｆ２５に向けて送信される（Ｓ１５）。
【００８３】
照射信号Ｉ／Ｆ２５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２１により高電圧発生器２０からＸ線源１０への電力供給が停止され、これによりプレ撮影のＸ線の照射が停止される（Ｓ１６）。ＦＰＤ３５では蓄積動作が続行される。
【００８４】
計時回路８１ではプレ撮影のＸ線の照射時間が計時されている（Ｓ１０およびＳ１５）。この計時結果および照射停止信号を送信したときの積分回路７６によるＡＥＣ検出信号の積算値はカセッテ制御部９８に送信される。
【００８５】
本撮影条件決定部９９は、格納・検索処理部９５から受け取った必要線量、カセッテ制御部９８から得たプレ撮影のＸ線の照射時間、照射停止信号を送信したときの積分回路７６によるＡＥＣ検出信号の積算値に基づき、本撮影のＸ線の照射時間を決定する（Ｓ１７）。決定された照射時間は線源制御装置１１に送信される。
【００８６】
線源制御装置１１では、照射スイッチ１２の操作を待たずして、タイマー２６の時間を本撮影条件決定部９９で決定した値に設定して本撮影のＸ線の照射が自動的に開始される（Ｓ１８）。そして、照射時間が本撮影条件決定部９９で決定した値となった時点（Ｓ１９でＹＥＳ）でＸ線の照射が停止される（Ｓ２０）。
【００８７】
ＦＰＤ３５ではプレ撮影から引き続いて蓄積動作が行われている。本撮影のＸ線の照射停止をＡＥＣ部６７の照射停止検出回路で検出したときに蓄積動作が読み出し動作に移り、これにより画像データが出力される。読み出し動作後、ＦＰＤ２６はリセット動作を再開する。
【００８８】
ＦＰＤ３５から出力された画像データは、通信部４０を介してコンソール１４に送信されて各種画像処理が施され、入出力制御部９６によりＸ線画像としてディスプレイ８９に表示される（Ｓ２１）。
【００８９】
以上説明したように、本発明によれば、本撮影の撮影条件を決定するために必要な線量が照射されるまでプレ撮影を行い、このプレ撮影で検出画素６５により検出したＡＥＣ検出信号の積算値、計時回路８１で計時した照射時間、および必要線量に基づいて本撮影の撮影条件である照射時間を決定するので、被検体の体型や体内組織の密度等の個体差によらず常に適正な撮影条件で本撮影を行うことができる。
【００９０】
オペレータ自ら被検体毎にプレ撮影の撮影条件を調整したり、プレ撮影を踏まえて決定した本撮影の撮影条件の妥当性に疑いがありプレ撮影をやり直したりする手間を省くことができる。また、プレ撮影で得たＸ線画像の解析や被検体厚の検出といった面倒なことをせずに、単純な計算で素早く本撮影の撮影条件を決定することができる。このため従来よりも撮影時間を短縮することができる。
【００９１】
ＡＥＣはプレ撮影時のみ行うので、本撮影で照射停止信号の遅延の問題は起こらない。従ってＸ線画像の画質が劣化したり患者が無用な被曝に晒されたりすることもない。
【００９２】
プレ撮影で読み出し動作を行わずプレ撮影開始から本撮影終了まで蓄積動作を続行し、画像出力なしで検出画素６５のＡＥＣ検出信号のみに基づき本撮影の撮影条件を決定するので、プレ撮影で照射したＸ線が無駄にならずに済む。結果として従来よりも被検体への被曝量を低減することができる。
【００９３】
なお、プレ撮影のＸ線照射の停止時にリセット動作を行ってプレ撮影で蓄積された電荷を棄て、本撮影のＸ線照射の開始時に改めて蓄積動作を再開してもよい。この場合は必要線量からＡＥＣ検出信号の積算値を減算せずに、必要線量を単位時間当たりのＡＥＣ検出信号の積算値で除算することで本撮影の照射時間を求める。
【００９４】
上記実施形態では、ＡＥＣセンサとしてＴＦＴ４７を介さず信号線５２に短絡して接続された検出画素６５を用いているが、例えば図１１に示す検出画素１０５のように、通常の画素４５とは別のゲートドライバ１０６および走査線１０７で駆動するＴＦＴ１０８を接続し、通常の画素４５とは独立して蓄積電荷を読み出すことが可能な構成としてもよい。また、各画素４５にバイアス電圧Ｖｂを供給するバイアス線４８に画素４５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４５に繋がるバイアス線４８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ＴＦＴ４７をオフ状態にしたときに画素４５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４５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３６と同一平面に設けてもよい。
【００９５】
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照射時間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８９に警告メッセージを表示する。
【００９６】
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。例えば上記実施形態のカセッテ制御部９８や本撮影条件決定部９９の機能を電子カセッテ１３にもたせ、電子カセッテ１３で本撮影のＸ線の照射時間を決定してもよい。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。逆にカセッテ制御部９８等の機能をもつ専用の撮影制御装置を電子カセッテとコンソールの間に接続し、コンソールでは撮影条件の入力とＸ線画像の表示といった簡易的な作業を行うのみとしてもよい。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。
【００９７】
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】
【００９８】
２ Ｘ線撮影システム
２ｂ Ｘ線撮影装置
１０ Ｘ線源
１１ 線源制御装置
１３ 電子カセッテ
１４ コンソール
２１ 制御部
２６ タイマー
３５ ＦＰＤ
４０ 通信部
４１ 制御部
４５ 画素
６５、１０５ 検出画素
６７ ＡＥＣ部
７５ 採光野選択回路
７６ 積分回路
７７ 比較回路
７８ 閾値発生回路
８１ 計時回路
８５ ＣＰＵ
８７ ストレージデバイス
８９ ディスプレイ
９８ カセッテ制御部
９９ 本撮影条件決定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源から照射されて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、
被検体を透過した放射線の線量を検出する線量検出センサと、
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、
前記放射線画像検出装置で診断に供する放射線画像を撮影する本撮影と、本撮影に先立って本撮影の撮影条件を決定するためのプレ撮影とを行う放射線撮影システムにおいて、
前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量、および前記放射線画像の画質を確保するために前記本撮影で必要な線量に基づいて、前記本撮影の撮影条件である放射線の照射時間あるいは管電流時間積を決定する本撮影条件決定手段とを備え、
前記プレ撮影では前記線量検出センサおよび前記自動露出制御手段による前記自動露出制御を行い、
前記本撮影では前記本撮影条件決定手段で決定した照射時間あるいは管電流時間積で放射線を照射することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
前記プレ撮影時の放射線の照射時間を計時する計時手段を備え、
前記本撮影条件決定手段は、前記計時手段の計時結果、前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量、および前記放射線画像の画質を確保するために前記本撮影で必要な線量に基づいて、前記本撮影の撮影条件である放射線の照射時間あるいは管電流時間積を決定することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
【請求項３】
前記放射線画像検出装置は、前記プレ撮影で前記画素に発生した電荷を前記画素から掃き出さずに蓄積したまま前記本撮影に移行し、
前記本撮影終了後、前記プレ撮影と前記本撮影とで前記画素に蓄積された電荷に応じた電気信号を出力することを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記本撮影条件決定手段は、前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量の積算値を前記プレ撮影時の照射時間あるいは管電流時間積で除算して単位時間あるいは単位管電流時間積当たりの線量を求め、
前記本撮影で必要な線量から前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量の積算値を減算した結果を前記単位時間あるいは単位管電流時間積当たりの線量で除算することで前記本撮影の照射時間あるいは管電流時間積を算出することを特徴とする請求項３に記載の放射線撮影装置。
【請求項５】
前記線量検出センサは、前記検出パネルの撮像面の略全面に満遍なく散らばるよう複数配置されており、
前記照射停止閾値と積算値を比較する前記線量検出センサを撮影部位に応じて選択する採光野選択手段を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
【請求項６】
前記線量検出センサは、前記検出パネルの撮像面の局所に集中して複数配置されており、
前記照射停止閾値と積算値を比較する前記線量検出センサを撮影部位に応じて選択する採光野選択手段を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
【請求項７】
前記画素には、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通常画素と、
信号線にスイッチング素子を介さず直接接続された検出画素とがあり、
前記検出画素を前記線量検出センサとして用いることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
【請求項８】
前記画素には、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通常画素と、
前記通常画素とは別に駆動するスイッチング素子が設けられた検出画素とがあり、
前記検出画素を前記線量検出センサとして用いることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
【請求項９】
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８のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
【請求項１０】
診断に供する放射線画像を撮影する本撮影と、本撮影に先立って本撮影の撮影条件を決定するためのプレ撮影とを行う放射線撮影装置の制御方法において、
前記プレ撮影では、被検体を透過した放射線の線量を線量検出センサで検出して、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放射線の照射を停止させる自動露出制御を行い、
前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量、および前記放射線画像の画質を確保するために前記本撮影で必要な線量に基づいて、前記本撮影の撮影条件である放射線の照射時間あるいは管電流時間積を決定し、
前記本撮影では決定された照射時間あるいは管電流時間積で前記放射線を照射することを特徴とする放射線撮影装置の制御方法。
【請求項１１】
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、
被検体を透過した放射線の線量を検出する線量検出センサと、
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、
前記放射線画像検出装置で診断に供する放射線画像を撮影する本撮影と、本撮影に先立って本撮影の撮影条件を決定するためのプレ撮影とを行う放射線撮影システムにおいて、
前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量、および前記放射線画像の画質を確保するために前記本撮影で必要な線量に基づいて、前記本撮影の撮影条件である放射線の照射時間あるいは管電流時間積を決定する本撮影条件決定手段とを備え、
前記プレ撮影では前記線量検出センサおよび前記自動露出制御手段による前記自動露出制御を行い、
前記本撮影では前記本撮影条件決定手段で決定した照射時間あるいは管電流時間積で放射線を照射することを特徴とする放射線撮影システム。
【請求項１】
放射線源から照射されて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、
被検体を透過した放射線の線量を検出する線量検出センサと、
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、
前記放射線画像検出装置で診断に供する放射線画像を撮影する本撮影と、本撮影に先立って本撮影の撮影条件を決定するためのプレ撮影とを行う放射線撮影システムにおいて、
前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量、および前記放射線画像の画質を確保するために前記本撮影で必要な線量に基づいて、前記本撮影の撮影条件である放射線の照射時間あるいは管電流時間積を決定する本撮影条件決定手段とを備え、
前記プレ撮影では前記線量検出センサおよび前記自動露出制御手段による前記自動露出制御を行い、
前記本撮影では前記本撮影条件決定手段で決定した照射時間あるいは管電流時間積で放射線を照射することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
前記プレ撮影時の放射線の照射時間を計時する計時手段を備え、
前記本撮影条件決定手段は、前記計時手段の計時結果、前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量、および前記放射線画像の画質を確保するために前記本撮影で必要な線量に基づいて、前記本撮影の撮影条件である放射線の照射時間あるいは管電流時間積を決定することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
【請求項３】
前記放射線画像検出装置は、前記プレ撮影で前記画素に発生した電荷を前記画素から掃き出さずに蓄積したまま前記本撮影に移行し、
前記本撮影終了後、前記プレ撮影と前記本撮影とで前記画素に蓄積された電荷に応じた電気信号を出力することを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記本撮影条件決定手段は、前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量の積算値を前記プレ撮影時の照射時間あるいは管電流時間積で除算して単位時間あるいは単位管電流時間積当たりの線量を求め、
前記本撮影で必要な線量から前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量の積算値を減算した結果を前記単位時間あるいは単位管電流時間積当たりの線量で除算することで前記本撮影の照射時間あるいは管電流時間積を算出することを特徴とする請求項３に記載の放射線撮影装置。
【請求項５】
前記線量検出センサは、前記検出パネルの撮像面の略全面に満遍なく散らばるよう複数配置されており、
前記照射停止閾値と積算値を比較する前記線量検出センサを撮影部位に応じて選択する採光野選択手段を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
【請求項６】
前記線量検出センサは、前記検出パネルの撮像面の局所に集中して複数配置されており、
前記照射停止閾値と積算値を比較する前記線量検出センサを撮影部位に応じて選択する採光野選択手段を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
【請求項７】
前記画素には、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通常画素と、
信号線にスイッチング素子を介さず直接接続された検出画素とがあり、
前記検出画素を前記線量検出センサとして用いることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
【請求項８】
前記画素には、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通常画素と、
前記通常画素とは別に駆動するスイッチング素子が設けられた検出画素とがあり、
前記検出画素を前記線量検出センサとして用いることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
【請求項９】
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８のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
【請求項１０】
診断に供する放射線画像を撮影する本撮影と、本撮影に先立って本撮影の撮影条件を決定するためのプレ撮影とを行う放射線撮影装置の制御方法において、
前記プレ撮影では、被検体を透過した放射線の線量を線量検出センサで検出して、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放射線の照射を停止させる自動露出制御を行い、
前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量、および前記放射線画像の画質を確保するために前記本撮影で必要な線量に基づいて、前記本撮影の撮影条件である放射線の照射時間あるいは管電流時間積を決定し、
前記本撮影では決定された照射時間あるいは管電流時間積で前記放射線を照射することを特徴とする放射線撮影装置の制御方法。
【請求項１１】
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、
被検体を透過した放射線の線量を検出する線量検出センサと、
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、
前記放射線画像検出装置で診断に供する放射線画像を撮影する本撮影と、本撮影に先立って本撮影の撮影条件を決定するためのプレ撮影とを行う放射線撮影システムにおいて、
前記プレ撮影時に前記線量検出センサで検出された線量、および前記放射線画像の画質を確保するために前記本撮影で必要な線量に基づいて、前記本撮影の撮影条件である放射線の照射時間あるいは管電流時間積を決定する本撮影条件決定手段とを備え、
前記プレ撮影では前記線量検出センサおよび前記自動露出制御手段による前記自動露出制御を行い、
前記本撮影では前記本撮影条件決定手段で決定した照射時間あるいは管電流時間積で放射線を照射することを特徴とする放射線撮影システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
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【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１０３００２（Ｐ２０１３−１０３００２Ａ）
【公開日】平成２５年５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４９５９１（Ｐ２０１１−２４９５９１）
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【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５月３０日（２０１３．５．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【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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