放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システム
【課題】走査線に断線が生じたとしても、読み出される画像データが異常な値になることを的確に防止することが可能な放射線画像撮影装置を提供する。
【解決手段】放射線画像撮影装置1は、各放射線検出素子7から画像データDを読み出す読み出し処理の際に、各走査線5にオン電圧を順次印加して、各走査線5に接続された各スイッチ手段8にオン電圧を順次印加する走査駆動手段15を備え、走査駆動手段15は、走査線5に断線がある場合には、放射線が照射されて行われた放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理において、放射線検出素子7が接続された各走査線5にオン電圧を順次印加して行う画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを、走査線5に断線がない場合よりも遅らせる。
【解決手段】放射線画像撮影装置1は、各放射線検出素子7から画像データDを読み出す読み出し処理の際に、各走査線5にオン電圧を順次印加して、各走査線5に接続された各スイッチ手段8にオン電圧を順次印加する走査駆動手段15を備え、走査駆動手段15は、走査線5に断線がある場合には、放射線が照射されて行われた放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理において、放射線検出素子7が接続された各走査線5にオン電圧を順次印加して行う画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを、走査線5に断線がない場合よりも遅らせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムに関する。
【背景技術】
【0002】
照射されたX線等の放射線の線量に応じて検出素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる直接型の放射線画像撮影装置や、照射された放射線をシンチレータ等で可視光等の他の波長の電磁波に変換した後、変換され照射された電磁波のエネルギーに応じてフォトダイオード等の光電変換素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる間接型の放射線画像撮影装置が種々開発されている。なお、本発明では、直接型の放射線画像撮影装置における検出素子や、間接型の放射線画像撮影装置における光電変換素子を、あわせて放射線検出素子という。
【0003】
このタイプの放射線画像撮影装置はFPD(Flat Panel Detector)として知られており、従来は支持台(或いはブッキー装置)と一体的に形成されていたが(例えば特許文献1参照)、近年、放射線検出素子等をハウジングに収納した可搬型の放射線画像撮影装置が開発され、実用化されている(例えば特許文献2、3参照)。
【0004】
このような放射線画像撮影装置では、例えば後述する図4や図7に示すように、通常、基板4上に複数の走査線5と複数の信号線6とが互いに交差するように配線され、走査線5と信号線6とで区画された各領域rに各放射線検出素子7が配列されて、検出部P上に放射線検出素子7が二次元状(マトリクス状)に配列されて構成される。
【0005】
そして、各放射線検出素子7にそれぞれスイッチ手段として薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor。以下、TFTという。)8が接続されており、走査線5にオン電圧やオフ電圧が印加されることによりTFT8がオン/オフ動作する。そして、TFT8がオフの状態では、放射線検出素子7内で発生する電荷が放射線検出素子7内に蓄積され、TFT8がオン状態になると放射線検出素子7内に蓄積された電荷がTFT8を介して信号線6に放出されるように構成される。
【0006】
そして、例えば、放射線画像撮影装置に放射線が照射されて放射線画像撮影が行われた後の画像データの読み出し処理では、走査駆動手段15のゲートドライバ15b(後述する図7参照)から信号読み出し用のオン電圧を印加する走査線5の各ラインL1〜Lxを順次切り替えながら各走査線5にオン電圧を順次印加していき、各タイミングでオン状態とされたTFT8を介して各放射線検出素子7からその内部に蓄積された電荷を信号線6に放出させ、読み出し回路17で電荷電圧変換する等して画像データとして読み出すように構成される。
【0007】
また、放射線画像撮影装置では、基板4上の走査線5(図4参照)等の端部に入出力端子11が接続されており、例えば後述する図6に示すように、各入出力端子11にCOF(Chip On Film)12が接続され、COF12が、例えば基板4の裏側のPCB基板33等の回路基板等に接続される等して、センサパネルSPが構成される場合がある(例えば特許文献4参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開平9−73144号公報
【特許文献2】特開2006−058124号公報
【特許文献3】特開平6−342099号公報
【特許文献4】特開2009−219538号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところで、例えば、ある走査線5が、基板4上で断線したり、入出力端子11とCOF12との接続部分で断線したりすると、ゲートドライバ15b(図7参照)から当該断線した走査線5にオン電圧やオフ電圧を印加しようとしても、当該走査線5にオン電圧もオフ電圧も印加することができなくなる。
【0010】
そして、このように当該断線した走査線5にオン電圧もオフ電圧も印加できなくなるため、当該断線した走査線5がオン電圧もオフ電圧も印加されていない、いわゆるフローティングの状態になる。そのため、当該走査線5に接続されている各TFT8にオン電圧もオフ電圧も印加されない状態となる。
【0011】
TFT8がこのようなフローティングの状態になると、TFT8は放射線検出素子7内に蓄積された電荷が放射線検出素子7から信号線6に流出することを遮断することができなくなり、放射線検出素子7内で発生した電荷が、当該TFT8を介して信号線6に流れ出してしまう。
【0012】
そのため、例えば、放射線画像撮影の際に、放射線画像撮影装置に放射線が照射されて各放射線検出素子7内で放射線の照射により電荷が発生すると、断線した走査線5に接続されている各放射線検出素子7からは、フローティングの状態になっているTFT8を介して信号線6に電荷がすぐに流れ出す状態になる。
【0013】
そして、放射線画像撮影後の画像データの読み出し処理で、上記のように、断線していない走査線5にオン電圧が印加されてそれに接続されているTFT8がオン状態とされることで、当該TFT8を介して、放射線検出素子7から画像データとして読み出されるべき電荷が信号線6に放出されるが、その電荷に、上記のように断線した走査線5に接続されている放射線検出素子7から流れ出した電荷が重畳されてしまう。
【0014】
そのため、読み出された画像データが異常な値になってしまう。特に、断線した走査線5に接続されている各放射線検出素子7から電荷が流出し切るまでの間、すなわち当該各放射線検出素子7から電荷が流出し続けている間に読み出された画像データが異常な値になる虞れがある。
【0015】
従って、このように走査線5が断線した放射線画像撮影装置を用いて得られる画像データの信頼性が低下し、例えば、このような画像データに基づいて生成された放射線画像を医療における診断用等に用いるような場合、診断の信頼性すら低下させてしまう虞れがある。
【0016】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、走査線に仮に断線が生じたとしても、読み出される画像データが異常な値になることを的確に防止することが可能な放射線画像撮影装置および放射線画像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】
【0017】
前記の問題を解決するために、本発明の放射線画像撮影装置は、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、
オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記各放射線検出素子から画像データを読み出す読み出し処理の際に、前記各走査線にオン電圧を順次印加して、前記各走査線に接続された前記各スイッチ手段にオン電圧を順次印加する走査駆動手段と、
前記画像データの読み出し処理の際に、前記放射線検出素子から前記信号線に放出された前記電荷を前記画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記各放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備え、
前記走査駆動手段は、前記走査線に断線がある場合には、放射線が照射されて行われた放射線画像撮影後の前記画像データの読み出し処理において、前記放射線検出素子が接続された各走査線にオン電圧を順次印加して行う前記読み出し処理を開始するタイミングを、前記走査線に断線がない場合よりも遅らせることを特徴とする。
【0018】
また、本発明の放射線画像撮影装置システムは、
外部装置と情報の送受信を行う通信手段を備える上記の本発明の放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線発生装置と、
を備え、
前記放射線画像撮影装置の前記走査駆動手段は、前記走査線に断線がない場合には、前記放射線発生装置から放射線の照射を終了した旨の信号を受信した時点で即座に前記画像データの読み出し処理を開始し、前記走査線に断線がある場合には、前記時点で前記読み出し処理を開始するタイミングを前記走査線に断線がない場合よりも遅らせて前記画像データの読み出し処理を開始することを特徴とする。
【発明の効果】
【0019】
本発明のような方式の放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムによれば、走査線に断線がある場合に、放射線が照射されて行われた放射線画像撮影後の画像データの読み出し処理で、各走査線にオン電圧を順次印加して行う画像データの読み出し処理を開始するタイミングを、走査線に断線がない場合よりも遅らせる。
【0020】
そのため、断線した走査線に接続されていて、オン電圧もオフ電圧を印加されていないフローティングの状態となったスイッチ手段を介して各放射線検出素子から電荷が流出するが、この電荷の流出が減衰して十分に小さくなり、無視できる程度の値になった後で、画像データの読み出し処理を開始することが可能となる。
【0021】
このように、断線した走査線に接続されている各放射線検出素子7からの電荷の流出がほぼ収まった時点で、画像データの読み出し処理が開始されるようになるため、仮に走査線に断線が生じているとしても、読み出される画像データが異常な値になることを的確に防止して、画像データを的確に読み出すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観斜視図である。
【図2】図1の放射線画像撮影装置を反対側から見た外観斜視図である。
【図3】図1におけるX−X線に沿う断面図である。
【図4】放射線画像撮影装置の基板の構成を示す平面図である。
【図5】図4の基板上の小領域に形成された放射線検出素子とTFT等の構成を示す拡大図である。
【図6】COFやPCB基板等が取り付けられた基板を説明する側面図である。
【図7】放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。
【図8】検出部を構成する1画素分についての等価回路を表すブロック図である。
【図9】各放射線検出素子のリセット処理における電荷リセット用スイッチやTFTのオン/オフのタイミングを表すタイミングチャートである。
【図10】画像データの読み出し処理における電荷リセット用スイッチ、パルス信号、TFTのオン/オフのタイミングを表すタイミングチャートである。
【図11】本実施形態に係る放射線画像撮影システムの構成を示す図である。
【図12】放射線画像撮影装置のコネクタとブッキー装置のコネクタとが接続された状態を表す外観斜視図である。
【図13】1面分のリセット処理におけるタイミングチャートである。
【図14】照射開始信号の送信、リセット処理の終了および電荷蓄積状態への移行、インターロック解除信号の送信、および放射線の照射のタイミングを表すタイミングチャートである。
【図15】放射線画像撮影前のリセット処理や電荷蓄積状態、画像データの読み出し処理において各走査線にオン電圧やオフ電圧を印加するタイミングを表すタイミングチャートである。
【図16】図15に示した一連の処理と同じ処理シーケンスを繰り返してオフセットデータの読み出し処理が行われることを説明するタイミングチャートである。
【図17】(A)断線させた走査線およびオフセットデータの読み出し処理、(B)下側の範囲に放射線を照射すること、および(C)断線させた走査線を含む狭い範囲に放射線を照射することを説明する図である。
【図18】図17に示した実験により得られた画像データに基づいて算出された真の画像データをプロットしたグラフである。
【図19】画像データの読み出し処理を開始するタイミングを遅らせた場合に各走査線にオン電圧やオフ電圧を印加するタイミングを表すタイミングチャートである。
【図20】ゲートドライバの非接続の端子を説明する図である。
【図21】非接続の端子側からオン電圧を順次印加する場合を表すタイミングチャートである。
【図22】非接続の端子にオン電圧を印加する周期を長くした場合を表すタイミングチャートである。
【図23】リークデータの読み出し処理における電荷リセット用スイッチやTFTのオン/オフのタイミング等を表すタイミングチャートである。
【図24】TFTを介して各放射線検出素子からリークした各電荷がリークデータとして読み出されることを説明する図である。
【図25】図19に示した一連の処理と同じ処理シーケンスを繰り返してオフセットデータの読み出し処理が行われることを説明するタイミングチャートである。
【図26】リークデータの読み出し処理と各放射線検出素子のリセット処理とを交互に行う場合のタイミングチャートである。
【図27】電流検出手段が設けられた放射線画像撮影装置の等価回路の一例を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明に係る放射線画像撮影装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0024】
なお、以下では、放射線画像撮影装置が、シンチレータ等を備え、照射された放射線を可視光等の他の波長の電磁波に変換して電気信号を得るいわゆる間接型の放射線画像撮影装置である場合について説明するが、本発明は、直接型の放射線画像撮影装置に対しても適用することが可能である。また、放射線画像撮影装置が可搬型である場合について説明するが、支持台等と一体的に形成された放射線画像撮影装置(すなわちいわゆる専用機)に対して適用することも可能である。
【0025】
[放射線画像撮影装置]
図1は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観斜視図であり、図2は、放射線画像撮影装置を反対側から見た外観斜視図である。また、図3は、図1のX−X線に沿う断面図である。放射線画像撮影装置1は、図1〜図3に示すように、筐体状のハウジング2内にシンチレータ3や基板4等で構成されるセンサパネルSPが収納されている。
【0026】
図1や図2に示すように、本実施形態では、筐体2のうち、放射線入射面Rを有する中空の角筒状のハウジング本体部2Aは、放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されており、ハウジング本体部2Aの両側の開口部を蓋部材2B、2Cで閉塞することで筐体2が形成されている。なお、筐体2をこのようないわゆるモノコック型として形成する代わりに、例えば、フロント板とバック板とで形成された、いわゆる弁当箱型とすることも可能である。
【0027】
図1に示すように、筐体2の一方側の蓋部材2Bには、電源スイッチ37や切替スイッチ38、コネクタ39、バッテリ状態や放射線画像撮影装置1の稼働状態等を表示するLED等で構成されたインジケータ40等が配置されている。
【0028】
本実施形態では、コネクタ39は、例えば後述する図12に示すように、ケーブル51b等が接続されることにより、後述するようにコンソール58(図11参照)に画像データD等を送信したり、放射線画像撮影装置1と放射線発生装置55との間で情報や信号等のやり取りを行う場合の通信手段として機能するようになっている。なお、コネクタ39の設置位置は蓋部材2Bに限定されず、放射線画像撮影装置1の適宜の位置に設置することが可能である。
【0029】
また、図2に示すように、例えば放射線画像撮影装置1と放射線発生装置55とが情報や信号等のやり取りを行わず、放射線画像撮影装置1がコンソール58のみと情報や信号等のやり取りを行う場合に、コンソール58との情報や信号等のやり取りを無線方式で行うための通信手段としてのアンテナ装置41が、例えば筐体2の反対側の蓋部材2C等に設けられている。
【0030】
アンテナ装置41は、例えば蓋部材2Cに埋め込む等して設けることが可能である。その際、アンテナ装置41の設置位置は蓋部材2Cに限定されず、放射線画像撮影装置1の任意の位置にアンテナ装置41を設置することが可能である。また、設置するアンテナ装置41は1個に限らず、複数設けることも可能である。
【0031】
図3に示すように、筐体2の内部には、基板4の下方側に図示しない鉛の薄板等を介して基台31が配置され、基台31には、電子部品32等が配設されたPCB基板33や緩衝部材34等が取り付けられている。また、基板4やシンチレータ3の放射線入射面Rには、それらを保護するためのガラス基板35が配設されている。また、本実施形態では、センサパネルSPと筐体2の側面との間に、それらがぶつかり合うことを防止するための緩衝材36が設けられている。
【0032】
シンチレータ3は、基板4の後述する検出部Pに対向する位置に設けられるようになっている。本実施形態では、シンチレータ3は、例えば、蛍光体を主成分とし、放射線の入射を受けると300〜800nmの波長の電磁波、すなわち可視光を中心とした電磁波に変換して出力するものが用いられる。
【0033】
基板4は、本実施形態では、ガラス基板で構成されており、図4に示すように、基板4のシンチレータ3に対向する側の面4a上には、複数の走査線5と複数の信号線6とが互いに交差するように配設されている。基板4の面4a上の複数の走査線5と複数の信号線6により区画された各小領域rには、放射線検出素子7がそれぞれ設けられている。
【0034】
このように、走査線5と信号線6で区画された各小領域rに二次元状に配列された複数の放射線検出素子7が設けられた領域r全体、すなわち図4に一点鎖線で示される領域が検出部Pとされている。
【0035】
本実施形態では、放射線検出素子7としてフォトダイオードが用いられているが、この他にも例えばフォトトランジスタ等を用いることも可能である。各放射線検出素子7は、図4の拡大図である図5に示すように、スイッチ手段であるTFT8のソース電極8sに接続されている。また、TFT8のドレイン電極8dは信号線6に接続されている。
【0036】
放射線検出素子7は、放射線画像撮影装置1の筐体2の放射線入射面Rから放射線が入射し、シンチレータ3で放射線から変換された可視光等の電磁波が照射されると、その内部で電子正孔対を発生させる。放射線検出素子7は、このようにして、照射された放射線(シンチレータ3から照射された電磁波)を電荷に変換するようになっている。
【0037】
そして、TFT8は、後述する走査駆動手段15から走査線5を介してゲート電極8gにオン電圧が印加されるとオン状態となり、ソース電極8sやドレイン電極8dを介して放射線検出素子7内に蓄積されている電荷を信号線6に放出させるようになっている。また、TFT8は、接続された走査線5を介してゲート電極8gにオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、放射線検出素子7から信号線6への電荷の放出を停止して、放射線検出素子7内に電荷を蓄積させるようになっている。
【0038】
本実施形態では、図5に示すように、それぞれ列状に配置された複数の放射線検出素子7に1本のバイアス線9が接続されており、図4に示すように、各バイアス線9はそれぞれ信号線6に平行に配設されている。また、各バイアス線9は、基板4の検出部Pの外側の位置で結線10に結束されている。
【0039】
本実施形態では、図4に示すように、各走査線5や各信号線6、バイアス線9の結線10は、それぞれ基板4の端縁部付近に設けられた入出力端子(パッドともいう。)11に接続されている。各入出力端子11には、図6に示すように、後述する走査駆動手段15のゲートドライバ15bを構成するゲートIC15c等のチップがフィルム上に組み込まれたCOF(Chip On Film)12が異方性導電接着フィルム(Anisotropic Conductive Film)や異方性導電ペースト(Anisotropic Conductive Paste)等の異方性導電性接着材料13を介して接続されている。
【0040】
そして、COF12は、基板4の裏面4b側に引き回され、裏面4b側で前述したPCB基板33に接続されるようになっている。このようにして、放射線画像撮影装置1のセンサパネルSPが形成されている。なお、図6では、電子部品32等の図示が省略されている。
【0041】
ここで、放射線画像撮影装置1の回路構成について説明する。図7は本実施形態に係る放射線画像撮影装置1の等価回路を表すブロック図であり、図8は検出部Pを構成する1画素分についての等価回路を表すブロック図である。
【0042】
前述したように、基板4の検出部Pの各放射線検出素子7は、その第2電極7bにそれぞれバイアス線9が接続されており、各バイアス線9は結線10に結束されてバイアス電源14に接続されている。バイアス電源14は、結線10および各バイアス線9を介して各放射線検出素子7の第2電極7bにそれぞれバイアス電圧を印加するようになっている。また、バイアス電源14は、後述する制御手段22に接続されており、制御手段22により、バイアス電源14から各放射線検出素子7に印加するバイアス電圧が制御されるようになっている。
【0043】
図7や図8に示すように、本実施形態では、バイアス電源14からは、放射線検出素子7の第2電極7bにバイアス線9を介してバイアス電圧として放射線検出素子7の第1電極7a側にかかる電圧以下の電圧(すなわちいわゆる逆バイアス電圧)が印加されるようになっている。
【0044】
走査駆動手段15は、配線15dを介してゲートドライバ15bにオン電圧とオフ電圧を供給する電源回路15aと、走査線5の各ラインL1〜Lxに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧の間で切り替えて各TFT8のオン状態とオフ状態とを切り替えるゲートドライバ15bとを備えている。本実施形態では、ゲートドライバ15bは、複数の前述したゲートIC15c(図6参照)が並設されて構成されている。
【0045】
なお、各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理の際の、走査駆動手段15のゲートドライバ15bから走査線5の各ラインL1〜Lxへのオン電圧の印加等については、後で詳しく説明する。
【0046】
図7や図8に示すように、各信号線6は、読み出しIC16内に形成された各読み出し回路17にそれぞれ接続されている。読み出し回路17は、増幅回路18と相関二重サンプリング回路19等で構成されている。読み出しIC16内には、さらに、アナログマルチプレクサ21と、A/D変換器20とが設けられている。なお、図7や図8中では、相関二重サンプリング回路19はCDSと表記されている。また、図8中では、アナログマルチプレクサ21は省略されている。
【0047】
本実施形態では、増幅回路18は、オペアンプ18aと、オペアンプ18aにそれぞれ並列にコンデンサ18bおよび電荷リセット用スイッチ18cが接続され、オペアンプ18a等に電力を供給する電源供給部18dを備えたチャージアンプ回路で構成されている。増幅回路18のオペアンプ18aの入力側の反転入力端子には信号線6が接続されており、増幅回路18の入力側の非反転入力端子には基準電位V0が印加されるようになっている。なお、基準電位V0は適宜の値に設定され、本実施形態では、例えば0[V]が印加されるようになっている。
【0048】
また、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cは、制御手段22に接続されており、制御手段22によりオン/オフが制御されるようになっている。また、オペアンプ18aと相関二重サンプリング回路19との間には、電荷リセット用スイッチ18cと連動して開閉するスイッチ18eが設けられており、スイッチ18eは、電荷リセット用スイッチ18cがオン/オフ動作と連動してオフ/オン動作するようになっている。
【0049】
放射線画像撮影装置1では、各放射線検出素子7内に残存する電荷を除去するための各放射線検出素子7のリセット処理の際には、図9に示すように、電荷リセット用スイッチ18cがオン状態(およびスイッチ18eがオフ状態)とされた状態で、各TFT8がオン状態とされると、オン状態とされた各TFT8を介して各放射線検出素子7から電荷が信号線6に放出され、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cを通過して、オペアンプ18aの出力端子側からオペアンプ18a内を通り、非反転入力端子から出てアースされたり、電源供給部18dに流れ出すようになっている。
【0050】
一方、各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理の際には、図10に示すように、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cがオフ状態(およびスイッチ18eがオン状態)とされた状態で、オン状態とされた各TFT8を介して各放射線検出素子7から電荷が信号線6に放出されると、電荷が増幅回路18のコンデンサ18bに蓄積される。そして、増幅回路18では、コンデンサ18bに蓄積された電荷量に応じた電圧値がオペアンプ18aの出力側から出力されるようになっており、増幅回路18により、各放射線検出素子7から流出した電荷が電荷電圧変換されるようになっている。
【0051】
そして、増幅回路18の出力側に設けられた相関二重サンプリング回路(CDS)19は、各放射線検出素子7から電荷が流出する前に制御手段22からパルス信号Sp1(図10参照)が送信されると、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vinを保持し、上記のように各放射線検出素子7から流出した電荷が増幅回路18のコンデンサ18bに蓄積された後に制御手段22からパルス信号Sp2が送信されると、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vfiを保持する。
【0052】
そして、相関二重サンプリング回路19は、2回目のパルス信号Sp2で電圧値Vfiを保持すると、電圧値の差分Vfi−Vinを算出し、算出した差分Vfi−Vinをアナログ値の画像データDとして下流側に出力するようになっている。そして、相関二重サンプリング回路19から出力された各放射線検出素子7の画像データDは、アナログマルチプレクサ21を介して順次A/D変換器20に送信され、A/D変換器20で順次デジタル値の画像データDに変換されて記録手段23に出力されて順次保存されるようになっている。
【0053】
なお、1回の画像データDの読み出し処理が終了すると、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cがオン状態とされ(図10参照)、コンデンサ18bに蓄積された電荷が放電されて、上記と同様に、放電された電荷がオペアンプ18aの出力端子側からオペアンプ18a内を通り、非反転入力端子から出てアースされたり、電源供給部18dに流れ出す等して、増幅回路18がリセットされる。
【0054】
制御手段22は、図示しないCPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピュータや、FPGA(Field Programmable Gate Array)等により構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。そして、制御手段22は、放射線画像撮影装置1の各部材の動作等を制御するようになっている。また、図7等に示すように、制御手段22には、DRAM(Dynamic RAM)等で構成される記録手段23が接続されている。
【0055】
また、本実施形態では、制御手段22には、前述したアンテナ装置41が接続されており、さらに、検出部Pや走査駆動手段15、読み出し回路17、記録手段23、バイアス電源14等の各部材に電力を供給するためのバッテリ24が接続されている。また、バッテリ24には、図示しない充電装置からバッテリ24に電力を供給してバッテリ24を充電する際の接続端子25が取り付けられている。
【0056】
前述したように、制御手段22は、バイアス電源14を制御してバイアス電源14から各放射線検出素子7に印加するバイアス電圧を設定したり可変させたりするなど、放射線画像撮影装置1の各機能部の動作を制御するようになっている。
【0057】
走査駆動手段15から走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して行われる各放射線検出素子7のリセット処理や本発明に特有の各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理等については、放射線画像撮影システム50の構成について説明した後で説明する。
【0058】
[放射線画像撮影システム]
図11は、本実施形態に係る放射線画像撮影システムの構成を示す図である。撮影室R1には、ブッキー装置51が設置されており、ブッキー装置51は、そのカセッテ保持部(カセッテホルダともいう。)51aに上記の放射線画像撮影装置1を装填して用いることができるようになっている。なお、図11では、ブッキー装置51として、立位撮影用のブッキー装置51Aと臥位撮影用のブッキー装置51Bが設置されている場合が示されているが、例えば、立位撮影用のブッキー装置51Aのみ、或いは、臥位撮影用のブッキー装置51Bのみが設けられていてもよい。
【0059】
本実施形態では、図12に示すように、放射線画像撮影装置1のコネクタ39と、ブッキー装置51から延設されたケーブル51bの先端に設けられたコネクタ51cとが接続されて、放射線画像撮影装置1がブッキー装置51に装填されるようになっている。なお、カセッテ保持部51a内にコネクタ51cを設けておき、放射線画像撮影装置1が装填されると自動的にコネクタ39とコネクタ51cとが接続されるように構成することも可能であり、適宜に構成される。
【0060】
本実施形態では、ブッキー装置51は、コネクタ51cと放射線画像撮影装置1のコネクタ39とが接続されると、ブッキー装置51から放射線画像撮影装置1に電力を供給するようになっており、後述するコンソール58との画像データDや信号等の送受信は、ブッキー装置51のケーブル51bや後述する中継器54を介して有線方式で行うようになっている。コンソール58との画像データDや信号等の送受信を、アンテナ装置41を介して無線方式で行うように構成することも可能である。
【0061】
さらに、本実施形態では、放射線画像撮影装置1は、撮影室R1でブッキー装置51に装填されて用いられる場合には、後述する放射線発生装置55との信号等のやり取りを行い、放射線発生装置55と連携して放射線画像撮影が行われるが、その場合も、放射線発生装置55との信号のやり取りは、ブッキー装置51のケーブル51bや後述する中継器54を介して行うようになっている。
【0062】
なお、以下では、このように、放射線画像撮影装置1と放射線発生装置55とが信号のやり取りを行って放射線画像撮影装置1と放射線発生装置55と連携して放射線画像撮影を行う方式を、連携方式という。
【0063】
図11に示すように、撮影室R1には、被写体を介してブッキー装置51に装填された放射線画像撮影装置1に放射線を照射する放射線源52Aが少なくとも1つ設けられている。本実施形態では、放射線源52Aの位置を移動させたり、放射線の照射方向を変えることで、立位撮影用のブッキー装置51Aと臥位撮影用のブッキー装置51Bのいずれにも放射線を照射することができるようになっている。
【0064】
撮影室R1には、撮影室R1内の各装置等や撮影室R1外の各装置等の間の通信等を中継するための中継器(アクセスポイント、基地局等ともいう。)54が設けられている。なお、本実施形態では、中継器54には、放射線画像撮影装置1が無線方式で画像データDや信号等の送受信を行うことができるように、無線アンテナ53が設けられている。また、本実施形態では、前述した各ブッキー装置51A、51Bと中継器54とはそれぞれケーブル等で接続されている。
【0065】
また、中継器54は、放射線発生装置55やコンソール58と接続されており、中継器54には、放射線画像撮影装置1やコンソール58等から放射線発生装置55に送信するLAN通信用の信号等を放射線発生装置55用の信号等に変換し、また、その逆の変換も行う図示しない変換器が内蔵されている。
【0066】
前室(操作室ともいう。)R2には、本実施形態では、放射線発生装置55の操作卓57が設けられており、操作卓57には、放射線技師等の操作者が操作して放射線発生装置55に対して放射線の照射開始等を指示するための曝射スイッチ56が設けられている。そして、本実施形態では、放射線技師等の操作者が曝射スイッチ56を2回操作することで放射線源52から放射線が照射されるようになっている。
【0067】
具体的には、操作者が曝射スイッチ56に対して1回目の操作を行うと、操作卓57から放射線発生装置55に起動信号を送信するようになっており、放射線発生装置55は、この起動信号を受信すると、放射線源52Aを起動させる。また、曝射スイッチ56に2回目の操作がなされると、操作卓57から放射線発生装置55に照射開始信号が送信される。
【0068】
後述するように、本実施形態では、この照射開始信号は、中継器54を介して放射線画像撮影装置1にも送信されるようになっている。そして、後述するように、放射線画像撮影装置1から中継器54を介してインターロック解除信号が送信されてくると、放射線発生装置55は、放射線源52から放射線を照射させるようになっている。
【0069】
放射線発生装置55は、このほか、指定されたブッキー装置51に装填された放射線画像撮影装置1に対して放射線を適切に照射できるように放射線源52を所定の位置に移動させたり、その放射方向を調整したり、放射線画像撮影装置1の所定の領域内に放射線が照射されるように図示しない絞りやコリメータ等を調整したり、或いは、適切な線量の放射線が照射されるように放射線源52を調整する等の種々の制御を放射線源52に対して行うようになっている。
【0070】
また、放射線発生装置55は、放射線の照射開始から、設定された時間が経過した時点で、放射線源52からの放射線の照射を終了させるようになっている。そして、放射線発生装置55は、放射線源52からの放射線の照射を終了させると、それと同時に、中継器54を介して、放射線の照射を終了した旨の信号(以下、終了信号という。)を放射線画像撮影装置1に送信するようになっている。
【0071】
図11に示すように、本実施形態では、撮影室R1や前室R2の外側に、コンピュータ等で構成されたコンソール58が設けられている。なお、コンソール58を前室R2等に設けるように構成することも可能であり、コンソール58の設置場所は適宜決められる。
【0072】
本実施形態では、コンソール58には、CRT(Cathode Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等を備えて構成される表示部58aが設けられており、また、HDD(Hard Disk Drive)等で構成された記憶手段59が接続、或いは内蔵されている。
【0073】
コンソール58は、放射線画像撮影装置1から画像データD等が送信されてくると、それに基づいて表示部58a上にプレビュー画像を表示したり、或いは、放射線画像撮影装置1から送信されてきた画像データDや後述するオフセットデータO等に基づいて、最終的な放射線画像を生成するようになっている。
【0074】
なお、このように、コンソール58は、通常、画像処理等に用いられるものであり、本実施形態においても同様に用いられるが、本実施形態では、さらに、後述するようにコンソール58を警告装置として用いる場合について説明する。その際、後述するように、コンソール58は、表示部58a上に警告の画像表示を行うようになっているが、図示しないスピーカ等の発声手段を備えておき、音声も警告を発するように構成することも可能である。
【0075】
また、コンソール58を警告装置とする代わりに、或いはそれと併用して、例えば撮影室R1や前室R2に、CRTやLCD、スピーカ等を備える警告装置を設けるように構成することも可能である。
【0076】
[通常の場合の処理について]
次に、通常の場合、すなわちいずれの走査線5にも断線がない場合の処理について説明する。
【0077】
本実施形態では、放射線画像撮影が連携方式で行われる場合、制御手段22は、まず、放射線画像撮影前に、各放射線検出素子7のリセット処理を行うようになっている。各放射線検出素子7のリセット処理では、例えば図13に示すように、走査駆動手段15のゲートドライバ15b(図7参照)から走査線5の各ラインL1〜Lxに対してオン電圧をそれぞれ印加し、各TFT8のゲート電極8gにオン電圧を印加してTFT8をオン状態として、各放射線検出素子7内に残存する電荷を各信号線6に放出させる。
【0078】
そして、図13に示すように、オン電圧を印加する走査線5を順次切り替えて、走査線5の各ラインL1〜Lxに順次オン電圧を印加して、各放射線検出素子7のリセット処理を繰り返す。制御手段22は、このようにして、走査線5の最初のラインL1から最終ラインLxまで順次オン電圧を印加して行う1面分のリセット処理Rmを繰り返すようになっている。
【0079】
この場合、1面分のリセット処理Rmを所定の回数だけ繰り返した時点で、各放射線検出素子7のリセット処理を終了し、その後は、走査線5の全てのラインL1〜Lxにオフ電圧を印加し、全TFT8をオフ状態とした状態で、放射線の照射を待つように構成することも可能である。しかし、本実施形態では、各放射線検出素子7に残存する電荷がより少なくするために、放射線の照射開始の直前まで各放射線検出素子7のリセット処理を繰り返すようになっている。
【0080】
そして、図14に示すように、1面分のリセット処理Rmの最中に、前述したように放射線発生装置55側で曝射スイッチ56が操作されて、放射線発生装置55から放射線画像撮影装置1に照射開始信号が送信されてくると、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、照射開始信号が送信されてきた時点で行っている1面分のリセット処理Rmが完了した時点で、各放射線検出素子7のリセット処理を終了して、走査駆動手段15から走査線5の全てのラインL1〜Lxにオフ電圧を印加させて全TFT8をオフ状態として、各放射線検出素子7を、その内部に電荷を蓄積させる電荷蓄積状態に移行させる。
【0081】
また、それと同時に、制御手段22は、上記のように1面分のリセット処理Rmが完了した時点で、放射線発生装置55にインターロック解除信号を送信する。放射線発生装置55は、中継器54を介して放射線画像撮影装置1からインターロック解除信号を受信すると、前述したように、放射線源52から放射線を照射させる。
【0082】
放射線画像撮影装置1の制御手段22は、上記のように、放射線発生装置55にインターロック解除信号を送信して、電荷蓄積状態に移行させた後、放射線発生装置55から、放射線の照射を終了した旨の終了信号が送信されてくると、図15に示すように、すぐに走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理を行うようになっている。
【0083】
なお、図15中の斜線は、その期間に放射線が照射されたことを表す。また、この通常の場合には、上記の電荷蓄積状態に要する時間が、走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加して各放射線検出素子7内に電荷を蓄積させる電荷蓄積時間τに相当する。さらに、図15および後述する図16中に、実効蓄積時間Tが図示されているが、実効蓄積時間Tについては、後で説明する。
【0084】
また、放射線画像撮影装置1に照射された放射線の線量を放射線画像撮影装置1自体が測定できるように構成し、所定の線量の放射線が照射された時点で、放射線画像撮影装置1から放射線発生装置55に放射線の照射を終了するように指示するように構成することも可能である。この場合、制御手段22は、指示を行う信号を送信した後、各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理を行う。
【0085】
さらに、上記のような終了信号や指示を行う信号の送受信を行わず、放射線画像撮影装置1自身で、放射線発生装置55から照射開始信号が送信されてきた時点、或いは放射線画像撮影装置1から放射線発生装置55にインターロック解除信号を送信した時点からの時間経過を計測し、所定の時間が経過した時点で各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理を行うように構成することも可能である。
【0086】
一方、図15に示したように、電荷蓄積状態の間、各TFT8はオフ状態とされ、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷が各放射線検出素子7内に蓄積される。また、各放射線検出素子7の内部では、各放射線検出素子7自体の熱による熱励起等によりいわゆる暗電荷が常時発生しており、その暗電荷も各放射線検出素子7内に蓄積される。
【0087】
そして、画像データDの読み出し処理で読み出される画像データD中には、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷に起因する有用なデータ(以下、真の画像データD*という。)のほかに、暗電荷に起因するオフセット分に相当するデータ、すなわちオフセットデータOも含まれる。
【0088】
なお、後の画像処理では、下記(1)式に従った演算により画像データDとオフセットデータOとから真の画像データD*が算出され、真の画像データD*に基づいて最終的な放射線画像が生成される。
D*=D−O …(1)
【0089】
そこで、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、上記の暗電荷に起因するオフセット分に相当するオフセットデータOを得るために、当該放射線画像撮影や一連の放射線画像撮影の前や後に、図16に示すように、図15に示した一連の処理と同じ処理シーケンスを繰り返してオフセットデータOの読み出し処理を行うようになっている。
【0090】
なお、図16に示すように、このオフセットデータOの取得の際には、電荷蓄積状態において放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射は行われず、各放射線検出素子7のリセット処理を行った後、図15に示した電荷蓄積状態における電荷蓄積時間τと同じ時間τだけ放射線画像撮影装置1が放置される。
【0091】
このように、画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの読み出し処理を同じ処理シーケンスで行い、電荷蓄積状態における電荷蓄積時間τを同じ時間とすることで、各放射線検出素子7に蓄積される暗電荷の量が、画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの読み出し処理とで等量となるため、オフセットデータOの読み出し処理で読み出されるオフセットデータOを、画像データDの読み出し処理で読み出される画像データD中に含まれるオフセットデータOとして扱うことが可能となる。
【0092】
また、オフセットデータOの読み出し処理の前に行う各放射線検出素子7のリセット処理は、図16に示すように1回、或いは必要な回数だけ繰り返して行われる。さらに、例えば、上記のオフセットデータOの読み出し処理を複数回繰り返して行い、各回の読み出し処理で得られた複数のオフセットデータOを各放射線検出素子7ごとに平均化する等して、その平均値等をオフセットデータOとするように構成することも可能である。
【0093】
本実施形態では、放射線画像撮影装置1は、放射線画像撮影やオフセットデータOの読み出し処理を終了すると、適宜のタイミングで画像データDやオフセットデータO等の必要な情報を中継器54を介してコンソール58に送信するようになっている。
【0094】
[断線がある場合の処理について]
以上がいずれの走査線5にも断線がない場合の通常の処理であるが、前述したように、いずれかの走査線5に断線がある場合、走査駆動手段15のゲートドライバ15bから当該走査線5にオン電圧を印加することができなくなる。そのため、当該走査線5に接続されている各TFT8は、放射線検出素子7内に蓄積された電荷が放射線検出素子7から信号線6に流出することを遮断することができなくなり、放射線検出素子7内で発生した電荷が、当該TFT8を介して信号線6に流出する状態になる。
【0095】
そのため、他の走査線5にオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7から画像データDを読み出す際に、断線している走査線5に接続されている放射線検出素子7から流出した電荷が当該画像データDに重畳されてしまい、読み出される画像データDが異常な値になる。
【0096】
特に、断線した走査線5に接続されている各放射線検出素子7から電荷が流出し切るまでの間、すなわち、当該各放射線検出素子7から電荷が流出し続けている間に読み出された画像データD(上記の連携方式の場合には走査線5の最初のラインL1およびその近傍のラインLに接続されている各放射線検出素子7から読み出された画像データD)が異常な値になってしまう虞れがあった。
【0097】
ここで、本発明者らが、図17(A)に示すように、実際にCOF12(図6参照)の一部をカッターで切る等して、一部の走査線5aを断線(図17(A)中の×印参照)させて行った実験について説明する。
【0098】
まず、断線させた走査線5aを含む各走査線5にオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7のリセット処理を行った後、検出部Pに対して放射線を照射しない状態で電荷蓄積時間τだけ放置した後、図17(A)に示したように、断線させた走査線5aを含む各走査線5にオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7からそれぞれオフセットデータOを読み出す。
【0099】
次に、図17(B)に示すように、断線させた走査線5aより図中下側の検出部Pの範囲(図中の一点鎖線参照)に、被写体を介さない状態で放射線を一様に照射した後、図15に示したシーケンスに従って走査線5aを含む各走査線5にオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7からそれぞれ画像データD(この場合の画像データD等を仮に画像データD1等という。)を読み出す。
【0100】
さらに、図17(C)に示すように、断線させた走査線5aを含む狭い範囲(図中の二点鎖線参照)に、被写体を介さない状態で放射線を一様に照射した後、図15に示したシーケンスに従って走査線5aを含む各走査線5にオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7から画像データD(この場合の画像データD等を仮に画像データD2等という。)を読み出す。
【0101】
このようにしてオフセットデータOと画像データD1、D2を得て、上記(1)式に従ってそれぞれ真の画像データD1*、D2*を算出する。すなわち、下記(2)、(3)式に従って、それぞれ真の画像データD1*、D2*を算出する。
D1*=D1−O …(2)
D2*=D2−O …(3)
【0102】
そして、算出した真の画像データD1*、D2*を走査線5のライン番号n(すなわち走査線5のラインLnのn)に従ってプロットすると、図18に示すように、真の画像データD1*は走査線5の各ラインLnにおいてほぼ同じ小さな値になるが、真の画像データD2*は、画像データD2の読み出し処理を開始した走査線5の最初のラインL1で最も大きくなり、その後、減衰していく傾向を示す。
【0103】
なお、この場合、断線した走査線5aのライン番号nは650前後であり、図18中には含まれていない。従って、図18でライン番号nが示されている各走査線5に接続されている各放射線検出素子7には、図17(A)〜(C)に示したいずれの場合においても、放射線は照射されていない。
【0104】
図18に示したような結果が得られる理由は、以下のように考えられる。
【0105】
図17(B)に示したように、断線した走査線5aを含まない範囲に放射線を照射した場合、当該断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7では、放射線の照射に起因して電荷が発生することがなく、当該各放射線検出素子7内で発生した暗電荷のみがTFT8を介して流出する。すなわち、当該各放射線検出素子7からは、その内部で常時発生する暗電荷が、フローティングの状態になっているTFT8を介して信号線6に常時流出する状態になっている。
【0106】
従って、図15に示したように各走査線5にオン電圧を順次印加して画像データD1の読み出し処理を行うと、オン電圧が印加された走査線5に接続されている各放射線検出素子7から読み出される画像データと、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7から流出する暗電荷に相当するデータとの和が、画像データD1として読み出される。
【0107】
その際、図18に示した走査線5の範囲では、それらの走査線5に接続されている各放射線検出素子7には放射線が照射されていないため、当該各放射線検出素子7から読み出される画像データはオフセットデータOと同程度の小さな値になる。また、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7から常時流出する暗電荷もさほど大きな値ではない。そのため、上記(2)式に従って算出される真の画像データD1*は、図18に示すように、走査線5の各ラインLnにおいてほぼ同じ値になり、しかも、比較的小さな値になる。
【0108】
それに対し、図17(C)に示したように断線した走査線5aに放射線を照射した場合には、当該断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7内では、放射線の照射により大きな電荷が発生する。そして、放射線の照射が終了すると、当該各放射線検出素子7からTFT8を介して流出する電荷は、最初は大量に流出し、その後、流出量が減少していく状態になる。
【0109】
そして、図15に示したように各走査線5にオン電圧を順次印加して画像データD2の読み出し処理を行うと、読み出される画像データD2には、当該オン電圧が印加された走査線5に接続されている各放射線検出素子7から読み出される画像データ(この場合も図18に示した走査線5の範囲ではオフセットデータOと同程度の値のデータになる。)と、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7から流出する、放射線の照射により発生した電荷に相当するデータとが含まれる状態になる。
【0110】
そのため、画像データD2からオフセットデータOを減算して算出される真の画像データD2*は、放射線の照射後、画像データD2の読み出し処理が開始された時点では大きな値になり、その後、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7から流出する電荷の流出量が減少していくと、真の画像データD2*も減衰していく。
【0111】
そのため、真の画像データD2*は、図18に示したように、画像データD2の読み出し処理が開始された時点でオン電圧が印加された走査線5の最初のラインL1で最も大きくなり、その後、各走査線5にオン電圧が順次印加されていくに従って減衰していく傾向を示すようになると考えられる。
【0112】
なお、図17(B)、(C)や図18に示した実験では、上記の傾向を見易くするために、走査線5を10本程度切断した。そのため、多数のTFT8がフローティングの状態になっており、フローティングの状態になっているTFT8を介して多数の各放射線検出素子7から電荷が流出する状態とした。また、放射線画像撮影装置1の図17(B)、(C)に示した各範囲に、各放射線検出素子7内で電荷が飽和する(すなわちサチュレートする)程度の非常に強い線量の放射線を照射して行った。
【0113】
このような特殊な状況で実験を行ったため、図18に示したように、真の画像データD2*が、数百本の走査線5にオン電圧を順次印加してもなかなか減衰しない状態になっている。しかし、通常の、1本或いは2、3本の走査線5に断線が生じるような状況において、通常の線量の放射線を照射した場合には、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7からは、放射線の照射により生じた電荷がより速やかに流出する。そのため、異常な値の画像データDや真の画像データD*は、より速やかに減衰する。
【0114】
また、図18では、ライン番号nが500以上の各走査線5の領域で真の画像データD1*、D2*がともに上昇しているが、これは、これらの走査線5が放射線を照射した範囲(図17(B)、(C)参照)に近いため、各範囲に照射した放射線が回折する等してこれらの走査線5の部分に僅かに照射され、これらの走査線5に接続されている各放射線検出素子7内で僅かな放射線の照射により僅かに電荷が発生したことに基づくものと考えられる。そのため、この部分での真の画像データD1*、D2*の上昇は、走査線5の断線に起因するものではなく、無関係である。
【0115】
このように、走査線5に断線がある場合、読み出される画像データDが異常な値になり得るが、この画像データDが異常な値になる現象は、画像データDの読み出し処理が開始された直後に生じることが分かる。
【0116】
そこで、本実施形態では、このように走査線5に断線がある場合には、図19に示すように、走査駆動手段15は、放射線の照射後に行う画像データDの読み出し処理において各走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して行う読み出し処理を開始するタイミングを、図15に示した走査線5に断線がない場合よりも遅らせるようになっている。なお、図19中に、実効蓄積時間T*が図示されているが、実効蓄積時間T*については、後で説明する。
【0117】
このように、画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを遅らせることにより、その間に、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7からフローティングの状態になっているTFT8を介して電荷を流出させる。そして、当該各放射線検出素子7からの電荷の流出量が十分に小さくなってから、走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して画像データDの読み出し処理を開始するようになっている。
【0118】
そのため、このように構成することで、走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して読み出される画像データDに重畳される、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7から流出する電荷に起因するデータが十分に小さくなり、無視できる状態になるため、走査線5に仮に断線が生じたとしても、読み出される画像データDが異常な値になることを的確に防止することが可能となる。
【0119】
以下、走査線5に断線がある場合に、画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを走査線5に断線がない場合よりも遅らせる具体的な手法等について説明する。また、それとあわせて、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1や放射線画像撮影システム50の作用について説明する。
【0120】
なお、走査線5に断線があるか否かの判定は、後述するように放射線画像撮影装置1自体すなわち放射線画像撮影装置1の制御手段22が判定するように構成することも可能であり(例えば後述する手法3参照)、或いは、放射線技師等の操作者等が真の画像データD*に基づいて生成された放射線画像を見て判定するように構成することも可能である。
【0121】
上記のように、走査線5に断線がある場合には、画像データDの読み出し処理が開始された直後に読み出された画像データD、すなわち本実施形態では走査線5のラインL1近傍の各走査線5に接続されている各放射線検出素子7から読み出された画像データDの値が大きくなるため、放射線画像の、走査線5のラインL1の近傍に相当する部分が若干暗くなる(黒っぽくなる。)。そのため、操作者等が目視により判定することができる。
【0122】
また、本実施形態のように、放射線画像撮影装置1と放射線発生装置55とが信号のやり取りを行って放射線画像撮影を行う連携方式であり、放射線の照射が終了すると、放射線発生装置55から放射線画像撮影装置1に対して放射線の照射を終了した旨の信号すなわち終了信号が送信されるように構成されている場合には、放射線画像撮影装置1の走査駆動手段15は、走査線5に断線がない場合には、放射線発生装置55から終了信号を受信した時点で即座に画像データDの読み出し処理を開始する。
【0123】
なお、前述したように、放射線画像撮影装置1に照射された放射線の線量を放射線画像撮影装置1自体が測定し、所定の線量の放射線が照射された時点で放射線発生装置55に放射線の照射を終了するように指示するように構成した場合には、指示を行う信号を送信した時点で即座に各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理が開始される。また、放射線画像撮影装置1から放射線発生装置55にインターロック解除信号を送信した時点等からの所定の時間が経過した時点で読み出し処理を開始するように構成されている場合には、上記の所定の時間が経過した時点で各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理が開始される。
【0124】
一方、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1や放射線画像撮影システム50では、走査線5に断線がある場合には、放射線検出素子7が接続された走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して行う読み出し処理を開始するタイミングを、読み出し処理を開始するタイミングを、走査線5に断線がない場合よりも遅らせて、画像データDの読み出し処理を開始するように構成されている。
【0125】
走査線5に断線がある場合に、画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを、走査線5に断線がない場合よりも遅らせる手法としては、以下の各手法を採用することができる。
【0126】
[手法1]例えば、走査線5に断線がある場合には、上記の電荷蓄積時間τ、すなわち放射線発生装置55から照射開始信号を受信した放射線画像撮影装置1の制御手段22が、その時点で行っている1面分のリセット処理Rmが完了した時点で、放射線発生装置55にインターロック解除信号を送信し、走査駆動手段15のゲートドライバ15bから走査線5の全てのラインL1〜Lxにオフ電圧を印加して電荷蓄積状態に移行した場合の電荷蓄積状態に要する時間τを、走査線5に断線がない場合に設定されている電荷蓄積時間τから所定の時間だけ延長するように可変させる。
【0127】
電荷蓄積時間τを所定時間だけ延長する場合、予め設定された所定時間だけ一律に延長するように構成することが可能である。この場合、延長する一律の所定時間は、例えば、1本の走査線5に断線が生じた状態で、放射線画像撮影装置1に照射される通常の線量の放射線のうちの最大の線量の放射線を照射した場合に、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7から流出する電荷が減衰していき、流出する電荷に起因するデータが十分に小さくなり、無視できる程度の値になるまでの時間に設定される。
【0128】
また、電荷蓄積時間τを延長する所定時間を、後述するリークデータdleakに基づいて設定するように構成することも可能であるが、これについては後で説明する。
【0129】
上記のように電荷蓄積時間τを所定時間だけ延長するように構成すれば、上記の所定時間が経過する間に、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7からフローティングの状態になっているTFT8を介して流出する電荷の流出がほぼ収まった時点で、画像データDの読み出し処理が開始されるようになるため、仮に走査線5に断線が生じているとしても、読み出される画像データDが異常な値になることを的確に防止することが可能となる。
【0130】
[手法2]また、放射線画像撮影装置1によっては、例えば図20に示すように、走査駆動手段15のゲートドライバ15bを構成する各ゲートIC15cの1つ(或いは複数)に、走査線5が接続されていない、いわゆる非接続の端子pが存在する場合がある。
【0131】
そして、画像データDの読み出し処理や各放射線検出素子7のリセット処理等において、走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加する際に、例えば図21に示すように、走査線5の各ラインL1〜Lxが接続されている端子よりも先に、これらの非接続の端子p側から先にオン電圧を順次印加して、その後走査線5の各ラインLx〜L1にオン電圧を順次印加するように構成される場合がある。
【0132】
なお、このように構成される場合、実際の画像データDの読み出し処理や各放射線検出素子7のリセット処理等は、各走査線5が接続されている端子にオン電圧が順次印加される時点で初めて行われるようになり、非接続の端子pにオン電圧が印加されている間は、実際上、画像データDの読み出し処理や各放射線検出素子7のリセット処理等は行われない。
【0133】
[手法2−1]このように構成されている場合に上記の手法1を適用する場合、走査線5に断線がある場合に、非接続の端子pへのオン電圧の印加を開始する時期を遅らせるように制御することで、電荷蓄積状態に要する時間τを、走査線5に断線がない場合に設定されている電荷蓄積時間τから所定の時間だけ延長するように可変させるように構成することが可能である。
【0134】
或いは、走査線5に断線がない場合と同様に、走査線5に断線がない場合に設定されている電荷蓄積時間τが経過した時点で非接続の端子pへのオン電圧の印加を開始するが、非接続の端子pへのオン電圧の印加が終了した後、オン電圧の印加が、各放射線検出素子7が接続されている端子に移行する段階で、当該各放射線検出素子7が接続されている端子へのオン電圧の印加を開始するまでに所定の時間をおくように制御することで、電荷蓄積状態に要する時間τを、走査線5に断線がない場合に設定されている電荷蓄積時間τから所定の時間だけ延長するように可変させるように構成することも可能である。
【0135】
このように構成すれば、上記の手法1の場合と同様の効果を得ることが可能となる。
【0136】
[手法2−2]また、上記のように構成されている場合、走査線5に断線がある場合に、例えば図22に示すように、非接続の端子pにオン電圧を印加する周期を、各走査線5が接続されている端子にオン電圧を印加する周期よりも長くするように可変させることで、走査線5に断線がある場合に、画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを、走査線5に断線がない場合よりも遅らせることが可能となる。
【0137】
この場合も、やはり、非接続の端子pに長い周期のオン電圧が順次印加されて、走査線5に断線がない場合よりも延長された時間内に、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7からフローティングの状態になっているTFT8を介して流出する電荷の流出がほぼ収まる。そして、その時点で、画像データDの読み出し処理が開始されるようになるため、仮に走査線5に断線が生じているとしても、読み出される画像データDが異常な値になることを的確に防止することが可能となる。
【0138】
なお、この場合、各走査線5が接続されている端子にオン電圧を印加する際、すなわち実際の画像データDの読み出し処理の際にオン電圧を印加する周期は、走査線5に断線がある場合とない場合とで同じ周期とされる。従って、走査線5に断線がある場合、図22に示したように、非接続の端子pにオン電圧が順次印加される際には長い周期で、また、各走査線5が接続されている端子にオン電圧が順次印加される際にはそれより短い周期で、ゲートドライバ15bの各端子にそれぞれオン電圧が順次印加される。
【0139】
また、オン電圧を印加する周期がどの程度長くなるように可変させるかについては、上記の手法1の場合と同様に、予め設定された時間だけ一律に長くするように構成することも可能であり、また、下記のように、リークデータdleakに基づいて設定するように構成することも可能である。
【0140】
[手法3]走査線5に断線があるか否かの判定は、上記のように、読み出された画像データDの値が異常に大きいか否かを調べることによって行うことも可能であるが、画像データDが異常と判定されてしまうと、その画像データDを放射線画像の生成に用いることができなくなってしまう。そのため、異常な値の画像データDを読み出すこと以外の方法で上記の判定を行うことができれば、より好ましい。
【0141】
そこで、読み出された画像データDに基づいて走査線5に断線があるか否かを判定する代わりに、例えば、各TFT8を介して各放射線検出素子7から信号線6にリークする電荷に相当するデータであるリークデータdleakを読み出し、制御手段22がリークデータdleakの値に基づいて走査線5に断線があるか否かの判定を行うように構成することができる。
【0142】
リークデータdleakの読み出し処理では、図23に示すように、走査線5の全てのラインL1〜Lxにオフ電圧を印加した状態で各読み出し回路17を動作させる。すなわち、画像データDの読み出し処理の場合と同様に、読み出し回路17の増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18c(図8参照)をオフ状態とし、コンデンサ18bに電荷が蓄積される状態にして、制御手段22から相関二重サンプリング回路19にパルス信号Sp1、Sp2を送信して保持動作を行わせるが、その間、各TFT8のオン/オフ動作は行わない。
【0143】
このように各読み出し回路17を動作させると、図24に示すように、オフ状態とされた各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークした各電荷qが、増幅回路18のコンデンサ18bに蓄積される。そのため、増幅回路18からはこの蓄積された電荷、すなわち各放射線検出素子7からリークした電荷qの合計値に相当する電圧値が出力され、図15では図示を省略した相関二重サンプリング回路19で電圧値が保持されて、リークデータdleakが読み出される。
【0144】
このように構成すると、走査線5に断線がある場合には、上記のように、断線した走査線5aに接続されているTFT8がフローティングの状態になり、当該TFT8を介して各放射線検出素子7から信号線6に流出する電荷qの量が大きくなる。そのため、読み出されるリークデータdleakの値が大きくなる。逆に、走査線5に断線がない場合には、このような大きな電荷qの流出が生じないため、読み出されるリークデータdleakの値は、通常の小さな値のままとなる。
【0145】
[手法3−1]これを利用して、例えば図15に示した、走査線5に断線がない場合の電荷蓄積時間τが経過した時点で、各走査線5にオフ電圧を印加した状態で上記のリークデータdleakの読み出し処理を1回または数回行わせ、読み出したリークデータdleakの値が例えば予め設定された閾値以上に大きい場合には上記の電荷蓄積時間τ(手法1)や周期(手法2)を長くするように可変させるなど、読み出したリークデータdleakに応じて、電荷蓄積時間τや周期を可変させるか否かを判定するように構成することができる。
【0146】
この1回または数回のリークデータdleakの読み出し処理を、常時行うように構成することも可能であり、走査線5の断線が疑われる場合にのみ行うように構成することも可能である。
【0147】
このように構成すれば、制御手段22が、読み出したリークデータdleakの値に基づいて走査線5に断線があるか否かを的確に判定したうえで、走査駆動手段15に指示して画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを遅らせるか否かを判定することが可能となる。
【0148】
また、走査線5に断線がある場合には、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7から流出する電荷の流出がほぼ収まった時点で、画像データDの読み出し処理が開始されるようになるため、読み出される画像データDが異常な値になることを的確に防止することが可能となる。また、走査線5に断線がない場合には、タイミングを遅らせずに画像データDの読み出し処理が的確に行われるため、画像データDの読み出し処理を効率良く行うことが可能となる。
【0149】
なお、この場合、読み出したリークデータdleakの値が上記の閾値以上であるが、閾値を越える程度が小さい場合には、電荷蓄積時間τや周期を長く可変させる度合いを小さくし、閾値を大きく越える場合には、電荷蓄積時間τや周期を長く可変させる度合いを大きくするように設定する等して、電荷蓄積時間τや周期を長く可変させる度合いを、読み出したリークデータdleakの値に応じて、段階的に或いは連続的に可変させるように構成することも可能である。
【0150】
[手法3−2]また、走査線5に断線がない場合の電荷蓄積時間τ(図15参照)が経過した時点で、リークデータdleakの読み出し処理を繰り返し行うように構成し、読み出したリークデータdleakの値が減少して、所定の閾値以下の値に低下した時点で画像データDの読み出し処理を開始させることによって、画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを、走査線5に断線がない場合よりも遅らせるように構成することも可能である。
【0151】
このように構成すれば、読み出したリークデータdleakの値が大きい場合(この場合は走査線5に断線がある場合に相当する。)には、読み出したリークデータdleakの値が十分に小さくなり、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7から流出する電荷の流出がほぼ収まった時点で、画像データDの読み出し処理が開始されるようになるため、読み出される画像データDが異常な値になることを的確に防止することが可能となる。
【0152】
また、読み出したリークデータdleakの値が小さい場合(この場合は走査線5に断線がない場合に相当する。)には、タイミングを遅らせずに画像データDの読み出し処理が的確に行われるため、画像データDの読み出し処理を効率良く行うことが可能となる。
【0153】
放射線画像撮影装置1の制御手段22は、上記の手法1〜3に示した各手法等を用い、走査線5に断線がある場合には、図19に示したように、走査駆動手段15は、放射線の照射後に行う画像データDの読み出し処理において各走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して行う読み出し処理を開始するタイミングを、図15に示した走査線5に断線がない場合よりも遅らせて、画像データDの読み出し処理を行うようになっている。
【0154】
なお、上記の手法3で説明したように、電荷蓄積状態の後、すぐに画像データDの読み出し処理を行う代わりに、リークデータdleakを読み出すように構成すると、読み出したリークデータdleakの値に基づいて、放射線画像撮影装置1の各走査線5のいずれかに断線があるか否かを判定することが可能となる。
【0155】
そのため、例えば、読み出したリークデータdleakの値が、予め設定された所定値(例えば手法3−1で説明した閾値)より大きい場合に、放射線画像撮影装置1からコンソール58等の警告装置に信号を送信するように構成し、警告装置で、画像表示や音声等で、当該放射線画像撮影装置1に異常(断線)が発生した旨の警告、すなわち例えば「サービスセンターに連絡してください。」等の警告を発するように構成することが可能である。
【0156】
走査線5に断線が生じた場合、上記のような手法を採用することで、画像データDを的確に読み出すように構成することは可能であるが、断線により、走査駆動手段15のゲートIC15cや、読み出し回路17等が設けられた読み出しIC16等に負荷が掛かる等して、放射線画像撮影装置1の各機能部に故障等が生じる原因になる可能性があり、断線を修理したり、センサパネルSP(図3参照)の交換等が必要になったりする場合があるためである。
【0157】
一方、前述したように、画像データDの読み出し処理で読み出される画像データD中には、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷に起因する真の画像データD*と、暗電荷に起因するオフセット分が含まれるため、この場合も、放射線画像撮影の前や後に、このオフセット分に相当するオフセットデータOの読み出し処理が行われる。
【0158】
そして、上記の手法1〜3等に従って、画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを、走査線5に断線がない場合(図15参照)よりも遅らせて画像データDの読み出し処理を行った場合、図19に示すように、結果的に電荷蓄積時間τが長くなる。
【0159】
そのため、画像データDが読み出されるまでにTFT8がオフ状態とされて暗電荷が蓄積される時間(以下、実効蓄積時間という。)が、走査線5に断線がない場合の図15に示した実効蓄積時間Tと、走査線5に断線がある場合の図19に示した実効蓄積時間T*とを比較して分かるように、画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを遅らせると、暗電荷が蓄積される実効蓄積時間TがT*になり長くなる。
【0160】
そのため、例えば図19に示したように画像データDの読み出し処理の開始を遅らせたために実効蓄積時間TがT*に長くなったにもかかわらず、図16に示した処理シーケンスに従って、実効蓄積時間がTのままオフセットデータOを読み出してしまうと、画像データD中に含まれるオフセット分と、オフセットデータOの読み出し処理で読み出されたオフセットデータOとが異なる値になり、上記(1)式に従って画像データDからオフセットデータOを減算しても、算出される真の画像データD*が適切な値にならない。
【0161】
また、本発明者らの研究では、暗電荷に起因するオフセットデータOは上記の実効蓄積時間Tに比例して増加するとは限らず、特に実効蓄積時間Tが短い領域では、オフセットデータOは実効蓄積時間Tに対して非線形に変化することが分かっている。
【0162】
そこで、本実施形態では、上記の手法1〜3等に従って、画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを遅らせた場合には、図25に示すように、その後のオフセットデータOの読み出し処理では、走査駆動手段15から走査線5の各ラインL1〜Lx(非接続の端子pにオン電圧を印加する場合には非接続の端子pを含む。)にオン電圧やオフ電圧を印加する画像データDの読み出し処理までに処理シーケンスを繰り返して、オフセットデータOの読み出し処理を行うようになっている。
【0163】
すなわち、上記のように延長させた電荷蓄積時間τや周期と同じ電荷蓄積時間τや周期で、或いは、画像データDの読み出し処理の際にリークデータdleakの読み出し処理を繰り返し行った場合には同じ回数だけリークデータdleakの読み出し処理を行った後で、オフセットデータOの読み出し処理を行うようになっている。
【0164】
このように構成すれば、画像データDの読み出し処理における実効蓄積時間T*とオフセットデータOの読み出し処理における実効蓄積時間T*(図25参照)とが同じ時間になり、画像データD中に含まれるオフセット分と、オフセットデータOの読み出し処理で読み出されたオフセットデータOとが同じ値になるため、上記(1)式に従って画像データDからオフセットデータOを減算することで、真の画像データD*を的確に算出することが可能となる。
【0165】
なお、この他にも、例えば、図16に示した処理シーケンス、すなわち実効蓄積時間Tを延長しない状態で読み出されるオフセットデータOから、延長された実効蓄積時間T*で読み出されるべきオフセットデータOを推定する関係式を、予め実験等により求めておき、オフセットデータOの読み出し処理を図16に示した処理シーケンスで行ってオフセットデータOを読み出して、その値から実効蓄積時間T*で読み出されるべきオフセットデータOを推定するように構成することが可能である。
【0166】
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1や放射線画像撮影システム50によれば、走査線5に断線がある場合に、放射線が照射されて行われた放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理で、走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して行う画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを、走査線5に断線がない場合よりも遅らせる。
【0167】
そのため、断線した走査線5aに接続されていて、オン電圧もオフ電圧を印加されていないフローティングの状態となったTFT8を介して、各放射線検出素子7から電荷が流出するが、この電荷の流出が減衰して十分に小さくなり、無視できる程度の値になった後で、画像データDの読み出し処理を開始することが可能となる。
【0168】
このように、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7からの電荷の流出がほぼ収まった時点で、画像データDの読み出し処理が開始されるようになるため、仮に走査線5に断線が生じているとしても、読み出される画像データDが異常な値になることを的確に防止して、画像データDを的確に読み出すことが可能となる。
【0169】
また、そのため、仮に走査線5が断線したとしても、信頼性が高い状態で画像データDを得ることが可能となり、例えば、このような画像データDに基づいて生成された放射線画像を医療における診断用等に用いるような場合でも、信頼性が高い放射線画像を生成することが可能となり、診断の信頼性を維持、向上させることが可能となる。
【0170】
なお、上記の実施形態では、放射線画像撮影装置1と放射線発生装置55とが信号等のやり取りを行い、照射開始信号やインターロック解除信号、終了信号等をやり取りする連携方式の場合について説明した。しかし、放射線画像撮影装置1と放射線発生装置55との間で上記のような信号等のやり取りを行わない、いわゆる非連携方式の場合にも、本発明を適用することが可能である。
【0171】
このような非連携方式の場合、放射線画像撮影装置1は、放射線発生装置55から放射線が照射されたことを、放射線発生装置55側からの情報を得ずに、自ら検出しなければならない。
【0172】
このように放射線画像撮影装置1が自ら放射線の照射を検出する方法としては、例えば、上記の実施形態のように、放射線画像撮影前に、各放射線検出素子7のリセット処理(図13等参照)を行う代わりに、例えば、画像データd(上記の本画像としての画像データDと区別する意味で画像データdと記載する。)の読み出し処理を繰り返し行うように構成する。
【0173】
このように構成すると、放射線画像撮影装置1に対して放射線が照射される前には、各放射線検出素子7から読み出される画像データdは、主に前述した暗電荷に起因するデータであり、小さな値にしかならないが、放射線画像撮影装置1に対して放射線が照射されると、画像データdとして、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷に起因するデータが読み出されるようになるため、画像データdの値が急増する。
【0174】
そこで、例えば、予め閾値を設定し、読み出される画像データdが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出することができる。この場合、放射線の照射が開始されたことを検出すると、画像データdの読み出し処理が停止され、走査駆動手段15から走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧が印加されて電荷蓄積状態に移行する。
【0175】
このように画像データdの読み出し処理が停止されるため、画像データdの値を監視して放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射の終了を検出することができなくなる。そのため、例えば、画像データdの読み出し処理を停止した時点から所定の時間が経過した時点で本画像としての画像データDの読み出し処理を行うように構成することが可能である。
【0176】
また、画像データdの読み出し処理を停止し、走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加した時点で、前述したリークデータdleakの読み出し処理を開始し、リークデータdleakの読み出し処理を繰り返し行うように構成することも可能である。
【0177】
この場合、リークデータdleakの読み出し処理を開始した時点では、既に放射線画像撮影装置1に対して放射線が照射されているため、各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷の量が増大して、リークデータdleakの値が大きくなっている。そして、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が終了すると、各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷の量が減少する。
【0178】
そこで、リークデータdleakの値が例えば閾値以下に小さくなった時点で、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が終了したと判断するように構成することができる。このようにして、放射線画像撮影装置1自体で放射線の照射の終了も検出することが可能となる。
【0179】
また、上記のように、放射線画像撮影前に画像データdの読み出し処理を行うように構成する代わりに、放射線画像撮影前からリークデータdleakの読み出し処理を繰り返し行うように構成することも可能である。
【0180】
この場合、上記のようにリークデータdleakの読み出し処理は、走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加し、各TFT8がオフの状態で行われる(図23参照)。そのため、リークデータdleakの読み出し処理のみを繰り返すと、各放射線検出素子7内に暗電荷が蓄積されてしまう。そこで、この場合は、例えば、図26に示すように、リークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に行うように構成される。
【0181】
このように構成した場合、上記のように、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されると各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷の量が増大してリークデータdleakの値が大きくなり、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が終了すると、各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷の量が減少してリークデータdleakの値が小さくなるため、適切な閾値を設定する等してリークデータdleakの値を監視することで、放射線画像撮影装置1自体で放射線の照射の開始や終了を検出することが可能となる。
【0182】
一方、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されると、前述したように、各放射線検出素子7内で放射線の照射により電荷が発生するため、バイアス電圧が印加された放射線検出素子7の第2電極7b(図7等参照)に対する第1電極7aの電位が変化する。そのため、第2電極7bに接続されたバイアス線9やその結線10中を流れる電流の量が増大する。
【0183】
このように、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されると、放射線画像撮影装置1に設けられた上記のバイアス線9や結線10、走査線5、走査駆動手段15の電源回路15aとゲートドライバ15bとを結ぶ配線15d等の各配線中を流れる電流の値が増大する。また、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が終了すると、それらの配線中を流れる電流の値が低下して元の値に戻る。
【0184】
そこで、この減少を利用して、図27に示すように、例えばバイアス線9の結線10がバイアス電源14に接続される位置等に電流検出手段26を設けるように構成し、電流検出手段26から出力される電流の値を監視するように構成する。そして、例えば、電流の値に閾値を設ける等して、電流の値が閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたと判断し、電流の値が閾値以下に小さくなった時点で放射線の照射が終了したと判断するように構成することができる。
【0185】
そして、上記のようにして放射線画像撮影装置1自体で放射線の照射開始や照射終了を検出し、放射線の照射が開始された時点で走査駆動手段15から走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加して電荷蓄積状態に移行した後、画像データDの読み出し処理を行う際に、上記の実施形態と同様にして、走査線5に断線がある場合には、画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを、走査線5に断線がない場合よりも遅らせることで、放射線画像撮影装置1と放射線発生装置55とが信号等のやり取りを行わない非連携方式の場合にも、本発明を適用することが可能となる。
【0186】
そして、非連携方式の場合にも、上記の実施形態の場合と全く同様の優れた効果を発揮することが可能となり、仮に走査線5に断線が生じているとしても、読み出される画像データDが異常な値になることを的確に防止して、画像データDを的確に読み出すことが可能となる。
【符号の説明】
【0187】
1 放射線画像撮影装置
5 走査線
6 信号線
7 放射線検出素子
8 TFT(スイッチ手段)
15 走査駆動手段
15b ゲートドライバ
17 読み出し回路
22 制御手段
39 コネクタ(通信手段)
41 アンテナ装置(通信手段)
50 放射線画像撮影システム
55 放射線発生装置
58 コンソール(警告装置)
D 画像データ
dleak リークデータ
O オフセットデータ
P 検出部
p 非接続の端子
q 電荷
r 領域
τ 電荷蓄積時間
【技術分野】
【0001】
本発明は、放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムに関する。
【背景技術】
【0002】
照射されたX線等の放射線の線量に応じて検出素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる直接型の放射線画像撮影装置や、照射された放射線をシンチレータ等で可視光等の他の波長の電磁波に変換した後、変換され照射された電磁波のエネルギーに応じてフォトダイオード等の光電変換素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる間接型の放射線画像撮影装置が種々開発されている。なお、本発明では、直接型の放射線画像撮影装置における検出素子や、間接型の放射線画像撮影装置における光電変換素子を、あわせて放射線検出素子という。
【0003】
このタイプの放射線画像撮影装置はFPD(Flat Panel Detector)として知られており、従来は支持台(或いはブッキー装置)と一体的に形成されていたが(例えば特許文献1参照)、近年、放射線検出素子等をハウジングに収納した可搬型の放射線画像撮影装置が開発され、実用化されている(例えば特許文献2、3参照)。
【0004】
このような放射線画像撮影装置では、例えば後述する図4や図7に示すように、通常、基板4上に複数の走査線5と複数の信号線6とが互いに交差するように配線され、走査線5と信号線6とで区画された各領域rに各放射線検出素子7が配列されて、検出部P上に放射線検出素子7が二次元状(マトリクス状)に配列されて構成される。
【0005】
そして、各放射線検出素子7にそれぞれスイッチ手段として薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor。以下、TFTという。)8が接続されており、走査線5にオン電圧やオフ電圧が印加されることによりTFT8がオン/オフ動作する。そして、TFT8がオフの状態では、放射線検出素子7内で発生する電荷が放射線検出素子7内に蓄積され、TFT8がオン状態になると放射線検出素子7内に蓄積された電荷がTFT8を介して信号線6に放出されるように構成される。
【0006】
そして、例えば、放射線画像撮影装置に放射線が照射されて放射線画像撮影が行われた後の画像データの読み出し処理では、走査駆動手段15のゲートドライバ15b(後述する図7参照)から信号読み出し用のオン電圧を印加する走査線5の各ラインL1〜Lxを順次切り替えながら各走査線5にオン電圧を順次印加していき、各タイミングでオン状態とされたTFT8を介して各放射線検出素子7からその内部に蓄積された電荷を信号線6に放出させ、読み出し回路17で電荷電圧変換する等して画像データとして読み出すように構成される。
【0007】
また、放射線画像撮影装置では、基板4上の走査線5(図4参照)等の端部に入出力端子11が接続されており、例えば後述する図6に示すように、各入出力端子11にCOF(Chip On Film)12が接続され、COF12が、例えば基板4の裏側のPCB基板33等の回路基板等に接続される等して、センサパネルSPが構成される場合がある(例えば特許文献4参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開平9−73144号公報
【特許文献2】特開2006−058124号公報
【特許文献3】特開平6−342099号公報
【特許文献4】特開2009−219538号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところで、例えば、ある走査線5が、基板4上で断線したり、入出力端子11とCOF12との接続部分で断線したりすると、ゲートドライバ15b(図7参照)から当該断線した走査線5にオン電圧やオフ電圧を印加しようとしても、当該走査線5にオン電圧もオフ電圧も印加することができなくなる。
【0010】
そして、このように当該断線した走査線5にオン電圧もオフ電圧も印加できなくなるため、当該断線した走査線5がオン電圧もオフ電圧も印加されていない、いわゆるフローティングの状態になる。そのため、当該走査線5に接続されている各TFT8にオン電圧もオフ電圧も印加されない状態となる。
【0011】
TFT8がこのようなフローティングの状態になると、TFT8は放射線検出素子7内に蓄積された電荷が放射線検出素子7から信号線6に流出することを遮断することができなくなり、放射線検出素子7内で発生した電荷が、当該TFT8を介して信号線6に流れ出してしまう。
【0012】
そのため、例えば、放射線画像撮影の際に、放射線画像撮影装置に放射線が照射されて各放射線検出素子7内で放射線の照射により電荷が発生すると、断線した走査線5に接続されている各放射線検出素子7からは、フローティングの状態になっているTFT8を介して信号線6に電荷がすぐに流れ出す状態になる。
【0013】
そして、放射線画像撮影後の画像データの読み出し処理で、上記のように、断線していない走査線5にオン電圧が印加されてそれに接続されているTFT8がオン状態とされることで、当該TFT8を介して、放射線検出素子7から画像データとして読み出されるべき電荷が信号線6に放出されるが、その電荷に、上記のように断線した走査線5に接続されている放射線検出素子7から流れ出した電荷が重畳されてしまう。
【0014】
そのため、読み出された画像データが異常な値になってしまう。特に、断線した走査線5に接続されている各放射線検出素子7から電荷が流出し切るまでの間、すなわち当該各放射線検出素子7から電荷が流出し続けている間に読み出された画像データが異常な値になる虞れがある。
【0015】
従って、このように走査線5が断線した放射線画像撮影装置を用いて得られる画像データの信頼性が低下し、例えば、このような画像データに基づいて生成された放射線画像を医療における診断用等に用いるような場合、診断の信頼性すら低下させてしまう虞れがある。
【0016】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、走査線に仮に断線が生じたとしても、読み出される画像データが異常な値になることを的確に防止することが可能な放射線画像撮影装置および放射線画像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】
【0017】
前記の問題を解決するために、本発明の放射線画像撮影装置は、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、
オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記各放射線検出素子から画像データを読み出す読み出し処理の際に、前記各走査線にオン電圧を順次印加して、前記各走査線に接続された前記各スイッチ手段にオン電圧を順次印加する走査駆動手段と、
前記画像データの読み出し処理の際に、前記放射線検出素子から前記信号線に放出された前記電荷を前記画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記各放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備え、
前記走査駆動手段は、前記走査線に断線がある場合には、放射線が照射されて行われた放射線画像撮影後の前記画像データの読み出し処理において、前記放射線検出素子が接続された各走査線にオン電圧を順次印加して行う前記読み出し処理を開始するタイミングを、前記走査線に断線がない場合よりも遅らせることを特徴とする。
【0018】
また、本発明の放射線画像撮影装置システムは、
外部装置と情報の送受信を行う通信手段を備える上記の本発明の放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線発生装置と、
を備え、
前記放射線画像撮影装置の前記走査駆動手段は、前記走査線に断線がない場合には、前記放射線発生装置から放射線の照射を終了した旨の信号を受信した時点で即座に前記画像データの読み出し処理を開始し、前記走査線に断線がある場合には、前記時点で前記読み出し処理を開始するタイミングを前記走査線に断線がない場合よりも遅らせて前記画像データの読み出し処理を開始することを特徴とする。
【発明の効果】
【0019】
本発明のような方式の放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムによれば、走査線に断線がある場合に、放射線が照射されて行われた放射線画像撮影後の画像データの読み出し処理で、各走査線にオン電圧を順次印加して行う画像データの読み出し処理を開始するタイミングを、走査線に断線がない場合よりも遅らせる。
【0020】
そのため、断線した走査線に接続されていて、オン電圧もオフ電圧を印加されていないフローティングの状態となったスイッチ手段を介して各放射線検出素子から電荷が流出するが、この電荷の流出が減衰して十分に小さくなり、無視できる程度の値になった後で、画像データの読み出し処理を開始することが可能となる。
【0021】
このように、断線した走査線に接続されている各放射線検出素子7からの電荷の流出がほぼ収まった時点で、画像データの読み出し処理が開始されるようになるため、仮に走査線に断線が生じているとしても、読み出される画像データが異常な値になることを的確に防止して、画像データを的確に読み出すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観斜視図である。
【図2】図1の放射線画像撮影装置を反対側から見た外観斜視図である。
【図3】図1におけるX−X線に沿う断面図である。
【図4】放射線画像撮影装置の基板の構成を示す平面図である。
【図5】図4の基板上の小領域に形成された放射線検出素子とTFT等の構成を示す拡大図である。
【図6】COFやPCB基板等が取り付けられた基板を説明する側面図である。
【図7】放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。
【図8】検出部を構成する1画素分についての等価回路を表すブロック図である。
【図9】各放射線検出素子のリセット処理における電荷リセット用スイッチやTFTのオン/オフのタイミングを表すタイミングチャートである。
【図10】画像データの読み出し処理における電荷リセット用スイッチ、パルス信号、TFTのオン/オフのタイミングを表すタイミングチャートである。
【図11】本実施形態に係る放射線画像撮影システムの構成を示す図である。
【図12】放射線画像撮影装置のコネクタとブッキー装置のコネクタとが接続された状態を表す外観斜視図である。
【図13】1面分のリセット処理におけるタイミングチャートである。
【図14】照射開始信号の送信、リセット処理の終了および電荷蓄積状態への移行、インターロック解除信号の送信、および放射線の照射のタイミングを表すタイミングチャートである。
【図15】放射線画像撮影前のリセット処理や電荷蓄積状態、画像データの読み出し処理において各走査線にオン電圧やオフ電圧を印加するタイミングを表すタイミングチャートである。
【図16】図15に示した一連の処理と同じ処理シーケンスを繰り返してオフセットデータの読み出し処理が行われることを説明するタイミングチャートである。
【図17】(A)断線させた走査線およびオフセットデータの読み出し処理、(B)下側の範囲に放射線を照射すること、および(C)断線させた走査線を含む狭い範囲に放射線を照射することを説明する図である。
【図18】図17に示した実験により得られた画像データに基づいて算出された真の画像データをプロットしたグラフである。
【図19】画像データの読み出し処理を開始するタイミングを遅らせた場合に各走査線にオン電圧やオフ電圧を印加するタイミングを表すタイミングチャートである。
【図20】ゲートドライバの非接続の端子を説明する図である。
【図21】非接続の端子側からオン電圧を順次印加する場合を表すタイミングチャートである。
【図22】非接続の端子にオン電圧を印加する周期を長くした場合を表すタイミングチャートである。
【図23】リークデータの読み出し処理における電荷リセット用スイッチやTFTのオン/オフのタイミング等を表すタイミングチャートである。
【図24】TFTを介して各放射線検出素子からリークした各電荷がリークデータとして読み出されることを説明する図である。
【図25】図19に示した一連の処理と同じ処理シーケンスを繰り返してオフセットデータの読み出し処理が行われることを説明するタイミングチャートである。
【図26】リークデータの読み出し処理と各放射線検出素子のリセット処理とを交互に行う場合のタイミングチャートである。
【図27】電流検出手段が設けられた放射線画像撮影装置の等価回路の一例を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明に係る放射線画像撮影装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0024】
なお、以下では、放射線画像撮影装置が、シンチレータ等を備え、照射された放射線を可視光等の他の波長の電磁波に変換して電気信号を得るいわゆる間接型の放射線画像撮影装置である場合について説明するが、本発明は、直接型の放射線画像撮影装置に対しても適用することが可能である。また、放射線画像撮影装置が可搬型である場合について説明するが、支持台等と一体的に形成された放射線画像撮影装置(すなわちいわゆる専用機)に対して適用することも可能である。
【0025】
[放射線画像撮影装置]
図1は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観斜視図であり、図2は、放射線画像撮影装置を反対側から見た外観斜視図である。また、図3は、図1のX−X線に沿う断面図である。放射線画像撮影装置1は、図1〜図3に示すように、筐体状のハウジング2内にシンチレータ3や基板4等で構成されるセンサパネルSPが収納されている。
【0026】
図1や図2に示すように、本実施形態では、筐体2のうち、放射線入射面Rを有する中空の角筒状のハウジング本体部2Aは、放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されており、ハウジング本体部2Aの両側の開口部を蓋部材2B、2Cで閉塞することで筐体2が形成されている。なお、筐体2をこのようないわゆるモノコック型として形成する代わりに、例えば、フロント板とバック板とで形成された、いわゆる弁当箱型とすることも可能である。
【0027】
図1に示すように、筐体2の一方側の蓋部材2Bには、電源スイッチ37や切替スイッチ38、コネクタ39、バッテリ状態や放射線画像撮影装置1の稼働状態等を表示するLED等で構成されたインジケータ40等が配置されている。
【0028】
本実施形態では、コネクタ39は、例えば後述する図12に示すように、ケーブル51b等が接続されることにより、後述するようにコンソール58(図11参照)に画像データD等を送信したり、放射線画像撮影装置1と放射線発生装置55との間で情報や信号等のやり取りを行う場合の通信手段として機能するようになっている。なお、コネクタ39の設置位置は蓋部材2Bに限定されず、放射線画像撮影装置1の適宜の位置に設置することが可能である。
【0029】
また、図2に示すように、例えば放射線画像撮影装置1と放射線発生装置55とが情報や信号等のやり取りを行わず、放射線画像撮影装置1がコンソール58のみと情報や信号等のやり取りを行う場合に、コンソール58との情報や信号等のやり取りを無線方式で行うための通信手段としてのアンテナ装置41が、例えば筐体2の反対側の蓋部材2C等に設けられている。
【0030】
アンテナ装置41は、例えば蓋部材2Cに埋め込む等して設けることが可能である。その際、アンテナ装置41の設置位置は蓋部材2Cに限定されず、放射線画像撮影装置1の任意の位置にアンテナ装置41を設置することが可能である。また、設置するアンテナ装置41は1個に限らず、複数設けることも可能である。
【0031】
図3に示すように、筐体2の内部には、基板4の下方側に図示しない鉛の薄板等を介して基台31が配置され、基台31には、電子部品32等が配設されたPCB基板33や緩衝部材34等が取り付けられている。また、基板4やシンチレータ3の放射線入射面Rには、それらを保護するためのガラス基板35が配設されている。また、本実施形態では、センサパネルSPと筐体2の側面との間に、それらがぶつかり合うことを防止するための緩衝材36が設けられている。
【0032】
シンチレータ3は、基板4の後述する検出部Pに対向する位置に設けられるようになっている。本実施形態では、シンチレータ3は、例えば、蛍光体を主成分とし、放射線の入射を受けると300〜800nmの波長の電磁波、すなわち可視光を中心とした電磁波に変換して出力するものが用いられる。
【0033】
基板4は、本実施形態では、ガラス基板で構成されており、図4に示すように、基板4のシンチレータ3に対向する側の面4a上には、複数の走査線5と複数の信号線6とが互いに交差するように配設されている。基板4の面4a上の複数の走査線5と複数の信号線6により区画された各小領域rには、放射線検出素子7がそれぞれ設けられている。
【0034】
このように、走査線5と信号線6で区画された各小領域rに二次元状に配列された複数の放射線検出素子7が設けられた領域r全体、すなわち図4に一点鎖線で示される領域が検出部Pとされている。
【0035】
本実施形態では、放射線検出素子7としてフォトダイオードが用いられているが、この他にも例えばフォトトランジスタ等を用いることも可能である。各放射線検出素子7は、図4の拡大図である図5に示すように、スイッチ手段であるTFT8のソース電極8sに接続されている。また、TFT8のドレイン電極8dは信号線6に接続されている。
【0036】
放射線検出素子7は、放射線画像撮影装置1の筐体2の放射線入射面Rから放射線が入射し、シンチレータ3で放射線から変換された可視光等の電磁波が照射されると、その内部で電子正孔対を発生させる。放射線検出素子7は、このようにして、照射された放射線(シンチレータ3から照射された電磁波)を電荷に変換するようになっている。
【0037】
そして、TFT8は、後述する走査駆動手段15から走査線5を介してゲート電極8gにオン電圧が印加されるとオン状態となり、ソース電極8sやドレイン電極8dを介して放射線検出素子7内に蓄積されている電荷を信号線6に放出させるようになっている。また、TFT8は、接続された走査線5を介してゲート電極8gにオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、放射線検出素子7から信号線6への電荷の放出を停止して、放射線検出素子7内に電荷を蓄積させるようになっている。
【0038】
本実施形態では、図5に示すように、それぞれ列状に配置された複数の放射線検出素子7に1本のバイアス線9が接続されており、図4に示すように、各バイアス線9はそれぞれ信号線6に平行に配設されている。また、各バイアス線9は、基板4の検出部Pの外側の位置で結線10に結束されている。
【0039】
本実施形態では、図4に示すように、各走査線5や各信号線6、バイアス線9の結線10は、それぞれ基板4の端縁部付近に設けられた入出力端子(パッドともいう。)11に接続されている。各入出力端子11には、図6に示すように、後述する走査駆動手段15のゲートドライバ15bを構成するゲートIC15c等のチップがフィルム上に組み込まれたCOF(Chip On Film)12が異方性導電接着フィルム(Anisotropic Conductive Film)や異方性導電ペースト(Anisotropic Conductive Paste)等の異方性導電性接着材料13を介して接続されている。
【0040】
そして、COF12は、基板4の裏面4b側に引き回され、裏面4b側で前述したPCB基板33に接続されるようになっている。このようにして、放射線画像撮影装置1のセンサパネルSPが形成されている。なお、図6では、電子部品32等の図示が省略されている。
【0041】
ここで、放射線画像撮影装置1の回路構成について説明する。図7は本実施形態に係る放射線画像撮影装置1の等価回路を表すブロック図であり、図8は検出部Pを構成する1画素分についての等価回路を表すブロック図である。
【0042】
前述したように、基板4の検出部Pの各放射線検出素子7は、その第2電極7bにそれぞれバイアス線9が接続されており、各バイアス線9は結線10に結束されてバイアス電源14に接続されている。バイアス電源14は、結線10および各バイアス線9を介して各放射線検出素子7の第2電極7bにそれぞれバイアス電圧を印加するようになっている。また、バイアス電源14は、後述する制御手段22に接続されており、制御手段22により、バイアス電源14から各放射線検出素子7に印加するバイアス電圧が制御されるようになっている。
【0043】
図7や図8に示すように、本実施形態では、バイアス電源14からは、放射線検出素子7の第2電極7bにバイアス線9を介してバイアス電圧として放射線検出素子7の第1電極7a側にかかる電圧以下の電圧(すなわちいわゆる逆バイアス電圧)が印加されるようになっている。
【0044】
走査駆動手段15は、配線15dを介してゲートドライバ15bにオン電圧とオフ電圧を供給する電源回路15aと、走査線5の各ラインL1〜Lxに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧の間で切り替えて各TFT8のオン状態とオフ状態とを切り替えるゲートドライバ15bとを備えている。本実施形態では、ゲートドライバ15bは、複数の前述したゲートIC15c(図6参照)が並設されて構成されている。
【0045】
なお、各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理の際の、走査駆動手段15のゲートドライバ15bから走査線5の各ラインL1〜Lxへのオン電圧の印加等については、後で詳しく説明する。
【0046】
図7や図8に示すように、各信号線6は、読み出しIC16内に形成された各読み出し回路17にそれぞれ接続されている。読み出し回路17は、増幅回路18と相関二重サンプリング回路19等で構成されている。読み出しIC16内には、さらに、アナログマルチプレクサ21と、A/D変換器20とが設けられている。なお、図7や図8中では、相関二重サンプリング回路19はCDSと表記されている。また、図8中では、アナログマルチプレクサ21は省略されている。
【0047】
本実施形態では、増幅回路18は、オペアンプ18aと、オペアンプ18aにそれぞれ並列にコンデンサ18bおよび電荷リセット用スイッチ18cが接続され、オペアンプ18a等に電力を供給する電源供給部18dを備えたチャージアンプ回路で構成されている。増幅回路18のオペアンプ18aの入力側の反転入力端子には信号線6が接続されており、増幅回路18の入力側の非反転入力端子には基準電位V0が印加されるようになっている。なお、基準電位V0は適宜の値に設定され、本実施形態では、例えば0[V]が印加されるようになっている。
【0048】
また、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cは、制御手段22に接続されており、制御手段22によりオン/オフが制御されるようになっている。また、オペアンプ18aと相関二重サンプリング回路19との間には、電荷リセット用スイッチ18cと連動して開閉するスイッチ18eが設けられており、スイッチ18eは、電荷リセット用スイッチ18cがオン/オフ動作と連動してオフ/オン動作するようになっている。
【0049】
放射線画像撮影装置1では、各放射線検出素子7内に残存する電荷を除去するための各放射線検出素子7のリセット処理の際には、図9に示すように、電荷リセット用スイッチ18cがオン状態(およびスイッチ18eがオフ状態)とされた状態で、各TFT8がオン状態とされると、オン状態とされた各TFT8を介して各放射線検出素子7から電荷が信号線6に放出され、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cを通過して、オペアンプ18aの出力端子側からオペアンプ18a内を通り、非反転入力端子から出てアースされたり、電源供給部18dに流れ出すようになっている。
【0050】
一方、各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理の際には、図10に示すように、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cがオフ状態(およびスイッチ18eがオン状態)とされた状態で、オン状態とされた各TFT8を介して各放射線検出素子7から電荷が信号線6に放出されると、電荷が増幅回路18のコンデンサ18bに蓄積される。そして、増幅回路18では、コンデンサ18bに蓄積された電荷量に応じた電圧値がオペアンプ18aの出力側から出力されるようになっており、増幅回路18により、各放射線検出素子7から流出した電荷が電荷電圧変換されるようになっている。
【0051】
そして、増幅回路18の出力側に設けられた相関二重サンプリング回路(CDS)19は、各放射線検出素子7から電荷が流出する前に制御手段22からパルス信号Sp1(図10参照)が送信されると、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vinを保持し、上記のように各放射線検出素子7から流出した電荷が増幅回路18のコンデンサ18bに蓄積された後に制御手段22からパルス信号Sp2が送信されると、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vfiを保持する。
【0052】
そして、相関二重サンプリング回路19は、2回目のパルス信号Sp2で電圧値Vfiを保持すると、電圧値の差分Vfi−Vinを算出し、算出した差分Vfi−Vinをアナログ値の画像データDとして下流側に出力するようになっている。そして、相関二重サンプリング回路19から出力された各放射線検出素子7の画像データDは、アナログマルチプレクサ21を介して順次A/D変換器20に送信され、A/D変換器20で順次デジタル値の画像データDに変換されて記録手段23に出力されて順次保存されるようになっている。
【0053】
なお、1回の画像データDの読み出し処理が終了すると、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cがオン状態とされ(図10参照)、コンデンサ18bに蓄積された電荷が放電されて、上記と同様に、放電された電荷がオペアンプ18aの出力端子側からオペアンプ18a内を通り、非反転入力端子から出てアースされたり、電源供給部18dに流れ出す等して、増幅回路18がリセットされる。
【0054】
制御手段22は、図示しないCPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピュータや、FPGA(Field Programmable Gate Array)等により構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。そして、制御手段22は、放射線画像撮影装置1の各部材の動作等を制御するようになっている。また、図7等に示すように、制御手段22には、DRAM(Dynamic RAM)等で構成される記録手段23が接続されている。
【0055】
また、本実施形態では、制御手段22には、前述したアンテナ装置41が接続されており、さらに、検出部Pや走査駆動手段15、読み出し回路17、記録手段23、バイアス電源14等の各部材に電力を供給するためのバッテリ24が接続されている。また、バッテリ24には、図示しない充電装置からバッテリ24に電力を供給してバッテリ24を充電する際の接続端子25が取り付けられている。
【0056】
前述したように、制御手段22は、バイアス電源14を制御してバイアス電源14から各放射線検出素子7に印加するバイアス電圧を設定したり可変させたりするなど、放射線画像撮影装置1の各機能部の動作を制御するようになっている。
【0057】
走査駆動手段15から走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して行われる各放射線検出素子7のリセット処理や本発明に特有の各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理等については、放射線画像撮影システム50の構成について説明した後で説明する。
【0058】
[放射線画像撮影システム]
図11は、本実施形態に係る放射線画像撮影システムの構成を示す図である。撮影室R1には、ブッキー装置51が設置されており、ブッキー装置51は、そのカセッテ保持部(カセッテホルダともいう。)51aに上記の放射線画像撮影装置1を装填して用いることができるようになっている。なお、図11では、ブッキー装置51として、立位撮影用のブッキー装置51Aと臥位撮影用のブッキー装置51Bが設置されている場合が示されているが、例えば、立位撮影用のブッキー装置51Aのみ、或いは、臥位撮影用のブッキー装置51Bのみが設けられていてもよい。
【0059】
本実施形態では、図12に示すように、放射線画像撮影装置1のコネクタ39と、ブッキー装置51から延設されたケーブル51bの先端に設けられたコネクタ51cとが接続されて、放射線画像撮影装置1がブッキー装置51に装填されるようになっている。なお、カセッテ保持部51a内にコネクタ51cを設けておき、放射線画像撮影装置1が装填されると自動的にコネクタ39とコネクタ51cとが接続されるように構成することも可能であり、適宜に構成される。
【0060】
本実施形態では、ブッキー装置51は、コネクタ51cと放射線画像撮影装置1のコネクタ39とが接続されると、ブッキー装置51から放射線画像撮影装置1に電力を供給するようになっており、後述するコンソール58との画像データDや信号等の送受信は、ブッキー装置51のケーブル51bや後述する中継器54を介して有線方式で行うようになっている。コンソール58との画像データDや信号等の送受信を、アンテナ装置41を介して無線方式で行うように構成することも可能である。
【0061】
さらに、本実施形態では、放射線画像撮影装置1は、撮影室R1でブッキー装置51に装填されて用いられる場合には、後述する放射線発生装置55との信号等のやり取りを行い、放射線発生装置55と連携して放射線画像撮影が行われるが、その場合も、放射線発生装置55との信号のやり取りは、ブッキー装置51のケーブル51bや後述する中継器54を介して行うようになっている。
【0062】
なお、以下では、このように、放射線画像撮影装置1と放射線発生装置55とが信号のやり取りを行って放射線画像撮影装置1と放射線発生装置55と連携して放射線画像撮影を行う方式を、連携方式という。
【0063】
図11に示すように、撮影室R1には、被写体を介してブッキー装置51に装填された放射線画像撮影装置1に放射線を照射する放射線源52Aが少なくとも1つ設けられている。本実施形態では、放射線源52Aの位置を移動させたり、放射線の照射方向を変えることで、立位撮影用のブッキー装置51Aと臥位撮影用のブッキー装置51Bのいずれにも放射線を照射することができるようになっている。
【0064】
撮影室R1には、撮影室R1内の各装置等や撮影室R1外の各装置等の間の通信等を中継するための中継器(アクセスポイント、基地局等ともいう。)54が設けられている。なお、本実施形態では、中継器54には、放射線画像撮影装置1が無線方式で画像データDや信号等の送受信を行うことができるように、無線アンテナ53が設けられている。また、本実施形態では、前述した各ブッキー装置51A、51Bと中継器54とはそれぞれケーブル等で接続されている。
【0065】
また、中継器54は、放射線発生装置55やコンソール58と接続されており、中継器54には、放射線画像撮影装置1やコンソール58等から放射線発生装置55に送信するLAN通信用の信号等を放射線発生装置55用の信号等に変換し、また、その逆の変換も行う図示しない変換器が内蔵されている。
【0066】
前室(操作室ともいう。)R2には、本実施形態では、放射線発生装置55の操作卓57が設けられており、操作卓57には、放射線技師等の操作者が操作して放射線発生装置55に対して放射線の照射開始等を指示するための曝射スイッチ56が設けられている。そして、本実施形態では、放射線技師等の操作者が曝射スイッチ56を2回操作することで放射線源52から放射線が照射されるようになっている。
【0067】
具体的には、操作者が曝射スイッチ56に対して1回目の操作を行うと、操作卓57から放射線発生装置55に起動信号を送信するようになっており、放射線発生装置55は、この起動信号を受信すると、放射線源52Aを起動させる。また、曝射スイッチ56に2回目の操作がなされると、操作卓57から放射線発生装置55に照射開始信号が送信される。
【0068】
後述するように、本実施形態では、この照射開始信号は、中継器54を介して放射線画像撮影装置1にも送信されるようになっている。そして、後述するように、放射線画像撮影装置1から中継器54を介してインターロック解除信号が送信されてくると、放射線発生装置55は、放射線源52から放射線を照射させるようになっている。
【0069】
放射線発生装置55は、このほか、指定されたブッキー装置51に装填された放射線画像撮影装置1に対して放射線を適切に照射できるように放射線源52を所定の位置に移動させたり、その放射方向を調整したり、放射線画像撮影装置1の所定の領域内に放射線が照射されるように図示しない絞りやコリメータ等を調整したり、或いは、適切な線量の放射線が照射されるように放射線源52を調整する等の種々の制御を放射線源52に対して行うようになっている。
【0070】
また、放射線発生装置55は、放射線の照射開始から、設定された時間が経過した時点で、放射線源52からの放射線の照射を終了させるようになっている。そして、放射線発生装置55は、放射線源52からの放射線の照射を終了させると、それと同時に、中継器54を介して、放射線の照射を終了した旨の信号(以下、終了信号という。)を放射線画像撮影装置1に送信するようになっている。
【0071】
図11に示すように、本実施形態では、撮影室R1や前室R2の外側に、コンピュータ等で構成されたコンソール58が設けられている。なお、コンソール58を前室R2等に設けるように構成することも可能であり、コンソール58の設置場所は適宜決められる。
【0072】
本実施形態では、コンソール58には、CRT(Cathode Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等を備えて構成される表示部58aが設けられており、また、HDD(Hard Disk Drive)等で構成された記憶手段59が接続、或いは内蔵されている。
【0073】
コンソール58は、放射線画像撮影装置1から画像データD等が送信されてくると、それに基づいて表示部58a上にプレビュー画像を表示したり、或いは、放射線画像撮影装置1から送信されてきた画像データDや後述するオフセットデータO等に基づいて、最終的な放射線画像を生成するようになっている。
【0074】
なお、このように、コンソール58は、通常、画像処理等に用いられるものであり、本実施形態においても同様に用いられるが、本実施形態では、さらに、後述するようにコンソール58を警告装置として用いる場合について説明する。その際、後述するように、コンソール58は、表示部58a上に警告の画像表示を行うようになっているが、図示しないスピーカ等の発声手段を備えておき、音声も警告を発するように構成することも可能である。
【0075】
また、コンソール58を警告装置とする代わりに、或いはそれと併用して、例えば撮影室R1や前室R2に、CRTやLCD、スピーカ等を備える警告装置を設けるように構成することも可能である。
【0076】
[通常の場合の処理について]
次に、通常の場合、すなわちいずれの走査線5にも断線がない場合の処理について説明する。
【0077】
本実施形態では、放射線画像撮影が連携方式で行われる場合、制御手段22は、まず、放射線画像撮影前に、各放射線検出素子7のリセット処理を行うようになっている。各放射線検出素子7のリセット処理では、例えば図13に示すように、走査駆動手段15のゲートドライバ15b(図7参照)から走査線5の各ラインL1〜Lxに対してオン電圧をそれぞれ印加し、各TFT8のゲート電極8gにオン電圧を印加してTFT8をオン状態として、各放射線検出素子7内に残存する電荷を各信号線6に放出させる。
【0078】
そして、図13に示すように、オン電圧を印加する走査線5を順次切り替えて、走査線5の各ラインL1〜Lxに順次オン電圧を印加して、各放射線検出素子7のリセット処理を繰り返す。制御手段22は、このようにして、走査線5の最初のラインL1から最終ラインLxまで順次オン電圧を印加して行う1面分のリセット処理Rmを繰り返すようになっている。
【0079】
この場合、1面分のリセット処理Rmを所定の回数だけ繰り返した時点で、各放射線検出素子7のリセット処理を終了し、その後は、走査線5の全てのラインL1〜Lxにオフ電圧を印加し、全TFT8をオフ状態とした状態で、放射線の照射を待つように構成することも可能である。しかし、本実施形態では、各放射線検出素子7に残存する電荷がより少なくするために、放射線の照射開始の直前まで各放射線検出素子7のリセット処理を繰り返すようになっている。
【0080】
そして、図14に示すように、1面分のリセット処理Rmの最中に、前述したように放射線発生装置55側で曝射スイッチ56が操作されて、放射線発生装置55から放射線画像撮影装置1に照射開始信号が送信されてくると、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、照射開始信号が送信されてきた時点で行っている1面分のリセット処理Rmが完了した時点で、各放射線検出素子7のリセット処理を終了して、走査駆動手段15から走査線5の全てのラインL1〜Lxにオフ電圧を印加させて全TFT8をオフ状態として、各放射線検出素子7を、その内部に電荷を蓄積させる電荷蓄積状態に移行させる。
【0081】
また、それと同時に、制御手段22は、上記のように1面分のリセット処理Rmが完了した時点で、放射線発生装置55にインターロック解除信号を送信する。放射線発生装置55は、中継器54を介して放射線画像撮影装置1からインターロック解除信号を受信すると、前述したように、放射線源52から放射線を照射させる。
【0082】
放射線画像撮影装置1の制御手段22は、上記のように、放射線発生装置55にインターロック解除信号を送信して、電荷蓄積状態に移行させた後、放射線発生装置55から、放射線の照射を終了した旨の終了信号が送信されてくると、図15に示すように、すぐに走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理を行うようになっている。
【0083】
なお、図15中の斜線は、その期間に放射線が照射されたことを表す。また、この通常の場合には、上記の電荷蓄積状態に要する時間が、走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加して各放射線検出素子7内に電荷を蓄積させる電荷蓄積時間τに相当する。さらに、図15および後述する図16中に、実効蓄積時間Tが図示されているが、実効蓄積時間Tについては、後で説明する。
【0084】
また、放射線画像撮影装置1に照射された放射線の線量を放射線画像撮影装置1自体が測定できるように構成し、所定の線量の放射線が照射された時点で、放射線画像撮影装置1から放射線発生装置55に放射線の照射を終了するように指示するように構成することも可能である。この場合、制御手段22は、指示を行う信号を送信した後、各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理を行う。
【0085】
さらに、上記のような終了信号や指示を行う信号の送受信を行わず、放射線画像撮影装置1自身で、放射線発生装置55から照射開始信号が送信されてきた時点、或いは放射線画像撮影装置1から放射線発生装置55にインターロック解除信号を送信した時点からの時間経過を計測し、所定の時間が経過した時点で各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理を行うように構成することも可能である。
【0086】
一方、図15に示したように、電荷蓄積状態の間、各TFT8はオフ状態とされ、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷が各放射線検出素子7内に蓄積される。また、各放射線検出素子7の内部では、各放射線検出素子7自体の熱による熱励起等によりいわゆる暗電荷が常時発生しており、その暗電荷も各放射線検出素子7内に蓄積される。
【0087】
そして、画像データDの読み出し処理で読み出される画像データD中には、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷に起因する有用なデータ(以下、真の画像データD*という。)のほかに、暗電荷に起因するオフセット分に相当するデータ、すなわちオフセットデータOも含まれる。
【0088】
なお、後の画像処理では、下記(1)式に従った演算により画像データDとオフセットデータOとから真の画像データD*が算出され、真の画像データD*に基づいて最終的な放射線画像が生成される。
D*=D−O …(1)
【0089】
そこで、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、上記の暗電荷に起因するオフセット分に相当するオフセットデータOを得るために、当該放射線画像撮影や一連の放射線画像撮影の前や後に、図16に示すように、図15に示した一連の処理と同じ処理シーケンスを繰り返してオフセットデータOの読み出し処理を行うようになっている。
【0090】
なお、図16に示すように、このオフセットデータOの取得の際には、電荷蓄積状態において放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射は行われず、各放射線検出素子7のリセット処理を行った後、図15に示した電荷蓄積状態における電荷蓄積時間τと同じ時間τだけ放射線画像撮影装置1が放置される。
【0091】
このように、画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの読み出し処理を同じ処理シーケンスで行い、電荷蓄積状態における電荷蓄積時間τを同じ時間とすることで、各放射線検出素子7に蓄積される暗電荷の量が、画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの読み出し処理とで等量となるため、オフセットデータOの読み出し処理で読み出されるオフセットデータOを、画像データDの読み出し処理で読み出される画像データD中に含まれるオフセットデータOとして扱うことが可能となる。
【0092】
また、オフセットデータOの読み出し処理の前に行う各放射線検出素子7のリセット処理は、図16に示すように1回、或いは必要な回数だけ繰り返して行われる。さらに、例えば、上記のオフセットデータOの読み出し処理を複数回繰り返して行い、各回の読み出し処理で得られた複数のオフセットデータOを各放射線検出素子7ごとに平均化する等して、その平均値等をオフセットデータOとするように構成することも可能である。
【0093】
本実施形態では、放射線画像撮影装置1は、放射線画像撮影やオフセットデータOの読み出し処理を終了すると、適宜のタイミングで画像データDやオフセットデータO等の必要な情報を中継器54を介してコンソール58に送信するようになっている。
【0094】
[断線がある場合の処理について]
以上がいずれの走査線5にも断線がない場合の通常の処理であるが、前述したように、いずれかの走査線5に断線がある場合、走査駆動手段15のゲートドライバ15bから当該走査線5にオン電圧を印加することができなくなる。そのため、当該走査線5に接続されている各TFT8は、放射線検出素子7内に蓄積された電荷が放射線検出素子7から信号線6に流出することを遮断することができなくなり、放射線検出素子7内で発生した電荷が、当該TFT8を介して信号線6に流出する状態になる。
【0095】
そのため、他の走査線5にオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7から画像データDを読み出す際に、断線している走査線5に接続されている放射線検出素子7から流出した電荷が当該画像データDに重畳されてしまい、読み出される画像データDが異常な値になる。
【0096】
特に、断線した走査線5に接続されている各放射線検出素子7から電荷が流出し切るまでの間、すなわち、当該各放射線検出素子7から電荷が流出し続けている間に読み出された画像データD(上記の連携方式の場合には走査線5の最初のラインL1およびその近傍のラインLに接続されている各放射線検出素子7から読み出された画像データD)が異常な値になってしまう虞れがあった。
【0097】
ここで、本発明者らが、図17(A)に示すように、実際にCOF12(図6参照)の一部をカッターで切る等して、一部の走査線5aを断線(図17(A)中の×印参照)させて行った実験について説明する。
【0098】
まず、断線させた走査線5aを含む各走査線5にオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7のリセット処理を行った後、検出部Pに対して放射線を照射しない状態で電荷蓄積時間τだけ放置した後、図17(A)に示したように、断線させた走査線5aを含む各走査線5にオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7からそれぞれオフセットデータOを読み出す。
【0099】
次に、図17(B)に示すように、断線させた走査線5aより図中下側の検出部Pの範囲(図中の一点鎖線参照)に、被写体を介さない状態で放射線を一様に照射した後、図15に示したシーケンスに従って走査線5aを含む各走査線5にオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7からそれぞれ画像データD(この場合の画像データD等を仮に画像データD1等という。)を読み出す。
【0100】
さらに、図17(C)に示すように、断線させた走査線5aを含む狭い範囲(図中の二点鎖線参照)に、被写体を介さない状態で放射線を一様に照射した後、図15に示したシーケンスに従って走査線5aを含む各走査線5にオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7から画像データD(この場合の画像データD等を仮に画像データD2等という。)を読み出す。
【0101】
このようにしてオフセットデータOと画像データD1、D2を得て、上記(1)式に従ってそれぞれ真の画像データD1*、D2*を算出する。すなわち、下記(2)、(3)式に従って、それぞれ真の画像データD1*、D2*を算出する。
D1*=D1−O …(2)
D2*=D2−O …(3)
【0102】
そして、算出した真の画像データD1*、D2*を走査線5のライン番号n(すなわち走査線5のラインLnのn)に従ってプロットすると、図18に示すように、真の画像データD1*は走査線5の各ラインLnにおいてほぼ同じ小さな値になるが、真の画像データD2*は、画像データD2の読み出し処理を開始した走査線5の最初のラインL1で最も大きくなり、その後、減衰していく傾向を示す。
【0103】
なお、この場合、断線した走査線5aのライン番号nは650前後であり、図18中には含まれていない。従って、図18でライン番号nが示されている各走査線5に接続されている各放射線検出素子7には、図17(A)〜(C)に示したいずれの場合においても、放射線は照射されていない。
【0104】
図18に示したような結果が得られる理由は、以下のように考えられる。
【0105】
図17(B)に示したように、断線した走査線5aを含まない範囲に放射線を照射した場合、当該断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7では、放射線の照射に起因して電荷が発生することがなく、当該各放射線検出素子7内で発生した暗電荷のみがTFT8を介して流出する。すなわち、当該各放射線検出素子7からは、その内部で常時発生する暗電荷が、フローティングの状態になっているTFT8を介して信号線6に常時流出する状態になっている。
【0106】
従って、図15に示したように各走査線5にオン電圧を順次印加して画像データD1の読み出し処理を行うと、オン電圧が印加された走査線5に接続されている各放射線検出素子7から読み出される画像データと、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7から流出する暗電荷に相当するデータとの和が、画像データD1として読み出される。
【0107】
その際、図18に示した走査線5の範囲では、それらの走査線5に接続されている各放射線検出素子7には放射線が照射されていないため、当該各放射線検出素子7から読み出される画像データはオフセットデータOと同程度の小さな値になる。また、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7から常時流出する暗電荷もさほど大きな値ではない。そのため、上記(2)式に従って算出される真の画像データD1*は、図18に示すように、走査線5の各ラインLnにおいてほぼ同じ値になり、しかも、比較的小さな値になる。
【0108】
それに対し、図17(C)に示したように断線した走査線5aに放射線を照射した場合には、当該断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7内では、放射線の照射により大きな電荷が発生する。そして、放射線の照射が終了すると、当該各放射線検出素子7からTFT8を介して流出する電荷は、最初は大量に流出し、その後、流出量が減少していく状態になる。
【0109】
そして、図15に示したように各走査線5にオン電圧を順次印加して画像データD2の読み出し処理を行うと、読み出される画像データD2には、当該オン電圧が印加された走査線5に接続されている各放射線検出素子7から読み出される画像データ(この場合も図18に示した走査線5の範囲ではオフセットデータOと同程度の値のデータになる。)と、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7から流出する、放射線の照射により発生した電荷に相当するデータとが含まれる状態になる。
【0110】
そのため、画像データD2からオフセットデータOを減算して算出される真の画像データD2*は、放射線の照射後、画像データD2の読み出し処理が開始された時点では大きな値になり、その後、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7から流出する電荷の流出量が減少していくと、真の画像データD2*も減衰していく。
【0111】
そのため、真の画像データD2*は、図18に示したように、画像データD2の読み出し処理が開始された時点でオン電圧が印加された走査線5の最初のラインL1で最も大きくなり、その後、各走査線5にオン電圧が順次印加されていくに従って減衰していく傾向を示すようになると考えられる。
【0112】
なお、図17(B)、(C)や図18に示した実験では、上記の傾向を見易くするために、走査線5を10本程度切断した。そのため、多数のTFT8がフローティングの状態になっており、フローティングの状態になっているTFT8を介して多数の各放射線検出素子7から電荷が流出する状態とした。また、放射線画像撮影装置1の図17(B)、(C)に示した各範囲に、各放射線検出素子7内で電荷が飽和する(すなわちサチュレートする)程度の非常に強い線量の放射線を照射して行った。
【0113】
このような特殊な状況で実験を行ったため、図18に示したように、真の画像データD2*が、数百本の走査線5にオン電圧を順次印加してもなかなか減衰しない状態になっている。しかし、通常の、1本或いは2、3本の走査線5に断線が生じるような状況において、通常の線量の放射線を照射した場合には、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7からは、放射線の照射により生じた電荷がより速やかに流出する。そのため、異常な値の画像データDや真の画像データD*は、より速やかに減衰する。
【0114】
また、図18では、ライン番号nが500以上の各走査線5の領域で真の画像データD1*、D2*がともに上昇しているが、これは、これらの走査線5が放射線を照射した範囲(図17(B)、(C)参照)に近いため、各範囲に照射した放射線が回折する等してこれらの走査線5の部分に僅かに照射され、これらの走査線5に接続されている各放射線検出素子7内で僅かな放射線の照射により僅かに電荷が発生したことに基づくものと考えられる。そのため、この部分での真の画像データD1*、D2*の上昇は、走査線5の断線に起因するものではなく、無関係である。
【0115】
このように、走査線5に断線がある場合、読み出される画像データDが異常な値になり得るが、この画像データDが異常な値になる現象は、画像データDの読み出し処理が開始された直後に生じることが分かる。
【0116】
そこで、本実施形態では、このように走査線5に断線がある場合には、図19に示すように、走査駆動手段15は、放射線の照射後に行う画像データDの読み出し処理において各走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して行う読み出し処理を開始するタイミングを、図15に示した走査線5に断線がない場合よりも遅らせるようになっている。なお、図19中に、実効蓄積時間T*が図示されているが、実効蓄積時間T*については、後で説明する。
【0117】
このように、画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを遅らせることにより、その間に、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7からフローティングの状態になっているTFT8を介して電荷を流出させる。そして、当該各放射線検出素子7からの電荷の流出量が十分に小さくなってから、走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して画像データDの読み出し処理を開始するようになっている。
【0118】
そのため、このように構成することで、走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して読み出される画像データDに重畳される、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7から流出する電荷に起因するデータが十分に小さくなり、無視できる状態になるため、走査線5に仮に断線が生じたとしても、読み出される画像データDが異常な値になることを的確に防止することが可能となる。
【0119】
以下、走査線5に断線がある場合に、画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを走査線5に断線がない場合よりも遅らせる具体的な手法等について説明する。また、それとあわせて、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1や放射線画像撮影システム50の作用について説明する。
【0120】
なお、走査線5に断線があるか否かの判定は、後述するように放射線画像撮影装置1自体すなわち放射線画像撮影装置1の制御手段22が判定するように構成することも可能であり(例えば後述する手法3参照)、或いは、放射線技師等の操作者等が真の画像データD*に基づいて生成された放射線画像を見て判定するように構成することも可能である。
【0121】
上記のように、走査線5に断線がある場合には、画像データDの読み出し処理が開始された直後に読み出された画像データD、すなわち本実施形態では走査線5のラインL1近傍の各走査線5に接続されている各放射線検出素子7から読み出された画像データDの値が大きくなるため、放射線画像の、走査線5のラインL1の近傍に相当する部分が若干暗くなる(黒っぽくなる。)。そのため、操作者等が目視により判定することができる。
【0122】
また、本実施形態のように、放射線画像撮影装置1と放射線発生装置55とが信号のやり取りを行って放射線画像撮影を行う連携方式であり、放射線の照射が終了すると、放射線発生装置55から放射線画像撮影装置1に対して放射線の照射を終了した旨の信号すなわち終了信号が送信されるように構成されている場合には、放射線画像撮影装置1の走査駆動手段15は、走査線5に断線がない場合には、放射線発生装置55から終了信号を受信した時点で即座に画像データDの読み出し処理を開始する。
【0123】
なお、前述したように、放射線画像撮影装置1に照射された放射線の線量を放射線画像撮影装置1自体が測定し、所定の線量の放射線が照射された時点で放射線発生装置55に放射線の照射を終了するように指示するように構成した場合には、指示を行う信号を送信した時点で即座に各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理が開始される。また、放射線画像撮影装置1から放射線発生装置55にインターロック解除信号を送信した時点等からの所定の時間が経過した時点で読み出し処理を開始するように構成されている場合には、上記の所定の時間が経過した時点で各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理が開始される。
【0124】
一方、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1や放射線画像撮影システム50では、走査線5に断線がある場合には、放射線検出素子7が接続された走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して行う読み出し処理を開始するタイミングを、読み出し処理を開始するタイミングを、走査線5に断線がない場合よりも遅らせて、画像データDの読み出し処理を開始するように構成されている。
【0125】
走査線5に断線がある場合に、画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを、走査線5に断線がない場合よりも遅らせる手法としては、以下の各手法を採用することができる。
【0126】
[手法1]例えば、走査線5に断線がある場合には、上記の電荷蓄積時間τ、すなわち放射線発生装置55から照射開始信号を受信した放射線画像撮影装置1の制御手段22が、その時点で行っている1面分のリセット処理Rmが完了した時点で、放射線発生装置55にインターロック解除信号を送信し、走査駆動手段15のゲートドライバ15bから走査線5の全てのラインL1〜Lxにオフ電圧を印加して電荷蓄積状態に移行した場合の電荷蓄積状態に要する時間τを、走査線5に断線がない場合に設定されている電荷蓄積時間τから所定の時間だけ延長するように可変させる。
【0127】
電荷蓄積時間τを所定時間だけ延長する場合、予め設定された所定時間だけ一律に延長するように構成することが可能である。この場合、延長する一律の所定時間は、例えば、1本の走査線5に断線が生じた状態で、放射線画像撮影装置1に照射される通常の線量の放射線のうちの最大の線量の放射線を照射した場合に、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7から流出する電荷が減衰していき、流出する電荷に起因するデータが十分に小さくなり、無視できる程度の値になるまでの時間に設定される。
【0128】
また、電荷蓄積時間τを延長する所定時間を、後述するリークデータdleakに基づいて設定するように構成することも可能であるが、これについては後で説明する。
【0129】
上記のように電荷蓄積時間τを所定時間だけ延長するように構成すれば、上記の所定時間が経過する間に、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7からフローティングの状態になっているTFT8を介して流出する電荷の流出がほぼ収まった時点で、画像データDの読み出し処理が開始されるようになるため、仮に走査線5に断線が生じているとしても、読み出される画像データDが異常な値になることを的確に防止することが可能となる。
【0130】
[手法2]また、放射線画像撮影装置1によっては、例えば図20に示すように、走査駆動手段15のゲートドライバ15bを構成する各ゲートIC15cの1つ(或いは複数)に、走査線5が接続されていない、いわゆる非接続の端子pが存在する場合がある。
【0131】
そして、画像データDの読み出し処理や各放射線検出素子7のリセット処理等において、走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加する際に、例えば図21に示すように、走査線5の各ラインL1〜Lxが接続されている端子よりも先に、これらの非接続の端子p側から先にオン電圧を順次印加して、その後走査線5の各ラインLx〜L1にオン電圧を順次印加するように構成される場合がある。
【0132】
なお、このように構成される場合、実際の画像データDの読み出し処理や各放射線検出素子7のリセット処理等は、各走査線5が接続されている端子にオン電圧が順次印加される時点で初めて行われるようになり、非接続の端子pにオン電圧が印加されている間は、実際上、画像データDの読み出し処理や各放射線検出素子7のリセット処理等は行われない。
【0133】
[手法2−1]このように構成されている場合に上記の手法1を適用する場合、走査線5に断線がある場合に、非接続の端子pへのオン電圧の印加を開始する時期を遅らせるように制御することで、電荷蓄積状態に要する時間τを、走査線5に断線がない場合に設定されている電荷蓄積時間τから所定の時間だけ延長するように可変させるように構成することが可能である。
【0134】
或いは、走査線5に断線がない場合と同様に、走査線5に断線がない場合に設定されている電荷蓄積時間τが経過した時点で非接続の端子pへのオン電圧の印加を開始するが、非接続の端子pへのオン電圧の印加が終了した後、オン電圧の印加が、各放射線検出素子7が接続されている端子に移行する段階で、当該各放射線検出素子7が接続されている端子へのオン電圧の印加を開始するまでに所定の時間をおくように制御することで、電荷蓄積状態に要する時間τを、走査線5に断線がない場合に設定されている電荷蓄積時間τから所定の時間だけ延長するように可変させるように構成することも可能である。
【0135】
このように構成すれば、上記の手法1の場合と同様の効果を得ることが可能となる。
【0136】
[手法2−2]また、上記のように構成されている場合、走査線5に断線がある場合に、例えば図22に示すように、非接続の端子pにオン電圧を印加する周期を、各走査線5が接続されている端子にオン電圧を印加する周期よりも長くするように可変させることで、走査線5に断線がある場合に、画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを、走査線5に断線がない場合よりも遅らせることが可能となる。
【0137】
この場合も、やはり、非接続の端子pに長い周期のオン電圧が順次印加されて、走査線5に断線がない場合よりも延長された時間内に、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7からフローティングの状態になっているTFT8を介して流出する電荷の流出がほぼ収まる。そして、その時点で、画像データDの読み出し処理が開始されるようになるため、仮に走査線5に断線が生じているとしても、読み出される画像データDが異常な値になることを的確に防止することが可能となる。
【0138】
なお、この場合、各走査線5が接続されている端子にオン電圧を印加する際、すなわち実際の画像データDの読み出し処理の際にオン電圧を印加する周期は、走査線5に断線がある場合とない場合とで同じ周期とされる。従って、走査線5に断線がある場合、図22に示したように、非接続の端子pにオン電圧が順次印加される際には長い周期で、また、各走査線5が接続されている端子にオン電圧が順次印加される際にはそれより短い周期で、ゲートドライバ15bの各端子にそれぞれオン電圧が順次印加される。
【0139】
また、オン電圧を印加する周期がどの程度長くなるように可変させるかについては、上記の手法1の場合と同様に、予め設定された時間だけ一律に長くするように構成することも可能であり、また、下記のように、リークデータdleakに基づいて設定するように構成することも可能である。
【0140】
[手法3]走査線5に断線があるか否かの判定は、上記のように、読み出された画像データDの値が異常に大きいか否かを調べることによって行うことも可能であるが、画像データDが異常と判定されてしまうと、その画像データDを放射線画像の生成に用いることができなくなってしまう。そのため、異常な値の画像データDを読み出すこと以外の方法で上記の判定を行うことができれば、より好ましい。
【0141】
そこで、読み出された画像データDに基づいて走査線5に断線があるか否かを判定する代わりに、例えば、各TFT8を介して各放射線検出素子7から信号線6にリークする電荷に相当するデータであるリークデータdleakを読み出し、制御手段22がリークデータdleakの値に基づいて走査線5に断線があるか否かの判定を行うように構成することができる。
【0142】
リークデータdleakの読み出し処理では、図23に示すように、走査線5の全てのラインL1〜Lxにオフ電圧を印加した状態で各読み出し回路17を動作させる。すなわち、画像データDの読み出し処理の場合と同様に、読み出し回路17の増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18c(図8参照)をオフ状態とし、コンデンサ18bに電荷が蓄積される状態にして、制御手段22から相関二重サンプリング回路19にパルス信号Sp1、Sp2を送信して保持動作を行わせるが、その間、各TFT8のオン/オフ動作は行わない。
【0143】
このように各読み出し回路17を動作させると、図24に示すように、オフ状態とされた各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークした各電荷qが、増幅回路18のコンデンサ18bに蓄積される。そのため、増幅回路18からはこの蓄積された電荷、すなわち各放射線検出素子7からリークした電荷qの合計値に相当する電圧値が出力され、図15では図示を省略した相関二重サンプリング回路19で電圧値が保持されて、リークデータdleakが読み出される。
【0144】
このように構成すると、走査線5に断線がある場合には、上記のように、断線した走査線5aに接続されているTFT8がフローティングの状態になり、当該TFT8を介して各放射線検出素子7から信号線6に流出する電荷qの量が大きくなる。そのため、読み出されるリークデータdleakの値が大きくなる。逆に、走査線5に断線がない場合には、このような大きな電荷qの流出が生じないため、読み出されるリークデータdleakの値は、通常の小さな値のままとなる。
【0145】
[手法3−1]これを利用して、例えば図15に示した、走査線5に断線がない場合の電荷蓄積時間τが経過した時点で、各走査線5にオフ電圧を印加した状態で上記のリークデータdleakの読み出し処理を1回または数回行わせ、読み出したリークデータdleakの値が例えば予め設定された閾値以上に大きい場合には上記の電荷蓄積時間τ(手法1)や周期(手法2)を長くするように可変させるなど、読み出したリークデータdleakに応じて、電荷蓄積時間τや周期を可変させるか否かを判定するように構成することができる。
【0146】
この1回または数回のリークデータdleakの読み出し処理を、常時行うように構成することも可能であり、走査線5の断線が疑われる場合にのみ行うように構成することも可能である。
【0147】
このように構成すれば、制御手段22が、読み出したリークデータdleakの値に基づいて走査線5に断線があるか否かを的確に判定したうえで、走査駆動手段15に指示して画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを遅らせるか否かを判定することが可能となる。
【0148】
また、走査線5に断線がある場合には、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7から流出する電荷の流出がほぼ収まった時点で、画像データDの読み出し処理が開始されるようになるため、読み出される画像データDが異常な値になることを的確に防止することが可能となる。また、走査線5に断線がない場合には、タイミングを遅らせずに画像データDの読み出し処理が的確に行われるため、画像データDの読み出し処理を効率良く行うことが可能となる。
【0149】
なお、この場合、読み出したリークデータdleakの値が上記の閾値以上であるが、閾値を越える程度が小さい場合には、電荷蓄積時間τや周期を長く可変させる度合いを小さくし、閾値を大きく越える場合には、電荷蓄積時間τや周期を長く可変させる度合いを大きくするように設定する等して、電荷蓄積時間τや周期を長く可変させる度合いを、読み出したリークデータdleakの値に応じて、段階的に或いは連続的に可変させるように構成することも可能である。
【0150】
[手法3−2]また、走査線5に断線がない場合の電荷蓄積時間τ(図15参照)が経過した時点で、リークデータdleakの読み出し処理を繰り返し行うように構成し、読み出したリークデータdleakの値が減少して、所定の閾値以下の値に低下した時点で画像データDの読み出し処理を開始させることによって、画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを、走査線5に断線がない場合よりも遅らせるように構成することも可能である。
【0151】
このように構成すれば、読み出したリークデータdleakの値が大きい場合(この場合は走査線5に断線がある場合に相当する。)には、読み出したリークデータdleakの値が十分に小さくなり、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7から流出する電荷の流出がほぼ収まった時点で、画像データDの読み出し処理が開始されるようになるため、読み出される画像データDが異常な値になることを的確に防止することが可能となる。
【0152】
また、読み出したリークデータdleakの値が小さい場合(この場合は走査線5に断線がない場合に相当する。)には、タイミングを遅らせずに画像データDの読み出し処理が的確に行われるため、画像データDの読み出し処理を効率良く行うことが可能となる。
【0153】
放射線画像撮影装置1の制御手段22は、上記の手法1〜3に示した各手法等を用い、走査線5に断線がある場合には、図19に示したように、走査駆動手段15は、放射線の照射後に行う画像データDの読み出し処理において各走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して行う読み出し処理を開始するタイミングを、図15に示した走査線5に断線がない場合よりも遅らせて、画像データDの読み出し処理を行うようになっている。
【0154】
なお、上記の手法3で説明したように、電荷蓄積状態の後、すぐに画像データDの読み出し処理を行う代わりに、リークデータdleakを読み出すように構成すると、読み出したリークデータdleakの値に基づいて、放射線画像撮影装置1の各走査線5のいずれかに断線があるか否かを判定することが可能となる。
【0155】
そのため、例えば、読み出したリークデータdleakの値が、予め設定された所定値(例えば手法3−1で説明した閾値)より大きい場合に、放射線画像撮影装置1からコンソール58等の警告装置に信号を送信するように構成し、警告装置で、画像表示や音声等で、当該放射線画像撮影装置1に異常(断線)が発生した旨の警告、すなわち例えば「サービスセンターに連絡してください。」等の警告を発するように構成することが可能である。
【0156】
走査線5に断線が生じた場合、上記のような手法を採用することで、画像データDを的確に読み出すように構成することは可能であるが、断線により、走査駆動手段15のゲートIC15cや、読み出し回路17等が設けられた読み出しIC16等に負荷が掛かる等して、放射線画像撮影装置1の各機能部に故障等が生じる原因になる可能性があり、断線を修理したり、センサパネルSP(図3参照)の交換等が必要になったりする場合があるためである。
【0157】
一方、前述したように、画像データDの読み出し処理で読み出される画像データD中には、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷に起因する真の画像データD*と、暗電荷に起因するオフセット分が含まれるため、この場合も、放射線画像撮影の前や後に、このオフセット分に相当するオフセットデータOの読み出し処理が行われる。
【0158】
そして、上記の手法1〜3等に従って、画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを、走査線5に断線がない場合(図15参照)よりも遅らせて画像データDの読み出し処理を行った場合、図19に示すように、結果的に電荷蓄積時間τが長くなる。
【0159】
そのため、画像データDが読み出されるまでにTFT8がオフ状態とされて暗電荷が蓄積される時間(以下、実効蓄積時間という。)が、走査線5に断線がない場合の図15に示した実効蓄積時間Tと、走査線5に断線がある場合の図19に示した実効蓄積時間T*とを比較して分かるように、画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを遅らせると、暗電荷が蓄積される実効蓄積時間TがT*になり長くなる。
【0160】
そのため、例えば図19に示したように画像データDの読み出し処理の開始を遅らせたために実効蓄積時間TがT*に長くなったにもかかわらず、図16に示した処理シーケンスに従って、実効蓄積時間がTのままオフセットデータOを読み出してしまうと、画像データD中に含まれるオフセット分と、オフセットデータOの読み出し処理で読み出されたオフセットデータOとが異なる値になり、上記(1)式に従って画像データDからオフセットデータOを減算しても、算出される真の画像データD*が適切な値にならない。
【0161】
また、本発明者らの研究では、暗電荷に起因するオフセットデータOは上記の実効蓄積時間Tに比例して増加するとは限らず、特に実効蓄積時間Tが短い領域では、オフセットデータOは実効蓄積時間Tに対して非線形に変化することが分かっている。
【0162】
そこで、本実施形態では、上記の手法1〜3等に従って、画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを遅らせた場合には、図25に示すように、その後のオフセットデータOの読み出し処理では、走査駆動手段15から走査線5の各ラインL1〜Lx(非接続の端子pにオン電圧を印加する場合には非接続の端子pを含む。)にオン電圧やオフ電圧を印加する画像データDの読み出し処理までに処理シーケンスを繰り返して、オフセットデータOの読み出し処理を行うようになっている。
【0163】
すなわち、上記のように延長させた電荷蓄積時間τや周期と同じ電荷蓄積時間τや周期で、或いは、画像データDの読み出し処理の際にリークデータdleakの読み出し処理を繰り返し行った場合には同じ回数だけリークデータdleakの読み出し処理を行った後で、オフセットデータOの読み出し処理を行うようになっている。
【0164】
このように構成すれば、画像データDの読み出し処理における実効蓄積時間T*とオフセットデータOの読み出し処理における実効蓄積時間T*(図25参照)とが同じ時間になり、画像データD中に含まれるオフセット分と、オフセットデータOの読み出し処理で読み出されたオフセットデータOとが同じ値になるため、上記(1)式に従って画像データDからオフセットデータOを減算することで、真の画像データD*を的確に算出することが可能となる。
【0165】
なお、この他にも、例えば、図16に示した処理シーケンス、すなわち実効蓄積時間Tを延長しない状態で読み出されるオフセットデータOから、延長された実効蓄積時間T*で読み出されるべきオフセットデータOを推定する関係式を、予め実験等により求めておき、オフセットデータOの読み出し処理を図16に示した処理シーケンスで行ってオフセットデータOを読み出して、その値から実効蓄積時間T*で読み出されるべきオフセットデータOを推定するように構成することが可能である。
【0166】
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1や放射線画像撮影システム50によれば、走査線5に断線がある場合に、放射線が照射されて行われた放射線画像撮影後の画像データDの読み出し処理で、走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して行う画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを、走査線5に断線がない場合よりも遅らせる。
【0167】
そのため、断線した走査線5aに接続されていて、オン電圧もオフ電圧を印加されていないフローティングの状態となったTFT8を介して、各放射線検出素子7から電荷が流出するが、この電荷の流出が減衰して十分に小さくなり、無視できる程度の値になった後で、画像データDの読み出し処理を開始することが可能となる。
【0168】
このように、断線した走査線5aに接続されている各放射線検出素子7からの電荷の流出がほぼ収まった時点で、画像データDの読み出し処理が開始されるようになるため、仮に走査線5に断線が生じているとしても、読み出される画像データDが異常な値になることを的確に防止して、画像データDを的確に読み出すことが可能となる。
【0169】
また、そのため、仮に走査線5が断線したとしても、信頼性が高い状態で画像データDを得ることが可能となり、例えば、このような画像データDに基づいて生成された放射線画像を医療における診断用等に用いるような場合でも、信頼性が高い放射線画像を生成することが可能となり、診断の信頼性を維持、向上させることが可能となる。
【0170】
なお、上記の実施形態では、放射線画像撮影装置1と放射線発生装置55とが信号等のやり取りを行い、照射開始信号やインターロック解除信号、終了信号等をやり取りする連携方式の場合について説明した。しかし、放射線画像撮影装置1と放射線発生装置55との間で上記のような信号等のやり取りを行わない、いわゆる非連携方式の場合にも、本発明を適用することが可能である。
【0171】
このような非連携方式の場合、放射線画像撮影装置1は、放射線発生装置55から放射線が照射されたことを、放射線発生装置55側からの情報を得ずに、自ら検出しなければならない。
【0172】
このように放射線画像撮影装置1が自ら放射線の照射を検出する方法としては、例えば、上記の実施形態のように、放射線画像撮影前に、各放射線検出素子7のリセット処理(図13等参照)を行う代わりに、例えば、画像データd(上記の本画像としての画像データDと区別する意味で画像データdと記載する。)の読み出し処理を繰り返し行うように構成する。
【0173】
このように構成すると、放射線画像撮影装置1に対して放射線が照射される前には、各放射線検出素子7から読み出される画像データdは、主に前述した暗電荷に起因するデータであり、小さな値にしかならないが、放射線画像撮影装置1に対して放射線が照射されると、画像データdとして、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷に起因するデータが読み出されるようになるため、画像データdの値が急増する。
【0174】
そこで、例えば、予め閾値を設定し、読み出される画像データdが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出することができる。この場合、放射線の照射が開始されたことを検出すると、画像データdの読み出し処理が停止され、走査駆動手段15から走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧が印加されて電荷蓄積状態に移行する。
【0175】
このように画像データdの読み出し処理が停止されるため、画像データdの値を監視して放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射の終了を検出することができなくなる。そのため、例えば、画像データdの読み出し処理を停止した時点から所定の時間が経過した時点で本画像としての画像データDの読み出し処理を行うように構成することが可能である。
【0176】
また、画像データdの読み出し処理を停止し、走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加した時点で、前述したリークデータdleakの読み出し処理を開始し、リークデータdleakの読み出し処理を繰り返し行うように構成することも可能である。
【0177】
この場合、リークデータdleakの読み出し処理を開始した時点では、既に放射線画像撮影装置1に対して放射線が照射されているため、各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷の量が増大して、リークデータdleakの値が大きくなっている。そして、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が終了すると、各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷の量が減少する。
【0178】
そこで、リークデータdleakの値が例えば閾値以下に小さくなった時点で、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が終了したと判断するように構成することができる。このようにして、放射線画像撮影装置1自体で放射線の照射の終了も検出することが可能となる。
【0179】
また、上記のように、放射線画像撮影前に画像データdの読み出し処理を行うように構成する代わりに、放射線画像撮影前からリークデータdleakの読み出し処理を繰り返し行うように構成することも可能である。
【0180】
この場合、上記のようにリークデータdleakの読み出し処理は、走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加し、各TFT8がオフの状態で行われる(図23参照)。そのため、リークデータdleakの読み出し処理のみを繰り返すと、各放射線検出素子7内に暗電荷が蓄積されてしまう。そこで、この場合は、例えば、図26に示すように、リークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に行うように構成される。
【0181】
このように構成した場合、上記のように、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されると各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷の量が増大してリークデータdleakの値が大きくなり、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が終了すると、各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷の量が減少してリークデータdleakの値が小さくなるため、適切な閾値を設定する等してリークデータdleakの値を監視することで、放射線画像撮影装置1自体で放射線の照射の開始や終了を検出することが可能となる。
【0182】
一方、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されると、前述したように、各放射線検出素子7内で放射線の照射により電荷が発生するため、バイアス電圧が印加された放射線検出素子7の第2電極7b(図7等参照)に対する第1電極7aの電位が変化する。そのため、第2電極7bに接続されたバイアス線9やその結線10中を流れる電流の量が増大する。
【0183】
このように、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されると、放射線画像撮影装置1に設けられた上記のバイアス線9や結線10、走査線5、走査駆動手段15の電源回路15aとゲートドライバ15bとを結ぶ配線15d等の各配線中を流れる電流の値が増大する。また、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が終了すると、それらの配線中を流れる電流の値が低下して元の値に戻る。
【0184】
そこで、この減少を利用して、図27に示すように、例えばバイアス線9の結線10がバイアス電源14に接続される位置等に電流検出手段26を設けるように構成し、電流検出手段26から出力される電流の値を監視するように構成する。そして、例えば、電流の値に閾値を設ける等して、電流の値が閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたと判断し、電流の値が閾値以下に小さくなった時点で放射線の照射が終了したと判断するように構成することができる。
【0185】
そして、上記のようにして放射線画像撮影装置1自体で放射線の照射開始や照射終了を検出し、放射線の照射が開始された時点で走査駆動手段15から走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加して電荷蓄積状態に移行した後、画像データDの読み出し処理を行う際に、上記の実施形態と同様にして、走査線5に断線がある場合には、画像データDの読み出し処理を開始するタイミングを、走査線5に断線がない場合よりも遅らせることで、放射線画像撮影装置1と放射線発生装置55とが信号等のやり取りを行わない非連携方式の場合にも、本発明を適用することが可能となる。
【0186】
そして、非連携方式の場合にも、上記の実施形態の場合と全く同様の優れた効果を発揮することが可能となり、仮に走査線5に断線が生じているとしても、読み出される画像データDが異常な値になることを的確に防止して、画像データDを的確に読み出すことが可能となる。
【符号の説明】
【0187】
1 放射線画像撮影装置
5 走査線
6 信号線
7 放射線検出素子
8 TFT(スイッチ手段)
15 走査駆動手段
15b ゲートドライバ
17 読み出し回路
22 制御手段
39 コネクタ(通信手段)
41 アンテナ装置(通信手段)
50 放射線画像撮影システム
55 放射線発生装置
58 コンソール(警告装置)
D 画像データ
dleak リークデータ
O オフセットデータ
P 検出部
p 非接続の端子
q 電荷
r 領域
τ 電荷蓄積時間
【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、
オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記各放射線検出素子から画像データを読み出す読み出し処理の際に、前記各走査線にオン電圧を順次印加して、前記各走査線に接続された前記各スイッチ手段にオン電圧を順次印加する走査駆動手段と、
前記画像データの読み出し処理の際に、前記放射線検出素子から前記信号線に放出された前記電荷を前記画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記各放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備え、
前記走査駆動手段は、前記走査線に断線がある場合には、放射線が照射されて行われた放射線画像撮影後の前記画像データの読み出し処理において、前記放射線検出素子が接続された各走査線にオン電圧を順次印加して行う前記読み出し処理を開始するタイミングを、前記走査線に断線がない場合よりも遅らせることを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項2】
前記走査駆動手段は、当該走査駆動手段を構成するゲートドライバに、いずれの前記走査線とも接続されていない非接続の端子が存在する場合には、前記走査線が接続されている端子よりも先に前記非接続の端子側からオン電圧を順次印加して前記画像データの読み出し処理を行うとともに、前記非接続の端子にオン電圧を印加する周期を、前記走査線が接続されている端子にオン電圧を印加する周期よりも長くなるように可変させることにより、前記タイミングを、前記走査線に断線がない場合よりも遅らせることを特徴とする請求項1に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項3】
前記走査駆動手段は、放射線画像撮影後の前記画像データの読み出し処理の前の、前記各走査線にオフ電圧を印加して前記各放射線検出素子内に電荷を蓄積させる電荷蓄積時間を、前記走査線に断線がない場合よりも前記走査線に断線がある場合の方が長くなるように可変させることにより、前記タイミングを前記走査線に断線がない場合よりも遅らせることを特徴とする請求項1に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項4】
前記制御手段は、放射線画像撮影後の前記画像データの読み出し処理の前に、前記各走査線にオフ電圧を印加した状態で前記読み出し回路を動作させて読み出し動作を行わせて、前記スイッチ手段を介して前記各放射線検出素子からリークする電荷に相当するリークデータを読み出すリークデータの読み出し処理を行わせ、読み出した前記リークデータの値に応じて、前記周期または前記電荷蓄積時間を可変させるか否かを判定することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項5】
前記制御手段は、放射線画像撮影後の前記画像データの読み出し処理の前に、前記各走査線にオフ電圧を印加した状態で前記読み出し回路を動作させて読み出し動作を繰り返し行わせて、前記スイッチ手段を介して前記各放射線検出素子からリークする電荷に相当するリークデータを読み出すリークデータの読み出し処理を繰り返し行わせ、読み出した前記リークデータの値が閾値以下に低下した時点で前記画像データの読み出し処理を開始させることにより、前記読み出し処理を開始するタイミングを、前記走査線に断線がない場合よりも遅らせることを特徴とする請求項1に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項6】
前記走査駆動手段は、前記放射線画像撮影後の前記画像データの読み出し処理の後に行われるオフセットデータの読み出し処理において、前記周期または前記電荷蓄積時間を前記画像データの読み出し処理で可変させた前記周期または前記電荷蓄積時間と同じ周期または時間になるように可変させて、または、前記画像データの読み出し処理の際に前記リークデータの読み出し処理を繰り返し行った場合には同じ回数だけ前記リークデータの読み出し処理を行った後で、前記オフセットデータの読み出し処理を行うことを特徴とする請求項2から請求項5のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項7】
外部装置と情報の送受信を行う通信手段を備える請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線発生装置と、
を備え、
前記放射線画像撮影装置の前記走査駆動手段は、前記走査線に断線がある場合には、前記時点で前記読み出し処理を開始するタイミングを前記走査線に断線がない場合よりも遅らせて前記画像データの読み出し処理を開始することを特徴とする放射線画像撮影システム。
【請求項8】
外部装置と情報の送受信を行う通信手段を備える請求項4または請求項5に記載の放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線発生装置と、
画像と音声の少なくとも一方により警告を発する警告装置と、
を備え、
前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、読み出した前記リークデータの値が予め設定された所定値より大きい場合には、前記警告装置に信号を送信し、
前記警告装置は、前記放射線画像撮影装置から前記信号を受信すると、画像と音声の少なくとも一方により、前記放射線画像撮影装置に異常が発生した旨の警告を発することを特徴とする放射線画像撮影システム。
【請求項1】
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、
オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記各放射線検出素子から画像データを読み出す読み出し処理の際に、前記各走査線にオン電圧を順次印加して、前記各走査線に接続された前記各スイッチ手段にオン電圧を順次印加する走査駆動手段と、
前記画像データの読み出し処理の際に、前記放射線検出素子から前記信号線に放出された前記電荷を前記画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記各放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備え、
前記走査駆動手段は、前記走査線に断線がある場合には、放射線が照射されて行われた放射線画像撮影後の前記画像データの読み出し処理において、前記放射線検出素子が接続された各走査線にオン電圧を順次印加して行う前記読み出し処理を開始するタイミングを、前記走査線に断線がない場合よりも遅らせることを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項2】
前記走査駆動手段は、当該走査駆動手段を構成するゲートドライバに、いずれの前記走査線とも接続されていない非接続の端子が存在する場合には、前記走査線が接続されている端子よりも先に前記非接続の端子側からオン電圧を順次印加して前記画像データの読み出し処理を行うとともに、前記非接続の端子にオン電圧を印加する周期を、前記走査線が接続されている端子にオン電圧を印加する周期よりも長くなるように可変させることにより、前記タイミングを、前記走査線に断線がない場合よりも遅らせることを特徴とする請求項1に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項3】
前記走査駆動手段は、放射線画像撮影後の前記画像データの読み出し処理の前の、前記各走査線にオフ電圧を印加して前記各放射線検出素子内に電荷を蓄積させる電荷蓄積時間を、前記走査線に断線がない場合よりも前記走査線に断線がある場合の方が長くなるように可変させることにより、前記タイミングを前記走査線に断線がない場合よりも遅らせることを特徴とする請求項1に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項4】
前記制御手段は、放射線画像撮影後の前記画像データの読み出し処理の前に、前記各走査線にオフ電圧を印加した状態で前記読み出し回路を動作させて読み出し動作を行わせて、前記スイッチ手段を介して前記各放射線検出素子からリークする電荷に相当するリークデータを読み出すリークデータの読み出し処理を行わせ、読み出した前記リークデータの値に応じて、前記周期または前記電荷蓄積時間を可変させるか否かを判定することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項5】
前記制御手段は、放射線画像撮影後の前記画像データの読み出し処理の前に、前記各走査線にオフ電圧を印加した状態で前記読み出し回路を動作させて読み出し動作を繰り返し行わせて、前記スイッチ手段を介して前記各放射線検出素子からリークする電荷に相当するリークデータを読み出すリークデータの読み出し処理を繰り返し行わせ、読み出した前記リークデータの値が閾値以下に低下した時点で前記画像データの読み出し処理を開始させることにより、前記読み出し処理を開始するタイミングを、前記走査線に断線がない場合よりも遅らせることを特徴とする請求項1に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項6】
前記走査駆動手段は、前記放射線画像撮影後の前記画像データの読み出し処理の後に行われるオフセットデータの読み出し処理において、前記周期または前記電荷蓄積時間を前記画像データの読み出し処理で可変させた前記周期または前記電荷蓄積時間と同じ周期または時間になるように可変させて、または、前記画像データの読み出し処理の際に前記リークデータの読み出し処理を繰り返し行った場合には同じ回数だけ前記リークデータの読み出し処理を行った後で、前記オフセットデータの読み出し処理を行うことを特徴とする請求項2から請求項5のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項7】
外部装置と情報の送受信を行う通信手段を備える請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線発生装置と、
を備え、
前記放射線画像撮影装置の前記走査駆動手段は、前記走査線に断線がある場合には、前記時点で前記読み出し処理を開始するタイミングを前記走査線に断線がない場合よりも遅らせて前記画像データの読み出し処理を開始することを特徴とする放射線画像撮影システム。
【請求項8】
外部装置と情報の送受信を行う通信手段を備える請求項4または請求項5に記載の放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線発生装置と、
画像と音声の少なくとも一方により警告を発する警告装置と、
を備え、
前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、読み出した前記リークデータの値が予め設定された所定値より大きい場合には、前記警告装置に信号を送信し、
前記警告装置は、前記放射線画像撮影装置から前記信号を受信すると、画像と音声の少なくとも一方により、前記放射線画像撮影装置に異常が発生した旨の警告を発することを特徴とする放射線画像撮影システム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
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【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21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【公開番号】特開2012−49665(P2012−49665A)
【公開日】平成24年3月8日(2012.3.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−187981(P2010−187981)
【出願日】平成22年8月25日(2010.8.25)
【出願人】(303000420)コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年3月8日(2012.3.8)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年8月25日(2010.8.25)
【出願人】(303000420)コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Fターム(参考)】
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