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】装置自体で放射線の照射開始を的確に検出可能であるとともに、本画像データの読み出し処理に非常に近接したタイミングで事前にオフセットデータ算出に必要なデータを読み出す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の制御手段22は、放射線画像撮影前に、各放射線検出素子7内に蓄積された電荷を暗画像データdとして読み出し、読み出した暗画像データdを記憶手段23に保存させながら暗画像データdに基づいて放射線の照射開始を検出し、放射線の照射開始を検出すると、電荷蓄積状態を経た後、本画像データDの読み出し処理を行わせるとともに、記憶手段23に保存されている各暗画像データdのうち、放射線の照射開始を検出した時点より以前の1フレーム中に読み出された暗画像データdを、各放射線検出素子7ごとのオフセットデータOを算出するために抽出する。
【解決手段】放射線画像撮影装置1の制御手段22は、放射線画像撮影前に、各放射線検出素子7内に蓄積された電荷を暗画像データdとして読み出し、読み出した暗画像データdを記憶手段23に保存させながら暗画像データdに基づいて放射線の照射開始を検出し、放射線の照射開始を検出すると、電荷蓄積状態を経た後、本画像データDの読み出し処理を行わせるとともに、記憶手段23に保存されている各暗画像データdのうち、放射線の照射開始を検出した時点より以前の1フレーム中に読み出された暗画像データdを、各放射線検出素子7ごとのオフセットデータOを算出するために抽出する。
【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係り、特に、装置自体で放射線の照射が開始されたことを検出することが可能な放射線画像撮影装置およびそれを用いた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ー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(すなわち画像データ)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、従来は支持台と一体的に形成された、いわゆる専用機型として構成されていたが(例えば特許文献1参照)、近年、放射線検出素子等を筐体内に収納し、持ち運び可能と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7等に示すように、通常、複数の放射線検出素子7が、検出部P上に二次元状(マトリクス状)に配列され、各放射線検出素子7にそれぞれ薄膜トランジスター(Thin Film Transistor。以下、TFTという。)8で形成されたスイッチ手段が接続されて構成される。
【0005】
そして、通常、放射線画像撮影は、放射線発生装置の放射線源から放射線画像撮影装置に対して、被験者の身体等の所定の撮影部位(すなわち胸部正面や腰椎側面等)を介した状態で放射線が照射されて行われる。
【0006】
その際、放射線画像撮影装置の走査駆動手段15のゲートドライバー15bから走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加して全てのTFT8をオフ状態とした状態(以下、電荷蓄積状態という。)で放射線を照射することで、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。
【0007】
そして、放射線画像撮影の後、ゲートドライバー15b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、各TFT8を順次オン状態として、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生して蓄積された電荷を各信号線6に順次放出させて、各読み出し回路17で画像データDとしてそれぞれ読み出すように構成される。なお、この場合に読み出される画像データDは、本画像としての画像データDであるため、以下、本画像データDという。
【0008】
しかし、放射線画像撮影装置の各放射線検出素子7内では、各放射線検出素子7自体の熱(温度)による熱励起等によりいわゆる暗電荷(暗電流ともいう。)が常時発生している。そして、上記のように、各TFT8がオフ状態とされている間に、各放射線検出素子7内に暗電荷も蓄積される。そのため、上記のようにして読み出される本画像データDには、この蓄積された暗電荷に起因するオフセット分が重畳されている。
【0009】
そこで、通常、放射線画像撮影の前や後に、本画像データDに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分を、オフセットデータOとして読み出すオフセットデータOの読み出し処理が行われる。このオフセットデータOの読み出し処理は、放射線画像撮影装置に放射線を照射しない状態で、上記と同様に、各TFT8を所定時間オフ状態とさせて各放射線検出素子7内に暗電荷を蓄積させ、それを、本画像データDの読み出し処理と同様にして読み出すようにして行われる。
【0010】
そして、本画像データDに基づく放射線画像の生成処理では、通常、各放射線検出素子7ごとに本画像データDからオフセットデータOを減算することで、本画像データDから暗電荷に起因するオフセット分が除去されたいわゆる真の画像データD*を算出し、この真の画像データD*に対してゲイン補正や欠陥画素補正、撮影部位に応じた階調処理等の精密な画像処理を行って、最終的な放射線画像が生成される。
【0011】
ところで、放射線画像撮影装置と、放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線源を制御する放射線発生装置との製造メーカーが異なっているような場合には、両者の間でインターフェースを構築することが必ずしも容易でない場合があり、或いは、インターフェースを構築できない場合もある。
【0012】
そして、このような場合には、放射線画像撮影装置は、放射線発生装置側から情報を取得できないため、放射線画像撮影装置自体で放射線源から放射線が照射されたことを検出しなければならなくなる。そこで、近年、放射線が照射されたことを自ら検出するように構成された放射線画像撮影装置が種々開発されている。
【0013】
例えば、特許文献4や特許文献5に記載の発明では、放射線画像撮影装置に対する放射線の照射が開始されて各放射線検出素子7内に電荷が発生すると、各放射線検出素子7から、各放射線検出素子7に接続されているバイアス線9(後述する図7等参照)に電荷が流れ出してバイアス線9を流れる電流が増加することを利用して、バイアス線9に電流検出手段を設けてバイアス線9内を流れる電流の電流値を検出し、その電流値に基づいて放射線の照射が開始されたこと等を検出する検出処理を行うように構成することが提案されている。
【0014】
そして、放射線の照射が開始されたことを検出した時点で、上記のように、走査駆動手段15のゲートドライバー15bから走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加して全てのTFT8をオフ状態として、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷を各放射線検出素子7内に蓄積させる電荷蓄積状態に移行するように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0015】
【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】米国特許第7211803号明細書
【特許文献5】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】
【0016】
しかしながら、例えば、オフセットデータOの読み出し処理を本画像データDの読み出し処理の後に行うように構成した場合、放射線画像撮影装置に放射線を照射してから本画像データDの読み出し処理を行い、その後、オフセットデータOの読み出し処理が完了するまでのサイクルタイムが長くなるといった問題が生じる。
【0017】
また、本発明者らの研究では、放射線画像撮影装置に衝撃や強い圧力等が加わると、読み出される本画像データD等が異常な値になる場合があることが分かっている。そのため、例えば、可搬型の放射線画像撮影装置を被写体である患者の身体にあてがって放射線画像撮影を行うような場合には、少なくとも上記のサイクルタイムの間は、患者が動かないように要求される場合がある。
【0018】
そのような場合に、上記のようにサイクルタイムが長いと、長いサイクルタイムの間、患者は動くことができないため、患者にかかる負担が増大する。また、長いサイクルタイムの間に患者が動いてしまう可能性が高くなり、放射線画像撮影装置に衝撃や強い圧力がかかる可能性が高くなる。そのため、衝撃や圧力等によって読み出される本画像データD等が異常な値になる可能性が高くなるといった問題も生じ得る。そのため、1回の放射線画像撮影のサイクルタイムは、できるだけ短い方がよい。
【0019】
一方、放射線画像撮影の前にオフセットデータOの読み出し処理を行っておくように構成される場合もある。しかし、この場合、オフセットデータOの読み出し処理が終わるまで放射線画像撮影装置に放射線を照射することができないため、結局、放射線画像撮影に要する時間が長くなってしまう。
【0020】
また、オフセットデータOの読み出し処理を行ってから本画像データDの読み出し処理を行うまでに時間がかかると、その間に、各放射線検出素子7の温度が変化する場合がある。通常、放射線検出素子7の温度が変わると発生する暗電荷の量も変わるため、上記のようにオフセットデータOの読み出し処理を行ってから本画像データDの読み出し処理を行うまでに時間がかかると、オフセットデータOと、本画像データDに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分とが異なる値になる可能性が高くなる。
【0021】
そして、オフセットデータOと、本画像データDに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分とが同じ値でないと、上記のように本画像データDからオフセットデータOを減算しても、暗電荷に起因するオフセット分とオフセットデータOとが的確に相殺されず、算出される真の画像データD*が必ずしも正常な値ではなくなるといった問題が生じ得る。
【0022】
そのため、オフセットデータOを事前に読み出すとしても、できるだけ本画像データDの読み出し処理に近接したタイミングでオフセットデータOの読み出し処理が行われることが必要になる。そして、オフセットデータOの読み出し処理を、本画像データDの読み出し処理前の近接したタイミングで行うように構成すれば、その分、1回の放射線画像撮影に要する時間が短くなるといったメリットがある。
【0023】
本発明者らは、前述したように、放射線画像撮影装置と放射線発生装置との間でインターフェースを構築できず(或いは構築せず)、放射線画像撮影装置自体で放射線が照射されたことを検出する手法について種々研究を重ねた結果、装置自体で放射線が照射されたことを的確に検出することが可能ないくつかの手法を新たに見出すことができた。
【0024】
そして、そのような検出方法を用いれば、或いは新たに見出した検出方法を改良すれば、上記のように、本画像データDの読み出し処理に非常に近接したタイミングで、オフセットデータOを算出するために必要となるデータを事前に読み出すことが可能であることを見出すことができた。
【0025】
そして、このように構成すれば、放射線画像撮影装置自体で放射線の照射が開始されたことを的確に検出することが可能となるとともに、1回の放射線画像撮影に要する時間を的確に短縮することが可能となる。
【0026】
本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、放射線画像撮影装置自体で放射線の照射開始を的確に検出可能であるとともに、本画像データの読み出し処理に非常に近接したタイミングで事前にオフセットデータ算出に必要なデータを読み出すことが可能な放射線画像撮影装置およびそれを用いた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】
【0027】
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や放射線画像撮影システムは、
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小領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子を備える検出部と、
前記各走査線にオン電圧またはオフ電圧を印加する走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、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、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を読み出す読み出し回路と、
放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して前記各放射線検出素子内に蓄積された電荷を暗画像データとして読み出す前記暗画像データの読み出し処理を繰り返し行わせ、読み出した前記暗画像データ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検出処理を行う制御手段と、
少なくとも読み出された前記暗画像データを保存する記憶手段と、
を備える放射線画像撮影装置を備え、
前記制御手段は、
前記検出処理の際に読み出させた前記暗画像データを前記記憶手段に保存させるとともに、
放射線の照射開始を検出すると、前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加し、前記各スイッチ手段をオフ状態とする電荷蓄積状態を経た後、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放射線検出素子から本画像としての画像データを読み出す本画像データの読み出し処理を行わせ、
前記検出部上に二次元状に配列された当該検出部1面分の前記各放射線検出素子から前記暗画像データを読み出す期間を1フレームという場合、前記記憶手段に保存されている前記各暗画像データのうち、放射線の照射開始を検出した時点より以前の1フレーム中に前記各放射線検出素子から読み出された前記暗画像データを、前記各放射線検出素子ごとのオフセットデータを算出するために抽出することを特徴とする。
【0028】
また、本発明の放射線画像撮影装置や放射線画像撮影システムは、
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小領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子を備える検出部と、
前記各走査線にオン電圧またはオフ電圧を印加する走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、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、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を読み出す読み出し回路と、
放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加して前記各スイッチ手段をオフ状態とした状態で前記各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した前記電荷をリークデータに変換するリークデータの読み出し処理と、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して前記各放射線検出素子内に蓄積された電荷を暗画像データとして読み出す前記暗画像データの読み出し処理とを交互に繰り返し行わせ、読み出した前記リークデータ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検出処理を行う制御手段と、
少なくとも読み出された前記暗画像データを保存する記憶手段と、
を備える放射線画像撮影装置を備え、
前記制御手段は、
前記検出処理の際に読み出させた前記暗画像データを前記記憶手段に保存させるとともに、
放射線の照射開始を検出すると、前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加し、前記各スイッチ手段をオフ状態とする電荷蓄積状態を経た後、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放射線検出素子から本画像としての画像データを読み出す本画像データの読み出し処理を行わせ、
前記検出部上に二次元状に配列された当該検出部1面分の前記各放射線検出素子から前記暗画像データを読み出す期間を1フレームという場合、前記記憶手段に保存されている前記各暗画像データのうち、放射線の照射開始を検出した前記リークデータの読み出し処理の直前の前記暗画像データの読み出し処理より以前の1フレーム中に前記各放射線検出素子から読み出された前記暗画像データを、前記各放射線検出素子ごとのオフセットデータを算出するために抽出することを特徴とする。
【発明の効果】
【0029】
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、放射線画像撮影装置の制御手段が、放射線の照射開始の検出処理で読み出した暗画像データやリークデータに基づいて放射線の照射が開始されたことを検出するため、放射線画像撮影装置と放射線発生装置との間でインターフェースを構築できない(或いは構築しない)場合でも、放射線画像撮影装置自体で放射線が照射されたことを的確に検出することが可能となる。
【0030】
また、放射線画像撮影装置の制御手段は、放射線の照射開始の検出処理において読み出した暗画像データのうちの1フレーム分の暗画像データを抽出して、各放射線検出素子7ごとのオフセットデータOを算出するためのデータとする。そのため、本画像データの読み出し処理の直前の検出処理で読み出された暗画像データd(後述する図23参照)をオフセットデータOを算出するためのデータとすることが可能となり、本画像データの読み出し処理に非常に近接したタイミングで事前にオフセットデータOの算出処理に必要なデータを読み出すことが可能となる。
【0031】
そのため、抽出された暗画像データが読み出された時点と本画像データが読み出された時点での各放射線検出素子7の温度がほぼ同じ温度になり、抽出された暗画像データから算出されるオフセットデータOが、本画像データに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分とほぼ同一の値になる。そのため、正常な値の真の画像データD*を算出することが可能となり、算出された真の画像データD*に基づいて放射線画像を的確に生成させることが可能となる。
【0032】
また、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、オフセットデータOの読み出し処理を行わない分だけ1回の放射線画像撮影に要する時間を短縮することが可能となる。そのため、放射線画像撮影装置や放射線画像撮影システムが、放射線技師にとって使い勝手がよいものとなるとともに、患者に対して動かないように要求される時間が短くなるため、患者にかかる負担をより軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観を示す斜視図である。
【図2】図1におけるX−X線に沿う断面図である。
【図3】放射線画像撮影装置のコネクターにケーブルのコネクターを接続した状態を表す斜視図である。
【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】フレキシブル回路基板や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】本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】撮影室等に構築された本実施形態に係る放射線画像撮影システムの構成例を示す図である。
【図12】回診車上に構築された本実施形態に係る放射線画像撮影システムの構成例を示す図である。
【図13】検出方法1において放射線画像撮影前に暗画像データの読み出し処理が繰り返し行われる際の各走査線にオン電圧を順次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14】放射線画像撮影前に暗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/オフのタイミングおよびオン時間ΔTを表すタイミングチャートである。
【図15】検出方法1において各走査線にオン電圧を印加するタイミング等を説明するタイミングチャートである。
【図16】読み出される暗画像データの時間的推移の例を表すグラフである。
【図17】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18】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/オフのタイミングを表すタイミングチャートである。
【図19】放射線画像撮影前に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を交互に行うように構成した場合の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20】検出方法2において各走査線にオン電圧を印加するタイミング等を説明するタイミングチャートである。
【図21】検出部が4つの領域に分割され、各領域に読み出しICがそれぞれ割り当てられた状態を表す図である。
【図22】通常の放射線画像撮影装置における放射線画像撮影の手順および各処理等を示す図である。
【図23】本実施形態に係る放射線画像撮影装置における放射線画像撮影の手順および各処理等を示す図である。
【図24】改良された検出方法2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25】暗画像データを保存する記憶手段の記憶領域を2フレーム分の暗画像データを保存できる記憶容量を有する記憶領域とすることを表す概念図である。
【図26】本画像データの中から間引きデータを抽出する仕方の一例を説明する図である。
【図27】(A)1フレーム分の暗画像データの抽出の仕方の一例を表す概念図であり、(B)別の例を表す概念図である。
【図28】(A)コンソールの表示部上にワイプ表示される途中のプレビュー画像、および(B)ワイプ表示された後のプレビュー画像等を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下、本発明に係る放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0035】
なお、以下では、放射線画像撮影装置として、シンチレーター等を備え、放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について説明するが、本発明は、シンチレーター等を介さずに放射線を放射線検出素子で直接検出する、いわゆる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できる。
【0036】
また、本発明は、本実施形態で説明する、いわゆる可搬型の放射線画像撮影装置のみならず、例えば支持台等と一体的に形成された専用機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。
【0037】
[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を示す斜視図であり、図2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や図2に示すように、筐体2内にシンチレーター3や基板4等で構成されるセンサーパネルSPが収納されている。
【0038】
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筐体本体部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、筐体本体部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。また、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、コネクター39、バッテリー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ー40等が配置されている。
【0039】
本実施形態では、コネクター39は、例えば図3に示すように、ケーブルCaの先端に設けられたコネクターCが接続されることにより、例えば外部のコンソール58(後述する図11や図12参照)等の装置との間でケーブルCaを介して信号等を送受信したり本画像データD等を送信したりする際の有線方式の通信手段として機能するようになっている。
【0040】
また、図示を省略するが、例えば筐体2の反対側の蓋部材2C等に、アンテナ装置41(後述する図7参照)が例えば蓋部材2Cに埋め込む等して設けられており、本実施形態では、このアンテナ装置41が、放射線画像撮影装置1とコンソール58等との間で信号等の無線方式で送受信する場合の通信手段として機能するようになっている。
【0041】
図2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やバッテリー24等が取り付けられている。また、基板4やシンチレーター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34が配設されている。また、本実施形態では、センサーパネルSPと筐体2の側面との間に緩衝材35が設けられている。
【0042】
シンチレーター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、シンチレーター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。
【0043】
また、本実施形態では、基板4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のシンチレーター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。また、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。
【0044】
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が設けられた小領域rの全体、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。
【0045】
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、シンチレーター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(本実施形態ではシンチレーター3で放射線から変換された電磁波)を電荷に変換するようになっている。
【0046】
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ー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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
図4に示すように、本実施形態では、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。
【0050】
そして、各入出力端子11には、図6に示すように、後述する読み出しIC16や走査駆動手段15のゲートドライバー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フレキシブル回路基板(Chip On Film等ともいう。)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。
【0051】
フレキシブル回路基板12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のセンサーパネル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。
【0052】
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。
【0053】
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にそれぞれ逆バイアス電圧(すなわち放射線検出素子7の第1電極7a側にかかる電圧以下の電圧)を印加するようになっている。
【0054】
走査駆動手段15は、配線15dを介してゲートドライバー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ー15bとを備えている。本実施形態では、ゲートドライバー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。
【0055】
図7や図8に示すように、各信号線6は、読み出しIC16内に内蔵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ー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ー21は省略されている。
【0056】
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ー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。また、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。
【0057】
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。
【0058】
放射線画像撮影装置1で、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のリセット処理を行う際には、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。
【0059】
そして、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。このようにして、各放射線検出素子7のリセット処理が行われるようになっている。
【0060】
一方、各放射線検出素子7からの本画像としての画像データD(以下、本画像データDという。)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のコンデンサー18bに蓄積される。
【0061】
増幅回路18では、コンデンサー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。
【0062】
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のコンデンサー18bに蓄積された後で、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。
【0063】
そして、相関二重サンプリング回路19は、それらの電圧値の差分Vfi−Vinを算出し、算出した差分Vfi−Vinをアナログ値の本画像データ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の本画像データDは、アナログマルチプレクサー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本画像データDに変換されて記憶手段23に出力されて順次保存されるようになっている。
【0064】
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ーや、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。
【0065】
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、SRAM(Static RAM)やSDRAM(Synchronous DRAM)等で構成される記憶手段23が接続されている。
【0066】
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、記憶手段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ー24が接続されている。また、バッテリー24には、図示しない充電装置からバッテリー24に電力を供給してバッテリー24を充電する際の接続端子25が取り付けられている。
【0067】
前述したように、制御手段22は、走査駆動手段15や読み出し回路17等を制御して本画像データDの読み出し処理や各放射線検出素子7のリセット処理等を行わせるなど、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。
【0068】
なお、本実施形態では、放射線画像撮影装置1は、装置自体で放射線の照射開始を検出するようになっているが、そのための制御構成等については、本実施形態に係る放射線画像撮影システムの構成等を説明した後で説明する。
【0069】
[放射線画像撮影システム]
次に、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50について説明する。図11は、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50の構成例を示す図である。図11では、放射線画像撮影システム50が撮影室R1内等に構築されている場合が示されている。
【0070】
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、例えば一方のブッキー装置51のみが設けられていてもよい。
【0071】
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。
【0072】
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(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が無線方式で本画像データDや信号等の送受信を行うことができるように、アクセスポイント53が設けられている。
【0073】
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(Local Area Network)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。
【0074】
前室(操作室等ともいう。)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。
【0075】
放射線発生装置55は、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ー等を調整したり、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行うようになっている。
【0076】
図11に示すように、本実施形態では、コンピューター等で構成されたコンソール58が前室R2に設けられている。なお、コンソール58を撮影室R1や前室R2の外側や別室等に設けるように構成することも可能であり、適宜の場所に設置される。
【0077】
また、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、図示しないマウスやキーボード等の入力手段を備えている。また、コンソール58には、HDD(Hard Disk Drive)等で構成された記憶手段59が接続され、或いは内蔵されている。
【0078】
一方、放射線画像撮影装置1は、図12に示すように、ブッキー装置51には装填されずに、いわば単独の状態で用いることもできるようになっている。例えば、患者Hが病室R3のベッドBから起き上がれず、撮影室R1に行くことができないような場合には、図12に示すように、放射線画像撮影装置1を病室R3内に持ち込み、ベッドBと患者の身体との間に差し込んだり患者の身体にあてがったりして用いることができる。
【0079】
また、放射線画像撮影装置1を病室R3等で用いる場合、前述した撮影室R1に据え付けられた放射線発生装置55に代えて、図12に示すように、いわゆるポータブルの放射線発生装置55が例えば回診車71に搭載される等して病室R3に持ち込まれる。この場合、ポータブルの放射線発生装置55の放射線52Pは、任意の方向に放射線を照射できるように構成されており、ベッドBと患者の身体との間に差し込まれたり患者の身体にあてがわれたりした放射線画像撮影装置1に対して、適切な距離や方向から放射線を照射することができるようになっている。
【0080】
また、この場合、アクセスポイント53が設けられた中継器54が放射線発生装置55内に内蔵されており、上記と同様に、中継器54が放射線発生装置55とコンソール58との間の通信や、放射線画像撮影装置1とコンソール58との間の通信や本画像データDの送信等を中継するようになっている。
【0081】
なお、図11に示したように、放射線画像撮影装置1を、撮影室R1の臥位撮影用のブッキー装置51B上に横臥した患者の身体と臥位撮影用のブッキー装置51Bとの間に差し込んだり、臥位撮影用のブッキー装置51B上で患者の身体にあてがったりして用いることも可能であり、その場合は、ポータブルの放射線52Pや、撮影室R1に据え付けられた放射線源52Aのいずれを用いることも可能である。
【0082】
本実施形態では、コンソール58は、後述するように、放射線画像撮影装置1からプレビュー画像用データが送信されてくると、プレビュー画像用データに基づいてプレビュー画像p_preを生成して表示部58a上にワイプ表示させるようになっている。
【0083】
また、本実施形態では、コンソール58は画像処理装置としても機能するようになっており、後述するように、放射線画像撮影装置1から送信されてきた本画像データD等に基づいて放射線画像pを生成するようになっている。なお、この点については後で説明する。また、画像処理装置を、コンソール58とは別体の装置として構成することも可能である。
【0084】
[放射線画像撮影装置における放射線の照射開始の検出の制御構成について]
次に、上記のように構成された放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出処理の基本的な制御構成について説明する。
【0085】
本実施形態に係る放射線画像撮影装置1は、前述したように、放射線画像撮影装置1自体で、放射線発生装置55の放射線源52(図11や図12参照)からの放射線の照射が開始されたことを検出するようになっている。以下、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1で行われる放射線の照射開始の検出処理の方法について説明する。
【0086】
なお、本実施形態に係る検出方法は、本発明者らの研究により新たに見出された検出方法であり、前述した特許文献4や特許文献5に記載されているように、装置内に電流検出手段を設けて電流検出手段からの出力値に基づいて放射線の照射開始等を検出する手法は採用されていない。
【0087】
本発明者らの研究により新たに見出された検出方法としては、例えば、下記の2つの検出方法のいずれかを採用することが可能である。
【0088】
[検出方法1]
例えば、放射線画像撮影において放射線画像撮影装置1に放射線が照射される前(以下、簡単に放射線画像撮影前という。)に、図13に示すように、走査駆動手段15のゲートドライバー15b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、各放射線検出素子7からのデータd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。
【0089】
その際、データdの読み出し処理における読み出し回路17の増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cのオン/オフや、相関二重サンプリング回路19へのパルス信号Sp1、Sp2の送信等は、図14に示すように、図10に示した本画像データDの読み出し処理における処理と同様に行われる。なお、図14等におけるTやΔTについては後で説明する。
【0090】
しかし、この場合に読み出されるデータdは、放射線画像撮影装置1に放射線が照射される前に読み出されるデータであり、図13に示すように、ある走査線5に印加したオン電圧をオフ電圧に切り替えてから、次に当該走査線5に印加したオン電圧がオフ電圧に切り替えられるまでの時間Tac*(以下、蓄積時間Tac*という。)の間に各放射線検出素子7内に蓄積された暗電荷に起因するデータ(すなわちいわゆる暗画像に相当するデータ)である。そのため、以下、このデータdを、暗画像データdという。
【0091】
上記のように放射線画像撮影前に暗画像データdの読み出し処理を行うように構成した場合、図15に示すように、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されると、その時点で読み出された暗画像データd(図15では走査線5のラインLnにオン電圧が印加されて読み出された暗画像データd)が、図16の時刻t1に示すように、それ以前に読み出された暗画像データdよりも格段に大きな値になる。
【0092】
そこで、放射線画像撮影装置1の制御手段22で、放射線画像撮影前の読み出し処理で読み出された暗画像データdを監視するように構成し、読み出された暗画像データdが予め設定された所定の閾値dth(図16参照)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ように構成することができる。なお、図15中のΔTやτ、Tacについては以下で説明する。
【0093】
[検出方法2]
また、上記の検出方法1のように、放射線画像撮影前に暗画像データdの読み出し処理を行うように構成する代わりに、例えば、放射線画像撮影前に、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。ここで、リークデータdleakとは、図17に示すように、各走査線5にオフ電圧を印加した状態で、オフ状態になっている各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷qの信号線6ごとの合計値に相当するデータである。
【0094】
そして、リークデータdleakの読み出し処理では、図9に示した各放射線検出素子7のリセット処理や図10に示した本画像データDの読み出し処理の場合と異なり、図18に示すように、走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加して各TFT8をオフ状態とした状態で、制御手段22から各読み出し回路17の相関二重サンプリング回路19(図7や図8のCDS参照)にパルス信号Sp1、Sp2を送信するようになっている。
【0095】
相関二重サンプリング回路19は、制御手段22からパルス信号Sp1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を保持する。そして、増幅回路18のコンデンサー18bに各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷qが蓄積されて増幅回路18から出力される電圧値が上昇し、制御手段22からパルス信号Sp2が送信されると、相関二重サンプリング回路19は、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。
【0096】
そして、相関二重サンプリング回路19が電圧値の差分Vfi−Vinを算出して出力した値が、リークデータdleakとなる。リークデータdleakが、その後、A/D変換器20でデジタル値に変換されることは、前述した本画像データDや暗画像データdの読み出し処理の場合と同様である。
【0097】
ところで、リークデータdleakの読み出し処理のみを繰り返し行うように構成すると、各TFT8がオフ状態のままとなってしまい、各放射線検出素子7内で発生した暗電荷が各放射線検出素子7内に蓄積され続ける状態になってしまう。
【0098】
そのため、上記のように、放射線画像撮影前に、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場合には、図19に示すように、各走査線5にオフ電圧を印加した状態で行うリークデータdleakの読み出し処理と、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各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に繰り返し行うように構成することが望ましい。なお、図19や後述する図20におけるT、τや図20におけるTacについては後で説明する。
【0099】
このように放射線画像撮影前にリークデータ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繰り返して行うように構成した場合、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されると、シンチレーター3(図2参照)で放射線から変換された電磁波が、各TFT8に照射される。そして、それにより、各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷q(図19参照)がそれぞれ増加することが本発明者らの研究で分かった。
【0100】
そして、例えば図20に示すように、放射線画像撮影前にリークデータ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繰り返して行う場合、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始された時点で読み出されたリークデータdleakが、図16に示した暗画像データdの場合と同様に、それ以前に読み出されたリークデータdleakよりも格段に大きな値になる。
【0101】
なお、図20において、「R」は各放射線検出素子7のリセット処理を表し、「L」はリークデータdleakの読み出し処理を表す。
【0102】
そこで、放射線画像撮影装置1の制御手段22で、放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理で読み出されたリークデータdleakを監視するように構成し、読み出されたリークデータdleakが、例えば予め設定された所定の閾値dleak_th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ように構成することができる。なお、放射線の照射開始の検出処理以降の処理については、後で説明する。
【0103】
[検出感度を向上させるための処理について]
また、上記の検出方法1において、放射線画像撮影前の暗画像データdの読み出し処理において、各TFT8をオン状態とする時間ΔT(図14や図15参照)、すなわち走査駆動手段15のゲートドライバー15bから走査線5にオン電圧を印加してからオフ電圧に切り替えるまでの時間ΔT(以下、オン時間ΔTという。)を長くすると、1回の暗画像データdの読み出し処理で読み出される暗画像データdの値が大きくなる。そのため、放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出感度が向上する。
【0104】
なお、この場合、ある走査線5に対するオン電圧の印加を開始してから次の走査線5に対するオン電圧の印加を開始するまでの周期τ(図15参照)や、制御手段22から送信する2回のパルス信号Sp1、Sp2の送信間隔T(図14参照)が長くなる。
【0105】
また、上記の検出方法2において、放射線画像撮影前の各放射線検出素子7のリセット処理で、ある走査線5に対するオン電圧の印加を開始してから次の走査線5に対するオン電圧の印加を開始するまでの周期τ(図19や図20等参照)を長くして、リークデータdleakの読み出し処理において制御手段22から送信する2回のパルス信号Sp1、Sp2の送信間隔Tを長くすると、1回のリークデータdleakの読み出し処理で読み出されるリークデータdleakの値が大きくなる。そのため、やはり放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出感度が向上する。
【0106】
このように、上記の検出方法1や検出方法2を採用する場合には、放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出感度を向上させるために、放射線画像撮影前の各放射線検出素子7のリセット処理や暗画像データdの読み出し処理における上記の周期τや、制御手段22から送信する2回のパルス信号Sp1、Sp2の送信間隔T、或いはオン時間ΔTを長くする等の処理が適宜行われる。
【0107】
なお、図21に示すように、例えば、検出部P(図4や図7等参照)が4つの領域Pa〜Pdに分割されるなど、検出部Pが複数の領域に分割されるように構成される場合がある。このような場合、検出部Pの各領域Pa〜Pdごとに、上記の検出方法1や検出方法2を用いて放射線の照射開始を検出するように構成することが可能である。
【0108】
そして、このように構成すれば、例えば、放射線が放射線画像撮影装置1に対して照射野が狭められて照射され、検出部Pの複数の領域Pa〜Pdのうち1つ或いはいくつかの領域のみに放射線が照射される状態になる場合があるが、そのような場合でも、放射線の照射開始を的確に検出することが可能となる。
【0109】
なお、本実施形態における上記の検出方法1や検出方法2をさらに改良して、より的確に或いはより効率的に放射線の照射開始を検出するように構成することが可能であり、適宜改良が加えられる。
【0110】
[電荷蓄積状態への移行および本画像データDの読み出し処理]
次に、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、上記のようにして、放射線の照射が開始されたことを検出すると、図15(検出方法1の場合)や図20(検出方法2の場合)に示したように、放射線の照射開始を検出した時点で各走査線5へのオン電圧の印加を停止して、ゲートドライバー15b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、各TFT8をオフ状態にして、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷を各放射線検出素子7内に蓄積させる電荷蓄積状態に移行させるようになっている。
【0111】
そして、例えば放射線の照射開始を検出してから所定時間が経過した時点で、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、図15や図20に示すように、本画像データDの読み出し処理を行わせるようになっている。
【0112】
すなわち、本実施形態では、本画像データDの読み出し処理では、制御手段22は、図15に示すように、放射線の照射開始を検出してから所定時間が経過すると、放射線画像撮影前の暗画像データdの読み出し処理で放射線の照射が開始されたことを検出した時点でオン電圧が印加されていた走査線5(図15の場合は走査線5のラインLn)の次にオン電圧を印加すべき走査線5(図15の場合は走査線5のラインLn+1)からオン電圧の印加を開始し、各走査線5にオン電圧を順次印加させて、本画像データDの読み出し処理を行うようになっている。
【0113】
また、検出方法2の場合も同様に、制御手段22は、図20に示すように、放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理で放射線の照射が開始されたことを検出した時点の直前のリセット処理でオン電圧が印加された走査線5(図20の場合は走査線5のラインL4)の次にオン電圧を印加すべき走査線5(図20の場合は走査線5のラインL5)からオン電圧の印加を開始し、各走査線5にオン電圧を順次印加させて、本画像データDの読み出し処理を行うようになっている。
【0114】
なお、後述するように、本実施形態では、検出方法2を採用する場合、リークデータdleakの読み出し処理と交互に各放射線検出素子7のリセット処理を行う代わりに、リークデータdleakの読み出し処理と交互に検出方法1と同様の暗画像データdの読み出し処理を行うように構成されるが、この点については、後で詳しく説明する。
【0115】
また、本実施形態では、本画像データDの読み出し処理の際に、ゲートドライバー15bから各走査線5にオン電圧を印加する周期が、暗画像データdの読み出し処理(図15参照)や、放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理と交互に行われる各放射線検出素子7のリセット処理(上記のように実際には暗画像データdの読み出し処理。図20参照)における周期τと同じ周期になるように、各走査線5にオン電圧を順次印加するようになっている。
【0116】
このように本画像データDの読み出し処理において各走査線5にオン電圧を順次印加する周期を、暗画像データdの読み出し処理等において各走査線5にオン電圧を順次印加する周期τと同じ周期とするように構成すると、電荷蓄積状態に移行する前に、ある走査線5に最後に印加したオン電圧をオフ電圧に切り替えてから、本画像データDの読み出し処理で当該走査線5に印加したオン電圧がオフ電圧に切り替えられるまでの時間Tac(以下、実効蓄積時間Tacという。)が、各走査線5で同じ時間になるといったメリットがある。
【0117】
[オフセットデータOを算出するために暗画像データdを利用することについて]
次に、オフセットデータO、すなわち本画像データDに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分に相当するデータを算出するために、例えば前述した検出方法1で放射線画像撮影前に読み出される暗画像データdを利用すること等について説明する。また、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の作用についてもあわせて説明する。
【0118】
前述した放射線の照射開始の検出処理において、例えば上記の検出方法1を採用した場合、放射線画像撮影前の、少なくとも放射線の照射が開始される前に読み出された暗画像データdは、上記のように、ある走査線5に印加したオン電圧をオフ電圧に切り替えてから次に当該走査線5に印加したオン電圧がオフ電圧に切り替えられるまでの蓄積時間Tac*(図13参照)の間に各放射線検出素子7内に蓄積された暗電荷に起因するデータである。
【0119】
そして、オフセットデータO、すなわち本画像データDに重畳されるオフセット分も、暗電荷に起因するオフセット分である。そこで、この暗画像データdを、オフセットデータOとして用いることが考えられる。すなわち、放射線の照射開始の検出処理のために読み出した、いわば照射開始検出用の暗画像データdを、オフセットデータOとして利用することが考えられる。
【0120】
その際、読み出された暗画像データdは、閾値dthと比較されて放射線の照射開始の検出処理の対象とされるとともに、各放射線検出素子7ごとに記憶手段23(図7参照)に順次保存されていく。
【0121】
このように、照射開始検出用に読み出した暗画像データdを、オフセットデータOとして利用するように構成すれば、放射線の照射開始の検出処理を行うと同時にオフセットデータOを取得することが可能となる。
【0122】
そのため、通常の放射線画像撮影では、例えば図22に示すように、放射線の照射開始の検出処理→電荷蓄積状態への移行→本画像データDの読み出し処理という一連の処理の前や後に、この一連の処理とは別の処理としての検出動作→電荷蓄積状態への移行→オフセットデータOの読み出し処理の一連の処理を行うことが必要になるが、本実施形態における放射線画像撮影では、図23に示すように、このような一連の処理からなるオフセットデータOの読み出し処理を行う必要がなくなる。
【0123】
そして、オフセットデータOを、上記の本画像データDの読み出し処理までの一連の処理(特に放射線の照射開始の検出処理)の中で取得することが可能となるため、一連の処理の前や後に別処理としてオフセットデータOの読み出し処理を行う場合に比べて、1回の放射線画像撮影に要する時間CTを短縮することが可能となる。
【0124】
また、本画像データDの読み出し処理前の電荷蓄積状態に移行する直前の検出処理で読み出される暗画像データd(図23参照)をオフセットデータOとすれば、本画像データDの読み出し処理に非常に近接したタイミングで事前にオフセットデータOを取得することが可能となる。
【0125】
そして、非常に近接したタイミングでオフセットデータOを取得し本画像データDを読み出すと、その間に各放射線検出素子7の温度はほとんど変化せず、ほぼ同じ温度になる。
【0126】
そのため、取得されたオフセットデータOが、本画像データDに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分とほぼ同一の値になる。そのため、後の画像処理で、本画像データDからオフセットデータOを減算すれば、本画像データDに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分とオフセットデータOとが的確に相殺される。そして、算出される真の画像データD*が、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷のみに起因する正常な値になる。
【0127】
しかし、その一方で、例えば図13と図15とを比較すると分かるように、暗画像データdの読み出し処理における蓄積時間Tac*と本画像データDの読み出し処理における実効蓄積時間Tacとは同じ時間ではなく、実効蓄積時間Tac(図15参照)の方が、電荷蓄積状態の継続時間分だけ蓄積時間Tac*(図13参照)よりも長い。
【0128】
そのため、蓄積時間Tac*中に各放射線検出素子7内に蓄積された暗電荷の量に相当する暗画像データdをそのまま、実効蓄積時間Tac中に各放射線検出素子7内に蓄積された暗電荷の量に相当するオフセットデータOとして用いることができない。
【0129】
そこで、本実施形態では、読み出された暗画像データdを、上記の蓄積時間Tac*と実効蓄積時間Tacとに基づいてそれぞれ換算して、各放射線検出素子7ごとのオフセットデータOを算出するようになっている。なお、この点については、後で説明する。
【0130】
なお、前述したように、上記の検出方法1がさらに改良されて、例えば、各放射線検出素子7ごとに読み出された暗画像データdについて、読み出しIC16ごとに平均値が算出されたり、最大値が抽出されたり、或いは暗画像データdが種々加工される等して放射線の照射開始の検出処理を行うように構成される場合があり得るが、その場合は、記憶手段23には、放射線検出素子7ごとに読み出されたままの状態の、いわば生の暗画像データdが順次保存される。
【0131】
一方、検出方法2においては、上記の検出方法2の基本構成のままでは検出方法1のような暗画像データdの読み出し処理が行われない。
【0132】
そこで、放射線の照射開始の検出処理おける検出方法として検出方法2を採用する場合には、例えば図24に示すように、検出方法2における各放射線検出素子7のリセット処理の代わりに暗画像データ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。
【0133】
すなわち、この場合、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、放射線画像撮影前に、走査駆動手段15のゲートドライバー15bから各走査線5にオフ電圧を印加して行うリークデータdleakの読み出し処理と、ゲートドライバー15bから各走査線5にオン電圧を順次印加して行う暗画像データdの読み出し処理とを交互に繰り返し行わせるように構成される。
【0134】
そして、このように、検出方法2を改良してリークデータdleakの読み出し処理と交互に暗画像データdの読み出し処理を行うように構成することで、読み出された暗画像データdを上記の検出方法1の場合と全く同様に扱うことが可能となる。
【0135】
なお、以下、上記のように、リークデータdleakの読み出し処理と交互に、各放射線検出素子7のリセット処理の代わりに暗画像データdの読み出し処理を行うように構成された検出方法2を、改良された検出方法2という。また、改良された検出方法2では、放射線の照射開始の検出処理において閾値を越えたか否かの判定に用いられるデータはリークデータdleakの方である。
【0136】
そして、暗画像データdの方は、放射線の照射開始の検出処理には何ら関わりなく、読み出されるごとに記憶手段23に順次保存されていく状態になる。なお、リークデータdleakだけでなく、それと交互に読み出される暗画像データdも用いて放射線の照射開始を検出するように構成することも可能である。ただし、その場合、記憶手段23に、読み出された暗画像データdがそのまま(すなわち、加工されずに、読み出された状態の暗画像データdのまま)順次保存される。
【0137】
また、改良された検出方法2においても、蓄積時間Tac*(図24では不図示だが図13と同様。)と実効蓄積時間Tac(図20参照)とが異なる時間であるため、読み出された暗画像データdを、上記の蓄積時間Tac*と実効蓄積時間Tacとに基づいてそれぞれ換算して、各放射線検出素子7ごとのオフセットデータOを算出するように構成されることも、検出方法1の場合と同様である。
【0138】
[具体的な構成等について]
以下、上記のようにして放射線画像撮影前に読み出した暗画像データdを、オフセットデータOを算出するために利用するための具体的な構成等について説明する。
【0139】
なお、以下では、主に、放射線の照射開始の検出処理において上記の検出方法1が採用されている場合について説明するが、上記の改良された検出方法2の場合についても同様に説明される。
【0140】
[暗画像データを保存する記憶手段における記憶領域の構成等について]
ここで、放射線の照射開始の検出処理の際に読み出された暗画像データdを保存する記憶手段23(図7等参照)の記憶領域の構成等について説明する。
【0141】
上記のように、本実施形態では、放射線画像撮影装置1は、放射線発生装置55(図11や図12参照)と信号等のやり取りを行わないため、放射線画像撮影装置1は、放射線画像撮影前に放射線の照射開始の検出処理を開始してからどのようなタイミングで放射線が照射されるかは分からない。そのため、検出処理が開始されて暗画像データdの読み出し処理が開始されてから、放射線の照射が開始されたことが検出されるまでの時間が長くなる場合があり得る。
【0142】
このような場合に、読み出した暗画像データdを全て記憶手段23に保存すると、記憶手段23に保存される暗画像データdの量が多くなり、その後で読み出される本画像データD(図15や図20参照)を保存するための記憶容量が不足してしまったり、或いは、保存される暗画像データdの量自体が記憶手段23の記憶容量を越えてしまったりする可能性があり得る。
【0143】
一方、上記のように、オフセットデータOをそれぞれ算出するために必要な暗画像データdは、各放射線検出素子7ごとに1つずつ、すなわち検出部P(図4や図7参照)1面分の各放射線検出素子7のデータがあれば十分である。そのため、読み出した全ての暗画像データdを記憶手段23に保存する必要はない。
【0144】
すなわち、放射線画像撮影装置1の検出部P上に二次元状に配列された検出部1面分の各放射線検出素子7から暗画像データdをそれぞれ読み出す期間を1フレームというものとすると、暗画像データdを保存する記憶手段23の記憶領域は、少なくとも1フレーム分の暗画像データdを保存できる記憶容量を有するものであればよい。
【0145】
また、記憶手段23における暗画像データdを保存するための記憶領域23aを、例えば図25に示すように、2フレーム分の暗画像データdを保存できる記憶容量を有する記憶領域とするように構成することも可能である。
【0146】
そして、例えば、放射線画像撮影前に、ゲートドライバー15b(図7参照)から走査線5のラインL1〜Lxにオン電圧が順次印加されるごとに読み出された暗画像データdを記憶領域23aに順次保存していく。そして、保存される暗画像データdの量が2フレーム分を越えた場合には、新たに保存する暗画像データdを、当該記憶領域23aに保存されている最も古い暗画像データd上に上書き保存するようにして、暗画像データdを記憶領域23aに順次保存していくように構成することが可能である。
【0147】
すなわち、図25において、暗画像データdを、例えば走査線5のラインL1に接続されている各放射線検出素子7から読み出された暗画像データdを図中左側の記憶領域23a1の上端部に保存し、走査線5のラインL2〜Lxにそれぞれ接続されている各放射線検出素子7から読み出された暗画像データdをその下側に順次保存していく。続けて、走査線5のラインL1〜Lxに接続されている各放射線検出素子7から読み出された暗画像データdを、図中右側の記憶領域23a2に順次保存していく。
【0148】
そして、次に走査線5のラインL1に接続されている各放射線検出素子7から読み出された暗画像データdを保存する場合には、図中左側の記憶領域23a1の上端部に保存されている最も古い暗画像データd上に上書き保存する。続いて、走査線5のラインL2に接続されている各放射線検出素子7から読み出された暗画像データdを保存する場合には、図中左側の記憶領域23a2の走査線5のラインL2に相当する部分に保存されている最も古い暗画像データd上に上書き保存する。
【0149】
このようにして新たに読み出した暗画像データdを記憶手段23の記憶領域23a中の最も古い暗画像データd上に順次上書き保存していくように構成すれば、暗画像データdが新たに読み出されるごとに、記憶手段23の例えば2フレーム分の記憶領域23aに暗画像データdを順次保存していくように構成することができる。
【0150】
なお、上記のように、1フレームとは、放射線画像撮影装置1の検出部P上に二次元状に配列された検出部1面分の各放射線検出素子7から暗画像データdをそれぞれ読み出す期間をいうが、必ずしも走査線5の最初のラインL1から最終ラインLxまでオン電圧を順次印加する期間であるとは限らない。
【0151】
すなわち、kを走査線5の任意のライン番号とするとき、走査線5のラインLkから最終ラインLxまでオン電圧を順次印加し、続けて走査線5の最初のラインL1からラインLk-1までオン電圧を順次印加するまでの期間も1フレームである。本発明では、1フレームを、このように、走査線5のラインLkからラインLk-1までオン電圧を順次印加する期間として定義するものとする(なお。k=1の場合にはラインLk-1は最終ラインLxになる。)。
【0152】
[本画像データDの読み出し処理後の処理について]
次に、上記のように、放射線画像撮影前に読み出した暗画像データdを蓄積時間Tac*と実効蓄積時間Tacとに基づいてそれぞれ換算して、各放射線検出素子7ごとのオフセットデータOを算出する処理について説明する前に、本画像データDの読み出し処理(図15や図20参照。ただし図20は改良された検出方法2についてのものとする。以下同じ。)後に、放射線画像撮影装置1で行われる処理について説明する。
【0153】
[プレビュー画像用データの送信]
本実施形態では、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、本画像データDを読み出すと、読み出した本画像データDから所定の割合でプレビュー画像用データを選び出して、コンソール58(図11や図12参照)に送信するようになっている。
【0154】
その際、制御手段22は、例えば図26に示すように、放射線画像撮影装置1の検出部Pのn行、m列目の放射線検出素子7(n,m)から読み出された本画像データDをD(n,m)で表すとすると、読み出した本画像データD(n,m)の中から、例えば図中に斜線を付して示すように予め所定本数(図26の場合は4本)の走査線5ごとに1本の割合で指定された走査線5に接続されている各放射線検出素子7から読み出された本画像データD(n,m)を選び出して、プレビュー画像用データとしてコンソール58に送信するようになっている。
【0155】
なお、プレビュー画像用データの選び出し方は、これに限定されない。図示を省略するが、例えば、4×4画素すなわち4行4列の計16個の放射線検出素子7(n,m)から読み出された16個の本画像データD(n,m)の中から1個の割合で本画像データDを選び出す等して、本画像データDの中から本画像データDを所定の割合で間引いてプレビュー画像用データを選び出すように構成することも可能である。
【0156】
また、放射線画像撮影装置1からコンソール58に送信するプレビュー画像用データを、上記のように本画像データDから所定の割合で間引いて選び出したデータとする代わりに、全ての本画像データDをプレビュー画像用データとして送信するように構成することも可能である。
【0157】
[記憶手段からの暗画像データの抽出]
一方、前述したように、オフセットデータOを各放射線検出素子7ごとに算出するために必要な暗画像データdは、放射線の照射が開始されたことが検出される前に読み出された1フレーム分の暗画像データdである。
【0158】
そこで、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、例えば放射線の照射開始を検出した時点(上記の改良された検出方法2の場合は、放射線の照射開始を検出したリークデータdleakの読み出し処理の直前に暗画像データdの読み出し処理(図24参照)が行われた時点。以下同じ。)より以前の1フレーム中に各放射線検出素子7から読み出された暗画像データdを、各放射線検出素子7ごとのオフセットデータOを算出するために記憶手段23の記憶領域23a(図25参照)から抽出するようになっている。
【0159】
その際、放射線の照射開始を検出した時点(検出方法1の場合)またはその直前(改良された検出方法2の場合)の暗画像データdの読み出し処理でオン電圧が印加された走査線5が、例えば走査線5のラインLn(以下、このような走査線5のラインLnを検出ラインLnという。)であったものとし、この検出ラインLnに接続されている各放射線検出素子7から読み出された暗画像データdが記憶手段23の記憶領域23a中に保存される位置が、例えば図27(A)、(B)の各図中右側の記憶領域23a2の「Ln」の位置であったとする。
【0160】
この場合、制御手段22は、抽出する1フレーム分の暗画像データdとして、例えば図27(A)に示すように、検出ラインLnにオン電圧が印加された時点より前に、走査線5のラインL1〜Lxにオン電圧が順次印加されて読み出された各画像データd(図27(A)の斜線部分参照)を、記憶手段23の記憶領域23aから抽出するように構成することが可能である。
【0161】
また、前述したように、各放射線検出素子7の温度変化を考慮した場合、抽出される1フレーム分の暗画像データdは、できるだけ本画像データDの読み出し処理に近接したタイミングで読み出された暗画像データdであることが望ましい。すなわち、できるだけ検出ラインLnにオン電圧が印加された時点に近接したタイミングで読み出された暗画像データdであることが望ましい。
【0162】
しかし、検出ラインLnに接続されている各放射線検出素子7から読み出された暗画像データdは、前述したように(図16の時刻t1参照)、大きな値になっている。これは、放射線の照射によって各放射線検出素子7内で発生した電荷の一部が、暗電荷とともに読み出されたものである。そのため、検出ラインLnに接続されている各放射線検出素子7から読み出された暗画像データdは、暗電荷のみに起因するオフセットデータOの算出には用いることができない。
【0163】
そこで、制御手段22は、抽出する1フレーム分の暗画像データdとして、例えば図27(B)に示すように、検出ラインLnにオン電圧が印加された時点の直前にオン電圧が印加されて暗画像データdが読み出された走査線5のラインLn-1から遡って記憶領域23a1側の走査線5のラインLnまでの1フレーム分の暗画像データd(図27(B)の斜線部分参照)を、記憶手段23の記憶領域23aから抽出するように構成することが可能である。
【0164】
なお、放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出感度が高くない場合や、放射線画像撮影装置1に放射線を照射する放射線源52(図11や図12参照)における照射する放射線の線量率(すなわち単位時間当たりの線量)の立ち上がりが緩やかであるような場合には、実際に放射線の照射が開始されてから放射線画像撮影装置1で検出されるまでに時間がかかる場合がある。
【0165】
そして、そのような場合には、検出ラインLnに接続されている各放射線検出素子7だけでなく、それ以前に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から読み出された暗画像データdにおいても、放射線の照射によって各放射線検出素子7内で発生した電荷の一部が閾値dth(図16参照)を越えない程度に暗電荷に重畳されている可能性があり得る。
【0166】
そのため、図27(B)に示したように、抽出する1フレーム分の暗画像データdを、検出ラインLnにオン電圧が印加される直前にオン電圧が印加された走査線5のラインLn-1から遡る1フレーム分とする代わりに、検出ラインLnの所定本数前にオン電圧が印加された走査線5(例えば所定本数を10本とする場合には走査線5のラインLn-10)から遡る1フレーム分とすることも可能である。
【0167】
このように、制御手段22が抽出する1フレーム分の暗画像データdは、できるだけ本画像データDの読み出し処理に近接したタイミング、すなわちできるだけ検出ラインLnにオン電圧が印加された時点に近接したタイミングで読み出された暗画像データdであるとともに、放射線の照射によって各放射線検出素子7内で発生した電荷の一部を含まない暗電荷のみに起因する暗画像データdであることが望ましい。
【0168】
[暗画像データに基づくオフセットデータの算出処理について]
次に、前述したように、放射線画像撮影装置1で放射線画像撮影前に読み出された暗画像データdを、蓄積時間Tac*(図13参照)と実効蓄積時間Tac(図15や図20参照)とに基づいてそれぞれ換算して、各放射線検出素子7ごとのオフセットデータOを算出する処理について説明する。
【0169】
なお、以下では、このオフセットデータの算出処理を、本実施形態における画像処理装置であるコンソール58(以下、コンソール58が画像処理装置として機能する場合は画像処理装置58という。)で行う場合について説明するが、放射線画像撮影装置1で行うように構成することも可能である。
【0170】
そして、その場合には、放射線画像撮影装置1で暗画像データdに基づいて各放射線検出素子7ごとにオフセットデータOを算出した後、算出したオフセットデータOを、アンテナ装置41等の通信手段を介して放射線画像撮影装置1からコンソール58や画像処理装置58に送信するように構成される。
【0171】
[放射線画像撮影装置からのデータの送信について]
放射線画像撮影装置1の制御手段22は、以上のようにして、記憶手段23の記憶領域23aから1フレーム分の暗画像データdを抽出すると、本実施形態では、まず、抽出した暗画像データdのうち、例えば図26に示したようにして本画像データDの中から選び出して送信したプレビュー画像用データ(例えば図26中で斜線を付して表された本画像データD)に対応する暗画像データdを、アンテナ装置41等の通信手段を介してコンソール58に送信する。
【0172】
制御手段22は、続いて、本画像データDのうち、プレビュー画像用データとして送信した本画像データD以外の残りの本画像データD(例えば図25中で斜線が付されていない本画像データD)を画像処理装置58に送信し、また、抽出した暗画像データdのうち、プレビュー画像用データに対応する暗画像データdとして既に送信した暗画像データd以外の残りの暗画像データdを画像処理装置58に送信する。
【0173】
なお、画像処理装置をコンソール58とは別体の装置として設ける場合には、コンソール58は、放射線画像撮影装置1から送信されてきたプレビュー画像用データとそれに対応する暗画像データdを、画像処理装置に送信するように構成される。また、この場合、放射線画像撮影装置1から画像処理装置に、全ての本画像データDと暗画像データdを送信するように構成することも可能である。
【0174】
[コンソールにおけるプレビュー画像の生成、表示]
コンソール58は、上記のように、放射線画像撮影装置1からプレビュー画像用データとそれに対応する暗画像データdが送信されてくると、まず、暗画像データdを、蓄積時間Tac*(図13参照)と実効蓄積時間Tac(図15や図20参照)とに基づいてそれぞれ換算して、各放射線検出素子7ごとのオフセットデータOを算出するようになっている。
【0175】
[暗画像データdからオフセットデータOへの換算処理等について]
本発明者らの研究によれば、放射線検出素子7から読み出される暗画像データdは、蓄積時間Tac*や実効蓄積時間Tac、すなわち、ある走査線5に印加したオン電圧をオフ電圧に切り替えてから次に当該走査線5に印加したオン電圧がオフ電圧に切り替えられるまでの時間(図13等参照)の長さに必ずしも比例しないことが分かっている。
【0176】
しかし、読み出される暗画像データdが蓄積時間Tac*等に比例しないのは、蓄積時間Tac*等がごく短い時間とされる場合である。一方、蓄積時間Tac*は上記の1フレーム分の期間と同じであり、実効蓄積時間Tacはそれに電荷蓄積状態の継続時間を加えた十分に長い時間である。そして、蓄積時間Tac*や実効蓄積時間Tacがこのように十分長い時間である場合には、蓄積時間Tac*等が暗画像データdは蓄積時間Tac*や実効蓄積時間Tacの長さに比例して大きくなることが分かっている。
【0177】
そこで、暗画像データdは蓄積時間Tac*や実効蓄積時間Tacの長さに比例すると仮定して、蓄積時間Tac*と実効蓄積時間Tacとに基づいて暗画像データdをオフセットデータOに換算して、各放射線検出素子7ごとのオフセットデータOを算出するように構成することが可能である。
【0178】
その場合、暗画像データdおよびオフセットデータOと、蓄積時間Tac*および実効蓄積時間Tacとの間には、各放射線検出素子7ごとに、
d:O=Tac*:Tac …(1)
の関係が成り立つため、オフセットデータOは、
O=d×Tac/Tac* …(2)
を各放射線検出素子7ごとに演算することによって算出することができる。
【0179】
また、予め実験的に、オフセットデータOを、暗画像データdと蓄積時間Tac*と実効蓄積時間Tacの関数として求めておき、放射線画像撮影装置1から送信されてきた暗画像データdをこの関数に代入することによってオフセットデータOを各放射線検出素子7ごとに算出するように構成することも可能である。
【0180】
なお、上記の説明では、コンソール58が、放射線画像撮影装置1における蓄積時間Tac*や実効蓄積時間Tacの情報を予め有していることを前提として説明したが、コンソール58がこれらの情報を予め有していない場合には、例えば、放射線画像撮影装置1からプレビュー画像用データや暗画像データd等をコンソール58に送信する際に、それらの情報もあわせて送信するように構成される。
【0181】
コンソール58は、上記のようにして暗画像データdに基づいてオフセットデータOを算出すると、各放射線検出素子7ごとに、算出したオフセットデータOをプレビュー画像用データから減算して、各放射線検出素子7ごとに真の画像データD*を算出する。そして、算出した真の画像データD*に基づいてプレビュー画像p_preを生成して、図28(A)、(B)に示すように、表示部58a(図11や図12参照)上にプレビュー画像p_preをワイプ表示させるようになっている。
【0182】
なお、前述したように、放射線画像撮影装置1で暗画像データdに基づくオフセットデータOの算出処理を行う場合には、コンソール58は、放射線画像撮影装置1から送信されてきたプレビュー画像用データとそれに対応するオフセットデータOに基づいて、オフセットデータOの算出処理を行うことなく、上記のようにしてプレビュー画像p_preを生成するように構成される。
【0183】
本実施形態では、図28(B)に示すように、コンソール58の表示部58a上に、「OK」ボタン60aすなわちプレビュー画像p_preを承認する旨を指示するボタンと、「NG」ボタン60bすなわちプレビュー画像p_preを否認する(すなわち承認しない)旨を指示するボタンが表示されるようになっている。
【0184】
そして、プレビュー画像p_preを見た放射線技師が、画像中に被写体が適切に撮影されておらず、再撮影が必要であると判断して「NG」ボタン60bをクリックした場合には、コンソール58は、生成したプレビュー画像p_preを破棄するとともに、放射線画像撮影装置1から送信されてきたプレビュー画像用データ等の各データも破棄する。そして、放射線画像撮影装置1にキャンセル信号を送信するようになっている。
【0185】
そして、放射線画像撮影装置1は、コンソール58からのキャンセル信号を受信すると、現在行っている処理(例えば残りの本画像データD等の送信処理等)を停止して、当該撮影で得られた本画像データDや暗画像データd等のデータがあればそれらを破棄する。そして、例えば各放射線検出素子7のリセット処理を行った後、再撮影に向けて放射線の照射開始の検出処理に戻る。
【0186】
[画像処理装置における放射線画像の生成]
一方、プレビュー画像p_preを見た放射線技師が、プレビュー画像p_preを承認して「OK」ボタン60aをクリックした場合には、コンソール58すなわち画像処理装置58は、本実施形態では、引き続き放射線画像pの生成処理に移行するようになっている。
【0187】
放射線画像pの生成処理では、画像処理装置58は、本実施形態では上記のようにプレビュー画像用データについてはそれぞれ真の画像データD*が算出されているため、続いて、放射線画像撮影装置1から送信されてきた残りの本画像データDについて真の画像データD*をそれぞれ算出する。
【0188】
そして、残りの本画像データDについて真の画像データD*をそれぞれ算出するために、まず、上記と同様にして、放射線画像撮影装置1から送信されてきた残りの暗画像データdに基づいて残りの本画像データDに対応するオフセットデータOをそれぞれ算出する。そして、上記と同様にして、各放射線検出素子7ごとに、算出したオフセットデータOをそれぞれ対応する残りの本画像データDから減算して、各放射線検出素子7ごとに真の画像データD*を算出する。
【0189】
そして、画像処理装置58は、算出した真の画像データD*に対してゲイン補正や欠陥画素補正、撮影部位に応じた階調処理等の精密な画像処理を行って、最終的な放射線画像pを生成するようになっている。
【0190】
なお、前述したように、放射線画像撮影装置1で暗画像データdに基づくオフセットデータOの算出処理を行う場合には、画像処理装置58は、放射線画像撮影装置1から送信されてきた本画像データDとオフセットデータOに基づいて、オフセットデータOの算出処理を行うことなく、上記のようにして放射線画像pを生成するように構成される。
【0191】
そして、本実施形態では、画像処理装置58は、放射線画像pを生成すると、表示部58a上に表示されているプレビュー画像p_pre(図28(B)参照)に代えて、生成した放射線画像pを表示するようになっている。
【0192】
また、画像処理装置58は、一連の放射線画像撮影が終了する等した時点で、放射線技師の操作により、各放射線画像pの情報等を、例えば、図示しない医療用画像管理システム(Picture Archiving and Communication System:PACS)等に送信する等の必要な処理を行うようになっている。
【0193】
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1および放射線画像撮影システム50によれば、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、放射線の照射開始の検出処理で読み出した暗画像データd(検出方法1の場合)やリークデータdleak(改良された検出方法2の場合)に基づいて放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されたことを検出する。
【0194】
そのため、放射線画像撮影装置1と放射線発生装置55(図11や図12参照)との間でインターフェースを構築できない(或いは構築しない)場合でも、放射線画像撮影装置1自体で放射線が照射されたことを的確に検出することが可能となる。
【0195】
また、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、放射線の照射開始の検出処理において読み出した暗画像データdのうちの1フレーム分の暗画像データdを抽出して、各放射線検出素子7ごとのオフセットデータOを算出するためのデータとする。
【0196】
そのため、本画像データDの読み出し処理前の電荷蓄積状態に移行する直前の検出処理で読み出された暗画像データd(図23参照)をオフセットデータOを算出するためのデータとすることで、本画像データDの読み出し処理に非常に近接したタイミングで事前にオフセットデータOの算出処理に必要なデータを読み出すことが可能となる。
【0197】
そして、抽出された暗画像データdが読み出されるタイミングと本画像データDが読み出されるタイミングが非常に近接したタイミングとなることで、その間に各放射線検出素子7の温度はほとんど変化せず、ほぼ同じ温度になる。そのため、抽出された暗画像データdから算出されるオフセットデータOが、本画像データDに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分とほぼ同一の値になる。
【0198】
そのため、後の画像処理で、本画像データDからオフセットデータOを減算すれば、本画像データDに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分とオフセットデータOとが的確に相殺される。そして、算出される真の画像データD*が、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷のみに起因する正常な値になる。そのため、算出された真の画像データD*に基づいて放射線画像pを的確に生成することが可能となる。
【0199】
また、通常の放射線画像撮影では、例えば図22に示したように、放射線の照射開始の検出処理→電荷蓄積状態への移行→本画像データDの読み出し処理という一連の処理の前や後に、この一連の処理とは別の処理としての検出動作→電荷蓄積状態への移行→オフセットデータOの読み出し処理の一連の処理を行うことが必要になる。そのため、1回の放射線画像撮影に要する時間CTが長くなる。
【0200】
しかし、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、図23に示したように、このような一連の処理からなるオフセットデータOの読み出し処理を行う必要がなくなる。そして、オフセットデータOを算出するための暗画像データdが、上記の本画像データDの読み出し処理までの一連の処理(特に放射線の照射開始の検出処理)の中で取得される。
【0201】
そのため、図22に示した通常の放射線画像撮影装置等のように一連の処理の前や後に別処理としてオフセットデータOの読み出し処理を行う場合に比べて、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では、1回の放射線画像撮影に要する時間CTを短縮することが可能となる。そのため、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が、放射線技師にとって使い勝手がよいものとなる。
【0202】
また、上記のように1回の放射線画像撮影に要する時間CTが短縮されることにより、放射線画像撮影装置1に衝撃や強い圧力が加わらないようにするために患者に対して動かないように要求される時間CTが短くなるため、患者にかかる負担をより軽減することが可能となる。
【0203】
なお、本発明が上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【0204】
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
17 読み出し回路
22 制御手段
23 記憶手段
39 コネクター(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
58 コンソール、画像処理装置
58a 表示部
D 本画像データ
D* 真の画像データ
d 暗画像データ
dleak リークデータ
dleak_th 閾値
dth 閾値
O オフセットデータ
P 検出部
p 放射線画像
p_pre プレビュー画像
q 電荷
r 小領域
Tac 実効蓄積時間(時間)
Tac* 蓄積時間(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係り、特に、装置自体で放射線の照射が開始されたことを検出することが可能な放射線画像撮影装置およびそれを用いた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ー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(すなわち画像データ)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、従来は支持台と一体的に形成された、いわゆる専用機型として構成されていたが(例えば特許文献1参照)、近年、放射線検出素子等を筐体内に収納し、持ち運び可能と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7等に示すように、通常、複数の放射線検出素子7が、検出部P上に二次元状(マトリクス状)に配列され、各放射線検出素子7にそれぞれ薄膜トランジスター(Thin Film Transistor。以下、TFTという。)8で形成されたスイッチ手段が接続されて構成される。
【0005】
そして、通常、放射線画像撮影は、放射線発生装置の放射線源から放射線画像撮影装置に対して、被験者の身体等の所定の撮影部位(すなわち胸部正面や腰椎側面等)を介した状態で放射線が照射されて行われる。
【0006】
その際、放射線画像撮影装置の走査駆動手段15のゲートドライバー15bから走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加して全てのTFT8をオフ状態とした状態(以下、電荷蓄積状態という。)で放射線を照射することで、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。
【0007】
そして、放射線画像撮影の後、ゲートドライバー15b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、各TFT8を順次オン状態として、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生して蓄積された電荷を各信号線6に順次放出させて、各読み出し回路17で画像データDとしてそれぞれ読み出すように構成される。なお、この場合に読み出される画像データDは、本画像としての画像データDであるため、以下、本画像データDという。
【0008】
しかし、放射線画像撮影装置の各放射線検出素子7内では、各放射線検出素子7自体の熱(温度)による熱励起等によりいわゆる暗電荷(暗電流ともいう。)が常時発生している。そして、上記のように、各TFT8がオフ状態とされている間に、各放射線検出素子7内に暗電荷も蓄積される。そのため、上記のようにして読み出される本画像データDには、この蓄積された暗電荷に起因するオフセット分が重畳されている。
【0009】
そこで、通常、放射線画像撮影の前や後に、本画像データDに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分を、オフセットデータOとして読み出すオフセットデータOの読み出し処理が行われる。このオフセットデータOの読み出し処理は、放射線画像撮影装置に放射線を照射しない状態で、上記と同様に、各TFT8を所定時間オフ状態とさせて各放射線検出素子7内に暗電荷を蓄積させ、それを、本画像データDの読み出し処理と同様にして読み出すようにして行われる。
【0010】
そして、本画像データDに基づく放射線画像の生成処理では、通常、各放射線検出素子7ごとに本画像データDからオフセットデータOを減算することで、本画像データDから暗電荷に起因するオフセット分が除去されたいわゆる真の画像データD*を算出し、この真の画像データD*に対してゲイン補正や欠陥画素補正、撮影部位に応じた階調処理等の精密な画像処理を行って、最終的な放射線画像が生成される。
【0011】
ところで、放射線画像撮影装置と、放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線源を制御する放射線発生装置との製造メーカーが異なっているような場合には、両者の間でインターフェースを構築することが必ずしも容易でない場合があり、或いは、インターフェースを構築できない場合もある。
【0012】
そして、このような場合には、放射線画像撮影装置は、放射線発生装置側から情報を取得できないため、放射線画像撮影装置自体で放射線源から放射線が照射されたことを検出しなければならなくなる。そこで、近年、放射線が照射されたことを自ら検出するように構成された放射線画像撮影装置が種々開発されている。
【0013】
例えば、特許文献4や特許文献5に記載の発明では、放射線画像撮影装置に対する放射線の照射が開始されて各放射線検出素子7内に電荷が発生すると、各放射線検出素子7から、各放射線検出素子7に接続されているバイアス線9(後述する図7等参照)に電荷が流れ出してバイアス線9を流れる電流が増加することを利用して、バイアス線9に電流検出手段を設けてバイアス線9内を流れる電流の電流値を検出し、その電流値に基づいて放射線の照射が開始されたこと等を検出する検出処理を行うように構成することが提案されている。
【0014】
そして、放射線の照射が開始されたことを検出した時点で、上記のように、走査駆動手段15のゲートドライバー15bから走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加して全てのTFT8をオフ状態として、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷を各放射線検出素子7内に蓄積させる電荷蓄積状態に移行するように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0015】
【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】米国特許第7211803号明細書
【特許文献5】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】
【0016】
しかしながら、例えば、オフセットデータOの読み出し処理を本画像データDの読み出し処理の後に行うように構成した場合、放射線画像撮影装置に放射線を照射してから本画像データDの読み出し処理を行い、その後、オフセットデータOの読み出し処理が完了するまでのサイクルタイムが長くなるといった問題が生じる。
【0017】
また、本発明者らの研究では、放射線画像撮影装置に衝撃や強い圧力等が加わると、読み出される本画像データD等が異常な値になる場合があることが分かっている。そのため、例えば、可搬型の放射線画像撮影装置を被写体である患者の身体にあてがって放射線画像撮影を行うような場合には、少なくとも上記のサイクルタイムの間は、患者が動かないように要求される場合がある。
【0018】
そのような場合に、上記のようにサイクルタイムが長いと、長いサイクルタイムの間、患者は動くことができないため、患者にかかる負担が増大する。また、長いサイクルタイムの間に患者が動いてしまう可能性が高くなり、放射線画像撮影装置に衝撃や強い圧力がかかる可能性が高くなる。そのため、衝撃や圧力等によって読み出される本画像データD等が異常な値になる可能性が高くなるといった問題も生じ得る。そのため、1回の放射線画像撮影のサイクルタイムは、できるだけ短い方がよい。
【0019】
一方、放射線画像撮影の前にオフセットデータOの読み出し処理を行っておくように構成される場合もある。しかし、この場合、オフセットデータOの読み出し処理が終わるまで放射線画像撮影装置に放射線を照射することができないため、結局、放射線画像撮影に要する時間が長くなってしまう。
【0020】
また、オフセットデータOの読み出し処理を行ってから本画像データDの読み出し処理を行うまでに時間がかかると、その間に、各放射線検出素子7の温度が変化する場合がある。通常、放射線検出素子7の温度が変わると発生する暗電荷の量も変わるため、上記のようにオフセットデータOの読み出し処理を行ってから本画像データDの読み出し処理を行うまでに時間がかかると、オフセットデータOと、本画像データDに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分とが異なる値になる可能性が高くなる。
【0021】
そして、オフセットデータOと、本画像データDに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分とが同じ値でないと、上記のように本画像データDからオフセットデータOを減算しても、暗電荷に起因するオフセット分とオフセットデータOとが的確に相殺されず、算出される真の画像データD*が必ずしも正常な値ではなくなるといった問題が生じ得る。
【0022】
そのため、オフセットデータOを事前に読み出すとしても、できるだけ本画像データDの読み出し処理に近接したタイミングでオフセットデータOの読み出し処理が行われることが必要になる。そして、オフセットデータOの読み出し処理を、本画像データDの読み出し処理前の近接したタイミングで行うように構成すれば、その分、1回の放射線画像撮影に要する時間が短くなるといったメリットがある。
【0023】
本発明者らは、前述したように、放射線画像撮影装置と放射線発生装置との間でインターフェースを構築できず(或いは構築せず)、放射線画像撮影装置自体で放射線が照射されたことを検出する手法について種々研究を重ねた結果、装置自体で放射線が照射されたことを的確に検出することが可能ないくつかの手法を新たに見出すことができた。
【0024】
そして、そのような検出方法を用いれば、或いは新たに見出した検出方法を改良すれば、上記のように、本画像データDの読み出し処理に非常に近接したタイミングで、オフセットデータOを算出するために必要となるデータを事前に読み出すことが可能であることを見出すことができた。
【0025】
そして、このように構成すれば、放射線画像撮影装置自体で放射線の照射が開始されたことを的確に検出することが可能となるとともに、1回の放射線画像撮影に要する時間を的確に短縮することが可能となる。
【0026】
本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、放射線画像撮影装置自体で放射線の照射開始を的確に検出可能であるとともに、本画像データの読み出し処理に非常に近接したタイミングで事前にオフセットデータ算出に必要なデータを読み出すことが可能な放射線画像撮影装置およびそれを用いた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】
【0027】
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や放射線画像撮影システムは、
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小領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子を備える検出部と、
前記各走査線にオン電圧またはオフ電圧を印加する走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、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、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を読み出す読み出し回路と、
放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して前記各放射線検出素子内に蓄積された電荷を暗画像データとして読み出す前記暗画像データの読み出し処理を繰り返し行わせ、読み出した前記暗画像データ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検出処理を行う制御手段と、
少なくとも読み出された前記暗画像データを保存する記憶手段と、
を備える放射線画像撮影装置を備え、
前記制御手段は、
前記検出処理の際に読み出させた前記暗画像データを前記記憶手段に保存させるとともに、
放射線の照射開始を検出すると、前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加し、前記各スイッチ手段をオフ状態とする電荷蓄積状態を経た後、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放射線検出素子から本画像としての画像データを読み出す本画像データの読み出し処理を行わせ、
前記検出部上に二次元状に配列された当該検出部1面分の前記各放射線検出素子から前記暗画像データを読み出す期間を1フレームという場合、前記記憶手段に保存されている前記各暗画像データのうち、放射線の照射開始を検出した時点より以前の1フレーム中に前記各放射線検出素子から読み出された前記暗画像データを、前記各放射線検出素子ごとのオフセットデータを算出するために抽出することを特徴とする。
【0028】
また、本発明の放射線画像撮影装置や放射線画像撮影システムは、
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小領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子を備える検出部と、
前記各走査線にオン電圧またはオフ電圧を印加する走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、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、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を読み出す読み出し回路と、
放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加して前記各スイッチ手段をオフ状態とした状態で前記各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した前記電荷をリークデータに変換するリークデータの読み出し処理と、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して前記各放射線検出素子内に蓄積された電荷を暗画像データとして読み出す前記暗画像データの読み出し処理とを交互に繰り返し行わせ、読み出した前記リークデータ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検出処理を行う制御手段と、
少なくとも読み出された前記暗画像データを保存する記憶手段と、
を備える放射線画像撮影装置を備え、
前記制御手段は、
前記検出処理の際に読み出させた前記暗画像データを前記記憶手段に保存させるとともに、
放射線の照射開始を検出すると、前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加し、前記各スイッチ手段をオフ状態とする電荷蓄積状態を経た後、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放射線検出素子から本画像としての画像データを読み出す本画像データの読み出し処理を行わせ、
前記検出部上に二次元状に配列された当該検出部1面分の前記各放射線検出素子から前記暗画像データを読み出す期間を1フレームという場合、前記記憶手段に保存されている前記各暗画像データのうち、放射線の照射開始を検出した前記リークデータの読み出し処理の直前の前記暗画像データの読み出し処理より以前の1フレーム中に前記各放射線検出素子から読み出された前記暗画像データを、前記各放射線検出素子ごとのオフセットデータを算出するために抽出することを特徴とする。
【発明の効果】
【0029】
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、放射線画像撮影装置の制御手段が、放射線の照射開始の検出処理で読み出した暗画像データやリークデータに基づいて放射線の照射が開始されたことを検出するため、放射線画像撮影装置と放射線発生装置との間でインターフェースを構築できない(或いは構築しない)場合でも、放射線画像撮影装置自体で放射線が照射されたことを的確に検出することが可能となる。
【0030】
また、放射線画像撮影装置の制御手段は、放射線の照射開始の検出処理において読み出した暗画像データのうちの1フレーム分の暗画像データを抽出して、各放射線検出素子7ごとのオフセットデータOを算出するためのデータとする。そのため、本画像データの読み出し処理の直前の検出処理で読み出された暗画像データd(後述する図23参照)をオフセットデータOを算出するためのデータとすることが可能となり、本画像データの読み出し処理に非常に近接したタイミングで事前にオフセットデータOの算出処理に必要なデータを読み出すことが可能となる。
【0031】
そのため、抽出された暗画像データが読み出された時点と本画像データが読み出された時点での各放射線検出素子7の温度がほぼ同じ温度になり、抽出された暗画像データから算出されるオフセットデータOが、本画像データに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分とほぼ同一の値になる。そのため、正常な値の真の画像データD*を算出することが可能となり、算出された真の画像データD*に基づいて放射線画像を的確に生成させることが可能となる。
【0032】
また、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、オフセットデータOの読み出し処理を行わない分だけ1回の放射線画像撮影に要する時間を短縮することが可能となる。そのため、放射線画像撮影装置や放射線画像撮影システムが、放射線技師にとって使い勝手がよいものとなるとともに、患者に対して動かないように要求される時間が短くなるため、患者にかかる負担をより軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観を示す斜視図である。
【図2】図1におけるX−X線に沿う断面図である。
【図3】放射線画像撮影装置のコネクターにケーブルのコネクターを接続した状態を表す斜視図である。
【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】フレキシブル回路基板や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】本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】撮影室等に構築された本実施形態に係る放射線画像撮影システムの構成例を示す図である。
【図12】回診車上に構築された本実施形態に係る放射線画像撮影システムの構成例を示す図である。
【図13】検出方法1において放射線画像撮影前に暗画像データの読み出し処理が繰り返し行われる際の各走査線にオン電圧を順次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14】放射線画像撮影前に暗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/オフのタイミングおよびオン時間ΔTを表すタイミングチャートである。
【図15】検出方法1において各走査線にオン電圧を印加するタイミング等を説明するタイミングチャートである。
【図16】読み出される暗画像データの時間的推移の例を表すグラフである。
【図17】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18】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/オフのタイミングを表すタイミングチャートである。
【図19】放射線画像撮影前に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を交互に行うように構成した場合の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20】検出方法2において各走査線にオン電圧を印加するタイミング等を説明するタイミングチャートである。
【図21】検出部が4つの領域に分割され、各領域に読み出しICがそれぞれ割り当てられた状態を表す図である。
【図22】通常の放射線画像撮影装置における放射線画像撮影の手順および各処理等を示す図である。
【図23】本実施形態に係る放射線画像撮影装置における放射線画像撮影の手順および各処理等を示す図である。
【図24】改良された検出方法2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25】暗画像データを保存する記憶手段の記憶領域を2フレーム分の暗画像データを保存できる記憶容量を有する記憶領域とすることを表す概念図である。
【図26】本画像データの中から間引きデータを抽出する仕方の一例を説明する図である。
【図27】(A)1フレーム分の暗画像データの抽出の仕方の一例を表す概念図であり、(B)別の例を表す概念図である。
【図28】(A)コンソールの表示部上にワイプ表示される途中のプレビュー画像、および(B)ワイプ表示された後のプレビュー画像等を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下、本発明に係る放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0035】
なお、以下では、放射線画像撮影装置として、シンチレーター等を備え、放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について説明するが、本発明は、シンチレーター等を介さずに放射線を放射線検出素子で直接検出する、いわゆる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できる。
【0036】
また、本発明は、本実施形態で説明する、いわゆる可搬型の放射線画像撮影装置のみならず、例えば支持台等と一体的に形成された専用機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。
【0037】
[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を示す斜視図であり、図2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や図2に示すように、筐体2内にシンチレーター3や基板4等で構成されるセンサーパネルSPが収納されている。
【0038】
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筐体本体部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、筐体本体部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。また、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、コネクター39、バッテリー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ー40等が配置されている。
【0039】
本実施形態では、コネクター39は、例えば図3に示すように、ケーブルCaの先端に設けられたコネクターCが接続されることにより、例えば外部のコンソール58(後述する図11や図12参照)等の装置との間でケーブルCaを介して信号等を送受信したり本画像データD等を送信したりする際の有線方式の通信手段として機能するようになっている。
【0040】
また、図示を省略するが、例えば筐体2の反対側の蓋部材2C等に、アンテナ装置41(後述する図7参照)が例えば蓋部材2Cに埋め込む等して設けられており、本実施形態では、このアンテナ装置41が、放射線画像撮影装置1とコンソール58等との間で信号等の無線方式で送受信する場合の通信手段として機能するようになっている。
【0041】
図2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やバッテリー24等が取り付けられている。また、基板4やシンチレーター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34が配設されている。また、本実施形態では、センサーパネルSPと筐体2の側面との間に緩衝材35が設けられている。
【0042】
シンチレーター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、シンチレーター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。
【0043】
また、本実施形態では、基板4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のシンチレーター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。また、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。
【0044】
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が設けられた小領域rの全体、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。
【0045】
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、シンチレーター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(本実施形態ではシンチレーター3で放射線から変換された電磁波)を電荷に変換するようになっている。
【0046】
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ー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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
図4に示すように、本実施形態では、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。
【0050】
そして、各入出力端子11には、図6に示すように、後述する読み出しIC16や走査駆動手段15のゲートドライバー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フレキシブル回路基板(Chip On Film等ともいう。)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。
【0051】
フレキシブル回路基板12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のセンサーパネル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。
【0052】
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。
【0053】
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にそれぞれ逆バイアス電圧(すなわち放射線検出素子7の第1電極7a側にかかる電圧以下の電圧)を印加するようになっている。
【0054】
走査駆動手段15は、配線15dを介してゲートドライバー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ー15bとを備えている。本実施形態では、ゲートドライバー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。
【0055】
図7や図8に示すように、各信号線6は、読み出しIC16内に内蔵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ー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ー21は省略されている。
【0056】
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ー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。また、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。
【0057】
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。
【0058】
放射線画像撮影装置1で、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のリセット処理を行う際には、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。
【0059】
そして、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。このようにして、各放射線検出素子7のリセット処理が行われるようになっている。
【0060】
一方、各放射線検出素子7からの本画像としての画像データD(以下、本画像データDという。)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のコンデンサー18bに蓄積される。
【0061】
増幅回路18では、コンデンサー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。
【0062】
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のコンデンサー18bに蓄積された後で、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。
【0063】
そして、相関二重サンプリング回路19は、それらの電圧値の差分Vfi−Vinを算出し、算出した差分Vfi−Vinをアナログ値の本画像データ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の本画像データDは、アナログマルチプレクサー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本画像データDに変換されて記憶手段23に出力されて順次保存されるようになっている。
【0064】
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ーや、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。
【0065】
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、SRAM(Static RAM)やSDRAM(Synchronous DRAM)等で構成される記憶手段23が接続されている。
【0066】
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、記憶手段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ー24が接続されている。また、バッテリー24には、図示しない充電装置からバッテリー24に電力を供給してバッテリー24を充電する際の接続端子25が取り付けられている。
【0067】
前述したように、制御手段22は、走査駆動手段15や読み出し回路17等を制御して本画像データDの読み出し処理や各放射線検出素子7のリセット処理等を行わせるなど、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。
【0068】
なお、本実施形態では、放射線画像撮影装置1は、装置自体で放射線の照射開始を検出するようになっているが、そのための制御構成等については、本実施形態に係る放射線画像撮影システムの構成等を説明した後で説明する。
【0069】
[放射線画像撮影システム]
次に、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50について説明する。図11は、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50の構成例を示す図である。図11では、放射線画像撮影システム50が撮影室R1内等に構築されている場合が示されている。
【0070】
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、例えば一方のブッキー装置51のみが設けられていてもよい。
【0071】
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。
【0072】
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(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が無線方式で本画像データDや信号等の送受信を行うことができるように、アクセスポイント53が設けられている。
【0073】
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(Local Area Network)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。
【0074】
前室(操作室等ともいう。)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。
【0075】
放射線発生装置55は、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ー等を調整したり、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行うようになっている。
【0076】
図11に示すように、本実施形態では、コンピューター等で構成されたコンソール58が前室R2に設けられている。なお、コンソール58を撮影室R1や前室R2の外側や別室等に設けるように構成することも可能であり、適宜の場所に設置される。
【0077】
また、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、図示しないマウスやキーボード等の入力手段を備えている。また、コンソール58には、HDD(Hard Disk Drive)等で構成された記憶手段59が接続され、或いは内蔵されている。
【0078】
一方、放射線画像撮影装置1は、図12に示すように、ブッキー装置51には装填されずに、いわば単独の状態で用いることもできるようになっている。例えば、患者Hが病室R3のベッドBから起き上がれず、撮影室R1に行くことができないような場合には、図12に示すように、放射線画像撮影装置1を病室R3内に持ち込み、ベッドBと患者の身体との間に差し込んだり患者の身体にあてがったりして用いることができる。
【0079】
また、放射線画像撮影装置1を病室R3等で用いる場合、前述した撮影室R1に据え付けられた放射線発生装置55に代えて、図12に示すように、いわゆるポータブルの放射線発生装置55が例えば回診車71に搭載される等して病室R3に持ち込まれる。この場合、ポータブルの放射線発生装置55の放射線52Pは、任意の方向に放射線を照射できるように構成されており、ベッドBと患者の身体との間に差し込まれたり患者の身体にあてがわれたりした放射線画像撮影装置1に対して、適切な距離や方向から放射線を照射することができるようになっている。
【0080】
また、この場合、アクセスポイント53が設けられた中継器54が放射線発生装置55内に内蔵されており、上記と同様に、中継器54が放射線発生装置55とコンソール58との間の通信や、放射線画像撮影装置1とコンソール58との間の通信や本画像データDの送信等を中継するようになっている。
【0081】
なお、図11に示したように、放射線画像撮影装置1を、撮影室R1の臥位撮影用のブッキー装置51B上に横臥した患者の身体と臥位撮影用のブッキー装置51Bとの間に差し込んだり、臥位撮影用のブッキー装置51B上で患者の身体にあてがったりして用いることも可能であり、その場合は、ポータブルの放射線52Pや、撮影室R1に据え付けられた放射線源52Aのいずれを用いることも可能である。
【0082】
本実施形態では、コンソール58は、後述するように、放射線画像撮影装置1からプレビュー画像用データが送信されてくると、プレビュー画像用データに基づいてプレビュー画像p_preを生成して表示部58a上にワイプ表示させるようになっている。
【0083】
また、本実施形態では、コンソール58は画像処理装置としても機能するようになっており、後述するように、放射線画像撮影装置1から送信されてきた本画像データD等に基づいて放射線画像pを生成するようになっている。なお、この点については後で説明する。また、画像処理装置を、コンソール58とは別体の装置として構成することも可能である。
【0084】
[放射線画像撮影装置における放射線の照射開始の検出の制御構成について]
次に、上記のように構成された放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出処理の基本的な制御構成について説明する。
【0085】
本実施形態に係る放射線画像撮影装置1は、前述したように、放射線画像撮影装置1自体で、放射線発生装置55の放射線源52(図11や図12参照)からの放射線の照射が開始されたことを検出するようになっている。以下、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1で行われる放射線の照射開始の検出処理の方法について説明する。
【0086】
なお、本実施形態に係る検出方法は、本発明者らの研究により新たに見出された検出方法であり、前述した特許文献4や特許文献5に記載されているように、装置内に電流検出手段を設けて電流検出手段からの出力値に基づいて放射線の照射開始等を検出する手法は採用されていない。
【0087】
本発明者らの研究により新たに見出された検出方法としては、例えば、下記の2つの検出方法のいずれかを採用することが可能である。
【0088】
[検出方法1]
例えば、放射線画像撮影において放射線画像撮影装置1に放射線が照射される前(以下、簡単に放射線画像撮影前という。)に、図13に示すように、走査駆動手段15のゲートドライバー15b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、各放射線検出素子7からのデータd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。
【0089】
その際、データdの読み出し処理における読み出し回路17の増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cのオン/オフや、相関二重サンプリング回路19へのパルス信号Sp1、Sp2の送信等は、図14に示すように、図10に示した本画像データDの読み出し処理における処理と同様に行われる。なお、図14等におけるTやΔTについては後で説明する。
【0090】
しかし、この場合に読み出されるデータdは、放射線画像撮影装置1に放射線が照射される前に読み出されるデータであり、図13に示すように、ある走査線5に印加したオン電圧をオフ電圧に切り替えてから、次に当該走査線5に印加したオン電圧がオフ電圧に切り替えられるまでの時間Tac*(以下、蓄積時間Tac*という。)の間に各放射線検出素子7内に蓄積された暗電荷に起因するデータ(すなわちいわゆる暗画像に相当するデータ)である。そのため、以下、このデータdを、暗画像データdという。
【0091】
上記のように放射線画像撮影前に暗画像データdの読み出し処理を行うように構成した場合、図15に示すように、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されると、その時点で読み出された暗画像データd(図15では走査線5のラインLnにオン電圧が印加されて読み出された暗画像データd)が、図16の時刻t1に示すように、それ以前に読み出された暗画像データdよりも格段に大きな値になる。
【0092】
そこで、放射線画像撮影装置1の制御手段22で、放射線画像撮影前の読み出し処理で読み出された暗画像データdを監視するように構成し、読み出された暗画像データdが予め設定された所定の閾値dth(図16参照)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ように構成することができる。なお、図15中のΔTやτ、Tacについては以下で説明する。
【0093】
[検出方法2]
また、上記の検出方法1のように、放射線画像撮影前に暗画像データdの読み出し処理を行うように構成する代わりに、例えば、放射線画像撮影前に、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。ここで、リークデータdleakとは、図17に示すように、各走査線5にオフ電圧を印加した状態で、オフ状態になっている各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷qの信号線6ごとの合計値に相当するデータである。
【0094】
そして、リークデータdleakの読み出し処理では、図9に示した各放射線検出素子7のリセット処理や図10に示した本画像データDの読み出し処理の場合と異なり、図18に示すように、走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加して各TFT8をオフ状態とした状態で、制御手段22から各読み出し回路17の相関二重サンプリング回路19(図7や図8のCDS参照)にパルス信号Sp1、Sp2を送信するようになっている。
【0095】
相関二重サンプリング回路19は、制御手段22からパルス信号Sp1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を保持する。そして、増幅回路18のコンデンサー18bに各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷qが蓄積されて増幅回路18から出力される電圧値が上昇し、制御手段22からパルス信号Sp2が送信されると、相関二重サンプリング回路19は、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。
【0096】
そして、相関二重サンプリング回路19が電圧値の差分Vfi−Vinを算出して出力した値が、リークデータdleakとなる。リークデータdleakが、その後、A/D変換器20でデジタル値に変換されることは、前述した本画像データDや暗画像データdの読み出し処理の場合と同様である。
【0097】
ところで、リークデータdleakの読み出し処理のみを繰り返し行うように構成すると、各TFT8がオフ状態のままとなってしまい、各放射線検出素子7内で発生した暗電荷が各放射線検出素子7内に蓄積され続ける状態になってしまう。
【0098】
そのため、上記のように、放射線画像撮影前に、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場合には、図19に示すように、各走査線5にオフ電圧を印加した状態で行うリークデータdleakの読み出し処理と、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各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に繰り返し行うように構成することが望ましい。なお、図19や後述する図20におけるT、τや図20におけるTacについては後で説明する。
【0099】
このように放射線画像撮影前にリークデータ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繰り返して行うように構成した場合、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されると、シンチレーター3(図2参照)で放射線から変換された電磁波が、各TFT8に照射される。そして、それにより、各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷q(図19参照)がそれぞれ増加することが本発明者らの研究で分かった。
【0100】
そして、例えば図20に示すように、放射線画像撮影前にリークデータ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繰り返して行う場合、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始された時点で読み出されたリークデータdleakが、図16に示した暗画像データdの場合と同様に、それ以前に読み出されたリークデータdleakよりも格段に大きな値になる。
【0101】
なお、図20において、「R」は各放射線検出素子7のリセット処理を表し、「L」はリークデータdleakの読み出し処理を表す。
【0102】
そこで、放射線画像撮影装置1の制御手段22で、放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理で読み出されたリークデータdleakを監視するように構成し、読み出されたリークデータdleakが、例えば予め設定された所定の閾値dleak_th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ように構成することができる。なお、放射線の照射開始の検出処理以降の処理については、後で説明する。
【0103】
[検出感度を向上させるための処理について]
また、上記の検出方法1において、放射線画像撮影前の暗画像データdの読み出し処理において、各TFT8をオン状態とする時間ΔT(図14や図15参照)、すなわち走査駆動手段15のゲートドライバー15bから走査線5にオン電圧を印加してからオフ電圧に切り替えるまでの時間ΔT(以下、オン時間ΔTという。)を長くすると、1回の暗画像データdの読み出し処理で読み出される暗画像データdの値が大きくなる。そのため、放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出感度が向上する。
【0104】
なお、この場合、ある走査線5に対するオン電圧の印加を開始してから次の走査線5に対するオン電圧の印加を開始するまでの周期τ(図15参照)や、制御手段22から送信する2回のパルス信号Sp1、Sp2の送信間隔T(図14参照)が長くなる。
【0105】
また、上記の検出方法2において、放射線画像撮影前の各放射線検出素子7のリセット処理で、ある走査線5に対するオン電圧の印加を開始してから次の走査線5に対するオン電圧の印加を開始するまでの周期τ(図19や図20等参照)を長くして、リークデータdleakの読み出し処理において制御手段22から送信する2回のパルス信号Sp1、Sp2の送信間隔Tを長くすると、1回のリークデータdleakの読み出し処理で読み出されるリークデータdleakの値が大きくなる。そのため、やはり放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出感度が向上する。
【0106】
このように、上記の検出方法1や検出方法2を採用する場合には、放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出感度を向上させるために、放射線画像撮影前の各放射線検出素子7のリセット処理や暗画像データdの読み出し処理における上記の周期τや、制御手段22から送信する2回のパルス信号Sp1、Sp2の送信間隔T、或いはオン時間ΔTを長くする等の処理が適宜行われる。
【0107】
なお、図21に示すように、例えば、検出部P(図4や図7等参照)が4つの領域Pa〜Pdに分割されるなど、検出部Pが複数の領域に分割されるように構成される場合がある。このような場合、検出部Pの各領域Pa〜Pdごとに、上記の検出方法1や検出方法2を用いて放射線の照射開始を検出するように構成することが可能である。
【0108】
そして、このように構成すれば、例えば、放射線が放射線画像撮影装置1に対して照射野が狭められて照射され、検出部Pの複数の領域Pa〜Pdのうち1つ或いはいくつかの領域のみに放射線が照射される状態になる場合があるが、そのような場合でも、放射線の照射開始を的確に検出することが可能となる。
【0109】
なお、本実施形態における上記の検出方法1や検出方法2をさらに改良して、より的確に或いはより効率的に放射線の照射開始を検出するように構成することが可能であり、適宜改良が加えられる。
【0110】
[電荷蓄積状態への移行および本画像データDの読み出し処理]
次に、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、上記のようにして、放射線の照射が開始されたことを検出すると、図15(検出方法1の場合)や図20(検出方法2の場合)に示したように、放射線の照射開始を検出した時点で各走査線5へのオン電圧の印加を停止して、ゲートドライバー15b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、各TFT8をオフ状態にして、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷を各放射線検出素子7内に蓄積させる電荷蓄積状態に移行させるようになっている。
【0111】
そして、例えば放射線の照射開始を検出してから所定時間が経過した時点で、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、図15や図20に示すように、本画像データDの読み出し処理を行わせるようになっている。
【0112】
すなわち、本実施形態では、本画像データDの読み出し処理では、制御手段22は、図15に示すように、放射線の照射開始を検出してから所定時間が経過すると、放射線画像撮影前の暗画像データdの読み出し処理で放射線の照射が開始されたことを検出した時点でオン電圧が印加されていた走査線5(図15の場合は走査線5のラインLn)の次にオン電圧を印加すべき走査線5(図15の場合は走査線5のラインLn+1)からオン電圧の印加を開始し、各走査線5にオン電圧を順次印加させて、本画像データDの読み出し処理を行うようになっている。
【0113】
また、検出方法2の場合も同様に、制御手段22は、図20に示すように、放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理で放射線の照射が開始されたことを検出した時点の直前のリセット処理でオン電圧が印加された走査線5(図20の場合は走査線5のラインL4)の次にオン電圧を印加すべき走査線5(図20の場合は走査線5のラインL5)からオン電圧の印加を開始し、各走査線5にオン電圧を順次印加させて、本画像データDの読み出し処理を行うようになっている。
【0114】
なお、後述するように、本実施形態では、検出方法2を採用する場合、リークデータdleakの読み出し処理と交互に各放射線検出素子7のリセット処理を行う代わりに、リークデータdleakの読み出し処理と交互に検出方法1と同様の暗画像データdの読み出し処理を行うように構成されるが、この点については、後で詳しく説明する。
【0115】
また、本実施形態では、本画像データDの読み出し処理の際に、ゲートドライバー15bから各走査線5にオン電圧を印加する周期が、暗画像データdの読み出し処理(図15参照)や、放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理と交互に行われる各放射線検出素子7のリセット処理(上記のように実際には暗画像データdの読み出し処理。図20参照)における周期τと同じ周期になるように、各走査線5にオン電圧を順次印加するようになっている。
【0116】
このように本画像データDの読み出し処理において各走査線5にオン電圧を順次印加する周期を、暗画像データdの読み出し処理等において各走査線5にオン電圧を順次印加する周期τと同じ周期とするように構成すると、電荷蓄積状態に移行する前に、ある走査線5に最後に印加したオン電圧をオフ電圧に切り替えてから、本画像データDの読み出し処理で当該走査線5に印加したオン電圧がオフ電圧に切り替えられるまでの時間Tac(以下、実効蓄積時間Tacという。)が、各走査線5で同じ時間になるといったメリットがある。
【0117】
[オフセットデータOを算出するために暗画像データdを利用することについて]
次に、オフセットデータO、すなわち本画像データDに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分に相当するデータを算出するために、例えば前述した検出方法1で放射線画像撮影前に読み出される暗画像データdを利用すること等について説明する。また、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の作用についてもあわせて説明する。
【0118】
前述した放射線の照射開始の検出処理において、例えば上記の検出方法1を採用した場合、放射線画像撮影前の、少なくとも放射線の照射が開始される前に読み出された暗画像データdは、上記のように、ある走査線5に印加したオン電圧をオフ電圧に切り替えてから次に当該走査線5に印加したオン電圧がオフ電圧に切り替えられるまでの蓄積時間Tac*(図13参照)の間に各放射線検出素子7内に蓄積された暗電荷に起因するデータである。
【0119】
そして、オフセットデータO、すなわち本画像データDに重畳されるオフセット分も、暗電荷に起因するオフセット分である。そこで、この暗画像データdを、オフセットデータOとして用いることが考えられる。すなわち、放射線の照射開始の検出処理のために読み出した、いわば照射開始検出用の暗画像データdを、オフセットデータOとして利用することが考えられる。
【0120】
その際、読み出された暗画像データdは、閾値dthと比較されて放射線の照射開始の検出処理の対象とされるとともに、各放射線検出素子7ごとに記憶手段23(図7参照)に順次保存されていく。
【0121】
このように、照射開始検出用に読み出した暗画像データdを、オフセットデータOとして利用するように構成すれば、放射線の照射開始の検出処理を行うと同時にオフセットデータOを取得することが可能となる。
【0122】
そのため、通常の放射線画像撮影では、例えば図22に示すように、放射線の照射開始の検出処理→電荷蓄積状態への移行→本画像データDの読み出し処理という一連の処理の前や後に、この一連の処理とは別の処理としての検出動作→電荷蓄積状態への移行→オフセットデータOの読み出し処理の一連の処理を行うことが必要になるが、本実施形態における放射線画像撮影では、図23に示すように、このような一連の処理からなるオフセットデータOの読み出し処理を行う必要がなくなる。
【0123】
そして、オフセットデータOを、上記の本画像データDの読み出し処理までの一連の処理(特に放射線の照射開始の検出処理)の中で取得することが可能となるため、一連の処理の前や後に別処理としてオフセットデータOの読み出し処理を行う場合に比べて、1回の放射線画像撮影に要する時間CTを短縮することが可能となる。
【0124】
また、本画像データDの読み出し処理前の電荷蓄積状態に移行する直前の検出処理で読み出される暗画像データd(図23参照)をオフセットデータOとすれば、本画像データDの読み出し処理に非常に近接したタイミングで事前にオフセットデータOを取得することが可能となる。
【0125】
そして、非常に近接したタイミングでオフセットデータOを取得し本画像データDを読み出すと、その間に各放射線検出素子7の温度はほとんど変化せず、ほぼ同じ温度になる。
【0126】
そのため、取得されたオフセットデータOが、本画像データDに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分とほぼ同一の値になる。そのため、後の画像処理で、本画像データDからオフセットデータOを減算すれば、本画像データDに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分とオフセットデータOとが的確に相殺される。そして、算出される真の画像データD*が、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷のみに起因する正常な値になる。
【0127】
しかし、その一方で、例えば図13と図15とを比較すると分かるように、暗画像データdの読み出し処理における蓄積時間Tac*と本画像データDの読み出し処理における実効蓄積時間Tacとは同じ時間ではなく、実効蓄積時間Tac(図15参照)の方が、電荷蓄積状態の継続時間分だけ蓄積時間Tac*(図13参照)よりも長い。
【0128】
そのため、蓄積時間Tac*中に各放射線検出素子7内に蓄積された暗電荷の量に相当する暗画像データdをそのまま、実効蓄積時間Tac中に各放射線検出素子7内に蓄積された暗電荷の量に相当するオフセットデータOとして用いることができない。
【0129】
そこで、本実施形態では、読み出された暗画像データdを、上記の蓄積時間Tac*と実効蓄積時間Tacとに基づいてそれぞれ換算して、各放射線検出素子7ごとのオフセットデータOを算出するようになっている。なお、この点については、後で説明する。
【0130】
なお、前述したように、上記の検出方法1がさらに改良されて、例えば、各放射線検出素子7ごとに読み出された暗画像データdについて、読み出しIC16ごとに平均値が算出されたり、最大値が抽出されたり、或いは暗画像データdが種々加工される等して放射線の照射開始の検出処理を行うように構成される場合があり得るが、その場合は、記憶手段23には、放射線検出素子7ごとに読み出されたままの状態の、いわば生の暗画像データdが順次保存される。
【0131】
一方、検出方法2においては、上記の検出方法2の基本構成のままでは検出方法1のような暗画像データdの読み出し処理が行われない。
【0132】
そこで、放射線の照射開始の検出処理おける検出方法として検出方法2を採用する場合には、例えば図24に示すように、検出方法2における各放射線検出素子7のリセット処理の代わりに暗画像データ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。
【0133】
すなわち、この場合、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、放射線画像撮影前に、走査駆動手段15のゲートドライバー15bから各走査線5にオフ電圧を印加して行うリークデータdleakの読み出し処理と、ゲートドライバー15bから各走査線5にオン電圧を順次印加して行う暗画像データdの読み出し処理とを交互に繰り返し行わせるように構成される。
【0134】
そして、このように、検出方法2を改良してリークデータdleakの読み出し処理と交互に暗画像データdの読み出し処理を行うように構成することで、読み出された暗画像データdを上記の検出方法1の場合と全く同様に扱うことが可能となる。
【0135】
なお、以下、上記のように、リークデータdleakの読み出し処理と交互に、各放射線検出素子7のリセット処理の代わりに暗画像データdの読み出し処理を行うように構成された検出方法2を、改良された検出方法2という。また、改良された検出方法2では、放射線の照射開始の検出処理において閾値を越えたか否かの判定に用いられるデータはリークデータdleakの方である。
【0136】
そして、暗画像データdの方は、放射線の照射開始の検出処理には何ら関わりなく、読み出されるごとに記憶手段23に順次保存されていく状態になる。なお、リークデータdleakだけでなく、それと交互に読み出される暗画像データdも用いて放射線の照射開始を検出するように構成することも可能である。ただし、その場合、記憶手段23に、読み出された暗画像データdがそのまま(すなわち、加工されずに、読み出された状態の暗画像データdのまま)順次保存される。
【0137】
また、改良された検出方法2においても、蓄積時間Tac*(図24では不図示だが図13と同様。)と実効蓄積時間Tac(図20参照)とが異なる時間であるため、読み出された暗画像データdを、上記の蓄積時間Tac*と実効蓄積時間Tacとに基づいてそれぞれ換算して、各放射線検出素子7ごとのオフセットデータOを算出するように構成されることも、検出方法1の場合と同様である。
【0138】
[具体的な構成等について]
以下、上記のようにして放射線画像撮影前に読み出した暗画像データdを、オフセットデータOを算出するために利用するための具体的な構成等について説明する。
【0139】
なお、以下では、主に、放射線の照射開始の検出処理において上記の検出方法1が採用されている場合について説明するが、上記の改良された検出方法2の場合についても同様に説明される。
【0140】
[暗画像データを保存する記憶手段における記憶領域の構成等について]
ここで、放射線の照射開始の検出処理の際に読み出された暗画像データdを保存する記憶手段23(図7等参照)の記憶領域の構成等について説明する。
【0141】
上記のように、本実施形態では、放射線画像撮影装置1は、放射線発生装置55(図11や図12参照)と信号等のやり取りを行わないため、放射線画像撮影装置1は、放射線画像撮影前に放射線の照射開始の検出処理を開始してからどのようなタイミングで放射線が照射されるかは分からない。そのため、検出処理が開始されて暗画像データdの読み出し処理が開始されてから、放射線の照射が開始されたことが検出されるまでの時間が長くなる場合があり得る。
【0142】
このような場合に、読み出した暗画像データdを全て記憶手段23に保存すると、記憶手段23に保存される暗画像データdの量が多くなり、その後で読み出される本画像データD(図15や図20参照)を保存するための記憶容量が不足してしまったり、或いは、保存される暗画像データdの量自体が記憶手段23の記憶容量を越えてしまったりする可能性があり得る。
【0143】
一方、上記のように、オフセットデータOをそれぞれ算出するために必要な暗画像データdは、各放射線検出素子7ごとに1つずつ、すなわち検出部P(図4や図7参照)1面分の各放射線検出素子7のデータがあれば十分である。そのため、読み出した全ての暗画像データdを記憶手段23に保存する必要はない。
【0144】
すなわち、放射線画像撮影装置1の検出部P上に二次元状に配列された検出部1面分の各放射線検出素子7から暗画像データdをそれぞれ読み出す期間を1フレームというものとすると、暗画像データdを保存する記憶手段23の記憶領域は、少なくとも1フレーム分の暗画像データdを保存できる記憶容量を有するものであればよい。
【0145】
また、記憶手段23における暗画像データdを保存するための記憶領域23aを、例えば図25に示すように、2フレーム分の暗画像データdを保存できる記憶容量を有する記憶領域とするように構成することも可能である。
【0146】
そして、例えば、放射線画像撮影前に、ゲートドライバー15b(図7参照)から走査線5のラインL1〜Lxにオン電圧が順次印加されるごとに読み出された暗画像データdを記憶領域23aに順次保存していく。そして、保存される暗画像データdの量が2フレーム分を越えた場合には、新たに保存する暗画像データdを、当該記憶領域23aに保存されている最も古い暗画像データd上に上書き保存するようにして、暗画像データdを記憶領域23aに順次保存していくように構成することが可能である。
【0147】
すなわち、図25において、暗画像データdを、例えば走査線5のラインL1に接続されている各放射線検出素子7から読み出された暗画像データdを図中左側の記憶領域23a1の上端部に保存し、走査線5のラインL2〜Lxにそれぞれ接続されている各放射線検出素子7から読み出された暗画像データdをその下側に順次保存していく。続けて、走査線5のラインL1〜Lxに接続されている各放射線検出素子7から読み出された暗画像データdを、図中右側の記憶領域23a2に順次保存していく。
【0148】
そして、次に走査線5のラインL1に接続されている各放射線検出素子7から読み出された暗画像データdを保存する場合には、図中左側の記憶領域23a1の上端部に保存されている最も古い暗画像データd上に上書き保存する。続いて、走査線5のラインL2に接続されている各放射線検出素子7から読み出された暗画像データdを保存する場合には、図中左側の記憶領域23a2の走査線5のラインL2に相当する部分に保存されている最も古い暗画像データd上に上書き保存する。
【0149】
このようにして新たに読み出した暗画像データdを記憶手段23の記憶領域23a中の最も古い暗画像データd上に順次上書き保存していくように構成すれば、暗画像データdが新たに読み出されるごとに、記憶手段23の例えば2フレーム分の記憶領域23aに暗画像データdを順次保存していくように構成することができる。
【0150】
なお、上記のように、1フレームとは、放射線画像撮影装置1の検出部P上に二次元状に配列された検出部1面分の各放射線検出素子7から暗画像データdをそれぞれ読み出す期間をいうが、必ずしも走査線5の最初のラインL1から最終ラインLxまでオン電圧を順次印加する期間であるとは限らない。
【0151】
すなわち、kを走査線5の任意のライン番号とするとき、走査線5のラインLkから最終ラインLxまでオン電圧を順次印加し、続けて走査線5の最初のラインL1からラインLk-1までオン電圧を順次印加するまでの期間も1フレームである。本発明では、1フレームを、このように、走査線5のラインLkからラインLk-1までオン電圧を順次印加する期間として定義するものとする(なお。k=1の場合にはラインLk-1は最終ラインLxになる。)。
【0152】
[本画像データDの読み出し処理後の処理について]
次に、上記のように、放射線画像撮影前に読み出した暗画像データdを蓄積時間Tac*と実効蓄積時間Tacとに基づいてそれぞれ換算して、各放射線検出素子7ごとのオフセットデータOを算出する処理について説明する前に、本画像データDの読み出し処理(図15や図20参照。ただし図20は改良された検出方法2についてのものとする。以下同じ。)後に、放射線画像撮影装置1で行われる処理について説明する。
【0153】
[プレビュー画像用データの送信]
本実施形態では、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、本画像データDを読み出すと、読み出した本画像データDから所定の割合でプレビュー画像用データを選び出して、コンソール58(図11や図12参照)に送信するようになっている。
【0154】
その際、制御手段22は、例えば図26に示すように、放射線画像撮影装置1の検出部Pのn行、m列目の放射線検出素子7(n,m)から読み出された本画像データDをD(n,m)で表すとすると、読み出した本画像データD(n,m)の中から、例えば図中に斜線を付して示すように予め所定本数(図26の場合は4本)の走査線5ごとに1本の割合で指定された走査線5に接続されている各放射線検出素子7から読み出された本画像データD(n,m)を選び出して、プレビュー画像用データとしてコンソール58に送信するようになっている。
【0155】
なお、プレビュー画像用データの選び出し方は、これに限定されない。図示を省略するが、例えば、4×4画素すなわち4行4列の計16個の放射線検出素子7(n,m)から読み出された16個の本画像データD(n,m)の中から1個の割合で本画像データDを選び出す等して、本画像データDの中から本画像データDを所定の割合で間引いてプレビュー画像用データを選び出すように構成することも可能である。
【0156】
また、放射線画像撮影装置1からコンソール58に送信するプレビュー画像用データを、上記のように本画像データDから所定の割合で間引いて選び出したデータとする代わりに、全ての本画像データDをプレビュー画像用データとして送信するように構成することも可能である。
【0157】
[記憶手段からの暗画像データの抽出]
一方、前述したように、オフセットデータOを各放射線検出素子7ごとに算出するために必要な暗画像データdは、放射線の照射が開始されたことが検出される前に読み出された1フレーム分の暗画像データdである。
【0158】
そこで、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、例えば放射線の照射開始を検出した時点(上記の改良された検出方法2の場合は、放射線の照射開始を検出したリークデータdleakの読み出し処理の直前に暗画像データdの読み出し処理(図24参照)が行われた時点。以下同じ。)より以前の1フレーム中に各放射線検出素子7から読み出された暗画像データdを、各放射線検出素子7ごとのオフセットデータOを算出するために記憶手段23の記憶領域23a(図25参照)から抽出するようになっている。
【0159】
その際、放射線の照射開始を検出した時点(検出方法1の場合)またはその直前(改良された検出方法2の場合)の暗画像データdの読み出し処理でオン電圧が印加された走査線5が、例えば走査線5のラインLn(以下、このような走査線5のラインLnを検出ラインLnという。)であったものとし、この検出ラインLnに接続されている各放射線検出素子7から読み出された暗画像データdが記憶手段23の記憶領域23a中に保存される位置が、例えば図27(A)、(B)の各図中右側の記憶領域23a2の「Ln」の位置であったとする。
【0160】
この場合、制御手段22は、抽出する1フレーム分の暗画像データdとして、例えば図27(A)に示すように、検出ラインLnにオン電圧が印加された時点より前に、走査線5のラインL1〜Lxにオン電圧が順次印加されて読み出された各画像データd(図27(A)の斜線部分参照)を、記憶手段23の記憶領域23aから抽出するように構成することが可能である。
【0161】
また、前述したように、各放射線検出素子7の温度変化を考慮した場合、抽出される1フレーム分の暗画像データdは、できるだけ本画像データDの読み出し処理に近接したタイミングで読み出された暗画像データdであることが望ましい。すなわち、できるだけ検出ラインLnにオン電圧が印加された時点に近接したタイミングで読み出された暗画像データdであることが望ましい。
【0162】
しかし、検出ラインLnに接続されている各放射線検出素子7から読み出された暗画像データdは、前述したように(図16の時刻t1参照)、大きな値になっている。これは、放射線の照射によって各放射線検出素子7内で発生した電荷の一部が、暗電荷とともに読み出されたものである。そのため、検出ラインLnに接続されている各放射線検出素子7から読み出された暗画像データdは、暗電荷のみに起因するオフセットデータOの算出には用いることができない。
【0163】
そこで、制御手段22は、抽出する1フレーム分の暗画像データdとして、例えば図27(B)に示すように、検出ラインLnにオン電圧が印加された時点の直前にオン電圧が印加されて暗画像データdが読み出された走査線5のラインLn-1から遡って記憶領域23a1側の走査線5のラインLnまでの1フレーム分の暗画像データd(図27(B)の斜線部分参照)を、記憶手段23の記憶領域23aから抽出するように構成することが可能である。
【0164】
なお、放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出感度が高くない場合や、放射線画像撮影装置1に放射線を照射する放射線源52(図11や図12参照)における照射する放射線の線量率(すなわち単位時間当たりの線量)の立ち上がりが緩やかであるような場合には、実際に放射線の照射が開始されてから放射線画像撮影装置1で検出されるまでに時間がかかる場合がある。
【0165】
そして、そのような場合には、検出ラインLnに接続されている各放射線検出素子7だけでなく、それ以前に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から読み出された暗画像データdにおいても、放射線の照射によって各放射線検出素子7内で発生した電荷の一部が閾値dth(図16参照)を越えない程度に暗電荷に重畳されている可能性があり得る。
【0166】
そのため、図27(B)に示したように、抽出する1フレーム分の暗画像データdを、検出ラインLnにオン電圧が印加される直前にオン電圧が印加された走査線5のラインLn-1から遡る1フレーム分とする代わりに、検出ラインLnの所定本数前にオン電圧が印加された走査線5(例えば所定本数を10本とする場合には走査線5のラインLn-10)から遡る1フレーム分とすることも可能である。
【0167】
このように、制御手段22が抽出する1フレーム分の暗画像データdは、できるだけ本画像データDの読み出し処理に近接したタイミング、すなわちできるだけ検出ラインLnにオン電圧が印加された時点に近接したタイミングで読み出された暗画像データdであるとともに、放射線の照射によって各放射線検出素子7内で発生した電荷の一部を含まない暗電荷のみに起因する暗画像データdであることが望ましい。
【0168】
[暗画像データに基づくオフセットデータの算出処理について]
次に、前述したように、放射線画像撮影装置1で放射線画像撮影前に読み出された暗画像データdを、蓄積時間Tac*(図13参照)と実効蓄積時間Tac(図15や図20参照)とに基づいてそれぞれ換算して、各放射線検出素子7ごとのオフセットデータOを算出する処理について説明する。
【0169】
なお、以下では、このオフセットデータの算出処理を、本実施形態における画像処理装置であるコンソール58(以下、コンソール58が画像処理装置として機能する場合は画像処理装置58という。)で行う場合について説明するが、放射線画像撮影装置1で行うように構成することも可能である。
【0170】
そして、その場合には、放射線画像撮影装置1で暗画像データdに基づいて各放射線検出素子7ごとにオフセットデータOを算出した後、算出したオフセットデータOを、アンテナ装置41等の通信手段を介して放射線画像撮影装置1からコンソール58や画像処理装置58に送信するように構成される。
【0171】
[放射線画像撮影装置からのデータの送信について]
放射線画像撮影装置1の制御手段22は、以上のようにして、記憶手段23の記憶領域23aから1フレーム分の暗画像データdを抽出すると、本実施形態では、まず、抽出した暗画像データdのうち、例えば図26に示したようにして本画像データDの中から選び出して送信したプレビュー画像用データ(例えば図26中で斜線を付して表された本画像データD)に対応する暗画像データdを、アンテナ装置41等の通信手段を介してコンソール58に送信する。
【0172】
制御手段22は、続いて、本画像データDのうち、プレビュー画像用データとして送信した本画像データD以外の残りの本画像データD(例えば図25中で斜線が付されていない本画像データD)を画像処理装置58に送信し、また、抽出した暗画像データdのうち、プレビュー画像用データに対応する暗画像データdとして既に送信した暗画像データd以外の残りの暗画像データdを画像処理装置58に送信する。
【0173】
なお、画像処理装置をコンソール58とは別体の装置として設ける場合には、コンソール58は、放射線画像撮影装置1から送信されてきたプレビュー画像用データとそれに対応する暗画像データdを、画像処理装置に送信するように構成される。また、この場合、放射線画像撮影装置1から画像処理装置に、全ての本画像データDと暗画像データdを送信するように構成することも可能である。
【0174】
[コンソールにおけるプレビュー画像の生成、表示]
コンソール58は、上記のように、放射線画像撮影装置1からプレビュー画像用データとそれに対応する暗画像データdが送信されてくると、まず、暗画像データdを、蓄積時間Tac*(図13参照)と実効蓄積時間Tac(図15や図20参照)とに基づいてそれぞれ換算して、各放射線検出素子7ごとのオフセットデータOを算出するようになっている。
【0175】
[暗画像データdからオフセットデータOへの換算処理等について]
本発明者らの研究によれば、放射線検出素子7から読み出される暗画像データdは、蓄積時間Tac*や実効蓄積時間Tac、すなわち、ある走査線5に印加したオン電圧をオフ電圧に切り替えてから次に当該走査線5に印加したオン電圧がオフ電圧に切り替えられるまでの時間(図13等参照)の長さに必ずしも比例しないことが分かっている。
【0176】
しかし、読み出される暗画像データdが蓄積時間Tac*等に比例しないのは、蓄積時間Tac*等がごく短い時間とされる場合である。一方、蓄積時間Tac*は上記の1フレーム分の期間と同じであり、実効蓄積時間Tacはそれに電荷蓄積状態の継続時間を加えた十分に長い時間である。そして、蓄積時間Tac*や実効蓄積時間Tacがこのように十分長い時間である場合には、蓄積時間Tac*等が暗画像データdは蓄積時間Tac*や実効蓄積時間Tacの長さに比例して大きくなることが分かっている。
【0177】
そこで、暗画像データdは蓄積時間Tac*や実効蓄積時間Tacの長さに比例すると仮定して、蓄積時間Tac*と実効蓄積時間Tacとに基づいて暗画像データdをオフセットデータOに換算して、各放射線検出素子7ごとのオフセットデータOを算出するように構成することが可能である。
【0178】
その場合、暗画像データdおよびオフセットデータOと、蓄積時間Tac*および実効蓄積時間Tacとの間には、各放射線検出素子7ごとに、
d:O=Tac*:Tac …(1)
の関係が成り立つため、オフセットデータOは、
O=d×Tac/Tac* …(2)
を各放射線検出素子7ごとに演算することによって算出することができる。
【0179】
また、予め実験的に、オフセットデータOを、暗画像データdと蓄積時間Tac*と実効蓄積時間Tacの関数として求めておき、放射線画像撮影装置1から送信されてきた暗画像データdをこの関数に代入することによってオフセットデータOを各放射線検出素子7ごとに算出するように構成することも可能である。
【0180】
なお、上記の説明では、コンソール58が、放射線画像撮影装置1における蓄積時間Tac*や実効蓄積時間Tacの情報を予め有していることを前提として説明したが、コンソール58がこれらの情報を予め有していない場合には、例えば、放射線画像撮影装置1からプレビュー画像用データや暗画像データd等をコンソール58に送信する際に、それらの情報もあわせて送信するように構成される。
【0181】
コンソール58は、上記のようにして暗画像データdに基づいてオフセットデータOを算出すると、各放射線検出素子7ごとに、算出したオフセットデータOをプレビュー画像用データから減算して、各放射線検出素子7ごとに真の画像データD*を算出する。そして、算出した真の画像データD*に基づいてプレビュー画像p_preを生成して、図28(A)、(B)に示すように、表示部58a(図11や図12参照)上にプレビュー画像p_preをワイプ表示させるようになっている。
【0182】
なお、前述したように、放射線画像撮影装置1で暗画像データdに基づくオフセットデータOの算出処理を行う場合には、コンソール58は、放射線画像撮影装置1から送信されてきたプレビュー画像用データとそれに対応するオフセットデータOに基づいて、オフセットデータOの算出処理を行うことなく、上記のようにしてプレビュー画像p_preを生成するように構成される。
【0183】
本実施形態では、図28(B)に示すように、コンソール58の表示部58a上に、「OK」ボタン60aすなわちプレビュー画像p_preを承認する旨を指示するボタンと、「NG」ボタン60bすなわちプレビュー画像p_preを否認する(すなわち承認しない)旨を指示するボタンが表示されるようになっている。
【0184】
そして、プレビュー画像p_preを見た放射線技師が、画像中に被写体が適切に撮影されておらず、再撮影が必要であると判断して「NG」ボタン60bをクリックした場合には、コンソール58は、生成したプレビュー画像p_preを破棄するとともに、放射線画像撮影装置1から送信されてきたプレビュー画像用データ等の各データも破棄する。そして、放射線画像撮影装置1にキャンセル信号を送信するようになっている。
【0185】
そして、放射線画像撮影装置1は、コンソール58からのキャンセル信号を受信すると、現在行っている処理(例えば残りの本画像データD等の送信処理等)を停止して、当該撮影で得られた本画像データDや暗画像データd等のデータがあればそれらを破棄する。そして、例えば各放射線検出素子7のリセット処理を行った後、再撮影に向けて放射線の照射開始の検出処理に戻る。
【0186】
[画像処理装置における放射線画像の生成]
一方、プレビュー画像p_preを見た放射線技師が、プレビュー画像p_preを承認して「OK」ボタン60aをクリックした場合には、コンソール58すなわち画像処理装置58は、本実施形態では、引き続き放射線画像pの生成処理に移行するようになっている。
【0187】
放射線画像pの生成処理では、画像処理装置58は、本実施形態では上記のようにプレビュー画像用データについてはそれぞれ真の画像データD*が算出されているため、続いて、放射線画像撮影装置1から送信されてきた残りの本画像データDについて真の画像データD*をそれぞれ算出する。
【0188】
そして、残りの本画像データDについて真の画像データD*をそれぞれ算出するために、まず、上記と同様にして、放射線画像撮影装置1から送信されてきた残りの暗画像データdに基づいて残りの本画像データDに対応するオフセットデータOをそれぞれ算出する。そして、上記と同様にして、各放射線検出素子7ごとに、算出したオフセットデータOをそれぞれ対応する残りの本画像データDから減算して、各放射線検出素子7ごとに真の画像データD*を算出する。
【0189】
そして、画像処理装置58は、算出した真の画像データD*に対してゲイン補正や欠陥画素補正、撮影部位に応じた階調処理等の精密な画像処理を行って、最終的な放射線画像pを生成するようになっている。
【0190】
なお、前述したように、放射線画像撮影装置1で暗画像データdに基づくオフセットデータOの算出処理を行う場合には、画像処理装置58は、放射線画像撮影装置1から送信されてきた本画像データDとオフセットデータOに基づいて、オフセットデータOの算出処理を行うことなく、上記のようにして放射線画像pを生成するように構成される。
【0191】
そして、本実施形態では、画像処理装置58は、放射線画像pを生成すると、表示部58a上に表示されているプレビュー画像p_pre(図28(B)参照)に代えて、生成した放射線画像pを表示するようになっている。
【0192】
また、画像処理装置58は、一連の放射線画像撮影が終了する等した時点で、放射線技師の操作により、各放射線画像pの情報等を、例えば、図示しない医療用画像管理システム(Picture Archiving and Communication System:PACS)等に送信する等の必要な処理を行うようになっている。
【0193】
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1および放射線画像撮影システム50によれば、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、放射線の照射開始の検出処理で読み出した暗画像データd(検出方法1の場合)やリークデータdleak(改良された検出方法2の場合)に基づいて放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されたことを検出する。
【0194】
そのため、放射線画像撮影装置1と放射線発生装置55(図11や図12参照)との間でインターフェースを構築できない(或いは構築しない)場合でも、放射線画像撮影装置1自体で放射線が照射されたことを的確に検出することが可能となる。
【0195】
また、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、放射線の照射開始の検出処理において読み出した暗画像データdのうちの1フレーム分の暗画像データdを抽出して、各放射線検出素子7ごとのオフセットデータOを算出するためのデータとする。
【0196】
そのため、本画像データDの読み出し処理前の電荷蓄積状態に移行する直前の検出処理で読み出された暗画像データd(図23参照)をオフセットデータOを算出するためのデータとすることで、本画像データDの読み出し処理に非常に近接したタイミングで事前にオフセットデータOの算出処理に必要なデータを読み出すことが可能となる。
【0197】
そして、抽出された暗画像データdが読み出されるタイミングと本画像データDが読み出されるタイミングが非常に近接したタイミングとなることで、その間に各放射線検出素子7の温度はほとんど変化せず、ほぼ同じ温度になる。そのため、抽出された暗画像データdから算出されるオフセットデータOが、本画像データDに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分とほぼ同一の値になる。
【0198】
そのため、後の画像処理で、本画像データDからオフセットデータOを減算すれば、本画像データDに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分とオフセットデータOとが的確に相殺される。そして、算出される真の画像データD*が、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷のみに起因する正常な値になる。そのため、算出された真の画像データD*に基づいて放射線画像pを的確に生成することが可能となる。
【0199】
また、通常の放射線画像撮影では、例えば図22に示したように、放射線の照射開始の検出処理→電荷蓄積状態への移行→本画像データDの読み出し処理という一連の処理の前や後に、この一連の処理とは別の処理としての検出動作→電荷蓄積状態への移行→オフセットデータOの読み出し処理の一連の処理を行うことが必要になる。そのため、1回の放射線画像撮影に要する時間CTが長くなる。
【0200】
しかし、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、図23に示したように、このような一連の処理からなるオフセットデータOの読み出し処理を行う必要がなくなる。そして、オフセットデータOを算出するための暗画像データdが、上記の本画像データDの読み出し処理までの一連の処理(特に放射線の照射開始の検出処理)の中で取得される。
【0201】
そのため、図22に示した通常の放射線画像撮影装置等のように一連の処理の前や後に別処理としてオフセットデータOの読み出し処理を行う場合に比べて、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では、1回の放射線画像撮影に要する時間CTを短縮することが可能となる。そのため、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が、放射線技師にとって使い勝手がよいものとなる。
【0202】
また、上記のように1回の放射線画像撮影に要する時間CTが短縮されることにより、放射線画像撮影装置1に衝撃や強い圧力が加わらないようにするために患者に対して動かないように要求される時間CTが短くなるため、患者にかかる負担をより軽減することが可能となる。
【0203】
なお、本発明が上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【0204】
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
17 読み出し回路
22 制御手段
23 記憶手段
39 コネクター(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
58 コンソール、画像処理装置
58a 表示部
D 本画像データ
D* 真の画像データ
d 暗画像データ
dleak リークデータ
dleak_th 閾値
dth 閾値
O オフセットデータ
P 検出部
p 放射線画像
p_pre プレビュー画像
q 電荷
r 小領域
Tac 実効蓄積時間(時間)
Tac* 蓄積時間(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小領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子を備える検出部と、
前記各走査線にオン電圧またはオフ電圧を印加する走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、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、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を読み出す読み出し回路と、
放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して前記各放射線検出素子内に蓄積された電荷を暗画像データとして読み出す前記暗画像データの読み出し処理を繰り返し行わせ、読み出した前記暗画像データ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検出処理を行う制御手段と、
少なくとも読み出された前記暗画像データを保存する記憶手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記検出処理の際に読み出させた前記暗画像データを前記記憶手段に保存させるとともに、
放射線の照射開始を検出すると、前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加し、前記各スイッチ手段をオフ状態とする電荷蓄積状態を経た後、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放射線検出素子から本画像としての画像データを読み出す本画像データの読み出し処理を行わせ、
前記検出部上に二次元状に配列された当該検出部1面分の前記各放射線検出素子から前記暗画像データを読み出す期間を1フレームという場合、前記記憶手段に保存されている前記各暗画像データのうち、放射線の照射開始を検出した時点より以前の1フレーム中に前記各放射線検出素子から読み出された前記暗画像データを、前記各放射線検出素子ごとのオフセットデータを算出するために抽出することを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項2】
前記制御手段は、前記記憶手段に保存されている前記各暗画像データのうち、放射線の照射開始を検出した時点の直前の1フレーム中に前記各放射線検出素子から読み出された前記暗画像データを、前記各放射線検出素子ごとのオフセットデータを算出するために抽出す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】
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小領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子を備える検出部と、
前記各走査線にオン電圧またはオフ電圧を印加する走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、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、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を読み出す読み出し回路と、
放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加して前記各スイッチ手段をオフ状態とした状態で前記各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した前記電荷をリークデータに変換するリークデータの読み出し処理と、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して前記各放射線検出素子内に蓄積された電荷を暗画像データとして読み出す前記暗画像データの読み出し処理とを交互に繰り返し行わせ、読み出した前記リークデータ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検出処理を行う制御手段と、
少なくとも読み出された前記暗画像データを保存する記憶手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記検出処理の際に読み出させた前記暗画像データを前記記憶手段に保存させるとともに、
放射線の照射開始を検出すると、前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加し、前記各スイッチ手段をオフ状態とする電荷蓄積状態を経た後、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放射線検出素子から本画像としての画像データを読み出す本画像データの読み出し処理を行わせ、
前記検出部上に二次元状に配列された当該検出部1面分の前記各放射線検出素子から前記暗画像データを読み出す期間を1フレームという場合、前記記憶手段に保存されている前記各暗画像データのうち、放射線の照射開始を検出した前記リークデータの読み出し処理の直前の前記暗画像データの読み出し処理より以前の1フレーム中に前記各放射線検出素子から読み出された前記暗画像データを、前記各放射線検出素子ごとのオフセットデータを算出するために抽出することを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項4】
前記制御手段は、前記記憶手段に保存されている前記各暗画像データのうち、放射線の照射開始を検出した前記リークデータの読み出し処理の直前の前記暗画像データの読み出し処理の直前の1フレーム中に前記各放射線検出素子から読み出された前記暗画像データを、前記各放射線検出素子ごとのオフセットデータを算出するために抽出することを特徴とする請求項3に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項5】
外部装置と無線方式または有線方式で通信可能な通信手段を備え、
前記制御手段は、前記各放射線検出素子ごとの前記本画像データと、抽出した前記暗画像データとを、前記通信手段を介して画像処理装置に送信することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項6】
外部装置と無線方式または有線方式で通信可能な通信手段を備え、
前記制御手段は、読み出した前記本画像データからプレビュー画像用データを選び出し、選び出した前記プレビュー画像用データと、前記抽出した暗画像データのうち前記選び出した前記プレビュー画像用データに対応する前記暗画像データとを前記通信手段を介してコンソールに送信することを特徴とする請求項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。
【請求項7】
前記制御手段は、抽出した1フレーム分の前記各暗画像データを、前記暗画像データの読み出し処理の際に前記各スイッチ手段がオフ状態とされていた時間と、前記本画像データの読み出し処理の際に前記各スイッチ手段がオフ状態とされていた時間とに基づいてそれぞれ換算して、前記各放射線検出素子ごとのオフセットデータを算出することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項8】
外部装置と無線方式または有線方式で通信可能な通信手段を備え、
前記制御手段は、前記各放射線検出素子ごとの前記本画像データと、算出した前記オフセットデータとを、前記通信手段を介して画像処理装置に送信することを特徴とする請求項7に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項9】
外部装置と無線方式または有線方式で通信可能な通信手段を備え、
前記制御手段は、読み出した前記本画像データからプレビュー画像用データを選び出し、選び出した前記プレビュー画像用データと、前記算出したオフセットデータのうち前記選び出した前記プレビュー画像用データに対応する前記オフセットデータとを前記通信手段を介してコンソールに送信することを特徴とする請求項7または請求項8に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項10】
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から送信された前記本画像データと、抽出された前記暗画像データとに基づいて放射線画像を生成する画像処理装置と、
を備え、
前記画像処理装置は、
前記放射線画像撮影装置の前記制御手段により抽出された1フレーム分の前記各暗画像データを、前記放射線画像撮影装置において前記暗画像データの読み出し処理の際に前記各スイッチ手段がオフ状態とされていた時間と、前記本画像データの読み出し処理の際に前記各スイッチ手段がオフ状態とされていた時間とに基づいてそれぞれ換算して、前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子ごとのオフセットデータを算出し、
前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子ごとに、算出した前記オフセットデータを前記本画像データから減算して算出した真の画像データに基づいて放射線画像を生成することを特徴とする放射線画像撮影システム。
【請求項11】
請求項6に記載の放射線画像撮影装置と、
表示部を備えるコンソールと、
を備え、
前記コンソールは、
前記放射線画像撮影装置から送信されてきた前記各暗画像データを、前記放射線画像撮影装置において前記暗画像データの読み出し処理の際に前記各スイッチ手段がオフ状態とされていた時間と、前記本画像データの読み出し処理の際に前記各スイッチ手段がオフ状態とされていた時間とに基づいて換算して、それぞれオフセットデータを算出し、
前記放射線画像撮影装置から送信されてきた前記プレビュー画像用データから、前記プレビュー画像用データに対応する前記暗画像データから算出した前記オフセットデータをそれぞれ減算して算出した真の画像データに基づいてプレビュー画像を生成して、前記表示部に前記プレビュー画像を表示することを特徴とする放射線画像撮影システム。
【請求項12】
請求項8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から送信された前記本画像データと前記オフセットデータとに基づいて放射線画像を生成する画像処理装置と、
を備え、
前記画像処理装置は、前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子ごとに、前記オフセットデータを前記本画像データから減算して算出した真の画像データに基づいて放射線画像を生成することを特徴とする放射線画像撮影システム。
【請求項13】
請求項9に記載の放射線画像撮影装置と、
表示部を備えるコンソールと、
を備え、
前記コンソールは、前記放射線画像撮影装置から送信されてきた前記プレビュー画像用データから、前記プレビュー画像用データに対応する前記オフセットデータをそれぞれ減算して算出した真の画像データに基づいてプレビュー画像を生成して、前記表示部に前記プレビュー画像を表示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小領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子を備える検出部と、
前記各走査線にオン電圧またはオフ電圧を印加する走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、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、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を読み出す読み出し回路と、
放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して前記各放射線検出素子内に蓄積された電荷を暗画像データとして読み出す前記暗画像データの読み出し処理を繰り返し行わせ、読み出した前記暗画像データ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検出処理を行う制御手段と、
少なくとも読み出された前記暗画像データを保存する記憶手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記検出処理の際に読み出させた前記暗画像データを前記記憶手段に保存させるとともに、
放射線の照射開始を検出すると、前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加し、前記各スイッチ手段をオフ状態とする電荷蓄積状態を経た後、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放射線検出素子から本画像としての画像データを読み出す本画像データの読み出し処理を行わせ、
前記検出部上に二次元状に配列された当該検出部1面分の前記各放射線検出素子から前記暗画像データを読み出す期間を1フレームという場合、前記記憶手段に保存されている前記各暗画像データのうち、放射線の照射開始を検出した時点より以前の1フレーム中に前記各放射線検出素子から読み出された前記暗画像データを、前記各放射線検出素子ごとのオフセットデータを算出するために抽出することを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項2】
前記制御手段は、前記記憶手段に保存されている前記各暗画像データのうち、放射線の照射開始を検出した時点の直前の1フレーム中に前記各放射線検出素子から読み出された前記暗画像データを、前記各放射線検出素子ごとのオフセットデータを算出するために抽出す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】
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小領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子を備える検出部と、
前記各走査線にオン電圧またはオフ電圧を印加する走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、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、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を読み出す読み出し回路と、
放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加して前記各スイッチ手段をオフ状態とした状態で前記各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した前記電荷をリークデータに変換するリークデータの読み出し処理と、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して前記各放射線検出素子内に蓄積された電荷を暗画像データとして読み出す前記暗画像データの読み出し処理とを交互に繰り返し行わせ、読み出した前記リークデータ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検出処理を行う制御手段と、
少なくとも読み出された前記暗画像データを保存する記憶手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記検出処理の際に読み出させた前記暗画像データを前記記憶手段に保存させるとともに、
放射線の照射開始を検出すると、前記走査駆動手段から前記各走査線にオフ電圧を印加し、前記各スイッチ手段をオフ状態とする電荷蓄積状態を経た後、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放射線検出素子から本画像としての画像データを読み出す本画像データの読み出し処理を行わせ、
前記検出部上に二次元状に配列された当該検出部1面分の前記各放射線検出素子から前記暗画像データを読み出す期間を1フレームという場合、前記記憶手段に保存されている前記各暗画像データのうち、放射線の照射開始を検出した前記リークデータの読み出し処理の直前の前記暗画像データの読み出し処理より以前の1フレーム中に前記各放射線検出素子から読み出された前記暗画像データを、前記各放射線検出素子ごとのオフセットデータを算出するために抽出することを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項4】
前記制御手段は、前記記憶手段に保存されている前記各暗画像データのうち、放射線の照射開始を検出した前記リークデータの読み出し処理の直前の前記暗画像データの読み出し処理の直前の1フレーム中に前記各放射線検出素子から読み出された前記暗画像データを、前記各放射線検出素子ごとのオフセットデータを算出するために抽出することを特徴とする請求項3に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項5】
外部装置と無線方式または有線方式で通信可能な通信手段を備え、
前記制御手段は、前記各放射線検出素子ごとの前記本画像データと、抽出した前記暗画像データとを、前記通信手段を介して画像処理装置に送信することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項6】
外部装置と無線方式または有線方式で通信可能な通信手段を備え、
前記制御手段は、読み出した前記本画像データからプレビュー画像用データを選び出し、選び出した前記プレビュー画像用データと、前記抽出した暗画像データのうち前記選び出した前記プレビュー画像用データに対応する前記暗画像データとを前記通信手段を介してコンソールに送信することを特徴とする請求項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。
【請求項7】
前記制御手段は、抽出した1フレーム分の前記各暗画像データを、前記暗画像データの読み出し処理の際に前記各スイッチ手段がオフ状態とされていた時間と、前記本画像データの読み出し処理の際に前記各スイッチ手段がオフ状態とされていた時間とに基づいてそれぞれ換算して、前記各放射線検出素子ごとのオフセットデータを算出することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項8】
外部装置と無線方式または有線方式で通信可能な通信手段を備え、
前記制御手段は、前記各放射線検出素子ごとの前記本画像データと、算出した前記オフセットデータとを、前記通信手段を介して画像処理装置に送信することを特徴とする請求項7に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項9】
外部装置と無線方式または有線方式で通信可能な通信手段を備え、
前記制御手段は、読み出した前記本画像データからプレビュー画像用データを選び出し、選び出した前記プレビュー画像用データと、前記算出したオフセットデータのうち前記選び出した前記プレビュー画像用データに対応する前記オフセットデータとを前記通信手段を介してコンソールに送信することを特徴とする請求項7または請求項8に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項10】
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から送信された前記本画像データと、抽出された前記暗画像データとに基づいて放射線画像を生成する画像処理装置と、
を備え、
前記画像処理装置は、
前記放射線画像撮影装置の前記制御手段により抽出された1フレーム分の前記各暗画像データを、前記放射線画像撮影装置において前記暗画像データの読み出し処理の際に前記各スイッチ手段がオフ状態とされていた時間と、前記本画像データの読み出し処理の際に前記各スイッチ手段がオフ状態とされていた時間とに基づいてそれぞれ換算して、前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子ごとのオフセットデータを算出し、
前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子ごとに、算出した前記オフセットデータを前記本画像データから減算して算出した真の画像データに基づいて放射線画像を生成することを特徴とする放射線画像撮影システム。
【請求項11】
請求項6に記載の放射線画像撮影装置と、
表示部を備えるコンソールと、
を備え、
前記コンソールは、
前記放射線画像撮影装置から送信されてきた前記各暗画像データを、前記放射線画像撮影装置において前記暗画像データの読み出し処理の際に前記各スイッチ手段がオフ状態とされていた時間と、前記本画像データの読み出し処理の際に前記各スイッチ手段がオフ状態とされていた時間とに基づいて換算して、それぞれオフセットデータを算出し、
前記放射線画像撮影装置から送信されてきた前記プレビュー画像用データから、前記プレビュー画像用データに対応する前記暗画像データから算出した前記オフセットデータをそれぞれ減算して算出した真の画像データに基づいてプレビュー画像を生成して、前記表示部に前記プレビュー画像を表示することを特徴とする放射線画像撮影システム。
【請求項12】
請求項8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から送信された前記本画像データと前記オフセットデータとに基づいて放射線画像を生成する画像処理装置と、
を備え、
前記画像処理装置は、前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子ごとに、前記オフセットデータを前記本画像データから減算して算出した真の画像データに基づいて放射線画像を生成することを特徴とする放射線画像撮影システム。
【請求項13】
請求項9に記載の放射線画像撮影装置と、
表示部を備えるコンソールと、
を備え、
前記コンソールは、前記放射線画像撮影装置から送信されてきた前記プレビュー画像用データから、前記プレビュー画像用データに対応する前記オフセットデータをそれぞれ減算して算出した真の画像データに基づいてプレビュー画像を生成して、前記表示部に前記プレビュー画像を表示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28】
【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28】
【公開番号】特開2013−93736(P2013−93736A)
【公開日】平成25年5月16日(2013.5.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−234501(P2011−234501)
【出願日】平成23年10月26日(2011.10.26)
【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25年5月16日(2013.5.16)
【国際特許分類】
【出願日】平成23年10月26日(2011.10.26)
【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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