CN103732142A - 放射线图像摄影装置及放射线图像摄影方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供提高分解能力并能够确保较高灵敏度的放射线图像摄影装置及放射线图像摄影方法。即，是一种放射线图像摄影装置，具备：放射线检测元件，将检测放射线的相同大小的六边形的多个像素排列成蜂窝状；及像素密度转换部，对从该放射线检测元件获得的第一图像数据进行插值处理以使其变为表示多个像素排列成正方栅格状的图像的第二图像数据，在将该六边形像素的最长的对角线的长度设为d1max、将该六边形像素的面积设为S1、将第二图像数据的正方栅格的对角线的长度设为d2max的情况下，d1max为d2max以上，且d1max为（2×S1）的平方根的值以下。

Description

放射线图像摄影装置及放射线图像摄影方法

技术领域

本发明涉及拍摄放射线图像的放射线图像摄影装置及放射线图像摄影方法。

背景技术

近年来，使用了在TFT（Thin film transistor：薄膜晶体管）主动矩阵基板上配置X线感应层而能够将X线信息直接转换为数字数据的FPD（flat panel detector：平板探测器）等放射线检测元件的放射线图像摄影装置被实用化。该FPD与现有成像板相比，具有能够即时确认图像、还能够确认动画的优点，正迅速地得到普及。对该放射线检测元件提出了各种类型的方案，例如包括：直接转换方式，将放射线直接通过半导体层转换为电荷并蓄积；间接转换方式，将放射线暂时通过Csl:Tl、GOS（Gd202S:Tb）等闪烁体转换为光，并将转换后的光通过半导体层转换为电荷并蓄积。

放射线检测元件中，例如，多个扫描布线和多个信号布线相互交叉配置，与该扫描布线及信号布线的各交叉部对应地将像素设置成矩阵状。该多个扫描布线及多个信号布线在放射线检测元件的周边部，与外部电路（例如放大器IC（Integrated Circuit：集成电路）、栅极IC）连接。

为了提高FPD的分解能力，减小放射线检测元件的像素大小较为有效。尤其是在使用了Se等的直接转换方式的放射线检测元件中，像素大小基本上直接有助于分解能力的提高，所以提出了各种通过高清化而提高画质的放射线检测元件。例如，在重视分辨率的乳腺摄影用的FPD中，提出了像素大小较小的产品。

但是，与像素大小的缩小成比例，能够收集的电荷量减少，结果使灵敏度（S/N）降低。因此，存在以下问题：即使分解能力提高，但综合画质DQE（detective quantum efficiency：检测量子效率，与｛S/N×1/分解能力｝成比例）降低。

另一方面，为了兼顾分解能力及灵敏度的提高，提出了下述检测装置（例如参照日本特开2003-255049号公报）：将像素的配置在X、Y方向上错开半个间距，基于生成的图像信息进行像素间插值处理。并且，提出了使用六边形像素来提高光的利用效率的X线检测装置（例如参照日本特开2006-29839号公报）。

例如，正六边形的最长的对角线的长度（最大对角长度）d1max和面积S1处于以下关系。

[数学表达式1]

$d1\max =\sqrt{(8/3\sqrt{3})\×}S1\≈\sqrt{1.54\×}S1$

当正六边形的面积S1=10000μm²时，若比较具有同等的像素面积的正六边形的像素和正方形的像素，则：

·正方形1边的长度a1=100μm、面积S1=10000μm²、最大对角长度d1max=141μm

·正六边形1边的长度a1=107μm、面积S1=10000μm²、最大对角长度d1max=123.5μm（参照图8A、图8B）

在同等像素面积下，正六边形的情况下与正方形相比，能够将对角长度d1max缩小12%左右。

发明内容

发明要解决的问题

使用日本特开2003-255049号公报、日本特开2006-29839号公报等中记载的利用了六边形像素的检测装置而检测出的放射线图像为各像素排列成蜂窝状的图像。另一方面，多数打印机、监视器等输出设备以处理各像素排列成正方栅格状的图像为前提而构成。因此，为了与这种输出设备对应，需要对检测出的放射线图像进行插值处理并进行像素密度转换。

但是，例如，根据放射线检测元件及最终想获得的正方栅格状的图像的分辨率（分解能力），在进行像素密度转换时，由放射线检测元件检测出的像素信息变得浪费。并且，例如，在想要提高分解能力而使用扁平的六边形像素的情况下，当保持较高灵敏度（面积）并过度扁平时，虽然在某个方向上分解能力提高，但在其他方向上分解能力可能会下降。即，根据六边形像素的大小及形状和像素密度转换后的正方栅格的大小，有时无法兼顾分解能力及灵敏度。

本发明提供能够提高分解能力并确保较高灵敏度的放射线图像摄影装置及放射线图像摄影方法。

用于解决问题的方法

本发明的第一方式是一种放射线图像摄影装置，具备：放射线检测元件，将检测放射线的相同大小的六边形的多个像素排列成蜂窝状；像素密度转换部，对从放射线检测元件获得的第一图像数据进行插值处理以使其变为表示多个像素排列成正方栅格状的图像的第二图像数据，在将六边形像素的最长的对角线的长度设为d1max、将六边形像素的面积设为S1、将第二图像数据的正方栅格的对角线的长度设为d2max的情况下，满足下式（1）。

[数学表达式2]

$d2\max \≤d1\max \≤\sqrt{2\×S}1\·\·\·---\left(1\right)$

该式的前半部分的条件“d2max≤d1max”表示：像素密度转换前的六边形像素的最大对角长度为像素密度转换后的正方栅格的对角长度以上。通过满足该条件，在所有方位上转换前的分解能力为转换后的分解能力以上，能够防止舍弃（浪费）由放射线检测元件检测出的各像素的信号。

并且，式后半部分的条件表示：像素密度转换前的六边形像素的最大对角长度为面积与六边形像素的面积S1相等的正方形的对角长度以下。即，d1max表示在转换前的像素排列中在所有方位中分解能力变得最低的方向上的排列间距（最大间距）。但是，在通过使用六边形而不是正方形的像素来实现高分辨率的情况下，当d1max大于与六边形像素相同的面积S1的正方形的对角长度

时，与使用面积相同的正方形像素相比，分解能力降低，因此无法充分获得六边形的效果。

因此，通过满足上式，本发明的第一方式能够兼顾分解能力及灵敏度的提高。

并且，本发明的第二方式在上述第一方式中，可以将六边形像素形成为扁平的六边形。

并且，本发明的第三方式在上述第二方式中，可以进一步满足下式（2）。

[数学表达式3]

$d1\max <\sqrt{(8/3\sqrt{3})}\&times;S1\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;---\left(2\right)$

并且，本发明的第四方式在上述第二或第三方式中，可以是，在将放射线图像摄影装置作为拍摄被检者的乳房的乳腺摄影装置使用的情况下，使六边形像素以从胸壁侧到乳房前部的进深方向上的长度比与该方向交叉的方向上的宽度短的方式扁平地形成。

并且，本发明的第五方式在上述第二至第四方式中，可以是，使六边形像素以通过该像素的中心的三条对角线中一条对角线短于另两条对角线且该另两条对角线长度相等的方式扁平地形成。

并且，本发明的第六方式在上述方式中，可以是，像素密度转换部先进行第一图像数据中水平方向和垂直方向中的、像素的排列间距短的方向的插值处理，后进行另一方向的插值处理。

并且，本发明的第七方式在上述方式中，可以进一步具备：放射线源，照射放射线；及图像输出装置，基于第二图像数据而输出图像。

并且，本发明的第八方式是一种放射线图像摄影方法，由将检测放射线的相同大小的六边形的多个像素排列成蜂窝状的放射线检测元件检测第一图像数据，对该第一图像数据进行插值处理以使其变为表示多个像素排列成正方栅格状的图像的第二图像数据，在将六边形像素的最长的对角线的长度设为d1max、将六边形像素的面积设为S1、将第二图像数据的正方栅格的对角线的长度设为d2max的情况下，满足下式（1）。

[数学表达式4]

$d2\max \&le;d1\max \&le;\sqrt{2\&times;S}1\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;---\left(1\right)$

并且，本发明的第九方式在上述第八方式中，可以进一步满足下式（2）。

[数学表达式5]

$d1\max <\sqrt{(8/3\sqrt{3})}\&times;S1\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;---\left(2\right)$

并且，本发明的第十方式在上述第八或第九方式中，可以将六边形像素形成为扁平的六边形。

并且，本发明的第十一方式在上述第十方式中，可以是，在拍摄被检者的乳房的情况下，使六边形像素扁平地形成，并以像素宽度短的一方沿着从胸壁侧朝向乳房前部的方向的方式配置乳房而进行摄影。

并且，本发明的第十二方式在上述第十或第十一方式中，可以由放射线检测元件进行摄影，该放射线检测元件使六边形像素扁平地形成使得通过该像素的中心的三条对角线中一条对角线短于另两条对角线且该另两条对角线长度相等。

并且，本发明的第十三方式在上述第八至第十二方式中，可以是，第一图像数据中水平方向和垂直方向中的、像素的排列间距短的方向的插值处理先进行，另一方向的插值处理后进行。

并且，本发明的第十四方式在上述第八至第十三方式中，可以进一步基于上述第二图像数据而输出图像。

发明效果

如此，根据本发明的上述方式，可提供能够提高分解能力并确保较高灵敏度的放射线图像摄影装置及放射线图像摄影方法。

附图说明

图1是表示例示性实施方式涉及的放射线摄影系统的构成的构成图。

图2是表示例示性实施方式涉及的包括放射线检测元件的放射线检测器的电气构成的构成图。

图3是表示例示性实施方式涉及的放射线检测元件的像素排列状态的俯视图。

图4是表示例示性实施方式涉及的放射线检测元件的构造的剖面图。

图5是示意性地说明例示性实施方式涉及的由放射线检测元件检测出的放射线图像的像素密度转换的说明图。

图6是表示例示性实施方式涉及的使用了式（1）的验证结果的具体例的表。

图7是表示例示性实施方式涉及的使用了式（3）的验证结果的具体例的表。

图8A是示意性地表示检测放射线的像素的形状及排列的具体例的图。

图8B是示意性地表示检测放射线的像素的形状及排列的具体例的图。

图9是表示例示性实施方式涉及的放射线检测元件的构造的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图的同时说明用于实施本发明的方式。此外，以下，说明将本发明适用于将放射线直接转换为电荷的直接转换方式的放射线检测元件的情况。

图1是表示本例示性实施方式涉及的放射线图像摄影系统100的构成的框图。该放射线图像摄影系统100具备：拍摄放射线图像的摄影装置41、图像处理装置50及显示装置80。图像处理装置50对表示拍摄到的放射线图像的图像数据实施图像处理。显示装置80显示被图像处理后的图像数据所表示的被摄体图像。

摄影装置41具有：放射线检测器42、操作面板44、摄影装置控制部46、显示器47及通信I/F部48。放射线检测器42具有检测放射线图像的放射线检测元件10（参照图2）。在操作面板44输入摄影条件、各种操作信息、各种操作指示。摄影装置控制部46控制装置整体的动作。显示器47显示操作菜单、各种信息等。通信I/F部48与LAN等网络56连接，在与连接于该网络56的其他设备之间收发各种信息。

摄影装置控制部46具有CPU46A、ROM46B、RAM46C、由HDD、闪存等构成的非易失性的存储部46D，并与放射线照射部24、放射线检测器42、操作面板44、显示器47及通信I/F部48连接。存储部46D中存储有CPU46A所执行的程序等。表示放射线图像的图像数据等存储于存储部46D。例如，本例示性实施方式涉及的摄影装置41在用于乳腺摄影时，将拍摄被验者的乳房而获得的放射线图像数据存储于存储部46D中。

放射线检测器42在放射线被照射时，将表示放射线图像的图像数据向摄影装置控制部46输出。放射线检测器42的详细构成后述。

摄影装置控制部46能够经由通信I/F部48及网络56而与图像处理装置50进行通信，在与图像处理装置50之间进行各种信息的收发。

该网络56进一步连接有管理服务器57。管理服务器57构成为包括存储部57A。摄影装置控制部46能够经由通信I/F部48及网络56而与管理服务器57进行通信。

另一方面，图像处理装置50作为服务器/计算机而构成。图像处理装置50具有：显示器52，显示操作菜单、各种信息等；及操作输入部54，构成为包含多个键，输入各种信息、操作指示。

并且，图像处理装置50具有：CPU60、ROM62、RAM64、HDD66、显示器驱动器68、操作输入检测部70、通信I/F部72及图像信号输出部74。CPU60掌管装置整体的动作。ROM62中预先存储有包括控制程序在内的各种程序等。RAM64暂时存储各种数据。HDD66存储并保持各种数据。显示器驱动器68控制各种信息向显示器52的显示。操作输入检测部70检测对操作输入部54的操作状态。通信I/F部72经由网络56而与摄影装置41连接，在与摄影装置41之间进行各种信息的收发。图像信号输出部74经由显示器线缆58对显示装置80输出图像数据。图像处理装置50经由通信I/F部72从摄影装置41取得表示放射线图像的图像数据。

CPU60、ROM62、RAM64、HDD66、显示器驱动器68、操作输入检测部70、通信I/F部72及图像信号输出部74经由系统总线BUS而相互连接。因此，CPU60能够进行对ROM62、RAM64、HDD66的存取。并且，CPU60能够进行以下控制：借助了显示器驱动器68的各种信息向显示器52的显示控制；借助了通信I/F部72的与摄影装置41的各种信息的收发控制；及借助了图像信号输出部74的图像显示于显示装置80的控制。而且，CPU60能够经由操作输入检测部70来掌握用户对操作输入部54的操作状态。

此外，在图像处理装置50中，对表示由放射线检测器42检测出的放射线图像的图像数据进行后述的像素密度转换。用于进行该像素密度转换的程序存储于ROM62、HDD66中。对显示装置80输出的图像数据为像素密度转换后的像素数据。

图2表示本例示性实施方式涉及的使用了放射线检测元件10的放射线检测器42的电气构成。

在放射线检测元件10设有矩形的检测区域40，进行照射到该检测区域40的放射线的检测。在该检测区域40内，相同大小的六边形像素20相邻地配置有多个。该六边形像素可以是正六边形，也可以是扁平的六边形。此外，该六边形像素20中也包括将六边形的各角部倒角所得的大致六边形的像素。并且，六边形像素20不仅包括上述的正六边形、扁平的大致六边形的形状，也包括3组对边平行且所有内角为180°以下的平行六边形的像素。此外，正六边形是指六条边的长度完全相等的六边形，但实际上会产生设计上的制约、制造上的误差等，因此考虑到这一点，也包括大致六边形的形状。

在本例示性实施方式中，六边形像素20是指由图2的信号布线107形成的大致六边形的区域，但只要配置成蜂窝状即可，形状不限于大致六边形。并且，例如，六边形像素20也可以是：将包括后述的下部电极11（参照图4）的同面积同形状的图形以蜂窝状配置（即平面填充：无间隙平铺）并分割的区域确定为1个像素。并且，六边形像素20也可以是：将替代下部电极11而包括后述的TFT开关109（参照图2）的同面积同形状的图形以蜂窝状配置并分割的区域确定为1个像素。而且，六边形像素20也可以是：将不仅包括下部电极11、TFT开关109而且包括后述的电荷蓄积电容108等的至少一个的同面积同形状的图形以蜂窝状配置并分割的区域确定为1个像素。

为了防止像素密度转换处理复杂化，六边形像素20的形状优选为：六边形的对角线的一个轴的方向与转换后的正方栅格的任一个轴的方向一致，且由轴分开的形状相对于轴而对称。即，例如参照图5，六边形的对角线d1（y）与正方栅格的轴的方向一致，且由d1（y）分割的2个形状以d1（y）为轴而对称。

此外，在本例示性实施方式中，如图3所示，将各像素20配置成蜂窝状。本例示性实施方式涉及的放射线检测元件10中，将相同大小的六边形像素20在规定方向上排列有多个而得到的第一像素列和大小与该第一像素列像素20相同的六边形像素20在上述规定方向上排列有多个而得到的第二像素列在与上述规定方向交叉的方向上交替排列。与此同时，本例示性实施方式涉及的放射线检测元件10中，因上述第二像素列的像素20与上述第一像素列的相邻像素间对应地配置，所以错开上述第一像素列的各像素20的排列间距的1/2而配置。并且，蜂窝状的配置在从行方向观察时，也能够如下进行说明。将相同大小的六边形像素20在规定方向上排列有多个而得到的第一像素行和大小与该第一像素行像素20相同的六边形像素20在上述规定方向上排列有多个而得到的第二像素行在与上述规定方向交叉的方向上交替排列。与此同时，因上述第二像素行的像素20与上述第一像素行的相邻像素间对应地配置，所以错开上述第一像素行的各像素20的排列间距的1/2而配置。

此外，在拍摄被检者的乳房时，也可以使六边形像素扁平地形成，以像素宽度较短的一方沿着从胸壁侧朝向乳房前部的方向的方式配置乳房并进行摄影。

在此，列举具体例进行说明。在设为扁平的六边形的像素时，在图2中，在纸面的上下方向（图3及后述的图5（1）中也同样）上压缩像素使其扁平。由此，在使胸壁与图2的纸面上部对应地进行摄影的乳腺摄影装置中成为优选的方式。这是因为，在乳腺摄影装置的情况下，存在想要高清地获得从胸壁侧到乳房前部的进深方向的需求。因此，若构成为在该方向上压缩像素（即，在六边形像素中，以从胸壁侧到乳房前部的进深方向的长度比与该方向交叉的方向的宽度短的方式）使其扁平，且不在胸壁侧配置栅极IC及放大器IC等外部电路，则能够对从胸壁侧到乳房前部的进深方向以分辨率毫无保留的方式进行摄影。

并且，在使六边形像素扁平的情况下，在通过像素中心的3条对角线中，与以使1条对角线长于另2条对角线且该另2条对角线为相等长度的方式进行扁平（称为第一扁平方法）相比，以使1条对角线短于另2条对角线且该另2条对角线为相等长度的方式进行扁平（称为第二扁平方法）为优选。具体而言，例如以图5（1）为例，优选以使纸面上下方向的对角长度d1（y）比另2条对角长度d1（x）短（即在纸面的上下方向上压缩）的方式进行扁平。

首先，在未进行任何扁平的正六边形的状态下，在图5（1）中，水平方向的像素的排列间距PP1（x）比垂直方向的像素的排列间距PP1（y）短。因此，在水平方向确保了较高的分辨率。在确保该分辨率的状态下，通过第二扁平方法以使垂直方向的对角长度d1（y）变短的方式进行扁平，从而不仅能够确保水平方向的分辨率，也能够确保垂直方向的分辨率。此外，在用于放射线检测元件10时，也可以将图示的状态旋转90度来使用。

各像素20构成为包括：传感部103，接收照射的放射线并产生电荷；电荷蓄积电容108，蓄积由传感部103产生的电荷；及TFT开关109，用于读出电荷蓄积电容108中蓄积的电荷。

并且，放射线检测元件10中，在相对于像素20的水平方向（以下也称为扫描布线方向）的各像素列上，分别各配置有1条扫描布线101。扫描布线101分别与扫描布线方向的像素列的各像素20所具有的TFT开关109连接，使转换各TFT开关109的控制信号流动。

并且，放射线检测元件10中，在相对于像素20的垂直方向（以下也称为信号布线方向）的各像素列上，以迂回各像素20的方式蛇行地各配置有1条信号布线107。信号布线107分别与各像素20的TFT开关109连接，根据TFT开关109的转换状态，使电荷蓄积电容108中蓄积的电荷流动。

在本例示性实施方式涉及的放射线检测元件10中，在信号布线方向的一端侧设有检测流出到各信号布线107的电信号的多个放大器IC105。各信号布线107对应预先规定的各条数与放大器IC105连接。

并且，在本例示性实施方式涉及的放射线检测元件10中，在扫描布线方向的一端侧设有向各扫描布线101输出用于将TFT开关109设为ON/OFF的控制信号的多个栅极IC104。各扫描布线101与栅极IC104连接，并且对应预先规定的各条数与不同栅极IC104连接。此外，在图1中，分别各省略一个放大器IC105、栅极IC104地进行图示。

放大器IC105对应各信号布线107内置有对输入的电子信号进行放大的放大电路。在放大器IC105中，对从各信号布线107输入的电信号通过放大电路放大并检测，从而作为构成图像的各像素的信息，检测出各电荷蓄积电容108中蓄积的电荷量。

在该放大器IC105及栅极IC104连接有信号处理装置106。信号处理装置106对在放大器IC105中检测出的电信号实施去除噪音等规定的处理。并且，信号处理装置106对放大器IC105输出表示信号检测时序的控制信号，对栅极IC104输出表示扫描信号的输出时序的控制信号。

图4是表示放射线检测元件10的构造的剖面图。

如图4所示，放射线检测元件10在绝缘性基板1上形成有扫描布线101、蓄积电容下部电极14及栅极2。扫描布线101在相对于像素20的扫描布线方向的各像素列上，以在像素列间迂回像素20的方式蛇行地各配置有一条。扫描布线101与在上侧像素列的各像素20上形成的栅极2连接，并且与在下侧像素列的各像素20上形成的蓄积电容下部电极14连接。形成有该扫描布线101、蓄积电容下部电极14及栅极2的布线层（以下也将该布线层称为“第一信号布线层”）使用Al或Cu或者以Al或Cu为主体的层叠膜形成。但是，第一信号布线层的材料并不限定于此。

在该第一信号布线层上，在一面形成有绝缘膜15A，位于栅极2上的部位作为TFT开关109中的栅极绝缘膜而发挥作用。该绝缘膜15A例如由SiN_x等构成，例如通过CVD（Chemical Vapor Deposition：化学气相沉淀）成膜而形成。

在绝缘膜15A上的栅极2上呈岛状地形成有半导体活性层8。该半导体活性层8是TFT开关109的通道部，例如由非晶硅膜构成。

在它们的上层形成有源极9及漏极13。在形成有该源极9及漏极13的布线层上形成信号布线107，并且，在与绝缘膜15A上的蓄积电容下部电极14对应的位置上形成有蓄积电容上部电极16。漏极13与蓄积电容上部电极16连接。信号布线107与在各像素20上形成的源极9连接。形成有源极9、漏极13、信号布线107及蓄积电容上部电极16的布线层（以下也将该布线层称为“第二信号布线层”）使用Al或Cu或者以Al或Cu为主体的层叠膜形成。但是，第二信号布线层的材料并不限定于此。在该源极9及漏极13与半导体活性层8之间形成有由杂质添加非晶硅等形成的杂质添加半导体层（未图示）。由它们构成转换用的TFT开关109。此外，TFT开关109根据由后述的下部电极11收集、蓄积的电荷的极性，使源极9和漏极13相反。

在此，如上所述，在将包括下部电极11的同面积同形状的图形以蜂窝状配置并分割的区域确定为六边形像素20的1个像素的情况下，下部电极11配置于六边形像素20的形状内。因此，下部电极11的形状优选形成为与六边形像素20相同的六边形，并配置成蜂窝状，使得能够更高效地收集由电磁波产生的信号电荷。但是，下部电极11的形状只要收容于六边形像素20的形状内即可，不限于上述，也可以形成为去除了角的大致六边形、四边形、圆形、八边形等任意形状。

覆盖这些第二信号布线层而在基板1上的设有像素的区域的大致整个面（大致全部区域）上形成有TFT保护膜层15B。该TFT保护膜层15B例如由SiN_x等构成，例如通过CVD成膜来形成。

在该TFT保护膜层15B上形成有涂布型的层间绝缘膜12。该层间绝缘膜12通过低介电常数（相对介电常数ε_r=2～4）的感光性的有机材料（例如正感光性丙烯系树脂：在由甲基丙烯酸和甲基丙烯酸缩水甘油酯的共聚物构成的原料聚合物中混合了重氮萘醌系正感光剂的材料等）以1～4μm的膜厚形成。

在本例示性实施方式涉及的放射线检测元件10中，通过该层间绝缘膜12将配置于层间绝缘膜12上层和下层的金属间的电容抑制得较低。并且，一般而言，该材料也具有作为平坦化膜的功能，也具有使下层的阶梯差平坦化的效果。在本例示性实施方式涉及的放射线检测元件10中，在与该层间绝缘膜12及TFT保护膜层15B的蓄积电容上部电极16相向的位置上形成有接触孔17。

在层间绝缘膜12上，以对应各像素20分别掩埋接触孔17且覆盖像素区域的方式形成有传感部103的下部电极11。该下部电极11由非晶质透明导电氧化膜（ITO）构成，经由接触孔17而与蓄积电容上部电极16连接。因此，下部电极11和TFT开关109经由蓄积电容上部电极16而电连接。

在下部电极11上且在基板1上的设有像素20的像素区域的大致整个面上均匀地形成有半导体层6。该半导体层6通过照射X线等放射线，在内部产生电荷（电子—空穴）。即，半导体层6具有导电性，用于将由X线形成的图像信号转换为电荷信息。并且，半导体层6例如由以硒为主要成分的非晶质a-Se（非晶硒）构成。在此，主要成分是指具有50%以上的含有率。

在该半导体层6上形成有上部电极7。该上部电极7与偏压电源（未图示）连接，从偏压电源提供偏压。

接着，说明本例示性实施方式涉及的放射线检测器42的动作原理。

在向上部电极7和蓄积电容下部电极14之间施加了偏压的状态下，当向半导体层6照射X线时，在半导体层6内产生电荷（电子—空穴对）。

半导体层6和电荷蓄积电容108是串联电连接的构造。因此，在半导体层6内产生的电子向＋（正）电极侧移动，空穴向－（负）电极侧移动。在图像检测时，从栅极IC104向所有扫描布线101输出OFF信号（0V），向TFT开关109的栅极2施加负偏压。由此，各TFT开关109保持为OFF状态。其结果是，在半导体层6内产生的电子由下部电极11收集，蓄积于电荷蓄积电容108中。

在图像读出时，从栅极IC104向各扫描布线101逐根地依次输出ON信号，向TFT开关109的栅极经由扫描布线101依次施加接ON号（+10～20V）。由此，扫描布线方向的各像素列的各像素20的TFT开关109逐列地依次设为ON，逐列地将各像素20的电荷蓄积电容108中蓄积的电荷量所对应的电信号流出到信号布线107。

放大器IC105基于在各信号布线107流动的电信号，检测各传感部103的电荷蓄积电容108中蓄积的电荷量作为构成图像的像素的信息（以下称为像素信息）。由此，能够获得表示由照射到放射线检测元件10的X线所示的图像的图像数据。

由本例示性实施方式涉及的放射线检测元件10所获得的图像数据为表示各像素排列成蜂窝状的图像的图像数据。另一方面，多数打印机、监视器等输出设备（在本例示性实施方式中是显示装置80）以处理各像素排列成正方栅格状的图像为前提而构成。因此，在本例示性实施方式中，通过图像处理装置50，对表示检测出的放射线图像的图像数据进行插值处理，而进行像素密度转换。

图5是示意性地表示像素密度转换处理的内容的示意图。

如使用图2、图3所说明那样，六边形的各像素配置成蜂窝状，因此由放射线检测元件10检测出的放射线图像如图5（1）所示，成为各像素排列成蜂窝状的图像。此外，像素内所描绘的黑点是像素重心。

将表示该放射线图像的图像数据如图5（2）所示，转换为表示多个像素配置成正方栅格状的图像的图像数据。并且，此时，以转换后的图像的正方栅格的面积S2为转换前的六边形像素的面积S1以下的方式进行转换。像素密度转换中进行的插值处理能够采用最近邻算法、线形插值法、双三次插值法等公知的插值处理。并且，例如也可进行日本特开2000-244733号公报所述的像素密度转换方法。

以下，将像素密度转换前的、表示各像素配置成蜂窝状的图像的图像数据称为第一图像数据，将像素密度转换后的、表示多个像素配置成正方栅格状的图像的图像数据称为第二图像数据。

在该像素密度转换中，优选形成构成放射线检测元件10的六边形像素，使得由放射线检测元件10获得的所有方位上的高的分解能力不会浪费（使检测出的各信号不会浪费），并且保持较高灵敏度且分解能力不会下降。

因此，在本例示性实施方式中，构成放射线检测元件10的六边形像素与像素密度转换后的正方栅格的关系以满足下式（1）的方式而形成有六边形像素。此外，也可以设为，以满足该式（1）的方式调整像素密度转换时的正方栅格的大小。

[数学表达式6]

$d2\max \&le;d1\max \&le;\sqrt{2\&times;S}1\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;---\left(1\right)$

在此，d2max表示像素密度转换后的第二图像数据的正方栅格的对角线的长度（对角长度）。并且，d1max表示像素密度转换前的六边形像素的对角线中最长的对角线的长度（以下也称为最大对角长度）。而且，S1表示该六边形像素的面积。

以下，详细说明上式（1）。

首先，式（1）的前半部分的条件“d2max≤d1max”表示：像素密度转换前的六边形像素的最大对角长度为像素密度转换后的正方栅格的对角长度以上。通过满足该条件，在所有方位上转换前的分解能力为转换后的分解能力以上，能够防止舍弃（浪费）由放射线检测元件10检测出的各像素的信号。

其次，式（1）的后半部分的条件

表示：像素密度转换前的六边形像素的最大对角长度为面积与该六边形像素的面积S1相等的正方形的对角长度以下。以下，也将

称为d0max。

在此，d1max表示在转换前的像素排列中在所有方位中分解能力变得最低的方向上的排列间距（最大间距）。原本通过不使用正方形而使用六边形像素来实现高分辨率。但是，当d1max大于与六边形像素相同的面积S1的正方形的对角长度d0max时，与使用面积相同的正方形像素相比，分解能力降低，因此无法充分获得六边形的效果。

因此，通过以满足后半部分的条件的方式形成六边形像素，能够发挥灵敏度的优越性，也能够提高分解能力。例如，在使六边形扁平而提高分解能力的情况下，通过以满足该条件的扁平率形成放射线检测元件10的各像素，也能够在所有方向上确保较高的分解能力。

在此，列举具体例，并参照图6来验证是否满足式（1）。

首先，在图6（1）中，像素密度转换前的正六边形像素的形状如下规定（也参照图5（1））。

·面积S1=4871.4μm²

·水平方向的像素的排列间距PP1（x）=75μm

·最大对角长度d1max=86.6μm

面积与该正六边形像素的面积S1相等的正方形用以下数值表示。

·面积S0=S1=4871.4μm²

·一边的长度 $\mathrm{PP}0=\sqrt{\left(S1\right)=69.8\mathrm{\&mu;}}m$

·对角长度 $d0\max =\sqrt{(2\&times;S1)}=98.7\mathrm{\&mu;m}$

并且，在像素密度转换后的像素的排列间距（=正方栅格的一边的长度）pp2为50μm的情况下，该像素的面积S2及对角长度d2max为如下（也参照图5（2））。

·面积S2=2500μm²

·对角长度d2max=70.7μm

在这种情况下，d1max=86.6μm、d2max=70.7μm，因此满足上式（1）的前半部分“d2max≤d1max”。

并且，d1max=86.6μm、d0max=98.7μm，因此满足上式（1）的后半部分“d1max≤d0max”。

接着，以扁平的六边形像素为例进行说明。在此，扁平是指以下状态：通过像素中心的对角线中的任一条对角线比另2条长，且该另2条对角线的长度相等。以下，使用图6（2）说明式（1）和六边形像素的扁平率的关系的具体例。在此，着眼于式（1）的后半部分的条件进行说明。

在图6（2）的表中，d1（y）是通过六边形像素的中心的对角线中的1条对角线的长度（在此是在图5（1）中垂直方向的对角长度）。并且，在将通过六边形像素的中心的对角线中除该垂直方向的对角线之外的剩余2条对角线（彼此长度相等）的长度设为d1（x）时，d1（y）/d1（x）所表示的值为扁平率。在通过上述第二扁平方法以使像素在垂直方向上压缩的方式进行扁平时，d1（x）=d1max。

如图6（2）所示，当扁平率为100%时，满足式（1）的后半部分的条件“d1max≤d0max”。当扁平率为70%时，d1max与d0max基本相等。并且，当扁平率为63%时，d1max大幅超过d0max，因此不再满足式（1）的后半部分的条件。这表示：为了满足式（1）的后半部分的条件，需要使扁平率为70%左右以上。如此，通过式（1），规定了具有较高分解能力且能够发挥灵敏度的优越性的扁平率。

优选六边形像素以满足下式（2）的方式进行扁平。与正六边形像素相比，分解能力提高。

[数学表达式7]

$d1\max <\sqrt{(8/3\sqrt{3})}\&times;S1\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;---\left(2\right)$

另外，并且，也可以以构成放射线检测元件10的六边形像素和像素密度转换后的正方栅格的关系满足下式（3）的方式调整像素密度转换后的正方栅格的大小，或者以满足下式（3）的方式调整像素密度转换后的正方栅格的大小并形成六边形像素。

[数学表达式8]

$\sqrt{S1}\&le;d2\max \&le;d1\max \&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;---\left(3\right)$

以下，详细说明上式（3）。

首先，式（3）的后半部分的条件“d2max≤d1max”与式（1）的后半部分相同，通过满足该条件，在所有方位上转换后的分解能力为转换前的分解能力以上，能够防止舍弃（浪费）由放射线检测元件10检测出的各像素的信号。

其次，式（3）前半部分的条件

表示：像素密度转换后的正方栅格的对角长度为面积与像素密度转换前的六边形像素的面积S1相等的正方栅格的一边的长度（也是像素的水平方向及垂直方向的排列间距）以下。以下也将

称为PP0。

在此，d2max表示在转换后的像素排列中在所有方位中分解能力变得最低的方向上的排列间距（最大间距）。PP0表示在放射线检测元件中在面积与转换前的六边形的像素相同的正方栅格中分解能力变得最高的方向上的排列间距（最小间距）。在本例示性实施方式中，本来想以正方形的像素进行检测，但最终为了以所需的分解能力获得充分的灵敏度，而替代正方形像素，使用六边形像素来检测放射线图像，并进行像素密度转换。因此，无需使像素密度转换后的分解能力高于本来想获得的正方栅格的分解能力。即，像素密度转换后的正方栅格的最大间距d2max无需小于为了获得本来想获得的分解能力而使用的具有与六边形像素的面积S1相同的面积的正方栅格的最小间距PP0。即使d2max小于PP0，也仅使转换后的第二图像数据的大小无谓增大，从而造成处理速度的下降。

因此，通过满足式（3）的前半部分的条件，能够防止转换后的第二图像数据的大小变得过大，能够防止处理速度的下降。

在此，列举具体例，并参照图7来验证是否满足式（3）。

首先，在图7（1）所示的例子中，像素密度转换前的正六边形像素的形状如下规定（也参照图5（1））。

·面积S1=4489.5μm²

·水平方向的像素的排列间距PP1（x）=72μm

·最大对角长度d1max=83.1μm

面积与该正六边形像素的面积S1相等的正方形用以下数值表示。

·面积S0=S1=4489.5μm²

·一边的长度 $\mathrm{PP}0=\sqrt{\left(S1\right)}=67.0\mathrm{\&mu;m}$

并且，在像素密度转换后的像素的排列间距（=正方栅格的一边的长度）pp2为50μm的情况下，该像素的面积S2及对角长度d2max为如下（也参照图5（2））。

·面积S2=2500μm²

·对角长度d2max=70.7μm

在这种情况下，d2max=70.7μm、

因此满足上式（3）的前半部分

并且，d1max=83.1μm、d2max=70.7μm，因此满足上式（3）的后半部分“d2max≤d1max”。

接着，在正六边形像素的最大对角长度d1max=80.8μm的情况下，改变PP2的值，求出像素密度转换后的适当的正方栅格的大小。

如图7（2）所示，使PP2从65μm到45μm，以5μm的间隔进行变更，验证是否满足式（3）。如图7（2）所示，满足上式（3）的前半部分的条件“

的是PP2为65μm、60μm、55μm及50μm的情况，PP2为45μm的情况下，不满足该前半部分的条件。

另一方面，满足式（3）的后半部分的条件“d2max≤d1max”的是PP2为55μm、50μm及45μm的情况，PP2为65μm及60μm的情况下不满足该后半部分的条件。

因此，满足式（3）的前半部分和后半部分这两者的是PP2为55μm及50μm的情况。在使用将PP1（x）为70μm的正六边形像素配置成蜂窝状的放射线检测元件来检测放射线图像时，使像素密度转换后的正方形像素的排列间距（一边的长度）PP2为55μm或50μm即可。

另外，也可以将进行像素密度转换时的插值处理设为，在第一图像数据中先进行水平方向及垂直方向中的像素的排列间距短的方向的插值处理，后进行另一方向的插值处理。从距离短的一方开始进行插值处理与从相反方向进行相比，精度变高，并且转换速度也提高。

例如，在水平方向的像素的排列间距PP1（x）比垂直方向的像素的排列间距PP1（y）短时，先进行水平方向的插值处理，垂直方向的插值处理在水平方向的插值处理之后进行。并且，相反地，当垂直方向的像素的排列间距PP1（y）比水平方向的像素的排列间距PP1（x）短时，先进行垂直方向的插值处理，水平方向的插值处理在水平方向的插值处理之后进行。

由此，能够充分利用由本例示性实施方式的放射线检测元件10检测出的信息。

此外，上述例示性实施方式的栅极IC104、放大器IC105的配置状态、信号布线107的连接状态及扫描布线101的连接状态是一例，不限于上述例示性实施方式。

并且，在上述例示性实施方式中，说明了适用于直接转换方式的放射线检测元件10的情况，也可以适用于间接转换方式的放射线检测元件10。图9表示间接转换方式的放射线检测元件10的示例。在间接转换方式的情况下，在放射线检测元件10中，将放射线暂时转换为光的闪烁体层（未图示，例如是Csl:Tl、GOS（Gd202S:Tb））设于检测区域40。并且，在间接转换方式的放射线检测元件10中，在闪烁体层之下，与图4所示的直接转换方式中的光电转换层6、下部电极11同样地，在各像素上设置将转换后的光转换为电荷的半导体层6及收集电荷的下部电极11。而且，在间接转换方式的放射线检测元件10中，具有读出由下部电极11收集到的电荷的开关元件4。其他间接转换方式的放射线检测元件10的构成只要适当采用图1、2、3、4所示的直接转换型的构成来构成即可。

在间接转换型的情况下，将光转换为电荷的半导体层6可以对应各像素20进行划分，并且，向半导体层6提供偏压的上部电极7也可以对应各像素20进行分割。在将上述例示性实施方式适用于间接转换方式的放射线检测元件10的情况下，像素20是指，将包括下部电极11、半导体层6、上部电极7、开关元件4中的至少一个的同面积同形状的图形以蜂窝状配置（即，平面填充：无间隙平铺）并分割的六边形区域确定为1个像素。但是，像素20的确定方法不限于此，也可以将由信号布线107形成的大致六边形的区域确定为1个像素。

并且，在上述例示性实施方式中，说明了以下示例：将进行像素密度转换的像素密度转换部的功能设于图像处理装置50，将图像处理装置50作为独立于包括放射线检测元件10的摄影装置41的装置而构成。但本发明不限于此。例如也可以是以下构成：将像素密度转换部或图像处理装置50中具有进行像素密度转换的图像处理功能的部分设于放射线检测器42之中。并且，作为其他示例，也可以是摄影装置41与进行像素密度转换的图像处理装置50经由网络而连接的系统。

并且，在上述例示性实施方式中，说明了将本发明适用于通过检测X线作为检测对象的放射线来检测图像的放射线检测器42的情况。但本发明不限于此。例如，作为检测对象的放射线也可以是可视光、紫外线、红外线α线、γ线等任一种。

并且，在上述例示性实施方式中，说明了放射线检测元件10在各像素20中具有电荷蓄积电容108的情况。但例如也存在下部电极11具有能够充分地蓄积电荷的电容的情况，在各像素20上未形成电荷蓄积电容108的情况。

此外，上述例示性实施方式中说明的放射线图像摄影系统100的构成、放射线检测元件10的构成等是一例，在不脱离本发明主旨的范围内能够适当变更。

日本申请2011-177363的公开内容整体通过参照而并入本说明书中。

本说明书中所记载的所有文献、专利申请及技术规格通过参照而并入本说明书中，通过参照而并入各文献、专利申请及技术规格等同于它们被具体且独立地记载了。

Claims (14)

1.一种放射线图像摄影装置，具备：

放射线检测元件，将检测放射线的相同大小的六边形的多个像素排列成蜂窝状；及

像素密度转换部，对从上述放射线检测元件获得的第一图像数据进行插值处理以使其变为表示多个像素排列成正方栅格状的图像的第二图像数据，

在将上述六边形像素的最长的对角线的长度设为d1max、将上述六边形像素的面积设为S1、将上述第二图像数据的正方栅格的对角线的长度设为d2max的情况下，满足下式（1）。

[数学表达式1]

$d2\max \&le;d1\max \&le;\sqrt{2\&times;S}1\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;---\left(1\right)$

2.根据权利要求1所述的放射线图像摄影装置，其中，

将上述六边形像素形成为扁平的六边形。

3.根据权利要求2所述的放射线图像摄影装置，进一步满足下式（2）。

[数学表达式2]

$d1\max <\sqrt{(8/3\sqrt{3})}\&times;S1\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;---\left(2\right)$

4.根据权利要求2或3所述的放射线图像摄影装置，其中，

在将上述放射线图像摄影装置作为拍摄被检者的乳房的乳腺摄影装置使用的情况下，使上述六边形像素以从胸壁侧到乳房前部的进深方向上的长度短于与该方向交叉的方向上的宽度的方式扁平地形成。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的放射线图像摄影装置，其中，

使上述六边形像素以通过该像素的中心的三条对角线中一条对角线短于另两条对角线且该另两条对角线长度相等的方式扁平地形成。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的放射线图像摄影装置，其中，

上述像素密度转换部先进行上述第一图像数据中水平方向和垂直方向中的、像素的排列间距短的方向的插值处理，后进行另一方向的插值处理。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的放射线图像摄影装置，进一步具备：

放射线源，照射放射线；及

图像输出装置，基于上述第二图像数据而输出图像。

8.一种放射线图像摄影方法，由将检测放射线的相同大小的六边形的多个像素排列成蜂窝状的放射线检测元件检测第一图像数据，对该第一图像数据进行插值处理以使其变为表示多个像素排列成正方栅格状的图像的第二图像数据，

在将上述六边形像素的最长的对角线的长度设为d1max、将上述六边形像素的面积设为S1、将上述第二图像数据的正方栅格的对角线的长度设为d2max的情况下，满足下式（1）。

[数学表达式3]

$d2\max \&le;d1\max \&le;\sqrt{2\&times;S}1\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;---\left(1\right)$

9.根据权利要求8所述的放射线图像摄影方法，进一步满足下式（2）。

[数学表达式4]

$d1\max <\sqrt{(8/3\sqrt{3})}\&times;S1\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;---\left(2\right)$

10.根据权利要求8或9所述的放射线图像摄影方法，其中，

将上述六边形像素形成为扁平的六边形。

11.根据权利要求10所述的放射线图像摄影方法，其中，

在拍摄被检者的乳房的情况下，使上述六边形像素扁平地形成，并以像素宽度短的一方沿着从胸壁侧朝向乳房前部的方向的方式配置乳房而进行摄影。

12.根据权利要求10或11所述的放射线图像摄影方法，其中，

由放射线检测元件进行摄影，该放射线检测元件使上述六边形像素以通过该像素的中心的三条对角线中一条对角线短于另两条对角线且该另两条对角线长度相等的方式扁平地形成。

13.根据权利要求8～12中任一项所述的放射线图像摄影方法，其中，

先进行上述第一图像数据中水平方向和垂直方向中的、像素的排列间距短的方向的插值处理，后进行另一方向的插值处理。

14.根据权利要求8～13中任一项所述的放射线图像摄影方法，其中，

进一步基于上述第二图像数据而输出图像。

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