JP2004223157A - 放射線撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】自動露出制御を適切に行えるようにする。
【解決手段】対象物の放射線像を検出する放射線像検出部６２と、対象物からの放射線の量を検出する複数の放射線量検出部６３１〜６３４とを有する放射線撮像装置であって、放射線撮像装置の配置状態に基づいて、複数の放射線量検出部６３１〜６３４の出力を利用する態様を決定する制御部６１を有する放射線撮像装置等とする。
【選択図】 図６
【解決手段】対象物の放射線像を検出する放射線像検出部６２と、対象物からの放射線の量を検出する複数の放射線量検出部６３１〜６３４とを有する放射線撮像装置であって、放射線撮像装置の配置状態に基づいて、複数の放射線量検出部６３１〜６３４の出力を利用する態様を決定する制御部６１を有する放射線撮像装置等とする。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物の放射線撮像に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
被写体に放射線を照射し、被写体を透過した放射線の強度分布を検出して被写体の放射線画像を得る方法は、工業用の非破壊検査や医療診断の場で広く一般に利用されている。被写体の放射線画像を得るための一般的な方法の具体例としては、放射線から蛍光を発するいわゆる”蛍光板”（もしくは増感紙）と銀塩フィルムを組み合わせ、放射線を被写体に照射し、透過した放射線を蛍光板で可視光に変換して銀塩フィルム上に潜像を形成した後、この銀塩フィルムを化学処理して可視像を得る方法である。この方法で得られた放射線画像は、アナログ写真であり、診断や検査等に使用される。
【０００３】
また、誘発性燐光物質層を有するイメージングプレート（以降、ＩＰと記す）を使用したコンピューテッド・ラジオグラフィ装置（以降、ＣＲ装置と記す）も普及し出している。放射線照射によって一次励起されたＩＰに、赤色レーザ等の可視光によって二次励起を行うと誘発性燐光が生じる。ＣＲ装置は、この発光を光電子増倍管などの光センサで検出することで放射線画像を取得し、この画像データに基づき写真感光材料やＣＲＴ等に可視光像を出力する装置である。このＣＲ装置はディジタル装置であるが、二次励起による読み出しという画像形成プロセスを必要とするため、間接型ディジタル放射線撮像装置である。ここで、間接型と称する理由は、アナログ技術と同様、即時に撮像画像を表示することができないからである。
【０００４】
一方、最近では受像手段として、微小な光電変換素子、スイッチング素子等からなる画素を格子状（マトリクス状）に配列した光電変換装置を使用して、ディジタル画像を取得する技術が開発されている。この技術を備えた撮像装置は、取得した画像データを即時に表示することが可能であるため、直接型ディジタル撮像装置である。
【０００５】
このディジタル撮像装置のアナログ写真技術に対する利点としては、フィルムレス化、画像処理による取得情報の有効利用、データベース化等が挙げられる。また、他の利点としては、画像データの取得又は表示の即時性が挙げられる。間接型が二次励起という画像形成プロセスを必要とするのに対し、直接型は撮像直後に放射線画像のディジタルデータ化を行える。また、間接型が二次励起のための読取装置を別途必要とするのに対し、直接型はこれを必要としない。
【０００６】
従来の銀塩写真を用いた撮像装置では、放射線照射量に対するダイナミックレンジが狭いために露出オーバーや露出アンダーが起こりやすい。そこで、これを安定させるためにフィルムの前面または背面に放射線検出素子を設け、その放射線検出素子の出力を積分して、当該積分値と診断に必要なフィルム黒化度が得られるように予め決められた設定値とを比較し、当該積分値が当該設定値に到達した際にＸ線発生装置にＸ線遮断信号を送信してＸ線曝射を遮断するフォトタイマ等と呼ばれる自動露出制御回路（ＡＥＣ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路）を使用している。
【０００７】
ディジタル撮像装置の場合には、従来の銀塩写真法に比較して広いダイナミックレンジを有する利点があり、露出オーバーや露出アンダーに対しては、銀塩写真法と比較して許容度が大きく、また、到達放射線量が適正でなかった場合にも、濃度変換等の画像処理により診断に適する画像出力を得ることができる。
【０００８】
しかし、到達放射線量が低レベルになれば、通常の銀塩写真法と同様、量子ノイズや、装置が有するシステムノイズの影響が大きくなり、画像のＳ／Ｎ比が悪化する。このため、ディジタル撮像装置の場合にも、取得画像の品質を確保するための最小限の到達放射線量を得る目的で、銀塩写真法と同様にＡＥＣ回路を使用している。このようなＡＥＣ回路が適用されたディジタル撮像装置は、例えば特開平１１−１５１２３３号公報に開示されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−１５１２３３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、固体光検出素子を含む撮像部（フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）ともいう）を用いた撮像装置の場合でも、従来はＦＰＤ前面にＦＰＤとは別体のＡＥＣ用の放射線検出素子を配置して、ＡＥＣ回路を動作させていたが、撮像装置の小型化・簡素化・低コスト化の要求や製造技術の向上から、ＦＰＤ内部にＡＥＣ用の放射線検出素子を配置することが可能となってきた。
【００１１】
ここで、例えばこのＦＰＤの形状を従来のフィルムと同様に長方形（例えば半切フィルムサイズ）とした場合、撮影を行う対象物（例えば、人体の撮影対象部位や体格）に応じてＦＰＤの長辺の方向を設定して撮影を行うことになる。このようにＦＰＤの配置に自由度がある場合、ＦＰＤ内に配設されたＡＥＣ用の放射線検出素子の配置が必ずしも撮影に最適なものとはならず、高品質な被写体画像を撮像することができないという問題が想定される。
【００１２】
即ち、例えば立位撮影装置において、ＦＰＤの長手方向を縦置き（長辺を鉛直方向）にしたときに、ＡＥＣ用の放射線検出素子の配置が最適な場合において、ＦＰＤの長手方向を横置き（長辺を水平方向）にして使用する場合には、ＡＥＣ用の放射線検出素子が最適とは言い難い位置に配置されることになってしまう。また、ＦＰＤとＡＥＣ用の放射線検出素子とを別体に構成した装置においても、これらを一体的に回動させて使用する場合には前述の問題を有する。
【００１３】
本発明は上述の問題点を考慮してなされたもので、その目的は自動露出制御を適切に行えるようにすることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の放射線撮像装置は、対象物の放射線像を検出する放射線像検出部と、前記対象物からの放射線の量を検出する複数の放射線量検出部とを有する放射線撮像装置であって、該放射線撮像装置の配置状態に基づいて、前記複数の放射線量検出部の出力を利用する態様を決定する制御部を有することを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照しながら本発明の放射線撮像装置の実施形態について説明する。
まず、本実施形態における放射線撮像装置の構造について述べる。以下、放射線撮像装置にフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）を適用した例で説明を行う。
【００１６】
まず、このＦＰＤの概略構成について説明すると、ＦＰＤはシンチレータ、光検出画素アレー及び駆動回路から構成される。シンチレータでは、入射した放射線によって蛍光体の母体物質が励起され、可視領域の蛍光が得られる。このシンチレータで得られる蛍光には、ＣａＷＯ４やＣｄＷＯ４などの母体自身によるものや、ＣｓＩ：ＴｌやＺｎＳ：Ａｇなどの母体内に付活された発光中心物質によるものがある。
【００１７】
このシンチレータに隣接して光検出画素がマトリクス状に配置されている。このマトリクス状に配置された光検出画素アレーは、シンチレータで得られた光子を電気信号に変換する。図１に、光検出画素アレーの１画素の等価回路図を示す。
以下に示す例では、二次元アモルファスシリコンセンサを用いているが、検出素子はこれに限定されるものではなく、例えば、その他の固体撮像素子であってもよい。
【００１８】
光検出画素１００は、入射光を検出する光検出素子２１と、電荷の蓄積及びその読み出しを制御するスイッチングＴＦＴ２２とを有して構成され、一般には、ガラス基板上に配されたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）で形成される。光検出素子２１はキャパシタ２１Ｃと光ダイオード２１Ｄとを備えており、キャパシタ２１Ｃは、単に光ダイオード２１Ｄの寄生キャパシタンスであってもよいし、また、光検出画素１００のダイナミックレンジを改良するように光ダイオード２１Ｄに並列に形成したものでもよい。
【００１９】
光検出素子２１のアノードＡは、共通電極であるバイアス配線Ｌｂに接続され、一方、そのカソードＫは、キャパシタ２１Ｃに蓄積された電荷を読み出すための制御自在なスイッチングＴＦＴ２２に接続されている。本実施例では、スイッチングＴＦＴ２２は、光検出素子２１のカソードＫと電荷読み出し用の増幅器２６との間に接続された薄膜トランジスタである。
【００２０】
スイッチングＴＦＴ２２とリセットスイッチ２５とを操作してキャパシタ２１Ｃをリセットした後に、放射線１を照射することにより、放射線１の放射線量に応じて光ダイオード２１Ｄで発生した電荷がキャパシタ２１Ｃに蓄積される。その後、再度スイッチングＴＦＴ２２を操作することにより、キャパシタ２１Ｃに蓄積された信号電荷が容量素子２３に転送される。そして、光ダイオード２１Ｄにより蓄積された電荷量が電位信号として増幅器２６を経て読み出され、読み出された信号をＡ／Ｄ変換することによって、入射した放射線量が検出される。
【００２１】
図２は、光検出画素１００がマトリクス状に配列された放射線像検出部８を有する放射線撮像装置の概略構成図である。
通常、光検出画素アレーは、２０００×２０００〜４０００×４０００程度の画素から構成され、このアレーの面積は、２００ｍｍ×２００ｍｍ〜５００ｍｍ×５００ｍｍ程度である。図２では、光検出画素アレーが３３２８×４０９６の画素から構成され、その面積が３５０ｍｍ×４３０ｍｍである場合を示している。よって、１画素当たりの大きさは、約１０５μｍ×１０５μｍである。放射線像検出部８には、行方向に３３２８画素が配設され、列方向に４０９６画素が配設されて、各画素が二次元的に配置されている。
【００２２】
前述したように、１画素は、光検出素子２１とスイッチングＴＦＴ２２とを有して構成されている。２１（１，１）〜２１（３３２８，４０９６）は、光検出素子２１であり、光ダイオード２１Ｄのカソード側をＫ、アノード側をＡとして表している。２２（１，１）〜２２（３３２８，４０９６）は、スイッチングＴＦＴ２２である。
【００２３】
二次元光検出画素アレーの各列の光検出素子２１（ｍ，ｎ）のＫ電極は、対応するスイッチングＴＦＴ２２（ｍ，ｎ）のソース，ドレイン導電路により、その列に対する共通の列信号配線Ｌｃ１〜Ｌｃ３３２８に接続されている。例えば、列１の光検出素子２１（１，１）〜２１（１，４０９６）は、第一の列信号配線Ｌｃ１に接続されている。一方、各行の光検出素子２１のＡ電極は、共通のバイアス配線Ｌｂを介してバイアス電源３１に接続されている。また、各行のスイッチングＴＦＴ２２のゲート電極は、行選択配線Ｌｒ１〜Ｌｒ４０９６に接続されている。例えば，行１のスイッチングＴＦＴ２２（１，１）〜２２（３３２８，１）は、行選択配線Ｌｒ１に接続されている。
【００２４】
行選択配線Ｌｒは、ラインセレクタ部３２を介して不図示の駆動制御部に接続されている。ラインセレクタ部３２は、例えば、アドレスデコーダ３４と、４０９６個のスイッチ素子３５とを有して構成されている。この構成により、任意の行からの信号を選択的に読み出すことができる。ラインセレクタ部３２は、簡単には、液晶ディスプレイなどに用いられているシフトレジスタによって構成することも可能である。
【００２５】
列信号配線Ｌｃは、不図示の駆動制御部により制御される信号読み出し部３６に接続されている。この信号読み出し部３６は、リセット基準電源２４と、列信号配線Ｌｃをリセット基準電源２４の基準電位にリセットするためのリセットスイッチ２５と、信号電位を増幅するための前置増幅器２６と、サンプルホールド回路３８と、アナログマルチプレクサ３９と、Ａ／Ｄ変換器４０とを有して構成されている。それぞれの列信号配線Ｌｃｎの信号は、前置増幅器２６により増幅され、サンプルホールド回路３８により保持される。また、その出力信号はアナログマルチプレクサ３９により順次Ａ／Ｄ変換器４０へ出力され、ディジタル値に変換される。
【００２６】
本実施例の光電変換装置は、３３２８×４０９６個の画素を３３２８の列信号配線Ｌｃｎに振り分け、１行あたり３３２８画素の信号を同時に出力する。当該出力信号は、列信号配線Ｌｃ、前置増幅器２６（１〜３３２８）、サンプルホールド部３８（１〜３３２８）、アナログマルチプレクサ３９を介して順次Ａ／Ｄ変換器４０によりディジタル信号に変換される。
【００２７】
図２では、Ａ／Ｄ変換器４０が１つで構成されているように表されているが、実際には４〜３２の系統で同時にＡ／Ｄ変換を行う。このようにするのは、アナログ信号帯域、Ａ／Ｄ変換レートを不必要に大きくすること無く、画像信号の読み取り時間を短くするためである。
【００２８】
次に、図３に、ＡＥＣ用検出素子５０を含む放射線像検出部８の概略構成図を示す。図３では簡略化のため、放射線像検出部８の光検出画素１００のうち３×３画素のみを示している。
【００２９】
前述のように構成された光検出画素アレーに入射する放射線量を調整するために設けられたＡＥＣ用検出素子５０は、図３に示すように、バイアスを印加するバイアス電源（Ｂｉａｓ２）や出力信号を増幅する増幅器（Ａｍｐ２）等が接続され、回路的には光検出画素アレーとは全く別個に構成され、光検出画素アレーの画素間隙に配置されている。ここで、画素間隙と表現したが、実際には、光検出画素アレーには行列方向に配線が走り、各画素のスイッチングＴＦＴ２２以外の部分には、開口率を大きくするため、可能な限り光ダイオード２１Ｄの開口部が占めているため、事実上の間隙は存在しない。
【００３０】
そこで、ＡＥＣ用検出素子５０を光検出画素アレー上に構成するため、一部の光検出画素の開口領域を減らし、空いた領域にＡＥＣ用検出素子５０を構成する。あるいは、スイッチングＴＦＴ２２は残したまま、光ダイオード２１Ｄを完全に取り除いてしまい、空いた領域にＡＥＣ用検出素子５０を構成することもできる。後者の場合、画像を形成する一部の画素データが欠落するため、出力されたディジタル画像データに対し画素補間処理を施す必要がある。
【００３１】
ここで、二次元光検出画素アレー上に単に数画素分あるいは１ライン分のＡＥＣ用検出領域を設ければよいというものではない。例えば人体胸部の撮影を行う場合、従来のフォトタイマ等に代表されるＡＥＣ用装置においては、肺野部を透過した放射線量を測定し、当該照射線量が一定量に達した際に放射線照射が遮断されるように構成されている。
【００３２】
仮に、ＦＰＤに１画素程度の大きさのＡＥＣ用検出素子を設けたとする。この場合、設けられたＡＥＣ用検出素子が患者の肺野部に対応した位置に配置された場合には問題は無いが、患者の体格や体内構造の違いや撮影時のアライメントずれ等によって、このＡＥＣ用検出素子が肺野部に対応した位置配置されない場合には、例えば、より透過線量の少ない部位にＡＥＣ用検出素子が配置されることになり、結果として想定していたよりも多くの放射線照射が行われ、ＡＥＣの用途を満たせなくなる。
【００３３】
こうした問題は、ＡＥＣ用検出素子５０を１画素といった点状の領域とするのではなく、行列両方向にある程度の長さをもった領域とすることで回避することができる。具体的には、例えば、フォトタイマ等と同様、ＡＥＣ用検出素子５０を５０ｍｍ×５０ｍｍ程度の矩形領域に構成すればよい。ただし、このような領域全てをＡＥＣ用検出素子５０で構成する必要はない。例えば、光検出画素アレーの画素が１０５μｍ×１０５μｍの場合、列方向に５００画素分連なった、図３に示したようなライン上のＡＥＣ用検出素子５０を、行方向に１００画素おきに６本配置してＡＥＣ用検出領域を構成することができる。
【００３４】
次に、前述のＡＥＣ用検出領域５１を備えたＦＰＤを用いた撮影について説明する。
ＦＰＤ上に構成されたＡＥＣ用検出領域５１は、フォトタイマと同様、胸部及び腹部の撮影ができるように配置される。今、半切サイズのＦＰＤに対してＡＥＣ用検出領域５１が、図４（ａ）のように配置されていたとする。図４（ａ）は半切縦置きの胸腹部撮影を想定してＡＥＣ用検出領域５１をＦＰＤ上に配置しＦＰＤを縦置きにして撮影する場合の例であるが、患者の体格等によってはＦＰＤを横置きにして撮影を行う必要が生じる。この半切横置きにして撮影を行う場合には、ＦＰＤ上に構成されたＡＥＣ用検出領域５１は図４（ｂ）に示す位置に配置されることになる。この場合のＡＥＣ用検出領域５１の位置は、肺野部等の透過線量を制御するためにはおよそ適切とは言い難く、ＡＥＣの用途を満たすことは難しい。
【００３５】
このため、本発明の実施形態における放射線撮像装置においては、図５に示すような、放射線像検出部８上の少なくとも４箇所にＡＥＣ用検出領域（放射線量検出部ともいう）５１を設けた。ここで、図５（ａ）は半切縦置きのＦＰＤの配置図、図５（ｂ）は半切横置きのＦＰＤの配置図である。また、この４つ以上のＡＥＣ用検出領域５１は、ＦＰＤの略中心（２つの対角線の交点）に第１のＡＥＣ用検出領域５１ａを設け、その他のＡＥＣ用検出領域５１ｂを第１のＡＥＣ用検出領域５１ａから略等距離の位置に配置する。さらに、複数のＡＥＣ用検出領域５１ｂのうち、任意の隣り合う２つのＡＥＣ用検出領域５１ｂは、ＦＰＤ中心を通り、ＦＰＤの長辺又は短辺と平行な直線に対して互いに対称となる位置に配置される。
【００３６】
尚、図５の例では、１辺の長さが左右の肺野の間隔程度である正方形（その中心がＦＰＤの略中心に位置し、その１辺は放射線像検出部８の１辺に略平行）を想定したとき、ＡＥＣ用検出領域５１（放射線量検出部）は当該正方形の中心と３つの頂点とに配置されている。ここで、放射線量検出部は、前述のような正方形の中心と４頂点とに配置されていてもよい。
【００３７】
このような構成にすることにより、半切サイズのＦＰＤを縦置き及び横置きのいずれにした場合においても、ＡＥＣ用検出領域５１を胸腹部撮影等の撮影に最適な位置に配置することができる。また、放射線像検出部８（光検出画素アレー）と、放射線像検出部８とは別体のＡＥＣ用検出部を備えるＡＥＣ用検出装置を用い、放射線像検出部８及びＡＥＣ用検出部を一体的に構成した放射線撮像装置においても、当該ＡＥＣ用検出部が放射線像検出部８に対して前述と同様に配置されている場合には、前述と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
このように構成された放射線撮像装置では、縦置き及び横置きのいずれの場合においても、中心のＡＥＣ用検出領域５１ａとその上方（図５では肺野内）に位置する２つのＡＥＣ用検出領域５１ｂとが選択されて使用される。そのためには、放射線撮像装置の配置状態（縦置き及び横置きのいずれであるか）を認識する認識手段と、当該認識手段の認識結果に基づいて、複数の放射線量検出部のうちの一部又は複数の放射線量検出部からの複数の出力のうちの一部がＡＥＣのために選択的に利用されるように制御する制御手段とを含むように、放射線撮像装置又は放射線撮像システムを構成すればよい。
【００３９】
ここで、当該認識手段としては、放射線撮像装置の内部及び／若しくは外部に設けられた、放射線撮像装置の配置状態を検知する検知手段、並びにユーザが放射線撮像装置の配置状態を入力若しくは設定するための入力若しくは設定手段の少なくとも一方等を含んで構成することができる。
【００４０】
このような放射線撮像装置における制御システムについて、図６を参照しながら説明する。
図６において、放射線撮像装置６０は、ＣＰＵ等を含む制御手段としての制御部６１、放射線像検出部８と同様の放射線像検出部６２、放射線量検出部５１ａ、５１ｂと同様の放射線量検出部６３１〜６３４、放射線撮像装置の配置状態（縦置き及び横置きのいずれであるか等）を認識する認識手段としての認識部６４を含み、各要素はＣＰＵバス又はネットワーク６５等を介して互いに通信可能に接続されている。ここで、認識部６４は、例えば上述のように、放射線撮像装置の配置状態を検知する検知手段（不図示）、並びにユーザが放射線撮像装置の配置状態を入力若しくは設定するための入力若しくは設定手段（不図示）の少なくとも一方等を含んで、又はそれらの少なくとも１つと通信可能に構成されている。
【００４１】
以上の説明では、放射線撮像装置が縦置き及び横置きのいずれかに配置されるとしたが、放射線撮像装置の使用目的に応じて、撮像面内における４５度等任意の角度単位での回転が許容される等、放射線撮像装置の種々の配置状態を想定してもよく、その場合、認識部６４は当該種々の配置状態を認識できるように構成される。また、放射線量検出部６３１〜６３４の放射線像検出部６２に対する配置パターンとしては、放射線像検出部６２の、その放射線像検出面内における所定の９０度以下（例えば、４５度又は９０度等）の回転において、回転対称となるパターンや、当該回転の前後で共通する部分的パターンを含むようなパターンとすることが望ましい。この後者のパターンの１例が図５に示されるパターンである。
【００４２】
ここで、制御部６１の処理の流れを図７のフローチャートを用いて説明する。
まず、工程Ｓ７１において、制御部６１は認識部６４により認識される放射線撮像装置の配置状態を確認する。
【００４３】
続いて、工程Ｓ７２において、前の工程で確認された配置状態に基づいて、放射線量検出部６３１〜６３４の利用態様を決定する。当該利用態様としては、放射線量検出部６３１〜６３４のうちからどの１以上の放射線検出部を利用するか、及び／又は放射線量検出部６３１〜６３４からの出力信号をどのように重み付けして利用するか、等の態様を挙げることができる。
【００４４】
その後、工程７３において、制御部６１は不図示のユーザーインターフェース等からの撮影指令に基づいて、放射線像検出部６２、放射線量検出部６３１〜６３４等を制御することにより、対象物の放射線画像データを取得する。
【００４５】
（他の実施形態）
尚、本発明の目的は、上述の実施形態の装置又はシステムの機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、装置又はシステムに供給し、その装置又はシステムのコンピュータ（ＣＰＵ又はＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読みだして実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００４６】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が実施形態の機能を実現することとなり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体及び当該プログラムコードは本発明を構成することとなる。このプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等を用いることができる。
【００４７】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等を利用して実際の処理の一部又は全部が行われ、その処理によって実施形態の機能が実現される場合も本発明の実施の態様に含まれることは言うまでもない。
【００４８】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって実施形態の機能が実現される場合も本発明の実施の態様に含まれることは言うまでもない。
【００４９】
このようなプログラム又は当該プログラムを格納した記憶媒体に本発明が適用される場合、当該プログラムは、例えば、上述の図７に示されるフローチャートに対応したプログラムコードから構成される。
【００５０】
図８は、前記コンピュータ１０００の構成を示したブロック構成図である。
コンピュータ１０００は、図８に示されるように、ＣＰＵ１００１と、ＲＯＭ１００２と、ＲＡＭ１００３と、キーボード（ＫＢ）１００９に関する制御を行うキーボードコントローラ（ＫＢＣ）１００５と、表示部としてのＣＲＴディスプレイ（ＣＲＴ）１０１０に関する制御を行うＣＲＴコントローラ（ＣＲＴＣ）１００６と、ハードディスク（ＨＤ）１０１１及びフロッピー（登録商標）ディスク（ＦＤ）１０１２に関する制御を行うディスクコントローラ（ＤＫＣ）１００７と、ネットワーク１０２０との接続のためのネットワークインターフェースコントローラ（ＮＩＣ）１００８とが、システムバス１００４を介して互いに通信可能に接続されて構成されている。
【００５１】
ＣＰＵ１００１は、ＲＯＭ１００２若しくはＨＤ１０１１に記憶されたソフトウェア、又はＦＤ１０１２より供給されるソフトウェアを実行することで、システムバス１００４に接続された各構成部を総括的に制御する。すなわち、ＣＰＵ１００１は、所定の処理シーケンスに従った処理プログラムを、ＲＯＭ１００２若しくはＨＤ１０１１、又はＦＤ１０１２から読み出して実行することで、上述した実施形態の動作を実現するための制御を行う。
【００５２】
ＲＡＭ１００３は、ＣＰＵ１００１の主メモリ或いはワークエリア等として機能する。ＫＢＣ１００５は、ＫＢ１００９や不図示のポインティングデバイス等からの指示入力に関する制御を行う。ＣＲＴＣ１００６は、ＣＲＴ１０１０の表示に関する制御を行う。
【００５３】
また、ＤＫＣ１００７は、ブートプログラム、種々のアプリケーション、編集ファイル、ユーザファイル、ネットワーク管理プログラム、及び所定の処理プログラム等を記憶するＨＤ１０１１及びＦＤ１０１２へのアクセスに関する制御を行う。さらに、ＮＩＣ１００８は、ネットワーク１０２０上の装置或いはシステムと、双方向にデータ等をやりとりする。
【００５４】
また、本発明が複数の機器（例えば、放射線発生装置、放射線撮影装置、画像処理装置、及びインターフェイス機器、等）から構成されるシステムにも、これらの機器の機能が一体化された単一の機器にも適用され得ることはいうまでもない。本発明が複数の機器からなるシステムに適用される場合、当該複数の機器は、例えば、電気的、光学的及び／又は機械的通信手段等を介してシステム化される。
【００５５】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【００５６】
［実施態様１］ 対象物の放射線像を検出する放射線像検出部と、前記対象物からの放射線の量を検出する複数の放射線量検出部とを有する放射線撮像装置であって、
該放射線撮像装置の配置状態に基づいて、前記複数の放射線量検出部の出力を利用する態様を決定する制御部を有することを特徴とする放射線撮像装置。
【００５７】
［実施態様２］ 前記放射線量検出部は、前記放射線像検出部の画素間隙に形成されていることを特徴とする実施態様１に記載の放射線撮像装置。
【００５８】
［実施態様３］ 前記放射線量検出部は、前記放射線像検出部の画素とは異なる層に形成されていることを特徴とする実施態様１に記載の放射線撮像装置。
【００５９】
［実施態様４］ 前記放射線像検出部の放射線像検出領域が長方形を成して形成されていることを特徴とする実施態様１〜３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【００６０】
［実施態様５］ 前記複数の放射線量検出部は、前記放射線像検出部の、その放射線像検出面内における所定の９０度以下の回転において、回転対称に配置されていることを特徴とする実施態様１〜４のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【００６１】
［実施態様６］ 前記複数の放射線量検出部は、前記放射線像検出部の、その放射線像検出面内における所定の９０度以下の回転において、当該回転の前後で共通する部分的パターンを含むように配置されていることを特徴とする実施態様５に記載の放射線撮像装置。
【００６２】
［実施態様７］ 前記放射線像検出部と前記複数の放射線量検出部とを、前記放射線像検出部の放射線像検出面内において、一体的に回動させる回動手段を更に有することを特徴とする実施態様１〜６のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【００６３】
［実施態様８］ 前記配置状態を認識する認識部を有することを特徴とする実施態様１〜７のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【００６４】
［実施態様９］ 対象物の放射線像を検出する放射線像検出部と、前記対象物からの放射線の量を検出する複数の放射線量検出部とを有する放射線撮像装置に適用される放射線撮像方法であって、
該放射線撮像装置の配置状態に基づいて、前記複数の放射線量検出部の出力を利用する態様を決定する決定工程を有することを特徴とする放射線撮像方法。
【００６５】
［実施態様１０］ 対象物の放射線像を検出する放射線像検出部と、前記対象物からの放射線の量を検出する複数の放射線量検出部とを有する放射線撮像装置に適用される放射線撮像方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
該放射線撮像方法は、前記放射線撮像装置の配置状態に基づいて、前記複数の放射線量検出部の出力を利用する態様を決定する決定工程を有することを特徴とするコンピュータプログラム。
【００６６】
［実施態様１１］ 対象物の放射線像を検出する放射線像検出部と、前記対象物からの放射線の量を検出する複数の放射線量検出部とを有する放射線撮像装置であって、
前記複数の放射線量検出部は、前記放射線像検出部の、その放射線像検出面内における所定の９０度以下の回転において、回転対称に配置されていることを特徴とする放射線撮像装置。
【００６７】
［実施態様１２］ 対象物の放射線像を検出する放射線像検出部と、前記対象物からの放射線の量を検出する複数の放射線量検出部とを有する放射線撮像装置であって、
前記複数の放射線量検出部は、前記放射線像検出部の、その放射線像検出面内における所定の９０度以下の回転において、当該回転の前後で共通する部分的パターンを含むように配置されていることを特徴とする放射線撮像装置。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、自動露出制御を適切に行えるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における放射線撮像装置の光検出画素の等価回路図である。
【図２】ＦＰＤの概略構成図である。
【図３】ＡＥＣ用検出画素を適用したＦＰＤの放射線検出部の概略構成図である。
【図４】ＡＥＣ用検出領域の配置図である。
【図５】ＡＥＣ用検出領域の配置図である。
【図６】放射線撮像装置の制御システムのブロック構成図である。
【図７】制御部の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】コンピュータのブロック構成図である。
【符号の説明】
１ 入射した放射線
８ 放射線像検出部
２１ 光検出素子
２１Ｃ キャパシタ
２１Ｄ 光ダイオード
２２ スイッチングＴＦＴ
２３ 容量素子
２４ リセット基準電源
２５ リセットスイッチ
２６ 前置増幅器
３１ バイアス電源
３２ ラインセレクタ部
３４ アドレスデコーダ
３５ スイッチ素子
３６ 信号読み出し部
３８ サンプルホールド回路
３９ アナログマルチプレクサ
４０ Ａ／Ｄ変換器
５０ ＡＥＣ用検出素子
５１，５１ａ，５１ｂ ＡＥＣ用検出領域
６０ 放射線撮像装置
６１ 制御部
６２ 放射線像検出部
１００ 光検出画素
６３１〜６３４ 放射線量検出部
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物の放射線撮像に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
被写体に放射線を照射し、被写体を透過した放射線の強度分布を検出して被写体の放射線画像を得る方法は、工業用の非破壊検査や医療診断の場で広く一般に利用されている。被写体の放射線画像を得るための一般的な方法の具体例としては、放射線から蛍光を発するいわゆる”蛍光板”（もしくは増感紙）と銀塩フィルムを組み合わせ、放射線を被写体に照射し、透過した放射線を蛍光板で可視光に変換して銀塩フィルム上に潜像を形成した後、この銀塩フィルムを化学処理して可視像を得る方法である。この方法で得られた放射線画像は、アナログ写真であり、診断や検査等に使用される。
【０００３】
また、誘発性燐光物質層を有するイメージングプレート（以降、ＩＰと記す）を使用したコンピューテッド・ラジオグラフィ装置（以降、ＣＲ装置と記す）も普及し出している。放射線照射によって一次励起されたＩＰに、赤色レーザ等の可視光によって二次励起を行うと誘発性燐光が生じる。ＣＲ装置は、この発光を光電子増倍管などの光センサで検出することで放射線画像を取得し、この画像データに基づき写真感光材料やＣＲＴ等に可視光像を出力する装置である。このＣＲ装置はディジタル装置であるが、二次励起による読み出しという画像形成プロセスを必要とするため、間接型ディジタル放射線撮像装置である。ここで、間接型と称する理由は、アナログ技術と同様、即時に撮像画像を表示することができないからである。
【０００４】
一方、最近では受像手段として、微小な光電変換素子、スイッチング素子等からなる画素を格子状（マトリクス状）に配列した光電変換装置を使用して、ディジタル画像を取得する技術が開発されている。この技術を備えた撮像装置は、取得した画像データを即時に表示することが可能であるため、直接型ディジタル撮像装置である。
【０００５】
このディジタル撮像装置のアナログ写真技術に対する利点としては、フィルムレス化、画像処理による取得情報の有効利用、データベース化等が挙げられる。また、他の利点としては、画像データの取得又は表示の即時性が挙げられる。間接型が二次励起という画像形成プロセスを必要とするのに対し、直接型は撮像直後に放射線画像のディジタルデータ化を行える。また、間接型が二次励起のための読取装置を別途必要とするのに対し、直接型はこれを必要としない。
【０００６】
従来の銀塩写真を用いた撮像装置では、放射線照射量に対するダイナミックレンジが狭いために露出オーバーや露出アンダーが起こりやすい。そこで、これを安定させるためにフィルムの前面または背面に放射線検出素子を設け、その放射線検出素子の出力を積分して、当該積分値と診断に必要なフィルム黒化度が得られるように予め決められた設定値とを比較し、当該積分値が当該設定値に到達した際にＸ線発生装置にＸ線遮断信号を送信してＸ線曝射を遮断するフォトタイマ等と呼ばれる自動露出制御回路（ＡＥＣ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路）を使用している。
【０００７】
ディジタル撮像装置の場合には、従来の銀塩写真法に比較して広いダイナミックレンジを有する利点があり、露出オーバーや露出アンダーに対しては、銀塩写真法と比較して許容度が大きく、また、到達放射線量が適正でなかった場合にも、濃度変換等の画像処理により診断に適する画像出力を得ることができる。
【０００８】
しかし、到達放射線量が低レベルになれば、通常の銀塩写真法と同様、量子ノイズや、装置が有するシステムノイズの影響が大きくなり、画像のＳ／Ｎ比が悪化する。このため、ディジタル撮像装置の場合にも、取得画像の品質を確保するための最小限の到達放射線量を得る目的で、銀塩写真法と同様にＡＥＣ回路を使用している。このようなＡＥＣ回路が適用されたディジタル撮像装置は、例えば特開平１１−１５１２３３号公報に開示されている。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−１５１２３３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、固体光検出素子を含む撮像部（フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）ともいう）を用いた撮像装置の場合でも、従来はＦＰＤ前面にＦＰＤとは別体のＡＥＣ用の放射線検出素子を配置して、ＡＥＣ回路を動作させていたが、撮像装置の小型化・簡素化・低コスト化の要求や製造技術の向上から、ＦＰＤ内部にＡＥＣ用の放射線検出素子を配置することが可能となってきた。
【００１１】
ここで、例えばこのＦＰＤの形状を従来のフィルムと同様に長方形（例えば半切フィルムサイズ）とした場合、撮影を行う対象物（例えば、人体の撮影対象部位や体格）に応じてＦＰＤの長辺の方向を設定して撮影を行うことになる。このようにＦＰＤの配置に自由度がある場合、ＦＰＤ内に配設されたＡＥＣ用の放射線検出素子の配置が必ずしも撮影に最適なものとはならず、高品質な被写体画像を撮像することができないという問題が想定される。
【００１２】
即ち、例えば立位撮影装置において、ＦＰＤの長手方向を縦置き（長辺を鉛直方向）にしたときに、ＡＥＣ用の放射線検出素子の配置が最適な場合において、ＦＰＤの長手方向を横置き（長辺を水平方向）にして使用する場合には、ＡＥＣ用の放射線検出素子が最適とは言い難い位置に配置されることになってしまう。また、ＦＰＤとＡＥＣ用の放射線検出素子とを別体に構成した装置においても、これらを一体的に回動させて使用する場合には前述の問題を有する。
【００１３】
本発明は上述の問題点を考慮してなされたもので、その目的は自動露出制御を適切に行えるようにすることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の放射線撮像装置は、対象物の放射線像を検出する放射線像検出部と、前記対象物からの放射線の量を検出する複数の放射線量検出部とを有する放射線撮像装置であって、該放射線撮像装置の配置状態に基づいて、前記複数の放射線量検出部の出力を利用する態様を決定する制御部を有することを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照しながら本発明の放射線撮像装置の実施形態について説明する。
まず、本実施形態における放射線撮像装置の構造について述べる。以下、放射線撮像装置にフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）を適用した例で説明を行う。
【００１６】
まず、このＦＰＤの概略構成について説明すると、ＦＰＤはシンチレータ、光検出画素アレー及び駆動回路から構成される。シンチレータでは、入射した放射線によって蛍光体の母体物質が励起され、可視領域の蛍光が得られる。このシンチレータで得られる蛍光には、ＣａＷＯ４やＣｄＷＯ４などの母体自身によるものや、ＣｓＩ：ＴｌやＺｎＳ：Ａｇなどの母体内に付活された発光中心物質によるものがある。
【００１７】
このシンチレータに隣接して光検出画素がマトリクス状に配置されている。このマトリクス状に配置された光検出画素アレーは、シンチレータで得られた光子を電気信号に変換する。図１に、光検出画素アレーの１画素の等価回路図を示す。
以下に示す例では、二次元アモルファスシリコンセンサを用いているが、検出素子はこれに限定されるものではなく、例えば、その他の固体撮像素子であってもよい。
【００１８】
光検出画素１００は、入射光を検出する光検出素子２１と、電荷の蓄積及びその読み出しを制御するスイッチングＴＦＴ２２とを有して構成され、一般には、ガラス基板上に配されたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）で形成される。光検出素子２１はキャパシタ２１Ｃと光ダイオード２１Ｄとを備えており、キャパシタ２１Ｃは、単に光ダイオード２１Ｄの寄生キャパシタンスであってもよいし、また、光検出画素１００のダイナミックレンジを改良するように光ダイオード２１Ｄに並列に形成したものでもよい。
【００１９】
光検出素子２１のアノードＡは、共通電極であるバイアス配線Ｌｂに接続され、一方、そのカソードＫは、キャパシタ２１Ｃに蓄積された電荷を読み出すための制御自在なスイッチングＴＦＴ２２に接続されている。本実施例では、スイッチングＴＦＴ２２は、光検出素子２１のカソードＫと電荷読み出し用の増幅器２６との間に接続された薄膜トランジスタである。
【００２０】
スイッチングＴＦＴ２２とリセットスイッチ２５とを操作してキャパシタ２１Ｃをリセットした後に、放射線１を照射することにより、放射線１の放射線量に応じて光ダイオード２１Ｄで発生した電荷がキャパシタ２１Ｃに蓄積される。その後、再度スイッチングＴＦＴ２２を操作することにより、キャパシタ２１Ｃに蓄積された信号電荷が容量素子２３に転送される。そして、光ダイオード２１Ｄにより蓄積された電荷量が電位信号として増幅器２６を経て読み出され、読み出された信号をＡ／Ｄ変換することによって、入射した放射線量が検出される。
【００２１】
図２は、光検出画素１００がマトリクス状に配列された放射線像検出部８を有する放射線撮像装置の概略構成図である。
通常、光検出画素アレーは、２０００×２０００〜４０００×４０００程度の画素から構成され、このアレーの面積は、２００ｍｍ×２００ｍｍ〜５００ｍｍ×５００ｍｍ程度である。図２では、光検出画素アレーが３３２８×４０９６の画素から構成され、その面積が３５０ｍｍ×４３０ｍｍである場合を示している。よって、１画素当たりの大きさは、約１０５μｍ×１０５μｍである。放射線像検出部８には、行方向に３３２８画素が配設され、列方向に４０９６画素が配設されて、各画素が二次元的に配置されている。
【００２２】
前述したように、１画素は、光検出素子２１とスイッチングＴＦＴ２２とを有して構成されている。２１（１，１）〜２１（３３２８，４０９６）は、光検出素子２１であり、光ダイオード２１Ｄのカソード側をＫ、アノード側をＡとして表している。２２（１，１）〜２２（３３２８，４０９６）は、スイッチングＴＦＴ２２である。
【００２３】
二次元光検出画素アレーの各列の光検出素子２１（ｍ，ｎ）のＫ電極は、対応するスイッチングＴＦＴ２２（ｍ，ｎ）のソース，ドレイン導電路により、その列に対する共通の列信号配線Ｌｃ１〜Ｌｃ３３２８に接続されている。例えば、列１の光検出素子２１（１，１）〜２１（１，４０９６）は、第一の列信号配線Ｌｃ１に接続されている。一方、各行の光検出素子２１のＡ電極は、共通のバイアス配線Ｌｂを介してバイアス電源３１に接続されている。また、各行のスイッチングＴＦＴ２２のゲート電極は、行選択配線Ｌｒ１〜Ｌｒ４０９６に接続されている。例えば，行１のスイッチングＴＦＴ２２（１，１）〜２２（３３２８，１）は、行選択配線Ｌｒ１に接続されている。
【００２４】
行選択配線Ｌｒは、ラインセレクタ部３２を介して不図示の駆動制御部に接続されている。ラインセレクタ部３２は、例えば、アドレスデコーダ３４と、４０９６個のスイッチ素子３５とを有して構成されている。この構成により、任意の行からの信号を選択的に読み出すことができる。ラインセレクタ部３２は、簡単には、液晶ディスプレイなどに用いられているシフトレジスタによって構成することも可能である。
【００２５】
列信号配線Ｌｃは、不図示の駆動制御部により制御される信号読み出し部３６に接続されている。この信号読み出し部３６は、リセット基準電源２４と、列信号配線Ｌｃをリセット基準電源２４の基準電位にリセットするためのリセットスイッチ２５と、信号電位を増幅するための前置増幅器２６と、サンプルホールド回路３８と、アナログマルチプレクサ３９と、Ａ／Ｄ変換器４０とを有して構成されている。それぞれの列信号配線Ｌｃｎの信号は、前置増幅器２６により増幅され、サンプルホールド回路３８により保持される。また、その出力信号はアナログマルチプレクサ３９により順次Ａ／Ｄ変換器４０へ出力され、ディジタル値に変換される。
【００２６】
本実施例の光電変換装置は、３３２８×４０９６個の画素を３３２８の列信号配線Ｌｃｎに振り分け、１行あたり３３２８画素の信号を同時に出力する。当該出力信号は、列信号配線Ｌｃ、前置増幅器２６（１〜３３２８）、サンプルホールド部３８（１〜３３２８）、アナログマルチプレクサ３９を介して順次Ａ／Ｄ変換器４０によりディジタル信号に変換される。
【００２７】
図２では、Ａ／Ｄ変換器４０が１つで構成されているように表されているが、実際には４〜３２の系統で同時にＡ／Ｄ変換を行う。このようにするのは、アナログ信号帯域、Ａ／Ｄ変換レートを不必要に大きくすること無く、画像信号の読み取り時間を短くするためである。
【００２８】
次に、図３に、ＡＥＣ用検出素子５０を含む放射線像検出部８の概略構成図を示す。図３では簡略化のため、放射線像検出部８の光検出画素１００のうち３×３画素のみを示している。
【００２９】
前述のように構成された光検出画素アレーに入射する放射線量を調整するために設けられたＡＥＣ用検出素子５０は、図３に示すように、バイアスを印加するバイアス電源（Ｂｉａｓ２）や出力信号を増幅する増幅器（Ａｍｐ２）等が接続され、回路的には光検出画素アレーとは全く別個に構成され、光検出画素アレーの画素間隙に配置されている。ここで、画素間隙と表現したが、実際には、光検出画素アレーには行列方向に配線が走り、各画素のスイッチングＴＦＴ２２以外の部分には、開口率を大きくするため、可能な限り光ダイオード２１Ｄの開口部が占めているため、事実上の間隙は存在しない。
【００３０】
そこで、ＡＥＣ用検出素子５０を光検出画素アレー上に構成するため、一部の光検出画素の開口領域を減らし、空いた領域にＡＥＣ用検出素子５０を構成する。あるいは、スイッチングＴＦＴ２２は残したまま、光ダイオード２１Ｄを完全に取り除いてしまい、空いた領域にＡＥＣ用検出素子５０を構成することもできる。後者の場合、画像を形成する一部の画素データが欠落するため、出力されたディジタル画像データに対し画素補間処理を施す必要がある。
【００３１】
ここで、二次元光検出画素アレー上に単に数画素分あるいは１ライン分のＡＥＣ用検出領域を設ければよいというものではない。例えば人体胸部の撮影を行う場合、従来のフォトタイマ等に代表されるＡＥＣ用装置においては、肺野部を透過した放射線量を測定し、当該照射線量が一定量に達した際に放射線照射が遮断されるように構成されている。
【００３２】
仮に、ＦＰＤに１画素程度の大きさのＡＥＣ用検出素子を設けたとする。この場合、設けられたＡＥＣ用検出素子が患者の肺野部に対応した位置に配置された場合には問題は無いが、患者の体格や体内構造の違いや撮影時のアライメントずれ等によって、このＡＥＣ用検出素子が肺野部に対応した位置配置されない場合には、例えば、より透過線量の少ない部位にＡＥＣ用検出素子が配置されることになり、結果として想定していたよりも多くの放射線照射が行われ、ＡＥＣの用途を満たせなくなる。
【００３３】
こうした問題は、ＡＥＣ用検出素子５０を１画素といった点状の領域とするのではなく、行列両方向にある程度の長さをもった領域とすることで回避することができる。具体的には、例えば、フォトタイマ等と同様、ＡＥＣ用検出素子５０を５０ｍｍ×５０ｍｍ程度の矩形領域に構成すればよい。ただし、このような領域全てをＡＥＣ用検出素子５０で構成する必要はない。例えば、光検出画素アレーの画素が１０５μｍ×１０５μｍの場合、列方向に５００画素分連なった、図３に示したようなライン上のＡＥＣ用検出素子５０を、行方向に１００画素おきに６本配置してＡＥＣ用検出領域を構成することができる。
【００３４】
次に、前述のＡＥＣ用検出領域５１を備えたＦＰＤを用いた撮影について説明する。
ＦＰＤ上に構成されたＡＥＣ用検出領域５１は、フォトタイマと同様、胸部及び腹部の撮影ができるように配置される。今、半切サイズのＦＰＤに対してＡＥＣ用検出領域５１が、図４（ａ）のように配置されていたとする。図４（ａ）は半切縦置きの胸腹部撮影を想定してＡＥＣ用検出領域５１をＦＰＤ上に配置しＦＰＤを縦置きにして撮影する場合の例であるが、患者の体格等によってはＦＰＤを横置きにして撮影を行う必要が生じる。この半切横置きにして撮影を行う場合には、ＦＰＤ上に構成されたＡＥＣ用検出領域５１は図４（ｂ）に示す位置に配置されることになる。この場合のＡＥＣ用検出領域５１の位置は、肺野部等の透過線量を制御するためにはおよそ適切とは言い難く、ＡＥＣの用途を満たすことは難しい。
【００３５】
このため、本発明の実施形態における放射線撮像装置においては、図５に示すような、放射線像検出部８上の少なくとも４箇所にＡＥＣ用検出領域（放射線量検出部ともいう）５１を設けた。ここで、図５（ａ）は半切縦置きのＦＰＤの配置図、図５（ｂ）は半切横置きのＦＰＤの配置図である。また、この４つ以上のＡＥＣ用検出領域５１は、ＦＰＤの略中心（２つの対角線の交点）に第１のＡＥＣ用検出領域５１ａを設け、その他のＡＥＣ用検出領域５１ｂを第１のＡＥＣ用検出領域５１ａから略等距離の位置に配置する。さらに、複数のＡＥＣ用検出領域５１ｂのうち、任意の隣り合う２つのＡＥＣ用検出領域５１ｂは、ＦＰＤ中心を通り、ＦＰＤの長辺又は短辺と平行な直線に対して互いに対称となる位置に配置される。
【００３６】
尚、図５の例では、１辺の長さが左右の肺野の間隔程度である正方形（その中心がＦＰＤの略中心に位置し、その１辺は放射線像検出部８の１辺に略平行）を想定したとき、ＡＥＣ用検出領域５１（放射線量検出部）は当該正方形の中心と３つの頂点とに配置されている。ここで、放射線量検出部は、前述のような正方形の中心と４頂点とに配置されていてもよい。
【００３７】
このような構成にすることにより、半切サイズのＦＰＤを縦置き及び横置きのいずれにした場合においても、ＡＥＣ用検出領域５１を胸腹部撮影等の撮影に最適な位置に配置することができる。また、放射線像検出部８（光検出画素アレー）と、放射線像検出部８とは別体のＡＥＣ用検出部を備えるＡＥＣ用検出装置を用い、放射線像検出部８及びＡＥＣ用検出部を一体的に構成した放射線撮像装置においても、当該ＡＥＣ用検出部が放射線像検出部８に対して前述と同様に配置されている場合には、前述と同様の効果を得ることができる。
【００３８】
このように構成された放射線撮像装置では、縦置き及び横置きのいずれの場合においても、中心のＡＥＣ用検出領域５１ａとその上方（図５では肺野内）に位置する２つのＡＥＣ用検出領域５１ｂとが選択されて使用される。そのためには、放射線撮像装置の配置状態（縦置き及び横置きのいずれであるか）を認識する認識手段と、当該認識手段の認識結果に基づいて、複数の放射線量検出部のうちの一部又は複数の放射線量検出部からの複数の出力のうちの一部がＡＥＣのために選択的に利用されるように制御する制御手段とを含むように、放射線撮像装置又は放射線撮像システムを構成すればよい。
【００３９】
ここで、当該認識手段としては、放射線撮像装置の内部及び／若しくは外部に設けられた、放射線撮像装置の配置状態を検知する検知手段、並びにユーザが放射線撮像装置の配置状態を入力若しくは設定するための入力若しくは設定手段の少なくとも一方等を含んで構成することができる。
【００４０】
このような放射線撮像装置における制御システムについて、図６を参照しながら説明する。
図６において、放射線撮像装置６０は、ＣＰＵ等を含む制御手段としての制御部６１、放射線像検出部８と同様の放射線像検出部６２、放射線量検出部５１ａ、５１ｂと同様の放射線量検出部６３１〜６３４、放射線撮像装置の配置状態（縦置き及び横置きのいずれであるか等）を認識する認識手段としての認識部６４を含み、各要素はＣＰＵバス又はネットワーク６５等を介して互いに通信可能に接続されている。ここで、認識部６４は、例えば上述のように、放射線撮像装置の配置状態を検知する検知手段（不図示）、並びにユーザが放射線撮像装置の配置状態を入力若しくは設定するための入力若しくは設定手段（不図示）の少なくとも一方等を含んで、又はそれらの少なくとも１つと通信可能に構成されている。
【００４１】
以上の説明では、放射線撮像装置が縦置き及び横置きのいずれかに配置されるとしたが、放射線撮像装置の使用目的に応じて、撮像面内における４５度等任意の角度単位での回転が許容される等、放射線撮像装置の種々の配置状態を想定してもよく、その場合、認識部６４は当該種々の配置状態を認識できるように構成される。また、放射線量検出部６３１〜６３４の放射線像検出部６２に対する配置パターンとしては、放射線像検出部６２の、その放射線像検出面内における所定の９０度以下（例えば、４５度又は９０度等）の回転において、回転対称となるパターンや、当該回転の前後で共通する部分的パターンを含むようなパターンとすることが望ましい。この後者のパターンの１例が図５に示されるパターンである。
【００４２】
ここで、制御部６１の処理の流れを図７のフローチャートを用いて説明する。
まず、工程Ｓ７１において、制御部６１は認識部６４により認識される放射線撮像装置の配置状態を確認する。
【００４３】
続いて、工程Ｓ７２において、前の工程で確認された配置状態に基づいて、放射線量検出部６３１〜６３４の利用態様を決定する。当該利用態様としては、放射線量検出部６３１〜６３４のうちからどの１以上の放射線検出部を利用するか、及び／又は放射線量検出部６３１〜６３４からの出力信号をどのように重み付けして利用するか、等の態様を挙げることができる。
【００４４】
その後、工程７３において、制御部６１は不図示のユーザーインターフェース等からの撮影指令に基づいて、放射線像検出部６２、放射線量検出部６３１〜６３４等を制御することにより、対象物の放射線画像データを取得する。
【００４５】
（他の実施形態）
尚、本発明の目的は、上述の実施形態の装置又はシステムの機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、装置又はシステムに供給し、その装置又はシステムのコンピュータ（ＣＰＵ又はＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読みだして実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００４６】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が実施形態の機能を実現することとなり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体及び当該プログラムコードは本発明を構成することとなる。このプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード等を用いることができる。
【００４７】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等を利用して実際の処理の一部又は全部が行われ、その処理によって実施形態の機能が実現される場合も本発明の実施の態様に含まれることは言うまでもない。
【００４８】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって実施形態の機能が実現される場合も本発明の実施の態様に含まれることは言うまでもない。
【００４９】
このようなプログラム又は当該プログラムを格納した記憶媒体に本発明が適用される場合、当該プログラムは、例えば、上述の図７に示されるフローチャートに対応したプログラムコードから構成される。
【００５０】
図８は、前記コンピュータ１０００の構成を示したブロック構成図である。
コンピュータ１０００は、図８に示されるように、ＣＰＵ１００１と、ＲＯＭ１００２と、ＲＡＭ１００３と、キーボード（ＫＢ）１００９に関する制御を行うキーボードコントローラ（ＫＢＣ）１００５と、表示部としてのＣＲＴディスプレイ（ＣＲＴ）１０１０に関する制御を行うＣＲＴコントローラ（ＣＲＴＣ）１００６と、ハードディスク（ＨＤ）１０１１及びフロッピー（登録商標）ディスク（ＦＤ）１０１２に関する制御を行うディスクコントローラ（ＤＫＣ）１００７と、ネットワーク１０２０との接続のためのネットワークインターフェースコントローラ（ＮＩＣ）１００８とが、システムバス１００４を介して互いに通信可能に接続されて構成されている。
【００５１】
ＣＰＵ１００１は、ＲＯＭ１００２若しくはＨＤ１０１１に記憶されたソフトウェア、又はＦＤ１０１２より供給されるソフトウェアを実行することで、システムバス１００４に接続された各構成部を総括的に制御する。すなわち、ＣＰＵ１００１は、所定の処理シーケンスに従った処理プログラムを、ＲＯＭ１００２若しくはＨＤ１０１１、又はＦＤ１０１２から読み出して実行することで、上述した実施形態の動作を実現するための制御を行う。
【００５２】
ＲＡＭ１００３は、ＣＰＵ１００１の主メモリ或いはワークエリア等として機能する。ＫＢＣ１００５は、ＫＢ１００９や不図示のポインティングデバイス等からの指示入力に関する制御を行う。ＣＲＴＣ１００６は、ＣＲＴ１０１０の表示に関する制御を行う。
【００５３】
また、ＤＫＣ１００７は、ブートプログラム、種々のアプリケーション、編集ファイル、ユーザファイル、ネットワーク管理プログラム、及び所定の処理プログラム等を記憶するＨＤ１０１１及びＦＤ１０１２へのアクセスに関する制御を行う。さらに、ＮＩＣ１００８は、ネットワーク１０２０上の装置或いはシステムと、双方向にデータ等をやりとりする。
【００５４】
また、本発明が複数の機器（例えば、放射線発生装置、放射線撮影装置、画像処理装置、及びインターフェイス機器、等）から構成されるシステムにも、これらの機器の機能が一体化された単一の機器にも適用され得ることはいうまでもない。本発明が複数の機器からなるシステムに適用される場合、当該複数の機器は、例えば、電気的、光学的及び／又は機械的通信手段等を介してシステム化される。
【００５５】
本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【００５６】
［実施態様１］ 対象物の放射線像を検出する放射線像検出部と、前記対象物からの放射線の量を検出する複数の放射線量検出部とを有する放射線撮像装置であって、
該放射線撮像装置の配置状態に基づいて、前記複数の放射線量検出部の出力を利用する態様を決定する制御部を有することを特徴とする放射線撮像装置。
【００５７】
［実施態様２］ 前記放射線量検出部は、前記放射線像検出部の画素間隙に形成されていることを特徴とする実施態様１に記載の放射線撮像装置。
【００５８】
［実施態様３］ 前記放射線量検出部は、前記放射線像検出部の画素とは異なる層に形成されていることを特徴とする実施態様１に記載の放射線撮像装置。
【００５９】
［実施態様４］ 前記放射線像検出部の放射線像検出領域が長方形を成して形成されていることを特徴とする実施態様１〜３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【００６０】
［実施態様５］ 前記複数の放射線量検出部は、前記放射線像検出部の、その放射線像検出面内における所定の９０度以下の回転において、回転対称に配置されていることを特徴とする実施態様１〜４のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【００６１】
［実施態様６］ 前記複数の放射線量検出部は、前記放射線像検出部の、その放射線像検出面内における所定の９０度以下の回転において、当該回転の前後で共通する部分的パターンを含むように配置されていることを特徴とする実施態様５に記載の放射線撮像装置。
【００６２】
［実施態様７］ 前記放射線像検出部と前記複数の放射線量検出部とを、前記放射線像検出部の放射線像検出面内において、一体的に回動させる回動手段を更に有することを特徴とする実施態様１〜６のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【００６３】
［実施態様８］ 前記配置状態を認識する認識部を有することを特徴とする実施態様１〜７のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
【００６４】
［実施態様９］ 対象物の放射線像を検出する放射線像検出部と、前記対象物からの放射線の量を検出する複数の放射線量検出部とを有する放射線撮像装置に適用される放射線撮像方法であって、
該放射線撮像装置の配置状態に基づいて、前記複数の放射線量検出部の出力を利用する態様を決定する決定工程を有することを特徴とする放射線撮像方法。
【００６５】
［実施態様１０］ 対象物の放射線像を検出する放射線像検出部と、前記対象物からの放射線の量を検出する複数の放射線量検出部とを有する放射線撮像装置に適用される放射線撮像方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
該放射線撮像方法は、前記放射線撮像装置の配置状態に基づいて、前記複数の放射線量検出部の出力を利用する態様を決定する決定工程を有することを特徴とするコンピュータプログラム。
【００６６】
［実施態様１１］ 対象物の放射線像を検出する放射線像検出部と、前記対象物からの放射線の量を検出する複数の放射線量検出部とを有する放射線撮像装置であって、
前記複数の放射線量検出部は、前記放射線像検出部の、その放射線像検出面内における所定の９０度以下の回転において、回転対称に配置されていることを特徴とする放射線撮像装置。
【００６７】
［実施態様１２］ 対象物の放射線像を検出する放射線像検出部と、前記対象物からの放射線の量を検出する複数の放射線量検出部とを有する放射線撮像装置であって、
前記複数の放射線量検出部は、前記放射線像検出部の、その放射線像検出面内における所定の９０度以下の回転において、当該回転の前後で共通する部分的パターンを含むように配置されていることを特徴とする放射線撮像装置。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、自動露出制御を適切に行えるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における放射線撮像装置の光検出画素の等価回路図である。
【図２】ＦＰＤの概略構成図である。
【図３】ＡＥＣ用検出画素を適用したＦＰＤの放射線検出部の概略構成図である。
【図４】ＡＥＣ用検出領域の配置図である。
【図５】ＡＥＣ用検出領域の配置図である。
【図６】放射線撮像装置の制御システムのブロック構成図である。
【図７】制御部の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】コンピュータのブロック構成図である。
【符号の説明】
１ 入射した放射線
８ 放射線像検出部
２１ 光検出素子
２１Ｃ キャパシタ
２１Ｄ 光ダイオード
２２ スイッチングＴＦＴ
２３ 容量素子
２４ リセット基準電源
２５ リセットスイッチ
２６ 前置増幅器
３１ バイアス電源
３２ ラインセレクタ部
３４ アドレスデコーダ
３５ スイッチ素子
３６ 信号読み出し部
３８ サンプルホールド回路
３９ アナログマルチプレクサ
４０ Ａ／Ｄ変換器
５０ ＡＥＣ用検出素子
５１，５１ａ，５１ｂ ＡＥＣ用検出領域
６０ 放射線撮像装置
６１ 制御部
６２ 放射線像検出部
１００ 光検出画素
６３１〜６３４ 放射線量検出部
Claims (1)
- 対象物の放射線像を検出する放射線像検出部と、前記対象物からの放射線の量を検出する複数の放射線量検出部とを有する放射線撮像装置であって、
該放射線撮像装置の配置状態に基づいて、前記複数の放射線量検出部の出力を利用する態様を決定する制御部を有することを特徴とする放射線撮像装置。
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| US20040156473A1 (en) | 2004-08-12 |
| EP1440660A3 (en) | 2006-10-25 |
| EP1440660B1 (en) | 2011-08-10 |
| EP1440660A2 (en) | 2004-07-28 |
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