JP2011235006A - 放射線撮影装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】動画撮影時に、静止画撮影を行い、さらに動画撮影を繰り返し行う放射線画像の撮影の際に、同期がずれることなく、動画を連続的に取得しながら、その間に、高画質の静止画を取得する放射線検出装置を提供する。
【解決手段】放射線源に対しフレーム毎に放射線Ｘを一定量（Ｒ１）所定期間Ｔｓ照射させる動画撮影モードでの動画撮影の間に静止画モードでの静止画撮影を行う際、連続する複数のフレーム分、所定期間Ｔｓの放射線Ｘの照射量Ｒを増加させ（照射量Ｒ２）、放射線Ｘの照射量Ｒを増加させた複数のフレーム分の信号電荷を合成して静止画ＳＩを得るようにしたので、同期がずれることなく、動画Ｍを連続的に取得しながら、その間に、高画質の静止画ＳＩを取得することができる。
【選択図】図５

Description

この発明は、被写体を透過した放射線を検出し、検出した前記放射線を、画像情報を持つ信号電荷に変換する放射線検出器を有し、動画及び静止画を取得可能な放射線撮影装置及び方法に関する。

医療分野において、被写体に放射線を照射し、該被写体を透過した前記放射線を放射線検出器に導いて放射線画像情報を撮影する放射線画像撮影システムが広汎に使用されている。前記放射線検出器としては、前記放射線画像情報が露光記録される従来からの放射線フイルムや、蛍光体に前記放射線画像情報としての放射線エネルギを蓄積し、励起光を照射することで前記放射線画像情報を輝尽発光光として取り出すことのできる蓄積性蛍光体パネルが知られている。これらの放射線検出器は、前記放射線画像情報が記録された放射線フイルムを現像装置に供給して現像処理を行い、あるいは、前記蓄積性蛍光体パネルを読取装置に供給して読取処理を行うことで、可視画像を得ることができる。

一方、手術時等、造影撮影時、あるいは骨折等の治療時等においては、患者に対して迅速且つ的確な処置を施すため、撮影後の放射線検出器から直ちに放射線画像情報を読み出して表示できることが必要である。このような要求に対応可能な放射線検出器として、放射線を直接電気信号に変換し、あるいは、放射線をシンチレータで可視光に変換した後、電気信号に変換して読み出す固体検出素子（画素という。）を用いたフラットパネルデテクタ（ＦＰＤ）と称される放射線検出器が開発されている。

特許文献１には、イメージインテンシファイアと、このイメージインテンシファイアの後に一体的に取り付けられたＣＣＤカメラとからなるＸ線検出器により被測定物の透視Ｘ線像に係る動画、及び前記動画像の４コマ分を平均化した静止画を表示装置上に順に表示するように構成されたＸ線検査装置が開示されている。

特開２００７−７１７３５号公報（図３、段落［００３１］〜［００３５］）

ところで、上述したような医療分野においては、特許文献１のように、単に、動画を平均化した画像では、ノイズの量は減少するが画像のダイナミックレンジが増加しないので、一般の医療用の静止画撮影と同等の高画質を得ることができないという問題がある。

すなわち、医療分野においては、例えば、動画撮影時には、図１０Ａに示すように、映像周期（フレーム周期）Ｔｆ、例えば、１／３０［ｓ］毎に所定時間（照射期間）Ｔａの間、所定量（Ｘ線照射量）Ｒ１のＸ線を照射することで、動画像をフレーム毎に得る。

この動画撮影中に、静止画を得る場合には、図１０Ｂに示すように、例えば、時点ｔ２以降で医師等が動画撮影モードから静止画撮影モードに切り替える。そして、時点ｔ１０２に示すように準備ができた時点で、Ｘ線照射量をＸ線照射量Ｒ２に増大し、さらに、時点ｔ１０１〜ｔ１０２と長い照射期間Ｔｂにより静止画撮影を行い静止画を得るようにしている。

時点ｔ１０２以降に、医師が静止画撮影モードから動画撮影モードに再び切り替えると、時点ｔ１０３から再び動画の撮影が開始される。

このように制御することで、高画質の静止画を得ることができるが、時点ｔ１０３に示すように、動画撮影の再開が遅れる可能性があり、かつ動画の同期も再調整する必要があるので改良の余地がある。

また、造影剤などを使用した動画撮影による診断時には、気になった箇所を静止画撮影するという手順を複数回繰り返す必要があるが、特許文献１に係る技術ではこの点に関する技術の開示がないので改良の余地がある。

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、動画撮影時に、静止画撮影を行い、さらに動画撮影を繰り返し行う放射線画像の撮影の際に、同期がずれることなく、動画を連続的に取得しながら、その間に、高画質の静止画を取得することを可能とする放射線撮影装置及び方法を提供することを目的とする。

この発明に係る放射線撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、行列状に配置され、前記放射線を信号電荷に変換して蓄積するとともに、蓄積された信号電荷を出力する画素を備える放射線検出器と、前記放射線源を制御するとともに、前記放射線検出器を動画撮影モードと静止画撮影モードとの間での切替制御を行う制御部と、を備え、前記制御部は、放射線源に対しフレーム毎に放射線を一定量所定期間照射させる動画撮影モードでの動画撮影の間に静止画モードでの静止画撮影を行う際、連続する複数のフレーム分、前記所定期間の放射線の照射量を増加させ、放射線の照射量を増加させた前記複数のフレーム分の信号電荷を合成して静止画を得ることを特徴とする。

この発明によれば、放射線源に対しフレーム毎に放射線を一定量所定期間照射させる動画撮影モードでの動画撮影の間に静止画モードでの静止画撮影を行う際、連続する複数のフレーム分、前記所定期間の放射線の照射量を増加させ、放射線の照射量を増加させた前記複数のフレーム分の信号電荷を合成して静止画を得るようにしたので、動画撮影時に、静止画撮影を行い、さらに動画撮影を繰り返し行う放射線画像の撮影の際に、同期がずれることなく、動画を連続的に取得しながら、その間に、高画質の静止画を取得することができる。

この場合において、連続する複数のフレーム分、前記所定期間の放射線の照射量を増加させ、放射線の照射量を増加させた前記複数のフレーム分の信号電荷を合成して静止画像を得るのと並行して、合成する前の信号電荷に対応する各画像信号を動画として得るように構成することで、一定品質の動画を連続的に取得しながら高画質の静止画を得ることができる。

なお、信号電荷を合成する前記連続する複数のフレームは、少なくとも２フレームとし、なるべく少ないフレームにより静止画を得ることで、合成したことによる画像のブレを軽減するようにすることが好ましい。

また、表示装置を有し、前記表示装置上に、前記動画信号による動画と前記静止画信号による静止画とを同時に表示するようにすることで、動画と静止画を同時に見ることができる。

この発明に係る放射線撮影方法は、放射線を照射する放射線源と、行列状に配置され、前記放射線を信号電荷に変換して蓄積するとともに、蓄積された信号電荷を出力する画素を備える放射線検出器と、前記放射線源を制御するとともに、前記放射線検出器を動画撮影モードと静止画撮影モードとの間での切替制御を行う制御部とを備え、前記制御部による放射線撮影方法において、放射線源に対しフレーム毎に放射線を一定量所定期間照射させる動画撮影モードでの動画撮影を行う工程と、前記動画撮影を行う工程の間に静止画モードでの静止画撮影を行う際、連続する複数のフレーム分、前記所定期間の放射線の照射量を増加させ、放射線の照射量を増加させた前記複数のフレーム分の信号電荷を合成して静止画を得る工程と、を有することを特徴とする。

この発明によれば、放射線源に対しフレーム毎に放射線を一定量所定期間照射させる動画撮影モードでの動画撮影の間に静止画モードでの静止画撮影を行う際、連続する複数のフレーム分、前記所定期間の放射線の照射量を増加させ、放射線の照射量を増加させた前記複数のフレーム分の信号電荷を合成して静止画を得る工程を有するので、動画撮影時に、静止画撮影を行い、さらに動画撮影を繰り返し行う放射線画像の撮影の際に、同期がずれることなく、動画を連続的に取得しながら、その間に、高画質の静止画を取得することができる。

この発明によれば、動画撮影時に、静止画撮影を行い、さらに動画撮影を繰り返し行う放射線画像の撮影の際に、静止画撮影前後での動画の同期がずれることなく、その間に、高画質の静止画を取得することができる。

この発明の実施形態に係る放射線撮影装置を含む放射線撮影システムの模式的全体構成図である。 前記放射線撮影システムのブロック図である。 放射線検出装置の回路構成ブロック図である。 図４Ａは、ビニング処理時の説明図、図４Ｂは、非ビニング処理時の説明図である。 この実施形態に係る動画と静止画の撮影タイミングの関係を示すタイムチャートである。 動画撮影モードに係るタイムチャートである。 静止画撮影モードに係るタイムチャートである。 表示装置への表示態様の説明図である。 図９Ａは、動画撮影モードに係るタイムチャート、図９Ｂは、従来技術に係る動画撮影モード中に静止画撮影モードを行った際のタイムチャート、図９Ｃは、この実施形態に係る動画撮影モード中に静止画撮影モードを行った際のタイムチャートである。 図１０Ａは、動画撮影モードに係るタイムチャート、図１０Ｂは、従来技術に係る動画撮影モード中に静止画撮影モードを行った際のタイムチャートである。

以下、この発明の一実施形態に係る放射線撮影装置、及び放射線撮影方法を実施する放射線撮影システムについて、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、この実施形態に係る放射線撮影システム１０（以下、「撮影システム１０」という。）の構成を示している。

図２は、図１に示す放射線撮影システム１０のブロック図である。

図１及び図２において、放射線Ｘの撮影室に設置される撮影システム１０は、撮影条件に従った線量の放射線Ｘを患者等の被検者（被写体）１２に照射（曝射）する、管球保持器１５内に収容された放射線源１４と、被検者１２を透過した放射線Ｘを検出する放射線検出器１６｛ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）：平面検出器}を備える放射線検出装置１８と、放射線検出装置１８で検出された放射線Ｘに基づく放射線画像等を表示する表示装置２０と、当該撮影システム１０を総合的に制御する撮影制御装置２２（コンソール）と、撮影制御装置２２の制御下に図示しないモータ等の駆動源により管球保持器１５や放射線検出装置１８等を移動制御する駆動機構部２３（繁雑となるので図１には記載していない。）と、を備える。駆動機構部２３を通じて、管球保持器１５がｚ方向に移動される。

なお、撮影条件とは、被検者１２の撮影部位に対して、適切な線量からなる放射線Ｘを照射するための管電圧、管電流、照射時間等を決定するための条件であり、例えば、撮影部位、動画撮影モード又は静止画撮影モードの撮影方法等の条件を挙げることができる。

放射線検出装置１８は、放射線検出器１６と検出器制御部４６と記憶部８２と図示しないバッテリ等により一体的に構成されている。

撮影システム１０において、撮影制御装置２２に対して、放射線源１４と、放射線検出装置１８と、表示装置２０と、駆動機構部２３とは、無線又は有線の通信線で接続され、信号の送受信が行われる。

放射線源１４は、天井１１から延びた伸縮自在のアーム２４に連結され、該アーム２４は、撮影制御装置２２の入力部８６（ジョイステック等の操作レバーやスイッチ、キーボード、マウス等から構成される）を操作することで、駆動機構部２３を通じて高さ方向に伸縮可能であり、撮影時において被検者１２の撮影部位に応じた所望の位置に移動可能である。また、入力部８６の操作により動画撮影モードと静止画撮影モードとを切り替えることができる。さらに、入力部８６の操作により表示装置２０上の表示形態を変更することができる。

表示装置２０は自在アーム２６に連結され、表示される放射線画像を医師や放射線技師（以下、医師等という。）２７が容易に確認できる位置に駆動機構部２３を通じてあるいは手動により移動、回転可能である。

放射線検出装置１８は、被検者１２を載せる撮影台２８と、この撮影台２８に設けられ垂直方向に延びる支柱３０と、この支柱３０に沿って設けられるガイドレール３２と、このガイドレール３２に取り付けられ高さ方向に移動可能な前記の放射線検出器１６を内蔵する放射線検出ユニット３４と、この撮影台２８に設けられ垂直方向（ｚ方向）に延び、被検者１２を固定する衝立３５と、を備える。

図３は、放射線検出器１６の回路構成ブロック図である。放射線検出器１６は、放射線Ｘを感知して電荷を発生させるアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）等の物質からなる光電変換層５１を行列状の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）５２のアレイの上に配置した構造を有し、光電変換層５１で発生した電荷を蓄積容量（蓄積部）５３に蓄積した後、各行毎にＴＦＴ５２を順次オンにして、電荷を画像信号として読み出す。

図３では、光電変換層５１及び蓄積容量５３からなる１つの画素５０と１つのＴＦＴ５２との接続関係のみを示し、その他の画素５０の構成については省略している。なお、画素５０は、タイミング動作理解の便宜のために、４×４画素として描いているが、実際上、放射線検出器１６の画素数は、１００万乃至２００万画素程度である。

各画素５０に接続されるＴＦＴ５２には、行方向に平行に延びるゲート線５４と、列方向に平行に延びる信号線５６とが接続される。各ゲート線５４は、ライン走査駆動部５８に接続され、各信号線５６は、読取回路を構成する可変ゲインプリアンプ（チャージアンプ）１０２、ビニング部１０４、低域通過周波数の切換可能なＬＰＦ（低域通過フィルタ）１０６、及びＣＤＳ（相関二重サンプリング）部１０８を通じてマルチプレクサ６６に接続される。

可変ゲインプリアンプ１０２は、正入力側が接地されたオペアンプ１１０と、負入力側と出力側との間に、それぞれ並列に接続されるコンデンサ１１２と、スイッチ１１６とコンデンサ１１４と、リセットスイッチ１１８とから構成され、スイッチ１１６はゲイン制御部１２０を通じて切り換えられ、リセットスイッチ１１８は、検出器制御部４６を通じて切り換えられる。

ビニング部１０４は、隣り合う通信線間に接続されるスイッチ１２４と、通信線の途中に接続されるスイッチ１２２、１２６とから構成され、ビニング制御部１２８を通じて切り換えられる。

この実施形態において、動画撮影モードの読取時には、図４Ａに示すように、ビニング接続とされ、静止画撮影モードの読取時には、図４Ｂに示すように、通常接続とされる。

図３において、ＬＰＦ１０６は、抵抗器１３０と、抵抗器１３３と、コンデンサ１３４と、抵抗器１３０を短絡するスイッチ１３２とから構成され、スイッチ１３２は、可変ＬＰＦ制御部１３６により切り換えられる。

ＣＤＳ部１０８は、信号電荷の残留成分（ノイズ成分）をサンプルホールドする第１サンプルホールド回路１３８と、信号電荷（ノイズ成分＋信号成分）をサンプルホールドする第２サンプルホールド回路１４０と、ノイズ成分を除去して信号成分のみの信号電荷による電圧信号を出力する差動アンプ１４２とから構成され、第１及び第２サンプルホールド回路１３８、１４０のサンプルタイミングは、ＣＤＳ制御部１４４により切り換えられる。

一方、ゲート線５４には、行方向に配列されたＴＦＴ５２をオンオフ制御する制御信号Ｖｏｎ（クロックφ１、φ２、φ３、φ４）、Ｖｏｆｆがライン走査駆動部５８から供給される。この場合、ライン走査駆動部５８は、ゲート線５４を切り替える複数のスイッチＳＷ１と、スイッチＳＷ１の１つを選択する選択信号を出力するアドレスデコーダ６０とを備える。アドレスデコーダ６０には、検出器制御部４６からアドレス信号が供給される。

上述した信号線５６には、列方向に配列されたＴＦＴ５２を介して各画素５０の蓄積容量５３に保持されている電荷が流出する。この電荷は、上述したように、読取回路を構成する可変ゲインプリアンプ１０２、ビニング部１０４、ＬＰＦ１０６、及びＣＤＳ部１０８を通じて所定の電圧信号とされてマルチプレクサ６６に接続される。

マルチプレクサ６６は、信号線５６を切り替える複数のスイッチＳＷ２と、スイッチＳＷ２の１つを選択する選択信号を出力するアドレスデコーダ６０とを備える。アドレスデコーダ６０には、検出器制御部４６からアドレス信号が供給される。

マルチプレクサ６６には、検出器制御部４６によりＡ／Ｄのタイミングが制御されるＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ変換部）７０が接続され、Ａ／Ｄ変換器７０によってデジタル信号の画像データに変換された放射線画像情報が検出器制御部４６に供給される。画像データは、一旦、放射線検出器１６と一体に構成された記憶部８２に記憶される。

なお、スイッチング素子として機能するＴＦＴ５２は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｓｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等、他の撮像素子と組み合わせて実現してもよい。また、ＴＦＴで言うところのゲート信号に相当するシフトパルスにより電荷をシフトしながら転送するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサに置き換えることも可能である。

図２において、撮影制御装置２２には、病院内の放射線科で取り扱われる放射線画像情報やその他の情報を統括的に管理する放射線科情報システム（ＲＩＳ）２９が接続され、ＲＩＳ２９には、病院内の医事情報を統括的に管理する医事情報システム（ＨＩＳ）３３が接続される。

放射線源１４は、放射線Ｘを発生するＸ線管７６と、放射線Ｘの線量（強度）と照射タイミングを制御する線源制御部８０とを備える。実際上、線源制御部８０の照射タイミングは、検出器制御部４６及び撮影制御部９０の制御下に制御される。

図２おいて、放射線源１４の線源制御部８０は、撮影スイッチ７４がオン状態とされたことを検出すると、撮影制御装置２２から供給される撮影条件に基づきＸ線管７６を駆動し、Ｘ線管７６から放射線Ｘを出力させる。

上述したように、放射線検出装置１８は、放射線検出器１６の他に検出器制御部４６と記憶部８２を備える。検出器制御部４６は、放射線検出器１６から得た画像データを取得し、記憶部８２（画像メモリ）に記憶する。

撮影制御装置２２は、入力部８６及び撮影スイッチ７４の他、撮影制御部９０と記憶部９４と表示部９６を備える。

放射線検出装置１８の記憶部８２に記憶された画像データは、撮影後直ちに撮影制御装置２２の記憶部９４に転送され撮影制御部９０により所定の画像処理が施されて表示装置２０に画像データとして転送される。画像データに応じて表示装置２０上に被検者１２の撮影範囲に係る放射線画像が動画画像あるいは静止画画像として表示される。

この実施形態に係る撮影システム１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。

撮影制御装置２２に対してＲＩＳ２９を通じて撮影オーダが入るかどうかが監視され被検者情報を含む撮影オーダ（撮影条件）が入ると、撮影制御装置２２の表示部９６に表示される。

次いで、その撮影オーダに対応する撮影メニュー（撮影条件が全下肢撮影等）が、撮影制御部９０より選択される。

このとき、撮影制御部９０は、駆動機構部２３を介して放射線源１４を、該当位置に移動する。

次いで、被検者１２を撮影台２８に載せ、衝立３５に位置決めし、固定ベルトで固定する。

次いで、入力部８６を通じて動画撮影モードあるいは静止画撮影モード等の撮影条件が選択された後、撮影スイッチ７４が押下されオン状態にされると、撮影条件に応じてＸ線管７６が駆動され被検者１２に放射線Ｘが照射される。

被検者１２を透過した放射線Ｘは、放射線検出器１６の各画素５０で検出される。放射線Ｘの照射が終了すると、各画素５０の電荷が読み出されＡ／Ｄ変換器７０でデジタル化され、デジタル画像データとして記憶部８２に記憶される。

次に動画撮影モードと静止画撮影モードの動作タイミング並びにＸ線照射量について、図５〜図７のタイムチャートを参照して説明する。

［動画撮影モードと静止画撮影モードの両撮影モードの概括的な説明］
図５は、この実施形態に係る動画と静止画の撮影タイミングの関係を示している。

図５には、撮影タイミングを決定するクロックＣＫ（フレーム周期ともいう。）を描いている。クロックＣＫの周期は、動画撮影モード周期（クロック周期ともいう。）Ｔｃｋとして、Ｔｃｋ＝１／３０［ｓｅｃ］＝３３．３［ｍｓ］に設定している。１秒当たり３０コマの動画を撮影することができる。１秒当たり、１０コマあるいは１００コマの動画を撮影ようにすることもできる。なお、クロック周期Ｔｃｋは、いわゆる映像信号の垂直同期周波数の周期に対応したものである。

最初に入力部８６により動画撮影モードの指令が入ったものとすると、時点ｔ０〜時点ｔ４まで、Ｘ線照射量ＲがＲ＝Ｒ１で照射期間Ｔｓの動画撮影モードで４コマの動画撮影を行う。時点ｔ４までの間に入力部８６により静止画撮影モードの指令が入り、かつその指令により指定された静止画撮影時間Ｔｓｉが、Ｔｓｉ＝３×Ｔｃｋとされていた場合、時点ｔ４〜ｔ７の静止画撮影時間Ｔｓｉ＝３×Ｔｃｋの間で、Ｘ線照射量Ｒが動画撮影モードのＸ線照射量Ｒ１より増大されたＸ線照射量Ｒ２（Ｒ２＞Ｒ１）で照射期間Ｔｓの静止画撮影モードでの静止画撮影がなされ、時点ｔ７において動画撮影モードに自動的に復帰する。

さらに、時点ｔ１０までの間に、入力部８６により静止画撮影モードの指令が入り、かつその指令により指定された静止画撮影時間ＴｓｉがＴｓｉ＝５×Ｔｃｋとされていた場合、時点ｔ１０〜ｔ１５の間で静止画撮影時間Ｔｓｉ＝５×Ｔｃｋの静止画撮影がなされ、時点ｔ１５にて、動画撮影モードに自動的に復帰する。

ここで、静止画撮影時間Ｔｓｉは、動画撮影モード周期Ｔｃｋ（蓄積時間Ｔｓ＋読取時間Ｔｒ）の整数倍となるように設定しているので、動画撮影時（時点ｔ０〜ｔ４、時点ｔ７〜ｔ１０、又は時点ｔ１５〜）に、静止画撮影を行い（時点ｔ４〜ｔ７又は時点ｔ１０〜ｔ１５）、さらに動画撮影（時点ｔ７〜ｔ１０又は時点ｔ１５〜）を繰り返し行う放射線画像の撮影の際に、同期がずれることなく、動画を連続的に取得しながら、その間に、動画撮影時のＸ線照射量Ｒ１より増大したＸ線照射量Ｒ２でかつ複数フレーム分（時点ｔ４〜ｔ７では３フレーム分、時点ｔ１０〜ｔ１５では５フレーム分）の信号電荷を合成して作成される高画質の静止画を取得することができる。

なお、放射線Ｘは、蓄積タイミングＳＴの蓄積時間Ｔｓの時間より若干短い時間被検者１２に対して照射され、それぞれ次に到来する読取時間Ｔｒの期間には被検者１２に対して照射されない。放射線Ｘの照射タイミングは、蓄積タイミングＳＴに同期して制御される。放射線Ｘの線量（Ｘ線照射量Ｒ）は、静止画撮影モードでは、動画撮影モードに比較して、２倍程度以上、一般には１０倍以上の大きな値にされる。

フレーム周期毎の動画及び静止画の蓄積時間Ｔｓは、Ｔｓ＝１〜５［ｍｓ］程度に設定される。動画及び静止画の読取時間Ｔｒは、パネルサイズ、画素数等に依存して決定されるが、通常は、半切サイズ（１７インチ×１４インチ）で、Ｔｒ＝２８［ｍｓ］程度に設定される。

［動画撮影モードの説明］
時点ｔ０以前に撮影制御装置２２の入力部８６を通じて動画撮影モードが選択されると、検出器制御部４６及びビニング制御部１２８を通じてビニング部１０４は、図４Ａに示すビニング処理状態に切り換えられる。同時に、ゲイン制御部１２０を通じてスイッチ１１６が閉じられ、可変ゲインプリアンプ１０２のゲインが大きくされる。リセットスイッチ１１８はリセット信号ＳＴのローレベルにより開放状態になっている。

また、可変ＬＰＦ制御部１３６を通じてスイッチ１３２が閉じられ、ＬＰＦ１０６の低域通過周波数ｆｃは、高域側に切り替えられる。

蓄積タイミングＳＴに係る時点ｔ０〜ｔａの蓄積時間Ｔｓの間、被検者１２を透過した放射線Ｘが各画素５０を構成する光電変換層５１を通じて電荷に変換され、発生した電荷が蓄積容量５３に蓄積される。

図６の動画撮影モードのタイミングに示すように、時点ｔａで読取タイミングＲＥ（読取時間Ｔｒ）に入り、まず、可変ゲインプリアンプ１０２のリセットスイッチ（ＲＴ）１１８が閉じられてコンデンサ１１２、１１４に蓄積されていた電荷が放電される。

次に、ＣＤＳ制御部１４４により第１サンプルホールド回路（ＳＨ１）１３８が所定時間駆動されてノイズレベルがホールドされる。

次に、読出クロックφ１、φ２が同時にハイレベルとされ、図３中、上から１段目と２段目の各画素５０を構成するＴＦＴ５２が同時にオン状態とされ、該当する蓄積容量５３から信号電荷が流れ出し、可変ゲインプリアンプ１０２により増幅される。

このとき、図３中、上から１段目と２段目の右側４個の画素５０の増幅後の信号電荷が、図３中、右側のビニング部１０４で合成されるとともに、図３中、上から１段目と２段目の左側４個の画素５０の増幅後の信号電荷が、図３中、左側のビニング部１０４で合成される。

右側のビニング部１０４で合成された信号電荷は、右から２番目のＬＰＦ１０６を通じて、右から２番目のＣＤＳ部１０８の駆動状態となっている第２サンプルホールド回路（ＳＨ２）１４０に流れ込むので、第２サンプルホールド回路１４０では、ノイズレベルと信号電荷が合成されたレベルがホールドされる。

同時に、左側のビニング部１０４で合成された信号電荷は、一番左側のＬＰＦ１０６を通じて、一番左のＣＤＳ部１０８の駆動状態となっている第２サンプルホールド回路（ＳＨ２）１４０に流れ込むので、第２サンプルホールド回路１４０では、ノイズレベルと信号電荷が合成されたレベルがホールドされる。

このとき、第１サンプルホールド回路１３８の出力と第２サンプルホールド回路１４０の出力との差電圧、すなわち、信号電圧がＣＤＳ部１０８を構成する差動増幅器１４２の出力側に表れる。

次いで、右から２番目のＣＤＳ部１０８の出力と一番左側のＣＤＳ部１０８ｎ出力とがＡ／Ｄ変換器７０を通じて順次Ａ／Ｄ変換され合成され、右上側の４画素分の合成信号電荷に係るデジタル画像信号と、上左側の４画素分の合成信号電荷に係るデジタル画像信号とが、検出器制御部４６を通じて記憶部８２に記憶される。

以下、同様にして、時点ｔ１の前に、読出クロックφ３、φ４が同時にハイレベルとされ、右下側の４画素分の合成信号電荷に係るデジタル画像信号と、左下側の４画素分の合成信号電荷に係るデジタル画像信号とが、検出器制御部４６を通じて記憶部８２に記憶される。

これにより、１６個の全画素５０に対応する２×２画素分のデジタル画像信号、すなわち、１コマ分の動画データを得ることができる。以下、同様にして、時点ｔ４（図５参照）まで４コマ分の動画が得られる。

記憶部８２に記憶された動画データとしてのデジタル画像信号は、撮影制御装置２２の記憶部９４に転送され、撮影制御部９０を通じて、放射線検出器１６の全画素数に対応する４×４画素分の１コマ（１画面）分の動画データに拡張（補間）され、表示装置２０に映像信号として送出される。

これにより、医師２７等は、表示装置２０上で、時点ｔ１から、例えば、図８に示すように、動画Ｍ＝Ｍ１として観測することができる。

なお、動画Ｍは、図５に示すように、例えば、時点ｔ０〜ｔ１間での信号電荷により次のフレーム周期の時点ｔ１〜ｔ２で動画Ｍ＝１として表示される。

［静止画撮影モード］
これに対して、静止画ＳＩは、時点ｔ４〜ｔ７間での３回撮影に係る（３フレーム分の）信号電荷が合成されて時点ｔ７〜ｔ８の間で静止画Ｓが表示される。

図５に示す時点ｔ４までの間に、撮影制御装置２２の入力部８６を通じて静止画撮影モードが選択されると、検出器制御部４６及びビニング制御部１２８を通じてビニング部１０４は、図４Ｂに示す非ビニング処理状態に切り換えられる。同時に、ゲイン制御部１２０を通じてスイッチ１１６が開かれ、可変ゲインプリアンプ１０２のゲインが小さくされる。リセットスイッチ１１８はリセット信号ＳＴのローレベルにより開放状態になっている。

また、可変ＬＰＦ制御部１３６を通じてスイッチ１３２が開かれ、ＬＰＦ１０６の低域通過周波数ｆｃは、低域側に切り替えられる。

図５に示す時点ｔ４〜ｔｄの蓄積時間Ｔｓｔの間、被検者１２を透過した放射線Ｘが各画素５０を構成する光電変換層５１を通じて電荷に変換され、発生した電荷が蓄積容量５３に蓄積される。

図７に示すように、時点ｔｄで読取タイミングＲＥ（読取時間Ｔｒ）に入り、まず、可変ゲインプリアンプ１０２のリセットスイッチ（ＲＴ）１１８が閉じられてコンデンサ１１２、１１４に蓄積されていた電荷が放電される。

次に、ＣＤＳ制御部１４４により第１サンプルホールド回路１３８が所定時間駆動されてノイズレベルがホールドされる。

次に、読出クロックφ１、φ２、φ３、φ４が順次ハイレベルとされ、動画撮影モードの動作に準ずる動作が行われて１６個の画素５０に対応する４×４画素分のデジタル画像信号が検出器制御部４６を通じて記憶部８２に記憶される。

これにより、１６個の全画素５０に対応する４×４画素分のデジタル画像信号、すなわち、１画面分のＸ線照射量（信号電荷）の１／３分の静止画データを得ることができる。

同様にして、時点ｔ５〜ｔ６及び時点ｔ６〜ｔ７で、それぞれ１画面分のＸ線照射量（信号電荷）の１／３分の静止画データを得、これら１／３分の静止画データを検出器制御部４６内の合成部により合成して、１画面分の静止画画像データを生成し、記憶部８２に記憶する。

記憶部８２に記憶された静止画データとしてのデジタル画像信号は、撮影制御装置２２の記憶部９４に転送され、撮影制御部９０を通じて表示装置２０に映像信号として送出される。

これにより、医師２７等は、表示装置２０上で、時点ｔ７から、例えば、図８に示すように、静止画ＳＩ１として観測することができる。

なお、動画Ｍ１及び静止画Ｓ１１は、その図８に示すように、縮小して動画Ｍ３及び静止画ＳＩ３として横に並べて同時に表示装置２０上で表示することが可能である。また、縮小して動画Ｍ２及び静止画ＳＩ２として縦に並べて同時に表示装置２０上に表示することが可能である。

また、時点ｔ４〜ｔ７で得られる１／３分の静止画データは、図５に示すように、それぞれ、動画Ｍ＝５，６、７として表示装置２０上に表示するようにしている。

上記のように制御すれば、例えば、時点ｔ１〜ｔ１７までの間で、動画ＭがＭ＝１からＭ＝１６まで連続的に途切れることなく表示され、その間に、静止画ＳＩは、最初に取得された静止画ＳＩ＝１が時点ｔ７から表示され、２回目に取得された静止画ＳＩ＝２が時短ｔ１５から表示される。もちろん、動画Ｍ及び静止画ＳＩは、記憶部９４に時系列に記憶しておき、再生することができる。

［実施形態の概括的な説明］
以上説明したように上述した実施形態によれば、放射線Ｘを照射する放射線源１４と、行列状に配置され放射線Ｘを信号電荷に変換して蓄積するとともに蓄積された信号電荷を出力する画素５０を備える放射線検出器１６と、放射線源１４を制御するとともに放射線検出器１６を動画撮影モードと静止画撮影モードとの間での切替制御を行う検出器制御部４６と、を備える。

検出器制御部４６は、放射線源１４に対しフレーム毎に放射線Ｘを一定量（Ｘ線照射量Ｒ＝Ｒ１）所定期間Ｔｓ照射させる動画撮影モードでの動画撮影の間に静止画モードでの静止画撮影を行う際、連続する複数のフレーム分（図５例では、連続する３フレーム分又は連続する５フレーム分）、所定期間Ｔｓの放射線Ｘの照射量Ｒを増加させ（Ｘ線照射量Ｒ＝Ｒ２）、放射線Ｘの照射量Ｒを増加させた複数のフレーム分の信号電荷を合成して静止画ＳＩを得るようにしている。

すなわち、放射線源１４に対しフレーム毎に放射線Ｘを一定量（Ｒ１）所定期間Ｔｓ照射させる動画撮影モードでの動画撮影の間に静止画モードでの静止画撮影を行う際、連続する複数のフレーム分、所定期間Ｔｓの放射線Ｘの照射量Ｒを増加させ（照射量Ｒ２）、放射線Ｘの照射量Ｒを増加させた複数のフレーム分の信号電荷を合成して静止画ＳＩを得るようにしたので、動画撮影時に、静止画撮影を行い、さらに動画撮影を繰り返し行う放射線画像の撮影の際に、同期がずれることなく、動画Ｍを連続的に取得しながら、その間に、高画質の静止画ＳＩを取得することができる。

図９Ａ、図９Ｂは、それぞれ、図１０Ａ、図１０Ｂを再掲した図であり、図９Ｃは、この実施形態に係る動画及び静止画タイミングの説明図である。図９Ｂに示す従来技術のように、静止画のＸ線照射期間（蓄積期間）を照射期間Ｔｂとして動画の照射期間Ｔａより長くするのではなく、図９Ｃに示すように、照射期間は動画の照射期間Ｔａと同一にしながら複数フレーム（図９Ｃでは３フレーム）分の信号電荷により静止画を合成するようにしたので、図９Ａに示す動画タイミングで、すなわち同期を外すことなく（図９Ａ、図９Ｃの時点ｔ６での立ち上がりタイミングが一致している点に留意する。）、照射期間とＸ線照射量Ｒを制御して静止画を取得することができる。なお図９Ｂと図９Ｃでは、比較の便宜のために、１枚の静止画に係るＸ線照射量Ｒの累積値は同量｛照射期間（Ｔｂ＝３Ｔａ）×Ｘ線照射量Ｒ２｝で描いている。

この場合において、連続する複数のフレーム分、所定期間Ｔｓの放射線Ｘの照射量Ｒを増加させ、放射線Ｘの照射量Ｒを増加させた複数のフレーム分の信号電荷を合成して静止画像ＳＩを得るのと並行して、合成する前の信号電荷に対応する各画像信号を動画Ｍ（図５に示した動画Ｍ＝５〜７、１２〜１５）として得るように構成しているので、一定品質の動画Ｍを連続的に取得しながら高画質の静止画ＳＩを得ることができる。

なお、静止画ＳＩを得るために、信号電荷を合成する連続する複数のフレームは、少なくとも２フレームとし、なるべく少ないフレームで静止画を得ることにより合成したことによる画像のブレを軽減することができる。

また、さらに、表示装置２０を有し、表示装置２０上に、動画Ｍと静止画ＳＩとを同時に表示するようにすることで、被検者１２の同一の該当位置（診察対象部位）についての動画Ｍと静止画ＳＩを同時に見ることができる。

一般に、造影剤などを使用した動画撮影の際には、動画撮影及び静止画撮影の順で作業が完結するのではなく、動画撮影による診断時に、気になった箇所を静止画撮影するという手順を複数回繰り返す場合があり、この実施形態に係る放射線検出装置１８を適用して好適である。

この場合において、検出器制御部４６は、前記動画信号を、ビニング処理により取得するようにしているので、ＳＮ比の高い動画を取得することができる。

なお、この発明は、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得る。

１０…放射線撮影システム １２…被検者
１４…放射線源 １６…放射線検出器
１８…放射線検出装置 ２０…表示装置
２２…撮影制御装置 ４６…検出器制御部
８６…入力部

Claims (5)

1. 放射線を照射する放射線源と、
   行列状に配置され、前記放射線を信号電荷に変換して蓄積するとともに、蓄積された信号電荷を出力する画素を備える放射線検出器と、
   前記放射線源を制御するとともに、前記放射線検出器を動画撮影モードと静止画撮影モードとの間での切替制御を行う制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   放射線源に対しフレーム毎に放射線を一定量所定期間照射させる動画撮影モードでの動画撮影の間に静止画モードでの静止画撮影を行う際、連続する複数のフレーム分、前記所定期間の放射線の照射量を増加させ、放射線の照射量を増加させた前記複数のフレーム分の信号電荷を合成して静止画を得る
   ことを特徴とする放射線撮影装置。
2. 請求項１記載の放射線撮影装置において、
   連続する複数のフレーム分、前記所定期間の放射線の照射量を増加させ、放射線の照射量を増加させた前記複数のフレーム分の信号電荷を合成して静止画を得るのと並行して、合成する前の信号電荷に対応する各画像信号を動画として得る
   ことを特徴とする放射線撮影装置。
3. 請求項１又は２記載の放射線撮影装置において、
   信号電荷を合成する前記連続する複数のフレームは、少なくとも２フレームとする
   ことを特徴とする放射線撮影装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線撮影装置において、
   さらに、表示装置を有し、
   前記表示装置上に、前記動画信号による動画と前記静止画信号による静止画とを同時に表示する
   ことを特徴とする放射線撮影装置。
5. 放射線を照射する放射線源と、行列状に配置され、前記放射線を信号電荷に変換して蓄積するとともに、蓄積された信号電荷を出力する画素を備える放射線検出器と、前記放射線源を制御するとともに、前記放射線検出器を動画撮影モードと静止画撮影モードとの間での切替制御を行う制御部とを備え、前記制御部による放射線撮影方法において、
   放射線源に対しフレーム毎に放射線を一定量所定期間照射させる動画撮影モードでの動画撮影を行う工程と、
   前記動画撮影を行う工程の間に静止画モードでの静止画撮影を行う際、連続する複数のフレーム分、前記所定期間の放射線の照射量を増加させ、放射線の照射量を増加させた前記複数のフレーム分の信号電荷を合成して静止画を得る工程と、
   を有することを特徴とする放射線撮影方法。

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