JP2016015721A - 放射線撮像装置、放射線撮像システムおよびその制御方法 - Google Patents

放射線撮像装置、放射線撮像システムおよびその制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】被検体における診断に関わる部位の露出制御に有利な技術を提供する。
【解決手段】放射線撮像装置は、放射線画像を取得するための複数の画素と、放射線を検出するための複数のセンサとを有する。放射線撮像装置はまた、前記複数のセンサのうち有効センサグループを構成しているセンサの出力をサンプリングし、サンプリングされた該出力に応じて放射線の照射の制御のための情報を出力する処理部を備え、前記処理部は、前記放射線撮像装置に放射線の照射が開始された後の第1期間では、前記複数のセンサのうちその出力に応じた値が第1閾値を超えたセンサを前記有効センサグループから除外し、前記第1期間の後の第2期間では、前記有効センサグループを構成しているセンサの出力に応じて前記情報を出力し、前記有効センサグループを構成している個々のセンサのサンプリングの頻度は、前記第1期間よりも前記第2期間の方が高い。
【選択図】図3

Description

本発明は、放射線撮像装置、放射線撮像システムおよびその制御方法に関する。
放射線を電荷に変換する変換素子、および、薄膜トランジスタ等のスイッチ素子を含む画素が配列された画素アレイを有する放射線撮像装置がある。近年、このような放射線撮像装置の多機能化が検討されている。その一つとして、自動露出制御(Automatic Exposure Control:AEC)機能の内蔵が注目されている。放射線撮像装置における自動露出制御は、例えば、放射線源からの放射線の照射の開始の検知、放射線の照射を停止させるべきタイミングの決定、放射線の照射量や積算照射量の検知に利用されうる。
特許文献1には、複数の画素が配列された撮像領域内に配置された複数の検知素子のうち予め選択された感度の高い検知素子の出力を監視し、放射線の照射開始および照射終了を検知する放射線画像検出装置が記載されている。ここで、特許文献1に記載された放射線画像検出装置における放射線の照射終了の検知とは、放射線の照射が終了するタイミングの検知であり、放射線の照射を終了させるべきタイミングの検知ではない。また、特許文献1に記載された放射線画像検出装置は、予め選択された感度の高い検知素子、即ち、特定の検知素子の出力を監視するので、診断に関わる部位(例えば、軟部組織、骨など)の露出状態を検知することはできない。例えば、出力が監視される検知素子に入射する放射線が被検体を通過せずに入射する場合、該検知素子の出力の監視によっては、被検体における診断に関わる部位の露出状態を検知することはできない。
特開2012−247354号公報
本発明は、被検体における診断に関わる部位の露出制御に有利な技術を提供することを目的とする。
本発明の1つの側面は、放射線画像を取得するための複数の画素と、放射線を検出するための複数のセンサとを有する放射線撮像装置に係り、前記放射線撮像装置は、前記複数のセンサのうち有効センサグループを構成しているセンサの出力をサンプリングし、サンプリングされた該出力に応じて放射線の照射の制御のための情報を出力する処理部を備え、前記処理部は、前記放射線撮像装置に放射線の照射が開始された後の第1期間では、前記複数のセンサのうちその出力に応じた値が第1閾値を超えたセンサを前記有効センサグループから除外し、前記第1期間の後の第2期間では、前記有効センサグループを構成しているセンサの出力に応じて前記情報を出力し、前記有効センサグループを構成している個々のセンサのサンプリングの頻度は、前記第1期間よりも前記第2期間の方が高い。
本発明によれば、被検体における診断に関わる部位の露出制御に有利な技術が提供される。
本発明の2つの実施形態の放射線撮像システムを示す図。 本発明の第1実施形態の放射線撮像装置の構成を示す図。 本発明の第1実施形態におけるセンサの使用例を示す図。 本発明の第1実施形態の放射線撮像装置の動作を示す図。 本発明の第2実施形態の放射線撮像装置の構成を示す図。 本発明の第3実施形態の放射線撮像装置の構成を示す図。 本発明の第4実施形態におけるセンサの使用例を示す図。 本発明の第5実施形態におけるセンサの使用例を示す図。 放射線撮像システムのより具体的な構成例を示す図。 本発明の第3実施形態において選択部が出力する電圧信号のタイミングチャート。
以下、添付図面を参照しながら本発明のその例示的な実施形態を通して説明する。
図1(a)には、本発明の1つの実施形態の放射線撮像システムの構成が模式的に示されている。図1(b)には、本発明の他の実施形態の放射線撮像システムの構成が模式的に示されている。これらの放射線撮像システムは、X線等の放射線3を放射する放射線源1と、放射線撮像装置4とを含む。放射線源1から放射された放射線3は、被検体2を透過して放射線撮像装置4に入射する。
放射線撮像装置4は、複数の行および複数の列を有するアレイを構成するように二次元的に配列された複数の光電変換素子(PEC)と、複数のPECを支持または保持する基板100と、シンチレータ190とを含みうる。シンチレータ190は、放射線を可視光などの光に変換する。PECは、例えば、フォトダイオードで構成され、シンチレータ190によって変換された光を電気信号に変換する。PECとシンチレータ190とによって、放射線を電気信号に変換する変換素子12が構成される。シンチレータ190は、複数の変換素子12によって共有されうる。
図1(a)に示された実施形態では、シンチレータ190が放射線源1の側に向けられる。図1(b)に示された実施形態では、基板100が放射線源1の側に向けられ、放射線3は、基板100と、複数のPECで構成されたアレイとを通過してシンチレータ190に入射する。そして、シンチレータ190で変換された光がPECに入射する。
図2には、本発明の第1実施形態の放射線撮像装置4の構成が示されている。放射線撮像装置4は、放射線画像を取得するための複数の画素11と、放射線を検出するための複数のセンサ17(17a、17b、17c)とを有する。ここで、符号17a、17b、17cは、複数のセンサ17を相互に区別するために用いられる。
複数の画素11は、複数の行および複数の列を有するアレイを構成するように二次元状に配列され、このアレイによって撮像領域90が構成されている。各画素11は、放射線を電気信号に変換する変換素子12と、スイッチ13とを含む。変換素子12は、前述のように、PECおよびシンチレータによって構成されてもよいし、放射線を直接に電気信号に変換する素子によって構成されてもよい。変換素子12は、第1電極(個別電極または読出電極とも呼ばれうる)と第2電極(共通電極とも呼ばれうる)とを有しうる。第1電極は、スイッチ13を介して列信号線16に接続されている。第2電極は、バイアス電位を変換素子12に与えるための不図示のバイアス線に接続されうる。
複数のセンサ17は、放射線を電気信号に変換する変換素子18を含む。各センサ17の変換素子18は、PECおよびシンチレータによって構成されてもよいし、放射線を直接に電気信号に変換する素子によって構成されてもよい。前者において、変換素子18のためのシンチレータは、画素11のためのシンチレータと共有されうる。第1実施形態では、センサ17は、列信号線16に直接に接続されている。センサ17は、放射線撮像装置4に対する放射線の照射を制御するための情報を取得するために使用される。より具体的には、センサ17は、照射された放射線の積算値を示す情報を取得するために使用されうる。この情報に基づいて、放射線源1に対して、放射線の照射の停止を指令することができる。センサ17は、更に、放射線撮像装置4に対する放射線の照射の開始を検知するために使用されてもよい。
放射線撮像装置4は、更に、行選択部20および処理部30を備えている。行選択部20は、複数の行選択線15のうち選択すべき行の行選択線15をアクティブレベルに駆動することによって、撮像領域90を構成するアレイにおける行を選択する。行選択線15がアクティブレベルに駆動されると、その行の画素11のスイッチ13が導通し、その行の画素11の変換素子12の第1電極が列信号線16に接続される。
処理部30は、行選択部20によって選択された行の画素11から列信号線16に出力される信号を読み出す。処理部30はまた、センサ17から列信号線16に出力される信号を読み出すことができる。ここで、全ての行の行選択線15がインアクティブレベルに駆動されている状態では、列信号線16には、センサ17からの信号のみが出力され、処理部30は、その信号を読み出すことができる。
処理部30は、アンプ31、マルチプレクサ32、A/D変換器33、リセットスイッチ34および演算部35を含みうる。アンプ31は、列信号線16に出力された信号を検知(増幅)する。アンプ31は、例えば、積分アンプでありうる。ここで、1つの列信号線16に1つのアンプ31が対応するように、複数のアンプ31が設けられている。リセットスイッチ34は、アンプ31の入力端と出力端とを短絡することによってアンプ31をリセットするとともに列信号線16の電位をリセットする。
マルチプレクサ32は、複数のアンプ31を順に選択し、選択したアンプ31の出力をA/D変換器33に出力する。A/D変換器33は、マルチプレクサ32から出力された信号(アナログ信号)をデジタル信号に変換する。演算部35は、A/D変換器33から出力された信号を処理し、処理した結果を出力する。演算部35は、A/D変換器33から出力された信号をそのまま出力してもよい。
演算部35はまた、センサ17からアンプ31、マルチプレクサ32およびA/D変換器33を介して提供された信号を処理し、処理した結果を出力する。あるいは、演算部35は、センサ17からアンプ31、マルチプレクサ32およびA/D変換器33を介して提供された信号をそのまま出力してもよい。なお、A/D変換器33を省略し、演算部35は、アナログ信号および/またはそれを処理した信号を出力するように構成されてもよい。
以下で詳述するように、第1実施形態では、複数のセンサ17のうちその出力を監視する必要がないセンサ17を監視対象から除外するために有効センサグループという概念が採用されている。演算部35(処理部30)は、複数のセンサ17のうち有効センサグループを構成しているセンサ17の出力に応じて、放射線の照射を制御するための情報を出力する。つまり、演算部35は、有効センサグループから除外されたセンサ17の出力を監視しない。
例えば、演算部35は、放射線撮像装置4に放射線の照射が開始された後の第1期間では、複数のセンサ17のうちその出力の積算値(即ち、出力に応じた値)が第1閾値Th1を超えたセンサ17を有効センサグループから除外する。一例では、出力の積算値が第1閾値Th1を超えたセンサ17が順次に有効センサグループから除外されうる。他の例では、第1期間の終了後までに出力の積算値が第1閾値Th1を超えたセンサ17の全てが第1期間の終了後に有効センサグループから一括して除外されうる。
ここで、第1期間に出力の積算値が第1閾値Th1を超えたセンサ17は、露光の制御(放射線の停止の制御)のための関心領域には配置されていないセンサ17として扱うために、有効センサグループから除外される。
演算部35(処理部30)は、第1期間の後の第2期間では、有効センサグループを構成しているセンサ17の出力に応じて、放射線の照射を制御するための情報(例えば、放射線源1に対して放射線の照射の停止を命じる指令)を出力する。第2期間では、有効センサグループを構成しているセンサ17のみが監視対象とされる。よって、監視対象とされているセンサ17の出力を演算部35がアンプ31、マルチプレクサ32およびA/D変換器33を介してサンプリングする頻度を高くし、監視精度(つまり、放射線の照射を停止させるべきタイミングの決定精度)を向上させることができる。すなわち、有効センサグループを構成している個々のセンサ17の出力を演算部35がサンプリングする頻度は、第1期間よりも第2期間の方が高い。
図3(a)には、撮像領域90における複数のセンサ17a、17b、17cの配置例および被検体2の例が示されている。この例では、被検体2は、人体の膝関節である。センサ17aは、被検体2が存在せず、放射線源1からの放射線がほぼ減衰することなく入射する領域Aに配置されている。センサ17bは、筋肉組織を透過した放射線が入射する領域Bに配置されている。センサ17cは、関心領域である骨組織が存在する領域Cに配置されている。放射線の照射は、関心領域である領域Cに対する積算照射量に基づいて決定されるべきである。そこで、放射線撮像システムの操作者は、検査対象が膝関節であること(または関心領域が骨部であること)を放射線撮像システムに予め設定する。
図3(b)には、演算部35においてセンサ17a、17b、17cからの信号に基づいて演算される放射線の積算照射量の時間変化が模式的に示されている。放射線の照射の開始時刻はt10である。放射線の照射の開始は、例えば、放射線源1を制御するコントローラからの信号(放射線源1に放射線の照射の開始を命じる指令)に基づいて検知することができる。あるいは、放射線の照射の開始は、センサ17または他のセンサの出力を処理部30が監視することによって検知することができる。
演算部35は、開始時刻t10の後、センサ17a、17b、17cの順に、各センサ17a、17b、17cの出力の積算値を演算する。ここで、あるセンサ17の出力をサンプリングしてから次のセンサ17の出力をサンプリングするまでの間隔(サンプリング周期)は、処理部30の仕様によって決まる。t10からt13までが前述の第1期間P1であり、t13以降が前述の第2期間P2である。
演算部35は、第1期間P1では、複数のセンサ17a、17b、17cのうちその出力の積算値(積算照射量)が第1閾値Th1を超えたセンサを有効センサグループから除外する。図3(b)の例では、時刻t11において、センサ17aの出力の積算値が閾値Th1を超えたと判断され、時刻t12において、センサ17bの出力の積算値が閾値Th1を超えたと判断される。第1閾値Th1は、関心領域外に配置されているセンサを判別するための閾値である。第1閾値Th1は、検査対象が膝関節であること(または関心領域が骨部であること)の設定に基づいて、不図示のルックアップテーブル等の参照によって演算部35が決定しうる。あるいは、第1閾値Th1は、操作者によって設定されてもよい。
この例では、時刻t11においてセンサ17aが有効センサグループから除外され、時刻t12においてセンサ17bが有効センサグループから除外される。そのため、時刻t11において監視対象のセンサが1つ減り、これにより、有効センサグループを構成している全てのセンサの出力を監視するための演算部35の負荷が減る。また、時刻t12において監視対象のセンサが更に1つ減り、これにより、有効センサグループを構成している全てのセンサの出力を監視するための演算部35の負荷が更に減る。
ただし、出力の積算値が第1閾値Th1を超えたセンサ17a、17bを有効センサグループから除外する処理は、第1期間P1の経過時に一括してなされてもよい。
第1期間P1の後の第2期間P2では、演算部35は、有効センサグループを構成しているセンサ17cからの信号に応じて、放射線の照射を制御するための情報(例えば、放射線源1に対して放射線の照射の停止を命じる指令)を出力する。具体的には、処理部30(演算部35)は、有効センサグループを構成しているセンサのいずれか1つ(センサ17c)の出力の積算値が第2閾値Th2を超えた場合に、放射線の照射に制御するための情報を出力する。ここで、第2閾値Th2は、第1閾値Th1より小さい。
第2期間P2では、複数のセンサ17a、17b、17cのうち関心領域外に配置されている不要なセンサ17a、17bは、有効センサグループに存在しない。したがって、有効センサグループを構成するセンサ17cの出力をサンプリングする頻度が向上し、監視精度(つまり、放射線の照射を停止させるべきタイミングの決定精度)が向上する。
第1期間P1では、センサの出力の積算値と第2閾値Th2との比較はなされない。これは、第1期間P1において、センサ17a、18bの出力の積算値が第2閾値Th2を超える筈であるが、これを検知することは無意味だからである。
第1期間P1から第2期間P2への移行は、例えば、次の条件のいずれかが満たされたときになされうる。
(1)放射線の照射の開始(の検知)から所定時間が経過した。
(2)出力の積算値が第1閾値Th1を超えたセンサの個数(または全センサ数に対する当該個数の割合)が所定個数(または所定割合)に達した。また、その瞬間から所定時刻が経過した。
(3)出力の積算値が第1閾値Th1を超えたセンサの個数が飽和した。
図4には、演算部35(処理部30)によって実行される処理の流れが示されている。ステップS410では、演算部35は、放射線の照射を検知し、ステップS412では、演算部35は、有効センサグループを管理するためのフラグF[i](i=1〜N)を0に設定する。ここで、iは、複数のセンサ17を相互に識別するための番号である。F[i]=0は、第iセンサ17が有効センサグループに属することを示し、F[i]=1は、第iセンサ17が有効センサグループに属しないこと(即ち、有効センサグループから除外されたこと)を示す。ステップS414では、iを0に設定する。
ステップS416では、演算部35は、注目対象のセンサ17を変更するためにiの値を変更する。ステップS418では、演算部35は、第iセンサ17が有効センサグループに属しているかどうかを判断し、属している場合にはステップS420に進み、属していない場合にはステップS416に戻る。
ステップS420では、演算部35は、第iセンサ17の信号を読み出し、ステップS422では、演算部35は、第iセンサ17の出力の積算値を演算する。ステップS424では、演算部35は、第iセンサ17の出力の積算値(即ち、出力に応じた値)が第1閾値Th1を超えたかどうかを判断する。そして、第iセンサ17の出力の積算値が第1閾値Th1を超えたと判断したら、ステップS426において、演算部35は、第iセンサ17を有効センサグループから除外するために、F[i]を1に設定し、ステップS416に戻る。
ステップS428では、演算部35は、第1期間P1から第2期間P2に移行する条件が満たされたかどうかを判断し、移行する条件が満たされていなければステップS416に戻り、満たされていればステップS430に進む。
ステップS430では、演算部35は、第iセンサ17の出力の積算値が第2閾値Th2を超えたかどうかを判断し、超えていないと判断したら、ステップS416に戻り、超えたと判断したら、ステップS432に進む。
ステップS432では、演算部35は、放射線の照射を制御するための情報(例えば、放射線源1に対して放射線の照射の停止を命じる指令)を出力する。つまり、ステップS432では、演算部35は、第iセンサ17の出力の積算値に応じて、放射線の照射を制御するための情報(例えば、放射線源1に対して放射線の照射の停止を命じる指令)を出力する。ここで、演算部35は、単純に、第iセンサ17の出力の積算値が第2閾値Th2を超えたことを示す情報を出力してもよい。この出力を受けた外部装置は、放射線源1に対して放射線の照射の停止を命じる指令を出力しうる。
次いで、ステップS434では、演算部35は、撮像領域90の複数の画素11によって撮像された画像を出力する。具体的には、演算部35は、複数の行および複数の列を構成する複数の画素11のそれぞれから信号を読み出して、それを出力する。
一例において、サンプリング周期は30μ秒、静止画撮像の場合の放射線照射時間は10m秒程度でありうる。撮像領域90には、例えば数十個程度のセンサ17が配置されうる。第1期間P1において有効センサグループを構成するセンサ17の個数を1〜3個程度まで減ると、監視すべき全てのセンサ17の出力を演算部35がサンプリングするために要する時間は、30μ秒から90μ秒程度となる。この時間は、放射線照射時間に対して十分に短い時間であるので、放射線の照射の停止を十分な精度で制御することができる。
演算部35は、第1期間P1および/または第2期間P2において、センサ17からの出力またはそれを処理した信号あるいはデータを出力してもよい。
上記の実施形態では、検査対象が放射線撮像システムの操作者によって放射線撮像システムに設定される。しかしながら、演算部35が予備的な撮像を実行させ、この予備的な撮像の結果に基づいて検査対象が何であるかをパターマッチングや画像処理などによって自動判定してもよい。更に、この自動判定の結果に応じて、演算部35が第1閾値Th1、第1閾値Th2を設定してもよい。
演算部35によるセンサ17の出力のサンプリング周期は、一定である必要はない。例えば、監視対象のセンサ17の個数が多いうちはサンプリング周期を短くし、読出速度を優先させることができる。そして、監視対象のセンサ17の個数が所定数より減った後はサンプリング周期を長くし、ノイズの低減を重視してもよい。
以下、図5を参照しながら本発明の第2実施形態の放射線撮像装置4について説明する。なお、第2実施形態として言及しない事項は、第1実施形態に従いうる。第1実施形態では、センサ17が配置された位置(行および列によって特定される位置)に画素11が配置されていないが、第2実施形態では、センサ17が配置された位置にも画素11が配置されている。換言すると、撮像領域90のアレイを構成する複数の行のそれぞれに配置された画素11の個数が互いに等しい。
第2実施形態ではまた、センサ17の信号は、列信号線16とは別に設けられた検知信号線162を介して読み出される。そのため、第1実施形態における処理部30は、第2実施形態では、処理部30Aと処理部30Bとに分けられている。処理部30Aは、行選択部20によって選択された行の画素11から列信号線16に出力される信号を読み出すように構成され、第1実施形態の処理部30と同様の構成を有しうる。処理部30Bは、マルチプレクサ32B、選択部41、読出部36および演算部35Bを含む。マルチプレクサ32Bは、選択部41からの選択信号に応じて、複数の検知信号線162のうち1つを選択する。つまり、マルチプレクサ32Bは、選択部41からの選択信号に応じて、複数のセンサ17のうちの1つを選択する。読出部36は、マルチプレクサ32Bによって選択されたセンサ17から信号を読み出す。演算部35Bは、センサ17から出力される信号の処理に関して、第1実施形態の演算部35と同様の処理を実行する。第2実施形態では、第1期間P1および第2期間P2において、処理部30Aの動作を停止させることができるので、消費電力を低減することができる。
以下、図6を参照しながら本発明の第3実施形態の放射線撮像装置4について説明する。第3実施形態は、第2実施形態の変形例であり、第3実施形態として言及しない事項は、第2実施形態に従いうる。
第3実施形態では、各センサ17(センサ17a、17b、17c)は、変換素子18と検知信号線162との間にスイッチ19を有する。そして、選択部41がスイッチ19を制御することによって複数のセンサ17から1つのセンサ17が選択され、選択されたセンサ17の信号が読出部36に提供される。
図10は、選択部41が各センサ17に対応するスイッチ19に出力する電圧信号のタイミングチャートである。ハイ(アクティブレベル)期間は、各スイッチ19は導通状態となり、ロー(インアクティブレベル)期間は、各スイッチ19は非導通状態となる。このように各スイッチ19によって監視対象のセンサ17を選択し、演算部35Bが、第1実施形態と同様の方法で各センサ17の出力をサンプリングすることで、図3Bと同様の放射線積算照射量を得ることができる。
監視対象外であるセンサ17のスイッチ19を選択しないことで、選択部41における消費電力を低減することができる。また、不要なスイッチ19を開閉しなくて済むため、スイッチ19の制御に伴って放射線撮像装置4に発生するノイズを最小化でき、演算部35Bで得られる信号の精度を高めることもできる。
以下、図7を参照しながら本発明の第4実施形態を説明する。第4実施形態は、第1乃至第3実施形態における処理部45または45Bの動作を変更したものである。ここで、言及しない事項は、第1乃至第3実施形態に従いうる。第4実施形態では、金属インプラントによって放射線が遮断される領域などのように積算照射量が基準より低い領域を関心領域外とする。換言すると、第3実施形態では、積算照射量が基準より低い領域に配置されているセンサも有効センサグループから除外する。
図7(a)には、撮像領域90における複数のセンサ17a、17b、17cの配置例および被検体2の例が示されている。この例では、被検体2は人体の膝関節であり、膝関節に金属インプラントが埋め込まれている。この例では、センサ17aは、被検体2が存在せず、放射線源1からの放射線がほぼ減衰することなく入射する領域Aに配置されている。センサ17bは、金属インプラントによって放射線が遮られる領域Bに配置されている。センサ17cは、関心領域である骨組織が存在する領域Cに配置されている。放射線の照射は、関心領域である領域Cに対する積算照射量に基づいて決定されるべきである。
図7(b)には、演算部35においてセンサ17a、17b、17cからの信号に基づいて得られる放射線の積算照射量の時間変化が模式的に示されている。放射線の照射の開始時刻はt20である。前述のように、放射線の照射の開始時刻はt10である。放射線の照射の開始は、例えば、放射線源1を制御するコントローラからの信号(放射線源1に放射線の照射の開始を命じる指令)に基づいて検知することができる。あるいは、放射線の照射の開始は、センサ17または他のセンサの出力を処理部30が監視することによって検知することができる。
第4実施形態では、第1閾値Th1および第2閾値Th2のほかに、第3閾値Th3が使われる。第3閾値Th3は、第1閾値Th1と同様に、関心領域外に配置されているセンサを判別するための閾値である。第3閾値Th3は、検査対象が膝関節であること(または関心領域が骨部であること)の設定に基づいて、不図示のルックアップテーブル等の参照によって演算部35が決定しうる。あるいは、第1閾値Th1は、操作者によって設定されてもよい。
演算部35は、第1期間P1におけるある時刻t22以降において、出力の積算値が第3閾値Th3を下回っているセンサ17bを有効センサグループから除外する。即ち、演算部35は、第1期間P1におけるある時刻t22以降において、出力の積算値が第3閾値Th3を下回っているセンサ17bを関心領域外の領域であると判断する。第4実施形態では、積算照射量が基準より低い領域を関心領域のセンサについても有効センサグループから除外されるので、監視対象のセンサを減らすことができる。これにより、監視対象とされているセンサ17の出力を演算部35がアンプ31、マルチプレクサ32およびA/D変換器33を介してサンプリングする頻度を高くし、監視精度を向上させることができる。時刻t23、t24は、それぞれ時刻t13、t14と同様である。
第4実施形態によれば、監視精度が向上するので、放射線が透過しやすい領域(例えば、胸部撮影における肺野など)を関心領域として撮像を行う場合や、製造欠陥によってセンサ17に異常がある場合などにも有効である。
以下、図8を参照しながら本発明の第5実施形態を説明する。第5実施形態は、第1乃至第3実施形態における演算部35または35Bの動作を変更したものである。第5実施形態は、第4実施形態にも適用可能である。第5実施形態では、複数のセンサ17のうち出力の積算値が相互に近似している少なくとも2つのセンサ17のうちの少なくとも1つのセンサを有効センサグループから除外する。
図8(a)には、撮像領域90における複数のセンサ17a、17b、17cの配置例および被検体2の例が示されている。この例では、被検体2は、人体の膝関節である。この例では、センサ17a、17b、筋肉組織を透過した放射線が入射する領域A、Bにそれぞれ配置されている。センサ17cは、関心領域である骨組織が存在する領域Cに配置されている。放射線の照射は、関心領域である領域Cに対する積算照射量に基づいて決定されるべきである。
図8(b)には、演算部35においてセンサ17a、17b、17cからの信号に基づいて得られる放射線の積算照射量の時間変化が模式的に示されている。放射線の照射の開始時刻はt30である。センサ17a、17bの出力の積算値は、互いに近似している。演算部35は、例えば、第1期間における時刻T31の時点においてセンサ17a、17bの出力の積算値が互いに近似していると判断することができる。そこで、演算部35は、時刻t31において、センサ17a、17bのうちの1つを有効センサグループから除外する。ここでは、一例として、センサ17bを有効センサグループから除外するものとする。
演算部35は、時刻t32において、センサ17aの出力の積算値が閾値Th1を超えたと判断する。以降は、第1実施形態と同様である。このように複数のセンサ17のうち出力の積算値が相互に近似している少なくとも2つのセンサ17のうちの少なくとも1つのセンサを有効センサグループから除外することによって、サンプリング頻度を高くすることができる。
以下、上記の各実施形態の変形例を説明する。上記の各実施形態では、センサの出力の積算値(これは積算照射量に対応する)に基づいて有効センサグループを構成するセンサが決定される。しかし、これは本発明の1つの実施形式に過ぎない。有効センサグループを構成するセンサは、例えば、センサの出力値自体(これは放射線の照射強度に対応する)に基づいて決定されてもよい。
また、上記の各実施形態では、画素およびセンサの信号(電荷)は、破壊読出方式で読み出される。しかしながら、本発明は、APS(Active Pixel Sensor)方式の画素およびセンサを有する放射線撮像装置にも適用可能である。この場合、センサからの信号をそのまま積算照射量を示す信号として使用することができる。また、センサから読み出す信号の物理量は、電荷、電流、電圧などの任意の物理量とすることができる。
図9には、放射線撮像システムのより具体的な構成例が示されている。放射線源であるX線チューブ6050で発生したX線6060は、患者あるいは被験者6061の胸部6062を透過し、放射線撮像装置6040に含まれる各変換素子12に入射する。この入射したX線には被験者6061の体内部の情報が含まれている。X線の入射に対応して変換素子12で放射線を電荷に変換して、電気的情報を得る。この情報はデジタルデータに変換され信号処理手段となるイメージプロセッサ6070により画像処理され制御室の表示手段となるディスプレイ6080で観察できる。
また、この情報は電話回線6090等の伝送処理手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなど表示手段となるディスプレイ6081に表示もしくは光ディスク等の記録手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また記録手段となるフィルムプロセッサ6100により記録媒体となるフィルム6110に記録することもできる。
1:放射線源、100:基板、190:シンチレータ、4:放射線撮像装置、11:画素、12:変換素子、13:スイッチ、17:センサ、18:変換素子、30:処理部、31:アンプ、32:マルチプレクサ、33:A/D変換器、35:演算部、

Claims (18)

  1. 放射線画像を取得するための複数の画素と、放射線を検出するための複数のセンサとを有する放射線撮像装置であって、
    前記複数のセンサのうち有効センサグループを構成しているセンサの出力をサンプリングし、サンプリングされた該出力に応じて放射線の照射の制御のための情報を出力する処理部を備え、
    前記処理部は、前記放射線撮像装置に放射線の照射が開始された後の第1期間では、前記複数のセンサのうちその出力に応じた値が第1閾値を超えたセンサを前記有効センサグループから除外し、前記第1期間の後の第2期間では、前記有効センサグループを構成しているセンサの出力に応じて前記情報を出力し、前記有効センサグループを構成している個々のセンサのサンプリングの頻度は、前記第1期間よりも前記第2期間の方が高い、
    ことを特徴とする放射線撮像装置。
  2. 前記処理部は、前記第2期間では、前記有効センサグループを構成しているセンサのいずれか1つの出力に応じた値が前記第1閾値より小さい第2閾値を超えた場合に前記情報を出力する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の放射線撮像装置。
  3. 前記第2期間では、前記処理部は、前記有効センサグループを構成しているセンサのいずれかの出力に応じた値が前記第1閾値より小さい第2閾値を超えた場合に前記情報を出力する、
    ことを特徴とする請求項2に記載の放射線撮像装置。
  4. 前記処理部は、前記第1期間において、前記複数のセンサのうちその出力に応じた値が前記第2閾値より小さい第3閾値を超えないセンサを前記有効センサグループから除外する、
    ことを特徴とする請求項2又は3に記載の放射線撮像装置。
  5. 前記処理部は、前記有効センサグループを構成しているセンサのうちその出力に応じた値が相互に近似している少なくとも2つのセンサのうちの少なくとも1つのセンサを前記有効センサグループから除外する、
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。
  6. 前記情報は、放射線の照射の停止を命じる指令を含む、
    ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。
  7. 前記複数の画素は、複数の行および複数の列を構成するように配列され、前記複数の行のそれぞれに配置された画素の個数が互いに等しい、
    ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。
  8. 検査対象に応じて前記第1閾値が設定される、
    ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。
  9. 検査対象に応じて前記第1閾値および前記第2閾値が設定される、
    ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。
  10. 前記出力に応じた値は、前記出力の積算値である、
    ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の放射線撮像装置。
  11. 放射線を発生する放射線源と、
    請求項1乃至10のいずれか1項に記載の放射線撮像装置と、
    を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
  12. 放射線を発生する放射線源と、放射線撮像装置とを含む放射線撮像システムの制御方法であって、
    前記放射線撮像装置は、放射線画像を取得するための複数の画素と、放射線を検出するための複数のセンサとを有し、
    前記制御方法は、
    前記複数のセンサのうち有効センサグループを構成しているセンサの出力をサンプリングし、サンプリングされた該出力に応じて、前記放射線源による放射線の照射を停止させる工程を含み、
    前記工程は、
    前記放射線撮像装置への放射線の照射が開始された後、前記複数のセンサのうちその出力に応じた値が第1閾値を超えたセンサを前記有効センサグループから除外する第1工程と、
    前記第1工程の後に、前記有効センサグループを構成しているセンサのいずれか1つの出力に応じた値が前記第1閾値より小さい第2閾値を超えた場合に前記放射線源による放射線の照射を停止させる第2工程と、を含み、
    前記有効センサグループを構成している個々のセンサのサンプリングの頻度は、前記第1工程よりも前記第2工程の方が高い、
    ことを特徴とする放射線撮像システムの制御方法。
  13. 放射線画像を取得するための複数の画素と、放射線を検出するための複数のセンサとを有する放射線撮像装置であって、
    前記複数のセンサのうち有効センサグループを構成しているセンサの出力の積算値に応じて放射線の照射の制御のための情報を出力する処理部を備え、
    前記処理部は、前記放射線撮像装置に放射線の照射が開始された後の第1期間では、前記複数のセンサのうちその出力の積算値が第1閾値を超えたセンサを前記有効センサグループから除外し、前記第1期間の後の第2期間では、前記有効センサグループを構成しているセンサの出力の積算値に応じて前記情報を出力する、
    ことを特徴とする放射線撮像装置。
  14. 前記処理部は、前記複数のセンサのうちその出力の積算値が前記第1閾値を超えたセンサの個数に応じて前記第1期間から前記第2期間に移行させる、
    ことを特徴とする請求項13に記載の放射線撮像装置。
  15. 前記処理部は、前記複数のセンサのうちその出力の積算値が前記第1閾値を超えたセンサの個数が所定個数に達したことに応じて前記第1期間から前記第2期間に移行させる、
    ことを特徴とする請求項13に記載の放射線撮像装置。
  16. 前記処理部は、前記複数のセンサのうちその出力の積算値が前記第1閾値を超えたセンサの、前記複数のセンサの個数に対する割合が、所定割合に達したことに応じて、前記第1期間から前記第2期間に移行させる、
    ことを特徴とする請求項13に記載の放射線撮像装置。
  17. 前記処理部は、前記複数のセンサのうちその出力の積算値が前記第1閾値を超えたセンサの個数が飽和したことに応じて前記第1期間から前記第2期間に移行させる、
    ことを特徴とする請求項13に記載の放射線撮像装置。
  18. 放射線を発生する放射線源と、放射線撮像装置とを含む放射線撮像システムの制御方法であって、
    前記放射線撮像装置は、放射線画像を取得するための複数の画素と、放射線を検出するための複数のセンサとを有し、
    前記制御方法は、
    前記複数のセンサのうち有効センサグループを構成しているセンサの出力の積算値に応じて、前記放射線源による放射線の照射を停止させる工程を含み、
    前記工程は、
    前記放射線撮像装置への放射線の照射が開始された後、前記複数のセンサのうちその出力の積算値が第1閾値を超えたセンサを前記有効センサグループから除外する第1工程と、
    前記第1工程の後に、前記有効センサグループを構成しているセンサのいずれか1つの出力の積算値が前記第1閾値より小さい第2閾値を超えた場合に前記放射線源による放射線の照射を停止させる第2工程と、を含む、
    ことを特徴とする放射線撮像システムの制御方法。
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