JP2016116754A - 放射線撮影装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な装置構成で、放射線画像の品質を維持しつつ効率的な放射線撮影を実現する仕組みを提供する。【解決手段】被写体Ｈに対して放射線を照射する放射線発生装置１２００と通信可能に構成され、被写体Ｈを透過した放射線に基づき放射線画像を撮影する放射線撮影装置１１００において、放射線発生装置１２００に対して、放射線の照射開始を指示する照射開始信号を出力する信号出力部１１３０と、照射開始信号を受けて放射線発生装置１２００から照射された放射線を検出する放射線検出部１１１１と、信号出力部１１３０から照射開始信号を出力した時間と放射線検出部１１１１が放射線の照射開始を検出した時間との時間差に基づく照射開始遅延時間に応じて、信号出力部１１３０から照射開始信号を出力するタイミングを制御する制御部１１２０を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、被写体に対して放射線を照射する放射線発生装置と通信可能に構成され、被写体を透過した放射線に基づき放射線画像を撮影する放射線撮影装置及びその制御方法に関するものである。

平面型の検出器（以下、「平面検出器」と称する）を用いた放射線撮影装置は、放射線発生装置による放射線の照射と同期して撮像動作を行う。この際の同期の手法としては、下記の特許文献１に記載されているように、以下の手法が用いられ得る。

具体的に、特許文献１に記載の放射線撮像装置は、複数の画素を備えており、各画素は、放射線又は光を電荷に変換する変換素子と、電荷に基づく電気信号を転送することによって変換素子の一方の電極に所望の電圧を提供し得るスイッチ素子とを有する。また、特許文献１に記載の放射線撮像装置は、放射線の照射の有無を検知するための検知部を有する。また、特許文献１に記載の放射線撮像装置は、放射線発生装置からの放射線の照射の開始が検知部によって検知されるまで、駆動回路から行毎にスイッチ素子を導通状態とする導通電圧を順にスイッチ素子に供給して、変換素子の一方の電極の電圧をリセットする。そして、特許文献１に記載の放射線撮像装置は、放射線発生装置からの放射線の照射の開始が検知部によって検知されると、駆動回路からの導通電圧の供給を停止する。それにより、スイッチ素子を非導通状態とする非導通電圧が駆動回路から全てのスイッチ素子に供給され、変換素子で発生した電荷を各画素に蓄積する。さらに、特許文献１に記載の放射線撮像装置は、放射線の照射の終了が検知部によって検知されると、駆動回路から行毎に導通電圧を順にスイッチ素子へ供給し、蓄積された電荷に応じた電気信号を画素から転送する。

また、下記の特許文献２には、リセットする動作によって、放射線の照射を検知するための検知部が出力する信号に放射線に起因しないノイズ成分が混入すること、及び、このノイズ成分が特定のばらつきを有することが記載されている。そのため、特許文献２では、放射線の照射を検知するための信号のプロファイルを予め測定しておき、測定された放射線の照射を検知するための信号をそのプロファイルを用いて差分処理を行う。そして、特許文献２では、差分処理された信号と所定の閾値とを比較することにより、放射線の照射の開始を検知する。

一方、近年、静止画の撮影だけでなく、動画を撮影可能な平面検出器が開発されている。静止画像の撮影を高速に繰り返す動画撮影においては、放射線発生装置に放射線照射開始を指示する信号が入力されるタイミングと、それに応じて放射線発生装置から放射線照射が開始されるタイミングとのずれ（照射開始遅延時間）、及び、放射線発生装置に放射線照射終了を指示する信号が入力されるタイミングと、それに応じて放射線発生装置からの放射線照射が終了するタイミングとのずれ（照射終了遅延時間）が動画像の品質に影響を及ぼし得る。この点について、図９〜図１１を参照して説明する。

図９は、一般的な動画撮影モードにおける放射線照射信号、放射線強度及び読み出しの関係を示すタイミングチャートである。

平面検出器は、放射線照射に起因する電荷の蓄積と電荷の読み出しとを交互に繰り返す。図９において「読み出し」は、平面検出器からの電荷の読み出しを行う期間を示しており、Ｈｉの期間は電荷を読み出す期間、Ｌｏの期間は電荷を読み出さない期間（図９の例では電荷の蓄積が行われている）を示している。

電荷を読み出して画像を撮影する場合、一般的にオフセット補正が行われる。下記の特許文献３には、平面検出器を有する動画撮影装置のオフセット補正及び駆動の手法が提案されている。

図９は、１回の放射線照射に対して２回の電荷の読み出しを行い、放射線照射後に読み出した画像から放射線照射しない時に読み出した画像を減算することにより、放射線画像を生成する場合のタイミングチャートを示している。

図９において「放射線照射信号」は、放射線発生装置に対して供給される放射線照射信号の推移を示している。放射線発生装置は、放射線照射信号がＨｉになると放射線照射を開始し、放射線照射信号がＬｏになると放射線照射を終了する。ただし、放射線照射信号がＨｉになってから実際に放射線照射が開始するまでに所定の時間（照射開始遅延時間）がかかり、また、放射線照射信号がＬｏになってから実際に放射線照射が終了するまでに所定の時間（照射終了遅延時間）を要する。図９において、照射開始遅延時間はＴｘ、照射終了遅延時間はＴｙである。また、放射線照射は、平面検出器の電荷の蓄積中に行われる。

図９において「放射線強度」は、放射線発生装置から実際に出力される放射線の強度の推移を示している。

動画撮影のフレームレートが高い場合、フレーム間隔に対して照射開始遅延時間Ｔｘ及び照射終了遅延時間Ｔｙの大きさが相対的に大きくなる。

図１０は、一般的な動画撮影モードにおいてフレームレートが高い場合の放射線照射信号、放射線強度及び読み出しの関係を示すタイミングチャートである。動画撮影時のフレームレートが高くなると、電荷の読み出し時間は一定であるので、電荷の蓄積期間が短くなる。そして、放射線照射には、上述した照射開始遅延時間と照射終了遅延時間が存在するために、実際の放射線照射と電荷の読み出しとが重なってしまうことがあり得る。図１０において、斜線で示す部分は、実際の放射線照射と電荷の読み出しとが重なっている部分を示しており、この重なっている時間はＴｚである。

通常、放射線画像を撮影するためには、所定の放射線線量を放射する必要がある。したがって、放射線照射と電荷の読み出しとが重なると、放射された放射線の強度が蓄積電荷に反映されないため、放射線画像の品質が劣化する。

所定の放射線線量を放射するには、放射線照射信号をＨｉにする時間を所定時間確保することや、放射線照射信号のＨｉの期間を短くして放射線発生装置の放射線管電流や放射線管電圧を上げることが考えられる。これらのうち、後者のように、放射線発生装置の放射線管電流を増やすと放射線発生装置が高価になり、また放射線管電圧を上げ過ぎると撮影した放射線画像のコントラストが低下するという問題がある。そのため、所定の放射線線量を放射するために、放射線照射信号をＨｉにする時間を所定時間確保する手法が一般的に採用されている。その上で、動画撮影時のフレームレートを上げるために、電荷読み出しを終了してから放射線照射を開始するまでの時間、及び、放射線照射を終了してから電荷読み出しを開始するまでの時間をできるだけ小さくする必要がある。

図１１は、一般的な動画撮影モードにおいて電荷読み出しの終了と同時に放射線照射を開始し、さらに放射線照射の終了と同時に電荷読み出しを開始する場合の、放射線照射信号、放射線強度及び読み出しの関係を示すタイミングチャートである。

通常、平面検出器は、撮影部位や撮影目的によって様々な放射線発生装置と組み合わせることができるが、放射線発生装置によって照射開始遅延時間Ｔｘと照射終了遅延時間Ｔｙが異なる。そのため、照射開始遅延時間Ｔｘと照射終了遅延時間Ｔｙとは、使用する装置毎に予め測定しておく必要がある。

下記の特許文献４には、Ｘ線コントローラが曝射信号を受けてからＸ線管が曝射を開始し又は終了するまでの遅れ時間を予め測定し、測定した遅れ時間を考慮して曝射開始タイミングや曝射終了タイミングを補正する構成が記載されている。また、下記の特許文献５には、読み出しタイミングを測定するために、平面検出器とは異なる放射線検出器を平面検出器の外側に設ける構成が記載されている。

特開２００７−１５１７６１号公報 特開２０１１−１８５６２２号公報 特開２００２−３０１０５３号公報 特開昭６２−２７６７９８号公報 特開２００４−１６６７２８号公報

しかしながら、特許文献１や、特許文献２、特許文献３、特許文献５には、上述した放射線発生装置に係る遅延時間等を考慮して放射線照射信号を制御することについては記載されていない。このため、放射線画像の品質を維持しつつ効率的な放射線撮影を行うことが困難であった。

また、特許文献４には、上述したように、Ｘ線コントローラが曝射信号を受けてからＸ線管が曝射を開始し又は終了するまでの遅れ時間を予め測定し、測定した遅れ時間を考慮して曝射開始タイミングや曝射終了タイミングを補正する構成が記載されているが、この遅れ時間を測定する具体的な手法については記載されていない。ここで、特許文献４では、Ｘ線管から曝射されたＸ線を検出する放射線検出部（フィルム）とは何ら電気的接続されていない別構成の曝射開始タイミング補正手段や曝射終了タイミング補正手段で上述した遅れ時間を予め測定するとされている。通常、上記した遅れ時間の測定を行う場合、実際の放射線強度を測定するための放射線検出器を別に用意して、その放射線検出器の出力と、放射線照射信号や読み出し信号をオシロスコープ等で測定する必要があり、装置構成が煩雑になるという問題がある。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な装置構成で、放射線画像の品質を維持しつつ効率的な放射線撮影を実現する仕組みを提供することを目的とする。

本発明の放射線撮影装置は、被写体に対して放射線を照射する放射線発生装置と通信可能に構成され、被写体を透過した放射線に基づき放射線画像を撮影する放射線撮影装置であって、前記放射線発生装置に対して、放射線の照射開始を指示する照射開始信号を出力する出力手段と、前記照射開始信号を受けて前記放射線発生装置から照射された放射線を検出する検出手段と、前記出力手段から前記照射開始信号を出力した時間と前記検出手段が放射線の照射開始を検出した時間との時間差に基づく照射開始遅延時間に応じて、前記出力手段から前記照射開始信号を出力するタイミングを制御する制御手段とを有する。
本発明の放射線撮影装置における他の態様は、被写体に対して放射線を照射する放射線発生装置と通信可能に構成され、被写体を透過した放射線に基づき放射線画像を撮影する放射線撮影装置であって、前記放射線発生装置が放射線を照射している状態で前記放射線発生装置に対して、放射線の照射終了を指示する照射終了信号を出力する出力手段と、前記放射線発生装置から照射された放射線を検出する検出手段と、前記検出手段において放射線の検出を受け付ける期間である検出受付期間を設定し、前記検出受付期間と前記検出手段が放射線を検出している期間である放射線検出期間との時間差に基づく放射線未検出時間に応じて、前記出力手段から前記照射終了信号を出力するタイミングを制御する制御手段とを有する。
また、本発明は、上述した放射線撮影装置の制御方法を含む。

本発明によれば、簡易な装置構成で、放射線画像の品質を維持しつつ効率的な放射線撮影を実現することができる。

本発明の実施形態に係る放射線撮影システムの概略構成の一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る放射線撮影装置において、静止画撮影を行う際の駆動シーケンスを示す図である。 本発明の実施形態に係る放射線撮影装置において、動画撮影を行う際の駆動シーケンスを示す図である。 本発明の実施形態を示し、図１に示す放射線検出部で監視されている電流変化に係る電流波形の一例を示す図である。 本発明の実施形態を示し、照射開始時刻Ｔ２の設定方法を説明するための図である。 本発明の実施形態を示し、照射終了時刻Ｔ４の設定方法を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る放射線撮影装置において、動画撮影を行う際の駆動シーケンスを示す図である。 本発明の実施形態に係る放射線撮影装置の制御方法における駆動シーケンスを示す図である。 一般的な動画撮影モードにおける放射線照射信号、放射線強度及び読み出しの関係を示すタイミングチャートである。 一般的な動画撮影モードにおいてフレームレートが高い場合の放射線照射信号、放射線強度及び読み出しの関係を示すタイミングチャートである。 一般的な動画撮影モードにおいて電荷読み出しの終了と同時に放射線照射を開始し、さらに放射線照射の終了と同時に電荷読み出しを開始する場合の、放射線照射信号、放射線強度及び読み出しの関係を示すタイミングチャートである。

以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。なお、本発明において放射線は、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線等の他に、同程度以上のエネルギーを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線等も、含まれるものとする。

図１は、本発明の実施形態に係る放射線撮影システム１０００の概略構成の一例を示す図である。放射線撮影システム１０００は、図１に示すように、放射線撮影装置１１００と、放射線発生装置１２００を有して構成されている。

放射線発生装置１２００は、被写体Ｈに対して一定強度の放射線を照射する。具体的に、放射線発生装置１２００は、放射線撮影装置１１００からの放射線照射信号に基づいて、放射線の照射開始や放射線の照射終了を行う。

放射線撮影装置１１００は、放射線発生装置１２００と通信可能に構成され、被写体Ｈを透過した放射線に基づき放射線画像を撮影等する。この放射線撮影装置１１００は、図１に示すように、撮影部１１１０と、制御部１１２０と、信号出力部１１３０を有して構成されている。

撮影部１１１０は、放射線発生装置１２００から照射され、被写体Ｈを透過した放射線に基づき放射線画像等を撮影する。また、撮影部１１１０は、制御部１１２０から放射線撮影の駆動に必要な駆動パラメータを取得し、駆動パラメータ記憶部１１１３に記憶する。そして、撮影部１１１０は、この駆動パラメータに基づいて駆動を行い、また、自身の当該駆動における駆動信号を取得する。また、撮影部１１１０は、制御部１１２０に対して、放射線画像等の画像や、取得した自身の駆動信号、放射線検出部１１１１で検出した放射線の放射線強度を転送する。

この撮影部１１１０は、図１に示すように、放射線検出部１１１１と、画像取得部１１１２と、駆動パラメータ記憶部１１１３を有して構成されている。

放射線検出部１１１１は、放射線発生装置１２００から照射された放射線を検出するとともに、当該放射線の放射線強度の検知を行う。そして、放射線検出部１１１１は、放射線発生装置１２００から照射された放射線の放射線強度によって、放射線検出信号を出力する。例えば、放射線検出部１１１１は、照射された放射線を検出して電荷を蓄積する検出素子を含む画素が２次元状に配設されたセンサ部と、複数の検出素子を一定の速度で順に走査して各検出素子に蓄積された電荷を読み出す読み出し部を具備して構成されている。また、放射線検出部１１１１の内部には、各画素のバイアス配線Ｖｓや基準電圧配線Ｖｒｅｆ、導通電圧配線Ｖｏｎ、非導通電圧配線Ｖｏｆｆ、容量配線Ｖｄ等の各種の配線も構成されているものとする。

画像取得部１１１２は、放射線検出部１１１１で検出された放射線検出信号に基づいて、放射線画像等の画像を取得する。具体的に、画像取得部１１１２は、例えば放射線検出部１１１１の内部の読み出し部において読み出した各検出素子の電荷を画素値に変換して、各種の画像を生成して取得する。

駆動パラメータ記憶部１１１３は、制御部１１２０から送信された、放射線撮影の駆動に必要な駆動パラメータを記憶する。

制御部１１２０は、放射線撮影システム１０００における動作を統括的に制御する。また、制御部１１２０は、撮影部１１１０に対して上述した駆動パラメータの転送を行う。また、制御部１１２０は、撮影部１１１０から送信された画像や駆動信号、放射線強度の取得を行う。制御部１１２０は、信号出力部１１３０に対して放射線発生装置１２００に放射線照射信号を出力させる制御を行う。この制御部１１２０は、図１に示すように、駆動パラメータ演算部１１２１と、駆動信号記憶部１１２２と、放射線強度記憶部１１２３と、放射線照射信号出力タイミング記憶部１１２４を有して構成されている。

駆動信号記憶部１１２２は、撮影部１１１０から取得した、撮影部１１１０における一定時間の駆動信号のデータを記憶する。
放射線強度記憶部１１２３は、撮影部１１１０から取得した、撮影部１１１０の放射線検出部１１１１における一定時間の放射線強度のデータを記憶する。
放射線照射信号出力タイミング記憶部１１２４は、制御部１１２０の制御に基づき信号出力部１１３０から出力された一定時間の放射線照射信号のデータを記憶する。
なお、上述した一定時間は、数撮影分のデータが記憶できる程度の時間とし、本実施形態では４撮影分の時間とする。

駆動パラメータ演算部１１２１は、放射線強度記憶部１１２３に記憶されているデータと駆動信号記憶部１１２２に記憶されているデータと放射線照射信号出力タイミング記憶部１１２４に記憶されているデータをもとに、上述した駆動パラメータを算出する。

信号出力部１１３０は、制御部１１２０の制御に基づいて、放射線発生装置１２００に対して、放射線照射信号を出力する。

図２は、本発明の実施形態に係る放射線撮影装置１１００において、静止画撮影を行う際の駆動シーケンスを示す図である。

図２において、信号Ｓ１は、撮影部１１１０（具体的に例えば放射線検出部１１１１）の駆動信号を表す。駆動信号Ｓ１は、Ｈｉの時に放射線検出部１１１１から画像取得部１１１２に放射線検出信号が読み出され、Ｌｏｗの時には放射線検出部１１１１に放射線検出信号を蓄積する。ここで、駆動信号Ｓ１のＬｏｗの期間は、放射線検出部１１１１において放射線の検出を受け付ける検出受付期間であり、ここでは、放射線照射可能期間Ｔａと称する。また、駆動信号Ｓ１のＨｉの期間は、放射線検出部１１１１に蓄積された放射線検出信号を読み出す期間であり、ここでは、画像読み出し期間Ｔｂと称する。この放射線照射可能期間Ｔａ及び画像読み出し期間Ｔｂは、制御部１１２０で設定される。

図２において、信号Ｓ２は、信号出力部１１３０から出力される放射線照射信号を表す。放射線照射信号Ｓ２は、Ｈｉの時に放射線照射許可を表し、Ｌｏｗの時には放射線照射禁止を表す。ここで、放射線照射信号Ｓ２がＨｉの期間のことを放射線照射期間Ｔｃと称する。また、放射線照射信号Ｓ２をＬｏｗからＨｉにすることは、信号出力部１１３０が、放射線発生装置１２００に対して、放射線の照射開始を指示する照射開始信号を出力することに相当する。また、放射線照射信号Ｓ２をＨｉからＬｏｗにすることは、信号出力部１１３０が、放射線を照射している状態の放射線発生装置１２００に対して、放射線の照射終了を指示する照射終了信号を出力することに相当する。

図２において、信号Ｓ３は、放射線検出部１１１１で検知される放射線強度（或いは放射線発生装置１２００から照射される放射線の放射線強度としてもよい）を表す。この放射線強度Ｓ３は、放射線発生装置１２００における放射線管球の素材や電圧、電流、照射時間によって変化する。図２に示す放射線強度Ｓ３では、一番下の値（Ｍｉｎ）を０レベルとし、上に行けば大きくなる。なお、本実施形態において、この放射線強度Ｓ３は、放射線検出部１１１１の内部に構成されているバイアス配線Ｖｓ、基準電圧配線Ｖｒｅｆ、導通電圧配線Ｖｏｎ、非導通電圧配線Ｖｏｆｆ及び容量配線Ｖｄのうちの少なくとも１つの配線に流れる電流の電流値を監視したものとする。

図２において、放射線照射期間Ｔｃの開始時刻をＴ１とする。また、放射線照射期間Ｔｃの終了時刻をＴ３とする。この場合、放射線照射期間Ｔｃは、以下の（１）式で表される。
Ｔｃ＝Ｔ３−Ｔ１ ・・・（１）

また、図２において、放射線強度Ｓ３が上昇開始、即ち放射線が実際に照射開始された時刻をＴ２とする。また、放射線強度Ｓ３が減少して一番下の値（Ｍｉｎ）になる、即ち放射線が実際に照射終了した時刻をＴ４とする。また、照射開始時刻Ｔ２から照射終了時刻Ｔ４までの期間を、放射線検出部１１１１が放射線を検出している放射線検出期間Ｔｏｕｔとする。この場合、放射線検出期間Ｔｏｕｔは、以下の（２）式で表される。
Ｔｏｕｔ＝Ｔ４−Ｔ２ ・・・（２）

また、図２において、画像読み出し期間Ｔｂの開始時刻をＴ５とする。また、画像読み出し期間Ｔｂの終了時刻をＴ６とする。この場合、画像読み出し期間Ｔｂは、以下の（３）式で表される。
Ｔｂ＝Ｔ６−Ｔ５ ・・・（３）

静止画撮影では、撮影部１１１０は、図２に示す撮影準備駆動を繰り返し、放射線発生装置１２００からの放射線の照射に対して待機している。そして、静止画撮影の撮影開始は、放射線照射信号Ｓ２がＬｏｗからＨｉになったところからである。

図２に示す静止画撮影では、撮影開始から放射線照射可能期間Ｔａが定められている。放射線画像撮影では、放射線照射可能期間Ｔａの中で放射線の照射が終わる必要がある。即ち、放射線照射期間Ｔｃは放射線照射可能期間Ｔａよりも短い時間である必要がある。この関係を以下の（４）式に表す。また、放射線強度Ｓ３は、放射線が撮影部１１１０の放射線検出部１１１１に照射されたところから増加し、放射線の照射が終了したところから減少する。画像読み出し期間Ｔｂには、放射線強度Ｓ３がＭｉｎ（０レベル）である必要がある。そのため、照射終了時刻Ｔ４が画像読み出し期間Ｔｂの開始時刻Ｔ５の前である必要がある。この関係を以下の（５）式に表す。
撮影条件：Ｔｃ≦Ｔａ ・・・（４）
撮影条件：Ｔ４≦Ｔ５ ・・・（５）

図１に示す放射線撮影装置１１００（信号出力部１１３０）と放射線発生装置１２００との間の伝送路で通信にかかる時間を放射線照射信号伝送遅延時間Ｔｅとする。また、図１に示す放射線発生装置１２００が放射線照射許可の信号（照射開始信号）を受け取って放射線照射の準備を行い、実際に放射線照射にかかるまでの時間をＴｆとする。よって、放射線照射期間Ｔｃの開始時刻Ｔ１と照射開始時刻Ｔ２との時間差である照射開始遅延時間Ｔｄ１が発生する。この関係を以下の（６）式に表す。
Ｔｄ１＝Ｔｅ＋Ｔｆ ・・・（６）

図１に示す放射線発生装置１２００が放射線照射中の状態で放射線照射禁止の信号（照射終了信号）を受け取り、放射線照射を停止し始めてから照射線量が０レベルになるまでの時間をＴｇとする。よって、放射線照射期間Ｔｃの終了時刻Ｔ３と照射終了時刻Ｔ４との時間差である照射終了遅延時間Ｔｄ２が発生する。この関係を以下の（７）式に表す。
Ｔｄ２＝Ｔｅ＋Ｔｇ ・・・（７）

なお、放射線発生装置１２００における放射線管球のアノードに使用している物質の違いや、設定電圧、設定電流等によっても、時間Ｔｆと時間Ｔｇは異なる。さらに、放射線発生装置１２００における放射線管球の劣化によっても、時間Ｔｆと時間Ｔｇは変化していく。

図３は、本発明の実施形態に係る放射線撮影装置１１００において、動画撮影を行う際の駆動シーケンスを示す図である。この図３に示す動画撮影の駆動では、動画撮影開始から終了まで、駆動信号Ｓ１において放射線照射可能期間Ｔａ及び画像読み出し期間Ｔｂを繰り返す。また、図１に示す放射線発生装置１２００は、図３に示す放射線照射期間Ｔｃ内に放射線を照射する必要がある。そのために、制御部１１２０は、上述した照射開始遅延時間Ｔｄ１及び照射終了遅延時間Ｔｄ２を考慮して、信号出力部１１３０から照射開始信号及び照射終了信号を出力させる制御をする必要がある。

次に、放射線検出部１１１１における放射線検出方法について説明する。

放射線検出部１１１１は、内部に構成されているバイアス配線Ｖｓ、基準電圧配線Ｖｒｅｆ、導通電圧配線Ｖｏｎ、非導通電圧配線Ｖｏｆｆ及び容量配線Ｖｄのうちの少なくとも１つの配線に流れる電流の電流値を監視し、被写体Ｈがない状態で静止画撮影をした際に求めた放射線検知閾値（所定の照射開始検知閾値及び所定の照射終了検知閾値）に基づき放射線の照射開始及び照射終了を検知する。具体的に、放射線検出部１１１１は、上述した電流値が所定の照射開始検知閾値を超えた場合に放射線の照射開始を検知し、上述した電流値が所定の照射終了検知閾値を下回った場合に放射線の照射終了を検知する。

具体的に、まず、放射線検出部１１１１は、図２に示す静止画撮影時に直前の準備駆動から撮影部１１１０の画像取得駆動終了までの上述した電流変化を記録する。そして、記録した電流変化に係る電流波形から、所定の照射開始検知閾値と所定の照射終了検知閾値を求める。この際、閾値の求め方は、例えば図１の放射線強度記憶部１１２３に記憶されている。また、静止画撮影時の準備駆動中の電流値の積分値を積分値Ｉｍｉｎとする。

図４は、本発明の実施形態を示し、図１に示す放射線検出部１１１１で監視されている電流変化に係る電流波形の一例を示す図である。この図４において、積分値Ｉｍｉｎを０レベルとする。また、記録した電流波形に対して移動積分を算出し、積分の最大値を積分値Ｉｍａｘとする。そして、本実施形態では、例えば、積分値Ｉｍａｘと積分値Ｉｍｉｎとの差分の５％の変化をしたところを放射線検知閾値Ｉｔｈｒとする。具体的に、放射線検知閾値Ｉｔｈｒは、以下の（８）式により算出される。
Ｉｔｈｒ＝（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）×０．０５＋Ｉｍｉｎ ・・・（８）

なお、今回５％とした変化量は、一例であり、どのような割合であってもかまわない。また、本実施形態では、放射線の照射開始における放射線検知閾値である所定の照射開始検知閾値と、放射線の照射終了における放射線検知閾値である所定の照射終了検知閾値とは、等しい値を設定しても、或いは、異なる値を設定してもよい。なお、上記の方法だけの検知だと実際の放射線の照射開始から放射線検知までに、若干の検知遅延時間が発生する。

ここで、図５及び図６を用いて、検知遅延時間を考慮した照射開始時刻Ｔ２及び照射終了時刻Ｔ４の設定方法について説明する。

図５は、本発明の実施形態を示し、照射開始時刻Ｔ２の設定方法を説明するための図である。ここで、図５には、図１に示す放射線検出部１１１１で監視されている電流変化に係る電流波形の一例が示されている。

まず、放射線検出部１１１１で検知した積分範囲中央部５１０の時間において、電流変化の電流値Ｄ０の点における接線及びその傾きを求める（傾き演算１回目）。続いて、その接線と、０レベルの積分範囲の平均電流値Ｉｍｉｎ＿ａｖｅとの交点Ｋ１を求める。続いて、その交点Ｋ１の時刻における電流値Ｄ１の点における接線及びその傾きを求める（傾き演算２回目）。続いて、その接線と、０レベルの積分範囲の平均電流値Ｉｍｉｎ＿ａｖｅとの交点Ｋ２を求める。続いて、その交点Ｋ２の時刻における電流値Ｄ２の点における接線及びその傾きを求める（傾き演算３回目）。続いて、その接線と、０レベルの積分範囲の平均電流値Ｉｍｉｎ＿ａｖｅとの交点Ｋ３を求める。
以上の処理を繰り返し行い、接線の傾きがほぼ０になった電流値の時刻を照射開始検知時刻する。即ち図２の照射開始時刻Ｔ２とする。

図６は、本発明の実施形態を示し、照射終了時刻Ｔ４の設定方法を説明するための図である。ここで、図６には、図１に示す放射線検出部１１１１で監視されている電流変化に係る電流波形の一例が示されている。

照射終了時刻Ｔ４の設定も、上述した照射開始時刻Ｔ２の設定方法と同様の方法で設定することができる。

具体的に説明すると、まず、放射線検出部１１１１で検知した積分範囲中央部６１０の時間において、電流変化の電流値Ｄ０の点における接線及びその傾きを求める（傾き演算１回目）。続いて、その接線と、０レベルの積分範囲の平均電流値Ｉｍｉｎ＿ａｖｅとの交点Ｋ１を求める。続いて、その交点Ｋ１の時刻における電流値Ｄ１の点における接線及びその傾きを求める（傾き演算２回目）。続いて、その接線と、０レベルの積分範囲の平均電流値Ｉｍｉｎ＿ａｖｅとの交点Ｋ２を求める。続いて、その交点Ｋ２の時刻における電流値Ｄ２の点における接線及びその傾きを求める（傾き演算３回目）。続いて、その接線と、０レベルの積分範囲の平均電流値Ｉｍｉｎ＿ａｖｅとの交点Ｋ３を求める。
以上の処理を繰り返し行い、接線の傾きがほぼ０になった電流値の時刻を照射終了検知時刻する。即ち図２の照射終了時刻Ｔ４とする。

ここで、放射線照射可能期間Ｔａの有効活用を考えると、放射線検出期間Ｔｏｕｔとの関係が以下の（９）式を満たすものであれば、放射線照射可能期間Ｔａを最大限活用しているといえる。
Ｔａ≧Ｔｏｕｔ ・・・（９）

図７は、本発明の実施形態に係る放射線撮影装置１１００において、動画撮影を行う際の駆動シーケンスを示す図である。具体的に、図７は、動画撮影の中のＮ撮影目のシーケンスを抜き出した図である。この図７において、図２に示された情報と同様の情報については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。

図７に示すように、放射線照射可能期間Ｔａの時間に対して放射線検出期間Ｔｏｕｔの時間が短くなっている場合には、まず、照射開始時刻Ｔ２を調整する。

この照射開始時刻Ｔ２は、Ｎ−１撮影目の画像読み出し期間Ｔｂの終了時刻Ｔ６（Ｎ−１）の直後であることが望ましい。即ち、以下の（１０）式を満たすことが望ましい。
Ｔ６（Ｎ−１）≦Ｔ２ ・・・（１０）

図７における画像読み出し期間Ｔｂの終了時刻Ｔ６（Ｎ−１）と照射開始時刻Ｔ２との時間差は、照射開始遅延時間Ｔｄ１であるため、現在の放射線照射期間Ｔｃの開始時刻Ｔ１を照射開始遅延時間Ｔｄ１だけ前倒しする。

図８は、本発明の実施形態に係る放射線撮影装置１１００の制御方法における駆動シーケンスを示す図である。具体的に、図８は、図７と同様に、動画撮影の中のＮ撮影目のシーケンスを抜き出した図である。この図８において、図２及び図７に示された情報と同様の情報については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。

まず、制御部１１２０は、照射開始遅延時間Ｔｄ１に応じて、信号出力部１１３０から照射開始信号を出力するタイミングを制御する。具体的に、制御部１１２０は、図７に示す放射線照射可能期間Ｔａの最初の時刻Ｔ１（Ｔ６（Ｎ−１））から照射開始遅延時間Ｔｄ１だけ前の時刻（図８のＴ１'）に信号出力部１１３０から照射開始信号を出力させる。この図８に示す時刻Ｔ１'は、以下の（１１）式で表せる。
Ｔ１'＝Ｔ１−Ｔｄ１ ・・・（１１）

図８に示す時刻Ｔ１'から照射開始信号を出力することにより、図７に示す照射開始時刻Ｔ２が図８に示す時刻Ｔ１（Ｔ６（Ｎ−１））の位置になり、放射線照射可能期間Ｔａの先頭になる。このような制御を行うことにより、簡易な装置構成で、放射線画像の品質を維持しつつ効率的な放射線撮影を実現することができる。

次に、図８において、制御部１１２０は、放射線照射可能期間Ｔａと放射線検出期間Ｔｏｕｔとの時間差に基づく放射線未検出時間Ｔａｊを求める。具体的に、放射線未検出時間Ｔａｊを以下の（１２）式により算出する。
Ｔａｊ＝Ｔａ−Ｔｏｕｔ ・・・（１２）

続いて、制御部１１２０は、図８に示すように、放射線照射期間Ｔｃに放射線未検出時間Ｔａｊを加算し、放射線照射時間Ｔｃを延ばす。ここで、変更後の放射線照射時間をＴｃ'とすると、制御部１１２０は、（１３）式に示される制御を行う。
Ｔｃ'＝Ｔｃ＋Ｔａｊ ・・・（１３）

この（１３）式に示す制御は、制御部１１２０が、放射線未検出時間Ｔａｊに応じて、信号出力部１１３０から照射終了信号を出力するタイミングを制御することに相当する。この制御により、放射線照射可能期間Ｔａと放射線検出期間Ｔｏｕｔとがほぼ同じになり、放射線照射可能期間Ｔａを最大限有効に使うことができる。放射線照射可能期間Ｔａを最大限有効に使うことができると、放射線照射可能期間Ｔａにゆとりを持たせること無く最短のサイクルで放射線撮影動作を行うことが容易になる。このような制御を行うことにより、簡易な装置構成で、放射線画像の品質を維持しつつ効率的な放射線撮影を実現することができる。

以上説明したように、第１の実施形態によれば、簡易な装置構成で、放射線画像の品質を維持しつつ効率的な放射線撮影を実現することができる。

［実施例］
次に、上述した本発明の第１の実施形態を踏まえた実施例について説明する。

放射線撮影装置１１００は、撮影部１１１０の経時劣化により放射線量が同じであっても取得される放射線画像が変化することがある。また、放射線発生装置１２００も同じく経時劣化により同じ電圧、電流を印加した状態で放射線量が変化することがある。この変化は、放射線撮影のたびに進行していると考えられる。そのため、放射線撮影装置１１００の設定を常に最適な状態にするためには、放射線撮影のたびに校正を行うことが望ましい。このため、本実施例では、放射線撮影装置１１００を以下のように構成する。

＜データ記憶部＞
データ記憶部である駆動信号記憶部１１２２と放射線強度記憶部１１２３と放射線照射信号出力タイミング記憶部１１２４は、最新の撮影データと複数回前の撮影データを記憶する機能を有する。本実施例においては、一例として２回分の撮影データを記憶する。この場合、駆動信号記憶部１１２２と放射線強度記憶部１１２３と放射線照射信号出力タイミング記憶部１１２４は、各々のデータ記憶領域を２つ備え、データ記憶領域１とデータ記憶領域２には、放射線撮影を行うたびに交互にデータを記憶していく。ここで、撮影回数とデータ記憶領域との関係を以下の表１に示す。

＜駆動パラメータ演算部１１２１＞
駆動パラメータ演算部１１２１は、駆動信号記憶部１１２２と放射線強度記憶部１１２３と放射線照射信号出力タイミング記憶部１１２４に記憶されているデータを基にして、駆動パラメータの演算を行う。具体的に、駆動パラメータ演算部１１２１は、撮影部１１１０が放射線撮影後に画像取り込みの処理を行っている際に、１つ前の撮影データを基にして、動画駆動パラメータの演算を行う。そして、駆動パラメータ演算部１１２１は、演算を行った結果である駆動パラメータを、例えば内部の演算結果記憶部に保存するとともに撮影部１１１０へ転送して駆動パラメータ記憶部１１１３に記憶させて設定を行う。なお、駆動パラメータの撮影部１１１０への転送は、撮影部１１１０が次の撮影を行う前に行う。

＜撮影部１１１０＞
撮影部１１１０は、駆動パラメータが更新された次の放射線撮影から、転送された駆動パラメータを用いて撮影駆動を行う。

本実施例によれば、放射線撮影装置１１００や放射線発生装置１２００の劣化による特性変化に常に追従した形で、常時最適な状態で放射線撮影を行うことができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

第２の実施形態に係る放射線撮影装置１１００は、撮影部１１１０を使用開始する前に、撮影領域全体において飽和や誤った入出力特性の出力を減らすことや、コントラストを向上させるために、放射線量を変えながら複数の白画像データを撮影するキャリブレーションを行う。

このようにキャリブレーションを行うことにより、撮影部１１１０の個体差や、放射線発生装置１２００の放射線管球の個体差に関係なく、安定した放射線画像を取得することができる。キャリブレーションは、専用の撮影手順で行う必要があり、通常の撮影駆動とは別のモードとして適用される。このキャリブレーションは、放射線撮影装置１１００や放射線発生装置１２００の細かな特性を知らなくても、指示に従って放射線撮影装置１１００を操作することで実行することができる。本実施形態では、設定時に被写体Ｈがいない状態での撮影を行うことが好ましい。キャリブレーションを行う際には、被写体Ｈがいない状態での静止画撮影を行うことと、画像の調整と駆動の調整を同時に行うことができ、作業者の意図したタイミングで放射線撮影システム１０００の全体を最適化することができる。

本実施形態の制御部は、図１に示す第１の実施形態の制御部１１２０と同様の機能を備え、第１の実施形態と同様に、駆動パラメータ演算部１１２１と駆動信号記憶部１１２２と放射線強度記憶部１１２３と放射線照射信号出力タイミング記憶部１１２４を備える。また、本実施形態における駆動パラメータ演算部１１２１は、キャリブレーションの最後の撮影時に駆動パラメータの演算を行う。また、駆動パラメータ演算部１１２１で算出された駆動パラメータは、キャリブレーション終了時に撮影部１１１０へ送信される。

第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態における効果に加えて、作業者が任意のタイミングで駆動パラメータの更新を行うことができ、かつ、キャリブレーション時しか演算を行わないことにより、従来の駆動シーケンスを邪魔することなく動画駆動のシーケンスを調整することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
このプログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、本発明に含まれる。

なお、上述した本発明の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明は、放射線発生装置ごとの出力の違いに左右されず、最適な状態で動画撮影が可能になり、設置時の作業を簡易化することができ、放射線検出部の汎用性が向上する。
また、放射線照射可能期間を最大限有効活用できるように自動で調整を行うことができるため、撮影サイクルの中の放射線照射可能期間のゆとりを削減でき、撮影サイクルの向上を実現することができる。

１０００ 放射線撮影システム、１１００ 放射線撮影装置、１１１０ 撮影部、１１１１ 放射線検出部、１１１２ 画像取得部、１１１３ 駆動パラメータ記憶部、１１２０ 制御部、１１２１ 駆動パラメータ演算部、１１２２ 駆動信号記憶部、１１２３ 放射線強度記憶部、１１２４ 放射線照射信号出力タイミング記憶部、１１３０ 信号出力部、１２００ 放射線発生装置、Ｈ 被写体

Claims (11)

1. 被写体に対して放射線を照射する放射線発生装置と通信可能に構成され、被写体を透過した放射線に基づき放射線画像を撮影する放射線撮影装置であって、
   前記放射線発生装置に対して、放射線の照射開始を指示する照射開始信号を出力する出力手段と、
   前記照射開始信号を受けて前記放射線発生装置から照射された放射線を検出する検出手段と、
   前記出力手段から前記照射開始信号を出力した時間と前記検出手段が放射線の照射開始を検出した時間との時間差に基づく照射開始遅延時間に応じて、前記出力手段から前記照射開始信号を出力するタイミングを制御する制御手段と
   を有することを特徴とする放射線撮影装置。
2. 前記制御手段は、前記検出手段において放射線の検出を受け付ける期間である検出受付期間を設定し、前記検出受付期間の最初の時刻から前記照射開始遅延時間だけ前の時刻に前記出力手段から前記照射開始信号を出力させることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
3. 前記出力手段は、前記放射線発生装置が放射線を照射している状態で前記放射線発生装置に対して、放射線の照射終了を指示する照射終了信号を更に出力するものであり、
   前記制御手段は、前記検出手段において放射線の検出を受け付ける期間である検出受付期間を設定し、前記検出受付期間と前記検出手段が放射線を検出している期間である放射線検出期間との時間差に基づく放射線未検出時間に応じて、前記出力手段から前記照射終了信号を出力するタイミングを更に制御することを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮影装置。
4. 被写体に対して放射線を照射する放射線発生装置と通信可能に構成され、被写体を透過した放射線に基づき放射線画像を撮影する放射線撮影装置であって、
   前記放射線発生装置が放射線を照射している状態で前記放射線発生装置に対して、放射線の照射終了を指示する照射終了信号を出力する出力手段と、
   前記放射線発生装置から照射された放射線を検出する検出手段と、
   前記検出手段において放射線の検出を受け付ける期間である検出受付期間を設定し、前記検出受付期間と前記検出手段が放射線を検出している期間である放射線検出期間との時間差に基づく放射線未検出時間に応じて、前記出力手段から前記照射終了信号を出力するタイミングを制御する制御手段と
   を有することを特徴とする放射線撮影装置。
5. 前記出力手段は、前記放射線発生装置に対して、放射線の照射開始を指示する照射開始信号を更に出力するものであり、
   前記制御手段は、前記出力手段から前記照射開始信号を出力した時間と前記検出手段が放射線の照射開始を検出した時間との時間差に基づく照射開始遅延時間に応じて、前記出力手段から前記照射開始信号を出力するタイミングを更に制御することを特徴とする請求項４に記載の放射線撮影装置。
6. 前記制御手段は、前記検出受付期間の最初の時刻から前記照射開始遅延時間だけ前の時刻に前記出力手段から前記照射開始信号を出力させることを特徴とする請求項５に記載の放射線撮影装置。
7. 前記検出手段は、
   前記放射線発生装置から照射された放射線を検出する際に、当該検出手段の内部に構成された配線に流れる電流の電流値が、所定の照射開始検知閾値を超えた場合に、放射線の照射開始を検知し、
   前記電流値が、所定の照射終了検知閾値を下回った場合に、放射線の照射終了を検知する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影装置。
8. 前記所定の照射開始検知閾値は、前記所定の照射終了検知閾値と等しいことを特徴とする請求項７に記載の放射線撮影装置。
9. 前記所定の照射開始検知閾値は、前記所定の照射終了検知閾値と異なることを特徴とする請求項７に記載の放射線撮影装置。
10. 被写体に対して放射線を照射する放射線発生装置と通信可能に構成され、被写体を透過した放射線に基づき放射線画像を撮影する放射線撮影装置の制御方法であって、
    前記放射線発生装置に対して、放射線の照射開始を指示する照射開始信号を出力手段から出力する出力工程と、
    前記照射開始信号を受けて前記放射線発生装置から照射された放射線を検出手段で検出する検出工程と、
    前記出力手段から前記照射開始信号を出力した時間と前記検出手段が放射線の照射開始を検出した時間との時間差に基づく照射開始遅延時間に応じて、前記出力手段から前記照射開始信号を出力するタイミングを制御する制御工程と
    を有することを特徴とする放射線撮影装置の制御方法。
11. 被写体に対して放射線を照射する放射線発生装置と通信可能に構成され、被写体を透過した放射線に基づき放射線画像を撮影する放射線撮影装置の制御方法であって、
    前記放射線発生装置が放射線を照射している状態で前記放射線発生装置に対して、放射線の照射終了を指示する照射終了信号を出力手段から出力する出力工程と、
    前記放射線発生装置から照射された放射線を検出手段で検出する検出工程と、
    前記検出手段において放射線の検出を受け付ける期間である検出受付期間を設定し、前記検出受付期間と前記検出手段が放射線を検出している期間である放射線検出期間との時間差に基づく放射線未検出時間に応じて、前記出力手段から前記照射終了信号を出力するタイミングを制御する制御工程と
    を有することを特徴とする放射線撮影装置の制御方法。