JP2016223951A - Radiation imaging apparatus, control method for same, and program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique for acquiring an incident amount per energy band of an incident radiation in an indirect-type sensor.SOLUTION: A radiation imaging apparatus comprises: a scintillator; a sensor panel on which a plurality of pixels each having a photodetector for detecting light are disposed; and a processing unit. The processing unit generates a signal in response to the light detected by each photodetector, determines whether a plurality of signals generated by a pixel group including a pixel of interest and one or more pixels proximate to the pixel of interest out of the plurality of pixels in the same period have a specific distribution, obtains a count by which it is determined that the signals have the specific distribution for the pixel of interest, acquires an incident amount in a first energy band out of a radiation radiated to the pixel of interest on the basis of a value obtained by converting the count in accordance with a first coefficient, and acquires an incident amount in a second energy band out of the radiation radiated to the pixel of interest on the basis of a value obtained by converting the count in accordance with a second coefficient.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、放射線撮像装置、その制御方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a radiation imaging apparatus, a control method thereof, and a program.

放射線(X線)による医療画像診断や非破壊検査に用いる撮像装置として、半導体材料によって形成された平面検出器(Flat Panel Detector、以下FPD)を用いた放射線撮像装置が知られている。このような放射線撮像装置は、例えば医療画像診断において、静止画や動画などのデジタル撮像装置として用いられうる。   2. Description of the Related Art A radiation imaging apparatus using a flat panel detector (hereinafter referred to as FPD) formed of a semiconductor material is known as an imaging apparatus used for medical image diagnosis and nondestructive inspection using radiation (X-rays). Such a radiation imaging apparatus can be used, for example, as a digital imaging apparatus for still images and moving images in medical image diagnosis.

FPDとしては、積分型のセンサおよびフォトンカウンティング型のセンサがある。積分型のセンサは、放射線の入射により発生した電荷の総量を計測する。それに対し、フォトンカウンティング型のセンサは、入射した放射線のエネルギ(波長)を識別し、複数のエネルギレベルの各々について放射線の検出回数をカウントする。即ち、フォトンカウンティング型のセンサは、エネルギ分解能を有するため、積分型のセンサに比べて診断能力を向上させることができる。   As the FPD, there are an integration type sensor and a photon counting type sensor. The integral type sensor measures the total amount of charge generated by the incidence of radiation. On the other hand, the photon counting type sensor identifies the energy (wavelength) of incident radiation and counts the number of times of detection of radiation for each of a plurality of energy levels. That is, since the photon counting type sensor has energy resolution, the diagnostic ability can be improved as compared with the integration type sensor.

特許文献1には、CdTeを用いて放射線のエネルギを直接検出することにより放射線の検出回数をカウントする直接型のセンサが提案されている。また、特許文献2には、放射線の入射によりシンチレータで生じた光の強度を検出し、当該光の検出回数をカウントする間接型のセンサが提案されている。   Patent Document 1 proposes a direct sensor that counts the number of times of detection of radiation by directly detecting the energy of radiation using CdTe. Patent Document 2 proposes an indirect type sensor that detects the intensity of light generated in a scintillator by the incidence of radiation and counts the number of times the light is detected.

特表2013−501226号公報Special table 2013-501226 gazette 特開2003−279411号公報JP 2003-279411 A

直接型のセンサに用いられるCdTeの単結晶は、数cm角程度にしか成長させることができない。そのため、直接型のセンサは、大面積化が困難であり、非常に高価となる。また、アモルファスSeを成膜することにより大面積の直接型のセンサを実現する方法もあるが、当該方法により作製されたセンサは、動作が遅く、温度管理が必要などの難点がある。   A single crystal of CdTe used for a direct sensor can be grown only to a few cm square. For this reason, it is difficult to increase the area of the direct type sensor, and it is very expensive. In addition, there is a method for realizing a direct sensor with a large area by depositing amorphous Se. However, a sensor manufactured by the method has a problem that operation is slow and temperature management is required.

これに対し、間接型のセンサは、大面積化が容易であり安価となるという利点がある。しかしながら、特許文献2には、特定のエネルギを有する放射線の入射量を求めることについて記載されていない。   On the other hand, the indirect type sensor has the advantage that it is easy to increase the area and is inexpensive. However, Patent Document 2 does not describe obtaining an incident amount of radiation having specific energy.

本発明は、間接型のセンサにおいて、入射する放射線のエネルギ帯ごとの入射量を取得する技術を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a technique for acquiring an incident amount for each energy band of incident radiation in an indirect sensor.

上記課題に鑑みて、本発明の一部の実施形態に係る放射線撮像装置は、放射線を光に変換するシンチレータと、光を検出する光検出器を有する複数の画素が配されたセンサパネルと、処理部と、を含む放射線撮像装置であって、処理部は、光検出器で検出された光に応じて信号を生成し、複数の画素のうち1つの注目画素及び注目画素に近接する1つ以上の画素を含む画素群によって同じ期間に生成された複数の信号が特定の分布を有するかを判定し、特定の分布を有すると判定された回数を注目画素についてカウントし、第1の係数に従って回数を変換することによって得られた値に基づいて、注目画素へ向けて照射された放射線のうち第1のエネルギ帯の入射量を取得し、第2の係数に従って回数を変換することによって得られた値に基づいて、注目画素へ向けて照射された放射線のうち第2のエネルギ帯の入射量を取得することを特徴とする。   In view of the above problems, a radiation imaging apparatus according to some embodiments of the present invention includes a scintillator that converts radiation into light, a sensor panel that includes a plurality of pixels including a photodetector that detects light, and A radiation imaging apparatus including a processing unit, wherein the processing unit generates a signal according to the light detected by the photodetector, and one of the plurality of pixels and one adjacent to the target pixel It is determined whether a plurality of signals generated in the same period by the pixel group including the above pixels has a specific distribution, the number of times determined to have the specific distribution is counted for the pixel of interest, and according to the first coefficient Based on the value obtained by converting the number of times, it is obtained by acquiring the incident amount of the first energy band of the radiation irradiated toward the target pixel and converting the number of times according to the second coefficient. Based on There are, and acquires the incident amount of the second energy band of the radiation emitted toward the pixel of interest.

上記手段により、間接型のセンサにおいて、入射する放射線のエネルギ帯ごとの入射量を取得する技術が提供される。   The above means provides a technique for acquiring the incident amount for each energy band of incident radiation in the indirect sensor.

本発明に係る放射線撮像装置の構成例を示す図。The figure which shows the structural example of the radiation imaging device which concerns on this invention. 図1の放射線撮像装置のセンサパネルの構成を示す図。The figure which shows the structure of the sensor panel of the radiation imaging device of FIG. 図1の放射線撮像装置のセンサ部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the sensor part of the radiation imaging device of FIG. 図1の放射線撮像装置のセンサパネルの照射期間と読出し期間とを示す図。The figure which shows the irradiation period and read-out period of the sensor panel of the radiation imaging device of FIG. 図1の放射線撮像装置の照射期間における各センサ部の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of each sensor part in the irradiation period of the radiation imaging device of FIG. 図1の放射線撮像装置のシンチレータの発光の広がりを示す図。The figure which shows the breadth of light emission of the scintillator of the radiation imaging device of FIG. 図1の放射線撮像装置のデジタル値に変換された発光分布を示す図。The figure which shows the light emission distribution converted into the digital value of the radiation imaging device of FIG. 図1の放射線撮像装置の変換部を示す図。The figure which shows the conversion part of the radiation imaging device of FIG. 図1の放射線撮像装置の変換係数の例を示す図。The figure which shows the example of the conversion coefficient of the radiation imaging device of FIG. 図1の放射線撮像装置の読出し期間における各センサ部の動作を示す図。The figure which shows operation | movement of each sensor part in the read-out period of the radiation imaging device of FIG. 本発明の第2実施形態に係る放射線撮像装置のセンサ部の構成を示す図。The figure which shows the structure of the sensor part of the radiation imaging device which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明に係る放射線撮像装置の具体的な実施形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下の説明及び図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。なお、本発明における放射線には、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線などの他に、同程度以上のエネルギを有するビーム、例えばX線や粒子線、宇宙線なども含みうる。   Hereinafter, specific embodiments of a radiation imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that, in the following description and drawings, common reference numerals are given to common configurations over a plurality of drawings. Therefore, a common configuration is described with reference to a plurality of drawings, and a description of a configuration with a common reference numeral is omitted as appropriate. The radiation in the present invention includes a beam having energy of the same degree or more, such as X-rays, β-rays, γ-rays, etc., which are beams formed by particles (including photons) emitted by radiation decay, such as X It can also include rays, particle rays, and cosmic rays.

<第1実施形態>
本発明に係る第1実施形態の放射線撮像装置100(又は、「放射線撮像システム」と称されてもよい。)について説明する。図1は、第1実施形態の放射線撮像装置100の構成例を示す。第1実施形態の放射線撮像装置100は、例えば、被検体に放射線を照射する照射部101と、照射部101を制御する照射制御部102と、放射線が照射された被検体を撮像する撮像部104と、プロセッサ103とを含む。照射制御部102及びプロセッサ103はそれぞれ、CPUやメモリなどを有するコンピュータなどによって構成されうる。本実施形態において、照射制御部102及びプロセッサ103が別々に構成されているが、それに限られるものではなく、一体に構成されていてもよい。即ち、照射制御部102及びプロセッサ103が、それらの機能を有する1つのコンピュータで構成されていてもよい。
<First Embodiment>
A radiation imaging apparatus 100 (or a “radiation imaging system”) according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a configuration example of a radiation imaging apparatus 100 according to the first embodiment. The radiation imaging apparatus 100 according to the first embodiment includes, for example, an irradiation unit 101 that irradiates a subject with radiation, an irradiation control unit 102 that controls the irradiation unit 101, and an imaging unit 104 that images a subject irradiated with radiation. And a processor 103. Each of the irradiation controller 102 and the processor 103 can be configured by a computer having a CPU, a memory, and the like. In the present embodiment, the irradiation control unit 102 and the processor 103 are configured separately, but are not limited thereto, and may be configured integrally. That is, the irradiation control unit 102 and the processor 103 may be configured by one computer having these functions.

撮像部104は、例えば、入射した放射線を光に変換するシンチレータ105と、センサパネル106とを含む。センサパネル106には、例えば、シンチレータ105によって放射線から変換された光を各々が検出する複数のセンサ部201が、複数の行及び複数の列を形成するように配列されている。センサ部201は「画素」と称されてもよい。詳細は後述するが、各センサ部201は、フォトンカウンティング方式の放射線撮像を行うための構成を有し、光の検出結果に基づいて、入射する放射線のフォトンの数を計測する。   The imaging unit 104 includes, for example, a scintillator 105 that converts incident radiation into light, and a sensor panel 106. In the sensor panel 106, for example, a plurality of sensor units 201 each detecting light converted from radiation by the scintillator 105 are arranged so as to form a plurality of rows and a plurality of columns. The sensor unit 201 may be referred to as a “pixel”. Although details will be described later, each sensor unit 201 has a configuration for performing photon counting radiation imaging, and measures the number of incident photons of radiation based on the detection result of light.

プロセッサ103は、撮像部104との間で信号ないしデータの授受を行い、具体的には、撮像部104を制御して放射線撮像を行い、それにより得られた信号を撮像部104から受ける。この信号は、放射線フォトンの計測値を含み、例えば、プロセッサ103は、該計測値に基づいて、例えばディスプレイ等の表示部(不図示)に放射線画像を表示させるための画像データを生成する。このとき、プロセッサ103は、該画像データに対して所定の補正処理を行ってもよい。また、プロセッサ103は、放射線照射を開始または終了するための信号を照射制御部102に供給する。   The processor 103 exchanges signals or data with the imaging unit 104, specifically controls the imaging unit 104 to perform radiation imaging, and receives signals obtained thereby from the imaging unit 104. This signal includes a measurement value of radiation photons. For example, the processor 103 generates image data for displaying a radiation image on a display unit (not shown) such as a display based on the measurement value. At this time, the processor 103 may perform a predetermined correction process on the image data. Further, the processor 103 supplies a signal for starting or ending radiation irradiation to the irradiation control unit 102.

次に、センサパネル106の構成について図2を参照しながら説明する。図2は、センサパネル106の構成を示す図である。センサパネル106は、複数のセンサ部201、垂直走査回路202、水平走査回路203、列信号線204、信号線205、出力線206、信号線207および列選択回路208を含みうる。複数のセンサ部201の各々は、シンチレータ105で生じた光の分布を取得する。次いで、取得した光の分布のうち特定の分布を検出した検出回数をカウントするように構成されうる。各センサ部201は、1つ以上の分布に応じた検出回数のデータを、各センサ部201に向けて照射された放射線のエネルギ帯ごとの入射量に変換する。各センサ部201は、信号線205を介して信号が供給されると、入射量のデータを、列信号線204を介して列選択回路208に出力する。   Next, the configuration of the sensor panel 106 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the sensor panel 106. The sensor panel 106 can include a plurality of sensor units 201, a vertical scanning circuit 202, a horizontal scanning circuit 203, a column signal line 204, a signal line 205, an output line 206, a signal line 207, and a column selection circuit 208. Each of the plurality of sensor units 201 acquires the distribution of light generated in the scintillator 105. Next, the detection may be configured to count the number of times of detection of a specific distribution in the acquired light distribution. Each sensor unit 201 converts data of the number of detection times corresponding to one or more distributions into an incident amount for each energy band of radiation irradiated toward each sensor unit 201. When a signal is supplied via the signal line 205, each sensor unit 201 outputs incident amount data to the column selection circuit 208 via the column signal line 204.

垂直走査回路202は、入射量のデータが各センサ部201から出力されるように、信号を供給する信号線205を順番に切り替える。列選択回路208は、信号線207を介して信号が供給されたときに、各センサ部201から出力された入射量のデータを出力線206に出力データDATAとして出力する。また、水平走査回路203は、入射量のデータを出力線206に出力する動作が複数の列選択回路208において順番に行われるように、信号を供給する信号線207を順番に切り替える。ここで、図2では、説明を簡単にするため、3行×3列のセンサ部201が配列されたセンサパネル106を示したが、より多くのセンサ部201が配列されたセンサパネル106が用いられてもよい。例えば、17インチのセンサパネル106(FPD)では、約2800行×約2800列のセンサ部201が配置されうる。また例えば、センサパネル106は、センサ部201が2次元アレイ状に配列される形態に限定されることはなく、センサ部201が1次元に配列されたライン状のセンサパネル106であってもよい。   The vertical scanning circuit 202 sequentially switches the signal line 205 that supplies a signal so that incident amount data is output from each sensor unit 201. When a signal is supplied via the signal line 207, the column selection circuit 208 outputs the incident amount data output from each sensor unit 201 to the output line 206 as output data DATA. Further, the horizontal scanning circuit 203 sequentially switches the signal line 207 that supplies a signal so that the operation of outputting the incident amount data to the output line 206 is sequentially performed in the plurality of column selection circuits 208. Here, in order to simplify the description, FIG. 2 shows the sensor panel 106 in which the sensor units 201 of 3 rows × 3 columns are arranged, but the sensor panel 106 in which more sensor units 201 are arranged is used. May be. For example, in a 17-inch sensor panel 106 (FPD), the sensor unit 201 of about 2800 rows × about 2800 columns can be arranged. Further, for example, the sensor panel 106 is not limited to a form in which the sensor units 201 are arranged in a two-dimensional array, and may be a line-shaped sensor panel 106 in which the sensor units 201 are arranged in a one-dimensional manner. .

次に、センサ部201の構成について図3を参照しながら説明する。図3は、センサ部201の構成を示す図である。センサパネル106の各センサ部201は、例えば、光検出器である検出素子301、処理部330、出力部305、基準電圧306を供給する基準電圧部を含みうる。また処理部330は、電圧変換部302、比較部303、メモリ304、判定部307、変換部130を含みうる。検出素子301は、放射線がシンチレータ105に入射することによりシンチレータ105で生じた光を検出し、信号を生成する光電変換器である。検出素子301には、公知の光電変換素子、例えばフォトダイオードなどを用いてもよい。電圧変換部302は、例えば微分回路が用いられ、検出素子301で生成された信号を電圧のパルス信号に変換して比較部303へ出力する。比較部303は、電圧変換部302から出力されたパルス信号の電圧値と基準電圧306とを比較し、比較結果に応じた比較結果信号として例えば2値の信号を生成する。電圧変換部302から出力されたパルス信号の電圧値が基準電圧306の電圧値以上である場合は、比較部303は、比較結果に応じた信号としてデジタル値「1」を出力する。一方で、電圧変換部302から出力されたパルス信号の電圧値が基準電圧306よりも小さい場合は、比較部303は、比較結果に応じた信号としてデジタル値「0」を出力する。比較部303に供給される基準電圧306は、センサパネル106における全てのセンサ部201に対して共通の値になるように設定されうる。シンチレータ105に放射線が入射し光に変換されると、検出素子301で検出された光に応じて、電圧変換部302を介して、比較部303が2値のデジタル値の信号を生成する。   Next, the configuration of the sensor unit 201 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the sensor unit 201. Each sensor unit 201 of the sensor panel 106 may include, for example, a detection element 301 that is a photodetector, a processing unit 330, an output unit 305, and a reference voltage unit that supplies a reference voltage 306. The processing unit 330 may include a voltage conversion unit 302, a comparison unit 303, a memory 304, a determination unit 307, and a conversion unit 130. The detection element 301 is a photoelectric converter that detects light generated by the scintillator 105 when radiation enters the scintillator 105 and generates a signal. As the detection element 301, a known photoelectric conversion element such as a photodiode may be used. The voltage conversion unit 302 uses, for example, a differentiation circuit, converts the signal generated by the detection element 301 into a voltage pulse signal, and outputs the voltage pulse signal to the comparison unit 303. The comparison unit 303 compares the voltage value of the pulse signal output from the voltage conversion unit 302 with the reference voltage 306, and generates, for example, a binary signal as a comparison result signal corresponding to the comparison result. When the voltage value of the pulse signal output from the voltage converter 302 is equal to or higher than the voltage value of the reference voltage 306, the comparator 303 outputs a digital value “1” as a signal corresponding to the comparison result. On the other hand, when the voltage value of the pulse signal output from the voltage conversion unit 302 is smaller than the reference voltage 306, the comparison unit 303 outputs a digital value “0” as a signal corresponding to the comparison result. The reference voltage 306 supplied to the comparison unit 303 can be set to have a common value for all the sensor units 201 in the sensor panel 106. When radiation is incident on the scintillator 105 and converted into light, the comparator 303 generates a binary digital signal via the voltage converter 302 in accordance with the light detected by the detection element 301.

判定部307は、同じ期間に複数のセンサ部201(画素群)の比較部303から出力される複数のデジタル値の信号を含む信号パターン309を取得する。判定部307は、同じ期間に各センサ部201から出力される複数の信号で構成された信号パターン309を取得することによって、入射した放射線の1つの放射線フォトンからシンチレータ105で変換された光の分布の広がりを取得することができる。   The determination unit 307 acquires a signal pattern 309 including a plurality of digital value signals output from the comparison unit 303 of the plurality of sensor units 201 (pixel group) in the same period. The determination unit 307 obtains a signal pattern 309 composed of a plurality of signals output from each sensor unit 201 during the same period, thereby distributing the light converted by the scintillator 105 from one radiation photon of the incident radiation. Can get the spread of.

次いで、判定部307は、信号パターン309が特定の分布を有するか否かを判定する。判定部307は、信号パターン309が特定の分布を有すると判断した場合、所定の期間に特定の分布が検出された回数をカウントする。具体的には、判定部307は、取得された信号パターン309と予め設定された光の分布を表す参照パターン308とを比較する。信号パターン309と参照パターン308とが一致したと判定した場合、判定部307は、該参照パターン308と対応する分布を検出したと判定してメモリ304のカウント値に1を加える分布検出信号を出力する。信号パターン309と参照パターン308とが一致しない場合、判定部307は、分布を検出したことを示す分布検出信号を出力せずメモリ304のカウント値を変化させない。判定部307とメモリ304とによって、信号パターン309と参照パターン308とが一致し、特定の分布を検出したと判定された検出回数がカウントされる。参照パターン308は、例えば判定部307内のメモリなどに記録されていてもよいし、判定部307の外部から与えられてもよい。   Next, the determination unit 307 determines whether or not the signal pattern 309 has a specific distribution. If the determination unit 307 determines that the signal pattern 309 has a specific distribution, the determination unit 307 counts the number of times the specific distribution is detected in a predetermined period. Specifically, the determination unit 307 compares the acquired signal pattern 309 with a reference pattern 308 representing a preset light distribution. If it is determined that the signal pattern 309 and the reference pattern 308 match, the determination unit 307 determines that a distribution corresponding to the reference pattern 308 has been detected, and outputs a distribution detection signal that adds 1 to the count value of the memory 304. To do. When the signal pattern 309 and the reference pattern 308 do not match, the determination unit 307 does not output a distribution detection signal indicating that the distribution is detected and does not change the count value of the memory 304. The determination unit 307 and the memory 304 count the number of times that the signal pattern 309 matches the reference pattern 308 and it is determined that a specific distribution is detected. The reference pattern 308 may be recorded in, for example, a memory in the determination unit 307 or may be given from the outside of the determination unit 307.

ここでメモリ304のカウント値に1を加えるための分布の検出の判定は、信号パターン309と参照パターン308との比較だけに限られるものではない。例えば、隣接するセンサ部201の比較部303の出力を加算する加算回路を用い、判定部307が、比較部303から出力されるデジタル値の合計値に応じて、メモリ304をカウントさせてもよい。例えば、センサ部201の比較部303からの出力が「1」で、該センサ部201と該センサ部201の上下左右に隣接する4つのセンサ部201との比較部303からの出力の合計が「2」以上となる。この場合、判定部307が、特定の分布を検出したとしてメモリ304のカウント値に1を加えてもよい。判定部307は、1つのセンサ部201だけでなく該センサ部201に隣接する複数のセンサ部201で光が検出され、シンチレータ105で発光した光が複数のセンサ部201に広がって検出されたことを判定できる。   Here, the determination of the distribution detection for adding 1 to the count value of the memory 304 is not limited to the comparison between the signal pattern 309 and the reference pattern 308. For example, an adder circuit that adds the outputs of the comparison units 303 of the adjacent sensor units 201 may be used, and the determination unit 307 may cause the memory 304 to count according to the total value of the digital values output from the comparison unit 303. . For example, the output from the comparison unit 303 of the sensor unit 201 is “1”, and the total output from the comparison unit 303 of the sensor unit 201 and the four sensor units 201 adjacent to the sensor unit 201 in the vertical and horizontal directions is “ 2 ”or more. In this case, the determination unit 307 may add 1 to the count value of the memory 304, assuming that a specific distribution is detected. The determination unit 307 detects that light is detected not only by one sensor unit 201 but also by a plurality of sensor units 201 adjacent to the sensor unit 201, and light emitted from the scintillator 105 is detected by spreading to the plurality of sensor units 201. Can be determined.

信号パターン309は、センサ部201の比較部303の出力と、該センサ部201に対して上下左右に隣接する4つのセンサ部201の比較部303の出力から構成される複数ビットのデジタル値でありうる。すなわち信号パターン309は、シンチレータ105において、放射線フォトンが光に変換されたときの発光の分布を反映した複数の信号によるデジタル値となる。図3に示す構成では、比較部303がセンサ部201に対して1つ配置されているため、信号パターン309は、5ビットのデジタル値となる。しかしながら、本実施形態はこれに限られるものではなく、例えばそれぞれのセンサ部201に対して基準電圧306の互いに異なる複数の比較部303を配置し、多値での判定を行ってもよい。比較部303を複数配置することによって、各センサ部201は、光の強度に関する複数のレベルの発光の分布について、検出回数をカウントすることができる。   The signal pattern 309 is a multi-bit digital value composed of the output of the comparison unit 303 of the sensor unit 201 and the outputs of the comparison units 303 of the four sensor units 201 that are vertically and horizontally adjacent to the sensor unit 201. sell. That is, the signal pattern 309 is a digital value based on a plurality of signals reflecting the distribution of light emission when radiation photons are converted into light in the scintillator 105. In the configuration shown in FIG. 3, since one comparison unit 303 is arranged for the sensor unit 201, the signal pattern 309 is a 5-bit digital value. However, the present embodiment is not limited to this. For example, a plurality of comparison units 303 having different reference voltages 306 may be arranged for each sensor unit 201 to perform multi-level determination. By arranging a plurality of comparison units 303, each sensor unit 201 can count the number of detections for a plurality of levels of light emission distribution related to light intensity.

メモリ304に格納されたカウント値を、入射した放射線のエネルギ帯ごとの入射量に変換する変換部130については、後述する。また、出力部305は、出力部305に接続された信号線205を介して垂直走査回路202から信号が供給されたとき、変換部130によって変換された放射線のエネルギ帯ごとの入射量のデータDATAを、列信号線204を介して列選択回路208に供給する。その後、列選択回路208に信号線207を介して信号が供給されたとき、入射した放射線のエネルギ帯ごとの入射量のデータDATAがプロセッサ103に出力される。   The conversion unit 130 that converts the count value stored in the memory 304 into an incident amount for each energy band of incident radiation will be described later. The output unit 305 receives incident amount data DATA for each energy band of the radiation converted by the conversion unit 130 when a signal is supplied from the vertical scanning circuit 202 via the signal line 205 connected to the output unit 305. Is supplied to the column selection circuit 208 via the column signal line 204. After that, when a signal is supplied to the column selection circuit 208 via the signal line 207, incident amount data DATA for each energy band of incident radiation is output to the processor 103.

図3に示す構成では、それぞれのセンサ部201に判定部307Rと判定部307Bとの2つの判定部307が配置される。判定部307Rと判定部307Bとは、それぞれ異なる参照パターン308を用いて信号パターン309に対する判定を行う。判定部307Rに参照パターン308Rが、判定部307Bに参照パターン308Bが、それぞれ与えられる。メモリ304は、判定部307Rに接続されたメモリ304Rと、判定部307Bに接続されたメモリ304Bとの2つが配置されている。判定部307Rにおいて、信号パターン309と参照パターン308Rとが一致したと判定した場合、判定部307は、メモリ304Rのカウント値に1を加える。また、判定部307Bにおいて、信号パターン309と参照パターン308Bとが一致したと判定した場合、判定部307Bは、メモリ304Bのカウント値に1を加える。本実施形態では、複数の判定部307及びメモリ304を配置することによって、複数の特定のエネルギを有する放射線フォトンの入射量を取得する。   In the configuration illustrated in FIG. 3, two determination units 307, which are a determination unit 307 </ b> R and a determination unit 307 </ b> B, are arranged in each sensor unit 201. The determination unit 307R and the determination unit 307B perform determination on the signal pattern 309 using different reference patterns 308, respectively. A reference pattern 308R is provided to the determination unit 307R, and a reference pattern 308B is provided to the determination unit 307B. Two memories 304R, a memory 304R connected to the determination unit 307R and a memory 304B connected to the determination unit 307B, are arranged. When the determination unit 307R determines that the signal pattern 309 matches the reference pattern 308R, the determination unit 307 adds 1 to the count value of the memory 304R. If the determination unit 307B determines that the signal pattern 309 and the reference pattern 308B match, the determination unit 307B adds 1 to the count value of the memory 304B. In the present embodiment, a plurality of determination units 307 and a memory 304 are arranged to acquire the incident amount of radiation photons having a plurality of specific energies.

本実施形態では、判定部307を1つのセンサ部201に2個配置する例を示すが、それに限られるものではなく、例えば判定部307を1つだけ配置しもよい。また例えば判定部307を3個以上配置し、それぞれ異なる参照パターン308と信号パターン309とが一致するか否かを判定してもよい。また、図3に示す構成ではメモリ304を2個配置する例を示すが、それに限られるものでなく、例えば配置される判定部307の数に合わせ、メモリ304を1つだけ配置してもよいし、3個以上のメモリ304を配置してもよい。また、信号パターン309は、本実施形態においてセンサ部201と該センサ部201に対して上下左右に隣接する4つのセンサ部との5つのセンサ部の比較部303の出力から構成される。しかしながら、信号パターン309は、例えば、互いに隣接する2つのセンサ部201や、センサ部201に対して斜めに隣接する4つのセンサ部201、2つ以上離れたセンサ部201の比較部303の出力から構成されてもよい。また、信号パターン309は、例えば、センサ部201と該センサ部201の周囲に隣接する8つのセンサ部との9つのセンサ部の比較部303の出力から構成されてもよい。放射線の入射によってシンチレータ105が発光し、複数のセンサ部201のうち1つの注目画素であるセンサ部201と該注目するセンサ部201に近接する1つ以上のセンサ部によって、同じ期間に生成された発光の分布の広がりが取得される構成であればよい。そして、判定部307は、該注目されるセンサ部201ごとに、同じ期間に生成された発光の分布を取得し、発光の分布が特定の分布を有するか否かを判定する。   In the present embodiment, an example in which two determination units 307 are arranged in one sensor unit 201 is shown, but the present invention is not limited to this. For example, only one determination unit 307 may be arranged. Further, for example, three or more determination units 307 may be arranged, and it may be determined whether different reference patterns 308 and signal patterns 309 match each other. 3 shows an example in which two memories 304 are arranged. However, the present invention is not limited to this. For example, only one memory 304 may be arranged in accordance with the number of determination units 307 to be arranged. In addition, three or more memories 304 may be arranged. Further, the signal pattern 309 is configured by outputs of the comparison unit 303 of five sensor units of the sensor unit 201 and four sensor units adjacent to the sensor unit 201 in the vertical and horizontal directions in the present embodiment. However, the signal pattern 309 is obtained, for example, from the outputs of the two sensor units 201 adjacent to each other, the four sensor units 201 obliquely adjacent to the sensor unit 201, or the comparison unit 303 of the sensor unit 201 that is two or more away from each other. It may be configured. In addition, the signal pattern 309 may be configured by, for example, the output of the comparison unit 303 of nine sensor units of the sensor unit 201 and eight sensor units adjacent to the periphery of the sensor unit 201. The scintillator 105 emits light by the incidence of radiation, and is generated in the same period by the sensor unit 201 that is one pixel of interest among the plurality of sensor units 201 and one or more sensor units that are close to the sensor unit 201 of interest. Any configuration may be used as long as the spread of the emission distribution is acquired. Then, the determination unit 307 acquires the distribution of light emission generated during the same period for each sensor unit 201 of interest, and determines whether or not the light distribution has a specific distribution.

次に、本実施形態における放射線撮像システムの駆動について説明する。図4は、撮像部104のセンサパネル106の駆動タイミングを示す図である。図4の波形は、横軸を時間として放射線の照射期間、及び、データDATAの読み出しの期間を表している。図4において、放射線照射期間は、照射部101によって被検体に放射線を照射し、センサパネル106に入射した放射線をシンチレータ105で光に変換し、光の分布の広がりを取得し、参照パターン308と一致する回数をカウントさせる期間である。また読出し期間は、放射線照射期間に得られた検出回数を入射した放射線のエネルギ帯ごとの入射量に変換したデータDATAをセンサパネル106から出力させる期間である。図4に示すように、センサパネル106は、放射線照射期間と読出し期間とを交互に行うことによって、動画を取得することが可能となる。また、例えば放射線照射期間と読出し期間とを1度行うことによって静止画を取得してもよい。   Next, driving of the radiation imaging system in the present embodiment will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating the drive timing of the sensor panel 106 of the imaging unit 104. The waveform in FIG. 4 represents a radiation irradiation period and a data DATA reading period with the horizontal axis as time. In FIG. 4, during the radiation irradiation period, the irradiation unit 101 irradiates the subject with radiation, the radiation incident on the sensor panel 106 is converted into light by the scintillator 105, the spread of the light distribution is acquired, and the reference pattern 308 This is the period during which the number of matches is counted. The readout period is a period in which data DATA obtained by converting the number of detections obtained during the radiation irradiation period into an incident amount for each incident energy band is output from the sensor panel 106. As shown in FIG. 4, the sensor panel 106 can acquire a moving image by alternately performing the radiation irradiation period and the reading period. Further, for example, a still image may be acquired by performing a radiation irradiation period and a reading period once.

次に、図3に示すように構成されたセンサ部201における放射線照射期間での動作について、図5を参照しながら説明する。図5は、電圧変換部302、比較部303及びメモリ304の放射線照射中の駆動タイミングを示す。図5の波形は、横軸を時間とした電圧変換部302の出力、比較部303の出力、メモリ304のカウント値を表している。放射線フォトンが撮像部104に入射し、シンチレータ105で光に変換される。検出素子301において検出された光に起因する電気信号が、電圧変換部302で電圧のパルスに変換される。この電圧変換部302の電圧のパルスが基準電圧306を上回ると、比較部303からデジタル値「1」が出力される。本実施形態では、上述したように比較部303とメモリ304との間には、信号パターン309と参照パターン308とを比較する判定部307が存在する。複数のセンサ部201(画素群)の比較部303が出力した複数の信号である信号パターン309と、参照パターン308Rとの両者が一致した場合、判定部307Rは、メモリ304Rのカウント値に1を加える。また同様に、信号パターン309と参照パターン308Bとの両者が一致した場合、判定部307Bは、メモリ304Bのカウント値に1を加える。判定部307において信号パターン309と参照パターン308とが一致したと判定した回数が、特定の分布を検出した検出回数としてカウントされメモリ304に格納される。   Next, the operation in the radiation irradiation period in the sensor unit 201 configured as shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows drive timings during radiation irradiation of the voltage conversion unit 302, the comparison unit 303, and the memory 304. 5 represents the output of the voltage conversion unit 302, the output of the comparison unit 303, and the count value of the memory 304 with the horizontal axis as time. Radiation photons enter the imaging unit 104 and are converted into light by the scintillator 105. An electric signal resulting from the light detected by the detection element 301 is converted into a voltage pulse by the voltage converter 302. When the voltage pulse of the voltage conversion unit 302 exceeds the reference voltage 306, a digital value “1” is output from the comparison unit 303. In the present embodiment, as described above, the determination unit 307 that compares the signal pattern 309 and the reference pattern 308 exists between the comparison unit 303 and the memory 304. When the signal pattern 309, which is a plurality of signals output from the comparison unit 303 of the plurality of sensor units 201 (pixel group), matches the reference pattern 308R, the determination unit 307R sets the count value of the memory 304R to 1. Add. Similarly, when both the signal pattern 309 and the reference pattern 308B match, the determination unit 307B adds 1 to the count value of the memory 304B. The number of times that the determination unit 307 determines that the signal pattern 309 matches the reference pattern 308 is counted as the number of detection times when a specific distribution is detected and stored in the memory 304.

次いで、図6〜9を用いて、放射線照射期間に得られた検出回数を特定のエネルギを有する放射線の入射量に変換する方法について説明する。図6は、入射する放射線のエネルギとシンチレータ105の発光の分布との関係を表す図である。図6に示す構成において、放射線は図の上側から入射し、撮像部104では、放射線の入射する側からシンチレータ105、センサパネル106(検出素子301)の順に配される。放射線を構成する複数の放射線フォトンは様々なエネルギを有する。図6(a)に示すように、低いエネルギを有する放射線フォトンは、検出素子301から遠く、放射線の入射側に近いところで吸収される可能性が高い。この場合、シンチレータ105によって放射線から変換された光は、シンチレータ105内で広く拡散するため、多数のセンサ部201の検出素子301で検出される。一方、高いエネルギを有する放射線フォトンは、低いエネルギを有する放射線フォトンよりもシンチレータ105で吸収され難い。このため、図6(a)のように放射線の入射面側で吸収される場合や、図6(b)に示すように検出素子301の近傍で吸収される場合がある。図6(b)に示すように検出素子301の近傍で吸収される場合、シンチレータ105によって放射線から変換された光が図6(a)の場合と比較して拡散せずに、例えば1つのセンサ部201の検出素子301で検出される。   Next, a method for converting the number of detections obtained during the radiation irradiation period into an incident amount of radiation having specific energy will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the energy of incident radiation and the light emission distribution of the scintillator 105. In the configuration shown in FIG. 6, radiation enters from the upper side of the figure, and in the imaging unit 104, the scintillator 105 and the sensor panel 106 (detection element 301) are arranged in this order from the side on which the radiation is incident. The plurality of radiation photons constituting the radiation have various energies. As shown in FIG. 6 (a), radiation photons having low energy are likely to be absorbed far from the detection element 301 and closer to the radiation incident side. In this case, the light converted from the radiation by the scintillator 105 is diffused widely in the scintillator 105, and is thus detected by the detection elements 301 of the multiple sensor units 201. On the other hand, radiation photons having high energy are less likely to be absorbed by the scintillator 105 than radiation photons having low energy. For this reason, it may be absorbed on the radiation incident side as shown in FIG. 6A, or may be absorbed near the detection element 301 as shown in FIG. 6B. When absorbed in the vicinity of the detection element 301 as shown in FIG. 6B, the light converted from the radiation by the scintillator 105 is not diffused as compared with the case of FIG. It is detected by the detection element 301 of the unit 201.

このように入射する放射線フォトンの有するエネルギの違いによって、放射線がシンチレータ105で吸収される深さが異なる。放射線フォトンが光に変換されるシンチレータ内での深さが異なると、それに応じて発光の分布の広がりも異なる。これによって、放射線撮像装置100は、入射した放射線に対してエネルギの分解能を有し、各センサ部201へ向けて照射された放射線のうち、放射線の有する特定のエネルギ帯ごとに、その入射量を検出することができる。   The depth at which the radiation is absorbed by the scintillator 105 differs depending on the difference in energy of the incident radiation photons. If the depth in the scintillator where radiation photons are converted to light is different, the spread of the emission distribution is also different accordingly. As a result, the radiation imaging apparatus 100 has a resolution of energy with respect to the incident radiation, and the amount of incidence is determined for each specific energy band of the radiation among the radiation irradiated toward each sensor unit 201. Can be detected.

ここで、放射線の有するエネルギの差に起因する発光の分布の広がりの差が大きいほど、エネルギ分解能を向上することができる。発光の分布の広がりは、シンチレータ105の厚さ702によって大きく変化しうる。シンチレータ105の厚み702が厚いほど、放射線の入射面の近傍で吸収された放射線による発光が、より多くのセンサ部201の検出素子301まで広がる。放射線の入射面の近傍で吸収された放射線フォトンによる発光をより広い範囲に拡散させるために、シンチレータ105の厚さ702は、例えば、検出素子301の配されるセンサ部201のピッチよりも大きいとよい。   Here, the energy resolution can be improved as the difference in the spread of the light emission distribution due to the difference in the energy of the radiation increases. The spread of the emission distribution can vary greatly depending on the thickness 702 of the scintillator 105. As the thickness 702 of the scintillator 105 is thicker, the light emitted by the radiation absorbed in the vicinity of the radiation incident surface spreads to more detection elements 301 of the sensor unit 201. In order to diffuse the light emission by the radiation photons absorbed in the vicinity of the radiation incident surface to a wider range, the thickness 702 of the scintillator 105 is, for example, larger than the pitch of the sensor units 201 in which the detection elements 301 are arranged. Good.

また、エネルギ分解能の精度を高めるために、シンチレータ105の検出素子301と対向する側とは反対側、図6に示す構成の場合、放射線の入射する側に吸収層701を配してもよい。シンチレータ105で発光した光は、さまざまな方向に拡散しうる。検出素子301に近い領域で発光した場合でも、図6(c)に示すように、光は検出素子301への方向以外にも拡散しうる。シンチレータ105の表面において光の反射率が高い場合、この拡散した光が、表面で反射し検出素子301に入射しうる。この反射光は、検出素子301の近傍で発光し直接、検出素子301に入射した光と比較して、複数のセンサ部201の検出素子301まで広がりうる。このため、検出素子301から離れた位置で発光した光の発光分布との差が発生し難くなる可能性がある。この反射による光の拡散を防ぐために吸収層701が配されるとよい。例えば吸収層701は、シンチレータ105の発光する光が吸収層701に入射した場合、該光の10%以上を吸収するとよい。   Further, in order to increase the accuracy of energy resolution, an absorption layer 701 may be disposed on the side opposite to the side facing the detection element 301 of the scintillator 105, in the case of the configuration shown in FIG. The light emitted from the scintillator 105 can diffuse in various directions. Even when light is emitted in a region close to the detection element 301, the light can be diffused in directions other than the direction toward the detection element 301 as shown in FIG. When the reflectance of light is high on the surface of the scintillator 105, the diffused light can be reflected by the surface and enter the detection element 301. This reflected light is emitted in the vicinity of the detection element 301, and can be directly extended to the detection elements 301 of the plurality of sensor units 201 as compared with the light incident on the detection element 301. For this reason, there is a possibility that a difference from the light emission distribution of the light emitted at a position away from the detection element 301 hardly occurs. In order to prevent diffusion of light due to the reflection, an absorption layer 701 is preferably provided. For example, when the light emitted from the scintillator 105 is incident on the absorption layer 701, the absorption layer 701 may absorb 10% or more of the light.

また、本実施形態において、図6に示すように撮像部104では、放射線の入射する側からシンチレータ105、センサパネル106の順に配される。しかしながら、シンチレータ105及び検出素子301の配置はこれに限られるものではない。放射線は、センサパネル106の側から入射し、センサパネル106を通過した後、シンチレータ105に入射してもよい。この場合、低いエネルギを有する放射線フォトンは、シンチレータ105の検出素子301に近いところで吸収される。シンチレータ105によって放射線から変換された光は、シンチレータ105内で広く拡散せずに、例えば1つのセンサ部201の検出素子301で検出される。一方、高いエネルギを有する放射線フォトンは、低いエネルギを有する放射線フォトンよりもシンチレータ105で吸収され難い。このため、例えば検出素子301から離れた場所でシンチレータに吸収された放射線による発光は、シンチレータ105内で広く拡散し、多数のセンサ部201の検出素子301で検出される。このように、放射線がセンサパネル106の側から入射した場合においても、発光する深さの相違によって、発光の分布の広がりが異なる。これによって、放射線撮像装置100は、各センサ部201へ向けて照射された放射線のうち、入射した放射線の有するエネルギとその入射量とを検出することができる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 6, in the imaging unit 104, the scintillator 105 and the sensor panel 106 are arranged in this order from the radiation incident side. However, the arrangement of the scintillator 105 and the detection element 301 is not limited to this. The radiation may enter the scintillator 105 after entering the sensor panel 106 and passing through the sensor panel 106. In this case, radiation photons having low energy are absorbed near the detection element 301 of the scintillator 105. The light converted from the radiation by the scintillator 105 is detected by, for example, the detection element 301 of one sensor unit 201 without widely diffusing in the scintillator 105. On the other hand, radiation photons having high energy are less likely to be absorbed by the scintillator 105 than radiation photons having low energy. For this reason, for example, light emitted by radiation absorbed by the scintillator at a location distant from the detection element 301 is diffused widely in the scintillator 105 and detected by the detection elements 301 of the multiple sensor units 201. Thus, even when radiation is incident from the sensor panel 106 side, the spread of light emission varies depending on the difference in the light emission depth. Thereby, the radiation imaging apparatus 100 can detect the energy and the incident amount of the incident radiation among the radiation irradiated toward each sensor unit 201.

図7は、センサ部201の検出素子301によって発光を検出し、比較部303によってデジタル値に変換された信号パターン309を示す。図2に示すように構成されたセンサパネル106は、センサ部201をX行×Y列の2次元アレイ状に配置したものである。図8には5行×5列のセンサ部201の比較部303からのデジタル値が示されている。   FIG. 7 shows a signal pattern 309 in which light emission is detected by the detection element 301 of the sensor unit 201 and converted into a digital value by the comparison unit 303. The sensor panel 106 configured as shown in FIG. 2 has sensor units 201 arranged in a two-dimensional array of X rows × Y columns. FIG. 8 shows digital values from the comparison unit 303 of the sensor unit 201 of 5 rows × 5 columns.

図6(a)で示したように、シンチレータ105の検出素子301から離れた場所で放射線が吸収され発光した場合、検出素子301から離れた場所で発光するため、光はシンチレータ105内で拡散し、発光の分布は複数のセンサ部201に広がる。この場合、各センサ部201の比較部303からのデジタル値は、図7(a)に示すように注目画素であるセンサ部201Aを中心に、隣接したセンサ部201でも光を検出したことを示す信号パターン309Rとなりうる。この信号パターン309Rは、センサ部201Aと、センサ部201Aに近接する複数のセンサ部201で光を検出したことを識別するための参照パターン308Rと一致する。そこで、判定部307Rは、信号パターン309Aと参照パターン308Rとが一致したと判定し、メモリ304Rのカウント値に1を加える。   As shown in FIG. 6A, when radiation is absorbed and emitted at a location away from the detection element 301 of the scintillator 105, the light is emitted at a location away from the detection element 301, so that the light diffuses within the scintillator 105. The distribution of light emission spreads over the plurality of sensor units 201. In this case, the digital value from the comparison unit 303 of each sensor unit 201 indicates that light is detected by the adjacent sensor unit 201 with the sensor unit 201A as the target pixel as the center as shown in FIG. 7A. It can be a signal pattern 309R. This signal pattern 309R matches the reference pattern 308R for identifying that light is detected by the sensor unit 201A and the plurality of sensor units 201 adjacent to the sensor unit 201A. Therefore, the determination unit 307R determines that the signal pattern 309A matches the reference pattern 308R, and adds 1 to the count value of the memory 304R.

一方、図6(b)で示したように、シンチレータ105の検出素子301の近傍で放射線が吸収され発光した場合、検出素子301に近い場所で発光する。このため、発光の分布は複数のセンサ部201に広がらず、例えば1つのセンサ部201Aだけで検出される。この場合、各センサ部201の比較部303からのデジタル値は、図7(b)に示すようなセンサ部201Aだけで光を検出した信号パターン309Bとなりうる。この信号パターン309Bは、センサ部201Aだけで光を検出し、近接するセンサ部201では光を検出しないことを識別するための参照パターン308Bと一致する。そこで、判定部307Bは、信号パターン309Bと参照パターン308Bとが一致したと判定し、メモリ304Bのカウント値に1を加える。このように、判定部307とメモリ304とによって、信号パターン309と参照パターン308とが一致し、特定の分布が検出されたと判定された検出回数が、センサ部201ごとにカウントされる。   On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the radiation is absorbed and emitted near the detection element 301 of the scintillator 105, the light is emitted near the detection element 301. For this reason, the distribution of light emission does not spread over the plurality of sensor units 201, and is detected by only one sensor unit 201A, for example. In this case, the digital value from the comparison unit 303 of each sensor unit 201 can be a signal pattern 309B in which light is detected only by the sensor unit 201A as shown in FIG. 7B. This signal pattern 309B coincides with a reference pattern 308B for identifying that light is detected only by the sensor unit 201A and light is not detected by the adjacent sensor unit 201. Therefore, the determination unit 307B determines that the signal pattern 309B matches the reference pattern 308B, and adds 1 to the count value of the memory 304B. As described above, the number of detections where the determination unit 307 and the memory 304 determine that the signal pattern 309 matches the reference pattern 308 and a specific distribution is detected is counted for each sensor unit 201.

次にセンサ部201ごとに得られた検出回数のカウント値から、入射した放射線の特定のエネルギ帯ごとの入射量を取得するための方法について説明する。図8に検出回数を放射線の入射量に変換する変換部130、図9に検出回数を放射線の入射量に変換する係数である変換係数の例についてそれぞれ示す。以下の例では、ある閾値(例えば、60keV)を境界として放射線のエネルギを2つのエネルギ帯に分け、それぞれのエネルギ帯について放射線の入射量を取得する場合を説明する。この閾値よりも低いエネルギを低エネルギと呼び、この閾値よりも高いエネルギを高エネルギと呼ぶ。   Next, a method for acquiring the incident amount for each specific energy band of incident radiation from the count value of the number of detection times obtained for each sensor unit 201 will be described. FIG. 8 shows an example of a conversion unit 130 that converts the number of detections into the amount of incident radiation, and FIG. 9 shows an example of a conversion coefficient that is a coefficient for converting the number of detections into the amount of incident radiation. In the following example, a case will be described in which radiation energy is divided into two energy bands with a certain threshold (for example, 60 keV) as a boundary, and the incident amount of radiation is acquired for each energy band. Energy lower than this threshold is called low energy, and energy higher than this threshold is called high energy.

低いエネルギを有する放射線が、必ずしもシンチレータ105の入射面側で吸収され発光の分布が広がり、また高いエネルギを有する放射線が、必ずシンチレータ105の入射面側から離れた場所で吸収され発光の分布が狭いとは限らない。低いエネルギを有する放射線は、シンチレータ105の入射面側で吸収される可能性が高く、また高いエネルギを有する放射線は、シンチレータ105でほぼ均一に吸収される可能性が高い。このため各参照パターン308と一致した信号パターン309の検出回数であるメモリ304R、メモリ304Bの各カウント値に対し、図9に示す変換係数に従って、エネルギ帯ごとの放射線の入射量に変換する。変換係数は、放射線フォトンの有するエネルギと、放射線フォトンが光に変換され取得される信号パターン309と参照パターン308とが一致する可能性と、の関係を表す係数である。例えばメモリ304Rのカウント値に対して係数L、係数H、メモリ304Bのカウント値に対して係数L’、係数H’を乗算することによって、各カウント値を変換する。図8に示す変換部130の構成において、信号パターン309で光を検出する分布が広いことを検出したメモリ304Rのカウント値に対して、係数L=0.6を乗算する。これによって、メモリ304Rのカウント値のうち低エネルギの放射線に起因する変換入射量が算出される。また、メモリ304Rのカウント値に対して、係数H=0.4を乗算し、メモリ304Rのカウント値のうち高エネルギの放射線に起因する変換入射量が算出される。同様に、信号パターン309の光を検出する分布が狭いことを検出したメモリ304Bのカウント値に対して、係数L’=0.1を乗算し、メモリ304Bのカウント値のうち低エネルギの放射線に起因する変換入射量が算出される。また係数H’=0.9を乗算し、メモリ304Bのカウント値のうち高エネルギの放射線に起因する変換入射量が算出される。次いで、低エネルギの放射線に起因するそれぞれの変換入射量を加算する。また、高エネルギの放射線に起因するそれぞれの変換入射量を加算する。これによって、複数のセンサ部201によって検出された光の分布のカウント値から、低エネルギと高エネルギとのそれぞれのエネルギ帯で入射した放射線の入射量に変換される。取得された低エネルギの放射線に起因する入射量のデータは出力部305Rに、取得された高エネルギの放射線に起因する入射量のデータは出力部305Bに、それぞれ格納される。   Radiation having low energy is necessarily absorbed on the incident surface side of the scintillator 105 and the distribution of light emission is broadened, and radiation having high energy is always absorbed at a location away from the incident surface side of the scintillator 105 and the distribution of light emission is narrow. Not necessarily. Radiation having low energy is likely to be absorbed on the incident surface side of the scintillator 105, and radiation having high energy is likely to be absorbed almost uniformly by the scintillator 105. For this reason, each count value of the memory 304R and the memory 304B, which is the number of detections of the signal pattern 309 that matches each reference pattern 308, is converted into an incident amount of radiation for each energy band according to the conversion coefficient shown in FIG. The conversion coefficient is a coefficient representing the relationship between the energy of the radiation photons and the possibility that the signal pattern 309 obtained by converting the radiation photons into light matches the reference pattern 308. For example, each count value is converted by multiplying the count value of the memory 304R by a coefficient L and a coefficient H, and the count value of the memory 304B by a coefficient L 'and a coefficient H'. In the configuration of the conversion unit 130 illustrated in FIG. 8, the count value of the memory 304 </ b> R that has detected that the distribution of detecting light in the signal pattern 309 is wide is multiplied by a coefficient L = 0.6. Thereby, the conversion incident amount caused by the low-energy radiation among the count values of the memory 304R is calculated. Also, the count value in the memory 304R is multiplied by a coefficient H = 0.4, and the converted incident amount due to high energy radiation in the count value in the memory 304R is calculated. Similarly, the count value of the memory 304B that has detected that the light detection distribution of the signal pattern 309 is narrow is multiplied by a coefficient L ′ = 0.1, and the low energy radiation in the count value of the memory 304B is multiplied. The resulting conversion incident amount is calculated. Moreover, the coefficient H ′ = 0.9 is multiplied, and the converted incident amount caused by the high-energy radiation among the count values of the memory 304B is calculated. Next, the respective converted incident amounts resulting from the low energy radiation are added. Further, the respective converted incident amounts resulting from high energy radiation are added. Thus, the count value of the light distribution detected by the plurality of sensor units 201 is converted into the incident amount of the radiation incident in each of the energy bands of low energy and high energy. The acquired incident amount data resulting from the low energy radiation is stored in the output unit 305R, and the acquired incident amount data resulting from the high energy radiation is stored in the output unit 305B.

ここで変換係数は、例えば上述した高いエネルギ及び低いエネルギのように、放射線の特定のエネルギ帯ごとに適宜設定される。また変換係数は、参照パターン308ごとに、それぞれ設定される。ここで、例えば変換係数は、使用する照射部101の管電圧、管電流、照射時間、付加フィルタの材質及び厚さや、使用するシンチレータ105の減弱係数、厚さ、可視光透過率などの条件によって変化する。変換係数を撮影条件ごとに異なるパラメータとして設定することによって、放射線撮像装置100は、高精度なエネルギ分解能を有することが可能となる。また変換係数は、各メモリ304のカウント値に対して本実施形態のように2つ設定されてもよいし、例えば1つだけ設定されてもよいし、また例えば3つ以上設定されてもよい。検出する放射線のエネルギ帯の種類によって、適宜設定すればよい。また上述の例では、変換入射量をエネルギ帯ごとに加算することによって放射線の入射量を取得した。しかしこれに限られることはなく、例えばメモリ304が1つの場合や、放射線の吸収と発光の分布との間に強い相関関係がある場合などは、変換係数を適用するのみで加算を用いなくてもよい。   Here, the conversion coefficient is appropriately set for each specific energy band of radiation, such as the high energy and the low energy described above. A conversion coefficient is set for each reference pattern 308. Here, for example, the conversion coefficient depends on conditions such as the tube voltage, tube current, irradiation time, material and thickness of the additional filter used, the attenuation coefficient, thickness, and visible light transmittance of the scintillator 105 used. Change. By setting the conversion coefficient as a different parameter for each imaging condition, the radiation imaging apparatus 100 can have a highly accurate energy resolution. Two conversion coefficients may be set for the count value of each memory 304 as in the present embodiment, for example, only one may be set, or for example, three or more may be set. . What is necessary is just to set suitably according to the kind of energy band of the radiation to detect. In the above example, the incident amount of radiation is acquired by adding the converted incident amount for each energy band. However, the present invention is not limited to this. For example, when there is one memory 304 or when there is a strong correlation between the absorption and emission distribution of radiation, it is not necessary to use addition only by applying a conversion coefficient. Also good.

ここで照射期間における上述の動作は、センサ部201の動作周波数と、照射部101の照射量とを、放射線フォトンを1個ずつ計測することができる値に設定することによってなされうる。例えば、センサ部201の動作周波数は、10kHzから数MHzの範囲内(例えば100kHz程度)で設定されてもよい。また、例えば照射部101の照射量は、管電圧を100kV程度とし、管電流を10mA程度としたときの値で設定されてもよい。   Here, the above-described operation in the irradiation period can be performed by setting the operating frequency of the sensor unit 201 and the irradiation amount of the irradiation unit 101 to values that can measure radiation photons one by one. For example, the operating frequency of the sensor unit 201 may be set within a range of 10 kHz to several MHz (for example, about 100 kHz). For example, the irradiation amount of the irradiation unit 101 may be set as a value when the tube voltage is about 100 kV and the tube current is about 10 mA.

次に、図3に示すように構成されたセンサ部201における読み出し期間での動作について図10を参照しながら説明する。図10は、読み出し期間における各センサ部201の動作を示す図である。図10における波形は、横軸を時間とした信号線205への信号の供給、信号線207への信号の供給、および列選択回路208からの取得された放射線の入射量のデータDATAの出力をそれぞれ表している。図10に示すように、複数の信号線205および複数の信号線207には、順番に信号が供給される。例えば、信号線205−0Rに信号の供給を開始すると、信号線205−0Rに接続されたセンサ部201の出力部305Rから特定のエネルギ帯の放射線の入射量のデータが列選択回路208に供給される。そして、信号線205−0Rに信号を供給している期間において、複数の信号線207に順番に信号を供給し、複数の列選択回路208から出力線206に放射線の入射量のデータDATAを順番に出力させる。   Next, the operation in the readout period in the sensor unit 201 configured as shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating the operation of each sensor unit 201 during the readout period. The waveform in FIG. 10 indicates the supply of the signal to the signal line 205 with the horizontal axis as time, the supply of the signal to the signal line 207, and the output of the data DATA of the incident amount of radiation acquired from the column selection circuit 208. Represents each. As shown in FIG. 10, signals are sequentially supplied to the plurality of signal lines 205 and the plurality of signal lines 207. For example, when supply of a signal to the signal line 205-0R is started, data on the incident amount of radiation in a specific energy band is supplied to the column selection circuit 208 from the output unit 305R of the sensor unit 201 connected to the signal line 205-0R. Is done. Then, in the period when the signal is supplied to the signal line 205-0R, the signals are sequentially supplied to the plurality of signal lines 207, and the radiation incident amount data DATA is sequentially supplied from the plurality of column selection circuits 208 to the output line 206. To output.

また、信号線205−0Rへの信号の供給を終了し、信号線205−0Bに信号の供給を開始すると、信号線205−0Bに接続されたセンサ部201の出力部305Bから特定のエネルギ帯の放射線の入射量のデータが列選択回路208に供給される。そして、信号線205−0Bに信号を供給している期間において、複数の信号線207に順番に信号を供給し、複数の列選択回路208から出力線206に放射線の入射量のデータDATAを順番に出力させる。これにより、1つの行における複数のセンサ部201から、放射線の入射量のデータDATAを、出力線206を介してプロセッサ103に供給することができる。このように複数の信号線205および複数の信号線207に順番に信号を供給し、複数のセンサ部201から、特定のエネルギ帯ごとの放射線の入射量のデータDATAを、出力線206を介してプロセッサ103に供給し、画像データの生成に用いる。   When the signal supply to the signal line 205-0R is finished and the signal supply to the signal line 205-0B is started, a specific energy band is output from the output unit 305B of the sensor unit 201 connected to the signal line 205-0B. The data on the amount of incident radiation is supplied to the column selection circuit 208. Then, in the period when the signal is supplied to the signal line 205-0B, the signal is sequentially supplied to the plurality of signal lines 207, and the data DATA of the radiation incident amount is sequentially supplied from the plurality of column selection circuits 208 to the output line 206. To output. As a result, radiation amount data DATA from a plurality of sensor units 201 in one row can be supplied to the processor 103 via the output line 206. In this way, signals are sequentially supplied to the plurality of signal lines 205 and the plurality of signal lines 207, and the radiation incident amount data DATA for each specific energy band is output from the plurality of sensor units 201 via the output line 206. The data is supplied to the processor 103 and used to generate image data.

<第2実施形態>
本発明に係る第2実施形態の放射線撮像装置(放射線撮像システム)について説明する。前述の第1実施形態による放射線フォトンの計測方法は、センサ部201に配された処理部330を用いたものであったが、これらの機能は、例えばプロセッサ103においてプログラム上またはソフトウェア上で実現されてもよい。即ち、センサ部201を、シンチレータ105で変換された光に応じた信号を出力するための回路で構成し、放射線フォトンの数の計測をセンサ部201の外部で行ってもよい。
Second Embodiment
A radiation imaging apparatus (radiation imaging system) according to a second embodiment of the present invention will be described. Although the radiation photon measurement method according to the first embodiment described above uses the processing unit 330 disposed in the sensor unit 201, these functions are realized on a program or software in the processor 103, for example. May be. That is, the sensor unit 201 may be configured by a circuit for outputting a signal corresponding to the light converted by the scintillator 105, and the number of radiation photons may be measured outside the sensor unit 201.

図11は、第2実施形態に係るセンサ部201’の構成例を示している。センサ部201’は、検出素子301の他、例えば、リセット部510、信号増幅部520、光感度選択部530、クランプ部540、第1のサンプリング部550及び第2のサンプリング部560を有する。リセット部510は、トランジスタM1を含み、トランジスタM1を導通状態にすることにより検出素子301の電位をリセットする。信号増幅部520は、電流源に接続されたトランジスタM2〜M3を含む。トランジスタM2を導通状態にすることによりトランジスタM3はソースフォロワ動作を行い、これにより、検出素子301で生じ蓄積された電荷の量に応じた信号が増幅される。   FIG. 11 shows a configuration example of the sensor unit 201 ′ according to the second embodiment. In addition to the detection element 301, the sensor unit 201 'includes, for example, a reset unit 510, a signal amplification unit 520, a photosensitivity selection unit 530, a clamp unit 540, a first sampling unit 550, and a second sampling unit 560. The reset unit 510 includes a transistor M1, and resets the potential of the detection element 301 by turning on the transistor M1. Signal amplifier 520 includes transistors M2-M3 connected to a current source. By turning on the transistor M2, the transistor M3 performs a source follower operation, whereby a signal corresponding to the amount of charge generated and accumulated in the detection element 301 is amplified.

光感度選択部530は、トランジスタM4〜7および容量C4〜C5を含む。例えば、トランジスタM4を導通状態にすることにより容量C4がトランジスタM3のゲートに接続され、且つ、トランジスタM6を導通状態にすることによりトランジスタM7はソースフォロワ動作を行う。これにより、上記検出素子301で生じた電荷量に応じた信号の信号増幅率を変更することができる。さらにトランジスタM5を導通状態にすることにより容量C4がトランジスタM3のゲートに接続され、該信号増幅率をさらに変更することができる。   Photosensitivity selection unit 530 includes transistors M4 to M7 and capacitors C4 to C5. For example, when the transistor M4 is turned on, the capacitor C4 is connected to the gate of the transistor M3, and when the transistor M6 is turned on, the transistor M7 performs a source follower operation. Thereby, the signal amplification factor of the signal according to the charge amount generated in the detection element 301 can be changed. Further, by making the transistor M5 conductive, the capacitor C4 is connected to the gate of the transistor M3, and the signal amplification factor can be further changed.

クランプ部540は、トランジスタM8〜M10および容量C1を含む。容量C1の一方の端子n1には、検出素子301がリセットされたときの信号増幅部520からの出力が供給され、容量C1の他方の端子n2には、トランジスタM8を導通状態にすることにより電源電圧が供給される。これにより、検出素子301がリセットされたときの電圧が端子n1−n2間にノイズ成分としてクランプされる。その後、トランジスタM8を非導通状態にし、トランジスタM9を導通状態にすることによりトランジスタM10はソースフォロワ動作を行う。検出素子301が光を検出したことに伴う端子n2の電圧の変化に相当する信号が、トランジスタM10のソースフォロワ動作により増幅され、サンプリング部550または560に出力される。   Clamp unit 540 includes transistors M8 to M10 and a capacitor C1. The output from the signal amplifying unit 520 when the detection element 301 is reset is supplied to one terminal n1 of the capacitor C1, and the other terminal n2 of the capacitor C1 is supplied with power by turning on the transistor M8. Voltage is supplied. Thereby, the voltage when the detection element 301 is reset is clamped as a noise component between the terminals n1 and n2. After that, the transistor M8 is turned off and the transistor M9 is turned on, so that the transistor M10 performs a source follower operation. A signal corresponding to a change in voltage at the terminal n2 due to detection of light by the detection element 301 is amplified by the source follower operation of the transistor M10 and output to the sampling unit 550 or 560.

サンプリング部550は、トランジスタM11〜13、容量C2およびアナログスイッチSW2を含み、検出素子301により検出された光の光量に相当する信号(S信号)をサンプリングする。具体的には、トランジスタM11を制御することによりクランプ部540からの信号をサンプリングして容量C2に保持することができる。該信号は、ソースフォロワ動作を行うトランジスタM12により増幅され、アナログスイッチSW2を介して列信号線204に出力される。なお、トランジスタM13は、例えば、容量C2と、センサ部201’の周辺の他のセンサ部の容量C2との間に配されうる。トランジスタM13を導通状態にすることにより、センサ部201’のS信号と、その周辺の他のセンサ部のS信号との平均を取得することもでき、また、ノイズ成分を緩和することもできる。サンプリング部560は、ノイズ成分に相当する信号(N信号)をサンプリングし、サンプリング部550と同様に構成されればよい。   The sampling unit 550 includes transistors M11 to M13, a capacitor C2, and an analog switch SW2, and samples a signal (S signal) corresponding to the amount of light detected by the detection element 301. Specifically, the signal from the clamp unit 540 can be sampled and held in the capacitor C2 by controlling the transistor M11. The signal is amplified by the transistor M12 that performs the source follower operation, and is output to the column signal line 204 via the analog switch SW2. The transistor M13 can be disposed, for example, between the capacitor C2 and the capacitor C2 of another sensor unit around the sensor unit 201 '. By making the transistor M13 conductive, an average of the S signal of the sensor unit 201 'and the S signals of other sensor units in the vicinity thereof can be acquired, and noise components can be reduced. The sampling unit 560 may sample the signal (N signal) corresponding to the noise component and be configured in the same manner as the sampling unit 550.

センサ部201’は、図11の構成例に限られるものではなく、放射線を検出するための他の構成がとられてもよい。   The sensor unit 201 ′ is not limited to the configuration example of FIG. 11, and other configurations for detecting radiation may be taken.

以上のようなセンサ部201’からの出力は、不図示のAD変換器でデジタル値に変換された後、プロセッサ103に供給される。そして、プロセッサ103において、電圧変換部302、比較部303、メモリ304、判定部307及び変換部130に相当する処理が、ソフトウェア上で行われる。   The output from the sensor unit 201 ′ as described above is converted into a digital value by an AD converter (not shown) and then supplied to the processor 103. In the processor 103, processing corresponding to the voltage conversion unit 302, the comparison unit 303, the memory 304, the determination unit 307, and the conversion unit 130 is performed on software.

まず、プロセッサ103は、電圧変換部302に相当する処理として、センサ部回路の出力の微分値を計算する。次に、プロセッサ103は、比較部303に相当する処理として、算出した微分値と基準電圧306に相当するデジタル値とを比較する。プロセッサ103は、当該微分値が基準電圧306に相当するデジタル値以上である場合はデジタル値「1」とし、当該微分値が基準電圧306に相当するデジタル値より小さい場合はデジタル値「0」とする。そして、判定部307及びメモリ304に相当する処理として、デジタル値の信号パターン309と、予め設定された光を検出したことを示す分布の参照パターン308とを比較し、一致したと判定すれば検出回数に相当するカウント値に1を加える。信号パターン309は、第1実施形態と同様に、例えば1つのセンサ部201と該センサ部201に近接する1つ以上のセンサ部201の比較部303に相当する処理の出力から構成された、複数ビットのデジタル値である。これによって、プロセッサ103は、信号パターン309と参照パターン308との一致した検出回数を得ることができる。次に、プロセッサ103は、変換部130に相当する処理を行う。信号パターン309と参照パターン308とが一致したと判定された検出回数を、入射した放射線のエネルギ帯ごとの入射量に変換するための放射線の特定のエネルギ帯について参照パターン308ごとに設定された変換係数に従って変換を行う。そして、プロセッサ103は、変換された検出回数に基づいて画像を生成する。これらの処理は、例えば、プロセッサ103のCPUにおいて実行されうる。また、検出回数を記憶する記憶領域は、プロセッサ103のメモリに確保される。基準電圧306に相当するデジタル値や、比較部303、判定部307に相当する処理を行う機能は、光の強度に関するレベルや参照パターン308に応じて複数あってもよい。   First, as a process corresponding to the voltage conversion unit 302, the processor 103 calculates a differential value of the output of the sensor unit circuit. Next, the processor 103 compares the calculated differential value with a digital value corresponding to the reference voltage 306 as processing corresponding to the comparison unit 303. The processor 103 sets the digital value “1” when the differential value is greater than or equal to the digital value corresponding to the reference voltage 306, and sets the digital value “0” when the differential value is smaller than the digital value corresponding to the reference voltage 306. To do. Then, as a process corresponding to the determination unit 307 and the memory 304, the digital value signal pattern 309 is compared with a reference pattern 308 of a distribution indicating that a preset light is detected, and detection is performed when it is determined that they match. 1 is added to the count value corresponding to the number of times. Similarly to the first embodiment, the signal pattern 309 includes, for example, one sensor unit 201 and a plurality of processing outputs corresponding to the comparison unit 303 of one or more sensor units 201 adjacent to the sensor unit 201. A digital value of bits. As a result, the processor 103 can obtain the number of times that the signal pattern 309 and the reference pattern 308 coincide with each other. Next, the processor 103 performs processing corresponding to the conversion unit 130. Conversion set for each reference pattern 308 for a specific energy band of radiation for converting the number of detections determined that the signal pattern 309 and the reference pattern 308 coincide with each other into an incident amount for each energy band of the incident radiation Conversion is performed according to the coefficient. Then, the processor 103 generates an image based on the converted number of detections. These processes can be executed by the CPU of the processor 103, for example. A storage area for storing the number of detections is secured in the memory of the processor 103. There may be a plurality of digital values corresponding to the reference voltage 306 and functions for performing processing corresponding to the comparison unit 303 and the determination unit 307 in accordance with the level relating to the light intensity and the reference pattern 308.

<その他の実施形態>
本発明における電圧変換部302、比較部303、メモリ304、判定部307、及び変換部130を含む処理部330の各機能は、第1実施形態のようにセンサパネルの各センサ部に配置する形態であってもよい。また第2実施形態のようにソフトウェア上で全てを行う形態であってもよい。しかし、これらの実施形態に限定されるものではない。処理部330で行う処理の少なくとも一部、例えば電圧変換部302および比較部303をセンサパネル106の各センサ部に配置し、メモリ304、判定部307、及び変換部130に相当する処理をソフトウェア上で行う形態にしてもよい。また、ソフトウェアではなく、センサパネル106の外部に設けられた回路で行う形態にしてもよい。この場合、例えば、当該回路はFPGAで構成されるとよい。
<Other embodiments>
Each function of the processing unit 330 including the voltage conversion unit 302, the comparison unit 303, the memory 304, the determination unit 307, and the conversion unit 130 in the present invention is arranged in each sensor unit of the sensor panel as in the first embodiment. It may be. Moreover, the form which performs all on software like 2nd Embodiment may be sufficient. However, it is not limited to these embodiments. At least part of the processing performed by the processing unit 330, for example, the voltage conversion unit 302 and the comparison unit 303 are arranged in each sensor unit of the sensor panel 106, and the processing corresponding to the memory 304, the determination unit 307, and the conversion unit 130 is performed on software. You may make it the form performed by. Further, instead of software, a circuit provided outside the sensor panel 106 may be used. In this case, for example, the circuit may be configured with an FPGA.

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。   The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.

以上、本発明に係る実施形態を示したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、上述した各実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。   As mentioned above, although embodiment which concerns on this invention was shown, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, each embodiment mentioned above is changed and combined suitably. Is possible.

100 放射線撮像装置、105 シンチレータ、106 センサパネル、130 変換部、201 センサ部、301 検出素子、330 処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Radiation imaging device, 105 Scintillator, 106 Sensor panel, 130 Conversion part, 201 Sensor part, 301 Detection element, 330 Processing part

Claims (16)

放射線を光に変換するシンチレータと、前記光を検出する光検出器を有する複数の画素が配されたセンサパネルと、処理部と、を含む放射線撮像装置であって、
前記処理部は、
前記光検出器で検出された光に応じて信号を生成し、
前記複数の画素のうち1つの注目画素及び該注目画素に近接する1つ以上の画素を含む画素群によって同じ期間に生成された複数の信号が特定の分布を有するかを判定し、
前記特定の分布を有すると判定された回数を前記注目画素についてカウントし、
第1の係数に従って前記回数を変換することによって得られた値に基づいて、前記注目画素へ向けて照射された放射線のうち第1のエネルギ帯の入射量を取得し、
第2の係数に従って前記回数を変換することによって得られた値に基づいて、前記注目画素へ向けて照射された放射線のうち第2のエネルギ帯の入射量を取得することを特徴とする放射線撮像装置。
A radiation imaging apparatus comprising: a scintillator that converts radiation into light; a sensor panel that includes a plurality of pixels including a photodetector that detects the light; and a processing unit.
The processor is
Generating a signal according to the light detected by the photodetector;
Determining whether a plurality of signals generated in the same period by a pixel group including one target pixel and one or more pixels close to the target pixel among the plurality of pixels have a specific distribution;
Count the number of times determined to have the specific distribution for the pixel of interest,
Based on the value obtained by converting the number of times according to the first coefficient, obtaining the incident amount of the first energy band of the radiation irradiated toward the target pixel,
Radiation imaging characterized in that, based on a value obtained by converting the number of times according to a second coefficient, an incident amount of a second energy band is acquired from radiation irradiated toward the pixel of interest. apparatus.
前記処理部は、
前記画素群によって生成された前記複数の信号を含む信号パターンと、予め設定された前記特定の分布を表す参照パターンとが一致するかを判定し、
前記信号パターンと前記参照パターンとが一致すると判定された場合に、当該参照パターンに対応する分布を前記複数の信号が有すると判定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。
The processor is
Determining whether a signal pattern including the plurality of signals generated by the pixel group matches a preset reference pattern representing the specific distribution;
The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein when it is determined that the signal pattern matches the reference pattern, it is determined that the plurality of signals have a distribution corresponding to the reference pattern.
前記処理部は、
前記画素群によって生成された前記複数の信号を含む信号パターンと、予め設定された第1の参照パターン又は第2の参照パターンと、が一致するかを判定し、
前記信号パターンと前記第1の参照パターンとが一致すると判定された第1の回数と、前記信号パターンと前記第2の参照パターンとが一致すると判定された第2の回数と、をカウントし、
前記第1の係数に従って前記第1の回数を変換することによって得られた値と、第3の係数に従って前記第2の回数を変換することによって得られた値とに基づいて、前記第1のエネルギ帯の入射量を取得し、
前記第2の係数に従って前記第1の回数を変換することによって得られた値と、第4の係数に従って前記第2の回数を変換することによって得られた値とに基づいて、前記第2のエネルギ帯の入射量を取得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。
The processor is
Determining whether a signal pattern including the plurality of signals generated by the pixel group matches a preset first reference pattern or second reference pattern;
Counting the first number of times that the signal pattern and the first reference pattern are determined to match, and the second number of times that the signal pattern and the second reference pattern are determined to match,
Based on a value obtained by converting the first number of times according to the first coefficient and a value obtained by converting the second number of times according to a third coefficient, the first number Get the incident amount of energy band,
Based on the value obtained by converting the first number of times according to the second coefficient and the value obtained by converting the second number of times according to a fourth coefficient, the second number The radiation imaging apparatus according to claim 2, wherein an incident amount of an energy band is acquired.
前記処理部は、前記光検出器ごとに検出された光の強度に応じて、2値の信号を生成することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の放射線撮像装置。   4. The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the processing unit generates a binary signal according to the intensity of light detected for each of the photodetectors. 前記処理部が、
前記光検出器から出力される信号を電圧値に変換する電圧変換部と、
前記電圧値と所定の電圧値とを比較し、比較した結果を示す比較結果信号を生成する比較部と、
前記複数の画素のうち1つの前記注目画素及び該注目画素に近接する1つ以上の画素を含む前記画素群のそれぞれの前記比較部によって同じ期間に生成された複数の前記比較結果信号で構成される分布が前記特定の分布を有するかを判定する判定部と、
前記判定部によって前記分布が、前記特定の分布を有すると判定された回数を格納するメモリと、
前記注目画素に照射された放射線のうち前記第1のエネルギ帯の入射量に基づく値を取得するために、前記第1の係数に従って前記回数を変換し、前記注目画素に照射された放射線のうち前記第2のエネルギ帯の入射量に基づく値を取得するために、第2の係数に従って前記回数を変換する変換部と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の放射線撮像装置。
The processing unit is
A voltage converter that converts a signal output from the photodetector into a voltage value;
A comparison unit that compares the voltage value with a predetermined voltage value and generates a comparison result signal indicating a comparison result;
The plurality of comparison result signals generated in the same period by each comparison unit of the pixel group including the one pixel of interest and one or more pixels adjacent to the pixel of interest among the plurality of pixels. A determination unit that determines whether the distribution has the specific distribution;
A memory for storing the number of times the distribution is determined to be the specific distribution by the determination unit;
In order to obtain a value based on the incident amount of the first energy band among the radiation irradiated to the pixel of interest, the number of times is converted according to the first coefficient, and among the radiation irradiated to the pixel of interest A conversion unit that converts the number of times according to a second coefficient to obtain a value based on an incident amount of the second energy band;
The radiation imaging apparatus according to claim 1, comprising:
前記比較結果信号が、前記電圧値が前記所定の電圧値以上の場合の信号と、前記電圧値が前記所定の電圧値よりも小さい場合の信号との、2値の信号を有することを特徴とする請求項5に記載の放射線撮像装置。   The comparison result signal includes a binary signal of a signal when the voltage value is equal to or higher than the predetermined voltage value and a signal when the voltage value is smaller than the predetermined voltage value. The radiation imaging apparatus according to claim 5. 前記判定部が、
前記画素群のそれぞれの前記比較部から同じ期間に出力された前記分布を含む信号パターンと、予め設定された前記特定の分布を表す第1の参照パターン又は第2の参照パターンと、が一致するかを判定し、
前記信号パターンと前記第1の参照パターンとが一致すると判定した場合、前記第1の参照パターンに対応する分布を前記複数の信号が有すると判定し、第1の分布検出信号を出力し、
前記信号パターンと前記第2の参照パターンとが一致すると判定した場合、前記第2の参照パターンに対応する分布を前記複数の信号が有すると判定し、第2の分布検出信号を出力し、
前記メモリが、前記第1の分布検出信号が出力された第1の回数と、前記第2の分布検出信号が出力された第2の回数とを格納し、
前記変換部が、
前記第1の係数に従って前記第1の回数を変換することによって得られた値と、第3の係数に従って前記第2の回数を変換することによって得られた値との和に基づいて、前記第1のエネルギ帯の入射量を取得し、
前記第2の係数に従って前記第1の回数を変換することによって得られた値と、第4の係数に従って前記第2の回数を変換することによって得られた値との和に基づいて、前記第2のエネルギ帯の入射量を取得することを特徴とする請求項5又は6に記載の放射線撮像装置。
The determination unit is
The signal pattern including the distribution output from the comparison unit of each of the pixel groups in the same period matches the first reference pattern or the second reference pattern representing the specific distribution set in advance. Determine whether
If it is determined that the signal pattern and the first reference pattern match, it is determined that the plurality of signals have a distribution corresponding to the first reference pattern, and a first distribution detection signal is output,
When it is determined that the signal pattern and the second reference pattern match, it is determined that the plurality of signals have a distribution corresponding to the second reference pattern, and a second distribution detection signal is output,
The memory stores a first number of times that the first distribution detection signal is output and a second number of times that the second distribution detection signal is output;
The conversion unit is
Based on the sum of the value obtained by converting the first number of times according to the first coefficient and the value obtained by converting the second number of times according to a third coefficient, the first number Obtain the incident amount of 1 energy band,
Based on the sum of the value obtained by converting the first number of times according to the second coefficient and the value obtained by converting the second number of times according to a fourth coefficient, the first number The radiation imaging apparatus according to claim 5, wherein an incident amount in an energy band of 2 is acquired.
前記複数の画素が、2次元アレイ状に配されていることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の放射線撮像装置。   The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the plurality of pixels are arranged in a two-dimensional array. 前記光検出器は、前記光を電荷に変換し、前記電荷の蓄積された量によって光の強度を検出することを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の放射線撮像装置。   9. The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the light detector converts the light into an electric charge, and detects the intensity of the light based on an accumulated amount of the electric charge. 前記シンチレータの厚さが、前記複数の画素が配されるピッチよりも厚いことを特徴とする請求項1乃至9の何れか1項に記載の放射線撮像装置。   The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein a thickness of the scintillator is thicker than a pitch at which the plurality of pixels are arranged. 放射線の照射される側から、前記シンチレータ、前記センサパネルの順に配されることを特徴とする請求項1乃至10の何れか1項に記載の放射線撮像装置。   The radiation imaging apparatus according to any one of claims 1 to 10, wherein the scintillator and the sensor panel are arranged in this order from a radiation irradiation side. 放射線の照射される側から、前記センサパネル、前記シンチレータの順に配されることを特徴とする請求項1乃至10の何れか1項に記載の放射線撮像装置。   The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the sensor panel and the scintillator are arranged in this order from the side irradiated with radiation. 前記シンチレータは、前記センサパネルと対向する側とは反対の側に、前記シンチレータで変換された光を吸収する吸収層を含むことを特徴とする請求項1乃至12の何れか1項に記載の放射線撮像装置。   13. The scintillator according to claim 1, wherein the scintillator includes an absorption layer that absorbs light converted by the scintillator on a side opposite to a side facing the sensor panel. Radiation imaging device. 前記処理部のうち少なくとも一部が、前記複数の画素の各画素に配されていることを特徴とする請求項1乃至13の何れか1項に記載の放射線撮像装置。   The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein at least a part of the processing unit is arranged in each pixel of the plurality of pixels. 放射線を光に変換するシンチレータと、前記光を検出する光検出器を有する複数の画素が配されたセンサパネルと、を用いた放射線撮像装置の制御方法であって、
前記光検出器に検出された光に応じて信号を生成する工程と、
前記複数の画素のうち1つの注目画素及び該注目画素に近接する1つ以上の画素を含む画素群によって同じ期間に生成された複数の信号が特定の分布を有するかを判定する工程と、
前記特定の分布を有すると判定された回数を前記注目画素についてカウントする工程と、
第1の係数に従って前記回数を変換することによって得られた値に基づいて、前記注目画素へ向けて照射された放射線のうち第1のエネルギ帯の入射量を取得し、第2の係数に従って前記回数を変換することによって得られた値に基づいて、前記注目画素へ向けて照射された放射線のうち第2のエネルギ帯の入射量を取得する工程と、
を含むことを特徴とする制御方法。
A method for controlling a radiation imaging apparatus using a scintillator that converts radiation into light and a sensor panel that includes a plurality of pixels that include a photodetector that detects the light,
Generating a signal according to the light detected by the photodetector;
Determining whether a plurality of signals generated in the same period by a pixel group including one target pixel and one or more pixels close to the target pixel among the plurality of pixels have a specific distribution;
Counting the number of times determined to have the specific distribution for the pixel of interest;
Based on the value obtained by converting the number of times according to the first coefficient, the incident amount of the first energy band is acquired among the radiation irradiated toward the target pixel, and the incident amount of the first energy band is acquired according to the second coefficient. Acquiring the incident amount of the second energy band of the radiation irradiated toward the pixel of interest based on the value obtained by converting the number of times;
The control method characterized by including.
請求項15に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。   A program causing a computer to execute each step of the control method according to claim 15.
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