JP2019042294A - 放射線撮像装置、その制御方法、及び、放射線撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】被写体の注目部位に対応したＡＥＣを実現可能とする。
【解決手段】放射線に応じて電気信号を生成する複数のセンサを含むセンサ部と、前記複数のセンサの電気信号を読み出す読出部と、プロセッサと、を備える放射線撮像装置であって、前記プロセッサは、ある被写体についての第１の撮像において、前記センサ部から前記被写体を透過した放射線に応じた電気信号を前記読出部により読み出す第１動作と、前記第１動作で読み出された電気信号に基づいて、前記複数のセンサのうち前記被写体の注目部位に対応する一部のセンサを選択する第２動作と、前記第１の撮像後の前記被写体についての第２の撮像において、放射線の照射中に、前記第２動作で選択された前記一部のセンサからの電気信号に基づいて該照射の終了を要求する第３動作と、を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射線撮像装置、その制御方法、及び、放射線撮像システムに関する。

放射線撮像装置は、例えば、放射線を検出可能な複数のセンサが配されたセンサ部と、各センサから信号を読み出す読出部とを備え、読出部により読み出された信号に基づいて画像データが生成される。放射線撮像装置のなかには、放射線の照射中に、複数のセンサの一部を選択し、該選択された一部のセンサからの信号読出を繰り返し行い、その信号の累積加算値が基準値に達したことに応答して放射線の照射を終了させるものがある（特許文献１参照）。このような制御は、ＡＥＣ（自動露出制御）と称される。ＡＥＣにより放射線の照射が終了された後、放射線撮像装置は、各センサから読出部により信号を読み出して画像データを生成する。

特開２０１６−１５７２１号公報

しかしながら、特許文献１では、複数のセンサの一部を選択することが困難な場合がある。例えば、強度が比較的強く且つ照射時間が比較的短い放射線を用いた撮影では、信号読出を複数回行うことができず、複数のセンサのうちの選択するべき一部を特定できない可能性がある。そのため、ＡＥＣを行うにあたって最適な一部のセンサを選択することができず、結果として、ＡＥＣの精度が低下する可能性がある。

本発明は、複数のセンサからＡＥＣに使用する一部のセンサを適切に選択することを可能にすることを目的とする。

本発明の一つの側面は放射線撮像装置にかかり、前記放射線撮像装置は、放射線に応じて電気信号を生成する複数のセンサを含むセンサ部と、前記複数のセンサの電気信号を読み出す読出部と、プロセッサと、を備える放射線撮像装置であって、前記プロセッサは、ある被写体についての第１の撮像において、前記センサ部から前記被写体を透過した放射線に応じた電気信号を前記読出部により読み出す第１動作と、前記第１動作で読み出された電気信号に基づいて、前記複数のセンサのうち前記被写体の注目部位に対応する一部のセンサを選択する第２動作と、前記第１の撮像後の前記被写体についての第２の撮像において、放射線の照射中に、前記第２動作で選択された前記一部のセンサからの電気信号に基づいて該照射の終了を要求する第３動作と、を行うことを特徴とする。

本発明によれば、ＡＥＣに使用する一部のセンサを適切に選択可能となり、被写体の注目部位に対応したＡＥＣを実現することができる。

放射線撮像装置の構成例を説明するための図である。 センサの構造の例を説明するための図である。 放射線撮像装置の制御方法を説明するためのタイミングチャートである。 放射線撮像装置の制御方法を説明するためのフローチャートである。 放射線撮像装置の構成例を説明するための図である。 放射線撮像装置の制御方法を説明するためのタイミングチャートである。 放射線撮像システムの構成例を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。各図は、構造ないし構成を説明する目的で記載されたものに過ぎず、図示された各部材の寸法は必ずしも現実のものを反映するものではない。また、各図において、同一の部材または同一の構成要素には同一の参照番号を付しており、以下、重複する内容については説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る放射線撮像装置１の構成例を示すブロック図である。放射線撮像装置１は、センサ部１１、駆動部１２、読出部１３、プロセッサ１４、及び、電力供給部１５を備える。センサ部１１は、放射線を検出可能な複数のセンサＳ（Ｓ１、Ｓ１’及びＳ２）を含む。ここでは３種類のセンサＳ１、Ｓ１’及びＳ２を例示するが、以下において、これらを特に区別しない場合には単に「センサＳ」と示す。

センサ部１１は、複数の行および複数の列を形成するように構成される。本実施形態では、説明の容易化のため、４行×６列の構造とする。なお、図中の横方向を行方向とし、縦方向を列方向とする。

例えば、第１行かつ第１列の位置には、センサＳ１が配される。センサＳ１は、検出素子Ｅおよびスイッチ素子Ｗを含む。本実施形態では、放射線の検出方式として、放射線を光に変換して該光を電気信号に変換する方式、いわゆる間接変換型を採用するものとする。この場合、検出素子Ｅには、例えばＰＩＮ型ダイオード等の光電変換素子が用いられ、センサＳ１は、検出素子Ｅの上方において不図示のシンチレータを更に含む。スイッチ素子Ｗには、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が用いられる。なお、他の実施形態として、放射線の検出方式として、放射線を直接的に電気信号に変換する方式、いわゆる直接変換型が採用されてもよい。

また、例えば、第２行かつ第２列の位置には、センサＳ１’及びＳ２が並設される。センサＳ１’及びＳ２は、いずれも、センサＳ１同様の回路構成を有する（即ち、検出素子Ｅおよびスイッチ素子Ｗを含む。）。詳細については後述とするが、本実施形態では、センサＳ２はＡＥＣ（自動露出制御（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ））用センサとして駆動ないし制御され、センサＳ１及びＳ１’は共に撮像用センサとして駆動ないし制御される。即ち、センサＳ２は、センサＳ１及びＳ１’とは、撮像を行う際の用途あるいは機能の面で異なる。

本実施形態では、センサ部１１における第２行かつ第５列、第３行かつ第２列、及び、第３行かつ第５列のそれぞれの位置に、センサＳ１’及びＳ２が並設され、それ以外の位置にはセンサＳ１が配されるものとする。センサＳ１’及びＳ２の位置、並びに、センサＳ１の位置は、この例に限られるものではない。

駆動部１２は、クロック信号等の基準信号に基づいて、センサ部１１の複数のセンサＳを行単位で駆動する。駆動部１２には、例えばシフトレジスタ等を含んで構成された垂直走査回路が用いられる。本実施形態では、駆動部１２は、各行のセンサＳに駆動線（信号線）Ｇ１〜Ｇ４及びＤ２〜Ｄ３を介して駆動信号を出力することで、各センサＳを駆動する。例えば、駆動部１２は、第１〜第４行のセンサＳ１及びＳ１’にそれぞれ駆動線Ｇ１〜Ｇ４により駆動信号を供給して、該センサＳ１及びＳ１’を駆動する。また、例えば、駆動部１２は、第２〜第３行のセンサＳ２にそれぞれ駆動線Ｄ２〜Ｄ３により駆動信号を供給して、該センサＳ２を駆動する。

読出部１３は、センサ部１１の複数のセンサＳのそれぞれから出力された信号を、対応の列信号線ＬＣ１〜ＬＣ６並びに列信号線Ｊ２及びＪ５を介して読み出す。列信号線ＬＣ１〜ＬＣ６は、それぞれ、第１〜第６列に配されたセンサＳ１（及びＳ１’）に接続される。列信号線Ｊ２及びＪ５は、それぞれ、第２及び第５列に配されたセンサＳ２に接続される。読出部１３は、信号増幅部１３１、サンプリング部１３２、転送部１３３、及び、出力部１３４を含む。

信号増幅部１３１は、上記列信号線ＬＣ１等を介して受け取ったセンサＳの信号を所定のゲインで増幅可能であり、センサＳ１’及びＳ２が配された列には２つずつ配され、そうでない列には１つずつ配される。即ち、本実施形態では、第２列および第５列のそれぞれには、２つの信号増幅部１３１が配され、それ以外の列には１つの信号増幅部１３１が配される。信号増幅部１３１には、公知の信号増幅回路が用いられればよく、信号増幅部１３１は、演算増幅器や帰還容量等を用いて構成されればよい。

サンプリング部１３２は、各信号増幅部１３１の後段に配され、信号増幅部１３１により増幅された信号をサンプリングする。サンプリング部１３２には、公知のサンプルホールド回路が用いられればよく、サンプリング部１３２は、スイッチ素子やキャパシタ等を用いて構成されればよい。

転送部１３３は、サンプリング部１３２によりサンプリングされた信号を、列ごとに順に転送する（水平転送）。転送部１３３には、公知のマルチプレクサが用いられればよく、転送部１３３は、複数のスイッチ素子を用いて構成されればよい。

出力部１３４は、例えば、アナログデジタルコンバータ、出力バッファ等を含み、転送部１３３により転送された各信号をアナログデジタル変換（ＡＤ変換）し、それらの信号の群を合成して画像データとしてプロセッサ１４に出力する。

プロセッサ１４は、読出部１３から受け取った画像データを処理し、不図示のディスプレイ等に画像（放射線画像）を表示させる。これにより、医師等のユーザは、患者等の被写体の例えば患部等の注目部位の様子を観察することができる。プロセッサ１４は、必要に応じて、読出部１３から受け取った画像データに対して補正処理を行うこともできる。また、詳細については後述とするが、プロセッサ１４は、或る撮像により得られた画像データに基づいて、更に他の撮像を行う際のセンサ部１１の駆動ないし制御の方法を変更することができる。

本実施形態では、読出部１３が画像データを生成するものとするが、他の実施形態として、該画像データの生成はプロセッサ１４により行われてもよい。また、本明細書では、説明の容易化のため、読出部１３の出力部１３４によりＡＤ変換された信号（画素値等とも称される電気信号）の群から成る１枚分の放射線画像を示す情報を「画像データ」とするが、画像データの態様はこれに限られるものではない。

プロセッサ１４は、装置１内の各要素の操作を制御するコントローラとしても機能する。本実施形態では、以下で説明される各要素の制御主体をプロセッサ１４とする。ここでは、プロセッサ１４を単一の要素として示すが、複数の要素で構成されてもよく、例えば、プロセッサ１４の一部の機能は、独立した他のデバイス、モジュール、又は、ユニットにより実現されてもよい。

プロセッサ１４は、本実施形態ではＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）で構成されるものとするが、プロセッサ１４の機能は、ＰＬＤ（プログラマブルロジックデバイス）等の他の半導体集積回路で実現されてもよい。或いは、プロセッサ１４の機能は、ＣＰＵ（中央演算装置）及びメモリで実現されてもよい。即ち、本明細書で説明されるプロセッサ１４の機能は、ハードウェア及びソフトウェアの何れによっても実現可能である。

電力供給部１５は、上述の各要素に電力を供給する。図中には、各センサＳに定電圧を供給するバイアス線ＶＳのみを図示しているが、電力供給部１５は、他の要素にも対応の電圧を供給可能である。

図２（ａ）は、センサ部１１における第１〜第２行かつ第２〜第３列の領域のレイアウトを示す上面模式図である。前述のとおり、第１行かつ第２列、第１行かつ第３列、及び、第２行かつ第３列のぞれぞれの位置にはセンサＳ１が配され、また、第２行かつ第２列の位置にはセンサＳ１’及びＳ２が並設される。センサＳ１’は、センサＳ１同様の構造を有するが、第２行かつ第２列の位置にセンサＳ２と並設されるため、列方向のサイズがセンサＳ１に比べて小さくなっている。なお、センサＳ１’及びＳ２は、本実施形態では、列方向で隣り合うものとするが、行方向で隣り合うよう設けられてもよい。

図２（ｂ）は、線Ｘ１−Ｘ２での断面構造、即ちセンサＳ１の断面構造を示す（なお、センサＳ１’については、列方向のサイズが異なることを除いてセンサＳ１同様の構造であるため、ここでは説明を省略する。）。図２（ｃ）は、線Ｙ１−Ｙ２での断面構造、即ちセンサＳ２の断面構造を示す。これらのセンサＳは、ガラス等の絶縁部材で構成された絶縁基板２１０上に、上述の各要素を形成する部材または層もしくは膜（例えば、アモルファスシリコン等の半導体部材や、酸化シリコン等の絶縁膜）が積層されて成る。

例えば、センサＳ１に着目すると（図２（ａ）および図２（ｂ）を参照すると）、基板２１０上には、薄膜トランジスタであるスイッチ素子Ｗのゲート端子と一体に形成された駆動線Ｇ１が配されている。基板２１０上には、上記ゲート端子（駆動線Ｇ１）を覆うように、更に絶縁膜２２０が配されている。上記ゲート端子の上には、スイッチ素子Ｗのチャネルを形成する半導体部材が絶縁膜２２０を介して配され、この半導体部材の両端には、それぞれドレイン端子およびソース端子を形成する電極が配されている。

上記ドレイン端子は、列信号線ＬＣ３と一体に形成され、言い換えると、列信号線ＬＣ３は、上記ドレイン端子を形成するようにスイッチ素子Ｗ側まで延在している。一方、上記ソース端子は、その上方に保護膜２３０および層間絶縁膜２４０を介して配された検出素子Ｅに、接続される。検出素子Ｅは、ＰＩＮ接合を形成する半導体部材２５０、並びに、その下面側および上面側にそれぞれ配された下側電極２６０及び上側電極２６１を含み、上記ソース端子は、コンタクトホールを介して下側電極２６０と接触している。

また、検出素子Ｅの上には、保護膜２３１及び層間絶縁膜２４１を介してバイアス線ＶＳが配されており、バイアス線ＶＳは、コンタクトホールを介して上側電極２６１と接触している。更に、層間絶縁膜２４１およびバイアス線ＶＳを覆うように保護膜２３２が配されている。

なお、以上では、センサＳ１に着目して（図２（ａ）および図２（ｂ）を参照しながら）センサ構造を説明したが、センサＳ２（図２（ａ）および図２（ｃ）参照）についても同様である。

図３は、放射線撮像装置１の制御方法を説明するためのタイミングチャートである。図中の横軸は時間軸を示す。図中の縦軸には、各駆動線Ｇ１等の電位Ｖ＿Ｇ１等と、放射線量（放射線の照射強度）とを示す。電位Ｖ＿Ｇ１、Ｖ＿Ｇ２、Ｖ＿Ｇ３及びＶ＿Ｇ４は、それぞれ、駆動線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３及びＧ４の電位を示し、また、電位Ｖ＿Ｄ２及びＶ＿Ｄ３は、それぞれ、駆動線Ｄ２及びＤ３の電位を示す。

例えば、電位Ｖ＿Ｇ１がハイレベル（Ｈレベル）の間、第１行の各センサＳは駆動状態となる（即ち、第１行の各センサＳのスイッチ素子Ｗが導通状態となる。）。これにより、該センサＳの検出素子Ｅで生じた電荷量に応じた信号が、対応の列信号線ＬＣ１等を介して読出部１３に出力される。一方、例えば、電位Ｖ＿Ｇ１がローレベル（Ｌレベル）の間、第１行の各センサＳは非駆動状態となり（即ち、第１行の各センサＳのスイッチ素子Ｗが非導通状態となり）、該センサＳの検出素子Ｅで発生した電荷は蓄積される。

放射線量のＨレベルは、放射線が照射されている状態であることを示す。ここでは説明の容易化のため、放射線の照射強度は一定であるものとする（ノイズ等の外的要因に伴う変動を考慮しない。）。また、放射線量のＬレベルは、放射線が照射されていない状態であることを示す。

本実施形態では、一例として、動画モードでの撮像を行った後に、静止画モードでの撮像を行う場合の態様を述べる。図中には、各期間Ｔ１〜Ｔ４での装置１の動作状態として、それぞれ「画像取得（動画モード）」、「モードチェンジ」、「ＡＥＣ」及び「画像取得（静止画モード）」を示す。詳細については後述とするが、本実施形態のＡＥＣでは、所定のセンサＳ２を周期的に駆動してセンサＳ２の信号を累積加算し、その累積加算値が基準値に達したことに応じて放射線の照射を終了させる制御を行う。

先ず、期間Ｔ１では、駆動線Ｇ１〜Ｇ４にＨレベルのパルスを順に提供する一連の動作が繰り返し行われる。駆動線Ｇ１〜Ｇ４にＨレベルのパルスを順に提供することで、１枚分（１回分）の画像データが得られる。この一連の動作を所定周期で繰り返すことで複数枚の画像データが得られ、これらを用いて動画データを生成することができる。

本実施形態では、上記一連の動作において、駆動線Ｄ２及びＤ３にもＨレベルのパルスが供給される。これにより読み出されるセンサＳ２の信号は、破棄されてもよいし、例えば、センサＳ１’の信号に加算され、或いは、センサＳ１’の信号の補正に用いられてもよい。他の実施形態として、センサＳ２の信号を用いない場合（例えば、センサＳ１及びＳ１’の信号のみを用いて画像データを取得する場合）には、駆動線Ｄ２及びＤ３にはＨレベルのパルスは供給されなくてもよい。また、図２（ａ）を参照しながら述べたように、センサＳ１’はセンサＳ１よりもサイズが小さいため、センサＳ１’の信号については、読出部１３での信号増幅率が調整されてもよい。

期間Ｔ２では、動画モードでの撮像を中断し、動作モードを動画モードから静止画モードに移行する準備が行われる。このことは、例えば、モード切替の要求を示す信号が入力されたことに応答して行われればよい。期間Ｔ２では、センサ部１１のリセット処理を周期的に行う（駆動線Ｇ１等の全てに所定周期でＨレベルのパルスを提供する）と共に、装置１内の各要素の制御用パラメータを動画モード対応のものから静止画モード対応のものに変更する。

期間Ｔ３では、静止画モードでの撮像のための放射線の照射が開始されたことに応答して、ＡＥＣを行う。前述のとおり、本実施形態のＡＥＣでは、所定のセンサＳ２を周期的に駆動してセンサＳ２の信号を累積加算し、その累積加算値が基準値に達したことに応じて放射線の照射を終了させる。

ここでいう所定のセンサＳ２とは、センサＳ２の全部（本実施形態では、第２行かつ第２列、第２行かつ第５列、第３行かつ第２列、及び、第３行かつ第５列の計４つ）や任意の一部のセンサＳ２ではなく、それらの中から選択された一部のセンサＳ２である。本実施形態では、期間Ｔ１で得られた画像データ（動画モードでの撮像結果）に基づいて、第２行および第３行のうち、第２行のセンサＳ２が選択されるものとする。よって、期間Ｔ３では、図中に示されるように、駆動線Ｄ２にはＨレベルのパルスが周期的に提供され、一方、駆動線Ｄ３にはＨレベルのパルスは提供されない。

第２行のセンサＳ２から周期的に読み出された信号の累積加算値が基準値に達した場合、放射線が十分に且つ適切に照射された（放射線の累積照射量が適正量または適正範囲内となった）ものと判定される。よって、そのタイミングで、放射線の照射を終了させるための照射終了要求を示す信号が出力され、これによりＡＥＣの完了となる。

本実施形態では、上記所定のセンサＳ２の信号の累積加算値に基づいてＡＥＣを行うものとするが、ＡＥＣは、この態様に限られるものではなく、該センサＳ２から読み出された信号に基づくものであればよい。例えば、ＡＥＣは、代替的に上記信号の累積減算値に基づいて行われてもよいし、付随的に所定の係数を用いて行われてもよい。

本実施形態では、駆動線Ｄ２にＨレベルのパルスが周期的に提供されるため、第２行かつ第２列のセンサＳ２および第２行かつ第５列のセンサＳ２の双方から信号が読み出され、即ち、２つの信号が読み出される。但し、上記ＡＥＣには、これら２つの信号の双方が用いられる必要はなく、詳細については後述するが、被写体の注目部位に対応する少なくとも一方が用いられればよい。

期間Ｔ４では、期間Ｔ１で述べた一連の動作、即ち駆動線Ｇ１〜Ｇ４にＨレベルのパルスを順に提供する。これにより、１枚分の画像データが静止画データとして得られる。本実施形態では、この一連の動作において、駆動線Ｄ２及びＤ３にもＨレベルのパルスが供給される。これにより読み出されるセンサＳ２の信号は、破棄されてもよいし、例えば、センサＳ１’の信号に加算され、或いは、センサＳ１’の信号の補正に用いられてもよい。他の実施形態として、センサＳ２の信号を用いない場合（例えば、センサＳ１及びＳ１’の信号のみを用いて画像データを取得する場合）には、駆動線Ｄ２及びＤ３にはＨレベルのパルスは供給されなくてもよい。

以上の動作をまとめると、本実施形態では、期間Ｔ１で、１回目の撮像として動画モードでの撮像を行い、動画データを取得する。その後、期間Ｔ２で静止画モードに移行し、放射線の照射が開始されたことに応答して、期間Ｔ３〜Ｔ４で２回目の撮像として静止画モードでの撮像を行う。期間Ｔ３ではＡＥＣを行い、このＡＥＣにより放射線の照射が終了された後、期間Ｔ４で静止画データを取得する。

本実施形態では、１回目の撮像（動画モードでの撮像）の直後に２回目の撮像（静止画モードでの撮像）を行い、即ち、同一の被写体の同一の注目部位について２回の撮像を行う。ここで、本実施形態によれば、２回目の撮像を行うのに際して、１回目の撮像結果である動画データを参照してＡＥＣを行う。即ち、１回目の撮像結果に基づいて、センサ部１１のセンサＳ２の全部（本実施形態では４つ）の中から、被写体の注目部位に対応する一部を選択する。そして、その後の２回目の撮像では、該選択されたセンサＳ２の信号に基づいてＡＥＣを行う。そのため、２回目の撮像は、１回目の撮像での注目部位にフォーカスした形で行われる。これにより、２回目の撮像では、高品質な放射線画像を示す画像データを取得可能となり、医師等のユーザは、この放射線画像を参照することで注目部位を適切に観察することができる。

センサＳ２の選択は、図３の例では、期間Ｔ１の間に動画モードでの撮影と共に行われてもよいが、期間Ｔ２内に行われてもよく、少なくとも期間Ｔ３の開始のタイミングまでに行われればよい。

一般に、放射線画像は注目部位が鮮明に表示されていることが好ましい。そのため、１回分の撮像において照射されるべき放射線量（該撮像に際して照射されるべき累積照射量）は、放射線画像に注目部位が鮮明に表示される適正量または適正範囲内となることが求められる。放射線の累積照射量が許容範囲外になると、放射線画像には注目部位が鮮明に表示されない。また、任意のセンサＳ２の信号に基づいてＡＥＣを行っても、注目部位以外の部位が鮮明に表示されるのでは、ユーザにとって意味のない放射線画像になってしまう。

一方、前述のとおり、特許文献１（特開２０１６−１５７２１号公報）の方式では、撮像に用いられる放射線が比較的強い（大きい）強度かつ比較的短い照射時間の場合、ＡＥＣの期間（本実施形態の期間Ｔ３相当）内に複数のセンサＳ２から適切なものをＡＥＣ用センサとして選択することが難しいことがある。

これに対して、本実施形態によれば、１回目の撮像結果に基づいてＡＥＣ用センサＳ２を選択し、その信号を用いて２回目の撮像のＡＥＣを行うことで、２回目の撮像を１回目の撮像での注目部位にフォーカスした形で行う。そして、上記ＡＥＣによれば、２回目の撮像では、注目部位を鮮明に表示可能な画像データを取得可能となる。被写体が人体の場合、注目部位の例としては、心臓や肺等の臓器、骨、筋肉、血管等が挙げられるが、体内組織の何れの部位でもよい。また、注目部位は、ユーザにとって比較的関心の高い部位であればよく、関心部位、或いは、観察対象部位や検査対象部位等と表現されてもよい。

以上、本実施形態によれば、１回目の撮像結果に基づいて選択された一部のセンサＳ２の信号を用いて２回目の撮像のＡＥＣを行う。そのため、２回目の撮像で用いられる放射線が比較的強い強度かつ比較的短い照射時間の場合であってもＡＥＣを適切に実現可能となり、また、それにより得られる放射線画像を高品質にすることができる。このことは、３回目以降の撮像を行う場合にも適用可能である。

本実施形態では、１回目の撮像を動画モードの撮像としたが、１回目の撮像は、静止画モードでもよいし、その他の如何なる動作モード（例えば、画像の品質を変更した撮像モードや、試し撮り等の試験的な撮像モード）であってもよい。また、本実施形態では、２回目の撮像を静止画モードの撮像としたが、ＡＥＣを伴う撮像であれば如何なる動作モードの撮像であってもよい。

また、本実施形態では、１回目の撮像と２回目の撮像とを連続で行う態様を例示したが、これらは、共に同一の被写体の好適には同一の注目部位にフォーカスした目的で行われればよく、これらの間には、比較的短い待機時間が挿入されてもよい。この待機時間の例としては、準備時間、休憩時間、経過観察時間等が挙げられ、注目部位に応じて、１分〜４８時間程度（或いはそれ以上）で設定されうる。その場合、過去の撮像結果（過去の撮像で得られた画像データの群）は撮像履歴として所定のデータベースに格納ないし保持されるとよく、このデータベースを参照することで、ＡＥＣ用センサＳ２を適切に選択可能である。

図４は、放射線撮像装置１の制御方法を説明するためのフローチャートである。本方法によれば、撮像の実行決定に応じて、過去の撮像結果を参照し、ＡＥＣ用センサＳ２を選択する。そして、撮像の開始後、このセンサＳ２の信号に基づいてＡＥＣを行うことで、放射線の累積照射量を適正値または適正範囲内にし、適切な画像データを取得可能にする。

先ず、ステップＳ１０００（以下、「Ｓ１０００」と示す。他のステップについても同様とする。）では、撮像の開始を示す撮像開始信号を受信する。これに応じて、Ｓ１０１０では、過去の撮像結果が格納されたデータベースを参照する。データベースの参照は、装置１内の記憶部（例えばハードディスクドライブ等）にアクセスすることで実現されてもよいし、装置１外のサーバーにアクセスすることで実現されてもよい。

Ｓ１０２０では、Ｓ１０１０で参照したデータベースに、条件を満たす画像データが存在するか否かを判定する。この条件としては、Ｓ１０００で開始要求のあった撮像（以下、「実行予定の撮像」と示す。）の被写体と同一の被写体を撮像して得られた画像データであること、が挙げられる。この条件を満たす画像データがデータベースに存在した場合にはＳ１０３０に進み、そうでない場合にはＳ１０５０に進む。

上記判定、即ち、実行予定の撮像の被写体と同一の被写体を撮像して得られた画像データがデータベースに存在するか否かの判定は、データベース上の各画像データに付されうる識別子等の属性情報に基づいて行われるとよい。他の実施形態として、この判定は、データベース上の各画像データそのものについてのパターンマッチングにより行われてもよい。

Ｓ１０３０では、Ｓ１０２０で条件を満たすと判定された画像データを参照する。条件を満たす画像データが２以上存在した場合には、例えば、それらのうち最新のものが参照されるとよい。その後、該参照された画像データに基づいて、注目部位の解析、及び、センサ部１１における該注目部位に対応する位置の特定を行う。

ここで、実行予定の撮像において注目部位が何れであるかを示す注目部位情報が、Ｓ１０００の撮像開始信号の受信の際／その前に入力されるとよいが、注目部位情報の取得方法は、この態様に限られるものではない。一例として、２回以上の撮像を連続で行う場合には、直前の撮像での注目部位情報が流用されればよい。例えば、実行予定の撮像が上記参照された画像データの撮像の後に連続で行われる場合（図３参照）、実行予定の撮像では、上記参照された画像データの撮像での注目部位情報がそのまま用いられればよい。これにより、センサ部１１における注目部位に対応する位置を適切に特定することができる。なお、注目部位情報は、画像データに属性情報として付されてもよく、これを参照することで注目部位情報を受け取ることも可能である。

他の実施形態として、実行予定の撮像での注目部位が、過去の撮像での注目部位と異なる場合には、注目部位情報はＳ１０００又はその前で入力されるとよい。一例として、過去の撮像で得られた放射線画像には２以上の部位が示されており、該過去の撮像では、それらのうちの１つの部位を注目部位としていたが、他の部位を注目部位とした撮像を新たに行う場合が挙げられる。このような場合でも、センサ部１１上の対応の位置を特定することが可能である。

Ｓ１０４０では、Ｓ１０３０で特定された位置に対応するセンサＳ２、即ち、注目部位に対応するセンサＳ２を、実行予定の撮像のＡＥＣで駆動するセンサ、即ちＡＥＣ用センサとして選択する。センサ部１１上の注目部位に対応する位置にセンサＳ２が設けられていない場合には、例えば、その位置の近傍のセンサＳ２が選択されればよい。よって、ここでいう注目部位に対応するセンサＳ２とは、センサ部１１上の注目部位に対応する位置のセンサＳ２だけでなく、その位置の近傍のセンサＳ２をも含む。なお、ここで選択されるセンサＳ２の数量は、１でなくてもよく、２以上であってもよい。

図３の例では、第２行の２つのセンサＳ２（即ち、第２行かつ第２列のセンサＳ２、及び、第２行かつ第５列のセンサＳ２）が駆動線Ｄ２を用いて駆動される。しかし、ＡＥＣにおいて実際に用いられるのは、それら２つのセンサＳ２から出力される２つの信号のうち、注目部位に対応する一方でもよい。このことは、読出部１３（具体的には、信号増幅部１３１、サンプリング部１３２、転送部１３３、及び／又は、出力部１３４）を、該２つの信号の一方のみがプロセッサ１４に出力されるように制御することで実現可能である。この場合、該２つの信号の他方は読出部１３において破棄される形となる。なお、Ｓ１０４０で２以上のセンサＳ２が選択された場合には、それらの信号を加重平均した結果が用いられればよい。

Ｓ１０５０では、Ｓ１０２０で条件を満たす画像データが存在しなかったため、過去の撮像結果を参照することなく、何れかのセンサＳ２をＡＥＣ用センサとして選択する。本実施形態において計４つのセンサＳ２のうち、何れのセンサＳ２が選択されてもよいが、他の実施形態として、何れかのセンサＳ２がユーザにより直接的に選択されてもよいし、一部のセンサＳ２が固定的に選択されてもよい。或いは、他の実施形態として、一部のセンサＳ２がＡＥＣ用センサとして選択されるのではなく、計４つのセンサＳ２の全部がＡＥＣ用センサとして駆動されることとしてもよい。

Ｓ１０６０では、放射線の照射を開始する。このことは、放射線の照射開始の要求または許可を示す照射開始信号を、放射線を発生する放射線源に対して出力することで行われる。放射線の照射の開始に伴い、ＡＥＣを開始する。

Ｓ１０７０では、ＡＥＣ用センサＳ２、即ちＳ１０４０又はＳ１０５０で選択されたセンサＳ２の信号が所定条件を満たしたか否かを判定する。本実施形態では、センサＳ２の信号の累積加算値が基準値に達したか否かを判定し、該累積加算値が基準値に達していればＳ１０８０に進み、そうでなければＳ１０７０に戻る。この基準値は、注目部位情報に基づいて設定されてもよいが、放射線の透過率に影響する可能性のある関連情報、例えば被写体の体脂肪率等に基づいて変更されてもよい。

Ｓ１０８０では、上記選択されたセンサＳ２の信号の累積加算値が基準値に達したことに応答して、放射線の累積照射量が適正値に達し又は適正範囲内となったものとして、放射線の照射を終了させる。このことは、放射線の照射終了の要求を示す信号を、放射線を発生する放射線源に対して出力することで行われる。これによりＡＥＣの完了となる。

Ｓ１０９０では、センサＳ１及びＳ１’から信号を読み出して画像データを取得する。この画像データは、Ｓ１１００においてデータベースに格納され、その後、更に撮像が行われる場合にはＳ１０１０において参照対象となりうる。

以上のような制御によれば、過去の撮像結果に基づいて選択された一部のセンサＳ２の信号を用いて適切なＡＥＣを実現可能となり、そして、放射線の照射が終了された後、注目部位を鮮明に表示可能な画像データを取得することができる。

ＡＥＣの態様は上述の例に限られるものではなく、多様な変形が可能である。例えば、Ｓ１０１０では、過去の撮像結果を格納するデータベースを参照するが、必要以上に古い画像データが参照されることのないよう、取得されてから所定期間が経過した画像データは、削除され、或いは、他のデータベースに隔離されてもよい。即ち、データベース上の画像データのうち、それを取得したタイミングからＳ１０００の撮像開始信号を受けたタイミングまでの期間が所定期間内のものを参照可能とし、そうでないものを参照不可とすればよい。

他の実施形態として、Ｓ１０００〜Ｓ１０１０の代わりに、或る撮像で得られた撮像結果を、次の撮像を更に行う場合に常に参照可能（常に直前の撮像結果を参照可能）としてもよい。例えば、直前の撮像で得られた画像データ、或いは、その撮像での注目部位情報は、装置１内の記憶部（例えばＤＲＡＭ等）に一時的に保持され、次の撮像を行う場合に参照される。このことは、比較的簡素な構成で実現可能であり、例えばエネルギーサブトラクション法に基づく撮像等、複数回の撮像を連続で行うことが予め確定している場合には、２回目以降の撮像において有利である。

また、Ｓ１０２０では、画像データの判定の条件を、同一の被写体を撮像して得られた画像データであることとしたが、付随的／代替的に、その被写体の注目部位情報を含む画像データであること、としてもよい。Ｓ１０１０で参照された画像データの何れの画素が注目部位に対応するかは、例えば、注目部位情報を用いたパターンマッチングを行うことにより、特定可能である。そのため、予め注目部位情報が与えられることで、より短時間で、より適切な画像データを参照可能となり、より適切なＡＥＣ用センサＳ２を選択可能となる。

また、Ｓ１０３０では、センサ部１１における注目部位に対応する位置の特定を行うのに際して、被写体の情報が参照されてもよい。予め被写体の情報が与えられることで、それを用いたパターンマッチングにより、上記位置の特定の高速化および高精度化が可能となる。例えば、上記入力された被写体の体格情報と、Ｓ１０３０で参照された画像データが有する体格情報とを対比（パターンマッチング）することで、上記位置を適切に特定可能である。例えば、肩、腕、首、腰等、人体における幾つかの部位を識別し、それらの相対位置に基づいて、センサ部１１における注目部位に対応する上記位置を特定することができる。このことは、例えば公知のヒストグラムマッチングによっても実現可能である。被写体の情報の例としては、被写体の体格情報（身長等）が挙げられるが、例えば、撮像時の被写体の姿勢、撮像の角度等、撮像時の被写体の態様を示す情報も参照可能である。

本実施形態では、説明の容易化のため、センサ部１１を４行×６列の構成としたが、実際には、より多くの行数および列数となっており、例えば１７インチのセンサ部１１の場合、約２８００行×２８００列で構成されうる。センサＳ２は、このようなセンサ部１１における２以上の領域に、各領域が１以上のセンサＳ２を含むように、分散配置される。ＡＥＣ用センサとして一部のセンサＳ２を選択する際には（Ｓ１０４０）、一領域に含まれるセンサＳ２が選択されればよい。

以上、本実施形態では、プロセッサ１４は、１回目の撮像（期間Ｔ１）で、ある被写体についての画像データをセンサ部１１から読出部１３により取得する。この被写体について更に２回目の撮像（期間Ｔ４）を行う場合、プロセッサ１４は、１回目の撮像（期間Ｔ１）で得られた画像データに基づいて、この被写体の注目部位に対応する一部のセンサＳ２を選択する。そして、２回目の撮像（期間Ｔ４）についての放射線の照射が開始された後、プロセッサ１４は、該選択された一部のセンサＳ２からの信号に基づいてＡＥＣを行う。即ち、プロセッサ１４は、２回目の撮像（期間Ｔ４）でのＡＥＣを、１回目の撮像（期間Ｔ１）で得られた画像データ、即ち過去の撮像結果を参照して選択したセンサＳ２の信号に基づいて行う。

前述のとおり、２回目の撮像（期間Ｔ４）は、１回目の撮像（期間Ｔ１）と同一の被写体（より好適には同一の注目部位）にフォーカスして行われればよく、必ずしも、１回目の撮像（期間Ｔ１）の直後に連続して行われなくてもよい。例えば、１回目の撮像（期間Ｔ１）と２回目の撮像（期間Ｔ４）との間には比較的短い待機時間が挿入されてもよい。

また、前述のとおり、本実施形態では理解の容易化のため、読出部１３の出力部１３４によりＡＤ変換された信号（画素値等とも称される電気信号）の群から成る１枚分の放射線画像を示す情報を「画像データ」として説明したが、この態様に限られない。例えば、画像データは、該ＡＤ変換された信号の群そのものであってもよいし、或いは、これらに対して所定の信号処理を行うことで得られる中間段階の電子情報であってもよい。

よって、本実施形態の内容は次のようにまとめることができる。先ず、ある被写体についての第１の撮像（期間Ｔ１の撮像に対応）で、その被写体の撮像結果を示す電気信号をセンサ部１１から読出部１３により読み出す。この被写体について更に第２の撮像（期間Ｔ４の撮像に対応）を行う場合、プロセッサ１４は、上記読み出された電気信号に基づいて、この被写体の注目部位に対応する一部のセンサＳ２をＡＥＣ用センサとして選択する。プロセッサ１４は、第２の撮像についての放射線の照射が開始された後、該照射中に、上記選択されたＡＥＣ用センサＳ２からの電気信号に基づいてＡＥＣを行う。

本実施形態によれば、第２の撮像の際には、被写体の注目部位に対応するＡＥＣ用センサＳ２が適切に選択される。それにより、被写体の注目部位に対応したＡＥＣを適切に行うことができる。このことは、第２の撮像で用いられる放射線が比較的強い強度かつ比較的短い照射時間の場合であっても、容易に実現可能である。また、これに伴って、第２の撮像で得られる放射線画像を高品質にすることもできる。

（第２実施形態）
前述の第１実施形態では、センサ部１１において複数の種類のセンサＳ１、Ｓ１’及びＳ２が混在する態様であったが、そうでなくてもよい。第２実施形態は、主に、１種類のセンサＳ１を用いた構成である、という点で第１実施形態と異なる。即ち、センサＳ１は、第１実施形態では撮像用センサとして駆動されたが、本実施形態では、ＡＥＣ用センサとしても駆動可能である。本実施形態によっても、第１実施形態同様の効果を実現可能である。

図５は、本実施形態に係る放射線撮像装置２の構成例を示すブロック図である。本実施形態では、センサ部１１に配列されたセンサＳは何れもセンサＳ１である。また、本実施形態では、駆動線Ｄ２及びＤ３、列信号線Ｊ２及びＪ５、並びに、列信号線Ｊ２及びＪ５に対応する信号増幅部１３１及びサンプリング部１３２は、配されない。これらのことを除いて、放射線撮像装置２は第１実施形態（図１参照）同様の構成となっている。

図６は、放射線撮像装置２の制御方法を示すタイミングチャートである。第１実施形態では駆動線Ｄ２又はＤ３を用いて一部のセンサＳ２をＡＥＣセンサとして駆動可能であったが、本実施形態では、駆動線Ｇ１〜Ｇ４の何れか（ここではＧ４とする。）を用いて一部のセンサＳ１をＡＥＣセンサとして駆動する。

期間Ｔ１〜Ｔ２については第１実施形態同様であるため説明を省略する。期間Ｔ３のＡＥＣでは、駆動線Ｇ４を用いて第４行のセンサＳ１を周期的に駆動する。ＡＥＣでは、第４行には第１〜第６列までの計６つのセンサＳ１が配されているが、これらの全部の信号が用いられる必要はなく、第１実施形態同様（Ｓ１０４０参照）、これらのうち注目部位に対応する一部が用いられればよい。

上記センサＳ１の信号の累積加算値が基準値に達したことに応答して放射線の照射を終了させ、その後、第１実施形態同様、期間Ｔ４では画像データを読み出す。ここで、本実施形態では、期間Ｔ３のＡＥＣで第４行のセンサＳ１が駆動されたことで、相当量の信号成分が失われている。そのため、第４行のセンサＳ１の信号については、読出部１３での信号増幅率が調整されてもよいし、或いは、プロセッサ１４において所定の補正処理ないし補完処理が行われてもよい。

本実施形態では、１種類のセンサＳ１でセンサ部１１を構成した態様を例示したが、センサ部１１の構成はこれに限られるものではない。例えば、センサＳ１及びＳ２でセンサ部１１を構成してもよい（センサＳ２をセンサＳ１’と並設させない。）。この場合、画像データのうち、センサＳ２の位置に対応する画素は、その周辺の画素で補完されてもよいし、センサＳ２の信号を用いて補正されてもよい。

（適用例）
図７に例示されるように、上述の実施形態で述べた放射線撮像装置１又は２は、いわゆるレントゲン撮影を行うための放射線撮像システムに適用されうる。放射線には、典型的にはＸ線が用いられるが、アルファ線、ベータ線等が用いられてもよい。Ｘ線チューブ６１０（放射線源）が発生したＸ線６１１は、患者等の被検者６２０の胸部６２１を透過し、放射線撮像装置６３０に入射する。装置６３０に入射したＸ線６１１には患者６２０の体内の情報が含まれており、装置６３０によりＸ線６１１に応じた電気的情報が得られる。この電気的情報は、デジタル信号に変換された後、例えばプロセッサ６４０によって所定の信号処理が為される。

医師等のユーザは、この電気的情報に応じた放射線画像を、例えばコントロールルームのディスプレイ６５０（表示部）で観察することができる。ユーザは、放射線画像又はそのデータを、所定の通信手段６６０により遠隔地へ転送することができ、この放射線画像を、他の場所であるドクタールームのディスプレイ６５１で観察することもできる。また、ユーザは、この放射線画像又はそのデータを所定の記録媒体に記録することもでき、例えば、プロセッサ６７０によってフィルム６７１に記録することもできる。

（プログラム）
本発明は、上記実施形態の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、該システム又は装置のコンピュータにおける１以上のプロセッサがプログラムを読み出して実行する処理により実現されてもよい。例えば、本発明は、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によって実現されてもよい。

（その他）
以上、いくつかの好適な態様を例示したが、本発明はこれらの例に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その一部が変更されてもよい。例えば、或る実施形態の内容に、他の実施形態の内容の一部が組み合わされてもよいし、これと共に／これに代替して、必要に応じて公知の要素が追加され又は削除されてもよい。

例えば、センサＳの信号読出として、本明細書ではプログレッシブ方式の態様を例示したが（図３及び図６の期間Ｔ１及びＴ４参照）、インタレース方式が用いられてもよい。また、例えば、ＡＥＣにおけるセンサＳ２の駆動周期を一定としたが（期間Ｔ３参照）、この駆動周期は時間経過と共に変更されてもよい。その他、センサＳの信号読出では相関二重サンプリングを行ってもよいし、また、該信号読出で得られた画像データに対して、放射線非照射時の画像データを補正用データとして用いて補正処理を行ってもよい。

また、本明細書に記載された個々の用語は、本発明を説明する目的で用いられたものに過ぎず、本発明は、その用語の厳密な意味に限定されるものでないことは言うまでもなく、その均等物をも含みうる。

１：放射線撮像装置、１１：センサ部、１３：読出部、１４：プロセッサ。

Claims (12)

1. 放射線に応じて電気信号を生成する複数のセンサを含むセンサ部と、
   前記複数のセンサの電気信号を読み出す読出部と、
   プロセッサと、を備える放射線撮像装置であって、
   前記プロセッサは、
   ある被写体についての第１の撮像において、前記センサ部から前記被写体を透過した放射線に応じた電気信号を前記読出部により読み出す第１動作と、
   前記第１動作で読み出された電気信号に基づいて、前記複数のセンサのうち前記被写体の注目部位に対応する一部のセンサを選択する第２動作と、
   前記第１の撮像後の前記被写体についての第２の撮像において、放射線の照射中に、前記第２動作で選択された前記一部のセンサからの電気信号に基づいて該照射の終了を要求する第３動作と、
   を行う
   ことを特徴とする放射線撮像装置。
2. 前記プロセッサは、前記第１の撮像の終了後、所定期間が経過する前に前記第２の撮像を開始する場合に、前記第２動作及び前記第３動作を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
3. 前記プロセッサは、前記第２動作では、前記第２の撮像の開始を示す信号を受けたことに応じて、前記第１動作で読み出された電気信号として前記被写体についての過去の撮像結果を参照して前記一部のセンサを選択し、
   前記プロセッサは、前記過去の撮像結果として、それを取得したタイミングから前記第２の撮像の開始を示す前記信号を受けたタイミングまでの時間が前記所定期間内となるものを参照する
   ことを特徴とする請求項２に記載の放射線撮像装置。
4. 動作モードとして、静止画モードと動画モードとを含み、
   前記プロセッサは、前記第２の撮像を前記静止画モードで行う
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
5. 前記プロセッサは、前記第１の撮像を前記静止画モード又は前記動画モードで行う
   ことを特徴とする請求項４に記載の放射線撮像装置。
6. 前記プロセッサは、
   前記被写体の情報を前記第２動作の前に受け取り、
   前記第２動作では、前記被写体の情報と、前記第１動作で読み出された電気信号とに基づいて、前記一部のセンサを選択する
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
7. 前記被写体は人体であり、
   前記被写体の情報は、前記被写体の体内組織における前記注目部位を示す情報を含む
   ことを特徴とする請求項６に記載の放射線撮像装置。
8. 前記被写体の情報は、前記被写体の体格情報を更に含む
   ことを特徴とする請求項７に記載の放射線撮像装置。
9. 前記プロセッサは、前記第２動作では、前記被写体の体格情報と、前記第１動作で読み出された電気信号が示す体格情報とを対比させ、該対比の結果に基づいて前記一部のセンサを選択する
   ことを特徴とする請求項８に記載の放射線撮像装置。
10. 前記複数のセンサは、各々が撮像用センサである複数の第１センサと、前記第２動作において前記一部のセンサとして選択可能な複数の第２センサと、を含み、
    前記複数の第２センサは、前記センサ部における互いに異なる２以上の領域に配置されており、
    前記プロセッサは、前記第２動作では、前記第１動作で読み出された電気信号に基づいて、前記２以上の領域の１つに配置された前記第２センサを前記一部のセンサとして選択する
    ことを特徴とする請求項１から請求項９の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の放射線撮像装置と、
    放射線を発生する放射線源と、を具備する
    ことを特徴とする放射線撮像システム。
12. 放射線に応じて電気信号を生成する複数のセンサを含むセンサ部と、前記複数のセンサの電気信号を読み出す読出部と、を備える放射線撮像装置の制御方法であって、
    ある被写体についての第１の撮像において、前記センサ部から前記被写体を透過した放射線に応じた電気信号を前記読出部により読み出す第１工程と、
    前記第１工程で読み出された電気信号に基づいて、前記複数のセンサのうち前記被写体の注目部位に対応する一部のセンサを選択する第２工程と、
    前記第１の撮像後の前記被写体についての第２の撮像において、放射線の照射中に、前記第２工程で選択された前記一部のセンサからの電気信号に基づいて該照射の終了を要求する第３工程と、を含む
    ことを特徴とする放射線撮像装置の制御方法。

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