JP2019047846A - 放射線診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＳＡ撮像をする際の撮像時間を短縮するのに有利な技術を提供すること。【解決手段】被検体を透過した放射線を検出して撮像を行い、撮像した画像信号を出力する放射線撮像装置と、放射線撮像装置から出力された、造影剤投与前に撮像されたマスク画像と造影剤投与後に撮像されたライブ画像と、を用いてサブトラクション処理を行うことにより画像データを生成する処理部と、を備え、１つの前記マスク画像のデータ量は、１つの前記ライブ画像のデータ量より少ない。【選択図】図６

Description

本発明は、放射線診断装置に関する。

近年、造影剤投与前及び造影剤投与後の画像データをサブトラクション処理し、造影剤が注入された血管を高いコントラストで表示するＤＳＡ（Digital Subtraction Angiography）撮像が行われている。ＤＳＡ撮像では、血管に造影剤投与する前の被検体にＸ線を照射して得られた画像をマスク画像と呼び、造影剤を投与した後にＸ線を照射して得られた画像をライブ画像データと呼ぶ。マスク画像データとライブ画像データをサブトラクション処理して造影剤が注入された血管を抽出することができる。

このとき、被検体の呼吸等に伴って血管や周囲の臓器の位置が変化するため、同じ診断対象部位を撮像したマスク画像及びライブ画像の間で位置や形状の差異が発生する。このためにサブトラクション処理をして得られた画像データにアーチファクトが発生しＤＳＡ撮像した画像の画質が劣化するという問題点があった。

画質劣化の原因となる呼吸による影響を抑えるために、撮像する間は被検体の呼吸を止めて静止させることが考えられる。しかし、呼吸をさせないことは被検体に対して大きな身体的負担を負わせる。特許文献１には被検体の呼吸情報に基づいてＸ線の照射レートを制御することによりマスク画像を取得する技術が開示されている。

特開２００７−１９５６３３号公報

被検体の負担を軽減するためには撮像時間の短縮が望まれる。本発明の目的は、ＤＳＡ撮像をする際の撮像時間を短縮するのに有利な技術を提供することである。

本発明の放射線診断装置は、被検体を透過した放射線を検出して撮像を行い、撮像した画像信号を出力する放射線撮像装置と、放射線撮像装置から出力された、造影剤投与前に撮像されたマスク画像と造影剤投与後に撮像されたライブ画像と、を用いてサブトラクション処理を行うことにより画像データを生成する処理部と、を備え、１つの前記マスク画像のデータ量は、１つの前記ライブ画像のデータ量より少ないことを特徴とする。

本発明によれば、ＤＳＡ撮像をする際の撮像時間を短縮するのに有利な技術を提供することができる。

本発明に係る放射線診断装置の全体を示す図。 本発明に係る画素回路を示す図。 本発明に係る撮像装置内のビニング回路の回路図およびブロック図。 本発明に係る半導体基板の内部構造の一例を示す図。 本発明に係る半導体基板からの信号読み出し回路を示す図。 本発明に係る実施例１でのＤＳＡ撮像時の駆動制御の一例を示すタイミングチャート。 本発明に係る実施例１のＤＳＡ処理を説明するためのブロック図。 本発明に係る実施例２でのＤＳＡ撮像時の駆動制御の一例を示すタイミングチャート。 本発明に係る実施例２のＤＳＡ処理を説明するためのブロック図。 本発明に係る実施例３のＤＳＡ撮像時の駆動制御の一例を示すタイミングチャート。 本発明に係る実施例３のＤＳＡ処理を説明するためのブロック図。

（実施例１）
本発明に係るフラットパネル式の放射線撮像装置を備えた放射線診断装置について図１により説明する。放射線診断装置は、放射線撮像装置１００、処理部１０１、画像表示装置１０２、放射線照射部１０３、Ｘ線管１０４を備えている。撮像時には処理部１０１により、放射線撮像装置１００と放射線照射部１０３との動作のタイミングが制御される。被写体を透過したＸ線は放射線撮像装置１００に備えられた不図示のシンチレータにより可視光に変換され、光電変換素子により光電変換された後にＡ／Ｄ変換が行われる。そして、Ｘ線照射に対応したフレーム画像データが放射線撮像装置１００から処理部１０１に転送され、画像処理が行われた後、画像表示装置１０２に放射線画像がリアルタイムに表示される。表示は、静止画に加えて動画の表示も可能である。

放射線撮像装置１００はフラットパネルセンサ１０５を備えている。本実施例のフラットパネルセンサ１０５は、画素が行列状に配置された半導体基板１０６が平面基台上（不図示）にマトリクス状にタイリングされている。図１には半導体基板１０６が７列２行に配置されている例を示しているが、これに限定されない。半導体基板１０６はＭＯＳ型撮像素子を含み、複数枚を貼りあわせてフラットパネルセンサに利用するように開発されている。半導体基板１０６の構成の詳細は省略するが、半導体基板１０６に配置された画素はシンチレータで変換された光を電気信号に変換するための光電変換素子を含んでいる。平面基台上で隣接する半導体基板１０６は、半導体基板１０６と別の半導体基板１０６の境界を挟んで光電変換素子を含む画素が同じピッチになるようにタイリングされている。フラットパネルセンサ１０５の上辺と下辺部には、マトリクス状に並んだ半導体基板１０６へ電源を供給する端子や信号の入出力のための端子（電極パッド）が並んで配置される。電極パッドはフライングリード式プリント配線板やフラットケーブル（不図示）を介して半導体基板１０６の外部の回路と接続される。

放射線撮像装置１００に配置されている増幅器１０７及びＡＤ変換器１０８はフラットパネルセンサからの信号を増幅し、ＡＤ変換して撮像制御部１０９へ出力する。

撮像制御部１０９は、処理部１０１との間での制御コマンドの通信やタイミング信号の通信、処理部１０１への画像データの送信を行う。また、撮像制御部１０９は、フラットパネルセンサ１０５の制御機能も兼ね備えており、フラットパネルセンサ１０５の駆動制御、撮像モード制御を行う。さらに、放射線撮像装置１００内の複数のＡ／Ｄ変換器１０８からＡ／Ｄ変換されたブロックごとのデジタル画像データをフレームデータに合成し、処理部１０１に転送する機能も備える。

次に撮像制御部１０９と画像処理部１０１との間のインターフェースについて説明をする。コマンド制御用インターフェース１１０は、処理部１０１から撮像制御部１０９への撮像モードの設定、各種パラメータの設定、撮像開始設定、撮像終了設定などの通信を行うためのインターフェースである。また、撮像制御部１０９からは処理部１０１へ放射線撮像装置１００の状態等が通信される。画像データインターフェース１１１は、撮像された画像データを撮像制御部１０９から処理部１０１へ送るためのインターフェースである。ＲＥＡＤＹ信号１１２は放射線撮像装置１００が撮像可能状態になったことを撮像制御部１０９から処理部１０１へ伝える信号である。外部同期信号１１３は、処理部１０１が撮像制御部１０９からのＲＥＡＤＹ信号１１２を受け、撮像制御部１０９にＸ線曝射のタイミングを知らせる信号である。曝射許可信号１１４は曝射を制御する信号である。曝射許可信号１１４は、曝射許可信号１１４がイネーブルの間に処理部１０１から放射線照射部１０３に曝射信号が送信され、Ｘ線管１０４からＸ線が曝射される。そして、被検体を透過した放射線に応じた信号は有効な信号として撮像装置１００のフラットパネル１０５で検出され、画像信号が形成される。

半導体基板１０６に配置される画素の、１画素分の回路の一例を図２により説明する。フォトダイオードＰＤはシンチレータにより変換された光を電荷に変換する光電変換部である。フローティングディフュージョンＣｆｄ（浮遊拡散領域）はフォトダイオードＰＤからの電荷を蓄積する容量部である。リセットＭＯＳトランジスタＭ２はフローティングディフュージョンＣｆｄに蓄積された電荷を放電させるためのリセットスイッチである。感度切替えスイッチＭ１は感度切り換え用の追加容量Ｃｆｄ１をフローティングディフュージョンＣｆｄに接続するためのスイッチである。フローティングディフュージョンＣｆｄにより電荷が電圧に変換され、ソースフォロアとして動作する増幅ＭＯＳトランジスタＭ４（第１画素アンプ）により増幅される。増幅された画像信号はクランプ容量Ｃｃｌを介してソースフォロワとして動作する増幅ＭＯＳトランジスタＭ７（第２画素アンプ）のゲートに入力される。選択ＭＯＳトランジスタＭ３（第１選択スイッチ）は増幅ＭＯＳトランジスタＭ４と電源の間に配置され、増幅ＭＯＳトランジスタＭ４の動作状態を制御するためのスイッチである。

増幅ＭＯＳトランジスタＭ４の後段には光電変換部で発生するｋＴＣノイズを除去するクランプ回路が設けられている。クランプ回路はクランプ容量Ｃｃｌ、クランプ用ＭＯＳトランジスタＭ５（クランプスイッチ）を備えている。ソースフォロアとして動作する増幅ＭＯＳトランジスタＭ７はクランプ容量Ｃｃｌを介して出力される信号を増幅する。電源と増幅ＭＯＳトランジスタＭ７との間に配置された選択ＭＯＳトランジスタＭ６（第２選択スイッチ）は、増幅ＭＯＳトランジスタＭ７の動作状態を制御するための選択スイッチである。

増幅ＭＯＳトランジスタＭ７の後段には２つのサンプルホールド回路が設けられている。サンプルホールド用ＭＯＳトランジスタＭ８（第１サンプルホールドスイッチ）は光信号用ホールド容量ＣＳ１への電気信号の蓄積を制御する。サンプルホールド用ＭＯＳトランジスタＭ１１（第２サンプルホールドスイッチ）は光信号用ホールド容量ＣＳ２への電気信号の蓄積を制御する。サンプルホールドＭＯＳトランジスタＭ１４（Ｎサンプルホールドスイッチ）は基準電圧信号用ホールド容量ＣＮへの基準電圧信号の蓄積を制御する。

増幅ＭＯＳトランジスタＭ１０（第３画素アンプ）及び増幅ＭＯＳトランジスタＭ１３（第４画素アンプ）はソースフォロアとして動作し、光信号用ホールド容量ＣＳ１、ＣＳ２にサンプルホールドされている電気信号を増幅する。アナログスイッチＭ９（第１転送スイッチ）は増幅ＭＯＳトランジスタＭ１０（第３画素アンプ）からの信号の出力を制御するスイッチである。アナログスイッチＭ１２（第２転送スイッチ）は増幅ＭＯＳトランジスタＭ１３（第４画素アンプ）からの信号の出力を制御するスイッチである。

増幅ＭＯＳトランジスタＭ１６（Ｎ画素アンプ）はソースフォロアとして動作し、基準電圧信号用ホールド容量ＣＮにサンプルホールドされている基準電圧信号を増幅する。アナログスイッチＭ１５（Ｎ転送スイッチ）はＮ画素アンプ（Ｍ１６）で増幅された基準電圧信号をＮ信号出力線へ出力するためスイッチである。

イネーブル信号ＥＮは、選択ＭＯＳトランジスタＭ３及び選択ＭＯＳトランジスタＭ６のゲートに接続される。イネーブル信号ＥＮは、第１画素アンプ、第２画素アンプとして動作する増幅ＭＯＳトランジスタＭ４、増幅ＭＯＳトランジスタＭ７を動作可能に制御するための制御信号である。イネーブル信号ＥＮがハイレベルの時、増幅ＭＯＳトランジスタＭ４、増幅ＭＯＳトランジスタＭ７は同時に動作可能となる。ＰＲＥＳ信号は、リセットＭＯＳトランジスタＭ２（リセットスイッチ）をオンしてフォトダイオードＰＤに蓄積された電荷を放電させるためのリセット信号である。信号ＰＣＬはクランプ用ＭＯＳトランジスタＭ５（クランプスイッチ）を制御する信号で、信号ＰＣＬがハイレベルのときクランプ用ＭＯＳトランジスタＭ５がオンし、クランプ容量Ｃｃｌを基準電圧ＶＣＬにセットする。

信号ＴＳ１はサンプルホールド用ＭＯＳトランジスタＭ８（第１サンプルホールドスイッチ）を制御して増幅ＭＯＳトランジスタＭ７からの出力信号の光信号用ホールド容量ＣＳ１への信号の蓄積を制御するサンプルホールド制御信号である。信号ＴＳ１をハイレベルとし、第１サンプルホールドスイッチＭ８をオンすることにより、光電変換された信号が増幅ＭＯＳトランジスタＭ４、増幅ＭＯＳトランジスタ７を通して光信号用ホールド容量ＣＳ１に転送される。光信号用ホールド容量への転送は信号ＴＳ１をローレベルとし、第１サンプルホールドスイッチＭ８をオフすることで転送を終了し、サンプルホールド回路１への光信号電荷の保持が完了する。信号ＴＳ１による第１サンプルホールドスイッチＭ８の制御は全画素において一括で行われる。

撮像装置１００の動作タイミングについて後に説明するが、信号ＴＳ２も、信号ＴＳ１と同様に全画素において一括に制御されてサンプルホールド回路２への光信号電荷の転送及び保持の制御を行うサンプルホールド制御信号である。信号ＴＮは基準電圧信号サンプルホールド制御信号で、信号ＴＮをハイレベルとし、ＮサンプルホールドスイッチＭ１４をオンすることで基準電圧信号は第２画素アンプＭ７を通して容量ＣＮに転送される。次いで、信号ＴＮをローレベルとし、ＮサンプルホールドスイッチＭ１４をオフすることで、サンプルホールド回路への基準電圧信号電荷の保持が完了する。信号ＴＮの制御も全画素一括に行う。それぞれの容量ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＮによるサンプルホールド後は、第１サンプルホールドスイッチＭ８、第２サンプルホールドスイッチＭ１１、ＮサンプルホールドスイッチＭ１４がオフとなる。この結果、それぞれの容量ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＮは前段の蓄積回路と切り離されるため、再度サンプルホールドされるまで蓄積した光信号を非破壊で読み出すことが可能である。

次に、複数の画素の信号を加算して１画素の信号とするいわゆるビニング処理をするビニング回路について図３により説明する。図３（Ａ）は図２に説明した１画素分の回路を２回路分とビニング回路とを示す。画素の回路は簡略に記載されている。図３（Ａ）において増幅回路１６２、１６６及び１７２を含む回路が１画素分で、増幅回路１６３、１６７及び１７３を含む回路がもう１画素分である。つまり図３（Ａ）には２画素分の回路が平行して並んで記載されている。フォトダイオードＰＤ１６０、１６１は、図２のフォトダイオードＰＤに相当する。増幅回路１６２及び１６３は第１画素アンプに相当する。容量１６４及び１６５は図２のクランプ容量Ｃｃｌに相当する。増幅回路１６６及び１６７は第２画素アンプに相当する。

図２に示される１画素について３回路設けられたサンプルホールド回路は図３（Ａ）では省略されて１回路分が代表的に記載されている。サンプルホールドスイッチ１６８は第１サンプルホールドスイッチＭ８、第２サンプルホールドスイッチＭ１１もしくはＮサンプルホールドスイッチＭ１４に相当する。同様にサンプルホールドスイッチ１６９も第１サンプルホールドスイッチＭ８、第２サンプルホールドスイッチＭ１１もしくはＮサンプルホールドスイッチＭ１４に相当する。容量１７０は光信号用ホールド容量ＣＳ１，ＣＳ２もしくは基準電圧信号用ホールド容量ＣＮに相当する。同様に容量１７１も光信号用ホールド容量ＣＳ１，ＣＳ２もしくは基準電圧信号用ホールド容量ＣＮに相当する。増幅回路１７２は第３画素アンプＭ１０、第４画素アンプＭ１３もしくはＮ画素アンプＭ１６に相当する。同様に増幅回路１７３も図２の第３画素アンプＭ１０、第４画素アンプＭ１３もしくはＮ画素アンプＭ１６に相当する。一方の画素回路の容量１７０と他方の画素回路の容量１７１との間には２つの画素の信号をビニングするためのビニングＭＯＳトランジスタ１７４および１７５が接続されている。ビニングＭＯＳトランジスタ１７４および１７５のゲートをハイに制御することにより２つの画素の信号がビニングされる。

図３（Ｂ）は半導体基板１０６に配置された複数の画素回路を示す。１つの画素は１つの四角で表されている。図３（Ａ）の点線で囲まれた部分と図３（Ｂ）の点線で囲まれた部分は同じビニング回路を示している。ビニング回路により接続されている箇所を太線で示している。ビニング回路は図３（Ｂ）に示されているように各画素間を接続するように配置されている。ビニング回路をオンに制御すると接続された画素の信号がビニングされる。

図３（Ｂ）では、ビニング信号制御ＡＤＤをハイレベル、ビニング制御信号ＡＤＤ１をローレベルにすることにより隣接する２×２の４画素のビニングを行うことができる。ビニング制御信号ＡＤＤをハイレベル、ビニング制御信号ＡＤＤ１をハイレベルにすると４×４のビニングを行うことができる。さらにビニング制御信号ＡＤＤ２もハイレベルにすると８×８のビニングを行うことができるようにビニング回路が配置されている。ビニング回路を制御することにより所定数の画素の信号をビニングすることができる。ビニングは、隣り合う画素ごとの光信号用ホールド容量ＣＳ１同士，ＣＳ２同士もしくはノイズ信号用ホールド容量ＣＮ同士を接続することにより行われる。２×２のビニングを行った場合には撮像時に読み出す信号数を１／４に減らせる。所定数ずつの画素をビニングすることにより画素情報を捨てることなく走査して読み出す信号の数を減らし、より高速なフレームレートでの信号の読み出しを可能としている。

半導体基板１０６からの信号の読出しについて図４により説明をする。半導体基板１０６にはチップセレクト端子ＣＳ、垂直走査回路スタート信号ＶＳＴ、垂直走査回路クロック端子ＣＬＫＶ、水平走査回路スタート信号端子ＨＳＴ、水平走査回路クロック端子ＣＬＫＨが設けられている。また信号を出力するための光信号出力端子Ｓ１ｏｕｔ、光信号出力端子Ｓ２ｏｕｔ、基準電圧信号出力端子Ｎｏｕｔも設けられている。チップセレクト端子ＣＳはフラットパネルセンサ１０５の半導体基板１０６を選択する信号を入力する端子である。チップセレクト端子ＣＳをイネーブルすることにより選択された半導体基板１０６が活性化される。図４では画素回路４０２は一辺にｍ個（１〜ｍ）、他方の辺にｎ個（１〜ｎ）が行列状に配置（１，１〜ｎ，ｍ）されている。垂直走査回路４０３は行信号線４０５により垂直走査クロックＣＬＫＶに同期して画素群を垂直方向に行毎に走査する。垂直走査回路４０３は例えばシフトレジスタで構成されている。水平走査回路４０４は列信号線４０６、４０７、４０８を水平走査クロックＣＬＫＨに同期して順次選択する。垂直走査回路４０３の出力線である行信号線４０５がイネーブルされることにより、列信号線４０６、４０７、４０８に対してサンプルホールドされた光信号Ｓ１、光信号Ｓ２、基準電圧信号Ｎを出力する。列信号線４０６，４０７、４０８に出力された電圧信号を水平走査回路４０４により順次選択することにより、アナログ出力線４０９，４１０、４１１に各画素の信号が順次出力される。画素をビニングして読み出す場合の行及び列の選択は、ビニングされた画素を一つの画素とみなして選択するように垂直走査回路及び水平走査回路を制御する。これによりビニングした場合の信号の読出し時間を短縮することができる。

以上のように、半導体基板１０６では、垂直走査回路４０３、水平走査回路４０４を使用することによって画素選択が行わる。各画素からの光信号Ｓ１、光信号Ｓ２、基準電圧信号Ｎは、列信号線４０６、４０７、４０８、アナログ出力線４０９、４１０、４１１を通して光信号出力端子Ｓ１ｏｕｔ、光信号出力端子Ｓ２ｏｕｔ、基準電圧信号出力端子Ｎｏｕｔからアナログ出力される。なお、以下説明を簡単にするために各画素において増幅されて読み出された信号を光信号Ｓ１、Ｓ２及び基準電圧信号Ｎと呼ぶ。

次に半導体基板１０６の光信号出力端子Ｓ１ｏｕｔ、光信号出力端子Ｓ２ｏｕｔ、基準電圧信号出力端子Ｎｏｕｔから出力された光信号Ｓ１、Ｓ２および基準電圧信号ＮをＡ／Ｄ変換する読出し回路について図５により説明する。読出し回路は増幅器１０７、ＡＤ変換器１０８を備えており撮像装置１００に配置されている。半導体基板１０６からの光信号Ｓ１と光信号Ｓ２は、それぞれ入力スイッチＭ５０、入力スイッチＭ５１に接続されている。入力スイッチＭ５０は信号ＳＷ１により制御されて動作し、入力スイッチＭ５１は信号ＳＷ２により制御されて動作する。信号ＳＷ１および信号ＳＷ２は素子の破壊を防ぐため、入力スイッチＭ５０と入力スイッチＭ５１の両者がともに同時にＯＮ状態にならないように制御される。

図４により説明したように垂直水平走査回路４０３の出力線である行信号線４０５がイネーブルになることにより、列信号線４０６、４０７、４０８に対して光信号Ｓ１、光信号Ｓ２、基準電圧信号Ｎは同時に出力される。まず、入力スイッチＭ５０をＯＮ、入力スイッチＭ５１をＯＦＦ状態に制御して、行列状に配置された複数の画素回路４０２（１、１）から順に画素回路４０２（ｎ、ｍ）までの光信号Ｓ１と基準電圧信号Ｎを読み出す。その後、入力スイッチＭ５０をＯＦＦ、入力スイッチＭ５１をＯＮ状態に制御して、画素回路４０２（１、１）から順に画素回路（ｎ、ｍ）までの光信号Ｓ２と基準電圧信号Ｎを読み出す。また別の読み出し方として、まず、入力スイッチＭ５０をＯＮ、入力スイッチＭ５１をＯＦＦ状態に制御して、画素回路４０２（１、１）から順に画素回路（ｎ、１）までの光信号Ｓ１と基準電圧信号Ｎを読み出す。その後、入力スイッチＭ５０をＯＦＦ、入力スイッチＭ５１をＯＮ状態に制御して、画素回路４０２（１、１）から順に画素回路（ｎ、１）までの光信号Ｓ２と基準電圧信号Ｎを読み出す。次に、垂直走査回路４０３に垂直走査クロックＣＬＫＶをあたえて、垂直走査方向に１つ走査を進めることによって、画素回路４０２（１、２）から画素回路（ｎ、２）を選択する。再度、入力スイッチＭ５０をＯＮ、入力スイッチＭ５１をＯＦＦ状態に制御して、画素回路４０２（１、２）から順に画素回路（ｎ、２）までの光信号Ｓ１と基準電圧信号Ｎを読み出す。その後、入力スイッチＭ５０をＯＦＦ、入力スイッチＭ５１をＯＮ状態に制御して、画素回路４０２（１、２）から順に画素回路（ｎ、２）までの光信号Ｓ２と基準電圧信号Ｎを読み出す。このように、行単位で入力スイッチＭ５０と入力スイッチＭ５１とを制御して、画素回路４０２（１、１）から順に画素回路（ｎ、ｍ）まで光信号Ｓ１，Ｓ２及び基準電圧信号Ｎを読み出してもよい。

このように順次読み出された光信号Ｓ１、Ｓ２は増幅器１０７の反転入力端子へ入力され、基準電圧信号Ｎは非反転入力端子へ入力される。増幅器１０７の出力端子には光信号Ｓ１及び光信号Ｓ２のそれぞれと基準電圧信号Ｎとの差分に相当する信号を得ることができる。これにより固定パターンノイズを除去することができる。増幅器１０７の出力はＡＤ変換器１０８によりＡＤ変換されて、デジタル化されたデータは撮像制御部１０９へ順次出力される。

次に、ＤＳＡ撮像をするときのマスク画像データとライブ画像データ撮像時の駆動制御の一例を図６に示すタイミングチャートにより説明する。造影剤を投与して撮像するライブ画像の撮像に先立ち、造影剤を投与しない状態で、複数枚のマスク画像を撮像する。マスク画像は２×２のビニングにより取得し、複数枚のライブ画像データはビニングなしで取得するものとして説明するが、撮像の実行はこの組み合わせに限ったものではない。ライブ画像の１フレームのデータ量に対してマスク画像の１フレームのビニング後のデータ量が小さくなる組み合わせであればよい。

時刻ｔ１で感度、蓄積時間などの撮像モード設定および撮像開始の設定がなされ、同期信号ＳＹＮＣに同期して、時刻ｔ２からマスク画像撮像のための駆動が開始される。時刻ｔ２から始まるリセット駆動Ｒについて説明する。リセット駆動Ｒにおいて、フォトダイオード等に蓄積された電荷はリセットされ、クランプ容量Ｃｃｌに電圧が設定される。まず、時刻ｔ２でイネーブル信号ＥＮをハイレベルにし、第１画素アンプＭ４、第２画素アンプＭ７を動作状態にする。次に信号ＰＲＥＳをハイレベルにしリセットスイッチＭ２をオンにしてフォトダイオードＰＤを基準電圧ＶＲＥＳに接続する。次に信号ＰＣＬをハイレベルにすることによりクランプスイッチＭ５をオンし、クランプ容量Ｃｃｌの第２画素アンプＭ７側に基準電圧ＶＣＬが接続される。同時に信号ＴＳ１、ＴＳ２、ＴＮをハイレベルにし、第１サンプルホールドスイッチＭ８と第２サンプルホールドスイッチＭ１１、ＮサンプルホールドスイッチＭ１４をオンする。時刻ｔ３で信号ＰＲＥＳをローレベルにしてリセットを終了し、クランプ容量Ｃｃｌの第１画素アンプＭ４側にリセット電圧がセットされる。また、追加容量Ｃｆｄ１も感度切替えスイッチ側がリセット電圧で保持され、追加容量Ｃｆｄ１に不定電圧が生じることを防ぐ。そして、クランプスイッチＭ５をオフし、基準電圧ＶＣＬと基準電圧ＶＲＥＳの差分の電圧に応じた電荷がクランプ容量Ｃｃｌに蓄積されクランプが終了する。第１サンプルホールドスイッチＭ８、第２サンプルホールドスイッチＭ１１、ＮサンプルホールドスイッチＭ１４もオフされる。その結果、光信号用ホールド容量ＣＳ、光信号用ホールド容量ＣＳ２と基準電圧信号用ホールド容量ＣＮに基準電圧ＶＣＬにセットされた時の基準電圧信号がサンプルホールドされる。光信号用ホールド容量ＣＳ１と光信号用ホールド容量ＣＳ２と基準電圧信号用ホールド容量ＣＮの電荷をサンプルホールド前に一定にしていることにより残像の影響が低減される。

リセット駆動Ｒを終了し、時刻ｔ３からフォトダイオードＰＤ、フローティングディフュージョンＣｆｄの光電変換部への電荷の蓄積が開始される。リセット駆動Ｒが終了すると次に曝射許可信号をイネーブルにしＸ線の曝射を要求する。このとき、イネーブル信号ＥＮをローレベルとし、第１画素アンプＭ４、第２画素アンプＭ７を非動作状態にする。

リセット駆動Ｒは全画素を一括して行う。後に続くリセット駆動もこのタイミングで制御される。タイリングされた半導体基板１０６は、動画撮像時に撮像素子間、走査線間の時間的スイッチングのずれにより発生する画像ズレを防止するために、タイリングされた各撮像素子の全ての画素を一括して同一のタイミング、同一の期間でリセット駆動が行われる。その後一括露光による電荷の蓄積が行われ各画素回路のフォトダイオードＰＤで発生した光電荷がフローティングディフュージョンＣｆｄとフォトダイオードの寄生容量に蓄積される。

続いて時刻ｔ４で始まるサンプリング駆動Ｓについて説明する。時刻ｔ４でイネーブル信号ＥＮをハイレベルにし第１選択スイッチＭ３、第２選択スイッチＭ６をオンする。フローティングディフュージョンＣｆｄに蓄積されている電荷は電荷／電圧変換されソースフォロアとして動作する第１画素アンプＭ４から電圧としてクランプ容量Ｃｃｌに出力される。第１画素アンプＭ４の出力はリセットノイズを含むが、クランプ回路によりリセット時に第２画素アンプＭ７側を基準電圧ＶＣＬにセットしているので、リセットノイズが除去された光信号となって第２画素アンプＭ７に出力される。次に信号ＴＳ１をハイレベルとし、第１サンプルホールドスイッチＭ８をオンすることで、光信号は第２画素アンプＭ７を通して光信号用ホールド容量ＣＳ１に一括転送される。時刻ｔ５で信号ＴＳ１をローレベルとし、第１サンプルホールドスイッチＭ８をオフすることで、光信号用ホールド容量ＣＳ１に信号がサンプルホールドされる。

次にリセット信号をハイレベルとし、リセットスイッチＭ２をオンし、フローティングディフュージョンＣｆｄ及び追加容量Ｃｆｄ１を基準電圧ＶＲＥＳにリセットする。次に信号ＰＣＬをハイレベルとする。クランプ容量Ｃｃｌには電圧ＶＣＬと電圧ＶＲＥＳの差分の電圧にリセットノイズが重畳した電荷が蓄積される。信号ＴＮをハイレベルとし、ＮサンプルホールドスイッチＭ１４をオンすることで、クランプ容量Ｃｃｌが基準電圧ＶＣＬにセットされた時の基準電圧信号を基準電圧信号用ホールド容量ＣＮに転送する。続いて時刻ｔ６で、信号ＴＮをローレベルとし、ＮサンプルホールドスイッチＭ１４をオフすることで、基準電圧信号用ホールド容量ＣＮに基準電圧信号Ｎがサンプルホールドされる。さらにリセット信号ＰＲＥＳをローレベルとしリセットを完了する。信号ＰＣＬをローレベル、イネーブル信号ＥＮをローレベルとし、サンプリング駆動Ｓを終了する。サンプリング駆動Ｓは全画素を一括して行う、後に続くサンプリング駆動もこのタイミングで制御される。

なお、光信号Ｓ１および基準電圧信号Ｎの走査は画素ごとに行われうる。第１転送スイッチＭ９、Ｎ転送スイッチＭ１５をオンすることで、光信号用ホールド容量ＣＳ１の電圧と基準電圧信号用ホールド容量ＣＮの電圧が第３画素アンプＭ１０、Ｎ画素アンプＭ１６で増幅される。その後、光信号Ｓ１及び基準電圧信号Ｎは画素から列信号線４０６、４０８に転送されうる。次にマスク画像に対するビニング処理について説明する。

続いて時刻ｔ７でビニング制御信号ＡＤＤをハイレベル、ビニング制御信号ＡＤＤ１をローレベルとして２×２のビニングを行う。ビニング処理により４画素分の画素の信号が１画素分にされる。この１画素分にされた画像信号に対する読出しを行う。画像信号の読出しは垂直走査回路スタート信号ＶＳＴ、垂直走査回路クロックＣＬＫＶ、水平走査回路スタート信号ＨＳＴ、水平走査回路クロック端子を制御して開始される。読出しは４画素分をまとめて１つの画素として行われる。例えば、光信号Ｓ１を保持する４つの光信号用ホールド容量ＣＳ１はビニング処理により１つにまとまっているので、４つの画素の内の一つの第３画素アンプＭ１０からビニングされた画像信号を読み出すことができる。ビニングを行ってから画像信号を読み出すことにより撮像時間は短縮される。読み出された画像信号は処理部１０１へ、画像データインターフェース１１１を介して転送されて、処理部１０１の記憶手段に保存される。時刻ｔ８で全画素データの読み出しが終了し、続いてビニング制御信号ＡＤＤおよびビニング制御信号ＡＤＤ１をローレベルとし１フレームの撮像が終了する。

所望のマスク画像の撮像が完了した後、時刻ｔ９で造影剤が投与され、同期信号ＳＹＮＣに同期して時刻ｔ１０からライブ画像の撮像が開始される。まず、時刻ｔ１０からリセット駆動Ｒを開始する。リセットを終了した後、時刻ｔ１１でフォトダイオードＰＤ及びフローティングディフュージョンＣｆｄの光電変換部の電荷の蓄積が開始される。マスク画像撮像時と同じ露光時間となる時刻ｔ１２でサンプリング駆動Ｓが開始され、時刻ｔ１３で光信号用ホールド容量ＣＳ１に電荷信号がサンプルホールドされる。

続いて時刻ｔ１４で基準電圧信号用ホールド容量ＣＮに基準電圧信号Ｎがサンプルホールドされる。ここで、マスク画像撮像時とライブ画像撮像時の蓄積時間は等しい。続く時刻ｔ１５ではビニング制御信号ＡＤＤおよびビニング制御信号ＡＤＤ１はローレベルのままとすることでビニングは行わない。垂直走査回路スタート信号ＶＳＴ、垂直走査回路クロックＣＬＫＶ、水平走査回路スタート信号ＨＳＴ、水平走査回路クロック端子を制御して画像信号の読み出しを開始する。読み出された画像信号は処理部１０１へ画像データインターフェース１１１を介して転送される。時刻ｔ１６で全画素データの読み出しが終了し１フレームの撮像が終了する。

本実施例における処理部１０１でのＤＳＡ処理の概略について図７により説明する。画像データ受信手段７０１は、画像データインターフェース１１１を介して、放射線撮像装置１００から送信された、マスク画像データおよびライブ画像データを受信する。記憶手段７０２は画像データ受信手段７０１が受信したマスク画像データを保存する。マトリックス拡張手段７０３は解像度の異なるマスク画像データをライブ画像データと同じ解像度となるように解像度の拡張を行うマトリックス拡張手段である。本実施例では、２×２ビニングにより得られたマスク画像データをマトリックス拡張してライブ画像データと同じ画素数を持つ拡張マスクデータを生成する。サブトラクション処理部７０４は画像データ受信手段７０１により受信されたライブ画像データと拡張マスク画像データのサブトラクション処理を行うことで、ＤＳＡ画像データを生成し出力する。解像度を上げるための画素数の拡張は本実施例の方法には限らない。

本実施例によれば、１つのライブ画像のデータ量より１つのマスク画像のデータ量を少なくすることができるので、ＤＳＡ撮像に要する時間を短縮し、被検体への負荷を低減させることが可能となる。また、マスク画像データのデータ量を減らすことにより、処理部１０１におけるマスク画像データを記憶する記憶手段７０２の容量が削減される。本実施例では１つのマスク画像は時刻ｔ７から時刻ｔ８の間で読み出されるデータのことで、１フレーム分のマスク画像を生成するためのデータである。また１つのライブ画像は時刻ｔ１５からｔ１６の間に読み出されるデータのことで、これも１フレーム分のライブ画像を生成するためのデータである。

（実施例２）
図８は、本実施例によるＤＳＡ撮像でのマスク画像データとライブ画像データ撮像時の駆動制御の一例を示すタイミングチャートである。本実施例では、撮像時に、マスク画像は高感度の第１感度で生成する。ライブ画像は、高感度の第１感度と低感度の第２感度とで生成する。第１感度で生成したマスク画像と第１感度で生成したライブ画像のサブトラクション処理後に、第２感度で生成したライブ画像を用いて、サブトラクション処理により得られた画像データのダイナミックレンジの拡張を行っている。実施例１と重複する部分の説明は省略する。

図８のタイミングチャートにおいて、時刻ｔ１で感度、蓄積時間などの撮像モード設定および撮像開始の設定がなされる。同期信号ＳＹＮＣに同期して、時刻ｔ２からマスク画像撮像のための駆動が開始される。時刻ｔ２で始まるリセット駆動Ｒについて説明する。リセット駆動Ｒは、リセットとクランプを行う駆動である。まず、時刻ｔ２でイネーブル信号ＥＮをハイレベルにし、第１画素アンプＭ４、第２画素アンプＭ７を動作状態にする。次に信号ＷＩＤＥと信号ＰＲＥＳをハイレベルにし、感度切替えスイッチＭ１をオンした状態でフォトダイオードＰＤを基準電圧ＶＲＥＳに接続する。次に信号ＰＣＬをハイレベルにすることによりクランプスイッチＭ５がオンになって、クランプ容量Ｃｃｌの第２画素アンプＭ７側に基準電圧ＶＣＬが接続される。同時に信号ＴＳ１、信号ＴＳ２、信号ＴＮをハイレベルにし、第１サンプルホールドスイッチＭ８と第２サンプルホールドスイッチＭ１１、ＮサンプルホールドスイッチＭ１４をオンする。時刻ｔ３で信号ＷＩＤＥをローレベルにして感度切替えスイッチＭ１をオフする。さらに、信号ＰＲＥＳをローレベルにしてリセットを終了し、クランプ容量Ｃｃｌの第１画素アンプＭ４側にリセット電圧がセットされる。また、追加容量Ｃｆｄ１も感度切替えスイッチ側がリセット電圧で保持され、不定電圧が生じることを防ぐ。そして、クランプスイッチＭ５をオフし、基準電圧ＶＣＬと基準電圧ＶＲＥＳの差分の電圧に応じた電荷がクランプ容量Ｃｃｌに蓄積されクランプが終了する。第１サンプルホールドスイッチＭ８、第２サンプルホールドスイッチＭ１１、ＮサンプルホールドスイッチＭ１４もオフされる。光信号用ホールド容量ＣＳ１、光信号用ホールド容量ＣＳ２と基準電圧信号用ホールド容量ＣＮには基準電圧ＶＣＬにセットされた時の基準電圧信号がサンプルホールドされる。光信号用ホールド容量ＣＳ１と第２光信号用ホールド容量ＣＳ２と基準電圧信号用ホールド容量ＣＮの電荷をサンプルホールド前に一定にしていることにより残像の影響が低減される。

リセット駆動Ｒを終了し、時刻ｔ３からフォトダイオードＰＤ、フローティングディフュージョンＣｆｄへの電荷の蓄積が開始される。蓄積が可能な状態になったので曝射許可信号をイネーブルにしＸ線の曝射を要求する。イネーブル信号ＥＮをローレベルとし、第１画素アンプＭ４、第２画素アンプＭ７を非動作状態にする。リセット駆動Ｒは全画素を一括して行う。後に続くリセット駆動もこのタイミングで制御される。タイリングされた半導体基板１０６は、動画撮像時に撮像素子間、走査線間の時間的スイッチングのずれにより発生する画像ズレを防止するために、タイリングされた各撮像素子の全ての画素を一括して同一のタイミング、同一の期間でリセット駆動が行われる。その後一括露光による蓄積が行われ各画素回路のフォトダイオードＰＤで発生した光電荷がフローティングディフュージョンＣｆｄとフォトダイオードの寄生容量に蓄積される。

続いて時刻ｔ４からサンプリング駆動Ｓを開始し、時刻ｔ５で光信号用ホールド容量ＣＳ１に光電荷信号がサンプルホールドされる。次にリセット信号ＰＲＥＳをハイレベルとして、時刻ｔ６で、基準電圧信号用ホールド容量ＣＮに基準電圧信号Ｎがサンプルホールドされ、サンプリング駆動Ｓを終了する。続いて時刻ｔ７で図４の垂直走査回路スタート信号ＶＳＴ、垂直走査回路クロックＣＬＫＶ、水平走査回路スタート信号ＨＳＴ、水平走査回路クロック端子を制御して画像信号の読み出しを開始する。図１の処理部１０１へ、画像データインターフェース１１１を介して画像信号が転送されて処理部１０１の記憶手段に保存される。時刻ｔ８で１フレームの撮像が終了する。

所望のマスク画像データの撮像が完了した後、時刻ｔ９で造影剤が投与され、同期信号ＳＹＮＣに同期して時刻ｔ１０からライブ画像データの撮像が開始される。まず時刻ｔ１０で始まるリセット駆動Ｒを開始する。リセットを終了した後、時刻ｔ１１で曝射が開始され、フォトダイオードＰＤ、フローティングディフュージョンＣｆｄの光電変換部への電荷の蓄積が開始される。

時刻ｔ１２から始まるサンプリング駆動ＳＨＬについて説明する。時刻ｔ１２でイネーブル信号ＥＮをハイレベルにし第１選択スイッチＭ３、第２選択スイッチＭ６をオンする。フローティングディフュージョン容量Ｃｆｄに蓄積されている電荷は電荷／電圧変換されソースフォロアとして動作する第１画素アンプＭ４により電圧としてクランプ容量Ｃｃｌに出力される。第１画素アンプＭ４の出力はリセットノイズを含むが、クランプ回路によりリセット時に第２画素アンプＭ７側を基準電圧ＶＣＬにセットしているので、リセットノイズが除去された光信号となって第２画素アンプＭ７に出力される。次に信号ＴＳ１をハイレベルとし、第１サンプルホールドスイッチＭ８をオンすることで、光信号は第２画素アンプＭ７を通して光信号用ホールド容量ＣＳ１に一括転送される。この時のサンプルホールドされた光信号は信号ＷＩＤＥをローレベルとしているので、フローティングディフュージョンＣｆｄに追加容量Ｃｆｄ１は接続されておらず、高感度の第１感度で取得された信号である。時刻ｔ１２で信号ＴＳ１をローレベルとし、第１サンプルホールドスイッチＭ８をオフすることで、光信号用ホールド容量ＣＳ１に高感度で撮像された光電荷信号がサンプルホールドされる。次に時刻ｔ１３で信号ＷＩＤＥをハイレベルとし、感度切替えスイッチＭ１をオンにして追加容量Ｃｆｄ１をフローティングディフュージョンＣｆｄに加算する。感度切替えスイッチがオンされることで、画素の感度が高感度から低感度の第２感度へと変化する。この結果、第２感度で生成された光信号が得られる。

続いて、信号ＴＳ２をハイレベルとし、第２サンプルホールドスイッチＭ１１をオンすることで、低感度での光信号が第２画素アンプＭ７を通して第２光信号用ホールド容量ＣＳ２に一括転送される。時刻ｔ１４で信号ＴＳ２をローレベルとし、第２サンプルホールドスイッチＭ１１をオフすることで、第２光信号用ホールド容量ＣＳ２に低感度での光電荷信号がサンプルホールドされる。次にリセット信号ＰＲＥＳをハイレベルとし、リセットスイッチＭ２をオンし、容量Ｃｆｄ、Ｃｆｄ１を基準電圧ＶＲＥＳにリセットする。次に信号ＰＣＬをハイレベルとする。クランプ容量Ｃｃｌには電圧ＶＣＬと電圧ＶＲＥＳの差分の電圧にリセットノイズが重畳した電荷が蓄積される。信号ＴＮをハイレベルとし、ＮサンプルホールドスイッチＭ１４をオンすることで、基準電圧ＶＣＬにセットされた時の基準電圧信号を基準電圧信号用ホールド容量ＣＮに転送する。

続いて時刻ｔ１５で、信号ＴＮをローレベルとし、ＮサンプルホールドスイッチＭ１４をオフすることで、基準電圧信号用ホールド用容量（ＣＮ）に基準電圧信号がサンプルホールドされる。さらにリセット信号ＰＲＥＳをローレベルとしリセットを完了する。信号ＰＣＬをローレベル、イネーブル信号ENをローレベルとし、サンプリング駆動ＳＨＬを終了する。

サンプリング駆動ＳＨＬは全画素を一括して行う。後に続くサンプリング駆動もこのタイミングで制御される。サンプリング駆動ＳＨＬの後、時刻ｔ１９にて再びリセット駆動Ｒが行われ、次のフレームのフォトダイオードＰＤでの蓄積を開始させる。

光信号Ｓ１、光信号Ｓ２および基準電圧信号Ｎの走査は、第１転送スイッチＭ９、第２転送スイッチＭ１２、Ｎ転送スイッチＭ１５をオンすることにより画素ごとに行うことができる。光信号用ホールド容量ＣＳ１の電圧、第２光信号用ホールド容量ＣＳ２の電圧、基準電圧信号用ホールド用容量ＣＮの電圧が、第３画素アンプＭ１０、第４画素アンプＭ１３、Ｎ画素アンプＭ１６で増幅される。その後。各画素アンプの出力はそれぞれ列信号線４０６〜４０８に転送される。

時刻ｔ１６で第１転送スイッチＭ９とＮ転送スイッチＭ１５をオン、第２転送スイッチＭ１２をオフとする。垂直走査回路スタート信号ＶＳＴ、垂直走査回路クロックＣＬＫＶ、水平走査回路スタート信号ＨＳＴ、水平走査回路クロック端子を制御して高感度画像読み出しが開始される。時刻ｔ１７で高感度での画素データの読み出しが終了する。続いて、第１転送スイッチＭ９をオフ、第２転送スイッチＭ１２をオンとする。垂直走査回路スタート信号ＶＳＴ、垂直走査回路クロックＣＬＫＶ、水平走査回路スタート信号ＨＳＴ、水平走査回路クロック端子を制御して低感度での画像データの読み出しが開始される。時刻ｔ１８で１フレーム分の画像転送が終了した後、第２転送スイッチＭ１２およびＮ転送スイッチＭ１５をオフにして、１フレームの撮像が終了する。

本実施例では、第１転送スイッチＭ９と第２転送スイッチＭ１２のオン・オフをフレーム単位で切り替える例について説明したが、ライン単位や画素単位で切り替えてもよい。

図９は、本実施例における、処理部１０１でのＤＳＡ処理を説明するための概略ブロック図である。画像データ受信手段９０１は画像データインターフェース１１１を介して放射線撮像装置１００から送信されたマスク画像データおよびライブ画像データを受信する。記憶手段９０２は画像データ受信手段９０１が受信したマスク画像データおよび、サブトラクション処理部９０３でサブトラクション処理したサブトラクション済み画像を一時保存しておくための記憶部である。サブトラクション処理部９０３は、画像データ受信手段９０１が受信した高感度ライブ画像と、記憶手段９０２に保存されているマスク画像データとをサブトラクション処理し記憶手段９０２に保存する。ダイナミックレンジ拡張処理部９０４は、画像データ受信手段９０１が受信した低感度ライブ画像と、記憶手段９０２に保存されているサブトラクション済みの高感度画像データとを処理してダイナミックレンジを拡張する。ダイナミックレンジを拡張された画像をＤＳＡ画像データとして出力する。ダイナミックレンジを拡張する処理は例えば、低感度で生成した画像と高感度で生成したサブトラクション処理された画像とを合成して行う。これにより低感度で生成した画像に対してサブトラクションされて得られた画像を高コントラストで表示することができる。

以上のように、高感度の画像データのみをマスク画像として取得し、高感度ライブ画像に対して、サブトラクション処理を行い、低感度のライブ画像とサブトラクション済み画像とによりダイナミックレンジ拡張を行う。これにより１つのマスク画像のデータ量を１つのライブ画像のデータ量より少なくして、高コントラストのＤＳＡ画像データを得ることができる。高いダイナミックレンジが要求されるＤＳＡ撮像において、ＤＳＡ撮像に要する時間を短縮し、被写体への負荷を低減させることが可能となる。なお、本実施例では１つのマスク画像のデータは時刻ｔ７から時刻ｔ８の間に読み出されるデータのことであり、１フレームのマスク画像を生成するための画像データである。１つのライブ画像のデータは時刻ｔ１６から時刻ｔ１８の間に読み出されるデータであり、第１感度と第２感度とで撮像された画像データである。

（実施例３）
本実施例によるＤＳＡ撮像でのマスク画像データとライブ画像データ撮像時の駆動制御について図１０のタイミングチャートにより説明をする。ライブ画像データ撮像に先立ち、造影剤を投与しない状態で、複数枚のマスク画像データを１ラインずつスキップする間引処理（ラインスキップ）により撮像して取得した後、複数枚のライブ画像データをスキップしないで取得するものとして説明する。ラインの間引き方はこの組み合わせに限ったものではなく、ライブ画像データ１フレームのデータ量に対してマスク画像データ１フレームのデータ量が小さくなる組み合わせであればよい。なお、ラインスキップによる読出しをラインスキップ読出しと称する。また他の実施例と重複する部分の説明は省略する。

時刻ｔ１で感度、蓄積時間などの撮像モード設定および撮像開始の設定がなされ、同期信号ＳＹＮＣに同期して、時刻ｔ２からマスク画像撮像のための駆動が開始される。時刻ｔ２でリセット駆動Ｒを開始し、時刻ｔ３でリセット駆動Ｒが終了し、フォトダイオードＰＤ、フローティングディフュージョンＣｆｄの光電変換部への電荷の蓄積が開始される。続いて時刻ｔ４からサンプリング駆動Ｓが開始され、時刻ｔ５で光信号用ホールド容量ＣＳ１に光電荷信号がサンプルホールドされる。続いて時刻ｔ６で、基準電圧信号用ホールド容量ＣＮに基準電圧信号Ｎがサンプルホールドされ、サンプリング駆動Ｓを終了する。

サンプリング駆動Ｓは全画素を一括して行う、後に続くサンプリング駆動もこのタイミングで制御される。

光信号Ｓ１および基準電圧信号Ｎの走査は画素ごとに行われる。第１転送スイッチＭ９、Ｎ転送スイッチＭ１５をオン。これにより、光信号用ホールド容量ＣＳ１及び電圧基準電圧信号用ホールド容量ＣＮの電圧が第３画素アンプ（Ｍ１０）、Ｎ画素アンプ（Ｍ１６）を通して、それぞれ光信号出力線と基準信号出力線に転送される。

続いて時刻ｔ７で、垂直走査回路スタート信号ＶＳＴ、垂直走査回路クロックＣＬＫＶ、水平走査回路スタート信号ＨＳＴ、水平走査回路クロック端子を制御してラインスキップ読み出しを開始し、時刻ｔ８で１フレームの撮像が終了する。

所望のマスク画像データの撮像が完了した後、時刻ｔ９で造影剤が投与され、同期信号ＳＹＮＣに同期して時刻ｔ１０からライブ画像データの撮像が開始される。次に時刻ｔ１０からリセット駆動Ｒを開始する。リセットを終了した後、時刻ｔ１１でフォトダイオードＰＤ、フローティングディフュージョンＣｆｄの光電変換部への電荷の蓄積が開始される。マスク画像撮像時と同じ露光時間となる時刻ｔ１２でサンプリング駆動Ｓを開始し、時刻ｔ１３で光信号用ホールド容量ＣＳ１に電荷信号がサンプルホールドされる。続いて時刻ｔ１４で基準電圧信号用ホールド容量ＣＮに基準電圧信号がサンプルホールドされる。本実施例では、マスク画像撮像時とライブ画像撮像時の蓄積時間は等しい。続く時刻ｔ１５で垂直走査回路スタート信号ＶＳＴ、垂直走査回路クロックＣＬＫＶ、水平走査回路スタート信号ＨＳＴ、水平走査回路クロック端子を制御する。これにより全ライン画像読み出しを開始し、時刻ｔ１６で全画素データの読み出しが終了し１フレームの撮像が終了する。

次にラインスキップ読み出しについて説明する。まず、垂直走査回路スタート信号をハイレベルとし、垂直同期回路クロックＣＬＫＶを入力して、画素の第１行目が選択される。続いて、水平同期回路スタート信号をハイレベルとし、第１行の先頭画素(１，１)を選択する。水平同期回路クロックＣＬＫＨの立ち上がりに同期して先頭画素（１，１）から、（２，１）、（３，１）、・・・、（ｎ，１）の順に、光信号Ｓ１と基準電圧信号Ｎが出力され、第１ラインの全てのデータの読み出しが行われる。第１ライン読み出し完了後に、垂直同期回路クロックＣＬＫＶを２度入力することで、第２行をスキップし、第３行の画素を選択する。次に水平同期回路スタート信号ＨＳＴ、水平同期回路クロックＣＬＫＨを駆動することで、第３行の画素からデータの読み出しを行う。以下、同様に偶数行をスキップしてマスク画像データを取得する。本実施例では偶数行をスキップして読出しを行ったが、スキップする行は偶数行に限らない。以上のようにして１フレーム分のマスク画像を取得する。本実施例での１つのマスク画像はこの１フレームに相当する。

次にライブ画像の取得について図１０Ｃにより説明する。ライブ画像は垂直同期クロックＣＬＫＶを制御して１行ずつ画素を選択し、水平同期回路クロックＣＬＫＨにより１列ずつ列線を選択する読出しにより取得する。つまり全ラインから画像信号を読み出す。このようにして取得した１フレーム分のデータは本実施例の１つのライブ画像のデータになる。

図１１は、本実施例における処理部１０１内部のＤＳＡ処理を説明するための概略ブロック図である。画像データ受信手段１１０１は画像データインターフェース１１１を介して放射線撮像装置１００から送信された、マスク画像データおよびライン画像データを受信する。記憶手段１１０２は画像データ受信手段１１０１が受信したマスク画像データを保存する。サブトラクション処理部１１０３は画像データ受信手段１１０１が受信したライブ画像データと記憶手段１１０２に保存されているマスク画像データをサブトラクション処理してＤＳＡ画像データを出力する。マスク画像データはラインスキップして取得しているので、補間によりライブ画像の解像度に合わせるか、同じ行のデータを２度使う等してサブトラクション処理を行う。

本実施例によっても、１つのライブ画像より１つのマスク画像のデータ量を少なくすることで、ＤＳＡ撮像に要する時間を短縮し、被検体への負荷を低減させることが可能となる。また、マスク画像データのデータ量を減らせるので、処理部におけるマスク画像データ記憶容量が削減される。なお、本実施例では１つのマスク画像のデータは例えば時刻ｔ７から時刻ｔ８の間に読み出されるデータのことであり、１フレーム分のマスク画像を生成するためのデータである。また１つのライブ画像は時刻ｔ１５からｔ１６の間に読み出されるデータのことであり、１フレーム分のライブ画像を生成するためのデータである。

ＳＹＮＣ：同期信号、ＥＮ：イネーブル信号、ＴＳ１：サンプルホールド制御信号、ＰＲＥＳ：リセット信号、ＴＮ：基準電圧サンプルホールド制御信号、ＡＤＤ、ＡＤＤ１：ビニング制御信号

Claims (9)

1. 被検体を透過した放射線を検出して撮像を行い、撮像した画像信号を出力する放射線撮像装置と、
   放射線撮像装置から出力された、造影剤投与前に撮像されたマスク画像と造影剤投与後に撮像されたライブ画像と、を用いてサブトラクション処理を行うことにより画像データを生成する処理部と、を備え、
   １つの前記マスク画像のデータ量は、１つの前記ライブ画像のデータ量より少ない、
   ことを特徴とする放射線診断装置。
2. 前記マスク画像の解像度は、前記ライブ画像の解像度より低いことを特徴とする請求項１に記載の放射線診断装置。
3. 前記放射線撮像装置は行列状に配置された複数の画素を有し、前記マスク画像は、前記複数の画素からの信号が所定数ずつビニングされて得られることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線診断装置。
4. 前記放射線撮像装置は行列状に配置された複数の画素を有し、前記マスク画像は、前記複数の画素からの信号を間引く処理により得られることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線診断装置。
5. 前記サブトラクション処理は、前記マスク画像の解像度を拡張してから行われることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の放射線診断装置。
6. 前記放射線撮像装置は、造影剤投与前に第1感度で撮像を行うことにより前記マスク画像を生成し、造影剤投与後に前記第1感度で第１ライブ画像及び前記第１感度とは異なる第２感度で第２ライブ画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の放射線診断装置。
7. 前記処理部は、前記第１感度で生成した前記マスク画像と前記第１感度で生成した前記第１ライブ画像とを用いてサブトラクション処理を行って得られる画像データと前記第２感度で生成した前記第２ライブ画像とにより前記画像データのダイナミックレンジを拡張することを特徴とする請求項６に記載の放射線診断装置。
8. 前記第１感度は前記第２感度より高感度であることを特徴とする請求項６又は７に記載の放射線診断装置。
9. 前記放射線診断装置は更に被検体に放射線を照射する放射線照射部を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線診断装置。

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