JP2019136314A - 放射線撮影装置、放射線撮影システム、放射線撮影方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】センサの温度情報を取得し、温度情報に基づき推定した残像量を用いて放射線画像データを補正すること。【解決手段】撮影条件に基づいて放射線撮影を行う放射線撮影装置は、照射された放射線を検出し、放射線画像データを出力する検出部の温度情報を取得する温度取得部と、温度情報に基づき、放射線画像データに含まれる残像量を推定する残像推定部と、残像量に基づいて放射線画像データを補正する補正部と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、放射線撮影装置、放射線撮影システム、放射線撮影方法、及びプログラムに関するものである。

近年、アモルファスシリコンや単結晶シリコンからなる固体撮像素子を２次元状に配列して構成し、放射線画像の撮影を行う放射線撮影装置が広く実用化されている。このような放射線撮影装置は、放射線が入射すると、残像が発生する場合がある。この場合、放射線撮影装置により撮影された画像データに残像成分が加算されて出力されるため、放射線撮影条件に対して適切ではない画像情報が取得されることになる。

発生した残像を除去するために、オフセット信号を基にした画像情報（オフセットデータ）を用いて画像補正処理が行われている。オフセットデータは、放射線が入射していないときに放射線撮影装置から出力される画像データであり、ダーク画像と呼称される。

残像は、時間経過に伴って残像量が減衰する性質がある。そのため、時間経過に伴い変化する残像量を推定して、画像の補正を行う技術が提案されている。特許文献１や特許文献２では、放射線検出信号に含まれる残像を、残像成分が複数の指数関数で構成されるインパルス応答に起因しているとして、放射線検出信号から再帰的演算処理によって残像を除去する技術を提案している。

米国特許第５２４９１２３号公報 特許第４４６４６１２号公報

センサの温度が変化すると残像の減衰特性が変化し、残像補正が難しくなる。しかしながら、センサの温度は、撮影中に変化するため、リアルタイムに温度情報を取得することが難しく、適切な残像補正を行うことができない場合が生じ得る。

本発明は、放射線撮影装置におけるセンサの温度情報を取得し、温度情報に基づき推定した残像量を用いて放射線画像データを補正することが可能な放射線撮影技術を提供することを目的とする。

本発明の目的を達成するために、本発明の一態様による放射線撮影装置は、撮影条件に基づいて放射線撮影を行う放射線撮影装置であって、
照射された放射線を検出し、放射線画像データを出力する検出手段の温度情報を取得する温度取得手段と、
前記温度情報に基づき、前記放射線画像データに含まれる残像量を推定する残像推定手段と、
前記残像量に基づいて前記放射線画像データを補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、温度情報に基づき推定した残像量を用いて放射線画像データを補正することが可能になる。

本発明の実施形態に係る放射線撮影装置の構成の一例を示す図。 本発明の実施形態に係る残像補正部の構成の一例を示す図。 第１の実施形態に係る放射線撮影装置の処理の一例を示す図。 第２の実施形態に係る放射線撮影装置の処理の一例を示す図。 第３の実施形態に係る放射線撮影装置の処理の一例を示す図。 連続照射回数が変化すると、残像特性が変化する一例を示す図。 温度変化による残像の減衰特性の変化の一例を示す図。 第３の実施形態に係るＯＢ画素の配置の一例を示す図。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る放射線撮影装置１００（放射線撮影システム）の構成例を示す図である。本実施形態に係る放射線撮影装置１００は、主に、医療用に使用され、放射線撮影の撮影条件に基づいて放射線撮影を行う。

図１において、放射線照射部１０１は、撮影条件に基づいて放射線を照射する。放射線照射部１０１から照射された放射線により被写体は照射される。放射線検出部１０２（以下、「センサ」とも呼称する。）は、照射された放射線を検出し、放射線画像データを出力する。

照射制御部１０３は、放射線照射部１０１から照射される放射線の照射線量を制御する。撮影条件設定部１０４は、被写体に照射される放射線の連続照射回数、放射線の照射線量、及びフレームレートなどの放射線撮影条件を、操作者の操作に応じて設定する。検出制御部１０５は、撮影条件設定部１０４から出力される信号に基づいて、放射線検出部１０２及び照射制御部１０３を制御する。

データ収集部１０６は、放射線検出部１０２で取得された放射線画像データを保持する。放射線検出部１０２で取得された放射線画像データには、残像が含まれる。残像補正部１０７（以下、単に「補正部」とも呼称する。）は、データ収集部１０６に保持されている放射線画像データ（放射線検出部１０２で取得された残像を含む放射線画像データ）から残像を除去する。残像補正部１０７（補正部）は、残像特性により算出された残像に基づいて、放射線画像データを補正（残像補正）する。表示制御部１０８は、残像補正部１０７で残像補正された放射線画像データをモニタなどの表示部に出力する。

次に、本実施形態に係る残像補正部１０７について詳細に説明する。図２は、残像補正部１０７の構成例を示す図である。

記憶部２０１は、放射線を照射しない状態で放射線検出部１０２において撮影された画像データに基づいて生成された、残像補正に用いるデータ（以下、「残像補正用データ」とも呼称する）を保持する。残像補正用データは、複数のパラメータａｎとｂｎの組み合わせを含む。

残像量Ａ（ｘ，ｋ）は、式（１）におけるパラメータａｎとｂｎの組み合わせ（ｂｎ（ｋ，Ｔ）×ｅｘｐ（−ａｎ（Ｔ）））で表される。

ここで、ａｎ及びｂｎは、センサが有する残像特性を表すパラメータであり、本実施形態では、これらのパラメータから放射線画像データに残る残像量を類推する構成を説明する。ａｎ及びｂｎは、以下に説明するように温度Ｔの関数として定められるパラメータであり、例えば、温度Ｔ＝Ｔ１が決まればパラメータａ１、ｂ１の組合せが取得される。なお、温度Ｔ＝Ｔ１を決めてもパラメータａ１、ｂ１の組合せが複数個存在する場合もある。以下、パラメータａ及びｂの表記を「ａｎ及びｂｎ」として示す。

パラメータａｎは、残像の時定数又は減衰率に関する残像の減衰特性を示すパラメータである。パラメータｂｎは、残像の割合又は強度に関する残像の強度特性を示すパラメータである。Ｔは、放射線検出部１０２（センサ）の温度を表す。式（１）では、残像特性データは、パラメータａｎが温度Ｔに依存し、パラメータｂｎが放射線の照射回数又はフレームの序数を示すパラメータｋと、温度Ｔとに依存して放射線撮影ごとに変化する特性を有する。

Ｓ（ｘ,ｋ）は、残像補正が施された先の放射線画像データを含む画像情報である。Ｓ（ｘ,ｋ）は、次の撮影で取得される放射線画像データにおける残像量を求めるためにフィードバックされる。例えば、センサを使用開始して最初の撮影（１番目のフレームｋ＝１）では、Ｓ（ｘ、１）はゼロとなり、次の撮影又は次のフレームでは、先に取得した画像情報（Ｓ（ｘ,ｋ））がフィードバックされる。具体的なＳ（ｘ、ｋ）の算出については、以下の（３）で説明する。

Ａ(ｘ，ｋ)＝ｂｎ(ｋ，Ｔ)×ｅｘｐ(−ａｎ(Ｔ))×Ｓ(ｘ,ｋ)・・・（１）
式（１）でｋは、放射線撮影がｋ回目、すなわち、撮影フレーム数がｋフレーム目又は放射線の照射回数がｋ回目の放射線画像データであり、ｘは、放射線画像データにおける画素（例えば、画素番号ｘ）であることを示す。また、Ａ（ｘ,ｋ）は、ｋ回目の放射線画像データの画素ｘにおける残像量を示す。

センサが有する残像特性を表すパラメータａｎ及びｂｎは、予め以下の式（２）を用いることにより求めることができる。パラメータａｎ及びｂｎは、例えば、放射線が照射された場合に放射線検出部１０２が出力する信号における下降ステップ応答関数（ＦＳＲＦ：Falling Step−Response Function）に、以下の式（２）をフィッティングさせることで求めることができる。

ＦＳＲＦ（ｋ）＝Σ{ｂｎ}×ｅｘｐ（−ａｎ・ｋ）×（１−ｅｘｐ（−ａｎ・Ｎｆ））×ｕ（ｋ）／（１−ｅｘｐ（−ａｎ）） ・・・（２）
ここで、Ｎｆは、放射線の照射回数である。ｕ（ｋ）は、不連続の単位ステップ関数（discrete unit step function）である。

Ｓ（ｘ,ｋ）は、先に取得された放射線画像データにおける残像の減衰特性を含む情報と、残像補正が施された先の放射線画像データとを含む画像情報である。Ｓ（ｘ,ｋ）は、式（３）により算出される。以下、Ｓ（ｘ,ｋ）は、「Ｓ値」又は「Ｓ」と呼称する。例えば、Ｓ値は、１つ前のフレームの残像量に関する情報が格納された値であり、式（３）によって撮影ごとに更新される。なお、Ｓ値の初期値Ｓ（ｘ，１）は、０又は所定の値に設定される。

Ｓ(ｘ，ｋ)＝ＩＣ(ｘ,ｋ−１)＋ｅｘｐ(−ａｎ(Ｔ))×Ｓ(ｘ,ｋ−１)
・・・（３）
ここで、ＩＣ（ｘ,ｋ−１）は、ｋ−１フレーム目（ｋ−１回目の放射線画像データ）の画素番号ｘにおける残像補正後の放射線画像データであり、残像補正前の放射線画像データ（Ｉ）から残像量（Ａ）を減算することにより残像補正後の放射線画像データ（ＩＣ）を取得することができ、具体的には以下の式（４）により表される。

式（４）において、Ｉ（ｘ,ｋ−１）は、ｋ−１フレーム目（ｋ−１回目の放射線画像データ）の画素番号ｘにおける残像補正前の放射線画像データである。Ａ（ｘ,ｋ−１）は、ｋ−１フレーム目（ｋ−１回目の放射線画像データ）の画素番号ｘにおける残像量を示す。

ＩＣ（ｘ,ｋ−１）＝Ｉ（ｘ,ｋ−１）−Ａ（ｘ,ｋ−１） ・・・（４）
フレーム情報取得部２０２は、１つ前のフレームにおける残像補正後の放射線画像データ（ＩＣ(ｘ,ｋ−１)）及び１つ前のフレームにおけるＳ値（Ｓ(ｘ,ｋ−１)）から現在のフレームにおけるＳ値（Ｓ(ｘ，ｋ)）を取得し、保持する。

温度取得部２０５は放射線検出部１０２（センサ）の温度情報を取得する。残像推定部２０３は、温度情報に基づき、放射線画像データに含まれる残像量を推定する。すなわち、残像推定部２０３は、温度取得部２０５で類推した温度情報に基づいて、記憶部２０１から選択した残像補正用データａｎ、ｂｎの組合せと、フレーム情報取得部２０２で保持される現在のフレームにおけるＳ値とを用いて、残像量を推定する。残像推定部２０３は、撮影条件の設定値（パラメータ）の閾値を設定し、閾値に基づいて、放射線画像データにおける残像の特性を表す残像特性を変化させる。

演算部２０４、残像量に基づいて放射線画像データを補正する。演算部２０４は、残像推定部２０３で推定された残像量を、放射線検出部１０２（センサ）で取得された放射線画像データから減算して当該放射線画像データを補正する。すなわち、演算部２０４は、残像推定部２０３で推定された残像量を、放射線検出部１０２で取得された残像を含む放射線画像データ（残像補正前の放射線画像データ）から減算して放射線画像データを補正する。

次に、図３を参照しながら、被写体の撮影から放射線画像データを表示するまでの処理について説明する。ここでは、温度取得部２０５において、直前の検出制御部１０５の撮影モードと、直前の動作が終了してからの経過時間から温度情報を類推する構成について説明する。

図６は、連続照射回数Ｅが変化すると、残像特性が変化する現象の一例を示す図である。横軸は放射線照射後のフレーム数を示し、縦軸は残像量を示す。Ｅ１は放射線照射が１回の場合の残像特性変化を示し、Ｅ１０は放射線照射が１０回の場合の残像特性変化を示し、Ｅ１００は放射線照射が１００回の場合の残像特性変化を示している。連続照射回数Ｅが変化すると残像量は変化する。

図７は、温度変化による残像の減衰特性の変化の一例を示す図である。横軸は放射線照射後のフレーム数を示し、縦軸は残像量を示す。温度の大小関係はＴ３＞Ｔ２＞Ｔ１であり、残像量の減衰率は温度によって変化する。センサの温度が高いと（例えば、Ｔ３）、温度が低い場合（例えば、Ｔ１）に比べて、残像量の減衰率が小さい傾向を示す。

図３では、撮影中に変化させる放射線撮影条件の設定値は、予め設定された時間内における放射線の照射回数（連続照射回数）である。連続照射回数は、予め設定された時間内における放射線画像データの撮影回数、及び予め設定された時間内における放射線画像データの撮影フレーム数に対応する。この場合、撮影条件の設定値（パラメータ）は、放射線の照射回数（連続照射回数）ｋであり、放射線の照射回数ｋは、撮影回数及び撮影フレーム数に対応する。

撮影条件の設定値の例として、図３では連続照射回数を用いているが、撮影条件の設定値には、予め設定された時間内における放射線の連続照射回数、放射線画像データの撮影回数、放射線画像データの撮影フレーム数、放射線画像データの撮影フレームレート、放射線画像データの撮影時間、放射線の照射時間、及び放射線の照射線量の少なくとも１つが含まれ、いずれかの設定値を変更してもよい。

図３では、連続照射回数ｋに閾値ｋ’を設け、閾値の前後で補正方法が変化する実施形態について説明する。すなわち、連続照射回数ｋが閾値ｋ’未満の場合と、連続照射回数ｋが閾値ｋ’以上となる場合とで異なる残像補正用データにより残像補正方法を変更する処理について説明する。

尚、撮影中に変化させる撮影条件の設定値には、予め設定された時間内における放射線の照射回数、放射線画像データの撮影回数、放射線画像データの撮影フレーム数、放射線画像データの撮影フレームレート、放射線画像データの撮影時間、放射線の照射時間、及び放射線の照射線量の少なくとも１つが含まれ、残像推定部２０３は、撮影条件の設定値と閾値との比較に基づいて、パラメータ（ａｎ、ｂｎ）の組合せを変更することが可能である。

ステップＳ１０１において、撮影条件設定部１０４は、操作者の操作に応じて、撮影モード、放射線照射線量、及び放射線照射部１０１の管電圧などの被写体の撮影時における放射線撮影条件を設定する。設定された放射線撮影条件は、検出制御部１０５に出力される。

ステップＳ１０２において、撮影条件設定部１０４に記憶されている直前に撮影した放射線撮影条件と、検出制御部１０５に記憶されている直前の撮影動作終了からの時間を用いて、温度取得部２０５で保持しているルックアップテーブルＬＵＴから温度情報を類推する。

温度取得部２０５は、撮影モードでの動作時間と、基準温度からの温度上昇との関係と、放射線検出部１０２（センサ）における温度の時間減衰率とを記憶するルックアップテーブルＬＵＴを保持する。ルックアップテーブルＬＵＴには、例えば、撮影モードＡでＸ秒間動作させると、基準温度からＹ°Ｃ温度が上昇する、という関係性を表す。温度取得部２０５には、温度の時間減衰率も記憶しておく。すなわち、ルックアップテーブルＬＵＴには、撮影モードでの動作時間と、基準温度からの温度上昇と、温度の時間減衰率との関係が対応付けられている。温度取得部２０５は、ルックアップテーブルＬＵＴの参照により、撮影条件に対応する撮影モードでの動作時間により上昇する温度と、当該温度の時間減衰とを取得して、放射線検出部１０２（センサ）の温度情報を取得する。

温度取得部２０５は、例えば、撮影条件設定部１０４に記憶されている直前に撮影した放射線撮影条件から温度上昇値を算出し、検出制御部１０５に記憶されている直前の撮影動作終了からの時間と温度の時間減衰率を用いて温度情報を類推することができる。直前に撮影した放射線撮影条件から、どのような内容の撮影を、どのくらいの時間行ったかということを特定することができ、特定した情報に基づいてセンサの温度上昇値（直前に行った撮影後の温度Ｔｓｔｏｐ）を算出することができる。

また、直前の撮影動作終了からの時間と温度の時間減衰率から、直前に行った撮影後の温度Ｔｓｔｏｐがどのように低下するかを時間の関数として推定することができる。例えば、撮影後の温度Ｔｓｔｏｐが、経過時間Ｔ１後に温度Ｔｓｔｏｐ１に低下し、経過時間Ｔ２後に温度Ｔｓｔｏｐ２に低下すると推定することができる。

ステップＳ１０３において、残像推定部２０３は残像補正用データ群として残像補正用データａｎ（Ｔ）と、ｂｎ（ｋ，Ｔ）を選択する。残像推定部２０３は、温度情報に基づいて、残像の減衰特性を示すパラメータａｎと、残像の強度特性を示すパラメータｂｎとの組合せを選択して残像量を推定する。すなわち、残像推定部２０３は、温度取得部２０５で類推した温度情報に基づき、記憶部２０１で保持している中から適切な残像補正用データａｎ（Ｔ）と、ｂｎ（ｋ，Ｔ）を選択する（残像補正用データ群の選択）。

ステップＳ１０４において、放射線の連続照射回数（又は、撮影フレーム数）ｋを０にセットする。

ステップＳ１０５において、検出制御部１０５は、ステップＳ１０１で設定された放射線撮影条件に基づいて、線量制御信号を照射制御部１０３に対して出力する。照射制御部１０３は、線量制御信号に基づいて、放射線信号を放射線照射部１０１に対して出力する。放射線照射部１０１は、放射線照射信号を受けて、被写体に放射線を照射する。

ステップＳ１０６において、放射線の連続照射回数（又は、撮影フレーム数）ｋに１加算し、ｋ＝Ｋ＋１として連続照射回数を設定（インクリメント）する。ステップＳ１０７において、検出制御部１０５は、ステップＳ１０１で設定された放射線撮影条件に基づいて、画像データ取得信号を放射線検出部１０２に対して出力する。放射線検出部１０２は、ステップＳ１０１で設定された放射線撮影条件に基づいて撮影された放射線画像データｙ（ｋ）を取得する。

ステップＳ１０８において、残像推定部２０３は放射線の連続照射回数（又は、撮影フレーム数）ｋが、事前に設定された閾値ｋ’以上であるか否かを判定する。

ステップＳ１０８において、連続照射回数ｋ（フレーム数）が閾値ｋ’未満である場合には（Ｓ１０８−Ｎｏ）、処理はステップＳ１０９−１に進められる。そして、ステップＳ１０９−１において、残像推定部２０３は、先のステップＳ１０３で記憶部２０１から選択された残像補正用データ群（ａｎ、ｂｎ）の組合せに基づいて残像特性データＡにおける残像補正用データＬａｇＣ（ｋ）を更新設定する（ステップＳ１０９−１）。ここで、残像補正用データＬａｇＣは、上記の式（１）における残像の減衰特性を示すパラメータａｎ（Ｔ）と、残像の強度特性を示すｂｎ（ｋ，Ｔ）との組み合わせに基づく残像補正用データである。

一方、ステップＳ１０８の判定で、連続照射回数ｋ（フレーム数）が閾値ｋ’以上である場合には（Ｓ１０８−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０９−２に進められる。そして、ステップＳ１０９−２において、残像推定部２０３は、残像特性データをＬａｇＣｃｏｎｔに決定する（ステップＳ１０９−２）。本ステップにおいて、残像推定部２０３は、ＬａｇＣｃｏｎｔをＬａｇＣ（ｋ’）と同値に設定する。ここで、ＬａｇＣ（ｋ’）は、連続照射回数ｋ＝ｋ’のときの、パラメータａｎ（Ｔ）と、パラメータｂｎ（ｋ’，Ｔ）の組み合わせに基づく残像補正用データであるである。

ステップＳ１１０において、残像推定部２０３は、ステップＳ１０９で更新選択又は決定した残像補正用データに基づいて残像特性データを取得し、時間経過によって変化する残像量の推定を行う。残像推定部２０３は、温度情報に基づいて、残像の減衰特性を示すパラメータａｎと、残像の強度特性を示すパラメータｂｎとの組合せを選択して残像量を推定する。ここで、フレーム情報取得部２０２は、先に取得された放射線画像データにおける残像の減衰特性を含む情報と、残像補正が施された先の放射線画像データとを含む画像情報（Ｓ値）を取得して保持している。残像推定部２０３は、残像の減衰特性を示すパラメータａｎと、残像の強度特性を示すパラメータｂｎとの組合せと、画像情報（Ｓ値）とに基づいて残像量を推定する。

残像量の推定は、撮影条件の設定値（例えば、連続照射回数ｋ（フレーム数））と閾値ｋ’との比較により、以下の場合分けをして行われる。残像推定部２０３は、撮影条件の設定値と閾値との比較に基づいて、パラメータの組合せを変更する。

ケース１（ｋ＜ｋ’）
撮影条件の設定値（連続照射回数ｋ（フレーム数））が閾値ｋ’未満の場合には、残像推定部２０３は、上記の式（１）を用いて残像量の推定を行う。すなわち、撮影条件の設定値が閾値未満の場合、残像推定部２０３は、放射線検出部１０２（センサ）の温度情報に基づく、残像の減衰特性を示すパラメータａｎ（Ｔ）と、残像の強度特性を示すパラメータｂｎ（ｋ，Ｔ）との組合せを選択する。
ケース２（ｋ≧ｋ’）
撮影条件の設定値（連続照射回数ｋ（フレーム数））が閾値ｋ’以上の場合には、式（５）を用いて残像量の推定を行う。すなわち、撮影条件の設定値が閾値以上の場合、残像推定部２０３は、残像の減衰特性を示すパラメータと、残像の強度特性を示すパラメータとの組合せを選択する。

Ａ（ｘ，ｋ）＝ｂｎ（ｋ’，Ｔ）×ｅｘｐ（−ａｎ（Ｔ））×Ｓ（ｘ,ｋ）
・・・（５）
残像特性データは、式（５）におけるａｎ（Ｔ）と、ｂｎ（ｋ’，Ｔ）の組み合わせで表される。ここで、フレーム情報取得部２０２は、１つ前のフレームにおける残像補正後の放射線画像データ（ＩＣ(ｘ,ｋ−１)）及び１つ前のフレームにおけるＳ値（Ｓ(ｘ,ｋ−１)）から現在のフレームにおけるＳ値（Ｓ(ｘ，ｋ)）を取得し、保持し、Ｓ（ｘ，ｋ）は、フレーム情報取得部２０２において、上記式（３）を用いて更新される。式（５）では、残像特性データは、残像の割合又は強度がパラメータにかかわらず略一定である特性を有する。

ステップＳ１１１において、ステップＳ１１０で推定された残像量を演算部２０４に出力し、演算部２０４は、推定された残像量の情報を用いて残像補正を行う。演算部２０４は、データ収集部１０６で保持されている残像補正前の画像データから、残像推定部２０３で推定された残像量を減算する演算を行う。演算部２０４は、残像補正前の画像データから残像量を減算する演算処理を以下の式（６）に基づいて実行する。

ＩＣ（ｘ，ｋ）＝Ｉ（ｘ,ｋ）−Ａ（ｘ,ｋ） ・・・（６）
ここで、Ｉ（ｘ，ｋ）は、ｋフレーム目（ｋ回目の放射線画像データ）の画素番号ｘにおける、データ収集部１０６で保持されている残像補正前の放射線画像データである。Ａ（ｘ,ｋ）はｋフレーム目（ｋ回目の放射線画像データ）の画素番号ｘにおける残像量を示す。

ステップＳ１１２において、表示制御部１０８は、ステップＳ１１１で残像補正部１０７により残像補正された放射線画像データをモニタなどの表示部に出力し、残像補正された放射線画像データｘ（ｋ）を表示部に表示させる。

ステップＳ１１３において、放射線が連続で曝射されるか否かを判定する。放射線が連続で曝射される場合には（Ｓ１１３−Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４に処理を戻し、同様の処理を繰り返し実行する。一方、放射線の曝射がない場合には（Ｓ１１３−Ｎｏ）、撮影が終了し、フローが終了する。

第１の実施形態では、ルックアップテーブルＬＵＴの参照により温度情報を類推した後に、適切な残像補正用データを選択する構成について説明したが、ある温度における残像特性を表すパラメータとして、例えば、ある温度（Ｔ２）におけるａｎ、ｂｎの値が既知となれば、パラメータα及びβを用いた式（７）と、式（８）を用いて、温度Ｔ１になったときのａｎ及びｂｎを算出してもよい。

ａｎ（Ｔ１）＝β×（ａｎ（Ｔ２）＋α） ・・・（７）
ｂｎ（ｋ，Ｔ１）＝β×（ｂｎ（ｋ，Ｔ２）＋α） ・・・（８）
ここで、パラメータα及びβは、定数または、温度及び時間の関数であり、式（７）及び式（８）を用いることにより、ルックアップテーブルＬＵＴを用いることなく、温度の関数として、残像特性を表すパラメータａｎ（Ｔ１）及びｂｎ（ｋ，Ｔ１）を取得することができる。

本実施形態によれば、放射線撮影装置の温度変化を類推し、適切な残像補正を行うことが可能になる。

（第２の実施形態）
次に、図４を参照しながら、温度取得部２０５において、撮影の始めに取得するダーク画像を用いて温度情報を類推する構成について説明する。第２の実施形態においても、残像補正処理は第１の実施形態と同様であるため、その内容については省略する。

ステップＳ２０１において、撮影条件設定部１０４は、操作者の操作に応じて、撮影モード、放射線照射線量、及び放射線照射部１０１の管電圧などの被写体の撮影時における放射線撮影条件を設定する。設定された放射線撮影条件は、検出制御部１０５に出力される。

ステップＳ２０２において、放射線の連続照射回数（又は、撮影フレーム数）ｋを０にセットする。

ステップＳ２０３において、放射線を照射しない状態の画像データ（ダーク画像データ）を取得する。ダーク画像データはセンサの温度と相互関係があるため、温度情報を類推することができる。

ステップＳ２０４において、温度取得部２０５で保持しているルックアップテーブルＬＵＴから温度情報を類推する。ルックアップテーブルには、放射線を照射しない状態のダーク画像データと、基準温度からの温度上昇との関係と、放射線検出部１０２（センサ）における温度の時間減衰率との関係を表すデータが保持されている。温度取得部２０５は、ルックアップテーブルの参照により、放射線検出部１０２（センサ）の温度情報を取得する。

ステップＳ２０５において、残像推定部２０３は、温度取得部２０５で類推した温度情報に基づき、記憶部２０１で保持している中から適切な残像補正用データａｎ（Ｔ）と、ｂｎ（ｋ，Ｔ）を選択する（残像補正用データ群の選択）。残像推定部２０３は、温度情報に基づいて、残像の減衰特性を示すパラメータａｎ（Ｔ）と、残像の強度特性を示すパラメータｂｎ（ｋ，Ｔ）との組合せを選択して残像量を推定する。

ステップＳ２０６以降の処理は、第１の実施形態のステップＳ１０５以降の処理と同様である。第２の実施形態では、温度情報を類推した後に、適切な残像補正用データを選択する構成について説明したが、ある温度における残像特性を表すパラメータとして、例えば、ある温度情報（Ｔ２）におけるａｎ、ｂｎの値が既知となれば、パラメータα及びβを用いた式（７）と、式（８）を用いて、温度Ｔ１になったときのａｎ及びｂｎを算出してもよい。

例えば、ダーク画像データに基づいて、ある温度情報（Ｔ２）におけるａｎ、ｂｎの値を初期値として求め、式（７）、式（８）の関係から、放射線を照射した撮影時の残像補正用データａｎ（Ｔ）及びｂｎ（ｋ，Ｔ）を求めてもよい。

本実施形態によれば、ダーク画像データを用いて放射線撮影装置の温度変化を類推し、適切な残像補正を行うことが可能になる。

（第３の実施形態）
次に、図５を参照しながら、温度取得部２０５において、光感受性がない画素（ＯＢ画素とも称呼する）の出力を用いて温度情報を類推する構成について説明する。放射線検出部１０２（センサ）は、複数の画素のうち光感受性がない画素（ＯＢ画素）を有し、ＯＢ画素は、放射線を照射しない状態のダーク画像データと同様の信号を出力する。ＯＢ画素とは、光感受性を持たない画素である。

図８は、ＯＢ画素の配置例を示す図であり、ＯＢ画素は、センサの有効画素エリア内に配置されている。図８において、通常画素は、光感受性を有する画素で、放射線の照射に基づいて画像信号を出力する画素である。放射線検出部１０２（センサ）における各画素には、電源回路とゲート駆動回路、読出し回路が接続されており、読出し回路には、各画素に蓄積された電荷の読出しを制御する情報処理回路が接続されている。各回路の制御により、画素内に構成された電荷蓄積部への電荷蓄積と蓄積された電荷の読出しが制御される。

第３の実施形態では、最初の放射線撮影（１フレーム目の撮影フレーム）で取得した放射線画像において、ＯＢ画素の出力を用いて温度情報を類推する構成について説明する。第３の実施形態においても、残像補正処理は第１の実施形態と同様であるため、その内容については省略する。

ステップＳ３０１において、撮影条件設定部１０４は、操作者の操作に応じて、撮影モード、放射線照射線量、及び放射線照射部１０１の管電圧などの被写体の撮影時における放射線撮影条件を設定する。設定された放射線撮影条件は、検出制御部１０５に出力される。

ステップＳ３０２において、放射線の連続照射回数（又は、撮影フレーム数）ｋを０にセットする。ステップＳ３０３において、検出制御部１０５は、ステップＳ３０１で設定された放射線撮影条件に基づいて、線量制御信号を照射制御部１０３に対して出力する。照射制御部１０３は、線量制御信号に基づいて、放射線信号を放射線照射部１０１に対して出力する。放射線照射部１０１は、放射線照射信号を受けて、被写体に放射線を照射する。

ステップＳ３０４において、撮影条件の設定値として、放射線の連続照射回数（又は、撮影フレーム数）ｋに１加算し、ｋ＝Ｋ＋１として連続照射回数を設定（インクリメント）する。ステップＳ３０５において、検出制御部１０５は、ステップＳ１０１で設定された放射線撮影条件に基づいて、画像データ取得信号を放射線検出部１０２に対して出力する。放射線検出部１０２は、ステップＳ３０１で設定された放射線撮影条件に基づいて撮影された放射線画像データを取得する。

ステップＳ３０６において、ｋ＞１であるか否かを判断する。ステップS３０６の判断で、ｋ＞１でない場合（Ｓ３０６−Ｎｏ）、すなわち、ｋ＝１である場合、放射線の照射回数が１回目の放射線撮影（１フレーム目の撮影フレーム）において取得した放射線画像データからＯＢ画素の出力を取得する。

第２の実施形態では、ダーク画像データはセンサの温度と相互関係があるため、この相互関係に基づいて温度情報を類推していた。本実施形態において、ＯＢ画素の出力はダーク画像データの出力と同等であるため、センサ温度との相互関係に基づいてＯＢ画素の出力からセンサの温度情報を類推することができる。例えば、各ＯＢ画素の出力を平均化することで、センサ全面の平均的な温度変化について類推することができる。温度取得部２０５は、ＯＢ画素の出力信号を平均化し、平均化した出力信号に基づいて放射線検出部１０２（センサ）の温度情報を取得する。

ステップＳ３０７において、温度取得部２０５で保持しているルックアップテーブルＬＵＴから温度情報を類推する。ルックアップテーブルには、ＯＢ画素の出力信号と、基準温度からの温度上昇との関係と、放射線検出部１０２（センサ）における温度の時間減衰率との関係を表すデータが保持されている。温度取得部２０５は、ルックアップテーブルの参照により、放射線検出部１０２（センサ）の温度情報を取得する。

ステップＳ３０８において、残像推定部２０３は、温度取得部２０５で類推した温度情報に基づき、記憶部２０１で保持している中から適切な残像補正用データａｎ（Ｔ）と、ｂｎ（ｋ，Ｔ）を選択する（残像補正用データ群の選択）。残像推定部２０３は、温度情報に基づいて、残像の減衰特性を示すパラメータａｎ（Ｔ）と、残像の強度特性を示すパラメータｂｎ（ｋ，Ｔ）との組合せを選択して残像量を推定する。

ステップＳ３０９において、表示制御部１０８は、放射線画像データをモニタなどの表示部に出力し、放射線画像データを表示部に表示させる。

ステップＳ３０６において、ｋ＞１である場合（Ｓ３０６−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３１１に進められ、ステップＳ３１１以降の処理は、第１の実施形態のステップＳ１０８以降の処理と同様である。

第３の実施形態では、一枚目に取得した放射線画像内のＯＢ画素の出力を用いて温度情報を類推する構成について説明したが、放射線照射ごとに放射線画像内のＯＢ画素の出力を取得し、温度情報を更新してもよい。

そして、連続照射中に類推した温度情報が変化した場合には、途中で選択する残像補正用データを変更してもよい。すなわち、残像推定部２０３は、温度取得部２０５で更新した温度情報に基づき、記憶部２０１で保持している中から適切な残像補正用データａｎ（Ｔ）と、ｂｎ（ｋ，Ｔ）を変更してもよい。

第３の実施形態では、各ＯＢ画素の出力を平均化することで、センサ全面の平均的な温度を類推する構成について説明したが、各々のＯＢ画素の出力を用いて領域ごとに温度情報を取得し、適切な残像補正用データ群を各領域で選択してもよい。

温度取得部２０５は、ＯＢ画素の出力信号を、放射線検出部１０２（センサ）の領域ごとに取得し、当該取得した出力信号に基づいて放射線検出部１０２（センサ）の温度情報を領域ごとに取得する。そして、残像推定部２０３は、領域ごとに取得した温度情報に基づいて、残像の減衰特性を示すパラメータと、残像の強度特性を示すパラメータとの組合せを領域ごとに選択して各領域の残像量を推定することが可能である。例えば、領域Ａの温度Ｔ１に対応して、減衰特性を示すパラメータａ１、強度特性を示すパラメータｂ１を設定し、領域Ｂの温度Ｔ２に対応して、減衰特性を示すパラメータａ２、強度特性を示すパラメータｂ２を設定するなど、各領域ごとに選択したパラメータに基づいて、各領域の残像量を推定する。

演算部２０４は、残像推定部２０３で推定された各領域の残像量を、放射線検出部１０２（センサ）で取得された放射線画像データから減算して当該放射線画像データを補正する。

領域の区分は、撮影条件設定部１０４で任意に設定することができる。例えば、電気基板の機能に応じて、発熱量が異なることが想定されるため、各電気基板が配置されている領域で区分することができる。例えば、読み出し回路を構成するＩＣ（例えば、アンプＩＣ）ごとに領域の区分を設定したり、ゲート駆動回路を構成するＩＣ（例えば、ドライブＩＣ）ごとに領域の区分を設定することができる。

設定した領域ごとのＯＢ画素の出力を平均化し、その値から領域ごとに適切な残像補正用データ群を選択することで、センサ内で残像補正のばらつきを抑えることができる。

本発明に係る各実施形態では、撮影条件の設定値として、ある連続照射回数（フレーム数）ｋ’を閾値として、残像補正方法を動的に変更する構成について説明したが、閾値は一つでなくてもよい。例えば、複数の閾値をｋ’とｋ’’のように設定して、残像補正用データを各閾値の大小関係により変更してもよい。各閾値に応じてａｎ及びｂｎの組合せを変更してもよい。

本実施形態によれば、光感受性がない画素の出力を用いて放射線撮影装置の温度変化をリアルタイムに類推し、適切な残像補正を行うことが可能になる。

（他の実施形態）
本発明は、上記の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又は装置に供給し、システム又は装置のコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵなど）がプログラムを読み出すことにより実行されてもよい。また、本発明は、システム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能であり、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１００：放射線撮影装置、１０１：放射線照射部、１０２：放射線検出部、１０３：照射制御部、１０４：撮影条件設定部、１０５：検出制御部、１０６：データ収集部、１０７：残像補正部、１０８：表示制御部、２０１：記憶部、２０２：フレーム情報取得部、２０３：残像推定部、２０４：演算部、２０５：温度取得部

Claims (19)

1. 撮影条件に基づいて放射線撮影を行う放射線撮影装置であって、
   照射された放射線を検出し、放射線画像データを出力する検出手段の温度情報を取得する温度取得手段と、
   前記温度情報に基づき、前記放射線画像データに含まれる残像量を推定する残像推定手段と、
   前記残像量に基づいて前記放射線画像データを補正する補正手段と、
   を備えることを特徴とする放射線撮影装置。
2. 前記温度取得手段は、撮影モードでの動作時間と、基準温度からの温度上昇との関係と、前記検出手段における温度の時間減衰率とを記憶するルックアップテーブルを保持することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
3. 前記温度取得手段は、前記ルックアップテーブルの参照により、前記撮影条件に対応する撮影モードでの動作時間により上昇する温度と、当該温度の時間減衰とを取得して、前記検出手段の温度情報を取得することを特徴とする請求項２に記載の放射線撮影装置。
4. 前記残像推定手段は、前記温度情報に基づいて、残像の減衰特性を示すパラメータと、残像の強度特性を示すパラメータとの組合せを選択して前記残像量を推定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
5. 先に取得された放射線画像データにおける残像の減衰特性を含む情報と、残像補正が施された先の放射線画像データとを含む画像情報を取得して保持するフレーム情報取得手段を更に備え、
   前記残像推定手段は、前記残像の減衰特性を示すパラメータと、前記残像の強度特性を示すパラメータとの組合せと、前記画像情報とに基づいて前記残像量を推定することを特徴とする請求項４に記載の放射線撮影装置。
6. 前記残像推定手段は、前記撮影条件の設定値と閾値との比較に基づいて、前記パラメータの組合せを変更することを特徴とする請求項４または５に記載の放射線撮影装置。
7. 前記撮影条件の設定値が閾値未満の場合、前記残像推定手段は、放射線検出部の温度情報に基づく、残像の減衰特性を示すパラメータと、残像の強度特性を示すパラメータとの組合せを選択することを特徴とする請求項６に記載の放射線撮影装置。
8. 前記撮影条件の設定値が閾値以上の場合、前記残像推定手段は、残像の減衰特性を示すパラメータと、残像の強度特性を示すパラメータとの組合せを選択することを特徴とする請求項６に記載の放射線撮影装置。
9. 前記補正手段は、前記残像推定手段で推定された残像量を、前記検出手段で取得された放射線画像データから減算して当該放射線画像データを補正することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
10. 前記撮影条件の設定値には、予め設定された時間内における放射線の連続照射回数、前記放射線画像データの撮影回数、前記放射線画像データの撮影フレーム数、前記放射線画像データの撮影フレームレート、前記放射線画像データの撮影時間、前記放射線の照射時間、及び前記放射線の照射線量の少なくとも１つが含まれることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
11. 前記ルックアップテーブルには、放射線を照射しない状態のダーク画像データと、基準温度からの温度上昇との関係と、前記検出手段における温度の時間減衰率との関係を表すデータが保持されており、
    前記温度取得手段は、前記ルックアップテーブルの参照により、前記検出手段の温度情報を取得し、
    前記残像推定手段は、前記温度情報に基づいて、残像の減衰特性を示すパラメータと、残像の強度特性を示すパラメータとの組合せを選択して前記残像量を推定することを特徴とする請求項２または３に記載の放射線撮影装置。
12. 前記検出手段は、複数の画素のうち光感受性がない画素を有し、
    前記光感受性がない画素は、放射線を照射しない状態のダーク画像データと同様の信号を出力することを特徴とする請求項２または３に記載の放射線撮影装置。
13. 前記ルックアップテーブルには、前記光感受性がない画素の出力信号と、基準温度からの温度上昇との関係と、前記検出手段における温度の時間減衰率との関係を表すデータが保持されており、
    前記温度取得手段は、前記ルックアップテーブルの参照により、前記検出手段の温度情報を取得し、
    前記残像推定手段は、前記温度情報に基づいて、残像の減衰特性を示すパラメータと、残像の強度特性を示すパラメータとの組合せを選択して前記残像量を推定することを特徴とする請求項１２に記載の放射線撮影装置。
14. 前記温度取得手段は、前記光感受性がない画素の出力信号を平均化し、前記平均化した出力信号に基づいて前記検出手段の温度情報を取得することを特徴とする請求項１２または１３に記載の放射線撮影装置。
15. 前記温度取得手段は、前記光感受性がない画素の出力信号を、前記検出手段の領域ごとに取得し、当該取得した出力信号に基づいて前記検出手段の温度情報を前記領域ごとに取得し、
    前記残像推定手段は、前記領域ごとに取得した温度情報に基づいて、残像の減衰特性を示すパラメータと、残像の強度特性を示すパラメータとの組合せを前記領域ごとに選択して各領域の残像量を推定する
    ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
16. 前記補正手段は、前記残像推定手段で推定された各領域の残像量を、前記検出手段で取得された放射線画像データから減算して当該放射線画像データを補正することを特徴とする請求項１５に記載の放射線撮影装置。
17. 撮影条件に基づいて放射線撮影を行う放射線撮影装置の放射線撮影方法であって、
    照射された放射線を検出し、放射線画像データを出力する検出手段の温度情報を取得する温度取得工程と、
    前記温度情報に基づき、前記放射線画像データに含まれる残像量を推定する残像推定工程と、
    前記残像量に基づいて前記放射線画像データを補正する補正工程と、
    を有することを特徴とする放射線撮影方法。
18. コンピュータに、請求項１７に記載の放射線撮影方法の各工程を実行させるプログラム。
19. 撮影条件に基づいて放射線撮影を行う放射線撮影システムであって、
    前記撮影条件に基づいて放射線を照射する照射手段と、
    前記照射された放射線を検出し、放射線画像データを出力する検出手段の温度情報を取得する温度取得手段と、
    前記温度情報に基づき、前記放射線画像データに含まれる残像量を推定する残像推定手段と、
    前記残像量に基づいて前記放射線画像データを補正する補正手段と、
    を備えることを特徴とする放射線撮影システム。

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