JP2019161365A - 放射線撮像装置、その制御方法、プログラムおよび放射線撮像システム - Google Patents
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Abstract
【課題】AECの高精度化を比較的簡便に実現可能にする。【解決手段】放射線を検出可能な複数のセンサが配列された撮像部と、前記撮像部への放射線照射を終了させるための信号を前記複数のセンサの一部である複数の制御用センサの信号に基づいて発生する処理部と、を備える放射線撮像装置であって、前記処理部は、前記撮像部への放射線照射が開始された後の第1期間において、前記複数の制御用センサ間の信号値の比を取得する第1動作と、前記第1期間後の第2期間において、前記複数の制御用センサのうちの一部の制御用センサの信号と、前記第1動作で得られた前記比とに基づいて、他の制御用センサの信号を算出する第2動作と、を行う。【選択図】図1
Description
本発明は、主に放射線撮像装置に関する。
放射線撮像装置のなかには、放射線の照射中に撮像部における一部のセンサから信号を繰り返し読み出し、その信号値に基づいて放射線照射量が基準に達したことを検出することで放射線の照射を終了させるものがある。このような制御は、自動露出制御(AEC(Automatic Exposure Control))等と称される。放射線の照射の終了後には撮像部から信号が読み出され、画像データが生成される。特許文献1には、AEC用センサとしてそれぞれ機能する複数の画素を撮像部に配置することが記載されている。
上述のAECの精度を向上させる方法としては、例えば、上記一部のセンサからの信号読出の高速化、それにより得られた信号についての信号処理の高速化等が考えられる。特許文献1の構成においてAECを行う場合、複数のAEC用センサの全部について信号読出を行うと、信号処理に比較的長い時間を要し、処理対象となる信号の量も大きくなりうる。そのため、例えば、該信号処理の際のサンプリング周期が長くなってしまうことが考えられ、AECの高精度化の観点で放射線撮像装置の制御態様に改善の余地があった。
本発明の目的は、AECの高精度化を比較的簡便に実現可能にすることにある。
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、放射線を検出可能な複数のセンサが配列された撮像部と、前記撮像部への放射線照射を終了させるための信号を前記複数のセンサの一部である複数の制御用センサの信号に基づいて発生する処理部と、を備える放射線撮像装置であって、前記処理部は、前記撮像部への放射線照射が開始された後の第1期間において、前記複数の制御用センサの信号間の信号値の比を取得する第1動作と、前記第1期間後の第2期間において、前記複数の制御用センサのうちの一部の制御用センサの信号と、前記第1動作で得られた前記比とに基づいて、他の制御用センサの信号を算出する第2動作と、を行うことを特徴とする。
本発明によれば、AECを高精度化することができる。
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。なお、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システムSYの構成例を示すブロック図である。放射線撮像システムSYは、放射線撮像装置1と、演算部2と、放射線源3と、放射線源制御部4とを具備する。放射線撮像装置1は、撮像部11と、駆動部12と、読出部13と、処理部14とを備える。詳細については後述とするが、撮像部11は放射線源3からの放射線を検出し、駆動部12は撮像部11を駆動し、また、読出部13は駆動部12により駆動された撮像部11から信号を読み出す。
図1は、第1実施形態に係る放射線撮像システムSYの構成例を示すブロック図である。放射線撮像システムSYは、放射線撮像装置1と、演算部2と、放射線源3と、放射線源制御部4とを具備する。放射線撮像装置1は、撮像部11と、駆動部12と、読出部13と、処理部14とを備える。詳細については後述とするが、撮像部11は放射線源3からの放射線を検出し、駆動部12は撮像部11を駆動し、また、読出部13は駆動部12により駆動された撮像部11から信号を読み出す。
処理部14は、CPU(中央演算部)141と、メモリ142と、外部インタフェース143とを含む。詳細については後述とするが、処理部14は、読出部13により読み出された信号についてCPU141及びメモリ142により信号処理を行い、また、外部インタフェース143を介して演算部2と信号通信を行う。また、処理部14は、駆動部12および読出部13を制御することも可能であり、放射線撮像装置1内の各要素の動作制御を行う制御部としても機能する。尚、処理部14の機能の一部/全部はハードウェアおよびソフトウェアの何れによっても実現可能であり、図1では処理部14を単一の要素として示すが、処理部14の機能の一部は別体の要素として設けられてもよい。
演算部2は、放射線撮像装置1および放射線源制御部4との間で信号の授受を行い、放射線撮像が適切に実現されるように放射線撮像システムSY全体の制御を行う。演算部2には、例えば汎用のパーソナルコンピュータ等が用いられ、ここでは不図示の入力端末(キーボード等)や表示部(液晶ディスプレイ等)が接続されうる。
例えば、演算部2には、医師等のユーザにより入力端末を介して撮像情報(患者等の被検者の情報、撮像対象/検査対象の部位等、放射線撮像に必要な情報)が入力され、演算部2は、放射線撮像装置1について該撮像情報に基づく初期設定を行う。そして、演算部2は、放射線撮像装置1が撮像可能な状態となった後、撮像開始要求を示す所定の信号が発生したことに応じて、放射線源制御部4により上記撮像情報に基づく設定で放射線源3を駆動する。
ここで、詳細については後述とするが、放射線撮像装置1は、放射線源3による累積照射量が所定量に達したことに応じて、放射線源3による放射線照射の終了を要求する信号を発生する。このような制御は自動露出制御(Automatic Exposure Control(AEC))と称される。本明細書において、上記放射線照射の終了を要求する信号を照射終了要求信号と称する。
演算部2は、上記照射終了要求信号を放射線撮像装置1から受け取ったことに応じて、放射線源制御部4により放射線源3の駆動を停止する。放射線照射の終了後、撮像部11から読出部13により信号が読み出される。演算部2は、該信号に対する処理部14による処理結果として画像データを放射線撮像装置1から受け取り、その画像データに基づく放射線画像を表示部に表示させる。
本実施形態では上述の構成により放射線撮像が行われるものとするが、放射線撮像システムSYの構成例はこれに限られるものではなく、或る要素の機能の一部/全部は他の要素により実現されてもよい。例えば、処理部14の機能の一部は演算部2により実現されてもよい。
図2は、放射線撮像装置1の構成の一態様を示す。撮像部11は、複数の行および複数の列を形成するように配列された複数のセンサを含み、該複数のセンサは撮像用センサ111および制御用センサ112を含む。本実施形態では、撮像部11の幾つかの部分には複数の制御用センサ112が配され、それ以外の大部分には複数の撮像用センサ111が配される。尚、ここでは説明の容易化のため、撮像部11の一部として4行×4列分の領域を図示するが、実際の行数および列数はこれより大きく、例えば17インチの撮像部11の場合には約2800行×2800列のセンサ配列となる。
撮像部11には、各行に対応して制御線(あるいは駆動線)113が配され、また、各列に対応して列信号線(あるいは信号読出線)114が配されている。駆動部12は、例えば不図示のデコーダ、シフトレジスタ等を含み、制御線113を用いて複数のセンサ111及び112を行ごとに駆動ないし制御する。読出部13は、回路部131と、マルチプレクサ132と、出力部133とを含み、複数のセンサ111及び112から列信号線114を介して出力された信号を列ごとに読み出す。
本実施形態では、撮像部11の上方には放射線を光に変換するシンチレータが撮像部11を覆うように配されており、撮像用センサ111は、放射線を検出可能な検出素子Eと、検出素子Eに接続されたスイッチ素子Wとを含む。詳細については後述とするが、検出素子Eおよびスイッチ素子Wはアモルファスシリコン等の半導体を用いて構成される。例えば、検出素子Eには光電変換素子(例えばPINセンサ、MISセンサ等)が用いられ、スイッチ素子Wには薄膜トランジスタが用いられる。各センサ111において、スイッチ素子Wは、検出素子Eと列信号線114との間を接続するように配される。検出素子Eは、放射線の照射量に応じた信号を発生し、スイッチ素子Wは、駆動部12から制御線113を介して供給された制御信号をゲート端子(制御端子)で受けて検出素子Eの信号を列信号線114に出力する。
詳細については後述とするが、制御用センサ112は、撮像用センサ111とは異なる目的で、即ちAEC用センサとして設けられる。図2においては、これら2種類のセンサ111及び112を見分けやすくするため制御用センサ112にハッチングを付したが、制御用センサ112の構造は撮像用センサ111同様である。
放射線撮像装置1は電圧供給部15を更に備えており、各センサ111及び112の検出素子Eには電圧供給部15からバイアス線151を介して基準電圧(本実施形態では接地電圧)が供給される。尚、電圧供給部15は他の要素12〜14にも電圧を供給可能とする。
本実施形態では、撮像部11には、放射線を光に変換した後に該光を電気信号に変換する方式(間接変換方式)が用いられるが、他の実施形態として、撮像部11には、放射線を直接的に電気信号に変換する方式(直接変換方式)が採用されてもよい。
読出部13について、回路部131は、各列に対応して配され、例えば信号増幅部およびサンプリング部を含む。回路部131は、対応列の列信号線114を介して各センサ111又は112から出力された信号を増幅し、該信号をサンプリングする。マルチプレクサ132は、各列の回路部131の該サンプリングされた信号を順に転送する。また、出力部133は、該転送された信号をアナログ‐デジタル変換(AD変換)して処理部14に出力する。そして、処理部14は、詳細については後述とするが、該出力された信号に対して信号処理を行う。
図3(A)は、撮像部11において列方向で隣り合う撮像用センサ111および制御用センサ112の2行×1列分の領域の上面レイアウトを示す。図3(B)は、図3(A)における線X1−X2での断面構造、即ち撮像用センサ111の断面構造を示す(尚、ここでは説明を省略するが、制御用センサ112についても同様である。)。センサ111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部材)が積層されて成る。
例えば、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Gと一体に形成された制御線113が配される。基板210上には、ゲート端子Gを覆うように、更に絶縁膜220が配される。ゲート端子G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る。
スイッチ素子Wのドレイン端子は列信号線114と一体に形成され、言い換えると、列信号線114は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、スイッチ素子Wのソース端子は、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を含む。スイッチ素子Wのソース端子は、コンタクトホールを介して下側電極260と接触する。
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151を覆うように保護膜232が配されている。
再び図2を参照すると、AECの際には、駆動部12は、例えば制御信号SIG(k)〜SIG(k+3)のうち、制御用センサ112が配された行に対応する制御信号SIG(k+1)及びSIG(k+2)を活性化させる。これにより、制御用センサ112の信号が対応の列信号線114を介して出力されて読出部13により読み出される。処理部14は、該読み出された制御用センサ112の信号に基づいてAECを行い、所定条件の成立に応じて照射終了要求信号を発生することとなる。尚、上記kは1以上の任意の整数であり、撮像部11におけるセンサ配列の行数をMとして、k+3≦Mが成立するものとする。
尚、本構成では、AECの際、制御信号SIG(k+1)及びSIG(k+2)の活性化により制御用センサ112と同じ行に位置する撮像用センサ111からも信号が出力されるが、本実施形態では、これらの信号は読出部13または処理部14において破棄されるものとする。
図4は、図2の構成においてAECを行う際の放射線撮像装置1の制御方法を示すタイミングチャートである。本制御方法は主として処理部14により行われる。本制御方法の概要としては、放射線の照射開始後の第1期間T1では複数の制御用センサ112からの信号読出を所定周期で行い、その後の第2期間T2では、複数の制御用センサ112のうちの一部からの信号読出を所定周期で行う。ここで、第1期間T1では、複数の制御用センサ112から読み出された信号について評価を行う。そして、第2期間T2では、他の制御用センサ112の信号については、信号読出を直接的に行うのではなく、上記評価の結果と、第2期間T2で読み出される上記一部の制御用センサ112の信号と、に基づいて推測することとなる。
図4において、横軸を時間軸とする。また、縦軸には放射線量と、制御信号SIG(k+1)及びSIG(k+2)の信号レベルと、制御用センサ112の信号値とを示す。
放射線量は放射線源3からの放射線の単位時間あたりの線量(強度)を示す。放射線量のハイレベル(Hレベル)は放射線が照射されている状態である照射状態を示し、放射線量のローレベル(Lレベル)は放射線が照射されていない状態である非照射状態を示す。
制御信号SIG(k+1)のHレベルは、対応の制御用センサ112からの信号読出を実行することを示し、制御信号SIG(k+1)のLレベルは該信号読出を抑制することを示す。このことは、制御信号SIG(k+2)についても同様である。
制御用センサ112の信号値は、上記制御信号SIG(k+1)又はSIG(k+2)を活性化した(Hレベルにした)ことに応じて読み出された制御用センサ112の信号の値を示す。ここで、本実施形態では、制御用センサ112の信号読出はいわゆる破壊読出で行われる(図2〜3参照)。そのため、図中の制御用センサ112の信号値は、所定周期で読み出された制御用センサ112の信号値を累積加算したものを示す。尚、他の実施形態として、制御用センサ112がいわゆる非破壊読出で信号読出を実行可能に構成されている場合には、上記制御用センサ112の信号値は、その制御用センサ112から実際に読み出された信号の値そのものを示すものとすればよい。
先ず、放射線の照射開始の時刻を時刻t10とする。時刻t10以降の第1期間T1では、制御信号SIG(k+1)と、制御信号SIG(k+2)とを所定周期で交互に活性化させる。本実施形態では、制御信号SIG(k+1)及びSIG(k+2)のそれぞれの活性化周期をT11とする。図中には、制御信号SIG(k+1)を活性化させた際の対応の制御用センサ112の信号値(累積加算値。以下同様とする。)S1のプロットと、制御信号SIG(k+2)を活性化させた際の対応の制御用センサ112の信号値S2のプロットと、をそれぞれ示す。
放射線照射は理想的には一定の放射線量で行われ、その場合、上記制御用センサ112の信号値S1及びS2は実質的に線形に増加する。そのため、第1期間T1では、処理部14は、上記制御用センサ112の信号の増加率(信号増加率)を評価することが可能である。例えば、第1期間T1の長さは、信号増加率が安定化するのに充分な期間として予め設定されていてもよいし、制御用センサ112の信号値S1及びS2のそれぞれについての二階微分の結果に基づいて決定されてもよい。これにより、第1期間T1の間に信号値S1及びS2は何れも略線形に増加することとなる。或いは、他の実施形態として、上記信号増加率を適切に評価するのにノイズの影響が充分に小さいと考えられる所定の基準値を設定し、信号値S1及びS2の双方が該基準値に達した時刻を第1期間T1の終点として決定してもよい。
時刻t10から第1期間T1が経過した時刻t20では、処理部14は上記評価の結果を確定させる。即ち、処理部14は、信号値S1についての信号増加率(信号増加率r1とする。)と、信号値S2についての信号増加率(信号増加率r2とする。)と、を特定して取得する。そして、処理部14は、信号増加率r1と信号増加率r2との比(例えばr2/r1)を上記評価の結果の一部として更に取得する。
尚、時刻t20で信号値S2が読み出された場合、時刻t20時点での信号値S1については信号値S2と上述の比r2/r1とに基づいて特定可能である。よって、上述の比r2/r1は、時刻t20で読み出された信号値S2と、上記特定された信号値S1との比に対応する。
次に、時刻t20以降の第2期間T2では、制御信号SIG(k+1)及びSIG(k+2)の一方を所定周期で活性化させる。本実施形態では、制御信号SIG(k+1)を所定周期で活性化させ、信号値S1の取得を継続する。ここで、第2期間T2における制御信号SIG(k+1)の活性化周期をT21とする。
一方、第2期間T2では、信号値S2については、制御信号SIG(k+2)を活性化させて直接的な信号読出を行うことで取得するのではなく、信号値S1と上述の比r2/r1とに基づいて処理部14により算出して取得する。即ち、信号値(区別のため、信号値(予測値)S2’とする。)は、
S2’=S1×(r2/r1)
により得られる。一般に、或る1回の撮影では撮像部11(撮像領域)での放射線照射分布はほぼ変化しないため、比r2/r1もほぼ変化しない。よって、第1期間T1で得られた信号増加率r1及びr2に基づいて、第2期間T2で特定される信号値S2’は適切に算出される。
S2’=S1×(r2/r1)
により得られる。一般に、或る1回の撮影では撮像部11(撮像領域)での放射線照射分布はほぼ変化しないため、比r2/r1もほぼ変化しない。よって、第1期間T1で得られた信号増加率r1及びr2に基づいて、第2期間T2で特定される信号値S2’は適切に算出される。
本実施形態に係るAECは、以上のようにして得られる信号値S1及びS2’の少なくとも一方に基づいて行われればよい。例えば、処理部14は、信号値S1及びS2’のうちの撮像対象/検査対象の部位に対応する一方または双方に基づいて、照射終了要求信号を発生する。本実施形態によれば、第2期間T2では全ての制御用センサ112について信号読出を行う必要がなく、一部の制御用センサ112について信号読出を行えばよいため、AECを比較的簡便に実現可能となる。
上記照射終了要求信号の発生に応じて放射線源3による放射線照射が終了した時刻を時刻t30とする。時刻t30の後、処理部14は、駆動部12により撮像用センサ111を駆動して読出部13により信号読出を行い、それにより得られた信号に基づいて画像データを生成する。図1を参照しながら述べたように、演算部2は、画像データを放射線撮像装置1から受け取って表示部に放射線画像を表示させる。以上の手順で放射線撮像が行われる。
ここで、第1期間T1では、信号値S1の方が信号値S2に比べて増加量ないし変化量が大きく、即ちr1>r2であった。そのため、本実施形態では、第2期間T2では制御信号SIG(k+1)及びSIG(k+2)のうちの制御信号SIG(k+1)を所定周期で活性化させて、信号値S1及びS2のうちの信号値の大きい一方である信号値S1の取得を継続して行った。よって、本実施形態によれば、第2期間T2において信号値S1を比較的良好なSN比で取得可能となり、そして、上記算出により信号値S2’(=S1×(r2/r1))を比較的高精度に推測可能となる。これにより、AECを比較的高精度かつ比較的簡便に実現可能となる。尚、撮像部11に3以上の制御用センサ112が存在する場合には、第1期間T1での信号値の増加量ないし変化量が最も大きいものを第2期間T2で選択して信号を読み出すこととすればよい。
また、第2期間T2では直接的な信号読出によって信号値S2を取得するのではなく、信号値S2’が上述の比r2/r1を用いて算出される。よって、本実施形態によれば、信号値S2を直接的な信号読出によって取得する場合に比べて、処理部14による処理速度の向上、及び、処理部14の処理負担の軽減に有利である。
また、第2期間T2では、制御信号SIG(k+2)を活性化させないため、制御信号SIG(k+1)の活性化周期を短くすることもできる。図4からも分かるように、本実施形態では、第2期間T2での制御信号SIG(k+1)の活性化周期T21は、第1期間T1での活性化周期T11より短い。例えば、制御信号SIG(k+2)の活性化に代替して制御信号SIG(k+1)を活性化させることで活性化周期T21を
T21=T11/2
とすることも可能であるが、
T21<T11/2
としてもよい。これにより、信号値S1及びS2’を比較的短い間隔で取得可能となるため(即ち、等価的に信号値S1及びS2’についてのサンプリング周期を短くすることとなるため)、AECの高精度化にも有利となる。
T21=T11/2
とすることも可能であるが、
T21<T11/2
としてもよい。これにより、信号値S1及びS2’を比較的短い間隔で取得可能となるため(即ち、等価的に信号値S1及びS2’についてのサンプリング周期を短くすることとなるため)、AECの高精度化にも有利となる。
以上、本実施形態によれば、処理部14は、放射線照射の開始後の第1期間T1において、複数の制御用センサ112間の信号値の比を取得する(第1動作)。そして、第2期間T2では、複数の制御用センサ112のうちの一部(例えば制御信号SIG(k+1)に対応する1つ)の信号と、上記比とに基づいて、他の制御用センサ(例えば制御信号SIG(k+2)に対応する他の1つ)の信号を算出する(第2動作)。このような制御態様によれば、第2期間T2では一部の制御用センサ112から信号読出を行えばよいため、AEC期間中の全部(期間T1〜T2)において複数の制御用センサ112の全てから信号を読み出す必要がない。よって、信号読出の高速化、信号処理の高速化、処理部14の処理負担の低減等が可能となり、結果として、AECの高精度化を比較的簡便に実現可能となる。
また、本実施形態によれば、第2期間T2では、一部の制御用センサ112の信号値と、比r2/r1とに基づいて、他の制御用センサ112の信号値を推測することとなるため、放射線量が変動した場合であってもAECを高精度に且つ簡便に実現可能である。本実施形態では、説明の簡易化のため、理想的に一定の放射線量で放射線照射が行われる場合について述べた。しかしながら、その内容は上記態様に限られるものではなく、例えば、放射線量が変動しうる場合においても第2期間T2で複数の制御用センサ112の一部を選択して信号読出を行うことが可能である。例えば、第1期間T1の長さは、照射開始時の初期ノイズが抑制されるのに充分な期間として予め設定されていてもよいし、信号値S1及びS2の双方が基準値に達した時刻を第1期間T1の終点(時刻t20)として決定してもよい。或いは、放射線量の変動態様が予め特定可能な場合には、制御用センサ112の信号値と該変動態様との相関関係に基づいて第1期間T1の終点(時刻t20)が決定されてもよい。このような場合、時刻t20において信号値S1及びS2を特定可能であるため、それらの比を上述の比r2/r1として取得すればよい。また、第2期間T2で放射線量が経時的に変動する場合においても、時刻t20以降では制御用センサ112の一部の出力をモニターしているため、放射線量の上記変動に追従しながら、その他の制御用センサの放射線量を特定する事が可能となる。尚、これらのことは後述の他の実施形態についても同様である。
図2の構成では制御信号SIG(k+1)及びSIG(k+2)の活性化により制御用センサ112と同じ行に位置する撮像用センサ111からも信号が出力され、本実施形態のAECでは、これら撮像用センサ111の信号は読出部13または処理部14において破棄されるものとした。この場合、放射線照射の終了後(AEC後)の画像データの生成においては、上記撮像用センサ111の信号を用いずに、例えば上記撮像用センサ111と列方向で隣り合う他の撮像用センサ111の信号を用いて補完することが可能である。
変形例として、図5に例示されるように、撮像部11の構成を変更して、上記AECにおいて制御用センサ112と同じ行に位置する撮像用センサ111から信号が出力されないようにしてもよい。図5の例では、撮像用センサ111を駆動するための制御線113とは別に、制御用センサ112を駆動するための制御線115が更に設けられる。また、撮像用センサ111の信号を読み出すための列信号線114とは別に、制御用センサ112の信号を読み出すための信号読出線116が更に設けられる。そして、AECの際には、制御信号SIG(k+1)及びSIG(k+2)を活性化させるのに代替して、制御信号SIG(j)及びSIG(j+1)を活性化させる。このような態様によれば、制御用センサ112と同じ行に位置する撮像用センサ111の信号を読み出すことなく、上記AECを実行可能となる。尚、上記jは1以上の任意の整数であり、j+1≦Mが成立するものとする。
ここで、図5の例では、駆動部12として、制御線113を用いて撮像用センサ111を駆動する駆動部12Aと、制御線115を用いて制御用センサ112を駆動する駆動部12Bとが個別に配されるものとしたが、駆動部12A及び12Bは一体に構成されてもよい。また、図5の例では、読出部13として、撮像用センサ111の信号を読み出す読出部13Aと、制御用センサ112の信号を読み出す読出部13Bとが個別に配されるものとしたが、読出部13A及び13Bは一体に構成されてもよい。
(第2実施形態)
放射線撮像により得られる放射線画像には、一般に、撮像対象/検査対象となる部位と共にその周辺部位も表示され、そのような放射線画像において撮像対象/検査対象となる部位が適切に表示されることが求められる。そのため、撮像部11には、撮像対象/検査対象となる部位を撮像する際の注目されるべき領域として、「関心領域」が設けられうる。この関心領域は、撮像部11を分割して得られる複数の領域の一部が割り当てられて設けられる。第2実施形態では、制御用センサ112は、撮像部11に設けられた複数の関心領域のそれぞれに1以上配される。
放射線撮像により得られる放射線画像には、一般に、撮像対象/検査対象となる部位と共にその周辺部位も表示され、そのような放射線画像において撮像対象/検査対象となる部位が適切に表示されることが求められる。そのため、撮像部11には、撮像対象/検査対象となる部位を撮像する際の注目されるべき領域として、「関心領域」が設けられうる。この関心領域は、撮像部11を分割して得られる複数の領域の一部が割り当てられて設けられる。第2実施形態では、制御用センサ112は、撮像部11に設けられた複数の関心領域のそれぞれに1以上配される。
図6は、上記関心領域を説明するための撮像部11の構成の一態様を示す。ここでは図を見やすくするため、撮像用センサ111については不図示とする。撮像部11には、5つの関心領域RA、RB、RC、RD及びRE(以下において、これらを特に区別しない場合には「RA等」と表現する。)が互いに離間して設けられている。各関心領域RA等には、ここでは3行×4列の計12個の制御用センサ112が配されている。
本実施形態では、AECの際、関心領域RA及びRBの複数の制御用センサ112の信号は制御信号SIG_C1により一括に読み出されるものとする。同様に、関心領域RCの複数の制御用センサ112の信号は制御信号SIG_C2により一括に読み出され、また、関心領域RD及びREの複数の制御用センサ112の信号は制御信号SIG_C3により一括に読み出されるものとする。
図7は、本実施形態に係るAECの際の制御方法を、第1実施形態の図4同様に示す。本制御方法の概要としては、第1期間T1では関心領域RA等の全部について制御用センサ112からの信号読出を所定周期で行い、第2期間T2では、関心領域RA等の一部について制御用センサ112からの信号読出を所定周期で行う。ここで、第1期間T1では、関心領域RA〜REのそれぞれについて、制御用センサ112の信号増加率の評価を第1実施形態同様に行う。そして、第2期間T2では、関心領域RA等の他の一部の制御用センサ112の信号については、直接的な信号読出を行うのではなく、第1実施形態同様の手順で推測することとなる。
第1期間T1では、制御信号SIG_C1、SIG_C2およびSIG_C3を、所定周期で順番に活性化させる。本実施形態では、制御信号SIG_C1、SIG_C2およびSIG_C3のそれぞれの活性化周期をT12とする。図中には、制御信号SIG_C1を活性化させた際の対応の制御用センサ112の信号値S1のプロットと、制御信号SIG_C2を活性化させた際の対応の制御用センサ112の信号値S2のプロットと、制御信号SIG_C3を活性化させた際の対応の制御用センサ112の信号値S3のプロットと、をそれぞれ示す。
ここでは説明の容易化のため、関心領域RA及びRBの制御用センサ112の信号は、制御信号SIG_C1により一括に読み出された後、加算平均されるものとする。即ち、図中の信号値S1のプロットは、関心領域RA及びRBの制御用センサ112の信号値(累積加算値)の加算平均を示すものとする。同様に、信号値S2のプロットは、関心領域RCの制御用センサ112の信号値の加算平均を示し、また、信号値S3のプロットは、関心領域RD及びREの制御用センサ112の信号値の加算平均を示すものとする。
尚、他の実施形態として、関心領域RAの制御用センサ112の信号値と、関心領域RBの制御用センサ112の信号値とは個別に取得されてもよい。また、関心領域RDの制御用センサ112の信号値と、関心領域REの制御用センサ112の信号値とは個別に取得されてもよい。
本実施形態においても放射線量が理想的に一定であるものとすると、上記信号値S1、S2及びS3は実質的に線形に増加する。そのため、第1期間T1では、処理部14は、第1実施形態同様の手順で、制御用センサ112の信号増加率を評価することが可能である。
時刻t20では、処理部14は上記評価の結果を確定させる。即ち、処理部14は、信号値S1についての信号増加率r1と、信号値S2についての信号増加率r2と、信号値S3についての信号増加率r3と、を特定して取得する。また、処理部14は、信号増加率r1〜r3間の比(例えばr2/r1、r3/r1)を更に取得する。
次に、第2期間T2では、制御信号SIG_C1、SIG_C2およびSIG_C3のうちの1つを所定周期で活性化させる。本実施形態では、制御信号SIG_C1を所定周期で活性化させ、信号値S1〜S3のうちの信号値の大きい1つである信号値S1の取得を継続する。第2期間T2における制御信号SIG_C1の活性化周期をT22とする。本実施形態においては、活性化周期T22は、
T22≦T12/3
と設定されればよい。
T22≦T12/3
と設定されればよい。
一方、第2期間T2では、信号値S2及びS3については、第1実施形態同様の手順により信号値S1と上述の比(例えばr2/r1、r3/r1)とに基づいて取得する。即ち、信号値(区別のため、それぞれ、信号値S2’および信号値S3’とする。)は、
S2’=S1×(r2/r1)、
S3’=S1×(r3/r1)
により得られる。
S2’=S1×(r2/r1)、
S3’=S1×(r3/r1)
により得られる。
本実施形態に係るAECは、以上のようにして得られる信号値S1、S2’及びS3’の少なくとも1つに基づいて行われればよい。例えば、演算部2にはユーザにより撮像対象/検査対象の部位を示す情報が撮像情報の一部として入力されるため、AECが上記関心領域RA〜REの何れの制御用センサ112に着目して行われるべきかが該情報に基づいて特定可能である。この場合、AECは、信号値S1、S2’及びS3’のうち、該特定された関心領域RA等に対応する1つに基づいて行われればよい。
本実施形態によっても、第2期間T2では、関心領域RA〜REの全部の制御用センサ112からの信号読出を行う必要がないため、第1実施形態同様、AECを比較的高精度かつ比較的簡便に実現可能となる。
(第3実施形態)
第3実施形態は、第2期間T2においても第1期間T1同様に制御信号SIG_C1、SIG_C2およびSIG_C3を所定周期で順番に活性化させる、という点で第2実施形態と異なる。一方、本実施形態における処理部14による第2期間T2での処理については第2実施形態同様である。
第3実施形態は、第2期間T2においても第1期間T1同様に制御信号SIG_C1、SIG_C2およびSIG_C3を所定周期で順番に活性化させる、という点で第2実施形態と異なる。一方、本実施形態における処理部14による第2期間T2での処理については第2実施形態同様である。
図8は、本実施形態に係るAECの際の制御方法を、第2実施形態の図7同様に示す。本実施形態の第1期間T1については、第2実施形態の第1期間T1同様であるため、ここでは説明を省略する。尚、制御信号SIG_C1、SIG_C2およびSIG_C3のそれぞれの活性化周期をT13とする。
次に、第2期間T2では、制御信号SIG_C1、SIG_C2およびSIG_C3のうちの活性化対象を順に変えながら、一部の関心領域(例えばRA及びRB)の制御用センサ112からの信号読出を行うと共に、他の関心領域(例えばRA及びRB以外)の制御用センサ112の信号値を第2実施形態同様の手順で推測する。例えば、信号値S1が取得された場合には信号値S2’及びS3’が算出される。
また、制御信号SIG_C2又はSIG_C3を活性化することで信号値S2又はS3を取得して信号値S1を取得しない場合には、該取得された信号値S2又はS3に基づいて信号値S1’が算出される。例えば、信号値S2が取得された場合には信号値S3’及びS1’が算出され、また、信号値S3が取得された場合には信号値S1’及びS2’が算出される。上記信号値S1’、S2’及びS3’は、
S1’=S2×(r1/r2)、
S1’=S3×(r1/r3)、
S2’=S3×(r2/r3)、
S2’=S1×(r2/r1)、
S3’=S1×(r3/r1)、
S3’=S2×(r3/r2)
により得られる。
S1’=S2×(r1/r2)、
S1’=S3×(r1/r3)、
S2’=S3×(r2/r3)、
S2’=S1×(r2/r1)、
S3’=S1×(r3/r1)、
S3’=S2×(r3/r2)
により得られる。
まとめると、第1期間T1では、第2実施形態同様、制御信号SIG_C1、SIG_C2およびSIG_C3を所定周期で順番に活性化させ、信号値S1〜S3について信号増加率r1〜r3の評価を行う。そして、制御信号SIG_C1、SIG_C2およびSIG_C3は第2期間T2においても第1期間T1同様に所定周期で順番に活性化される。例えば、処理部14は、制御信号SIG_C1を活性化させた時刻では、信号値S1を取得すると共に、信号値S1と比r2/r1とに基づいて信号値S2’を取得し、信号値S1と比r3/r1とに基づいて信号値S3’を取得する。同様に、処理部14は、制御信号SIG_C2を活性化させた時刻では、信号値S2を取得すると共に、信号値S2と比r3/r2とに基づいて信号値S3’を取得し、信号値S2と比r1/r2とに基づいて信号値S1’を取得する。同様に、処理部14は、制御信号SIG_C3を活性化させた時刻では、信号値S3を取得すると共に、信号値S3と比r1/r3とに基づいて信号値S1’を取得し、信号値S3と比r2/r3とに基づいて信号値S2’を取得する。
本実施形態によれば、第2期間T2では、処理部14は、第2期間T2において実際に読み出された信号値と、第1期間T1で得られた比(例えばr2/r1等)とに基づいて、第2期間T2における他の信号値を推測することとなる。よって、本実施形態によれば、関心領域RA〜REの全部の制御用センサ112の信号について読出部13による信号読出および処理部14による信号処理を行う必要はない。これにも関わらず、本実施形態によれば、周期T23(≦T13/3)で、信号値S1又はS1’、信号値S2又はS2’、及び、信号値S3又はS3’が得られる。そのため、本実施形態によっても、第1実施形態同様、AECを比較的高精度かつ比較的簡便に実現可能となる。
また、本実施形態によれば、第2期間T2における制御信号SIG_C1、SIG_C2およびSIG_C3の活性化態様(即ち、第2期間T2における駆動部12の制御態様)を第1期間T1同様にすることができる。よって、本実施形態によれば、第1期間T1と第2期間T2とで処理部14による駆動部12の制御態様を変更する必要がなく、AECを更に簡便に実現可能となる。
(第4実施形態)
図9は、第4実施形態に係る撮像部11の構成の一態様を示す。本実施形態では、複数の制御用センサ112の全部が単一の制御線115COMで共通に(或いは一括で)制御され、それらの信号は関心領域RA等の個々について区別して読み出される、という点で主に第2実施形態と異なる。
図9は、第4実施形態に係る撮像部11の構成の一態様を示す。本実施形態では、複数の制御用センサ112の全部が単一の制御線115COMで共通に(或いは一括で)制御され、それらの信号は関心領域RA等の個々について区別して読み出される、という点で主に第2実施形態と異なる。
本実施形態では、撮像部11には4つの関心領域RA〜RDが設けられ、各関心領域RA等には2以上(ここでは2つ)の制御用センサ112が配される。そして、関心領域RA〜RDの全ての制御用センサ112は、駆動部12Bにより単一の制御線115COMを用いて共通に制御可能となっている。
一方、関心領域RAの2つの制御用センサ112は、互いに異なる列に配されているが、共通の信号読出線116Aに接続されている。そして、関心領域RAの2つの制御用センサ112の信号は、他の関心領域RB、RC及びRDのものとは区別可能に、この信号読出線116Aを介して読出部13Bにより読み出される。同様に、関心領域RBの2つの制御用センサ112は共通の信号読出線116Bに接続され、それらの信号は、他の関心領域RA、RC及びRDのものとは区別可能に、信号読出線116Bを介して読み出される。関心領域RC及びRDの制御用センサ112の信号についても同様であり、即ち、それぞれ、信号読出線116C及び116Dを用いて、他の関心領域のものとは区別可能に読み出される。
図10は、本実施形態に係るAECの際の制御方法を、第2実施形態の図7同様に示す。本実施形態では、関心領域RA〜RDの全ての制御用センサ112は制御線115COMを用いて一括制御可能であるため、単一の制御信号SIG_C0が用いられる。即ち、制御信号SIG_C0は制御線115COMを伝搬する信号である。
第1期間T1では、制御信号SIG_C0を周期T14で活性化させる。これにより、関心領域RA〜RDの個々について、それぞれ、制御用センサ112の信号値S1〜S4が得られる。ここで、本実施形態では、関心領域RAの2つの制御用センサ112の信号は信号読出線116Aにより合算されて読み出されるため、信号値S1は、それら2つの制御用センサ112の信号値(累積加算値)の合計を示すものとする。同様に、信号値S2は関心領域RBの2つの制御用センサ112の信号値の合計を示し、信号値S3は関心領域RCの2つの制御用センサ112の信号値の合計を示し、信号値S4は関心領域RDの2つの制御用センサ112の信号値の合計を示すものとする。
本実施形態においても放射線量が理想的に一定であるものとすると、上記信号値S1〜S4は実質的に線形に増加する。そのため、第1期間T1では、処理部14は、第2実施形態同様の手順で、制御用センサ112の信号増加率を評価することが可能である。
時刻t20では、処理部14は上記評価の結果を確定させる。即ち、処理部14は、信号値S1についての信号増加率r1と、信号値S2についての信号増加率r2と、信号値S3についての信号増加率r3と、信号値S4についての信号増加率r4と、を特定して取得する。また、処理部14は、信号増加率r1〜r4間の比(例えばr2/r1、r3/r1、r4/r1)を更に取得する。
第2期間T2では、制御信号SIG_C0を周期T24(<T14)で活性化させる。前述のとおり、本実施形態では、関心領域RA〜RDの全ての制御用センサ112が一括制御される。そのため、それら全ての制御用センサ112の信号が出力されるが、それらの信号のうち、関心領域RAの2つの制御用センサ112の信号が、読出部13Bにより読み出されて処理部14により処理される。即ち、信号値S1〜S4のうち信号値S1の取得が継続されることとなる。
一方、関心領域RB、RC及びRDの制御用センサ112の信号値S2、S3及びS4については、直接的な信号読出によって取得されるのではなく、信号値S1と上述の比(例えばr2/r1、r3/r1、r4/r1)とに基づいて算出される。即ち、信号値(区別のため、それぞれ、信号値S2’、信号値S3’および信号値S4’とする。)は、
S2’=S1×(r2/r1)、
S3’=S1×(r3/r1)、
S4’=S1×(r4/r1)
により得られる。
S2’=S1×(r2/r1)、
S3’=S1×(r3/r1)、
S4’=S1×(r4/r1)
により得られる。
本実施形態によれば、第2期間T2では、関心領域RA〜RDの全部の制御用センサ112の信号について信号処理を行う必要がないため、第2実施形態同様、AECを比較的高精度かつ比較的簡便に実現可能となる。また、本実施形態によれば、AECの際には複数の制御用センサ112の全部を共通に制御するため、第1期間T1では周期T14を短くし且つ第2期間T2では周期T24を短くすることができ、AECの高精度化に更に有利といえる。
(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。
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、各実施形態の内容の一部が相互に組み合わされてもよいし、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。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。
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、各実施形態の内容の一部が相互に組み合わされてもよいし、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。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:撮像部、111:撮像用センサ、112:制御用センサ、14:処理部。
Claims (13)
- 放射線を検出可能な複数のセンサが配列された撮像部と、
前記撮像部への放射線照射を終了させるための信号を前記複数のセンサの一部である複数の制御用センサの信号に基づいて発生する処理部と、を備える放射線撮像装置であって、
前記処理部は、
前記撮像部への放射線照射が開始された後の第1期間において、前記複数の制御用センサ間の信号値の比を取得する第1動作と、
前記第1期間後の第2期間において、前記複数の制御用センサのうちの一部の制御用センサの信号と、前記第1動作で得られた前記比とに基づいて、他の制御用センサの信号を算出する第2動作と、を行う
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 前記処理部は、前記第2動作で得られた前記他の制御用センサの信号に基づいて、前記放射線照射を終了させるための信号を発生する第3動作を更に行う
ことを特徴とする請求項1に記載の放射線撮像装置。 - 前記処理部は、前記第3動作では、更に前記第2動作で得られた前記一部の制御用センサの信号に基づいて、前記放射線照射を終了させるための信号を発生する
ことを特徴とする請求項2に記載の放射線撮像装置。 - 前記処理部は、前記放射線照射の終了後、前記複数のセンサの他の一部である複数の撮像用センサの信号に基づいて画像データを生成する第4動作を更に行う
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。 - 前記複数のセンサは複数の行および複数の列を形成するように配列されており、
前記複数の制御用センサは、共通に制御可能となるように単一の制御線に接続されており、
前記撮像部は複数の領域に分割されており、かつ、各領域において互いに異なる列に配された2以上の制御用センサは共通の信号読出線に接続されている
ことを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載の放射線撮像装置。 - 前記処理部は、前記第1動作では、前記複数の制御用センサの信号の信号増加率に基づいて前記複数の制御用センサから前記一部の制御用センサを選択する
ことを特徴とする請求項1から請求項5の何れか1項に記載の放射線撮像装置。 - 前記処理部は、前記第1動作では、前記複数の制御用センサの信号のうち信号値の変化量が最も大きいものに対応する制御用センサを前記一部の制御用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6の何れか1項に記載の放射線撮像装置。 - 前記処理部は、前記第1動作では、前記複数の制御用センサから読み出される信号の変化量が安定化したことに応じて前記一部の制御用センサを選択する
ことを特徴とする請求項1から請求項7の何れか1項に記載の放射線撮像装置。 - 前記処理部は、前記第1動作では、前記複数の制御用センサの全部の信号が基準値に達したことに応じて前記一部の制御用センサを選択する
ことを特徴とする請求項1から請求項7の何れか1項に記載の放射線撮像装置。 - 放射線を検出可能な複数のセンサが配列された撮像部と、
前記撮像部への放射線照射が開始された後の第1期間において前記複数のセンサの一部である複数の制御用センサを駆動する第1駆動と、前記第1期間後の第2期間において前記複数の制御用センサのうちの一部の制御用センサを駆動する第2駆動と、を行う駆動部と、
前記駆動部により駆動された各制御用センサの信号を読み出す読出部と、
前記第1期間で前記読出部により読み出された前記複数の制御用センサ間の信号値の比と、前記第2期間で前記一部の制御用センサから前記読出部により読み出された信号と、を用いて、前記第2期間における他の制御用センサの信号を算出する処理部と、を備える
ことを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項1から請求項10の何れか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。 - 放射線を検出可能な複数のセンサが配列された撮像部を備え、該撮像部への放射線照射を終了させるための信号を前記複数のセンサの一部である複数の制御用センサの信号に基づいて発生する放射線撮像装置の制御方法であって、
前記撮像部への放射線照射が開始された後の第1期間において、前記複数の制御用センサ間の信号値の比を取得する第1工程と、
前記第1期間後の第2期間において、前記複数の制御用センサのうちの一部の制御用センサの信号と、前記第1工程で得られた前記比とに基づいて、他の制御用センサの信号を算出する第2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。 - コンピュータに、請求項12に記載の放射線撮像装置の制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
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Family Applications (1)
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JP2018043489A Pending JP2019161365A (ja) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | 放射線撮像装置、その制御方法、プログラムおよび放射線撮像システム |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2019161365A (ja) |
-
2018
- 2018-03-09 JP JP2018043489A patent/JP2019161365A/ja active Pending
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