JP2020000565A - 放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影システム - Google Patents

Abstract

【課題】非連携方式で撮影を行う放射線画像撮影装置において、リセット回数差に起因する画像ムラの発生を抑制すること。【解決手段】照射された放射線の線量に応じた電荷を発生させる複数の放射線検出素子３４を備えた放射線検出部３と、放射線検出素子３４から放出された電荷を画像データに変換して読み出すことで、画像データを取得する読み出し部５と、を備え、放射線を照射する放射線照射装置との間で信号の送受信を行わない非連携方式で撮影を行う放射線画像撮影装置であって、制御部６は、被写体を配置して行われる本撮影の放射線照射開始前の所定タイミングから放射線照射の開始が検出されるまで、放射線検出素子３４から電荷を放出させるリセット処理を繰り返し行い、そのリセット処理の繰り返し回数を計測し、リセット処理の繰り返し回数に応じて、取得した画像データを補正する。【選択図】図３

Description

本発明は、放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影システムに関する。

照射された放射線の線量に応じて検出素子で画像を生成する放射線画像撮影装置が種々開発されている。このタイプの放射線画像撮影装置はＦＰＤ（Flat Panel Detector）として知られており、従来は支持台等と一体的に形成された、いわゆる専用機型（固定型等ともいう。）として構成されていたが、近年、検出素子等を筐体内に収納し、持ち運び可能とした可搬型（カセッテ型等ともいう。）の放射線画像撮影装置が開発され、実用化されている。

こうした放射線画像撮影装置では、従来、放射線照射装置との間でインターフェースを構築して互いに信号を送受信し、放射線画像撮影装置の準備が整った段階で、放射線照射装置から被写体を介して放射線画像撮影装置に放射線を照射して撮影が行われていた。
このような、いわゆる連携方式と呼ばれる撮影方法の放射線画像撮影装置は、撮影前に、各検出素子内に残存している電荷を除去するリセット処理を行い、放射線技師が放射線照射装置を操作する等して放射線照射装置から放射線の照射を開始する旨を表す照射開始信号が送信されてくるとリセット処理を停止する。そして、各検出素子のスイッチ素子をオフ状態にして、照射される放射線の線量に応じて検出素子内で生じる電荷が検出素子内に蓄積される電荷蓄積状態に移行するとともに、放射線照射装置にインターロック解除信号を送信する。放射線照射装置は、放射線画像撮影装置からインターロック解除信号が送信されてくると、被写体を介して放射線画像撮影装置に放射線を照射する。

このようにして撮影を行うことで、リセット処理で各検出素子内に残存する電荷がほとんどない状態にしてスイッチ素子をオフ状態とし、放射線照射装置から照射された放射線により各検出素子内で電荷が発生すると、それを各検出素子内に蓄積させて的確に撮影が行われるようになっていた。

しかしながら、例えば、放射線画像撮影装置と放射線照射装置との製造元が異なっているような場合には、両者の間でインターフェースを構築することが必ずしも容易でない。このため、放射線画像撮影装置で各検出素子のリセット処理を行う際に、これと同時進行で、放射線照射装置からの放射線の照射が開始されたことを検出する検出処理を行い、放射線の照射開始を検出すると、その時点でリセット処理を停止して電荷蓄積状態に移行させるように構成された、いわゆる非連携方式と呼ばれる撮影方法の放射線画像撮影装置が種々開発されている。

ところが、このように撮影を行った場合には、全検出素子のリセット処理が終了していない段階で電荷蓄積状態に移行することで、生成された画像に段差状の画像ムラが発生する現象が知られている。そこで、その対策として、例えば、スリープ時にバイアス電圧を印加して取得した特性曲線（ラグ特性）をもとに段差量を求めて補正する技術（例えば、特許文献１参照）や、ゲート線毎の実効蓄積時間の差に応じた暗電荷量を求めて補正する技術（例えば、特許文献２参照）などが提案されている。

特開２０１５−１９１５５号公報 特開２０１２−９５９６７号公報

しかしながら、本発明者らが鋭意検討した結果、非連携方式の撮影方法により生じる画像ムラは、各検出素子のリセット処理の回数（リセット回数）にも依存することが判明した。これは特に、画素を高精細化したときに顕著である。すなわち、画素を高精細化する技術の進歩により顕在化した課題である。
従って、上記特許文献１及び２の技術では、リセット回数の差を考慮したオフセット差を補正できず、依然として画像ムラが引き起こされるものであった。

本発明の課題は、非連携方式で撮影を行う放射線画像撮影装置において、リセット回数差に起因する画像ムラの発生を抑制することである。

上記課題を解決するため、本発明は、
照射された放射線の線量に応じた電荷を発生させる複数の放射線検出素子を備えた検出部と、前記放射線検出素子から放出された電荷を画像データに変換して読み出すことで、画像データを取得する読み出し部と、を備え、
放射線を照射する放射線照射装置との間で信号の送受信を行わない非連携方式で撮影を行う放射線画像撮影装置であって、
放射線の照射開始を検出する照射検出手段と、
被写体を配置して行われる本撮影における放射線照射開始前の所定タイミングから前記照射検出手段により放射線照射の開始が検出されるまで、前記放射線検出素子から電荷を放出させるリセット処理を繰り返し行うリセット手段と、
前記リセット手段により行われた前記リセット処理の繰り返し回数を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された前記リセット処理の繰り返し回数に応じて、前記読み出し部により取得した画像データを補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする。

また、本発明は、放射線画像撮影システムであって、
上記放射線画像撮影装置と、
被写体を介して前記放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線照射装置と、
前記放射線画像撮影装置から送信された画像データに基づいて放射線画像を生成するコンソールと、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、非連携方式で撮影を行う放射線画像撮影装置において、リセット回数差に起因する画像ムラの発生を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観を表す斜視図である。 図１の放射線画像撮影装置に内蔵される放射線検出部の平面図である。 図１の放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。 図１の放射線画像撮影装置が行う動作のフローチャートである。 特性情報を示す一例であって、横軸をリセット回数、縦軸を信号値としてプロットした特性曲線である。 環境温度による信号値の変化を説明するための図である。 駆動周期による信号値の変化を説明するための図である。 図１の放射線画像撮影装置を備えた放射線画像撮影システムの模式図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲は図示したものに限定されない。

〔放射線画像撮影装置の構成〕
まず、本発明の実施形態に係る放射線画像撮影装置（以下撮影装置２０）について説明する。図１は撮影装置２０の斜視図、図２は撮影装置２０が備える基板３１の正面図、図３は撮影装置２０の概略回路構成を表すブロック図である。
なお、撮影装置２０は、放射線が照射されたことを自ら検出する非連携方式のものである。

本実施形態に係る撮影装置２０は、放射された放射線（Ｘ線等）を可視光等の他の波長の電磁波に変換して電気信号を得るいわゆる間接型のもので、図１〜３に示したように、筐体１の他、この筐体１に収納される、シンチレーター２、放射線検出部３、走査駆動部４、読み出し部５、制御部６、記憶部７、通信部８、内蔵電源９Ａ等を備えている。
筐体１の一側面には、図１に示したように、電源スイッチ１１や操作スイッチ１２、インジケーター１３、コネクター８２等が設けられている。

シンチレーター２は、放射線を受けることで、線量に応じた強度の、放射線よりも波長の長い電磁波（例えば可視光等）を発するようになっている。
なお、放射線検出部３により多くの電磁波が伝わるように、放射線検出部３と対向する面に反射面を構成してもよい。
また、電磁波の拡散を低減するため、ＣｓＩを用いた柱状結晶とすることも可能である。

放射線検出部３は、図２に示したように、基板３１や、複数の走査線３２、複数の信号線３３、複数の放射線検出素子３４、複数のＴＦＴ３５（スイッチ素子）、複数のバイアス線３６、結線３７等で構成されている。

基板３１は、ガラスや、ベースフィルム、シリコン等の半導体材料等を用いて板状に形成され、シンチレーター２と並行に対抗するよう配置されている。
基板３１上には、複数の放射線検出素子３４が二次元的に配置されている。
放射線検出素子３４の一方の端子には、スイッチ素子であるＴＦＴ３５のドレイン端子が、他方の端子にはバイアス線がそれぞれ接続されている。
走査線３２は、複数のＴＦＴ３５のゲート端子と接続されている。
各信号線３３は、走査線３２と直行する様に配置され、複数のＴＦＴ３５のソース端子と接続されている。
各走査線３２と各信号線３３のそれぞれの端部には、端子３２ａ、３３aが形成され、基板３１から配線を引き出せる構成となっている。

複数のバイアス線３６は、結線３７で接続され、同様に端子３７ａが形成されている。
なお、本実施形態のバイアス線３６は、結線３７で接続する構成としているが、各バイアス線に端子３７ａを構成しても良いし、所定の本数毎に結線３７で接続し、複数の端子３７ａを構成しても良い。結線３７で接続するとバイアス線３６を流れる電流が集中し、配線抵抗による電圧降下が大きくなってしまうが、分割することで、電圧降下を低減する効果が得られる。
また、バイアス線３６は、配線抵抗の影響を低減するため、全面に面形状となるように配置しても良いし、縦横に配置した配線が交差部で接続した井桁形状となるように配置しても良い。

放射線検出素子３４は、シンチレーター２が発した電磁波（光）を受けることで、その強度（放射線検出素子３４が受けた放射線の線量）に応じた電気信号（電流、電荷）を生成するものである。こうした放射線検出素子３４は、例えばフォトダイオードや、フォトトランジスター等で構成することができる。なお、構成が異なるＣＣＤ方式としてもよい。
各放射線検出素子３４は、複数の走査線３２及び複数の信号線３３によって区画された複数の領域にそれぞれ設けられている。この領域を画素ｒと称する。放射線検出素子３４とＴＦＴ３５から構成されている。筐体１に収納された放射線検出部３の各放射線検出素子３４は、シンチレーター２と対向するようになっている。

ＴＦＴ３５は、放射線検出素子３４と同様、複数の画素ｒにそれぞれ設けられている。各ＴＦＴ３５は、ゲート電極が近接する走査線３２に、ソース電極が近接する信号線３３に、ドレイン電極が同じ画素ｒ内の放射線検出素子３４にそれぞれ接続されている。このため、放射線検出素子３４は、走査線３２や信号線３３と間接的に接続されることとなる。
なお、ＴＦＴ３５は、複数の画素ｒの内の幾つかに対しては、放射線検出素子３４と信号線３３を配線で接続し、ＴＦＴ３５を配置しないものを設けてもよい。
また、ＴＦＴ３５のソースとドレインは同じ機能をするため、入れ替えても良い。

また、複数のバイアス線３６は、各信号線３３と信号線３３との間に信号線３３と平行になるように、かつ交差する走査線３２と導通しないように設けられている。
結線３７は、基板３１の縁部において、走査線３２と平行に延びるように設けられている。結線３７には、複数のバイアス線３６が接続されている。また、結線３７の端部には、端子３７ａが形成されている。

走査駆動部４は、図３に示したように、電源回路４１や、ゲートドライバー４２等で構成されている。
電源回路４１は、それぞれ電圧の異なるオン電圧とオフ電圧を生成し、ゲートドライバー４２に供給するようになっている。
ゲートドライバー４２は、走査線３２の各ラインに印加する電圧をオン電圧かオフ電圧に切り替えるようになっている。

読み出し部５は、複数の読み出し回路５１や、アナログマルチプレクサー５２、Ａ／Ｄ変換器５３等を備えている。
各読み出し回路５１は、各信号線３３にそれぞれ接続されている。
また、各読み出し回路５１は、積分回路５１ａと相関二重サンプリング回路（以下、ＣＤＳ回路）５１ｂ等で構成されている。

積分回路５１ａは、信号線３３に放出された電荷を積分し、積分された電荷量に応じた電圧値をＣＤＳ回路５１ｂへ出力するようになっている。
ＣＤＳ回路５１ｂは、信号を読み出す対象の放射線検出素子３４が接続された走査線３２にオン電圧を印可する前（オフ電圧を印加している間）に、積分回路５１ａの出力電圧をサンプリングホールドし、該当の走査線３２にオン電圧を印可して放射線検出素子の信号電荷を読み出し、該当の走査線３２にオフ電圧を印加した後の積分回路５１ａの出力電圧の差分を出力するようになっている。
なお、信号電荷を読み出した後の積分回路５１ａの出力電圧もサンプリングホールドして差分するようにしても良い。

アナログマルチプレクサー５２は、ＣＤＳ回路５１ｂから出力された複数の差分信号を一つずつＡ／Ｄ変換器５３へ出力するようになっている。なお、複数の画素から１つの画素（例えば、４画素を平均化した１画素）を生成するため、入力された複数の入力信号のうち２つ以上をＡ／Ｄ変換器５３へ出力できるようにしても良い。
Ａ／Ｄ変換器５３は、入力されたアナログ電圧値の画像データをデジタル値の画像データに順次変換するようになっている。なお、アナログマルチプレクサー５２を利用する構成だけでなく、ＣＤＳ回路毎にＡ／Ｄ変換機を構成してもよい。

制御部６は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピューターや、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等で構成されている。なお、専用の制御回路で構成されていてもよい。

記憶部７は、ＳＲＡＭ（Static ＲＡＭ）やＳＤＲＡＭ（Synchronous ＤＲＡＭ）、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリー、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成されている。
通信部８は、アンテナ８１やコネクター８２を介して無線方式又は有線方式で外部と通信を行うようになっている。
内蔵電源９Ａは、リチウムイオン電池やリチウムイオンキャパシタ等で構成され、放射線検出部３や走査駆動部４等に電力を供給するようになっている。

〔放射線画像撮影装置の基本動作〕
次に、上記撮影装置２０の基本的な動作について説明する。
まず、電源スイッチ１１が入れられると、バイアス電源９Ｂから結線３７やバイアス線３６を介して、各放射線検出素子３４に逆バイアス電圧を印加する。
また、読み出し回路５１を介して、信号線に基準電圧を印可する。
そして、暗電荷のリセット処理を繰り返し行う。

具体的には、以下のように、リセット処理を繰り返す。
まず、走査駆動部４から一番上のゲートラインＬ１上の各ＴＦＴ３５にオン電圧をそれぞれ印加し、放射線検出素子３４に、信号線に印可された基準電圧とバイアス線に印可されたバイアス電圧の差の逆バイアス電圧を印可することにより、ゲートラインＬ１に蓄積された暗電荷を信号線３３に放出させる。以降、一番上（最も一端側）のゲートラインＬ１から下方（他端側）に向かって、順次、ゲートラインＬｘの暗電荷のリセットを行う。
そして、一番下のゲートラインＬｘの暗電荷リセットを行ったら（つまり、全てのゲートラインＬｘのリセット処理を行ったら）、再度最も上のゲートラインＬ１から同様にして暗電荷のリセットを繰り返していく。なお、このように、ゲートラインを順番に走査する方法を順次走査という。

また、リセット処理は、上記順次走査以外にも、ゲートラインを離散的に所定本数おきに走査する離散走査を行っても良い。
この場合、まず、走査駆動部４から一番上のゲートラインＬ１上の各ＴＦＴ３５にオン電圧をそれぞれ印加し、放射線検出素子３４に、信号線に印可された基準電圧とバイアス線に印可されたバイアス電圧の差の逆バイアス電圧を印可することにより、ゲートラインＬ１に蓄積された暗電荷を信号線３３に放出させる。以降、一番上（最も一端側）のゲートラインＬ１から下方（他端側）に向かってＮ行おきにゲートラインＬｘの暗電荷のリセットを行う。そして、下方に存在するゲートラインＬｘがＮ行未満となったら、今度はまだ暗電荷リセットがされていない中で最も上のゲートラインＬｘからＮ行おきに暗電荷リセットを行う。この一連の動作を全てのゲートラインＬｘがリセットされるまで繰り返す。全てのゲートラインＬｘの暗電荷リセットを行ったら、再度最も上のゲートラインＬ１から同様にして暗電荷のリセットを繰り返していく。

このようなリセット処理が繰り返されている途中のあるタイミングで、放射線照射装置から放射線が照射されると、撮影装置２０は、内蔵しているＡＥＤ機能を用いて放射線の照射が開始されたことを検出する。このＡＥＤ機能は、例えば、信号線を流れる電流の増加分を積分して閾値以上になったことで判定する。そして、放射線の照射開始を検出したことに基づいて、リセット処理を終了し、少なくとも診断画像に用いる領域の走査線へのオン電圧の印加を停止して電荷蓄積状態に移行する。すなわち、放射線の照射により各放射線検出素子３４内で発生した電荷を各画素ｒ内に蓄積する。

放射線の照射が終了した後は、画像データの読み出し処理を開始する。
具体的には、放射線の照射開始を検出したときに暗電荷リセットを行っていたゲートラインの次に走査するゲートラインＬｘから暗電荷リセットと同じ流れで、ゲートライン上の各ＴＦＴ３５にオン電圧を印加し、ゲートラインＬｘに蓄積された電荷を信号線３３に放出させる。
より具体的には、順次走査の場合、放射線の照射開始を検出したときに暗電荷リセットを行っていたゲートラインの１行下方のゲートラインＬｘから暗電荷リセットと同じ流れで、順次ゲートライン上の各ＴＦＴ３５にオン電圧を印加し、ゲートラインＬｘに蓄積された電荷を信号線３３に放出させる。
また、離散走査の場合、放射線の照射開始を検出したときに暗電荷リセットを行っていたゲートラインの次に走査するＮ行下方のゲートラインＬｘ（Ｎ行下方のゲートラインが無い場合、次に走査するｎ／Ｎ周目の上からｎ番目のゲートラインＬｎ）から暗電荷リセットと同じ流れで、Ｎ行おきにゲートライン上の各ＴＦＴ３５にオン電圧を印加し、ゲートラインＬｘに蓄積された電荷を信号線３３に放出させる。

上記リセット処理と読み出し処理は、周期を同一とし、且つ、読み出し処理は、最終リセット処理が行われたゲートラインの次のゲートラインから始めて一周することで、走査線のゲートラインごとの実効蓄積時間（最終リセットの終了時点から、電荷蓄積状態を経て、読み出しが開始されるまでの総蓄積時間）を合わせることができ、実効蓄積時間の差による画像ムラ発生を防止できるため好ましい。
しかしながら、画像データの読み出しは、暗電荷リセットを行っていたゲートラインの次に走査するゲートラインではなく、例えば最初のラインＬ１から開始する等、走査のパターンから外れたゲートラインＬｘから始めるようにしてもよい。

そして、各読み出し回路５１の積分回路５１ａが信号線３３に放出された電荷を積分し、積分した電荷の量に応じた電圧値を出力する。そして、ＣＤＳ回路５１ｂが、アナログ電圧の画像データを出力する。出力された各画像データは、アナログマルチプレクサー５２を介してＡ／Ｄ変換器５３に順次送信される。そして、Ａ／Ｄ変換器５３が、アナログマルチプレクサー５２から出力されたアナログ値の画像データをデジタル値の画像データに順次変換する。
こうして、画像データの読み出しが行われる。つまり、読み出し部５が、複数の画素ｒに蓄積された電荷を、順次走査の場合には一行ずつ、離散走査の場合には所定行数おきに、画像データの信号値として読み出す。
そして、読み出したデジタル値の画像データに、ゲイン補正等の各種補正を施す。
最後に、各種補正処理を施した画像データを、記憶部７に記憶したり、通信部８を介して外部（コンソール等）へ送信したりする。
この一連の動作を、放射線照射装置と撮影装置２０との間に被写体を介在させて行うことで、撮影装置２０は被写体の放射線画像の画像データ（被写体画像データ）を生成する。

〔信号値の補正〕
次に、本実施形態に係る撮影装置２０が行う信号値の補正について説明する。図４は、撮影装置２０が行う動作のフローチャートである。

本実施形態に係る撮影装置２０の制御部６は、上述した基本動作の他に、図４に示した動作（図４の一部ステップは上記基本動作）を行う。
具体的には、本撮影（被写体を配置して行われる撮影）の前の段階において、撮影装置２０のキャリブレーション処理を実行し、特性情報（詳細は後述）を生成する（ステップＳ１）。
そして、本撮影の段階において、上述の基本動作で説明したように、暗電荷のリセット処理を繰り返し（ステップＳ２）、放射線の照射開始を検出すると（ステップＳ３）、電荷蓄積状態に移行し（ステップＳ４）、放射線の照射が終了した後（電荷蓄積状態を所定時間継続させた後（ステップＳ５）、画像データの読み出し処理を行う（ステップＳ６）。
そして、キャリブレーション処理にて取得してした特性情報を用いて補正データを作成し（ステップＳ７）、この補正データに基づいてオフセット差を補正する補正処理を実行した後（ステップＳ８）、ゲイン補正や欠陥画素補正、撮影部位に応じた階調処理等の各種補正を施す（ステップＳ９）。

以下、ステップＳ１の撮影装置２０のキャリブレーション処理について説明する。
キャリブレーション処理は、ステップＳ７の補正データの作成にあたって使用する特性情報を生成するための処理である。
具体的に、制御部６は、本撮影前であって照射線が照射されていない状態において、上述の基本動作で説明したのと同じ流れで、リセット処理を繰り返し行う。
このとき、制御部６は、繰り返したリセット処理の回数（リセット回数）を計測する。なお、最初のゲートラインから全てのゲートラインのリセット処理が終わるまでを、１回のリセット処理とする。
そして、制御部６は、リセット回数を異らせた複数点において、リセット処理の終了時での画像データ（未露光画像データ）を取得すると、その画像データの信号値とリセット回数と対応づけた特性情報を生成し、記憶部７に記憶する。
取得する信号値は、画像全体或いは一部の信号値の平均値でも良いが、ステップＳ８の補正をより高精度にする観点から、画素ごとの信号値（ＸＹ座標に対応した信号値）であることが好ましい。

図５は、特性情報を示す一例であって、横軸をリセット回数、縦軸を信号値としてプロットした特性曲線である。この曲線の特性に準じたリセット１回差分相当が、本撮影で生成される画像に画像ムラとして発生することとなる。なお、この曲線の特性から、リセット回数が少ないときほど画質への影響が顕著になることがわかる。

ここで、図６は、撮影装置２０の設置された環境温度を、３５℃（破線）、２５℃（一点鎖線）、１０℃（実線）としてキャリブレーション処理を行って取得された信号値を示すデータである。
図６に示すように、取得される信号値には温度依存性があることがわかる。具体的には、環境温度が高温のほうが信号値は安定する。このような温度依存性があるため、ステップＳ８の補正をより高精度にする観点から、環境温度を変えて特性情報を生成することも好ましい。このとき、実測しても良いが、既知のデータを用いて演算を行っても良い。つまり、環境温度により特性情報を調整することが好ましい。

また、図７は、リセット回数を固定して、ゲートの駆動周期をかえた場合の画素値の変化を示すデータである。なお、駆動周期とは、あるゲートラインをオン電圧へ切り替えてから、次のゲートラインをオン電圧へ切り替えるまでの時間である。
図７に示すように、画素値は駆動周期によって変化する。具体的には、駆動周期を伸ばすことで画素値が低くなる。このような駆動周期の影響を考慮して、ステップＳ８の補正をより高精度にする観点から、駆動周期を変えて特性情報を生成することも好ましい。このとき、実測しても良いが、既知のデータを用いて演算を行っても良い。つまり、駆動周期により特性情報を調整することも好ましい。
なお、環境温度と駆動周期の両者が考慮されるのが最も望ましいが、環境温度と駆動周期の少なくとも一方に応じて特性情報を調整すれば、補正精度が向上する。

上記キャリブレーション処理の終了後、図４のフローチャートで説明したように、本撮影に移行し、ステップＳ２からステップＳ６の各ステップが実行される。
本撮影のリセット処理（ステップＳ２）においては、制御部６は、キャリブレーション処理と同様にして、リセット処理の回数（リセット回数）を計測する。

次いで、ステップＳ７の補正データの作成及びステップＳ８の補正処理が行われる。以下、ステップＳ７の補正データの作成及びステップＳ８の補正処理について説明する。

制御部６は、本撮影のリセット処理（ステップＳ２）において計測されたリセット回数をもとに、キャリブレーション処理で生成された特性情報を参照して、リセット回数に応じた補正量を算出する（ステップＳ７）。
例えば、順次走査であって、本撮影のリセット回数が３回目において途中のゲートラインＬｍまででリセット処理が停止した場合、リセット回数は、ラインＬ１〜Ｌｍが３回、ラインＬｍ＋１〜Ｌｘが２回となる。
このため、制御部６は、特性情報から、リセット回数が３回とリセット回数が２回の信号値の差分を補正量（補正データ）として算出する。
このとき、上述したように、環境温度及び駆動周期の少なくとも一方に応じて調整された特性情報が用いられることで、より正確な補正量が算出できる。

次いで、制御部６は、算出した補正量により、ステップＳ６で読み出した画像データに対して補正を行う（ステップＳ８）。
制御部６は、リセット回数が少ない領域（上記の例では、ラインＬｍ＋１〜Ｌｘ）の画像データに対して、算出した補正量を加算して補正を行う。或いは、制御部６は、リセット回数が多い領域（上記の例では、ラインＬ１〜Ｌｍ）の画像データに対して、算出した補正量を減算して補正を行うこともできる。
補正前の画像データによれば、リセット回数が少ない領域（上記の例では、ラインＬｍ＋１〜Ｌｘ）のほうがリセット回数１回の差分だけ信号値が低いが、この領域の画像データに対して上記算出補正量の加算を行うため、この信号値の差が解消されることとなる。
なお、順次走査においては、最終リセットの後の領域から信号値が低くなるので、一つの段差状の画像ムラが発生するが、離散走査においては、離散的に信号値の高低が切り換わるので、複数の段差状（縞状）の画像ムラが発生する。こうした画像ムラを解消することができる。

この後、図４のフローチャートで説明したように、ステップＳ９の各種補正が施され（ステップＳ９）、外部（コンソール等）へ送信などが行われる。

なお、上記の動作に加えて、例えば特開２０１５−１９１５５号公報や特開２０１２−９５９６７号公報に記載された方法による補正も合わせて実行することも好ましい。
具体的には、上記ステップＳ３の放射線の照射開始の検出時に、特開２０１５−１９１５５号公報に記載されているように、スリープ時にバイアス電圧を印可して得た特性曲線（ラグ特性）をもとに対象時間範囲積分して段差量を算出し、上記ステップＳ８の補正時に、その算出分も補正することとしても良い。
なお、パネル電源がＯＮしている場合、常時バイアス電圧を印加させ、バイアス電圧のＯＮ／ＯＦＦ切り替えをなくすことで、この特開２０１５−１９１５５号公報に記載されている補正を省略することもできる。

また、上記ステップＳ３の放射線の照射開始の検出時に、特開２０１２−９５９６７号公報に記載されているように、放射線を検出したリセットのフレームにおいてリセット済みと未リセット領域で実効蓄積時間毎の暗電荷量を算出し、上記ステップＳ８の補正時に、その算出分も差し引く補正をしても良い。

また、補正データのノイズ抑制として、リセット回数Ｎ回以上の未露光データと、リセット回数Ｎ回の未露光データとで差分をとり、その差分を差し引くことで、正規化することが好ましい。なお、Ｎは１以上であり、かつ撮影シーケンスにおける最低リセット回数以下とされる。これにより、ＴＦＴ面内の暗電荷発生量分布差や読み出しＩＣチャネル依存等によるオフセットムラの影響を除去することができる。

さらに、補正時に重畳される電気ノイズを抑制するため、補正データに対して、２次元、あるいは１次元の平均化、メディアン、ガウシアン、その他のローパスフィルターによるフィルタ処理を行うことも好ましい。

〔放射線画像撮影システムの構成〕
次に、上記放射線画像撮影装置２０を用いて構成した放射線画像撮影システム１００の構成について説明する。図８は、放射線画像撮影システム１００の模式図である。

本実施形態の放射線画像撮影システム１００は、図８に示したように、放射線照射装置１０や、放射線画像撮影装置２０、コンソール３０、中継器４０等で構成されている。
また、放射線画像撮影システム１００には、必要に応じて、図示しない放射線科情報システム（Radiology Information System、ＲＩＳ）や、画像保存通信システム（Picture Archiving and Communication System：ＰＡＣＳ）等が接続される。

放射線照射装置１０は、放射線源１０ａや、ジェネレーター１０ｂ、操作卓１０ｃ等を備えている。
放射線源１０ａは、放射線を生成可能な図示しない回転陽極や回転陽極に電子ビームを照射するフィラメント等を有している。
ジェネレーター１０ｂは、放射線源１０ａが設定された管電圧や管電流、照射時間（ｍＡｓ値）等に応じた線量の放射線を照射するように制御する。
操作卓１０ｃは、放射線技師等のユーザーが操作可能な曝射スイッチ１０ｄを備えている。そして、操作卓１０ｃは、曝射スイッチ１０ｄが操作されたことに基づいて、ジェネレーター１０ｂに対し放射線の照射開始等を指示するようになっている。

放射線画像撮影装置２０は、放射線が照射されたことを自ら検出する非連携方式のものとなっており、放射線照射装置１０から放射線の照射を受けると、画像データを読み出し、その画像データを外部（コンソール３０等）へ送信するようになっている。

コンソール３０は、コンピューターや専用の装置等で構成されており、図示しない制御部や、記憶部等の他、表示部３０ａ、操作部３０ｂ等を備えている。
表示部３０ａは、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等で構成されている。
操作部３０ｂは、マウスやキーボード、タッチパネル等で構成されている。

中継器４０は、放射線画像撮影装置２０とコンソール３０の間で、無線方式や有線方式での通信等を中継するためのアクセスポイントやハブの機能を備えている。
なお、中継器４０を介すことなく、放射線画像撮影装置２０とコンソール３０間で直接に送受信するように構成してもよい。

このように構成された放射線画像撮影システム１００は、ユーザーが曝射スイッチ１０ｄを操作すると、放射線照射装置１０が、操作卓１０ｃで設定した条件で放射線を患者へと照射する。そして、患者の背後に位置する放射線画像撮影装置２０が患者を透過してきた放射線を受け、それに基づいて画像データを読み出し、読み出した画像データを、中継器４０を介してコンソール３０に送信するようになっている。

なお、本実施形態の放射線画像撮影システム１００は、例えば、図８に示したように、固定された放射線照射装置１０と組み合わせることも可能であるし、図示しない回診車と組み合わせて用いることも可能である。

放射線画像撮影システム１００を建物内に設置する場合は、例えば図８に示したように、放射線照射装置１０の放射線源１０ａや、ジェネレーター１０ｂ、放射線画像撮影装置２０、中継器４０等を撮影室Ｒａ内に配置し、放射線照射装置１０の操作卓１０ｃや、コンソール３０等を前室Ｒｂ（操作室等ともいう。）に設置するようにする。その際、放射線画像撮影装置２０を、撮影台（立位撮影用の撮影台５０Ａや臥位撮影用の撮影台５０Ｂ）のカセッテホルダー５０ａに装填して用いるように構成することが可能である。中継器４０を撮影室Ｒａ内に配置することで、コンソール３０を前室Ｒｂに設置しても、無線通信性能を維持したり、有線ケーブルの接続を容易にしたりすることが可能となる。

一方、放射線画像撮影システム１００を回診車と組み合わせる場合は、放射線画像撮影装置２０以外の構成を回診車の本体内に内蔵し、放射線画像撮影装置２０を持ち運べるようにしておく。そして、この回診車を用いて放射線画像の撮影を行う際には、放射線画像撮影装置２０を、例えば、ベッドとその上に横たわる患者との間に差し込んだり、患者にあてがったりする。放射線画像撮影装置２０とコンソール３０間を直接通信することで、中継器４０を必要としない構成としても良いし、図示しない中継器４０を介して通信することも可能である。

［本実施の形態の効果］
以上のように、本実施形態によれば、照射された放射線の線量に応じた電荷を発生させる複数の放射線検出素子３４を備えた放射線検出部３と、放射線検出素子３４から放出された電荷を画像データに変換して読み出すことで、画像データを取得する読み出し部５と、を備え、放射線を照射する放射線照射装置１０との間で信号の送受信を行わない非連携方式で撮影を行う放射線画像撮影装置２０であって、制御部６は、被写体を配置して行われる本撮影の放射線照射開始前の所定タイミングから放射線照射の開始が検出されるまで、放射線検出素子３４から電荷を放出させるリセット処理を繰り返し行い、そのリセット処理の繰り返し回数を計測し、リセット処理の繰り返し回数に応じて、取得した画像データを補正する。
このため、非連携方式で撮影を行う放射線画像撮影装置において、リセット回数差に起因するオフセット差を補正し、放射線画像における画像ムラの発生を抑制することができる。
なお、図５からわかるように、この補正はリセット回数が少ない領域、すなわちユーザーが短い時間間隔で撮影するワークフローで効果が大きいため、ユーザーは、本撮影におけるリセット処理を少ない回数としても高精度な画像を得ることができる。

また、本実施形態によれば、制御部６は、本撮影前であって照射線が照射されていない状態においてリセット処理を繰り返し行って、リセット処理の間の繰り返し回数の異なる複数地点で未露光画像データを取得し、リセット処理の繰り返し回数と、未露光画像データを対応させた特性情報を生成し、生成した特性情報に基づいて、本撮影において計測されたリセット処理の繰り返し回数に対応する補正データを算出し、当該補正データに基づいて画像データを補正する。
このため、本撮影前に特性情報を生成することで、本撮影時とより近い条件で特性情報が生成されることとなるため、より正確な補正が可能となる。

また、本実施形態によれば、制御部６は、放射線検出部３に接続された複数の走査線のうちの一の走査線への駆動信号をオン電圧へ切り替えてから、次の走査線への駆動信号をオン電圧へ切り替えるまでの時間である駆動周期と、放射線検出部３の設置環境温度と、の少なくとも一方に応じて、補正データを調整する。
このため、より正確な補正が可能となる。

なお、上記実施形態においては、本撮影の前段階でキャリブレーション処理を実行して特性情報を生成しているが、これより以前に特性情報を生成して記憶手段２３に保存しておいても良い。この場合、キャリブレーション処理は省略される。

１００ 放射線画像撮影システム
１０ 放射線照射装置
１０ａ ジェネレーター
１０ｂ 放射線源
１０ｃ 操作卓
１０ｄ曝射スイッチ
２０ 放射線画像撮影装置
１ 筐体
１１ 電源スイッチ
１２ 切替スイッチ
１３ インジケーター
２シンチレーター
３放射線検出部
３１ 基板
ｒ 画素
３２ 走査線
３３ 信号線
３４ 放射線検出素子
３５ ＴＦＴ（スイッチ素子）
３６ バイアス線
３７ 結線
４ 走査駆動部
４１ 電源回路
４２ ゲートドライバー
５ 読み出し部
５１ 読み出し回路
５１ａ 積分回路
５１ｂ 相関二重サンプリング回路
５２ アナログマルチプレクサー
５３ Ａ／Ｄ変換器
６ 制御部（照射検出手段、リセット手段、計測手段、補正手段、特性情報生成手段）
７ 記憶部
８ 通信部
８１ アンテナ
８２ コネクター
９Ａ 内蔵電源
９Ｂ バイアス電源
３０ コンソール
３０ａ 表示部
３０ｂ 操作部
４０ 中継器
５０Ａ，５０Ｂ 撮影台
５０ａ カセッテホルダー

Claims (4)

1. 照射された放射線の線量に応じた電荷を発生させる複数の放射線検出素子を備えた検出部と、前記放射線検出素子から放出された電荷を画像データに変換して読み出すことで、画像データを取得する読み出し部と、を備え、
   放射線を照射する放射線照射装置との間で信号の送受信を行わない非連携方式で撮影を行う放射線画像撮影装置であって、
   放射線の照射開始を検出する照射検出手段と、
   被写体を配置して行われる本撮影における放射線照射開始前の所定タイミングから前記照射検出手段により放射線照射の開始が検出されるまで、前記放射線検出素子から電荷を放出させるリセット処理を繰り返し行うリセット手段と、
   前記リセット手段により行われた前記リセット処理の繰り返し回数を計測する計測手段と、
   前記計測手段により計測された前記リセット処理の繰り返し回数に応じて、前記読み出し部により取得した画像データを補正する補正手段と、
   を備えたことを特徴とする放射線画像撮影装置。
2. 前記本撮影の前であって照射線が照射されていない状態において前記リセット処理を繰り返し行って、前記リセット処理の間の繰り返し回数の異なる複数地点で未露光画像データを取得し、前記リセット処理の繰り返し回数と、未露光画像データを対応させた特性情報を生成する特性情報生成手段を備え、
   前記補正手段は、前記特性情報に基づいて、前記本撮影において前記計測手段により計測された前記リセット処理の繰り返し回数に対応する補正データを算出し、当該補正データに基づいて画像データを補正することを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
3. 前記特性情報生成手段は、
   前記検出部に接続された複数の走査線のうちの一の走査線への駆動信号をオン電圧へ切り替えてから、次の走査線への駆動信号をオン電圧へ切り替えるまでの時間である駆動周期と、前記検出部の設置環境温度と、の少なくとも一方に応じて、前記補正データを調整することを特徴とする請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置と、
   被写体を介して前記放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線照射装置と、
   前記放射線画像撮影装置から送信された画像データに基づいて放射線画像を生成するコンソールと、
   を備えることを特徴とする放射線画像撮影システム。

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