JP2020031960A - 放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影システム - Google Patents

放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影システム Download PDF

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Abstract

【課題】放射線画像撮影装置における高速な画像の読み出し及び高精細な画像の取得を両立できるようにする。【解決手段】放射線画像撮影装置１の制御手段２２は、走査駆動手段１５によって隣り合う複数の走査線５に同時にオン電圧を印加させることにより、信号線６の延在方向のビニング数が走査線５の延在方向のビニング数より大きい画像を取得するように制御し、取得した画像にオフセット補正処理等の補正処理を施して通信部３９によりコンソール５８に送信する。コンソール５８の制御部５８ｂは、放射線画像撮影装置１から送信された画像の信号線６の延在方向に拡大補間処理を施して、信号線６の延在方向の画素サイズを走査線５の延在方向の画素サイズに合わせた画像を生成する。【選択図】図８

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放射線検出素子で電荷を発生させ、発生した電荷を画像データとして読み出す放射線検出器（ＦＰＤ：（Flat Panel Detector））を備えた放射線画像撮影装置が種々開発されている。
上記の放射線画像撮影装置においては、図６に示すように、複数の走査線５と複数の信号線６とが互いに交差するように配設され、複数の走査線５および複数の信号線６により区画された各領域には、それぞれ放射線検出素子７が設けられている。各放射線検出素子７の第１電極７４はＴＦＴ８のソース電極８ｓ（図６中ではＳと表記されている。）に接続されており、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇ（図６中ではＧと表記されている。）は、後述する走査駆動手段１５のゲートドライバー１５ｂから延びる走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにそれぞれ接続されている。また、各ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄ（図６中ではＤと表記されている。）は各信号線６にそれぞれ接続されている。
ＴＦＴ８は、ゲートドライバー１５ｂにより、接続された走査線５にオフ電圧が印加され、走査線５を介してゲート電極８ｇにオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、放射線検出素子７から信号線６への電荷の放出を停止して、放射線照射に応じて放射線検出素子７内で発生した電荷を当該放射線検出素子７内に保持して蓄積させるようになっている。
また、ＴＦＴ８は、ゲートドライバー１５ｂにより、接続された走査線５にオン電圧が印加され、走査線５を介してゲート電極８ｇにオン電圧が印加されるとオン状態となり、放射線検出素子７内に蓄積されている電荷を当該放射線検出素子７から信号線６に放出させるようになっている。
各信号線６は、読み出しＩＣ１６内に形成された各読み出し回路１７にそれぞれ接続されており、各放射線検出素子７から放出された電荷は、信号線６を流れて読み出し回路１７において電荷電圧変換及びサンプリングされ、Ａ／Ｄ変換器２０によりデジタル値の画像データに変換される。
近年、高速な読み出しやノイズ低減を目的として、複数の画素を１画素にまとめるビニングが行われるようになってきている。例えば、縦方向（信号線６の延在方向）のビニングは、隣り合う複数ラインのゲート電極８ｇを同時にオンすることで実現できる（アナログビニング）。横方向（走査線５の延在方向）のビニングは、画像データの横方向に隣り合う複数の画素の値を加算又は平均することで実現できる（デジタルビニング）。
ビニングに関する技術として、例えば、特許文献１には、ランダムノイズを低減するために、撮影パラメーターに含まれるビニングサイズ（１つの画素にまとめる画素数。ビニング数。）及びフレームレートに応じて、アナログビニングサイズ及びデジタルビニングサイズの組み合わせを設定してビニングを行うことが記載されている。
また、特許文献２には、放射線検出器への放射線入射角に応じてビニングサイズを変更することが記載されている。
特許第６０３９９２６号公報 特開２０１１−２０６２５０号公報
縦方向と横方向のビニング数は、特許文献１に記載のように合わせるのが一般的である。しかし、高速な読み出しを実現しようとして縦のビニング数を増やした場合、横方向のビニング数も併せて増やすことになるため、縦横とも解像度が落ちてしまうという問題がある。
また、特許文献２では、縦方向のビニング数が面内で異なるため、異なるビニング数どうしの境界でアーチファクトが発生する可能性がある。
本発明の課題は、放射線画像撮影装置における高速な画像の読み出し及び高精細な画像の取得を両立できるようにすることである。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、
二次元状に配列され、行方向に前記走査線が、列方向に前記信号線が接続された複数の放射線検出素子と、
前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線にオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、前記放射線検出素子内で発生した電荷を前記放射線検出素子内に蓄積させ、接続された前記走査線にオン電圧が印加されるとオン状態となり、前記放射線検出素子から前記信号線に前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
前記走査線に印加する電圧を前記オン電圧と前記オフ電圧との間で切り替える走査駆動手段と、
前記放射線検出素子から放出された電荷を読み出すことで画像の取得を行う読み出し回路と、
を備える放射線画像撮影装置であって、
前記走査駆動手段によって隣り合う複数の走査線に同時にオン電圧を印加させることにより、前記信号線の延在方向のビニング数が前記走査線の延在方向のビニング数より大きい画像を取得するように制御する制御手段と、
前記取得した画像の前記信号線の延在方向に拡大補間処理を施して、前記信号線の延在方向の画素サイズを前記走査線の延在方向の画素サイズに合わせた画像を生成する拡大補間手段と、
を備える。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記取得した画像の前記走査線の延在方向にデジタルビニング処理を施して、前記走査線の延在方向の画素サイズを前記信号線の延在方向の画素サイズに合わせた画像を生成するデジタルビニング手段をさらに備える。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、
前記制御手段は、第１の管電圧で照射された放射線を前記放射線検出素子に蓄積して読み出すことにより第１の管電圧画像を取得し、その前又は後に前記第１の管電圧より高電圧の第２の管電圧で照射された放射線を前記放射線検出素子に蓄積して読み出すことにより第２の管電圧画像を取得する場合に、さらに、前記第１の管電圧画像の取得時と前記第２の管電圧画像の取得時とで同時にオン電圧を印加する走査線の数が同じになるように前記走査駆動手段を制御する。
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、
前記制御手段は、第１の管電圧で照射された放射線を前記放射線検出素子に蓄積して読み出すことにより第１の管電圧画像を取得し、その前又は後に前記第１の管電圧より高電圧の第２の管電圧で照射された放射線を前記放射線検出素子に蓄積して読み出すことにより第２の管電圧画像を取得する場合に、さらに、前記第１の管電圧画像の取得時と前記第２の管電圧画像の取得時とで同時にオン電圧を印加する走査線の数が同じになるように前記走査駆動手段を制御し、
前記拡大補間手段は、前記第２の管電圧画像の前記信号線の延在方向に拡大補間処理を施して、前記信号線の延在方向の画素サイズを前記走査線の延在方向の画素サイズに合わせ、
前記デジタルビニング手段は、前記第１の管電圧画像の前記走査線の延在方向にデジタルビニング処理を施して、前記走査線の延在方向の画素サイズを前記信号線の延在方向の画素サイズに合わせる。
請求項５に記載の発明は、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、
二次元状に配列され、行方向に前記走査線が、列方向に前記信号線が接続された複数の放射線検出素子と、
前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線にオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、前記放射線検出素子内で発生した電荷を前記放射線検出素子内に蓄積させ、接続された前記走査線にオン電圧が印加されるとオン状態となり、前記放射線検出素子から前記信号線に前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
前記走査線に印加する電圧を前記オン電圧と前記オフ電圧との間で切り替える走査駆動手段と、
前記放射線検出素子から放出された電荷を読み出すことで画像の取得を行う読み出し回路と、
を備える放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線源と、
前記放射線画像撮影装置により取得された画像に画像処理を施すコンソールと、
を備える放射線画像撮影システムであって、
前記放射線画像撮影装置は、
前記走査駆動手段によって隣り合う複数の走査線に同時にオン電圧を印加させることにより、前記信号線の延在方向のビニング数が前記走査線の延在方向のビニング数より大きい画像を取得するように制御する制御手段を備え、
前記コンソールは、
前記放射線画像撮影装置により取得された画像の前記信号線の延在方向に拡大補間処理を施して、前記信号線の延在方向の画素サイズを前記走査線の延在方向の画素サイズに合わせた画像を生成する拡大補間手段を備える。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、
前記コンソールは、前記取得した画像の前記走査線の延在方向にデジタルビニング処理を施して、前記走査線の延在方向の画素サイズを前記信号線の延在方向の画素サイズに合わせた画像を生成するデジタルビニング手段をさらに備える。
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の発明において、
前記制御手段は、第１の管電圧で照射された放射線を前記放射線検出素子に蓄積して読み出すことにより第１の管電圧画像を取得し、その前又は後に前記第１の管電圧より高電圧の第２の管電圧で照射された放射線を前記放射線検出素子に蓄積して読み出すことにより第２の管電圧画像を取得する場合に、さらに、前記第１の管電圧画像の取得時と前記第２の管電圧画像の取得時とで同時にオン電圧を印加する走査線の数が同じになるように前記走査駆動手段を制御する。
請求項８に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、
前記制御手段は、第１の管電圧で照射された放射線を前記放射線検出素子に蓄積して読み出すことにより第１の管電圧画像を取得し、その前又は後に前記第１の管電圧より高電圧の第２の管電圧で照射された放射線を前記放射線検出素子に蓄積して読み出すことにより第２の管電圧画像を取得する場合に、さらに、前記第１の管電圧画像の取得時と前記第２の管電圧画像の取得時とで同時にオン電圧を印加する走査線の数が同じになるように前記走査駆動手段を制御し、
前記拡大補間手段は、前記第２の管電圧画像の前記信号線の延在方向に拡大補間処理を施して、前記信号線の延在方向の画素サイズを前記走査線の延在方向の画素サイズに合わせ、
前記デジタルビニング手段は、前記第１の管電圧画像の前記走査線の延在方向にデジタルビニング処理を施して、前記走査線の延在方向の画素サイズを前記信号線の延在方向の画素サイズに合わせる。
請求項９に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、
前記放射線画像撮影システムは、
前記放射線源及び／又は前記放射線画像撮影装置を所定の移動方向に移動させることにより、前記放射線源と前記放射線画像撮影装置の位置関係を変化させながら前記放射線源により放射線を照射して、前記放射線画像撮影装置により前記放射線源と前記放射線画像撮影装置との間に配置された被写体の投影画像を所定回数取得するように構成されており、
前記放射線画像撮影装置は、前記信号線の延在方向が前記所定の移動方向と一致するように配置され、
前記コンソールは、
前記拡大補間手段により前記信号線の延在方向に拡大補間処理が施された前記投影画像を再構成して前記被写体の再構成画像を生成する再構成画像生成手段を備える。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、
前記再構成画像生成手段は、前記投影画像における前記信号線の延在方向に高周波域をぼかすフィルター処理を施してから前記投影画像を逆投影することにより前記被写体の再構成画像を生成する。
本発明によれば、放射線画像撮影装置における高速な画像の読み出し及び高精細な画像の取得を両立することが可能となる。
第１及び第２の実施形態にかかる放射線画像撮影システムの全体構成を示す図である。 本実施形態に係る放射線画像撮影装置を示す斜視図である。 図２におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 放射線画像撮影装置の基板の構成を示す平面図である。 図４の基板上の小領域に形成された放射線検出素子とＴＦＴ等の構成を示す拡大図である。 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。 検出部を構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。 動画像取得シーケンスの流れを示す図である。 ＤＥＳ画像取得シーケンスの流れを示す図である。 第３の実施形態にかかる放射線画像撮影システムの全体構成を示す図である。 断層画像取得シーケンスの流れを示す図である。 Cheslerフィルターを説明するための図である。
以下、本発明に係る放射線画像撮影システムおよび放射線画像撮影装置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、図示例に限定されない。
なお、以下では、放射線画像撮影装置が、シンチレータ等を備え、照射された放射線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放射線画像撮影装置である場合について説明するが、本発明は、直接型の放射線画像撮影装置に対しても適用することが可能である。また、放射線画像撮影装置が可搬型である場合について説明するが、支持台等と一体的に形成された放射線画像撮影装置に対しても適用される。
［放射線画像撮影システム］
図１は、本実施形態に係る放射線画像撮影システム５０の全体構成を示す図である。
放射線画像撮影システム５０は、例えば、図１に示すように、放射線を照射して図示しない患者の身体の一部である被写体（患者の撮影対象部位）の撮影を行う撮影室Ｒ１と、当該撮影室Ｒ１に隣接し、放射線技師等の操作者（ユーザー）が被写体への放射線の照射開始の制御等の種々の操作を行う前室Ｒ２と、それらの外部とに配置される。
具体的には、放射線画像撮影システム５０は、図１に示すように、放射線画像撮影処理を行う放射線画像撮影装置１や、放射線画像撮影装置１により撮影された放射線画像の画像データに対して所定の画像処理を行うコンソール５８、放射線画像撮影装置１に対して放射線を照射する放射線発生装置５５等を備えて構成される。
撮影室Ｒ１には、例えば、放射線画像撮影装置１を装填可能なブッキー装置５１と、被写体に照射する放射線を発生させるＸ線管球（図示省略）を備えた放射線源５２やそれをコントロールする放射線発生装置５５と、無線アンテナ５３を備え、放射線画像撮影装置１とコンソール５８や放射線発生装置５５等の他の装置との間の通信を中継する中継器５４とが設けられている。
なお、図１では、可搬型の放射線画像撮影装置１を、ブッキー装置５１のカセッテ保持部５１ａに装填して用いる場合と、ブッキー装置５１に装填されない単独の状態で用いる場合、具体的には臥位撮影用のブッキー装置５１Ｂの上面側に配置してその放射線入射面Ｒ（図２参照）上に被写体である患者の手等を載置して用いる場合等とが示されているが、放射線画像撮影装置１はブッキー装置５１や支持台等と一体的に形成されたものであってもよい。
ここで、可搬型の放射線画像撮影装置１をブッキー装置５１に装填されない単独の状態で用いる場合、臥位撮影用のブッキー装置５１Ｂの上面側に配置してその放射線入射面Ｒ（図２参照）上に被写体である患者の手等を載置して用いる他に、例えば撮影室Ｒ１内に設けられたベッド等の上面側に配置してその放射線入射面Ｒ（図２参照）上に被写体である患者の手等を載置したり、或いは、例えばベッドの上に横臥した患者の腰や足等とベッドとの間に差し込んだりして用いることも可能である。
中継器５４は、コンソール５８や放射線発生装置５５とＬＡＮ（Local Area Network）ケーブル等で有線接続されており、中継器５４には、放射線画像撮影装置１やコンソール５８等の間で情報を送信する際のＬＡＮ通信用の信号等を、放射線発生装置５５との間で情報を送信する際の信号に変換し、その逆の変換も行う変換器（図示省略）が内蔵されている。
また、中継器５４は、ブッキー装置５１と有線接続されており、当該ブッキー装置５１に装填された放射線画像撮影装置１とコンソール５８や放射線発生装置５５等の他の装置との間の通信を、中継器５４を介して有線方式で行うことができるように構成されている。
また、図１では、放射線画像撮影装置１、具体的にはブッキー装置５１に装填されていない放射線画像撮影装置１と、中継器５４とを無線接続し、放射線画像撮影装置１とコンソール５８や放射線発生装置５５等の他の装置との間の通信を、中継器５４を介して無線方式で行うことができるように構成した場合が示されているが、放射線画像撮影装置１と中継器５４とを有線接続し、放射線画像撮影装置１と他の装置との間の通信を、中継器５４を介して有線方式で行うことも可能である。
なお、放射線画像撮影装置１は、ブッキー装置５１に装填された状態でも、中継器５４と無線接続することが可能となるように構成することも可能である。
また、図１では、撮影室Ｒ１内に、ブッキー装置５１として、立位撮影用のブッキー装置５１Ａと臥位撮影用のブッキー装置５１Ｂとが１個ずつ設けられている場合が示されているが、撮影室Ｒ１内に設けられるブッキー装置５１の個数や種類は特に限定されない。
また、図１では、撮影室Ｒ１内に、放射線源５２として、ブッキー装置５１に対応付けられた放射線源５２Ａと、ポータブルの放射線源５２Ｂとが１個ずつ設けられている場合が示されているが、撮影室Ｒ１内に設けられる放射線源５２の個数や種類は特に限定されない。
［放射線発生装置］
撮影室Ｒ１には、放射線画像撮影装置１に対して放射線を照射する放射線発生装置５５が設けられている。
そして、本実施形態では、撮影室Ｒ１に隣接する前室Ｒ２に、放射線発生装置５５の操作卓５７が設けられており、操作卓５７には、放射線技師等のユーザーが放射線発生装置５５に対して放射線の照射開始等を指示する際に操作するための曝射スイッチ５６が設けられている。
曝射スイッチ５６は、第１スイッチと第２スイッチの２段階スイッチにより構成されている。
第１スイッチが押下されると、曝射スイッチ５６は、操作卓５７を介して放射線発生装置５５に起動信号を送信するように構成されている。
そして、放射線発生装置５５は、この起動信号を受信すると、放射線源５２のＸ線管球の陽極の回転を開始させる等して、放射線源５２をスタンバイ状態とさせるように構成されている。また、中継器５４を介して放射線画像撮影装置１に第１スイッチの押下通知信号を送信するように構成されている。
さらに、第２スイッチが押下されると、曝射スイッチ５６は、操作卓５７を介して放射線発生装置５５に放射線照射開始信号を送信するように構成されている。
放射線発生装置５５は、曝射スイッチ５６からこの放射線照射開始信号を受信すると、中継器５４を介して放射線画像撮影装置１に第２スイッチの押下通知信号を送信するように構成されている。放射線画像撮影装置１は、第２スイッチの押下通知信号が受信され、リセットが完了する等の準備が整うと、中継器５４を介して放射線発生装置５５にインターロック解除信号を送信する。放射線発生装置５５は、放射線画像撮影装置１から中継器５４を介して送信されてきたインターロック解除信号を受信すると、放射線源５２のＸ線管球から放射線を照射させるように構成されている。
また、放射線発生装置５５は、例えばユーザーが操作卓５７を操作して、放射線画像撮影装置１に対して放射線が適切に照射されるように放射線源５２の位置や放射線照射方向を調整したり、放射線画像撮影装置１の所定の領域内に放射線が照射されるように放射線源５２の絞りを調整したり、適切な線量の放射線が照射されるように放射線源５２を調整したりする等の種々の制御を放射線源５２に対して行うことができるように構成されている。なお、これらの処理をユーザーが手動で行うように構成してもよい。
［コンソール］
コンソール５８は、例えば、図１に示すように、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等からなる表示部５８ａと、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等からなる記憶部５９と、コンソール５８の各部の動作等を制御する制御部５８ｂと、ＬＡＮケーブル等によって中継器５４と接続され、放射線画像撮影装置１等の他の装置との間で通信を行うための通信部５８ｃと、キーボードやマウス等からなる入力部６０とを備えて構成されるコンピュータである。
なお、図１では、コンソール５８が撮影室Ｒ１や前室Ｒ２の外側に設けられている場合が示されているが、コンソール５８は、例えば前室Ｒ２に設けられていてもよい。
また、図１では、コンソール５８に記憶部５９が接続されている場合が示されているが、記憶部５９はコンソール５８に内蔵されていてもよい。
コンソール５８の制御部５８ｂは、通信部５８ｃが中継器５４を介して、放射線画像撮影装置１により取得された放射線画像の画像データを当該放射線画像撮影装置１から受信すると、受信した放射線画像に拡大補間処理等の所定の画像処理を施して記憶部５９に記憶する。
そして、コンソール５８の制御部５８ｂは、ユーザーにより操作された入力部６０等からの指示に従って、受信した放射線画像を表示部５８ａに表示したり、通信部５８ｃ等から出力してイメージャやデータ管理サーバ等の他の装置（図示省略）に送信したりする。
［放射線画像撮影装置］
図２は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観斜視図であり、図３は、図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
本実施形態に係る放射線画像撮影装置１は、図２や図３に示すように、筐体２内にシンチレータ３や基板４等が収納された可搬型（カセッテ型）の装置として構成されている。
筐体２は、少なくとも放射線の照射を受ける側の面Ｒ（以下「放射線入射面Ｒ」という。）が放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されている。
なお、図２や図３では、筐体２がフレーム板２Ａとバック板２Ｂとで形成された、いわゆる弁当箱型である場合が示されているが、筐体２を一体的に角筒状に形成した、いわゆるモノコック型とすることも可能である。
また、図２に示すように、本実施形態では、筐体２の側面部分に、電源スイッチ３６や、ＬＥＤ等で構成されたインジケータ３７、バッテリー４１（後述する図６参照）の交換等のために開閉可能とされた蓋部材３８等が配置されている。また、本実施形態では、蓋部材３８の側面部に、アンテナ３９ａが埋め込まれている。
筐体２の内部には、図３に示すように、基板４の下方側に図示しない鉛の薄板等を介して基台３１が配置され、基台３１には、電子部品３２等が配設されたＰＣＢ基板３３や緩衝部材３４等が取り付けられている。なお、本実施形態では、基板４やシンチレータ３の放射線入射面Ｒ側には、それらを保護するためのガラス基板３５が配設されている。
シンチレータ３は、基板４の後述する検出部Ｐに対向する状態で配置されている。シンチレータ３は、例えば、蛍光体を主成分とし、放射線の入射を受けると３００〜８００ｎｍの波長の電磁波、すなわち可視光を中心とした電磁波に変換して出力するものが用いられる。
基板４は、本実施形態では、ガラス基板で構成されており、図４に示すように、基板４のシンチレータ３に対向する側の面４ａ上には、複数の走査線５と複数の信号線６とが互いに交差するように配設されている。基板４の面４ａ上の複数の走査線５および複数の信号線６により区画された各領域ｒには、それぞれ放射線検出素子７が設けられている。
このように、走査線５と信号線６とで区画された各領域ｒに二次元状に配列された複数の放射線検出素子７が設けられた領域ｒ全体、すなわち図４に一点鎖線で示される領域が検出部Ｐとされる。二次元状に配列された複数の放射線検出素子７の行方向に走査線５が、列方向に信号線６が接続されている。
本実施形態では、放射線検出素子７としてフォトダイオードが用いられているが、この他にも例えばフォトトランジスタ等を用いることも可能である。
各放射線検出素子７は、図４や図４の拡大図である図５に示すように、スイッチ手段であるＴＦＴ８のソース電極８ｓに接続されている。また、ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄは信号線６に接続されている。
そして、ＴＦＴ８は、後述する走査駆動手段１５により、接続された走査線５にオン電圧が印加され、走査線５を介してゲート電極８ｇにオン電圧が印加されるとオン状態となり、放射線検出素子７内に蓄積されている電荷を当該放射線検出素子７から信号線６に放出させるようになっている。
また、ＴＦＴ８は、接続された走査線５にオフ電圧が印加され、走査線５を介してゲート電極８ｇにオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、放射線検出素子７から信号線６への電荷の放出を停止して、放射線検出素子７内で発生した電荷を当該放射線検出素子７内に保持して蓄積させるようになっている。
ここで、放射線画像撮影装置１の回路構成について説明する。図６は本実施形態に係る放射線画像撮影装置１の等価回路を表すブロック図であり、図７は検出部Ｐを構成する１画素分についての等価回路を表すブロック図である。
基板４の検出部Ｐの各放射線検出素子７は、その第２電極７８にそれぞれバイアス線９が接続されており、各バイアス線９は結線１０に結束されてバイアス電源１４に接続されている。バイアス電源１４は、結線１０および各バイアス線９を介して各放射線検出素子７の第２電極７８にそれぞれバイアス電圧を印加するようになっている。
また、バイアス電源１４は、後述する制御手段２２に接続されており、制御手段２２により、バイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加するバイアス電圧が制御されるようになっている。
本実施形態では、バイアス電源１４からは、放射線検出素子７の第２電極７８にバイアス線９を介してバイアス電圧として放射線検出素子７の第１電極７４側にかかる電圧以下の電圧（すなわち、いわゆる逆バイアス電圧）が印加されるようになっている。
各放射線検出素子７の第１電極７４はＴＦＴ８のソース電極８ｓ（図６、図７中ではＳと表記されている。）に接続されており、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇ（図６、図７中ではＧと表記されている。）は、後述する走査駆動手段１５のゲートドライバー１５ｂから延びる走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにそれぞれ接続されている。また、各ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄ（図６、図７中ではＤと表記されている。）は各信号線６にそれぞれ接続されている。
走査駆動手段１５は、配線１５ｃを介してゲートドライバー１５ｂにオン電圧およびオフ電圧を供給する電源回路１５ａと、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替えて各ＴＦＴ８のオン状態とオフ状態とを切り替えるゲートドライバー１５ｂとを備えている。
図６や図７に示したように、各信号線６は、読み出しＩＣ１６内に形成された各読み出し回路１７にそれぞれ接続されている。なお、本実施形態では、読み出しＩＣ１６に、１本の信号線６につき１個ずつ読み出し回路１７が設けられている。
読み出し回路１７は、増幅回路１８や相関二重サンプリング回路１９等で構成されている。読み出しＩＣ１６内には、さらに、アナログマルチプレクサ２１と、Ａ／Ｄ変換器２０とが設けられている。なお、図６や図７中では、相関二重サンプリング回路１９はＣＤＳと表記されている。また、図７中では、アナログマルチプレクサ２１は省略されている。
本実施形態では、増幅回路１８はチャージアンプ回路で構成されており、オペアンプ１８ａと、オペアンプ１８ａにそれぞれ並列に接続されたコンデンサ１８ｂおよび電荷リセット用スイッチ１８ｃとを備えて構成されている。また、増幅回路１８には、増幅回路１８に電力を供給するための電源供給部１８ｄが接続されている。
増幅回路１８のオペアンプ１８ａの入力側の反転入力端子には信号線６が接続されており、増幅回路１８の入力側の非反転入力端子には基準電位Ｖ０が印加されるようになっている。なお、基準電位Ｖ０は適宜の値に設定され、本実施形態では、例えば０［Ｖ］が印加されるようになっている。
また、増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃは、制御手段２２に接続されており、制御手段２２によりオン／オフが制御されるようになっている。
電荷リセット用スイッチ１８ｃがオフの状態で、ＴＦＴ８がオン状態とされると（すなわち、ＴＦＴ８のゲート電極８ｇに走査線５を介してオン電圧が印加されると）、オン状態とされた各ＴＦＴ８を介して各放射線検出素子７から蓄積されていた電荷が信号線６に放出され、当該電荷が信号線６を流れて、増幅回路１８のコンデンサ１８ｂに流入して蓄積される。
そして、増幅回路１８では、コンデンサ１８ｂに蓄積された電荷量に応じた電圧値がオペアンプ１８ａの出力側から出力されるようになっている。増幅回路１８は、このようにして、各放射線検出素子７から出力された電荷量に応じて電圧値を出力して電荷電圧変換するようになっている。
また、増幅回路１８をリセットする際には、電荷リセット用スイッチ１８ｃがオン状態となると、増幅回路１８の入力側と出力側とが短絡されてコンデンサ１８ｂに蓄積された電荷が放電される。そして、放電された電荷がオペアンプ１８ａの出力端子側からオペアンプ１８ａ内を通り、非反転入力端子から出てアースされたり、電源供給部１８ｄに流れ出たりすることで、増幅回路１８がリセットされるようになっている。
なお、増幅回路１８を、放射線検出素子７から出力された電荷に応じて電流を出力するように構成することも可能である。
増幅回路１８の出力側には、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）１９が接続されている。相関二重サンプリング回路１９は、本実施形態では、サンプルホールド機能を有しており、この相関二重サンプリング回路１９におけるサンプルホールド機能は、制御手段２２から送信されるパルス信号によりそのオン／オフが制御されるようになっている。
そして、制御手段２２は、放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理においては、増幅回路１８や相関二重サンプリング回路１９を制御して、各放射線検出素子７から放出された電荷を増幅回路１８で電荷電圧変換させ、電荷電圧変換された電圧値を相関二重サンプリング回路１９でサンプリングさせて画像データとして下流側に出力させるようになっている。
相関二重サンプリング回路１９から出力された各放射線検出素子７の画像データは、アナログマルチプレクサ２１に送信され、アナログマルチプレクサ２１から順次Ａ／Ｄ変換器２０に送信される。そして、Ａ／Ｄ変換器２０で順次デジタル値の画像データに変換されて記憶手段４０に出力されて順次保存されるようになっている。
また、制御手段２２は、後述するように、走査駆動手段１５のゲートドライバー１５ｂからオン電圧が印加される走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを順次切り替え、その切り替えごとに、上記のような各放射線検出素子７から画像データを読み出す画像データ読み出し処理を行うようになっている。
制御手段２２は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read OnlyMemory）、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や、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等により構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。そして、制御手段２２は、放射線画像撮影装置１の各部材の動作等を制御するようになっている。
また、図６等に示すように、制御手段２２には、ＤＲＡＭ（Dynamic ＲＡＭ）等で構成される記憶手段４０が接続されている。
また、本実施形態では、制御手段２２には、通信部３９が接続されている。通信部３９は、アンテナ３９ａやコネクター３９ｂを介して無線方式又は有線方式で外部とデータや信号の送受信を行う。
さらに、本実施形態では、制御手段２２には、検出部Ｐや、走査駆動手段１５、読み出し回路１７、記憶手段４０、バイアス電源１４等の各機能部に電力を供給するためのバッテリー４１が接続されている。また、バッテリー４１には、図示しない充電装置からバッテリー４１に電力を供給してバッテリー４１を充電する際に、当該充電装置とバッテリー４１とを接続する接続端子４２が取り付けられている。
制御手段２２は、バイアス電源１４を制御してバイアス電源１４から各放射線検出素子７に印加するバイアス電圧を設定したり、読み出し回路１７の増幅回路１８の電荷リセット用スイッチ１８ｃのオン／オフを制御したり、相関二重サンプリング回路１９にパルス信号を送信してそのサンプルホールド機能のオン／オフを制御したりする等、放射線画像撮影装置１の各機能部の動作を制御するようになっている。
また、制御手段２２は、放射線発生装置５５から曝射スイッチ５６の第１スイッチの押下通知信号が受信されると、各部を制御して後述する動画像取得シーケンスの放射線画像撮影装置１側の処理を実行する。
＜放射線画像撮影システムの動作＞
以下、放射線画像撮影システム５０の動作について説明する。
本実施形態では、動画撮影モードで撮影を行う場合を例にとり説明する。ここでいう動画撮影とは、１回の撮影操作（１回の曝射スイッチ５６の第１スイッチ及び第２スイッチの操作）に応じて、複数の画像を連続的に取得することをいう。すなわち、被写体に対し、放射線源５２がＸ線等の放射線をパルス状にして所定時間間隔で繰り返し照射するか(パルス照射)、もしくは、低線量率にして途切れなく継続して照射(連続照射)し、放射線画像撮影装置１が放射線源５２に同期して所定時間間隔で電荷の蓄積及び読み出しを行うことにより複数の放射線画像を取得することをいう。動画撮影より得られた一連の放射線画像を動画像と呼ぶ。また、動画像を構成する複数の放射線画像のそれぞれをフレーム画像と呼ぶ。本実施形態では、一例として、パルス照射により動画像の撮影を行う場合を例にとり説明する。
まず、撮影実施者は、撮影準備を行う。例えば、コンソール５８において入力部６０を介して撮影メニュー（例えば、撮影モード（ここでは動画撮影モード）や撮影部位、撮影方向等）を選択し、撮影開始の指示を入力する。また、撮影実施者は、被写体、放射線源５２、放射線画像撮影装置１のポジショニングを行う。
コンソール５８において、入力部６０により撮影メニューが選択され、撮影開始指示が入力されると、制御部５８ｂは、選択された撮影メニューでの撮影開始指示を通信部５８ｃにより放射線発生装置５５及び放射線画像撮影装置１に送信する。放射線発生装置５５は、撮影メニューを受信すると、撮影メニューに応じた放射線照射条件を設定する。放射線画像撮影装置１の制御手段２２は、撮影メニューを受信すると、撮影メニューに応じた画像取得条件を記憶手段４０から読み出して設定する。
なお、撮影メニューに応じた放射線照射条件及び画像取得条件を記憶部５９に記憶しておくこととし、コンソール５８から放射線発生装置５５や放射線画像撮影装置１に放射線撮影条件や画像取得条件を送信して設定することとしてもよい。
ここで、動画撮影モードにおける放射線照射条件には、パルスレート、パルス幅、パルス間隔、管電圧、管電流、フレーム数等が含まれる。
また、動画撮影モードにおける画像取得条件には、フレームレート、蓄積時間、電荷読み出し時間、ビニング数、フレーム数等が含まれる。本実施形態の動画撮影モードでは、縦方向のビニング数＞横方向のビニング数である。例えば、縦方向のビニング数＝２、横方向のビニング数＝１である。以下の説明では、縦方向のビニング数＝２、横方向のビニング数＝１として説明する。なお、上述のように、本願において、縦方向とは、信号線６の延在方向を指す。縦方向のビニングは、隣り合う複数ラインのゲート電極８ｇを同時にオンすることで実現される。横方向とは、走査線５の延在方向を指す。横方向のビニングは、画像データの横方向に隣り合う複数の画素の値を加算又は平均することで実現される。
撮影準備が完了すると、撮影実施者は、曝射スイッチ５６の第１スイッチを押下し、続いて第２スイッチを押下する。曝射スイッチ５６は、第１スイッチが押下されると、操作卓５７を介して放射線発生装置５５に起動信号を送信する。放射線発生装置５５は、起動信号を受信すると、放射線源５２のＸ線管球の陽極の回転を開始させる等して、放射線源５２をスタンバイ状態とさせる。また、中継器５４を介して放射線画像撮影装置１に第１スイッチの押下通知信号を送信する。
放射線画像撮影装置１の制御手段２２は、通信部３９により第１スイッチの押下通知信号を受信すると、走査駆動手段１５のゲートドライバー１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧を順次印加させ、放射線検出素子７内に残存する電荷を信号線６に放出させる等して放射線検出素子７内から除去する放射線検出素子７のリセット処理を行う。
また、曝射スイッチ５６は、第２スイッチが押下されると、操作卓５７を介して放射線発生装置５５に放射線照射開始信号を送信する。
放射線発生装置５５は、曝射スイッチ５６からこの放射線照射開始信号を受信すると、中継器５４を介して放射線画像撮影装置１に第２スイッチの押下通知信号を送信する。放射線画像撮影装置１は、第２スイッチの押下通知信号が受信され、リセットが完了する等の準備が整うと、中継器５４を介して放射線発生装置５５にインターロック解除信号を送信して後述する動画像取得シーケンスを実行する。放射線発生装置５５は、放射線画像撮影装置１から中継器５４を介して送信されてきたインターロック解除信号を受信すると、放射線照射条件に基づいて放射線源５２のＸ線管球から放射線を照射させる。
図８は、第２スイッチの押下に応じて放射線画像撮影装置１及びコンソール５８により実行される動画像取得シーケンスの流れを示すフローチャートである。動画像取得シーケンスの放射線画像撮影装置１側の処理は、制御手段２２により実行される。コンソール５８側の処理は、制御部５８ｂにより実行される。以下、動画像取得シーケンスについて説明する。
まず、制御手段２２は、縦方向のビニング数２、横方向のビニング数１で動画像の取得を行う（ステップＳ１）。
ステップＳ１において、制御手段２２は、走査駆動手段１５により全ての走査線５にオフ電圧を印加することによって放射線検出素子７内に電荷を蓄積させる電荷蓄積モードに遷移する。所定の蓄積時間が経過すると、制御手段２２は、走査駆動手段１５のゲートドライバー１５ｂによりラインＬ１からＬｘ方向に向かって隣り合う２ラインずつ同時にオン電圧を印加することによって、２ライン分の放射線検出素子７に同時に電荷を放出させ、放出された電荷を読み出し回路１７により画像データに変換させる読み出しモードに遷移する。これにより、縦方向がビニング数２でビニングされた放射線画像を取得することができる。制御手段２２は、画像取得条件に基づいて、電荷蓄積モードと読み出しモードを所定数繰り返す。取得されたフレーム画像の画像データは、フレーム番号に対応付けて記憶手段４０に記憶される。
このように、縦方向のビニング数２、横方向のビニング数１で動画像の取得を行うことで、電荷読み出し時間（読み出しモード時間）を短縮することができ、高速な画像読み出し（高フレームレートでの画像取得）が可能となる。また、横方向はビニングを行わないため、横方向の解像度を低下させることなく、高フレームレートでの画像取得が可能となる。
電荷蓄積モードと読み出しモードを所定数繰り返して動画像の一連のフレーム画像の取得が終了すると、制御手段２２は、リセット処理を行う（ステップＳ２）。
次いで、制御手段２２は、縦方向のビニング数２、横方向のビニング数１で暗画像の取得を行う（ステップＳ３）。すなわち、制御手段２２は、放射線画像撮影装置１に放射線を照射しない状態で走査駆動手段１５により全ての走査線５にオフ電圧を印加することによって放射線検出素子７内に電荷を蓄積させる電荷蓄積モードに遷移する。所定の蓄積時間が経過すると、制御手段２２は、走査駆動手段１５のゲートドライバー１５ｂにより走査線５のラインＬ１からＬｘ方向に向かって隣り合う２ラインずつ同時にオン電圧を印加することによって、２ライン分の放射線検出素子７に同時に電荷を放出させ、放出された電荷を読み出し回路１７により画像データに変換させて暗画像を取得する。
暗画像は１枚だけ取得してもよいし、複数枚取得して平均してもよい。暗画像の取得においても、縦方向のビニング数２、横方向のビニング数１で動画像の取得を行うことで、電荷読み出し時間（読み出しモード時間）を短縮することができ、高速な画像読み出し（高フレームレートでの画像取得）が可能となる。
次いで、制御手段２２は、ステップＳ１で取得した動画像の各フレーム画像に、ステップＳ３で取得した暗画像を用いたオフセット補正処理、ゲイン補正処理、欠陥画素補正処理、ラグ（残像）補正処理等の補正処理を施し（ステップＳ４）、補正済みの動画像を通信部３９によりコンソール５８に送信する（ステップＳ５）。
コンソール５８において、通信部５８ｃにより放射線画像撮影装置１から動画像の各フレーム画像を受信すると、制御部５８ｂは、各フレーム画像の縦方向（放射線画像撮影装置１において信号線６の延在方向に並んでいた画素の方向）に拡大補間処理を行う（ステップＳ６）。
拡大補間処理は、補間する画素の方向に画素値のプロファイルを取り、プロファイルの間の画素を線形補間、バイキュービック等の補間処理により補間する処理である。ステップＳ６においては、縦方向×横方向のビニング数が２×１のフレーム画像を１×１に拡大補間し、縦方向の画素サイズを横方向の画素サイズに合わせる。これにより、ビニングを実施しない場合と同じ解像度の動画像を生成することができる。
本実施形態のように、放射線画像撮影装置１からコンソール５８に画像データを転送してから拡大補間処理を行うことで、放射線画像撮影装置１において拡大補間処理を行うよりも放射線画像撮影装置１からコンソール５８へのデータ転送量を削減することができるため好ましいが、放射線画像撮影装置１で拡大補間処理を行った後、放射線画像撮影装置１からコンソール５８に画像データを転送することとしてもよい（第３の実施形態についても同様）。
次いで、制御部５８ｂは、拡大補間された各フレーム画像に対して、例えば階調処理、周波数強調処理等の画像処理を施す（ステップＳ７）。
そして、処理済みの動画像の各フレーム画像を患者情報や撮影条件等に対応付けて記憶部５９に記憶させ（ステップＳ８）、動画像取得シーケンスを終了する。
このように、上述の動画像取得シーケンスにおいては、縦方向のビニング数２、横方向のビニング数１で動画像の読み出しを行うことで、電荷読み出し時間（読み出しモード時間）を短縮することができ、高速な画像読み出し（高フレームレートでの画像取得）が可能となる。また、横方向はビニングを行わないため、横方向の解像度を低下させることなく、高フレームレートでの画像取得が可能となる。さらに、縦方向の画素については拡大補間を行うため、縦方向についてもビニングを実施しない場合と同じ解像度の画像を取得することができる。すなわち、放射線画像撮影装置における高速な画像の読み出し及び高精細な画像の取得を両立することができる。
また、走査駆動手段１５のゲートドライバー１５ｂにより走査線５にオン電圧を印加して放射線検出素子７から電荷を読み出す際に、横引きノイズ（ラインノイズ）が発生する場合があるが、このノイズは読み出し毎に発生するため、２ラインを同時に読み出すことにより、読み出す信号が２倍になるのに対しノイズは１回の読み出し分となるため、ＳＮ比を大きくすることができ、横引きノイズの影響を低減することができる。
なお、画像の精細さよりもノイズ低減を重視する場合は、横方向にデジタルビニング処理を施して、縦方向のビニング数×横方向のビニング数が２×２の動画像を生成してもよい。
＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。
第１の実施形態では、動画撮影モードで撮影を行う場合を例にとり説明したが、第２の実施形態では、ＤＥＳ（Dual Energy Subtraction）モードで撮影を行う場合を例にとり説明する。ＤＥＳとは、１回の撮影操作（１回の曝射スイッチ５６の第１スイッチ及び第２スイッチの操作）に応じて、管電圧を変えて２回撮影を行い、得られた２枚の画像（第１の管電圧画像、第２の管電圧画像）のそれぞれを対数変換した後、係数をかけて差分を取ることで差分画像を取得することをいう。
第２の実施形態における放射線画像撮影システム５０の構成は、第１の実施形態で説目したものと同様であるので説明を援用し、以下、第２の実施形態の放射線画像撮影システム５０の動作について説明する。
まず、撮影実施者は、撮影準備を行う。例えば、コンソール５８において入力部６０を介して撮影メニュー（例えば、撮影モード（ここではＤＥＳモード）や撮影部位、撮影方向等）の選択を行い、撮影開始指示を入力する。また、撮影実施者は、被写体、放射線源５２、放射線画像撮影装置１のポジショニングを行う。
コンソール５８において、入力部６０により撮影メニューが選択されると、制御部５８ｂは、選択された撮影メニューでの撮影開始指示を通信部５８ｃにより放射線発生装置５５及び放射線画像撮影装置１に送信する。放射線発生装置５５は、撮影メニューを受信すると、撮影メニューに応じた放射線照射条件を設定する。放射線画像撮影装置１の制御手段２２は、撮影メニューを受信すると、撮影メニューに応じた画像取得条件を記憶手段４０から読み出して設定する。
なお、撮影メニューに応じた放射線照射条件及び画像取得条件を記憶部５９に記憶しておくこととし、コンソール５８において撮影メニューに応じた放射線照射条件及び画像取得条件を記憶部５９から読み出して、放射線発生装置５５や放射線画像撮影装置１に放射線撮影条件や画像取得条件を送信して設定することとしてもよい。
ここで、ＤＥＳモードにおける放射線照射条件には、第１の管電圧画像の撮影のための第１の管電圧、管電流及び放射線照射時間、第２の管電圧画像の撮影のための第２の管電圧（第１の管電圧＜第２の管電圧）、管電流及び放射線照射時間、第１の管電圧画像と第２の管電圧画像の放射線照射間隔等が含まれる。放射線照射間隔は、２つの画像間での被写体の体動を抑えるため、短いことが好ましい。本実施形態では、例えば、１５０ｍｓ〜２００ｍｓ程度に設定される。
ＤＥＳモードにおける画像取得条件には、第１の管電圧画像の撮影のための蓄積時間、電荷読み出し時間及びビニング数、第２の管電圧画像取得のための蓄積時間、電荷読み出し時間及びビニング数等が含まれる。本実施形態のＤＥＳモードでは、第１の管電圧画像取得のためのビニング数＝第２の管電圧画像取得のためのビニング数であり、縦方向のビニング数＞横方向のビニング数である。例えば、縦方向のビニング数＝２、横方向のビニング数＝１である。以下の説明では、縦方向のビニング数＝２、横方向のビニング数＝１として説明する。
撮影準備が完了すると、撮影実施者は、曝射スイッチ５６の第１スイッチを押下し、続いて第２スイッチを押下する。曝射スイッチ５６は、第１スイッチが押下されると、操作卓５７を介して放射線発生装置５５に起動信号を送信する。放射線発生装置５５は、起動信号を受信すると、放射線源５２のＸ線管球の陽極の回転を開始させる等して、放射線源５２をスタンバイ状態とさせる。また、中継器５４を介して放射線画像撮影装置１に第１スイッチの押下通知信号を送信する。
放射線画像撮影装置１の制御手段２２は、通信部３９により第１スイッチの押下通知信号を受信すると、走査駆動手段１５のゲートドライバー１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧を順次印加させ、放射線検出素子７内に残存する電荷を信号線６に放出させる等して放射線検出素子７内から除去する放射線検出素子７のリセット処理を行う。
また、曝射スイッチ５６は、第２スイッチが押下されると、操作卓５７を介して放射線発生装置５５に放射線照射開始信号を送信する。
放射線発生装置５５は、曝射スイッチ５６からこの放射線照射開始信号を受信すると、中継器５４を介して放射線画像撮影装置１に第２スイッチの押下通知信号を送信する。放射線画像撮影装置１は、第２スイッチの押下通知信号が受信され、リセットが完了する等の準備が整うと、中継器５４を介して放射線発生装置５５にインターロック解除信号を送信して後述するＤＥＳ画像取得シーケンスを実行する。放射線発生装置５５は、放射線画像撮影装置１から中継器５４を介して送信されてきたインターロック解除信号を受信すると、設定された放射線照射条件に基づいて放射線源５２のＸ線管球から放射線を照射させる。具体的には、予め設定された第１の管電圧で放射線を照射し、所定の放射線照射間隔を空けた後、予め設定された第２の管電圧で放射線を照射する。
なお、放射線画像撮影装置１における蓄積期間に放射線源５２による放射線照射が行われるように、放射線源５２において放射線が照射されている期間（放射線照射期間と呼ぶ）と放射線画像撮影装置１における蓄積期間との間では同期がとられている。
図９は、ＤＥＳモードにおいて、第２スイッチの押下に応じて放射線画像撮影装置１及びコンソール５８により実行されるＤＥＳ画像取得シーケンスの流れを示すフローチャートである。ＤＥＳ画像取得シーケンスの放射線画像撮影装置１側の処理は、制御手段２２により実行される。コンソール５８側の処理は、制御部５８ｂにより実行される。以下、ＤＥＳ画像取得シーケンスについて説明する。
まず、制御手段２２は、画像取得条件に従って、縦方向のビニング数２、横方向のビニング数１で第１の管電圧画像の取得を行う（ステップＳ１１）。
ステップＳ１１において、制御手段２２は、まず走査駆動手段１５により全ての走査線５にオフ電圧を印加することによって放射線検出素子７内に電荷を蓄積させる電荷蓄積モードに遷移する。所定の蓄積時間が経過すると、制御手段２２は、走査駆動手段１５のゲートドライバー１５ｂによりラインＬ１からＬｘ方向に向かって隣り合う２ラインずつ同時にオン電圧を印加することによって、２ライン分の放射線検出素子７に同時に電荷を放出させ、放出された電荷を読み出し回路１７により画像データに変換させる読み出しモードに遷移する。これにより、縦方向がビニング数２でビニングされた第１の管電圧画像を取得することができる。取得された第１の管電圧画像は、管電圧に対応付けて記憶手段４０に記憶される。
次いで、制御手段２２は、画像取得条件に従って、縦方向のビニング数２、横方向のビニング数１で第２の管電圧画像の取得を行う（ステップＳ１２）。
ステップＳ１２における処理は、ステップＳ１１と同様であるので説明を援用する。
このように、縦方向のビニング数２、横方向のビニング数１でＤＥＳで用いる第１の管電圧画像及び第２の管電圧画像の取得を行うことで、電荷読み出し時間（読み出しモード時間）を短縮することができ、高速な画像読み出し（高フレームレートでの画像取得）が可能となる。また、第１の管電圧画像の読み出しを高速に行うことで、第１の管電圧画像と第２の管電圧画像の撮影間隔（放射線照射間隔）を短くすることができ、体動を抑えることが可能となる。また、画像取得時に横方向はビニングを行わないため、横方向の解像度を低下させることなく、高フレームレートでの画像取得が可能となる。
次いで、制御手段２２は、リセット処理を行う（ステップＳ１３）。
次いで、制御手段２２は、縦方向のビニング数２、横方向のビニング数１で第１の管電圧画像に対応する暗画像（第１の暗画像）の取得を行う（ステップＳ１４）。
すなわち、制御手段２２は、放射線画像撮影装置１に放射線を照射しない状態で走査駆動手段１５により全ての走査線５にオフ電圧を印加することによって放射線検出素子７内に電荷を蓄積させる電荷蓄積モードに遷移する。所定の蓄積時間が経過すると、制御手段２２は、走査駆動手段１５のゲートドライバー１５ｂにより走査線５のラインＬ１からＬｘ方向に向かって隣り合う２ラインずつ同時にオン電圧を印加することによって、２ライン分の放射線検出素子７に同時に電荷を放出させ、放出された電荷を読み出し回路１７により画像データに変換させ、第１の暗画像を取得する。
暗画像の取得においても、縦方向のビニング数２、横方向のビニング数１で画像の取得を行うことで、電荷読み出し時間（読み出しモード時間）を短縮することができ、高速な画像読み出しが可能となる。
次いで、制御手段２２は、縦方向のビニング数２、横方向のビニング数１で第２の管電圧画像に対応する暗画像（第２の暗画像）の取得を行う（ステップＳ１５）。
ステップＳ１５における処理は、ステップＳ１４と同様であるので説明を援用する。
なお、第１の管電圧画像（第１の暗画像）と第２の管電圧画像（第２の暗画像）の取得順は、上述したものに限定されず、第１の管電圧画像（第１の暗画像）の取得前に第２の管電圧画像（第２の暗画像）の取得を行ってもよい。
次いで、制御手段２２は、ステップＳ１１で取得した第１の管電圧画像に、ステップＳ１４で取得した第１の暗画像を用いたオフセット補正処理や、ゲイン補正処理、欠陥画素補正処理、ラグ（残像）補正処理等の補正処理を施すとともに、ステップＳ１２で取得した第２の管電圧画像に、ステップＳ１５で取得した第２の暗画像を用いたオフセット補正処理や、ゲイン補正処理、欠陥画素補正処理、ラグ（残像）補正処理等の補正処理を施す（ステップＳ１６）。そして、補正済みの第１の管電圧画像及び第２の管電圧画像の画像データを通信部３９によりコンソール５８に送信する（ステップＳ１７）。
コンソール５８において、通信部５８ｃにより放射線画像撮影装置１から第１の管電圧画像及び第２の管電圧画像の画像データを受信すると、制御部５８ｂは、第２の管電圧画像に拡大補間処理を行い、縦方向のビニング数１、横方向のビニング数１とする（ステップＳ１８）。
受信した第２の管電圧画像の縦方向のビニング数×横方向のビニング数は２×１であるため、ステップＳ１８においては、縦方向に拡大補間処理を行い、縦方向のビニング数×横方向のビニング数が１×１の第２の管電圧画像を生成する。ここで、第２の管電圧画像は、診断用画像としても使用されるため、縦方向のビニング数×横方向のビニング数を１×１に拡大補間して、縦方向の画素サイズを横方向の画素サイズに合わせ、ビニングを実施しない場合と同じ解像度の第２の管電圧画像を生成する。
次いで、制御部５８ｂは、第１の管電圧画像にデジタルビニング処理を行い、縦方向のビニング数２、横方向のビニング数２とする（ステップＳ１９）。
受信した第１の管電圧画像の縦方向のビニング数×横方向のビニング数は２×１であるため、ステップＳ１９においては、横方向の隣り合う２画素を加算又は平均することで、横方向の画素サイズを縦方向の画素サイズに合わせ、縦方向のビニング数×横方向のビニング数が２×２の第１の管電圧画像を生成する。ここで、第１の管電圧画像は低管電圧で撮影された画像であるため粒状性が悪いが、デジタルビニングを行うことで、ノイズを低減することができる。
ここで、本実施形態のように、放射線画像撮影装置１からコンソール５８に画像データを転送してから拡大補間処理を行うことで、放射線画像撮影装置１において拡大補間処理を行うよりも放射線画像撮影装置１からコンソール５８へのデータ転送量を削減することができるため好ましいが、放射線画像撮影装置１で制御手段２２が拡大補間処理を行った後、通信部３９により放射線画像撮影装置１からコンソール５８に画像データを転送することとしてもよい。同様に、放射線画像撮影装置１で制御手段２２がビニング処理を行った後、通信部３９により放射線画像撮影装置１からコンソール５８に画像データを転送することとしてもよい。
なお、縦方向のビニング数×横方向のビニング数が２×２の第１の管電圧画像と、縦方向のビニング数×横方向のビニング数が１×１の第２の管電圧画像を得るためには、放射線画像撮影装置１において２ライン分を同時に読み出すことにより第１の管電圧画像を取得し、１ラインずつ読み出すことにより第２の管電圧画像を取得することも考えられる。しかし、この場合、画像安定化のため、第１の管電圧画像の読み出し後にリセットを行ってから第２の管電圧画像の蓄積に移行する必要があるため、第１の管電圧画像の撮影と第２の管電圧画像の撮影を高速に切り替えることが困難となり、体動を抑制することができない。また、放射線画像撮影装置１において、第１の管電圧画像の撮影と第２の管電圧画像の撮影で同時に読み出すライン数を２：１に変更すると、放射線入射フォトン数が２：１となるので２つの撮影間で増幅回路１８のチャージアンプの感度変更が必要となる。しかし、短時間でチャージアンプの感度変更を行うとアーチファクトの原因となる可能性がある。
これに対し、本実施形態では、第１の管電圧画像の撮影と第２の管電圧画像の撮影で同時に読み出すライン数が同じであるため、第１の管電圧画像の撮影と第２の管電圧画像の撮影を高速に切り替えることができ、体動を抑制することができる。また、アーチファクトの発生も抑えることができる。
次いで、制御部５８ｂは、第１の管電圧画像と第２の管電圧画像から差分画像を生成する（ステップＳ２０）。
差分画像は、第１の管電圧画像と第２の管電圧画像のそれぞれを対数変換した後、両画像の互いに対応する画素の信号値に重み係数を乗算して差分をとることにより生成することができる。ここで、第１の管電圧画像と第２の管電圧画像ではビニング数が異なるため、いずれか一方の画像のビニング数を他方の画像のビニング数に変換してから差分画像を生成する。
なお、差分画像、ビニング数が縦２×横２の第１の管電圧画像、及びビニング数が縦１×横１の第１の管電圧画像は、以下の（１）〜（４）の流れにより取得してもよい。
（１）放射線画像撮影装置１から受信した第１の管電圧画像と第２の管電圧画像のそれぞれに対数変換を行った後、両画像の互いに対応する画素の信号値に重み係数を乗算して差分をとることによりビニング数が縦２×横１の差分画像を生成する。
（２）差分画像の縦方向に拡大補間処理を施すか又は横方向にデジタルビニング処理を施して、差分画像のビニング数を縦１×横１又は縦２×横２にする。
（３）第２の管電圧画像の縦方向に拡大補間処理を施してビニング数を縦１×横１にする。または、第２の管電圧画像の横方向にデジタルビニング処理を施してビニング数を縦２×横２にしてもよい。
（４）第１の管電圧画像の横方向にデジタルビニング処理を施してビニング数を縦２×横２にする。または、第１の管電圧画像の縦方向に拡大補間処理を施してビニング数を縦１×横１にしてもよい。
次いで、制御部５８ｂは、差分画像、第１の管電圧画像、第２の管電圧画像に対して、例えば階調処理、周波数強調処理等の画像処理を施す（ステップＳ２１）。
そして、処理済みの差分画像、第１の管電圧画像、第２の管電圧画像を患者情報や撮影条件等に対応付けて記憶部５９に記憶させ（ステップＳ２２）、ＤＥＳ画像取得シーケンスを終了する。
このように、上述のＤＥＳ画像取得シーケンスにおいては、縦方向のビニング数２、横方向のビニング数１で第１の管電圧画像及び第２の管電圧画像の読み出しを行うことで、高速な読み出しが可能となる。また、２ライン同時に読み出すことで、横引きノイズの影響を低減することができる。また、第１の管電圧画像と第２の管電圧画像の撮影において、放射線画像撮影装置１で同時に読み出すライン数が同じであるので、第１の管電圧画像と第２の管電圧画像の撮影間の切り替えを高速に行うことが可能となり、被写体の体動やアーチファクトの発生を抑えることができる。
また、低管電圧で撮影された第１の管電圧画像に対し、デジタルビニングを行って縦方向のビニング数×横方向のビニング数を２×２とすることで、ノイズを低減することができる。また、高管電圧で撮影され、診断用画像としても使用される第２の管電圧画像に対しては、拡大補間を行うことで、ビニングを実施しない場合と同じ解像度の画像を取得することができる。
すなわち、本実施形態によれば、ＤＥＳモードにおいて、放射線画像撮影装置１における高速な画像の読み出し及び高精細な画像の取得を両立することが可能となる。
＜第３の実施形態＞
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態では、本発明をトモシンセシス撮影に適用した例について説明する。
図１０は、第３の実施形態に係る放射線画像撮影システム１００の全体構成を示す図である。放射線画像撮影システム１００は、被写体Ｈ（人体の部位）をトモシンセシス撮影することにより得られた投影画像を用いて被写体Ｈの断層画像を生成するシステムである。図１０において、第１の実施形態で説明した構成には同じ符号が付されている。
なお、以下の説明において、被写体台５１ｂの長手方向（被写体台５１ｂに配置された被写体Ｈの体軸方向）をｙ軸方向、撮影面（放射線が照射される面）においてｙ軸方向と直交する方向をｘ軸方向、放射線照射方向（被写体Ｈの厚さ方向）をｚ軸方向として説明する。
放射線画像撮影システム１００は、撮影室１０１ａや前室１０１ｂの内外に設けられるようになっている。撮影室１０１ａ内には、放射線画像撮影装置１を装填可能なブッキー装置５１と、被写体に照射する放射線を発生させるＸ線管球（図示省略）を備えた放射線源５２やそれをコントロールする放射線発生装置５５等が設けられている。また、撮影室１０１ａ内には、放射線画像撮影装置１とコンソール５８との間の無線通信を中継するためのアクセスポイントＡＰ等も設けられている。
また、前室１０１ｂには、放射線発生装置５５の操作卓５７や曝射スイッチ５６等が設けられている。また、図１では、中継器５４やコンソール５８等が前室１０１ｂの外に設けられている場合が示されているが、それらを前室１０１ｂ内等に設けることも可能である。
本実施形態において、ブッキー装置５１には、カセッテ保持部５１ａ、被写体台５１ｂ等を備えて構成されている。なお、図１においては、一例として、臥位で被写体Ｈを撮影するためのブッキー装置５１を側面から見た図を示している。
カセッテ保持部５１ａは、放射線画像撮影装置１を保持する。
被写体台５１ｂは、放射線源５２の放射線照射方向に設けられた被写体Ｈを支持する台であり、アクリル板等の樹脂性の板や、カーボン板等の無機材料からなる板、或いは金属板等で構成されている。
ここで、放射線画像撮影装置１は、その信号線６の方向（縦方向）が放射線源５２の移動方向と一致して配置されるように構成されている。例えば、放射線画像撮影装置１とコンソール５８を有線接続する場合、放射線画像撮影装置１の方向が誤って装填されている場合はＬＡＮアダプターが接続できないようにコネクター３９ｂが配置されている構成としてもよいし、コンソール５８の表示部５８ａに放射線画像撮影装置１の装填するときの方向やその確認を促す表示を行い、ユーザーが放射線画像撮影装置１の方向を確認して入力部６０によりＯＫを入力した場合に曝射が可能となる構成としてもよいし、放射線画像撮影装置１に加速度センサーや地磁気センサー等を備え、誤った方向に装填された場合に警告音を出力する等の構成としてもよい。
また、放射線源５２には、放射線源５２を被写体台５１ｂにおける被写体Ｈの体軸方向に沿って（ｙ軸方向に）移動させるとともに、移動させた位置で放射線源５２から照射する放射線が放射線画像撮影装置１に照射されるように放射線源５２の照射角度をその位置によって傾ける放射線源移動機構６４等が接続されている。また、放射線源５２の放射線照射方向には、放射線源５２から照射された放射線の照射領域を制限するコリメーター７５が設けられている。
また、本実施形態では、放射線源５２として、被写体Ｈや放射線画像撮影装置１に向けて放射線を円錐状に照射する放射線源、すなわち、いわゆるコーンビームを照射する放射線源が用いられている。
放射線発生装置５５は、曝射スイッチ５６の第２スイッチが押下され、放射線画像撮影装置１からインターロック解除信号が受信されると、放射線源５２に放射線を照射させるとともに、放射線源移動機構６４により放射線源５２を被写体台５１ｂに沿って（即ち、ｙ軸方向に）移動させることにより、放射線源５２と放射線画像撮影装置１との相対位置関係を変更する。これにより、放射線源５２が予め定められたスタート位置から終了位置に移動する間に、所定回数（複数回）の撮影を行い、撮影ごとに放射線画像撮影装置１で投影画像を取得するように構成されている。このとき、放射線源５２の光軸が放射線画像撮影装置１の検出部Ｐの中央に照射されるように構成されている。
その際、例えば、放射線源５２から放射線を所定回数照射（パルス照射）して、放射線が照射されるごとに放射線画像撮影装置１で投影画像を取得する。或いは、放射線源５２から放射線を途切れることなく連続的に照射し、その間に放射線画像撮影装置１が所定回数の投影画像の取得処理を行うように構成することとしてもよい。
なお、本実施形態では、放射線画像撮影装置１を固定とし、放射線源５２を移動させて放射線画像撮影装置１と放射線源５２の位置関係を変化させることとしているが、放射線源５２を固定とし、放射線画像撮影装置１を移動させることにより放射線画像撮影装置１と放射線源５２の位置関係を変化させることとしてもよい。或いは、放射線源５２と放射線画像撮影装置１の双方を移動させて放射線画像撮影装置１と放射線源５２の位置関係を変化させることとしてもよい。
中継器５４は、ネットワークＮ１を介して放射線画像撮影装置１、放射線発生装置５５、コンソール５８等と接続されている。中継器５４には、コンソール５８等から放射線発生装置５５に送信するＬＡＮ（Local Area Network）通信用の信号等を放射線発生装置５５用の信号等に変換したり、また、その逆の変換も行う図示しない変換器が内蔵されている。
次に、放射線画像撮影システム１００の動作について説明する。本実施形態では、一例として、パルス照射により投影画像の撮影を行う場合を例にとり説明する。
まず、撮影実施者は、撮影準備を行う。例えば、コンソール５８において入力部６０を介して、患者情報、撮影条件（例えば、撮影部位、撮影方向、各投影画像取得時の放射線源５２の位置等）、画像の再構成条件（例えば、スライス高さ、スライス間隔等）等の選択を行う。また、撮影実施者は、被写体、放射線源５２、放射線画像撮影装置１のポジショニングを行う。
コンソール５８において、入力部６０により撮影条件等が選択されると、制御部５８ｂは、通信部５８ｃにより選択された撮影条件での撮影開始指示を放射線発生装置５５及び放射線画像撮影装置１に送信する。放射線発生装置５５は、撮影条件を受信すると、撮影条件に応じた放射線照射条件を設定する。放射線画像撮影装置１の制御手段２２は、撮影条件を受信すると、撮影条件に応じた画像取得条件を記憶手段４０から読み出して設定する。
なお、撮影条件に応じた放射線照射条件及び画像取得条件を記憶部５９に記憶しておくこととし、コンソール５８において撮影条件に応じた放射線照射条件及び画像取得条件を記憶部５９から読み出して放射線発生装置５５や放射線画像撮影装置１に送信して設定することとしてもよい。
ここで、放射線照射条件には、パルスレート、パルス幅、パルス間隔、管電圧、管電流、放射線照射位置、画像数等が含まれる。
また、画像取得条件には、フレームレート、蓄積時間、電荷読み出し時間、ビニング数、フレーム数等が含まれる。本実施形態では、縦方向のビニング数＞横方向のビニング数である。例えば、縦方向のビニング数＝２、横方向のビニング数＝１である。以下の説明では、縦方向のビニング数＝２、横方向のビニング数＝１として説明する。
撮影準備が完了すると、撮影実施者は、曝射スイッチ５６の第１スイッチを押下し、続いて第２スイッチを押下する。曝射スイッチ５６は、第１スイッチが押下されると、操作卓５７を介して放射線発生装置５５に起動信号を送信する。放射線発生装置５５は、起動信号を受信すると、放射線源５２のＸ線管球の陽極の回転を開始させる等して、放射線源５２をスタンバイ状態とさせる。また、中継器５４を介して放射線画像撮影装置１に第１スイッチの押下通知信号を送信する。
放射線画像撮影装置１の制御手段２２は、通信部３９により第１スイッチの押下通知信号を受信すると、走査駆動手段１５のゲートドライバー１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧を順次印加させ、放射線検出素子７内に残存する電荷を信号線６に放出させる等して放射線検出素子７内から除去する放射線検出素子７のリセット処理を行う。
また、曝射スイッチ５６は、第２スイッチが押下されると、操作卓５７を介して放射線発生装置５５に放射線照射開始信号を送信する。
放射線発生装置５５は、曝射スイッチ５６からこの放射線照射開始信号を受信すると、中継器５４を介して放射線画像撮影装置１に第２スイッチの押下通知信号を送信する。放射線画像撮影装置１は、第２スイッチの押下通知信号が受信され、リセットが完了する等の準備が整うと、中継器５４を介して放射線発生装置５５にインターロック解除信号を送信して後述する断層画像取得シーケンスを実行する。放射線発生装置５５は、放射線画像撮影装置１から中継器５４を介して送信されてきたインターロック解除信号を受信すると、放射線照射条件に基づいて、放射線源移動機構６４により放射線源５２を被写体台５１ｂに沿って（即ち、ｙ軸方向に）移動させながら放射線源５２のＸ線管球から放射線を照射させる。
図１１は、第２スイッチの押下に応じて放射線画像撮影装置１及びコンソール５８により実行される断層画像取得シーケンスの流れを示すフローチャートである。断層画像取得シーケンスの放射線画像撮影装置１側の処理は、制御手段２２により実行される。コンソール５８側の処理は、制御部５８ｂにより実行される。以下、断層画像取得シーケンスについて説明する。
まず、制御手段２２は、縦方向のビニング数２、横方向のビニング数１で投影画像の取得を行う（ステップＳ３１）。
ステップＳ３１において、制御手段２２は、走査駆動手段１５により全ての走査線５にオフ電圧を印加することによって放射線検出素子７内に電荷を蓄積させる電荷蓄積モードに遷移する。所定の蓄積時間が経過すると、制御手段２２は、走査駆動手段１５のゲートドライバー１５ｂによりラインＬ１からＬｘ方向に向かって隣り合う２ラインずつ同時にオン電圧を印加することによって、２ライン分の放射線検出素子７に同時に電荷を放出させ、放出された電荷を読み出し回路１７により画像データに変換させる読み出しモードに遷移する。これにより、縦方向がビニング数２でビニングされた投影画像を取得することができる。制御手段２２は、設定された画像取得条件に基づいて、電荷蓄積モードと読み出しモードを所定数繰り返す。これにより所定数の投影画像の画像データを取得することができる。取得された投影画像は、撮影順に対応付けて記憶手段４０に記憶される。
ここで、トモシンセシスの場合、放射線源５２（及び／又は放射線画像撮影装置１）の移動中に放射線照射を行うため、放射線源５２の移動方向、すなわち投影画像の縦方向にボケが生じる。また、後段の画像再構成処理時のフィルターの影響によっても、縦方向にボケが生じる。そのため、縦方向を高精細に取得するメリットは少ない。そこで、上述のように、縦方向のビニング数２、横方向のビニング数１で投影画像の取得を行うことで、画像に影響を与えることなく電荷読み出し時間（読み出しモード時間）を短縮することができ、高速な画像読み出し（高フレームレートでの画像取得）が可能となる。また、横方向はビニングを行わないため、横方向の解像度を低下させることなく、高フレームレートでの画像取得が可能となる。
電荷蓄積モードと読み出しモードを所定回数繰り返して一連の投影画像の取得が終了すると、制御手段２２は、リセット処理を行う（ステップＳ３２）。
次いで、制御手段２２は、縦方向のビニング数２、横方向のビニング数１で暗画像の取得を行う（ステップＳ３３）。すなわち、制御手段２２は、放射線画像撮影装置１に放射線を照射しない状態で走査駆動手段１５により全ての走査線５にオフ電圧を印加することによって放射線検出素子７内に電荷を蓄積させる電荷蓄積モードに遷移する。所定の蓄積時間が経過すると、制御手段２２は、走査駆動手段１５のゲートドライバー１５ｂにより走査線５のラインＬ１からＬｘ方向に向かって隣り合う２ラインずつ同時にオン電圧を印加することによって、２ライン分の放射線検出素子７に同時に電荷を放出させ、放出された電荷を読み出し回路１７により画像データに変換させ、暗画像を取得する。
暗画像は１枚だけ取得してもよいし、複数枚取得して平均してもよい。暗画像の取得においても、縦方向のビニング数２、横方向のビニング数１で動画像の取得を行うことで、電荷読み出し時間（読み出しモード時間）を短縮することができ、高速な画像読み出し（高フレームレートでの画像取得）が可能となる。
次いで、制御手段２２は、ステップＳ３１で取得した各投影画像に、ステップＳ３３で取得した暗画像を用いたオフセット補正処理、ゲイン補正処理、欠陥画素補正処理、ラグ（残像）補正処理等の補正処理を施し（ステップＳ３４）、補正済みの投影画像を通信部３９によりコンソール５８に送信する（ステップＳ３５）。
コンソール５８において、通信部５８ｃにより放射線画像撮影装置１から各投影画像の画像データを受信すると、制御部５８ｂは、各投影画像の縦方向（放射線画像撮影装置１において信号線６の延在方向に並んでいた画素の方向）に拡大補間処理を行う（ステップＳ３６）。
ステップＳ３６においては、縦方向のビニング数×横方向のビニング数が２×１の投影画像を１×１に拡大補間して縦方向の画素サイズを横方向の画素サイズに合わせる。これにより、ビニングを実施しない場合と同じ解像度の投影画像を生成することができる。
次いで、制御部５８ｂは、一連の投影画像を用いて再構成画像を生成する（ステップｓ３７）。
ステップＳ３７においては、例えば、フェルドカンプ（Feldkamp）法を用いて、一連の投影画像から再構成画像（断層画像）を生成する。フェルドカンプ法では、投影画像における放射線源５２の移動方向（信号線６の延在方向）に、例えば、図１２に示すCheslerフィルター等の、ノイズ低減のため高周波域をぼかすフィルターをかけてからバックプロジェクションを行うことで、再構成画像を生成する。
再構成画像は、図１０に一点鎖線で示す、被写体Ｈの複数の断面の複数の二次元断層画像である。
なお、一連の投影画像を用いて再構成画像を生成してから、再構成画像に対して拡大補間処理を行うこととしてもよい。
次いで、制御部５８ｂは、再構成画像に対して、例えば階調処理、周波数強調処理等の画像処理を施す（ステップＳ３８）。
そして、処理済みの再構成画像を患者情報、撮影条件、再構成条件等に対応付けて記憶部５９に記憶させ（ステップＳ３９）、断層画像取得シーケンスを終了する。
トモシンセシスの場合、放射線源５２（及び／又は放射線画像撮影装置１）の移動中に放射線照射を行うため、投影画像においては、放射線源５２の移動方向（すなわち、信号線６の延在方向）である縦方向にボケが生じる。また、画像再構成時のフィルターの影響によっても、縦方向にボケが生じる。そのため、縦方向を高精細に取得するメリットは少ない。そこで、断層画像取得シーケンスにおいては、縦方向のビニング数２、横方向のビニング数１で投影画像の読み出しを行うことで、再構成画像に影響を与えることなく、電荷読み出し時間（読み出しモード時間）を短縮することができ、高速な画像読み出し（高フレームレートでの画像取得）が可能となる。また、横方向はビニングを行わないため、横方向の解像度を低下させることなく、高フレームレートでの画像取得が可能となる。さらに、縦方向の画素については拡大補間を行うことにより、縦方向についてもビニングを実施しない場合と同じ解像度の投影画像を取得することができる。
また、走査駆動手段１５のゲートドライバー１５ｂにより走査線５のラインにオン電圧を印加して放射線検出素子７から電荷を読み出す際に、横引きノイズ（ラインノイズ）が発生する場合があるが、このノイズは読み出し毎に発生するため、２ラインを同時に読み出すことにより、読み出す信号が２倍になるのに対しノイズは１回の読み出し分となるため、ＳＮ比を大きくすることができ、横引きノイズの影響を低減することができる。
すなわち、本実施形態によれば、トモシンセシス撮影において、放射線画像撮影装置１における高速な画像の読み出し及び高精細な画像の取得を両立することが可能となる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態における記述内容は本発明の好適な一例であり、これに限定されるものではない。
例えば、上記実施形態においては、放射線画像撮影装置１において、縦方向のビニング数を２、横方向のビニング数を１として電荷読み出しを行うこととして説明したが、このビニング数は一例であり、これに限定されるものではない。
その他、放射線画像撮影システムを構成する各装置の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
１ 放射線画像撮影装置
５ 走査線
６ 信号線
７ 放射線検出素子
８ ＴＦＴ（スイッチ手段）
１５ 走査駆動手段
１５ａ 電源回路
１５ｂ ゲートドライバー
１７ 読み出し回路
２２ 制御手段
３９ 通信部
５０ 放射線画像撮影システム
５５ 放射線発生装置
５５ａ 通信部
５７ 操作卓
５８ コンソール
５８ｂ 制御部
５８ｃ 通信部
５９ 記憶部
６０ 入力部
ｒ 領域
Ｐ 検出部

Claims (10)

  1. 互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、
    二次元状に配列され、行方向に前記走査線が、列方向に前記信号線が接続された複数の放射線検出素子と、
    前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線にオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、前記放射線検出素子内で発生した電荷を前記放射線検出素子内に蓄積させ、接続された前記走査線にオン電圧が印加されるとオン状態となり、前記放射線検出素子から前記信号線に前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
    前記走査線に印加する電圧を前記オン電圧と前記オフ電圧との間で切り替える走査駆動手段と、
    前記放射線検出素子から放出された電荷を読み出すことで画像の取得を行う読み出し回路と、
    を備える放射線画像撮影装置であって、
    前記走査駆動手段によって隣り合う複数の走査線に同時にオン電圧を印加させることにより、前記信号線の延在方向のビニング数が前記走査線の延在方向のビニング数より大きい画像を取得するように制御する制御手段と、
    前記取得した画像の前記信号線の延在方向に拡大補間処理を施して、前記信号線の延在方向の画素サイズを前記走査線の延在方向の画素サイズに合わせた画像を生成する拡大補間手段と、
    を備える放射線画像撮影装置。
  2. 前記取得した画像の前記走査線の延在方向にデジタルビニング処理を施して、前記走査線の延在方向の画素サイズを前記信号線の延在方向の画素サイズに合わせた画像を生成するデジタルビニング手段をさらに備える請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
  3. 前記制御手段は、第１の管電圧で照射された放射線を前記放射線検出素子に蓄積して読み出すことにより第１の管電圧画像を取得し、その前又は後に前記第１の管電圧より高電圧の第２の管電圧で照射された放射線を前記放射線検出素子に蓄積して読み出すことにより第２の管電圧画像を取得する場合に、さらに、前記第１の管電圧画像の取得時と前記第２の管電圧画像の取得時とで同時にオン電圧を印加する走査線の数が同じになるように前記走査駆動手段を制御する請求項１又は２に記載の放射線画像撮影装置。
  4. 前記制御手段は、第１の管電圧で照射された放射線を前記放射線検出素子に蓄積して読み出すことにより第１の管電圧画像を取得し、その前又は後に前記第１の管電圧より高電圧の第２の管電圧で照射された放射線を前記放射線検出素子に蓄積して読み出すことにより第２の管電圧画像を取得する場合に、さらに、前記第１の管電圧画像の取得時と前記第２の管電圧画像の取得時とで同時にオン電圧を印加する走査線の数が同じになるように前記走査駆動手段を制御し、
    前記拡大補間手段は、前記第２の管電圧画像の前記信号線の延在方向に拡大補間処理を施して、前記信号線の延在方向の画素サイズを前記走査線の延在方向の画素サイズに合わせ、
    前記デジタルビニング手段は、前記第１の管電圧画像の前記走査線の延在方向にデジタルビニング処理を施して、前記走査線の延在方向の画素サイズを前記信号線の延在方向の画素サイズに合わせる請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
  5. 互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、
    二次元状に配列され、行方向に前記走査線が、列方向に前記信号線が接続された複数の放射線検出素子と、
    前記放射線検出素子ごとに配置され、接続された前記走査線にオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、前記放射線検出素子内で発生した電荷を前記放射線検出素子内に蓄積させ、接続された前記走査線にオン電圧が印加されるとオン状態となり、前記放射線検出素子から前記信号線に前記電荷を放出させるスイッチ手段と、
    前記走査線に印加する電圧を前記オン電圧と前記オフ電圧との間で切り替える走査駆動手段と、
    前記放射線検出素子から放出された電荷を読み出すことで画像の取得を行う読み出し回路と、
    を備える放射線画像撮影装置と、
    前記放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線源と、
    前記放射線画像撮影装置により取得された画像に画像処理を施すコンソールと、
    を備える放射線画像撮影システムであって、
    前記放射線画像撮影装置は、
    前記走査駆動手段によって隣り合う複数の走査線に同時にオン電圧を印加させることにより、前記信号線の延在方向のビニング数が前記走査線の延在方向のビニング数より大きい画像を取得するように制御する制御手段を備え、
    前記コンソールは、
    前記放射線画像撮影装置により取得された画像の前記信号線の延在方向に拡大補間処理を施して、前記信号線の延在方向の画素サイズを前記走査線の延在方向の画素サイズに合わせた画像を生成する拡大補間手段を備える放射線画像撮影システム。
  6. 前記コンソールは、前記取得した画像の前記走査線の延在方向にデジタルビニング処理を施して、前記走査線の延在方向の画素サイズを前記信号線の延在方向の画素サイズに合わせた画像を生成するデジタルビニング手段をさらに備える請求項５に記載の放射線画像撮影システム。
  7. 前記制御手段は、第１の管電圧で照射された放射線を前記放射線検出素子に蓄積して読み出すことにより第１の管電圧画像を取得し、その前又は後に前記第１の管電圧より高電圧の第２の管電圧で照射された放射線を前記放射線検出素子に蓄積して読み出すことにより第２の管電圧画像を取得する場合に、さらに、前記第１の管電圧画像の取得時と前記第２の管電圧画像の取得時とで同時にオン電圧を印加する走査線の数が同じになるように前記走査駆動手段を制御する請求項５又は６に記載の放射線画像撮影システム。
  8. 前記制御手段は、第１の管電圧で照射された放射線を前記放射線検出素子に蓄積して読み出すことにより第１の管電圧画像を取得し、その前又は後に前記第１の管電圧より高電圧の第２の管電圧で照射された放射線を前記放射線検出素子に蓄積して読み出すことにより第２の管電圧画像を取得する場合に、さらに、前記第１の管電圧画像の取得時と前記第２の管電圧画像の取得時とで同時にオン電圧を印加する走査線の数が同じになるように前記走査駆動手段を制御し、
    前記拡大補間手段は、前記第２の管電圧画像の前記信号線の延在方向に拡大補間処理を施して、前記信号線の延在方向の画素サイズを前記走査線の延在方向の画素サイズに合わせ、
    前記デジタルビニング手段は、前記第１の管電圧画像の前記走査線の延在方向にデジタルビニング処理を施して、前記走査線の延在方向の画素サイズを前記信号線の延在方向の画素サイズに合わせる請求項６に記載の放射線画像撮影システム。
  9. 前記放射線画像撮影システムは、
    前記放射線源及び／又は前記放射線画像撮影装置を所定の移動方向に移動させることにより、前記放射線源と前記放射線画像撮影装置の位置関係を変化させながら前記放射線源により放射線を照射して、前記放射線画像撮影装置により前記放射線源と前記放射線画像撮影装置との間に配置された被写体の投影画像を所定回数取得するように構成されており、
    前記放射線画像撮影装置は、前記信号線の延在方向が前記所定の移動方向と一致するように配置され、
    前記コンソールは、
    前記拡大補間手段により前記信号線の延在方向に拡大補間処理が施された前記投影画像を再構成して前記被写体の再構成画像を生成する再構成画像生成手段を備える請求項５に記載の放射線画像撮影システム。
  10. 前記再構成画像生成手段は、前記投影画像における前記信号線の延在方向に高周波域をぼかすフィルター処理を施してから前記投影画像を逆投影することにより前記被写体の再構成画像を生成する請求項９に記載の放射線画像撮影システム。
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