JP2022087546A - 放射線撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明によれば、一般撮影装置で撮影可能で、かつ、被写体の動きによるアーチファクトが少ないエネルギーサブトラクション画像が提供できる。【解決手段】第１のスリットと、放射線のエネルギーを変化させる第２のスリットと、を有するスリットプレートを備えたスリット装置と、放射線源、スリットプレートおよび放射線撮像装置の相対位置を変位させる変位手段と、により１つの放射線発生部から発せられた放射線から互いに異なるエネルギーの放射線を同時に放射線撮像装置の互いに異なる領域に掃引して照射させ、得られたエネルギーが異なる２つの画像を用いてエネルギーサブトラクション処理を行う。【選択図】図４

Description

本発明は、放射線撮像システムに関する。

現在、Ｘ線による医療画像診断や非破壊検査に用いる撮影装置として、半導体材料によって形成された放射線撮像パネル（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｅｒ）を用いた放射線撮像装置が普及している。このような放射線撮像装置は、例えば医療画像診断においては、一般撮影のような静止画撮影や、透視撮影のような動画撮影のデジタル撮像装置として用いられている。

放射線撮像パネルを用いた撮影方法のひとつに、エネルギーサブトラクションがある。エネルギーサブトラクションでは、異なるエネルギーの画像を取得するため、管電圧の異なるＸ線を高速で複数回照射する方法がある。もしくは、特許文献１にあるように、放射線撮像パネルを２枚重ねて、１回のＸ線照射により、Ｘ線の入射面側とその裏面側に配置されている放射線撮像パネルからエネルギーの異なる画像を同時に２枚取り出すなどの方法がある。どちらも被写体の動きの影響を受けないように、高速で管電圧を切り替えるもしくは、同時に２枚の画像を撮影している。

特開２０１８－１５４５３号公報

しかしながら、これらの方法でエネルギーサブトラクションを行うには、高速で管電圧を切り替えるＸ線発生装置や、特許文献１のように放射線撮像パネルを２枚重ねた装置が必要となる。したがって一般撮影用のＸ線発生装置や、放射線撮像パネルがそのまま使用できず、高価な装置を新たに導入しなくてはならない。

本発明は、上記の課題を契機としてなされたものであり、異なるエネルギーを取得する際の時間差を最小限に小さくして動きによるアーチファクトを低減するとともに、一般撮影用の装置でエネルギーサブトラクション撮影が可能な装置を提供する。

上記の課題は、放射線に基づく画像を生成する放射線撮像装置と、第１のスリットと第２のスリットとを備えたスリットプレートと、前記第２のスリットに放射線のエネルギーを変化させるためのフィルタを備えるスリット装置と、前記放射線を発生させる１つの放射線源、前記スリットプレートおよび前記放射線撮像装置の相対位置を変位させることにより前記放射線源から発せられた放射線から互いに異なるエネルギーの放射線を同時に前記放射線撮像装置の互いに異なる領域に掃引して照射させるための変位手段と、前記第１のスリットを通過した放射線に基づいて得られた画像と、前記第２のスリットを通過した放射線に基づいて得られた画像と、に基づいてエネルギーサブトラクション処理を行う画像処理手段と、を有することを特徴とする放射線撮像システムによって解決される。

本発明によれば、一般撮影用の装置でエネルギーサブトラクション撮影可能で、かつ、動きによるアーチファクトが少ないエネルギーサブトラクション画像が提供できる。

本発明の第１実施形態の放射線撮像システムの構成例を示す図。 本発明の第１実施形態の放射線撮像システムの放射線撮像装置における放射線検出パネルの構成例を示す図。 画素の断面構造の一例を模式的に示す図。 本発明の第１実施形態のスリットを模式的に示す図。 本発明の第１実施形態の放射線撮像システムの動作を示すタイミングチャート。 本発明の第１実施形態の画像合成を模式的に示す図。 本発明の第１実施形態のスリットを模式的に示す図。 本発明の第１実施形態のスリットを模式的に示す図。 本発明の第１実施形態の放射線撮像システムを模式的に示す図。 本発明の第１実施形態の放射線撮像システムを模式的に示す図。

以下、添付図面を参照しながら本発明のその例示的な実施形態を通して説明する。

図１には、本発明の実施形態における放射線撮像システム２００の構成が示されている。放射線撮像システム２００は、放射線で形成される光学像を電気的に撮像し、電気的な放射線画像（即ち、放射線画像データ）を得るように構成されている。放射線は、典型的には、Ｘ線でありうるが、α線、β線、γ線などであってもよい。放射線撮像システム２００は、例えば、放射線撮像装置２１０、放射線発生部２３０、曝射制御部２２０、撮影台２０２およびコンピュータ２４０を備えうる。

放射線発生部２３０は、放射線源２６５とスリット装置２５０から構成され、曝射制御部２２０からの曝射指令（放射指令）に従って放射線の放射を開始し、さらにスリット装置２５０の変位を開始する。放射線発生部２３０から放射された放射線は、被写体２０１を通って放射線撮像装置２１０に照射される。放射線発生部２３０はまた、曝射制御部２２０からの停止指令に従って放射線の放射を停止する。

放射線撮像装置２１０は、放射線検出パネル２１２と、放射線検出パネル２１２を制御する制御部２１４とを含む。

制御部２１４は、放射線検出パネル２１２から得られる信号に基づいて、放射線発生部２３０からの放射線の放射を停止させるための停止信号を発生する。停止信号は、曝射制御部２２０に供給され、曝射制御部２２０は、停止信号に応答して、放射線発生部２３０に対して停止指令を送る。

制御部２１４は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）で構成される。また、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、プログラムが組み込まれた汎用コンピュータ、またはこれらの全部もしくは一部の組み合わせによって構成されていてもよい。

コンピュータ２４０は、放射線撮像装置２１０および曝射制御部２２０を制御したり、放射線撮像装置２１０から放射線画像データを受信し、それらに対する画像処理を実施したりする。一例において、曝射制御部２２０は、曝射スイッチを有し、ユーザによって曝射スイッチがオンされると、曝射指令を放射線発生部２３０に送るほか、放射線の放射の開始を示す開始通知をコンピュータ２４０に送る。該開始通知を受けたコンピュータ２４０は、該開始通知に応答して、放射線の放射の開始を放射線撮像装置２１０の制御部２１４に通知する。

図２には、放射線検出パネル２１２の構成例が示されている。放射線検出パネル２１２は、画素アレイ１１２を備えている。画素アレイ１１２は、放射線を検出する複数の画素ＰＩＸ、および、複数の列信号線Ｓｉｇ（Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ４）を有する。放射線検出パネル２１２はまた、画素アレイ１１２を駆動する駆動回路（行選択回路）１１４、および、画素アレイ１１２の複数の信号線Ｓｉｇに現れる信号を検出する読み出し回路１１３を備えている。

なお、図２では、記載の簡単化のために、画素アレイ１１２は、４行×４列の画素ＰＩＸで構成されているが、実際には、より多くの画素ＰＩＸが配列されうる。一例において、放射線検出パネル２１２は、１７インチの寸法を有し、約３０００行×約３０００列の画素ＰＩＸを有しうる。

各画素ＰＩＸは、放射線を検出する変換素子１０２と、変換素子１０２と信号線Ｓｉｇとを接続するスイッチ素子１０１とを含む。

変換素子１０２は、それに入射した放射線の量に対応する信号を信号線Ｓｉｇに出力する。変換素子１０２は、例えば、ガラス基板等の絶縁性基板上に配置されアモルファスシリコンを主材料とするＭＩＳ型フォトダイオードを含みうる。あるいは、変換素子１０２は、ＰＩＮ型フォトダイオードを含みうる。変換素子１０２は、放射線を蛍光体層で光に変換した後に、光を検出する間接型として構成される。間接型においては、蛍光体層が複数の画素ＰＩＸによって共有されうる。

スイッチ素子１０１は、例えば、制御端子（ゲート）と２つの主端子（ソース、ドレイン）とを有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのトランジスタで構成されうる。変換素子１０２は、２つの主電極を有し、変換素子１０２の一方の主電極は、スイッチ素子１０１の２つの主端子のうちの一方に接続され、変換素子１０２の他方の主電極は、共通のバイアス線Ｂｓを介してバイアス電源１０３に接続されている。バイアス電源１０３は、バイアス電圧Ｖｓを発生する。

第１行の画素ＰＩＸのスイッチ素子１０１の制御端子はゲート線Ｖｇ１に接続され、第２行の画素ＰＩＸのスイッチ素子１０１の制御端子はゲート線Ｖｇ２に接続されている。同様に、第３行の画素ＰＩＸのスイッチ素子１０１の制御端子がゲート線Ｖｇ３に接続され、第４行の画素ＰＩＸのスイッチ素子１０１の制御端子がゲート線Ｖｇ４に接続されている。ゲート線Ｖｇ１、Ｖｇ２、Ｖｇ３・・・には、駆動回路１１４によってゲート信号が供給される。

第１列の画素ＰＩＸは、スイッチ素子１０１の１つの主端子が第１列の列信号線Ｓｉｇ１に接続され、第２列の画素ＰＩＸは、スイッチ素子１０１の１つの主端子が第２列の列信号線Ｓｉｇ２に接続されている。同様に、第３列の画素ＰＩＸは、スイッチ素子１０１の１つの主端子が第３列の列信号線Ｓｉｇ３に接続され、第４列の画素ＰＩＸは、スイッチ素子１０１の１つの主端子が第４列の列信号線Ｓｉｇ４に接続されている。

読み出し回路１１３は、１つの信号線Ｓｉｇに１つの列増幅部ＣＡが対応するように複数の列増幅部ＣＡを有する。各列増幅部ＣＡは、例えば、積分増幅器１０５、可変増幅器１０４、サンプルホールド回路１０７、バッファ回路１０６を含みうる。積分増幅器１０５は、それに対応する信号線Ｓｉｇに現れた信号を増幅する。

積分増幅器１０５は、例えば、演算増幅器と、該演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に並列に接続された積分容量およびリセットスイッチとを含みうる。該演算増幅器の非反転入力端子には、基準電位Ｖｒｅｆが供給される。該リセットスイッチをオンさせることによって該積分容量がリセットされるとともに信号線Ｓｉｇの電位が基準電位Ｖｒｅｆにリセットされる。該リセットスイッチは、制御部２１４から供給されるリセットパルスＲＣによって制御されうる。

可変増幅器１０４は、積分増幅器１０５からの設定された増幅率で増幅する。サンプルホールド回路１０７は、可変増幅器１０４からの信号をサンプルホールドする。サンプルホールド回路１０７は、例えば、サンプリングスイッチとサンプリング容量とによって構成されうる。バッファ回路１０６は、サンプルホールド回路１０７からの信号をバッファリング（インピーダンス変換）して出力する。該サンプリングスイッチは、制御部２１４から供給されるサンプリングパルスによって制御されうる。

読み出し回路１１３はまた、複数の信号線Ｓｉｇのそれぞれに対応するように設けられた複数の列増幅部ＣＡからの信号を所定の順序で選択して出力するマルチプレクサ１０８を含む。マルチプレクサ１０８は、例えば、シフトレジスタを含み、該シフトレジスタは、制御部２１４から供給されるクロック信号に従ってシフト動作を行い、該シフトレジスタによって複数の列増幅部ＣＡからの１つの信号が選択される。

読み出し回路１１３はまた、マルチプレクサ１０８から出力される信号をバッファリング（インピーダンス変換）するバッファ１０９、および、バッファ１０９から出力される信号であるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器１１０を含みうる。ＡＤ変換器１１０の出力、即ち、放射線画像データは、コンピュータ２４０に供給される。

図３には、１つの画素ＰＩＸの断面構造の一例が模式的に示されている。以下、図３に示された例について説明する。

画素ＰＩＸは、ガラス基板等の絶縁性基板１０の上に形成される。絶縁性基板１０の上に、第１の導電層１１、第１の絶縁層１２、第１の半導体層１３、第１の不純物半導体層１４および第２の導電層１５を有する。第１の導電層１１は、スイッチ素子１０１を構成するトランジスタ（例えばＴＦＴ）のゲートを構成する。

第１の絶縁層１２は、第１の導電層１１を覆うように配置され、第１の半導体層１３は、第１の絶縁層１２を介して第１の導電層１１のうちゲートを構成する部分の上に配置されている。第１の不純物半導体層１４は、スイッチ素子１０１を構成するトランジスタの２つの主端子（ソース、ドレイン）を構成するように第１の半導体層１３の上に配置されている。

第２の導電層１５は、スイッチ素子１０１を構成するトランジスタの２つの主端子（ソース、ドレイン）にそれぞれ接続された配線パターンを構成している。第２の導電層１５の一部は、列信号線Ｓｉｇを構成し、他の一部は、変換素子１０２とスイッチ素子１０１とを接続するための配線パターンを構成している。

画素ＰＩＸは、更に、第１の絶縁層１２および第２の導電層１５を覆う層間絶縁膜１６を有し、層間絶縁膜１６には、第２の導電層１５（スイッチ素子１０１）と接続するためのコンタクトプラグ１７が設けられている。更に層間絶縁膜１６の上には、変換素子１０２が配置される。

図３に示された例では、変換素子１０２は、放射線を光に変換するシンチレータ層２５を含む間接型として構成されている。変換素子１０２は、層間絶縁膜１６の上に積層された第３の導電層１８、第２の絶縁層１９、第２の半導体層２０、第２の不純物半導体層２１、第４の導電層２２、保護層２３、接着層２４およびシンチレータ層２５を有する。

第３の導電層１８、第４の導電層２２は、それぞれ、変換素子１０２の下部電極、上部電極を構成する。第４の導電層２２は、例えば、透明材料で構成される。第３の導電層１８、第２の絶縁層１９、第２の半導体層２０、第２の不純物半導体層２１、第４の導電層２２は、ＭＩＳ型センサを構成している。第２の不純物半導体層２１は、例えば、ｎ型の不純物半導体層で形成される。シンチレータ層２５は、例えば、ガドリニウム系の材料、または、ＣｓＩ（ヨウ化セシウム）の材料で構成されうる。

変換素子１０２は、入射した放射線を直接に電気信号（電荷）に変換する直接型の変換素子として構成されてもよい。直接型としては、例えば、アモルファスセレン、ガリウム砒素、ガリウムリン、ヨウ化鉛、ヨウ化水銀、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ等を主材料とする変換素子を挙げることができる。変換素子Ｃは、ＭＩＳ型に限定されず、例えば、ｐｎ型やＰＩＮ型のフォトダイオードでもよい。

以下、図４（ａ）を参照しながら放射線発生部２３０の放射線源２６５およびスリット装置２５０について説明をする。

スリット装置２５０は、Ｘ線をスリット状に絞るため、鉛やタングステン等で作られたスリットプレート２５１、低エネルギー照射用の第１のスリット２５２、高エネルギー照射用の第２のスリット２５３を有する。更にスリット装置２５０は、Ｘ線のエネルギーを変化させる、より具体的にはＸ線の低エネルギー成分を吸収するＣｕやＳｎで作られたフィルタ２５４、Ｘ線を照射するための照射窓２５５を有する。

スリット装置２５０には、モータ部２５６およびボールネジ２５７（モータ部２５６およびボールネジ２５７を合わせて変位手段２６６とする）、を有することによりスリットプレート２５１を駆動する。また、スリット装置２５０は、スリットプレートを収納するケース２５８、放射線源２６５に一体として接続するための取り付け金具Ａ２５９、放射線源２６５側の取り付け金具Ｂ２６０を有する。

図４では、第１のスリット２５２、第２のスリット２５３の２つのスリットがあるが、スリットはさらに増やしてもよい。例えば、フィルタ２５４とは異なる吸収特性を持つフィルタを第３のスリットに設けることにより、高エネルギー照射用の第１のスリット、中エネルギー照射用の第２のスリット、低エネルギー照射用の第３のスリットのように３つのスリットを設けてもよい。また、高エネルギー照射用の第１のスリット、低エネルギー照射用の第２のスリット、高エネルギー照射用の第３のスリットのように同じエネルギーを照射するスリットを複数設けてもよい。

次にスリット装置２５０の動作について図４（ｂ）を用いて説明する。放射線検出パネル２１２の撮影の準備が完了したら、曝射制御部２２０から曝射の開始通知が放射線発生部２３０へ届き、放射線源２６５からＸ線の照射が開始する。また、同時に変位手段２６６により、スリットプレート２５１をスライドし始める。

放射線源２６５から照射されるＸ線は、コーンビーム２６３として照射されるが、低エネルギー照射用の第１のスリット２５２により、ファンビーム状に絞られて第１のエネルギーによるＸ線ビーム（以下、第１Ｘ線ビーム２６１とする）へと変わる。この時点ではまだ、コーンビーム２６３が第２のスリット２５３まで届いていないため、第２のスリット２５３からはＸ線が照射されていない。

次の動作について図４（ｃ）を用いて説明する。スリットプレート２５１のスライド量が増加し、コーンビーム２６３の照射範囲まで第２のスリット２５３が入ると、コーンビーム２６３がフィルタ２５４により低エネルギーがカットされる。さらに第２のスリット２５３によりファンビーム状に絞られて、第２のエネルギーによるＸ線ビーム（以下、第２Ｘ線ビーム２６２とする）となり、被写体２０１へ照射される。このとき、第１Ｘ線ビーム２６１は、第２Ｘ線ビーム２６２と異なる領域に同時に照射されている。

次の動作について図４（ｄ）を説明する。スリットプレート２５１のスライド量がさらに増加し、コーンビーム２６３の照射範囲から第１のスリット２５２が外れると、第２Ｘ線ビーム２６２だけが、被写体２０１へ照射されることになる。スリットプレート２５１のスライド量がさらに増加すると、コーンビーム２６３から第２のスリット２５３も照射領域から外れると、被写体２０１へのＸ線照射が終わり、放射線源２６５からのコーンビームの照射も終了する。

このように、スリットプレート２５１を駆動し、放射線源２６５からのコーンビームを第１Ｘ線ビーム２６１と第２Ｘ線ビーム２６２に分けて、被写体２０１の別の領域へＸ線を照射することができるようになる。

以下、図２及び図５を参照しながら放射線撮像装置２１０および放射線撮像システム２００の動作を説明する。放射線撮像システム２００の動作は、コンピュータ２４０によって制御される。放射線撮像装置２１０の動作は、コンピュータ２４０による制御の下で、制御部２１４によって制御される。

まず、放射線発生部２３０からの放射線の放射（換言すると、放射線撮像装置２１０への放射線の照射）が開始されるまで、制御部２１４は、駆動回路１１４および読み出し回路１１３に空読みを実施させる。空読みは、駆動回路１１４が画素アレイ１１２の複数の行のゲート線Ｖｇ１、Ｖｇ２、Ｖｇ３・・・Ｖｇｙに供給されるゲート信号を順にアクティブレベルに駆動し、変換素子Ｃに蓄積されているダーク電荷をリセットするものである。

ここで、空読みの際、積分増幅器１０５のリセットスイッチには、アクティブレベルのリセットパルスが供給され、列信号線Ｓｉｇが基準電位にリセットされる。ダーク電荷とは、変換素子Ｃに放射線が入射しないにも拘わらず発生する電荷である。

制御部２１４は、例えば、曝射制御部２２０からコンピュータ２４０を介して供給される開始通知に基づいて、放射線発生部２３０からの放射線の放射の開始を認識することができる。あるいは、画素アレイ１１２のバイアス線Ｂｓまたは信号線Ｓｉｇ等を流れる電流を検出する検出回路を設けてもよい。制御部２１４は、該検出回路の出力に基づいて放射線発生部２３０からの放射線の放射の開始を認識することができる。

放射線発生部２３０からの放射線が照射し始める（図５Ｘ線）と、変位手段２６６により、スリットプレート２５１が移動し始める。そして、画素アレイ１１２のゲート線Ｖｇ１、Ｖｇ２、Ｖｇ３・・・Ｖｇｙに供給されるゲート信号を順にアクティブレベルに駆動し、変換素子Ｃに蓄積されている電荷を読み出し始め、これを本読み動作と呼ぶ。

第１のスリット２５２を通過した第１Ｘ線ビーム２６１が、被写体２０１を介して、画素アレイ１１２のＡ領域に照射される。このとき、変換素子１０２のうち、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４に第１Ｘ線ビーム２６１により発生した信号電荷が蓄積し始める。

本読み動作は、ゲート線Ｖｇ１、Ｖｇ２、Ｖｇ３、Ｖｇ４を順次アクティブにして読み出される。第１Ｘ線ビーム２６１の照射後にＡ領域に対応するゲート線Ｖｇ１をアクティブにして、電荷信号を読み出すと、列信号線Ｓｉｇに読み出した信号電荷（Ａ１）が現れる。

このような動作を、変位手段２６６により、スリットプレート２５１を移動させながら、画素アレイ１１２から順次信号を読み出し、Ｘ線照射が終了するまで数＋フレーム読み出す。スリットプレート２５１が移動し、Ｂ領域まで来ると、ゲート線Ｖｇ２をアクティブにした際に、信号電荷（Ｂ１）が読み出される。

スリットプレート２５１の第１のスリット２５２がＣ領域に対応する位置まで移動すると、同時に、第２のスリット２５３がＡ領域に対応する位置まで移動する。すると、第１のスリット２５２を通過した第１Ｘ線ビーム２６１が、被写体２０１を介して、画素アレイ１１２のＣ領域に照射される。すると変換素子１０２のうちＳ３１、Ｓ３２、Ｓ３３、Ｓ３４に第１Ｘ線ビーム２６１により発生した信号電荷が蓄積する。

同時に、第２のスリット２５３を通過した第２Ｘ線ビーム２６２が、被写体２０１を介して、画素アレイ１１２のＡ領域に照射される。すると変換素子１０２のうちＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４に第２Ｘ線ビーム２６２により発生した信号電荷が蓄積する。そのため、移動後の本読み動作では、Ａ領域に対応するゲート線Ｖｇ１をアクティブにして、電荷信号を読み出すと、列信号線Ｓｉｇに読み出した信号電荷（Ａ２）が現れる。また、Ｃ領域に対応するゲート線Ｖｇ３をアクティブにして、電荷信号を読み出すと、列信号線Ｓｉｇに読み出した信号電荷（Ｃ１）が現れる。

このように、スリットプレート２５１を移動させ、複数フレームの画像を取得すると、異なる領域に第１Ｘ線ビーム２６１と第２Ｘ線ビーム２６２が被写体２０１を透過した信号電荷を取得することができる。

次に取得した画像の分離と合成について、図６を用いて説明をする。図６では、１２枚の画像を取得しており、各画像に第１Ｘ線ビーム２６１による信号と第２Ｘ線ビーム２６２による信号が含まれている。まず、１２枚の画像に対して、事前に取得したオフセット補正用の画像でオフセット補正を行う。

次にオフセット補正後の画像に対して、各画像の第１Ｘ線ビーム２６１と第２Ｘ線ビーム２６２により信号が出力されている領域を閾値処理により抜き出す。そして、抜き出した画像を第１Ｘ線ビーム２６１と第２Ｘ線ビーム２６２ごとに加算して、エネルギー毎の画像、すなわち第１エネルギー画像と第２エネルギー画像を生成する。その後、コンピュータ２４０が、第１エネルギー画像と第２エネルギー画像から、エネルギーサブトラクション処理を行い、骨密度画像などを生成する。

次に図７を用いて、スリットプレート２５１の詳細について説明する。

まず、変位手段２６６により、スリットプレート２５１を移動する際、第１のスリット２５２から照射されて画素アレイ１１２に蓄積された信号電荷に、第２のスリット２５３から照射された信号電荷が混ざってしまうと、あとから分離することができない。そのため、第１のスリット２５２と第２のスリット２５３の距離Ｄは１フレーム以上あける必要がある。例えば、距離Ｄが１０ｍｍ、スリットプレート２５１の移動速度が５０ｍｍ／ｓの場合、２００ｍｓより速い速度で１フレームの読み出しを行う必要があり、この場合、５ｆｐｓ以上の速度で、画素アレイ１１２に蓄積された電荷を読む必要がある。

また、被写体２０１の体動の影響を小さくしたい場合、距離Ｄと第１のスリットの幅Ｗ１の合計幅を小さくする必要がある。例えば、スリットプレート２５１の移動速度５０ｍｍ／ｓ、距離Ｄが１０ｍｍ、第１のスリットの幅Ｗ１が５ｍｍの場合、第１のスリット２５２の移動後、３００ｍｓ後に、第２のスリット２５３が移動してくることになる。被写体２０１の体動の影響を小さくしたい場合は、５００ｍｓ以内に移動する必要がある。

そのため、電荷信号が混ざらず、被写体２０１の体動の影響を小さくするには、フレームレートを上げる必要がある。フレームレートを上げるには、複数行を同時に読み出す（ビニング）や、必要な領域だけを部分的に読み出す（トリミング）などの手法がある。

また、第２のスリット２５３は、フィルタ２５４を配置しているため、透過する信号量が少ない。そのため、第２のスリット２５３の変位手段２６６の移動方向における長さは、第１のスリット２５２よりも長く取るのが好適である。

ここまでの説明において、Ｘ線の照射は連続Ｘ線として説明してきたが、パルスＸ線を用いて、スリットプレートの移動を同期させてもよい。

また、スリットプレート２５１が平板状の場合、第１のスリット２５２及び第２のスリット２５３は、移動した位置により、スリットのエッジによって実質的な開口サイズが変わってしまう。そこで図８のように、スリットプレート２５１を放射線源２６５の焦点を中心とした扇状の形状とする。このようにすることで、Ｘ線は放射線源２６５の焦点を中心に円錐状に放射されるため、実質的な開口サイズが変わることなくスリットプレート２５１を移動させることができるため、より好適である。

なお後述の図９および図１０で示すような構成である場合は、放射線源２６５とスリットプレート２５１の位置が固定のため、図８のような扇状のスリットプレートとしなくても、実質的な開口サイズは変わらない。

図４では、スリットプレート２５１を変位手段２６６で移動させたが、変位手段２６６が設置される箇所はこれに限るものではなく、例えば放射線源２６５に適用させて、放射線源２６５を移動させるようにしてもよい（図９）。また同様に、変位手段２６６を撮影台２０２に適用させ、撮影台２０２に設置された放射線撮像装置２１０を移動させるように構成してもよい（図１０）。

すなわち、放射線撮像装置２１０、スリットプレート２５１、放射線源２６５の相対位置を変化させ、エネルギーが異なる２種のＸ線を同時に掃引して放射線撮像装置２１０に照射することが可能となる箇所に変位手段２６６が設置されればよい。

２１０ 放射線撮像装置
２１２ 放射線検出パネル
２１４ 制御部
２２０ 曝射制御部
２３０ 放射線発生部
２４０ コンピュータ
２５０ スリット装置
２６６ 変位手段

Claims (13)

1. 放射線に基づく画像を生成する放射線撮像装置と、
   第１のスリットと第２のスリットとを備えたスリットプレートと、前記第２のスリットに放射線のエネルギーを変化させるためのフィルタを備えるスリット装置と、
   前記放射線を発生させる１つの放射線源、前記スリットプレートおよび前記放射線撮像装置の相対位置を変位させることにより前記放射線源から発せられた放射線から互いに異なるエネルギーの放射線を同時に前記放射線撮像装置の互いに異なる領域に掃引して照射させるための変位手段と、
   前記第１のスリットを通過した放射線に基づいて得られた画像と、前記第２のスリットを通過した放射線に基づいて得られた画像と、に基づいてエネルギーサブトラクション処理を行う画像処理手段と、
   を有することを特徴とする放射線撮像システム。
2. 前記変位手段は、前記放射線源から発せられた放射線から互いに異なるエネルギーの放射線を同時に前記放射線撮像装置の互いに異なる領域に掃引して照射させるために前記スリットプレートを変位させることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像システム。
3. 前記スリット装置は前記放射線源に固定され、前記変位手段により前記スリットプレートを前記放射線源に対して変位させることを特徴とする請求項２に記載の放射線撮像システム。
4. 前記変位手段は、前記放射線源から発せられた放射線から互いに異なるエネルギーの放射線を同時に前記放射線撮像装置の互いに異なる領域に掃引して照射させるために前記放射線源を変位させることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像システム。
5. 前記スリット装置は前記放射線源に固定され、前記変位手段により前記放射線源を前記放射線撮像装置に対して変位させることを特徴とする請求項４に記載の放射線撮像システム。
6. 前記変位手段は、前記放射線源から発せられた放射線から互いに異なるエネルギーの放射線を同時に前記放射線撮像装置の互いに異なる領域に掃引して照射させるために前記放射線撮像装置を変位させることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像システム。
7. 前記スリット装置は前記放射線源に固定され、前記変位手段により前記放射線撮像装置を前記放射線源に対して変位させることを特徴とする請求項６に記載の放射線撮像システム。
8. 前記変位手段は、前記放射線撮像装置が設置された撮影台に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の放射線撮像システム。
9. 前記第２のスリットの前記変位手段の移動方向における長さは、前記第１のスリットより長いことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の放射線撮像システム。
10. 前記フィルタは、ＣｕおよびＳｎのいずれかを含むことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の放射線撮像システム。
11. 前記スリットプレートは、第３のスリットを更に備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の放射線撮像システム。
12. 前記第３のスリットは、前記フィルタと放射線の吸収特性が異なる別のフィルタを備えることを特徴とする請求項１１に記載の放射線撮像システム。
13. 前記エネルギーサブトラクション処理により、骨密度画像を生成することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の放射線撮像システム。

Images