JP2022119627A - 放射線撮像装置、放射線撮像システム、放射線撮像装置の制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】放射線撮像装置において、ＡＥＣの精度の向上に有利な技術を提供する。【解決手段】放射線の入射に応じた放射線画像を取得する撮像動作に用いるための複数の変換素子が配された撮像領域と、前記撮像領域に入射する放射線量を検出するための検出用素子がそれぞれ配される複数の検出部と、制御部と、を備える放射線撮像装置であって、前記制御部は、前記撮像動作の前に、放射線が照射されていない状態で前記複数の検出部から前記検出用素子のオフセット信号を読み出すオフセット読出動作を行い、前記撮像動作において、放射線の照射中に前記検出用素子から出力される信号と前記オフセット信号とを用いて前記撮像領域に入射する放射線量の検出を行い、前記オフセット読出動作の期間中に、前記撮像動作における撮像条件に応じて前記複数の検出部から前記オフセット信号を読み出す順番を変更可能に構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、放射線撮像装置、放射線撮像システム、放射線撮像装置の制御方法およびプログラムに関する。

医療画像診断や非破壊検査において、半導体材料によって構成される平面検出器（フラットパネルディテクタ：ＦＰＤ）を用いた放射線撮像装置が広く使用されている。こうした放射線撮像装置において、放射線撮像装置に入射する放射線をモニタすることが知られている。放射線量をリアルタイムで検出することによって、放射線の照射中に入射した放射線の積算線量を把握し自動露出制御（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＡＥＣ）を行うことが可能となる。特許文献１には、より正確に放射線量を検出するために、放射線量の検出に用いる検出用画素のオフセット量を予め取得し、放射線の照射中に検出用画素から出力される信号を予め取得したオフセット量に応じて補正することが示されている。

特開２０２０－０８９７１４号公報

放射線量をリアルタイムで検出する検出用画素は、複数の撮像手技に対応するために、複数の領域に配されることがあり、それぞれの領域に配された検出用画素からオフセット量を取得する必要がある。また、オフセット量は、放射線撮像装置の温度など環境変化によって変動するため、適宜、各領域の検出用画素のオフセット量を再取得しオフセット量のデータを更新する必要がある。検出用画素のオフセット量の取得は、放射線が照射されていない間に実行される。短い間隔で放射線画像の撮像を行う場合など、各領域の検出用画素のオフセット量のデータを更新する順番によっては、ＡＥＣに使用する検出用画素のオフセット量のデータの更新を実行する前に放射線の照射が開始されてしまう可能性がある。

本発明は、放射線撮像装置において、ＡＥＣの精度の向上に有利な技術を提供することを目的とする。

上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係る放射線撮像装置は、放射線の入射に応じた放射線画像を取得する撮像動作に用いるための複数の変換素子が配された撮像領域と、前記撮像領域に入射する放射線量を検出するための検出用素子がそれぞれ配される複数の検出部と、制御部と、を備える放射線撮像装置であって、前記制御部は、前記撮像動作の前に、放射線が照射されていない状態で前記複数の検出部から前記検出用素子のオフセット信号を読み出すオフセット読出動作を行い、前記撮像動作において、放射線の照射中に前記検出用素子から出力される信号と前記オフセット信号とを用いて前記撮像領域に入射する放射線量の検出を行い、前記オフセット読出動作の期間中に、前記撮像動作における撮像条件に応じて前記複数の検出部から前記オフセット信号を読み出す順番を変更可能に構成されていることを特徴とする。

上記手段によって、放射線撮像装置において、ＡＥＣの精度の向上に有利な技術を提供する。

本実施形態に係る放射線撮像装置の撮像動作の流れを示すフロー図。 本実施形態に係る放射線撮像装置を用いた放射線撮像システムの構成例を示す図。 本実施形態に係る放射線撮像装置の撮像領域の構成を示す図。 本実施形態に係る放射線撮像装置のオフセット信号を読み出す順番の例を示す図。 本実施形態に係る放射線撮像装置のオフセット信号を読み出す順番の例を示す図。 本実施形態に係る放射線撮像装置の撮像領域の上下方向に対する向きを変更した場合を示す図。 本実施形態に係る放射線撮像装置のオフセット信号を読み出す順番の例を示す図。 本実施形態に係る放射線撮像装置のオフセット信号の補正例を示す図。 本実施形態に係る放射線撮像装置のオフセット信号を読み出す順番を決定する例を示す図。 本実施形態に係る放射線撮像装置のオフセット信号を読み出す順番を決定する例を示す図。 本実施形態に係る放射線撮像装置のオフセット信号を読み出す順番の例を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

また、本発明における放射線には、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども含みうる。

図１～１１を参照して、本実施形態による放射線撮像装置の構成、および、動作について説明する。図１は、本実施形態の放射線撮像装置２００の撮像動作の流れを示すフロー図である。図２は、本実施形態に係る放射線撮像装置２００を用いた放射線撮像システムＳＹＳの構成例を示す図である。放射線撮像装置２００を用いた撮像の流れを説明する前に、放射線撮像装置２００の構成について説明する。本放射線撮像装置２００は、例えば、医療用として使用されうる。

図２に示されるように、放射線撮像システムＳＹＳは、放射線撮像装置２００と、放射線撮像装置２００に放射線を照射する放射線発生装置２０１と、を含む。放射線発生装置２０１は、被写体Ｐに放射線を照射する。放射線発生装置２０１は、放射線を発生する放射線発生部（管球）、放射線発生部において発生した放射線のビーム広がり角を規定するコリメータ、コリメータに取り付けられた放射線量測定器を含み構成されうる。

放射線撮像装置２００は、図２に示されるように、撮像部２０２、設定部２０３、制御部２０４、処理部２０５、表示部２０６を含みうる。撮像部２０２は、放射線の入射に応じた放射線画像を取得する撮像動作に用いるための複数の変換素子が配された撮像領域と、前記撮像領域に入射する放射線量を検出するための検出用素子がそれぞれ配される複数の検出部と、を含む。撮像部２０２は、例えば、二次元に分布した複数の変換素子を有し、撮像部２０２に到達した放射線の二次元分布を検出し、放射線画像データを生成する平面検出器（ＦＰＤ：Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）でありうる。撮像部２０２は、撮像動作において複数の変換素子が生成した放射線画像データを処理部２０５に送信する。また、撮像部２０２は、検出部によって検出された放射線量の情報を制御部２０４に送信する。

図３は、本実施形態の放射線撮像装置２００の撮像部２０２の構成例を示す図である。撮像部２０２には、放射線画像を取得するための複数の変換素子３０１が配された撮像領域３００が配されている。変換素子３０１は、画素とも呼ばれうる。また、撮像部２０２には、撮像領域に入射する放射線量を検出するための検出用素子３１２がそれぞれ配される複数の検出部３０２が配されている。検出部３０２は、図２に示されるように、撮像領域３００内に変換素子３０１と並ぶように配されていてもよいし、撮像領域３００の外縁に配されていてもよいし、撮像領域３００の外側に配されていてもよい。本実施形態において、検出部３０２は、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ、領域Ｄ、領域Ｅの５つの領域に設定されている。検出用素子３１２は、領域Ａ～Ｅのそれぞれの検出部３０２において、３行にわたって配されている。撮像領域３００に入射する放射線量の検出は、複数の検出部３０２のうち１つ、または、２つ以上を組み合わせて実施される。本実施形態において、検出部３０２は５つの領域Ａ～Ｅに設定され、検出用素子３１２は、それぞれの検出部３０２において、３行にわたり配されているが、これに限られるものではない。例えば、検出部３０２は、４つ以下の領域に設定されていてもよいし、６つ以上の領域に設定されていてもよい。また、それぞれの検出部３０２における検出用素子３１２の配置も、それぞれの検出部３０２において１つであってもよいし、複数であってもよい。放射線撮像装置２００に要求される仕様によって、適宜、設定すればよい。

設定部２０３は、撮像部位、目標線量、放射線撮像装置２００に放射線を照射するための放射線発生装置２０１に設定される照射条件、撮影手技を特定する情報など撮像条件を操作者（例えば、放射線技師）が入力するための構成を有する。照射条件とは、放射線発生装置２０１に設定される管電圧ｋＶ、管電流ｍＡ、コリメータ、フィルタなどの条件でありうる。設定部２０３は、操作者が撮像条件を入力するための、例えば、キーボードやタッチパネルを備えうる。図２に示される構成では、放射線撮像装置２００が設定部２０３を含む構成が示されているが、これに限られることはない。設定部２０３が、放射線撮像装置２００の外部に配されていてもよい。設定部２０３に撮像条件が入力されると、設定部２０３は、操作者が入力した撮像条件の情報を制御部２０４に送信する。

制御部２０４は、放射線撮像装置２００の各構成要素の制御を行う。操作者が放射線の照射を要求する曝射スイッチなどを押下することによって開始される撮像動作の前に、放射線が照射されていない状態で複数の検出部３０２から検出用素子３１２のオフセット信号を読み出すオフセット読出動作を行う。このとき、撮像領域３００に配された変換素子３０１からオフセット信号を読み出してもよい。また、制御部２０４は、撮像動作において、放射線の照射中に検出用素子３１２から出力される信号と撮像動作の前に取得したオフセット信号とを用いて撮像領域３００に入射する放射線量の検出を行う。つまり、制御部２０４は、放射線の照射中に検出部３０２に配された検出用素子３１２から取得した信号に対して、撮像動作の前に取得したオフセット信号を用いて補正処理を行う。これによって、放射線量を検出する精度が向上する。

処理部２０５は、撮像動作において撮像部２０２の撮像領域３００に配された複数の変換素子３０１で取得された放射線画像のデータに対して、階調処理、ノイズ低減処理などの処理を実施する。例えば、処理部２０５は、撮像動作の前に取得した変換素子３０１のオフセット信号を用いて放射線画像のデータの補正処理を行ってもよい。処理部２０５は、処理後の放射線画像のデータを表示部２０６に送信する。表示部２０６は、処理部２０５から出力されたデータに応じて放射線画像をモニタなどに表示する。図２に示される構成では、放射線撮像装置２００が処理部２０５および表示部２０６を含む構成が示されているが、これに限られることはない。処理部２０５および表示部２０６が、放射線撮像装置２００の外部に配されていてもよい。

次いで、図１を用いて、本実施形態の放射線撮像装置２００の撮像動作のフローを示す。放射線撮像装置２００に電源が投入されると、Ｓ１０１において、制御部２０４は、撮像部２０２に配された５つの検出部３０２のすべての検出部３０２から検出用素子３１２のオフセット信号を取得する。制御部２０４は、検出部３０２のそれぞれの領域Ａ～Ｅの検出用素子３１２のオフセット信号を取得し保存する。図２に示されるように、放射線撮像装置２００は、取得したオフセット信号のデータを保存するためのメモリ２０７が配されていてもよい。また、メモリ２０７は、制御部２０４の内部に配されていてもよい。すべての検出部３０２の検出用素子３１２から出力されたオフセット信号の保存が終了すると、制御部２０４は、Ｓ１０１からＳ１０２に遷移する。

Ｓ１０２からＳ１１０の期間は、撮像動作の前に放射線が照射されていない状態で複数の検出部３０２から検出用素子３１２のオフセット信号を読み出すオフセット読出動作の期間である。Ｓ１０２において、制御部２０４は、複数の検出部３０２（領域Ａ～Ｅ）からオフセット信号を読み出す順序を決定する。制御部２０４は、オフセット読出動作の開始に応じて所定の順番でオフセット信号の読み出しを開始するように撮像部２０２を制御してもよい。例えば、制御部２０４は、複数の検出部３０２の撮像領域３００の中央からの距離に応じた順番で、それぞれの検出部３０２の検出用素子３１２からオフセット信号を読み出してもよい。例えば、制御部２０４は、図４に示されるように、撮像部２０２に配置されている５つの検出部３０２（領域Ａ～領域Ｅ）に対し、撮像領域３００の中央に近い領域からオフセット信号を読み出すように順番を決定してもよい。また、例えば、制御部２０４は、撮像領域３００の中から遠い領域からオフセット信号を読み出す順番を決定してもよい。

Ｓ１０２においてオフセット信号を取得する順番が決定すると、制御部２０４は、Ｓ１０３に遷移し、決定した順番でオフセット信号を取得するように、撮像部２０２を制御する。撮像部２０２は、制御部２０４からの制御に従って、Ｓ１０２で決定した順番で、それぞれの検出部３０２の検出用素子３１２にオフセット信号を出力させる。制御部２０４は、検出部３０２の検出用素子３１２から読み出したオフセット信号のデータをメモリ２０７に保存する。その際に、制御部２０４は、事前に取得した同じ検出部３０２の検出用素子３１２から取得したオフセット信号のデータがある場合、新しいオフセット信号のデータに上書きをする。

Ｓ１０３のオフセット信号の読み出しが開始されるとＳ１０４に遷移して、制御部２０４は、設定部２０３を用いて操作者が撮像条件を設定したか否かを確認する。本実施形態においては、撮像条件は、上述のように、撮像部位、被写体Ｐに照射される放射線の目標線量、管電圧ｋＶ、管電流ｍＡなどの放射線発生装置２０１に設定される照射条件、撮像手技を特定する情報などでありうる。撮像条件が操作者によって入力され設定された場合、設定部２０３は、操作者によって設定された撮像条件の情報を制御部２０４に送信し、制御部２０４は、撮像条件の情報を受信するとＳ１０５へ遷移する。撮像条件が設定されない場合、Ｓ１０３に遷移し、制御部２０４は、オフセット信号をＳ１０２で決定した順番で取得する処理を行う。このとき、制御部２０４は、例えば、領域Ｂの検出部３０２の検出用素子３１２からオフセット信号を読み出した際にＳ１０４の判定を行いＳ１０３に遷移した場合、領域Ｃの検出部３０２の検出用素子３１２からオフセット信号の読み出しを再開してもよい。また、制御部２０４は、Ｓ１０３のオフセット信号の読み出しとＳ１０４の判定とを並行して実施してもよい。

Ｓ１０４において撮像条件が設定されＳ１０５に遷移すると、制御部２０４は、設定された撮像条件に応じて、オフセット信号を読み出す順番を変更する制御を行う。まず、Ｓ１０５において、制御部２０４は、Ｓ１０４にて設定された撮像条件を参照し、撮像部２０２に配された複数の検出部３０２からオフセット信号を読み出す新たな順序を決定する。

例えば、撮像条件として撮影手技を特定する情報である「肺の撮像」の情報が設定された場合、制御部２０４は、撮像領域３００の上部に位置する検出部３０２からオフセット信号の読み出しを行うように順序を決定する。この場合、例えば、図５に示されるように、上部～中央～下部の順番でオフセット信号の読み出しが行われうる。また、例えば、「胃の撮像」の情報が設定された場合、制御部２０４は、図４に示されるように、撮像領域３００の中央に位置する検出部３０２からオフセット信号の読み出しを行うように順序を決定する。

Ｓ１０５においてオフセット信号を取得する順番が決定すると、制御部２０４は、Ｓ１０６に遷移し、決定した順番でオフセット信号を取得するように、撮像部２０２を制御する。撮像部２０２は、制御部２０４からの制御に従って、Ｓ１０５で決定した順番で、それぞれの検出部３０２の検出用素子３１２にオフセット信号を出力させる。制御部２０４は、検出部３０２の検出用素子３１２から読み出したオフセット信号のデータをメモリ２０７に保存する。その際に、制御部２０４は、事前に取得した同じ検出部３０２の検出用素子３１２から取得したオフセット信号のデータがある場合、新しいオフセット信号のデータに上書きをする。

Ｓ１０６のオフセット信号の読み出しが開始されるとＳ１０７に遷移して、制御部２０４は、設定部２０３を用いて操作者が複数の検出部３０２（領域Ａ～Ｅ）のうち撮像動作において放射線量を検出する検出部３０２が指定された否かを確認する。放射線量を検出する際に使用する検出部３０２の指定がされた場合、設定部２０３は、操作者によって指定された検出部３０２の情報を制御部２０４に送信し、制御部２０４は、放射線量の検出に使用する検出部３０２の情報を受信するとＳ１０８に遷移する。使用する検出部３０２の指定がされていない場合、Ｓ１０６に戻り、制御部２０４は、Ｓ１０５で決定した順番でオフセット信号を取得する処理を継続する。このとき、制御部２０４は、Ｓ１０５で決定した順番において、Ｓ１０７の判定を行う前に信号を読み出した検出部３０２の次の順番の検出部３０２からオフセット信号の読み出しを再開してもよい。上述のＳ１０３およびＳ１０４の動作と同様に、制御部２０４は、Ｓ１０６と並行してＳ１０７を実施してもよい。

Ｓ１０７において放射線量を検出する際に使用する検出部３０２が指定されＳ１０８に遷移すると、制御部２０４は、複数の検出部３０２のうち指定された検出部３０２からオフセット信号を読み出す順番を決定する。このとき、制御部２０４は、複数の検出部３０２のうち操作者が指定した検出部３０２のみからオフセット信号を取得するように順番を決定しうる。例えば、指定された検出部３０２が１つの場合、制御部２０４は、指定された１つの検出部３０２から連続してオフセット信号を読み出すように決定してもよい。また、例えば、指定された検出部が２つの場合、制御部２０４は、指定された２つの検出部３０２から交互にオフセット信号を読み出すように決定してもよい。

Ｓ１０８においてオフセット信号を取得する順番が決定すると、制御部２０４は、Ｓ１０９に遷移し、決定した順番でオフセット信号を取得するように、撮像部２０２を制御する。撮像部２０２は、制御部２０４からの制御に従って、Ｓ１０８で決定した順番で、それぞれの検出部３０２の検出用素子３１２にオフセット信号を出力させる。制御部２０４は、検出部３０２の検出用素子３１２から読み出したオフセット信号のデータをメモリ２０７に保存する。その際に、制御部２０４は、事前に取得した同じ検出部３０２の検出用素子３１２から取得したオフセット信号のデータがある場合、新しいオフセット信号のデータに上書きをする。

Ｓ１０９と並行してＳ１１０が実施される。Ｓ１１０において、制御部２０４は、操作者が放射線の照射を要求しているか否かを判定する。具体的には、操作者の曝射スイッチの押下などによって生成される放射線の照射を要求する照射要求信号が、制御部２０４に入力されている場合、処理はＳ１１１に遷移する。照射要求信号が入力されていない場合、制御部２０４は、Ｓ１０９のオフセット信号を取得する処理を継続する。

Ｓ１１０において照射要求信号が制御部２０４に入力されＳ１１１に遷移すると、制御部２０４は、放射線発生装置２０１へ照射命令信号を送信する。放射線発生装置２０１は、照射命令信号を受信すると照射命令信号に従って放射線の照射を開始する。また、制御部２０４は、変換素子３０１に放射線画像を取得するための蓄積動作を開始させるとともに、Ｓ１０７において指定された検出部３０２の検出用素子３１２から入射する放射線量の検出を行うための信号の読み出しを開始する。これによって、自動露出制御（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ：ＡＥＣ）による放射線画像の撮像（以下、ＡＥＣ撮像と呼ぶ場合がある。）が開始される。このＳ１１１からＳ１１６までの動作が、放射線の入射に応じた放射線画像を取得する撮像動作の期間である。

ＡＥＣ撮像において、撮像部２０２は、制御部２０４からの制御に従って、Ｓ１０７で指定された検出部３０２の検出用素子３１２から信号を出力させる。制御部２０４は、検出用素子３１２から読み出した信号に対して、メモリ２０７に保存されている同じ検出部３０２の検出用素子３１２から出力されたオフセット信号のデータに基づいて、オフセット補正を行う。制御部２０４は、オフセット補正後の信号を逐次加算する。加算された信号がＳ１０４で設定された目標線量に達した場合、制御部２０４は、放射線発生装置２０１に対して照射終了信号を送信し、処理はＳ１１２に遷移する。

Ｓ１１２において、放射線発生装置２０１は、照射終了信号を受信すると、放射線の照射を停止しＡＥＣ撮像が終了する。また、制御部２０４は、検出部３０２の検出用素子３１２から信号を読み出す動作を終了する。ＡＥＣ撮像が終了すると、処理はＳ１１３に遷移する
Ｓ１１３において、制御部２０４は、撮像部２０２の撮像領域３００に配されたそれぞれの変換素子３０１で取得された放射線画像のデータを処理部２０５に送信する。次いで、Ｓ１１４において、処理部２０５は、変換素子３０１で取得された放射線画像のデータに対して、階調処理やノイズ低減処理などの補正処理を施す。処理部２０５によって補正処理が実施された放射線画像のデータは表示部２０６に送信される。表示部２０６は、放射線画像のデータを受信すると、Ｓ１１５において、受信した放射線画像のデータを２次元画像に変換し、操作者に表示する。次いで、Ｓ１１６において、制御部２０４は、後続の撮像がないことを示す撮像終了信号を受信した場合、図１に示される撮像のフローを終了し、撮像終了信号を受信しない場合、Ｓ１０２に戻る。

図１に示される構成において、放射線撮像装置２００が放射線画像のデータの補正処理および表示を行う例が示されているが、これに限られることはない。例えば、Ｓ１１３において、制御部２０４は、放射線画像のデータを放射線撮像装置２００の外部に出力してもよい。この場合、放射線撮像装置２００の外部に配される処理装置や表示装置によって、取得した放射線画像のデータの補正などの処理および表示が行われてもよい。また、この場合、Ｓ１１４、Ｓ１１５の処理は実施されなくてもよい。

以上、説明したように、本実施形態の放射線撮像装置２００は、撮像動作の前に行われるオフセット読出動作の期間中に、撮像動作における撮像条件に応じて複数の検出部３０２からオフセット信号を読み出す順番を変更可能に構成されている。これによって、例えば、放射線量を検出する際に使用する検出用素子３１２のオフセット信号のデータは、ＡＥＣに使用される検出部３０２から優先的に更新することが可能となる。これによって、ＡＥＣに使用する検出用素子３１２のオフセット信号のデータの更新を実行する前に放射線の照射が開始されてしまう可能性を抑制することが可能となる。つまり、放射線撮像装置２００の環境変化などによって変化しうる検出部３０２のオフセット量を高精度で補正可能となり、高精度のＡＥＣ撮像が可能な放射線撮像装置２００が実現できる。

本実施形態において、放射線撮像装置２００は、図６に示されるように、撮像領域３００の上下方向に対する向き（回転角度）を検知する検知部６０１をさらに含んでいてもよい。検知部６０１は、撮像領域３００が配された撮像部２０２に配されうる。制御部２０４は、検知部で検知された向きに応じて、オフセット信号を読み出す順番を変更してもよい。図６は、図３に示される撮像領域３００を右回りに９０度回転させた状態を示している。制御部２０４は、検知部６０１によって検知された撮像領域３００の上下方向の向きを用いて、検出部３０２のうち領域Ａ、Ｃが上部に位置する検出部３０２であると判断する。例えば、制御部２０４は、検出部３０２の各領域の図３に示される配置および図４に示される読み出し順に対して、図６に示されるように撮像領域３００の向きが変わった場合、図７に示される順番でオフセット信号を読み出すように順番を変更する。

また、撮像部２０２が複数の検出部３０２のオフセット信号を同時に取得できる構成を有する場合、Ｓ１０３、Ｓ１０６、Ｓ１０９において、制御部２０４は、複数の検出部３０２のうち２つ以上の検出部３０２から並行してオフセット信号を読み出してもよい。複数の検出部３０２から並行してオフセット信号を読み出すことによって、オフセット信号を読み出す間隔を短くすることが可能となる。これによって、ＡＥＣ撮像の撮像動作が開始されるまでの期間において、より新しいオフセット信号のデータを取得可能となり、検出部３０２のオフセット量を高精度で補正し、高精度なＡＥＣ撮像が実現できる。

また、検出用素子３１２は、それぞれ１つの素子から出力される信号によって入射する放射線量の検出を行ってもよいし、複数の素子から出力される信号によって入射する放射線量の検出を行ってもよい。また、検出用素子３１２は、互いに感度が異なる第１素子および第２素子を含み、制御部２０４は、第１素子および第２素子から出力される信号を用いて撮像領域３００に入射する放射線量を検出してもよい。

互いに感度が異なる素子を用いて放射線量の検出を行う場合について、図８を用いて説明する。まず、制御部２０４は、検出用素子３１２のうち第１素子、および、第１素子よりも放射線に対する感度が低い第２素子からオフセット信号Ｏ１、Ｏ２をそれぞれ取得する（Ｓ１０１、Ｓ１０６、Ｓ１０９）。第１素子のオフセット信号Ｏ１には、図８に示されるように、放射線の照射に関わらず生じるダーク成分Ｄ１が存在する。また、第２素子のオフセット信号Ｏ２には、図８に示されるように、放射線の照射に関わらず生じるダーク成分Ｄ２が存在する。ここで、第２素子は、例えば、完全に遮光されており、放射線に対する感度を持たない、とする。制御部２０４は、オフセット信号Ｄ１、Ｄ２のデータをメモリ２０７に保存する。

次いで、Ｓ１１１において放射線の照射が開始されると、制御部２０４は、第１素子および第２素子から所定の間隔で信号Ｓ１、Ｓ２を読み出す。読み出される第１素子の信号Ｓ１には、図８に示されるように、放射線の照射に関わらず生じるダーク成分Ｄ１、放射線の照射によって近傍の変換素子との間に生じるクロストーク成分ＣＴ、および、放射線の信号成分Ｒが存在する。同様に第２素子の信号Ｓ２には、図８に示されるように、放射線の照射に関わらず生じるダーク成分Ｄ２、および、放射線の照射によって近傍の変換素子との間に生じるクロストーク成分ＣＴが存在する。第２素子は、放射線に対する感度を持たないため、放射線の信号成分Ｒは含まない。制御部２０４は、放射線を照射中の第１素子および第２素子の信号Ｓ１、Ｓ２に対し、第１素子および第２素子のオフセット信号Ｏ１、Ｏ２のデータを用いてそれぞれオフセット補正を行う。これによって、第１素子および第２素子の信号Ｓ１、Ｓ２から、ダーク成分Ｄ１、Ｄ２の除去が可能となる。

これによって、オフセット補正後の第１素子の信号Ｃ１は、放射線の照射によって生じる信号成分Ｒとクロストーク成分ＣＴとを含み、オフセット補正後の第２素子の信号Ｃ２は、クロストーク成分ＣＴを含む。制御部２０４は、オフセット補正後の第１素子の信号Ｃ１からオフセット補正後の第２素子の信号Ｃ２を減算する。これによって、第１素子が出力する信号Ｓ１に生じるクロストーク成分ＣＴが除去された信号ＳＳが取得される。制御部２０４は、信号ＳＳを逐次加算する。加算された信号ＳＳがＳ１０４において設定された目標線量に達すると、制御部２０４は、放射線発生装置２０１に対して放射線の照射終了信号を送信する。これによって、入射する放射線量を検出際の変換素子や検出用素子間で発生するクロストークの影響を補正でき、より精度の高いＡＥＣ撮像が可能な放射線撮像装置２００が実現できる。

また、Ｓ１０９においてオフセット信号の取得中に放射線の照射要求信号が入力されると（Ｓ１１０のＹＥＳ）、制御部２０４は、Ｓ１０９の処理を中断する。この場合、制御部２０４は、再びＳ１０２にてオフセット信号を読み出す順番を決定する際に、取得が中断された検出部３０２からオフセット信号の読み出しを開始するような順序決定をしてもよい。例えば、注目する撮像動作後のオフセット読出動作において、制御部２０４は、注目撮像動作の前に行われたオフセット読出動作において複数の検出部３０２のうち最後に読み出された検出部の、設定された撮像条件に応じた順番（Ｓ１０４において設定される。）で次の順番の検出部から、設定された撮像条件に応じた順番でオフセット信号の読み出しを開始してもよい。

次に、本実施形態の変形例について説明する。放射線撮像装置２００において、放射線撮像装置２００が設置された場所などの条件によって、ＡＥＣ撮像などの際に用いる検出部３０２の仕様頻度に大きな偏りがある場合がある。そこで、制御部２０４が、撮像動作において複数の検出部３０２のうち放射線量を検出するための検出部３０２としてＳ１０７において指定された頻度を検出部３０２ごとに記憶する機能を有していてもよい。例えば、制御部２０４がカウンタの機能を有し、カウントした数値をメモリ２０７に保存してもよい。制御部２０４は、放射線量を検出する際に指定された頻度に応じて、例えば、Ｓ１０２において、オフセット信号を読み出す順番を変更する。また、例えば、制御部２０４が、検出部３０２ごとに、Ｓ１０７において指定された頻度を、Ｓ１０４において設定される撮像条件に関連付けて記憶する機能を有していてもよい。この場合、制御部２０４は、Ｓ１０４において撮像条件が設定されると、設定された撮像条件に関連付けられた頻度に応じて、Ｓ１０５においてオフセット信号を読み出す順番を変更してもよい。これによって、使用頻度に大きな偏りがある設置場所において、環境変化などによる影響を高精度で補正でき、高い精度でＡＥＣ撮像が可能な放射線撮像装置２００が実現可能となる。

制御部２０４は、Ｓ１０７において操作者が指定した検出部３０２の情報について、５つの領域Ａ～Ｅごとにカウントする。図９は、例えば、Ｓ１０２における動作を示す。Ｓ９０１において、制御部２０４は、ＡＥＣ撮像において撮像部２０２に配されている５つの検出部３０２のそれぞれの放射線量を検出するために使用された頻度の情報を参照する。次いで、Ｓ９０２において、制御部２０４は、複数の検出部３０２のうち放射線量の検出に使用される頻度が高い検出部３０２から順番にオフセット信号を読み出すように順番を決定する。この制御によって、放射線量の検出に使用する検出部３０２の使用頻度に大きな偏りがある場合においても、高精度でＡＥＣ撮像が可能となる。

また、制御部２０４が、検出部３０２ごとに、Ｓ１０７において指定された頻度を、Ｓ１０４において設定される撮像条件に関連付けて記憶する場合、Ｓ９０１、Ｓ９０２の処理が、Ｓ１０５において行われてもよい。この場合、Ｓ１０４において撮像条件が設定されると、制御部２０４は、撮像部２０２に配されている５つの検出部３０２それぞれの、Ｓ１０４において設定された撮像条件で放射線量を検出するために使用された頻度の情報を参照する（Ｓ９０１）。次いで、複数の検出部３０２のうち設定された撮像条件に関連付けられた放射線量の検出に使用される頻度が高い検出部３０２から順番にオフセット信号を読み出すように順番を決定する（Ｓ９０２）。これによって、それぞれの撮像条件に適した順番でオフセット信号を読み出すことが可能となり、結果として、高精度なＡＥＣ撮像が実現する。

また、撮像動作における撮像条件が、放射線撮像装置２００（撮像部２０２）が載置されている状態の情報を含んでいてもよい。例えば、放射線撮像装置２００が載置されている状態の情報として、放射線撮像装置２００が透視台に載置されているか否かの情報が挙げられる。また、放射線撮像装置２００が透視台に載置されている場合、撮像条件として、臥位や立位などの透視台の姿勢の情報が含まれていてもよい。撮像条件が、放射線撮像装置２００が載置されている状態の情報を含む場合について、図１０を用いて説明する。

図１０には、Ｓ１０５における処理が示されている。Ｓ１０４において、操作者が、放射線撮像装置２００が載置されている状態の情報を撮像条件として設定する。設定部２０３は、入力された放射線撮像装置２００が載置されている状態の情報を制御部２０４に送信すると、処理はＳ１０５に遷移し、図１０に示される処理が開始される。Ｓ１００１において、制御部２０４は、受信した放射線撮像装置２００が載置されている状態の情報を参照し、放射線撮像装置２００が透視台内に載置されているか否かを判定する。放射線撮像装置２００が透視台内に載置されている場合、処理はＳ１００２に遷移する。放射線撮像装置２００が透視台内に載置されていない場合、処理はＳ１００５に遷移する。Ｓ１００２において、制御部２０４は、放射線撮像装置２００が載置されている状態の情報のうち透視台の姿勢について参照する。透視台の姿勢が臥位である場合、処理はＳ１００３に遷移する。また、透視台の姿勢が立位である場合（Ｓ１００２のＮＯ）、処理はＳ１００４に遷移する。

Ｓ１００３において、制御部２０４は、上述した、放射線量を検出するための検出部３０２としてＳ１０７において指定された頻度に応じて、オフセット信号を読み出す順番を決定してもよい。例えば、制御部２０４は、Ｓ１０４において撮像条件が設定されると、設定された撮像条件に関連付けられた頻度が高い検出部３０２から順番にオフセット信号を読み出してもよい。

Ｓ１００４において、制御部２０４は、図５に示されるように、複数の検出部３０２のうち上側の検出部から順にオフセット信号を読み出すように順番を決定する。これは、透視台の姿勢が立位の場合、肺野の撮像が行われることが想定されるためである。

放射線撮像装置２００が、透視台内に載置されていない場合、様々な状態で撮像が行われうる。このため、Ｓ１００５において、制御部２０４は、Ｓ１０４において撮像条件が設定される前と同じＳ１０２で決定した順番でオフセット信号を読み出すように決定する。例えば、上述のように、撮像領域３００の中央に近い検出部３０２からオフセット信号を読み出すように順番を決定する。

Ｓ１００１～Ｓ１００５に示される処理によって、放射線撮像装置２００が載置されている状態に応じて、放射線量の検出に使用される可能性が検出部３０２から優先的にオフセット信号のデータの取得が可能になる。これによって、放射線撮像装置２００が載置される様々な使用場所においても、環境変化などによる影響を高精度で補正でき、高い精度でＡＥＣ撮像が可能な放射線撮像装置２００が実現可能となる。

放射線撮像装置２００が載置されている状態の情報は、設定部２０３を用いて操作者が入力することに限られることはない。例えば、放射線撮像装置２００が、透視台に載置されているか否かを判定するためのセンサを有していてもよい。例えば、放射線撮像装置２００のうち透視台に接触する部分に、透視台に載置されていることを判定するためのセンサが配されていてもよい。また、例えば、放射線撮像装置２００と透視台とを物理的または電気的に接続するコネクタが配され、コネクタの接続状態に応じて、透視台に載置されていることが判定されてもよい。また、さらに、図６に示されるような検知部６０１によって、放射線撮像装置２００が、透視台の姿勢の姿勢を検知してもよい。

また、制御部２０４は、検出部３０２の検出用素子３１２からオフセット信号を読み出す際に、順番を循環的に入れ替えるようにしてもよい。これによって、短い期間で撮像動作が繰り返される場合などであっても、撮像動作の間に異なる領域に配された検出部３０２の検出用素子３１２からオフセット信号を読み出しやすくなる。これによって、すべての検出部３０２において、環境変化などによる影響を高精度で補正でき、高い精度でＡＥＣ撮像が可能な放射線撮像装置２００が実現可能となる。

図１１は、オフセット信号を読み出す順番を循環的に入れ替える例を示す図である。制御部２０４は、Ｓ１０３において、まず、図１１に示される順番Ｉで、検出部３０２からオフセット信号を読み出す動作を行う。次いで、複数の検出部３０２のそれぞれからオフセット信号を読み出すと、図１１に示される順番Ｉ＋１で、検出部３０２からオフセット信号を読み出す動作を行う。さらに、順番Ｉ＋１で、複数の検出部３０２からそれぞれオフセット信号を読み出すと、図１１に示される順番Ｉ＋２で、検出部３０２からオフセット信号を読み出す動作を行う。以降、順番Ｉ＋３、順番Ｉ＋４で検出部３０２からオフセット信号を読み出す動作を行い、また、順番Ｉで検出部３０２からオフセット信号を読み出す動作を行う。

このように、Ｓ１０２において決定されたオフセット信号を読み出す順番は同じ（領域Ａ～領域Ｂ～領域Ｃ～領域Ｄ～領域Ｅ）であるが、複数の検出部３０２のそれぞれからオフセット信号を読み出すごとに順番を循環的に入れ替える。この場合、図１１に示されるように、順番Ｉで最優先にオフセット信号が読み出された検出部３０２の優先度を、順番Ｉ＋１では最低に変更してもよい。具体的には、複数の検出部３０２のそれぞれからオフセット信号を読み出す第１動作と、第１動作に続いて複数の検出部３０２のそれぞれからオフセット信号を読み出す第２動作と、を考える。この場合、第２動作において、複数の検出部３０２のうち第１動作で最初にオフセット信号を読み出した検出部から、最後にオフセット信号を読み出すように、オフセット信号を読み出す順番を入れ替える。これによって、短い期間においても、すべての検出部３０２からオフセット信号を読み出しやすくなる。

順番Ｉから順番Ｉ＋１に遷移するタイミングは、複数の検出部３０２のそれぞれから１回ずつオフセット信号を読み出したタイミングであってもよいし、複数の検出部３０２のそれぞれから２回以上ずつオフセット信号を読み出したタイミングであってもよい。また、Ｓ１０３だけでなく、Ｓ１０６、Ｓ１０９の処理においても、同様にオフセット信号を読み出す順番を循環的に入れ替えてもよい。

オフセット信号を読み出す順番を循環的に入れ替えることによって、例えば、オフセット信号のデータを取得中に放射線の照射要求信号が入力されるような撮像を繰り返す場合であっても、すべての検出部３０２からオフセット信号を読み出しやすくなる。結果として、環境変化などによる影響が抑制され、高い精度でＡＥＣ撮像が可能な放射線撮像装置２００が実現できる。

また、放射線撮像装置２００が、制御部２０４がオフセット信号を読み出す順番を変更する上述の種々の方法を、操作者が指定するための方法指定部をさらに含んでいてもよい。例えば、設定部２０３が、オフセット信号を読み出す順番を変更する方法を操作者が選択するための方法指定部の機能を有していてもよい。制御部２０４は、方法指定部に入力された方法に従って、上述のように、オフセット信号を読み出す順番を変更する。

なお、本発明は以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した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或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

２００：放射線撮像装置、２０４：制御部、３００：撮像領域、３０１：変換素子、３０２：検出部、３１２：検出用素子

Claims (20)

1. 放射線の入射に応じた放射線画像を取得する撮像動作に用いるための複数の変換素子が配された撮像領域と、
   前記撮像領域に入射する放射線量を検出するための検出用素子がそれぞれ配される複数の検出部と、
   制御部と、
   を備える放射線撮像装置であって、
   前記制御部は、
   前記撮像動作の前に、放射線が照射されていない状態で前記複数の検出部から前記検出用素子のオフセット信号を読み出すオフセット読出動作を行い、
   前記撮像動作において、放射線の照射中に前記検出用素子から出力される信号と前記オフセット信号とを用いて前記撮像領域に入射する放射線量の検出を行い、
   前記オフセット読出動作の期間中に、前記撮像動作における撮像条件に応じて前記複数の検出部から前記オフセット信号を読み出す順番を変更可能に構成されていることを特徴とする放射線撮像装置。
2. 前記制御部は、前記オフセット読出動作の開始に応じて所定の順番で前記オフセット信号の読み出しを開始し、前記撮像条件が設定された場合、設定された前記撮像条件に応じて、前記オフセット信号を読み出す順番を変更することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
3. 前記制御部は、前記撮像条件が設定された後に、前記複数の検出部のうち前記撮像動作において放射線量を検出する検出部が指定された場合、前記複数の検出部のうち指定された検出部から前記オフセット信号を読み出すことを特徴とする請求項２に記載の放射線撮像装置。
4. 前記制御部が、前記撮像動作において前記複数の検出部のうち放射線量を検出するための検出部として指定された頻度を記憶する機能を有し、
   前記制御部は、前記頻度に応じて、前記オフセット信号を読み出す順番を変更することを特徴とする請求項３に記載の放射線撮像装置。
5. 前記制御部は、前記複数の検出部のうち前記頻度が高い検出部から順番に前記オフセット信号を読み出すことを特徴とする請求項４に記載の放射線撮像装置。
6. 前記撮像動作は、第１撮像動作と、前記第１撮像動作の次に行われる第２撮像動作と、を含み、
   前記オフセット読出動作は、前記第１撮像動作の前に行われる第１オフセット読出動作と、前記第１撮像動作と前記第２撮像動作との間に行われる第２オフセット読出動作と、を含み、
   前記第２オフセット読出動作において、前記制御部は、前記第１オフセット読出動作において前記複数の検出部のうち最後に読み出された検出部の、設定された前記撮像条件に応じた順番において次の順番の検出部から、設定された前記撮像条件に応じた順番で前記オフセット信号の読み出しを開始することを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
7. 前記所定の順番が、前記複数の検出部の前記撮像領域の中央からの距離に応じていることを特徴とする請求項２乃至６の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
8. 前記撮像領域の上下方向に対する向きを検知する検知部をさらに含み、
   前記制御部は、前記向きに応じて、前記オフセット信号を読み出す順番を変更することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
9. 前記撮像条件が、撮像部位、目標線量、前記放射線撮像装置に放射線を照射するための放射線発生装置に設定される照射条件、および、撮影手技を特定する情報のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
10. 前記撮像条件が、前記放射線撮像装置が透視台に載置されているか否かの情報を含むことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
11. 前記放射線撮像装置が前記透視台に載置されている場合、前記撮像条件が、前記透視台の姿勢の情報をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の放射線撮像装置。
12. 前記撮像条件が、前記放射線撮像装置が透視台に載置されているか否かの情報を含み、
    前記制御部は、
    前記放射線撮像装置が透視台に載置されていない場合、前記撮像条件が設定される前と同じ順番で前記オフセット信号を読み出し、
    前記放射線撮像装置が透視台に載置され、かつ、前記透視台の姿勢が臥位である場合、前記頻度に応じて、前記オフセット信号を読み出し、
    前記放射線撮像装置が透視台に載置され、かつ、前記透視台の姿勢が立位である場合、前記複数の検出部のうち上側の検出部から順に前記オフセット信号を読み出すことを特徴とする請求項４または５に記載の放射線撮像装置。
13. 前記オフセット読出動作は、前記複数の検出部のそれぞれから前記オフセット信号を読み出す第１動作と、前記第１動作に続いて前記複数の検出部のそれぞれから前記オフセット信号を読み出す第２動作と、を含み、
    前記制御部は、前記第１動作と前記第２動作とで前記オフセット信号を読み出す順番を循環的に入れ替えることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
14. 前記制御部は、前記第２動作において、前記複数の検出部のうち前記第１動作で最初にオフセット信号を読み出した検出部から、最後に前記オフセット信号を読み出すように、前記オフセット信号を読み出す順番を入れ替えることを特徴とする請求項１３に記載の放射線撮像装置。
15. 前記制御部が前記オフセット信号を読み出す順番を変更する方法を指定するための方法指定部をさらに含み、
    前記制御部は、方法指定部に入力された前記方法に従って、前記オフセット信号を読み出す順番を変更することを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
16. 前記検出用素子は、互いに感度が異なる第１素子および第２素子を含み、
    前記制御部は、前記第１素子および前記第２素子から出力される信号を用いて前記撮像領域に入射する放射線量を検出することを特徴とする請求項１乃至１５の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
17. 前記制御部は、前記複数の検出部のうち２つ以上の検出部から並行して前記オフセット信号を読み出すことを特徴とする請求項１乃至１６の何れか１項に記載の放射線撮像装置。
18. 請求項１乃至１７の何れか１項に記載の放射線撮像装置と、
    前記放射線撮像装置に放射線を照射する放射線発生装置と、
    を備えることを特徴とする放射線撮像システム。
19. 放射線の入射に応じた放射線画像を取得する撮像動作に用いるための複数の変換素子が配された撮像領域と、前記撮像領域に入射する放射線量を検出するための検出用素子がそれぞれ配される複数の検出部と、を備える放射線撮像装置の制御方法であって、
    前記撮像動作の前に、放射線が照射されていない状態で前記複数の検出部から前記検出用素子のオフセット信号を読み出す工程と、
    前記撮像動作において、放射線の照射中に前記検出用素子から出力される信号と前記オフセット信号とを用いて前記撮像領域に入射する放射線量を検出する工程と、を行い、
    前記オフセット信号を読み出す工程において、前記撮像動作の撮像条件に応じて、前記複数の検出部から前記オフセット信号を読み出す順番を変更することを特徴とする制御方法。
20. コンピュータに、請求項１９に記載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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