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
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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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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。 - 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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