JP5208180B2 - 放射線検出装置、放射線画像撮影システム、放射線検出プログラム、放射線検出方法、及び制御装置 - Google Patents

放射線検出装置、放射線画像撮影システム、放射線検出プログラム、放射線検出方法、及び制御装置 Download PDF

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Description

本発明は、放射線検出装置、放射線画像撮影システム、放射線検出プログラム、放射線検出方法、及び制御装置に係り、特に放射線照射装置の放射線照射動作と同期をとることなく放射線画像を撮影する放射線検出装置、放射線画像撮影システム、放射線検出プログラム、放射線検出方法、及び制御装置に関する。
従来、医療診断を目的とした放射線撮影を行う放射線画像撮影システムが知られている。当該放射線画像撮影システムとしては、放射線を照射する放射線照射装置と、被検体を透過した放射線を検出して放射線画像を撮影する放射線検出装置として、いわゆるカセッテ等の放射線検出器と、当該放射線照射装置及び当該放射線検出器を制御する制御装置と、を備えた放射線画像撮影システムがある。
近年、放射線検出器として、検出した放射線を電気信号に変換することが可能なＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）を用いたものがある。ＦＰＤ等の二次元固体撮像素子には、ノイズの一因となる暗電流が存在するため、固体撮像素子の撮像時間をむやみに長くすることができない。このため、放射線照射装置と信号の送受信を行い、放射線照射装置１６から放射線を照射する照射動作と、ＦＰＤで撮像を行う（放射線の検出を行う）撮像動作と、を同期させることが行われている。
具体的には、放射線照射装置からの撮像要求信号に対し、ＦＰＤでは、固体撮像素子の初期化を行い、初期化が完了した後、撮像準備完了信号を放射線照射装置に送信する。放射線照射装置では、撮像準備完了信号を受信すると、放射線の照射を開始し、予め設定された照射時間が経過した後、放射線の照射を終了し、照射終了信号をＦＰＤに送信する。ＦＰＤでは、照射終了信号を受信すると、固体撮像素子による電荷の蓄積動作を終了し、検出した放射線画像の画像データを制御装置に出力する出力動作に移行する。
このような場合、放射線照射装置が手動となってＦＰＤを制御するためにインターフェイスが複雑化し、放射線照射装置とＦＰＤとを１つの一体化したシステムとして構築する必要がある。そのため、装置の大型化・複雑化につながるという問題がある。
このような問題に対応する放射線検出器として、放射線照射装置と接続することなく、また、放射線照射装置と信号の送受信をすることなく（同期をとることなく）放射線検出器側で放射線画像を検出する放射線検出器がある。例えば、特許文献１及び特許文献２には、ＦＰＤ側で放射線の照射タイミングを判断する技術が記載されている。
特開２００５−１３２７２号公報 特開２００３−３０７５６９号公報
被験体の放射線画像を撮影するために放射線照射装置から照射される放射線の照射タイミングの判断として、固体撮像素子から読み出した電荷情報（電気信号）が所定の閾値以上に達した場合に、照射タイミングであると判断する放射線検出器がある。
このような放射線検出器において、本来、被験体の放射線画像を撮影するべき正規のタイミングではない、誤ったタイミングで放射線画像の撮影（画像データの検出）を行ってしまう場合がある。
例えば、放射線検出器を落下させてしまう等して衝撃を与えたことにより、あたかも放射線が照射されたような電気信号が発生してしまう問題があることがわかっている。当該電気信号が所定の閾値以上であった場合は、撮影するべき正規のタイミングではないにもかかわらず、放射線画像が撮影されてしまう。このように誤ったタイミングで撮影された放射線画像は、正規の放射線画像ではない誤った放射線画像であるが、正規のタイミングで撮影されたのか誤ったタイミングで撮影されたのかが判断できないため、誤った放射線画像により撮影が終了したと勘違いしてしまう問題が発生する。このような場合、再度、撮影メニュー（被験体を撮影する撮影条件等）を登録する必要が生じるという問題が発生する場合がある。
本発明は、このような問題点に鑑みて、放射線画像が正規のタイミングで検出された画像であるか否かを判断することができる、放射線検出装置、放射線画像撮影システム、放射線検出プログラム、放射線検出方法、及び制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項１に記載の放射線検出装置は、照射された放射線を電気信号に変換して蓄積する複数の画素により放射線画像の画像データを検出する検出手段と、前記画素に蓄積された電気信号を読取った読取値が閾値以上の場合に、放射線が照射されたと判断して、被検体を透過した放射線に応じた放射線画像の画像データを検出するよう、前記検出手段を制御する検出制御手段と、前記読取値が閾値以上の場合に前記検出手段により検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像に対して画像解析を行う画像解析手段と、前記読取値が閾値以上の場合に非正規のタイミングで前記検出手段により予め得ておいた非正規放射線画像、または前記非正規放射線画像及び前記読取値が閾値以上の場合に正規のタイミングで前記検出手段により予め得ておいた正規放射線画像と、今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像に対する前記画像解析手段の画像解析結果と、に基づいて、今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像が正規のタイミングで検出された画像であるか否かを判断する判断手段と、を備える。
画像解析手段は、画素に蓄積された電気信号を読取った読取値が閾値以上の場合に検出手段により検出された画像データに基づいた放射線画像に対して画像解析を行い、判断手段は、読取値が閾値以上の場合に非正規のタイミングで検出手段により予め得ておいた非正規放射線画像、または非正規放射線画像及び読取値が閾値以上の場合に正規のタイミングで検出手段により予め得ておいた正規放射線画像と、今回検出された画像データに基づいた放射線画像に対する画像解析手段の画像解析結果と、に基づいて、今回検出された前記画像データに基づいた放射線画像が正規のタイミングで検出された画像であるか否かを判断する。
放射線検出装置では、正規のタイミングではない誤ったタイミングで放射線画像を検出してしまう場合がある。例えば、放射線検出器を落下させてしまう等して衝撃を与えたことにより撮影するタイミング（正規のタイミング）でないのにもかかわらず放射線画像が撮影されてしまう。本発明では、画像解析手段が画素に蓄積された電気信号を読取った読取値が閾値以上の場合に検出手段により検出された画像データに基づいた放射線画像に対して画像解析を行うため、読取値が閾値以上の場合に非正規のタイミングで検出手段により予め得ておいた非正規放射線画像、または非正規放射線画像及び読取値が閾値以上の場合に正規のタイミングで検出手段により予め得ておいた正規放射線画像と、今回検出された画像データに基づいた放射線画像に対する画像解析手段の画像解析結果と、に基づいて、今回検出された画像データに基づいた放射線画像が正規のタイミングで検出された画像であるか否かを判断することができる。
また、本発明は、請求項２に記載の放射線検出装置のように、前記画像データを外部に出力する出力手段と、前記判断手段により正規のタイミングで検出された画像ではないと判断された前記放射線画像の前記画像データを外部に出力しないよう前記出力手段を制御する出力制御手段と、を備えるようにしてもよい。
判断手段により放射線画像が正規のタイミングで検出された画像ではないと判断された場合は、出力制御手段が当該放射線画像を外部に出力しないよう出力手段を制御することにより、誤ったタイミングで検出された放射線画像が出力されるのを防止することができる。
また、本発明は、請求項３に記載の放射線検出装置のように、前記画像解析手段の前記画像解析の画像解析結果は、今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像の複数の画素の画素値の平均値であり、前記判断手段は、前記画像解析手段の前記画像解析結果が、前記非正規放射線画像の複数の画素の画素値の平均値に基づく所定の範囲内にあるか否かにより今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像が正規のタイミングで検出された画像であるか否かを判断するようにしてもよい。
また、本発明は、請求項４に記載の放射線検出装置のように、前記画像解析手段の前記画像解析の画像解析結果は、今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像の複数の画素の画素値の平均値と、前記正規放射線画像の複数の画素の画素値の平均値との差であり、前記判断手段は、前記画像解析手段の前記画像解析結果が、前記非正規放射線画像の複数の画素の平均値と前記正規放射線画像の複数の画素の平均値との差に基づく所定の範囲内にあるか否かにより今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像が正規のタイミングで検出された画像であるか否かを判断するようにしてもよい。
請求項３、請求項４のように、放射線画像の複数の画素の画素値の平均値を用いて画像解析を行うようにすることにより、例えばヒストグラム解析を行う場合等に比べて、画像解析の処理時間を短くすることができる。
また、本発明は、請求項５に記載の放射線検出装置のように、前記解析手段が画像解析に用いる複数の画素は、前記放射線画像の全画素、または前記放射線画像の予め定められた領域の複数の画素であるようにしてもよい。
なお、放射線画像の予め定められた領域の複数の画素を用いるようにすることにより、全画素を用いる場合に比べて、より画像解析の処理時間を短くすることができる。
また、本発明は、請求項６に記載の放射線検出装置のように、前記検出制御手段は、前記被検体の放射線画像の撮影条件が外部から登録された場合に、前記検出手段を制御するようにしてもよい。
撮影条件が外部から登録された場合に、検出制御手段が放射線が照射されたかを判断して、検出手段を制御する放射線検出装置では、正規のタイミングで検出された画像ではない放射線画像の画像データを外部に出力すると、撮影条件を再度、登録しなければいけない場合がある。そのため、このような放射線検出装置において、正規のタイミングで検出された画像ではない放射線画像の画像データを外部に出力しないように制御することにより、撮影条件を再登録しなくてはいけないという無駄が省けるという効果が得られる。
請求項７に記載の放射線画像撮影システムは、放射線画像の撮影に関する撮影条件を指示する制御装置と、前記制御装置からの指示に基づいて、放射線を照射する放射線照射装置と、前記放射線照射装置から照射された放射線に応じた放射線画像の画像データを検出して、前記制御装置に出力する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の放射線検出装置と、を備える。
請求項８に記載の放射線検出プログラムは、照射された放射線を電気信号に変換して蓄積する複数の画素により放射線画像の画像データを検出する検出手段の前記画素に蓄積された電気信号を読取った読取値が閾値以上の場合に、放射線が照射されたと判断して、被検体を透過した放射線に応じた放射線画像の画像データを検出するよう、前記検出手段を制御する検出制御ステップと、前記読取値が閾値以上の場合に前記検出手段により検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像に対して画像解析を行う画像解析ステップと、前記読取値が閾値以上の場合に非正規のタイミングで前記検出手段により予め得ておいた非正規放射線画像、または前記非正規放射線画像及び前記読取値が閾値以上の場合に正規のタイミングで前記検出手段により予め得ておいた正規放射線画像と、今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像に対する前記画像解析ステップの画像解析結果と、に基づいて、今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像が正規のタイミングで検出された画像であるか否かを判断する判断ステップと、を備えた処理をコンピュータに実行させるためのものである。
請求項９に記載の放射線検出方法は、照射された放射線を電気信号に変換して蓄積する複数の画素により放射線画像の画像データを検出手段により検出する検出工程と、前記画素に蓄積された電気信号を読取った読取値が閾値以上の場合に、放射線が照射されたと判断して、被検体を透過した放射線に応じた放射線画像の画像データを検出するよう、前記検出手段を制御する検出制御工程と、前記読取値が閾値以上の場合に前記検出手段により検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像に対して画像解析を行う画像解析工程と、前記読取値が閾値以上の場合に非正規のタイミングで前記検出手段により予め得ておいた非正規放射線画像、または前記非正規放射線画像及び前記読取値が閾値以上の場合に正規のタイミングで前記検出手段により予め得ておいた正規放射線画像と、今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像に対する前記画像解析工程の画像解析結果と、に基づいて、今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像が正規のタイミングで検出された画像であるか否かを判断する判断工程と、を備える。
請求項１０に記載の制御装置は、照射された放射線を電気信号に変換して蓄積する複数の画素から電気信号を読み取って、読取値が閾値以上の場合に放射線が照射されたと判断して画像データを検出する放射線検出装置から出力された画像データを受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された前記画像データに基づいた前記放射線画像に対して画像解析を行う画像解析手段と、前記読取値が閾値以上の場合に非正規のタイミングで前記検出手段により予め得ておいた非正規放射線画像、または前記非正規放射線画像及び前記読取値が閾値以上の場合に正規のタイミングで前記検出手段により予め得ておいた正規放射線画像と、今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像に対する前記画像解析手段の画像解析結果と、に基づいて、今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像が正規のタイミングで検出された画像であるか否かを判断する判断手段と、を備える。
以上説明したように、放射線画像が正規のタイミングで検出された画像であるか否かを判断するこができるという効果が得られる。
本実施の形態に係る放射線画像撮影システムの概略構成の一例を示す概略構成図である。 本実施の形態に係る放射線検出器の概略構成の一例を示す機能ブロック図である。 本実施の形態に係る放射線検出器のＴＦＴ部の構成の一例を模式的に示す断面図である。 本実施の形態に係る放射線検出器のＴＦＴ部の構成のその他の一例を模式的に示す断面図である。 本実施の形態に係る放射線検出器において実行される撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る放射線画像撮影システムの概略構成のその他の一例を示す概略構成図であり、放射線検出器を備えた放射線画像撮影システムを示している。
以下、各図面を参照して本実施の形態の一例について説明する。
図１に本実施の形態の放射線画像撮影システムの概略構成を示す。放射線画像撮影システム１０は、放射線（例えばエックス線（Ｘ線）等）を被検体１９に照射する放射線照射装置１６と、放射線照射装置１６から照射され、被検体１９を透過した放射線を検出する放射線検出器１４と、放射線画像の撮影を指示すると共に、放射線検出器１４から画像情報を取得して各種の処理を行う制御装置（コンソール）１２と、を備えて構成されている。放射線照射装置１６から照射され撮影位置に位置している被検体１９を透過することで画像情報を担持した放射線は放射線検出器１４に照射される。
制御装置１２は、放射線検出器１４と無線により接続されており、通信Ｉ／Ｆ２６を介して無線によるコマンド・データ伝送により放射線検出器１４に対して各種制御を実行する機能を有している。また、制御装置１２は、放射線照射装置１６と無線により接続されており、放射線（例えばエックス線（Ｘ線）等）を照射するタイミングを制御する機能を有している。制御装置１２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０、メモリ２２、処理部２４、表示部２５及び通信Ｉ／Ｆ２６を備えて構成されており、ＣＰＵ２０、メモリ２２、処理部２４、表示部２５及び通信Ｉ／Ｆ２６は、ＣＰＵバス等のバス２８により、互いに信号の授受が可能に接続されている。ＣＰＵ２０は、メモリ２２に予め記憶されている各種プログラムを実行することにより、制御装置１２全体の動作を制御する機能を有するものである。処理部２４は、放射線検出器１４から画像データを取得して各種の処理を行う機能を有するものである。また、表示部２５は、放射線検出器１４から通信Ｉ／Ｆ２６を介して受信した放射線画像等を表示する機能を有するものである。
放射線照射装置１６は、放射線源１７及び通信Ｉ／Ｆ１８を備えて構成されている。放射線照射装置１６は、通信Ｉ／Ｆ１８を介して制御装置１２と無線により接続されており、制御装置１２の制御に基づいたタイミングで、放射線源１７から放射線を被験体１９に照射する。
図２に、本実施の形態の放射線検出器１４の略構成の一例の機能ブロック図を示す。本実施の形態の放射線検出器１４は、放射検出パネルユニットであり、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）等、いわゆるカセッテ等が挙げられる。
放射線検出器１４は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、薄膜トランジスタ）部３０、チャージアンプ・ＭＵＸ（マルチプレクサ）３２、Ａ／Ｄコンバータ３４、制御部３６、ゲート駆動部３８、無線通信部４０、記憶部４２、画像解析部４４、及び電源部４８を備えて構成されている。
ＴＦＴ部３０は、照射された放射線を検出する機能を有するものである。図３に、ＴＦＴ部３０の構成の一例を模式的に示した断面図を示す。図３に示すように、放射線検出器１４は、絶縁性基板５０にＴＦＴ等のスイッチ素子５２が形成されたＴＦＴ基板５４を含んで構成されている。
スイッチ素子５２は、各スイッチ素子５２をオン、オフ、させるためのゲート線６８に接続されている。当該ＴＦＴ基板５４上には、入射される放射線を光に変換するシンチレータ層５６が形成されている。シンチレータ層５６としては、例えば、ＣＳＩ：Ｔｌ、Ｇｏｓ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）蛍光体等を用いることができる。なお、シンチレータ層５６は、これらの材料に限られるものではない。
絶縁性基板５０としては、例えば、ガラス基板、各種セラミック基板、樹脂基板等を用いることができるが、これらの材料に限られるものではない。
シンチレータ層５６とＴＦＴ基板５４との間には、シンチレータ層５６によって変換された光が入射されることにより電荷を照射する光導電層５８が配置されている。当該光導電層５８のシンチレータ層５６側の表面には、光導電層５８にバイアス電圧を印加するためのバイアス電極６０が設けられている。
また、ＴＦＴ基板５４には、光導電層５８で照射した電荷を収集するための電荷収集電極６２が設けられている。ＴＦＴ基板５４では、各電荷収集電極６２で収集された電荷がスイッチ素子５２によって読み出される。
電荷収集電極６２は、ＴＦＴ基板５４上に、マトリックス状（二次元状）に配置されており、これに対応してスイッチ素子ＴＦＴが絶縁性基板５０上にマトリックス状に配置されている。また、ＴＦＴ基板５４には、ＴＦＴ基板５４上を平坦化するための平坦化層６４が形成されている。また、ＴＦＴ基板５４とシンチレータ層５６との間であって、平坦化層６４上には、シンチレータ層５６をＴＦＴ基板５４に接着するための接着層６６が形成されている。
放射線検出器１４は、シンチレータ層５６が接着された表側から放射線が照射（表側が撮影面）されてもよいし、ＴＦＴ基板５４側（裏側）から放射線が照射（裏側が撮影面）されてもよい。放射線検出器１４は、表側から放射線が照射された場合、シンチレータ層５６の上面側（ＴＦＴ基板５４の反対側）でより強く発光し、裏側から放射線が照射された場合、ＴＦＴ基板５４を透過した放射線がシンチレータ層５６に入射してシンチレータ層５６のＴＦＴ基板５４側がより強く発光する。各光導電層５８には、シンチレータ層５６で照射した光により電荷が照射する。このため、放射線検出器１４は、表側から放射線が照射された場合の方が裏側から放射線が照射された場合よりも、放射線がＴＦＴ基板５４を透過しないため、放射線に対する感度を高く設計することが可能であり、また、裏側から放射線が照射された場合の方が表側から放射線が照射された場合よりも、各光導電層５８に対するシンチレータ層５６の発光位置が近いため、撮影によって得られる放射線画像の分解能が高い。
なお、ＴＦＴ部３０の構造等は、これに限らず、放射線検出器１４に照射された放射線に応じた電荷を蓄積し、出力する機能を有するものであれば限定されず、その他の構造であってもよい。ＴＦＴ部３０のその他の構造の一例を図４に示す。図４は、ＴＦＴ部３０の構成のその他の一例を模式的に示した断面図である。図４に示したＴＦＴ部３０では、放射線を直接アモルファスセレン等を用いたセンサ部で電荷に変換して蓄積する直接変換方式の構造を示している。
図４に示したＴＦＴ部３０では、入射される放射線を変換する放射線変換層の一例として、入射される放射線を電荷に変換する光導電層５９が、ＴＦＴ基板５４上に形成されている。光導電層５９としては、アモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）、Ｂｉ１２ＭＯ２０（Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ）、Ｂｉ４Ｍ３Ｏ１２（Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ）、Ｂｉ２Ｏ３、ＢｉＭＯ４（Ｍ：Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ）、Ｂｉ２ＷＯ６、Ｂｉ２４Ｂ２Ｏ３９、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＭＮｂＯ３（Ｍ：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）、ＰｂＯ、ＨｇＩ２、ＰｂＩ２、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＢｉＩ３、ＧａＡｓ等のうち少なくとも１つを主成分とする化合物等が用いられるが、暗抵抗が高く、放射線照射に対して良好な光導電性を示し、真空蒸着法により低温で大面積成膜が可能な非晶質（アモルファス）材料が好ましい。
光導電層５９上には、光導電層５９の表面側に形成され、光導電層５９へバイアス電圧を印加するためのバイアス電極６１が形成されている。
直接変換方式のＴＦＴ部３０では、間接変換方式のＴＦＴ部３０（上述の図４参照）と同様に、光導電層５９で照射した電荷を収集する電荷収集電極６２がＴＦＴ基板５４上に形成されている。
また、直接変換方式のＴＦＴ部３０におけるＴＦＴ基板５４は、各電荷収集電極６２で収集された電荷を蓄積する電荷蓄積容量６３を備えている。この各電荷蓄積容量６３に蓄積された電荷が、スイッチ素子５２によって読み出される。なお、以下では、ＴＦＴ部３０から読み出した電荷に関する情報をＱＬ値と称する場合がある。
ＴＦＴ部３０において読み出された電荷は電気信号として、チャージアンプ・ＭＵＸ３２に出力される。チャージアンプ３２は、電気信号を増幅し、電気的情報としてのアナログ電圧に変換する機能を有するものであり、具体的例としては、オペアンプ及びコンデンサを用いた増幅回路及びサンプルホールド回路で構成されている。サンプルホールド回路に保持された電気信号はＭＵＸ３２でパラレル−シリアル変換を行い、Ａ／Ｄコンバータ３４に出力するように構成されている。
Ａ／Ｄコンバータ３４は、シリアル入力されたアナログ電圧を、より取り扱いが容易なデジタル信号に変換する機能を有するものである。Ａ／Ｄコンバータ３４によりデジタル信号に変換された放射線画像の２次元の画像データは、制御部３６に出力される。本実施の形態では、Ａ／Ｄコンバータ３４には、画像メモリ（図示省略）が接続されており、伝送された画像データが画像メモリに順に記憶される。本実施の形態では、画像メモリは所定枚数分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮影が行われる毎に、撮影によって得られた画像データが画像メモリに順次記憶されるように構成されている。
制御部３６はマイクロコンピュータによって構成され、ＣＰＵ３６Ａ、ＲＯＭおよびＲＡＭを含むメモリ３６Ｂ、フラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部３６Ｃを含んで構成されており、メモリ３６Ｂに記憶されている各種プログラムをＣＰＵ３６Ａで実行することにより放射線検出器１６全体の動作を制御する機能を有するものである。
制御部３６は、撮影メニューが登録されると、断続的に、ＴＦＴ部３０に蓄積された電荷の蓄積量（電気信号）を読取り、読み取った電荷蓄積量が記憶部３６Ｃに記憶されている閾値以上であるか否か判断し、閾値以上である場合は、放射線検出器１４から放射線が照射された撮影タイミングであると判断して、被験体１９の放射線画像の撮影を開始し、画像データを取得するよう制御する機能を有するものである（詳細後述）。
このように制御部３６が、撮影タイミングを判断する方法としては、例えば、予め定められた画素または専用の画素に蓄積された電荷の蓄積量を読み出し、読み出した電荷の値が予め定められた閾値を越えた場合に撮影タイミングと判断して撮影を行う方法が挙げられる。
また、例えば、複数の行単位で同時に各画素に蓄積された電荷の蓄積量を読み出し、読み出した電荷の値が予め定められた閾値を越えた場合に撮影タイミングと判断して撮影を行う方法等が挙げられる。この場合、所定の行間隔で同時に電荷蓄積量を読み出すようにしてもよい。なお、いずれの方法においても、放射線画像の撮影のための電荷蓄積を開始する直前でそれまでに蓄積された電荷をリセットするリセット動作を行うことが好ましい。
また、本実施の形態の制御部３６は、画像解析部４４の画像解析結果に基づいて、放射線画像が正規のタイミングで撮影された放射線画像か、または、本来、放射線検出器１４において撮影を行わなくてよい誤ったタイミングで撮影されてしまった放射線画像なのかを判断し、誤ったタイミングで撮影されてしまった放射線画像の場合は、制御装置１２に出力しないよう、無線通信部４０を制御する機能を有するものである（詳細後述）。
放射線画像の画像データは、制御部３６から画像解析部４４にさらに伝送される。画像解析部４４は、画像データに基づいて、放射線画像の画像解析を行い、画像解析結果を制御部３６に出力する機能を有するものである。
また、放射線画像の画像データは、制御部３６から無線通信部４０にさらに伝送される。無線通信部４０は、ライン毎の画像データを無線にてパケット伝送する機能を有するものである。このように本実施の形態の無線通信部４０は、外部装置（ここでは制御装置１２）と無線通信を行う機能を有するものであり、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ等に代表される無線ＬＡＮ規格に対応しており、無線通信による外部機器との間での各種情報の伝送を制御する。
また、無線通信部４０を介することにより、制御部３６は、制御装置１２等の放射線画像撮影全体を制御する外部装置と無線通信が可能とされており、制御装置１２との間で各種情報の送受信が可能とされている。被験体１９の放射線画像を撮影する際は、制御部３６は、制御装置１２から無線通信部４０を介して受信される撮影条件（撮影メニュー）や被験体１９の情報等の各種情報を記憶部４２に登録し、登録された撮影メニューに基づいて電荷の読み出しを行う。
このようにして本実施の形態の放射線検出器１４では、照射された放射線に応じた放射線画像の撮影が行われる。なお、上述したように本実施の形態の放射線検出器１４による放射線画像の撮影動作は、制御装置１２から放射線画像の撮影指示を受けずに放射線照射装置１６による放射線の照射と同期をとることなく実行される。
また、本実施の形態の放射線検出器１４には、電源部４８が備えられており、上述した各部等は、電源部４８から供給された電力によって動作する。電源部４８は、放射線検出器１４の可搬性を損なわないように、バッテリー（充電可能な二次電池）を内蔵しており、充電されたバッテリーから各部等へ電力を供給する。なお、図２では、図が煩雑になるのを防ぐために、電源部４８と各部等を接続する配線を省略して記載している。
次に、本実施の形態の放射線検出器１４における、放射線画像の撮影処理動作について図面を参照して詳細に説明する。図５は、放射線検出器１４において実行される放射線画像の撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。撮影処理を行う際には、制御部３６において、メモリ３６Ｂの所定の領域に予め記憶されているプログラムがＣＰＵ３６Ａにより実行される。
ステップ１００では、撮影メニューが登録されたか否か判断する。まだ制御装置１２から撮影メニューを受信していない場合等は、否定されて待機状態になる。一方、撮影メニューが登録された場合は、肯定されてステップ１０２へ進む。ステップ１０２では、ＴＦＴ部３０に電荷の蓄積を開始して、放射線画像の画像データを検出を開始するよう指示する。
次のステップ１０４では、電荷蓄積量を読み出し、次のステップ１０６では、読み出した電荷蓄積量が制御部３６の記憶部３６Ｃに記憶されている閾値以上であるか否かを判断する。読み出した電荷蓄積量が閾値未満である場合は、ステップ１０４に戻り、電荷蓄積量の読み出し及び閾値以上であるか否かの判断を繰り返す。一方、電荷蓄積量が閾値以上である場合は、肯定されて放射線の照射がスタートされたと判断し、放射線画像の撮影を開始するためにステップ１０８へ進む。
ステップ１０８では、ＴＦＴ部３０において蓄積されている電荷を排出するリセット動作を行った後、ステップ１１０へ進み、上述のようにして放射線画像の画像データを検出して、放射線画像の撮影を行う。これにより、放射線画像の画像データが取得される。
次のステップ１１２では、画像解析部４４により、撮影された放射線画像の画像解析を行う。画像解析部４４では、放射線画像に対して所定の画像解析を行う。本実施の形態では、放射線画像の複数の画素の平均値を算出する。なお、画像解析に用いる当該複数の画素は、放射線画像の全画素であってもよいし、例えば、先頭領域や中心領域等の予め定められた領域の複数の画素であってもよい。
なお、画像解析の方法はこれに限らず、例えば、被験体１９を撮影した放射線画像の複数の画素の平均値（正規の放射線画像の平均値）を予め取得して記憶部４２に記憶させておき、上述のようにして算出した放射線画像の複数の画素の平均値と、正規の放射線画像の平均値との差を求めるようにしてもよい。
また、予め被験体１９を撮影した放射線画像のヒストグラム（正規の放射線画像のヒストグラム）を得ておき、撮影された放射線画像のヒストグラムと、正規の放射線画像のヒストグラムとのずれを解析するようにしてもよい。
なお、上述したように、放射線検出器１４を落下させてしまう等して衝撃を与えたことにより、放射線が照射されたと誤判断して、放射線画像を撮影してしまった場合等に得られる放射線画像は、正規の放射線画像とは、明らかに異なる画像となっている。例えば、放射線が全く照射されていない状態で撮影を行ったため、電荷蓄積量が少なく、オフセット画像を撮影した場合の放射線画像のような画像が得られたり、衝撃が与えられた直後のしばらくの間のみ電荷が蓄積されたような放射線画像が得られたりする。このように明らかにことなる画像となるため、ヒストグラム解析を行わなくても、放射線画像の複数の画素の平均値を用いた方法により、放射線画像が誤画像であるか否かを適切に判断することができる。画像解析を放射線画像の複数の画素の平均値を用いた方法とすることにより、処理時間を短くすることができるため、当該方法を用いることが好ましい。
次のステップ１１４では、画像解析部４４の画像解析結果から放射線画像が正規のタイミングで撮影された正規の画像か、誤ったタイミングで撮影された誤画像であるかを判断する。画像解析結果に基づいて正規の画像であるか否かを判断する方法としては、例えば、予め誤画像の複数の画素の平均値を得ておいて、誤画像とみなす平均値の範囲を記憶部４２に記憶しておき、画像解析部４４で画像解析した結果得られた放射線画像の複数の画素の平均値が、当該範囲内にあるか否かにより判断する方法が挙げられる。また例えば、予め誤画像と判断する基準となる放射線画像の複数の画素の平均値と、正規の放射線画像の平均値との差の範囲を得ておいて当該差の範囲を記憶部４２に記憶しておき、画像解析部４４で画像解析した結果得られた平均値の差が、当該範囲内にあるか否かにより判断する方法が挙げられる。また例えば、正規の放射線画像のヒストグラムとのずれにより判断する方法が挙げられる。なお、いずれの方法によって判断するかは、画像解析部４４の画像解析方法に応じて定められている。
正規の画像である場合は、肯定されてステップ１１６へ進み、無線通信部４０により放射線画像の画像データを制御装置１２に出力させた後、本処理を終了する。一方、正規の画像ではない場合は、否定されて放射線画像の画像データを制御装置１２へ出力せずに本処理を終了する。なお、被験体画像データを制御装置１２へ出力しないように制御する方法としては、例えば、正規の画像と判断した場合のみ無線通信部４０に放射線画像の画像データを伝送するようにしてもよいし、正規か否かに係わらず放射線画像の画像データを無線通信部４０に伝送しておき、誤画像である場合は、伝送された放射線画像の画像データを出力しないように無線通信部４０に指示するようにしてもよい。
なお、誤画像と判断された放射線画像の画像データは、廃棄するようにしてもよいし、記憶部４２に誤画像である旨と共に記憶するようにしてもよい。また、被験体画像データを廃棄した場合に、誤画像を撮影した旨を記憶部４２に記憶するようにしてもよい。
また、本実施の形態では、誤画像と判断した場合、無線通信部４０は制御装置１２に対して何も出力していないが、誤画像を撮影した旨を制御装置１２に出力するようにしてもよい。
以上、説明したように、本実施の形態に係る放射線画像撮影システム１０の放射線検出器１４は、放射線照射装置１６の放射線照射動作と同期をとることなく、放射線が照射されたことを判断するものであり、制御装置１２から撮影メニューが登録されると、ＴＦＴ部３０の画素の電荷蓄積量を読み出し、読み出した電荷蓄積量が制御部３６の記憶部３６Ｃに記憶されている閾値以上である場合に、放射線が照射されたと判断し、放射線画像の撮影を行い、撮影された放射線画像を画像解析部４４で画像解析し、制御部３６が画像解析した結果に基づいて放射線画像が正規のタイミングで撮影された正規の画像か、本来、撮影を行わなくてもよい誤ったタイミングで撮影された誤画像かを判断する。さらに制御部３６は、誤画像であると判断した場合は、当該誤画像の画像データを制御装置１２に送信しないように無線通信部４０を制御する。
従って、撮影された放射線画像が正規のタイミングで検出された画像であるか否かを判断するこができる。
このように本実施の形態の放射線検出器１４では、例えば、放射線検出器１４を落下させてしまう等して衝撃を与えたことにより、放射線が照射されたと誤判断して、放射線画像を撮影してしまった場合等の誤ったタイミングで撮影してしまった場合でも、正規のタイミングで検出された画像であるか否かを判断し、誤ったタイミングで検出された放射線画像である場合には、画像データを外部に出力することを防止するので、制御装置１２には画像データが送信されないため、画像送信の無駄が発生しない。また、このように誤画像が制御装置１２に送信されないため、撮影が終了（撮影メニューが完了）したとみなされてしまうことがなく、撮影メニューの再登録が不要になる。
また、画像解析部４４では、放射線画像の複数の画素の平均値により画像解析を行うことにより、ヒストグラム解析等を行う場合に比べて処理時間を短縮することができる。
なお、本実施の形態では、１つの放射線検出器１４を備えた放射線画像撮影システム１０において説明したがこれに限らず、図６に示したように、複数（図６ではｎ個）の放射線検出器１４を備えた放射線画像撮影システム７０であってもよい。
複数の放射線検出器１４を備えた放射線画像撮影システ７０では、例えば、複数の放射線検出器１４のうち１つの放射線検出器１４のみが放射線画像を撮影すべき場合に、撮影を行うべき放射線検出器１４の近傍に設置されている他の放射線検出器１４にも放射線が照射されてしまうことがある。放射線を検出した放射線検出器１４では、本来、撮影を行うタイミングではないにもかかわらず、放射線画像の撮影を行い、誤画像を取得してしまう。このような場合であっても、本実施の形態の放射線検出器１４では、放射線画像の画像解析に基づいて、放射線画像が誤画像であるか正規の画像であるかを判断することができるため、誤画像であると判断した場合は当該誤画像の画像データは制御装置１２に出力しないように制御するので、送信時間の無駄を省くと共に、放射線画像の撮影開始から、正規の画像の出力完了（制御装置１２での受信完了）までの、ワークフローの処理時間が短縮されることにより、利便性が向上する。また、制御装置１２は、正規の画像のみを受信するため、制御装置１２における画像表示速度が遅くなるのを防止することができる。
なお、上述してきた実施例では、放射線検出器１４にある画像解析部４４で画像解析を行った例を示してきたが、制御装置１２側で画像解析を行うようにしてもよい。この場合、誤画像であっても放射線検出器１４から制御装置１２側へ画像データを送信してしまうため多少処理時間は無駄になってしまうが、制御装置１２の画像解析部で行う誤画像か正規の画像かの判断に応じて撮影が終了（撮影メニューが完了）したか否かの判断をすれば、撮影メニューを再度登録する無駄は省くことができる。
制御装置１２が撮影が終了していないと判断した場合は、その旨の信号を放射線検出器１４に送信し、放射線検出器１４は、再度同じ条件で撮影を行うように準備をするようにしてもよいし、あたかも新しいオーダーのように制御装置１２から放射線検出器１４に対して同じ撮影メニューを再度登録するようにしてもよいが、撮影メニューの再登録の無駄が省けるため、放射線検出器１４が同じ条件で再度、撮影を行うようにするのが好ましい。
その他、本実施の形態で説明した放射線画像撮影システム１０、制御装置１２、放射線検出器１４、及び放射線照射装置１６等の構成等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。
また、本実施の形態で説明した撮影処理の流れの一例（図５）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。
また、本実施の形態では、本発明の放射線としてＸ線を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、γ線などを適用してもよい。
１０ 放射線画像撮影システム
１２ 制御装置
１４ 放射線検出器
１６ 放射線照射装置
３０ ＴＦＴ部
３６ 制御部
４０ 無線通信部
４２ 記憶部
４４ 画像解析部

Claims (10)

  1. 照射された放射線を電気信号に変換して蓄積する複数の画素により放射線画像の画像データを検出する検出手段と、
    前記画素に蓄積された電気信号を読取った読取値が閾値以上の場合に、放射線が照射されたと判断して、被検体を透過した放射線に応じた放射線画像の画像データを検出するよう、前記検出手段を制御する検出制御手段と、
    前記読取値が閾値以上の場合に前記検出手段により検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像に対して画像解析を行う画像解析手段と、
    前記読取値が閾値以上の場合に非正規のタイミングで前記検出手段により予め得ておいた非正規放射線画像、または前記非正規放射線画像及び前記読取値が閾値以上の場合に正規のタイミングで前記検出手段により予め得ておいた正規放射線画像と、今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像に対する前記画像解析手段の画像解析結果と、に基づいて、今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像が正規のタイミングで検出された画像であるか否かを判断する判断手段と、
    を備えた放射線検出装置。
  2. 前記画像データを外部に出力する出力手段と、
    前記判断手段により正規のタイミングで検出された画像ではないと判断された前記放射線画像の前記画像データを外部に出力しないよう前記出力手段を制御する出力制御手段と、
    を備えた請求項１に記載の放射線検出装置。
  3. 前記画像解析手段の前記画像解析の画像解析結果は、今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像の複数の画素の画素値の平均値であり、前記判断手段は、前記画像解析手段の前記画像解析結果が、前記非正規放射線画像の複数の画素の画素値の平均値に基づく所定の範囲内にあるか否かにより今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像が正規のタイミングで検出された画像であるか否かを判断する、請求項１または請求項２に記載の放射線検出装置。
  4. 前記画像解析手段の前記画像解析の画像解析結果は、今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像の複数の画素の画素値の平均値と、前記正規放射線画像の複数の画素の画素値の平均値との差であり、前記判断手段は、前記画像解析手段の前記画像解析結果が、前記非正規放射線画像の複数の画素の平均値と前記正規放射線画像の複数の画素の平均値との差に基づく所定の範囲内にあるか否かにより今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像が正規のタイミングで検出された画像であるか否かを判断する、請求項１または請求項２に記載の放射線検出装置。
  5. 前記画像解析手段が画像解析に用いる複数の画素は、前記放射線画像の全画素、または前記放射線画像の予め定められた領域の複数の画素である、請求項３または請求項４に記載の放射線検出装置。
  6. 前記検出制御手段は、前記被検体の放射線画像の撮影条件が外部から登録された場合に、前記検出手段を制御する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
  7. 放射線画像の撮影に関する撮影条件を指示する制御装置と、
    前記制御装置からの指示に基づいて、放射線を照射する放射線照射装置と、
    前記放射線照射装置から照射された放射線に応じた放射線画像の画像データを検出して、前記制御装置に出力する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の放射線検出装置と、
    を備えた放射線画像撮影システム。
  8. 照射された放射線を電気信号に変換して蓄積する複数の画素により放射線画像の画像データを検出する検出手段の前記画素に蓄積された電気信号を読取った読取値が閾値以上の場合に、放射線が照射されたと判断して、被検体を透過した放射線に応じた放射線画像の画像データを検出するよう、前記検出手段を制御する検出制御ステップと、
    前記読取値が閾値以上の場合に前記検出手段により検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像に対して画像解析を行う画像解析ステップと、
    前記読取値が閾値以上の場合に非正規のタイミングで前記検出手段により予め得ておいた非正規放射線画像、または前記非正規放射線画像及び前記読取値が閾値以上の場合に正規のタイミングで前記検出手段により予め得ておいた正規放射線画像と、今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像に対する前記画像解析ステップの画像解析結果と、に基づいて、今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像が正規のタイミングで検出された画像であるか否かを判断する判断ステップと、
    を備えた処理をコンピュータに実行させるための放射線検出プログラム。
  9. 照射された放射線を電気信号に変換して蓄積する複数の画素により放射線画像の画像データを検出手段により検出する検出工程と、
    前記画素に蓄積された電気信号を読取った読取値が閾値以上の場合に、放射線が照射されたと判断して、被検体を透過した放射線に応じた放射線画像の画像データを検出するよう、前記検出手段を制御する検出制御工程と、
    前記読取値が閾値以上の場合に前記検出手段により検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像に対して画像解析を行う画像解析工程と、
    前記読取値が閾値以上の場合に非正規のタイミングで前記検出手段により予め得ておいた非正規放射線画像、または前記非正規放射線画像及び前記読取値が閾値以上の場合に正規のタイミングで前記検出手段により予め得ておいた正規放射線画像と、今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像に対する前記画像解析工程の画像解析結果と、に基づいて、今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像が正規のタイミングで検出された画像であるか否かを判断する判断工程と、
    を備えた放射線検出方法。
  10. 照射された放射線を電気信号に変換して蓄積する複数の画素から電気信号を読み取って、読取値が閾値以上の場合に放射線が照射されたと判断して画像データを検出する放射線検出装置から出力された画像データを受信する受信手段と、
    前記受信手段により受信された前記画像データに基づいた前記放射線画像に対して画像解析を行う画像解析手段と、
    前記読取値が閾値以上の場合に非正規のタイミングで前記検出手段により予め得ておいた非正規放射線画像、または前記非正規放射線画像及び前記読取値が閾値以上の場合に正規のタイミングで前記検出手段により予め得ておいた正規放射線画像と、今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像に対する前記画像解析手段の画像解析結果と、に基づいて、今回検出された前記画像データに基づいた前記放射線画像が正規のタイミングで検出された画像であるか否かを判断する判断手段と、
    を備えた制御装置。
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