JP5416426B2 - 放射線画像撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、放射線を射出する多数の放射線源が分散配置された放射線画像撮影装置に関するものである。

従来、電子放出素子を多数配列したマルチ電子放出素子を備え、各電子放出素子から射出された電子線をターゲットに照射することによってマルチＸ線ビームを射出するマルチＸ線発生装置を用いた放射線画像撮影装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に記載の放射線画像撮影装置のように、多数の電子放出素子から同時に電子線を射出させ、複数のＸ線ビームを同時に被写体に照射するようにしたのでは、Ｘ線検出器上における複数のＸ線ビームの照射範囲が重複してしまうため、これにより散乱線を生じてノイズとなって放射線画像の画質の劣化を招いてしまう。また、電子放出素子を１つずつ駆動して電子線を射出するようにして上記のような散乱線の影響を防止することも考えられるが、全ての電子放出素子を駆動し終わるまでに時間がかかり撮影時間が長くなってしまうという問題がある。

そこで、特許文献２においても、特許文献１に記載の放射線画像撮影装置と同様に、マルチＸ線ビームを射出するマルチＸ線発生装置を用いた放射線画像撮影装置が提案されており、特許文献２に記載の放射線画像撮影装置においては、マルチＸ線ビームが同時に照射される範囲を千鳥格子状に２つに分け、Ｘ線検出器上における各Ｘ線ビームの照射範囲が隣接しないようにすることによって散乱線の影響を防止することが提案されている。

特開平２００７−２６５９８１号公報 米国特許出願公開第２００７/０１３３７４７号明細書

しかしながら、特許文献２に記載の放射線画像撮影装置のように各Ｘ線ビームの照射範囲を制御したとしても、斜め方向には散乱線が重なることになるので、やはり十分に散乱線の影響を十分に除去することができない。

さらに、特許文献２に記載の放射線画像撮影装置においては、複数のＸ線ビームが同時に照射されるが、これらの複数のＸ線ビームは必ずしも全て同じＸ線強度ではなく、ばらつきがあるので放射線画像にむらが生じてしまうおそれがある。また、Ｘ線ビームの照射範囲の分布も必ずしも設計通りではなく、ずれ生じた場合には放射線画像の画質に影響を及ぼすおそれがある。

本発明は、上記の事情に鑑み、上記のような複数の放射線を射出する放射線照射部を備えた放射線画像撮影装置において、散乱線の影響を十分に除去するとともに、複数の放射線の強度と分布のばらつきの影響を抑制することができる放射線画像撮影装置を提供することを目的とする。

本発明の放射線画像撮影装置は、広がり角が広い方の面が互いに平行に並ぶファンビームの放射線を射出する多数の放射線源が分散配置された放射線照射部と、放射線照射部の各放射線源から射出された放射線を検出する放射線画像検出器と、多数の放射線源のうち、放射線画像検出器上において放射線の照射範囲が重畳または隣接しないような一部の放射線源の群からのみ同時に放射線を射出させるとともに、放射線源の群を順次切り替えて放射線を射出させるよう制御する放射線照射制御部と、放射線照射部と放射線画像検出器との間に被写体が存在しない状態において、放射線照射制御部により放射線源の群が順次切り替えられて放射線が放射線画像検出器に順次照射されることによって放射線画像検出器により順次検出された各放射線源の群に対応する各画像補正データを取得する画像データ取得部と、画像データ取得部により取得された各画像補正データのそれぞれについて、所定の閾値よりも高い値の有効領域を決定する有効領域決定部と、放射線照射部と放射線画像検出器との間に被写体を設置した状態において、放射線照射制御部により放射線源の群が順次切り替えられて放射線が放射線画像検出器に順次照射されることによって放射線画像検出器により順次検出され、有効領域に基づいて取得された各放射線源の群に対応する各放射線画像データを、各画像補正データに基づいて補正する画像補正部とを備えたことを特徴とする。

また、上記本発明の放射線画像撮影装置においては、放射線画像検出器を、放射線の照射に対応する電荷を発生する電荷発生部と、電荷発生部において発生した電荷を蓄積する、２次元状に多数配列された電荷蓄積部と、電荷蓄積部の行毎にそれぞれ設けられ、電荷蓄積部に蓄積された電荷信号が流れ出す多数の信号線と、信号線と信号線に対応する電荷蓄積部との接続をオンオフする、電荷蓄積部毎に設けられた多数のスイッチ素子と、スイッチ素子をオンオフするための制御信号が出力され、電荷蓄積部の列毎に信号線に直交して設けられた多数の走査線とを備えたものとし、放射線画像検出器と放射線照射部とを、各放射線源から射出されるファンビームの広がり角が広い方の広がり方向と走査線の延びる方向とが同じになるように配置することができる。

ここで、上記「電荷蓄積部」としては、電荷発生層自身の容量を利用するようにしてもよいし、別途設けられた容量を利用してもよい。

また、有効領域に対応する放射線画像検出器上の範囲内の電荷蓄積部の列に接続される各走査線に対してスイッチ素子をオンするための制御信号を順次出力して電荷信号を読み出し、その後、有効領域に対応する放射線画像検出器上の範囲外の電荷蓄積部の列に接続される複数の走査線に対してスイッチ素子を順次オンするための制御信号を同時に出力して電荷蓄積部をリセットする走査信号制御部を設けることができる。

また、画像補正データに基づいて放射線源の群に属する各放射線源から射出される放射線の強度が近づくように各放射線源を制御する放射線源制御部を設けることができる。

また、画像データ取得部により取得された複数の画像補正データの同じ画素位置の画素信号をそれぞれ加算した各総和画素値が同じ値となるように各放射線源を配置するとともに、各放射線源から射出されるファンビームの広がり角を設定し、強度を制御することができる。

本発明の放射線画像撮影装置によれば、多数の放射線源から広がり角が広い方の面が互いに平行に並ぶファンビームの放射線を射出させるとともに、多数の放射線源のうち、放射線画像検出器上において放射線の照射範囲が重畳または隣接しないような一部の放射線源の群からのみ同時に放射線を射出させるようにしたので、多数の放射線が重畳または隣接することによる散乱線の影響を除去することができる。また、上記のように一方向にのみ広く広がるファンビームを使用するようにしたので、さらに散乱線の影響を効率良く除去することができる。

そして、被写体が存在しない状態において、放射線源の群を順次切り替えて放射線を放射線画像検出器に順次照射することによって放射線画像検出器により各放射線源の群に対応する各画像補正データを取得し、各画像補正データのそれぞれについて、所定の閾値よりも高い値の有効領域を決定し、被写体を設置した状態において、放射線源の群を順次切り替えて放射線を放射線画像検出器に順次照射することによって放射線画像検出器により順次検出し、有効領域に基づいて取得した各放射線源の群に対応する各放射線画像データを、上記各画像補正データに基づいて補正するようにしたので、散乱線の照射によって検出された放射線画像データを除去することができるとともに、上記補正により、複数の放射線の強度と分布のばらつきの影響を抑制することができる。

また、上記本発明の放射線画像撮影装置において、各放射線源から射出されるファンビームの広がり角が広い方の広がり方向と放射線画像検出器の走査線の延びる方向とが同じになるように放射線画像検出器と放射線照射部とを配置するようにした場合には、上記有効領域と有効領域ではない領域とを走査線単位で区分することができる。

そして、たとえば、有効領域に対応する放射線画像検出器上の範囲内の電荷蓄積部の列に接続される各走査線に対してスイッチ素子をオンするための制御信号を順次出力して電荷信号を読み出し、その後、有効領域に対応する放射線画像検出器上の範囲外の電荷蓄積部の列に接続される複数の走査線に対してスイッチ素子を順次オンするための制御信号を同時に出力して電荷蓄積部をリセットするようにした場合には、各放射線源の群から放射線を射出する毎に全ての走査線を順次切り替えて電荷信号を読み出す場合と比較すると、電荷信号の全読出時間を短縮することができる。同時にリセットする走査線数が多いほど時間短縮の効果は大きく、リセット電流が問題にならなければ全ての走査線を同時にリセットしてもよい。

たとえば、ｎ個置きに配置された放射線源によって放射線源の群を構成し、この放射線源の群を切り替えて放射線を照射し、上記のようにして電荷の読出しを行った場合には、下式で算出される全読出時間となるので高速な読み出しが可能である。なお、下式における全面読出時間とは全ての走査線を順次切り替えて電荷信号を読み出したときにかかる時間を意味し、αは隣接する放射線源の群の照射範囲の重複比率を意味し、全面リセット時間とは全ての電荷蓄積部をリセットするのにかかる時間のことを意味する。

全読出時間＝｛（全面読出時間）/（ｎ＋１）×α｝＋（全面リセット時間）
また、画像補正データに基づいて放射線源の群に属する各放射線源から射出される放射線の強度が近づくように各放射線源を制御するようにした場合には、放射線源の群に属する各放射線源から射出される放射線の強度のばらつきを抑制することができる。

また、画像データ取得部により取得された複数の画像補正データの同じ画素位置の画素信号をそれぞれ加算した各総和画素値が同じ程度の値となるように各放射線源を配置するとともに、各放射線源から射出されるファンビームの広がり角を設定し、強度を制御するようにした場合には、さらにムラのない放射線画像データを取得することができる。

本発明の放射線画像撮影装置の一実施形態の概略構成図 図１に示す放射線画像撮影装置における放射線照射部のＸ−Ｚ断面図 電子放出素子の詳細な構成図 放射線源から射出されるファンビームの広がり角が広い方の断面図 放射線源から射出されるファンビームの広がり角が狭い方の断面図 図１に示す放射線画像撮影装置における放射線画像検出器の概略構成図 図５に示す放射線画像検出器の１つの検出部の概略構成を示す図 放射線源の群を順次切り替えて制御する作用を説明するための図 放射線画像補正データＧＤと画素信号ＰＤと有効領域Ｒを模式的に示した図 有効領域Ｒ１に対応する放射線画像検出器本体２０上の範囲とそれ以外の範囲との読出方法を説明するための図 複数枚の放射線画像補正データＧＤ_１〜ｎと同じ画素位置の画素信号ＰＤ_１〜ｎとを模式的に示す図 放射線源列を複数設けた場合の構成を示す図

以下、図面を参照して本発明の放射線画像撮影装置の一実施形態について説明する。図１に本放射線画像線撮影装置の概略構成を示す。

本放射線画像撮影装置は、図１に示すように、放射線照射部１と、放射線画像検出器２と、放射線照射制御部３と、画像データ取得部４と、有効領域決定部５と、画像補正部６とを備えている。

放射線照射部１は、図１に示すように、広がり角が広い方の面が互いに平行に並ぶファンビームの放射線を射出する多数の放射線源１ａが１次元状に配列されたものである。そして、各放射線源１ａから射出された放射線は、被写体１０を透過した後、放射線画像検出器２により検出されるが、各放射線源１ａは、各放射線源１ａから射出されて被写体１０を透過した放射線が、被写体の投影像の一部分を形成するように分散配置されている。つまり、各放射線源１ａから射出された放射線により形成される被写体の部分的な投影像の結合により被写体の全体の投影像が形成される。

図２に、放射線照射部１の詳細な構成図を示す。なお、図２は、図１に示す放射線照射部１のＸ−Ｚ断面図である。

放射線照射部１は、図２に示すように、真空室を形成する筐体１１を備え、筐体１１内には、多数の電子線を射出するマルチ電子源１２と、マルチ電子源１２から射出された電子線の衝突を受けて放射線を射出するターゲット１３とが配置されている。そして、１つの電子放出素子１５と１つの電子放出素子１５に対応する電子レンズ１６とターゲット１３の一部分と放射線取出窓１９の組み合わせから各放射線源１ａが構成されている。なお、ターゲット１３を各電子放出素子１５に対応させて離散的に配置するようにしてもよい。

マルチ電子源１２は、基板１４と、基板１４上に設けられ、電子線を射出する多数の電子放出素子１５とを備えており、各電子放出素子１５は、放射線照射制御部３により駆動が制御される。

また、筐体１１内には、マルチ電子源１２の各電子放出素子１５から射出された電子線を集束する電子レンズ１６と、ターゲット１３から射出された放射線をファンビームに成形する放射線遮蔽板１７とを備えている。さらに、放射線の射出方向の筐体１１の壁部には、放射線を透過する放射線透過膜１８を備えた放射線取出窓１９が設けられている。なお、図２に示す放射線照射部１は概略構成を示すものであり、電子放出素子１５、その他各電子放出素子１５に対応する電子レンズ１６や放射線取出窓１９など構成要素の数は省略してあるものとする。

図３は、電子放出素子１５のより詳細な構成を示す図である。本実施形態における電子放出素子１５は冷陰極型の電子放出素子である。具体的には、Ｓｉを材料とした素子基板３１上に絶縁体３２と引出電極３３が設けられ、引出電極３３間の中心のμｍサイズの溝にカーボンナノチューブや金属や半導体材料からなる先端径が数１０ｎｍのエミッタ３４が形成されている。そして、放射線照射制御部３によってターゲット１３（陽極）とマルチ電子源１２（陰極）との間に高圧電圧が印加されるとともに、図３に示すように引出電極３３に電圧が印加されることによってエミッタ３４から電子が放出される。放射線照射制御部３は、この引出電極３３に印加する電圧を制御することによって、各電子放出素子１５からの電子線の射出を制御する。すなわち、各放射線源１ａからの放射線の射出を制御する。

ターゲット１３は陽極として構成され、たとえば、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏなどの金属から形成される。

そして、上述したような電子放出素子１５およびターゲット１３を備えた各放射線源１ａは、それぞれＹ方向に広がるファンビームの放射線を射出するものである。図４Ａに放射線源１ａから射出される放射線のＹ−Ｚ断面図を、図４ＢにＸ−Ｚ断面図を示す。図４Ａに示すように、各放射線源１ａから射出される放射線はＹ方向についての広がり角θ１を有するものであるとともに、Ｘ方向ついての広がり角θ２を有するものであり、θ１＞θ２の関係を満たすようなファンビームである。

また、放射線照射制御部３は、多数の放射線源１ａのうち、放射線画像検出器本体２０上において放射線の照射範囲が重畳または隣接しないような一部の放射線源１ａの群からのみ同時にファンビームを射出させるとともに、放射線源１ａの群を順次切り替えて放射線を射出させるよう制御するものである。なお、その制御方法については、後で詳述する。

放射線画像検出器２は、図５に示すように、放射線画像検出器本体２０と、スキャン信号制御回路２３と、信号検出回路２４とを備えている。

放射線画像検出器本体２０は、図５に示すように、複数の走査配線２１がＹ方向に延びるように設けられ、その走査配線２１に交差して複数の信号配線２２がＸ方向に延びるように設けられ、走査配線２１と信号配線２２の交差部に対応して検出部３０が２次元状に複数設けられている。

図６には、放射線画像検出器本体２０に設けられた１つの検出部３０の詳細な構成の一例が示されている。

検出部３０は、図６に示すように、放射線照射部１から射出される放射線に対して感度を有し、照射された放射線の線量に応じた電荷を発生するセンサ部Ｓｅと、センサ部Ｓｅで発生した電荷を蓄積するための電荷蓄積部Ｃｓと、電荷蓄積部Ｃｓに蓄積された電荷を読み出すためのＴＦＴ（Thin film transistor）型のスイッチＲＳＷとを備えている。

センサ部Ｓｅは、放射線を吸収し、電荷に変換する光電変換層が積層されて構成され
ている。この光電変換層は例えばセレンを主成分（例えば含有率５０％以上）とする非晶
質のａ−Ｓｅ（アモルファスセレン）から成り、放射線が照射されると、照射された放射線の線量に応じた電荷量の電荷（電子−正孔の対）を内部で発生することで、照射された放射線を電荷へ変換する。なお、センサ部Ｓｅは、アモルファスセレンのような放射線を直接的に電荷に変換する材料の代わりに、蛍光体材料と光電変換素子（フォトダイオード）を用いて間接的に電荷に変換しても良い。蛍光体材料としては、ＴｂあるいはＥｕで付活した酸硫化ガドリニウム（ＧＯＳ）やＴｌあるいはＮａで付活したヨウ化セシウム（ＣｓＩ）が良く知られている。この場合、蛍光材料によって放射線を光に変換し、アモルファスシリコンなどを用いた光電変換素子のフォトダイオードによって光から電荷への変換を行なう。

スイッチＲＳＷのソースは信号配線２２に接続されており、スイッチＲＳＷのドレイ
ンは電荷蓄積部Ｃｓに接続され、スイッチＲＳＷのゲートは走査配線２１に接続されている。

信号配線２２には、その信号配線２２に接続されたスイッチＲＳＷがＯＮされることに
より電荷蓄積部Ｃｓに蓄積された電荷量に応じた電気信号が流れる。

また、図５に示すように、各信号配線２２には、各信号配線２２に流れ出した電気信号を検出する信号検出回路２４が接続されており、各走査配線２１には、各走査配線２１にスイッチＲＳＷをＯＮ／ＯＦＦするための制御信号を出力するスキャン信号制御回路２３が接続されている。

信号検出回路２４は、各信号配線２２毎に設けられた、入力される電気信号を増幅する増幅回路を内蔵している。信号検出回路２４では、各信号配線２２より入力される各検出部３０毎の電気信号を増幅回路により増幅して検出することによって放射線画像を構成する画素毎の画素信号を検出する。

そして、放射線画像検出器本体２０と放射線照射部１とは、各放射線源１ａから射出されるファンビームの広がり角が広い方の広がり方向と走査配線２１の延びる方向（Ｙ方向）とが同じになるように配置されている。

画像データ取得部４は、放射線画像検出器２によって検出された放射線画像データを取得するものである。そして、画像データ取得部４は、放射線照射部１と放射線画像検出器２との間に被写体１０が存在しない状態において放射線画像検出器２によって検出された放射線画像補正データと、放射線照射部１と放射線画像検出器２との間に被写体１０が存在する状態において放射線画像検出器２によって検出された放射線画像補正データとを取得するものである。

有効領域決定部５は、画像データ取得部４により取得された放射線画像補正データの各画素信号と所定の閾値とを比較し、その閾値よりも高い値の画素信号の領域を有効領域として決定するものである。なお、上記所定の閾値は、検出器自体や周辺にある部材によるＸ線散乱の影響をカットすればよいので、たとえば、ビーム中央の値の１０％というように適宜決めることができる。

画像補正部は、画像データ取得部４において取得された放射線画像データに対して、放射線画像補正データを用いて補正を施すものである。放射線画像データと放射線画像補正データとは、放射線源１ａの群を順次切り替えることによってそれぞれ複数枚取得される。そして、複数枚の放射線画像データの同じ画素位置の画素信号をそれぞれ加算することによって１枚の全体放射線画像データが生成されるとともに、複数枚の放射線画像補正データの同じ画素位置の画素信号をそれぞれ加算することによって１枚の全体放射線画像補正データが生成され、全体放射線画像データに対して、全体放射線画像補正データを用いて補正が施される。補正方法としては、具体的には、全体放射線画像補正データの各画素の加算画素信号の逆数が、その各画素と同じ画素位置の全体放射線画像データの加算画素信号に対して掛け算されて行われる。

次に、本実施形態の放射線画像撮影装置の作用について説明する。

まず、放射線照射部１と放射線画像検出器２との間に、被写体１０を配置しない状態で放射線照射部１から放射線を射出させ、その放射線を放射線画像検出器２により検出することによって放射線画像補正データの撮影が行われる。

まず、放射線照射制御部３の制御により、多数の放射線源１ａのうち、放射線画像検出器本体２０上において放射線の照射範囲が重畳または隣接しないような一部の放射線源１ａの群からのみ同時にファンビームが射出され、放射線源１ａの群が順次切り替えられて放射線が順次射出される。具体的には、たとえば、図７に示すように、まず、３つおきに配置された放射線源１ａ_１の群から同時に放射線が射出され、その放射線が放射線画像検出器本体２０に照射される。

そして、放射線画像検出器本体２０に照射された放射線は、放射線画像検出器本体２０の各検出部３０のセンサ部Ｓｅによって電荷に変換され、その電荷が電荷蓄積部Ｃｓに蓄積されることによって放射線画像が記録される。

そして、スキャン信号制御回路２３から検出部３０のスイッチＲＳＷをＯＮするための制御信号が各走査配線２１に対して順次出力される。そして、上記制御信号に応じて各走査配線２１に接続された検出部３０から電荷が読み出され、信号配線２２を介して信号検出回路２４に入力され、信号検出回路２４によって画素信号として検出される。

そして、信号検出回路２４によって検出された画素信号は画像データ取得部４によって取得され、画像データ取得部４は１枚の放射線画像補正データを生成し、その放射線画像補正データを画像補正部６と有効領域決定部５とに出力する。

そして、画像補正部６は、入力された放射線画像補正データを記憶し、有効領域決定部５は、入力された放射線画像補正データの各画素信号と所定の閾値とを比較し、その閾値よりも高い値の画素信号の領域を有効領域として決定する。図８に、放射線画像補正データＧＤと画素信号ＰＤと有効領域Ｒを模式的に示した図を示す。有効領域決定部５により決定された有効領域の情報は放射線画像検出器２のスキャン信号制御回路２３に出力される。

次に、放射線照射制御部３の制御により、図７に示すように、放射線源１ａ_１に隣接する放射線源１ａ_２の群から同時に放射線が射出され、その放射線が放射線画像検出器本体２０に照射される。

そして、上記と同様にして、画像データ取得部４は１枚の放射線画像補正データを生成し、その放射線画像補正データが画像補正部６と有効領域決定部５とに出力され、画像補正部６によって放射線画像補正データが記憶されるとともに、有効領域決定部５によって決定された有効領域の情報が放射線画像検出器２のスキャン信号制御回路２３に出力される。

そして、次に、図７に示すように、放射線源１ａ_２に隣接する放射線源１ａ_３の群から同時に放射線が射出され、その次に、放射線源１ａ_３に隣接する放射線源１ａ_４の群から同時に放射線が射出され、それぞれの放射線の射出に対して、上記と同様の作用が繰り返され、画像補正部６によって放射線画像補正データが記憶されるとともに、有効領域決定部５によって決定された有効領域の情報が放射線画像検出器２のスキャン信号制御回路２３に出力される。

上記のようにして、まず、複数枚の放射線画像補正データが取得されるとともに、各放射線画像補正データに対応する有効領域の情報が取得される。なお、以下、放射線源１ａｎ（ｎ＝１〜４）の群からの放射線の射出によって取得された放射線画像補正データをＧＤｎ（ｎ＝１〜４）といい、その放射線画像補正データＧＤｎ（ｎ＝１〜４）に基づいて決定された有効領域をＲｎ（ｎ＝１〜４）という。

そして、次に、放射線照射部１と放射線画像検出器２との間に、被写体１０が配置された状態で放射線照射部１から放射線が射出され、その放射線を放射線画像検出器２により検出することによって放射線画像データの撮影が行われる。

具体的には、上述した放射線画像補正データの撮影の場合と同様に、まず、放射線源１ａ_１の群から同時に放射線が射出され、被写体１０を透過した放射線が放射線画像検出器本体２０に照射される。

そして、放射線画像検出器本体２０に照射された放射線は、放射線画像検出器本体２０の各検出部３０のセンサ部Ｓｅによって電荷に変換され、その電荷が電荷蓄積部Ｃｓに蓄積されることによって被写体１０の放射線画像が記録される。

そして、スキャン信号制御回路２３から検出部３０のスイッチＲＳＷをＯＮするための制御信号が各走査配線２１に対して出力されるが、このとき、スキャン信号制御回路２３は、予め設定された有効領域の情報に基づいて制御信号を出力する。具体的には、まず、スキャン信号制御回路２３は、有効領域Ｒ１に対応する放射線画像検出器本体２０上の範囲内の検出部３０の列に接続される各走査配線２１に対しては、スイッチＲＳＷをＯＮするための制御信号を走査配線２１を順次切り替えて出力する。たとえば、有効領域Ｒ１に対応する放射線画像検出器本体２０上の範囲が、図９に示す斜線部の範囲となる場合には、走査配線Ｓ_１、走査配線Ｓ_２、走査配線Ｓ_ｎ−３、走査配線Ｓ_ｎ−２の順番で切り替えられて制御信号が出力される。

そして、上記制御信号に応じて各走査配線２１に接続された検出部３０から電荷が読み出され、信号配線２２を介して信号検出回路２４に入力され、信号検出回路２４によって画素信号として検出される。

そして、信号検出回路２４によって検出された画素信号は画像データ取得部４によって取得され、画像データ取得部４は１枚の放射線画像データを生成し、その放射線画像データを画像補正部６に出力する。なお、このとき有効領域Ｒ１に対応する放射線画像検出器本体２０上の範囲外の検出部３０に対応する画素信号は０として放射線画像データが生成される。

そして、上記のようにして１枚の放射線画像データが取得された後、その後、スキャン信号制御回路２３は、有効領域Ｒ１に対応する放射線画像検出器本体２０上の範囲外の検出部３０の列に接続される全ての走査配線２１に対して、スイッチＲＳＷをオンするための制御信号を同時に出力し、検出部３０に蓄積された電荷をリセットする。たとえば、有効領域Ｒ１に対応する放射線画像検出器本体２０上の範囲が、図９に示す斜線部の範囲となる場合には、走査配線Ｓ_{３〜ｎ−４}と走査配線Ｓ_ｎ−１、走査配線Ｓ_ｎに同時に制御信号が出力される。

そして、次に、放射線源１ａ_１に隣接する放射線源１ａ_２の群から同時に放射線が射出され、被写体１０を透過した放射線が放射線画像検出器本体２０に照射される。

そして、放射線画像検出器本体２０に照射された放射線は、放射線画像検出器本体２０の各検出部３０のセンサ部Ｓｅによって電荷に変換され、その電荷が電荷蓄積部Ｃｓに蓄積されることによって被写体１０の放射線画像が記録される。

そして、スキャン信号制御回路２３が、有効領域Ｒ２に対応する放射線画像検出器本体２０上の範囲内の検出部３０の列に接続される各走査配線２１に対して、スイッチＲＳＷをＯＮするための制御信号を順次切り替えて出力する。

そして、上記制御信号に応じて各走査配線２１に接続された検出部３０から電荷が読み出され、信号配線２２を介して信号検出回路２４に入力され、信号検出回路２４によって画素信号として検出される。

そして、信号検出回路２４によって検出された画素信号は画像データ取得部４によって取得され、画像データ取得部４は１枚の放射線画像データを生成し、その放射線画像データを画像補正部６に出力する。なお、このとき有効領域Ｒ２に対応する放射線画像検出器本体２０上の範囲外の検出部３０に対応する画素信号は０として放射線画像データが生成される。

そして、上記のようにして１枚の放射線画像データが取得された後、その後、スキャン信号制御回路２３は、有効領域Ｒ２に対応する放射線画像検出器本体２０上の範囲外の検出部３０の列に接続される複数の走査配線２１に対して、スイッチＲＳＷをオンするための制御信号を同時に出力し、検出部３０に蓄積された電荷を順次リセットする。

そして、次に、放射線源１ａ_２に隣接する放射線源１ａ_３の群から同時に放射線が射出され、その次に、放射線源１ａ_３に隣接する放射線源１ａ_４の群から同時に放射線が射出され、それぞれの放射線の射出に対して、上記と同様の作用が繰り返され、画像補正部６によって放射線画像データが記憶される。

上記のようにして複数枚の放射線画像補データが取得される。なお、以下、放射線源１ａｎ（ｎ＝１〜４）の群からの放射線の射出によって取得された放射線画像データをＨＧＤｎ（ｎ＝１〜４）という。

上記のようにして画像補正部６に４枚の放射線画像補正データＧＤｎと４枚の放射線画像データＨＧＤｎとが記憶される。

そして、次に、画像補正部６は、４枚の放射線画像データＨＧＤｎの同じ画素位置の画素信号をそれぞれ加算することによって１枚の全体放射線画像データを生成するとともに、
４枚の放射線画像補正データＧＤｎの同じ画素位置の画素信号をそれぞれ加算することによって１枚の全体放射線画像補正データを生成し、全体放射線画像データに対して、全体放射線画像補正データを用いて補正が施される。具体的には、全体放射線画像補正データの各画素の加算画素信号の逆数が、その各画素と同じ画素位置の全体放射線画像データの加算画素信号に対して掛け算されて補正が行われる。

そして、画像補正部６から補正済みの全体放射線画像データが出力され、その補正済み全体放射線画像データに基づいて可視画像をモニタ（図示省略）に表示したり、所定の記録媒体に印刷したりする。

また、上記実施形態の放射線画像撮影装置においては、上記のようにして取得して放射線画像補正データＧＤｎに基づいて、放射線源１ａｎの群に属する各放射線源１ａから射出される放射線の強度が近づくように各放射線源１ａを制御するようにしてもよい。

また、図１０に示すように、複数枚の放射線画像補正データＧＤｎの同じ画素位置の画素信号をそれぞれ加算することによって１枚の全体放射線画像補正データを生成し、その全体放射線画像補正データの各加算画素信号が同じ値となるように、放射線照射部１の隣接する放射線源１ａの間隔や、各放射線源１ａから射出されるファンビームの広がり角θ１およびθ２を設定することが望ましい。

なお、上記実施形態の放射線画像撮影装置においては、予め設定された有効領域に対応する範囲内の検出部３０からのみ電荷信号を読み出して放射線画像データを取得し、その他の範囲の検出部３０はリセットするようにしたが、これに限らず、たとえば、所定の放射線源の群からの放射線の照射を行った後、放射線画像補正データを取得したときと同様に、全ての走査配線２１に対して制御信号を順次切り替えて出力することによって全ての画素信号を取得した後、その全ての画素信号の中から予め設定された有効領域に対応する範囲の画素信号のみを抽出して１枚の放射線画像データを生成するようにしてもよい。

また、上記実施形態の放射線画像撮影装置においては、放射線源１ａを１次元状に配置して放射線照射部を構成するようにしたが、これに限らず、たとえば、放射線源１ａの列をその列が延びる方向（Ｘ方向）に直行する方向（Ｙ方向）に並列に複数列配置するようにしてもよい。なお、図１１における紙面厚さ方向が放射線源１ａの列が延びる方向である。

そして、図１１に示すように、放射線源列４０と、放射線源列４１と、放射線源列４２とからそれぞれ互いに異なる角度から被写体１０に対して放射線を入射し、各放射線源列についてそれぞれ上記と同様にして補正済みの全体放射線画像データを取得し、これらの複数の補正済全体放射線画像データに基づいて被写体１０の断層像を生成するようにしてもよい。断層像の生成方法としては、たとえば、複数の補正済全体放射線画像データを所望の被写体の断面位置に応じてシフトし、それらを加算することによって生成する、いわゆるshift and add方法を用いるようにすればよい。各補正済全体放射線画像データのシフト量を制御することによって、図１１に示すような断面１および断面２に対応する断層像をそれぞれ生成することができる。

また、上記実施形態の放射線画像撮影装置においては、図５に示すような構成の放射線画像検出器を用いるようにしたが、放射線画像検出器の構成はこれに限らず、その他の直接変換型および間接変換型のフラットパネル検出器、イメージングプレートなどの従来の放射線画像撮影装置に使われているものを使用するようにしてもよい。

１ 放射線照射部
１ａ 放射線源
２ 放射線画像検出器
３ 放射線照射制御部
４ 画像データ取得部
５ 有効領域決定部
６ 画像補正部
１０ 被写体
１２ マルチ電子源
１３ ターゲット
１５ 電子放出素子
１６ 電子レンズ
１７ 放射線遮蔽板
１８ 放射線透過膜
１９ 放射線取出窓
２０ 放射線画像検出器本体
２１ 走査配線
２２ 信号配線
２３ スキャン信号制御回路
２４ 信号検出回路
３０ 検出部

Claims (6)

1. 広がり角が広い方の面が互いに平行に並ぶファンビームの放射線を射出する多数の放射線源が分散配置された放射線照射部と、
   該放射線照射部の各放射線源から射出された放射線を検出する放射線画像検出器と、
   前記多数の放射線源のうち、前記放射線画像検出器上において前記放射線の照射範囲が重畳または隣接しないような一部の放射線源の群からのみ同時に前記放射線を射出させるとともに、該放射線源の群を順次切り替えて前記放射線を射出させるよう制御する放射線照射制御部と、
   前記放射線照射部と前記放射線画像検出器との間に被写体が存在しない状態において、前記放射線照射制御部により前記放射線源の群が順次切り替えられて前記放射線が前記放射線画像検出器に順次照射されることによって前記放射線画像検出器により順次検出された前記各放射線源の群に対応する各画像補正データを取得する画像データ取得部と、
   前記各画像補正データのそれぞれについて、所定の閾値よりも高い値の有効領域を決定する有効領域決定部と、
   前記放射線照射部と前記放射線画像検出器との間に被写体を設置した状態において、前記放射線照射制御部により前記放射線源の群が順次切り替えられて前記放射線が前記放射線画像検出器に順次照射されることによって前記放射線画像検出器により順次検出され、前記有効領域に基づいて取得された前記各放射線源の群に対応する各放射線画像データを、前記各画像補正データに基づいて補正する画像補正部とを備えたことを特徴とする放射線画像撮影装置。
2. 前記放射線画像検出器が、前記放射線の照射に対応する電荷を発生する電荷発生部と、該電荷発生部において発生した電荷を蓄積する、２次元状に多数配列された電荷蓄積部と、該電荷蓄積部の行毎にそれぞれ設けられ、前記電荷蓄積部に蓄積された電荷信号が流れ出す多数の信号線と、該信号線と該信号線に対応する電荷蓄積部との接続をオンオフする、前記電荷蓄積部毎に設けられた多数のスイッチ素子と、該スイッチ素子をオンオフするための制御信号が出力され、前記電荷蓄積部の列毎に前記信号線に直交して設けられた多数の走査線とを備えたものであり、
   前記放射線画像検出器と前記放射線照射部とが、前記各放射線源から射出されるファンビームの広がり角が広い方の広がり方向と前記走査線の延びる方向とが同じになるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影装置。
3. 前記有効領域に対応する前記放射線画像検出器上の範囲内の前記電荷蓄積部の列に接続される各走査線に対して前記スイッチ素子をオンするための制御信号を順次出力して前記電荷信号を読み出し、その後、前記有効領域に対応する放射線画像検出器上の範囲外の前記電荷蓄積部の列に接続される複数の走査線に対して前記スイッチ素子を順次オンするための制御信号を同時に出力して前記電荷蓄積部をリセットする走査信号制御部を備えたことを特徴とする請求項２記載の放射線画像撮影装置。
4. 前記画像補正データに基づいて前記放射線源の群に属する各放射線源から射出される放射線の強度が近づくように前記各放射線源を制御する放射線源制御部を備えたことを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
5. 前記画像データ取得部により取得された複数の画像補正データの同じ画素位置の画素信号をそれぞれ加算した各総和画素値が同じ程度の値となるように前記各放射線源が配置されているとともに、前記各放射線源から射出されるファンビームの広がり角が設定されており、強度が制御されていることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
6. 前記画像データ取得部が、前記放射線照射部と前記放射線画像検出器との間に被写体を設置した状態において、前記放射線照射制御部により前記放射線源の群が順次切り替えられて前記放射線が前記放射線画像検出器に順次照射されることによって前記放射線画像検出器により順次検出された画素信号から前記有効領域に対応する範囲の画素信号のみを抽出することによって前記各放射線画像データを取得するものであることを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影装置。

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