JP5490454B2

JP5490454B2 - Ｘ線画像診断装置及びｘ線検出器

Info

Publication number: JP5490454B2
Application number: JP2009157681A
Authority: JP
Inventors: 昭仁谷口
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2029-07-02
Also published as: JP2011010870A

Description

本発明は、Ｘ線画像診断装置における自動露出制御及びそのためのＸ線検出器に関する。

従来より、Ｘ線を用いて被検体の投影画像を撮影するＸ線画像診断装置では、Ｘ線源に対向配置されたＸ線検出器（ＦＰＤ：ＦｌａｔＰａｎｅｌＤｅｔｅｃｔｏｒ）にて被検体を透過するＸ線量を検出し、その検出データに基づいて被検体投影画像を生成している。このようなＸ線画像診断装置において、多様な手法による自動露出制御（ＡＥＣ：ＡｕｔｏｍａｔｉｃＥｘｐｏｓｕｒｅＣｏｎｔｒｏｌ）機能が開発され、利用されている。自動露出制御とは、Ｘ線画像が所望の画像濃度となるようＸ線の照射時間を決定することである。Ｘ線の適切な照射時間は、例えば、被検体を透過したＸ線量を検出し、その検出量が所定の閾値に達した場合に所望の画像濃度となるものとして決定される。また、画像の全領域のうち特に関心領域についての画像濃度が適切なものとなるようにするため、被検体を透過したＸ線のうち関心領域に相当するもののみを選択的に検出し、この検出量と所定の閾値とを比較することによりＸ線の照射時間を決定する手法がある。このような領域の選択を、一般に採光野の選択という。

例えば、特許文献１の放射線画像撮影装置では、画像の全領域に対して上述のＦＰＤとは別に複数のＸ線量検出器を設置し、Ｘ線量検出器の検出強度パターンに基づいて適切な放射線照射時間を推定している。また、特許文献２のＸ線診断装置では、照射されたＸ線をシンチレータにて光信号に変換した後に電気信号に変換する間接変換方式のＸ線検出器（ＦＰＤ）を用いており、所定時間間隔毎にＦＰＤの指定された異なる検出素子群からそれぞれ電気信号を読み出し、これらの各群の全ての画素の電気信号の加算値が所定の閾値より大きくなった際にＸ線の照射を停止するよう制御している。

特開２００８−７９９２３号公報特許３４６６６８４号公報

しかしながら、特許文献１の手法では、Ｘ線検出器の全領域に対して複数のＸ線量検出器を設置する必要があり、組立工数やコスト増加を招くのみならず、装置の小型化を妨げていた。また、Ｘ線検出器とＸ線量検出器との、Ｘ線のスペクトル成分に対する発光強度特性の相違に起因して、被検体の厚さの差が自動露出制御を用いてＸ線画像を取得した際の濃度誤差要因となり得るということについては配慮されていなかった。また特許文献２の手法では、Ｘ線照射中に繰り返し関心領域に相当する電気信号を読み出す必要があり、オフセット信号による画質劣化を招いたり、電気信号読み出し中の透過線量が無効被曝となるということについて配慮されていなかった。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で適切なＸ線自動露出制御を行うことが可能なＸ線画像診断装置、及びそのためのＸ線検出器を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために、第１の発明は、Ｘ線源と、Ｘ線源に対向配置された被検体を透過したＸ線エネルギーを直接電荷に変換するＸ線変換素子を有するＸ線検出器と、Ｘ線検出器から出力されるＸ線量データに基づいて、被検体の投影画像を生成する画像処理手段と、Ｘ線源から照射するＸ線を制御するＸ線制御手段と、を備えたＸ線画像診断装置であって、前記Ｘ線検出器に設けられ、前記Ｘ線変換素子を流れる電流量を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段により検出された、前記Ｘ線検出器を構成する少なくとも１つ以上の検出素子を含む各領域の電流量を比較し、最も電流量が少ない領域を採光野として選択する採光野選択手段と、前記各領域の電流量をそれぞれ積算する電流量積算手段と、前記採光野選択手段により選択された採光野について、前記電流用積算手段により算出された電流量の積算値が所定値を超えたか否かを判定し、所定値を超えた場合はＸ線遮断信号を出力する判定手段と、を備えることを特徴とするＸ線画像診断装置である。

また、第２の発明は、Ｘ線エネルギーを直接電荷に変換するＸ線変換素子を有するＸ線検出器であって、前記Ｘ線変換素子と、前記Ｘ線変換素子に電荷収集用の電界を与える定電圧源と、前記Ｘ線変換素子にて変換された電荷を蓄積するキャパシタと、前記キャパシタに蓄積された電荷を所定タイミングで収集するためのスイッチング素子と、前記Ｘ線変換素子と前記定電圧源との間に接続され、前記Ｘ線変換素子を流れる電流量を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段により検出された、当該Ｘ線検出器を構成する少なくとも１つ以上の検出素子を含む各領域の電流量を比較し、最も電流量が少ない領域を採光野として選択する採光野選択手段と、を備え、前記採光野選択手段は、採光野として選択した領域についての電流量を外部へ出力することを特徴とするＸ線検出器である。
また、第３の発明は、Ｘ線エネルギーを直接電荷に変換するＸ線変換素子を有するＸ線検出器であって、前記Ｘ線変換素子と、前記Ｘ線変換素子に電荷収集用の電界を与える定電圧源と、前記Ｘ線変換素子にて変換された電荷を蓄積するキャパシタと、前記キャパシタに蓄積された電荷を所定タイミングで収集するためのスイッチング素子と、前記Ｘ線変換素子と前記定電圧源との間に接続され、前記Ｘ線変換素子を流れる電流量を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段により検出された、当該Ｘ線検出器を構成する少なくとも１つ以上の検出素子を含む各領域の電流量を比較し、最も電流量が少ない領域を採光野として選択する採光野選択手段と、前記各領域の電流量をそれぞれ積算する電流量積算手段と、前記採光野選択手段により選択された採光野について、前記電流量積算手段により算出された電流量の積算値が所定値を超えたか否かを判定し、所定値を超えた場合はＸ線遮断信号を出力する判定手段と、を備えることを特徴とするＸ線検出器である。

本発明によれば、簡易な構成で適切にＸ線自動露出制御を行うことが可能なＸ線画像診断装置を提供でき、またそのためのＸ線検出器を提供できる。

Ｘ線画像診断装置１のハードウエア構成図Ｘ線検出器６の構成を説明するブロック図（第１の実施の形態）Ｘ線画像診断装置１の制御部９の機能ブロック図（第１の実施の形態）Ｘ線照射中における、Ｘ線検出器６の各領域に流れる電流量と経過時間との関係を示す図Ｘ線照射中における、Ｘ線検出器６の各領域に流れる電流量の積算値と経過時間との関係を示す図Ｘ線画像診断装置１における画像信号収集のシーケンス図Ｘ線検出器６２の構成を説明するブロック図（第２の実施の形態）Ｘ線画像診断装置１の制御部９Ｂの機能ブロック図（第２の実施の形態）Ｘ線検出器６３の構成を説明するブロック図（第３の実施の形態）Ｘ線検出器６４の構成を説明するブロック図（第４の実施の形態）

以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
まず、図１〜図６を用いて、第１の実施の形態のＸ線画像診断装置１及びＸ線検出器６について説明する。

図１は、Ｘ線画像診断装置１のハードウエア構成を示す図である。
図１に示すように、Ｘ線画像診断装置１は、Ｘ線源２、Ｘ線可動絞り３、Ｘ線高電圧発生装置４、Ｘ線検出器６、画像処置装置７、表示部８、制御部９、及び操作部１０を備える。

Ｘ線源２は、被検体５に対してＸ線を連続的または断続的に照射するものであり、Ｘ線高電圧発生装置４から印加される例えば数十〜百数十ｋＶ程度の電圧によって、陰極から放出された熱電子を加速し、タングステン等で構成された陽極に衝突させ、Ｘ線を発生させる。Ｘ線可動絞り３は、Ｘ線吸収係数の高い物質で作られた複数の羽根３２を有し、この羽根３２の位置を全開から全閉の範囲で適宜移動することによりＸ線源２から放射されたＸ線を、適度な照射範囲内に照射させるものである。

Ｘ線高電圧発生装置４は、Ｘ線源２に対して所定の管電圧・管電流を印加・供給する。管電圧・管電流、及びＸ線の照射開始及び遮断の制御は、Ｘ線高電圧装置４に接続される制御部９により行なわれる。なお、図１では、制御部９をＸ線高電圧装置４と分けて示しているが、制御部９をＸ線高電圧装置４内に設ける構成としてもよい。
Ｘ線源２から照射され、Ｘ線可動絞り３を介して被検体５を透過したＸ線はＸ線検出器６に入射する。

Ｘ線検出器６は、高電圧を印加した例えばアモルファスセレン等の半導体にＸ線を入射させることによりＸ線エネルギーを直接電荷に変換するＸ線変換素子を備えた、いわゆる直接変換方式のＸ線検出器である。

図２に示すように、Ｘ線検出器６のセンサアレイ部６２０を構成する各検出素子Ｓ１１〜Ｓ４４は、Ｘ線変換素子６２２と、Ｘ線変換素子６２２で変換された電荷を蓄積するキャパシタ６２３と、キャパシタ６２３に蓄積された電荷の読み出しを制御するスイッチング素子（例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ））６２１と、により構成される。Ｘ線変換素子６２２のＸ線照射面側の電極には、電荷収集用の電界を与えるために電源部６１０の定電圧源６１３から定電圧が印加される。Ｘ線検出器６のセンサアレイ部６２０は、上述のＸ線変換素子６２２、キャパシタ６２３、及びＴＦＴ６２１により構成される検出素子を複数有し、これらの検出素子を２次元配列したものである。

また、Ｘ線検出器６は、各検出素子Ｓ１１〜Ｓ４４のＴＦＴ６２１のゲートに駆動信号を与えるゲートドライバ部６３０と、各行のＴＦＴ６２１のドレインに共通に接続された増幅回路６４０と、各増幅回路６４０の出力を時分割多重化するマルチプレクサ（ＭＵＸ）６５０と、マルチプレクサ（ＭＵＸ）６５０で選択された各増幅回路６４０の出力を、アナログ／デジタル変換してＸ線画像信号として外部（例えば画像処理装置７）に出力するＡＤＣ６６０と、センサアレイ部６２０の各Ｘ線変換素子６２２に定電圧を印加する電源部６１０と、を備える。

Ｘ線源２から照射されたＸ線は、被検体５を透過した後、Ｘ線検出器６のＸ線変換素子６２２に入射し、Ｘ線変換素子６２２にて電荷（正孔−電子対）に変換される。Ｘ線変換素子６２２で発生した電荷は、定電圧源６１３から印加された電界に沿ってＸ線変換素子６２２内を移動し、キャパシタ６２３に収集される。各キャパシタ６２３からの電荷の読み出しは、ゲートドライバ部６３０がＴＦＴ６２１のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより順次行われる。

本発明において、Ｘ線検出器６のセンサアレイ部６２０は、全領域が複数の領域に分割されているものとする。各分割領域（以下、領域という）は、少なくとも１つ以上の検出素子を含む。図２では、一例としてセンサアレイ部６２０を４つの領域ａ，ｂ，ｃ，ｄに分割したものを示しているが、領域の分割数はこれに限定されるものではなく、いくつでもよい。また、センサアレイ部６２０を構成する検出素子数は、説明の簡略のために４×４のマトリクスとしているが、実際は、１０００×１０００以上のマトリクスのものが一般的である。また、領域の分割の仕方は、図２の例に示すように一列を一群の領域としたものに限定されるものではなく、複数列を一群の領域としたり、または１〜複数行を一群の領域としてもよい。また、列や行の一部を一群の領域とするようにしてもよい。

また、本発明のＸ線検出器６は、分割された各領域を流れる電流量を検出する電流検出部６１１を備える。電流検出部６１１は、例えばＸ線検出器６内の電源部６１０に設けられる。より具体的には、電流検出部６１１は、センサアレイ部６２０の領域数に応じた数の、例えばシャント抵抗と呼ばれる低抵抗を電流検出手段６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃ，６１２ｄとして有する。電流検出手段６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃ，６１２ｄは、それぞれ各検出素子Ｓ１１〜Ｓ４４の各Ｘ線変換素子６２２のＸ線照射面側の電極と定電圧源６１３との間に直列に接続される。電流検出部は、各抵抗（電流検出手段６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃ，６１２ｄ）での電圧降下分から各領域に流れる電流量を測定し、測定した各電流量情報を外部（例えば制御部９）に出力する。

ここで測定した電流量は、Ｘ線検出器６の各検出素子のＸ線変換素子６２２が変換した電気信号、すなわち画像濃度に比例する値である。

なお、電流検出手段６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃ，６１２ｄは、例示したような低抵抗を用いた構成に限定されるものではなく、例えば各検出素子Ｓ１１〜Ｓ４４の各Ｘ線変換素子６２２のＸ線照射面側の電極と定電圧源６１３との間を領域毎に接続する電源ラインＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を流れる電流が生成する磁束を測定することにより、電流量を測定するもの等としてもよい。

図１の画像処理装置７は、Ｘ線検出器６が収集したＸ線画像信号を取得し、取得したＸ線画像信号に基づいて被検体５の投影画像を生成する。生成された投影画像は表示部８に表示される。表示部８は、液晶パネル、ＣＲＴモニタ等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路で構成され、制御部９の制御に従って、画像処理装置７によって生成された画像等を表示する。操作部１０は、例えば、キーボード、マウス等のポインティングデバイス、テンキー等の操作装置、及び各種スイッチボタン等により構成され、操作者によって入力される各種の指示や情報を制御部９に出力する。

制御部９は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等により構成される。制御部９は、Ｘ線高電圧発生装置４、Ｘ線検出器６、画像処理装置７、表示部８、及び操作部１０に接続され、これらの各部を制御する。例えば、制御部９は、Ｘ線高電圧発生装置４に対して、所定の管電流、管電圧を供給、印加するよう制御信号を出力したり、Ｘ線照射開始信号またはＸ線遮断信号等、撮影時間の制御（自動露出制御）のためのＸ線制御信号を出力したりする。

また第１の実施の形態の制御部９は、図３に示すように、Ｘ線検出器６の電流検出部６１１から入力される各領域ａ，ｂ，ｃ，ｄの電流量情報を比較して採光野とする領域の選択を行う比較部（採光野選択部）９１と、各領域の電流量を積算する電流量積算部９２と、比較部９１により選択された採光野（領域）についての電流量の積算値が所定の閾値を超えたか否かを判定し、その判定結果に基づいて、Ｘ線を遮断するか否かを決定する閾値判定部（Ｘ線制御手段）９３と、を備える。

ここで、比較部９１は、入力された各領域の電流量情報のうち最も電流量が少ない領域を採光野として選択する。これは、最も電流量が少ない領域を所望の画質に応じた画像濃度となるようにすれば、それ以上の電流量が流れている領域では当然要求する画質以上の画質を得ることができるからである。

また、閾値判定部９３は、採光野の電流量の積算値が所定の閾値を超えた場合に、Ｘ線を遮断するためのＸ線遮断信号をＸ線高電圧発生装置４に対して出力する。ここで閾値は、Ｘ線画像診断装置１が生成するＸ線画像が所望の画像濃度となるために、採光野に照射されるべきＸ線量に応じた電流量の積算値であり、予め調整作業等により調べられ、保持されているものとする。また、適切な画像濃度を得るために必要なＸ線量（すなわち電流量の積算値）は被検体の部位（例えば、頭部、胸部、腹部、下肢等）によって異なるものであるので、撮影部位に応じた閾値が設定されることが好ましい。

次に、Ｘ線画像診断装置１の動作を説明する。
まず、準備動作として操作者によりＸ線画像診断装置１のＸ線源２とＸ線検出器６とが対向配置され、Ｘ線検出器６のＸ線照射面側近傍に被検体５が移動され、Ｘ線可動絞り３が適切なＸ線照射範囲となるように調節され、更に、操作部１０を介してＸ線条件（管電流、管電圧、ＡＥＣ制御の「ＯＮ」設定）の入力が行われる。

準備動作が終了すると、制御部９は、操作部１０から入力されるＸ線照射開始指示に従ってＸ線高電圧発生装置４に対してＸ線照射開始信号を出力する。Ｘ線高電圧発生装置４は、Ｘ線照射開始信号をトリガとして入力条件に従った管電圧・管電流をＸ線源２に印加・供給し、Ｘ線の照射を開始する。

Ｘ線の照射開始とともにＸ線検出器６のＸ線変換素子６２１では、被検体５を透過したＸ線を電気信号へ変換し始める。この変換動作に伴い、Ｘ線検出器６の電源部６１０の定電圧源６１３から、各電流検出手段６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃ，６１２ｄ、各Ｘ線変換素子６２２、キャパシタ６２３の経路で電流が流れる。ここで流れる電流量は、Ｘ線検出器６の各検出素子のＸ線変換素子６２２が変換した電気信号、すなわち画像濃度に比例する値である。

図４は、Ｘ線照射中におけるＸ線検出器６の各領域に流れる電流量と経過時間との関係を示すグラフであり、縦軸は電流量、横軸は経過時間を表している。
時刻ｔ１から、被検体５を透過したＸ線が各領域ａ，ｂ，ｃ，ｄに照射されるが、各領域ａ，ｂ，ｃ，ｄの検出するＸ線量、すなわち電流量は、被検体５の厚さや部位に応じてそれぞれ大きさが異なる。図４に示す例では、領域ａ，ｂ，ｃ，ｄの順に、流れる電流量が大きいことが分かる。

電流検出手段６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃ，６１２ｄは各領域ａ，ｂ，ｃ，ｄに流れる電流量をそれぞれ検出し、電流量情報として制御部９に出力する。制御部９は、取得した各領域ａ，ｂ，ｃ，ｄの電流量情報を比較部９１（図３参照）によって比較し、最も電流量が小さい領域を採光野として選択する。図４の例では、領域ｄが採光野として選択される。

一方で、制御部９は、各領域ａ，ｂ，ｃ，ｄの電流量の積算値を電流量積算部９２により計算する。比較部９１により採光野が選択された後は、制御部９の閾値判定部９３は、採光野として選択された領域（図４の例では領域ｄ）について、電流量の積算値が所定の閾値を越えたか否かを監視し、所定の閾値を超えた場合は、Ｘ線遮断信号をＸ線高電圧発生装置４に対して出力する。

図５は、Ｘ線照射中におけるＸ線検出器６の各領域に流れる電流量の積算値と経過時間との関係を示すグラフであり、縦軸は電流量の積算値、横軸は経過時間を表している。

図５に示すように、Ｘ線照射開始時刻ｔ１から各領域ａ，ｂ，ｃ，ｄに流れる電流量が積算され、ある時刻ｔ２にて採光野の選択が行われ、積算値の監視が行われる領域（採光野）が決定される。その後、Ｘ線の照射は継続されるが、時刻ｔ３において採光野の電流量が所定の閾値に到達すると、Ｘ線は遮断される。

Ｘ線遮断信号によってＸ線が遮断されると、Ｘ線検出器６では、各検出素子のキャパシタ６２３に蓄積された電荷（アナログ信号）を収集する。
図６は、画像信号の収集タイミングの一例を説明する図である。

時刻ｔ１〜ｔ３のＸ線照射中、全てのゲート駆動ラインＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４はＯＦＦされており、それにより全てのＴＦＴ６２１は非導通状態となる。また、各キャパシタ６２３への電荷充電が可能となり、各Ｘ線変換素子６２２（Ｓ１１〜Ｓ４４）が出力する電荷は各キャパシタ６２３に充電される。

時刻ｔ３においてＸ線が遮断されると、Ｘ線検出器６は、まずゲート駆動ラインＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４のうち、ゲート駆動ラインＧ１にＯＮ信号を送出する。これにより、図２の検出素子Ｓ１１，Ｓ２１，Ｓ３１，Ｓ４１の各ＴＦＴ６２１が導通状態となり、検出素子Ｓ１１，Ｓ２１，Ｓ３１，Ｓ４１の各キャパシタ６２３に充電された電荷が信号送出ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４に伝送される。一方、マルチプレクサ（ＭＵＸ）６５０ではゲート駆動ラインＧ１がＯＮされている期間に、信号送出ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を順に選択し、その信号をアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）６６０に伝送する。ＡＤＣ６６０では、その信号をアナログ／デジタル変換し、デジタル信号とする。

Ｘ線検出器６は、このような一連の動作を全ゲート駆動ラインＧ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４について繰り返し行い、全領域についてのＸ線画像信号を出力する。その後、Ｘ線検出器６はＸ線画像信号を画像処理装置７に出力する。画像処理装置７は、取得したＸ線画像信号に対して各種処理を行いＸ線画像を生成して、表示部８に表示する。

以上説明したように、本第１の実施の形態のＸ線画像診断装置１は、直接変換方式のＸ線検出器６を備え、このＸ線検出器６を構成する少なくとも１つ以上の検出素子を含む各領域ａ，ｂ，ｃ，ｄに流れる各電流量を検出するために、例えば小抵抗等から構成される電流検出手段６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃ，６１２ｄを設ける。また制御部９は、電流検出手段６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃ，６１２ｄにより検出された各領域ａ，ｂ，ｃ，ｄの電流量情報を比較し、その比較結果に基づいて、例えば、電流量の最も小さい領域を採光野として選択する。そして制御部９は、Ｘ線照射開始時から各領域ａ，ｂ，ｃ，ｄに流れる電流量を積算し、選択された採光野についての電流量の積算値が所定の閾値を越えたか否かを判定する。そして、採光野についての電流量の積算値が閾値を超えた場合は、Ｘ線遮断信号をＸ線高電圧発生装置４に出力する。

したがって、Ｘ線量を検出するためのＸ線量検出器を別に設けることなく、Ｘ線検出器内に小抵抗（電流検出手段６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃ，６１２ｄ）を付加するといった簡易な構成で、自動露出制御機能を実現することが可能となる。そのため、Ｘ線検出器の小型化や、組立工数やコストの低減に寄与できる。また、採光野が自動的に選択されるため、操作者の技量に依存しない最適な画像濃度の画像を得ることが可能となる。また、Ｘ線画像の濃度とＸ線検出器６の各領域に流れる電流量の関係は、透過Ｘ線のスペクトル形状に影響されるものではないので、被検体の厚さに起因した濃度誤差を抑制することが可能となる。

（第２の実施の形態）
次に、図７〜図８を参照して、第２の実施の形態のＸ線検出器６２について説明する。以下の説明において、第１の実施の形態と同一の各部については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

第２の実施の形態では、Ｘ線画像診断装置１の全体の装置構成は第１の実施の形態（図１）と同様であるので説明を省略するが、Ｘ線検出器６及び制御部９の内部構成にそれぞれ異なる部位がある。
以下、第２の実施の形態のＸ線検出器６２及び制御部９Ｂについて説明する。

図７に示すように、第２の実施の形態のＸ線検出器６２には、センサアレイ部６２０の各領域ａ，ｂ，ｃ，ｄに流れる電流量を検出する各電流検出手段６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃ，６１２ｄと、検出された各電流量を比較し、その比較結果に基づいて採光野を選択し、選択された採光野についての電流量のみを外部（例えば制御部９Ｂ）へ出力する比較器（採光野選択部）６１４と、がＸ線検出器６２の電源部６１０内に設けられている。

また、図８に示すように、制御部９Ｂは電流量積算部９２と閾値判定部９３とから構成され、第１の実施の形態の制御部９から比較部９１（図３参照）が省かれた構成となっている。すなわち、第２の実施の形態のＸ線画像診断装置１は、第１の実施の形態において、制御部９が行っていた採光野の選択を、Ｘ線検出器６２が行うようにしたものである。

制御部９Ｂは、Ｘ線検出器６２から出力される採光野についての電流量を積算し、積算値が所定の閾値を越えたか否かを判定し、その判定結果に応じてＸ線を遮断するか否かを決定する。採光野の電流量の積算値が所定の閾値を超えた場合は、Ｘ線遮断信号をＸ線高電圧装置４に対して出力する。

第２の実施の形態では、Ｘ線検出器６２から外部へ出力する電流量情報は、比較器６１４によって選択された採光野についての電流量情報のみである。よって、Ｘ線検出器６２から外部（制御部９）へ出力される情報量が抑制されることとなり、第１の実施の形態における効果に加え、信号ケーブル数の削減、ノイズ耐性の向上、放射ノイズの抑制等が期待できるようになる。

（第３の実施の形態）
次に、図９を参照して、第３の実施の形態のＸ線検出器６３について説明する。以下の説明において、第１または第２の実施の形態と同一の各部については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

第３の実施の形態では、Ｘ線画像診断装置１の全体の装置構成は第１の実施の形態（図１）と同様であるので説明を省略するが、Ｘ線検出器６及び制御部９の内部構成にそれぞれ異なる部位がある。
以下、第３の実施の形態のＸ線検出器６３と制御部９Ｂについて説明する。

図９に示すように、第３の実施の形態のＸ線検出器６３には、センサアレイ部６２０の各領域ａ，ｂ，ｃ，ｄに流れる電流量を検出する各電流検出手段６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃ，６１２ｄと、外部（例えば操作部１０）から入力される領域指定信号に従って、いずれの領域の電流量を比較するかを指定する選択回路（領域指定手段）６１５と、選択回路（領域指定手段）６１５により指定された領域についての電流量を比較し、その比較結果に基づいて採光野を選択し、選択された採光野についての電流量情報を外部へ出力する比較器（採光野選択部）６１４と、がＸ線検出器６３内に設けられている。また、本実施の形態において、制御部は第２の実施の形態の制御部９Ｂ（図８）と同様に、電流量積算部９２と閾値判定部９３とから構成され、第１の実施の形態の制御部９から比較部９１（図３参照）が省かれた構成となっている。

すなわち、第３の実施の形態のＸ線検出器６３は、第２の実施の形態のＸ線検出器６２の電源部６１０において、比較器６１４の前段に、採光野選択のために比較対象とする領域を指定する選択回路（領域指定手段６１５）を設けたものである。選択回路（領域指定手段）６１５は、操作部１０から入力される領域指定信号に従って、電流量情報を収集する領域を選択する。

操作者の操作により、Ｘ線検出器６３のどの領域を採光野の候補とするかが指定されると、その領域指定信号が操作部１０からＸ線検出器６３に入力される。
Ｘ線検出器６３では、入力された領域指定信号に応じた領域を選択回路（領域指定手段）６１５にて選択し、選択された領域に流れる電流量を対応する電流検出手段によって検出する。更に、比較器６１４で各電流量を比較し、その比較結果に基づいて採光野を選択し、選択された採光野についての電流量のみを外部（例えば制御部９Ｂ）へ出力する。
制御部は、第２の実施の形態の制御部９Ｂと同様に、Ｘ線検出器６３から出力される採光野についての電流量を積算し、積算値が所定の閾値を越えたか否かを判定し、その判定結果に応じてＸ線を遮断するか否かを決定する。採光野の電流量の積算値が所定の閾値を超えた場合は、Ｘ線遮断信号をＸ線高電圧装置４に対して出力する。

従って、第３の実施の形態のＸ線画像診断装置１によれば、操作者は操作部１０に対して関心のある領域をいくつか指定することにより、指定した領域の中から採光野を選択することができるようになる。そのため、より臨床的要求に合致した採光野の選択を行なうことが可能となる。

なお、図９では、比較器６１４がＸ線検出器６３内に設けられる例を示しているが、比較器６１４をＸ線検出器６３内に設けない構成とし、Ｘ線検出器６３は領域指定された全ての領域についての電流量情報を外部（制御部）に出力するものとしてもよい。この場合は、制御部は、第１の実施の形態の制御部９と同様に、入力された各電流量情報のうち最も小さい電流量の領域を採光野として選択し、電流量を積算し、電流量の積算値が所定の閾値を超えた場合にＸ線遮断信号をＸ線高電圧装置４に出力するような構成としてもよい。

（第４の実施の形態）
次に、図１０を参照して、第４の実施の形態のＸ線画像診断装置１及びＸ線検出器６４について説明する。以下の説明において、第１〜第３の実施の形態と同一の各部については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

第３の実施の形態のＸ線画像診断装置１の全体の装置構成は第１の実施の形態（図１）と同様であるので説明を省略するが、Ｘ線検出器６の内部構成に異なる部位がある。
以下、第４の実施の形態のＸ線検出器６４について説明する。

図１０に示すように、第４の実施の形態のＸ線検出器６４には、センサアレイ部６２０の各領域ａ，ｂ，ｃ，ｄに流れる電流量を検出する各電流検出手段６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃ，６１２ｄの後段に、Ｘ線制御部６１８を備える。
Ｘ線制御部６１８は、各領域を流れる電流量を比較し、その比較結果に基づいて採光野を選択する比較器（採光野選択部）６１４と、比較器６１４によって採光野として選択された領域についての電流量を積算する電流量積算部６１６と、電流量積算部６１６による積算値を所定の閾値と比較し、閾値を超えた場合にＸ線遮断信号を外部へ出力する閾値判定部６１７と、を備える。

すなわち、第４の実施の形態のＸ線検出器６４では、第１の実施の形態の制御部９（図３）に設けられている比較部（採光野選択部）９１、電流量積算部９２、及び閾値判定部９３といったＸ線制御に関する機能を、Ｘ線検出器６４内に設けている。そして、Ｘ線検出器６４にてＸ線の自動露出制御を行ない、適切なタイミングで外部（Ｘ線高電圧発生装置４）にＸ線遮断信号を出力するようにしている。

そのため、第４の実施の形態ではＸ線検出器６４側で一連の自動露出制御を行なうことが可能となるので、制御部９の処理負荷を小さくできる。

なお、第４の実施の形態のＸ線検出器６４の比較器６１４の前段に、更に、第３の実施の形態のＸ線検出器６３に設けられている領域指定手段６１５を付加し、指定された領域についてのみ、電流量の検出、積算、閾値判定等の処理を行うようにしてもよい。この場合は採光野の候補とする領域を操作者が指定できるため、第３の実施の形態と同様に、より臨床的要求に合致した採光野の選択を適切に行うことが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係るＸ線画像診断装置及びＸ線検出器の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されず、第１から第４の実施の形態のいずれかを組み合わせた構成とすることも可能である。その他、当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１・・・Ｘ線画像診断装置
２・・・Ｘ線源
３・・・Ｘ線可動絞り
４・・・Ｘ線高電圧発生装置
５・・・被検体
６・・・Ｘ線検出器
６１０・・・電源部
６１１・・・電流検出部
６１２ａ，６１２ｂ，６１２ｃ，６１２ｄ・・・電流検出手段
６１３・・・定電圧源
６２０・・・センサアレイ部
６２１・・・ＴＦＴ
６２２・・・Ｘ線変換素子
６２３・・・キャパシタ
７・・・画像処理装置
８・・・表示部
９・・・制御部
９１・・・比較部（採光野選択部）
９２・・・電流量積算部
９３・・・閾値判定部
１０・・・操作部
６２・・・Ｘ線検出器（第２の実施の形態）
６３・・・Ｘ線検出器（第３の実施の形態）
６４・・・Ｘ線検出器（第４の実施の形態）
９Ｂ・・・制御部（第２、第３の実施の形態）

Claims

Ｘ線源と、Ｘ線源に対向配置された被検体を透過したＸ線エネルギーを直接電荷に変換するＸ線変換素子を有するＸ線検出器と、Ｘ線検出器から出力されるＸ線量データに基づいて、被検体の投影画像を生成する画像処理手段と、Ｘ線源から照射するＸ線を制御するＸ線制御手段と、を備えたＸ線画像診断装置であって、
前記Ｘ線検出器に設けられ、前記Ｘ線変換素子を流れる電流量を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された、前記Ｘ線検出器を構成する少なくとも１つ以上の検出素子を含む各領域の電流量を比較し、最も電流量が少ない領域を採光野として選択する採光野選択手段と、
前記各領域の電流量をそれぞれ積算する電流量積算手段と、
前記採光野選択手段により選択された採光野について、前記電流用積算手段により算出された電流量の積算値が所定値を超えたか否かを判定し、所定値を超えた場合はＸ線遮断信号を出力する判定手段と、
を備えることを特徴とするＸ線画像診断装置。
前記採光野選択手段と、前記電流量積算手段と、前記判定手段とが前記Ｘ線制御手段に設けられることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
前記採光野選択手段が更に前記Ｘ線検出器に設けられ、前記電流量積算手段及び前記判定手段が前記前記Ｘ線制御手段に設けられ、
前記採光野選択手段は採光野として選択した領域についての電流量を出力し、
前記電流量積算手段は、前記採光野選択手段により出力された電流量を積算することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
前記Ｘ線検出器は、前記Ｘ線検出器を構成する少なくとも１つ以上の検出素子を含む各領域のうち、採光野の候補とする領域を指定する領域指定手段を更に備え、
前記電流量検出手段は、前記領域指定手段によって指定された領域に含まれるＸ線変換素子を流れる電流量を検出し、
前記採光野選択手段は、前記領域指定手段により指定された領域について前記電流検出手段により検出された電流量を比較し、最も電流量が少ない領域を採光野として選択することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のＸ線画像診断装置。
前記採光野選択手段と、前記電流量積算手段と、前記判定手段とが前記Ｘ線検出器に設けられることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
前記Ｘ線検出器は、
前記Ｘ線変換素子と、
前記Ｘ線変換素子に電荷収集用の電界を与える定電圧源と、
前記Ｘ線変換素子にて変換された電荷を蓄積するキャパシタと、
前記キャパシタに蓄積された電荷を所定タイミングで収集するためのスイッチング素子と、を有し、
前記電流検出手段は、前記Ｘ線変換素子と前記定電圧源との間に接続されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のＸ線画像診断装置。
Ｘ線エネルギーを直接電荷に変換するＸ線変換素子を有するＸ線検出器であって、
前記Ｘ線変換素子と、
前記Ｘ線変換素子に電荷収集用の電界を与える定電圧源と、
前記Ｘ線変換素子にて変換された電荷を蓄積するキャパシタと、
前記キャパシタに蓄積された電荷を所定タイミングで収集するためのスイッチング素子と、
前記Ｘ線変換素子と前記定電圧源との間に接続され、前記Ｘ線変換素子を流れる電流量を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された、当該Ｘ線検出器を構成する少なくとも１つ以上の検出素子を含む各領域の電流量を比較し、最も電流量が少ない領域を採光野として選択する採光野選択手段と、を備え、
前記採光野選択手段は、採光野として選択した領域についての電流量を外部へ出力することを特徴とするＸ線検出器。
前記Ｘ線検出器を構成する少なくとも１つ以上の検出素子を含む各領域のうち採光野の候補とする領域を指定する領域指定手段を更に備え、
前記電流検出手段は、前記領域指定手段によって指定された領域に含まれるＸ線変換素子を流れる電流量を検出し、
前記採光野選択手段は、前記領域指定手段により指定された領域について前記電流検出手段により検出された電流量を比較し、最も電流量が少ない領域を採光野として選択することを特徴とする請求項７に記載のＸ線検出器。
Ｘ線エネルギーを直接電荷に変換するＸ線変換素子を有するＸ線検出器であって、
前記Ｘ線変換素子と、
前記Ｘ線変換素子に電荷収集用の電界を与える定電圧源と、
前記Ｘ線変換素子にて変換された電荷を蓄積するキャパシタと、
前記キャパシタに蓄積された電荷を所定タイミングで収集するためのスイッチング素子と、
前記Ｘ線変換素子と前記定電圧源との間に接続され、前記Ｘ線変換素子を流れる電流量を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段により検出された、当該Ｘ線検出器を構成する少なくとも１つ以上の検出素子を含む各領域の電流量を比較し、最も電流量が少ない領域を採光野として選択する採光野選択手段と、
前記各領域の電流量をそれぞれ積算する電流量積算手段と、
前記採光野選択手段により選択された採光野について、前記電流量積算手段により算出された電流量の積算値が所定値を超えたか否かを判定し、所定値を超えた場合はＸ線遮断信号を出力する判定手段と、
を備えることを特徴とするＸ線検出器。