JP5623891B2 - 放射線制御装置および放射線画像撮影システム - Google Patents

放射線制御装置および放射線画像撮影システム Download PDF

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Description

本発明は、放射線制御装置および放射線画像撮影システムに係り、特に、放射線画像の動画撮影を行う際の放射線に関する制御を行う放射線制御装置および放射線画像撮影システムに関する。
先端に様々な器具を取り付けたカテーテルを患者の体内に挿入して、患者の体内の状態をモニターに表示される放射線画像によりリアルタイムで観察しながら、カテーテルの先端を病変部にまで到達させ、カテーテルを体外で操作することにより治療を行うＩＶＲ（Interventional Radiology）が急速に普及している。
ところで、ＩＶＲを行う際には、術者がモニターに表示される放射線画像を観察しながら治療を行うため、治療時間が長時間化するほど患者に対する放射線の被曝線量が多くなってしまう、という問題がある。
そこで、この問題を解決するために適用できる技術として、特許文献１には、被検体に対してＸ線を照射するＸ線発生手段と、このＸ線発生手段によって照射され前記被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段と、このＸ線検出手段によって検出されたＸ線に基づいて前記被検体に対するＸ線画像データを生成する画像データ生成手段と、生成された前記Ｘ線画像データを表示する表示手段と、前記Ｘ線発生手段から放射されたＸ線の放射線量を検出する線量検出手段と、この線量検出手段によって検出された前記放射線量に基づいて前記被検体における照射線量を算出する照射線量算出手段と、この照射線量算出手段によって算出された前記照射線量と予め設定された許容照射線量との比較を行う照射線量比較手段と、この照射線量比較手段によって得られた比較結果に基づいて前記Ｘ線発生手段によるＸ線の放射線量を制御する線量制御手段と、を備えたことを特徴とするＸ線診断装置が開示されている。
また、特許文献２には、被写体を放射線により撮影して該被写体の画像情報を取得する撮影手段と、上記撮影手段により得られた画像情報の発生源の種類、上記被写体の属性、および上記被写体の撮影部位の情報を設定する設定手段と、上記設定手段により設定された情報に基づいて、上記放射線の絞り量を決定する絞り量決定手段と、上記絞り量決定手段により決定された絞り量に基づいて、上記放射線の絞りを制御する絞り制御手段と、を備えることを特徴とする撮影装置が開示されている。
また、特許文献３には、被検体にＸ線を間歇的に照射するＸ線発生器と、被検体を透過したＸ線の入射線量に応じた画像データを取得するＸ線検出器とを備えるＸ線透視撮影装置であって、被検体へのＸ線の照射線量を制御して、前記照射線量が通常線量になる照射と、前記照射線量が通常線量よりも低線量になる照射とを組み合わせた照射パターンが繰り返されるようにする線量制御手段を備えたことを特徴とするＸ線透視撮影装置が開示されている。
さらに、特許文献４には、対象物に照射したＸ線の累積被曝量を推定する推定手段と、許容される最大被曝量と、前記累積被曝量と、の差分により許容残被曝量を算出する許容残被曝量算出手段と、予め定められたＸ線照射予定時間と、前記対象物に照射したＸ線の実照射時間との差分によりＸ線照射許容時間を算出するＸ線照射許容時間算出手段と、前記許容残被曝量と、前記Ｘ線照射許容時間と、に基づきＸ線照射の基準となる単位時間あたりのＸ線照射基準量を算出するＸ線照射基準量算出手段と、前記Ｘ線照射基準量に基づき、前記Ｘ線照射許容時間内の単位時間あたりのＸ線照射量を設定し、前記対象物に対するＸ線照射を制御する制御手段と、を備えることを特徴とするＸ線撮影装置が開示されている。
特開２００５−１９８７６２号公報 特開２００１−１７４１６号公報 特開２００８−１１９１９５号公報 特開２００８−２７２３８１号公報
しかしながら、上記特許文献１〜特許文献４に開示されている技術では、患者に対する被曝量を低減させることはできるものの、関心領域についても放射線量を低減させてしまうので、関心領域の放射線画像の画質を低下させてしまう、という問題点があった。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、関心領域における放射線画像の画質の低下を防止しつつ、被検者に対する被曝量を抑制することのできる放射線制御装置および放射線画像撮影システム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に記載の放射線制御装置は、放射線画像の動画撮影のために放射線源から被検者に照射される放射線の、これまでの当該被検者による累積被曝量を算出する算出手段と、前記放射線源による放射線の関心領域を除く照射野に対する曝射量に制限を加える制限手段と、前記算出手段によって算出された累積被曝量が予め定められた被曝量に達するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって前記累積被曝量が予め定められた被曝量に達すると判定された場合に、前記制限を加えるように前記制限手段を制御する制御手段と、を備えている。
請求項１記載の放射線制御装置によれば、算出手段により、放射線画像の動画撮影のために放射線源から被検者に照射される放射線の、これまでの当該被検者による累積被曝量が算出される一方、制限手段により、前記放射線源による放射線の関心領域を除く照射野に対する曝射量に制限が加えられる。
ここで、本発明では、判定手段により、前記算出手段によって算出された累積被曝量が予め定められた被曝量に達するか否かが判定され、制御手段により、前記判定手段によって前記累積被曝量が予め定められた被曝量に達すると判定された場合に、前記制限を加えるように前記制限手段が制御される。
このように、請求項１に記載の放射線制御装置によれば、放射線画像の動画撮影のために放射線源から被検者に照射される放射線の、これまでの当該被検者による累積被曝量が予め定められた被曝量に達すると判定された場合に、前記放射線源による放射線の関心領域を除く照射野に対する曝射量に制限を加えるように制御しているので、関心領域における放射線画像の画質の低下を防止しつつ、被検者に対する被曝量を抑制することができる。
なお、本発明は、請求項２に記載の発明のように、前記算出手段が、前記累積被曝量として、前記動画撮影が終了する時点までの前記照射野に対する累積被曝量を算出してもよい。これにより、関心領域を除く照射野における動画撮影が終了する時点までの累積被曝量を予め定められた被曝量以下とすることができる。
また、本発明は、請求項３に記載の発明のように、前記算出手段が、前記累積被曝量を、予め定められた条件に応じて重み付けした状態で算出してもよい。これにより、より実態に即した累積被曝量を算出することができる結果、より的確に被検者に対する被曝量を抑制することができる。
また、本発明は、請求項４に記載の発明のように、前記算出手段が、前記照射野における予め定められた単位面積とされた区分領域毎に前記累積被曝量を算出してもよい。これにより、照射野の全域について纏めて累積被曝量を算出する場合に比較して、よりきめ細かく、被検者に対する被曝量に制限を加えることができる。
また、本発明は、請求項５に記載の発明のように、前記制限手段が、前記放射線源と前記被検者との間に設けられ、当該放射線源から射出された放射線の一部を通過させ、かつ面積が変更可能に構成された開口領域を有する絞り部を備え、前記制御手段が、前記絞り部の開口領域の面積を変更することにより前記制限を加えるように当該絞り部を制御してもよい。これにより、関心領域を除く照射野の領域を可変とすることができる結果、より利便性を向上させることができる。
特に、請求項５に記載の発明は、請求項６に記載の発明のように、前記絞り部が、前記開口領域の周縁部から離れるに従って放射線の透過線量が少なくなるように構成されていてもよい。これにより、関心領域を除く照射野における放射線画像も観察することができる。
また、本発明は、請求項７に記載の発明のように、前記制御手段が、時間の経過に従って変化する関心領域に追随して前記制御を行ってもよい。これにより、より利便性を向上させることができる。
特に、請求項７に記載の発明は、請求項８に記載の発明のように、前記被検者の内部に挿入された医療器具の予め定められた部位の位置を特定する特定手段をさらに備え、前記制御手段が、前記特定手段によって特定された位置を前記関心領域として前記制御を行ってもよい。これにより、関心領域を予め設定しておく必要がなくなり、より利便性を向上させることができる。
さらに、請求項８に記載の発明は、請求項９に記載の発明のように、前記特定手段が、前記動画撮影によって得られた画像情報に基づく画像認識、前記予め定められた部位に設けられたＩＣタグ、および当該部位に設けられた磁性体の少なくとも１つにより前記予め定められた部位の位置を特定してもよい。これにより、上記特定手段が上記画像認識により上記位置を特定する場合は、当該特定のための部材を設ける必要がないため、低コストで本発明を実現することができ、上記特定手段が上記ＩＣタグおよび上記磁性体の少なくとも１つにより上記位置を特定する場合は、上記画像認識により特定する場合に比較して、より確実に上記位置を特定することができる。
なお、上記ＩＣタグは、ＲＦＩＤタグ、ＩＤタグ、無線タグ等と呼ばれることもあるが、本明細書では、これらのタグをＩＣタグと総称する。
一方、上記目的を達成するために、請求項１０に記載の放射線画像撮影システムは、請求項１〜請求項９の何れか１項記載の放射線制御装置と、前記放射線制御装置により制御対象とされる放射線を射出する放射線源から射出されて被検者を透過した放射線により示される放射線画像の動画撮影を行う放射線画像撮影装置と、を含むものである。
また、請求項１４に記載の放射線画像撮影システムは、請求項１〜請求項９の何れか１項記載の放射線制御装置と、前記放射線制御装置により制御対象とされる放射線を射出する放射線源と、を含むものである。
さらに、請求項１５に記載の放射線画像撮影システムは、請求項１〜請求項９の何れか１項記載の放射線制御装置と、前記放射線制御装置により制御対象とされる放射線を射出する放射線源から射出されて被検者を透過した放射線により示される放射線画像の動画撮影を行う放射線画像撮影装置と、前記放射線源と、を含むものである。
このように、請求項１０、請求項１４、請求項１５の発明は、本発明の放射線制御装置を含んでいるので、当該放射線制御装置と同様に、関心領域における放射線画像の画質の低下を防止しつつ、被検者に対する被曝量を抑制することができる。
さらに、請求項１０に記載の発明は、請求項１１に記載の発明のように、前記放射線画像撮影装置が、放射線が照射されることにより光が発生する蛍光体層、及び当該蛍光体層に発生した光を電荷に変換する光電変換素子が形成された基板が積層されて構成された間接変換方式の放射線検出器を備え、当該放射線検出器により動画撮影を行ってもよい。
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１２に記載の発明のように、前記蛍光体層を、ＣｓＩを含むものとしてもよい。
また、請求項１１又は請求項１２に記載の発明は、請求項１３に記載の発明のように、前記放射線検出器が、前記基板側から放射線が入射するように前記放射線画像撮影装置に配置されることが好ましい。
本発明の放射線制御装置および放射線画像撮影システムによれば、放射線画像の動画撮影のために放射線源から被検者に照射される放射線の、これまでの当該被検者による累積被曝量が予め定められた被曝量に達すると判定された場合に、前記放射線源による放射線の関心領域を除く照射野に対する曝射量に制限を加えるように制御しているので、関心領域における放射線画像の画質の低下を防止しつつ、被検者に対する被曝量を抑制することができる、という効果が得られる。
実施の形態に係る放射線画像撮影システムが設置された手術室の様子を示す斜視図である。 実施の形態に係る電子カセッテの内部構成を示す一部破断斜視図である。 実施の形態に係る放射線照射装置の要部構成を示す斜視図である。 実施の形態に係るＩＶＲを実施している際の様子を示す概略図である。 実施の形態に係る放射線画像撮影システムの構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る放射線検出器の１画素部分に注目した等価回路図である。 実施の形態に係る被曝量閾値情報のデータ構成の一例を示す模式図である。 実施の形態に係る被曝量履歴情報のデータ構成の一例を示す模式図である。 実施の形態に係る重み値管理情報のデータ構成の一例を示す模式図である。 実施の形態に係る座標情報の説明に供する模式図である。 実施の形態に係る間接変換方式の放射線検出器の構成を模式的に示した断面図である。 実施の形態に係るＴＦＴ基板の構成を概略的に示した断面図である。 表面読取方式と裏面読取方式を説明するための断面側面図である。 第１の実施の形態に係る放射線画像撮影処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態に係る放射線検出器の照射面の全面に放射線を照射することによりディスプレイの表示面に表示される放射線画像の一例を示す図である。 実施の形態に係る放射線検出器の照射面の部分領域に放射線を照射することによりディスプレイの表示面に表示される放射線画像の一例を示す図である。 ＣｓＩとＧＯＳの温度と感度の関係を示すグラフである。 ＣｓＩの累積被曝量と感度の関係を示すグラフである。 第２の実施の形態に係る放射線画像撮影処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 他の実施の形態に係る放射線照射装置の要部構成を示す斜視図である。 他の実施の形態に係る放射線照射装置の要部構成を示す斜視図である。 他の実施の形態に係る放射線照射装置の要部構成を示す斜視図である。 他の実施の形態に係る放射線照射装置の要部構成を示す斜視図である。 他の実施の形態に係る絞り部の要部構成を示す平面図である。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本実施の形態に係る放射線画像撮影システム（以下、単に「撮影システム」ともいう。）１０の構成について説明する。
同図に示すように、本実施の形態に係る撮影システム１０は、医師１２や放射線技師の操作により放射線画像の撮影を行うものである。撮影システム１０は、患者１４が横たわるベッド１６と、予め設定された撮影条件に従った放射線量からなる放射線Ｘを患者１４に照射する放射線照射装置１８と、患者１４を透過した放射線Ｘを検出して、検出した放射線量に応じた放射線画像を示す放射線画像情報（以下、単に「画像情報」ともいう。）を生成し、当該画像情報を予め定められた記憶領域に記憶することにより撮影を行う可搬型撮影装置（以下、「電子カセッテ」ともいう。）２０と、ベッド１６に設けられ、ベッド１６の患者１４が横たわる側で電子カセッテ２０を片持ち支持する支持部材２２と、放射線照射装置１８および電子カセッテ２０を制御するコンソール２６と、を備えている。
ベッド１６は、放射線Ｘを透過させる材料で構成され、患者１４が横たわる略矩形平板状の載置台１６Ａと、載置台１６Ａの四隅に設けられ、載置台１６Ａを支持する脚部１６Ｂと、を備えている。
ここで、放射線照射装置１８は、載置台１６Ａの裏側（患者１４が横たわる側の反対側）から載置台１６Ａ上の患者１４に放射線Ｘが照射されるように載置台１６Ａの裏側に配置されている。
一方、本実施の形態に係る電子カセッテ２０は、裏面に、撮影した放射線画像が表示されるディスプレイ２８を備え、ディスプレイ２８の表示面２８Ａを上方に向けた状態で、放射線照射装置１８から照射された放射線Ｘが載置台１６Ａおよび患者１４を透過して後述する放射線検出器３６により検出されるように載置台１６Ａの表側（患者１４が横たわる側）に配置されている。
載置台１６Ａの患者１４が横たわる側の面には支持部材２２が設けられている。支持部材２２は、略Ｌ字状に屈曲しており、基端部が載置台１６Ａに固定されており、先端部には電子カセッテ２０が着脱自在に取付けられている。
図２には、本実施の形態に係る電子カセッテ２０の内部構成が示されている。
同図に示すように、電子カセッテ２０は、放射線Ｘを透過させる材料からなる略矩形平板状の筐体３０を備えている。電子カセッテ２０は、手術室等で使用されるとき、血液やその他の雑菌が付着するおそれがある。そこで、筐体３０を防水性、密閉性を有する構造として、必要に応じて殺菌洗浄することにより、１つの電子カセッテ２０を繰り返し続けて使用することができる。
また、電子カセッテ２０の筐体３０の側面には通信ケーブルを接続するための接続端子２０Ａが設けられている。また、筐体３０の内部には、放射線Ｘが照射される筐体３０の照射面３２側から、放射線Ｘの散乱線を除去するグリッド３４と、ディスプレイ２８の表示面２８Ａの反対方向を向くように表示面２８Ａの反対側に配置され、放射線Ｘが照射される略矩形状の照射面３６Ａを備え、患者１４を透過して照射面３６Ａから照射された放射線Ｘの放射線量を検出して、当該放射線量に応じた放射線画像を示す画像情報を出力する放射線検出器３６と、ディスプレイ２８と放射線検出器３６との間に介在され、放射線Ｘのバック散乱線を吸収する鉛板３８と、が順に配設されている。
また、筐体３０の内部の一端側には、マイクロコンピュータを含む電子回路および充電可能な二次電池を収容するケース４０が配置されている。放射線検出器３６および電子回路は、ケース４０に収容された二次電池から供給される電力によって作動する。ここで、ケース４０内部に収容された各種回路が放射線Ｘの照射に伴って損傷することを回避するため、ケース４０の照射面３２側には鉛板等の放射線を遮蔽する遮蔽部材を配設しておくことが望ましい。
図３には、本実施の形態に係る放射線照射装置１８の要部構成を示す斜視図が示されている。
同図に示されるように、放射線照射装置１８は、放射線Ｘを射出する放射線源４２と、放射線源４２と電子カセッテ２０との間に設けられ、４枚のスリット板４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄを含んで構成された絞り部４４とを備えている。
各スリット板４４Ａ〜４４Ｄは、鉛やタングステン等の放射線Ｘを遮蔽する材料で構成された、先端部から後端部にかけて高さ方向の厚さが徐々に厚くなる平面視矩形状の板状部材により構成されており、絞り部４４では、スリット板４４Ａとスリット板４４Ｂとの先端部同士が対向し、かつスリット板４４Ｃとスリット板４４Ｄとの先端部同士が対向すると共に、各スリット板４４Ａ〜４４Ｄの先端部により平面視矩形状の開口領域５１が形成されるように各スリット板４４Ａ〜４４Ｄが配置されている。
ここで、スリット板４４Ａおよびスリット板４４Ｂは同図ｘ方向に移動可能に構成されているのに対し、スリット板４４Ｃおよびスリット板４４Ｄは上記ｘ方向とは直交する方向である同図ｙ方向に移動可能に構成されている。なお、本実施の形態に係る絞り部４４では、各スリット板４４Ａ〜４４Ｄの移動可能な範囲が、対向配置されているスリット板同士の先端部が接触する状態、すなわち、開口領域５１が全閉状態とされている状態から、開口領域５１が平面視矩形状を保ち、かつ最大の面積となる状態（以下、「全開状態」という。）までの範囲とされている。
また、本実施の形態に係る放射線照射装置１８では、スリット板４４Ａがモータ１４６（図５参照。）の駆動力が図示しない伝達手段を介して伝達されて移動し、スリット板４４Ｂがモータ１４８（図５参照。）の駆動力が図示しない伝達手段を介して伝達されて移動し、スリット板４４Ｃがモータ１５０（図５参照。）の駆動力が図示しない伝達手段を介して伝達されて移動し、さらに、スリット板４４Ｄがモータ１５２（図５参照。）の駆動力が図示しない伝達手段を介して伝達されて移動する。
一方、図１に示すように、本実施の形態に係る放射線照射装置１８は、鉛やタングステン等の放射線Ｘを遮蔽する材料で構成され、放射線源４２および絞り部４４が収容される収容箱５２を備えている。同図に示すように、収容箱５２には、放射線源４２から射出され、絞り部４４を経た放射線Ｘを電子カセッテ２０の照射面３２に向けて照射するための開口部５２Ａが形成されている。
ここで、開口部５２Ａは、絞り部４４における各スリット板４４Ａ〜４４Ｄが全開状態とされているときに開口領域５１を通過した放射線Ｘの直接線と、各スリット板４４Ａ〜４４Ｄの厚さに応じた透過線量で透過した放射線Ｘ（以下、「透過線」という。）との双方が射出できる大きさとされている。
また、本実施の形態に係る撮影システム１０では、絞り部４４の各スリット板４４Ａ〜４４Ｄが全開状態とされている場合に、電子カセッテ２０における照射面３２の全面に放射線Ｘが照射されるように、電子カセッテ２０および放射線照射装置１８が予め位置決めされている。
一方、図４には、患者１４に対してＩＶＲを実施している様子の一例を示す概略図が示されている。
同図に示されるように、このＩＶＲでは、カテーテル６０が用いられる。本実施の形態に係るカテーテル６０は、その表面に白黒の縞模様が長手方向に沿って設けられている。ここで、上記縞模様は、幅広の黒色領域、幅狭の白色領域、幅狭の黒色領域、および幅広の白色領域を１群として、複数の群が上記長手方向に連続して設けられている。
一方、患者１４におけるカテーテル６０の挿入口付近の皮膚には当該挿入口に挿入されるカテーテル６０の表面に対し光線を照射して当該光線の反射光を受光可能なように反射型フォトセンサ６２が設けられている。反射型フォトセンサ６２は、カテーテル６０の表面からの反射光を受光し、受光光を電気信号に変換してコンソール２６へ送信する。
次に、図５を参照して、本実施の形態に係る撮影システム１０の電気系の要部構成について説明する。
同図に示すように、本実施の形態に係る放射線照射装置１８には、コンソール２６と通信を行うための接続端子１８Ａが設けられている。これに対し、本実施の形態に係るコンソール２６には、放射線照射装置１８と通信を行うための接続端子２６Ａ、電子カセッテ２０と通信を行うための接続端子２６Ｂ、および反射型フォトセンサ６２からの電気信号を受信するための接続端子２６Ｃが設けられている。
放射線照射装置１８は、通信ケーブル７０を介してコンソール２６に接続されている。反射型フォトセンサ６２は、通信ケーブル７１を介してコンソール２６に接続されている。電子カセッテ２０は、放射線画像の撮影時に、接続端子２０Ａに通信ケーブル７２が接続され、当該通信ケーブル７２を介してコンソール２６に接続される。なお、本実施の形態では、電子カセッテ２０とコンソール２６との間のデータ転送の高速化を図るために、通信ケーブル７２に光ファイバを採用した光通信ケーブルを用いており、光通信によって電子カセッテ２０とコンソール２６との間でデータの転送を行っている。
電子カセッテ２０に内蔵された放射線検出器３６は、放射線をシンチレータで光に変換した後にフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換方式、放射線をアモルファスセレン等の半導体層で電荷に変換する直接変換方式の何れでもよい。直接変換方式の放射線検出器３６は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス基板７４上に、放射線Ｘ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。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Ｘが照射されると、照射された放射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Ｘを電荷へ変換する。間接変換方式の放射線検出器３６は、アモルファスセレンのような放射線Ｘを直接的に電荷に変換する放射線−電荷変換材料の代わりに、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よい。蛍光体材料としては、ガドリニウム硫酸化物（ＧＯＳ）やヨウ化セシウム（ＣｓＩ）がよく知られている。この場合、蛍光体材料によって放射線Ｘ−光変換を行い、光電変換素子のフォトダイオードによって光−電荷変換を行う。本実施の形態に係る電子カセッテ２０は、間接変換方式の放射線検出器３６を内蔵するものとする。
また、ＴＦＴアクティブマトリクス基板７４上には、光電変換層で発生された電荷を蓄積する蓄積容量７６と、蓄積容量７６に蓄積された電荷を読み出すためのＴＦＴ７８とを備えた画素部８０（図５では個々の画素部８０に対応する光電変換層や光電変換素子を光電変換部８２として模式的に示している）がマトリクス状に多数個配置されており、電子カセッテ２０への放射線Ｘの照射に伴って光電変換層で発生された電荷は、個々の画素部８０の蓄積容量７６に蓄積される。これにより、電子カセッテ２０に照射された放射線Ｘに担持されていた画像情報は電荷情報へ変換されて放射線検出器３６に保持される。
また、ＴＦＴアクティブマトリクス基板７４には、一定方向（行方向）に延設され、個々の画素部８０のＴＦＴ７８をオンオフさせるための複数本のゲート配線８４と、ゲート配線８４と直交する方向（列方向）に延設され、オンされたＴＦＴ７８を介して蓄積容量７６から蓄積電荷を読み出すための複数本のデータ配線８６が設けられている。個々のゲート配線８４はゲート線ドライバ８８に接続されており、個々のデータ配線８６は信号処理部９０に接続されている。個々の画素部８０の蓄積容量７６に電荷が蓄積されると、個々の画素部８０のＴＦＴ７８は、ゲート線ドライバ８８からゲート配線８４を介して供給される信号により行単位で順にオンされ、ＴＦＴ７８がオンされた画素部８０の蓄積容量７６に蓄積されている電荷は、電荷信号としてデータ配線８６を伝送されて信号処理部９０に入力される。従って、個々の画素部８０の蓄積容量７６に蓄積されている電荷は行単位で順に読み出される。
図６には、本実施の形態に係る放射線検出器３６の１画素部分に注目した等価回路図が示されている。
同図に示すように、ＴＦＴ７８のソースは、データ配線８６に接続されており、このデータ配線８６は、信号処理部９０に接続されている。また、ＴＦＴ７８のドレインは蓄積容量７６および光電変換部８２に接続され、ＴＦＴ７８のゲートはゲート配線８４に接続されている。
信号処理部９０は、個々のデータ配線８６毎にサンプルホールド回路９２を備えている。個々のデータ配線８６を伝送された電荷信号はサンプルホールド回路９２に保持される。サンプルホールド回路９２はオペアンプ９２Ａとコンデンサ９２Ｂを含んで構成され、電荷信号をアナログ電圧に変換する。また、サンプルホールド回路９２にはコンデンサ９２Ｂの両電極をショートさせ、コンデンサ９２Ｂに蓄積された電荷を放電させるリセット回路としてスイッチ９２Ｃが設けられている。
サンプルホールド回路９２の出力側にはマルチプレクサ９４、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器９６が順に接続されており、個々のサンプルホールド回路に保持された電荷信号はアナログ電圧に変換されてマルチプレクサ９４に順に（シリアルに）入力され、Ａ／Ｄ変換器９６によってデジタルの画像情報へ変換される。
図５に示すように、信号処理部９０にはラインメモリ９８が接続されており、信号処理部９０のＡ／Ｄ変換器９６から出力された画像情報はラインメモリ９８に順に記憶される。ラインメモリ９８は放射線画像を示す画像情報を所定ライン分記憶可能な記憶容量を有しており、１ラインずつ電荷の読み出しが行われる毎に、読み出された１ライン分の画像情報がラインメモリ９８に順次記憶される。
ラインメモリ９８は電子カセッテ２０全体の動作を制御するカセッテ制御部１００と接続されている。カセッテ制御部１００は、マイクロコンピュータによって実現されており、光通信制御部１０２が接続されている。この光通信制御部１０２は、接続端子２０Ａに接続されており、接続端子２０Ａを介して接続された外部機器との間での各種情報の伝送の制御を行う。従って、カセッテ制御部１００は、光通信制御部１０２を介して外部機器との間で各種情報の送受信が可能とされている。
また、電子カセッテ２０は、ディスプレイ２８による表示の制御を行うディスプレイドライバ１０４を備えており、ディスプレイドライバ１０４にはカセッテ制御部１００が接続されている。カセッテ制御部１００は、ラインメモリ９８に記憶されている画像情報を読み出し、当該画像情報により示される放射線画像をディスプレイ２８の表示面２８Ａに表示させる。なお、本実施の形態に係るディスプレイ２８には、放射線検出器３６により得られた画像情報により示される放射線画像が略実寸サイズで表示される。
さらに、電子カセッテ２０は電源部１０６を備えており、上述した各種回路や各素子（ゲート線ドライバ８８、信号処理部９０、ラインメモリ９８、光通信制御部１０２やカセッテ制御部１００として機能するマイクロコンピュータ）は、電源部１０６から供給された電力によって作動する。電源部１０６は、電子カセッテ２０の可搬性を損なわないように、バッテリ（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から各種回路や素子へ電力を供給する。
一方、コンソール２６は、サーバ・コンピュータとして構成されており、ディスプレイ上に透過型のタッチパネルが重ねられたタッチパネルディスプレイ等から構成され、操作メニューや撮影された放射線画像等の各種情報がディスプレイの表示面に表示されると共に、ユーザがタッチペンで上記タッチパネルに触れることにより所望の情報や指示が入力されるＵＩ（User Interface）パネル１１０と、複数のキーを含んで構成され、各種の情報や操作指示が入力される操作パネル１１２と、を備えている（図１も参照。）。
また、コンソール２６は、装置全体の動作を司るＣＰＵ（Central Processing Unit）１１４と、制御プログラムを含む各種プログラム等が予め記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）１１６と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１１８と、各種データを記憶して保持するＨＤＤ（Hard Disk Drive）１２０と、を備えている。
また、コンソール２６は、ＵＩパネル１１０のディスプレイの制御を行うと共に、タッチパネルに対する操作状態を検出するＵＩパネル制御部１２２と、操作パネル１１２に対する操作状態を検出する操作入力検出部１２４と、接続端子２６Ａに接続され、接続端子２６Ａおよび通信ケーブル７０を介して放射線照射装置１８との間で曝射条件や放射線照射装置１８の状態情報等の各種情報の送受信を行う通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１２６と、接続端子２６Ｂに接続され、接続端子２６Ｂおよび通信ケーブル７２を介して電子カセッテ２０との間で画像情報等の各種情報の送受信を行う光通信制御部１２８と、接続端子２６Ｃに接続され、接続端子２６Ｃおよび通信ケーブル７１を介して反射型フォトセンサ６２からの電気信号の受信を行う外部Ｉ／Ｆ部１３０と、を備えている。
ＣＰＵ１１４、ＲＯＭ１１６、ＲＡＭ１１８、ＨＤＤ１２０、ＵＩパネル制御部１２２、操作入力検出部１２４、通信Ｉ／Ｆ部１２６、光通信制御部１２８、および外部Ｉ／Ｆ部１３０は、システムバスＢＵＳを介して相互に接続されている。従って、ＣＰＵ１１４は、ＲＯＭ１１６、ＲＡＭ１１８、ＨＤＤ１２０へのアクセスを行うことができると共に、ＵＩパネル制御部１２２を介したＵＩパネル１１０のディスプレイへの各種情報の表示の制御、ＵＩパネル制御部１２２を介したＵＩパネル１１０のタッチパネルに対するユーザの操作状態の把握、操作入力検出部１２４を介した操作パネル１１２に対するユーザの操作状態の把握、通信Ｉ／Ｆ部１２６を介した放射線照射装置１８との各種情報の送受信の制御、光通信制御部１２８を介した電子カセッテ２０との各種情報の送受信の制御、外部Ｉ／Ｆ部１３０を介した反射型フォトセンサ６２の検出結果の取得、を各々行うことができる。
なお、本実施の形態に係るＵＩパネル１１０のタッチパネルは、透明電極を用いた多数のスイッチがマトリクス状に配列されて構成されており、ユーザがタッチペン（図示省略）でＵＩパネル１１０のディスプレイの画面に触れると、タッチパネルの多数のスイッチのうちの何れか１つがオンする。ＵＩパネル制御部１２２は、タッチパネルの何れかのスイッチがオンになると、オンになったスイッチの位置をマトリクスにおける２次元直交座標で表した座標情報をＣＰＵ１１４へ出力する。ＣＰＵ１１４は、ＵＩパネル制御部１２２から座標情報が入力されると、当該座標情報をＨＤＤ１２０に記憶する。
一方、放射線照射装置１８は、放射線照射装置１８全体の動作を制御する照射装置制御部１４０を備えている。照射装置制御部１４０はマイクロコンピュータによって実現されており、通信Ｉ／Ｆ部１４２が接続されている。通信Ｉ／Ｆ部１４２は、接続端子１８Ａに接続されており、接続端子１８Ａを介して接続されたコンソール２６との間での各種情報の伝送の制御を行う。従って、照射装置制御部１４０は、通信Ｉ／Ｆ部１４２を介してコンソール２６との間での各種情報の送受信が可能とされている。また、照射装置制御部１４０には放射線源４２が接続されており、照射装置制御部１４０は、通信Ｉ／Ｆ部１４２を介して受信した曝射条件に基づいて放射線源４２を制御する。
また、放射線照射装置１８は、スリット板４４Ａを移動させるための駆動力を発生するモータ１４６と、スリット板４４Ｂを移動させるための駆動力を発生するモータ１４８と、スリット板４４Ｃを移動させるための駆動力を発生するモータ１５０と、スリット板４４Ｄを移動させるための駆動力を発生するモータ１５２と、を備えている。
また、放射線照射装置１８は、モータ１４６の駆動制御を行うモータドライバ１５４と、モータ１４８の駆動制御を行うモータドライバ１５６と、モータ１５０の駆動制御を行うモータドライバ１５８と、モータ１５２の駆動制御を行うモータドライバ１６０と、を備えている。
モータ１４６は、モータドライバ１５４を介して照射装置制御部１４０に、モータ１４８は、モータドライバ１５６を介して照射装置制御部１４０に、モータ１５０は、モータドライバ１５８を介して照射装置制御部１４０に、モータ１５２は、モータドライバ１６０を介して照射装置制御部１４０に、各々接続されている。従って、モータ１４６，１４８，１５０，１５２の駆動は、コンソール２６からの指示に応じて、照射装置制御部１４０によって制御される。
ところで、本実施の形態に係る撮影システム１０には、患者１４における、それまでの単位面積（本実施の形態では、１ｃｍ２）当たりの累積被曝量が予め定められた被曝量閾値に達した場合に、放射線Ｘの関心領域を除く照射野に対する曝射量に制限を加える曝射量制限機能が搭載されており、このために、本実施の形態に係る撮影システム１０では、上記被曝量閾値を示す情報（以下、「被曝量閾値情報」という。）と、被曝量の履歴を示す情報（以下、「被曝量履歴情報」という。）と、累積被曝量を算出する際に用いる重み値を示す情報（以下、「重み値管理情報」という。）と、がコンソール２６のＨＤＤ１２０に予め記憶されている。
図７には、上記被曝量閾値情報の一例が模式的に示されている。同図に示すように、本実施の形態に係る被曝量閾値情報は、心臓、肺、胃といった臓器の種類別に上記被曝量閾値が記憶されている。なお、当該被曝量閾値情報は、社団法人日本放射線技師会による医療被曝ガイドライン等に基づいて設定すればよい。
一方、図８には、上記被曝量履歴情報の一例が模式的に示されている。同図に示すように、本実施の形態に係る被曝量履歴情報は、ＩＤ（Identification）、撮影日時、被曝領域、被曝量、曝射期間、およびフレームレートの各情報が患者毎に記憶されるものとして構成されている。
なお、上記ＩＤは、対応する患者を特定するための情報であり、患者毎に各々異なる情報として予め付与された情報が用いられる。また、上記撮影日時は、対応する患者に対する放射線画像の撮影を行った日時を示す情報であり、上記被曝領域は、対応する患者に対して放射線Ｘが曝射された領域を示す情報である。
本実施の形態に係る撮影システム１０では、一例として図１０に模式的に示すように、絞り部４４の開口状態を全開状態としたときの放射線Ｘの照射野（以下、「全開照射野」という。）を、各々が単位面積（本実施の形態では、１ｃｍ２）とされた複数の矩形領域６４でマトリクス状に区分し、矩形領域６４毎に上記曝射量制限機能において適用する累積被曝量を算出する。
上記被曝領域は、放射線Ｘが曝射された位置に対応する矩形領域６４の位置を示す座標情報であり、上記被曝量は、対応する被曝領域に対する放射線Ｘの被曝量を示す情報であり、さらに上記曝射期間は、対応する被曝領域に対して、対応する被曝量の放射線Ｘが曝射された期間を示す情報である。なお、本実施の形態に係る撮影システム１０では、上記座標情報として、図１０に示される全開照射野における左上角点に位置する矩形領域６４を基点としたＸ−Ｙ座標系の座標情報を適用しているが、これに限るものでないことは言うまでもない。
また、上記フレームレートは、対応する撮影日時に、対応する患者に対して行った放射線画像の動画撮影の際のフレームレートを示す情報であり、本実施の形態に係る撮影システム１０では、１５（ｆｐｓ）または３０（ｆｐｓ）が選択的に適用される。
なお、本実施の形態に係る撮影システム１０では、放射線画像の動画撮影における１フレーム（１画像）毎に上記被曝領域、被曝量、および曝射期間の各情報が記憶されるものとされている。
同図に示す例では、例えば、ＩＤとして「０１−００１」が付与された患者に対して、２０１０年２月１６日の１４時２０分から１４時３０分までの間に放射線画像の動画撮影が行われ、このときの被曝領域、被曝量、および曝射期間が同図に示すように１フレーム毎に記憶されると共に、このときのフレームレートが１５（ｆｐｓ）であったことが記憶されている。
一方、図９には、上記重み値管理情報の一例が模式的に示されている。同図に示すように、本実施の形態に係る重み値管理情報は、パラメータ、条件、および重み値の各情報が予め記憶されて構成されている。
なお、上記パラメータは、過去の累積被曝量に対する重み値を決定する際に適用するパラメータであり、上記条件は、上記パラメータの範囲を示す情報であり、上記重み値は、対応する条件に上記パラメータが合致する場合の重み値を示す情報である。
同図に示す例では、上記パラメータとして、放射線Ｘが照射されてから現時点までの経過期間ｔ（分）を適用しており、経過期間ｔが１４４０（分）未満である場合には重み値として最大値である‘１’を適用し、経過期間ｔが１４４０（分）以上で、１００８０（分）未満である場合には重み値として‘０．９’を適用すること等が示されている。
次に、蛍光体材料と光電変換素子を用いて放射線を間接的に電荷に変換する間接変換方式とした場合の放射線検出器３６の構成について説明する。
図１１は、本発明の一実施形態である間接変換方式の放射線検出器３６の３つの画素部分の構成を概略的に示す断面模式図である。
この放射線検出器３６は、絶縁性の基板３００上に、信号出力部３０２、光電変換部８２、及びシンチレータ３０４が順次積層しており、信号出力部３０２、光電変換部８２により画素部が構成されている。画素部は、基板３００上に複数配列されており、各画素部における信号出力部３０２と光電変換部８２とが重なりを有するように構成されている。
シンチレータ３０４は、光電変換部８２上に透明絶縁膜３０６を介して形成されており、上方（基板３００と反対側）から入射してくる放射線を光に変換して発光する蛍光体を成膜したものである。このようなシンチレータ３０４を設けることで、被写体を透過した放射線を吸収して発光することになる。
シンチレータ３０４が発する光の波長域は、可視光域（波長３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）であることが好ましく、この放射線検出器３６によってモノクロ撮像を可能とするためには、緑色の波長域を含んでいることがより好ましい。
シンチレータ３０４に用いる蛍光体としては、具体的には、放射線としてＸ線を用いて撮像する場合、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を含むものが好ましく、Ｘ線照射時の発光スペクトルが４２０ｎｍ〜６００ｎｍにあるＣｓＩ（Ｔｌ）を用いることが特に好ましい。なお、ＣｓＩ（Ｔｌ）の可視光域における発光ピーク波長は５６５ｎｍである。
シンチレータ３０４は、例えば、ＣｓＩ（Ｔｌ）等の柱状結晶で形成しようとする場合、蒸着基板への蒸着によって形成されてもよい。このように蒸着によってシンチレータ３０４を形成する場合、蒸着基板は、Ｘ線の透過率、コストの面からＡｌの板がよく使用されるがこれに限定されるものではない。なお、シンチレータ３０４としてＧＯＳを用いる場合、蒸着基板を用いずにＴＦＴアクティブマトリクス基板７４の表面にＧＯＳを塗布することにより、シンチレータ３０４を形成してもよい。
光電変換部８２は、上部電極３１０、下部電極３１２、及び該上下の電極間に配置された光電変換膜３１４を有している。
上部電極３１０は、シンチレータ３０４により生じた光を光電変換膜３１４に入射させる必要があるため、少なくともシンチレータ３０４の発光波長に対して透明な導電性材料で構成することが好ましく、具体的には、可視光に対する透過率が高く、抵抗値が小さい透明導電性酸化物（TCO;Transparent Conducting Oxide）を用いることが好ましい。なお、上部電極３１０としてＡｕなどの金属薄膜を用いることもできるが、透過率を９０％以上得ようとすると抵抗値が増大し易いため、ＴＣＯの方が好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ２等を好ましく用いることができ、プロセス簡易性、低抵抗性、透明性の観点からはＩＴＯが最も好ましい。なお、上部電極３１０は、全画素部で共通の一枚構成としてもよく、画素部毎に分割してもよい。
光電変換膜３１４は、シンチレータ３０４から発せられた光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する。光電変換膜３１４は、光が照射されることにより電荷を発生する材料により形成すればよく、例えば、アモルファスシリコンや有機光電変換材料などにより形成することができる。アモルファスシリコンを含む光電変換膜３１４であれば、幅広い吸収スペクトルを持ち、シンチレータ３０４による発光を吸収することができる。有機光電変換材料を含む光電変換膜３１４であれば、可視域にシャープな吸収スペクトルを持ち、シンチレータ３０４による発光以外の電磁波が光電変換膜３１４に吸収されることがほとんどなく、Ｘ線等の放射線が光電変換膜３１４で吸収されることによって発生するノイズを効果的に抑制することができる。
光電変換膜３１４を構成する有機光電変換材料は、シンチレータ３０４で発光した光を最も効率良く吸収するために、その吸収ピーク波長が、シンチレータ３０４の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光電変換材料の吸収ピーク波長とシンチレータ３０４の発光ピーク波長とが一致することが理想的であるが、双方の差が小さければシンチレータ３０４から発された光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光電変換材料の吸収ピーク波長と、シンチレータ３０４の放射線に対する発光ピーク波長との差が、１０ｎｍ以内であることが好ましく、５ｎｍ以内であることがより好ましい。
このような条件を満たすことが可能な有機光電変換材料としては、例えばキナクリドン系有機化合物及びフタロシアニン系有機化合物が挙げられる。例えばキナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍであるため、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、シンチレータ３０４の材料としてＣｓＩ（Ｔｌ）を用いれば、上記ピーク波長の差を５ｎｍ以内にすることが可能となり、光電変換膜３１４で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
次に、本実施の形態に係る放射線検出器３６に適用可能な光電変換膜３１４について具体的に説明する。
本発明に係る放射線検出器３６における電磁波吸収／光電変換部位は、１対の下部電極３１２，上部電極３１０と、該下部電極３１２，上部電極３１０間に挟まれた光電変換膜３１４を含む有機層により構成することができる。この有機層は、より具体的には、電磁波を吸収する部位、光電変換部位、電子輸送部位、正孔輸送部位、電子ブロッキング部位、正孔ブロッキング部位、結晶化防止部位、電極、及び層間接触改良部位等の積み重ねもしくは混合により形成することができる。
上記有機層は、有機ｐ型化合物または有機ｎ型化合物を含有することが好ましい。
有機ｐ型半導体（化合物）は、主に正孔輸送性有機化合物に代表されるドナー性有機半導体（化合物）であり、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。したがって、ドナー性有機化合物としては、電子供与性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。
有機ｎ型半導体（化合物）は、主に電子輸送性有機化合物に代表されるアクセプター性有機半導体（化合物）であり、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。したがって、アクセプター性有機化合物は、電子受容性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。
この有機ｐ型半導体及び有機ｎ型半導体として適用可能な材料、及び光電変換膜３１４の構成については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。なお、光電変換膜３１４は、さらにフラーレン若しくはカーボンナノチューブを含有させて形成してもよい。
光電変換膜３１４の厚みは、シンチレータ３０４からの光を吸収する点では膜厚は大きいほど好ましいが、ある程度以上厚くなると光電変換膜３１４の両端から印加されるバイアス電圧により光電変換膜３１４に発生する電界の強度が低下して電荷が収集できなくなるため、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは、５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下、特に好ましくは８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
なお、図１１に示す放射線検出器３６では、光電変換膜３１４は、全画素部で共通の一枚構成であるが、画素部毎に分割してもよい。
下部電極３１２は、画素部毎に分割された薄膜とする。下部電極３１２は、透明又は不透明の導電性材料で構成することができ、アルミニウム、銀等を好適に用いることができる。
下部電極３１２の厚みは、例えば、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることができる。
光電変換部８２では、上部電極３１０と下部電極３１２の間に所定のバイアス電圧を印加することで、光電変換膜３１４で発生した電荷（正孔、電子）のうちの一方を上部電極３１０に移動させ、他方を下部電極３１２に移動させることができる。本実施形態の放射線検出器３６では、上部電極３１０に配線が接続され、この配線を介してバイアス電圧が上部電極３１０に印加されるものとする。又、バイアス電圧は、光電変換膜３１４で発生した電子が上部電極３１０に移動し、正孔が下部電極３１２に移動するように極性が決められているものとするが、この極性は逆であっても良い。
各画素部を構成する光電変換部８２は、少なくとも下部電極３１２、光電変換膜３１４、及び上部電極３１０を含んでいればよいが、暗電流の増加を抑制するため、電子ブロッキング膜３１６及び正孔ブロッキング膜３１８の少なくともいずれかを設けることが好ましく、両方を設けることがより好ましい。
電子ブロッキング膜３１６は、下部電極３１２と光電変換膜３１４との間に設けることができ、下部電極３１２と上部電極３１０間にバイアス電圧を印加したときに、下部電極３１２から光電変換膜３１４に電子が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。
電子ブロッキング膜３１６には、電子供与性有機材料を用いることができる。
実際に電子ブロッキング膜３１６に用いる材料は、隣接する電極の材料および隣接する光電変換膜３１４の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上電子親和力（Ｅａ）が大きく、かつ、隣接する光電変換膜３１４の材料のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）と同等のＩｐもしくはそれより小さいＩｐを持つものが好ましい。この電子供与性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
電子ブロッキング膜３１６の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させるとともに、光電変換部８２の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
正孔ブロッキング膜３１８は、光電変換膜３１４と上部電極３１０との間に設けることができ、下部電極３１２と上部電極３１０間にバイアス電圧を印加したときに、上部電極３１０から光電変換膜３１４に正孔が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。
正孔ブロッキング膜３１８には、電子受容性有機材料を用いることができる。
正孔ブロッキング膜３１８の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させるとともに、光電変換部８２の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
実際に正孔ブロッキング膜３１８に用いる材料は、隣接する電極の材料および隣接する光電変換膜３１４の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が大きく、かつ、隣接する光電変換膜３１４の材料の電子親和力（Ｅａ）と同等のＥａもしくはそれより大きいＥａを持つものが好ましい。この電子受容性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
なお、光電変換膜３１４で発生した電荷のうち、正孔が上部電極３１０に移動し、電子が下部電極３１２に移動するようにバイアス電圧を設定する場合には、電子ブロッキング膜３１６と正孔ブロッキング膜３１８の位置を逆にすれば良い。又、電子ブロッキング膜３１６と正孔ブロッキング膜３１８は両方設けなくてもよく、いずれかを設けておけば、ある程度の暗電流抑制効果を得ることができる。
各画素部の下部電極３１２下方の基板３００の表面には信号出力部３０２が形成されている。
図１２には、信号出力部３０２の構成が概略的に示されている。
下部電極３１２に対応して、下部電極３１２に移動した電荷を蓄積する蓄積容量７６と、蓄積容量７６に蓄積された電荷を電気信号に変換して出力するＴＦＴ７８が形成されている。蓄積容量７６及びＴＦＴ７８の形成された領域は、平面視において下部電極３１２と重なる部分を有しており、このような構成とすることで、各画素部における信号出力部３０２と光電変換部８２とが厚さ方向で重なりを有することとなる。なお、放射線検出器３６（画素部）の平面積を最小にするために、蓄積容量７６及びＴＦＴ７８の形成された領域が下部電極３１２によって完全に覆われていることが望ましい。
蓄積容量７６は、基板３００と下部電極３１２との間に設けられた絶縁膜３１９を貫通して形成された導電性材料の配線を介して対応する下部電極３１２と電気的に接続されている。これにより、下部電極３１２で捕集された電荷を蓄積容量７６に移動させることができる。
ＴＦＴ７８は、ゲート電極３２０、ゲート絶縁膜３２２、及び活性層（チャネル層）３２４が積層され、さらに、活性層３２４上にソース電極３２６とドレイン電極３２８が所定の間隔を開けて形成されている。活性層３２４は、例えば、アモルファスシリコンや非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブなどにより形成することができる。なお、活性層３２４を構成する材料は、これらに限定されるものではない。
活性層３２４を構成可能な非晶質酸化物としては、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｏ系）が好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも２つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系）がより好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が特に好ましい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは６未満の自然数）で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、ＩｎＧａＺｎＯ４がより好ましい。なお、活性層３２４を構成可能な非晶質酸化物は、これらに限定されるものではない。
活性層３２４を構成可能な有機半導体材料としては、フタロシアニン化合物や、ペンタセン、バナジルフタロシアニン等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。なお、フタロシアニン化合物の構成については、特開２００９−２１２３８９号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
ＴＦＴ７８の活性層３２４を非晶質酸化物や有機半導体材料、カーボンナノチューブで形成したものとすれば、Ｘ線等の放射線を吸収せず、あるいは吸収したとしても極めて微量に留まるため、信号出力部３０２におけるノイズの発生を効果的に抑制することができる。
また、活性層３２４をカーボンナノチューブで形成した場合、ＴＦＴ７８のスイッチング速度を高速化することができ、また、可視光域での光の吸収度合の低いＴＦＴ７８を形成できる。なお、カーボンナノチューブで活性層３２４を形成する場合、活性層３２４に極微量の金属性不純物を混入するだけで、ＴＦＴ７８の性能は著しく低下するため、遠心分離などにより極めて高純度のカーボンナノチューブを分離・抽出して形成する必要がある。
ここで、上述した非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブや、有機光電変換材料は、いずれも低温での成膜が可能である。従って、基板３００としては、半導体基板、石英基板、及びガラス基板等の耐熱性の高い基板に限定されず、プラスチック等の可撓性基板、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の可撓性基板を用いることができる。このようなプラスチック製の可撓性基板を用いれば、軽量化を図ることもでき、例えば持ち運び等に有利となる。
また、基板３００には、絶縁性を確保するための絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、平坦性あるいは電極等との密着性を向上するためのアンダーコート層等を設けてもよい。
アラミドは、２００度以上の高温プロセスを適用できるために，透明電極材料を高温硬化させて低抵抗化でき、また、ハンダのリフロー工程を含むドライバＩＣの自動実装にも対応できる。また、アラミドは、ＩＴＯ（indium tin oxide）やガラス基板と熱膨張係数が近いため、製造後の反りが少なく、割れにくい。また、アラミドは、ガラス基板等と比べて薄く基板を形成できる。なお、超薄型ガラス基板とアラミドを積層して基板３００を形成してもよい。
バイオナノファイバは、バクテリア(酢酸菌、Acetobacter Xylinum)が産出するセルロースミクロフィブリル束（バクテリアセルロース）と透明樹脂との複合したものである。セルロースミクロフィブリル束は、幅５０ｎｍと可視光波長に対して１／１０のサイズで、かつ、高強度、高弾性、低熱膨である。バクテリアセルロースにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を６０−７０％も含有しながら、波長５００nmで約９０％の光透過率を示すバイオナノファイバが得られる。バイオナノファイバは、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（３−７ｐｐｍ）を有し、鋼鉄並の強度(４６０ＭＰa)、高弾性(３０ＧＰａ)で、かつフレキシブルであることから、ガラス基板等と比べて薄く基板３００を形成できる。
本実施の形態では、基板３００上に、信号出力部３０２、光電変換部８２、透明絶縁膜３０６を順に形成し、当該基板３００上に光吸収性の低い接着樹脂等を用いてシンチレータ３０４を貼り付けることにより放射線検出器３６を形成している。以下、透明絶縁膜３０６まで形成された基板３００をＴＦＴアクティブマトリクス基板（以下「ＴＦＴ基板」ともいう。）７４と称する。
本実施の形態に係る電子カセッテ２０では、放射線検出器３６がＴＦＴ基板７４側から放射線Ｘが照射されるように内蔵されている。
ここで、放射線検出器３６は、図１３に示すように、シンチレータ３０４が形成された側から放射線が照射されて、当該放射線の入射面の裏面側に設けられたＴＦＴ基板７４により放射線画像を読み取る、いわゆる裏面読取方式（所謂ＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式）とされた場合、シンチレータ３０４の同図上面側（ＴＦＴ基板７４の反対側）でより強く発光し、ＴＦＴ基板７４側から放射線が照射されて、当該放射線の入射面の表面側に設けられたＴＦＴ基板７４により放射線画像を読み取る、いわゆる表面読取方式（所謂ＩＳＳ（Irradiation Side Sampling）方式）とされた場合、ＴＦＴ基板７４を透過した放射線がシンチレータ３０４に入射してシンチレータ３０４のＴＦＴ基板７４側がより強く発光する。ＴＦＴ基板７４に設けられた各光電変換部８２には、シンチレータ３０４で発生した光により電荷が発生する。このため、放射線検出器３６は、表面読取方式とされた場合の方が裏面読取方式とされた場合よりもＴＦＴ基板７４に対するシンチレータ３０４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。
また、放射線検出器３６は、光電変換膜３１４を有機光電変換材料により構成しており、光電変換膜３１４で放射線がほとんど吸収されない。このため、本実施の形態に係る放射線検出器３６は、表面読取方式により放射線がＴＦＴ基板７４を透過する場合でも光電変換膜３１４による放射線の吸収量が少ないため、放射線Ｘに対する感度の低下を抑えることができる。表面読取方式では、放射線がＴＦＴ基板７４を透過してシンチレータ３０４に到達するが、このように、ＴＦＴ基板７４の光電変換膜３１４を有機光電変換材料により構成した場合、光電変換膜３１４での放射線の吸収が殆どなく放射線の減衰を少なく抑えることができるため、表面読取方式に適している。
また、ＴＦＴ７８の活性層３２４を構成する非晶質酸化物や光電変換膜３１４を構成する有機光電変換材料は、いずれも低温での成膜が可能である。このため、基板３００を放射線の吸収が少ないプラスチック樹脂、アラミド、バイオナノファイバで形成することができる。このように形成された基板３００は放射線の吸収量が少ないため、表面読取方式により放射線がＴＦＴ基板７４を透過する場合でも、放射線Ｘに対する感度の低下を抑えることができる。
また、例えば、放射線検出器３６をＴＦＴ基板７４が照射面３２側となるように筐体３０内の照射面３２部分に貼り付けるものとし、基板３００を剛性の高いプラスチック樹脂やアラミド、バイオナノファイバで形成した場合、放射線検出器３６自体の剛性が高いため、筐体３０の照射面３２部分を薄く形成することができる。また、基板３００を剛性の高いプラスチック樹脂やアラミド、バイオナノファイバで形成した場合、放射線検出器３６自体が可撓性を有するため、照射面３２に衝撃が加わった場合でも放射線検出器３６が破損しづらい。
次に、本実施の形態に係る撮影システム１０の作用を説明する。
本実施の形態に係る撮影システム１０を利用して患者１４に対してＩＶＲを実施する場合、ＩＶＲを行う術者は、まず、当該ＩＶＲの準備段階として、カテーテル６０の進入予定経路を示す座標情報等を以下に示すように入力する。
すなわち、術者は、まず、カテーテル６０の挿入口および病変部が電子カセッテ２０により撮影可能な状態で、かつ予め定められた基準部位（本実施の形態では、頭部の頂部）が、載置台１６Ａにおける患者毎に予め定められた基準位置に位置されるように、患者１４を載置台１６Ａに横たわらせる。次に、術者は、コンソール２６を介して、放射線照射装置１８に対し、絞り部４４の各スリット板４４Ａ〜４４Ｄを全開状態とさせた後、予め定められた曝射量で放射線Ｘを射出するように放射線源４２を制御させる一方、電子カセッテ２０に対し、放射線画像の撮影を行うように制御させる。これにより、電子カセッテ２０では、後述する放射線画像撮影処理（図１４参照。）の説明時に詳述するように放射線画像の撮影が行われ、当該撮影によって得られた画像情報がコンソール２６に送信される。これに対し、コンソール２６は、当該画像情報が受信されると、当該画像情報により示される放射線画像をＵＩパネル１１０のディスプレイに表示させる。
そこで、術者は、ＵＩパネル１１０のディスプレイに表示されている放射線画像上の患者１４の体内におけるカテーテル６０の進入予定経路をタッチペンでなぞることにより、当該進入予定経路の座標情報（以下、「経路座標情報」という。）を入力する。また、このとき、術者は、上記進入予定経路および当該進入予定経路の近傍で、かつ放射線Ｘの照射野となり得る領域に存在する臓器（以下、「判定対象臓器」という。）の輪郭をタッチペンでなぞることにより、当該判定対象臓器が存在する領域を示す座標情報（以下、「臓器座標情報」という。）を入力すると共に、当該臓器座標情報により示される領域に存在する判定対象臓器の名称を示す情報（以下、「臓器名称情報」という。）を、操作パネル１１２を介して入力する。なお、経路座標情報および臓器座標情報は、前述した被曝領域を示す座標情報と同一のＸ−Ｙ座標系の座標情報である。
以上によって術者から入力された経路座標情報、臓器座標情報、および臓器名称情報は、コンソール２６によって、臓器座標情報および臓器名称情報については対応するもの同士が関連付けられた状態でＨＤＤ１２０に記憶される。
以上の準備段階が終了すると、術者は、患者１４の撮影部位や撮影条件に応じて、コンソール２６の操作パネル１１２を介して放射線Ｘを照射する際の管電圧、管電流等の曝射条件を指定する曝射条件指定操作を行った後、ＩＶＲの開始を指示する指示操作を行う。
コンソール２６は、当該指示操作が行われると、放射線画像撮影処理を実行する。
次に、図１４を参照して、放射線画像撮影処理の実行時におけるコンソール２６の作用を説明する。なお、図１４は、この際にコンソール２６のＣＰＵ１１４によって実行される放射線画像撮影処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムはＲＯＭ１１６の所定領域に予め記憶されている。また、ここでは、施術対象とする患者１４のＩＤが術者等によって予め設定されている場合について説明する。
同図のステップ２００では、予め設定されている患者１４のＩＤに対応する撮影日時、被曝領域、被曝量、および曝射期間の各情報をＨＤＤ１２０の被曝量履歴情報から読み出し、次のステップ２０２にて、術者によって指定された曝射条件を放射線照射装置１８および電子カセッテ２０へ送信することにより当該曝射条件を設定する。これに応じて照射装置制御部１４０は、受信した曝射条件での曝射準備を行う。なお、施術対象とする患者１４に関する情報が被曝量履歴情報に記憶されていない場合もあるが、この場合には、上記ステップ２００での各情報の読み出しを行わないことは言うまでもない。
次のステップ２０４では、上述したＩＶＲの準備段階において記憶された経路座標情報により示されるカテーテル６０の挿入口の位置を示す情報を、絞り部４４の開口状態の設定を指示する設定指示情報と共に放射線照射装置１８に送信する。
上記設定指示情報が受信されると、放射線照射装置１８では、照射装置制御部１４０により、当該設定指示情報と共に受信した情報により示されるカテーテル６０の挿入口の位置に対応する位置が開口領域５１の中心となり、かつ開口領域５１の形状が予め定められた形状で、かつ開口領域５１の面積が、少なくとも全開状態時より狭いものとして予め定められた面積となるように各スリット板４４Ａ〜４４Ｄの位置を制御する。なお、本実施の形態に係る撮影システム１０では、上記予め定められた形状および上記予め定められた面積として、患者１４の放射線Ｘにおける直接線が照射される領域（以下、「直接線照射野」という。）が、少なくとも関心領域を含む領域となる形状および面積として術者等によって予め設定された形状および面積を適用している。
なお、上記予め定められた面積は、放射線Ｘの直接線が照射される面積であるため、病変部の大きさ等に応じて適宜設定する形態が好ましいが、例えば、放射線検出器３６の照射面３６Ａの面積に対する予め定められた割合（一例として１０％）の面積に放射線Ｘの直接線が照射される面積等といった、予め固定的に定められた面積を適用する形態としてもよい。
次のステップ２０６では、曝射の開始を指示する指示情報を放射線照射装置１８および電子カセッテ２０へ送信する。これに応じて、放射線源４２は、放射線照射装置１８がコンソール２６から受信した曝射条件に応じた管電圧、管電流等で放射線を発生して射出する。
放射線源４２から照射された放射線Ｘは、絞り部４４を介して患者１４を透過した後に電子カセッテ２０に到達する。これにより、電子カセッテ２０に内蔵された放射線検出器３６の各画素部８０の蓄積容量７６には電荷が蓄積される。
電子カセッテ２０のカセッテ制御部１００は、曝射の開始を指示する指示情報を受信してから放射線検出器３６の各画素部８０の蓄積容量７６への電荷の蓄積が終了するまでの期間として予め定められた期間の経過後にゲート線ドライバ８８を制御してゲート線ドライバ８８から１ラインずつ順に各ゲート配線８４にオン信号を出力させ、各ゲート配線８４に接続された各ＴＦＴ７８を１ラインずつ順にオンさせる。
放射線検出器３６は、各ゲート配線８４に接続された各ＴＦＴ７８を１ラインずつ順にオンされると、１ラインずつ順に各蓄積容量７６に蓄積された電荷が電気信号として各データ配線８６に流れ出す。各データ配線８６に流れ出した電気信号は信号処理部９０でデジタルの画像情報に変換されて、ラインメモリ９８に記憶される。
カセッテ制御部１００は、ラインメモリ９８に記憶された画像情報に対し、予め定められた画像補正処理を施した後に光通信制御部１０２を介してコンソール２６へ送信する。
カセッテ制御部１００は、以上の動作を動画像の撮影速度（フレームレート）として術者等によって予め設定された速度（本実施の形態では、１５（ｆｐｓ）または３０（ｆｐｓ））で繰り返し実行すると共に、上記画像補正処理が施された画像情報により示される放射線画像をディスプレイ２８により表示するようにディスプレイドライバ１０４を制御する。
そこで、次のステップ２０８では、１フレーム分の画像情報が電子カセッテ２０から受信されるまで待機し、次のステップ２１０にて、受信した画像情報をＨＤＤ１２０に記憶し、さらに、次のステップ２１２にて、受信した画像情報により示される放射線画像を、確認等を行うためにＵＩパネル１１０のディスプレイによって表示させるようにＵＩパネル制御部１２２を制御する。
次のステップ２１４では、カテーテル６０の先端部の位置を示す位置情報を取得する。
本実施の形態に係るコンソール２６では、ＣＰＵ１１４により本放射線画像撮影処理プログラムと並行して時分割にカテーテル６０の先端部の位置を特定する位置特定処理プログラムが実行される。
この位置特定処理プログラムでは、反射型フォトセンサ６２からリアルタイムで時系列に受信されている電気信号が、カテーテル６０に設けられた縞模様における幅広の白色領域、幅狭の黒色領域、幅狭の白色領域の順に推移したことを示す場合にカテーテル６０が患者１４の体内に挿入される方向に移動していると判断すると共に、このときの移動量を、幅広の白色領域の出現回数を上記縞模様の１群の幅に乗じることにより特定する。同様に、上記電気信号が、上記縞模様における幅広の黒色領域、幅狭の白色領域、幅狭の黒色領域の順に推移したことを示す場合にカテーテル６０が患者１４の体内から抜かれる方向に移動していると判断すると共に、このときの移動量を、幅広の黒色領域の出現回数を上記縞模様の１群の幅に乗じることにより特定する。
また、上記位置特定処理プログラムでは、以上の処理によって得られる、カテーテル６０が患者１４の体内に挿入される方向に移動しているときの移動量を積算すると共に、カテーテル６０が患者１４の体内から抜かれる方向に移動しているときの移動量を減算することにより、カテーテル６０の患者１４の体内への挿入量を特定する。
そして、上記位置特定処理プログラムでは、特定した挿入量と、前述したＩＶＲの準備段階で記憶したカテーテル６０の進入予定経路を示す経路座標情報とに基づいて、カテーテル６０の先端部の位置を特定し、当該位置を示す座標情報（以下、「先端部座標情報」という。）をＲＡＭ１１８の所定領域にリアルタイムで記憶する。
そこで、上記ステップ２１４では、以上の位置特定処理プログラムにより記憶した先端部座標情報をＲＡＭ１１８より読み出すことにより、上記カテーテル６０の先端部の位置を示す位置情報を取得する。
次のステップ２１６では、取得した位置情報により示されるカテーテル６０の先端部の位置を示す情報を、絞り部４４の開口状態の変更を指示する変更指示情報と共に放射線照射装置１８に送信する。
上記変更指示情報が受信されると、放射線照射装置１８では、照射装置制御部１４０により、当該変更指示情報と共に受信した情報により示されるカテーテル６０の先端部の位置に対応する位置が開口領域５１の中心となるように各スリット板４４Ａ〜４４Ｄの位置を制御する。なお、このとき、照射装置制御部１４０は、開口領域５１の形状および面積については、それまでの形状および面積を維持するように各スリット板４４Ａ〜４４Ｄを制御する。
なお、本実施の形態に係る撮影システム１０では、カテーテル６０の先端部の位置が関心領域の中心位置であるものとしており、本ステップ２１６の処理により、少なくとも関心領域を含む放射線画像が電子カセッテ２０のディスプレイ２８に表示されることになる。
次のステップ２１８では、上記ステップ２０８の処理において電子カセッテ２０から受信した１フレーム分の画像情報を得る際の患者１４に対する被曝量を次のように算出する。
まず、絞り部４４の開口状態が全開状態になっていると想定した場合の放射線Ｘの照射野（全開照射野）における１フレーム分の撮影期間の単位面積当たりの被曝量ｒを、単位時間当たりの放射線Ｘの照射量を左右する管電圧、ＦＳＤ（Focus Skin Distance，焦点皮膚間距離）等の諸因子に基づいて算出する。このとき、本実施の形態に係る撮影システム１０では、上記被曝量ｒを矩形領域６４毎に算出する。なお、被曝量ｒの算出は、例えば、ＮＤＤ法（Non Desimeter Dosimetry Method）等を利用して行うことができる。
そして、算出した矩形領域６４毎の被曝量ｒのうち、絞り部４４の各スリット板４４Ａ〜４４Ｄによって放射線Ｘが遮られる領域に位置する矩形領域６４の被曝量ｒを、対応するスリット板４４Ａ〜４４Ｄの高さ方向の厚みに応じた減衰率で減衰された量に変換する。
次のステップ２２０では、上記ステップ２１８の処理によって算出した矩形領域６４の各々毎の被曝量ｒおよび放射線Ｘの曝射期間を、対応する矩形領域６４の位置を示す座標情報（被曝領域）と共に、施術対象とする患者１４のＩＤに関連付けて被曝量履歴情報に追加記憶（登録）する。なお、このとき、上記曝射期間は、術者等によって予め設定されたフレームレート（本実施の形態では、１５（ｆｐｓ）または３０（ｆｐｓ））に応じた１フレーム分の撮影期間が適用される。
次のステップ２２２では、この時点における放射線Ｘの照射野における、これまでの累積被曝量Ｒを、次のように算出する。
すなわち、まず、ＨＤＤ１２０の重み値管理情報から全ての条件および重み値を読み出す一方、上記ステップ２００の処理によって読み出した情報により示される、施術対象とする患者１４に対する過去の被曝量を、撮影日時毎（施術毎）で、かつ矩形領域６４の各々毎に合算する。
次に、以上によって得られた被曝量に対し、施術毎に対応する経過期間に対応する重み値を乗算した後、これによって得られた、施術毎の重み値が乗算された後の被曝量を矩形領域６４の各々毎に合算する。なお、上記経過期間は、対応する撮影日時によって示される時刻（本実施の形態では、撮影終了時の時刻。）から現時点までの経過期間を導出することにより得ることができる。
そして、以上によって得られた被曝量と、今回の施術において上記ステップ２２０の処理により被曝量履歴情報に記憶した被曝量ｒの矩形領域６４の各々毎の合算値と、を矩形領域６４の各々毎に加算することにより、矩形領域６４の各々毎の累積被曝量Ｒを算出する。
なお、上記ステップ２００において情報の読み出しが行われなかった場合、本ステップ２２２では、今回の施術において上記ステップ２２０の処理により被曝量履歴情報に記憶した被曝量ｒの矩形領域６４の各々毎の合算値を、矩形領域６４の各々毎の累積被曝量Ｒとして算出する。
次のステップ２２４では、上記ステップ２２２の処理によって算出した全開照射野の関心領域を除く領域（以下、「非関心領域照射野」という。）に含まれる矩形領域６４毎の累積被曝量Ｒに、対応する位置に位置される臓器の被曝量閾値に達するものが存在するか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ２２６に移行する。
なお、このとき、上記ステップ２２４では、非関心領域照射野に対応する座標範囲内に含まれる臓器の名称を、上述したＩＶＲの準備段階において記憶された臓器座標情報および臓器名称情報に基づいて特定し、特定した臓器に対応する被曝量閾値（図７も参照。）をＨＤＤ１２０から読み出す。
そして、ステップ２２４では、非関心領域照射野に含まれる矩形領域６４の累積被曝量Ｒに、対応する位置に位置される臓器の被曝量閾値に達するものが存在するか否かを判定する。なお、この際、対応する位置に位置される臓器が存在しない場合は、臓器以外の領域における被曝量閾値として術者等により予め設定された閾値を適用する。ここで、上記臓器以外の領域における被曝量閾値は、胸部、腹部、腕部、脚部等といった臓器よりも広い範囲の領域毎に予め設定しておいてもよいし、臓器以外の領域の全域について共通の閾値を設定しておいてもよい。
ステップ２２６では、絞り部４４の開口領域５１の形状および面積を、少なくとも関心領域については直接線が照射され、かつ非関心領域照射野については、当該非関心領域照射野に含まれる矩形領域６４のうち、累積被曝量Ｒが対応する被曝量閾値に達する矩形領域６４に対する被曝量の合算値が最小となる形状および面積となるように導出する。
次のステップ２２８では、上記ステップ２２６の処理によって導出した開口領域５１の形状および面積を示す情報を、絞り部４４の開口状態の変更を指示する変更指示情報と共に放射線照射装置１８に送信し、その後にステップ２３６に移行する。
上記変更指示情報が受信されると、放射線照射装置１８では、照射装置制御部１４０により、当該変更指示情報と共に受信した情報により示される形状および面積となるように各スリット板４４Ａ〜４４Ｄの位置を制御する。
一方、上記ステップ２２４において否定判定となった場合はステップ２３０に移行し、非関心領域照射野に含まれる矩形領域６４の全ての累積被曝量Ｒが、対応する位置に位置される臓器の被曝量閾値から予め定められたマージン量を差し引いた量未満であるか否かを判定し、否定判定となった場合は後述するステップ２３６に移行する一方、肯定判定となった場合はステップ２３２に移行する。
なお、このとき、上記ステップ２３０では、非関心領域照射野に対応する座標範囲内に含まれる臓器の名称を、上述したＩＶＲの準備段階において記憶された臓器座標情報および臓器名称情報に基づいて特定し、特定した臓器に対応する被曝量閾値（図７も参照。）をＨＤＤ１２０から読み出す。
そして、ステップ２３０では、非関心領域照射野に含まれる矩形領域６４の累積被曝量Ｒの全てが、対応する位置に位置される臓器の被曝量閾値から上記マージン量を差し引いた量未満であるか否かを判定する。なお、この際にも、対応する位置に位置される臓器が存在しない場合には、上述したステップ２２４の処理と同様に、臓器以外の領域における被曝量閾値として術者等により予め設定された閾値を適用する。
ステップ２３２では、絞り部４４の開口領域５１の形状および面積を、少なくとも関心領域については直接線が照射され、かつ非関心領域照射野については、当該非関心領域照射野に含まれる何れの矩形領域６４についても、対応する被曝量閾値に達しない範囲内で、当該矩形領域６４に対する被曝量の合算値が最大となる形状および面積となるように導出する。
次のステップ２３４では、上記ステップ２３２の処理によって導出した開口領域５１の形状および面積を示す情報を、絞り部４４の開口状態の変更を指示する変更指示情報と共に放射線照射装置１８に送信し、その後にステップ２３６に移行する。
上記変更指示情報が受信されると、放射線照射装置１８では、照射装置制御部１４０により、当該変更指示情報と共に受信した情報により示される形状および面積となるように各スリット板４４Ａ〜４４Ｄの位置を制御する。
ステップ２３６では、放射線画像の撮影を終了するタイミングが到来したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ２０８に戻る一方、肯定判定となった時点でステップ２３８に移行する。なお、本実施の形態に係る放射線画像撮影処理プログラムでは、上記ステップ２３６における撮影を終了するタイミングが到来したか否かの判定を、術者により、操作パネル１１２等の入力手段を介して放射線画像の撮影を終了することを指示する指示情報が入力されたか否かを判定することによって行っているが、これに限定されず、電子カセッテ２０または放射線照射装置１８の図示しない電源スイッチがオフされたか否かを判定することにより行う形態等、他の形態としてもよいことは言うまでもない。
ステップ２３８では、今回の施術で被曝量履歴情報に記憶した情報に対応する撮影日時およびフレームレートを当該被曝量履歴情報に記憶し、次のステップ２４０にて、上記ステップ２０６の処理によって開始された曝射の停止を指示する指示情報を放射線照射装置１８および電子カセッテ２０へ送信し、次のステップ２４２にて、上記ステップ２１０の処理により記憶した画像情報を図示しないＲＩＳ（Radiology Information System）サーバへ図示しない病院内ネットワークを介して送信した後、本放射線画像撮影処理プログラムを終了する。なお、上記ＲＩＳサーバでは、コンソール２６から受信した画像情報を用いて、医師が撮影された放射線画像の読影や診断等を行うことが可能となる。
図１５は、本実施の形態に係る放射線検出器３６の照射面３６Ａの全面に放射線Ｘを照射することによりディスプレイ２８の表示面２８Ａに表示される放射線画像の一例を示す図であり、図１６は、本実施の形態に係る放射線画像撮影処理プログラムの実行により、放射線検出器３６の照射面３６Ａの部分領域に放射線Ｘを照射することによりディスプレイ２８の表示面２８Ａに表示される、患者１４が図１５に示した状態と同一の状態で仰臥されている場合の放射線画像の一例を示す図である。
図１６に示すように、本実施の形態に係る撮影システム１０では、放射線Ｘの直接線の照射領域を予め定められた領域（本実施の形態では、関心領域を含む領域）に制限することができるため、患者１４に対する被曝量を抑制することができると共に、上記予め定められた領域の周辺部の領域（同図の表示画像におけるグラデーション領域）についても、対応するスリット板の位置の透過線量に応じた画像が一例として同図に示される状態で表示されるので、当該周辺部の放射線画像も観察することができる。
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、放射線画像の動画撮影のために放射線源から被検者（本実施の形態では、患者１４）に照射される放射線の、これまでの当該被検者による累積被曝量（本実施の形態では、累積被曝量Ｒ）が予め定められた被曝量に達すると判定された場合に、前記放射線源による放射線の関心領域を除く照射野に対する曝射量に制限を加えるように制御しているので、関心領域における放射線画像の画質の低下を防止しつつ、被検者に対する被曝量を抑制することができる。
また、本実施の形態では、前記累積被曝量を、予め定められた条件（本実施の形態では、経過期間ｔ）に応じて重み付けした状態で算出しているので、より実態に即した累積被曝量を算出することができる結果、より的確に被検者に対する被曝量を抑制することができる。
また、本実施の形態では、前記照射野における予め定められた単位面積とされた区分領域毎に前記累積被曝量を算出しているので、照射野の全域について纏めて累積被曝量を算出する場合に比較して、よりきめ細かく、被検者に対する被曝量に制限を加えることができる。
また、本実施の形態では、前記放射線源と前記被検者との間に設けられ、当該放射線源から射出された放射線の一部を通過させ、かつ面積が変更可能に構成された開口領域を有する絞り部（本実施の形態では、絞り部４４）を備え、前記絞り部の開口領域の面積を変更することにより前記制限を加えるように当該絞り部を制御しているので、関心領域を除く照射野の領域を可変とすることができる結果、より利便性を向上させることができる。
特に、本実施の形態では、前記絞り部が、前記開口領域の周縁部から離れるに従って放射線の透過線量が少なくなるように構成されているので、関心領域を除く照射野における放射線画像も観察することができる。
また、本実施の形態では、時間の経過に従って変化する関心領域に追随して前記制御を行っているので、より利便性を向上させることができる。
特に、本実施の形態では、前記被検者の内部に挿入された医療器具（本実施の形態では、カテーテル６０）の予め定められた部位の位置を特定し、特定した位置を前記関心領域として前記制御を行っているので、関心領域を予め設定しておく必要がなくなり、より利便性を向上させることができる。
また、シンチレータ３０４としてＣｓＩの柱状結晶を用い、放射線検出器３６を表面読取方式となるよう電子カセッテ２０に内蔵させた場合、高画質な画像を得ることができる。また、光電変換膜３１４に有機光電変換材料を用いれば、光電変換膜３１４で放射線がほとんど吸収されず、シンチレータ３０４により多くの放射線が届き、感度が向上する。これにより、絞り部４４で開口領域５１を絞って、関心領域の周縁部分に絞り部４４を透過した放射線を照射するようにした場合、周縁部の放射線画像に多少のボケが発生するがもともと高画質なので問題ない。また、医師、技師は、関心領域の周縁部の放射線画像のボケ具合を見て診断に不要な領域まで照射していないかを確認できる。
また、シンチレータ３０４として用いられるＣｓＩは、図１７に示すように、温度変化により感度が変化し、例えば、１度の温度の上昇により約０．３％感度が低下する。一方、ＧＯＳは、温度変化による感度変化はほとんど発生しない。
電子カセッテ２０は、撮影を行うことにより電源部１０６や、ゲート線ドライバ８８、信号処理部９０などの各種回路や各素子が発熱する。また、ＩＶＲなどで動画撮影を行う場合、撮影時間が長時間となる。このため、シンチレータ３０４としてＣｓＩを用いた電子カセッテ２０では、動画撮影による各種回路や各素子からの熱によりシンチレータ３０４の感度が低下する場合がある。ＩＶＲを行う術者は、診断に必要な画質を維持しようとした場合、照射する放射線の線量を増加させるが、線量を増加させた場合、患者への被曝量も増加してしまう。そこで、本実施の形態のように、前記絞り部が、前記開口領域の周縁部から離れるに従って放射線の透過線量が少なくなるように構成されているので、患者への被曝量の増加を抑制することができる。
また、ＣｓＩは、図１８に示すように、連続して撮影が行われて累積被曝量の増加と共に感度が低下し、放射線が照射されない状態で維持されると低下した感度が回復する。ＩＶＲなどで動画撮影を行う場合、撮影時間が長時間となり、また、動画撮影中に静止画撮影を頻繁に行う場合、静止画撮影の放射線の照射量は動画撮影の１フレームの１０〜１０００倍程度であるため、シンチレータ３０４は累積被曝量の増加の増加と共に感度が低下する。このような場合も、術者は、診断に必要な画質を維持しようとした場合、照射する放射線の線量を増加させるが、線量を増加させた場合、患者への被曝量も増加してしまう。そこで、本実施の形態のように、前記絞り部が、前記開口領域の周縁部から離れるに従って放射線の透過線量が少なくなるように構成されているので、患者への被曝量の増加を抑制することができる。
また、本実施の形態によれば、前記絞り部を、前記開口領域の周縁部から離れるに従って放射線の透過線量が少なくなるように構成したことにより、シンチレータ３０４の感度の低下に伴い、照射される放射線Ｘの線量を増加させた場合でも患者への被曝量の増加を抑制することができる。
上述のように、ＣｓＩは、温度変化や累積被曝量等によって感度が低下する。このため、累積被曝量は、シンチレータ３０４の感度の低下も考慮して算出してもよい。
具体的には、例えば、撮影条件に従った放射線量からシンチレータ３０４の温度変化を前もって予測し、温度変化によるシンチレータ３０４の感度の低下を加味した上で累積被曝量を算出してもよい。撮影中のシンチレータ３０４の温度変化は、例えば、シンチレータ３０４に温度センサーを設け、温度センサーにより撮影中にシンチレータ３０４の温度をモニターしてもよい。
累積被曝量は、関心領域を撮影領域の中央部にポジショニングするものとして、中央部での今までの撮影での総被曝量を計測する。
ＣｓＩの累積被曝量による感度の低下度合は、パネルの動作温度、保管温度に依存する。このため、シンチレータ３０４の感度の変化は、例えば、撮影システム１０が撮影日毎に最初に所定量の放射線を電子カセッテ２０に照射して装置状態を校正するキャリブレーションを行うものとした場合、各撮影日のキャリブレーションの際にシンチレータ３０４の撮影日毎の感度の検出を行い、図１８に示すカーブのどこにいるのかを把握した上で、撮影条件に従った放射線量からシンチレータ３０４の温度変化を前もって予測し、温度変化によるシンチレータ３０４の感度の低下を加味した上で累積被曝量を算出すればよい。
また、関心領域は、手術箇所なので画質の維持が必要であるが、関心領域以外の領域は撮影される画像が多少ノイジーであっても影響が少ない。そこで、累積被曝量Ｒが予め定められた被曝量に達すると判定された場合に、関心領域を除く照射野に対する曝射量に制限を加えた場合、制限を加えた領域の画像を読み出すサンプルホールド回路９２のオペアンプ９２Ａを通常は使用しない範囲まで拡大し、最大限被曝を減らす制御を行うようにしてもよい。
［第２の実施の形態］
本第２の実施の形態では、動画撮影が終了する時点までの照射野に対する累積被曝量を算出して適用する場合の形態例について説明する。なお、本第２の実施の形態に係る撮影システム１０の構成は、上記第１の実施の形態に係るものと同一であるので、ここでの説明は省略し、図１９を参照して、放射線画像撮影処理の実行時における本第２の実施の形態に係るコンソール２６の作用を説明する。なお、図１９は、この際にコンソール２６のＣＰＵ１１４によって実行される放射線画像撮影処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、同図における図１４と同一の処理を実行するステップには図１４と同一のステップ番号を付して、その説明を省略する。また、ここでは、治療対象とする病変部および施術時間が予め設定されている場合について説明する。
同図のステップ２２１では、上記治療対象とする病変部にカテーテル６０の先端部が到達したか否かを判定し、否定判定となった場合はステップ２２２に移行する一方、肯定判定となった場合はステップ２５０に移行する。
ステップ２５０では、この時点における累積被曝量Ｒに基づいて、動画撮影が終了する時点までの放射線Ｘの照射野における累積被曝量Ｒ’を、次のように算出する。
まず、ステップ２２２と同様の処理により、この時点までの累積被曝量Ｒを算出すると共に、この時点から上記施術時間が終了する時点までの時間（以下、「残施術時間」という。）を算出する。そして、この時点の曝射条件が維持されるものと仮定して残施術時間が経過する間の矩形領域６４の各々毎の累積被曝量を算出し、対応する矩形領域６４の各々毎に累積被曝量Ｒと加算することにより累積被曝量Ｒ’を算出する。
次のステップ２５２では、上記ステップ２５０の処理によって算出した全開照射野の関心領域を除く領域（非関心領域照射野）に含まれる矩形領域６４毎の累積被曝量Ｒ’に、対応する位置に位置される臓器の被曝量閾値に達するものが存在するか否かを判定し、否定判定となった場合はステップ２３６に移行する一方、肯定判定となった場合はステップ２５４に移行する。
なお、このとき、上記ステップ２５２では、非関心領域照射野に対応する座標範囲内に含まれる臓器の名称を、上述したＩＶＲの準備段階において記憶された臓器座標情報および臓器名称情報に基づいて特定し、特定した臓器に対応する被曝量閾値（図７も参照。）をＨＤＤ１２０から読み出す。
そして、ステップ２５２では、非関心領域照射野に含まれる矩形領域６４の累積被曝量Ｒ’に、対応する位置に位置される臓器の被曝量閾値に達するものが存在するか否かを判定する。なお、この際、対応する位置に位置される臓器が存在しない場合は、臓器以外の領域における被曝量閾値として術者等により予め設定された閾値を適用することはステップ２２４の処理と同様である。
ステップ２５４では、絞り部４４の開口領域５１の形状および面積を、少なくとも関心領域については直接線が照射され、かつ非関心領域照射野については、当該非関心領域照射野に含まれる矩形領域６４のうち、累積被曝量Ｒ’が対応する被曝量閾値に達する矩形領域６４に対する被曝量の合算値が最小となる形状および面積となるように導出する。
次のステップ２５６では、上記ステップ２５４の処理によって導出した開口領域５１の形状および面積を示す情報を、絞り部４４の開口状態の変更を指示する変更指示情報と共に放射線照射装置１８に送信し、その後にステップ２３６に移行する。
上記変更指示情報が受信されると、放射線照射装置１８では、照射装置制御部１４０により、当該変更指示情報と共に受信した情報により示される形状および面積となるように各スリット板４４Ａ〜４４Ｄの位置を制御する。
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、上記第１の実施の形態の効果に加えて、累積被曝量として、動画撮影が終了する時点までの照射野に対する累積被曝量を算出しているので、関心領域を除く照射野における動画撮影が終了する時点までの累積被曝量を予め定められた被曝量以下とすることができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
また、上記の実施の形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
例えば、上記各実施の形態では、矩形領域６４の各々毎に累積被曝量と予め定められた被曝量閾値とを比較する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、例えば、臓器や、胸部，腹部，脚部等の臓器より広い範囲毎に累積被曝量と、対応する領域に応じて予め定められた被曝量閾値とを比較する形態としてもよい。
また、上記各実施の形態では、関心領域を除く放射線の照射野の累積被曝量を対象として被曝量閾値との比較を行う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、例えば、関心領域も含めて累積被曝量と被曝量閾値とを比較する形態としてもよい。
また、上記各実施の形態では、累積被曝量が被曝量閾値に達する場合に絞り部４４を絞るように制御する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、この場合に、当該制御に加えて、放射線源４２から射出される放射線Ｘの線量を低減させる制御を行う形態としてもよい。
また、上記各実施の形態では、絞り部４４を絞る条件として、開口領域５１の形状および面積が、少なくとも関心領域については直接線が照射され、かつ非関心領域照射野については、当該非関心領域照射野に含まれる矩形領域６４のうち、累積被曝量が対応する被曝量閾値に達する矩形領域６４に対する被曝量の合算値が最小となる形状および面積となる、との条件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、例えば、関心領域のみに直接線が照射される形状および面積となる、との条件等、少なくとも関心領域には直接線が照射される他の条件を適用する形態としてもよい。
また、上記各実施の形態では、予め臓器座標情報を入力することにより施術対象とする患者１４の各臓器の位置を特定する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、例えば、電子カセッテ２０による施術対象とする患者１４に対する撮影によって得られた画像情報により示される画像と、予め電子カセッテ２０による人体に対する撮影によって得られた画像情報により示される画像との間でパターン・マッチングを行うことにより、施術対象とする患者１４の各臓器の位置を特定する形態としてもよい。
また、上記各実施の形態では、患者１４の体内におけるカテーテル６０の進入量を利用してカテーテル６０の先端部の患者１４の体内における位置を特定する場合の形態例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、画像認識技術を用いて特定する形態、ＩＣタグを用いて特定する形態、磁性体を用いて特定する形態等の他の形態としてもよい。
画像認識技術を用いて特定する場合の形態としては、当該特定を行う際に電子カセッテ２０から取得した画像情報により示される画像と、予め電子カセッテ２０によるカテーテル６０の先端部に対する撮影によって得られた画像情報により示される画像との間でパターン・マッチングを行うことにより、上記特定を行う際に取得した画像情報により示される画像におけるカテーテル６０の先端部の位置を特定する形態を例示することができる。
また、ＩＣタグを用いて特定する場合の形態としては、カテーテル６０の先端部に予め定められた信号を発信するＩＣタグを取り付けると共に、手術室内に複数のアンテナを設けておき、アンテナにより受信されている上記信号の受信強度に基づいて、三角測量の技術により発信元のＩＣタグの位置を特定することにより、カテーテル６０の先端部の位置を特定する形態を例示することができる。
さらに、磁性体を用いて特定する場合の形態としては、カテーテル６０の先端部に磁石を取り付けると共に、電子カセッテ２０の照射面３２の放射線検出器３６と重ならない位置（例えば、ケース４０の位置）に、カテーテル６０の先端に取り付けられた磁石の磁力の大きさを測定する測定器を設け、当該測定器により測定された磁力の大きさから、測定器からカテーテル６０の先端部に取り付けられた磁石までの距離を推定し、当該距離および上記進入予定経路の座標情報に基づいてＵＩパネル１１０のタッチパネルにおけるカテーテル６０の先端の位置を推定する形態を例示することができる。
また、この変形例として、カテーテル６０の先端部に取り付けられた磁石の磁力の大きさを測定すると共に、当該磁力の発生源の方角を取得することによりカテーテル６０の先端部の位置を推定する形態としてもよい。この場合、上記進入予定経路の座標情報は不要となる。また、磁石の代わりに超音波発信器やγ線発信器などを用いてもよく、この場合、当該発信器から発信される物理量の大きさを測定することにより測定器から当該発信器までの距離を推定し、当該距離を利用してカテーテル６０の先端部の位置を推定する。このように、患者１４の体内に挿入されたカテーテル６０の先端部の患者１４の体内における位置を推定する方法は如何なる方法であってもよい。
また、上記各実施の形態では、患者１４の体内に挿入されたカテーテル６０の先端部の患者１４の体内における位置を推定する場合の形態例を挙げて説明したが、同様の方法により、患者１４の体内に挿入されたカテーテル６０の先端部以外の部位の患者１４の体内における位置を推定する形態としてもよい。
また、上記各実施の形態では、絞り部４４を、開口領域５１の面積、形状、および位置の全てが変更可能に構成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、これらの何れか１つ、または２つの組み合わせについて変更可能に構成する形態としてもよい。
また、上記各実施の形態では、絞り部４４における各スリット板の移動可能とする方向を、放射線Ｘが通過する方向に対して直交する方向と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、放射線Ｘが通過する方向に対して、直交する方向を除く交差する方向に移動可能に構成する形態とすることもできる。
また、上記各実施の形態では、絞り部４４に設けられたスリット板として、先端部から後端部にかけて高さ方向の厚さが断面視直線状に徐々に厚くなる平面視矩形状の板状部材により構成されたものが適用され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、図２０〜図２２に示される他の形状のスリット板を適用する形態としてもよい。
図２０に示す例では、絞り部４６に設けられた各スリット板４６Ａ〜４６Ｄが、先端部から中間部にかけて高さ方向の厚さが断面視直線状に徐々に厚くなると共に、平面視矩形状の板状部材により構成されており、スリット板４６Ａとスリット板４６Ｂとの先端部同士が対向し、かつスリット板４６Ｃとスリット板４６Ｄとの先端部同士が対向すると共に、各スリット板４６Ａ〜４６Ｄの先端部により平面視矩形状の開口領域５１が形成されるように各スリット板４６Ａ〜４６Ｄが配置されている。
一方、図２１に示す例では、絞り部４８に設けられた各スリット板４８Ａ〜４８Ｄが、開口領域５１の周縁部から離れるに従って上記厚さが断面視階段状、すなわち、段階的に厚くなると共に、平面視矩形状の板状部材により構成されており、スリット板４８Ａとスリット板４８Ｂとの先端部同士が対向し、かつスリット板４８Ｃとスリット板４８Ｄとの先端部同士が対向すると共に、各スリット板４８Ａ〜４８Ｄの先端部により平面視矩形状の開口領域５１が形成されるように各スリット板４８Ａ〜４８Ｄが配置されている。
さらに、図２２に示す例では、絞り部５０に設けられた各スリット板群５０Ａ（スリット板５０Ａ１，５０Ａ２）、スリット板群５０Ｂ（スリット板５０Ｂ１，５０Ｂ２）、スリット板群５０Ｃ（スリット板５０Ｃ１，５０Ｃ２）、スリット板群５０Ｄ（スリット板５０Ｄ１，５０Ｄ２）を構成する各スリット板が平板状の部材により構成されており、スリット板群５０Ａとスリット板群５０Ｂとの各スリット板の端面同士が対向し、かつスリット板群５０Ｃとスリット板群５０Ｄとの各スリット板の端面同士が対向すると共に、各スリット板群５０Ａ〜５０Ｄの端部により平面視矩形状の開口領域５１が形成されるように各スリット板群５０Ａ〜５０Ｄが配置されている。
なお、図２０〜図２２に示される各絞り部のスリット板が、鉛やタングステン等の放射線Ｘを遮蔽する材料で構成されている点、端部が対向する一方のスリット板群がｘ方向に移動可能に構成され、他方のスリット板群が上記ｘ方向とは直交する方向であるｙ方向に移動可能に構成されている点、各スリット板の移動可能な範囲が、対向配置されているスリット板同士の端部が接触する状態、すなわち、開口領域５１が全閉状態とされている状態から、開口領域５１が平面視矩形状を保ち、かつ最大の面積となる状態（全開状態）までの範囲とされている点、および各スリット板がモータにより移動可能とされている点は上記実施の形態に係る絞り部４４と同様である。
図２０に示す絞り部４６の場合は上記実施の形態に係る絞り部４４と略同様の効果を奏することができる一方、図２１に示す絞り部４８の場合は、上記厚さを断面視直線状に厚くなるように構成する場合に比較して、より容易に絞り部を構成することができ、さらに、図２２に示す絞り部５０の場合は、開口領域５１の形状や面積等の自由度を向上させることができる。
なお、図３、図２０〜図２２に示した各絞り部において、必ずしも全てのスリット板を移動可能に構成する必要はなく、少なくとも１枚のスリット板を移動可能に構成する形態であればよい。この場合、スリット板を移動させるためのモータの数を削減することができることは言うまでもない。
また、図３、図２０〜図２２に示した各絞り部では、当該絞り部を構成する全てのスリット板の形状が同一形状とされているが、これに限らず、これらの絞り部に用いられているスリット板を組み合わせて適用する形態としてもよい。図２３には、絞り部４４で用いられているくさび状のスリット板（スリット板４４Ｃ，４４Ｄ）と、絞り部５０で用いられている平板状のスリット板（スリット板５０Ａ１，５０Ｂ１）とを適用した場合の形態例が示されている。
また、図３、図２０〜図２３に示した各絞り部では、各々端部が対向する二対のスリット板またはスリット板群を適用しているが、これに限らず、一例として図２４に示すように、平面視の形状がＬ字状とされた一対のスリット板４３Ａおよびスリット板４３Ｂを組み合わせて適用する形態としてもよい。なお、この場合の各スリット板４３Ａ，４３Ｂの厚さ方向（高さ方向）の形状は、一例として図３、図２０、図２１に示したような、くさび状や階段状とする。
この場合、スリット板４３Ａおよびスリット板４３Ｂの少なくとも一方が、上記ｘ方向および上記ｙ方向の少なくとも一方に移動可能に構成され、各スリット板の移動可能な範囲が、開口領域５１が全閉状態とされている状態から、開口領域５１が平面視矩形状を保ち、かつ最大の面積となる状態（全開状態）までの範囲とされ、さらに、移動可能とされているスリット板がモータにより移動される点は、他の絞り部と同様である。
この場合、他の絞り部に比較して、スリット板の数を削減することができる結果、より低コスト化することができる。
また、図３、図２０〜図２４に示した各絞り部では、各スリット板が単一の材質で構成されているが、これに限らず、各スリット板が異なる材質が組み合わされて構成されることにより、開口領域５１の周縁部から離れるに従って放射線Ｘの透過線量が少なくなるように構成する形態としてもよい。
この場合の形態例としては、鉛、タングステン、モリブテン等の放射線の遮蔽能力を有する元素と、放射線の遮蔽能力を有しない元素とが配合された組成物により、その配合率を開口領域５１の周縁部からの距離に応じて変えることにより構成する形態を例示することができる。なお、この場合、放射線の遮蔽能力を有する元素の単体またはその化合物を、放射線の遮蔽能力を有しない樹脂材料に練り込むことにより構成する形態としてもよい。この場合、成形性が高くなり、軽量化を図ることもできるので好ましい。
また、以上の絞り部では、各スリット板の対向する端部の平面視の形状を直線状としているが、これに限らず、当該形状を曲線状とする形態としてもよい。
また、上記各実施の形態では、重み値を決定するためのパラメータとして経過期間ｔ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、例えば、経過期間ｔに加えて、単位時間あたりの被曝量、１施術あたりの被曝量、および撮影時のフレームレートの少なくとも１つを適用する形態としてもよい。
上記単位時間あたりの被曝量を適用する場合、当該単位時間あたりの被曝量が多くなるほど大きな値となるように重み値を設定し、上記１施術あたりの被曝量を適用する場合、当該１施術あたりの被曝量が多くなるほど大きな値となるように重み値を設定し、上記撮影時のフレームレートを適用する場合、当該フレームレートが高くなるほど大きな値となるように重み値を設定する。このとき、何れのパラメータを適用する場合も、重み値の最大値が‘１’となるように設定し、重み値を乗算して得られる被曝量が乗算する前の被曝量を超えないようにする。
なお、重み値を決定するためのパラメータとして、単位時間あたりの被曝量、１施術あたりの被曝量、および撮影時のフレームレートの少なくとも１つを適用する場合には、適用するパラメータの値が決定した時点で重み値が決定できるため、決定した重み値を被曝量履歴情報に記憶しておく形態としてもよい。この場合、重み値管理情報が不要となる。
また、上記実施の形態では、放射線画像の１フレーム毎に被曝領域、被曝量、および曝射期間を記憶する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、これらの情報を複数のフレーム毎に記憶する形態としてもよいし、１回の施術毎に記憶する形態としてもよい。
また、上記各実施の形態では、患者１４の過去の撮影時における、対応する矩形領域６４の位置との位置合わせを、予め定められた基準部位（上記各実施の形態では、頭部の頂部）が、載置台１６Ａにおける患者毎に予め定められた基準位置に位置されるように、患者１４を載置台１６Ａに横たわらせることにより行う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、例えば、特開２００８−２０６９６２号公報にも開示されているように、撮影によって得られた放射線画像における解剖学的な特徴に基づいて自動的に上記位置合わせを行う形態としてもよい。この場合、患者１４の体形の経時的な変化にも対応することができるため、上記各実施の形態に比較して、より高精度で位置合わせができる。
また、放射線画像として撮影可能な材質で構成され、かつ従来既知の画像認識技術により識別可能な形状とされたマーカを、施術前に患者１４における放射線画像の撮影が可能な位置として予め定められた基準位置に貼り付ける等して設けておき、放射線画像の撮影時に、上記画像認識技術により上記マーカの位置を特定し、特定した位置を示す座標情報を放射線画像の１フレーム毎、複数フレーム毎、施術毎等に被曝量履歴情報に記憶しておく一方、当該座標情報を同一の基準位置を示すものとして上記位置合わせを行う形態としてもよい。なお、この場合、上記マーカに代えて、反射型フォトセンサ６２等の上記基準位置として適用可能な他の部材等を適用する形態としてもよい。
また、上記各実施の形態では、本発明を、患者１４の首部からカテーテル６０を体内に挿入する施術に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、例えば、太腿の付け根や、脇の下等の他の部位からカテーテル６０を体内に挿入する施術に本発明を適用する形態としてもよいことは言うまでもない。
また、上記各実施の形態では特に言及しなかったが、これらの実施の形態では施術中における被曝量を時系列で連続的に被曝量履歴情報に記憶しているので、これを参照することにより、過去に瞬間的に他の部位に比較して大きな被曝量となった部位を把握することができるため、当該部位については他の部位に比較して被曝によるダメージが大きいものと見なし、当該他の部位より放射線の曝射量を抑制するように絞り部４４を制御する形態等としてもよい。例えば、被曝量履歴情報から撮影対象とする患者の各領域毎の所定期間（例えば、直近３ヶ月間）での被曝量の合計値を求め、今回の撮影対象とする領域の近傍に被曝量が多く、被曝量が所定の許容される閾値を超えた領域があった場合、閾値を超えた領域に対して放射線Ｘの直接線が照射されず、各スリット板４４Ａ〜４４Ｄを透過した放射線Ｘが照射されるように絞り部４４を制御するものとしてもよい。これにより、事前撮影においてもすでに被曝量が多い部位がさらに被曝することを抑制できる。この制御は、ＩＶＲなどの本撮影において実施するものとしてもよい。また、ＩＶＲなどの本撮影を実施する前にポジショニングを行うための事前撮影において実施するものとしてもよい。
また、上記実施の形態では、絞り部４４により、放射線Ｘの直接線の照射領域を関心領域に制限する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い。例えば、女性の生殖腺や胎児等は放射線の影響を受けやすく被曝に弱い。また、ペースメーカなどの人体と一体となって用いられる医療機器は半導体が用いられており、放射線の照射により特性が劣化してしまうため、被曝を抑えることが好ましい。そこで、女性の生殖腺や胎児など放射線の影響を受けやすい領域や人体と一体となって用いられる医療機器が埋め込まれた領域など、被曝を抑制すべき領域に関する情報を取得し、照射装置制御部１４０が、被曝を抑制すべき領域に対して絞り部４４を透過した放射線が照射されるように絞り部４４を制御するようにしてもよい。被曝を抑制すべき領域に関する情報は、操作パネル１１２から入力されるものとしてもよく、ネットワークを介して外部装置から転送されるものとしてもよく、また、撮影された放射線画像からパターンマッチングなどの各種画像処理により特定するものとしてもよい。
また、上記各実施の形態では、コンソール２６のＣＰＵ１１４が放射線画像撮影処理および位置特定処理を実行する場合の形態例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、放射線照射装置１８の照射装置制御部１４０または電子カセッテ２０のカセッテ制御部１００がこれらの処理を実行してもよい。
その他、上記各実施の形態で説明した撮影システム１０の構成（図１〜図６参照。）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変更可能であることは言うまでもない。
また、上記各実施の形態で説明した放射線画像撮影処理プログラム（図１４，図１９参照。）および位置特定処理プログラムの処理の流れも一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりすることができることは言うまでもない。
また、上記各実施の形態で説明した各種情報のデータ構成（図７〜図９参照。）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不要なデータを削除したり、新たなデータを追加したりしてもよいことは言うまでもない。
さらに、上記各実施の形態では、術式と患者１４の体内に挿入する医療器具として、ＩＶＲにおけるカテーテル６０を例に挙げて説明したが、その他の術式と医療器具（ＩＶＲにおけるガイドワイヤ、骨折治療におけるスクリューやプレートや髄内釘等）にも適用できることは言うまでもない。
１０ 放射線画像撮影システム
１４ 患者
１８ 放射線照射装置
２０ 電子カセッテ
２２ 支持部材
２６ コンソール
２８ ディスプレイ
２８Ａ 表示面
３６ 放射線検出器
３６Ａ 照射面
４２ 放射線源
４３，４４，４４’，４６，４８，５０ 絞り部
４４Ａ〜４４Ｄ スリット板
４６Ａ〜４６Ｄ スリット板
４８Ａ〜４８Ｄ スリット板
５０Ａ〜５０Ｄ スリット板群
５１ 開口領域
６０ カテーテル
１１４ ＣＰＵ
１４６，１４８，１５０，１５２ モータ

Claims (15)

  1. 放射線画像の動画撮影のために放射線源から被検者に照射される放射線の、これまでの当該被検者による累積被曝量を算出する算出手段と、
    前記放射線源による放射線の関心領域を除く照射野に対する曝射量に制限を加える制限手段と、
    前記算出手段によって算出された累積被曝量が予め定められた被曝量に達するか否かを判定する判定手段と、
    前記判定手段によって前記累積被曝量が予め定められた被曝量に達すると判定された場合に、前記制限を加えるように前記制限手段を制御する制御手段と、
    を備えた放射線制御装置。
  2. 前記算出手段は、前記累積被曝量として、前記動画撮影が終了する時点までの前記照射野に対する累積被曝量を算出する
    請求項１記載の放射線制御装置。
  3. 前記算出手段は、前記累積被曝量を、予め定められた条件に応じて重み付けした状態で算出する
    請求項１または請求項２記載の放射線制御装置。
  4. 前記算出手段は、前記照射野における予め定められた単位面積とされた区分領域毎に前記累積被曝量を算出する
    請求項１〜請求項３の何れか１項記載の放射線制御装置。
  5. 前記制限手段は、前記放射線源と前記被検者との間に設けられ、当該放射線源から射出された放射線の一部を通過させ、かつ面積が変更可能に構成された開口領域を有する絞り部を備え、
    前記制御手段は、前記絞り部の開口領域の面積を変更することにより前記制限を加えるように当該絞り部を制御する
    請求項１〜請求項４の何れか１項記載の放射線制御装置。
  6. 前記絞り部は、前記開口領域の周縁部から離れるに従って放射線の透過線量が少なくなるように構成されている
    請求項５記載の放射線制御装置。
  7. 前記制御手段は、時間の経過に従って変化する関心領域に追随して前記制御を行う
    請求項１〜請求項６の何れか１項記載の放射線制御装置。
  8. 前記被検者の内部に挿入された医療器具の予め定められた部位の位置を特定する特定手段をさらに備え、
    前記制御手段は、前記特定手段によって特定された位置を前記関心領域として前記制御を行う
    請求項７記載の放射線制御装置。
  9. 前記特定手段は、前記動画撮影によって得られた画像情報に基づく画像認識、前記予め定められた部位に設けられたＩＣタグ、および当該部位に設けられた磁性体の少なくとも１つにより前記予め定められた部位の位置を特定する
    請求項８記載の放射線制御装置。
  10. 請求項１〜請求項９の何れか１項記載の放射線制御装置と、
    前記放射線制御装置により制御対象とされる放射線を射出する放射線源から射出されて被検者を透過した放射線により示される放射線画像の動画撮影を行う放射線画像撮影装置と、
    を含む放射線画像撮影システム。
  11. 前記放射線画像撮影装置は、放射線が照射されることにより光が発生する蛍光体層、及び当該蛍光体層に発生した光を電荷に変換する光電変換素子が形成された基板が積層されて構成された間接変換方式の放射線検出器を備え、当該放射線検出器により動画撮影を行う
    請求項１０記載の放射線画像撮影システム。
  12. 前記蛍光体層を、ＣｓＩを含むものとした
    請求項１１記載の放射線画像撮影システム。
  13. 前記放射線検出器は、前記基板側から放射線が入射するように前記放射線画像撮影装置に配置された
    請求項１１又は請求項１２記載の放射線画像撮影システム。
  14. 請求項１〜請求項９の何れか１項記載の放射線制御装置と、
    前記放射線制御装置により制御対象とされる放射線を射出する放射線源と、
    を含む放射線画像撮影システム。
  15. 請求項１〜請求項９の何れか１項記載の放射線制御装置と、
    前記放射線制御装置により制御対象とされる放射線を射出する放射線源から射出されて被検者を透過した放射線により示される放射線画像の動画撮影を行う放射線画像撮影装置と、
    前記放射線源と、
    を含む放射線画像撮影システム。
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