JP5797630B2 - 放射線画像撮影装置、画素値取得方法およびプログラム - Google Patents

放射線画像撮影装置、画素値取得方法およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、被写体を透過した放射線により示される放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置、該放射線画像撮影装置を制御するためのプログラムおよび該放射線画像撮影装置における画素値取得方法に関する。
近年、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス基板上に放射線感応層を配置し、放射線を直接デジタルデータに変換できるＦＰＤ（Flat Panel Detector）等の放射線検出器が実用化されており、この放射線検出器を用いて、照射された放射線により表わされる放射線画像を撮影する電子カセッテ等の放射線画像撮影装置が実用化されている。放射線検出器には、放射線を電気信号に変換する方式として、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によって電荷に変換する間接変換方式や、放射線をアモルファスセレン等を含む半導体層で電荷に変換する直接変換方式等があり、各方式でも半導体層に使用可能な材料が種々存在する。
放射線検出器を用いて放射線画像を撮影する場合、被検体に照射される放射線の線量を最小にしながらも良好な画質を確保する必要がある。良好な画質の放射線画像を取得するためには、撮影対象部位に応じた適切な線量の放射線が曝射されるように放射線源における曝射制御条件を設定する必要がある。そこで、放射線検出器において、被検体を透過して照射された放射線の累積線量を検出し、その検出結果に基づいて放射線源からの放射線の照射停止のタイミングを制御する自動露出制御（ＡＥＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）機能を備える放射線画像撮影システムが提案されている。この自動露出制御（ＡＥＣ）を実現するために、放射線画像を撮影するための画素とは別に、照射された放射線の累積線量を検出するための画素を放射線検出器に埋め込んだものが提案されている。
例えば、特許文献１には、放射線を検出する検出領域に、放射線画像撮影用の画素および放射線検出用の画素を含む複数の画素をマトリクス状に配置し、放射線検出用の画素に接続された信号配線を流れる電荷を検出することによって照射された放射線の線量を検出する放射線画像撮影装置が記載されている。
特開２０１２−１５９１３号公報
上記した特許文献１に記載されているような照射された放射線の線量を検出するための線量検出用画素を有する放射線検出器において、線量検出用画素に欠陥が生じている場合、当該欠陥画素からは適正な画素値を得ることはできない。このような欠陥画素からの画素値に基づいて自動露光制御（ＡＥＣ）を行うと、適切なタイミングで放射線の曝射を停止させることができず、被写体に照射される放射線の線量が過剰となり、あるいは、線量が不足して適切な放射線画像を得ることができなくなるおそれがある。そこで、予め線量検出用画素に生じている欠陥を検出して欠陥マップを作成し保持しておき、実際に自動露出制御（ＡＥＣ）を行う際に、欠陥マップを参照することによって欠陥画素を特定し、特定した欠陥画素の画素値を除外したり補正したりするなどの処理を行う方法が考えられる。
しかしながら、線量検出用画素の欠陥を精度良く検出することは放射線検出器（ＦＰＤ）の構成上必ずしも容易ではない。すなわち、線量検出用画素および撮影用画素で生じた電荷の伝送経路となる信号配線が共通とされている構成では、線量検出用画素の画素値と撮影用画素の画素値とを分離し、線量検出用画素の画素値のみを抽出する必要がある。また、画素内で生じた電荷を電気信号に変換するためにチャージアンプ等のデバイスを用いる構成では、各デバイスのオフセット成分が画素値に重畳し、正確な画素値が得られない場合がある。また、線量検出用画素は撮影用画素より小さいサイズで形成される場合があり、その結果、線量検出用画素から得られる画素値が小さくなり、Ｓ／Ｎが低下する。また、同一の信号配線に接続された複数の線量検出用画素の単位で電荷を読み出す構成では、欠陥画素の信号が正常画素の信号に埋もれてしまうことになる。
このように、線量検出用画素の欠陥を検出するべくその画素値を取得しようとしても、その画素値には撮影用画素の信号成分や各種デバイスのオフセット成分が重畳されてしまうので、線量検出用画素の正確な画素値を取得することは困難である。特に線量検出用画素のサイズが小さく画素値が小さい場合にはこの問題はより深刻となり、線量検出用画素における欠陥の検出が一層困難なものとなる。
本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、線量検出用画素において正確な画素値を取得することにより欠陥画素の検出精度を高めることができる放射線画像撮影装置、該放射線画像撮影装置を制御するためのプログラムおよび画素値取得方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る放射線画像撮影装置は、照射された放射線の線量に応じた量の電荷を発生する線量検出用画素と、前記線量検出用画素から信号配線を介して供給される電荷を蓄積し、蓄積した電荷量に応じた信号レベルの出力信号を出力するチャージアンプと、前記線量検出用画素において発生した電荷の前記チャージアンプへの蓄積が開始されてから第１の蓄積期間の経過時点における前記チャージアンプの出力値を第１の検出値として取得し、前記線量検出用画素において発生した電荷の前記チャージアンプへの蓄積が開始されてから前記第１の蓄積期間とは異なる第２の蓄積期間の経過時点における前記チャージアンプの出力値を第２の検出値として取得する取得手段と、前記第１の検出値と前記第２の検出値との差分値を前記線量検出用画素の画素値として導出する導出手段と、を含む。
すなわち、第２の検出値と第１の検出値の差分をとることにより、チャージアンプ等によるオフセット成分が除去され、線量検出用画素において発生した電荷に基づく信号成分のみを有する線量検出用画素の画素値を取得することができる。
また、本発明に係る放射線画像撮影装置において、前記線量検出用画素は、前記信号配線に直接接続されていてもよい。
また、本発明に係る放射線画像撮影装置において、前記チャージアンプは、オン状態で前記チャージアンプにおける蓄積電荷を放電し、オフ状態で前記チャージアンプにおける電荷の蓄積を開始させるリセットスイッチを含み、前記取得手段は、前記リセットスイッチがオフ状態となった時点を起点として前記第１の蓄積期間および前記第２の蓄積期間の各々の経過時点を特定することとしてもよい。すなわち、リセットスイッチがオフ状態となった時点がチャージアンプにおける電荷の蓄積の開始時点とされる。
また、本発明に係る放射線画像撮影装置において、前記取得手段は、前記第１の検出値の取得後に前記リセットスイッチをオン状態とし、その後前記リセットスイッチをオフ状態として前記第２の検出値を取得してもよい。すなわち、チャージアンプによる電荷の蓄積が順次行われ、第１の検出値と第２の検出値が順次取得される。
また、本発明に係る放射線画像撮影装置は、前記導出手段によって導出された前記線量検出用画素の画素値に基づいて、当該線量検出用画素について欠陥の有無を判定する判定手段と、前記判定手段における判定結果を当該線量検出用画素の配置を示す配置情報に対応付けた欠陥マップを生成する欠陥マップ生成手段と、を更に含んでいてもよい。
また、本発明に係る放射線画像撮影装置は、照射された放射線の線量に応じた量の電荷を発生するセンサと、前記センサで発生した電荷を蓄積するためのキャパシタと、前記キャパシタと前記信号配線との間に接続されたスイッチング素子と、を含む放射線画像を撮影するための撮影用画素と、前記スイッチング素子のオンオフを制御する制御手段と、を更に含んでいてもよく、この場合において、前記制御手段は、前記チャージアンプが前記線量検出用画素において発生した電荷を蓄積している期間において、前記スイッチング素子をオフ状態として前記撮影用画素において発生した電荷の前記チャージアンプへの供給を停止させてもよい。すなわち、チャージアンプが線量検出用画素において発生した電荷を蓄積している期間においては撮影用画素において発生した電荷のチャージアンプへの供給は停止されるので、線量検出用画素の画素値と撮影用画素の画素値とが分離される。
また、本発明に係る放射線画像撮影装置において、前記制御手段は、前記取得手段が前記第１の検出値および前記第２の検出値を取得した後に、前記スイッチング素子をオン状態にして前記撮影用画素において発生した電荷を前記チャージアンプに供給し、前記取得手段は、前記撮影用画素において発生した電荷を蓄積している期間における前記チャージアンプの出力値を前記撮影用画素の画素値として取得してもよい。すなわち、線量検出用画素の画素値と撮影用画素の画素値とが連続的に取得される。
また、本発明に係る放射線画像撮影装置において、前記線量検出用画素のサイズは、前記撮影用画素のサイズよりも小さくてもよい。
前記信号配線には複数の線量検出画素が接続されており、前記複数の線量検出用画素の各々において発生した電荷は前記信号配線上で合流されて前記チャージアンプに供給されてもよい。
また、上記の目的を達成するために、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、上記の放射線画像撮影装置における前記取得手段および前記導出手段として機能させるためのプログラムとして構成されている。
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る画素値取得方法は、照射された放射線の線量に応じた量の電荷を発生する線量検出用画素と、前記線量検出用画素から信号配線を介して供給される電荷を蓄積し、蓄積した電荷量に応じた信号レベルの出力信号を出力するチャージアンプと、を含む放射線画像撮影装置における前記線量検出用画素の画素値を取得する画素値取得方法であって、前記線量検出用画素において発生した電荷の前記チャージアンプへの蓄積が開始されてから第１の蓄積期間の経過時点における前記チャージアンプの出力値を第１の検出値として取得するステップと、前記線量検出用画素において発生した電荷の前記チャージアンプへの蓄積が開始されてから前記第１の蓄積期間とは異なる第２の蓄積期間の経過時点における前記チャージアンプの出力値を第２の検出値として取得するステップと、前記第１の検出値と前記第２の検出値との差分値を前記線量検出用画素の画素値として導出するステップと、を含む。
本発明によれば、第２の検出値と第１の検出値の差分をとることにより、チャージアンプ等によるオフセット成分が除去され、線量検出用画素において発生した電荷に基づく信号成分のみを有する線量検出用画素の画素値を取得することができるので、線量検出用画素の正確な画素値を取得することができる。これによって欠陥画素の検出精度を高めることが可能となる。
本発明の実施形態に係る放射線情報システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る放射線画像撮影システムの放射線撮影室における各装置の配置状態の一例を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る電子カセッテの構成を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る放射線検出器の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る放射線検出器の電気的な構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る撮影用画素および線量検出用画素のパターンレイアウトを例示した平面図である。 本実施の形態に係る撮影システムの電気系の要部構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る信号処理部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る画素値取得処理プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る画素値取得処理プログラムの実行時における電子カセッテの各部の動作を示すタイミングチャートである。 図１１（ａ）は、本発明の実施形態に係る第１の検出値ＰＤ１の成分を模式的に示した図である。図１１（ｂ）は、本発明の実施形態に係る第２の検出値ＰＤ２の成分を模式的に示した図である。図１１（ｂ）は、本発明の実施形態に係る第２の検出値ＰＤ２の成分を模式的に示した図である。図１１（ｃ）は、本発明の実施形態に係る線量検出用画素の画素値の成分を模式的に示した図である。 本発明の実施形態に係る欠陥マップ生成処理プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る放射線画像撮影処理プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る画素値取得処理プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係る画素値取得処理プログラムの実行時における電子カセッテの各部の動作を示すタイミングチャートである。
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。なお、以下の説明においては、本発明を、病院における放射線科部門で取り扱われる情報を統括的に管理するシステムである放射線情報システムに適用した場合を例示する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る放射線情報システム（以下、「ＲＩＳ」（Radiology Information System）という。）１００の構成を示す図である。
ＲＩＳ１００は、放射線科部門内における、診療予約、診断記録等の情報管理を行うためのシステムであり、病院情報システム（以下、「ＨＩＳ」（Hospital Information System）という。）の一部を構成する。
ＲＩＳ１００は、複数台の撮影依頼端末装置（以下、「端末装置」という。）１０２、ＲＩＳサーバ１０４、および病院内の放射線撮影室（あるいは手術室）の個々に設置された放射線画像撮影システム（以下、「撮影システム」という。）２００を有しており、これらが有線や無線のＬＡＮ（Local Area Network）等から成る病院内ネットワーク１１０に各々接続されて構成されている。なお、ＲＩＳ１００は、同じ病院内に設けられたＨＩＳの一部を構成しており、病院内ネットワーク１１０には、ＨＩＳ全体を管理するＨＩＳサーバ（図示省略。）も接続されている。
端末装置１０２は、医師や放射線技師が、診断情報や施設予約の入力、閲覧、放射線画像の撮影依頼や撮影予約を行うためのものである。各端末装置１０２は、表示装置を有するパーソナル・コンピュータを含んで構成され、ＲＩＳサーバ１０４と病院内ネットワーク１１０を介して相互通信に接続されている。
ＲＩＳサーバ１０４は、各端末装置１０２からの撮影依頼を受け付け、撮影システム２００における放射線画像の撮影スケジュールを管理するものであり、データベース１０４Ａを含んで構成されている。
データベース１０４Ａは、患者（被写体）の属性情報（氏名、性別、生年月日、年齢、血液型、体重、患者ＩＤ（Identification）等）、病歴、受診歴、過去に撮影した放射線画像等の患者に関する情報、撮影システム２００で用いられる、後述する電子カセッテ１の識別番号（ＩＤ情報）、型式、サイズ、感度、使用開始年月日、使用回数等の電子カセッテ１に関する情報、および電子カセッテ１を用いて放射線画像を撮影する環境、すなわち、電子カセッテ１を使用する環境（一例として、放射線撮影室や手術室等）を示す環境情報を含んで構成されている。
撮影システム２００は、ＲＩＳサーバ１０４からの指示に応じて医師や放射線技師の操作により放射線画像の撮影を行う。撮影システム２００は、曝射条件に従った線量のＸ線等の放射線を患者（被写体）に照射する放射線源２１１（図２も参照）を有する放射線発生装置２１０を備えている。また、撮影システム２００は、患者（被写体）の撮影対象部位を透過した放射線Ｘを吸収して電荷を発生し、発生した電荷量に基づいて放射線画像を示す画像情報を生成する放射線検出器１０（図３も参照）を内蔵する電子カセッテ１と、電子カセッテ１に内蔵されているバッテリを充電するクレードル２２０と、電子カセッテ１および放射線発生装置２１０を制御するコンソール２３０と、を備えている。
コンソール２３０は、ＲＩＳサーバ１０４からデータベース１０４Ａに含まれる各種情報を取得して後述するＨＤＤ２３６（図７参照。）に記憶し、必要に応じて当該情報を用いて、電子カセッテ１および放射線発生装置２０２の制御を行う。
図２は、本発明の実施形態に係る撮影システム２００を構成する各装置の放射線撮影室３００における配置状態を例示した図である。
図２に示すように、放射線撮影室３００には、立位での放射線撮影を行う際に用いられる立位台３１０と、臥位での放射線撮影を行う際に用いられる臥位台３２０とが設置されている。立位台３１０の前方空間は立位での放射線撮影を行う際の患者（被写体）の撮影位置３１２とされる。臥位台３２０の上方空間は臥位での放射線撮影を行う際の患者（被写体）の撮影位置３２２とされている。
立位台３１０には電子カセッテ１を保持する保持部３１４が設けられており、立位での放射線画像の撮影を行う際には、電子カセッテ１が保持部３１４に保持される。同様に、臥位台３２０には電子カセッテ１を保持する保持部３２４が設けられており、臥位での放射線画像の撮影を行う際には、電子カセッテ１が保持部３２４に保持される。
また、放射線撮影室３００には、放射線源２１１を、水平な軸回り（図２の矢印ａ方向）に回動可能で、鉛直方向（図２の矢印ｂ方向）に移動可能で、さらに水平方向（図２の矢印ｃ方向）に移動可能に支持する支持移動機構２１４が設けられている。これにより、単一の放射線源２１１を用いて立位および臥位での放射線撮影が可能となっている。
クレードル２２０は、電子カセッテ１を収納可能な収容部２２０Ａを有する。電子カセッテ１は、未使用時にはクレードル２２０の収容部２２０Ａに収納された状態で内蔵されているバッテリに充電が行われる。
撮影システム２００において、放射線発生装置２１０とコンソール２３０との間、および電子カセッテ１とコンソール２３０との間で、無線通信によって各種情報の送受信が行われる。
電子カセッテ１は、立位台３１０の保持部３１４や臥位台３２０の保持部３２４で保持された状態のみで使用されるものではなく、その可搬性から、腕部、脚部等を撮影する際には、保持部に保持されていない状態で使用される。
次に、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置としての電子カセッテ１の構成について説明する。図３は、本発明の実施形態に係る電子カセッテ１の構成を示す斜視図である。
図３に示すように、電子カセッテ１は、放射線を透過させる材料からなる筐体２を備えており、防水性、密閉性を有する構造とされている。電子カセッテ１は、手術室等で使用されるとき、血液や雑菌が付着するおそれがある。そこで、電子カセッテ１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１を繰り返し続けて使用することができる。
筐体２の内部には、種々の部品を収容する空間Ａが形成されており、当該空間Ａ内には、放射線Ｘが照射される筐体１の照射面側から、患者（被写体）を透過した放射線Ｘを検出する放射線検出器１０、および放射線Ｘのバック散乱線を吸収する鉛板３が順に配設されている。
放射線検出器１０の配設位置に対応する領域が放射線を検出可能な撮影領域４Ａとされている。筐体２の撮影領域４Ａを有する面が電子カセッテ１における天板５とされている。本実施形態において、放射線検出器１０は、後述するＴＦＴ基板２０が天板５の内側面に貼り付けられている。一方、筐体２の内部の一端側には、放射線検出器１０と重ならない位置（撮影領域４Ａの範囲外）に、後述するカセッテ制御部２６や電源部２８（共に図７参照。）を収容するケース６が配置されている。
筐体２は、電子カセッテ１全体の軽量化を図るために、例えば、カーボンファイバ（炭素繊維）、アルミニウム、マグネシウム、バイオナノファイバ（セルロースミクロフィブリル）、または複合材料等で構成されている。
次に、電子カセッテ１に内蔵される放射線検出器１０の構成について説明する。図４は、放射線検出器１０の積層構造を概略的に示す断面図である。放射線検出器１０は、絶縁性基板１６上に、信号出力部１２、センサ部１３、透明絶縁膜１４を順に形成することにより構成されるＴＦＴ基板２０と、光吸収性の低い接着樹脂等を用いてＴＦＴ基板２０上に接合されたシンチレータ３０と、を含んでいる。
シンチレータ３０は、センサ部１３上に透明絶縁膜１４を介して形成されており、入射する放射線を光に変換して発光する蛍光体を含む。すなわち、シンチレータ３０は、患者（被写体）を透過した放射線を吸収して発光する。シンチレータ３０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、放射線検出器１０によってモノクロ撮影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。放射線としてＸ線を用いて撮像する場合、シンチレータ３０に用いる蛍光体としては、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〜７００ｎｍにあるＣｓＩ（Ｔｌ）（タリウムが添加されたヨウ化セシウム）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。
センサ部１３は、上部電極１３１、下部電極１３２、およびこれらの電極間に設けられた光電変換膜１３３を含んで構成されている。光電変換膜１３３は、シンチレータ３０が発する光を吸収することにより電荷を発生させる有機光電変換材料により構成されている。
上部電極１３１は、シンチレータ３０により生じた光を光電変換膜１３３に入射させる必要があるため、少なくともシンチレータ３０の発光波長に対して透明な導電性材料で構成されることが好ましい。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１３１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１３１は、全画素で共通の一枚構成としてもよく、画素毎に分割されていてもよい。
光電変換膜１３３は、有機光電変換材料を含み、シンチレータ３０から発せられた光を吸収し、吸収した光の量に応じた電荷を発生する。有機光電変換材料を含む光電変換膜１３３は、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３０による発光以外の電磁波が光電変換膜１３３に吸収されることが殆どない。従って、Ｘ線等の放射線が光電変換膜１３３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１３３を構成する有機光電変換材料は、シンチレータ３０で発光した光を最も効率よく吸収するために、その吸収ピーク波長が、シンチレータ３０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３０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３０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３０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およ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３０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１３３で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
なお、暗電流の増加を抑制するため、電子ブロッキング膜１３４及び正孔ブロッキング膜１３５の少なくとも一方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１３４は、下部電極１３２と光電変換膜１３３との間に設けることができ、下部電極１３２と上部電極１３１との間にバイアス電圧を印加したときに、下部電極１３２から光電変換膜１３３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１３４には、電子供与性有機材料を用いることができる。一方、正孔ブロッキング膜１３５は、光電変換膜１３３と上部電極１３１との間に設けることができ、下部電極１３２と上部電極１３１との間にバイアス電圧を印加したときに、上部電極１３１から光電変換膜１３３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１３５には、電子受容性有機材料を用いることができる。
下部電極１３２は、間隔を隔てて格子状（マトリックス状）に複数形成されており、１つの下部電極１３２が１画素に対応している。各々の下部電極１３２は、信号出力部１２を構成する電界効果型の薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、単にＴＦＴという）４０及びキャパシタ５０に接続されている。なお、信号出力部１２と下部電極１３２との間には、絶縁膜１５が介在しており、信号出力部１２は、絶縁性基板１６上に形成されている。絶縁性基板１６は、シンチレータ３０において放射線Ｘを吸収させるため、放射線Ｘの吸収性が低く、且つ、可撓性を有する電気絶縁性を有する薄厚の基板（数十μｍ程度の厚みを有する基板）、具体的には、合成樹脂、アラミド、バイオナノファイバ、あるいは、ロール状に巻き取ることが可能なフイルム状ガラス（超薄板ガラス）等であることが好ましい。
信号出力部１２は、下部電極１３２に対応して、下部電極１３２に移動した電荷を蓄積するキャパシタ５０と、キャパシタ５０に蓄積された電荷を電気信号に変換して出力するスイッチング素子であるＴＦＴ４０が形成されている。
キャパシタ５０は、絶縁膜１５を貫通して形成された導電配線を介して対応する下部電極１３２と電気的に接続されている。これにより、下部電極１３２で捕集された電荷をキャパシタ５０に移動させることができる。ＴＦＴ４０は、図示しないゲート電極、ゲート絶縁膜、および活性層（チャネル層）が積層され、さらに、活性層上にソース電極とドレイン電極が所定の間隔を開けて形成されている。
放射線検出器１０は、シンチレータ３０側から放射線を照射して放射線画像を撮影する、いわゆる裏面読取方式（ＰＳＳ（Ｐｅｎｔｒａｔｉｏｎ Ｓｉｄｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式）とされた場合、シンチレータ３０の表面側でより強い発光が得られる。一方、ＴＦＴ基板２０側から放射線を照射して放射線画像を撮影する、いわゆる表面読取方式（ＩＳＳ（Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｓｉｄｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式）とされた場合、シンチレータ３０のＴＦＴ基板２０との接合面側でより強い発光が得られる。放射線検出器１０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シンチレータ３０における発光位置とＴＦＴ基板２０との間の距離が短くなるため、撮影によって得られる放射線画像の分解能が高い。
図５は、電子カセッテ１を構成する放射線検出器１０の電気的な構成を示す図である。本実施形態に係る電子カセッテ１は、放射線画像を撮影する機能のみならず、被写体を介して電子カセッテ１に照射された放射線の累積線量が所定値に達したことを示す線量検出信号を出力する線量検出機能を有する。本実施形態に係る放射線画像撮影システム２００は、自動露出制御（ＡＥＣ）機能を有しており、電子カセッテ１から出力された上記の線量検出信号に基づいて放射線源２１１からの放射線の照射停止のタイミングを制御する。このＡＥＣ機能を実現するために、放射線検出器１０は、放射線画像を撮影するための複数の撮影用画素６０Ａに加えて、被写体を透過して電子カセッテ１に照射された放射線の累積線量を検出するための複数の線量検出用画素６０Ｂを有する。
図５に示すように、撮影用画素６０Ａの各々は、上記した光電変換膜１３３を含んで構成されるセンサ部１３の一部である放射線画像撮影用のセンサ１３Ａと、センサ１３Ａで生じた電荷を蓄積するキャパシタ５０と、キャパシタ５０に蓄積された電荷を読み出す際にオン状態とされるスイッチング素子としてのＴＦＴ４０とを含んでいる。撮影用画素６０Ａは、ＴＦＴ基板２０の全面に行および列をなして二次元状に配列されている。
放射線検出器１０には、撮影用画素６０Ａの配列に沿った一定方向（行方向）に延設され、各ＴＦＴ４０をオンオフさせるためのゲート信号を各ＴＦＴ４０のゲート端子に供給するための複数のラインＧ１〜Ｇｎからなるゲート配線２１と、ゲート配線２１の伸長方向と交差する方向（列方向）に延設され、オン状態のＴＦＴ４０を介してキャパシタ５０に蓄積された電荷を読み出すための複数の信号配線２２とが設けられている。撮影用画素６０Ａの各々は、ゲート配線２１と信号配線２２との各交差部に対応して設けられている。
線量検出用画素６０Ｂは、上記した光電変換膜１３３を含んで構成されるセンサ部１３の一部である放射線の線量検出用のセンサ１３Ｂにより構成される。線量検出用のセンサ１３Ｂは、信号配線２２に直接接続されており、センサ１３Ｂで発生した電荷はそのまま信号配線２２に流れ出すようになっている。センサ１３Ｂは、ＴＦＴ基板２０上の全域に亘り分散して配置されている。本実施形態において、センサ１３Ｂの数は、放射線画像撮影用のセンサ１３Ａの数よりも少ないものとされている。換言すれば、ＴＦＴ基板２０上において線量検出用画素６０Ｂは、撮影用画素６０Ａよりも低密度で形成されている。放射線画像撮影用のセンサ１３Ａと線量検出用のセンサ１３Ｂには、図示しないバイアス線を介してバイアス電圧が供給され、いずれも照射された放射線の線量に応じた量の電荷を発生させる。
図６は、撮影用画素６０Ａを構成するセンサ１３Ａおよび線量検出用画素６０Ｂを構成するセンサ１３ＢのＴＦＴ基板２０上におけるパターンレイアウトを示す平面図である。本実施形態において、センサ１３Ｂは、センサ１３Ａよりも小さいサイズで形成されている。信号配線２２の各々には、信号配線２２の伸長する方向において互いに隣接する複数（図６に示す例では３つ）のセンサ１３Ｂ（線量検出用画素６０Ｂ）が接続されており、センサ１３Ｂ（線量検出用画素６０Ｂ）がＴＦＴ基板２０上において略均一に分散するように配置されている。図６に示す例では、３つのセンサ１３Ｂ（線量検出用画素６０Ｂ）が同一の信号配線２２に接続されているが、同一の信号配線２２に接続されるセンサ１３Ｂ（線量検出用画素６０Ｂ）の数は適宜変更することが可能である。同一の信号配線２２に接続された複数のセンサ１３Ｂ（線量検出画素６０Ｂ）により生成された電荷は、当該信号配線２２上で合流することにより加算される。同一の信号配線２２に接続された複数のセンサ１３Ｂ（線量検出用画素６０Ｂ）により画素ユニット６１が形成される。図６に示す例では３つの線量検出用画素６０Ｂ（センサ１３Ｂ）により画素ユニット６１が形成されている。なお、センサ１３Ｂ（線量検出用画素６０Ｂ）の配置は図６に例示されたものに限定されるものではなくＴＦＴ基板２０上のどの部分にどのように配置するかは適宜変更することが可能である。
図７は、本実施の形態に係る撮影システム２００の電気系の要部構成を示す図である。図７に示すように、電子カセッテ１に内蔵された放射線検出器１０の隣り合う２辺の一辺側にゲート線ドライバ２３が配置され、他辺側に信号処理部２４が配置されている。ゲート配線２１の各ラインＧ１〜Ｇｎは、ゲート線ドライバ２３に接続され、信号配線２２の各々は信号処理部２４に接続されている。また、電子カセッテ１は、画像メモリ２５、カセッテ制御部２６、無線通信部２７および電源部２８を備えている。
撮影用画素６０Ａを構成するＴＦＴ４０は、ゲート線ドライバ２３からゲート配線２１の各ラインＧ１〜Ｇｎを介して供給されるゲート信号によりライン単位でオン状態に駆動される。ＴＦＴ４０がオン状態とされることによりセンサ１３Ａで生成されてキャパシタ５０に蓄積された電荷が電気信号として各信号配線２２に読み出され、信号処理部２４に伝送される。一方、線量検出用画素６０Ｂを構成するセンサ１３Ｂで生成された電荷は、ゲート線ドライバ２３からのゲート信号にかかわらず、逐次信号配線２２に流れ出し信号処理部２４に供給される。
図８は、信号処理部２４の構成を示す図である。信号処理部２４は、信号配線２２の各々に接続された複数のチャージアンプ２４１を含んでいる。チャージアンプ２４１の各々は、反転入力端子が対応する信号配線２２に接続され、非反転入力端子が接地電位に接続されたオペアンプ（演算増幅回路）２４１Ａと、オペアンプ２４１Ａの反転入力端子に一方の端子が接続され、オペアンプ２４１Ａの出力端子に他方の端子が接続されたキャパシタ２４１Ｂと、キャパシタ２４１Ｂに並列接続されたリセットスイッチ２４１Ｃとを含んでいる。
撮影用画素６０Ａまたは線量検出用画素６０Ｂの各々において生成された電荷は、信号配線２２を介してチャージアンプ２４１のキャパシタ２４１Ｂに蓄積される。チャージアンプ２４１は、キャパシタ２４１Ｂに蓄積された電荷の量に応じた信号レベルを有する電気信号を生成し、これをサンプルホールド回路２４２に供給する。キャパシタ２４１Ｂに蓄積された電荷はカセッテ制御部２６から供給される制御信号に応じてリセットスイッチ９２Ｃがオン状態となることにより放電され、これによりチャージアンプ２４１から出力される電気信号がリセットされる。
サンプルホールド回路２４２は、カセッテ制御部２６から供給される制御信号に応じてチャージアンプ２４１の出力信号の信号レベルをサンプリングして保持し、その保持している信号レベルをマルチプレクサ２４３に供給する。
マルチプレクサ２４３は、サンプルホールド回路２４２に保持された信号レベルをカセッテ制御部２６から供給される制御信号に応じて順次選択して出力する。すなわち、マルチプレクサ２４３は、サンプルホールド回路２４２からの電気信号をシリアルデータに変換してこれをＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器２４４に順次供給する。
Ａ／Ｄ変換器２４４は、マルチプレクサ９４から順次供給される電気信号の信号レベルをデジタル信号に変換する。すなわち、Ａ／Ｄ変換器２４４は、撮影用画素６０Ａまたは線量検出用画素６０Ｂの画素値をデジタル信号として出力する。
画像メモリ２５は所定枚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２５に順次記憶される。画像メモリ２５はカセッテ制御部２６と接続されている。
カセッテ制御部２６は、電子カセッテ１全体の動作を統括的に制御する。カセッテ制御部２６は、マイクロコンピュータを含んで構成され、ＣＰＵ（中央処理装置）２６Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を含むメモリ２６Ｂ、フラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部２６Ｃを備えている。カセッテ制御部２６には無線通信部２７が接続されている。
無線通信部２７は、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ａ／ｂ／ｇ等に代表される無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に対応しており、外部機器との間での無線通信による各種情報の伝送を制御する。カセッテ制御部２６は、無線通信部２７を介して、放射線画像の撮影に関する制御を行うコンソール２３０などの外部装置と無線通信が可能とされており、コンソール２３０等との間で各種情報の送受信が可能とされている。
電子カセッテ１には電源部２８が設けられており、各種回路や各素子（ゲート線ドライバ２３、信号処理部２４、画像メモリ２５、無線通信部２７、カセッテ制御部２６として機能するマイクロコンピュータ）は、電源部２８から供給された電力によって作動する。電源部２８は、電子カセッテ１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・素子へ電力を供給する。なお、図７では、電源部２８と各種回路や各素子を接続する配線を省略している。
コンソール２３０は、サーバ・コンピュータとして構成されており、操作メニューや撮影された放射線画像等を表示するディスプレイ２３１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２３２と、を備えている。
また、本実施の形態に係るコンソール２３０は、装置全体の動作を司るＣＰＵ２３３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ＲＯＭ２３４と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ２３５と、各種データを記憶して保持するＨＤＤ（ハードディスク・ドライブ）２３６と、ディスプレイ２３１への各種情報の表示を制御するディスプレイドライバ２３７と、操作パネル２３２に対する操作状態を検出する操作入力検出部２３８と、を備えている。また、コンソール２３０は、無線通信により、放射線発生装置２１０との間で曝射条件等の各種情報の送受信を行うと共に、電子カセッテ１との間で画像データ等の各種情報の送受信を行う無線通信部２３９を備えている。
ＣＰＵ２３３、ＲＯＭ２３４、ＲＡＭ２３５、ＨＤＤ２３６、ディスプレイドライバ２３７、操作入力検出部２３８、および無線通信部２３９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、ＣＰＵ２３３は、ＲＯＭ２３４、ＲＡＭ２３５、ＨＤＤ２３６へのアクセスを行うことができると共に、ディスプレイドライバ２３７を介したディスプレイ２３１への各種情報の表示の制御、および無線通信部２３９を介した放射線発生装置２１０および電子カセッテ１との各種情報の送受信の制御を各々行うことができる。また、ＣＰＵ２３３は、操作入力検出部２３８を介して操作パネル２３２に対するユーザの操作状態を把握することができる。
放射線発生装置２１０は、放射線源２１１と、コンソール２３０との間で曝射条件等の各種情報を送受信する無線通信部２１３と、受信した曝射条件に基づいて放射線源２１１を制御する制御部２１２と、を備えている。制御部２１２はマイクロコンピュータを含んで構成されており、受信した曝射条件等を記憶する。コンソール２３０から受信する曝射条件には管電圧、管電流等の情報が含まれている。制御部２１２は、受信した曝射条件に基づいて放射線源２１１から放射線を出射させる。
[画素値取得処理]
以下に、本実施形態に係る電子カセッテ１において実行される線量検出用画素６０Ｂの画素値を取得するための画素値取得処理について説明する。本実施形態に係る電子カセッテ１は、例えば、製品出荷時、製品設置時、定期メンテナンス時などの所定のタイミングでこの画素値取得処理が実行され、これによって取得した線量検出用画素６０Ｂの画素値に基づいて欠陥画素の検出が行われて欠陥マップが作成される。すなわち、本実施形態では、線量検出用画素６０Ｂについての欠陥マップを作成することを目的として画素値取得処理が実行される。しかしながら、本実施形態に係る画素値取得処理において取得された線量検出用画素６０Ｂの画素値を、ゲイン補正をはじめとする各種のキャリブレーションを行うためのデータとして用いることも可能である。
カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、電子カセッテ１に設けられた図示しない操作入力部に対する操作やコンソール２３０からの指示に基づいて画素値取得処理プログラムを実行する。
図９は、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａにおいて実行される画素値取得処理プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。この画素値取得処理プログラムは、カセッテ制御部２６の記憶部２６Ｃの所定領域に予め記憶されている。
図１０は、上記の画素値取得処理プログラムに従って動作する電子カセッテ１の各構成部の動作を示すタイミングチャートである。図１０には、放射線の照射タイミング、ゲート配線２１の各ラインＧ１、Ｇ２、Ｇ３、・・・、Ｇｎに供給されるゲート信号のタイミング、チャージアンプ２４１の動作タイミング、サンプルホールド回路２４２におけるサンプリングのタイミングが示されている。
画素値取得処理におけるステップＳ１１において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、放射線源２１１からの放射線の照射が開始される前の期間において、撮影用画素６０Ａに蓄積された暗電荷のリセット処理を行うべく、ゲート線ドライバ２３に制御信号を供給する。ゲート線ドライバ２３は、この制御信号に基づいてゲート配線２１の各ラインＧ１〜Ｇｎにそれぞれ、ハイレベルのゲート信号を供給する。これにより、放射線源２１１からの放射線の照射が開始される前の期間において、全ての撮影用画素６０ＡのＴＦＴ４０がオン状態となりセンサ１３Ａにおいて生じた暗電荷が画素内から除去されてリセットされる。なお、放射線源２１１から放射線が照射される前の期間において、ゲート線ドライバ２３がゲート配線２１の各ラインＧ１〜Ｇｎに順次ハイレベルのゲート信号を供給することによって各ラインＧ１〜Ｇｎに接続されたＴＦＴ４０を順次オン状態とすることによってリセット処理を行うこととしてもよい。
カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、上記ステップＳ１１における処理に並行してステップＳ１２において各チャージアンプ２４１のリセットを行うべく、各チャージアンプ２４１のリセットスイッチ２４１Ｃに制御信号を供給する。各チャージアンプ２４１のリセットスイッチ２４１Ｃは、この制御信号に基づいてオン状態に駆動される。これにより、放射線源２１１からの放射線の照射が開始される前の期間において、各チャージアンプ２４１のキャパシタ２４１Ｂに蓄積された電荷が放電され、各チャージアンプ２４１のリセットが行われる。なお、図１０において、ハイレベルがリセットスイッチ２４１Ｃのオン状態（すなわち、チャージアンプ２４１のリセット状態）に対応し、ローレベルがリセットスイッチ２４１Ｃのオフ状態（すなわち、チャージアンプ２４１の蓄積状態）に対応している。
ステップＳ１３において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、放射線源２１１からの放射線の照射開始の指示待ちを行う。放射線の照射開始の指示は、例えば、コンソール２３０から通知される。
放射線源２１１から放射線の照射が開始されると、ステップＳ１４においてカセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、撮影用画素６０Ａの各々において電荷の蓄積動作を開始させるべく、ゲート線ドライバ２３に制御信号を供給する。ゲート線ドライバ２３は、この制御信号に基づいてゲート配線２１の各ラインＧ１〜Ｇｎにそれぞれ、ローレベルのゲート信号を供給する。これにより、放射線源２１１からの放射線の照射が開始されるタイミングにおいて、全ての撮影用画素６０ＡのＴＦＴ４０がオフ状態となって放射線源２１１からの放射線の照射に伴ってセンサ１３Ａにおいて生じた電荷が各撮影用画素６０Ａのキャパシタ５０に蓄積される蓄積動作に移行する。
また、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、上記ステップＳ１４における処理と並行してステップＳ１５において、チャージアンプ２４１の各々において電荷蓄積を開始させるべくチャージアンプ２４１のリセットスイッチ２４１Ｃに制御信号を供給する。すなわち、放射線源２１１からの放射線の照射が開始されるタイミングにおいて、チャージアンプ２４１のリセットスイッチ２４１Ｃは、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａから供給される制御信号に基づいてオフ状態に駆動される。これにより、チャージアンプ２４１のキャパシタ２４１Ｂに電荷蓄積を行うことが可能な状態となる。放射線源２１１からの放射線の照射に伴って各線量検出用画素６０Ｂのセンサ１３Ｂにおいて生じた電荷は、各信号配線２２を介して各チャージアンプ２４１に入力される。なお、本実施形態に係る放射線検出器１０の構成では、同一の信号配線２２に接続された画素ユニット６１を構成する複数の線量検出用画素６０Ｂからの電荷が当該信号配線２２上で合流してチャージアンプ２４１のキャパシタ２４１Ｂに蓄積される。このとき、ＴＦＴ４０はオフ状態とされているので、撮影用画素６０Ａのセンサ１３Ａで発生した電荷は信号配線２２上に流出することはなく、線量検出用画素６０Ｂのセンサ１３Ｂで発生した電荷のみがチャージアンプ２４１のキャパシタ２４１Ｂに蓄積される。
ステップＳ１６において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、チャージアンプ２４１のリセットスイッチ２４１Ｃがオフ状態となった時点（すなわちキャパシタ２４１Ｂに電荷の蓄積が開始された時点）から第１の蓄積期間ｔ１が経過したか否かを判断する。
ＣＰＵ２６Ａは、チャージアンプ２４１のリセットスイッチ２４１Ｃがオフ状態となった時点を起点として第１の蓄積期間ｔ１が経過したものと判断すると、ステップＳ１７において、各サンプルホールド回路２４２に制御信号を供給する。各サンプルホールド回路２４２は、この制御信号に基づいて、チャージアンプ２４１における第１の蓄積期間ｔ１が経過したタイミングＳＰ０１にて各チャージアンプ２４１の出力値をサンプリングする。各サンプルホールド回路２４２によってサンプリングされた値は、マルチプレクサ２４３を介してＡ／Ｄ変換器２４４に順次供給され、デジタル化されてカセッテ制御部２６に供給される。
ステップＳ１８において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、Ａ／Ｄ変換器２４４から供給される線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）毎のデジタル値をそれぞれ第１の検出値ＰＤ１としてメモリ２６Ｂに格納する。
ステップＳ１９において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、各チャージアンプ２４１のリセットを行うべく各チャージアンプ２４１のリセットスイッチ２４１Ｃに制御信号を供給する。各チャージアンプ２４１のリセットスイッチ２４１Ｃは、この制御信号に基づいてオン状態に駆動される。これにより、各チャージアンプ２４１のキャパシタ２４１Ｂに蓄積された電荷が放電され、各チャージアンプ２４１のリセットが行われる。
ステップＳ２０において、カセッテ制御部のＣＰＵ２６Ａは、各チャージアンプ２４１において再び電荷蓄積を開始させるべく、各チャージアンプ２４１のリセットスイッチ２４１Ｃに制御信号を供給する。これにより、リセットスイッチ２４１Ｃはオフ状態に駆動され、各チャージアンプ２４１のキャパシタ２４１Ｂにおいて再び電荷蓄積が開始される。このとき、ＴＦＴ４０はオフ状態を継続しているので、撮影用画素６０Ａのセンサ１３Ａで発生した電荷は信号配線２２上に流出することはなく、線量検出用画素６０Ｂのセンサ１３Ｂで発生した電荷のみがチャージアンプ２４１のキャパシタ２４１Ｂに蓄積される。
ステップＳ２１において、カセッテ制御部のＣＰＵ２６Ａは、チャージアンプ２４１のリセットスイッチ２４１Ｃがオフ状態となった時点（すなわちキャパシタ２４１Ｂに電荷の蓄積が開始された時点）から第２の蓄積期間ｔ２が経過したか否かを判断する。本実施形態において、第２の蓄積期間ｔ２は上記の第１の蓄積期間ｔ１よりも十分に長い期間とされている。なお、第２の蓄積期間ｔ２を第１の蓄積期間ｔ１よりも短く設定してもよい。
ＣＰＵ２６Ａは、チャージアンプ２４１のリセットスイッチ２４１Ｃがオフ状態となった時点を起点として第２の蓄積期間ｔ２が経過したものと判断すると、ステップＳ２２において、各サンプルホールド回路２４２に制御信号を供給する。各サンプルホールド回路２４２は、この制御信号に基づいて、チャージアンプ２４１における第２の蓄積期間ｔ２が経過したタイミングＳＰ０２にて各チャージアンプ２４１の出力値をサンプリングする。各サンプルホールド回路２４２によってサンプリングされた値は、マルチプレクサ２４３を介してＡ／Ｄ変換器２４４に順次供給され、デジタル化されてカセッテ制御部２６に供給される。
ステップＳ２３において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、Ａ／Ｄ変換器２４４から供給される線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）毎のデジタル値をそれぞれ第２の検出値ＰＤ２としてメモリ２６Ｂに格納する。
ステップＳ２４において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）の各々に関して取得された第１の検出値ＰＤ１および第２の検出値ＰＤ２をメモリ２６Ｂから読み出す。そして、ＣＰＵ２６Ａは、第２の検出値ＰＤ２の各々から対応する第１の検出値ＰＤ１を減算し、その結果を線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）の各々についての画素値ＰＤとして導出する。すなわち、ＣＰＵ２６Ａは、線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）の各々の画素値ＰＤをＰＤ＝ＰＤ２−ＰＤ１を演算することによって導出する。
ステップＳ２５において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）の各々について導出した画素値ＰＤをメモリ２６Ｂに格納する。以上の各処理を経ることによって、本ルーチンが終了する。
図１１（ａ）は、第１の蓄積期間ｔ１におけるチャージアンプ２４１の出力値に基づいて取得された第１の検出値ＰＤ１の成分を模式的に示した図である。第１の検出値ＰＤ１は、線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）において発生した電荷に基づく信号成分ｅ１とチャージアンプを含む各種デバイスによるオフセット成分ｅ２とを含んでいる。図１１（ｂ）は、第２の蓄積期間ｔ２におけるチャージアンプ２４１の出力値に基づいて取得された第２の検出値ＰＤ２の成分を模式的に示した図である。第２の検出値ＰＤ２は、第１の検出値ＰＤ１同様、線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）において発生した電荷に基づく信号成分ｅ１とチャージアンプを含む各種デバイスによるオフセット成分ｅ２とを含んでいる。
ここで、信号成分ｅ１の大きさはチャージアンプ２４１における蓄積期間の長さに依存する。従って、本実施形態において、第２の蓄積期間ｔ２は、第１の蓄積期間ｔ１よりも長いので、第２の検出値ＰＤ２の信号成分ｅ１の大きさは、第１の検出値ＰＤ１の信号成分ｅ１大きさよりも大となっている。一方、オフセット成分ｅ２の大きさは、チャージアンプ２４１における蓄積期間の長さに依存しないので、第１の検出値ＰＤ１と第２の検出値ＰＤ２とで略同一である。
図１１（ｃ）は、上記した本実施形態に係る画素値取得処理において取得された線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）の画素値ＰＤの成分を模式的に示した図である。本実施形態に係る画素値取得処理では、それぞれ、信号成分ｅ１およびオフセット成分ｅ２を有する第２の検出値ＰＤ２と第１の検出値ＰＤ１との差分値が線量検出用画素６０（画素ユニット６１）の画素値ＰＤとして導出される。上記したように、オフセット成分ｅ２の大きさは、第１の検出値ＰＤ１と第２の検出値ＰＤ２とで略同一であり、一方、信号成分ｅ１の大きさは、第２の検出値ＰＤ２の方が第１の検出値ＰＤ１よりも大きい。従って、第２の検出値ＰＤ２から第１の検出値ＰＤ１を減算する処理を行うことにより、オフセット成分ｅ２が除去され、第１の蓄積期間ｔ１と第２の蓄積期間ｔ２との差分に応じた大きさの信号成分ｅ１のみが抽出される。
このように、本実施形態に係る電子カセッテ１によれば、第１の検出値ＰＤ１および第２の検出値ＰＤ２を取得する際には、ＴＦＴ４０がオフ状態とされるので、これら第１および第２の検出値ＰＤ１およびＰＤ２に撮影用画素６０Ａで発生した電荷に基づく信号成分が混入することを防止することができる。すなわち、本実施形態に係る電子カセッテ１では、図５に示すように、撮影用画素６０Ａおよび線量検出用画素６０Ｂは共通の信号配線２２に接続されているが、線量検出用画素６０Ｂの画素値と撮影用画素６０Ａの画素値とを分離し、線量検出用画素６０Ｂの画素値のみを抽出することが可能となる。
さらに、本実施形態に係る電子カセッテ１によれば、互いに異なる電荷蓄積期間におけるチャージアンプの出力値に基づく第１の検出値ＰＤ１と第２の検出値ＰＤ２との差分値を線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）の画素値ＰＤとして導出するので、画素値ＰＤにおいて、チャージアンプを含む各種デバイスによるオフセット成分ｅ２を除去することができる。すなわち、本実施形態に係る電子カセッテ１によれば、線量検出用画素６０Ｂにおいて発生した電荷に基づく信号成分のみを抽出することができる。従って、図６に示すように、放射線検出用画素６０Ｂ（センサ１３Ｂ）のサイズが撮影用画素６０Ａ（センサ１３Ａ）のサイズよりも小さく形成され、画素値自体が小さくなる場合でも、Ｓ／Ｎ低下が抑制され、正確な画素値を得ることができる。また、本実施形態のように画素ユニット６１毎に画素値を取得する場合でも、画素ユニット毎の画素値を正確に取得することができる。このように、本実施形態に係る電子カセッテ１によれば、線量検出用画素６０Ｂについて正確な画素値を得ることができるので、線量検出用画素６０Ｂに生じている欠陥の検出の精度を向上させることができる。
なお、上記の実施形態では、電子カセッテ１に放射線を照射して線量検出用画素６０Ｂの画素値を取得する場合を例示したが、放射線が照射されていない状態で画素値を取得することとしてもよい。この場合は図９のフローチャートにおけるステップＳ１３の処理をスキップする。電子カセッテ１に放射線が照射されない場合でも、上記の本実施形態に係る画素値取得処理によれば、各線量検出用画素６０Ｂにおいて発生した暗電荷に基づく信号成分ｅ１を抽出することが可能である。線量検出用画素６０Ｂにリーク、ショートおよび断線などの欠陥が生じている場合には、信号成分ｅ１の大きさに変化が現れるので、放射線を照射しない場合でも欠陥画素を精度良く検出することが可能である。一方、電子カセッテ１に放射線を照射して線量検出用画素６０Ｂの画素値を取得することにより線量検出用画素６０Ｂのサイズが小さい場合でも十分なＳ／Ｎを確保することができ、欠陥検出を精度よく行うことができる。また、放射線を照射して画素値を取得することにより、高線量領域で顕在化する欠陥画素を検出することが可能となる。
［欠陥マップ生成処理］
本実施形態に係る電子カセッテ１では、上記した画素値取得処理（図９参照）において線量検出用画素（画素ユニット６１）毎に取得された画素値ＰＤに基づいて欠陥マップを生成する欠陥マップ生成機能を有している。
図１２は、電子カセッテ１のカセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａにより実行される欠陥マップ生成処理プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。当該プログラムはカセッテ制御部２６の記憶部２６Ｃの所定領域に予め記憶されている。当該プログラムは、例えば、上記の画素値取得処理の終了後に実行される。
ステップＳ３１において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、上記の画素値取得処理（図９参照）において取得された各線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）の画素値ＰＤをメモリ２６Ｂから読み出す。
ステップＳ３２において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、メモリ２６Ｂから読み出した各画素値ＰＤの平均値Ｘを算出する。
ステップＳ３３において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、各線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）の画素値ＰＤとステップＳ３２において算出された平均値Ｘとの比ＰＤ／Ｘを、線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）の各々について算出する。その後、ＣＰＵ２６Ａは、線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）の各々について算出した値ＰＤ／Ｘについて、Ｔｍｉｎ≦ＰＤ／Ｘ≦Ｔｍａｘを満たすか否かを判定する。ここで、Ｔｍｉｎは、例えば０．８であり、Ｔｍａｘは例えば１．２である。この場合、当該画素値ＰＤが平均値Ｘの８０％以上１２０％以下の範囲内にあるか否かが判定される。なお、ＴｍｉおよびＴｍａｘの値は適宜変更することが可能である。ＣＰＵ２６Ａはステップ３３において肯定判定がなされた画素（画素ユニット６１）を正常画素と判定し（ステップＳ３４）、否定判定がなされた画素（画素ユニット６１）を欠陥画素と判定する（ステップＳ３５）。つまり、平均値Ｘから大きく逸脱している画素値ＰＤを出力する画素（画素ユニット６１）が欠陥画素として判定される。ＣＰＵ２６Ａは、このような欠陥判定を全ての線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）に対して実施する。
ステップＳ３６において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、欠陥画素または正常画素の判定結果を当該線量検出画素６０Ｂ（画素ユニット６１）の配置を示す配置情報に対応付けてメモリ２６Ｂに格納する。以上の各処理を経ることにより本ルーチンが終了する。
このように、本実施形態に係る電子カセッテ１では、上記の画素値取得処理（図９参照）において取得された線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）の各々の画素値ＰＤに基づいて欠陥マップが作成される。上記した画素値取得処理によれば、撮影用画素６０Ａで発生した電荷に基づく信号成分やオフセット成分ｅ２が排除されて正確な画素値ＰＤが得られるので、線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）に生じている欠陥を精度よく検出して欠陥マップを作成することができる。なお、本実施形態では、各線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）の画素値ＰＤを全画素値の平均値Ｘと比較することによって欠陥判定を行うこととしたが、これに限定されるものではない。例えば隣接する周囲の画素（画素ユニット）の画素値との差分に基づいて欠陥判定を行うこととしてもよいし、各画素値ＰＤを予め定められた閾値と比較することによって欠陥判定を行うこととしてもよい。
[放射線画像撮影処理]
以下に、本実施形態に係る電子カセッテ１において放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影処理について説明する。図１３は、電子カセッテ１のカセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａにより実行される放射線画像撮影処理プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。
電子カセッテ１を用いて放射線画像の撮影を行う際、コンソール２３０のディスプレイ２３１には所定の初期情報を入力するための初期情報入力画面が表示される。初期情報入力画面において、例えば、放射線画像の撮影を行う患者（被写体）の氏名、撮影対象部位、撮影時の姿勢、放射線を曝射する際の管電圧および管電流等の曝射条件の入力を促すメッセージと、これらの初期情報の入力領域が表示される。撮影者は、この初期情報入力画面から所定の初期情報を操作パネル２３２を介して入力する。
上記の初期情報は、無線通信部２３９を介してコンソール２３０から電子カセッテ１に送信される。また、上記の初期情報に含まれる曝射条件は、無線通信部２３９を介して放射線発生装置２１０に送信される。これに応じて放射線発生装置２１０の制御部２１２は、受信した曝射条件での曝射準備を行う。
カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、コンソール２３０から上記の初期情報を受信すると放射線画像撮影処理プログラムを実行する。なお、放射線画像撮影処理プログラムの実行に先だって、上記した欠陥マップ生成処理プログラム（図１２参照）が実行されてカセッテ制御部２６のメモリ２６Ｂには、線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）についての欠陥マップが記憶されているものとする。
ステップＳ４１において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、コンソール２３０から放射線の照射開始の指示待ちを行う。ＣＰＵ２６Ａは、放射線の照射開始の指示を受信すると、処理をステップＳ４２に移行する。
ステップＳ４２において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、撮影用画素６０Ａを用いた放射線画像の撮影を開始する。具体的には、ＣＰＵ２６Ａは、全てのＴＦＴ４０をオフ状態とすべくゲート線ドライバ２３に制御信号を供給する。これにより、撮影用画素６０Ａでは、放射線の照射に応じて発生した電荷の蓄積が開始され、放射線画像の撮影動作に移行する。一方、放射線の照射に応じて線量検出用画素６０Ｂの各々で発生した電荷は信号配線２２を介して信号処理部２４に供給される。なお、本実施形態に係る電子カセッテ１では、同一の信号配線２２に接続された画素ユニット６１を構成する複数の線量検出用画素６０Ｂからの電荷が当該信号配線２２上で合流して信号処理部２４に供給される。信号処理部２４の各チャージアンプ２４１は、画素ユニット６１内で発生した電荷の累積量に応じた信号レベルを有する電気信号を画素ユニット毎の画素値として出力する。各サンプルホールド回路２４２は、チャージアンプ２４１から出力される画素ユニット６１毎の画素値を所定のサンプリング周期でサンプリングする。Ａ／Ｄ変換器２４４は、マルチプレクサ２４３を介して順次供給されるサンプリングされた画素値をデジタル信号に変換してカセッテ制御部２６に供給する。
ステップＳ４３において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、信号処理部２４から順次供給される線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）毎の画素値を受信する。
ステップＳ４４において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、メモリ２６Ｂから欠陥マップを読み出して参照することにより欠陥画素を特定する。
ステップＳ４５において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、信号処理部２４から順次供給される画素値のうち欠陥画素の画素値を補正する。例えばＣＰＵ２６Ａは、欠陥画素の画素値を当該欠陥画素に隣接する正常画素の画素値を用いて欠陥画素の画素値を補正する。例えば、欠陥画素の画素値を当該欠陥画素に隣接する複数の正常画素の画素値の平均値で置換してもよい。なお、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、欠陥画素の画素値を次のステップＳ４６における判断の対象から除外すべく破棄してもよい。
ステップＳ４６において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、全部または一部の線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）の画素値の合算値が所定の閾値以上となったか否かを判断する。かかる判断によって、電子カセッテ１は、被写体を透過して電子カセッテ１に照射された放射線の累積線量が所定値に達したことを検出する。本ステップにおいて肯定判定がなされると、処理はステップＳ４７に移行される。
ステップＳ４７において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、電子カセッテ１に照射された放射線の累積線量が所定値以上となったことを示す線量検出信号を生成し、これをコンソール２３０に供給する。
コンソール２３０のＣＰＵ２３３は、この線量検出信号を受信すると、放射線の照射停止を指示する制御信号を放射線発生装置２１０に供給する。放射線発生装置２１０は、かかる制御信号を受信すると、放射線源２１１からの放射線の照射を停止させる。このように、線量検出用画素６０Ｂを用いて電子カセッテ１に照射された放射線の累積線量を検出することにより放射線源２１１からの放射線の照射停止のタイミングを制御する自動露出制御（ＡＥＣ）が実現される。
ステップＳ４８において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、撮影用画素６０Ａに蓄積された電荷の読み出しを行って放射線画像を生成する。具体的にはＣＰＵ２６Ａは、ゲート線ドライバ２３に制御信号を供給する。ゲート線ドライバ２３は、この制御信号に基づいてゲート配線２１の各ラインＧ１〜Ｇｎに対して順次ハイレベルのゲート信号を出力する。これにより、ゲート配線２１の各ラインＧ１〜Ｇｎに接続された各ＴＦＴ４０が順次にオン状態となり、各撮影用画素６０Ａのキャパシタ５０に蓄積された電荷が各信号配線２２に読み出される。読み出された電荷は、信号処理部２４でデジタル信号に変換されてＣＰＵ２６Ａに供給される。
ステップＳ４９においてＣＰＵ２６Ａは、信号処理部２４から供給された撮影用画素６０Ａの各々の画素値に基づいて画像データを生成し、これを画像メモリ２５に記憶する。
ステップＳ５０において、ＣＰＵ２６Ａは、画像メモリ２５に記憶された画像データを読み出し、読み出した画像データを無線通信部２７を介してコンソール２３０に送信する。以上の各処理を経ることにより本ルーチンが終了する。
コンソール２３０では、電子カセッテ１から供給された画像データをＨＤＤ２３６に記憶し、この画像データにより示される放射線画像をディスプレイ２３１に表示させる。また、コンソール２３０は、この画像データを病院内ネットワーク１１０を介してＲＩＳサーバ１０４へ送信する。なお、ＲＩＳサーバ１０４へ送信された画像データはデータベース１０４Ａに格納される。
このように、本実施形態に係る電子カセッテ１では、上記の欠陥マップ生成処理において生成された欠陥マップに基づいて、線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）の各々について欠陥の有無が判定され、欠陥画素における画素値が隣接する正常画素における画素値を用いて補正される。これにより、欠陥画素における異常な画素値に基づいて自動露光制御（ＡＥＣ）が行われることが防止される。従って、常に適切な露光量によって放射線画像の撮影を行うことができる。
［第２の実施形態］
以下に、本発明の第２の実施形態に係る画素値取得処理について説明する。上記の第１の実施形態に係る画素値取得処理は、線量検出用画素６０Ｂの画素値のみを取得するものであったが、本実施形態に係る画素値取得処理では、線量検出用画素６０Ｂの画素値に加えて撮影用画素６０Ａの画素値も取得する。
図１４は、第２の実施形態に係る画素値取得プログラムにおける処理の流れを示すフローチャートである。この画素値取得処理プログラムは、カセッテ制御部２６の記憶部２６Ｃの所定領域に予め記憶されている。
図１５は、本実施形態に係る画素値取得処理プログラムに従って動作する電子カセッテ１の各構成部の動作を示すタイミングチャートである。図１５には、放射線の照射タイミング、ゲート配線２１の各ラインＧ１、Ｇ２、Ｇ３、・・・、Ｇｎに供給されるゲート信号のタイミング、チャージアンプ２４１の動作タイミング、サンプルホールド回路２４２におけるサンプリングのタイミングが示されている。
ステップＳ６１においてカセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、上記した第１の実施形態に係る画素値取得処理（図９参照）のステップＳ１１〜Ｓ２５における処理を実行する。これにより、互いに異なる電荷蓄積期間におけるチャージアンプの出力値に基づく第１の検出値ＰＤ１と第２の検出値ＰＤ２との差分値が線量検出用画素６０Ｂ（画素ユニット６１）の画素値ＰＤとして取得される。なお、放射線の照射が開始された後、ゲート配線２１の各ラインＧ１〜Ｇｎに接続されたＴＦＴ４０はオフ状態とされ、放射線の照射に伴って撮影用画素６０Ａで発生した電荷は画素内のキャパシタ５０に蓄積される。すなわち、撮影用画素６０Ａで発生した電荷は、このタイミングではチャージアンプ２４１には供給されないようになっている。
ステップＳ６２において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、放射線源２１１からの放射線の照射停止の指示待ちを行う。放射線の照射停止の指示は、例えば、コンソール２３０から通知される。なお、本ステップにおいて、放射線の照射が開始されてから所定時間が経過した否かを判断することにより、放射線の照射停止を判断することとしてもよい。
放射線源２１１から放射線の照射が停止した後、ステップＳ６３においてカセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、チャージアンプ２４１のリセットを行うべく、各チャージアンプ２４１のリセットスイッチ２４１Ｃに制御信号を供給する。各チャージアンプ２４１のリセットスイッチ２４１Ｃは、この制御信号に基づいてオン状態に駆動される。これにより、各チャージアンプ２４１のキャパシタ２４１Ｂに蓄積された電荷が放電され、各チャージアンプ２４１がリセットされる。
ステップＳ６４において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、各撮影用画素６０Ａにおいて発生した電荷の読み出しを行うべく、ゲート線ドライバ２３および各チャージアンプ２４１のリセットスイッチ２４１Ｃに制御信号を供給する。各チャージアンプ２４１のリセットスイッチ２４１Ｃは、この制御信号に基づいてオフ状態に駆動される。これにより、各チャージアンプ２４１のキャパシタ２４１Ｂに電荷蓄積を行うことが可能な状態となる。一方、ゲート線ドライバ２３は、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａから供給される制御信号に基づいて、ゲート配線２１のラインＧ１にハイレベルのゲート信号を供給する。これにより、ゲート配線２１のラインＧ１に接続された各ＴＦＴ４０がオン状態となり、各ＴＦＴ４０に接続された撮影用画素６０Ａのキャパシタ５０に蓄積された電荷が各信号配線２２に読み出され、各チャージアンプ２４１のキャパシタ２４１Ｂに蓄積される。
各チャージアンプ２４１への電荷蓄積が行われた後、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、各サンプルホールド回路２４２に制御信号を供給する。各サンプルホールド回路２４２は、この制御信号に基づいて、各チャージアンプ２４１が各撮影用画素６０Ａにて発生した電荷を蓄積している期間内における所定のタイミングｓｐ１１でチャージアンプ２４１の出力値を撮影用画素６０Ａの画素値Ｐｉとしてサンプリングする。各サンプルホールド回路２４２によってサンプリングされた各撮影用画素６０Ａの画素値は、マルチプレクサ２４３を介してＡ／Ｄ変換器２４４に順次供給され、デジタル化される。カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、デジタル化された各撮影用画素６０Ａの画素値Ｐｉをメモリ２６Ｂに格納する。
ステップＳ６５において、カセッテ制御部２６のＣＰＵ２６Ａは、ゲート配線２１のラインＧ１〜Ｇｎに接続された全ての撮影用画素６０Ａについて画素値の取得が完了したか否かを判断する。ＣＰＵ２６Ａは、全ての撮影用画素６０Ａについて画素値の取得が完了していないと判断した場合には、処理をステップＳ６３に戻す。ゲート配線２１のラインＧ１〜Ｇｎに接続された全ての撮影用画素６０Ａについて画素値の取得が完了するまでステップＳ６３およびＳ６４の処理が繰り返される。すなわち、ゲート配線２１のラインＧ１〜Ｇｎに接続されたＴＦＴ４０は順次オン状態とされ、各撮影用画素６０Ａのキャパシタ５０に蓄積された電荷が順次読み出され、チャージアンプ２４１の各蓄積期間内における所定のタイミングｓｐ１１、ｓｐ１２、ｓｐ１３、・・・、ｓｐ１ｎで、各ラインＧ１〜Ｇｎに接続された撮影用画素６０Ａの各々の画素値Ｐｉがサンプリングされ、メモリ２６Ｂに格納される。ステップＳ６５において、ＣＰＵ２６Ａは、全ての撮影用画素６０について補正用データの取得が完了したと判断した場合には、本ルーチンが終了する。
このように、本発明の実施形態に係る画素値取得処理では、撮影用画素６０Ａで発生した電荷を画素内のキャパシタ５０に蓄積している期間内において、線量検出用画素６０Ｂで発生した電荷をチャージアンプ２４１のキャパシタ２４１Ｂに蓄積させる。このように撮影用画素６０Ａで発生した電荷の蓄積期間と、線量検出用画素６０Ｂで発生した電荷の蓄積期間とをオーバーラップさせ、チャージアンプ２４１および撮影用画素６０Ａの画素内に蓄積された電荷を順次処理することによって線量検出用画素６０Ｂおよび撮影用画素６０Ａの各々についての画素値を順次取得するようにしたので、撮影用画素６０Ａおよび線量検出用画素６０Ｂの各々について別箇の処理ルーチンでこれらの画素値を取得する場合と比較して、画素値の取得に費やす時間を大幅に短くすることができる。
また、線量検出用画素６０Ｂについては、上記の第１の実施形態の場合と同様、ＴＦＴ４０がオフ状態の下で、第１の蓄積期間ｔ１におけるチャージアンプ２４１の出力値に基づいて取得された第１の検出値ＰＤ１と、第２の蓄積期間ｔ２におけるチャージアンプ２４１の出力値に基づいて取得された第２の検出値ＰＤ２と差分値から画素値ＰＤが取得される。これにより、撮影用画素６０Ａにおいて発生した電荷に基づく信号成分やオフセット成分ｅ２が除去された正確な画素値ＰＤを得ることができる。
なお、上記の実施形態では、同一の信号配線２２に接続された複数の線量検出用画素６０Ｂによって画素ユニット６１を構成し、画素ユニット６１毎の画素値を取得する場合を例示したが、１本の信号配線２２上に接続される線量検出用画素６０Ｂを１つのみとすることにより、１画素毎に画素値を取得するように構成してもよい。
また、上記の実施形態では、線量検出用画素６０Ｂを構成するセンサ１３Ｂを信号配線２２に直接接続する構成を例示したが、撮影用画素６０Ａと同様、センサ１３ＢにＴＦＴを接続してセンサ１３Ｂからの電荷の読み出しタイミングをゲート信号によって制御することができるように構成することも可能である。この場合、撮影用画素６０Ａ内のＴＦＴ４０を駆動するためのゲート配線２１と、線量検出用画素６０Ｂ内のＴＦＴを駆動するためのゲート配線とを別系統として、これらの画素６０Ａおよび６０Ｂから独立に電荷の読み出しを行うことができるように構成することが好ましい。また、上記の実施形態では、撮影用画素６０Ａおよび線量検出用画素６０Ｂを共通の信号配線２３に接続した構成を例示したが、撮影用画素６０Ａに接続される信号配線と、線量検出用画素６０Ｂに接続される信号配線とを別系統とすることも可能である。
また、上記の各実施形態では、第１の検出値ＰＤ１および第２の検出値ＰＤ２を取得するために、チャージアンプ２４１の出力値をそれぞれ１回ずつサンプリングする場合を例示したが、第１の検出値ＰＤ１および第２の検出値ＰＤ２の各々の取得に際し、相関二重サンプリング（CDS: correlated double sampling)を実施してもよい。相関二重サンプリングとは、チャージアンプの読み出しノイズを除去して信号値のみを抽出することを目的として、チャージアンプの出力値を２回サンプリングし、各サンプリング値の差分値を取得する手法である。
また、上記の各実施形態では、放射線を１回だけ照射し、放射線の照射期間内に第１の蓄積期間ｔ１および第２の蓄積期間ｔ２を設けることとしたが、放射線を２回照射し、各放射線の照射期間内において互いに異なる蓄積期間を設定して第１の検出値ＰＤ１および第２の検出値ＰＤ２を取得してもよい。
また、上記の実施形態では、図６に示すように、線量検出用画素６０Ｂを構成するセンサ１３Ｂの面積が、撮影用画素６０Ａを構成するセンサ１３Ａの面積よりも小さい場合を例示したが、センサ１３Ａおよび１３Ｂの面積は同一であってもよい。
また、上記の実施形態では、撮影用画素６０Ａおよび線量検出用画素６０Ｂを構成するセンサ１３Ａおよび１３Ｂが、シンチレータ３０で発生した光を受光することにより電荷を発生させる有機光電変換材料を含んで構成されてい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、センサ１３Ａおよび１３Ｂとして有機光電変換材料を含まずに構成されたものを適用する形態としてもよい。例えば、センサ１３Ａおよび１３Ｂにアモルファスセレン等の半導体を使用し、放射線を電荷に直接変換する形態としてもよい。
また、上記の実施形態では、電子カセッテ１とコンソール２３０との間、放射線発生装置２１００とコンソール２３０との間で、無線にて通信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、これらの少なくとも一方を有線にて通信を行う形態としてもよい。
また、上記の実施形態では、線量検出用画素６０Ｂを自動露出制御（ＡＥＣ）に使用する場合を例示したが、放射線源２１１からの放射線の照射開始を検出するために使用することも可能である。これにより、電子カセッテ１は、外部装置から放射線の照射開始を指示する指示情報を受信しなくても自ら放射線の照射開始を検出することが可能となる。
また、上記実施の形態では、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線等の他の放射線を適用する形態としてもよい。
１、２ 電子カセッテ
１０、１０ａ 放射線検出器
１３Ａ、１３Ｂ センサ
２０ ＴＦＴ基板
２１ ゲート配線
２２ 信号配線
２３ ゲート線ドライバ
２４ 信号処理部
２６ カセッテ制御部
２６Ａ ＣＰＵ
２６Ｂ メモリ
３０ シンチレータ
４０ ＴＦＴ
５０ キャパシタ
６０Ａ 撮影用画素
６０Ｂ 線量検出用画素
２１０ 放射線発生装置
２１１ 放射線源
２３０ コンソール

Claims (11)

  1. 照射された放射線の線量に応じた量の電荷を発生する線量検出用画素と、
    前記線量検出用画素から信号配線を介して供給される電荷を蓄積し、蓄積した電荷量に応じた信号レベルの出力信号を出力するチャージアンプと、
    前記線量検出用画素において発生した電荷の前記チャージアンプへの蓄積が開始されてから第１の蓄積期間の経過時点における前記チャージアンプの出力値を第１の検出値として取得し、前記線量検出用画素において発生した電荷の前記チャージアンプへの蓄積が開始されてから前記第１の蓄積期間とは異なる第２の蓄積期間の経過時点における前記チャージアンプの出力値を第２の検出値として取得する取得手段と、
    前記第１の検出値と前記第２の検出値との差分値を前記線量検出用画素の画素値として導出する導出手段と、
    を含む放射線画像撮影装置。
  2. 前記線量検出用画素は、前記信号配線に直接接続されている請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
  3. 前記チャージアンプは、オン状態で前記チャージアンプにおける蓄積電荷を放電し、オフ状態で前記チャージアンプにおける電荷の蓄積を開始させるリセットスイッチを含み、
    前記取得手段は、前記リセットスイッチがオフ状態となった時点を起点として前記第１の蓄積期間および前記第２の蓄積期間の各々の経過時点を特定する請求項１または２に記載の放射線画像撮影装置。
  4. 前記取得手段は、前記第１の検出値の取得後に前記リセットスイッチをオン状態とし、その後前記リセットスイッチをオフ状態として前記第２の検出値を取得する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  5. 前記導出手段によって導出された前記線量検出用画素の画素値に基づいて、当該線量検出用画素について欠陥の有無を判定する判定手段と、
    前記判定手段における判定結果を当該線量検出用画素の配置を示す配置情報に対応付けた欠陥マップを生成する欠陥マップ生成手段と、を更に含む請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  6. 照射された放射線の線量に応じた量の電荷を発生するセンサと、前記センサで発生した電荷を蓄積するためのキャパシタと、前記キャパシタと前記信号配線との間に接続されたスイッチング素子と、を含む放射線画像を撮影するための撮影用画素と、
    前記スイッチング素子のオンオフを制御する制御手段と、を更に含み、
    前記制御手段は、前記チャージアンプが前記線量検出用画素において発生した電荷を蓄積している期間において、前記スイッチング素子をオフ状態として前記撮影用画素において発生した電荷の前記チャージアンプへの供給を停止させる請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  7. 前記制御手段は、前記取得手段が前記第１の検出値および前記第２の検出値を取得した後に、前記スイッチング素子をオン状態にして前記撮影用画素において発生した電荷を前記チャージアンプに供給し、
    前記取得手段は、前記撮影用画素において発生した電荷を蓄積している期間における前記チャージアンプの出力値を前記撮影用画素の画素値として取得する請求項６に記載の放射線画像撮影装置。
  8. 前記線量検出用画素のサイズは、前記撮影用画素のサイズよりも小さい請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  9. 前記信号配線には複数の線量検出画素が接続されており、前記複数の線量検出用画素の各々において発生した電荷は前記信号配線上で合流されて前記チャージアンプに供給される請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  10. コンピュータを、
    請求項１乃至９のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置における前記取得手段および前記導出手段として機能させるためのプログラム。
  11. 照射された放射線の線量に応じた量の電荷を発生する線量検出用画素と、前記線量検出用画素から信号配線を介して供給される電荷を蓄積し、蓄積した電荷量に応じた信号レベルの出力信号を出力するチャージアンプと、を含む放射線画像撮影装置における前記線量検出用画素の画素値を取得する画素値取得方法であって、
    前記線量検出用画素において発生した電荷の前記チャージアンプへの蓄積が開始されてから第１の蓄積期間の経過時点における前記チャージアンプの出力値を第１の検出値として取得するステップと、
    前記線量検出用画素において発生した電荷の前記チャージアンプへの蓄積が開始されてから前記第１の蓄積期間とは異なる第２の蓄積期間の経過時点における前記チャージアンプの出力値を第２の検出値として取得するステップと、
    前記第１の検出値と前記第２の検出値との差分値を前記線量検出用画素の画素値として導出するステップと、
    を含む画素値取得方法。
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