JP6289034B2

JP6289034B2 - 放射線撮像システム及び放射線撮像方法

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Publication number: JP6289034B2
Application number: JP2013225502A
Authority: JP
Inventors: 光田中
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Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2018-03-07
Anticipated expiration: 2033-10-30
Also published as: JP2015084922A

Description

本発明は、放射線画像を撮像して表示する放射線撮像システム及び放射線撮像方法に関するものであり、特に放射線撮影装置と放射線発生部との同期を行わずに放射線画像を撮像することができる放射線撮像システム及び放射線撮像方法に関するものである。

近年、医療におけるＸ線画像などの放射線画像のデジタル化が進んでいる。放射線画像をデジタル化することで、例えば、撮像した放射線画像を表示部ですぐに確認することができる。２次元のマトリクス状に配列された複数の放射線検出素子により放射線を電気信号に変換して画像を形成する放射線撮像装置が実用化され、急速に普及している。

放射線撮像装置は、例えば固体光検出素子と放射線を可視光に変換するシンチレータとを積層した微小な放射線検出器（センサ）を２次元マトリクス状に配置している。放射線検出器（センサ）を構成する素子は、照射された放射線を、照射量に応じた電気信号（電荷）に変換する。放射線撮像装置は、一般に光電変換素子に印加する電圧を制御することによって、放射線の照射によって生じた電荷を素子内部に蓄積することができる。その後、別の電圧に制御することによって素子から電荷を読み出し、蓄積された電荷に応じて放射線画像が形成される。

例えば、特許文献１に記載の放射線撮像システムのように、放射線発生部と放射線撮像装置との間で、相互に同期信号をやり取りすることによって、放射線照射と撮像のタイミングを同期させるシステムが提案されている。また、特許文献２で提案されている放射線撮像システムにおいては、放射線撮像装置に対して放射線が照射された際に放射線撮像装置内部で生じる電流の変化を検出することで、放射線の照射タイミングを検出している。この照射タイミングをトリガとして放射線撮像を開始することにより、放射線の照射と撮像タイミングとの同期をとることができる。

特許４６８４７４７特開平１１−１５５８４７

放射線発生部と放射線撮像装置が同期されていない放射線撮像システムの場合、放射線発生部は放射線撮像装置の状態に拘わらず放射線を発生させることができる。しかしながら、放射線撮像装置の準備ができていない状態で放射線が照射された場合、照射された放射線により放射線撮像装置に残留した電荷等の影響により、放射線画像の画質を劣化させることがある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、放射線撮像装置の準備ができていない状態で放射線が照射された際に生じる放射線撮像装置の不具合を防止する放射線撮像システム及び放射線撮像方法を提供することを目的としている。

本発明の目的を達成するため、放射線の照射を検知する照射検知部を有し、放射線に基づく放射線画像を撮像する放射線撮像装置と、前記放射線撮像装置を制御する制御部とを備えた放射線撮像システムであって、前記放射線撮像装置における光電変換素子の電荷を掃き出すリフレッシュ動作からの経過時間に応じて設定される撮像準備状態（撮像準備期間）において、前記照射検知部が放射線の照射を検知した場合、前記制御部は前記放射線撮像装置における光電変換素子に対してリフレッシュ動作を行なわせる。

本発明によれば、放射線撮像装置の準備ができていない状態で放射線が照射された際に生じる放射線撮像装置の不具合を防止することができる。

第１の実施形態における放射線撮像システムの構成図。第１の実施形態における放射線撮像装置の構成図。第１の実施形態における放射線撮像装置内のセンサを示す図。第１の実施形態における放射線撮像装置の状態遷移図。第１の実施形態における放射線撮像システムのシーケンス。第２および第３の実施形態における放射線撮像システムの構成図。第２の実施形態における放射線撮像装置の状態遷移図。第２の実施形態における放射線撮像システムのシーケンス。第３の実施形態における放射線撮像装置の状態遷移図。第３の実施形態における放射線撮像システムのシーケンス。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、放射線撮像システム１００の構成図である。

放射線撮像システム１００は、放射線を発生させる放射線発生部１５０と、放射線発生部１５０による放射線発生を制御する放射線制御部１５２と、放射線発生部１５０から発生された放射線を検出して放射線画像を撮像する放射線撮像装置１０２と、放射線撮像装置１０２を制御する制御部１０８と、放射線画像を表示する表示部１１０と、放射線画像を記憶する記憶部１１２とで構成される。

放射線を発生させる放射線発生部１５０は、放射線を発生するものであり、放射線を照射する放射線管及び放射線の照射領域を制限するための絞り等を備えている。放射線制御部１５２は、放射線発生部１５０による放射線発生タイミングを制御する。放射線制御部１５２は、例えば、放射線発生スイッチ（図示しない。）を備えており、操作者は放射線発生スイッチを押すことにより、放射線発生部１５０から放射線を発生させることができる。また、放射線制御部１５２は、放射線発生部１５０から発生される放射線に関する管電圧、管電流を調整することができる。

放射線撮像装置１０２は、放射線を検出するセンサ（図示しない。）を有し、放射線発生部１５０から発生された放射線を検出して放射線画像を撮像することができる機能を有している。また、放射線撮像装置１０２は、放射線発生部１５０から発生された放射線の照射を検知する照射検知部１０４と、放射線撮像装置１０２の状態を管理する状態管理部１０６とで構成される。

照射検知部１０４は、放射線発生部１５０から発生された放射線の照射を検知する。具体的には、照射検知部１０４は、放射線撮像装置１０２における光電変換素子の電荷、電流量などの情報に基づいて放射線の照射の有無を検知する。放射線撮像装置１０２が撮像可能状態で放射線照射を検知した場合、放射線撮像装置１０２は撮像処理を実施して、放射線画像を生成する。表示部１１０は、放射線画像を表示することができる。放射線撮像装置１０２が撮像準備状態（放射線撮像装置１０２が撮像可能状態ではない状態）で放射線照射を検知した場合、放射線撮像装置１０２は制御部１０８に対して放射線撮像装置１０２が撮像準備状態で放射線を検出したことを通知する。表示部１１０は、照射検知部１０４が撮像準備状態で放射線を検出したことを表示することができる。記憶部１１２は、照射検知部１０４が撮像準備状態で放射線を検出したことを放射線画像又は時間情報とともに記憶することができる。撮像準備状態で放射線を検出した放射線画像は、エラー画像として記憶部１１２に記憶される。

状態管理部１０６は、放射線撮像装置１０２の状態変更を行なう。放射線撮像装置１０２には、主に、初期化状態、撮像準備状態、撮像可能状態、撮像中状態の状態がある。状態管理部１０６は、これらの状態の変更を行なうことができる。詳細は後述する。

制御部１０８は、例えば、操作部（図示しない。）からの操作、若しくは、放射線線撮像装置１０２から出力される情報に基づいて放射線撮像装置１０２を制御する。また、制御部１０８は、放射線画像を表示する表示部１１０と、放射線画像を記憶する記憶部１１２を制御することもできる。

また、制御部１０８は、状態管理部１０６に対し状態制御指示を行い、放射線撮像装置１０２の状態を変更する。放射線撮像装置１０２が撮像準備を開始する場合、制御部１０８は状態管理部１０６に対して撮像準備開始指示を行なう。放射線撮像装置１０２が撮像準備状態で照射検知部１０４から照射検知の通知を受けた場合、制御部１０８は放射線撮像装置１０２の状態変更を行なう状態管理部１０６に対して準備停止指示を行なう。

図２は、放射線撮像装置１０２の構成図を示している。放射線撮像装置１０２は、主に、放射線撮像装置内のセンサを駆動するセンサ駆動回路１１４と、放射線の照射を検知する照射検知部１０４と、放射線撮像装置１０２を制御するＭＰＵ１１６で構成される。なお、ＭＰＵ１１６は制御回路として置き換えて表現することができる。

図３は、放射線撮像撮像１０２内のセンサの一例を示している。

２次元撮像素子１２０は、ｍ行×ｎ列のマトリクス状に配列された複数の画素からなる。２次元撮像素子１２０は、例えばｍ＝２８００、ｎ＝２８００のように多くの画素を有している。各画素は放射線を光電変換素子が感知可能な波長帯域の光に変換する蛍光体と、光電変換素子およびスイッチ素子とからなる。

光電変換素子は、入射した放射線の量に応じて電荷を生成し蓄積する。被写体を透過した放射線は、被写体内部の骨や内臓と言った構造物や病巣などによって異なる放射線透過量に依存して分布を持つ。これらの構造が電荷の分布に変換されて光電変換素子に蓄積されることになる。光電変換素子としては、ＣＣＤの他、アモルファスシリコンやポリシリコンを用いた各種素子が知られている。本実施形態では、光電変換素子として、ガラス基板等の絶縁性基板上に配置されアモルファスシリコンを主材料とするＭＩＳ型フォトダイオードを用いるが、ＰＩＮ型フォトダイオードを用いてもよい。また、放射線を直接電荷に変換する直接型の変換素子も好適に用いることができる。

スイッチ素子としては、制御端子と２つの主端子を有するトランジスタが好適に用いられ、本実施形態では薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いている。

２次元センサアレイ１２０上のある行上の画素は、センサ駆動回路１１４により全画素同時にアドレシングされ、行上の各画素の電荷はサンプルホールド回路１１８に保持される。その後、保持された画素出力の電荷はマルチプレクサ１１６を介して順次読出され、アンプ１２４により増幅された後、Ａ／Ｄ変換器１２６によりデジタル値に変換される。

各行の走査が終了する毎に、センサ駆動回路１１４が順次センサアレイ１２０上の次の各行をドライブして走査を行い、最終的に全ての画素出力の電荷がデジタル値に変換される。このようにして、放射線画像の画像データが制御部１０８に読み出される。なお、電源１２２は、各構成要素に電源を供給する。

電源１２２は、バイアス配線を通じて光電変換素子のＧ電極にバイアス電圧を供給するとともに、バイアス配線に供給した電流量の変化を含む電流情報を出力する。電流情報は、照射検知部１０４に送られる。照射検知部１０４は、放射線照射中に生じる電流量の変化を捉えることで放射線の照射を検知する。そして、照射検知部１０４は、制御部１０８に照射検知情報を出力する。

図４は、第１の実施形態における放射線撮像装置１０２の状態遷移図の一例を示している。放射線撮像装置１０２には、主に、初期化状態、撮像準備状態、撮像可能状態、撮像中状態の状態がある。

ステップＳ２０１は、放射線撮像装置１０２が初期化状態であることを示している。初期化状態とは、放射線撮像装置１０２のセンサアレイ１２０上の光電変換素子を初期化した状態である。すなわち、初期化状態は、光電変換素子の電極への電圧印加が停止された状態であり、いわゆるスリープ状態である。制御部１０８が準備開始指示を放射線撮像装置１０２に通知することにより、ステップＳ２０２へと遷移する。

ステップＳ２０２は、放射線撮像装置１０２が撮像準備状態であることを示している。撮像準備状態は、センサ駆動回路１１４による撮像駆動を実施し、撮像駆動開始から所定時間経過している状態である。撮像準備状態は、例えば１０秒間に設定される。制御部１０８は、撮像駆動開始から所定時間を任意に設定することができる。

具体的には、撮像準備状態は、放射線撮像装置１０２における光電変換素子の空読み動作が行われる状態である。空読み動作とは、先頭行（ｙ＝０）から最終行（ｙ＝ｍ）まで順番にスイッチ素子をＯＮにして導通させる駆動であり、光電変換素子内に生じた暗電流による電荷を除去するために行われる。空読み動作は、放射線撮影を行なう前の準備段階であるアイドリング期間に複数回、繰り返し読み出し動作を行なう動作であり、放射線画像を有さない画像データを読み出す動作である。空読み動作は、撮像可能状態になるまでの所定時間、一定の周期で繰り返される。制御部１０８は、放射線撮像装置１０２が撮像可能状態になるまでの所定時間を任意に設定することができる。

そして、撮像の準備が完了するとステップＳ２０３へと遷移する。また、制御部１０８の準備停止指示によりステップＳ２０１へと遷移することもできる。

ステップＳ２０３は、放射線撮像装置１０２が撮像可能状態であることを示している。撮像可能状態は、センサ駆動回路１１４による撮像駆動を実施し、撮像駆動開始から所定時間経過している状態である。撮像可能状態は、放射線撮像装置１０２における光電変換素子の空読み動作が所定時間行われた状態であり、放射線の撮像を行なうことができる状態である。

撮像可能状態において、放射線が照射されると、光電変換素子から読み出される電荷が増大する。照射検知部１０４は、光電変換素子における電流量の変化を観測することで放射線の照射が開始されたことを検知することができる。照射検知部１０４は、例えば、電流量が所定の閾値を超えた場合、放射線の照射を検知する。また、照射検知部１０４は、光電変換素子における電荷の総量に基づいて放射線の照射を検知してもよい。

実際に撮像開始するとステップＳ２０４へと遷移する。ステップＳ２０４は、放射線撮像装置１０２が撮像中状態であることを示している。放射線撮像装置１０２が撮像可能状態である時に照射検知部１０４による放射線の照射開始が判定されると、その時点で空読み動作は停止される。電荷を蓄積する動作に移行して、撮像中状態となる。蓄積中は全てのスイッチ素子がＯＦＦとなる。所定の時間が経過して蓄積が終了すると、本読みに移行する。本読みは先頭行（ｙ＝０）から最終行（ｙ＝ｍ）まで順番にスイッチ素子をＯＮにすることで行われる。このように、放射線撮像装置１０２が撮像可能状態で放射線照射を検知した場合、撮像処理を実施して、放射線画像を生成する。表示部１１０は、放射線画像を表示することができる。

図５は、第１の実施形態に係わる放射線撮像システム１００において、制御部１０８から放射線撮像装置１０２の状態管理部１０６に準備開始指示を出した後のシーケンスである。

撮像準備を開始するために、ステップＳ２１１において、制御部１０８は状態管理部１０６に対して準備開始指示を出す。制御部１０８からの準備開始指示に基づいて、ステップＳ２１２のように、状態管理部１０６は、放射線撮像装置１０２に撮像準備を開始させる。撮像準備状態において、放射線撮像装置１０２におけるセンサ駆動回路１１４は撮像駆動を実施し、撮像駆動開始から所定時間待機する。このとき、放射線撮像装置１０２における光電変換素子は空読み動作を行なう。

放射線撮像装置１０２において撮像準備が完了すると、ステップＳ２１３のように状態管理部１０６から制御部１０８に対して準備完了通知を通知する。放射線撮像装置１０２が準備完了した後、照射検知部１０４は、放射線発生部１５０から発生された放射線の照射を検知した場合、放射線撮像装置１０２は、照射された放射線に基づく撮像処理を実施して、放射線画像を生成する。生成された放射線画像は、制御部１０８を介して読み出される。そして、読み出された放射線画像は表示部１１０に表示される。

生成された放射線画像を読み出しが終了したら、制御部１０８は放射線撮像装置１０２に対してリフレッシュ動作を行わせる。リフレッシュ動作は、光電変換素子で発生した正電荷及び負電荷のうち、光電変換素子内に残留した一方の電荷を消去する動作である。リフレッシュ動作時には、所定のバイアス電圧が印加され、光電変換素子内に残留した一方の電荷が消去される。電源１２２は、光電変換素子の一方の電極にスイッチ素子を介してリフレッシュ用電圧を与える。この動作を行単位で順次行なうことにより全画素の光電変換素子がリフレッシュされる。次に、元のバイアス電圧に戻すことにより、リフレッシュ動作が完了する。このようにして、光電変換素子は光に対する感度を回復する。

リフレッシュ動作が終了したら、撮像準備を開始するために、ステップＳ２１４において、制御部１０８は状態管理部１０６に対して準備開始指示を出す。ステップＳ２１５のように、状態管理部１０６は、放射線撮像装置１０２における撮像準備を開始させる。このように、リフレッシュ動作後の所定期間は放射線の照射を許可しない撮像準備状態（撮像準備期間）として放射線撮像装置１０２において空読みが行われる。Ｓ２１５はＳ２１２と同様である。

そして、ステップＳ２１５で撮像準備期間中に、照射検知部１０４がステップＳ２１６のように放射線を検知した場合、照射検知部１０４は、ステップＳ２１７のように制御部１０８に対して照射検知を通知する。

制御部１０８は、撮像準備期間中に照射検知を受けた場合、ステップＳ２１８のように、状態管理部１０６に対して準備停止指示を行なう。状態管理部１０６は、放射線撮像装置１０２に対して撮像準備を停止させる。

そして、放射線撮像装置１０２が初期化状態となる。放射線撮像装置１０２のセンサアレイ１２０上の光電変換素子が初期化される。そして、制御部１０８は、状態管理部１０６を介して放射線撮像装置１０２に対してリフレッシュ動作を行わせる。リフレッシュ動作は、光電変換素子で発生した正電荷及び負電荷のうち、光電変換素子内に残留した一方の電荷を消去する動作である。

つまり、放射線撮像装置１０２における光電変換素子のリフレッシュ動作からの経過時間に応じて設定される撮像準備状態（撮像準備期間）において、照射検知部１０４が放射線の照射を検知した場合、制御部１０８は放射線撮像装置１０２における光電変換素子に対してリフレッシュ動作を行なう。

そして、リフレッシュ動作が終了したら、撮像準備を開始するために、ステップＳ２１９において、制御部１０８は状態管理部１０６に対して準備開始指示を出す。状態管理部１０６は、放射線撮像装置１０２に撮像準備を開始する。以降、同様のステップが繰り返される。

以上のように、撮像準備期間中の放射線照射を検知しても、制御部１０８は、状態管理部１０６を介して、放射線撮像装置１０２における光電変換素子に対してリフレッシュ動作を行なうことができる。例えば、残像などによる画質劣化を防止することができる。

よって、本発明によれば、放射線撮像装置１０２における光電変換素子のリフレッシュ動作を行ない、リフレッシュ動作からの経過時間に応じて設定される撮像準備状態（撮像準備期間）において、放射線の照射を検知した場合、放射線撮像装置１０２における光電変換素子に対してリフレッシュ動作を行なう。言い換えれば、放射線撮像装置１０２が撮像駆動開始となる第１の状態（初期化状態）から所定時間内の第２の状態（撮像準備状態）において照射検知部１０４が放射線の照射を検知した場合、制御部１０８は放射線撮像装置１０２を第１の状態（初期化状態）にする。そのため、放射線撮像装置１０２の準備ができていない状態で放射線が照射された際に生じる放射線撮像装置１０２の不具合を防止することができる。

なお、放射線撮像装置１０２における光電変換素子が光に対する感度を維持するためには定期的にリフレッシュ動作を行なう必要がある。無照射状態であっても、光電変換素子の内部では温度やその他の影響によってランダムに電荷（暗電流）が発生する。こうしたランダムに発生する電荷の蓄積によっても光電変換素子の感度は徐々に失われていくため、制御部１０８は、無照射状態が所定時間以上継続した場合にもリフレッシュ動作を行ってもよい。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態と異なる点は、放射線撮像装置１０２の状態変更を行なう状態管理部１０６が照射通知部１０４から照射検知の通知を受け、照射検知部１０４の照射検知の通知に基づいて、放射線撮像装置１０２を制御する点である。図６は、本発明の第２の実施形態に係わる放射線撮像システム１００の構成図の一例である。

照射検知部１０４は、放射線の照射を検知する。放射線撮像装置１０２が撮像可能状態で放射線照射を検知した場合、放射線撮像装置１０２は撮像処理を実施する。放射線撮像装置１０２が撮像準備状態で放射線照射を検知した場合、照射検知部１０４は状態管理部１０６に対し照射検知の通知を行なう。

状態管理部１０６は、照射検知部１０４の照射検知の通知に基づいて、放射線撮像装置１０２の状態変更を行なう。放射線撮像装置１０２が撮像準備状態で、照射検知部１０４から照射検知の通知を受けた場合、状態管理部１０６は放射線撮像装置１０２を初期化状態にする。初期化状態とは、上述した通り、放射線撮像装置１０２のセンサアレイ１２０上の光電変換素子を初期化した状態である。

制御部１０８は、状態管理部１０６に対し状態制御指示を行い、放射線撮像装置１０２の状態を変更する。放射線撮像装置１０２が初期化状態で放射線撮像を開始する場合、制御部１０８は状態管理部１０６に対して準備開始指示を行なう。

図７は、第２の実施形態における放射線撮像装置１０２の状態遷移図の一例を示している。

ステップＳ３０１は、放射線撮像装置１０２が初期化状態であることを示している。制御部１０８が準備開始指示を放射線撮像装置１０２に通知することにより、ステップＳ３０２へと遷移する。

ステップＳ３０２は、放射線撮像装置１０２が撮像準備状態であることを示している。撮像準備状態は、センサ駆動回路１１４による撮像駆動を実施し、撮像駆動開始から所定時間経過している状態であり、光電変換素子の空読み動作が行われる状態である。

撮像の準備が完了するとステップＳ３０３へと遷移する。放射線撮像装置１０２が撮像準備状態である場合、照射検知部１０４の照射検知の通知によりステップＳ３０１へと遷移する。

ステップＳ３０３は、放射線撮像装置１０２が撮像可能状態であることを示している。実際に撮像開始するとステップＳ３０４へと遷移する。撮像可能状態は、センサ駆動回路１１４による撮像駆動を実施し、光電変換素子の空読み動作が所定時間行われた状態であり、放射線の撮像を行なうことができる状態である。

ステップＳ３０４は、放射線撮像装置１０２が撮像中状態であることを示している。ステップＳ３０４は、放射線撮像装置１０２が撮像中状態であることを示している。放射線撮像装置１０２が撮像可能状態である時に照射検知部１０４による放射線の照射開始が判定されると、その時点で空読み動作は停止される。電荷を蓄積する動作に移行して、撮像中状態となる。放射線撮像装置１０２が撮像可能状態で放射線照射を検知した場合、撮像処理を実施して、放射線画像を生成する。表示部１１０は、放射線画像を表示することができる。

図８は、第２の実施形態に係わる放射線撮像システム１００において、制御部１０８から放射線撮像装置１０２の状態管理部１０６に準備開始指示を出した後のシーケンスである。

撮像準備を開始するために、ステップＳ３１１で制御部１０８から状態管理部１０６に対し準備開始指示を出すと、ステップＳ３１２のように撮像準備を開始する。状態管理部１０６は、放射線撮像装置１０２における撮像準備を開始させる。撮像準備状態において、放射線撮像装置１０２におけるセンサ駆動回路１１４は撮像駆動を実施し、撮像駆動開始から所定時間待機する。このとき、放射線撮像装置１０２における光電変換素子は空読み動作を行なう。

放射線撮像装置１０２で撮像準備が完了すると、ステップＳ３１３のように状態管理部１０６から制御部１０８に対して準備完了通知を通知する。放射線撮像装置１０２が準備完了した後、照射検知部１０４は、放射線発生部１５０から発生された放射線の照射を検知した場合、放射線撮像装置１０２は、照射された放射線に基づく撮像処理を実施して、放射線画像を生成する。生成された放射線画像は、制御部１０８を介して読み出される。そして、読み出された放射線画像は表示部１１０に表示される。

生成された放射線画像を読み出しが終了したら、制御部１０８は放射線撮像装置１０２に対してリフレッシュ動作を行わせる。放射線撮像装置１０２のリフレッシュ動作が終了したら、撮像準備を開始するために、ステップＳ３１４において、制御部１０８は状態管理部１０６に対して準備開始指示を出す。ステップＳ３１５のように、状態管理部１０６は、放射線撮像装置１０２における撮像準備を開始させる。このように、リフレッシュ動作後の所定期間は放射線の照射を許可しない撮像準備期間として放射線撮像装置１０２において空読みが行われる。Ｓ３１５はＳ３１２と同様である。

そして、ステップＳ３１５で撮像準備期間中に、照射検知部１０４がステップＳ３１６のように放射線を検知した場合、照射検知部１０４は、ステップＳ３１７のように状態管理部１０６に対して照射検知を通知する。状態管理部１０６は照射検知の通知を受ける。状態管理部１０６は、放射線撮像装置１０２に対して撮像準備を停止させる。状態管理部１０６は、ステップＳ３１８で制御部１０８に対して準備停止通知を通知し、放射線撮像装置１０２が初期化状態（リフレッシュ動作）となる。放射線撮像装置１０２のセンサアレイ１２０上の光電変換素子が初期化される。

続いて、制御部１０８からステップＳ３１９のように準備開始指示をすることで、状態管理部１０６は再度撮像準備を行なう。以降、同様のステップが繰り返される。

以上のように、撮像準備期間中の放射線照射を検知しても、状態管理部１０６は放射線撮像装置１０２における光電変換素子に対してリフレッシュ動作を行なうことができる。例えば、残像などによる画質劣化を防止することができる。

よって、本発明によれば、放射線撮像装置１０２の準備ができていない状態で放射線が照射された際に生じる放射線撮像装置１０２の不具合を防止することができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる点は、放射線撮像装置１０２における撮像準備状態が所定時間を経過した場合、制御部１０８は放射線撮像装置１０２に対して撮像準備を停止させる点である。

第３の実施形態における放射線撮像システム１００の構成図は第２の実施形態と同様に図６で示される。

照射検知部１０４は、放射線の照射を検知する。放射線撮像装置１０２が撮像可能状態で放射線照射を検知した場合、放射線撮像装置１０２は撮像処理を実施する。放射線撮像装置１０２が撮像準備状態で放射線照射を検知した場合、状態管理部１０６に対し照射検知の通知を行なう。

状態管理部１０６は、放射線撮像装置１０２の状態変更を行なう。放射線撮像装置１０２が撮像準備状態で、状態管理部１０６が照射検知部１０４から照射検知の通知を受けた場合、放射線撮像装置１０２は撮像準備状態を維持しながら、撮像準備処理を再度実施する。

制御部１０８は、状態管理部１０６に対し状態制御指示を行い、放射線撮像装置１０２の状態を変更する。放射線撮像装置１０２が初期化状態で撮像を開始する場合、状態管理部１０６に対し準備開始指示を行い、準備開始指示をしてから所定時間経過しても応答が無い場合、制御部１０８は状態管理部１０６に対し準備停止指示をする。そして、放射線撮像装置１０２は、準備停止指示に基づいて撮像準備を停止する。

図９は、第３の実施形態における放射線撮像装置１０２の状態遷移図の一例を示している。

ステップＳ４０１は、放射線撮像装置１０２が初期化状態であることを示している。制御部１０８が準備開始指示を放射線撮像装置１０２に通知することにより、ステップＳ４０２へと遷移する。

ステップＳ４０２は、放射線撮像装置１０２が撮像準備状態であることを示している。撮像の準備が完了するとステップＳ４０３へと遷移する。照射検知部１０４の照射検知の通知により撮像準備状態をやり直すために、ステップＳ４０２の再度撮像準備状態へと遷移する。また、制御部１０８の準備停止指示によりステップＳ４０１へと遷移することもできる。

ステップＳ４０３は、放射線撮像装置１０２が撮像可能状態であることを示している。実際に撮像開始するとステップＳ４０４へと遷移する。

ステップＳ４０４は、放射線撮像装置１０２が撮像中状態であることを示している。ステップＳ４０４は、放射線撮像装置１０２が撮像中状態であることを示している。放射線撮像装置１０２が撮像可能状態である時に照射検知部１０４による放射線の照射開始が判定されると、その時点で空読み動作は停止される。電荷を蓄積する動作に移行して、撮像中状態となる。放射線撮像装置１０２が撮像可能状態で放射線照射を検知した場合、撮像処理を実施して、放射線画像を生成する。表示部１１０は、放射線画像を表示することができる。

図１０は、第３の実施形態に係わる放射線撮像システム１００において、制御部１０８から放射線撮像装置１０２の状態管理部１０６に準備開始指示を出した後のシーケンスである。

撮像準備を開始するために、ステップＳ４１１で制御部１０８から状態管理部１０６に対し準備開始指示を出すと、ステップＳ４１２のように撮像準備を開始する。放射線撮像装置１０２で撮像準備が完了すると、ステップＳ４１３のように状態管理部１０６から制御部１０８に対し準備完了通知を通知する。

撮像準備を開始するために、ステップＳ４１１で制御部１０８から状態管理部１０６に対し準備開始指示を出すと、ステップＳ４１２のように撮像準備を開始する。状態管理部１０６は、放射線撮像装置１０２における撮像準備を開始させる。

放射線撮像装置１０２で撮像準備が完了すると、ステップＳ４１３のように状態管理部１０６から制御部１０８に対し準備完了通知を通知する。放射線撮像装置１０２が準備完了した後、照射検知部１０４は、放射線発生部１５０から発生された放射線の照射を検知した場合、放射線撮像装置１０２は、照射された放射線に基づく撮像処理を実施して、放射線画像を生成する。

一方で、ステップＳ４１４で制御部１０８から状態管理部１０６に対し準備開始指示を出すと、ステップＳ４１５で撮像準備を実施する。ステップＳ４１５で撮像準備期間中に、照射検知部１０４でステップＳ４１６のように放射線を検知した場合、ステップＳ４１７のように状態管理部１０６に対して照射検知を通知する。状態管理部１０６は照射検知の通知を受け、ステップＳ４１８のように撮像準備を再度実施する。その後、放射線照射を検知した場合も同様に撮像準備を繰り返される。

ここで、ステップＳ４１９のように、制御部１０８がステップＳ４１４で準備開始指示をしてから所定時間が経過した場合、制御部１０８はステップＳ４２０のように状態管理部１０６に対して準備停止指示をする。

撮像準備状態は、センサ駆動回路１１４による撮像駆動を実施し、撮像駆動開始から所定時間経過している状態である。撮像準備状態は、例えば１０秒間に設定される。制御部１０８は、撮像準備状態が準備開始指示から所定時間（２０〜３０秒間）を超えた場合、状態管理部１０６に対して準備停止指示を行なう。つまり、制御部１０８は、空読み動作が所定時間（２０〜３０秒間）を超えた場合、状態管理部１０６に対して準備停止指示を行なう。

準備停止指示を受けた状態管理部１０６は撮像準備を停止し、放射線撮像装置１０２が初期化状態となる。つまり、放射線撮像装置１０２のセンサアレイ１２０上の光電変換素子の電極への電圧印加が停止される。放射線撮像装置１０２は、いわゆるスリープ状態でとなる。その後、ステップＳ４２１のように制御部１０８からの準備開始指示により、状態管理部１０６は再度撮像準備を開始する。

放射線撮像装置１０２が撮像準備状態で、照射検知部１０４が放射線の照射を検知した場合、放射線撮像装置１０２は撮像準備状態を延長する。そして、制御部１０８は、前記放射線撮像装置１０２が撮像準備開始から所定時間が経過した場合に、放射線撮像装置１０２を撮像準備状態から初期化状態へと状態遷移させる。

放射線撮像装置１０２の光電変換素子内に生成された電荷は空読みによって徐々に除去されていくが、除去しきれない電荷が蓄積される。この状態のまま、撮影が行われると、撮影によって発生した電荷に電荷の残留成分が重畳され、放射線撮影画像の画質を低下させる要因となる。

本実施形態では、撮像準備状態が所定時間を経過した場合、制御部１０８は放射線撮像装置１０２に対して撮像準備を停止する。すなわち、撮像準備状態が所定時間を経過した場合、制御部１０８は放射線撮像装置１０２を初期化状態（リフレッシュ動作）にすることにより、放射線撮影画像の画質を保つことができる。

１００放射線撮像システム
１０２放射線撮像装置
１０４照射検知部
１０６状態管理部
１０８制御部
１１０表示部
１５０放射線発生部
１５２放射線制御部

Claims

放射線の照射を検知する照射検知部を有し、放射線に基づく放射線画像を撮像する放射線撮像装置と、前記放射線撮像装置を制御する制御部とを備えた放射線撮像システムであって、
前記放射線撮像装置における光電変換素子のリフレッシュ動作からの経過時間に応じて設定される撮像準備状態において、前記照射検知部が放射線の照射を検知した場合、前記制御部は前記放射線撮像装置における光電変換素子に対してリフレッシュ動作を行なわせることを特徴とする放射線撮像システム。
前記撮像準備状態は、前記放射線撮像装置における光電変換素子の空読み動作が行われる状態であることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像システム。
前記撮像準備状態は、前記放射線撮像装置が撮像可能状態ではない状態であることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像システム。
前記放射線撮像装置における光電変換素子の空読み動作が行われ、前記放射線撮像装置が撮像可能状態で放射線照射を検知した場合、撮像処理を実施して、放射線画像を生成することを特徴とする請求項２及び３のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
前記放射線撮像装置の状態変更を行なう状態管理部を備え、前記照射検知部の照射検知の通知に基づいて、前記放射線撮像装置を制御することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像システム。
前記放射線撮像装置が前記撮像準備状態で前記照射検知部から照射検知の通知を受けた場合、前記制御部は前記放射線撮像装置の状態変更を行なう状態管理部に対して準備停止指示を行なうことを特徴とする請求項５に記載の放射線撮像システム。
前記放射線撮像装置における前記撮像準備状態が所定時間を経過した場合、前記制御部は前記放射線撮像装置に対して撮像準備を停止させ、前記放射線撮像装置を初期化状態にすることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像システム。
前記放射線撮像装置が前記撮像準備状態において、前記照射検知部が放射線の照射を検知した場合、前記放射線撮像装置は前記撮像準備状態から初期化状態へと状態遷移し、前記放射線撮像装置は前記制御部に対し状態遷移したことを通知することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像システム。
前記放射線撮像装置が前記撮像準備状態で、前記照射検知部が放射線の照射を検知した場合、前記放射線撮像装置は前記撮像準備状態を延長し、前記制御部は、前記放射線撮像装置が撮像準備開始から所定時間が経過した場合に、前記放射線撮像装置を前記撮像準備状態から初期化状態へと状態遷移させることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像システム。
前記照射検知部が前記撮像準備状態で放射線を検出したことを表示する表示部を備えることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像システム。
前記照射検知部が前記撮像準備状態で放射線を検出したことを放射線画像又は時間情報とともに記憶する記憶部を備えることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像システム。
放射線の照射を検知する照射検知部を有し、放射線に基づく放射線画像を撮像する放射線撮像装置と、前記放射線撮像装置を制御する制御部とを備えた放射線撮像システムであって、
前記放射線撮像装置が撮像駆動開始となる第１の状態から所定時間内の第２の状態において前記照射検知部が放射線の照射を検知した場合、前記制御部は前記放射線撮像装置を前記第１の状態にすることを特徴とする放射線撮像システム。
放射線撮像装置における光電変換素子のリフレッシュ動作を行なうステップと、リフレッシュ動作からの経過時間に応じて設定される撮像準備状態において、放射線の照射を検知した場合、放射線撮像装置における光電変換素子に対してリフレッシュ動作を行なうステップを有することを特徴とする放射線撮像方法。
放射線撮像装置が撮像駆動開始となる第１の状態から所定時間内の第２の状態において照射検知部が放射線の照射を検知した場合、前記放射線撮像装置が第１の状態になることを特徴とする放射線撮像方法。