JP6587517B2 - 放射線撮像システム - Google Patents

Description

本発明は、放射線撮像システムに関する。

放射線によって形成される像を電気的に撮像する放射線撮像装置を含む放射線撮像システムが普及している。放射線撮像システムは、放射線源から放射線撮像装置に照射された放射線の量が規定照射量に達したことを検知し、その検知に基づいて放射線源からの放射線の照射を停止させる自動露出機能を備えうる。自動露出機能では、放射線の照射量が規定照射量に達したにも拘わらず、それを検知することができずに、被検体に対して放射線が過剰に照射されることは避けられるべきである。

特許文献１は、Ｘ線撮影装置に関するものである。特許文献１には、Ｘ線制御器にＸ線曝射のリミット時間として設定されているバックアップタイムが被検者の体厚とＸ線条件とから得られる撮影時間より短い場合に警報を発することが記載されている。

特許文献２は、放射線撮影システムに関するものである。特許文献２には、規定の照射時間よりも、放射線の照射開始から自動露出制御手段による放射線の照射停止までに最低限必要な最小照射時間が長い場合に、実際の放射線の照射時間が最小照射時間以上となるように管電流を補正することが記載されている。

特許第５３３３５８０号公報 特開２０１３−２１５５１８号公報

特許文献２に記載された技術では、管電流を補正することによって被検体への放射線の過剰な照射が防止されうる。しかしながら、管電流を小さくすることによる放射線強度の低下は、得られる放射線画像の画質の低下をもたらしうる。また、管電流を補正する方法は、そのような機能をサポートする放射線源およびそれを制御する曝射制御装置を必要とする。

本発明は、放射線画像の画質の低下を抑えつつ放射線の過剰な照射を回避するために有利な技術を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、放射線を検出する複数の素子が二次元配列された二次元アレイを有する放射線撮像システムに係り、前記複数の素子は、放射線の照射量が目標照射量に達したことに応じて放射線の照射を停止させる露出制御のために使用可能な複数の検出部を含み、前記放射線撮像システムは、前記複数の検出部からの信号の読出方法の設定に基づいて、放射線の照射が開始されてから前記二次元アレイからの信号に従って放射線の照射を停止させるまでに要する最小照射時間を決定し、前記最小照射時間が基準照射時間を超える場合にエラー処理を行う制御部を備える。

本発明によれば、放射線画像の画質の低下を抑えつつ放射線の過剰な照射を回避するために有利な技術が提供される。

第１実施形態の放射線撮像システムの構成を示す図。 第１実施形態の放射線撮像システムの放射線撮像装置における撮像部の構成を示す図。 第１実施形態の放射線撮像システムの動作を示す図。 カセッテの選択画面を例示する図。 撮影部位の選択画面を例示する図。 警告表示を例示する図。 自動露出制御の設定画面を例示する図。 管電流の設定画面を例示する図。 露出制御のための信号の読出方法を例示する図。 図９（ａ）の読出方法における動作例を示すタイミングチャート。 最小照射時間Ｔｅｍｉｎが基準照射時間Ｔｅａを越える例を示す図。 図９（ｂ）の読出方法における動作例を示すタイミングチャート。 図９（ｃ）の読出方法における動作例を示すタイミングチャート。 露出制御のための信号の読出方法を例示する図。 第２実施形態の放射線撮像システムの放射線撮像装置における撮像部の構成を示す図。 第２実施形態における露出制御のための信号の読出方法を例示する図。 図１６（ａ）の読出方法における動作例を示すタイミングチャート。

以下、本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。

図１には、本発明の第１実施形態の放射線撮像システムＤＲＳの構成が示されている。放射線撮像システムＤＲＳは、放射線撮像装置１００を備え、放射線源１１２から放射され被検体を透過した放射線で構成される像を電気的な画像信号として検出する。放射線の概念には、例えば、Ｘ線の他、α線、β線、γ線などが含まれうる。

放射線撮像システムＤＲＳは、放射線源１１２、主制御装置（制御部）１０９および曝射制御装置１１０を更に備えうる。放射線源１１２は、放射線を放射する。主制御装置１０９は、放射線撮像装置１００を制御する他、曝射制御装置１１０を介して放射線源１１２を制御する。主制御装置１０９の全部または一部の機能は、放射線撮像装置１００または曝射制御装置１１０に組み込まれてもよい。曝射制御装置１１０の全部または一部の機能は、主制御装置または放射線撮像装置１００に組み込まれてもよい。主制御装置１０９は、ディスプレイ１１４および入力装置１１５を含みうる。

放射線撮像装置１００は、撮像部１０４と、信号処理部１０５と、撮像制御部１０６と、通信部１０７ａとを含みうる。撮像部１０４は、放射線を検出する複数の素子が複数の行および複数の列を構成するように二次元配列された二次元アレイ１０１と、二次元アレイ１０１を駆動する駆動部１０２と、二次元アレイ１０１から信号を読み出す読出部１０３とを含む。信号処理部１０５は、撮像部１０４から出力される信号を処理する。撮像制御部１０６は、撮像部１０４、信号処理部１０５および通信部１０７ａを制御する。通信部１０７ａは、主制御装置１０９に設けられた通信部１０７ａと無線または有線で通信する。つまり、放射線撮像装置１００と主制御装置１０９とは、通信部１０７ａ、１０７ｂを介して通信する。

図２には、撮像部１０４の構成例が示されている。撮像部１０４は、前述のように、二次元アレイ１０１と、二次元アレイ１０１を駆動する駆動部１０２と、二次元アレイ１０１から信号を読み出す読出部１０３とを含みうる。二次元アレイ１０１は、放射線を検出する複数の素子ＥＬが複数表および複数列を構成するように二次元配列された構成を有する。複数の素子ＥＬは、放射線の照射量が目標照射量に達したことに応じて放射線の照射を停止させる露出制御のために使用可能な複数の検出部を含む。

第１実施形態では、各素子ＥＬは、放射線画像を撮像する画素であるとともに、放射線の照射量が目標照射量に達したことに応じて放射線の照射を停止させる露出制御のために使用可能な検出部でもある。各素子（画素）ＥＬは、放射線又は光を電荷に変換する変換素子ＣＶと、変換素子ＣＶが発生した電荷に応じた電気信号を出力するスイッチ素子ＴＴと、を有する。

変換素子ＣＶは、放射線を電荷に変換する。変換素子ＣＶは、放射線を可視光に変換するシンチレータと、可視光を電荷に変換する光電変換素子とで構成されうる。この場合、シンチレータは、複数の変換素子ＣＶによって共有されうる。変換素子ＣＶは、放射線を直接に電荷に変換するように構成されてもよい。変換素子ＣＶは、ＭＩＳ型またはＰＩＮ型の光電変換素子で構成されうる。スイッチＴＴは、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）で構成されうる。スイッチＴＴは、駆動信号Ｇ（駆動信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・・Ｇｍのうち該当するもの）に応じて変換素子ＣＶの第１電極と信号線ＳＬとを接続する。変換素子ＣＶの第２電極は、バイアス線Ｂｓに接続される。バイアス線Ｂｓには、バイアス電圧Ｖｓが供給される。ここで、第ｎ行の素子ＥＬ（のスイッチＴＴ）を駆動する駆動信号をＧｎ（ｎ＝１〜ｍ）と記載する。

第ｎ行の駆動信号Ｇｎが駆動部１０２によってアクティブレベルに駆動されると、第ｎ行の素子（画素）ＥＬのスイッチＴＴがオン（導通）し、当該素子ＥＬの変換素子ＣＶに蓄積されていた電荷がスイッチＴＴを通して信号線ＳＬに転送される。つまり、第ｎ行の駆動信号Ｇｎが駆動部１０２によってアクティブレベルに駆動されると、第ｎ行の素子ＥＬの信号が信号線ＳＬに出力される。なお、この実施形態は、アクティブレベルはハイレベルであるが、アクティブレベルをローレベルとしてもよい。

読出部１０３は、信号線ＳＬを介して素子ＥＬから信号を読み出す。読出部１０３は、二次元アレイ１０１における列ごとに、積分増幅器１３１、可変増幅器１３２、サンプルホールド回路１３３、バッファアンプ１３４を有する。信号線ＳＬに出力された信号は、積分増幅器１３１および可変増幅器１３２によって増幅され、サンプルホールド回路１３３によってサンプルホールドされ、バッファアンプ１３４によって増幅される。読出部１０３は、マルチプレクサ１３５を有し、列ごとに設けられたバッファアンプ１３４から出力された信号は、マルチプレクサ１３５によって選択されて増幅部１４０に出力される。増幅部１４０の出力は、ＡＤ変換器１５０によってＡＤ変換されて、信号処理部１０５に出力される。

積分増幅器１３１は、演算増幅器と、積分容量と、リセットスイッチと、を有する。演算増幅器の反転入力端子には、信号線ＳＬに出力された信号が入力され、非反転入力端子には、基準電圧Ｖｒｅｆが入力され、出力端子から増幅された信号が出力される。積分容量は、演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間に配置される。可変増幅器１３２は、積分増幅器１３１から出力された信号を撮像制御部１０６によって指定される増幅率で増幅する。サンプルホールド回路１３３は、サンプリングスイッチと、サンプリング容量とで構成されうる。

積分増幅器１３１のリセットスイッチは、制御信号（リセット信号）ＲＣによってオン（導通）・オフ（非導通）が制御される。サンプルホールド回路１３３のサンプリングスイッチは、制御信号（サンプリング信号）ＳＨによってオン・オフが制御される。マルチプレクサ１３５は、二次元アレイ１０１から複数の信号線ＳＬを通して読み出された信号を制御信号ＣＬＫに従って選択する。

駆動部１０２は、撮像制御部１０６から供給される制御信号（Ｄ−ＣＬＫ、ＤＩＯ、ＸＯＥ）に応じて、二次元アレイ１０１の素子ＥＬのスイッチＴＴを行単位に制御する駆動信号Ｇを発生する。駆動部１０２は、シフトレジスタを含み、制御信号Ｄ−ＣＬＫは、シフトレジスタにシフトクロックとして供給されるクロック信号である。制御信号ＤＩＯは、シフトレジスタに供給されるシフトパルスであり、制御信号ＸＯＥは、シフトレジスタの出力イネーブル信号である。この例では、駆動部１０２がシフトレジスタで構成されているが、駆動部１０２は、ランダムアクセス可能な回路で構成してもよい。

以下、図３を参照しながら放射線撮像システムＲＤＳの動作を説明する。この動作は、主制御装置１０９によって制御されうる。主制御装置１０９は、例えば、ＣＰＵおよびメモリを有する汎用または専用のコンピュータで構成されうる。該メモリには、ＣＰＵを制御するためのコンピュータプログラムが格納され、ＣＰＵは、該コンピュータプログラムに従って動作する。

まず、ステップＳ１００では、主制御装置１０９は、不図示の入力装置１１５を介して被験者ＩＤを取得する。主制御装置１０９は、被検者ＩＤに基づいて、予め登録されている被検者の情報（例えば、体重などの体格情報、過去の撮影条件など）を取得することができる。

次いで、ステップＳ１０２では、主制御装置１０９は、操作者から与えられる情報に従って、利用可能な複数の放射線撮像装置１００の中から１つの放射線撮像装置１００を選択する。ここで、放射線撮像装置１００は、説明の便宜上、カセッテの形態であるものとする。よって、放射線撮像装置１００は、カセッテとしても説明される。図４には、カセッテの選択画面が例示されている。この選択画面は、ディスプレイ１１４に表示され、操作者は、入力装置１１５を操作することによって、複数のカセッテＣ１〜Ｃ３の中から使用するカセッテを選択することができる。図４に示された例では、半折サイズのカセッテＣ１が選択されている。

次いで、ステップＳ１０４では、主制御装置１０９は、操作者から与えられる情報に従って、撮影部位を選択する。図５には、撮影部位の選択画面が例示されている。この選択画面は、ディスプレイ１１４に表示され、操作者は、入力装置１１５を操作することによって撮影部位を選択することができる。図５に示された例では、胸部撮影が選択されている。撮影部位には、基準照射時間が対応付けられている。

次いで、ステップＳ１０６では、主制御装置１０９は、例えば、使用する放射線撮像装置（カセッテ）１００および撮影部位に基づいて、露出制御（ＡＥ）のために二次元アレイ１０１から信号を読み出す際の読出方法を設定する。ここで、露出制御とは、放射線の照射量が目標照射量に達したことに応じて、主制御装置１０９が放射線源１１２による放射線の照射を停止させる制御である。放射線の照射の停止は、主制御装置１０９が曝射制御装置１１０に対して停止指令を送ることによってなされる。停止指令を受けた曝射制御装置１１０は、放射線源１１２に放射線の照射を停止させる。

ステップＳ１００で取得した被検者ＩＤに基づいて被検者の体格情報等の被検者情報を取得することができる場合には、信号の読出方法の設定は、使用する放射線撮像装置１００および撮影部位の他、被検者情報に基づいてなされうる。あるいは、信号の読出方法の設定は、使用する放射線撮像装置１００、撮影部位および被検者情報の少なくも１つに基づいてなされうる。あるいは、使用する放射線撮像装置１００、撮影部位および被検者情報とは無関係に、デフォルトの読出方法が設定されてもよい。

前述のとおり、第１実施形態では、各素子ＥＬは、放射線画像を撮像する画素であるとともに、放射線の照射量が目標照射量に達したことに応じて放射線の照射を停止させる露出制御のために使用可能な検出部でもある。

二次元アレイ１０１からの信号の読出方法の設定は、複数の素子ＥＬ（検出部）のうち露出制御のために使用するべき少なくとも１つの素子ＥＬ（検出部）の指定を含みうる。また、露出制御のための少なくとも１つの素子ＥＬ（検出部）の指定は、二次元アレイ１０１を構成する複数の行から少なくとも１つの行を指定することによってなされてもよい。ここで、複数の行のそれぞれは、二次元アレイ１０１を構成する複数の素子ＥＬ（検出部）のいずれかを含む。露出制御のために指定された少なくとも１つの行に属する素子ＥＬ（検出部）は、露出制御のための少なくとも１つの素子ＥＬ（検出部）として指定されうる。露出制御のための少なくとも１つの素子ＥＬ（検出部）の指定は、二次元アレイ１０１における関心領域の指定、および、少なくとも１つの行の指定によりなされてもよい。この場合、指定された関心領域に属し、かつ、指定された少なくとも１つの行に属する素子ＥＬ（検出部）が、露出制御のための少なくとも１つの素子ＥＬ（検出部）として指定されうる。

あるいは、二次元アレイ１０１からの信号の読出方法の設定は、二次元アレイ１０１を構成する複数の行から少なくとも２つの行を露出制御のための読出対象の行として指定することによってなされてもよい。この場合、二次元アレイ１０１からの信号の読出方法の設定は、露出制御のために選択された少なくとも２つの行の素子ＥＬ（検出部）からの信号の読み出しを同時に行うべき行の数の指定を含みうる。

あるいは、露出制御のための少なくとも１つの素子ＥＬ（検出部）の指定は、二次元アレイ１０１における関心領域の指定によりなされうる。この場合、指定された関心領域に属する素子ＥＬ（検出部）が、露出制御のための少なくとも１つの素子ＥＬ（検出部）として指定されうる。

図４において、選択可能行数は、二次元アレイ１０１を構成する複数の素子ＥＬ（検出部）によって構成される複数の行のうち露出制御のために使用可能な行の数を意味する。例えば、カセッテＣ１としての放射線撮像装置１００を使用する場合、露出制御のために使用可能な行の数は、１〜１０である。図４において、同時読出可能行数は、露出制御のために素子ＥＬ（検出部）からの信号の読出を同時に行うことが可能な行の数を意味する。例えば、カセッテＣ１としての放射線撮像装置１００を使用する場合、露出制御のために素子ＥＬ（検出部）からの信号の読出を同時に行うことが可能な行の数は、１である。これは、複数の行の素子ＥＬ（検出部）から信号を同時に読み出すことができないことを意味する。カセッテＣ２としての放射線撮像装置１００を使用する場合、露出制御のために素子ＥＬ（検出部）からの信号の読出を同時に行うことが可能な行の数は、１〜４である。

次いで、ステップＳ１０８では、主制御装置１０９は、ステップＳ１０４で取得した撮影部位に対応付けられている基準照射時間Ｔｅａを取得する。基準照射時間Ｔｅａは、例えば、体格が標準の被検者を撮影する場合における放射線の標準的な照射時間、または該照射時間にプラスまたはマイナスのマージンを加えた時間でありうる。ステップＳ１００で取得した被検者ＩＤに基づいて被検者の体格情報等の被検者情報を取得することができる場合、主制御装置１０９は、使用する放射線撮像装置（カセッテ）１００、撮影部位、および、被検者情報に基づいて基準照射時間を取得することができる。あるいは、主制御装置１０９は、被検者の過去の撮影時における照射時間に基づいて基準照射時間を決定してもよい。

次いで、ステップＳ１１０では、主制御装置１０９は、ステップＳ１０６でなされた読出方法の設定に基づいて、放射線の照射が開始されてから二次元アレイ１０１からの信号に従って放射線の照射を停止させるまでに要する最小照射時間Ｔｅｍｉｎを決定する。一例において、最小照射時間Ｔｅｍｉｎは、（１）式に従って計算されうる。ただし、最小照射時間Ｔｅｍｉｎは、放射線撮像システムの構成に応じて定まるものである。

Ｔｅｍｉｎ＝Ｔｄ＋Ｔｃ１＋Ｔｖ＋Ｔｃ２ ・・・（１）
ここで、Ｔｄは、露出制御用の全ての素子ＥＬ（検出部）の信号を検出信号として読み出すために要する読出時間である。Ｔｃ１は、使用する放射線撮像装置（カセッテ）１００から主制御装置１０９に対して、検出信号を送信するために要する通信時間であり、放射線撮像装置（カセッテ）１００に依存する。Ｔｃ１は、図４において「通信時間」として例示されている。Ｔｖは、主制御装置１０９が検出信号の積算値（つまり、放射線の照射量）が閾値（目標照射量）に達したかどうかを判定するために要する時間であり、主制御装置１０９が予め保持している。Ｔｃ２は、主制御装置１０９が曝射制御装置１１０に停止指令を送信してから放射線源１１２が放射線の照射を停止するまでに要する遅れ時間であり、主制御装置１０９が予め保持している。

一例において、読出時間Ｔｄは、（２）式に従って計算されうる。

Ｔｄ＝ＴＬ×Ｌ÷Ｓ ・・・（２）
ここで、ＴＬは、露出制御用の１行の素子ＥＬ（検出部）の信号を検出信号として読み出すために要する１行読出時間である。ＴＬは、図４において「１行読出時間」として例示されている。Ｌは、露出制御のために二次元アレイ１０１から信号を読み出す行の数である。Ｌは、ステップＳ１０６で設定された読出方法によって特定される。具体的には、Ｌは、ステップＳ１０６で設定された読出方法において、露出制御のために読出対象の行として指定された行の数である。Ｌは、図４において「選択可能行数」として例示されている行数の範囲で指定される。Ｓは、露出制御のために二次元アレイ１０１から信号を同時に読み出す行の数である。Ｓは、ステップＳ１０６で設定された読出方法によって特定される。具体的には、Ｓは、ステップＳ１０６で設定された読出方法において、信号の読み出しを同時に行うべき行の数として指定された数である。Ｓは、図４において「同時読出可能行数」として例示されている行数の範囲で指定される。

最小照射時間Ｔｅｍｉｎは、変更可能なパラメータであるＬおよびＳによって定まる。つまり、ＬおよびＳの少なくとも一方を変更することによって最小照射時間Ｔｅｍｉｎを変更することができる。

ステップＳ１１２では、主制御装置１０９は、最小照射時間Ｔｅｍｉｎが基準照射時間Ｔｅａ以下あるかどうかを判定し、最小照射時間Ｔｅｍｉｎが基準照射時間Ｔｅａ以下でなければ、ステップＳ１１４〜Ｓ１２０のエラー処理を実行する。一方、最小照射時間Ｔｅｍｉｎが基準照射時間Ｔｅａ以下であれば、主制御装置１０９は、ステップＳ１２２〜１３４の撮影処理を実行する。最小照射時間Ｔｅｍｉｎが基準照射時間Ｔｅａ以下でないことは、現在の読出方法の設定に従って撮影が実行された場合において、露出制御の精度が低いことを意味する。一方、最小照射時間Ｔｅｍｉｎが基準照射時間Ｔｅａ以下であることは、現在の設定において撮影が実行された場合において、露出制御の精度が高いことを意味する。

最小照射時間Ｔｅｍｉｎが基準照射時間Ｔｅａ以下でない場合、前述のように、ステップＳ１１４〜Ｓ１２０において、主制御装置１０９は、エラー処理を実行する。主制御装置１０９は、まず、ステップＳ１１４において、警告を発する警告処理を実行する。警告は、例えば、ディスプレイ１１４を使ってなされうる。図６は、ディスプレイ１１４を使ってなされる警告（警告表示）が例示されている。更に、ステップＳ１１６では、主制御装置１０９は、露出制御のための信号の読出方法を変更可能であるかどうかを判定し、変更可能な場合にはステップＳ１１８を実行し、そうでない場合にはステップＳ１２０を実行する。

ステップＳ１１８では、主制御装置１０９は、露出制御のための信号の読出方法を変更する。読出方法の変更は、最小照射時間Ｔｅｍｉｎが基準照射時間Ｔｅａを越えないように自動でなされてもよいし、操作者から与えられる情報に基づいてなされてもよい。前者の方法は、例えば、主制御装置１０９が露出制御のために二次元アレイ１０１から信号を読み出す行の数Ｌを小さくすること、および／または、露出制御のために二次元アレイ１０１から信号を同時に読み出す行の数Ｓを大きくすることによってなされうる。

以下、後者の方法について説明する。主制御装置１０９は、図７に例示される自動露出制御の設定画面をディスプレイ１１４に表示し、図７において「読出行数」として示されたＬ、および／または、「同時読出行数」として示されたＳを変更するように操作者に促す。そして、主制御装置１０９は、操作者によって与えられる情報に基づいてＬおよび／またはＳを変更する。主制御装置１０９は、その後、ステップＳ１１０に戻って、以降の処理を繰り返す。

ステップＳ１２０では、主制御装置１０９は、放射線源１１２の管電流を変更する（より具体的には、管電流を小さくする）。具体的には、主制御装置１０９は、図８に例示される管電流の設定画面をディスプレイ１１４に表示し、管電流を変更するように操作者に促し、操作者によって与えられる情報に基づいて管電流を変更する。主制御装置１０９は、その後、ステップＳ１０８に戻って、以降の処理を繰り返す。なお、放射線源１１２の管電流を変更する機能を有しない構成においては、ステップＳ１２０はスキップされる。また、読出方法の変更および管電流の変更によってＴｅｍｉｎ≦Ｔｅａの関係を実現することができない場合には、それを示す警告がなされうる。

ステップＳ１１２において、主制御装置１０９が、最小照射時間Ｔｅｍｉｎが基準照射時間Ｔｅａ以下であると判定すると、主制御装置１０９は、ステップＳ１２２〜１３４の撮影処理を実行する。まず、ステップＳ１２２では、主制御装置１０９は、放射線の照射指示を入力するようにディスプレイ１１４を介して操作者に促す。ステップＳ１２４では、主制御装置１０９は、操作者から放射線の照射指示が入力されるのを待つ。そして、放射線の照射指示が操作者から入力されと、ステップＳ１２６において、主制御装置１０９は、放射線の照射指令を曝射制御装置１１０に送る。これに応答して、曝射制御装置１１０は、放射線の放射を開始するように放射線源１１２を制御し、これにより放射線源１１２からの放射線の照射が開始される。なお、曝射制御装置１１０が曝射スイッチを有する形態では、曝射制御装置１１０は、曝射スイッチの操作に応答して放射線の放射を開始するように放射線源１１２を制御するとともに放射線の照射が開始されることを主制御装置１０９に通知する。

主制御装置１０９は、放射線の照射が開始されると、そのことを放射線撮像装置１００に通知し、放射線撮像装置１００に撮影（入射した放射線量に応じた電荷の蓄積）を開始させる。放射線撮像装置１００は、撮影を開始すると、二次元アレイ１０１から露出制御のための素子ＥＬ（検出部）の信号を検出信号として読み出して、その検出信号を主制御装置１０９に送信する。

ステップＳ１２８では、主制御装置１０９は、放射線撮像装置１００から送信されてくる検出信号に基づいて、検出信号の積算値（つまり、放射線の照射量）が閾値（目標照射量）に達したかどうかを判定する動作を繰り返す。そして、検出信号の積算値（放射線の照射量）が閾値（目標照射量）に達したと判定したら、ステップＳ１３０において、主制御装置１０９は、曝射制御装置１１０に停止指令を送る。これに応答して、曝射制御装置１１０は、放射線の照射を停止するように放射線源１１２を制御する。

次いで、ステップＳ１３０において、主制御装置１０９は、放射線撮像装置１００に二次元アレイ１０１からの信号の読出を行わせ、その信号を取得し、ステップＳ１３４において、その信号を処理する。

図９（ａ）〜（ｃ）には、放射線撮像装置１００における二次元アレイ１０１からの露出制御のための信号の読出方法が例示されている。ここでは、説明の簡単化のために、二次元アレイ１０１が７行で構成されているものとして説明する。駆動信号Ｇ１〜Ｇ７は、第１〜第７行のスイッチＴＴに供給される信号、即ち、第１〜第７行を選択する信号である。「非選択」は、当該行が露出制御のために指定されていないこと（即ち、当該行の素子ＥＬ（検出部）の信号を読み出さないこと）を示している。「選択」は、当該行が露出制御のために指定されていること（即ち、当該行の素子ＥＬ（検出部）の信号を読み出すこと）を示している。「同時選択」は、当該行が露出制御のために指定されていること（即ち、当該行の素子ＥＬ（検出部）の信号を読み出すこと）、そして、読出が同時に行われることを示している。関心領域は、二次元アレイ１０１の全域のうち露出制御のために使用される領域を意味する。つまり、関心領域に属し、かつ、指定された行に存する素子ＥＬ（検出部）が露出制御のために使用されうる。

図９（ａ）に示された読出方法では、第２、第４、第６行の素子ＥＬ（検出部）が露出制御のために指定されている。図９（ｂ）に示された読出方法では、第４の素子ＥＬ（検出部）が露出制御のために指定されている。図９（ｃ）に示された読出方法では、第２、第４、第６行の素子ＥＬ（検出部）が露出制御のために指定され、それらの信号は同時に読み出される。

図１０には、図９（ａ）の読出方法において、最小照射時間Ｔｅｍｉｎ（＝Ｔｄ＋Ｔｃ１＋Ｔｖ＋Ｔｃ２）が基準照射時間Ｔｅａ以下である条件が満たされている例が模式的に示されている。なお、Ｔｄは、前述のように、（２）式で与えられる。ＴＬは、制御信号ＲＣがハイレベルになって積分増幅器１３１がリセットされ、読出対象行の素子ＥＬのスイッチＴＴがオンされ、該素子ＥＬの信号が、制御信号ＳＨがハイレベルになってサンプルホールド回路１３３でサンプルホールドされるまでの時間である。図１０の例では、Ｔｅｍｉｎ≦Ｔｅａであるので、放射線の実際の照射時間Ｔｅｂと基準照射時間Ｔｅａとの差が小さく、露出制御の精度が高い。よって、被検者が受ける放射線量を必要十分な程度に抑えることができる。なお、実際の照射時間Ｔｅｂと基準照射時間Ｔｅａとの差は、最大で最小照射時間Ｔｅｍｉｎである。最小照射時間Ｔｅが基準照射時間Ｔｅａより大きいことは、そうでない場合に比べて実際の照射時間Ｔｅｂと基準照射時間Ｔｅａとの差が大きいこと（つまり、露出制御の精度が低いこと）を意味する。

図１１には、最小照射時間Ｔｅｍｉｎ（＝Ｔｄ＋Ｔｃ１＋Ｔｖ＋Ｔｃ２）が基準照射時間Ｔｅａを越えている。したがって、放射線の実際の照射時間Ｔｅａと基準照射時間Ｔｅａとの差が大きく、露出制御の精度が低い。よって、被検者が受ける放射線量が過剰になる。

図１２には、図９（ｂ）の読出方法において、最小照射時間Ｔｅｍｉｎ（＝Ｔｄ＋Ｔｃ１＋Ｔｖ＋Ｔｃ２）が基準照射時間Ｔｅａ以下である条件が満たされている例が模式的に示されている。図１２の例では、Ｔｅｍｉｎ≦Ｔｅａであるので、放射線の実際の照射時間Ｔｅｂと基準照射時間Ｔｅａとの差が小さく、露出制御の精度が高い。よって、被検者が受ける放射線量を必要十分な程度に抑えることができる。

図１３には、図９（ｃ）の読出方法において、最小照射時間Ｔｅｍｉｎ（＝Ｔｄ＋Ｔｃ１＋Ｔｖ＋Ｔｃ２）が基準照射時間Ｔｅａ以下である条件が満たされている例が模式的に示されている。図１３の例では、Ｔｅｍｉｎ≦Ｔｅａであるので、放射線の実際の照射時間Ｔｅｂと基準照射時間Ｔｅａとの差が小さく、露出制御の精度が高い。よって、被検者が受ける放射線量を必要十分な程度に抑えることができる。

図１４（ａ）、（ｂ）には、露出制御のための信号の読出方法の例として、関心領域の２つの例が示されている。図１４（ａ）に示された読出方法において、Ｔｅｍｉｎ≦Ｔｅａが満たされない場合、図１４（ｂ）に示された読出方法のように関心領域を変更することが有効である。図１４（ｂ）に示された読出方法では、図１４（ａ）に示された読出方法に比べて、露出制御のために二次元アレイ１０１から信号を読み出す行の数Ｌが小さくされ、これによりＴｅｍｉｎが小さくされている。

以下、図１５〜図１７を参照しながら本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第２実施形態は、放射線撮像装置１００の撮像部１０４の構成が第１実施形態と異なる。図１５には、第２実施形態の放射線撮像装置１００の撮像部１０４の構成例が示されている。第２実施形態では、二次元アレイ１０１を構成する複数の素子の一部は、放射線画像を撮像する画素Ｐであり、他の一部は、放射線の照射を停止させる露出制御のための検出部Ｓである。画素Ｐおよび検出部Ｓは、例えば、第１実施形態における素子ＥＬと同一の構成を有しうる。画素Ｐおよび検出部Ｓは、互いに同一の構成を有しもよいし、互いに異なる構成を有してよい。

第２実施形態の撮像部１０４は、駆動部１０２の他に、駆動部２１１を備えている。第２実施形態の駆動部１０２は、第１実施形態の駆動部１０２と同一の構成を有しうる。第２実施形態の駆動部１０２は、撮像制御部１０６から供給される制御信号（Ｄ−ＣＬＫ、ＤＩＯ、ＸＯＥ）に応じて、二次元アレイ１０１の画素ＰのスイッチＴＴを行単位に制御する駆動信号Ｇを発生する。また、駆動部２１１は、撮像制御部１０６から供給される制御信号（Ｄ−ＣＬＫ、ＤＩＯ、ＸＯＥ）に応じて、二次元アレイ１０１の検出部ＳのスイッチＴＴを行単位に制御する駆動信号Ｇを発生する。第２実施形態では、画素Ｐと検出部Ｓを独立して選択することができる。

図１５に示された例では、画素Ｐの信号および検出部Ｓの信号がともに信号線ＳＬを通して読み出されるが、これらの信号が互いに異なる信号線を通して読み出される構成が採用されてもよい。また、図１５に示された例では、画素Ｐによって構成される全ての行に設けられているが、該全ての行のうちの一部の行のみに設けられてもよい。また、図１５に示された例では、画素Ｐによって構成される１つの行に１つの検出部Ｓのみが設けられているが、該１つの行に複数の検出部Ｓが設けられてもよい。

図１０（ａ）、（ｂ）には、第２実施形態の放射線撮像装置１００における二次元アレイ１０１からの露出制御のための信号の読出方法が例示されている。ここでは、説明の簡単化のために、二次元アレイ１０１が７行で構成されているものとして説明する。駆動信号Ｇ１〜Ｇ７は、駆動部１０２によって第１〜第７行の画素ＰのスイッチＴＴに供給される信号、即ち、第１〜第７行の画素Ｐを選択する信号である。駆動信号Ｇ１’〜Ｇ７’は、駆動部２１１によって第１〜第７行の検出部ＳのスイッチＴＴに供給される信号、即ち、第１〜第７行の検出部Ｓを選択する信号である。

「非選択」は、当該行の検出部Ｓが露出制御のために指定されていないこと（即ち、当該行の検出部Ｓの信号を読み出さないこと）を示している。「選択」は、当該行の検出部Ｓが露出制御のために指定されていること（即ち、当該行の検出部Ｓの信号を読み出すこと）を示している。関心領域は、二次元アレイ１０１の全域のうち露出制御のために使用される領域を意味する。つまり、関心領域に属し、かつ、指定された行に存する検出部Ｓが露出制御のために使用されうる。図１０（ａ）に示された読出方法では、第２、第４、第６行の検出部Ｓが露出制御のために指定されている。図１０（ｂ）に示された読出方法では、第４の検出部Ｓが露出制御のために指定されている。

図１７には、図１６（ａ）の読出方法において、最小照射時間Ｔｅｍｉｎ（＝Ｔｄ＋Ｔｃ１＋Ｔｖ＋Ｔｃ２）が基準照射時間Ｔｅａ以下である条件が満たされている例が模式的に示されている。なお、Ｔｄは、前述のように、（２）式で与えられる。ＴＬは、制御信号ＲＣがハイレベルになって積分増幅器１３１がリセットされ、読出対象行の素子ＥＬのスイッチＴＴがオンされ、該素子ＥＬの信号が、制御信号ＳＨがハイレベルになってサンプルホールド回路１３３でサンプルされるまでの時間である。図１７の例では、Ｔｅｍｉｎ≦Ｔｅａであるので、放射線の実際の照射時間Ｔｅｂと基準照射時間Ｔｅａとの差が小さく、露出制御の精度が高い。よって、被検者が受ける放射線量を必要十分な程度に抑えることができる。

ＤＲＳ：放射線撮像システム、１００：放射線撮像装置、１０１：撮像部、１０２：駆動部、１０３：読出部、１０５：信号処理部、１０６：撮像制御部、１０７ａ：通信部、１０７ｂ：通信部、１０９：主制御装置、１１０：曝射制御装置、１１２：放射線源、１１４：ディスプレイ、１１５：入力装置、ＥＬ：素子（画素、検出部）、Ｐ：画素、Ｓ：検出部

Claims (10)

1. 放射線を検出する複数の素子が二次元配列された二次元アレイを有する放射線撮像システムであって、前記複数の素子は、放射線の照射量が目標照射量に達したことに応じて放射線の照射を停止させる露出制御のために使用可能な複数の検出部を含み、
   前記放射線撮像システムは、前記複数の検出部からの信号の読出方法の設定に基づいて、放射線の照射が開始されてから前記二次元アレイからの信号に従って放射線の照射を停止させるまでに要する最小照射時間を決定し、前記最小照射時間が基準照射時間を超える場合にエラー処理を行う制御部を備える、
   ことを特徴とする放射線撮像システム。
2. 前記エラー処理は、警告を発する警告処理を含む、
   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。
3. 前記エラー処理は、操作者から与えられる情報に基づいて前記読出方法を変更する処理を含む、
   ことを特徴とする請求項２に記載の放射線撮像システム。
4. 前記エラー処理は、前記最小照射時間が前記基準照射時間を越えないように、前記読出方法を自動で変更する処理を含む、
   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。
5. 前記読出方法の設定は、前記複数の検出部のうち前記露出制御のために使用するべき少なくとも１つの検出部の指定を含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
6. 前記少なくとも１つの検出部の指定は、複数の行から少なくとも１つの行を指定することによりなされ、前記複数の行のそれぞれは、前記複数の検出部のいずれかを含み、指定された前記少なくとも１つの行に属する検出部が前記少なくとも１つの検出部として指定される、
   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。
7. 前記少なくとも１つの検出部の指定は、前記二次元アレイにおける関心領域の指定によりなされ、指定された前記関心領域に属し、かつ、指定された前記少なくとも１つの行に属する検出部が前記少なくとも１つの検出部として指定される、
   ことを特徴とする請求項６に記載の放射線撮像システム。
8. 前記少なくとも１つの検出部の指定は、複数の行から少なくとも２つの行を指定することによりなされ、
   前記読出方法の設定は、選択された前記少なくとも２つの行の検出部からの信号の読み出しを同時に行うべき行の数の指定を含む、
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の放射線撮像システム。
9. 前記少なくとも１つの検出部の指定は、前記二次元アレイにおける関心領域の指定によりなされ、指定された前記関心領域に属する検出部が前記少なくとも１つの検出部として指定される、
   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。
10. 放射線を発生する放射線源を更に備え、
    前記制御部は、前記放射線源を制御することにより前記露出制御を行う、
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。

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