JP6695232B2 - 放射線画像撮影システム - Google Patents

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Description

本開示は、放射線画像撮影システムに関する。
従来、例えば、特許文献１に記載されているように、照射された放射線の線量が増加するほど増加する電荷を蓄積する複数の画素を含む放射線検出器を２つ備え、これらの２つの放射線検出器が積層されて配置された放射線画像撮影装置が知られている。
また、一般に、放射線画像撮影装置の放射線検出器の各画素から出力される電荷が増加するほど大きくなる電気信号により、放射線の照射が開始されたこと、及び放射線の照射が停止されたこと等、放射線の照射に関するタイミングを検出し、各画素における電荷の蓄積に関する動作を制御する技術が知られている。
国際公開第２０１３／０４７１９３号公報
ところで、前述の特許文献１等により開示されている、２つの放射線検出器を用いて放射線画像の撮影を行う場合、放射線の入射側に設けられた放射線検出器を透過した放射線が、放射線の出射側に設けられた放射線検出器に到達する。従って、放射線の出射側に設けられた放射線検出器に到達する放射線の線量は、入射側に設けられた放射線検出器と比較して少なくなり、放射線画像の生成に用いられる放射線量が少なくなる。
そのため、放射線の入射側に設けられた放射線検出器と、放射線の出射側に設けられた放射線検出器とでは、放射線の照射に関するタイミングの検出結果が異なってしまい、各放射線検出器の各画素における電荷の蓄積が非同期となる場合がある。
本開示は、以上の事情を鑑みて成されたものであり、第２放射線検出器に照射される放射線の線量が、第１放射線検出器に照射される放射線の線量より少なくても、電荷の蓄積を同期させることを可能とすることを目的とする。
上記目的を達成するために、本開示の放射線画像撮影システムは、照射された放射線の線量の増加で、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が２次元状に配置される第１放射線検出器と、第１放射線検出器の放射線が透過されて出射される側に積層されて配置され、かつ照射された放射線の線量の増加で、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が２次元状に配置される複数の画素を含む第２放射線検出器と、を備えた放射線画像撮影装置と、第１放射線検出器の画素で発生する電荷が変換された電気信号であって、電荷が増加するほど大きくなる電気信号により放射線の照射に関するタイミングを検出した結果を用いて、第１放射線検出器の複数の画素における電荷の蓄積動作及び第２放射線検出器の複数の画素における電荷の蓄積動作を制御する制御部と、を備え、第１放射線検出器及び第２放射線検出器の各々は、複数の画素に蓄積された電荷が出力されて電気信号として入力され、入力された電気信号を増幅する増幅器と、増幅器で増幅された電気信号を保持するサンプルホールド回路と、サンプルホールド回路から出力された電気信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、を備え、入力された電気信号から放射線画像の画像データを生成する処理を行う信号処理部をさらに備え、第２放射線検出器の増幅器の増幅率は、第１放射線検出器の増幅器の増幅率よりも大きく、かつ第２放射線検出器の増幅器の増幅率は、第２放射線検出器の複数の画素に蓄積された電荷が出力されたことによる電気信号に含まれるノイズに応じて調整される。
また、上記目的を達成するために、本開示の放射線画像撮影システムは、照射された放射線の線量の増加で、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が２次元状に配置される第１放射線検出器と、第１放射線検出器の放射線が透過されて出射される側に積層されて配置され、かつ照射された放射線の線量の増加で、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が２次元状に配置される複数の画素を含む第２放射線検出器と、を備えた放射線画像撮影装置と、第１放射線検出器の画素で発生する電荷が変換された電気信号であって、電荷が増加するほど大きくなる電気信号により放射線の照射に関するタイミングを検出した結果を用いて、第１放射線検出器の複数の画素における電荷の蓄積動作及び第２放射線検出器の複数の画素における電荷の蓄積動作を制御する制御部と、を備え、第２放射線検出器は、複数の画素に蓄積された電荷が出力されて電気信号として入力され、電気信号から放射線画像の画像データを生成する処理を行い、入力された電気信号を増幅する増幅器と、増幅器で増幅された電気信号を保持するサンプルホールド回路と、サンプルホールド回路から出力された電気信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、を有する信号処理部と、制御部の制御により第２放射線検出器が複数の画素における電荷の蓄積を開始するまで、第２放射線検出器を駆動させる電力を供給する電源部からアナログデジタル変換器への電力の供給を抑制する電力制御部と、をさらに備え、増幅器の増幅率は、第２放射線検出器の複数の画素に蓄積された電荷が出力されたことによる電気信号に含まれるノイズに応じて調整される。
また、本開示の放射線画像撮影システムの制御部は、放射線の照射に関するタイミングの検出として放射線の照射開始を検出してもよい。
また、本開示の放射線画像撮影システムの制御部は、放射線の照射が開始される前に、予め定められたタイミングで第１放射線検出器の複数の画素に蓄積された電荷をリセットする第１リセット動作、及び第２放射線検出器の複数の画素に蓄積された電荷をリセットする第２リセット動作を実行する制御をさらに行ってもよい。
また、本開示の放射線画像撮影システムにおける第１リセット動作及び第２リセット動作は、隣接する複数行の画素毎の電荷、及び隣接する複数列の画素毎の電荷の少なくとも一方をまとめてリセットする動作であってもよい。
また、本開示の放射線画像撮影システムの制御部は、電荷の蓄積動作を制御した後、第１放射線検出器の複数の画素に蓄積された電荷を読み出す制御、及び第２放射線検出器の複数の画素に蓄積された電荷を第１放射線検出器よりも１画素当たりの読出時間を長くして読み出す制御をさらに行ってもよい。
また、本開示の放射線画像撮影システムの制御部は、隣接する複数行の画素毎に蓄積された電荷、及び隣接する複数列の画素毎に蓄積された電荷の少なくとも一方をまとめて読み出してもよい。
また、本開示の放射線画像撮影システムの制御部は、電荷の蓄積動作の制御として、電荷の蓄積動作の開始及び電荷の蓄積動作の終了の少なくとも一方を制御してもよい。
また、本開示の放射線画像撮影システムは、第１放射線検出器及び第２放射線検出器の各々は、放射線が照射されることにより光を発する発光層を備え、第１放射線検出器及び第２放射線検出器の各々の複数の画素は、光を受光することにより電荷が発生して蓄積され、第１放射線検出器の発光層と、第２放射線検出器の発光層とは、発光層の組成が異なっていてもよい。
また、本開示の放射線画像撮影システムの第１放射線検出器の発光層は、ＣｓＩを含んで構成され、第２放射線検出器の発光層は、ＧＯＳを含んで構成されていてもよい。
また、本開示の放射線画像撮影システムは、第１放射線検出器により撮影された第１放射線画像及び第２放射線検出器により撮影された第２放射線画像を用いて骨塩定量及び骨密度の少なくとも一方を導出する導出部をさらに備えてもよい。
本開示によれば、第２放射線検出器に照射される放射線の線量が、第１放射線検出器に照射される放射線の線量より少なくても、電荷の蓄積を同期させることを可能とする。
本実施形態の放射線画像撮影システムの構成の一例を示すブロック図である。 本実施形態の放射線画像撮影装置の構成の一例を示す側面断面図である。 本実施形態の放射線画像撮影装置の電気系の要部構成の一例を示すブロック図である。 本実施形態の信号処理部の構成の一例を示す回路図である。 本実施形態のコンソールの電気系の要部構成の一例を示すブロック図である。 本実施形態の第１放射線検出器及び第２放射線検出器の各々に到達する放射線量の説明に供するグラフである。 本実施形態の全体撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本実施形態の全体撮影処理における画像生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本実施形態の骨部組織の領域及び軟部組織の領域の説明に供する概略正面図である。 本実施形態の放射線画像撮影装置１６による放射線画像の撮影の流れの一例を示すタイミングチャートである。 放射線源から出射される放射線の線量の照射時間に対する変化を示す模式図である。 本実施形態の蓄積同期処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本実施形態の第１撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本実施形態の第２撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本実施形態の第２放射線検出器におけるオーバサンプリングの他の例について説明するためのタイミングチャートである。 本実施形態の第２放射線検出器におけるオーバサンプリングの他の例について説明するためのタイミングチャートである。 隣接する複数のゲート配線毎に画素からまとめて電荷を読み出す読み出し方の例について説明するためのタイミングチャートである。 隣接する複数のデータ配線毎に画素からまとめて電荷を読み出す読み出し方の一例について説明するための回路図である。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態例を詳細に説明する。
まず、図１を参照して、本実施形態の放射線画像撮影システム１０の構成について説明する。図１に示すように、放射線画像撮影システム１０は、放射線照射装置１２、放射線画像撮影装置１６、及びコンソール１８を備えている。なお、本実施形態のコンソール１８が、本発明の画像処理装置の一例である。
本実施形態の放射線照射装置１２は、例えばエックス線（Ｘ線）等の放射線Ｒを撮影対象の一例である被検体Ｗに照射する放射線源１４を備えている。放射線照射装置１２の一例としては、回診車等が挙げられる。なお、放射線照射装置１２に対して放射線Ｒの照射を指示する方法は、特に限定されない。例えば、放射線照射装置１２が照射ボタン等を備えている場合は、医師及び放射線技師等のユーザが照射ボタンにより放射線Ｒの照射の指示を行うことで、放射線照射装置１２から放射線Ｒを照射してもよい。また、例えば、ユーザが、コンソール１８を操作して放射線Ｒの照射の指示を行うことで、放射線照射装置１２から放射線Ｒを照射してもよい。
放射線照射装置１２は、放射線Ｒの曝射開始の指示を受信すると、管電圧、管電流、及び照射期間等の曝射条件に従って、放射線源１４から放射線Ｒを照射する。
本実施形態の放射線画像撮影装置１６は、放射線照射装置１２から照射され、被検体Ｗを透過した放射線Ｒを各々検出する第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂを備えている。放射線画像撮影装置１６は、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂを用いて、被検体Ｗの放射線画像を撮影する。なお、以下では、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂを区別せずに総称する場合は、「放射線検出器２０」という。
次に、図２を参照して、本実施形態の放射線画像撮影装置１６の構成について説明する。図２に示すように、放射線画像撮影装置１６は、放射線Ｒを透過する平板状の筐体２１を備え、防水性、抗菌性、及び密閉性を有する構造とされている。筐体２１内には、第１放射線検出器２０Ａ、第２放射線検出器２０Ｂ、放射線制限部材２４、制御基板２５、制御基板２６Ａ、制御基板２６Ｂ、及びケース２８が設けられている。
第１放射線検出器２０Ａは、放射線画像撮影装置１６における放射線Ｒの入射側に配置され、第２放射線検出器２０Ｂは、第１放射線検出器２０Ａの放射線Ｒが透過されて出射される側に積層されて配置されている。また、第１放射線検出器２０Ａは、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板３０Ａ、及び放射線Ｒが照射されることにより、照射された放射線Ｒの線量に応じた光を発する発光層の一例としてのシンチレータ２２Ａを備えている。また、ＴＦＴ基板３０Ａ及びシンチレータ２２Ａは、放射線Ｒの入射側からＴＦＴ基板３０Ａ及びシンチレータ２２Ａの順番で積層されている。なお、上記「積層」とは、放射線画像撮影装置１６における放射線Ｒの入射側または出射側から視認した場合に、第１放射線検出器２０Ａと第２放射線検出器２０Ｂとが重なって視認される状態のことをいい、具体的にどのように重なっているかは問わない。例えば、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂ、または、第１放射線検出器２０Ａ、放射線制限部材２４、及び第２放射線検出器２０Ｂが、互いに接触した状態で重なっていてもよいし、積層方向に空間を有した状態で重なっていてもよい。
また、第２放射線検出器２０Ｂは、ＴＦＴ基板３０Ｂ、及び上記発光層の一例としてのシンチレータ２２Ｂを備えている。また、ＴＦＴ基板３０Ｂ及びシンチレータ２２Ｂは、放射線Ｒの入射側からＴＦＴ基板３０Ｂ及びシンチレータ２２Ｂの順番で積層されている。
すなわち、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂは、ＴＦＴ基板３０Ａ、３０Ｂ側から放射線Ｒが照射される表面読取方式（所謂ＩＳＳ（Irradiation Side Sampling）方式）の放射線検出器である。
本実施形態の放射線画像撮影装置１６では、第１放射線検出器２０Ａのシンチレータ２２Ａと、第２放射線検出器２０Ｂのシンチレータ２２Ｂとでは、シンチレータの組成が異なる。具体的には、一例として、シンチレータ２２Ａの組成は、ＣｓＩ（Ｔｌ）（タリウムが添加されたヨウ化セシウム）を主成分として含んでおり、シンチレータ２２Ｂの組成は、ＧＯＳ（ガドリニウム硫酸化物）を主成分として含んでいる。ＧＯＳは、ＣｓＩよりも高エネルギー側の放射線Ｒに対する感度が高い。なお、シンチレータ２２Ａの組成及びシンチレータ２２Ｂの組成の組み合わせは、上記の例に限定されず、他の組成の組み合わせでもよいし、同じ組成の組み合わせでもよい。
また、第１放射線検出器２０Ａと第２放射線検出器２０Ｂとの間には、放射線Ｒの透過を制限する放射線制限部材２４が設けられている。放射線制限部材２４の一例としては、銅または錫等の金属板が挙げられる。また、放射線制限部材２４は、放射線の制限（透過率）を均一とするため、放射線Ｒの入射方向における厚みのばらつきが１％以下であることが好ましい。
制御基板２５は、後述する統合制御部７１（図３参照）等の電子回路が形成された基板である。また、制御基板２６Ａは、第１放射線検出器２０Ａに対応して設けられ、後述する画像メモリ５６Ａ及び制御部５８Ａ等の電子回路が形成された基板である。また、制御基板２６Ｂは、第２放射線検出器２０Ｂに対応して設けられ、後述する画像メモリ５６Ｂ及び制御部５８Ｂ等の電子回路が形成された基板である。また、制御基板２５、制御基板２６Ａ、及び制御基板２６Ｂは、第２放射線検出器２０Ｂにおける放射線Ｒの入射側の反対側に配置されている。
ケース２８は、図２に示すように、筐体２１内の一端側の放射線検出器２０とは重ならない位置（すなわち、撮影領域の範囲外）に配置され、後述する電源部７０等が収容される。なお、ケース２８の設置位置は特に限定されず、例えば、第２放射線検出器２０Ｂの放射線Ｒの入射側の反対側の位置であって、放射線検出器２０と重なる位置に配置されてもよい。
次に、図３を参照して、本実施形態の放射線画像撮影装置１６の電気系の要部構成について説明する。
図３に示すように、ＴＦＴ基板３０Ａには、画素３２が一方向（図３の行方向）及び一方向に交差する交差方向（図３の列方向）に２次元状に複数設けられている。画素３２は、センサ部３２Ａ、コンデンサ３２Ｂ、及び電界効果型薄膜トランジスタ（ＴＦＴ、以下、単に「薄膜トランジスタ」という。）３２Ｃを含む。本実施形態のセンサ部３２Ａが本発明の変換素子の一例である。
センサ部３２Ａは、図示しない上部電極、下部電極、及び光電変換膜等を含み、シンチレータ２２Ａが発する光を吸収して電荷を発生させる。コンデンサ３２Ｂは、センサ部３２Ａにより発生した電荷を蓄積する。薄膜トランジスタ３２Ｃは、コンデンサ３２Ｂに蓄積された電荷を制御信号に応じて読み出して出力する。以上の構成により、本実施形態の画素３２には、照射された放射線量が増加するほど増加する電荷が蓄積される。
また、ＴＦＴ基板３０Ａには、上記一方向に配設され、各薄膜トランジスタ３２Ｃをオン及びオフさせるための複数本のゲート配線３４が設けられている。また、ＴＦＴ基板３０Ａには、上記交差方向に配設され、オン状態の薄膜トランジスタ３２Ｃにより読み出された電荷が出力される複数本のデータ配線３６が設けられている。
また、ＴＦＴ基板３０Ａの隣り合う２辺の一辺側にゲート配線ドライバ５２Ａが配置され、他辺側に信号処理部５４Ａが配置されている。ＴＦＴ基板３０Ａの個々のゲート配線３４はゲート配線ドライバ５２Ａに接続され、ＴＦＴ基板３０Ａの個々のデータ配線３６は信号処理部５４Ａに接続されている。
ＴＦＴ基板３０Ａの各薄膜トランジスタ３２Ｃは、ゲート配線ドライバ５２Ａからゲート配線３４を介して供給される制御信号により各ゲート配線３４毎（本実施形態では、図３に示した行単位）で順にオン状態とされる。そして、オン状態とされた薄膜トランジスタ３２Ｃによって読み出された電荷は、電気信号としてデータ配線３６を伝送されて信号処理部５４Ａに入力される。これにより、電荷が各ゲート配線３４毎（本実施形態では、図３に示した行単位）で順に読み出され、信号処理部５４Ａにより二次元状の放射線画像を示す画像データが生成される。
信号処理部５４Ａは、図４に示すように、データ配線３６の各々に対応して、可変ゲインプリアンプ（チャージアンプ）８２と、サンプルホールド回路８４と、を備えている。
可変ゲインプリアンプ８２は、正入力側が接地されたオペアンプ８２Ａと、オペアンプ８２Ａの負入力側と出力側との間に、それぞれ並列に接続されるコンデンサ８２Ｂと、リセットスイッチ８２Ｃとを含んでおり、リセットスイッチ８２Ｃは、制御部５８Ａにより切り換えられる。本実施形態の可変ゲインプリアンプ８２が、本発明の増幅器の一例である。
また、本実施形態の信号処理部５４Ａは、マルチプレクサ８６およびＡ／Ｄ（Analog／Digital）変換器８８を備えている。なお、サンプルホールド回路８４のサンプルタイミング、及びマルチプレクサ８６に設けられたスイッチ８６Ａのオン及びオフも、制御部５８Ａにより切り換えられる。
放射線画像を検出する際に、制御部５８Ａは、まず、可変ゲインプリアンプ８２のリセットスイッチ８２Ｃを所定期間オン状態とすることにより、コンデンサ８２Ｂに蓄積されていた電荷を放電する。
一方、放射線Ｒが照射されることによって画素３２の各々のコンデンサ３２Ｂに蓄積された電荷は、接続されている薄膜トランジスタ３２Ｃがオン状態とされることにより電気信号として接続されているデータ配線３６を伝送され、データ配線３６を伝送された電気信号は、対応する可変ゲインプリアンプ８２により、予め定められた増幅率で増幅される。
一方、制御部５８Ａは、上述した放電を行った後、サンプルホールド回路８４を所定期間駆動させることより、可変ゲインプリアンプ８２によって増幅された電気信号の信号レベルをサンプルホールド回路８４に保持させ、サンプリングする。
そして、各サンプルホールド回路８４によりサンプリングされた信号レベルは、制御部５８Ａによる制御に応じてマルチプレクサ８６により順次選択され、Ａ／Ｄ変換器８８によってＡ／Ｄ変換されることにより、撮影された放射線画像を示す画像データが取得される。
なお、第２放射線検出器２０Ｂの信号処理部５４Ｂと第１放射線検出器２０Ａの信号処理部５４Ａとは、可変ゲインプリアンプ８２の増幅率が異なる他は、同様の構成であるため、同様の構成についてはここでの説明を省略する。
本実施形態の放射線画像撮影装置１６では、第１放射線検出器２０Ａ及び放射線制限部材２４により放射線Ｒが吸収されるため、第２放射線検出器２０Ｂに到達する放射線量は、第１放射線検出器２０Ａに到達する放射線量よりも少なくなる。従って、第２放射線検出器２０Ｂの各画素３２で発生する電荷の量は、第１放射線検出器２０Ａの対応する各画素３２で発生する電荷の量に比べて少ない。
そのため、本実施形態の放射線画像撮影装置１６では、第２放射線検出器２０Ｂの信号処理部５４Ｂにおける可変ゲインプリアンプ８２の増幅率を、第１放射線検出器２０Ａの信号処理部５４Ｂにおける可変ゲインプリアンプ８２の増幅率よりも大きくしている。なお、第２放射線検出器２０Ｂに到達する前に吸収される放射線Ｒの線量は放射線制限部材２４の材質等により異なる。また、可変ゲインプリアンプ８２の倍率を高くしすぎた場合、コンデンサ８２Ｂが飽和してしまう場合がある。そのため、可変ゲインプリアンプ８２の増幅率の具体的な倍率は、コンデンサ８２Ｂが飽和しない範囲の値として、予め実験等により得られた値を用いるとよい。例えば、第２放射線検出器２０Ｂの可変ゲインプリアンプ８２の増幅率は、放射線制限部材２４の材質等を考慮すると、第１放射線検出器２０Ａの可変ゲインプリアンプ８２の増幅率の２〜１０倍が好ましい。
なお、第２放射線検出器２０Ｂの可変ゲインプリアンプ８２の増幅率を第１放射線検出器２０Ａの可変ゲインプリアンプ８２の増幅率よりも大きくする方法は特に限定されない。例えば、コンデンサ８２Ｂの容量が大きくなるほど可変ゲインプリアンプ８２の増幅率が大きくなるため、第２放射線検出器２０Ｂの可変ゲインプリアンプ８２におけるコンデンサ８２Ｂの容量を、第１放射線検出器２０Ａのものよりも大きくしてもよい。なお、第２放射線検出器２０Ｂの可変ゲインプリアンプ８２の増幅率は可変であってもよい。例えば、コンデンサ８２Ｂ（オペアンプ８２Ａ）と並列に、直列に接続されたスイッチ及びコンデンサを複数備える構成とし、このスイッチのオン及びオフを切り替えることによりオペアンプ８２Ａに接続されるコンデンサの数を変化させることにより、増幅率を異ならせてもよい。
なお、信号処理部５４Ｂが、第２放射線検出器２０Ｂにより撮影された放射線画像を示す画像データを生成する場合の第２放射線検出器２０Ｂの可変ゲインプリアンプ８２の増幅率が、信号処理部５４Ａが、第１放射線検出器２０Ａにより撮影された放射線画像を示す画像データを生成する場合の第１放射線検出器２０Ａの可変ゲインプリアンプ８２の増幅率よりも大きければよく、その他の場合の増幅率については特に限定されない。
信号処理部５４Ａには制御部５８Ａを介して画像メモリ５６Ａが接続されており、信号処理部５４ＡのＡ／Ｄ変換器８８から出力された画像データは制御部５８Ａに順次出力される。制御部５８Ａには画像メモリ５６Ａが接続されており、信号処理部５４Ａから順次出力された画像データは、制御部５８Ａによる制御によって画像メモリ５６Ａに順次記憶される。画像メモリ５６Ａは所定の枚数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５６Ａに順次記憶される。また、画像メモリ５６Ａは制御部５８Ａにも接続されている。
制御部５８Ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０、ＲＯＭ（Read Only Memory）とＲＡＭ（Random Access Memory）等を含むメモリ６２、及びフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶部６４を備えている。制御部５８Ａの一例としては、マイクロコンピュータ等が挙げられる。
統合制御部７１は、ＣＰＵ７２、ＲＯＭとＲＡＭ等を含むメモリ７４、及びフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶部７６を備えている。統合制御部７１の一例としては、マイクロコンピュータ等が挙げられる。また、制御部５８Ａ及び統合制御部７１は、互いに通信可能に接続されている。
なお、詳細は後述するが、本実施形態の統合制御部７１は、制御部５８Ａから出力されるデジタル信号の信号値が所定の閾値以上であるか否かにより、放射線Ｒの照射が開始されたか否かを判定し、照射が開始されたと判定した場合は、制御部５８Ａ及び制御部５８Ｂに、各画素３２における電荷の蓄積動作を制御し、電荷の蓄積を開始させる制御を行う機能を有している。
通信部６６は、制御部５８Ａ及び統合制御部７１に接続され、無線通信及び有線通信の少なくとも一方により、放射線照射装置１２及びコンソール１８等の外部の装置との間で各種情報の送受信を行う。電源部７０は、前述した各種回路及び各素子(ゲート配線ドライバ５２Ａ、信号処理部５４Ａ、画像メモリ５６Ａ、制御部５８Ａ、通信部６６、及び統合制御部７１等）に電力を供給する。なお、図３では、錯綜を回避するために、電源部７０と各種回路及び各素子を接続する配線の図示を省略している。
なお、第２放射線検出器２０ＢのＴＦＴ基板３０Ｂ、ゲート配線ドライバ５２Ｂ、信号処理部５４Ｂ、画像メモリ５６Ｂ、及び制御部５８Ｂの各構成部品については、各々第１放射線検出器２０Ａの対応する構成部品と同様であるため、ここでの説明を省略する。なお、制御部５８Ａ及び制御部５８Ｂは、互いに通信可能に接続されている。
以上の構成により、本実施形態の放射線画像撮影装置１６は、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの各々を用いて、放射線画像の撮影を行う。
次に、図５を参照して、本実施形態のコンソール１８の構成について説明する。図５に示すように、コンソール１８は、制御部９０を備える。制御部９０は、コンソール１８の全体的な動作を司るＣＰＵ９０Ａ、各種プログラム及び各種パラメータ等が予め記憶されたＲＯＭ９０Ｂ、及びＣＰＵ９０Ａによる各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ９０Ｃを備える。
また、コンソール１８は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の不揮発性の記憶部９２を備える。記憶部９２は、第１放射線検出器２０Ａにより撮影された放射線画像を示す画像データ、第２放射線検出器２０Ｂにより撮影された放射線画像を示す画像データ、及びその他の各種データを記憶して保持する。なお、以下では、第１放射線検出器２０Ａにより撮影された放射線画像を「第１放射線画像」といい、第１放射線画像を示す画像データを「第１放射線画像データ」という。また、以下では、第２放射線検出器２０Ｂにより撮影された放射線画像を「第２放射線画像」といい、第２放射線画像を示す画像データを「第２放射線画像データ」という。また、「第１放射線画像」及び「第２放射線画像」を総称する場合は、単に「放射線画像」という。
また、コンソール１８は、表示部９４、操作部９６、及び通信部９８を備えている。表示部９４は、撮影に関する情報等及び撮影により得られた放射線画像等を表示する。操作部９６は、放射線画像の撮影の指示操作及び撮影された放射線画像の画像処理に関する指示等を、ユーザが入力するために用いられる。操作部９６は、一例としてキーボードの形態を有するものであってもよいし、表示部９４と一体化されたタッチパネルの形態を有するものであってもよい。通信部９８は、無線通信及び有線通信の少なくとも一方により、放射線画像撮影装置１６及び放射線照射装置１２との間で各種情報の送受信を行う。また、通信部９８は、無線通信及び有線通信の少なくとも一方により、ＰＡＣＳ(Picture Archiving and Communication System：画像保存通信システム）及びＲＩＳ（Radiology Information System：放射線情報システム）等の外部のシステムとの間で各種情報の送受信を行う。
制御部９０、記憶部９２、表示部９４、操作部９６、及び通信部９８の各部が、バス９９を介して互いに接続されている。
ところで、上述したように、本実施形態の放射線画像撮影装置１６では、第２放射線検出器２０Ｂに到達する放射線量は、第１放射線検出器２０Ａに到達する放射線量よりも少なくなる。さらに放射線制限部材２４は、それを構成する素材にもよるが一般に、放射線Ｒを構成するエネルギーのうち、軟線成分を硬線成分よりも多く吸収すると言う特徴を持つ。そのため第２放射線検出器２０Ｂに到達する放射線Ｒのエネルギー分布は、第１放射線検出器２０Ａに到達する放射線Ｒのエネルギー分布に比べると、硬線成分に偏った分布を持つ。
本実施形態では、一例として、第１放射線検出器２０Ａに到達した放射線Ｒは、第１放射線検出器２０Ａにより約５０％吸収されて放射線画像の撮影に用いられる。また、第１放射線検出器２０Ａを透過して放射線制限部材２４に到達した放射線Ｒは、放射線制限部材２４により約６０％吸収される。また、第１放射線検出器２０Ａ及び放射線制限部材２４を透過して第２放射線検出器２０Ｂに到達した放射線Ｒは、第２放射線検出器２０Ｂにより約５０％吸収されて放射線画像の撮影に用いられる。
すなわち、第２放射線検出器２０Ｂによる放射線画像の撮影に用いられる放射線量（第２放射線検出器２０Ｂで発生する電荷量）は、第１放射線検出器２０Ａによる放射線画像の撮影に用いられる放射線量の約２０％となる。なお、第１放射線検出器２０Ａによる放射線画像の撮影に用いられる放射線量と、第２放射線検出器２０Ｂによる放射線画像の撮影に用いられる放射線量との比は、上記の比に限らない。但し、第２放射線検出器２０Ｂによる放射線画像の撮影に用いられる放射線量は、診断の観点から、第１放射線検出器２０Ａによる放射線画像の撮影に用いられる放射線量の１０％以上であることが好ましい。
また、放射線Ｒは低エネルギーの成分から吸収される。このため、一例として図６に示すように、第２放射線検出器２０Ｂに到達する放射線Ｒのエネルギー成分は、第１放射線検出器２０Ａに到達する放射線Ｒのエネルギー成分の低エネルギー成分が除かれたものとなる。なお、図６は、放射線源１４の管電圧を８０ｋＶとした場合において、縦軸は放射線Ｒの単位面積当たりの吸収量を示し、横軸は放射線Ｒのエネルギーを示している。また、図６の実線Ｌ１は、第１放射線検出器２０Ａが吸収する放射線Ｒについてのエネルギーと単位面積当たりの吸収量との関係を示している。また、図６の実線Ｌ２は、第２放射線検出器２０Ｂが吸収する放射線Ｒについてのエネルギーと単位面積当たりの吸収量との関係を示している。
次に、本実施形態の放射線画像撮影システム１０の作用を説明する。
まず、コンソール１８の作用について説明する。図７は、コンソール１８の制御部９０により実行される全体撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。具体的には、制御部９０のＣＰＵ９０Ａによって全体撮影処理プログラムが実行されることにより、図７に示した全体撮影処理が実行される。なお、制御部９０が全体撮影処理プログラムを実行することにより、制御部９０が、本発明の導出部の一例として機能する。
なお、本実施形態では、図７に示した全体撮影処理は、コンソール１８の制御部９０が、ユーザにより操作部９６を介して被検体Ｗの氏名、撮影部位、及び放射線Ｒの曝射条件等を含む撮影メニューを取得した場合に実行される。制御部９０は、ＲＩＳ等の外部のシステムから撮影メニューを取得してもよいし、操作部９６を介してユーザが入力した撮影メニューを取得してもよい。
図７のステップＳ１００でコンソール１８の制御部９０は、撮影開始の指示として、撮影メニューに含まれる情報を放射線画像撮影装置１６に通信部９８を介して送信し、かつ放射線Ｒの曝射条件を放射線照射装置１２に通信部９８を介して送信する。
次のステップＳ１０２で制御部９０は、放射線Ｒの曝射開始の指示を放射線照射装置１２に通信部９８を介して送信する。放射線照射装置１２は、コンソール１８から送信された曝射条件及び曝射開始の指示を受信すると、受信した曝射条件に従って放射線Ｒの曝射を開始する。なお、放射線照射装置１２が照射ボタンを備えている場合は、放射線照射装置１２は、コンソール１８から送信された曝射条件及び曝射開始の指示を受信し、かつ照射ボタンが押圧操作された場合に、受信した曝射条件に従って放射線Ｒの曝射を開始する。
放射線画像撮影装置１６では、詳細を後述するように、上記撮影開始の指示に従って、コンソール１８から送信された撮影メニューに含まれる情報を用いて、第１放射線検出器２０Ａにより第１放射線画像を撮影し、第２放射線検出器２０Ｂにより第２放射線画像を撮影する。放射線画像撮影装置１６では、制御部５８Ａ、５８Ｂが、各々撮影された第１放射線画像を示す第１放射線画像データ及び第２放射線画像を示す第２放射線画像データに対して、オフセット補正及びゲイン補正等の各種補正を行った後、記憶部６４に記憶させる。
次のステップＳ１０４で制御部９０は、放射線画像撮影装置１６における放射線画像の撮影が終了したか否かを判定する。放射線画像の撮影が終了したか否かの判定方法は特に限定されず、例えば、放射線画像撮影装置１６の制御部５８Ａ、５８Ｂの各々が、通信部６６を介して撮影が終了したことを表す終了情報をコンソール１８に送信する場合、コンソール１８の制御部９０は、終了情報を受信した場合に、放射線画像撮影装置１６における撮影が終了したと判定する。
また、例えば、制御部５８Ａ、５８Ｂの各々が、通信部６６を介して撮影終了後に第１放射線画像データ及び第２放射線画像データをコンソール１８に送信する場合、制御部９０は、第１放射線画像データ及び第２放射線画像データを受信した場合に、放射線画像撮影装置１６における撮影が終了したと判定する。なお、コンソール１８は、第１放射線画像データ及び第２放射線画像データを受信した場合、受信した第１放射線画像データ及び第２放射線画像データを記憶部９２に記憶させる。
制御部９０は、放射線画像撮影装置１６における撮影が終了するまで否定判定となり待機状態となる。一方、放射線画像撮影装置１６における撮影が終了した場合、制御部９０は、肯定判定となりステップＳ１０６へ移行する。
ステップＳ１０６で制御部９０は、図８に示す画像生成処理を実行した後、本全体撮影処理を終了する。
次に、全体撮影処理（図７参照）のステップＳ１０６の処理によって実行される画像生成処理について、図８を参照して説明する。
図８のステップＳ１５０でコンソール１８の制御部９０は、第１放射線画像データ及び第２放射線画像データを取得する。制御部９０は、第１放射線画像データ及び第２放射線画像データが記憶部９２に記憶されている場合、記憶部９２から第１放射線画像データ及び第２放射線画像データを読み出すことにより取得する。また、制御部９０は、記憶部９２に第１放射線画像データ及び第２放射線画像データが記憶されていない場合、第１放射線検出器２０Ａから第１放射線画像データを取得し、第２放射線検出器２０Ｂから第２放射線画像データを取得する。
次のステップＳ１５２で制御部９０は、第１放射線画像データ及び第２放射線画像データを用いて、エネルギーサブトラクション画像を示す画像データを生成する。なお、以下では、エネルギーサブトラクション画像を「ＥＳ（Energy Subtraction）画像」といい、エネルギーサブトラクション画像を示す画像データを「ＥＳ画像データ」という。
本実施形態では、制御部９０は、第１放射線画像データに所定の係数を乗算して得られた画像データを、第２放射線画像データに所定の係数を乗算して得られた画像データから対応する画素毎に減算する。この減算を行うことにより、制御部９０は、軟部組織を除去し、骨部組織を強調したＥＳ画像を示すＥＳ画像データを生成する。なお、第１放射線画像データと第２放射線画像データとの対応する画素の決定方法は特に限定されない。例えば、事前にマーカーが写り込む状態で放射線画像撮影装置１６により撮影を行って得られた第１放射線画像データと第２放射線画像データとにおけるマーカーの位置の差異から、第１放射線画像データと第２放射線画像データとの位置ずれ量を算出する。そして、算出した位置ずれ量に基づいて、第１放射線画像データと第２放射線画像データとの対応する画素を決定すればよい。
この場合、例えば、被検体Ｗの撮影時に、被検体Ｗと一緒にマーカーも撮影して得られた第１放射線画像データと第２放射線画像データとにおけるマーカーの位置の差異から、第１放射線画像データと第２放射線画像データとの位置ずれ量を算出してもよい。また、例えば、被検体Ｗを撮影して得られた第１放射線画像データと第２放射線画像データとにおける被検体Ｗの構造に基づいて、第１放射線画像データと第２放射線画像データとの位置ずれ量を算出してもよい。
次のステップＳ１５４で、制御部９０は、上記ステップＳ１５２で生成されたＥＳ画像データにより示されるＥＳ画像における骨部組織の領域（以下、「骨部領域」という）を決定する。本実施形態では、例えば、制御部９０は、撮影メニューに含まれる撮影部位に基づいて、おおよその骨部領域の範囲を推定する。そして、制御部９０は、推定した範囲内において、周辺画素の微分値が所定値以上の画素を、骨部領域のエッジ（端部）を構成する画素として検出することで、骨部領域を決定する。
一例として図９に示すように、本ステップＳ１５４の処理により、制御部９０は、骨部領域ＢのエッジＥを検出し、エッジＥ内の領域を骨部領域Ｂと決定する。図９では、一例として、被検体Ｗの上半身の背骨部分を撮影した場合のＥＳ画像を示している。
なお、骨部領域Ｂの決定方法は上記の例に限定されない。例えば、制御部９０は、上記ステップＳ１５２で生成されたＥＳ画像データにより示されるＥＳ画像を表示部９４に表示する。ユーザは表示部９４に表示されたＥＳ画像に対して、操作部９６を介して骨部領域ＢのエッジＥを指定する。そして、制御部９０は、ユーザにより指定されたエッジＥ内の領域を骨部領域Ｂと決定してもよい。
また、制御部９０は、ＥＳ画像と、上記ステップＳ１５４で検出されたエッジＥとを重畳させた画像を表示部９４に表示してもよい。この場合、ユーザは、表示部９４に表示されたエッジＥを修正する必要がある場合は、操作部９６を介してエッジＥの位置を修正する。そして、制御部９０は、ユーザにより修正されたエッジＥ内の領域を骨部領域Ｂと決定してもよい。
次のステップＳ１５６で、制御部９０は、上記ステップＳ１５２で生成されたＥＳ画像データにより示されるＥＳ画像における軟部組織の領域（以下、「軟部領域」という。）を決定する。本実施形態では、例えば、制御部９０は、エッジＥから所定の方向に対して所定の画素数を空けた位置の画素を含む所定の面積の領域であって、骨部領域Ｂを除く領域を軟部領域と決定する。一例として図９に示すように、本ステップＳ１５６の処理により、制御部９０は、複数（図９に示す例では６つ）の軟部領域Ｓを決定する。
なお、上記所定の方向及び所定の画素数は、放射線画像撮影装置１６の実機を用いた実験等により、撮影部位等に応じて予め定めておけばよい。また、上記所定の面積は、予め定めておいてもよいし、ユーザに指定させてもよい。また、例えば、制御部９０は、ＥＳ画像データにおける最小の画素値（骨部領域Ｂを除いた被検体Ｗの体厚が最も厚い位置に対応する画素値）を下限値とした所定の範囲内の画素値の画素を軟部領域Ｓと決定してもよい。また、ステップＳ１５６で決定する軟部領域Ｓの数は、図９に示した例の数に限定されないことは言うまでもない。
次のステップＳ１５８で、制御部９０は、上記ステップＳ１５２で生成されたＥＳ画像データに対し、ＥＳ画像の撮影毎のばらつきが許容範囲内となる補正を行う。本実施形態では、一例として、制御部９０は、ＥＳ画像データの全周波数帯域に対し、画像のムラを除去する補正を行う。なお、本ステップＳ１５８の処理により補正が行われて得られた画像データは、後述するステップＳ１６０からステップＳ１６４までの処理による骨密度の算出に用いられるため、以下では「ＤＸＡ（Dual-energy X-ray Absorptiometry）画像データ」という。
次のステップＳ１６０で、制御部９０は、ＤＸＡ画像データにおける骨部領域Ｂの画素値の平均値Ａ１を算出する。次のステップＳ１６２で、制御部９０は、ＤＸＡ画像データにおける全ての軟部領域Ｓの画素値の平均値Ａ２を算出する。ここで、本実施形態では、一例として、制御部９０は、エッジＥから遠い軟部領域Ｓほど画素値が小さくなる重み付けを行って、平均値Ａ２を算出する。なお、ステップＳ１６０及びステップＳ１６２で平均値Ａ１、Ａ２を算出する前に、メディアンフィルタ等を用いて骨部領域Ｂの画素値及び軟部領域Ｓの画素値の異常値を除去してもよい。
次のステップＳ１６４で、制御部９０は、被検体Ｗの撮影部位の骨密度を算出する。本実施形態では、一例として、制御部９０は、上記ステップＳ１６０で算出された平均値Ａ１と上記ステップＳ１６２で算出された平均値Ａ２との差分を算出する。また、制御部９０は、算出した差分に対し、画素値を骨量［ｇ］に変換する変換係数を乗算することにより、骨量を算出する。そして、制御部９０は、算出した骨量を、骨部領域Ｂの面積［ｃｍ２］で除算することにより、骨密度［ｇ／ｃｍ２］を算出する。なお、上記変換係数は、放射線画像撮影装置１６の実機を用いた実験等により、撮影部位等に応じて予め定めておけばよい。
次のステップＳ１６６で、制御部９０は、上記ステップＳ１５２で生成されたＥＳ画像データ、及び上記ステップＳ１６４で算出された骨密度を、被検体Ｗを識別する情報に対応付けて、記憶部９２に記憶する。なお、上記ステップＳ１５２で生成されたＥＳ画像データ、及びステップＳ１６４で算出された骨密度と、第１放射線画像データ及び第２放射線画像データとの双方を、被検体Ｗを識別する情報に対応付けて、記憶部９２に記憶してもよい。
次のステップＳ１６８で、制御部９０は、上記ステップＳ１５２で生成されたＥＳ画像データにより示されるＥＳ画像、及びステップＳ１６４で算出された骨密度を表示部９４に表示した後、本画像生成処理を終了する。
次に、本実施形態の放射線画像撮影装置１６の作用について説明する。
本実施形態の放射線画像撮影装置１６は、上述したように、コンソール１８から受信した撮影開始の指示に従って、第１放射線検出器２０Ａにより第１放射線画像を撮影し、第２放射線検出器２０Ｂにより第２放射線画像を撮影する。まず、放射線画像撮影装置１６において実行される放射線画像の撮影における全体的な流れについて説明する。
撮影開始の指示を受信すると、制御部５８Ａ及び制御部５８Ｂは各々、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂにリセット動作を行わせる。第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂは、放射線Ｒが照射されていない状態でも、暗電流により画素３２に電荷が蓄積されるため、蓄積された電荷を読み捨てるリセット動作が行われる。なお、本実施形態における第１放射線検出器２０Ａにおいて行われるリセット動作が、本発明の第１リセット動作の一例であり、第２放射線検出器２０Ｂにおいて行われるリセット動作が、本発明の第２リセット動作の一例である。
本実施形態では、一例として、図１０に示すように、リセット期間において、制御部５８Ａは、ゲート配線ドライバ５２Ａを制御し、ゲート配線ドライバ５２Ａから第１放射線検出器２０Ａの各ゲート配線３４に、ゲート配線３４１から１ラインずつ順に所定期間Ｈ１の間、オン信号を出力させる。また、リセット期間において、制御部５８Ｂは、ゲート配線ドライバ５２Ｂを制御し、ゲート配線ドライバ５２Ｂから第２放射線検出器２０Ｂの各ゲート配線３４に、ゲート配線３４１から１ラインずつ順に所定期間Ｈ１の間、オン信号を出力させる。なお、図１０に示した例では、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂが、各々ｎ本のゲート配線３４を備えている場合を示している。
第１放射線検出器２０Ａにおいて画素３２から出力された電荷が増加するほど大きくなる電気信号がリセット動作により統合制御部７１に出力される。統合制御部７１は、リセット動作によって出力された電気信号により放射線Ｒの照射が開始されたタイミングの検出を行う。統合制御部７１は、放射線Ｒの照射が開始されたタイミングを検出すると、制御部５８Ａ及び制御部５８Ｂに、放射線画像を生成するための電荷の蓄積動作を開始させる蓄積開始の指示を出力する。
なお、本実施形態の放射線Ｒの照射が開始されたタイミングが、本発明の放射線の照射に関するタイミングの一例である。図１１に示した例のように、放射線照射装置１２の放射線源１４から出射された放射線Ｒの線量は、照射時間に応じて変化する。本実施形態の放射線画像撮影装置１６では、放射線源１４から出射されて放射線画像撮影装置１６に照射される放射線Ｒの線量に応じ、図１１に示したタイミングＴ１からタイミングＴ２までの期間を後述する蓄積期間としている。そのため、タイミングＴ１を、放射線Ｒの照射が開始されたタイミングとして検出する。従って、実際に放射線源１４が放射線Ｒの出射を開始するタイミングと、放射線画像撮影装置１６が放射線Ｒの照射が開始されたタイミングとは異なっている。なお、タイミングＴ１は、例えば、タイミングの誤検出等の観点から定められる。
一例として図１０に示すように、制御部５８Ａは、蓄積開始の指示が入力されると、リセット動作を終了し、蓄積期間に移行して、蓄積動作を行う。具体的には、ゲート配線ドライバ５２Ａを制御し、ゲート配線ドライバ５２Ａから第１放射線検出器２０Ａの各ゲート配線３４に、オフ信号を出力させる。これにより、第１放射線検出器２０Ａの各画素３２の薄膜トランジスタ３２Ｃは全てオフ状態になる。同様に、制御部５８Ｂは、蓄積開始の指示が入力されると、リセット動作を終了し、蓄積期間に移行して、ゲート配線ドライバ５２Ｂを制御し、ゲート配線ドライバ５２Ｂから第２放射線検出器２０Ｂの各ゲート配線３４に、オフ信号を出力させる。これにより、第２放射線検出器２０Ｂの各画素３２の薄膜トランジスタ３２Ｃは全てオフ状態になる。
また、蓄積期間が経過すると、一例として図１０に示すように、制御部５８Ａは、読出期間に移行して、ゲート配線ドライバ５２Ａから第１放射線検出器２０Ａの各ゲート配線３４に、ゲート配線３４１から１ラインずつ順に、１画素当たりの読出時間となる所定期間Ｈ２の間、オン信号を出力させる。同様に、制御部５８Ｂは、蓄積期間が経過すると読出期間に移行して、ゲート配線ドライバ５２Ｂから第２放射線検出器２０Ｂの各ゲート配線３４に、ゲート配線３４１から１ラインずつ順に、１画素当たりの読出時間となる所定期間Ｈ３の間、オン信号を出力させる。
なお、詳細は後述するが、本実施形態では、第１放射線検出器２０Ａと第２放射線検出器２０Ｂとの各々のリセット期間においてゲート配線３４にオン信号を出力させる所定期間Ｈ１よりも、読出期間においてゲート配線３４にオン信号を出力させる所定期間Ｈ２、Ｈ３の方が長い。また、読出期間における第２放射線検出器２０Ｂのゲート配線３４にオン信号を出力させる所定期間Ｈ３は、第１放射線検出器２０Ａゲート配線３４にオン信号を出力させる所定期間Ｈ２よりも長い。
本実施形態の放射線画像撮影装置１６では、読出期間において各画素３２から出力された電気信号により、信号処理部５４Ａでは第１放射線画像データが生成され、信号処理部５４Ｂでは第２放射線画像データが生成される。
次に、統合制御部７１、制御部５８Ａ、及び制御部５８Ｂの各制御部の動作の詳細について説明する。図１２は、統合制御部７１により実行される蓄積同期処理の流れの一例を示すフローチャートである。具体的には、コンソール１８から撮影開始の指示を受信すると統合制御部７１のＣＰＵ７２によって、メモリ７４のＲＯＭに予め記憶されている蓄積同期処理プログラムが実行されることにより、図１２に示した蓄積同期処理が実行される。なお、蓄積同期処理プログラムが、本発明の放射線画像撮影プログラムを含むプログラムの一例である。
なお、本実施形態では、統合制御部７１が電荷の蓄積動作の制御の一例として、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂにおける電荷の蓄積動作の開始を制御することにより、電荷の蓄積を同期させる場合について説明する。
図１２のステップＳ２００で統合制御部７１は、制御部５８Ａから、リセット動作により第１放射線検出器２０Ａの画素３２から出力された電気信号が信号処理部５４Ａで変換されたデジタル信号（以下、「リセットデジタル信号」という）を受信したか否かを判定する。リセットデジタル信号を受信するまで否定判定となり、待機する。一方、リセットデジタル信号を受信した場合、肯定判定となりステップＳ２０２へ移行する。
ステップＳ２０２で統合制御部７１は、ステップＳ２００の処理で受信したリセットデジタル信号の信号値が、放射線Ｒの照射開始の検出のために予め定められた閾値以上であるか否かを判定する。リセットデジタル信号の信号値が閾値未満の場合、否定判定となりステップＳ２００に戻る。一方、リセットデジタル信号の信号値が閾値以上の場合、肯定判定となりステップＳ２０４へ移行する。なお、このように本実施形態の統合制御部７１では、リセットデジタル信号が閾値以上の場合に、放射線Ｒの照射が開始されたタイミングであるとして検出する方法を用いているが、放射線Ｒの照射が開始されたタイミングを検出する方法は、これに限らない。例えば、リセットデジタル信号が閾値を越える場合を、放射線Ｒの照射が開始されたタイミングであるとして検出してもよいし、リセットデジタル信号の単位時間の変化量が、予め定められた閾値以上となった場合を、放射線Ｒの照射が開始されたタイミングであるとして検出してもよい。
ステップＳ２０４で統合制御部７１は、蓄積開始指示を制御部５８Ａ及び制御部５８Ｂに出力した後、本蓄積同期処理を終了する。
一方、図１３は、放射線画像撮影装置１６の制御部５８Ａにより実行される第１撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。具体的には、コンソール１８から撮影開始の指示を受信すると制御部５８ＡのＣＰＵ６０によって、メモリ６２のＲＯＭに予め記憶されている第１撮影処理プログラムが実行されることにより、図１３に示した第１撮影処理が実行される。
図１３のステップＳ２３０で、制御部５８Ａは、統合制御部７１から電荷の蓄積開始の指示を受信したか否かを判定する。蓄積開始の指示を受信していない場合、否定判定となり、ステップＳ２３２へ移行する。
ステップＳ２３２で制御部５８Ａは、上述したリセット動作を行うタイミングであるか否かを判定する。リセット動作を行うタイミングは、特に限定されず、例えば、コンソール１８から撮影開始の指示を受信してから、所定の時間が経過する毎のタイミングとしてもよい。リセット動作を行うタイミングではない場合、否定判定となり、ステップＳ２３０に戻る。一方、リセット動作を行うタイミングに至った場合、肯定判定となり、ステップＳ２３４へ移行する。
ステップＳ２３４で制御部５８Ａは、上述したリセット動作を開始する。リセット動作において各データ配線３６に流れ出した電荷による電気信号は、信号処理部５４Ａに入力されて可変ゲインプリアンプ８２により増幅され、Ａ／Ｄ変換器８８によりリセットデジタル信号に変換される。このリセットデジタル信号は、画像メモリ５６Ａを介して制御部５８Ａに入力される。
そこで、次のステップＳ２３６で制御部５８Ａは、入力されたリセットデジタル信号を統合制御部７１に出力した後、ステップＳ２３０に戻る。
なお、このようにしてリセット動作により制御部５８Ａから統合制御部７１に出力されるリセットデジタル信号は、上述したように放射線Ｒの照射開始の検出に用いられる。ここで、第１放射線検出器２０Ａの全ての画素３２から出力された電荷によるリセットデジタル信号を、制御部５８Ａから統合制御部７１に出力してもよいし、放射線Ｒの照射開始の検出用に予め定められたゲート配線３４及びデータ配線３６の少なくとも一方に応じた画素３２から出力された電荷によるリセットデジタル信号であってもよい。
一方、上記ステップＳ２３０において、蓄積開始の指示を受信した場合、肯定判定となり、ステップＳ２３８に移行する。なお、制御部５８Ａは、上記ステップＳ２３４の処理により開始されたリセット動作においてまだ、ゲート配線３４ｎまで、オン信号を出力していないうちに、蓄積開始の指示を受信した場合、リセット動作を終了し、リセット期間から蓄積期間に移行して、第１放射線検出器２０Ａの各画素３２の薄膜トランジスタ３２Ｃを全てオフ状態にする。
上記図１０に示した例では、ゲート配線３４１を流れる制御信号により制御される薄膜トランジスタ３２Ｃを備える画素３２にリセット動作を行わせたところで、蓄積開始指示を受信した場合を示している。この場合、ゲート配線３４２以降のゲート配線３４にはオン信号が出力されない。
ステップＳ２３８で、制御部５８Ａは、電荷の蓄積を終了するか否かを判定する。電荷の蓄積を終了するか否かの判定方法は特に限定されない。例えば、蓄積開始の指示を受信してから所定の蓄積期間が経過した場合に、電荷の蓄積を終了すると判定してもよい。この場合、所定の蓄積期間が経過するまで否定判定となり、待機する。一方、所定の蓄積期間が経過した場合、肯定判定となりステップＳ２４０へ移行する。
次のステップＳ２４０で、制御部５８Ａは、蓄積期間から読出期間に移行し、ゲート配線ドライバ５２Ａを制御し、ゲート配線ドライバ５２Ａから第１放射線検出器２０Ａの各ゲート配線３４に１ラインずつ順に所定期間Ｈ２の間、オン信号を出力させる。これにより、各ゲート配線３４に接続された各薄膜トランジスタ３２Ｃが１ラインずつ順にオン状態とされ、１ラインずつ順に各コンデンサ３２Ｂに蓄積された電荷が電気信号として各データ配線３６に流れ出す。そして、各データ配線３６に流れ出した電気信号は信号処理部５４Ａでデジタルの画像データに変換されて、画像メモリ５６Ａに記憶される。
なお、読出期間では、放射線Ｒの照射によって発生して蓄積された電荷が画素３２から出力され、リセット期間では、放射線Ｒが非照射の状態において暗電流等により発生した電荷が画素３２から出力される。そのため、画素３２から出力される電荷の量は、読出期間の方がリセット期間よりも多くなる。そのため、本実施形態では、図１０に示すように、読出期間における所定期間Ｈ２を、リセット期間における所定期間Ｈ１よりも長くしている。なお、リセット動作に要する時間は、短い方が好ましいため、所定期間Ｈ１は短いことが好ましい。
次のステップＳ２４２で、制御部５８Ａは、上記ステップＳ２４０で画像メモリ５６Ａに記憶された画像データに対し、オフセット補正及びゲイン補正等の各種補正を行う画像処理を実行する。次のステップＳ２４４で、制御部５８Ａは、上記ステップＳ２４２で画像処理が行われた画像データ（第１放射線画像データ）を統合制御部７１に送信した後、本第１撮影処理を終了する。
一方、図１４は、放射線画像撮影装置１６の制御部５８Ｂにより実行される第２撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。具体的には、コンソール１８から撮影開始の指示を受信すると制御部５８ＢのＣＰＵ６０によって、メモリ６２のＲＯＭに予め記憶されている第２撮影処理プログラムが実行されることにより、図１４に示した第２撮影処理が実行される。
図１４のステップＳ２５０で制御部５８Ｂは、電源部７０から信号処理部５４Ｂに供給される電力を抑制することにより、信号処理部５４Ｂを省電力モードに移行させる。省電力モードにおいて、供給される電力を抑制するのは、信号処理部５４Ｂ全体に対してであってもよいし、信号処理部５４Ｂが有する各部（図４参照）のいずれであってもよい。なお、Ａ／Ｄ変換器８８は電力の消費量が多いため、Ａ／Ｄ変換器８８の駆動を停止させることが好ましい。
なお、本実施形態の省電力モードでは、制御部５８Ｂが信号処理部５４Ｂに供給される電力そのものを抑制する形態としているが、この形態に限定されない。例えば、制御部５８Ｂが、信号処理部５４Ｂの各部の駆動を制御する制御信号を出力し、制御信号に応じて信号処理部５４Ｂの各部が一部または全部の駆動を停止したり、低速で駆動したりすることにより、結果として、供給される電力を抑制してもよい。
なお、本実施形態では、このように信号処理部５４Ｂを省電力モードに移行させる場合について説明したが、これに限らず、例えば、画像メモリ５６Ｂ等、リセット動作において駆動を要せず、また、放射線画像の生成に影響を与えないとみなせる各部に関しても省電力モードに移行させてもよい。
次のステップＳ２５２で、制御部５８Ｂは、統合制御部７１から電荷の蓄積開始の指示を受信したか否かを判定する。蓄積開始の指示を受信していない場合、否定判定となり、ステップＳ２５４へ移行する。
ステップＳ２５４で制御部５８Ｂは、上述したリセット動作を行うタイミングであるか否かを判定する。リセット動作を行うタイミングは、特に限定されず、例えば、コンソール１８から撮影開始の指示を受信してから、所定の時間が経過する毎のタイミングとしてもよい。なお、第１放射線検出器２０Ａにおけるリセット動作と、第２放射線検出器２０Ｂにおけるリセット動作とは、非同期であってもよい。リセット動作を行うタイミングではない場合、否定判定となり、ステップＳ２５０に戻る。一方、リセット動作を行うタイミングに至った場合、肯定判定となり、ステップＳ２５６へ移行する。
ステップＳ２５６で制御部５８Ｂは、上述したリセット動作を開始した後、ステップＳ２５０に戻る。第２放射線検出器２０Ｂでは、リセット動作において各データ配線３６に流れ出した電荷による電気信号は、信号処理部５４Ｂが省電力モードであるため、リセットデジタル信号に変換されることがなく読み捨てられる。従って、制御部５８Ｂからは統合制御部７１にリセットデジタル信号が出力されない。
一方、上記ステップＳ２５２において、蓄積開始の指示を受信した場合、肯定判定となり、ステップＳ２５８に移行する。なお、制御部５８Ｂは、上記ステップＳ２５６の処理により開始されたリセット動作においてまだ、ゲート配線３４ｎまで、オン信号を出力していないうちに、蓄積開始の指示を受信した場合、リセット動作を終了し、リセット期間から蓄積期間に移行して、第２放射線検出器２０Ｂの各画素３２の薄膜トランジスタ３２Ｃを全てオフ状態にする。
次のステップＳ２５８で制御部５８Ｂは、電源部７０から信号処理部５４Ｂに供給される電力の抑制を止めて、信号処理部５４Ｂを省電力モードから復帰させる。
次のステップＳ２６０で、制御部５８Ｂは、電荷の蓄積を終了するか否かを判定する。電荷の蓄積を終了するか否かの判定方法は特に限定されない。例えば、蓄積開始の指示を受信してから所定の蓄積期間が経過した場合に、電荷の蓄積を終了すると判定してもよい。この場合、所定の蓄積期間が経過するまで否定判定となり、待機する。一方、所定の蓄積期間が経過した場合、肯定判定となりステップＳ２６２へ移行する。
次のステップＳ２６２で、制御部５８Ｂは、ゲート配線ドライバ５２Ｂを制御し、ゲート配線ドライバ５２Ｂから第２放射線検出器２０Ｂの各ゲート配線３４に１ラインずつ順に所定期間Ｈ３の間、オン信号を出力させる。これにより、各ゲート配線３４に接続された各薄膜トランジスタ３２Ｃが１ラインずつ順にオン状態とされ、１ラインずつ順に各コンデンサ３２Ｂに蓄積された電荷が電気信号として各データ配線３６に流れ出す。そして、各データ配線３６に流れ出した電気信号は信号処理部５４Ｂでデジタルの画像データに変換されて、画像メモリ５６Ｂに記憶される。
上述したように、第２放射線検出器２０Ｂの各画素３２で発生する電荷の量は、第１放射線検出器２０Ａの対応する各画素３２で発生する電荷の量に比べて少ない。そのため、本実施形態の放射線画像撮影装置１６では、第２放射線検出器２０Ｂの画素３２に蓄積された電荷を読み出す１画素当たりの読出時間を、第１放射線検出器２０Ａよりも長くする、いわゆるオーバサンプリングを行う。本実施形態では、一例として図１０に示したように、所定期間Ｈ３は、第１放射線検出器２０Ａにおける所定期間Ｈ２よりも長くしている。
なお、オーバサンプリングを行う方法は、図１０に示した方法に限らない。例えば、図１５に示したように、制御部５８Ｂがゲート配線３４毎に、所定期間Ｈ４の間、オン信号を、連続して複数回（図１５に示した例では２回）出力させることにより、オーバサンプリングを行ってもよい。この場合、所定期間Ｈ２と所定期間Ｈ４は同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、例えば、図１６に示したように、制御部５８Ｂがゲート配線３４１からゲート配線３４ｎまで全てのゲート配線３４毎に、順次、所定期間Ｈ５の間、オン信号を出力させた後、再びゲート配線３４１から順次、所定期間Ｈ５の間、オン信号を出力させる処理を繰り返してもよい。この場合、所定期間Ｈ２と所定期間Ｈ５は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
また、本実施形態では、各ゲート配線３４に接続された各薄膜トランジスタ３２Ｃを１ラインずつ順にオン状態とし、１ラインずつ順に各コンデンサ３２Ｂに蓄積された電荷が電気信号として各データ配線３６に流れ出す場合について説明したが、第２放射線検出器２０Ｂの画素３２から電荷を読み出す（電気信号を出力させる）方法は、これに限らない。例えば、第２放射線検出器２０Ｂの各画素３２で発生する電荷の量は、第１放射線検出器２０Ａの対応する各画素３２で発生する電荷の量に比べて少ないため、第２放射線検出器２０Ｂからは、隣接する複数の画素３２からまとめて電荷を読み出してもよい。例えば、図１７に示したように、隣接する複数のゲート配線３４毎に画素３２からまとめて電荷を読み出してもよい。一例として図１７には、各ゲート配線３４に接続された各薄膜トランジスタ３２Ｃを２ラインずつ順にオン状態とし、２ラインずつ順に各コンデンサ３２Ｂに蓄積された電荷が電気信号として各データ配線３６に流れ出す場合を示している。
また例えば、図１８に示したように、隣接する複数のデータ配線３６毎に画素３２からまとめて電荷を読み出してもよい。一例として、図１８には、ｍ本のデータ配線３６を備えている場合に、データ配線３６１＋２ｋ及びデータ配線３６２２＋ｋ（ｋ＝０〜ｍ／２の整数）の２ラインずつ、信号処理部５４Ｂのサンプルホールド回路８４にサンプリングさせた後、マルチプレクサ８６のスイッチ８６Ａにより選択され、Ａ／Ｄ変換器８８によってＡ／Ｄ変換される場合を示している。
なお、このように、隣接する複数の画素３２からまとめて電荷を読み出す場合、例えば、解像度等生成される第２放射線画像の画質が、画素３２毎に電荷を読み出す場合に比べて低下する。しかしながら、上述したように、骨密度を導出する場合、ＤＸＡ画像データにより表される画像ではなく、画素値を用いて骨密度を導出すればよいため、このような画質の低下による影響は少ない。
また、第２放射線検出器２０Ｂの各画素３２で発生する電荷の量は、第１放射線検出器２０Ａの対応する各画素３２で発生する電荷の量に比べて少なく、ノイズの影響を受けやすいため、制御部５８Ｂは、信号処理部５４Ｂの可変ゲインプリアンプ８２の増幅率を調整することにより、ノイズの影響を低減させてもよい。一般に、暗電流によるノイズの発生箇所は、可変ゲインプリアンプ８２の前段及び後段の両方に有るが、放射線Ｒに起因するノイズの影響は、可変ゲインプリアンプ８２の前段のノイズに重畳される。そのため、可変ゲインプリアンプ８２の増幅率を調整することにより、ノイズにおける前段と後段との比率を調整することが可能となり、前段及び後段のノイズの影響を調整することができる。例えば、可変ゲインプリアンプ８２の増幅率を大きくすると、後段のノイズの影響が小さくなる。なお、可変ゲインプリアンプ８２のコンデンサ８２Ｂが飽和しない範囲で増幅率を調整することはいうまでもない。
次のステップＳ２６４で、制御部５８Ｂは、上記ステップＳ２６２で画像メモリ５６Ａに記憶された画像データに対し、オフセット補正及びゲイン補正等の各種補正を行う画像
処理を実行する。次のステップＳ２６８で、制御部５８Ｂは、上記ステップＳ２６４で画像処理が行われた画像データ（第２放射線画像データ）を統合制御部７１に送信した後、本第２撮影処理を終了する。
以上説明したように、本実施形態の放射線画像撮影システム１０は、照射された放射線Ｒの線量の増加で、発生する電荷が増加するセンサ部３２Ａを含んで構成される複数の画素３２が２次元状に配置される第１放射線検出器２０Ａと、第１放射線検出器２０Ａの放射線Ｒが透過されて出射される側に積層されて配置され、かつ照射された放射線Ｒの線量の増加で、発生する電荷が増加するセンサ部３２Ａを含んで構成される複数の画素３２が２次元状に配置される第２放射線検出器２０Ｂと、を備えた放射線画像撮影装置１６と、第１放射線検出器２０Ａの画素３２で発生する電荷が変換された電気信号であって、発生する電荷が増加するほど大きくなる電気信号により放射線Ｒの照射に関するタイミングを検出した結果を用いて、第１放射線検出器２０Ａの複数の画素３２における電荷の蓄積動作及び第２放射線検出器２０Ｂの複数の画素３２における電荷の蓄積動作を制御する統合制御部７１と、を備える。
本実施形態の放射線画像撮影装置１６では、第２放射線検出器２０Ｂに到達する放射線量は、第１放射線検出器２０Ａに到達する放射線量よりも少なくなる。そのため、第１放射線検出器２０Ａと、第２放射線検出器２０Ｂとでは、放射線の照射に関するタイミングの検出結果が異なってしまい、各放射線検出器の各画素３２における電荷の蓄積が非同期となる場合がある。そこで、本実施形態の放射線画像撮影装置１６は、第１放射線検出器２０Ａの画素３２から出力される電気信号により放射線Ｒの照射が開始されたタイミングを検出した場合、蓄積開始指示を第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂに出力することにより、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂにおける蓄積動作を制御する。
従って、上記各実施形態の放射線画像撮影システム１０によれば、第２放射線検出器２０Ｂに照射される放射線Ｒの線量が、第１放射線検出器２０Ａに照射される放射線Ｒの線量より少なくても、電荷の蓄積を同期させることを可能とすることができる。
また、本実施形態では、第２放射線検出器２０Ｂの画素３２から出力される電気信号は、放射線の照射開始の検出に用いないため、リセット期間の間、電源部７０から供給される電力を抑制して、信号処理部５４Ｂを省電力モードに移行させることができる。これにより、本実施形態の放射線画像撮影装置１６によれば、電力消費を抑制することができる。特に、電力の消費量が多いＡ／Ｄ変換器８８の駆動を停止させるため。電力消費をより抑制することができる。また、Ａ／Ｄ変換器８８が駆動している場合、電力消費量が多いため発熱量も多くなり、Ａ／Ｄ変換器８８修理の温度が上昇するため、ノイズが発生する懸念があるが、Ａ／Ｄ変換器８８の駆動を停止させることにより、温度上昇に起因するノイズの発生を抑制することができる。
なお、本実施形態では、統合制御部７１が、放射線Ｒの照射に関するタイミングとして、放射線Ｒの照射の開始のタイミングを検出する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、統合制御部７１は、図１３に示したタイミングＴ２のように、放射線Ｒの照射が停止されたタイミングを検出してもよい。この場合、例えば、統合制御部７１は、放射線Ｒの照射停止の検出のために予め定められた閾値と上記リセットデジタル信号の信号値とを比較し、リセットデジタル信号の信号値が閾値未満となった場合に、放射線Ｒの照射が停止されたタイミングであると判定すればよい。さらに、統合制御部７１は、このように放射線Ｒの照射が停止されたタイミングを検出した場合、制御部５８Ａ及び制御部５８Ｂに、電荷の蓄積動作を終了させる指示を出力してもよい。この場合、制御部５８Ａ及び制御部５８Ｂは、この指示が入力された場合に、蓄積期間を終了し、読出期間に以降するため、蓄積期間の終了も同期させることができる。
また、本実施形態では、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの双方に、放射線を一旦光に変換し、変換した光を電荷に変換する間接変換型の放射線検出器を適用した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの少なくとも一方に、放射線を電荷へ直接変換する直接変換型の放射線検出器を適用する形態としてもよい。
また、本実施形態の放射線画像撮影装置１６では、第１放射線検出器２０Ａの画素３２から出力される電気信号として、リセット動作において信号処理部５４Ａから出力されるリセットデジタル信号を用いる形態について説明したが、放射線Ｒの照射に関するタイミングを検出するのに用いる電気信号はこれに限らない。例えば、ソースとドレインとが短絡された薄膜トランジスタ３２Ｃを備えた、放射線検出用の画素３２を第１放射線検出器２０Ａに設けておき、放射線検出用の画素３２から出力される電荷による電気信号を用いてもよい。
また、本実施形態では、第２放射線検出器２０Ｂについて、読出期間において、各ゲート配線３４に接続された各薄膜トランジスタ３２Ｃを２ラインずつ順にオン状態とし、１ラインずつ順に各コンデンサ３２Ｂに蓄積された電荷が電気信号として各データ配線３６に流れ出す形態について説明したが、この形態に限定されない。例えば、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの両方についてリセット動作において、図１７及び図１８を参照して説明したように、隣接する複数のゲート配線３４毎に画素３２からまとめて電荷を読み出してもよいし、隣接する複数のデータ配線３６毎に画素３２からまとめて電荷を読み出してもよい。
また、本実施形態では、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの双方に、ＴＦＴ基板３０Ａ、３０Ｂ側から放射線Ｒが入射される表面読取方式の放射線検出器を適用した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの少なくとも一方に、シンチレータ２２Ａ、２２Ｂ側から放射線Ｒが入射される裏面読取方式（所謂ＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式）の放射線検出器を適用する形態としてもよい。
また、本実施形態では、３つの制御部（制御部５８Ａ、５８Ｂ、７１）により放射線画像撮影装置１６の制御を実現する場合について説明したが、これに限定されない。例えば統合制御部７１の機能を制御部５８Ａが有する形態としてもよいし、１つの制御部により放射線画像撮影装置１６の制御を実現する形態としてもよい。
また、本実施形態では、第１放射線画像及び第２放射線画像を用いて、骨密度を導出する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、第１放射線画像及び第２放射線画像を用いて、骨塩定量を導出してもよいし、骨密度及び骨塩定量の双方を導出してもよい。
また、本実施形態では、全体撮影処理プログラムがＲＯＭ９０Ｂに予め記憶（インストール）されており、蓄積同期処理プログラムがメモリ７４に予め記憶されており、第１撮影処理プログラムがメモリ６２に予め記憶されており、さらに第２撮影処理プログラムがメモリ６２に予め記憶されている態様を説明したが、これに限定されない。全体撮影処理プログラム、蓄積同期処理プログラム、第１撮影処理プログラム、及び第２撮影処理プログラムの各々は、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disk Read Only Memory）、及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、全体撮影処理プログラム、蓄積同期処理プログラム、第１撮影処理プログラム、及び第２撮影処理プログラムの各々は、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。
１０ 放射線画像撮影システム
１２ 放射線照射装置
１４ 放射線源
１６ 放射線画像撮影装置
１８ コンソール
２０Ａ 第１放射線検出器
２０Ｂ 第２放射線検出器
２１ 筐体
２２Ａ、２２Ｂ シンチレータ
２４ 放射線制限部材
２５、２６Ａ、２６Ｂ 制御基板
２８ ケース
３０Ａ、３０Ｂ ＴＦＴ基板
３２ 画素
３２Ａ センサ部
３２Ｂ コンデンサ
３２Ｃ 薄膜トランジスタ
３４、３４１〜３４ｎ ゲート配線
３６ データ配線
５２Ａ、５２Ｂ ゲート配線ドライバ
５４Ａ、５４Ｂ 信号処理部
５６Ａ、５６Ｂ 画像メモリ
５８Ａ、５８Ｂ、９０ 制御部
６０、７２、９０Ａ ＣＰＵ
６２、７４ メモリ
６４、７６、９２ 記憶部
６６、９８ 通信部
７０ 電源部
７１ 統合制御部
８２ 可変ゲインプリアンプ
８２Ａ オペアンプ
８２Ｂ コンデンサ
８２Ｃ リセットスイッチ
８４ サンプルホールド回路
８６ マルチプレクサ
８６Ａ スイッチ
８８ Ａ／Ｄ変換器
９０Ｂ ＲＯＭ
９０Ｃ ＲＡＭ
９４ 表示部
９６ 操作部
９９ バス
Ｂ 骨部領域
Ｅ エッジ
Ｈ１〜Ｈ５ 所定期間
Ｌ１、Ｌ２ 実線
Ｒ 放射線
Ｓ 軟部領域
Ｗ 被検体

Claims (11)

  1. 照射された放射線の線量の増加で、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が２次元状に配置される第１放射線検出器と、前記第１放射線検出器の前記放射線が透過されて出射される側に積層されて配置され、かつ照射された放射線の線量の増加で、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が２次元状に配置される複数の画素を含む第２放射線検出器と、を備えた放射線画像撮影装置と、
    前記第１放射線検出器の画素で発生する電荷が変換された電気信号であって、前記電荷が増加するほど大きくなる電気信号により放射線の照射に関するタイミングを検出した結果を用いて、前記第１放射線検出器の前記複数の画素における電荷の蓄積動作及び前記第２放射線検出器の前記複数の画素における電荷の蓄積動作を制御する制御部と、
    を備え、
    前記第１放射線検出器及び前記第２放射線検出器の各々は、前記複数の画素に蓄積された電荷が出力されて電気信号として入力され、入力された当該電気信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅された電気信号を保持するサンプルホールド回路と、前記サンプルホールド回路から出力された電気信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、を備え、入力された当該電気信号から放射線画像の画像データを生成する処理を行う信号処理部をさらに備え、
    前記第２放射線検出器の増幅器の増幅率は、前記第１放射線検出器の増幅器の増幅率よりも大きく、かつ前記第２放射線検出器の増幅器の増幅率は、前記第２放射線検出器の前記複数の画素に蓄積された電荷が出力されたことによる電気信号に含まれるノイズに応じて調整される、
    放射線画像撮影システム。
  2. 照射された放射線の線量の増加で、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が２次元状に配置される第１放射線検出器と、前記第１放射線検出器の前記放射線が透過されて出射される側に積層されて配置され、かつ照射された放射線の線量の増加で、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が２次元状に配置される複数の画素を含む第２放射線検出器と、を備えた放射線画像撮影装置と、
    前記第１放射線検出器の画素で発生する電荷が変換された電気信号であって、前記電荷が増加するほど大きくなる電気信号により放射線の照射に関するタイミングを検出した結果を用いて、前記第１放射線検出器の前記複数の画素における電荷の蓄積動作及び前記第２放射線検出器の前記複数の画素における電荷の蓄積動作を制御する制御部と、
    を備え、
    前記第２放射線検出器は、前記複数の画素に蓄積された電荷が出力されて電気信号として入力され、当該電気信号から放射線画像の画像データを生成する処理を行い、入力された当該電気信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅された電気信号を保持するサンプルホールド回路と、前記サンプルホールド回路から出力された電気信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器と、を有する信号処理部と、
    前記制御部の制御により前記第２放射線検出器が複数の画素における電荷の蓄積を開始するまで、前記第２放射線検出器を駆動させる電力を供給する電源部から前記アナログデジタル変換器への電力の供給を抑制する電力制御部と、をさらに備え、
    前記増幅器の増幅率は、前記第２放射線検出器の前記複数の画素に蓄積された電荷が出力されたことによる電気信号に含まれるノイズに応じて調整される、
    放射線画像撮影システム。
  3. 前記制御部は、放射線の照射に関するタイミングの検出として放射線の照射開始を検出する、
    請求項１または請求項２に記載の放射線画像撮影システム。
  4. 前記制御部は、放射線の照射が開始される前に、予め定められたタイミングで前記第１放射線検出器の前記複数の画素に蓄積された電荷をリセットする第１リセット動作、及び前記第２放射線検出器の前記複数の画素に蓄積された電荷をリセットする第２リセット動作を実行する制御をさらに行う、
    請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システム。
  5. 前記第１リセット動作及び前記第２リセット動作は、隣接する複数行の前記画素毎の電荷、及び隣接する複数列の前記画素毎の電荷の少なくとも一方をまとめてリセットする動作である、
    請求項４に記載の放射線画像撮影システム。
  6. 前記制御部は、電荷の蓄積動作を制御した後、前記第１放射線検出器の前記複数の画素に蓄積された電荷を読み出す制御、及び前記第２放射線検出器の前記複数の画素に蓄積された電荷を前記第１放射線検出器よりも１画素当たりの読出時間を長くして読み出す制御をさらに行う、
    請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システム。
  7. 前記制御部は、隣接する複数行の前記画素毎に蓄積された電荷、及び隣接する複数列の前記画素毎に蓄積された電荷の少なくとも一方をまとめて読み出す、
    請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システム。
  8. 前記制御部は、前記電荷の蓄積動作の制御として、電荷の蓄積動作の開始及び電荷の蓄積動作の終了の少なくとも一方を制御する、
    請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システム。
  9. 前記第１放射線検出器及び前記第２放射線検出器の各々は、放射線が照射されることにより光を発する発光層を備え、
    前記第１放射線検出器及び前記第２放射線検出器の各々の前記複数の画素は、前記光を受光することにより電荷が発生して蓄積され、
    前記第１放射線検出器の発光層と、前記第２放射線検出器の発光層とは、発光層の組成が異なる
    請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システム。
  10. 前記第１放射線検出器の発光層は、ＣｓＩを含んで構成され、
    前記第２放射線検出器の発光層は、ＧＯＳを含んで構成されている
    請求項９に記載の放射線画像撮影システム。
  11. 前記第１放射線検出器により撮影された第１放射線画像及び前記第２放射線検出器により撮影された第２放射線画像を用いて骨塩定量及び骨密度の少なくとも一方を導出する導出部をさらに備えた、
    請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システム。
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