JP6821351B2

JP6821351B2 - 放射線撮像装置、放射線撮像システム、放射線撮像装置の制御方法

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Description

本発明は、被写体を透過した放射線の強度分布を画像として取得する放射線撮像装置、放射線撮像システム、放射線撮像装置の制御方法に関する。

従来、放射線発生装置から放射線を被写体に照射し、被写体を透過した放射線強度分布をデジタル化し、デジタル化した放射線画像に画像処理を施し、鮮明な放射線画像を得る放射線撮像装置および放射線撮像システムが製品化されている。

ここで、放射線撮像装置が生成する放射線画像は、入射した放射線に応じた成分だけでなく、暗電荷に応じた成分も含む。暗電荷に応じた成分を除去するために、放射線撮像装置に放射線が照射されていない状態で取得した画像（いわゆるオフセット画像）を放射線画像から減算する補正手法が知られている。暗電荷の発生量は放射線撮像装置の内部温度に依存するので、オフセット画像取得時と放射線画像取得時とで放射線撮像装置内の温度分布に差があると、オフセット成分を正しく除去できない場合がある。

特許文献１には、放射線撮影を行わない間に随時オフセット画像を更新することが記載されている。

米国特許第５４５２３３８号明細書

特許文献１のように非撮影時にオフセット画像を高い頻度で更新すると、放射線撮像装置のスイッチ素子が特性劣化を起こしやすくなる。このような特性劣化の一例として、スイッチ素子の閾値電圧の変化がある。スイッチ素子の閾値電圧が変化すると、スイッチ素子のオン・オフ制御の際に不具合が生じるおそれがある。一方で、放射線撮像装置は、非撮影時に、スイッチ素子の特性劣化を抑制するための駆動を行う場合がある。この場合、オフセット成分が変動するおそれがあり、迅速な撮影が行えないおそれがあった。

そこで、本発明は、上記の課題に鑑み、非撮影時における撮影可能になるまでの待機時間を低減しつつ、スイッチ素子の特性変動を抑制するための技術を提供することを目的とする。

上記課題に鑑みて、一部の実施形態では、被写体を透過した放射線に応じた放射線画像を取得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装置とを備える放射線撮像システムであって、前記放射線撮像装置は、放射線を電気信号に変換する変換素子及び前記電気信号を転送するスイッチ素子を有する放射線検出部と、前記制御装置から出力される同期信号を検出する検出部と、前記同期信号に基づいて前記放射線検出部の動作の制御を行う制御部と、前記同期信号が以前に検出されてからの経過時間を計測する計測手段と、を備え、前記放射線検出部の動作は、前記放射線検出部に入射した放射線に応じた放射線画像を取得する撮像動作と、前記放射線画像を補正するためのオフセット画像を取得するオフセット取得動作と、前記スイッチ素子のオン・オフ動作の切り替えを繰り返す撮影待機動作と、前記撮影待機動作よりも前記スイッチ素子を制御するためのオン電圧とオフ電圧の差が小さくなるように制御するスタンバイ動作とを含み、前記制御部は、前記経過時間に応じて、前記オフセット取得動作又は前記スタンバイ動作で前記放射線検出部を動作させ、前記撮影待機動作で前記放射線検出部を動作させた累積時間が、閾値以上になった場合には前記制御装置にその旨を通知することを特徴とする。

非撮影時における撮影可能になるまでの待機時間を低減しつつ、スイッチ素子の特性変動を抑制するための技術を提供される。

放射線撮像システムの一例を示す図である。放射線撮像装置内の放射線検出部の一例を示す図である。放射線撮像装置の動作の一例を示す図である。同期信号と駆動動作との関係の一例を示す図である。

添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について以下に説明する。

図１を参照して、一部の実施形態に係る放射線撮像システム１００の構成例について説明する。放射線撮像システム１００は、放射線撮像装置２００と、放射線発生装置３００と、制御装置４００とを備える。すなわち、放射線撮像装置２００と、放射線発生装置３００と、制御装置４００とはそれぞれ、放射線撮像システム１００の一部を構成する。

放射線発生装置３００は、放射線撮像装置２００へ向けて放射線を照射するように放射線源３０１を制御する。放射線源３０１からの放射線は、被写体を透過した後、放射線撮像装置２００に入射する。放射線撮像装置２００は、入射した放射線に応じた画像データを生成し、この画像データを制御装置４００へ送信する。制御装置４００は、受信した画像データを放射線撮像システム１００の表示装置４０５へ表示する。放射線撮像システム１００の操作者は、表示装置４０５に表示された画像を確認し、再撮影の要否等を判断することができる。放射線撮像システム１００の操作者とは、例えば医師や診療放射線技師のことである。制御装置４００は、放射線撮像システム１００の操作者が放射線撮像システム１００の放射線撮像装置２００及び放射線発生装置３００を制御するためにも用いられる。

制御装置４００は、放射線撮像装置２００及び放射線発生装置３００のそれぞれと通信可能である。この通信は、例えばＲＳ２３２ＣやＵＳＢ、イーサネット（登録商標）などの通信規格に準拠した通信であってもよいし、専用信号線を用いた通信であってもよい。また、この通信は、有線通信であってもよいし、無線通信であってもよい。放射線撮像装置２００と制御装置４００との間では、例えば画像データや、撮像条件（撮影モード）、装置状態、同期信号が通信される。この同期信号は、例えば撮像を開始すべきタイミングや放射線を照射可能なタイミングを通知することに利用される。また、制御装置４００は、放射線撮像装置２００に対し撮像条件として複数の撮影モードのうちの１つの撮影モードを設定可能である。ここで、複数の撮影モードの各々は、例えばフレームレート、各フレームにおける変換素子（図２中２１２）に電荷の蓄積させる蓄積時間、アンプ（図２中２３３）の増幅率等の撮影条件の一部が異なる。放射線撮像装置２００は、指定された撮影モードに応じたフレームレートで複数の放射線画像を取得する動画撮影が可能である。フレームレートは、例えば、３ｆｐｓから３０ｆｐｓの範囲で設定される。

放射線発生装置３００と制御装置４００との間では、例えば放射線照射条件、装置状態、実際の照射情報、同期信号、放射線照射スイッチの入力情報が通信される。この同期信号は、例えば放射線の照射を開始すべきタイミングを通知することに利用される。

制御装置４００は、例えばＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）である病院内ネットワーク５００を介して、検査や患者に関する様々な情報を管理する情報システム５０１と通信可能であってもよい。情報システム５０１は、例えば、放射線情報システムであるＲＩＳ（ＲａｄｉｏｌｏｇｙＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）や病院情報システムであるＨＩＳ（ＨｏｓｐｉｔａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）である。放射線撮像システム１００の操作者は、制御装置４００を用いて、情報システム５０１から放射線画像の撮影オーダーや、患者情報を含んだ撮影情報を取得できる。放射線撮像システム１００の操作者は、放射線撮像装置２００によって取得された画像データを情報システム５０１に保存することができる。

放射線発生装置３００は、放射線照射スイッチ（不図示）を備える。放射線照射スイッチは、第一のスイッチおよび第二のスイッチを備える。放射線発生装置３００は、第一のスイッチへ入力がされることにより、放射線源３０１に放射線の照射の準備をさせる。放射線発生装置３００は、放射線源３０１による放射線の照射の準備が完了した後に、第二のスイッチを入力することで放射線源３０１に放射線の照射をさせる。放射線照射スイッチの入力情報は、制御装置４００へ送信される。

放射線撮像装置２００は、放射線検出部２０１と、制御部２０２と、電源部２０３とを備える。放射線検出部２０１は、放射線撮像装置２００に入射した放射線を検出し、この放射線に応じた画像データを生成する。制御部２０２は、放射線撮像装置２００全体の動作を制御することによって、様々な動作を行う。制御部２０２の動作の具体例については後述する。電源部２０３は、放射線撮像装置２００の各構成要素に電力を供給する。

放射線撮像装置２００は、処理部２０４と、記憶部２０５と、通信部２０６と、内部信号生成部２０７、信号検出部２０８、計測部２０９とを備える。処理部２０４は、制御部２０２が放射線撮像装置２００を制御するための処理を行う。処理部２０４は、マイクロプロセッサのようなプロセッサで構成されてもよいし、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｐｅｃｉｆｉｃｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ）のような専用回路で構成されてもよいし、これらの組み合わせで構成されてもよい。

記憶部２０５は、放射線撮像装置２００に関する様々なデータを記憶する。例えば、記憶部２０５は、放射線検出部２０１によって得られた画像データや、放射線検出部２０１の動作の設定情報などを記憶する。また、記憶部２０５は、制御装置４００から指定された撮影条件（撮影モード）等を記憶する。処理部２０４の少なくとも一部がプロセッサで構成される場合に、記憶部２０５は、放射線撮像装置２００の処理を規定したプログラムを記憶してもよい。プロセッサがこのプログラムを記憶部２０５から読み出して実行することによって、放射線撮像装置２００の動作が行われる。記憶部２０５は、例えばＲＯＭやＲＡＭなどのメモリで構成される。

通信部２０６は、制御装置４００との通信に用いられる。通信部２０６は、例えばネットワークアダプタのような通信ハードウェアで構成される。

内部信号生成部２０７は、現在時刻を取得するために用いられる。また、内部信号生成部２０７は、制御装置４００から取得した同期信号とは別に、設定された撮影モードのフレームレートに対応した同期信号（内部同期信号）を生成する。内部同期信号は、制御装置４００から同期信号を取得できない場合に、放射線撮像装置２００が自身で駆動信号を生成し、動作するために用いられる。

信号検出部２０８は、制御装置４００から出力された同期信号を検出する。制御部２０２は、同期信号に応じて、放射線検出部２０１を制御する。

計測部２０９は、同期信号を取得すべきタイミングにおいて、信号検出部２０８が同期信号を検出できなかった場合に、以前に検出されてからの経過時間を計測する。同期信号を取得すべきタイミングは、例えば、制御装置４００により設定された撮影モードのフレームレート毎に計測する。計測部２０９は、以前に同期信号が検出された時点から、同期信号が入力されていないと判定した時点までの差分に基づく情報を経過時間としてもよい。この場合、計測部２０９が計測する経過時間は、少なくとも設定された撮影モードにおける１フレームの間隔と同じかそれ以上の長さとなる。また、計測部２０９は、所定の撮影モードにおける、同期信号が検出されたフレームから、同期信号が入力されていないと判定されたフレームまでの間のフレーム数から算出した時間を経過時間としてもよい。計測部２０９は、例えば現在のフレームよりも前のフレームで同期信号を検出した時点と、現在のフレームにおいて同期信号が入力されていないと判定した時点までの差分に基づいて経過時間を取得する。制御部２０２は、計測部２０９の計測結果に応じて、非撮影時の放射線検出部２０１の駆動動作を切り替えるように制御する。

制御装置４００は、処理部４０１と、記憶部４０２と、通信部４０３と、電源部４０４とを備える。処理部４０１は、制御装置４００に関する様々な処理を行う。例えば、処理部４０１は、放射線撮像装置２００の画像取得タイミングや条件の制御、放射線発生装置３００の放射線の照射タイミングや条件の制御、放射線撮像装置２００からの放射線画像データの取得及びその表示、撮影オーダー受付や撮影情報登録を行う。制御装置４００は、入力装置４０６を通じて操作者から入力を取得し、この入力を処理し、表示装置４０５を通じて操作者へ出力を提示するためのアプリケーションソフトウェアを有してもよい。

以下、このようなアプリケーションソフトウェアを放射線撮影アプリケーションと呼ぶ。放射線撮影アプリケーションはプログラムとして記憶部４０２に記憶され、処理部４０１によって実行される。

処理部４０１は、マイクロプロセッサのようなプロセッサで構成されてもよいし、ＡＳＩＣのような専用回路で構成されてもよいし、これらの組み合わせで構成されてもよい。記憶部４０２は、制御装置４００に関する様々なデータを記憶する。例えば、記憶部４０２は、放射線撮像装置２００から受信した画像データや、放射線撮像装置２００及び放射線発生装置３００を制御するための設定情報などを記憶する。処理部４０１の少なくとも一部がプロセッサで構成される場合に、記憶部４０２は、制御装置４００の処理を規定したプログラムを記憶する。処理部４０１（プロセッサ）は、記憶部４０２が記憶したプログラムを読み出して実行することによって、制御装置４００の処理が行われる。記憶部４０２は、例えばＲＯＭやＲＡＭなどのメモリで構成される。

通信部４０３は、放射線撮像装置２００及び放射線発生装置３００との通信と、病院内ネットワーク５００への接続とに用いられる。通信部４０３は、例えばネットワークアダプタのような通信ハードウェアで構成される。通信部４０３は、通信先ごとに別個の通信ハードウェアで構成されてもよい。電源部４０４は、制御装置の外部から受電した電力から生成した電力を制御装置４００の各構成要素に供給する。

続いて、図２を参照して、放射線検出部２０１の構成例について説明する。放射線検出部２０１は、センサ部２１０と、駆動回路２２０と、読出し回路２３０とを備える。センサ部２１０は、複数の行および複数の列を構成するように２次元アレイ状に配列された複数の画素２１１によって構成される。各画素２１１は、変換素子２１２とスイッチ素子２１３とを備える。変換素子２１２は、入射した放射線を電荷（電気信号）に変換し、電荷（電気信号）を蓄積する。変換素子２１２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によって構成されてもよい。これに代えて、変換素子２１２は、放射線を直接電荷に変換してもよい。スイッチ素子２１３は、変換素子２１２に蓄積された電荷を信号線２１４に転送する。スイッチ素子２１３は例えばＴＦＴのようなトランジスタで構成される。スイッチ素子２１３は制御端子を有しており、制御端子にオン電圧が供給されたことに応じてオン、すなわち導通状態となり、制御端子にオフ電圧が供給されたことに応じてオフ、すなわち非導通状態となる。

変換素子２１２の一方の端子にはバイアス線２１６を通じて電源部２０３からバイアス電圧が供給される。変換素子２１２の他方の端子はスイッチ素子２１３を介して信号線２１４に接続される。スイッチ素子２１３の制御端子は駆動線２１５に接続される。センサ部２１０には、それぞれ行方向（図２では横方向）に延びた複数の駆動線２１５が列方向（図２では縦方向）に並んで配される。各駆動線２１５には、同一の行に含まれる画素２１１のスイッチ素子２１３の制御端子が共通に接続される。また、センサ部２１０には、それぞれ列方向に延びた複数の信号線２１４が行方向に並んで配される。各信号線２１４には、同一の列に含まれる画素２１１のスイッチ素子２１３の一方の主端子が共通に接続される。

駆動回路２２０は、制御部２０２から供給される制御信号に従って、センサ部２１０を駆動する。具体的に、駆動回路２２０は、駆動線２１５を通じて、各スイッチ素子２１３の制御端子に駆動信号を供給する。駆動回路２２０は、駆動信号をオン電圧にすることによってスイッチ素子２１３をオンにし、駆動信号をオフ電圧にすることによってスイッチ素子２１３をオフにする。スイッチ素子２１３がオンになると、変換素子２１２に蓄積された電荷が信号線２１４に転送される。

読出し回路２３０は、制御部２０２から供給される制御信号に従って、センサ部２１０から電荷を読み出し、この電荷に応じた信号を生成し、この信号を制御部２０２に供給する。読出し回路２３０は、サンプルホールド回路２３１と、マルチプレクサ２３２と、アンプ２３３と、Ａ／Ｄ変換器２３４とを備える。サンプルホールド回路２３１は、変換素子２１２から読み出された電荷を、画素行単位に保持する。マルチプレクサ２３２は、サンプルホールド回路２３１に保持された１行分の画素を順に取り出してアンプ２３３に供給する。アンプ２３３は供給された電荷を増幅してＡ／Ｄ変換器２３４に供給する。Ａ／Ｄ変換器２３４は供給されたアナログ信号をデジタル信号に変換して制御部２０２に供給する。

続いて、放射線撮像装置２００の制御部２０２が行う複数の動作について説明する。このような複数の動作は、複数の駆動動作と、画像処理動作とを含む。駆動動作とは、制御部２０２が放射線検出部２０１を駆動する動作のことである。制御部２０２は、複数の駆動動作の何れかを行うようにセンサ部２１０及び読出し回路２３０を制御する。センサ部２１０の制御は駆動回路２２０の制御を通じて行われる。複数の駆動動作は、撮像動作と、オフセット取得動作と、撮像待機動作と、スタンバイ動作とを含む。

撮像動作とは、変換素子２１２に入射した放射線に応じた放射線画像を取得する動作のことである。撮像動作として、制御部２０２は以下の処理を行う。まず、制御部２０２は、放射線撮像装置２００に放射線が照射されている間に、すべての駆動線２１５にオフ電圧を供給するように駆動回路２２０を制御する。これにより、センサ部２１０の各変換素子２１２に、放射線に応じた電荷が蓄積される。すべての駆動線２１５にオフ電圧が供給される期間の長さを蓄積時間と呼ぶ。続いて、制御部２０２は、複数の駆動線２１５に供給する駆動信号を順に一時的にオン電圧に切り替えるように駆動回路２２０を制御する。これによって、各変換素子２１２に蓄積された電荷量を表すデジタル信号が読出し回路２３０から制御部２０２に供給される。制御部２０２は、このデジタル信号を放射線画像データとして記憶部２０５に記憶する。１回の撮像動作によって１枚の放射線画像が得られる。制御部２０２は、撮像動作を繰り返すことによって、動画撮影を行ってもよい。この場合、制御部２０２は、複数の放射線画像データからなる動作データを生成してもよい。

オフセット取得動作とは、放射線画像を補正するためのオフセット画像を取得する動作のことである。制御部２０２は、放射線撮像装置２００に放射線が照射されていない状態で撮像動作と同じ動作を行うことによって、オフセット画像を取得できる。オフセット画像は、放射線の情報を含んでおらず、蓄積時間の間に変換素子２１２で発生した暗電荷の情報を含む。制御部２０２は、オフセット取得動作によって読み出されたデジタル信号をオフセット画像データとして記憶部２０５に記憶する。制御部２０２は、オフセット画像を複数枚取得し、これらを平均して得られた１つのオフセット画像をオフセット画像データとして記憶部２０５に記憶してもよい。オフセット取得動作の所要時間は、オフセット画像データを何枚のオフセット画像から生成するか、または、フレームレートなど条件の異なる複数の撮影モードを設定可能な場合、どれだけの種類のオフセット画像データを更新するかに依存する。例えば３ｆｐｓの撮影モードであれば、３２枚のオフセット画像を取得してオフセット画像データを生成する場合、１０秒以上の時間が必要となる。複数の撮影モードのそれぞれについてオフセット画像データを更新する場合に、例えば１分程度の更新時間が必要になる。

撮像待機動作とは、スイッチ素子２１３のオン・オフ動作の切り替えを繰り返すことによって、上述の撮像動作への切り替えを待機する動作のことである。オン・オフの切り替えは、スイッチ素子２１３に加えられるオン電圧とオフ電圧の切り替えを示す。変換素子２１２には時間の経過とともに暗電荷が蓄積する。そこで、撮像待機動作として、制御部２０２は、複数の駆動線２１５に供給する駆動信号を順に一時的にオン電圧に切り替えるように駆動回路２２０を制御する。これにより、変換素子２１２に蓄積された暗電荷が廃棄される。この廃棄される暗電荷は画像の生成に用いられないので、制御部２０２は読出し回路２３０から供給された信号を記憶部２０５に記憶しなくてもよい。放射線撮像装置２００の内部温度を維持するために、制御部２０２は、撮像待機動作中も読出し回路２３０への電力の供給を行う。撮像待機動作を反復することによって、上述の撮像動作に直ちに切り替え可能な状態が維持される。

スタンバイ動作とは、読出し回路２３０に電力を供給しつつ、上述の撮像待機動作よりもスイッチ素子２１３の劣化を抑制するようにセンサ部２１０を駆動する動作のことである。例えば、制御部２０２は、駆動線２１５に供給される駆動信号の電圧の変動量をオン電圧とオフ電圧と差よりも小さくなるように駆動回路２２０を制御する。この変動量はゼロであってもよい。すなわち、駆動線２１５に供給される駆動信号は一定の電圧値であってもよい。これに代えて、制御部２０２は、駆動信号としてオン電圧を供給する期間の長さとオフ電圧を供給する期間の長さとの差が撮像待機動作よりも小さくなるように駆動回路２２０を制御する。放射線撮像装置２００の内部温度を維持するために、制御部２０２は、スタンバイ動作中も読出し回路２３０への電力の供給を行う。

画像処理動作とは、放射線検出部２０１から得られた放射線画像を処理する動作のことである。例えば、制御部２０２は、放射線画像データからオフセット画像データを減算することによって、放射線画像に含まれるオフセット成分を除去する。制御部２０２は、欠陥画素の補正や、放射線検出部内のアンプのゲインばらつき等を補正するゲイン補正などの補正処理をさらに行ってもよい。本実施形態では画像処理動作を放射線撮像装置２００の制御部２０２が行う場合を説明するが、これに代えて画像処理動作を制御装置４００が行ってもよい。この場合に、制御部２０２は、放射線画像データとオフセット画像データとの両方を制御装置４００へ送信する。

図３を用いて、放射線撮像装置２００の一連の撮像動作を示すシーケンスを説明する。

ステップＳ３０１では、放射線撮像装置２００の電源部２０３は、各部に電力の供給が行われる。電源部２０３による電力の供給は、放射線撮像装置２００の電源スイッチ（不図示）への入力に応じて実行される
ステップＳ３０２では、放射線撮像装置２００は、制御装置４００から複数の撮影モードのうちの１つの撮影モードが指定される。制御部２０２は、指定された撮影モードを取得する。そして、当該指定された撮影モードを示す情報は、記憶部２０５に記憶される。

ステップＳ３０３では、制御部２０２は、オフセット取得動作を行うように、センサ部２１０及び読出し回路２３０を制御する。ここで、オフセット取得動作は、設定可能な全ての撮影モードに対応したオフセット画像について取得してもよいし、制御装置４００から指定された１または２以上の撮影モードについて取得してもよい。

ステップＳ３０４では、制御部２０２は、スタンバイ動作を行うように、センサ部２１０及び読出し回路２３０を制御する。この段階では、制御装置４００から撮像待機動作を行わせるための遷移指示信号を取得していないため、スイッチ素子２１３の劣化を抑制するようにセンサ部２１０を駆動する動作とすることが好ましいためである。

ステップＳ３０５では、制御部２０２は、撮像待機動作を行うように、センサ部２１０及び読出し回路２３０を制御する。制御部２０２は、制御装置４００から供給される遷移指示信号に基づいてスタンバイ動作から撮像待機動作へ駆動動作の状態を遷移させる。

ステップＳ３０６では、制御部２０２は、撮像動作を行うように、センサ部２１０及び読出し回路２３０を制御する。この場合、制御部２０２は、制御装置４００から出力される同期信号に基づいて撮像動作を行うようにセンサ部２１０及び読出し回路２３０を制御する。なお、この場合の撮像操作の間隔は、ステップＳ３０２で指定された撮影モードのフレームレートに対応している。その後、制御装置４００から撮影の終了を示す信号を受信した場合に、制御部２０２は、撮像動作を終了する。なお、制御部２０２は、次の撮影モードでの動作が指定されている場合には、該新たに指定された撮影モードに基づいて撮像動作を行う。また、制御部２０２は、制御部４００から次の撮影モードが指定されていない場合には、スタンバイ動作を行うように、センサ部２１０及び読出し回路２３０を制御する。

図４を用いて、同期信号と駆動動作との関係について説明する。図４は、放射線撮像装置２００の駆動動作を示すフローチャートである。なお、図４で示すフローチャートは、放射線撮像装置２００の１回の撮像動作を示すものであり、動画撮影モードにおける１フレーム分の動作に相当する。動画撮影モードにおいて、放射線撮像装置２００は、１フレーム毎に開始から終了に至るフローを繰り返すように制御する。各フローは、放射線撮像装置２００の各部が実行する。

ステップＳ４０１では、制御部２０２が、信号検出部２０８で同期信号が入力されたか否かを判定（確認）する。信号検出部２０８が、同期信号が入力されていないと判定した場合に、計測部２０９は、同期信号が以前に検出されてからの経過時間Ｔを計測する。ステップＳ４０１での確認結果により、同期信号が入力されていると判定された場合はステップＳ４０２へ、同期信号が入力されていないと判定された場合はステップＳ４０５へ進む。

ステップＳ４０２では、制御部２０２は、制御装置４００から撮影要求信号が入力されているか否かを判定する。ここで、撮影要求信号は、放射線発生装置３００の放射線照射スイッチの第一のスイッチが入力されているか否かを示す信号であってもよい。制御部２０２は、該信号が入力されていると判定した場合に、ステップＳ４０３へ進み、該入力がされていないと判定した場合に、ステップＳ４０４へ進む。なお、該入力は、放射線照射スイッチの入力信号に限られるものではなく、制御装置４００から、撮影状態に遷移するように指示する指示信号であってもよい。

ステップＳ４０３では、制御部２０２は、撮像動作を行うように、センサ部２１０及び読出し回路２３０を制御する。制御部２０２は、ステップＳ４０１からＳ４０４までの一連のフローにより、同期信号に基づいて、１フレーム分の放射線画像を取得できる。

ステップＳ４０４では、制御部２０２は、撮像待機動作を行うように、センサ部２１０及び読出し回路２３０を制御する。つまり、制御部２０２は、同期信号が入力されている間は、撮像待機動作を繰り返し行う。このため、放射線撮像装置２００は、撮像待機動作を反復することによって、上述の撮像動作に直ちに切り替え可能な状態が維持される。

ステップＳ４０５では、制御部２０２は、経過時間Ｔと第一の閾値Ｔ１に基づいて駆動動作を決定する。制御部２０２は、経過時間Ｔが、第一の閾値Ｔ１よりも小さい場合はステップＳ４０６の処理を行う。一方で、制御部２０２は、経過時間Ｔが、第一の閾値Ｔ１と同じか、第一の閾値Ｔ１よりも大きい場合は、Ｓ４０７の処理を行う。

ステップＳ４０６では、制御部２０２は、センサ部２１０の駆動動作を停止する。具体的には、センサ部２１０は、スイッチ素子２１３のオン・オフの切り替えをオフ状態（蓄積状態）で停止させて維持する。ここで、例として第一の閾値Ｔ１は、３秒とする。当該第一の閾値Ｔ１は、スイッチ素子２１３を蓄積状態で維持しても、センサ部２１０の寿命や品質劣化に影響のない時間であればこれに限られるものではない。また、第一の閾値Ｔ１は、外来ノイズ等による同期信号の受信ミス等の復旧容易なエラーを想定して設定された値である。そのため、放射線撮像装置２００は、第一の閾値Ｔ１を、使用されるシステムに応じて設定値を変更できるようにしてもよい。

ステップＳ４０７では、制御部２０２は、経過時間Ｔと第二の閾値Ｔ２に基づいて駆動動作を決定する。制御部２０２は、経過時間Ｔが、第二の閾値Ｔ２よりも小さい場合はステップＳ４０８の処理を行う。一方で、制御部２０２は、経過時間Ｔが、第二の閾値Ｔ２と同じか、第二の閾値Ｔ２よりも大きい場合は、Ｓ４０９の処理を行う。ここで、例として第二の閾値Ｔ２は、１時間とする。ここで、第二の閾値Ｔ２は、制御装置４００もしくは、放射線撮像システム１００の故障等が発生し、同期信号を正常に受信できるまでに長期間かかる場合を想定した時間である。そのため、放射線撮像装置２００は、第二の閾値Ｔ２を、使用されるシステムに応じて設定値を変更できるようにしてもよい。

ステップＳ４０８では、制御部２０２は、オフセット取得動作を行うように、センサ部２１０及び読出し回路２３０を制御する。ここで、制御部２０２は、各部を制御装置から取得した同期信号でなく、内部信号生成部２０７が生成した内部同期信号に応じて駆動動作を行う。また、ステップＳ４０８では、経過時間Ｔは、第一の閾値Ｔ１と第二の閾値Ｔ２の間である。制御部２０２は、同期信号を受信したら、上述の撮像動作に直ちに切り替え可能としたい。一方で、経過時間Ｔだけセンサ部２１０の駆動動作を停止していいたため、暗電荷が蓄積してオフセットが変化している可能性がある。そこで、制御部２０２は、オフセット取得動作により、ステップＳ４０６における停止期間（蓄積状態）において発生した暗電荷を補正するためにオフセット画像を取得する。なお、制御部２０２は、第一の閾値Ｔ１と第二の閾値Ｔ２の間の所定の間隔で、オフセット取得動作を行い、その他の期間は、撮像待機動作を実施することが好ましい。

ステップＳ４０９では、制御部２０２は、スタンバイ動作を行うように、センサ部２１０及び読出し回路２３０を制御する。ここで、制御部２０２は、各部を制御装置から取得した同期信号でなく、内部信号生成部２０７が生成した内部同期信号に応じて駆動動作を行う。この場合、内部同期生成部２０７は、設定された撮影モードに応じたフレームレートでオフセット取得動作を行うことが好ましい。

以上の動作により、放射線撮像システム１００は、ステップＳ４０６での駆動停止状態に、同期信号が再び入力された場合にも、オフセット画像を再度取得せずに、迅速な撮影が可能となる。

また、放射線撮像システム１００は、ステップＳ４０８でオフセット取得動作を実施中に、同期信号が再び入力された場合でも、オフセット画像が適宜更新されているため、迅速な撮影が可能となる。一方、ステップＳ４０９で、スタンバイ動作を実施中に、同期信号が再入力された場合には、すぐには撮影ができないが、スイッチ素子の劣化を抑えることができる。

なお、計測部２０９は、撮影待機動作が行われた累積時間を計測することが可能である。制御部２０２は、累積使用時間が閾値以上になった場合、スイッチ素子の劣化のおそれがあるため、制御装置４００に、当該使用時間あるいは、劣化のおそれがある旨を報知することも可能である。

以上、説明したように、制御装置が何らかの原因で一時的に停止した場合でも、停止した時間に応じて、制御装置が復帰した後直ちに撮影が行えるように制御するとともに、スイッチ素子の劣化を抑制することができる。つまり、放射線撮像システム１００が、撮影不可能な状態において、容易に撮影可能な状態に復帰できることが期待できる場合には、迅速に撮影に復帰できることを優先するように制御している。一方で、放射線撮像システム１００が、撮影不可能な状態において、容易には撮影可能な状態に復帰できない場合には、スイッチ素子の劣化の抑制を優先するように制御することが可能となる。

（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１００放射線撮像システム
２００放射線撮像装置
２０１放射線検出部
２０２制御部
２０８信号検出部
２０９計測部
４００制御装置

Claims

被写体を透過した放射線に応じた放射線画像を取得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装置とを備える放射線撮像システムであって、
前記放射線撮像装置は、
放射線を電気信号に変換する変換素子及び前記電気信号を転送するスイッチ素子を有する放射線検出部と、
前記制御装置から出力される同期信号を検出する検出部と、
前記同期信号に基づいて前記放射線検出部の動作の制御を行う制御部と、
前記同期信号が以前に検出されてからの経過時間を計測する計測手段と、を備え、
前記放射線検出部の動作は、前記放射線検出部に入射した放射線に応じた放射線画像を取得する撮像動作と、前記放射線画像を補正するためのオフセット画像を取得するオフセット取得動作と、前記スイッチ素子のオン・オフ動作の切り替えを繰り返す撮影待機動作と、前記撮影待機動作よりも前記スイッチ素子を制御するためのオン電圧とオフ電圧の差が小さくなるように制御するスタンバイ動作とを含み、
前記制御部は、前記経過時間に応じて、前記オフセット取得動作又は前記スタンバイ動作で前記放射線検出部を動作させ、前記制御部は、前記撮影待機動作で前記放射線検出部を動作させた累積時間が、閾値以上になった場合に前記制御装置にその旨を通知することを特徴とする放射線撮像システム。
被写体を透過した放射線に応じた放射線画像を取得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装置とを備える放射線撮像システムであって、
前記放射線撮像装置は、
放射線を電気信号に変換する変換素子及び前記電気信号を転送するスイッチ素子を有する放射線検出部と、
前記制御装置から出力される同期信号を検出する検出部と、
前記同期信号に基づいて前記放射線検出部の動作の制御を行う制御部と、
前記同期信号が以前に検出されてからの経過時間を計測する計測手段と、を備え、
前記放射線検出部の動作は、前記放射線検出部に入射した放射線に応じた放射線画像を取得する撮像動作と、前記放射線画像を補正するためのオフセット画像を取得するオフセット取得動作と、前記スイッチ素子のオン・オフ動作の切り替えを繰り返す撮影待機動作と、前記撮影待機動作よりも前記スイッチ素子を制御するためのオン電圧とオフ電圧の差が小さくなるように制御するスタンバイ動作とを含み、
前記制御部は、前記経過時間に応じて、前記オフセット取得動作又は前記スタンバイ動作で前記放射線検出部を動作させ、
前記制御部は、前記検出部が同期信号を検出し、且つ、前記制御装置から放射線照射スイッチへの入力がされていることを示す信号を検出している場合には、前記放射線検出部に前記撮像動作を行わせるように制御し、前記検出部が同期信号を検出し、且つ、前記制御装置から放射線照射スイッチへの入力がされていることを示す信号を検出していない場合には、前記放射線検出部に前記撮影待機動作を行わせるように制御することを特徴とする放射線撮像システム。
前記放射線撮像装置は、前記制御装置から複数の撮影モードのうちの１つの撮影モードが指定され、前記指定された撮影モードに応じたフレームレートで複数の放射線画像を取得する動画撮影が可能であり、
前記計測手段は、現在のフレームよりも前のフレームで前記同期信号を検出した時点と、現在のフレームにおいて同期信号が入力されていないと判定した時点までの差分に基づいて経過時間を取得することを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線撮像システム。
前記放射線撮像装置は、前記制御装置から出力される同期信号とは異なる同期信号である内部同期信号を自身で生成する内部信号生成部を備え、
前記制御部は、前記経過時間に応じて、前記制御装置から出力される同期信号に基づく動作の制御から前記内部同期信号に基づく動作の制御に、前記放射線検出部の動作を変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
前記撮影待機動作は、前記内部同期信号に基づいて動作することを特徴とする請求項４に記載の放射線撮像システム。
前記制御部は、前記同期信号が検出されない場合で、且つ、前記経過時間が第一の時間よりも小さい場合に、前記放射線検出部の駆動を、スイッチ素子をオフ状態で停止させて維持することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の放射線撮像システム。
前記制御部は、前記同期信号が検出されない場合で、前記経過時間が前記第一の時間以上で且つ第二の時間よりも小さい場合に、前記オフセット取得動作で前記放射線検出部を動作させるように制御す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。
前記制御部は、前記同期信号が検出されない場合で、且つ、前記経過時間が前記第二の時間より大きい場合に、前記スタンバイ動作で前記放射線検出部を動作させるように制御することを特徴とする請求項７に記載の放射線撮像システム。
被写体を透過した放射線に応じた放射線画像を取得し、制御装置により制御される放射線撮像装置であって、
放射線を電気信号に変換する変換素子及び前記電気信号を転送するスイッチ素子を有する放射線検出部と、
前記制御装置から出力される同期信号を検出する検出部と、
前記同期信号に基づいて前記放射線検出部の動作の制御を行う制御部と、
前記同期信号が以前に検出されてからの経過時間を計測する計測手段と、を備え、
前記放射線検出部の動作は、前記放射線検出部に入射した放射線に応じた放射線画像を取得する撮像動作と、前記放射線画像を補正するためのオフセット画像を取得するオフセット取得動作と、前記スイッチ素子のオン・オフ動作の切り替えを繰り返す撮影待機動作と、前記撮影待機動作よりも前記スイッチ素子を制御するためのオン電圧とオフ電圧の差が小さくなるように制御するスタンバイ動作とを含み、
前記制御部は、前記経過時間に応じて、前記オフセット取得動作又は前記スタンバイ動作で前記放射線検出部を動作させ、
前記制御部は、前記撮影待機動作で前記放射線検出部を動作させた累積時間が、閾値以上になった場合に前記制御装置に通知することを特徴とする放射線撮像装置。
放射線を電気信号に変換する変換素子及び前記電気信号を転送するスイッチ素子を有する放射線検出部を有し、制御装置により制御される放射線撮像装置の制御方法であって、
前記制御装置から出力される同期信号を検出するステップと、
前記同期信号に基づいて前記放射線検出部の動作の制御を行うステップと、
前記同期信号が以前に検出されてからの経過時間を計測するステップと、を有し、
前記放射線検出部の動作は、前記放射線検出部に入射した放射線に応じた放射線画像を取得する撮像動作と、前記放射線画像を補正するためのオフセット画像を取得するオフセット取得動作と、前記スイッチ素子のオン・オフ動作の切り替えを繰り返す撮影待機動作と、前記撮影待機動作よりも前記スイッチ素子を制御するためのオン電圧とオフ電圧の差が小さくなるように制御するスタンバイ動作とを含み、
前記経過時間に応じて、前記オフセット取得動作又は前記スタンバイ動作で前記放射線検出部を動作させるステップと、
前記撮影待機動作で前記放射線検出部を動作させた累積時間が、閾値以上になった場合に前記制御装置にその旨を通知するステップと、を有することを特徴とする放射線撮像装置の制御方法。
放射線撮影システムの一部を構成する放射線撮影装置であって、
放射線を電荷に変換する変換素子及び前記電荷を転送するスイッチ素子を有し、前記変換素子に入射した放射線に対応する放射線画像を取得するセンサ部と、
複数の動作のうちの一つを実行するように前記センサ部を制御する制御部であって、
前記複数の動作は、前記スイッチ素子を繰り返しオン・オフさせる撮影待機動作、前記スイッチ素子を制御するための電圧値を、前記撮影待機動作の電圧値より低くなるように変化させるスタンバイ動作、前記変換素子に入射する放射線に対応する放射線画像を取得する撮影動作、前記放射線画像を補正するためのオフセット画像を取得するオフセット取得動作、前記スイッチ素子をオフさせる停止動作、を含み、
前記制御部は、同期信号を前に受信してからの経過時間が第一の時間より短い時は、前記停止動作を実行し、前記経過時間が前記第一の時間を超えて、第二の時間より短い時は、前記オフセット取得動作を実行することを特徴とする放射線撮影装置。
前記制御部は、前記経過時間が前記第二の時間を超えた時、前記スタンバイ動作を実行する請求項１１記載の放射線撮影装置。
放射線撮影システムの一部を構成する放射線撮影装置であって、
放射線を電荷に変換する変換素子及び前記電荷を転送するスイッチ素子を有し、前記変換素子に入射した放射線に対応する放射線画像を取得するセンサ部と、
複数の動作のうちの一つを実行するように前記センサ部を制御する制御部であって、
前記複数の動作は、前記スイッチ素子を繰り返しオン・オフさせる撮影待機動作、前記スイッチ素子を制御するための電圧値を、前記撮影待機動作の電圧値より低くなるように変化させるスタンバイ動作、前記変換素子に入射する放射線に対応する放射線画像を取得する撮影動作、前記放射線画像を補正するためのオフセット画像を取得するオフセット取得動作、を含み、
前記制御部は、同期信号と、撮影要求を示す第一の信号とが入力された時、前記撮影動作を実行し、前記同期信号は入力されたが、前記第一の信号は入力されない時、前記撮影待機動作を実行することを特徴とする放射線撮影装置。
前記制御部は、前記撮影待機動作前に制御装置から指定された撮影モードでのオフセット取得動作を実行する請求項１３記載の放射線撮影装置。