JP7330748B2 - 放射線撮像装置、制御装置、制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、放射線撮像装置、制御装置、制御方法及びプログラムに関するものである。

現在、医療画像診断や非破壊検査に用いられる放射線撮像装置として、半導体材料によって形成された平面検出器（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ、以下「ＦＰＤ」と略す）を備えた放射線撮像装置が普及している。このような放射線撮像装置は、例えば医療画像診断においては、一般撮影のような静止画撮影や、透視撮影のような動画撮影のデジタル撮像装置として用いられている。

また、放射線撮像装置の中には、放射線の照射線量をモニタして当該照射線量が目標値に達した場合に放射線の照射を終了させる（例えば、放射線の照射を停止させるための信号を放射線照射部に対して出力する）ものがある。この動作は、自動露光制御（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＡＥＣ））と称され、この動作によって、例えば放射線の過剰照射を防ぐことができる。このような放射線撮像装置として、例えば、特許文献１には、放射線検出器に、放射線画像を撮影するための複数の放射線画像撮影用画素に加えて、放射線の照射量（照射線量）を検出するための複数の放射線照射量検出用画素を備える放射線撮像装置が提案されている。一般に、ＦＰＤにおいては、正常な信号を出力しない欠損（欠陥）画素が１パネルの中に複数存在する。この点、特許文献１には、放射線照射量検出用画素に周囲に放射線画像撮影用画素を配置し、放射線照射量検出用画素の周辺の放射線画像撮影用画素の欠陥発生状況に基づいて、放射線照射量検出用画素の欠陥を判定する技術が記載されている。

特開２０１４-６８８８２号公報

しかしながら、特許文献１の記載の技術では、放射線照射量検出用画素に対する欠陥判定の精度に課題がある。例えば、放射線照射量検出用画素は、当該画素に含まれるフォトダイオード等の変換素子の異常などによって、その周辺の放射線画像撮影用画素が欠損画素でない場合でも、放射線照射量検出用画素のみが欠損画素となる場合がある。

即ち、特許文献１に記載の技術では、放射線の照射線量に基づく照射線量信号を出力する複数の照射線量信号出力画素による放射線照射線量計測機能の異常の有無を効率的に且つ精度良く判定することが困難であるという問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、複数の照射線量信号出力画素による放射線照射線量計測機能の異常の有無を効率的に且つ精度良く判定できる仕組みを提供することを目的とする。

本発明の放射線撮像装置は、放射線を用いた撮像を行って放射線画像を取得する放射線撮像装置であって、前記放射線の照射線量に基づく照射線量信号を出力する複数の照射線量信号出力画素を含み構成された画素領域と、前記複数の照射線量信号出力画素から出力された複数の前記照射線量信号を用いて、前記複数の照射線量信号出力画素から構成される画素群の出力異常の有無を判定する判定手段と、前記判定手段によって前記出力異常が有ると判定された前記画素群について、当該画素群を構成する前記複数の照射線量信号出力画素の中から出力異常の画素を特定する特定手段と、を有する。

本発明によれば、複数の照射線量信号出力画素による放射線照射線量計測機能の異常の有無を効率的に且つ精度良く判定することができる。

本発明の第１の実施形態に係る放射線撮像装置の概略構成の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、図１に示す放射線検出部の内部構成の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、図２に示す画素領域の行方向の画素を照射線量信号出力画素として機能させる駆動モードの場合の動作の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、図３（ｂ）に示す照射線量信号出力画素群の出力値の読み出し回数における出力値変動量（出力値変動推移）の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態を示し、図２に示す画素領域の行方向の画素を照射線量信号出力画素として機能させる駆動モードの場合の動作の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態を示し、図１に示す放射線検出部の内部構成の一例を示す図である。

以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。なお、以下の本発明の各実施形態の説明では、本発明に係る放射線撮像装置として、放射線の一種であるＸ線を用いて被写体のＸ線画像の撮像を行うＸ線撮像装置を想定した例について説明を行う。また、本発明においては、本発明に係る放射線として、上述したＸ線に限定されるものではなく、例えば、α線、β線、γ線等の他の放射線を適用することも可能である。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射線撮像装置１００の概略構成の一例を示す図である。この放射線撮像装置１００は、被写体Ｐに対して放射線（例えば、Ｘ線）Ｒを用いた撮像を行って、被写体Ｐの放射線画像（例えば、Ｘ線画像）を取得する装置である。ここで、被写体Ｐとしては、例えば、人体を適用することが想定されるが、本発明においては、この人体に限定されるものではなく、人体以外の物体であってもよい。

放射線撮像装置１００は、図１に示すように、放射線照射部１１０、放射線検出部１２０、撮影条件設定部１３０、制御部１４０、画像処理部１５０、及び、表示部１６０を有して構成されている。

放射線照射部１１０は、例えば制御部１４０に制御に基づいて、被写体Ｐに向けて放射線Ｒを照射する。この放射線照射部１１０は、図１に示すように、放射線を発生する放射線発生部（例えば、Ｘ線管球）１１１、及び、放射線発生部１１１において発生した放射線Ｒのビームの広がり角を規定するコリメータ１１２を含み構成されている。

放射線検出部１２０は、複数の画素が絶縁基板上に行列状に配置された画素領域を含み構成されており、例えば上述したＦＰＤである。放射線検出部１２０の画素領域は、放射線画像に係る画像信号を出力する複数の画像信号出力画素、及び、放射線Ｒの照射線量に基づく照射線量信号を出力する複数の照射線量信号出力画素を含み構成されている。画像信号出力画素から出力された画像信号や照射線量信号出力画素から出力された照射線量信号は、放射線検出部１２０の内部において所定の処理が行われた後、画像処理部１５０や制御部１４０に出力される。この際、本発明においては、照射線量信号出力画素と画像信号出力画素とは、放射線検出部１２０の画素領域において、同一の画素として構成されている態様であっても或いは異なる画素として構成されている態様であっても、適用可能である。ここで、本実施形態では、照射線量信号出力画素と画像信号出力画素とは、放射線検出部１２０の画素領域において、同一の画素として構成されている態様を採る。そして、本実施形態では、当該同一の画素は、駆動させるタイミングを相互に異ならせることによって照射線量信号出力画素または画像信号出力画素として機能するものとする。

撮影条件設定部１３０は、被写体Ｐに照射される放射線Ｒの目標線量や、放射線発生部１１１における管電圧等の撮影条件を設定する構成部である。撮影条件設定部１３０は、例えば操作者が入力した撮影条件情報に基づいて、上述した撮影条件を設定し、設定した撮影条件の情報を制御部１４０に送信する。

制御部１４０は、例えば撮影条件設定部１３０から送信された撮影条件の情報や放射線検出部１２０から取得した信号等に基づいて、放射線照射部１１０、放射線検出部１２０及び画像処理部１５０を制御する。例えば、制御部１４０は、放射線検出部１２０から取得した上述の照射線量信号に応じた照射線量をモニタし、当該照射線量が予め設定された目標線量に達した場合に、放射線照射部１１０に対して放射線Ｒの照射停止信号を送信する照射停止制御を行う。そして、照射停止信号を受信した放射線照射部１１０は、放射線Ｒの照射停止を行う。

また、図１に示す例では、制御部１４０は、判定部１４１、及び、特定部１４２を含み構成されている。判定部１４１は、放射線検出部１２０の画素領域に含み構成されている複数の照射線量信号出力画素から出力された複数の照射線量信号を用いて、複数の照射線量信号出力画素から構成される照射線量信号出力画素群の出力異常の有無を判定する。また、特定部１４２は、判定部１４１によって出力異常が有ると判定された照射線量信号出力画素群について、当該画素群を構成する複数の照射線量信号出力画素の中から出力異常の画素を特定する。ここで、制御部１４０の内部に構成された判定部１４１及び特定部１４２は、ソフトウェアで構成されていてもよいし、ハードウェアで構成されていてもよい。なお、図１に示す例では、放射線検出部（ＦＰＤ）１２０の外部の制御部１４０に、判定部１４１及び特定部１４２を構成する態様を示しているが、本実施形態においてはこの態様に限定されるものではない。例えば、放射線検出部１２０の内部に、判定部１４１及び特定部１４２を構成する態様も、本実施形態に適用可能である。

また、制御部１４０は、特定部１４２によって出力異常の画素として特定された照射線量信号出力画素から出力された照射線量信号については、上述した放射線照射部１１０に対する放射線Ｒの照射停止制御における出力値としては使用しない形態を採りうる。

画像処理部１５０は、例えば制御部１４０の制御に基づいて、放射線検出部１２０の画素領域に含み構成されている複数の画像信号出力画素から出力された画像信号を処理して、診断に適した放射線画像の画像データを生成する。そして、画像処理部１５０は、生成した放射線画像の画像データを表示部１６０に送信する。

表示部１６０は、画像処理部１５０から送信された放射線画像の画像データを受信し、受信した放射線画像の画像データに基づく放射線画像を表示する。また、表示部１６０は、画像処理部１５０を介して制御部１４０から送信された各種の情報等も、必要に応じて表示する。

次に、図１に示す放射線検出部１２０の内部構成について説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態を示し、図１に示す放射線検出部１２０の内部構成の一例を示す図である。以下、この図２に示す第１の実施形態における放射線検出部１２０を「放射線検出部１２０－１」と記載する。

放射線検出部１２０－１は、図２に示すように、画素領域１２１、バイアス電源１２２、駆動回路であるシフトレジスタ１２３、読出回路１２４、バッファ増幅器１２５、及び、Ａ／Ｄ変換器１２６を有して構成されている。

画素領域１２１は、例えば絶縁基板上に複数の画素２１０が行列状に配置されて構成されている。ここで、図２に示す例では、説明の簡便化のために、５行×５列の画素２１０（具体的には、図２に示す画素２１０－１１～画素２１０－５５）が配置された画素領域１２１が示されているが、実際の画素領域１２１には、より多くの画素２１０が配置されている。例えば、１７インチのＦＰＤでは、約２８００行×約２８００列の画素２１０を有しうる。

１つの画素２１０は、入射した放射線Ｒを電荷に変換する変換素子Ｓ、及び、変換素子Ｓで発生した電荷に応じた電気信号を出力するためのスイッチ素子Ｔを含み構成されている。図２に示す例では、１行１列目の画素２１０－１１に含まれる変換素子Ｓを「変換素子Ｓ１１」として記載し、１行１列目の画素２１０－１１に含まれるスイッチ素子Ｔを「スイッチ素子Ｔ１１」として記載している。ここで、任意の自然数ｍ及びｎを用いて一般化して図２に示す例を説明すると、ｍ行ｎ列目の画素２１０－ｍｎに含まれる変換素子Ｓを「変換素子Ｓｍｎ」として記載し、ｍ行ｎ列目の画素２１０－ｍｎに含まれるスイッチ素子Ｔを「スイッチ素子Ｔｍｎ」として記載している。

本実施形態においては、変換素子Ｓは、例えば、放射線Ｒを光電変換素子で検知可能な光に変換する波長変換体（例えば、シンチレータ）と、波長変換体で変換された光を電荷に変換する光電変換素子を含む、間接型の変換素子が用いられうる。この場合、光電変換素子は、ガラス基板などの絶縁基板上に配置され、例えばアモルファスシリコンを主材料とするＭＩＳ型のフォトダイオードが用いられてもよい。また、光電変換素子は、シリコンなどの半導体基板上に配置されたＰＩＮ型のフォトダイオードを用いてもよい。また、変換素子Ｓは、上述した間接型の変換素子に限定されるものではなく、放射線Ｒを直接、電荷に変換する直接型の変換素子が用いられてもよい。この場合、変換素子の主材料としては、例えばアモルファスセレンなどが用いられうる。図２に示された複数の変換素子Ｓは、放射線検出部１２０－１に到達した放射線Ｒの二次元分布を検出する。

スイッチ素子Ｔには、例えば、制御端子と２つの主端子とを有するトランジスタが用いられうる。本実施形態においては、スイッチ素子Ｔは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が用いられうる。

変換素子Ｓの一方の電極は、スイッチ素子Ｔの２つの主端子の一方に電気的に接続され、変換素子Ｓの他方の電極は、共通のバイアス配線を介してバイアス電源１２２に電気的に接続される。行方向（図２において横方向）に配置されているスイッチ素子Ｔ、例えば１行目のスイッチ素子Ｔ１１～Ｔ１５は、制御端子が駆動配線Ｖｇ（１）に共通に電気的に接続されている。このスイッチ素子Ｔ１１～Ｔ１５には、シフトレジスタ１２３から駆動配線Ｖｇ（１）を介して、スイッチ素子Ｔ１１～Ｔ１５の導通状態を制御する駆動信号が与えられる。また、列方向（図２において縦方向）に配置されているスイッチ素子Ｔ、例えば１列目のスイッチ素子Ｔ１１～Ｔ５１は、他方の主端子が信号配線Ｓｉｇ１に電気的に接続されている。スイッチ素子Ｔ１１～Ｔ５１が導通状態である間、変換素子Ｓに蓄積された電荷に応じた信号が、信号配線Ｓｉｇ１を介して読出回路１２４に出力される。列方向に配置されている信号配線Ｓｉｇ１～Ｓｉｇ５は、同じ駆動配線Ｖｇに接続された画素２１０から出力される信号を、並列に読出回路１２４に伝送する。

ここで、本実施形態では、上述したように、上述の照射線量信号出力画素と画像信号出力画素とは、放射線検出部１２０－１の画素領域１２１において、同一の画素２１０として構成されている態様を採りうる。この場合、図１の制御部１４０は、シフトレジスタ１２３を制御して、画素２１０を駆動させるタイミングを相互に異ならせることによって当該画素を上述した照射線量信号出力画素または画像信号出力画素として機能させるものとする。例えば、図１の制御部１４０は、撮影条件設定部１３０からの情報に基づいて、画素２１０を照射線量信号出力画素として機能させる第１の駆動モードと、画素２１０を画像信号出力画素として機能させる第２の駆動モードのいずれかの駆動モードを選択しうる。

シフトレジスタ１２３は、図１の制御部１４０から供給される制御信号Ｄ－ＣＬＫ、ＤＩＯ及びＯＥに応じて、スイッチ素子Ｔを導通状態にする導通電圧Ｖｃｏｍと非導通状態にする非導通電圧Ｖｓｓとを含む駆動信号を、それぞれの駆動配線Ｖｇに出力する。これによって、シフトレジスタ１２３は、スイッチ素子Ｔの導通状態及び非導通状態を制御し、画素領域１２１のそれぞれの画素２１０を駆動する。具体的に、制御信号Ｄ－ＣＬＫは、駆動回路として用いられるシフトレジスタ１２３のシフトクロック信号である。また、制御信号ＤＩＯは、シフトレジスタ１２３が転送するパルス信号である。また、制御信号ＯＥは、シフトレジスタ１２３の出力端を制御する信号である。以上によって、駆動の所要時間と走査方向が設定される。

読出回路１２４には、画素領域１２１に配置された画素２１０から並列に出力された信号を増幅する増幅回路２４２が、信号配線Ｓｉｇごとに設けられている。増幅回路２４２は、積分増幅器２４２１、可変増幅器２４２２、及び、サンプルホールド回路２４２３を含み構成されている。積分増幅器２４２１は、画素２１０から出力された信号を増幅する。より具体的には、積分増幅器２４２１は、画素２１０から読み出された電気信号を増幅して出力する演算増幅器、積分容量、及び、リセットスイッチを含む。積分増幅器２４２１は、積分容量の値を変化させることによって、増幅率を変更することが可能である。また、積分増幅器２４２１の演算増幅器における反転入力端子には、画素２１０から出力された信号が入力され、演算増幅器における正転入力端子には、基準電源２４１から基準電圧Ｖｒｅｆが入力される。また、積分増幅器２４２１の演算増幅器における出力端子から、増幅された信号が出力される。また、積分増幅器２４２１において、積分容量が、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２４２２は、積分増幅器２４２１から出力された信号を増幅する。サンプルホールド回路２４２３は、積分増幅器２４２１及び可変増幅器２４２２で増幅された信号をサンプリングし保持する。このサンプルホールド回路２４２３は、サンプリングスイッチ、及び、サンプリング容量を含む。また、読出回路１２４は、増幅回路２４２から並列に読み出された信号を順次出力して直列の電気信号として出力するマルチプレクサ２４３を含み構成されている。

この読出回路１２４は、図１の制御部１４０から供給される制御信号ＲＣ、ＳＨ及びＣＬＫに応じて、各構成要素の動作が制御される。具体的に、制御信号ＲＣは、積分増幅器２４２１のリセットスイッチの動作を制御するための信号である。また、制御信号ＳＨは、サンプルホールド回路２４２３の動作を制御するための信号である。また、制御信号ＣＬＫは、マルチプレクサ２４３の動作を制御するための信号である。

バッファ増幅器１２５は、マルチプレクサ２４３から出力された電気信号をインピーダンス変換してＡ／Ｄ変換器１２６に出力する。

Ａ／Ｄ変換器１２６は、バッファ増幅器１２５から出力されたアナログの電気信号を、デジタルの電気信号に変換する。例えば、画素２１０を照射線量信号出力画素として機能させる駆動モードの場合、放射線Ｒの照射中、当該画素２１０（照射線量信号出力画素）からＡ／Ｄ変換器１２６を介して出力されるデジタルの電気信号（照射線量信号）は、例えば制御部１４０に供給される。また、例えば、画素２１０を画像信号出力画素として機能させる駆動モードの場合、放射線Ｒの照射後、当該画素２１０（画像信号出力画素）からＡ／Ｄ変換器１２６を介して出力されるデジタルの電気信号（画像信号）は、例えば画像処理部１５０に供給される。

図３は、本発明の第１の実施形態を示し、図２に示す画素領域１２１の行方向の画素２１０を照射線量信号出力画素として機能させる駆動モードの場合の動作の一例を示す図である。

具体的に、図３（ａ）には、例えばシフトレジスタ１２３を介した制御部１４０の制御によって、図２に示す画素領域１２１に３行の照射線量信号出力画素ライン３０１－１，３０１－２及び３０１－３が設定された様子を示している。ここで、照射線量信号出力画素ライン３０１－１～３０１－３は、画素領域１２１の連続した行に設定された態様であっても、或いは、画素領域１２１において所定行の間隔を空けて設定された態様であってもよい。なお、照射線量信号出力画素ライン３０１－１～３０１－３が、画素領域１２１において所定行の間隔を空けて設定された態様の場合には、画素領域１２１に行列状に設けられた画素２１０のうち、一部の画素２１０を照射線量信号出力画素として機能させる形態を採る。

図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す領域３１０の内部を拡大した図を示している。照射線量信号出力画素ライン３０１－１には、複数の照射線量信号出力画素３０２－１が設定されている。また、照射線量信号出力画素ライン３０１－２には、複数の照射線量信号出力画素３０２－２が設定されている。また、照射線量信号出力画素ライン３０１－３には、複数の照射線量信号出力画素３０２－３が設定されている。なお、図３（ｂ）に示す例では、図示を簡便化するために、それぞれの照射線量信号出力画素ライン３０１に、２つの照射線量信号出力画素３０２のみを図示しているが、実際には３つ以上の照射線量信号出力画素３０２が設定されている。

また、図３（ｂ）に示す例では、列方向に配置された複数の照射線量信号出力画素３０２－１～３０２－３を、照射線量信号出力画素群３０３として構成（設定）している。ここで、図３（ｂ）に示す例では、照射線量信号出力画素群３０３が複数構成されている。具体的に、図３（ｂ）に示す例では、領域３１０のうち、左から１番目の列に配置された複数の照射線量信号出力画素３０２－１～３０２－３から照射線量信号出力画素群３０３－１が構成され、左から２番目の列に配置された複数の照射線量信号出力画素３０２－１～３０２－３から照射線量信号出力画素群３０３－２が構成されている。

そして、制御部１４０の判定部１４１は、放射線Ｒの照射線量を検出する駆動モード時には、シフトレジスタ１２３及び読出回路１２４等を制御して、それぞれの照射線量信号出力画素群３０３について、それぞれの照射線量信号出力画素群３０３に含まれる複数の照射線量信号出力画素３０２－１～３０２－３から出力された複数の照射線量信号を用いて、出力異常の有無を判定する。

ここでは、図３（ｂ）に示す照射線量信号出力画素群３０３－１の出力異常の有無を判定する場合の一例について説明する。制御部１４０の判定部１４１は、例えば放射線Ｒの照射時に、シフトレジスタ１２３及び読出回路１２４等を制御して、照射線量信号出力画素群３０３－１に含まれる複数の照射線量信号出力画素３０２－１～３０２－３から出力された複数の照射線量信号を加算した合計値を取得する。また、制御部１４０の判定部１４１は、照射線量信号出力画素群３０３－１の近傍に位置する照射線量信号出力画素群３０３－２についても、上述した照射線量信号出力画素群３０３－１の場合と同様の制御を行って、上述した合計値を取得する。そして、制御部１４０の判定部１４１は、上述した、照射線量信号出力画素群３０３－１の合計値と、照射線量信号出力画素群３０３－１の近傍に位置する照射線量信号出力画素群３０３－２の合計値との差が、予め定められた閾値範囲を外れる場合に、出力が安定していないため、照射線量信号出力画素群３０３－１に出力異常が有る（例えば、照射線量信号出力画素群３０３－１に含まれる複数の照射線量信号出力画素３０２－１～３０２－３の中に欠損画素が存在する）と判定する。なお、本実施形態では、上述した照射線量信号出力画素群３０３－１の合計値を照射線量信号出力画素群３０３－１の出力値として取得し、上述した照射線量信号出力画素群３０３－２の合計値を照射線量信号出力画素群３０３－２の出力値として取得してもよい。

なお、ここでは、近傍に位置する照射線量信号出力画素群３０３－２の合計値（出力値）との比較で照射線量信号出力画素群３０３－１の出力異常の有無を判定する態様について説明を行ったが、本実施形態においては、この態様に限定されるものではない。本実施形態に適用可能な他の態様について、図４を用いて説明する。

放射線検出部１２０は、その内部の状態や使用環境により、出力値が変動することがある。図４は、本発明の第１の実施形態を示し、図３（ｂ）に示す照射線量信号出力画素群３０３の出力値の読み出し回数における出力値変動量（出力値変動推移）の一例を示す図である。例えばこの図４に示された出力値の変動に鑑みて、制御部１４０の判定部１４１は、放射線Ｒの非照射時に、例えば図３（ｂ）に示す照射線量信号出力画素群３０３－１に含まれる複数の照射線量信号出力画素３０２－１～３０２－３から出力される複数の照射線量信号に基づく出力値の変動量が、予め定められた閾値範囲を外れる場合に、照射線量信号出力画素群３０３－１に出力異常が有ると判定する態様も、本実施形態に適用可能である。この際、本実施形態においては、例えば、図４に示す出力値変動推移の傾き量等の係数や出力値変動推移のバラつき量を、出力値変動量として用いてもよい。

また、制御部１４０の特定部１４２は、上述したように、判定部１４１によって出力異常が有ると判定された照射線量信号出力画素群３０３について、当該画素群を構成する複数の照射線量信号出力画素３０２－１～３０２－３の中から出力異常の画素を特定する。

例えば、出力異常の画素の特定方法の一例として、以下の態様が挙げられる。
特定部１４２は、判定部１４１によって出力異常が有ると判定された照射線量信号出力画素群３０３に含まれる複数の照射線量信号出力画素３０２－１～３０２－３のうちの１つの照射線量信号出力画素から出力された照射線量信号の出力値と、当該１つの照射線量信号出力画素の近傍の照射線量信号出力画素から出力された照射線量信号の出力値との差が、予め定められた閾値範囲を外れる場合に、当該１つの照射線量信号出力画素を出力異常の画素として特定する。例えば、特定部１４２は、図３（ｂ）に示す照射線量信号出力画素３０２－１の出力値と、その近傍の照射線量信号出力画素３０２－２の出力値との差が、予め定められた閾値範囲を外れる場合に、照射線量信号出力画素３０２－１を出力異常の画素として特定する。

また、例えば、出力異常の画素の特定方法の一例として、以下の態様が挙げられる。
特定部１４２は、判定部１４１によって出力異常が有ると判定された照射線量信号出力画素群３０３に含まれる照射線量信号出力画素３０２のうち、その出力値が予め定められた閾値範囲を外れる照射線量信号出力画素３０２を、出力異常の画素として特定する。

また、例えば、出力異常の画素の特定方法の一例として、以下の態様が挙げられる。
特定部１４２は、出力異常が有ると判定された照射線量信号出力画素群３０３に含まれる照射線量信号出力画素３０２のうち、放射線Ｒの照射時の感度が予め定められた閾値範囲を外れる照射線量信号出力画素３０２を、出力異常の画素として特定する。

さらに、判定部１４１は、図２に示す画素２１０を画像信号出力画素として機能させる駆動モードの場合には、複数の画像信号出力画素（２１０）における各画像信号出力画素から出力される信号を用いて、各画像信号出力画素ごとに出力異常の有無を判定する。本実施形態では、図３（ｂ）に示す照射線量信号出力画素３０２は、駆動させるタイミングを異ならせることによって、画像信号出力画素としても使用されうる。図２に示す複数の画素２１０のうち、画像信号出力画素に加えて照射線量信号出力画素３０２としても機能する画素２１０は、放射線Ｒの照射線量を計測する場合には、画素領域１２１内の画像信号出力画素としてのみ機能する他の画素２１０とは、駆動速度、ビニング、ゲイン設定等が共通化されないことがある。そのため、放射線Ｒの照射線量計測を目的とした照射線量信号出力画素３０２の計測精度を保証するためには、判定部１４１による画像信号出力画素の出力異常の判定処理とは別のタイミングで、特定部１４２による出力異常の画素の特定処理を行うことが望ましい。ここで、制御部１４０の判定部１４１及び特定部１４２は、照射線量信号出力画素群３０３や図２に示すそれぞれの画素２１０の出力異常の有無を検査する検査部を構成する。また、制御部１４０の判定部１４１及び特定部１４２による上述した検査は、放射線撮像装置１００（放射線検出部１２０）の出荷前及び市場において、実施することができる。放射線撮像装置１００（放射線検出部１２０）は、使用頻度等により、画素２１０の出力異常（例えば、欠損画素）が増えることが想定されるため、定期的な検査の実施が望ましい。また、放射線Ｒの非照射条件時の検査は、放射線Ｒの照射条件時の検査と比べて、放射線照射部１１０が必要ないことから作業負担が低いため、所望のタイミングで放射線Ｒの非照射条件時の検査を実施することで、放射線照射線量計測機能の精度を高めてもよい。

照射線量信号出力画素３０２に加えて画像信号出力画素としても機能する画素２１０については、駆動速度、ビニング、ゲイン等が同じ共通設定であれば、放射線Ｒの非照射条件時の処理（検査）と放射線Ｒの照射条件時の処理（検査）とを、それぞれにおいて共通化できる。これにより、検査工程の時間短縮を実現することができる。

なお、図３に示す例では、１つの照射線量信号出力画素群３０３を、同列に配置された複数の照射線量信号出力画素３０２で構成する例について説明を行ったが、同行にある複数の照射線量信号出力画素３０２で構成する態様も、本実施形態に適用可能である。また、１つの照射線量信号出力画素群３０３を、複数の列及び複数の行に配置された複数の照射線量信号出力画素３０２で構成する態様も、本実施形態に適用可能であり、この態様を図５を用いて以下に説明する。

図５は、本発明の第１の実施形態を示し、図２に示す画素領域１２１の行方向の画素２１０を照射線量信号出力画素として機能させる駆動モードの場合の動作の一例を示す図である。図５（ａ）には、画素領域１２１の内部の領域であって、それぞれに照射線量信号出力画素群を含む領域５１０－１～５１０－５を図示している。

図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す任意の領域５１０の内部を拡大した図を示している。この図５（ｂ）の領域５１０には、例えばシフトレジスタ１２３を介した制御部１４０の制御によって、３行の照射線量信号出力画素ライン５０１－１，５０１－２及び５０１－３が設定された様子を示している。この図５（ｂ）に示す照射線量信号出力画素ライン５０１－１，５０１－２及び５０１－３は、図３に示す照射線量信号出力画素ライン３０１－１，３０１－２及び３０１－３に対応するものである。

照射線量信号出力画素ライン５０１－１には、複数の照射線量信号出力画素５０２－１が設定されている。また、照射線量信号出力画素ライン５０１－２には、複数の照射線量信号出力画素５０２－２が設定されている。また、照射線量信号出力画素ライン５０１－３には、複数の照射線量信号出力画素５０２－３が設定されている。

そして、図５（ｂ）に示す例では、３行×４列の照射線量信号出力画素５０２を、照射線量信号出力画素群５０３として構成（設定）している。ここで、図５（ｂ）に示す例では、照射線量信号出力画素群５０３が複数構成されている。具体的に、図５（ｂ）に示す例では、領域５１０の左から順番に、照射線量信号出力画素群５０３－１、照射線量信号出力画素群５０３－２、照射線量信号出力画素群５０３－３、照射線量信号出力画素群５０３－４が構成されている。

そして、図５（ｂ）に示す場合にも、図３（ｂ）を用いて説明したように、制御部１４０の判定部１４１は、シフトレジスタ１２３及び読出回路１２４等を制御して、それぞれの照射線量信号出力画素群５０３について、出力異常の有無を判定する。ここでは、図５（ｂ）に示す照射線量信号出力画素群５０３－１の出力異常の有無を判定する場合の一例について説明する。判定部１４１は、まず、例えば放射線Ｒの照射時に、シフトレジスタ１２３及び読出回路１２４等を制御して、照射線量信号出力画素群５０３－１に含まれる複数の照射線量信号出力画素５０２から出力された複数の照射線量信号を加算した合計値を取得する。また、判定部１４１は、照射線量信号出力画素群５０３－１の近傍に位置する照射線量信号出力画素群５０３－２についても、上述した照射線量信号出力画素群５０３－１の場合と同様の制御を行って、上述した合計値を取得する。そして、判定部１４１は、上述した照射線量信号出力画素群５０３－１の合計値と照射線量信号出力画素群５０３－２の合計値との差が、予め定められた閾値範囲を外れる場合に、照射線量信号出力画素群５０３－１に出力異常が有ると判定する。なお、照射線量信号出力画素群５０３－２の出力異常の有無を判定する場合には、上述した近傍に位置する照射線量信号出力画素群５０３として、照射線量信号出力画素群５０３－１及び照射線量信号出力画素群５０３－３のうちの一方または両方を適用しうる。また、ここで説明した態様以外に、判定部１４１は、例えば図４を用いて説明した態様を用いて、照射線量信号出力画素群５０３の出力値の変動量が、予め定められた閾値範囲を外れる場合に、当該照射線量信号出力画素群５０３に出力異常が有ると判定してもよい。

以上説明した第１の実施形態に係る放射線撮像装置１００では、複数の照射線量信号出力画素から出力された複数の照射線量信号を用いて、当該複数の照射線量信号出力画素から構成される照射線量信号出力画素群の出力異常の有無を判定するようにしている。
かかる構成によれば、複数の照射線量信号出力画素による放射線照射線量計測機能の異常の有無を効率的に且つ精度良く判定することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、以下に記載する第２の実施形態の説明では、上述した第１の実施形態と共通する事項については説明を省略し、上述した第１の実施形態と異なる事項について説明を行う。

第２の実施形態に係る放射線撮像装置の概略構成は、図１に示す第１の実施形態に係る放射線撮像装置１００の概略構成と同様である。

図６は、本発明の第２の実施形態を示し、図１に示す放射線検出部１２０の内部構成の一例を示す図である。以下、この図６に示す第１の実施形態における放射線検出部１２０を「放射線検出部１２０－２」と記載する。また、この図６において、図２に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、その詳細な説明は省略する。

放射線検出部１２０－２は、図６に示すように、画素領域６２１、バイアス電源１２２、駆動回路であるシフトレジスタ６２３、読出回路１２４、バッファ増幅器１２５、及び、Ａ／Ｄ変換器１２６を有して構成されている。

上述した第１の実施形態は、同一の画素２１０を、駆動させるタイミングを相互に異ならせることによって、照射線量信号出力画素及び画像信号出力画素として機能させる形態であった。これに対して、第２の実施形態は、照射線量信号出力画素と画像信号出力画素とを、画素領域６２１において異なる画素として構成する形態である。

図６において、画素領域６２１に配置されている複数の画素２１０のうち、駆動配線Ｖｇ（ｄ１）に接続されている画素２１０－２３、及び、駆動配線Ｖｇ（ｄ２）に接続されている画素２１０－４３が、照射線量信号出力画素である。また、画素領域６２１に配置されている複数の画素２１０のうち、駆動配線Ｖｇ（１）～Ｖｇ（５）に接続されている画素２１０が、画像信号出力画素である。

図６（ｂ）に示す画素領域６２１を、例えば、図３（ｂ）に示す領域３１０に適用する場合、図６（ｂ）に示す照射線量信号出力画素２１０－２３を、照射線量信号出力画素群３０３－１に含まれる照射線量信号出力画素３０２－１として適用しうる。また、図６（ｂ）に示す画素領域６２１を、例えば、図３（ｂ）に示す領域３１０に適用する場合、図６（ｂ）に示す照射線量信号出力画素２１０－４３を、照射線量信号出力画素群３０３－１に含まれる照射線量信号出力画素３０２－２として適用しうる。さらに、図６（ｂ）に示す画素領域６２１を、例えば、図３（ｂ）に示す領域３１０に適用する場合、照射線量信号出力画素２１０－６３（不図示）を、照射線量信号出力画素群３０３－１に含まれる照射線量信号出力画素３０２－３として適用しうる。この場合、制御部１４０の判定部１４１は、上述した第１の実施形態と同様にして、照射線量信号出力画素２１０－２３、２１０－４３及び２１０－６３（不図示）を含み構成された照射線量信号出力画素群の出力異常の有無を判定する形態を採る。また、照射線量信号出力画素２１０－２３、２１０－４３及び２１０－６３（不図示）を含み構成された照射線量信号出力画素群の出力異常の有無を判定する場合に、第１の実施形態で説明した、近傍に位置する照射線量信号出力画素群の合計値（出力値）との比較により判定を行う場合には、例えば、図６（ｂ）に示す画素領域６２１の６列目の画素２１０に、図３（ｂ）に示す照射線量信号出力画素群３０３－２の照射線量信号出力画素３０２－１に相当する照射線量信号出力画素２１０－２６（不図示）、図３（ｂ）に示す照射線量信号出力画素群３０３－２の照射線量信号出力画素３０２－２に相当する照射線量信号出力画素２１０－４６（不図示）、及び、図３（ｂ）に示す照射線量信号出力画素群３０３－２の照射線量信号出力画素３０２－３に相当する照射線量信号出力画素２１０－６６（不図示）を設ける形態を採りうる。ここでは、画素領域６２１の列方向において３画素ごとに１つの照射線量信号出力画素を設ける態様を説明したが、本実施形態においてはこの態様に限定されるものではなく、他の間隔で照射線量信号出力画素を設けるようにしてもよい。

また、図６に示す例では、駆動配線Ｖｇ（ｄ１）及び駆動配線Ｖｇ（ｄ２）には、それぞれに１つの照射線量信号出力画素２１０が接続されているが、それぞれに複数の照射線量信号出力画素２１０が接続されていてもよい。

また、図６に示す例では、シフトレジスタ６２３は、駆動配線Ｖｇ（１）～Ｖｇ（５）と駆動配線Ｖｇ（ｄ１）～Ｖｇ（ｄ２）とを、それぞれ異なる駆動タイミングで当該駆動配線に接続された画素２１０を駆動させるように構成されている。

第２の実施形態では、図６に示すように、駆動配線Ｖｇ（１）～Ｖｇ（５）に接続された画像信号出力画素２１０と駆動配線Ｖｇ（ｄ１）～Ｖｇ（ｄ２）に接続された照射線量信号出力画素２１０とは、異なる画素として構成されている。このため、画像信号出力画素と照射線量信号出力画素は、駆動速度、ビニング、ゲイン等が共通設定ではない時には、検査工程の共通化は望ましくないため、第２の実施形態では、それぞれの画素に対する処理（検査）を共通化できない。

第２の実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様に、複数の照射線量信号出力画素による放射線照射線量計測機能の異常の有無を効率的に且つ精度良く判定することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
このプログラム及び当該プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、本発明に含まれる。

なお、上述した本発明の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１００：放射線撮像装置、１１０：放射線照射部、１２０：放射線検出部、１２１：画素領域、１２２：バイアス電源、１２３：シフトレジスタ、１２４：読出回路、１２５：バッファ増幅器、１２６：Ａ／Ｄ変換器、１３０：撮影条件設定部、１４０：制御部、１５０：画像処理部、１６０：表示部、２１０：画素、２４１：基準電源、２４２：増幅回路、２４３：マルチプレクサ、３０１：照射線量信号出力画素ライン、３０２：照射線量信号出力画素、３０３：照射線量信号出力画素群、Ｐ：被写体、Ｒ：放射線

Claims (16)

1. 放射線を用いた撮像を行って放射線画像を取得する放射線撮像装置であって、
   前記放射線の照射線量に基づく照射線量信号を出力する複数の照射線量信号出力画素を含み構成された画素領域と、
   前記複数の照射線量信号出力画素から出力された複数の前記照射線量信号を用いて、前記複数の照射線量信号出力画素から構成される画素群の出力異常の有無を判定する判定手段と、
   前記判定手段によって前記出力異常が有ると判定された前記画素群について、当該画素群を構成する前記複数の照射線量信号出力画素の中から出力異常の画素を特定する特定手段と、
   を有することを特徴とする放射線撮像装置。
2. 前記画素領域には、前記画素群が複数構成されており、
   前記判定手段は、複数の前記画素群のうちの１つの画素群から出力された前記複数の照射線量信号を加算した合計値と、前記複数の画素群のうち、前記１つの画素群の近傍の画素群から出力された前記複数の照射線量信号を加算した合計値との差が、予め定められた閾値範囲を外れる場合に、前記１つの画素群に前記出力異常が有ると判定することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
3. 前記判定手段は、前記放射線の非照射時に、前記画素群から出力される前記複数の照射線量信号に基づく出力値の変動量が、予め定められた閾値範囲を外れる場合に、当該画素群に前記出力異常が有ると判定することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
4. 前記特定手段は、前記複数の照射線量信号出力画素のうちの１つの照射線量信号出力画素から出力された前記照射線量信号の出力値と、前記複数の照射線量信号出力画素のうち、前記１つの照射線量信号出力画素の近傍の照射線量信号出力画素から出力された前記照射線量信号の出力値との差が、予め定められた閾値範囲を外れる場合に、前記１つの照射線量信号出力画素を前記出力異常の画素として特定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
5. 前記特定手段は、前記複数の照射線量信号出力画素のうち、前記照射線量信号の出力値が予め定められた閾値範囲を外れる照射線量信号出力画素を、前記出力異常の画素として特定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
6. 前記特定手段は、前記複数の照射線量信号出力画素のうち、前記放射線の照射時の感度が予め定められた閾値範囲を外れる照射線量信号出力画素を、前記出力異常の画素として特定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
7. 前記特定手段によって前記出力異常の画素として特定された前記照射線量信号出力画素から出力された前記照射線量信号は、前記照射線量に係る前記画素群の出力値としては使用されないことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
8. 前記画素領域は、前記放射線画像に係る画像信号を出力する複数の画像信号出力画素を更に含み構成されており、
   前記判定手段は、前記複数の画像信号出力画素における各画像信号出力画素から出力される信号を用いて、前記各画像信号出力画素ごとに出力異常の有無を更に判定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
9. 前記照射線量信号出力画素と前記画像信号出力画素とは、前記画素領域において同一の画素として構成されており、
   前記同一の画素は、駆動させるタイミングを相互に異ならせることによって、前記照射線量信号出力画素または前記画像信号出力画素として機能することを特徴とする請求項８に記載の放射線撮像装置。
10. 前記照射線量信号出力画素を前記画像信号出力画素と同じ駆動速度および同じゲインで駆動させている場合には、前記画像信号出力画素と前記照射線量信号出力画素は、前記放射線の非照射条件時における処理と前記放射線の照射条件時における処理とをそれぞれにおいて共通化できることを特徴とする請求項８または９に記載の放射線撮像装置。
11. 前記照射線量信号出力画素と前記画像信号出力画素とは、前記画素領域において異なる画素として構成されていることを特徴とする請求項８に記載の放射線撮像装置。
12. 前記画像信号出力画素と当該画像信号出力画素とは異なる画素として構成されている前記照射線量信号出力画素とは、それぞれの画素に対する処理を共通化できないことを特徴とする請求項１１に記載の放射線撮像装置。
13. 前記判定手段は、前記画素領域を含むＦＰＤの内部または外部に構成されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
14. 放射線を用いた撮像を行って放射線画像を取得する放射線撮像装置が有する複数の照射線量信号出力画素から出力された複数の照射線量信号を用いて、前記複数の照射線量信号出力画素から構成される画素群の出力異常の有無を判定する判定手段と、
    前記判定手段によって前記出力異常が有ると判定された前記画素群について、当該画素群を構成する前記複数の照射線量信号出力画素の中から出力異常の画素を特定する特定手段と、
    を有することを特徴とする制御装置。
15. 放射線を用いた撮像を行って放射線画像を取得する放射線撮像装置が有する複数の照射線量信号出力画素から出力された複数の照射線量信号を用いて、前記複数の照射線量信号出力画素から構成される画素群の出力異常の有無を判定し、前記出力異常が有ると判定された前記画素群について、当該画素群を構成する前記複数の照射線量信号出力画素の中から出力異常の画素を特定することを特徴とする制御方法。
16. 請求項１５に記載の制御方法をコンピュータに実行させるプログラム。