JP7381297B2

JP7381297B2 - 放射線撮像装置、放射線撮像システム、制御装置、制御方法、および、プログラム

Info

Publication number: JP7381297B2
Application number: JP2019202621A
Authority: JP
Inventors: 曉木田; 元気多川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2019-11-07
Filing date: 2019-11-07
Publication date: 2023-11-15
Anticipated expiration: 2039-11-07
Also published as: US20220247927A1; JP2021074233A; WO2021090772A1; CN114727788A

Description

本発明は、放射線撮像装置、放射線撮像システム、制御装置、制御方法、および、プログラムに関する。

特許文献１には、放射線を検出する第１放射線検出器と、第１放射線検出器を透過した放射線を検出する第２放射線検出器とを備える放射線画像撮影装置が記載されている。該放射線画像撮影装置では、第２放射線検出器に蓄積された電荷の読み出しが第１放射線検出器に蓄積された電荷の読み出しよりも先に開始される。また、該放射線画像撮影装置では、第２放射線検出器に蓄積された電荷の読み出し時に、第１放射線検出器に蓄積された電荷の読み出しを制御する制御部がスリープ状態にされる。

国際公開２０１７／１６８８４９号

特許文献１では、第１放射線検出器に蓄積された電荷および第２放射線検出器に蓄積された電荷の双方を読み出す動作についてしか考慮されておらず、一方の放射線検出器に蓄積された電荷のみを読み出す動作は考慮されていない。したがって、特許文献１に記載された放射線画像撮影装置は、用途が限定的であり、汎用性が低い。

本発明は、放射線撮像装置の汎用性を高め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、放射線撮像装置に係り、前記放射線撮像装置は、被検体を透過した放射線を検出する第１検出部と、前記第１検出部に蓄積された電荷に対応する信号を読み出す第１読出部と、第１メモリと、を含む第１モジュールと、前記被検体および前記第１検出部を透過した放射線を検出する第２検出部と、前記第２検出部に蓄積された電荷に対応する信号を読み出す第２読出部と、第２メモリと、を含む第２モジュールと、前記第１検出部および前記第２検出部によって放射線画像を撮像し、前記第１読出部によって読み出された信号を前記第１メモリに一時的に格納し、前記第２読出部によって読み出された信号を前記第２メモリに一時的に格納する第１モードと、前記第１検出部および前記第２検出部のうち前記第１検出部によって放射線画像を撮像し、前記第１読出部によって読み出された信号を分割して前記第１メモリおよび前記第２メモリに一時的に格納する第２モードと、を含む複数のモードから選択されるモードに応じて、前記第１モジュールおよび前記第２モジュールを制御する制御部と、を備える。

本発明によれば、放射線撮像装置の汎用性を高めるために有利な技術が提供される。

一実施形態の放射線撮像装置の構成を示す断面図。第１実施形態の放射線撮像装置の構成例を示す図。第１実施形態の第２モジュールに対する第２モードにおける電力供給の第１の例を示す図。第１実施形態の第２モジュールに対する第２モードにおける電力供給の第２の例を示す図。第１実施形態の第２モジュールに対する第２モードにおける電力供給の第３の例を示す図。第２実施形態の放射線撮像装置の構成例を示す図。第２実施形態の第２モジュールに対する第２モードにおける電力供給の例を示す図。一実施形態の放射線撮像システムの構成例を示す図。第１および第２実施形態の放射線撮像装１の動作を示すフローチャート。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

図１には、一実施形態の放射線撮像装置１の構成が模式的に示されている。放射線撮像装置１は、被検体Ｏを透過した放射線Ｒを検出する第１検出部１０を含む第１モジュール１００と、被検体Ｏおよび第１検出部１０を透過した放射線Ｒを検出する第２検出部２０を含む第２モジュール２００とを備えうる。第１検出部１０は、第１検出部１０に入射する放射線Ｒを放射線画像として検出する。第２検出部２０は、第２検出部２０に入射する放射線Ｒを放射線画像として検出する。放射線という用語は、Ｘ線の他、例えば、α線、β線、γ線粒子線、宇宙線などを含みうる。

放射線撮像装置１は、第１モジュール１００および第２モジュール２００を制御する主制御部（制御部）３２０を含む主駆動回路３００を備えうる。主制御部３２０は、第１モードおよび第２モードを含む複数のモードから選択されるモードに応じて第１モジュール１００および第２モジュール２００を制御しうる。該複数のモードは、他の１又は複数のモード（例えば、第３モード）を含んでもよい。

第１モードは、第１検出部１０および第２検出部２０によって放射線画像を撮像するモードでありうる。他の観点において、第１モードは、第１検出部１０および第２検出部２０によって放射線を放射線画像として検出し、第１検出部１０および第２検出部２０によって検出された信号（放射線画像）を出力するモードでありうる。第２モードは、第１検出部１０および第２検出部２０のうち第１検出部１０（のみ）によって放射線画像を撮像するモードでありうる。他の観点において、第２モードは、第１検出部１０および第２検出部２０のうち第１検出部１０（のみ）によって放射線を放射線画像として検出し、検出された信号（放射線画像）を出力するモードでありうる。

第１モードは、例えば、エネルギーサブトラクション法によって画像を生成するためのモードでありうる。エネルギーサブトラクション法は、第１エネルギー範囲の放射線によって形成される第１画像と、第２エネルギー範囲の放射線によって形成される第２画像とに基づいて、第１画像および第２画像のいずれとも異なる第３画像を生成する方法である。ここで、第１エネルギー範囲と第２エネルギー範囲とは、互いに異なるエネルギー範囲である。第１エネルギー範囲と第２エネルギー範囲とは、互いに重複するエネルギー範囲を有しなくてもよいし、第１エネルギー範囲の一部と第２エネルギー範囲の一部とが互いに重複してもよい。第２モードでは、第１検出部１０および第２検出部２０のうち第１検出部１０（のみ）によって静止画または動画を撮像しうる。動画は、所定のフレームレートで撮像される複数枚の画像で構成されうる。一例において、第２モードにおける第２モジュール２００の消費電力は、第１モードにおける第２モジュール２００の消費電力より小さい。

第１検出部１０は、第１エネルギー範囲の放射線Ｒを電気的な信号に変換する複数の第１画素を有しうる。一例において、第１検出部１０は、第１エネルギー範囲の放射線Ｒを可視光等の光に変換する第１シンチレータと、該第１シンチレータによって変換された光を電気的な信号に変換する複数の変換素子とを含みうる。第１検出部１０の各変換素子は、１つの第１画素を構成しうる。第１シンチレータは、複数の第１画素で共有されうる。第２検出部２０は、第２エネルギー範囲の放射線Ｒを電気的な信号に変換する複数の第２画素を有しうる。一例において、第２検出部２０は、第２エネルギー範囲の放射線Ｒを可視光等の光に変換する第２シンチレータと、該第２シンチレータによって変換された光を電気的な信号に変換する複数の変換素子とを含みうる。第２検出部２０の各変換素子は、１つの第２画素を構成しうる。第２シンチレータは、複数の第２画素で共有されうる。

第１モジュール１００は、第１検出部１０の他、第１検出部１０を駆動する駆動回路を含みうる。第２モジュール２００は、第２検出部２０の他、第２検出部２０を駆動する駆動回路を含みうる。主駆動回路３００は、主制御部３２０の他、主電源３１０を含む電源回路を含みうる。

放射線撮像装置１は、筐体４０を備え、筐体４０は、第１板部４１と、第２板部４２と、側板部４３とを含みうる。第１板部４１と第２板部４２とは、互いに対向して配置され、側板部４３は、第１板部４１と第２板部４２とを結合する。第１板部４１、第２板部４２および側板部４３は、外部空間から隔てられた内部空間を規定し、該内部空間には、第１モジュール１００、第２モジュール２００および主駆動回路３００が配置される。第１板部４１は、被検体Ｏを介して放射線が入射される入射面を有する。第１検出部１０は、第１板部４１と第２検出部２０との間に配置される。第１検出部１０および第２検出部２０は、筐体４０に結合された支持体５０によって支持されうる。

第１検出部１０と第１駆動回路１１０とは、フレキシブルケーブル等の接続部によって電気的に接続されうる。第２検出部２０と第２駆動回路２１０とは、フレキシブルケーブル等の接続部によって電気的に接続されうる。第１駆動回路１１０は、フレキシブルケーブル等の接続部によって主駆動回路３００と電気的に接続されうる。第２駆動回路２１０は、フレキシブルケーブル等の接続部によって主駆動回路３００と電気的に接続されうる。第１駆動回路１１０、第２駆動回路２１０および主駆動回路３００は、１つの基板によって構成されてもよいし、複数の基板によって構成されてもよい。

放射線撮像装置１は、放射線撮像装置１のモードを設定するためのスイッチ６０を備えてもよい。また、放射線撮像装置１は、放射線撮像装置１に設定されているモードを表示するための表示部７０を備えてもよい。スイッチ６０および表示部７０は、筐体４０、例えば、側板部４３に配置されうる。

図２には、第１実施形態の放射線撮像装置１の構成例が示されている。放射線撮像装置１は、外部装置としての主制御装置（情報処理装置）ＭＣと無線または有線で通信可能に構成されうる。主制御装置ＭＣは、放射線撮像装置１を制御する制御装置として、および、放射線撮像装置１から提供される信号を処理する情報処理装置として機能しうる。主制御装置ＭＣは、例えば、ユーザが操作するための操作部（コンソール）、不図示の放射線源と無線または有線で接続するための第１インターフェース、および、放射線撮像装置１と無線または有線で接続するための第２インターフェース等を有しうる。主制御装置ＭＣは、第２インターフェースを介して、放射線撮像装置１で撮像された画像の信号を受信し、それを処理しうる。この処理には、例えば、前述のサブトラクション法によって新たな画像を生成する処理が含まれうる。主制御装置ＭＣは、例えば、プログラムが組み込まれた汎用又は専用のコンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。

一例において、第１検出部１０によって検出された第１信号(第１画像)および第２検出部２０によって検出された第２信号（第２画像）が放射線撮像装置１から主制御装置ＭＣに出力（転送）されうる。この場合、主制御装置ＭＣによって、第１信号および第２信号に基づいてエネルギーサブトラクションによって第３信号（第３画像）が生成されうる。他の例において、第１検出部１０によって検出された第１信号(第１画像)と第２検出部２０によって検出された第２信号（第２画像）とに基づいて、主制御部３２０がエネルギーサブトラクションによって第３信号（第３画像）を生成しうる。

第１モジュール１００の第１駆動回路１１０は、例えば、第１検出部１０を駆動する第１駆動部１１１、および、第１検出部１０から信号を読み出す第１読出部１１２を含みうる。第１検出部１０は、複数の行および複数の列を構成するように配置された複数の第１画素を有することができ、各第１画素は、例えば、変換素子と、該変換素子と列信号線との電気的な接続および切断を制御するスイッチとを含みうる。第１駆動部１１１は、例えば、第１検出部１０の複数の行を走査するための走査回路と、該走査回路の出力に基づいて該複数の行を駆動するドライバとを含みうる。該ドライバは、該当する行の第１画素のスイッチを駆動する駆動信号を発生しうる。第１読出部１１２は、第１検出部１０の複数の列から第１画素の信号を並列に読み出す複数の列回路と、該列回路によって読み出された複数の列の信号を順に選択して出力するマルチプレクサ（列選択回路）とを有しうる。

第１駆動回路１１０は、第１電源１１３、第１メモリ１１４、第１制御部１１５および第１通信部１１６の少なくとも１つを更に含みうる。第１電源１１３は、第１検出部１０の他、第１駆動回路１１０内の構成要素、例えば、第１駆動部１１１、第１読出部１１２、第１メモリ１１４、第１制御部１１５および第１通信部１１６に電力を供給しうる。

主駆動回路３００は、主電源３１０を有することができ、第１電源１１３は、主電源３１０から供給される電力に基づいて第１検出部１０、および、第１駆動回路１１０内の各構成要素に電力を供給しうる。第１電源１１３は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータを含みうる。第１メモリ１１４は、第１検出部１０から第１読出部１１２によって読み出された信号を格納しうる。主駆動回路３００は、主制御部３２０を含むことができ、第１制御部１１５は、主制御部３２０からの指令に従って第１モジュール１１０の各構成要素を制御しうる。第１制御部１１５は、主制御部３２０からの指令に従って、入射した放射線に対応する電荷を第１検出部１０に蓄積させ、該電荷に対応する信号が第１読出部１１２によって第１検出部１０から読み出されるように第１駆動部１１１、第１読出部１１２を制御しうる。第１通信部１１６は、主制御装置ＭＣと通信しうる。より具体的には、第１通信部１１６は、主制御装置ＭＣからの指令を受信したり、主制御装置ＭＣに対して、第１読出部１１２によって読み出された信号、および、第１モジュール１００の状態を示す情報を送信したりしうる。

第２モジュール２００は、第１モジュール１００と同様の構成を有しうる。具体的には、第２モジュール２００は、第２駆動回路２１０を含みうる。第２駆動回路２１０は、例えば、第２検出部２０を駆動する第２駆動部２１１、および、第２検出部２０から信号を読み出す第２読出部２１２を含みうる。第２検出部２０は、複数の行および複数の列を構成するように配置された複数の第２画素を有することができ、各第２画素は、例えば、変換素子と、該変換素子と列信号線との電気的に接続および切断を制御するスイッチとを含みうる。第２駆動部２１１は、例えば、第２検出部２０の複数の行を走査するための走査回路と、該走査回路の出力に基づいて該複数の行を駆動するドライバとを含みうる。該ドライバは、該当する行の第２画素のスイッチを駆動する駆動信号を発生しうる。第２読出部２１２は、第２検出部２０の複数の列から第２画素の信号を並列に読み出す複数の列回路と、該列回路によって読み出された複数の列の信号を順に選択して出力するマルチプレクサ（列選択回路）とを有しうる。

第２駆動回路２１０は、第２電源２１３、第２メモリ２１４、第２制御部２１５および第２通信部２１６の少なくとも１つを更に含みうる。第２電源２１３は、第２検出部２０の他、第２駆動回路２１０内の構成要素、例えば、第２駆動部２１１、第２読出部２１２、第２メモリ２１４、第２制御部２１５および第２通信部２１６に電力を供給しうる。

第２電源２１３は、主電源３１０から供給される電力に基づいて第２検出部２０、および、第２モジュール２００内の各構成要素に電力を供給しうる。第２電源２１３は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータを含みうる。第２メモリ２１４は、第２検出部２０から第２読出部２１２によって読み出された信号を格納しうる。第２制御部２１５は、主制御部３２０からの指令に従って第２駆動回路２１０の各構成要素を制御しうる。第２制御部２１５は、主制御部３２０からの指令に従って、入射した放射線に対応する電荷を第２検出部２０に蓄積させ、該電荷に対応する信号が第２読出部２１２によって第２検出部２０から読み出されるように第２駆動部２１１、第２読出部２１２を制御しうる。第２通信部２１６は、主制御装置ＭＣと通信しうる。より具体的には、第２通信部２１６は、主制御装置ＭＣからの指令を受信したり、主制御装置ＭＣに対して、第２読出部２１２によって読み出された信号、および、第２モジュール２００の状態を示す情報を送信したりしうる。

主駆動回路３００は、主制御部３２０の他、主電源３１０を備えうる。放射線撮像装置１または主駆動回路３００は、電源ケーブルを介して電力が供給されるコネクタ３１２を備えることができ、主電源３１０は、コネクタ３１２に供給される電力に基づいて第１電源１１３および第２電源２１３に電力を供給しうる。コネクタ３１２に供給される電力は、交流であってもよいし、直流であってもよい。コネクタ３１２および主電源３１０は、放射線撮像装置１の他の部分とは別の筺体に収容されてもよい。コネクタ３１２に供給される電力が交流である場合、主電源３１０は、ＡＣ／ＤＣコンバータを含みうる。コネクタ３１２に供給される電力が直流である場合、主電源３１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータを含みうる。第１電源１１３および第２電源２１３は、例えば、リレー等のスイッチによって置き換えられてよい。

主電源３１０には、バッテリー３１１が接続されてもよい。主電源３１０は、コネクタ３１２に電力が供給されていない場合には、バッテリー３１１から出力される電力に基づいて第１電源１１３および第２電源２１３に電力を供給しうる。主電源３１０は、コネクタ３１２に電力が供給されている場合であって、バッテリー３１１の残量（蓄積された電力量）が規定値に満たない場合には、コネクタ３１２に供給される電力を使ってバッテリー３１１を充電しうる。バッテリー３１１の残量は、バッテリー３１１の出力電圧に基づいて検出されうる。あるいは、バッテリー３１１の残量は、バッテリー３１１の電力供給能力を検出することによって検出されてもよい。主電源３１０は、主制御部３２０にも電力を供給しうる。主制御部３２０の機能は、第１制御部１１５によって代替されてもよく、この場合、主制御部３２０は、不要である。

第１モードでは、第１検出部１０および第２検出部２０の双方によって放射線画像が撮像され、撮像された放射線画像が出力される。第１モードでは、第１電源１１３は、第１検出部１０、および、第１駆動回路１１０内の各構成要素に電力を供給し、また、第２電源２１３は、第２検出部２０、および、第２駆動回路２１０内の各構成要素に電力を供給しうる。第２モードでは、第１検出部１０および第２検出部２０のうち第１検出部１０によって放射線画像が撮像され、撮像された放射線画像が出力される。第２モードにおいて第２モジュール２００の複数の構成要素の少なくとも１つの構成要素に対して供給される電力は、第１モードにおいて当該少なくとも１つの構成要素に対して供給される電力よりも小さくされうる。

図３には、第１実施形態の第２モジュール２００に対する第２モードにおける電力供給の第１の例が示されている。ここで、図３において、グレーで示された構成要素に第２モードにおいて供給される電力は、第１モードにおいて当該構成要素に供給される電力よりも小さく、例えば、ゼロである。例えば、第２モードにおける第２検出部２０、第２駆動部２１１および第２読出部２１２の消費電力は、第１モードにおける第２検出部２０、第２駆動部２１１および第２読出部２１２の消費電力より小さい。

第１の例では、主制御部３２０は、第１モードでは、第１電源１１３および第２電源２１３を動作させ、第２モードでは、第１電源１１３を動作させるが、第２電源２１３を動作させないように動作しうる。第２電源２１３に着目すれば、主制御部３２０は、第１モードでは第２電源２１３を動作させ、第２モードでは第２電源２１３を動作させないように動作しうる。このような動作は、主制御部３２０が第２電源２１３に対して制御信号を供給し、第２電源２１３がその制御信号に従って動作することによって実現されうる。あるいは、このような動作は、主電源３１０から第２モジュール２００への電力の供給経路にスイッチを配置し、そのスイッチを主制御部３２０が制御することによって実現されてもよい。

図４には、第１実施形態の第２モジュール２００に対する第２モードにおける電力供給の第２の例が示されている。ここで、図４において、グレーで示された構成要素に第２モードにおいて供給される電力は、第１モードにおいて当該構成要素に供給される電力よりも小さく、例えば、ゼロである。第２の例でも、主制御部３２０は、第２モードにおける第２検出部２０、第２駆動部２１１、第２読出部２１２の消費電力が第１モードにおける第２検出部２０、第２駆動部２１１、第２読出部２１２の消費電力より小さいように第２モジュール２００を制御する。第２の例では、第２電源２１３は、第２モードにおいて、第１モードと同様に、第２メモリ２１４、第２制御部２１５および第２通信部２１６に電力を供給しうる。

このような動作は、主制御部３２０が第２電源２１３に対して制御信号を供給し、第２電源２１３がその制御信号に従って動作することによって実現されうる。あるいは、このような動作は、主制御部３２０が第２制御部２１５に制御信号を供給し、第２制御部２１５がその制御信号に従って第２検出部２０、第２駆動部２１１および第２読出部２１２の動作を制御することによって実現されうる。

主制御部３２０は、第１モードにおいて、第１検出部１０から第１読出部１１２によって読み出された画像の信号を第１メモリ１１４に一時的に格納するように第１制御部１１５を動作させうる。これとともに、主制御部３２０は、第１モードにおいて、第２検出部２０から第２読出部２１２によって読み出された画像の信号を第２メモリ２１４に一時的に格納するように第２制御部２１５を制御しうる。一方、主制御部３２０は、第２モードでは、第１検出部１０から第１読出部１１２によって読み出された画像の信号を分割して第１メモリ１１４および第２メモリ２１４に一時的に格納するように第１制御部１１５を動作させうる。ここで、第２モードにおいて第１検出部１０から第１読出部１１２によって読み出された１枚分の画像の信号を分割して並列処理することにより第１メモリ１１４および第２メモリ２１４に格納するために要する時間をＴ２とする。また、第１モードにおいて第１検出部１０から第１読出部１１２によって読み出された１枚分の画像の信号を第１メモリ１１４に格納するために要する時間をＴ１とする。この場合、Ｔ２はＴ１より短い時間でありうる。

主制御部３２０は、第１モードにおいて、第１検出部１０から第１読出部１１２によって読み出された画像の信号を第１通信部１１６によって主制御装置ＭＣに転送するように第１制御部１１５を動作させうる。これとともに、主制御部３２０は、第１モードにおいて、第２検出部２０から第２読出部２１２によって読み出された画像の信号を第２通信部２１６によって主制御装置ＭＣに転送するように第２制御部２１５を動作させうる。一方、主制御部３２０は、第２モードでは、第１検出部１０から第１読出部１１２によって読み出された画像の信号を分割して第１通信部１１６、第２通信部２１６が主制御装置ＭＣに転送するように第１制御部１１５、第２制御部２１５を動作させうる。ここで、第２モードにおいて第１検出部１０から第１読出部１１２によって読み出された１枚分の画像の信号を分割して第１通信部１１６、第２通信部２１６が主制御装置ＭＣに転送するために要する時間をＴ３とする。また、第１モードにおいて第１検出部１０から第１読出部１１２によって読み出された１枚分の画像の信号を第１通信部１１６が主制御装置ＭＣに転送するために要する時間をＴ４とする。この場合、Ｔ３はＴ４より短い時間でありうる。

ところで、第２モードにおいて第２検出部２０が駆動されていない場合、第２モードから第１モードに移行した直後に第２検出部２０による撮像動作を安定させるために長時間を要する可能性がある。そこで、主制御部３２０は、第２モードでは、放射線の照射を待っている期間において第１検出部１０および第２検出部２０を所定の周期でリセットしてもよい。リセットとは、第１検出部１０および第２検出部２０の各画素のスイッチをオン、オフすることで変換素子に蓄積されている暗電荷をリセットする動作のことである。ここで、第１モードでは、主制御部３２０は、放射線の照射を待っている期間において第１検出部１０、第２検出部２０が第１周期でリセットされるように第１制御部１１５、第２制御部２１５を制御しうる。主制御部３２０は、第２モードでは、放射線の照射を待っている期間において第２検出部２０が該第１周期より大きい第２周期でリセットされるように第２制御部２１５を制御しうる。また、主制御部３２０は、第２モードでは、放射線の照射を待っている期間において、第１検出部１０が該第１周期でリセットされるように第１制御部１１５を制御しうる。

第１検出部１０のリセットは、第１読出部１１２によって第１検出部１０の列信号線をリセット電位に維持しながら第１駆動部１１１によって第１検出部１０の複数の行にそれぞれ対応する複数の駆動信号を順にアクティブレベルにすることによってなされうる。複数の行の全てをアクティブレベルにするために要する時間が１つの周期である。周期は、各画素のスイッチのオンの入力時と次のオンの入力時までの期間に対応する。第２検出部２０のリセットについても同様である。第２検出部２０のリセットは、第２読出部２１２によって第２検出部２０の列信号線をリセット電位に維持しながら第２駆動部２１１によって第２検出部２０の複数の行にそれぞれ対応する複数の駆動信号を順にアクティブレベルにすることによってなされうる。

第２検出部２０のリセットのための駆動方法としては、複数の行を順にアクティブレベルにする駆動方法の他に、全ての行を同時にアクティブにする駆動方法を挙げることができる。第１検出部１０と第２検出部２０とを同じ駆動方法または異なる駆動方法でリセットする場合において、第２モードでは、各画素のスイッチのオンと次のオンとの間隔が第１検出部１０の第１周期より第２検出部の第２周期の方が大きい。また、スイッチのオンと次のオンとの間のオフの期間が長い方が好ましい。第１検出部１０、第２検出部２０のリセットの間、第１読出部１１２、第２読出部２１２の積分増幅器のリセットスイッチにアクティブレベルのリセットパルスが供給され、列信号線が積分増幅器の基準電位にリセット電位されうる。第２読出部２１２の積分増幅器以後の回路（例えば、マルチプレクサ、ＡＤ変換器）を動作させなくてもよく、これにより消費電力を小さくすることができる。

図５には、第１実施形態の第２モジュール２００に対する第２モードにおける電力供給の第３の例が示されている。ここで、図５において、グレーで示された構成要素に第２モードにおいて供給される電力は、第１モードにおいて当該構成要素に供給される電力よりも小さく、例えば、ゼロである。第３の例でも、主制御部３２０は、第２モードにおける第２検出部２０、第２駆動部２１１、第２読出部２１２の消費電力が第１モードにおける第２検出部２０、第２駆動部２１１、第２読出部２１２の消費電力より小さいように第２モジュール２００を制御する。

このような動作は、主制御部３２０が第２電源２１３に対して制御信号を供給し、第２電源２１３がその制御信号に従って動作することによって実現されうる。あるいは、このような動作は、主制御部３２０が第２制御部２１５に制御信号を供給し、第２制御部２１５がその制御信号に従って第２メモリ２１４、第２検出部２０、第２駆動部２１１および第２読出部２１２の動作を制御することによって実現されうる。第３の例では、第２電源２１３は、第２モードにおいて、第１モードと同様に、第２制御部２１５に電力を供給しうる。

図６には、第２実施形態の放射線撮像装置１の構成例が示されている。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実施形態では、主駆動回路３００は、制御部３４１、通信部３４２、メモリ３４３を含み、制御部３４１、通信部３４２、メモリ３４３は、第１モジュール１００および第２モジュール２００において共用される。

制御部３４１は、主制御装置ＭＣからの指令に従って動作しうる。制御部３４１は、主駆動回路３００の構成要素、並びに、第１モジュール１００および第２モジュール２００を制御する。第１検出部１０から第１読出部１１２によって読み出された信号は、通信部３４２によって主制御装置ＭＣに出力(転送)されうる。同様に、第２検出部２０から第２読出部２１２によって読み出された信号は、通信部３４２によって主制御装置ＭＣに出力(転送)されうる。第１検出部１０から第１読出部１１２によって読み出された信号は、メモリ３４３に格納されうる。同様に、第２検出部２０から第２読出部２１２によって読み出された信号は、メモリ３４３に格納されうる。

電源３４４は、コネクタ３１２に供給される電力に基づいて第１モジュール１００および第２モジュール２００の各構成要素に電力を供給しうる。コネクタ３１２に供給される電力は、交流であってもよいし、直流であってもよい。コネクタ３１２および電源３４４は、放射線撮像装置１の他の部分とは別の筺体に収容されてもよい。コネクタ３１２に供給される電力が交流である場合、電源３４４は、ＡＣ／ＤＣコンバータを含みうる。コネクタ３１２に供給される電力が直流である場合、電源３４４は、ＤＣ／ＤＣコンバータを含みうる。

電源３４４には、バッテリー３１１が接続されてもよい。電源３４４は、コネクタ３１２に電力が供給されていない場合には、バッテリー３１１から出力される電力に基づいて第１モジュール１００および第２モジュール２００に電力を供給しうる。電源３４４は、コネクタ３１２に電力が供給されている場合であって、バッテリー３１１の残量（蓄積された電力量）が規定値に満たない場合には、コネクタ３１２に供給される電力を使ってバッテリー３１１を充電しうる。

図７には、第２実施形態の第２モジュール２００に対する第２モードにおける電力供給の例が示されている。ここで、図７において、グレーで示された構成要素に第２モードにおいて供給される電力は、第１モードにおいて当該構成要素に供給される電力よりも小さく、例えば、ゼロである。例えば、第２モードにおける第２検出部２０、第２駆動部２１１および第２読出部２１２の消費電力は、第１モードにおける第２検出部２０、第２駆動部２１１および第２読出部２１２の消費電力より小さい。

制御部３４１は、第２モードにおいて電源３４４から第２検出部２０、第２駆動部２１１、第２読出部２１２に供給される電力を第１モードにおいて電源３４４から第２検出部２０、第２駆動部２１１、第２読出部２１２に供給される電力より小さくする。このような動作は、例えば、電源３４４から第２モジュール２００への電力の供給経路にスイッチを配置し、そのスイッチを制御部３４１が制御することによって実現されうる。

図８には、第１および第２実施形態の放射線撮像装置１が使用されうる放射線撮像システム１０００が例示されている。放射線撮像システム１０００は、１又は複数の放射線源ＲＳ１、ＲＳ２と、主制御装置ＭＣと、１又は複数の架台ＳＳ１、ＳＳ２と、放射線撮像装置１とを備えうる。架台ＳＳ１は、例えば、立位で被検体を撮像するための架台であり、放射線撮像装置１を保持する保持部ＳＬ１を有しうる。架台ＳＳ２は、例えば、臥位で被検体を撮像するための架台であり、放射線撮像装置１を保持する保持部ＳＬ２を有しうる。架台ＳＳ１、ＳＳ２は、互いに異なる姿勢の被検体を撮像するための架台の例であるとともに、互いに異なる姿勢で放射線撮像装置１を保持する例である。

図９には、第１および第２実施形態の放射線撮像装置１の動作を示すフローチャートが示されている。このフローチャートに示された動作は、主駆動回路３００（主制御部３２０又は制御部３４１）によって制御されうる。主制御部３２０および制御部３４１は、例えば、ＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＤｅｖｉｃｅの略。）、又は、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔの略。）、又は、プログラムが組み込まれた汎用又は専用のコンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。

工程Ｓ８０１では、主駆動回路３００は、放射線撮像装置１を初期化する。工程Ｓ８０２では、主駆動回路３００は、主制御装置ＭＣからモード設定指令が送られてきたかどうかを判断し、主制御装置ＭＣからモード設定指令が送られてきた場合は工程Ｓ８０３を実行し、そうでなければ工程Ｓ８０４を実行する。

工程Ｓ８０３では、主駆動回路３００は、状態情報に基づいて、第１モードおよび第２モードを含む複数のモードから１つのモードを選択し、そのモードを設定する。状態情報は、以下で例示されるように、種々の情報でありうる。

図１に示されるように、放射線撮像装置１は、スイッチ６０を備えうる。スイッチ６０は、ユーザによって操作されうる。スイッチ６０の状態を示す情報は、状態情報の一例である。スイッチ６０は、例えば、スライドスイッチ、ボタンスイッチまたはトグルスイッチ等でありうる。スイッチ６０は、第１状態および第２状態を有するスイッチであってもよく、この場合、第１状態は第１モードを指定し、第２状態は第２モードを指定しうる。主駆動回路３００は、スイッチ６０の状態を示す状態情報に応じて複数のモードのうち１つのモードを設定しうる。

図８に示されるように、放射線撮像装置１は、種々の架台から選択される１つの架台に配置されうる。架台ＳＳ１、ＳＳ２は、それぞれ自己の種類を特定する情報を有しうる。放射線撮像装置１は、放射線撮像装置１が配置された架台の種類を示す情報を、例えば、通信部（第１実施形態では、第１通信部１１６、第２通信部２１６、第２実施形態では、通信部３４２）による架台との通信によって取得しうる。架台の種類（例えば、立位用の架台、臥位用の架台）を示す情報は、状態情報の一例である。主駆動回路３００は、架台の種類を示す情報に基づいて、第１モードおよび第２モードを含む複数のモードから１つのモードを選択しうる。あるいは、主駆動回路３００は、放射線撮像装置１の姿勢を示す情報に基づいて、第１モードおよび第２モードを含む複数のモードから１つのモードを選択しうる。放射線撮像装置１の姿勢は、例えば、放射線撮像装置１に姿勢センサを設けて、その姿勢センサの出力に基づいて検出されうる。あるいは、放射線撮像装置１の姿勢は、架台から提供される情報に基づいて判断されてもよい。

状態情報は、コネクタ３１２に電力が供給されているかどうかを示す情報であってもよい。状態情報は、バッテリー３１１の残量、即ちバッテリー残量を示す情報であってもよい。状態情報は、外部装置である主制御装置ＭＣとの通信形態、例えば、無線通信、有線通信等を示す情報であってもよい。

図９に戻って説明を続ける。工程Ｓ８０４では、主駆動回路３００は、主制御装置ＭＣからのモード設定指令に基づいて、第１モードおよび第２モードを含む複数のモードから１つのモードを選択し、そのモードを設定する。工程Ｓ８０５では、主駆動回路３００は、第１モードが設定されているかどうかを判断し、第１モードが設定されている場合には、工程Ｓ８０６において、第１モードで放射線撮像装置１を動作させる。一方、第２モードが設定されている場合には、工程Ｓ８０７において、主駆動回路３００は、設定されているモード（例えば、第２モード）で放射線撮像装置１を動作させる。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１：放射線撮像装置、１０：第１検出部、２０：第２検出部、１００：第１モジュール、２００：第２モジュール、１１０：第１駆動回路、２１０：第２駆動回路

Claims

被検体を透過した放射線を検出する第１検出部と、前記第１検出部に蓄積された電荷に対応する信号を読み出す第１読出部と、第１メモリと、を含む第１モジュールと、
前記被検体および前記第１検出部を透過した放射線を検出する第２検出部と、前記第２検出部に蓄積された電荷に対応する信号を読み出す第２読出部と、第２メモリと、を含む第２モジュールと、
前記第１検出部および前記第２検出部によって放射線画像を撮像し、前記第１読出部によって読み出された信号を前記第１メモリに一時的に格納し、前記第２読出部によって読み出された信号を前記第２メモリに一時的に格納する第１モードと、前記第１検出部および前記第２検出部のうち前記第１検出部によって放射線画像を撮像し、前記第１読出部によって読み出された信号を分割して前記第１メモリおよび前記第２メモリに一時的に格納する第２モードと、を含む複数のモードから選択されるモードに応じて、前記第１モジュールおよび前記第２モジュールを制御する制御部と、
を備える放射線撮像装置。
前記第２モードにおける前記第２モジュールの消費電力は、前記第１モードにおける前記第２モジュールの消費電力より小さい請求項１に記載の放射線撮像装置。
前記第１モジュールは、前記第１検出部を駆動する第１駆動信号を発生する第１駆動部を含み、
前記第２モジュールは、前記第２検出部を駆動する第２駆動信号を発生する第２駆動部を含み、
前記第２モードにおける前記第２検出部、前記第２駆動部および前記第２読出部の消費電力は、前記第１モードにおける前記第２検出部、前記第２駆動部および前記第２読出部の消費電力より小さい請求項１又は２に記載の放射線撮像装置。
前記第１モジュールは、前記第１検出部、前記第１駆動部および前記第１読出部に電力を供給する第１電源を更に含み、
前記第２モジュールは、前記第２検出部、前記第２駆動部および前記第２読出部に電力を供給する第２電源を更に含み、
前記制御部は、前記第１モードでは前記第２電源を動作させ、前記第２モードでは前記第２電源を動作させない請求項３に記載の放射線撮像装置。
前記第２モードにおいて前記第１検出部から前記第１読出部によって読み出された１枚分の画像の信号を分割して前記第１メモリおよび前記第２メモリに格納するために要する時間は、前記第１モードにおいて前記第１検出部から前記第１読出部によって読み出された１枚分の画像の信号を前記第１メモリに格納するために要する時間より短い請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
前記第１モジュールは、前記第１検出部から前記第１読出部によって読み出された信号を転送する第１通信部を更に含み、
前記第２モジュールは、前記第２検出部から前記第２読出部によって読み出された信号を転送する第２通信部を更に含み、
前記制御部は、前記第１モードでは、前記第１検出部から前記第１読出部によって読み出された画像の信号を前記第１通信部によって転送するとともに、前記第２検出部から前記第２読出部によって読み出された画像の信号を前記第２通信部によって転送し、
前記制御部は、前記第２モードでは、前記第１検出部から前記第１読出部によって読み出された画像の信号を分割して前記第１通信部および前記第２通信部によって転送する請求項３乃至５のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
前記第２モードにおいて前記第１検出部から前記第１読出部によって読み出された１枚分の画像の信号を分割して前記第１通信部および前記第２通信部によって転送するために要する時間は、前記第１モードにおいて前記第１検出部から前記第１読出部によって読み出された１枚分の画像の信号を前記第１通信部によって転送するために要する時間より短い請求項６に記載の放射線撮像装置。
前記制御部は、前記第１モードでは、放射線の照射を待っている期間において前記第１検出部および前記第２検出部を第１周期でリセットし、前記第２モードでは、放射線の照射を待っている期間において前記第２検出部を前記第１周期より大きい第２周期でリセットする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
前記制御部は、前記第２モードでは、放射線の照射を待っている期間において前記第１検出部を前記第１周期でリセットする請求項８に記載の放射線撮像装置。
スイッチを更に備え、
前記制御部は、前記スイッチの状態に応じて前記複数のモードのうち１つのモードを設定する請求項１乃至９のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
前記制御部は、前記放射線撮像装置が配置された架台に応じて前記複数のモードのうち１つのモードを設定する請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
バッテリーと、電源ケーブルを介して電力が供給されるコネクタとを更に備え、
前記制御部は、前記コネクタに電力が供給されているかどうかに応じて前記複数のモードのうち１つのモードを設定する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
バッテリーを更に備え、
前記制御部は、（ａ）前記バッテリーの残量、（ｂ）外部装置との通信形態、および、（ｃ）前記放射線撮像装置の姿勢、の少なくとも１つに応じて前記複数のモードのうち１つのモードを設定する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
表示部を更に備え、
前記制御部は、前記複数のモードのうち選択されているモードを前記表示部に表示する請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の放射線撮像装置と、
前記放射線撮像装置から出力される信号を処理する情報処理装置と、を備える放射線撮像システムであって、
前記第１モードが選択されている場合、前記情報処理装置は、前記第１検出部で検出された信号と前記第２検出部で検出された信号とに基づいて、エネルギーサブトラクション法によって画像を生成する放射線撮像システム。
被検体を透過した放射線を検出する第１検出部と、前記被検体および前記第１検出部を透過した放射線を検出する第２検出部とによって放射線画像を撮像し、前記第１検出部に蓄積された電荷に対応する信号を読み出す第１読出部によって読み出された信号を第１メモリに一時的に格納し、前記第２検出部に蓄積された電荷に対応する信号を読み出す第２読出部によって読み出された信号を第２メモリに一時的に格納する第１モードと、前記第１検出部および前記第２検出部のうち前記第１検出部によって放射線画像を撮像し、前記第１読出部によって読み出された信号を分割して前記第１メモリおよび前記第２メモリに一時的に格納する第２モードと、を含む複数のモードから選択されるモードに応じて、前記第１検出部と前記第１読出部と前記第１メモリとを含む第１モジュールと、前記第２検出部と前記第２読出部と前記第２メモリとを含む第２モジュールとを制御する制御装置。
被検体を透過した放射線を検出する第１検出部と、前記被検体および前記第１検出部を透過した放射線を検出する第２検出部とによって放射線画像を撮像し、前記第１検出部に蓄積された電荷に対応する信号を読み出す第１読出部によって読み出された信号を第１通信部によって転送し、前記第２検出部に蓄積された電荷に対応する信号を読み出す第２読出部によって読み出された信号を第２通信部によって転送する第１モードと、前記第１検出部および前記第２検出部のうち前記第１検出部によって放射線画像を撮像し、前記第１読出部によって読み出された信号を分割して前記第１通信部および前記第２通信部によって転送する第２モードと、を含む複数のモードから選択されるモードに応じて、前記第１検出部と前記第１読出部と前記第１通信部とを含む第１モジュールと、前記第２検出部と前記第２読出部と前記第２通信部とを含む第２モジュールとを制御する制御装置。
被検体を透過した放射線を検出する第１検出部と、前記被検体および前記第１検出部を透過した放射線を検出する第２検出部とによって放射線画像を撮像し、放射線の照射を待っている期間において前記第１検出部および前記第２検出部を第１周期でリセットする第１モードと、前記第１検出部および前記第２検出部のうち前記第１検出部によって放射線画像を撮像し、放射線の照射を待っている期間において前記第２検出部を前記第１周期より大きい第２周期でリセットする第２モードと、を含む複数のモードから選択されるモードに応じて、前記第１検出部を含む第１モジュールと、前記第２検出部を含む第２モジュールとを制御する制御装置。
被検体を透過した放射線を検出する第１検出部と、前記被検体および前記第１検出部を透過した放射線を検出する第２検出部とによって放射線画像を撮像する第１モードと、前記第１検出部および前記第２検出部のうち前記第１検出部によって放射線画像を撮像する第２モードと、を含む複数のモードから、前記第１検出部を含む第１モジュールおよび前記第２検出部を含む第２モジュールを備える放射線撮像装置が配置された架台に応じて選択される１つのモードに応じて、前記第１モジュールと、前記第２モジュールとを制御する制御装置。
被検体を透過した放射線を検出する第１検出部と、前記被検体および前記第１検出部を透過した放射線を検出する第２検出部とによって放射線画像を撮像する第１モードと、前記第１検出部および前記第２検出部のうち前記第１検出部によって放射線画像を撮像する第２モード、を含む複数のモードから、電源ケーブルを介して電力が供給されるコネクタに電力が供給されているかどうかに応じて選択される１つのモードに応じて、前記第１検出部を含む第１モジュールと、前記第２検出部を含む第２モジュールとを制御する制御装置。
請求項１６乃至２０のいずれか１項に記載の制御装置と、前記第１モジュールと、前記第２モジュールと、を含む放射線撮像装置。
請求項１６乃至２０のいずれか１項に記載の制御装置と、前記第１モジュールと、前記第２モジュールと、前記制御装置から出力される信号を処理する情報処理装置と、を含む放射線撮像システムであって、
前記第１モードが選択されている場合、前記情報処理装置は、前記第１検出部で検出された信号と前記第２検出部で検出された信号とに基づいて、エネルギーサブトラクション法によって画像を生成する放射線撮像システム。
被検体を透過した放射線を検出する第１検出部と、前記被検体および前記第１検出部を透過した放射線を検出する第２検出部とによって放射線画像を撮像し、前記第１検出部に蓄積された電荷に対応する信号を読み出す第１読出部によって読み出された信号を第１メモリに一時的に格納し、前記第２検出部に蓄積された電荷に対応する信号を読み出す第２読出部によって読み出された信号を第２メモリに一時的に格納する第１モードと、前記第１検出部および前記第２検出部のうち前記第１検出部によって放射線画像を撮像し、前記第１読出部によって読み出された信号を分割して前記第１メモリおよび前記第２メモリに一時的に格納する第２モードと、を含む複数のモードから選択されるモードに応じて、前記第１検出部と前記第１読出部と前記第１メモリとを含む第１モジュールと、前記第２検出部と前記第２読出部と前記第２メモリとを含む第２モジュールとを制御する制御方法。
被検体を透過した放射線を検出する第１検出部と、前記被検体および前記第１検出部を透過した放射線を検出する第２検出部とによって放射線画像を撮像し、前記第１検出部に蓄積された電荷に対応する信号を読み出す第１読出部によって読み出された信号を第１通信部によって転送し、前記第２検出部に蓄積された電荷に対応する信号を読み出す第２読出部によって読み出された信号を第２通信部によって転送する第１モードと、前記第１検出部および前記第２検出部のうち前記第１検出部によって放射線画像を撮像し、前記第１読出部によって読み出された信号を分割して前記第１通信部および前記第２通信部によって転送する第２モードと、を含む複数のモードから選択されるモードに応じて、前記第１検出部と前記第１読出部と前記第１通信部とを含む第１モジュールと、前記第２検出部と前記第２読出部と前記第２通信部とを含む第２モジュールとを制御する制御方法。
被検体を透過した放射線を検出する第１検出部と、前記被検体および前記第１検出部を透過した放射線を検出する第２検出部とによって放射線画像を撮像し、放射線の照射を待っている期間において前記第１検出部および前記第２検出部を第１周期でリセットする第１モードと、前記第１検出部および前記第２検出部のうち前記第１検出部によって放射線画像を撮像し、放射線の照射を待っている期間において前記第２検出部を前記第１周期より大きい第２周期でリセットする第２モードと、を含む複数のモードから選択されるモードに応じて、前記第１検出部を含む第１モジュールと、前記第２検出部を含む第２モジュールとを制御する制御方法。
被検体を透過した放射線を検出する第１検出部と、前記被検体および前記第１検出部を透過した放射線を検出する第２検出部とによって放射線画像を撮像する第１モードと、前記第１検出部および前記第２検出部のうち前記第１検出部によって放射線画像を撮像する第２モードと、を含む複数のモードから、前記第１検出部を含む第１モジュールおよび前記第２検出部を含む第２モジュールを備える放射線撮像装置が配置された架台に応じて選択される１つのモードに応じて、前記第１モジュールと、前記第２モジュールとを制御する制御方法。
被検体を透過した放射線を検出する第１検出部と、前記被検体および前記第１検出部を透過した放射線を検出する第２検出部とによって放射線画像を撮像する第１モードと、前記第１検出部および前記第２検出部のうち前記第１検出部によって放射線画像を撮像する第２モード、を含む複数のモードから、電源ケーブルを介して電力が供給されるコネクタに電力が供給されているかどうかに応じて選択される１つのモードに応じて、前記第１検出部を含む第１モジュールと、前記第２検出部を含む第２モジュールとを制御する制御方法。
請求項２３乃至２７のいずれか１項に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。