JP7397593B2 - 放射線撮像装置、画像取得方法およびプログラム - Google Patents

放射線撮像装置、画像取得方法およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、放射線撮像装置、画像取得方法およびプログラムに関する。
放射線撮像装置を応用した撮影方法としてエネルギーサブトラクション法がある。エネルギーサブトラクション法は、被検体に照射する放射線のエネルギーを異ならせて複数回にわたって撮像して得た複数の画像を処理することによって新たな画像（例えば、骨画像および軟部組織画像）を得る方法である。複数の放射線画像を撮像する時間間隔は、例えば、静止画撮像用の放射線撮像装置では数秒以上、通常の動画用の放射線撮像装置では１００ミリ秒程度であり、高速の動画用の放射線撮像装置でも１０ミリ秒程度である。この時間間隔において被検体が動くと、その動きによるアーチファクトが生じてしまう。したがって、心臓などのように動きが速い被検体の放射線画像をエネルギーサブトラクション法によって得ることは困難であった。
特許文献１には、デュアルエネルギー撮影を行うシステムが記載されている。このシステムでは、撮影の際にＸ線源の管電圧が第１ｋＶ値にされた後に第２ｋＶ値に変更される。そして、管電圧が第１ｋＶ値であるときに第１副画像に対応する第１信号が積分され、積分された信号がサンプル・ホールドノードに転送された後に、積分がリセットされる。その後、管電圧が第２ｋＶ値であるときに第２副画像に対応する第２信号が積分される。これにより、積分された第１信号の読み出しと第２信号の積分が並行して行われる。
特表２００９－５０４２２１号公報
特許文献１の方法で得られる第１副画像および第２副画像は、一方の副画像の信号値が他方の副画像の信号値に対して著しく小さかったり、逆に著しく大きかったりしうる。撮影環境（例えば、線源受像面間距離（ＳＩＤ）、被検体の厚さ等）によっては、このような状況の回避が困難になりうる。一方の副画像の信号値が著しく小さい場合、その副画像のＳ／Ｎの低下を招き、エネルギーサブトラクションの精度の低下をもたらしうる。副画像の信号量が著しく大きい場合、その副画像の出力飽和を招き、エネルギーサブトラクションを正しく行うことを妨げうる。
本発明は、例えば、良好な画質を有する画像を得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、複数の画素を有する撮像部を備える放射線撮像装置に係り、前記複数の画素の各々は、放射線を電気信号に変換する変換素子と、前記変換素子から出力される電気信号を処理する処理回路と、前記処理回路から出力される電気信号をサンプルホールドする保持部を含み、前記保持部は、放射線源からの放射線の照射が開始された後であって、前記放射線源からの放射線の次の照射が開始される前に、前記処理回路から出力される電気信号を第１タイミング、前記第１タイミングの後の第２タイミング、および、前記第２タイミングの後の第３タイミングでサンプルホールドし、前記第１タイミングにおける前記処理回路のゲインと前記第２タイミングにおける前記処理回路のゲインと前記第３タイミングにおける前記処理回路のゲインとが相互に異なる。
本発明によれば、例えば、良好な画質を有する画像を得るために有利な技術が提供される。
本発明の第１実施形態の放射線撮像装置の構成を示す図。 撮像部の構成例を示す図。 １つの画素の構成例を示す図。 第１実施形態の動作例を示す図。 第１実施形態で得られる画像を例示する図。 第１実施形態の動作を示すフローチャート。 第１実施形態の他の動作例を示す図。 第２実施形態の動作例を示す図。 第２実施形態で得られる画像を例示する図。 第２実施形態で得られる他の画像を例示する図。 第２実施形態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、本発明の第１実施形態の放射線撮像装置１の構成が示されている。放射線撮像装置１は、複数の画素を有する画素アレイ１１０を含む撮像部１００と、撮像部１００からの信号を処理する信号処理部３５２とを備えうる。撮像部１００は、例えば、パネル形状を有しうる。信号処理部３５２は、図１に例示されるように、制御装置３５０の一部として構成されてもよいし、撮像部１００と同一筺体に収められてもよいし、撮像部１００および制御装置３５０とは異なる筺体に収められてもよい。放射線撮像装置１は、エネルギーサブトラクション法によって放射線画像を得るための装置である。エネルギーサブトラクション法は、被検体に照射する放射線のエネルギーを異ならせて複数回にわたって撮像して得た複数の画像を処理することによって新たな放射線画像（例えば、骨画像および軟部組織画像）を得る方法である。放射線という用語は、例えば、Ｘ線の他、α線、β線、γ線、粒子線、宇宙線を含みうる。
放射線撮像装置１は、放射線を発生する放射線源４００、放射線源４００を制御する曝射制御装置３００、および、曝射制御装置３００（放射線源４００）および撮像部１００を制御する制御装置３５０を備えうる。制御装置３５０は、前述のように、撮像部１００から供給される信号を処理する信号処理部３５２を含みうる。制御装置３５０の機能の全部または一部は、撮像部１００に組み込まれうる。あるいは、撮像部１００の機能の一部は、制御装置３５０に組み込まれうる。制御装置３５０は、コンピュータ（プロセッサ）と、該コンピュータに提供するプログラムを格納したメモリとによって構成されうる。信号処理部３５２は、該プログラムの一部によって構成されうる。あるいは、信号処理部３５２は、コンピュータ（プロセッサ）と、該コンピュータに提供するプログラムを格納したメモリとによって構成されうる。制御装置３５０の全部または一部は、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、または、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）によって構成されてもよい。制御装置３５０および信号処理部３５２は、その動作を記述したファイルに基づいて論理合成ツールによって設計され製造されてもよい。
曝射制御装置３００は、例えば、曝射スイッチを有し、曝射スイッチがオンされることに応じて放射線源４００に放射線を放射させるとともに、放射線が放射されるタイミングを示す情報を制御装置３５０に通知しうる。あるいは、曝射制御装置３００は、制御装置３５０からの指令に応じて放射線源４００に放射線を放射させる。
放射線源４００からの放射線の連続的な放射期間においてエネルギー（波長）が変化する放射線を放射しうる。このような放射線を用いて、互いに異なる２つのエネルギーのそれぞれにおける放射線画像を取得し、これらの放射線画像をエネルギーサブトラクション法によって処理することによって１つの新たな放射線画像を取得することができる。
あるいは、放射線源４００は、放射線のエネルギー（波長）を変更する機能を有してもよい。放射線源４００は、例えば、管電圧（放射線源４００の陰極と陽極との間に印加する電圧）を変更することによって放射線のエネルギーを変更する機能を有しうる。
撮像部１００の画素アレイ１１０を構成する複数の画素の各々は、放射線を電気信号（例えば電荷）に変換する変換素子と、該変換素子から出力される電気信号を処理する処理回路と、該処理回路から出力される電気信号をサンプルホールドする保持部を有しうる。各変換素子は、放射線を直接に電気信号に変換するように構成されてもよいし、放射線を可視光等の光に変換した後に該光を電気信号に変換するように構成されてもよい。後者においては、放射線を光に変換するためのシンチレータが利用されうる。シンチレータは、画素アレイ１１０の複数の画素によって共有されうる。
図２には、撮像部１００の構成例が示されている。前述のように、撮像部１００は、複数の画素１１２を有する画素アレイ１１０および画素アレイ１１０の複数の画素１１２から信号を読み出すための読出回路ＲＣを含む。複数の画素１１２は、複数の行および複数の列を構成するように配列されうる。読出回路ＲＣは、行選択回路１２０、タイミングジェネレータ（制御部またはステートマシンとも呼ばれうる）１３０、バッファ回路１４０、列選択回路１５０、増幅部１６０およびＡＤ変換器１７０を含みうる。
行選択回路１２０は、画素アレイ１１０の行を選択する。行選択回路１２０は、行制御信号１２２を駆動することによって行を選択するように構成されうる。バッファ回路１４０は、画素アレイ１１０の複数の行のうち行選択回路１２０によって選択された行の画素１１２から信号をバッファリングする。バッファ回路１４０は、画素アレイ１１０の複数の列信号伝送路１１４に出力される複数列分の信号をバッファリングする。各列の列信号伝送路１１４は、列信号線対を構成する第１信号線および第２列信号線を含む。第１列信号線には、画素１１２のノイズレベル、または、画素１１２で検出された放射線に応じた放射線信号が出力されうる。第２列信号線には、画素１１２で検出された放射線に応じた放射線信号が出力されうる。バッファ回路１４０は、増幅回路を含みうる。
列選択回路１５０は、バッファ回路１４０によってバッファリングされた１行分の信号対を所定の順に選択する。増幅部１６０は、列選択回路１５０によって選択された信号対を増幅する。ここで、増幅部１６０は、信号対（２つの信号）の差分を増幅する差動増幅器として構成されうる。ＡＤ変換器１７０は、増幅部１６０から出力される信号ＯＵＴをＡＤ変換してデジタル信号ＤＯＵＴ（放射線画像信号）を出力するＡＤ変換器１７０を備えうる。
図３には、１つの画素１１２の構成例が示されている。画素１１２は、例えば、変換素子２１０、変換素子２１０から出力される電気信号を処理する処理回路ＰＣと、処理回路ＰＣから出力される電気信号をサンプルホールドする保持部ＳＨとを含みうる。また、画素１１２は、変換素子２１０をリセットするリセットスイッチ２２０（リセット部）と、処理回路ＰＣによって処理された信号を出力する出力回路３１０とを含みうる。処理回路ＰＣは、例えば、増幅回路２３０、感度変更部２４０、クランプ回路２６０、サンプルホールド回路２７０、２８０、２９０を備えうる。
変換素子２１０は、放射線を電気信号に変換する。変換素子２１０は、例えば、複数の画素で共有されうるシンチレータと、光電変換素子とで構成されうる。変換素子２１０は、変換された電気信号（電荷）、即ち放射線に応じた電気信号を蓄積する電荷蓄積部を有し、電荷蓄積部は、増幅回路２３０の入力端子に接続されている。
増幅回路２３０は、例えば、ＭＯＳトランジスタ２３５、２３６、電流源２３７を含みうる。ＭＯＳトランジスタ２３５は、例えば、ＭＯＳトランジスタ２３６を介して電流源２３７に接続されうる。ＭＯＳトランジスタ２３５および電流源２３７によってソースフォロア回路が構成されうる。ＭＯＳトランジスタ２３６は、イネーブル信号ＥＮが活性化されることによってオンして、ＭＯＳトランジスタ２３５および電流源２３７によって構成されるソースフォロア回路を動作状態にするイネーブルスイッチでありうる。
変換素子２１０の電荷蓄積部およびＭＯＳトランジスタ２３５のゲートは、電荷蓄積部に蓄積された電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部ＣＶＣとして機能しうる。即ち、電荷電圧変換部ＣＶＣには、電荷蓄積部に蓄積された電荷Ｑと電荷電圧変換部が有する容量値Ｃとによって定まる電圧Ｖ（＝Ｑ／Ｃ）が現れうる。電荷電圧変換部ＣＶＣは、リセットスイッチ２２０を介してリセット電位Ｖｒｅｓに接続されうる。リセット信号ＰＲＥＳが活性化されるとリセットスイッチ２０３がオンして、電荷電圧変換部の電位がリセット電位Ｖｒｅｓにリセットされうる。リセットスイッチ２２０は、変換素子２１０の電荷蓄積部に接続された第１主電極（ドレイン）と、リセット電位Ｖｒｅｓが与えられる第２主電極（ソース）と、制御電極（ゲート）とを有するトランジスタを含みうる。該トランジスタは、該制御電極にオン電圧が与えられることによって該第１主電極と該第２主電極とを導通させて変換素子２１０の電荷蓄積部をリセットしうる。
クランプ回路２６０は、リセットされた電荷電圧変換部ＣＶＣの電位に応じて増幅回路２３０から出力されるリセットノイズレベルをクランプ容量２６１によってクランプしうる。クランプ回路２６０は、変換素子２１０で変換された電荷（電気信号）に応じて増幅回路２３０から出力される信号（放射線信号）からリセットノイズレベルをキャンセルするように構成されうる。リセットノイズベルは、電荷電圧変換部ＣＶＣのリセット時のｋＴＣノイズを含みうる。クランプ動作は、クランプ信号ＰＣＬを活性化することによってＭＯＳトランジスタ２６２をオンさせた後に、クランプ信号ＰＣＬを非活性化することによってＭＯＳトランジスタ２６２をオフさせることによってなされうる。
クランプ容量２６１の出力側は、ＭＯＳトランジスタ２６３のゲートに接続されうる。ＭＯＳトランジスタ２６３のソースは、ＭＯＳトランジスタ２６４を介して電流源２６５に接続されうる。ＭＯＳトランジスタ２６３と電流源２６５とによってソースフォロア回路が構成されうる。ＭＯＳトランジスタ２６４は、そのゲートに供給されるイネーブル信号ＥＮ０が活性化されることによってオンして、ＭＯＳトランジスタ２６３と電流源２６５とによって構成されるソースフォロア回路を動作状態にするイネーブルスイッチでありうる。
出力回路３１０は、ＭＯＳトランジスタ３１１、３１３、３１５、行選択スイッチ３１２、３１４、３１６を含みうる。ＭＯＳトランジスタ３１１、３１３、３１５は、それぞれ、列信号線３２１、３２２、３２３に接続された不図示の電流源とともにソースフォロア回路を構成しうる。
変換素子２１０で発生した電荷に応じてクランプ回路２６０から出力される信号である放射線信号は、保持部ＳＨによってサンプルホールド（保持）されうる。保持部ＳＨは、例えば、第１サンプルホールド回路２８０、第２サンプルホールド回路２９０を含みうる。保持部ＳＨは、更に、第３サンプルホールド回路２７０を含んでもよい。
変換素子２１０で発生した電荷に応じてクランプ回路２６０から出力される信号である放射線信号は、第１タイミングで、第１サンプルホールド回路２８０によってサンプルホールド（保持）されうる。第１サンプルホールド回路２８０は、スイッチ２８１および容量２８２を有しうる。スイッチ２８１は、サンプルホールド信号ＴＳ１が活性化されることによってオンする。クランプ回路２６０から出力される放射線信号は、サンプルホールド信号ＴＳ１が活性化されることによって、スイッチ２８１を介して容量２８２に書き込まれうる。
変換素子２１０で発生した電荷に応じてクランプ回路２６０から出力される電気信号である放射線信号は、第２タイミングで、第２サンプルホールド回路２９０によってサンプルホールド（保持）されうる。第２サンプルホールド回路２９０は、スイッチ２９１および容量２９２を有しうる。スイッチ２９１は、サンプルホールド信号ＴＳ２が活性化されることによってオンする。クランプ回路２６０から出力される放射線信号（第２信号）は、サンプルホールド信号ＴＳ２が活性化されることによって、スイッチ２９１を介して容量２９２に書き込まれる。保持部ＳＨは、放射線信号を書き込むための更に追加のサンプルホールド回路を有してもよい。
リセットスイッチ２２０によって電荷電圧変換部ＣＶＣの電位がリセットされ、ＭＯＳトランジスタ２６２がオンした状態では、クランプ回路２６０からは、クランプ回路２６０のノイズレベル（オフセット成分）が出力される。クランプ回路２６０のノイズレベルは、第３サンプルホールド回路２７０によってサンプルホールド（保持）されうる。サンプルホールド回路２７０は、スイッチ２７１および容量２７２を有しうる。スイッチ２７１は、サンプルホールド信号ＴＮが活性化されることによってオンする。クランプ回路２６０から出力されるノイズレベルは、サンプルホールド信号ＴＮが活性化されることによって、スイッチ２７１を介して容量２７２に書き込まれる。また、本実施形態では、サンプルホールド回路２７０（第２信号保持部）は、変換素子２１０で発生した電荷に応じてクランプ回路２６０から出力される信号である放射線信号を保持するためにも使用されうる。
行選択信号ＶＳＴが活性化されると、サンプルホールド回路２７０、２８０、２９０に保持されている信号に応じた信号が出力回路３１０によって列信号伝送路１１４を構成する列信号線３２１、３２２、３２３に出力されうる。具体的には、第３サンプルホールド回路２７０によって保持されている電気信号（ノイズレベル）に応じた電気信号ＮがＭＯＳトランジスタ３１１および行選択スイッチ３１２を介して列信号線３２１に出力されうる。また、第１サンプルホールド回路２８０によって保持されている電気信号に応じた信号Ｓ１がＭＯＳトランジスタ３１３および行選択スイッチ３１４を介して列信号線３２２に出力されうる。また、第２サンプルホールド回路２９０によって保持されている電気信号（第２放射線信号）に応じた電気信号Ｓ２がＭＯＳトランジスタ３１５および行選択スイッチ３１６を介して列信号線３２３に出力されうる。
画素１１２は、複数の画素１１２の信号を加算するための加算スイッチ３０１、３０２、３０３を含んでもよい。加算モード時は、加算モード信号ＡＤＤＮ、ＡＤＤＳ１、ＡＤＤ２Ｓが活性化される。加算モード信号ＡＤＤＮの活性化により複数の画素１１２の容量２７２同士が接続され、信号（ノイズレベル）が平均化されうる。加算モード信号ＡＤＤＳ１の活性化により複数の画素１１２の容量２８２同士が接続され、信号が平均化されうる。加算モード信号ＡＤＤＳ２の活性化により複数の画素１１２の容量２８７２同士が接続され、信号が平均化されうる。
処理回路ＰＣの感度変更部２４０は、スイッチ２４１、２４２、容量２４３、２４４、ＭＯＳトランジスタ２４５、２４６を含みうる。第１変更信号ＷＩＤＥが活性化されると、スイッチ２４１がオンして、電荷電圧変換部ＣＶＣの容量値に第１付加容量２４３の容量値が付加されうる。これによって、画素１１２の感度が低下しうる。更に第２変更信号ＷＩＤＥ２も活性化されると、スイッチ２４２もオンして、電荷電圧変換部ＣＶＣの容量値に第２付加容量２４４の容量値が付加されうる。これによって画素１１２の感度が更に低下しうる。画素１１２の感度を低下させる機能を追加することによって、ダイナミックレンジを広げることができる。第１変更信号ＷＩＤＥが活性化される場合には、イネーブル信号ＥＮＷが活性化されてもよい。この場合、ＭＯＳトランジスタ２４６がソースフォロア動作をする。
上記のリセット信号Ｐｒｅｓ、イネーブル信号ＥＮ、クランプ信号ＰＣＬ、イネーブル信号ＥＮ０、サンプルホールド信号ＴＮ、ＴＳ１、ＴＳ２、行選択信号ＶＳＴは、行選択回路１２０によって制御される制御信号であり、図２の行制御信号１２２に対応する。
図３に示されたような構成の画素１１２では、サンプルホールドの際に変換素子２１０の電荷蓄積部等で信号の破壊が起こらない。即ち、図３に示されたような構成の画素１１２では、放射線信号を非破壊で読み出すことができる。このような構成は、以下で説明するエネルギーサブトラクション法を適用した放射線撮像に有利である。
図４には、エネルギーサブトラクション法による放射線画像を取得する際の放射線撮像装置１の動作例（画像取得方法）が示されている。図４において、横軸は時間である。「放射線エネルギー」は、放射線源４００から放射され撮像部１００に照射される放射線のエネルギーである。「ＰＲＥＳ」は、リセット信号ＲＰＥＳである。「ＴＳ１」は、サンプルホールド信号ＴＳ１である。「ＷＩＤＥ」は、処理回路ＰＣの感度（ゲイン）の第１変更信号ＷＩＤＥである。信号「ＤＯＵＴ」は、ＡＤ変換器１７０の出力である。放射線源４００からの放射線の放射および撮像部１００の動作の同期は、制御装置３５０によって制御されうる。撮像部１００における動作制御は、タイミングジェネレータ１３０によってなされる。リセット信号ＰＲＥＳが活性化される期間にクランプ信号ＰＣＬも所定期間にわたって活性化されて、クランプ回路２６０にノイズレベルがクランプされる。
図４に例示されるように、放射線源４００から放射される放射線のエネルギー（波長）は、放射線の放射期間において変化する。これは、放射線源４００の管電圧の立ち上がり、および、立ち下がりが鈍っていることに起因しうる（図４は数ｍｓ程度の短い期間の放射線を照射した例であり、常にエネルギーが変化している）。すなわち、放射線４０１のエネルギーＥ１、放射線４０２のエネルギーＥ２は異なりうる。これを利用してエネルギーサブトラクション法による放射線画像を得ることができる。
以下、放射線撮像装置１の動作を説明する。放射線撮像装置１の各画素１１２において、保持部ＳＨは、放射線の照射が開始された後に、放射線の次の照射が開始される前に、処理回路ＰＣから出力される電気信号を互いに異なる第１タイミングおよび第２タイミングでサンプルホールドする。ここで、第１タイミングにおける処理回路ＰＣの感度（ゲイン）と第２タイミングにおける処理回路ＰＣの感度（ゲイン）とが互いに異なる。以下、放射線撮像装置１の各画素１１２の動作をより具体的に説明する。
放射線の照射前に、リセット信号ＰＲＥＳが所定期間にわたって活性化され、これによって変換素子２１０がリセットされうる。この際に、クランプ信号ＰＣＬも所定期間にわたって活性化（不図示）されて、クランプ回路２６０にリセットレベル（ノイズレベル）がクランプされうる。
符号４０３で示されるようにリセット信号ＰＲＥＳが所定期間にわたって活性化された後に、曝射制御装置３００から放射線源４００に対する曝射指令によって放射線源４００から放射線が放射されうる。この動作は、一例において、次のようになされうる。まず、曝射制御装置３００の曝射スイッチがオンされ、そのことが曝射制御装置３００から制御装置３５０に通知され、これに応答して制御装置３５０から撮像部１００に対して、撮像のための一連の動作（以下、撮像シーケンス）を開始するように指令が出されうる。撮像部１００は、この指令に応答して撮像シーケンスの先頭の動作としてリセット信号ＰＲＥＳを所定期間にわたって活性化させうる。
リセット信号ＰＲＥＳが所定期間にわたって活性化されてから所定期間が経過した後に、符号４０４で示されるようにサンプルホールド信号ＴＮが所定期間にわたって活性化されうる。これによって、放射線の未照射時の画素１１２の信号（０）が第３サンプルホールド回路２７０によってサンプルホールドされうる。
制御装置３５０は、撮像部１００が撮像シーケンスを開始したことを受けて、曝射制御装置３００を介して放射線源４００に対して、放射線の放射を開始するように指令を出しうる。これに応答して放射線源４００が放射線の放射を開始しうる。
符号４０４で示されるようにサンプルホールド信号ＴＮが所定期間にわたって活性されてから所定期間が経過し、放射線源４００が放射線を開始した後に、符号４０５で示されるようにサンプルホールド信号ＴＳ１が所定期間にわたって活性されうる。これによって、エネルギーＥ１の放射線の照射を受けて画素１１２の変換素子２１０が発生した電気信号に応じた電気信号（第１成分＝Ｅ１）が第１サンプルホールド回路２８０によってサンプルホールドされうる。
符号４０５で示されるようにサンプルホールド信号ＴＳ１が所定期間にわたって活性されてから所定期間が経過した後に、第１変更信号４０７が所定期間にわたって活性される。これによって、処理回路ＰＣが低感度（低ゲイン）に切り替わる。さらに、第１変更信号ＷＩＤＥの活性期間中かつ、エネルギーＥ２の放射線の照射が終了した後に、符号４０６で示されるようにサンプルホールド信号ＴＳ２が所定期間にわたって活性される。これによって、エネルギーＥ１の放射線４０１およびエネルギーＥ２の放射線４０２の照射を受けて変換素子２１０が発生した電気信号に応じた電気信号（第１成分＋第２成分＝Ｅ１＋Ｅ２）が第２サンプルホールド回路２９０によってサンプルホールドされる。
ここで、第１サンプルホールド回路２８０による第１成分（Ｅ１）を含む電気信号のサンプルホールドは、第１タイミングｔ１で完了する。換言すると、第１サンプルホールド回路２８０は、第１タイミングｔ１で、第１成分（Ｅ１）を含む電気信号をサンプルホールドする。第２サンプルホールド回路２９０による第１成分（Ｅ１）および第２成分（Ｅ２）を含む電気信号のサンプルホールドは、第２タイミングｔ２で完了する。換言すると、第２サンプルホールド回路２９０は、第２タイミングｔ２で、第１成分（Ｅ１）および第２成分（Ｅ２）を含む電気信号をサンプルホールドする。第１タイミングｔ１と第２タイミングｔ２との間において、第１変更信号ＷＩＤＥが活性化され、処理回路ＰＣの感度（ゲイン）が変更される。
次いで、第３サンプルホールド回路２７０でサンプルホールドされた電気信号（０）と第２サンプルホールド回路２８０でサンプルホールドされた電気信号（Ｅ１）との差分に相当する電気信号が第１電気信号４０８として読出回路ＲＣから出力される。次いで、第３サンプルホールド回路２７０でサンプルホールドされた電気信号（０）と第２サンプルホールド回路２９０でサンプルホールドされた電気信号（Ｅ１＋Ｅ２）との差分に相当する電気信号が第２電気信号４０９として読出回路ＲＣから出力される。
なお、図４において、”Ｎ”は、第３サンプルホールド回路２７０によってサンプルホールドされ、第１列信号線３２１に出力される電気信号を示す。”Ｓ１”は、第２サンプルホールド回路２８０によってサンプルホールドされ、第２列信号線３２２に出力される電気信号を示す。”Ｓ２”は、第３サンプルホールド回路２９０によってサンプルホールドされ、第２列信号線３２２に出力される電気信号を示す。また、第３サンプルホールド回路２７０でサンプルホールドされた電気信号（０）は、ノイズ成分であり、ゼロであるとは限らない。このようなノイズ成分は、第２サンプルホールド回路２８０でサンプルホールドされた信号にも同様に含まれうる。よって、第２サンプルホールド回路２８０でサンプルホールドされた電気信号と第３サンプルホールド回路２７０でサンプルホールドされた電気信号（０）との差分を演算することで、ノイズ成分がキャンセルされうる。図４では、便宜的に、Ｅ１－０＝Ｅ１として記載されている。以上のような動作を複数回にわたって繰り返すことによって、複数フレームの放射線画像（即ち、動画）を得ることができる。
信号処理部３５２は、以上のようにして、第１電気信号４０８（Ｅ１）および電気信号４０９（Ｅ１＋Ｅ２）を得ることができる。第１電気信号のサンプルホールドと第２電気信号のサンプルホールドとの間で処理回路ＰＣの感度（ゲイン）を変更することで、広いダイナミックレンジでの信号取得ができる。具体的には、第１電気信号は放射線のエネルギーが低く照射時間が短いため、第１電気信号の値が不足しやすいが、高感度で取得することで第１電気信号の値を高くできる。第２電気信号は放射線のエネルギーが高く照射時間が長いため、第２電気信号の値が過多になりやすいが、低感度で取得することで第２電気信号の値を低くできる。これにより、信号量の不足および過多を抑えることができ、エネルギーサブトラクションに好適な副画像が得られる。
信号処理部３５２は、第１電気信号４０８および第２電気信号４０９に基づいて、エネルギーＥ１の放射線４０１の照射量ｅ１、エネルギーＥ２の放射線４０２の照射量ｅ２を得ることができる。具体的には、信号処理部３５２は、第１電気信号（Ｅ１）と第２電気信号（Ｅ１＋Ｅ２）との演算によって、エネルギーＥ２の放射線４０２の照射量ｅ２を得ることができる。なお、照射量ｅ２を演算で求める際は、サンプルホールド時の感度が考慮されうる。例えば、第１変更信号ＷＩＤＥの活性の前後の処理回路ＰＣの感度比（活性前：活性後 ＝ １：α）である場合、第２電気信号の値をαで割った値から第１電気信号を減じることができる。あるいは、第１電気信号の値にαを掛けた値を第２電気信号から減じることができる。αは、容量２４３の設計値に基づいて、全ての画素に対して一律に与え得られてもよいし、容量２４３のばらつきを考慮して画素ごとに与えられてもよい。画素ごとのαの値は、感度の変更の前後の出力情報等から得ることができる。
したがって、図５に模式的に示されるように、信号処理部３５２は、エネルギーＥ１の放射線４０１の照射量ｅ１の画像５０１、エネルギーＥ２の放射線４０２の照射量ｅ２の画像５０２を生成しうる。図５に示されるように、信号処理部３５２は、画像５０１、５０２のそれぞれを副画像としてエネルギーサブトラクションを行うことができる。
図６には、放射線撮像装置１における変換素子２１０のリセット動作からエネルギーサブトラクションまでの動作の流れが示されている。エネルギーサブトラクションの方法は、種々の方法から選択されうる。例えば、第１エネルギーの放射線画像と第２エネルギーの放射線画像との差分を演算することによって特定の物質を強調した画像を得ることができる。また、第１エネルギーの放射線画像と第２エネルギーの放射線画像に基づいて非線形連立方程式を解くことによって骨画像と軟部組織画像とを生成してもよい。また、第１エネルギーの放射線画像と第２エネルギーの放射線画像とに基づいて造影剤画像と軟部組織画像とを得ることもできる。また、第１エネルギーの放射線画像と第２エネルギーの放射線画像とに基づいて電子密度画像と実効原子番号画像とを得ることもできる。
図４では、放射線を時間的に２つのエネルギー帯に分割して得られた２つの放射線画像に基づいてエネルギーサブトラクションを行う形態について説明したが、本発明はこの形態に限定されるものではない。
図７には、連続した放射線を立上り期の放射線７０１、安定期の放射線７０２、立下り期の放射線７０３の３つのエネルギー帯に分割にした例が示されている。図７の例における放射線の照射期間は、図４の例における放射線の照射期間よりも長い。図７において、「ＷＩＤＥ２」は、処理回路ＰＣの感度（ゲイン）の第２変更信号ＷＩＤＥ２である。第１電気信号７０７、第２電気信号７０８が出力されるまでの動作は、図４における第１電気信号４０８、第２電気信号４０９の出力までの動作と同じであるので、説明を省略する。
符号７０４で示されるようにサンプルホールド信号ＴＳ２が所定期間にわたって活性されてから所定期間が経過した後に、符号７０６で示されるように第２変更信号ＷＩＤＥ２が所定期間にわたって活性されうる。これによって、第１変更信号ＷＩＤＥおよび第２変更信号ＷＩＤＥ２の双方が活性化状態となり、処理回路ＰＣの感度が更に低感度に変更されうる。第１変更信号ＷＩＤＥおよび第２変更信号ＷＩＤＥ２が活性化された期間であって、エネルギーＥ３の放射線の照射が終了した後に、符号７０５で示されるようにサンプルホールド信号ＴＳ１が所定期間にわたって活性されうる。これによって、エネルギーＥ１、Ｅ２、Ｅ３の放射線７０１、７０２、７０３の照射を受けて変換素子２１０が発生した電気信号に応じた電気信号（第１成分＋第２成分＋第３成分＝Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３）がサンプルホールド回路２８０によってサンプルホールドされる。
ここで、第１サンプルホールド回路２８０による第１成分（Ｅ１）を含む電気信号のサンプルホールドは、第１タイミングｔ１で完了する。換言すると、第１サンプルホールド回路２８０は、第１タイミングｔ１で、第１成分（Ｅ１）を含む電気信号をサンプルホールドする。第２サンプルホールド回路２９０による第１成分（Ｅ１）および第２成分（Ｅ２）を含む電気信号のサンプルホールドは、第２タイミングｔ２で完了する。換言すると、第２サンプルホールド回路２９０は、第２タイミングｔ２で、第１成分（Ｅ１）および第２成分（Ｅ２）を含む電気信号をサンプルホールドする。第１サンプルホールド回路２８０による第１成分（Ｅ１）、第２成分（Ｅ２）および第３成分（Ｅ３）を含む電気信号のサンプルホールドは、第３タイミングｔ３で完了する。換言すると、第１サンプルホールド回路２８０は、第３タイミングｔ３で、第１成分（Ｅ１）、第２成分（Ｅ２）および第３成分（Ｅ３）を含む電気信号をサンプルホールドする。第１タイミングｔ１で第１サンプルホールド回路２８０でサンプルホールドされた第１成分は、第３タイミングｔ３で完了する第１サンプルホールド回路２８０による次のサンプルホールドの開始前に第３電気信号７０９として読出回路ＲＣから出力される。第１タイミングｔ１と第２タイミングｔ２との間において、第１変更信号ＷＩＤＥが活性化され、処理回路ＰＣの感度（ゲイン）が変更される。また、第２タイミングｔ２と第３タイミングｔ３との間において、第２変更信号ＷＩＤＥ２が活性化され、処理回路ＰＣの感度（ゲイン）が更に変更される。
次いで、第３サンプルホールド回路２７０でサンプルホールドされた電気信号（０）と第２サンプルホールド回路２８０でサンプルホールドされた電気信号（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３）との差分に相当する信号が第３電気信号７０９として読出回路ＲＣから出力される。
信号処理部３５２は、以上のようにして、第１電気信号７０７（Ｅ１）、第２電気信号７０８（Ｅ１＋Ｅ２）および第３電気信号７０９（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３）を得ることができる。信号処理部３５２は、第１電気信号７０７、第２電気信号７０８および第３電気信号７０９に基づいて、エネルギーＥ１の放射線７０１の照射量ｅ１、エネルギーＥ２の放射線７０２の照射量ｅ２およびエネルギーＥ３の放射線７０３の照射量ｅ３を得ることができる。具体的には、信号処理部３５２は、第１電気信号（Ｅ１）、第２電気信号（Ｅ１＋Ｅ２）および第３電気信号（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３）の演算によって、エネルギーＥ２の放射線７０２の照射量ｅ２およびエネルギーＥ３の放射線７０３の照射量ｅ３を得ることができる。なお、照射量ｅ２、ｅ３を演算で求める際は、図４の構成における場合と同様に、サンプルホールド時の感度の違いが考慮されうる。 信号処理部３５２は、３つのエネルギーの画像を使ってエネルギーサブトラクションを行ってもよいし、３つの画像から選択される２つの画像を使ってエネルギーサブトラクションを行ってもよい。あるいは、３つのエネルギー画像から合成画像を生成し、２つのエネルギー画像でエネルギーサブトラクションを行ってもよい。例えば、放射線７０１と放射線７０３を合成した低エネルギー画像と放射線７０２による高エネルギー画像とを使ってエネルギーサブトラクションを行うことができる。図７の例では、サンプルホールドの度に感度が変更されているが、感度の変更はこれに限定されない。
以下、本発明の第２実施形態の放射線撮像装置１について説明する。第２実施形態と言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。図８には、第２実施形態においてエネルギーサブトラクション法による放射線画像を取得する際の放射線撮像装置１の動作例（画像取得方法）が示されている。
放射線の照射前に、リセット信号ＰＲＥＳが所定期間にわたって活性化され、これによって変換素子２１０がリセットされうる。この際に、クランプ信号ＰＣＬも所定期間にわたって活性化（不図示）されて、クランプ回路２６０にリセットレベル（ノイズレベル）がクランプされうる。
符号８０３で示されるようにリセット信号ＰＲＥＳが所定期間にわたって活性化された後に、曝射制御装置３００から放射線源４００に対する曝射指令によって放射線源４００から放射線が放射されうる。この動作は、一例において、次のようになされうる。まず、曝射制御装置３００の曝射スイッチがオンされ、そのことが曝射制御装置３００から制御装置３５０に通知され、これに応答して制御装置３５０から撮像部１００に対して、撮像のための一連の動作（以下、撮像シーケンス）を開始するように指令が出されうる。撮像部１００は、この指令に応答して撮像シーケンスの先頭の動作としてリセット信号ＰＲＥＳを所定期間にわたって活性化させうる。
リセット信号ＰＲＥＳが所定期間にわたって活性化されてから所定期間が経過した後に、符号８０４で示されるようにサンプルホールド信号ＴＮが所定期間にわたって活性化されうる。これによって、放射線の未照射時の画素１１２の信号（０）が第３サンプルホールド回路２７０によってサンプルホールドされうる。制御装置３５０は、撮像部１００が撮像シーケンスを開始したことを受けて、曝射制御装置３００を介して放射線源４００に対して、放射線の放射を開始するように指令を出しうる。これに応答して放射線源４００が放射線の放射を開始しうる。
符号８０４で示されるようにサンプルホールド信号ＴＮが所定期間にわたって活性されてから所定期間が経過し、放射線源４００が放射線を開始した後に、符号８０５で示されるようにサンプルホールド信号ＴＳ１が所定期間にわたって活性されうる。これによって、エネルギーＥ１の放射線の照射を受けて画素１１２の変換素子２１０が発生した電気信号に応じた電気信号（Ｅ１）が第１サンプルホールド回路２８０によってサンプルホールドされうる。
符号８０５で示されるようにサンプルホールド信号ＴＳ１が所定期間にわたって活性された後、符号８０７に示されるように第１変更信号ＷＩＤＥが所定期間にわたって活性される。これによって、処理回路ＰＣが低感度（低ゲイン）に変更される。さらに、第１変更信号ＷＩＤＥの活性期間中に、符号８０６で示されるようにサンプルホールド信号ＴＳ２が所定期間にわたって活性される。これによって、エネルギーＥ１の放射線８０１およびエネルギーＥ２の放射線８０２の照射を受けて画素１１２の変換素子２１０が発生した電気信号に応じた信号（Ｅ１’）が第２サンプルホールド回路２９０によってサンプルホールドされうる。図８のように、放射線のエネルギーが時間経過に応じて変化する場合は、第１変更信号ＷＩＤＥ（８０７）、サンプルホールド信号ＴＳ２の活性（８０７、８０６）は、サンプルホールド信号ＴＳ１の活性化（８０５）の直後に行われるのが好ましい。これは、サンプルホールド信号ＴＳ１の活性化（８０５）とサンプルホールド信号ＴＳ２の活性化（８０６）との間の時間差が大きくなるほど、Ｅ１とＥ１’との間の差が大きくなるためである。サンプルホールド信号ＴＳ１の活性化（８０５）とサンプルホールド信号ＴＳ２の活性化（８０６）とは、第１期間Ｐ１において行われうる。
次いで、第３サンプルホールド回路２７０でサンプルホールドされた電気信号（０）と第１サンプルホールド回路２８０でサンプルホールドされた電気信号（Ｅ１）との差分に相当する電気信号が電気信号８０８として読出回路ＲＣから出力される。次いで、第３サンプルホールド回路２７０でサンプルホールドされた信号（０）と第２サンプルホールド回路２９０でサンプルホールドされた信号（Ｅ１’）との差分に相当する信号が電気信号８０９として読出回路ＲＣから出力される。
サンプルホールド信号ＴＳ１が符号８０５で示されるように所定期間にわたって活性されてから所定期間が経過した後に、符号８１０で示されるようにサンプルホールド信号ＴＳ１が所定期間にわたって活性されうる。これによって、エネルギーＥ１の放射線８０１およびエネルギーＥ２の放射線８０２の照射を受けて画素１１２の変換素子２１０が発生した電気信号に応じた電気信号（Ｅ１＋Ｅ２）が第２サンプルホールド回路２９０によってサンプルホールドされる。
次いで、符号８１２で示されるように第１変更信号ＷＩＤＥが所定期間にわたって活性されうる。これによって、処理回路ＰＣが低感度（低ゲイン）に変更されうる。さらに、第１変更信号ＷＩＤＥの活性期間中かつ、エネルギーＥ２の放射線の照射が終了した後に、符号８１１で示されるようにサンプルホールド信号ＴＳ１が所定期間にわたって活性される。これによって、エネルギーＥ１の放射線８０１およびエネルギーＥ２の放射線８０２の照射を受けて画素１１２の変換素子２１０が発生した電気信号に応じた信号（（Ｅ１＋Ｅ２）’）が第２サンプルホールド回路２９０によってサンプルホールドされる。サンプルホールド信号ＴＳ１の活性化（８１０）とサンプルホールド信号ＴＳ２の活性化（８１１）とは、第２期間Ｐ２において行われうる。
第１期間Ｐ１は、第１期間Ｐ１の終了から第２期Ｐ２間の開始までの期間よりも短いように決定されうる。第２期間Ｐ２は、第１期間Ｐ１の終了から第２期間Ｐ２の開始までの期間よりも短いように決定されうる。第１期間Ｐ１における第１タイミングで、第１サンプルホールド回路２８０は、第１電気信号８０８をサンプルホールドしうる。また、第１期間Ｐ１における第２タイミングで、第２サンプルホールド回路２９０は、第２電気信号８０９をサンプルホールドしうる。換言すると、第１期間Ｐ１において、保持部ＳＨは、処理回路ＰＣの感度（ゲイン）が互いに異なる状態で、互いに異なるタイミングで、処理回路ＰＣからの電気信号をサンプリングしうる。また、第２期間Ｐ２において、保持部ＳＨは、処理回路ＰＣの感度（ゲイン）が互いに異なる状態で、互いに異なるタイミングで、処理回路ＰＣからの電気信号をサンプリングしうる。
第３サンプルホールド回路２７０でサンプルホールドされた電気信号（０）と第１サンプルホールド回路２８０でサンプルホールドされた電気信号（Ｅ１＋Ｅ２）との差分に相当する電気信号は、電気信号８１３として読出回路ＲＣから出力される。次いで、第３サンプルホールド回路２７０でサンプルホールドされた電気信号（０）と第２サンプルホールド回路２９０でサンプルホールドされた電気信号（Ｅ１’＋Ｅ２’）との差分に相当する信号が電気信号８１４として読出回路ＲＣから出力される。以上のような動作を複数回にわたって繰り返すことによって、複数フレームの放射線画像を得ることができる。
第１期間Ｐ１におけるサンプルホールドの回数および第２期間Ｐ２におけるサンプルホールドの回数は、任意の複数回でありうる。また、第１期間Ｐ１におけるサンプルホールドの回数と第２期間Ｐ２におけるサンプルホールドの回数とは、互いに異なってもよい。信号処理部３５２は、以上のようにして、互いに異なる感度（ゲイン）で処理された電気信号８０８（Ｅ１）、８０９（Ｅ１’）の組と、互いに異なる感度（ゲイン）で処理された電気信号８１３（Ｅ１＋Ｅ２）、８１４の組（（Ｅ１＋Ｅ２）’）を取得しうる。信号処理部３５２は、電気信号８０８、８０９、８１３、８１４に基づいて、エネルギーＥ１の放射線８０１の照射量ｅ１、エネルギーＥ２の放射線８０２の照射量ｅ２を得ることができる。この方法に関して、以下において例示的に説明する。
図９に例示されているように、エネルギーサブトラクションにおいて使用される、エネルギーＥ１の放射線８０１の照射量ｅ１の画像は、電気信号８０８に基づく画像９０１、および、電気信号８０９に基づく画像９０２から選択されうる。また、エネルギーサブトラクションにおいて使用される他の画像、即ち、エネルギーＥ２の放射線８０２の照射量ｅ２の画像は、電気信号８１３に基づく画像９０３、および、電気信号８１４に基づく画像９０４から選択されうる。画像の選択は、例えば、画像の特定の領域の信号値を評価する閾値を設定し、該特定の領域の信号値と該閾値との大小関係の判定に基づいて行うことができる。画像の選択は、画素毎になされてもよい。信号処理部３５２は、例えば、次のように構成されうる。
信号処理部３５２は、第１期間Ｐ１においてサンプルホールドされた電気信号に基づく複数の元画像から第１画像を生成し、第２期間Ｐ２においてサンプルホールドされた電気信号に基づく複数の画像から第２画像を生成しうる。ここで、第１画像は、複数の領域で構成され、該複数の領域のうちの１つの領域を構成する元画像と該複数の領域のうち他の領域を構成する元画像とが異なりうる。また、第２画像は、複数の領域で構成され、該複数の領域のうちの１つの領域を構成する元画像と該複数の領域のうち他の領域を構成する元画像とが異なりうる。該複数の領域のそれぞれを構成する元画像の選択は、例えば、該複数の領域のそれぞれに設定された閾値と元画像の画素値との大小関係を判定することによってなされうる。信号処理部３５２は、第１画像および第２画像に基づいて新たな画像を生成しうる。あるいは、該複数の領域のそれぞれは、１つの画素で構成されてもよい。
あるいは、信号処理部３５２は、第１期間Ｐ１においてサンプルホールドされた電気信号に基づく複数の元画像から第１画像を生成し、第２期間Ｐ２においてサンプルホールドされた電気信号に基づく複数の画像から第２画像を生成しうる。更に、信号処理部３５２は、第１画像および第２画像に基づいて第３画像を生成し、第１画像および第３画像に基づいて新たな画像を生成してもよい。ここで、第１画像は、複数の領域で構成され、該複数の領域のうちの１つの領域を構成する元画像と該複数の領域のうち他の領域を構成する元画像とが異なりうる。また、第２画像は、複数の領域で構成され、該複数の領域のうちの１つの領域を構成する元画像と該複数の領域のうち他の領域を構成する元画像とが異なりうる。
図１０には、上記のエネルギーサブトラクションが例示的に示されている。画像１００１は、電気信号８０８に基づく画像であり、画像１００２は、電気信号８０９に基づく画像である。画像１００３は、電気信号８１３に基づく画像であり、画像１００４は、電気信号８１４に基づく画像である。画像１００１～１００４は、被写体領域（被検物が存在する領域）と素抜け領域（被写体領域以外の領域）とを有する。
信号処理部３５２は、被写体領域の画像を画像１００１（元画像）から生成し、素抜け領域の画像を画像１００２（元画像）から生成することによって第１画像として、第１のエネルギー画像ｅ１を生成することができる。信号処理部３５２は、被写体領域の画像を画像１００３（元画像）から生成し、素抜け領域の画像を画像１００４（元画像）から生成することによって第２画像（不図示）を生成することができる。そして、信号処理部３５２は、第１画像と第２画像とに基づいて、第３画像として、第３のエネルギー画像ｅ２を生成することができる。更に、信号処理部３５２は、第１画像および第３画像に基づいて新たな画像（不図示）を生成することができる。他の観点では、信号処理部３５２は、第１期間においてサンプルホールドされた電気信号に基づく複数の画像および第２期間においてサンプルホールドされた電気信号に基づく複数の画像から生成される２つの画像に基づいて画像を生成しうる。図１１には、放射線撮像装置１における変換素子２１０のリセット動作からエネルギーサブトラクションまでの動作の流れが示されている。
第２実施形態では、放射線のエネルギー帯ごとにエネルギー帯に応じた感度で画像を取得することによって複数の画像（元画像）を取得することができる。また、第２実施形態では、このような複数の画像（元画像）から、エネルギーサブトラクションのための画像（副画像）を生成することができる。これにより、広いダイナミックレンジで副画像を取得できる。ここで、副画像の生成のためにエネルギーサブトラクションが使用されてもよい。さらに、画素の信号値（例えば、画素の信号値と閾値との比較結果）に応じて副画像を生成するための元画像を選択することにより、例えば、撮影環境（ＳＩＤ、または、放射線の照射条件等）のリアルタイムな変化にも対応することができる。
放射線のエネルギーごとに複数回サンプルホールドする際に、使用される感度の組み合わせは異なってもよい。例えば、感度１、感度２、感度３の３段階の感度が設定できる場合、第１期間では感度１、感度２でサンプルホールドし、第２期間では感度２、感度３でサンプルホールドする、というように組み合わせを変えてもよい。また、放射線のエネルギーごとにサンプルホールドの回数が異なってもよい。また、放射線のエネルギーごとに元画像を選択するための閾値は、任意に定められうる。
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、１００：撮像部、ＳＨ：保持部、ＰＣ：処理回路

Claims (18)

  1. 複数の画素を有する撮像部を備える放射線撮像装置であって、
    前記複数の画素の各々は、放射線を電気信号に変換する変換素子と、前記変換素子から出力される電気信号を処理する処理回路と、前記処理回路から出力される電気信号をサンプルホールドする保持部を含み、
    前記保持部は、放射線源からの放射線の照射が開始された後であって、前記放射線源からの放射線の次の照射が開始される前に、前記処理回路から出力される電気信号を第１タイミング、前記第１タイミングの後の第２タイミング、および、前記第２タイミングの後の第３タイミングでサンプルホールドし、
    前記第１タイミングにおける前記処理回路のゲインと前記第２タイミングにおける前記処理回路のゲインと前記第３タイミングにおける前記処理回路のゲインとが相互に異なる、
    ことを特徴とする放射線撮像装置。
  2. 前記第１タイミングは、前記放射線源から放射される放射線のエネルギーが増加している期間内のタイミングであり、
    前記保持部は、前記第１タイミングでサンプルホールドした電気信号と前記第２タイミングでサンプルホールドした電気信号とを出力する、
    ことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
  3. 前記撮像部からの電気信号を処理する信号処理部を更に備え、
    前記第１タイミングで前記保持部によってサンプルホールドされる電気信号は、第１成分を含み、前記第２タイミングで前記保持部によってサンプルホールドされる電気信号は前記第１成分の他、第２成分を含み、
    前記信号処理部は、前記第１タイミングでサンプルホールドされた電気信号に基づく画像および前記第２タイミングでサンプルホールドされた電気信号に基づく画像に基づいて、エネルギーサブトラクション法によって放射線画像を生成する信号処理を行う、
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線撮像装置。
  4. 前記保持部は、前記第１タイミングでサンプルホールドした電気信号と、前記第２タイミングでサンプルホールドした電気信号と、前記第３タイミングでサンプルホールドした電気信号とを出力する、
    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. 前記第１タイミングで前記保持部によってサンプルホールドされる電気信号は、第１成分を含み、前記第２タイミングで前記保持部によってサンプルホールドされる電気信号は前記第１成分の他、第２成分を含み、前記第３タイミングで前記保持部によってサンプルホールドされる電気信号は前記第１成分および前記第２成分の他、第３成分を含む、
    ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
  6. 複数の画素を有する撮像部を備える放射線撮像装置であって、
    前記複数の画素の各々は、放射線を電気信号に変換する変換素子と、前記変換素子から出力される電気信号を処理する処理回路と、前記処理回路から出力される電気信号をサンプルホールドする保持部を含み、
    前記保持部は、放射線源からの放射線の照射が開始された後であって、前記放射線源からの放射線の次の照射が開始される前に、前記処理回路から出力される電気信号を第１タイミングおよび前記第１タイミングの後の第２タイミングでサンプルホールドし、
    前記第１タイミングにおける前記処理回路のゲインと前記第２タイミングにおける前記処理回路のゲインとが互いに異なり、
    前記保持部は、前記処理回路から出力される電気信号を第１期間において複数回にわたってサンプルホールドし、
    前記保持部は、前記処理回路から出力される電気信号を前記第１期間の後の第２期間において前記複数回にわたってサンプルホールドし、
    前記保持部は、前記第１期間において前記複数回にわたってサンプルホールドした電気信号と、前記第２期間において前記複数回にわたってサンプルホールドした電気信号とを出力し、
    前記第１期間は、前記第１期間の終了から前記第２期間の開始までの期間よりも短く、
    前記第１タイミングおよび前記第２タイミングは、前記第１期間に属する、
    ことを特徴とする放射線撮像装置。
  7. 複数の画素を有する撮像部を備える放射線撮像装置であって、
    前記複数の画素の各々は、放射線を電気信号に変換する変換素子と、前記変換素子から出力される電気信号を処理する処理回路と、前記処理回路から出力される電気信号をサンプルホールドする保持部を含み、
    前記保持部は、放射線源からの放射線の照射が開始された後であって、前記放射線源からの放射線の次の照射が開始される前に、前記処理回路から出力される電気信号を第１タイミングおよび前記第１タイミングの後の第２タイミングでサンプルホールドし、
    前記第１タイミングにおける前記処理回路のゲインと前記第２タイミングにおける前記処理回路のゲインとが互いに異なり、
    前記保持部は、前記処理回路から出力される電気信号を第１期間において第１回数にわたってサンプルホールドし、
    前記保持部は、前記処理回路から出力される電気信号を前記第１期間の後の第２期間において前記第１回数とは異なる第２回数にわたってサンプルホールドし、
    前記保持部は、前記第１期間において前記第１回数にわたってサンプルホールドした電気信号と、前記第２期間において前記第２回数にわたってサンプルホールドした電気信号とを出力し、
    前記第１期間は、前記第１期間の終了から前記第２期間の開始までの期間よりも短く、
    前記第１タイミングおよび前記第２タイミングは、前記第１期間に属する、
    ことを特徴とする放射線撮像装置。
  8. 前記第１期間は、放射線が照射される期間を含み、前記第２期間は、放射線が照射される期間を含まない、
    ことを特徴とする請求項６又は７に記載の放射線撮像装置。
  9. 前記保持部は、前記処理回路から出力される電気信号を前記第１タイミングおよび前記第３タイミングでサンプルホールドする第１サンプルホールド回路と、前記処理回路から出力される電気信号を前記第２タイミングでサンプルホールドする第２サンプルホールド回路と、を含む、
    ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
  10. 前記第１サンプルホールド回路によるサンプルホールドの後に前記第２サンプルホールド回路によるサンプルホールドが実施され、
    前記第１サンプルホールド回路によってサンプルホールドされる電気信号は、第１成分を含み、前記第２サンプルホールド回路によってサンプルホールドされる電気信号は、前記第１成分の他、第２成分を含む、
    ことを特徴とする請求項９に記載の放射線撮像装置。
  11. 放射線の照射が開始された後、放射線の次の照射が開始される前に、
    前記第１サンプルホールド回路は、前記処理回路から出力される電気信号を前記第１タイミングでサンプルホールドし、その後、前記第２サンプルホールド回路は、前記処理回路から出力される電気信号を前記第２タイミングでサンプルホールドし、その後、前記第１サンプルホールド回路は、前記処理回路から出力される電気信号を前記第３タイミングでサンプルホールドし、その後、前記第２サンプルホールド回路は、前記処理回路から出力される電気信号を第４タイミングでサンプルホールドする、
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の放射線撮像装置。
  12. 前記第１タイミングと前記第２タイミングとの時間差が、前記第２タイミングと前記第３タイミングとの時間差より小さく、
    前記第１タイミングおよび前記第２タイミングは、放射線が照射されている期間に含まれるタイミングであり、前記第３タイミングおよび前記第４タイミングは、前記期間の後のタイミングであり、
    前記第３タイミングと前記第４タイミングとの時間差が、前記第２タイミングと前記第３タイミングとの時間差より小さく、
    前記第３タイミングと前記第４タイミングとの時間差が、前記第１タイミングと前記第２タイミングとの時間差より大きい、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の放射線撮像装置。
  13. 前記撮像部からの電気信号を処理する信号処理部を更に備え、
    前記信号処理部は、前記第１期間において前記複数回にわたってサンプルホールドされた電気信号に基づく複数の画像から選択される画像と、前記第２期間において前記複数回にわたってサンプルホールドされた電気信号に基づく複数の画像から選択される画像とに基づいて、放射線画像を生成する、
    ことを特徴とする請求項６に記載の放射線撮像装置。
  14. 前記撮像部からの電気信号を処理する信号処理部を更に備え、
    前記信号処理部は、前記第１期間においてサンプルホールドされた電気信号に基づく複数の画像および前記第２期間においてサンプルホールドされた電気信号に基づく複数の画像から生成される２つの画像に基づいて、放射線画像を生成する、
    ことを特徴とする請求項６又は７に記載の放射線撮像装置。
  15. 複数の画素を有する撮像部を備える放射線撮像装置を使って放射線画像を取得する画像取得方法であって、
    前記複数の画素の各々は、放射線を電気信号に変換する変換素子と、前記変換素子から出力される電気信号を処理する処理回路と、前記処理回路から出力される電気信号をサンプルホールドする保持部を含み、
    前記画像取得方法は、
    放射線源からの放射線の照射が開始された後であって、前記放射線源からの放射線の次の照射が開始される前に、前記保持部によって、前記処理回路から出力される電気信号を第１タイミング、前記第１タイミングの後の第２タイミング、および、前記第２タイミングの後の第３タイミングでサンプルホールドする工程を含み、
    前記第１タイミングにおける前記処理回路のゲインと前記第２タイミングにおける前記処理回路のゲインと前記第３タイミングにおける前記処理回路のゲインとが相互に異なる、
    ことを特徴とする画像取得方法。
  16. 複数の画素を有する撮像部を備える放射線撮像装置を使って放射線画像を取得する画像取得方法であって、
    前記複数の画素の各々は、放射線を電気信号に変換する変換素子と、前記変換素子から出力される電気信号を処理する処理回路と、前記処理回路から出力される電気信号をサンプルホールドする保持部を含み、
    前記画像取得方法は、
    前記保持部が、放射線源からの放射線の照射が開始された後であって、前記放射線源からの放射線の次の照射が開始される前の第１期間および前記第１期間の後の第２期間のそれぞれにおいて、前記処理回路から出力される電気信号を複数回にわたってサンプルホールドする工程と、
    前記保持部が、前記第１期間において前記複数回にわたってサンプルホールドした電気信号と、前記第２期間において前記複数回にわたってサンプルホールドした電気信号とを出力する工程と、を含み、
    前記第１期間における前記複数回にわたるサンプルホールドは、前記処理回路から出力される電気信号を第１タイミングおよび前記第１タイミングの後の第２タイミングでサンプルホールドすることを含み、
    前記第１タイミングにおける前記処理回路のゲインと前記第２タイミングにおける前記処理回路のゲインとが互いに異なり、
    前記第１期間は、前記第１期間の終了から前記第２期間の開始までの期間よりも短い、
    ことを特徴とする画像取得方法。
  17. 複数の画素を有する撮像部を備える放射線撮像装置を使って放射線画像を取得する画像取得方法であって、
    前記複数の画素の各々は、放射線を電気信号に変換する変換素子と、前記変換素子から出力される電気信号を処理する処理回路と、前記処理回路から出力される電気信号をサンプルホールドする保持部を含み、
    前記画像取得方法は、
    前記保持部が、放射線源からの放射線の照射が開始された後であって、前記放射線源からの放射線の次の照射が開始される前の期間中の第１期間において、前記処理回路から出力される電気信号を第１回数にわたってサンプルホールドする工程と、
    前記保持部が、前記期間中かつ前記第１期間の後の第２期間において、前記処理回路から出力される電気信号を前記第１回数とは異なる第２回数にわたってサンプルホールドする工程と、
    前記保持部が、前記第１期間において前記第１回数にわたってサンプルホールドした電気信号を出力する工程と、
    前記保持部が、前記第２期間において前記第２回数にわたってサンプルホールドした電気信号を出力する工程と、を含み、
    前記第１期間における前記第１回数にわたるサンプルホールドは、前記処理回路から出力される電気信号を第１タイミングおよび前記第１タイミングの後の第２タイミングでサンプルホールドすることを含み、
    前記第１タイミングにおける前記処理回路のゲインと前記第２タイミングにおける前記処理回路のゲインとが互いに異なり、
    前記第１期間は、前記第１期間の終了から前記第２期間の開始までの期間よりも短い、
    ことを特徴とする画像取得方法。
  18. 請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の画像取得方法をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。
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