KR20120058406A - 방사선 촬영 장치 및 제어 방법 - Google Patents

Abstract

방사선을 발생시키는 방사선 발생 장치, 및 검출면에 있어서의 조사 선량에 따른 전하를 축적하는 센서에 접속되는 방사선 촬영 장치는, 방사선 발생 장치에 의한 방사선의 발생시에 센서를 구동해서 방사선 화상을 취득하고, 방사선 발생 장치에 의한 방사선의 발생 없이 센서를 구동해서 암 화상을 취득한다. 방사선 촬영 장치는, 방사선 화상을 취득하기 위한 센서로부터의 전하의 판독의 개시와, 암화상을 취득하기 위한 센서로부터의 전하의 판독의 개시 간의 시간 차를 미리 결정된 시간의 정수배로 설정하기 위해, 센서의 구동 타이밍을 조정한다.

Description

방사선 촬영 장치 및 제어 방법{RADIATION IMAGING APPARATUS AND CONTROL METHOD}

본 발명은 방사선 촬영 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

최근, 방사선을 신호 전하(전기 신호)로 변환하는 변환 소자와, 전기 신호를 외부에 전송하는 TFT 등의 스위치 소자로 각각 구성되는 센서(이하, 화소라고 함)의 2차원 어레이를 갖는 센서 어레이를 포함하는 플랫 패널형 센서를 이용한 방사선 촬상 장치가 알려져 있다. 변환 소자에는, 글래스 기판 상에 형성된 아모퍼스 실리콘이나 폴리 실리콘막이 이용된다. 일반적으로, 그러한 방사선 촬상 장치는 TFT 등의 스위치 소자를 이용한 매트릭스 구동을 행함으로써, 변환 소자에 의해 변환된 신호 전하를 판독 장치에 전송하여 판독 동작을 행한다.

센서 어레이의 각 변환 소자는, 방사선이 조사되면，직접 또는 간접적으로 신호를 발생한다. 간접적으로 신호를 발생하는 방식에 기초한 센서에서는, 각 화소의 변환 소자는 직접 방사선을 검출하는 것 대신, 형광체에 의해 변환된 가시광을 검출한다. 직접 방식에 기초한 센서나 간접 방식에 기초한 센서에 있어서, 각 화소는, 방사선의 조사가 없이도, 어느 정도의 신호를 바람직하지 않게 발생해버린다. 그러한 신호를 암 전류(dark current)라고 부른다. 암 전류는 어레이의 각 화소에 있어서 상이한 특성을 갖고, 센서의 온도나 시간에 따른 변화에 의해 변화한다.

각 화소는 방사선이 조사될 때에도 방사선이 조사되지 않을 때와 동일하게 암 전류를 발생한다. 이때문에, 방사선이 조사된 각 화소로부터의 신호와, 방사선이 조사되지 않은 각 화소로부터의 신호 간의 차이를 산출함으로써, 화상에 대한 암 전류의 영향을 제거할 수 있다(일본 공개 특허 제2002-369084호 공보(이하, 문헌 1이라고 함)). 즉, 이 기술은 방사선이 조사된 센서 어레이를 주사해서 얻어지는 화상(이하, 방사선 화상(radiation image)이라고 함)과, 방사선이 조사되지 않은 센서 어레이를 주사해서 얻어지는 화상(이하, 암 화상(dark image)이라고 함)을 개별적으로 취득한다. 그 후, 이 기술은 이 화상들의 대응하는 화소들 간의 감산 처리를 행함으로써, 피사체의 화상을 얻는다. 전술한 바와 같은 암 전류 특성 자체의 변화에 기인하는 제거 잔차의 발생을 방지하기 위해, 방사선 화상과 암 화상을 서로 시간적으로 근접하게 취득하는 것이 바람직하다는 것을 유의한다.

일반적인 방사선 촬영 장치에 있어서의 촬영의 절차에 대해서 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 유저가 촬영을 행하기 위해 핸드 스위치를 누름으로써 촬영 트리거를 장치에 입력하면，장치는 우선 센서 어레이의 초기화 동작(S1)을 행한다. 이 경우, 장치는 촬영 전에 센서에 축적된 암 전류를 일소(sweep)하고, 센서의 광전 변환이 적절하게 행해지도록 조정한다. 초기화 동작에 있어서의 암 전류의 일소는, 센서 어레이의 각 행의 TFT를 순차적으로 턴온하는 주사 동작을 행한다는 점에서 화상의 판독과 유사하다. 그러나, 이 동작은 A/D 변환을 행하지 않는다. 따라서，이 경우, 화상 데이터는 생성되지 않는다.

초기화 동작이 종료하면, 장치는 센서 어레이의 모든 TFT를 턴오프하여, 각 화소가 독립적으로 광전 변환을 준비하도록 한다. 이 경우, 이 상태를 축적 상태(S2)라고 부른다. 센서 어레이가 축적 상태로 설정되면, 장치는 방사선을 피사체에 조사(S7)한다. 이에 의해, 센서 어레이의 각 화소는 피사체를 투과한 방사선의 농담 정보를 전하로 변환하게 한다. 이 전하는, 후속의 판독/주사 때까지 각 화소에 축적된다. 이때, 각 화소는 방사선/전하 변환과는 별개로, 전술한 암 전류를 발생한다. 그 결과, 화상과 암 전류의 합계가 각 화소에 축적된다.

방사선의 조사의 종료는 여러 가지의 요인에 기초하여 결정된다. 단순하게, 장치는 사전에 설정된 조사 시간이 경과할 때 방사선 조사를 종료한다. 보다 바람직한 방식에서는, 센서에 도달한 방사선 선량(dose)의 합계가 소정의 값에 도달할 때, 포토타이머(phototimer)라고 불리는 방사선 계측 장치가 조사를 중단시키도록 설계된다. 임의의 방식에 있어서도, 유저가 방사선의 조사를 중단하기 위해 그/그녀의 의사를 나타낸(예를 들면, 노광 스위치를 해제시킨) 때에는, 장치는 그 의사를 최우선적으로 접수한다. 전술한 바와 같이, 방사선 조사가 언제 종료할지를 정할 수는 없지만, 장치는 상기 조건이 충족될 때 방사선 조사를 종료한다.

방사선의 조사가 완료하면, 장치는 즉시 센서 어레이로부터 신호(S2에서 저장된 전하)를 판독(S3)한다. 판독 동작에서, 장치는 센서 어레이의 각 행의 TFT를 턴온하여, 각 열의 신호선에 전송된 전하 신호를 샘플 및 홀드하고 A/D 변환을 행함으로써, 각 행의 화소에 대응하는 디지털 데이터를 얻는다. 또한, 턴온되는 TFT의 행들을 순차적으로 주사함으로써, 2차원의 센서 어레이 전체로부터 디지털 데이터를 얻는다.

이 경우, 방사선 조사 후의 판독 동작에 의해 얻어지는 화상 데이터, 즉, 도 2에 도시된 방사선 화상(10)은, 전술한 바와 같이, 방사선의 농담 정보와 어레이의 각 화소로부터의 암 전류의 합계이다. 방사선의 조사 후에, 즉시 센서 어레이로부터 신호를 판독하는 것은, 화상 중의 암 전류의 비율을 감소시키고, 후술하는 감산 처리에 있어서의 잔차를 감소시키는 효과가 있다. 또한, 이 동작은 유저에게 화상이 제시될 때까지의 딜레이 시간을 감축시키는 효과가 있다.

이상의 단계들에서 방사선 화상이 취득되었지만, 방사선 화상으로부터 암 전류 성분을 제거하기 위해, 처리는 암 화상의 취득 단계로 들어간다. 장치는 방사선 화상을 판독한 직후, 다시 초기화 동작(S4)을 행함으로써 암 화상 취득을 개시한다. 다시 초기화 동작을 행한 후, 센서 어레이는 다시 축적 상태(S5)로 설정된다. 이 축적 상태의 목적은, 센서 어레이로부터 암 화상을 취득하는 것이다. 그러므로, 장치는 방사선을 조사하지 않는다. 장치는, 암 화상 촬상에 있어서의 축적 상태의 기간을, "방사선 화상 촬상에 있어서의 축적 상태(S2)의 기간"과 동일하도록 제어한다. 방사선 화상 촬상에서는, 축적 상태의 기간은 그 자리에서 정해지고 사전에는 알지 못하지만, 암 화상 촬상의 축적 시간은 축적 상태의 개시 때 정해져 있다는 것을 유의한다.

소정의 축적 시간이 경과한 때, 장치는 센서 어레이로부터 신호를 판독(S6)한다. 이용되는 판독 방법은 방사선 화상의 판독을 위해 이용되는 것과 동일하다. 여기에서 얻어진 화상을 암 화상(11)(도 2)이라고 부른다. 장치는 이상의 단계들에서 방사선 화상(10)과 암 화상(11)을 취득한다. 전술한 바와 같이, 방사선 화상(10)에 중첩된 암 전류 성분은 암 화상(11)과 거의 동일하다. 최종적인 촬상 화상(12)을 얻기 위해, 방사선 화상(10)으로부터 암 화상(11)이 감산된다. 이상과 같은 촬영 절차는 문헌 1에 기재되어 있다.

전술한 경우에 있어서, 장치는, 방사선 화상의 축적 시간과 암 화상의 축적 시간을 일치시키기 위해, 방사선 화상의 취득 단계의 직후에 암 화상의 취득 단계를 실행하고, 최소의 필요 축적 시간을 설정한다. 센서 어레이의 특성 및 계산에 기초한 보정에 따라서는, 축적 시간을 일치시키지 않아도 되는 경우가 있다. 그러한 경우에는, 암 화상의 취득 단계를 방사선 화상 취득 단계 후 이외의 위치에 설정하는 방법도 이용할 수 있다.

예를 들면, 다음의 단계들로 행해지는 촬영 절차도 제안되어 있다. 우선, 장치는 대기 상태에 있어서 암 화상을 정기적으로 반복해서 취득하고, 취득된 암 화상을 메모리에 기입하고, 구 암 화상(old dark images)을 갱신한다. 따라서, 암 화상 메모리에는 항상 최신의 암 화상이 존재한다. 유저가 촬영을 행하기 위해, 예를 들면, 핸드 스위치를 누르는 등에 의해 촬영 트리거를 장치에 입력하면, 장치는 방사선 화상의 취득 단계를 실행한다. 촬상 화상을 얻으면, 장치는 방사선 화상으로부터 암 화상을 감산한다. 이때, 장치는 필요에 따라, 계산에 기초하여 암 화상을 보정한다.

또한, 어떤 장치는, 이들의 조합에 의한 2종류의 촬상 화상을 얻는다. 즉, 이 장치는 대기 상태에서 취득된 암 화상을 이용해서 즉각적인 표시용의 촬상 화상을 얻고, 방사선 화상의 취득 후에 취득된 암 화상을 이용해서 고화질의 촬상 화상을 얻는다. 그러한 장치에서는, 즉각적인 표시용의 촬상 화상의 해상도는 고화질의 촬상 화상의 해상도와 상이한 경우가 있다.

방사선 촬영용의 센서 어레이는 피사체의 물리적인 사이즈와 거의 동등한 물리적 사이즈를 갖는다. 예를 들면, 인체를 촬영하기 위해 설계된 센서 어레이는 40㎝×40㎝ 정도의 크기를 갖는다. 이 크기의 어레이 배선에 외부로부터의 자계가 인가되면, 어레이 배선 자체가 민감한 자계 센서로서 동작한다.

환경에 변동 자계를 방출하는 대표적인 소스는 가옥 설비용 AC 전원 배선이다. 전원 배선에 AC 전원 전류가 흐르면, 배선 주위에 AC 자계가 발생된다. 전원 배선에 가까울수록 더 큰 자계가 공간에 발생된다. 또한，배선으로부터 전력을 수취하는 디바이스의 소비 전력이 클수록 더 큰 자계가 발생된다. 그 결과, 대량의 전력을 나르는 전원 배선이 촬영 장치에 근접해서 배치되면, 어레이의 판독 동작 동안 센서 어레이를 가로지르는 자계의 변화가 화상에 중첩될 수 있어서, 결과적으로 아티펙트를 초래한다. 이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 이 동작을 설명한다.

전술한 바와 같이, 촬영 화상을 얻을 때, 장치는 방사선 화상과 암 화상을 취득하고, 이들을 서로로부터 감산한다. 장치는 초기화, 축적, 및 판독을 행함으로써 각 화상을 취득한다. 이 동작들 중, 초기화와 축적은 증폭 및 A/D 변환 없이 행해지므로, 자계가 화상에 영향을 줄 일은 없다. 이와 대조적으로, 판독 동작에서, 장치는 센서 어레이의 각 행의 TFT를 턴온하고, 각 열의 신호선에 전송된 전하 신호를 샘플 및 홀드한다. 이때, 센서 어레이와 교차하는 자계가 변동하면, 신호선에 기전력이 발생되고, 샘플 및 홀드되는 값들 간에 차이를 초래한다. 이 현상은, 장치가 각 행을 순차적으로 주사하는 동안 계속해서 나타난다. 그 결과, 주사 동안의 자계의 변화가 화상에 프린지 패턴으로서 나타난다.

그러한 프린지 패턴은, 도 4에 도시된 바와 같이, 방사선 화상(20) 및 암 화상(21) 모두에 중첩된다. 두 화상의 프린지 패턴이 동위상으로 존재하면, 기존의 감산 처리에 의해 이들을 서로 상쇄하여, 결과적으로 프린지 패턴이 촬상 화상에 나타나지 않는다. 그러나, 도 3의 S3과 S6으로 지시된 판독 개시 타이밍과 같이, 환경 자계의 변동 주기에 있어서 역 위상에서 판독 동작이 개시되면, 방사선 화상과 암 화상의 프린지 패턴들도 서로 어긋나게 된다. 프린지 패턴들이 역 위상으로 존재한다면, 감산 처리에 의해 이들을 강화시킬 것이다. 그 결과, 촬상 화상에는 강조된 프린지 패턴이 아티팩트로서 나타난다. 또한, 두 화상들 간에는 위상차에 따라 잔차로서의 프린지 패턴이 남는다. 그 결과, 방사선 화상(20)을 암 화상(21)을 이용하여 보정함으로써 촬영 화상(22)을 얻는다.

일반적인 방사선 촬영 장치에서는, 방사선 화상과 암 화상에 중첩되는 프린지 패턴들이 어떤 위상차로 될지는, 완전히 우연적이다. 이것은, 방사선 화상을 촬상하기 위한 축적 시간이 촬영 동작 동안 정해지므로, 방사선 화상의 판독 동작과 암 화상의 판독 동작 간의 시간 차를 사전에 결정할 수 없기 때문이다.

본 발명의 실시예는, 환경 자계의 영향에 기인한 아티팩트를 효과적으로 배제할 수 있는 방사선 촬영 장치 및 그 장치의 제어 방법을 제공한다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 방사선을 발생시키는 방사선 발생 장치, 및 검출면에 있어서의 조사 선량에 따른 전하를 축적하는 센서에 접속되는 방사선 촬영 장치이며, 상기 방사선 발생 장치에 의한 방사선의 발생시에 상기 센서를 구동해서 방사선 화상을 취득하는 제1 취득 수단, 상기 방사선 발생 장치에 의한 방사선의 발생 없이 상기 센서를 구동해서 암 화상을 취득하는 제2 취득 수단, 및 상기 제1 취득 수단에 의한 상기 센서로부터의 전하의 판독의 개시와, 상기 제2 취득 수단에 의한 상기 센서로부터의 전하의 판독의 개시 간의 시간 차를 미리 결정된 시간의 정수배로 설정하기 위해, 상기 제1 취득 수단 및 상기 제2 취득 수단 중 하나에 의한 상기 센서의 구동 타이밍을 조정하는 조정 수단을 포함하는, 방사선 촬영 장치가 제공된다.

또한, 본 발명의 다른 일 특징에 따르면, 방사선을 발생시키는 방사선 발생 장치, 및 검출면에 있어서의 조사 선량에 따른 전하를 축적하는 센서에 접속되는 방사선 촬영 장치를 제어하는 방법이며, 상기 방사선 발생 장치에 의한 방사선의 발생시에 상기 센서를 구동해서 방사선 화상을 취득하는 제1 취득 단계, 상기 방사선 발생 장치에 의한 방사선의 발생 없이 상기 센서를 구동해서 암 화상을 취득하는 제2 취득 단계, 및 상기 제1 취득 단계에서 상기 센서로부터의 전하의 판독의 개시와, 상기 제2 취득 단계에서 상기 센서로부터의 전하의 판독의 개시 간의 시간 차를 미리 결정된 시간의 정수배로 설정하기 위해, 상기 제1 취득 단계 및 상기 제2 취득 단계 중 하나에 있어서 상기 센서의 구동 타이밍을 조정하는 조정 단계를 포함하는, 방사선 촬영 장치의 제어 방법이 제공된다.

본 발명의 추가적인 특징은 첨부 도면을 참조하여 하기의 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 일반적인 방사선 화상 촬영의 시퀀스를 도시하는 도면이다.
도 2는 감산 처리에 의해 암 전류 성분을 제거하는 일반적인 기술에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 촬영 시퀀스와 AC 자계 간의 위상 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 감산 처리 후에 자계에 기인한 프린지 패턴이 잔존하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 방사선 촬영 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 실시예의 촬영 시퀀스를 도시하는 도면이다.
도 7은 제1 실시예에 따른 화상 판독 타이밍의 조정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 제2 실시예에 따른 화상 판독 타이밍의 조정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 제1 실시예에 따른 방사선 촬영 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 제2 실시예에 따른 방사선 촬영 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 몇 개의 바람직한 실시예를 설명한다.

[제1 실시예]

도 5는 제1 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템(radiographic imaging system)의 구성의 예를 도시한다. 본 실시예에서는, 방사선을 발생하는 방사선 발생 장치로서 X선 발생 장치(31)와, 검출면에 방사선의 조사 선량에 따른 전하를 축적하는 센서로서 X선의 조사 선량을 검출하는 센서 어레이(34)를 이용하는 방사선 촬영 시스템을 예로서 설명한다. 본 실시예의 방사선 촬영 시스템에서, X선 발생 장치(31)와 센서 어레이(34)는 방사선 촬영 장치(radiation imaging apparatus)(33)에 접속된다. X선 발생 장치(31)로부터 조사된 X선은 피사체를 투과한다. 그런 다음, 센서 어레이(34)는 X선을 수신하여 피사체의 상을 얻는다. 방사선 촬영 장치(33)는 센서 어레이(34)를 제어한다. 방사선 촬영 장치(33)는 센서 어레이(34)로부터의 출력 신호의 A/D 변환과 가시화도 행한다. 방사선 촬영 장치(33)는 방사선 화상 프레임 메모리(35)와 암 화상 프레임 메모리(36)를 포함하고, 이들은 각각 센서 어레이(34)를 주사해서 취득된 방사선 화상과 암 화상을 저장한다. 보정 유닛(37)은, 암 전류의 영향이 제거된 방사선 촬상 화상을 얻기 위해, 취득된 암 화상을 취득된 방사선 화상으로부터 감산한다.

구동 유닛(38)은 센서 어레이(34)를 구동하여, 센서 어레이(34)에 있어서의 초기화, 전하 축적, 및 축적된 전하의 판독을 실행한다. 취득 유닛(39)은 X선 발생 장치(31)에 의한 방사선의 발생시에 구동 유닛(38)에 의한 구동을 실행 시킴으로써 방사선 화상을 취득한다. 또한, 취득 유닛(39)은 방사선의 발생 없이 구동 유닛(38)에 의한 구동을 실행시킴으로써 암 화상도 취득한다. 조정 유닛(40)은, 방사선 화상을 위한 구동 유닛(38)에 의한 센서 어레이(34)로부터의 전하의 판독의 개시와, 암 화상을 위한 구동 유닛(38)에 의한 전하의 판독의 개시 간의 시간 차가 항상 소정 시간의 정수배로 설정되도록 타이밍 조정을 행한다.

X선 발생 장치(31)는 노광 동기 신호선을 통해 방사선 촬영 장치(33)에 접속된다. X선 발생 장치(31)는 이 노광 동기 신호선을 통해 방사선 촬영 장치(33)에 노광 요구 신호(41)를 송신한다. 방사선 촬영 장치(33)(구동 유닛(38))는 노광 동기 신호선을 통해 X선 발생 장치(31)에 노광 허가 신호(42)를 송신한다. 피사체와 센서 어레이(34) 사이에는 포토타이머(32)가 삽입된다. 포토타이머(32)는 X선 발생 장치(31)에 접속된다. X선 발생 장치(31)는 포토타이머에 의해 입사 선량을 감시한다. 센서 어레이(34)에의 입사 선량이 소정의 값에 도달하면, X선 발생 장치(31)는 노광 동작을 중단한다. X선 발생 장치(31)는, 노광 요구 신호(41)를 비활성화(정지)시킴으로써 노광 동작의 종료(또는 노광 동작의 중단)를 방사선 촬영 장치(33)에 통지한다.

다음으로, 촬영 시스템의 동작 시퀀스에 대해서 도 6의 타이밍 차트와 도 9의 흐름도를 참조하여 설명한다. 도 9는 방사선 촬영 장치(33)의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.

조작자가 X선 발생 장치(31)의 노광 버튼을 누르면, 방사선 촬영 장치(33)는 촬영 동작을 개시한다. X선 발생 장치(31)는, 노광 버튼을 누르는 것을 검출하면, 방사선 촬영 장치(33)에 노광 요구 신호(41)를 송신한다. 방사선 촬영 장치(33)의 취득 유닛(39)은, 이 노광 요구 신호를 수신하면, 처리를 단계 S901로부터 단계 S902로 진행시켜, 구동 유닛(38)에 방사선 화상 취득용의 센서 어레이 초기화 동작(S61)을 실행시킨다. 이 초기화 동작 동안, X선이 조사되어도 유효한 화상이 취득될 수 없기 때문에, 취득 유닛(39)은 이 기간 동안에는 X선 발생 장치(31)를 기동시시키지 않는다는 것을 유의한다.

초기화 동작이 완료되면, 단계 S903에 있어서, 취득 유닛(39)은 X선 발생 장치(31)에 노광 허가 신호(42)를 송신하고, X선 노광 동작을 개시시킨다. 또한, 이와 동시에, 취득 유닛(39)은 구동 유닛(38)을 기능시켜서, 센서 어레이(34)를 이용하여 전하의 축적(S62)을 개시시킨다. 이와 동시에, 방사선 촬영 장치(33)는 축적 시간의 계측을 위한 축적 시간 계측 타이머를 시동한다. 단계 S904에 있어서, 취득 유닛(39)은, X선 발생 장치(31)에 의한 노광 동작의 완료(노광 요구 신호(41)의 정지)를 기다린다. 방사선 촬영 장치(33)로부터 노광 허가 신호(42)를 수신한 X선 발생 장치(31)는 X선 노광 동작(S67)을 개시한다. X선 노광 동작 동안, X선 발생 장치(31)는 X선의 강도를 포토타이머(32)을 통해 감시한다.

X선 발생 장치(31)가 노광 동작을 종료하도록 하는 복수의 트리거가 있다. 그 트리거 중 하나는, X선 발생 장치(31)에 설정된 최대 노광 시간이 경과한 경우이다. 이 경우의 조사 시간이 최장 시간이 된다. 다음의 트리거는, 포토타이머(32)에 의해 산출된 입사 X선의 적분값이 소정의 값에 도달한 경우이다. 노광 동작을 종료시키기 위한 이 트리거는 가장 표준적인 트리거이다. 통상적인 사용법에서는 드물지만, 조작자가 노광 버튼을 해제시킬 때, X선 발생 장치(31)는 노광 동작을 종료시킨다. 어떠한 경우에도, X선 발생 장치(31)는 노광 요구 신호(41)를 정지시킴으로써 노광 동작의 종료를 방사선 촬영 장치(33)에 통지한다. 본 실시예에서는 X선 발생 장치(31)에 있어서의 노광 동작의 정지를 방사선 촬영 장치(33)에 통지하기 위해 노광 요구 신호(41)의 정지를 이용하지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 노광 동작의 종료를 나타내는 신호를 별도로 이용할 수 있다.

노광 요구 신호(41)가 정지되면, 방사선 촬영 장치(33)는 단계 S903에서 기동한 축적 시간 계측 타이머를 정지한다. 단계 S905에 있어서, 취득 유닛(39)은, 축적 시간 계측 타이머의 계측 값으로부터, 방사선 화상 취득용의 전하 축적(S62)에 필요로 된 시간(축적 시간)의 취득 값 Ti를 결정한다. 단계 S906에 있어서, 구동 유닛(38)은, 센서 어레이(34)로부터 방사선 화상의 판독(S63)을 개시한다. 이때, 조정 유닛(40)은, 방사선 화상이 판독된 후에 삽입될 대기 시간 Tw를 산출한다.

시간 Tw를 대기하는 목적은, 방사선 화상의 판독(S63)의 개시와 암 화상의 판독(S66)의 개시 간의 시간 차를, 소정 시간 Tc의 정수배로 조정하는 것에 있다. 암 화상의 취득을 위한 축적 시간은 방사선 화상을 취득하기 위한 상기 계측된 축적 시간 Ti와 같다고 가정한다. 따라서, 센서 어레이(34)로부터의 신호를 판독(S63)하는 데 필요한 시간을 Tr이라고 하고, 초기화 동작(S64)에 필요한 시간을 Ts라고 하면, 방사선 화상의 판독과 암 화상의 판독 간의 시간 차는 Tr+Tw+Ts+Ti이다. 따라서, 이 시간을 Tc의 정수배로 조정하는 것은, 다음과 같은 Tw를 충족시키는 것이다.

Tr+Tw+Ts+Ti=n×Tc

이 수학식에 있어서, n은 자연수이고, 대기 시간이 음수일 수는 없기 때문에, Tw≥0이다. 판독 동작에 필요한 시간 Tr과, 초기화 동작에 필요한 시간 Ts는 상수들이며, Ti는 전술한 바와 같이 이미 계측되었다. 또한, 암 전류의 드리프트를 최소화하기 위해, Tw는 작을수록 더 양호하다. 즉, 방사선 화상의 판독의 개시와 암 화상의 판독의 개시 간에 필요한 시간 이상인, 소정 시간 Tc의 정수배의 시간들 중, 최단 시간으로 되도록 상기 시간 차를 조정하는 것이 바람직하다. 이상의 조건에 기초하여, 대기 시간 Tw를 결정할 수 있다.

방사선 촬영 장치(33)는 단계 S906에서 구동 유닛(38)에 의해 판독된 화상을 방사선 화상 프레임 메모리(35)에 저장한다. 그 후, 단계 S907에 있어서, 조정 유닛(40)은, 구동 유닛(38)이나 취득 유닛(39)을 산출된 Tw의 기간 동안 대기(S68)시킨다. 대기 시간 Tw가 경과하면, 단계 S908에 있어서, 취득 유닛(39)은 구동 유닛(38)을 통해 센서 어레이(34)에 대한 암 화상 취득용 초기화 동작(S64)을 행한다. 후속해서, 단계 S909에 있어서, 방사선 촬영 장치(33)는, 센서 어레이(34)를 이용하여 암 화상에 대한 축적 동작(S65)을 행한다. 이 기간은, 전술한 바와 같이 계측된 축적 시간 Ti와 동일한 시간만큼 계속된다. 구동 유닛(38)은, 암 화상의 축적 동작을 Ti만큼 행한 후, 단계 S910에 있어서, 암 화상을 판독(S66)하고, 얻어진 암 화상을 암 화상 프레임 메모리(36)에 저장한다. 그 후, 단계 S911에 있어서, 보정 유닛(37)은, 양쪽 프레임 메모리(35, 36)의 내용 간의 차이(방사선 화상과 암 화상 간의 차이)를 산출하고, 목적 화상(촬상 화상)을 얻는다.

소정 시간 Tc를 주위 환경의 AC 자계 변동 주기에 일치시켰을 경우, 본 장치의 동작과 효과에 대해서 도 7을 참조하여 설명한다. 전술한 바와 같이, 축적 시간 Ti는 각 촬영 동작 때마다 변화하므로, 동적으로 결정된다. 도 7은 축적 시간 Ti가 t1，t2, 및 t3으로 각각 변화하는 세 가지 경우 간의 비교를 도시한다.

ㆍ 축적 시간 Ti=t1의 경우에, 대기 시간 Tw=w1을 삽입함으로써, 방사선 화상의 판독의 개시와 암 화상의 판독의 개시 간의 시간 차 d1을 4×Tc로 조정한다.

ㆍ 축적 시간 Ti=t2의 경우에도 위의 경우와 마찬가지로, 방사선 화상의 판독의 개시와 암 화상의 판독의 개시 간의 시간 차 d2를 4×Tc로 조정한다. 그러나, 이 경우에 삽입될 대기 시간 Tw=w2는 0이다.

ㆍ 축적 시간 Ti=t3의 경우에, Tw가 음수로 될 수 없기 때문에, 시간 차 d3을 4×Tc로 조정하는 것은 불가능하다. 이때문에, d3은 5×Tc로 조정된다.

전술한 어느 경우에도, 장치는 주기적인 환경 자계의 동일한 위상에서 방사선 화상과 암 화상의 판독을 개시한다. 따라서, 자계 변동에 기인한 아티팩트는 방사선 화상과 암 화상에 동일한 위상으로 중첩된다. 그러므로, 방사선 화상과 암 화상을 서로로부터 감산함으로써, 환경 자계에 기인한 아티팩트를 제거한다.

소정 시간 Tc의 적절한 값은 주위의 AC 자계(주기적인 환경 자계)의 주파수에 의존한다는 것을 유의한다. 이때문에, Tc의 값은 방사선 촬영 장치(33)의 동작 파라미터로서, 유저가 설정하도록 허가될 수 있다. Tc의 값은, 예를 들면, 방사선 촬영 시스템가 설치되는 장소(특히 센서 어레이(34)가 설치되는 장소)의 상용 전원의 주파수나, 방사선 촬영 장치 근방에 존재하는 엔진이나 모터의 회전수 등에 기초하여 결정되고, 방사선 촬영 장치의 설치시에 방사선 촬영 장치 내의 불휘발성 메모리에 저장된다. 또한, 방사선 촬영 시스템은 일단 설치되면 거의 이동되지 않는다. 이 때문에, 장치의 설치시에 소정 시간 Tc를 반-고정(semi-fixed) 동작 파라미터로서 설정하는 것도 가능하다.

도 7의 설명에 따르면, Tc가 AC 자계의 1주기와 일치된다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 방사선 화상과 암 화상에 대한 두 개의 판독 동작이 환경 자계의 동일한 위상에서 수행되는 한, 의도한 효과가 얻어질 수 있다. 그러므로, Tc는 AC 자계 주기의 정수배로 설정될 수 있는 것은 명백할 것이다.

또한, 예를 들면, 일본에서는, 상용 전원의 주파수가 50Hz 또는 60Hz이기 때문에, Tc를 1/50sec와 1/60sec의 공배수인 1/10sec, 즉, 100msec로 설정함으로써, 장치가 설치되는 장소에 의존하여 설정을 변경하는 동작을 생략하면서, 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.

촬영 장치에 교차하는 자계의 변동이 거의 없는 설치 환경에 있어서, 종래 장치의 동작과 같은 동작을 행하는 모드를 구비하는 장치를 제공하는 것은, 대기 시간이 삽입되지 않기 때문에, 처리 효율을 향상시키기 위해 적합한 응용이다. 따라서, 대기 시간 Tw를 계산해서 방사선 화상의 판독 동작과 암 화상의 판독 동작 사이에 그것을 삽입하는 모드와, 대기 시간 Tw를 0으로 고정하는 모드를 제공하고, 유저가 조정 유닛(40)의 기능을 유효/무효로 하도록 선택하게 해주는 것도 가능하다.

[제2 실시예]

제1 실시예에서는, 방사선 화상을 취득한 후에 암 화상을 취득하는 동작 시퀀스에 있어서, 방사선 화상의 판독 개시와 암 화상의 판독 개시 간의 시간 차를, 환경 자계의 주기의 정수배로 설정하기 위해 제어하는 구성의 예를 설명했다. 제2 실시예에서는, 방사선 화상보다 먼저 암 화상을 취득하는 동작 시퀀스에 본 발명을 적용하는 예를 설명한다. 제2 실시예에 따른 방사선 촬영 시스템의 구성은, 제1 실시예(도 5)의 구성과 마찬가지이다. 도 8 및 도 10을 참조하여 제2 실시예의 동작 시퀀스를 설명한다.

제2 실시예는, 방사선 화상의 촬상 전에 암 화상을 주기적으로 취득하고, 취득된 화상을 암 화상 프레임 메모리(36)에 저장하도록 구성된다(단계 S1001 내지 단계 S1005). 이 동작을 아이들링(idling)이라고 부른다. 암 화상의 판독 동작이 개시될 때마다, 타이머가 리셋되고 기동되어 최신의 암 화상 취득 시간(암 화상의 판독 개시 시간)으로부터의 경과 시간 d를 계측한다.

즉, 취득 유닛(39)의 제어 하에서 구동 유닛(38)은, 단계 S1001에 있어서 센서 어레이(34)에 대해 암 화상 취득을 위한 초기화 처리를 행한다. 단계 S1002에 있어서, 센서 어레이(34)는 소정 시간 동안 축적 처리를 행한다. 단계 S1003 및 S1004에 있어서, 취득 유닛(39)은, 센서 어레이(34)로부터의 신호 판독(도 8의 S81)의 개시로부터 경과 시간을 계측하는 경과 시간 계측 타이머를 리셋 및 기동하고, 구동 유닛(38)에 센서 어레이(34)로부터의 신호의 판독을 행하게 해서 암 화상을 얻는다. 전술한 단계 S1001 내지 단계 S1004의 처리는, 조작자가 노광 버튼을 누를(노광 요구 신호(41)가 수신될) 때까지 주기적으로 실행되어, 아이들링 상태가 계속된다(S1005 및 S1006).

장치는, 제1 실시예와 마찬가지로, 조작자의 조작에 의해 촬영 동작을 개시한다. 구동 유닛(38)과 취득 유닛(39)은 노광 요구 신호(41)를 수신하면, 센서 어레이에 대해 초기화 동작을 행하고, 노광 동작을 행하고, 노광 동작을 종료한다. 이 처리는 제1 실시예의 처리와 마찬가지이다(S1006 내지 S1009). 그러나, 제2 실시예에서는 축적 시간 계측 타이머를 이용하지 않는다는 것을 유의한다. 즉, 노광 요구 신호(41)를 수신하면, 단계 S1007에 있어서, 구동 유닛(38)은 방사선 화상을 취득하기 위해서 센서 어레이(34)의 초기화 처리를 실행한다. 초기화 처리가 완료되면, 단계 S1008에 있어서, 방사선 촬영 장치(33)는, X선 발생 장치(31)에 노광 허가 신호(42)를 송신해서 X선 노광 동작을 개시시키고, 센서 어레이(34)는 전하의 축적을 개시한다. 제1 실시예와 마찬가지의 조건에서 노광 동작이 종료하면 노광 요구 신호(41)의 정지가 검출된다. 그런 다음 처리는 단계 S1009로부터 단계 S1010으로 진행한다.

제2 실시예에서는, 제1 실시예와 달리, 노광 동작의 종료 직후에 센서 어레이(34)로부터 신호를 판독하지 않는다． 그 대신, 조정 유닛(40)은 전술한 경과 시간 계측 타이머에 의해 계측된 경과 시간 d를 감시하면서 구동 유닛(38)에 의한 판독 동작의 개시를 지연시킨다(즉, 노광 동작 후에도 센서 어레이(34)에 있어서의 축적을 계속시킴). 경과 시간 계측 타이머가 나타내는 값, 즉, 경과 시간 d가 제1 실시예에서 설명한 소정 시간 Tc의 정수배가 되는 경우, 구동 유닛(38)은 방사선 화상의 판독(S83)을 개시한다(단계 S1010 및 S1011). 단계 S1012에 있어서, 보정 유닛(37)은 암 화상을 이용하여 방사선 화상을 보정하여(감산 처리를 행함) 방사선 촬상 화상을 얻는다.

방사선 화상의 취득시에는, 센서 어레이(34)로부터의 신호 판독의 개시를 지연시킴으로써 축적 시간을 연장한다는 것을 유의한다. 따라서, 장치는, 제1 실시예와 같이, 축적 시간 타이머를 이용하여 방사선 화상 취득시의 축적 시간을 미리 계측하고, 보정 유닛(37)이, 아이들링에 의해 취득된 암 화상을 이용한 보정을 행할 때 축적 시간에 따라 보정 파라미터를 변경하도록 구성될 수 있다.

도 8은 S82의 기간이 방사선 화상을 취득하기 위한 초기화 동작으로부터 방사선 노광 동작의 완료까지 연장되는 것을 도시한다. 도 8은 노광 시간이 동일하더라도, 노광 요구 신호(41)의 타이밍에 따라, 센서 어레이(34)로부터의 조정 후의 신호 판독 개시 타이밍을 어떻게 변화시키는지(소정 시간 Tc의 다른 정수배로 어떻게 조정되는지)를 도시한다. d1 내지 d3으로 지시된 각 기간은 암 화상을 위한 판독 동작의 개시로부터 방사선 화상을 위한 판독 동작의 개시까지의 기간을 나타낸다. 기간 d1과 d2는 모두 Tc의 6배의 기간이다. 이에 대하여, 6×Tc의 기간에 방사선 화상의 판독 동작을 개시하기에는 노광 요구 신호(41)의 타이밍이 너무 늦기 때문에, 기간 d3은 Tc의 7배의 기간(d3=7×Tc)이다. 도 8은 노광 요구의 타이밍에 따라 구동 타이밍이 어떻게 조정되는지를 도시한다. 그러나, 방사선 화상을 촬상하기 위해 필요한 상이한 노광 기간을 설정(S82의 상이한 기간을 설정)함으로써, 조정 유닛(40)이 적절하게 기능하는 것은 물론이다.

전술한 바와 같이, 제2 실시예에 있어서도, 암 화상의 판독의 개시와 방사선 화상의 판독의 개시 간의 시간 차가 소정 시간 Tc의 정수배로 설정되기 때문에, 자계 변동에 기인한 아티팩트는 방사선 화상과 암 화상에 동일 위상으로 중첩된다. 그러므로, 방사선 화상과 암 화상을 서로로부터 감산함으로써, 주기적인 환경 자계에 기인한 아티팩트를 제거한다.

이상, 두 개의 실시예를 설명했지만, 이들을 동시에 실시함으로써 또 다른 실시예를 구현할 수 있다. 즉, 이 실시예는, 아이들링시에 취득된 암 화상을 이용하여 제1 목적 화상을 얻고, 촬영 후에 취득된 암 화상을 이용하여 제2 목적 화상을 얻도록 구성된다. 방사선 화상과 암 화상 간의 시간 차를 Tc의 배수로 조정함으로써, 제1 목적 화상 및 제2 목적 화상 둘 다로부터 아티팩트를 제거하는 것은 물론이다.

이상과 같이, 전술한 각 실시예에 따르면, 주기적인 환경 자계의 변동에 기인한 아티팩트가, 방사선 화상과 암 화상의 양방에 동위상으로 중첩되기 때문에, 감산 처리에 의해 아티팩트를 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 특징들은, 전술한 실시예(들)의 기능들을 수행하기 위해 메모리 디바이스에 기록된 프로그램을 판독하여 실행하는 시스템 또는 장치의 컴퓨터(또는 CPU 또는 MPU 등과 같은 디바이스들)에 의해 구현될 수도 있고, 또한 전술한 실시예(들)의 기능들을 수행하기 위해 메모리 디바이스에 기록된 프로그램을 판독하여 실행하는, 예를 들면, 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 수행되는 단계들을 포함하는 방법에 의해 구현될 수도 있다. 이를 위해, 프로그램은, 예를 들면, 네트워크를 통해 또는 메모리 디바이스로서 기능하는 다양한 종류의 기록 매체(예를 들면, 컴퓨터 판독가능 저장 매체)로부터 컴퓨터에 제공된다.

본 발명은 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예들로 한정되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 하기의 청구항들의 범위는 그러한 변경 및 등가의 구조와 기능을 모두 포괄하도록 최광의의 해석에 따라야 한다.

31: X선 발생 장치
33: 방사선 촬영 장치
35: 방사선 화상 프레임 메모리
36: 암 화상 프레임 메모리
38: 구동 유닛
39: 취득 유닛
40: 조정 유닛

Claims (10)

1. 방사선을 발생시키는 방사선 발생 장치, 및 검출면에 있어서의 조사 선량에 따른 전하를 축적하는 센서에 접속되는 방사선 촬영 장치이며,
   상기 방사선 발생 장치에 의한 방사선의 발생시에 상기 센서를 구동해서 방사선 화상을 취득하는 제1 취득 수단,
   상기 방사선 발생 장치에 의한 방사선의 발생 없이 상기 센서를 구동해서 암 화상을 취득하는 제2 취득 수단, 및
   상기 제1 취득 수단에 의한 상기 센서로부터의 전하의 판독의 개시와, 상기 제2 취득 수단에 의한 상기 센서로부터의 전하의 판독의 개시 간의 시간 차를 미리 결정된 시간의 정수배로 설정하기 위해, 상기 제1 취득 수단 및 상기 제2 취득 수단 중 하나에 의한 상기 센서의 구동 타이밍을 조정하는 조정 수단을 포함하는, 방사선 촬영 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 조정 수단은, 상기 시간 차를, 두 개의 상기 판독의 개시 간에 필요로 하는 시간 이상이며 상기 미리 결정된 시간의 정수배의 시간들 중 최단 시간인 시간으로 설정하도록, 타이밍을 조정하는, 방사선 촬영 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 방사선 화상을 얻기 위해 필요한 전하 축적 시간을 계측하기 위한 축적 시간 계측 수단을 더 포함하고，
   상기 방사선 화상의 취득 후에 상기 암 화상이 취득될 때, 상기 조정 수단은, 상기 제1 취득 수단에 의한 상기 센서의 구동과 상기 제2 취득 수단에 의한 상기 센서의 구동 간에, 상기 시간 차를 상기 미리 결정된 시간의 정수배로 설정하기 위해 필요한 대기 시간을, 계측된 시간에 기초하여 설정하는, 방사선 촬영 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제2 취득 수단에 의한 판독의 개시로부터의 경과 시간을 계측하기 위한 경과 시간 계측 수단을 더 포함하고，
   상기 암 화상의 취득 후에 상기 방사선 화상이 취득될 때, 상기 조정 수단은, 상기 경과 시간을 상기 미리 결정된 시간의 정수배로 설정하기 위해, 상기 제1 취득 수단에 의한 판독의 개시 타이밍을 지연시키는, 방사선 촬영 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 미리 결정된 시간은 상용 전원의 주파수에 의해 정해지는 주기의 정수배인, 방사선 촬영 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 미리 결정된 시간은 복수의 상용 전원의 주파수들에 의해 정해지는 복수의 주기의 최소 공배수인, 방사선 촬영 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 미리 결정된 시간을 반-고정(semi-fixed) 동작 파라미터로서 설정하는 설정 수단을 더 포함하는, 방사선 촬영 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 조정 수단에 의한 타이밍의 조정을 실행할지의 여부를 스위칭하는 스위칭 수단을 더 포함하는, 방사선 촬영 장치.
9. 방사선을 발생시키는 방사선 발생 장치, 및 검출면에 있어서의 조사 선량에 따른 전하를 축적하는 센서에 접속되는 방사선 촬영 장치를 제어하는 방법이며,
   상기 방사선 발생 장치에 의한 방사선의 발생시에 상기 센서를 구동해서 방사선 화상을 취득하는 제1 취득 단계,
   상기 방사선 발생 장치에 의한 방사선의 발생 없이 상기 센서를 구동해서 암 화상을 취득하는 제2 취득 단계, 및
   상기 제1 취득 단계에서 상기 센서로부터의 전하의 판독의 개시와, 상기 제2 취득 단계에서 상기 센서로부터의 전하의 판독의 개시 간의 시간 차를 미리 결정된 시간의 정수배로 설정하기 위해, 상기 제1 취득 단계 및 상기 제2 취득 단계 중 하나에 있어서 상기 센서의 구동 타이밍을 조정하는 조정 단계를 포함하는, 방사선 촬영 장치의 제어 방법.
10. 컴퓨터가 제9항에 따른 방법을 실행하게 하는 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체.

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