WO2013031667A1

WO2013031667A1 - 放射線画像撮影システム及び放射線画像撮影方法

Info

Publication number: WO2013031667A1
Application number: PCT/JP2012/071388
Authority: WO
Inventors: 中津川晴康; 岩切直人; 大田恭義; 西納直行
Original assignee: 富士フイルム株式会社
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2013-03-07

Abstract

　本発明に係る放射線画像撮影システム及び放射線画像撮影方法において、システム制御部は、静止画撮影要求に基づいて、設定されたフレームレートでの放射線撮影にて取得した連続する複数のフレーム分の放射線画像を合成して静止画像を生成する静止画像生成部と、静止画撮影要求前において、設定されたフレームレートでの放射線撮影にて取得した放射線画像に基づいて、静止画撮影要求後の複数のフレーム間での被写体の動き量を予測する動き量予測部と、予測された被写体の動き量に応じて、静止画像を得るためのフレーム数を決定する合成フレーム数決定部とを有する。

Description

放射線画像撮影システム及び放射線画像撮影方法

　本発明は、放射線画像撮影装置を用いて、設定されたフレームレートで放射線撮影を実行することで放射線画像の動画と静止画とを得ることができる放射線画像撮影システム及び放射線画像撮影方法に関する。

　医療分野において、被写体に放射線を照射し、該被写体を透過した前記放射線を放射線検出器に導いて放射線画像情報を撮影する放射線画像撮影システムが広汎に使用されている。前記放射線検出器としては、前記放射線画像情報が露光記録される従来からの放射線フイルムや、蛍光体に前記放射線画像情報としての放射線エネルギを蓄積し、励起光を照射することで前記放射線画像情報を輝尽発光光として取り出すことのできる蓄積性蛍光体パネルが知られている。これらの放射線検出器は、前記放射線画像情報が記録された放射線フイルムを現像装置に供給して現像処理を行い、あるいは、前記蓄積性蛍光体パネルを読取装置に供給して読取処理を行うことで、可視画像を得ることができる。

　一方、手術時等、造影撮影時、あるいは骨折等の治療時等においては、患者に対して迅速且つ的確な処置を施すため、撮影後の放射線検出器から直ちに放射線画像情報を読み出して表示できることが必要である。このような要求に対応可能な放射線検出器として、放射線を直接電気信号に変換し、あるいは、放射線をシンチレータで可視光に変換した後、電気信号に変換して読み出す固体検出素子（画素という。）を用いたフラットパネルデテクタ（ＦＰＤ）と称される放射線検出器が開発されている。

　特開２００７－７１７３５号公報には、イメージインテンシファイアと、このイメージインテンシファイアの後に一体的に取り付けられたＣＣＤカメラとからなるＸ線検出器により被測定物の透視Ｘ線像に係る動画、及び前記動画像の４コマ分を平均化した静止画を表示装置上に順に表示するＸ線検査装置が開示されている。

　また、特開２００７－８２９０７号公報には、連続して行われる放射線撮影にて得られた放射線画像を合成して静止画を生成する方法が記載され、特に、被写体に体動があった期間は放射線撮影を停止する、あるいは、体動があった期間に得られた放射線画像に対して重み付け（体動があった放射線撮影による放射線画像を有効利用するための重み付け）を行って合成することが記載されている。

　しかしながら、特開２００７－７１７３５号公報に記載の方法は、被写体に体動があった場合の処理について何ら考慮されていないため、静止画のための放射線撮影中に体動があった場合、放射線画像情報を合成して静止画にしたとき、体動による影響（ぶれ等）が現れ、例えば診断用の静止画として使えなくなるおそれがある。

　そこで、特開２００７－８２９０７号公報の技術を適用して、被写体に体動があった期間は放射線撮影を停止する、あるいは、被写体に体動があった期間に得られた放射線画像情報を合成しないことが考えられる。

　ところで、放射線画像を合成して静止画像を生成する場合、被写体の動き量を考慮する必要がある。被写体の動きは、特開２００７－７１７３５号公報及び特開２００７－８２９０７号公報にいう被写体の体動（四肢や胴体等の動き）のほか、体内の臓器等の動き（脈動等の変動）も含むため、該被写体の動き量を予測することは困難性を伴う。例えば心臓を放射線撮影する場合、心臓の動きから合成枚数を決めることが考えられる。具体的には、実験やシミュレーション等によって予め心臓の静止画像の生成に適すると考えられる合成枚数を設定することが考えられる。しかし、以下のような場合に、合成枚数が大幅に変わってくる。

（ａ）　子供の心拍数は大人の約２倍であるため、予め設定した合成枚数の１／２にする必要がある。

（ｂ）　被曝低減のため、予め設定した合成枚数よりも少なくする場合がある。

（ｃ）　撮影領域内に、動きの速い臓器と遅い臓器があり、遅い臓器に合わせて合成枚数を設定した場合は、合成枚数を少なくする。

　このように、様々な撮影状況が想定されるため、被写体の動き量（体動や臓器の変動量等を含む）を把握した上で、静止画像を得るための合成枚数を決定する必要がある。

　本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、動画撮影から静止画撮影に切り替えた際に、被写体に動き（体動や臓器の変動等を含む）があっても、被写体の動きによる影響が低減された静止画像、すなわち、診断用として使用することができる静止画像をリアルタイムで得ることができる放射線画像撮影システム及び放射線画像撮影方法を提供することを目的とする。

［１］　第１の本発明に係る放射線画像撮影システムは、放射線源を有する放射線照射系と、被写体を透過した前記放射線源からの放射線を放射線画像に変換して出力する放射線画像出力系と、を有する放射線画像撮影装置と、前記放射線画像撮影装置を、設定されたフレームレートで放射線撮影を実行制御するシステム制御部とを有し、前記システム制御部は、静止画撮影要求に基づいて、設定されたフレームレートでの放射線撮影にて取得した連続する複数のフレーム分の放射線画像を合成して静止画像を生成する静止画像生成部と、前記静止画撮影要求前において、設定されたフレームレートでの放射線撮影にて取得した放射線画像に基づいて、静止画撮影要求後の複数のフレーム間での被写体の動き量を予測する動き量予測部と、予測された前記被写体の動き量に応じて、前記静止画像を得るためのフレーム数を決定するフレーム数決定部とを有することを特徴とする。

　第１の本発明では、動画の放射線撮影を行っている間に、複数フレームの動画用の放射線画像から、最も動き量の大きい部位の速度を演算し、得られた前記速度から、静止画撮影における１フレーム時間当たりの動き量を演算し、得られた前記１フレーム時間当たりの動き量と、静止画像として許容される予め設定された画素ずれ量とに基づいて、静止画像として合成するフレーム数（合成フレーム数）を決定したので、動画撮影から静止画撮影に切り替えた際に、被写体に動き（体動や臓器の変動量等を含む）があっても、被写体の動きによる影響が低減された静止画像、すなわち、診断用として使用することができる静止画像をリアルタイムで得ることができる。

［２］　第１の本発明において、前記動き量予測部は、前記静止画撮影要求前での複数のフレームの放射線画像から、最も動き量の大きい部位の速度を演算する速度演算部と、得られた前記速度から、静止画撮影における１フレーム時間当たりの動き量を演算する動き量演算部とを有し、前記フレーム数決定部は、得られた前記１フレーム時間当たりの動き量と、静止画像として許容される予め設定された画素ずれ量とに基づいて、合成するフレーム数を決定してもよい。

［３］　第１の本発明において、前記動き量予測部は、前記複数のフレームの放射線画像から、最も動き量の大きい部位の加速度を演算する加速度演算部と、得られた前記加速度から、前記部位の静止画撮影における各フレーム時間毎の動き量を演算する第２動き量演算部とを有し、前記フレーム数決定部は、得られた前記フレーム時間毎の動き量と、静止画像として許容される予め設定された画素ずれ量とに基づいて、合成するフレーム数を決定してもよい。

［４］　［２］又は［３］において、前記静止画撮影におけるフレームレートは、少なくとも撮影部位に基づいて設定してもよい。

［５］　［２］～［４］において、前記フレーム数決定部は、少なくとも撮影部位に基づいて、基準フレーム数を設定する基準設定部を有し、得られた前記合成するフレーム数が前記基準フレーム数以上の場合に、前記基準フレーム数を、合成するフレーム数として決定し、得られた前記合成するフレーム数が前記基準フレーム数未満の場合に、得られた前記合成するフレーム数を、合成するフレーム数として決定してもよい。

［６］　第１の本発明において、前記システム制御部は、前記静止画撮影要求に基づいて、単位時間当たりの照射エネルギーを増加させて、前記フレームレートでの放射線撮影を実行制御してもよい。

［７］　第１の本発明において、前記放射線画像出力系は、前記放射線の透過に伴って発生した信号電荷をインターレース方式にて読み出して、前記放射線画像に変換してもよい。

［８］　第１の本発明において、前記放射線照射系は、複数の放射線源を有してもよい。

［９］　［８］において、前記放射線照射系は、複数の放射線源のうち、それぞれ放射線撮影の照射エネルギーに応じた数の放射線源で放射線を照射してもよい。

［１０］　第１の本発明において、前記動き予測部（１１０）は、静止画撮影中においても、複数のフレーム間での前記被写体（２４）の動き量を予測し、
　前記フレーム数決定部（１１２）は、前記動き量予測部（１１０）にて予測された静止画撮影中における前記被写体（２４）の動き量が、静止画撮影前に予め予測した動き量と異なった場合に、予め決定した合成フレーム数を修正する
［１１］　第２の本発明に係る放射線画像撮影方法は、放射線源を有する放射線照射系と、被写体を透過した前記放射線源からの放射線を放射線画像に変換して出力する放射線画像出力系と、を有する放射線画像撮影装置を、設定されたフレームレートで放射線撮影を実行制御する放射線画像撮影方法において、静止画撮影要求に基づいて、前記フレームレートでの放射線撮影にて取得した連続する複数のフレーム分の放射線画像を合成して静止画像を生成する静止画生成ステップと、前記静止画撮影要求前での前記フレームレートでの放射線撮影にて取得した放射線画像に基づいて、複数のフレーム間での前記被写体の動き量を検出するステップと、検出された前記被写体の動き量に応じて、前記静止画生成ステップにおいて合成するフレーム数を決定するステップとを有することを特徴とする。

　以上説明したように、本発明に係る放射線画像撮影システム及び放射線画像撮影方法によれば、動画撮影から静止画撮影に切り替えた際に、被写体に動きがあっても、被写体の動きによる影響が低減された静止画像、すなわち、診断用として使用することができる静止画像をリアルタイムで得ることができる。

第１の実施の形態に係る放射線画像撮影システム（第１放射線画像撮影システム）を示す構成図である。主に第１放射線画像撮影システムの放射線照射系及び放射線検出装置の構成を示すブロック図である。放射線検出装置の構成を示し、特に、放射線検出器の構成を示す回路図である。主に第１放射線画像撮影システムのシステム制御部の構成を示すブロック図である。図５Ａは静止画撮影要求前に検出された最も動き量の大きい部位の該動き量と合成フレーム数との関係を示すグラフであり、図５Ｂは前記動き量と静止画撮影の１フレーム当たりの照射エネルギーとの関係を示すグラフであり、図５Ｃは静止画撮影のフレームレートと合成フレーム数との関係を示すグラフである。第１放射線画像撮影システムの処理動作を示すフローチャート（その１）である。第１放射線画像撮影システムの処理動作を示すフローチャート（その２）である。第１放射線画像撮影システムの処理動作を示すタイムチャートである。図９Ａ及び図９Ｂは複数の放射線源を有する放射線照射系を示す説明図である。静止画撮影要求前における最も動き量の大きい部位の速度の変化を示すグラフである。主に第２の実施の形態に係る放射線画像撮影システム（第２放射線画像撮影システム）のシステム制御部の構成を示すブロック図である。第２放射線画像撮影システムにおける第２動き量演算部と合成フレーム数決定部の処理動作を示すフローチャートである。図１３Ａは第１の態様による放射線照射のタイミングと静止画撮影での照射エネルギーの変化を示すタイムチャートであり、図１３Ｂは第２の態様による放射線照射のタイミングと静止画撮影での照射エネルギーの変化を示すタイムチャートである。図１４Ａは第３の態様による放射線照射のタイミングと静止画撮影での照射エネルギーの変化を示すタイムチャートであり、図１４Ｂは第５の態様による放射線照射のタイミングと静止画撮影での照射エネルギーの変化を示すタイムチャートである。変形例に係る放射線検出器の３画素分の構成を概略的に示す図である。図１５に示すＴＦＴ及び電荷蓄積部の概略構成図である。

　以下、本発明に係る放射線画像撮影システム及び放射線画像撮影方法の実施の形態例を図１～図１６を参照しながら説明する。

　先ず、第１の実施の形態に係る放射線画像撮影システム（第１放射線画像撮影システム１０Ａと記す）は、図１に示すように、放射線画像撮影装置１２と、放射線画像撮影装置１２を、設定されたフレームレート（例えば１５フレーム／秒～６０フレーム／秒等）で放射線撮影を実行制御するシステム制御部１４とを有する。システム制御部１４には、コンソール１６が接続され、コンソール１６とのデータ通信が可能となっている。コンソール１６には、画像観察や画像診断用のモニタ１８や、操作入力用の入力装置２０（キーボードやマウス等）が接続されている。オペレータ（医師、放射線技師）は、動画を観察しながらの手術やカテーテルの挿入作業等において、現在の状況に適した放射線の照射エネルギー（管電圧、管電流、照射時間等）や放射線撮影のフレームレートを入力装置２０を使って設定する。入力装置２０を使用して入力されたデータやコンソール１６にて作成編集等されたデータはシステム制御部１４に入力される。また、システム制御部１４からの放射線画像Ｄａ等はコンソール１６に供給されて、モニタ１８に映し出される。

　放射線画像撮影装置１２は、撮影台２２上の被写体２４に向けて放射線２６を設定された照射エネルギーで照射する放射線照射系２８と、被写体２４を透過した放射線２６を放射線画像Ｄａに変換してシステム制御部１４に出力する放射線画像出力系２９とを有する。放射線画像出力系２９は、被写体２４を透過した放射線２６を設定されたゲインで放射線画像Ｄａに変換する放射線検出装置３０と、放射線検出装置３０とシステム制御部１４間で放射線画像Ｄａ等のデータの送受信を行ったり、放射線検出装置３０をシステム制御部１４からの指示に基づいて制御（移動駆動を含む）する検出装置制御部３２とを有する。

　放射線検出装置３０の移動駆動は、例えば背骨の動画撮影やカテーテルの進入位置の動画撮影等のように比較的広範囲を撮影させる場合に行われる。すなわち、このような撮影において、オペレータ（医師や放射線技師）からの操作入力に基づいた移動制御信号がシステム制御部１４から出力されて検出装置制御部３２に入力される。検出装置制御部３２は、システム制御部１４からの移動制御信号に基づいて、図示しない移動駆動機構を駆動制御して、放射線検出装置３０を移動させる。

　放射線照射系２８は、図２に示すように、放射線源３４と、システム制御部１４からの指示に基づいて放射線源３４を制御する線源制御部３６と、システム制御部１４からの指示に基づいて放射線２６の照射領域を広げたり狭くする自動コリメータ部３８とを有する。

　放射線検出装置３０は、放射線検出器４０と、電源としてのバッテリ４２と、放射線検出器４０を駆動制御するカセッテ制御部４４と、放射線検出器４０からの放射線画像Ｄａを含む信号を外部との間で送受信する送受信機４６とが収容されている。送受信機４６から出力された放射線画像Ｄａは、検出装置制御部３２を介してシステム制御部１４及びコンソール１６に入力され、モニタ１８に映し出される。すなわち、システム制御部１４には、設定されたフレームレートでの放射線撮影に基づく放射線画像Ｄａが順次入力されることから、モニタ１８には、放射線画像Ｄａの動画がリアルタイムで映し出されることになる。

　なお、カセッテ制御部４４及び送受信機４６には、放射線２６が照射されることによる損傷を回避するため、カセッテ制御部４４及び送受信機４６の照射面側に鉛板等を配設しておくことが好ましい。

　放射線検出器４０としては、例えば、被写体２４を透過した放射線２６をシンチレータにより可視光に一旦変換し、変換した前記可視光をアモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）等の物質からなる固体検出素子（以下、画素ともいう。）により電気信号に変換する間接変換型の放射線検出器（表面読取方式及び裏面読取方式を含む）を使用することができる。表面読取方式であるＩＳＳ（Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ　Ｓｉｄｅ　Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式の放射線検出器は、放射線２６の照射方向に沿って、固体検出素子及びシンチレータが順に配置された構成を有する。裏面読取方式であるＰＳＳ（Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ　Ｓｉｄｅ　Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式の放射線検出器は、放射線２６の照射方向に沿って、シンチレータ及び固体検出素子が順に配置された構成を有する。また、放射線検出器４０としては、上述の間接変換型の放射線検出器のほか、放射線２６の線量をアモルファスセレン（ａ－Ｓｅ）等の物質からなる固体検出素子により電気信号に直接変換する直接変換型の放射線検出器を採用することができる。

　次に、一例として、間接変換型の放射線検出器４０を採用した場合の放射線検出装置３０の回路構成に関し、図３を参照しながら詳細に説明する。

　放射線検出器４０は、可視光を電気信号に変換するａ－Ｓｉ等の物質からなる各画素５０が形成された光電変換層５２を、行列状の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ５４と記す）のアレイの上に配置した構造を有する。この場合、各画素５０では、可視光を電気信号（アナログ信号）に変換することにより発生した電荷が蓄積され、各行毎にＴＦＴ５４を順次オンにすることにより前記電荷を画像信号として読み出すことができる。

　各画素５０に接続されるＴＦＴ５４には、行方向と平行に延びるゲート線５６と、列方向と平行に延びる信号線５８とが接続される。各ゲート線５６は、ライン走査駆動部６０に接続され、各信号線５８は、マルチプレクサ６２に接続される。ゲート線５６には、行方向に配列されたＴＦＴ５４をオンオフ制御する制御信号Ｖｏｎ、Ｖｏｆｆがライン走査駆動部６０から供給される。この場合、ライン走査駆動部６０は、ゲート線５６を切り替える複数のスイッチＳＷ１と、スイッチＳＷ１を選択する選択信号を出力する第１アドレスデコーダ６４とを備える。第１アドレスデコーダ６４には、カセッテ制御部４４からアドレス信号が供給される。

　また、信号線５８には、列方向に配列されたＴＦＴ５４を介して各画素５０に保持されている電荷が流出する。この電荷は、チャージアンプ６６によって増幅される。チャージアンプ６６には、サンプルホールド回路６８を介してマルチプレクサ６２が接続される。

　すなわち、読み出された各列の電荷は、各信号線５８を介して各列のチャージアンプ６６に入力される。各チャージアンプ６６は、オペアンプ７０と、コンデンサ７２と、スイッチ７４とで構成されている。チャージアンプ６６は、スイッチ７４がオフの場合には、オペアンプ７０の一方の入力端子に入力された電荷信号を電圧信号に変換して出力する。チャージアンプ６６は、カセッテ制御部４４によって設定されたゲインで電気信号を増幅して出力する。チャージアンプ６６のゲインに関する情報（ゲイン設定情報）は、システム制御部１４から検出装置制御部３２を介してカセッテ制御部４４に供給される。カセッテ制御部４４は、供給されたゲイン設定情報に基づいてチャージアンプ６６のゲインを設定する。

　オペアンプ７０の他方の入力端子はＧＮＤ（グランド電位）に接続されている（接地）。全ＴＦＴ５４がオンとなって、且つ、スイッチ７４がオンした場合は、コンデンサ７２に蓄積された電荷がコンデンサ７２とスイッチ７４の閉回路により放電されると共に、画素５０に蓄積されていた電荷が閉じられたスイッチ７４及びオペアンプ７０を介してＧＮＤ（グランド電位）に掃き出される。チャージアンプ６６のスイッチ７４をオンにして、コンデンサ７２に蓄積された電荷を放電させると共に、画素５０に蓄積された電荷をＧＮＤ（グランド電位）に掃き出す動作のことを、リセット動作（空読み動作）と呼ぶ。特に、全画素の電荷をＧＮＤに掃き捨てる動作を全画素リセット動作をという。つまり、リセット動作の場合は、画素５０に蓄積された電荷信号に対応する電圧信号は、マルチプレクサ６２に出力されずに捨てられる。

　マルチプレクサ６２は、信号線５８を切り替える複数のスイッチＳＷ２と、スイッチＳＷ２を選択する選択信号を出力する第２アドレスデコーダ７６とを備える。第２アドレスデコーダ７６には、カセッテ制御部４４からアドレス信号が供給される。マルチプレクサ６２には、Ａ／Ｄ変換器７８が接続され、Ａ／Ｄ変換器７８によってデジタル信号に変換された放射線画像Ｄａがカセッテ制御部４４に供給される。

　なお、スイッチング素子として機能するＴＦＴ５４は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｓｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等、他の撮像素子と組み合わせて実現してもよい。さらにまた、ＴＦＴで言うところのゲート信号に相当するシフトパルスにより電荷をシフトしながら転送するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ－Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサに置き換えることも可能である。

　放射線検出装置３０のカセッテ制御部４４は、図２に示すように、アドレス信号発生部８０と、画像メモリ８２と、カセッテＩＤメモリ８４とを備える。

　アドレス信号発生部８０は、例えばシステム制御部１４からの読出制御情報に基づいて、図３に示すライン走査駆動部６０の第１アドレスデコーダ６４及びマルチプレクサ６２の第２アドレスデコーダ７６に対してアドレス信号を供給する。読出制御情報は、例えばプログレッシブモード、インターレースモード（奇数行読出モード、偶数行読出モード、２行置き読出モード、３行置き読出モード等）、ビニングモード（１画素／４画素読出モード、１画素／６画素読出モード、１画素／９画素読出モード等）を示す情報が含まれる。例えば１画素／４画素読出モードは、隣接する２本のゲート線を同時に活性化（Ｖｏｎとする）し、隣接する２本の信号線を同時に選択することで、隣接する２行２列の４画素分の電荷を混合して１画素として読み出すモードである。アドレス信号発生部８０は、読出制御情報が示すモードに応じたアドレス信号を作成して、ライン走査駆動部６０の第１アドレスデコーダ６４及びマルチプレクサ６２の第２アドレスデコーダ７６に出力する。読出制御情報は、例えばオペレータからの操作入力に基づいてシステム制御部１４にて作成されて、放射線検出装置３０のカセッテ制御部４４に入力される。

　画像メモリ８２は、放射線検出器４０によって検出された放射線画像Ｄａを記憶する。カセッテＩＤメモリ８４は、放射線検出装置３０を特定するためのカセッテＩＤ情報を記憶する。送受信機４６は、カセッテＩＤメモリ８４に記憶されたカセッテＩＤ情報及び画像メモリ８２に記憶された放射線画像Ｄａを有線通信又は無線通信により検出装置制御部３２を介してシステム制御部１４に送信する。

　そして、この第１放射線画像撮影システム１０Ａのシステム制御部１４は、パラメータ設定部１００と、パラメータ履歴記憶部１０２と、静止画撮影処理部１０４と、静止画像生成部１０６と、静止画用メモリ１０８と、動き量予測部１１０と、合成フレーム数決定部１１２（フレーム数決定部）とを有する。

　パラメータ設定部１００は、オペレータからの操作入力等によって新たにパラメータ（放射線の照射エネルギー、フレームレート等）の設定があった場合に、パラメータ履歴記憶部１０２に新たに設定された照射エネルギー、フレームレートを最新のパラメータとして記憶する。特に、照射エネルギーが新たに設定された場合は、新たに設定された照射エネルギーの情報（管電圧、管電流、照射時間等の情報）を含む第１照射エネルギー設定情報Ｓａ１（図８参照）を放射線照射系２８に出力し、チャージアンプ６６のゲインや読出モードが新たに設定された場合は、新たに設定されたゲインや読出モードの情報を含む第１読出制御情報Ｓｂ１（図８参照）を検出装置制御部３２に出力する。

　パラメータ履歴記憶部１０２は、いままで設定された照射エネルギーとフレームレートとのうち、現時点から過去の所定期間にわたって設定された照射エネルギーとフレームレートが記憶される。

　静止画撮影処理部１０４は、例えばオペレータによる静止画撮影要求の操作入力や他の機器からの静止画撮影要求の入力に基づいて、単位時間当たりの照射エネルギーを増加させて、設定されたフレームレートで静止画像を得るための放射線撮影を実行制御する。

　静止画撮影処理部１０４は、後述する各種設定部にて設定された静止画撮影用の照射エネルギーの情報（管電圧、管電流、照射時間等の情報）を含む第２照射エネルギー設定情報Ｓａ２（図８参照）を放射線照射系２８に出力し、静止画撮影用のチャージアンプ６６のゲインや読出モードの情報を含む第２読出制御情報Ｓｂ２（図８参照）を検出装置制御部３２に出力する。

　また、静止画撮影処理部１０４は、静止画撮影として設定されたフレーム数の放射線撮影が終了した段階で、動画用の照射エネルギー（パラメータ履歴記憶部１０２に記憶されている最新の照射エネルギー）の情報（管電圧、管電流、照射時間等の情報）を含む第３照射エネルギー設定情報Ｓａ３（図８参照）を放射線照射系２８に出力し、動画用のチャージアンプ６６のゲインや読出モードの情報（パラメータ履歴記憶部１０２に記憶されている最新のゲイン設定情報及び読出モード情報）を含む第３読出制御情報Ｓｂ３（図８参照）を検出装置制御部３２に出力する。さらに、制御を、動画用の放射線撮影を行う制御系に戻す。その結果、動画用の照射エネルギーに設定して放射線撮影が実行されることになり、その後、オペレータが新たに設定した照射エネルギー（放射線照射量、フレームレート）に設定して放射線撮影が実行されることになる。

　この静止画撮影処理部１０４は、基準フレーム数設定部１１４（基準設定部）と、照射エネルギー設定部１１６と、フレームレート設定部１１８とを有する。

　基準フレーム数設定部１１４は、予め設定されている複数の基準フレーム数から、少なくとも撮影部位に対応した基準フレーム数を抽出して、今回の基準フレーム数として設定する。

　照射エネルギー設定部１１６は、予め設定されている静止画用の照射エネルギーと後述する合成フレーム数決定部１１２にて決定されたフレーム数に基づいて１回の放射線撮影当たりの照射エネルギーを設定する。静止画撮影の際の単位時間当たりの照射エネルギーは、動画撮影の際の単位時間当たりの照射エネルギーよりも高く設定される。

　フレームレート設定部１１８は、予め設定されている複数のフレームレートの情報から、少なくとも撮影部位に対応したフレームレートの情報を抽出して、今回のフレームレートとして設定する。

　静止画像生成部１０６は、設定されたフレームレートでの放射線撮影にて取得した連続する複数のフレーム分の放射線画像Ｄａを合成して静止画像Ｄｂを生成する。例えば静止画像生成部１０６は、順次供給される放射線画像Ｄａをそれぞれバッファメモリ１０７に記憶していき、設定されたフレーム分の放射線画像Ｄａの供給が終了した段階で、各バッファメモリ１０７に記憶されている放射線画像Ｄａを読み出して合成して静止画像Ｄｂを生成する。バッファメモリ１０７の数は、用意されている複数の基準フレーム数のうち、最も大きい基準フレーム数と同じ数である。

　静止画像Ｄｂのデータは、静止画用メモリ１０８に記憶され、表示制御部１２０を介して高精細度モニタ１２２に表示される。静止画用メモリ１０８は、例えばコンソール１６に組み込まれたフレームメモリと異なり、１画素当たりの深度（ビット数）が高く設定されている。具体的には、静止画用メモリ１０８の１画素当たりのビット数は、１フレーム分の放射線画像Ｄａの１画素当たりのビット数に、用意されている複数の基準フレーム数のうち、最も大きい基準フレーム数を乗算したビット数に設定されている。すなわち、静止画像生成部１０６にて生成された静止画像Ｄｂのデータが圧縮等されずにそのまま記憶することができる。これにより、静止画像Ｄｂの信号成分のダイナミックレンジを大きくすることができ、濃淡変化の滑らかな静止画像を得ることができる。

　しかも、静止画像ＤｂのＳ／Ｎ比も高めることができる。すなわち、放射線検出器４０の画素から読み出された信号電荷に重畳している固定ノイズは放射線検出器４０における相関二重サンプリングにて除去されるため、放射線画像出力系２９からシステム制御部１４に供給される放射線画像Ｄａには、僅かに残った変動ノイズのみが重畳されている。そこで、静止画像生成部１０６において、連続する複数のフレーム分の放射線画像Ｄａを合成して静止画像Ｄｂを生成することで、変動ノイズの合成成分に対して画像信号の合成成分が大幅に増えることになり、結果的にＳ／Ｎ比が高くなる。つまり、静止画像生成部１０６は、放射線の照射エネルギーを増加させて放射線撮影することによって得られた複数のフレーム分の信号電荷を合成して静止画像Ｄｂを得ることでもある。従って、上述したように、Ｓ／Ｎ比が向上させることができる。

　また、動画のフレームレートを高めたり、電荷読出の信号処理系の負担を軽減するために、読出制御モードとしてインターレースモードを選択した場合、１フレーム分の放射線画像Ｄａの解像度は低いが、複数のフレーム分の放射線画像Ｄａを合成して静止画像Ｄｂとすることで、静止画像Ｄｂの解像度を向上させることができる。なお、読出制御モードとしてビニングモードを選択した場合は、複数のゲート線５６を同時に選択し、複数の信号線５８を同時に選択する必要があることから、スイッチングノイズ成分が大きくなり、Ｓ／Ｎ比の面で不利である。ビニングモードは、複数の画素を１画素に平均化することから、静止画像にしても解像度の向上にはつながらない。

　また、コンソール１６に接続されたモニタ１８にも静止画像Ｄｂを表示させてもよい。この場合は、コンソール１６に組み込まれたフレームメモリは、通常、１フレーム分の画像データを記憶することを目的としているため、１画素分のビット数は、１フレーム分の放射線画像の１画素分のビット数と同じである。従って、コンソール１６に接続されたモニタ１８に静止画像Ｄｂを表示する場合は、静止画像Ｄｂを平均化してコンソール１６に供給する。

　動き量予測部１１０は、静止画撮影要求前において、設定されたフレームレートでの放射線撮影にて取得した放射線画像Ｄａに基づいて、静止画撮影要求後の複数のフレーム間での被写体２４の動き量を予測する。被写体２４の動きは、上述したように、被写体の体動（四肢や胴体等の動き）のほか、体内の臓器等の動き（脈動等の変動）等を含む。

　合成フレーム数決定部１１２は、予測された前記被写体２４の動き量に応じて、静止画像Ｄｂを得るためのフレーム数を決定する。

　特に、この第１放射線画像撮影システム１０Ａでは、動き量予測部１１０は、静止画撮影要求前での複数のフレームの放射線画像Ｄａから、最も動き量の大きい部位の速度を演算する速度演算部１２４と、得られた速度から、前記部位の静止画撮影における１フレームレートに対応した時間（１フレーム時間）当たりの動き量を演算する動き量演算部１２６とを有する。

　静止画撮影要求前において、複数のフレームの動画用の放射線画像Ｄａから、最も動き量の大きい部位を抽出する手法は、既知のフレーム間予測で用いられている動きベクトル探索を好ましく採用することができる。この動きベクトル探索を用いることで、複数のフレーム間で動きのあった部位の動き量を検出することができる。なお、放射線照射系２８にパン（ティルトを含む）があった場合は、パンの操作に基づくフレーム全体の動き量を差し引いて前記部位の動き量を検出すればよい。

　速度演算部１２４は、動きのあった１以上の部位のうち、最も動き量の大きい部位の動き量をｄａ、静止画撮影要求前に設定された最新のフレームレートＦｒによる１フレーム時間をｔａとしたとき、ｄａ／ｔａを演算することで、最も動き量の大きい部位の速度を求める。

　動き量演算部１２６は、速度演算部１２４にて得られた速度をｖ、フレームレート設定部１１８にて設定されたフレームレートに対応するフレーム時間をｔｂとしたとき、ｖ×ｔｂを演算することで、静止画撮影での１フレーム時間当たりの動き量を求める。

　合成フレーム数決定部１１２は、動き量演算部１２６にて得られた前記１フレーム時間当たりの動き量と、静止画像として許容される予め設定された画素ずれ量とに基づいて、合成するフレーム数（合成フレーム数）を決定する。１フレーム時間当たりの動き量をＬａ（μｍ）、静止画像として許容される予め設定された画素ずれ量をＬｂ（μｍ）としたとき、合成フレーム数Ｍ（自然数）は、下記演算式（Ａ）にて求めることができる。

　　　Ｍ＝Ｌｂ／Ｌａの商　　　　　　　　　……（Ａ）
　ここで、静止画撮影要求前に検出された最も動き量の大きい部位の該動き量と、合成フレーム数と、静止画撮影の１フレーム当たりの照射エネルギーと、静止画撮影のフレームレートとの関係を、図５Ａ～図５Ｃに示す。

　すなわち、図５Ａに示すように、前記部位の動き量が大きくなるにつれて、合成フレーム数が少なくなることから、図５Ｂに示すように、静止画撮影の１フレーム当たりの照射エネルギーは多くなる。反対に、図５Ａに示すように、前記部位の動き量が小さくなるにつれて、合成フレーム数が多くなることから、図５Ｂに示すように、静止画撮影の１フレーム当たりの照射エネルギーは少なくなる。また、図５Ｃに示すように、静止画用のフレームレートが高くなるにつれて、合成フレーム数も大きくなり、静止画用のフレームレートが低くなるにつれて、合成フレーム数も小さくなる。

　また、合成フレーム数決定部１１２は、演算式（Ａ）にて得られた合成するフレーム数が基準フレーム数設定部１１４からの基準フレーム数以上の場合に、基準フレーム数を合成フレーム数として決定し、演算式（Ａ）にて得られた合成するフレーム数が基準フレーム数未満の場合に、得られた前記合成するフレーム数を、合成フレーム数として決定してもよい。

　ここで、第１放射線画像撮影システム１０Ａの処理動作を図６及び図７のフローチャート及び図８のタイムチャートも参照しながら説明する。

　先ず、図６のステップＳ１において、システム制御部１４は、撮影回数のカウンタｋに初期値（＝１）を格納する。

　ステップＳ２において、システム制御部１４は、新たにパラメータ（放射線の照射エネルギー、フレームレート、ゲイン、読出モード等）の設定があるか否かを判別する。例えばオペレータが新たにパラメータの設定を行った場合は、ステップＳ３に進み、パラメータ履歴記憶部１０２に新たに設定された照射エネルギー、フレームレート等を最新のパラメータとして記憶する。

　照射エネルギーが新たに設定された場合は、次のステップＳ４において、新たに設定された照射エネルギーの情報（管電圧、管電流、照射時間等の情報）を含む第１照射エネルギー設定情報Ｓａ１を放射線照射系２８に出力する。放射線照射系２８の線源制御部３６は、システム制御部１４からの第１照射エネルギー設定情報Ｓａ１に基づいて、放射線源３４から出力される照射エネルギーを新たな照射エネルギーに設定する。

　ゲインや読出モードが新たに設定された場合は、次のステップＳ５において、新たに設定されたゲイン設定情報や読出モード情報を含む第１読出制御情報Ｓｂ１を検出装置制御部３２を介して放射線検出装置３０に出力する。放射線検出装置３０は、入力された第１読出制御情報Ｓｂ１に基づいて、チャージアンプ６６のゲインやアドレス信号発生部８０でのアドレス信号の種類及び出力タイミング等を設定する。

　ステップＳ６において、システム制御部１４は、前回の放射線撮影の開始時点から最新のフレームレートＦｒに相当する時間が経過したか否かを判別する。カウンタｋの値が初期値である場合あるいは前回の放射線撮影の開始時点から最新のフレームレートＦｒに相当する時間が経過した段階で次のステップＳ７に進み、システム制御部１４は、ｋ回目の放射線撮影の開始時点にて、放射線照射系２８に曝射開始信号Ｓｃを出力する。放射線照射系２８の線源制御部３６は、システム制御部１４からの曝射開始信号Ｓｃの入力に基づいて放射線源３４を制御して、該放射線源３４から設定されている照射エネルギーの放射線を照射させる。

　ステップＳ８において、システム制御部１４は、検出装置制御部３２に、放射線照射系２８に対して曝射開始を行ったことを示す曝射通知Ｓｄ（図８参照）を出力する。

　ステップＳ９において、検出装置制御部３２は、曝射通知Ｓｄの入力に基づいて、放射線検出装置３０に電荷蓄積及び電荷読出を示す動作開始信号Ｓｅ（図８参照）を出力する。

　ステップＳ１０において、放射線検出装置３０は、検出装置制御部３２からの動作開始信号Ｓｅの入力に基づいて、電荷蓄積と電荷読出を行う。すなわち、被写体２４を透過した放射線２６がシンチレータにより可視光に一旦変換され、各画素５０において、可視光が光電変換されて、光量に応じた量の電荷が蓄積される。そして、読出期間の開始時点で同期信号Ｓｆ（例えば垂直同期信号：図８参照）が出力され、検出装置制御部３２に入力される。検出装置制御部３２は、同期信号Ｓｆの入力に基づいて、放射線画像Ｄａの受け取りタイミングを、放射線検出装置３０からの放射線画像Ｄａの出力タイミングと同期させる。

　続く読出期間において、放射線検出装置３０は、設定されている読出制御情報（プログレッシブモード、インターレースモード、ビニングモードを示す情報）に従って電荷の読み出しを行い、画像メモリ８２を用いて、例えばＦＩＦＯ方式で動画用の放射線画像Ｄａ（図８参照）を出力する。放射線検出装置３０からの放射線画像Ｄａは、検出装置制御部３２を介してシステム制御部１４に供給される。

　ステップＳ１１において、動き量予測部１１０の速度演算部１２４は、今回の動画用の放射線画像Ｄａと前回の放射線画像Ｄａから、最も動き量の大きい部位を例えば動きベクトル探索にて検出し、該部位の速度を演算する。この速度の情報は例えばレジスタに一時的に記憶される。

　ステップＳ１２において、システム制御部１４は、供給された動画用の放射線画像Ｄａをコンソール１６に転送する。コンソール１６は、転送された放射線画像Ｄａをフレームメモリに記憶すると共に、ｋ回目の放射線撮影による放射線画像、すなわち、ｋフレーム目の放射線画像としてモニタ１８に表示する。

　ステップＳ１３において、カウンタｋの値を＋１更新する。

　ステップＳ１４において、システム制御部１４は、システムの終了要求があるか否かを判別する。システムの終了要求がなければ、ステップＳ２に戻り、ステップＳ２以降の処理を繰り返す。静止画撮影要求がない間は、ステップＳ２～ステップＳ１４の動作が繰り返され、モニタ１８には設定されたフレームレートでの放射線画像の動画が表示されることになる。

　図８の例で示すと、例えばＮ－１（Ｎ＝２、３、・・・）回目の放射線撮影の開始時点ｔｎ－１の前段階で、例えばオペレータの操作入力によって、例えば照射エネルギー及び読出モードが変更された場合、システム制御部１４は、新たに設定された照射エネルギーの情報を含む第１照射エネルギー設定情報Ｓａ１を放射線照射系２８に出力し、新たに設定された読出モードの情報を含む第１読出制御情報Ｓｂ１を検出装置制御部３２を介して放射線検出装置３０に出力する。これにより、放射線照射系２８及び放射線検出装置３０は、新たな照射エネルギー及び読出モードに設定される。

　その後、Ｎ－１回目の放射線撮影の開始時点ｔｎ－１において、システム制御部１４は、放射線照射系２８に曝射開始信号Ｓｃを出力し、検出装置制御部３２に曝射通知Ｓｄを行うことで、システム制御部１４にＮ－１回目の放射線撮影による放射線画像Ｄａが供給される。システム制御部１４は、供給されたＮ－１回目の放射線画像Ｄａと前回の放射線画像Ｄａとに基づいて最も動き量の大きい部位の速度を求める。また、供給された放射線画像Ｄａをコンソール１６に転送し、Ｎ－１フレーム目の放射線画像としてモニタ１８に表示させる。

　同様に、上述の開始時点ｔｎ－１から最新のフレームレートＦｒが経過したＮ回目の放射線撮影の開始時点ｔｎにおいて、システム制御部１４は、放射線照射系２８に曝射開始信号Ｓｃを出力し、検出装置制御部３２に曝射通知Ｓｄを行うことで、システム制御部１４にＮ回目の放射線撮影による放射線画像Ｄａが供給される。システム制御部１４は、供給されたＮ回目の放射線画像Ｄａと前回の放射線画像Ｄａとに基づいて最も動き量の大きい部位の速度を求める。また、供給された放射線画像Ｄａをコンソール１６に転送し、Ｎフレーム目の放射線画像としてモニタ１８に表示させる。これらの動作が繰り返されることで、モニタ１８には放射線画像の動画が表示されることになる。

　一方、図６のステップＳ２において、新たなパラメータの設定でないと判別された場合は、ステップＳ１５に進み、静止画撮影処理部１０４は、静止画撮影要求があったか否かを判別する。静止画撮影要求がなければ、ステップＳ６に進み、該ステップＳ６以降の処理を繰り返して、動画用の放射線撮影を行い、最も動き量の大きい部位の速度を演算し、モニタ１８に動画を表示する。

　そして、上述のステップＳ１５において、静止画撮影要求があったと判別された場合は、図７のステップＳ１６に進み、静止画撮影処理部１０４は、静止画撮影用のカウンタｊに初期値「１」を格納する。

　ステップＳ１７において、基準フレーム数設定部１１４は、予め設定されている複数の基準フレーム数から、少なくとも撮影部位に対応した基準フレーム数を抽出して、今回の基準フレーム数として設定する。

　ステップＳ１８において、フレームレート設定部１１８は、予め設定されている複数のフレームレートの情報から、少なくとも撮影部位に対応したフレームレートの情報を抽出して、今回のフレームレートとして設定する。

　ステップＳ１９において、動き量予測部１１０の動き量演算部１２６は、ステップＳ１１での速度演算部１２４の演算によって得られた速度と、フレームレート設定部１１８にて設定されたフレームレートとに基づいて、静止画撮影での１フレーム時間当たりの動き量を演算する。

　ステップＳ２０において、合成フレーム数決定部１１２は、動き量演算部１２６にて得られた前記１フレーム時間当たりの動き量と、静止画像として許容される予め設定された画素ずれ量とに基づいて、合成するフレーム数（合成フレーム数）を決定する。このとき、得られた合成フレーム数が基準フレーム数設定部１１４にて設定された基準フレーム数以上の場合に、基準フレーム数を合成フレーム数として決定し、合成フレーム数が基準フレーム数未満の場合に、得られた合成フレーム数を、合成フレーム数として決定する。

　ステップＳ２１において、照射エネルギー設定部１１６は、予め設定されている静止画用の照射エネルギーと合成フレーム数決定部１１２にて決定されたフレーム数に基づいて１回の放射線撮影当たりの照射エネルギーを設定する。

　ステップＳ２２において、静止画撮影処理部１０４は、静止画撮影用として設定された照射エネルギーの情報（管電圧、管電流、照射時間等の情報）を含む第２照射エネルギー設定情報Ｓａ２を放射線照射系２８に出力する。放射線照射系２８の線源制御部３６は、システム制御部１４からの第２照射エネルギー設定情報Ｓａ２に基づいて、放射線源３４から出力される照射エネルギーを静止画撮影用として設定された照射エネルギーに設定する。

　ステップＳ２３において、静止画撮影処理部１０４は、静止画撮影用のゲイン設定情報や読出モード情報を含む第２読出制御情報Ｓｂ２を検出装置制御部３２を介して放射線検出装置３０に出力する。放射線検出装置３０は、入力された第２読出制御情報Ｓｂ２に基づいて、チャージアンプ６６のゲインやアドレス信号発生部８０でのアドレス信号の種類及び出力タイミング等を設定する。

　ステップＳ２４において、システム制御部１４は、前回の放射線撮影の開始時点からステップＳ１８にて設定された静止画用のフレームレートＦｒａに相当する時間が経過したか否かを判別する。前回の放射線撮影の開始時点からフレームレートＦｒａに相当する時間が経過している、あるいは経過した段階で次のステップＳ２５に進み、静止画撮影処理部１０４は、ｊ回目の静止画用の放射線撮影（ｋ回目の放射線撮影）の開始時点にて、放射線照射系２８に曝射開始信号Ｓｃを出力する。放射線照射系２８の線源制御部３６は、システム制御部１４からの曝射開始信号Ｓｃの入力に基づいて放射線源３４を制御して、該放射線源３４から静止画用として設定されている照射エネルギーの放射線を照射させる。

　ステップＳ２６において、静止画撮影処理部１０４は、検出装置制御部３２に、放射線照射系２８に対して曝射開始を行ったことを示す曝射通知Ｓｄを出力する。

　ステップＳ２７において、検出装置制御部３２は、曝射通知Ｓｄの入力に基づいて、放射線検出装置３０に電荷蓄積及び電荷読出を示す動作開始信号Ｓｅを出力する。

　ステップＳ２８において、放射線検出装置３０は、検出装置制御部３２からの動作開始信号Ｓｅの入力に基づいて、電荷蓄積と電荷読出を行う。この動作は、上述したステップＳ１０での動作と同様である。

　そして、読出期間の開始時点で同期信号Ｓｆ（例えば垂直同期信号）が出力され、続く読出期間において、放射線検出装置３０は、指示された読出制御情報（インターレースモード等）に従って電荷の読み出しを行って、画像メモリ８２を用いて、例えばＦＩＦＯ方式で静止画用の放射線画像Ｄａを出力する。放射線検出装置３０からの放射線画像Ｄａは、検出装置制御部３２を介してシステム制御部１４の静止画像生成部１０６に供給される。

　ステップＳ２９において、静止画像生成部１０６は、供給されたｊフレーム目の放射線画像Ｄａをｊ番目のバッファメモリ１０７に記憶する。

　ステップＳ３０において、カウンタｋの値を＋１更新し、ステップＳ３１において、カウンタｊの値を＋１更新する。

　ステップＳ３２において、合成フレーム数決定部１１２にて決定された合成フレーム数Ｍと同じ回数だけ静止画用の放射線撮影を行ったか否かを判別する。この判別は、カウンタｊの値が合成フレーム数Ｍよりも大きいかどうかで行われる。カウンタｊの値が合成フレーム数Ｍ以下であれば、ステップＳ２４に戻り、静止画用の放射線撮影を繰り返して、得られた放射線画像Ｄａを対応するバッファメモリ１０７に記憶する。

　そして、カウンタｊの値が合成フレーム数Ｍより大きくなった段階で、次のステップＳ３３に進み、静止画像生成部１０６は、各バッファメモリ１０７に記憶された放射線画像Ｄａを合成して静止画像Ｄｂを生成し、生成した静止画像Ｄｂを静止画用メモリ１０８に記憶する。

　ステップＳ３４において、表示制御部１２０は、静止画用メモリ１０８に記憶された静止画像Ｄｂを高精細度モニタ１２２に表示する。なお、このとき、静止画像生成部１０６は、静止画用メモリ１０８に記憶された静止画像Ｄｂを平均化してコンソール１６に転送してもよい。コンソール１６は、転送された平均化された静止画像Ｄｂをフレームメモリに記憶すると共に、静止画像としてモニタ１８に表示する。

　図８の例で示すと、静止画撮影要求があったと判別された時点ｔｓにおいて、システム制御部１４は、静止画用の照射エネルギーの情報を含む第２照射エネルギー設定情報Ｓａ２を放射線照射系２８に出力し、静止画用に設定されたゲイン設定情報及び読出モード情報を含む第２読出制御情報Ｓｂ２を検出装置制御部３２を介して放射線検出装置３０に出力する。これにより、放射線照射系２８及び放射線検出装置３０は、静止画用の照射エネルギー、ゲイン及び読出モード（例えばインターレースモード）に設定される。

　その後、例えばＮ＋１回目の放射線撮影の開始時点ｔｎ＋１にて、システム制御部１４は、放射線照射系２８に曝射開始信号Ｓｃを出力し、検出装置制御部３２に曝射通知Ｓｄを出力することで、システム制御部１４にＮ＋１回目の放射線撮影（静止画用の放射線撮影）による放射線画像Ｄａが供給される。システム制御部１４は、供給された放射線画像Ｄａを１番目のバッファメモリ１０７に記憶する。同様に、上述の開始時点ｔｎ＋１から静止画用に設定されたフレームレートＦｒａが経過したＮ＋２回目の放射線撮影の開始時点ｔｎ＋２において、システム制御部１４は、放射線照射系２８に曝射開始信号Ｓｃを出力し、検出装置制御部３２に曝射通知Ｓｄを出力することで、システム制御部１４にＮ＋２回目の放射線撮影（静止画用の放射線撮影）による放射線画像Ｄａが供給される。システム制御部１４は、供給された放射線画像Ｄａを２番目のバッファメモリ１０７に記憶する。

　そして、決定された合成フレーム数Ｍに対応する最後のＮ＋Ｍ回目の放射線撮影の開始時点ｔｎ＋ｍにおいて、システム制御部１４は、放射線照射系２８に曝射開始信号Ｓｃを出力し、検出装置制御部３２に曝射通知Ｓｄを出力することで、システム制御部１４にＮ＋Ｍ回目の放射線撮影（静止画用の放射線撮影）による放射線画像Ｄａが供給される。システム制御部１４は、供給された放射線画像ＤａをＭ番目のバッファメモリ１０７に記憶する。

　その後、システム制御部１４は、各バッファメモリ１０７に記憶された放射線画像Ｄａを合成して静止画像Ｄｂを生成し、表示制御部１２０を介して高精細度モニタ１２２に表示する。

　決定された合成フレーム数Ｍの静止画撮影が終了した段階で、図７のステップＳ３５において、システム制御部１４は、例えば静止画撮影要求直前の照射エネルギーの情報（管電圧、管電流、照射時間等の情報）を含む第３照射エネルギー設定情報Ｓａ３を放射線照射系２８に出力する。放射線照射系２８の線源制御部３６は、システム制御部１４からの第３照射エネルギー設定情報Ｓａ３に基づいて、放射線源３４から出力される照射エネルギーを静止画撮影要求直前の照射エネルギーに設定する。

　ステップＳ３６において、システム制御部１４は、静止画撮影要求直前のゲイン設定情報や読出モード情報を含む第３読出制御情報Ｓｂ３を検出装置制御部３２を介して放射線検出装置３０に出力する。放射線検出装置３０は、入力された第３読出制御情報Ｓｂ３に基づいて、チャージアンプ６６のゲインやアドレス信号発生部８０でのアドレス信号の種類及び出力タイミング等を設定する。

　その後、図６のステップＳ６以降の処理に戻り、システム制御部１４は、通常の動画の放射線撮影を実行制御する。

　図８の例で示すと、静止画用の放射線撮影が終了した時点ｔｒにおいて、システム制御部１４は、静止画撮影要求直前の照射エネルギーの情報を含む第３照射エネルギー設定情報Ｓａ３を放射線照射系２８に出力し、静止画撮影要求直前のゲイン設定情報や読出モード情報を含む第３読出制御情報Ｓｂ３を検出装置制御部３２を介して放射線検出装置３０に出力する。これにより、放射線照射系２８及び放射線検出装置３０は、静止画撮影要求直前のパラメータに設定される。

　その後、例えばＮ＋Ｍ＋１回目の放射線撮影の開始時点ｔｎ＋ｍ＋１にて、システム制御部１４は、放射線照射系２８に曝射開始信号Ｓｃを出力し、検出装置制御部３２に曝射通知Ｓｄを出力することで、システム制御部１４にＮ＋Ｍ＋１回目の放射線撮影による動画用の放射線画像Ｄａが供給される。システム制御部１４は、供給された放射線画像Ｄａをコンソール１６に転送し、Ｎ＋Ｍ＋１フレーム目の放射線画像Ｄａとしてモニタ１８に表示させる。同様に、上述の開始時点ｔｎ＋ｍ＋１から最新のフレームレートＦｒが経過したＮ＋ｍ＋２回目の放射線撮影の開始時点ｔｎ＋ｍ＋２において、システム制御部１４は、放射線照射系２８に曝射開始信号Ｓｃを出力し、検出装置制御部３２に曝射通知Ｓｄを出力することで、システム制御部１４にＮ＋Ｍ＋２回目の放射線撮影による動画用の放射線画像Ｄａが供給される。システム制御部１４は、供給された放射線画像Ｄａをコンソール１６に転送し、Ｎ＋Ｍ＋２フレーム目の放射線画像Ｄａとしてモニタ１８に表示させる。これらの動作が繰り返されることで、モニタ１８には、通常の放射線撮影による放射線画像の動画が表示されることになる。

　そして、上述の図６のステップＳ１４において、システムの終了要求があると判別された段階で、この第１放射線画像撮影システム１０Ａでの処理が終了する。

　このように、第１放射線画像撮影システム１０Ａにおいては、動画の放射線撮影を行っている間に、複数フレームの動画用の放射線画像から、最も動き量の大きい部位の速度を演算し、得られた前記速度から、静止画撮影における１フレーム時間当たりの動き量を演算し、得られた前記１フレーム時間当たりの動き量と、静止画像として許容される予め設定された画素ずれ量とに基づいて、静止画像Ｄｂとして合成するフレーム数（合成フレーム数）を決定したので、動画撮影から静止画撮影に切り替えた際に、被写体２４に動き（体動や臓器の変動を含む）があっても、被写体２４の動きによる影響が低減された静止画像、すなわち、診断用として使用することができる静止画像をリアルタイムで得ることができる。

　そして、この第１放射線画像撮影システム１０Ａでは、静止画撮影におけるフレームレートを、少なくとも撮影部位に基づいて設定したので、撮影部位に応じた診断用として適切な静止画像を得ることができる。

　また、合成フレーム数の決定にあたって、少なくとも撮影部位に基づいて、基準フレーム数を設定し、得られた前記合成フレーム数が基準フレーム数以上の場合に、基準フレーム数を、合成フレーム数として決定し、得られた前記合成フレーム数が基準フレーム数未満の場合に、得られた前記合成フレーム数を、合成フレーム数として決定したので、撮影部位の静止画撮影にとって適切な基準フレーム数を超えて放射線撮影を行うことがなくなり、被写体２４に対する曝射の負担を低減することができる。

　また、静止画撮影要求に基づいて、単位時間当たりの照射エネルギーを増加させて、静止画用に設定されたフレームレートでの放射線撮影を行ったので、濃淡変化が滑らかで、診断用として適切な静止画像を得ることができる。

　さらに、例えばフレームレートを上げたり、信号処理系の負担を低減する目的でインターレース方式で信号電荷を読み出している場合に、静止画撮影では、決定されたフレーム数の放射線画像を合成して静止画像を得るため、静止画像の解像度を向上させることができる。

　放射線照射系２８は、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、複数の放射線源３４を有してもよい。この場合、複数の放射線源３４のうち、例えば１つの放射線源３４で動画用の放射線撮影を行い、２つ以上の放射線源３４で静止画用の放射線撮影を行ってもよい。これにより、１／６０秒～１／１５秒という速い時間間隔でも、高い追従性をもって放射線２６を照射させることができ、放射線画像の動画表示を実現させることができる。また、各放射線源３４に動画用の照射エネルギーを設定し、静止画撮影のときに、２以上の放射線源を選択して、静止画用として必要な照射エネルギーに設定すればよいため、動画用の放射線撮影から静止画用の放射線撮影に迅速に切り替えることが可能となる。さらに、動画用の放射線撮影では、放射線撮影毎に、ランダムにあるいは順番に選択された１つの放射線源で放射線撮影を行ってもよい。この場合、熱対策のために、フレーム間で隣接する放射線源を選択しないことが好ましい。静止画用の放射線撮影においても、放射線撮影毎に、ランダムにあるいは１つのクラスタとして選択された２以上の放射線源３４で放射線撮影を行ってもよい。

　次に、第２の実施の形態に係る放射線画像撮影システム（以下、第２放射線画像撮影システム１０Ｂと記す）について図１０～図１２を参照しながら説明する。

　上述した第１放射線画像撮影システム１０Ａは、静止画撮影要求前における最も動き量の大きい部位の速度がほとんど変化しないことを前提に、静止画撮影中の前記部位の動き量を予測して、合成フレーム数Ｍを決定している。しかし、前記部位は、図１０に示すように、ほとんど速度が変化しない場合Ｚａのほか、速度が徐々に上昇する場合Ｚｂ（正の加速度）や、速度が徐々に低下する場合Ｚｃ（負の加速度）がある。

　従って、速度が徐々に上昇している最中に静止画撮影要求があった場合や速度が徐々に低下している最中に静止画撮影要求があった場合には、変位の加速度を考慮する必要がでてくる。

　この第２放射線画像撮影システム１０Ｂは、最も動き量の大きい部位の加速度を考慮したシステムであり、上述した第１放射線画像撮影システム１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、図１１に示すように、動き量予測部１１０の構成が一部異なる。

　すなわち、動き量予測部１１０は、上述した速度演算部１２４と、静止画撮影要求前での複数のフレームの放射線画像Ｄａから、最も動き量の大きい部位の加速度を演算する加速度演算部１２８と、得られた加速度から、前記部位の静止画撮影における各フレーム時間毎の動き量を演算する第２動き量演算部１３０とを有する。

　加速度演算部１２８は、速度演算部１２４からの最新のフレームにおける前記部位の速度をｖ、最新のフレームよりも１フレーム前における前記部位の速度をｖｏ、静止画撮影要求前に設定された最新のフレームレートＦｒによる１フレーム時間をｔａとしたとき、（ｖ－ｖｏ）／ｔａを演算することで、最も動き量の大きい部位の加速度を求める。

　第２動き量演算部１３０は、最新のフレームにおける前記部位の速度をｖ、加速度演算部１２８にて得られた加速度をα、フレームレート設定部１１８にて設定されたフレームレートに対応するフレーム時間をｔｂとしたとき、静止画撮影における第ｐ番目（ｐ＝１、２、３・・・）のフレーム開始時点ｔｐでの速度を、ｖ＋α（ｐ－１）を演算することによって求め、第ｐ番目のフレーム時間における前記変位の動き量を、｛ｖ＋α（ｐ－１）｝×ｔｂ＋（α×ｔｂ^２）／２を演算することによって求める。

　合成フレーム数決定部１１２は、第２動き量演算部１３０にて求められた第ｐ番目のフレーム時間における前記変位の動き量を順次加算していき、加算値が、静止画像として許容される予め設定された画素ずれ量を超える１つ前のｐの値を合成フレーム数Ｍとして決定する。

　ここで、第２動き量演算部１３０と合成フレーム数決定部１１２の処理動作を図１２を参照しながら説明する。

　先ず、図１２のステップＳ１０１において、第２動き量演算部１３０は、動き量の積算値が格納されるレジスタ（積算値レジスタ）に初期値「０」を格納する。

　ステップＳ１０２において、フレーム数を示すカウンタｐに初期値「１」を格納する。

　ステップＳ１０３において、第２動き量演算部１３０は、｛ｖ＋α（ｐ－１）｝×ｔｂ＋（α×ｔｂ^２）／２を演算する。

　ステップＳ１０４において、合成フレーム数決定部１１２は、得られた演算値を積算値レジスタの現在の値に加算して、積算値レジスタに再度格納する。

　ステップＳ１０５において、合成フレーム数決定部１１２は、積算値レジスタ内の積算値が静止画像として許容される予め設定された画素ずれ量を超えているか否かを判別する。積算値が画素ずれ量以下であれば、ステップＳ１０６において、カウンタｐの値を＋１更新する。その後、ステップＳ１０３に戻り、該ステップＳ１０３以降の処理を繰り返す。

　ステップＳ１０５において、積算値が画素ずれ量を超えていると判別された段階で、次のステップＳ１０７に進み、カウンタｐの値から１を減算する。

　ステップＳ１０８において、カウンタｐの値を合成フレーム数Ｍとする。これによって、合成フレーム数Ｍが得られる。

　但し、加速度が負であって、徐々に速度が低下する場合は、加速度αを０にして合成フレーム数Ｍを求めることで、被写体２４の動きによる影響がほとんどない静止画像を得ることができる。この場合、ステップＳ１０３において、ｖ×ｔｂを演算することになることから、第１放射線画像撮影システム１０Ａと同様の処理になり、処理が簡単になる。

　もちろん、この第２放射線画像撮影システム１０Ｂにおける合成フレーム数決定部１１２においても、得られた合成フレーム数Ｍが基準フレーム数設定部１１４からの基準フレーム数以上の場合に、基準フレーム数を合成フレーム数Ｍとして決定し、得られた合成フレーム数Ｍが基準フレーム数未満の場合に、得られた合成フレーム数Ｍを、合成フレーム数Ｍとして決定してもよい。

　この第２放射線画像撮影システム１０Ｂの処理動作は、上述した第１放射線画像撮影システム１０Ａの処理動作（図６～図８参照）とほぼ同じであるため、その重複説明を省略するが、図６のステップＳ１１において、動き量予測部１１０の加速度演算部１２８は、上述したように、最も動き量の大きい部位の加速度を演算する。また、図７のステップＳ１９及びステップＳ２０における処理に代えて、図１２に示す処理が行われる。その他の処理は、上述した第１放射線画像撮影システム１０Ａの処理動作とほぼ同じである。

　このように、第２放射線画像撮影システム１０Ｂにおいては、動画の放射線撮影を行っている間に、複数フレームの動画用の放射線画像から、最も動き量の大きい部位の加速度を演算し、得られた前記加速度から、前記部位の静止画撮影における各フレーム時間毎の動き量を演算し、得られた前記フレーム時間毎の動き量と、静止画像として許容される予め設定された画素ずれ量とに基づいて、合成するフレーム数（合成フレーム数）を決定したので、動画撮影から静止画撮影に切り替えた際に、被写体２４に動きがあっても、被写体２４の動きによる影響が低減された静止画像、すなわち、診断用として使用することができる静止画像をリアルタイムで得ることができる。

　特に、この第２放射線画像撮影システム１０Ｂでは、最も動き量の大きい部位の速度が徐々に上昇したり、徐々に低下した場合でも、最適な合成フレーム数を得ることができる。

　なお、本発明に係る放射線画像撮影システム及び放射線画像撮影方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

　例えば上述した第１放射線画像撮影システム１０Ａ及び第２放射線画像撮影システム１０Ｂにおいて、静止画撮影処理部１０４によって、決められた合成フレーム数の撮影を行っている間でも、動き量予測部１１０にて、複数のフレーム間での被写体２４の動き量を予測してもよい。そして、合成フレーム数決定部１１２は、動き量予測部１１０にて予測された静止画撮影中における被写体２４の動き量が、静止画撮影前に予め予測した動き量と異なった場合に、予め決定した合成フレーム数を修正する。例えば静止画撮影中における被写体２４の動き量が、静止画撮影前に予め予測した動き量よりも小さくなった場合に、合成フレーム数を増加し、反対に大きくなった場合に、合成フレーム数を低減する。

　また、静止画撮影中に、特定のフレームで被写体２４の動き量が不連続に特異的に大きくなった場合、例えば静止画像として許容される予め設定された画素ずれ量（Ｌｂ）を超えるほど大きい場合は、該特定のフレームの画像を静止画像用の画像から外す。

　ここで、上述の好ましい態様について、図１３Ａ～図１４Ｂを参照しながら説明する。図１３Ａ～図１４Ｂは、放射線照射のタイミングと静止画撮影での照射エネルギーの変化を示すタイムチャートである。

　先ず、第１の態様は、合成フレーム数が例えば３以上であって、静止画撮影中の複数のフレーム間での被写体２４の動き量が大きくなった場合、予め決定した合成フレーム数を低減し、静止画撮影の対象から外れたフレームの照射エネルギーを下げる。例えば図１３Ａに示すように、合成フレーム数として例えば４（４枚のフレームを合成する）が決定された場合、静止画撮影要求があったと判別された時点ｔｓから、４回の放射線撮影が行われて４枚のフレーム（画像）が合成されることになるが、時点ｔｓから最初のフレームと次のフレームとの間の被写体２４の動き量が、静止画撮影前に予め予測した動き量よりも大きくなった場合、予め決定した合成フレーム数を３に修正し、時点ｔｓから４番目のフレームの照射エネルギーを低減する。例えば動画撮影の照射量まで下げる。これにより、動き量の大きな画像を静止画像に含めることがなくなるため、静止画の品質の低下を抑えることができる。

　第２の態様は、合成フレーム数が例えば３以上であった場合、静止画撮影時間が長くなるため、突発的な被写体の移動による画像のブレが生じるおそれ（リスク）がある。そのため、合成フレーム数を減らす。例えば－１する。図１３Ｂに示すように、合成フレーム数として例えば４が決定された場合に、－１して合成フレーム数を３とする。さらに、放射線の照射エネルギーを合成フレーム数＝３で計算し直して、各フレームの照射エネルギーを増加する。なお、時点ｔｓから４番目のフレームの照射エネルギーを低減する。例えば動画撮影のための放射線撮影１回当たりの照射エネルギーまで下げる。これにより、突発的な被写体の移動による画像のブレが生じるリスクが減り、しかも、静止画像の品質を落とすことがない。

　第３の態様は、合成フレーム数が例えば２以上であって、特定のフレームで被写体の動き量が不連続に特異的に大きくなった場合（例えば静止画像として許容される予め設定された画素ずれ量（Ｌｂ）を超えるほど大きくなった場合）は、該特定のフレームの画像を静止画像用の画像から外し、外したフレーム分を追加して撮影する。図１４Ａに示すように、例えば合成フレーム数が例えば３であって、特定のフレーム（例えば第２フレーム）で被写体の動き量が不連続に特異的に大きくなった場合、第２フレームの画像を静止画用の画像から外し、第４フレームの照射エネルギーを静止画撮影のための放射線撮影１回当たりの照射エネルギーまで上げて、該第４フレームの撮影を行う。これにより、決定された合成フレーム数で、且つ、画像ぶれのない高品質な静止画像を得ることができる。

　第４の態様は、合成フレーム数が例えば３以上であって、複数のフレームで被写体の動き量が不連続に特異的に大きくなった場合は、最も動き量の大きいフレームの画像を静止画用の画像から外し、外したフレーム分を追加して撮影する処理を繰り返していき、被写体の動き量が不連続に特異的に大きくなったフレームが１つになった段階から、第３の態様と同様に処理を行う。この場合も、決定された合成フレーム数で、且つ、画像ぶれのない高品質な静止画像を得ることができる。

　第５の態様は、合成フレーム数が例えば２以上であって、静止画撮影中の複数のフレーム間での被写体２４の動き量が小さくなった場合、予め決定した合成フレーム数を増加し、その分、合成するフレームであって、且つ、これから撮影を行うフレームの照射量を下げる。例えば図１４Ｂに示すように、合成フレーム数として例えば４が決定された場合、４枚のフレームが合成されることになるが、時点ｔｓから最初のフレームと次のフレームとの間の被写体の動き量が、静止画撮影前に予め予測した動き量よりも小さくなった場合、予め決定した合成フレーム数を６に修正し、これから撮影を行う第３フレーム～第６フレームの照射エネルギーを低減する。例えば静止画撮影の照射エネルギーから２フレーム分の照射エネルギーを差し引いた残りの照射エネルギーを４で割った照射エネルギーで、第３フレーム～第６フレームの放射線撮影を行う。これにより、動き量が低下した場合での静止画像の品質を向上させることができる。もちろん、途中で、動き量が大きくなった場合は、静止画撮影用のフレームを減らし、各フレームでの照射エネルギーを上げることで、突然の動き量の変化にも対応することができ、静止画像の品質を落とすことがない。

　ところで、上述した放射線検出器４０は、図１５及び図１６に示す変形例に係る放射線検出器６００であってもよい。なお、図１５は、変形例に係る放射線検出器６００の３つの画素部分の構成を概略的に示した断面模式図である。

　放射線検出器６００は、図１５に示すように、絶縁性の基板６０２上に、信号出力部６０４、センサ部６０６（光電変換部）、及びシンチレータ６０８が順次積層しており、信号出力部６０４及びセンサ部６０６により画素部が構成されている。画素部は、基板６０２上に行列状に複数配列されており、各画素部における信号出力部６０４とセンサ部６０６とが重ねられて構成されている。

　シンチレータ６０８は、センサ部６０６上に透明絶縁膜６１０を介して形成されており、上方（基板６０２が位置する側とは反対側）から入射してくる放射線２６を光に変換して発光する蛍光体を成膜したものである。シンチレータ６０８が発する光の波長域は、可視光域（波長３６０ｎｍ～８３０ｎｍ）であることが好ましく、この放射線検出器６００によってモノクロ撮像を可能とするためには、緑色の波長域を含んでいることがより好ましい。

　シンチレータ６０８に用いる蛍光体としては、具体的には、放射線２６としてＸ線を用いて撮像する場合、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を含むものが好ましく、Ｘ線照射時の発光スペクトルが４２０ｎｍ～７００ｎｍにあるＣｓＩ（Ｔｌ）（タリウムが添加されたヨウ化セシウム）を用いることが特に好ましい。なお、ＣｓＩ（Ｔｌ）の可視光域における発光ピーク波長は５６５ｎｍである。

　シンチレータ６０８は、例えば、蒸着基体に柱状結晶構造のＣｓＩ（Ｔｌ）を蒸着して形成してもよい。このように、蒸着によってシンチレータ６０８を形成する場合、蒸着基体は、Ｘ線の透過率、コストの面からＡｌがよく使用されるがこれに限定されるものではない。なお、シンチレータ６０８としてＧＯＳを用いる場合、蒸着基体を用いずにＴＦＴアクティブマトリクス基板の表面にＧＯＳを塗布することにより、シンチレータ６０８を形成してもよい。また、樹脂ベースにＧＯＳを塗布しシンチレータ６０８を形成した後、該シンチレータ６０８をＴＦＴアクティブマトリクス基板に貼り合わせてもよい。これにより、万が一、ＧＯＳの塗布が失敗してもＴＦＴアクティブマトリクス基板を温存することができる。

　センサ部６０６は、上部電極６１２、下部電極６１４、及び上部電極６１２と下部電極６１４の間に配置された光電変換膜６１６を有している。

　上部電極６１２は、シンチレータ６０８により生じた光を光電変換膜６１６に入射させる必要があるため、少なくともシンチレータ６０８の発光波長に対して透明な導電性材料で構成することが好ましく、具体的には、可視光に対する透過率が高く、抵抗値が小さい透明導電性酸化物（ＴＣＯ；Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ　Ｏｘｉｄｅ）を用いることが好ましい。なお、上部電極６１２としてＡｕ等の金属薄膜を用いることもできるが、透過率を９０％以上得ようとすると抵抗値が増大し易いため、ＴＣＯの方が好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＯ_２等を好ましく用いることができ、プロセス簡易性、低抵抗性、透明性の観点からはＩＴＯが最も好ましい。なお、上部電極６１２は、全画素部で共通の一枚構成としてもよく、画素部毎に分割してもよい。

　光電変換膜６１６は、有機光導電体（ＯＰＣ：Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｐｈｏｔｏ　Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）を含み、シンチレータ６０８から発せられた光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する。有機光導電体（有機光電変換材料）を含む光電変換膜６１６であれば、可視光域にシャープな吸収スペクトルを持ち、シンチレータ６０８による発光以外の電磁波が光電変換膜６１６によって吸収されることが殆どなく、放射線２６が光電変換膜６１６で吸収されることによって発生するノイズを効果的に抑制することができる。なお、光電変換膜６１６は、有機光導電体に代えてアモルファスシリコンを含めて構成してもよい。この場合、幅広い吸収スペクトルを持ち、シンチレータ６０８による発光を効率的に吸収することができる。

　光電変換膜６１６を構成する有機光導電体は、シンチレータ６０８で発光した光を最も効率よく吸収するために、そのピーク波長が、シンチレータ６０８の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光導電体の吸収ピーク波長とシンチレータ６０８の発光ピーク波長とが一致することが理想的であるが、双方の差が小さければシンチレータ６０８から発せられた光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光導電体の吸収ピーク波長と、シンチレータ６０８の放射線２６に対する発光ピーク波長との差が、１０ｎｍ以内であることが好ましく、５ｎｍ以内であることがより好ましい。

　このような条件を満たすことが可能な有機光導電体としては、例えばキナクリドン系有機化合物及びフタロシアニン系有機化合物が挙げられる。例えばキナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍであるため、有機光導電体としてキナクリドンを用い、シンチレータ６０８の材料としてＣｓＩ（Ｔｌ）を用いれば、上記ピーク波長の差を５ｎｍ以内にすることが可能となり、光電変換膜６１６で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。

　センサ部６０６は、電磁波を吸収する部位、光電変換部位、電子輸送部位、正孔輸送部位、電子ブロッキング部位、正孔ブロッキング部位、結晶化防止部位、電極、及び層間接触改良部位等の積み重ね、もしくは混合により形成される有機層を含んで構成される。前記有機層は、有機ｐ型化合物（有機ｐ型半導体）又は有機ｎ型化合物（有機ｎ型半導体）を含有することが好ましい。

　有機ｐ型半導体は、主に正孔輸送性有機化合物に代表されるドナー性有機半導体（化合物）であり、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。従って、ドナー性有機化合物としては、電子供与性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。

　有機ｎ型半導体は、主に電子輸送性有機化合物に代表されるアクセプター性有機半導体（化合物）であり、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。従って、アクセプター性有機化合物は、電子受容性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。

　この有機ｐ型半導体及び有機ｎ型半導体として適用可能な材料、及び光電変換膜６１６の構成については、特開２００９－３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。なお、光電変換膜６１６は、さらにフラーレンもしくはカーボンナノチューブを含有させて形成してもよい。

　光電変換膜６１６の厚みは、シンチレータ６０８からの光を吸収する点では膜厚は大きいほど好ましいが、ある程度以上厚くなると光電変換膜６１６の両端から印加されるバイアス電圧により光電変換膜６１６に発生する電界の強度が低下して電荷が収集できなくなるため、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは、５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下、特に好ましくは８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下にするのがよい。

　光電変換膜６１６は、全画素部で共通の一枚構成であるが、画素部毎に分割してもよい。下部電極６１４は、画素部毎に分割された薄膜とする。但し、下部電極６１４は、全画素部で共通の一枚構成であってもよい。下部電極６１４は、透明又は不透明の導電性材料で構成することができ、アルミニウム、銀等を好適に用いることができる。なお、下部電極６１４の厚みは、例えば、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることができる。

　センサ部６０６では、上部電極６１２と下部電極６１４の間に所定のバイアス電圧を印加することで、光電変換膜６１６で発生した電荷（正孔、電子）のうちの一方を上部電極６１２に移動させ、他方を下部電極６１４に移動させることができる。本変形例に係る放射線検出器６００では、上部電極６１２に配線が接続され、この配線を介してバイアス電圧が上部電極６１２に印加されるものとする。また、バイアス電圧は、光電変換膜６１６で発生した電子が上部電極６１２に移動し、正孔が下部電極６１４に移動するように極性が決められているものとするが、この極性は逆であっても良い。

　各画素部を構成するセンサ部６０６は、少なくとも下部電極６１４、光電変換膜６１６、及び上部電極６１２を含んでいればよいが、暗電流の増加を抑制するため、電子ブロッキング膜６１８及び正孔ブロッキング膜６２０の少なくともいずれかを設けることが好ましく、両方を設けることがより好ましい。

　電子ブロッキング膜６１８は、下部電極６１４と光電変換膜６１６との間に設けることができ、下部電極６１４と上部電極６１２間にバイアス電圧を印加したときに、下部電極６１４から光電変換膜６１６に電子が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。

　電子ブロッキング膜６１８には、電子供与性有機材料を用いることができる。実際に電子ブロッキング膜６１８に用いる材料は、隣接する電極の材料及び隣接する光電変換膜６１６の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上電子親和力（Ｅａ）が大きく、且つ、隣接する光電変換膜６１６の材料のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）と同等のＩｐもしくはそれより小さいＩｐを持つものが好ましい。この電子供与性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９－３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。

　電子ブロッキング膜６１８の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させると共に、センサ部６０６の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下にするのがよい。

　正孔ブロッキング膜６２０は、光電変換膜６１６と上部電極６１２との間に設けることができ、下部電極６１４と上部電極６１２間にバイアス電圧を印加したときに、上部電極６１２から光電変換膜６１６に正孔が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。

　正孔ブロッキング膜６２０には、電子受容性有機材料を用いることができる。正孔ブロッキング膜６２０の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させると共に、センサ部６０６の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下にするのがよい。

　実際に正孔ブロッキング膜６２０に用いる材料は、隣接する電極の材料及び隣接する光電変換膜６１６の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が大きく、且つ、隣接する光電変換膜６１６の材料の電子親和力（Ｅａ）と同等のＥａもしくはそれより大きいＥａを持つものが好ましい。この電子受容性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９－３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。

　なお、光電変換膜６１６で発生した電荷のうち、正孔が上部電極６１２に移動し、電子が下部電極６１４に移動するようにバイアス電圧を設定する場合には、電子ブロッキング膜６１８と正孔ブロッキング膜６２０の位置を逆にすればよい。又、電子ブロッキング膜６１８と正孔ブロッキング膜６２０は両方設けなくてもよく、いずれかを設けておけば、ある程度の暗電流抑制効果を得ることができる。

　図１６に示すように、信号出力部６０４は、各画素部の下部電極６１４に対応して基板６０２の表面に設けられており、下部電極６１４に移動した電荷を蓄積する蓄積容量６２２と、前記蓄積容量６２２に蓄積された電荷を電気信号に変換して出力するＴＦＴ６２４とを有している。蓄積容量６２２及びＴＦＴ６２４の形成された領域は、平面視において下部電極６１４と重なる部分を有しており、このような構成とすることで、各画素部における信号出力部６０４とセンサ部６０６とが厚さ方向で重なりを有することとなる。蓄積容量６２２及びＴＦＴ６２４を下部電極６１４によって完全に覆うように信号出力部６０４を形成すれば、放射線検出器６００（画素部）の平面積を最小にすることができる。

　蓄積容量６２２は、基板６０２と下部電極６１４との間に設けられた絶縁膜６２６を貫通して形成された導電性材料の配線を介して対応する下部電極６１４と電気的に接続されている。これにより、下部電極６１４で捕集された電荷を蓄積容量６２２に移動させることができる。

　ＴＦＴ６２４は、ゲート電極６２８、ゲート絶縁膜６３０、及び活性層（チャネル層）６３２が積層され、さらに、活性層６３２上にソース電極６３４とドレイン電極６３６が所定の間隔を開けて形成されている。活性層６３２は、例えば、アモルファスシリコンや非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブ等により形成することができる。なお、活性層６３２を構成する材料は、これらに限定されるものではない。

　活性層６３２を構成可能な非晶質酸化物としては、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物（例えばＩｎ－Ｏ系）が好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも２つを含む酸化物（例えばＩｎ－Ｚｎ－Ｏ系、Ｉｎ－Ｇａ－Ｏ系、Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系）がより好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が特に好ましい。Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ－Ｏ系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ_３（ＺｎＯ）_ｍ（ｍは６未満の自然数）で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、ＩｎＧａＺｎＯ_４がより好ましい。なお、活性層６３２を構成可能な非晶質酸化物は、これらに限定されるものではない。

　活性層６３２を構成可能な有機半導体材料としては、フタロシアニン化合物や、ペンタセン、バナジルフタロシアニン等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。なお、フタロシアニン化合物の構成については、特開２００９－２１２３８９号公報に詳細に記載されているため説明を省略する。

　ＴＦＴ６２４の活性層６３２を非晶質酸化物や有機半導体材料、カーボンナノチューブで形成したものとすれば、Ｘ線等の放射線２６を吸収せず、あるいは吸収したとしても極めて微量に留まるため、信号出力部６０４におけるノイズの発生を効果的に抑制することができる。

　また、活性層６３２をカーボンナノチューブで形成した場合、ＴＦＴ６２４のスイッチング速度を高速化することができ、また、可視光域での光の吸収度合の低いＴＦＴ６２４を形成できる。なお、カーボンナノチューブで活性層６３２を形成する場合、活性層６３２に極微量の金属性不純物が混入するだけで、ＴＦＴ６２４の性能は著しく低下するため、遠心分離等により極めて高純度のカーボンナノチューブを分離・抽出して形成する必要がある。

　ここで、上述した非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブや、有機光導電体は、いずれも低温での成膜が可能である。従って、基板６０２としては、半導体基板、石英基板、及びガラス基板等の耐熱性の高い基板に限定されず、プラスチック等の可撓性基板、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン等の可撓性基板を用いることができる。このようなプラスチック製の可撓性基板を用いれば、軽量化を図ることもでき、例えば持ち運び等に有利となる。

　また、有機光導電体から光電変換膜６１６を形成し、有機半導体材料からＴＦＴ６２４を形成することにより、プラスチック製の可撓性基板（基板６０２）に対して光電変換膜６１６及びＴＦＴ６２４を低温成膜することが可能となると共に、放射線検出器６００全体の薄型化及び軽量化を図ることができる。これにより、放射線検出器６００を収容する放射線検出装置３０の薄型化及び軽量化も可能となり、病院外の使用における利便性が向上する。しかも、光電変換部のベース材を、一般的なガラスとは異なる可撓性を有する材質で構成するので、装置の持ち運び時や使用時の耐損傷性等を向上させることもできる。

　また、基板６０２には、絶縁性を確保するための絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、平坦性あるいは電極等との密着性を向上するためのアンダーコート層等を設けてもよい。

　アラミドは、２００度以上の高温プロセスを適用できるために，透明電極材料を高温硬化させて低抵抗化でき、また、ハンダのリフロー工程を含むドライバＩＣの自動実装にも対応できる。また、アラミドは、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）やガラス基板と熱膨張係数が近いため、製造後の反りが少なく、割れにくい。また、アラミドは、ガラス基板等と比べて薄く基板を形成できる。なお、超薄型ガラス基板とアラミドを積層して基板６０２を形成してもよい。

　バイオナノファイバは、バクテリア（酢酸菌、Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ　Ｘｙｌｉｎｕｍ）が産出するセルロースミクロフィブリル束（バクテリアセルロース）と透明樹脂との複合したものである。セルロースミクロフィブリル束は、幅５０ｎｍと可視光波長に対して１／１０のサイズで、且つ、高強度、高弾性、低熱膨である。バクテリアセルロースにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を６０－７０％も含有しながら、波長５００nmで約９０％の光透過率を示すバイオナノファイバが得られる。バイオナノファイバは、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（３－７ｐｐｍ）を有し、鋼鉄並の強度（４６０ＭＰａ）、高弾性（３０ＧＰａ）で、且つ、フレキシブルであることから、ガラス基板等と比べて薄く基板６０２を形成できる。

　本変形例では、基板６０２上に、信号出力部６０４、センサ部６０６、透明絶縁膜６１０を順に形成し、当該基板６０２上に光吸収性の低い接着樹脂等を用いてシンチレータ６０８を貼り付けることにより放射線検出器６００を形成している。

　上述した変形例に係る放射線検出器６００では、光電変換膜６１６を有機光導電体により構成すると共にＴＦＴ６２４の活性層６３２を有機半導体材料で構成しているので、光電変換膜６１６及び信号出力部６０４で放射線２６が吸収されることはほとんどない。これにより、放射線２６に対する感度の低下を抑えることができる。

　ＴＦＴ６２４の活性層６３２を構成する有機半導体材料や光電変換膜６１６を構成する有機光導電体は、いずれも低温での成膜が可能である。このため、基板６０２を放射線２６の吸収が少ないプラスチック樹脂、アラミド、バイオナノファイバで形成することができる。これにより、放射線２６に対する感度の低下を一層抑えることができる。

　また、例えば、放射線検出器６００を筐体内の照射面の部分に貼り付け、基板６０２を剛性の高いプラスチック樹脂やアラミド、バイオナノファイバで形成した場合、放射線検出器６００自体の剛性を高くすることができるため、筐体の照射面の部分を薄く形成することができる。また、基板６０２を剛性の高いプラスチック樹脂やアラミド、バイオナノファイバで形成した場合、放射線検出器６００自体が可撓性を有するため、照射面に衝撃が加わった場合でも放射線検出器６００が破損しづらい。

　上述した放射線検出器６００を下記のように構成してもよい。

　（１）光電変換膜６１６を有機光電変換材料で構成し、ＣＭＯＳセンサを用いたＴＦＴ層６３８を構成してもよい。この場合、光電変換膜６１６のみが有機系材料からなるので、ＣＭＯＳセンサを含むＴＦＴ層６３８は可撓性を有しなくてもよい。

　（２）光電変換膜６１６を有機光電変換材料で構成すると共に、有機材料からなるＴＦＴ６２４を備えたＣＭＯＳ回路によって、可撓性を有するＴＦＴ層６３８を実現してもよい。この場合、ＣＭＯＳ回路で用いられるｐ型有機半導体の材料としてペンタセンを採用すると共に、ｎ型有機半導体の材料としてフッ化銅フタロシアニン（Ｆ_１６ＣｕＰｃ）を採用すればよい。これにより、より小さな曲げ半径にすることが可能な可撓性を有するＴＦＴ層６３８を実現することができる。また、このように、ＴＦＴ層６３８を構成することにより、ゲート絶縁膜を大幅に薄くすることができ、駆動電圧を低下させることも可能となる。さらに、ゲート絶縁膜、半導体、各電極を室温又は１００℃以下で作製することができる。さらにまた、可撓性を有する基板６０２上にＣＭＯＳ回路を直接作製することもできる。しかも、有機材料からなるＴＦＴ６２４は、スケーリング則に沿った製造プロセスにより微細化することが可能となる。なお、基板６０２は、薄厚のポリイミド基板上にポリイミド前駆体をスピンコート法で塗布して加熱すれば、ポリイミド前駆体がポリイミドに変化するので、凹凸のない平坦な基板を実現することができる。

　（３）ミクロンオーダの複数のデバイスブロックを基板６０２上の指定位置に配置する自己整合配置技術（Ｆｌｕｉｄｉｃ　Ｓｅｌｆ－Ａｓｓｅｍｂｌｙ法）を適用して、結晶Ｓｉからなる光電変換膜６１６及びＴＦＴ６２４を、樹脂基板からなる基板６０２上に配置してもよい。この場合、ミクロンオーダの微小デバイスブロックとしての光電変換膜６１６及びＴＦＴ６２４を他の基板に予め作製した後に該基板から切り離し、液体中で、前記光電変換膜６１６及びＴＦＴ６２４をターゲット基板としての基板６０２上に散布して統計的に配置する。基板６０２には、デバイスブロックに適合させるための加工が予め施されており、デバイスブロックを選択的に基板６０２に配置することができる。従って、最適な材料で作られた最適なデバイスブロック（光電変換膜６１６及びＴＦＴ６２４）を最適な基板（半導体基板、石英基板、及びガラス基板等）上に集積化させることができ、また、結晶でない基板（プラスチック等の可撓性基板）に最適なデバイスブロック（光電変換膜６１６及びＴＦＴ６２４）を集積化することも可能となる。

　上述した変形例に係る放射線検出器６００は、シンチレータ６０８から発光された光を放射線源３４が位置する側とは反対側に位置するセンサ部６０６（光電変換膜６１６）で電荷に変換して放射線画像を読み取る、いわゆる裏面読取方式（ＰＳＳ（Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ　Ｓｉｄｅ　Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式）として構成されているが、この構成に限定されない。

　例えば、放射線検出器は、いわゆる表面読取方式（ＩＳＳ（Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ　Ｓｉｄｅ　Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式）として構成してもよい。この場合、放射線２６の照射方向に沿って、基板６０２、信号出力部６０４、センサ部６０６、シンチレータ６０８がこの順に積層され、シンチレータ６０８から発光された光を放射線源３４が位置する側のセンサ部６０６で電荷に変換して放射線画像を読み取る。そして、通常、シンチレータ６０８は、放射線２６の照射面側が背面側よりも強く発光するため、表面読取方式で構成した放射線検出器では、裏面読取方式で構成された放射線検出器と比較して、シンチレータ６０８で発光された光が光電変換膜６１６に到達するまでの距離を短縮させることができる。これにより、該光の拡散・減衰を抑えることができるので、放射線画像の分解能を高めることができる。

Claims

　放射線源（３４）を有する放射線照射系（２８）と、被写体（２４）を透過した前記放射線源（３４）からの放射線（２６）を放射線画像に変換して出力する放射線画像出力系（２９）と、を有する放射線画像撮影装置（１２）と、
　前記放射線画像撮影装置（１２）を、設定されたフレームレートで放射線撮影を実行制御するシステム制御部（１４）とを有し、
　前記システム制御部（１４）は、
　静止画撮影要求に基づいて、設定されたフレームレートでの放射線撮影にて取得した連続する複数のフレーム分の放射線画像を合成して静止画像を生成する静止画像生成部（１０６）と、
　前記静止画撮影要求前において、設定されたフレームレートでの放射線撮影にて取得した放射線画像に基づいて、静止画撮影要求後の複数のフレーム間での前記被写体（２４）の動き量を予測する動き量予測部（１１０）と、
　予測された前記被写体（２４）の動き量に応じて、前記静止画像を得るためのフレーム数を決定するフレーム数決定部（１１２）とを有することを特徴とする放射線画像撮影システム。
　請求項１記載の放射線画像撮影システムにおいて、
　前記動き量予測部（１１０）は、
　前記静止画撮影要求前での複数のフレームの放射線画像から、最も動き量の大きい部位の速度を演算する速度演算部（１２４）と、
　得られた前記速度から、静止画撮影における１フレーム時間当たりの動き量を演算する動き量演算部（１２６）とを有し、
　前記フレーム数決定部（１１２）は、
　得られた前記１フレーム時間当たりの動き量と、静止画像として許容される予め設定された画素ずれ量とに基づいて、合成するフレーム数を決定することを特徴とする放射線画像撮影システム。
　請求項１記載の放射線画像撮影システムにおいて、
　前記動き量予測部（１１０）は、
　前記複数のフレームの放射線画像から、最も動き量の大きい部位の加速度を演算する加速度演算部（１２８）と、
　得られた前記加速度から、前記部位の静止画撮影における各フレーム時間毎の動き量を演算する第２動き量演算部（１３０）とを有し、
　前記フレーム数決定部（１１２）は、
　得られた前記フレーム時間毎の動き量と、静止画像として許容される予め設定された画素ずれ量とに基づいて、合成するフレーム数を決定することを特徴とする放射線画像撮影システム。
　請求項２又は３記載の放射線画像撮影システムにおいて、
　前記静止画撮影におけるフレームレートは、少なくとも撮影部位に基づいて設定されることを特徴とする放射線画像撮影システム。
　請求項２～４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システムにおいて、
　前記フレーム数決定部（１１２）は、
　少なくとも撮影部位に基づいて、基準フレーム数を設定する基準設定部（１１４）を有し、
　得られた前記合成するフレーム数が前記基準フレーム数以上の場合に、前記基準フレーム数を、合成するフレーム数として決定し、
　得られた前記合成するフレーム数が前記基準フレーム数未満の場合に、得られた前記合成するフレーム数を、合成するフレーム数として決定することを特徴とする放射線画像撮影システム。
　請求項１～５のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システムにおいて、
　前記システム制御部（１４）は、
　前記静止画撮影要求に基づいて、単位時間当たりの照射エネルギーを増加させて、前記フレームレートでの放射線撮影を実行制御することを特徴とする放射線画像撮影システム。
　請求項１～６のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システムにおいて、
　前記放射線画像出力系（２９）は、前記放射線（２６）の透過に伴って発生した信号電荷をインターレース方式にて読み出して、前記放射線画像に変換することを特徴とする放射線画像撮影システム。
　請求項１～７のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システムにおいて、
　前記放射線照射系（２８）は、複数の放射線源（３４）を有することを特徴とする放射線画像撮影システム。
　請求項８記載の放射線画像撮影システムにおいて、
　前記放射線照射系（２８）は、複数の放射線源（３４）のうち、それぞれ放射線撮影の照射エネルギーに応じた数の放射線源（３４）で放射線（２６）を照射することを特徴とする放射線画像撮影システム。
　請求項１～９のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システムにおいて、
　前記動き量予測部（１１０）は、静止画撮影中においても、複数のフレーム間での前記被写体（２４）の動き量を予測し、
　前記フレーム数決定部（１１２）は、前記動き量予測部（１１０）にて予測された静止画撮影中における前記被写体（２４）の動き量が、静止画撮影前に予め予測した動き量と異なった場合に、予め決定した合成フレーム数を修正することを特徴とする放射線画像撮影システム。
　放射線源（３４）を有する放射線照射系（２８）と、被写体（２４）を透過した前記放射線源（３４）からの放射線（２６）を放射線画像に変換して出力する放射線画像出力系（２９）と、を有する放射線画像撮影装置（１２）を、設定されたフレームレートで放射線撮影を実行制御する放射線画像撮影方法において、
　静止画撮影要求に基づいて、前記フレームレートでの放射線撮影にて取得した連続する複数のフレーム分の放射線画像を合成して静止画像を生成する静止画生成ステップと、
　前記静止画撮影要求前での前記フレームレートでの放射線撮影にて取得した放射線画像に基づいて、複数のフレーム間での前記被写体（２４）の動き量を検出するステップと、
　検出された前記被写体（２４）の動き量に応じて、前記静止画生成ステップにおいて合成するフレーム数を決定するステップとを有することを特徴とする放射線画像撮影方法。