WO2013042416A1 - 放射線動画処理装置、放射線動画撮影装置、放射線動画撮影システム、放射線動画撮影方法、放射線動画撮影プログラム、及び放射線動画撮影プログラム記憶媒体 - Google Patents

Abstract

　放射線動画撮影において、動画のＡＢＣ制御による画像のちらつきを抑制して目の疲れを軽減できるようにする。撮影システムの濃度調整部が、ＡＢＣ制御部によって制御された放射線量に応じて、非関心領域抽出部によって抽出された非関心領域に対応する部分の増幅器の増幅率を調整する。詳細には、（Ｎ－１）フレームの関心領域（ＲＯＩ）についてＡＢＣ制御部による制御が行われて放射線量が増加された場合には、Ｎフレームでは放射線量の調整に応じてＱＬ値が増加するので、非関心領域に対応する増幅器のゲインを下げる。一方、ＡＢＣ制御部によって放射線量が減少された場合には、Ｎフレームでは放射線量の調整に応じてＱＬ値が減少するので、非関心領域に対応する増幅器のゲインを上げる。

Description

放射線動画処理装置、放射線動画撮影装置、放射線動画撮影システム、放射線動画撮影方法、放射線動画撮影プログラム、及び放射線動画撮影プログラム記憶媒体

　本願は２０１１年９月２２日出願の日本出願第２０１１－２０７５６９号の優先権を主張すると共に、その全文を参照により本明細書に援用する。
　本発明は、放射線動画処理装置、放射線動画撮影装置、放射線動画撮影システム、放射線動画撮影方法、放射線動画撮影プログラム、及び放射線動画撮影プログラム記憶媒体に関する。

　近年、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）アクティブマトリクス基板上に放射線感応層を配置し、放射線量をデジタルデータ（電気信号）に変換できるＦＰＤ（Ｆｌａｔ　Ｐａｎｅｌ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）等の放射線検出器（「電子カセッテ」等という場合がある）が実用化されており、この放射線検出器を用いて、照射された放射線量により表わされる放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置が実用化されている。

　なお、放射線量は、例えば、互換をもって発光量に変換され、その後、電気信号に変換される間接変換方式と、放射線量から直接電気信号に変換される直接変換方式とがあり、適宜選択して採用される。

　このような放射線画像撮影装置では、撮影された画像を表示して医師が病変部の状態を観察することにより診断を行うが、表示された画像を医師が読影しやすくするための技術なども提案されている。

　例えば、特開２００５－１０９７９０号公報に記載の技術では、医用画像の照射野部を対象領域とそれ以外の対象領域とに分けて、対象領域の濃度を明る過ぎない単一濃度に変化することにより、対象外領域のムラを低減して医師が読影しやすい画像を作成することが提案されている。

　また、上記のような放射線画像撮影装置では、一定時間毎に放射線検出器で検出した画像情報を連続して再生することで、所謂動画像を表示する。動画像を撮影する場合、撮影した画像情報に基づき、放射線量を制御して、放射線検出器による検出状態を最適に維持するフィードバック制御（ＡＢＣ「Ａｕｔｏ　Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ」制御）が行われる。

　例えば、特開２０１０－２７３８３４号公報に記載の技術では、画像上の関心領域内の画像レベルが予め設定される画像レベルに略一致するように、次の画像収集タイミングのＸ線条件を求めて、Ｘ線の照射を制御することが提案されている。詳細には、ＴＶカメラのゲイン、平面検出器のゲイン、又は、画像のゲインを調整することにより、関心領域内の画像レベルを設定している。

　しかしながら、動画撮影では一般的に、静止画よりも関心領域（ＲＯＩ：Ｒｅｇｉｏｎ　Ｏｆ　Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）が狭く、ユーザが注視している領域も狭い。そのため、ＡＢＣ制御によって画像全体の輝度が大きく上下するように変動すると、表示された画像のちらつきによってユーザの目の疲れを引き起こす恐れがある。しかし、上記文献に記載の技術では、画像のちらつきについては考慮していない。

　本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、動画のＡＢＣ制御による画像のちらつきを抑制して目の疲れを軽減できる放射線動画処理装置、放射線動画撮影装置、放射線動画撮影システム、放射線動画撮影方法、放射線動画撮影プログラム、及び放射線動画撮影プログラム記憶媒体を提供する。

　本発明の第１の態様に係る放射線動画撮影装置は、設定された設定値に応じた放射線照射エネルギーで放射線を照射する放射線照射部から照射されて被検体を通過した放射線量を、複数の画素を備えた放射線検出器で受け、当該画素毎に受ける放射線量に応じたデジタルの階調信号を出力する放射線画像撮影部から出力される前記階調信号に基づいて、１フレームの静止画像情報を生成すると共に、前記静止画像情報を連続的に複数フレーム組み合わせて動画像情報を生成する画像情報生成部と、前記画像情報生成部で生成された前記動画像情報が示す画像の一部を関心領域として設定する関心領域設定部と、前記階調信号に基づいて、少なくとも１フレームの前記静止画像情報の一部における前記階調信号の演算値が予め定めた範囲の値になるように、前記放射線照射部から照射される前記放射線エネルギーの設定値を所定の制御周期でフィードバック制御する制御部と、前記制御部の前記フィードバック制御によって設定された前記放射線エネルギーの設定値に応じて、濃淡変化を抑制するように、前記関心領域に関与しない領域における画素の濃度を調整する調整部と、を備える。

　本態様の放射線動画撮影装置によれば、放射線照射部では、設定された設定値に応じた放射線照射エネルギーで放射線が照射され、放射線画像撮影部では、放射線照射部から照射されて被検体を通過した放射線量が放射線検出器に照射される。また、放射線検出器では、放射線が照射されると画素毎に受ける放射線量に応じたデジタルの階調信号が出力される。

　また、画像情報生成部では、放射線画像撮影部から出力される階調信号に基づいて、１フレームの静止画像情報が生成されると共に、静止画像情報を連続的に複数フレーム組み合わせて動画像情報が生成され、関心領域設定部では、画像情報生成部で生成された動画像情報が示す画像の一部が関心領域として設定される。

　そして、制御部では、階調信号に基づいて、少なくとも１フレームの静止画像情報の一部における階調信号の演算値が予め定めた範囲の値になるように、放射線照射部から照射される放射線エネルギーの設定値が所定の制御周期でフィードバック制御される（ＡＢＣ制御）。なお、階調信号の演算値は、前記関心領域の階調信号の平均値としてもよく、または重み付けを含む加算に基づく値としてもよい。

　ところで、制御部によってフィードバック制御されることにより、画像のちらつきを生じる。フィードバック制御量が大きくなると画像のちらつきも大きくなるため目の疲れにつながる。

　そこで、調整部では、フィードバック制御によって設定された放射線エネルギーの設定値に応じて、濃淡変化を抑制するように、関心領域に関与しない領域における画素の濃度が調整される。すなわち、関心領域に関与しない領域の濃淡変化が抑制されるので、画像のちらつきも小さくなる。従って、動画の場合のＡＢＣ制御による画像のちらつきを抑制して、ユーザの目の疲れを軽減することができる。

　なお、本態様の前記放射線画像撮影部は、前記階調信号を増幅する増幅部を含み、前記調整部が、前記放射線エネルギーの設定値に応じて、濃淡変化を抑制するように、前記関心領域に関与しない領域に対応する前記増幅部の増幅率を増減するようにしてもよい。
　例えば、本態様の前記調整部は、前記放射線エネルギーの設定値が増加した場合に、前記増幅部の増幅率を減少させ、前記放射線エネルギーの設定値が減少した場合に、増幅部の増幅率を増加させるようにしてもよい。これによって、関心領域に関与しない領域の濃淡変化を抑制することが可能となる。

　また、本態様の前記調整部は、前記放射線エネルギーの設定値の増減量による前記階調信号の増減期待値よりも少ない増減期待値となる増幅率にするようにしてもよい。これによって、関心領域との濃淡差が必要以上に大きくなって見難くなってしまうのを防止することができる。

　また、本態様の前記調整部は、前記放射線エネルギーの設定値に応じて、濃淡変化を抑制するように、少なくとも前記関心領域に関与しない画素の値を増減するようにしてもよい。
　例えば、本態様の前記調整部は、前記放射線エネルギーの設定値が増加した場合に、少なくとも前記関心領域に関与しない画素の値を減少させ、前記放射線エネルギーの設定値が減少した場合には、少なくとも前記関心領域に関与しない画素の値を増加させるようにしてもよい。これによって、関心領域に関与しない領域の濃淡変化を抑制することが可能となる。

　また、本態様の前記調整部は、前記放射線エネルギーの設定値の増加量による前記階調信号の増減期待値よりも少ない増減期待値となる値を増減するようにしてもよい。これによって、関心領域との濃淡差が必要以上に大きくなって見難くなってしまうのを防止することができる。

　また、本態様の前記調整部は、前記動画像情報を構成する複数の静止画像情報の階調変化の時定数よりも遅いタイミングで、濃淡変化を抑制するように、少なくとも前記関心領域に関与しない領域における画素の濃度を調整するようにしてもよい。これによって、調整部による急激な濃淡変化を抑制することが可能となる。

　さらに、本態様の前記調整部は、前記関心領域に関与しない領域として、前記関心領域を含む帯状領域以外または前記関心領域以外の非関心領域に対応する画素の濃度を調整するようにしてもよい。

　なお、本発明の第２の態様は、設定された設定値に応じた放射線照射エネルギーで放射線を照射する放射線照射部から照射されて被検体を通過した放射線量を、複数の画素を備えた放射線検出器で受け、当該画素毎に受ける放射線量に応じたデジタルの階調信号を出力する放射線画像撮影部と、第１の態様の放射線動画処理装置と、を備えた放射線動画撮影装置であってよい。
　本発明の第３の態様は或いは、設定された設定値に応じた放射線照射エネルギーで放射線を照射する放射線照射部と、第２の態様の放射線動画撮影装置と、を備えた放射線動画撮影システムであってよい。

　一方、本発明の第４の態様に係る放射線動画撮影方法は、設定された設定値に応じた放射線エネルギーで被検体に向けて放射線照射部から放射線を照射し、被検体を通過した放射線量を、複数の画素を備えた放射線検出器で受け、当該画素毎に受ける放射線量に応じたデジタルの階調信号に基づいて、１フレームの静止画像情報を生成し、前記静止画像情報を連続的に複数フレーム組み合わせて動画像情報を生成して、生成した前記動画像情報が示す画像の一部を関心領域として設定し、前記階調信号に基づいて、少なくとも１フレームの前記静止画像情報の一部における前記階調信号の演算値が予め定めた範囲の値になるように、前記放射線エネルギーの設定値を所定の制御周期でフィードバック制御する制御部の前記フィードバック制御によって設定された前記放射線エネルギーの設定値に応じて、濃淡変化を抑制するように、前記関心領域に関与しない領域における画素の濃度を調整する。

　本態様の放射線動画撮影方法によれば、設定された設定値に応じた放射線エネルギーで被検体に向けて放射線を照射し、被検体を通過した放射線量を、複数の画素を備えた放射線検出器で受ける。

　また、放射線検出器の画素毎に受ける放射線量に応じたデジタルの階調信号に基づいて、静止画像情報を生成すると共に、１フレームの前記静止画像情報を連続的に複数フレーム組み合わせて動画像情報を生成して、生成した動画像情報が示す画像の一部を関心領域として設定する。

　ところで、上述のように制御部によってフィードバック制御されることにより、画像のちらつきを生じる。フィードバック制御量が大きくなると画像のちらつきも大きくなるため目の疲れにつながる。

　そこで、制御部のフィードバック制御によって設定された放射線エネルギーの設定値に応じて、濃淡変化を抑制するように、関心領域に関与しない領域における画素の濃度を調整する。すなわち、関心領域に関与しない領域の濃淡変化が抑制されるので、画像のちらつきも小さくなる。従って、動画の場合のＡＢＣ制御による画像のちらつきを抑制して、ユーザの目の疲れを軽減することができる。なお、階調信号の演算値は、前記関心領域の階調信号の平均値としてもよく、または重み付けを含む加算に基づく値としてもよい。

　また、本態様の方法は、前記階調信号を増幅部により増幅することを含み、前記放射線エネルギーの設定値に応じて、濃淡変化を抑制するように、前記増幅部の増幅率を増減するようにしてもよい。
　例えば、本態様の方法において、前記放射線エネルギーの設定値が増加した場合に、前記増幅部の増幅率を減少させ、前記放射線エネルギーの設定値が減少した場合に、増幅部の増幅率を増加させるようにしてもよい。これによって、関心領域に関与しない領域の濃淡変化を抑制することが可能となる。

　また、本態様の方法において、前記放射線エネルギーの設定値の増減量による前記階調信号の増減期待値よりも少ない増減期待値となる増幅率にするようにしてもよい。これによって、関心領域との濃淡差が必要以上に大きくなって見難くなってしまうのを防止することができる。

　また、本態様の方法において、前記放射線エネルギーの設定値に応じて、濃淡変化を抑制するように、少なくとも前記関心領域に関与しない画素の値を増減するようにしてもよい。
　例えば、本態様の方法において、前記放射線エネルギーの設定値が増加した場合に、少なくとも前記関心領域に関与しない画素の値を減少させ、前記放射線エネルギーの設定値が減少した場合には、少なくとも前記関心領域に関与しない画素の値を増加させるようにしてもよい。これによって、関心領域に関与しない領域の濃淡変化を抑制することが可能となる。

　また、本態様の方法において、前記放射線エネルギーの設定値の増加量による前記階調信号の増減期待値よりも少ない増減期待値となる値を増減するようにしてもよい。これによって、関心領域との濃淡差が必要以上に大きくなって見難くなってしまうのを防止することができる。

　また、本態様の方法において、前記動画像情報を構成する複数の静止画像情報の階調変化の時定数よりも遅いタイミングで、濃淡変化を抑制するように、少なくとも前記関心領域に関与しない領域における画素の濃度を調整するようにしてもよい。これによって、調整部による急激な濃淡変化を抑制することが可能となる。

　さらに、本態様の方法において、前記関心領域に関与しない領域として、前記関心領域を含む帯状領域以外または前記関心領域以外の非関心領域に対応する画素の濃度を調整するようにしてもよい。

　一方、本発明の第５の態様に係る放射線動画撮影プログラムは、コンピュータを第１の態様に係る放射線動画処理装置を構成する各部として機能させるためのものである。

　従って、本態様によれば、コンピュータを第１の態様の放射線動画処理装置を構成する各部として機能させることができるので、第１の態様と同様に、動画の場合のＡＢＣ制御による画像のちらつきを抑制して、ユーザの目の疲れを軽減することができる。
　本発明の第６の態様は、コンピュータに放射線動画撮影処理を実行させるプログラムを記憶した持続性コンピュータ可読記憶媒体であって、前記放射線動画撮影処理が、設定された設定値に応じた放射線エネルギーで被検体に向けて放射線照射部から放射線を照射し、被検体を通過した放射線量を、複数の画素を備えた放射線検出器で受けることで取得された当該画素毎に受ける放射線量に応じたデジタルの階調信号に基づいて、１フレームの静止画像情報を生成し、前記静止画像情報を連続的に複数フレーム組み合わせて動画像情報を生成して、生成した前記動画像情報が示す画像の一部を関心領域として設定し、前記階調信号に基づいて、少なくとも１フレームの前記静止画像情報の一部における前記階調信号の演算値が予め定めた範囲の値になるように、前記放射線エネルギーの設定値を所定の制御周期でフィードバック制御する制御部の前記フィードバック制御によって設定された前記放射線エネルギーの設定値に応じて、濃淡変化を抑制するように、前記関心領域に関与しない領域における画素の濃度を調整することを含むものであってよい。
　本態様によれば、コンピュータに第４の態様の放射線動画処理方法を実行させることができるので、第４の態様と同様に、動画の場合のＡＢＣ制御による画像のちらつきを抑制して、ユーザの目の疲れを軽減することができる。

　以上説明した如く本発明の各態様では、主として動画撮影する場合に、ＡＢＣ制御による画像のちらつきを抑制して、ユーザの目の疲れを軽減することができる、という優れた効果を有する。

実施の形態に係る放射線情報システムの構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る放射線画像撮影システムの放射線撮影室における各装置の配置状態の一例を示す側面図である。 実施の形態に係る放射線検出器の３画素部分の概略構成を示す断面模式図である。 実施の形態に係る撮影システムの制御ブロック図である。 実施の形態に係る撮影システムにおける、放射線画像撮影のための制御系に特化した機能ブロック図である。 第１実施形態に係る信号取得部及び濃度調整部を示す図である。 非関心領域に対応する増幅器の増幅率のみを調整して、関心領域を含む帯状部分を除く非関心領域の増幅率を調整する例を説明するための図である。 関心領域以外の全ての非関心領域の増幅率を調整する例を説明するための図である。 実施の形態に係る放射線画像撮影準備制御ルーチンを示すフローチャートである。 実施の形態に係る放射線照射制御ルーチンを示すフローチャートである。 実施の形態に係る画像処理制御ルーチンを示すフローチャートである。 第１実施形態に係る濃度調整部の濃度調整制御ルーチンを示すフローチャートである。 第２実施形態に係る濃度調整部の構成を示す機能ブロック図である。 第２実施形態に係る濃度調整部の濃度調整制御ルーチンを示すフローチャートである。

　図１は、本実施の形態に係る放射線情報システム（以下、「ＲＩＳ」（Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）という。）１０の概略構成図である。このＲＩＳ１０は、静止画に加え、動画を撮影することが可能である。なお、動画の定義は、静止画を高速に次々と表示して、動画として認知させることを言い、静止画を撮影し、電気信号に変換し、伝送して当該電気信号から静止画を再生する、というプロセスを高速に繰り返すものである。従って、前記「高速」の度合いによって、予め定められた時間内に同一領域（一部又は全部）を複数回撮影し、かつ連続的に再生する、所謂「コマ送り」も動画に包含されるものとする。

　ＲＩＳ１０は、放射線科部門内における、診療予約、診断記録等の情報管理を行うためのシステムであり、病院情報システム（以下、「ＨＩＳ」（Ｈｏｓｐｉｔａｌ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）という。）の一部を構成する。

　ＲＩＳ１０は、複数台の撮影依頼端末装置（以下、「端末装置」という。）１２、ＲＩＳサーバー１４、および病院内の放射線撮影室（あるいは手術室）の個々に設置された複数の放射線画像撮影システム（以下、「撮影システム」という。）１６を有しており、これらが有線や無線のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）等から成る病院内ネットワーク１８に各々接続されて構成されている。なお、病院内ネットワーク１８には、ＨＩＳ全体を管理するＨＩＳサーバー（図示省略）が接続されている。また、前記放射線画像撮影システム１６は、単一、或いは３以上の設備であってもよく、図１では、撮影室毎に設置しているが、単一の撮影室に２台以上の放射線画像撮影システム１６を配置してもよい。

　端末装置１２は、医師や放射線技師が、診断情報や施設予約の入力、閲覧等を行うためのものであり、放射線画像の撮影依頼や撮影予約は、この端末装置１２を介して行われる。各端末装置１２は、表示装置を有するパーソナル・コンピュータを含んで構成され、ＲＩＳサーバー１４と病院内ネットワーク１８を介して相互通信が可能とされている。

　一方、ＲＩＳサーバー１４は、各端末装置１２からの撮影依頼を受け付け、撮影システム１６における放射線画像の撮影スケジュールを管理するものであり、データベース１４Ａを含んで構成されている。

　データベース１４Ａは、被検体としての患者（被検者）の属性情報（氏名、性別、生年月日、年齢、血液型、体重、患者ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等）、病歴、受診歴、過去に撮影した放射線画像等の患者に関する情報、撮影システム１６で用いられる、後述する電子カセッテ２０の識別番号（ＩＤ情報）、型式、サイズ、感度、使用開始年月日、使用回数等の電子カセッテ２０に関する情報、および電子カセッテ２０を用いて放射線画像を撮影する環境、すなわち、電子カセッテ２０を使用する環境（一例として、放射線撮影室や手術室等）を示す環境情報を含んで構成されている。

　なお、医療機関が管理する医療関連データをほぼ永久に保管し、必要なときに、必要な場所から瞬時に取り出すシステム（「医療クラウド」等と言う場合がある）を利用して、病院外のサーバーから、患者（被検者）の過去の個人情報等を入手するようにしてもよい。

　撮影システム１６は、ＲＩＳサーバー１４からの指示に応じて医師や放射線技師の操作により放射線画像の撮影を行う。撮影システム１６は、放射線照射制御ユニット２２（図４参照）の制御により放射線Ｘを照射する放射線照射源２２Ａから、照射条件に従った線量とされた放射線Ｘを被検者に照射する放射線発生装置２４と、被検者の撮影対象部位を透過した放射線Ｘを吸収して電荷を発生し、発生した電荷量に基づいて放射線画像を示す画像情報を生成する放射線検出器２６（図３参照）を内蔵する電子カセッテ２０と、電子カセッテ２０に内蔵されているバッテリを充電するクレードル２８と、電子カセッテ２０および放射線発生装置２４を制御するコンソール３０と、を備えている。

　コンソール３０は、ＲＩＳサーバー１４からデータベース１４Ａに含まれる各種情報を取得して後述するＨＤＤ８８（図４参照。）に記憶し、必要に応じて当該情報を用いて、電子カセッテ２０および放射線発生装置２４の制御を行う。

　図２には、本実施の形態に係る撮影システム１６の放射線撮影室３２における各装置の配置状態の一例が示されている。

　図２に示される如く、放射線撮影室３２には、立位での放射線撮影を行う際に用いられる立位台３４と、臥位での放射線撮影を行う際に用いられる臥位台３６とが設置されており、立位台３４の前方空間は立位での放射線撮影を行う際の被検者３８の撮影位置とされ、臥位台３６の上方空間は臥位での放射線撮影を行う際の被検者４０の撮影位置とされている。

　立位台３４には電子カセッテ２０を保持する保持部４２が設けられており、立位での放射線画像の撮影を行う際には、電子カセッテ２０が保持部４２に保持される。同様に、臥位台３６には電子カセッテ２０を保持する保持部４４が設けられており、臥位での放射線画像の撮影を行う際には、電子カセッテ２０が保持部４４に保持される。

　また、放射線撮影室３２には、単一の放射線照射源２２Ａからの放射線によって立位での放射線撮影も臥位での放射線撮影も可能とするために、放射線照射源２２Ａを、水平な軸回り（図２の矢印Ａ方向）に回動可能で、鉛直方向（図２の矢印Ｂ方向）に移動可能で、さらに水平方向（図２の矢印Ｃ方向）に移動可能に支持する支持移動機構４６が設けられている。この図２の矢印Ａ～Ｃ方向へ放射線照射源２２Ａを移動（回動を含む）させる駆動源は、支持移動機構４６に内蔵されており、ここでは、図示を省略する。

　一方、クレードル２８には、電子カセッテ２０を収納可能な収容部２８Ａが形成されている。

　電子カセッテ２０は、未使用時にはクレードル２８の収容部２８Ａに収納された状態で内蔵されているバッテリに充電が行われ、放射線画像の撮影時には放射線技師等によってクレードル２８から取り出され、撮影姿勢が立位であれば立位台３４の保持部４２に保持され、撮影姿勢が臥位であれば臥位台３６の保持部４４に保持される。

　ここで、本実施の形態に係る撮影システム１６では、図４に示される如く、放射線発生装置２４とコンソール３０との間、および電子カセッテ２０とコンソール３０との間で、無線通信によって各種情報の送受信を行う（詳細後述）。

　なお、電子カセッテ２０は、立位台３４の保持部４２や臥位台３６の保持部４４で保持された状態のみで使用されるものではなく、その可搬性から、腕部，脚部等を撮影する際には、保持部に保持されていない状態で使用することもできる。

　図３は、電子カセッテ２０に装備される放射線検出器２６の３画素部分の構成を概略的に示す断面模式図である。

　図３に示される如く、放射線検出器２６は、絶縁性の基板５０上に、信号出力部５２、センサ部５４（ＴＦＴ基板７４）、およびシンチレータ５６が順次積層しており、信号出力部５２、センサ部５４によりＴＦＴ基板７４の画素群が構成されている。すなわち、複数の画素は、基板５０上にマトリクス状に配列されており、各画素における信号出力部５２とセンサ部５４とが重なりを有するように構成されている。なお、信号出力部５２とセンサ部５４との間には、絶縁膜５３が介在されている。

　シンチレータ５６は、センサ部５４上に透明絶縁膜５８を介して形成されており、上方（基板５０の反対側）または下方から入射してくる放射線を光に変換して発光する蛍光体を成膜したものである。このようなシンチレータ５６を設けることで、被写体を透過した放射線を吸収して発光することになる。

　シンチレータ５６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２６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５６に用いる蛍光体としては、具体的には、放射線として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４００ｎｍ～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。

　センサ部５４は、上部電極６０、下部電極６２、および当該上下の電極間に配置された光電変換膜６４を有し、光電変換膜６４は、シンチレータ５６が発する光を吸収して電荷が発生する有機光電変換材料により構成されている。

　上部電極６０は、シンチレータ５６により生じた光を光電変換膜６４に入射させる必要があるため、少なくともシンチレータ５６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６０としてＡｕなど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６０は、全画素で共通の一枚構成としてもよく、画素毎に分割してもよい。

　光電変換膜６４は、有機光電変換材料を含み、シンチレータ５６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。このように有機光電変換材料を含む光電変換膜６４であれば、可視域にシャープな吸収スペクトルを持ち、シンチレータ５６による発光以外の電磁波が光電変換膜６４に吸収されることがほとんどなく、Ｘ線等の放射線が光電変換膜６４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。

　光電変換膜６４を構成する有機光電変換材料は、シンチレータ５６で発光した光を最も効率よく吸収するために、その吸収ピーク波長が、シンチレータ５６の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光電変換材料の吸収ピーク波長とシンチレータ５６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５６から発された光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光電変換材料の吸収ピーク波長と、シンチレータ５６の放射線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電変換材料としては、例えばキナクリドン系有機化合物およ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、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、シンチレータ５６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６４で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。

　各画素を構成するセンサ部５４は、少なくとも下部電極６２、光電変換膜６４、および上部電極６０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６６および正孔ブロッキング膜６８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６６は、下部電極６２と光電変換膜６４との間に設けることができ、下部電極６２と上部電極６０間にバイアス電圧を印加したときに、下部電極６２から光電変換膜６４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６６には、電子供与性有機材料を用いることができる。

　正孔ブロッキング膜６８は、光電変換膜６４と上部電極６０との間に設けることができ、下部電極６２と上部電極６０間にバイアス電圧を印加したときに、上部電極６０から光電変換膜６４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６８には、電子受容性有機材料を用いることができる。

　信号出力部５２は、下部電極６２に対応して、下部電極６２に移動した電荷を蓄積するコンデンサ７０と、コンデンサ７０に蓄積された電荷を電気信号に変換して出力する電界効果型薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、単に薄膜トランジスタという場合がある。）７２が形成されている。コンデンサ７０および薄膜トランジスタ７２の形成された領域は、平面視において下部電極６２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、各画素における信号出力部５２とセンサ部５４とが厚さ方向で重なりを有することとなる。なお、放射線検出器２６（画素）の平面積を最小にするために、コンデンサ７０および薄膜トランジスタ７２の形成された領域が下部電極６２によって完全に覆われていることが望ましい。

　図４は、本実施の形態に係る撮影システム１６の制御ブロック図である。

　コンソール３０は、サーバー・コンピュータとして構成されており、操作メニューや撮影された放射線画像等を表示するディスプレイ８０と、複数のキーを含んで構成され、各種の情報や操作指示が入力される操作パネル８２と、を備えている。

　また、本実施の形態に係るコンソール３０は、装置全体の動作を司るＣＰＵ８４と、制御プログラムを含む各種プログラム等が予め記憶されたＲＯＭ８６と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ８７と、各種データを記憶して保持するＨＤＤ（ハードディスク・ドライブ）８８と、ディスプレイ８０への各種情報の表示を制御するディスプレイドライバ９２と、操作パネル８２に対する操作状態を検出する操作入力検出部９０と、を備えている。

　また、コンソール３０は、無線通信により、画像処理装置２３及び放射線発生装置２４との間で後述する照射条件等の各種情報の送受信を行うと共に、電子カセッテ２０との間で画像データ等の各種情報の送受信を行うＩ／Ｆ（例えば、無線通信部）９６及びＩ／Ｏ９４を備えている。

　ＣＰＵ８４、ＲＯＭ８６、ＲＡＭ８７、ＨＤＤ８８、ディスプレイドライバ９２、操作入力検出部９０、Ｉ／Ｏ９４、無線通信部９６は、システムバスやコントロールバス等のバス９８を介して相互に接続されている。従って、ＣＰＵ８４は、ＲＯＭ８６、ＲＡＭ８７、ＨＤＤ８８へのアクセスを行うことができると共に、ディスプレイドライバ９２を介したディスプレイ８０への各種情報の表示の制御、および無線通信部９６を介した放射線発生装置２４および電子カセッテ２０との各種情報の送受信の制御を各々行うことができる。また、ＣＰＵ８４は、操作入力検出部９０を介して操作パネル８２に対するユーザの操作状態を把握することができる。

　一方、画像処理装置２３は、コンソール３０との間で照射条件等の各種情報を送受信するＩ／Ｆ（例えば無線通信部）１００と、照射条件に基づいて、電子カセッテ２０及び放射線発生装置２４を制御する画像処理制御ユニット１０２と、を備えている。また、放射線発生装置２４は、放射線照射源２２Ａからの放射線照射を制御する放射線照射制御ユニット２２を備えている。

　画像処理制御ユニット１０２は、システム制御部１０４、パネル制御部１０６、画像処理制御部１０８を備え、相互にバス１１０によって情報をやりとりしている。パネル制御部１０６では、前記電子カセッテ２０からの情報を、無線又は有線により受け付け、画像処理制御部１０８で画像処理が施される。

　一方、システム制御部１０４は、コンソール３０から照射条件には管電圧、管電流等の情報を受信し、受信した照射条件に基づいて放射線照射制御ユニット２２の放射線照射源２２Ａから放射線Ｘを照射させる制御を行う。

　ところで、放射線画像を撮影するにあたり、全撮影領域に対して、注目するべき領域（関心領域）が限定される場合がある。例えば、特に動画撮影の場合、ほぼ静止している臓器や骨格が注目される画像である場合は少ない。言い換えれば、例えば、心臓等、鼓動している臓器、或いは、血管内を案内されて移動するカテーテル管等が注目される画像である場合が多い。

　このため、本実施の形態における、撮影システム１６では、撮影画像の動作状態に基づいて、自動的に関心領域を設定する機能を備えており、撮影指示があると、放射線画像撮影準備制御の後、関心領域（以下、「ＲＯＩ」という場合がある）を設定するための制御が実行されるようになっている。なお、表示された画像を指示することにより手動でＲＯＩを設定するようにしてもよい。

　また、本実施の形態の撮影システム１６では、ＡＢＣ「Ａｕｔｏ　Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ」制御によって、被検者への放射線の放射線量をフィードバック補正して、適正な画像情報を得ることがなされている。この場合、撮影初期では、実際に照射される放射線量と、適正な画像情報を得るための放射線量との間に大きな開きがあると、振幅の激しいフィードバック制御が繰り返され、徐々に収束していくため、収束するまでは放射線量の増減によってディスプレイ８０の表示画面がちらつくので目の疲れにつながる。

　そこで、本実施の形態では、ＡＢＣ制御の際の画像のちらつきを軽減するために、ＡＢＣ制御による放射線量（放射線エネルギー）に応じて、濃淡変化を抑制するように、関心領域に関与しない領域における画素の濃度を調整するようになっている。具体的には、ＡＢＣ制御によって放射線量が増加された場合には、関心領域に関与しない領域における濃度が低下するように画素の濃度を調整し、ＡＢＣ制御によって放射線量が低下された場合には、関心領域に関与しない領域における濃度が増加するように画素の濃度を調整するようにしている。このように濃淡を調整することで得られる階調信号（以下、ＱＬ値という場合がある）は、ＡＢＣ制御による関心領域に関与しない領域の濃淡変化が小さくなるので、画像のちらつきを抑制することができる。なお、ＱＬ値は、放射線を照射して得られた放射線画像のフィルムの濃度に相当する値であり、階調信号そのものであってもよいし、階調信号に対して所定の処理を行った信号であってもよい。

　図５は、撮影システム１６（主として、電子カセッテ２０、コンソール３０、画像処理装置２３、放射線発生装置２４）における、放射線画像撮影（ＲＯＩ設定を含む）のための制御系に特化した機能ブロック図である。なお、このブロック図は、放射線画像撮影制御を機能別に分類したものであり、ハード構成を限定するものではない。

　撮影システム１６は、図５に示すように、放射線量照射制御ユニット２２、放射線量調整部１２０、ＴＦＴ基板７４、信号取得部１２２、濃度調整部１２４、関心領域（ＲＯＩ）設定部１３８、関心領域抽出部１４０、非関心領域抽出部１２６、静止画像生成部１２８、動画編集部１３０、ディスプレイドライバ９２、ディスプレイ８０、平均ＱＬ値演算部１３２、ＡＢＣ制御部１３４、及び基準ＱＬ値メモリ１３６の機能を有する。なお、上述したように、図５に示される各機能部のハード構成は限定されない。即ち、放射線量調整部１２０、濃度調整部１２４、関心領域（ＲＯＩ）設定部１３８、関心領域抽出部１４０、非関心領域抽出部１２６、静止画像生成部１２８、動画編集部１３０、平均ＱＬ値演算部１３２、ＡＢＣ制御部１３４、及び基準ＱＬ値メモリ１３６は、コンソール３０、画像処理装置２３、放射線発生装置２４のいずれに配置されてもよい。

　放射線照射制御ユニット２２では、放射線量調整部１２０によって調整された放射線量に基づいて、放射線照射源２２Ａから放射線を照射する。

　放射線照射制御ユニット２２から被験者に照射された放射線は、被験者を透過して電子カセッテ２０の放射線検出器２６（図３参照）へ至るようになっている。放射線検出器２６では、蛍光体膜５６（図３参照）によって放射線量に応じた光量の光で発光し、ＴＦＴ基板７４によって光電変換されて階調信号が生成される。

　信号取得部１２２では、ＴＦＴ基板７４によって生成された階調信号を取得して濃度調整部１２４へ送出する。なお、この光電変換信号は、アナログ信号であってもよいし、電子カセッテ２０内の制御部において、デジタル信号に変換した後の信号であってもよい。

　濃度調整部１２４では、ＡＢＣ制御による放射線量（放射線エネルギー）に応じて、濃淡変化を抑制するように、関心領域に関与しない領域における画素の濃度を調整する。

　静止画像生成部１２８では、１フレーム分の階調信号に基づいて静止画像を順次生成する。なお、動画像撮影の場合と静止画撮影の場合とでは、電子カセッテ２０から送られる光電変換信号そのものが異なり、例えば、本実施の形態のように、動画像撮影の場合には、転送速度を優先するため、ビニング処理がなされる。一方、仮に、静止画撮影をする場合には、画質を優先するため、ＴＦＴ基板７４における最大の画素数に基づく画像データが生成される。

　動画編集部１３０では、静止画像生成部１２８によって生成された１フレーム毎の画像データを組み合わせて動画編集を行う。編集された動画像は、ディスプレイドライバ９２を介してディスプレイ８０に表示されるようになっている。なお、静止画を表する場合には、静止画像生成部１２８によって生成された静止画がディスプレイドライバ９２を介してディスプレイ８０に表示されるようになっている。

　また、関心領域（ＲＯＩ）設定部１３８では、パターンマッチングや、移動量が大きい領域の検出などを行うことにより、関心領域を設定する。なお、ユーザの操作によって関心領域を設定するようにしてもよい。

　非関心領域抽出部１２６では、関心領域（ＲＯＩ）設定部１３８によって設定された関心領域に基づいて、非関心領域の部分を抽出し、関心領域抽出部１４０では、関心領域（ＲＯＩ）設定部１３８によって設定された関心領域の部分を抽出する。

　平均ＱＬ値演算部１３２では、動画像の各フレーム（或いは、適宜抜き取った１フレーム）における関心領域のＱＬ値の平均値を演算する。平均値ＱＬ値演算部１３２の演算結果は、ＡＢＣ制御部１３４へ送出されるようになっている。

　ＡＢＣ制御部１３４では、平均ＱＬ値演算部１３２によって演算されたＱＬ平均値と、基準ＱＬ値メモリ１３６に格納された基準ＱＬ値とを比較して、ＱＬ平均値を基準ＱＬ値に収束させるための補正情報ΔＸを生成する。この補正情報ΔＸは、放射線照射源２２Ａから照射される放射線量（放射線エネルギー）を増減させるための補正係数として適用される。

　ＡＢＣ制御部１３４で生成された補正情報ΔＸは、放射線量調整部１２０へ送出される。放射線量調整部１２０では、補正情報ΔＸに基づいて放射線量ＸＮを増減させる（ＸＮ←ＸＮ×ΔＸ）。すなわち、放射線量調整部１２０は、照射指示があった時点では、予め定めた初期値から照射を開始し、補正情報ΔＸに基づいて放射線量を増減して、基準ＱＬ値になるように補正する。なお、本実施の形態では、放射線量ＸＮの補正の際、補正情報ΔＸを乗（除）算の係数としたが、加（減）算係数（ＸＮ←ＸＮ＋ΔＸＮ）としてもよい。

　なお、本実施の形態では、１フレームのＱＬ値の平均値が基準ＱＬ値になるようにＡＢＣ制御部１３４によって放射線量を補正するものとして説明するが、ＡＢＣ制御部１３４は、少なくとも１フレームの静止画像情報の一部における階調信号の平均値に代表される演算値が予め定めた範囲の値になるように放射線量を補正するようにしてもよい。例えば、ＡＢＣ制御部１３４は、１フレームの階調信号の発生頻度をヒストグラム（例えば、横軸を階調信号とし、縦軸をその発生頻度としたヒストグラム）にしたときに、発生頻度が最大の階調（或いは最大の階調を含む所定の範囲の階調）が予め定めた範囲の値に収まるように放射線量を補正するようにしてもよいし、１フレームの静止画像情報の一部における階調信号の平均値以外の他の演算値（階調信号の加算値等）が予め定めた値（又は予め定めた範囲の値）になるように放射線量を補正するようにしてもよい。演算値として階調信号の加算値を用いる場合、例えば、１フレームの静止画像情報における階調信号に対して対応する画素位置等に応じて重み付けを行い、重み付け後の階調信号を加算した値を用いてもよい。重み付けは、関心領域（ＲＯＩ）の中央部において重み付け係数を高くし、周辺部に向かうに従って重み付け係数を低くするものであってもよく、この重み付け係数の設定は段階的（例えば２段階等）であっても、関数により定義された連続的に変化するものであってもよい。

　続いて、上述の濃度調整部１２４が画素の濃度を調整するための詳細な構成について説明する。

（第１実施形態）

　本実施形態では、ＡＢＣ制御の際の画像のちらつきを軽減するために、ＴＦＴ基板７４から光電変換信号を取得して増幅器で増幅する際に、ＡＢＣ制御による放射線量に応じて増幅率を制御することにより、画素の濃度を調整するようにしたものである。

　増幅率を制御する構成として、上述の信号取得部１２２及び濃度調整部１２４について説明する。図６は、第１実施形態に係る信号取得部１２２及び濃度調整部１２４を示す図である。

　図６に示すように、信号取得部１２２は、増幅器１１２及びＡ／Ｄコンバータ１１４を備えている。増幅器１１２は、ＴＦＴ基板７４に接続されており、ＴＦＴ基板７４から出力される光電変換信号を増幅する。

　Ａ／Ｄコンバータ１１４は、増幅器１１２によって増幅されたアナログの光電変換信号をデジタル信号に変換して階調信号として濃度調整部１２４へ出力するようになっている。なお、Ａ／Ｄコンバータ１１４は、信号取得部１２２に含む構成として説明するが、濃度調整部１２４に含む構成としてもよい。

　濃度調整部１２４は、ＡＢＣ制御部１３４によって制御された放射線量に応じて、非関心領域抽出部１２６によって抽出された非関心領域に対応する部分の増幅器１１２の増幅率を調整する。詳細には、（Ｎ－１）フレームの関心領域（ＲＯＩ）についてＡＢＣ制御部１３４による制御が行われて放射線量が増加された場合には、Ｎフレームでは放射線量の調整に応じてＱＬ値が増加するので、非関心領域に対応する増幅器１１２のゲインを下げる。一方、ＡＢＣ制御部１３４によって放射線量が減少された場合には、Ｎフレームでは放射線量の調整に応じてＱＬ値が減少するので、非関心領域に対応する増幅器１１２のゲインを上げる。このとき、ゲインの上下幅としては、関心領域と非関心領域の濃淡差が必要以上に大きくなって見難くなってしまうのを防止するために、ＡＢＣ制御による放射線量の増減によるＱＬ値変化期待値よりも少ない増幅率を設定するが、予め定めた基準の増幅率に対して所定量を増減するようにしてもよい。

　なお、濃度調整部１２４が非関心領域の増幅器１１２の増幅率を調整する場合には、図７に示すように、関心領域を含む帯状領域以外の非関心領域に対応する増幅器１１２の増幅率のみを調整するようにしてもよいし、図８に示すように、関心領域を含む帯状領域以外の非関心領域に対応する増幅器１１２の増幅率を調整すると共に、ＴＦＴ基板７４が関心領域（ＲＯＩ）に対応する領域をスキャン中の増幅率についても調整することにより、関心領域以外の全ての非関心領域の増幅率を調整するようにしてもよい。

　続いて、本実施の形態の作用を図９～図１２のフローチャートに従い説明する。

　図９は、放射線画像撮影準備制御ルーチンを示すフローチャートである。

　ステップ２００では、コンソール３０において撮影指示があったか否かが判断され、該判定が否定された場合にはこのルーチンは終了し、肯定された場合にはステップ２０２へ移行する。

　ステップ２０２では、初期情報入力画面がディスプレイ８０に表示されてステップ２０４へ移行する。すなわち、予め定められた初期情報入力画面をディスプレイ８０により表示させるようにディスプレイドライバ９２を制御する。

　ステップ２０４では、コンソール３０において所定情報が入力されたか否かが判定され、該判定が肯定されるまで待機してステップ２０６へ移行する。初期情報入力画面では、例えば、これから放射線画像の撮影を行う被検者の氏名、撮影対象部位、撮影時の姿勢、および撮影時の放射線Ｘの照射条件（本実施の形態では、放射線Ｘを照射する際の管電圧および管電流）の入力を促すメッセージと、これらの情報の入力領域が表示される。

　初期情報入力画面がディスプレイ８０に表示されると、撮影者は、撮影対象とする被検者の氏名、撮影対象部位、撮影時の姿勢、および照射条件を、各々対応する入力領域に操作パネル８２を介して入力する。

　撮影者は、被検者と共に放射線撮影室３２に入室し、例えば、臥位である場合は、対応する臥位台３６の保持部４４に電子カセッテ２０を保持させると共に放射線照射源２２Ａを対応する位置に位置決めした後、被検者を所定の撮影位置に位置（ポジショニング）させる。なお、撮影対象部位が腕部、脚部等の電子カセッテ２０を保持部に保持させない状態で放射線画像の撮影を行う場合は、当該撮影対象部位を撮影可能な状態に被検者、電子カセッテ２０、および放射線照射源２２Ａを位置決め（ポジショニング）させる。

　その後、撮影者は、放射線撮影室３２を退室し、例えば、初期情報入力画面の下端近傍に表示されている終了ボタンを、操作パネル８２を介して指定する。撮影者によって終了ボタンが指定されると、前記ステップ２０４が肯定されてステップ２０６へ移行する。なお、図９のフローチャートでは、ステップ２０４を無限ループとしたが、操作パネル８２上に設けたキャンセルボタンの操作によって、強制終了させるようにしてもよい。

　ステップ２０６では、上記初期情報入力画面において入力された情報（以下、「初期情報」という。）を電子カセッテ２０に無線通信部９６を介して送信した後、次のステップ２０８へ移行して、前記初期情報に含まれる照射条件を放射線発生装置２４へ無線通信部９６を介して送信することにより当該照射条件を設定する。これに応じて放射線発生装置２４の画像処理制御ユニット１０２は、受信した照射条件での照射準備を行う。

　次のステップ２１０では、ＡＢＣ制御部１３４によるＡＢＣ制御の起動を指示し、次いで、ステップ２１２へ移行して、放射線の照射開始を指示する指示情報を放射線発生装置２４へ無線通信部９６を介して送信し、このルーチンは終了する。

　次に、図１０のフローチャートに従い、放射線照射制御の流れを説明する。図１０は、放射線照射制御ルーチンを示すフローチャートである。

　ステップ３００では、放射線発生装置２４（またはシステム制御部１０４）において照射開始指示があった否かが判断され、否定判定された場合はこのルーチンは終了し、肯定判定された場合はステップ３０２へ移行する。

　ステップ３０２では、放射線量調整部１２０により定常時放射線量（初期値）ＸＮが読み出されて、ステップ３０４へ移行する。

　ステップ３０４では、放射線照射源２２Ａにおいて、読み出された定常時放射線量で照射が開始されてステップ３０６へ移行する。すなわち、コンソール３０から受信した照射上限に応じた管電圧及び管電流を放射線発生装置２４に印加することにより、放射線照射源２２Ａからの照射を開始する。放射線照射源２２Ａから射出された放射線Ｘは、被検者を透過した後に電子カセッテ２０に到達する。

　ステップ３０６では、現在格納されている放射線量補正情報が読み出されてステップ３０６へ移行する。この放射線量補正情報は、ＡＢＣ制御によって生成されるものであり、補正係数ΔＸとして格納されている。

　次のステップ３０８では、ＡＢＣ制御部１３４によりＡＢＣ制御に基づく補正処理が実行されてステップ３１０へ移行する。すなわち、電子カセッテ２０から得た階調信号（ＱＬ値）に基づいて、関心領域画像のＱＬ値の平均値を演算し、このＱＬ値の平均値が予め定めたしきい値と比較され、しきい値に収束するように、放射線量にフィードバック制御される。

　ステップ３１０では、コンソール３０において撮影終了の指示があったか否かが判断され、該判定が肯定された場合には、ステップ３１２へ移行し、否定された場合にはステップ３０６に戻って上述の処理が繰り返される。

　そして、ステップ３１２では、照射を終了し、放射線照射制御を終了する。

　続いて、図１１のフローチャートに従い、画像処理制御の流れを説明する。図１１は、画像処理制御ルーチンを示すフローチャートである。

　上述のように放射線画像撮影制御が行われるとステップ４００では、画像処理装置２３に１フレーム分の階調情報が順次取り込まれてステップ４０２へ移行する。すなわち、電子カセッテ２０のＴＦＴ基板７４によって生成された階調信号が信号取得部１２２を介して順次取り込まれる。

　ステップ４０２では、静止画が生成されてステップ４０４へ移行する。すなわち、１フレーム分の階調信号を取り込んだところで静止画像生成部１２８によって静止画像を生成する。なお、静止画の生成の際には、後述する階調調整制御によって調整された結果が反映された静止画が生成される。

　ステップ４０４では、静止画に対して動画編集処理が行われてステップ４０６へ移行する。動画編集処理は、静止画像生成部１２８によって生成された１フレーム毎の静止画像を組み合わせて動画編集が動画編集部１３０によって行われる。

　ステップ４０６では、画像表示処理が行われてステップ４０８へ移行する。画像表示処理は、動画編集処理によって生成された動画像をディスプレイドライバ９２へ送出することにより、ディスプレイドライバ９２によってディスプレイ８０への表示が行われる。

　ステップ４０８では、ＲＯＩ設定部１３８により関心領域設定が行われてステップ４１０へ移行する。関心領域の設定は、例えば、パターンマッチングや、移動量が大きい領域の検出などを行うことにより、関心領域を設定するが、ユーザの操作によって関心領域の設定を行うようにしてもよい。

　ステップ４１０では、設定された関心領域の階調信号が関心領域抽出部１４０によって抽出されてステップ４１２へ移行する。

　ステップ４１２では、関心領域の階調信号の平均ＱＬ値が平均ＱＬ値演算部１３２によって演算されてステップ４１４へ移行し、基準ＱＬ値メモリ１３６に格納された基準ＱＬ値が読み出されてステップ４１６へ移行する。

　ステップ４１６では、演算された平均ＱＬ値と、読み出された基準ＱＬ値とがＡＢＣ制御部１３４によって比較されて、補正の可否が判定されてステップ４１８へ移行する。例えば、補正の可否の判定は、比較の結果において、差が所定以上のであれば予め定めた量の補正を行い、差が所定未満であれば補正しないといった所謂オン／オフ判定であってもよいし、差に基づいて、予め定めた演算式（例えば、ＰＩＤ制御等に基づく演算式）による演算の解であってもよい。

　ステップ４１８では、ステップ４１６の比較・補正可否判定結果に基づいて、放射線量の補正情報ΔＸがＡＢＣ制御部１３４によって生成されて、ステップ４２０へ移行する。

　そして、ステップ４２０では、生成した補正情報ΔＸが放射線量調整部１２０に送出されることにより格納されて、画像処理制御を終了する。

　次に、図１２のフローチャートに従い、濃度調整制御の流れを説明する。図１２は、濃度調整部１２４の濃度調整制御ルーチンを示すフローチャートである。

　ステップ５００では、非関心領域抽出部１２６による非関心領域抽出結果が濃度調整部１２４によって取得されてステップ５０２へ移行する。

　ステップ５０２では、ＡＢＣ制御部１３４のＡＢＣ制御による放射線量が濃度調整部１２４によって取得されてステップ５０４へ移行する。

　ステップ５０４では、非関心領域の増幅率が濃度調整部１２４によって決定されてステップ５０６へ移行する。すなわち、（Ｎ－１）フレームの関心領域（ＲＯＩ）についてＡＢＣ制御部１３４によって放射線量が増加された場合には、Ｎフレームでは放射線量の調整に応じてＱＬ値が増加するので、非関心領域に対応する増幅器１１２のゲインを下げるように増幅率を決定する。一方、ＡＢＣ制御部１３４によって放射線量が減少された場合には、Ｎフレームでは放射線量の調整に応じてＱＬ値が減少するので、非関心領域に対応する増幅器１１２のゲインを上げるように増幅率を決定する。増幅率としては、ＡＢＣ制御による放射線量の増減によるＱＬ値変化期待値よりも少ない増幅率とし、関心領域と非関心領域の濃淡差が必要以上に大きくなって見難くなってしまうのを防止する。

　ステップ５０６では、非関心領域に対応する増幅器１１２の増幅率が決定された増幅率に設定されえてステップ５０８へ移行する。

　ステップ５０８では、信号取得部１２２によってＴＦＴ基板７４から光電変換信号が取得されてステップ５１０へ移行する。

　ステップ５１０では、スキャン中の領域が増幅率調整領域か否か判定される。該判定は、ステップ５０６で増幅率が調整されなかった領域で、かつ関心領域以外の領域の光電変換信号の取得であるか否かが判定され、該判定が肯定された場合にはステップ５１２へ移行し、否定された場合にはステップ５１４へ移行する。

　ステップ５１２では、ステップ５０４で決定した増幅率に調整されてステップ５１４へ移行する。これによって、図８に示すように、全ての非関心領域について増幅率が調整される。なお、図７に示すように、関心領域を含む帯状の部分を除く非関心領域についてのみ増幅率を調整する場合には、ステップ５１０、５１２を省略すればよい。

　ステップ５１４では、光電変換信号がデジタル信号（階調信号）に変換されてステップ５１６へ移行する。

　ステップ５１６では、調整後の階調信号が１フレーム単位で調整後の階調信号が一時格納されてステップ５１８へ移行する。

　ステップ５１８では、１フレーム分の階調信号が格納されたか否か判定され、該判定が否定された場合にはステップ５０８へ戻って１フレーム分の階調信号が格納されて肯定されるまで上述の処理が繰り返され、判定が肯定されたところでステップ５２０へ移行する。

　ステップ５２０では、調整後の階調信号が静止画像生成部１２８へ送出されて、濃度調整制御を終了する。

　このように第１実施形態の濃度調整制御では、ＡＢＣ制御による放射線量（放射線エネルギー）に応じて非関心領域の濃淡変化を抑制するように増幅率を調整するので、ＡＢＣ制御による非関心領域の画像のちらつきを抑制することができる。従って、動画撮影する場合のＡＢＣ制御による画像のちらつきを抑制して、ユーザの目の疲れを軽減することができる。

（第２実施形態）

　続いて、第２実施形態に係る濃度調整部１２４について詳細に説明する。

　第１実施形態では、ＡＢＣ制御による放射線量に応じて、非関心領域の増幅器１１２の増幅率を調整することで非関心領域の濃淡変化を抑制するようにしたが、第２実施形態では、非関心領域に対応する階調信号（ＱＬ値）を調整して、増幅率の調整と同様の効果を得ようとするものであり、濃度調整部１２４に関する部分以外は第１実施形態と基本的に同一であるため、差異のみを説明する。

　図１３は、第２実施形態に係る濃度調整部１２４の構成を示す機能ブロック図である。なお、第１実施形態と同一部分については同一符号を付して説明する。

　濃度調整部１２４は、図１３に示すように、階調信号受付部１５０、調整前階調信号フレームメモリ１５２、座標（ｘ、ｙ）画素抽出部１５４、非関心領域画像階調信号メモリ１５６、座標（ｘ、ｙ）抽出部１５８、照合部１６０、濃度調整処理部１６２、調整後階調信号フレームメモリ１６６、及び階調信号送出部１６８の機能を有する。

　階調信号受付部１５０では、信号取得部１２２によって取得した階調信号を受け付け、調整前階調信号フレームメモリ１５２に格納する。

　座標（ｘ、ｙ）抽出部１５４では、調整前階調信号フレームメモリ１５２に格納された階調信号を座標毎に順次取り出して、照合部１６０へ送出する。

　また、非関心領域抽出部１２６によって抽出された非関心領域については非関心領域画像階調信号メモリ１５６に一旦格納する。

　座標（ｘ、ｙ）抽出部１５８では、非関心領域画像階調信号メモリ１５６に格納された、非関心領域画像を座標毎に順次取り出して照合部１６０へ送出する。

　照合部１６０では、非関心領域画像の画素か否かを判断して、非関心領域画像の階調信号については濃度調整処理部１６２へ送出し、関心領域画像階調信号については調整不要画素階調信号としてそのまま調整後階調信号フレームメモリ１６６に格納する。

　濃度調整処理部１６２では、ＡＢＣ制御部１３４によって制御された放射線量に応じて、非関心領域抽出部１２６によって抽出された非関心領域に対応する画素の階調信号の値を調整して、調整済画素階調信号として調整後階調信号フレームメモリ１６６に格納する。さらに具体的には、（Ｎ－１）フレームの関心領域（ＲＯＩ）についてＡＢＣ制御部１３４による制御が行われて放射線量が増加された場合には、Ｎフレームでは放射線量の調整に応じてＱＬ値が増加するので、非関心領域に対応する画素の値をマイナスする。一方、ＡＢＣ制御部１３４によって放射線量が減少された場合には、Ｎフレームでは放射線量の調整に応じてＱＬ値が減少するので、非関心領域に対応する画素の値をプラスする。このとき、プラスマイナス幅としては、関心領域と非関心領域の濃淡差が必要以上に大きくなって見難くなってしまうのを防止するために、ＡＢＣ制御による放射線量の増減によるＱＬ値変化期待値よりも少ない値を設定するが、予め定めた値をプラスマイナスするようにしてもよい。

　なお、濃度調整部１２４が非関心領域に対応する画素の階調信号を調整する場合には、第１実施形態と同様に、関心領域を含む帯状領域以外の非関心領域に対応する画素の階調信号を調整するようにしてもよいし、関心領域以外の全ての非関心領域に対応する画素の階調信号を調整するようにしてもよい。

　調整後階調信号フレームメモリ１６６は、１フレーム分の階調信号が格納された時点で階調信号送出部１６８を介して静止画像生成部１２８へ階調信号を送出する。

　すなわち、非関心領域画像については階調信号の値が調整されることにより、ＡＢＣ制御による濃淡変化が抑制されるので、動画を表示した時の画像のちらつきが軽減される。

　次に、図１４のフローチャートに従い、濃度調整制御の流れを説明する。図１４は、第２実施形態に係る濃度調整部の濃度調整制御ルーチンを示すフローチャートである。

　ステップ６００では、階調信号受付部１５０により、信号取得部１２２によって取得された調整前の階調信号を受け付けてステップ６０２へ移行する。

　ステップ６０２では、調整前の階調信号が調整前階調信号フレームメモリ１５２に１フレーム単位で一時格納されてステップ６０４へ移行する。

　ステップ６０４では、非関心領域抽出部１２６によって抽出された非関心領域画像の階調信号が非関心領域画像階調信号メモリ１５６に一時格納されてステップ６０６へ移行する。

　ステップ６０６では、座標（ｘ、ｙ）抽出部１５４により、調整前の階調信号から予め定めた走査方向順に、座標（ｘ、ｙ）の画素が抽出されてステップ６０８へ移行する。

　ステップ６０８では、抽出された画素が調整対象の画素か否か照合部１６０によって判定される。該判定は、非関心領域抽出部１２６によって抽出された非関心領域の画素（座標（ｘ、ｙ）抽出部１５８によって抽出された画素）であるか否かを判定し、該判定が肯定された場合にはステップ６１０へ移行し、否定された場合にはステップ６１４へ移行する。

　ステップ６１０では、ＡＢＣ制御部１３４によって制御された放射線量に応じて階調信号の値が増減されてステップ６１２へ移行する。すなわち、（Ｎ－１）フレームの関心領域（ＲＯＩ）についてＡＢＣ制御部１３４による制御が行われて放射線量が増加された場合には、Ｎフレームでは放射線量の調整に応じてＱＬ値が増加するので、非関心領域に対応する画素の値をマイナスする。一方、ＡＢＣ制御部１３４によって放射線量が減少された場合には、Ｎフレームでは放射線量の調整に応じてＱＬ値が減少するので、非関心領域に対応する画素の値をプラスする。このとき、プラスマイナス幅としては、ＡＢＣ制御による放射線量の増減によるＱＬ値変化期待値よりも少ない値を設定し、関心領域と非関心領域の濃淡差が必要以上に大きくなって見難くなってしまうのを防止する。

　ステップ６１２では、調整後の階調信号が１フレーム単位で調整後階調信号フレームメモリ１６６に一時格納されてステップ６１４へ移行する。

　ステップ６１４では、調整後階調信号フレームメモリ１６６に１フレーム分の階調信号が格納されたか否か判定され、該判定が否定された場合にはステップ６０６へ戻って１フレーム分の階調信号が格納されて肯定されるまで上述の処理が繰り返され、判定が肯定されたところでステップ６１６へ移行する。

　ステップ６１６では、調整後の階調信号が静止画像生成部１２８へ送出されて、階調調整制御を終了する。

　このように第２実施形態の濃度調整制御では、ＡＢＣ制御による放射線量（放射エネルギー）に応じて非関心領域の濃淡変化を抑制するように非関心領域の階調信号の値を調整するので、ＡＢＣ制御による非関心領域の画像のちらつきを抑制することができる。従って、動画撮影する場合のＡＢＣ制御による画像のちらつきを抑制して、ユーザの目の疲れを軽減することができる。

　なお、第１実施形態では、ＡＢＣ制御による放射線量の調整に連動してフレーム毎に増幅率を調整するようにしたが、これに限るものではなく、例えば、例えば、（Ｎ－１）フレームを含む複数フレームは増幅率を現在の現在の増幅率を維持して、複数のフレームに続くフレームで増幅率を調整して、（Ｎ－１）フレームを含む複数フレームのＱＬ値変化の時定数よりも遅いタイミングで、フレーム毎に増幅率をダイナミックに調整するようにしてもよい。また、第２実施形態においても、（Ｎ－１）フレームを含む複数フレームは階調信号の値を現在の階調信号の調整（増減）を維持して、（Ｎ－１）フレームを含む複数フレームのＱＬ値変化の時定数よりも遅いタイミングで、フレーム毎に階調信号の値をダイナミックに調整（増減）するようにしてもよい。これによって、急激な濃淡変化を抑制することが可能となる。

　また、上記の各実施形態における各フローチャートで示した処理は、プログラムとして各種記憶媒体に記憶して流通するようにしてもよい。

　また、上記の各実施形態では、本発明の放射線としてＸ線を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、α線、γ線等の他の放射線が含まれる。

Claims (24)

1. 　設定された設定値に応じた放射線照射エネルギーで放射線を照射する放射線照射部から照射されて被検体を通過した放射線量を、複数の画素を備えた放射線検出器で受け、当該画素毎に受ける放射線量に応じたデジタルの階調信号を出力する放射線画像撮影部から出力される前記階調信号に基づいて、１フレームの静止画像情報を生成すると共に、前記静止画像情報を連続的に複数フレーム組み合わせて動画像情報を生成する画像情報生成部と、
   　前記画像情報生成部で生成された前記動画像情報が示す画像の一部を関心領域として設定する関心領域設定部と、
   　前記階調信号に基づいて、少なくとも１フレームの前記静止画像情報の一部における前記階調信号の演算値が予め定めた範囲の値になるように、前記放射線照射部から照射される前記放射線エネルギーの設定値を所定の制御周期でフィードバック制御する制御部と、
   　前記制御部の前記フィードバック制御によって設定された前記放射線エネルギーの設定値に応じて、濃淡変化を抑制するように、前記関心領域に関与しない領域における画素の濃度を調整する調整部と、
   　を備えた放射線動画処理装置。
2. 　前記階調信号の演算値が、前記関心領域の階調信号の平均値または重み付けを含む加算に基づく値である請求項１に記載の放射線動画処理装置。
3. 　前記放射線画像撮影部は、前記階調信号を増幅する増幅部を含み、前記調整部が、前記放射線エネルギーの設定値に応じて、濃淡変化を抑制するように、前記関心領域に関与しない領域に対応する前記増幅部の増幅率を増減する請求項１又は請求項２に記載の放射線動画処理装置。
4. 　前記調整部は、前記放射線エネルギーの設定値が増加した場合に、前記増幅部の増幅率を減少させ、前記放射線エネルギーの設定値が減少した場合に、増幅部の増幅率を増加させる請求項３に記載の放射線動画処理装置。
5. 　前記調整部は、前記放射線エネルギーの設定値の増減量による前記階調信号の増減期待値よりも少ない増減期待値となる増幅率にする請求項３又は請求項４に記載の放射線動画処理装置。
6. 　前記調整部は、前記放射線エネルギーの設定値に応じて、濃淡変化を抑制するように、少なくとも前記関心領域に関与しない画素の値を増減する請求項１又は請求項２に記載の放射線動画処理装置。
7. 　前記調整部は、前記放射線エネルギーの設定値が増加した場合に、少なくとも前記関心領域に関与しない画素の値を減少させ、前記放射線エネルギーの設定値が減少した場合には、少なくとも前記関心領域に関与しない画素の値を増加させる請求項６に記載の放射線動画処理装置。
8. 　前記調整部は、前記放射線エネルギーの設定値の増加量による前記階調信号の増減期待値よりも少ない増減期待値となる値を増減する請求項６又は請求項７に記載の放射線動画処理装置。
9. 　前記調整部は、前記動画像情報を構成する複数の静止画像情報の階調変化の時定数よりも遅いタイミングで、濃淡変化を抑制するように、少なくとも前記関心領域に関与しない領域における画素の濃度を調整する請求項１～８の何れか１項に記載の放射線動画処理装置。
10. 　前記調整部は、前記関心領域に関与しない領域として、前記関心領域を含む帯状領域以外または前記関心領域以外の非関心領域に対応する画素の濃度を調整する請求項１～９の何れか１項に記載の放射線動画処理装置。
11. 　設定された設定値に応じた放射線照射エネルギーで放射線を照射する放射線照射部から照射されて被検体を通過した放射線量を、複数の画素を備えた放射線検出器で受け、当該画素毎に受ける放射線量に応じたデジタルの階調信号を出力する放射線画像撮影部と、
    　請求項１～１０の何れか１項に記載の放射線動画処理装置と、
    　を備えた放射線動画撮影装置。
12. 　設定された設定値に応じた放射線照射エネルギーで放射線を照射する放射線照射部と、
    　請求項１１に記載の放射線動画撮影装置と、
    　を備えた放射線動画撮影システム。
13. 　設定された設定値に応じた放射線エネルギーで被検体に向けて放射線照射部から放射線を照射し、被検体を通過した放射線量を、複数の画素を備えた放射線検出器で受け、
    　当該画素毎に受ける放射線量に応じたデジタルの階調信号に基づいて、１フレームの静止画像情報を生成し、
    　前記静止画像情報を連続的に複数フレーム組み合わせて動画像情報を生成して、生成した前記動画像情報が示す画像の一部を関心領域として設定し、
    　前記階調信号に基づいて、少なくとも１フレームの前記静止画像情報の一部における前記階調信号の演算値が予め定めた範囲の値になるように、前記放射線エネルギーの設定値を所定の制御周期でフィードバック制御する制御部の前記フィードバック制御によって設定された前記放射線エネルギーの設定値に応じて、濃淡変化を抑制するように、前記関心領域に関与しない領域における画素の濃度を調整する放射線動画撮影方法。
14. 　前記階調信号の演算値が、前記関心領域の階調信号の平均値または重み付けを含む加算に基づく値である請求項１３に記載の放射線動画撮影方法。
15. 　前記階調信号を増幅部により増幅することを含み、前記放射線エネルギーの設定値に応じて、濃淡変化を抑制するように、前記増幅部の増幅率を増減する請求項１３又は請求項１４に記載の放射線動画撮影方法。
16. 　前記放射線エネルギーの設定値が増加した場合に、前記増幅部の増幅率を減少させ、前記放射線エネルギーの設定値が減少した場合に、増幅部の増幅率を増加させる請求項１５に記載の放射線動画撮影方法。
17. 　前記放射線エネルギーの設定値の増減量による前記階調信号の増減期待値よりも少ない増減期待値となる増幅率にする請求項１５又は請求項１６に記載の放射線動画撮影方法。
18. 　前記放射線エネルギーの設定値に応じて、濃淡変化を抑制するように、少なくとも前記関心領域に関与しない画素の値を増減する請求項１３又は請求項１４に記載の放射線動画撮影方法。
19. 　前記放射線エネルギーの設定値が増加した場合に、少なくとも前記関心領域に関与しない画素の値を減少させ、前記放射線エネルギーの設定値が減少した場合には、少なくとも前記関心領域に関与しない画素の値を増加させる請求項１８に記載の放射線動画撮影方法。
20. 　前記放射線エネルギーの設定値の増加量による前記階調信号の増減期待値よりも少ない増減期待値となる値を増減する請求項１８又は請求項１９に記載の放射線動画撮影方法。
21. 　前記動画像情報を構成する複数の静止画像情報の階調変化の時定数よりも遅いタイミングで、濃淡変化を抑制するように、少なくとも前記関心領域に関与しない領域における画素の濃度を調整する請求項１３～２０の何れか１項に記載の放射線動画撮影方法。
22. 　前記関心領域に関与しない領域として、前記関心領域を含む帯状領域以外または前記関心領域以外の非関心領域に対応する画素の濃度を調整する請求項１３～２１の何れか１項に記載の放射線動画撮影方法。
23. 　コンピュータを請求項１～１０の何れか１項に記載の放射線動画処理装置を構成する各部として機能させるための放射線動画撮影プログラム。
24. 　コンピュータに放射線動画撮影処理を実行させるプログラムを記憶した持続性コンピュータ可読記憶媒体であって、前記放射線動画撮影処理が、
    　設定された設定値に応じた放射線エネルギーで被検体に向けて放射線照射部から放射線を照射し、被検体を通過した放射線量を、複数の画素を備えた放射線検出器で受けることで取得された当該画素毎に受ける放射線量に応じたデジタルの階調信号に基づいて、１フレームの静止画像情報を生成し、
    　前記静止画像情報を連続的に複数フレーム組み合わせて動画像情報を生成して、
    　生成した前記動画像情報が示す画像の一部を関心領域として設定し、
    　前記階調信号に基づいて、少なくとも１フレームの前記静止画像情報の一部における前記階調信号の演算値が予め定めた範囲の値になるように、前記放射線エネルギーの設定値を所定の制御周期でフィードバック制御する制御部の前記フィードバック制御によって設定された前記放射線エネルギーの設定値に応じて、濃淡変化を抑制するように、前記関心領域に関与しない領域における画素の濃度を調整すること
    　を含む、記憶媒体。
     

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