WO2013065515A1 - 放射線撮影装置、放射線撮影システム及び放射線撮影方法 - Google Patents

放射線撮影装置、放射線撮影システム及び放射線撮影方法 Download PDF

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Definitions

  • an X-ray image detection apparatus using a flat panel detector (hereinafter referred to as FPD) using a semiconductor element as a detector instead of an X-ray film or an imaging plate (IP) (Hereinafter referred to as an electronic cassette) is in widespread use.
  • the FPD uses an image sensor made of a so-called solid-state imaging device formed using a semiconductor element, and pixels storing signal charges according to the amount of incident X-rays are arranged in a matrix.
  • the FPD detects an X-ray image representing image information of a subject by converting signal charges accumulated for each pixel upon incidence of X-rays into voltage signals.
  • the X-ray image detected by FPD is output as digital image data.
  • the determination means determines the necessity of the re-reading based on the appearance frequency distribution of the pixel value in the radiation image.
  • the gain of the amplification means calculated by the gain calculation means is preferably 21 / n times the initial value when n is an integer other than zero.
  • the gain calculation unit calculates the gain at the next rereading, each time the rereading is performed and a new combined radiation image is generated.
  • the determination unit determines the average value of the maximum value and the minimum value of the effective range as the evaluation value, and determines the necessity of the rereading.
  • the monitor 23 displays an X-ray image and also displays an operation screen for operating the console 22.
  • a power supply voltage is applied to the source electrode of the amplification transistor M1, and the pixel selection transistor M2 is connected to the drain electrode.
  • the voltage according to the signal charge amount applied to the gate electrode is amplified by a predetermined amplification factor. Then, the voltage is applied to the source electrode of the pixel selection transistor M2.
  • the gate electrode of the pixel selection transistor M2 is connected to the row selection line GL
  • the drain electrode is connected to the signal line SL
  • the voltage of the source electrode is signal line SL Output to Thereby, the voltage signal of the pixel PX is read out through the signal line SL.
  • the FPD 13 is a CMOS type capable of nondestructive reading, each pixel PX holds a signal charge until reset, even when reading a voltage signal from the pixel PX.
  • the control unit 61 controls each part of the FPD 13 in an integrated manner.
  • the TG 62 generates a timing signal based on an instruction from the control unit 61.
  • the vertical scanning circuit 63 and the horizontal scanning circuit 64 operate based on the clock signal input from the TG 62.
  • the evaluation value calculation unit 76 calculates the average value of the pixel values of the pixels belonging to the extracted effective range E, and uses this as the evaluation value M for determining the necessity of re-reading. Then, as shown in FIG. 7, the evaluation value M is compared with the small threshold value ⁇ 1 and the large threshold value ⁇ 2 that define the lower limit and the upper limit of the appropriate range, and rereading is performed depending on whether the evaluation value M is within the appropriate range. Determine the necessity. Specifically, in FIG. 7, as in the evaluation value M2, when the evaluation value M is not less than the small threshold value ⁇ 1 and not less than the large threshold value ⁇ 2 ( ⁇ 1 ⁇ M ⁇ ⁇ 2 ), rereading is unnecessary (OK) judge.
  • the radiation source control unit 19 receives an irradiation start signal from the console 22, and starts irradiation of X-rays by the tube voltage and tube current according to the imaging conditions from the X-ray source 17. (Step S14).
  • Determination of necessity of re-reading (S17), calculation of new gain (S18), change of gain (S19), and re-reading (S16) are evaluation values calculated based on the data of the read X-ray image
  • the process is repeated until M becomes smaller than or equal to the small threshold ⁇ 1 and smaller than or equal to the large threshold ⁇ 2 (until it falls within the appropriate range).
  • the data of the read X-ray image is transmitted to the console 22 (step S20). Thereafter, the signal charge held by the pixel PX is discarded by performing the reset operation (step S21).
  • the X-ray image transmitted to the console 22 is subjected to various image processing such as defect correction processing and offset processing by the image processing unit 26, and is displayed on the monitor 23 or transmitted to an image server (not shown).
  • the gain of the amplifier 72 is the initial value ⁇ 0 determined by the imaging condition at the time of the first reading, and is calculated by the evaluation value calculating unit 76 at the time of rereading depending on the value of the evaluation value M, if also be set to a larger gain than the initial value gamma 0, but also be set to a smaller gain than the initial value gamma 0, the gain at the time of the first read gamma It is preferable that 0 is maximized and the gain be gradually reduced in the subsequent re-reading. This is because the noise component due to the dark current increases with the passage of time even when there is no X-ray irradiation, so the noise component gradually increases. Further, when performing a re-reading while gradually lowering thus the gain, the gain gamma 0 during the first read, it is preferable to set the maximum within the range suitable for the shooting conditions.
  • the row selection line GL is a wiring for inputting a gate signal for controlling the operation of the pixel PX from the vertical scanning circuit 63, and is provided for each row of the pixel PX.
  • the pixel PX performs an accumulation operation and a read operation based on a gate signal input through the row selection line GL.
  • the reset line RST is a wiring for inputting a reset signal to the pixels PX, and is provided for each row of the pixels PX. The signal charge is discarded and the pixel PX on the reset line RST to which the reset signal is input is reset.
  • the signal line SL is a wiring for reading a voltage signal (imaging signal) corresponding to the signal charge amount from each pixel PX, and is provided for each column of the pixel PX. Further, a correlated double sampling (CDS) circuit 68 and a column selection transistor 67 are connected to the end of the signal line SL.
  • the CDS circuit 68 operates based on the clock signal input from the TG 62, and samples a voltage signal from the pixel PX on the row selection line GL selected by the vertical scanning circuit 63 so as to remove noise associated with readout. And hold.
  • the voltage signal held by the CDS circuit 68 is input to the output circuit 71 through the output bus line 69 when the column selection transistor 67 is turned on by the horizontal scanning circuit 64.
  • the image combining unit 82 acquires all of the plurality of X-ray images sequentially stored in the frame memory 81, and generates a combined X-ray image combining these.
  • the gain calculation unit 84 determines the gain of the amplifier 72 at the time of rereading based on the evaluation value M input from the evaluation value calculation unit 83 when the evaluation value calculation unit 83 determines that rereading is necessary (NG). Calculate the value of
  • the gain calculation unit 84 determines the value of the evaluation value M. According to the value ⁇ 2 ( ⁇ 1 ⁇ 2 ) larger than the initial value ⁇ 1 is calculated. On the other hand, if the threshold value M is larger than the large threshold value ⁇ 2 (M> ⁇ 2 ), the gain calculation unit 84 determines that the value ⁇ 2 smaller than the initial value ⁇ 1 according to the value of the evaluation value M ( ⁇ 1 > ⁇ 2 Calculate).
  • Initial value gamma 1 of the gain of the amplifier 72 is determined by the following shooting conditions previously described.
  • the X-ray image stored in the frame memory 81 is read by the image combining unit 82, a combined X-ray image is generated (step S18), and is input to the evaluation value calculation unit 83. It is performed (step S19).
  • the image combining unit 82 does not substantially perform combining processing, and the X-ray image acquired from the frame memory 81 is input to the evaluation value calculating unit 83 as a combined X-ray image. Based on the X-ray image input as a composite X-ray image, it is determined whether reread is necessary.
  • the X-ray image read out the value of the gain of the amplifier 72 in the gamma 2 is added to the frame memory 81, the image synthesizing unit 82 obtains the first 1X-ray image and the 2X-ray image, these Synthesize to generate a new composite X-ray image.
  • the composite X-ray image generated from the first X-ray image and the second X-ray image is input again to the evaluation value calculation unit 83, and it is determined whether reread is necessary (S19).
  • the above-described reread is performed again. That is, the cycle of reread (S19 ⁇ S23 ⁇ S24 ⁇ S16 ⁇ S17 ⁇ S18) is determined based on the composite X-ray image newly generated in each cycle until it is determined that reread is unnecessary (OK). Repeated.
  • an optimal number of rereads according to the second evaluation value is determined in advance by experiment, and a look-up table (LUT) that associates the second evaluation value with the number of rereads is stored in a memory or the like (not shown). deep. Then, the evaluation value calculation unit 82 compares the calculated second evaluation value Q with the LUT to calculate an optimal number of rereadings n (n is an integer of 1 or more).

Abstract

オーバーフローやアンダーフローがなく、線量が少ない場合でも良好な画質の放射線画像を確実に得る。Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素ＰＸを有し、信号電荷の蓄積量に基づいたＸ線画像を表すデータを非破壊に読み出す事が可能なＦＰＤ１３と、ＦＰＤ１３からの信号を増幅するとともに、ゲインが可変なアンプ７２と、読み出されたＸ線画像の全領域の画素値に基づいてＸ線画像を評価するための評価値を求めて、評価値に基づいてＸ線画像の再読み出しの要否を判定する評価値算出部７６と、評価値算出部７６による判定の結果、再読み出しが必要と判定された場合に、評価値に基づいて、再読み出し時に用いるアンプ７２の新たなゲインを算出するゲイン調節部７７と、を備え、アンプ７２のゲインをゲイン調節部７７により算出した新たなゲインの値に変更して、Ｘ線画像の再読み出しをする。

Description

放射線撮影装置、放射線撮影システム及び放射線撮影方法
　本発明は、放射線画像検出器を用いて被検体の放射線画像を撮影する放射線撮影装置、放射線撮影システム、及び放射線撮影方法に関する。
　近年、放射線撮影、例えばＸ線撮影の分野において、Ｘ線フィルムやイメージングプレート（ＩＰ）に代わり、半導体素子を用いたフラットパネルディテクタ（以下、ＦＰＤという）を検出器として用いたＸ線画像検出装置（以下、電子カセッテという）が普及している。ＦＰＤは、半導体素子を用いて形成されたいわゆる固体撮像素子からなるイメージセンサを利用したものであり、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する画素がマトリクス状に配列される。ＦＰＤは、Ｘ線の入射によって画素毎に蓄積される信号電荷を電圧信号に変換することによって被検体の画像情報を表すＸ線画像を検出する。ＦＰＤで検出されたＸ線画像は、デジタルな画像データとして出力される。
　ＦＰＤとしては、ガラス基板上にＴＦＴ（Thin Film Transistor）を含む画素が形成されたＴＦＴ型の他に、特許文献１に記載されているように、シリコン基板上にＣＭＯＳの製造プロセスで画素を形成したＣＭＯＳ型のものがある。ＴＦＴ型とＣＭＯＳ型の大きな違いの１つは、電圧信号の読み出し方式である。ＴＦＴ型のＦＰＤは、画素に蓄積された信号電荷を、信号線を介して積分アンプに転送し、積分アンプで積分された信号電荷に応じた電圧信号を読み出す方式であり、読み出しによって画素内の信号電荷が空になる、いわゆる破壊読み出し方式である。これに対して、ＣＭＯＳ型のＦＰＤは、信号電荷を電圧信号に変換するアンプが画素毎に設けられており、画素に信号電荷を保持した状態で信号電荷に応じた電圧信号を読み出す、いわゆる非破壊読み出し方式である。
　ＴＦＴ型及びＣＭＯＳ型のいずれのＦＰＤにおいても、当然ながら、画素に蓄積される信号電荷の蓄積量には上限があるので、画素に入射するＸ線の線量が多すぎると画素は飽和し、いわゆるオーバーフローが発生する。この場合、Ｘ線画像においては、黒く潰れた画素になる。一方、Ｘ線の線量が少なすぎる、いわゆるアンダーフローが発生すると、Ｘ線画像においては、白く潰れた画素になる。Ｘ線撮影においては、オーバーフローやアンダーフローが生じないように、被検体の撮影部位や体格に応じて、Ｘ線源が照射する線量を決める管電流や照射時間といった撮影条件が予め設定される。
　また、画素に蓄積される信号電荷の蓄積量がオーバーフローやアンダーフローを生じていなくても、Ｘ線画像の読み出し時におけるアンプのゲイン（増幅率）が高すぎるとオーバーフローを生じ、逆にアンプのゲイン（増幅率）が低すぎるとアンダーフローを生じる。このため、より良好な画質のＸ線画像を得るために、ＦＰＤに入射する線量を測定して、測定した線量に応じてＸ線画像の読み出し時におけるアンプのゲイン（増幅率）を調節することも行われている。例えば、特許文献１のＣＭＯＳ型ＦＰＤにおいては、ＣＭＯＳ型の非破壊読み出し方式の利点を活かして、Ｘ線画像の読み出し前に、検出面内の一部の画素から非破壊で読み出した電圧信号（画素値）に基づいて、Ｘ線画像の読み出し時におけるアンプのゲイン（増幅率）を調節している。
　具体的には、検出面内に一定間隔で分散配置した複数の判定用画素が設けられ、Ｘ線の照射中に複数の判定用画素から非破壊で電圧信号（画素値）が読み出される。そして、複数の判定用画素の中で画素値が最大となる判定用画素が基準画素として特定され、基準画素の画素値が大きい場合にはゲインを下げ、小さい場合にはゲインを上げるといった調節が行われる。このようにゲインを調節すれば、オーバーフローやアンダーフローの発生が低減される。
特開２００５－１４３８０２号公報
　しかしながら、オーバーフローやアンダーフローをより低減するためには、特許文献１に記載の方法では、不十分であるという問題があった。例えば、特許文献１の方法では、ゲイン調節に最終的に利用する基準画素を、画素値が最大となる判定用画素としているが、基準画素は、被検体によるＸ線の吸収が無い、被検体が存在しない素抜け領域に位置する判定用画素となりやすい。素抜け領域の画素値は、被検体が存在する被検体領域と比較して大きな値となるため、ゲインは小さな値に調節されるが、素抜け領域内の基準画素に基づいてゲインが調節されると、Ｘ線画像において観察対象となる被検体領域においてはアンダーフローが発生しやすい。
　また、複数の判定用画素の全てが、被検体の骨部等のＸ線透過率が低い領域に位置する場合も考えられる。その場合には、ゲインは高い値に調節されるが、骨部と比較してＸ線透過率が高い肺などの軟部組織においてはゲインが高すぎてオーバーフローが発生してしまう。
　撮影部位や被検体の体格等に応じてゲイン調節をより適切に行うことは、画質向上という観点に加えて被検体の被曝量を低減する目的と相俟って、重要性を増しつつある。というのは、一般的に線量が多い方が良好な画質のＸ線画像を得やすいが、被検体の被曝量を低減する観点からは線量はできるだけ少ない方がよい。そうすると、Ｘ線源の線量はできるだけ少なめに設定する傾向が多くなると考えられる。線量が多い場合と比べて、線量が少ない場合には、ゲイン調節を適切に行わないと良好な画質のＸ線画像が得にくいため、少ない線量で良好な画質を得るためには、適切なゲイン調節は重要性を増すことになる。
　また、オーバーフローやアンダーフローによって撮影が失敗に終わると再撮影が必要になるが、再撮影を行うことは当然ながら被曝量を増加させることになる。再撮影を確実に防止するという目的からもゲイン調節を適切に行うことの必要性は大きい。
　さらに、本出願人の調査によれば、実際のＸ線源は、撮影条件で線量を設定しても、設定した線量と実際に照射される線量の間には誤差があり、その誤差は機種や個体差によって変化するが、大きなものでは１０％以上になる場合もある。こうした誤差が線量が多くなる方向に生じる場合には、被曝量の低減のために、線量を低く設定する傾向はより強まるため、ゲイン調節を適切に行うことの必要性はより大きなものとなる。
　本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、放射線撮影において、オーバーフローやアンダーフローがなく、線量が少ない場合でも良好な画質の放射線画像を確実に得ることにある。
　本発明の放射線撮影装置は、放射線源から照射され被検体を透過した放射線を受けて、被検体の放射線画像を検出する放射線画像検出手段であり、放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素を有し、画素から信号電荷の蓄積量に基づいた放射線画像を表すデータを非破壊に読み出す事が可能な放射線画像検出手段と、放射線検出手段から放射線画像を読み出す際に信号電荷に応じた信号を増幅するとともに、ゲインが可変な増幅手段と、読み出された放射線画像の全領域の画素値に基づいて放射線画像を評価するための評価値を求めて、評価値に基づいて放射線画像の再読み出しの要否を判定する判定手段と、判定手段による判定の結果、再読み出しが必要と判定された場合に、評価値に基づいて、再読み出し時に用いる増幅手段の新たなゲインを算出するゲイン算出手段と、を備え、増幅手段のゲインをゲイン算出手段により算出した新たなゲインの値に変更して、放射線画像の再読み出しをすることを特徴とする。
　判定手段は、放射線画像における画素値の出現頻度分布に基づいて、再読み出しの要否を判定することが好ましい。
　判定手段は、出現頻度分布に対して定まり、被検体を表す画素の画素値の分布を表す有効範囲に基づいて、再読み出しの要否を判定することを特徴とする。
　判定手段は、有効範囲に属する画素を抽出し、抽出した画素の画素値の平均値を評価値とし、評価値が所定の範囲内にある場合には再読み出しを不要と判定し、評価値が所定の範囲外にある場合には再読み出しが必要と判定する再読み出しの要否を判定することが好ましい。
　判定手段は、有効範囲の最大値と最小値の平均値を評価値とし、再読み出しの要否を判定することが好ましい。
　判定手段は、有効範囲の幅と所定の幅とのズレ量を評価値とし、再読み出しの要否を判定することが好ましい。
　最初の読出し及び再読み出しにより、増幅手段のゲインを変えながら読み出して得られた複数枚の放射線画像を用いて、１枚の合成画像を生成する画像合成手段を備えることが好ましい。
　画像合成手段は、高ゲインで読み出された放射線画像の画素を優先的に用い、高ゲインで読み出された放射線画像のうち、画素値が飽和している画素を、次に高いゲインで読み出された放射線画像の対応する画素に置き換えることにより、合成放射線画像を生成することが好ましい。
　増幅手段のゲインの初期値は、予め設定され放射線源が照射する線量を規定する撮影条件によって定められることが好ましい。
　ゲイン算出手段が算出する増幅手段のゲインは、前回の放射線画像の読み出し時よりも小さいことが好ましい。
　ゲイン算出手段が算出する増幅手段のゲインは、ｎを０以外の整数とするときに、初期値の２1/ｎ倍の値であることが好ましい。
　本発明の放射線撮影システムは、放射線源と、放射線源から照射され被検体を透過した放射線を受けて、被検体の放射線画像を撮影する放射線撮影装置とからなる放射線撮影システムにおいて、放射線撮影装置は、放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素を有し、画素から信号電荷の蓄積量に基づいた放射線画像を表すデータを非破壊に読み出す事が可能な放射線画像検出手段と、放射線検出手段から放射線画像を読み出す際に信号電荷に応じた信号を増幅するとともに、ゲインが可変な増幅手段と、読み出された放射線画像の全領域の画素値に基づいて放射線画像を評価するための評価値を求めて、評価値に基づいて放射線画像の再読み出しの要否を判定する判定手段と、判定手段による判定の結果、再読み出しが必要と判定された場合に、評価値に基づいて、再読み出し時に用いる増幅手段の新たなゲインを算出するゲイン算出手段と、を備え、増幅手段のゲインをゲイン算出手段により算出した新たなゲインの値に変更して、放射線画像の再読み出しをすることを特徴とする放射線撮影システムである。
　本発明の放射線撮影方法は、被検体に照射した放射線を受けて放射線画像を検出する複数の画素を有するとともに、画素から放射線画像を表すデータを非破壊に読み出す事が可能な放射線画像検出手段によって、画素に放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する信号電荷蓄積ステップと、放射線検出手段から放射線画像を読み出す際に信号電荷に応じた信号をゲインが可変な増幅手段によって増幅して放射線画像を読み出す放射線画像読み出しステップと、放射線画像の全領域の画素値に基づいて放射線画像を評価するための評価値を求めて、評価値に基づいて放射線画像の再読み出しの要否を判定する再読み出し要否判定ステップと、再読み出しの要否の判定の結果、再読み出しが必要と判定された場合に、評価値に基づいて、再読み出し時に用いる増幅手段の新たなゲインを算出するゲイン算出ステップと、増幅手段のゲインを算出したゲインに変更して放射線画像の再読み出しをする再読み出しステップと、を備えることを特徴とする。
　また、本発明の放射線撮影装置は、放射線源から照射され被検体を透過した放射線を受けて、被検体の放射線画像を検出する放射線画像検出手段であり、放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素を有し、画素から信号電荷の蓄積量に基づいた放射線画像を表すデータを非破壊に読み出す事が可能な放射線画像検出手段と、放射線検出手段から放射線画像を読み出す際に信号電荷に応じた信号を増幅するとともに、ゲインが可変な増幅手段と、放射線画像検出手段から最初に放射線画像が読み出された場合に、最初に読み出された放射線画像を合成放射線画像として出力するとともに、再読み出しを行なって放射線画像検出手段から複数の放射線画像が読み出された場合に、複数の放射線画像を合成して合成放射線画像を生成する画像合成手段と、合成Ｘ線画像の全領域の画素値に基づいて放射線画像を評価するための評価値を求めて、評価値に基づいて放射線画像の再読み出しの要否を判定する判定手段と、判定手段による判定の結果、再読み出しが必要と判定された場合に、評価値に基づいて、再読み出し時に用いる増幅手段の新たなゲインを算出するゲイン算出手段と、を備え、増幅手段のゲインをゲイン算出手段により算出した新たなゲインの値に変更して、放射線画像の再読み出しをし、再読み出しによって得られた新たな放射線画像を含めて新たな合成放射線画像を生成することを特徴とする放射線撮影装置である。
　画像合成手段は、再読み出しによって新たな放射線画像が得られたときに、新たな放射線画像を含めた新たな合成放射線画像を生成することが好ましい。
　画像合成手段は、複数の放射線画像を平均して、合成放射線画像を生成することが好ましい。
　画像合成手段は、高ゲインで読み出された放射線画像の画素を優先的に用い、高ゲインで読み出された放射線画像のうち、画素値が飽和している画素を、次に高いゲインで読み出された放射線画像の対応する画素に置き換えることにより、合成放射線画像を生成することが好ましい。
　ゲイン算出手段は、再読み出しが行われ、新たな合成放射線画像が生成される度に、次の再読み出し時のゲインを算出することが好ましい。
　増幅手段のゲインの初期値は、予め設定され放射線源が照射する線量を規定する撮影条件によって定められることが好ましい。
　ゲイン算出手段が算出する増幅手段のゲインは、前回の放射線画像の読み出し時よりも小さいことが好ましい。
　ゲイン算出手段は、再読み出しの度に、大小を交互に繰り返すように増幅手段のゲインを算出することが好ましい。
　ゲイン算出手段が算出する増幅手段のゲインは、ｎを０以外の整数とするときに、初期値の２1/ｎ倍の値であることが好ましい。
　判定手段は、合成放射線画像における画素値の出現頻度分布に基づいて、再読み出しの要否を判定することが好ましい。
　判定手段は、出現頻度分布に対して定まり、被検体を表す画素の画素値の分布を表す有効範囲に基づいて、再読み出しの要否を判定することが好ましい。
　判定手段は、有効範囲に属する画素を抽出し、抽出した画素の画素値の平均値を評価値とし、評価値が所定の範囲内にある場合には再読み出しを不要と判定し、評価値が所定の範囲外にある場合には再読み出しが必要と判定する再読み出しの要否を判定することが好ましい。
　判定手段は、有効範囲の最大値と最小値の平均値を評価値とし、再読み出しの要否を判定することが好ましい。
　判定手段は、有効範囲の幅と所定の幅とのズレ量を評価値とし、再読み出しの要否を判定することが好ましい。
　判定手段は、再読み出しを必要と判定した場合に、さらに合成放射線画像のノイズ量を評価して、再読み出しを行う回数を決定することが好ましい。
　判定手段は、ノイズ量として合成放射線画像の粒状性を評価することが好ましい。
　判定手段は、ノイズ量の評価を、最初に読み出した放射線画像と２回目に読み出した放射線画像から生成された合成放射線画像に基づいて、ノイズ量の評価を行うことが好ましい。
　また、本発明の放射線撮影システムは、放射線源と、放射線源から照射され被検体を透過した放射線を受けて、被検体の放射線画像を撮影する放射線撮影装置とからなる放射線撮影システムにおいて、放射線撮影装置は、放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素を有し、画素から信号電荷の蓄積量に基づいた放射線画像を表すデータを非破壊に読み出す事が可能な放射線画像検出手段と、放射線検出手段から放射線画像を読み出す際に信号電荷に応じた信号を増幅するとともに、ゲインが可変な増幅手段と、放射線画像検出手段から最初に放射線画像が読み出された場合に、最初に読み出された放射線画像を合成放射線画像として出力するとともに、再読み出しを行なって放射線画像検出手段から複数の放射線画像が読み出された場合に、複数の放射線画像を合成して合成放射線画像を生成する画像合成手段と、合成Ｘ線画像の全領域の画素値に基づいて放射線画像を評価するための評価値を求めて、評価値に基づいて放射線画像の再読み出しの要否を判定する判定手段と、判定手段による判定の結果、再読み出しが必要と判定された場合に、評価値に基づいて、再読み出し時に用いる増幅手段の新たなゲインを算出するゲイン算出手段と、を備え、増幅手段のゲインをゲイン算出手段により算出した新たなゲインの値に変更して、放射線画像の再読み出しをし、再読み出しによって得られた新たな放射線画像を含めて新たな合成放射線画像を生成することを特徴とする。
　さらに、本発明の放射線撮影方法は、被検体に照射した放射線を受けて放射線画像を検出する複数の画素を有するとともに、画素から放射線画像を表すデータを非破壊に読み出す事が可能な放射線画像検出手段によって、画素に放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する信号電荷蓄積ステップと、放射線検出手段から放射線画像を読み出す際に信号電荷に応じた信号をゲインが可変な増幅手段によって増幅して放射線画像を読み出す放射線画像読み出しステップと、放射線画像検出手段から最初に放射線画像が読み出された場合に、最初に読み出された放射線画像を合成放射線画像として出力するとともに、再読み出しを行なって放射線画像検出手段から複数の放射線画像が読み出された場合に、複数の放射線画像を合成して合成放射線画像を生成する画像合成ステップと、放射線画像の全領域の画素値に基づいて放射線画像を評価するための評価値を求めて、評価値に基づいて放射線画像の再読み出しの要否を判定する再読み出し要否判定ステップと、再読み出しの要否の判定の結果、再読み出しが必要と判定された場合に、評価値に基づいて、再読み出し時に用いる増幅手段の新たなゲインを算出するゲイン算出ステップと、増幅手段のゲインを算出したゲインに変更して放射線画像の再読み出しをする再読み出しステップと、再読み出しによって得られた新たな放射線画像を含めて新たな合成放射線画像を生成する第２の画像合成ステップと、を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、放射線撮影において、オーバーフローやアンダーフローがなく、線量が少ない場合でも良好な画質の放射線画像を確実に得ることができる。
Ｘ線撮影システムの構成を概略的に示す説明図である。 Ｘ線源と電子カセッテの同期手順を示す説明図である。 電子カセッテの構成を示す分解斜視図である。 電子カセッテの構成を示す断面図である。 ＦＰＤの構成を示す説明図である。 画素値の頻度分布を模式的に示すグラフである。 再読み出し判定方法の説明図である。 Ｘ線撮影システムの作用を示すフローチャートである。 第２実施形態のコンソールの構成を示すブロック図である。 第２実施形態の作用を示すフローチャートである。 合成Ｘ線画像を生成する態様を示す説明図である。 ＦＰＤの構成を示す説明図である。 コンソールの構成を示すブロック図である。 Ｘ線撮影システムの作用を示すフローチャートである。 ゲインの大小関係を示す図である。 ゲインの大小関係の他の例を示す図である。 再読み出し回数を予め決定する態様を示すフローチャートである。 再読み出し回数を予め決定する他の態様を示すフローチャートである。
［第１実施形態］
　図１に示すように、Ｘ線撮影システム１０は、撮影台１１、電子カセッテ（放射線画像検出装置）１２、Ｘ線源１７、線源制御装置１９、コンソール２２、モニタ２３等を備える。Ｘ線源１７、線源制御装置１９がＸ線発生装置を構成し、電子カセッテ１２、コンソール２２、モニタ２３がＸ線撮影装置（放射線撮影装置）を構成する。
　撮影台１１には被検体Ｈが載置され、被検体Ｈを透過したＸ線が入射するように、撮影台１１の内部、あるいは撮影台１１と被検体Ｈの間に電子カセッテ１２がセットされる。
　電子カセッテ１２は、撮影台１１に対して着脱自在に設けられ、撮影台１１を用いない場合にも使用可能な可搬型であり、ほぼ直方体状の筐体内に、ＦＰＤ１３、ＦＰＤ１３の動作を制御する各種回路、メモリ１４、通信部１６等を備える。ＦＰＤ１３は、マトリクス状に配列された画素を有し、各画素において入射Ｘ線量に応じた信号電荷を蓄積し、蓄積した信号電荷を電圧信号に変換して出力することでＸ線画像を検出する。また、ＦＰＤ１３は、非破壊読み出しが可能なＣＭＯＳ型である。メモリ１４には、ＦＰＤ１３が出力するＸ線画像が一時的に記憶される。通信部１６は、コンソール２２との間で制御信号の通信を行うとともに、メモリ１４に記憶されたＸ線画像をコンソール２２に送信する。また、電子カセッテ１２は、ＦＰＤ１３等の各部に給電をするバッテリ（図示しない）を内蔵したワイヤレスタイプであり、通信部１６は、例えば、赤外線等の光や電波等によってコンソール２２と無線通信を行う。
　Ｘ線源１７は、Ｘ線を発生するＸ線管とＸ線の照射野を限定するコリメータ等を備えており、Ｘ線焦点１７ａから被検体Ｈに向けてＸ線を照射する。Ｘ線源１７は、撮影台１１に対して移動自在に設けられており、Ｘ線の照射位置や角度を自在に調節可能である。また、Ｘ線源１７には線源制御装置１９が接続されている。線源制御装置１９には、Ｘ線源１７に対して電力を供給する高電圧発生部が設けられており、線源制御装置１９に入力される撮影条件に応じた管電圧及び管電流をＸ線源１７に与えることによってＸ線源１７からＸ線を照射させる。
　Ｘ線の線質は管電圧によって、線量は管電流と照射時間によって決まる。線源制御装置１９には操作パネル１９ａが設けられており、この操作パネルを通じてＸ線管の管電圧，管電流，照射時間といった撮影条件が入力される。撮影条件は、撮影部位、被検体の体格、年齢等に応じて決定される。また、線源制御装置１９には、照射開始信号を入力する照射スイッチ２１が接続されている。線源制御装置１９は、Ｘ線撮影装置のコンソール２２と通信可能に接続されており、コンソール２２と通信することによって電子カセッテ１２とＸ線源１７の同期をとる。
　図２に示すように、線源制御装置１９は、照射スイッチ２１が押圧されてオンされると、同期開始信号を検知して、Ｘ線管のフィラメント加熱やターゲットの回転などの動作を開始させることにより、Ｘ線源１７を照射可能状態（以下、レディ状態という）に移行させる。Ｘ線源１７がレディ状態になると、線源制御装置１９は、蓄積開始信号をコンソール２２に送信する。コンソール２２は蓄積開始信号を受信すると、電子カセッテ１２を待機動作から信号電荷を蓄積する蓄積動作に移行させる。電子カセッテ１２が蓄積動作に移行すると照射開始信号が線源制御装置１９に送信される。線源制御装置１９は照射開始信号を受けると、撮影条件で設定された管電圧及び管電流に応じた電力をＸ線源１７に対して供給することにより、Ｘ線源１７から撮影条件に従った線質及び線量のＸ線が被検体Ｈに向けて照射が開始される。線源制御装置１９は、Ｘ線の照射開始後、タイマを作動させて照射時間の計時を開始する。
　線源制御装置１９は、タイマを監視して、撮影条件で設定された照射時間が経過すると、Ｘ線源１７に対して終了同期信号を送り、照射を終了させる。また、線源制御装置１９は、終了同期信号をコンソール２２に送信する。コンソール２２は終了同期信号を受信すると、電子カセッテ１２を蓄積動作から読み出し動作に移行させる。
　図１において、コンソール２２は通信部２４を介して制御信号を送信することで電子カセッテ１２の動作を制御する制御装置であり、キーボードやマウス等の図示しない入力デバイスと照射スイッチ２１が接続されている。コンソール２２には、例えば、入力デバイスを用いて予め線源制御装置１９と同様の撮影条件が入力される。
　コンソール２２は、図示しないＨＩＳ（病院情報システム）やＲＩＳ（放射線情報システム）といった医用情報システムと通信可能に接続されており、医用情報システムからＸ線撮影の撮影オーダを受信することも可能である。医師や診療放射線技師などのオペレータは、受信した撮影オーダで被検体情報や撮影部位等を確認して、それに適した撮影条件を決定して、Ｘ線制御部１９及びコンソール２２のそれぞれに入力することで、撮影条件の設定を行う。コンソール２２に入力された撮影条件は、電子カセッテ１２に設定される。設定された撮影条件は、後述するようにアンプのゲインの初期値の設定に利用される。
　電子カセッテ１２には、Ｘ線源１７から照射され被検体Ｈを透過したＸ線が入射する。電子カセッテ１２は、蓄積動作においてＸ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積することにより、被検体Ｈを表すＸ線画像を検出する。読み出し動作において蓄積された信号電荷に応じたＸ線画像が読み出される。読み出されたＸ線画像は、通信部２４を介してコンソール２２に送信される。
　コンソール２２には画像処理部２６が設けられている。画像処理部２６は、受信したＸ線画像に対して各種画像処理を施してモニタ２３に出力する。画像処理部２６が行う画像処理は、例えば、欠陥補正処理やオフセット処理である。欠陥補正処理は、Ｘ線の照射量に応じた画素値が得られない欠陥画素の画素値を補間等により補正する処理である。オフセット処理は、被検体Ｈがない状態で予め撮影したＸ線画像（オフセット画像）を、被検体Ｈを撮影したＸ線画像から減算することにより、暗電流によるノイズ等を除去する画像処理である。なお、画像処理部２６は、後述するようにＸ線画像の合成処理等、上記補正処理以外の画像処理を行うこともある。
　モニタ２３は、Ｘ線画像を表示する他、コンソール２２を操作するための操作画面の表示を行う。
　コンソール２２は、画像処理終了後、処理済みのＸ線画像に対して、入力された撮影条件を付帯情報として付加して、ＤＩＣＯＭ形式などの医用画像ファイルの標準的なファイル形式に変換される。変換された画像ファイルは、図示しない画像サーバなどのストレージデバイスに送信される。
　図３及び図４に示すように、電子カセッテ１２の筐体３１は、Ｘ線が入射する入射面側からＦＰＤ１３を覆う前面カバー３１ａと、背面からＦＰＤ１３を覆う背面カバー３１ｂとかなる。前面カバー３１ａ及び背面カバー３１ｂはいずれもＸ線透過率の低い金属材料（例えばステンレス等）から形成される。但し、前面カバー３１ａには、ＦＰＤ１３にＸ線が入射するように、Ｘ線透過率が高いカーボン等からなるＸ線透過窓３２が設けられている。筐体３１内には、前面カバー３１ａ側から順に、ＦＰＤ１３、支持体３３、ＦＰＤ１３の動作制御等をする各種回路基板３４～３７が配置される。
　ＦＰＤ１３は、シンチレータ４１とイメージセンサ４２からなる間接変換型である。シンチレータ４１は、Ｘ線の入射量に応じた光量の可視光を発する蛍光体であり、例えばＣｓＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化セシウム）やＧＯＳ（ガドリウムオキシサルファイド）等からなる。イメージセンサ４２は、シンチレータ４１が発光した可視光を光電変換する装置であり、例えば単結晶シリコン基板から形成された複数のＣＭＯＳセンサチップを貼り合わせて、検出面４３ａを大面積化したユニットである。光電変換を行う画素が配列された検出面４３ａは、シンチレータ４１と対向するように配置される。また、ＦＰＤ１３は、前面カバー３１ａと支持体３３の間に、イメージセンサ４２が前面カバー３１ａ側、シンチレータ４１が支持体３３側（背面カバー３１ｂ側）になるように配置される。すなわち、電子カセッテ１２は裏面照射型であり、最も発光量が多くなるシンチレータ４１のＸ線入射側表面と検出面４３ａが対向した状態となるようにＦＰＤ１３を配置している。なお、シンチレータ４１は支持体３３とイメージセンサ４２に、イメージセンサ４２はシンチレータ４１と前面カバー３１ａにそれぞれ接着されている。
　支持体３３はＦＰＤ１３の背面側に設けられ、筐体３１内のスペースを二分する。支持体３３の背面側には、各種回路基板３４～３７が取り付けられる。支持体３３は、例えばステンレス製であり、筐体３１に固定される。また、支持体３３の上端と下端には、それぞれ中央部分に切り欠き３３ａ，３３ｂが形成されており、ＦＰＤ１３と各種回路基板３４～３７を繋ぐフレキシブルケーブル４４が挿通される。フレキシブルケーブル４４上には、ＴＣＰ（テープキャリアパッケージ）型のＩＣチップ４６，４７が実装されている。
　回路基板３４は、ＦＰＤ１３を駆動する駆動回路５１が形成された駆動用回路基板である。回路基板３５は、Ａ／Ｄ変換回路５２を含む出力回路（図５参照）が形成されたＡ／Ｄ変換回路基板である。Ａ／Ｄ変換回路５２は、後述するＩＣチップ４７が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換する。回路基板３６は、メモリ１４、制御部６１及び再読み出し判定部６６（図５参照）が形成された基板である。制御部６１は、ＦＰＤ１３の各部を制御するとともに、コンソール２２との通信を制御する。回路基板３７は電源回路が形成された電源回路基板である。電源回路は、各部に電力を供給する回路であり、交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータや、直流電圧を各回路の動作に必要な電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ等の回路素子を有する。
　ＩＣチップ４６は、回路基板４１に形成された回路素子とともに駆動回路５１を構成するアンプやシフトレジスタであり、垂直操作回路６３（図５参照）を含む。ＩＣチップ４７は、後述するＣＤＳ回路６８（図５参照）等からなる読み出し回路を構成するＡＳＩＣである。
　図５に示すように、ＦＰＤ１３の画素ＰＸは、フォトダイオードＰＤとトランジスタＭ１～Ｍ３等の回路素子からなり、各トランジスタＭ１～Ｍ３の駆動状態に応じて、蓄積動作、読み出し動作、リセット動作を行う。蓄積動作は光電変換により発生した信号電荷を蓄積する動作であり、読み出し動作は蓄積された信号電荷量に応じた電圧信号の出力する動作である。リセット動作は、蓄積した信号電荷を破棄する動作である。
　フォトダイオードＰＤは、光電変換によりシンチレータ４１からの入射光量に応じた信号電荷を発生する素子であり、増幅用トランジスタＭ１のゲート電極と、リセット用トランジスタＭ３のソース電極に接続されている。信号電荷を蓄積する場合と画素ＰＸから電圧信号を読み出す場合には、リセット用トランジスタＭ３がオフにされ、増幅用トランジスタＭ１のゲート電極には、フォトダイオードＰＤに蓄積された信号電荷量に応じた電圧が印加される。
　増幅用トランジスタＭ１のソース電極には電源電圧が印加され、ドレイン電極には画素選択用トランジスタＭ２が接続されており、ゲート電極に印加される信号電荷量に応じた電圧を所定の増幅率で増幅して画素選択用トランジスタＭ２のソース電極に印加する。画素選択トランジスタＭ２のゲート電極は、行選択線ＧＬに接続され、ドレイン電極は信号線ＳＬに接続されており、行選択線ＧＬからゲート信号が入力されると、ソース電極の電圧を信号線ＳＬに出力する。これにより、画素ＰＸの電圧信号が信号線ＳＬを通じて読み出される。なお、ＦＰＤ１３は非破壊読み出しが可能なＣＭＯＳ型であるため、画素ＰＸから電圧信号の読み出しを行なっても、リセットを行うまで、各画素ＰＸは信号電荷を保持している。
　フォトダイオードＰＤに蓄積した信号電荷を破棄する場合は、リセット用トランジスタＭ３がオンにされる。リセット用トランジスタＭ３のゲート電極は、リセット線ＲＳＴに接続されており、リセット線ＲＳＴを通じてリセット信号が入力される。リセット信号が入力されたことによりリセット用トランジスタＭ３がオンになると、この行の画素ＰＸは、フォトダイオードＰＤに蓄積された信号電荷をリセット用トランジスタＭ３のドレイン電極側に破棄する。
　また、ＦＰＤ１３は、制御部６１、タイミングジェネレータ（ＴＧ）６２、垂直走査回路６３、水平走査回路６４、再読み出し判定部６６等を備える。
　制御部６１は、ＦＰＤ１３の各部を統括的に制御する。ＴＧ６２は、制御部６１からの指示に基づいてタイミング信号を発生する。垂直走査回路６３や水平走査回路６４は、ＴＧ６２から入力されるクロック信号に基づいて動作する。
　垂直走査回路６３は、画素ＰＸの駆動回路であり、駆動する画素ＰＸの行を選択し、選択した行の行選択線ＧＬやリセット線ＲＳＴにゲート信号やリセット信号を入力することにより、画素ＰＸに蓄積動作、読み出し動作、リセット動作を行わせる。水平走査回路６４は、電圧信号の読み出しを行う画素ＰＸの列を選択する回路であり、各信号線ＳＬ上に設けられた列選択トランジスタ６７のうちひとつをオンにすることにより読み出しを行う列を選択する。
　行選択線ＧＬは、垂直走査回路６３から、画素ＰＸの動作を制御するゲート信号を入力するための配線であり、画素ＰＸの行毎に設けられている。行選択線ＧＬを通じて入力されるゲート信号に基づいて、画素ＰＸは蓄積動作や読み出し動作を行う。リセット線ＲＳＴは、画素ＰＸにリセット信号を入力するための配線であり、画素ＰＸの行毎に設けられている。リセット信号が入力されたリセット線ＲＳＴ上の画素ＰＸは信号電荷が破棄され、リセットされる。
　信号線ＳＬは、各画素ＰＸから信号電荷量に応じた電圧信号（撮像信号）を読み出すための配線であり、画素ＰＸの列毎に設けられている。また、信号線ＳＬの末端には、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路６８と列選択トランジスタ６７が接続されている。ＣＤＳ回路６８は、ＴＧ６２から入力されるクロック信号に基づいて動作し、垂直走査回路６３によって選択された行選択線ＧＬ上の画素ＰＸから、読み出しにともなうノイズが除去されるように電圧信号をサンプリングし、保持する。ＣＤＳ回路６８が保持する電圧信号は、水平走査回路６４によって列選択トランジスタ６７がオンにされることによって、出力バスライン６９を介して出力回路７１に入力される。
　出力回路７１は、アンプ７２とＡ／Ｄ変換回路５２を備える。アンプ７２は、ＣＤＳ回路６８から入力される電圧信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換回路５２に入力する。Ａ／Ｄ変換回路５２は、アンプ７２により増幅された電圧信号をデジタルデータに変換する。Ａ／Ｄ変換回路５２から出力されるデジタルデータは、Ｘ線画像としてメモリ１４に一時的に記憶され、通信部１６を介してコンソール２２に送信される。アンプ７２は、ゲインを自在に調節可能な可変ゲインアンプであり、読み出し動作における、１回目のＸ線画像の読み出しにおいては、撮影条件に基づいて設定される所定値（初期値γ０）に設定され、Ｘ線画像を再度読み出す場合には、ゲイン調節部７７によって設定された新たな値に設定される。また、出力回路７１から出力されるデータは、上述のようにメモリ１４に記憶されると同時に、再読み出し判定部６６に入力される。
　再読み出し判定部６６は、評価値算出部７６とゲイン調節部７７からなる。評価値算出部７６は、出力回路７１から入力されるデータから、撮影したＸ線画像の全画素の画素値を取得して評価値を算出し、再読み出しの要否を判定する。評価値の算出は、以下に説明するように、Ｘ線画像のヒストグラム解析による。
　図６に示すように、まず、全画素の画素値の分布を求める。画素値の分布態様は、アンプ７２のゲインによらず、撮影部位（頭部、胸部、腹部など）に応じて概ね一定の分布形状を有する。図６は、一例として成人の胸部Ｘ線画像の場合の画素値の頻度分布を示しており、２つのピークを有する分布Ａは胸部組織等（肺や心臓、肋骨等）の領域を表しており、分布Ｂは主に被検体Ｈを経ないで直接Ｘ線が検出面４３ａに到達した画素（いわゆる素抜け画素）を表している。
　評価値算出部７６は、この画素値の頻度分布から所定領域である有効範囲Ｅに属する画素を抽出する。所定領域である有効範囲Ｅは、撮影部位に応じた画素値の分布形状に対して予め定められる。具体的には、主要な観察対象となる一部の組織を表す画素が含まれるように、頻度分布に対して予め定められている。例えば、胸部Ｘ線撮影をするときには、肺や肋骨等が主要な観察対象であり、有効範囲Ｅは、肺や肋骨等の部分を表す画素を含み、分布Ｂの素抜け画素のようなその他の不要な画素が含まれないように、画素値の頻度分布に対して予め定められる。
　アンプ７２のゲインが小さい場合、図６に示すような画素値の頻度分布は全体的に左側にシフトし、逆にアンプ７２のゲインが大きい場合には全体的に右側にシフトするが、前述のように分布形状自体は撮影部位に応じてほぼ不変であるから、読み出したＸ線画像の画素値の頻度分布から、有効範囲Ｅに属し、主要な観察対象を表す画素を抽出することができる。もちろん、Ｘ線画像を読み出した時のアンプ７２のゲインに応じて、有効範囲Ｅの最大値Ｅ２及び最小値Ｅ１の値は異なる。
　評価値算出部７６は、抽出した有効範囲Ｅに属する画素の画素値の平均値を算出し、これを再読み出しの要否を判定する評価値Ｍとする。そして、図７に示すように、評価値Ｍを、適正範囲の下限と上限を規定する小閾値μ１及び大閾値μ２と比較し、評価値Ｍが適正範囲内か否かで再読み出しの要否を判定する。具体的には、図７において、評価値Ｍ２のように、評価値Ｍが小閾値μ１以上大閾値μ２以下（μ１≦Ｍ≦μ２）の場合に再読み出しを不要（ＯＫ）と判定する。一方、評価値Ｍ１のように、評価値Ｍが小閾値μ１よりも小さい場合（μ１＞Ｍ）、または、評価値Ｍ３のように、評価値Ｍが大閾値μ２よりも大きい場合（Ｍ＞μ２）に再読み出しが必要（ＮＧ）と判定する。これは、評価値Ｍが小閾値μ１よりも小さい場合にはアンプ７２のゲインが小さすぎるためにアンダーフローが発生し、評価値Ｍが大閾値μ２よりも大きい場合にはアンプ７２のゲインが大きすぎてオーバーフローが発生するために、読み出したＸ線画像が被検体Ｈの観察に適さないからである。評価値Ｍに対する大小の閾値μ１，μ２の具体的な値は、被検体Ｈ（少なくとも被検体Ｈのうち主要な観察対象）にオーバーフローやアンダーフローが発生しないように予め決定される。
　評価値算出部７６は、Ｘ線画像の再読み出しが必要と判定した場合、算出した評価値Ｍをゲイン調節部７７に入力するとともに、再読み出し指示を制御部６１に入力する。制御部６１は、評価値算出部７６から再読み出し指示を受けると、各部を制御し、再びＸ線画像の読み出し動作を再び行わせる。
　ゲイン調節部７７は、評価値算出部７６によって再読み出しが必要と判定された場合に、評価値算出部７６から入力される評価値Ｍに基づいて、再読み出し時のアンプ７２のゲインの値を算出し、アンプ７２のゲインを再設定する。このため、制御部６１に評価値算出部７６から再読み出し指示が入力されることによって行われるＸ線画像の再読み出しは、ゲイン調節部７７によって再設定された新たなゲインによって行われる。再読み出しが複数回行われる場合も同様であり、再読み出しの度にゲイン調節部７７は新たなゲインの値を算出し、算出した値にアンプ７２のゲインを設定し直す。
　具体的には、評価値算出部７６における再読み出しの要否の判定時に評価値Ｍが小閾値μ１よりも小さかった場合（μ１＞Ｍ）、再読み出し時のアンプ７２のゲインは、ゲイン調節部７７によって初期値γ０よりも大きい値γ２（γ０＜γ２）に再設定される。一方、閾値Ｍが大閾値μ２よりも大きい場合（Ｍ＞μ２）、再読み出し時のアンプ７２のゲインは、ゲイン調節部７７によって初期値γ０よりも小さい値γ１（γ０＞γ１）に再設定される。アンプ７２のゲインの初期値γ０は、前述のとおり撮影条件によって定められる。
　以下、上述のように構成されるＸ線撮影システム１０の作用を図８に示すフローチャートを参照しながら説明する。
　図８に示すように、Ｘ線撮影システム１０によってＸ線撮影を行う場合、まず、線源制御装置１９とコンソール２２に撮影条件を入力する（ステップＳ１１）。線源制御装置１９には、Ｘ線管の管電圧，管電流，照射時間が撮影条件として入力される。線源制御装置１９に入力される撮影条件は、コンソール２２が受信した撮影オーダで確認される、撮影部位、被検体Ｈの体格や年齢等の被検体情報に基づいて決定される。
　コンソール２２に入力された撮影条件は、通信部２４を介して電子カセッテ１２に送信される。電子カセッテ１２は、コンソール２２から撮影条件が入力されると、待機動作を開始する（ステップＳ１２）。待機動作は、所定のタイミングでリセット動作を繰り返し行うことにより、Ｘ線の照射開始を待ち受ける動作である。
　照射スイッチ２１が押圧されると、線源制御装置１９を介してＸ線源１７に同期開始信号が送信され、Ｘ線源１７はレディ状態に移行される。Ｘ線源１７がレディ状態になると、線源制御装置１９は蓄積開始信号をコンソール２２に送信し、電子カセッテ１２は蓄積動作を開始する（ステップＳ１３）。
　また、電子カセッテ１２が蓄積動作に移行すると、線源制御部１９は、コンソール２２から照射開始信号を受け、Ｘ線源１７から撮影条件に応じた管電圧及び管電流でＸ線の照射を開始させる（ステップＳ１４）。
　線源制御装置１９は、タイマを監視して撮影条件で設定された照射時間が経過すると、Ｘ線源１７に対して終了同期信号を送り、Ｘ線の照射を終了させる（ステップＳ１５）。同時に、線源制御装置１９は終了同期信号をコンソール２２に送信し、コンソール２２は電子カセッテ１２を蓄積動作から読み出し動作に移行させる（ステップＳ１６）。読み出し動作における最初（１回目）の読み出しでは、出力回路７１のアンプ７２のゲインは、撮影条件に応じた所定値（初期値）γ０に設定されており、その状態で全ての画素が非破壊読み出しされる。
　アンプ７２のゲインを初期値γ０に設定して最初の読み出しが完了すると、最初の読み出しで得られたＸ線画像はＡ／Ｄ変換器５２によりデジタルデータに変換され、メモリ１４に一時的に記憶される。メモリ１４に記憶されたＸ線画像のデータは、評価値算出部７６に入力され、再読み出しの要否の判定が行われる（ステップＳ１７）。評価値算出部７６は、図６に示すように、Ｘ線画像のヒストグラム解析を行い、評価値Ｍを算出する。そして、図７に示すように、評価値Ｍを大小の所定閾値μ１，μ２と比較することにより、再読み出しの要否を判定する。
　評価値Ｍが小閾値μ１以上大閾値μ２以下の場合（図７における評価値Ｍ２）、評価値Ｍは適正範囲内なので、Ｘ線画像の読み出し時のアンプ７２のゲインは適正であり、再読み出しは不要（ＯＫ）と判定される。この場合、メモリ１４に記憶されたＸ線画像は、通信部１６を介してコンソール１６に送信される（ステップＳ２０）。また、リセット動作を行うことにより、各画素ＰＸに蓄積した信号電荷を破棄する（ステップＳ２１）。コンソール２２に送信されたＸ線画像は、画像処理部２６によって欠陥補正処理やオフセット処理等の各種画像処理が施され、モニタ２３に表示されたり、画像サーバ（図示しない）に送信されたりする。このように、評価値算出部７６が再読み出し不要と判定した場合には、撮影条件に基づいて設定されるゲイン（初期値γ０）で１回だけＸ線画像の読み出しが行われる。
　一方、評価値Ｍが小閾値μ１より小さい場合（図７における評価値Ｍ１の場合）、あるいは評価値Ｍが大閾値μ２よりも大きい場合（図７における評価値Ｍ３の場合）のように、評価値Ｍが適正範囲外の場合には、Ｘ線画像の１回目の読み出し時のアンプ７２のゲインが適正値よりも小さいかあるいは大きいと判定されて、ゲインを調節した上で再読み出しが必要と判定される。この場合、ゲイン調節部７７は、評価値Ｍに基づいて、新たなゲインを算出し（ステップＳ１８）、アンプ７２のゲインを算出した新たな値に設定する（ステップＳ１９）。評価値Ｍ１のように、評価値Ｍが小閾値μ１よりも小さいために再読み出しが必要と判定された場合、ゲイン調節部７７が算出する新たなゲインは初期値γ０よりも大きい値γ２となる。一方、評価値Ｍ３のように、評価値Ｍが大閾値μ２よりも大きいために再読み出しが必要と判定された場合、ゲイン調節部７７が算出する新たなゲインは初期値γ０よりも小さい値γ１となる。ゲイン調節部７７によってアンプ７２のゲインが再設定されると、制御部６１は評価値算出部７６から入力される再読み出し指示に基づき、各部を制御して、再度読み出し動作行う。
　再読み出しの要否の判定（Ｓ１７）、新たなゲインの算出（Ｓ１８）、ゲインの変更（Ｓ１９）、及び再読み出し（Ｓ１６）は、読み出したＸ線画像のデータに基づいて算出される評価値Ｍが小閾値μ１以上大閾値μ２以下となるまで（適正範囲内になるまで）繰り返し行われる。そして、最終的に再読み出しが不要と判定されたときに、読み出したＸ線画像のデータはコンソール２２に送信される（ステップＳ２０）。その後、リセット動作を行うことにより画素ＰＸが保持していた信号電荷が破棄される（ステップＳ２１）。コンソール２２に送信されたＸ線画像は、画像処理部２６によって欠陥補正処理やオフセット処理等の各種画像処理が施され、モニタ２３に表示されたり、画像サーバ（図示しない）に送信される。
　このように、Ｘ線撮影システム１０は、読み出し動作において、Ｘ線画像の全画素を１回読み出し、読み出したＸ線画像をヒストグラム解析して、その解析結果に基づいて、再読み出しの要否を判定して、必要と判定した場合には、出力回路７１のアンプ７２のゲインを調節して再読み出しを行うので、オーバーフローやアンダーフローがなく、被検体Ｈの主要な観察対象に適したＸ線画像を得ることができる。Ｘ線画像は非破壊で読み出されるので、複数回読み出した場合でも、画素には信号電荷が保持されるため、照射されたＸ線が無駄になることはない。
　また、Ｘ線撮影システム１０では、Ｘ線画像の読み出し時のゲインの調節において、従来のように検出面内に分散配置された判定用画素の画素値ではなく、検出面内の全画素の画素値を利用してゲインの調節を行っている。そのため、撮影部位や被検体Ｈの体格等をより正確に反映したＸ線の入射量に基づいてゲインの適正値を決定できるので、従来と比べてより適切なゲイン調節が可能になる。
　ゲイン調節を適切に行うことができるため、撮影条件において線量が低く設定される場合でも、良好な画質のＸ線画像を得ることができる。こうした効果は、被検体Ｈの被曝量の低減に寄与する。
　また、Ｘ線画像の読み出し時のゲインの調節を行うことで、Ｘ線画像を得た後、階調変換処理等の画像処理によってＸ線画像の濃度を調節する場合と比較して、より良好な画質のＸ線画像が得られる。というのは、画像処理による場合には、ＩＣチップ４７などのＡＳＩＣで発生するノイズに対するＳ／Ｎを向上させることはできないが、Ｘ線撮影システム１０では、ＦＰＤ１３からの信号の読み出し段階で信号値を調節するのでＳ／Ｎが良く、より良好な画質のＸ線画像を得ることができる。
　本例の画像ヒストグラムによる解析において、評価値算出部７６は、読み出したＸ線画像の画素値の頻度分布のうち、有効範囲Ｅに属する画素を抽出して、これらのすべての画素値の平均値を評価値Ｍとする例を説明したが、単に有効範囲Ｅの最大値Ｅ２及び最小値Ｅ１の平均値を評価値Ｍとしても良い。あるいは、関心対象が骨部である場合には、有効範囲Ｅの骨部に相当する画素の平均値を評価値Ｍとしたり、関心対象が肺である場合には、有効範囲Ｅの肺に相当する画素の平均値を評価値Ｍとするなど、有効範囲Ｅの一部の領域を利用して評価値Ｍを求めてもよい。なお、有効範囲Ｅの画素に限らず、素抜け領域も含めた全画素の平均値を評価値Ｍとしても良いが、有効範囲Ｅは、被検体Ｈの撮影部位を表す領域であるので、上記例のように、有効範囲Ｅに属する画素値を利用することが好ましい。
　また、有効範囲Ｅは、アンプ７２のゲインによって変化する。具体的には、ゲインが適正値よりも小さい場合には、図６で示した画素値の頻度分布は、左側（負側）にシフトし、ゲインが適正値よりも大きい場合には画素値の頻度分布は右側（正側）にシフトする。さらに、頻度分布はゲインの大小によって、その幅も変化する。そこで、ゲインが適正値の場合の有効範囲Ｅの幅を予め定めておき、その幅と、実際に読み出したＸ線画像の有効範囲Ｅの幅とのズレ量を評価値Ｍとして求めて、再読み出しの要否判定と、新たなゲインの算出をしても良い。
［第２実施形態］
　上述の第１実施形態では、被検体Ｈの観察に適したＸ線画像が得られるまでアンプ７２のゲインを変えながら再読み出しをし、最終的に適切なゲインで読み出されたＸ線画像のみをコンソール２２に送信する例を説明したが、以下に第２実施形態として説明するように、アンプ７２のゲインを変えながら読み出したＸ線画像を複数コンソール２２に送信し、これらを合成して、被検体Ｈの観察に適したＸ線画像を得ても良い。第２実施形態は、複数枚のＸ線画像の合成を行う点が第１実施形態との相違点であり、それ以外は第１実施形態と同様であるので、以下においては相違点を中心に説明し、共通点については同一符号を付して説明を省略する。
　第２実施形態においては、まず、電子カセッテ１２は、前述の第１実施形態と同様にアンプ７２のゲインを変えながら複数回の読み出しをするが、初期値γ０のゲインで読み出したＸ線画像と、その後再読み出しによりアンプ７２のゲインを変えながら得たＸ線画像をコンソール２２に全て送信する。また、図９に示すように、コンソール２２には、これらの読み出し時のアンプ７２のゲインが異なる複数のＸ線画像を一時的に記憶するフレームメモリ８１が設けられるとともに、画像処理部２６には、オフセット処理を行うオフセット処理部８３と欠陥補正処理を行う欠陥補正処理部８４に加えて、読み出し時のアンプ７２のゲインが異なる複数のＸ線画像を合成して、被検体Ｈの観察に適した合成Ｘ線画像を生成する画像合成部８２が設けられる。
　図１０のフローチャートに示すように、第２実施形態の電子カセッテ１２の動作は、撮影条件が入力されると（ステップＳ３１）、電子カセッテ１２は待機動作をする（ステップＳ３２）。そして、照射スイッチ２１が押圧されると、電子カセッテ１２は蓄積動作を開始し（ステップＳ３３）、Ｘ線源１７から設定した撮影条件にしたがったＸ線の照射が開始される（ステップＳ３４）。Ｘ線の照射が終了すると（ステップＳ３５）、電子カセッテ１２は読み出し動作を行う（ステップＳ３６）。この時、アンプ７２のゲインは撮影条件にしたがって定められた初期値γ０である。ここまでは、第１実施形態と同様である。
　第２実施形態では、ゲインを初期値γ０にして読み出された１枚目のＸ線画像は、メモリ１４に一時的に記憶された後、再読み出しの要否の判定結果に関わらず、コンソール２２に送信される（ステップＳ３７）。コンソール２２は、受信したＸ線画像をフレームメモリ８１に一時的に記憶する。また、１枚目のＸ線画像のデータは、コンソール２２に送信されると同時に、評価値算出部７６に入力され、第１実施形態と同様の手順で、再読み出しの要否が判定される（ステップＳ３８）。
　評価値算出部７６によって再読み出しが不要と判定された場合には、電子カセッテ１２はリセット動作を行い（ステップＳ４１）、各画素ＰＸに蓄積した信号電荷を破棄する。また、コンソール２２では、画像合成部８２がフレームメモリ８１からＸ線画像を取得するが、入力画像が１枚のため合成処理は行わず、オフセット処理部８３でオフセット処理を、欠陥補正処理部８４で欠陥補正処理をそれぞれ施してモニタ２３に表示する。
　一方、評価値算出部７６によって再読み出しが必要と判定された場合には、ゲイン調節部７７は新たなゲインを算出し（ステップＳ３９）、アンプ７２のゲインを算出した新たなゲインに変更する（ステップＳ４０）。こうしてアンプ７２のゲインが再設定されると、電子カセッテ１２は、Ｘ線画像の再読み出しをし（Ｓ３６）、新たなゲインのものとで得たＸ線画像をメモリ１４に一時的に記憶した後、コンソール２２に送信する。ゲイン調節部７７による新たなゲインの算出とゲインの再設定、及び新たなゲインでの再読み出しは、評価値算出部７６による再読み出しの要否判定において、再読み出し不要と判定されるまで行われるが、再読み出しの度に得られたＸ線画像は、全てコンソール２２に送信される。
　このようにゲインを再設定しながら再読み出しを繰り返し、最終的に再読み出し不要と判定されると、電子カセッテ１２はリセット動作を行い（ステップＳ４１）、各画素ＰＸに蓄積した信号電荷を破棄する。同時に、コンソール２２では、画像合成部８２がフレームメモリ８１から各々異なるゲインで読み出された複数のＸ線画像を読み出し、合成Ｘ線画像を生成する（ステップＳ４２）。画像合成部８２が生成した合成Ｘ線画像は、オフセット処理部８３及び欠陥補正処理部８４によってオフセット処理及び欠陥補正処理が施され、モニタ２３に表示される。
　合成Ｘ線画像の生成は、次のように行う。上述のようにフレームメモリ８１には各々異なるゲインで複数のＸ線画像が記憶されるが、簡単のため、図１１（Ａ）に示す高いゲインで読み出された高感度Ｘ線画像９１と、図１１（Ｂ）に示す低いゲインで読み出された低感度Ｘ線画像９２の二種類のＸ線画像が得られたとする。高感度Ｘ線画像９１では、被検体Ｈを表す正常な画素値の画素（以下、正常画素という）９３と画素値が飽和した画素（以下、飽和画素という）９４がある。正常画素９３は、ＦＰＤ１３の各画素ＰＸで信号電荷量が飽和せず、かつ、アンプ７２の出力上限に達していない画素であり、概ね被検体Ｈを表す画素である。一方、飽和画素９４は、ＦＰＤ１３の各画素ＰＸで発生した信号電荷が飽和してしまった画素、あるいは、ＦＰＤ１３の各画素ＰＸで発生した信号電荷が飽和していなくても、アンプ７２のゲインが高いために、アンプ７２の出力上限に達してしまった画素である。ＦＰＤ１３の各画素ＰＸで発生した信号電荷が飽和してしたために飽和画素９４となってしまう画素は主に素抜け画素であるが、ゲインが高すぎたためにアンプ７２の出力上限に達してしまうことは被検体Ｈを表す画素にも起こり得る。
　一方、低感度Ｘ線画像９２では、アンプ７２のゲインが低く設定されて読み出された画像であるため、少なくともアンプ７２のゲインが高すぎるためにアンプ７２の出力上限に達して異常な画素値を示す画素は減少する。ここでは、低感度Ｘ線画像９２では、読み出し時のゲインが低いことによって素抜け画素を含めて全ての画素で正常な画素値を示しており、像が解像できないほどの低画素値の画素はない（アンダーフローはない）とする。但し、読み出し時のアンプ７２のゲインが低いため、高感度Ｘ線画像９１に比べてＳ／Ｎが悪い。
　画像合成部８２は、このような高感度Ｘ線画像９１と低感度Ｘ線画像９２が得られた場合、まず、高感度Ｘ線画像９１の飽和画素９４の位置を特定するとともに、高感度Ｘ線画像９１の正常画素９３を抽出する。その後、低感度Ｘ線画像９２から、高感度Ｘ線画像９１で抽出された飽和画素９４と同位置の画素を抽出する。そして、図１１（Ｃ）に示すように、高感度Ｘ線画像９１の正常画素９３と、飽和画素９４に対応する位置の低感度Ｘ線画像９２の画素とを用いて、合成Ｘ線画像９５を生成する。すなわち、合成Ｘ線画像９５は、高感度Ｘ線画像９１の飽和画素９４を低感度Ｘ線画像９２の対応する画素で置き換えた画像である。なお、合成Ｘ線画像９５は、高感度Ｘ線画像９１と低感度Ｘ線画像９２をそれぞれ読みだした時のゲインの値に応じて、画素値を調節しながら生成される。
　ここでは、簡単のために、高感度Ｘ線画像９１と低感度Ｘ線画像９２の二種類のＸ線画像から合成Ｘ線画像９５を生成する例を説明したが、読み出し時のゲインが異なる３以上のＸ線画像から合成Ｘ線画像を生成する場合も同様である。すなわち、できるだけ高感度画像（読み出し時のゲインが大きい画像）の画素を優先的に用い、飽和画素があった場合には次に感度が低いＸ線画像の画素に置き換えたものを合成Ｘ線画像とする。
　このように、ゲインを変えた複数回の読み出しで得たＸ線画像から合成Ｘ線画像を生成すると、合成Ｘ線画像はできる限り高感度を維持することができるので、被検体Ｈの観察に好適なＸ線画像が得られやすい。
　このような高感度画像と低感度画像の合成処理は、非破壊読み出しが可能なＣＭＯＳ型ＦＰＤを用い、かつ、ゲインを変えた複数回の読み出しを行う構成を有することで可能となる。しかも、第１実施形態と同様の手順で、再読み出しの要否判定と、再読み出し時のゲイン調節を行っているので、再読み出しされたＸ線画像は、オーバーフローやアンダーフローが無い。そのため、高感度画像の飽和画素を低感度画像の画素で置き換えるという合成処理をすることで、合成画像においては、高濃度域から低濃度域までオーバーフローやアンダーフローの無い階調表現が可能となる。
　なお、上述の第２実施形態では、読み出し時のゲインが異なる複数のＸ線画像から合成Ｘ線画像を生成した後に、オフセット処理及び欠陥補正処理を施す例を説明したが、フレームメモリ８１から読み出した複数のＸ線画像にオフセット処理や欠陥補正処理を施してから合成Ｘ線画像を生成しても良い。オフセット処理をしてから合成Ｘ線画像を生成し、その後欠陥補正処理をしたり、欠陥補正処理をしてから合成Ｘ線画像を生成し、その後オフセット処理をしても良い。また、オフセット処理と欠陥補正処理を行う順序も任意である。
　なお、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、再読み出し判定部６６は、評価値算出部７６において評価値を算出するときに、撮影したＸ線画像の全画素の画素値を取得する例を説明したが、取得する画素値は、必ずしも厳密に全画素分の画素値を取得しなくても良い。具体的には、前述のヒストグラム解析を行うことができる程度に、Ｘ線画像の全領域から満遍なく画素値を取得すれば足りる。ヒストグラム解析を行うことができる程度とは、最終的に観察に用いるＸ線画像と解像度が極端に相違しない程度である。したがって、幾つかの画素をビニングして読み出したり、間引き読み出しをしたりして取得したＸ線画像を評価値の算出に用いることができる。また、ヒストグラム解析を行うことができる程度の画像であれば、合成Ｘ線画像の生成に用いることもできる。
　上述の第１実施形態及び第２実施形態では、最初の読み出し時にはアンプ７２のゲインが撮影条件によって定められた初期値γ０であり、その後再読み出しするときには、評価値算出部７６によって算出された評価値Ｍの値に応じて、初期値γ０よりも大きいゲインに設定されることもあれば、初期値γ０よりも小さいゲインに設定されることもあるが、最初の読み出し時のゲインγ０が最大とし、その後の再読み出しでは徐々にゲインを小さくすることが好ましい。これは、Ｘ線の照射がない状態であっても、時間の経過とともに暗電流によるノイズ成分が増大するため、ノイズ成分が徐々に大きくなってしまうからである。また、このようにゲインを徐々に下げながら再読み出しを行うときには、最初の読み出し時のゲインγ０を、撮影条件に適した範囲内で最大に設定しておくことが好ましい。
　また、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、再読み出しに再設定するアンプ７２のゲインの値は、初期値γ０とは無関係に任意の値が算出される例を説明したが、ゲイン調節部７７が算出する新たなゲインの値は、初期値γ０の２1/ｎ（ｎは０を除く整数）倍であることが好ましい。これは再読み出しした画素の置き換えや合成Ｘ線画像の生成の画素値の演算をビットシフトによって行うことができ、容易かつ高速だからである。
　なお、上述の第１実施形態及び第２実施形態では、出力回路７１のアンプ７２のゲインを変更しながら再読み出しを行う例を説明したが、各画素ＰＸのトランジスタＭ１のゲインを可変とし、各画素ＰＸから電圧信号を出力する段階でゲインを調節しても良い。ＦＰＤ１３の画素ＰＸはデジタルカメラ等に用いる小型の固体撮像素子よりも画素サイズが大きいので、ＦＰＤ１３の各画素ＰＸに可変ゲインアンプを用いることは可能である。
［第３実施形態］
　図１２に示すように、ＦＰＤ１３の画素ＰＸは、フォトダイオードＰＤとトランジスタＭ１～Ｍ３等の回路素子からなり、各トランジスタＭ１～Ｍ３の駆動状態に応じて、蓄積動作、読み出し動作、リセット動作を行う。蓄積動作は光電変換により発生した信号電荷を蓄積する動作であり、読み出し動作は蓄積された信号電荷量に応じた電圧信号の出力する動作である。リセット動作は、蓄積した信号電荷を破棄する動作である。
　フォトダイオードＰＤは、光電変換によりシンチレータ４１からの入射光量に応じた信号電荷を発生する素子であり、増幅用トランジスタＭ１のゲート電極と、リセット用トランジスタＭ３のソース電極に接続されている。信号電荷を蓄積する場合と画素ＰＸから電圧信号を読み出す場合には、リセット用トランジスタＭ３がオフにされ、増幅用トランジスタＭ１のゲート電極には、フォトダイオードＰＤに蓄積された信号電荷量に応じた電圧が印加される。
　増幅用トランジスタＭ１のソース電極には電源電圧が印加され、ドレイン電極には画素選択用トランジスタＭ２が接続されており、ゲート電極に印加される信号電荷量に応じた電圧を所定の増幅率で増幅して画素選択用トランジスタＭ２のソース電極に印加する。画素選択トランジスタＭ２のゲート電極は、行選択線ＧＬに接続され、ドレイン電極は信号線ＳＬに接続されており、行選択線ＧＬからゲート信号が入力されると、ソース電極の電圧を信号線ＳＬに出力する。これにより、画素ＰＸの電圧信号が信号線ＳＬを通じて読み出される。なお、ＦＰＤ１３は非破壊読み出しが可能なＣＭＯＳ型であるため、画素ＰＸから電圧信号の読み出しを行なっても、リセットを行うまで、各画素ＰＸは信号電荷を保持している。
　フォトダイオードＰＤに蓄積した信号電荷を破棄する場合は、リセット用トランジスタＭ３がオンにされる。リセット用トランジスタＭ３のゲート電極は、リセット線ＲＳＴに接続されており、リセット線ＲＳＴを通じてリセット信号が入力される。リセット信号が入力されたことによりリセット用トランジスタＭ３がオンになると、この行の画素ＰＸは、フォトダイオードＰＤに蓄積された信号電荷をリセット用トランジスタＭ３のドレイン電極側に破棄する。
　また、ＦＰＤ１３は、制御部６１、タイミングジェネレータ（ＴＧ）６２、垂直走査回路６３、水平走査回路６４等を備える。
　制御部６１は、ＦＰＤ１３の各部を統括的に制御する。ＴＧ６２は、制御部６１からの指示に基づいてタイミング信号を発生する。また、制御部６１は、読み出し動作時に、後述する出力回路７１のアンプ７２のゲインを、コンソール２２から指示された値に設定する。垂直走査回路６３や水平走査回路６４は、ＴＧ６２から入力されるクロック信号に基づいて動作する。
　垂直走査回路６３は、画素ＰＸの駆動回路であり、駆動する画素ＰＸの行を選択し、選択した行の行選択線ＧＬやリセット線ＲＳＴにゲート信号やリセット信号を入力することにより、画素ＰＸに蓄積動作、読み出し動作、リセット動作を行わせる。水平走査回路６４は、電圧信号の読み出しを行う画素ＰＸの列を選択する回路であり、各信号線ＳＬ上に設けられた列選択トランジスタ６７のうちひとつをオンにすることにより読み出しを行う列を選択する。
　行選択線ＧＬは、垂直走査回路６３から、画素ＰＸの動作を制御するゲート信号を入力するための配線であり、画素ＰＸの行毎に設けられている。行選択線ＧＬを通じて入力されるゲート信号に基づいて、画素ＰＸは蓄積動作や読み出し動作を行う。リセット線ＲＳＴは、画素ＰＸにリセット信号を入力するための配線であり、画素ＰＸの行毎に設けられている。リセット信号が入力されたリセット線ＲＳＴ上の画素ＰＸは信号電荷が破棄され、リセットされる。
　信号線ＳＬは、各画素ＰＸから信号電荷量に応じた電圧信号（撮像信号）を読み出すための配線であり、画素ＰＸの列毎に設けられている。また、信号線ＳＬの末端には、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路６８と列選択トランジスタ６７が接続されている。ＣＤＳ回路６８は、ＴＧ６２から入力されるクロック信号に基づいて動作し、垂直走査回路６３によって選択された行選択線ＧＬ上の画素ＰＸから、読み出しにともなうノイズが除去されるように電圧信号をサンプリングし、保持する。ＣＤＳ回路６８が保持する電圧信号は、水平走査回路６４によって列選択トランジスタ６７がオンにされることによって、出力バスライン６９を介して出力回路７１に入力される。
　出力回路７１は、アンプ７２とＡ／Ｄ変換回路５２を備える。アンプ７２は、ＣＤＳ回路６８から入力される電圧信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換回路５２に入力する。Ａ／Ｄ変換回路５２は、アンプ７２により増幅された電圧信号をデジタルデータに変換する。Ａ／Ｄ変換回路５２から出力されるデジタルデータは、Ｘ線画像としてメモリ１４に一時的に記憶され、通信部１６を介してコンソール２２に送信される。アンプ７２は、ゲインを自在に調節可能な可変ゲインアンプであり、読み出し動作における、１回目のＸ線画像の読み出しにおいては、撮影条件に基づいて設定される所定値（初期値γ１）に設定され、Ｘ線画像を再度読み出す場合には、制御部６１によって設定された新たな値に設定される。また、出力回路７１から出力されるデータは、上述のようにメモリ１４に記憶され、通信部１６を介してコンソール２２に送信される。
　図１３に示すように、コンソール２２は、前述の通信部２４と画像処理部２６とともに、フレームメモリ８１を備える。フレームメモリ８１は、複数のＸ線画像を一時的に記憶することが可能な記憶装置であり、後述するようにアンプ７２のゲインを変更して読み出された複数のＸ線画像が順次記憶される。
　また、画像処理部２６は、画像合成部８２、評価値算出部８３、ゲイン算出部８４、オフセット処理部８６、欠陥補正処理部８７等を備える。
　画像合成部８２は、フレームメモリ８１に順次記憶される複数のＸ線画像を全て取得し、これらを合成した合成Ｘ線画像を生成する。合成Ｘ線画像は、フレームメモリ８１から取得した複数のＸ線画像を、各Ｘ線画像の読み出し時のゲインに応じた重み付けをして平均した画像である。例えば、合成Ｘ線画像Ｘｃは、アンプ７２のゲインをγｉにして読み出されたＸ線画像Ｘｉ（ｉ＝１～ｋ）を用いて、Ｘｃ＝Σｉ（Ｘｉ／γｉ）／ｋによって、あるいは、これを所定定数倍して算出される。合成Ｘ線画像は、もとのＸ線画像よりもダイナミックレンジが拡大される。なお、ここでは、ゲインに応じた重み付けをし平均画像を合成Ｘ線画像としたが、Ｘ線画像を単純平均して合成Ｘ線画像を生成しても良い。
　こうして画像合成部８２が生成した合成Ｘ線画像は、評価値算出部８３に入力される。なお、最初のＸ線画像の読み出し時には、フレームメモリ８１には１枚のＸ線画像しか記憶されていない。このため、画像合成部８２は、フレームメモリ８１に１枚のＸ線画像しかない場合には、実質的には画像の合成処理をせず、フレームメモリ８１から取得したＸ線画像を合成Ｘ線画像として評価値算出部８３に入力する。
　評価値算出部８３は、画像合成部８２から合成Ｘ線画像の全画素の画素値を取得して評価値を算出し、再読み出しの要否を判定する。評価値の算出は、以下に説明するように、合成Ｘ線画像のヒストグラム解析による。
　図６に示すように、まず、評価値算出部８３は、全画素の画素値の分布を求める。画素値の分布態様は、アンプ７２のゲインによらず、撮影部位（頭部、胸部、腹部など）に応じて概ね一定の分布形状を有する。図６は、一例として成人の胸部Ｘ線画像の場合の画素値の頻度分布を示しており、２つのピークを有する分布Ａは胸部組織等（肺や心臓、肋骨等）の領域を表しており、分布Ｂは主に被検体Ｈを経ないで直接Ｘ線が検出面４３ａに到達した画素（いわゆる素抜け画素）を表している。
　評価値算出部８３は、この画素値の頻度分布から所定領域である有効範囲Ｅに属する画素を抽出する。所定領域である有効範囲Ｅは撮影部位に応じた画素値の分布形状に対して予め定められる。具体的には、主要な観察対象となる一分の組織を表す画素が含まれるように、頻度分布に対して予め定められている。例えば、胸部Ｘ線撮影をするときには、肺等が主要な観察対象であり、有効範囲Ｅは、肺等の部分を表す画素を含み、分布Ｂの素抜け画素のようなその他の不要な画素が含まれないように、画素値の頻度分布に対して予め定められる。
　なお、合成前のＸ線画像については、分布形状自体は撮影部位に応じてほぼ不変であるが、アンプ７２のゲインが小さい場合、図６に示すような画素値の頻度分布は全体的に左側にシフトし、逆にアンプ７２のゲインが大きい場合には全体的に右側にシフトするため、読み出し時のゲインが異なるＸ線画像同士を比較すれば、有効範囲Ｅの最大値Ｅ２及び最小値Ｅ１の値は異なる。しかし、合成Ｘ線画像は、前述の通り、元の各Ｘ線画像の読み出し時のゲインの値によらないように生成されるので、合成Ｘ線画像についても図６の分布形状は維持され、有効範囲Ｅに属し、主要な観察対象を表す画素を抽出することができる。
　評価値算出部８３は、抽出した有効範囲Ｅに属する画素の画素値の平均値を算出し、これを再読み出しの要否を判定する評価値Ｍとする。そして、図７に示すように、評価値Ｍが適正範囲内か否かで再読み出しの要否を判定する。具体的には、図７において、評価値Ｍ２のように、評価値Ｍが小閾値μ１以上大閾値μ２以下（μ１≦Ｍ≦μ２）の場合に再読み出しを不要（ＯＫ）と判定する。一方、評価値Ｍ１のように、評価値Ｍが小閾値μ１よりも小さい場合（μ１＞Ｍ）、または、評価値Ｍ３のように、評価値Ｍが大閾値μ２よりも大きい場合（Ｍ＞μ２）に再読み出しが必要（ＮＧ）と判定する。これは、評価値Ｍが小閾値μ１よりも小さい場合にはアンプ７２のゲインが小さすぎるために、アンダーフローが発生し、評価値Ｍが大閾値μ２よりも大きい場合にはアンプ７２のゲインが大きすぎてオーバーフローが発生するが含まれるために、読み出したＸ線画像が被検体Ｈの観察に適さないからである。評価値Ｍに対する大小の閾値μ１，μ２の具体的な値は、被検体Ｈ（少なくとも被検体Ｈのうち主要な観察対象）にオーバーフローやアンダーフローが含まれないように予め決定される。
　評価値算出部８３は、Ｘ線画像の再読み出しが必要と判定した場合、算出した評価値Ｍをゲイン算出部８４に入力する。
　ゲイン算出部８４は、評価値算出部８３によって再読み出しが必要（ＮＧ）と判定された場合に、評価値算出部８３から入力される評価値Ｍに基づいて、再読み出し時のアンプ７２のゲインの値を算出する。
　具体的には、評価値算出部８３における再読み出しの要否の判定時に評価値Ｍが小閾値μ１よりも小さかった場合（μ１＞Ｍ）、ゲイン算出部８４は、評価値Ｍの値に応じて初期値γ１よりも大きい値γ２（γ１＜γ２）を算出する。一方、閾値Ｍが大閾値μ２よりも大きい場合（Ｍ＞μ２）、ゲイン算出部８４は、評価値Ｍの値に応じて初期値γ１よりも小さい値γ２（γ１＞γ２）を算出する。アンプ７２のゲインの初期値γ１は、前述のとおり撮影条件によって定められる。
　ゲイン算出部８４が算出した新たなゲインの値は、再読み出し指示とともに通信部２４を介して電子カセッテ１２に送信される。電子カセッテ１２では、制御部６１が再読み出し指示を受けると、アンプ７２のゲインをゲイン算出部８４で算出した新たなゲインの値に設定し、再度読み出し動作を行う。新たなゲインで読み出されたＸ線画像は、コンソール２２に送信され、フレームメモリ８１に記憶され、画像合成部２６によって読み出され、合成Ｘ線画像の生成に用いられる。
　なお、評価値算出部８３によって再読み出しが不要（ＯＫ）と判定された場合には、画像合成部８２は、生成した合成Ｘ線画像をオフセット処理部８６に入力する。オフセット処理部８６では、入力された合成Ｘ線画像にオフセット処理を施し、欠陥補正処理部８７に入力する。欠陥補正部８７では、オフセット処理後の合成Ｘ線画像に欠陥補正処理を施す。
　また、評価値算出部８３によって再読み出しが不要（ＯＫ）と判定された場合、評価値算出部８３は、ゲイン算出部８４に評価値Ｍを入力せず、代わりに、再読み出しが不要であることを示す制御信号を、通信部２４を介して電子カセッテ１２に送信する。電子カセッテ１２では、コンソール２２から再読み出しが不要であることを示す制御信号を受信すると、リセット動作を行い、画素ＰＸに蓄積した信号電荷を破棄する。
　以下、上述のように構成されるＸ線撮影システム１０の作用を図１４に示すフローチャートを参照しながら説明する。
　図１４に示すように、Ｘ線撮影システム１０によってＸ線撮影を行う場合、まず、線源制御部１９とコンソール２２に撮影条件を入力する（ステップＳ１１）。線源制御装置１９には、Ｘ線管の管電圧，管電流，照射時間が撮影条件として入力される。線源制御装置１９に入力される撮影条件は、コンソール２２が受信した撮影オーダで確認される、撮影部位、被検体Ｈの体格や年齢等の被検体情報に基づいて決定される。
　コンソール２２に入力された撮影条件は、通信部２４を介して電子カセッテ１２に送信される。電子カセッテ１２は、コンソール２２から撮影条件が入力されると、待機動作を開始する（ステップＳ１２）。待機動作は、所定のタイミングでリセット動作を繰り返し行うことにより、Ｘ線の照射開始を待ち受ける動作である。
　照射スイッチ２１が押圧されると、線源制御装置１９を介してＸ線源１７に同期開始信号が送信され、Ｘ線源１７はレディ状態に移行される。Ｘ線源１７がレディ状態になると、線源制御装置１９は蓄積開始信号をコンソール２２に送信し、電子カセッテ１２は蓄積動作を開始する（ステップＳ１３）。
　また、電子カセッテ１２が蓄積動作に移行すると、線源制御部１９は、コンソール２２から照射開始信号を受け、Ｘ線源１７から撮影条件に応じた管電圧及び管電流でＸ線の照射を開始させる（ステップＳ１４）。
　線源制御装置１９は、タイマを監視して撮影条件で設定された照射時間が経過すると、Ｘ線源１７に対して終了同期信号を送り、Ｘ線の照射を終了させる（ステップＳ１５）。同時に、線源制御装置１９は終了同期信号をコンソール２２に送信し、コンソール２２は電子カセッテ１２を蓄積動作から読み出し動作に移行させる（ステップＳ１６）。読み出し動作における最初（１回目）の読み出しでは、出力回路７１のアンプ７２のゲインは、撮影条件に応じた所定値（初期値）γ１に設定されており、その状態で全ての画素が非破壊読み出しされる。
　アンプ７２のゲインを初期値γ１に設定して最初の読み出しが完了すると、最初の読み出しで得られたＸ線画像はＡ／Ｄ変換器５２によりデジタルデータに変換され、メモリ１４に一時的に記憶される。メモリ１４に記憶されたＸ線画像のデータは、通信部１６，２４を介してコンソール２２に送信され、フレームメモリ８１に記憶される（ステップＳ１７）。
　フレームメモリ８１に記憶されたＸ線画像は、画像合成部８２に読み出され、合成Ｘ線画像が生成され（ステップＳ１８）、評価値算出部８３に入力され、再読み出しの要否の判定が行われる（ステップＳ１９）。なお、ここでは最初の読み出しであるため、画像合成部８２は、実質的には合成処理を行わず、フレームメモリ８１から取得したＸ線画像が合成Ｘ線画像として評価値算出部８３に入力され、合成Ｘ線画像として入力されたＸ線画像に基づいて再読み出しの要否判定が行われる。後述するように、再読み出しを行なってフレームメモリ８１に複数のＸ線画像が記憶されている場合には、画像合成部８２は、これらのＸ線画像を読み出し、平均した画像を合成Ｘ線画像として評価値算出部８３に入力する。評価値算出部８３は、図６に示すようにＸ線画像のヒストグラム解析を行い、評価値Ｍを算出する。そして、図７に示すように、評価値Ｍを大小の所定閾値μ１，μ２と比較することにより、再読み出しの要否を判定する。
　評価値Ｍが小閾値μ１以上大閾値μ２以下の場合（図７における評価値Ｍ２）、評価値Ｍは適正範囲内なので、Ｘ線画像の読み出し時のアンプ７２のゲインは適正であり、再読み出しは不要（ＯＫ）と判定される。この場合、Ｘ線画像の再読み出しは行われず、画像合成部８２は、フレームメモリ８１から取得したＸ線画像を合成Ｘ線画像としてオフセット処理部８６に入力し、オフセット処理を行う（ステップＳ２０）。オフセット処理後の合成Ｘ線画像は、欠陥補正処理部８７によって欠陥補正処理が施され（ステップＳ２１）、モニタ２３に表示されたり、画像サーバ（図示しない）に送信される。
　また、再読み出しは不要（ＯＫ）と判定されると、この判定を示す制御信号が電子カセッテ１２に入力され、電子カセッテ１２はリセット動作を行い、画素ＰＸに蓄積されている信号電荷を破棄する。
　一方、評価値Ｍが小閾値μ１より小さい場合（図７における評価値Ｍ１の場合）、あるいは評価値Ｍが大閾値μ２よりも大きい場合（図７における評価値Ｍ３の場合）のように、評価値Ｍが適正範囲外の場合には、Ｘ線画像の１回目の読み出し時のアンプ７２のゲインが適正値よりも小さいかあるいは大きいと判定されて、ゲインを調節した上で再読み出しが必要と判定される。この場合、ゲイン算出部８４は、評価値算出部８３から入力される評価値Ｍに基づいて新たなゲインを算出し（ステップＳ２３）、再読み出し指示とともに通信部２４を介して電子カセッテ１２に送信する。
　評価値Ｍ１のように、評価値Ｍが小閾値μ１よりも小さいために再読み出しが必要と判定された場合、ゲイン算出部８４が算出する新たなゲインは初期値γ１よりも大きい値γ２（γ２＞γ１）となる。一方、評価値Ｍ３のように、評価値Ｍが大閾値μ２よりも大きいために再読み出しが必要と判定された場合、ゲイン算出部８４が算出する新たなゲインは初期値γ１よりも小さい値γ２（γ２＜γ１）となる。
　電子カセッテ１２は、ゲイン算出部８４で算出された新たなゲインと再読み出し指示を受けると、まず、アンプ７２のゲインをゲイン算出部８４で算出された新たな値に設定する（ステップＳ２４）。こうしてアンプ７２のゲインが再設定されると、再読み出し指示似基づき、各部を制御して、再び読み出し動作を行う（Ｓ１６）。
　新たなゲインで再読み出しすることにより得られたＸ線画像は、前述と同様、コンソール２２に送信され（Ｓ１７）、フレームメモリ８１に追加記憶される。このため、再読み出しを１回行った時点で、フレームメモリ８１にはゲインγ１で読み出された最初のＸ線画像（以下、読み出し順にしたがって第１Ｘ線画像という）と、ゲインγ２で再読み出しに得られた２番目のＸ線画像（以下、第２Ｘ線画像という）の２枚のＸ線画像が記憶される。
　こうしてアンプ７２のゲインの値をγ２にして読み出されたＸ線画像がフレームメモリ８１に追加されると、画像合成部８２は、第１Ｘ線画像と第２Ｘ線画像を取得し、これらを合成して新たな合成Ｘ線画像を生成する。第１Ｘ線画像と第２Ｘ線画像から生成された合成Ｘ線画像は、再び評価値算出部８３に入力され、再読み出しの要否の判定が行われる（Ｓ１９）。
　ここで再び再読み出しが必要（ＮＧ）と判定された場合には、上述の再読み出しが再度行われる。すなわち、再読み出しのサイクル（Ｓ１９→Ｓ２３→Ｓ２４→Ｓ１６→Ｓ１７→Ｓ１８）は、各サイクルで新たに生成される合成Ｘ線画像に基づいて、再読み出しが不要（ＯＫ）と判定されるまで、繰り返される。
　再読み出しが不要（ＯＫ）と判定されると、合成Ｘ線画像に対して、オフセット処理（Ｓ２０）及び欠陥補正処理（Ｓ２１）が施され、モニタ２３に表示されたり、画像サーバ（図示しない）に送信されるとともに、電子カセッテ１２ではリセット動作を行い、画素ＰＸに蓄積した信号電荷を破棄する（Ｓ２２）。
　このように、Ｘ線撮影システム１０は、合成Ｘ線画像（１回目の読み出しでは実質的にＸ線画像）の全画素を用いてヒストグラム解析し、その解析結果に基づいて、再読み出しの要否を判定して、必要と判定した場合には、出力回路７１のアンプ７２のゲインを調節して再読み出し、合成Ｘ線画像を生成し直すので、最終的に観察用に用いられる合成Ｘ線画像にはオーバーフローやアンダーフローがなく、被検体Ｈの主要な観察対象に適した画像にすることができる。
　また、Ｘ線撮影システム１０では、Ｘ線画像の読み出し時のゲインの調節において、従来のように検出面内に分散配置された判定用画素の画素値ではなく、検出面内の全画素の画素値を利用してゲインの調節を行っている。そのため、撮影部位や被検体Ｈの体格等をより正確に反映したＸ線の入射量に基づいてゲインの適正値を決定できるので、従来と比べてより適切なゲイン調節が可能になる。同時に、読み出し時のゲインの値が異なる複数のＸ線画像を平均化した合成Ｘ線画像が最終的に観察用のＸ線画像となるので、再読み出しの際に設定されるゲインの値が最適値から多少ずれていたとしても、その影響は観察用Ｘ線画像には現れ難い。このため、Ｘ線撮影システム１０は、低線量撮影条件において線量が低く設定される場合でも、良好な画質のＸ線画像を得ることができる。こうした効果は、被検体Ｈの被曝量の低減に寄与する。
　また、再読み出しが行われた場合（合計で２回以上のＸ線画像の読み出しが行われた場合）、二回目以降のＸ線画像の読み出し時のゲインの調節を行うことで、Ｘ線画像を得た後、階調変換処理等の画像処理によってＸ線画像の濃度を調節する場合と比較して、より良好な画質のＸ線画像が得られる。というのは、画像処理による場合には、ＩＣチップ４７などのＡＳＩＣで発生するノイズに対するＳ／Ｎを向上させることはできないが、Ｘ線撮影システム１０では、ＦＰＤ１３からの信号の読み出し段階でゲインの調節を行って信号値を調節するのでＳ／Ｎを改善できるからである。
　本例の画像ヒストグラムによる解析において、評価値算出部８３は、読み出したＸ線画像の画素値の頻度分布のうち、有効範囲Ｅに属する画素を抽出して、これらのすべての画素値の平均値を評価値Ｍとする例を説明したが、単に有効範囲Ｅの最大値Ｅ２及び最小値Ｅ１の平均値を評価値Ｍとしても良い。あるいは、関心対象が骨部である場合には、有効範囲Ｅの骨部に相当する画素の平均値を評価値Ｍとしたり、関心対象が肺である場合には、有効範囲Ｅの肺に相当する画素の平均値を評価値Ｍとするなど、有効範囲Ｅの一部の領域を利用して評価値Ｍを求めてもよい。なお、有効範囲Ｅの画素に限らず、素抜け領域も含めた全画素の平均値を評価値Ｍとしても良いが、有効範囲Ｅは、被検体Ｈの撮影部位を表す領域であるので、上記例のように、有効範囲Ｅに属する画素値を利用することが好ましい。
　また、有効範囲Ｅは、アンプ７２のゲインによって変化する。具体的には、ゲインが適正値よりも小さい場合には、図６で示した画素値の頻度分布は、左側（負側）にシフトし、ゲインが適正値よりも大きい場合には画素値の頻度分布は右側（正側）にシフトする。さらに、頻度分布はゲインの大小によって、その幅も変化する。そこで、ゲインが適正値の場合の有効範囲Ｅの幅を予め定めておき、その幅と、実際に読み出したＸ線画像の有効範囲Ｅの幅とのズレ量を評価値Ｍとして求めて、再読み出しの要否判定と、新たなゲインの算出をしても良い。
　なお、上述の第３の実施形態では、再読み出し時に設定するゲインの値は、最初の読み出し時のゲインγ１よりも大きくなることもあれば、小さくなることもある例を説明したが、再読み出しを行う毎に、前回のゲインよりも小さいゲインで再読み出しを行うようにすることが好ましい。例えば、図１５に示すように、合計で５回のＸ線画像の読み出しを行う場合、２回目の読み出し時に設定するゲインγ２は、最初（１回目）の読み出し時のゲインγ１よりも小さい範囲内の値にする。また、３回目の読み出し時に設定するゲインγ３は、２回目の読み出し時のゲインγ２よりも小さい範囲内の値にする。４回目以降の読み出し時も同様であり、γ１＞γ２＞γ３＞γ４＞γ５＞・・・である。このように、再読み出し時のゲインを徐々に低くしながら再読み出しを行うと、これは、Ｘ線の照射がない状態であっても、時間の経過とともに暗電流によるノイズ成分が増大するため、高感度（ゲインが高い）の読出しを後から行うとノイズ成分が大きくなってしまうからである。このように、再読み出しの度にゲインを徐々に低くする場合、最初（１回目）の読み出し時のゲインγ１は前述の通り撮影条件によって予め定める値であるが、最初の読み出し時のゲインγ１を意図的に適正値よりも高く設定しておく。こうすれば、評価値算出部８３で算出される評価値Ｍに基づき、かつ、上述の条件を容易に満たすことができる。
　また、再読み出しをするときに、ゲインの値が、大，小，大，小，・・・のように、交互に増大／減少することも好ましい。具体的には、図１６に示すように、２回目のゲインγ２は、１回目のゲインγ１に対して小さい値に設定する（γ２＜γ１）。一方、３回目のゲインγ３は、２回目のゲインγ２よりも大きく設定する（γ３＞γ２）。さらに、４回目のゲインγ４は、３回目のゲインγ３よりも小さく設定する（γ４＜γ３）。その後も同様である。このように、読み出し時のアンプ７２のゲインの値を交互に増大／減少させると、再読み出しの要否判定において、再読み出し不要（ＯＫ）と判断されるまでの時間を短縮することができる。すなわち、観察に好適なＸ線画像（合成Ｘ線画像）をより素早く得ることができるようになる。
　さらに、ゲインが高く設定される奇数回の読み出し時のゲインγ１，γ３，γ５，・・・は、読出し回数の増加と共に順に小さくなることが好ましい（γ１＞γ３＞γ５＞・・・）。同様に、ゲインが低めに設定される偶数回の読み出し時のゲインγ２，γ４，γ６，・・・は、読出し回数の増加と共に順に小さくなることが好ましい（γ２＞γ４＞γ６＞・・・）。こうすれば、前述のように暗電流によるノイズを低減しつつ、かつ、観察に好適なＸ線画像（合成Ｘ線画像）をより素早く得ることができる。当然、γ１＞γ３＞γ５＞・・・またはγ２＞γ４＞γ６＞・・・の一方を満たすようにするだけでも良く、これらの条件を満たさない場合よりも暗電流によるノイズを低減しつつ、かつ、観察に好適なＸ線画像をより素早く得ることができる。
［第４実施形態］
　なお、上述の第３の実施形態では、Ｘ線画像の再読み出しを行う度に、再読み出しの要否を判定するため、最終的に何回の再読み出しを行うかは未定であるが、以下に説明するように、再読み出しを行う場合、再読み出しを行う回数を定めても良い。
　例えば、評価値算出部８２は、画像合成部８２から最初に得た合成Ｘ線画像（最初の読み出しで得られたＸ線画像と同じ）を前述のようにヒストグラム解析することによって、再読み出しの要否を判定するとともに、再読み出しが必要（ＮＧ）と判定した場合には、合成Ｘ線画像の粒状性を評価し、合成Ｘ線画像の粒状性を表す第２の評価値を算出するようにする。粒状性は、画像のＳ／Ｎを評価する指標であり、第２の評価値が大きいほど相対的にノイズ成分が多く、第２の評価値が小さいほど相対的にノイズ成分が少ない。合成Ｘ線画像の粒状性の評価は、合成Ｘ線画像の全体について行なっても良いし、関心部分の粒状性だけを評価するようにしても良い。
　また、第２の評価値に応じた最適な再読み出し回数を実験により予め定めておき、第２の評価値と再読み出し回数を対応付けるルックアップテーブル（ＬＵＴ）を、図示しないメモリ等に記憶しておく。そして、評価値算出部８２は、算出した第２の評価値ＱをＬＵＴに照らし合わせ、最適な再読み出し回数ｎ（ｎは１以上の整数）を算出する。
　また、ゲイン算出部８４は、評価値算出部８２から、ヒストグラム解析によって得られた第１の評価値Ｍと、合成Ｘ線画像の粒状性に基づいて算出された最適な再読み出し回数ｎの入力を受ける。そして、第１の評価値Ｍと再読み出し回数ｎに基づいて、各再読み出し時のアンプ７２のゲインを算出する。例えば、４回の再読み出しを行う場合（ｎ＝４）、最初の読み出し時のゲインγ１と第１の評価値Ｍから、２～５回目の読み出し時のゲインγ２，γ３，γ４，γ５を全て算出する。
　上述の第４の実施形態の場合、Ｘ線撮影システム１０は、次のように動作する。図１７に示すように、撮影条件の入力から、最初のＸ線画像をコンソール２２に送信し、フレームメモリ８１に記憶するまでの態様（ステップＳ３１～Ｓ３７）は、前述の第３実施形態のステップＳ１１～Ｓ１７と同様である。
　最初に読み出したＸ線画像がコンソール２２に送信されると、画像合成部８２は、フレームメモリ８１に記憶された最初のＸ線画像を取得し、これを合成Ｘ線画像として評価値算出部８３に入力する。そして、評価値算出部８３は、入力された合成Ｘ線画像から第１の評価値Ｍを算出し、算出した評価値Ｍに基づいて再読み出しの要否を判定する（ステップＳ３８）。ここで再読み出しの要否を判定する方法は、前述の第３実施形態と同様である。
　判定の結果、再読み出しは不要と判定されると、合成Ｘ線画像はオフセット処理（ステップＳ４０）、欠陥補正処理（ステップＳ４１）が施され、観察用のＸ線画像とされる。また、観察用のＸ線画像が得られると、電子カセッテ１２は、リセット動作を行い、画素ＰＸに蓄積された信号電荷を破棄する。
　一方、再読み出しが必要と判定されると、評価値算出部８３はさらに合成Ｘ線画像の粒状性を評価し、第２の評価値Ｑを算出する。そして、算出した第２の評価値と所定のＬＵＴを照らし合わせ、最適な再読み出し回数ｎを決定する（ステップＳ４３）。
　最適な再読み出し回数ｎが決定されると、第１の評価値Ｍと最適な再読み出し回数ｎに基づいて、ゲイン算出部８４によって各再読み出し回のアンプ７２のゲインが各々新たに算出される（ステップＳ４４）。
　こうして算出された最適な再読み出し回数ｎと各再読み出し回のアンプ７２の新たなゲインに設定しつつ、ｎ回の再読み出しが行われる（ステップＳ４５）。このとき、ｎ回の再読み出しで得られるＸ線画像は、読み出された順にメモリ１４に記憶され、コンソール２２に順次送信される。
　ｎ回の再読み出しが終わり、フレームメモリ８１に最初の読み出しによるＸ線画像と、ｎ回の再読み出しによるｎ枚のＸ線画像が記憶されると、画像合成部８２は、フレームメモリ８１から全てのＸ線画像を取得し、これらを用いて合成Ｘ線画像を生成する。こうして生成された合成Ｘ線画像は、オフセット処理（Ｓ４０）、欠陥補正処理（Ｓ４１）を順に施され、観察用のＸ線画像としてモニタ２３に表示されたり、画像サーバ（図示しない）に送信される。また、こうして観察用のＸ線画像が得られると、電子カセッテ１２は、リセット動作を行って、画素ＰＸに蓄積された信号電荷を破棄する。
　前述の第３実施形態のように、再読み出しを行う回数が不定のまま、再読み出しを繰り返し行って、その度に再読み出しの要否判定をし、次の読み出し時のゲインを算出すると、各再読み出し時のゲインは最適であっても、最終的に観察用のＸ線画像（合成Ｘ線画像）が得られるまでに行う、再読み出しの回数が多くなってしまうことがある。再読み出しの回数が多くなれば、観察用のＸ線画像が得られるまでに要する時間を増加する。しかし、上述のように、最初の読み出しによるＸ線画像（合成Ｘ線画像）の粒状性を評価し、その評価に基づいて再読み出しの回数ｎを決定し、さらに、第１の評価値Ｍとともに再読み出しの回数ｎに基づいて、この条件で最適な再読み出し時のゲインを算出してｎ回の再読み出しを行うようにすると、前述の第３実施形態の態様よりも、再読み出し回数を低減し、より素早く観察用Ｘ線画像を得られることがある。
［第５実施形態］
　また、上述の第４の実施形態例では、再読み出しの要否判定、及び、粒状性評価に基づく再読み出し回数ｎの算出は、実質的に最初に読み出されたＸ線画像に基づいて行われるが、次のようにしても良い。例えば、図１８に示すように、再読み出しが必要と判定された場合（Ｓ３８）、最初のＸ線画像（合成Ｘ線画像）に基づいて粒状性の評価を行うことなく、前述の第４実施形態と同様にして再読み出し（全体としては２回目の読み出し）を行う（ステップＳ５１）。そして、２回目の読み出しで得たＸ線画像をコンソール２２に送信し（ステップＳ５２）、１回目の読み出しで得たＸ線画像と２回目の読み出しで得たＸ線画像から合成Ｘ線画像を生成する（ステップＳ５３）。
　そして、評価値算出部８３によって、１回目のＸ線画像と２回目のＸ線画像から生成された合成Ｘ線画像の粒状性を評価し、その評価値ＱとＬＵＴを照らし合わせて、再読み出し回数ｎを算出する（ステップＳ５４）。この場合、ｎは０を含む整数（非負整数）である。その後は、上述の例と同様に、ゲイン算出部８４によって、各再読み出し回のゲインを算出し（ステップＳ５５）、算出した値にアンプ７２のゲインを調節しながら、ｎ回の再読み出しを行う（ステップＳ５６）。ｎ回の再読み出しで得たＸ線画像は、メモリ１４に一時的に記憶され、コンソール２２に順次送信する。
　こうしてｎ＋２回の読み出しで得たＸ線画像は、画像合成部８２によって改めて合成され（Ｓ３９）、オフセット処理（Ｓ４０）、欠陥補正処理（Ｓ４１）が施された後、モニタ２３に表示されたり、画像サーバ（図示しない）に送信される。こうして観察用のＸ線画像が得られると、電子カセッテ１２は、リセット動作を行い、画素ＰＸに蓄積された信号電荷を破棄する（Ｓ４２）。
　上述のように、粒状性の評価に基づき、最適な再読み出し回数ｎを予め決定する場合に、１回目の読み出しで得たＸ線画像と２回目の読み出しで得たＸ線画像から生成された合成Ｘ線画像の粒状性を評価して再読み出し回数ｎを決定すると、前述のように１回目の読み出しで得たＸ線画像に基づいて再読み出し回数ｎを算出する場合よりも、さらに再読み出し回数が最適される可能性が高くなる。
　なお、上述の例では、最適な再読み出し回数ｎを算出するために合成Ｘ線画像の粒状性を評価するが、合成Ｘ線画像のノイズの量を評価することができれば、粒状性以外のもの評価しても良い。
　なお、上述の実施形態では、合成Ｘ線画像を生成するときに、もとのＸ線画像を平均する例を説明したが、これに限らない。例えば、次のようにして合成Ｘ線画像を生成しても良い。上述のようにフレームメモリ８１には各々異なるゲインで複数のＸ線画像が記憶されるが、簡単のため、図１１（Ａ）に示す高いゲインで読み出された高感度Ｘ線画像９１と、図１１（Ｂ）に示す低いゲインで読み出された低感度Ｘ線画像９２の二種類のＸ線画像が得られたとする。高感度Ｘ線画像９１では、被検体Ｈを表す正常な画素値の画素（以下、正常画素という）９３と画素値が飽和した画素（以下、飽和画素という）９４がある。正常画素９３は、ＦＰＤ１３の各画素ＰＸで信号電荷量が飽和せず、かつ、アンプ７２の出力上限に達していない画素であり、概ね被検体Ｈを表す画素である。一方、飽和画素９４は、ＦＰＤ１３の各画素ＰＸで発生した信号電荷が飽和してしまった画素、あるいは、ＦＰＤ１３の各画素ＰＸで発生した信号電荷が飽和していなくても、アンプ７２のゲインが高いために、アンプ７２の出力上限に達してしまった画素である。ＦＰＤ１３の各画素ＰＸで発生した信号電荷が飽和してしたために飽和画素９４となってしまう画素は主に素抜け画素であるが、ゲインが高すぎたためにアンプ７２の出力上限に達してしまうことは被検体Ｈを表す画素にも起こり得る。
　一方、低感度Ｘ線画像９２では、アンプ７２のゲインが低く設定されて読み出された画像であるため、少なくともアンプ７２のゲインが高すぎるためにアンプ７２の出力上限に達して異常な画素値を示す画素は減少する。ここでは、低感度Ｘ線画像９２では、読み出し時のゲインが低いことによって素抜け画素を含めて全ての画素で正常な画素値を示しており、像が解像できないほどの低画素値の画素はない（アンダーフローはない）とする。但し、読み出し時のアンプ７２のゲインが低いため、高感度Ｘ線画像９１に比べてＳ／Ｎが悪い。
　画像合成部８２は、このような高感度Ｘ線画像９１と低感度Ｘ線画像９２が得られた場合、まず、高感度Ｘ線画像９１の飽和画素９４の位置を特定するとともに、高感度Ｘ線画像９１の正常画素９３を抽出する。その後、低感度Ｘ線画像９２から、高感度Ｘ線画像９１で抽出された飽和画素９４と同位置の画素を抽出する。そして、図１１（Ｃ）に示すように、高感度Ｘ線画像９１の正常画素９３と、飽和画素９４に対応する位置の低感度Ｘ線画像９２の画素とを用いて、合成Ｘ線画像９５を生成する。すなわち、合成Ｘ線画像９５は、高感度Ｘ線画像９１の飽和画素９４を低感度Ｘ線画像９２の対応する画素で置き換えた画像である。なお、合成Ｘ線画像９５は、高感度Ｘ線画像９１と低感度Ｘ線画像９２をそれぞれ読みだした時のゲインの値に応じて、画素値を調節しながら生成される。
　ここでは、簡単のために、高感度Ｘ線画像９１と低感度Ｘ線画像９２の二種類のＸ線画像から合成Ｘ線画像９５を生成する例を説明したが、読み出し時のゲインが異なる３以上のＸ線画像から合成Ｘ線画像を生成する場合も同様である。すなわち、できるだけ高感度画像（読み出し時のゲインが大きい画像）の画素を優先的に用い、飽和画素があった場合には次に感度が低いＸ線画像の画素に置き換えたものを合成Ｘ線画像とする。
　このように、ゲインを変えた複数回の読み出しで得たＸ線画像から合成Ｘ線画像を生成すると、合成Ｘ線画像はできる限り高感度を維持することができるので、被検体Ｈの観察に好適なＸ線画像が得られやすい。
　なお、上述の実施形態では、読み出し時のゲインが異なる複数のＸ線画像から合成Ｘ線画像を生成した後に、オフセット処理及び欠陥補正処理を施す例を説明したが、フレームメモリ８１から読み出した複数のＸ線画像にオフセット処理や欠陥補正処理を施してから合成Ｘ線画像を生成しても良い。オフセット処理をしてから合成Ｘ線画像を生成し、その後欠陥補正処理をしたり、欠陥補正処理をしてから合成Ｘ線画像を生成し、その後オフセット処理をしても良い。また、オフセット処理と欠陥補正処理を行う順序も任意である。
　なお、上述の実施形態では、再読み出しに再設定するアンプ７２のゲインの値は、初期値γ１とは無関係に任意の値が算出される例を説明したが、ゲイン算出部８４が算出する新たなゲインの値は、初期値γ１の２1/ｎ（ｎは０を除く整数）倍であることが好ましい。これは再読み出しした画素の置き換えや合成Ｘ線画像の生成の画素値の演算をビットシフトによって行うことができ、容易かつ高速だからである。
　なお、上述の実施形態では、出力回路７１のアンプ７２のゲインを変更しながら再読み出しを行う例を説明したが、各画素ＰＸのトランジスタＭ１のゲインを可変とし、各画素ＰＸから電圧信号を出力する段階でゲインを調節しても良い。ＦＰＤ１３の画素ＰＸはデジタルカメラ等に用いる小型の固体撮像素子よりも画素サイズが大きいので、ＦＰＤ１３の各画素ＰＸに可変ゲインアンプを用いることは可能である。
　なお、上述の実施形態では、画像合成部８３が合成Ｘ線画像を生成するときに、読み出したＸ線画像を全て用いて合成Ｘ線画像を生成する例を説明したが、読み出したＸ線画像のうち一部を用いて合成Ｘ線画像を生成しても良い。例えば、最初に設定されるゲインγ１が大きすぎたり、小さすぎたりして、最初のＸ線画像に大量のオーバーフローやアンダーフローが発生した場合、このＸ線画像を用いて合成Ｘ線画像を生成すると、大量のオーバーフローやアンダーフローが緩和され、観察に適した合成Ｘ線画像が得られるまでに、多数回の再読み出しが必要になる。このため、オーバーフローやアンダーフローが大量に発生してしまったＸ線画像等の不適切なＸ線画像を除いて、合成Ｘ線画像を生成しても良い。読み出したＸ線画像が合成Ｘ線画像の生成に用いるのに適しているか否かは、例えば、図６に示したヒストグラムの形状や有効範囲Ｅの最大値や最小値、有効範囲Ｅの幅等何れかあるいは組み合わせから判定することができる。オーバーフローやアンダーフローが多数発生すると、例えば、図６のヒストグラムの形状が一部あるいは全体的に変形することがある。また、ヒストグラムの形状が変形すると、有効範囲Ｅを識別できなかったり、有効範囲Ｅが識別できても、最大値が所定閾値よりも分布Ｂの値に近い、最小値が所定閾値よりも０に近い、有効範囲Ｅの幅が所定閾値よりも大きい／小さい、といったことが起こる。
　なお、上述の実施形態では、評価値算出部８３において評価値を算出するときに、合成Ｘ線画像（最初に撮影したＸ線画像）の全画素の画素値を取得する例を説明したが、取得する画素値は、必ずしも厳密に全画素分の画素値を取得しなくても良い。具体的には、前述のヒストグラム解析を行うことができる程度に、Ｘ線画像の全領域から満遍なく画素値を取得すれば足りる。ヒストグラム解析を行うことができる程度とは、最終的に観察に用いるＸ線画像と解像度が極端に相違しない程度である。ヒストグラム解析を行うことができる程度の画像であれば、合成Ｘ線画像の生成に用いることもできる。したがって、幾つかの画素をビニングして読み出したり、間引き読み出しをしたりして取得したＸ線画像（あるいはこれを用いて生成した合成Ｘ線画像）を評価値の算出に用いることができる。
　以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
　例えば、上記各実施形態では裏面照射型の電子カセッテ１２を例に説明したが、Ｘ線の入射側からシンチレータ，ＦＰＤの順に配置される表面入射型の電子カセッテも好適に用いることができる。また、上述の第１実施形態から第５実施形態では、ＦＰＤ１３がＣＭＯＳ型の例を説明したが、非破壊読み出しをすることができればその他の態様のイメージセンサを用いても良い。さらに、シンチレータ４１を用いる間接変換型のＦＰＤ１３を例に説明したが、シンチレータを介さずにアモルファスセレン等のＸ線変換層によりＸ線を直接電荷に変換する直接変換型のＦＰＤを用いることもできる。
　また、Ｘ線源と線源制御装置からなるＸ線発生装置と、電子カセッテとコンソールからなるＸ線撮影装置との間で、Ｘ線の照射開始及び終了に関する同期制御を、同期信号の通信によって行う例で説明したが、照射検知センサなどを設けてＸ線の照射開始及び終了を自己検知する機能をＸ線撮影装置に設けてもよい。こうすれば、Ｘ線発生装置とＸ線撮影装置の間の同期信号の通信は不要となる。この場合には、ＦＰＤの画素を照射検知センサとして利用してもよい。
　また、Ｘ線撮影装置を電子カセッテとコンソールで構成する例で示したが、コンソールの機能のうち電子カセッテを制御する機能をコンソールとは別の撮影制御装置として構成して、電子カセッテ、撮影制御装置、コンソールの３つの装置でＸ線撮影装置を構成してもよい。また、撮影制御装置の機能を電子カセッテに内蔵したり、それに代えて又は加えて、画像処理部２６の機能を電子カセッテに内蔵したりしてもよい。また、撮影制御装置に加えてコンソールの機能を電子カセッテに内蔵する等、電子カセッテと、撮影制御装置やコンソールを一体化してもよい。
　また、本発明のＸ線撮影装置は、電子カセッテの形態に限らず、ＦＰＤが撮影台に内蔵された据え置き型のＸ線撮影装置でもよい。
　また、回路基板４１に形成された回路素子や駆動回路５１をＩＣチップ４６として、ＣＤＳ回路６８等からなる読み出し回路を構成するＡＳＩＣをＩＣチップ４７として、各々イメージセンサ４２とは別体に実装する例を説明したが、これらはイメージセンサ４２の基板上に形成されていても良い。すなわち、上記各種回路等は、画素ＰＸ等と一体に、単結晶シリコン基板上に形成されていても良い。このように、駆動回路５１やＣＤＳ回路６８等の各種回路を画素ＰＸ等と一体に、同一基板上に設けると、ＩＣチップやフレキシブルケーブルを削減でき、また、組み立ても容易になるため、コストダウンを図ることができる。
　本発明は、Ｘ線に限らず、γ線等の他の放射線を使用する撮影システムにも適用することができる。
　１０　Ｘ線撮影システム
　１２　電子カセッテ
　１３　ＦＰＤ
　１７　Ｘ線源
　２２　コンソール
　２６　画像処理部
　３１　筐体
　４１　シンチレータ
　４２　イメージセンサ
　５２　Ａ／Ｄ変換回路
　７２　アンプ
　７６　評価値算出部
　７７　ゲイン調節部
　８３　評価値算出部
　８４　ゲイン算出部

Claims (32)

  1. 　放射線源から照射され被検体を透過した放射線を受けて、被検体の放射線画像を検出する放射線画像検出手段であり、前記放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素を有し、前記画素から前記信号電荷の蓄積量に基づいた前記放射線画像を表すデータを非破壊に読み出す事が可能な放射線画像検出手段と、
    　前記放射線画像検出手段から前記放射線画像を読み出す場合に、前記信号電荷に応じた信号を増幅するとともに、ゲインを可変できる増幅手段と、
    　読み出された前記放射線画像の所定領域の画素値に基づいて、前記放射線画像を評価するための評価値を求め、前記評価値に基づいて前記放射線画像の再読み出しの要否を判定する判定手段と、
    　前記判定手段による判定の結果、再読み出しが必要と判定された場合に、前記評価値に基づいて、再読み出し時に用いる前記増幅手段の新たなゲインを算出するゲイン算出手段と、を備え、
    　前記増幅手段のゲインを、前記ゲイン算出手段により算出した新たなゲインの値に変更して、前記放射線画像の再読み出しをすることを特徴とする放射線撮影装置。
  2. 　前記判定手段は、前記放射線画像における画素値の出現頻度分布に基づいて、前記再読み出しの要否を判定する請求項１記載の放射線撮影装置。
  3. 　前記判定手段は、前記出現頻度分布を基に、前記被検体を表す画素の画素値の分布を表す有効範囲に基づいて、前記再読み出しの要否を判定する請求項２記載の放射線撮影装置。
  4. 　前記判定手段は、前記有効範囲に属する画素を抽出し、抽出した画素の画素値の平均値を前記評価値とし、前記評価値が所定の範囲内にある場合には再読み出しを不要と判定し、前記評価値が所定の範囲外にある場合には再読み出しが必要と判定する再読み出しの要否を判定する請求項３記載の放射線撮影装置。
  5. 　前記判定手段は、前記有効範囲の最大値と最小値の平均値を前記評価値とし、前記再読み出しの要否を判定する請求項２または３記載の放射線撮影装置。
  6. 　前記判定手段は、前記有効範囲の幅と所定の幅とのズレ量を前記評価値とし、前記再読み出しの要否を判定する請求項２または３記載の放射線撮影装置。
  7. 　最初の読出し及び再読み出しにより、前記増幅手段のゲインを変えながら読み出して得られた複数枚の前記放射線画像を用いて、１枚の合成画像を生成する画像合成手段を備える請求項１～６のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
  8. 　前記画像合成手段は、高ゲインで読み出された前記放射線画像の画素を優先的に用い、高ゲインで読み出された前記放射線画像のうち、画素値が飽和している画素を、次に高いゲインで読み出された前記放射線画像の対応する画素に置き換えることにより、前記合成放射線画像を生成する請求項７記載の放射線撮影装置。
  9. 　前記増幅手段のゲインの初期値は、放射線源が照射する線量を規定する撮影条件によって定められる請求項１～８のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
  10. 　前記ゲイン算出手段が算出する前記増幅手段のゲインは、前回の前記放射線画像の読み出し時よりも小さい請求項１～９のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
  11. 　前記ゲイン算出手段が算出する前記増幅手段のゲインは、ｎを０以外の整数とするときに、前記初期値の２1/ｎ倍の値である請求項９または１０記載の放射線撮影装置。
  12. 　放射線源と、放射線源から照射され被検体を透過した放射線を受けて、被検体の放射線画像を撮影する放射線撮影装置とからなる放射線撮影システムにおいて、
    　前記放射線撮影装置は、
    　前記放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素を有し、前記画素から前記信号電荷の蓄積量に基づいた前記放射線画像を表すデータを非破壊に読み出す事が可能な放射線画像検出手段と、
    　前記放射線画像検出手段から前記放射線画像を読み出す際に前記信号電荷に応じた信号を増幅するとともに、ゲインを可変できる増幅手段と、
    　読み出された前記放射線画像の所定領域の画素値に基づいて前記放射線画像を評価するための評価値を求めて、前記評価値に基づいて前記放射線画像の再読み出しの要否を判定する判定手段と、
    　前記判定手段による判定の結果、再読み出しが必要と判定された場合に、前記評価値に基づいて、再読み出し時に用いる前記増幅手段の新たなゲインを算出するゲイン算出手段と、を備え、
    　前記増幅手段のゲインを前記ゲイン算出手段により算出した新たなゲインの値に変更して、前記放射線画像の再読み出しをすることを特徴とする放射線撮影システム。
  13. 　被検体に照射した放射線を受けて放射線画像を検出する複数の画素を有するとともに、前記画素から前記放射線画像を表すデータを非破壊に読み出す事が可能な放射線画像検出手段によって、前記画素に前記放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する信号電荷蓄積ステップと、
    　前記放射線検出手段から前記放射線画像を読み出す際に前記信号電荷に応じた信号をゲインが可変な増幅手段によって増幅して前記放射線画像を読み出す放射線画像読み出しステップと、
    　前記放射線画像の所定領域の画素値に基づいて前記放射線画像を評価するための評価値を求めて、前記評価値に基づいて前記放射線画像の再読み出しの要否を判定する再読み出し要否判定ステップと、
    　前記再読み出しの要否の判定の結果、再読み出しが必要と判定された場合に、前記評価値に基づいて、再読み出し時に用いる前記増幅手段の新たなゲインを算出するゲイン算出ステップと、
    　前記増幅手段のゲインを算出したゲインに変更して前記放射線画像の再読み出しをする再読み出しステップと、
    を備えることを特徴とする放射線撮影方法。
  14. 　放射線源から照射され被検体を透過した放射線を受けて、被検体の放射線画像を検出する放射線画像検出手段であり、前記放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素を有し、前記画素から前記信号電荷の蓄積量に基づいた前記放射線画像を表すデータを非破壊に読み出す事が可能な放射線画像検出手段と、
    　前記放射線画像検出手段から前記放射線画像を読み出す場合に、前記信号電荷に応じた信号を増幅するとともに、ゲインを可変できる増幅手段と、
    　前記放射線画像検出手段から最初に前記放射線画像が読み出された場合に、最初に読み出された前記放射線画像を合成放射線画像として出力するとともに、再読み出しを行なって前記放射線画像検出手段から複数の前記放射線画像が読み出された場合に、前記複数の放射線画像を合成して合成放射線画像を生成する画像合成手段と、
    　前記合成放射線画像の所定領域の画素値に基づいて前記放射線画像を評価するための評価値を求めて、前記評価値に基づいて前記放射線画像の再読み出しの要否を判定する判定手段と、
    　前記判定手段による判定の結果、再読み出しが必要と判定された場合に、前記評価値に基づいて、再読み出し時に用いる前記増幅手段の新たなゲインを算出するゲイン算出手段と、を備え、
    　前記増幅手段のゲインを前記ゲイン算出手段により算出した新たなゲインの値に変更して、前記放射線画像の再読み出しをし、再読み出しによって得られた新たな前記放射線画像を含めて新たな前記合成放射線画像を生成することを特徴とする放射線撮影装置。
  15. 　前記画像合成手段は、前記再読み出しによって新たな前記放射線画像が得られたときに、新たな前記放射線画像を含めた新たな前記合成放射線画像を生成する請求項１４記載の放射線撮影装置。
  16. 　前記画像合成手段は、複数の前記放射線画像を平均して、前記合成放射線画像を生成する請求項１４または１５記載の放射線撮影装置。
  17. 　前記画像合成手段は、高ゲインで読み出された前記放射線画像の画素を優先的に用い、高ゲインで読み出された前記放射線画像のうち、画素値が飽和している画素を、次に高いゲインで読み出された前記放射線画像の対応する画素に置き換えることにより、前記合成放射線画像を生成する請求項１４または１５記載の放射線撮影装置。
  18. 　前記ゲイン算出手段は、前記再読み出しが行われ、新たな前記合成放射線画像が生成される度に、次の再読み出し時のゲインを算出する請求項１５～１７のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
  19. 　前記増幅手段のゲインの初期値は、予め設定され放射線源が照射する線量を規定する撮影条件によって定められる請求項１４～１８のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
  20. 　前記ゲイン算出手段が算出する前記増幅手段のゲインは、前回の前記放射線画像の読み出し時よりも小さい請求項１４～１９のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
  21. 　前記ゲイン算出手段は、前記再読み出しの度に、大小を交互に繰り返すように前記増幅手段のゲインを算出する請求項１４～１９のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
  22. 　前記ゲイン算出手段が算出する前記増幅手段のゲインは、ｎを０以外の整数とするときに、前記初期値の２1/ｎ倍の値である請求項１４～２１のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
  23. 　前記判定手段は、前記合成放射線画像における画素値の出現頻度分布に基づいて、前記再読み出しの要否を判定する請求項１４～２２のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
  24. 　前記判定手段は、前記出現頻度分布に対して定まり、前記被検体を表す画素の画素値の分布を表す有効範囲に基づいて、前記再読み出しの要否を判定する請求項２３記載の放射線撮影装置。
  25. 　前記判定手段は、前記有効範囲に属する画素を抽出し、抽出した画素の画素値の平均値を前記評価値とし、前記評価値が所定の範囲内にある場合には再読み出しを不要と判定し、前記評価値が所定の範囲外にある場合には再読み出しが必要と判定する再読み出しの要否を判定する請求項２４記載の放射線撮影装置。
  26. 　前記判定手段は、前記有効範囲の最大値と最小値の平均値を前記評価値とし、前記再読み出しの要否を判定する請求項２４記載の放射線撮影装置。
  27. 　前記判定手段は、前記有効範囲の幅と所定の幅とのズレ量を前記評価値とし、前記再読み出しの要否を判定する請求項２４記載の放射線撮影装置。
  28. 　前記判定手段は、前記再読み出しを必要と判定した場合に、さらに前記合成放射線画像のノイズ量を評価して、前記再読み出しを行う回数を決定する請求項１４～２７のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
  29. 　前記判定手段は、前記ノイズ量として前記合成放射線画像の粒状性を評価する請求項２８記載の放射線撮影装置。
  30. 　前記判定手段は、前記ノイズ量の評価を、最初に読み出した前記放射線画像と２回目に読み出した前記放射線画像から生成された前記合成放射線画像に基づいて、前記ノイズ量の評価を行う請求項２８または２９記載の放射線撮影装置。
  31. 　放射線源と、放射線源から照射され被検体を透過した放射線を受けて、被検体の放射線画像を撮影する放射線撮影装置とからなる放射線撮影システムにおいて、
    　前記放射線撮影装置は、
    　前記放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素を有し、前記画素から前記信号電荷の蓄積量に基づいた前記放射線画像を表すデータを非破壊に読み出す事が可能な放射線画像検出手段と、
    　前記放射線検出手段から前記放射線画像を読み出す際に前記信号電荷に応じた信号を増幅するとともに、ゲインが可変な増幅手段と、
    　前記放射線画像検出手段から最初に前記放射線画像が読み出された場合に、最初に読み出された前記放射線画像を合成放射線画像として出力するとともに、再読み出しを行なって前記放射線画像検出手段から複数の前記放射線画像が読み出された場合に、前記複数の放射線画像を合成して合成放射線画像を生成する画像合成手段と、
    　前記合成Ｘ線画像の全領域の画素値に基づいて前記放射線画像を評価するための評価値を求めて、前記評価値に基づいて前記放射線画像の再読み出しの要否を判定する判定手段と、
    　前記判定手段による判定の結果、再読み出しが必要と判定された場合に、前記評価値に基づいて、再読み出し時に用いる前記増幅手段の新たなゲインを算出するゲイン算出手段と、を備え、
    　前記増幅手段のゲインを前記ゲイン算出手段により算出した新たなゲインの値に変更して、前記放射線画像の再読み出しをし、再読み出しによって得られた新たな前記放射線画像を含めて新たな前記合成放射線画像を生成することを特徴とする放射線撮影システム。
  32. 　被検体に照射した放射線を受けて放射線画像を検出する複数の画素を有するとともに、前記画素から前記放射線画像を表すデータを非破壊に読み出す事が可能な放射線画像検出手段によって、前記画素に前記放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する信号電荷蓄積ステップと、
    　前記放射線検出手段から前記放射線画像を読み出す際に前記信号電荷に応じた信号をゲインが可変な増幅手段によって増幅して前記放射線画像を読み出す放射線画像読み出しステップと、
    　前記放射線画像検出手段から最初に前記放射線画像が読み出された場合に、最初に読み出された前記放射線画像を合成放射線画像として出力するとともに、再読み出しを行なって前記放射線画像検出手段から複数の前記放射線画像が読み出された場合に、前記複数の放射線画像を合成して合成放射線画像を生成する画像合成ステップと、
    　前記放射線画像の全領域の画素値に基づいて前記放射線画像を評価するための評価値を求めて、前記評価値に基づいて前記放射線画像の再読み出しの要否を判定する再読み出し要否判定ステップと、
    　前記再読み出しの要否の判定の結果、再読み出しが必要と判定された場合に、前記評価値に基づいて、再読み出し時に用いる前記増幅手段の新たなゲインを算出するゲイン算出ステップと、
    　前記増幅手段のゲインを算出したゲインに変更して前記放射線画像の再読み出しをする再読み出しステップと、
    　再読み出しによって得られた新たな前記放射線画像を含めて新たな前記合成放射線画像を生成する第２の画像合成ステップと、
    を備えることを特徴とする放射線撮影方法。
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