WO2014129442A1

WO2014129442A1 - 放射線画像処理装置および方法、並びに放射線撮影装置

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Publication number: WO2014129442A1
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Inventors: 榎本　淳
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Abstract

　撮影中に採光野を自動設定する場合でも、簡便な方法で経過観察に適した表示用画像を得ることができる放射線画像処理装置を提供する。　電子カセッテには、ＡＥＣのために線量を検出する検出画素の領域である採光野を、検出画素からの線量信号に基づきＸ線の照射中に自動的に設定する採光野設定部が設けられている。コンソールは、採光野設定部で設定された採光野情報とＸ線画像を情報取得部で取得する。位置合わせ処理部は、採光野情報に基づき、同一の被写体の同一の撮影部位を、時間を空けて複数回撮影して得られた複数枚のＸ線画像に対応する複数枚の表示用画像について、複数枚のＸ線画像に描出された被写体の位置を一致させる位置合わせを行う。

Description

放射線画像処理装置および方法、並びに放射線撮影装置

　本発明は、放射線画像処理装置および方法、並びに放射線撮影装置に関する。

　医療分野において、放射線、例えばＸ線を利用したＸ線撮影システムが知られている。Ｘ線撮影システムは、Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、被写体（患者）を透過したＸ線で形成されるＸ線画像を撮影するＸ線撮影装置とを備えている。Ｘ線発生装置は、Ｘ線を被写体に向けて照射するＸ線源、Ｘ線源の駆動を制御する線源制御装置、およびＸ線源を動作させるための指示を線源制御装置に入力する照射スイッチを有している。Ｘ線撮影装置は、被写体を透過したＸ線に応じたＸ線画像を検出するＸ線画像検出装置、およびＸ線画像検出装置の駆動制御、Ｘ線画像に対する画像処理、Ｘ線画像の保存、表示を行うコンソールを有している。

　Ｘ線画像検出装置は、フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ；flat panel detector）とも呼ばれるセンサーパネルを備え、Ｘ線画像を電子的に検出する。このセンサーパネルは、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素が配置された撮像領域を有する。画素は、電荷を発生してこれを蓄積する光電変換部、およびＴＦＴなどのスイッチング素子を備える。センサーパネルは、スイッチング素子のオン動作に応じて、画素の列毎に設けられた信号線を通じて各画素の光電変換部に蓄積された信号電荷を信号処理回路に読み出し、信号処理回路で信号電荷を電圧信号に変換することでＸ線画像を電気的に検出する。

　Ｘ線撮影システムにおいては、被写体への被曝量を抑えつつ適正な画質のＸ線画像を得るために、Ｘ線の照射中にＸ線の線量を検出して、線量の積算値である累積線量が目標線量に達したときにＸ線源によるＸ線の照射を停止させるＡＥＣ（Automatic Exposure Control、自動露出制御）が行われる場合がある。Ｘ線源が照射するＸ線の累積線量は、Ｘ線の照射時間とＸ線源が単位時間当たりに照射するＸ線の線量を規定する管電流との積である管電流時間積（ｍＡｓ値）によって決まる。照射時間や管電流などの撮影条件は、胸部や頭部といった被写体の撮影部位、性別、年齢などによっておおよその推奨値はあるものの、被写体の体格などの個人差によってＸ線の透過率が変わるため、より適切な画質を得るためにＡＥＣが行われる。

　ＡＥＣを行う場合には、被写体を透過したＸ線の線量を検出する線量検出装置が用いられる。線量検出装置としては、Ｘ線画像検出装置と組み合わせて使用することが可能なイオンチャンバーが知られている。イオンチャンバーは、例えば、胸部撮影の際に左右の肺野にあたる対称な２つの上部位置とその下部位置の合計３箇所に配置された線量検出センサを有しており、Ｘ線画像検出装置の前面または背面を覆うように取り付けられる。例えば胸部撮影の際には、撮影前の準備作業として、上部位置の２つの線量検出センサが、ＡＥＣにおける線量検出の基準となる採光野として選択される。そして、この選択された採光野と被写体の左右の肺野とが対向するように被写体とＸ線画像検出装置との相対的な位置関係を合わせるポジショニングが行われる。ポジショニングが正確に行われなかった場合は、肺野と採光野の位置がずれて適正なＡＥＣができないので、ポジショニングは慎重に行われる。こうしたポジショニングが終了した後に、撮影が開始される。撮影中は、採光野として選択された線量検出センサから出力される線量信号に基づきＸ線の照射停止のタイミングが判定される。

　また、線量検出装置の機能をセンサーパネルに一体化したものも知られている（特開平０７－２０１４９０号公報、特開２００２－０００５９０号公報参照）。特開平０７－２０１４９０号公報、特開２００２－０００５９０号公報に記載のセンサーパネルは、Ｘ線画像を検出するための撮像領域内の画素を線量検出センサとして動作させるものであり、複数の画素の中から任意の画素を採光野として選択することが可能である。特開平０７－２０１４９０号公報、特開２００２－０００５９０号公報のセンサーパネルの線量検出機能を使用してＡＥＣを行う場合においても、イオンチャンバーを使用する場合と同様に、撮影前の準備作業として採光野の選択と選択された採光野に応じた被写体のポジショニングとを行った後に、撮影が開始される。

　発明者らは、特開平０７－２０１４９０号公報、特開２００２－０００５９０号公報に記載されているセンサーパネルの画素を線量検出センサとして動作させる技術をさらに推し進めて、撮影中に採光野を自動設定する技術を検討している。より具体的には、センサーパネルの画素のうちの一部を線量検出センサとして機能する検出画素とし、これを撮像領域に分散して配置する。そして、撮影中に検出画素から出力される線量信号に基づき採光野を設定する。例えば胸部撮影では、肺野の位置に対向する検出画素の出力は肺野に隣接する他の部分と比べて高出力となるので、線量信号が他の部分と比べて高出力の検出画素を採光野として自動設定する。その後、採光野として設定された検出画素からの線量信号に基づきＡＥＣを行う。この技術によれば、従来撮影の準備作業として必要であった採光野の選択が不要となる。また、被写体とＸ線画像検出装置との相対位置関係に応じて採光野が自動設定されるため、被写体のポジショニングを従来ほど慎重に行う必要もなくなる。

　ところで、画像診断においては、例えば手術前と手術後など、同一の被写体の同一の撮影部位を、時間を空けて複数回撮影して得られた複数枚のＸ線画像を比較読影する経過観察が行われる。経過観察においては、ディスプレイの表示画面に複数枚のＸ線画像を並列表示したり、あるいは、１枚ずつ切り替え表示するなどして、複数枚のＸ線画像を比較読影可能に表示する。

　例えば、手術前のＸ線画像では被写体がほぼ中央に位置しているのに対して、手術後のＸ線画像では被写体が右または左に寄っているなど、複数枚のＸ線画像に描出される被写体の位置が一定でないと比較読影がやりにくい。このため、経過観察に利用される複数枚のＸ線画像間では、Ｘ線画像内の被写体の位置が一定であることが好ましい。

　ところが、発明者らが目下検討中の撮影中に採光野を自動設定する技術を採用した場合、従来のように被写体のポジショニングに気を使う必要がない反面、経過観察を目的とした複数回の撮影において被写体とＸ線画像検出装置との相対位置関係がばらばらになり、結果として複数枚のＸ線画像間で被写体の位置がずれるおそれがあった。

　この問題の解決策として、複数枚のＸ線画像に対してパターン認識などの画像解析を施して各Ｘ線画像内の被写体の位置を認識し、認識した被写体の位置に基づいて、各Ｘ線画像の被写体の位置を一致させる位置合わせ処理を行うことが考えられる。しかし、画像解析によってＸ線画像内の被写体の位置を認識する方法は処理が複雑で時間も掛かる。そこで、上記問題に対してより簡便な解決策が求められていた。

　本発明は、撮影中に採光野を自動設定する技術を用いた場合においても、簡便な方法で経過観察に適した表示用画像を得ることができる放射線画像処理装置および方法、並びに放射線撮影装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明の放射線画像処理装置は、複数の画素が配置された撮像領域を有し、被写体の放射線画像を検出する放射線画像検出装置を用い、同一の被写体の同一の撮影部位を、時間を空けて複数回撮影して得られた複数枚の放射線画像に対して画像処理を施す放射線画像処理装置であり、画像取得部、採光野情報取得部、および位置合わせ処理部を備える。画像取得部は、複数枚の放射線画像を取得する。採光野情報取得部は、放射線画像検出装置が撮影時に実行するＡＥＣの際に、ポジショニングされる被写体の位置に応じて撮像領域内に自動設定され、複数枚の放射線画像のそれぞれに関連付けて記録された採光野の位置を表す採光野情報を取得する。位置合わせ処理部は、採光野情報取得部で取得した採光野情報に基づき、複数枚の放射線画像に対応する複数枚の表示用画像について、複数枚の放射線画像のそれぞれに描出された被写体の位置を一致させるための位置合わせ処理を実行する。

　位置合わせ処理部は、複数枚の放射線画像の採光野の位置を合わせることにより、複数枚の表示用画像内における被写体の位置を一致させることが好ましい。

　採光野情報は、放射線画像内における採光野の位置を表す座標情報が好ましい。

　位置合わせ処理部は、採光野内から位置合わせの基準点を求めて、位置合わせ処理を実行することが好ましい。基準点は、例えば採光野の外形と外接し、採光野の全体を取り囲む外接矩形枠の中心である。

　位置合わせ処理部は、複数枚の放射線画像のうちの１枚を基準画像とし、基準画像の採光野の位置を基準として位置合わせ処理を実行することが好ましい。基準画像は、マニュアル設定または自動設定により複数枚の放射線画像の中から選択された１枚の放射線画像である。

　位置合わせ処理部は、表示用画像を描画する表示枠に対して、表示用画像の描画位置を変位させることにより位置合わせ処理を実行することが好ましい。描画位置の変位により生じた空白部分に対してマスキング処理を施すマスキング処理部を備えることが好ましい。

　位置合わせ処理後の表示用画像、または位置合わせ処理における描画位置のずらし量を、放射線画像と関連付けて記憶する記憶部を備えることが好ましい。

　本発明の放射線画像処理方法は、複数の画素が配置された撮像領域を有し、被写体の放射線画像を検出する放射線画像検出装置を用い、同一の被写体の同一の撮影部位を、時間を空けて複数回撮影して得られた複数枚の放射線画像に対して画像処理を施す放射線画像処理方法であり、画像取得ステップ、採光野情報取得ステップ、および位置合わせ処理ステップを備える。画像取得ステップは、複数枚の放射線画像を画像取得部で取得する。採光野情報取得ステップは、放射線画像検出装置が撮影時に実行するＡＥＣの際に、ポジショニングされる被写体の位置に応じて撮像領域内に自動設定され、複数枚の放射線画像のそれぞれに関連付けて記録された採光野の位置を表す採光野情報を採光野情報取得部で取得する。位置合わせ処理ステップは、採光野情報取得ステップで取得した採光野情報に基づき、複数枚の放射線画像に対応する複数枚の表示用画像について、複数枚の放射線画像のそれぞれに描出された被写体の位置を一致させるための位置合わせ処理を位置合わせ処理部で実行する。

　本発明の放射線撮影装置は、複数の画素が配置された撮像領域を有し、被写体の放射線画像を検出する放射線画像検出装置と、放射線画像検出装置を用い、同一の被写体の同一の撮影部位を、時間を空けて複数回撮影して得られた複数枚の放射線画像に対して画像処理を施す放射線画像処理装置とを備える。放射線画像処理装置は、画像取得部、採光野情報取得部、および位置合わせ処理部を備える。画像取得部は、複数枚の放射線画像を取得する。採光野情報取得部は、放射線画像検出装置が撮影時に実行するＡＥＣの際に、ポジショニングされる被写体の位置に応じて撮像領域内に自動設定され、複数枚の放射線画像のそれぞれに関連付けて記録された採光野の位置を表す採光野情報を取得する。位置合わせ処理部は、採光野情報取得部で取得した採光野情報に基づき、複数枚の放射線画像に対応する複数枚の表示用画像について、複数枚の放射線画像のそれぞれに描出された被写体の位置を一致させるための位置合わせ処理を実行する。

　放射線画像検出装置は、パネル部、複数の線量検出センサ、採光野設定部、およびＡＥＣ部を有することが好ましい。パネル部には、撮像領域が形成される。複数の線量検出センサは、撮像領域に分散して配置され、撮像領域に到達する放射線の線量を検出してこれに応じた線量信号を出力する。採光野設定部は、撮影中に複数の線量検出センサから出力される線量信号に基づいて採光野を自動的に設定する。ＡＥＣ部は、採光野設定部で設定された採光野内の線量検出センサから出力される線量信号に基づいてＡＥＣを行う。

　本発明によれば、撮影中に自動設定された採光野情報に基づき、同一の被写体の同一の撮影部位を、時間を空けて複数回撮影して得られた複数枚の放射線画像に対応する表示用画像の位置合わせ処理を行うので、撮影中に採光野を自動設定する技術を用いた場合においても、簡便な方法で経過観察に適した表示用画像を得ることができる。

Ｘ線撮影システムの概略図である。撮影条件テーブルを示す図である。線源制御装置の内部構成を示すブロック図である。電子カセッテを示す外観斜視図である。電子カセッテの内部構成を示すブロック図である。検出画素の配置を説明するための説明図である。照射野の大きさを算出する際のパラメータを示す説明図である。採光野設定部の機能を示す説明図である。採光野内に存在する検出画素の配置を示す説明図である。採光野の累積線量が目標線量に達すると予測される時間の算出方法を説明するためのグラフである。コンソールの内部構成を示すブロック図である。コンソールのＣＰＵの機能を示すブロック図である。被写体のポジショニングとＸ線画像に描出される被写体の位置の関係を示す説明図である。図１３Ａと比較される、被写体のポジショニングとＸ線画像に描出される被写体の位置の関係を示す説明図である。図１３ＡのＸ線画像に対応する表示用画像の生成方法の説明図である。図１３ＢのＸ線画像に対応する表示用画像の生成方法の説明図である。位置合わせ処理をしない場合のＸ線画像の表示例を示す説明図である。Ｘ線画像の表示処理の説明図である。位置ずれ量の算出方法の説明図である。位置合わせ処理の説明図である。マスキング処理の説明図である。比較読影ウィンドウを示す図である。Ｘ線撮影におけるセンサーパネルの動作の推移を示す説明図である。Ｘ線撮影の手順を示すフローチャートである。コンソールの処理手順を示すフローチャートである。検出画素の別の例を示す電子カセッテのブロック図である。

　図１において、Ｘ線撮影システム２は、Ｘ線源１０と、Ｘ線源１０の動作を制御する線源制御装置１１と、Ｘ線源１０へのウォームアップ開始とＸ線の照射開始を指示するための照射スイッチ１２と、Ｘ線の累積線量が目標線量に達したときにＸ線の照射を停止させるＡＥＣ機能をもち、被写体（患者）を透過したＸ線を検出してＸ線画像を出力する電子カセッテ１３と、電子カセッテ１３の動作制御やＸ線画像の表示処理を担う、本発明の放射線画像処理装置に相当するコンソール１４と、被写体を立位姿勢で撮影するための立位撮影台１５と、臥位姿勢で撮影するための臥位撮影台１６とを有する。Ｘ線源１０、線源制御装置１１、および照射スイッチ１２はＸ線発生装置２ａ、電子カセッテ１３、およびコンソール１４はＸ線撮影装置２ｂをそれぞれ構成する。この他にもＸ線源１０を所望の方向および位置にセットするための線源移動装置（図示せず）が設けられており、Ｘ線源１０は立位撮影台１５および臥位撮影台１６で共用される。

　Ｘ線源１０は、Ｘ線管と、Ｘ線管が放射するＸ線の照射野を限定する照射野限定器（コリメータ）とを有する。Ｘ線管は、熱電子を放出するフィラメントである陰極と、陰極から放出された熱電子が衝突してＸ線を放射する陽極（ターゲット）とを有している。ウォームアップ開始の指示があると陽極が回転を開始し、規定の回転数となったらウォームアップが終了する。照射野限定器は、例えば、Ｘ線を遮蔽する４枚の鉛板を四角形の各辺上に配置し、Ｘ線を透過させる四角形の照射開口が中央に形成されたものであり、鉛板の位置を移動することで照射開口の大きさを変化させて、出射されるＸ線の角度範囲を縦横の２方向で調整する。これにより、Ｘ線の照射野が限定される。

　コンソール１４は、有線方式や無線方式により電子カセッテ１３と通信可能に接続されており、キーボードなどの入力デバイス１７を介した放射線技師などのオペレータからの入力操作に応じて電子カセッテ１３の動作を制御する。電子カセッテ１３からのＸ線画像はコンソール１４のディスプレイ１８に表示される他、そのデータがコンソール１４内のハードディスクやメモリといったストレージデバイス１９、あるいはコンソール１４とネットワーク接続された画像蓄積サーバなどに記憶される。

　コンソール１４は、被写体の氏名、性別、年齢、撮影部位、撮影目的などの情報が含まれる検査オーダの入力を受け付けて、検査オーダをディスプレイ１８に表示する。検査オーダは、ＨＩＳ（病院情報システム）やＲＩＳ（放射線情報システム）などの患者情報や放射線検査に係る検査情報を管理する外部システムから入力されるか、オペレータにより手動入力される。検査オーダには、頭部、胸部、腹部、手、指などの撮影部位の項目がある。撮影部位には、正面、側面、斜位、ＰＡ（Ｘ線を被写体の背面から照射）、ＡＰ（Ｘ線を被写体の正面から照射）などの撮影方向も含まれる。オペレータは、検査オーダの内容をディスプレイ１８で確認し、その内容に応じた撮影条件をディスプレイ１８に映された操作画面を通じて入力デバイス１７で入力する。

　図２において、ストレージデバイス１９には、複数の撮影条件が予め記録された撮影条件テーブル２０が格納されている。撮影条件には、撮影部位、Ｘ線源１０が照射するＸ線のエネルギースペクトルを決める管電圧（単位；ｋＶ）、単位時間当たりの照射量を決める管電流（単位；ｍＡ）、Ｘ線の照射時間（単位；ｓ）、および照射停止閾値が含まれる。管電流と照射時間の積でＸ線の累積線量が決まるため、撮影条件としては、管電流と照射時間のそれぞれの値を個別に入力する代わりに、両者の積である管電流時間積（ｍＡｓ値）の値が入力される場合もある。これら管電圧、管電流、照射時間の値を微調整することも可能である。照射停止閾値は、ＡＥＣ部５７（図５参照）がＸ線の照射停止を判定するための情報である。なお、図２では撮影部位として胸部ＡＰ、胸部ＰＡのみを例示しているが、実際には頭部、腹部、脚部といった他の撮影部位に対応する撮影条件や、それに応じた照射停止閾値も記憶されている。

　コンソール１４には、撮影条件とともに、Ｘ線源１０の照射野限定器に設定された縦横２方向のＸ線の角度範囲、および電子カセッテ１３の撮像領域４０（図５参照）の位置からＸ線管の焦点の位置までの距離であるＳＩＤ（Source Image Distance）の情報が入力デバイス１７で入力される。

　図３において、線源制御装置１１は、トランスによって入力電圧を昇圧して高圧の管電圧を発生し、高電圧ケーブルを通じてＸ線源１０に供給する高電圧発生器２１と、Ｘ線源１０に与える管電圧および管電流と、Ｘ線の照射時間を制御する制御部２２と、メモリ２３と、タッチパネル２４と、電子カセッテ１３との信号の送受信を媒介する照射信号Ｉ／Ｆ２５とを備える。

　制御部２２には照射スイッチ１２とメモリ２３とタッチパネル２４が接続されている。照射スイッチ１２は、制御部２２に対して指示を入力するスイッチであり、２段階の押圧操作が可能である。制御部２２は、照射スイッチ１２が１段階押し（半押し）されると、高電圧発生器２１に対してウォームアップ開始信号を発して、Ｘ線源１０にウォームアップを開始させる。

　照射スイッチ１２が１段階押し（半押し）されると、制御部２２は電子カセッテ１３との間で同期信号の送受信による同期制御を行う。さらに照射スイッチ１２が２段階押し（全押し）されると、制御部２２は照射開始信号を高電圧発生器２１に発して、Ｘ線源１０によるＸ線の照射を開始させる。

　メモリ２３は、管電圧、管電流、照射時間などの撮影条件を予め数種類格納している。撮影条件はタッチパネル２４を通じてオペレータにより手動で設定される。タッチパネル２４には、メモリ２３から読み出された撮影条件が複数種類表示される。表示された撮影条件の中から、コンソール１４に入力した撮影条件と同じ撮影条件をオペレータが選択することにより、線源制御装置１１に対して撮影条件が設定される。コンソール１４の場合と同様、撮影条件の値を微調整することも可能である。制御部２２は、設定された照射時間となったらＸ線の照射を停止させるためのタイマー２６を内蔵している。なお、線源制御装置１１とコンソール１４とを接続し、コンソール１４に入力された撮影条件を線源制御装置１１に送信することで線源制御装置１１の撮影条件の設定を自動化してもよい。

　電子カセッテ１３のＡＥＣ機能を使用する場合の照射時間は、目標線量に達してＡＥＣ機能による照射停止の判断がされる前にＸ線の照射が終了して線量不足に陥ることを防ぐため、余裕を持った値が設定される。Ｘ線源１０において安全規制上撮影部位に応じて設定されている照射時間の最大値を設定してもよい。制御部２２は、設定された撮影条件の管電圧や管電流、照射時間でＸ線の照射制御を行う。ＡＥＣ機能はこれに対してＸ線の累積線量が必要十分な目標線量に到達したと判定すると、線源制御装置１１で設定されている照射時間以下であってもＸ線の照射を停止するように機能する。

　照射信号Ｉ／Ｆ２５は、線源制御装置１１が電子カセッテ１３との間で行う同期制御において、同期信号の送受信を媒介する。制御部２２は、Ｘ線照射開始前に電子カセッテ１３に対してＸ線の照射を開始してよいか否かを問い合わせる同期信号である照射開始要求信号を照射信号Ｉ／Ｆ２５を介して送信する。そして、照射開始要求信号に対する応答として、照射を受ける準備が完了したことを表す同期信号である照射許可信号を電子カセッテ１３から受信する。また、電子カセッテ１３がＡＥＣを実行したときに、電子カセッテ１３が発する照射停止信号を受信する。照射信号Ｉ／Ｆ２５の通信方式は有線方式でもよいし無線方式でもよい。

　図４において、電子カセッテ１３は、センサーパネル３０とこれを収容する扁平な箱型をした可搬型の筐体３１とで構成される。筐体３１は例えば導電性樹脂で形成されている。Ｘ線が入射する筐体３１の前面３１ａには矩形状の開口が形成されており、開口には天板として透過板３２が取り付けられている。透過板３２は、軽量で剛性が高く、かつＸ線透過性が高いカーボン材料で形成されている。筐体３１は、電子カセッテ１３への電磁ノイズの侵入、および電子カセッテ１３から外部への電磁ノイズの放射を防止する電磁シールドとしても機能する。なお、筐体３１には、電子カセッテ１３の各部に所定の電圧の電力を供給するためのバッテリ（二次電池）や、コンソール１４とＸ線画像などのデータの無線通信を行うためのアンテナがセンサーパネル３０の他に内蔵されている。

　筐体３１は、例えばフイルムカセッテやＩＰカセッテと略同様の国際規格ＩＳＯ４０９０：２００１に準拠した大きさである。電子カセッテ１３は、筐体３１の前面３１ａがＸ線源１０と対向する姿勢で保持され、Ｘ線の照射野と撮像領域４０の中心が一致するよう、各撮影台１５、１６のホルダ１５ａ、１６ａ（図１参照）に着脱自在にセットされる。そして、使用する撮影台に応じて、線源移動装置によりＸ線源１０が移動される。また、電子カセッテ１３は、各撮影台１５、１６にセットされる他に、被写体が仰臥するベッド上に置いたり被写体自身にもたせたりして単体で使用されることもある。なお、電子カセッテ１３は、サイズがフイルムカセッテやＩＰカセッテと略同様の大きさであるため、フイルムカセッテやＩＰカセッテ用の既存の撮影台にも取り付け可能である。

　図５において、センサーパネル３０は、パネル部３５と回路部３６とで構成される。パネル部３５は、ＴＦＴアクティブマトリクス基板を有し、この基板上に撮像領域４０が形成されている。撮像領域４０には、Ｘ線の到達線量に応じた電荷を蓄積する複数の画素４１が、所定のピッチでＮ行（Ｘ方向）×Ｍ列（Ｙ方向）の行列状に配置されている。Ｎ、Ｍは２以上の整数であり、例えばＮ、Ｍ≒２０００である。なお、画素４１の配列は、本例のように正方配列でなくともよく、ハニカム配列でもよい。

　パネル部３５は、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータ（蛍光体、図示せず）を有し、シンチレータによって変換された可視光を画素４１で光電変換する間接変換型である。シンチレータは、ＣｓＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化セシウム）やＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ、テルビウム賦活ガドリウムオキシサルファイド）などからなり、画素４１が配列された撮像領域４０の全面と対向するように配置されている。なお、シンチレータとＴＦＴアクティブマトリクス基板は、Ｘ線の入射する側からみてシンチレータ、基板の順に配置されるＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式でもよいし、逆に基板、シンチレータの順に配置されるＩＳＳ（Irradiation Side sampling）方式でもよい。また、シンチレータを用いず、Ｘ線を直接電荷に変換する変換層（アモルファスセレンなど）を用いた直接変換型のパネル部を用いてもよい。

　画素４１は、周知のように、可視光の入射によって電荷（電子－正孔対）を発生してこれを蓄積する光電変換部４２、およびスイッチング素子であるＴＦＴ４３を備える。

　光電変換部４２は、電荷を発生する半導体層（例えばＰＩＮ型）とその上下に上部電極および下部電極を配した構造を有している。光電変換部４２は、下部電極にＴＦＴ４３が接続され、上部電極にはバイアス線が接続されている。バイアス線は画素４１の行数分（Ｎ行分）設けられて１本の母線に接続されている。母線はバイアス電源に繋がれている。母線とその子線のバイアス線を通じて、バイアス電源から光電変換部４２の上部電極にバイアス電圧が印加される。バイアス電圧の印加により半導体層内に電界が生じ、光電変換により半導体層内で発生した電荷（電子－正孔対）は、一方がプラス、他方がマイナスの極性をもつ上部電極と下部電極に移動し、光電変換部４２に電荷が蓄積される。

　ＴＦＴ４３は、ゲート電極が走査線４４に、ソース電極が信号線４５に、ドレイン電極が光電変換部４２にそれぞれ接続される。走査線４４と信号線４５は格子状に配線されており、走査線４４は１行分の画素４１に対して共通に１本ずつ、画素４１の行数分（Ｎ行分）設けられている。また信号線４５は１列分の画素４１に対して共通に１本ずつ、画素４１の列数分（Ｍ列分）設けられている。走査線４４はゲートドライバ４６に接続され、信号線４５は信号処理回路４７に接続される。

　回路部３６は、ゲートドライバ４６、信号処理回路４７、制御部４８などを有している。ゲートドライバ４６は、制御部４８の制御の下にＴＦＴ４３を駆動することにより、Ｘ線の到達線量に応じた信号電荷を画素４１に蓄積する蓄積動作と、画素４１から蓄積された信号電荷を読み出す読み出し動作と、リセット動作とをセンサーパネル３０に行わせる。蓄積動作ではＴＦＴ４３がオフ状態にされ、その間に画素４１に信号電荷が蓄積される。読み出し動作では、ゲートドライバ４６から同じ行のＴＦＴ４３を一斉に駆動するゲートパルスＧ１～ＧＮを所定の間隔で順次発生して、走査線４４を１行ずつ順に活性化し、走査線４４に接続されたＴＦＴ４３を１行分ずつオン状態とする。画素４１の光電変換部４２に蓄積された電荷は、ＴＦＴ４３がオン状態になると信号線４５に読み出されて、信号処理回路４７に入力される。

　光電変換部４２の半導体層には、Ｘ線の入射の有無に関わらず暗電荷が発生する。この暗電荷はバイアス電圧が印加されているために画素４１の光電変換部４２に蓄積される。画素４１において発生する暗電荷は、画像データに対してはノイズ成分となるので、これを除去するためにＸ線の照射前には所定時間間隔でリセット動作が行われる。リセット動作は、画素４１に発生する暗電荷を、信号線４５を通じて掃き出す動作である。

　リセット動作は、例えば、１行ずつ画素４１をリセットする順次リセット方式で行われる。順次リセット方式では、信号電荷の読み出し動作と同様、ゲートドライバ４６から走査線４４に対してゲートパルスＧ１～ＧＮを所定の間隔で順次発生して、ＴＦＴ４３を１行ずつオン状態にする。

　順次リセット方式に代えて、複数行の画素を１グループとしてグループ内で順次リセットを行い、グループ数分の行の暗電荷を同時に掃き出す並列リセット方式や、全行にゲートパルスを同時に入れて全画素の暗電荷を一度に掃き出す全画素リセット方式を用いてもよい。並列リセット方式や全画素リセット方式によりリセット動作を高速化することができる。

　信号処理回路４７は、積分アンプ４９、ＣＤＳ（correlated double sampling）回路（ＣＤＳ）５０、マルチプレクサ（ＭＵＸ）５１、およびＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）５２などを備える。積分アンプ４９は、各信号線４５に対して個別に接続される。積分アンプ４９は、オペアンプ４９ａとオペアンプ４９ａの入出力端子間に接続されたキャパシタ４９ｂとからなり、信号線４５はオペアンプ４９ａの一方の入力端子に接続される。オペアンプ４９ａのもう一方の入力端子はグランド（ＧＮＤ）に接続される。キャパシタ４９ｂにはリセットスイッチ４９ｃが並列に接続されている。積分アンプ４９は、信号線４５から入力される電荷を積算し、アナログ電圧信号Ｖ１～ＶＭに変換して出力する。

　各列のオペアンプ４９ａの出力端子には、増幅器５３、ＣＤＳ５０を介してＭＵＸ５１が接続される。ＭＵＸ５１の出力側には、Ａ／Ｄ５２が接続される。ＣＤＳ５０はサンプルホールド回路を有し、積分アンプ４９の出力電圧信号に対して相関二重サンプリングを施して積分アンプ４９のｋＴＣノイズ成分を除去するとともに、サンプルホールド回路で積分アンプ４９からの電圧信号を所定期間保持（サンプルホールド）する。ＭＵＸ５１は、シフトレジスタ（図示せず）からの動作制御信号に基づき、パラレルに接続される各列のＣＤＳ５０から順に１つのＣＤＳ５０を電子スイッチで選択し、選択したＣＤＳ５０から出力される電圧信号Ｖ１～ＶＭをシリアルにＡ／Ｄ５２に入力する。なお、ＭＵＸ５１とＡ／Ｄ５２の間に増幅器を接続してもよい。

　Ａ／Ｄ５２は、入力された１行分のアナログの電圧信号Ｖ１～ＶＭをデジタル値に変換して、電子カセッテ１３に内蔵されるメモリ５４に出力する。メモリ５４には、１行分のデジタル値が、それぞれの画素４１の座標に対応付けられて、１行分のＸ線画像を表す画像データとして記録される。こうして１行分の読み出しが完了する。

　ＭＵＸ５１によって積分アンプ４９からの１行分の電圧信号Ｖ１～ＶＭが読み出されると、制御部４８は、積分アンプ４９に対してリセットパルスＲＳＴを出力し、リセットスイッチ４９ｃをオンする。これにより、キャパシタ４９ｂに蓄積された１行分の信号電荷が放電されてリセットされる。積分アンプ４９をリセットした後、再度リセットスイッチ４９ｃをオフして所定時間経過後にＣＤＳ５０のサンプルホールド回路の１つをホールドし、積分アンプ４９のｋＴＣノイズ成分をサンプリングする。その後、ゲートドライバ４６から次の行のゲートパルスが出力され、次の行の画素４１の信号電荷の読み出しが開始される。さらにゲートパルスが出力されて所定時間経過後に次の行の画素４１の信号電荷をＣＤＳ５０のもう１つのサンプルホールド回路でホールドする。これらの動作を順次繰り返して全行の画素４１の信号電荷を読み出す。

　全行の読み出しが完了すると、１枚分のＸ線画像を表す画像データがメモリ５４に記録される。この画像データはメモリ５４から読み出され、制御部４８で各種画像処理を施された後、通信Ｉ／Ｆ５５を通じてコンソール１４に出力される。こうして被写体のＸ線画像が検出される。

　通信Ｉ／Ｆ５５は、コンソール１４と有線または無線接続され、コンソール１４との間の情報の送受信を媒介する。通信Ｉ／Ｆ５５は、照射停止閾値を含む撮影条件、照射野の大きさや素抜け領域特定用閾値などの情報をコンソール１４から受信して制御部４８に入力する。制御部４８は、照射停止閾値の情報をＡＥＣ部５７に、照射野および素抜け領域特定用閾値の情報を採光野設定部５６にそれぞれ提供する。

　なお、リセット動作では、ＴＦＴ４３がオン状態になっている間、画素４１から暗電荷が信号線４５を通じて積分アンプ４９のキャパシタ４９ｂに流れる。読み出し動作と異なり、ＭＵＸ５１によるキャパシタ４９ｂに蓄積された電荷の読み出しは行われず、各ゲートパルスＧ１～ＧＮの発生と同期して、制御部４８からリセットパルスＲＳＴが出力されてリセットスイッチ４９ｃがオンされ、キャパシタ４９ｂに蓄積された電荷が放電されて積分アンプ４９がリセットされる。

　制御部４８には、メモリ５４のＸ線画像データに対してオフセット補正、感度補正、および欠陥補正の各種画像処理を施す回路（図示せず）が設けられている。オフセット補正回路は、Ｘ線を照射せずにセンサーパネル３０から取得したオフセット補正画像をＸ線画像から画素単位で差し引くことで、信号処理回路４７の個体差や撮影環境に起因する固定パターンノイズを除去する。感度補正回路はゲイン補正回路とも呼ばれ、各画素４１の光電変換部４２の感度のばらつきや信号処理回路４７の出力特性のばらつきなどを補正する。欠陥補正回路は、出荷時や定期点検時に生成される欠陥画素情報に基づき、欠陥画素の画素値を周囲の正常な画素の画素値で線形補間する。また、欠陥補正回路は検出画素４１ｂが配置された列の画素４１の画素値も同様に補間する。なお、上記の各種画像処理回路をコンソール１４に設け、各種画像処理をコンソール１４で行ってもよい。

　画素４１には通常画素４１ａと検出画素４１ｂがある。通常画素４１ａはＸ線画像を生成するために用いられる。一方検出画素４１ｂは撮像領域４０へのＸ線の到達線量を検出する線量検出センサとして機能する。検出画素４１ｂの位置はセンサーパネル３０の製造時に既知であり、センサーパネル３０は全検出画素４１ｂの位置（座標）を不揮発性のメモリ（図示せず）に予め記憶している。なお、図では検出画素４１ｂにハッチングを施し通常画素４１ａと区別している。

　図６に示すように、検出画素４１ｂは、撮像領域４０の中心に関して左右対称な点線で示す波形の軌跡６０に沿って設けられている。検出画素４１ｂは、同じ信号線４５が接続された画素４１の列に１個ずつ設けられ、検出画素４１ｂが設けられた列は、検出画素４１ｂが設けられない列を例えば２～３列挟んで設けられる。

　通常画素４１ａと検出画素４１ｂは光電変換部４２などの基本的な構成は全く同じである。したがって両者はほぼ同様の製造プロセスで形成することができる。検出画素４１ｂはＴＦＴ４３のソース電極とドレイン電極が短絡されている。このため検出画素４１ｂの光電変換部４２で発生した電荷は、ＴＦＴ４３のオンオフに関わらず信号線４５に流れ出し、同じ行の通常画素４１ａがＴＦＴ４３をオフ状態とされ、信号電荷を蓄積する蓄積動作中であっても発生電荷に基づく電圧信号を読み出すことが可能である。

　検出画素４１ｂの光電変換部４２で発生した電荷は、信号線４５を介して積分アンプ４９のキャパシタ４９ｂに流入する。積分アンプ４９に蓄積された検出画素４１ｂからの電荷はＡ／Ｄ５２に出力され、Ａ／Ｄ５２でデジタル電圧信号（以下、線量信号という）に変換される。線量信号はメモリ５４に出力される。メモリ５４には、撮像領域４０内の各検出画素４１ｂの座標情報と対応付けて線量信号が記録される。センサーパネル３０は、こうした線量検出動作を、読み出し動作時と同じ所定のサンプリング周期で複数回繰り返す。メモリ５４には、１回のサンプリングで全検出画素４１ｂからの線量信号が記録される。検出画素４１ｂは通常画素４１ａより数は少ないものの撮像領域４０に分散して配置されているので、各検出画素４１ｂによって得られる線量信号を検出画素４１ｂの画素値として見れば、メモリ５４に記録される線量信号は、解像度が低いＸ線画像と捉えることができる。

　センサーパネル３０は、線源制御装置１１からの照射開始要求信号の応答として、照射信号Ｉ／Ｆ５８から照射許可信号を送信したときに線量検出動作を開始する。なお、線量信号のサンプリング周期は、積分アンプ４９のキャパシタ４９ｂで検出画素４１ｂの光電変換部４２で発生した電荷の積算を開始してから、積算した電荷を電圧信号に変換してＣＤＳ５０に出力するまでの間（積分アンプ４９の積算期間）である。

　採光野設定部５６およびＡＥＣ部５７は、制御部４８により駆動制御される。採光野設定部５６およびＡＥＣ部５７は、所定のサンプリング周期で取得される線量信号をメモリ５４から読み出して、読み出した線量信号に基づいて採光野の設定およびＡＥＣを行う。

　採光野設定部５６は、メモリ５４から読み出した各検出画素４１ｂからの線量信号に基づき、ＡＥＣのためにＸ線の線量を検出する領域である採光野を設定する。採光野は、例えば診断時に最も注目すべき関心領域にあたる位置に設定される。関心領域は、撮影部位が胸部で、肺の状態を診断するような場合には、左右の肺野である。

　胸部を撮影する場合には、被写体の胸部を撮像領域４０と対面させて撮影を行うが、撮像領域４０に対面するのは胸部ばかりでなく、腕や腹部の一部が含まれる。Ｘ線源１０の照射野限定器によって、胸部、腕、腹部などを含む被写体が含まれるように照射野が設定される。照射野は、撮像領域４０の全範囲を含むように設定される場合もあるが、無駄な被曝を防止するために、撮像領域４０よりも小さく設定される場合がある。照射野が撮像領域４０よりも小さい場合は、撮像領域４０内において照射野の周囲には、Ｘ線が照射されない非照射野が生じる。また、照射野内では、例えば胸部と腕の間など、被写体が存在せずＸ線が直接入射する素抜け領域が生じる。

　採光野設定部５６は、まず、撮像領域４０内の照射野を特定し、さらに素抜け領域を除く被写体領域を特定して、特定した被写体領域の中から、最終的に画像認識により採光野を特定する。こうして段階的に採光野以外の領域を排除していくことで、最後の採光野の特定がしやすくなり、その確度も増す。

　照射野の大きさは、照射野限定器から出射されるＸ線の角度範囲とＳＩＤとが分かれば、計算で導き出すことができる。図７に示すように、縦横２方向のＸ線の角度範囲をそれぞれθａ、θｂとした場合、照射野の縦横２方向の長さＤａ、Ｄｂは、次式（１）、（２）により求まる。
　Ｄａ＝２・ＳＩＤ・ｔａｎ（θａ／２）・・・（１）
　Ｄｂ＝２・ＳＩＤ・ｔａｎ（θｂ／２）・・・（２）

　コンソール１４は、オペレータにより入力される、照射野限定器に設定された縦横２方向のＸ線の角度範囲、およびＳＩＤを式（１）、（２）に代入して照射野の縦横２方向の長さＤａ、Ｄｂを求め、これを照射野の情報として電子カセッテ１３に送信する。

　素抜け領域は、被写体を透過せずに直接Ｘ線が入射する領域であるため、素抜け領域に到達するＸ線の線量の予測値は、被写体の撮影部位とは無関係に、ＳＩＤ、撮影条件（管電圧および管電流）などから、例えばＮＤＤ法（Numerical Dose Determination method）による面積線量計算式を用いて計算で求めることができる。コンソール１４は、上記予測値を計算してこれを検出画素４１ｂが出力する線量信号と比較可能な値（以下、素抜け領域特定用閾値という）に換算して、この情報を電子カセッテ１３に提供する。採光野設定部５６は、検出画素４１ｂが出力する線量信号と素抜け領域特定用閾値とを比較し、この比較結果に基づいて素抜け領域を特定し、特定した素抜け領域を除く領域を被写体領域と特定する。

　採光野設定部５６の機能をより具体的に示す図８において、採光野設定部５６は、コンソール１４から送られた照射野の長さＤａ、Ｄｂに対応する、撮像領域４０内における照射野Ａ１を特定する。そして、メモリ５４に記録された線量信号のうち、照射野Ａ１に存在する検出画素４１ｂの線量信号をピックアップする。言い換えれば、非照射野Ａ２の部分に存在する検出画素４１ｂの線量信号を採光野の候補から除外する。

　なお、照射野特定用の閾値を設定し、この閾値と線量信号とを比較することにより照射野を特定してもよい。この場合、Ｘ線が当たらない非照射野は線量信号がほぼゼロとなるため、閾値にはゼロに近い値を設定する。そして、線量信号が閾値以下の領域を非照射と特定し、残りの領域を照射野と特定する。

　続いて採光野設定部５６は、照射野Ａ１に存在する検出画素４１ｂの線量信号と、コンソール１４から提供される素抜け領域特定用閾値とを比較し、この比較結果に基づき、素抜け領域Ａ３に存在する検出画素４１ｂの線量信号を採光野の候補から除外する。言い換えれば、被写体を透過したＸ線が照射される被写体領域Ａ４に存在する検出画素４１ｂの線量信号をピックアップする。

　最後に採光野設定部５６は、周知の画像認識技術を用いて、先に特定された被写体領域Ａ４の中から、関心領域の形状に忠実に沿った形で採光野Ａ５を特定する。例えば、リファレンスとなるＸ線画像を予め用意しておき、特定された被写体領域Ａ４とリファレンス画像とのパターン認識によって採光野Ａ５を特定する。胸部撮影の場合には、関心領域にあたる左右の肺野が採光野Ａ５として特定される。撮像領域４０内において左右の肺野と対面する領域はおおよその位置や大きさは分かるが、被写体の体格によって肺野の位置や大きさには個人差がある。例えば、成人と子供、あるいは性別の違いによっても体の位置や大きさは異なるため、肺野の位置や大きさも異なる。また、成人男性間でも身長や体の横幅に個人差があるため、肺野の位置や大きさにも個人差がある。そのため、１つのリファレンス画像の肺野の位置や大きさを基準に採光野を設定すると、被写体が子供の場合には成人男性と比較して肺野が小さいため、肺野以外の部分が採光野に含まれてしまうといったことが起こり、肺野に対する適切な線量を検出することができないおそれがある。この問題に対処するため、リファレンス画像を複数種類用意しておき、最もパターン認識の一致度合いが高いものを採用することが好ましい。なお、リファレンス画像については、年齢、性別、身長などの患者情報に基づいて、被写体となる患者の体格に合ったリファレンス画像を選択してもよい。

　検出画素４１ｂは図６に示すように撮像領域４０に分散して配置されているので、特定した採光野Ａ５には、図９に示すように検出画素４１ｂが複数個存在している。採光野設定部５６は、特定した採光野の情報（以下、採光野情報という）を制御部４８に出力する。採光野情報は、特定した採光野内に存在する通常画素４１ａおよび検出画素４１ｂのＸＹ座標で表されている。ＸＹ座標は、検出画素４１ｂも含む画素４１の撮像領域４０内における位置と対応しており、例えば画素４１が２０００×２０００の行列状に配置されていた場合は、左上の画素４１（本例では検出画素４１ｂ）の座標を（１、１）、右上の画素４１の座標を（1、１９９９）などと表現する。制御部４８は、採光野情報をＡＥＣ部５７に出力する。また、制御部４８は、Ｘ線画像と採光野情報とを関連付けて、これらを一緒に通信Ｉ／Ｆ５５を介してコンソール１４に送信する。

　なお、図８では、胸部を撮影した際、撮像領域４０の上下左右端の非照射野Ａ２の部分の検出画素４１ｂの線量信号を除外し、次に被写体の肩上部および腕と胴の間の素抜け領域Ａ３の検出画素４１ｂの線量信号を除外し、最後に被写体領域Ａ４内で採光野Ａ５である左右の肺野を特定する様子を示している。

　採光野設定部５６で採光野を特定するタイミングとしては、Ｘ線の照射が開始された直後で線量が増加している期間、またはＸ線源１０の駆動が安定化し、設定された管電流に応じた一定値に線量が落ち着いてからの期間のいずれでもよい。線量が増加している期間に採光野を設定する場合は、線量信号の値が比較的小さいためにノイズの影響を受けやすいが、Ｘ線の照射開始とほぼ同時に採光野の設定を終えることができ、スムーズにＡＥＣに移行することができる。線量が一定値になってからの期間に採光野を設定する場合は、前回のサンプリングで得た線量信号を一時的に記憶しておき、今回得た線量信号と比較する。そして、前回と今回の線量信号が等しくなったら線量が一定値になったと判断し、採光野の設定を開始する。線量が一定値になるまで待つ分時間は掛かるが、線量信号の出力が安定してＳ／Ｎがよいので、採光野の設定結果への信頼性が高まる。

　ＡＥＣ部５７は、複数回のサンプリングによってメモリ５４から読み出される線量信号を座標毎に順次加算することにより、採光野に到達するＸ線の累積線量（以下、単に採光野の累積線量という）を測定する。より具体的には、ＡＥＣ部５７は、採光野設定部５６で設定された採光野内に存在する検出画素４１ｂからの線量信号の代表値（平均値、最大値、最頻値、合計値など）を計算し、さらにその代表値を積算して採光野の累積線量を求める。この際、正確を期すため、採光野の設定のためにメモリ５４から採光野設定部５６に読み出された線量信号も含めて積算する。

　ＡＥＣ部５７は、採光野の累積線量を時刻の異なる２点で測定し、これら２点のデータから直線外挿により累積線量が目標線量に達すると予測される時刻を算出する。具体的には図１０に示すように、採光野設定部５６で採光野が設定されてから所定時間経過した時刻Ｔ１に採光野の累積線量Ｓ１を測定し、さらに時刻Ｔ１から所定時間経過した時刻Ｔ２に累積線量Ｓ２を測定する。そして、累積線量Ｓ１、時刻Ｔ１の点と、累積線量Ｓ２、時刻Ｔ２の点を結んだ直線Ｌの延長線Ｌｅが目標線量から換算された照射停止閾値の線と交わる時刻Ｔ３を累積線量が目標線量に達する時刻として求める。ＡＥＣ部５７は、求めた時刻Ｔ３となり、Ｘ線の累積線量が目標線量に達したと判定したときに制御部４８に照射停止信号を出力する。

　照射信号Ｉ／Ｆ５８には、線源制御装置１１の照射信号Ｉ／Ｆ２５が有線または無線接続される。照射信号Ｉ／Ｆ５８は、線源制御装置１１との間の同期制御のための同期信号の送受信、具体的には、線源制御装置１１からの照射開始要求信号の受信と、照射開始要求信号に対する応答である照射許可信号の線源制御装置１１への送信を媒介する。この他、ＡＥＣ部５７が出力する照射停止信号を、制御部４８を介して受け取って線源制御装置１１に向けて送信する。

　図１１において、コンソール１４を構成するコンピュータは、上記の入力デバイス１７、ディスプレイ１８、およびストレージデバイス１９の他に、ＣＰＵ７０、メモリ７１、および通信Ｉ／Ｆ７２を備えている。これらはデータバス７３を介して相互接続されている。

　ストレージデバイス１９には、制御プログラムやアプリケーションプログラム（以下、ＡＰという）７４が記憶される。ＡＰ７４は、検査オーダやＸ線画像の表示処理、Ｘ線画像に対する画像処理、撮影条件の設定など、Ｘ線撮影に関する様々な機能をコンソール１４に実行させるためのプログラムである。

　メモリ７１は、ＣＰＵ７０が処理を実行するためのワークメモリである。ＣＰＵ７０は、ストレージデバイス１９に記憶された制御プログラムをメモリ７１へロードして、プログラムに従った処理を実行することにより、コンピュータの各部を統括的に制御する。通信Ｉ／Ｆ７２は、ＲＩＳ、ＨＩＳ、画像蓄積サーバ、電子カセッテ１３などの外部装置との無線または有線による伝送制御を行うネットワークインターフェースである。

　図１２において、コンソール１４のＣＰＵ７０は、ＡＰ７４を起動すると、位置合わせ処理部８０、マスキング処理部８１、入出力制御部８２、および情報取得部８３として機能する。

　位置合わせ処理部８０、マスキング処理部８１は、電子カセッテ１３からのＸ線画像に対して、後述する位置合わせ処理、マスキング処理などの各種画像処理を施す。入出力制御部８２は、入力デバイス１７の操作に応じた画面データをストレージデバイス１９から読み出し、読み出した画面データに基づいて各種操作画面をディスプレイ１８に出力する。入出力制御部８２は、操作画面に配されたＧＵＩ(Graphical User Interface)を通じて入力デバイス１７からの操作指示の入力を受け付ける。操作指示には、ディスプレイ１８に表示するＸ線画像の検索要求や、位置合わせ処理部８０に位置合わせ処理を実行させる処理要求などがある。検索要求には、所望のＸ線画像を指定する検索キーワード、例えば被写体の氏名や患者ＩＤ、撮影日時、撮影部位などが含まれる。

　情報取得部８３は画像取得部および採光野情報取得部として機能し、電子カセッテ１３からのＸ線画像および採光野情報を通信Ｉ／Ｆ７２を介して取得し、これらをストレージデバイス１９に格納する処理を実行する。また、情報取得部８３は、入力デバイス１７を通じたＸ線画像の検索要求に応答して、指定された検索キーワードに対応するＸ線画像および採光野情報をストレージデバイス１９から検索・抽出する機能も有している。情報取得部８３は、抽出したＸ線画像を位置合わせ処理部８０または入出力制御部８２に受け渡す。

　位置合わせ処理部８０は、同一の被写体の同一の撮影部位を、時間を空けて複数回撮影し、これにより得られた複数枚のＸ線画像に対応する複数枚の表示用画像について、複数のＸ線画像のそれぞれに描出された被写体の位置を一致させるための位置合わせ処理を実行する。図１３Ａ、１３Ｂに示すように、撮像領域４０に対してポジショニングされる被写体Ｈの位置が変わると、Ｘ線画像ＸＰ１、ＸＰ２に描出される被写体Ｈの位置も当然ながら変わる。図１３Ａでは、撮像領域４０の中心線ＣＬ１と被写体の中心線ＣＬ２が一致しており、Ｘ線画像ＸＰ１に描出される被写体Ｈは、Ｘ線画像ＸＰ１の中央に位置する。具体的には、被写体Ｈの中心線ＣＬ２とＸ線画像ＸＰ１の中心線ＣＬ３がほぼ一致している。対して図１３Ｂでは、被写体ＨがＸ方向の左側に寄ってポジショニングされ、撮像領域４０の中心線ＣＬ１に対して被写体Ｈの中心線ＣＬ２がＸ方向の左側にずれている。Ｘ線画像ＸＰ２に描出される被写体ＨもＸ線画像ＸＰ２の中心線ＣＬ３に対して左側にずれている。

　入出力制御部８２は、Ｘ線画像をディスプレイ１８に表示する場合には、Ｘ線画像に基づき表示用画像を生成する。一般的に、ディスプレイ１８に画像を表示する場合には、入出力制御部８２は、ビデオメモリ上に画像を描画して、描画した画像をビデオ信号としてディスプレイ１８に出力する。ビデオメモリ上に描画される画像は、ディスプレイ１８や画像表示機能を有するＡＰ７４などの仕様に応じて、あるいは、ユーザによる設定に応じて、解像度、画素数、表示サイズなどが定められる。表示用画像は、Ｘ線画像をディスプレイ１８に表示するために、ビデオメモリ上に描画されて、ビデオ信号として出力されるものであり、ディスプレイ１８や画像表示機能を有するＡＰ７４などの仕様に応じて、Ｘ線画像に対して、解像度、画素数、表示サイズなどの補正を施したものである。ビデオメモリとしては、例えば、メモリ７１の一部が使用される。もちろん、メモリ７１とは別に専用のビデオメモリを設けてもよい。

　図１４Ａ、１４Ｂは、Ｘ線画像ＸＰ１、ＸＰ２から、それぞれ表示用画像ＤＸＰ１、ＤＸＰ２を生成し、生成した表示用画像ＤＸＰ１、ＤＸＰ２がディスプレイ１８の画面１８ａに表示されるまでの表示処理の概要を説明したものである。表示処理は、入出力制御部８２によって実行される。表示枠Ｆは、画面１８ａ内における表示用画像ＤＸＰ１、ＤＸＰ２の表示位置や表示サイズを規定するための表示枠であり、ビデオメモリ上に設定される。ここで、ビデオメモリ上に設定される表示枠Ｆと、画面１８ａに表示される表示枠とは対応するものであるため、説明の便宜上、図１４Ａ、１４Ｂに示すように、同じ符号Ｆを付して説明する。

　Ｘ線画像から表示用画像を生成する場合には、Ｘ線画像から、表示用画像に使用する領域が表示枠Ｆに収まる範囲で切り出される。図１４Ａ、１４Ｂに示すように、Ｘ線画像ＸＰ１、ＸＰ２と、表示枠Ｆとのそれぞれのアスペクト比（縦横比）が同じであれば、通常、Ｘ線画像ＸＰ１、ＸＰ２の全領域が表示用画像ＤＸＰ１、ＤＸＰ２として切り出される。アスペクト比が異なる場合には、Ｘ線画像ＸＰ１、ＸＰ２の一部が表示用画像ＤＸＰ１、ＤＸＰ２として切り出される。なお、Ｘ線画像からの切り出しサイズが表示枠Ｆの大きさよりも大きい場合には、表示枠Ｆからはみ出した部分は画面１８ａに表示されない。

　Ｘ線画像ＸＰ１の表示処理において、図１４Ａに示す例では、Ｘ線画像ＸＰ１の全領域が表示用画像ＤＸＰ１として、ビデオメモリ上の表示枠Ｆへ描画される。描画は、Ｘ線画像ＸＰ１の中心線ＣＬ３と、表示枠Ｆの中心線ＣＬ４とが一致するように行われる。Ｘ線画像ＸＰ１では、Ｘ線画像ＸＰ１の中心線ＣＬ３と、被写体Ｈの中心線ＣＬ２とが一致しているため、Ｘ線画像ＸＰ１の中心線ＣＬ３と、表示枠Ｆの中心線ＣＬ４とを一致させると、被写体Ｈの中心線ＣＬ２も一致することになる。これにより、表示用画像ＤＸＰ１は、被写体Ｈの中心が表示枠Ｆ内の中心に位置した状態で、画面１８ａに表示される。

　図１４Ｂに示すように、Ｘ線画像ＸＰ２の表示処理においても、Ｘ線画像ＸＰ１の表示処理と同様に、Ｘ線画像ＸＰ２の全領域が表示用画像ＤＸＰ２として表示枠Ｆへ描画される。そして、描画位置についても同様に、Ｘ線画像ＸＰ２の中心線ＣＬ３と、表示枠Ｆの中心線ＣＬ４とが一致する。しかしながら、Ｘ線画像ＸＰ２は、Ｘ線画像ＸＰ１と異なり、Ｘ線画像ＸＰ２の中心線ＣＬ３と、被写体Ｈの中心線ＣＬ２が一致していないため、Ｘ線画像ＸＰ２の中心線ＣＬ３と、表示枠Ｆの中心線ＣＬ４とを一致させても、被写体Ｈの中心線ＣＬ２は、表示枠Ｆの中心線ＣＬ４と一致しない。そのため、表示用画像ＤＸＰ２は、被写体Ｈの中心が表示枠Ｆの中心から片側に寄った状態で、表示されてしまう。

　図１５に示すように、Ｘ線画像ＸＰ１とＸ線画像ＸＰ２を比較読影する場合には、例えば、画面１８ａ内に、２つの表示枠Ｆが並列的に設定され、それぞれの表示枠Ｆに対して、Ｘ線画像ＸＰ１に対応する表示用画像ＤＸＰ１と、Ｘ線画像ＸＰ２に対応する表示用画像ＤＸＰ２が表示される。この場合、表示用画像ＤＸＰ１と表示用画像ＤＸＰ２では、各表示枠Ｆ内における被写体Ｈの位置がずれている。これでは比較読影の際に都合が悪いので、位置合わせ処理部８０は、こうした位置ずれを解消するために位置合わせ処理を行う。

　位置合わせ処理部８０は、複数枚のＸ線画像（例えば、Ｘ線画像ＸＰ１、ＸＰ２）のうちの１枚を、基準画像として設定し、設定した基準画像の採光野の位置に、他のＸ線画像の採光野の位置を合わせることにより、画面１８ａ上の表示用画像（例えば、表示用画像ＤＸＰ１、ＤＸＰ２）内における被写体の位置を一致させる。基準画像は、例えば、複数枚のＸ線画像のうちの初回の撮影で得られたＸ線画像である。初回の撮影で得られたＸ線画像は、付帯情報の撮影日時で判別することができる。初回ではなく最新の撮影で得られたＸ線画像でもよい。あるいは、位置合わせ処理の処理要求を入力する際などに、複数枚のＸ線画像をディスプレイ１８に表示させ、その中から基準画像とするものをオペレータが指定可能に構成してもよい。また、複数枚のＸ線画像の中から基準画像を選ぶのではなく、撮影部位毎に予め位置合わせの基準点を設定しておいてもよい。初回の撮影で得られたＸ線画像を基準画像とする場合、複数枚のＸ線画像とは関係なく予め基準点を設定する場合は、オペレータが指定する手間を省ける。一方、基準画像をオペレータが指定する場合は、被写体のポジショニングがうまくいっているものを自然と選ぶことになるので、位置合わせ後の複数枚のＸ線画像の観察がよりしやすくなる。

　図１６に示すように、Ｘ線画像ＸＰ１、ＸＰ２の比較読影を行う際には、入出力制御部８２は、Ｘ線画像ＸＰ１、ＸＰ２のそれぞれについて表示処理を実行する。本例では、Ｘ線画像ＸＰ１が基準画像ＢＰに設定され、Ｘ線画像ＸＰ２が、基準画像ＢＰに対して位置合わせの対象となる対象画像ＯＰに設定される場合を例に説明する。入出力制御部８２は、基準画像ＢＰとなるＸ線画像ＸＰ１の表示処理においては、図１４Ａに示したとおり、表示枠Ｆを設定し、Ｘ線画像ＸＰ１の中心線ＣＬ３と表示枠Ｆの中心線ＣＬ４とが一致するように表示用画像ＤＸＰ１を生成する。一方、対象画像ＯＰとなるＸ線画像ＸＰ２の表示処理においては、表示枠Ｆの設定に加えて、Ｘ線画像ＸＰ２に対して、位置合わせ処理部８０による位置合わせ処理と、マスキング処理部８１によるマスキング処理とが実行されて、表示用画像ＤＸＰ２が生成される。位置合わせ処理部８０は、Ｘ線画像ＸＰ１の採光野情報Ｉ１と、Ｘ線画像ＸＰ２の採光野情報Ｉ２とに基づいて位置合わせ処理を実行する。位置合わせ処理部８０は、情報取得部８３を通じて採光野情報Ｉ１、Ｉ２を受け取る。

　図１７に示すように、位置合わせ処理部８０は、採光野情報Ｉ１、Ｉ２に基づいて、各Ｘ線画像ＸＰ１、ＸＰ２の採光野Ａ５の外接矩形枠８５（８５ａ、８５ｂ）およびその中心８６（８６ａ、８６ｂ）の座標を算出する。外接矩形枠８５とは、採光野Ａ５の外形と外接し、採光野Ａ５の全体を取り囲む矩形枠である。なお、本例の左右の肺野のように採光野Ａ５が複数ある場合は、そのうちの１つの採光野Ａ５について外接矩形枠８５と中心８６の座標を算出する。図では左の肺野の外接矩形枠８５と中心８６の座標を算出している。

　位置合わせ処理部８０は、基準画像ＢＰ（Ｘ線画像ＸＰ１）の外接矩形枠８５ａの中心８６ａと、対象画像ＯＰ（Ｘ線画像ＸＰ２）の外接矩形枠８５ｂの中心８６ｂとに基づいて、表示枠Ｆ内における両者の位置ずれ量ＳＤ（ずれの方向を含む）とを算出する。採光野情報Ｉ１、Ｉ２は、Ｘ線画像ＸＰ１、ＸＰ２におけるそれぞれの被写体Ｈの位置を反映した情報であるから、位置ずれ量ＳＤは、Ｘ線画像ＸＰ２の中心線ＣＬ３と、被写体Ｈの中心線ＣＬ２のずれ量に対応する。

　なお、Ｘ線画像ＸＰ１、ＸＰ２のサイズに対して、表示用画像ＤＸＰ１、ＤＸＰ２のサイズが縮小される場合のように、サイズが変更される場合には、そのサイズの変更率（縮小率または拡大率）に応じて、Ｘ線画像ＸＰ２における位置ずれ量ＳＤと、表示枠Ｆにおける位置ずれ量ＳＤは変化する。本例では、サイズ変更はしない例で説明する。

　位置合わせ処理部８０は、図１８に示すように、表示枠Ｆの中心線ＣＬ４に対して、Ｘ線画像ＸＰ２の中心線ＣＬ３を位置ずれ量ＳＤだけ変位させる。言い換えれば、表示枠Ｆにおける、表示用画像ＤＸＰ２の描画位置を位置ずれ量ＳＤだけ変位させることを意味し、位置ずれ量ＳＤは、表示枠Ｆに対する描画位置のずらし量に相当する。対象画像ＯＰとなるＸ線画像ＸＰ２と、基準画像ＢＰとなるＸ線画像ＸＰ１では、被写体Ｈの中心線ＣＬ２がずれているが、位置合わせ処理を行うことにより、表示用画像ＤＸＰ２においても、表示用画像ＤＸＰ１と同様に、被写体Ｈの中心線ＣＬ２と、表示枠Ｆの中心線ＣＬ４とが一致する。

　こうすると、Ｘ線画像ＸＰ２（対象画像ＯＰ）の表示用画像ＤＸＰ２内の被写体Ｈが、Ｘ線画像ＸＰ１（基準画像ＢＰ）の表示用画像ＤＸＰ１内の被写体Ｈと同様に中央に位置する。これにより、表示用画像ＤＸＰ１内の被写体Ｈの位置と、表示用画像ＤＸＰ２内の被写体Ｈの位置との位置ずれが解消される。

　なお、本例では、基準画像ＢＰ（Ｘ線画像ＸＰ１）内の被写体Ｈに対して対象画像ＯＰ（Ｘ線画像ＸＰ２）内の被写体がＸ方向にのみずれている場合を例示しているが、Ｙ方向のみにずれている場合、Ｘ、Ｙ両方の方向にずれている場合も同様に、採光野情報Ｉ１、Ｉ２に基づいて位置ずれ量ＳＤを求めて、位置合わせ処理が実行される。被写体Ｈの位置がＹ方向のみずれている場合には、Ｙ方向の位置ずれ量ＳＤが求められる。被写体Ｈの位置がＸ、Ｙの両方向にずれている場合には、採光野情報Ｉ１、Ｉ２に基づいてＸ、Ｙの両方向の位置ずれ成分をベクトル合成した位置ずれ量ＳＤが求められる。こうして求めた位置ずれ量ＳＤに基づいて位置合わせ処理を行うことにより、表示用画像内の被写体Ｈの位置ずれを解消する。また、外接矩形枠８５の中心８６の座標の代わりに、関心領域の形状に忠実に沿った形で特定された採光野の重心とその座標を求め、これを位置合わせの基準点としてもよい。

　図１８に示すように、位置合わせ処理において、表示枠Ｆ内における、表示用画像ＤＸＰ２の描画位置を位置ずれ量ＳＤだけ変位させると、表示枠Ｆにおいては、画像情報がない空白部分８７と、表示用画像ＤＸＰ２の一部が表示枠Ｆからはみ出したはみ出し部分８８とができる。マスキング処理部８１は、図１９に示すように、空白部分８７に対してマスキング処理、例えば黒化処理を施し、空白部分８７を黒画像８９で埋める。はみ出し部分８８は、表示枠Ｆから外れているのでディスプレイ１８には表示されない。なお、黒化処理の代わりにグレーなどの中間色や白色でマスキング処理を施してもよい。

　位置合わせ処理部８０およびマスキング処理部８１は、対象画像ＯＰが複数枚ある場合には、複数枚の対象画像ＯＰに対して、位置合わせ処理、およびマスキング処理を施す。位置合わせ処理部８０およびマスキング処理部８１は、こうして比較読影のための複数枚のＸ線画像の表示用画像を生成する。

　なお、位置合わせ処理およびマスクキング処理を施した表示用画像を保存する場合には、ＣＰＵ７０は、処理済みの表示用画像を、対応するＸ線画像に関連付けてストレージデバイス１９に記憶させる。なお、表示用画像に加えて、あるいは代えて、位置合わせ処理における位置ずれ量ＳＤの情報をストレージデバイス１９に記憶させてもよい。

　入出力制御部８２は、比較読影の際には、図２０に示す形態の比較読影ウィンドウ９５をディスプレイ１８の画面１８ａに表示する。表示用画像ＤＸＰ１、ＤＸＰ２は、比較読影ウィンドウ９５内に表示される。比較読影ウィンドウ９５には患者ＩＤや氏名などの被写体の情報が表示される他、画面１８ａ内の表示枠Ｆに相当する２つのサブウィンドウ９６ａ、９６ｂが設けられている。サブウィンドウ９６ａ、９６ｂには、２つの表示用画像ＤＸＰ１（画像１）、ＤＸＰ２（画像２）が撮影日時とともに並べて表示される。サブウィンドウ９６ｂ内の表示用画像ＤＸＰ２は、位置合わせ処理によって、被写体Ｈの位置ずれが解消されている。また、マスキング処理によって左端が黒画像８９で埋められている。こうした比較読影ウィンドウ９５により、オペレータは、２つの表示用画像ＤＸＰ１、ＤＸＰ２を、並べて観察することができる。

　サブウィンドウ９６ａ、９６ｂの下部には、コントロールバー９７ａ、９７ｂが設けられている。比較読影するＸ線画像が２枚以上ある場合には、このコントロールバー９７ａ、９７ｂを操作することで、サブウィンドウ９６ａ、９６ｂに表示する表示用画像を切り替えることができる。また、表示用画像を一定時間間隔で切り替える自動切り替え再生を行ったり、自動切り替え再生を一時停止または停止させたり、停止中に表示用画像を前後に１コマずつ切り替えるコマ戻し、コマ送りをすることもできる。なお、並べて表示する画像は２つに限らず、３つ以上でもよい。また、サブウィンドウを複数設けて表示用画像を並べて表示する代わりに、サブウィンドウを１つだけ設けて、１つのサブウィンドウ内で複数枚の表示用画像を切り替えて表示するだけでもよい。また、複数枚の表示画像を重ね合わせて表示してもよい。もちろん、これらの種々の表示形態を選択できるようにしてもよい。

　次に、上記構成による作用について、図２１、図２２、図２３を参照して説明する。図２２において、Ｘ線撮影システム２においてＸ線撮影を行う場合は、まず、被写体を立位、臥位の各撮影台１５、１６のいずれかの所定の撮影位置にセットし、電子カセッテ１３の高さや水平位置を調節して、被写体の撮影部位と位置を合わせるポジショニングを行う（Ｓ１０）。そして、電子カセッテ１３の位置および撮影部位の大きさに応じて、Ｘ線源１０の高さや水平位置、照射野の大きさを調整する。次いで線源制御装置１１とコンソール１４に撮影条件を設定する。また、コンソール１４にＸ線の角度範囲、およびＳＩＤを入力する。これらＸ線の角度範囲、およびＳＩＤの値が不変で既に入力されていた場合は、この入力の手順は省略される。

　撮影準備が完了すると、オペレータによって照射スイッチ１２が半押しされる。線源制御装置１１は、照射スイッチ１２が半押しされると、ウォームアップ開始信号を高電圧発生器２１に発して、Ｘ線源１０にウォームアップを開始させる。また、線源制御装置１１は、照射開始要求信号を電子カセッテ１３に送信する。

　図２１において、Ｘ線撮影前、電子カセッテ１３のセンサーパネル３０はリセット動作を繰り返し行っており、照射開始要求信号を待ち受けている。センサーパネル３０は、線源制御装置１１から照射開始要求信号を受信すると、状態チェックを行った後に線源制御装置１１に照射許可信号を送信する。同時にセンサーパネル３０はリセット動作を終えて、蓄積動作およびこれと並行して線量検出動作を開始する。

　線源制御装置１１は、センサーパネル３０から照射許可信号を受信し、かつ照射スイッチ１２が全押しされると、高電圧発生器２１に対して照射開始信号を発して、Ｘ線源１０にＸ線照射を開始させる（Ｓ１１）。Ｘ線源１０から照射されたＸ線は被写体を透過してセンサーパネル３０に入射する。

　センサーパネル３０では、通常画素４１ａで発生した電荷は光電変換部４２に蓄積されるが、検出画素４１ｂで発生した電荷はＴＦＴ４３が短絡されているため信号線４５から積分アンプ４９のキャパシタ４９ｂに流入する。センサーパネル３０では、検出画素４１ｂで発生した電荷の読み出しが所定のサンプリング周期で繰り返し行われる。このサンプリングで得られた線量信号はメモリ５４に格納され、サンプリング毎にメモリ５４から採光野設定部５６に読み出される。

　採光野設定部５６では、まず、コンソール１４から送られた照射野の大きさの情報を元に、メモリ５４に記録された線量信号のうち、照射野に存在する検出画素４１ｂの線量信号がピックアップされる。次いで、照射野に存在する検出画素４１ｂの線量信号と、コンソール１４から提供される素抜け領域特定用閾値との比較により、被写体領域に存在する検出画素４１ｂの線量信号がピックアップされる。最後に、画像認識技術により被写体領域の中から採光野が設定される（Ｓ１２）。なお、図２１ではＸ線の照射が開始された直後で線量が増加している期間に採光野を特定しているが、前述のように一定値に線量が落ち着いてから採光野を特定してもよい。

　ＡＥＣ部５７は、採光野設定部５６で設定された採光野内に存在する検出画素４１ｂからの線量信号をメモリ５４から読み出し、これに基づき採光野の累積線量を計算する。そして、ＡＥＣ部５７は、異なる時刻Ｔ１、Ｔ２の２点で測定した採光野の累積線量Ｓ１、Ｓ２に基づき、直線外挿により累積線量が目標線量に達すると予測される時刻Ｔ３を算出する（Ｓ１３）。ＡＥＣ部５７は、求めた時刻Ｔ３となったときに制御部４８に照射停止信号を出力する。照射停止信号は線源制御装置１１に送信される。線源制御装置１１は照射停止信号を受けてＸ線源１０によるＸ線の照射を停止する（Ｓ１４）。

　センサーパネル３０では照射許可信号を送信してから通常画素４１ａで蓄積動作が行われている。ＡＥＣ部５７から照射停止信号を出力して所定時間経過後、センサーパネル３０の動作が蓄積動作から読み出し動作に移行される。これにより１枚分のＸ線画像を表す画像データがメモリ５４に出力される。読み出し動作後、センサーパネル３０はリセット動作に戻る。なお、Ｘ線の照射プロファイルにおいては、照射停止信号を出力してから線量がすぐにはゼロにならずに波尾が発生する。この波尾を吸収するため、本例では照射停止信号を送信してから所定時間経過後に蓄積動作から読み出し動作に移行させている。

　制御部４８の各種画像処理回路により、読み出し動作でメモリ５４に出力されたＸ線画像に対して各種画像処理が行われる。画像処理済みのＸ線画像は、採光野情報が関連付けられてコンソール１４に送信される（Ｓ１５）。これにて１回のＸ線撮影が終了する。患者の経過観察などを行う場合には、例えば、処置前に初回のＸ線撮影が行われ、処置後、３日、１週間、１ヶ月など時間を空けて、同じ被写体Ｈ（患者）の同一の撮影部位について、２回目のＸ線撮影が行われる。

　コンソール１４において、電子カセッテ１３から送信されたＸ線画像および採光野情報は、情報取得部８３の制御の下、通信Ｉ／Ｆ７２で受信されてストレージデバイス１９に記憶される。経過観察目的で、同一の被写体の同一の撮影部位を、時間を空けて複数回撮影して得られた複数枚のＸ線画像もストレージデバイス１９に記憶される。

　図２３に示すように、経過観察を行う場合には、入力デバイス１７を通じて、同一の被写体の同一の撮影部位の複数枚のＸ線画像の検索要求が入力され、位置合わせ処理を実行させる処理要求が入力される（Ｓ２０でＹＥＳ）。情報取得部８３は、検索要求に対応する複数枚のＸ線画像および採光野情報を抽出する。情報取得部８３は、抽出した複数枚のＸ線画像のうち、基準画像に設定されたＸ線画像については、入出力制御部８２に受け渡す。一方、図１６に示すように、抽出された複数枚のＸ線画像および各Ｘ線画像の採光野情報は、位置合わせ処理部８０に受け渡される（Ｓ２１）。

　図１４Ａに示すように、入出力制御部８２は、基準画像ＳＰに設定されたＸ線画像については、単純にＸ線画像の中心線と表示枠の中心線を一致させることにより表示用画像を生成する。

　一方、対象画像ＯＰに設定されたＸ線画像については、位置合わせ処理部８０が、図１７、図１８に示した要領で位置合わせ処理を実行して、対象画像ＯＰの表示用画像内における被写体の位置を、基準画像ＸＰの表示用画像内の被写体の位置に一致させる（Ｓ２２）。また、図１９に示すように、マスキング処理部８１において、位置合わせ後の対象画像の表示用画像にマスキング処理が施される（Ｓ２３）。こうすることで、対象画像ＯＰの表示用画像の見栄えがよくなり、比較読影もしやすくなる。特にマスキング処理として黒化処理を施せば、白やグレーで描画される被写体が相対的に目立ち、被写体の視認性が向上する。

　各種処理を施された対象画像ＯＰの表示用画像は、位置合わせ処理前のＸ線画像に関連付けてストレージデバイス１９に記憶される（Ｓ２４）。このため、一度位置合わせ処理を済ませておけば、以降に比較読影を行う際には、ストレージデバイス１９に記憶された処理済みのＸ線画像の表示用画像を読み出せばよく、一々位置合わせ処理を実行する必要がなくなる。

　入出力制御部８２は、基準画像ＳＰの表示用画像および各種処理が施された対象画像ＯＰの表示用画像を、比較読影ウィンドウ９５にてディスプレイ１８に比較読影可能に表示する（Ｓ２５）。撮影毎に被写体のポジショニングがずれていても、位置合わせ処理により複数枚のＸ線画像の採光野の位置が一致しているので、比較読影がしやすい。

　複数枚のＸ線画像の位置合わせ方法としては、撮影後に出力されるＸ線画像に対して画像解析処理を実行して関心領域を特定し、特定した関心領域を複数枚のＸ線画像の位置合わせの目印とする方法も考えられる。しかし、本例ではＸ線画像の撮影時に採光野を設定することで既に関心領域の特定を済ませている。既に分かっている採光野情報を元に複数枚のＸ線画像の位置合わせをするため、わざわざＸ線画像の出力後に関心領域を特定する必要がなく、位置合わせ処理に掛かる時間が短くて済む。

　ＡＥＣのために採光野設定部５６で設定した採光野を複数枚のＸ線画像の位置合わせに利用するので、採光野情報、ひいては撮影中に採光野を自動的に設定する技術の利用価値が高まる。

　なお、Ｘ線の照射中に採光野を自動的に設定する技術を用いた場合でも、被写体のポジショニングの厳格化をオペレータへの指導として徹底すれば、そもそも経過観察を目的とした複数回の撮影において被写体と電子カセッテ１３との相対位置関係がばらばらになる心配はない。しかし、被写体のポジショニングの厳格化をオペレータに指導しても、必ずしも徹底されるわけではなく、また、やむを得ず、被写体のポジショニングがずれてしまう場合もある。Ｘ線の照射中に採光野を自動的に設定する技術は、被写体のポジショニングに気を使う必要がないというメリットがあり、実際の運用上必要性が高い技術である。本発明は、Ｘ線の照射中に採光野を自動的に設定する技術における、被写体のポジショニングに気を使う必要がないというメリットを生かしつつ、その結果被写体と電子カセッテ１３との相対位置関係がばらばらになるという問題に対して、採光野情報を元にした位置合わせ処理で対処するものである。

　また、撮影台１５、１６に電子カセッテ１３をセットして撮影する場合、被写体のポジショニングを安定させるために、通常撮影台１５、１６には被写体がつかまるつかまり棒やあごのせが設けられているので、ポジショニングの厳格化を徹底しなくてもポジショニングがそう大きくずれることはない。対して、電子カセッテ１３を被写体が仰臥するベッド上に置いたり被写体自身にもたせたりして単体で使用する場合は、つかまり棒やあごのせといった器具がないので、ポジショニングが大きくずれる公算が大きい。したがって、電子カセッテ１３を単体で使用して撮影した複数枚のＸ線画像に本発明を適用すれば、より優位な効果が期待できる。

　上記実施形態では、ＸＹ平面上の平行移動による位置合わせ処理を例示しているが、ＸＹ平面上の回転による位置合わせ処理や、ＸＹ平面自体の回転による位置合わせ処理を取り入れてもよい。例えば胸部撮影において、被写体が前傾姿勢やのけぞった状態、あるいは横に傾いた状態で撮影された場合、こうした歪みやずれを解消するよう対象画像の表示用画像を回転させて位置合わせする。ＸＹ平面上の回転による位置合わせ処理を行う場合は、位置合わせの基準点としては少なくとも２点必要である。例えば左右の肺野が採光野として設定された場合は、左右の肺野のそれぞれの外接矩形枠の中心を基準点とする。

　上記実施形態において、表示枠の設定方法、位置合わせ処理を含む表示処理のプロセス、各種処理を実行する各部の構成は一例であり、他の形態でもよい。例えば、表示枠の設定方法としては、表示枠の外周となる四辺の位置を表す座標を設定する方法でもよいし、座標情報で規定される原点と、原点を基準とする面積や画素数とで設定する方法でもよい。

　また、上記実施形態では、経過観察を行うまでの間、時間を空けて撮影された複数枚のＸ線画像をコンソール１４のストレージデバイス１９に記憶しておく例で説明したが、もちろん、Ｘ線画像を記憶する場所は、コンソール１４以外でもよく、例えば、コンソール１４とネットワークで接続可能な画像蓄積サーバなどでもよい。この場合、経過観察の際には、コンソール１４からネットワークを通じて画像蓄積サーバにアクセスして、コンソール１４が経過観察の対象のＸ線画像を読み出す。

　上記実施形態では、ＴＦＴ４３のソース電極とドレイン電極が短絡された検出画素４１ｂを例示しているが、ＴＦＴ４３がなく光電変換部４２が直接信号線４５に接続された画素を検出画素としてもよい。また、図２４に示す検出画素４１ｃとしてもよい。なお、上記実施形態と同じ部材には同じ符号を付し、説明を省略する。

　図２４において、センサーパネル１１０は、通常画素４１ａのＴＦＴ４３を駆動する走査線４４およびゲートドライバ４６とは別の走査線１１１およびゲートドライバ１１２により駆動されるＴＦＴ１１３が接続された検出画素４１ｃを有する。検出画素４１ｃはＴＦＴ１１３が接続されているので、同じ行の通常画素４１ａがＴＦＴ４３をオフ状態とされ蓄積動作中であっても電荷を読み出すことが可能である。

　線量検出動作において、ゲートドライバ１１２は、制御部４８の制御の下、同じ行のＴＦＴ１１３を一斉に駆動するゲートパルスＧＧ１、ＧＧ２、ＧＧ３、・・・、ＧＧＫ（Ｋ＜Ｎ）を所定の間隔で順次発生して、走査線１１１を１行ずつ順に活性化し、走査線１１１に接続されたＴＦＴ１１３を１行分ずつ順次オン状態とする。オン状態となる時間は、ゲートパルスのパルス幅で規定されており、ＴＦＴ１１３はパルス幅で規定された時間が経過するとオフ状態に復帰する。検出画素４１ｃの光電変換部４２で発生した電荷は、ＴＦＴ４３のオンオフに関わらず、ＴＦＴ１１３がオン状態の間、信号線４５を介して積分アンプ４９のキャパシタ４９ｂに流入する。積分アンプ４９に蓄積された検出画素４１ｃからの電荷はＡ／Ｄ５２に出力され、Ａ／Ｄ５２で線量信号に変換される。その後の処理は上記実施形態と同様であるため説明を省略する。

　この場合の線量信号のサンプリング周期は、ＴＦＴ１１３をオフして検出画素４１ｃへの電荷蓄積を開始してから、ＴＦＴ１１３にゲートパルスを与えて検出画素４１ｃの蓄積電荷を信号線４５に出力するまでの間、言い換えれば検出画素４１ｃの電荷蓄積期間である。この場合、各行のＴＦＴ１１３にゲートパルスＧＧ１、ＧＧ２、ＧＧ３、・・・、ＧＧＫを与えると全検出画素４１ｂからの線量信号がメモリ５４に記録される。

　なお、センサーパネルの各画素にバイアス電圧を供給するバイアス線に、画素で発生する電荷に基づく電流が流れることを利用して、ある特定の画素に繋がるバイアス線の電流をサンプリングして線量を検出してもよい。この場合はバイアス線の電流をサンプリングする画素が線量検出センサとなる。同様に画素から流れ出るリーク電流をサンプリングして線量を検出してもよく、この場合もリーク電流をサンプリングする画素が線量検出センサとなる。また、画素とは別に構成が異なり出力が独立した線量検出センサを撮像領域に設けてもよい。

　上記実施形態では、ＴＦＴ型のセンサーパネルを例示しているが、ＣＭＯＳ型のセンサーパネルを用いてもよい。ＣＭＯＳ型の場合、画素に蓄積される信号電荷を信号線に流出させることなく、各画素に設けられたアンプを通じて電圧信号として読み出す、いわゆる非破壊読み出しが可能である。そのため蓄積動作中においても、撮像領域内の任意の画素を選択して、その画素から電圧信号を読み出すことにより線量の測定が可能である。したがって、ＣＭＯＳ型センサーパネルを使用する場合には、上記検出画素のように、線量検出専用の画素を設けることなく、全ての画素を検出画素として兼用させることが可能となる。

　上記実施形態では、採光野の累積線量が照射停止閾値に達すると予測される時間を算出し、算出した予測時間に達したときに照射停止信号を線源制御装置に送信しているが、予測時間の情報そのものを線源制御装置に送信してもよい。この場合、線源制御装置はＸ線の照射時間を計時し、照射時間が予測時間に達したらＸ線の照射を停止させる。あるいは、採光野の累積線量と照射停止閾値を、線量信号のサンプリング毎に比較し、採光野の累積線量が実際に照射停止閾値に達したときに照射停止信号を線源制御装置に送信してもよい。

　上記実施形態では、１回のＸ線照射で１回の撮影を行っているが、１回の撮影を、本照射と本照射に先立ち本照射よりも低い線量で行うプレ照射との２回のＸ線照射に分け、プレ照射中に出力される線量信号に基づいて採光野を設定し、本照射ではプレ照射で設定した採光野でＡＥＣを行う場合も本発明を適用可能である。

　上記実施形態では、位置合わせ処理と複数枚のＸ線画像の表示とを全てコンソールで行っているが、コンソールとは別の端末、例えば画像診断を行う医師が使用する画像表示端末などに、コンソールと同様の位置合わせ処理機能と複数枚のＸ線画像の表示機能をもたせてもよい。また、コンソールでは位置合わせ処理だけを行い、その処理結果をコンソールおよび画像表示端末とネットワーク接続された画像蓄積サーバに保存しておき、画像表示端末から画像蓄積サーバにアクセスして位置合わせ処理結果を画像表示端末に読み出し、複数枚のＸ線画像の表示は画像表示端末で行ってもよい。つまり、本発明の放射線画像処理装置を構成する位置合わせ処理部、マスキング処理部、記憶部などは、１つの装置に集約して設けられていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。

　電子カセッテとコンソールに加えて、コンソールが有する電子カセッテを制御する機能の一部を実行する撮影制御装置を電子カセッテとコンソールの間に接続してもよい。また、可搬型のＸ線画像検出装置である電子カセッテに限らず、撮影台に据え付けるタイプのＸ線画像検出装置に適用してもよい。さらに、本発明は、Ｘ線に限らず、γ線などの他の放射線を撮影対象とした場合にも適用することができる。

　本発明は、上記実施形態で示したとおり、プログラムの形態、さらにこれを記憶した記憶媒体にも及ぶことはもちろんである。

Claims

　複数の画素が配置された撮像領域を有し、被写体の放射線画像を検出する放射線画像検出装置を用い、同一の被写体の同一の撮影部位を、時間を空けて複数回撮影して得られた複数枚の放射線画像に対して画像処理を施す放射線画像処理装置において、
　前記複数枚の放射線画像を取得する画像取得部と、
　前記放射線画像検出装置が撮影時に実行するＡＥＣの際に、ポジショニングされる被写体の位置に応じて前記撮像領域内に自動設定され、前記複数枚の放射線画像のそれぞれに関連付けて記録された採光野の位置を表す採光野情報と、
　前記採光野情報を取得する採光野情報取得部と、
　前記採光野情報取得部で取得した採光野情報に基づき、前記複数枚の放射線画像に対応する複数枚の表示用画像について、前記複数枚の放射線画像のそれぞれに描出された被写体の位置を一致させるための位置合わせ処理を実行する位置合わせ処理部と、
　を備える放射線画像処理装置。
　前記位置合わせ処理部は、前記複数枚の放射線画像の採光野の位置を合わせることにより、前記複数枚の表示用画像内における被写体の位置を一致させる請求の範囲第１項に記載の放射線画像処理装置。
　前記採光野情報は、放射線画像内における前記採光野の位置を表す座標情報である請求の範囲第２項に記載の放射線画像処理装置。
　前記位置合わせ処理部は、前記採光野内から位置合わせの基準点を求めて、前記位置合わせ処理を実行する請求の範囲第３項に記載の放射線画像処理装置。
　前記基準点は、前記採光野の外形と外接し、前記採光野の全体を取り囲む外接矩形枠の中心である請求の範囲第４項に記載の放射線画像処理装置。
　前記位置合わせ処理部は、前記複数枚の放射線画像のうちの１枚を基準画像とし、前記基準画像の前記採光野の位置を基準として前記位置合わせ処理を実行する請求の範囲第２項に記載の放射線画像処理装置。
　前記基準画像は、マニュアル設定または自動設定により前記複数枚の放射線画像の中から選択された１枚の放射線画像である請求の範囲第６項に記載の放射線画像処理装置。
　前記位置合わせ処理部は、前記表示用画像を描画する表示枠に対する、前記表示用画像の描画位置を変位させることにより前記位置合わせ処理を実行する請求の範囲第２項に記載の放射線画像処理装置。
　前記表示枠において、前記描画位置の変位により生じた空白部分に対してマスキング処理を施すマスキング処理部を備える請求の範囲第８項に記載の放射線画像処理装置。
　前記位置合わせ処理後の表示用画像、または前記位置合わせ処理における前記描画位置のずらし量を、放射線画像と関連付けて記憶する記憶部を備える請求の範囲第８項に記載の放射線画像処理装置。
　複数の画素が配置された撮像領域を有し、被写体の放射線画像を検出する放射線画像検出装置を用い、同一の被写体の同一の撮影部位を、時間を空けて複数回撮影して得られた複数枚の放射線画像に対して画像処理を施す放射線画像処理方法において、
　前記複数枚の放射線画像を画像取得部で取得する画像取得ステップと、
　前記放射線画像検出装置が撮影時に実行するＡＥＣの際に、ポジショニングされる被写体の位置に応じて前記撮像領域内に自動設定され、前記複数枚の放射線画像のそれぞれに関連付けて記録された採光野の位置を表す採光野情報を採光野情報取得部で取得する採光野情報取得ステップと、
　前記採光野情報取得ステップで取得した前記採光野情報に基づき、前記複数枚の放射線画像に対応する複数枚の表示用画像について、前記複数枚の放射線画像のそれぞれに描出された被写体の位置を一致させるための位置合わせ処理を位置合わせ処理部で実行する位置合わせ処理ステップと、
　を備える放射線画像処理方法。
　複数の画素が配置された撮像領域を有し、被写体の放射線画像を検出する放射線画像検出装置と、
　前記放射線画像検出装置を用い、同一の被写体の同一の撮影部位を、時間を空けて複数回撮影して得られた複数枚の放射線画像に対して画像処理を施す放射線画像処理装置とを備える放射線撮影装置において、
　前記放射線画像処理装置は、
　前記複数枚の放射線画像を取得する画像取得部と、
　前記放射線画像検出装置が撮影時に実行するＡＥＣの際に、ポジショニングされる被写体の位置に応じて前記撮像領域内に自動設定され、前記複数枚の放射線画像のそれぞれに関連付けて記録された採光野の位置を表す採光野情報と、
　前記採光野情報を取得する採光野情報取得部と、
　前記採光野情報取得部で取得した前記採光野情報に基づき、前記複数枚の放射線画像に対応する複数枚の表示用画像について、前記複数枚の放射線画像のそれぞれに描出された被写体の位置を一致させるための位置合わせ処理を実行する位置合わせ処理部と、
　を備える放射線撮影装置。
　前記放射線画像検出装置は、
　前記撮像領域が形成されるパネル部と、
　前記撮像領域に分散して配置され、前記撮像領域に到達する放射線の線量を検出してこれに応じた線量信号を出力する複数の線量検出センサと、
　撮影中に前記複数の線量検出センサから出力される線量信号に基づいて前記採光野を自動的に設定する採光野設定部と、
　前記採光野設定部で設定された前記採光野内の線量検出センサから出力される線量信号に基づいて前記ＡＥＣを行うＡＥＣ部とを有する請求の範囲第１２項に記載の放射線撮影装置。