WO2015059870A1 - 放射線撮影装置、放射線撮影システム、放射線撮影装置の制御方法およびプログラム - Google Patents

放射線撮影装置、放射線撮影システム、放射線撮影装置の制御方法およびプログラム Download PDF

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忠彦 飯島
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キヤノン株式会社
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    • H04N23/30—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from X-rays
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
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    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
    • A61B6/582—Calibration
    • A61B6/585—Calibration of detector units

Definitions

  • the present invention relates to a radiation imaging apparatus, a radiation imaging system, a method for controlling the radiation imaging apparatus, and a program.
  • Radiation is emitted from a radiation generator to a subject, a radiation image that is the intensity distribution of the radiation that has passed through the subject is photographed with a radiation imaging device, digitized, and the digitized radiation image is subjected to image processing to produce a clear radiation image Radiation imaging systems that generate
  • Patent Document 2 A system as disclosed in Patent Document 2 that does not perform communication between the two has been developed.
  • detection driving for sequentially reading out pixels of a sensor for each line is performed until radiation is detected by a radiation imaging apparatus.
  • detection driving is immediately interrupted, the sensor is shifted to an accumulation state, and an X-ray image can be obtained.
  • the present invention performs imaging after detecting radiation with a radiation imaging apparatus, and in a method in which communication is not performed between the radiation generation apparatus and the radiation imaging apparatus, while reducing the invalid exposure of the patient,
  • the objective is to reduce the effects of artifacts.
  • the radiographic apparatus that achieves the above object is as follows.
  • a plurality of pixels are arranged in a matrix, a radiation sensor that detects radiation by each pixel and obtains a radiation image, and the plurality of pixels are read out in units of lines of either rows or columns and stored in the radiation sensor.
  • Driving means for executing detection driving for removing the charged charges;
  • a detection circuit that detects that the radiation sensor is irradiated with radiation based on an electrical signal output from the radiation sensor by the detection drive, and a radiation imaging apparatus comprising: Comprising setting means for setting an imaging mode of the radiation imaging apparatus; When the imaging mode of the radiation imaging apparatus is a first imaging mode for imaging a subject, the driving means sets the pixels of each line to a first time readout state by driving to remove the charge, When the shooting mode is the second shooting mode for shooting a corrected image in the absence of a subject, the pixels of each line are longer than the first time by driving to remove the charge. It is characterized in that it is in a state of reading out for a time.
  • imaging is performed after radiation is detected by a radiation imaging apparatus, and in the method in which communication is not performed between the radiation generation apparatus and the radiation imaging apparatus, the influence of the artifact is reduced while reducing the invalid exposure of the patient. Can be reduced.
  • the accompanying drawings are included in the specification, constitute a part thereof, show an embodiment of the present invention, and are used to explain the principle of the present invention together with the description.
  • the timing chart of the sensor drive concerning a 1st embodiment.
  • the timing chart of the sensor drive concerning a 1st embodiment.
  • the figure which shows an example of the correction method of the artifact which concerns on 1st Embodiment.
  • the flowchart which shows the procedure of the process which the radiography apparatus which concerns on 1st Embodiment implements.
  • a radiation imaging apparatus is configured by laminating a phosphor on a pixel including a photoelectric conversion element or the like.
  • the radiation imaging apparatus converts radiation to visible light with a phosphor, holds visible light as a charge, and forms an image from the read charge amount. Even when radiation is not received, the charge of each pixel increases due to the influence of dark current and the like. If the charge remains increased, the dynamic range of the image will be narrowed, so a process for periodically removing the charge is required.
  • Sensor driving performed to remove charges is referred to as idle reading driving (detection driving).
  • sensor driving performed to read out the charge value in order to form an image is referred to as main reading driving (imaging driving).
  • FIG. 7 shows an example of a radiation sensor in the radiation imaging apparatus.
  • the radiation sensor is configured by arranging a plurality of pixels on a matrix, and detects radiation by each pixel to obtain a radiation image. Pixels on a certain row on the two-dimensional sensor array are all addressed simultaneously by the drive circuit 702, and the charge of each pixel on the row is held in the sample hold circuit 703. Thereafter, the held charge of the pixel output is sequentially read out through the multiplexer 704, amplified by the amplifier 710, and then converted into a digital value by the A / D converter 711. Each time scanning of each row is completed, the drive circuit 702 sequentially drives and scans each next row on the two-dimensional sensor array, and finally, the charges of all the pixel outputs are converted into digital values.
  • the drive control unit 720 controls the drive circuit 702 to set a plurality of pixels in a reading state in either row or column units (line units), and executes driving for removing charges accumulated in the radiation sensor.
  • the irradiation detection unit 730 functions as a detection circuit that detects that the radiation sensor has been irradiated based on an electrical signal output from the radiation sensor by driving the drive circuit 702.
  • the mode setting unit 740 sets the imaging mode of the radiation imaging apparatus and transmits the imaging mode to the drive control unit 720.
  • the drive control unit 720 performs driving for removing charges for each line. Let it be in the time reading state.
  • the shooting mode is the second shooting mode for shooting a corrected image in a state where there is no subject
  • the driving for removing charges is performed for a second time reading state longer than the first time for each line. Let it be done.
  • short idle reading driving is repeated while changing the driving line in order (210 to 216). At this time, all the pixels on the same line are simultaneously driven for idle reading. More specifically, the current generated by the irradiation of radiation when the idle reading is repeated is detected, the radiation is detected, the idle reading is stopped after the detection, the charge accumulation is performed, and the main reading drive is performed after the accumulation ( 220 to 225) A method for forming an image. After the radiation irradiation, the radiation is detected at timing 216, the idle reading is stopped, and the charge accumulation mode is entered.
  • FIG. 3 shows a case where the idle reading drive time for one line is longer than that in FIG.
  • the idle reading is stopped (311, 312), charge accumulation is performed, and after the accumulation, the main reading drive is performed (320 to 325) to form an image.
  • the number of rows for which the idle reading drive is performed after irradiation is reduced, and in the example of FIG. 3, only one row is removed from the charge corresponding to the irradiation (line 2).
  • the target line has a very small pixel value compared to the normal value (see 331 out of 330 to 335), this line becomes an artifact unless corrected with other pixels. End up.
  • FIG. 4A is a diagram showing the relationship between the acquired image line and the pixel value when the idle reading drive for a short time of the idle reading drive of one line is repeatedly performed.
  • the difference between the normal pixel value and the pixel value for which the idle reading drive is stopped is small, which affects a plurality of lines.
  • FIG. 4B is a diagram showing the relationship between the acquired image line and the pixel value when the idle reading drive of one line having a long time is repeatedly performed. Although the difference between the normal pixel value and the pixel value for which the idle reading drive is stopped is large, the number of affected lines is small.
  • the radiation imaging system includes a radiation imaging apparatus 101, a console 102 that controls the radiation imaging apparatus 101, and a radiation generation apparatus 103 that generates radiation.
  • the radiation imaging apparatus 101 includes a sensor driving unit 110, a radiation detection unit 111, an imaging mode determination unit 112, and a communication unit 113.
  • the sensor driving unit 110 drives a sensor inside the radiation imaging apparatus.
  • the radiation detection unit 111 monitors the current generated in the radiation imaging apparatus 101 when receiving radiation, and determines that radiation has been irradiated when the threshold is reached.
  • the imaging mode determination unit 112 determines whether the imaging mode of the radiation imaging apparatus 101 is a white image imaging mode in which a white image is captured or a normal imaging mode in which a radiation image is acquired by imaging a subject.
  • the white image is image data obtained when uniform radiation is irradiated on the radiation receiving surface of the sensor in advance without a subject. Normalization processing is performed by performing calibration by dividing each pixel value of the pre-image image taken with the subject by the corresponding pixel value of the white image, correcting variations in gain value for each pixel, and radiation An image is generated.
  • the communication unit 113 communicates with the console 102.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of a processing procedure in the radiation imaging system according to the embodiment of the present invention.
  • the imaging mode determination unit 112 determines whether or not it is a white image imaging mode in which a white image is captured (S601). When the white image shooting mode is not set, it is determined that the normal shooting mode is set for shooting the subject. If it is determined that the mode is the white image shooting mode, the sensor driving unit 110 repeatedly performs the idle reading drive with a long one-line idle reading drive time (S602). The idle reading drive time for one line at this time is set to be longer than the time until the current for detecting radiation reaches the threshold value. This time may be measured in advance, or a value measured and measured each time may be used. Further, the shooting mode may be determined based on a result of the user selection by accepting a user selection of the white image shooting mode or the normal shooting mode. Alternatively, a sensor that detects the presence of a subject may be provided, the presence or absence of the subject may be determined from the detection result of the sensor, and the determination result may be used.
  • the sensor driving unit 110 repeatedly performs the idle reading driving with a short time for the idle reading driving of one line. (S603).
  • the sensor driving unit 110 stops the idle reading drive and shifts to the accumulation mode (S605).
  • the process returns to S601 and continues the idle reading drive.
  • the radiation imaging apparatus 101 performs the main reading drive after the accumulation mode is completed, and reads the accumulated charges to generate an image (S606).
  • the communication unit 113 transfers the generated image to the console 102 (S607). At this time, the number information of the line where the idle reading is stopped is also transmitted to the console 102.
  • the console 102 that has received the image determines whether or not the image is captured in the white image capturing mode (S608).
  • white image artifact correction processing is performed based on the information of the line number where idle reading is stopped (S609), and the created image is saved (S611).
  • normalization is performed using the stored white image, image correction is performed (S610), and the created image is stored (S611). Thereafter, the process ends.
  • a line of artifacts 502 occurs in the acquired white image 501.
  • the line in which the artifact is generated is the line number at which the idle reading is stopped, and since the information of this line number is transmitted from the radiation imaging apparatus 101 to the console 102, the console 102 knows the correction target line.
  • the pixel 520 is an enlarged part of the pixel. It is assumed that the pixel 510 and the pixel 512 are normal pixel values in which no artifact is generated, and the pixel values are A and C, respectively.
  • the pixel 511 is a pixel in a row where idle reading is stopped, and has a smaller pixel value than a normal pixel value.
  • the average of the two pixel values of the pixel in the same column of the row number before stopping and the pixel in the same column of the next row after the stopped row, which is not read idle during radiation irradiation, is the value B of the pixel 511 .
  • correction is performed for all the pixels of the row number where idle reading is stopped. In this way, based on the line number information, correction processing is performed in which the average value of the lines before and after the line where the idle reading drive is stopped is used as the pixel value of the line.
  • the method of detecting radiation may not be a method of monitoring current.
  • the idle reading drive time for one line may be set to a different value instead of the time until the current for detecting radiation exceeds the threshold value.
  • the present invention can be applied even when an artifact of a plurality of lines is generated instead of an artifact of only one line.
  • the image correction to be normalized using the white image may be performed by the radiation imaging apparatus instead of the console.
  • shooting is performed after driving with a long initialization time (empty reading driving with a long readout time) of each pixel
  • photographing is performed after repeating driving with a short initialization time for each pixel (empty reading driving with a short readout time).
  • imaging is performed after radiation is detected by the radiation imaging apparatus, and even in a method in which synchronous communication is not performed between the radiation generation apparatus and the radiation imaging apparatus, while reducing the invalid exposure of the patient The effect of artifacts can be reduced.
  • FIG. 10 shows an example of a radiation sensor in the radiation imaging apparatus according to the second embodiment.
  • the selection unit 1010 selects a detection driving method by the drive circuit 702 based on at least one of the imaging region information set by the imaging region setting unit 1020 and the radiation irradiation condition set by the irradiation condition setting unit 1030. .
  • the selection unit 1010 may perform selection according to the radiation irradiation condition corresponding to the imaging region.
  • the selection unit 1010 selects, for example, detection driving for driving one line at a time when the irradiation condition is low energy (low tube voltage) and long time (about 3 seconds). This is because if a plurality of lines are driven, the number of lines increases, and if the number of lines exceeds 1 ⁇ 2 of the total number of lines of the sensor, the number of lines in which artifacts continuously occur increases, making it difficult to correct the artifacts.
  • the selection unit 1010 selects detection driving for driving a plurality of lines when the irradiation time is an extremely short time (10 msec or less) as the radiation irradiation condition. This is because it is possible to reduce the fact that it cannot be detected even after irradiation is completed because the time until detection is short.
  • the selection unit 1010 selects a detection drive that drives one line at a time when imaging part information indicates a part such as a breast and imaging is performed with low energy (tube voltage low) as a radiation irradiation condition. Further, when the imaging part information indicates a part to be imaged by short-time irradiation such as a child, an arm, and a hand, detection driving for driving a plurality of lines may be selected.
  • the drive control unit 720 controls the operation of the drive circuit 702 according to the detection drive method selected by the selection unit 1010.
  • the imaging part setting unit 1020 sets imaging part information.
  • the imaging part information may be set, for example, by receiving input from the user in advance before imaging.
  • the irradiation condition setting unit 1030 sets radiation irradiation conditions for radiation imaging.
  • the radiation irradiation condition may be set, for example, by receiving an input from the user in advance before photographing.
  • FIG. 8 shows an example in which the drive circuit 702 is driven by skipping one drive order, such as lines 1, 3, 5, lines 2, 4, 6,. Specifically, idle reading driving is performed for each line in the order of timings 801, 802, 803, 804, 805, and 806. The current generated by irradiation with radiation when the idle reading is repeated is monitored, the radiation is detected, the idle reading drive is stopped after the detection, and charge accumulation is performed. Then, after the charge is accumulated, the main reading drive is performed in the order of timings 811, 812, 813, 814, 815, and 816.
  • the selection unit 1010 performs first detection driving (corresponding to main reading driving at timings 811 to 816) for performing detection driving by the drive circuit 702 for each line for a first time, and the detection driving for each line. It is selected which of second detection driving (corresponding to idle reading driving at timings 801 to 806) to be executed for a second time shorter than the first time is executed.
  • FIG. 9 shows an example in which the drive circuit 702 is driven in order of a plurality of lines.
  • Drive As in the example of FIG. 8, when radiation is detected, the idle reading drive is stopped, charge accumulation is performed, and after accumulation, lines 1 and 3 at timings 911A and 911B, and lines 5 and 7 at the next timings 912A and 912B.
  • the lines 2 and 4 are further read, and at the next timings 914A and 914B, the lines are read in a plurality of lines in this order.
  • the selection unit 1010 performs first detection driving (corresponding to main reading driving from timings 911A and 911B to timings 914A and 914B) for performing detection driving by the drive circuit 702 for each of a plurality of lines for a first time, Any one of the second detection driving (corresponding to the main reading driving from the timing 901A, 901B to the timing 904A, 904B) that causes the detection driving to be performed for a plurality of lines for a second time shorter than the first time. Select whether to execute by.
  • the selection unit 1010 drives either the first detection drive that sequentially performs detection drive by the drive circuit 702 for each line, or the second detection drive that simultaneously performs detection drive for a plurality of lines. You may select whether to perform by the control part 720.
  • FIG. 8 the method of sequentially driving one line at a time as shown in FIG. 8 or the method of driving at a plurality of lines as shown in FIG. 9 may be used.
  • the selection unit 1010 drives either the first detection drive that sequentially performs detection drive by the drive circuit 702 for each line, or the second detection drive that simultaneously performs detection drive for a plurality of lines. You may select whether to perform by the control part 720.
  • the selection unit 1010 may select the number of lines on which detection driving is performed simultaneously from a plurality of options. An option for the number of lines may be presented to the user and selected according to user input.
  • the number of lines in which artifacts are generated is reduced (for example, the first detection driving that is sequentially performed for each line), and the number of lines in which artifacts are generated is increased, but the depth of artifact damage is increased. It becomes possible to adaptively select a lesser number of drives (for example, a second detection drive that is performed simultaneously on a plurality of lines). This reduces the effects of artifacts while reducing the patient's invalid exposure, even in systems where radiography is performed after radiation is detected and synchronous communication is not performed between the radiation generator and the radiography apparatus. can do.
  • the present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.

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Abstract

　複数の画素が行列上に配置され、各画素により放射線を検出して放射線画像を得る放射線センサと、複数の画素を行または列のいずれかのライン単位で読み出し状態とし放射線センサに蓄積された電荷を除去するための検知駆動を実行させる駆動部と、検知駆動により放射線センサから出力される電気信号に基づいて放射線センサに放射線が照射されたことを検知する検知回路と、を有する放射線撮影装置であって、放射線撮影装置の撮影モードを設定する設定部を備え、駆動部は、放射線撮影装置の撮影モードが被写体を撮影するための第一の撮影モードである場合には、電荷を除去する駆動により各ラインの画素を第１の時間読み出し状態とし、撮影モードが、被写体のない状態で補正画像を撮影するための第二の撮影モードである場合には、電荷を除去する駆動により各ラインの画素を第１の時間よりも長い第２の時間読み出し状態とする。

Description

放射線撮影装置、放射線撮影システム、放射線撮影装置の制御方法およびプログラム
　本発明は、放射線撮影装置、放射線撮影システム、放射線撮影装置の制御方法およびプログラムに関するものである。
　放射線発生装置から放射線を被写体に照射し、当該被写体を透過した放射線の強度分布である放射線画像を放射線撮影装置で撮影してデジタル化し、デジタル化した放射線画像に画像処理を施し、鮮明な放射線画像を生成する放射線撮影システムが製品化されている。
　ここで、放射線検出センサの各画素の電荷保持性能にはばらつきがあるため、同じ量の放射線を受けた場合でも異なる電荷量となる。そのため同じ量の放射線を受けた時に、同じ画素の値に変換する正規化のための画像処理を行う必要がある。事前に放射線受光面に均一な放射線を当てた時の画像データ（白画像）を作成し、画像処理前の画像の各画素値を、白画像の対応する画素値で除することで正規化処理を行い、撮影画像を作成する。白画像にアーチファクトがあると、撮影画像にもアーチファクトが発生してしまう。これに対して、特許文献１では、白画像作成時に写りこんだ放射線の透過ムラの分布を平準化処理によりぼかして白画像を作成している。
　また放射線発生と撮影のタイミングを合わせる技術として、放射線発生装置と放射線撮影装置との間で通信を行う方式や、放射線撮影装置で放射線を検出した直後に撮影を行い、放射線発生装置と放射線撮影装置の間で通信を行わない特許文献２のような方式が開発されている。特許文献２では、放射線撮影装置により放射線が検知されるまで、センサの画素をライン毎に順次読み出す検知駆動が行われる。検知駆動中に放射線が検知されると、検知駆動を直ちに中断し、センサを蓄積状態に移行させ、Ｘ線画像を得ることができる。
特開２００９－２９１５４８号公報 特開２００７－１５１７６１号公報
　しかしながら、検知駆動において、各ラインの画素の読み出し時間を短くすると、各ラインのアーチファクトの傷の深さは小さくなるものの、アーチファクトの生ずるラインの数は増えてしまう。一方で、各ラインの画素の読み出し時間を長くすると、各ラインのアーチファクトの傷の深さが増えてしまうという問題がある。
　上記の課題に鑑み、本発明は、放射線撮影装置で放射線を検出した後に撮影を行い、放射線発生装置と放射線撮影装置との間で通信を行わない方式において、患者の無効被曝を低減しながら、アーチファクトの影響を低減することを目的とする。
　上記の目的を達成する本発明に係る放射線撮影装置は、
　複数の画素が行列上に配置され、各画素により放射線を検出して放射線画像を得る放射線センサと、前記複数の画素を行または列のいずれかのライン単位で読み出し状態とし前記放射線センサに蓄積された電荷を除去するための検知駆動を実行させる駆動手段と、
　前記検知駆動により前記放射線センサから出力される電気信号に基づいて前記放射線センサに放射線が照射されたことを検知する検知回路と、を有する放射線撮影装置であって、
　前記放射線撮影装置の撮影モードを設定する設定手段を備え、
　前記駆動手段は、放射線撮影装置の撮影モードが被写体を撮影するための第一の撮影モードである場合には、前記電荷を除去する駆動により各ラインの画素を第１の時間読み出し状態とし、
　前記撮影モードが、被写体のない状態で補正画像を撮影するための第二の撮影モードである場合には、前記電荷を除去する駆動により各ラインの画素を前記第１の時間よりも長い第２の時間読み出し状態とすることを特徴とする。
　本発明によれば、放射線撮影装置で放射線を検出した後に撮影を行い、放射線発生装置と放射線撮影装置との間で通信を行わない方式において、患者の無効被曝を低減しながら、アーチファクトの影響を低減することができる。
　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
　添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
第１実施形態に係るセンサ駆動のタイミングチャート。 第１実施形態に係る放射線撮影システムの構成例を示す図。 第１実施形態に係るセンサ駆動のタイミングチャート。 、 第１実施形態に係る空読み時間の違いによるアーチファクトの差を示す図。 第１実施形態に係るアーチファクトの補正方法の一例を示す図。 第１実施形態に係る放射線撮影装置が実施する処理の手順を示すフローチャート。 第１実施形態に係る放射線撮影装置内のセンサの一例を示す図。 第２実施形態に係るセンサ駆動のタイミングチャート。 第２実施形態に係るセンサ駆動のタイミングチャート。 第２実施形態に係る放射線撮影装置内のセンサの一例を示す図。
　以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。
　（第１実施形態）
　一般に放射線撮影装置は、光電変換素子等で構成される画素上に蛍光体を積層し構成されている。放射線撮影装置は、放射線を蛍光体で可視光に変換し、可視光を電荷として保持し、読み出した電荷量から画像を形成する。放射線を受けていない時も、各画素は暗電流などの影響で電荷が増えてしまう。電荷が増えたままだと画像のダイナミックレンジが狭くなってしまうため、定期的に電荷を除去する処理が必要となる。電荷を除去するために行うセンサ駆動を空読み駆動（検知駆動）と呼ぶ。また画像を形成するために、電荷の値を読み出すために行うセンサ駆動を本読み駆動（撮影駆動）と呼ぶ。
　図７は、放射線撮影装置内の放射線センサの一例を示している。放射線センサは、複数の画素が行列上に配置されて構成されており、各画素により放射線を検出して放射線画像を得る。２次元センサアレイ上のある行上の画素は、ドライブ回路７０２により全画素同時にアドレシングされ、行上の各画素の電荷はサンプルホールド回路７０３に保持される。その後、保持された画素出力の電荷はマルチプレクサ７０４を介して順次読出され、アンプ７１０により増幅された後、Ａ／Ｄ変換器７１１によりデジタル値に変換される。各行の走査が終了する毎に、ドライブ回路７０２が順次２次元センサアレイ上の次の各行をドライブして走査を行い、最終的に全ての画素出力の電荷がデジタル値に変換される。これにより放射線画像データを読み出すことができる。この際、各列信号線に印加する電圧を特定値に固定しながら走査し、取得した電荷を読み捨てることにより、暗電荷が吐き出され、センサ初期化の走査を行う。これらの制御は、駆動制御部７２０により行われる。
　駆動制御部７２０は、ドライブ回路７０２を制御して、複数の画素を行または列のいずれかの単位（ライン単位）で読み出し状態とし、放射線センサに蓄積された電荷を除去するための駆動を実行させる。
　照射検知部７３０は、ドライブ回路７０２の駆動により放射線センサから出力される電気信号に基づいて放射線センサに放射線が照射されたことを検知する検知回路として機能する。
　モード設定部７４０は、放射線撮影装置の撮影モードを設定して、駆動制御部７２０へ撮影モードを伝達する。駆動制御部７２０は、モード設定部７４０により設定された放射線撮影装置の撮影モードが被写体を撮影するための第一の撮影モードである場合には、電荷を除去する駆動を各ラインにつき第１の時間読み出し状態にして行わせる。そして、撮影モードが被写体のない状態で補正画像を撮影するための第二の撮影モードである場合には、電荷を除去する駆動を各ラインにつき第１の時間よりも長い第２の時間読み出し状態にして行わせる。デジタル値に変換された放射線画像データから、放射線を照射せずに暗電荷成分のみから取得したオフセット画像データを減算するオフセット補正を行うことにより、不要な暗電荷成分を除去した撮影画像を得ることができる。
　図１に示すように、駆動するラインを順番に変えながら短い空読み駆動を繰り返す(210から216)。このとき同じラインの画素に対してはすべて同時に空読み駆動を行う。より具体的には、空読みを繰り返している時に放射線照射されて発生する電流をモニタし、放射線を検出し、検出後に空読みを停止し、電荷蓄積を行い、蓄積後に本読み駆動を行って(220から225)画像を形成する方式である。放射線照射後にタイミング216で放射線を検出し、空読みをストップして電荷蓄積モードに遷移する。
　放射線照射後に空読み駆動を行っていないライン1,2,6は放射線照射している201のすべての期間に蓄積を行っている。しかし、放射線照射後に放射線を検出し空読みを停止するまでの間に空読み駆動を行ったライン3,4,5は空読み駆動前の放射線照射に相当する電荷が除去されてしまうため、放射線照射に対応する電荷蓄積時間はT2,T3,T4となりT1より短くなる。そのため、正常の画素値に比べ小さい画素値になる行が複数行発生する(230から235)。
　図１のように一ラインの空読み駆動の時間が短い空読み駆動の場合、T2,T3,T4とT1との差が小さくなるため、画素値の差は小さく、通常の撮影ではアーチファクトが視認できなくすることが可能である。しかし、視認できないアーチファクトであっても、白画像にアーチファクトのある画像を用いて通常の被写体撮影画像を正規化すると、視認できるアーチファクトが発生してしまう可能性がある。
　また、図１よりも一ラインの空読み駆動の時間が長い場合を図３に示す。放射線を検出した後に空読みを停止し(311,312)、電荷蓄積を行い、蓄積後に本読み駆動を行って(320から325)画像を形成する。図３の例では放射線照射後に空読み駆動を行う行が少なくなり、図３の例では放射線照射に相当する電荷を除去したのは一行のみとなる（ライン２）。ただし、対象の行は正常値に比べ非常に小さい画素値になってしまうため（330から335のうちの331を参照）、この行については他の画素で補正するなどしなければアーチファクトとなってしまう。
　図４Ａは、一ラインの空読み駆動の時間が短い空読み駆動を繰り返し行った場合に、取得される画像のラインと画素値の関係を示した図である。正常画素値と、空読み駆動を停止した画素値との差が小さく、複数のラインに影響がある。一方、図４Ｂは、一ラインの空読み駆動の時間が長い空読み駆動を繰り返し行った場合に、取得される画像のラインと画素値の関係を示した図である。正常画素値と、空読み駆動を停止した画素値の差が大きいが、影響のあるライン数が少なくなっている。
　以下、図２を参照して、本発明の実施形態に係る放射線撮影システムの構成例を説明する。放射線撮影システムは、放射線撮影装置１０１と、放射線撮影装置１０１を制御するコンソール１０２と、放射線を発生する放射線発生装置１０３とを備えている。
　放射線撮影装置１０１は、センサ駆動部１１０と、放射線検出部１１１と、撮影モード判定部１１２と、通信部１１３とを備える。
　センサ駆動部１１０は、放射線撮影装置内部のセンサを駆動する。放射線検出部１１１は、放射線を受けた時に、放射線撮影装置１０１内部に発生する電流を監視し、閾値に到達した時に放射線が照射されたと判断する。
　撮影モード判定部１１２は、放射線撮影装置１０１の撮影モードが白画像撮影を行う白画像撮影モードであるか、または、被写体を撮影して放射線画像を取得する通常撮影モードであるかを判定する。白画像とは、被写体のない状態で事前にセンサの放射線受光面に均一な放射線を照射した際に得られる画像データである。被写体ありで撮影した画像処理前の画像の各画素値を、白画像の対応する画素値で除するキャリブレーションを行うことによって正規化処理を行い、画素毎のゲイン値のばらつきを補正し、放射線画像が生成される。通信部１１３は、コンソール１０２との通信を行う。
　ここで図６は、本発明の実施形態に係る放射線撮影システムにおける処理の手順の一例を示すフローチャートである。
　放射線撮影を行う際に、撮影モード判定部１１２は、白画像撮影を行う白画像撮影モードであるか否かを判定する(S601)。白画像撮影モードでない場合、被写体を撮影する通常撮影モードであると判定される。白画像撮影モードであると判定された場合、センサ駆動部１１０は、一ラインの空読み駆動の時間が長い空読み駆動を繰り返し行う(S602)。この時の一ラインの空読み駆動の時間は、放射線を検出するための電流が閾値に到達するまでの時間以上とする。この時間は予め測定されていてもよいし、その都度測定して測定した値を用いてもよい。また、撮影モードは、白画像撮影モードまたは通常撮影モードのユーザ選択を受け付けて、当該ユーザ選択の結果から判定されてもよい。または、被写体の存在を検出するセンサを設け、そのセンサの検出結果から被写体の有無を判定し、その判定結果を使用するように構成してもよい。
　一方、白画像撮影でなく被写体を撮影する通常の放射線撮影を行う通常撮影モードであると判定された場合、センサ駆動部１１０は、一ラインの空読み駆動の時間が短い空読み駆動を繰り返し行う(S603)。
　次に、放射線検出部１１１が空読み駆動中に放射線を検出した場合(S604;Yes)、センサ駆動部１１０は空読み駆動を停止し、蓄積モードへ移行させる(S605)。一方、放射線検出部１１１が空読み駆動中に放射線を検出しない場合(S604;No)、S601に戻って空読み駆動を継続する。
　放射線撮影装置１０１は、蓄積モードが終了した後に本読み駆動を行い、蓄積された電荷を読み出して画像を生成する(S606)。
　次に、通信部１１３は、生成された画像をコンソール１０２へ転送する(S607)。このとき、空読みを停止した行の番号情報もコンソール１０２へ送信する。
　画像を受信したコンソール１０２は、白画像撮影モードで撮影された画像か否かを判定する(S608)。白画像撮影であると判定された場合(S608;Yes)、空読みを停止した行番号の情報に基づいて白画像アーチファクト補正処理を行い(S609)、作成した画像を保存する(S611)。一方、白画像撮影でないと判定された場合(S608;No)、記憶されている白画像を用いて正規化し画像補正を行い(S610)、作成した画像を保存する(S611)。その後、処理を終了する。
　図５を参照して、コンソール１０２が実行するS609のアーチファクト補正処理の一例を説明する。取得した白画像501に、一行のアーチファクト502が発生している。アーチファクトが発生している行は空読みを停止した行番号であり、放射線撮影装置１０１からコンソール１０２へこの行番号の情報を送信しているため、コンソール１０２は補正対象行がわかっている。
　画素の一部を拡大したものが520である。画素510と画素512はアーチファクトが発生していない正常な画素値であり、画素値はそれぞれA,Cであるものとする。ここで画素511は空読みを停止した行の画素であり、正常な画素値に対して小さな画素値である。
　放射線照射中に空読みを行っていない停止前の行番号の同じ列の画素と、停止した行の次の行の同じ列の画素の２つの画素値の平均を、画素511の値Bとする。同様に空読み停止した行番号の画素に対してすべて補正を行う。このように、ラインの番号情報に基づいて、空読み駆動を停止したラインの前後のラインの平均値を、当該ラインの画素値とする補正処理を行う。
　なお、放射線を検出する方法としては電流を監視する方法でなくても構わない。また一ラインの空読み駆動の時間を、放射線を検出するための電流が閾値を超えるまでの時間以上ではなく、別の値にしても構わない。また、一ラインのみのアーチファクトではなく、複数行のアーチファクトが発生する場合であっても適用できる。また白画像を用いて正規化する画像補正は、コンソールでなく、放射線撮影装置で行っても構わない。
　　以上説明したように、各画素の特性補正情報を取得するための白画像撮影の場合は、各画素の初期化時間の長い駆動（長い読み出し時間の空読み駆動）を繰り返した後に撮影を行い、被写体を撮影する通常の撮影時には各画素の初期化時間の短い駆動（短い読み出し時間の空読み駆動）を繰り返した後に撮影を行う。
　これにより、白画像の撮影の場合はアーチファクトが生じるライン数を少なくすることができ、放射線画像の撮影の場合はアーチファクトが生じたラインでの「傷の深さ」を浅くすることが可能になる。そのため、本実施形態によれば、放射線撮影装置で放射線を検出した後に撮影を行い、放射線発生装置と放射線撮影装置との間で同期通信を行わない方式においても、患者の無効被曝を低減しながら、アーチファクトの影響を低減することができる。
　また、第一の撮影モード（被写体撮影モード）における検知駆動と第二の撮影モード（白画像撮影モード）とにおける検知駆動で各ラインの駆動時間を異ならせることにより、撮影モードに応じたアーチファクトの影響を低減する適応的な制御が可能になる。
　（第２実施形態）
　第１実施形態では、駆動するラインの制御方法として、隣接するライン順に駆動を行う例を示したが、隣接するライン順に駆動する方法に限定されるものではない。以下、図８乃至図１０を参照して、本発明の第２実施形態について詳述する。
　図１０は、第２実施形態に係る放射線撮影装置内の放射線センサの一例を示している。第１実施形態において、図７を参照して説明した放射線センサの構成と同一の構成要素については同一の参照符号を付している。第２実施形態に係る放射線センサは、１実施形態とは異なり、選択部１０１０と、撮影部位設定部１０２０と、照射条件設定部１０３０とを備えている。
　選択部１０１０は、撮影部位設定部１０２０により設定される撮影部位情報と、照射条件設定部１０３０により設定される放射線照射条件との少なくともいずれかに基づいてドライブ回路７０２による検知駆動の方法を選択する。選択部１０１０は、撮影部位に対応する放射線照射条件に応じて選択を行ってもよい。
　選択部１０１０は、例えば、放射線照射条件として、低エネルギー（管電圧低）かつ長時間（３ｓｅｃ程度）である場合には、１ラインずつ駆動する検知駆動を選択する。なぜなら、仮に複数ラインずつ駆動するとライン数が多くなり、センサの全ライン数の１／２よりも多くなると連続してアーチファクトが生じるライン数が増えるため、アーチファクト補正が困難になるためである。
　選択部１０１０は、逆に、放射線照射条件として、照射時間が超短時間（１０ｍｓｅｃ以下）の場合には、複数ラインずつ駆動する検知駆動を選択する。検知できるまでの時間が短いため、照射が終わっても検知できない、といったことを低減できるためである。
　また、選択部１０１０は、撮影部位情報が乳房などの部位を示しており、放射線照射条件として低エネルギー（管電圧低）での撮影が行われる場合、１ラインずつ駆動する検知駆動を選択する。また、撮影部位情報が、小児、腕、手など短時間の照射で撮影される部位を示す場合に、複数ラインずつ駆動する検知駆動を選択するようにしてもよい。駆動制御部７２０は、選択部１０１０により選択された検知駆動の方法に従って、ドライブ回路７０２の動作を制御する。
　撮影部位設定部１０２０は、撮影部位情報を設定する。撮影部位情報は、たとえば撮影前に予めユーザからの入力を受け付けることにより設定されてもよい。照射条件設定部１０３０は、放射線撮影のための放射線照射条件を設定する。放射線照射条件は、たとえば撮影前に予めユーザからの入力を受け付けることにより設定されてもよい。
　以上のような構成を有する放射線センサの動作を、図８及び図９を参照して説明する。
　図８は、駆動する順番を、ライン１、３、５、ライン２、４、６...のように１つ飛ばしでドライブ回路７０２を駆動する例を示す。具体的には、タイミング８０１、８０２、８０３、８０４、８０５、８０６の順に各ラインについて空読み駆動を行う。空読みを繰り返している時に放射線照射されて発生する電流をモニタし、放射線を検出し、検出後に空読み駆動を停止し、電荷蓄積を行う。そして、電荷の蓄積後に、タイミング８１１、８１２、８１３、８１４、８１５、８１６の順に本読み駆動を行う。
　この場合、選択部１０１０は、ドライブ回路７０２による検知駆動を各ラインにつき第１の時間行わせる第一の検知駆動（タイミング８１１～８１６での本読み駆動に相当）と、当該検知駆動を各ラインにつき第１の時間よりも短い第２の時間行わせる第二の検知駆動（タイミング８０１～８０６での空読み駆動に相当）とのいずれを実行させるかを選択する。
　また図９は、複数ラインずつ順にドライブ回路７０２を駆動する例を示す。ある特定のタイミング９０１Ａ、９０１Ｂでライン１と３、次のタイミング９０２Ａ、９０２Ｂでライン５と７、その次のタイミング９０３Ａ、９０３Ｂでライン２と４、さらに次のタイミング９０４Ａ、９０４Ｂでライン６と８を駆動する。図８の例と同様に、放射線が検出されると空読み駆動を停止し、電荷蓄積を行い、蓄積後に、タイミング９１１Ａ、９１１Ｂでライン１と３、次のタイミング９１２Ａ、９１２Ｂでライン５と７、その次のタイミング９１３Ａ、９１３Ｂでライン２と４、さらに次のタイミング９１４Ａ、９１４Ｂでライン６と８の順に複数ラインずつ本読み駆動を行う。
　この場合、選択部１０１０は、ドライブ回路７０２による検知駆動を各複数ラインにつき第１の時間行わせる第一の検知駆動（タイミング９１１Ａ、９１１Ｂからタイミング９１４Ａ、９１４Ｂでの本読み駆動に相当）と、当該検知駆動を各複数ラインにつき第１の時間よりも短い第２の時間行わせる第二の検知駆動（タイミング９０１Ａ、９０１Ｂからタイミング９０４Ａ、９０４Ｂでの本読み駆動に相当）とのいずれを駆動制御部７２０により実行させるかを選択する。
　また、図８のように１ラインずつ順次駆動する方法と、図９のように複数ラインずつ駆動する方法との何れを用いてもよい。この場合、選択部１０１０は、ドライブ回路７０２による検知駆動を１ライン毎に順次行わせる第一の検知駆動と、検知駆動を複数のラインについて同時に行わせる第二の検知駆動と、のいずれを駆動制御部７２０により実行させるかを選択してもよい。
　また、選択部１０１０は、検知駆動を同時に行わせるライン数を複数の選択肢の中から選択してもよい。ライン数の選択肢をユーザに提示し、ユーザ入力に従って選択してもよい。
　本実施形態によれば、アーチファクトが生じるライン数がより少なくなる駆動（例えば１ライン毎に順次行わせる第一の検知駆動）と、アーチファクトが生じるライン数が増加するもののアーチファクトの傷の深さがより少なくなる駆動（例えば複数のラインについて同時に行わせる第二の検知駆動）とを適応的に選択することが可能となる。これにより、放射線撮影装置で放射線を検出した後に撮影を行い、放射線発生装置と放射線撮影装置との間で同期通信を行わない方式においても、患者の無効被曝を低減しながら、アーチファクトの影響を低減することができる。
　（その他の実施形態）
　また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
　本願は、２０１３年１０月２３日提出の日本国特許出願特願２０１３－２２０４８３を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims (15)

  1. 　複数の画素が行列上に配置され、各画素により放射線を検出して放射線画像を得る放射線センサと、前記複数の画素を行または列のいずれかのライン単位で読み出し状態とし前記放射線センサに蓄積された電荷を除去するための検知駆動を実行させる駆動手段と、
    　前記検知駆動により前記放射線センサから出力される電気信号に基づいて前記放射線センサに放射線が照射されたことを検知する検知回路と、を有する放射線撮影装置であって、
    　前記放射線撮影装置の撮影モードを設定する設定手段を備え、
    　前記駆動手段は、放射線撮影装置の撮影モードが被写体を撮影するための第一の撮影モードである場合には、前記電荷を除去する駆動により各ラインの画素を第１の時間読み出し状態とし、
    　前記撮影モードが、被写体のない状態で補正画像を撮影するための第二の撮影モードである場合には、前記電荷を除去する駆動により各ラインの画素を前記第１の時間よりも長い第２の時間読み出し状態とすることを特徴とする放射線撮影装置。
  2. 　複数の画素が行列上に配置され、各画素により放射線を検出して放射線画像を得る放射線センサと、前記複数の画素を行または列のいずれかのライン単位で読み出し状態とし前記放射線センサに蓄積された電荷を除去する検知駆動を実行させる駆動手段と、
    　前記検知駆動により前記放射線センサから出力される電気信号に基づいて前記放射線センサに放射線が照射されたことを検知する検知回路と、
    　前記検知駆動を各ラインにつき第１の時間行わせる第一の検知駆動と、前記検知駆動を各ラインにつき前記第１の時間よりも短い第２の時間行わせる第二の検知駆動とのいずれを前記駆動手段により実行させるかを選択する選択手段と、
    　を有することを特徴とする放射線撮影装置。
  3. 　複数の画素が行列上に配置され、各画素により放射線を検出して放射線画像を得る放射線センサと、前記複数の画素を行または列のいずれかのライン単位で読み出し状態とし前記放射線センサに蓄積された電荷を除去する検知駆動を実行させる駆動手段と、
    　前記検知駆動により前記放射線センサから出力される電気信号に基づいて前記放射線センサに放射線が照射されたことを検知する検知回路と、
    　前記検知駆動を１ライン毎に順次行わせる第一の検知駆動と、前記検知駆動を複数のラインについて同時に行わせる第二の検知駆動と、のいずれを前記駆動手段により実行させるかを選択する選択手段と、
    　を有することを特徴とする放射線撮影装置。
  4. 　複数の画素が行列上に配置され、各画素により放射線を検出して放射線画像を得る放射線センサと、前記複数の画素を行または列のいずれかのライン単位で読み出し状態とし前記放射線センサに蓄積された電荷を除去する検知駆動を実行させる駆動手段と、
    　前記検知駆動により前記放射線センサから出力される電気信号に基づいて前記放射線センサに放射線が照射されたことを検知する検知回路と、
    　前記検知駆動を同時に行わせるライン数を複数の選択肢の中から選択する選択手段と、
    　を有することを特徴とする放射線撮影装置。
  5. 　前記放射線撮影の撮影部位を設定する設定手段をさらに有し、
    　前記設定された撮影部位に応じて前記選択手段による選択を行うことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
  6. 　前記設定された撮影部位に対応する放射線照射条件に応じて前記選択手段による選択を行うことを特徴とする請求項５に記載の放射線撮影装置。
  7. 　前記放射線撮影の放射線照射条件を設定する設定手段をさらに有し、
    　前記設定された照射条件に応じて前記選択手段による選択を行うことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
  8. 　前記選択手段による選択は、前記放射線撮影の撮影部位情報及び放射線照射条件の少なくともいずれかに基づいて選択される請求項２乃至４のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
  9. 　前記駆動手段は、前記放射線の照射が検出された場合、前記検知駆動を停止して、前記放射線センサに蓄積された電荷を読み出し放射線画像を得るための撮影駆動を行うことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
  10. 　請求項９に記載の放射線撮影装置と、前記放射線撮影装置と通信するコンソールとを備える放射線撮影システムであって、
    　前記放射線撮影装置は、前記撮影駆動により取得された画像を前記コンソールへ送信する通信手段を備え、
    　前記コンソールは、前記放射線撮影装置から受信した前記画像を処理する画像処理手段を備えることを特徴とする放射線撮影システム。
  11. 　前記通信手段は、前記取得された画像が、被写体のない状態で撮影された画像である場合、当該画像とともに前記検知駆動を停止したラインの番号情報を前記コンソールへ送信し、
    　前記画像処理手段は、前記ラインの番号情報に基づいて前記画像に対してアーチファクト補正処理を行うことを特徴とする請求項１０に記載の放射線撮影システム。
  12. 　前記画像処理手段は、前記ラインの番号情報に基づいて、前記検知駆動を停止したラインの前後のラインの平均値を、当該ラインの画素値とする補正処理を行うことを特徴とする請求項１１に記載の放射線撮影システム。
  13. 　前記通信手段は、前記撮影駆動により取得された画像が、被写体がある状態で撮影された画像である場合、当該画像を前記コンソールへ送信し、
    　前記画像処理手段は、予め記憶されている補正画像を用いて前記画像に対して正規化処理を行うことを特徴とする請求項１０に記載の放射線撮影システム。
  14. 　複数の画素が行列上に配置され、各画素により放射線を検出して放射線画像を得る放射線センサと、前記複数の画素を行または列のいずれかのライン単位で読み出し状態とし前記放射線センサに蓄積された電荷を除去するための検知駆動を実行させる駆動手段と、
    　前記検知駆動により前記放射線センサから出力される電気信号に基づいて前記放射線センサに放射線が照射されたことを検知する検知回路と、
    　撮影モードを設定する設定手段とを有する放射線撮影装置の制御方法であって、
    　前記駆動手段が、放射線撮影装置の撮影モードが被写体を撮影するための第一の撮影モードである場合には、前記電荷を除去する駆動により各ラインの画素を第１の時間読み出し状態とし、
    　前記撮影モードが、被写体のない状態で補正画像を撮影するための第二の撮影モードである場合には、前記電荷を除去する駆動により各ラインの画素を前記第１の時間よりも長い第２の時間読み出し状態とする駆動工程を有することを特徴とする放射線撮影装置の制御方法。
  15. 　請求項１４に記載の放射線撮影装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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