JP2009279201A - 放射線画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放射線画像の画質の低下を抑えつつ、放射線画像を速やかに得ることができる放射線画像撮影装置を提供する。
【解決手段】放射線検出素子２０の各電荷蓄積容量２３に各々蓄積される電荷量に応じた放射線画像の各画素のオフセット量を示すオフセット情報をＨＤＤ５８に予め記憶しておき、オフセット量導出部８２により、ＨＤＤ５８に記憶されたオフセット情報により示される予め定められた複数の蓄積時間毎の放射線画像の各画素のオフセット量から補間により、実際の蓄積時間における放射線画像の各画素のオフセット量を導出し、画像処理部８４により、導出され各画素のオフセット量で検出された放射線画像を補正する。
【選択図】図４

Description

本発明は、放射線画像撮影装置に係り、特に、半導体層に発生した電荷を放射線検出素子の各電荷蓄積部に蓄積し、各電荷蓄積部に蓄積された電荷量を放射線画像の各画素を示す情報として検出する放射線画像撮影装置に関する。

近年、ＴＦＴ（Thin film transistor）アクティブマトリックス基板上にＸ線感応層を配置し、Ｘ線情報を直接デジタルデータに変換できるＦＰＤ（flat panel detector）等の放射線検出素子を用いた放射線画像撮影装置が実用化されている。このＦＰＤは、従来のイメージングプレートに比べて、即時に画像を確認でき、動画も確認できるといったメリットがあり、急速に普及が進んでいる。

この種の放射線検出素子は、種々のタイプのものが提案されており、例えば、放射線を直接、半導体層で電荷に変換して蓄積する直接変換方式や、放射線を一度ＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）などのシンチレータで光に変換し、変換した光を半導体層で電荷に変換して蓄積する間接変換方式がある。

この放射線検出素子には、例えば、複数の走査配線及び複数の信号配線が互いに交差して配設され、当該走査配線及び信号配線の各交差部に対応して電荷蓄積部及びＴＦＴスイッチが設けられ、各交差部の電荷蓄積部及びＴＦＴスイッチ素子を覆うように半導体層が設けられているものがある。このような放射線検出素子を用いた放射線画像撮影装置では、放射線画像を撮影する場合、Ｘ線が照射される間、各走査配線に対してＯＦＦ信号を出力して各ＴＦＴスイッチをオフにして半導体層に発生した電荷を各電荷蓄積部に蓄積し、画像を読み出す場合、各走査配線に対して１ラインずつ順にＯＮ信号を出力して各電荷蓄積部に蓄積された電荷を電気信号として読み出し、読み出した電気信号をデジタルデータへ変換することにより、放射線画像を得ている。

ところで、この種の放射線検出素子の各電荷蓄積部には、放射線を照射しなくても、暗電流等により電荷が蓄積されてしまい、放射線画像の画質が低下する、という問題があった。一般的には蓄積時間が長くなるほど各電荷蓄積部に蓄積される蓄積電荷量が大きくなる。この蓄積電荷量に応じた放射線画像の画素値の変化をオフセットと呼ぶ。従って、蓄積時間によりオフセット値が変化することになる。

この問題を解決するための技術として、特許文献１には、予め定めた複数の蓄積時間毎に、各電荷蓄積部に各々蓄積される電荷量に応じて画像の各画素に各々オフセットされるオフセット量を示すオフセット情報を予め記憶しておき、撮影する際に放射線を照射する時間を予め定めた複数の蓄積時間の何れかとし、撮影によって得られたＸ線画像を、撮影する際に蓄積時間に対応する予め記憶したオフセット情報により示されるオフセット量で補正する技術が開示されている。
国際公開番号ＷＯ−２００７／０２６４１９号公報

ところで、放射線画像撮影装置には、撮影の際に関心部位を透過して放射線検出素子に照射される放射線の線量を所定量に制御するために、放射線検出素子に照射された放射線の線量を検出するセンサを設け、当該センサで検出される放射線の線量の累積が所定量となった場合に放射線の照射を停止する技術がある。このように放射線を照射する照射時間を変えて放射線検出素子に対して照射される放射線の線量の累積を一定に保つことにより、被写体の体厚や撮影部位が変わっても、良好な放射線画像を得ることができる。

しかしながら、特許文献１に開示された技術を用いてオフセットを補正するには、放射線検出素子に対しての放射線の照射停止後直ぐに各電荷蓄積部に蓄積された電荷を読み出すことができず、撮影から放射線画像を得られるまでの時間が長くなる場合がある、という問題点があった。

すなわち、図１２に示すように、各電荷蓄積部に蓄積時間に応じて蓄積された電荷を補正するには、放射線検出素子に対してＸ線の照射を終了（Ｘ線照射がＯＮからＯＦＦへ変化した時点）しても電荷蓄積部に電荷を蓄積する蓄積時間が予め定めた複数の蓄積時間の何れかとなるまで待たねばならず、Ｘ線の照射を終了してから読み取りを開始するまでの時間Ｔｗが無駄な時間である。なお、図１２では、複数の走査配線（１〜ｎ）に対して１ラインずつ順にＯＮ信号を出力するタイミングを走査配線制御の１〜ｎのパルスで示している。また、放射線検出素子の各電荷蓄積容量に蓄積された電荷を初期化するために、放射線画像を撮影する蓄積時間の前に複数回電荷の読み出しを行っている。

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、放射線画像の画質の低下を抑えつつ、放射線画像を速やかに得ることができる放射線画像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撮影装置は、放射線が照射されることにより電荷が発生する半導体層、及び当該半導体層に発生した電荷と共に、当該電荷の蓄積時間に応じて電荷が各々蓄積される複数の電荷蓄積部を有する放射線検出素子と、前記放射線検出素子の各電荷蓄積部に蓄積された電荷を各々読み出し、各電荷蓄積部に蓄積された電荷量を放射線画像の各画素を示す情報として検出する検出手段と、予め定められた複数の蓄積時間毎に、各電荷蓄積部に各々蓄積される電荷量に応じた前記放射線画像の各画素のオフセット量を示すオフセット情報を予め記憶した記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたオフセット情報により示される前記予め定められた複数の蓄積時間毎の前記放射線画像の各画素のオフセット量から補間により、前記検出手段により前記放射線検出素子の各電荷蓄積部から電荷を読み出した実際の蓄積時間における前記放射線画像の各画素のオフセット量を導出する導出手段と、前記導出手段により導出され各画素のオフセット量で前記検出手段により検出された放射線画像を補正する補正手段と、を備えている。

本発明の放射線画像撮影装置は、放射線が照射されることにより電荷が発生する半導体層、及び当該半導体層に発生した電荷と共に、当該電荷の蓄積時間に応じて電荷が各々蓄積される複数の電荷蓄積部を有する放射線検出素子の各電荷蓄積部に蓄積された電荷が、検出手段により、各々読み出されて各電荷蓄積部に蓄積された電荷量を放射線画像の各画素を示す情報として検出される。

また、予め定められた複数の蓄積時間毎に、各電荷蓄積部に各々蓄積される電荷量に応じた放射線画像の各画素のオフセット量を示すオフセット情報が記憶手段に予め記憶されている。

そして、本発明では、導出手段により、記憶手段に記憶されたオフセット情報により示される予め定められた複数の蓄積時間毎の放射線画像の各画素のオフセット量から補間により、検出手段により放射線検出素子の各電荷蓄積部から電荷を読み出した実際の蓄積時間における放射線画像の各画素のオフセット量が導出され、補正手段により、導出手段により導出され各画素のオフセット量で検出手段により検出された放射線画像が補正される。

このように、本発明では、放射線検出素子の各電荷蓄積部に各々蓄積される電荷量に応じた放射線画像の各画素のオフセット量を示すオフセット情報を予め記憶しておき、記憶されたオフセット情報により示される予め定められた複数の蓄積時間毎の放射線画像の各画素のオフセット量から補間により、実際の蓄積時間における前記放射線画像の各画素のオフセット量を導出し、導出され各画素のオフセット量で検出された放射線画像を補正しているので、放射線画像の画質の低下を抑えることができる。また、実際の蓄積時間のオフセット量を導出して補正を行うので、各電荷蓄積部からの電荷の読み出しを予め定められた複数の蓄積時間の何れかまで待つ必要がなくなるため、放射線画像を速やかに得ることができる。

なお、本発明の放射線画像撮影装置は、前記放射線検出素子に対して照射されている放射線の線量を検出するセンサをさらに備え、前記検出手段が、１回の撮影において前記センサにより検出される放射線の線量の累計が所定量となった場合に、前記放射線検出素子の各電荷蓄積部に蓄積された電荷を各々読み出して、各電荷蓄積部に蓄積された電荷量を放射線画像の各画素を示す情報として検出してもよい。

また、本発明の放射線画像撮影装置は、予め定められたタイミングで、放射線を照射することなく前記予め定められた複数の蓄積時間で前記放射線検出素子の各電荷蓄積部に蓄積された電荷を前記検出手段により各々読み出し、各電荷蓄積部に蓄積された電荷量に基づいて前記オフセット情報を生成する生成手段をさらに備え、前記記憶手段が、前記生成手段により生成された前記オフセット情報を記憶してもよい。

また、上記生成手段は、前記予め定められた複数の蓄積時間のうちの一部の蓄積時間で前記放射線検出素子の各電荷蓄積部に蓄積された電荷を前記検出手段により各々読み出し、各電荷蓄積部に蓄積された電荷量に基づいて前記放射線画像の各画素のオフセット量を求め、当該一部の蓄積時間での各画素のオフセット量から補間により、残りの蓄積時間での各画素のオフセット量を導出して前記オフセット情報を生成してもよい。

また、上記予め定められたタイミングは、装置電源がオンされた初期処理のタイミング、及び一定回数の撮影を行う毎又は温度を含む装置環境が所定以上変化する毎の撮影の合間のタイミングであることが好ましい。

また、上記生成手段は、前記記憶手段に記憶されたオフセット情報を更新する場合、前記予め定められた複数の蓄積時間毎に、前記放射線検出素子の各電荷蓄積部に蓄積された電荷量に基づいて前記放射線画像の各画素のオフセット量を求め、当該各画素のオフセット量と前記記憶手段に記憶されたオフセット情報により示される同じ蓄積時間における前記放射線画像の各画素のオフセット量との重み付け加算を行うことにより各画素のオフセット量を導出して前記オフセット情報を生成してもよい。

このように、本発明によれば、放射線検出素子の各電荷蓄積部に各々蓄積される電荷量に応じた放射線画像の各画素のオフセット量を示すオフセット情報を予め記憶しておき、記憶されたオフセット情報により示される予め定められた複数の蓄積時間毎の放射線画像の各画素のオフセット量から補間により、実際の蓄積時間における前記放射線画像の各画素のオフセット量を導出し、導出され各画素のオフセット量で検出された放射線画像を補正しているので、放射線画像の画質の低下を抑えつつ、放射線画像を速やかに得ることができる、という優れた効果を有する。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下では、本発明を、Ｘ線による放射線画像を撮像する放射線画像撮影装置１０に適用した場合について説明する。

［第１の実施の形態］
図１には、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０の概略構成が示されている。

同図に示すように、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０は、被写体１２に対してＸ線を放射する管球１４と、被写体１２に対して管球１４の反対側に受像面が対向するように設けられ、当該受像面で受像されたＸ線を直接デジタルデータに変換する放射線検出素子（ＦＰＤ）２０と、を備えている。

管球１４から照射されたＸ線は、被写体１２を透過して放射線検出素子２０に到達する。放射線検出素子２０は、受像面にＸ線に対して感度を有する複数のセンサ部が２次元状に設けられ、当該受像面で受像された放射線画像を撮像する。

図２には、本実施の形態に係る放射線検出素子２０の詳細な構成の一例が示されている。

同図に示すように、放射線検出素子２０は、上部電極と半導体層と下部電極を備え、照射された放射線を受けて電荷を発生するセンサ部２２と、センサ部２２で発生した電荷を蓄積する電荷蓄積容量２３と、電荷蓄積容量２３に蓄積された電荷を読み出すためのＴＦＴ（Thin film transistor）スイッチ２４と、を含んで構成される画素が２次元状に多数設けられている。電荷蓄積容量２３の一方の電極は図示しない配線を介して接地されてグランドレベルとされている。なお、図２では、電荷蓄積容量２３の一方の電極が個別にグランドに接続されているものとして示している。

また、放射線検出素子２０には、上記ＴＦＴスイッチ２４をＯＮ／ＯＦＦするための複数の走査配線２６と、上記電荷蓄積容量２３に蓄積された電荷を読み出すための複数の信号配線２８と、が互いに交差して設けられている。

各信号配線２８には、当該信号配線２８に接続された何れかのＴＦＴスイッチ２４がＯＮされることにより電荷蓄積容量２３に蓄積された電荷量に応じた電気信号が流れる。各信号配線２８には、各信号配線２８に流れ出した電気信号を検出する信号検出回路３０が接続されており、各走査配線２６には、各走査配線２６にＴＦＴスイッチ２４をＯＮ／ＯＦＦするための制御信号を出力するスキャン信号制御装置３２が接続されている。

信号検出回路３０は、各信号配線２８毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路を内蔵している。信号検出回路３０では、各信号配線２８より入力される電気信号を増幅回路により増幅して検出することにより、画像を構成する各画素の情報として、各電荷蓄積容量２３に蓄積された電荷量を検出する。

この信号検出回路３０及びスキャン信号制御装置３２には、信号検出回路３０に対して信号検出のタイミングを示す制御信号を出力し、スキャン信号制御装置３２に対してスキャン信号の出力のタイミングを示す制御信号を出力する信号処理装置３４が接続されている。

また、放射線検出素子２０には、画素が２次元状に設けられた画素領域の脇に放射線に対して感度を有するセンサ３８が設けられている。センサ３８は照射されているＸ線の線量を示す線量情報を出力する。

図３には、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０の動作を制御する制御部５０の概略構成が示されている。

同図に示すように、制御部５０は、放射線画像撮影装置１０全体の動作を司るＣＰＵ（中央処理装置）５２と、ＣＰＵ５２による各種処理プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）５４と、各種制御プログラムや後述するオフセット情報生成処理や画像補正処理などの各種処理を行うプログラム、各種パラメータ等が予め記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）５６と、各種情報を記憶するＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）５８と、信号処理装置３４を制御することにより放射線検出素子２０による撮像動作の制御する検出素子制御部６０と、管球１４への電力供給を制御することにより、管球１４からのＸ線の放射を制御する線源制御部６２と、指示操作を受け付ける操作パネル６４に対して入力された操作指示を検出する操作入力検出部６６と、ＬＣＤ等の表示装置６８への画像やメッセージなどの各種情報の表示を制御する表示制御部７０と、を備えている。

ＣＰＵ５２、ＲＡＭ５４、ＲＯＭ５６、ＨＤＤ５８、検出素子制御部６０、線源制御部６２、操作入力検出部６６及び表示制御部７０は、システムバスＢＵＳを介して相互に接続されている。

従って、ＣＰＵ５２は、ＲＡＭ５４、ＲＯＭ５６、及びＨＤＤ５８に対するアクセスと、検出素子制御部６０を介して放射線検出素子２０の撮影動作の制御と、線源制御部６２を介した管球１４からのＸ線の放射の制御と、操作入力検出部６６を介した操作パネル６４に対して入力された操作指示の把握と、表示制御部７０を介した表示装置６８に対する各種情報の表示の制御と、を各々行うことができる。

また、線源制御部６２は、センサ３８とも接続されており、センサ３８から出力された線量情報が入力される。

ところで、本実施の形態のような放射線検出素子２０では、各電荷蓄積容量２３に電荷の蓄積時間に応じて電荷が蓄積されてしまい、放射線画像の画質が低下する。

このため、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０では、予め定められた複数の蓄積時間毎に、各電荷蓄積部に各々蓄積される電荷量に応じて画像の各画素に各々オフセットされるオフセット量を示すオフセット情報をＨＤＤ５８に予め記憶している。

そして、放射線画像撮影装置１０では、放射線画像を撮影する毎に、ＨＤＤ５８に記憶されたオフセット情報により示される複数の蓄積時間毎の画像の各画素のオフセット量から実際の蓄積時間における画像の各画素のオフセット量を補間により導出し、導出され各画素のオフセット量で撮影によって得られた放射線画像の補正を行っている。

図４には、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０により放射線画像を撮影する際の制御の流れを機能的に示した機能ブロック図が示されている。

同図に示すように、放射線画像撮影装置１０は、撮影動作を制御する撮影制御部８０を備えている。撮影制御部８０には、線源制御部６２が接続されている。撮影制御部８０は、操作パネル６４に対して撮影開始を指示する所定操作が行われると線源制御部６２に対してＸ線の照射を指示する照射指示信号を出力する。

線源制御部６２は、撮影制御部８０からＸ線の照射を指示する照射指示信号が入力すると、管球１４に対して電力を供給して管球１４からのＸ線の照射させる。

線源制御部６２は、管球１４からのＸ線の照射が開始されると、照射開始後にセンサ３８より入力される線量情報により示されるＸ線の線量の累計し、累計したＸ線の線量が所定量となった場合に、管球１４に対する電力の供給を停止して管球１４からのＸ線の照射を停止させ、撮影制御部８０に対してＸ線の照射終了を示す照射終了信号を出力する。

撮影制御部８０は、検出素子制御部６０にさらに接続されている。撮影制御部８０は、線源制御部６２から照射終了信号が入力すると、検出素子制御部６０に対して電荷の読み取り開始を指示する読取指示信号を出力する。

検出素子制御部６０は、信号処理装置３４を介して信号検出回路３０及びスキャン信号制御装置３２を制御して放射線検出素子２０の各電荷蓄積容量２３に蓄積された電荷の読み出す。信号検出回路３０は、アナログ信号処理回路３０Ａとアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部３０Ｂを備えている。このアナログ信号処理回路３０Ａは、個々の信号配線２８毎に設けられた増幅器及びサンプルホールド回路を備えており、個々の信号配線２８を伝送された電荷信号は増幅器で増幅された後にサンプルホールド回路に保持される。アナログ信号処理回路３０Ａの出力側にはＡ／Ｄ変換部３０Ｂが接続されており、個々のサンプルホールド回路に保持された電荷信号はＡ／Ｄ変換部３０Ｂに順に入力され、Ａ／Ｄ変換部３０Ｂによってデジタルの画像データへ変換される。Ａ／Ｄ変換部３０Ｂにより変換された画像データはＲＡＭ５４に記憶される。

また、撮影制御部８０は、オフセット量導出部８２にさらに接続されている。撮影制御部８０は、線源制御部６２に対して照射指示信号を出力してから信号検出回路３０に対して読取指示信号を出力するまでの時間を実際の蓄積時間としてオフセット量導出部８２に出力する。

オフセット量導出部８２は、ＨＤＤ５８に記憶されたオフセット情報により示される複数の蓄積時間毎の画像の各画素のオフセット量から実際の蓄積時間における画像の各画素のオフセット量を補間により導出する。

オフセット量導出部８２は、画像処理部８４に接続されている。オフセット量導出部８２は、導出された各画素のオフセット量を画像処理部８４に出力する。

画像処理部８４は、ＲＡＭ５４に記憶された画像データを読み出し、オフセット量導出部８２により導出され各画素のオフセット量で画像データにより示される画像を補正する。画像処理部８４により補正された画像データはＨＤＤ５８に記憶される。

ＨＤＤ５８に記憶された画像データは、操作パネル６４に対して画像表示を指示する所定操作が行われると表示装置６８に表示される。

ところで、以上のように構成された放射線画像撮影装置１０の各構成要素（撮影制御部８０、オフセット量導出部８２、及び画像処理部８４）による処理は、プログラムを実行することにより、コンピュータを利用してソフトウェア構成により実現することができる。但し、ソフトウェア構成による実現に限られるものではなく、ハードウェア構成や、ハードウェア構成とソフトウェア構成の組み合わせによって実現することもできることは言うまでもない。

以下では、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０が、プログラムを実行することにより上記各構成要素による処理を実現するものとされている場合について説明する。この場合、プログラムをＲＯＭ５６やＨＤＤ５８に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等を適用することができる。

次に、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０の作用について説明する。

放射線画像撮影装置１０は、放射線検出素子２０の各電荷蓄積容量２３に蓄積時間に応じて蓄積される電荷量が温度などの装置環境に応じて変化する。

このため、放射線画像撮影装置１０では、装置電源がオンされた初期処理のタイミングや、一定回数の撮影を行う毎又は温度を含む装置環境が所定以上変化する毎の撮影の合間のタイミングでオフセット情報を生成して更新している。

図５には、オフセット情報を生成する処理が模式的に示されている。

同図に示すように、本実施の形態では、予め定められた複数の蓄積時間（蓄積時間Ｔ１〜Ｔ４）毎に、所定回（本実施の形態では１６回）ずつ撮影を行って放射線検出素子２０の各電荷蓄積容量２３に蓄積される電荷量の検出し、所定回検出された電荷量の平均値を求めてオフセット情報を生成してる。

図６には、ＣＰＵ５２により実行されるオフセット情報を生成するオフセット情報生成処理の詳細な流れを示すフローチャートが示されている。

ステップ１００では、予め定められた複数の蓄積時間のうち、時間の短い順に更新対象とする蓄積時間を決定する。

次のステップ１０２では、電荷量を検出した検出回数Ｎを０（ゼロ）に初期化する。

次のステップ１０４では、管球１４からＸ線を射出させずに、放射線検出素子２０の各電荷蓄積容量２３から更新対象とする蓄積時間で電荷を読み出し、各電荷蓄積容量２３に各々蓄積される電荷量を検出する。

次のステップ１０６では、検出された電荷量を各々記憶する。

次のステップ１０８では、検出回数Ｎをインクリメントする。

次のステップ１１０では、検出回数Ｎが所定回となったか否か判定し、肯定判定となった場合はステップ１１２へ移行し、否定判定となった場合はステップ１０４へ移行する。

ステップ１１２では、各電荷蓄積容量２３毎に、各電荷蓄積容量２３に所定回検出した電荷量の平均値を求め、当該電荷量の平均値に基づいて画像の各画素に各々オフセットされるオフセット量を導出する。

次のステップ１１４では、予め定められた複数の蓄積時間の全てで検出が完了したか否か判定し、肯定判定となった場合はステップ１１６へ移行し、否定判定となった場合はステップ１００へ移行する。

ステップ１１６では、予め定められた複数の蓄積時間毎に導出した放射線画像の各画素に各々オフセットされるオフセット量をオフセット情報としてＨＤＤ５８に記憶させ、処理終了となる。

なお、撮影の合間のタイミングでオフセット情報を生成して更新する場合、ＨＤＤ５８に記憶されるオフセット情報を新しく導出されたオフセット情報で更新すると、放射線画像の各画素のオフセット量が急激に変化して、オフセット情報の更新前後で放射線画像の画質が急激に変化する場合がある。

そこで、予め定められた複数の蓄積時間毎に、上記オフセット情報生成処理で生成されたオフセット情報により示される放射線画像の各画素のオフセット量とＨＤＤ５８に記憶されたオフセット情報により示される同じ蓄積時間における放射線画像の各画素のオフセット量との重み付け加算を行うことにより放射線画像の各画素のオフセット量を導出してオフセット情報を更新してもよい。

例えば、オフセット情報生成処理で生成されたオフセット情報により示される放射線画像の画素（ｘ，ｙ）の蓄積時間Ｔ１でのオフセット量をＰ１（ｘ，ｙ）とし、ＨＤＤ５８に記憶されたオフセット情報により示される同じ蓄積時間Ｔ１における放射線画像の画素（ｘ，ｙ）のオフセット量をＯ’１（ｘ，ｙ）とした場合、例えば、以下の（１）式から画素（ｘ，ｙ）のオフセット量Ｏ１（ｘ，ｙ）を求めてもよい。

Ｏ１（ｘ，ｙ）＝｛２×Ｏ’１（ｘ，ｙ）＋Ｐ１（ｘ，ｙ）｝／３・・・（１）
これにより、放射線画像の各画素のオフセット量の急激な変化を抑制することができるため、オフセット情報の更新前後で放射線画像の画質が外乱等により急激に変化することを抑制することができる。

次に、放射線画像の撮影について説明する。

放射線画像の撮影を行う場合、検査技師は、被写体１２を管球１４と放射線検出素子２０と間に配置し、操作パネル６４に対して撮影を指示する所定の指示操作を行う。

ＣＰＵ５２は、撮影を指示する所定の指示操作が行われると、線源制御部６２に対して照射指示信号を出力して線源制御部６２を介して管球１４を制御し、管球１４からＸ線を照射させる。

管球１４から照射されたＸ線は、被写体１２を透過した後に放射線検出素子２０に到達する。

これにより、放射線検出素子２０の各電荷蓄積容量２３には照射されたＸ線の線量に応じた電荷が蓄積される。

線源制御部６２は、Ｘ線照射開始後、照射開始後にセンサ３８より入力される線量情報により示されるＸ線の線量の累計し、累計したＸ線の線量が所定量となった場合に、管球１４からのＸ線の照射を停止させ、また、ＣＰＵ５２に対してＸ線の照射終了を示す照射終了信号を出力する。

ＣＰＵ５２は、線源制御部６２から照射終了信号が入力すると、検出素子制御部６０に対して電荷の読み取り開始を指示する読取指示信号を出力する。検出素子制御部６０は、信号処理装置３４を制御し、スキャン信号制御装置３２から１ラインずつ順に各走査配線２６にＯＮ信号（＋１０〜２０Ｖ）を出力させ、各走査配線２６に接続された各ＴＦＴスイッチ２４を１ラインずつ順にＯＮさせる。これにより、各信号配線２８には１ラインずつ各電荷蓄積容量２３に蓄積された電荷量に応じた電気信号が流れ出す。

信号検出回路３０は、信号配線２８に流れ出した電気信号に基づいて各電荷蓄積容量２３に蓄積された電荷量を、画像を構成する各画素の画素値として検出する。これにより、放射線検出素子２０に照射されたＸ線により示される放射線画像を示す画像データを得ることができる。

撮像によって得られた画像データはＲＡＭ５４に一旦記憶される。

ＣＰＵ５２は、ＨＤＤ５８に記憶されたオフセット情報に基づいてＲＡＭ５４に記憶された画像データにより示される放射線画像に対して画像補正処理を行う。

図７には、ＣＰＵ５２により実行される画像補正処理の流れを示すフローチャートが示されている。

ステップ２００では、線源制御部６２に対して照射指示信号を出力してから信号検出回路３０に対して読取指示信号を出力するまでの時間を実際の蓄積時間として求める。

次のステップ２０２では、ＨＤＤ５８に記憶されたオフセット情報により示される前記予め定められた複数の蓄積時間毎の放射線画像の各画素のオフセット量から線形補間により、実際の蓄積時間に対応する各画素のオフセット量を導出する。

図８には、放射線画像の画素（ｘ，ｙ）の実際の蓄積時間に対応するオフセット量を線形補間により導出する様子が示されている。

画素（ｘ，ｙ）の蓄積時間Ｔ１でのオフセット量をＯ１（ｘ，ｙ）とし、蓄積時間Ｔ２でのオフセット量をＯ２（ｘ，ｙ）とし、蓄積時間Ｔ３でのオフセット量をＯ３（ｘ，ｙ）とする。

ここで、例えば、蓄積時間Ｔ２と蓄積時間Ｔ３の間の蓄積時間Ｔａｃｔでのオフセット量を求める場合は、蓄積時間Ｔ２のオフセット量をＯ２（ｘ，ｙ）と蓄積時間Ｔ３のオフセット量をＯ３（ｘ，ｙ）を結ぶ直線を求め、当該直線上で蓄積時間Ｔａｃｔに対応するＯａｃｔ（ｘ，ｙ）を求める。

次のステップ２０４では、ＲＡＭ５４に記憶された画像データにより示される放射線画像の各画素の画素値から、上記ステップ２０２において導出した実際の蓄積時間の各画素のオフセット量を減算することにより、放射線画像のオフセットを補正する。

次のステップ２０６では、補正後の画像データをＨＤＤ５８に記憶させ、処理終了となる。

以上のように、本実施の形態によれば、例えば、図９に示されるように、放射線検出素子２０に対してＸ線の照射を終了（Ｘ線照射がＯＮからＯＦＦへ変化した時点）して直ぐに放射線検出素子２０の各電荷蓄積容量２３に蓄積された電荷量を読み出すことができるため、放射線画像を速やかに得ることができる。また、実際の蓄積時間に対応する各画素のオフセット量を導出して放射線画像を補正することにより放射線画像の画質の低下を抑えることもできる。なお、図９の走査配線制御の１〜ｎのパルスは複数の走査配線（１〜ｎ）に対して１ラインずつ順にＯＮ信号を出力するタイミングを示している。また、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０では、放射線検出素子２０の各電荷蓄積容量２３に蓄積された電荷を初期化するために、放射線画像を撮影する蓄積時間の前に複数回電荷の読み出しを行っている。

［第２の実施の形態］
ところで、図５に示すよう、複数の蓄積時間毎に、所定回（本実施の形態では１６回）ずつ撮影を行って放射線検出素子２０の各電荷蓄積容量２３に蓄積される電荷量の検出した場合、検出を行う蓄積時間の数が多いほど処理時間ＴＸが長くなる。

そこで、本実施の形態では、複数の蓄積時間のうちの一部の蓄積時間で放射線画像の各画素のオフセット量を求め、当該一部の蓄積時間での各画素のオフセット量から補間により、残りの蓄積時間での各画素のオフセット量を導出して前記オフセット情報を生成する場合について説明する。

第２の実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０の構成は、上記第１の実施の形態（図１〜図４参照）と同一であるので、ここでの説明は省略する。

図１０には、ＣＰＵ５２により実行されるオフセット情報を生成するオフセット情報生成処理の詳細な流れを示すフローチャートが示されている。なお、図１０における図６と同一部分については同一の符号を付して説明を省略する。

ステップ３００では、予め定められた複数の蓄積時間のうちの一部の蓄積時間のなかから更新対象とする蓄積時間を決定する。

ステップ３１４では、予め定められた複数の蓄積時間のうちの一部の蓄積時間の全てで検出が完了したか否か判定し、肯定判定となった場合はステップ３１５へ移行し、否定判定となった場合はステップ３００へ移行する。

ステップ３１５では、一部の蓄積時間の放射線画像の各画素のオフセット量から線形補間により、残りの蓄積時間での放射線画像の各画素のオフセット量を導出する。

図１１には、放射線画像の画素（ｘ，ｙ）の一部の蓄積時間のオフセット量から残りの蓄積時間毎のオフセット量を線形補間により導出する様子が示されている。

実際に放射線検出素子２０の各電荷蓄積容量２３に蓄積された電荷を読み取って求められた画素（ｘ，ｙ）の蓄積時間Ｔ１でのオフセット量をＯ１（ｘ，ｙ）とし、蓄積時間Ｔ２でのオフセット量をＯ２（ｘ，ｙ）とし、蓄積時間Ｔ３でのオフセット量をＯ３（ｘ，ｙ）とする。

ここで、例えば、蓄積時間ｔ１、ｔ２でのオフセット量を各々求める場合は、蓄積時間Ｔ１のオフセット量をＯ１（ｘ，ｙ）と蓄積時間Ｔ２のオフセット量をＯ２（ｘ，ｙ）を結ぶ直線を求め、当該直線上で蓄積時間ｔ１、ｔ２に各々対応するｏ１（ｘ，ｙ）、ｏ２（ｘ，ｙ）を求める。また、蓄積時間ｔ３、ｔ４でのオフセット量を各々求める場合は、蓄積時間Ｔ２のオフセット量をＯ２（ｘ，ｙ）と蓄積時間Ｔ３のオフセット量をＯ３（ｘ，ｙ）を結ぶ直線を求め、当該直線上で蓄積時間ｔ３、ｔ４に各々対応するｏ３（ｘ，ｙ）、ｏ４（ｘ，ｙ）を求める。

ステップ３１６では、一部の蓄積時間毎のオフセット量、及び上記ステップ３１５により求めた残りの蓄積時間毎のオフセット量をオフセット情報としてＨＤＤ５８に記憶させ、処理終了となる。

以上のように、本実施の形態によれば、全ての蓄積時間でそれぞれ実際に放射線検出素子２０の各電荷蓄積容量２３に蓄積された電荷を読み取ってオフセット量を求める必要がなくなるため、オフセット情報生成処理の処理時間ＴＸが長くなることを抑制することができる。特に、撮影の合間のタイミングでオフセット情報を生成して更新する場合は、オフセット情報生成処理の処理時間が長いと問題となる。このため、本実施の形態のような処理構成とすることにより、処理時間が長くなることを抑制することができる。

なお、上記第１及び第２の実施の形態では、線形補間により実際の蓄積時間に対応する各画素のオフセット量を導出したが、これに限定されるものではなく、例えば、スプライン補間やキュービック補間により実際の蓄積時間に対応するオフセット量を導出してもよい。例えば、オフセット情報により示されるオフセット量からスプライン補間により各点を通る滑らかなスプライン曲線を求める。図８、１１には、スプライン曲線が破線により示されている。このスプライン曲線上の実際の蓄積時間に対応する各画素のオフセット量を導出するようにしてもよい。また、第２の実施の形態では、撮影の合間のタイミングでオフセット情報を生成して更新する場合、放射線画像の画素（ｘ，ｙ）の一部の蓄積時間のオフセット量の変化量を求め、画素（ｘ，ｙ）の残りの蓄積時間のオフセット量を変化量だけ並行シフトさせることにより、残りの蓄積時間のオフセット量を求めてもよい。

また、装置電源がオンされた初期処理では、予め定めた複数の蓄積時間の全てで放射線画像の各画素のオフセット量を導出し、撮影の合間のタイミングでは、予め定めた複数の蓄積時間のうちの一部の蓄積時間のオフセット量を求めて残りの蓄積時間のオフセット量を補間や並行シフトにより求めるようにしてもよい。

その他、本実施の形態で説明した放射線画像撮影装置１０の構成（図１〜図４参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。

また、本実施の形態で説明した各処理の流れ（図６、図７、図１０参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。

実施の形態に係る放射線画像撮影装置の全体構成を示す構成図である。 実施の形態に係るＸ線検出素子の詳細な構成を示す構成図である。 実施の形態に係る制御部の構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る放射線画像を撮影する制御の流れを機能的に示した機能ブロック図である。 実施の形態に係るオフセット情報を生成する処理を模式的に示した模式図である。 第１の実施の形態に係るオフセット情報生成処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態に係る画像補正処理の詳細な流れを示すフローチャートである。 第１の実施の形態に係るオフセット量の線形補間を示したグラフである。 実施の形態に係る放射線画像を撮影する際の蓄積時間と読み出しのタイミングを示す図である。 第２の実施の形態に係るオフセット情報生成処理の流れを示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係るオフセット量の線形補間を示したグラフである。 従来の放射線画像を撮影する際の蓄積時間と読み出しのタイミングを示す図である。

符号の説明

１０ 放射線画像撮影装置
２０ 放射線検出素子
２３ 電荷蓄積容量（電荷蓄積部）
３０ 信号検出回路（検出手段）
３２ スキャン信号制御装置
３８ センサ
５２ ＣＰＵ（導出手段、補正手段、生成手段）
５８ ＨＤＤ（記憶手段）
８２ オフセット量導出部（導出手段）
８４ 画像処理部（補正手段）

Claims (6)

1. 放射線が照射されることにより電荷が発生する半導体層、及び当該半導体層に発生した電荷と共に、当該電荷の蓄積時間に応じて電荷が各々蓄積される複数の電荷蓄積部を有する放射線検出素子と、
   前記放射線検出素子の各電荷蓄積部に蓄積された電荷を各々読み出し、各電荷蓄積部に蓄積された電荷量を放射線画像の各画素を示す情報として検出する検出手段と、
   予め定められた複数の蓄積時間毎に、各電荷蓄積部に各々蓄積される電荷量に応じた前記放射線画像の各画素のオフセット量を示すオフセット情報を予め記憶した記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶されたオフセット情報により示される前記予め定められた複数の蓄積時間毎の前記放射線画像の各画素のオフセット量から補間により、前記検出手段により前記放射線検出素子の各電荷蓄積部から電荷を読み出した実際の蓄積時間における前記放射線画像の各画素のオフセット量を導出する導出手段と、
   前記導出手段により導出され各画素のオフセット量で前記検出手段により検出された放射線画像を補正する補正手段と、
   を備えた放射線画像撮影装置。
2. 前記放射線検出素子に対して照射されている放射線の線量を検出するセンサをさらに備え、
   前記検出手段は、１回の撮影において前記センサにより検出される放射線の線量の累計が所定量となった場合に、前記放射線検出素子の各電荷蓄積部に蓄積された電荷を各々読み出して、各電荷蓄積部に蓄積された電荷量を放射線画像の各画素を示す情報として検出する
   請求項１記載の放射線画像撮影装置。
3. 予め定められたタイミングで、放射線を照射することなく前記予め定められた複数の蓄積時間で前記放射線検出素子の各電荷蓄積部に蓄積された電荷を前記検出手段により各々読み出し、各電荷蓄積部に蓄積された電荷量に基づいて前記オフセット情報を生成する生成手段をさらに備え、
   前記記憶手段は、前記生成手段により生成された前記オフセット情報を記憶する
   請求項１又は請求項２記載の放射線画像撮影装置。
4. 前記生成手段は、前記予め定められた複数の蓄積時間のうちの一部の蓄積時間で前記放射線検出素子の各電荷蓄積部に蓄積された電荷を前記検出手段により各々読み出し、各電荷蓄積部に蓄積された電荷量に基づいて前記放射線画像の各画素のオフセット量を求め、当該一部の蓄積時間での各画素のオフセット量から補間により、残りの蓄積時間での各画素のオフセット量を導出して前記オフセット情報を生成する
   請求項３記載の放射線画像撮影装置。
5. 前記予め定められたタイミングは、装置電源がオンされた初期処理のタイミング、及び一定回数の撮影を行う毎又は温度を含む装置環境が所定以上変化する毎の撮影の合間のタイミングである
   請求項３又は請求項４記載の放射線画像撮影装置。
6. 前記生成手段は、前記記憶手段に記憶されたオフセット情報を更新する場合、前記予め定められた複数の蓄積時間毎に、前記放射線検出素子の各電荷蓄積部に蓄積された電荷量に基づいて前記放射線画像の各画素のオフセット量を求め、当該各画素のオフセット量と前記記憶手段に記憶されたオフセット情報により示される同じ蓄積時間における前記放射線画像の各画素のオフセット量との重み付け加算を行うことにより各画素のオフセット量を導出して前記オフセット情報を生成する
   請求項３〜請求項５の何れか１項記載の放射線画像撮影装置。

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