JP2013022045A - Radiation imaging apparatus and radiation imaging system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムに係り、特に、装置自体で放射線の照射を検出して放射線画像撮影を行う放射線画像撮影装置およびそれを用いた放射線画像撮影システムに関する。 The present invention relates to a radiographic image capturing apparatus and a radiographic image capturing system, and more particularly, to a radiographic image capturing apparatus that performs radiographic image capturing by detecting radiation irradiation by the apparatus itself and a radiographic image capturing system using the same.
照射されたX線等の放射線の線量に応じて検出素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる直接型の放射線画像撮影装置や、照射された放射線をシンチレーター等で可視光等の他の波長の電磁波に変換した後、変換され照射された電磁波のエネルギーに応じてフォトダイオード等の光電変換素子で電荷を発生させて電気信号(すなわち画像データ)に変換するいわゆる間接型の放射線画像撮影装置が種々開発されている。なお、本発明では、直接型の放射線画像撮影装置における検出素子や、間接型の放射線画像撮影装置における光電変換素子を、あわせて放射線検出素子という。 A so-called direct-type radiographic imaging device that generates electric charges by a detection element in accordance with the dose of irradiated radiation such as X-rays and converts it into an electrical signal, or other radiation such as visible light with a scintillator A so-called indirect radiographic imaging device that converts an electromagnetic wave having a wavelength and then generates a charge in a photoelectric conversion element such as a photodiode according to the energy of the converted electromagnetic wave and converts it to an electrical signal (ie, image data). Have been developed. In the present invention, the detection element in the direct type radiographic imaging apparatus and the photoelectric conversion element in the indirect type radiographic imaging apparatus are collectively referred to as a radiation detection element.
このタイプの放射線画像撮影装置はFPD(Flat Panel Detector)として知られており、従来は支持台と一体的に形成された、いわゆる専用機型として構成されていたが(例えば特許文献1参照)、近年、放射線検出素子等を筐体内に収納し、持ち運び可能とした可搬型の放射線画像撮影装置が開発され、実用化されている(例えば特許文献2、3参照)。
This type of radiographic imaging device is known as an FPD (Flat Panel Detector), and is conventionally configured as a so-called special-purpose machine that is integrally formed with a support base (see, for example, Patent Document 1). In recent years, a portable radiographic imaging apparatus in which a radiation detection element or the like is housed in a casing and can be carried has been developed and put into practical use (for example, see
このような放射線画像撮影装置では、例えば後述する図7等に示すように、通常、複数の放射線検出素子7が、検出部P上に二次元状(マトリクス状)に配列され、各放射線検出素子7にそれぞれ薄膜トランジスター(Thin Film Transistor。以下、TFTという。)8で形成されたスイッチ手段が接続されて構成される。
In such a radiographic imaging apparatus, for example, as shown in FIG. 7 and the like to be described later, normally, a plurality of
そして、通常、放射線画像撮影は、放射線発生装置の放射線源から放射線画像撮影装置に対して、被験者の身体等の所定の撮影部位(すなわち胸部正面や腰椎側面等)を介した状態で放射線が照射されて行われる。 In general, in radiographic imaging, radiation is irradiated from a radiation source of a radiation generation device to a radiographic imaging device through a predetermined imaging region (that is, the front of the chest, the lumbar vertebrae, etc.) such as the body of the subject. To be done.
その際、放射線画像撮影装置の走査駆動手段15のゲートドライバー15bから走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加して全てのTFT8をオフ状態とした状態で放射線を照射することで、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷が、各放射線検出素子7内に的確に蓄積される。
At that time, by applying an off voltage to the lines L1 to Lx of the
そして、放射線画像撮影の後、ゲートドライバー15bから走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して、各TFT8を順次オン状態として、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生して蓄積された電荷を各信号線6に順次放出させて、各読み出し回路17で画像データDとしてそれぞれ読み出すように構成される。
Then, after radiographic imaging, on-voltages are sequentially applied from the
ところで、上記のように、放射線画像撮影が的確に行われるためには、放射線画像撮影装置に放射線が照射される際に、ゲートドライバー15bから走査線5の各ラインL1〜Lxに適切にオフ電圧が印加され、スイッチ手段である各TFT8がオフ状態になることが必要となる。
By the way, as described above, in order to perform radiographic image capture accurately, an off voltage is appropriately applied to each of the lines L1 to Lx of the
そこで、例えば従来の専用機型の放射線画像撮影装置等では、放射線発生装置との間でインターフェースを構築し、互いに信号等をやり取りして、放射線画像撮影装置が走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加して電荷蓄積状態になったことを確認したうえで、放射線画像撮影装置が放射線源から放射線を照射させるように構成される場合が多い。 Therefore, for example, in a conventional dedicated-type radiographic imaging apparatus or the like, an interface is constructed with the radiation generating apparatus, and signals and the like are exchanged with each other. In many cases, the radiographic imaging apparatus is configured to irradiate radiation from a radiation source after confirming that a charge accumulation state has been established by applying an OFF voltage to.
しかし、例えば、放射線画像撮影装置と放射線発生装置との製造メーカーが異なっているような場合には、両者の間でインターフェースを構築することが必ずしも容易でない場合があり、或いは、インターフェースを構築できない場合もある。 However, for example, when the manufacturers of the radiographic imaging device and the radiation generator are different, it may not always be easy to construct an interface between them, or the interface cannot be constructed There is also.
このように放射線画像撮影装置と放射線発生装置との間でインターフェースが構築されない場合、放射線画像撮影装置側から見ると、放射線源からどのようなタイミングで放射線が照射されるかが分からない。そのため、放射線源から放射線が照射されたことを、放射線画像撮影装置が自ら検出しなければならなくなる。 When an interface is not constructed between the radiation image capturing apparatus and the radiation generating apparatus in this way, it is not known at what timing radiation is emitted from the radiation source when viewed from the radiation image capturing apparatus side. Therefore, the radiographic imaging apparatus must detect itself that the radiation has been emitted from the radiation source.
そこで、近年、このような放射線画像撮影装置と放射線発生装置との間のインターフェースによらずに、放射線が照射されたことを自ら検出するように構成された放射線画像撮影装置が種々開発されている。 Therefore, in recent years, various radiographic imaging apparatuses configured to detect themselves that radiation has been emitted have been developed without using such an interface between the radiographic imaging apparatus and the radiation generation apparatus. .
例えば、特許文献4や特許文献5に記載の発明では、放射線画像撮影装置に対する放射線の照射が開始されて各放射線検出素子7内に電荷が発生すると、各放射線検出素子7から、各放射線検出素子7に接続されているバイアス線9(後述する図7等参照)に電荷が流れ出してバイアス線9を流れる電流が増加することを利用して、バイアス線9に電流検出手段を設けてバイアス線9内を流れる電流の電流値を検出し、その電流値に基づいて放射線の照射の開始等を検出することが提案されている。
For example, in the inventions described in
しかしながら、本発明者らの研究で、上記の手法は、バイアス線9が各放射線検出素子7の電極に接続されているため、電流検出手段で発生したノイズがバイアス線9を介して各放射線検出素子7に伝わり、放射線検出素子7から読み出される画像データDにノイズとして重畳される場合があるなど、必ずしも解決が容易でない問題があることが分かってきた。
However, as a result of research conducted by the present inventors, in the above method, since the
そして、本発明者らは、放射線画像撮影装置自体で放射線が照射されたことを検出する別の手法について種々研究を重ねた結果、放射線画像撮影装置自体で放射線が照射されたことを的確に検出することが可能ないくつかの手法を見出すことができた。 And, as a result of various studies on different methods for detecting that the radiation imaging apparatus itself has irradiated the radiation, the present inventors have accurately detected that the radiation imaging apparatus itself has been irradiated. I was able to find some techniques that could be done.
後述するように、本発明者らが見出した新たな放射線の照射開始の検出方法では、放射線画像撮影前に、走査駆動手段15のゲートドライバー15bから走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して画像データdの読み出し処理を行う。なお、以下では、撮影直後に行われる本画像としての画像データDと区別して、この放射線画像撮影前に放射線の照射開始の検出のために読み出される画像データを、照射開始検出用の画像データdという。
As will be described later, in the new radiation irradiation detection method found by the present inventors, the on-voltage is applied from the
そして、放射線画像撮影装置に放射線が照射されると、読み出される照射開始検出用の画像データdの値が上昇することを利用して、読み出された照射開始検出用の画像データdの値に基づいて放射線画像撮影装置に対する放射線の照射が開始されたことを検出するように構成される。 Then, when the radiation image capturing apparatus is irradiated with radiation, the read value of the image data d for detection of irradiation start to be read is used to obtain the value of the read image data d for detection of irradiation start. Based on this, it is configured to detect that irradiation of radiation to the radiation imaging apparatus has started.
また、本発明者らが見出した別の新たな放射線の照射開始の検出方法では、放射線画像撮影前に、走査駆動手段15のゲートドライバー15bから全ての走査線5にオフ電圧を印加して各TFT8をオフ状態とした状態で読み出し回路17に読み出し動作を行わせ、TFT8を介して放射線検出素子7からリークした電荷q(後述する図15参照)をリークデータdleakに変換するリークデータdleakの読み出し処理を行うように構成される。
Further, in another new radiation irradiation detection method found by the present inventors, an off voltage is applied to all the
そして、この場合も、放射線画像撮影装置に放射線が照射されると、読み出されるリークデータdleakの値が上昇するため、それを利用して、読み出されたリークデータdleakの値に基づいて放射線画像撮影装置に対する放射線の照射が開始されたことを検出するように構成される。 In this case as well, when the radiation image capturing apparatus is irradiated with radiation, the value of the leaked data dleak that is read rises, so that the radiographic image is used based on the value of the read leaked data dleak. It is configured to detect that the irradiation of radiation to the imaging apparatus is started.
その際、上記のリークデータdleakや照射開始検出用の画像データdに予め閾値dleak_thや閾値dthを設けておき、読み出したリークデータdleakや画像データdが閾値dleak_th、dthを越えた時点で、放射線画像撮影装置に対する放射線の照射が開始されたことを検出するように構成される。 At this time, a threshold value dleak_th and a threshold value dth are provided in advance in the leak data dleak and the image data d for detecting the start of irradiation, and when the read leak data dleak and image data d exceed the threshold values dleak_th and dth, radiation is applied. It is configured to detect that the irradiation of radiation to the image capturing apparatus has started.
ところで、本発明者らがさらに研究を重ねたところ、読み出し回路17や、読み出し回路17が内蔵された読み出しIC16(後述する図6〜図8参照)の中には、放射線画像撮影装置に何らかの衝撃が加わると、読み出されるリークデータdleakや画像データdが衝撃により大きく変動するようになる回路やICがあることが分かってきた。
By the way, as a result of further research by the present inventors, there is some impact on the radiographic imaging apparatus in the
また、読み出し回路17や読み出しIC16によっては、電磁波や温度等の外界からの影響を受けると、読み出されるリークデータdleakや画像データdが外界からの影響により大きく変動するようになる可能性があることも分かってきた。
In addition, depending on the
そして、このように衝撃や外界からの影響等によりリークデータdleak等が大きく変動するようになると、読み出されたリークデータdleakや画像データdが大きくなった時点で閾値dleak_th等を越えてしまい、放射線が照射されていないにもかかわらず、放射線の照射が開始されたと放射線画像撮影装置が誤検出してしまう可能性が生じる。 When the leak data dleak or the like greatly fluctuates due to an impact or the influence from the outside as described above, the threshold value dleak_th or the like is exceeded when the read leak data dleak or the image data d becomes large, There is a possibility that the radiation imaging apparatus will erroneously detect that radiation has been started even though radiation has not been irradiated.
そして、放射線画像撮影装置が、放射線の照射開始を検出すると自動的に本画像としての画像データDの読み出し処理等を行うように構成されている場合には、上記のように、放射線の照射開始を誤検出すると、何も撮影されていない画像データDが読み出されてしまい、読み出し処理が無駄に行われることになる。また、放射線画像撮影装置がバッテリー内蔵型である場合には、そのためにバッテリーの電力が無駄に消費されてしまう可能性がある。 When the radiation imaging apparatus is configured to automatically read out the image data D as the main image when detecting the radiation irradiation start, the radiation irradiation start is performed as described above. Is erroneously detected, the image data D that has not been photographed is read out, and the reading process is wasted. In addition, when the radiographic image capturing apparatus is a battery built-in type, there is a possibility that the power of the battery is wasted.
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、放射線画像撮影装置自体で放射線の照射開始を検出する場合に、放射線の照射開始の誤検出を的確に防止することが可能な放射線画像撮影装置およびそれを用いた放射線画像撮影システムを提供することをも目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in the case where the radiation imaging apparatus itself detects the start of radiation irradiation, radiation that can accurately prevent erroneous detection of the start of radiation irradiation. It is another object of the present invention to provide an image capturing apparatus and a radiographic image capturing system using the same.
前記の問題を解決するために、本発明の放射線画像撮影装置は、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各小領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、
オン電圧を印加する前記各走査線を切り替えながら前記各走査線にオン電圧を順次印加する走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記信号線に接続され、前記放射線検出素子から放出された前記電荷を画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
前記読み出し回路が所定個数ずつ内蔵された複数の読み出しICと、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から全ての前記走査線にオフ電圧を印加して前記各スイッチ手段をオフ状態とした状態で前記読み出し回路に読み出し動作を行わせて、前記スイッチ手段を介して前記放射線検出素子からリークした前記電荷をリークデータに変換するリークデータの読み出し処理を繰り返し行わせ、読み出した前記リークデータが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出するとともに、
全ての前記読み出しICのうち、予め指定された前記読み出しIC以外の前記読み出しICに内蔵された前記各読み出し回路から読み出された前記リークデータのみを対象として、前記放射線の照射開始の検出処理を行うことを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the radiographic imaging device of the present invention includes:
A plurality of scanning lines and a plurality of signal lines arranged so as to intersect with each other, and a plurality of radiation detection elements arranged in a two-dimensional manner in each small region partitioned by the plurality of scanning lines and the plurality of signal lines A detection unit comprising:
Scanning drive means for sequentially applying an on-voltage to each of the scanning lines while switching each of the scanning lines to which an on-voltage is applied;
Switch means connected to each of the scanning lines and causing the signal lines to discharge charges accumulated in the radiation detection element when an on-voltage is applied;
A read circuit connected to the signal line and converting the electric charge emitted from the radiation detection element into image data and reading the image data;
A plurality of read ICs each including a predetermined number of read circuits;
Control means for controlling at least the scanning drive means and the readout circuit to perform readout processing of the image data from the radiation detection element;
With
The control means includes
Prior to radiographic image capturing, the scanning drive means applies a turn-off voltage to all the scanning lines to turn off the switch means, and causes the readout circuit to perform a read operation, via the switch means. And repetitively performing leak data read processing for converting the charge leaked from the radiation detection element into leak data, and detecting that radiation irradiation has started when the read leak data exceeds a threshold value. ,
Of all the readout ICs, the radiation irradiation start detection process is performed only for the leak data read from each readout circuit incorporated in the readout IC other than the readout IC specified in advance. It is characterized by performing.
また、本発明の放射線画像撮影装置は、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各小領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、
オン電圧を印加する前記各走査線を切り替えながら前記各走査線にオン電圧を順次印加する走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記信号線に接続され、前記放射線検出素子から放出された前記電荷を画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
前記読み出し回路が所定個数ずつ内蔵された複数の読み出しICと、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して照射開始検出用の画像データの読み出し処理を繰り返し行わせ、読み出した前記照射開始検出用の画像データが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出するとともに、
全ての前記読み出しICのうち、予め指定された前記読み出しIC以外の前記読み出しICに内蔵された前記各読み出し回路から読み出された前記照射開始検出用の画像データのみを対象として、前記放射線の照射開始の検出処理を行うことを特徴とする。
Moreover, the radiographic imaging device of the present invention is
A plurality of scanning lines and a plurality of signal lines arranged so as to intersect with each other, and a plurality of radiation detection elements arranged in a two-dimensional manner in each small region partitioned by the plurality of scanning lines and the plurality of signal lines A detection unit comprising:
Scanning drive means for sequentially applying an on-voltage to each of the scanning lines while switching each of the scanning lines to which an on-voltage is applied;
Switch means connected to each of the scanning lines and causing the signal lines to discharge charges accumulated in the radiation detection element when an on-voltage is applied;
A read circuit connected to the signal line and converting the electric charge emitted from the radiation detection element into image data and reading the image data;
A plurality of read ICs each including a predetermined number of read circuits;
Control means for controlling at least the scanning drive means and the readout circuit to perform readout processing of the image data from the radiation detection element;
With
The control means includes
Prior to radiographic image capture, an on-voltage is sequentially applied from the scanning drive means to each scanning line to repeatedly read out image data for detection of irradiation start, and the read out image data for detection of irradiation start is a threshold value. Detecting the start of radiation irradiation at the time of exceeding
Of all the readout ICs, the radiation irradiation is performed only on the irradiation start detection image data read from each readout circuit incorporated in the readout IC other than the readout IC specified in advance. A start detection process is performed.
また、本発明の放射線画像撮影システムは、
上記の本発明の放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置の前記制御手段が放射線の照射開始を誤検出した旨の信号が入力されると、前記放射線画像撮影装置に対して誤検出信号を送信するコンソールと、
を備え、
前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、放射線の照射開始を検出するごとに、当該放射線の照射開始を検出する基となった前記リークデータまたは前記照射開始検出用の画像データを出力した前記読み出しIC、または、基となった前記リークデータの統計値または前記照射開始検出用の画像データの統計値または前記差分が算出された前記読み出しICの履歴を作成し、
前記放射線の照射開始の検出処理に用いない前記読み出しICを予め指定する代わりに、または、前記放射線の照射開始の検出処理に用いない前記読み出しICとして予め指定された前記読み出しICに加えて、前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、前記コンソールから前記誤検出信号を受信すると、前記履歴を参照して放射線の照射開始を誤検出する基となった前記リークデータまたは前記照射開始検出用の画像データを出力した前記読み出しIC、または、基となった前記リークデータの統計値または前記照射開始検出用の画像データの統計値または前記差分が算出された前記読み出しICを特定して、当該読み出しICを、前記放射線の照射開始の検出処理に用いない前記読み出しICとして指定することを特徴とする。
Moreover, the radiographic imaging system of the present invention is
The radiographic imaging device of the present invention,
When a signal indicating that the control unit of the radiographic imaging apparatus has erroneously detected the start of radiation irradiation is input, a console that transmits an erroneous detection signal to the radiographic imaging apparatus,
With
The control unit of the radiographic imaging apparatus outputs the leak data or the image data for detecting the start of irradiation, which is the basis for detecting the start of irradiation of the radiation, every time the start of irradiation is detected. Create a history of the readout IC from which the IC or the statistical value of the leak data or the statistical value of the image data for detecting the start of irradiation or the difference was calculated,
Instead of pre-designating the readout IC that is not used for the radiation irradiation start detection process, or in addition to the readout IC designated in advance as the readout IC not used for the radiation irradiation start detection process, When the control means of the radiographic imaging device receives the erroneous detection signal from the console, the leak data or the irradiation start detection image that is a basis for erroneously detecting the start of radiation irradiation with reference to the history. The readout IC that outputs the data, or the readout IC from which the statistical value of the leak data or the statistical value of the irradiation start detection image data or the difference is calculated is specified, and the readout IC Is designated as the readout IC that is not used for the detection process of the start of radiation irradiation.
本発明のような方式の放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムによれば、放射線画像撮影前にリークデータdleakの読み出し処理や照射開始検出用の画像データdの読み出し処理を行い、読み出されたリークデータdleak等に基づいて放射線の照射開始を検出する。そのため、放射線画像撮影装置自体で放射線の照射開始を的確に検出することが可能となる。 According to the radiographic image capturing apparatus and radiographic image capturing system of the system of the present invention, the read processing of the leak data dleak and the read processing of the image data d for irradiation start detection are performed and read before the radiographic image capturing. The start of radiation irradiation is detected based on the leak data dleak or the like. Therefore, the radiation imaging apparatus itself can accurately detect the start of radiation irradiation.
また、その際、放射線画像撮影装置に衝撃が加わる等した際に、出力されるリークデータdleak等の変動が異常に大きくなる読み出しICを予め指定しておき、予め指定された読み出しIC以外の読み出しICに内蔵された各読み出し回路から読み出されたリークデータdleak等のみを対象として放射線の照射開始の検出処理を行う。 Further, at that time, when an impact is applied to the radiographic imaging apparatus, a readout IC in which fluctuations in the leak data dleak and the like to be output become abnormally large is designated in advance, and readout other than the readout IC designated in advance is designated. Radiation irradiation start detection processing is performed only for leak data dleak and the like read from each readout circuit incorporated in the IC.
そのため、予め指定された読み出しICから、例えば放射線画像撮影装置に衝撃が加わる等して異常に大きく変動するリークデータdleak等が読み出されても、それらのリークデータdleak等は、放射線の照射開始の検出処理の対象から的確に除外される。そして、例えば放射線画像撮影装置に衝撃が加わる等しても、変動の範囲が通常のレベル内に収まるリークデータdleak等のみに基づいて、放射線の照射開始の検出処理が行われる。 For this reason, even if leak data dleak or the like that fluctuates abnormally greatly due to, for example, an impact applied to the radiographic imaging apparatus is read from a pre-designated readout IC, the leak data dleak or the like starts radiation irradiation. Are accurately excluded from the target of the detection process. For example, even when an impact is applied to the radiographic imaging apparatus, the radiation irradiation start detection process is performed based only on the leak data dleak or the like in which the range of fluctuation falls within the normal level.
そのため、放射線画像撮影装置に衝撃が加わる等しても、それが原因となってリークデータdleak等が閾値を越えてしまう事態が生じることを的確に防止することが可能となり、衝撃等により、放射線が照射されていないにもかかわらず放射線の照射開始が誤検出されることを的確に防止することが可能となる。 For this reason, even if an impact is applied to the radiation image capturing apparatus, it is possible to accurately prevent a situation in which the leak data dleak or the like exceeds the threshold due to the impact. It is possible to accurately prevent the start of radiation irradiation from being erroneously detected even though no is irradiated.
以下、本発明に係る放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of a radiographic imaging apparatus and a radiographic imaging system according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
なお、以下では、放射線画像撮影装置として、シンチレーター等を備え、放射された放射線を可視光等の他の波長の電磁波に変換して電気信号を得るいわゆる間接型の放射線画像撮影装置について説明するが、本発明は、シンチレーター等を介さずに放射線を放射線検出素子で直接検出する、いわゆる直接型の放射線画像撮影装置に対しても適用することができる。 In the following description, a so-called indirect radiation image capturing apparatus that includes a scintillator or the like and converts an emitted radiation into an electromagnetic wave having another wavelength such as visible light to obtain an electrical signal will be described. The present invention can also be applied to a so-called direct type radiographic imaging apparatus that directly detects radiation with a radiation detection element without using a scintillator or the like.
[放射線画像撮影装置]
図1は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観を示す斜視図であり、図2は、図1のX−X線に沿う断面図である。放射線画像撮影装置1は、図1や図2に示すように、筐体2内にシンチレーター3や基板4等で構成されるセンサーパネルSPが収納されている。
[Radiation imaging equipment]
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of the radiographic image capturing apparatus according to the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the radiographic
本実施形態では、筐体2のうち、放射線入射面Rを有する中空の角筒状の筐体本体部2Aは、放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されており、筐体本体部2Aの両側の開口部を蓋部材2B、2Cで閉塞することで筐体2が形成されている。なお、筐体2をこのようないわゆるモノコック型として形成する代わりに、例えば、フロント板とバック板とで形成された、いわゆる弁当箱型とすることも可能である。
In the present embodiment, a hollow rectangular tube-shaped
また、筐体2の一方側の蓋部材2Bには、電源スイッチ37や切替スイッチ38、コネクター39、バッテリー状態や放射線画像撮影装置1の稼働状態等を表示するLED等で構成されたインジケーター40等が配置されている。
Further, the
本実施形態では、コネクター39は、例えば図3に示すように、ケーブルCaの先端に設けられたコネクターCが接続されることにより、例えば外部のコンソール58(後述する図11や図12参照)等の装置との間でケーブルCaを介して信号等を送受信したり画像データD等を送信したりする際の有線方式の通信手段として機能するようになっている。なお、コネクター39の設置位置は蓋部材2Bに限定されず、放射線画像撮影装置1の適宜の位置に設置することが可能である。
In this embodiment, the
また、図示を省略するが、例えば筐体2の反対側の蓋部材2C等に、アンテナ装置41(後述する図7参照)が例えば蓋部材2Cに埋め込む等して設けられており、本実施形態では、このアンテナ装置41が、放射線画像撮影装置1とコンソール58等との間で信号等の無線方式で送受信する場合の通信手段として機能するようになっている。
Although not shown, for example, the antenna device 41 (see FIG. 7 to be described later) is provided in the
なお、アンテナ装置41の設置位置は蓋部材2Cに限定されず、放射線画像撮影装置1の任意の位置にアンテナ装置41を設置することが可能である。また、設置するアンテナ装置41は1個に限らず、複数設けることも可能である。
The installation position of the
図2に示すように、筐体2の内部には、基板4の下方側に図示しない鉛の薄板等を介して基台31が配置され、基台31には、電子部品32等が配設されたPCB基板33やバッテリー24等が取り付けられている。また、基板4やシンチレーター3の放射線入射面Rには、それらを保護するためのガラス基板34が配設されている。また、本実施形態では、センサーパネルSPと筐体2の側面との間に、それらがぶつかり合うことを防止するための緩衝材35が設けられている。
As shown in FIG. 2, a
シンチレーター3は、基板4の後述する検出部Pに対向する位置に設けられるようになっている。本実施形態では、シンチレーター3は、例えば、蛍光体を主成分とし、放射線の入射を受けると300〜800nmの波長の電磁波、すなわち可視光を中心とした電磁波に変換して出力するものが用いられる。
The
基板4は、本実施形態では、ガラス基板で構成されており、図4に示すように、基板4のシンチレーター3に対向する側の面4a上には、複数の走査線5と複数の信号線6とが互いに交差するように配設されている。
In the present embodiment, the
基板4の面4a上の複数の走査線5と複数の信号線6により区画された各小領域rには、放射線検出素子7がそれぞれ設けられている。このように、走査線5と信号線6で区画された各小領域rに二次元状に配列された複数の放射線検出素子7が設けられた小領域rの全体、すなわち図4に一点鎖線で示される領域が検出部Pとされている。
In each small region r defined by the plurality of
本実施形態では、放射線検出素子7としてフォトダイオードが用いられているが、この他にも例えばフォトトランジスター等を用いることも可能である。各放射線検出素子7は、図4の拡大図である図5に示すように、スイッチ手段であるTFT8のソース電極8sに接続されている。また、TFT8のドレイン電極8dは信号線6に接続されている。
In the present embodiment, a photodiode is used as the
放射線検出素子7は、放射線画像撮影装置1の筐体2の放射線入射面Rから放射線が入射し、シンチレーター3で放射線から変換された可視光等の電磁波が照射されると、その内部で電子正孔対を発生させる。放射線検出素子7は、このようにして、照射された放射線(本実施形態ではシンチレーター3で放射線から変換された電磁波)を電荷に変換するようになっている。
When the
そして、TFT8は、後述する走査駆動手段15から走査線5を介してゲート電極8gにオン電圧が印加されるとオン状態となり、ソース電極8sやドレイン電極8dを介して放射線検出素子7内に蓄積されている電荷を信号線6に放出させるようになっている。また、TFT8は、接続された走査線5を介してゲート電極8gにオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、放射線検出素子7から信号線6への電荷の放出を停止して、放射線検出素子7内に電荷を蓄積させるようになっている。
The
本実施形態では、図5に示すように、それぞれ列状に配置された複数の放射線検出素子7に1本のバイアス線9が接続されており、図4に示すように、各バイアス線9はそれぞれ信号線6に平行に配設されている。また、各バイアス線9は、基板4の検出部Pの外側の位置で結線10に結束されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, one
本実施形態では、図4に示すように、各走査線5や各信号線6、バイアス線9の結線10は、それぞれ基板4の端縁部付近に設けられた入出力端子(パッドともいう。)11に接続されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, each
各入出力端子11には、図6に示すように、後述する読み出しIC16や走査駆動手段15のゲートドライバー15bを構成するゲートIC15c等のチップがフィルム上に組み込まれたフレキシブル回路基板(Chip On Film等ともいう。)12が異方性導電接着フィルム(Anisotropic Conductive Film)や異方性導電ペースト(Anisotropic Conductive Paste)等の異方性導電性接着材料13を介して接続されている。
As shown in FIG. 6, each input /
そして、フレキシブル回路基板12は、基板4の裏面4b側に引き回され、裏面4b側で前述したPCB基板33に接続されるようになっている。このようにして、放射線画像撮影装置1のセンサーパネルSPが形成されている。なお、図6では、電子部品32等の図示が省略されている。
The
ここで、放射線画像撮影装置1の回路構成について説明する。図7は本実施形態に係る放射線画像撮影装置1の等価回路を表すブロック図であり、図8は検出部Pを構成する1画素分についての等価回路を表すブロック図である。
Here, the circuit configuration of the radiation
前述したように、基板4の検出部Pの各放射線検出素子7は、その第2電極7bにそれぞれバイアス線9が接続されており、各バイアス線9は結線10に結束されてバイアス電源14に接続されている。バイアス電源14は、結線10および各バイアス線9を介して各放射線検出素子7の第2電極7bにそれぞれバイアス電圧を印加するようになっている。また、バイアス電源14は、後述する制御手段22に接続されており、制御手段22により、バイアス電源14から各放射線検出素子7に印加するバイアス電圧が制御されるようになっている。
As described above, each
図7や図8に示すように、本実施形態では、バイアス電源14からは、放射線検出素子7の第2電極7bにバイアス線9を介してバイアス電圧として放射線検出素子7の第1電極7a側にかかる電圧以下の電圧(すなわちいわゆる逆バイアス電圧)が印加されるようになっている。
As shown in FIGS. 7 and 8, in the present embodiment, the
走査駆動手段15は、配線15dを介してゲートドライバー15bにオン電圧とオフ電圧を供給する電源回路15aと、走査線5の各ラインL1〜Lxに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧の間で切り替えて各TFT8のオン状態とオフ状態とを切り替えるゲートドライバー15bとを備えている。本実施形態では、ゲートドライバー15bは、複数の前述したゲートIC15c(図6参照)が並設されて構成されている。
The scanning drive means 15 includes a
図7や図8に示すように、各信号線6は、読み出しIC16内に内蔵された各読み出し回路17にそれぞれ接続されている。読み出し回路17は、増幅回路18と相関二重サンプリング回路19等で構成されている。読み出しIC16内には、さらに、アナログマルチプレクサー21と、A/D変換器20とが設けられている。なお、図7や図8中では、相関二重サンプリング回路19はCDSと表記されている。また、図8中では、アナログマルチプレクサー21は省略されている。
As shown in FIGS. 7 and 8, each
本実施形態では、増幅回路18は、オペアンプ18aと、オペアンプ18aにそれぞれ並列にコンデンサー18bおよび電荷リセット用スイッチ18cが接続され、オペアンプ18a等に電力を供給する電源供給部18dを備えたチャージアンプ回路で構成されている。増幅回路18のオペアンプ18aの入力側の反転入力端子には信号線6が接続されており、増幅回路18の入力側の非反転入力端子には基準電位V0が印加されるようになっている。なお、基準電位V0は適宜の値に設定され、本実施形態では、例えば0[V]が印加されるようになっている。
In the present embodiment, the
また、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cは、制御手段22に接続されており、制御手段22によりオン/オフが制御されるようになっている。また、オペアンプ18aと相関二重サンプリング回路19との間には、電荷リセット用スイッチ18cと連動して開閉するスイッチ18eが設けられており、スイッチ18eは、電荷リセット用スイッチ18cがオン/オフ動作と連動してオフ/オン動作するようになっている。
The charge reset
放射線画像撮影装置1で、各放射線検出素子7内に残存する電荷を除去するための各放射線検出素子7のリセット処理を行う際には、図9に示すように、電荷リセット用スイッチ18cがオン状態(およびスイッチ18eがオフ状態)とされた状態で、各TFT8がオン状態とされる。
When the
すると、オン状態とされた各TFT8を介して各放射線検出素子7から電荷が信号線6に放出され、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cを通過して、オペアンプ18aの出力端子側からオペアンプ18a内を通り、非反転入力端子から出てアースされたり、電源供給部18dに流れ出す。このようにして、各放射線検出素子7のリセット処理が行われるようになっている。
Then, electric charges are discharged from the
一方、各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理の際には、図10に示すように、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cがオフ状態(およびスイッチ18eがオン状態)とされた状態で、オン状態とされた各TFT8を介して各放射線検出素子7から電荷が信号線6に放出されると、電荷が増幅回路18のコンデンサー18bに蓄積される。
On the other hand, when the image data D is read from each
そして、増幅回路18では、コンデンサー18bに蓄積された電荷量に応じた電圧値がオペアンプ18aの出力側から出力されるようになっており、増幅回路18により、各放射線検出素子7から流出した電荷が電荷電圧変換されるようになっている。
In the
そして、増幅回路18の出力側に設けられた相関二重サンプリング回路(CDS)19は、各放射線検出素子7から電荷が流出する前に制御手段22からパルス信号Sp1(図10参照)が送信されると、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vinを保持し、上記のように各放射線検出素子7から流出した電荷が増幅回路18のコンデンサー18bに蓄積された後に制御手段22からパルス信号Sp2が送信されると、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vfiを保持する。
The correlated double sampling circuit (CDS) 19 provided on the output side of the
そして、相関二重サンプリング回路19は、2回目のパルス信号Sp2で電圧値Vfiを保持すると、電圧値の差分Vfi−Vinを算出し、算出した差分Vfi−Vinをアナログ値の画像データDとして下流側に出力するようになっている。そして、相関二重サンプリング回路19から出力された各放射線検出素子7の画像データDは、アナログマルチプレクサー21を介して順次A/D変換器20に送信され、A/D変換器20で順次デジタル値の画像データDに変換されて記憶手段23に出力されて順次保存されるようになっている。
When the correlated
なお、1回の画像データDの読み出し処理が終了すると、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cがオン状態とされ(図10参照)、コンデンサー18bに蓄積された電荷が放電されて、上記と同様に、放電された電荷がオペアンプ18aの出力端子側からオペアンプ18a内を通り、非反転入力端子から出てアースされたり、電源供給部18dに流れ出す等して、増幅回路18がリセットされる。
When one reading process of the image data D is completed, the charge reset
制御手段22は、図示しないCPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピューターや、FPGA(Field Programmable Gate Array)等により構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。そして、制御手段22は、放射線画像撮影装置1の各部材の動作等を制御するようになっている。また、図7等に示すように、制御手段22には、SRAM(Static RAM)やSDRAM(Synchronous DRAM)等で構成される記憶手段23が接続されている。
The control means 22 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), an input / output interface, etc., not shown, connected to a bus, an FPGA (Field Programmable Gate Array), or the like. It is configured. It may be configured by a dedicated control circuit. And the control means 22 controls operation | movement etc. of each member of the
また、本実施形態では、制御手段22には、前述したアンテナ装置41が接続されており、さらに、検出部Pや走査駆動手段15、読み出し回路17、記憶手段23、バイアス電源14等の各部材に電力を供給するためのバッテリー24が接続されている。また、バッテリー24には、図示しない充電装置からバッテリー24に電力を供給してバッテリー24を充電する際の接続端子25が取り付けられている。
In the present embodiment, the
前述したように、制御手段22は、走査駆動手段15や読み出し回路17等を制御して画像データDの読み出し処理や各放射線検出素子7のリセット処理等を行わせたり、バイアス電源14を制御してバイアス電源14から各放射線検出素子7に印加するバイアス電圧を設定したり可変させたりするなど、放射線画像撮影装置1の各機能部の動作を制御するようになっている。
As described above, the
なお、本実施形態では、放射線画像撮影装置1は、装置自体で放射線の照射開始を検出するようになっているが、そのための制御構成等については、本実施形態に係る放射線画像撮影システムの構成等を説明した後で説明する。
In the present embodiment, the radiographic
[放射線画像撮影システム]
次に、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50について説明する。図11は、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50の構成例を示す図である。図11では、放射線画像撮影システム50が撮影室R1内等に構築されている場合が示されている。
[Radiation imaging system]
Next, the radiographic
撮影室R1には、ブッキー装置51が設置されており、ブッキー装置51は、そのカセッテ保持部(カセッテホルダともいう。)51aに上記の放射線画像撮影装置1を装填して用いることができるようになっている。なお、図11では、ブッキー装置51として、立位撮影用のブッキー装置51Aと臥位撮影用のブッキー装置51Bが設置されている場合が示されているが、例えば、立位撮影用のブッキー装置51Aのみ、或いは、臥位撮影用のブッキー装置51Bのみが設けられていてもよい。
In the photographing room R1, a
図11に示すように、撮影室R1には、被写体を介してブッキー装置51に装填された放射線画像撮影装置1に放射線を照射する放射線源52Aが少なくとも1つ設けられている。本実施形態では、放射線源52Aの位置を移動させたり、放射線の照射方向を変えることで、立位撮影用のブッキー装置51Aと臥位撮影用のブッキー装置51Bのいずれにも放射線を照射することができるようになっている。
As shown in FIG. 11, at least one
撮影室R1には、撮影室R1内の各装置等や撮影室R1外の各装置等の間の通信等を中継するための中継器(基地局等ともいう。)54が設けられている。なお、本実施形態では、中継器54には、放射線画像撮影装置1が無線方式で画像データDや信号等の送受信を行うことができるように、無線アンテナ(アクセスポイントともいう。)53が設けられている。
The imaging room R1 is provided with a repeater (also referred to as a base station or the like) 54 for relaying communication between the devices in the imaging room R1 and the devices outside the imaging room R1. In the present embodiment, the
また、中継器54は、放射線発生装置55やコンソール58と接続されており、中継器54には、放射線画像撮影装置1やコンソール58等から放射線発生装置55に送信するLAN(Local Area Network)通信用の信号等を放射線発生装置55用の信号等に変換し、また、その逆の変換も行う図示しない変換器が内蔵されている。
The
前室(操作室ともいう。)R2には、本実施形態では、放射線発生装置55の操作卓57が設けられており、操作卓57には、放射線技師等の操作者が操作して放射線発生装置55に対して放射線の照射開始等を指示するための曝射スイッチ56が設けられている。
In the present embodiment, the front room (also referred to as the operation room) R2 is provided with an
放射線発生装置55は、放射線源52を所定の位置に移動させたり、その放射方向を調整したり、放射線画像撮影装置1の所定の領域内に放射線が照射されるように図示しない絞りやコリメーター等を調整したり、或いは、適切な線量の放射線が照射されるように放射線源52を調整する等の種々の制御を行うようになっている。
The
また、本実施形態では、放射線発生装置55は、設定された撮影条件に応じて、放射線の照射開始から設定された時間が経過した時点で、放射線源52からの放射線の照射を終了させるようになっている。
Further, in the present embodiment, the
図11に示すように、本実施形態では、コンピューター等で構成されたコンソール58が前室R2に設けられている。なお、コンソール58を撮影室R1や前室R2の外側や別室等に設けるように構成することも可能であり、コンソール58の設置場所は適宜決められる。
As shown in FIG. 11, in the present embodiment, a
また、コンソール58には、CRT(Cathode Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等を備えて構成される表示部58aが設けられており、また、図示しないマウスやキーボード等の入力手段を備えている。なお、表示部58をタッチパネル等で構成し、放射線技師が表示部58aにタッチすることで指示等を入力するように構成することも可能である。また、コンソール58には、HDD(Hard Disk Drive)等で構成された記憶手段59が接続され、或いは内蔵されている。
Further, the
本実施形態では、コンソール58は、後述するように、放射線画像撮影装置1から間引きデータDtが送信されてくると、それに基づいて表示部58a上にプレビュー画像p_preを表示するようになっている。また、コンソール58は、放射線画像撮影装置1から画像データD等が送信されてくると、画像データD等に基づいて放射線画像pを生成するようになっている。
In the present embodiment, as will be described later, when the thinning data Dt is transmitted from the radiation
また、後述するように、コンソール58については、放射線技師により入力手段を介して放射線画像撮影装置1の制御手段22が放射線の照射開始を誤検出した旨の信号が入力されると、コンソール58から放射線画像撮影装置1に対して誤検出信号を送信するように構成することが可能であるが、この点については後で説明する。
Further, as will be described later, when a signal indicating that the
一方、放射線画像撮影装置1は、図12に示すように、ブッキー装置51には装填されずに、いわば単独の状態で用いることもできるようになっている。例えば、患者Hが病室R3のベッドBから起き上がれず、撮影室R1に行くことができないような場合、図12に示すように、放射線画像撮影装置1を病室R3内に持ち込み、ベッドBと患者の身体との間に差し込んだり患者の身体にあてがったりして用いることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 12, the radiographic
また、放射線画像撮影装置1を病室R3等で用いる場合、前述した撮影室R1に据え付けられた放射線発生装置55や放射線源52Aを病室R3に持ち込むことができないため、図12に示すように、いわゆるポータブルの放射線発生装置55が例えば回診車71に搭載される等して病室R3に持ち込まれる。
Further, when the
この場合、ポータブルの放射線発生装置55の放射線52Pは、任意の方向に放射線を照射できるように構成される。そして、ベッドBと患者の身体との間に差し込まれたり患者の身体にあてがわれたりした放射線画像撮影装置1に対して、適切な距離や方向から放射線を照射することができるようになっている。
In this case, the
なお、図11に示したように、放射線画像撮影装置1を、撮影室R1の臥位撮影用のブッキー装置51B上に横臥した患者の身体と臥位撮影用のブッキー装置51Bとの間に差し込んだり、臥位撮影用のブッキー装置51B上で患者の身体にあてがったりして用いることも可能であり、その場合は、ポータブルの放射線52Pや、撮影室R1に据え付けられた放射線源52Aのいずれを用いることも可能である。
In addition, as shown in FIG. 11, the
[放射線画像撮影装置における放射線の照射開始の検出の制御構成について]
次に、放射線画像撮影装置1の制御手段22における放射線の照射開始の検出処理の制御構成について説明する。
[Control configuration of detection of radiation irradiation start in radiographic imaging device]
Next, a control configuration of the radiation irradiation start detection process in the
本実施形態では、前述したように、放射線画像撮影装置1自体で、放射線発生装置55の放射線源52(図11や図12参照)から放射線が照射されたことを検出するようになっている。以下、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1で行われる放射線の照射開始の検出の仕方について説明する。
In the present embodiment, as described above, the radiation
なお、本実施形態に係る検出方法は、本発明者らの研究により新たに見出された検出方法であり、前述した特許文献4や特許文献5に記載されているように、装置内に電流検出手段を設けて電流検出手段からの出力値に基づいて放射線の照射開始等を検出する手法は採用されていない。
Note that the detection method according to the present embodiment is a detection method newly found by the inventors' research, and as described in
本発明者らの研究により新たに見出された検出方法としては、例えば、下記の2つの検出方法のいずれかを採用することが可能である。 As a detection method newly found by the inventors' research, for example, either of the following two detection methods can be employed.
[検出方法1]
例えば、放射線画像撮影において放射線画像撮影装置1に放射線が照射される前に、リークデータdleakの読み出し処理を繰り返し行うように構成することも可能である。ここで、リークデータdleakとは、図13に示すように、各走査線5にオフ電圧を印加した状態で、オフ状態になっている各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷qの信号線6ごとの合計値に相当するデータである。
[Detection method 1]
For example, before the radiation
そして、リークデータdleakの読み出し処理では、図9に示した各放射線検出素子7のリセット処理や図10に示した画像データDの読み出し処理の場合と異なり、図14に示すように、走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加して各TFT8をオフ状態とした状態で、制御手段22から各読み出し回路17の相関二重サンプリング回路19(図7、8のCDS参照)にパルス信号Sp1、Sp2を送信するようになっている。
In the readout process of the leak data dleak, unlike the reset process of each
相関二重サンプリング回路19は、制御手段22からパルス信号Sp1が送信されると、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vinを保持する。そして、増幅回路18のコンデンサー18bに各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷qが蓄積されて増幅回路18から出力される電圧値が上昇し、制御手段22からパルス信号Sp2が送信されると、相関二重サンプリング回路19は、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vfiを保持する。
When the pulse signal Sp <b> 1 is transmitted from the
そして、相関二重サンプリング回路19が電圧値の差分Vfi−Vinを算出して出力した値が、リークデータdleakとなる。リークデータdleakが、その後、A/D変換器20でデジタル値に変換されることは、前述した画像データDの読み出し処理の場合と同様である。
And the value which the correlated
ところで、リークデータdleakの読み出し処理のみを繰り返し行うように構成すると、各TFT8がオフ状態のままとなってしまい、各放射線検出素子7内で発生した暗電荷が各放射線検出素子7内に蓄積され続ける状態になってしまう。
By the way, if only the reading process of the leak data dleak is repeatedly performed, each
そのため、上記のように、放射線画像撮影前に、リークデータdleakの読み出し処理を繰り返し行うように構成する場合には、図15に示すように、各走査線5にオフ電圧を印加した状態で行うリークデータdleakの読み出し処理と、走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して行う各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に繰り返し行うように構成することが望ましい。なお、図15や後述する図16等のTやτについては後で説明する。
Therefore, as described above, in the case where the readout process of the leak data dleak is repeatedly performed before radiographic imaging, the off-voltage is applied to each
このように放射線画像撮影前にリークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に繰り返して行うように構成した場合、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されると、シンチレーター3(図2参照)で放射線から変換された電磁波が、各TFT8に照射される。そして、それにより、各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷q(図15参照)がそれぞれ増加することが本発明者らの研究で分かった。
In this way, when the readout process of the leak data dleak and the reset process of each
そして、例えば図16に示すように、放射線画像撮影前にリークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に繰り返して行う場合、図17に示すように、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始された時点で読み出されたリークデータdleakが、それ以前に読み出されたリークデータdleakよりも格段に大きな値になる。
For example, as shown in FIG. 16, when the readout process of the leak data dleak and the reset process of each
なお、図16および図17では、図16で走査線5のラインL4にオン電圧が印加されてリセット処理が行われた後の4回目の読み出し処理で読み出されたリークデータdleakが、図17の時刻t1におけるリークデータdleakに対応する。また、図16において「R」は各放射線検出素子7のリセット処理を表し、「L」はリークデータdleakの読み出し処理を表す。
16 and 17, the leak data dleak read in the fourth read process after the on-voltage is applied to the line L4 of the
そこで、放射線画像撮影装置1の制御手段22で、放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理で読み出されたリークデータdleakを監視するように構成し、読み出されたリークデータdleakが、例えば予め設定された所定の閾値dleak_th(図17参照)を越えた時点で、放射線の照射が開始されたことを検出するように構成することができる。
Therefore, the control means 22 of the radiographic
そして、この場合、制御手段22は、上記のようにして、放射線の照射が開始されたことを検出すると、図16に示したように、その時点で各走査線5へのオン電圧の印加を停止して、ゲートドライバー15bから走査線5の全てのラインL1〜Lxにオフ電圧を印加させ、各TFT8をオフ状態にして、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷を各放射線検出素子7内に蓄積させる電荷蓄積状態に移行させる。
In this case, when the control means 22 detects that the irradiation of radiation has started as described above, it applies an on-voltage to each
そして、例えば放射線の照射開始を検出してから所定時間が経過した後、制御手段22は、放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理で放射線の照射が開始されたことを検出した時点またはその直前にオン電圧が印加された走査線5(図16の場合は走査線5のラインL4)の次にオン電圧を印加すべき走査線5(図16の場合は走査線5のラインL5)からオン電圧の印加を開始し、各走査線5にオン電圧を順次印加させて、本画像としての画像データDの読み出し処理を行うように構成される。
Then, for example, after a predetermined time has elapsed since the start of radiation irradiation was detected, the control means 22 detects the start of radiation irradiation in the reading process of the leak data dleak before the radiographic image capture or its From the
なお、図16では、本画像としての画像データDの読み出し処理を、放射線の照射開始を検出した時点でオン電圧が印加された走査線5のラインLnの次にラインLn+1からオン電圧の印加を開始して行う場合を示したが、例えば、走査線5の最初のラインL1等からオン電圧の印加を開始して画像データDの読み出し処理を行うように構成することも可能である。
In FIG. 16, the reading process of the image data D as the main image is performed by changing the on-voltage from the line Ln + 1 next to the line Ln of the
[検出方法2]
また、上記の検出方法1のように、放射線画像撮影前にリークデータdleakの読み出し処理を行うように構成する代わりに、放射線画像撮影前に、図18に示すように、走査駆動手段15のゲートドライバー15bから走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7からの画像データdの読み出し処理を繰り返し行うように構成することも可能である。
[Detection method 2]
Further, as shown in FIG. 18, instead of the configuration in which the leak data dleak is read out before radiographic imaging as in the
なお、前述したように、撮影直後に行われる上記の本画像としての画像データDと区別して、以下、この放射線画像撮影前に放射線の照射開始の検出用に読み出される画像データを、照射開始検出用の画像データd(或いは単に画像データd)という。 In addition, as described above, in contrast to the image data D as the main image that is performed immediately after imaging, the image data that is read out for detection of the start of radiation irradiation before this radiographic image capturing is detected as irradiation start detection. Image data d (or simply image data d).
また、照射開始検出用の画像データdの読み出し処理における読み出し回路17の増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cのオン/オフや、相関二重サンプリング回路19へのパルス信号Sp1、Sp2の送信等は、図19に示すように、図10に示した画像データDの読み出し処理における処理と同様に行われる。なお、図19等におけるTやΔTについては後で説明する。
Further, in the reading process of the image data d for detecting the start of irradiation, on / off of the charge reset
上記のように放射線画像撮影前に照射開始検出用の画像データdの読み出し処理を行うように構成した場合、図20に示すように、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されると、その時点で読み出された画像データd(図20では走査線5のラインLnにオン電圧が印加されて読み出された画像データd)が、前述した図17に示したリークデータdleakの場合と同様に、それ以前に読み出された画像データdよりも格段に大きな値になる。
When configured to perform the reading process of the image data d for irradiation start detection before radiographic imaging as described above, as shown in FIG. 20, when radiation irradiation to the
そこで、放射線画像撮影装置1の制御手段22で、放射線画像撮影前の読み出し処理で読み出された画像データdを監視するように構成し、読み出された画像データdが予め設定された所定の閾値dthを越えた時点で、放射線の照射が開始されたことを検出するように構成することができる。
Therefore, the control means 22 of the radiographic
そして、この場合、制御手段22は、上記のようにして、放射線の照射が開始されたことを検出すると、図20に示すように、その時点で各走査線5へのオン電圧の印加を停止して、ゲートドライバー15bから走査線5の全てのラインL1〜Lxにオフ電圧を印加させ、各TFT8をオフ状態にして、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷を各放射線検出素子7内に蓄積させる電荷蓄積状態に移行させる。
In this case, when the control means 22 detects that the irradiation of radiation has started as described above, the application of the on-voltage to each
そして、例えば放射線の照射開始を検出してから所定時間が経過した後、制御手段22は、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理で放射線の照射が開始されたことを検出した時点またはその直前にオン電圧が印加された走査線5(図20の場合は走査線5のラインLn)の次にオン電圧を印加すべき走査線5(図20の場合は走査線5のラインLn+1)からオン電圧の印加を開始し、各走査線5にオン電圧を順次印加させて、本画像としての画像データDの読み出し処理を行うように構成される。
Then, for example, after a predetermined time has elapsed since the start of radiation irradiation was detected, the control means 22 detects when radiation irradiation has been started in the reading process of the image data d before the radiographic image capture or its The
なお、図20に示した場合においても、本画像としての画像データDの読み出し処理を、例えば走査線5の最初のラインL1等からオン電圧の印加を開始して行うように構成することが可能である。また、図20中のΔTやτについては以下で説明する。
In the case shown in FIG. 20 as well, it is possible to configure that the reading process of the image data D as the main image is performed by starting the application of the on-voltage from the first line L1 of the
[検出感度を向上させるための処理について]
また、上記の検出方法1において、放射線画像撮影前の各放射線検出素子7のリセット処理で、ある走査線5に対するオン電圧の印加を開始してから次の走査線5に対するオン電圧の印加を開始するまでの周期τ(図15や図16等参照)を長くして、リークデータdleakの読み出し処理において制御手段22から送信する2回のパルス信号Sp1、Sp2の送信間隔Tを長くすると、1回のリークデータdleakの読み出し処理で読み出されるリークデータdleakの値が大きくなる。そのため、放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出感度が向上する。
[About processing to improve detection sensitivity]
Further, in the
また、上記の検出方法2において、放射線画像撮影前の照射開始検出用の画像データdの読み出し処理において、各TFT8をオン状態とする時間ΔT(図19や図20参照)、すなわち走査駆動手段15のゲートドライバー15bから走査線5にオン電圧を印加してからオフ電圧に切り替えるまでの時間ΔT(以下、オン時間ΔTという。)を長くすると、1回の画像データdの読み出し処理で読み出される画像データdの値が大きくなる。そのため、やはり放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出感度が向上する。
Further, in the
なお、この場合も、ある走査線5に対するオン電圧の印加を開始してから次の走査線5に対するオン電圧の印加を開始するまでの周期τ(図20参照)や、制御手段22から送信する2回のパルス信号Sp1、Sp2の送信間隔T(図19参照)が長くなる。
In this case as well, the period τ (see FIG. 20) from the start of application of the on-voltage to a
このように、上記の検出方法1や検出方法2を採用する場合には、放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出感度を向上させるために、放射線画像撮影前の各放射線検出素子7のリセット処理や照射開始検出用の画像データdの読み出し処理における上記の周期τや、制御手段22から送信する2回のパルス信号Sp1、Sp2の送信間隔T、或いはオン時間ΔTを長くする等の処理が適宜行われる。
As described above, when the
[改良された放射線の照射開始の検出方法について]
ところで、上記の検出方法1、2は、以下のように改良することができる。なお、以下では、前述した検出方法1、すなわち放射線画像撮影前にリークデータdleakの読み出し処理および各放射線検出素子7のリセット処理を交互に行い、読み出したリークデータdleakに基づいて放射線の照射開始を検出する場合について説明するが、上記の検出方法2についても同様にあてはまる。
[Improved detection method for starting irradiation]
By the way, the
上記の検出方法1を採用して放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射開始を検出するように構成する場合、放射線画像撮影装置1の検出部P(図4や図7等参照)には、通常、数千本から数万本の信号線6が配線されており、各信号線6にそれぞれ読み出し回路17が設けられているため、1回のリークデータdleakの読み出し処理で読み出されるリークデータdleakの数は、数千個から数万個の数になる。
When the
そして、それらの全てのリークデータdleakについて、上記のように閾値を越えたか否かを判断する処理を各読み出し処理ごとに行うように構成すると、処理が非常に重くなり、リアルタイムで放射線の照射開始を検出することができなくなる虞れがある。そこで、以下のような検出手法を採用することが可能である。 If all the leak data dleak is configured to perform the process for determining whether or not the threshold value is exceeded as described above for each read process, the process becomes very heavy and radiation irradiation starts in real time. May not be detected. Therefore, it is possible to employ the following detection method.
[検出手法A]
読み出しIC16(図7参照)内には、例えば、128個や256個等の所定個数の読み出し回路17が形成されて内蔵されている。すなわち、1個の読み出しIC16には、128本や256本等の信号線6が接続されている。そして、1回のリークデータdleakの読み出し処理で、1個の読み出しIC16から各信号線6ごとに128個や256個のリークデータdleakが読み出される。
[Detection method A]
In the read IC 16 (see FIG. 7), for example, a predetermined number of read
いま、仮に信号線6が8192本設けられており、1個の読み出しIC16に256個の読み出し回路17が内蔵されている(すなわち1個の読み出しIC16に256本の信号線6が接続されている)とすると、読み出しIC16の数は、全部で8192÷256=32個になる。
Now, suppose that 8192
そこで、例えば、1回のリークデータdleakの読み出し処理で1つの読み出しIC16から出力されたリークデータdleakの平均値や合計値、中間値、最大値等(以下、これらをまとめて統計値という。)を算出し、各読み出しIC16について算出したリークデータdleakの統計値dleak_st(z)が、それぞれ閾値を越えたか否かを判断するように構成することが可能である。
Therefore, for example, the average value, total value, intermediate value, maximum value, etc. of the leak data dleak output from one
なお、統計値dleak_st(z)中のzは、読み出しIC16の番号であり、上記の例では、読み出しIC16は32個設けられているため、zは1から32までの値をとる。
Note that z in the statistical value dleak_st (z) is the number of the read
このように構成すれば、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、上記の例で言えば、1回のリークデータdleakの読み出し処理で読み出される8192個のリークデータdleakについて各々閾値を越えたか否かを判断する必要がなくなり、各読み出しIC16から出力されたリークデータdleakの32個の統計値dleak_st(z)について閾値を越えたか否かを判断するだけで済む。そのため、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射開始の判断処理が軽くなる。
If comprised in this way, the control means 22 of the
[検出手法B]
また、さらに判断処理を軽くするために、制御手段22で、1回のリークデータdleakの読み出し処理で各読み出しIC16から出力されたリークデータdleakから算出した32個の統計値dleak_st(z)の中から最大値を抽出し、リークデータdleakの統計値dleak_st(z)の最大値が閾値を越えたか否かを判断するように構成することも可能である。
[Detection method B]
Further, in order to further reduce the determination process, the control means 22 includes 32 statistical values dleak_st (z) calculated from the leak data dleak output from each read
また、図21に示すように、検出部P(図4や図7等参照)が例えば4つの領域Pa〜Pdに分割されており、32個の読み出しIC16が32÷4=8個ずつ各領域Pa〜Pdに割り当てられているような場合がある。
Further, as shown in FIG. 21, the detection unit P (see FIGS. 4 and 7) is divided into, for example, four areas Pa to Pd, and 32 read
このような場合には、各領域Pa〜Pdごとに、1回のリークデータdleakの読み出し処理で各読み出しIC16から出力されたリークデータdleakから算出した8個の統計値dleak_st(z)の中から最大値を抽出し、リークデータdleakの統計値dleak_st(z)の最大値が閾値を越えたか否かを判断するように構成することも可能である。
In such a case, for each of the areas Pa to Pd, from among the eight statistical values dleak_st (z) calculated from the leak data dleak output from each read
なお、図21では、走査駆動手段15や走査線5等の記載が省略されている。また、図21では簡略化して示したが、実際には、各読み出しIC16にはそれぞれ256本等の信号線6が接続されている。
In FIG. 21, the description of the scanning drive means 15 and the
しかし、上記のように構成する場合、各読み出しIC16内の各読み出し回路17ごとの検出感度が問題になる場合があり得る。各読み出し回路17(図7等参照)の検出感度は、通常、各読み出し回路17ごとに異なる。
However, when configured as described above, the detection sensitivity for each
すなわち、各放射線検出素子7から信号線6にリークする電荷qの合計値(図13参照)が信号線6ごとに同じであったとしても、他の読み出し回路17よりも常に大きな値のリークデータdleakを読み出す読み出し回路17もあれば、他の読み出し回路17よりも常に小さな値のリークデータdleakを読み出す読み出し回路17もある。
That is, even if the total value (see FIG. 13) of the charges q leaking from each
このような状況において、例えば図22に示すように、放射線画像撮影装置1に対して放射線が、検出部Pの中央部分に照射野Fが絞られた状態で照射され、他の読み出し回路17よりも常に大きな値のリークデータdleakを読み出す読み出し回路17に接続されている信号線6aが照射野F外に存在する場合を考える。
In such a situation, for example, as shown in FIG. 22, the radiation
この場合、図23に示すように、照射野F内に存在する信号線6に接続されている読み出し回路17を含む読み出しIC16γから出力されたリークデータdleakの統計値dleak_st(z)(図中のγ参照)が放射線の照射により上昇しても、照射野F外に存在する信号線6aに接続されている読み出し回路17を含む読み出しIC16δから出力されたリークデータdleakの統計値dleak_st(z)(図中のδ参照)を越えない場合が生じ得る。
In this case, as shown in FIG. 23, the statistical value dleak_st (z) of leak data dleak output from the readout IC 16γ including the
そして、このような場合、1回のリークデータdleakの読み出し処理で各読み出しIC16から出力されたリークデータdleakから算出した各統計値dleak_st(z)の中から最大値を抽出すると、図中δで示されたリークデータdleakの統計値dleak_st(z)が抽出されるが、抽出されたリークデータdleakの統計値dleak_st(z)は放射線の照射によっても変動しないため、結局、閾値を越えなくなり、放射線の照射を検出することができなくなってしまう。
In such a case, when the maximum value is extracted from each statistical value dleak_st (z) calculated from the leak data dleak output from each read
そこで、このような問題を回避するために、例えば、各読み出し処理ごとに各読み出しIC16から出力されたリークデータdleakの統計値dleak_st(z)の移動平均(Moving Average)dlst_ma(z)を、読み出しIC16ごとに算出するように構成することが可能である。なお、移動平均dlst_ma(z)の算出手法としては、単純移動平均や加重移動平均、或いは指数移動平均等の公知の手法を用いることが可能である。
Therefore, in order to avoid such a problem, for example, the moving average dlst_ma (z) of the statistical value dleak_st (z) of the leak data dleak output from each read
具体的には、リークデータdleakの読み出し処理の際に読み出しIC16から出力されるリークデータdleakの統計値dleak_st(z)を算出するごとに、図24に示すように、当該読み出し処理の直前の読み出し処理を含む所定回数(例えば10回)分の過去の各読み出し処理の際に算出された、読み出しIC16ごとのリークデータdleakの統計値dleak_st(z)の平均(すなわち移動平均dlst_ma(z))を算出するように構成する。
Specifically, every time the statistical value dleak_st (z) of the leak data dleak output from the read
そして、下記(1)式に従って、読み出しIC16ごとに、今回の読み出し処理で算出したリークデータdleakの統計値dleak_st(z)と、算出した移動平均dlst_ma(z)との差分Δd(z)を算出するように構成することが可能である。
Δd(z)=dleak_st(z)−dlst_ma(z) …(1)
Then, the difference Δd (z) between the statistical value dleak_st (z) of the leak data dleak calculated in the current reading process and the calculated moving average dlst_ma (z) is calculated for each reading
Δd (z) = dleak_st (z) −dlst_ma (z) (1)
そして、制御手段22で、1回のリークデータdleakの読み出し処理で読み出しIC16から出力されたリークデータdleakから算出した統計値dleak_st(z)と、それぞれに対応する移動平均dlst_ma(z)との差分Δd(z)を、各読み出しIC16ごとにそれぞれ算出し、算出した差分Δd(z)(上記の例では32個や8個等の差分Δd(z))の中から最大値Δdmaxを抽出し、差分Δd(z)の最大値Δdmaxが閾値を越えたか否かを判断するように構成することが可能である。
Then, the difference between the statistical value dleak_st (z) calculated from the leak data dleak output from the read-
このように構成すれば、読み出しIC16内に設けられた読み出し回路17ごとに検出感度にばらつきがあったとしても、同じ読み出しIC16において同じ検出感度で読み出されたリークデータdleakの統計値dleak_st(z)と移動平均dlst_ma(z)との差分Δd(z)を算出することで、読み出しIC16ごとの検出感度によるばらつきが相殺される。
With this configuration, even if there is a variation in detection sensitivity among the
すなわち、図23に示したように各読み出しIC16ごとに検出感度にばらつきがあったとしても、図25に示すように、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されない限り、上記の読み出しIC16γ、16δを含むいずれの読み出しIC16においても、算出される差分Δd(z)の値がほぼ0になる(図25における放射線の照射開始前のγ、δ参照)。
That is, even if there is a variation in detection sensitivity for each
そのため、上記差分Δd(z)が、読み出しIC16ごとに、純粋にリークデータdleakの統計値dleak_st(z)が過去のデータから増加したか否かのみを反映する値になり、それに基づいて放射線の照射開始を検出するように構成することで、図23に示したような問題が発生することを的確に防止することが可能となる。
Therefore, the difference Δd (z) is a value that reflects only whether or not the statistical value dleak_st (z) of the leak data dleak has increased from the past data for each
本実施形態では、この検出手法Bを採用し、制御手段22は、放射線画像撮影前に行うリークデータdleakの読み出し処理において、読み出しIC16から出力されたリークデータdleakから算出した統計値dleak_st(z)と、それぞれに対応する移動平均dlst_ma(z)との差分Δd(z)を、各読み出しIC16ごとにそれぞれ算出する。
In the present embodiment, this detection method B is adopted, and the control means 22 uses a statistical value dleak_st (z) calculated from the leak data dleak output from the read
そして、算出した差分Δd(z)(上記の例では32個の差分Δd(z)、或いは図21の場合には検出部Pの各領域Pa〜Pdごとの8個の差分Δd(z))の中から最大値Δdmaxを抽出する。そして、差分Δd(z)の最大値Δdmaxが、閾値Δdthを越えたか否かを判断するようになっている。 Then, the calculated difference Δd (z) (32 differences Δd (z) in the above example, or in the case of FIG. 21, eight differences Δd (z) for each region Pa to Pd of the detection unit P). The maximum value Δdmax is extracted from the list. Then, it is determined whether or not the maximum value Δdmax of the difference Δd (z) exceeds the threshold value Δdth.
このように構成すると、放射線画像撮影装置1に放射線が照射される以前は、図25に示したように、いずれの読み出しIC16においても算出される差分Δd(z)の値がほぼ0になるため、各読み出しIC16ごとに算出した差分Δd(z)の最大値Δdmaxは、図26に示すようにほぼ0に近い値になる(図中の時刻T1以前参照)。
With this configuration, before the radiation
そして、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されると(図中の時刻T1参照)、いずれかの読み出しIC16(或いは全ての読み出しIC16)において、それまでの例えば過去10回分の読み出しIC16ごとのリークデータdleakの統計値dleak_st(z)の移動平均dlst_ma(z)(図24参照)よりも、今回の読み出し処理で読み出されたリークデータdleakの統計値dleak_st(z)が格段に大きくなる。
Then, when radiation irradiation to the radiation
そのため、上記(1)式に従って差分Δd(z)を算出すると、差分Δd(z)が格段に大きくなる読み出しIC16が現れる。そして、差分Δd(z)の最大値Δdmaxが確実に閾値Δdthを越えるようになるため、制御手段22は、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されたことを的確に検出することが可能となる。
Therefore, when the difference Δd (z) is calculated according to the above equation (1), a
なお、放射線の照射開始を検出した時点で各走査線5へのオン電圧の印加を停止して電荷蓄積状態に移行させ、その後、本画像としての画像データDの読み出し処理を行うように構成されることは前述した通りである(図16や図20等参照)。
It should be noted that the application of the ON voltage to each
また、放射線の照射開始の検出処理において、上記のように差分Δd(z)の最大値Δdmaxだけでなく最小値Δdminも算出するように構成し、差分Δd(z)の最大値Δdmaxと最小値Δdminとの差が閾値を越えたか否かを判断するように構成する等の更なる改良を加えることも可能である。 Further, in the detection process of the start of radiation irradiation, it is configured to calculate not only the maximum value Δdmax of the difference Δd (z) but also the minimum value Δdmin as described above, and the maximum value Δdmax and the minimum value of the difference Δd (z). It is also possible to add further improvements such as a configuration in which it is determined whether or not the difference from Δdmin exceeds a threshold value.
さらに、各読み出しIC16ごとのリークデータdleakの統計値dleak_st(z)を算出せず、例えば上記の検出方法1のように各読み出し回路17から読みされたリークデータdleak自体に基づいて放射線の照射開始を検出するように構成する場合において、各読み出し回路17ごとにリークデータdleakの移動平均dleak_maを算出し、上記(1)式と同様に、各回の読み出し処理ごとに、読み出したリークデータdleakと移動平均dleak_maとの差分Δdを算出するように構成することも可能である。
In addition, the statistical value dleak_st (z) of the leak data dleak for each
このように構成する場合、これらの差分Δdや、それらの差分Δdの中から抽出された最大値Δdmaxに基づいて放射線の照射開始を検出するように構成される。 When configured in this manner, the irradiation start is detected based on the difference Δd and the maximum value Δdmax extracted from the difference Δd.
[衝撃等により大きなリークデータdleak等を出力する読み出しICについて]
ところで、前述したように、読み出し回路17が内蔵された読み出しIC16(後述する図6〜図8参照)の中には、例えば図12に示したように放射線画像撮影装置1を患者Hの身体にあてがう等する際に放射線画像撮影装置に衝撃が加わると、放射線画像撮影前に読み出されるリークデータdleakや照射開始検出用の画像データdが衝撃により大きく変動するようになるICが存在する。
[Reading IC that outputs large leak data dleak etc. due to impact etc.]
Incidentally, as described above, in the readout IC 16 (see FIGS. 6 to 8 described later) in which the
例えば図27は、上記の検出手法Bを採用して、読み出しIC16ごとに、リークデータdleakの統計値dleak_st(z)(例えば平均値)等とそれぞれに対応する移動平均dlst_ma(z)との差分Δd(z)をそれぞれ算出している最中に、図1に示したように配置した放射線画像撮影装置1に対して高さ30cmからソフトボールを放射線入射面Rに落下させた場合に、各読み出しIC16ごとに算出される各差分Δd(z)の時間的推移をそれぞれ表すグラフである。
For example, FIG. 27 employs the above-described detection method B, and for each read
図27から分かるように、図中αで示される通常の読み出しIC16では、衝撃があると(時刻t=0)、その後、読み出されるリークデータdleak等の値が多少増減する。そのため、算出されるΔd(z)の値にも多少の変動が生じる。それに対し、図中βで示される読み出しIC16では、衝撃後に読み出されるリークデータdleak等の値の増減が、通常の読み出しIC16よりも異常に大きくなる。そのため、算出されるΔd(z)の値に非常に大きな変動が生じる。このような読み出しIC16が存在する場合がある。
As can be seen from FIG. 27, in the
なお、図27では、上記の例えば32個の読み出しIC16のうちの8個の読み出しIC16についてプロットした図である。また、図中βで示される読み出しIC16では、衝撃後、しばらくしてから差分Δd(z)の振幅のピークが現れるが、これは、衝撃により装置内での各部材でそれぞれ生じた固有の振動が、その時点で極大になり、読み出されるリークデータdleakが極大になったためと考えられる。
In FIG. 27, for example, eight read
また、このような放射線画像撮影装置1に加わる衝撃のみならず、読み出しIC16によっては、電磁波や温度等の外界からの影響を受けて、読み出されるリークデータdleakや照射開始検出用の画像データd、或いはそれらから算出される差分Δd(z)が、外界からの影響により大きく変動するようになる場合もあり得る。
In addition to such an impact applied to the radiographic
このような現象が生じる原因は明確には判明していないが、例えば放射線画像撮影装置1が衝撃を受けた場合には、衝撃により基板4やフレキシブル回路基板12(図6参照)が瞬間的に激しく振動し、フレキシブル回路基板12上に組み込まれた読み出しIC16の各読み出し回路17のコンデンサー18b(図8参照)に蓄積される電荷が何らかの原因で比較的大きく変動するためであると考えられている。
Although the cause of such a phenomenon is not clearly understood, for example, when the
そして、このようにリークデータdleakや照射開始検出用の画像データd、或いは差分Δd(z)等に大きな変動が生じると、リークデータdleakや差分Δd(z)等が変動して大きな値になった際に閾値dleak_th等を越えてしまい、放射線が照射されていないにもかかわらず、放射線の照射が開始されたと放射線画像撮影装置が誤検出してしまう可能性があることは前述した通りである。 When the leak data dleak, the image data d for detecting the start of irradiation, or the difference Δd (z) or the like is greatly changed, the leak data dleak or the difference Δd (z) is changed to a large value. As described above, the radiographic imaging apparatus may erroneously detect that radiation irradiation has started even though the threshold value dleak_th or the like is exceeded and radiation is not irradiated. .
[誤検出防止のための構成等について]
以下、このような放射線の照射開始の誤検出が生じることを防止するための放射線画像撮影装置1の構成等について説明するとともに、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1の作用について説明する。
[Configuration to prevent false detection]
Hereinafter, the configuration and the like of the radiographic
上記のような誤検出が生じることを防止するために、本実施形態では、全ての読み出しIC16(すなわち上記の例で言えば32個の読み出しIC16)のうち、放射線の照射開始の検出処理に関与させない読み出しIC16を予め指定しておくようになっている。この場合、例えば放射線画像撮影装置1の工場出荷時等に、上記のように放射線画像撮影装置1に衝撃を加えたり、電磁波や温度等を変える等した場合に、読み出されるリークデータdleakや照射開始検出用の画像データdの値が異常に大きく変動する読み出しIC16(例えば図27のβで示される差分d(z)を算出する読み出しIC16)が指定される。
In order to prevent the above-described erroneous detection from occurring, in the present embodiment, among all the readout ICs 16 (that is, 32
この読み出しIC16の情報(例えば当該読み出しIC16の番号等)が、放射線画像撮影装置1の制御手段22のメモリーに予め記憶される。或いは、制御手段22が読み出すプログラム中に、予め当該読み出しIC16の情報を書き込んでおくようにしてもよい。
Information of the readout IC 16 (for example, the number of the readout IC 16) is stored in advance in the memory of the
そして、制御手段22は、放射線画像撮影前のリークデータdleakや照射開始検出用の画像データdの読み出し処理を行う際に、メモリーから上記の読み出しIC16の情報を読み出したりプログラム中から読み取る等して、予め指定された読み出しIC16を割り出し、当該指定された読み出しIC16以外の読み出しIC16について、放射線画像撮影前のリークデータdleakや照射開始検出用の画像データdの読み出し処理や差分Δd(z)の算出処理を行うようになっている。
Then, the control means 22 reads out the information of the above-mentioned
すなわち、予め指定された読み出しIC16においても放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理等を行うが、当該指定された読み出しIC16については差分Δd(z)の算出処理を行わず、当該指定された読み出しIC16以外の読み出しIC16について算出された差分Δd(z)のみを対象として、放射線の照射開始の検出処理を行うようになっている。
In other words, the
このように構成することで、例えば放射線画像撮影装置1に衝撃が加わる等することにより変動するリークデータdleakや照射開始検出用の画像データdのうち、他の読み出しIC16から出力されたリークデータdleak等に比べて異常に大きく変動するリークデータdleak等が、放射線の照射開始の検出処理の対象から除外される。
With this configuration, for example, the leak data dleak output from the
例えば図27に示した例で言えば、読み出しIC16ごとに算出される差分Δd(z)のうち、例えば放射線画像撮影装置1に衝撃が加わる等することにより図中βで示されるように異常に大きく変動する差分Δd(z)については、上記のように差分Δd(z)の算出処理自体が行われず、放射線の照射開始の検出処理の対象から除外される。そして、値の変動の範囲が通常のレベル内に収まる図中αで示される差分Δd(z)のみに基づいて、放射線の照射開始の検出処理が行われる。
For example, in the example shown in FIG. 27, the difference Δd (z) calculated for each
そのため、例えば放射線画像撮影装置1に衝撃が加わる等しても、それが原因となってリークデータdleakや照射開始検出用の画像データd、或いは差分Δd(z)が閾値を越えてしまう事態が生じることが的確に防止される。
For this reason, for example, even if an impact is applied to the radiation
そのため、放射線が照射されていないにもかかわらず、放射線画像撮影装置1の制御手段22が、放射線の照射が開始されたと誤検出してしまうことを的確に防止することが可能となる。
For this reason, it is possible to accurately prevent the
なお、上記のように構成する場合、当該指定された読み出しIC16については、リークデータdleakや照射開始検出用の画像データdを読み出しても、読み出されたリークデータdleak等は放射線の照射開始の検出処理には使われない。そのため、上記のように、当該指定された読み出しIC16についてもリークデータdleak等の読み出し処理を行うように構成する代わりに、読み出し処理を行わないように構成することも可能である。
In the case of the configuration as described above, even if the specified read
その場合、上記の検出方法1を採用する場合には、当該指定された読み出しIC16については、他の読み出しIC16と同じタイミングで各放射線検出素子7のリセット処理を行うが、他の読み出しIC16がリークデータdleakの読み出し処理を行うタイミングでは、当該指定された読み出しIC16はリークデータdの読み出し処理を行わないように構成することが可能である。
In this case, when the
また、上記の検出方法2を採用する場合には、当該指定された読み出しIC16については、照射開始検出用の画像データdの読み出し処理の代わりに、他の読み出しIC16が画像データdの読み出し処理を行うタイミングで各放射線検出素子7のリセット処理を行うように構成することが可能である。
When the
[本画像としての画像データDの読み出し処理について]
一方、本実施形態では、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、上記のように、放射線画像撮影前の検出処理では、当該指定された読み出しIC16から出力されたリークデータdleakや照射開始検出用の画像データd等を検出処理の対象としないが、放射線画像撮影後の本画像としての画像データDの読み出し処理では、当該指定された読み出しIC16を含む全ての読み出しIC16を用いて画像データDの読み出し処理を行うようになっている。
[Reading process of image data D as main image]
On the other hand, in the present embodiment, as described above, the
すなわち、例えば図21に示した32個の読み出しIC16のうち、一部の読み出しIC16が予め指定されていて放射線の照射開始の検出処理には用いられなくても、本画像としての画像データDの読み出し処理(図16や図20参照)においては、当該一部の読み出しIC16を含む32個全ての読み出しIC16を用いて、各放射線検出素子7から画像データDを読み出すようになっている。
That is, for example, even if some of the 32
放射線画像撮影装置1に衝撃が加わった直後には、上記のようにリークデータdleak等が変動するが、その後、放射線画像撮影装置1が電荷蓄積状態に移行した後、画像データDの読み出し処理を開始するまでの間に、衝撃の影響は収束してほとんどなくなる。そのため、上記の予め指定された読み出しIC16、すなわちいわば衝撃等に弱い読み出しIC16を用いても、衝撃の影響をほとんど受けずに画像データDを読み出すことができるためである。
Immediately after an impact is applied to the radiographic
[画像データDの読み出し処理後の各処理について]
本実施形態では、上記のようにして画像データDの読み出し処理を終了すると、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、コンソール58に対して間引きデータDtを送信するようになっている。そして、コンソール58は、送信されてきた間引きデータDtに基づいて、表示部58a(図11や図12参照)上にプレビュー画像p_preを表示するようになっている。
[About each process after the reading process of the image data D]
In the present embodiment, when the reading process of the image data D is completed as described above, the
これは、撮影した画像データD中に被写体が適切に撮影されているか否かを、放射線画像pを生成する前に事前に確認するための処理である。 This is a process for confirming in advance whether or not the subject is properly captured in the captured image data D before generating the radiation image p.
例えば図28に示すように、放射線画像撮影装置1の検出部P(図4や図7参照)のn行、m列目の放射線検出素子7(n,m)から読み出された画像データDをD(n,m)で表すとすると、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、読み出した画像データD(n,m)の中から、例えば図中に斜線を付して示すように予め所定本数(図28の場合は4本)の走査線5の各ラインL1〜Lxごとに1本の割合で指定された走査線5に接続されている各放射線検出素子7から読み出された画像データD(n,m)を抽出して、間引きデータDtとする。
For example, as shown in FIG. 28, image data D read from the radiation detection element 7 (n, m) in the n-th row and the m-th column of the detection unit P (see FIGS. 4 and 7) of the
そして、制御手段22は、このようにして抽出した間引きデータDtをコンソール58に送信するようになっている。なお、間引きデータDtや後述する画像データD等をコンソール58に送信する際には、間引きデータDt等は圧縮されて送信される。
The
また、コンソール58は、上記のように放射線画像撮影装置1から間引きデータDtが送信されてくると、間引きデータDtが圧縮されている場合には適宜伸長して元の間引きデータDtを復元した後、それに基づいてプレビュー画像p_preを生成し、生成したプレビュー画像p_preを表示部58a上に表示させるようになっている。
Further, when the thinning data Dt is transmitted from the radiographic
一方、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、画像データDの読み出し処理を終了して間引きデータDtのコンソール58への送信が終了すると、続いて、オフセットデータOの読み出し処理を行うようになっている。
On the other hand, when the
このオフセットデータOの読み出し処理は、画像データDに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分を、各放射線検出素子7ごとにオフセットデータOとして読み出す処理である。図示を省略するが、オフセットデータOの読み出し処理は、例えば、図16や図20等に示した画像データDの読み出し処理までの処理シーケンスと同じ処理シーケンスを繰り返すようにして行われる。なお、その場合、放射線画像撮影装置1に放射線は照射されない。
The offset data O reading process is a process of reading the offset due to the dark charge superimposed on the image data D as the offset data O for each
オフセットデータOの読み出し処理が終了すると、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、上記の間引きデータDt以外の残りの画像データDと、オフセットデータOの読み出し処理で読み出したオフセットデータOをコンソール58に送信するようになっている。
When the reading process of the offset data O is completed, the
そして、コンソール58は、放射線画像撮影装置1から残りの画像データDとオフセットデータOが送信されてくると、各放射線検出素子7ごとに画像データDからオフセットデータOを減算して、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷のみに起因する真の画像データD*を算出する。そして、算出した真の画像データD*に対して、ゲイン補正やオフセット補正、欠陥画素補正、撮影部位に応じた諧調処理等の画像処理を行って、最終的な放射線画像pを生成するようになっている。
Then, when the remaining image data D and offset data O are transmitted from the radiation
コンソール58は、放射線画像pを生成すると、それを記憶手段59に保存するようになっている。また、コンソール58は、必要に応じて、生成した放射線画像pを表示部58aに表示したり、システム内或いはシステム外の画像表示装置や他のシステムに生成した放射線画像pのデータを転送する等の処理を適宜行うようになっている。
When the
[本実施形態の変形例について]
ここで、上記の本実施形態の変形例について説明する。
[Modification of this embodiment]
Here, a modified example of the above-described embodiment will be described.
本実施形態では、上記のように、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、放射線の照射開始を検出すると、図16や図20に示したように自動的に電荷蓄積状態に移行して、画像データDの読み出し処理を行うようになっている。そのため、上記のように、放射線の照射開始を誤検出した場合も、放射線画像撮影装置1ではそれが誤検出であることは認識されないため、そのまま自動的に電荷蓄積状態に移行し、画像データDを読み出して、コンソール58に間引きデータDtを送信する。
In the present embodiment, as described above, when the
そして、この場合、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されない状態で放射線の照射開始が誤検出されたため、読み出された画像データDやコンソール58に送信された間引きデータDtには被写体が撮影されていない。そのため、コンソール58が、送信されてきた間引きデータDtに基づいてプレビュー画像p_preを生成して表示部58aに表示させると、表示されたプレビュー画像p_preには、被写体が全く撮影されていないことになる。
In this case, since the radiation irradiation start is erroneously detected in a state where the radiation
そして、このようなプレビュー画像p_preを放射線技師が見れば、放射線画像撮影装置1の制御手段22が、放射線の照射開始を誤検出したことが分かる。そこで、これを利用して、放射線の照射開始の検出処理に用いない読み出しIC16を指定するように構成することが可能である。
If the radiologist looks at such a preview image p_pre, it can be understood that the control means 22 of the
すなわち、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、上記のようにして放射線の照射開始を検出するごとに、当該放射線の照射開始を検出する基となったリークデータdleakや照射開始検出用の画像データdを出力した読み出しIC16や、基となったリークデータdleakの統計値dleak_st(z)や画像データdの統計値、或いは差分Δd(z)が算出された読み出しICの履歴(例えば読み出しIC16の番号等の履歴)を作成するように構成する。
That is, whenever the control means 22 of the
この場合、放射線の照射開始の検出が正常な検出であろうと誤検出であろうと構わず、放射線の照射開始を検出するごとに読み出しIC16の番号を割り出す等して、読み出しICの履歴を作成するように構成される。
In this case, regardless of whether the detection of the start of radiation irradiation is normal detection or erroneous detection, the read IC history is created by determining the number of the read
一方、コンソール58は、被写体が全く撮影されていないプレビュー画像p_preを見た放射線技師がマウスやキーボード等の入力手段を操作して、放射線画像撮影装置1の制御手段22が放射線の照射開始を誤検出した旨の信号が入力されると、放射線画像撮影装置1に対して誤検出信号を送信するように構成される。
On the other hand, the
そして、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、コンソール58から誤検出信号を受信すると、上記の履歴を参照して、放射線の照射開始を誤検出する基となったリークデータdleakや照射開始検出用の画像データdを出力した読み出しIC16、或いは、基となったリークデータdleakの統計値dleak_st(z)や画像データdの統計値或いは差分Δd(z)が算出された読み出しIC16を特定する。
When the
そして、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、例えば、読み出しIC16ごとに特定した回数をカウントし、特定した回数が所定回数以上になると、当該読み出しIC16を、放射線の照射開始の検出処理に用いない読み出しIC16として指定するように構成することが可能である。
Then, for example, the
このように構成すれば、放射線画像撮影装置1の病院等の施設への導入後における誤検出の発生状況に応じて、例えばそのような誤検出が頻繁に生じる読み出しIC16を、放射線の照射開始の検出処理に用いるべきでない読み出しIC16として、上記の指定された読み出しIC16に新たに加えるように構成することが可能となる。
If comprised in this way, according to the generation | occurrence | production situation of the erroneous detection after introduction | transduction to facilities, such as a hospital, of the
そして、例えば工場出荷時に予め指定されていなくても、放射線の照射開始の検出処理に用いるべきでない読み出しIC16が的確に指定されるようになり、放射線画像撮影装置1に衝撃が加わること等により変動が異常に大きくなるリークデータdleak等を、放射線の照射開始の検出処理の対象から的確に除外することが可能となる。そのため、衝撃等により放射線の照射開始の誤検出が生じることを的確に防止することが可能となる。
For example, even if it is not specified in advance at the time of factory shipment, the
また、本実施形態のように、工場出荷時等に読み出しIC16を予め指定しておかなくても、上記のように構成して、放射線画像撮影装置1の病院等の施設への導入後に生じる誤検出の発生状況に応じて、例えばそのような誤検出が頻繁に生じる読み出しIC16を、放射線の照射開始の検出処理に用いるべきでない読み出しIC16として指定していくように構成することも可能となる。
Further, as in the present embodiment, even if the
このように構成しても、放射線画像撮影装置1に衝撃が加わること等により変動が異常に大きくなるリークデータdleak等を、放射線の照射開始の検出処理の対象から的確に除外することが可能となり、衝撃等により放射線の照射開始の誤検出が生じることを的確に防止することが可能となる。
Even with this configuration, it is possible to accurately exclude leak data dleak or the like whose fluctuations are abnormally large due to an impact applied to the
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1や放射線画像撮影システム50によれば、放射線画像撮影前にリークデータdleakの読み出し処理や照射開始検出用の画像データdの読み出し処理を行い、読み出されたリークデータdleak等やそれに基づいて算出される読み出しIC16ごとの差分Δd(z)等に基づいて放射線の照射開始を検出する。そのため、放射線画像撮影装置1自体で放射線の照射開始を的確に検出することが可能となる。
As described above, according to the radiographic
また、その際、放射線画像撮影装置1に衝撃が加わる等した際に、出力されるリークデータdleak等や算出される差分Δd(z)の変動が異常に大きくなる読み出しIC16を予め指定しておき、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、予め指定された読み出しIC16以外の読み出しIC16に内蔵された各読み出し回路17から読み出されたリークデータdleak等のみを対象とし、或いはそのようなリークデータdleak等に基づいて算出される差分Δd(z)のみを対象として、放射線の照射開始の検出処理を行う。
Further, at that time, when the radiation
そのため、予め指定された読み出しIC16から、例えば放射線画像撮影装置1に衝撃が加わる等して異常に大きく変動するリークデータdleak等が読み出されても、それらのリークデータdleak等やそれらに基づいて算出された差分Δd(z)は、放射線の照射開始の検出処理の対象から的確に除外される。そして、例えば放射線画像撮影装置1に衝撃が加わる等しても、変動の範囲が通常のレベル内に収まるリークデータdleak等や差分Δd(z)のみに基づいて、放射線の照射開始の検出処理が行われる。
Therefore, even if leak data dleak or the like that fluctuates abnormally due to, for example, an impact applied to the radiographic
そのため、放射線画像撮影装置1に衝撃が加わる等しても、それが原因となってリークデータdleak等が閾値を越えてしまう事態が生じることを的確に防止することが可能となり、衝撃等により、放射線が照射されていないにもかかわらず放射線の照射開始が誤検出されることを的確に防止することが可能となる。
Therefore, even when an impact is applied to the radiation
そして、放射線の照射開始が誤検出されて何も撮影されていない画像データDが読み出されることが的確に防止されるとともに、本実施形態にように放射線画像撮影装置1がバッテリー24を内蔵するタイプの放射線画像撮影装置である場合には、そのためにバッテリー24の電力が無駄に消費されてしまうことを的確に防止することが可能となる。
In addition, it is possible to accurately prevent reading of image data D in which radiation start is erroneously detected and nothing is captured, and the
[読み出しIC間での検出感度の違いを利用することについて]
ところで、前述したように、検出部Pの各読み出しIC16(例えば図16参照)ごとに検出感度が異なる場合がある。そこで、本実施形態では、上記の検出手法Bで説明したように、読み出しIC16ごとに、上記(1)式に従って、今回の読み出し処理で算出したリークデータdleak等の統計値dleak_st(z)(例えば平均値)と、算出した移動平均dlst_ma(z)との差分Δd(z)を算出するように構成される。
[Using the difference in detection sensitivity between readout ICs]
Incidentally, as described above, the detection sensitivity may be different for each readout IC 16 (for example, see FIG. 16) of the detection unit P. Therefore, in the present embodiment, as described in the detection method B above, for each
このように構成すると、例えば図23に示したように検出感度の違いにより読み出しIC16ごとにリークデータdleak等の統計値dleak_st(z)に差があるような場合であっても、読み出しIC16ごとの検出感度によるばらつきが相殺され、図25に示したように、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されない状態では、いずれの読み出しIC16においても算出される差分Δd(z)の値がほぼ0になる。そのため、図23に示したような事態、すなわち放射線の照射開始を検出できない事態が生じることを防止することが可能となった。
With this configuration, for example, as shown in FIG. 23, even if there is a difference in the statistical value dleak_st (z) of the leak data dleak or the like for each read
しかし、読み出しIC16の検出感度は、図23に示したようなリークデータdleak(或いは照射開始検出用の画像データd)の統計値dleak_st(z)自体の大小或いはリークデータdleak等自体の大小だけでなく、放射線が照射された際のリークデータdleak等やそれらの統計値dleak_st(z)の立ち上がりの大きさにも影響する。
However, the detection sensitivity of the
すなわち、放射線の照射が開始されて、各放射線検出素子7から信号線6にリークする電荷qの合計値(図13参照)が信号線6ごとに同じであったとしても、他の読み出しIC16よりもリークデータdleak等やそれらの統計値dleak_st(z)が大きく立ち上がる読み出しIC16もあれば、他の読み出しIC16よりもリークデータdleak等の立ち上がりが小さい読み出しIC16もある。
That is, even if the total value of the charges q leaked from the respective
そして、上記の検出手法Bを採用する場合には、いずれの読み出しIC16のリークデータdleak等の立ち上がり量、或いは差分Δd(z)(図25参照)やその最大値Δdmax(図26参照)であっても放射線の照射開始が検出されるように、閾値(例えば図26に示されている閾値Δdth)が適切な値に設定される。
When the above detection method B is employed, the rise amount of the leak data dleak or the like of any
このように、読み出しIC16の検出感度が、放射線の照射が開始された際のリークデータdleak等の立ち上がり量にも影響を与えることを考慮し、この読み出しIC16間での検出感度の違いを利用して、放射線画像撮影装置1を以下のように構成することが可能である。
In this way, considering that the detection sensitivity of the
[構成例1]
例えば、放射線画像撮影装置1に対して照射野Fが絞られた状態で放射線が照射される場合には、図22に示したように、放射線は、照射野Fが少なくとも検出部Pの中央部分を含む位置に絞られた状態で照射されることが多い。
[Configuration example 1]
For example, when radiation is irradiated to the radiographic
そこで、このように照射野Fが絞られた放射線が照射されて撮影が行われることが多い放射線画像撮影装置1の場合には、例えば図29に示すように、検出部Pの中央部分Aに設けられている各放射線検出素子7やTFT8(図29中では不図示)に接続されている各信号線6が接続された読み出しIC16(例えば図29中で網掛けして示される読み出しIC16参照)の部分に、より検出感度が高い読み出しIC16を配置するように構成することが可能である。
Therefore, in the case of the radiographic
すなわち、簡単に言えば、並設された読み出しIC16のうち、中央寄りの部分に、より検出感度が高い読み出しIC16を配置するように構成することが可能である。
That is, simply speaking, it is possible to configure the
このように構成すれば、放射線画像撮影装置1に対して、照射野Fが絞られた状態で放射線が照射された場合に、少なくとも検出感度が高い読み出しIC16のいずれかの読み出しIC16に接続されている信号線6に接続されたTFT8で、放射線検出素子7から信号線6にリークする電荷q(図13参照)の量が多くなる。そのため、当該いずれかの検出感度が高い読み出しIC16から出力されるリークデータdleak等の値が大きくなる。
If comprised in this way, when radiation is irradiated to the
或いは、当該いずれかの検出感度が高い読み出しIC16から出力される照射開始検出用の画像データdの値が大きくなる。
Alternatively, the value of the image data d for irradiation start detection output from the
そして、その際、当該読み出しIC16では検出感度が高いため、放射線の照射開始によるリークデータdleakや照射開始検出用の画像データdの立ち上がり量(図25等参照)が確実に大きくなる。そのため、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、放射線の照射開始をより確実に検出することが可能となる。
At this time, since the detection sensitivity of the
なお、以下の構成例においても同様であるが、この構成例1のように構成する場合、上記の検出手法Bで図25に示したように、放射線の照射開始の検出処理においては、読み出しIC16ごとに算出した差分Δd(z)の値が閾値を越えたか否かをそれぞれ判断するように構成すればよく、必ずしも図26に示したように読み出しIC16ごとに算出した差分Δd(z)の最大値Δdmaxを算出して判断するように構成する必要はない。
Although the same applies to the following configuration examples, when configured as in configuration example 1, as shown in FIG. 25 with the above-described detection method B, in the detection process of the start of radiation irradiation, the
[構成例2]
また、例えば胸部レントゲン撮影のように、放射線画像撮影装置1の検出部Pの全面に被写体が撮影されるような場合、被写体である人体の胸部等は、通常、その中心部が分厚く、周辺部は薄い。そのため、被写体を介して放射線画像撮影装置1に到達する放射線の線量は、中心部の方が周辺部よりも小さくなる。
[Configuration example 2]
Further, when a subject is photographed on the entire surface of the detection unit P of the
そこで、放射線画像撮影装置1をこのような胸部レントゲン撮影等に主に使用する場合には、例えば図29に示した場合と同様に、被写体の中心部、すなわち放射線画像撮影装置1の検出部Pの中央部分Aに設けられている各放射線検出素子7やTFT8に接続されている各信号線6が接続された読み出しIC16の部分(すなわち簡単に言えば中央寄りの部分)に、より検出感度が高い読み出しIC16を配置するように構成することが可能である。
Therefore, when the
このように構成すれば、被写体により、放射線画像撮影装置1に対して照射される放射線の線量が小さくなっても、その部分に高い検出感度の読み出しIC16が配置されているため、読み出しIC16から出力されるリークデータdleak等の立ち上がり量(図25等参照)が大きくなり、放射線の照射開始を確実に検出することが可能となる。
According to this configuration, even if the radiation dose to the
[構成例3]
また、放射線画像撮影装置1を用いて、例えば手や腕、脚部等を撮影する場合、被写体である手や脚部等以外の部分(すなわちいわゆる素抜け部)では、被写体を介さずに放射線が放射線画像撮影装置1に直接入射する状態になり、入射する放射線の線量が大きくなる。そして、被写体を介して放射線が入射する部分では、素抜け部よりも入射する放射線の線量が小さくなる。
[Configuration example 3]
Further, when the
そこで、手や腕、脚部等の撮影のように、被写体の周辺に素抜け部ができる状態での撮影に使用されることが多い放射線画像撮影装置1では、例えば図29に示した場合や上記の構成例2の場合と同様に、被写体が撮影され易い放射線画像撮影装置1の検出部Pの中央部分Aに設けられている各放射線検出素子7やTFT8に接続されている各信号線6が接続された読み出しIC16の部分(すなわち簡単に言えば中央寄りの部分)に、より検出感度が高い読み出しIC16を配置するように構成することが可能である。
Therefore, in the
このように構成すれば、被写体により、放射線画像撮影装置1に対して照射される放射線の線量が小さくなっても、その部分に高い検出感度の読み出しIC16が配置されているため、読み出しIC16から出力されるリークデータdleak等の立ち上がり量(図25等参照)が大きくなり、放射線の照射開始を確実に検出することが可能となる。
According to this configuration, even if the radiation dose to the
[構成例4]
一方、仮に、被写体が介在しない状態で放射線源52(図11や図12参照)に放射線を照射する場合、一般的に、放射線画像撮影装置1に照射される放射線は、検出部Pの中央部分A(図29参照)で強く(すなわち線量が大きく)、周辺に向かうに従って弱くなる傾向があることが知られている。
[Configuration Example 4]
On the other hand, if the radiation source 52 (see FIGS. 11 and 12) is irradiated with radiation without a subject being present, generally, the radiation irradiated to the radiation
そこで、このような場合には、図29に示した配置とは逆に、放射線画像撮影装置1の検出部Pの周辺部に設けられている各放射線検出素子7やTFT8(図29では不図示)に接続されている各信号線6が接続された読み出しIC16の部分(すなわち簡単に言えば周辺寄りの部分)に、より検出感度が高い読み出しIC16を配置するように構成することが可能である。
Therefore, in such a case, contrary to the arrangement shown in FIG. 29, each
このように構成すれば、放射線源52から照射される放射線の線量に上記のような傾向がある場合であっても、照射される放射線の線量が小さくなる周辺部に高い検出感度の読み出しIC16が配置されているため、読み出しIC16から出力されるリークデータdleak等の立ち上がり量(図25等参照)が大きくなり、放射線の照射開始を確実に検出することが可能となる。
With this configuration, even when the radiation dose emitted from the
[構成例5]
また、放射線画像撮影装置1をブッキー装置51(図11参照)に装填して放射線画像撮影を行う場合、ブッキー装置51のカセッテ保持部51aに装填された放射線画像撮影装置1に対して、より高い位置の放射線源52から放射線が照射される状態になるような場合がある。
[Configuration Example 5]
Further, when the radiographic
そして、このような場合、放射線画像撮影装置1に照射される放射線が、例えば図30に示すように、放射線画像撮影装置1や検出部Pの上側で強くなり、下側に行くに従って弱くなる場合がある。なお、図30では、放射線の強弱が、実際の場合よりも極端に強調して表現されている。
In such a case, for example, as shown in FIG. 30, the radiation applied to the
そこで、このような場合には、図29に示した各読み出しIC16のうち、図中下側の各読み出しIC16(例えば下側の16個の読み出しIC16)の部分に、より検出感度が高い読み出しIC16を配置するように構成することが可能である。
Therefore, in such a case, among the
このように構成すれば、上記のように、放射線源52から照射される放射線の線量に強弱がある場合であっても、照射される放射線の線量が小さくなる部分に高い検出感度の読み出しIC16が配置されているため、読み出しIC16から出力されるリークデータdleak等の立ち上がり量(図25等参照)が大きくなり、放射線の照射開始を確実に検出することが可能となる。
With this configuration, as described above, even when the dose of radiation emitted from the
[構成例6]
上記の構成例1〜5では、予め検出感度が異なる読み出しIC16をどのように配置することが適切であるかについて説明した。しかし、各読み出しIC16の検出感度を可変させることができるように構成し、各読み出しIC16の検出感度を可変させて、上記の各構成例1〜5を実現するように構成することも可能である。
[Configuration Example 6]
In the above configuration examples 1 to 5, it has been described how it is appropriate to arrange the
[構成例6−1]
各読み出しIC16の検出感度を可変させるための構成としては、各読み出しIC16に内蔵されている各読み出し回路17の増幅回路18(図8参照)におけるコンデンサー18bの容量cfを可変できるように構成することが可能である。
[Configuration Example 6-1]
As a configuration for varying the detection sensitivity of each
この場合、例えば、図31に示すように、上記のようにチャージアンプ回路で構成された増幅回路18のオペアンプ18aに並列に接続するコンデンサーを、図8に示したように1つのコンデンサー18bとする代わりに、各コンデンサーC1〜C4をそれぞれ並列に接続するように構成する。
In this case, for example, as shown in FIG. 31, a capacitor connected in parallel to the
そして、各コンデンサーC2〜C4にスイッチSw1〜Sw3をそれぞれ直列に接続するように構成することが可能である。なお、コンデンサーC1にもスイッチを直列に接続するように構成することも可能である。そして、スイッチSw1〜Sw3のオン/オフを切り替えることで、増幅回路18のコンデンサー18bの容量cfを可変できるように構成することが可能となる。
The switches Sw1 to Sw3 can be connected in series to the capacitors C2 to C4, respectively. It is also possible to configure the capacitor C1 so that a switch is connected in series. And it becomes possible to change the capacity | capacitance cf of the capacitor |
なお、この場合、コンデンサー18bの容量cfは、コンデンサーC1の容量と、スイッチSw1〜Sw3のうちオン状態とされたスイッチに直列に接続されているコンデンサーの各容量との合計値になる。
In this case, the capacitance cf of the
このように構成すると、V=cf・qの関係から、コンデンサー18bの容量cfが大きくなるように可変させれば、ある電荷量qがコンデンサー18b(すなわちコンデンサーC1およびスイッチSwがオン状態とされているコンデンサー)に流入した場合のコンデンサー18bの両端の電位差が、コンデンサー18cの容量cfが小さい場合に比べて大きくなる。
With this configuration, if the capacitance cf of the
そのため、同じ電荷量qがコンデンサー18cに流入した場合でも、コンデンサー18cの容量cfが大きいほど、増幅回路18のオペアンプ18aから出力される電圧値が大きくなる。すなわち、コンデンサー18cの容量cfが大きくなるように可変させると、増幅回路18における増幅率が高くなり、読み出し回路17の検出感度が上がる。そのため、読み出しIC16の検出感度も上がる。
Therefore, even when the same amount of charge q flows into the
このように、例えば読み出し回路17における各増幅回路18の構成を図31に示したような構成とすることにより、コンデンサー18bの容量cfを可変させることで、各読み出し回路17の検出感度を可変させることが可能となり、各読み出し回路17が内蔵されている読み出しIC16の検出感度を可変させることが可能となる。
As described above, for example, the configuration of each
なお、このコンデンサー18bの容量cfの可変は、あくまで各読み出しIC16の検出感度を可変させるために行われるものである。そのため、放射線画像撮影前のリークデータdleak等の読み出し処理においてコンデンサー18bの容量cfを可変させた場合には、その後の本画像としての画像データDの読み出し処理の際には、コンデンサー18bの容量cfを、元の通常の容量cfに戻すように構成される。
Note that the capacitance cf of the
[構成例6−2]
また、上記の各構成例1〜5を実現するために各読み出しIC16の検出感度を可変させる手法としては、上記のようにコンデンサー18bの容量cfを可変させることの他に、或いはそれと併用して、例えば、上記の検出手法Bにおいて読み出しIC16ごとに算出した差分Δd(z)にある定数aを乗算して、差分Δd(z)の値を可変させるように構成することも可能である。
[Configuration Example 6-2]
Further, as a method of varying the detection sensitivity of each
すなわち、検出感度を上げたい読み出しIC16(例えば図29に網掛けして示された読み出しIC16)について、算出された差分Δd(z)に、1より大きな定数a(例えば1.5等)を乗算して、差分Δd(z)をより大きな値とする。
That is, for the readout IC 16 (for example, the
このように構成すれば、検出感度を上げたい読み出しIC16について、算出された差分Δd(z)の定数a倍の値の立ち上がり量が、元の差分Δd(z)の立ち上がり量に比べて大きくなり、放射線の照射開始を確実に検出することが可能となる。
With this configuration, for the
また、このように構成すれば、上記の構成例6−1の場合のように、放射線画像撮影前のリークデータdleak等の読み出し処理やその後の画像データDの読み出し処理においてコンデンサー18bの容量cfを上げたり元の値に戻したりしなくてもよくなるため、制御構成がより簡単になるといったメリットもある。
Further, with this configuration, as in the case of the above configuration example 6-1, the capacitance cf of the
1 放射線画像撮影装置
5 走査線
6 信号線
7 放射線検出素子
8 TFT(スイッチ手段)
15 走査駆動手段
16 読み出しIC
17 読み出し回路
22 制御手段
50 放射線画像撮影システム
58 コンソール
D 画像データ
d 照射開始検出用の画像データ
dleak リークデータ
dleak_st(z) 統計値
dleak_th 閾値
dlst_ma(z) 移動平均
dth 閾値
P 検出部
q 電荷
r 小領域
Δdth 閾値
Δd(z) 差分
DESCRIPTION OF
15 Scanning drive means 16 Reading IC
17
Claims (8)
オン電圧を印加する前記各走査線を切り替えながら前記各走査線にオン電圧を順次印加する走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記信号線に接続され、前記放射線検出素子から放出された前記電荷を画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
前記読み出し回路が所定個数ずつ内蔵された複数の読み出しICと、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から全ての前記走査線にオフ電圧を印加して前記各スイッチ手段をオフ状態とした状態で前記読み出し回路に読み出し動作を行わせて、前記スイッチ手段を介して前記放射線検出素子からリークした前記電荷をリークデータに変換するリークデータの読み出し処理を繰り返し行わせ、読み出した前記リークデータが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出するとともに、
全ての前記読み出しICのうち、予め指定された前記読み出しIC以外の前記読み出しICに内蔵された前記各読み出し回路から読み出された前記リークデータのみを対象として、前記放射線の照射開始の検出処理を行うことを特徴とする放射線画像撮影装置。 A plurality of scanning lines and a plurality of signal lines arranged so as to intersect with each other, and a plurality of radiation detection elements arranged in a two-dimensional manner in each small region partitioned by the plurality of scanning lines and the plurality of signal lines A detection unit comprising:
Scanning drive means for sequentially applying an on-voltage to each of the scanning lines while switching each of the scanning lines to which an on-voltage is applied;
Switch means connected to each of the scanning lines and causing the signal lines to discharge charges accumulated in the radiation detection element when an on-voltage is applied;
A read circuit connected to the signal line and converting the electric charge emitted from the radiation detection element into image data and reading the image data;
A plurality of read ICs each including a predetermined number of read circuits;
Control means for controlling at least the scanning drive means and the readout circuit to perform readout processing of the image data from the radiation detection element;
With
The control means includes
Prior to radiographic image capturing, the scanning drive means applies a turn-off voltage to all the scanning lines to turn off the switch means, and causes the readout circuit to perform a read operation, via the switch means. And repetitively performing leak data read processing for converting the charge leaked from the radiation detection element into leak data, and detecting that radiation irradiation has started when the read leak data exceeds a threshold value. ,
Of all the readout ICs, the radiation irradiation start detection process is performed only for the leak data read from each readout circuit incorporated in the readout IC other than the readout IC specified in advance. A radiographic imaging apparatus characterized by performing the radiographic imaging apparatus.
オン電圧を印加する前記各走査線を切り替えながら前記各走査線にオン電圧を順次印加する走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記信号線に接続され、前記放射線検出素子から放出された前記電荷を画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
前記読み出し回路が所定個数ずつ内蔵された複数の読み出しICと、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して照射開始検出用の画像データの読み出し処理を繰り返し行わせ、読み出した前記照射開始検出用の画像データが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出するとともに、
全ての前記読み出しICのうち、予め指定された前記読み出しIC以外の前記読み出しICに内蔵された前記各読み出し回路から読み出された前記照射開始検出用の画像データのみを対象として、前記放射線の照射開始の検出処理を行うことを特徴とする放射線画像撮影装置。 A plurality of scanning lines and a plurality of signal lines arranged so as to intersect with each other, and a plurality of radiation detection elements arranged in a two-dimensional manner in each small region partitioned by the plurality of scanning lines and the plurality of signal lines A detection unit comprising:
Scanning drive means for sequentially applying an on-voltage to each of the scanning lines while switching each of the scanning lines to which an on-voltage is applied;
Switch means connected to each of the scanning lines and causing the signal lines to discharge charges accumulated in the radiation detection element when an on-voltage is applied;
A read circuit connected to the signal line and converting the electric charge emitted from the radiation detection element into image data and reading the image data;
A plurality of read ICs each including a predetermined number of read circuits;
Control means for controlling at least the scanning drive means and the readout circuit to perform readout processing of the image data from the radiation detection element;
With
The control means includes
Prior to radiographic image capture, an on-voltage is sequentially applied from the scanning drive means to each scanning line to repeatedly read out image data for detection of irradiation start, and the read out image data for detection of irradiation start is a threshold value. Detecting the start of radiation irradiation at the time of exceeding
Of all the readout ICs, the radiation irradiation is performed only on the irradiation start detection image data read from each readout circuit incorporated in the readout IC other than the readout IC specified in advance. A radiographic imaging apparatus that performs start detection processing.
前記放射線画像撮影装置の前記制御手段が放射線の照射開始を誤検出した旨の信号が入力されると、前記放射線画像撮影装置に対して誤検出信号を送信するコンソールと、
を備え、
前記放射線の照射開始の検出処理に用いない前記読み出しICを予め指定する代わりに、または、前記放射線の照射開始の検出処理に用いない前記読み出しICとして予め指定された前記読み出しICに加えて、前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、前記コンソールから前記誤検出信号を受信すると、前記履歴を参照して放射線の照射開始を誤検出する基となった前記リークデータまたは前記照射開始検出用の画像データを出力した前記読み出しIC、または、基となった前記リークデータの統計値または前記照射開始検出用の画像データの統計値または前記差分が算出された前記読み出しICを特定して、当該読み出しICを、前記放射線の照射開始の検出処理に用いない前記読み出しICとして指定することを特徴とする放射線画像撮影システム。 A radiographic imaging device according to claim 7;
When a signal indicating that the control unit of the radiographic imaging apparatus has erroneously detected the start of radiation irradiation is input, a console that transmits an erroneous detection signal to the radiographic imaging apparatus,
With
Instead of pre-designating the readout IC that is not used for the radiation irradiation start detection process, or in addition to the readout IC designated in advance as the readout IC not used for the radiation irradiation start detection process, When the control means of the radiographic imaging device receives the erroneous detection signal from the console, the leak data or the irradiation start detection image that is a basis for erroneously detecting the start of radiation irradiation with reference to the history. The readout IC that outputs the data, or the readout IC from which the statistical value of the leak data or the statistical value of the irradiation start detection image data or the difference is calculated is specified, and the readout IC Is designated as the readout IC that is not used for the detection process of the start of radiation irradiation. Imaging system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011156355A JP2013022045A (en) | 2011-07-15 | 2011-07-15 | Radiation imaging apparatus and radiation imaging system |
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