JP5878444B2 - 放射線画像検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、放射線の累積線量が目標線量に達した時点で放射線の照射を停止させるＡＥＣ機能を備えた放射線画像検出装置に関する。

医療分野において、放射線、例えばＸ線を利用したＸ線撮影システムが知られている。Ｘ線撮影システムは、Ｘ線を発生するＸ線発生装置と、被写体（患者）を透過したＸ線で形成されるＸ線画像を撮影するＸ線撮影装置とからなる。Ｘ線発生装置は、Ｘ線を被写体に向けて照射するＸ線源、Ｘ線源の駆動を制御する線源制御装置、およびＸ線源を動作させるための駆動指示を線源制御装置に入力する照射スイッチを有している。Ｘ線撮影装置は、被写体を透過したＸ線を電気信号に変換することによってＸ線画像を検出するＸ線画像検出装置、およびＸ線画像検出装置の駆動制御、Ｘ線画像の保存や表示を行うコンソールを有している。

Ｘ線画像検出装置として、フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ；flat panel detector）を用いたものが普及している。ＦＰＤは、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素が行列状に配置された撮像領域を有する。画素は、電荷を発生する光電変換部、光電変換部が発生した電荷を蓄積するキャパシタ、およびＴＦＴ等のスイッチング素子を備える。ＦＰＤは、スイッチング素子のオン動作に応じて、画素の列毎に設けられた信号線を通じて各画素の光電変換部に蓄積された信号電荷を信号処理回路に読み出し、信号処理回路で電圧信号に変換することでＸ線画像を電気的に検出する。

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

線量検出センサには従来イオンチャンバー等が用いられてきたが、最近、ＦＰＤの画素に簡単な改造を施して線量検出センサとして動作させる技術が提案されている。特許文献１では、スイッチング素子を介さずに一部の画素（以下、検出画素という）を放射線検出用配線に接続して、スイッチング素子のオンオフ動作に関わらず検出画素で発生した電荷に応じた線量検出信号が放射線検出用配線に流れ出すようにしている。そして、放射線検出用配線が繋がれたＡＥＣ部で線量検出信号をサンプリングしてその積算値を計算し、計算した積算値に基づき累積線量が目標線量に達したか否かを判定している。

図１２に示すように、特許文献１では、例えば４行×４列のマトリクス配置された画素２００のうち、１行２列目、２行１列目、３行３列目、４行４列目の画素を検出画素２００ｂ（ハッチングで示す）とし、各行各列に１個ずつ検出画素２００ｂを分散配置している。また、線量検出信号のレベルを上げてＡＥＣの判定精度を高めるため、１行２列目と２行１列目の２個の検出画素２００ｂ、３行３列目と４行４列目の２個の検出画素２００ｂをそれぞれ第１、第２放射線検出用配線２０１ａ、２０１ｂに接続し、２個の検出画素２００ｂの線量検出信号を加算してＡＥＣ部２０２に入力している。

ＡＥＣ部２０２は、２個の検出画素２００ｂの線量検出信号の加算値を積算し、この積算値に基づき累積線量が目標線量に達したか否かを判定している。つまり、２個の検出画素２００ｂの線量検出信号の加算値の積算値を太枠で示す２行×２列のブロック２０３ａ、２０３ｂ毎の累積線量として求めている。

特開２０１１−１７４９０８号公報

特許文献１ではブロック２０３ａの右隣のブロック２０３ｃ、ブロック２０３ｂの左隣のブロック２０３ｄに検出画素２００ｂが配置されていないため、これらのブロック２０３ｃ、２０３ｄの累積線量の情報が得られない。したがって、ＡＥＣ部２０２の判定精度も低くなる。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、より精細な放射線の累積線量の情報を得ることができ、より正確なＡＥＣを行うことができる放射線画像検出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、本発明は、被写体を透過した放射線の線量に応じた電荷を蓄積し、蓄積した電荷を信号線に出力する画素が配置された撮像領域を有するＦＰＤをもち、一部の画素が放射線の線量を検出する検出画素として利用され、信号線を介した検出画素の出力の積算値に基づき放射線の累積線量が目標線量に達したか否かを判定し、累積線量が目標線量に達したと判定したときに放射線の照射を停止させる自動露出制御を行う放射線画像検出装置において、撮像領域を信号線に沿った第１方向と第１方向に直交する第２方向に分割した複数個の大ブロックと、各大ブロック内に少なくとも１個設けられ、同一信号線に複数接続された検出画素で構成される小ブロックとを備え、各小ブロックは、第１方向に重ならないよう配置されていることを特徴とする。

小ブロックは、各大ブロック内に同じパターンで配置されている。この場合、第１方向に連なる大ブロックにおいて、小ブロックのパターンが第１方向で少なくとも信号線１本分ずれている。

検出画素は、大ブロックの特定部分に密集して配置されている。特定部分は例えば中央部分である。検出画素が大ブロック内に満遍なく散らばって配置されていてもよい。

検出画素は、第２方向に揃えて配置されている。

小ブロックは、大ブロックの対角線に沿って配置されている。

小ブロックは、隣接する大ブロックをまたがずに配置されている。

画素には電荷の蓄積と電荷の信号線への出力を行わせる第１スイッチング素子が設けられている。検出画素として、信号線に第１スイッチング素子を介さず直接接続され、第１スイッチング素子のオンオフに関わらず発生電荷が信号線に流れ出す画素が用いられる。この場合各小ブロックは、小ブロックが設けられた信号線に隣接して小ブロックが設けられない信号線が設けられるよう、少なくとも信号線１本分空けて配置される。そして、第１スイッチング素子をオフした状態で小ブロックが設けられた信号線から出力される電圧信号から、第１スイッチング素子をオフした状態で小ブロックが設けられない信号線から出力される電圧信号を減算する減算手段を備え、減算手段で減算した電圧信号に基づき自動露出制御を行うことが好ましい。

減算手段は、複数本の小ブロックが設けられない信号線から出力される電圧信号をサンプリングすることが好ましい。

画素には電荷の蓄積と電荷の信号線への出力を行わせる第１スイッチング素子が設けられている。検出画素として、第１スイッチング素子とは別に駆動する第２スイッチング素子が設けられ、第２スイッチング素子のオン動作に応じて発生電荷が信号線に流れ出す画素を用いてもよい。この場合、第１スイッチング素子をオフ、第２スイッチング素子をオンした状態で小ブロックが設けられた信号線から出力される電圧信号から、第１、第２スイッチング素子をオフした状態で同じ信号線から出力される電圧信号を減算する減算手段を備え、減算手段で減算した電圧信号に基づき自動露出制御を行うことが好ましい。

検出画素は、第１方向に少なくとも１画素間隔で設けられている。また、大ブロックは正方形状である。大ブロックは長方形状であってもよい。

ＦＰＤが可搬型の筐体に収納された電子カセッテであることが好ましい。

本発明によれば、自動露出制御のために放射線の線量を検出する検出画素が同一信号線に複数接続されてなる小ブロックを、撮像領域を信号線に沿った第１方向と第１方向に直交する第２方向に分割した複数個の大ブロック内に少なくとも１個設け、第１方向に重ならないよう配置するので、より精細な放射線の累積線量の情報を得ることができ、より正確なＡＥＣを行うことができる。

Ｘ線撮影システムの概略図である。 線源制御装置の内部構成を示す図である。 電子カセッテを示す外観斜視図である。 電子カセッテの内部構成を示すブロック図である。 撮影条件テーブルを示す図である。 大ブロック、小ブロックの配置を示す図である。 小ブロックの構成および配置を示す拡大図である。 小ブロックの構成および配置の別の例を示す図である。 長方形状の大ブロックを示す図である。 別態様の電子カセッテの内部構成を示すブロック図である。 小ブロックが配置された列の電圧信号から、小ブロックが配置されない列の電圧信号を減算する減算回路を示す図である。 従来の検出画素の配置を示す図である。

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

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

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

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

撮影条件には、撮影部位の他、Ｘ線源１０が照射するＸ線のエネルギースペクトルを決める管電圧（単位；ｋＶ）、単位時間当たりの照射量を決める管電流（単位；ｍＡ）、およびＸ線の照射時間（単位；ｓ）などが含まれる。管電流と照射時間の積でＸ線の累積の照射量が決まるため、撮影条件としては、管電流と照射時間のそれぞれの値を個別に入力する代わりに、両者の積である管電流時間積（ｍＡｓ値）の値が入力される場合もある。

図２に示すように、線源制御装置１１は、トランスによって入力電圧を昇圧して高圧の管電圧を発生し、高電圧ケーブルを通じてＸ線源１０に供給する高電圧発生器２０と、Ｘ線源１０に与える管電圧および管電流と、Ｘ線の照射時間を制御する制御部２１と、メモリ２３と、タッチパネル２４と、電子カセッテ１３との信号の送受信を媒介する照射信号Ｉ／Ｆ２６とを備える。

制御部２１には照射スイッチ１２とメモリ２３とタッチパネル２４が接続されている。照射スイッチ１２は、制御部２１に対して駆動指示を入力するスイッチであり、２段階の押圧操作が可能である。制御部２１は、照射スイッチ１２が１段階押し（半押し）されると、高電圧発生器２０に対してウォームアップ開始信号を発して、Ｘ線源１０にウォームアップを開始させる。また、照射スイッチ１２が２段階押し（全押し）されると、制御部２１は電子カセッテ１３との間で同期信号の送受信による同期制御を行ったうえで、照射開始信号を高電圧発生器２０に発して、Ｘ線源１０にＸ線照射を開始させる。

メモリ２３は、管電圧、管電流、照射時間等の撮影条件を予め数種類格納している。撮影条件はタッチパネル２４を通じてオペレータにより手動で設定される。タッチパネル２４には、メモリ２３から読み出された撮影条件が複数種類表示される。表示された撮影条件の中から、コンソール１４に入力した撮影条件と同じ撮影条件をオペレータが選択することにより、線源制御装置１１に対して撮影条件が設定される。もちろん、予め用意されている撮影条件の値を微調整することも可能である。制御部２１は、設定された照射時間となったらＸ線の照射を停止させるためのタイマー２５を内蔵している。なお、コンソール１４に入力された撮影条件を線源制御装置１１に送信することで線源制御装置１１の撮影条件の設定を自動化してもよい。

ＡＥＣを行う場合の照射時間は、目標線量に達してＡＥＣによる照射停止の判断がされる前にＸ線の照射が終了して線量不足に陥ることを防ぐため、余裕を持った値が設定される。Ｘ線源１０において安全規制上設定されている照射時間の最大値でもよい。ＡＥＣを行わない場合は撮影部位に応じた照射時間が設定される。制御部２１は、設定された撮影条件の管電圧や管電流、照射時間でＸ線の照射制御を行う。ＡＥＣはこれに対してＸ線の累積線量が必要十分な目標線量に到達したと判定すると、線源制御装置１１で設定されている照射時間以下であってもＸ線の照射を停止するように機能する。なお、ＡＥＣを行うときに照射時間として最大値を設定する場合は、撮影部位に応じた値とすることが好ましい。

照射信号Ｉ／Ｆ２６は、線源制御装置１１が電子カセッテ１３との間で行う同期制御において、同期信号の送受信を媒介する。制御部２１は、Ｘ線照射開始前に電子カセッテ１３に対してＸ線の照射を開始してよいか否かを問い合わせる同期信号である照射開始要求信号を送信する。そして、照射開始要求信号に対する応答として、照射を受ける準備が完了したことを表す同期信号である照射許可信号を電子カセッテ１３から受信する。また、照射信号Ｉ／Ｆ２６は、電子カセッテ１３がＡＥＣを実行したときに、電子カセッテ１３が発する照射停止信号を受信する。照射信号Ｉ／Ｆ２６の通信方式は有線方式でもよいし無線方式でもよい。

図３において、電子カセッテ１３は、ＦＰＤ３０とこれを収容する扁平な箱型をした可搬型の筐体３１とで構成される。筐体３１は例えば導電性樹脂で形成されている。Ｘ線が入射する筐体３１の前面３１ａには長方形状の開口が形成されており、開口には天板として透過板３２が取り付けられている。透過板３２は、軽量で剛性が高く、かつＸ線透過性が高いカーボン材料で形成されている。筐体３１は、電子カセッテ１３への電磁ノイズの侵入、および電子カセッテ１３から外部への電磁ノイズの放射を防止する電磁シールドとしても機能する。なお、筐体３１には、電子カセッテ１３の各部に所定の電圧の電力を供給するためのバッテリ（二次電池）や、コンソール１４とＸ線画像等のデータの無線通信を行うためのアンテナがＦＰＤ３０の他に内蔵されている。

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

図４において、ＦＰＤ３０は、ＴＦＴアクティブマトリクス基板を有し、この基板上に撮像領域４０が形成されている。撮像領域４０には、Ｘ線の到達線量に応じた電荷を蓄積する複数の画素４１が、所定のピッチでｎ行（ｘ方向、第２方向）×ｍ列（ｙ方向、第１方向）の行列状に配置されている。なお、ｎ、ｍは２以上の整数である。

ＦＰＤ３０は、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータ（蛍光体、図示せず）を有し、シンチレータによって変換された可視光を画素４１で光電変換する間接変換型である。シンチレータは、ＣｓＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化セシウム）やＧＯＳ（Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、テルビウム賦活ガドリウムオキシサルファイド）等からなり、画素４１が配列された撮像領域４０の全面と対向するように配置されている。なお、シンチレータとＴＦＴアクティブマトリクス基板は、Ｘ線の入射する側からみてシンチレータ、基板の順に配置されるＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式でもよいし、逆に基板、シンチレータの順に配置されるＩＳＳ（Irradiation Side sampling）方式でもよい。また、シンチレータを用いず、Ｘ線を直接電荷に変換する変換層（アモルファスセレン等）を用いた直接変換型のＦＰＤを用いてもよい。

画素４１は、周知のように、可視光の入射によって電荷（電子−正孔対）を発生する光電変換部４２、光電変換部４２が発生した電荷を蓄積するキャパシタ（図示せず）、およびスイッチング素子であるＴＦＴ４３を備える。

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

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

ゲートドライバ４６は、制御部４８の制御の下にＴＦＴ４３を駆動することにより、Ｘ線の到達線量に応じた信号電荷を画素４１に蓄積する蓄積動作と、画素４１から蓄積された信号電荷を読み出す読み出し動作と、リセット動作とをＦＰＤ３０に行わせる。蓄積動作ではＴＦＴ４３がオフ状態にされ、その間に画素４１に信号電荷が蓄積される。読み出し動作では、ゲートドライバ４６から同じ行のＴＦＴ４３を一斉に駆動するゲートパルスＧ１〜Ｇｎを所定の間隔で順次発生して、走査線４４を１行ずつ順に活性化し、走査線４４に接続されたＴＦＴ４３を１行分ずつオン状態とする。画素４１のキャパシタに蓄積された電荷は、ＴＦＴ４３がオン状態になると信号線４５に読み出されて、信号処理回路４７に入力される。

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

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

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

信号処理回路４７は、積分アンプ４９、ＣＤＳ回路（ＣＤＳ）５０、マルチプレクサ（ＭＵＸ）５１、およびＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）５２等を備える。積分アンプ４９は、各信号線４５に対して個別に接続される。積分アンプ４９は、オペアンプ４９ａとオペアンプ４９ａの入出力端子間に接続されたキャパシタ４９ｂとからなり、信号線４５はオペアンプ４９ａの一方の入力端子に接続される。オペアンプ４９ａのもう一方の入力端子はグランド（ＧＮＤ）に接続される。キャパシタ４９ｂにはリセットスイッチ４９ｃが並列に接続されている。積分アンプ４９は、信号線４５から入力される電荷を積算し、アナログ電圧信号Ｖ１〜Ｖｍに変換して出力する。各列のオペアンプ４９ａの出力端子には、増幅器５３、ＣＤＳ５０を介してＭＵＸ５１が接続される。ＭＵＸ５１の出力側には、Ａ／Ｄ５２が接続される。

ＣＤＳ５０はサンプルホールド回路を有し、積分アンプ４９の出力電圧信号に対して相関二重サンプリングを施してノイズを除去するとともに、サンプルホールド回路で積分アンプ４９の出力電圧信号を所定期間保持（サンプルホールド）する。ＭＵＸ５１は、シフトレジスタ（図示せず）からの動作制御信号に基づき、パラレルに接続される各列のＣＤＳ５０から順に一つのＣＤＳ５０を電子スイッチで選択し、選択したＣＤＳ５０から出力される電圧信号Ｖ１〜ＶｍをシリアルにＡ／Ｄ５２に入力する。なお、ＭＵＸ５１とＡ／Ｄ５２の間に増幅器を接続してもよい。

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

ＭＵＸ５１によって積分アンプ４９からの１行分の電圧信号Ｖ１〜Ｖｍが読み出されると、制御部４８は、積分アンプ４９に対してリセットパルスＲＳＴを出力し、リセットスイッチ４９ｃをオンする。これにより、キャパシタ４９ｂに蓄積された１行分の信号電荷が放電されてリセットされる。積分アンプ４９をリセットした後、再度リセットスイッチ４９ｃをオフして所定時間経過後にＣＤＳ５０のサンプルホールド回路の一つをホールドし、積分アンプ４９のｋＴＣノイズ成分をサンプリングする。その後、ゲートドライバ４６から次の行のゲートパルスが出力され、次の行の画素４１の信号電荷の読み出しを開始させる。さらにゲートパルスが出力されて所定時間経過後に次の行の画素４１の信号電荷をＣＤＳ５０のもう一つのサンプルホールド回路でホールドする。これらの動作を順次繰り返して全行の画素４１の信号電荷を読み出す。

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

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

制御部４８には、メモリ５４のＸ線画像データに対してオフセット補正、感度補正、および欠陥補正の各種画像処理を施す回路（図示せず）が設けられている。オフセット補正回路は、Ｘ線を照射せずにＦＰＤ３０から取得したオフセット補正画像をＸ線画像から画素単位で差し引くことで、信号処理回路４７の個体差や撮影環境に起因する固定パターンノイズを除去する。感度補正回路はゲイン補正回路とも呼ばれ、各画素４１の光電変換部４２の感度のばらつきや信号処理回路４７の出力特性のばらつき等を補正する。欠陥補正回路は、出荷時や定期点検時に生成される欠陥画素情報に基づき、欠陥画素の画素値を周囲の正常な画素の画素値で線形補間する。また、欠陥補正回路は検出画素４１ｂの画素値も同様に補間する。なお、上記の各種画像処理回路をコンソール１４に設け、各種画像処理をコンソール１４で行ってもよい。

画素４１には通常画素４１ａと検出画素４１ｂがある。通常画素４１ａはＸ線画像を生成するために用いられる。一方検出画素４１ｂは撮像領域４０へのＸ線の到達線量を検出する線量検出センサとして機能する。検出画素４１ｂは、Ｘ線の累積線量が目標線量に達したときに、Ｘ線源１０によるＸ線の照射を停止させるＡＥＣのために用いられる。検出画素４１ｂの位置はＦＰＤ３０の製造時に既知であり、ＦＰＤ３０は全検出画素４１ｂの位置（座標）を不揮発性のメモリ（図示せず）に予め記憶している。なお、図では検出画素４１ｂにハッチングを施し通常画素４１ａと区別している。

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

検出画素４１ｂの光電変換部４２で発生した電荷は、信号線４５を介して積分アンプ４９のキャパシタ４９ｂに流入する。積分アンプ４９に蓄積された検出画素４１ｂからの電荷はＡ／Ｄ５２に出力され、Ａ／Ｄ５２でデジタル電圧信号（以下、線量検出信号という）に変換される。線量検出信号はメモリ５４に出力される。メモリ５４には、撮像領域４０内の各検出画素４１ｂの座標情報と対応付けて線量検出信号が記録される。ＦＰＤ３０は、こうした線量検出動作を、所定のサンプリングレートで複数回繰り返す。なお、被写体の体厚が厚い場合は単位時間あたりの線量検出信号のレベルが低くなるのでサンプリングレートを長くし、逆に薄い場合は短くする等してもよい。

ＡＥＣ部６０は、制御部４８により駆動制御される。ＡＥＣ部６０は、所定のサンプリングレートで複数回取得される線量検出信号をメモリ５４から読み出して、読み出した線量検出信号に基づいてＡＥＣを行う。

ＡＥＣ部６０は、複数回の線量検出動作によってメモリ５４から読み出される線量検出信号を、座標毎に順次加算することにより、撮像領域４０に到達するＸ線の累積線量を測定する。より具体的には、ＡＥＣ部６０は、撮像領域４０をｘ、ｙ方向に等分割した大ブロック７５（図６参照）毎に累積線量を求める。各大ブロック７５の累積線量は、例えば、各大ブロック７５内に存在する各小ブロック７６を構成する複数個の検出画素４１ｂの線量検出信号の積算値を求め、その積算値を、小ブロック７６を構成する検出画素４１ｂの個数で除算した平均値を小ブロック７６毎に求め、さらにこの平均値を大ブロック７５毎に加算して小ブロック７６の個数で除算した平均値が使用される。ＡＥＣ部６０は、各大ブロック７５のうちの例えば累積線量が最も低い大ブロック７５をＡＥＣの判定対象領域となる採光野領域に定める。

なお、採光野領域の決め方は一例であり、撮影部位に応じて採光野領域を決めてもよいし、ユーザ設定により任意の領域を採光野領域として指定できるようにしてもよい。また、各大ブロック７５の累積線量は、平均値でなくてもよく、各大ブロック７５内の各小ブロック７６の線量検出信号の積算値の合計値、積算値中の最大値、または最頻値でもよい。

ＡＥＣ部６０は、採光野領域として定めた大ブロック７５の累積線量と予め設定された照射停止閾値（目標線量）とを比較して、累積線量が照射停止閾値に達したか否かを判定する。ＡＥＣ部６０は、採光野領域の累積線量が照射停止閾値を上回り、Ｘ線の累積線量が目標線量に達したと判定したときに制御部４８に照射停止信号を出力する。

照射信号Ｉ／Ｆ６１には、線源制御装置１１の照射信号Ｉ／Ｆ２６が有線または無線接続される。照射信号Ｉ／Ｆ６１は、線源制御装置１１との間の同期制御の際に送受信される同期信号、具体的には、線源制御装置１１からの照射開始要求信号の受信と、照射開始要求信号に対する応答である照射許可信号の線源制御装置１１への送信を媒介する。この他、ＡＥＣ部６０が出力する照射停止信号を、制御部４８を介して受け取って線源制御装置１１に向けて送信する。

通信Ｉ／Ｆ５５は、コンソール１４と有線または無線接続され、コンソール１４との間の情報の送受信を媒介する。通信Ｉ／Ｆ５５は、オペレータによって入力された撮影条件をコンソール１４から受信してこれらの情報を制御部４８に入力する。

図５において、コンソール１４のストレージデバイス１４ｃには、複数の撮影条件が予め記録された撮影条件テーブル７０が格納されている。撮影条件には、撮影部位、管電圧、管電流、および照射停止閾値が含まれる。照射停止閾値は、上述したとおり、ＡＥＣ部６０が採光野領域として定めた大ブロック７５の累積線量と比較してＸ線の照射停止を判定するための情報である。

コンソール１４は、オペレータの入力指示に対応する撮影条件を撮影条件テーブル７０から読み出す。コンソール１４は、読み出した撮影条件を電子カセッテ１３に送信する。電子カセッテ１３は、撮影条件を通信Ｉ／Ｆ５５で受信して、制御部４８に入力する。制御部４８は、撮影条件のうち、照射停止閾値をＡＥＣ部６０に提供する。

図６において、撮像領域４０は、３×３＝９個の正方形状の大ブロック７５に等分割されている。各大ブロック７５には複数個の小ブロック７６が存在する。符号７７および一点鎖線で示すように、各小ブロック７６は、ｙ方向に重ならないよう配置されている。言い換えれば、１本の信号線４５には１個しか小ブロック７６が設けられていない。この各小ブロック７６をｙ方向に重ならないよう配置するという約束事は、１個の大ブロック７５内についても、ｙ方向に連なる３個の大ブロック７５（Ａａ、Ｂａ、ＣａとＡｂ、Ｂｂ、ＣｂとＡｃ、Ｂｃ、Ｃｃ）についても適用される。また各小ブロック７６は、ｘ方向に連なる３個の大ブロック７５（Ａａ、Ａｂ、ＡｃとＢａ、Ｂｂ、ＢｃとＣａ、Ｃｂ、Ｃｃ）で、ｘ方向に揃えて配置されている。

図７に示すように、小ブロック７６は、例えばｙ方向に並んだ１２５個の画素４１からなり、６２個の通常画素４１ａを挟んで配置された３個の検出画素４１ｂを有する。また、各大ブロック７５内の小ブロック７６は、例えば３０列毎に配置されている。Ａａの大ブロック７５内の小ブロック７６は、各大ブロック７５の左端の列を１列目として、例えば１、３１、６１、９１、・・・列目に配置されている。ｘ方向に連なるＡｂ、Ａｃの大ブロック７５も同様である。一方Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃの大ブロック７５内の小ブロック７６は１１、４１、７１、１０１、・・・列目、Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃの大ブロック７５内の小ブロック７６は２１、５１、８１、１１１、・・・列目に配置されている。このため、ｙ方向に連なる３個の大ブロック７５全体では、小ブロック７６は１、１１、２１、３１、４１、５１、・・・、９１、１０１、１１１、・・・列目と１０列おきに配置されていることになる。

つまり、各大ブロック７５内の小ブロック７６は、ｙ方向に６２個の通常画素４１ａを挟んで配置された３個の検出画素４１ｂを有する構成で、かつ３０列毎に配置されていて同じ配置パターンとなっている。ただし、ｙ方向に連なる大ブロック７５についてみれば、小ブロック７６は１０列おきに配置されており、ｙ方向では小ブロック７６の配置パターンが少なくとも信号線４５の１本分（１列分）ずれている。

次に、Ｘ線撮影システム２において１回のＸ線撮影を行う場合の手順を説明する。まず、被写体を立位、臥位の各撮影台１５、１６のいずれかの所定の撮影位置にセットし、電子カセッテ１３の高さや水平位置を調節して、被写体の撮影部位と位置を合わせる。そして、電子カセッテ１３の位置および撮影部位の大きさに応じて、Ｘ線源１０の高さや水平位置、照射野の大きさを調整する。次いで線源制御装置１１とコンソール１４に撮影条件を設定する。コンソール１４で設定された撮影条件は電子カセッテ１３に提供される。

撮影準備が完了すると、オペレータによって照射スイッチ１２が半押し（ＳＷ１オン）される。線源制御装置１１は、照射スイッチ１２が半押しされると、ウォームアップ開始信号を高電圧発生器２０に発して、Ｘ線源１０にウォームアップを開始させる。オペレータは、照射スイッチ１２を半押しした後、ウォームアップに要する時間を見計らって照射スイッチ１２を全押しする。照射スイッチ１２が全押しされると、線源制御装置１１は、照射開始要求信号を電子カセッテ１３に送信する。

Ｘ線撮影前の待機モードでは、電子カセッテ１３のＦＰＤ３０はリセット動作を繰り返し行っており、照射開始要求信号を待ち受けている。ＦＰＤ３０は、線源制御装置１１から照射開始要求信号を受信すると、状態チェックを行った後に線源制御装置１１に照射許可信号を送信する。同時にＦＰＤ３０はリセット動作を終えて蓄積動作と線量検出動作を開始し、待機モードから撮影モードに切り替わる。

線源制御装置１１は、ＦＰＤ３０から照射許可信号を受信すると、高電圧発生器２０に対して照射開始信号を発して、Ｘ線源１０にＸ線照射を開始させる。Ｘ線源１０から照射されたＸ線は被写体を透過してＦＰＤ３０に入射する。

線量検出動作において、ＦＰＤ３０では、検出画素４１ｂで発生した電荷の読み出しが所定のサンプリングレートで繰り返し行われる。ＡＥＣ部６０は、所定のサンプリングレートで読み出される検出画素４１ｂからの線量検出信号に基づいて、大ブロック７５毎の累積線量を計算して、最小値の累積線量を示す大ブロック７５を採光野領域に決定する。ＡＥＣ部６０は、採光野領域の累積線量と照射停止閾値とを比較して、累積線量が照射停止閾値に到達したか否かを判定する。

ＡＥＣ部６０は、採光野領域の累積線量が照射停止閾値に到達すると照射停止信号を出力する。照射停止信号は線源制御装置１１に送信される。線源制御装置１１は照射停止信号を受けてＸ線源１０によるＸ線の照射を停止する。

ＦＰＤ３０では照射許可信号を送信してから通常画素４１ａの蓄積動作が行われている。ＡＥＣ部６０で採光野領域の累積線量が照射停止閾値に到達したと判定し、照射停止信号を出力したときに、ＦＰＤ３０の動作が蓄積動作から読み出し動作に移行される。これにより１枚分のＸ線画像を表す画像データがメモリ５４に出力される。読み出し動作後、ＦＰＤ３０はリセット動作を行う待機モードに戻る。

制御部４８の各種画像処理回路により、読み出し動作でメモリ５４に出力されたＸ線画像に対して各種画像処理が行われる。画像処理済みのＸ線画像はコンソール１４に送信され、ディスプレイ１４ｂに表示されて診断に供される。これにて１回のＸ線撮影が終了する。

撮像領域４０をｘ、ｙ方向に等分割した大ブロック７５内に、ｙ方向に重ならないよう小ブロック７６を配置するので、撮像領域４０全体にわたる詳細な累積線量の２次元情報を得ることができ、より正確なＡＥＣを行うことができる。

なお、小ブロックを構成する画素の個数（小ブロックの大きさ）や、小ブロックに内包される検出画素の個数、小ブロックを設ける列の間隔は、上記実施形態の例示に限らず、適宜変更可能である。これらを大ブロック毎に変更してもよい。

小ブロックを構成する画素の個数（小ブロックの大きさ）や、小ブロックに内包される検出画素の個数、小ブロックを設ける列の間隔を変更する例を示す図８において、Ａａの大ブロック７５に設けられた小ブロック８０ａは、ｙ方向に並んだ１２５個の画素４１からなる点は上記実施形態と同じであるが、１２４個の通常画素４１ａを挟んで配置された２個の検出画素４１ｂで構成され、かつ上記実施形態の倍の６０列毎に配置されている。上記実施形態と比べて大ブロック７５内の検出画素４１ｂの個数が少なく、配置密度が疎になっている。一方、Ｂａの大ブロック７５に設けられた小ブロック８０ｂは、３個の検出画素４１ｂで構成される点は上記実施形態と同じであるが、各検出画素４１ｂの間隔が狭く、また、各小ブロック８０ｂが大ブロック７５の中央部分に密集して配置されている。さらにその下のＣａの大ブロック７５には、上記実施形態の小ブロック７６と、Ｂａの大ブロック７５に設けられた小ブロック８０ｂが混合配置されている。

Ａｂ、Ｂｂの大ブロック７５では、小ブロック７６を設ける列の間隔が等間隔になっておらず、検出画素４１ｂが疎の部分と密の部分とが混在している。さらにＣｂの大ブロック７５では、検出画素４１ｂが千鳥格子状に配置されるよう、小ブロック７６をｙ方向にずらして配置している。さらにまた、Ａｃの大ブロック７５では、大ブロック７５の左上の隅から右下の隅を結ぶ対角線に沿って小ブロック８０ｂを配置している。

このように、各小ブロックを隣接する大ブロックをまたがずに配置し、各小ブロックをｙ方向に重ならないよう配置するという約束事さえ守られていれば、小ブロックの構成および配置は自由である。ただし、ＦＰＤの製造容易性の観点からいえば、図８のＣａの大ブロック７５のように同じ大ブロック７５内に構成の異なる小ブロックを配置したり、図８のＡｂ、Ｂｂの大ブロック７５のように小ブロックを設ける列の間隔を変更したりするよりは、図６で示したように全ての大ブロックで配置パターンが同じになるよう小ブロックを周期的に配置するほうが製造上容易であるためより好ましい。

また、図８のＣｂ、Ａｃの大ブロック７５のように、検出画素４１ｂをｘ方向に揃えず配置するよりは、図６で示したように検出画素４１ｂをｘ方向に揃えて配置したほうが、各小ブロックの累積線量の情報がｘ方向で揃うのでより好ましい。

図８のＢａの大ブロック７５のように検出画素４１ｂを密集して配置すれば、配置部分の累積線量を重点的に検出することができる。反対に図６で示したように検出画素４１ｂを大ブロック７５内に満遍なく配置すれば、大ブロック７５の累積線量の確度が上がる。なお、図８のＢａの大ブロック７５では検出画素４１ｂを中央部分に密集して配置したが、検出画素４１ｂを配置する部分は中央部分に限らない。ある大ブロックのある特定部分が採光野領域として選択されやすい部分（例えば胸部撮影ならば左右の肺野部分、***撮影ならば胸壁部分）にあたる場合は、該特定部分に検出画素４１ｂを集中配置してもよい。

図９は、長方形状の大ブロック８５の例である。大ブロック８５には、上記実施形態の小ブロック７６が1個配置されている。つまり大ブロック８５は小ブロック７６そのものである。このように、大ブロックの個数も上記実施形態の３×３＝９個に限定されず、その形状も上記実施形態の正方形状に限らない。さらに、大ブロック内に配置される小ブロックは複数個でなく1個でもよい。

上記実施形態では、ＴＦＴ４３のソース電極とドレイン電極が短絡された検出画素４１ｂを例示しているが、ＴＦＴ４３がなく光電変換部４２が直接信号線４５に接続された画素を検出画素としてもよい。また、図１０に示す検出画素４１ｃを用いてもよい。なお、上記実施形態と同じ部材には同じ符号を付し、説明を省略する。

図１０において、ＦＰＤ９０は、通常画素４１ａのＴＦＴ４３を駆動する走査線４４およびゲートドライバ４６とは別の走査線９１およびゲートドライバ９２により駆動されるＴＦＴ９３が接続された検出画素４１ｃを有する。検出画素４１ｃはＴＦＴ９３が接続されているので、同じ行の通常画素４１ａがＴＦＴ４３をオフ状態とされ蓄積動作中であっても電荷を読み出すことが可能である。

線量検出動作において、ゲートドライバ９２は、制御部４８の制御の下、同じ行のＴＦＴ９３を一斉に駆動するゲートパルスｇ１、ｇ２、ｇ３、・・・、ｇｋ（ｋ＜ｎ）を所定の間隔で順次発生して、走査線９１を１行ずつ順に活性化し、走査線９１に接続されたＴＦＴ９３を１行分ずつ順次オン状態とする。オン状態となる時間は、ゲートパルスのパルス幅で規定されており、ＴＦＴ９３はパルス幅で規定された時間が経過するとオフ状態に復帰する。検出画素４１ｃの光電変換部４２で発生した電荷は、ＴＦＴ４３のオンオフに関わらず、ＴＦＴ９３がオン状態の間、信号線４５を介して積分アンプ４９のキャパシタ４９ｂに流入する。積分アンプ４９に蓄積された検出画素４１ｃからの電荷はＡ／Ｄ５２に出力され、Ａ／Ｄ５２で線量検出信号に変換される。その後の処理は上記実施形態と同様であるため説明を省略する。

ＦＰＤ９０の場合、図６で示したように検出画素４１ｂをｘ方向に揃えて配置すれば、ｘ方向に揃えられた検出画素４１ｂに対して１本の走査線９１を配線すれば済み、走査線９１の配線をシンプルにすることができる。

なお、ＦＰＤ９０では、ＴＦＴ９３をオフにしておけば検出画素４１ｃを通常画素４１ａとしても用いることができる。そこで、検出画素４１ｃを多数設けておき、撮影部位や被写体の体格に応じて、小ブロックを構成する画素の個数（小ブロックの大きさ）や、小ブロックに内包される検出画素の個数、小ブロックの配置等を変更してもよい。例えば胸部や腹部等の比較的面積が大きく厚みが厚い撮影部位の場合は小ブロックの大きさを大きくし、小ブロックに内包される検出画素の個数を多くする。対して手や指等の比較的面積が小さく厚みが薄い撮影部位の場合は小ブロックの大きさを小さくし、小ブロックに内包される検出画素の個数を少なくする。

上記実施形態では、図４、図１０に示すように通常画素４１ａと検出画素４１ｂ、４１ｃが同じ信号線４５に接続されている。検出画素４１ｂ、４１ｃは欠陥画素として扱われるため個数は少ないほうがよく、また、小ブロックは１つの列に１個だけ配置されるため、小ブロックが配置される列は通常画素に対して検出画素の個数が非常に少ない。通常画素から信号線にはＴＦＴがオフ状態であっても微量のリーク電流が流れ出しており、通常画素は個数が検出画素に比較し非常に多いので、線量検出信号の元となる検出画素からの電荷に通常画素のリーク電流に基づく電荷が通常画素の個数に応じて大きめに加算されてしまう。このため、線量検出信号にノイズとして顕著に影響してしまうという問題がある。

そこで、図１１に模式的に示すように、小ブロック（検出画素）が配置された信号線４５ａの列Ｌ１（例えば図４、図１０の電圧信号Ｖ１を出力する列）に隣接して小ブロックが配置されない信号線４５ｂの列Ｌ２（図４、図１０の電圧信号Ｖ２を出力する列）を設け、ＡＥＣ部６０で線量検出信号をサンプリングする際に、列Ｌ１の電圧信号Ｖ_Ｌ１から列Ｌ２の電圧信号Ｖ_Ｌ２を減算回路１００で減算し、列Ｌ１の電圧信号Ｖ_Ｌ１から通常画素のリーク電流に基づく電荷の影響を取り除いて検出画素からの電荷に基づく出力のみを取り出すことが好ましい。電圧信号Ｖ_Ｌ１と電圧信号Ｖ_Ｌ２の差分をとることで電圧信号Ｖ_Ｌ１からリーク電流成分を除去することができるのは、各列の画素数が同じであるためである。このため、小ブロックを各列に配置して全列を小ブロックが配置された列Ｌ１とするよりは、上記実施形態の１０列おきに小ブロックを配置する等、複数の列Ｌ２で１つの列Ｌ１を挟むように配置することが好ましい。なお、画素の配列としては上記実施形態の行列状のほかに、画素を４５°傾けて配置したハニカム配列等も考えられるが、この場合も１本の信号線に接続された画素数は隣接する列で同じ、もしくはほぼ同じであるため同様に小ブロックが設けられた信号線の電圧信号からリーク電流成分を除去することができる。

図４に示す検出画素４１ｂは、ＴＦＴ４３のソース電極とドレイン電極が短絡されているため、検出画素４１ｂの光電変換部４２で発生した電荷のキャパシタ４９ｂへの流入は止められないが、図１０に示す検出画素４１ｃの場合は、ＴＦＴ４３、９３をオフにしておけば発生電荷はキャパシタ４９ｂへ流入しない。このため図１０のＦＰＤ９０では、ＴＦＴ４３、９３がオフの場合、列Ｌ１はあたかも列Ｌ２のように振る舞う。したがってこの場合はＴＦＴ４３、９３をオフにした状態でサンプリングした電圧信号を上記の列Ｌ２の電圧信号Ｖ_Ｌ２として置き換えて、ＴＦＴ４３をオフ、ＴＦＴ９３をオンした状態で列Ｌ１から出力される電圧信号Ｖ_Ｌ１から減算すればよい。つまり列Ｌ１に隣接して列Ｌ２を設ける必要はない。

なお、図１１では列Ｌ１と列Ｌ２をそれぞれ１本ずつとしているが、１本の列Ｌ１に対して複数本の列Ｌ２を用いて電圧信号Ｖ_Ｌ１から通常画素のリーク電流に基づく電荷の影響を取り除いてもよい。この場合は複数本の列Ｌ２（例えば列Ｌ１を挟んで両側の１本または２本の列Ｌ２）の電圧信号Ｖ_Ｌ２を積算してこれを列Ｌ２の本数で除算した電圧信号Ｖ_Ｌ２の平均値を列Ｌ１の電圧信号Ｖ_Ｌ１から減算回路１００で減算する。こうすれば、電圧信号Ｖ_Ｌ２の値が列Ｌ２毎にばらつく場合でも、ばらつきが平均化されるのでより正確に検出画素からの電荷に基づく出力のみを取り出すことができる。これは特に撮像領域にわたって一様ではない線量、つまり被写体を透過した線量を検出する場合には、各列のリーク電流も同一になるとは限らないため、複数本の列Ｌ２で電圧信号Ｖ_Ｌ２を平均化することが有効である。また、列Ｌ２を１本とするとその列に線欠陥があった場合は列Ｌ１から正確に検出画素からの電荷に基づく出力のみを取り出すことができなくなるが、列Ｌ２を複数本用意することで、そのうちの１本の列に線欠陥があった場合でも、残りの列の電圧信号Ｖ_Ｌ２を用いれば電圧信号Ｖ_Ｌ１を補正することができる。

上記実施形態では、必ず通常画素１個分を検出画素として利用する例を示したが、これに限らず例えば、１画素中の光電変換部の一部をサブピクセルとして分離し、これを検出画素として用いてもよいし、画素と画素の間の隙間に専用の検出画素を配置してもよい。ただし、いずれの場合も上記実施形態同様に信号線は同一列で同じものを使用する。

上記実施形態では、撮影におけるＸ線の累積線量が照射停止閾値に達したら照射停止信号を出力しているが、線量検出信号の積算値に基づきＸ線の累積線量が照射停止閾値に達すると予測される時間を算出し、算出した予測時間に達したときに照射停止信号を線源制御装置に送信する、あるいは予測時間の情報そのものを線源制御装置に送信してもよい。後者の場合、線源制御装置は予測時間を計時し、予測時間に達したらＸ線の照射を停止させる。

上記実施形態では、コンソール１４と電子カセッテ１３が別体である例で説明したが、コンソール１４は独立した装置である必要はなく、電子カセッテ１３にコンソール１４の機能を搭載してもよい。また、電子カセッテ１３の機能の一部をコンソール１４にもたせてもよい。また、電子カセッテ１３とコンソール１４に加えて、コンソール１４が有する電子カセッテ１３を制御する機能の一部を実行する撮影制御装置を設けてもよい。

上記実施形態では、ＴＦＴ型のＦＰＤを例示しているが、ＣＭＯＳ型のＦＰＤを用いてもよい。また、可搬型のＸ線画像検出装置である電子カセッテに限らず、撮影台に据え付けるタイプのＸ線画像検出装置に適用してもよい。さらに、本発明は、Ｘ線に限らず、γ線等の他の放射線を撮影対象とした場合にも適用することができる。

２ Ｘ線撮影システム
１０ Ｘ線源
１１ 線源制御装置
１３ 電子カセッテ
１４ コンソール
３０、９０ ＦＰＤ
３１ 筐体
４０ 撮像領域
４１ 画素
４１ａ 通常画素
４１ｂ、４１ｃ 検出画素
４３、９３ ＴＦＴ
４４、９１ 走査線
４５、４５ａ、４５ｂ 信号線
４６、９２ ゲートドライバ
４８ 制御部
６０ ＡＥＣ部
７５、８５ 大ブロック
７６、８０ａ、８０ｂ 小ブロック
１００ 減算回路

Claims (17)

1. 被写体を透過した放射線の線量に応じた電荷を蓄積し、蓄積した電荷を信号線に出力する画素が配置された撮像領域を有するＦＰＤをもち、
   一部の前記画素が放射線の線量を検出する検出画素として利用され、
   前記信号線を介した検出画素の出力の積算値に基づき放射線の累積線量が目標線量に達したか否かを判定し、累積線量が目標線量に達したと判定したときに放射線の照射を停止させる自動露出制御を行う放射線画像検出装置において、
   前記撮像領域を前記信号線に沿った第１方向と前記第１方向に直交する第２方向に分割した複数個の大ブロックと、
   各大ブロック内に少なくとも１個設けられ、同一信号線に複数接続された前記検出画素で構成される小ブロックとを備え、
   各小ブロックは、前記第１方向に重ならないよう配置されていることを特徴とする放射線画像検出装置。
2. 前記小ブロックは、各大ブロック内に同じパターンで配置されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像検出装置。
3. 前記第１方向に連なる前記大ブロックにおいて、前記小ブロックの前記パターンが前記第１方向で少なくとも前記信号線１本分ずれていることを特徴とする請求項２に記載の放射線画像検出装置。
4. 前記検出画素は、前記大ブロックの特定部分に密集して配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
5. 前記検出画素は、前記大ブロック内に満遍なく散らばって配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
6. 前記検出画素は、前記第２方向に揃えて配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
7. 前記小ブロックは、前記大ブロックの対角線に沿って配置されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
8. 前記小ブロックは、隣接する前記大ブロックをまたがずに配置されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
9. 前記画素には電荷の蓄積と電荷の前記信号線への出力を行わせる第１スイッチング素子が設けられ、
   前記信号線に前記第１スイッチング素子を介さず直接接続され、前記第１スイッチング素子のオンオフに関わらず発生電荷が前記信号線に流れ出す画素が前記検出画素として用いられることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
10. 各小ブロックは、前記小ブロックが設けられた前記信号線に隣接して前記小ブロックが設けられない前記信号線が設けられるよう少なくとも前記信号線１本分空けて配置され、
    前記第１スイッチング素子をオフした状態で前記小ブロックが設けられた前記信号線から出力される電圧信号から、前記第１スイッチング素子をオフした状態で前記小ブロックが設けられない前記信号線から出力される電圧信号を減算する減算手段を備え、
    前記減算手段で減算した電圧信号に基づき前記自動露出制御を行うことを特徴とする請求項９に記載の放射線画像検出装置。
11. 前記減算手段は、複数本の前記小ブロックが設けられない前記信号線から出力される電圧信号をサンプリングすることを特徴とする請求項１０に記載の放射線画像検出装置。
12. 前記画素には電荷の蓄積と電荷の前記信号線への出力を行わせる第１スイッチング素子が設けられ、
    前記第１スイッチング素子とは別に駆動する第２スイッチング素子が設けられ、前記第２スイッチング素子のオン動作に応じて発生電荷が前記信号線に流れ出す画素が前記検出画素として用いられることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
13. 前記第１スイッチング素子をオフ、前記第２スイッチング素子をオンした状態で前記小ブロックが設けられた前記信号線から出力される電圧信号から、第１、第２スイッチング素子をオフした状態で同じ前記信号線から出力される電圧信号を減算する減算手段を備え、
    前記減算手段で減算した電圧信号に基づき前記自動露出制御を行うことを特徴とする請求項１２に記載の放射線画像検出装置。
14. 前記検出画素は、前記第１方向に少なくとも１画素間隔で設けられていることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
15. 前記大ブロックは正方形状であることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
16. 前記大ブロックは長方形状であることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
17. 前記ＦＰＤが可搬型の筐体に収納された電子カセッテであることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置。

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