JP5904681B2 - 放射線撮影システム及びその作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、放射線画像の露出制御機能を有する放射線撮影システムとその作動方法とに関する。

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線により被写体のＸ線画像を撮影するＸ線撮影装置とで構成されている。

Ｘ線発生装置は、Ｘ線を被写体に向けて照射するＸ線源、Ｘ線源の駆動を制御する線源制御装置、およびＸ線源を動作させるための指示を線源制御装置に入力する照射スイッチを有している。Ｘ線源は、陰極から放出した熱電子を陽極（ターゲット）に衝突させて、熱電子が衝突する陽極上の焦点からＸ線を放射するＸ線管を有する。Ｘ線は焦点から放射線状に広がる線束となって、被写体に照射される。また、Ｘ線発生装置は、Ｘ線源の直線移動や回転を可能にする変位機構を有しており、Ｘ線源の照射位置や照射角度を任意に変更できるようになっている。

Ｘ線撮影装置は、被写体を透過したＸ線を受けて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は、Ｘ線の入射量に応じた電荷を蓄積する画素が二次元に配列された撮像面を有し、Ｘ線画像を電気信号として検出するＦＰＤ（flat panel detector）と呼ばれる画像検出部を用いたものが普及している。画像検出部は、画素毎に信号電荷を蓄積し、蓄積した電荷を信号処理回路で電圧信号に変換することで、被写体のＸ線画像を検出し、これをデジタルな画像データとして出力する。

Ｘ線画像検出装置には、画像検出部を撮影台に組み込んだ据え置き型と、画像検出部を扁平な可搬型の筐体に内蔵した可搬型のものがある。据え置き型のＸ線画像検出装置は、立位姿勢の患者を撮影する立位用と、臥位姿勢の患者を撮影する臥位用がある。立位用は画像検出部が上下方向に移動自在に取り付けられ、臥位用は画像検出部が水平方向に移動自在に取り付けられる。患者の体格や撮影部位に応じて画像検出部の位置が調節される。

可搬型のＸ線画像検出装置は電子カセッテと呼ばれている。電子カセッテは、フイルムカセッテやＩＰ（Imaging Plate）カセッテ用の既存の撮影台や専用の撮影台に着脱可能に取り付けて使用される。この他、例えば、Ｘ線撮影室まで来られない患者の病室に持ち込んで患者が寝ているベッド上で使用するなど、撮影台を使用せずに単体で使用することが可能である。病室での撮影では、Ｘ線発生装置を台車に設けて移動可能にした移動型のＸ線発生装置である回診車と、電子カセッテとを病室に運び込んで撮影が行われる。電子カセッテは、患者の身体とベッドの間に挿入され、回診車はベッドの傍に配置される。

据え置き型か可搬型かを問わず、Ｘ線撮影を行う際には、撮影に先立つ準備作業として、Ｘ線源、Ｘ線画像検出装置及び患者の撮影部位の三者間の相対的な位置関係を決めるポジショニングが行われる。例えば、まず、患者の撮影部位の中心と、画像検出部の撮像面の中心が一致するように、患者とＸ線画像検出装置の相対位置を合わせる。次に、画像検出部の撮像面の中心と、Ｘ線源から照射されるＸ線の線束の中心（以下、単に主線という）とが一致するように、Ｘ線源とＸ線画像検出装置との相対位置を合わせる。主線はＸ線源の照射範囲の中心に相当する。これにより、Ｘ線源と、画像検出部の撮像面と、患者の撮影部位の相対的な位置関係が適切にポジショニングされる。

また、Ｘ線撮影システムには、Ｘ線画像の露出制御を行うために、患者を透過したＸ線の線量を線量検出センサによって検出し、その積算値が予め設定した閾値に達したときにＸ線発生装置によるＸ線の照射を停止させる自動露出制御（ＡＥＣ；Automatic Exposure Control、以下ＡＥＣという）を行うものがある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。特許文献１には、画像検出部を用いたＸ線画像検出装置を有するＸ線撮影システムが記載されており、このＸ線撮影システムでは、画像検出部の撮像面内の画素の一部を線量検出センサと利用してＡＥＣを行っている。ＡＥＣを行う場合には、複数の線量検出センサのうちの少なくとも１つを選択することにより、ＡＥＣにおいてＸ線の線量を測定する領域である採光野が設定される。ＡＥＣは、患者を透過したＸ線の線量を測定する必要があるため、画像検出部の撮像面のうち、患者の撮影部位が対向する領域に採光野を設定する必要がある。

特許文献１のＸ線撮影システムは、Ｘ線源に設けられた光学カメラと、光学カメラで撮影した患者の光学画像から患者の撮影部位の輪郭を抽出する画像処理部と、抽出した撮影部位の輪郭内に、採光野を設定する採光野設定回路とを有している。特許文献１のＸ線撮影システムでは、Ｘ線源の主線、画像検出部の撮像面の中心及び患者の撮影部位の中心が一致するように適切なポジショニングを行った状態で、光学カメラで患者の光学画像を撮影することにより、撮影部位の輪郭内に収まるように採光野を設定している。撮影部位は、頭部、胸部、四肢のように様々であり、各撮影部位の輪郭が一様ではない。特許文献１のＸ線撮影システムのように、光学カメラで撮影部位の輪郭を抽出すれば、撮影部位の輪郭が変化した場合でも、採光野を撮影部位の輪郭内に収めることができる。

特許文献２には、Ｘ線フイルムを用いたＸ線撮影システムが記載されている。特許文献２にも、特許文献１と同様にＸ線源に設けられた光学カメラで患者を撮影し、その撮影した光学画像から画像処理によって撮影部位の輪郭を抽出し、抽出された輪郭に基づいてＡＥＣ用の採光野を撮影部位の輪郭内に設定することが記載されている。

特開２０１１−１３９７６１号公報 特開平０６−２１７９７３号公報

しかしながら、特許文献１、２のＸ線撮影システムは、Ｘ線源、画像検出部及び患者の三者が適切にポジショニングされていることを前提とした技術であり、例えば、画像検出部の撮像面の中心と患者の撮影部位の中心が一致せず、画像検出部と患者の撮影部位が適切にポジショニングされていない場合には、適用することができないという問題がある。

というのも、画像検出部と患者の撮影部位が適切にポジショニングされている場合には、Ｘ線源、画像検出部及び患者の撮影部位の三者の中心が一致する。そして三者の中心が一致しているからこそ、Ｘ線源に設けた光学カメラによる光学画像の中心と、画像検出部の撮像面の中心が対応することになり、光学画像内の撮影部位の位置に応じて、画像検出部の撮像面内の採光野の位置を適切に設定することが可能となる。

これに対して、画像検出部の撮像面の中心と患者の撮影部位の中心が一致しない場合には、患者の撮影部位にＸ線が照射されるように、Ｘ線源の位置は、患者の撮影部位の位置に応じて移動されるため、Ｘ線源の主線と画像検出部の撮像面の中心は一致しなくなる。この場合には、Ｘ線源に設けた光学カメラで撮影した光学画像の中心は、患者の撮影部位の中心とは対応するが、画像検出部の撮像面の中心とは対応しない。そのため、光学画像内で患者の撮影部位の位置を特定しても、光学画像内の位置と画像検出部の撮像面の位置が対応しないため、撮像面内において適切に採光野を設定することができない。

こうした問題は、据え置き型のＸ線画像検出装置においても生じるが、可搬型の電子カセッテの場合には特に顕著となる。上述のとおり電子カセッテをベッド上で用いる場合には、患者とベッドの間に電子カセッテが挿入されるが、患者の容体によっては体勢をおおきく変更できない場合もある。この場合には患者と電子カセッテのポジショニングを適切に行うことができないため、患者の撮影部位の中心と画像検出部の撮像面の中心が一致しないことになる。

特許文献１、２には、患者の撮影部位と画像検出部が適切にポジショニングされていない場合の採光野の設定方法については明示も示唆もない。もちろん、特許文献１に記載されている、撮像面内の一部の領域に採光野を設定する技術を応用して、撮像面内の任意の位置に採光野をマニュアル操作によって設定できるようにすれば、患者の撮影部位の位置に合わせて、採光野の位置を適切に設定することができるが、マニュアル操作では操作が煩雑になるという問題がある。

本発明は、上記背景に鑑みてなされたもので、被写体の撮影部位と画像検出部の適切なポジショニングが困難な場合でも、簡単な操作で、撮影部位に対応する位置に採光野を設定することができる放射線撮影システム及び放射線撮影システムの作動方法を提供することを目的とする。

本発明の放射線撮影システムは、放射線発生装置と放射線画像検出装置とで構成され、変位機構及び変位量検出部を備えている。放射線発生装置は、被写体に向けて放射線を照射する放射線源を有する。放射線画像検出装置は、画像検出部、複数の線量検出センサ及び採光野設定部を有する。画像検出部は、放射線を受けて電荷を蓄積する画素が二次元に配列された撮像面が形成され、被写体の放射線画像を検出する。複数の線量検出センサは、撮像面に配置され、放射線画像の露出制御を行うために放射線の線量を検出する。採光野設定部は、複数の線量検出センサの少なくとも１つを選択することにより、撮像面において露出制御用の採光野を設定する。変位機構は、放射線源と画像検出部の相対位置を変位させる。変位量検出部は、相対位置の変位量を検出する。採光野位置決定部は、変位量に基づいて相対位置の現在位置である現在相対位置を特定し、現在相対位置に応じて、採光野設定部が設定する採光野の位置を決定する。

採光野の初期位置を記憶する初期位置記憶部と、採光野の初期位置と相対位置の基準となる基準相対位置とを対応付けて設定する基準相対位置設定部とを有し、採光野位置決定部は、特定した現在相対位置に応じて、採光野の初期位置からの移動先となる移動位置を決定することが好ましい。

採光野位置決定部は、例えば、画像検出部の撮像面内における、放射線源が照射する放射線の線束の中心である主線が入射する主線入射位置について、基準相対位置における主線入射位置から現在相対位置における主線入射位置までの移動量を算出し、移動量に基づいて採光野の移動位置を決定する。

基準相対位置設定部には、例えば、基準相対位置として、放射線源が照射する放射線の線束の中心である主線と画像検出部の撮像面とが直交し、かつ、撮像面において主線が入射する主線入射位置と撮像面の中心とが一致する位置が、予め設定されている。また、基準相対位置設定部には、任意の基準相対位置が設定可能であることが好ましい。

初期位置記憶部は、採光野の初期位置を、被写体の撮影部位毎に記憶することが好ましい。

採光野位置決定部は、撮像面の大きさに基づいて、初期位置から移動位置への採光野の移動が可能か否かを判定し、採光野位置決定部が移動不可能であると判定した場合にその旨を報知する報知部を備えていることが好ましい。この場合において、初期位置記憶部は、採光野の初期位置を、被写体の撮影部位毎に記憶し、採光野位置決定部は、撮影部位毎に採光野の移動の可否を判定することが好ましい。

採光野設定部は、マニュアルによる操作指示を受け付けて、変位量とは無関係に、採光野の位置を調節可能であることが好ましい。

例えば、変位機構は、放射線源を変位させる第１変位機構を含み、変位量検出部は、変位量として、第１変位機構による第１変位量を検出し、採光野位置決定部は、第１変位量に基づいて、採光野の移動位置を決定する。第１変位量には、放射線源の直線移動量及び回転角度の少なくとも１つが含まれる。

また、変位機構は、放射線源を変位させる第１変位機構と、画像検出部を変位させる第２変位機構とを含み、変位量検出部は、第１変位機構の第１変位量と、第２変位機構の第２変位量を検出し、採光野位置決定部は、第１変位量及び第２変位量に基づいて、採光野の移動位置を決定してもよい。

第２変位量に基づいて、画像検出部が変位限界に達したか否かを判定する変位限界判定部を有しており、採光野位置決定部は、画像検出部が変位限界に達していない間は、相対位置の変位に連動した採光野の移動位置の決定を行わず、画像検出部が変位限界に達した場合に、相対位置の変位に連動した採光野の移動位置の決定を行うようにしてもよい。

相対位置の変位と採光野の移動とを連動させるか否かを切り替え可能であることが好ましい。

線量検出センサは、例えば、撮像面内の画素の一部を利用した形態である。

例えば、放射線画像検出装置を制御するコンソールを備えており、採光野位置決定部は、コンソールに設けられており、採光野設定部は、放射線画像検出装置に設けられている。

放射線画像検出装置は、画像検出部を可搬型の筐体に収容した電子カセッテであることが好ましい。

本発明の放射線撮影システムの作動方法は、放射線発生装置と放射線画像検出装置とで構成される放射線撮影システムの作動方法である。放射線発生装置は、被写体に向けて放射線を照射する放射線源を有する。放射線画像検出装置は、画像検出部、複数の線量検出センサ及び採光野設定部を有する。画像検出部は、放射線を受けて電荷を蓄積する画素が複数設けられた撮像面が形成され、被写体の放射線画像を検出する。複数の線量検出センサは、撮像面に配置され、放射線画像の露出制御を行うために放射線の線量を検出する。採光野設定部は、複数の線量検出センサのうち少なくとも１つを選択することにより、撮像面において露出制御用の採光野を設定する。放射線撮影システムの作動方法は、変位量検出ステップと、採光野位置決定ステップを含む。変位量検出ステップは、放射線源と画像検出部の相対位置の変位量を検出する。採光野位置決定ステップは、変位量に基づいて相対位置の現在位置である現在相対位置を特定し、現在相対位置に応じて、採光野設定部が設定する採光野の位置を決定する。

本発明によれば、放射線源と画像検出部の相対位置の変位量を検出して、現在相対位置を特定し、特定した現在相対位置に応じて、採光野の位置を決定するため、被写体の撮影部位と画像検出部の適切なポジショニングが困難な場合でも、簡単な操作で、撮影部位に対応する位置に採光野を設定することができる放射線撮影システム及び放射線撮影システムの作動方法を提供することができる。

Ｘ線撮影システムの構成を示す概略図である。 Ｘ線源の変位方向を示す説明図である。 変位量検出部の説明図である。 線源制御装置の内部構成と線源制御装置と他の装置との接続関係を示す図である。 電子カセッテの内部構成を示すブロック図である。 画像検出部の検出画素の配置の説明図である。 ＡＥＣ部を示すブロック図である。 コンソールの内部構成を示すブロック図である。 コンソールに設定された撮影条件を示す図である。 胸部撮影時の採光野の位置を示す説明図である。 腹部撮影時の採光野の位置を示す説明図である。 採光野位置決定部の説明図である。 電子カセッテと撮影部位が適切にポジショニングされていない状態の説明図である。 採光野の位置が初期位置から移動された状態の説明図である。 Ｘ線源を直線移動させた場合の主線入射位置の変化を説明する説明図である。 Ｘ線源を回転させた場合の主線入射位置の変化を説明する説明図である。 Ｘ線撮影の手順を示すフローチャートである。 マニュアル操作により採光野の位置を調節する場合の説明図である。 採光野の移動位置が撮像面から外れてしまう場合の説明図である。 図１５の場合の処理手順を示すフローチャートである。 Ｘ線源と画像検出部の両方が変位するＸ線撮影システムの説明図である。 画像検出部が変位限界に達した場合の処理手順を示すフローチャートである。 光学カメラを用いて現在相対位置を特定する例の説明図である。 検出画素の別の態様を示す説明図である。 検出画素の更に別の態様を示す説明図である。

「第１実施形態」
図１に示すように、本発明のＸ線撮影システム１０は、Ｘ線を発生するＸ線発生装置１１と、被写体である患者Ｍを透過したＸ線からＸ線画像を撮影するＸ線撮影装置１２とで構成されている。Ｘ線撮影装置１２は、Ｘ線画像検出装置１２は、Ｘ線画像を検出する可搬型のＸ線画像検出装置である電子カセッテ２０と、電子カセッテ２０を制御するコンソール２１とで構成されている。

電子カセッテ２０は、ＦＰＤで構成された画像検出部３５と画像検出部３５を収容する可搬型の扁平な筐体とからなる。筐体の平面形状は略矩形状である。Ｘ線撮影室まで来ることができない患者のＸ線撮影を行なう際には、図１に示すように、病室においてベッド３３の上に寝ている患者Ｍの身体の下に電子カセッテ２０が挿入されて撮影が行われる。

なお、電子カセッテ２０の平面サイズは、例えば、フイルムカセッテやＩＰカセッテ（ＣＲカセッテとも呼ばれる）と同様の大きさ（国際規格ＩＳＯ４０９０：２００１に準拠した大きさ）と同様である。このようなサイズの電子カセッテ２０は、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て撮影を行うことも可能である。

線源制御装置１４、電子カセッテ２０及びコンソール２１は、相互に通信が可能なように有線また無線方式の通信装置によって接続されている。

Ｘ線発生装置１１は、病室等のＸ線撮影室以外で主に使用される移動型のＸ線発生装置であり、回診車とも呼ばれる。Ｘ線発生装置１１は、タイヤ１５ａが取り付けられて移動自在に構成された台車部１５と、台車部１５に設けられた支柱部１５ｂの先端に支持されてＸ線の照射を行なうＸ線源１６と、台車部１５内に組み込まれてＸ線源１６を制御する線源制御装置１４と、Ｘ線源１６によるＸ線の照射開始を指示する照射スイッチ１８とで構成されている。

Ｘ線源１６は、Ｘ線を放射するＸ線管１６ａ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）１６ｃとを有する。Ｘ線管１６ａは、熱電子を放出するフィラメントからなる陰極と、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。Ｘ線は、熱電子が衝突する陽極上の焦点１６ｃから放射線状に広がる線束となって、患者Ｍに照射される。符号１７は、Ｘ線の線束の中心である主線である。照射野限定器１６ｂ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することにより、Ｘ線を透過させる四角形の照射開口を中央に形成したものであり、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。

支柱部１５ｂには、支柱部１５ｂに対してＸ線源１６を変位させる変位機構１８が設けられている。変位機構１８は、Ｘ線源１６を水平方向（Ｘ方向及びＹ方向）に移動する移動機構や、支柱部１５ｂの伸縮によりＸ線源１６の高さ（Ｚ方向の位置）を変化させる機構や、Ｘ線源１６を支柱部１５ｂに対して回転させることにより照射角度を変化させる首振り機構などからなる。

具体的には、図２Ａにおいて２点鎖線で示すように、Ｘ線源１６は、変位機構１８によって、鉛直方向であるＺ方向、Ｚ方向に直交するＸ方向と、Ｚ方向及びＸ方向に直交するＹ方向とに移動自在とされている。そして、Ｘ線源１６は、変位機構１８により、Ｙ軸周りに回転自在とされており、支柱部１５ｂに対する首振りが可能になっている。これにより、Ｘ線の照射角度を変えて、患者Ｍに斜め方向からＸ線を照射できるようになっている。Ｘ線源１６は、例えば病室においてベッド３３の傍に台車部１５が設置され、Ｘ線源１６の位置が調節されることにより、ベッド３３の上に寝ている患者Ｍの上方に配置される。変位機構１８には、Ｘ線源１６のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の直線移動量と、Ｙ軸周りの回転角度とを、Ｘ線源１６の変位量として検出する変位量検出部１９が設けられている。

図２Ｂに示すように、変位量検出部１９は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のそれぞれの直線移動量を検出するリニアポテンショメータ１９ａ〜１９ｃと、Ｙ軸周りの回転角度を検出するロータリポテンショメータ１９ｄとで構成されている。ポテンショメータは、周知のように可変抵抗器と可変抵抗器の抵抗値に応じた電圧を出力する電圧出力回路とで構成される。各ポテンショメータ１９ａ〜１９ｄは、Ｘ線源１６が変位すると、変位に応じた出力値を、Ｘ線源１６の変位量としてコンソール２１に出力する。

各ポテンショメータ１９ａ〜１９ｄの出力値は、移動量や回転量に加えて、移動方向や回転方向を含んだ情報である。例えば、Ｘ方向リニアポテンショメータ１９ａの出力値は、基準置に対して、移動方向が右方向の場合に増加し、左方向の場合には減少するようになっている。出力値が基準値に対して増加しているか減少しているかによって移動方向や回転方向の判定が可能である。コンソール２１は、変位量検出部１９が出力する変位量に基づいて、Ｘ線源１６と電子カセッテ２０の現在の相対位置である現在相対位置を特定する。

ここで、Ｘ線源１６と電子カセッテ２０の相対位置とは、Ｘ線源１６の照射位置及び照射角度と、電子カセッテ２０の筐体におけるＸ線の入射面との相対的な位置関係をいう。また、電子カセッテ２０のＸ線の入射面と画像検出部３５の撮像面３６は平行であるので、Ｘ線源１６と電子カセッテ２０の相対位置は、Ｘ線源１６と画像検出部３５の相対位置と同じ意味である。

図３に示すように、線源制御装置１４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１６に供給する高電圧発生器２４と、Ｘ線源１６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、単位時間当たりの照射量を決める管電流、およびＸ線の照射時間を制御する制御部２５と、コンソール２１との主要な情報、信号の送受信を媒介する通信Ｉ／Ｆ２６とを備える。

制御部２５には、照射スイッチ１８とメモリ２８とタッチパネル２９とが接続されている。照射スイッチ１８は、撮影開始時に放射線技師等のオペレータによって操作されるスイッチであり、例えば二段階の押圧操作が可能な押しボタンスイッチである。照射スイッチ１８は、一段階目の押圧操作でＸ線源１６のウォームアップを開始させるためのウォームアップ開始信号を発生し、二段階目の押圧操作でＸ線源１６にＸ線の照射を開始させるための照射開始信号を発生する。これらの信号は信号ケーブルを通じて線源制御装置１４に入力される。制御部２５は、照射スイッチ１８から照射開始信号を受けたときに高電圧発生器２４からＸ線源１６への電力供給を開始させる。

メモリ２８は、管電圧、管電流、照射時間あるいは管電流照射時間積（ｍＡｓ値）といった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２９を通じてオペレータにより手動で設定される。線源制御装置１４は、設定された撮影条件の管電圧や管電流、照射時間あるいは管電流照射時間積でＸ線の照射制御を開始する。電子カセッテ１６には、ＡＥＣ機能が設けられており、Ｘ線源１６から照射されるＸ線の単位時間当たりの線量を検出して、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１４に予め設定された照射時間あるいは管電流照射時間積以下であってもＸ線の照射を停止するように機能する。

なお、目標線量に達してＡＥＣ機能による照射停止の判定がされる前にＸ線の照射が終了して線量不足に陥ることを防ぐために、線源制御装置１４に設定される照射時間または管電流照射時間積には余裕を持った値が設定される。線源制御装置１４において安全規制上撮影部位に応じて設定されている照射時間の最大値を設定してもよい。なお、撮影条件は、通信Ｉ／Ｆ２６を介してコンソール２１から送信されてきたものを設定するようにしてもよい。

照射信号Ｉ／Ｆ３１は、電子カセッテ２０のＡＥＣ機能を用いる場合に電子カセッテ２０と接続される。この場合、制御部２５は、照射スイッチ１８からウォームアップ開始信号を受けたときに、照射信号Ｉ／Ｆ３１を介して、Ｘ線の照射を開始してよいかを問い合わせる照射開始要求信号を電子カセッテ２０に送信する。電子カセッテ２０は照射開始要求信号を受信すると準備処理を行う。電子カセッテ２０は、準備処理が完了して撮影可能な状態になった場合に照射許可信号を線源制御装置１４に送信する。制御部２５は、電子カセッテ２０から照射許可信号を照射信号Ｉ／Ｆ３１で受け、さらに照射スイッチ１８から照射開始信号を受けたときに、高電圧発生器２４からＸ線源１６に対して、電力供給を開始させる。また、制御部２５は、電子カセッテ２０から発せられる照射停止信号を照射信号Ｉ／Ｆ３１で受けたときに、高電圧発生器２４からＸ線源１６への電力供給を停止させ、Ｘ線の照射を停止させる。さらに、制御部２５は、照射停止信号の受信を契機にＸ線の照射を停止させる機能だけでなく、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を内蔵している。

図４において、電子カセッテ２０には、アンテナ３７及びバッテリ３８が内蔵されており、コンソール２１との無線通信が可能である。アンテナ３７は、無線通信のための電波をコンソール２１との間で送受信する。バッテリ３８は、電子カセッテ２０の各部を動作させるための電力を供給する。バッテリ３８は、薄型の電子カセッテ２０内に収まるよう比較的小型のものが使用される。また、バッテリ３８は、電子カセッテ２０から外部に取り出して専用のクレードルにセットして充電することも可能である。バッテリ３８を無線給電可能な構成としてもよい。

電子カセッテ２０には、アンテナ３７に加えてソケット３９が設けられている。ソケット３９はコンソール２１と有線接続するために設けられており、バッテリ３８の残量不足等で電子カセッテ２０とコンソール２１との無線通信ができなくなった場合に使用される。ソケット３９にコンソール２１からのケーブルを接続すると、コンソール２１との有線通信が可能になる。その際に、ソケット３９に接続されたケーブルを介して、コンソール２１から電子カセッテ２０に給電してもよい。

アンテナ３７およびソケット３９は、通信部４０に設けられている。通信部４０は、アンテナ３７またはソケット３９と制御部４１、メモリ４２間の画像データを含む各種情報、信号の送受信を媒介する。

画像検出部３５は、検出パネル３５ａと検出パネル３５ａの駆動を制御する回路部とで構成される。検出パネル３５ａは、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス基板を有し、この基板上にＸ線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素４５を配列してなる撮像面３６を備えている。複数の画素４５は、所定のピッチで二次元にｎ行（Ｘ方向）×ｍ列（Ｙ方向）のマトリクス状に配列されている。

検出パネル３５ａはさらに、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータ（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４５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４５が配列された撮像面３６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との配置は、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）方式を用いてもよいし、逆に基板、シンチレータの順に配置されるＩＳＳ（Irradiation Side sampling）方式を用いてもよい。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検出パネル３５ａを用いてもよい。

画素４５は、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素子であるフォトダイオード４６、およびスイッチング素子としてＴＦＴ４７を備える。

フォトダイオード４６は、電荷を発生する半導体層（例えばＰＩＮ（p-intrinsic-n）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。フォトダイオード４６は、下部電極にＴＦＴ４７が接続され、上部電極にはバイアス線４８が接続されており、バイアス線４８は撮像面３６内の画素４５の行数分（ｎ行分）設けられて母線４９に結束されている。母線４９はバイアス電源５０に繋がれている。母線４９とその子線のバイアス線４８を通じて、バイアス電源５０からフォトダイオード４６の上部電極にバイアス電圧Ｖｂが印加される。バイアス電圧Ｖｂ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持つ上部電極と下部電極に移動し、フォトダイオード４６に電荷が蓄積される。

ＴＦＴ４７は、ゲート電極が走査線５１に、ソース電極が信号線５２に、ドレイン電極がフォトダイオード４６にそれぞれ接続される。走査線５１と信号線５２は格子状に配線されており、走査線５１は撮像面３６内の画素４５の行数分（ｎ行分）、信号線５２は画素４５の列数分（ｍ列分）それぞれ設けられている。走査線５１はゲートドライバ５３に接続され、信号線５２は信号処理回路５４に接続される。

画像検出部３５は、制御部４１、ゲートドライバ５３、信号処理回路５４などの回路部を有する。制御部４１は、ゲートドライバ５３を通じて、ＴＦＴ４７を駆動することにより、Ｘ線の入射量に応じた信号電荷を画素４５に蓄積する蓄積動作と、画素４５から信号電荷を読み出す読み出し（本読み）動作と、リセット（空読み）動作とを検出パネル３５ａに行わせる。

蓄積動作ではＴＦＴ４７がオフ状態にされ、その間に画素４５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５３から同じ行のＴＦＴ４７を一斉に駆動するゲートパルスＧ１〜Ｇｎを順次発生して、走査線５１を一行ずつ順に活性化し、走査線５１に接続されたＴＦＴ４７を一行分ずつオン状態とする。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、ＴＦＴ４７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。画素４５のフォトダイオード４６に蓄積された電荷は、ＴＦＴ４７がオン状態になると信号線５２に読み出されて、信号処理回路５４に入力される。

信号処理回路５４は、積分アンプ６０、マルチプレクサ（ＭＵＸ）６１、およびＡ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）６２等を備える。積分アンプ６０は、各信号線５２に対して個別に接続される。積分アンプ６０は、オペアンプ６０ａとオペアンプ６０ａの入出力端子間に接続されたキャパシタ６０ｂとからなり、信号線５２はオペアンプ６０ａの一方の入力端子に接続される。オペアンプ６０ａ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６０ｂにはリセットスイッチ６０ｃが並列に接続されている。積分アンプ６０は、信号線５２から入力される電荷を積算し、電圧信号Ｄ１〜Ｄｍに変換して出力する。各列のオペアンプ６０ａの出力端子には、増幅器６３、サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）部６４を介してＭＵＸ６１が接続される。ＭＵＸ６１の出力側には、Ａ／Ｄ変換器６２が接続される。

ＭＵＸ６１は、パラレルに接続される複数の積分アンプ６０から順に一つの積分アンプ６０を選択し、選択した積分アンプ６０から出力される電圧信号Ｄ１〜ＤｍをシリアルにＡ／Ｄ変換器６２に入力する。Ａ／Ｄ変換器６２は、入力された電圧信号Ｄ１〜Ｄｍをデジタルデータに変換して、電子カセッテ２０に内蔵されるメモリ４２に出力する。なお、ＭＵＸ６１とＡ／Ｄ変換器６２の間に増幅器を接続してもよい。

ＭＵＸ６１によって積分アンプ６０から一行分の電圧信号Ｄ１〜Ｄｍが読み出されると、制御部４１は、積分アンプ６０に対してリセットパルスＲＳＴを出力し、リセットスイッチ６０ｃをオンする。これにより、キャパシタ６０ｂに蓄積された一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６０がリセットされると、ゲートドライバ５３から次の行のゲートパルスが出力され、次の行の画素４５の信号電荷の読み出しを開始させる。これらの動作を順次繰り返して全行の画素４５の信号電荷を読み出す。

全行の読み出しが完了すると、一画面分のＸ線画像を表す画像データがメモリ４２に記録される。この画像データはメモリ４２から読み出され、通信部４０を通じてコンソール２１に出力される。こうして患者のＸ線画像が検出される。

フォトダイオード４６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Ｖｂが印加されているために画素４５のフォトダイオード４６に蓄積される。画素４５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リセット動作が行われる。リセット動作は、画素４５において発生する暗電荷を、信号線５２を通じて掃き出す動作である。

リセット動作は、例えば、一行ずつ画素４５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５３から走査線５１に対してゲートパルスＧ１〜Ｇｎを順次発生して、画素４５のＴＦＴ４７を一行ずつオン状態にする。ＴＦＴ４７がオン状態になっている間、画素４５から暗電荷が信号線５２を通じて積分アンプ６０のキャパシタ６０ｂに流れる。リセット動作では、読み出し動作と異なり、ＭＵＸ６１によるキャパシタ６０ｂ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４１からリセットパルスＲＳＴが出力されてリセットスイッチ６０ｃがオンされ、キャパシタ６０ｂに蓄積された電荷が放電されて積分アンプ６０がリセットされる。

順次リセット方式に代えて、配列画素の複数行を一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。

制御部４１は、線源制御装置１４の制御部２５からの照射開始要求信号を受信したタイミングで、検出パネル３５ａにリセット動作を行わせて線源制御装置１４に照射許可信号を返信する。そして、照射開始信号を受信したタイミングで検出パネル３５ａの動作をリセット動作から蓄積動作へ移行させる。

画像検出部３５は、上述のようにＴＦＴ４７を介して信号線５２に接続された通常の画素４５の他に、ＴＦＴ４７を介さず信号線５２に短絡して接続された検出画素６５を同じ撮像面３６内に複数備えている。検出画素６５は、患者Ｍを透過して撮像面３６に入射するＸ線の線量を検出するために利用される画素であり、線量検出センサとして機能する。検出画素６５は撮像面３６内の画素４５の数％程度を占める。本実施形態の検出画素６５は、フォトダイオード４６などの基本的な構成は画素４５と全く同じである。したがって両者はほぼ同様の製造プロセスで形成することができる。

図５に示すように、検出画素６５は、撮像面３６内で局所的に偏ることなく撮像面３６内に満遍なく散らばるよう、撮像面３６の中心に関して左右対称な点線で示す波形の軌跡６６に沿って設けられている。検出画素６５は、同じ信号線５２が接続された画素４５の列に一個ずつ設けられ、検出画素６５が設けられた列は、検出画素６５が設けられない列を例えば二〜三列挟んで設けられる。検出画素６５の位置は画像検出部３５の製造時に既知であり、画像検出部３５は全検出画素６５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、ここで示した検出画素６５の配置は一例であり、撮像面３６内に検出画素６５が分散配置可能であれば、別の配置規則にしたがって配置してもよい。

図４において、検出画素６５は、信号線５２との間にＴＦＴ４７が設けられておらず、信号線５２に直に接続されているので、検出画素６５のフォトダイオード４６で発生する信号電荷は、ＴＦＴ４７のオンオフに関わらず直ちに信号線５２に流れ出す。同じ行にある通常の画素４５がＴＦＴ４７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同様である。このため検出画素６５が接続された信号線５２上の積分アンプ６０のキャパシタ６０ｂには、検出画素６５のフォトダイオード４６で発生した電荷が常に流入する。画像検出部３５が蓄積動作中に、キャパシタ６０ｂに蓄積された検出画素６５からの電荷は、所定のサンプリング周期でＭＵＸ６１を介して電圧値としてＡ／Ｄ変換器６２に出力される。

Ａ／Ｄ変換器６２は、電圧値を、各検出画素６５の線量検出信号としてメモリ４２に出力する。線量検出信号は、単位時間当たりに照射されるＸ線の線量を表す。所定のサンプリング周期で出力される線量検出信号は、順次メモリ４２に出力される。Ａ／Ｄ変換器６２が出力する各検出画素６５の線量検出信号は、座標情報と対応付けてメモリ４２に記録される。ＡＥＣ部（自動露出制御部）６７は、制御部４１により駆動制御される。ＡＥＣ部６７は、メモリ６５から各検出画素６５の線量検出信号を読み出して、読み出した線量検出信号に基づいてＡＥＣを行う。

図６において、ＡＥＣ部６７は、採光野設定回路７５、積分回路７６、比較回路７７、および閾値発生回路７８を有する。採光野設定回路７５は、コンソール２１からの採光野の位置情報に基づき、撮像面３６内に散らばった複数の検出画素６５のうち、どの検出画素６５をＡＥＣに用いるかを選択する。これにより、撮像面３６内におけるＡＥＣ用の線量検出領域である採光野が設定される。ＡＥＣ部６７は、設定された採光野内の検出画素６５の線量検出信号に基づいてＡＥＣを行う。

採光野設定回路７５は、コンソール２１から提供される採光野の初期位置に関する情報に基づいて、撮像面３６において採光野の初期位置を選択する初期位置選択部７５ａと、コンソール２１から提供される移動位置に関する情報に基づいて、初期位置選択部７５ａで選択された採光野の位置を移動する採光野移動部７５ｂとを備えている。採光野の初期位置は、撮影部位毎に設定されており、コンソール２１において設定された撮影部位に応じた初期位置が提供される。また、採光野の初期位置は、後述するように、電子カセッテ２０に対して患者Ｍの撮影部位が適切にポジショニングされている場合を前提として設定されている。採光野移動部７５ｂは、コンソール２１から提供される移動位置に採光野の位置を移動する。

積分回路７６は、採光野内の検出画素６５の線量検出信号の平均値を求めてこれを積算する。平均値の算出及び平均値の積算は、線量検出信号がサンプリングされる毎に行われる。比較回路７７は、積分回路７６からの線量検出信号の積算値と閾値発生回路７８から与えられる照射停止閾値とを比較する。積算値が閾値に達したとき、比較回路７７は照射停止信号を出力する。

通信部４０には、上述のアンテナ３７とソケット３９の他に照射信号Ｉ／Ｆ８０が設けられている。照射信号Ｉ／Ｆ８０には、線源制御装置１４の照射信号Ｉ／Ｆ３１が接続される。照射信号Ｉ／Ｆ８０は、照射開始要求信号の受信、照射開始要求信号に対する照射許可信号の送信、照射開始信号の受信、比較回路７７が出力する照射停止信号の送信を行う。

図７に示すように、コンソール２１は、コンソール本体２１ａ、ディスプレイ２１ｂ及びキーボード２１ｃから構成されている。コンソール２１は、有線方式や無線方式により電子カセッテ２０と通信可能に接続されており、電子カセッテ２０の動作を制御する。具体的には、電子カセッテ２０に対して、採光野の初期位置や移動位置に関する情報を送信する。また、後述するように撮影条件には、管電圧や管電流などの照射条件が含まれており、照射条件に応じて、電子カセッテ２０に対して、ＡＥＣや画像検出部３５の信号処理の条件（蓄積される信号電荷に応じた電圧を増幅するアンプのゲイン等）を設定させる。また、コンソール２１は、電子カセッテ２０の電源のオンオフ、省電力モードや撮影準備状態へのモード切り替え等の制御を行う。

コンソール２１は、電子カセッテ２０から送信されるＸ線画像データに対してオフセット補正やゲイン補正、欠陥補正等の各種画像処理を施す。欠陥補正では、検出画素６５がある列の画素値を隣り合う検出画素６５がない列の画素値で補間する。画像処理済みのＸ線画像はディスプレイ２１ｂに表示される他、そのデータがコンソール本体２１ａ内のストレージデバイス８７やメモリ８６、あるいはコンソール２１とネットワーク接続された画像蓄積サーバといったデータストレージに記憶される。なお、上記の各種画像処理を電子カセッテ２０で行ってもよい。

コンソール２１は、患者の性別、年齢、撮影部位、撮影目的といった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２１ｂ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）といった患者情報や放射線検査に係る検査情報を管理する外部システムから入力されるか、オペレータにより手動入力される。検査オーダには、頭部、胸部、腹部等の撮影部位、正面、側面、斜位、ＰＡ（Ｘ線を被検体の背面から照射）、ＡＰ（Ｘ線を被検体の正面から照射）といった撮影方向が含まれる。オペレータは、検査オーダの内容をディスプレイ２１ｂで確認し、その内容に応じた撮影条件をキーボード２１ｃにより入力する。

図８に示すように、コンソール２１では撮影部位毎に撮影条件を設定可能である。撮影条件には、管電圧、管電流、検出画素６５の採光野、検出画素６５の線量検出信号の積算値と比較してＸ線の照射停止を判断するための照射停止閾値等が記憶されている。撮影条件の情報はストレージデバイス８７に格納されている。線源制御装置１４の撮影条件は、オペレータがコンソール２１の撮影条件を参照して同様の撮影条件を手動設定する。

採光野は、撮像面３６内の採光野の初期位置を指定する情報であり、例えば撮像面３６内の領域をＸＹ座標で指定する座標情報として記録されている。ＸＹ座標は、電子カセッテ２０の画素４５（検出画素６５も含む）の撮像面３６内における位置と対応しており、走査線５１に平行な方向をＸ軸、信号線５２に平行な方向をＹ軸とし、左上の画素４５の座標を原点（０、０）として表現される。

図９Ａ、図９Ｂは、それぞれ胸部撮影及び腹部撮影をする場合において、電子カセッテ２０に対して患者Ｍの撮影部位が適切にポジショニングされている状態を示している。採光野は、撮影部位毎に診断時に最も注目すべき関心領域に設定される。例えば撮影部位が胸部の場合には、図９Ａに２点鎖線で示すように、患者Ｍの肺野Ｍａ、Ｍｂに相当する領域が採光野８０ａ、８０ｂとして設定される。また、撮影部位が腹部の場合には、図９Ｂに２点鎖線で示すように、例えば、縦隔Ｍｃに相当する領域が設定される。

採光野の初期位置は、図９Ａ、図９Ｂに示すように、電子カセッテ２０に対して患者Ｍの撮影部位が適切にポジショニングされている状態を前提として設定されている。採光野の初期位置を含む撮影条件を記憶するストレージデバイス８７は、初期位置記憶部に相当する。

図７において、コンソール本体２１ａは、ＣＰＵ８５、メモリ８６、ストレージデバイス８７、通信Ｉ／Ｆ８８及び入出力Ｉ／Ｆ８９を備えている。これらはデータバス９０を介して相互接続されている。ディスプレイ２１ｂ及びキーボード２１ｃは、入出力Ｉ／Ｆ８９を介してコンソール本体２１ａに接続されている。なお、キーボード２１ｃとともにマウスやタッチパネル等を用いてもよい。

ストレージデバイス８７は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）である。ストレージデバイス８７には、制御プログラムやアプリケーションプログラム（以下、ＡＰという）９２が記憶される。ＡＰ９２は、検査オーダやＸ線画像の表示処理、Ｘ線画像に対する画像処理、撮影条件の設定等、Ｘ線撮影に関する様々な機能をコンソール２１に実行させるためのプログラムである。

メモリ８６は、ＣＰＵ８５が処理を実行するためのワークメモリである。ＣＰＵ８５は、ストレージデバイス８７に記憶された制御プログラムをメモリ８６へロードして、プログラムに従った処理を実行することにより、コンピュータの各部を統括的に制御する。通信Ｉ／Ｆ８８は、ＲＩＳ、ＨＩＳ、画像蓄積サーバ、電子カセッテ２０等の外部装置との無線または有線による伝送制御を行うネットワークインターフェースである。

図１０において、コンソール２１のＣＰＵ８５は、ＡＰ９２を起動すると、格納・検索処理部９５、主制御部９６、採光野位置決定部９７及びおよびカセッテ制御部９８として機能する。格納・検索処理部９５は、各種データのストレージデバイス８７への格納処理、およびストレージデバイス８７に記憶された各種データの検索処理を実行する。主制御部９６は、コンソール２１の各部の動作を統括的に制御する。

採光野位置決定部９７は、変位量検出部１９から取得する変位量に基づいてＸ線源１６と電子カセッテ２０との現在相対位置を特定し、特定した現在相対位置に応じて、採光野の位置を決定する。採光野位置決定部９７には、基準相対位置設定部９７ａが設けられている。基準相対位置設定部９７ａは、Ｘ線源１６と電子カセッテ２０の基準となる相対位置を、採光野の初期位置と対応付けて設定する。基準相対位置は、例えば、Ｘ線源１６の主線１７と電子カセッテ２０の撮像面３６とが直交し、主線１７が入射する主線入射位置Ｆ（図１１、１２参照）と、撮像面３６の中心Ｃとが一致する位置に設定される。

採光野を初期位置から移動する理由は、電子カセッテ２０に対して患者Ｍの撮影部位が適切にポジショニングされていない状態において、採光野の初期位置と撮影部位内の関心領域の間に生じる位置ずれを解消するためである。そして、電子カセッテ２０に対して患者Ｍの撮影部位が適切にポジショニングされていない場合には、Ｘ線源１６の照射範囲の中心（主線入射位置Ｆに対応する）を撮影部位の中心に合わせるために、Ｘ線源１６を変位させて、Ｘ線源１６と電子カセッテ２０の相対位置が変更される。

このように、電子カセッテ２０に対して患者Ｍの撮影部位が適切にポジショニングされていない場合に、Ｘ線源１６と電子カセッテ２０の相対位置の変更が行われることを考慮して、採光野位置決定部９７は、変位量検出部１９からの変位量に基づいて、採光野の位置を決定する。

具体的には、図９に示すように、電子カセッテ２０の撮像面３６の中心Ｃと患者Ｍの撮影部位の中心とが一致するように適切にポジショニングされている場合には、採光野８０ａ、８０ｂの初期位置と、撮影部位の関心領域（撮影部位が胸部の場合には肺野Ｍａ、Ｍｂ）は対面する。この状態では、Ｘ線源１６と電子カセッテ２０の相対位置を基準相対位置に合わせれば、Ｘ線源１６の照射範囲の中心（主線１７）を、患者Ｍの撮影部位の中心に合わせることができる。採光野の初期位置は基準相対位置と対応付けられているので、基準相対位置の状態で撮影が行われる場合には、採光野は移動されず、初期位置のままである。

これに対して、図１１Ａに示すように、電子カセッテ２０の撮像面３６の中心位置Ｃと患者Ｍの撮影部位の中心が一致せず、電子カセッテ２０と患者Ｍの撮影部位の相対位置が適切にポジショニングされていない場合には、採光野８０ａ、８０ｂの初期位置と、患者Ｍの関心領域である肺野Ｍａ、Ｍｂの位置が対応しない。この状態では、Ｘ線源１６と電子カセッテ２０の相対位置が、撮像面３６の中心Ｃと主線入射位置Ｆとが一致する基準相対位置のままだと、Ｘ線源１６の照射範囲の中心（主線１７）と、患者Ｍの撮影部位の中心がずれてしまう。

この場合には、患者Ｍの体勢を変更するなどして、電子カセッテ２０と患者Ｍの撮影部位の相対位置を適切にポジショニングすることが一般的であるが、患者Ｍの容体によっては体勢を変更できず、適切にポジショニングできない場合もある。この状態で撮影を行う場合には、Ｘ線源１６の照射範囲の中心（主線１７）が患者Ｍの撮影部位の中心に合うように、Ｘ線源１６を変位させることになる。Ｘ線源１６を変位させると、図１１Ｂに示すように、主線入射位置Ｆは、撮像面３６の中心Ｃから外れる。しかし、Ｘ線源１６を変位させても、図１１Ａに示すように、撮像面３６内の採光野８０ａ、８０ｂの初期位置と、撮影部位内の関心領域Ｍａ、Ｍｂは対応しないため、図１１Ｂに示すように、関心領域Ｍａ、Ｍｂの位置と対応するように、撮像面３６内において採光野８０ａ、８０ｂを移動させることが必要になる。

図１１Ｂに示すように、主線入射位置Ｆが患者Ｍの撮影部位の中心に位置するように、Ｘ線源１６が変位されるため、主線入射位置Ｆの移動量を、採光野８０ａ、８０ｂの移動量として利用することができる。採光野位置決定部９７は、変位量検出部１９から取得した変位量に基づいて、Ｘ線源１６と電子カセッテ２０との現在相対位置を特定し、図１１Ａに示す基準相対位置における主線入射位置Ｆから、図１１Ｂに示す現在相対位置における主線入射位置Ｆまでの移動量に基づいて、採光野８０ａ、８０ｂの初期位置からの移動先となる移動位置を決定する。

図１２Ａに示すように、主線入射位置Ｆは、Ｘ線源１６が撮像面３６と平行な水平方向の直線移動により変化する場合と、図１２Ｂに示すように、Ｘ線源１６の回転移動（首振り）により変化する場合がある。Ｘ線源１６の高さ（Ｚ方向の位置）は、Ｘ線源１６と撮像面３６の間の距離であり、一般にＳＩＤ（Source Image receptor Distance）と呼ばれる。図１２Ｂに示すように、Ｘ線源１６が首振りする場合には、照射角度αが同じでも、ＳＩＤが変化すれば、主線入射位置Ｆも変化する。採光野位置決定部９７は、変位量検出部１９の各ポテンショメータ１９ａ〜１９ｄが出力する変位量を表す出力値に基づいて、Ｘ線源１６の照射角度α、撮像面３６と平行な面内の位置（Ｘ方向、Ｙ方向の位置）及び高さ（Ｚ方向の位置）で規定される現在相対位置を特定し、特定した現在相対位置における主線入射位置Ｆを判定する。

このように採光野位置決定部９７は、各ポテンショメータ１９ａ〜１９ｄの出力値に基づいて照射角度αやＳＩＤを考慮して、主線入射位置Ｆを判定し、主線入射位置Ｆの移動量に基づいて、採光野の移動位置を決定するため、Ｘ線源１６が首振りする場合でも、適切な移動位置を決定することができる。

基準相対位置設定部９７ａは、キーボード２１ｃからの操作指示に基づいて基準相対位置を設定する。例えば、Ｘ線源１６と電子カセッテ２０の相対位置を基準相対位置に合わせた状態で、キーボード２１ｃから設定指示を入力すると、その時点における各ポテンショメータ１９ａ〜１９ｄからの出力値が基準相対位置設定部９７ａに入力される。基準相対位置設定部９７ａは、入力された各ポテンショメータ１９ａ〜１９ｄの出力値を、基準値として記憶する。電子カセッテ２０は、Ｘ線発生装置１１と独立しているため、電子カセッテ２０を設置するベッド３３の高さによってＳＩＤは変化する。ベッド３３に電子カセッテ２０を設置した後に、基準相対位置の設定を行うことで、ＳＩＤを含めた、Ｘ線源１６と電子カセッテ２０の基準相対位置を設定することができる。

基準相対位置の設定後、採光野位置決定部９７は、Ｘ線源１６の変位量に応じて各ポテンショメータ１９ａ〜１９ｄから出力される出力値と、基準値とを比較することにより、現在相対位置を特定する。採光野位置決定部９７は、基準相対位置における主線入射位置Ｆ（本例では撮像面３６の中心Ｃと一致する）から、現在相対位置における主線入射位置Ｆまでの移動量を算出し、算出した移動量に基づいて、採光野８０ａ、８０ｂの移動位置を決定する。採光野位置決定部９７は、採光野８０ａ、８０ｂの移動位置を撮像面３６内の座標情報として出力する。採光野位置決定部９７は、基準相対位置と現在相対位置の間に変化が無い場合には、移動位置を出力せず、変化が有る場合にのみ、移動位置を出力する。なお、基準相対位置と現在相対位置の間に変化が無い場合に、初期位置と同じ移動位置を出力してもよい。

図１０において、採光野位置決定部９７は、決定した採光野の移動位置を、カセッテ制御部９８に入力する。カセッテ制御部９８は、撮影部位に応じた採光野の初期位置と、採光野位置決定部９７で決定した採光野の移動位置を、電子カセッテ２０に送信する。採光野の移動位置は、基準相対位置と現在相対位置の間に変化が有る場合にのみ電子カセッテ２０に送信される。また、カセッテ制御部９８は、撮影部位に応じた照射停止閾値を、電子カセッテ２０を送信する。格納・検索処理部９５はストレージデバイス８７にアクセスして、指定された撮影条件を検索して読み出す処理や、電子カセッテ２０から送信されるＸ線画像の格納処理を行う。撮影条件には、撮影部位に応じた採光野の初期位置や照射停止閾値が含まれており、これらの情報は、格納・検索処理部９５からカセッテ制御部９８に入力される。

なお、コンソール２１は、この他にも上述のオフセット補正、ゲイン補正、欠陥補正等の各種画像処理を行う画像処理部や、線源制御装置１４、電子カセッテ２０との間の通信を媒介する通信部がＣＰＵ８５に構築される。なお、本例のように各部の機能をソフトウェアで実現するのではなく、各部を専用のハードウェアで構成してもよい。また、オフセット補正、ゲイン補正、欠陥補正の少なくとも１つを電子カセッテ２０で行ってもよい。

次に、図１３のフローチャートを参照して、Ｘ線撮影システム１０によりＸ線撮影を行う場合の手順を説明する。

Ｘ線撮影室まで移動できない患者Ｍの撮影を行う場合には、Ｘ線発生装置１１と電子カセッテ２０を患者Ｍの病室に運んで、撮影が行われる。図１に示すように、Ｘ線発生装置１１は、患者Ｍが寝ているベッド３３の傍らに設置される。電子カセッテ２０は、ベッド３３に寝ている患者Ｍの身体の下に挿入されて設置される（Ｓ１０１）。例えば、撮影部位が胸部である場合には、電子カセッテ２０は患者Ｍの胸部の下に挿入される。電子カセッテ２０は、図９Ａに示すように撮影部位である胸部の中心と撮像面３６の中心Ｃが一致するように適切にポジショニングされるのが理想的である。しかし、患者Ｍの容体などにより体勢を大きく変更できない場合のように、適切なポジショニングができない場合には、図１１Ａに示すように、胸部の中心が撮像面３６の中心Ｃから外れた位置にポジショニングされる。

Ｘ線発生装置１１と電子カセッテ２０の設置後、基準相対位置の設定が行われる（Ｓ１０２）。基準相対位置の設定では、Ｘ線源１６の主線１７と電子カセッテ２０の撮像面３６が直交するようにＸ線源１６の照射角度を調整し、主線入射位置Ｆと撮像面３６の中心Ｃが一致するようにＸ線源１６のＸ−Ｙ方向の位置を調整する（図１１Ａ、図１２Ａ参照）。そして、Ｘ線源１６の高さ（Ｚ方向の位置）を適宜の位置に調整する。この状態で、コンソール２１のキーボード２１ｃから設定指示を入力する。基準相対位置設定部９７ａは、設定指示を受け付けると、その時点での変位量検出部１９の出力値を基準値と設定する。これにより、基準相対位置と採光野の初期値とが対応付けられる。

次いで電子カセッテ２０の電源を投入し、コンソール２１において、キーボード２１ｃで撮影条件を設定する（Ｓ１０３）。胸部撮影の場合には、胸部撮影用の撮影条件を選択する。撮影条件を選択すると、カセッテ制御部９８を介して電子カセッテ２０に、採光野の初期値及び照射停止閾値を含む撮影条件が送信されて、電子カセッテ２０に設定される。線源制御装置１４に対しては、選択した撮影条件に応じて管電圧、管電流、照射時間あるいは管電流照射時間積などが設定される。

採光野設定回路７５の初期位置選択部７５ａは、コンソール２１から入力された採光野の初期位置に基づいて、撮影部位が胸部の場合には、図１１Ａに示すように、肺野Ｍａ、Ｍｂに相当する採光野８０ａ、８０ｂを初期位置に設定する（Ｓ１０４）。図１１Ａに示すように、電子カセッテ２０と患者Ｍの相対位置が適切にポジショニングされていない場合には、採光野８０ａ、８０ｂの初期位置は、患者Ｍの肺野Ｍａ、Ｍｂからずれてしまう。また、Ｘ線源１６と電子カセッテ２０の相対位置は、基準相対位置にあるため、Ｘ線源１６の照射範囲の中心（主線１７）も、患者Ｍの胸部の中心からずれている。

そのため、Ｘ線源１６の照射範囲の中心が、患者Ｍの胸部の中心と一致するように、Ｘ線源１６の位置や角度を調節する。図１２に示すように、Ｘ線源１６が基準相対位置から変位すると、主線入射位置Ｆは撮像面３６の中心Ｃから外れる。変位量検出部１９は、Ｘ線源１６の変位量を検出して、採光野位置決定部９７に出力する。

採光野位置決定部９７は、検出された変位量に基づいて、Ｘ線源１６と電子カセッテ２０の現在相対位置を特定する（Ｓ１０５）。採光野位置決定部９７は、特定した現在相対位置について、基準相対位置からの変化があるか否かを判定する（Ｓ１０６）。そして、採光野位置決定部９７は、基準相対位置からの変化が無い場合には（Ｓ１０６でＮＯ）、移動位置の決定を行わない。この場合には、採光野は初期位置に設定される。現在相対位置と基準相対位置が一致している場合には、患者Ｍの撮影部位である胸部と電子カセッテ２０のポジショニングが適切に行われていると考えられるため、採光野の初期位置と患者Ｍの肺野Ｍａ、Ｍｂが対面する。

一方、基準相対位置からの変化がある場合には（Ｓ１０６でＹＥＳ）、採光野位置決定部９７は、特定した現在相対位置における主線入射位置Ｆを判定し、基準相対位置における主線入射位置Ｆからの移動量を算出する。そして、算出した移動量に基づいて、採光野８０ａ、８０ｂの移動位置を決定する（Ｓ１０７）。採光野位置決定部９７はカセッテ制御部９８を介して、決定した移動位置を、電子カセッテ２０に送信する。

採光野設定回路７５の採光野移動部７５ｂは、コンソール２１から受信した採光野の移動位置に基づいて、図１１Ｂに示すように、採光野８０ａ、８０ｂの位置を移動する（Ｓ１０８）。これにより、採光野８０ａ、８０ｂは、患者Ｍの肺野Ｍａ、Ｍｂに対面する。

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１８が一段階押しされる。これにより線源制御装置１４にウォームアップ開始信号が送信されて、Ｘ線源１６のウォームアップが開始される。所定時間経過後に照射スイッチ１８が二段階押しされて線源制御装置１４に照射開始信号が送信され、Ｘ線の照射が開始される（Ｓ１０９）。

Ｘ線の照射が開始される前、電子カセッテ２０の画像検出部３５ではリセット動作が行われている。線源制御装置１４から照射開始信号を受信したときにリセット動作から蓄積動作に移行される。

電子カセッテ２０では、画像検出部３５の蓄積動作と同時にＡＥＣ部６７で検出画素６５の線量検出信号に基づくＡＥＣが開始される（Ｓ１１０）。ＡＥＣにおいては、検出画素６５の線量検出信号は、所定のサンプリング周期でサンプリングされて、逐次メモリ４２に出力される。採光野設定回路７５は、メモリ４２内の複数の検出画素６５の線量検出信号のうち、設定された採光野に存在する検出画素６５からの線量検出信号を選別し、選別した線量検出信号を積分回路７６に出力する。積分回路７６では線量検出信号の平均値が積算される（Ｓ１１０１）。

閾値発生回路７８は、カセッテ制御部９８から与えられた照射停止閾値を発生し、これを比較回路７７に出力する。比較回路７７は、積分回路７６からの線量検出信号の積算値と閾値発生回路７８からの照射停止閾値とを比較（Ｓ１１０２）し、積算値が閾値に達したとき（Ｓ１１０３でＹＥＳ）に照射停止信号を出力する（Ｓ１１０４）。照射停止信号は照射信号Ｉ／Ｆ８０を介して線源制御装置１４の照射信号Ｉ／Ｆ３１に向けて送信される。

線源制御装置１４は、照射停止信号を受信すると、Ｘ線源１６への電力供給を停止して、Ｘ線の照射を停止する（Ｓ１１１）。電子カセッテ２０は、照射停止信号を出力すると、蓄積動作を終了して読み出し動作に移行し、Ｘ線画像を読み出して、コンソール２１に送信する（Ｓ１１２）。読み出し動作後、画像検出部３５はリセット動作を再開する。コンソール２１は、受信したＸ線画像に各種画像処理を施して、ディスプレイ２１ｂに表示する。（Ｓ１１２）。

上記実施形態によれば、電子カセッテ２０と患者Ｍの適切なポジショニングが行えず、患者Ｍの撮影部位の中心が画像検出部３５の撮像面３６の中心Ｃからずれている場合でも、主線１７と患者Ｍの撮影部位の中心が一致するようにＸ線源１６を変位させる操作に連動して、Ｘ線源１６と電子カセッテ２０との相対位置に応じて採光野の位置が移動される。そのため、患者Ｍの撮影部位と電子カセッテ２０を適切にポジショニングできない場合でも、患者Ｍの撮影部位の関心領域に採光野を対面させることができる。これにより、適切なＡＥＣを行うことができる。採光野の移動は、Ｘ線源１６を変位させる操作に連動して行われるため、操作も簡単である。

また、採光野の初期位置は撮影部位毎に設定されているので、採光野を、撮影部位に応じた関心領域に対応する位置に適切に合わせることができる。また、採光野の初期位置は撮影条件として設定されており、撮影条件の選択操作により自動的に設定されるため、操作も簡単である。

上記実施形態では、基準相対位置を設定する操作をマニュアル操作で行う例で説明しているが、基準相対位置を予め設定しておいてもよい。基準相対位置を予め設定する場合でも、基準相対位置としては、Ｘ線源１６の主線１７と撮像面３６とが直交し、かつ、主線入射位置Ｆと撮像面３６の中心Ｃとが一致する位置に設定されることが好ましい。といのも、採光野の初期位置は、主線１７、撮像面３６の中心Ｃ及び撮影部位の中心が一致した状態を前提に、撮像面３６の中心Ｃを基準に設定されることが一般的であるからである。

上記実施形態では、主線入射位置の移動量を算出して、採光野の移動位置を決定しているが、主線入射位置に代えて、別の基準点の移動量から、採光野の移動位置を決定してもよい。

また、採光野の初期位置が、撮像面３６の中心Ｃに対してオフセットされた位置に設定されている場合には、採光野の初期位置に合わせて、基準相対位置を設定してもよい。このように、採光野の初期位置に応じて基準相対位置は変化する場合もある。加えて、上述のとおり、電子カセッテ２０の場合には、ベッド３３の高さが変化することが考えられるため、Ｘ線源１６との距離であるＳＩＤも一定ではない。そのため、上記実施形態のように基準相対位置は任意の位置に設定できることが好ましい。

また、採光野の位置を、変位量検出部１９が出力する変位量とは無関係に、マニュアル操作により調節できるようにしてもよい、この場合には、例えば、図１４に示すように、コンソール２１のディスプレイ２１ｂに、採光野調節画面１０１を表示する。採光野調節画面１０１には、撮像面３６内の中心Ｃの位置を示すマーカ１０２と、現在設定されている採光野の位置を示すマーカ１０３ａ、１０３ｂが表示される。マーカ１０３ａ、１０３ｂは、キーボード２１ｂやマウスのポインタ１０４の操作により移動することが可能である。マーカ１０３ａ、１０３ｂの移動位置に応じて、コンソール２１から電子カセッテ２０に対して採光野の移動位置が送信される。

また、相対位置の変位と採光野の移動が常時連動していると、使い勝手が悪い場合もあるので、相対位置の変位と採光野の移動とを連動させるか否かを切り替えられるようにしてもよい。この場合には、コンソール２１のキーボード２１ｂやマウスの操作によって、採光野位置決定部９７に切り替え指示を入力し、連動を有効にするか無効にするかが切り替えられる。

「第２実施形態」
また、図１５に示すように、Ｘ線源１６と電子カセッテ２０の現在相対位置によっては、撮像面３６の中心Ｃから主線入射位置Ｆの移動量が大きすぎて、二点鎖線で示す採光野８０ａ、８０ｂの移動位置が撮像面３６の範囲外になってしまう場合もあり得る。この場合には、採光野８０ａ、８０ｂの移動が不可能となる。そのため、図１６のフローチャートに示すように、採光野位置決定部９７は、Ｓ１０７の移動位置決定後に、撮像面３６の大きさに応じて、初期位置から移動位置への採光野の移動が可能な否かを判定し（Ｓ１０７１）、移動不可能と判定した場合には（Ｓ１０７１でＮＯ）、その旨を報知する（Ｓ１０７２）ことが好ましい。

報知は、例えば、音声か、あるいは、コンソール２１のディスプレイ２１ｂを通じて行われる。報知メッセージには、例えば、採光野の移動量が大きすぎること、そのため、撮像面内に採光野を設定することができないこと、などが含まれる。光の点灯や点滅によって報知してもよい。このような報知がなされた場合には、撮影部位と電子カセッテ２０のポジショニングをやり直し、再度、Ｘ線源１６の位置を調節し直して撮影を行う。

採光野の移動が可能か否かは、撮影部位毎に設定される採光野の位置や大きさに応じて決まるので、採光野位置決定部９７は、撮影部位毎に設定される採光野の初期位置に基づいて判定を行う。

「第３実施形態」
また、上記実施形態は、Ｘ線画像検出装置として可搬型の電子カセッテ２０を例に説明したが、本発明は、図１７に示すように、撮影台１２１に画像検出部３５が内蔵された据え置き型のＸ線画像検出装置１２２を有するＸ線撮影システム１２０に適用することも可能である。撮影台１２１は、ベッド型の臥位用撮影台であり、撮影台１２１には、画像検出部３５の水平方向に移動させる変位機構１２３と、変位機構１２３の変位量を検出する変位量検出部１２４とを有している。

この場合には、採光野位置決定部９７は、変位量検出部１９からＸ線源１６の変位量を取得し、変位量検出部１２４から画像検出部３５の変位量を取得する。そして、採光野位置決定部９７は、上記実施形態と同様に基準相対位置の設定を行い、その後、取得した各変位量に基づいて、Ｘ線源１６と画像検出部３５の現在相対位置を特定する。ここで、例えば、Ｘ線源１６と画像検出部３５が水平方向（Ｘ方向）に同じ量だけ平行移動した場合には、主線入射位置Ｆは移動しないため、採光野位置決定部９７は、基準相対位置に変化は無いと判定する。主線入射位置Ｆが移動した場合には、現在相対位置に応じて、採光野の移動位置を決定する。

また、Ｘ線撮影システム１０２のように、Ｘ線源１６と画像検出部３５の両方が変位する場合には、Ｘ線発生装置１１の設置環境の制約や、撮影台１２１上で患者Ｍが仰臥する位置によって、画像検出部３５を移動させるだけでは、画像検出部３５の撮影部位の中心に合わせることができない場合がある。例えば、図１７に示すように、Ｘ線源１６については、主線１７が患者Ｍ撮影部位の中心と一致するまで移動することができるが、画像検出部３５については、移動可能範囲Ｒの端まで移動しても、画像検出部３５の撮像面３６の中心Ｃと撮影部位の中心を一致させることができない場合である。このように画像検出部３５が移動可能範囲Ｒの端まで移動した状態を、変位限界に達した状態と呼ぶ。

画像検出部３５が変位限界に達していない状態では、Ｘ線源１６及び画像検出部３５を変位させることで、Ｘ線源１６の主線１７、画像検出部３５の撮像面３６の中心Ｃ、患者Ｍの撮影部位の中心を一致させることができるため、採光野の移動は必ずしも必要ではない。

そこで、採光野位置決定部９７は、画像検出部３５が変位限界に達していない間は、相対位置の変位に連動した採光野の移動位置の決定を行わず、画像検出部３５が変位限界に達した場合に、相対位置の変位に連動した採光野の移動位置の決定を行うようにしてもよい。この場合には、採光野位置決定部９７に、画像検出部３５が変位限界に達したか否かを判定する変位限界判定部９７ｂが設けられる。変位限界判定部９７ｂには、変位量検出部１９及び変位量検出部１２４が出力する出力値の最大値や最小値など、変位限界判定において参照される情報を記憶している。

図１８に示すように、採光野位置決定部９７は、変位量検出部１９及び変位量検出部１２４からの変位量に基づいて、画像検出部３５が変位限界に達したか否かを判定する（１０４１）。画像検出部３５が変位限界に達していない場合（Ｓ１０４１でＮＯ）には、Ｘ線源１６と画像検出部３５の変位により、適切なポジショニングが可能であると考えられるので、採光野の移動は行われない。

一方、画像検出部３５が変位限界に達した場合には（Ｓ１０４１でＹＥＳ）、採光野位置決定部９７は、変位量検出部１９及び変位量検出部１２４からの変位量に基づいて、Ｘ線源１６と画像検出部３５の現在相対位置を特定する（Ｓ１０５）。そして、現在相対位置が基準相対位置から変化している場合には、採光野の移動位置を決定する（Ｓ１０７）。画像検出部３５においては、決定した移動位置に基づいて採光野の移動が行われる（Ｓ１０８）。

なお、画像検出部３５の変位限界のみを考慮して、採光野の移動を行うか否かを決定しているが、Ｘ線源１６の変位限界については考慮する必要はない。というのは、Ｘ線源１６が変位限界に達して、撮影部位にＸ線源１６の照射位置を合わせることができない場合は、そもそも撮影部位にＸ線を照射できない状態であると考えられるからである。この場合には、Ｘ線源１６の照射範囲に入るように患者Ｍの撮影部位を移動させて撮影が行われる。

また、上記第１及び第２実施形態では、基準相対位置の設定を行う例で説明しているが、回診車のような移動型のものではない固定式のＸ線発生装置と、据え置き型のＸ線画像検出装置とでＸ線撮影システムを構成する場合には、基準相対位置の設定を省いてもよい。固定式のＸ線発生装置や据え置き型のＸ線画像検出装置の場合には、設置位置が固定されているため、基準相対位置に変化がないためである。

「第４実施形態」
また、上記第１実施形態では、ポテンショメータを利用して変位量を検出し、Ｘ線源１６と電子カセッテ２０との相対位置を特定しているが、例えば、図１９に示すように、Ｘ線源１６に光学カメラ１３０を設けて電子カセッテ２０を撮影し、その撮影した光学画像からＸ線源１６と電子カセッテ２０との相対位置を特定してもよい。

図１９に示すように、Ｘ線源１６内には、光学カメラ１３０と、Ｘ線に対しては透過性を有するが、可視光は反射するミラー１３１が設けられている。まず、Ｘ線源１６と電子カセッテ２０を基準相対位置に合わせて、光学カメラ１３０によって電子カセッテ２０を撮影する。基準相対位置で撮影した光学画像を、採光野位置決定部９７に送信する。そして、Ｘ線源１６を変位させた後、再び光学カメラ１３０で撮影する。変位後の光学画像も採光野位置決定部９７に送信される。変位前の光学画像と、変位後の光学画像では、各光学画像内の電子カセッテ２０の位置が異なる。採光野位置決定部９７は、各光学画像に対して画像処理を行って、電子カセッテ２０の輪郭を抽出する。そして、変位前と変位後の光学画像から抽出したそれぞれの輪郭に基づいて変位量を検出して、変位量に基づいて現在相対位置を特定する。

このように、現在相対位置を判定する方法としては、光学カメラ１３０を用いることも可能であるが、光学カメラ１３０を用いる方法は、光学画像から電子カセッテ２０の輪郭を抽出する画像処理が必要になる。光学画像には患者Ｍも写るため、精度の高い輪郭抽出を行うためには精緻な画像処理が必要になり、コストが大幅に増加する懸念もある。また、患者Ｍが電子カセッテ２０の全面を覆ってしまうような場合には、光学画像から電子カセッテ２０の輪郭を抽出することはできない。そのため、変位量検出部としては、ポテンショメータなどを利用することが好ましい。

「第５実施形態」
上記実施形態では、画像検出用の画素４５と線量検出センサとして働く検出画素６５が各々独立して存在するため、検出画素６５がある列の画素値を隣り合う検出画素６５がない列の画素値で補間する欠陥補正を行う必要がある。このためＸ線画像の画質低下を招くおそれがある。そこで、画像検出部を図２０に示す画像検出部１４０のような構成とすることで、欠陥補正を不要とする。

図２０において、画像検出部１４０は、画像検出専用の第１画素１４１と、画像検出とＡＥＣにおける線量検出を兼用する第２画素１４２とを備えている。第１、第２画素１４１、１４２は、上記実施形態の画素４５と検出画素６５と同様に、適当な割合でマトリクス状に配列されている。第１、第２画素１４１、１４２は、それぞれ二つのフォトダイオード１４３、１４４を有する。第１画素１４１のフォトダイオード１４３、１４４は並列に接続され、一端がＴＦＴ４７を介して信号線５２に接続されている。一方、第２画素１４２のフォトダイオード１４３は第１画素１４１と同様に一端がＴＦＴ４７を介して信号線５２に接続されているが、フォトダイオード１４４はＴＦＴ４７を介さずに信号線５２に直接接続されている。つまり第２画素１４２のフォトダイオード１４４は上記実施形態の検出画素６５と同じ構成である。

第１画素１４１からは二つのフォトダイオード１４３、１４４で蓄積された電荷が読み出される。一方、第２画素１４２からはフォトダイオード１４３で蓄積された電荷のみが読み出される。第２画素１４２はフォトダイオード１４４がＡＥＣに用いられてＸ線画像の生成に寄与しない分、フォトダイオード１４３、１４４の開口面積が同じ場合は同じ入射線量では第１画素１４１よりも蓄積電荷量が略半分になるが、検出画素６５の場所からは画素値が得られず、欠陥補正を行うしかない上記実施形態と比べれば、Ｘ線画像の画質劣化が抑えられる。フォトダイオード１４３、１４４の開口面積等に基づいて、第２画素１４２の画素値に乗算すると第１画素１４１の画素値相当になる係数等を予め求めておき、第２画素１４２の出力に該係数を乗算して補正すれば、欠陥補正を行わずにＸ線画像を生成することができ、画像検出部を構成する画素の一部をＡＥＣ用としたことによるＸ線画像の画質への悪影響を略完全に排除することができる。

上記実施形態では、線量検出センサとしてＴＦＴ４７を介さず信号線５２に短絡して接続された検出画素６５を用いているが、例えば図２１に示す検出画素１５０のように、通常の画素４５とは別のゲートドライバ１５１および走査線１５２で駆動するＴＦＴ１５３を接続し、通常の画素４５とは独立して蓄積電荷を読み出すことが可能な構成としてもよい。

また、各画素４５にバイアス電圧Ｖｂを供給するバイアス線４８に画素４５で発生する電荷に基づく電流が流れることを利用して、ある特定の画素４５に繋がるバイアス線４８の電流をモニタリングして線量を検出してもよく、全てのＴＦＴ４７をオフ状態にしたときに画素４５から漏れるバイアス電流に基づき線量を検出してもよい。この場合にはバイアス線４８の電流を検出する電流計が線量検出センサとなる。さらに撮像面３６内において、隣接する画素４５間に線量検出センサを設けてもよい。

上記各実施形態では、コンソール２１と電子カセッテ２０が別体である例で説明したが、コンソール２１は独立した装置である必要はなく、電子カセッテ２０にコンソール２１の機能を搭載してもよい。この場合には、採光野位置決定部９７は電子カセッテ２０に設けられる。同様に、線源制御装置１４とコンソール２１を一体化した装置としてもよい。

本発明は、上記各実施形態を組み合わせた形態など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。また、Ｘ線に限らず、γ線等の他の放射線を使用する撮影システムにも適用することができる。

１０ Ｘ線撮影システム
１１ Ｘ線発生装置
１２ Ｘ線撮影装置
１６ Ｘ線源
１８、１２３ 変位機構
１９、１２４ 変位量検出部
２０ 電子カセッテ
２１ コンソール
３５ 画像検出部
４５ 画素
６５ 検出画素
６７ ＡＥＣ部
７５ 採光野設定回路
８０ａ、８０ｂ 採光野

Claims (18)

1. 被写体に向けて放射線を照射する放射線源を有する放射線発生装置と、前記放射線を受けて電荷を蓄積する画素が二次元に配列された撮像面が形成され、被写体の放射線画像を検出する画像検出部を有する放射線画像検出装置とを備えた放射線撮影システムにおいて、
   前記撮像面に配置され、前記放射線画像の露出制御を行うために前記放射線の線量を検出する複数の線量検出センサと、
   前記複数の線量検出センサの少なくとも１つを選択することにより、前記撮像面において前記露出制御用の採光野を設定する採光野設定部と、
   前記放射線源と前記画像検出部の相対位置を変位させる変位機構と、
   前記相対位置の変位量を検出する変位量検出部と、
   前記変位量に基づいて前記相対位置の現在位置である現在相対位置を特定し、前記現在相対位置に応じて、前記採光野設定部が設定する前記採光野の位置を決定する採光野位置決定部と、を備えていることを特徴とする放射線撮影システム。
2. 前記採光野の初期位置を記憶する初期位置記憶部と、
   前記採光野の初期位置と前記相対位置の基準となる基準相対位置とを対応付けて設定する基準相対位置設定部とを有しており、
   前記採光野位置決定部は、特定した前記現在相対位置に応じて、前記採光野の初期位置からの移動先となる移動位置を決定することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の放射線撮影システム。
3. 前記採光野位置決定部は、前記画像検出部の撮像面内における、前記放射線源が照射する放射線の線束の中心である主線が入射する主線入射位置について、前記基準相対位置における前記主線入射位置から前記現在相対位置における前記主線入射位置までの移動量を算出し、前記移動量に基づいて前記採光野の移動位置を決定することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の放射線撮影システム。
4. 前記基準相対位置設定部には、前記基準相対位置として、前記放射線源が照射する放射線の線束の中心である主線と前記画像検出部の前記撮像面とが直交し、かつ、前記撮像面において前記主線が入射する主線入射位置と前記撮像面の中心とが一致する位置が、予め設定されていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の放射線撮影システム。
5. 前記基準相対位置設定部には、任意の基準相対位置が設定可能であることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の放射線撮影システム。
6. 前記初期位置記憶部は、前記採光野の初期位置を、前記被写体の撮影部位毎に記憶することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の放射線撮影システム。
7. 前記採光野位置決定部は、前記撮像面の大きさに基づいて、前記初期位置から前記移動位置への前記採光野の移動が可能か否かを判定し、
   前記採光野位置決定部が移動不可能であると判定した場合にその旨を報知する報知部を備えていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の放射線撮影システム。
8. 前記初期位置記憶部は、前記採光野の初期位置を、前記被写体の撮影部位毎に記憶し、
   前記採光野位置決定部は、前記撮影部位毎に前記採光野の移動の可否を判定することを特徴とする請求の範囲第７項に記載の放射線撮影システム。
9. 前記採光野設定部は、マニュアルによる操作指示を受け付けて、前記変位量とは無関係に、前記採光野の位置を調節可能であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の放射線撮影システム。
10. 前記変位機構は、前記放射線源を変位させる第１変位機構を含み、
    前記変位量検出部は、前記変位量として、前記第１変位機構による第１変位量を検出し、
    前記採光野位置決定部は、前記第１変位量に基づいて、前記採光野の移動位置を決定することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の放射線撮影システム。
11. 前記第１変位量には、前記放射線源の直線移動量及び回転角度の少なくとも１つが含まれることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の放射線撮影システム。
12. 前記変位機構は、前記放射線源を変位させる第１変位機構と、前記画像検出部を変位させる第２変位機構とを含み、
    前記変位量検出部は、前記第１変位機構の第１変位量と、前記第２変位機構の第２変位量を検出し、
    前記採光野位置決定部は、前記第１変位量及び前記第２変位量に基づいて、前記採光野の移動位置を決定することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の放射線撮影システム。
13. 前記第２変位量に基づいて、前記画像検出部が変位限界に達したか否かを判定する変位限界判定部を有しており、
    前記採光野位置決定部は、前記画像検出部が前記変位限界に達していない間は、前記相対位置の変位に連動した前記採光野の移動位置の決定を行わず、
    前記画像検出部が前記変位限界に達した場合に、前記相対位置の変位に連動した前記採光野の移動位置の決定を行うことを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の放射線撮影システム。
14. 前記相対位置の変位と前記採光野の移動とを連動させるか否かを切り替え可能であることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の放射線撮影システム。
15. 前記線量検出センサは、前記撮像面内の画素の一部を利用した形態であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の放射線撮影システム。
16. 前記放射線画像検出装置を制御するコンソールを備えており、
    前記採光野位置決定部は、前記コンソールに設けられており、
    前記採光野設定部は、前記放射線画像検出装置に設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の放射線撮影システム。
17. 前記放射線画像検出装置は、前記画像検出部を可搬型の筐体に収容した電子カセッテであることを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の放射線撮影システム。
18. 被写体に向けて放射線を照射する放射線源を有する放射線発生装置と、
    前記放射線を受けて電荷を蓄積する画素が複数設けられた撮像面が形成され、被写体の放射線画像を検出する画像検出部、前記撮像面に配置され、前記放射線画像の露出制御を行うために前記放射線の線量を検出する複数の線量検出センサ、及び前記複数の線量検出センサのうち少なくとも１つを選択することにより、前記撮像面において前記露出制御用の採光野を設定する採光野設定部を有する放射線画像検出装置とを、備えた放射線撮影システムの作動方法において、
    前記放射線源と前記画像検出部の相対位置の変位量を検出する変位量検出ステップと、
    前記変位量に基づいて前記相対位置の現在位置である現在相対位置を特定し、前記現在相対位置に応じて、前記採光野設定部が設定する前記採光野の位置を決定する採光野位置決定ステップと、を備えていることを特徴とする放射線撮影システムの作動方法。

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