JP5950912B2 - 放射線画像撮影システム - Google Patents

Description

本発明は、被写体を透過した放射線源からの放射線を放射線画像情報に変換する放射線検出装置を具備した放射線画像撮影システムに関し、例えば放射線撮影により断層画像を取得するトモシンセシス撮影に用いて好適な放射線画像撮影システムに関する。

近時、医療分野においては、人体を透過した放射線の強度を検出することで人体内部の撮像を行うＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）等の可搬性の放射線撮像装置が用いられている。このＦＰＤ（以下、電子カセッテという）は患者をベッド等に乗せたまま撮像することができ、電子カセッテの位置を変更することにより撮像箇所も調整することができるため、動けない患者に対しても柔軟に対処することができる。

電子カセッテとしては、例えば放射線を可視光に一旦変換するシンチレータと、可視光を電気信号に変換する固体検出素子とを用いた間接変換型の電子カセッテがある。特に、ＣｓＩ（ヨウ化セシウム）を用いたシンチレータを有する電子カセッテは、応答速度が速く、高い検出能力を有し、性能を向上させることができる。

しかし、ＣｓＩを用いたシンチレータを有する電子カセッテにおいては、ＣｓＩを用いたシンチレータ特有の現象で、残像の一種である高輝度燃焼（ブライトバーン）があり、特に、強い放射線の照射を受けたときに発生する。線量を多くして撮影した後に再度撮影を行う場合においては、線量の多い撮影の際に、トラップが不均一に多数形成され、その後の撮影において、トラップに基づく情報も一気に放射線画像情報として加算されて出力されるため、ブライトバーンによる不均一な場所での不均一な感度上昇が発生し、コントラストの低下等を招き、画質を劣化させるという問題がある。これは、読影での診断精度の低下につながる。

そこで、従来では、上述のブライトバーン現象の発生を抑制するために、特開２００３−１０７１６３号公報、特表２０１０−５２３９９７号公報及び特表２００９−５１４６３６号公報に示す方法が提案されている。

特開２００３−１０７１６３号公報では、シンチレータを加熱することで、ディープトラップに保持された電荷を放出させる。

特表２０１０−５２３９９７号公報では、放射線撮影後に、Ｘ線照射面と反対側から紫外線を照射することで、シンチレータを発光させ、この発光に伴って形成された画像情報を補正（較正）に用いている。

特表２００９−５１４６３６号公報では、本撮影の前に予め放射線を照射して全体的にディープトラップを形成しておくことで、局部的な感度上昇の発生を抑制している。

上述したブライトバーン現象は、一般に残像現象と呼ばれている。この残像現象は、例えばセレンを用いた直接変換型の電子カセッテにおいても発生し、「ゴースト」と称されている。このゴーストは、上述したブライトバーンと同様に、前の撮影でセレンに残留した電荷が、その後の撮影において、残留中の電荷の情報も一気に放射線画像情報として加算されて出力され、ゴーストによる不均一な場所での不均一な感度上昇が発生し、コントラストの低下等を招き、画質を劣化させる。

そこで、従来では、非晶質セレンをベースとした電荷発生器層と物理的且つ電気的に接触した状態でその上に上部電極を直接的に設けることでゴースト発生を減少させている（特開２００６−２６３４５２号公報参照）。また、従来の他の例では、非晶質セレンをベースとした電荷発生器層に、非絶縁性有機層を介して上部電極を設けて、非絶縁性有機層を横断しての電荷の輸送を可能とさせることで、ゴーストを減少させている（特開２００７−１９９０６５号公報、特開２００７−２９６３３７号公報参照）。なお、電荷バリア層を形成しないことから、強い放射線の照射を受けた場合に、信号格納コンデンサと結合されている薄膜トランジスタのブレークダウン損傷が懸念されるが、該ブレークダウン損傷を防止するために、積極的にリーク電流を流す構成を採用している。

しかしながら、特開２００３−１０７１６３号公報記載の方法は、シンチレータを加熱する必要から、撮影を終えてから、加熱を開始して、ディープトラップに保持された電荷を放出させるまでに一定の時間が必要であり、短い時間に連続撮影する方式の撮影等には適用させることができないという問題がある。

特表２０１０−５２３９９７号公報記載の方法は、Ｘ線照射面と反対側から紫外線を照射することで、補正用画像を前もって得る方法であるが、紫外線照射によるシンチレータでの発光の量が少ないため、必ずしも精度ある補正ができるとは限らない。また、筐体や内部構造の構成材料として紫外線を透過し易い材料を選択しなければならず、電子カセッテの設計の自由度が低下し、コストの低廉化に限界があるという問題もある。

特表２００９−５１４６３６号公報記載の方法は、ブライトバーンは数日にわたって続く現象であるため、ブライトバーンを意図的に作った後の制御ができるかは疑問である。

特開２００６−２６３４５２号公報、特開２００７−１９９０６５号公報及び特開２００７−２９６３３７号公報記載の方法は、上部電極として、下側に存在する電荷発生器層よりも低い仕事関数を有する材料であって、しかも、セレンと接触した場合に化学的に安定な材料を選択しなければならず、電子カセッテの設計の自由度が低下し、コストの低廉化に限界があるという問題がある。しかも、強い放射線の照射を受けた場合に積極的に流すリーク電流がゲートドライバや出力回路系に影響を及ぼさないようにタイミングや回路構成を再構築する必要があり、回路構成の複雑化、高コストにつながるおそれがある。

本発明は上述した課題を考慮してなされたものであり、被写体の外形に依存することなく、簡単な構成で、残像現象（ブライトバーンやゴースト）が発生する部位を避けて撮像することが可能となり、Ｓ／Ｎ比やコントラストの低下を抑制することができ、しかも、放射線検出装置の設計の自由度を低下させることなく、コストの低廉化を図ることができる放射線画像撮影システムを提供することを目的とする。

［１］ 本発明に係る放射線画像撮影システムは、放射線源と、筐体と、該筐体内に収容され、少なくとも被写体を透過した前記放射線源からの放射線を放射線画像情報に変換する変換部を有する放射線検出器とを具備した放射線検出装置と、少なくとも前記変換部を移動させる移動部と、前回の放射線撮影によって放射線が前記被写体を透過しないで照射された領域に対して、次の放射線撮影によって前記被写体を透過した放射線が照射されることとなる目標タイミングを予測するタイミング予測部と、制御部とを有し、前記タイミング予測部は、前回の放射線撮影によって前記放射線が前記被写体を透過しないで照射された前記領域を第１座標情報として取得する第１座標取得部と、次回の放射線撮影によって前記被写体を透過した前記放射線が照射される領域を第２座標情報として取得する第２座標取得部と、前記第１座標情報で示される領域と前記第２座標情報で示される領域の少なくとも一部が重複する場合に、前記次回の放射線撮影を行うタイミングを、前記目標タイミングとして前記制御部に知らせるタイミング情報出力部とを有し、前記制御部は、予測された前記目標タイミングで行われる放射線撮影に先立って、前記移動部を駆動して、前記第２座標情報で示される領域のうち、前記第１座標情報で示される領域と重複する部分の面積が小さくなる方向に、少なくとも前記変換部を移動させることを特徴とする。

［２］ 本発明において、前記放射線検出装置の照射面に沿う方向を第１方向とし、前記照射面の法線方向を第２方向としたとき、前記移動部は、少なくとも前記変換部を第１方向に平行移動してもよい。

［３］ 本発明において、前記放射線検出装置の照射面に沿う方向を第１方向とし、前記照射面の法線方向を第２方向としたとき、前記移動部は、少なくとも前記変換部を前記第２方向を軸として回転移動してもよい。

［４］ 本発明において、前記放射線検出装置の照射面に沿う方向を第１方向とし、前記照射面の法線方向を第２方向としたとき、前記移動部は、少なくとも前記変換部を第１方向に平行移動させると共に、前記第２方向を軸として回転移動してもよい。

［５］ 本発明において、前記移動部は、前記放射線検出装置を移動してもよい。

［６］ 本発明において、前記移動部は、前記放射線検出装置内の前記変換部のみを移動してもよい。

［７］ 本発明において、前記放射線検出装置に対向して設けられた前記放射線源を複数の位置に移動させる第２移動部を有し、前記制御部は、前記複数の位置において前記放射線源から前記放射線検出装置上の前記被写体に対して異なる方向から放射線を照射する制御を行ってもよい。

［８］ この場合、前記第２移動部は、前記放射線源のみを移動してもよい。

［９］ あるいは、前記第２移動部は、前記放射線源と前記放射線検出装置とを前記被写体を挟んで互いに反対方向に同期移動してもよい。

［１０］ 本発明において、前記タイミング予測部は、前記複数の位置のうち、前回の放射線撮影によって、前記放射線が被写体を透過しないで照射された領域に対して、次の放射線撮影によって、前記被写体を透過した前記放射線が照射されることとなる前記目標タイミングを予測してもよい。

［１１］ この場合、前記タイミング予測部は、前記複数の位置からの放射線撮影のシミュレーションに基づいて、前記目標タイミングを予測してもよい。

［１２］ あるいは、前記タイミング予測部は、前記複数の位置からの放射線撮影の履歴情報に基づいて、前記目標タイミングを予測してもよい。

［１３］ あるいは、前記タイミング予測部は、前記放射線源が前記複数の位置に到達する毎に、前記目標タイミングを予測してもよい。

［１４］ 本発明において、１回の前記放射線撮影は、仮撮影とその後に行われる本撮影とからなり、前記第１座標取得部は、前回の前記仮撮影によって得られた放射線画像情報のうち、前記放射線が前記被写体を透過しないで照射された領域を前記第１座標情報として取得し、前記第２座標取得部は、次の前記仮撮影によって得られた放射線画像情報のうち、前記被写体を透過した前記放射線が照射された領域を前記第２座標情報として取得してもよい。

［１５］ あるいは、各前記放射線撮影の前に、前記被写体に向けて光を出射する発光素子と、前記被写体の背面側に設置され、前記発光素子からの出射光を受光する複数の受光素子とを有し、前記第１座標取得部は、前回の放射線撮影の前に得られた前記複数の受光素子からの検知信号に基づいて、前記放射線が前記被写体を透過しないで照射された領域を割り出して、前記第１座標情報として取得し、前記第２座標取得部は、次の放射線撮影の前に得られた前記複数の受光素子からの検知信号に基づいて、前記被写体を透過した前記放射線が照射された領域を割り出して、前記第２座標情報として取得してもよい。

［１６］ 本発明において、さらに、前記目標タイミングの際に放射線撮影によって得られた放射線画像情報を、前記移動部による少なくとも前記変換部の移動に関する情報に基づいて補正する画像補正部を有してもよい。

本発明に係る放射線画像撮影システムによれば、放射線撮影を行う前に、残像現象（ブライトバーンやゴースト）が局部的に発生するタイミングを予測し、該タイミングの際に、少なくとも変換部を移動させることから、残像現象が発生する部位を避けて撮像することが可能となる。すなわち、被写体の外形に依存することなく、簡単な構成で、残像現象が発生する部位を避けて撮像することが可能となり、Ｓ／Ｎ比やコントラストの低下を抑制することができ、しかも、放射線検出装置の設計の自由度を低下させることなく、コストの低廉化を図ることができる。さらに、本発明においては、短い時間に１０枚〜数十枚の放射線撮影を行う例えばトモシンセシス撮影にも容易に適用でき、再構成された被写体の断層画像の画質の向上を図ることも可能となる。

本実施の形態に係る放射線画像撮影システムを示す構成図である。 放射線検出装置の構成を示す縦断面図である。 放射線検出装置の回路構成を示す回路図である。 放射線検出装置の構成を示すブロック図である。 図５Ａは放射線源と放射線検出装置とを被写体を挟んで互いに反対方向に同期移動させる例を示す説明図であり、図５Ｂは放射線源を直線軌道に沿って移動させる例を示す説明図である。 放射線源を３つの位置に移動させて、それぞれの位置から被写体に向けて放射線を出射させた例を示す説明図である。 図７Ａ〜図７Ｃは放射線源を中央、右、左の位置にそれぞれ移動させて、これらの位置から被写体に向けて放射線を出射させ、そのときの放射線検出器（変換部）に対する放射線の照射領域を示す説明図である。 放射線源を右側に位置させて放射線撮影した際の変換部への放射線の照射領域と、放射線源を左側に位置させて放射線撮影した際の変換部への放射線の照射領域とを重ねて見たモデル図である。 図９Ａは放射線源に設置した発光素子からの出射光を、撮影台に設置した複数の受光素子で検知する状態を示す説明図であり、図９Ｂは放射線源に設置した発光素子からの出射光を、放射線検出装置に設置した複数の受光素子で検知する状態を示す説明図である。 放射線検出装置を移動させる移動部の具体的機構の一例を一部省略して示す斜視図である。 放射線画像撮影システムの処理動作の一例を示すフローチャートである。 図１２Ａは今回座標情報テーブルの内訳を示す説明図であり、図１２Ｂは前回座標情報テーブルの内訳を示す説明図であり、図１２Ｃは移動情報テーブルの内訳を示す説明図である。 重複する部分を相対移動させる方向の例を示す説明図である。 画像補正部での処理を示すフローチャートである。 変換部が移動可能とされた放射線検出装置（変形例）の構成を示す縦断面図である。 図１５におけるＸＶＩ−ＸＶＩ線上の断面図である。

以下、本発明に係る放射線画像撮影システムをトモシンセシス撮影に適用した実施の形態例を図１〜図１６を参照しながら説明する。

本実施の形態に係る放射線画像撮影システム１０は、図１に示すように、放射線源１２と、放射線検出装置１４と、放射線画像取得部１６と、画像メモリ１８と、移動部２０と、タイミング予測部２２と、画像補正部２４と、画像再構成部２６と、これらを制御するコンソール２８（制御部）とを有する。

放射線検出装置１４は、放射線源１２からの放射線３０を透過させる材料からなる筐体３２と、該筐体３２内に収容され、少なくとも被写体３４を透過した放射線源１２からの放射線３０を放射線画像情報に変換する変換部３５（図２参照）を有する放射線検出器３６とを具備する。

筐体３２は、図２に示すように、該筐体３２における放射線３０の正面（照射面）を構成する略平面状の正面板３８と、側面を構成する枠部材４０と、背面を構成する略平面状の背面板４２と、枠部材４０の内側に取り付けられ、筐体３２内の収容空間を、正面板３８側の第１室４４と、背面板４２側の第２室４６とに区画する略平面状の仕切り部材４８とを有する。仕切り部材４８の背面側には各種電子部品５０が実装された１以上の回路基板５２が取り付けられている。

筐体３２のうち、正面板３８、枠部材４０及び仕切り部材４８とで囲まれた第１室４４内には、放射線検出器３６が配置されている。この放射線検出器３６は、支持板５４を介して仕切り部材４８に固定されている。

放射線検出器３６は、正面側に設置された光電変換基板５６と、背面側に設置されたシンチレータ５８とからなる表面読取方式としてのＩＳＳ（Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｓｉｄｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式の変換部３５を有する。シンチレータ５８は、被写体３４を透過した放射線３０を一旦可視光に変換するＧＯＳ（Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ）又はＣｓＩ：Ｔｌ等を母体とする蛍光体からなる。光電変換基板５６は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：図３参照。以後、ＴＦＴ６０と記す）のアレイと、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等の物質からなる固体検出素子６２（図３参照：以下、固体検出素子を画素６２ともいう）を用いて前記可視光を電気信号に変換する光電変換層６４（図３参照）とを積層することにより構成される。すなわち、変換部３５は、放射線−可視光変換部であるシンチレータ５８と、可視光−電気信号変換部である光電変換基板５６とを有する。

上述したＩＳＳ方式の変換部３５では、放射線３０は、光電変換基板５６を透過してシンチレータ５８に至るので、光電変換基板５６における放射線３０の吸収は、極力回避しなければならない。

そこで、光電変換基板５６は、放射線３０の照射方向に沿って、例えば、図示しない絶縁性基板、ＴＦＴ６０及び光電変換層６４を順に積層することにより形成される。シンチレータ５８側に形成される光電変換層６４は、該シンチレータ５８から放出された電磁波（例えば、可視光）を吸収し、吸収した可視光に応じた電荷を発生する。具体的に、光電変換層６４は、例えば、可視光を吸収して電荷を発生するａ−Ｓｉや有機光電変換材料（ＯＰＣ）等の光電変換膜を含み構成されることが好ましい。光電変換層６４で発生した電荷を読み出すＴＦＴ６０は、ａ−Ｓｉ、非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブ等からなる活性層を含み構成されることが好ましい。被写体３４側に配置される絶縁性基板は、可撓性を有する合成樹脂、アラミド又はバイオナノファイバからなることが好ましい。これらの材料を用いることにより、低温プロセスで可撓性を有する光電変換基板５６を形成することができると共に、光電変換基板５６における放射線３０の吸収を抑制することができる。

一方、シンチレータ５８は、筐体３２の背面側に配置された図示しない蒸着基板上に放射線３０の入射方向に沿ってＣｓＩの柱状結晶を形成することにより構成される。この場合、タリウムが添加されたヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）の柱状結晶を形成すると共に、上述した光電変換層６４のＯＰＣとしてキナクリドンを用いれば、シンチレータ５８での発光ピーク波長と、光電変換膜での光吸収ピーク波長との差を５ｎｍ以内にすることができ、この結果、光電変換層６４で発生する電荷量を最大化することができる。なお、蒸着基板としては、耐熱性が高く、且つ、低コストの薄厚のアルミニウム（Ａｌ）基板を用いればよい。

なお、シンチレータ５８の材料としては、ＣｓＩ又はＣｓＩ：Ｔｌに限定されることはなく、ＣｓＩ：Ｎａ（ナトリウム賦活ヨウ化セシウム）、ＧＯＳ（ガドリニウム・オキサイド・サルファ、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ）等の材料を用いてもよいことは勿論である。また、本実施の形態では、放射線３０の照射方向に沿って、シンチレータ５８及び光電変換基板５６が順に配置された裏面読取方式（ＰＳＳ方式、ＰＳＳ：Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ｓｉｄｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）の変換部３５を用いてもよい。さらに、本実施の形態では、変換部３５として、放射線３０をアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）等の物質からなる複数の画素により電気信号に直接変換する直接変換型の変換部を用いてもよい。

そして、放射線検出器３６は、被写体３４を透過した放射線３０を放射線画像情報に変換し、変換した放射線画像情報を電気信号として放射線画像取得部１６やコンソール２８等に出力する。なお、放射線検出装置１４内には、上述した回路基板５２、放射線検出器３６の他に、図３に示すように、バッテリ７０、カセッテ制御部７２及び送受信機７４等を有する。バッテリ７０は、放射線検出装置１４の電源であって、放射線検出装置１４内の放射線検出器３６、カセッテ制御部７２及び送受信機７４に電力を供給する。カセッテ制御部７２は、バッテリ７０から供給される電力により放射線検出器３６を駆動制御する。送受信機７４は、放射線検出器３６によって検出した放射線３０の情報（放射線画像情報）を含む信号を放射線画像取得部１６やコンソール２８等との間で送受信する。

ここで、放射線検出装置１４の回路構成について図３及び図４を参照しながら説明する。

図３に示すように、放射線検出装置１４は、可視光を電気信号に変換するａ−Ｓｉ等の物質からなる各画素６２が形成された光電変換層６４を、行列状のＴＦＴ６０のアレイの上に配置した構造を有する。この場合、各画素６２では、可視光を電気信号に変換することにより発生した電荷が蓄積され、各行毎にＴＦＴ６０を順次オンにすることにより前記電荷を画像信号として読み出すことができる。

各画素６２に接続されるＴＦＴ６０には、行方向と平行に延びるゲート線９４と、列方向と平行に延びる信号線９６とが接続される。各ゲート線９４は、ライン走査駆動部９８に接続され、各信号線９６は、マルチプレクサ１００に接続される。ゲート線９４には、行方向に配列されたＴＦＴ６０をオンオフ制御する制御信号Ｖｏｎ、Ｖｏｆｆがライン走査駆動部９８から供給される。この場合、ライン走査駆動部９８は、ゲート線９４を切り替える複数のスイッチＳＷ１と、スイッチＳＷ１の１つを選択する選択信号を出力する第１アドレスデコーダ１０２とを備える。第１アドレスデコーダ１０２には、カセッテ制御部７２からアドレス信号が供給される。

また、信号線９６には、列方向に配列されたＴＦＴ６０を介して各画素６２に保持されている電荷が流出する。この電荷は、増幅器１０４によって増幅される。増幅器１０４には、サンプルホールド回路１０６を介してマルチプレクサ１００が接続される。マルチプレクサ１００は、信号線９６を切り替える複数のスイッチＳＷ２と、スイッチＳＷ２の１つを選択する選択信号を出力する第２アドレスデコーダ１０８とを備える。第２アドレスデコーダ１０８には、カセッテ制御部７２からアドレス信号が供給される。マルチプレクサ１００には、Ａ／Ｄ変換器１１０が接続され、Ａ／Ｄ変換器１１０によってデジタル信号に変換された放射線画像情報がカセッテ制御部７２に供給される。

従って、図３において、ライン走査駆動部９８、マルチプレクサ１００、増幅器１０４、サンプルホールド回路１０６及びＡ／Ｄ変換器１１０が電子部品５０（図２参照）に含まれ、一方で、ゲート線９４のうちライン走査駆動部９８から光電変換層６４に至る部分と、信号線９６のうち光電変換層６４から増幅器１０４に至る部分とが光電変換基板５６（図２参照）に含まれる。

なお、スイッチング素子として機能するＴＦＴ６０は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｓｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等、他の撮像素子と組み合わせて実現してもよい。さらにまた、ＴＦＴで言うところのゲート信号に相当するシフトパルスにより電荷をシフトしながら転送するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサに置き換えることも可能である。

放射線検出装置１４のカセッテ制御部７２は、図４に示すように、アドレス信号発生部１１２と、画像メモリ１１４と、カセッテＩＤメモリ１１６とを備える。

アドレス信号発生部１１２は、図３に示すライン走査駆動部９８の第１アドレスデコーダ１０２及びマルチプレクサ１００の第２アドレスデコーダ１０８に対してアドレス信号を供給する。画像メモリ１１４は、放射線検出器３６によって検出された放射線画像情報を記憶する。カセッテＩＤメモリ１１６は、放射線検出装置１４を特定するためのカセッテＩＤ情報を記憶する。

送受信機７４は、カセッテＩＤメモリ１１６に記憶されたカセッテＩＤ情報及び画像メモリ１１４に記憶された放射線画像情報を無線通信により、放射線画像取得部１６やコンソール２８等に送信する。

一方、放射線画像取得部１６は、図１に示すように、少なくとも放射線源１２を予め設定された複数の位置Ｐ_１、Ｐ_２・・・Ｐ_Ｎ−１、Ｐ_Ｎに移動させる移動機構１２０（第２移動部）と、放射線源１２が予め設定された複数の位置Ｐ_１、Ｐ_２・・・Ｐ_Ｎ−１、Ｐ_Ｎに到達した時点で、放射線源１２から放射線検出装置１４上の被写体３４に対して放射線３０を照射するように制御する放射線制御部１２２と、放射線検出装置１４から順次送られてくる放射線画像を画像メモリ１８に例えば時系列に記憶する画像記憶部１２４とを有する。

すなわち、この放射線画像取得部１６は、放射線検出装置１４に対向して設けられた放射線源１２を複数の位置Ｐ_１、Ｐ_２・・・Ｐ_Ｎ−１、Ｐ_Ｎに移動しながら各位置Ｐ_１、Ｐ_２・・・Ｐ_Ｎ−１、Ｐ_Ｎにおいて放射線源１２から放射線検出装置１４上の被写体３４に対して異なる方向から放射線３０を照射することによって、放射線検出装置１４から複数枚の放射線画像を取得する。図１の例では、移動機構１２０によって放射線源１２をほぼ円弧軌道に沿って移動させた例を示しているが、その他、図５Ａに示すように、移動機構１２０によって、放射線源１２と放射線検出装置１４とを被写体３４を挟んで互いに反対方向に同期移動させてもよい。あるいは、図５Ｂに示すように、移動機構１２０によって、放射線源１２を直線軌道に沿って移動させてもよい。

なお、放射線画像取得部１６での撮影は、放射線源１２が予め設定された複数の位置Ｐ_１、Ｐ_２・・・Ｐ_Ｎ−１、Ｐ_Ｎに到達した時点で行われる個々の撮影という概念と、これら個々の撮影全体を１つの撮影として捉える概念が存在する。そこで、個々の撮影を「放射線撮影」と記し、個々の撮影全体を１つの撮影として捉えた撮影を「トモシンセシス撮影」と記す。

移動部２０は、コンソール２８による駆動制御によって、放射線検出装置１４を移動させる。移動機構１２０が、図５Ａに示すように、放射線源１２と放射線検出装置１４とを同期して移動させる場合は、放射線検出装置１４は、移動機構１２０によって移動し、さらに移動部２０によって移動することになる。

図１に示すタイミング予測部２２は、前回の放射線撮影によって、放射線３０が被写体３４を透過しないで照射された領域、すなわち、残像現象が発生している領域に対して、次の放射線撮影によって、被写体３４を透過した放射線が照射されるタイミングを予測する。残像現象としては、例えばＣｓＩ（ヨウ化セシウム）を用いたシンチレータを有する間接変換型の放射線検出装置であれば、高輝度燃焼（ブライトバーン）が挙げられ、また、例えばセレン（Ｓｅ）を用いた直接変換型の放射線検出装置であれば、ゴーストが挙げられる。

このタイミング予測部２２は、第１座標取得部１２６と、第２座標取得部１２８と、領域判定部１３０と、タイミング情報出力部１３２と、移動情報作成部１３４とを有する。

第１座標取得部１２６は、放射線検出装置１４の変換部３５のうち、前回の放射線撮影によって放射線３０が被写体３４を透過しないで照射された領域を第１座標情報として取得する。

第２座標取得部１２８は、次回の放射線撮影によって被写体３４を透過した放射線が照射される領域を第２座標情報として取得する。

領域判定部１３０は、第１座標情報が示す領域に第２座標情報が示す領域の少なくとも一部が含まれるか否かを判定する。

タイミング情報出力部１３２は、第１座標情報が示す領域に第２座標情報が示す領域の少なくとも一部が含まれる場合に、次回の放射線撮影を行うタイミングの情報を、予測された前記タイミング（以下、目標タイミングと記す）の情報としてコンソール２８に知らせる。

移動情報作成部１３４は、目標タイミングにおいて放射線検出装置１４を移動させるための情報を作成する。

タイミング情報出力部１３２から出力される目標タイミングの情報としては、放射線撮影の順番を示す情報が挙げられる。従って、この場合、タイミング予測部２２は、上述した複数の位置での放射線撮影のうち、前回の放射線撮影によって、放射線３０が被写体を透過しないで照射された領域に対して、次の放射線撮影によって、被写体３４を透過した放射線が照射される放射線撮影の順番を予測することになる。該当する放射線撮影の順番を示す情報が目標タイミングの情報としてコンソール２８に供給される。

ここで、タイミング予測部２２の具体的ないくつかの手法を説明する。

先ず、第１の手法は、上述した複数の位置Ｐ_１、Ｐ_２・・・Ｐ_Ｎ−１、Ｐ_Ｎからの放射線撮影のシミュレーションに基づいて、目標タイミングを予測する方法である。

通常、トモシンセシス撮影においては、放射線検出装置１４の照射面に対する法線と放射線３０の入射方向（放射線源１２の放射線出射部が向く方向）とのなす角が放射線源１２の移動に応じて変化することになる。また、撮影条件に応じて、放射線源１２を移動させる方向、すなわち、上述した複数の位置Ｐ_１、Ｐ_２・・・Ｐ_Ｎ−１、Ｐ_Ｎのうち、どの順番で放射線源１２を通過させるかが決定される。従って、被写体３４の大きさ（身長、体重等）及び撮影部位と、放射線源１２の移動方向とが判明すれば、放射線源１２が通過する複数の位置Ｐ_１、Ｐ_２・・・Ｐ_Ｎ−１、Ｐ_Ｎに関し、放射線検出装置１４（正確には変換部３５）に照射される放射線３０の照射領域の位置及び大きさ、すなわち、放射線３０が被写体３４を透過しないで照射された領域の位置及び大きさ、被写体３４を透過した放射線が照射された領域の位置及び大きさが割り出せることとなる。

ここで、残像現象の影響を受ける放射線撮影のタイミング（目標タイミング）について図６〜図８を参照しながら説明する。なお、図６〜図７Ｃは、説明を簡単にするために、放射線源１２を３つの位置Ｐ１、Ｐ２及びＰ３に移動させて、それぞれの位置Ｐ１、Ｐ２及びＰ３から被写体３４に向けて放射線３０を出射させた例を示す。また、図６〜図７Ｃは、放射線源１２の移動の順番を「Ｐ１：中央」→「Ｐ２：右」→「Ｐ３：左」とした場合を示す。また、上述した図１並びに図６〜図７Ｃでは、被写体３４を透過する放射線３０を実線で示し、被写体３４を透過しない放射線３０を点線で示している。

図７Ａに示すように、放射線源１２を「Ｐ１：中央」に位置させて、外形形状が例えば長方形の被写体３４に向けて放射線撮影した場合、放射線検出装置１４の照射面（あるいは変換部３５の照射面側）のうち、被写体３４を透過した放射線３０が照射された第１領域Ｚａ（１）の形状は、被写体３４の外形形状を拡大した相似形となり、放射線３０が被写体３４を透過しないで照射された第２領域Ｚｂ（１）の形状は、第１領域Ｚａ（１）を囲む枠状とされ、外側の輪郭形状は、被写体３４の輪郭形状を拡大した相似形となる。ただ、第２領域Ｚｂ（１）は、変換部３５の照射面の中央から離れた位置にあることから、放射線源１２から出射される放射線の線量が少ない。従って、第２領域Ｚｂ（１）での残像現象はほとんど生じない。

図７Ｂに示すように、放射線源１２を「Ｐ２：右」に位置させて、放射線撮影した場合、放射線検出装置１４の照射面（あるいは変換部３５の照射面側）のうち、第１領域Ｚａ（２）の形状は、全体的に左寄りに位置された台形形状とされ、この台形形状は、左側の辺が右側の辺よりも長い形状とされている。第２領域Ｚｂ（２）の形状は、第１領域Ｚａ（２）（台形形状）を囲む枠状とされ、外側の輪郭形状も第１領域Ｚａ（２）の台形形状に類似した台形形状とされている。第２領域Ｚｂ（２）のうち、辺の長さが短い部分は、変換部３５の照射面のほぼ中央に位置することから、放射線源１２から出射される放射線の線量が多い。従って、この辺の長さが短い部分において、残像現象が生じている可能性が高い。

図７Ｃに示すように、放射線源１２を「Ｐ３：左」に位置させて、放射線撮影した場合、放射線検出装置１４の照射面（あるいは変換部３５の照射面側）のうち、第１領域Ｚａ（３）の形状は、今度は、全体的に右寄りに位置された台形形状とされ、この台形形状は、右側の辺が左側の辺よりも長い形状とされている。第２領域Ｚｂ（３）の形状は、第１領域Ｚａ（３）（台形形状）を囲む枠状とされ、外側の輪郭形状も第１領域Ｚａ（３）の台形形状に類似した台形形状とされている。この場合も、第２領域Ｚｂ（３）のうち、辺の長さが短い部分は、変換部３５の照射面のほぼ中央に位置することから、放射線源１２から出射される放射線の線量が多い。従って、この辺の長さが短い部分において、残像現象が生じている可能性が高い。

このことから、「Ｐ１：中央」での放射線撮影の後に「Ｐ２：右」での放射線撮影を行った場合、「Ｐ２：右」での第１領域Ｚａ（２）の一部が、「Ｐ１：中央」での第２領域Ｚｂ（１）に含まれることとなっても、残像現象の影響はほとんどないと考えられる。

一方、「Ｐ２：右」での放射線撮影の後に「Ｐ３：左」での放射線撮影を行った場合、図８からもわかるように、「Ｐ３：左」での第１領域Ｚａ（３）の一部が、「Ｐ２：右」での第２領域Ｚｂ（２）と重複することになる（図８の斜線で示す部分Ｚｃ参照）。しかも、この重複する部分Ｚｃは、放射線３０の線量が多く照射される領域（二点鎖線で示す領域Ｚｄ）にも含まれており、従って、「Ｐ３：左」での放射線撮影は、「Ｐ２：右」での残像現象の影響を受けることになる。すなわち、「Ｐ３：左」での放射線撮影のタイミングが目標タイミングとなり、この目標タイミングはシミュレーションによって割り出すことが可能である。

なお、図８は、「Ｐ２：右」での放射線撮影による変換部３５への放射線３０の照射領域と、「Ｐ３：左」での放射線撮影による変換部３５への放射線３０の照射領域とを重ねて見たモデル図である。また、変換部３５の照射面の全領域のうち、放射線３０の線量が多く照射される領域Ｚｄは、照射面の全領域Ｚｘ（図８において最も大きい長方形にて示す領域を示す）の中央を中心とした任意の形状及び大きさに設定することができるが、目標タイミングの数が無駄に多くなるのを防ぐために、全領域の中央を中心とした正方形あるいは円形の領域であって、正方形の一辺あるいは円形の直径は、全領域の長辺のほぼ１／５〜１／３の長さにて設定することが好ましい。もちろん、目標タイミングを設定するにあたっては、放射線３０の線量が多く照射される領域Ｚｄを考慮しないで設定してもよい。

従って、上述の第１の手法では、タイミング予測部２２の第１座標取得部１２６において、シミュレーションにて得られた複数の位置Ｐ_１、Ｐ_２・・・Ｐ_Ｎ−１、Ｐ_Ｎについての放射線画像情報のうち、ｊ番目（ｊは１以上の自然数）の放射線画像情報に基づいて、放射線３０が被写体３４を透過しないで照射された領域Ｚｂ（ｊ）を第１座標情報として取得する。第２座標取得部１２８は、ｊ＋１番目の放射線画像情報に基づいて、被写体３４を透過した放射線３０が照射される領域Ｚａ（ｊ＋１）を第２座標情報として取得する。タイミング情報出力部１３２は、第１座標情報が示す領域Ｚｂ（ｊ）に第２座標情報が示す領域Ｚａ（ｊ＋１）の少なくとも一部が含まれ、必要であれば、その一部が放射線３０の線量が多く照射される領域Ｚｄに含まれる場合に、ｊ＋１番目の放射線撮影の撮影タイミング（放射線撮影の順番）を、予測された目標タイミングの情報としてコンソール２８に知らせる。この操作を最終番目（Ｎ番目）まで繰り返して行う。

次に、第２の手法は、データベース等に記録されている放射線画像情報の履歴を用いて目標タイミングを予測する方法である。通常、トモシンセシス撮影を含む各種放射線撮影においては、放射線画像情報を履歴情報としてデータベースに記憶しているのが通例であるため、今回のトモシンセシス撮影を行う撮影条件、被写体３４の大きさ、撮影部位と類似したケースの履歴情報から放射線画像情報を取得することもできる。

従って、タイミング予測部２２の第１座標取得部１２６は、取得した放射線画像情報のうち、ｊ番目の放射線画像情報に基づいて、放射線３０が被写体３４を透過しないで照射された領域Ｚｂ（ｊ）を第１座標情報として取得する。第２座標取得部１２８は、ｊ＋１番目の放射線画像情報に基づいて、被写体３４を透過した放射線３０が照射される領域Ｚａ（ｊ＋１）を第２座標情報として取得する。タイミング情報出力部１３２は、第１座標領域が示す領域Ｚｂ（ｊ）に第２座標情報が示す領域Ｚａ（ｊ＋１）の少なくとも一部が含まれ、必要であれば、その一部が放射線３０の線量が多く照射される領域Ｚｄに含まれる場合に、複数の位置Ｐ_１、Ｐ_２・・・Ｐ_Ｎ−１、Ｐ_Ｎのうち、ｊ＋１番目の放射線撮影の撮影タイミング（放射線撮影の順番）を、予測された目標タイミングの情報としてコンソール２８に知らせる。この操作を最終番目（Ｎ番目）まで繰り返して行う。

上述した第１及び第２の手法は、シミュレーションにて得られた複数の放射線画像情報あるいは、履歴情報から取得した複数の放射線画像情報を一括処理して目標タイミングを求めているが、その他、実際のトモシンセシス撮影において、リアルタイム処理で目標タイミングを求めてもよい。リアルタイム処理による方式として、例えば以下に示す第３手法及び第４手法が挙げられる。

第３の手法は、仮撮影とその後に行われる本撮影とで１回の放射線撮影とする。すなわち、複数の位置Ｐ_１、Ｐ_２・・・Ｐ_Ｎ−１、Ｐ_Ｎの各位置において、２回連続して放射線撮影（仮撮影＋本撮影）を行う。そして、タイミング予測部２２の第１座標取得部１２６は、ｊ番目の仮撮影によって得られた放射線画像情報のうち、放射線３０が被写体３４を透過しないで照射された領域Ｚｂ（ｊ）を第１座標情報として取得する。この場合、被写体３４への被曝量の増加を抑えるために、仮撮影は、本撮影よりも線量を少なくして放射する。放射線画像情報のうち、輝度値がしきい値以上の領域を、放射線３０が被写体３４を透過しないで照射された領域として判定すればよい。しきい値は仮撮影にて使用される放射線の線量に応じて適宜選択することができる。第２座標取得部１２８は、ｊ＋１番目の仮撮影によって得られた放射線画像情報のうち、被写体３４を透過した放射線３０が照射された領域Ｚａ（ｊ＋１）を第２座標情報として取得する。この場合、放射線画像情報のうち、輝度値がしきい値以上の領域の輪郭で形づくられる領域全体から、輝度値がしきい値以上の領域を差し引いた領域を、被写体３４を透過した放射線３０が照射された領域として判定すればよい。タイミング情報出力部１３２は、第１座標情報が示す領域Ｚｂ（ｊ）に第２座標情報が示す領域Ｚａ（ｊ＋１）の少なくとも一部が含まれ、必要であれば、その一部が放射線３０の線量が多く照射される領域Ｚｄに含まれる場合に、複数の位置Ｐ_１、Ｐ_２・・・Ｐ_Ｎ−１、Ｐ_Ｎのうち、ｊ＋１番目の放射線撮影（本撮影）の撮影タイミング（放射線撮影の順番）を、予測された目標タイミングの情報としてコンソール２８に知らせる。

第４の手法は、第３の手法における仮撮影に代えて、図９Ａ又は図９Ｂに示すように、発光素子１３６からの光１３８を被写体３４に向けて照射する。なお、図９Ａ又は図９Ｂにおいて、被写体３４に照射される光１３８を実線で示し、被写体３４に照射されない光１３８を点線で示している。

この場合、被写体３４の背面側（放射線源１２とは反対側）のうち、被写体３４で隠れた部分には、光１３８が照射されないことから、光１３８が照射された領域と照射されない領域に基づいて第１座標情報及び第２座標情報を取得することが可能となる。

具体的には、例えば放射線源１２に、各放射線撮影の前に、被写体３４に向けて光１３８を出射する前記発光素子１３６とコリメータ１４０を設置する。被写体３４の背面側に発光素子１３６から出射される光１３８を受光する複数の受光素子１４２を設置する。この場合、コリメータ１４０の絞りは、発光素子１３６から出射される光１３８を、放射線源１２から出射される放射線３０の絞りとほぼ同じ絞りに設定する。

また、図９Ａに示すように、被写体３４を撮影台１４４上に載せて放射線撮影する場合は、撮影台１４４の照射面に、発光素子１３６からの出射光１３８を受光する複数の受光素子１４２を設置する。撮影台１４４に受光素子１４２を設けた場合、放射線源１２から撮影台１４４までの直線距離が、放射線源１２から放射線検出装置１４までの直線距離よりも短いことから、光１３８が照射された領域と照射されない領域を、距離の差分に応じて拡大処理してから、第１座標情報と第２座標情報を取得する。一方、図９Ｂに示すように、被写体３４の背面側に撮影台１４４を介在させずに直接放射線検出装置１４を設置する場合は、放射線検出装置１４の照射面に、発光素子１３６からの出射光１３８を受光する複数の受光素子１４２を設置する。

図９Ａ及び図９Ｂに示す例において、受光素子１４２の配列としては、例えば０．５ｃｍ〜２ｃｍ間隔でマトリクス状に配列したり、放射状に配列する等が考えられる。

そして、タイミング予測部２２の第１座標取得部１２６は、ｊ番目の放射線撮影の前に、発光素子１３６からの発光によって得られた複数の受光素子１４２からの検知信号のレベルに基づいて、放射線３０が被写体３４を透過しないで照射された領域Ｚｂ（ｊ）の位置を割り出して、第１座標情報として取得する。この場合、複数の受光素子１４２からの検知信号のうち、レベルがしきい値以上の領域を、放射線３０が被写体３４を透過しないで照射された領域として判定すればよい。第２座標取得部１２８は、ｊ＋１番目の放射線撮影の前に、発光素子１３６からの発光によって得られた複数の受光素子１４２からの検知信号のレベルに基づいて、被写体３４を透過した放射線３０が照射された領域Ｚａ（ｊ＋１）の位置を割り出して、第２座標情報として取得する。この場合、複数の受光素子１４２からの検知信号のうち、レベルがしきい値以上の領域の輪郭で形づくられる領域全体から、レベルがしきい値以上の領域を差し引いた領域を、被写体３４を透過した放射線３０が照射された領域として判定すればよい。タイミング情報出力部１３２は、第１座標情報が示す領域Ｚｂ（ｊ）に第２座標情報が示す領域Ｚａ（ｊ＋１）の少なくとも一部が含まれ、必要であれば、その一部が放射線３０の線量が多く照射される領域Ｚｄに含まれる場合に、ｊ＋１番目の放射線撮影の撮影タイミング（放射線撮影の順番）を、予測された目標タイミングの情報としてコンソール２８に知らせる。

以下の説明では、第１座標情報が示す領域Ｚｂ（ｊ）に第２座標情報が示す領域Ｚａ（ｊ＋１）の少なくとも一部が含まれ、必要であれば、その一部が放射線３０の線量が多く照射される領域Ｚｄに含まれる場合に、その一部を、重複する部分Ｚｃ（図８参照）と記す。

コンソール２８は、予測された目標タイミングにて行われる放射線撮影に先立って、移動部２０を駆動制御して、放射線検出装置１４を移動させる。すなわち、移動部２０を駆動制御して、重複する部分Ｚｃの面積が小さくなる方向に、放射線検出装置１４を移動させる。もちろん、第２座標情報が示す領域Ｚａ（ｊ＋１）が、第１座標情報が示す領域Ｚｂ（ｊ）から外れるように、放射線検出装置１４を移動させてもよい。ここで、放射線検出装置１４の照射面に沿う方向を水平方向（第１方向）とし、照射面の法線方向を垂直方向（第２方向）としたとき、移動部２０は、放射線検出装置１４を水平方向に平行移動させる、あるいは垂直方向を軸として回転移動させる、あるいは水平方向に平行移動させると共に、垂直方向を軸として回転移動させる。

上述の移動動作を実現する移動部２０の構成例を示すと、例えば図１０に示す構成等が挙げられる。すなわち、移動部２０は、放射線検出装置１４が載置固定されるテーブル１４６と、水平方向のうち、ｘ方向にテーブル１４６を移動させる第１移動機構１４８と、テーブル１４６を第１移動機構１４８ごとｙ方向に移動させる第２移動機構１５０と、テーブル１４６上に設置され、放射線検出装置１４を垂直方向（ｚ方向）を中心に回転させる回転機構１５２（モータ）とを有する。

図１０では、第１移動機構１４８を、テーブル１４６に挿通された第１送りねじ１５４及び第１案内ポール１５６と、第１送りねじ１５４を回転自在に支持する一対の支持部１５８ａ、１５８ｂと、第１送りねじ１５４を回転駆動してテーブル１４６をｘ方向に移動させる第１サーボモータ１６０とで構成し、第２移動機構１５０を、一方の支持部１５８ａに挿通された第２送りねじ１６２と、他方の支持部１５８ｂに挿通された第２案内ポール１６４と、第２送りねじ１６２を回転駆動してテーブル１４６を第１移動機構１４８ごとｙ方向に移動させる第２サーボモータ１６６とで構成した例を示す。テーブル１４６を２軸方向に移動させるその他の構成を採用してもよいことはもちろんである。

なお、図５Ａに示すように、放射線検出装置１４を放射線源１２の移動に同期させて移動させる場合は、例えば第１移動機構１４８（あるいは第２移動機構１５０）で兼用させることができる。上述の例では、移動部２０を、第１移動機構１４８、第２移動機構１５０及び回転機構１５２にて構成した例を示したが、その他、第１移動機構１４８のみ、あるいは、第２移動機構１５０のみ、あるいは回転機構１５２のみで構成してもよい。また、第１移動機構１４８及び第２移動機構１５０で移動部２０を構成してもよいし、第１移動機構１４８及び回転機構１５２、あるいは、第２移動機構１５０及び回転機構１５２で移動部２０を構成してもよい。

図１に示す画像補正部２４は、画像メモリ１８に記憶された複数の放射線画像情報のうち、タイミング予測部２２にて予測された目標タイミングの際に放射線撮影によって得られた放射線画像情報を、移動部２０による移動に関する情報に基づいて補正する。

画像再構成部２６は、画像メモリ１８に記憶された複数の放射線画像を再構成して、被写体３４の断層画像、特に、被写体３４の関心部位における放射線検出装置１４の検出面に平行な断層画像を生成する。再構成方法としては、例えば単純逆投影法やフィルタ逆投影法を採用することができる。ここで、単純逆投影法は、複数の放射線画像に再構成フィルタをかけずにそのまま複数の放射線画像をそれぞれ逆投影した後、加算処理して再構成画像を得る方法である。一方、フィルタ逆投影法は、複数の放射線画像に再構成フィルタを畳み込みフィルタとしてかけてから逆投影した後、加算処理して再構成画像を得る方法と、複数の放射線画像を一旦フーリエ変換して周波数空間のデータに置き換え、該データに再構成フィルタをかけてから逆投影した後、加算処理して再構成画像を得る方法とがあるが、いずれを採用してもよい。

次に、タイミング予測部２２として第３の手法を用いた場合の放射線画像撮影システム１０の動作について図１１〜図１４を参照しながら説明する。第３の手法では、上述したように、仮撮影とその後に行われる本撮影とで１回の放射線撮影とする。

先ず、図１１のステップＳ１において、放射線撮影の回数を示すカウンタｊの値を初期値「１」にする。

ステップＳ２において、コンソール２８は、放射線画像取得部１６、放射線検出装置１４等を駆動して、カウンタｊの値が示す順番（以下、ｊ番目と記す）の仮撮影を行う。

ステップＳ３において、タイミング予測部２２は、仮撮影にて得られた放射線画像情報を取得する。

次のステップＳ４において、タイミング予測部２２の第１座標取得部１２６は、得られた今回の放射線画像情報のうち、放射線３０が被写体３４を透過しないで照射された領域Ｚｂ（ｊ）を、第１座標情報として今回座標情報テーブル１６８（図１２Ａ参照）に格納する。

同様に、ステップＳ５において、第２座標取得部１２８は、得られた今回の放射線画像情報のうち、被写体３４を透過した放射線３０が照射された領域Ｚａ（ｊ）を、第２座標情報として今回座標情報テーブル１６８に格納する。なお、図１２Ａでは、Ｚｂ（ｊ＋１）、Ｚａ（ｊ＋１）となっているが、これについては後述する。

ステップＳ６において、タイミング予測部２２は、１回目の仮撮影か否かを判別する。この判別は、カウンタｊの値が１であるかどうかで行われる。１回目の仮撮影であれば、次のステップＳ７に進み、コンソール２８は、放射線画像取得部１６、放射線検出装置１４等を駆動して、１回目の本撮影を行う。

ステップＳ８において、放射線画像取得部１６の画像記憶部１２４は、本撮影にて得られた放射線画像情報を画像メモリ１８に順番に記憶する。

ステップＳ９において、タイミング予測部２２は、今回座標情報テーブル１６８の内容を前回座標情報テーブル１７０（図１２Ｂ参照）に移す。この操作によって、前回座標情報テーブル１７０には、前記領域Ｚｂ（ｊ）が、第１座標情報として格納され、前記領域Ｚａ（ｊ）が、第２座標情報として格納される。また、前回座標情報テーブル１７０における第１座標情報及び第２座標情報を基準としたとき、繰り返し後のステップＳ４及びステップＳ５において、今回座標情報テーブル１６８には、放射線３０が被写体３４を透過しないで照射された領域Ｚｂ（ｊ＋１）が、第１座標情報として格納され、被写体３４を透過した放射線３０が照射された領域Ｚａ（ｊ＋１）が、第２座標情報として格納される。

ステップＳ１０において、カウンタｊの値を＋１更新する。

ステップＳ１１において、タイミング予測部２２は、全ての放射線撮影が終了したか否かを判別する。この判別は、カウンタｊの値が、予め設定された必要な撮影回数Ｎを超えているかどうかで行われる。全ての放射線撮影が終了していない場合は、ステップＳ２に戻り、該ステップＳ２以降の処理を繰り返す。

一方、上述のステップＳ６において、１回目の仮撮影でない、すなわち、２回目以降の仮撮影であると判別された場合は、次のステップＳ１２に進み、領域判定部１３０は、前回座標情報テーブル１７０に格納された第１座標情報が示す領域Ｚｂ（ｊ）に今回座標情報テーブル１６８に格納された第２座標情報が示す領域Ｚａ（ｊ＋１）の少なくとも一部が重複するか否かを判定する。重複する部分Ｚｃがあれば、次のステップＳ１３に進み、移動情報作成部１３４は、重複する部分Ｚｃの面積を演算する。

ステップＳ１４において、移動情報作成部１３４は、重複する部分Ｚｃの面積が小となる放射線検出装置１４の移動方向と移動量を演算し、その結果を移動情報テーブル１７２（図１２Ｃ参照）にカウンタｊの値と共に記録する。移動情報テーブル１７２は、複数のレコードを有し、最終レコード以外の各レコードに、移動情報作成部１３４にて得られた移動方向と移動量についての情報がカウンタｊの値と共に順番に記録される。なお、最終レコードには、最終レコードを示すＥＯＦコードが格納される。

移動情報作成部１３４での移動方向と移動量の演算は、例えば以下に示す方法が挙げられる。

先ず、移動方向としては、重複する部分Ｚｃの一部あるいは全部が、前回座標情報テーブル１７０に格納された第２座標情報が示す領域Ｚａ（ｊ）に入る方向、又は、重複する部分Ｚｃの一部あるいは全部が、前回の放射線撮影において放射線３０が照射されなかった領域に入る方向（直線方向又は回転方向）に設定する。放射線３０が照射されなかった領域は、変換部３５全体の領域（撮像領域）から前回座標情報テーブル１７０に格納された第１座標情報が示す領域Ｚｂ（ｊ）と第２座標情報が示す領域Ｚａ（ｊ）を差し引いた領域である。

例えば図１３の例で示すと、重複する部分をＺｃ、前回の第２座標情報が示す領域（前回の放射線撮影で被写体を透過した放射線が照射された領域）をＺａ（ｊ）、前回の放射線撮影で放射線が照射されなかった領域をＺｅとしたとき、移動方向としては、以下の場合が挙げられる。

（ａ） 矢印Ａ１に示すように、放射線検出装置１４を平行移動（直線移動）して、重複する部分Ｚｃを領域Ｚａ（ｊ）に向けて平行移動（直線移動）させる。

（ｂ） 矢印Ａ２に示すように、放射線検出装置１４を回転移動して、重複する部分Ｚｃを領域Ｚａ（ｊ）に向けて回転移動させる。

（ｃ） 矢印Ａ３に示すように、放射線検出装置１４を平行移動して、重複する部分Ｚｃを領域Ｚｅに向けて平行移動（直線移動）させる。

（ｄ） 矢印Ａ４に示すように、放射線検出装置１４を回転移動して、重複する部分Ｚｃを領域Ｚｅに向けて回転移動させる。

移動量の演算は、直線方向について、０．５ｃｍ、１ｃｍ、１．５ｃｍ、２ｃｍ・・・１０ｃｍ等、回転方向について、５°、１０°、１５°・・・１８０°等というように予め移動量（直線距離及び回転角度）を設定しておき、この中から重複する領域の面積が最も小さくなる移動量を選択する。もちろん、直線距離と回転角度を組み合わせた複数の演算式を用意しておき、この中から重複する領域の面積が最も小さくなる演算式を選択してもよい。

次のステップＳ１５において、タイミング情報出力部１３２は、上述のステップＳ１４において得られた今回の移動方向と移動量についての情報とカウンタｊの値をコンソール２８に出力する。

ステップＳ１６において、コンソール２８は、移動部２０を駆動制御して、タイミング情報出力部１３２からの移動方向と移動量に従って放射線検出装置１４を移動させる。

その後、ステップＳ１７において、コンソール２８は、放射線画像取得部１６、放射線検出装置１４等を駆動して、ｊ番目の本撮影を行う。

ステップＳ１７での処理が終了した段階で、上述したステップＳ８に進み、該ステップＳ８以降の処理を行う。

そして、ステップＳ１１において、全ての放射線撮影が終了したと判別された段階で、次のステップＳ１８に進み、画像補正部２４での処理を行う。

この画像補正部２４での処理を図１４のフローチャートを参照しながら説明する。

先ず、ステップＳ１０１において、移動情報テーブル１７２（図１２Ｃ参照）のレコードアクセスに使用されるカウンタｋの値を初期値「１」にする。

ステップＳ１０２において、移動情報テーブル１７２のうち、カウンタｋの値が示すレコード（ｋ番目のレコード）の内容を読み出す。

ステップＳ１０３において、ｋ番目のレコードが最終レコードであるか否かが判別される。この判別は、ｋ番目のレコードがＥＯＦコードであるかどうかで行われ、最終レコードでなければ、次のステップＳ１０４に進み、ｋ番目のレコードからカウンタｊの値を読み出し、画像メモリ１８にｊ番目に記録された放射線画像情報を読み出す。

ステップＳ１０５において、ｊ番目の放射線画像情報の補正（画素ずらし）を行う。ｋ番目のレコードから移動方向及び移動量についての情報を読み出し、これらの情報に基づいてｊ番目の放射線画像情報の画素データをずらして、該ｊ番目の放射線画像情報の原点を、他の放射線画像情報（放射線検出装置１４の移動を行わなかったときに取得された放射線画像情報）に合わせる。

ステップＳ１０６において、画像メモリ１８に記録されているｊ番目の放射線画像情報に代えて、補正が行われたｊ番目の放射線画像情報に書き換える。

ステップＳ１０７において、カウンタｋの値を＋１更新し、その後、ステップＳ１０２に戻り、該ステップＳ１０２以降の処理を繰り返す。

そして、上述のステップＳ１０３において、ｋ番目のレコードが最終レコードであると判別された段階で、この画像補正部２４での処理が終了する。

図１１のメインルーチンに戻り、次のステップＳ１９において、画像再構成部２６での処理に入り、画像メモリ１８に記憶された複数の放射線画像を再構成して、被写体３４の断層画像、特に、被写体３４の関心部位における放射線検出装置１４の検出面に平行な断層画像を生成する。

ステップＳ１９での処理が終了した段階で、この放射線画像撮影システム１０での処理が終了する。

次に、タイミング予測部２２として第４の手法を用いた場合の放射線画像撮影システム１０の動作について説明する。第４の手法では、上述したように、第３の手法における仮撮影に代えて、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、発光素子１３６からの光１３８を被写体３４に向けて照射し、被写体の背面側に設置された複数の受光素子１４２にて受光する。

この処理も、上述した第３の手法を用いた場合の放射線画像撮影システム１０と同様の処理を行うが、以下に示すように、図１１のステップＳ２〜ステップＳ５での処理が異なる。

すなわち、ステップＳ２において、コンソール２８は、ｊ番目の放射線撮影に先立って、発光素子１３６から光１３８を出射させる。

ステップＳ３及びステップＳ４において、第１座標取得部１２６は、発光素子１３６からの発光によって得られた複数の受光素子１４２からの検知信号のレベルに基づいて、放射線３０が被写体３４を透過しないで照射された領域Ｚｂ（ｊ）の位置を割り出し、第１座標情報として今回座標情報テーブル１６８に格納する。

ステップＳ５において、第２座標取得部１２８は、複数の受光素子１４２からの検知信号のレベルに基づいて、被写体３４を透過した放射線３０が照射された領域Ｚａ（ｊ）の位置を割り出して、第２座標情報として今回座標情報テーブル１６８に格納する。

このように、本実施の形態に係る放射線画像撮影システム１０においては、ｊ番目の放射線撮影によって放射線３０が被写体３４を透過しないで照射された領域Ｚｂ（ｊ）に対して、ｊ＋１番目の放射線撮影によって被写体３４を透過した放射線３０が照射されることとなる目標タイミングを予測し、予測された目標タイミングに行われる放射線撮影に先立って、移動部２０を駆動して、放射線検出装置１４を移動させるので、残像現象が発生する部位を避けて撮像することが可能となる。すなわち、被写体３４の外形に依存することなく、簡単な構成で、残像現象が発生する部位を避けて撮像することが可能となり、Ｓ／Ｎ比やコントラストの低下を抑制することができ、しかも、放射線検出装置１４の設計の自由度を低下させることなく、コストの低廉化を図ることができる。さらに、本実施の形態においては、短い時間に１００枚以上の放射線撮影を行う例えばトモシンセシス撮影にも容易に適用でき、再構成された被写体３４の断層画像の画質の向上を図ることも可能となる。

また、タイミング予測部２２において、上述した第１の手法あるいは第２の手法を採用して、シミュレーションにて得られた複数の放射線画像情報あるいは、履歴情報から取得した複数の放射線画像情報を一括処理して目標タイミングを求めることで、実際に被写体３４に対してトモシンセシス撮影を行う前に、目標タイミングを得ることができ、第３の手法及び第４の手法と比して、各放射線撮影での情報処理にかかる負担を軽減させることができる。また、第３の手法（仮撮影＋本撮影）と異なり、被写体３４の被曝量を増やさないで済む。

タイミング予測部２２において、上述した第３の手法又は第４の手法を採用して、リアルタイム処理で目標タイミングを求めることで、被写体３４の体動があった場合でも柔軟に対応することができ、重複する領域の把握を、移動方向の選定等を適切に行うことができる。第３の手法では、１回の放射線撮影において、仮撮影と本撮影を行う必要があるが、第４の手法と比して、発光素子１３６及び受光素子１４２を設置する必要がなく、既存の構造で実現することができるため、コストの低廉化に寄与する。第４の手法では、発光素子１３６及び受光素子１４２を設置する必要があるが、被写体３４の被曝量を増やさないで済む。

また、本実施の形態では、移動部２０によって、放射線検出装置１４を移動するので、目標タイミングにおいて、放射線検出装置１４を移動させる機構として、実績のある既存の二軸テーブルやモータ等を使用することができる。

画像メモリ１８に記憶された複数の放射線画像情報のうち、目標タイミングの際に放射線撮影によって得られた放射線画像情報を、画像補正部２４によって、移動部２０による移動に関する情報に基づいて補正するので、画像メモリ１８に記録される全ての放射線画像情報の原点を合わせることができ、その後の画像再構成部２６での再構成処理として、既存の単純逆投影法やフィルタ逆投影法を採用することができる。

上述の例では、移動部２０によって、放射線検出装置１４を移動させたが、その他、放射線検出装置１４内の変換部３５のみを移動させてもよい。

これを実現する構成（変形例）について図１５及び図１６を参照しながら説明する。

先ず、変形例に係る放射線検出装置１４ａは、図１５に示すように、上述した放射線検出装置１４と同様に、筐体３２、正面板３８、枠部材４０、背面板４２、第１室４４、第２室４６、仕切り部材４８、回路基板５２、放射線検出器３６等を有する。

特に、この変形例に係る放射線検出装置１４ａは、放射線検出器３６の変換部３５をｘ方向に移動させる第１移動機構１８０と、変換部３５をｙ方向に移動させる第２移動機構１８２と、変換部３５を垂直方向（ｚ方向）を中心に回転させる回転機構１８４とを有する。

回転機構１８４は、仕切り部材４８の第１室４４側に固定されたモータ１８６と、該モータ１８６によって回転駆動する円形の回転テーブル１８８とを有する。回転テーブル１８８の外周には上方に立ち上がる環状の側壁１９０が一体にあるいは別体に形成されている。回転テーブル１８８の上面１９２と側壁１９０内面とで区画される収容空間１９４に放射線検出器３６が収容される。回転テーブル１８８の上面１９２には、図１５に示すように、放射線検出器３６を摺動支持する摺動支持板１９６が設置されている。この摺動支持板１９６は、その上面に、複数の微小な球体１９８が回転自在に配置されて、該上面に載置される放射線検出器３６を摺動自在に支持する。

第１移動機構１８０は、回転テーブル１８８の側壁１９０内面のうち、変換部３５の１つの辺（ｙ方向に沿った１つの辺）の中央に対向して設置された第１アクチュエータ２００と、該第１アクチュエータ２００と対向して設置された第１弾発部材２０２（圧縮ばね等）とを有する。

第２移動機構１８２は、回転テーブル１８８の側壁１９０内面のうち、変換部３５の他の１つの辺（ｘ方向に沿った１つの辺）の中央に対向して設置された第２アクチュエータ２０４と、該第２アクチュエータ２０４と対向して設置された第２弾発部材２０６（圧縮ばね等）とを有する。

なお、変換部３５の外周部には、第１アクチュエータ２００の第１プランジャ２０８の先端部、第２アクチュエータ２０４の第２プランジャ２１０の先端部、第１弾発部材２０２の先端部及び第２弾発部材２０６の先端部を受けるための保護枠２１２を設けることが好ましい。

そして、コンソール２８による移動部２０の駆動制御によって、第１アクチュエータ２００の第１プランジャ２０８が進退することで、変換部３５がｘ方向に移動し、第２アクチュエータ２０４の第２プランジャ２１０が進退することで、変換部３５がｙ方向に移動し、回転機構１８４のモータ１８６が回転駆動することで、変換部３５が回転移動することになる。

なお、コンソール２８による移動部２０の駆動制御は、コンソール２８から移動方向及び移動量に関する制御情報が放射線検出装置１４の送受信機７４を介してカセッテ制御部７２に供給され、カセッテ制御部７２から第１アクチュエータ２００、第２アクチュエータ２０４、モータ１８６にそれぞれ対応する駆動信号が供給されることによって行われる。

上述の例では、移動部２０を、第１移動機構１８０、第２移動機構１８２及び回転機構１８４にて構成した例を示したが、その他、第１移動機構１８０のみ、あるいは、第２移動機構１８２のみ、あるいは回転機構１８４のみで構成してもよい。また、第１移動機構１８０及び第２移動機構１８２で移動部２０を構成してもよいし、第１移動機構１８０及び回転機構１８４、あるいは、第２移動機構１８２及び回転機構１８４で移動部２０を構成してもよい。

この変形例においては、移動部２０によって放射線検出装置１４内の変換部３５を移動するので、移動部２０の構成をコンパクトにすることができ、放射線画像撮影システム１０の設置の省スペース化を図ることができる。しかも、変換部３５のみを移動すればよいため、放射線検出装置１４を移動させる場合よりも慣性力による影響を低減することができ、コンソール２８から移動指示を出力してから実際に変換部３５が移動完了するまでの時間（応答時間）を短くすることができる。

なお、本発明に係る放射線画像撮影システムは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

Claims (16)

1. 放射線源（１２）と、
   筐体（３２）と、該筐体（３２）内に収容され、少なくとも被写体（３４）を透過した前記放射線源（１２）からの放射線（３０）を放射線画像情報に変換する変換部（３５）を有する放射線検出器（３６）とを具備した放射線検出装置（１４）と、
   少なくとも前記変換部（３５）を移動させる移動部（２０）と、
   前回の放射線撮影によって放射線（３０）が前記被写体（３４）を透過しないで照射された領域に対して、次の放射線撮影によって前記被写体（３４）を透過した放射線（３０）が照射されることとなる目標タイミングを予測するタイミング予測部（２２）と、
   制御部（２８）とを有し、
   前記タイミング予測部（２２）は、
   前回の放射線撮影によって前記放射線（３０）が前記被写体（３４）を透過しないで照射された前記領域を第１座標情報として取得する第１座標取得部（１２６）と、
   次回の放射線撮影によって前記被写体（３４）を透過した前記放射線（３０）が照射される領域を第２座標情報として取得する第２座標取得部（１２８）と、
   前記第１座標情報で示される領域と前記第２座標情報で示される領域の少なくとも一部が重複する場合に、前記次回の放射線撮影を行うタイミングを、前記目標タイミングとして前記制御部（２８）に知らせるタイミング情報出力部（１３２）とを有し、
   前記制御部（２８）は、予測された前記目標タイミングで行われる放射線撮影に先立って、前記移動部（２０）を駆動して、前記第２座標情報で示される領域のうち、前記第１座標情報で示される領域と重複する部分の面積が小さくなる方向に、少なくとも前記変換部（３５）を移動させることを特徴とする放射線画像撮影システム。
2. 請求項１記載の放射線画像撮影システムにおいて、
   前記放射線検出装置（１４）の照射面に沿う方向を第１方向とし、前記照射面の法線方向を第２方向としたとき、
   前記移動部（２０）は、少なくとも前記変換部（３５）を第１方向に平行移動させることを特徴とする放射線画像撮影システム。
3. 請求項１記載の放射線画像撮影システムにおいて、
   前記放射線検出装置（１４）の照射面に沿う方向を第１方向とし、前記照射面の法線方向を第２方向としたとき、
   前記移動部（２０）は、少なくとも前記変換部（３５）を前記第２方向を軸として回転移動させることを特徴とする放射線画像撮影システム。
4. 請求項１記載の放射線画像撮影システムにおいて、
   前記放射線検出装置（１４）の照射面に沿う方向を第１方向とし、前記照射面の法線方向を第２方向としたとき、
   前記移動部（２０）は、少なくとも前記変換部（３５）を第１方向に平行移動させると共に、前記第２方向を軸として回転移動させることを特徴とする放射線画像撮影システム。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システムにおいて、
   前記移動部（２０）は、前記放射線検出装置（１４）を移動させることを特徴とする放射線画像撮影システム。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システムにおいて、
   前記移動部（２０）は、前記放射線検出装置（１４）内の前記変換部（３５）のみを移動させることを特徴とする放射線画像撮影システム。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システムにおいて、
   前記放射線検出装置（１４）に対向して設けられた前記放射線源（１２）を複数の位置に移動させる第２移動部（１２０）を有し、
   前記制御部（２８）は、前記複数の位置において前記放射線源（１２）から前記放射線検出装置（１４）上の前記被写体（３４）に対して異なる方向から放射線（３０）を照射する制御を行うことを特徴とする放射線画像撮影システム。
8. 請求項７記載の放射線画像撮影システムにおいて、
   前記第２移動部（１２０）は、前記放射線源（１２）のみを移動させることを特徴とする放射線画像撮影システム。
9. 請求項７記載の放射線画像撮影システムにおいて、
   前記第２移動部（１２０）は、前記放射線源（１２）と前記放射線検出装置（１４）とを前記被写体（３４）を挟んで互いに反対方向に同期移動させることを特徴とする放射線画像撮影システム。
10. 請求項７〜９のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システムにおいて、
    前記タイミング予測部（２２）は、
    前記複数の位置のうち、前回の放射線撮影によって、前記放射線（３０）が前記被写体（３４）を透過しないで照射された領域に対して、次の放射線撮影によって、前記被写体（３４）を透過した前記放射線（３０）が照射されることとなる前記目標タイミングを予測することを特徴とする放射線画像撮影システム。
11. 請求項１０記載の放射線画像撮影システムにおいて、
    前記タイミング予測部（２２）は、
    前記複数の位置からの放射線撮影のシミュレーションに基づいて、前記目標タイミングを予測することを特徴とする放射線画像撮影システム。
12. 請求項１０記載の放射線画像撮影システムにおいて、
    前記タイミング予測部（２２）は、
    前記複数の位置からの放射線撮影の履歴情報に基づいて、前記目標タイミングを予測することを特徴とする放射線画像撮影システム。
13. 請求項１０記載の放射線画像撮影システムにおいて、
    前記タイミング予測部（２２）は、
    前記放射線源（１２）が前記複数の位置に到達する毎に、前記目標タイミングを予測することを特徴とする放射線画像撮影システム。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システムにおいて、
    １回の前記放射線撮影は、仮撮影とその後に行われる本撮影とからなり、
    前記第１座標取得部（１２６）は、
    前回の前記仮撮影によって得られた放射線画像情報のうち、前記放射線（３０）が前記被写体（３４）を透過しないで照射された領域を前記第１座標情報として取得し、
    前記第２座標取得部（１２８）は、
    次の前記仮撮影によって得られた放射線画像情報のうち、前記被写体（３４）を透過した前記放射線（３０）が照射された領域を前記第２座標情報として取得することを特徴とする放射線画像撮影システム。
15. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システムにおいて、
    各前記放射線撮影の前に、前記被写体（３４）に向けて光（１３８）を出射する発光素子（１３６）と、
    前記被写体（３４）の背面側に設置され、前記発光素子（１３６）から出射された光（１３８）を受光する複数の受光素子（１４２）とを有し、
    前記第１座標取得部（１２６）は、前回の放射線撮影の前に得られた前記複数の受光素子（１４２）からの検知信号に基づいて、前記放射線（３０）が前記被写体（３４）を透過しないで照射された領域を割り出して、前記第１座標情報として取得し、
    前記第２座標取得部（１２８）は、次の放射線撮影の前に得られた前記複数の受光素子（１４２）からの検知信号に基づいて、前記被写体（３４）を透過した前記放射線（３０）が照射された領域を割り出して、前記第２座標情報として取得することを特徴とする放射線画像撮影システム。
16. 請求項１〜１５のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システムにおいて、
    さらに、前記目標タイミングの際に放射線撮影によって得られた放射線画像情報を、前記移動部（２０）による少なくとも前記変換部（３５）の移動に関する情報に基づいて補正する画像補正部（２４）を有することを特徴とする放射線画像撮影システム。

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