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JP2013094454A - Radiographic apparatus, radiographic system, and radiographic method - Google Patents

Radiographic apparatus, radiographic system, and radiographic method Download PDF

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JP2013094454A JP2011240516A JP2011240516A JP2013094454A JP 2013094454 A JP2013094454 A JP 2013094454A JP 2011240516 A JP2011240516 A JP 2011240516A JP 2011240516 A JP2011240516 A JP 2011240516A JP 2013094454 A JP2013094454 A JP 2013094454A
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JP2011240516A
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Japanese (ja)
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Naoto Iwakiri
直人 岩切
Atsuo Ishizuka
淳夫 石塚
Takeyasu Kobayashi
丈恭 小林
Naoyuki Nishino
直行 西納
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Fujifilm Corp
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Fujifilm Corp
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Abstract

【課題】非破壊読み出しが可能なFPDの劣化及び故障を防ぎ、長寿命化する。
【解決手段】X線画像を非破壊に読み出す事が可能なFPDと、X線の照射途中に非破壊に読み出されたX線画像から、素抜け画素の画素値を検出する素抜け画素検出82と、素抜け画素の画素値等に基づいて、X線の照射終了時における素抜け画素の到達予想電荷量を算出する到達予想電荷量算出部83と、到達予想電荷量を所定閾値と比較し、到達予想電荷量が前記所定閾値を超える場合に、X線の照射終了時刻に前記素抜け画素に蓄積される信号電荷が所定閾値になるようにX線源を制御するための新たな撮影条件を算出する撮影条件算出部84と、最初の撮影条件に基づいたX線の照射途中で、新たな撮影条件に基づいたX線が照射されるように、X線源をフィードバック制御する線源制御装置19と、を備える。
【選択図】図6
An FPD capable of non-destructive reading is prevented from deteriorating and failing to extend its life.
Non-destructive pixel detection for detecting pixel values of non-destructive pixels from an FPD capable of non-destructively reading an X-ray image and an X-ray image read nondestructively during X-ray irradiation 82, an expected arrival charge amount calculation unit 83 that calculates an expected arrival charge amount of the missing pixel at the end of X-ray irradiation based on the pixel value of the missing pixel, and the like. In addition, when the expected charge amount exceeds the predetermined threshold value, new imaging for controlling the X-ray source so that the signal charge accumulated in the unexposed pixels at the X-ray irradiation end time becomes the predetermined threshold value. An imaging condition calculation unit 84 that calculates the conditions, and a radiation source that feedback-controls the X-ray source so that X-rays based on the new imaging conditions are emitted during X-ray irradiation based on the first imaging conditions And a control device 19.
[Selection] Figure 6

Description

本発明は、放射線画像検出器を用いて被検体の放射線画像を撮影する放射線撮影装置、放射線撮影システム、及び放射線撮影方法に関する。   The present invention relates to a radiation imaging apparatus, a radiation imaging system, and a radiation imaging method for capturing a radiation image of a subject using a radiation image detector.

近年、放射線撮影、例えばX線撮影の分野において、X線フィルムやイメージングプレート(IP)に代わり、半導体素子を用いたフラットパネルディテクタ(以下、FPDという)を検出器として用いたX線画像検出装置(以下、電子カセッテという)が普及している。FPDは、半導体素子を用いて形成されたいわゆる固体撮像素子からなるイメージセンサを利用したものであり、X線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する画素がマトリクス状に配列される。FPDは、X線の入射によって画素毎に蓄積される信号電荷を電圧信号に変換することによって被検体の画像情報を表すX線画像を検出する。FPDで検出されたX線画像は、デジタルな画像データとして出力される。   In recent years, in the field of radiography, for example, X-ray imaging, an X-ray image detection apparatus using a flat panel detector (hereinafter referred to as FPD) using a semiconductor element as a detector instead of an X-ray film or an imaging plate (IP). (Hereinafter referred to as electronic cassette) has become widespread. The FPD uses an image sensor composed of a so-called solid-state image sensor formed using a semiconductor element, and pixels that accumulate signal charges according to the amount of incident X-rays are arranged in a matrix. The FPD detects an X-ray image representing image information of a subject by converting a signal charge accumulated for each pixel upon incidence of X-rays into a voltage signal. An X-ray image detected by the FPD is output as digital image data.

FPDとしては、ガラス基板上にTFT(Thin Film Transistor)を含む画素が形成されたTFT型の他に、特許文献1に記載されているように、シリコン基板上にCMOSの製造プロセスで画素を形成したCMOS型のものがある。TFT型とCMOS型の大きな違いの1つは、電圧信号の読み出し方式である。TFT型のFPDは、画素に蓄積された信号電荷を、信号線を介して積分アンプに転送し、積分アンプで積分された信号電荷に応じた電圧信号を読み出す方式であり、読み出しによって画素内の信号電荷が空になる、いわゆる破壊読み出し方式である。これに対して、CMOS型のFPDは、信号電荷を電圧信号に変換するアンプが画素毎に設けられており、画素に信号電荷を保持した状態で信号電荷に応じた電圧信号を読み出す、いわゆる非破壊読み出し方式である。   As the FPD, in addition to the TFT type in which a pixel including a TFT (Thin Film Transistor) is formed on a glass substrate, a pixel is formed on a silicon substrate by a CMOS manufacturing process as described in Patent Document 1. There is a CMOS type. One of the major differences between the TFT type and the CMOS type is the voltage signal readout method. A TFT type FPD is a method of transferring a signal charge accumulated in a pixel to an integration amplifier via a signal line and reading out a voltage signal corresponding to the signal charge integrated by the integration amplifier. This is a so-called destructive readout method in which the signal charge is emptied. On the other hand, a CMOS type FPD is provided with an amplifier for converting a signal charge into a voltage signal for each pixel, and reads out a voltage signal corresponding to the signal charge while holding the signal charge in the pixel. This is a destructive readout method.

TFT型及びCMOS型のいずれのFPDにおいても、当然ながら、画素に蓄積される信号電荷の蓄積量には上限があるので、画素に入射するX線の線量が多すぎると画素は飽和し、いわゆるオーバーフローが発生する。この場合、X線画像においては、黒く潰れた画素になる。一方、X線の線量が少なすぎる、いわゆるアンダーフローが発生すると、X線画像においては、白く潰れた画素になる。X線撮影においては、オーバーフローやアンダーフローが生じないように、被検体の撮影部位や体格に応じて、X線源が照射する線量を決める管電流や照射時間といった撮影条件が予め設定される。   Of course, in both TFT type and CMOS type FPDs, there is an upper limit to the amount of signal charge accumulated in the pixel, so if the dose of X-rays incident on the pixel is excessive, the pixel is saturated, so-called Overflow occurs. In this case, in the X-ray image, the pixel is crushed black. On the other hand, when the so-called underflow occurs where the X-ray dose is too small, the pixel becomes white in the X-ray image. In X-ray imaging, imaging conditions such as a tube current and an irradiation time that determine the dose irradiated by the X-ray source are set in advance according to the imaging region and physique of the subject so that overflow and underflow do not occur.

さらに、特許文献1には、X線照射中に非破壊読み出しにより得たX線画像から、被検体のなかでも観察対象となる部位が写し出された領域(いわゆる関心領域)の画素の画素値を取得し、関心領域の画素が飽和しそうな場合にはX線の照射を直ちに終了させ、関心領域の画素値が小さければX線の照射強度をより強くするようにX線源の制御をすることで、オーバーフローやアンダーフローがない観察に適したX線画像を得られやすくする技術が開示されている。   Furthermore, Patent Document 1 discloses pixel values of pixels in a region (a so-called region of interest) in which a region to be observed is copied from an X-ray image obtained by nondestructive readout during X-ray irradiation. Obtain X-ray irradiation immediately when the pixel in the region of interest is likely to be saturated, and control the X-ray source to increase the X-ray irradiation intensity if the pixel value in the region of interest is small Thus, a technique for easily obtaining an X-ray image suitable for observation without overflow or underflow is disclosed.

特開2004−344249号公報JP 2004-344249 A

ところで、非破壊読み出しが可能なCMOS型FPDは、結晶半導体(例えば単結晶シリコン)を用いて形成される。結晶半導体から形成した素子は、アモルファス半導体(例えばアモルファスシリコン)から形成した素子よりも電荷の移動度やスイッチング素子のON抵抗が桁違いに良い。このため、通常、アモルファス半導体から形成されるTFT型FPDと、結晶半導体から形成されるCMOS型FPDとを比較すると、CMOS型FPDは、読み出しの高速化や画素の高密度化に有利である。   Incidentally, a CMOS FPD capable of nondestructive reading is formed using a crystalline semiconductor (for example, single crystal silicon). An element formed from a crystalline semiconductor has an order of magnitude higher charge mobility and ON resistance of a switching element than an element formed from an amorphous semiconductor (eg, amorphous silicon). For this reason, comparing a TFT type FPD formed from an amorphous semiconductor with a CMOS type FPD formed from a crystalline semiconductor, the CMOS type FPD is advantageous in increasing the reading speed and the pixel density.

一方、CMOS型FPDは結晶半導体から形成されるために、アモルファス半導体から形成されるTFT型FPDよりも、放射線の照射による損傷を受けやすい。このため、CMOS型FPDは、TFT型FPDに比べて早期に劣化するとともに、長寿命化が難しいという問題がある。   On the other hand, since a CMOS type FPD is formed of a crystalline semiconductor, it is more susceptible to damage due to radiation than a TFT type FPD formed of an amorphous semiconductor. For this reason, the CMOS type FPD has a problem that it deteriorates earlier than the TFT type FPD and it is difficult to extend the life.

例えば、単結晶シリコンから形成したCMOS型FPDの場合、照射線量が数千R程度から、画素に関するノイズ(オフセットノイズ等)が顕著になりはじめ、総照射線量がさらに数千R程度累積すると、放射線画像の読み出しに用いられるアンプのゲインが不安定になるなど、劣化や故障が発生するようになる。これは、放射線の入射によって電荷対が発生し、単結晶シリコン基板と絶縁膜(シリコン酸化膜等)の界面に蓄積されることにより、絶縁膜が損傷したり、単結晶シリコン基板内でシリコンやその他の材料の結合が切れ、材料特性が劣化することが原因である。   For example, in the case of a CMOS type FPD formed from single crystal silicon, noise (offset noise, etc.) related to pixels starts to become remarkable from an irradiation dose of about several thousand R, and when the total irradiation dose further accumulates about several thousand R, Deterioration or failure occurs, for example, the gain of an amplifier used for image reading becomes unstable. This is because charge pairs are generated by the incidence of radiation and accumulated at the interface between the single crystal silicon substrate and the insulating film (silicon oxide film, etc.). This is because the bond of other materials is broken and the material properties deteriorate.

また、従来より、放射線の入射面側から、シンチレータ、FPDの順に配置し、放射線をシンチレータによって光に変換し、シンチレータが発光した光を検出面を前面側に向けたFPDで受けることにより放射線画像を検出する前面入射方式(PSS:Penetration Side Sampling)方式の間接変換型の電子カセッテが知られているが、近年では、さらなる画質向上等のために、シンチレータとFPDの配置順序を逆順にし、FPDの検出面を裏面側に向けた裏面入射方式(ISS:Irradiation Side Sampling)の間接変換型電子カセッテが知られている。   Further, conventionally, a radiation image is obtained by arranging a scintillator and an FPD in this order from the radiation incident surface side, converting the radiation into light by the scintillator, and receiving the light emitted from the scintillator by the FPD with the detection surface facing the front side. Indirect-conversion electronic cassettes with PSS (Penetration Side Sampling) method are known, but in recent years, the arrangement order of scintillators and FPDs has been reversed in order to further improve image quality. 2. Description of the Related Art An indirect conversion electronic cassette of a backside incidence type (ISS: Irradiation Side Sampling) in which the detection surface is directed to the backside is known.

PSS方式の場合もISS方式の場合も、前述のようにTFT型FPDに比べれば放射線の照射による劣化が早いことは変わらないが、PSS方式の場合、FPDの前面にシンチレータが配置されているため、放射線はシンチレータで減衰され、CMOS型FPDを用いても、放射線の照射によるFPDの劣化は多少抑えられる。一方、ISS方式の場合、FPDの前面には入射放射線を減衰させる部材はなく、入射放射線は全てFPDを透過してシンチレータに到達するので、ISS方式の電子カセッテでCMOS型FPDを用いる場合、放射線の照射によるFPDの劣化は特に深刻な問題である。   In the case of the PSS method and the ISS method, the deterioration due to radiation irradiation is not as fast as the TFT type FPD as described above, but in the case of the PSS method, the scintillator is arranged on the front surface of the FPD. The radiation is attenuated by the scintillator, and even when the CMOS type FPD is used, the deterioration of the FPD due to the irradiation of radiation is somewhat suppressed. On the other hand, in the case of the ISS system, there is no member that attenuates incident radiation on the front surface of the FPD, and all incident radiation passes through the FPD and reaches the scintillator. Therefore, when using a CMOS type FPD in an ISS electronic cassette, Deterioration of FPD due to irradiation of selenium is a particularly serious problem.

さらに、シンチレータを介さずにX線変換層用いて入射放射線を直接信号電荷に変換する直接変換型FPDも知られている。直接変換型FPDで代表的なX線変換層であるアモルファスセレン(a−Se)は、代表的なシンチレータ材料よりも原子番号が小さく、特に高エネルギー側のX線の吸収が少ないため、入射放射線の減衰が小さいままFPDに到達するので、直接変換型FPDで非破壊読み出し可能にするために、CMOS型で形成すると、前述と同様、放射線の照射による劣化が特に深刻な問題となる。   Furthermore, a direct conversion FPD that directly converts incident radiation into signal charges using an X-ray conversion layer without using a scintillator is also known. Amorphous selenium (a-Se), which is a typical X-ray conversion layer in a direct conversion FPD, has an atomic number smaller than that of a typical scintillator material, and particularly has little absorption of X-rays on the high energy side. Since it reaches the FPD with a small attenuation, if it is formed in the CMOS type in order to enable non-destructive reading by the direct conversion type FPD, deterioration due to radiation irradiation becomes a particularly serious problem as described above.

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、非破壊読み出しが可能なFPDの劣化及び故障を防ぎ、これを用いる放射線撮影装置等の長寿命化を図ることにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to prevent deterioration and failure of an FPD capable of nondestructive readout and to extend the life of a radiographic apparatus using the same. is there.

本発明の放射線撮影装置は、撮影条件にしたがって放射線源から照射され被検体を透過した放射線を受けて、被検体の放射線画像を検出する放射線画像検出手段であり、単結晶半導体を用いて形成され、前記放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素を有し、前記画素から前記信号電荷の蓄積量に基づいた前記放射線画像を表すデータを非破壊に読み出す事が可能な放射線画像検出手段と、前記放射線の照射途中に非破壊に読み出された前記放射線画像から、前記被検体を経ずに直接前記放射線が到達する素抜け画素の画素値を検出する素抜け画素検出手段と、前記素抜け画素の画素値、前記放射線の照射開始時刻から前記放射線の照射途中に非破壊に読み出された前記放射線画像の取得時までの経過時間、及び、前記放射線の照射終了時刻に基づいて、前記放射線の照射終了時に前記素抜け画素に蓄積される前記信号電荷量を、到達予想電荷量として算出する到達予想電荷量算出手段と、前記到達予想電荷量を所定閾値と比較し、前記到達予想電荷量が前記所定閾値を超える場合に、前記放射線の照射終了時刻に前記素抜け画素に蓄積される信号電荷が前記所定閾値になるように前記放射線源を制御するための新たな前記撮影条件を算出する撮影条件算出手段と、最初の前記撮影条件に基づいた前記放射線の照射途中で、前記撮影条件算出手段によって算出された新たな前記撮影条件に基づいた前記放射線が照射されるように、前記放射線源をフィードバック制御する放射線源制御手段と、を備えることを特徴とする放射線撮影装置。   The radiographic apparatus of the present invention is a radiographic image detecting means for detecting a radiographic image of a subject by receiving radiation irradiated from a radiation source according to imaging conditions and transmitted through the subject, and is formed using a single crystal semiconductor. A radiation image having a plurality of pixels for accumulating signal charges according to the amount of incident radiation, and capable of nondestructively reading data representing the radiation image based on the amount of accumulation of signal charges from the pixels Detecting means; and a missing pixel detecting means for detecting a pixel value of a missing pixel that the radiation reaches directly without passing through the subject from the radiation image read nondestructively during the irradiation of the radiation; , The pixel value of the missing pixels, the elapsed time from the irradiation start time of the radiation to the acquisition time of the radiation image read nondestructively during the radiation irradiation, and the radiation A predicted arrival charge amount calculating means for calculating the amount of signal charge accumulated in the unexposed pixels at the end of irradiation of radiation as an expected arrival charge amount based on an irradiation end time; and Compared with the above, when the expected amount of charges exceeds the predetermined threshold value, the radiation source is controlled so that the signal charge accumulated in the missing pixels at the radiation irradiation end time becomes the predetermined threshold value. An imaging condition calculation unit for calculating the new imaging condition; and the radiation based on the new imaging condition calculated by the imaging condition calculation unit during the irradiation of the radiation based on the first imaging condition. Radiation imaging apparatus, comprising: radiation source control means for feedback-controlling the radiation source so as to be irradiated.

前記撮影条件算出手段が算出する新たな撮影条件は、前記放射線のエネルギーを低下させる撮影条件であることが好ましい。   It is preferable that the new imaging condition calculated by the imaging condition calculation unit is an imaging condition for reducing the energy of the radiation.

前記撮影条件算出手段が算出する新たな撮影条件は、前記放射線の線量を低下させる撮影条件であることが好ましい。   It is preferable that the new imaging condition calculated by the imaging condition calculation unit is an imaging condition for reducing the radiation dose.

前記撮影条件算出手段が算出する新たな撮影条件は、前記放射線の照射時間を短縮する撮影条件であることが好ましい。   The new imaging condition calculated by the imaging condition calculation unit is preferably an imaging condition that shortens the irradiation time of the radiation.

前記撮影条件算出手段が算出する新たな撮影条件は、前記放射線の照射野を制限する撮影条件であることが好ましい。   It is preferable that the new imaging condition calculated by the imaging condition calculation means is an imaging condition that limits the radiation field.

前記放射線検出手段から前記放射線画像を読み出す際に前記信号電荷に応じた信号を増幅するとともに、ゲインが可変な増幅手段と、前記放射線の照射終了後に、前記増幅手段のゲインを変えながら読み出された複数の前記放射線画像を合成して、前記被検体を観察するための合成放射線画像を生成する画像合成手段と、を備えることが好ましい。   When reading out the radiation image from the radiation detection means, the signal corresponding to the signal charge is amplified and read out while changing the gain of the amplification means having a variable gain and after the irradiation of the radiation. It is preferable that the image synthesizing unit synthesizes a plurality of the radiographic images to generate a synthetic radiographic image for observing the subject.

前記画像合成手段は、前記増幅手段のゲインを変えながら読み出された複数の前記放射線画像を、前記放射線画像の読み出し時のノイズが低減されるように合成することが好ましい。   Preferably, the image synthesizing unit synthesizes the plurality of radiographic images read while changing the gain of the amplifying unit so that noise at the time of reading the radiographic image is reduced.

前記画像合成手段は、前記増幅手段のゲインを変えながら読み出された複数の前記放射線画像を、ダイナミックレンジが拡大されるように合成することが好ましい。   Preferably, the image synthesizing unit synthesizes the plurality of radiographic images read while changing the gain of the amplifying unit so that the dynamic range is expanded.

前記画像合成手段は、前記増幅手段のゲインを変えながら読み出された複数の前記放射線画像を平均して、前記合成放射線画像を生成することが好ましい。   It is preferable that the image synthesizing unit generates the synthesized radiographic image by averaging a plurality of the radiographic images read while changing the gain of the amplifying unit.

前記放射線検出手段は、前記放射線を光に変換するシンチレータと、前記シンチレータが発する光を光電変換することにより前記放射線画像を検出するイメージセンサとを有し、前記放射線の入射側から、前記イメージセンサ、前記シンチレータの順に配置されていることが好ましい。   The radiation detection means includes a scintillator that converts the radiation into light, and an image sensor that detects the radiation image by photoelectrically converting light emitted from the scintillator, and the image sensor from the radiation incident side. The scintillators are preferably arranged in this order.

本発明の放射線撮影システムは、放射線源と、撮影条件にしたがって放射線源から照射され被検体を透過した放射線を受けて、被検体の放射線画像を撮影する放射線撮影装置とからなる放射線撮影システムにおいて、前記放射線撮影装置は、単結晶半導体を用いて形成され、前記放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素を有し、前記画素から前記信号電荷の蓄積量に基づいた前記放射線画像を表すデータを非破壊に読み出す事が可能な放射線画像検出手段と、前記放射線の照射途中に非破壊に読み出された前記放射線画像から、前記被検体を経ずに直接前記放射線が到達する素抜け画素の画素値を検出する素抜け画素検出手段と、前記素抜け画素の画素値、前記放射線の照射開始時刻から前記放射線の照射途中に非破壊に読み出された前記放射線画像の取得時までの経過時間、及び、前記放射線の照射終了時刻に基づいて、前記放射線の照射終了時における前記素抜け画素の到達予想電荷量を算出する到達予想電荷量算出手段と、前記到達予想電荷量を所定閾値と比較し、前記到達予想電荷量が前記所定閾値を超える場合に、前記放射線の照射終了時刻に前記素抜け画素に蓄積される信号電荷が前記所定閾値になるように前記放射線源を制御する新たな前記撮影条件を算出する撮影条件算出手段と、前記放射線の照射途中で、前記撮影条件算出手段によって算出された新たな前記撮影条件に基づいた前記放射線が照射されるように、前記放射線源をフィードバック制御する放射線源制御手段と、を備えることを特徴とする。   The radiation imaging system of the present invention is a radiation imaging system including a radiation source and a radiation imaging apparatus that receives radiation transmitted from the radiation source according to the imaging conditions and transmitted through the subject, and captures a radiation image of the subject. The radiation imaging apparatus includes a plurality of pixels that are formed using a single crystal semiconductor and accumulate signal charges according to the amount of incident radiation, and the radiation image based on the amount of signal charges accumulated from the pixels. A radiation image detecting means capable of nondestructively reading out data representing the data, and an element from which the radiation reaches directly without passing through the subject from the radiation image read nondestructively during the radiation irradiation. A non-destructive pixel detecting means for detecting a pixel value of the non-existing pixel, and a pixel value of the non-descriptive pixel, which is read in a non-destructive manner during the radiation irradiation from the radiation irradiation start time. Predicted arrival charge amount calculation means for calculating an expected arrival charge amount of the unaccompanied pixel at the end of radiation irradiation based on the elapsed time until the acquired radiation image and the irradiation end time of the radiation The amount of expected electric charge is compared with a predetermined threshold, and when the amount of expected electric charge exceeds the predetermined threshold, the signal charge accumulated in the missing pixels at the radiation irradiation end time becomes the predetermined threshold. An imaging condition calculation unit that calculates a new imaging condition for controlling the radiation source so that the radiation based on the new imaging condition calculated by the imaging condition calculation unit during the radiation irradiation is Radiation source control means for feedback-controlling the radiation source so as to be irradiated.

本発明の放射線撮影方法は、単結晶半導体を用いて形成され、撮影条件にしたがって被検体に照射した放射線を受けて放射線画像を検出する複数の画素を有するとともに、前記画素から前記放射線画像を表すデータを非破壊に読み出す事が可能な放射線画像検出手段によって、前記画素に前記放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する信号電荷蓄積ステップと、前記信号電荷蓄積ステップの途中で、前記放射線画像を非破壊に読み出す放射線画像読み出しステップと、前記放射線画像読み出しステップで得た前記放射線画像から、前記被検体を経ずに直接前記放射線が到達する素抜け画素の画素値を検出する素抜け画素検出ステップと、前記素抜け画素の画素値、前記放射線の照射開始時刻から前記放射線の照射途中に非破壊に読み出された前記放射線画像の取得時までの経過時間、及び、前記放射線の照射終了時刻に基づいて、前記放射線の照射終了時における前記素抜け画素の到達予想電荷量を算出する到達予想電荷量算出ステップと、前記到達予想電荷量を所定閾値と比較し、前記到達予想電荷量が前記所定閾値を超える場合に、前記放射線の照射終了時刻に前記素抜け画素に蓄積される信号電荷が前記所定閾値になるように前記放射線源を制御する新たな前記撮影条件を算出する撮影条件算出手ステップと、前記撮影条件算出ステップで算出された新たな前記撮影条件に基づいた前記放射線が照射されるように、前記信号電荷蓄積ステップの途中で前記放射線をフィードバック制御するフィードバック制御ステップと、を備えることを特徴とする。   The radiography method of the present invention includes a plurality of pixels that are formed using a single crystal semiconductor, detect radiation images by receiving radiation irradiated to a subject according to imaging conditions, and represent the radiographic images from the pixels. Signal radiation accumulating step for accumulating signal charges in accordance with the amount of radiation incident on the pixels by radiological image detecting means capable of reading data nondestructively, and in the middle of the signal charge accumulating step, the radiographic image A non-destructive radiation image reading step, and a non-destructive pixel detection for detecting a pixel value of a non-destructive pixel that the radiation reaches directly without passing through the subject from the radiographic image obtained in the radiographic image reading step Step, and the pixel value of the unclear pixel and the radiation start time of the radiation are read nondestructively during the radiation irradiation. An expected arrival charge amount calculating step for calculating an expected arrival charge amount of the missing pixel at the end of irradiation of the radiation based on an elapsed time until acquisition of the radiation image and an irradiation end time of the radiation; The amount of expected arrival charge is compared with a predetermined threshold value, and when the amount of expected arrival charge exceeds the predetermined threshold value, the signal charge accumulated in the missing pixel at the radiation irradiation end time becomes the predetermined threshold value. The imaging condition calculating step for calculating the new imaging condition for controlling the radiation source and the radiation based on the new imaging condition calculated in the imaging condition calculating step are irradiated. A feedback control step of performing feedback control of the radiation in the middle of the charge accumulation step.

本発明によれば、非破壊読み出しが可能なFPDの劣化及び故障を防ぎ、これを用いる放射線撮影装置等を長寿命化することができる。   According to the present invention, it is possible to prevent deterioration and failure of an FPD capable of nondestructive reading, and to extend the life of a radiographic apparatus using the FPD.

X線撮影システムの構成を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematically the structure of a X-ray imaging system. X線源と電子カセッテの同期手順を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the synchronization procedure of an X-ray source and an electronic cassette. 電子カセッテの構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of an electronic cassette. 電子カセッテの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of an electronic cassette. FPDの構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of FPD. コンソールの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a console. 画素値の頻度分布を模式的に示すグラフである。It is a graph which shows typically frequency distribution of a pixel value. X線撮影システムの作用を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the effect | action of an X-ray imaging system. 線源のフィードバック制御を行わない比較例のX線照射及び素抜け画素値の変化態様を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the X-ray irradiation of the comparative example which does not perform feedback control of a radiation source, and the change aspect of a blank pixel value. 本発明のX線照射及び素抜け画素値の変化態様を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the X-ray irradiation of this invention, and the change aspect of an unclear pixel value. X線の照射を停止する例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example which stops irradiation of X-ray | X_line. X線の照射終了後に、ゲインを徐々に下げながら複数回のX線画像の読み出しを行う例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example which reads the X-ray image in multiple times, decreasing a gain gradually after completion | finish of X-ray irradiation.

図1に示すように、X線撮影システム10は、撮影台11、電子カセッテ(放射線画像検出装置)12、X線源17、線源制御装置19、コンソール22、モニタ23等を備える。X線源17、線源制御装置19がX線発生装置を構成し、電子カセッテ12、コンソール22、モニタ23がX線撮影装置を構成する。   As shown in FIG. 1, the X-ray imaging system 10 includes an imaging table 11, an electronic cassette (radiation image detection device) 12, an X-ray source 17, a radiation source control device 19, a console 22, a monitor 23, and the like. The X-ray source 17 and the radiation source control device 19 constitute an X-ray generator, and the electronic cassette 12, the console 22, and the monitor 23 constitute an X-ray imaging device.

撮影台11には被検体Hが載置され、被検体Hを透過したX線が入射するように、撮影台11の内部、あるいは撮影台11と被検体Hの間に電子カセッテ12がセットされる。   An object H is placed on the imaging table 11, and an electronic cassette 12 is set inside the imaging table 11 or between the imaging table 11 and the object H so that X-rays transmitted through the object H are incident. The

電子カセッテ12は、撮影台11に対して着脱自在に設けられ、撮影台11を用いない場合にも使用可能な可搬型であり、ほぼ直方体状の筐体内に、FPD13、FPD13の動作を制御する各種回路、メモリ14、通信部16等を備える。FPD13は、マトリクス状に配列された画素を有し、各画素において入射X線量に応じた信号電荷を蓄積し、蓄積した信号電荷を電圧信号に変換して出力することでX線画像を検出する。また、FPD13は、非破壊読み出しが可能なCMOS型である。メモリ14には、FPD13が出力するX線画像が一時的に記憶される。通信部16は、コンソール22との間で制御信号の通信を行うとともに、メモリ14に記憶されたX線画像をコンソール22に送信する。また、電子カセッテ12は、FPD13等の各部に給電をするバッテリ(図示しない)を内蔵したワイヤレスタイプであり、通信部16は、例えば、赤外線等の光や電波等によってコンソール22と無線通信を行う。   The electronic cassette 12 is detachably attached to the imaging table 11 and is portable even when the imaging table 11 is not used. The electronic cassette 12 controls the operations of the FPD 13 and the FPD 13 in a substantially rectangular housing. Various circuits, a memory 14, a communication unit 16 and the like are provided. The FPD 13 has pixels arranged in a matrix, accumulates signal charges corresponding to the incident X-ray dose in each pixel, converts the accumulated signal charges into voltage signals, and outputs them to detect an X-ray image. . The FPD 13 is a CMOS type capable of nondestructive reading. The memory 14 temporarily stores an X-ray image output from the FPD 13. The communication unit 16 communicates control signals with the console 22 and transmits an X-ray image stored in the memory 14 to the console 22. The electronic cassette 12 is a wireless type that incorporates a battery (not shown) for supplying power to each unit such as the FPD 13, and the communication unit 16 performs wireless communication with the console 22 by using light such as infrared rays or radio waves, for example. .

X線源17は、X線を発生するX線管とX線の照射野を限定するコリメータ等を備えており、X線焦点17aから被検体Hに向けてX線を照射する。X線源17は、撮影台11に対して移動自在に設けられており、X線の照射位置や角度を自在に調節可能である。また、X線源17には線源制御装置19が接続されている。線源制御装置19には、X線源17に対して電力を供給する高電圧発生部が設けられており、線源制御装置19に入力される撮影条件に応じた管電圧及び管電流をX線源17に与えることによってX線源17からX線を照射させる。   The X-ray source 17 includes an X-ray tube that generates X-rays and a collimator that limits an X-ray irradiation field, and irradiates the subject H from the X-ray focal point 17a. The X-ray source 17 is provided so as to be movable with respect to the imaging table 11, and the X-ray irradiation position and angle can be freely adjusted. The X-ray source 17 is connected to a radiation source control device 19. The radiation source control device 19 is provided with a high voltage generator that supplies power to the X-ray source 17, and the tube voltage and tube current corresponding to the imaging conditions input to the radiation source control device 19 are X X-rays are emitted from the X-ray source 17 by being applied to the radiation source 17.

X線の線質(エネルギー)は管電圧によって、線量は管電流と照射時間によって決まる。線源制御装置19には操作パネル19aが設けられており、この操作パネルを通じてX線管の管電圧,管電流,照射時間といった撮影条件が入力される。撮影条件は、撮影部位、被検体の体格、年齢等に応じて決定される。また、線源制御装置19には、照射開始信号を入力する照射スイッチ21が接続されている。線源制御装置19は、X線撮影装置のコンソール22と通信可能に接続されており、コンソール22と通信することによって電子カセッテ12とX線源17の同期をとる。   X-ray quality (energy) is determined by tube voltage, and dose is determined by tube current and irradiation time. The radiation source controller 19 is provided with an operation panel 19a, through which imaging conditions such as tube voltage, tube current, and irradiation time of the X-ray tube are input. The imaging conditions are determined according to the imaging site, the physique of the subject, the age, and the like. In addition, an irradiation switch 21 for inputting an irradiation start signal is connected to the radiation source control device 19. The radiation source controller 19 is communicably connected to the console 22 of the X-ray imaging apparatus, and synchronizes the electronic cassette 12 and the X-ray source 17 by communicating with the console 22.

図2に示すように、線源制御装置19は、照射スイッチ21が押圧されてオンされると、同期開始信号を検知して、X線管のフィラメント加熱やターゲットの回転などの動作を開始させることにより、X線源17を照射可能状態(以下、レディ状態という)に移行させる。X線源17がレディ状態になると、線源制御装置19は、蓄積開始信号をコンソール22に送信する。コンソール22は蓄積開始信号を受信すると、電子カセッテ12を待機動作から信号電荷を蓄積する蓄積動作に移行させる。電子カセッテ12が蓄積動作に移行すると照射開始信号が線源制御装置19に送信される。線源制御装置19は照射開始信号を受けると、撮影条件で設定された管電圧及び管電流に応じた電力をX線源17に対して供給することにより、X線源17から撮影条件に従った線質及び線量のX線が被検体Hに向けて照射が開始される。線源制御装置19は、X線の照射開始後、タイマを作動させて照射時間の計時を開始する。   As shown in FIG. 2, when the irradiation switch 21 is pressed and turned on, the radiation source control device 19 detects a synchronization start signal and starts operations such as filament heating of the X-ray tube and target rotation. As a result, the X-ray source 17 is shifted to an irradiation enabled state (hereinafter referred to as a ready state). When the X-ray source 17 becomes ready, the radiation source control device 19 transmits an accumulation start signal to the console 22. When the console 22 receives the accumulation start signal, the console 22 shifts the electronic cassette 12 from the standby operation to the accumulation operation for accumulating signal charges. When the electronic cassette 12 shifts to the accumulation operation, an irradiation start signal is transmitted to the radiation source controller 19. Upon receiving the irradiation start signal, the radiation source control device 19 supplies power corresponding to the tube voltage and tube current set in the imaging conditions to the X-ray source 17, so that the X-ray source 17 follows the imaging conditions. Irradiation of X-rays with a certain quality and dose toward the subject H is started. After starting X-ray irradiation, the radiation source control device 19 activates a timer to start measuring the irradiation time.

線源制御装置19は、タイマを監視して、撮影条件で設定された照射時間が経過すると、X線源17に対して終了同期信号を送り、照射を終了させる。また、線源制御装置19は、終了同期信号をコンソール22に送信する。コンソール22は終了同期信号を受信すると、電子カセッテ12を蓄積動作から読み出し動作に移行させる。   The radiation source control device 19 monitors the timer, and when the irradiation time set in the imaging conditions has elapsed, sends an end synchronization signal to the X-ray source 17 to end the irradiation. In addition, the radiation source control device 19 transmits an end synchronization signal to the console 22. When the console 22 receives the end synchronization signal, the console 22 shifts the electronic cassette 12 from the accumulation operation to the read operation.

なお、後述するように、線源制御装置19は、X線の照射中にコンソール22から新たな撮影条件の入力を受け、照射中のX線の線質や線量、エネルギー、照射時間等を変更することがある。   As will be described later, the radiation source control device 19 receives input of new imaging conditions from the console 22 during X-ray irradiation, and changes the X-ray quality, dose, energy, irradiation time, etc. during irradiation. There are things to do.

図1において、コンソール22は通信部24を介して制御信号を送信することで電子カセッテ12の動作を制御する制御装置であり、キーボードやマウス等の図示しない入力デバイスと照射スイッチ21が接続されている。コンソール22には、例えば、入力デバイスを用いて予め線源制御装置19と同様の撮影条件が入力される。   In FIG. 1, a console 22 is a control device that controls the operation of the electronic cassette 12 by transmitting a control signal via a communication unit 24. An input device (not shown) such as a keyboard and a mouse is connected to an irradiation switch 21. Yes. For example, an imaging condition similar to that of the radiation source control device 19 is input to the console 22 in advance using an input device.

コンソール22は、図示しないHIS(病院情報システム)やRIS(放射線情報システム)といった医用情報システムと通信可能に接続されており、医用情報システムからX線撮影の撮影オーダを受信することも可能である。医師や診療放射線技師などのオペレータは、受信した撮影オーダで被検体情報や撮影部位等を確認して、それに適した撮影条件を決定して、X線制御部19及びコンソール22のそれぞれに入力することで、撮影条件の設定を行う。コンソール22に入力された撮影条件は、電子カセッテ12に設定される。設定された撮影条件は、後述するようにアンプのゲインの初期値の設定に利用される。   The console 22 is communicably connected to a medical information system such as a HIS (hospital information system) or RIS (radiation information system) (not shown), and can receive an X-ray imaging order from the medical information system. . An operator such as a doctor or a medical radiographer confirms subject information, a region to be imaged, and the like on the received imaging order, determines imaging conditions suitable for the information, and inputs them to the X-ray control unit 19 and the console 22 respectively. In this way, the shooting conditions are set. The photographing conditions input to the console 22 are set in the electronic cassette 12. The set shooting conditions are used for setting the initial value of the gain of the amplifier, as will be described later.

電子カセッテ12には、X線源17から照射され被検体Hを透過したX線が入射する。電子カセッテ12は、蓄積動作においてX線の入射量に応じた信号電荷を蓄積することにより、被検体Hを表すX線画像を検出する。読み出し動作において蓄積された信号電荷に応じたX線画像が読み出される。読み出されたX線画像は、通信部24を介してコンソール22に送信される。   X-rays irradiated from the X-ray source 17 and transmitted through the subject H are incident on the electronic cassette 12. The electronic cassette 12 detects an X-ray image representing the subject H by accumulating signal charges corresponding to the amount of incident X-rays in the accumulation operation. An X-ray image corresponding to the signal charge accumulated in the read operation is read. The read X-ray image is transmitted to the console 22 via the communication unit 24.

コンソール22には画像処理部26が設けられている。画像処理部26は、受信したX線画像に対して各種画像処理を施してモニタ23に出力する。画像処理部26が行う画像処理は、例えば、欠陥補正処理やオフセット処理である。欠陥補正処理は、X線の照射量に応じた画素値が得られない欠陥画素の画素値を補間等により補正する処理である。オフセット処理は、被検体Hがない状態で予め撮影したX線画像(オフセット画像)を、被検体Hを撮影したX線画像から減算することにより、暗電流によるノイズ等を除去する画像処理である。なお、画像処理部26は、後述するようにX線画像の合成処理等、上記補正処理以外の画像処理を行うこともある。   The console 22 is provided with an image processing unit 26. The image processing unit 26 performs various types of image processing on the received X-ray image and outputs the processed image to the monitor 23. The image processing performed by the image processing unit 26 is, for example, defect correction processing or offset processing. The defect correction process is a process for correcting pixel values of defective pixels for which pixel values corresponding to the X-ray irradiation dose cannot be obtained by interpolation or the like. The offset processing is image processing for removing noise or the like due to dark current by subtracting an X-ray image (offset image) captured in advance without the subject H from an X-ray image obtained by capturing the subject H. . Note that the image processing unit 26 may perform image processing other than the correction processing, such as X-ray image composition processing, as will be described later.

モニタ23は、X線画像を表示する他、コンソール22を操作するための操作画面の表示を行う。   In addition to displaying an X-ray image, the monitor 23 displays an operation screen for operating the console 22.

コンソール22は、画像処理終了後、処理済みのX線画像に対して、入力された撮影条件を付帯情報として付加して、DICOM形式などの医用画像ファイルの標準的なファイル形式に変換される。変換された画像ファイルは、図示しない画像サーバなどのストレージデバイスに送信される。   After the image processing is completed, the console 22 adds the input imaging conditions as supplementary information to the processed X-ray image, and converts it into a standard file format of a medical image file such as DICOM format. The converted image file is transmitted to a storage device such as an image server (not shown).

図3及び図4に示すように、電子カセッテ12の筐体31は、X線が入射する入射面側からFPD13を覆う前面カバー31aと、背面からFPD13を覆う背面カバー31bとかなる。前面カバー31a及び背面カバー31bはいずれもX線透過率の低い金属材料(例えばステンレス等)から形成される。但し、前面カバー31aには、FPD13にX線が入射するように、X線透過率が高いカーボン等からなるX線透過窓32が設けられている。筐体31内には、前面カバー31a側から順に、FPD13、支持体33、FPD13の動作制御等をする各種回路基板34〜37が配置される。   As shown in FIGS. 3 and 4, the casing 31 of the electronic cassette 12 includes a front cover 31 a that covers the FPD 13 from the incident surface side on which X-rays enter and a back cover 31 b that covers the FPD 13 from the back. Both the front cover 31a and the back cover 31b are made of a metal material having a low X-ray transmittance (for example, stainless steel). However, the front cover 31a is provided with an X-ray transmission window 32 made of carbon or the like having a high X-ray transmittance so that X-rays are incident on the FPD 13. In the housing 31, in order from the front cover 31a side, the FPD 13, the support 33, and various circuit boards 34 to 37 for controlling the operation of the FPD 13 are arranged.

FPD13は、シンチレータ41とイメージセンサ42からなる間接変換型である。シンチレータ41は、X線の入射量に応じた光量の可視光を発する蛍光体であり、例えばCsI:Tl(タリウム賦活ヨウ化セシウム)やGOS(ガドリウムオキシサルファイド)等からなる。イメージセンサ42は、シンチレータ41が発光した可視光を光電変換する装置であり、例えば単結晶シリコン基板から形成された複数のCMOSセンサチップを貼り合わせて、検出面43aを大面積化したユニットである。光電変換を行う画素が配列された検出面43aは、シンチレータ41と対向するように配置される。また、FPD13は、前面カバー31aと支持体33の間に、イメージセンサ42が前面カバー31a側、シンチレータ41が支持体33側(背面カバー31b側)になるように配置される。すなわち、電子カセッテ12は裏面照射方式(ISS)であり、最も発光量が多くなるシンチレータ41のX線入射側表面と検出面43aが対向した状態となるようにFPD13を配置している。なお、シンチレータ41は支持体33とイメージセンサ42に、イメージセンサ42はシンチレータ41と前面カバー31aにそれぞれ接着されている。   The FPD 13 is an indirect conversion type composed of a scintillator 41 and an image sensor 42. The scintillator 41 is a phosphor that emits visible light having a light amount corresponding to the amount of incident X-rays, and is made of, for example, CsI: Tl (thallium activated cesium iodide), GOS (gadolinium oxysulfide), or the like. The image sensor 42 is a device that photoelectrically converts visible light emitted from the scintillator 41, and is a unit in which, for example, a plurality of CMOS sensor chips formed from a single crystal silicon substrate are bonded to increase the detection surface 43a. . The detection surface 43 a on which the pixels that perform photoelectric conversion are arranged is disposed so as to face the scintillator 41. The FPD 13 is disposed between the front cover 31a and the support 33 so that the image sensor 42 is on the front cover 31a side and the scintillator 41 is on the support 33 side (back cover 31b side). That is, the electronic cassette 12 is a backside illumination method (ISS), and the FPD 13 is arranged so that the detection surface 43a faces the X-ray incident side surface of the scintillator 41 that emits the largest amount of light. The scintillator 41 is bonded to the support 33 and the image sensor 42, and the image sensor 42 is bonded to the scintillator 41 and the front cover 31a.

支持体33はFPD13の背面側に設けられ、筐体31内のスペースを二分する。支持体33の背面側には、各種回路基板34〜37が取り付けられる。支持体33は、例えばステンレス製であり、筐体31に固定される。また、支持体33の上端と下端には、それぞれ中央部分に切り欠き33a,33bが形成されており、FPD13と各種回路基板34〜37を繋ぐフレキシブルケーブル44が挿通される。フレキシブルケーブル44上には、TCP(テープキャリアパッケージ)型のICチップ46,47が実装されている。   The support 33 is provided on the back side of the FPD 13 and bisects the space in the housing 31. Various circuit boards 34 to 37 are attached to the back side of the support 33. The support 33 is made of stainless steel, for example, and is fixed to the housing 31. Further, at the upper end and the lower end of the support 33, notches 33 a and 33 b are formed in the center portions, respectively, and a flexible cable 44 that connects the FPD 13 and the various circuit boards 34 to 37 is inserted. TCP (tape carrier package) type IC chips 46 and 47 are mounted on the flexible cable 44.

回路基板34は、FPD13を駆動する駆動回路51が形成された駆動用回路基板である。回路基板35は、A/D変換回路52を含む出力回路(図5参照)が形成されたA/D変換回路基板である。A/D変換回路52は、後述するICチップ47が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換する。回路基板36は、メモリ14、制御部61が形成された基板である。制御部61は、FPD13の各部を制御するとともに、コンソール22との通信を制御する。回路基板37は電源回路が形成された電源回路基板である。電源回路は、各部に電力を供給する回路であり、交流を直流に変換するAC/DCコンバータや、直流電圧を各回路の動作に必要な電圧に変換するDC/DCコンバータ等の回路素子を有する。   The circuit board 34 is a driving circuit board on which a driving circuit 51 for driving the FPD 13 is formed. The circuit board 35 is an A / D conversion circuit board on which an output circuit (see FIG. 5) including the A / D conversion circuit 52 is formed. The A / D conversion circuit 52 converts an analog signal output from an IC chip 47 described later into a digital signal. The circuit board 36 is a board on which the memory 14 and the control unit 61 are formed. The control unit 61 controls each unit of the FPD 13 and controls communication with the console 22. The circuit board 37 is a power circuit board on which a power circuit is formed. The power supply circuit is a circuit that supplies power to each unit, and includes circuit elements such as an AC / DC converter that converts alternating current into direct current, and a DC / DC converter that converts direct current voltage into a voltage necessary for the operation of each circuit. .

ICチップ46は、回路基板41に形成された回路素子とともに駆動回路51を構成するアンプやシフトレジスタであり、垂直操作回路63(図5参照)を含む。ICチップ47は、後述するCDS回路68(図5参照)等からなる読み出し回路を構成するASICである。   The IC chip 46 is an amplifier or a shift register that constitutes the drive circuit 51 together with circuit elements formed on the circuit board 41, and includes a vertical operation circuit 63 (see FIG. 5). The IC chip 47 is an ASIC that constitutes a read circuit including a CDS circuit 68 (see FIG. 5) described later.

図5に示すように、FPD13の画素PXは、フォトダイオードPDとトランジスタM1〜M3等の回路素子からなり、各トランジスタM1〜M3の駆動状態に応じて、蓄積動作、読み出し動作、リセット動作を行う。蓄積動作は光電変換により発生した信号電荷を蓄積する動作であり、読み出し動作は蓄積された信号電荷量に応じた電圧信号の出力する動作である。リセット動作は、蓄積した信号電荷を破棄する動作である。   As shown in FIG. 5, the pixel PX of the FPD 13 includes a photodiode PD and circuit elements such as transistors M1 to M3, and performs an accumulation operation, a read operation, and a reset operation according to the driving state of the transistors M1 to M3. . The accumulation operation is an operation for accumulating signal charges generated by photoelectric conversion, and the read operation is an operation for outputting a voltage signal corresponding to the amount of accumulated signal charges. The reset operation is an operation for discarding the accumulated signal charge.

フォトダイオードPDは、光電変換によりシンチレータ41からの入射光量に応じた信号電荷を発生する素子であり、増幅用トランジスタM1のゲート電極と、リセット用トランジスタM3のソース電極に接続されている。信号電荷を蓄積する場合と画素PXから電圧信号を読み出す場合には、リセット用トランジスタM3がオフにされ、増幅用トランジスタM1のゲート電極には、フォトダイオードPDに蓄積された信号電荷量に応じた電圧が印加される。   The photodiode PD is an element that generates a signal charge corresponding to the amount of incident light from the scintillator 41 by photoelectric conversion, and is connected to the gate electrode of the amplification transistor M1 and the source electrode of the reset transistor M3. When accumulating signal charges and reading a voltage signal from the pixel PX, the reset transistor M3 is turned off, and the gate electrode of the amplifying transistor M1 corresponds to the amount of signal charge accumulated in the photodiode PD. A voltage is applied.

増幅用トランジスタM1のソース電極には電源電圧が印加され、ドレイン電極には画素選択用トランジスタM2が接続されており、ゲート電極に印加される信号電荷量に応じた電圧を所定の増幅率で増幅して画素選択用トランジスタM2のソース電極に印加する。画素選択トランジスタM2のゲート電極は、行選択線GLに接続され、ドレイン電極は信号線SLに接続されており、行選択線GLからゲート信号が入力されると、ソース電極の電圧を信号線SLに出力する。これにより、画素PXの電圧信号が信号線SLを通じて読み出される。なお、FPD13は非破壊読み出しが可能なCMOS型であるため、画素PXから電圧信号の読み出しを行なっても、リセットを行うまで、各画素PXは信号電荷を保持している。   A power supply voltage is applied to the source electrode of the amplifying transistor M1, and a pixel selecting transistor M2 is connected to the drain electrode, and a voltage corresponding to the amount of signal charge applied to the gate electrode is amplified at a predetermined amplification factor. Then, it is applied to the source electrode of the pixel selecting transistor M2. The gate electrode of the pixel selection transistor M2 is connected to the row selection line GL, the drain electrode is connected to the signal line SL, and when a gate signal is input from the row selection line GL, the voltage of the source electrode is changed to the signal line SL. Output to. Thereby, the voltage signal of the pixel PX is read out through the signal line SL. Note that since the FPD 13 is a CMOS type capable of nondestructive reading, each pixel PX holds a signal charge until resetting even if a voltage signal is read from the pixel PX.

フォトダイオードPDに蓄積した信号電荷を破棄する場合は、リセット用トランジスタM3がオンにされる。リセット用トランジスタM3のゲート電極は、リセット線RSTに接続されており、リセット線RSTを通じてリセット信号が入力される。リセット信号が入力されたことによりリセット用トランジスタM3がオンになると、この行の画素PXは、フォトダイオードPDに蓄積された信号電荷をリセット用トランジスタM3のドレイン電極側に破棄する。   When discarding the signal charge accumulated in the photodiode PD, the resetting transistor M3 is turned on. The gate electrode of the reset transistor M3 is connected to the reset line RST, and a reset signal is input through the reset line RST. When the reset transistor M3 is turned on due to the input of the reset signal, the pixel PX in this row discards the signal charge accumulated in the photodiode PD to the drain electrode side of the reset transistor M3.

また、FPD13は、制御部61、タイミングジェネレータ(TG)62、垂直走査回路63、水平走査回路64等を備える。   The FPD 13 includes a control unit 61, a timing generator (TG) 62, a vertical scanning circuit 63, a horizontal scanning circuit 64, and the like.

制御部61は、FPD13の各部を統括的に制御する。TG62は、制御部61からの指示に基づいてタイミング信号を発生する。また、制御部61は、読み出し動作時に、後述する出力回路71のアンプ72のゲインを、コンソール22から指示された値に設定する。垂直走査回路63や水平走査回路64は、TG62から入力されるクロック信号に基づいて動作する。   The control unit 61 comprehensively controls each unit of the FPD 13. The TG 62 generates a timing signal based on an instruction from the control unit 61. In addition, the control unit 61 sets the gain of the amplifier 72 of the output circuit 71 described later to a value instructed from the console 22 during the read operation. The vertical scanning circuit 63 and the horizontal scanning circuit 64 operate based on the clock signal input from the TG 62.

垂直走査回路63は、画素PXの駆動回路であり、駆動する画素PXの行を選択し、選択した行の行選択線GLやリセット線RSTにゲート信号やリセット信号を入力することにより、画素PXに蓄積動作、読み出し動作、リセット動作を行わせる。水平走査回路64は、電圧信号の読み出しを行う画素PXの列を選択する回路であり、各信号線SL上に設けられた列選択トランジスタ67のうちひとつをオンにすることにより読み出しを行う列を選択する。   The vertical scanning circuit 63 is a drive circuit for the pixel PX, selects a row of the pixel PX to be driven, and inputs a gate signal and a reset signal to the row selection line GL and the reset line RST of the selected row, thereby causing the pixel PX Causes the accumulation operation, the read operation, and the reset operation to be performed. The horizontal scanning circuit 64 is a circuit that selects the column of the pixels PX from which the voltage signal is read, and the column from which the reading is performed by turning on one of the column selection transistors 67 provided on each signal line SL. select.

行選択線GLは、垂直走査回路63から、画素PXの動作を制御するゲート信号を入力するための配線であり、画素PXの行毎に設けられている。行選択線GLを通じて入力されるゲート信号に基づいて、画素PXは蓄積動作や読み出し動作を行う。リセット線RSTは、画素PXにリセット信号を入力するための配線であり、画素PXの行毎に設けられている。リセット信号が入力されたリセット線RST上の画素PXは信号電荷が破棄され、リセットされる。   The row selection line GL is a wiring for inputting a gate signal for controlling the operation of the pixel PX from the vertical scanning circuit 63, and is provided for each row of the pixel PX. Based on the gate signal input through the row selection line GL, the pixel PX performs an accumulation operation or a read operation. The reset line RST is a wiring for inputting a reset signal to the pixels PX, and is provided for each row of the pixels PX. The pixel charge PX on the reset line RST to which the reset signal is input is reset after the signal charge is discarded.

信号線SLは、各画素PXから信号電荷量に応じた電圧信号(撮像信号)を読み出すための配線であり、画素PXの列毎に設けられている。また、信号線SLの末端には、相関二重サンプリング(CDS)回路68と列選択トランジスタ67が接続されている。CDS回路68は、TG62から入力されるクロック信号に基づいて動作し、垂直走査回路63によって選択された行選択線GL上の画素PXから、読み出しにともなうノイズが除去されるように電圧信号をサンプリングし、保持する。CDS回路68が保持する電圧信号は、水平走査回路64によって列選択トランジスタ67がオンにされることによって、出力バスライン69を介して出力回路71に入力される。   The signal line SL is a wiring for reading out a voltage signal (imaging signal) corresponding to the signal charge amount from each pixel PX, and is provided for each column of the pixels PX. A correlated double sampling (CDS) circuit 68 and a column selection transistor 67 are connected to the end of the signal line SL. The CDS circuit 68 operates based on the clock signal input from the TG 62, and samples the voltage signal so that noise due to reading is removed from the pixel PX on the row selection line GL selected by the vertical scanning circuit 63. And hold. The voltage signal held by the CDS circuit 68 is input to the output circuit 71 via the output bus line 69 when the column selection transistor 67 is turned on by the horizontal scanning circuit 64.

出力回路71は、アンプ72とA/D変換回路52を備える。アンプ72は、CDS回路68から入力される電圧信号を増幅し、A/D変換回路52に入力する。A/D変換回路52は、アンプ72により増幅された電圧信号をデジタルデータに変換する。A/D変換回路52から出力されるデジタルデータは、X線画像としてメモリ14に一時的に記憶され、通信部16を介してコンソール22に送信される。アンプ72は、ゲインを自在に調節可能な可変ゲインアンプであり、読み出し動作における、1回目のX線画像の読み出しにおいては、撮影条件に基づいて設定される所定値(初期値γ)に設定され、X線画像を再度読み出す場合には、制御部61によって設定された新たな値に設定される。また、出力回路71から出力されるデータは、上述のようにメモリ14に記憶され、通信部16を介してコンソール22に送信される。 The output circuit 71 includes an amplifier 72 and an A / D conversion circuit 52. The amplifier 72 amplifies the voltage signal input from the CDS circuit 68 and inputs it to the A / D conversion circuit 52. The A / D conversion circuit 52 converts the voltage signal amplified by the amplifier 72 into digital data. Digital data output from the A / D conversion circuit 52 is temporarily stored in the memory 14 as an X-ray image and transmitted to the console 22 via the communication unit 16. The amplifier 72 is a variable gain amplifier whose gain can be freely adjusted, and is set to a predetermined value (initial value γ 1 ) set based on imaging conditions in the first X-ray image reading in the reading operation. When the X-ray image is read again, the new value set by the control unit 61 is set. The data output from the output circuit 71 is stored in the memory 14 as described above, and is transmitted to the console 22 via the communication unit 16.

図6に示すように、コンソール22は、前述の通信部24と画像処理部26とともに、フレームメモリ81を備える。フレームメモリ81は、複数のX線画像を一時的に記憶することが可能な記憶装置であり、後述するようにアンプ72のゲインを変更して読み出された複数のX線画像が順次記憶される。   As shown in FIG. 6, the console 22 includes a frame memory 81 along with the communication unit 24 and the image processing unit 26 described above. The frame memory 81 is a storage device capable of temporarily storing a plurality of X-ray images, and sequentially stores a plurality of X-ray images read by changing the gain of the amplifier 72 as will be described later. The

また、画像処理部26は、素抜け画素検出部82、到達予想電荷量算出部83、撮影条件算出部84、画像合成部85、オフセット処理部86、欠陥補正処理部87等を備える。   In addition, the image processing unit 26 includes a missing pixel detection unit 82, an expected arrival charge amount calculation unit 83, an imaging condition calculation unit 84, an image synthesis unit 85, an offset processing unit 86, a defect correction processing unit 87, and the like.

素抜け画素検出部82は、フレームメモリ81から、X線の照射中に非破壊読み出しされたX線画像(以下、素抜け検出用画像という)を取得し、被検体Hを介さずに直接X線が入射した画素を検出する。具体的には、図7に示すように、素抜け画素検出部82は、全画素の画素値の分布を求める。画素値の分布態様は、アンプ72のゲインによらず、撮影部位(頭部、胸部、腹部など)に応じて概ね一定の分布形状を有する。図7は、一例として成人の胸部X線画像の場合の画素値の頻度分布を示しており、2つのピークを有する分布Aは胸部組織等(肺や心臓、肋骨等)の領域を表しており、分布Bは主に被検体Hを経ないで直接X線が検出面43aに到達した画素(いわゆる素抜け画素)を表している。   The element missing pixel detection unit 82 acquires an X-ray image (hereinafter referred to as “element missing detection image”) that has been read nondestructively during X-ray irradiation from the frame memory 81, and does not pass through the subject H directly. Detect the pixel where the line entered. Specifically, as shown in FIG. 7, the simple pixel detection unit 82 obtains a distribution of pixel values of all pixels. The distribution mode of the pixel values has a substantially constant distribution shape according to the imaging region (head, chest, abdomen, etc.) regardless of the gain of the amplifier 72. FIG. 7 shows, as an example, a frequency distribution of pixel values in the case of an adult chest X-ray image, and distribution A having two peaks represents an area of breast tissue or the like (lung, heart, rib, etc.). , Distribution B mainly represents pixels (so-called missing pixels) in which the X-rays directly reach the detection surface 43a without passing through the subject H.

素抜け画素検出部82は、画素値の頻度分布形状から分布Bを検出する。そして、分布Bのピーク位値の画素値Dを求め、これを素抜け画素の画素値の代表値Dとして、到達予想電荷量算出部83に入力する。   The simple pixel detection unit 82 detects the distribution B from the frequency distribution shape of the pixel values. Then, the pixel value D of the peak position value of the distribution B is obtained, and this is input as the representative value D of the pixel value of the missing pixel to the expected arrival charge amount calculation unit 83.

なお、画素値の分布形状自体は撮影部位に応じてほぼ不変であるが、アンプ72のゲインが小さい場合、図7に示すような画素値の頻度分布は全体的に左側にシフトし、逆にアンプ72のゲインが大きい場合には全体的に右側にシフトするため、読み出し時のゲインが異なるX線画像同士を比較すれば、分布Bのピーク値である代表値Dの具体的な値は異なる。   The distribution shape of the pixel value itself is almost unchanged according to the imaging region. However, when the gain of the amplifier 72 is small, the frequency distribution of the pixel value as shown in FIG. When the gain of the amplifier 72 is large, the whole shifts to the right. Therefore, when X-ray images having different gains at the time of reading are compared, the specific value of the representative value D that is the peak value of the distribution B is different. .

また、後述するように素抜け画素の線量を監視するという観点から言えば、画素値の頻度分布によらず、素抜け検出用画像全体最大の画素値を代表値Dとすることが考えられるが、単に画素値が最大の画素を判定用画素に選出すると、入射X線量によらない値を出力する欠陥画素の画素値となってしまうことがある。このため、素抜け画素検出部82は、欠陥のない素抜け画素の画素値を確実に得るために、分布Bのピークに対応する画素値を求め、代表値Dとしている。   Further, as described later, from the viewpoint of monitoring the dose of the missing pixels, it is considered that the maximum pixel value of the entire missing detection image is set as the representative value D regardless of the frequency distribution of the pixel values. If the pixel having the maximum pixel value is simply selected as the determination pixel, the pixel value of the defective pixel that outputs a value that does not depend on the incident X-ray dose may be obtained. For this reason, the missing pixel detection unit 82 obtains the pixel value corresponding to the peak of the distribution B and sets it as the representative value D in order to surely obtain the pixel value of the missing pixel having no defect.

到達予想電荷量算出部83は、素抜け画素検出部82から入力される代表値Dに基づいて、X線の照射終了時に素抜け画素に蓄積される信号電荷量の予想量(以下、到達予想電荷量という)Qを算出する。例えば、X線の照射開始時刻をTs、X線の照射終了時刻をTe、素抜け検出用画像を読み出した時刻をtとすると、Q=D(t−Ts)/(Te−Ts)により到達予想電荷量Qを見積もる。X線の照射開始時刻Tsは開始同期信号の入力時刻であり、X線の照射終了時刻Teは、撮影条件から定まる。到達予想電荷量算出部83は、算出した到達予想電荷量Qを撮影条件算出部84に入力する。 The expected arrival charge amount calculation unit 83 is based on the representative value D input from the missing pixel detection unit 82, and the expected amount of signal charge accumulated in the missing pixels at the end of X-ray irradiation (hereinafter, the expected arrival amount). Q) (referred to as charge amount) is calculated. For example, the irradiation start time of the X-ray Ts, the irradiation end time of X-ray Te, when the time read the background-detection image and t 1, Q = D (t 1 -Ts) / (Te-Ts) Thus, the expected charge amount Q is estimated. The X-ray irradiation start time Ts is the input time of the start synchronization signal, and the X-ray irradiation end time Te is determined from the imaging conditions. The predicted arrival charge amount calculation unit 83 inputs the calculated expected arrival charge amount Q to the imaging condition calculation unit 84.

なお、ここでは、X線照射期間中、X線の線量が一定であり、到達予想電荷量Qが時間に比例して増加することを前提としたが、X線の照射開始時前後や照射終了時前後は、単位時間当たりのX線の照射量が変動する。したがって、これらを考慮してより正確に到達予想電荷量Qを算出しても良い。いずれにしても、到達予想電荷量Qは、代表値D、素抜け検出用画像の読み出し時刻t、X線の照射開始時刻Ts及び照射終了時刻Teから算出することができる。 Here, during the X-ray irradiation period, it is assumed that the X-ray dose is constant and the expected charge amount Q increases in proportion to the time, but before and after the start of X-ray irradiation and the end of irradiation Before and after the hour, the amount of X-ray irradiation per unit time varies. Therefore, the expected arrival charge amount Q may be calculated more accurately in consideration of these. In any case, the expected arrival charge amount Q can be calculated from the representative value D, the read-out time t 1 of the image for detecting missing elements, the X-ray irradiation start time Ts, and the irradiation end time Te.

撮影条件算出部84は、到達予想電荷量算出部83から素抜け画素の到達予想電荷量Qが入力されると、まず、到達予想電荷量Qを所定閾値Thと比較する。所定閾値Thは、1回のX線撮影でイメージセンサ42に入射して良いX線量を定める値であり、実験により予め定められる。1回のX線撮影で、素抜け画素(及び全ての画素)が受けるX線量が閾値Th以下であれば、X線の照射によるイメージセンサ42の損傷が抑えられるので、一定回数の撮影が保証される。   When the expected arrival charge amount Q of the missing pixel is input from the expected arrival charge amount calculation unit 83, the imaging condition calculation unit 84 first compares the expected arrival charge amount Q with a predetermined threshold Th. The predetermined threshold Th is a value that determines an X-ray dose that may enter the image sensor 42 in one X-ray imaging, and is determined in advance by an experiment. If the X-ray dose received by the missing pixels (and all the pixels) in one X-ray imaging is less than or equal to the threshold Th, damage to the image sensor 42 due to the X-ray irradiation can be suppressed, so a certain number of imaging is guaranteed. Is done.

到達予想電荷量Qが所定閾値Th以下の場合(Q≦Th)、撮影条件算出部84は現在の撮影条件でのX線照射を継続して良い旨を示す制御信号を、線源制御装置19に入力する。この場合、線源制御装置19は、撮影開始前に操作パネル19aから入力された撮影条件にしたがったX線の照射を継続する。   When the expected arrival charge amount Q is equal to or less than the predetermined threshold Th (Q ≦ Th), the imaging condition calculation unit 84 sends a control signal indicating that X-ray irradiation under the current imaging conditions may be continued to the radiation source control device 19. To enter. In this case, the radiation source control device 19 continues the X-ray irradiation according to the imaging conditions input from the operation panel 19a before the imaging is started.

一方、到達予想電荷量Qが所定閾値Thを超える場合(Q>Th)、撮影条件算出部84は、閾値Th、到達予想電荷量Q、素抜け検出用画像の読み出し時刻t、X線の照射終了時刻Teに基づいて、X線の照射終了時Teに素抜け画素に蓄積される信号電荷量が閾値Th(あるいは閾値Th以下の所定値)になるように新たな撮影条件を算出し、X線源制御装置19に入力する。撮影条件算出部84が算出する新たな撮影条件は、例えばX線管の管電圧である。撮影条件算出部84から入力された新たな撮影条件が入力されると、X線制御部19は直ちに新たな撮影条件にしたがったX線をX線源17から照射させる。 On the other hand, when the expected arrival charge amount Q exceeds the predetermined threshold Th (Q> Th), the imaging condition calculation unit 84 reads the threshold value Th, the expected arrival charge amount Q, the read-out time t 1 of the element for detecting missing images, Based on the irradiation end time Te, a new imaging condition is calculated so that the signal charge amount accumulated in the unclear pixel at the X-ray irradiation end Te becomes a threshold Th (or a predetermined value equal to or less than the threshold Th). Input to the X-ray source controller 19. The new imaging condition calculated by the imaging condition calculation unit 84 is, for example, the tube voltage of the X-ray tube. When a new imaging condition input from the imaging condition calculation unit 84 is input, the X-ray control unit 19 immediately irradiates the X-ray according to the new imaging condition from the X-ray source 17.

なお、ここでは、撮影条件算出部84は、到達予想電荷量Qが所定閾値Thを超える場合に、新たな撮影条件として管電圧を算出する例を挙げたが、撮影条件算出部84が算出する新たな撮影条件は、X線管の管電流でも良い。また、X線管の管電流や管電圧をともに変更する撮影条件を算出しても良い。管電圧を下げることで、照射するX線のエネルギーが低減される。また、管電流を下げると、イメージセンサ42に到達するX線量が低減される。照射するX線の線量やエネルギーが低減されることにより、X線の照射終了時Teに素抜け画素に蓄積される信号電荷量が閾値Thに抑えられる。   Here, an example is given in which the imaging condition calculation unit 84 calculates the tube voltage as a new imaging condition when the expected arrival charge amount Q exceeds the predetermined threshold Th, but the imaging condition calculation unit 84 calculates. The new imaging condition may be the tube current of the X-ray tube. Further, an imaging condition for changing both the tube current and the tube voltage of the X-ray tube may be calculated. By reducing the tube voltage, the energy of the irradiated X-rays is reduced. Further, when the tube current is lowered, the X-ray dose reaching the image sensor 42 is reduced. By reducing the dose and energy of the X-rays to be irradiated, the signal charge amount accumulated in the unclear pixels at the end Te of the X-ray irradiation is suppressed to the threshold Th.

X線管の管電流を変更して照射するX線の線量を低減する場合と、X線管の管電圧を下げて照射するX線のエネルギーを低減する場合を比較すると、どちらもX線の照射終了時に素抜け画素に蓄積される信号電荷量が閾値Thに低減され、イメージセンサ42の損傷が低減されることは自体は変わらない。但し、同じ線量でもエネルギーが低いほど、イメージセンサ42の損傷は少ない。このため、撮影条件算出部84は、新たな撮影条件を算出するときに、少なくともX線のエネルギーを低減することが特に好ましい。このため、本例では、管電圧を下げることで、照射するX線のエネルギーを低減する。   When the X-ray tube current of the X-ray tube is changed to reduce the dose of X-rays to be irradiated and the X-ray tube voltage is lowered to reduce the energy of the X-rays to be irradiated, It remains the same that the amount of signal charge accumulated in the unexposed pixels at the end of irradiation is reduced to the threshold value Th and damage to the image sensor 42 is reduced. However, the lower the energy at the same dose, the less damage the image sensor 42 has. For this reason, it is particularly preferable that the imaging condition calculation unit 84 reduces at least the energy of X-rays when calculating a new imaging condition. For this reason, in this example, the energy of X-rays to be irradiated is reduced by lowering the tube voltage.

上述のように、素抜け画素検出部82、到達予想電荷量算出部83、撮影条件算出部84は、X線撮影時に機能する。一方、画像合成部85、オフセット処理部86、欠陥補正処理部87は、X線画像の読み出し後に機能する。   As described above, the missing pixel detection unit 82, the expected arrival charge amount calculation unit 83, and the imaging condition calculation unit 84 function during X-ray imaging. On the other hand, the image composition unit 85, the offset processing unit 86, and the defect correction processing unit 87 function after reading out the X-ray image.

また、X線撮影装置10は、少なくとも上述のように、X線の照射途中に非破壊に読み出した素抜け検出用画像に基づいて、X線の線量等を制御した場合、X線照射終了後、X線撮影装置10は、アンプ72のゲインを変更しながら、複数回のX線画像の読み出しを行う。このX線照射終了後の読み出し回数は、撮影部位等により予め定められる。   Further, as described above, the X-ray imaging apparatus 10 controls the X-ray dose or the like based on the non-destructive readout image that is read nondestructively during the X-ray irradiation, after the X-ray irradiation ends. The X-ray imaging apparatus 10 reads out X-ray images a plurality of times while changing the gain of the amplifier 72. The number of readings after the end of X-ray irradiation is determined in advance by the imaging region or the like.

画像合成部85は、これらの複数のX線画像を合成して合成X線画像を生成し、オフセット処理部86は、合成X線画像に対してオフセット処理を施す。また、欠陥補正処理部84は、オフセット処理後の合成X線画像に欠陥補正処理を施す。欠陥補正処理後の合成X線画像は、モニタ23に表示されたり、画像サーバ(図示しない)に送信される。   The image composition unit 85 synthesizes the plurality of X-ray images to generate a composite X-ray image, and the offset processing unit 86 performs an offset process on the composite X-ray image. In addition, the defect correction processing unit 84 performs defect correction processing on the combined X-ray image after the offset processing. The composite X-ray image after the defect correction process is displayed on the monitor 23 or transmitted to an image server (not shown).

画像合成部85は、X線の照射終了後に得た複数のX線画像をフレームメモリ81から取得し、これらを合成して合成X線画像を生成する。最初に入力した撮影条件に基づくX線照射の途中で、素抜け画素の画素値が閾値Th以下になるように算出した新たな撮影条件に基づくX線の照射に切り替えると、画素PXに蓄積される信号電荷量は当初の撮影条件に基づくX線の照射を継続した場合よりも減少する。このため、X線の照射途中で撮影条件を変更してX線画像を検出した場合、FPD13からX線画像を読み出すと、読出し回路71等のノイズ成分が相対的に大きくなり、読み出したX線画像そのままでは被検体Hの観察に適さないことがある。このため、X線撮影装置10では、アンプ72のゲインを変更しながら複数回、X線画像を読み出し、これらを画像合成部85で合成することにより、読み出し回路71等によるノイズを低減し、また、ダイナミックレンジを拡大し、被検体Hの観察により適した合成X線画像を生成する。   The image composition unit 85 acquires a plurality of X-ray images obtained after the end of X-ray irradiation from the frame memory 81 and combines them to generate a composite X-ray image. When switching to X-ray irradiation based on a new imaging condition calculated so that the pixel value of the missing pixel is equal to or less than the threshold value Th during X-ray irradiation based on the imaging condition input first, the pixel PX is accumulated. The amount of signal charge to be reduced is smaller than that in the case of continuing X-ray irradiation based on the initial imaging conditions. For this reason, when the X-ray image is detected by changing the imaging conditions during the X-ray irradiation, when the X-ray image is read from the FPD 13, the noise component of the read circuit 71 and the like becomes relatively large, and the read X-ray The image as it is may not be suitable for observation of the subject H. For this reason, the X-ray imaging apparatus 10 reads out X-ray images a plurality of times while changing the gain of the amplifier 72, and combines them with the image synthesis unit 85, thereby reducing noise caused by the readout circuit 71 and the like. The dynamic range is expanded, and a composite X-ray image more suitable for observation of the subject H is generated.

画像合成部85は、例えば、複数のX線画像を平均することにより、合成X線画像を生成する。ここでは、画像合成部85は、単純平均により合成X線画像を生成することとするが、各X線画像の読み出し時のゲインの値に応じて重み付けをして平均することによって合成X線画像を生成しても良い。また、高低二種類のゲインでX線画像を読み出した高感度画像と低感度画像を合成する場合、本出願人の特許4054263号に倣い、高感度画像X、低感度画像X、高感度画像Xの重みw、低感度画像の重みw、合成開始レベルを示す閾値t、高感度画像Xと低感度画像Xの感度比Sを用いて、合成X線画像Xを、X={w・X+w・(X−t/S+t)}/(w+w)にしたがって算出しても良い。この場合、w+w=1としても良い。 For example, the image composition unit 85 generates a composite X-ray image by averaging a plurality of X-ray images. Here, the image composition unit 85 generates a composite X-ray image by simple averaging, but the composite X-ray image is obtained by weighting and averaging in accordance with the gain value at the time of reading each X-ray image. May be generated. Further, when a high-sensitivity image obtained by reading out an X-ray image with two types of gains and low and a low-sensitivity image are combined, the high-sensitivity image X h , the low-sensitivity image X l , weights w h image X h, weights w l of the low-sensitivity image, a threshold value t which shows the synthesis starting level, using a sensitivity ratio S of the high-sensitivity image X h and the low-sensitivity image X l, a synthetic X-ray image X c , X c = {w h · X h + w l · (X l -t / S + t)} / (w h + w l) may be calculated according to. In this case, w h + w l = 1 may be set.

以下、上述のように構成されるX線撮影システム10の作用を図8に示すフローチャートを参照しながら説明する。   The operation of the X-ray imaging system 10 configured as described above will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.

図8に示すように、X線撮影システム10によってX線撮影を行う場合、まず、線源制御部19とコンソール22に撮影条件を入力する(ステップS11)。線源制御装置19には、X線管の管電圧,管電流,照射時間が撮影条件として入力される。線源制御装置19に入力される撮影条件は、コンソール22が受信した撮影オーダで確認される、撮影部位、被検体Hの体格や年齢等の被検体情報に基づいて決定される。   As shown in FIG. 8, when X-ray imaging is performed by the X-ray imaging system 10, first, imaging conditions are input to the radiation source controller 19 and the console 22 (step S11). The X-ray tube voltage, tube current, and irradiation time are input to the radiation source controller 19 as imaging conditions. The imaging conditions input to the radiation source control device 19 are determined based on the subject information such as the imaging part, the physique of the subject H, the age, and the like confirmed on the imaging order received by the console 22.

コンソール22に入力された撮影条件は、通信部24を介して電子カセッテ12に送信される。電子カセッテ12は、コンソール22から撮影条件が入力されると、待機動作を開始する(ステップS12)。待機動作は、所定のタイミングでリセット動作を繰り返し行うことにより、X線の照射開始を待ち受ける動作である。   The imaging conditions input to the console 22 are transmitted to the electronic cassette 12 via the communication unit 24. When the imaging condition is input from the console 22, the electronic cassette 12 starts a standby operation (step S12). The standby operation is an operation of waiting for the start of X-ray irradiation by repeatedly performing a reset operation at a predetermined timing.

照射スイッチ21が押圧されると、線源制御装置19を介してX線源17に同期開始信号が送信され、X線源17はレディ状態に移行される。X線源17がレディ状態になると、線源制御装置19は蓄積開始信号をコンソール22に送信し、電子カセッテ12は蓄積動作を開始する(ステップS13)。   When the irradiation switch 21 is pressed, a synchronization start signal is transmitted to the X-ray source 17 via the radiation source control device 19, and the X-ray source 17 is shifted to the ready state. When the X-ray source 17 becomes ready, the radiation source control device 19 transmits an accumulation start signal to the console 22 and the electronic cassette 12 starts an accumulation operation (step S13).

また、電子カセッテ12が蓄積動作に移行すると、線源制御部19は、コンソール22から照射開始信号を受け、X線源17から撮影条件に応じた管電圧及び管電流でX線の照射を開始させる(ステップS14)。   When the electronic cassette 12 shifts to the accumulation operation, the radiation source control unit 19 receives an irradiation start signal from the console 22 and starts X-ray irradiation from the X-ray source 17 with a tube voltage and a tube current according to the imaging conditions. (Step S14).

電子カセッテ12は、蓄積動作を開始すると、X線の照射中に、所定のタイミングで非破壊読み出しをする(ステップS15)。ここで得られるX線画像は、素抜け検出用画像としてコンソール22に送信され、フレームメモリ81に蓄積される。   When the electronic cassette 12 starts the accumulation operation, the electronic cassette 12 performs nondestructive reading at a predetermined timing during the X-ray irradiation (step S15). The X-ray image obtained here is transmitted to the console 22 as an image for detecting missing elements and stored in the frame memory 81.

素抜け検出用画像は、素抜け画素検出部82によってフレームメモリ81から読み出され、素抜け検出用画像に基づいて素抜け画素が検出される(ステップS16)。より具体的には、素抜け検出用画像をヒストグラム解析することにより、素抜け画素が属する分布B(図7参照)のピーク位置の画素値Dが、素抜け画素の画素値の代表値Dとして検出される。   The background missing detection image is read from the frame memory 81 by the background missing pixel detection unit 82, and the background missing pixel is detected based on the background missing detection image (step S16). More specifically, the pixel value D at the peak position of the distribution B (see FIG. 7) to which the missing pixels belong is analyzed as a representative value D of the missing pixels by analyzing the histogram of the missing images. Detected.

そして、到達予想電荷量算出部83により、代表値Dに基づいて、素抜け画素の到達予想電荷量Qが算出される(ステップS17)。到達予想電荷量Qは、前述の通り、最初に入力した撮影条件にしたがってX線を照射し続けた場合、X線の照射終了時に素抜け画素に蓄積される信号電荷量である。   Then, the expected arrival charge amount calculation unit 83 calculates the expected arrival charge amount Q of the missing pixel based on the representative value D (step S17). As described above, the expected arrival charge amount Q is a signal charge amount accumulated in the missing pixels at the end of the X-ray irradiation when the X-ray irradiation is continued according to the imaging condition input first.

その後、撮影条件算出部84において、到達予想電荷量Qは閾値Thと比較される(ステップS18)。到達予想電荷量Qが閾値Thを超える場合、撮影条件算出部84はX線の照射終了時に、素抜け画素に蓄積される信号電荷量が閾値Th(あるいは閾値Th以下の所定値)になるように、新たな撮影条件を算出する(ステップS19)。ここで算出する撮影条件は、最初の撮影条件に対して管電圧を低減させたものである。   Thereafter, in the imaging condition calculation unit 84, the expected arrival charge amount Q is compared with a threshold Th (step S18). When the expected arrival charge amount Q exceeds the threshold value Th, the imaging condition calculation unit 84 sets the signal charge amount accumulated in the missing pixels to the threshold value Th (or a predetermined value equal to or less than the threshold value Th) at the end of X-ray irradiation. Then, a new photographing condition is calculated (step S19). The imaging conditions calculated here are obtained by reducing the tube voltage with respect to the initial imaging conditions.

こうして撮影条件算出部84が算出した新たな撮影条件が算出されると、この新たな撮影条件に基づいて照射するX線がフィードバック制御される(ステップS20)。具体的には、線源制御装置19は、撮影条件算出部84から新たな撮影条件の入力を受けると、直ちにその撮影条件にしたがったX線をX線源17から照射させる。これにより、最初に入力した撮影条件に基づくX線と比較して、エネルギーが低減されたX線が、X線の照射途中から照射されるようになる。   When the new imaging condition calculated by the imaging condition calculation unit 84 is calculated in this way, the X-rays to be irradiated are feedback-controlled based on the new imaging condition (step S20). Specifically, when receiving a new imaging condition input from the imaging condition calculation unit 84, the radiation source control device 19 immediately irradiates the X-ray according to the imaging condition from the X-ray source 17. As a result, X-rays with reduced energy are emitted from the middle of X-ray irradiation compared to X-rays based on the imaging condition input first.

一方、到達予想電荷量Qが閾値Th以下の場合(S18:No)、新たな撮影条件の算出(S19)及びX線のエネルギーを低下させるフィードバック制御(S20)は行われず、X線制御装置19は、撮影条件算出部84からの制御信号の入力に基づき、最初に入力した撮影条件にしたがったX線の照射を継続する。   On the other hand, when the expected charge amount Q is equal to or less than the threshold Th (S18: No), the calculation of new imaging conditions (S19) and the feedback control (S20) for reducing the X-ray energy are not performed, and the X-ray controller 19 Is based on the input of the control signal from the imaging condition calculation unit 84 and continues the X-ray irradiation according to the imaging condition input first.

線源制御装置19は、タイマを監視して撮影条件で設定された照射時間が経過すると、X線源17に対して終了同期信号を送り、X線の照射を終了させる(ステップS21)。同時に、線源制御装置19は終了同期信号をコンソール22に送信し、コンソール22は電子カセッテ12を蓄積動作から読み出し動作に移行させる(ステップS22)。このX線照射終了後に行う読み出し動作では、アンプ72のゲインを変えながら所定回数、X線画像が読み出される。例えば、読み出し動作における最初(1回目)の読み出しでは、出力回路71のアンプ72のゲインは、撮影条件に応じた所定値(初期値)γに設定されており、その状態で全ての画素が非破壊読み出しされる。また、次(2回目)の読み出しでは、アンプ72のゲインは、初期値γとは異なる値γ(γ≠γ)に設定される。その後も同様であり、所定回数の読み出しで各々ゲインの値は異なる。 When the irradiation time set in the imaging conditions has elapsed after monitoring the timer, the radiation source control device 19 sends an end synchronization signal to the X-ray source 17 to end the X-ray irradiation (step S21). At the same time, the radiation source control device 19 transmits an end synchronization signal to the console 22, and the console 22 shifts the electronic cassette 12 from the accumulation operation to the read operation (step S22). In the read operation performed after the X-ray irradiation is completed, X-ray images are read a predetermined number of times while changing the gain of the amplifier 72. For example, in the first (first) reading in the reading operation, the gain of the amplifier 72 of the output circuit 71 is set to a predetermined value (initial value) γ 1 according to the shooting conditions, and in that state all the pixels are set. Read nondestructively. In the next (second) reading, the gain of the amplifier 72 is set to a value γ 21 ≠ γ 2 ) different from the initial value γ 1 . Thereafter, the same is true, and the value of the gain is different for each predetermined number of readings.

読み出された複数のX線画像は、コンソール22に送信され、フレームメモリ81に記憶される。そして、画像合成部85によって、これらのX線画像が合成(平均)され、合成X線画像が生成される(ステップS23)。生成された合成X線画像は、オフセット処理(ステップS24)、欠陥補正処理(ステップS25)が施され、モニタ23に表示されたり、画像サーバ(図示しない)に送信されたりする。同時に、電子カセッテ12ではリセット動作を行い、画素PXに蓄積した信号電荷を破棄する(ステップS26)。   The read X-ray images are transmitted to the console 22 and stored in the frame memory 81. Then, the X-ray image is synthesized (averaged) by the image synthesis unit 85 to generate a synthesized X-ray image (step S23). The generated composite X-ray image is subjected to offset processing (step S24) and defect correction processing (step S25), and is displayed on the monitor 23 or transmitted to an image server (not shown). At the same time, the electronic cassette 12 performs a reset operation and discards the signal charge accumulated in the pixel PX (step S26).

上述のように、X線撮影システム10では、X線の照射中に非破壊に読み出した素抜け画素の画素値(代表値D)に基づいて、照射するX線をフィードバック制御し、X戦傷者終了時の素抜け画素の画素値が閾値Thを超えないように動作する。   As described above, the X-ray imaging system 10 feedback-controls the X-rays to be irradiated based on the pixel values (representative values D) of the non-destructive pixels read nondestructively during the X-ray irradiation, and the X war victim It operates so that the pixel value of the missing pixel at the end does not exceed the threshold Th.

図9に示すように、X線源17のフィードバック制御を行なわず、最初に入力した撮影条件にしたがってX線を照射する場合、照射スイッチ21がオンされることにより線源制御装置19に照射開始信号が入力された時刻TsからX線の照射を開始し、撮影条件で定められた照射時間の経過時である時刻TeにX線の照射を終了する。電子カセッテ12は、X線の照射開始前(〜Ts)は待機動作を、X線の照射中(Ts〜Te)は蓄積動作を、X線の照射終了後(Te〜)は読み出し動作を行う。   As shown in FIG. 9, when the X-ray source 17 is not subjected to feedback control and X-ray irradiation is performed in accordance with the first inputted imaging conditions, the irradiation control 21 is turned on to start irradiation to the source control device 19. X-ray irradiation starts at time Ts when the signal is input, and X-ray irradiation ends at time Te, which is the time when the irradiation time determined by the imaging conditions has elapsed. The electronic cassette 12 performs a standby operation before starting X-ray irradiation (to Ts), performs an accumulation operation during X-ray irradiation (Ts to Te), and performs a reading operation after X-ray irradiation ends (Te to). .

この間の素抜け画素の画素値(以下、素抜け画素値という)は、次のように変化する。X線の照射開始前は、暗電流によるノイズによって若干の信号電荷が発生することがあるが、電子カセッテ12が待機動作中であり、所定間隔でリセット動作を繰り返し行なっているので、素抜け画素値はほぼ0である。X線の照射が開始されると、素抜け画素値は、X線の照射時間にほぼ比例して増大する。そして、X線の照射終了時には、例えば、素抜け画素値は、閾値Thを超えるとする。   The pixel value of the missing pixels during this period (hereinafter referred to as the missing pixel value) changes as follows. Before starting the X-ray irradiation, a slight signal charge may be generated due to noise caused by dark current. However, since the electronic cassette 12 is in a standby operation and repeatedly performs a reset operation at a predetermined interval, the pixel without pixels The value is almost zero. When X-ray irradiation is started, the blank pixel value increases almost in proportion to the X-ray irradiation time. Then, at the end of X-ray irradiation, for example, it is assumed that the missing pixel value exceeds the threshold Th.

イメージセンサ42は単結晶シリコン基板を用いているため、X線の照射量の累積値が多いほど劣化や故障が発生するので、1回のX線撮影で素抜け画素値が閾値Thを超えると、劣化や故障が発生し、使用できなくなるまでに行える撮影の回数が減少する。当然、閾値Thを超えた量が多いほど、イメージセンサ42の劣化や故障の発生確率が上がり、電子カセッテ12は短命化する。   Since the image sensor 42 uses a single crystal silicon substrate, the larger the accumulated value of the X-ray irradiation amount, the more the deterioration or failure occurs. Therefore, if the unclear pixel value exceeds the threshold Th in one X-ray imaging. Deterioration or failure occurs, and the number of shootings that can be performed before it can no longer be used is reduced. Naturally, as the amount exceeding the threshold Th increases, the probability of occurrence of the image sensor 42 and the failure increases, and the electronic cassette 12 becomes short-lived.

一方、図10に示すように、X線撮影システム10では、X線の照射開始後(Ts〜)、所定のタイミングtで、X線画像を素抜け検出用画像として非破壊に読み出し、素抜け画素値Dを求める。そして、素抜け画素値Dに基づいて、X線源17をフィードバック制御し、X線の照射エネルギーを低減する。t以降のX線の照射エネルギーは、X線の照射終了時Teの素抜け画素値が閾値Thになるように定められるので、X線撮影システム10では、1回のX線撮影で素抜け画素値が閾値Thを超えることがない。 On the other hand, as shown in FIG. 10, in the X-ray imaging system 10, after starting X-ray irradiation (Ts˜), an X-ray image is read nondestructively as an element for detecting missing elements at a predetermined timing t 1. The missing pixel value D is obtained. Then, the X-ray source 17 is feedback-controlled based on the unclear pixel value D to reduce the X-ray irradiation energy. The irradiation energy of X-rays after t 1 is determined so that the missing pixel value of Te at the end of X-ray irradiation becomes the threshold value Th. The pixel value does not exceed the threshold value Th.

このため、X線撮影システム10では、上述のように、X線の照射途中での素抜け画素値に基づいて照射するX線のフィードバック制御を行わない比較例と比べると、イメージセンサ42の劣化や故障の発生を抑えられ、電子カセッテ12を長寿命化することができる。具体的には、電子カセッテ12による最低撮影回数が定められているとすると、上述の比較例の場合には、素抜け画素値が閾値Thを超えるようなX線撮影を行うと最低撮影回数の撮影を行う前にイメージセンサ42の劣化・故障が発生するが、X線撮影システム10では最低撮影回数の撮影を確実に行うことができる。   For this reason, in the X-ray imaging system 10, as described above, the image sensor 42 is deteriorated as compared with the comparative example in which the feedback control of the X-ray to be irradiated is not performed on the basis of the missing pixel value during the X-ray irradiation. And the occurrence of failure can be suppressed, and the life of the electronic cassette 12 can be extended. Specifically, assuming that the minimum number of times of imaging by the electronic cassette 12 is determined, in the case of the above-described comparative example, the minimum number of times of imaging is obtained when X-ray imaging is performed such that the blank pixel value exceeds the threshold Th. Although the image sensor 42 is deteriorated / failed before imaging, the X-ray imaging system 10 can reliably perform imaging for the minimum number of imaging times.

また、いわゆる関心領域の画素を監視して、X線のフィードバック制御を行う場合と比較すると、関心領域は通常被検体部分であるため、関心領域の画素値が飽和しないようにX線をフィードバックしても、被検体Hがない素抜け画素では画素値が閾値Thを超える。素抜け画素の位置は被検体Hに応じて変わり、被検体Hが変われば、以前の撮影で素抜け画素であった画素が、次の撮影では関心領域の画素になることもある。このため、関心領域の画素を監視しても、電子カセッテ12を長寿命化することはできない。一方、X線撮影装置10では、素抜け画素を監視しているので、被検体Hが変わって素抜け画素が関心領域の画素になったとしても、電子カセッテ12の寿命には影響がない。   Compared with the case where the so-called region-of-interest pixel is monitored and the X-ray feedback control is performed, the region of interest is usually the subject portion, and therefore the X-ray is fed back so that the pixel value of the region of interest is not saturated. However, the pixel value exceeds the threshold value Th in the simple pixel without the subject H. The position of the missing pixel changes according to the subject H, and if the subject H changes, the pixel that was a missing pixel in the previous imaging may become a pixel of interest in the next imaging. For this reason, even if the pixels of the region of interest are monitored, the lifetime of the electronic cassette 12 cannot be extended. On the other hand, since the X-ray imaging apparatus 10 monitors the missing pixels, even if the subject H changes and the missing pixels become the pixels of the region of interest, the life of the electronic cassette 12 is not affected.

なお、上述の実施形態では、照射するX線のフィードバック制御をするときに、X線管の管電圧を下げ、X線のエネルギーを低減する例を説明した。また、管電流を下げ、X線の線量を低減する例にも言及した。しかし、図11に示すように、X線の照射時間をTeからTe’に短縮し、X線の照射終了時の素抜け画素値を閾値Thとなる時刻でX線の照射を停止することにより、素抜け画素値が閾値Thを超えることを防いでも良い。X線の照射時間だけを短縮する場合、X線の線量やエネルギーは最初に入力した撮影条件に基づいたものである。前述のように、X線の入射量による単結晶シリコン基板の劣化や故障を防ぐためには、X線のエネルギーを低下させることが最も効果的であるため、上述のように照射時間を短縮する場合、これと同時にX線管の管電圧を下げ、X線のエネルギーを低下させることがより好ましい。   In the above-described embodiment, the example in which the tube voltage of the X-ray tube is lowered to reduce the energy of the X-ray when performing feedback control of the X-ray to be irradiated has been described. He also mentioned an example of reducing the tube current and reducing the X-ray dose. However, as shown in FIG. 11, the X-ray irradiation time is shortened from Te to Te ′, and the X-ray irradiation is stopped at the time when the blank pixel value at the end of the X-ray irradiation becomes the threshold Th. , It may be possible to prevent the missing pixel value from exceeding the threshold Th. In the case of shortening only the X-ray irradiation time, the X-ray dose and energy are based on the imaging conditions input first. As described above, in order to prevent the deterioration and failure of the single crystal silicon substrate due to the incident amount of X-rays, it is most effective to reduce the energy of X-rays. At the same time, it is more preferable to lower the tube voltage of the X-ray tube to lower the X-ray energy.

なお、上述の実施形態では、X線のフィードバック制御する例として、X線のエネルギーを低下させる例を説明したが、X線の照射範囲を狭くするようにX線源17を制御して、素抜け画素の信号電荷量が増加しないようにしても良い。こうすると、最初に入力した撮影条件に応じたX線の照射を継続しつつ、イメージセンサ42の損傷を防止することができる。   In the above-described embodiment, an example in which the X-ray energy is reduced has been described as an example of X-ray feedback control. However, the X-ray source 17 is controlled so as to narrow the X-ray irradiation range. The signal charge amount of the missing pixels may not be increased. In this way, it is possible to prevent the image sensor 42 from being damaged while continuing the X-ray irradiation according to the imaging condition input first.

なお、上述の実施形態では、X線のエネルギーをフィードバック制御する例を説明したが、X線源17のコリメータを制御して照射野を制限しても良い。例えば、素抜け検出用画像から代表値Dを算出するのと同様に、ヒストグラム解析により、被検体Hを表す分布Aに属する画素を検出する。そして分布Aに属する画素が全て含まれる所定範囲(例えば長方形)が新たな照射野となるように、コリメータを制御して、照射野を被検体Hの部分に限定する。こうすると、到達予想線量Qが閾値Thを超えやすい素抜け画素にはX線が照射されなくなるので、閾値Thを超える過剰なX線の照射によるイメージセンサ42の破損が防止される。また、この場合、素抜け画素へのX線の照射量が低減されれば良いので、新たな照射野に被検体Hの全体が含まれている必要はなく、被検体Hの一部分(関心領域)に照射野を限定しても良い。   In the above-described embodiment, the example in which the X-ray energy is feedback controlled has been described. However, the collimator of the X-ray source 17 may be controlled to limit the irradiation field. For example, pixels belonging to the distribution A representing the subject H are detected by histogram analysis in the same manner as calculating the representative value D from the image for detecting missing images. Then, the collimator is controlled so that a predetermined range (for example, a rectangle) including all the pixels belonging to the distribution A becomes a new irradiation field, and the irradiation field is limited to the portion of the subject H. In this way, since the missing pixels whose predicted arrival dose Q is likely to exceed the threshold Th are not irradiated with X-rays, the image sensor 42 is prevented from being damaged by excessive X-ray irradiation exceeding the threshold Th. In this case, since it is only necessary to reduce the dose of X-rays to the unexposed pixels, it is not necessary that the entire subject H is included in the new irradiation field, and a part of the subject H (region of interest) ) May be limited to the irradiation field.

なお、上述の実施形態では、X線の照射中に1回だけ非破壊読み出しをして素抜け検出用画像を得る例を説明したが、X線の照射中に複数回の非破壊読み出しをしても良い。X線の照射中に複数回の非破壊読み出しをして、素抜け検出用画像を複数得る場合には、これらのそれぞれについて代表値Dを算出し、代表値Dの変化に基づいて到達予想電荷量Qを算出する。こうすると、上述の実施形態のように、1回だけ非破壊読み出しを行う場合よりも、より精度良く到達予想電荷量Qを算出することができる。   In the above-described embodiment, an example in which non-destructive readout is performed only once during X-ray irradiation to obtain an image for detecting missing elements is described. However, non-destructive readout is performed a plurality of times during X-ray irradiation. May be. When multiple non-destructive readouts are performed during X-ray irradiation to obtain a plurality of undetected images, a representative value D is calculated for each of these, and an expected charge reached based on a change in the representative value D The quantity Q is calculated. In this way, it is possible to calculate the expected arrival charge amount Q with higher accuracy than when performing non-destructive reading only once as in the above-described embodiment.

なお、上述の実施形態では、X線の照射中に素抜け検出用画像を得る場合にも、X線の照射終了後と同様の読み出しをするが、素抜け検出用画像を得るタイミングでは、X線の照射量がまだ少なく、画素値が小さいので、複数の画素をビニングすることにより、感度を上げた読み出しをし、読み出しによるノイズを低減することが好ましい。このように、画素をビニングして読み出すようにすると、読み出し速度も向上するので、X線がフィードバック制御されるまでの時間も短縮され、より制御精度良くなる。また、X線のフィードバック制御を高速にするだけであれば、素抜け検出用画像を得るときに、一部の画素のデータを読み出さない、いわゆる間引き読み出しをしても良い。但し、ビニングや間引きによる読み出しは、いずれも解像度が低下するがフィードバック制御をするためには解像度はそれほど必要ないため十分な精度を持つ。   In the above-described embodiment, even when an image for detecting a missing element is obtained during X-ray irradiation, reading is performed in the same manner as after the end of X-ray irradiation. Since the amount of irradiation of the line is still small and the pixel value is small, it is preferable to read out with increased sensitivity by binning a plurality of pixels to reduce noise due to readout. In this way, when the pixels are binned and read out, the reading speed is also improved, so the time until the X-ray is feedback-controlled is shortened, and the control accuracy is improved. If only X-ray feedback control is to be performed at a high speed, so-called thinning readout may be performed in which data of some pixels is not read out when obtaining an image for detecting missing elements. However, the reading by binning or thinning has a sufficient accuracy since the resolution is lowered, but the resolution is not so necessary for feedback control.

また、このようにビニングや間引き読み出しをしても良いことからも分かるとおり、全述の実施形態では、素抜け画素検出部82において、素抜け検出用画素の全画素を用いたヒストグラム解析により代表値Dを決定するが、必ずしも全画素を用いる必要はない。具体的には、前述のヒストグラム解析を行うことができる程度に、X線画像の全領域から満遍なく画素値を取得すれば足りる。ヒストグラム解析を行うことができる程度とは、最終的に観察に用いるX線画像と解像度が極端に相違しない程度である。   In addition, as can be seen from the fact that binning and thinning-out reading may be performed in this way, in the above-described embodiments, the element missing pixel detection unit 82 is represented by histogram analysis using all pixels for element missing detection. Although the value D is determined, it is not necessary to use all pixels. Specifically, it is sufficient to obtain pixel values uniformly from the entire region of the X-ray image so that the above-described histogram analysis can be performed. The degree to which the histogram analysis can be performed is such that the resolution is not extremely different from the X-ray image finally used for observation.

なお、上述の実施形態では、X線の照射終了後に、アンプ72のゲインを変えながら所定回数のX線画像の読み出しを行うが、X線の照射終了後にX線画像の読み出す回数を素抜け検出用画像に基づいて決定するようにしても良い。例えば、撮影条件算出部84において、到達予想電荷量Qに比例するように、X線照射終了後の読み出し回数を決定する。到達予想電荷量Qが多い場合、X線のフィードバック制御により素抜け画素値が閾値Thに抑えられると、到達予想電荷量Qと実際の信号電荷量の差が大きく、実際に得られる信号電荷量及びX線画像の画素値は小さくなる。このため、最初に入力した撮影条件で撮影した場合と同等の画質のX線画像を得るためには、到達予想電荷量Qが大きいほど、X線照射終了後の読み出し回数を多くし、得られる複数のX線画像から生成される合成X線画像のノイズを低減する必要があるからである。   In the above-described embodiment, the X-ray image is read out a predetermined number of times while changing the gain of the amplifier 72 after the X-ray irradiation is finished. It may be determined based on the image for use. For example, the imaging condition calculation unit 84 determines the number of readouts after the end of X-ray irradiation so as to be proportional to the expected arrival charge amount Q. When the expected arrival charge amount Q is large, if the unclear pixel value is suppressed to the threshold value Th by X-ray feedback control, the difference between the expected arrival charge amount Q and the actual signal charge amount is large, and the signal charge amount actually obtained And the pixel value of an X-ray image becomes small. For this reason, in order to obtain an X-ray image having the same image quality as that obtained when imaging is performed under the first input imaging conditions, the larger the expected charge amount Q, the greater the number of readouts after the end of X-ray irradiation. This is because it is necessary to reduce noise in a combined X-ray image generated from a plurality of X-ray images.

また、X線の照射終了後に最初に得たX線画像に基づいて、読み出し回数を決定しても良い。例えば、X線照射終了後に最初に得たX線画像の画素値が小さく、画素PXに蓄積された信号電荷量が少ない場合には、読み出し回数を多くする。こうすると、上述と同様、合成X線画像のノイズが低減され、X線をフィードバック制御しない場合と比較して画質の低下を最小限にすることができる。   Further, the number of readings may be determined based on an X-ray image obtained first after the end of X-ray irradiation. For example, when the pixel value of the first X-ray image obtained after the end of X-ray irradiation is small and the amount of signal charge accumulated in the pixel PX is small, the number of readings is increased. In this way, as described above, the noise of the composite X-ray image is reduced, and the deterioration of the image quality can be minimized as compared with the case where the X-ray is not feedback-controlled.

なお、上述の実施形態では、X線画像の読み出し毎にアンプ72のゲインを変える例を説明したが、読み出すX線画像を複数の領域に分割し、各領域毎にアンプ72のゲインを変えてX線画像を読み出しても良い。   In the above-described embodiment, the example in which the gain of the amplifier 72 is changed every time the X-ray image is read has been described. However, the X-ray image to be read is divided into a plurality of areas, and the gain of the amplifier 72 is changed for each area. An X-ray image may be read out.

なお、上述の実施形態では、X線の照射終了後に複数回のX線画像の読み出しを行う例を説明したが、例えば撮影条件として関心領域を定め、関心領域の画素が飽和せず、かつ、最も低ノイズになるようにアンプ72のゲインを定めて、1回だけX線画像を読み出しても良い。関心領域の画素が飽和せず、かつ、最も低ノイズになるようにアンプ72のゲインは、例えば、素抜け検出用画像における関心領域の画素の画素値に基づいて定めれば良い。また、この場合には、破壊読み出しを行なっても良い。   In the above-described embodiment, an example in which X-ray images are read out a plurality of times after the end of X-ray irradiation has been described. For example, a region of interest is defined as an imaging condition, pixels in the region of interest are not saturated, and The gain of the amplifier 72 may be determined so as to obtain the lowest noise, and the X-ray image may be read out only once. The gain of the amplifier 72 may be determined based on, for example, the pixel value of the pixel of the region of interest in the background missing detection image so that the pixel of the region of interest does not saturate and has the lowest noise. In this case, destructive readout may be performed.

なお、上述の実施形態では、X線の照射終了後に画素PXに信号電荷を保持したまま、複数回のX線画像の読み出しをする例を説明したが、CDS回路68で電圧信号をサンプリングし、保持した状態で、同じ画素PXについてアンプ72のゲインを変えながら複数のデータを取得するようにしても良い。これは、複数回の読み出しを行なって得る各X線画像を、行毎に取得することに対応する。こうすると、読み出しと同時に画素PXの信号電荷を破棄することができる。   In the above-described embodiment, the example in which the X-ray image is read a plurality of times while the signal charge is held in the pixel PX after the end of the X-ray irradiation has been described. However, the CDS circuit 68 samples the voltage signal, In the held state, a plurality of data may be acquired for the same pixel PX while changing the gain of the amplifier 72. This corresponds to acquiring each X-ray image obtained by performing reading a plurality of times for each row. Thus, the signal charge of the pixel PX can be discarded simultaneously with the reading.

なお、上述の実施形態では、アンプ72のゲインの値は任意であるが、アンプ72のゲインは、例えば、初期値γの2(nは0を除く整数)倍であることが好ましい。これは合成X線画像の生成の画素値の演算をビットシフトによって行うことができ、容易かつ高速だからである。また、上述の実施形態では説明を省略したが、X線画像には読み出し時のゲインの値を示すヘッダ情報を付加しておくことが好ましい。 In the above-described embodiment, the gain value of the amplifier 72 is arbitrary, but the gain of the amplifier 72 is preferably 2 n (n is an integer other than 0) times the initial value γ 1 , for example. This is because the calculation of the pixel value for generating the composite X-ray image can be performed by bit shift, and it is easy and fast. Although explanation is omitted in the above embodiment, it is preferable to add header information indicating a gain value at the time of reading to the X-ray image.

なお、上述の実施形態では、アンプ72のゲインの値は任意であるが、複数回の読み出しを行う毎に、アンプ72のゲインは徐々に小さくなるようにすることが好ましい。例えば、図12に示すように、合計で5回のX線画像の読み出しを行う場合、2回目の読み出し時に設定するゲインγは、最初(1回目)の読み出し時のゲインγよりも小さい範囲内の値にする。また、3回目の読み出し時に設定するゲインγは、2回目の読み出し時のゲインγよりも小さい範囲内の値にする。4回目以降の読み出し時も同様であり、γ>γ>γ>γ>γ>・・・である。これは、X線の照射がない状態であっても、時間の経過とともに暗電流によるノイズ成分が増大するため、高感度(ゲインが高い)の読み出しを後から行うとノイズ成分が大きくなってしまうからである。このように、再読み出しの度にゲインを徐々に低くする場合、最初(1回目)の読み出し時のゲインγは前述の通り撮影条件によって予め定める値であるが、最初の読み出し時のゲインγを意図的に適正値よりも高く設定しておく。こうすれば、上述の条件を容易に満たすことができる。 In the above-described embodiment, the value of the gain of the amplifier 72 is arbitrary, but it is preferable that the gain of the amplifier 72 is gradually decreased every time reading is performed a plurality of times. For example, as shown in FIG. 12, when X-ray images are read five times in total, the gain γ 2 set at the second reading is smaller than the gain γ 1 at the first (first) reading. Set a value within the range. The gain γ 3 set at the time of the third reading is set to a value within a range smaller than the gain γ 2 at the time of the second reading. The same applies to the fourth and subsequent readings, and γ 1 > γ 2 > γ 3 > γ 4 > γ 5 >. This is because, even in the absence of X-ray irradiation, the noise component due to dark current increases with the passage of time. Therefore, if high sensitivity (high gain) reading is performed later, the noise component will increase. Because. As described above, when the gain is gradually lowered at each re-reading, the gain γ 1 at the first (first) reading is a value determined in advance according to the photographing condition as described above, but the gain γ at the first reading is set. 1 is intentionally set higher than the appropriate value. In this way, the above conditions can be easily satisfied.

なお、上述の実施形態では、読み出し時のゲインが異なる複数のX線画像から合成X線画像を生成した後に、オフセット処理及び欠陥補正処理を施す例を説明したが、フレームメモリ81から読み出した複数のX線画像にオフセット処理や欠陥補正処理を施してから合成X線画像を生成しても良い。オフセット処理をしてから合成X線画像を生成し、その後欠陥補正処理をしたり、欠陥補正処理をしてから合成X線画像を生成し、その後オフセット処理をしても良い。また、オフセット処理と欠陥補正処理を行う順序も任意である。   In the above-described embodiment, the example in which the offset process and the defect correction process are performed after generating a composite X-ray image from a plurality of X-ray images having different gains at the time of reading has been described. A composite X-ray image may be generated after performing an offset process and a defect correction process on the X-ray image. A composite X-ray image may be generated after the offset process, and then a defect correction process may be performed, or a composite X-ray image may be generated after the defect correction process, and then the offset process may be performed. The order in which the offset process and the defect correction process are performed is also arbitrary.

なお、上述の実施形態では、出力回路71のアンプ72のゲインを変更しながら再読み出しを行う例を説明したが、各画素PXのトランジスタM1のゲインを可変とし、各画素PXから電圧信号を出力する段階でゲインを調節しても良い。FPD13の画素PXはデジタルカメラ等に用いる小型の固体撮像素子よりも画素サイズが大きいので、FPD13の各画素PXに可変ゲインアンプを用いることは可能である。   In the above-described embodiment, an example in which re-reading is performed while changing the gain of the amplifier 72 of the output circuit 71 has been described. However, the gain of the transistor M1 of each pixel PX is variable and a voltage signal is output from each pixel PX. The gain may be adjusted at the stage of performing. Since the pixel PX of the FPD 13 has a larger pixel size than a small solid-state image sensor used in a digital camera or the like, a variable gain amplifier can be used for each pixel PX of the FPD 13.

なお、上述の実施形態では、素抜け検出用画像を得るときに、検出面43aの全体の画像を得る例を説明したが、素抜け検出用画像は、検出面43aの一部の画素から読み出した画像であっても良い。例えば、撮影条件が定まると、被検体Hがなく、素抜け画素になりやすい領域(以下、非関心領域という)が定まる。素抜け検出用画像は、素抜け画素の画素値を検出するためのものであるので、この非関心領域の画像だけを得るようにしても、代表値D等を決定し、上述の実施形態のように、X線をフィードバック制御することができる。このように素抜け検出用画像として、非関心領域の画像を得るようにすると、検出面43aの全体の画像を読み出す場合よりも、取得する画素数が少ないので、X線のフィードバック制御をより早く行うことができる。但し、非関心領域の画像を得る場合には、前述のようにヒストグラム解析を行うことができないので、例えば、非関心領域の画像の画素値の平均値を代表値Dとすれば良い。   In the above-described embodiment, an example in which an entire image of the detection surface 43a is obtained when obtaining an image for detecting a missing image is described. However, the image for detecting a missing image is read from a part of the pixels on the detecting surface 43a. It may be an image. For example, when the imaging conditions are determined, a region where there is no subject H and is likely to be a missing pixel (hereinafter referred to as a non-interest region) is determined. Since the background missing detection image is for detecting the pixel value of the background missing pixel, the representative value D and the like are determined to obtain only the image of the non-interesting region, and Thus, the X-ray can be feedback controlled. Thus, when an image of a non-interest area is obtained as an image for detecting missing elements, the number of pixels to be acquired is smaller than when the entire image of the detection surface 43a is read out, so X-ray feedback control is performed more quickly. It can be carried out. However, when an image of a non-interest region is obtained, the histogram analysis cannot be performed as described above. For example, the average value of the pixel values of the image of the non-interest region may be set as the representative value D.

なお、上述の実施形態では、閾値Thは、撮影条件によらずに予め定められた所定値であるが、閾値Thは、撮影条件に応じて定められることが好ましい。すなわち、閾値Thは、撮影条件毎に異なる値であることが好ましい。例えば、X線のエネルギーや線量が大きいほどイメージセンサ42の損傷が大きいため、照射するX線が高エネルギー(高線量)の場合には閾値Thを低く設定することが好ましく、低エネルギー(低線量)の場合には閾値Thを高く設定して、より多くの信号電荷の蓄積を許容することができるからである。   In the above-described embodiment, the threshold value Th is a predetermined value that is determined in advance regardless of the shooting conditions, but the threshold value Th is preferably determined according to the shooting conditions. That is, it is preferable that the threshold value Th is a different value for each photographing condition. For example, since the damage to the image sensor 42 increases as the energy and dose of X-rays increase, the threshold Th is preferably set low when the irradiated X-rays are high energy (high dose), and low energy (low dose) This is because the threshold Th can be set high to allow more signal charges to be accumulated.

なお、上述の実施形態では、線源制御装置19がコンソール22と通信することによって電子カセッテ12とX線源17の同期をとる例を説明したが、線源制御部19とコンソール22が通信をせず、電子カセッテでX線の照射開始や照射終了、入射X線量等を検出し、自動露光制御(AEC)をするX線撮影システムも知られている。こうしたX線撮影システムでは、例えば、X線画像を検出するための画素PXの他に、入射X線量等を測定するためのフォトタイマーが、イメージセンサ42の前面(X線の入射側の面)に設けられることがある。しかし、X線撮影システム10では、X線画像検出用の画素PXを用いてX線の入射量を算出するので、フォトタイマーは不要であり、フォトタイマーによる入射X線のエネルギー等の損失はない。このため、X線撮影システム10では、X線のエネルギー等を低減し、被検体Hの被曝量を抑えやすい。   In the above-described embodiment, the example in which the electronic cassette 12 and the X-ray source 17 are synchronized by the radiation source control device 19 communicating with the console 22 has been described. However, the radiation source control unit 19 and the console 22 communicate with each other. In addition, an X-ray imaging system that detects the start and end of X-ray irradiation, the incident X-ray dose, and the like with an electronic cassette and performs automatic exposure control (AEC) is also known. In such an X-ray imaging system, for example, in addition to the pixel PX for detecting an X-ray image, a phototimer for measuring an incident X-ray dose or the like is provided in front of the image sensor 42 (surface on the X-ray incident side). May be provided. However, since the X-ray imaging system 10 calculates the amount of incident X-rays using the pixel PX for X-ray image detection, a phototimer is unnecessary, and there is no loss of incident X-ray energy or the like due to the phototimer. . For this reason, in the X-ray imaging system 10, it is easy to reduce the exposure dose of the subject H by reducing the energy of X-rays.

なお、上述の実施形態では、到達予想電荷量Qに基づいてX線をフィードバック制御する例を説明したが、X線のフィードバック制御をするために算出する量は到達予想電荷量Qに限らない。例えば、代表値Dに基づいて、X線の照射終了時点における素抜け画素への到達線量(到達予想線量)を算出しても良い。この場合も制御態様等は、上述の実施形態と同様である。   In the above-described embodiment, the example in which the X-ray feedback control is performed based on the predicted arrival charge amount Q has been described. However, the amount calculated for performing the X-ray feedback control is not limited to the predicted arrival charge amount Q. For example, based on the representative value D, an arrival dose (expected arrival dose) to the unclear pixel at the end of X-ray irradiation may be calculated. Also in this case, the control mode and the like are the same as those in the above-described embodiment.

なお、上述の実施形態では、素抜け検出用画像をヒストグラム解析することにより、素抜け画素及び素抜け画素の画素値(代表値D)を検出したが、素抜け検出用画像に写し出された像を、被検体Hと素抜けに分ける画像解析により、素抜け画素を検出しても良い。この場合、例えば、検出した素抜け画素の平均値を上述の実施形態の代表値Dとすれば良い。   In the above-described embodiment, the missing pixels and the pixel values (representative values D) of the missing pixels are detected by performing histogram analysis on the missing images. However, the image shown in the missing images is displayed. May be detected by image analysis that divides the subject H and the subject H. In this case, for example, the average value of the detected element missing pixels may be set as the representative value D in the above-described embodiment.

なお、上述の実施形態では、イメージセンサ42を、単結晶シリコン基板を用いて形成する例を説明したが、イメージセンサ42にシリコン以外の結晶半導体や化合物半導体、有機物半導体を用いる場合も本発明は好適である。   In the above-described embodiment, the example in which the image sensor 42 is formed using a single crystal silicon substrate has been described. However, the present invention also applies to the case where a crystal semiconductor other than silicon, a compound semiconductor, or an organic semiconductor is used for the image sensor 42. Is preferred.

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、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。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said each embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

例えば、上記各実施形態では裏面照射型の電子カセッテ12を例に説明したが、X線の入射側からシンチレータ,FPDの順に配置される表面入射(PSS)方式の電子カセッテも好適に用いることができる。また、上述の実施形態では、FPD13がCMOS型の例を説明したが、非破壊読み出しをすることができればその他の態様のイメージセンサを用いても良い。さらに、シンチレータ41を用いる間接変換型のFPD13を例に説明したが、シンチレータを介さずにアモルファスセレン等のX線変換層によりX線を直接電荷に変換する直接変換型のFPDを用いることもできる。   For example, in each of the above embodiments, the back-illuminated electronic cassette 12 has been described as an example. However, a front-incident (PSS) type electronic cassette in which the scintillator and the FPD are arranged in this order from the X-ray incident side is also preferably used. it can. In the above-described embodiment, an example in which the FPD 13 is a CMOS type has been described. However, an image sensor of another aspect may be used as long as non-destructive reading can be performed. Furthermore, although the indirect conversion type FPD 13 using the scintillator 41 has been described as an example, a direct conversion type FPD that converts X-rays directly into charges by an X-ray conversion layer such as amorphous selenium without using a scintillator can also be used. .

また、X線源と線源制御装置からなるX線発生装置と、電子カセッテとコンソールからなるX線撮影装置との間で、X線の照射開始及び終了に関する同期制御を、同期信号の通信によって行う例で説明したが、照射検知センサなどを設けてX線の照射開始及び終了を自己検知する機能をX線撮影装置に設けてもよい。こうすれば、X線発生装置とX線撮影装置の間の同期信号の通信は不要となる。この場合には、FPDの画素を照射検知センサとして利用してもよい。   In addition, synchronization control related to the start and end of X-ray irradiation between an X-ray generation device including an X-ray source and a radiation source control device and an X-ray imaging device including an electronic cassette and a console is performed by communication of synchronization signals. As described in the example, the X-ray imaging apparatus may be provided with a function of self-detecting the start and end of X-ray irradiation by providing an irradiation detection sensor or the like. This eliminates the need for synchronization signal communication between the X-ray generator and the X-ray imaging apparatus. In this case, an FPD pixel may be used as an irradiation detection sensor.

また、X線撮影装置を電子カセッテとコンソールで構成する例で示したが、コンソールの機能のうち電子カセッテを制御する機能をコンソールとは別の撮影制御装置として構成して、電子カセッテ、撮影制御装置、コンソールの3つの装置でX線撮影装置を構成してもよい。また、撮影制御装置の機能を電子カセッテに内蔵したり、それに代えて又は加えて、画像処理部26の機能を電子カセッテに内蔵したりしてもよい。また、撮影制御装置に加えてコンソールの機能を電子カセッテに内蔵する等、電子カセッテと、撮影制御装置やコンソールを一体化してもよい。   Moreover, although the X-ray imaging apparatus was shown in the example which comprises an electronic cassette and a console, the function for controlling the electronic cassette among the console functions is configured as an imaging control apparatus separate from the console, and the electronic cassette and imaging control are performed. You may comprise an X-ray imaging apparatus by three apparatuses, an apparatus and a console. Further, the function of the imaging control device may be built in the electronic cassette, or instead of or in addition, the function of the image processing unit 26 may be built in the electronic cassette. Further, in addition to the imaging control device, the electronic cassette and the imaging control device or console may be integrated, for example, the function of the console is built in the electronic cassette.

また、本発明のX線撮影装置は、電子カセッテの形態に限らず、FPDが撮影台に内蔵された据え置き型のX線撮影装置でもよい。   The X-ray imaging apparatus of the present invention is not limited to an electronic cassette, and may be a stationary X-ray imaging apparatus in which an FPD is built in an imaging table.

また、回路基板41に形成された回路素子や駆動回路51をICチップ46として、CDS回路68等からなる読み出し回路を構成するASICをICチップ47として、各々イメージセンサ42とは別体に実装する例を説明したが、これらはイメージセンサ42の基板上に形成されていても良い。すなわち、上記各種回路等は、画素PX等と一体に、単結晶シリコン基板上に形成されていても良い。このように、駆動回路51やCDS回路68等の各種回路を画素PX等と一体に、同一基板上に設けると、ICチップやフレキシブルケーブルを削減でき、また、組み立ても容易になるため、コストダウンを図ることができる。   Further, the circuit element 41 and the drive circuit 51 formed on the circuit board 41 are used as the IC chip 46, and the ASIC that constitutes the readout circuit including the CDS circuit 68 and the like is used as the IC chip 47. Although examples have been described, these may be formed on the substrate of the image sensor 42. That is, the various circuits and the like may be formed on the single crystal silicon substrate integrally with the pixel PX and the like. In this way, if various circuits such as the drive circuit 51 and the CDS circuit 68 are provided on the same substrate integrally with the pixel PX or the like, IC chips and flexible cables can be reduced, and assembly is facilitated, thereby reducing costs. Can be achieved.

本発明は、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。   The present invention can be applied not only to X-rays but also to imaging systems that use other radiation such as gamma rays.

10 X線撮影システム
12 電子カセッテ
13 FPD
17 X線源
22 コンソール
26 画像処理部
31 筐体
41 シンチレータ
42 イメージセンサ
52 A/D変換回路
71 出力回路
72 アンプ
10 X-ray imaging system 12 Electronic cassette 13 FPD
17 X-ray source 22 Console 26 Image processor 31 Case 41 Scintillator 42 Image sensor 52 A / D conversion circuit 71 Output circuit 72 Amplifier

Claims (12)

撮影条件にしたがって放射線源から照射され被検体を透過した放射線を受けて、被検体の放射線画像を検出する放射線画像検出手段であり、単結晶半導体を用いて形成され、前記放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素を有し、前記画素から前記信号電荷の蓄積量に基づいた前記放射線画像を表すデータを非破壊に読み出す事が可能な放射線画像検出手段と、
前記放射線の照射途中に非破壊に読み出された前記放射線画像から、前記被検体を経ずに直接前記放射線が到達する素抜け画素の画素値を検出する素抜け画素検出手段と、
前記素抜け画素の画素値、前記放射線の照射開始時刻から前記放射線の照射途中に非破壊に読み出された前記放射線画像の取得時までの経過時間、及び、前記放射線の照射終了時刻に基づいて、前記放射線の照射終了時に前記素抜け画素に蓄積される前記信号電荷量を、到達予想電荷量として算出する到達予想電荷量算出手段と、
前記到達予想電荷量を所定閾値と比較し、前記到達予想電荷量が前記所定閾値を超える場合に、前記放射線の照射終了時刻に前記素抜け画素に蓄積される信号電荷が前記所定閾値になるように前記放射線源を制御するための新たな前記撮影条件を算出する撮影条件算出手段と、
最初の前記撮影条件に基づいた前記放射線の照射途中で、前記撮影条件算出手段によって算出された新たな前記撮影条件に基づいた前記放射線が照射されるように、前記放射線源をフィードバック制御する放射線源制御手段と、
を備えることを特徴とする放射線撮影装置。
A radiation image detecting means for detecting a radiation image of a subject by receiving radiation irradiated from a radiation source according to imaging conditions and passing through the subject, and formed using a single crystal semiconductor, and depending on an incident amount of the radiation A plurality of pixels for accumulating signal charges, and radiation image detection means capable of nondestructively reading out data representing the radiation image based on the amount of accumulation of signal charges from the pixels;
From the radiation image read nondestructively during the irradiation of the radiation, a missing pixel detection means for detecting a pixel value of a missing pixel that the radiation reaches directly without passing through the subject;
Based on the pixel value of the unclear pixel, the elapsed time from the irradiation start time of the radiation to the acquisition time of the radiation image read nondestructively during the irradiation of the radiation, and the irradiation end time of the radiation , An expected arrival charge amount calculation means for calculating the signal charge amount accumulated in the unexposed pixels at the end of irradiation of the radiation as an expected arrival charge amount;
The amount of expected arrival charge is compared with a predetermined threshold value, and when the amount of expected arrival charge exceeds the predetermined threshold value, the signal charge accumulated in the missing pixel at the radiation irradiation end time becomes the predetermined threshold value. Imaging condition calculation means for calculating a new imaging condition for controlling the radiation source;
A radiation source that feedback-controls the radiation source so that the radiation based on the new imaging condition calculated by the imaging condition calculation unit is irradiated during the irradiation of the radiation based on the first imaging condition. Control means;
A radiation imaging apparatus comprising:
前記撮影条件算出手段が算出する新たな撮影条件は、前記放射線のエネルギーを低下させる撮影条件であることを特徴とする請求項1記載の放射線撮影装置。   The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the new imaging condition calculated by the imaging condition calculation unit is an imaging condition for reducing energy of the radiation. 前記撮影条件算出手段が算出する新たな撮影条件は、前記放射線の線量を低下させる撮影条件であることを特徴とする請求項1または2記載の放射線撮影装置。   The radiation imaging apparatus according to claim 1 or 2, wherein the new imaging condition calculated by the imaging condition calculation means is an imaging condition for reducing the radiation dose. 前記撮影条件算出手段が算出する新たな撮影条件は、前記放射線の照射時間を短縮する撮影条件であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の放射線撮影装置。   The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the new imaging condition calculated by the imaging condition calculation unit is an imaging condition for shortening the irradiation time of the radiation. 前記撮影条件算出手段が算出する新たな撮影条件は、前記放射線の照射野を制限する撮影条件であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の放射線撮影装置。   The radiographic apparatus according to claim 1, wherein the new imaging condition calculated by the imaging condition calculation unit is an imaging condition that limits an irradiation field of the radiation. 前記放射線検出手段から前記放射線画像を読み出す際に前記信号電荷に応じた信号を増幅するとともに、ゲインが可変な増幅手段と、
前記放射線の照射終了後に、前記増幅手段のゲインを変えながら読み出された複数の前記放射線画像を合成して、前記被検体を観察するための合成放射線画像を生成する画像合成手段と、
を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の放射線撮影装置。
Amplifying a signal corresponding to the signal charge when reading the radiation image from the radiation detection means, and an amplification means having a variable gain;
An image synthesizing unit that synthesizes a plurality of the radiographic images read while changing the gain of the amplification unit after the irradiation of the radiation, and generates a synthetic radiographic image for observing the subject;
The radiation imaging apparatus according to claim 1, comprising:
前記画像合成手段は、前記増幅手段のゲインを変えながら読み出された複数の前記放射線画像を、前記放射線画像の読み出し時のノイズが低減されるように合成することを特徴とする請求項6記載の放射線撮影装置。   7. The image synthesizing unit synthesizes the plurality of radiographic images read while changing the gain of the amplifying unit so that noise at the time of reading the radiographic image is reduced. Radiography equipment. 前記画像合成手段は、前記増幅手段のゲインを変えながら読み出された複数の前記放射線画像を、ダイナミックレンジが拡大されるように合成することを特徴とする請求項6または7記載の放射線撮影装置。   8. The radiographic apparatus according to claim 6, wherein the image synthesizing unit synthesizes the plurality of radiographic images read while changing the gain of the amplifying unit so that a dynamic range is expanded. . 前記画像合成手段は、前記増幅手段のゲインを変えながら読み出された複数の前記放射線画像を平均して、前記合成放射線画像を生成することを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の放射線撮影装置。   The said image synthetic | combination means produces | generates the said synthetic | combination radiographic image by averaging the several said radiographic image read, changing the gain of the said amplification means. The radiation imaging apparatus described in 1. 前記放射線検出手段は、前記放射線を光に変換するシンチレータと、前記シンチレータが発する光を光電変換することにより前記放射線画像を検出するイメージセンサとを有し、前記放射線の入射側から、前記イメージセンサ、前記シンチレータの順に配置されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の放射線撮影装置。   The radiation detection means includes a scintillator that converts the radiation into light, and an image sensor that detects the radiation image by photoelectrically converting light emitted from the scintillator, and the image sensor from the radiation incident side. The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the scintillators are arranged in the order of the scintillators. 放射線源と、撮影条件にしたがって放射線源から照射され被検体を透過した放射線を受けて、被検体の放射線画像を撮影する放射線撮影装置とからなる放射線撮影システムにおいて、
前記放射線撮影装置は、
単結晶半導体を用いて形成され、前記放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素を有し、前記画素から前記信号電荷の蓄積量に基づいた前記放射線画像を表すデータを非破壊に読み出す事が可能な放射線画像検出手段と、
前記放射線の照射途中に非破壊に読み出された前記放射線画像から、前記被検体を経ずに直接前記放射線が到達する素抜け画素の画素値を検出する素抜け画素検出手段と、
前記素抜け画素の画素値、前記放射線の照射開始時刻から前記放射線の照射途中に非破壊に読み出された前記放射線画像の取得時までの経過時間、及び、前記放射線の照射終了時刻に基づいて、前記放射線の照射終了時における前記素抜け画素の到達予想電荷量を算出する到達予想電荷量算出手段と、
前記到達予想電荷量を所定閾値と比較し、前記到達予想電荷量が前記所定閾値を超える場合に、前記放射線の照射終了時刻に前記素抜け画素に蓄積される信号電荷が前記所定閾値になるように前記放射線源を制御する新たな前記撮影条件を算出する撮影条件算出手段と、
前記放射線の照射途中で、前記撮影条件算出手段によって算出された新たな前記撮影条件に基づいた前記放射線が照射されるように、前記放射線源をフィードバック制御する放射線源制御手段と、
を備えることを特徴とする放射線撮影システム。
In a radiation imaging system comprising a radiation source and a radiation imaging apparatus that receives radiation transmitted from the radiation source according to imaging conditions and transmitted through the subject, and captures a radiation image of the subject,
The radiation imaging apparatus includes:
A plurality of pixels that are formed using a single crystal semiconductor and accumulate signal charges according to the amount of incident radiation, and non-destructive data representing the radiation image based on the amount of signal charges accumulated from the pixels. A radiation image detecting means capable of reading out
From the radiation image read nondestructively during the irradiation of the radiation, a missing pixel detection means for detecting a pixel value of a missing pixel that the radiation reaches directly without passing through the subject;
Based on the pixel value of the unclear pixel, the elapsed time from the irradiation start time of the radiation to the acquisition time of the radiation image read nondestructively during the irradiation of the radiation, and the irradiation end time of the radiation , An expected arrival charge amount calculating means for calculating an expected arrival charge amount of the missing pixel at the end of irradiation of the radiation;
The amount of expected arrival charge is compared with a predetermined threshold value, and when the amount of expected arrival charge exceeds the predetermined threshold value, the signal charge accumulated in the missing pixel at the radiation irradiation end time becomes the predetermined threshold value. An imaging condition calculation means for calculating a new imaging condition for controlling the radiation source;
A radiation source control unit that feedback-controls the radiation source so that the radiation based on the new imaging condition calculated by the imaging condition calculation unit is irradiated during the irradiation of the radiation,
A radiation imaging system comprising:
単結晶半導体を用いて形成され、撮影条件にしたがって被検体に照射した放射線を受けて放射線画像を検出する複数の画素を有するとともに、前記画素から前記放射線画像を表すデータを非破壊に読み出す事が可能な放射線画像検出手段によって、前記画素に前記放射線の入射量に応じた信号電荷を蓄積する信号電荷蓄積ステップと、
前記信号電荷蓄積ステップの途中で、前記放射線画像を非破壊に読み出す放射線画像読み出しステップと、
前記放射線画像読み出しステップで得た前記放射線画像から、前記被検体を経ずに直接前記放射線が到達する素抜け画素の画素値を検出する素抜け画素検出ステップと、
前記素抜け画素の画素値、前記放射線の照射開始時刻から前記放射線の照射途中に非破壊に読み出された前記放射線画像の取得時までの経過時間、及び、前記放射線の照射終了時刻に基づいて、前記放射線の照射終了時における前記素抜け画素の到達予想電荷量を算出する到達予想電荷量算出ステップと、
前記到達予想電荷量を所定閾値と比較し、前記到達予想電荷量が前記所定閾値を超える場合に、前記放射線の照射終了時刻に前記素抜け画素に蓄積される信号電荷が前記所定閾値になるように前記放射線源を制御する新たな前記撮影条件を算出する撮影条件算出手ステップと、
前記撮影条件算出ステップで算出された新たな前記撮影条件に基づいた前記放射線が照射されるように、前記信号電荷蓄積ステップの途中で前記放射線をフィードバック制御するフィードバック制御ステップと、
を備えることを特徴とする放射線撮影方法。
It is formed using a single crystal semiconductor, has a plurality of pixels that receive radiation irradiated to a subject according to imaging conditions and detects a radiation image, and can read data representing the radiation image from the pixels in a non-destructive manner. A signal charge accumulating step for accumulating signal charges corresponding to the amount of radiation incident on the pixels by a possible radiation image detection means;
In the middle of the signal charge accumulation step, a radiation image reading step for reading the radiation image nondestructively,
From the radiation image obtained in the radiation image reading step, a missing pixel detection step for detecting a pixel value of a missing pixel that the radiation reaches directly without passing through the subject;
Based on the pixel value of the unclear pixel, the elapsed time from the irradiation start time of the radiation to the acquisition time of the radiation image read nondestructively during the irradiation of the radiation, and the irradiation end time of the radiation An expected arrival charge amount calculating step for calculating an expected arrival charge amount of the unclear pixel at the end of irradiation with the radiation;
The amount of expected arrival charge is compared with a predetermined threshold value, and when the amount of expected arrival charge exceeds the predetermined threshold value, the signal charge accumulated in the missing pixel at the radiation irradiation end time becomes the predetermined threshold value. An imaging condition calculating step for calculating a new imaging condition for controlling the radiation source;
A feedback control step of performing feedback control of the radiation during the signal charge accumulation step so that the radiation based on the new imaging condition calculated in the imaging condition calculation step is irradiated;
A radiation imaging method comprising:
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