WO2012032801A1 - 放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システム - Google Patents

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    • A61B6/4283Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by a detector unit being housed in a cassette

Definitions

  • the present invention relates to a radiographic image capturing apparatus and a radiographic image capturing system, and more particularly, to a radiographic image capturing apparatus and a radiographic image capturing system for acquiring image data that is not affected by lag.
  • a so-called direct type radiographic imaging device that generates electric charges by a detection element in accordance with the dose of irradiated radiation such as X-rays and converts it into an electrical signal, or other radiation such as visible light with a scintillator or the like.
  • irradiated radiation such as X-rays
  • indirect radiographic imaging devices have been developed that convert charges to electromagnetic waves after being converted into electrical signals by generating electric charges with photoelectric conversion elements such as photodiodes in accordance with the energy of the converted and irradiated electromagnetic waves.
  • the detection element in the direct type radiographic imaging apparatus and the photoelectric conversion element in the indirect type radiographic imaging apparatus are collectively referred to as a radiation detection element.
  • This type of radiographic imaging device is known as an FPD (Flat Panel Detector) and has been conventionally formed integrally with a support base (or a Bucky apparatus) (see, for example, Patent Document 1).
  • FPD Full Panel Detector
  • a portable radiographic imaging device in which an element or the like is housed in a housing has been developed and put into practical use (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
  • the radiation detection elements 7 are usually arranged in a two-dimensional form (matrix) on the detection unit P, and each radiation detection element 7 is arranged.
  • switch means each formed of a thin film transistor (Thin Film Transistor, hereinafter referred to as TFT) 8. Then, before the radiation image is taken, that is, before the radiation image taking device is irradiated with radiation from the radiation generating device, excessive charge remaining in each radiation detecting element 7 is released while appropriately controlling the on / off of the TFT 8. In many cases, the reset process is performed.
  • TFT Thin Film Transistor
  • each radiation detection element 7 After the reset processing of each radiation detection element 7 is completed, radiation is generated in a state where all the TFTs 8 are turned off by applying an off voltage to the TFTs 8 through the scanning lines 6 from the gate drivers 15b of the scanning driving means 15.
  • a charge corresponding to the radiation dose is generated in each radiation detection element 7 and accumulated in each radiation detection element 7.
  • each line of the scanning line 5 to which an on-voltage for signal readout is applied from the gate driver 15b of the scanning driving means 15 In many cases, L1 to Lx are sequentially switched, and the charges accumulated therein are read out from each radiation detection element 7 and read out as image data by charge-voltage conversion in the reading circuit 17.
  • Patent Documents 4 and 5 while the radiation image capturing apparatus is being irradiated with radiation, the lines L1 to Lx of the scanning line 5 to which the ON voltage is applied from the gate driver 15b of the scanning driving unit 15 are sequentially switched. A radiographic imaging apparatus and a method for reading out image data are described in which image data readout processing from the radiation detection element 7 is repeated.
  • an on-voltage is sequentially applied to each of the lines L1 to Lx of the scanning line 5 to read out image data among all the radiation detection elements 7 arranged on the detection unit P.
  • the period for reading out each image data from each radiation detection element 7 is one frame, the charges generated in the radiation detection element 7 due to the irradiation of radiation are divided and read out by the reading process of each frame.
  • the image data read for each frame from the frame where radiation irradiation is started to the next frame after the radiation irradiation is completed is added for each radiation detection element 7, and each radiation detection element is added.
  • the image data for every 7 is reconstructed.
  • the gate driver 15b sequentially applies the ON voltage to each scanning line 5 in order from the uppermost scanning line 5 in the figure, while the image data of each frame is changed.
  • the ON voltage is sequentially applied to the scanning line 5 of the portion ⁇ T indicated by hatching in FIG.
  • FIG. 43 does not indicate that radiation is applied only to the portion ⁇ T indicated by hatching, and the radiation is applied over the entire area of the detection unit P.
  • the image data for each frame for two or three times including this frame is added to each radiation.
  • the image data for each detection element 7 is reconstructed, as shown in FIGS. 44A and 44B, shading appears in the radiation image generated based on the reconstructed image data.
  • the signal line 6 extends.
  • each reconstructed image data d is viewed along the direction (the vertical arrow direction in FIG. 44A), as shown in FIG. 44B, an on-voltage is sequentially applied during irradiation with radiation.
  • the image data d in the image area ⁇ T corresponding to the scanning line 5 (that is, the hatched portion ⁇ T in FIG. 43) has a larger value than the image data d in the upper image area A and the lower image area B.
  • the portion of the image region ⁇ T in the radiographic image becomes slightly black (that is, darker) than the image region A and the image region B.
  • the radiation irradiated to the radiation image capturing apparatus 1 is irradiated to each TFT 8 or the irradiated radiation is irradiated.
  • the amount of charge q leaked from the radiation detection element 7 through each TFT 8 increases.
  • the amount of each charge q leaked from the other radiation detection elements 7 connected to the same signal line 6 in the image data di read out as the image data of the radiation detection elements 7i shown in FIG. Increases as you increase. Therefore, it is considered that the image data d in the image area ⁇ T is larger than the image data d in the image areas A and B.
  • image data reading processing is performed before radiation irradiation to the radiation imaging apparatus is started.
  • the reading process of the image data d is not continued even while the radiation image capturing apparatus is irradiated with radiation as in the invention of the present invention, but instead, at the time when radiation irradiation is started, the image data d is read. It can be considered that the reading process is stopped.
  • the read processing of the image data d is performed before the radiation irradiation to the radiation image capturing apparatus is started, and the read image data d rapidly increases and becomes a threshold value. It can be configured to detect that radiation has been irradiated when the value exceeds. Then, when it is detected that radiation irradiation has started, the reading process of the image data d is stopped, and charges generated in each radiation detection element 7 due to radiation irradiation are accumulated in each radiation detection element 7.
  • current detection means for detecting a current value flowing through a bias line 9 that connects each radiation detection element 7 and a bias power source or a connection line 10 that binds them (see FIG. 7 to be described later).
  • a bias line 9 that connects each radiation detection element 7 and a bias power source or a connection line 10 that binds them
  • connection line 10 that binds them
  • the value of the current detected by the current detection means is monitored, and the current value suddenly increases, for example, when the radiation imaging apparatus is irradiated with radiation when it exceeds a preset threshold value. It can also be configured to detect this. In this case as well, when it is detected that radiation irradiation has started, the readout processing of the image data d (or in this case, each radiation detection element that releases the charge remaining in each radiation detection element 7 from each radiation detection element 7) The reset processing of the element 7 may be performed.) Is stopped, and the charge generated in each radiation detection element 7 due to the irradiation of radiation is accumulated in each radiation detection element 7.
  • image data D image data as a main image read after radiation irradiation by the radiographic imaging apparatus as described above (hereinafter referred to as image data D in order to distinguish it from the image data read before radiographic imaging).
  • image data D image data due to the true charge generated by radiation irradiation
  • true image data D * true image data
  • image data D * resulting from only true charges generated by radiation irradiation
  • the offset data O resulting from the dark charge is acquired under the condition that the radiation imaging apparatus is not irradiated with radiation, and the true condition is obtained according to the following formula (2) obtained by modifying the formula (1). It is configured to calculate image data D * .
  • D * DO (2)
  • JP-A-9-73144 JP 2006-058124 A Japanese Patent Laid-Open No. 6-342099 JP-A-9-140691 JP 7-72252 A JP 2009-219538 A
  • the reason why the lag does not disappear easily is that a part of electrons and holes generated in the radiation detection element 7 due to radiation irradiation transit to a kind of metastable energy level (metastable state). This is considered to be because the state of loss of mobility in the detection element is maintained for a relatively long time.
  • the offset data O due to the dark charge as described above is included in the offset data O acquired in the acquisition process performed after radiographic imaging.
  • offset data Odark offset data resulting from the dark charge
  • offset Olag due to lag is included. That is, the offset data O acquired after radiographic imaging is the sum of the offset data Odark caused by dark charge and the offset Olag due to lag, as shown in the following equation (3).
  • O Odark + Olag (3)
  • the offset Olag due to this lag remains in each radiation detection element 7 also in the subsequent radiographic image capturing, and is also a so-called afterimage in the image data D as the main image read out after the subsequent radiographic image capturing. As shown in FIG.
  • the radiation imaging apparatus and the radiation generation apparatus do not establish an interface as described above, and the radiation generation apparatus is in a so-called uncoordinated state with the radiation generation apparatus.
  • the image capturing apparatus itself is configured to detect the irradiation of radiation, the influence of the offset Olag due to this lag remains, and therefore, from the read image data D as the main image, according to the above equation (2). It has been found that even if the offset data O is subtracted, appropriate true image data D * may not be obtained. The cause will be described in detail later.
  • a console that performs image processing based on image data D or the like transmitted from the radiation image capturing apparatus or the radiation image capturing apparatus has an offset component due to lag when performing image processing on the image data D as the main image.
  • the influence of Olag can be accurately removed to obtain appropriate true image data D * , and the radiographic apparatus can obtain such appropriate true image data D *. It is desired that various necessary data can be acquired.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and a radiographic imaging apparatus capable of accurately eliminating an offset due to a lag from image data as a main image and radiographic imaging using the same
  • the purpose is to provide a system.
  • the radiographic imaging device of the present invention includes: A plurality of scanning lines and a plurality of signal lines arranged so as to intersect with each other; a plurality of radiation detecting elements arranged in a two-dimensional manner in each region partitioned by the plurality of scanning lines and the plurality of signal lines; A detector comprising: Switch means for discharging the charge accumulated in the radiation detection element to the signal line when an on-voltage is applied; Scan driving that sequentially applies an on-voltage to each scanning line and sequentially applies an on-voltage to each of the switch means connected to each of the scanning lines during a reading process of reading image data from each of the radiation detection elements.
  • a readout circuit that converts the electric charge emitted from the radiation detection element to the signal line and reads the image data during the readout process of the image data;
  • Control means for controlling at least the scanning drive means and the readout circuit to perform readout processing of the image data from the radiation detection elements;
  • the control means includes Prior to radiographic image capturing, the scanning drive means sequentially applies an on-voltage to the scanning lines to cause the image data to be read from the radiation detection element, so that the image is read without being irradiated with radiation.
  • the image data read in a state in which no radiation is irradiated is acquired as offset data for each of the radiation detection elements,
  • the image data as the main image read in the radiographic imaging based on the offset by the lag calculated for each radiation detection element based on the offset data and the dark image data, or the radiation is corrected.
  • the radiographic imaging system of the present invention is A plurality of scanning lines and a plurality of signal lines arranged to cross each other; A plurality of radiation detection elements arranged two-dimensionally in each region partitioned by the plurality of scanning lines and a plurality of signal lines; Switch means for discharging the charge accumulated in the radiation detection element to the signal line when an on-voltage is applied; Scan driving that sequentially applies an on-voltage to each scanning line and sequentially applies an on-voltage to each of the switch means connected to each of the scanning lines during a reading process of reading image data from each of the radiation detection elements.
  • a readout circuit that converts the electric charge emitted from the radiation detection element to the signal line and reads the image data during the readout process of the image data;
  • Control means for controlling at least the scanning drive means and the readout circuit to perform readout processing of the image data from the radiation detection elements;
  • a communication means for transmitting / receiving information to / from an external device;
  • the control means includes Prior to radiographic image capturing, the image data read out in a state in which no radiation is irradiated by applying an on-voltage to each scanning line sequentially from the scanning drive unit and performing a reading process of the image data from the radiation detection element.
  • the radiographic image capturing apparatus that acquires the image data read in a state in which radiation is not irradiated as offset data for each of the radiation detection elements, The main image read in the radiographic imaging based on the offset due to the lag calculated for each of the radiation detection elements based on the offset data and the dark image data transmitted from the radiographic imaging device.
  • the image data as, or a console for correcting the image data as a main image read out by radiographic imaging performed after radiographic imaging using the radiographic imaging device, It is characterized by providing.
  • the control means and console of the radiographic image capturing apparatus subtract dark image data from offset data and offset by a lag included in the offset data. Minutes are calculated for each radiation detection element. Then, based on the offset by the calculated lag, the offset by the lag included in the image data as the main image is estimated, and the main image data read out by the radiographic image capturing or after the radiographic image capturing is performed. The image data as the main image is corrected by subtracting the offset due to the lag, etc., from the image data as the main image read in the radiographic image reading.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. It is a top view which shows the structure of the board
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line YY in FIG. It is a side view explaining the board
  • 6 is a timing chart showing charge reset switches, pulse signals, and TFT on / off timings in image data read processing. It is a graph showing the change of the voltage value etc. in a correlated double sampling circuit. It is a figure which shows the whole structure of the radiographic imaging system which concerns on each embodiment. This represents the timing of applying the on-voltage to each scanning line in the image data reading process before radiographic image capturing, and the timing for explaining that the application of the on-voltage to each scanning line is stopped when the start of radiation irradiation is detected It is a chart.
  • 6 is a timing chart showing on / off timings of charge reset switches and TFTs in a leak data read process. It is a figure explaining that each electric charge which leaked from each radiation detection element via TFT is read as leak data. It is a timing chart in the case of performing the reading process of leak data and the reset process of each radiation detection element alternately. It is a block diagram showing an example of the equivalent circuit of the radiographic imaging apparatus provided with the electric current detection means. 6 is a timing chart showing the timing of application of an on-voltage to each scanning line in the transition from the image data readout process before radiographic imaging to the charge accumulation mode and the main image data readout process. It is a timing chart showing the timing of application of ON voltage to each scanning line in the offset data acquisition process.
  • FIG. 6 is a timing chart showing application timing of on-voltage to each scanning line in dark image data acquisition processing performed by providing a period for applying off-voltage for the same time as that required for the charge accumulation mode. It is a figure explaining the lag in which the dark charge which generate
  • FIG. 27 is a graph showing that the relative tendency shown in FIG.
  • FIG. 26 has the same attenuation tendency with respect to the elapsed time from the start of radiation irradiation even if the start scanning line is different. It is the graph which each plotted the constant y about the line number of the scanning line. It is the graph which plotted the constant z about the line number of the scanning line, respectively. It is a figure showing the table which matches an image read-out number and the constants y and z. It is a figure showing the gate driver and gate IC which have an unconnected terminal.
  • FIG. 31 is a timing chart when an on-voltage is applied to a non-connected terminal in the offset data acquisition process or the like in the configuration of FIG. 30.
  • FIG. 31 is a timing chart when an on-voltage is applied to a non-connected terminal in the offset data acquisition process or the like in the configuration of FIG. 30.
  • FIG. 26 It is a figure showing the example of the table produced when an unconnected terminal exists in a gate driver. It is a graph showing the experimental result at the time of performing experiment similar to FIG. 26 changing various doses of the radiation to irradiate. 6 is a timing chart showing the timing of application of an on-voltage to each scanning line when reset processing of each radiation detection element is not performed between reading processing of main image data and acquisition processing of offset data. It is a graph showing the experimental result at the time of performing the experiment similar to FIG. 26 changing various doses of the radiation irradiated in the case of FIG.
  • 10 is a timing chart showing the timing of application of an on-voltage to each scanning line in the transition from the image data readout process before radiographic image capturing to the charge accumulation mode and the main image data readout process in the fifth embodiment.
  • 14 is a timing chart showing the timing of applying an on voltage to each scanning line in the offset data acquisition process of the fifth embodiment. It is a figure explaining the table regarding the offset part resulting from the dark charge for every radiation detection element. It is a figure explaining a group of tables.
  • 5 is a timing chart illustrating timings at which a voltage applied to each scanning line is switched between an on voltage and an off voltage in image data read processing.
  • 6 is a timing chart illustrating that image data read processing is repeatedly performed for each frame.
  • the radiographic imaging device is a so-called indirect radiographic imaging device that includes a scintillator or the like and converts the irradiated radiation into electromagnetic waves of other wavelengths such as visible light to obtain an electrical signal.
  • the present invention can also be applied to a direct radiographic imaging apparatus.
  • the radiographic image capturing apparatus that is, a so-called dedicated machine formed integrally with a support base or the like.
  • FIG. 1 is an external perspective view of the radiographic image capturing apparatus according to the present embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
  • the radiation image capturing apparatus 1 according to the present embodiment is configured by housing a scintillator 3, a substrate 4, and the like in a housing 2.
  • the housing 2 is formed of a material such as a carbon plate or plastic that transmits at least the radiation incident surface R. 1 and 2 show a case in which the housing 2 is a so-called lunch box type formed by a front plate 2A and a back plate 2B. However, the housing 2 is integrally formed in a rectangular tube shape. It is also possible to use a so-called monocoque type.
  • the side surface portion of the housing 2 can be opened and closed for replacement of a power switch 36, an indicator 37 composed of LEDs or the like, and a battery 41 (see FIG. 7 described later).
  • the lid member 38 and the like are disposed.
  • the side surface of the lid member 38 is a communication means for transmitting and receiving necessary information to and from an external device such as a console 58 (see FIG. 12 described later) or the like in a wireless manner.
  • An antenna device 39 is embedded.
  • the installation position of the antenna device 39 is not limited to the side surface portion of the lid member 38, and the antenna device 39 can be installed at an arbitrary position of the radiographic image capturing apparatus 1.
  • the number of antenna devices 39 to be installed is not limited to one, and a plurality of antenna devices 39 may be provided.
  • a base 31 is disposed inside the housing 2 via a lead thin plate (not shown) on the lower side of the substrate 4, and an electronic component 32 and the like are disposed on the base 31.
  • the PCB substrate 33, the buffer member 34, and the like are attached.
  • a glass substrate 35 for protecting the substrate 4 and the radiation incident surface R of the scintillator 3 is disposed.
  • the scintillator 3 is arranged so as to face a detection unit P described later of the substrate 4.
  • the scintillator 3 is, for example, a phosphor whose main component is converted into an electromagnetic wave having a wavelength of 300 to 800 nm, that is, an electromagnetic wave centered on visible light when it receives radiation, and that is output.
  • the substrate 4 is formed of a glass substrate. As shown in FIG. 3, a plurality of scanning lines 5 and a plurality of signal lines are provided on a surface 4 a of the substrate 4 facing the scintillator 3. 6 are arranged so as to cross each other. In each small region r defined by the plurality of scanning lines 5 and the plurality of signal lines 6 on the surface 4 a of the substrate 4, radiation detection elements 7 are respectively provided.
  • the region is a detection unit P.
  • a photodiode is used as the radiation detection element 7, but other than this, for example, a phototransistor or the like can also be used.
  • Each radiation detection element 7 is connected to the source electrode 8s of the TFT 8 serving as a switch means, as shown in the enlarged views of FIGS.
  • the drain electrode 8 d of the TFT 8 is connected to the signal line 6.
  • the TFT 8 is turned on when an on-voltage is applied to the connected scanning line 5 by the scanning driving means 15 described later and applied to the gate electrode 8g via the scanning line 5, and the radiation detection element The electric charge accumulated in 7 is emitted to the signal line 6.
  • the TFT 8 is turned off when an off voltage is applied to the connected scanning line 5 and applied to the gate electrode 8 g via the scanning line 5, and the charge from the radiation detection element 7 to the signal line 6 is turned off. Is stopped, and the charge is held and accumulated in the radiation detection element 7.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line YY in FIG.
  • a gate electrode 8g of a TFT 8 made of Al, Cr or the like is formed on the surface 4a of the substrate 4 so as to be integrally laminated with the scanning line 5, and silicon nitride (laminated on the gate electrode 8g and the surface 4a).
  • An upper portion of the gate electrode 8g on the gate insulating layer 81 made of SiN x ) or the like is connected to the first electrode 74 of the radiation detection element 7 via a semiconductor layer 82 made of hydrogenated amorphous silicon (a-Si) or the like.
  • the formed source electrode 8s and the drain electrode 8d formed integrally with the signal line 6 are laminated.
  • the source electrode 8s and the drain electrode 8d are divided by a first passivation layer 83 made of silicon nitride (SiN x ) or the like, and the first passivation layer 83 covers both electrodes 8s and 8d from above.
  • ohmic contact layers 84a and 84b formed in an n-type by doping hydrogenated amorphous silicon with a group VI element are stacked between the semiconductor layer 82 and the source electrode 8s and the drain electrode 8d, respectively.
  • the TFT 8 is formed as described above.
  • an auxiliary electrode 72 is formed by laminating Al, Cr, or the like on the insulating layer 71 formed integrally with the gate insulating layer 81 on the surface 4 a of the substrate 4.
  • a first electrode 74 made of Al, Cr, Mo or the like is laminated on the auxiliary electrode 72 with an insulating layer 73 formed integrally with the first passivation layer 83 interposed therebetween.
  • the first electrode 74 is connected to the source electrode 8 s of the TFT 8 through the hole H formed in the first passivation layer 83.
  • the auxiliary electrode 72 is not necessarily provided.
  • a p layer 77 formed by doping a group III element into silicon and forming a p-type layer is formed by laminating sequentially from below.
  • the radiation irradiated with respect to the radiographic imaging apparatus 1 injects from the radiation entrance surface R of the housing
  • the electromagnetic wave reaches the i layer 76 of the radiation detection element 7, and electron-hole pairs are generated in the i layer 76.
  • the radiation detection element 7 converts the electromagnetic waves irradiated from the scintillator 3 into electric charges (electron hole pairs).
  • a second electrode 78 made of a transparent electrode such as ITO is laminated and formed so that the irradiated electromagnetic wave reaches the i layer 76 and the like.
  • the radiation detection element 7 is formed as described above. The order of stacking the p layer 77, the i layer 76, and the n layer 75 may be reversed. Further, in the present embodiment, a case where a so-called pin-type radiation detection element formed by sequentially stacking the p layer 77, the i layer 76, and the n layer 75 as described above is used as the radiation detection element 7. However, it is not limited to this.
  • a bias line 9 for applying a bias voltage to the radiation detection element 7 is connected to the upper surface of the second electrode 78 of the radiation detection element 7 via the second electrode 78.
  • the second electrode 78 and the bias line 9 of the radiation detection element 7, the first electrode 74 extended to the TFT 8 side, the first passivation layer 83 of the TFT 8, that is, the upper surfaces of the radiation detection element 7 and the TFT 8 are A second passivation layer 79 made of silicon nitride (SiN x ) or the like is covered from above.
  • one bias line 9 is connected to a plurality of radiation detection elements 7 arranged in rows, and each bias line 9 is connected to a signal line 6. Are arranged in parallel with each other. Further, each bias line 9 is bound to the connection 10 at a position outside the detection portion P of the substrate 4.
  • each scanning line 5, each signal line 6, and connection 10 of the bias line 9 are input / output terminals (also referred to as pads) provided near the edge of the substrate 4. 11 is connected.
  • each input / output terminal 11 has an anisotropic COF (Chip On Film) 12 in which a chip such as a gate IC 12 a constituting a gate driver 15 b of the scanning drive means 15 described later is incorporated on a film. They are connected via an anisotropic conductive adhesive material 13 such as a conductive conductive adhesive film (Anisotropic Conductive Film) or an anisotropic conductive paste (Anisotropic Conductive Paste).
  • the COF 12 is routed to the back surface 4b side of the substrate 4 and connected to the PCB substrate 33 described above on the back surface 4b side.
  • substrate 4 part of the radiographic imaging apparatus 1 is formed.
  • illustration of the electronic component 32 and the like is omitted.
  • FIG. 7 is a block diagram showing an equivalent circuit of the radiographic imaging apparatus 1 according to the present embodiment
  • FIG. 8 is a block diagram showing an equivalent circuit for one pixel constituting the detection unit P.
  • each radiation detection element 7 of the detection unit P of the substrate 4 has the bias line 9 connected to the second electrode 78, and each bias line 9 is bound to the connection 10 to the bias power supply 14. It is connected.
  • the bias power supply 14 applies a bias voltage to the second electrode 78 of each radiation detection element 7 via the connection 10 and each bias line 9.
  • the bias power supply 14 is connected to a control means 22 described later, and the control means 22 controls the bias voltage applied to each radiation detection element 7 from the bias power supply 14.
  • the bias line 9 is connected via the second electrode 78 to the p-layer 77 side (see FIG. 5) of the radiation detection element 7.
  • the bias power supply 14 supplies a voltage equal to or lower than a voltage applied to the second electrode 78 of the radiation detection element 7 via the bias line 9 as a bias voltage on the first electrode 74 side of the radiation detection element 7 (that is, a so-called reverse bias voltage). Is applied.
  • the first electrode 74 of each radiation detection element 7 is connected to the source electrode 8s of the TFT 8 (indicated as S in FIGS. 7 and 8), and the gate electrode 8g of each TFT 8 (FIGS. 7 and 8). Are respectively connected to the lines L1 to Lx of the scanning line 5 extending from a gate driver 15b of the scanning driving means 15 described later. Further, the drain electrode 8 d (denoted as D in FIGS. 7 and 8) of each TFT 8 is connected to each signal line 6.
  • the scan driver 15 includes a power supply circuit 15a for supplying an on voltage and an off voltage to the gate driver 15b via the wiring 15c, and a voltage to be applied to each line L1 to Lx of the scan line 5 between the on voltage and the off voltage.
  • a gate driver 15b that switches between the on state and the off state of each TFT 8 is provided.
  • the scanning drive unit 15 sequentially applies an ON voltage to each of the lines L1 to Lx of the scanning line 5 in accordance with an instruction from the control unit 22 described later, The state in which the off voltage is applied to all the lines L1 to Lx is maintained.
  • the TFT 8 serving as the switch means, when an ON voltage is applied to the gate electrode 8g from the gate driver 15b of the scan drive means 15 via the scan line 5, charges stored in the radiation detection element 7 are transferred to the signal line 6.
  • the off voltage is applied to the gate electrode 8g, the emission of the charge from the radiation detection element 7 is stopped and the generated charge is accumulated in the radiation detection element 7.
  • each signal line 6 is connected to each readout circuit 17 formed in each readout IC 16.
  • the readout IC 16 is provided with one readout circuit 17 for each signal line 6.
  • the readout circuit 17 includes an amplification circuit 18 and a correlated double sampling circuit 19.
  • An analog multiplexer 21 and an A / D converter 20 are further provided in the reading IC 16. 7 and 8, the correlated double sampling circuit 19 is represented as CDS. In FIG. 8, the analog multiplexer 21 is omitted.
  • the amplifier circuit 18 is configured by a charge amplifier circuit, and is configured by connecting a capacitor 18b and a charge reset switch 18c in parallel to the operational amplifier 18a and the operational amplifier 18a, respectively.
  • a power supply unit 18 d for supplying power to the amplifier circuit 18 is connected to the amplifier circuit 18.
  • a switch 18e that opens and closes in conjunction with the charge reset switch 18c is provided between the operational amplifier 18a and the correlated double sampling circuit 19.
  • the signal line 6 is connected to the inverting input terminal on the input side of the operational amplifier 18 a of the amplifier circuit 18, and the reference potential V 0 is applied to the non-inverting input terminal on the input side of the amplifier circuit 18.
  • the reference potential V 0 is set to an appropriate value, and in this embodiment, for example, 0 [V] is applied.
  • the charge reset switch 18c of the amplifier circuit 18 is connected to the control means 22, and is controlled to be turned on / off by the control means 22, so that the charge reset switch 18c is turned on.
  • the switch 18e is turned off in conjunction with it, and when the charge reset switch 18c is turned off, the switch 18e is turned on in conjunction with it.
  • each TFT 8 is turned on with the charge reset switch 18c turned on (and the switch 18e turned off). Then, the charge accumulated from each radiation detection element 7 is released to the signal line 6 through each TFT 8 which is turned on, and the charge flows through the signal line 6, and the charge reset switch of the amplifier circuit 18. Pass 18c.
  • the charge that has passed through the charge reset switch 18c passes through the operational amplifier 18a from the output terminal side of the operational amplifier 18a, and is grounded from the non-inverting input terminal or flows out to the power supply unit 18d. The charge remaining in the inside is released, and the reset processing of each radiation detection element 7 is performed.
  • the charge reset switch 18c is turned on (and the switch 18e is turned on), and is turned on.
  • the charge accumulated from each radiation detection element 7 via each TFT 8 is released to the signal line 6, and the charge flows through the signal line 6 and flows into the capacitor 18 b of the amplifier circuit 18 and is accumulated.
  • a voltage value corresponding to the amount of charge accumulated in the capacitor 18b is output from the output side of the operational amplifier 18a. In this way, the amplifier circuit 18 outputs a voltage value according to the amount of charge output from each radiation detection element 7 and converts the charge voltage.
  • the amplifier circuit 18 may be configured to output a current in accordance with the charge output from the radiation detection element 7.
  • the charge reset switch 18c is turned on, and when the switch 18e is turned off, the input side and the output side of the amplifier circuit 18 are short-circuited.
  • the charge accumulated in 18b is discharged.
  • the discharged electric charge passes through the operational amplifier 18a from the output terminal side of the operational amplifier 18a, goes out from the non-inverting input terminal and is grounded, or flows out to the power supply unit 18d, whereby the amplifier circuit 18 is reset. ing.
  • a correlated double sampling circuit (CDS) 19 is connected to the output side of the amplifier circuit 18.
  • the correlated double sampling circuit 19 has a sample and hold function.
  • the sample and hold function in the correlated double sampling circuit 19 is turned on / off by a pulse signal transmitted from the control means 22. To be controlled.
  • the charge reset switch 18c of the amplifier circuit 18 of each reading circuit 17 is controlled to be turned off.
  • the so-called kTC noise is generated at the moment when the charge reset switch 18c is turned off, and the charge caused by the kTC noise accumulates in the capacitor 18b of the amplifier circuit 18.
  • the voltage value output from the amplifier circuit 18 starts from the above-described reference potential V 0 at the moment when the charge reset switch 18c is turned off (indicated as “18coff” in FIG. 11). It changes by the amount of electric charge caused by kTC noise and changes to a voltage value Vin.
  • the control means 22 transmits the first pulse signal Sp1 to the correlated double sampling circuit 19 as shown in FIG. 10, and at that time (shown as “CDS hold” (left side in FIG. 11)).
  • the voltage value Vin output from the amplifier circuit 18 is held.
  • an on-voltage is applied to one scanning line 5 (for example, the line Ln of the scanning line 5) from the gate driver 15b of the scanning driving means 15, and a gate electrode 8g is applied to the scanning line 5.
  • the TFTs 8 connected to each other are turned on (refer to FIG. 10; indicated as “TFTon” in FIG. 11)
  • the charges accumulated from the radiation detecting elements 7 connected to these TFTs 8 are applied to the signal lines 6.
  • the voltage value output from the amplifier circuit 18 rises according to the amount of charge stored in the capacitor 18b.
  • the control means 22 switches the on-voltage applied to the scanning line 5 from the gate driver 15b to the off-voltage and turns the gate electrode 8g on the scanning line 5 as shown in FIG. Is turned off (indicated as “TFToff” in FIG. 11), and at this stage, the second pulse signal Sp2 is transmitted to each correlated double sampling circuit 19, and at that time, the amplifier circuit 18 The output voltage value Vfi is held (displayed as “CDS hold” (right side) in FIG. 11).
  • each correlated double sampling circuit 19 When each correlated double sampling circuit 19 holds the voltage value Vfi by the second pulse signal Sp2, it calculates the difference Vfi ⁇ Vin of the voltage value, and uses the calculated difference Vfi ⁇ Vin as the analog value image data d on the downstream side. To output.
  • the image data d of each radiation detection element 7 output from the correlated double sampling circuit 19 is transmitted to the analog multiplexer 21 and sequentially transmitted from the analog multiplexer 21 to the A / D converter 20. Then, the A / D converter 20 sequentially converts the image data d into digital values, outputs them to the storage means 40, and sequentially stores them.
  • the control means 22 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a RAM (Random Access Memory), an input / output interface connected to the bus, an FPGA (Field Programmable Gate Array), etc. It is configured. It may be configured by a dedicated control circuit. And the control means 22 controls operation
  • DRAM Dynamic RAM
  • the above-described antenna device 39 is connected to the control unit 22, and each member such as the detection unit P, the scanning drive unit 15, the readout circuit 17, the storage unit 40, the bias power supply 14, and the like.
  • a battery 41 for supplying electric power is connected.
  • a connection terminal 42 for charging the battery 41 by supplying power to the battery 41 from a charging device (not shown) is attached to the battery 41.
  • control unit 22 controls the bias power supply 14 to set or vary the bias voltage applied from the bias power supply 14 to each radiation detection element 7. It is designed to control the operation.
  • control means 22 performs the acquisition process of the dark image data Od before the radiographic image capturing performed by irradiating the radiographic image capturing apparatus 1 with radiation, and the image data as the main image after the radiographic image capturing.
  • the process of reading D is performed, and thereafter the process of acquiring the offset data O is performed.
  • FIG. 12 is a diagram showing an overall configuration of the radiographic image capturing system according to the present embodiment.
  • the radiographic imaging system 50 includes, for example, an imaging room R ⁇ b> 1 that irradiates radiation and images a subject (part of the patient's imaging target) that is a part of the patient's body (not shown), Are arranged in the front chamber R2 in which various operations such as control of the start of radiation applied to the subject by the operator, etc., and the outside thereof are performed.
  • a bucky device 51 that can be loaded with the radiographic imaging device 1 described above, a radiation source 52 that includes an X-ray tube (not shown) that generates radiation to irradiate a subject, and a radiation generation device 55 that controls the radiation source 52 are provided.
  • a radiation generating device 55 communicates with the console 58 or when the radiographic image capturing device 1 communicates wirelessly with the console 58, a relay 54 provided with a wireless antenna 53 that relays these communications is provided. .
  • the radiographic imaging device 1 is the bucky device 51. Or may be formed integrally with a support base or the like.
  • the radiographic image capturing apparatus 1 transmits and receives necessary information to and from the console 58 via the antenna device 39 (see FIG. 1 and FIG. 7) and the repeater 54 in a wireless manner.
  • a cable may be provided between the repeater 54 and each bucky device 51, and the cable may be connected to the radiographic image capturing device 1 so as to transmit and receive in a wired manner.
  • the repeater 54 is connected to a radiation generator 55 and a console 58.
  • the repeater 54 receives a signal for LAN communication when transmitting information between the repeater 54 and the console 58, etc.
  • a converter (not shown) that converts the signal into a signal for transmitting information to and from the generator 55 and vice versa is incorporated.
  • the front room R2 is provided with an operation console 57 for the radiation generating device 55.
  • the operation console 57 is operated by an operator such as a radiologist to transmit radiation to the radiation generating device 55.
  • An exposure switch 56 for instructing the start of irradiation is provided.
  • the radiation generator 55 moves the radiation source 52 to a predetermined position so as to appropriately irradiate the radiation image capturing apparatus 1 loaded in the bucky device 51, adjusts the radiation direction, Various controls such as adjusting a diaphragm (not shown) so that radiation is irradiated in a predetermined region of the image capturing apparatus 1 or adjusting the radiation source 52 so that an appropriate dose of radiation is irradiated. This is performed for the radiation source 52.
  • the radiographic image capturing apparatus 1 may be mounted and used in the bucky device 51 as described above. In other words, it can be used alone.
  • the radiation image capturing apparatus 1 is disposed on the upper surface side in a single state, for example, on a bed provided in the imaging room R1 or on a bucky apparatus 51B for supine imaging as shown in FIG. (See FIG. 1)
  • the patient's hand which is the subject, can be placed on the top, or the patient's waist, legs, etc. lying on the bed can be inserted between the bed and the bed. It has become.
  • radiation image capturing is performed by irradiating the radiation image capturing apparatus 1 with radiation from a portable radiation source 52B or the like via a subject.
  • a console configured by a computer or the like that can perform image processing on image data based on the image data transmitted from the radiation image capturing apparatus 1 and generate a final radiation image.
  • 58 is provided outside the photographing room R1 and the front room R2. It is also possible to configure the console 58 so as to be provided, for example, in the front chamber R2.
  • the console 58 includes display means 58a configured by a CRT (Cathode Ray Tube), an LCD (Liquid Crystal Display) or the like, and the console 58 is an HDD (Hard Disk Drive) or the like.
  • a configured storage means 59 is connected or built in.
  • a preview image based on image data acquired by radiographic imaging is displayed on the console 58, or the radiographic imaging apparatus 1 is set between a wake-up state and a sleep state.
  • Method 1 For example, as shown in FIG. 41 described above, the image data d is read out while sequentially applying the ON voltage from the gate driver 15b to the lines L1 to Lx of the scanning line 5 for each frame before radiographic imaging. Configure to do.
  • the image data d read out by applying the on-voltage to the line Ln of the scanning line 5 is significantly higher than the image data d read out before that, for example, exceeds a preset threshold value. In this case, it is possible to determine that the radiation imaging apparatus 1 has started irradiation of radiation at that time and detect the start of radiation irradiation.
  • the image data d is read out at that time as shown in FIG.
  • the process that is, the application of the on-voltage to each scanning line 5 after the line Ln + 1 is stopped, and the off-voltage is applied to all the lines L1 to Lx of the scanning line 5 from the gate driver 15b of the scanning driving means 15;
  • the mode shifts to a charge accumulation mode in which charges are accumulated in each radiation detection element 7.
  • FIG. 13 shows the effective accumulation time T * , which will be described later.
  • each readout circuit 17 is operated as shown in FIG. 14 in a state where an off voltage is applied to all the lines L1 to Lx of the scanning line 5 before radiographic image capturing. That is, as in the case of the image data d reading process, the charge reset switch 18c (see FIG. 8) of the amplifier circuit 18 of the reading circuit 17 is turned off and the charge is stored in the capacitor 18b. 22, the pulse signals Sp1 and Sp2 are transmitted to the correlated double sampling circuit 19 to perform sampling, but the on / off operation of each TFT 8 is not performed during that time.
  • each readout circuit 17 When each readout circuit 17 is operated in this way, as shown in FIG. 15, each charge q leaked from each radiation detection element 7 via each TFT 8 turned off is accumulated in the capacitor 18b of the amplifier circuit 18. Is done. Therefore, a voltage value corresponding to the accumulated charge, that is, a total value of the charge q leaked from each radiation detection element 7 is output from the amplifier circuit 18, and the correlation double sampling circuit 19, not shown in FIG. The leaked data dleak is read out after being sampled.
  • each radiation detection element 7i via each TFT 8 is passed through each TFT 8.
  • the charge q leaked from the battery increases, and the total value thereof increases. For this reason, the value of the leak data dleak to be read increases.
  • the leak data dleak is configured to be read periodically, and when the read leak data dleak rises higher than the leak data dleak read before that, for example, exceeds a preset threshold value, It is possible to determine that the radiation imaging apparatus 1 has started radiation irradiation at that time and detect the radiation irradiation start.
  • the reading process of the leak data dleak is performed in a state where an off voltage is applied to each line L1 to Lx of the scanning line 5 and each TFT 8 is turned off as described above. If the off voltage is still applied to the lines L1 to Lx of the scanning line 5 as described above, dark charges are accumulated in the radiation detection elements 7.
  • the leak data dleak reading process as described above and the reset process of each radiation detection element 7 performed by sequentially applying the ON voltage to each line L1 to Lx of the scanning line 5 are performed.
  • it can be configured to be performed alternately.
  • the readout process of the leak data dleak and the readout process of the image data d from each radiation detection element 7 are performed. It is also possible to configure so as to be performed alternately. In such a configuration, the read image data d can be configured not to be used for detection of the start of radiation irradiation to the radiographic imaging apparatus 1, and the read leak data dleak It is also possible to configure so as to detect the start of radiation irradiation with respect to the radiation image capturing apparatus 1 using both the image data d and the image data d.
  • a current detection means 43 for detecting a current value flowing through the bias line 9 connecting the radiation detection elements 7 and the bias power source 14 or the connection line 10 binding them is provided.
  • current detection means is provided in each scanning line 5, wiring 15c (see FIG. 7) connecting the power supply circuit 15a of the scanning driving means 15 and the gate driver 15b, etc., and the connection line 10, scanning line 5, wiring 15c, etc. Can be configured to monitor the value of the current flowing through.
  • the radiation image capturing apparatus 1 while the radiation image capturing apparatus 1 is not irradiated with radiation, only dark charges are generated in each radiation detection element 7 and no charges are generated due to irradiation of radiation.
  • the image capturing apparatus 1 When the image capturing apparatus 1 is irradiated with radiation, the value of the current flowing as described above increases. Therefore, it can be configured to detect that radiation irradiation has started when the value of the current detected by the current detection means 43 or the like exceeds a preset threshold value, for example.
  • the method for detecting that radiation irradiation has started in the radiographic imaging device 1 itself is not limited to the above-described methods 1 to 3, and for example, a radiation sensor is provided in the radiographic imaging device 1. It is also possible to configure so as to detect the start of radiation irradiation, and an appropriate method can be adopted.
  • main image data D the image data D as the main image read after radiographic image capturing.
  • the image data d As shown in FIG. 13, at the time when the start of radiation irradiation is detected based on the image data d read by applying the on-voltage to the line Ln of the scanning line 5, the image data d The reading process is stopped, and an off voltage is applied to all the lines L1 to Lx of the scanning line 5 to shift to the charge accumulation mode.
  • the main image data D is read after a predetermined time ⁇ has elapsed since the transition to the charge accumulation mode.
  • irradiation of the radiation with respect to the radiographic imaging apparatus 1 is complete
  • the on-voltage is applied at the time of detecting that the irradiation of the radiation is started in the reading process of the image data d before the radiographic image capturing or the just before the main image data D is read out.
  • the on-voltage is applied from the scanning line 5 (the line Ln + 1 of the scanning line 5 in the case of FIG. 18) to which the on-voltage is to be applied next to the scanning line 5 (the line Ln of the scanning line 5 in the case of FIG. 18).
  • the image data D is read out by sequentially applying an ON voltage to each scanning line 5.
  • the on-voltage is applied to a certain scanning line 5 at the same timing as the reading process of the image data d before radiographic image capturing.
  • the on-voltage is applied to the lines Ln + 1 to Lx and L1 to Ln of the scanning line 5 from the gate driver 15b of the scanning driving means 15 at the same timing as the timing from the application to the application of the on-voltage to the next scanning line 5.
  • each radiation detection for one frame is subsequently performed as shown in FIG.
  • the reset process of the element 7 is performed. It is also possible to configure so that the reset processing of each radiation detection element 7 is performed for a predetermined number of frames.
  • each radiation detection element 7 After the reset processing of each radiation detection element 7 is performed, an off voltage is applied to each scanning line 5 for a predetermined time ⁇ , and then each line Ln + of the scanning line 5 is processed at the same timing as in the case of the main image data D. An ON voltage is sequentially applied to 1 to Lx and L1 to Ln, and the offset data O is read out and acquired from each radiation detection element 7 (offset data O acquisition process).
  • the radiation image capturing apparatus 1 is irradiated with radiation from the radiation source 52 (see FIG. 12).
  • the radiation image capturing apparatus 1 is not irradiated with radiation.
  • 18 and FIG. 19 show the effective accumulation time T, which will be described later.
  • the on-voltage is applied to each of the lines L1 to Lx of the scanning line 5 before radiographic imaging, that is, before radiation is applied to the radiographic imaging apparatus 1.
  • the on-voltage is applied to each of the lines L1 to Lx of the scanning line 5 before radiographic imaging, that is, before radiation is applied to the radiographic imaging apparatus 1.
  • the image data d in this case is data read before the radiation image capturing apparatus 1 is irradiated with radiation
  • the image data d includes the true image data D * , that is, the radiation image capturing apparatus 1 described above.
  • image data resulting from the electric charge generated in each radiation detecting element 7 due to the irradiation of radiation is not included.
  • the image data d includes a so-called lag caused by the charge generated in each radiation detection element 7 due to the irradiation of radiation.
  • the offset Olag is not included, and is data resulting only from dark charges generated in each radiation detection element 7.
  • the image data d read out before radiographic image capture is scanned in the scanning line 5 in the next frame after the on-voltage applied to the scanning line 5 is switched to the off-voltage in a certain frame and the TFT 8 is turned off.
  • the dark voltage generated in each radiation detection element 7 during the period until the on-voltage applied to is switched to the off-voltage (hereinafter, this time is referred to as the effective accumulation time; for example, see the effective accumulation time T * in FIG. 13).
  • the data is derived only from the charge.
  • the image data d can be used as the offset data Odark described above, that is, the offset data Odark caused by the dark charge contained in the read main image data D.
  • this image data d is read before radiographic imaging, and is not offset data Odark itself included in the main image data D read after radiographic imaging. In the present invention, this radiographic imaging is used.
  • the previously acquired image data d is referred to as dark image data Od.
  • the dark image data Od has a different value.
  • the dark image data Od is not necessarily equal to the effective accumulation time particularly when the effective accumulation time is short. It has been found that the value does not necessarily change proportionally.
  • the effective accumulation time T * (see FIG. 13) is the main image data D read process (see FIG. 18) and thereafter. This is shorter than the effective accumulation time T in the process of acquiring the offset data O (see FIG. 19) by the time ⁇ required for the charge accumulation mode (that is, the predetermined time ⁇ ).
  • the dark image data Od acquired before radiographic image capturing cannot be used as the offset data Odark.
  • a conversion rate for converting dark image data Od acquired in the case of the effective accumulation time T * into offset data Odark read out in the effective accumulation time T is experimentally determined in advance. I ask for it. Then, at the time of actual radiographic image capturing, image data d, that is, dark image data Od is read out and stored for each frame before radiographic image capturing, and is multiplied by a conversion factor to be included in the main image data D.
  • the offset data Odark can be calculated and estimated.
  • the effective accumulation time T * in the acquisition process of the dark image data Od before the radiographic image capturing is determined based on the reading process of the main image data D (see FIG. 18) and the subsequent acquisition process of the offset data O (see FIG. 19)) can be set to the same time as the effective accumulation time T. Therefore, it is possible to use the dark image data Od acquired before radiographic image capturing as it is as the same value as the offset data Odark included in the main image data D.
  • the image data d reading process (or the dark image data Od acquisition process) is not performed during the time ⁇ during which the off voltage is applied to each scanning line 5 as described above, radiographic imaging is performed during that time. Even if the irradiation of the apparatus 1 is started, the detection process of the start of irradiation based on the image data d (or the dark image data Od) cannot be performed, and the detection of the start of irradiation is delayed.
  • the process of acquiring the dark image data Od with a predetermined time ⁇ between the frames is performed at a predetermined ratio, for example, once during the reading process of the image data d every 10 frames. It is preferable to configure so that
  • the method 2 described above alternately performs the reading process of the leak data dleak and the reset process of each radiation detection element 7 before the radiographic imaging, or the current detection unit 43 is provided by the method 3 and the irradiation of radiation is performed.
  • the reset processing of each radiation detection element 7 is performed before radiographic image capturing, as in the case where the reset processing of each radiation detection element 7 is repeatedly performed before radiographic image capturing.
  • the electric charge emitted from each radiation detection element 7 is not read out as image data, but is grounded from the non-inverting input terminal through the operational amplifier 18a of the amplifier circuit 18 as described above, or a power supply unit. It flows out to 18d. Therefore, the dark image data Od cannot be acquired as it is.
  • each time in a certain frame at an appropriate timing before radiographic image capturing for example, it is performed once during the reset process of each radiation detection element 7 every 10 frames.
  • the reset process of the radiation detection element 7 After the reset process of the radiation detection element 7 is completed, it is possible to read the image data d, that is, the dark image data Od after applying the off voltage to each scanning line 5 for the predetermined time ⁇ . In this case, readout processing is not performed in other frames, and reset processing of each radiation detection element 7 is performed.
  • the console 58 performs image processing on the true image data D * calculated based on the main image data D obtained as described above, and a final radiation image is generated.
  • the acquired offset data O includes the offset Olag due to the lag in addition to the offset data Odark caused by the dark charge. Therefore, if the offset Olag due to the lag is not appropriately processed, even if the offset data O is subtracted from the main image data D according to the above equation (2), the appropriate true image data D * cannot be obtained. An appropriate radiographic image cannot be generated.
  • preprocessing for generating a final radiation image by image processing that is, preprocessing for calculating appropriate true image data D *
  • preprocessing specific to the present invention that is, the above-described processing is described below.
  • a process for correcting the main image data D by accurately eliminating the offset Olag due to the lag from the main image data D using the dark image data Od and the offset data O will be described.
  • the operation of the radiographic image capturing apparatus 1 and the radiographic image capturing system 50 according to the present embodiment will also be described.
  • This correction processing may be configured to be performed by the control means 22 of the radiographic image capturing apparatus 1 or may be configured to be performed by the console 58.
  • the correction process is configured to be performed by the console 58, necessary information such as the main image data D, the offset data O, and the dark image data Od is transmitted from the radiation image capturing apparatus 1 to the console 58.
  • the offset data O acquired after the reading process of the main image data D is included in each radiation detection element 7 during the effective accumulation time T (see FIG. 19) after the reading process of the main image data D.
  • offset offset Olag due to the lag generated by the radiation applied to the radiation image capturing apparatus 1 at the time of capturing the radiation image is included.
  • the offset data Odark caused by the dark charge is not necessarily read out as a value that increases in proportion to the effective accumulation time T, as in the case of the dark image data Od described above. Therefore, it is assumed that dark charges are generated at a constant rate per unit time as indicated by ⁇ in FIG. 21A.
  • the offset data Odark and the dark image data Od are calculated as an integral value of the effective accumulation time T of dark charges generated at a constant rate per unit time.
  • the dark image data Od, the offset Olag (D) due to the lag included in the main image data D, the offset data Od (D) resulting from the dark charge, and the offset data O are included.
  • the relationship between the offset amount Olag due to the lag and the offset data Odark caused by the dark charge is as shown in the image diagram of FIG. 21B.
  • FIG. 21B the timing at which the ON voltage is applied to each scanning line 5 is indicated by arrows. Further, in FIG. 21B, illustration of reset processing (see FIG. 19) of each radiation detection element 7 performed between the reading processing of the main image data D and the acquisition processing of the offset data O is omitted. Furthermore, in FIG. 21A and FIG. 21B, the illustration of the true image data D * resulting from the charge generated by the radiation irradiation is omitted. Note that the true image data D * is usually much larger than dark charges and lags.
  • the actual image data D includes true image data D * (not shown), offset Olag (D), and offset data Od (D) caused by dark charges.
  • D D * + Olag (D) + Od (D) (5) Holds.
  • the effective accumulation time T * (see FIG. 20) in the acquisition process of the dark image data Od performed in the reading process of the image data d before radiographic imaging, and the main image data D
  • the effective accumulation time T in the reading process (see FIG. 18) or the offset data O acquisition process (see FIG. 19) is configured to be equal
  • the offset data Od (D) resulting from the dark charge contained therein and the offset data Odark resulting from the dark charge contained in the offset data O are equal for all the radiation detection elements 7.
  • the arrow of FIG. As shown in the image diagram shown on the lower side, the reading process of the main image data D and the acquisition process of the offset data O are performed last in each of the lines L1 to Lx of the scanning line 5.
  • the offset Olag due to the included lag becomes a small value.
  • the offset Olag included in the offset data O has a large value.
  • the true image data D for each radiation detection element 7 * i.e. radiation was true image data D * is that due to the charge generated by irradiation of, should be the same value for all of the radiation detection element 7 .
  • the offset data depends on whether the acquisition process of the offset data O is performed on each of the lines L1 to Lx of the scanning line 5 after the radiation image capturing apparatus 1 is irradiated with radiation.
  • the offset Olag due to the lag contained in O becomes a large value or a small value.
  • the offset Olag due to the lag is the smallest in the line Ln of the scanning line 5 where the radiation start of the radiation imaging apparatus 1 is detected, and the next line Ln + 1 of the scanning line 5 is detected.
  • the offset Olag due to the lag becomes the largest.
  • the calculated true image data D * is changed from the first line L1 of the scanning line 5 to the line Ln as shown in FIG.
  • the value gradually increases toward the final line Lx of the scanning line 5 after the value of the line Ln + 1 of the next scanning line 5 suddenly decreases and a step occurs in the true image data D *. It will be in a state of growing.
  • the difference of the true image data D * for each scanning line 5 is expressed with high emphasis.
  • the scanning line is scanned even though the radiation image capturing apparatus 1 is uniformly irradiated with radiation.
  • the size of the true image data D * for each radiation detection element 7 changes every 5 and the true line between the line Ln of the scanning line 5 that detects the start of radiation irradiation and the next line Ln + 1. In some cases, a difference in level occurs in the image data D * .
  • the true image data D * is derived from the above equation (6).
  • D * D ⁇ Olag (D) ⁇ Od (D) (7)
  • To correct the main image data D by estimating the offset Olag (D) due to the lag included in the main image data D from the offset amount Olag due to the lag included in the offset data O.
  • True image data D * is calculated.
  • a and b are set to predetermined values.
  • the rate of occurrence of lag per unit time can be set as bexp (-at).
  • an offset voltage Olag (D) due to a lag included in the main image data D is applied to the scanning line 5 from the start of radiation irradiation. If the elapsed time until the reading process of the main image data D is performed is tp, it can be calculated according to the following equation (8). The elapsed time tp is different for each scanning line 5.
  • the offset amount Olag due to the lag included in the offset data O is applied to the scanning line 5 and the reading process of the main image data D is performed. Since the time until the offset data O acquisition process is performed is the effective accumulation time T described above, it can be calculated according to the following equation (9). In the present embodiment, as described above, the effective accumulation time T is the same time for each scanning line 5.
  • the offset Olag (D) due to the lag included in the main image data D is According to the following equation (11) obtained by modifying the above equation (10), it can be calculated and estimated based on the offset amount Olag due to the lag included in the offset data O.
  • the effective accumulation time T is a predetermined constant value, but tp is a different time for each scanning line 5 and can be calculated from the radiation irradiation start time and the radiation irradiation time. Is the elapsed time from the irradiation end time.
  • the offset Olag due to the lag contained in the offset data O is obtained from the offset data O according to the following equation (12) obtained by substituting the above equation (6) into the equation obtained by modifying the above equation (4). It can be calculated by subtracting the data Od.
  • Olag O-Odark
  • Olag O ⁇ Od (12)
  • the main image data D is corrected by estimating the offset Olag (D) due to the lag included in the main image data D from the offset Olag due to the lag included in the offset data O in this way.
  • the true image data D * is calculated by accurately removing the offset Olag (D) due to the lag from the main image data D.
  • the control unit 22 and the console 58 subtract the dark image data Od from the offset data O,
  • the offset amount Olag due to the lag included in is calculated for each radiation detection element 7.
  • an offset amount Olag (D) due to the lag included in the main image data D is estimated based on the calculated offset amount Olag due to the lag, and the offset amount due to the lag is determined from the main image data D read out in the radiographic image capturing.
  • the main image data D is corrected by subtracting Olag (D) or the like.
  • the offset Olag (D) due to the lag included in the main image data D can be accurately excluded from the main image data D. Then, it is possible to generate a final radiation image based on the main image data D in which the influence of the lag is accurately eliminated, that is, the true image data D * . Therefore, the influence of the lag can be accurately eliminated from the final radiographic image, and the image quality of the final radiographic image can be improved.
  • the offset amount Olag due to the lag is expressed from the start of radiation irradiation as shown in the following equation (14).
  • the case of approximation in the form of a power of the elapsed time t will be described, it is also possible to use such an approximate expression in the first embodiment. It is also possible to use an approximate expression of a form other than an exponential function or a power of elapsed time t.
  • the radiation image capturing apparatus 1 is again irradiated with radiation within the time close to the radiation image capturing (that is, the time during which the influence of the lag generated in the radiation image remains).
  • an offset Olag due to a lag generated in the previous radiographic imaging remains in each radiation detection element 7 and is superimposed as a so-called afterimage on the main image data D read out after subsequent radiographic imaging. It is known that
  • the previous radiation is obtained as shown in FIG. 23B.
  • An afterimage of the head of the subject photographed by the image photographing may be reflected in an image of the abdomen of the later subject.
  • it becomes difficult to see the radiographic image in later radiographic imaging For example, when using the radiographic image for diagnosis, for example, a doctor who viewed the radiographic image mistakenly looks at the lesion of the patient. There is a possibility.
  • the lag generated in the previous shooting continues to occur after the previous shooting as indicated by ⁇ 1 in FIG. 24, and continues to occur after the subsequent shooting as indicated by the hatching in FIG.
  • the continuously generated lag becomes an afterimage to be superimposed on the main image data D obtained by later photographing. Therefore, afterimages due to lag generated in the previous photographing are excluded from the main image data D read out in the subsequent photographing as follows.
  • the detection of the start of radiation irradiation to the radiographic imaging device 1 is performed, as in the case of the first embodiment described above, the readout process of the image data d before radiographic imaging, This can be done by monitoring the rise in the values of the image data d and the leak data dleak read in the leak data dleak read processing (see FIGS. 14 to 16).
  • the current detection means 43 is provided for the bias line 9 and the connection 10 (see FIG. 17), or the current detection means is provided for each scanning line 5, the wiring 15c of the scan driving means 15 (see FIG. 7), etc.
  • the configuration may be such that the start of radiation irradiation is detected by monitoring the value of the current flowing through 10, the scanning line 5, the wiring 15c, and the like.
  • the dark image data Od acquisition process (see FIG. 20) performed before radiographic image capturing has already been performed before the previous imaging, and is not performed before the subsequent imaging.
  • the acquisition process of the dark image data Od is performed before the subsequent photographing, not only the dark image data Od caused by only the dark charge generated in each radiation detection element 7 but also the remaining image produced by the previous photographing. This is because a value obtained by adding the offset Olag due to the existing lag is obtained.
  • the reading process of the main image data D (see FIG. 18) and the acquisition process of the offset data O are performed as in the case of the first embodiment. (See FIG. 19).
  • the offset Olag due to the lag generated in the previous shooting, which is superimposed on the main image data D read out in the subsequent shooting, is finally scanned in the reading process of the image data d before the subsequent shooting.
  • the lag generated during the effective accumulation time T from when the on-voltage is applied to the line 5 to when the main image data D is read out by applying the on-voltage to the scanning line 5 in the reading process of the main image data D It can be calculated as an integrated value of the generation rate per unit time.
  • the offset Olag due to the lag is calculated exponentially as its integral value.
  • Olag_pre in the equation (14) is obtained by subtracting the dark image data Od from the offset data O obtained by the acquisition processing of the offset data O in the previous imaging in accordance with the equation (12).
  • the offset Olag due to the previous shooting lag calculated every 7 is represented.
  • the reset processing of each radiation detection element 7 as shown in FIG. The transition to the charge accumulation mode and the acquisition process of the offset data O are continuously repeated, and the dark image data Od is subtracted from each offset data O read by the acquisition process of each offset data O to obtain the offset data O.
  • the offset Olag due to the lag generated in the first shooting is calculated.
  • the offset amount Olag by the lag for each calculated offset data O acquisition process is calculated for each elapsed time t from the start of radiation irradiation until each offset data O acquisition process is performed.
  • the constants y and z in the above equation (14) are calculated as approximate equations for approximating each plot.
  • the offset Olag due to the lag generated in the previous photographing superimposed on the main image data D read out in the subsequent photographing can be set in advance in the form of a power of the elapsed time t.
  • t in the above equation (14) and tp in the above equation (9) are the elapsed time from the start of radiation irradiation in the previous imaging as described above, and the elapsed times t, tp Is different for each scanning line 5.
  • the control unit 22 may be configured to count the elapsed times t and tp, and the control unit 22 may perform the process from the previous shooting to the subsequent shooting.
  • the elapsed times t and tp may be calculated based on the number of frames of the image data d read processing performed in between, the number of frames on which the reset processing of each radiation detection element 7 is performed, and the like.
  • the control unit 22 transmits necessary information such as the elapsed time t and tp to the console 58.
  • the offset Olag due to the lag generated in the previous shooting is accurately calculated and estimated, and based on this, the main image data D obtained in the subsequent shooting is corrected, and the main image data D is corrected.
  • the true image data D * is calculated from the image data D by accurately eliminating at least the offset Olag due to the lag generated in the previous photographing.
  • the offset data O obtained in the acquisition process (see FIG. 25) of the offset data O performed after the reading process of the main image data D in the subsequent photographing is used in advance.
  • the case where the main image data D obtained in the subsequent photographing is corrected by using the dark image data Od acquired in the above and the offset data O obtained in the previous photographing has been described.
  • the main image data D read out in the later shooting can be corrected using the offset data O acquired in the later shooting.
  • the image data D acquired in the subsequent shooting is acquired in the subsequent shooting in the same manner as the offset Olag due to the lag generated in the previous shooting is superimposed on the main image data D read in the subsequent shooting.
  • the offset amount Olag due to the lag generated in the previous photographing is also superimposed on the offset data O.
  • the offset Olag due to the lag generated in the previous shooting superimposed on the main image data D read in the subsequent shooting and the offset shooting D superimposed on the offset data D acquired in the subsequent shooting has a different value.
  • the elapsed time from the start of irradiation of radiation in the previous imaging to the reading processing of the main image data D in the subsequent imaging is expressed as t (D), for example, and the offset data O is acquired in the subsequent imaging from the start of irradiation of radiation in the previous imaging.
  • the image data D and the offset data O obtained in the subsequent shooting can be obtained in the subsequent shooting in a state where the influence of the offset Olag due to the lag generated in the previous shooting is accurately eliminated.
  • the actual image data D obtained by the subsequent photographing can be accurately corrected, and the true image data D is not affected by the offset Olag caused by the previous photographing. * Can be calculated.
  • the main image data D read in the subsequent shooting is acquired as the offset acquired in the subsequent shooting. It is also possible to make a correction using data O or the like.
  • the offset due to the lag generated in the previous photographing is used as the main image data D and the offset data O obtained in the subsequent photographing.
  • the method of the first embodiment is applied after the Olag is subtracted.
  • the control unit 22 and the console 58 are included in the main image data D due to the lag generated in the previous imaging.
  • the offset Olag is estimated, and the main image data D is corrected by subtracting the offset Olag due to the lag generated in the previous shooting from the main image data D read in the subsequent shooting.
  • the offset Olag due to the lag generated in the previous photographing, which is included in the main image data D, can be accurately excluded from the main image data D. Then, it is possible to generate a final radiation image based on the main image data D in which the influence of the lag is accurately eliminated, that is, the true image data D * . Therefore, the influence of the lag can be accurately eliminated from the final radiographic image, and the image quality of the final radiographic image can be improved.
  • the offset Olag due to the lag generated in the previous imaging superimposed on the main image data D read in the subsequent imaging is started to be irradiated with radiation in the previous imaging.
  • the case has been described in which it is set in the form of a power of the elapsed time t from, or the generation rate per unit time of lag is assumed to decay exponentially from the start of radiation irradiation.
  • the radiation image capturing apparatus 1 when the radiation image capturing apparatus 1 is irradiated with radiation three times and the three radiation image capturing operations are continuously performed in a relatively short time, it is obtained by the third radiation image capturing operation.
  • the offset data O acquired in the acquisition process of the main image data D and the subsequent offset data O is generated by the offset Olag due to the lag generated by the radiation irradiation in the first imaging and the radiation irradiation in the second imaging. Both offsets Olag due to the lag are superimposed.
  • the radiation image capturing apparatus 1 when the radiation image capturing apparatus 1 is irradiated with radiation a plurality of times and a plurality of radiation image capturing is continuously performed in a relatively short time, the main image data D and the offset data read in the subsequent capturing are performed. O is in a state in which all offset Olag due to lag generated in each previous photographing is superimposed.
  • the longer the time between shots that is, the longer the elapsed times t and tp, the longer the lag generated in the previous shot.
  • the offset Olag becomes smaller. Therefore, for example, for the previous shooting in which the elapsed times t and tp longer than the predetermined time have elapsed, the main image data read in the subsequent shooting of the offset Olag due to the lag generated in the previous shooting. It is also possible to configure so that the amount of overlap with respect to D or the like is ignored, and the offset amount Olag due to the lag is not subject to calculation such as the above equation (15).
  • the shape of the approximate expression used may differ depending on the model of the radiographic image capturing apparatus 1 and the like, and an approximate expression corresponding to the radiographic image capturing apparatus 1 is appropriately set.
  • the scanning line 5 (the line Ln of the scanning line 5 in FIG. 18) to which the on-voltage is applied when it is detected that the radiation imaging apparatus 1 is irradiated with radiation is, for example, the 500th scanning line 5.
  • the on-voltage is turned on from the 501st line of the scanning line 5, which is the scanning line 5 to which the on-voltage is applied next (in the case of FIG. 18, the line Ln + 1 of the scanning line 5).
  • the application of the voltage is started and the reading process of the main image data D is performed.
  • the scanning line 5 from which the acquisition process is started is connected to any of the offset data O.
  • the 501st line of the scanning line 5 is the same as described above.
  • the constants y and z in the above equation (14) calculated by approximating the result shown in FIG. 26 are the read processing of the main image data D from the 501st line of the scanning line 5 and the offset data. This is applicable only when the acquisition process of O is started, and may not be applied when started from another scanning line 5.
  • start scanning line 5 that has started the reading process of the main image data D and the acquisition process of the offset data O is the 453rd line of the scanning line 5 ( ⁇ 1) and the 965th line. The case ( ⁇ 2) is shown.
  • the start scanning line 5 that starts the reading process of the main image data D and the acquisition process of the offset data O is the scanning line of any line number. Even if it is 5, the offset Olag due to the lag can be approximated by one approximate expression in which the same constants y and z are applied to the above expression (14) for all the scanning lines 5.
  • a table that associates the line number of the start scanning line 5 that has started the reading process of the main image data D and the acquisition process of the offset data O with the constants y and z, or the above-described start A table for associating the line number of the scanning line 5 with the approximate expression is prepared in advance.
  • the radiographic imaging device 1 having the configuration described in the first embodiment or the like has started reading processing of the main image data D and acquisition processing of the offset data O.
  • the scanning line 5 of any line number at least the starting scanning line 5 is an approximate expression in which the same constants y and z are applied to the above equation (14) as described above. could be used.
  • the scanning line 5 to which the on-voltage is applied next to the start scanning line 5 and the reading process is performed, and the on-voltage is applied to the scanning line 5 and then the reading process is performed. It is unclear whether the same constants y and z as the start scanning line 5 and the same approximate expression can be used for the scanning line 5 to be used.
  • the start scanning line 5 is the line Ln + 1 of the scanning line 5 in FIGS. 18 and 19, the line Ln + of the scanning line 5 from which the on-voltage is applied and the offset data O is read out next.
  • the constants y and z that are the same as the constants y and z in the case of the start scanning line 5 (that is, the line Ln + 1 of the scanning line 5) are set as above. It is not known whether it can be applied to the equation (14). The same applies to each line after the line Ln + 3 of the scanning line 5.
  • the same constants y and z and the same approximate expression can be used for the scanning lines 5 other than the start scanning line 5, but in order to improve the accuracy of calculation (approximation) of the offset Olag by lag,
  • the graphs shown in FIG. 28A and FIG. 28B are obtained by repeatedly obtaining each offset data O for each line Lm of the scanning line 5 when the start scanning line 5 is the 453rd line of the scanning line 5.
  • the offset Olag by lugs that are, relative proportions by lugs obtained by acquisition of the offset data O during irradiation for offset Olag_pre (i.e. above (14) section of type y ⁇ t z), plotted curve against elapsed time t from the start of irradiation constant y when (see Fig. 27 in the case of starting the scanning line 5) is approximated by the form of the y ⁇ t z, the z, scan lines 5 lines It is the graph which plotted about the line number m of Lm, respectively.
  • the straight line indicated by ⁇ represents the constants y and z for each line Lm of the scanning line 5 as described above.
  • the alternate long and short dash lines indicated by ⁇ represent the constants y and z in the above determination method 1, and the constants y and z in the start scanning line 5 are uniformly set for each line Lm of the scanning line 5. Indicates the case of applying.
  • each constant y and z obtained for each line Lm of the scanning line 5 are plotted with respect to the line number m of the line Lm of the scanning line 5, the constant y and the constant z are as shown in FIG. In the graph of FIG. 28B, there is some variation in the vertical axis direction for each line number m.
  • each constant y is linearly approximated before and after the start scanning line 5
  • each constant z is linearly approximated before and after the start scanning line 5, respectively.
  • 28A and 28B show the case where the start scanning line 5 is the 453rd line of the scanning line 5 as described above, but the starting scanning line 5 is another line of the scanning line 5. In some cases, it has been found that similar results are obtained.
  • the same constants y and z can be applied to the above equation (14) for the starting scanning line 5 regardless of the scanning line 5 of any line number.
  • the second scan line 5 is also the scan line 5 next to the start scan line 5 (that is, the second scan line 5). It is possible to apply the same constants y and z to the above equation (14) between each other, and the same constant y in the above equation (14) can be applied to the third and subsequent scanning lines 5 in the same order. , Z is known to be applicable.
  • the image reading number of the scanning line 5 that has started the reading process of the main image data D and the acquisition process of the offset data O that is, the image reading number of the starting scanning line 5 is set to No. 1, and then the on-voltage is applied to perform the reading process.
  • the image readout number of the second scanning line 5 that has been performed is set to number 2, and the image readout number of the third, fourth,... No., No. 4,... Define image readout numbers.
  • the image readout number is a number from 1 to the total number of scanning lines 5.
  • the start scanning line 5 changes for each photographing, once the start scanning line 5 is determined, each scanning line 5 and each image reading number are determined on a one-to-one basis.
  • each table is referred to, and each reading is performed according to the start scanning line 5 in which the reading process of the main image data D and the acquisition process of the offset data O are started in the previous photographing.
  • the constants y and z and the approximate expression are determined, and based on this, the offset due to the lag generated in the previous photographing is superimposed on the main image data D read out in the subsequent photographing. It can be configured to calculate the minute Olag.
  • the start scanning line 5 usually changes for each experiment. Therefore, using this, the above-described experiment is performed a plurality of times, and the constant y (or constant z) corresponding to the image reading number is obtained a plurality of times for each image reading number. Then, an average value or the like of each constant y (or each constant z) is calculated for each image reading number, and each image reading number is associated with an average value or the like of the constant y (or constant z). It is also possible to create it.
  • the constants y and z that is, the average values of the constants y and z, etc.
  • the constants y and z that is, the average values of the constants y and z, etc.
  • constants y and z (or average values of constants y and z, etc.) obtained for each line Lm of the scanning line 5 are the lines of the line Lm of the scanning line 5.
  • Each of the numbers m is plotted, and the constants y and z associated with the image readout numbers are determined based on the results obtained by approximating the results by, for example, linear approximation before and after the start scanning line 5, for example. Is possible.
  • a table in which approximate equations and constants y and z are associated with each scanning line 5 can be prepared in advance for each different starting scanning line 5. . That is, in this case, for example, when 1000 scanning lines 5 exist on the detection unit P, for example, a table in which approximate expressions and constants y and z are associated with each of the 1000 scanning lines 5 is started. The number of scanning lines 5 that can be the scanning lines 5, that is, the total number of the scanning lines 5, is prepared in advance.
  • the effects of the radiographic image capturing apparatus 1 and the radiographic image capturing system 50 described in the first and second embodiments are more accurately exhibited. .
  • the above-described experiment for obtaining the attenuation tendency of the offset Olag due to the lag generated in the first imaging with respect to the elapsed time t from the start of radiation irradiation that is, the constants y, z, etc. of the above equation (14) is obtained.
  • the experiment for irradiating the radiation image capturing apparatus 1 with radiation as shown in FIG. 18 performs the reading process of the main image data D, and then detects each radiation as shown in FIG.
  • the reset process of the element 7, the transition to the charge accumulation mode, and the acquisition process of the offset data O are continuously repeated.
  • the scanning line 5 to which the on-voltage is applied when it is detected that the radiation image capturing apparatus 1 is irradiated with radiation is the 500th line
  • the scanning line 5 to which the on-voltage is applied at the time when it is detected that the radiation image capturing apparatus 1 is irradiated with radiation is usually different between the previous imaging and the subsequent imaging. 5 Therefore, the start scanning line 5 where each process is started by applying the on-voltage in the reading process of the main image data D and the acquisition process of the offset data O is also usually a different scanning line 5.
  • the offset data O acquired in the acquisition process of the data D and the subsequent offset data O includes an offset Olag due to a lag generated by radiation irradiation in the first imaging and a lag generated by radiation irradiation in the second imaging. Both offsets Olag due to are superimposed.
  • the offset Olag due to the lag generated by radiation irradiation in the first imaging, which is superimposed on the main image data D obtained in the third radiographic imaging, is the main image in the first imaging. It is calculated according to constants y, z and an approximate expression determined based on the line number of the starting scanning line 5 where the data D read-out process or the like is started.
  • the offset Olag due to the lag generated by the irradiation of radiation in the second imaging, which is superimposed on the main image data D obtained by the third imaging, is the main image data in the second imaging. It is calculated according to constants y, z and an approximate expression determined based on the line number of the starting scanning line 5 on which the D reading process or the like is started.
  • the scanning line 5 is connected to the gate driver 15b of the scanning drive means 15 or the gate IC 15c (hereinafter collectively referred to as the gate driver 15b).
  • the gate driver 15b There may be a so-called unconnected terminal p that is not connected.
  • the scanning line 5 is scanned from the gate driver 15b in the reading process of the image data D, the acquisition process of the offset data O, or the acquisition process of the dark image data Od before radiographic image capturing.
  • the on-voltage is sequentially applied to each of the lines L1 to Lx, for example, the on-voltage is sequentially applied from the terminal to which the first line L1 of the scanning line 5 of the gate driver 15b is connected. After the on-voltage is applied to the terminal to which the line Lx is connected, the on-voltage is sequentially applied to the non-connected terminal p to which the scanning line 5 is not connected.
  • the ON voltage is sequentially applied from 1 and the read operation of the offset data O is started, the ON voltage is once applied sequentially to each non-connected terminal p, and then returns to the first line L1 of the scanning line 5.
  • the ON voltage is sequentially applied to the lines L1 to Ln of the scanning line 5.
  • the gate driver 15b side performs a process of sequentially applying the ON voltage to each terminal including the non-connected terminal p.
  • the on-voltage is applied to the non-connected terminal p, no on-voltage is applied to any scanning line 5. .
  • the start scanning line 5 (corresponding to the line Ln + 1 of the scanning line 5 in FIG. 18) when the radiation image capturing apparatus 1 is irradiated with radiation and the reading process of the main image data D is performed is scanned. Assuming that it is the 301st line of the line 5, in the above-described experiment, in the offset data O acquisition process (see FIG. 19) repeatedly performed thereafter, the start scanning line 5 is the case of the reading process of the main image data D. Becomes the 301st line of the same scanning line 5.
  • the on-voltage is sequentially applied from the start scanning line 5, that is, the 301st line of the scanning line 5 to the 1000th line (that is, the final line Lx of the scanning line 5).
  • start scanning line 5 that is, the 301st line of the scanning line 5 to the 1000th line (that is, the final line Lx of the scanning line 5).
  • an on-voltage is sequentially applied to each non-connected terminal p, and thereafter, the first line of the scanning line 5 (that is, the first line L1 of the scanning line 5) to the 300th line is turned on.
  • the voltages are sequentially applied to read the offset data O.
  • an offset amount Olag due to a lag is calculated from each offset data O acquired in the process of acquiring each offset data O, and the above constants y and z are calculated for each scanning line 5.
  • the image readout numbers are 1 to 700 for the 301st to 1000th lines of the scanning line 5, respectively, 701 to 750 for the unconnected terminals p, and the 1st to 300th lines of the scanning line 5.
  • the table has the form shown in FIG.
  • each image reading number is associated with the average value of constants y and z by calculating the average value of constant y and constant z for each image reading number.
  • the constants y and z associated with the image reading number are determined based on the result of approximating the average values of the constants y and z by linear approximation before and after the start scanning line 5, for example. It is also possible to configure.
  • the constant y and the constant z for each image readout number obtained as shown in FIG. 32 are used as the line number m of the scanning line 5 as shown in FIGS. 28A and 28B.
  • the linear approximation is performed before and after the start scanning line 5 and the linear approximation is extended so that the portion of the non-connected terminal p (the portion where the image reading numbers are 701 to 750 in FIG. 32) is extended. It may be configured to estimate the constants y and z.
  • the linear approximation on the left side is extended further to the left side than the first L1 of the scanning line 5 to estimate the constants y and z of the portion of the unconnected terminal p.
  • the approximate expression that approximates the offset Olag due to the lag is originally a term that depends on the dose of the irradiated radiation (ie, Olag_pre and term), be the approximate expression of the isolated form has been assumed to term (i.e. term y ⁇ t z) which depends on the elapsed time t does not depend on the dose of radiation.
  • the approximate expression shown in the above expression (9) is used as an approximate expression of the offset Olag due to the lag, the approximate expression is a term (that is, (b / a) ⁇ and (1-e -at) section), to be separated has been assumed to term depending on the elapsed time t does not depend on the dose of radiation (i.e., the section e -ATP).
  • the dose of the irradiated radiation is reflected in the constant b in the above term.
  • the reset processing of each radiation detection element 7 is performed between the reading processing of the main image data D and the acquisition processing of the offset data O.
  • an approximation formula that approximates the offset Olag due to the lag is expressed as a term that depends on the dose of radiation and the dose of radiation. It has been found that it can be separated into terms that do not depend and depend on the elapsed time t.
  • the read process of the image data d from each radiation detection element 7 is performed.
  • the approximate expression for approximating the offset Olag due to the lag included in the offset data O depends on the term that depends on the dose of the irradiated radiation and on the elapsed time t without depending on the dose of the radiation. It was also found that it can be separated into terms.
  • the reset process of each radiation detection element 7 performed between the reading process of the main image data D and the acquisition process of the offset data O is performed by reading the image data d from each radiation detection element 7. It is also possible to configure to replace the process. It should be noted that the image data d read by the reading process performed between the reading process of the main image data D and the acquisition process of the offset data O is used for correcting the main image data D read immediately before. It is also possible to configure.
  • the radiographic imaging apparatus 1 having the configuration described in the first embodiment and the like is used, and as shown in FIG.
  • the reset processing of each radiation detection element 7 and the read processing of image data d from each radiation detection element 7 (hereinafter referred to as reset processing of each radiation detection element 7 and the like) are performed in between.
  • the experiment similar to that in the case of FIG. 26 was performed by variously changing the dose of radiation applied to the radiation imaging apparatus 1.
  • the offset Olag due to the lag calculated from the offset data O obtained by the process of repeatedly obtaining each offset data O is compared to the offset Olag_pre due to the lag obtained by the acquisition process of the offset data O at the time of radiation irradiation.
  • the relative proportions were plotted against (the (14) equation y ⁇ t z equivalent to the term) the elapsed time t, a result as shown in FIG. 33 were obtained.
  • the reset process of each radiation detection element 7 is performed between the reading process of the main image data D and the acquisition process of the offset data O.
  • the approximate expression for approximating the offset Olag due to the lag generated in the previous shooting, which is superimposed on the main image data D read out in the subsequent shooting is the equation (14) or As shown in the equation (9), the term is separated into a term that depends on the dose of irradiated radiation and a term that does not depend on the dose of radiation and depends on the elapsed time t (that is, the term relating to the above relative ratio). It has been found that it is possible and can be expressed as the form of their product.
  • each radiation detection element 7 is not performed between the acquisition process and the acquisition process of the offset data O, and immediately after the reading process of the main image data D, the process proceeds to the charge accumulation mode and the acquisition process of the offset data O is performed.
  • the approximate expression is simply separated into a term that depends on the dose of irradiated radiation and a term that does not depend on the dose of radiation and depends on the elapsed time t. I know I can't.
  • the radiographic imaging apparatus 1 having the configuration described in the first embodiment is configured to perform the reading process of the main image data D and the acquisition process of the offset data O as illustrated in FIG.
  • the relative ratio with respect to the offset amount Olag_pre is plotted against the elapsed time t, it is known that a result as shown in FIG. 35 is obtained, for example.
  • the relative ratio of the offset Olag due to the lag to the Olag_pre does not show almost the same attenuation tendency as shown in FIG. 33, and depends on the term relating to the relative ratio (that is, the elapsed time t described above).
  • the attenuation tendency changes depending on the radiation dose.
  • the reset process of each radiation detection element 7 and the read process of image data d from each radiation detection element 7 are not performed between the reading process of the main image data D and the acquisition process of the offset data O.
  • the reason why the above-described relative proportion of the attenuation tendency becomes dependent on the dose of the irradiated radiation is considered as follows.
  • the reading efficiency when reading image data (that is, the above-described true image data D * ) due to the charges generated by radiation irradiation from each radiation detection element 7 is normally 100. In other words, unread reading of the true image data D * occurs at a certain rate instead of%.
  • the offset amount Olag_pre due to the lag calculated by subtracting the data Od does not include the unread portion of the true image data D * , and is a value purely caused by the lag.
  • the unread portion of the true image data D * is not included in the offset data O obtained by the process of acquiring each offset data O that is repeatedly performed thereafter, the offset due to the lag calculated from these offset data O is included.
  • the minute Olag is also a value purely attributable to the lag.
  • the result shown in FIG. 33 does not include the unread portion of the true image data D * , and the offset Olag_pre due to the lag caused solely by the lag, and the relative ratio between the Olags. It is considered that the relationship of the decay tendency with the elapsed time t represents a relationship that does not depend on the dose of irradiated radiation.
  • the unread portion of the true image data D * is included in the offset amount Olag_pre by the lag calculated by subtracting the dark image data Od from the offset data O according to the above equation (12).
  • the offset amount Olag_pre is a value obtained by combining a value that is purely caused by the lag and an unread portion of the true image data D * .
  • the unread portion of the true image data D * is usually a value obtained by multiplying the true image data D * generated in each radiation detection element 7 by a predetermined ratio.
  • the true image data D * generated in the inside changes depending on the dose of radiation applied to each radiation detection element 7. That is, as the dose of radiation applied to each radiation detection element 7 increases, the true image data D * generated in each radiation detection element 7 increases.
  • the offset data O obtained by the process of repeatedly acquiring each offset data O does not include the unread portion of the true image data D * .
  • the offset amount Olag due to the lag calculated from the offset data O is a value purely attributable to the lag.
  • the relative ratio of the offset amount Olag due to the lag obtained in the process of repeatedly obtaining each offset data O to the offset amount Olag_pre due to the first lag is as shown in FIG. It is considered that the larger the dose is, the smaller it becomes, and the decay tendency of the relative ratio with respect to the elapsed time t becomes dependent on the dose of the irradiated radiation.
  • the reset process of each radiation detection element 7 and the respective processes between the reading process of the main image data D and the acquisition process of the offset data O are performed. If the read processing of the image data d from the radiation detecting element 7 is performed, an approximate expression that approximates the offset Olag due to the lag is irradiated as shown in the above formulas (14) and (9). It is possible to separate the term depending on the radiation dose and the term depending on the elapsed time t without depending on the radiation dose.
  • the first (that is, the previous photographing) of the offset amount Olag that is, the offset amount Olag due to the lag superimposed on the main image data D in the subsequent photographing
  • the relative ratio of the offset due to the lag to Olag_pre becomes dependent on the dose of the irradiated radiation.
  • the reason is that the unread portion of the true image data D * is included in the offset amount Olag_pre due to the lag obtained by the acquisition process of the offset data O performed immediately after irradiation with radiation.
  • the unread portion of the true image data D * can be usually calculated as a value obtained by multiplying the true image data D * generated in each radiation detection element 7 by a predetermined ratio.
  • This predetermined ratio depends on the configuration of the radiation detection element 7, the TFT 8, etc., the value of the ON voltage applied to the TFT 8 (that is, the configuration of the scanning drive means 15), and the read efficiency of data from each radiation detection element 7 in the readout circuit 17.
  • the value is determined depending on the value of the radiation image capturing apparatus 1, and usually varies depending on the model of the radiation image capturing apparatus 1.
  • the attenuation tendency of the relative ratio of the offset amount Olag to the Olag_pre due to the lag shown in FIG. 35 with respect to the elapsed time t is considered to be the same for each photographing.
  • the radiation image capturing apparatus 1 is previously set. Experiments are performed with various doses of radiation applied, and constants y and z are set as a function of the dose of radiation.
  • a table in which the constants y and z are associated with the radiation dose may be created.
  • irradiation is performed by a method such as linear interpolation based on the relationship with the constants y and z of the dose of radiation in the table.
  • the constants y and z corresponding to the radiation dose are calculated.
  • an experiment in which the radiation dose irradiated to the radiographic imaging apparatus 1 is changed in advance is performed, and an approximate expression representing a relative ratio of the offset Olag to the Olag_pre by the lag is assigned for each dose. It is also possible to configure. In this case, when there is no approximate expression corresponding to the irradiated dose, for example, the relative ratio is calculated by using the approximate expression when the dose of radiation to which the approximate expression is assigned is irradiated. The relative ratio corresponding to the dose of the irradiated radiation is calculated by a method such as linear interpolation.
  • the effects of the radiographic imaging apparatus 1 and the radiographic imaging system 50 described in the above embodiments can be more accurately exhibited.
  • the scanning line 5 (on-voltage is applied immediately before or after the start of radiation irradiation is detected.
  • the application of the ON voltage is started from the scanning line 5 (the line Ln + 1 of the scanning line 5 in the case of FIG. 18) to which the ON voltage is to be applied next to the line Ln of the scanning line 5. It was assumed that the on-voltage was sequentially applied to the line 5 to perform the reading process of the main image data D.
  • the effective accumulation time T is the same for each of the lines L1 to Lx of the scanning line 5. Therefore, the offset data Od (D) attributed to the dark charge included in the main image data D and the offset data Odark attributed to the dark charge included in the offset data O need to be calculated from the dark image data Od. Disappears. Then, as shown in the above equation (6), the offset data Od (D) and Odark can be replaced with the dark image data Od for processing, and the arithmetic processing can be easily performed. there were.
  • the read processing of the image data d before radiographic image capturing is performed in the same manner as in the above embodiments, but in the read processing of the main image data D,
  • the application of the ON voltage is started from the first line L1 of the scanning line 5, and the ON voltage is applied to each of the lines L1 to Lx of the scanning line 5 at a timing different from the timing in the reading process of the image data d before radiographic image capturing.
  • a case where the image data D is read out by sequentially applying will be described.
  • the lines L1 to Lx of the scanning line 5 are applied to the lines L1 to Lx at the same timing as in the case of the main image data D.
  • the on-voltage is sequentially applied to obtain the offset data O.
  • the effective accumulation time T at the time of the reading process of the main image data D that is, each scanning line in the reading process of the image data d before the radiographic image capturing.
  • the time T from when the ON voltage is last applied every 5 to when the ON voltage is applied in the reading process of the main image data D is different for each scanning line 5.
  • the effective accumulation time T of a certain scanning line 5 is not a constant time for each radiographic image capturing, and the radiation for the radiographic image capturing apparatus 1 is not limited. Since the scanning line 5 to which the ON voltage is applied at the time when the irradiation start is detected changes for each radiographic image capturing, the effective accumulation time T in the scanning line 5 also changes for each radiographic image capturing.
  • the offset Od (D) (see FIG. 21B) due to the dark charge superimposed on the main image data D also changes every time radiographic images are taken.
  • the dark image data Od is acquired by performing the acquisition process of the dark image data Od at the time of the reading process of the image data d before the radiographic image capturing.
  • the dark image data Od obtained for each element 7 and obtained at the effective accumulation time T in the dark image data Od acquisition process is used as the effective accumulation time during the reading process of the main image data D for each scanning line 5 described above.
  • the offset Od (D) caused by the dark charge superimposed on the main image data D in terms of T can be calculated by calculation.
  • the elapsed times t and tp applied to the respective formulas are the scanning lines 5. It is the same as the case of each of the above embodiments that the value becomes different for each.
  • the effective accumulation time T is the same in each scanning line 5 in each of the above-described embodiments.
  • the (1-exp (-aT)) term in the above could be treated as a constant.
  • the effective accumulation time T changes for each scanning line 5 as described above, Therefore, it is necessary to calculate the effective storage time T and substitute it into the above term for calculation.
  • the scanning line 5 to which the on-voltage is applied at the time of detecting the start of radiation irradiation to the radiographic imaging device 1 changes for each radiographic imaging, as shown in FIG.
  • the table Ta is created for each scanning line 5 to which the ON voltage is applied when the start of radiation irradiation is detected, that is, for each line L1 to Lx of the scanning line 5.
  • control means 22 and the console 58 determine a table Ta to be referred to based on the information of the scanning line 5 to which the on-voltage has been applied when the start of radiation irradiation to the radiation image capturing apparatus 1 is detected. Based on Ta, the offset Od (m, n) due to the dark charge for each radiation detection element (m, n) is acquired.
  • These groups of tables Ta are stored in advance in the storage means 40 (see FIG. 7 and the like) of the radiation image capturing apparatus 1 and the storage means 59 of the console 58.
  • the offset data O when the acquisition process of the offset data O is performed at the same timing as the application timing of the on-voltage to each scanning line 5 in the reading process of the main image data D, the offset data O The effective accumulation time during the acquisition process is the same for each scanning line 5.
  • At least the offset amount Odark (see FIG. 21B) caused by the dark charge superimposed on the offset data O is obtained by the dark image data Od acquisition process performed at the time of the reading process of the image data d before the radiographic image capturing.
  • the obtained dark image data Od can be used.
  • a table for each radiation detection element (m, n) of the offset amount Odark caused by the dark charge superimposed on the offset data O may be created in advance and referred to. Is possible.
  • the offset amount Odark caused by the dark charge included in the offset data O is determined as the dark image data Od or by referring to the table.
  • the offset amount Odark is obtained, and the offset amount Odark caused by the dark charge superimposed on the offset data O is subtracted from the offset data O to calculate the offset amount Olag due to the lag included in the offset data O.
  • the offset Olag (D) due to the lag included in the main image data D is estimated, and from the main image data D, as described above.
  • the offset Olag (D) due to the lag included in the estimated main image data D, and the offset Od (D) due to the dark charge included in the main image data D determined with reference to the table Ta Is subtracted to calculate the true image data D * . In this way, the main image data D can be modified.
  • the offset amount Odark caused by the dark charge superimposed on the offset data O is subtracted from the offset data O in advance with reference to the table Ta. Then, the experiment for calculating the offset Olag due to the lag included in the offset data O included in the offset data O is repeated.
  • the offset Olag due to the lag generated in the previous shooting which is included in the main image data D obtained in the subsequent shooting, is estimated, and the main image data is referenced with reference to the table Ta.
  • the offset Od (D) caused by the dark charge contained in D is determined, and the offset Olag due to the lag generated in the previous photographing and the dark charge are derived from the main image data D obtained in the subsequent photographing.
  • the true image data D * is calculated by subtracting the offset Od (D). In this way, the main image data D obtained by later photographing can be modified.
  • the offset due to the lag generated in the photographing that is included in the main image data D from the main image data D corrected as described above. It is possible to accurately eliminate the offset Olag due to the minute Olag or the lag generated in the previous photographing.
  • the offset Olag (see FIG. 25) due to the lag generated in the previous shooting, which is superimposed on the main image data D read out in the subsequent shooting becomes smaller as the time from the previous shooting to the later shooting becomes longer. To go. Then, when the elapsed time from the previous shooting becomes longer to some extent, the offset Olag due to the lag generated in the previous shooting, which is superimposed on the main image data D read in the subsequent shooting, is read in the subsequent shooting. The contribution to the main image data D is practically small enough to be ignored. Even in such a state, it is practically not meaningful to perform the correction process as described above.
  • the subsequent radiographic image After it is detected that radiation irradiation has been started at the time of the previous radiographic image capture, for example, after the elapse of a predetermined time set in a relatively long time in advance, the subsequent radiographic image When imaging is performed, the main image data D read out in the subsequent radiographic image capturing is not corrected based on the offset Olag due to the lag generated in the previous radiographic image capturing. It becomes possible to comprise.
  • the approximate expression that approximates the offset Olag due to the lag in each of the above embodiments may change depending on the temperature of the detection unit P (see FIG. 2, FIG. 3, etc.) of the radiographic image capturing apparatus 1. obtain. That is, for example, the constants a and b in the above equation (9) and the constants y and z in the above equation (14) may vary depending on the temperature of the detection unit P.
  • the constants a and b and the constants y and z are obtained in advance in the form of a temperature function or a table for each temperature, and a temperature sensor is provided in the radiographic imaging apparatus 1, for example.
  • a constant a corresponding to the detected and estimated temperature by detecting and estimating the temperature of the detection unit P based on the value of the image data d and the leak data dleak read out before radiographic imaging, etc. It is also possible to configure such that an approximate expression is determined by calculating b and constants y and z.
  • It may be used in the field of radiographic imaging (especially in the medical field).

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Abstract

 本画像としての画像データからラグによるオフセット分を的確に排除することを可能とする放射線画像撮影装置を提供する。 放射線画像撮影装置1の制御手段22は、放射線画像撮影前に暗画像データOdを取得するとともに、画像データdの読み出し処理を行って読み出した画像データdに基づいて放射線の照射開始を検出すると、全ての走査線5にオフ電圧を印加して電荷蓄積モードに移行し、放射線の照射終了後、各走査線5にオン電圧を順次印加させ各放射線検出素子7から本画像データDの読み出し処理を行わせ、その後で放射線が照射されない状態でオフセットデータOを取得し、オフセットデータOと暗画像データOdに基づいて算出されるラグによるオフセット分Olagに基づいて、当該放射線画像撮影で読み出された本画像データDや、当該放射線画像撮影の後に行われた放射線画像撮影で読み出された本画像データDを修正する。

Description

放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システム
 本発明は、放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムに係り、特に、ラグの影響がない画像データを取得するための放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムに関する。
 照射されたX線等の放射線の線量に応じて検出素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる直接型の放射線画像撮影装置や、照射された放射線をシンチレータ等で可視光等の他の波長の電磁波に変換した後、変換され照射された電磁波のエネルギーに応じてフォトダイオード等の光電変換素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる間接型の放射線画像撮影装置が種々開発されている。なお、本発明では、直接型の放射線画像撮影装置における検出素子や、間接型の放射線画像撮影装置における光電変換素子を、あわせて放射線検出素子という。
 このタイプの放射線画像撮影装置はFPD(Flat Panel Detector)として知られており、従来は支持台(或いはブッキー装置)と一体的に形成されていたが(例えば特許文献1参照)、近年、放射線検出素子等をハウジングに収納した可搬型の放射線画像撮影装置が開発され、実用化されている(例えば特許文献2、3参照)。
 このような放射線画像撮影装置では、例えば後述する図3や図7に示すように、通常、放射線検出素子7が検出部P上に二次元状(マトリクス状)に配列され、各放射線検出素子7にそれぞれ薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor。以下、TFTという。)8で形成されたスイッチ手段が設けられている。そして、放射線画像撮影前、すなわち放射線画像撮影装置に放射線発生装置から放射線が照射される前に、TFT8のオン/オフを適宜制御しながら、各放射線検出素子7内に残存する余分な電荷を放出されるリセット処理が行われるように構成される場合が多い。
 そして、各放射線検出素子7のリセット処理が終了した後、走査駆動手段15のゲートドライバ15bから各走査線6を介してTFT8にオフ電圧を印加して全TFT8をオフ状態とした状態で放射線発生装置から放射線画像撮影装置に放射線を照射すると、放射線の線量に応じた電荷が各放射線検出素子7内で発生して、各放射線検出素子7内に蓄積される。
 そして、放射線画像撮影装置に対する放射線の照射後(すなわち放射線画像撮影後)、図40に示すように、走査駆動手段15のゲートドライバ15bから信号読み出し用のオン電圧を印加する走査線5の各ラインL1~Lxを順次切り替えながら、各放射線検出素子7から、その内部に蓄積された電荷を読み出して、読み出し回路17で電荷電圧変換する等して画像データとして読み出すように構成される場合が多い。
 しかし、このように構成する場合、放射線画像撮影装置と、放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線発生装置との間のインターフェースを的確に構築し、放射線が照射される段階で、放射線画像撮影装置側が各放射線検出素子7内に電荷を蓄積できる状態になっていることが必要となるが、装置間のインターフェースの構築は必ずしも容易ではない。そして、放射線画像撮影装置側が各放射線検出素子7のリセット処理を行っている最中に放射線が照射されてしまうと、放射線の照射により発生した電荷が各放射線検出素子7から流出してしまい、照射された放射線の電荷すなわち画像データへの変換効率が低下してしまう等の問題があった。
 そこで、近年、放射線画像撮影装置自体で放射線が照射されたことを検出する技術が種々開発されている。そして、それらの技術の一環として、例えば特許文献4や特許文献5に記載された技術を利用して、放射線画像撮影装置自体で放射線の照射を検出することが考えられている。
 特許文献4、5では、放射線画像撮影装置に放射線が照射されている最中に、走査駆動手段15のゲートドライバ15bからオン電圧を印加する走査線5の各ラインL1~Lxを順次切り替えながら、放射線検出素子7からの画像データの読み出し処理を繰り返して行う放射線画像撮影装置や画像データの読み出し方法が記載されている。
 この場合、図41に示すように、走査線5の各ラインL1~Lxにオン電圧を順次印加して、検出部P上に配列された全ての放射線検出素子7のうち画像データを読み出す対象の各放射線検出素子7から各画像データを読み出す期間を1フレームとするとき、放射線の照射により放射線検出素子7内で発生した電荷は各フレームの読み出し処理で分割して読み出される。
 そのため、放射線の照射が開始されたフレームから放射線の照射が終了したフレームの次のフレームまでの各フレームごとに読み出された画像データを各放射線検出素子7ごとに加算して、各放射線検出素子7ごとの画像データが再構築される。
 しかし、本発明者らの研究では、特許文献4、5に記載の発明のように、放射線の照射を検出した後も各フレームごとの画像データの読み出し処理を続行するように構成した場合、以下のような問題が生じ得ることが分かっている。
 すなわち、この場合、図42に示すように、ゲートドライバ15bから、図中の一番上側の走査線5から順に各走査線5へのオン電圧を順次印加しながら、各フレームごとの画像データの読み出し処理を行う場合、いま、例えば、図43に斜線を付して示す部分ΔTの走査線5にオン電圧が順次印加される間に放射線が照射されて照射が終了したとする。なお、図43は、斜線を付して示す部分ΔTにのみ放射線が照射されたことを表すものではなく、放射線は検出部Pの全域にわたって照射される。
 そして、その後も画像データの読み出し処理を続行して画像データの読み出し処理を行った後、上記のように、このフレームを含む2回分或いは3回分の各フレームごとの画像データを加算して各放射線検出素子7ごとの画像データを再構築すると、図44A、図44Bに示すように、再構築された画像データに基づいて生成した放射線画像中に濃淡が現れる。
 すなわち、例えば、放射線画像撮影装置の検出部Pの全域に同じ線量の放射線を一様に照射した場合に再構築した各画像データdに基づいて生成された放射線画像において、信号線6の延在方向(図44A中では縦方向の矢印方向)に沿って、再構築された各画像データdを見た場合、図44Bに示すように、放射線が照射される間にオン電圧が順次印加された走査線5(すなわち図43の斜線部分ΔT)に対応する画像領域δTの画像データdが、その上側の画像領域Aや下側の画像領域Bの画像データdに比べて大きな値になる。
 そのため、放射線画像中の画像領域δTの部分が、画像領域Aや画像領域Bに比べてやや黒くなる(すなわち暗くなる)。このように、放射線画像撮影装置に対して放射線を一様に照射したにもかかわらず、放射線画像中に濃淡が現れるという問題が生じることが分かっている。
 これは、放射線画像撮影装置の検出部Pの全域に同じ線量の放射線を一様に照射した場合だけでなく、実際に被写体を介して放射線画像撮影装置に放射線を照射して放射線画像を行った場合でも、同様に生成された放射線画像に濃淡が現れる。
 画像領域δTの画像データdが画像領域A、Bの画像データdよりも大きくなる理由は、以下のように考えられている。
 すなわち、図45に示すように、走査線5のあるラインLiにオン電圧が印加されて放射線検出素子7iから画像データdiが読み出される場合、同時に、オフ電圧が印加された走査線5の他のラインLに接続されている放射線検出素子7からもTFT8を介して僅かずつ電荷qがリークする。そのため、当該放射線検出素子7iの画像データとして読み出される画像データdiは、実際には、当該放射線検出素子7iから読み出された電荷Qと他の放射線検出素子7からTFT8を介してリークした電荷qとの合計値に相当する画像データである。
 また、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されている最中に読み出し処理が行われる場合、放射線画像撮影装置1に照射された放射線が各TFT8にも放射線が照射され、或いは照射された放射線がシンチレータで電磁波に変換され、この電磁波が各TFT8に照射されることにより、各TFT8を介して放射線検出素子7からリークする電荷qの量が増加する。
 そのため、この場合は、図45に示した放射線検出素子7iの画像データとして読み出される画像データdiが、同じ信号線6に接続されている他の放射線検出素子7からリークした各電荷qの量が増加する分だけ大きくなる。そのため、画像領域δTの画像データdが画像領域A、Bの画像データdよりも大きくなると考えられている。
 しかし、上記のように、生成された放射線画像に濃淡が現れると、放射線画像が見づらいものになる。そして、例えば、放射線画像を医療における診断用等に用いるような場合には、放射線画像上で病変部と濃淡とが重なると、病変部を見落としたり、見誤ったりする可能性が生じる。また、図44Bに示したように、画像領域A、Bの画像データdよりも大きくなった画像データδTの画像データdを修正することは必ずしも容易ではない。
 そこで、特許文献4、5に記載された発明を応用して、放射線画像撮影装置に対する放射線の照射が開始される前から画像データの読み出し処理を行うように構成し、特許文献4、5に記載の発明のように放射線画像撮影装置に放射線が照射されている最中も画像データdの読み出し処理を続行するのではなく、その代わりに、放射線の照射が開始された時点で、画像データdの読み出し処理を停止するように構成することが考えられる。
 このように構成すると、放射線画像撮影装置に放射線の照射が開始された時点で走査駆動手段15のゲートドライバ15bからオン電圧が印加された走査線5に接続されている各放射線検出素子7からは、それ以前にオン電圧が印加された走査線5に接続されている各放射線検出素子7から読み出される画像データdよりも著しく大きな値の画像データdが読み出される。
 そこで、この現象を利用して、例えば、放射線画像撮影装置に対する放射線の照射が開始される前から画像データdの読み出し処理を行うように構成し、読み出された画像データdが急増して閾値を越えた場合に、放射線が照射されたことを検出するように構成することが可能である。そして、放射線の照射が開始されたことを検出すると、画像データdの読み出し処理を停止させて、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生する電荷を各放射線検出素子7内に蓄積させる。
 また、図示を省略するが、各放射線検出素子7とバイアス電源とを結ぶバイアス線9やそれらを結束した結線10(後述する図7等参照)に、それらを流れる電流値を検出する電流検出手段を設けたり(例えば特許文献6参照)、或いは、各走査線5や、走査駆動手段15の電源回路15aとゲートドライバ15bとを結ぶ配線15c等に電流検出手段を設けておくと、放射線画像撮影装置に放射線が照射されると、電流検出手段で検出される電流値が急上昇する。
 そこで、これを利用して、電流検出手段で検出される電流の値を監視し、電流値が急上昇して、例えば予め設定された閾値を越えた時点で放射線画像撮影装置に放射線が照射されたことを検出するように構成することも可能である。そして、この場合も、放射線の照射が開始されたことを検出すると、画像データdの読み出し処理(或いはこの場合は各放射線検出素子7に残存する電荷を各放射線検出素子7から放出させる各放射線検出素子7のリセット処理でもよい。)を停止させて、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生する電荷を各放射線検出素子7内に蓄積させる。
 そして、上記のように種々構成することで、放射線画像撮影装置と放射線発生装置との間のインターフェースを構築できない場合でも、放射線画像撮影装置自体で放射線の照射を検出することが可能となる。
 ところで、上記のような放射線画像撮影装置により、放射線の照射後に読み出される本画像としての画像データ(上記の放射線画像撮影前に読み出される画像データと区別するために、以下、画像データDという。)には、上記のように放射線画像撮影装置に放射線が照射されたことにより各放射線検出素子7内で発生した電荷に起因する画像データD(放射線の照射により発生した真の電荷に起因する画像データという意味で、以下、真の画像データDという。)が含まれる。
 しかし、それとは別に、各放射線検出素子7内では、各放射線検出素子7自体の熱による熱励起等によりいわゆる暗電荷が常時発生しており、各放射線検出素子7から画像データDを読み出す際には、真の画像データDのほかに、暗電荷に起因するオフセット分であるオフセットデータOが読み出される。すなわち、本画像として読み出される画像データDは、下記(1)式に示すように、真の画像データDと暗電荷に起因するオフセットデータOとの和として表される。
  D=D+O  …(1)
 そして、画像データとして取得されるべきデータは、放射線の照射により発生した真の電荷のみに起因する真の画像データDであるから、通常、放射線画像撮影の前または後に、放射線画像撮影と同じ条件だが、放射線画像撮影装置に対して放射線を照射しないという条件下で暗電荷に起因するオフセットデータOを取得し、上記(1)式を変形して得られる下記(2)式に従って、真の画像データDを算出するように構成される。
  D=D-O  …(2)
特開平9-73144号公報 特開2006-058124号公報 特開平6-342099号公報 特開平9-140691号公報 特開平7-72252号公報 特開2009-219538号公報
 しかしながら、本発明者らの研究によれば、放射線画像撮影装置に対して強い放射線が照射されたような場合には特に発生し易いのであるが、放射線画像撮影装置に放射線が照射されると、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷による、いわゆるラグ(lag)が発生することが分かっている。
 そして、前述した暗電荷は、仮に本画像としての画像データDの読み出し処理の際に読み出されずに各放射線検出素子7内に残ったとしても、その後、各放射線検出素子のリセット処理を繰り返すことによって各放射線検出素子7から除去されるが、上記のラグは、リセット処理を繰り返し行っても容易には消えないことも分かっている。
 このようにラグが容易に消えない理由は、放射線の照射により放射線検出素子7内で発生した電子や正孔の一部が、一種の準安定なエネルギーレベル(metastable state)に遷移して、放射線検出素子内での移動性を失った状態が比較的長時間保たれるためと考えられている。
 そして、この準安定なエネルギー状態の電子や正孔は、いつまでも準安定なエネルギーレベルにあるわけではなく、熱エネルギーによって、ある確率で少しずつこの準安定なエネルギーよりも高いと考えられるエネルギーレベルの伝導帯に遷移して移動性が復活する。しかし、その割合が必ずしも大きくないため、各放射線検出素子7のリセット処理を繰り返し行っても容易に消えないと考えられている。しかし、このラグの発生や持続のメカニズムについては、まだ不明な点も多い。
 このように、放射線の照射により各放射線検出素子7でラグが発生すると、放射線画像撮影後に行われる取得処理で取得されるオフセットデータOには、上記のような暗電荷に起因するオフセットデータO(以下、この暗電荷に起因するオフセットデータをオフセットデータOdarkという。)だけでなく、ラグによるオフセット分Olagも含まれることになる。すなわち、放射線画像撮影後に取得されるオフセットデータOは、下記(3)式に示すように、暗電荷に起因するオフセットデータOdarkと、ラグによるオフセット分Olagとの和となる。
  O=Odark+Olag  …(3)
 また、このラグによるオフセット分Olagは、その後に行われる放射線画像撮影の際にも各放射線検出素子7内に残存し、後の放射線画像撮影後に読み出される本画像としての画像データDにもいわゆる残像として重畳されるようになる。
 そして、本発明者らの研究によれば、上記のように放射線画像撮影装置と放射線発生装置との間でインターフェースを構築せずに、放射線発生装置との間でいわゆる非連携の状態で、放射線画像撮影装置自体で放射線の照射を検出するように構成する場合には、このラグによるオフセット分Olagの影響が残存するため、読み出された本画像としての画像データDから上記(2)式に従ってオフセットデータOを減算処理しても、適切な真の画像データDを得ることができない場合があることが分かってきた。なお、その原因等については後で詳しく説明する。
 そこで、放射線画像撮影装置や、放射線画像撮影装置から送信されてきた画像データD等に基づいて画像処理を行うコンソールには、本画像としての画像データDに対する画像処理の際に、ラグによるオフセット分Olagの影響を的確に除去して適切な真の画像データDを得ることができること、および、放射線画像撮影装置には、そのような適切な真の画像データDを得ることができるように必要な各種データを取得することが可能であることが望まれる。
 本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、本画像としての画像データからラグによるオフセット分を的確に排除することを可能とする放射線画像撮影装置およびそれを用いた放射線画像撮影システムを提供することを目的とする。
 前記の問題を解決するために、本発明の放射線画像撮影装置は、
 互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、
 オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
 前記各放射線検出素子から画像データを読み出す読み出し処理の際に、前記各走査線にオン電圧を順次印加して、前記各走査線に接続された前記各スイッチ手段にオン電圧を順次印加する走査駆動手段と、
 前記画像データの読み出し処理の際に、前記放射線検出素子から前記信号線に放出された前記電荷を前記画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
 少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記各放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備え、
 前記制御手段は、
 放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせて、放射線が照射されない状態で読み出される前記画像データを前記各放射線検出素子ごとに暗画像データとして取得するとともに、読み出した前記画像データが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出し、
 放射線の照射が開始されたことを検出すると、前記走査駆動手段から全ての前記走査線にオフ電圧を印加し、前記各スイッチ手段をオフ状態として電荷蓄積モードに移行し、
 放射線の照射が終了した後、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加させ、前記読み出し回路に順次読み出し動作を行わせて、前記各放射線検出素子から本画像としての前記画像データの読み出し処理を行わせ、
 さらに、当該画像データの読み出し処理の後に、放射線が照射されない状態で読み出される前記画像データを前記各放射線検出素子ごとにオフセットデータとして取得し、
 前記オフセットデータおよび前記暗画像データに基づいて前記各放射線検出素子ごとに算出されるラグによるオフセット分に基づいて、当該放射線画像撮影で読み出された本画像としての前記画像データ、または、当該放射線画像撮影の後に行われた放射線画像撮影で読み出された本画像としての前記画像データを修正することを特徴とする。
 また、本発明の放射線画像撮影システムは、
 互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、
 前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
 オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
 前記各放射線検出素子から画像データを読み出す読み出し処理の際に、前記各走査線にオン電圧を順次印加して、前記各走査線に接続された前記各スイッチ手段にオン電圧を順次印加する走査駆動手段と、
 前記画像データの読み出し処理の際に、前記放射線検出素子から前記信号線に放出された前記電荷を前記画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
 少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記各放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
 外部装置との間で情報を送受信するための通信手段と、
を備え、
 前記制御手段は、
 放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行って、放射線が照射されない状態で読み出される前記画像データを前記各放射線検出素子ごとに暗画像データとして取得するとともに、読み出した前記画像データが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出し、
 放射線の照射が開始されたことを検出すると、前記走査駆動手段から全ての前記走査線にオフ電圧を印加し、前記各スイッチ手段をオフ状態として電荷蓄積モードに移行し、
 放射線の照射が終了した後、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加させ、前記読み出し回路に順次読み出し動作を行わせて、前記各放射線検出素子から本画像としての前記画像データの読み出し処理を行わせ、
 さらに、当該画像データの読み出し処理の後に、放射線が照射されない状態で読み出される前記画像データを前記各放射線検出素子ごとにオフセットデータとして取得する放射線画像撮影装置と、
 前記放射線画像撮影装置から送信されてきた前記オフセットデータおよび前記暗画像データに基づいて前記各放射線検出素子ごとに算出されるラグによるオフセット分に基づいて、当該放射線画像撮影で読み出された本画像としての前記画像データ、または、当該放射線画像撮影装置を用いて当該放射線画像撮影の後に行われた放射線画像撮影で読み出された本画像としての前記画像データを修正するコンソールと、
を備えることを特徴とする。
 本発明のような方式の放射線画像撮影装置および放射線画像撮影システムによれば、放射線画像撮影装置の制御手段やコンソールは、オフセットデータから暗画像データを減算してオフセットデータ中に含まれるラグによるオフセット分を各放射線検出素子ごとに算出する。そして、算出したラグによるオフセット分に基づいて本画像としての画像データ中に含まれるラグによるオフセット分を推定し、当該放射線画像撮影で読み出された本画像データや、当該放射線画像撮影の後に行われた放射線画像撮影で読み出された本画像としての画像データから、ラグによるオフセット分等を減算することで、本画像としての画像データを修正する。
 そのため、本画像としての画像データから、データ中に含まれるラグによるオフセット分を的確に排除することが可能となる。そして、ラグの影響が的確に排除された本画像データ等に基づいて最終的な放射線画像を生成することが可能となる。そのため、最終的な放射線画像中からもラグの影響を的確に排除することが可能となり、最終的な放射線画像の画質を向上させることが可能となる。
各実施形態に係る放射線画像撮影装置を示す斜視図である。 図1におけるX-X線に沿う断面図である。 放射線画像撮影装置の基板の構成を示す平面図である。 図3の基板上の小領域に形成された放射線検出素子とTFT等の構成を示す拡大図である。 図4におけるY-Y線に沿う断面図である。 COFやPCB基板等が取り付けられた基板を説明する側面図である。 放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。 検出部を構成する1画素分についての等価回路を表すブロック図である。 各放射線検出素子のリセット処理における電荷リセット用スイッチやTFTのオン/オフのタイミングを表すタイミングチャートである。 画像データの読み出し処理における電荷リセット用スイッチ、パルス信号、TFTのオン/オフのタイミングを表すタイミングチャートである。 相関二重サンプリング回路における電圧値の変化等を表すグラフである。 各実施形態に係る放射線画像撮影システムの全体構成を示す図である。 放射線画像撮影前の画像データの読み出し処理における各走査線に対するオン電圧の印加のタイミングを表し、放射線の照射開始を検出した時点で各走査線へのオン電圧の印加を停止することを説明するタイミングチャートである。 リークデータの読み出し処理における電荷リセット用スイッチやTFTのオン/オフのタイミングを表すタイミングチャートである。 TFTを介して各放射線検出素子からリークした各電荷がリークデータとして読み出されることを説明する図である。 リークデータの読み出し処理と各放射線検出素子のリセット処理とを交互に行う場合のタイミングチャートである。 電流検出手段が設けられた放射線画像撮影装置の等価回路の一例を表すブロック図である。 放射線画像撮影前の画像データの読み出し処理から電荷蓄積モードへの移行および本画像データの読み出し処理における各走査線に対するオン電圧の印加のタイミングを表すタイミングチャートである。 オフセットデータの取得処理における各走査線に対するオン電圧の印加のタイミングを表すタイミングチャートである。 電荷蓄積モードに要する時間と同じ時間だけオフ電圧を印加させる期間を設けて行われる暗画像データの取得処理における各走査線に対するオン電圧の印加のタイミングを表すタイミングチャートである。 一定の割合で発生する暗電荷および単位時間あたりの発生割合が指数関数的に減衰するラグを説明する図である。 暗画像データと本画像データやオフセットデータに含まれるラグによるオフセット分等を説明するイメージ図である。 放射線の照射が開始されたことが検出された時点でオン電圧が印加されていた走査線とその次の走査線との間で真の画像データに段差が生じる状態を説明する図である。 被験者の頭部を撮影した画像の例を表す図である。 被験者の頭部の残像が後の腹部の画像中に写り込んだ状態を説明する図である。 先の撮影で生じたラグが後の撮影後も引き続き発生することを説明する図である。 後の撮影で読み出される本画像データに重畳される、先の撮影で生じたラグによるオフセット分を説明するイメージ図である。 最初のオフセットデータの取得処理で得られるラグによるオフセット分に対する、各オフセットデータの取得処理ごとに取得されるラグによるオフセット分の相対的な比率をプロットしたグラフである。 開始走査線が異なっても図26に示した相対的な比率の、放射線の照射開始からの経過時間に対する減衰傾向がほとんど同じ傾向になることを示すグラフである。 定数yを走査線のライン番号についてそれぞれプロットしたグラフである。 定数zを走査線のライン番号についてそれぞれプロットしたグラフである。 画像読出番号と定数y、zとを対応付けるテーブルを表す図である。 非接続の端子を有するゲートドライバやゲートICを表す図である。 図30の構成におけるオフセットデータの取得処理等において非接続の端子にもオン電圧が印加される場合のタイミングチャートである。 ゲートドライバに非接続の端子が存在する場合に作成されるテーブルの例を表す図である。 照射する放射線の線量を種々変化させて図26と同様の実験を行った場合の実験結果を表すグラフである。 本画像データの読み出し処理とオフセットデータの取得処理との間で各放射線検出素子のリセット処理等を行わない場合における各走査線に対するオン電圧の印加のタイミングを表すタイミングチャートである。 図34の場合に照射する放射線の線量を種々変化させて図26と同様の実験を行った場合の実験結果を表すグラフである。 第5の実施形態における放射線画像撮影前の画像データの読み出し処理から電荷蓄積モードへの移行および本画像データの読み出し処理における各走査線に対するオン電圧の印加のタイミングを表すタイミングチャートである。 第5の実施形態のオフセットデータの取得処理における各走査線に対するオン電圧の印加のタイミングを表すタイミングチャートである。 放射線検出素子ごとの暗電荷に起因するオフセット分に関するテーブルを説明する図である。 一群のテーブルを説明する図である。 画像データの読み出し処理において各走査線に印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替えるタイミングを示すタイミングチャートである。 各フレームごとに画像データの読み出し処理を繰り返し行うことを説明するタイミングチャートである。 各フレームごとの各放射線検出素子からの画像データの読み出し処理を説明する図である。 ΔTの部分の走査線にオン電圧が順次印加される間に放射線が照射されて照射が終了したことを表す図である。 再構築された画像データに基づいて生成された放射線画像を表す図である。 画像領域δTの画像データが画像領域A、Bの画像データより大きくなることを表すグラフである。 放射線検出素子から読み出された電荷と他の放射線検出素子からリークした電荷との合計値が画像データとして読み出されることを説明する図である。る。
 以下、本発明に係る放射線画像撮影装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
 なお、以下では、放射線画像撮影装置が、シンチレータ等を備え、照射された放射線を可視光等の他の波長の電磁波に変換して電気信号を得るいわゆる間接型の放射線画像撮影装置である場合について説明するが、本発明は、直接型の放射線画像撮影装置に対しても適用することが可能である。また、放射線画像撮影装置が可搬型である場合について説明するが、支持台等と一体的に形成された放射線画像撮影装置(すなわちいわゆる専用機)に対して適用することも可能である。
[第1の実施の形態]
 図1は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観斜視図であり、図2は、図1のX-X線に沿う断面図である。本実施形態に係る放射線画像撮影装置1は、図1や図2に示すように、筐体2内にシンチレータ3や基板4等が収納されて構成されている。
 筐体2は、少なくとも放射線入射面Rが放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されている。なお、図1や図2では、筐体2がフロント板2Aとバック板2Bとで形成された、いわゆる弁当箱型である場合が示されているが、筐体2を一体的に角筒状に形成した、いわゆるモノコック型とすることも可能である。
 また、図1に示すように、筐体2の側面部分には、電源スイッチ36や、LED等で構成されたインジケータ37、バッテリ41(後述する図7参照)の交換等のために開閉可能とされた蓋部材38等が配置されている。また、本実施形態では、蓋部材38の側面部には、後述するコンソール58(後述する図12参照)等の外部装置との間で必要な情報を無線方式で送受信するための通信手段であるアンテナ装置39が埋め込まれている。
 なお、アンテナ装置39の設置位置は蓋部材38の側面部に限らず、放射線画像撮影装置1の任意の位置にアンテナ装置39を設置することが可能である。また、設置するアンテナ装置39は1個に限らず、複数設けることも可能である。さらに、画像データd等を外部装置との間でケーブル等の有線方式で送受信するように構成することも可能であり、その場合は、ケーブル等を差し込むなどして接続するための接続端子等が放射線画像撮影装置1の側面部等に設けられる。
 図2に示すように、筐体2の内部には、基板4の下方側に図示しない鉛の薄板等を介して基台31が配置され、基台31には、電子部品32等が配設されたPCB基板33や緩衝部材34等が取り付けられている。なお、本実施形態では、基板4やシンチレータ3の放射線入射面Rには、それらを保護するためのガラス基板35が配設されている。
 シンチレータ3は、基板4の後述する検出部Pに対向する状態で配置されるようになっている。シンチレータ3は、例えば、蛍光体を主成分とし、放射線の入射を受けると300~800nmの波長の電磁波、すなわち可視光を中心とした電磁波に変換して出力するものが用いられる。
 基板4は、本実施形態では、ガラス基板で構成されており、図3に示すように、基板4のシンチレータ3に対向する側の面4a上には、複数の走査線5と複数の信号線6とが互いに交差するように配設されている。基板4の面4a上の複数の走査線5と複数の信号線6により区画された各小領域rには、放射線検出素子7がそれぞれ設けられている。
 このように、走査線5と信号線6で区画された各小領域rに二次元状に配列された複数の放射線検出素子7が設けられた領域r全体、すなわち図3に一点鎖線で示される領域が検出部Pとされている。
 本実施形態では、放射線検出素子7としてフォトダイオードが用いられているが、この他にも例えばフォトトランジスタ等を用いることも可能である。各放射線検出素子7は、図3や図4の拡大図に示すように、スイッチ手段であるTFT8のソース電極8sに接続されている。また、TFT8のドレイン電極8dは信号線6に接続されている。
 そして、TFT8は、後述する走査駆動手段15により、接続された走査線5にオン電圧が印加され、走査線5を介してゲート電極8gにオン電圧が印加されるとオン状態となり、放射線検出素子7内に蓄積されている電荷を信号線6に放出させるようになっている。また、TFT8は、接続された走査線5にオフ電圧が印加され、走査線5を介してゲート電極8gにオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、放射線検出素子7から信号線6への電荷の放出を停止して、電荷を放射線検出素子7内に保持して蓄積させるようになっている。
 ここで、本実施形態における放射線検出素子7やTFT8の構造について、図5に示す断面図を用いて簡単に説明する。図5は、図4におけるY-Y線に沿う断面図である。
 基板4の面4a上に、AlやCr等からなるTFT8のゲート電極8gが走査線5と一体的に積層されて形成されており、ゲート電極8g上および面4a上に積層された窒化シリコン(SiN)等からなるゲート絶縁層81上のゲート電極8gの上方部分に、水素化アモルファスシリコン(a-Si)等からなる半導体層82を介して、放射線検出素子7の第1電極74と接続されたソース電極8sと、信号線6と一体的に形成されるドレイン電極8dとが積層されて形成されている。
 ソース電極8sとドレイン電極8dとは、窒化シリコン(SiN)等からなる第1パッシベーション層83によって分割されており、さらに第1パッシベーション層83は両電極8s、8dを上側から被覆している。また、半導体層82とソース電極8sやドレイン電極8dとの間には、水素化アモルファスシリコンにVI族元素をドープしてn型に形成されたオーミックコンタクト層84a、84bがそれぞれ積層されている。以上のようにしてTFT8が形成されている。
 また、放射線検出素子7の部分では、基板4の面4a上に前記ゲート絶縁層81と一体的に形成される絶縁層71の上にAlやCr等が積層されて補助電極72が形成されており、補助電極72上に前記第1パッシベーション層83と一体的に形成される絶縁層73を挟んでAlやCr、Mo等からなる第1電極74が積層されている。第1電極74は、第1パッシベーション層83に形成されたホールHを介してTFT8のソース電極8sに接続されている。なお、補助電極72は必ずしも設けられなくてもよい。
 第1電極74の上には、水素化アモルファスシリコンにVI族元素をドープしてn型に形成されたn層75、水素化アモルファスシリコンで形成された変換層であるi層76、水素化アモルファスシリコンにIII族元素をドープしてp型に形成されたp層77が下方から順に積層されて形成されている。
 そして、放射線画像撮影時に、放射線画像撮影装置1に対して照射された放射線が筐体2の放射線入射面Rから入射し、シンチレータ3で可視光等の電磁波に変換され、変換された電磁波が図中上方から照射されると、電磁波が放射線検出素子7のi層76に到達して、i層76内で電子正孔対が発生する。放射線検出素子7は、このようにして、シンチレータ3から照射された電磁波を電荷(電子正孔対)に変換するようになっている。
 また、p層77の上には、ITO等の透明電極とされた第2電極78が積層されて形成されており、照射された電磁波がi層76等に到達するように構成されている。本実施形態では、以上のようにして放射線検出素子7が形成されている。なお、p層77、i層76、n層75の積層の順番は上下逆であってもよい。また、本実施形態では、放射線検出素子7として、上記のようにp層77、i層76、n層75の順に積層されて形成されたいわゆるpin型の放射線検出素子を用いる場合が説明されているが、これに限定されない。
 放射線検出素子7の第2電極78の上面には、第2電極78を介して放射線検出素子7にバイアス電圧を印加するバイアス線9が接続されている。なお、放射線検出素子7の第2電極78やバイアス線9、TFT8側に延出された第1電極74、TFT8の第1パッシベーション層83等、すなわち放射線検出素子7とTFT8の上面部分は、その上方側から窒化シリコン(SiN)等からなる第2パッシベーション層79で被覆されている。
 図3や図4に示すように、本実施形態では、それぞれ列状に配置された複数の放射線検出素子7に1本のバイアス線9が接続されており、各バイアス線9はそれぞれ信号線6に平行に配設されている。また、各バイアス線9は、基板4の検出部Pの外側の位置で結線10に結束されている。
 本実施形態では、図3に示すように、各走査線5や各信号線6、バイアス線9の結線10は、それぞれ基板4の端縁部付近に設けられた入出力端子(パッドともいう)11に接続されている。各入出力端子11には、図6に示すように、後述する走査駆動手段15のゲートドライバ15bを構成するゲートIC12a等のチップがフィルム上に組み込まれたCOF(Chip On Film)12が異方性導電接着フィルム(Anisotropic Conductive Film)や異方性導電ペースト(Anisotropic Conductive Paste)等の異方性導電性接着材料13を介して接続されている。
 また、COF12は、基板4の裏面4b側に引き回され、裏面4b側で前述したPCB基板33に接続されるようになっている。このようにして、放射線画像撮影装置1の基板4部分が形成されている。なお、図6では、電子部品32等の図示が省略されている。
 ここで、放射線画像撮影装置1の回路構成について説明する。図7は本実施形態に係る放射線画像撮影装置1の等価回路を表すブロック図であり、図8は検出部Pを構成する1画素分についての等価回路を表すブロック図である。
 前述したように、基板4の検出部Pの各放射線検出素子7は、その第2電極78にそれぞれバイアス線9が接続されており、各バイアス線9は結線10に結束されてバイアス電源14に接続されている。バイアス電源14は、結線10および各バイアス線9を介して各放射線検出素子7の第2電極78にそれぞれバイアス電圧を印加するようになっている。また、バイアス電源14は、後述する制御手段22に接続されており、制御手段22により、バイアス電源14から各放射線検出素子7に印加するバイアス電圧が制御されるようになっている。
 図7や図8に示すように、本実施形態では、放射線検出素子7のp層77側(図5参照)に第2電極78を介してバイアス線9が接続されていることからも分かるように、バイアス電源14からは、放射線検出素子7の第2電極78にバイアス線9を介してバイアス電圧として放射線検出素子7の第1電極74側にかかる電圧以下の電圧(すなわちいわゆる逆バイアス電圧)が印加されるようになっている。
 各放射線検出素子7の第1電極74はTFT8のソース電極8s(図7、図8中ではSと表記されている。)に接続されており、各TFT8のゲート電極8g(図7、図8中ではGと表記されている。)は、後述する走査駆動手段15のゲートドライバ15bから延びる走査線5の各ラインL1~Lxにそれぞれ接続されている。また、各TFT8のドレイン電極8d(図7、図8中ではDと表記されている。)は各信号線6にそれぞれ接続されている。
 走査駆動手段15は、配線15cを介してゲートドライバ15bにオン電圧とオフ電圧を供給する電源回路15aと、走査線5の各ラインL1~Lxに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧の間で切り替えて各TFT8のオン状態とオフ状態とを切り替えるゲートドライバ15bとを備えている。
 本実施形態では、後述するように、走査駆動手段15は、後述する制御手段22からの指示に従って、走査線5の各ラインL1~Lxにオン電圧を順次印加したり、或いは、走査線5の全てのラインL1~Lxにオフ電圧を印加した状態を維持したりするようになっている。
 また、スイッチ手段であるTFT8は、走査駆動手段15のゲートドライバ15bから走査線5を介してそのゲート電極8gにオン電圧が印加されると、放射線検出素子7に蓄積された電荷を信号線6に放出させ、ゲート電極8gにオフ電圧が印加されると、放射線検出素子7からの電荷の放出を停止させて、発生した電荷を放射線検出素子7内に蓄積させるようになっている。
 図7や図8に示すように、各信号線6は、各読み出しIC16内に形成された各読み出し回路17にそれぞれ接続されている。なお、本実施形態では、読み出しIC16に、1本の信号線6につき1個ずつ読み出し回路17が設けられている。
 読み出し回路17は、増幅回路18と相関二重サンプリング回路19等で構成されている。読み出しIC16内には、さらに、アナログマルチプレクサ21と、A/D変換器20とが設けられている。なお、図7や図8中では、相関二重サンプリング回路19はCDSと表記されている。また、図8中では、アナログマルチプレクサ21は省略されている。
 本実施形態では、増幅回路18はチャージアンプ回路で構成されており、オペアンプ18aと、オペアンプ18aにそれぞれ並列にコンデンサ18bおよび電荷リセット用スイッチ18cが接続されて構成されている。また、増幅回路18には、増幅回路18に電力を供給するための電源供給部18dが接続されている。また、オペアンプ18aと相関二重サンプリング回路19との間には、電荷リセット用スイッチ18cと連動して開閉するスイッチ18eが設けられている。
 増幅回路18のオペアンプ18aの入力側の反転入力端子には信号線6が接続されており、増幅回路18の入力側の非反転入力端子には基準電位Vが印加されるようになっている。なお、基準電位Vは適宜の値に設定され、本実施形態では、例えば0[V]が印加されるようになっている。
 また、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cは、制御手段22に接続されており、制御手段22によりオン/オフが制御されるようになっており、電荷リセット用スイッチ18cがオン状態とされるとスイッチ18eがそれと連動してオフ状態となり、電荷リセット用スイッチ18cがオフ状態とされるとスイッチ18eがそれと連動してオン状態となるようになっている。
 そして、各放射線検出素子7のリセット処理の際には、図9に示すように、電荷リセット用スイッチ18cがオン状態(およびスイッチ18eがオフ状態)とされた状態で、各TFT8がオン状態とされると、オン状態とされた各TFT8を介して各放射線検出素子7から蓄積されていた電荷が信号線6に放出され、電荷が信号線6を流れて、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cを通過する。
 そして、電荷リセット用スイッチ18cを通過した電荷がオペアンプ18aの出力端子側からオペアンプ18a内を通り、非反転入力端子から出てアースされたり、電源供給部18dに流れ出すことで、各放射線検出素子7内に残存する電荷が放出され、各放射線検出素子7のリセット処理が行われるようになっている。
 なお、図9や後述する図10等では、電荷リセット用スイッチ18cのオン/オフしか記載されておらず、スイッチ18e(図8参照)のオン/オフについては記載されていないが、前述したように、スイッチ18eは電荷リセット用スイッチ18cのオン/オフと連動してオフ/オン動作する。また、以下の説明においても、電荷リセット用スイッチ18cの動作等のみについて述べる場合があるが、その場合も同様である。
 一方、画像データdの読み出し処理の際には、増幅回路18では、図10に示すように、電荷リセット用スイッチ18cがオフ状態(およびスイッチ18eがオン状態)の状態で、オン状態とされた各TFT8を介して各放射線検出素子7から蓄積されていた電荷が信号線6に放出され、電荷が信号線6を流れて、増幅回路18のコンデンサ18bに流入して蓄積される。
 なお、その際、当該放射線検出素子7からの電荷だけでなく、同じ信号線6に接続されている他の放射線検出素子7からTFT8を介してリークする電荷もコンデンサ18bに流入することは、図45で示した通りである。
 そして、増幅回路18では、コンデンサ18bに蓄積された電荷量に応じた電圧値がオペアンプ18aの出力側から出力されるようになっている。増幅回路18は、このようにして、各放射線検出素子7から出力された電荷量に応じて電圧値を出力して電荷電圧変換するようになっている。
 なお、増幅回路18を、放射線検出素子7から出力された電荷に応じて電流を出力するように構成することも可能である。また、増幅回路18をリセットする際には、電荷リセット用スイッチ18cがオン状態とされ、それに連動してスイッチ18eがオフ状態となると、増幅回路18の入力側と出力側とが短絡されてコンデンサ18bに蓄積された電荷が放電される。そして、放電された電荷がオペアンプ18aの出力端子側からオペアンプ18a内を通り、非反転入力端子から出てアースされたり、電源供給部18dに流れ出すことで、増幅回路18がリセットされるようになっている。
 増幅回路18の出力側には、相関二重サンプリング回路(CDS)19が接続されている。相関二重サンプリング回路19は、本実施形態では、サンプルホールド機能を有しており、この相関二重サンプリング回路19におけるサンプルホールド機能は、制御手段22から送信されるパルス信号によりそのオン/オフが制御されるようになっている。
 すなわち、例えば画像データdの読み出し処理の際には、図10に示すように、まず、各読み出し回路17の増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cを制御してオフ状態とされる。その際、電荷リセット用スイッチ18cをオフ状態にした瞬間に、いわゆるkTCノイズが発生し、増幅回路18のコンデンサ18bにkTCノイズに起因する電荷が溜まる。
 そのため、図11に示すように、増幅回路18から出力される電圧値が、電荷リセット用スイッチ18cをオフ状態にした瞬間(図11では「18coff」と表示)に、前述した基準電位VからkTCノイズに起因する電荷の分だけ変化して電圧値Vinに変わる。制御手段22は、この段階で、図10に示すように、相関二重サンプリング回路19に1回目のパルス信号Sp1を送信して、その時点(図11では「CDS保持」(左側)と表示)で増幅回路18から出力されている電圧値Vinを保持させる。
 続いて、図10に示したように、走査駆動手段15のゲートドライバ15bから1本の走査線5(例えば走査線5のラインLn)にオン電圧を印加してその走査線5にゲート電極8gが接続されているTFT8をオン状態とすると(図10参照。図11では「TFTon」と表示)、これらのTFT8が接続されている各放射線検出素子7から蓄積された電荷が各信号線6を介して増幅回路18のコンデンサ18bに流れ込んで蓄積され、図11に示すように、コンデンサ18bに蓄積された電荷量に応じて増幅回路18から出力される電圧値が上昇する。
 そして、制御手段22は、所定時間が経過した後、図10に示すように、ゲートドライバ15bから当該走査線5に印加しているオン電圧をオフ電圧に切り替えてその走査線5にゲート電極8gが接続されているTFT8をオフ状態とし(図11では「TFToff」と表示)、この段階で各相関二重サンプリング回路19に2回目のパルス信号Sp2を送信して、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vfiを保持させる(図11では「CDS保持」(右側)と表示)。
 各相関二重サンプリング回路19は、2回目のパルス信号Sp2で電圧値Vfiを保持すると、電圧値の差分Vfi-Vinを算出し、算出した差分Vfi-Vinをアナログ値の画像データdとして下流側に出力するようになっている。
 相関二重サンプリング回路19から出力された各放射線検出素子7の画像データdは、アナログマルチプレクサ21に送信され、アナログマルチプレクサ21から順次A/D変換器20に送信される。そして、A/D変換器20で順次デジタル値の画像データdに変換されて記憶手段40に出力されて順次保存されるようになっている。
 制御手段22は、図示しないCPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピュータや、FPGA(Field Programmable Gate Array)等により構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。そして、制御手段22は、放射線画像撮影装置1の各部材の動作等を制御するようになっている。また、図7等に示すように、制御手段22には、DRAM(Dynamic RAM)等で構成される記憶手段40が接続されている。
 また、本実施形態では、制御手段22には、前述したアンテナ装置39が接続されており、さらに、検出部Pや走査駆動手段15、読み出し回路17、記憶手段40、バイアス電源14等の各部材に電力を供給するためのバッテリ41が接続されている。また、バッテリ41には、図示しない充電装置からバッテリ41に電力を供給してバッテリ41を充電する際の接続端子42が取り付けられている。
 前述したように、制御手段22は、バイアス電源14を制御してバイアス電源14から各放射線検出素子7に印加するバイアス電圧を設定したり可変させたりするなど、放射線画像撮影装置1の各機能部の動作を制御するようになっている。
 また、本発明では、制御手段22は、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されて行われる放射線画像撮影前に、暗画像データOdの取得処理を行い、放射線画像撮影後に本画像としての画像データDの読み出し処理を行い、その後で、オフセットデータOの取得処理を行うようになっているが、これらの処理等については、放射線画像撮影システム50の構成を説明した後で説明する。
[放射線画像撮影システム]
 図12は、本実施形態に係る放射線画像撮影システムの全体構成を示す図である。放射線画像撮影システム50は、図12に示すように、例えば、放射線を照射して図示しない患者の身体の一部である被写体(患者の撮影対象部位)の撮影を行う撮影室R1と、放射線技師等の操作者が被写体に照射する放射線開始の制御等の種々の操作を行う前室R2、およびそれらの外部等に配置される。
 撮影室R1には、前述した放射線画像撮影装置1を装填可能なブッキー装置51や、被写体に照射する放射線を発生させる図示しないX線管球を備える放射線源52やそれをコントロールする放射線発生装置55、放射線発生装置55とコンソール58とが通信する際や放射線画像撮影装置1とコンソール58とが無線通信する際にこれらの通信を中継する無線アンテナ53を備えた中継器54等が設けられている。
 なお、図12では、可搬型の放射線画像撮影装置1をブッキー装置51のカセッテ保持部51aに装填して用いる場合が示されているが、前述したように、放射線画像撮影装置1はブッキー装置51や支持台等と一体的に形成されたものであってもよい。また、前述したように、放射線画像撮影装置1は、必要な情報をアンテナ装置39(図1や図7参照)や中継器54を介してコンソール58との間で無線方式で送受信するようになっているが、例えば、中継器54と各ブッキー装置51との間にケーブルを設け、ケーブルを放射線画像撮影装置1に接続して有線方式で送受信するように構成することも可能である。
 中継器54は、放射線発生装置55やコンソール58と接続されており、中継器54には、中継器54とコンソール58等との間で情報を送信する際のLAN通信用の信号等を、放射線発生装置55との間で情報を送信する際の信号に変換し、その逆の変換も行う図示しない変換器が内蔵されている。
 前室R2には、本実施形態では、放射線発生装置55の操作卓57が設けられており、操作卓57には、放射線技師等の操作者が操作して放射線発生装置55に対して放射線の照射開始等を指示するための曝射スイッチ56が設けられている。
 放射線発生装置55は、ブッキー装置51に装填された放射線画像撮影装置1に対して放射線を適切に照射できるように放射線源52を所定の位置に移動させたり、その放射方向を調整したり、放射線画像撮影装置1の所定の領域内に放射線が照射されるように図示しない絞りを調整したり、或いは、適切な線量の放射線が照射されるように放射線源52を調整する等の種々の制御を放射線源52に対して行うようになっている。
 放射線画像撮影装置1の構成等については前述した通りであるが、本実施形態では、放射線画像撮影装置1は、上記のようにブッキー装置51に装填されて用いられる場合もあるが、ブッキー装置51には装填されず、いわば単独の状態で用いることもできるようになっている。
 すなわち、放射線画像撮影装置1を単独の状態で例えば撮影室R1内に設けられたベッドや図12に示すように臥位撮影用のブッキー装置51B等に上面側に配置してその放射線入射面R(図1参照)上に被写体である患者の手等を載置したり、或いは、例えばベッドの上に横臥した患者の腰や足等とベッドとの間に差し込んだりして用いることもできるようになっている。この場合、例えばポータブルの放射線源52B等から、被写体を介して放射線画像撮影装置1に放射線を照射して放射線画像撮影が行われる。
 本実施形態では、放射線画像撮影装置1から送信されてきた画像データ等に基づいて画像データに対して画像処理を行い、最終的な放射線画像を生成することが可能なコンピュータ等で構成されたコンソール58が、撮影室R1や前室R2の外側に設けられている。なお、コンソール58を例えば前室R2等に設けるように構成することも可能である。
 本実施形態では、コンソール58は、CRT(Cathode Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等で構成された表示手段58aを備えており、また、コンソール58には、HDD(Hard Disk Drive)等で構成された記憶手段59が接続、或いは内蔵されている。
 なお、例えば、コンソール58に、放射線画像撮影で取得された画像データに基づくプレビュー画像を表示させたり、放射線画像撮影装置1の状態を覚醒(wake up)状態とスリープ(sleep)状態との間で遷移させる機能を持たせたり、或いは、放射線技師等の操作者が撮影室R1で行う放射線画像撮影の内容を表す撮影オーダ情報を作成したり選択したりすることを可能とする機能を持たせたりするように構成することも可能であり、適宜に構成される。
[放射線画像撮影装置1自体による放射線の照射開始の検出について]
 ここで、前述したように、放射線画像撮影装置1と放射線発生装置55との間のインターフェースを構築していない場合や構築できない場合において、放射線画像撮影装置1自体で放射線の照射が開始されたことを検出するためのいくつかの手法について説明する。
[手法1]
 例えば、前述した図41に示したように、放射線画像撮影前に、各フレームごとに、ゲートドライバ15bから走査線5の各ラインL1~Lxにオン電圧を順次印加しながら画像データdの読み出し処理を行うように構成する。
 そして、走査線5のラインLnにオン電圧を印加して読み出された画像データdが、それ以前に読み出された画像データdよりも大きく上昇して、例えば予め設定された閾値を越えた場合に、その時点で放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されたと判断して、放射線の照射開始を検出するように構成することが可能である。
 この場合、走査線5のラインLnにオン電圧を印加して読み出された画像データdに基づいて放射線の照射開始を検出すると、図13に示すように、その時点で、画像データdの読み出し処理、すなわちラインLn+1以降の各走査線5へのオン電圧の印加を停止し、走査駆動手段15のゲートドライバ15bから走査線5の全てのラインL1~Lxにオフ電圧を印加して、各放射線検出素子7内に電荷を蓄積させる電荷蓄積モードに移行する。
 なお、この放射線の照射開始を検出した時点での各走査線5へのオン電圧の印加の停止、オフ電圧への切り替え、および電荷蓄積モードへの移行は、以下の各手法等の場合においても同様であり、説明を省略する。また、図13では、実効蓄積時間Tが示されているが、これについては後で説明する。
[手法2]
 また、上記のように、放射線画像撮影前から画像データdの読み出し処理を行い、読み出された画像データdの値に基づいて放射線の照射開始を検出する代わりに、各放射線検出素子7からTFT8を介して信号線6にリークする電荷を読み出し回路17でリークデータdleakとして読み出させるように構成し、読み出したリークデータdleakに基づいて放射線の照射開始を検出するように構成することも可能である。
 具体的には、放射線画像撮影前に、走査線5の全てのラインL1~Lxにオフ電圧を印加した状態で、図14に示すように各読み出し回路17を動作させる。すなわち、画像データdの読み出し処理の場合と同様に、読み出し回路17の増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18c(図8参照)をオフ状態として、コンデンサ18bに電荷が蓄積される状態として、制御手段22から相関二重サンプリング回路19にパルス信号Sp1、Sp2を送信してサンプリングを行わせるが、その間、各TFT8のオン/オフ動作は行わない。
 このように各読み出し回路17を動作させると、図15に示すように、オフ状態とされた各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークした各電荷qが、増幅回路18のコンデンサ18bに蓄積される。そのため、増幅回路18からはこの蓄積された電荷、すなわち各放射線検出素子7からリークした電荷qの合計値に相当する電圧値が出力され、図15では図示を省略した相関二重サンプリング回路19でサンプリングされて、リークデータdleakが読み出される。
 このように構成すると、前述した図45を用いて説明した場合と同様に、放射線画像撮影装置1に放射線が照射される以前では、各TFT8を介して各放射線検出素子7iからリークする電荷qは僅かであり、それらの合計値も小さい値であるため、リークデータdleakも小さい値であるが、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されると、各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷qが大きくなり、それらの合計値が大きくなる。そのため、読み出されるリークデータdleakの値が上昇する。
 そのため、リークデータdleakを定期的に読み出すように構成し、読み出したリークデータdleakがそれ以前に読み出されたリークデータdleakよりも大きく上昇して、例えば予め設定された閾値を越えた場合に、その時点で放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されたと判断して、放射線の照射開始を検出するように構成することが可能である。
 なお、この場合、リークデータdleakの読み出し処理は、上記のように、走査線5の各ラインL1~Lxにオフ電圧を印加し、各TFT8をオフ状態とした状態で行われる。そして、このように走査線5の各ラインL1~Lxにオフ電圧を印加したままであると、各放射線検出素子7内に暗電荷が蓄積されてしまう状態になる。
 そのため、例えば図16に示すように、上記のようなリークデータdleakの読み出し処理と、走査線5の各ラインL1~Lxにオン電圧を順次印加して行う各放射線検出素子7のリセット処理とを、例えば交互に行うように構成することが可能である。
 また、リークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に行うように構成する代わりに、リークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7からの画像データdの読み出し処理とを交互に行うように構成することも可能である。なお、そのように構成する場合、読み出された画像データdを、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射開始の検出に用いないように構成することも可能であり、読み出されたリークデータdleakと画像データdの両方を用いて、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射開始の検出を行うように構成することも可能である。
[手法3]
 また、前述したように、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されると、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷の一部がバイアス線9に流出したり、各放射線検出素子7内で電子正孔対が発生することにより各放射線検出素子7の第1電極74と第2電極78(図7等参照)との間の電位差が変化すること等によって、放射線画像撮影装置1内の配線中を電流が流れることが分かっている。
 そこで、例えば図17に示すように、各放射線検出素子7とバイアス電源14とを結ぶバイアス線9やそれらを結束した結線10に、それらを流れる電流値を検出する電流検出手段43を設けたり、或いは、各走査線5や、走査駆動手段15の電源回路15aとゲートドライバ15bとを結ぶ配線15c(図7参照)等に電流検出手段を設けておき、結線10や走査線5、配線15c等を流れる電流の値を監視するように構成することが可能である。
 この場合、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されないうちは、各放射線検出素子7内では暗電荷のみが発生し、放射線の照射に起因する電荷は発生しないため、電流の値は小さいが、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されると、上記のように流れる電流の値が上昇する。そこで、電流検出手段43等で検出される電流の値が、例えば予め設定された閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出するように構成することが可能である。
 なお、放射線画像撮影装置1自体で放射線の照射が開始されたことを検出するための手法は、上記の手法1から手法3に限定されず、例えば、放射線画像撮影装置1に放射線センサを設けて放射線の照射開始を検出するように構成することも可能であり、適宜の手法を採用することが可能である。
 また、以下では、図13に示した、放射線画像撮影前からフレームごとに画像データdの読み出し処理を行う場合、すなわち手法1を採用した場合について説明するが、他の手法等を採用する場合も同様に説明される。
[本画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの取得処理について]
 次に、放射線画像撮影後の本画像としての画像データDの読み出し処理と、その後のオフセットデータの取得処理について説明する。なお、以下では、放射線画像撮影後に読み出される本画像としての画像データDを、本画像データDという。
 本実施形態では、図13に示したように、走査線5のラインLnにオン電圧を印加して読み出された画像データdに基づいて放射線の照射開始を検出した時点で、画像データdの読み出し処理を停止し、走査線5の全ラインL1~Lxにオフ電圧を印加して電荷蓄積モードに移行する。
 そして、図18に示すように、電荷蓄積モードに移行してから予め設定された所定時間τが経過した後、本画像データDの読み出し処理を行うようになっている。なお、この所定時間τの間に、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が終了する。
 その際、本実施形態では、本画像データDの読み出し処理を、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理で、放射線の照射が開始されたことを検出した時点またはその直前にオン電圧が印加された走査線5(図18の場合は走査線5のラインLn)の次にオン電圧を印加すべき走査線5(図18の場合は走査線5のラインLn+1)からオン電圧の印加を開始し、各走査線5にオン電圧を順次印加させて、本画像データDの読み出し処理を行うようになっている。
 また、本実施形態では、本画像データDの読み出し処理では、図13や図18に示すように、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理と同じタイミング、すなわちある走査線5にオン電圧を印加してから次の走査線5にオン電圧を印加するまでのタイミングと同じタイミングで、走査駆動手段15のゲートドライバ15bから走査線5の各ラインLn+1~Lx、L1~Lnにオン電圧を順次印加させるようになっている。
 本実施形態では、このようにして走査線5のラインLnまでオン電圧を順次印加して本画像データDの読み出し処理を終了すると、続いて、図19に示すように1フレーム分の各放射線検出素子7のリセット処理を行う。なお、各放射線検出素子7のリセット処理を所定回数のフレーム分だけ行うように構成することも可能である。
 そして、各放射線検出素子7のリセット処理を行った後、所定時間τだけ各走査線5にオフ電圧を印加してから、本画像データDの場合と同じタイミングで走査線5の各ラインLn+1~Lx、L1~Lnにオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7からオフセットデータOを読み出して取得するようになっている(オフセットデータOの取得処理)。
 なお、前述したように、本画像データDの読み出し処理の前の電荷蓄積モード(図18参照)では、放射線源52(図12参照)から放射線画像撮影装置1に放射線が照射されるが、オフセットデータOの所得処理前の電荷蓄積モード(図19参照)では、放射線画像撮影装置1には放射線は照射されない。また、図18や図19では、実効蓄積時間Tが示されているが、これについては後で説明する。
[放射線画像撮影前の暗画像データOdの取得処理について]
 一方、本実施形態では、図13や図41に示したように、放射線画像撮影前、すなわち放射線画像撮影装置1に放射線が照射される前に、走査線5の各ラインL1~Lxにオン電圧を順次印加して放射線検出素子7からの画像データdの読み出し処理を行うようになっている。
 この場合の画像データdは、放射線画像撮影装置1に放射線が照射される前に読み出されるデータであるから、画像データdには、前述した真の画像データD、すなわち放射線画像撮影装置1に放射線が照射されたことにより各放射線検出素子7内で発生した電荷に起因する画像データは、当然含まれない。
 また、放射線画像撮影装置1にはまだ放射線は照射されていないため、この画像データdには、前述した、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷による、いわゆるラグ(lag)に起因するオフセット分Olagも当然含まれておらず、各放射線検出素子7内で発生する暗電荷のみに起因するデータである。
 すなわち、放射線画像撮影前に読み出される画像データdは、あるフレームで走査線5に印加されたオン電圧がオフ電圧に切り替えられてTFT8がオフ状態とされてから、次のフレームで当該走査線5に印加されたオン電圧がオフ電圧に切り替えられるまでの間(以下、この間の時間を実効蓄積時間という。例えば図13の実効蓄積時間T参照。)に各放射線検出素子7内で発生した暗電荷のみに起因するデータとなる。
 そのため、この画像データdを、前述したオフセットデータOdark、すなわち読み出された本画像データD中に含まれる、暗電荷に起因するオフセットデータOdarkとして用いることが可能である。なお、この画像データdは放射線画像撮影前に読み出されるものであり、放射線画像撮影後に読み出される本画像データD中に含まれるオフセットデータOdarkそのものではないという意味で、本発明では、この放射線画像撮影前に取得される画像データdを、暗画像データOdという。
 しかし、上記の実効蓄積時間が異なると、暗画像データOdが異なる値になるが、本発明者らの研究では、特に実効蓄積時間が短い場合には、暗画像データOdは必ずしも実効蓄積時間に比例してその値が変化するとは限らないことが分かっている。
 そして、放射線画像撮影前の暗画像データOdの取得処理(画像データdの読み出し処理)では、実効蓄積時間T(図13参照)が、本画像データDの読み出し処理(図18参照)やその後のオフセットデータOの取得処理(図19参照)の場合の実効蓄積時間Tよりも電荷蓄積モードに要する時間τ(すなわち上記の所定時間τ)の分だけ短い。
 そのため、このままでは放射線画像撮影前に取得された暗画像データOdをオフセットデータOdarkとして用いることができない。
 そこで、この問題を解消する手法としては、例えば、実効蓄積時間Tの場合に取得される暗画像データOdを、実効蓄積時間Tで読み出されるオフセットデータOdarkに換算する換算率を予め実験的に求めておく。そして、実際の放射線画像撮影の際に、放射線画像撮影前にフレームごとに画像データdすなわち暗画像データOdを読み出して記憶しておき、それに換算率を乗算して、本画像データD中に含まれるオフセットデータOdarkを算出して推定するように構成することが可能である。
 また、他の手法としては、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理の際に、例えば図20に示すように、暗画像データOdの取得処理を行うフレームとその直前のフレームとの間で、走査駆動手段15のゲートドライバ15bから各走査線5に対して、電荷蓄積モードに要する時間τと同じ時間だけオフ電圧を印加させる期間を設けるように構成することも可能である。
 このように構成すれば、放射線画像撮影前の暗画像データOdの取得処理における実効蓄積時間Tを、本画像データDの読み出し処理(図18参照)やその後のオフセットデータOの取得処理(図19参照)の場合の実効蓄積時間Tと同じ時間とすることが可能となる。そのため、放射線画像撮影前に取得された暗画像データOdを、そのまま本画像データD中に含まれるオフセットデータOdarkと同じ値として用いることが可能となる。
 ただし、上記のように各走査線5にオフ電圧を印加している時間τの間は画像データdの読み出し処理(或いは暗画像データOdの取得処理)が行われないため、その間に放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されても画像データd(或いは暗画像データOd)に基づく放射線の照射開始の検出処理を行うことができず、放射線の照射開始の検出が遅れてしまう。
 そこで、上記のように、フレーム間を所定時間τだけあけて暗画像データOdを取得する処理は、例えば10回のフレームごとの画像データdの読み出し処理の間に1回行う等の所定の割合で行うように構成することが好ましい。
 また、上記の手法2で放射線画像撮影前にリークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に行う場合や、上記の手法3で電流検出手段43を設けて放射線の照射開始を検出するように構成する際に放射線画像撮影前に各放射線検出素子7のリセット処理を繰り返し行うように構成した場合のように、放射線画像撮影前に各放射線検出素子7のリセット処理を行う場合には、各放射線検出素子7から放出された電荷は画像データとしては読み出されずに、上記のように増幅回路18のオペアンプ18aを通って非反転入力端子から出てアースされたり、電源供給部18dに流れ出す。そのため、そのままでは暗画像データOdを取得することができない。
 そこで、例えば、上記と同様に、例えば10回のフレームごとの各放射線検出素子7のリセット処理の間に1回等の割合で行うなど放射線画像撮影前の適宜のタイミングで、あるフレームでの各放射線検出素子7のリセット処理を終了した後、上記の所定時間τだけ各走査線5にオフ電圧を印加させてから画像データdすなわち暗画像データOdを読み出すように構成することが可能である。この場合、それ以外のフレームでは読み出し処理を行わず、各放射線検出素子7のリセット処理が行われる。
[本画像データDの修正処理について]
 次に、コンソール58では、上記のようにして得られた本画像データD等に基づいて算出された真の画像データDに対して画像処理を行って、最終的な放射線画像が生成されるが、前述したように、取得されたオフセットデータOには暗電荷に起因するオフセットデータOdarkのほかに、ラグによるオフセット分Olagが含まれている。そのため、このラグによるオフセット分Olagを適切に処理しないと、上記(2)式に従って本画像データDからオフセットデータOを減算しても、適切な真の画像データDを得ることができず、適切な放射線画像を生成することもできない。
 そこで、画像処理により最終的な放射線画像を生成するための前処理(すなわち適切な真の画像データDを算出するための前処理)として、以下、本発明に特有の前処理、すなわち上記の暗画像データOdとオフセットデータOとを用いて本画像データDからラグによるオフセット分Olagを的確に排除して本画像データDを修正する処理について説明する。また、以下、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1や放射線画像撮影システム50の作用についてもあわせて説明する。
 この修正処理は、放射線画像撮影装置1の制御手段22が行うように構成してもよく、コンソール58で行うように構成することも可能である。修正処理をコンソール58で行うように構成する場合には、本画像データDやオフセットデータO、暗画像データOd等の必要な情報が放射線画像撮影装置1からコンソール58に送信される。
 上記のように、取得されたオフセットデータOを本画像データDから減算処理しても適切な真の画像データDを得ることができない理由は、以下のように考えられている。
 前述したように、本画像データDの読み出し処理後に取得されるオフセットデータOには、本画像データDの読み出し処理後の実効蓄積時間T(図19参照)の間に各放射線検出素子7内で発生し蓄積された暗電荷に起因するオフセットデータOdarkのほかに、放射線画像撮影の際に放射線画像撮影装置1に照射された放射線により発生したラグ(lag)によるオフセット分Olagが含まれる。
 すなわち、上記(3)式に示したように、
  O=Olag+Odark  …(4)
が成り立つ。
 そして、暗電荷に起因するオフセットデータOdarkは、前述した暗画像データOdの場合と同様に、必ずしも実効蓄積時間Tに比例して増加する値として読み出されないが、以下では、説明を単純にするために、図21Aのαに示すように、暗電荷が単位時間あたりに一定の割合で発生するものとする。オフセットデータOdarkや暗画像データOdは、単位時間あたりに一定の割合で発生する暗電荷の、実効蓄積時間Tの積分値で算出される。
 また、前述したように、ラグ(lag)の発生や持続のメカニズムについては未だ不明な点が多いが、以下では、図21Aのβに示すように、ラグは放射線の照射時から発生し、単位時間あたりの発生割合が、放射線の照射開始からの経過時間tに対して指数関数的に減衰していくものとする。ラグによるオフセット分Olagは、その単位時間あたりの発生割合の積分値で算出される。
 このように仮定した場合、暗画像データOdと、本画像データD中に含まれるラグによるオフセット分Olag(D)および暗電荷に起因するオフセットデータOd(D)と、オフセットデータO中に含まれるラグによるオフセット分Olagおよび暗電荷に起因するオフセットデータOdarkとの関係は、図21Bのイメージ図に示すような関係になる。
 なお、図21Bでは、各走査線5にオン電圧が印加されるタイミングがそれぞれ矢印で示されている。また、図21Bでは本画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの取得処理の間に行われる各放射線検出素子7のリセット処理(図19参照)の図示が省略されている。さらに、図21A、図21Bでは、放射線の照射により発生した電荷に起因する真の画像データDの図示が省略されている。なお、真の画像データDは、通常、暗電荷やラグに比べて格段に大きな値になる。
 また、本画像データD中には、図示しない真の画像データDとオフセット分Olag(D)と暗電荷に起因するオフセットデータOd(D)とが含まれるため、
  D=D+Olag(D)+Od(D)  …(5)
が成り立つ。
 この場合、上記のように、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理の際に行われる暗画像データOdの取得処理での実効蓄積時間T(図20参照)と、本画像データDの読み出し処理(図18参照)やオフセットデータOの取得処理(図19参照)の場合の実効蓄積時間Tとが等しくなるように構成すれば、図21Bに示す暗画像データOdと、本画像データD中に含まれる暗電荷に起因するオフセットデータOd(D)と、オフセットデータO中に含まれる暗電荷に起因するオフセットデータOdarkは、全ての放射線検出素子7について等しくなる。
 すなわち、
  Od=Od(D)=Odark  …(6)
が成り立ち、上記(4)式や(5)式中のOdarkやOd(D)として、暗画像データOdの取得処理で取得された暗画像データOdを用いることができる。
 しかし、例えば、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射開始が検出された際にオン電圧が印加されていた走査線5のラインLnに接続されている各放射線検出素子7では、図21Bの矢印の下側に示したイメージ図に示すように、本画像データDの読み出し処理やオフセットデータOの取得処理が、走査線5の各ラインL1~Lxの中で最後に行われるため、オフセットデータO中に含まれるラグによるオフセット分Olagが小さい値になる。
 それに対し、本画像データDの読み出し処理やオフセットデータOの取得処理が走査線5の各ラインL1~Lxの中で最初に行われる走査線5のラインLn+1に接続されている各放射線検出素子7では、オフセットデータO中に含まれるオフセット分Olagが大きい値になる。
 そのため、従来のように、上記(2)式に従って、取得されたオフセットデータOを本画像データDから減算処理しても(すなわちD=D-Oを演算しても)、適切な真の画像データDを得ることができないと考えられている。
 実際、例えば、放射線画像撮影装置1に被写体を介さない状態で強い放射線を一様に、すなわち放射線入射面R(図1等参照)の全面に同じ線量の強い放射線を照射した場合を考えると、この場合、各放射線検出素子7ごとの真の画像データD、すなわち放射線の照射により発生した電荷に起因する真の画像データDは、全ての放射線検出素子7で同じ値になるはずである。
 しかし、上記のように、放射線画像撮影装置1に放射線が照射された後の、走査線5の各ラインL1~LxでオフセットデータOの取得処理が行われるタイミングが早いか遅いかによって、オフセットデータO中に含まれるラグによるオフセット分Olagが大きな値になったり小さな値になったりする。
 そして、図21Bに示したように、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射開始が検出された走査線5のラインLnでラグによるオフセット分Olagが最も小さく、走査線5の次のラインLn+1でラグによるオフセット分Olagが最も大きくなる。
 そのため、本画像データDから単純にオフセットデータOを減算する処理を行うと、算出される真の画像データDは、図22に示すように、走査線5の最初のラインL1からラインLnに向けて次第に大きくなっていき、その次の走査線5のラインLn+1で値が急激に小さくなって真の画像データDに段差が生じた後、走査線5の最終ラインLxに向けて大きくなっていく状態になる。なお、図22では、真の画像データDの走査線5ごとの違いが非常に強調して表現されている。
 このように、従来の上記(2)式に従った真の画像データDの算出処理を採用すると、放射線画像撮影装置1に放射線を一様に照射した場合であるにもかかわらず、走査線5ごとに各放射線検出素子7ごとの真の画像データDの大きさが変化し、放射線の照射開始を検出した走査線5のラインLnとその次のラインLn+1との間で、真の画像データDに段差が生じてしまう場合があった。
 そこで、本実施形態では、真の画像データDが、上記(6)式から導かれる
  D=D-Olag(D)-Od(D)  …(7)
に従って算出できることを利用して、オフセットデータO中に含まれるラグによるオフセット分Olagから本画像データD中に含まれるラグによるオフセット分Olag(D)を推定して本画像データDを修正して、真の画像データDを算出するようになっている。
 具体的には、例えば、ラグの単位時間あたりの発生割合が上記のように放射線の照射開始からの経過時間tに対して指数関数的に減衰していくものとすると、a、bを所定の定数とした場合、ラグの単位時間あたりの発生割合をbexp(-at)とおくことができる。
 そして、ある走査線5に接続されている各放射線検出素子7について、本画像データD中に含まれるラグによるオフセット分Olag(D)は、放射線の照射開始から当該走査線5にオン電圧が印加されて本画像データDの読み出し処理が行われるまでの経過時間をtpとすると、下記(8)式に従って算出することができる。なお、経過時間tpは走査線5ごとに異なる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 また、当該走査線5に接続されている各放射線検出素子7について、オフセットデータO中に含まれるラグによるオフセット分Olagは、当該走査線5にオン電圧が印加されて本画像データDの読み出し処理が行われてからオフセットデータOの取得処理が行われるまでの時間が前述した実効蓄積時間Tであるから、下記(9)式に従って算出することができる。なお、本実施形態では、上記のように、実効蓄積時間Tは各走査線5で同じ時間である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 そして、上記(8)、(9)式から、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
の関係が成り立つため、本画像データD中に含まれるラグによるオフセット分Olag(D)は、
上記(10)式を変形した下記(11)式に従って、オフセットデータO中に含まれるラグによるオフセット分Olagに基づいて算出して推定することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 ここで、上記のように実効蓄積時間Tは予め決められた一定値であるが、tpは各走査線5ごとに異なる時間であり、放射線の照射開始時刻や放射線の照射時間から算出可能な放射線の照射終了時刻からの経過時間である。
 また、オフセットデータO中に含まれるラグによるオフセット分Olagは、上記(4)式を変形した式に上記(6)式を代入して得られる下記(12)式に従って、オフセットデータOから暗画像データOdを減算して算出することができる。
  Olag=O-Odark
 ∴Olag=O-Od  …(12)
 そのため、本実施形態では、上記(7)式に上記(6)式を代入すると、
  D=D-Olag(D)-Od  …(13)
が成り立つから、走査線5の各ラインL1~Lxに接続されている各放射線検出素子7について、それぞれ、上記(12)式に従ってオフセットデータOと暗画像データOdから算出されるラグによるオフセット分Olagや経過時間tp等を上記(11)式に代入して本画像データD中に含まれるラグによるオフセット分Olag(D)を算出し、算出したラグによるオフセット分Olag(D)と、本画像データDと、暗画像データOdとを上記(13)式に代入する。
 本実施形態では、このようにして、オフセットデータO中に含まれるラグによるオフセット分Olagから本画像データD中に含まれるラグによるオフセット分Olag(D)を推定して本画像データDを修正し、本画像データDからラグによるオフセット分Olag(D)を的確に排除して真の画像データDを算出するようになっている。
 なお、上記の前処理、すなわち適切な真の画像データDを算出するための処理を、放射線画像撮影装置1で行った場合には、このようにして算出した各放射線検出素子7ごとの真の画像データDに対して画像処理を行って最終的な放射線画像を生成するために、算出された真の画像データD等の必要な情報が、放射線画像撮影装置1からコンソール58に送信される。
 以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1や放射線画像撮影システム50によれば、制御手段22やコンソール58は、オフセットデータOから暗画像データOdを減算して、オフセットデータO中に含まれるラグによるオフセット分Olagを各放射線検出素子7ごとに算出する。
 そして、算出したラグによるオフセット分Olagに基づいて本画像データD中に含まれるラグによるオフセット分Olag(D)を推定し、当該放射線画像撮影で読み出された本画像データDからラグによるオフセット分Olag(D)等を減算することで、本画像データDを修正する。
 そのため、本画像データDから、本画像データD中に含まれるラグによるオフセット分Olag(D)を的確に排除することが可能となる。そして、ラグの影響が的確に排除された本画像データDすなわち真の画像データD等に基づいて最終的な放射線画像を生成することが可能となる。そのため、最終的な放射線画像中からもラグの影響を的確に排除することが可能となり、最終的な放射線画像の画質を向上させることが可能となる。
 なお、上記の例では、ラグの単位時間あたりの発生割合が放射線の照射開始からの経過時間tに対して指数関数的に減衰していくと仮定した場合について説明した。しかし、ラグの単位時間あたりの発生割合が、必ずしも指数関数的に減衰していくとは限らない。そのため、例えば、ラグの単位時間あたりの発生割合等を予め実験的に求めておき、それを近似する近似式を設定して、上記と同様の算出処理を行うようにすることが可能である。
 また、ラグの単位時間あたりの発生割合の近似式を設定して、それを上記(9)式に示したように積分処理する代わりに、例えば、実験結果から上記(9)式の右辺に相当する、ラグによるオフセット分Olag自体の時間的変化を近似する近似式(すなわちラグの単位時間あたりの発生割合の積分後の値の近似式)を設定するように構成することも可能である。
 後述する第2の実施形態では、このラグによるオフセット分Olag自体の時間的変化を近似する近似式として、後述する(14)式に示すように、ラグによるオフセット分Olagを、放射線の照射開始からの経過時間tの累乗の形で近似する場合について説明するが、このような形の近似式を上記の第1の実施形態で用いることも可能である。また、指数関数や経過時間tの累乗以外の形の近似式を用いるように構成することも可能である。
[第2の実施の形態]
 上記の第1の実施形態では、オフセットデータOの取得処理(図19や図21B等参照)で得られたオフセットデータO等に基づいて、当該オフセットデータOの取得処理の直前の読み出し処理(図18や図21B等参照)で読み出された本画像データDを修正する場合について説明した。すなわち、1回の放射線画像撮影で得られた本画像データDとオフセットデータOとが対象であった。
 一方、前述したように、当該放射線画像撮影に近接した時間内(すなわち当該放射線画像で発生したラグの影響が残存する時間内)に、再度、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されて別の放射線画像撮影が行われた場合、前の放射線画像撮影で発生したラグによるオフセット分Olagが各放射線検出素子7内に残存し、後の放射線画像撮影後に読み出される本画像データDにいわゆる残像として重畳されることが知られている。
 すなわち、例えば、図23Aに示すように被験者の頭部を撮影した後、同じ放射線画像撮影装置1を用いて近接した時間内に被験者の腹部を撮影すると、図23Bに示すように、前の放射線画像撮影で撮影された被験者の頭部の残像が、後の被験者の腹部の画像中に写り込む場合がある。このような現象が生じると、後の放射線画像撮影で放射線画像が見づらくなり、例えば放射線画像を例えば診断用に用いる場合等には、放射線画像を見た医師等が患者の病変部を見誤ってしまう可能性がある。
 上記の第1の実施形態で説明した本発明の手法を採用すれば、このような後の撮影で読み出される本画像データD中に残存するラグによるオフセット分Olagの影響を的確に排除して、残像がない本画像データDを得ることが可能となる。
 以下、第2の実施形態では、このように先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagの、後の撮影で読み出された本画像データDからの排除について説明する。
 この場合、先の撮影で生じたラグは、図24のβ1に示すように先の撮影後も発生し続け、図24に斜線を付して示すように、後の撮影後も引き続き発生する。そして、この引き続き発生するラグが、後の撮影で得られる本画像データDに重畳される残像となる。そこで、以下のようにして後の撮影で読み出された本画像データDから、先の撮影で生じたラグによる残像を排除される。
 まず、後の放射線画像撮影においても、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射開始の検出は、上記の第1の実施形態の場合と同様に、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理や、リークデータdleakの読み出し処理(図14~図16参照)で読み出された画像データdやリークデータdleakの値の上昇を監視することで行うことができる。
 また、バイアス線9や結線10に電流検出手段43を設けたり(図17参照)、各走査線5や走査駆動手段15の配線15c(図7参照)等に電流検出手段を設けておき、結線10や走査線5、配線15c等を流れる電流の値を監視して放射線の照射開始を検出するように構成してもよいこと等は、第1の実施形態で説明した通りである。
 なお、放射線画像撮影前に行う暗画像データOdの取得処理(図20参照)は、すでに先の撮影の前に行われており、後の撮影前には行われない。後の撮影前に暗画像データOdの取得処理を行うと、各放射線検出素子7内で発生する暗電荷のみに起因する暗画像データOdだけでなく、それと、先の撮影で生じて残存しているラグによるオフセット分Olagとが加算された値が得られてしまうためである。
 そして、後の撮影で放射線画像撮影装置1に放射線が照射された後、第1の実施形態の場合と同様にして、本画像データDの読み出し処理(図18参照)とオフセットデータOの取得処理(図19参照)が行われる。
 後の撮影で読み出される本画像データDに重畳される、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagは、図25に示すように、後の撮影前の画像データdの読み出し処理で最後に走査線5にオン電圧が印加されてから、本画像データDの読み出し処理で当該走査線5にオン電圧が印加されて本画像データDが読み出されるまでの実効蓄積時間Tの間に生じたラグの単位時間あたりの発生割合の積分値として算出することができる。
 従って、上記の第1の実施形態において示した上記(9)式をそのまま用いて、後の撮影で読み出される本画像データDに重畳される、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagを算出することができる。
 また、前述したように、上記の(9)式をそのまま用いる代わりに、すなわちラグの単位時間あたりの発生割合を指数関数で近似してラグによるオフセット分Olagをその積分値として指数関数的に算出するように設定する代わりに、例えば、後の撮影で読み出される本画像データDに重畳される、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olag自体を、例えば下記(14)式に従って、先の撮影における放射線の照射開始からの経過時間tの累乗の形で設定するように構成することも可能である。
  Olag=Olag_pre×y・t  …(14)
 ここで、上記(14)式中のOlag_preは、上記(12)式に従って、先の撮影におけるオフセットデータOの取得処理で得られたオフセットデータOから暗画像データOdを減算して各放射線検出素子7ごとに算出される先の撮影のラグによるオフセット分Olagを表す。
 この場合、上記の(14)式中の定数yやzは、以下のようにして予め実験により割り出して定めておくことができる。
 すなわち、例えば図18に示したように、放射線画像撮影装置1に放射線を照射して本画像データDの読み出し処理を行った後、図19に示したような各放射線検出素子7のリセット処理や電荷蓄積モードへの移行、オフセットデータOの取得処理を続けて繰り返し行い、各オフセットデータOの取得処理で読み出された各オフセットデータOからそれぞれ暗画像データOdを減算して、オフセットデータOの取得処理ごとに、最初の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagを算出する。
 そして、それぞれ算出した各オフセットデータOの取得処理ごとのラグによるオフセット分Olagを、例えば図26に示すように、放射線の照射開始から各オフセットデータOの取得処理が行われるまでの経過時間tごとにグラフ上にプロットし、各プロットを近似する近似式として、上記(14)式における定数yやzを割り出す。
 このようにして、後の撮影で読み出される本画像データDに重畳される、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagを経過時間tの累乗の形で予め設定することができる。
 なお、図26では、最初のオフセットデータOの取得処理で得られるラグによるオフセット分(すなわち上記(14)式のOlag_pre)に対する、各オフセットデータOの取得処理ごとに取得される最初の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagの相対的な比率、すなわち、簡単に言えば、上記(14)式のうちのy・tの部分に相当する値がプロットされている。
 一方、上記の各場合において、上記(14)式におけるtや上記(9)式におけるtpは、前述したように、先の撮影における放射線の照射開始からの経過時間であり、経過時間t、tpは走査線5ごとに異なる時間になる。
 この経過時間t、tpを割り出すために、例えば、制御手段22でこの経過時間t、tpをカウントするように構成してもよく、また、制御手段22が、先の撮影から後の撮影までの間に行われた画像データdの読み出し処理のフレーム数や各放射線検出素子7のリセット処理が行われたフレーム数等に基づいて経過時間t、tpを算出するように構成してもよい。
 上記(14)式や上記(9)式に従って、後の撮影で読み出される本画像データDに重畳される、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagを算出する処理をコンソール58で行う場合には、制御手段22は、経過時間t、tp等の必要な情報をコンソール58に送信する。
 そして、制御手段22やコンソール58で、後の撮影で読み出された本画像データDに対する修正処理を行う際には、先の撮影で発生したラグによるオフセット分Olagと本画像データDと暗画像データOdとを下記(15)式に代入して、後の撮影で得られた本画像データDを修正して、真の画像データDを算出する。
  D=D-Olag-Od  …(15)
 本実施形態では、このようにして、先の撮影で発生したラグによるオフセット分Olagを的確に算出して推定し、それに基づいて後の撮影で得られた本画像データDを修正して、本画像データDから、少なくとも先の撮影で発生したラグによるオフセット分Olagを的確に排除して真の画像データDを算出するようになっている。
 なお、上記(15)式を、上記(14)式や上記(12)式を用いて表すと、
  D=D-Olag-Od
    =D-Od-Olag_pre×y・t
 ∴D=D-Od-(O-Od)×y・t  …(16)
と表すことができる。なお、上記式中の(O-Od)におけるオフセットデータOは、前述したように、先の撮影におけるオフセットデータOの取得処理で得られたオフセットデータOを表す。また、上記(14)式の代わりに上記(9)式等を用いる場合も同様である。
 このように、上記の第2の実施形態では、後の撮影における本画像データDの読み出し処理後に行われるオフセットデータOの取得処理(図25参照)で得られるオフセットデータOを用いずに、事前に取得しておいた暗画像データOdと、先の撮影の際に得られたオフセットデータOとを用いて、後の撮影で得られた本画像データDを修正する場合について説明した。
 しかし、後の撮影においても、後の撮影で読み出された本画像データDを、当該後の撮影で取得されたオフセットデータOを用いて修正するように構成することも可能である。
 この場合は、例えば、オフセットデータOを用いて本画像データDを修正する際の原則を表す上記(2)式、すなわち
  D=D-O  …(2)
に従って、本画像データDが修正されて、真の画像データDが算出される。
 しかし、この場合、図25に示したように、後の撮影で読み出される本画像データDに先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagが重畳されるのと同様に、後の撮影で取得されるオフセットデータOにも、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagが重畳される。
 しかも、この場合、先の撮影における放射線の照射開始からの経過時間t、tpが、後の撮影における本画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの取得処理とで異なる。そのため、当該後の撮影で読み出される本画像データDに重畳される、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagと、後の撮影で取得されたオフセットデータDに重畳される、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagとは、異なる値になる。
 先の撮影における放射線の照射開始から後の撮影における本画像データDの読み出し処理まで経過時間を例えばt(D)と表し、先の撮影における放射線の照射開始から後の撮影におけるオフセットデータOの取得処理まで経過時間を例えばt(O)と表すとすると、後の撮影で得られた本画像データDとオフセットデータOとにそれぞれ重畳される、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagは、例えば上記(14)式を用いて、
  Olag=Olag_pre×y・t(D)  …(17)
  Olag=Olag_pre×y・t(O)  …(18)
と表すことができる。
 そして、これらのラグによるオフセット分Olagが後の撮影で得られた本画像データDとオフセットデータOとにそれぞれ重畳されているため、
  D-Olag_pre×y・t(D)  …(19)
  O-Olag_pre×y・t(O)  …(20)
のように、後の撮影で得られた本画像データDやオフセットデータOから、上記(17)式や(18)式で表される、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagをそれぞれ減算すれば、本画像データDやオフセットデータOから、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagの影響を除去することができる。
 そして、下記(21)式に示すように、これらの(19)式や(20)式を上記(2)式のDやOに代入して真の画像データDを算出するように構成することが可能である。なお、上記(14)式を用いる代わりに、上記(9)式等を用いる場合も同様であることは言うまでもない。
  D=(D-Olag_pre×y・t(D)
      -(O-Olag_pre×y・t(O))  …(21)
 このように構成すれば、後の撮影で得られた本画像データDやオフセットデータOから先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagの影響を的確に排除した状態で、後の撮影で得られたオフセットデータOに基づいて当該後の撮影で得られた本画像データDを的確に修正することが可能となり、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagで影響されずに真の画像データDを算出することが可能となる。
 なお、上記のように、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagが後の撮影で得られた本画像データDとオフセットデータOとにそれぞれ重畳されていることを考慮し、後の撮影において取得された本画像データDとオフセットデータOに前述した第1の実施形態の手法を適用して、当該後の撮影で読み出された本画像データDを、当該後の撮影で取得されたオフセットデータO等を用いて修正するように構成することも可能である。ただし、この場合、後の撮影で得られた本画像データDやオフセットデータOとしては、上記(19)式や(20)式で示されたように、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagがそれぞれ減算された形とされたうえで第1の実施形態の手法が適用される。
 以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1や放射線画像撮影システム50によれば、制御手段22やコンソール58は、本画像データD中に含まれる、先の撮影で発生したラグによるオフセット分Olagを推定し、後の撮影で読み出された本画像データDから、先の撮影で発生したラグによるオフセット分Olag等を減算することで、本画像データDを修正する。
 そのため、本画像データDから、本画像データD中に含まれる、先の撮影で発生したラグによるオフセット分Olagを的確に排除することが可能となる。そして、ラグの影響が的確に排除された本画像データDすなわち真の画像データD等に基づいて最終的な放射線画像を生成することが可能となる。そのため、最終的な放射線画像中からもラグの影響を的確に排除することが可能となり、最終的な放射線画像の画質を向上させることが可能となる。
 なお、第2の実施形態においても、上記のように、後の撮影で読み出される本画像データDに重畳される、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagを先の撮影における放射線の照射開始からの経過時間tの累乗の形で設定したり、或いは、ラグの単位時間あたりの発生割合が放射線の照射開始から指数関数的に減衰していくと仮定した場合について説明した。
 しかし、上記(14)式や(9)式を用いる代わりに、ラグの単位時間あたりの発生割合を指数関数以外の形で近似する近似式を設定して近似式を積分処理したり、或いはラグによるオフセット分Olag自体の時間的変化等を経過時間tの累乗以外の形で近似する式に基づいて、先の撮影で発生したラグによるオフセット分Olagを算出するようにすることも可能である。
 また、例えば、放射線画像撮影装置1に放射線を3回照射して3回の放射線画像撮影が比較的短時間の間に連続して行われるような場合、3回目の放射線画像撮影で得られた本画像データDやその後のオフセットデータOの取得処理で取得されたオフセットデータOには、1回目の撮影における放射線の照射で発生したラグによるオフセット分Olagと2回目の撮影における放射線の照射で発生したラグによるオフセット分Olagの両方が重畳される。
 このように、比較的短時間の間に放射線画像撮影装置1に放射線を複数回照射して複数回の放射線画像撮影を連続的に行う場合、後の撮影で読み出される本画像データDやオフセットデータOには、それ以前の各撮影で発生したラグによるオフセット分Olagがすべて重畳される状態になる。
 そのため、放射線画像撮影を複数回連続して行うような場合には、本画像データDやオフセットデータOから、それ以前の各撮影で発生したラグによるオフセット分Olagを全て減算する等して本画像データD等が修正される。
 なお、その際、上記の(9)式や(14)式等からも分かるように、撮影間の時間が長くなるほどすなわち上記の経過時間t、tpが長くなるほど、先の撮影で発生したラグによるオフセット分Olagが小さくなっていく。そのため、例えば、所定時間以上に長い経過時間t、tpが経過したような先の撮影については、当該先の撮影で発生したラグによるオフセット分Olagの、後の撮影で読み出された本画像データD等に対する重畳分を無視し、当該ラグによるオフセット分Olagについては上記(15)式等の演算の対象としないように構成することも可能である。
[第3の実施の形態]
 前述したように、放射線画像撮影装置1に対する放射線により発生するラグの発生や持続のメカニズムについては未だ不明な点も多い。また、ラグが発生する放射線検出素子7の構成や、ラグのリークに関与し得るTFT8の構成等、或いは、放射線検出素子7に印加するバイアス電圧やTFT8に印加するオフ電圧の値等を他の構成や値等に変更すると、ラグの発生や持続のメカニズムが変わる等して、ラグによるオフセット分Olagの経過時間t(以下、上記(9)式等の場合の経過時間tpを含む。)に対する近似式等の形が変わる可能性がある。
 そのため、放射線画像撮影装置1の型式等により、用いられる近似式の形等が異なるものになる可能性があり、放射線画像撮影装置1に応じた近似式が適宜設定される。
 以下、ラグによるオフセット分Olagの経過時間tに対する近似式や上記(14)式に適用する定数y、zの決定の仕方について、いくつかの方法を説明する。
[決定法1]第1の実施形態等で説明した構成の放射線画像撮影装置1では、最初の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagの、放射線の照射開始からの経過時間tに対する変化すなわち減衰の傾向は、図26に示したような傾向になるが、このような結果を得るための実験は、前述したように、図18に示したように放射線画像撮影装置1に放射線を照射して本画像データDの読み出し処理を行い、その後、図19に示したような各放射線検出素子7のリセット処理や電荷蓄積モードへの移行、オフセットデータOの取得処理を続けて繰り返し行って得られたものである。
 そのため、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されたことが検出された時点でオン電圧が印加されていた走査線5(図18の走査線5のラインLn)が例えば走査線5の500番目のラインであった場合、本実施形態では、その次にオン電圧を印加すべき走査線5(図18の場合は走査線5のラインLn+1)である走査線5の501番目のラインからオン電圧の印加を開始して本画像データDの読み出し処理が行われるが、その後繰り返される各オフセットデータOの取得処理の際に、取得処理が開始される走査線5は、いずれのオフセットデータOの取得処理においても上記と同じ走査線5の501番目のラインになる。
 従って、図26に示した結果を近似して割り出された上記の(14)式中の定数yやzは、あくまで走査線5の501番目のラインから本画像データDの読み出し処理やオフセットデータOの取得処理を開始した場合にしか適用できないものであり、他の走査線5から開始した場合には適用できない可能性がある。
 この点について、第1の実施形態等で説明した構成の放射線画像撮影装置1を用いた実験では、図27に示すように、本画像データDの読み出し処理やオフセットデータOの取得処理を開始した走査線5(以下、開始走査線と略称する。)が互いに異なるライン番号の走査線5であっても、繰り返し行われる各オフセットデータOの取得処理で得られたラグによるオフセット分Olagの、放射線照射時のオフセットデータOの取得処理で得られたラグによるオフセット分Olag_preに対する相対的な比率の、放射線の照射開始からの経過時間tに対する減衰傾向は、ほとんど同じ傾向になることが分かっている。
 なお、図27では、本画像データDの読み出し処理やオフセットデータOの取得処理を開始した開始走査線5が、走査線5の453番目のラインである場合(γ1)と965番目のラインである場合(γ2)とが示されている。
 従って、少なくとも第1の実施形態等で説明した構成の放射線画像撮影装置1では、本画像データDの読み出し処理やオフセットデータOの取得処理を開始した開始走査線5がいずれのライン番号の走査線5であったとしても、全ての走査線5について、同じ定数yとzとを上記(14)式に適用した1つの近似式で、ラグによるオフセット分Olagを近似することが可能である。
[決定法2]しかし、放射線画像撮影装置1によっては、本画像データDの読み出し処理やオフセットデータOの取得処理を開始した開始走査線5がいずれの走査線5であるかによって、ラグによるオフセットOlag等を近似する上記(14)式に適用すべき定数y、zが変わる場合があり得る。すなわち、本画像データDの読み出し処理やオフセットデータOの取得処理を開始した開始走査線5がいずれの走査線5であるかによって、ラグによるオフセットOlag等を近似する近似式の形が変わる場合があり得る。
 従って、そのような場合には、例えば、本画像データDの読み出し処理やオフセットデータOの取得処理を開始した開始走査線5のライン番号と定数y、zとを対応付けるテーブル、或いは、上記の開始走査線5のライン番号と近似式とを対応付けるテーブルを予め用意しておく。
 そして、当該テーブルを参照して、先の撮影で本画像データDの読み出し処理やオフセットデータOの取得処理を開始した開始走査線5のライン番号に応じて定数y、zや近似式を割り出し、それに基づいて、後の撮影で読み出される本画像データDに重畳される、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagを算出するように構成することが可能である。
[決定法3]一方、図27に示したように、第1の実施形態等で説明した構成の放射線画像撮影装置1では、本画像データDの読み出し処理やオフセットデータOの取得処理を開始した開始走査線5がいずれのライン番号の走査線5であっても、少なくとも開始走査線5については、上記のように、同じ定数yとzとを上記(14)式に適用した1つの近似式を用いることが可能であった。
 しかし、本画像データDの読み出し処理等で、開始走査線5のその次にオン電圧が印加されて読み出し処理が行われる走査線5や、さらにその次にオン電圧が印加されて読み出し処理が行われる走査線5についても、開始走査線5と同じ定数y、zや同じ近似式を用いることができるか否かは不明である。
 すなわち、図18や図19で走査線5のラインLn+1として表されている開始走査線5が、図27に示した453番目のラインであってあっても(γ1)、965番目のラインであっても(γ2)、或いは走査線5の別のラインであっても、図27に示したように、それらの開始走査線5については、上記(14)式に適用する定数y、zとして同じ定数y、zを用いることが可能であった。
 しかし、開始走査線5が図18や図19で走査線5のラインLn+1である場合に、その次にオン電圧が印加されてオフセットデータOが読み出された走査線5のラインLn+2について、ラグによるオフセット分Olagの経過時間tに対する近似式を得るために、開始走査線5(すなわち走査線5のラインLn+1)の場合の定数y、zと同じ定数y、zを上記(14)式に適用することが可能であるか否かは分からない。走査線5のラインLn+3以降の各ラインについても、同様である。
 また、開始走査線5以外の走査線5についても同じ定数y、zや同じ近似式を用いることも可能であるが、ラグによるオフセット分Olagの算出(近似)の精度を向上させるためには、開始走査線5以外の走査線5について、上記(14)式にそれぞれ別々の定数y、zを適用したり、それぞれ別々の近似式を設定した方がよい場合もあり得る。
 例えば図28A、図28Bに示すグラフは、開始走査線5が走査線5の453番目のラインである場合に、走査線5の各ラインLmについて、繰り返し行われる各オフセットデータOの取得処理で得られたラグによるオフセット分Olagの、放射線照射時のオフセットデータOの取得処理で得られたラグによるオフセット分Olag_preに対する相対的な比率(すなわち上記(14)式のy・tの項)を、放射線の照射開始からの経過時間tに対してプロットした曲線(開始走査線5の場合の図27参照)をy・tの形で近似した場合の定数y、zを、走査線5のラインLmのライン番号mについてそれぞれプロットしたグラフである。
 なお、図28A、図28B中においてδで示される直線が、上記のように走査線5の各ラインLmごとの定数y、zを表す。また、図28A、図28B中においてεで示される一点鎖線は、上記の決定法1における定数y、zを表し、走査線5の各ラインLmについて一律に開始走査線5における定数y、zを適用する場合を表す。
 また、上記のように、走査線5の各ラインLmごとに求めた定数y、zを、走査線5のラインLmのライン番号mについてそれぞれプロットした場合、定数yや定数zは、図28A、図28Bのグラフ中でライン番号mごとに縦軸方向に多少ばらつく。図28Aでは、各定数yを、開始走査線5の前後でそれぞれ直線近似し、図28Bでは、各定数zを、開始走査線5の前後でそれぞれ直線近似した結果が示されている。
 さらに、図28A、図28Bでは、上記のように、開始走査線5が走査線5の453番目のラインである場合が示されているが、開始走査線5が走査線5の他のラインである場合も、同様の結果が得られることが分かっている。
 そして、上記のように、開始走査線5がいずれのライン番号の走査線5であっても、開始走査線5については、上記(14)式に同じ定数y、zを適用することが可能であったが、開始走査線5がいずれのライン番号の走査線5であっても、開始走査線5の次の走査線5(すなわち2番目の走査線5)についても、2番目の走査線5同士では上記(14)式に同じ定数y、zを適用することが可能であり、3番目以降の走査線5についても、同じ順番の走査線5同士では、上記(14)式に同じ定数y、zを適用することが可能であることが分かっている。
 そこで、このように、開始走査線5同士や、開始走査線5からの順番が同じ走査線5同士では、上記(14)式に同じ定数y、zを適用することが可能である場合には、例えば、以下のようにして、開始走査線5や他の走査線5にオン電圧を印加した場合に読み出される本画像データDに重畳されているラグによるオフセット分Olagを算出するための定数y、zや近似式を適用することが可能である。
 すなわち、例えば、本画像データDの読み出し処理やオフセットデータOの取得処理を開始した走査線5すなわち開始走査線5の画像読出番号を1番とし、その次にオン電圧が印加されて読み出し処理が行われた2番目の走査線5の画像読出番号を2番とし、それ以降にオン電圧が印加されて読み出し処理が行われた3番目、4番目、…の走査線5の画像読出番号を3番、4番、…とするようにして、画像読出番号を定義する。
 このように画像読出番号を定義すると、画像読出番号は、1から、走査線5の全本数までの番号となる。なお、開始走査線5は各撮影ごとに変わるが、一旦、開始走査線5が決まれば、各走査線5と各画像読出番号とが1対1に定まる。
 そして、予め上記に示したような実験を行う等して、例えば図29に示すような画像読出番号と上記(14)式に適用する定数y、zとを対応付けるテーブルを予め用意する。
 そして、ラグによるオフセット分Olagの算出の際には、当該テーブルを参照して、先の撮影で本画像データDの読み出し処理やオフセットデータOの取得処理を開始した開始走査線5に応じて各走査線5に割り当てられる画像読出番号に基づいて定数y、zや近似式を割り出し、それに基づいて、後の撮影で読み出される本画像データDに重畳される、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagを算出するように構成することが可能である。
 なお、図29に示したような画像読出番号と定数y、zとを対応付けるテーブルを用意する代わりに、図示を省略するが、画像読出番号と近似式とを対応付けるテーブルを用意するように構成することも可能である。
 また、上記の実験を複数回行うと、通常、各回の実験ごとに開始走査線5が変わる。そこで、これを利用して、上記の実験を複数回行い、画像読出番号に対応する定数y(或いは定数z)を画像読出番号ごとに複数回分得る。そして、画像読出番号ごとに各定数y(或いは各定数z)の平均値等を算出して、各画像読出番号と、定数y(或いは定数z)の平均値等とを対応付けるようにしてテーブルを作成することも可能である。このようにすれば、開始走査線5が異なる状態で得られた定数y、zに基づいて、上記(14)式に適用すべき定数y、z(すなわち定数y、zの平均値等)を的確に算出することが可能となる。
 さらに、図28A、図28Bに示したように、例えば、走査線5の各ラインLmごとに求めた定数y、z(或いは定数y、zの平均値等)を走査線5のラインLmのライン番号mについてそれぞれプロットし、その結果を、例えば、開始走査線5の前後でそれぞれ直線近似等により近似した結果に基づいて、画像読出番号と対応付ける定数y、zを決定するように構成することも可能である。
[決定法4]一方、上記の決定法3で示したように(図27参照)、開始走査線5が異なる場合に、開始走査線5同士について、同じ定数y、zを上記(14)式に適用できる場合であっても、それ以降の走査線5(すなわち上記の画像読出番号が2以降の各走査線5)については、同じ番号の走査線5同士について、同じ定数y、zを上記(14)式に適用できない場合があり得る。
 また、そもそも、開始走査線5がいずれの走査線5であるかによって、ラグによるオフセットOlag等を近似する近似式が変わったり、上記(14)式に適用する定数y、zが変わってしまう場合もあり得る。
 そこで、そのような場合には、各走査線5について近似式や定数y、zを対応付けたテーブルを、開始走査線5が異なるごとに予め用意しておくように構成することが可能である。すなわち、この場合、例えば検出部P上に走査線5が1000本存在する場合には、例えば、1000本の各走査線5にそれぞれ近似式や定数y、zが対応付けられたテーブルが、開始走査線5となり得る走査線5の本数すなわち走査線5の全本数である1000個、予め用意される。
 以上の決定法1から決定法4に示したように構成すれば、第1、第2の実施形態で説明した放射線画像撮影装置1や放射線画像撮影システム50の効果が、より的確に発揮される。
 なお、最初の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagの、放射線の照射開始からの経過時間tに対する減衰傾向を求めるために行う上記の実験、すなわち上記(14)式の定数y、z等を求めるための実験は、上記のように、図18に示したように放射線画像撮影装置1に放射線を照射して本画像データDの読み出し処理を行い、その後、図19に示したような各放射線検出素子7のリセット処理や電荷蓄積モードへの移行、オフセットデータOの取得処理を続けて繰り返し行うものである。
 そのため、上記のように、例えば放射線画像撮影装置1に放射線が照射されたことが検出された時点でオン電圧が印加されていた走査線5が500番目のラインであれば、その後の本画像データDの読み出し処理や各オフセットデータOの取得処理では、その次にオン電圧を印加すべき走査線5の501番目のラインからオン電圧の印加を開始して各処理が行われる。
 しかし、第2の実施形態のように、実際の放射線画像撮影において、先の撮影と後の撮影とでそれぞれ放射線画像撮影装置1に放射線が照射されて放射線の照射が開始されたことが検出される場合には、先の撮影と後の撮影とでは、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されたことが検出された時点でオン電圧が印加されていた走査線5は、通常、異なる走査線5になる。従って、本画像データDの読み出し処理やオフセットデータOの取得処理でオン電圧が印加されて各処理が開始される開始走査線5も、通常、異なる走査線5になる。
 そのため、本実施形態で説明した各手法を、例えば第2の実施形態で説明した場合に適用する場合には、以下のような注意が必要である。
 すなわち、例えば、放射線画像撮影装置1に放射線を3回照射して3回の撮影が比較的短時間の間に連続して行われるような場合、3回目の放射線画像撮影で得られた本画像データDやその後のオフセットデータOの取得処理で取得されたオフセットデータOには、1回目の撮影における放射線の照射で発生したラグによるオフセット分Olagと2回目の撮影における放射線の照射で発生したラグによるオフセット分Olagの両方が重畳される。
 その際、3回目の放射線画像撮影で得られた本画像データD等に重畳される、1回目の撮影における放射線の照射で発生したラグによるオフセット分Olagは、1回目の撮影の際に本画像データDの読み出し処理等が開始された開始走査線5のライン番号等に基づいて決まる定数y、zや近似式に従って算出される。
 しかし、3回目の放射線画像撮影で得られた本画像データD等に重畳される、2回目の撮影における放射線の照射で発生したラグによるオフセット分Olagは、2回目の撮影の際に本画像データDの読み出し処理等が開始された開始走査線5のライン番号等に基づいて決まる定数y、zや近似式に従って算出される。
 このように、本実施形態で説明した各手法を適用する場合には、各回の放射線画像撮影で開始走査線5が異なるため、各回の撮影の開始走査線5に基づいて定数y、zや近似式を的確に使い分けることが必要となる。
 ところで、放射線画像撮影装置1によっては、例えば図30に示すように、走査駆動手段15のゲートドライバ15bやそれを構成するゲートIC15c(以下、まとめてゲートドライバ15bという。)に、走査線5が接続されていない、いわゆる非接続の端子pが存在する場合がある。
 そして、このようなゲートドライバ15bを用いる場合、上記の画像データDの読み出し処理やオフセットデータOの取得処理、或いは放射線画像撮影前の暗画像データOdの取得処理等においてゲートドライバ15bから走査線5の各ラインL1~Lxにオン電圧を順次印加する際には、例えばゲートドライバ15bの走査線5の最初のラインL1が接続されている端子から順にオン電圧が順次印加され、走査線5の最終ラインLxが接続されている端子にオン電圧が印加された後は、走査線5が接続されていない非接続の端子pにオン電圧が順次印加される状態になる。
 そのため、画像データDの読み出し処理や暗画像データOdの取得処理等においても同様であるが、例えば、オフセットデータOの取得処理においては、図31に示すように、例えば走査線5のラインLn+1から順にオン電圧が順次印加されてオフセットデータOの読み出し動作が開始された後、一旦、非接続の各端子pにオン電圧が順次印加された後、走査線5の最初のラインL1に戻って走査線5のラインL1~Lnにオン電圧が順次印加される状態になる。
 このように、ゲートドライバ15bに非接続の端子pが存在する場合には、ゲートドライバ15b側では、非接続の端子pを含む各端子にオン電圧を順次印加していく処理が行われるが、各走査線5側から見た場合、図31に示したように、非接続の端子pにオン電圧が印加されている際には、いずれの走査線5にもオン電圧が印加されない状態になる。
 そのため、例えば、上記の決定法3等において、図29に示したような画像読出番号と定数y、zとを対応付けるテーブル(画像読出番号と近似式とを対応付けるテーブルを用意する場合も同様。)を用意する場合には、以下のような注意が必要である。
 なお、以下では、仮に走査線5の本数を1000本とし、非接続の端子pを50個とした場合、すなわち非接続の端子pを含めてゲートドライバ15bに1050個の端子が存在する場合を例に挙げて説明する。
 この場合、例えば、放射線画像撮影装置1に放射線を照射して本画像データDの読み出し処理を行った場合の開始走査線5(図18の走査線5のラインLn+1に対応)が、走査線5の301番目のラインであったとすると、上記の実験では、その後繰り返して行われるオフセットデータOの取得処理(図19参照)では、開始走査線5は、本画像データDの読み出し処理の場合と同じ走査線5の301番目のラインになる。
 そして、各オフセットデータOの取得処理では、開始走査線5すなわち走査線5の301番目のラインから1000番目のライン(すなわち走査線5の最終ラインLx)までオン電圧が順次印加されてオフセットデータOがそれぞれ読み出された後、非接続の各端子pにオン電圧が順次印加され、その後、走査線5の1番目のライン(すなわち走査線5の最初のラインL1)から300番目のラインまでオン電圧が順次印加されてオフセットデータOがそれぞれ読み出される。
 そして、この処理が、各オフセットデータOの取得処理ごとに繰り返される。なお、非接続の各端子pにオン電圧が印加されている間は、オフセットデータOは読み出されない。
 そして、各オフセットデータOの取得処理で取得された各オフセットデータOからそれぞれラグによるオフセット分Olagを算出して、各走査線5ごとに、上記の定数y、zを算出する。
 また、上記の場合、画像読出番号は、走査線5の301~1000番目のラインがそれぞれ1~700となり、非接続の各端子pが701~750となり、走査線5の1~300番目のラインがそれぞれ751~1050となるため、算出した各定数y、zをそれぞれ画像読出番号に対応付けてテーブルを作成すると、テーブルは、図32に示すような形になる。
 すなわち、上記のようにゲートドライバ15bに非接続の端子pが存在する場合に、画像読出番号に算出した定数y、zをそれぞれ対応付けていくと、非接続の端子pに対応する画像読出番号の部分には、定数y、zが対応付けられない状態になる。
 そのため、このようにして作成したテーブルを、開始走査線5が例えばたまたま走査線5の最初のラインL1であったような場合に適用しようとすると、不都合が生じる。
 すなわち、開始走査線5が、走査線5の最初のラインL1であった場合、画像読出番号は、走査線5の1~1000番目のラインがそれぞれ1~1000となり、非接続の各端子pが1001~1050となる。しかし、テーブルには、画像読出番号が700~750である走査線5の700~750番目のラインには定数y、zが割り当てられていないため、これらの走査線5に接続されている各放射線検出素子7については、上記(14)式に基づいてラグによるオフセット分Olagを算出することができなくなる。
 そのため、このようにゲートドライバ15bに非接続の端子pが存在する場合には、例えば、前述したように、開始走査線5が種々の走査線5に変えて上記の実験を複数回行い、各画像読出番号ごとの定数yや定数zの平均値を算出する等して、各画像読出番号と、定数y、zの平均値等とを対応付けたテーブルを作成することが可能である。なお、この場合も、定数y、zの平均値等を、例えば開始走査線5の前後でそれぞれ直線近似等により近似した結果に基づいて、画像読出番号と対応付ける定数y、zを決定するように構成することも可能である。
 また、1回の実験で、例えば図32に示したように得られた各画像読出番号ごとの定数yや定数zを、図28A、図28Bに示したようにそれぞれ走査線5のライン番号mごとにプロットして例えば開始走査線5の前後でそれぞれ直線近似し、その直線近似を延長するようにして、非接続の端子pの部分(図32では画像読出番号が701~750の部分)の定数y、zを推定するように構成することも可能である。
 すなわち、図30に示したように、非接続の端子pが、走査線5の最終ラインLxの外側に存在する場合には、図28A、図28Bに示した開始走査線5(図28A、図28B中ではライン番号mが453のライン)より右側(すなわちライン番号が大きい側)の直線近似を走査線5の最終ラインLxよりもさらに右側に延長して、非接続の端子pの部分の定数y、zを推定する。
 また、図示を省略するが、非接続の端子pが、走査線5の最初のラインL1の外側に存在する場合には、図28A、図28Bに示した開始走査線5(すなわちライン番号mが453のライン)より左側(すなわちライン番号が小さい側)の直線近似を走査線5の最初のL1よりもさらに左側に延長して、非接続の端子pの部分の定数y、zを推定する。
 このようにしてテーブルを作成することによっても、各画像読出番号と定数y、zとが的確に対応付けられたテーブルを作成することが可能となる。
[第4の実施の形態]
 一方、上記の各実施形態では、ラグによるオフセット分Olagを近似する近似式が、そもそも例えば上記の(14)式等に示したように、照射された放射線の線量に依存する項(すなわちOlag_preの項)と、放射線の線量に依存せず経過時間tに依存する項(すなわちy・tの項)に分離された形の近似式になることが前提とされていた。
 また、ラグによるオフセット分Olagの近似式として、上記(9)式に示された近似式を用いる場合でも、近似式は、照射された放射線の線量に依存する項(すなわち(b/a)・(1-e-aT)の項)と、放射線の線量に依存せず経過時間tに依存する項(すなわちe-atpの項)に分離されることが前提とされていた。なお、上記(9)式では、照射された放射線の線量は上記の項中の定数bに反映されている。
 しかし、ここで、ラグによるオフセット分Olag、特に、後の撮影で読み出される本画像データDに重畳される、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagを近似する近似式は、上記(14)式や(9)式に示したように、照射された放射線の線量に依存する項と、放射線の線量に依存せず経過時間tに依存する項とに分離することができるのかといった問題が生じ得る。
 この問題に関する本発明者らの研究では、図19に示したように、本画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの取得処理との間で、各放射線検出素子7のリセット処理を行うように構成した場合には、上記(14)式や(9)式に示したように、ラグによるオフセット分Olagを近似する近似式を、照射された放射線の線量に依存する項と、放射線の線量に依存せず経過時間tに依存する項とに分離し得ることが分かっている。
 なお、本画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの取得処理との間で、各放射線検出素子7のリセット処理を行う代わりに、各放射線検出素子7からの画像データdの読み出し処理を行うように構成しても、オフセットデータO中に含まれるラグによるオフセット分Olagを近似する近似式を、照射された放射線の線量に依存する項と、放射線の線量に依存せず経過時間tに依存する項とに分離することができるも分かった。
 従って、上記の各実施形態において、本画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの取得処理との間に行う各放射線検出素子7のリセット処理を、各放射線検出素子7からの画像データdの読み出し処理に置き換えるように構成することも可能である。なお、この本画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの取得処理との間に行われる読み出し処理で読み出される画像データdを、その直前に読み出された本画像データDの修正等に用いるように構成することも可能である。
 本発明者らが行った上記の研究において、第1の実施形態等で説明した構成の放射線画像撮影装置1を用い、図19に示したように、本画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの取得処理との間で各放射線検出素子7のリセット処理や各放射線検出素子7からの画像データdの読み出し処理(以下、各放射線検出素子7のリセット処理等という。)を行うように構成するとともに、放射線画像撮影装置1に照射する放射線の線量を種々変化させて、図26の場合と同様の実験を行った。
 そして、繰り返し行われる各オフセットデータOの取得処理で得られたオフセットデータOから算出されるラグによるオフセット分Olagの、放射線照射時のオフセットデータOの取得処理で得られたラグによるオフセット分Olag_preに対する相対的な比率(上記(14)式のy・tの項に相当)を経過時間tに対してプロットしたところ、図33に示すような結果が得られた。
 図33の結果から分かるように、図19に示したように本画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの取得処理との間で各放射線検出素子7のリセット処理等を行うように構成すると、ラグによるオフセット分OlagのOlag_preに対する相対的な比率は、照射された放射線の線量には依存せず、同一の減衰傾向と言ってよいほど同じように減衰していくことが分かった。
 このように、少なくとも第1の実施形態等で説明した構成の放射線画像撮影装置1において、本画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの取得処理との間で各放射線検出素子7のリセット処理等を行うように構成した場合には、後の撮影で読み出される本画像データDに重畳される、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagを近似する近似式は、上記(14)式や上記(9)式に示したように、照射された放射線の線量に依存する項と、放射線の線量に依存せず経過時間tに依存する項(すなわち上記の相対的な比率に関する項)とに分離可能で、それらの積の形として表すことができることが分かった。
 しかし、本画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの取得処理との間で各放射線検出素子7のリセット処理等を行うように構成しても、全ての放射線画像撮影装置について、後の撮影で読み出される本画像データDに重畳される、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagを近似する近似式が、上記のような形に表すことができるとは限らない。
 また、本発明者らが行った研究においても、第1の実施形態等で説明した構成の放射線画像撮影装置1を用いた場合でも、例えば図34に示すように、本画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの取得処理との間で各放射線検出素子7のリセット処理等を行わず、本画像データDの読み出し処理後、すぐに電荷蓄積モードに移行してオフセットデータOの取得処理を行うように構成した場合には、必ずしも上記のように、近似式を、単純に、照射された放射線の線量に依存する項と、放射線の線量に依存せず経過時間tに依存する項とに分離することができないことが分かっている。
 つまり、第1の実施形態等で説明した構成の放射線画像撮影装置1で、図34に示したように本画像データDの読み出し処理やオフセットデータOの取得処理を行うように構成した場合、図33の場合と同様に、繰り返し行われる各オフセットデータOの取得処理で得られたオフセットデータOから算出されるラグによるオフセット分Olagの、放射線照射時のオフセットデータOの取得処理で得られたラグによるオフセット分Olag_preに対する相対的な比率を経過時間tに対してプロットすると、例えば図35に示すような結果が得られることが分かっている。
 そして、この場合、ラグによるオフセット分OlagのOlag_preに対する相対的な比率は、図33に示したようにほぼ同一の減衰傾向を示さず、相対的な比率に関する項(すなわち上記の経過時間tに依存する項)も放射線の線量に依存して減衰傾向が変化するようになる。
 図34に示したように本画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの取得処理との間で各放射線検出素子7のリセット処理や各放射線検出素子7からの画像データdの読み出し処理を行わないように構成した場合に、上記の相対的な比率の減衰傾向が、照射された放射線の線量に依存するようになる理由は、以下のように考えられている。
 本画像データDの読み出し処理で、各放射線検出素子7から、放射線の照射により発生した電荷に起因する画像データ(すなわち前述した真の画像データD)を読み出す際の読み出し効率は、通常、100%ではなく、ある程度の割合で真の画像データDの読み残しが生じる。
 その際、図19に示したように、本画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの取得処理との間で各放射線検出素子7のリセット処理や各放射線検出素子7からの画像データdの読み出し処理を行うように構成すれば、本画像データDの読み出し処理で読み出されなかった真の画像データDの読み残し分は、リセット処理等により、各放射線検出素子7内から除去される。
 そのため、その直後に行われるオフセットデータOの取得処理で読み出されたオフセットデータOには、真の画像データDの読み残し分は含まれず、上記(12)式に従ってオフセットデータOから暗画像データOdが減算されて算出されるラグによるオフセット分Olag_preも、真の画像データDの読み残し分が含まれず、純粋にラグのみに起因する値になる。
 また、その後繰り返し行われる各オフセットデータOの取得処理で得られたオフセットデータOにも真の画像データDの読み残し分は含まれないため、これらのオフセットデータOから算出されるラグによるオフセット分Olagも、純粋にラグのみに起因する値になる。
 このように考察した場合、図33に示した結果は、真の画像データDの読み残し分を含まず、純粋にラグのみに起因するラグによるオフセット分Olag_pre、Olag同士の相対的な比率と、経過時間tとの減衰傾向の関係が、照射された放射線の線量に依存しない関係になることを表していると考えられる。
 それに対し、図34に示したように、本画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの取得処理との間で各放射線検出素子7のリセット処理や各放射線検出素子7からの画像データdの読み出し処理を行わないように構成した場合には、本画像データDの読み出し処理で読み出されなかった真の画像データDの読み残し分が、その直後に行われるオフセットデータOの取得処理で読み出されたオフセットデータOに含まれてしまう。
 そのため、上記(12)式に従ってオフセットデータOから暗画像データOdが減算されて算出されるラグによるオフセット分Olag_preに、真の画像データDの読み残し分が含まれた状態になり、ラグによるオフセット分Olag_preは、純粋にラグのみに起因する値と真の画像データDの読み残し分とを合わせた値になる。
 真の画像データDの読み残し分は、上記のように、通常、各放射線検出素子7内で生じた真の画像データDに所定の割合を乗じた値になり、各放射線検出素子7内で生じる真の画像データDは、各放射線検出素子7に照射された放射線の線量に依存して変化する。すなわち、各放射線検出素子7に照射された放射線の線量が大きくなるほど、各放射線検出素子7内で生じる真の画像データDが大きくなる。
 そのため、照射された放射線の線量が大きくなるほど、真の画像データDの読み残し分が大きくなり、ラグによるオフセット分Olag_preも、真の画像データDの読み残し分が大きくなる分だけ大きな値になる。
 しかし、その一方で、上記のように、その後繰り返し行われる各オフセットデータOの取得処理で得られたオフセットデータOには、真の画像データDの読み残し分は含まれないため、これらのオフセットデータOから算出されるラグによるオフセット分Olagは純粋にラグのみに起因する値になる。
 そのため、繰り返し行われる各オフセットデータOの取得処理で得られたラグによるオフセット分Olagの、最初のラグによるオフセット分Olag_preに対する相対的な比率が、図35に示したように、照射された放射線の線量が大きいほど小さくなり、相対的な比率の経過時間tに対する減衰傾向が、照射された放射線の線量に依存するようになると考えられている。
 以上のような理由から、上記の各実施形態のように(図19参照)、本画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの取得処理との間で、各放射線検出素子7のリセット処理や各放射線検出素子7からの画像データdの読み出し処理を行うように構成すれば、上記(14)式や(9)式に示したように、ラグによるオフセット分Olagを近似する近似式を、照射された放射線の線量に依存する項と、放射線の線量に依存せず経過時間tに依存する項とに分離することが可能となる。
 そして、このような単純な形の近似式を用いることが可能となるため、上記の各実施形態で説明したような手法を用いて、1つの近似式、或いは図29に示したような単純なテーブル等を用いて、容易かつ的確にラグによるオフセット分Olagを算出することが可能となり、本画像データDを的確に修正することが可能となる。
 一方、図34に示したように、本画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの取得処理との間で各放射線検出素子7のリセット処理等を行わないように構成する場合には、上記のように、繰り返し行われる各オフセットデータOの取得処理で得られるラグによるオフセット分Olag(すなわち後の撮影で本画像データDに重畳されるラグによるオフセット分Olag)の、最初の(すなわち先の撮影で発生した)ラグによるオフセット分Olag_preに対する相対的な比率が、照射された放射線の線量に依存するようになる。
 そして、その理由は、放射線が照射された直後に行われたオフセットデータOの取得処理で得られるラグによるオフセット分Olag_preに、真の画像データDの読み残し分が含まれるためであった。そして、真の画像データDの読み残し分は、通常、各放射線検出素子7内で生じた真の画像データDに所定の割合を乗じた値として算出することができる。
 この所定の割合は、放射線検出素子7やTFT8等の構成や、TFT8に印加するオン電圧の値(すなわち走査駆動手段15の構成)、読み出し回路17における各放射線検出素子7からのデータの読み出し効率等に依存して決まる値になり、通常、放射線画像撮影装置1の型式等によって異なる値になる。
 しかし、放射線画像撮影装置1ごとに見た場合には、上記の割合は、各撮影ごとに変化するものではなく、通常、一定の値になる。そのため、図35に示したラグによるオフセット分OlagのOlag_preに対する相対的な比率の、経過時間tに対する減衰傾向も、各撮影ごとに同じ傾向になるものと考えられる。
 そこで、本画像データDの読み出し処理とオフセットデータOの取得処理との間で各放射線検出素子7のリセット処理等を行わないように構成する場合には、予め、放射線画像撮影装置1に対して照射する放射線の線量を種々変化させた実験を行って、定数y、zを放射線の線量の関数として設定する。
 また、定数y、zと放射線の線量とを対応付けたテーブルを作成してもよい。この場合、テーブル中に存在しない線量の放射線が照射された場合には、例えば、テーブル中の放射線の線量の定数y、zとの関係に基づいて、例えば線形補間等の方法によって、照射された放射線の線量に対応する定数y、zを算出するように構成する。
 或いは、予め、放射線画像撮影装置1に対して照射する放射線の線量を種々変化させた実験を行って、ラグによるオフセット分OlagのOlag_preに対する相対的な比率を表す近似式を、線量ごとに割り当てるように構成することも可能である。この場合、照射された線量に対応する近似式が存在しない場合には、例えば、その近傍の、近似式が割り当てられた線量の放射線を照射した場合の近似式を用いて相対的な比率を算出し、例えば線形補間等の方法によって、照射された放射線の線量に対応する相対的な比率を算出するように構成する。
 このようにして相対的な比率を算出して、それを,放射線が照射された直後に行われたオフセットデータOの取得処理で得られるラグによるオフセット分Olag_preに乗算することで、後の撮影で読み出される本画像データDに重畳される、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagを的確に算出することが可能となる。また、そのため、本画像データDを的確に修正することが可能となる。
 以上のように構成することで、上記の各実施形態で説明した放射線画像撮影装置1や放射線画像撮影システム50の効果を、より的確に発揮することが可能となる。
[第5の実施の形態]
 上記の各実施形態では、図18~図20等に示したように、放射線画像撮影前の暗画像データOdの取得処理と、本画像データDの読み出し処理と、オフセットデータOの取得処理において、ある走査線5にオン電圧を印加してから次の走査線5にオン電圧を印加するまでのタイミングと同じタイミングで走査線5の各ラインL1~Lxにオン電圧を順次印加させることが前提とされていた。
 また、本画像データDの読み出し処理を、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理で、放射線の照射が開始されたことを検出した時点またはその直前にオン電圧が印加された走査線5(図18の場合は走査線5のラインLn)の次にオン電圧を印加すべき走査線5(図18の場合は走査線5のラインLn+1)からオン電圧の印加を開始し、各走査線5にオン電圧を順次印加させて、本画像データDの読み出し処理を行うことが前提とされていた。
 そして、このように構成すると、実効蓄積時間Tが走査線5の各ラインL1~Lxで同じ時間になる。そのため、暗画像データOdから、本画像データD中に含まれる暗電荷に起因するオフセットデータOd(D)やオフセットデータO中に含まれる暗電荷に起因するオフセットデータOdarkを換算して算出する必要がなくなる。そして、上記(6)式に示したように、オフセットデータOd(D)、Odarkを暗画像データOdで置き換えて処理することが可能となり、演算処理を容易に行うことが可能となるといった利点があった。
 しかし、放射線画像撮影装置1によってはハードウエア上或いはソフトウエア上の問題で上記のように構成できない場合もある。また、本画像データDの読み出し処理をより高速に行いたい等の要請がある場合には、上記のような構成を採用することができない。
 そこで、第5の実施形態では、図36に示すように、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理は上記の各実施形態の場合と同様に行うが、本画像データDの読み出し処理では、走査線5の最初のラインL1からオン電圧の印加を開始し、しかも、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理におけるタイミングとは異なるタイミングで走査線5の各ラインL1~Lxにオン電圧を順次印加して本画像データDの読み出し処理を行う場合について説明する。
 この場合も、本画像データDの読み出し処理を行った後、図37に示すように所定時間τだけ各走査線5にオフ電圧を印加した後、或いは、図示を省略するが所定回のフレーム分の各放射線検出素子7のリセット処理を行った後で所定時間τだけ各走査線5にオフ電圧を印加した後に、本画像データDの場合と同じタイミングで走査線5の各ラインL1~Lxにオン電圧を順次印加して、オフセットデータOの取得処理を行う。
 また、この場合、本実施形態では、図36に示すように、特に、本画像データDの読み出し処理時の実効蓄積時間Tが、すなわち放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理で各走査線5ごとに最後にオン電圧が印加されてから本画像データDの読み出し処理でオン電圧が印加されるまでの時間Tが、走査線5ごとに異なる時間になる。
 また、各走査線5ごとに実効蓄積時間Tを見た場合、ある走査線5の実効蓄積時間Tは、各放射線画像撮影ごとに一定の時間になるわけではなく、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射開始を検出した時点でオン電圧が印加されていた走査線5が各放射線画像撮影ごとに変わるため、当該走査線5における実効蓄積時間Tも放射線画像撮影ごとに変化することになる。
 従って、本画像データDに重畳される暗電荷に起因するオフセット分Od(D)(図21B参照)も、放射線画像撮影ごとに変化する。
 そこで、上記の各実施形態で説明したように(図20参照)、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理の際に暗画像データOdの取得処理を行って暗画像データOdを各放射線検出素子7ごとに得ておき、暗画像データOdの取得処理における実効蓄積時間Tで得られた暗画像データOdを、上記の各走査線5ごとの本画像データDの読み出し処理時の実効蓄積時間Tで換算して、本画像データDに重畳される暗電荷に起因するオフセット分Od(D)を演算により算出するように構成することが可能である。
 また、上記の(9)式や(14)式等を用いてオフセットデータO中に含まれるラグによるオフセット分Olag等を算出する際に、各式に適用する経過時間t、tpが走査線5ごとに異なる値になることは上記の各実施形態の場合と同様である。
 しかし、その際、特に(9)式を用いてラグによるオフセット分Olag等を算出する場合、上記の各実施形態では各走査線5で実効蓄積時間Tが同じであったために、(9)式中の(1-exp(-aT))の項は定数として扱うことができたが、本実施形態では、上記のように実効蓄積時間Tが各走査線5ごとに変わるため、走査線5ごとに実効蓄積時間Tを割り出し、それを上記の項に代入して演算を行うことが必要となる。
 また、上記のような演算処理を行うと多数の演算処理を行うことが必要となるため、上記のような演算処理を行う代わりに、例えば図38に示すように、予め実験的に、ある走査線5にオン電圧が印加された際に放射線の照射の開始が検出された場合の各放射線検出素子(m,n)ごとの暗電荷に起因するオフセット分Od(m,n)を取得して、テーブルTaを作成し、このテーブルTaに基づいて各放射線検出素子(m,n)ごとの暗電荷に起因するオフセット分Od(m,n)を割り出すように構成することも可能である。
 この場合、上記のように、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射開始を検出した時点でオン電圧が印加されていた走査線5が各放射線画像撮影ごとに変わるため、図39に示すように、テーブルTaは、放射線の照射開始を検出した時点でオン電圧が印加されていた走査線5ごと、すなわち走査線5の各ラインL1~Lxについてそれぞれ作成される。
 そして、制御手段22やコンソール58は、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射開始を検出した時点でオン電圧が印加されていた走査線5の情報に基づいて、参照するテーブルTaを決め、そのテーブルTaに基づいて、各放射線検出素子(m,n)ごとの暗電荷に起因するオフセット分Od(m,n)を取得するように構成される。これらの一群のテーブルTaは、放射線画像撮影装置1の記憶手段40(図7等参照)やコンソール58の記憶手段59に予め記憶される。
 なお、図37に示したように、オフセットデータOの取得処理を、本画像データDの読み出し処理における各走査線5へのオン電圧の印加のタイミングと同じタイミングで行う場合には、オフセットデータOの取得処理時における実効蓄積時間は各走査線5ごとに同じ時間になる。
 そのため、少なくともオフセットデータOに重畳される暗電荷に起因するオフセット分Odark(図21B参照)については、放射線画像撮影前の画像データdの読み出し処理の際に行われる暗画像データOdの取得処理で得られた暗画像データOdを用いるように構成することが可能である。また、上記と同様に、オフセットデータOに重畳される暗電荷に起因するオフセット分Odarkの各放射線検出素子(m,n)ごとのテーブルを予め作成し、それを参照するように構成することも可能である。
 このように、本画像データD中に含まれる暗電荷に起因するオフセット分Od(D)(およびオフセットデータO中に含まれる暗電荷に起因するオフセット分Odarkをテーブルを参照して割り出す場合にはこのオフセット分Odark)を、上記の換算による演算処理によって或いは上記のテーブルTaを参照して割り出すことを除けば、上記の各実施形態の場合と同様にして、本画像データDを修正するように構成することができる。
 すなわち、第1の実施形態を本実施形態に適用する場合、オフセットデータO中に含まれる暗電荷に起因するオフセット分Odarkを、暗画像データOdとし、或いは、テーブルを参照して割り出されたオフセット分Odarkとして求め、オフセットデータOから、オフセットデータOに重畳される暗電荷に起因するオフセット分Odarkを減算して、オフセットデータO中に含まれるラグによるオフセット分Olagを算出する。
 そして、算出したオフセットデータO中に含まれるラグによるオフセット分Olagに基づいて、本画像データD中に含まれるラグによるオフセット分Olag(D)を推定し、本画像データDから、上記のように推定した本画像データD中に含まれるラグによるオフセット分Olag(D)と、上記のテーブルTaを参照して割り出した本画像データD中に含まれる暗電荷に起因するオフセット分Od(D)とを減算して、真の画像データDを算出する。このようにして、本画像データDを修正するように構成することができる。
 また、第2の実施形態等を本実施形態に適用する場合、予め、上記のテーブルTaを参照して、オフセットデータOから、オフセットデータOに重畳される暗電荷に起因するオフセット分Odarkを減算してオフセットデータO中に含まれるオフセットデータO中に含まれるラグによるオフセット分Olagを算出する実験を繰り返す。
 そして、算出されたオフセットデータO中に含まれるラグによるオフセット分Olagの結果から、ラグの単位時間あたりの発生割合を近似する近似式や、ラグによるオフセット分Olag自体の時間的変化を近似する近似式を設定する。
 そして、それに基づいて、後の撮影で得られた本画像データD中に含まれる、先の撮影で発生したラグによるオフセット分Olagを推定し、また、上記のテーブルTaを参照して本画像データD中に含まれる暗電荷に起因するオフセット分Od(D)を割り出して、後の撮影で得られた本画像データDから、先の撮影で発生したラグによるオフセット分Olagと暗電荷に起因するオフセット分Od(D)とを減算して、真の画像データDを算出する。このようにして、後の撮影で得られた本画像データDを修正するように構成することができる。
 このように、上記の各実施形態を本実施形態に適用することで、上記のようにして修正された本画像データDから、本画像データD中に含まれる、当該撮影で発生したラグによるオフセット分Olagや先の撮影で発生したラグによるオフセット分Olagを的確に排除することが可能となる。
 そして、ラグの影響が的確に排除された本画像データDすなわち真の画像データD等に基づいて最終的な放射線画像を生成することが可能となる。そのため、最終的な放射線画像中からもラグの影響を的確に排除することが可能となり、最終的な放射線画像の画質を向上させることが可能となる。
 なお、後の撮影で読み出される本画像データDに重畳される、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olag(図25参照)は、先の撮影から後の撮影までの時間が長くなるほど小さくなっていく。そして、先の撮影からの経過時間がある程度長くなると、後の撮影で読み出される本画像データDに重畳される、先の撮影で生じたラグによるオフセット分Olagの、後の撮影で読み出された本画像データDへの寄与分は、事実上、無視できるほど小さくなる。そして、そのような状態においても、上記のような修正処理を行うことは、実際上、あまり意味がない。
 そこで、先の放射線画像撮影の際に放射線の照射が開始されたことが検出されてから、例えば予め比較的長い時間に設定された所定の時間以上に時間が経過した後で、後の放射線画像撮影が行われた場合には、当該後の放射線画像撮影で読み出された本画像データDに対しては、当該先の放射線画像撮影で生じたラグによるオフセット分Olagに基づく修正を行わないように構成することが可能となる。
 このように構成すれば、上記のように実際上行う必要がない処理を行わなくて済み、処理が軽くなるとともに、本画像データD等から真の画像データDを算出する上記の前処理を、より速やかに行うことが可能となる。
 なお、上記の各実施形態におけるラグによるオフセット分Olagを近似する近似式が、放射線画像撮影装置1の検出部P(図2、図3等参照)等の温度に依存して変化することもあり得る。すなわち、例えば上記(9)式における定数a、bや、上記(14)式等における定数y、z等が検出部Pの温度に依存して変化する場合があり得る。
 そこで、そのような場合には、例えば、予め定数a、bや定数y、zを温度の関数や温度ごとのテーブルの形で求める等しておき、例えば放射線画像撮影装置1に温度センサを設けたり、或いは放射線画像撮影前等に読み出された画像データdやリークデータdleakの値に基づいて検出部Pの温度を検出、推定する等して、検出、推定した温度に対応する定数a、bや定数y、zを割り出して近似式を定めるように構成することも可能である。
 放射線画像撮影を行う分野(特に医療分野)において利用可能性がある。
1 放射線画像撮影装置
5 走査線
6 信号線
7、(m,n) 放射線検出素子
8 TFT(スイッチ手段)
15 走査駆動手段
17 読み出し回路
22 制御手段
39 アンテナ装置(通信手段)
43 電流検出手段
50 放射線画像撮影システム
58 コンソール
D 本画像データ(本画像としての画像データ)
d 画像データ
dleak リークデータ
P 検出部
q 電荷
r 領域
O オフセットデータ
Od 暗画像データ
Olag ラグによるオフセット分
Olag(D) 本画像としての画像データに含まれるラグによるオフセット分
τ 所定時間(電荷蓄積モードに要する時間)

Claims (10)

  1.  互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子とを備える検出部と、
     オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
     前記各放射線検出素子から画像データを読み出す読み出し処理の際に、前記各走査線にオン電圧を順次印加して、前記各走査線に接続された前記各スイッチ手段にオン電圧を順次印加する走査駆動手段と、
     前記画像データの読み出し処理の際に、前記放射線検出素子から前記信号線に放出された前記電荷を前記画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
     少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記各放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
    を備え、
     前記制御手段は、
     放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせて、放射線が照射されない状態で読み出される前記画像データを前記各放射線検出素子ごとに暗画像データとして取得するとともに、読み出した前記画像データが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出し、
     放射線の照射が開始されたことを検出すると、前記走査駆動手段から全ての前記走査線にオフ電圧を印加し、前記各スイッチ手段をオフ状態として電荷蓄積モードに移行し、
     放射線の照射が終了した後、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加させ、前記読み出し回路に順次読み出し動作を行わせて、前記各放射線検出素子から本画像としての前記画像データの読み出し処理を行わせ、
     さらに、当該画像データの読み出し処理の後に、放射線が照射されない状態で読み出される前記画像データを前記各放射線検出素子ごとにオフセットデータとして取得し、
     前記オフセットデータおよび前記暗画像データに基づいて前記各放射線検出素子ごとに算出されるラグによるオフセット分に基づいて、当該放射線画像撮影で読み出された本画像としての前記画像データ、または、当該放射線画像撮影の後に行われた放射線画像撮影で読み出された本画像としての前記画像データを修正することを特徴とする放射線画像撮影装置。
  2.  前記制御手段は、
     放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる代わりに、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して前記各放射線検出素子から電荷を放出させる前記各放射線検出素子のリセット処理と、前記走査線にオフ電圧を印加した状態で前記各放射線検出素子から前記スイッチ手段を介して前記各信号線にリークする電荷をリークデータに変換して読み出させる前記リークデータの読み出し処理とを行わせて、読み出した前記リークデータが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出するするとともに、
     放射線画像撮影前に、適宜のタイミングで、放射線が照射されない状態で前記画像データの読み出し処理を行わせて、読み出される前記画像データを前記各放射線検出素子ごとに暗画像データとして取得することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の放射線画像撮影装置。
  3.  前記制御手段は、前記オフセットデータから前記暗画像データを減算して算出される前記ラグによるオフセット分に基づいて、本画像としての前記画像データに含まれるラグによるオフセット分を算出し、本画像としての前記画像データから、前記暗画像データを減算し、さらに、算出した本画像としての前記画像データに含まれるラグによるオフセット分を減算することで、本画像としての前記画像データを修正することを特徴とする請求の範囲第1項または第2項に記載の放射線画像撮影装置。
  4.  前記制御手段は、前記放射線画像撮影の後に行われた放射線画像撮影で読み出された本画像としての前記画像データを修正する場合には、前記後の放射線画像撮影で読み出された本画像としての前記画像データから先の前記放射線画像撮影で生じたラグによるオフセット分を減算した値から、前記後の放射線画像撮影で取得された前記オフセットデータから前記先の放射線画像撮影で生じたラグによるオフセット分を減算した値を減算することで、前記後の放射線画像撮影で読み出された本画像としての前記画像データを修正することを特徴とする請求の範囲第1項から第3項のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
  5.  前記制御手段は、本画像としての前記画像データの読み出し処理および前記オフセットデータの取得処理において、放射線画像撮影前の前記暗画像データの取得処理と同じタイミングで前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加させるとともに、放射線の照射が開始されたことを検出した時点またはその直前にオン電圧が印加された前記走査線の次にオン電圧を印加すべき前記走査線からオン電圧を順次印加させて、本画像としての前記画像データの読み出し処理および前記オフセットデータの取得処理を行うことを特徴とする請求の範囲第1項から第4項のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
  6.  放射線画像撮影前に前記各走査線にオン電圧を順次印加して、前記検出部上に配列された前記各放射線検出素子から前記各画像データを読み出す期間または前記各放射線検出素子のリセット処理を行う期間を1フレームとするとき、
     前記制御手段は、放射線画像撮影前に前記放射線検出素子からの前記暗画像データの取得処理を行う際、前記暗画像データの取得処理を行う前記フレームとその直前のフレームとの間で、前記走査駆動手段から前記各走査線に対して、前記電荷蓄積モードに要する時間と同じ時間だけオフ電圧を印加させることを特徴とする請求の範囲第1項から第5項のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
  7.  互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、
     前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子と、
     オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
     前記各放射線検出素子から画像データを読み出す読み出し処理の際に、前記各走査線にオン電圧を順次印加して、前記各走査線に接続された前記各スイッチ手段にオン電圧を順次印加する走査駆動手段と、
     前記画像データの読み出し処理の際に、前記放射線検出素子から前記信号線に放出された前記電荷を前記画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
     少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記各放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
     外部装置との間で情報を送受信するための通信手段と、
    を備え、
     前記制御手段は、
     放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行って、放射線が照射されない状態で読み出される前記画像データを前記各放射線検出素子ごとに暗画像データとして取得するとともに、読み出した前記画像データが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出し、
     放射線の照射が開始されたことを検出すると、前記走査駆動手段から全ての前記走査線にオフ電圧を印加し、前記各スイッチ手段をオフ状態として電荷蓄積モードに移行し、
     放射線の照射が終了した後、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加させ、前記読み出し回路に順次読み出し動作を行わせて、前記各放射線検出素子から本画像としての前記画像データの読み出し処理を行わせ、
     さらに、当該画像データの読み出し処理の後に、放射線が照射されない状態で読み出される前記画像データを前記各放射線検出素子ごとにオフセットデータとして取得する放射線画像撮影装置と、
     前記放射線画像撮影装置から送信されてきた前記オフセットデータおよび前記暗画像データに基づいて前記各放射線検出素子ごとに算出されるラグによるオフセット分に基づいて、当該放射線画像撮影で読み出された本画像としての前記画像データ、または、当該放射線画像撮影装置を用いて当該放射線画像撮影の後に行われた放射線画像撮影で読み出された本画像としての前記画像データを修正するコンソールと、
    を備えることを特徴とする放射線画像撮影システム。
  8.  前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、
     放射線画像撮影前に、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる代わりに、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して前記各放射線検出素子から電荷を放出させる前記各放射線検出素子のリセット処理と、前記走査線にオフ電圧を印加した状態で前記各放射線検出素子から前記スイッチ手段を介して前記各信号線にリークする電荷をリークデータに変換して読み出させる前記リークデータの読み出し処理とを行わせて、読み出した前記リークデータが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出するとともに、
     放射線画像撮影前に、適宜のタイミングで、放射線が照射されない状態で前記画像データの読み出し処理を行わせて、読み出される前記画像データを前記各放射線検出素子ごとに暗画像データとして取得することを特徴とする請求の範囲第7項に記載の放射線画像撮影システム。
  9.  前記コンソールは、前記オフセットデータから前記暗画像データを減算して算出される前記ラグによるオフセット分に基づいて、本画像としての前記画像データに含まれるラグによるオフセット分を算出し、本画像としての前記画像データから、前記暗画像データを減算し、さらに、算出した本画像としての前記画像データに含まれるラグによるオフセット分を減算することで、本画像としての前記画像データを修正することを特徴とする請求の範囲第7項または第8項に記載の放射線画像撮影システム。
  10.  前記コンソールは、前記放射線画像撮影の後に行われた放射線画像撮影で読み出された本画像としての前記画像データを修正する場合には、前記後の放射線画像撮影で読み出された本画像としての前記画像データから先の前記放射線画像撮影で生じたラグによるオフセット分を減算した値から、前記後の放射線画像撮影で取得された前記オフセットデータから前記先の放射線画像撮影で生じたラグによるオフセット分を減算した値を減算することで、前記後の放射線画像撮影で読み出された本画像としての前記画像データを修正することを特徴とする請求の範囲第7項から第9項のいずれか一項に記載の放射線画像撮影システム。
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