(57)【要約】【課題】放射線検出器に含まれる一時的に動作の不良性を示す検出素子（不定素子）の挙動が不安定な状態にあっても、診断に好適な放射線透視画像を取得することができる放射線撮影装置を提供する。【解決手段】本発明に係るＸ線撮影装置１は、放射線透視画像に写りこんだ動作不良素子を削除するのに用いられるマップを２つ用意している。これらのうちの１つを選択して画像に写りこむ動作不良素子を除去する。いずれのマップを使用するかは、選択部１６が選択する。選択部１６は、Ｘ線を検出することができない放射線検出素子の経時的な減少を知り、増減変化が所定の水準にまで低下したとき、第１マップに代えて第２マップを選択する。これにより、画像に写りこんだ動作不良検出素子は、的確に除去され、ＦＰＤ４の安定性に係らず、常に診断に好適な放射線透視画像を取得することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を照射する放射線源と、放射線を検出するとともに複数の放射線検出素子を有する放射線検出手段と、前記放射線検出手段に対して検出データの読み出しを実行する読み出し実行手段と、前記検出データを基に画像を生成する画像生成手段とを備えた放射線撮影装置において、
前記放射線検出手段が有する放射線検出素子のうち、放射線を検出することができない放射線検出素子を一時的不良素子とし、
前記一時的不良素子のうち、時間をおくと放射線を検出する能力が回復するものを回復素子とし、これ以外の放射線を検出する能力が回復しないものを恒常的不良素子としたとき、
前記一時的不良素子の前記放射線検出手段における位置を示す第１マップを記憶する第１マップ記憶手段と、
前記恒常的不良素子の前記放射線検出手段における位置を示す第２マップを記憶する第２マップ記憶手段と、
前記マップを用いて前記画像に写りこんだ放射線を検出することができない放射線検出素子に由来する画素を補完する画像処理手段と、
前記第１マップ、および前記第２マップのうちのいずれを前記画像処理手段に使用させるかを選択する選択手段とを備え、
（Ａ）前記選択手段は、前記第１マップを選択し、
（Ｂ）前記読み出し実行手段は、間歇的に前記放射線検出手段からデータの読み出しを行って、その度に前記画像生成手段に監視用参照画像を生成させ、
（Ｄ）前記選択手段は、前記監視用参照画像の各々に写りこんだ放射線を検出することができない放射線検出素子の減少を逐次監視し、
（Ｅ１）前記選択手段は、前記減少が前記回復素子の放射線検出能の回復が完了した時点を示す所定の水準まで低下した時、前記第１マップに代えて前記第２マップを選択することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線撮影装置において、
前記回復素子は、放射線撮影装置の電源投入時には放射線を検出することができないことを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の放射線撮影装置において、
前記画像生成手段が生成する参照画像を積算する積算手段を更に備え、
前記第２マップは、前記減少が所定の水準まで低下した時点において取得された複数の第２マップ作成用参照画像を積算することにより得られるものであることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記放射線検出手段は、
前記放射線を電荷に変換する変換手段と、
前記電荷を蓄積する蓄積手段とを備え、
前記第１マップは、前記蓄積手段に電荷を蓄積させる時間である蓄積時間を第２マップ作成用参照画像を取得するときよりも長いものとした状態で、複数の第１マップ作成用参照画像を取得し、これらを積算することにより得られるものであることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記第１マップは、被検体の検査の終了後に取得されることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記監視用参照画像は、前記放射線検出手段に放射線像が写りこんでいない状態で取得されることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記放射線源に対して放射線の照射を許可する照射許可手段を備え、
（Ｃ）放射線の照射が許可され、前記放射線源から放射線の照射がなされたとき、前記読み出し実行手段は、前記放射線検出手段に写りこんだ放射線像の読み出しを実行して前記画像生成手段に放射線透視画像を生成させ、放射線像の読み出しに競合する前記監視用参照画像に係る読み出しを行わないことを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
（Ｄ１）前記選択手段は、前記監視用参照画像に写りこんだ放射線を検出することができない放射線検出素子が集合している塊である素子塊のうち、前記監視用参照画像に表れた最大の素子塊の縮小を逐次監視することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
（Ｄ２）前記選択手段は、前記監視用参照画像に写りこんだ放射線を検出することができない放射線検出素子が集合している塊である素子塊のうち、前記監視用参照画像に表れた複数の素子塊の縮小を逐次監視することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
（Ｄ３）前記選択手段は、前記監視用参照画像に写りこんだ放射線を検出することができない放射線検出素子が集合している塊である素子塊のうち、前記監視用参照画像に表れる大きさが大きい順に複数の素子塊を選択し、選択された素子塊の大きさの平均値の減少を逐次監視することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項１１】
放射線を照射する放射線源と、放射線を検出するとともに複数の放射線検出素子を有する放射線検出手段と、前記検出データを基に画像を生成する画像生成手段とを備えた放射線撮影装置において、
前記放射線検出手段が有する放射線検出素子のうち、放射線を検出することができない放射線検出素子を一時的不良素子とし、
前記一時的不良素子のうち、時間をおくと放射線を検出する能力が回復するものを回復素子とし、これ以外の放射線を検出する能力が回復しないものを恒常的不良素子としたとき、
前記一時的不良素子の前記放射線検出手段における位置を示す第１マップを記憶する第１マップ記憶手段と、
前記恒常的不良素子の前記放射線検出手段における位置を示す第２マップを記憶する第２マップ記憶手段と、
前記マップを用いて前記画像に写りこんだ放射線を検出することができない放射線検出素子に由来する画素を補完する画像処理手段と、
前記第１マップ、および前記第２マップのうちのいずれを前記画像処理手段に使用させるかを選択する選択手段とを備え、
（Ａ）前記選択手段は、前記第１マップを選択し、
（Ｅ２）前記選択手段は、前記第１マップの選択から、前記回復素子の放射線検出能の回復が完了するまでの時間を示す所定の待機時間が経過した時点で前記第２マップを選択することを特徴とする放射線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に放射線を照射し、被検体を透過した放射線を基に、放射線透視画像を生成する放射線撮影装置に係り、特に、放射線を検出する放射線検出器の欠損画素を補正することができる放射線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療機関には、被検体の透視像を取得する放射線撮影装置が配備されている。この様な放射線撮影装置における従来の構成について説明する。従来の放射線撮影装置は、被検体を載置する天板と、天板の上部に設けられた放射線源と、天板の下部に設けられた放射線検出手段（ＦＰＤ）とを備えている。
【０００３】
ＦＰＤには、放射線検出素子が２次元的に配列されており、放射線検出素子の各々が放射線を検出することでＦＰＤに透視像が写りこむ。この透視像は、画素値が２次元的に配列された画像データに変換され、モニタ等に出力される。
【０００４】
ところが、ＦＰＤに備えられた放射線検出素子の全てが全うに機能するとは限らない。すなわち、ＦＰＤに設けられた放射線検出素子には、放射線を検出できない故障したものも含まれている。この様な動作不良素子は、放射線の照射を感受することができない。動作不良素子は、画像データ上に輝点や暗点として現れ、放射線透視画像の視認性を悪化させる。
【０００５】
この様な不都合があるので、従来の構成においては、ＦＰＤにおける動作不良素子の配置をマップに登録しておき、画像データにおいて動作不良素子が写りこんだ画素を特定し、その画素値を変更することで上述の輝点や暗点を除去する構成が採用される。この様な放射線撮影装置は、例えば、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１１０９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来構成の放射線撮影装置には次のような問題点がある。
すなわち、上述のような構成によれば、放射線撮影装置の電源投入直後などに見られる一時的に動作の不良性を示す検出素子が不安定な状態にある場合、十分に視認に好適な放射線透視画像を提供できないという問題点がある。ＦＰＤにおける動作不良素子の中には、動作が正常になったり不良になったりを繰返す、いわば一時的に動作の不良性を示す検出素子（不定素子）が存在する。電源の投入直後において、不定素子の多くは動作不良のように振舞っているが、電源投入から時間が経過するにつれ、不定素子は次第に正常動作をするようになる。
【０００８】
従来構成の放射線撮影装置においては、動的に動作不良素子をＦＰＤから抽出する機能を有するものがある。すなわち、この様な放射線撮影装置は、画像に動作不良素子が写りこむ位置を表したマップを基に、画像に表れた輝点、暗点を除去する構成となっている。しかし、上述のような不定素子における特性の変化は、比較的急激なものであり、従来の機能では、これに追いついて、動作不良素子の配置を経時的に予測することは不可能に近い。動作不良素子の配置を特定するには、不定素子の振る舞いが安定した状態の下、複数の画像データを参照する必要がある。さもないと、動作不良素子を誤認定して過剰な画像処理が行われ、画像がボケてしまう。また、動作不良素子を認定し損ねて、放射線透視画像に輝点、暗点が残存してしまう。
【０００９】
また、複数のマップを用意し、検出器の変化に伴って切替を行う構成を採用しようとしても、マップの切り替えをどの時点で行ってよいのか判断ができないので、結局、画像に表れた輝点、暗点を十分に除去することができない。
【００１０】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、放射線検出器に含まれる一時的に動作の不良性を示す検出素子（不定素子）の挙動が不安定な状態にあっても、診断に好適な放射線透視画像を取得することができる放射線撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に係る発明は、放射線を照射する放射線源と、放射線を検出するとともに複数の放射線検出素子を有する放射線検出手段と、放射線検出手段に対して検出データの読み出しを実行する読み出し実行手段と、検出データを基に画像を生成する画像生成手段とを備えた放射線撮影装置において、放射線検出手段が有する放射線検出素子のうち、放射線を検出することができない放射線検出素子を一時的不良素子とし、一時的不良素子のうち、時間をおくと放射線を検出する能力が回復するものを回復素子とし、これ以外の放射線を検出する能力が回復しないものを恒常的不良素子としたとき、一時的不良素子の放射線検出手段における位置を示す第１マップを記憶する第１マップ記憶手段と、恒常的不良素子の放射線検出手段における位置を示す第２マップを記憶する第２マップ記憶手段と、マップを用いて画像に写りこんだ放射線を検出することができない放射線検出素子に由来する画素を補完する画像処理手段と、第１マップ、および第２マップのうちのいずれを画像処理手段に使用させるかを選択する選択手段とを備え、（Ａ）選択手段は、第１マップを選択し、（Ｂ）読み出し実行手段は、間歇的に放射線検出手段からデータの読み出しを行って、その度に画像生成手段に監視用参照画像を生成させ、（Ｄ）選択手段は、監視用参照画像の各々に写りこんだ放射線を検出することができない放射線検出素子の減少を逐次監視し、（Ｅ１）選択手段は、減少が回復素子の放射線検出能の回復が完了した時点を示す所定の水準まで低下した時、第１マップに代えて第２マップを選択することを特徴とするものである。
【００１２】
［作用・効果］本発明によれば、放射線検出手段の状態に係らず、動作が不良な素子が除去されて診断に好適な画像の取得が可能な放射線撮影装置が提供できる。すなわち、本発明に係る放射線撮影装置は、第１マップ記憶手段と第２マップ記憶手段とを備え、２つのマップのうちのいずれかを選択して画像に写りこむ動作不良素子を除去する構成となっている。したがって、放射線検出手段の状態に合わせて、動作不良素子の除去に適したマップを選んで使用することができる。
【００１３】
しかも、本発明によれば、いずれのマップを使用するかを選択手段が選択する。具体的には、選択手段は、まず第１マップを選択する。これが、放射線検出手段が初期状態のときに適したマップである。続いて、選択手段は、放射線検出手段を監視し、適当なタイミングで動作不良素子の除去処理に使用するマップを第２マップに変更する。第２マップは、例えば、放射線検出手段の状態の変化が収まって安定状態となっているときに適したマップである。
【００１４】
選択手段によるマップの切り替えは、次のようにして行われる。すなわち、間歇的に監視用参照画像が取得される。監視用参照画像を比較すると、放射線を検出することができない放射線検出素子の経時的な減少を知ることができる。選択手段は、増減変化が所定の水準にまで低下したとき、第１マップに代えて第２マップを選択する。本発明は、マップの変更を監視用参照画像を基に行う構成となっているので、画像に写りこんだ動作不良検出素子は、的確に除去され、放射線検出手段の安定性に係らず、常に診断に好適な放射線透視画像を取得することができる。
【００１５】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載の放射線撮影装置において、回復素子は、放射線撮影装置の電源投入時には放射線を検出することができないことを特徴とするものである。
【００１６】
上述の構成によれば、回復素子は、放射線撮影装置の電源投入時には放射線を検出することができない。放射線撮影装置の電源投入時には、放射線検出素子の動作が不安定なので、放射線を検出することができない放射線検出素子の数が多い。このような初期的な不良に見舞われた放射線検出素子の一部が放射線検出能を回復するのである。本発明は、電源投入時において放射線を検出することができない放射線検出素子の数が最も多く、時間が経過するにつれて、その数が次第に減少していく放射線撮影装置に適応することができる。
【００１７】
また、請求項３に係る発明は、請求項２に記載の放射線撮影装置において、画像生成手段が生成する参照画像を積算する積算手段を更に備え、第２マップは、減少が所定の水準まで低下した時点において取得された複数の第２マップ作成用参照画像を積算することにより得られるものであることを特徴とするものである
【００１８】
［作用・効果］上述の構成は、第２マップの具体的な生成の様子を示している。すなわち、第２マップは、複数の第２マップ作成用参照画像を積算することで生成される。第２マップ作成用参照画像は、放射線を検出することができない放射線検出素子（動作不良素子）を写し込んでいるが、動作不良素子の位置を忠実に特定したものではない。すなわち、第２マップ作成用参照画像に表れたムラは、動作不良素子の存在以外の様々な要因が絡み合って出現したものである。第２マップ作成用参照画像を積算すれば、多種に及ぶ不確定的な要因を除去して、動作不良素子の位置が際立って示されるのである。この様にして、上述の構成によれば、動作不良素子の写りこみが確実にキャンセルされた画像を取得することができる。
【００１９】
また、請求項４に係る発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の放射線撮影装置において、放射線検出手段は、放射線を電荷に変換する変換手段と、電荷を蓄積する蓄積手段とを備え、第１マップは、蓄積手段に電荷を蓄積させる時間である蓄積時間を第２マップ作成用参照画像を取得するときよりも長いものとした状態で、複数の第１マップ作成用参照画像を取得し、これらを積算することにより得られるものであることを特徴とするものである。
【００２０】
［作用・効果］上述の構成は、第１マップの具体的な生成の様子を示している。第１マップにおいても、複数枚の第１マップ作成用参照画像を積算して、動作が不良と振舞っている検出素子の位置が際立って示された第１マップが生成される。さらに、第１マップ作成用参照画像は、第２マップ作成用参照画像を取得するときよりも蓄積時間を長いものとした状態で取得される。これにより、放射線検出手段が初期的状態にあるときの検出素子の動作不良性が再現され、放射線検出手段が初期的状態にある場合に適した第１マップを生成することができる。
【００２１】
また、請求項５に係る発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の放射線撮影装置において、第１マップは、被検体の検査の終了後に取得されることを特徴とするものである。
【００２２】
［作用・効果］上述のように構成することで、検査開始前に第１マップを確実に取得することができる。放射線撮影装置の電源投入時に第１マップが既に準備されていることが望ましい。本発明によれば、例えば、被検体の検査が終了した後に第１マップを取得し、次の日、放射線撮影装置の電源投入時に前日の第１マップを使用することができる。
【００２３】
また、請求項６に係る発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の放射線撮影装置において、監視用参照画像は、放射線検出手段に放射線像が写りこんでいない状態で取得されることを特徴とするものである。
【００２４】
［作用・効果］この様に構成することで、放射線検出手段に放射線を当てずして、監視用参照画像を監視できる。被検体が放射線検出手段と、放射線源との間にセットされた状態で放射線が照射されると、放射線検出手段には被検体の透視像が写りこむ。ところで、監視用参照画像は、動作が不良と振舞っている検出素子の挙動を写し込んでいる必要があり、これ以外の余計な像が写りこんでいると選択手段が行う監視の邪魔となる。ということは、被検体がセットされた状態では、監視用参照画像の取得できないことになってしまう。しかし、上述の構成のように、参照画像は、放射線検出手段に放射線像が写りこんでいない状態で取得されれば、被検体がセットされた状態でも、監視用参照画像の監視が可能となる。こうして、被検体がセットされた状態で、マップの交換を行うことができる。
【００２５】
また、請求項７に係る発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の放射線撮影装置において、放射線源に対して放射線の照射を許可する照射許可手段を備え、（Ｃ）放射線の照射が許可され、放射線源から放射線の照射がなされたとき、読み出し実行手段は、放射線検出手段に写りこんだ放射線像の読み出しを実行して画像生成手段に放射線透視画像を生成させ、放射線像の読み出しに競合する監視用参照画像に係る読み出しを行わないことを特徴とするものである。
【００２６】
［作用・効果］上述の構成によれば、監視用参照画像の取得を行いながら放射線透視画像を取得することができる。すなわち、放射線が放射線検出手段に向けて照射されたとき、これに写りこんだ放射線像が読み出されて、被検体が写りこんだ放射線透視画像が取得される。この間に監視用参照画像に係る読み出しが行われることがない。つまり、放射線透視画像の取得と監視用参照画像の取得とが競合する場合、放射線透視画像の取得が優先される。これにより、術者が指示したタイミングで確実に放射線透視画像を取得することができるので、操作性に優れた放射線撮影装置が提供できる。
【００２７】
また、請求項８に係る発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の放射線撮影装置において、（Ｄ１）選択手段は、監視用参照画像に写りこんだ放射線を検出することができない放射線検出素子が集合している塊である素子塊のうち、監視用参照画像に表れた最大の素子塊の縮小を逐次監視することを特徴とするものである。
【００２８】
また、請求項９に係る発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の放射線撮影装置において、（Ｄ２）選択手段は、監視用参照画像に写りこんだ放射線を検出することができない放射線検出素子が集合している塊である素子塊のうち、監視用参照画像に表れた複数の素子塊の縮小を逐次監視することを特徴とするものである。
【００２９】
また、請求項１０に係る発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の放射線撮影装置において、（Ｄ３）選択手段は、監視用参照画像に写りこんだ放射線を検出することができない放射線検出素子が集合している塊である素子塊のうち、監視用参照画像に表れる大きさが大きい順に複数の素子塊を選択し、選択された素子塊の大きさの平均値の減少を逐次監視することを特徴とするものである。
【００３０】
［作用・効果］上述の構成は、選択手段が行う監視用参照画像の監視をより容易に行うことのできる具体的な構成を表したものである。すなわち、選択手段は、監視用参照画像に写りこんだ素子塊をターゲット領域と認識し、これの変化を観察する。そして、選択手段は、ターゲット領域の大きさの変化が所定の水準まで低下したとき、マップの切替を行うのである。つまり、選択手段は、監視用参照画像の全域について監視を行う必要はなく、監視用参照画像の限られた領域について監視すれば十分である。この様に構成することで、選択手段における演算負荷が軽減されることになり、より機械的構成が簡単な放射線撮影装置が提供できる。
【００３１】
選択手段の素子塊の観察は、様々な態様が考えられる。例えば、選択手段が監視用参照画像に写りこんだ素子塊のうちの最大のものの大きさの変化を監視する構成としてもよいし、複数の素子塊の縮小を監視する構成としてもよい。または、選択手段が監視用参照画像に写りこんだ素子塊のうちの監視用参照画像に表れる大きさが大きい順に複数の素子塊を選択し、選択された素子塊の大きさの平均値の減少を監視してもよい。
【００３２】
また、請求項１１に係る発明は、放射線を照射する放射線源と、放射線を検出するとともに複数の放射線検出素子を有する放射線検出手段と、検出データを基に画像を生成する画像生成手段とを備えた放射線撮影装置において、放射線検出手段が有する放射線検出素子のうち、放射線を検出することができない放射線検出素子を一時的不良素子とし、一時的不良素子のうち、時間をおくと放射線を検出する能力が回復するものを回復素子とし、これ以外の放射線を検出する能力が回復しないものを恒常的不良素子としたとき、一時的不良素子の放射線検出手段における位置を示す第１マップを記憶する第１マップ記憶手段と、恒常的不良素子の放射線検出手段における位置を示す第２マップを記憶する第２マップ記憶手段と、マップを用いて画像に写りこんだ放射線を検出することができない放射線検出素子に由来する画素を補完する画像処理手段と、第１マップ、および第２マップのうちのいずれを画像処理手段に使用させるかを選択する選択手段とを備え、（Ａ）選択手段は、第１マップを選択し、（Ｅ２）選択手段は、第１マップの選択から、回復素子の放射線検出能の回復が完了するまでの時間を示す所定の待機時間が経過した時点で第２マップを選択することを特徴とするものである。
【００３３】
［作用・効果］本発明によれば、上述の選択手段の構成をより簡便なものとしている。具体的には、選択手段は、まず第１マップを選択する。これが、放射線検出手段が初期状態のときに適したマップである。その後、選択手段は、所定の待機時間が経過した時点で第２マップを選択する。第２マップは、例えば、放射線検出手段の状態の変化が収まって安定状態となっているときに適したマップである。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、放射線検出手段の状態に係らず、放射線を検出することができない放射線検出素子（動作不良素子）が除去されて診断に好適な画像の取得が可能な放射線撮影装置が提供できる。すなわち、本発明に係る放射線撮影装置は、放射線透視画像に写りこんだ動作不良素子を削除するのに用いられるマップを少なくとも２つ用意している。２つのマップとは、放射線検出手段が初期状態のときに適した第１マップと、放射線検出手段の状態の変化が収まって安定状態となっているときに適した第２マップである。これらのうちの１つを選択して画像に写りこむ動作不良素子を除去する。いずれのマップを使用するかは、選択手段が選択する。選択手段は、動作が不良と振舞っている放射線検出素子の経時的な増減を知り、増減変化が所定の水準にまで低下したとき、第１マップに代えて第２マップを選択する。本発明は、マップの変更を監視用参照画像を参照して行う構成となっているので、画像に写りこんだ動作不良検出素子は、的確に除去され、放射線検出手段の安定性に係らず、常に診断に好適な放射線透視画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例１に係るＸ線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。
【図２】実施例１に係るＦＰＤの構成を説明する断面図である。
【図３】実施例１に係るＦＰＤの構成を説明する平面図である。
【図４】実施例１にＸ線撮影装置の電源を投入することで開始される一連の動作の説明に係るフローチャートである。
【図５】実施例１に係る第１マップを説明する模式図である。
【図６】実施例１に係る監視用参照画像を説明する模式図である。
【図７】実施例１に係る第２マップを説明する模式図である。
【図８】実施例１に係るＦＰＤの読み出しを説明するタイミングチャートである。
【実施例１】
【００３６】
以下、本発明に係る放射線撮影装置の実施例について説明する。実施例１におけるＸ線は本発明の放射線の一例である。
【００３７】
＜全体構成＞
まず、実施例１に係るＸ線撮影装置１の構成について説明する。図１は、実施例１に係るＸ線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。図１に示すように、実施例１に係るＸ線撮影装置１には、被検体Ｍを載置する天板２と、その天板２の上部に設けられ、パルス状のＸ線ビームを照射するＸ線管３と、天板２の下部に設けられ、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するフラット・パネル・ディテクタ（ＦＰＤ）４と、ＦＰＤ４に入射する散乱Ｘ線を除去するＸ線グリッド５とが設けられている。また、実施例１の構成は、Ｘ線管３の管電圧、管電流やＸ線ビームの照射時間を制御するＸ線管制御部６を備えている。そのうえ、実施例１の構成は、ＦＰＤ４に対して検出信号の読み出しを制御する読み出し制御部８が備えられている。また、実施例１の構成は、ＦＰＤ４から出力された検出信号を受信し、被検体の透視像が写りこんだＸ線透視画像を生成する画像生成部１１と、Ｘ線透視画像を受信して、明るさの処理等を行って、Ｘ線透視画像をより視認に好適なものとする画像編集部１２とを備えている。この画像編集部１２は、後述のＸ線透視画像に写りこんだ動作不良画素を補完により消去する画像処理をも実行する。この画像処理は、第１マップＭ１，または第２マップＭ２のいずれかを参照して行われる。なお、Ｘ線管３，ＦＰＤ４，Ｘ線管制御部６の各々は、本発明の放射線源、放射線検出手段、照射許可手段に相当する。読み出し制御部は、本発明の読み出し実行手段に相当し、画像生成部は、本発明の画像生成手段に相当し、画像編集部は、本発明の画像処理手段に相当する。
【００３８】
また、Ｘ線撮影装置１は、第１マップＭ１を記憶する第１マップ記憶部１７と、第２マップＭ２を記憶する第２マップ記憶部１８を備える他、両マップＭ１，Ｍ２の生成に関する積算部１５と、両マップＭ１，Ｍ２のいずれを画像編集部１２に送出するかを選択する選択部１６を備えている。また、Ｘ線撮影装置１は、オペレータの指示を受け付ける操作卓２３と、Ｘ線透視画像、または動画が表示される表示部２４とを備えている。選択部は、本発明の選択手段に相当する。第１マップ記憶部は、本発明の第１マップ記憶手段に相当し、第２マップ記憶部は、本発明の第２マップ記憶手段に相当する。積算部は、本発明の積算手段に相当する。
【００３９】
さらにまた、Ｘ線撮影装置１は、Ｘ線管制御部６，読み出し制御部８，画像生成部１１，画像編集部１２，積算部１５，および選択部１６を統括的に制御する主制御部２２を備えている。この主制御部２２は、ＣＰＵによって構成され、種々のプログラムを実行することにより、各部を実現している。また、上述の各部は、それらを担当する演算装置に分割されて実行されてもよい。
【００４０】
次に、実施例１に係るＦＰＤ４の構成について説明する。ＦＰＤ４は、図２に示すような構成となっている。なお、アモルファス・セレン層５３は、本発明の変換手段に相当する。そして、コンデンサ５５は、本発明の蓄積手段に相当する。
【００４１】
ＦＰＤ４は、図２に示すように、表面電極層５２と、アモルファス・セレン層５３と、支持層５４と、コンデンサ５５を有している。そして、表面電極層５２，アモルファス・セレン層５３，支持層５４は、この順に積層されている。そして、表面電極層５２は、バイアス電圧供給端子５２ａと電気的に接続されている。また、支持層５４には、収集電極５４ａが埋め込まれている。ＦＰＤ４において、この収集電極５４ａは、複数個設けられており、収集電極５４ａは、各層５２，５３，５４の広がる平面に沿って二次元的に配列されている。
【００４２】
収集電極５４ａは、アモルファス・セレン層５３に接触しているとともに、コンデンサ５５に電気的に接続されている。このコンデンサ５５は、二次元的に配列されている。このコンデンサ５５の１つと、これに積層されたアモルファス・セレン層５３，および表面電極層５２とが協働して単一のＸ線検出素子を形成する。つまり、ＦＰＤ４には、コンデンサ５５の配列に倣ってＸ線検出素子が２次元的に配列されているものと捉えることもできる。
【００４３】
図３に示すように、実施例１に係るＦＰＤ４の検出データの読み出しは、コンデンサ配列の列Ｃごとに行われる。具体的には、コンデンサ毎にトランジスタが設けられ、トランジスタ行列が生成されるとともに、トランジスタ行列の各列毎に、ゲートドライブが設けられている。このゲートドライブの１つをＯＮとすると、このゲートドライブに対応するトランジスタ行列のうちの一列に属するトランジスタが一斉にＯＮされ、一列に配列されたコンデンサにおいて、蓄積された電荷が一斉に読み出される。以降、ＦＰＤ４の有するゲートドライブの全てを逐次ＯＮしていくのである。この様にして、コンデンサの各列において検出信号の読み出しが行われ、ＦＰＤ４の全域についての信号の読み出しが完了する。
【００４４】
＜Ｘ線撮影装置の動作＞
次に、この様な構成となっているＸ線撮影装置の動作について説明する。一般的な撮影を実行する場合は、撮影の前に予めＸ線撮影装置の電源を投入しておき、ＦＰＤ４が十分に安定させておく。Ｘ線撮影装置の電源投入直後は、ＦＰＤ４は動作が不安定な状態となっており、Ｘ線撮影に適さないからである。
【００４５】
ところが、医療機関において、急患が発生するなどして、電源がＯＦＦとなっているＸ線撮影装置を立ち上げて、直ちにＸ線撮影を行わなければならない場合もある。実施例１の構成によれば、電源投入時につきＦＰＤ４が不安定な状態にあっても診断に好適な放射線画像を取得できるという利点がある。この点を強調する目的で、以下の説明では、この様な場合の動作を説明する。図４は、Ｘ線撮影装置１の電源を投入することで開始される一連の動作の説明に係るフローチャートであり、下記の動作説明の全体的な示すものである。
【００４６】
動作を順に説明する。まず、直ちにＸ線撮影を行う必要が生じたものとする。まず、Ｘ線撮影装置１の電源が投入されるとともに、被検体Ｍが天板２にセットされる（ステップＳ１）。すると、選択部１６は、第１マップ記憶部１７に記憶されている第１マップＭ１を読み出して、これを画像編集部１２に送出する（ステップ２）。第１マップＭ１には、電源投入直後でＦＰＤ４が不安定な状態におけるＸ線を検出することができない検出素子（以下、簡単のため初期的不良素子と呼ぶ）がＦＰＤ４のどこに位置するかを記憶する２次元データで、具体的には、図５のような構成となっている。図５に示すＬ１は、ＦＰＤ４において、初期的不良素子が集合して塊となっている素子の塊である。初期的不良素子は、電源投入直後においては、Ｘ線を検出することができない。しかし、素子塊Ｌ１の中心から外れた初期的不良素子は、ＦＰＤ４が安定するにつれ、正常に動作するようになる。初期的不良素子は、本発明の一時的不良素子に相当する。初期的不良素子のうち、ＦＤＰ４の安定に伴って、正常に動作することができるようになる検出素子は、本発明の回復素子に相当する。また、初期的不良素子のうち、ＦＰＤ４の安定に係らずＸ線を検出することができない検出素子は、本発明の恒常的不良素子に相当する。
【００４７】
この様な現象が発生する理由を説明する。素子塊Ｌ１の中心部分には、故障するなどして、もはや完全に正常動作ができなくなった、いわば恒常的不良素子が存在している。恒常的不良素子子の近傍の素子は、本来は正常に動作するはずである。しかし、電源投入時などのようなＦＰＤ４が不安定な状態にあると、恒常的不良素子の近傍の素子は、恒常的不良素子の影響を受け、正常な動作が妨げられ、動作不良のように振舞ってしまうのである。とはいえ、やがてそれもＦＰＤ４が安定するにつれ、近傍の素子は正常な動作ができるようになる。したがって、電源投入から時間が経過するにつれ、素子塊は小さくなっていく。
【００４８】
電源投入直後に放射線撮影を行ったとする。このときに取得される放射線透視画像には、大きな素子塊Ｌ１が写りこんでいる。画像編集部１２は、これを放射線透視画像から除去するべく、第１マップＭ１を参照して素子塊Ｌ１の形状、大きさ、位置を認識する。そして、画像編集部１２は、放射線透視画像における素子塊Ｌ１が写りこんでいる画素の塊（以下、欠落画素塊と呼ぶ）の近傍の画素の画素値を参照して、欠落画素塊の画素値を変更する。この変更の具体例としては、欠落画素塊の近傍の領域に位置する画素値を平均して、平均値を欠落画素塊の画素値に充てて補完するのである。欠落画素塊の位置によって、参照される画素領域を変更するようにしてもよい。
【００４９】
次に、読み出し間隔は、所定のサンプリング周波数に基づいて、ＦＰＤ４にデータの読み出しを指示する（ステップＳ３）。このときの読み出しは、ＦＰＤ４にＸ線が照射されていない状態で行われ、取り出されたデータを元に監視用参照画像Ｒが生成される。したがって、監視用参照画像Ｒには、被検体Ｍの透視像を含めて何も写りこんでいないはずである。しかし、詳しく観察すると、監視用参照画像Ｒには、ある程度のムラが写りこんでいる。このムラは、放射線検出素子の動作の不良性を知る上での指標なる。なお、この様な読み出しをダーク読み出しと呼び、読み出されたデータをダークデータと呼ぶ。また、監視用参照画像Ｒの生成は、画像生成部１１が行う。
【００５０】
図６に示すように、監視用参照画像Ｒには、領域Ｌａ，Ｌｂのようなムラが現れている。このムラは、図５の素子塊Ｌ１にほぼ対応した形状をしてるものの、全く同一ではなく、素子塊Ｌ１の形状と若干異なっている。また、図６における領域Ｌｂのように素子塊Ｌ１と関係のない部分がムラとなって現れることもある。つまり、監視用参照画像Ｒにおけるムラは、複数の要因が絡み合って現れるのであり、放射線検出素子の動作の不良性をそのまま忠実に表すわけでない。したがって、図５と図６とを比較すれば明らかなように、監視用参照画像Ｒを第１マップＭ１の代わりに画像編集部１２に送出するわけにはいかない。
【００５１】
このようなＦＰＤ４に対するダークデータの読み出しの指示は、間歇的に行われ、その度に監視用参照画像Ｒが生成される。この監視用参照画像Ｒの各々は、選択部１６に送出される。選択部１６は、監視用参照画像Ｒに表れるムラの塊のうち最大のものをターゲット領域と認識し、監視用参照画像Ｒにおいて、ターゲット領域がどのように変遷するかを監視する。ターゲット領域は、ＦＰＤ４の安定化に伴い、次第に小さくなっていく。ＦＰＤ４における不良素子の影響を受け、動作が不良のように振舞っていた放射線検出素子（回復素子）が正常に動作するようになるからである。
【００５２】
また、選択部１６の素子塊の観察は、上述以外にも、例えば、監視用参照画像Ｒに表れる複数の素子塊をターゲット領域として選択し、これらの縮小を監視する構成としてもよい。この様に構成すれば、選択部１６は、Ｘ線を検出することができない放射線検出素子をより正確にモニタすることができる。また例えば、選択部１６が監視用参照画像Ｒに写りこんだ素子塊のうちの監視用参照画像Ｒに表れる大きさが大きい順に複数の素子塊をターゲット領域として選択し、選択された素子塊の大きさの平均値の減少を監視してもよい。
【００５３】
なお、選択部１６は、複数の素子塊の大きさの認定したり、素子塊を大きさ順に順番付けたり、素子塊の大きさの平均値を演算したりと、素子塊の監視に係る動作の一切を実行する。
【００５４】
ＦＰＤ４が安定すると、ターゲット領域は、これ以上小さくならなくなる。選択部１６は、ターゲット領域の大きさの変化が所定の範囲内に収まったときに、ＦＰＤ４が安定したものと認識して（ステップＳ４）、この状態にふさわしい第２マップＭ２を第２マップ記憶部１８から読み出し、これを画像編集部１２に送出する（ステップＳ５）。画像編集部１２は、第１マップＭ１を破棄し、第２マップＭ２を用いて欠落画素塊を埋め合わせる画像処理を行う。第２マップＭ２には、ＦＰＤ４が安定な状態における、恒常的不良素子がＦＰＤ４のどこに位置するかを記憶する２次元データとなっている。つまり、第２マップＭ２は、図７のように、小さな素子塊Ｌ２がマッピングされた２次元データである。
【００５５】
＜Ｘ線照射の割り込み＞
以上のような動作と平行して、Ｘ線撮影装置１は、操作卓２３を通じ、Ｘ線透視画像の撮影の指示を受け付ける。Ｘ線透視撮影は、Ｘ線管３からＸ線を照射されて行われる。一方、ダーク読み出しは、Ｘ線を照射されない状態で行われる。したがって、上述のダーク読み出しが絶えることなく行われると、Ｘ線管３からＸ線を照射する機会を見出すことができず、Ｘ線透視撮影の実行ができない。そこでＸ線撮影装置１においては、ダーク読み出しと、Ｘ線撮影とが競合する場合、Ｘ線撮影を優先する構成となっている。すなわち、読み出し制御部８は、Ｘ線透視画像の撮影が指示された時点で、次回のダーク読み出しを中止する。Ｘ線管３からＸ線が照射され、ＦＰＤ４には、被検体Ｍの透視像が写りこむ。読み出し制御部８は、これをＦＰＤ４から取り出す目的で、ＦＰＤ４に対して検出データの読み出しを指示する。画像生成部１１は、出力された検出データを組み立てて、Ｘ線透視画像を生成する。これは、画像編集部１２において画像処理が施された後、表示部２４に表示される。その後、Ｘ線撮影装置１は、ダーク読み出しを再開し、次回のＸ線透視撮影に備える。
【００５６】
＜第１マップＭ１，第２マップＭ２の取得方法＞
次に、各マップの取得方法について説明する。第２マップＭ２は、Ｘ線撮影装置１が、アイドル状態のときに取得されるもので、ＦＰＤ４が安定しているときに生成される。すなわち、Ｘ線撮影装置１は、ダーク読み出しを幾度か行って、複数の第２マップ作成用参照画像Ｒ２を取得する。第２マップ作成用参照画像Ｒ２を実際に生成するのは、画像生成部１１である。積算部１５は、この第２マップ作成用参照画像Ｒ２を積算して第２マップＭ２を生成する。
【００５７】
第１マップＭ１の生成方法は、第２マップＭ２のそれとは異なっている。図８は、実施例１に係るＦＰＤの読み出しを説明するタイミングチャートである。図８（ａ）に示すように、第２マップＭ２においては、コンデンサ５５（図３参照）が電荷を蓄積する時間である蓄積時間Ｔ２を経過した後、読み出し時間Ｔ３の間にデータを読み出す。一方、第１マップＭ１を取得する場合、図８（ｂ）に示すように、蓄積時間Ｔ１は、第２マップＭ２における蓄積時間よりも長いものとなっている。この様にすることで、電源投入直後におけるＦＰＤ４が不安定な状態を再現することができる。したがって、第１マップＭ１は、電源投入の直後の使用に適している。このような状態で、ダーク読み出しが幾度か行おこなわれ、複数の第１マップ作成用参照画像Ｒ１を取得される。第１マップ作成用参照画像Ｒ１を実際に生成するのは、画像生成部１１である。積算部１５は、これらを積算して第１マップＭ１を生成する。
【００５８】
なお、第１マップＭ１，および第２マップＭ２は、Ｘ線撮影装置１の電源を投入する前に準備しておく必要がある。そこで、Ｘ線撮影装置１は、前回稼働していたときに各マップＭ１，Ｍ２を生成しておく。ある日、Ｘ線撮影装置１を用いた被検体の検査が終了し、術者が操作卓２３を通じてＸ線撮影装置１の電源を落とす指示を行う。すると、Ｘ線撮影装置１は、各マップＭ１，Ｍ２を生成してから電源が落ちる構成となっている。こうして、Ｘ線撮影装置１は、電源が落ちる前にあらかじめ各マップＭ１，Ｍ２を用意し、次の電源投入の直後から放射線撮影ができるような構成となっているのである。
【００５９】
以上のように、実施例１の構成によれば、ＦＰＤ４の状態に係らず、動作不良素子が除去されて診断に好適な画像の取得が可能なＸ線撮影装置１が提供できる。すなわち、実施例１の構成に係るＸ線撮影装置１は、第１マップ記憶部１７と第２マップ記憶部１８とを備え、２つのマップのうちのいずれかを選択して画像に写りこむ動作不良素子を除去する構成となっている。したがって、ＦＰＤ４の状態に合わせて、動作不良素子の除去に適したマップを選んで使用することができる。
【００６０】
しかも、実施例１の構成によれば、いずれのマップを使用するかを選択部１６が選択する。具体的には、選択部１６は、まず第１マップＭ１を選択する。これが、ＦＰＤ４が初期状態のときに適したマップである。続いて、選択部１６は、監視用参照マップＲを通じてＦＰＤ４を監視し、適当なタイミングで動作不良素子の除去処理に使用するマップを第２マップＭ２に変更する。第２マップＭ２は、例えば、ＦＰＤ４の状態の変化が収まって安定状態となっているときに適したマップである。
【００６１】
選択部１６によるマップの切り替えは、次のようにして行われる。すなわち、間歇的に監視用参照画像Ｒが取得される。監視用参照画像Ｒを比較すると、Ｘ線を検出することができない放射線検出素子の経時的な減少を知ることができる。選択部１６は、減少が所定の水準にまで低下したとき、第１マップＭ１に代えて第２マップＭ２を選択する。実施例１の構成は、マップの変更を監視用参照画像Ｒを基に行う構成となっているので、画像に写りこんだ動作不良検出素子は、的確に除去され、ＦＰＤ４の安定性に係らず、常に診断に好適な放射線透視画像を取得することができる。
【００６２】
第２マップＭ２の具体的な生成の様子は、以下のようなものである。すなわち、第２マップＭ２は、複数の第２マップ作成用参照画像Ｒ２を積算することで生成される。第２マップ作成用参照画像Ｒ２は、動作不良素子を写し込んでいるが、動作不良素子の位置を忠実に特定したものではない。すなわち、第２マップ作成用参照画像Ｒ２にムラが出現するとき、動作不良素子の存在以外の様々な要因が絡み合っている。第２マップ作成用参照画像Ｒ２を積算すれば、多種に及ぶ不確定的な要因を除去して、動作不良素子の位置が際立って示されるのである。
【００６３】
第１マップＭ１の具体的な生成の様子は、以下のようなものである。第１マップＭ１においても、複数枚の第１マップ作成用参照画像Ｒ１を積算して、Ｘ線を検出することができない検出素子の位置が際立って示された第１マップＭ１が生成される。さらに、第１マップ作成用参照画像Ｒ１は、蓄積時間を第２マップ作成用参照画像Ｒ２を取得するときよりも長いものとした状態で取得される。これにより、ＦＰＤ４が初期的状態にあるときの検出素子の動作不良性が再現され、ＦＰＤ４が初期的状態にある場合に適した第１マップＭ１を生成することができる。
【００６４】
また、実施例１の構成は、ＦＰＤ４に放射線を当てずして、監視用参照画像Ｒを生成できる。被検体がＦＰＤ４と、Ｘ線管３との間にセットされた状態で放射線が照射されると、ＦＰＤ４には被検体の透視像が写りこむ。ところで、監視用参照画像Ｒは、Ｘ線を検出することができない検出素子の挙動を写し込んでいる必要があり、これ以外の余計な像が写りこんでいると選択部１６が行う監視の邪魔となる。ということは、被検体がセットされた状態では、監視用参照画像Ｒの取得できないことになってしまう。しかし、上述の構成のように、監視用参照画像Ｒは、ＦＰＤ４に放射線像が写りこんでいない状態で取得されれば、被検体がセットされた状態でも、監視用参照画像Ｒの監視が可能となる。こうして、被検体がセットされた状態で、マップの交換を行うことができる。
【００６５】
また、実施例１の構成は、監視用参照画像Ｒの取得を行いながら放射線透視画像を取得することができる。すなわち、放射線がＦＰＤ４に向けて照射されたとき、これに写りこんだ放射線像が読み出されて、被検体Ｍが写りこんだ放射線透視画像が取得される。この間に監視用参照画像Ｒに係る読み出しが行われることがない。つまり、放射線透視画像の取得と監視用参照画像Ｒの取得とが競合する場合、放射線透視画像の取得が優先される。これにより、術者が指示したタイミングで確実に放射線透視画像を取得することができるので、操作性に優れたＸ線撮影装置１が提供できる。
【００６６】
また、実施例１の構成は、選択部１６が行う監視用参照画像Ｒの監視をより容易に行うことのできる構成となっている。すなわち、選択部１６は、監視用参照画像Ｒに写りこんだ素子塊のうち最大のものをターゲット領域と認識し、これの変化を観察する。そして、選択部１６は、ターゲット領域の大きさの変化が所定の水準まで低下したとき、マップの切替を行うのである。つまり、選択部１６は、監視用参照画像Ｒの全域について監視を行う必要はなく、監視用参照画像Ｒの限られた領域について監視すれば十分である。この様に構成することで、選択部１６における演算負荷が軽減されることになり、より機械的構成が簡単なＸ線撮影装置１が提供できる。
【実施例２】
【００６７】
次に、実施例２の構成について説明する。実施例２は、実施例１の構成とほぼ同一である。しかし、上述のステップＳ２を終えた選択部１６の動作が実施例１とは異なっている。ステップＳ２を終えた選択部１６は、正常に動作することができるようになる検出素子（回復素子）の放射線検出能の回復が完了するまでの時間を示す所定の待機時間の間待機し、この時間が経過した後、第２マップＭ２を選択してこれを画像編集部１２に送出する。この様にすれば、素子塊の監視を行わなくとも、選択部１６は、好適なタイミングで、マップの切替を指示することができる。
【００６８】
本発明は、上述の構成に限られず、下記のように変形実施することが可能である。
【００６９】
（１）上述した各実施例は、医用の装置であったが、本発明は、工業用や、原子力用の装置に適用することもできる。
【００７０】
（２）上述した各実施例のいうＸ線は、本発明における放射線の一例である。したがって、本発明は、Ｘ線以外の放射線にも適応できる。
【符号の説明】
【００７１】
Ｒ     監視用参照画像
Ｒ１   第１マップ作成用参照画像
Ｒ２   第２マップ作成用参照画像
１     Ｘ線撮影装置（放射線撮影装置）
３     Ｘ線管（放射線源）
４     ＦＰＤ（放射線検出手段）
６     Ｘ線管制御部（照射許可手段）
８     読み出し制御部（読み出し実行手段）
１１   画像生成部（画像生成手段）
１２   画像編集部（画像処理手段）
１５   積算部（積算手段）
１６   選択部（選択手段）
１７   第１マップ記憶部（第１マップ記憶手段）
１８   第２マップ記憶部（第２マップ記憶手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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