(57)【要約】【課題】連続する画像（６２）を収集するために使用されるＸ線システム（１４）を提供する。【解決手段】Ｘ線システム（１４）は、検出器（２２）により検出されるＸ線（１７）を発生するＸ線源（１５）を含む。画像プロセッサ（２８）は、複数の行及び列を成して配列されている検出器素子（４０）により蓄積された電荷のレベルを感知するために使用される。画像プロセッサ（２８）には第１及び第２のオフセット画像メモリ（７０、７２）が含まれている。第１のオフセット画像メモリ（７０）は第１の動作モードに関するオフセット画像データを格納し、第２のオフセット画像メモリ（７２）は第２の動作モードに関するオフセット画像データを格納する。【選択図】図１
2004041718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続する画像（６２）を収集するために利用されるＸ線システム（１４）において、
Ｘ線（１７）を発生するＸ線源（１５）と、
複数の行及び列を成して配列されており、電荷のレベルを蓄積する検出器素子（４０）を具備する検出器（２２）と、
第１の動作モード及び第２の動作モードをそれぞれ指示する前記電荷のレベルに基づいてオフセット画像データを格納する第１及び第２のオフセット画像メモリ（７０、７２）を含み、前記検出器素子（４０）により蓄積された電荷のレベルを感知する画像プロセッサ（２８）とを具備するＸ線システム（１４）。
【請求項２】
前記画像プロセッサ（２８）は、前記検出器（２２）が前記Ｘ線（１７）にさらされないときに、前記第１の動作モードを表す第１のオフセット画像及び前記第２の動作モードを表す第２のオフセット画像を更新する再帰フィルタ（９４）を更に具備する請求項１記載のＸ線システム（１４）。
【請求項３】
動作モードは前記検出器素子（４０）の一部を使用することから成る請求項１記載のＸ線システム（１４）。
【請求項４】
動作モードを選択するためのオペレータインタフェース（３８）と、
前記動作モードを識別し、前記動作モードに基づいて前記第１及び第２のオフセット画像メモリ（７０、７２）の一方を選択するシステムコントローラ（３６）とを更に具備する請求項１記載のＸ線システム（１４）。
【請求項５】
動作モードに基づいてオフセット画像メモリ（７０）を選択するシステムコントローラ（３６）を更に具備し、前記オフセット画像メモリ（７０）はオフセット画像を格納し、前記画像プロセッサ（２８）は前記オフセット画像を入力画像から減算する請求項１記載のＸ線システム（１４）。
【請求項６】
前記画像プロセッサ（２８）は、
前記検出器（２２）が前記Ｘ線（１７）にさらされないとき、前記第１の動作モードを表す第１のオフセット画像を少なくとも１つの連続暗画像によって更新する第１の再帰フィルタ（７４）と、
前記検出器（２２）が前記Ｘ線（１７）にさらされないとき、前記第２の動作モードを表す第２のオフセット画像を少なくとも１つの連続暗画像によって更新する第２の再帰フィルタ（７６）とを更に具備する請求項１記載のＸ線システム（１４）。
【請求項７】
前記第１及び第２の動作モードの一方は前記検出器素子（４０）のうちの複数の検出器素子により蓄積された前記電荷のレベルを組み合わせる請求項１記載のＸ線システム（１４）。
【請求項８】
オフセット画像を格納するオフセット画像メモリ（７０）を動作モードに基づいて選択するシステムコントローラ（３６）と、
前記検出器（２２）が前記Ｘ線（１７）にさらされないときに、前記オフセット画像を更新する再帰フィルタ（９４）とを更に具備する請求項１記載のＸ線システム（１４）。
【請求項９】
前記検出器（２２）が前記Ｘ線（１７）にさらされる時点を識別し且つ動作モードに基づいてオフセット画像メモリ（７０）を選択するシステムコントローラ（３６）を更に具備し、前記オフセット画像メモリ（７０）はオフセット画像を格納し、前記画像プロセッサ（２８）は前記オフセット画像を使用して、入力Ｘ線画像（６２）を処理する請求項１記載のＸ線システム（１４）。
【請求項１０】
複数の動作モードを使用して連続するＸ線画像（６２）を収集する方法において、
Ｘ線検出器（２２）に含まれ、画像（６２）を作成するために利用される検出器素子（４０）を識別する第１の動作モードを選択することと、
複数の動作モードに対応する複数の格納オフセット画像から、前記第１の動作モードに対応する第１のオフセット画像を選択することと、
前記検出器素子（４０）が前記検出器素子（４０）により検出される放射線のレベルを表す電荷のレベルを蓄積するように、前記Ｘ線検出器（２２）を放射線源にさらすことと、
前記検出器素子（４０）により蓄積される前記電荷のレベルを表す第１の画像（６２）を収集することと、
前記第１のオフセット画像を利用して前記第１の画像（６２）を処理することとから成る方法。
【請求項１１】
前記第１の動作モードとは異なる第２の動作モードを選択することと、
前記複数の格納オフセット画像から、前記第２の動作モードに対応する第２のオフセット画像を選択することと、
前記第２のオフセット画像によって第２の画像（６２）を処理することとを更に含み、前記第１の画像（６２）と前記第２の画像（６２）は連続する画像である請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記Ｘ線検出器（２２）が前記放射線源にさらされていないとき、第１の暗画像及び少なくとも第２の暗画像を収集することと、
前記第１の動作モードが選択されたとき、前記第１の暗画像を第１のオフセット画像メモリ（７０）にオフセット画像として格納することと、
前記オフセット画像を前記少なくとも第２の暗画像によって再帰フィルタリングして、更新オフセット画像を作成することとを更に含む請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の動作モードは前記検出器要素（４０）の各々を使用することから成り、第２の動作モードは前記検出器素子（４０）の一部を使用することから成る請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のオフセット画像は、各々が前記検出器素子（４０）のうちの複数の検出器素子により蓄積される前記電荷のレベルを表す値の集合を含む請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
前記Ｘ線検出器（２２）がＸ線（１７）にさらされていないとき、前記第１のオフセット画像を再帰フィルタリングして、更新オフセット画像を作成することと、
前記更新オフセット画像を前記第１の動作モードに対応するオフセット画像メモリ（７０）に格納することとを更に含む請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
Ｘ線システム（１４）で複数のオフセット画像を収集し且つ格納する方法において、
Ｘ線検出器（２２）に含まれており、画像（６２）を作成するために利用される検出器素子（４０）を識別する第１の動作モードを定義することと、
前記Ｘ線検出器（２２）が放射線にさらされないとき、前記検出器素子（４０）により蓄積される電荷のレベルを表す第１の暗画像を収集することと、
前記第１の暗画像を前記第１の動作モードに対応する第１のオフセット画像メモリ（７０）にオフセット画像として格納することと、
前記第１の動作モードとは異なる第２の動作モードを定義することと、
前記Ｘ線検出器（２２）が放射線にさらされないとき、前記検出器素子（４０）により蓄積される電荷のレベルを表す第２の暗画像を収集することと、
前記第２の暗画像を前記第２の動作モードに対応する第２のオフセット画像メモリ（７２）に第２のオフセット画像として格納することとから成る方法。
【請求項１７】
Ｘ線露光が終了した後、前記検出器素子（４０）により蓄積された電荷のレベルを表す暗画像を収集することと、
前記暗画像を再帰フィルタリングして、前記Ｘ線露光の間に利用された動作モードに対応する更新オフセット画像を作成することとを更に含む請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記第１及び第２の動作モードの一方は前記検出器素子（４０）のうちの複数の検出器素子により蓄積された前記電荷のレベルを組み合わせる請求項１６記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の動作モードを利用して連続する暗画像の第１のシリーズを収集することと、
前記第１のシリーズを再帰フィルタ（９４）によって処理して、第１の更新オフセット画像を作成することと、
前記第２の動作モードを利用して連続する暗画像の第２のシリーズを収集することと、
前記第２のシリーズを前記再帰フィルタ（９４）によって処理して、第２の更新オフセット画像を作成することとを更に含む請求項１６記載の方法。
【請求項２０】
前記第１及び第２の動作モードの一方は前記検出器素子（４０）の一部を使用することから成る請求項１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明のいくつかの実施例は、一般に、固体多重素子Ｘ線検出器を利用して画像を生成するＸ線システムに関し、特に、２つ以上の動作モードに関してオフセット画像修正データを収集し且つ格納する技法及び装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
複数の行と列を成して配列された検出器素子から成る２次元アレイを具備する固体Ｘ線検出器は当該技術において知られている。ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）などのシンチレータが検出器素子の上に蒸着されている。ＣｓＩはＸ線を吸収し、Ｘ線を光に変換する。各検出器素子はフォトダイオードと、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）とを具備する。フォトダイオードは光を検出し、その光を検出器素子に入射した放射線の量を表す電荷に変換し、電荷を蓄積する。ＦＥＴはスイッチとして動作し、フォトダイオードに蓄積された電荷の読み出しをイネーブル、ディスエーブルする。各検出器素子は行選択線と、列信号線の双方に接続されている。行選択線及び列信号線は、ＦＥＴを起動して、フォトダイオードに蓄積されている電荷のレベルを読み取るために使用される。検出器は、検出器の読み取りを２つの別個の動作として有効に分離するように、各信号線の中間点で分割を伴って設計されていても良い。露光後、検出器は行ごとに読み取られる。データ線が分割されている検出器の場合、２組の読み出し電子回路を利用して２つの行を同時に読み取れる。その後、更に画像処理、格納及び表示を実行するためにデータはデジタル化される。
【０００３】
各検出器素子（又は画素）の信号はＸ線露光とは関係のないオフセットを含む場合がある。このオフセットには、フォトダイオードの漏れ電流や、ＦＥＴスイッチにおける電荷保持などを含むいくつかの原因がある。Ｘ線透視撮影で使用される信号のように信号レベルが低いとき、オフセットの大きさがＸ線信号より大きくなってしまうこともある。更に、オフセットは一様ではなく、画素ごとに異なる。閲覧に先立って修正画像を生成するために、この画素従属オフセットはＸ線露光画像から減算される。
【０００４】
暗画像、すなわち、検出器がＸ線にさらされていないときの画像を収集することにより、オフセットをＸ線誘起信号から分離できるであろう。暗画像中の信号をＸ線画像中のオフセット信号と整合させるために、Ｘ線画像を収集するために使用されるのと同じ動作モードを使用して暗画像を収集する。オフセット信号と関連する雑音が存在しているため、Ｘ線画像から１つの暗画像を減算したのでは、修正後の画像に更に雑音を導入してしまうおそれがある。雑音の量を減少させるために、いくつかの暗画像を平均化して、低雑音オフセット画像を獲得しても良い。更に、オフセット信号は時間、温度及びその他の外部要因に伴ってドリフトすることがある。従って、オフセット画像は周期的に更新されなければならない。現在使用中である動作モードのオフセット画像は、通常、Ｘ線信号が存在していないときにＸ線画像が収集される直前又は直後に更新される。
【０００５】
Ｘ線透視の間、動作モードを切り替えると好都合である場合が多い。例えば、１つの動作モードでは、視野全体を必要としない身体部位に関心がある場合、システムは検出器の中心部などの一部分のみを利用する。別の動作モードにおいては、視野全体をより低い分解能（大きな画素サイズ）で撮影できる。しかし、現在のＸ線システムは１つの動作モードに対してのみ適用可能な１つのオフセット修正データしか格納しない。従って、動作モードが切り替えられるたびに、Ｘ線システムは、新たなオフセット修正画像を作成するために使用される暗画像を収集するためにＸ線画像の収集を停止しなければならない。この時間中、Ｘ線システムは患者データの収集及び表示を実行しなくなっており、そのため、放射線技師は、Ｘ線システムが修正データの収集を完了して、再び患者データを収集できる状態になるまで、手続きを停止させていなければならないであろう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、当該業界においては、以上述べた問題及び以前に経験された問題に対処するために、患者データの収集を中断せずに複数の動作モードを切り替えるように設計されたＸ線システムが必要とされている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
少なくとも１つの実施例によれば、連続する画像を収集するためのＸ線システムが提供される。Ｘ線システムは、検出器により検出されるＸ線を発生するためのＸ線源を含む。検出器は、電荷のレベルを蓄積し且つ複数の行及び列を成して配列されている検出器素子を具備する。画像プロセッサは、検出器素子により蓄積された電荷のレベルを感知するために使用される。画像プロセッサには第１及び第２のオフセット画像メモリが含まれている。第１のオフセット画像メモリは第１の動作モードの電荷のレベルに基づくオフセット画像データを格納し、第２のオフセット画像メモリは第２の動作モードの電荷のレベルに基づくオフセット画像データを格納する。
【０００８】
少なくとも１つの実施例によれば、複数の動作モードを使用して連続するＸ線画像を収集する方法が提供される。Ｘ線検出器の検出器素子を識別することから成る第１の動作モードが選択される。検出器素子は画像を作成するために使用される。複数の動作モードに対応する複数の格納オフセット画像から、第１の動作モードに対応する第１のオフセット画像が選択される。Ｘ線検出器は放射線源にさらされ、検出器素子は検出された放射線のレベルを表す電荷のレベルを蓄積する。検出器素子により蓄積された電荷のレベルを表す第１の画像が収集される。その後、第１のオフセット画像は第１の画像を処理するために利用される。
【０００９】
少なくとも１つの実施例によれば、Ｘ線システムで複数のオフセット画像を収集し且つ格納する方法が提供される。Ｘ線検出器に含まれ、画像を作成するために使用される検出器素子を識別する第１の動作モードが定義される。Ｘ線検出器が放射線にさらされていないとき、検出器素子により蓄積される電荷のレベルを表す第１の暗画像が収集され、第１のメモリに格納される。第１の動作モードとは異なる第２の動作モードが定義される。Ｘ線検出器が放射線にさらされていないとき、検出器素子により蓄積される電荷のレベルを表す第２の暗画像が収集され、第２のメモリに格納される。
【００１０】
以上の概要、並びに以下の本発明のいくつかの実施例の詳細な説明は、添付の図面と関連させて読んだときに更に良く理解されるであろう。しかし、本発明が添付の図面に示される配列及び方法に限定されないことを理解すべきである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、Ｘ線システム１４のブロック線図を示す。Ｘ線システム１４は、電源１６により励起されたときにＸ線ビーム１７を放出するＸ線管１５を含む。図示されているように、Ｘ線ビーム１７はＸ線透過性テーブル２０の上に仰臥している患者１８に向かって導かれる。テーブル２０及び患者１８の身体を透過したビーム１７の部分はＸ線検出器２２に入射する。Ｘ線検出器２２は、Ｘ線光子を可視スペクトルの範囲内の、よりエネルギーの低い光子に変換するシンチレータ２４を具備する。シンチレータ２４に続いて、光光子を電気信号に変換する光検出器アレイ２６が設けられている。検出器コントローラ２７は、画像を収集し且つ各光検出器素子から信号を読み出すために検出器アレイ２６を動作させる電子回路を含む。
【００１２】
光検出器アレイ２６からの出力信号は画像プロセッサ２８に結合される。画像プロセッサ２８はＸ線画像信号を処理し、エンハンスするための回路を含む。画像プロセッサ２８は、オフセット修正データを格納する少なくとも２つのメモリ２９及び３１を含む。メモリ２９及び３１は少なくとも２つのオフセット画像を格納する。画像プロセッサ２８は、図３及び図４に示され、それらの図に関連して以下に説明される１つ以上の再帰フィルタを更に含む。処理済画像はビデオモニタ３２に表示されると共に、画像記憶装置３０に保存されても良い。画像プロセッサ２８は、電源１６を調整し、それにより、Ｘ線露光を調整するために露光制御回路３４に印加される輝度制御信号を更に発生しても良い。Ｘ線システム１４全体の動作は、オペレータインタフェースパネル３８を介して放射線技師からの指令を受信するシステムコントローラ３６により管理される。
【００１３】
図２は、検出器素子４０の行列により形成される光検出器アレイ２６の回路を示す。検出器素子４０はアモルファスシリコンウェハの上に従来通りのｍ列、ｎ行の２次元アレイとして配列されている。尚、ｍ及びｎは整数である。例えば、典型的な高分解能Ｘ線検出器は１，０００から４，０００の素子の行及び列から成る正方形のアレイである。各検出器素子４０はフォトダイオード４２と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４４とを含む。フォトダイオード４２は、シンチレータ２４により発生される光の相当な大きさの部分を遮断するために広いウェハ領域から製造されている。各々のフォトダイオード４２は、それに関連して、光子励起の結果発生する電荷を格納できるキャパシタンスを更に有する。
【００１４】
アレイ２６の各列におけるフォトダイオード４２の陰極は関連するＴＦＴ４４のソース−ドレイン導通経路によりその列の共通列信号線（４８−１から４８−ｍ）に接続されている。例えば、列１のフォトダイオード４２は第１の信号線４８−１に結合されている。各行のダイオードの陽極は共通して負バイアス電圧（−Ｖ）の供給源に接続されている。各行のＴＦＴ４４のゲート電極は行１の場合の線４６−１のような共通行選択線（４６−１から４６−ｎ）に接続されている。行選択線（４６−１から４６−ｎ）と列信号線（４８−１から４８−ｍ）は検出器コントローラ２７に結合され、列信号線（４８−１から４８−ｍ）は画像プロセッサ２８にも接続されている。
【００１５】
図１に示す検出器２２を使用してＸ線画像を収集するために、Ｘ線システム１４は次のような動作のシーケンスを実行する。まず、検出器コントローラ２７は全ての列信号線（４８−１から４８−ｍ）を接地点に接続し、全ての行選択線（４６−１から４６−ｎ）に正電圧（Ｖｏｎ）を印加する。行選択線（４６−１から４６−ｎ）に印加された正電圧は各検出器素子４０のＴＦＴ４４をオンし、逆バイアスされたフォトダイオード４２に正電荷を導入する。フォトダイオード４２が完全に充電されると、検出器コントローラ２７は負の供給電圧（−Ｖ）より更に負である負電圧（−Ｖｏｆｆ）を行選択線（４６−１から４６−ｎ）に印加する。この行選択線（４６−１から４６−ｎ）の負バイアスによって、各検出器素子４０のＴＦＴ４４はオフされる。
【００１６】
次に、システムのＸ線管１５はＸ線ビーム１７を発生し、検出器２２をＸ線光子のパルスにさらす。Ｘ線光子はシンチレータ２４により更にエネルギーの低い光子に変換される。それらの低エネルギー光子が検出器２６のフォトダイオード４２に当たると、電子−正孔対が解放され、フォトダイオードのキャパシタンスに蓄積される。所定のフォトダイオード４２に蓄積される電荷の量は、そのフォトダイオードに当たる低エネルギー光子の量によって決まり、低エネルギー光子の量自体はシンチレータ２４の、フォトダイオード４２に隣接する領域に当たるＸ線エネルギーの強さによって決まる。従って、各検出器素子４０においてフォトダイオード４２に蓄積される電荷の量はＸ線検出器２２の対応する領域に当たるＸ線の強さの関数である。
【００１７】
Ｘ線露光の終了後、各フォトダイオード４２の残留電荷が感知される。Ｘ線画像ではなく、暗画像を収集すべき場合、各フォトダイオード４２の残留電荷を感知する前に検出器２２はＸ線光子のパルスにはさらされない。電荷を感知するために、各検出器アレイ列の列信号線（４８−１から４８−ｍ）は画像プロセッサ２８の別個の感知回路に同時に接続される。画像プロセッサ２８には、いくつかの種類の感知回路のうちのいずれかを組み込めば良い。例えば、感知回路はフォトダイオード４２の両端の電圧、従って、フォトダイオード４２に蓄積されている電荷の量を測定しても良い。あるいは、感知回路は関連する列信号線（４８−１から４８−ｍ）をフォトダイオード４２の陰極より低い電位に接続し、フォトダイオード４２に向かって流れる電荷又はフォトダイオード４２から流れ出る電荷の量を測定しても良い。
【００１８】
フォトダイオードの電荷は、検出器コントローラ２７が各々の行選択線（４６−１から４６−ｎ）に正電圧（Ｖｏｎ）を順次印加することにより一度に１行ずつ感知されても良い。行選択線（４６−１から４６−ｎ）が正バイアスされると、その行選択線（４６−１から４６−ｎ）に接続されている検出器アレイＴＦＴ４４がオンされ、それにより、選択された行の関連するフォトダイオード４２がそれらのフォトダイオードの列信号線（４８−１から４８−ｍ）に結合される。
【００１９】
光検出器アレイ２６の各検出器素子４０から信号を読み出すために必要とされる時間の長さを短縮するために、検出器素子４０の行を２つのグループに分割し、各グループを別個の信号感知回路により同時に読み出すことが可能である。例えば、検出器２２を２つの半体に分割した場合、光検出器アレイ２６の上部半体にある検出器素子４０を光検出器アレイ２６の下部半体にある検出器素子４０と同時に読み出すことができるであろう。
【００２０】
図３は、２つのオフセット画像メモリ７０及び７２と、再帰フィルタ７４及び７６とを利用するオフセット修正システム６０のブロック線図を示す。再帰フィルタ７４及び７６は異なる動作モードに対してオフセット画像修正データを処理する。１つの動作モードは関心領域からのデータ、すなわち、検出器２２の分割線に関して対称に配列された１０２４×１０２４の大きさの画素の行列などの検出器の一部分からのデータを収集する。このモードでは、検出器２２の選択された部分の中にある各行が個別に読み出される。別の動作モードはより低い分解能で画像データを収集し、複数の画素を組み合わせて１つの画素値を作成する「ビンニング」を利用する。ビンニングは、検出器２２の全視野から又は関心領域からデータを収集するときに使用される。例えば、高分解能の画像が要求されていない場合、又は高分解能撮影中に利用可能であるフレーム速度より速いフレーム速度が希望される場合などが考えられる。従って、隣接する複数の行が同時に読み出され、４画素などの少数の隣接する画素を組み合わせて低分解能で行列を作成する。検出器２２の中心部以外の関心領域を選択する、様々に異なる利得設定の使用を必要とする低線量又は高線量を使用する撮影、あるいは検出器素子４０が読み取られるシーケンス又はタイミングを変化させるなどの、他の動作モードも利用できるであろう。動作モードが追加されるたびに、追加のオフセット画像メモリ７０及び７２が組み込まれることになるであろう。
【００２１】
Ｘ線検出器２２は所定のフレーム速度で入力画像６２を生成する。単なる例であるが、Ｘ線透視の場合、典型的なフレーム速度は毎秒３０画像である。システムコントローラ３６は、検出器２２がＸ線にさらされたか否かを判定する。検出器２２がＸ線にさらされていなかった場合、スイッチ６８は「検出器はＸ線にさらされない」を指示する位置に設定される。この構成においては、暗画像、すなわち、Ｘ線ビーム１７にさらされなかった画像である入力画像６２はオフセット画像メモリ７０又は７２に格納されているオフセット画像を作成又は更新するために使用される。
【００２２】
システムコントローラ３６は、オペレータインタフェース３８を介してオペレータにより変更可能である動作モードを識別する。単なる例であるが、ＭＯＤＥ１は検出器２２の中心部の１０２４×１０２４画素行列のような縮小関心領域であり、ＭＯＤＥ２はビンニングを利用し、検出器２２の全視野を利用するモードであっても良い。システムコントローラ３６は画像プロセッサ２８に通信し、画像プロセッサ２８は動作モードに従ってスイッチ６４を設定する。スイッチ６４がＭＯＤＥ１に設定され且つスイッチ６８が「検出器はＸ線にさらされない」に設定されている場合、入力画像６２は再帰フィルタ７４により処理され、オフセット画像メモリ７０に格納される。スイッチ６４がＭＯＤＥ２に設定され且つスイッチ６８が「検出器はＸ線にさらされない」に設定されている場合には、入力画像６２は再帰フィルタ７６により処理され、オフセット画像メモリ７２に格納される。図示されているオフセット画像メモリ７０及び７２と、再帰フィルタ７４及び７６の動作は同じであるので、オフセット画像メモリ７０及び再帰フィルタ７４についてのみ説明する。オプションとして、再帰フィルタ７４及び７６は１つ以上のコンポーネントを共同して利用しても良い。
【００２３】
始動時や、必要に応じた他の時点で、システムコントローラ３６は各々の動作モードで検出器２２を自動的に動作させる。ＭＯＤＥ１が選択されたとき、スイッチ８４は「第１の画像」位置に設定される。この構成では、入力暗画像がオフセット画像メモリ７０のコンテンツと置き換えられる。第１の暗画像が格納されると、スイッチ８４は図３に示すように元の位置に戻るように切り替えられる。その後、１つ以上の追加暗画像が収集される。画像が収集されるたびに、その画像は以下に説明するようにオフセット画像メモリ７０のコンテンツと組み合わされる。オフセット画像を作成するために第１の暗画像を収集し、更に後続する暗画像を収集するプロセスは、動作モードごとに繰り返される。従って、新たなオフセット画像及び／又は更新オフセット画像の収集はオペレータには明白であろう。
【００２４】
再帰フィルタ７４は、オフセット画像メモリ７０に格納されるオフセット画像を生成するために連続する入力画像６２のシーケンスに対して時間フィルタとして作用する。入力画像６２が収集されるたびに、その画像は再帰フィルタ７４を使用してオフセット画像メモリ７０のコンテンツと組み合わされる。このフィルタ７４の作用を以下の式１により記述することができる。
ａｉ　＝　（１−１／ｎ）（ａｉ−１）＋（１／ｎ）ｐ　　　　　　（式１）
式１において、ｐは入力画素値を表し、（ａｉ−１）はオフセット画像メモリの現在画素値であり、ａｉはフィルタの出力である。フィルタは各画素に対して作用するか、又はビンニングが使用されている場合には組み合わされた画素に対して作用し、入力画像６２の入力値をオフセット画像メモリ７０の対応する値と組み合わせることを理解すべきである。画素位置ごとのフィルタの出力ａｉは新たな、雑音を低減されたオフセット画像を構成する。この画像はオフセット画像メモリ７０の先のコンテンツ（ａｉ−１）に重ね書きするために使用される。
【００２５】
図３に示すように、再帰フィルタ７４は乗算器７８及び８０と、加算器８２とを具備する。乗算器７８は入力画像６２の画素値に１／ｎの乗数を乗算する。乗算器８０はオフセット画像メモリ７０に格納されている画素値に（１−１／ｎ）の乗数を乗算する。２つの乗算器７８及び８０の結果は加算器８２に入力され、オフセット画像メモリ７０に格納されるオフセット画像が生成される。
【００２６】
ｎの値は雑音低減の量及びオフセット画像メモリを更新する速度を制御する。ｎの値が小さければ、更新速度は速くなるが、雑音の平滑化は少なくなり、逆に、ｎの値が大きければ、更新は遅くなるが、より多くの平滑化が実行される。再帰フィルタ７４はここに示した構成要素及び計算に限定されず、他の適切な回路及び／又はソフトウェアによって雑音低減及び自動交信を実現できるであろう。
【００２７】
検出器２２がＸ線にさらされると、スイッチ６８は「検出器はＸ線にさらされる」を指示する位置に設定される。スイッチ６８がこの位置にあるとき、再帰フィルタ７４及び７６の更新動作は停止される。システムコントローラはスイッチ６６を設定し、それにより、ＭＯＤＥ１に対応してオフセット画像メモリ７０が利用されるのか、又はＭＯＤＥ２に対応してオフセット画像メモリ７２が利用されるのかが判定される。オフセット画像メモリ７０又は７２に格納されているオフセット画像は減算器８６を使用して入力画像６２から減算される。この減算はＸ線画像６２からオフセット信号を除去し、修正画像８８を生成する。従って、オフセット画像メモリ７０及び７２に格納されているオフセット画像を利用することにより、動作モードを切り替えるときに患者データの収集を停止させる必要なく、連続する入力画像６２を処理し、モニタ３２に表示することができる。
【００２８】
図４は、２つのオフセット画像メモリ７０及び７２と、単一の再帰フィルタ９４とを利用するオフセット修正システム９２のブロック線図を示す。再帰フィルタ９４は、オフセット画像メモリ７０及び７２にそれぞれ格納されるべきＭＯＤＥ１及びＭＯＤＥ２のオフセット画像修正データを処理する。図３の場合と同様に、動作モードが追加されるたびに、追加のオフセット画像メモリ７０及び７２が組み込まれる。
【００２９】
Ｘ線検出器２２は所定のフレーム速度で入力画像６２を生成する。検出器２２がＸ線にさらされていなかった場合、スイッチ６８は「検出器はＸ線にさらされない」を示す位置に設定される。システムコントローラ３６は動作モードを識別し、スイッチ９６及び９８をそれに従って設定する。第１の暗画像が収集され、先に説明したように必要に応じてオフセット画像メモリ７０及び７２に格納される。オフセット修正システム９２は、オフセット画像を生成するために単一の再帰フィルタ９４が使用されるという点を除いて、オフセット修正システム６０と同様に動作する。
【００３０】
検出器２２がＸ線にさらされると、スイッチ６８は「検出器はＸ線にさらされる」を指示する位置に設定される。システムコントローラはスイッチ９８を設定し、それにより、ＭＯＤＥ１に対応してオフセット画像メモリ７０が利用されるか、又はＭＯＤＥ２に対応してオフセット画像メモリ７２が利用されるかが判定される。次に、修正画像８８を生成するために、オフセット画像メモリ７０又は７２に格納されているオフセット画像が減算器８６を使用して入力画像６２から減算される。
【００３１】
図５は、オフセット画像を収集、格納及び更新し、且つそのオフセット画像を使用して入力Ｘ線画像を修正するために使用されるステップのフローチャートを示す。ステップ１００で、検出器コントローラ２７は先に説明したように画像の収集を開始する。Ｘ線管１５は検出器２２をＸ線にさらしていても良いし、あるいはさらしていなくても良い。
【００３２】
ステップ１０２で、システムコントローラ３６はどの動作モードが使用されるか、すなわち、画像プロセッサのメモリ２９及び３１のどのオフセット画像メモリ７０及び７２が使用されるかを判定する。例えば、システムコントローラ３６は検出器２２の中心部分が撮影されているのか、あるいは検出器２２全体を撮影するためにビンニングが利用されているのかを判定すれば良い。先に説明したように、診断手続きの前又は診断手続き中にオペレータインタフェース３８を介してオペレータが動作モードを変更することは可能である。Ｘ線システム１４は２つ以上のモードに対応してオフセット画像を格納するために２つ以上のオフセット画像メモリ７０及び７２を利用するので、患者診断手続きの間に、患者データの収集を停止させずに動作モードを変更できる。動作モードが判定されたならば、システムコントローラ３６はスイッチ６４（図３）又はスイッチ９６及び９８（図４）を適切な位置に設定する。以下の説明中、スイッチ６４、９６及び９８は図３及び図４に示すようにＭＯＤＥ１に設定されたものとする。
【００３３】
ステップ１０４で、システムコントローラ３６は、画像収集中に検出器２２がＸ線にさらされたか否かを判定する。さらされていなければ、入力画像６２は暗画像である。スイッチ６８は「検出器はＸ線にさらされない」に設定され、フローはステップ１０６へ進む。
【００３４】
ステップ１０６で、画像プロセッサ２８は初期暗画像を収集すべきか否かを判定する。初期暗画像は、Ｘ線システム１４が始動されたとき、又はオフセット画像が更新されてから予め定義された長さの時間が経過したなどの事前定義済みパラメータに適合したときに収集されれば良い。初期画像を収集すべきである場合、フローはステップ１０８へ進み、スイッチ８４は「第１の画像」に設定される。初期暗画像が収集された後、スイッチ８４は図３及び図４に示す位置に戻される。次に、フローはステップ１００に戻り、次の入力画像６２を処理する。あるいは、システムコントローラ３６は、その時点で選択されている動作モードに対して所定の数の暗画像が収集され、処理され終わるまで、後続する検出器２２のＸ線露光を阻止しても良い。ステップ１０６で初期暗画像を収集すべきでない場合には、フローはステップ１１０へ進む。そこで、先に説明したように、暗画像は再帰フィルタ７４、９４により処理され、更新オフセット画像がオフセット画像メモリ７０に格納される。この場合にも、システムコントローラ３６は、その時点で選択されている動作モードに対して所定の数の暗画像が収集され、処理され終わるまで、後続する検出器２２のＸ線露光を阻止しても良い。
【００３５】
システムコントローラ３６がステップ１０４で検出器２２はＸ線にさらされていたと判定した場合には、スイッチ６８は「検出器はＸ線にさらされる」に設定され、フローはステップ１１２へ進む。ステップ１１２で、システムコントローラ３６はスイッチ６６（図３）を適切な位置に設定する。先の例を続けて採用すると、スイッチ６６はＭＯＤＥ１に設定されることになる。次に、画像プロセッサ２８はオフセット画像メモリ７０に格納されているオフセット画像を減算器８６によって入力画像６２から減算する。その結果は修正画像８８であり、この画像はモニタ３２に表示され且つ／又は画像記憶装置３０に格納される。その後、フローはステップ１００に戻り、次の入力画像６２が収集される。
【００３６】
以上説明したように、オフセット画像修正データを格納するために複数のオフセット画像メモリ７０及び７２を利用することにより、手続き中に動作モードを切り替えるときに患者データの収集を停止させる必要がない。複数の動作モードを利用することで、１回の手続き中に中断することなく連続するＸ線画像を収集できる。従って、動作モードを切り替えるときに追加のオフセット修正データを収集するために患者データの収集を停止させる必要がない。２つの動作モード及びそれに対応する２つのオフセット画像メモリについて説明したが、システム及び方法は３つ以上の動作モード及びそれに対応する３つ以上のオフセット画像メモリを利用しても良く、ここで説明した利点を実現できることを理解すべきである。
【００３７】
いくつかの実施例を参照して本発明を説明したが、本発明の範囲から逸脱せずに様々な変更を実施し且つ等価の構成を代用できることが当業者には理解されるであろう。更に、本発明の範囲を逸脱せずに特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるために数多くの変形を実施できるであろう。従って、本発明はここで開示した特定の実施例に限定されず、特許請求の範囲の範囲内に入るあらゆる実施例を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に従ったＸ線システムを示すブロック線図。
【図２】本発明の一実施例に従って検出器素子の行列により形成されている光検出器アレイの一部の回路を示す図。
【図３】本発明の一実施例に従って２つのオフセット画像メモリ及び複数の再帰フィルタを利用するオフセット修正システムを示すブロック線図。
【図４】本発明の一実施例に従って２つのオフセット画像メモリ及び単一の再帰フィルタを利用するオフセット修正システムを示すブロック線図。
【図５】本発明の一実施例に従ってオフセット画像を収集し、格納し且つ更新すると共に、格納されているオフセット画像を使用して入力Ｘ線画像を修正するために使用されるステップを示すフローチャート。
【符号の説明】
１４…Ｘ線システム、１５…Ｘ線管、１７…Ｘ線ビーム、２２…Ｘ線検出器、２６…検出器アレイ、２７…検出器コントローラ、２８…画像プロセッサ、３６…システムコントローラ、３８…オペレータインタフェースパネル、４０…検出器素子、６２…入力画像、６０…オフセット修正システム、７０…オフセット画像メモリ、７２…オフセット画像メモリ、７４…再帰フィルタ、７６…再帰フィルタ、９２…オフセット修正システム、９４…再帰フィルタ
【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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