(57)【要約】【課題】Ｘ線画像診断装置において、Ｘ線画像データに対する暗電流の補正を迅速かつ正確に行う。【解決手段】あらかじめ算出され記憶されている暗電流情報とＸ線照射直前の暗電流画像データとから暗電流の増加量を算出して暗電流情報を更新し、この暗電流情報を透過Ｘ線による画像データから減算して暗電流補正を行うことにより、迅速かつ正確に暗電流補正を行うことができる。【選択図】  図３
2004201784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するＸ線源と、
前記被検体からの透過Ｘ線を画像データとして出力するＸ線平面検出器と、
前記Ｘ線平面検出器から出力される画像データを各画素毎に記憶する画像記憶手段と、
前記画像記憶手段に記憶されている各画素毎の画像データに対して予め各画素毎に記憶されている暗電流情報を減算することにより暗電流補正を施す暗電流補正手段とを有するＸ線画像診断装置において、
Ｘ線非照射時に前記Ｘ線平面検出器から出力される画像データを予め定められた時間間隔で暗電流画像データとして取得し各画素毎に記憶する暗電流画像記憶手段と、
前記暗電流画像記憶手段に記憶されている各画素毎の暗電流画像データから暗電流情報を算出し記憶する暗電流情報記憶手段と、
前記暗電流画像記憶手段に記憶されている各画素毎の暗電流画像データと前記暗電流情報記憶手段に記憶されている各画素毎の暗電流情報とから暗電流の増加量を算出する暗電流増加量算出手段と、
前記暗電流増加量算出手段により算出された暗電流の増加量に基づいて前記暗電流量情報記憶手段に記憶されている各画素毎の暗電流情報を更新する暗電流情報更新手段とを備えることを特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項２】
前記暗電流増加量算出手段は、前記暗電流画像記憶手段に記憶されている各画素毎の暗電流画像データの平均値から前記暗電流情報記憶手段に記憶されている各画素毎の暗電流情報の平均値を減ずることにより暗電流の増加量を算出することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線画像診断装置に係り、特にＸ線画像データに対して暗電流情報に基づく補正を行うＸ線画像診断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線画像診断装置は、被検体にＸ線を照射し、透過Ｘ線を平面検出器で検出することで被検体のＸ線画像データを得ている。このＸ線平面検出器は、被検体を透過したＸ線を光信号に変換する、例えばヨウ化セシウム（ＣsＩ）などのシンチレータと、このシンチレータから出力される光信号を電荷量に変換する、例えばアモルファスシリコン（a-Ｓi）などのフォトダイオードと、このフォトダイオードから出力される電荷量をＸ線平面検出器に照射されるＸ線量に比例した値として蓄積する蓄積用コンデンサによって構成され、この蓄積用コンデンサに蓄積されている電荷量を、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチング素子を経由して読み込むことによって画像データを得ている。
【０００３】
このようなＸ線平面検出器では、その構造上、Ｘ線が照射されていないときでも暗電流によって前記蓄積用コンデンサにノイズ電荷が蓄積されるため、Ｘ線平面検出器にＸ線が照射されていないときに前記蓄積用コンデンサに蓄積されているノイズ電荷量（暗電流量）を求め、撮像の際にこの暗電流量の補正を行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１に記載の技術では、暗電流の補正として、Ｘ線照射開始前にＸ線平面検出器からの画像データを１乃至複数枚の画像分取得し、取得枚数で平均化することによって暗電流画像データを求め、撮像の際に撮影画像の画像データから暗電流画像画像データを減じることで暗電流量の補正を行っている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１５９４８１号公報（第２頁〜第３頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では暗電流量の補正を精度よく行うためには多数の暗電流画像を取得し平均化する必要があるため、暗電流量画像の取得および平均化処理に時間を要し、また暗電流量は時間とともに増加するため、オフセットキャリブレーション後撮像までの時間が長い場合、撮像直前における実際の暗電流画像とキャリブレーションで求めた暗電流画像とのずれが生じ、精度よく補正を行うことができない。
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、迅速かつ正確に暗電流の補正を行うＸ線画像診断装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された本発明のＸ線画像診断装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前記被検体からの透過Ｘ線を画像データとして出力するＸ線平面検出器と、前記Ｘ線平面検出器から出力される画像データを各画素毎に記憶する画像記憶手段と、前記画像記憶手段に記憶されている各画素毎の画像データに対して予め各画素毎に記憶されている暗電流情報を減算することにより暗電流補正を施す暗電流補正手段とを有するＸ線画像診断装置において、Ｘ線非照射時に前記Ｘ線平面検出器から出力される画像データを予め定められた時間間隔で暗電流画像データとして各画素毎に記憶する暗電流画像記憶手段と、前記暗電流画像記憶手段に記憶されている各画素毎の暗電流画像データから暗電流情報を算出し記憶する暗電流情報記憶手段と、前記暗電流画像記憶手段に記憶されている各画素毎の暗電流画像データと前記暗電流情報記憶手段に記憶されている各画素毎の暗電流情報とから暗電流の増加量を算出する暗電流増加量算出手段と、前記暗電流増加量算出手段により算出された暗電流の増加量に基づいて前記暗電流量情報記憶手段に記憶されている各画素毎の暗電流情報を更新する暗電流情報更新手段とを備えることを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載の発明では、Ｘ線非照射時にＸ線平面検出器から出力される画像データが暗電流画像データとして各画素毎に暗電流画像記憶手段によって記憶されるとともに、暗電流情報記憶手段が該画像データから暗電流情報を算出し記憶する。Ｘ線の照射を行う際には、暗電流画像記憶手段に記憶されているＸ線照射直前の暗電流画像データと上記暗電流情報とから暗電流増加量算出手段が暗電流の増加量を算出し、この暗電流の増加量に基づいて暗電流情報更新手段が暗電流情報を更新し記憶する。その後Ｘ線を照射すると被検体からの透過Ｘ線が画像データとして出力され、暗電流補正手段がこの透過Ｘ線による画像データから暗電流更新手段に記憶されている暗電流情報を減算することにより暗電流補正を施す。
【００１０】
このように、あらかじめ算出され記憶されている暗電流情報とＸ線照射直前の暗電流画像データとから暗電流の増加量を算出して暗電流情報を更新し、この暗電流情報を透過Ｘ線による画像データから減算することにより暗電流補正を行うので、Ｘ線照射開始直前に多数の暗電流画像を取得する必要がなく暗電流補正を迅速に行うことができる。また、予め記憶されている暗電流情報とＸ線照射開始直前の暗電流画像データとから暗電流情報を更新するので、暗電流補正において時間の経過に伴う暗電流情報の変化を反映することができ、精度よく暗電流補正を行うことができる。
【００１１】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、前記暗電流増加量算出手段は、前記暗電流画像記憶手段に記憶されている各画素毎の暗電流画像データの平均値から前記暗電流情報記憶手段に記憶されている各画素毎の暗電流情報の平均値を減ずることにより暗電流の増加量を算出することを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載された発明では、暗電流画像データの平均値から暗電流情報の平均値を減じることにより、暗電流の増加量が画素によらないバイアス値として求められる。従って、暗電流情報の更新は各画素毎のデータに該バイアス値を一律に加算してやればよいので、暗電流情報が短時間で更新され、暗電流補正をより迅速に行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係るＸ線画像診断装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１４】
図１に、本実施の形態が適用されたＸ線画像診断装置１０の要部構成を示す。
【００１５】
図１に示すように、Ｘ線画像診断装置１０は、Ｘ線制御回路１２を備えている。このＸ線制御回路１２の制御によりＸ線源１６からＸ線が照射され、被検体１４を透過したＸ線がＸ線平面検出器１８によって検出されて、画像取得制御部２０の制御によりＸ線画像データとしてＸ線画像メモリ３０に記憶される。
【００１６】
上記Ｘ線画像メモリ３０に記憶されたＸ線画像データは、暗電流補正部３２によって暗電流補正が施されて再度Ｘ線画像メモリ３０に記憶され、表示モニタ３６に画像表示される。
【００１７】
なお、Ｘ線源１６およびＸ線平面検出器１８は、Ｘ線画像診断装置１０の使用状態に応じ、被検体１４に対して相対的に移動できるようにしてもよい。
【００１８】
操作部３８はＸ線画像診断装置１０の操作を行うもので、図示しないボタンやスイッチを含み、Ｘ線の照射／非照射、画像取得時間間隔、暗電流情報算出時の暗電流画像取得枚数、画像データの表示等が設定可能に構成されている。
【００１９】
画像取得制御部２０は、あらかじめ定められた時間間隔でＸ線平面検出器１８からの画像データの出力を取得し、Ｘ線が照射されているか、または非照射であるかに応じて、Ｘ線照射時に取得した画像データをＸ線画像メモリ３０に、Ｘ線非照射時に取得した画像データを暗電流画像メモリ２２に、それぞれ記憶させる。暗電流画像メモリ２２はＸ線平面検出器１８から出力される暗電流画像データを記憶し、新たな画像データが得られる毎に、記憶している画像データを更新する。
【００２０】
暗電流画像メモリ２２には暗電流情報記憶部２４が接続されており、この暗電流情報記憶部２４は、暗電流画像メモリ２２に記憶されている暗電流画像データをあらかじめ定められた画像数分取得して各画素毎の暗電流情報を算出し、記憶する。
【００２１】
暗電流画像メモリ２２にはさらに暗電流増加量算出部２６が接続されており、この暗電流増加量算出部２６は、暗電流画像メモリ２２に記憶されている暗電流画像データの平均値から暗電流情報記憶部２４に記憶されている暗電流情報の平均値を減じることにより暗電流の増加量を算出し、暗電流情報更新部２８に出力する（後述）。
【００２２】
暗電流情報更新部２８は、暗電流増加量算出部２６から出力された暗電流増加量を暗電流情報記憶部２４に記憶されている各画素毎の暗電流情報に加算し、暗電流情報を更新する（後述）。
【００２３】
暗電流補正部３２は、上記更新された各画素毎の暗電流情報をＸ線画像メモリ３０に記憶されているＸ線画像データから減ずることにより暗電流補正を行い、補正後の画像データを再度Ｘ線画像メモリ３０に記憶させる。これにより、暗電流補正が施されたＸ線画像データが得られる。
【００２４】
なお、Ｘ線画像診断装置１０は、上記の他、図示しないＣＰＵを含み、該ＣＰＵによりＸ線画像診断装置１０の処理制御を行うようになっている。
【００２５】
図２は、Ｘ線平面検出器１８の要部構成の一例を示す回路図である。Ｘ線平面検出器１８を構成するＸ線検出器素子は、光を感知し入射光量に応じた電荷を生成するフォトダイオード４０と、このフォトダイオード４０が生成した電荷を蓄積する蓄積用コンデンサ４２と、蓄積用コンデンサ４２に蓄積された電荷を読み出すスイッチング素子４４とから構成されており、さらに各Ｘ線検出素子は、列方向およびライン方向に２次元的に配列されている。
【００２６】
各スイッチング素子４４は、アドレスライン４６からの制御信号によって１ラインの画像データを出力し、出力された画像データはデータライン４８を介してマルチプレクサ５０により１画素ずつ順次出力される。Ｘ線平面検出器１８は、前記マルチプレクサ５０を複数個持つことによって、例えば実時間での２０００×２０００画素の読み出しに対応している。
【００２７】
次に、上記実施の形態の作用を図３および図４に基づいて説明する。図３にＸ線画像診断装置１０で行われる処理ルーチンを示す。図３は被検体１４の撮影を行う場合の処理ルーチンであり、Ｘ線画像診断装置１０が操作部３８により撮影可能な状態（Ｘ線は非照射）に設定されると、処理が開始される。
【００２８】
ステップ１００では暗電流情報の取得要求の有無を判断する。この判断は、暗電流情報記憶部２４に暗電流情報が記憶されているか否かの条件や、操作部３８による暗電流情報取得要求を示す入力の有無により行うことができる。例えば、１日の最初の診断前等に操作部３８により暗電流情報取得を指示すると、後述するステップ１０２からステップ１０８によって最初の暗電流情報を取得し記憶する処理が行われる。ステップ１００で肯定されるとステップ１０２へ進み、否定されるとステップ１１０へ進む。
【００２９】
ステップ１０２では、暗電流情報を算出するために、暗電流画像の取得を行う。ステップ１０２および次のステップ１０４の処理は、暗電流情報記憶部２４が、暗電流画像メモリ２２から暗電流画像データを所定の画像数分（例えば数百毎分）取得し保持する処理である。なお、暗電流画像メモリ２２には、画像取得制御部２０により、あらかじめ定められた時間間隔で暗電流画像データが出力される。
【００３０】
ステップ１０４では、暗電流画像データの取得が操作部３８により設定された画像数に達したか否かを判断し、肯定された場合はステップ１０６へ進み、否定された場合はステップ１０２へ戻る。
【００３１】
ステップ１０６では、暗電流情報記憶部２４が、ステップ１０２で取得され保持されている所定の画像数分の暗電流画像データを画素毎に平均化して暗電流情報を算出し、次のステップ１０８で暗電流情報記憶部２４が該暗電流情報を記憶する。
【００３２】
なお、暗電流情報の算出は画像１枚分の画像データから行うこともできるが、Ｘ線の非照射時間の長さに応じて多くの画像データ（例えば画像数百毎分）を取得することにより、各画像データに含まれているランダムノイズが平均化処理によりキャンセルされ、暗電流情報を精度よく算出することができる。
【００３３】
ステップ１１０からステップ１１４まででは、Ｘ線のオン要求があるまで（ステップ１１４で肯定された場合）、画像取得制御部２０により、あらかじめ定めた時間間隔で暗電流画像データが暗電流画像メモリ２２に出力され（ステップ１１０）、暗電流画像メモリ２２の記憶している暗電流画像データが更新される（ステップ１１２）。Ｘ線のオン要求があった場合は、ステップ１１４で判断が肯定され、ステップ１１６へ進む。
【００３４】
ステップ１１６では、暗電流画像メモリ２２に記憶されている暗電流画像データと暗電流情報記憶部２４に記憶されている暗電流情報とから、以下の式に従って暗電流の増加量△darkを求める。
【００３５】
【数１】
2004201784.tif 000003
ここで、添字duは、暗電流画像メモリ２２に記憶されている暗電流画像データに対する処理を意味し、添字dpは、暗電流情報記憶部２４に記憶されている暗電流情報に対する処理を意味する。また、Ｘdp，ＹdpおよびＸdu，ＹduはＸ方向、Ｙ方向の座標を表し、Ｐ(Ｘ，Ｙ)は画像データの各画素の輝度値を、Ｎx，ＮyはＸ線平面検出器１８のＸ方向、Ｙ方向の画素数を表している。
【００３６】
なお、本実施の形態では暗電流画像の全画素のデータから暗電流の増加量を求める場合について説明しているが、この他図２のマルチプレクサ５０より出力される画像データ毎に暗電流の増加量を求めるなど、暗電流の増加量を算出するための領域を暗電流画像内に複数個設定し、設定した各領域毎に暗電流の増加量を求めるようにしてもよい。
【００３７】
次のステップ１１８では、暗電流情報更新部２８が、ステップ１１４で算出した暗電流増加量△darkを用いて、以下の式に従って暗電流情報記憶部２４に記憶されている暗電流情報Ｐdp(Ｘdp，Ｙdp)を更新する。
【００３８】
【数２】
Ｐdpnew(Ｘdp，Ｙdp)＝Ｐdp(Ｘdp，Ｙdp)＋△dark
ここで、Ｐdpnew(Ｘdp，Ｙdp)は、暗電流情報記憶部２４に記憶される更新後の暗電流情報を表している。
【００３９】
図４は、ステップ１１４で算出した暗電流増加量△darkによる暗電流情報更新の様子を模式的に表した図である。図中、横軸は暗電流情報記憶部２４に記憶されている暗電流情報の任意の１方向を、縦軸は暗電流情報の各画素の輝度値を示している。
【００４０】
ステップ１１０からステップ１１８までの処理により、暗電流情報記憶部２４に記憶されている暗電流情報は、Ｘ線照射直前の暗電流画像に基づいて更新される。
【００４１】
ステップ１１８で暗電流情報が更新されるとステップ１２０へ進み、Ｘ線制御回路１２がＸ線源１６を制御して、あらかじめ定められた時間、被検体１４にＸ線を照射する。
【００４２】
次のステップ１２２では、被検体１４を透過したＸ線がＸ線平面検出器１８によってＸ線画像データに変換され、画像取得制御部２０を介してＸ線画像メモリ３０に記憶される。
【００４３】
ステップ１２４では、暗電流補正部３２が、Ｘ線画像メモリ３０に記憶されている各画素毎のＸ線画像データから、暗電流情報記憶部２４に記憶されている各画素毎の暗電流情報を減ずることにより、暗電流補正を施す。これにより、暗電流補正の施されたＸ線画像データが得られる。該Ｘ線画像データは、暗電流補正部３２により、再度Ｘ線画像メモリ３０に記憶される。
【００４４】
次のステップ１２６では、暗電流補正の施されたＸ線画像を、表示モニタ３６に表示する。
【００４５】
なお、本実施の形態では、暗電流補正後のＸ線画像データがＸ線画像メモリ３０に記憶され表示モニタ３６に表示される場合について説明しているが、Ｘ線画像の出力方法としては、このように表示モニタ３６に表示する他、プリンタ装置を設けてＸ線画像を印刷したり、磁気ディスク装置等の記憶装置や記憶メディアを設けてデータを記憶するようにしてもよい。
【００４６】
ステップ１２８では、撮影を終了するか否かの判断を行う。この判断は、操作部３８による撮影終了を示す入力の有無により行うことができる。肯定されると処理を終了し、否定されるとステップ１００へ戻る。
【００４７】
なお、上記実施の形態ではＸ線照射直前の１枚の画像を基に暗電流の増加量を算出しているが、暗電流画像メモリ２２に複数の暗電流画像を記憶させ、Ｘ線照射直前の複数枚の暗電流画像から暗電流の増加量を算出するようにしてもよい。例えば、暗電流の増加量を算出する前に暗電流画像メモリ２２に記憶されている複数画像の加算平均処理を行えば、暗電流画像に含まれているランダムなノイズ成分を低減することができ、より正確に暗電流の増加量を算出することが可能となる。
【００４８】
以上説明したように、本実施の形態が適用されたＸ線画像診断装置１０では、あらかじめ算出され記憶されている暗電流情報とＸ線照射直前の暗電流画像データとから暗電流の増加量を算出して暗電流情報を更新し、この暗電流情報を透過Ｘ線による画像データから減算することにより暗電流補正を行うので、Ｘ線照射開始直前に多数の暗電流画像を取得する必要がなく暗電流補正を迅速に行うことができる。また、あらかじめ記憶されている暗電流情報とＸ線照射開始直前の暗電流画像データとから暗電流情報を更新するので、暗電流補正において時間の経過に伴う暗電流情報の変化を反映することができ、精度よく暗電流補正を行うことができる。
【００４９】
また、Ｘ線画像診断装置１０では、暗電流画像データの平均値から暗電流情報の平均値を減じることにより、暗電流の増加量が画素によらないバイアス値として求められ、各画素毎の暗電流情報に該バイアス値を一律に加算することにより暗電流情報の更新が短時間でなされるため、暗電流補正を迅速に行うことができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、あらかじめ算出され記憶されている暗電流情報とＸ線照射直前の暗電流画像データとから暗電流の増加量を算出して暗電流情報を更新し、この暗電流情報を透過Ｘ線による画像データから減算することにより暗電流補正を行うので、迅速かつ正確に暗電流補正を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の実施形態に係るＸ線画像診断装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一の実施の形態に係り、Ｘ線平面検出器の概略構成を示す回路図である。
【図３】本発明の一の実施の形態に係り、Ｘ線画像診断装置での処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一の実施の形態に係り、暗電流情報の更新の様子を示す模式図である。
【符号の説明】
１０・・・Ｘ線画像診断装置、１８・・・Ｘ線平面検出器、２０・・・画像取得制御部、２２・・・暗電流画像メモリ、２４・・・暗電流情報記憶部、２６・・・暗電流増加量算出部、２８・・・暗電流情報更新部、３０・・・Ｘ線画像メモリ、３２・・・暗電流補正部
【図１】
2004201784.tif 000004
【図２】
2004201784.tif 000005
【図３】
2004201784.tif 000006
【図４】
2004201784.tif 000007