(57)【要約】【課題】Ｘ線撮影を行なう際の撮影部の状態をチェックする診断機能をさらに有効なものとして、操作性、有効性を高めたＸ線撮影システムを実現できるようにする。【解決手段】Ｘ線発生器１１７で発生させたＸ線を被検体６０１に曝射し、そのＸ線像を記録したＸ線撮影手段１０１の画像出力値の判定処理において、取得画像に基づき特定の領域を判定処理の関心領域から除外するようにして、Ｘ線撮影を行なう際の撮影部の状態を判定する診断機能をさらに有効なものとすることができるようにする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を発生するＸ線発生手段と、
Ｘ線像を記録するＸ線撮影手段と、
前記Ｘ線撮影手段を制御する制御手段と、
前記Ｘ線撮影手段からの画像データを処理する画像処理手段とを有し、
前記Ｘ線撮影手段の画像出力値の判定処理において、取得画像に基づき特定の領域を前記判定処理の関心領域から除外することを特徴とするＸ線撮影システム。
【請求項２】
前記画像出力値の判定処理は、前記Ｘ線撮影手段の診断モードの処理中に行われることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影システム。
【請求項３】
前記画像出力値の判定処理は、補正用画像取得の処理中に行われることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影システム。
【請求項４】
前記判定処理の関心領域から除外する特定の領域を、操作者に通知することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＸ線撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線像を記録するＸ線撮影装置を有するＸ線撮影システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
医療診断を目的とするＸ線撮影は、増感紙とＸ線写真フィルムを組み合わせたフィルムスクリーンシステムがよく用いられている。この方法によれば、被写体を透過したＸ線は被写体の内部情報を含み、それが増感紙によってＸ線の強度に比例した可視光に変換され、Ｘ線フィルムを感光させ、Ｘ線画像をフィルム上に形成している。
【０００３】
最近では、従来においてＸ線フィルムで撮影されてきた胸部などの一般撮影領域にもデジタル撮影装置が普及してきて、診断画像の分野でデジタル画像の取得が可能となってきた。また、カセッテタイプの可搬型デジタルＸ線撮影装置も発表されている。
【０００４】
上述したようなＸ線撮影装置を有するＸ線撮影システムには、一般に撮影部の状態をチェックする診断機能が搭載されている。その診断モードでは、特定のＸ線曝射条件の下、Ｘ線撮影装置の受光部全体に渡り、所望の一定線量で撮影が行われたかどうかを判定するために、規定内の画素出力値が得られたかどうかを評価する画素出力値チェックが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の画素出力値のチェックを行なったときにＮＧと判断された場合には、例えば補正用画像取得時においては再撮影を要求され、例えば撮影部の診断モードにおいては撮影部の状態が異常であると通知される。
【０００６】
画素出力値のチェックにおいてＮＧと判定される場合には、撮影部の異常により画素出力値が異常になる場合や、撮影部自体は異常ではないが、例えばフォトタイマ用ケーブルや撮影部筐体の指標などの固有の異物が写り込む場合などがある。後者に示した撮影部自体は異常ではない場合には、その原因が既知であるにも関わらず、毎回ＮＧと判定されて再撮影を要求されたり、誤って撮影部自体の異常と通知されていたりした。
【０００７】
本発明は、上述の問題点にかんがみてなされたもので、Ｘ線撮影を行なう際の撮影部の状態をチェックする診断機能をさらに有効なものとして、操作性、有効性を高めたＸ線撮影システムを実現することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のＸ線撮影システムは、Ｘ線を発生するＸ線発生手段と、Ｘ線像を記録するＸ線撮影手段と、前記Ｘ線撮影手段を制御する制御手段と、前記Ｘ線撮影手段からの画像データを処理する画像処理手段とを有し、前記Ｘ線撮影手段の画像出力値の判定処理において、取得画像に基づき特定の領域を前記判定処理の関心領域から除外することを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のＸ撮影システムの実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態のＸ線撮影システムの構成図である。
図１において、１０４はＸ線室、１０５はＸ線制御室である。Ｘ線室１０４には、Ｘ線を発生するＸ線発生器１１７やＸ線撮影装置１０１などが配置されている。Ｘ線発生器１１７は、Ｘ線を発生するＸ線管球１１９と、撮影制御器１０７により制御されＸ線管球１１９を駆動する高圧発生源１１８と、Ｘ線管球１１９で発生したＸ線ビームを所望の撮像領域に絞り込むＸ線絞り１２０とで構成されている。Ｘ線撮影装置１０１は、内部に駆動制御器１０２を有しており、撮影制御器１０７や画像処理器１０８と通信を行なっている。
【００１１】
Ｘ線制御室１０５に配置しているシステム制御器１０６は、Ｘ線撮影装置１０１から得た画像データをＲＡＭ１１１に記憶する。記憶された画像データは、オフセット補正やゲイン補正などの適切な処理を施した後、操作者１１６の要求により、ディスプレイ１１５に表示されたり、あるいはハードディスク１０９や外部記憶装置１１０に保存されたりする。
【００１２】
図７は、図１で示した画像処理器１０８の構成図であり、画像データの流れを示している。
この画像処理器１０８は、データパスを選択するマルチプレクサ８０１と、Ｘ線画像用フレームメモリ８０２及び暗画像用フレームメモリ８０３と、オフセット補正回路８０４と、ゲイン補正データ用フレームメモリ８０５と、ゲイン補正用回路８０６と、欠陥補正回路８０７と、その他の画像処理回路８０８とを有して構成されている。
【００１３】
Ｘ線曝射により取得されたＸ線画像（ＦｒＸｏ）が、マルチプレクサ８０１を経由してＸ線画像用フレームメモリ８０２に記憶され、続いて、Ｘ線無曝射状態で取得された補正画像（Ｆｒｎｏ）が、同様にマルチプレクサ８０１を経由して補正用画像用フレームメモリ８０３に記憶される。暗画像の記憶完了から、オフセット補正回路８０４によりオフセット補正（例えばＦｒＸｏ−Ｆｒｎｏ）が行なわれ、続いて、予め取得されゲイン補正用フレームメモリに記憶してあるゲイン補正用データＦｇを用いて、ゲイン補正回路８０６でゲイン補正（例えば、（ＦｒＸｏ−Ｆｒｎｏ）／Ｆｇ）が行なわれる。
【００１４】
続いて、ゲイン補正回路８０６から欠陥補正回路８０７に転送されたデータは、不感画素や複数パネルで構成されたＸ線撮影装置１０１のつなぎ目部などに違和感を生じないように画像を連続的に補間して、Ｘ線撮影装置１０１に由来するセンサ依存の補正処理を完了する。
【００１５】
続いて、その他の画像処理回路８０８にて、一般的な画像処理、例えば、階調処理、周波数処理、強調処理などの処理を施した後、表示制御器１１２に処理済データを転送して、モニタ１１５に撮影画像を表示する。
【００１６】
ここで、ゲイン補正用データＦｇは、被検体を介さない状態でＸ線撮影をしたゲイン補正用画像より得られる。このゲイン補正用画像の取得作業は、通常撮影の前に予め行われるが、この時に重要なことは、Ｘ線撮影装置１０１の受光部全体に渡って、所望の一定の線量で撮影が行われることである。撮影線量が極端に少なかったり、逆に多かったり、あるいは受光部全体に渡ってＸ線が照射されていない状況では、適切なゲイン補正用データが得られない。このため、ゲイン補正用画像の撮影シーケンスにおいては、撮影画像に対して、受光部全体に渡り、所望の一定の線量で撮影が行われたかどうかを判定する目的で、各画素の出力値をチェックする工程が含まれている。
【００１７】
次に、図４に、Ｘ線撮影装置１０１の断面構造の概略図を示す。
撮像部は、図４に示すように蛍光体５０１と光電変換素子５０２とを組み合わせて構成されている。光電変換素子５０２は、光電変換層として、例えば非結晶シリコン（ａ−Ｓｉ膜）が利用されている。これは、大面積のガラス基板のようなセンサ基板に容易に形成することが可能なばかりでなく、スイッチング素子としてのＴＦＴの半導体材料としても用いることが可能である点で好適だからである。
【００１８】
入射されたＸ線は、蛍光体５０１で可視光へと変換される。そして、光電変換素子５０２の半導体層で吸収された光によってフォトキャリアが形成され、蓄積される。
【００１９】
次に、図５に、この光電変換素子５０２の等価回路図を示す。
光電変換素子５０２の１素子は、光検出部６０１と電荷の蓄積及び読み取りを制御するスイッチング薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）６０３とからなり、一般には、ガラス基板上にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を用いて形成される。また、光検出部６０１は、さらに、光ダイオード６０１ａとキャパシタ６０１ｂの並列回路からなり、光電効果による電荷を定電流源６０２として記述している。キャパシタ６０１ｂは、光ダイオード６０１ａの寄生容量でも、光ダイオード６０１ａのダイナミックレンジを改善する追加的なものでもよい。
【００２０】
光検出部６０１（光ダイオード６０１ａ）のカソードは、共通電極（Ｄ電極）であるバイアス配線Ｌｂを介してバイアス電源６０４に接続されている。光検出部６０１（光ダイオード６０１ａ）のアノードは、ゲート電極（Ｇ電極）からスイッチングＴＦＴ６０３を介してキャパシタ６０５及び電荷読出し用プリアンプ６０６に接続されている。プリアンプ６０６の入力は、リセット用スイッチ６０８及び信号線バイアス電源６０９を介してアースに接続されている。
【００２１】
ここで、光電変換素子５０２の動作について説明する。
先ず、スイッチングＴＦＴ６０３とリセット用スイッチ６０８を一時的にオンにして、キャパシタ６０１ｂをリセットし、スイッチングＴＦＴ６０３とリセット用スイッチ６０８とをオフにする。その後、Ｘ線を発生させて、被検体６１０に曝射する。被検体６１０を透過してくるＸ線像を蛍光体５０１で可視光線像に変換し、その可視光線像により光ダイオード６０１ａが導通状態になり、キャパシタ６０１ｂに電荷を充電させる。
【００２２】
続いて、スイッチングＴＦＴ６０３をオンにして、キャパシタ６０１ｂとキャパシタ６０５とを接続する。これにより、キャパシタ６０１ｂの充電量の情報がキャパシタ６０５にも伝達される。プリアンプ６０６によりキャパシタ６０５の蓄積電荷による電圧の増幅、もしくは点線で示されたキャパシタ６０７により電荷−電圧変換され、外部に出力される。
【００２３】
次に、図５に示す光電変換素子５０２を２次元に拡張して構成した場合の光電変換動作を説明する。
図６は、２次元配列の光電変換素子を具備する光検出器アレーの等価回路図である。この光検出器アレーは、２０００×２０００〜４０００×４０００程度の画素から構成され、アレー面積は２００ｍｍ×２００ｍｍ〜５００ｍｍ×５００ｍｍ程度である。図６では、光検出器アレーは２０４８×２０４８の画素から構成され、アレー面積は２１５ｍｍ×２１５ｍｍである。よって、１画素のサイズは約１０５×１０５μｍである。横方向に配置した２０４８個の画素を１ブロックとし、２０４８個のブロックを縦方向に配置して、２次元構成としている。
【００２４】
図５で説明したように、光電変換素子の１画素は、１つの光検出部６０１とスイッチングＴＦＴ６０３とからなる。光電変換素子ＰＤ（１，１）〜（２０４８，２０４８）は光検出部６０１に対応し、転送用スイッチＳＷ（１，１）〜（２０４８，２０４８）はスイッチングＴＦＴ６０３に対応する。光電変換素子ＰＤ（ｍ，ｎ）のゲート電極（Ｇ電極）は、対応するスイッチＳＷ（ｍ，ｎ）を介してその列に対する共通の列信号線Ｌｃｍに接続する。例えば、第１列の光電変換素子ＰＤ（１，１）〜（２０４８，１）は、第１の列信号線Ｌｃ１に接続する。各光電変換素子ＰＤ（ｍ，ｎ）の共通電極（Ｄ電極）は全て、バイアス配線Ｌｂを介してバイアス電源６０４に接続する。
【００２５】
同じ行のスイッチＳＷ（ｍ，ｎ）の制御端子は、共通の行選択線Ｌｒｎに接続する。例えば、第１行のスイッチＳＷ（１，１）〜（１，２０４８）は、行選択線Ｌｒ１に接続する。行選択線Ｌｒ１〜２０４８は、ゲート駆動回路７０３を介してタイミング制御回路７０４に接続する。ゲート駆動回路７０３は、タイミング制御回路７０４からの制御信号を解読し、どのラインの光電変換素子の信号電荷を読み出すべきかを決定するアドレスデコーダ７１０と、アドレスデコーダ７１０の出力に従って開閉される２０４８個のスイッチ素子から構成される。この構成により、任意のラインＬｒｎに接続するスイッチＳＷ（ｍ，ｎ）に接続する光電変換素子ＰＤ（ｍ，ｎ）の信号電荷を読み出すことができる。ゲート駆動回路７０３は、最も簡単な構成としては、単に液晶ディスプレイなどに用いられているシフトレジスタによって構成してもよい。
【００２６】
列信号線Ｌｃ１〜２０４８は、タイミング制御回路７０４により制御される信号読出し回路７０２に接続する。信号読出し回路７０２で、７０６−１〜２０４８は、それぞれ列信号線Ｌｃ１〜２０４８からの信号電位を増幅するプリアンプ、７０７−１〜２０４８はそれぞれプリアンプ７０６−１〜２０４８の出力をサンプルホールドするサンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路、７０８は７０７−１〜２０４８の出力を時間軸上で多重化するアナログ・マルチプレクサ、７０９はマルチプレクサ７０８のアナログ出力をデジタル化するＡ／Ｄ変換器である。
【００２７】
Ａ／Ｄ変換器７０９の出力は、通信用フレームメモリ７０５に入力される。フレームメモリはタイミング制御回路７０４に接続されており、タイミング制御回路７０４の制御の元にホストコンピュータへとデータ転送するようになっている。タイミング制御回路７０４は、システム制御器１０６に接続されており、ホストの制御の元に動作する。
【００２８】
次に、図３に、本発明に関する画素出力値チェックのフローチャートを示す。画素出力値チェックは、ゲイン補正用画像取得の処理や、撮像部の状態を診断する処理などにおいて実施される。
【００２９】
先ず、被検体を介さない状態においてＸ線曝射が行われる（Ｓ１）。その結果得られた画像は図２に示すようにある領域（例えば１００画素×１００画素）に細分化され、各領域の画素出力値の平均値が一定の範囲内に収まっているかどうかのチェックが行われる（Ｓ２）。具体的には、規定の条件においてＸ線曝射を行い、出力値が飽和値に対する１／５〜１／３の範囲に収まっているかのチェックを行なう。
【００３０】
続いて、Ｓ２の判断の結果、全ての領域の出力平均値が上記の一定の範囲内に収まっていれば、チェックＯＫとして画像出力値チェックの工程は終了する（Ｓ３）。一方、Ｓ２の判断の結果、チェックＮＧと判定された場合は、出力異常領域の調査処理へと進む（Ｓ４）。この調査処理においては、ＮＧと判定された取得画像をディスプレイ１１５に表示する。
【００３１】
続いて、このディスプレイ１１５の表示結果をもとに、操作者がＮＧと判定された領域および原因を認識した後、該当する出力異常領域Ａを次回のチェック判定の関心領域から除外するかどうかの設定を行なう（Ｓ５）。例えば撮影部自体は異常ではないが、例えば図２に示したようにフォトタイマ用ケーブルや撮影部筐体の指標などの固有の異物が写り込んでいる場合など、その原因が既知で固有の場合には、その領域を関心領域から除外することが望ましい。それにより、画像出力値チェックの工程において、既知の原因によって毎回ＮＧと判定されることがなくなる。なお、通常、上記に示したような固有の問題においては、設置時などに一度除外設定を行なうだけでよい。そうすることにより、設定後において、画像出力値チェックがＮＧだと判定された場合は、撮影部の状態に変化が起きたことが容易に認識できる。
【００３２】
続いて、Ｓ５の判断の結果、ある領域がチェック判定の関心領域から除外するように設定された場合には、Ｓ６に進み、その情報がシステム制御器１０６内に記憶され、次回の画素出力値チェックにおいては、判定関心領域外となる。すなわち、この除外領域に限っては、出力値が異常であってもＮＧと判定されることがなくなる。なお、関心領域から除外する領域の設定は、ディスプレイ１１５において該当する除外領域を、マウスやタッチパネルなどのポインティングデバイスを用いて指し示すことなどによって行われる。この出力異常領域を関心領域外に設定するかどうかの作業が終了した後、画像出力値チェックは終了する（Ｓ７）。一方、Ｓ５の判断の結果、ある領域がチェック判定の関心領域から除外するように設定しない場合には、Ｓ８に進んで処理を終了する。
【００３３】
ここで、ある領域が関心領域外に設定された場合には、その情報を画素出力値チェックが行われる際に操作者に通知してもよい。これにより、操作者は、より正確な状況を把握することが出来る。
【００３４】
（本発明の他の実施形態）
本発明は、上述した実施形態の機能、例えば図３に示すＸ線撮影システムの処理を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（又はＣＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラム自体が実施形態の機能を実現することとなり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明の範疇に含まれる。
【００３５】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって実施形態の機能が実現されてもよい。
【００３６】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された拡張機能ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ってもよい。
【００３７】
また、本発明に関わる演算機能の一部は、ハードウェアを用いて実現してもよいし、ソフトウェアを用いて実現してもよい。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、Ｘ線撮影手段の画像出力値の判定処理において、取得画像に基づき特定の領域を前記判定処理の関心領域から除外するようにしたので、Ｘ線撮影を行なう際の撮影部の状態をチェックする診断機能をさらに有効なものとすることができ、操作性、有効性を高めたＸ線撮影システムを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるＸ線撮影システムの構成図である。
【図２】本実施形態における取得画像の概略図である。
【図３】本発明における画素出力値チェックのフローチャートである。
【図４】Ｘ線撮影装置の断面構造の概略図である。
【図５】光電変換素子の等価回路図である。
【図６】２次元配列の光電変換素子を具備する光検出アレーの等価回路図である。
【図７】図１で示した画像処理器の構成図である。
【符号の説明】
１０１　Ｘ線撮影装置
１０２　駆動制御器
１０４　Ｘ線室
１０５　Ｘ線制御室
１０６　システム制御器
１０７　撮影制御器
１０８　画像処理器
１０９　ハードディスク
１１０　外部記憶装置
１１１　ＲＡＭ
１１２　表示制御
１１３　センサ切り替え部
１１５　モニタ
１１６　操作者
１１７　Ｘ線発生器
１１８　高圧発生源
１１９　Ｘ線管球
１２０　Ｘ線絞り
６１０　被検体
６０１　光検出部
６０３　スイッチング薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
６０４　バイアス電源
７０１　光検出器アレー
７０２　信号読出し回路
７０３　ゲート駆動回路
７０４　タイミング制御回路
８０２　Ｘ線画像用フレームメモリ
８０３　補正用画像用フレームメモリ
【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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