(57)【要約】【課題】異なるフォーマットのディジタル画像を補正する。【解決手段】オフセット・メモリ（２６６５）は、検出器パネルを構成する複数のピクセル位置のオフセット・ピクセル値を記憶する。減算器（２６２０、２６４０）が、ディジタル・ピクセル・データからオフセット・ピクセル値を減算する。ビット・シフタ・ユニット（２６２５、２６４５）が、減算結果を所定のビット数だけ下方シフトし、加算器（２６３０、２６５０）が、ビット・シフト結果をオフセット・ピクセル値に加算する。検出器パネル（１１６）上の特定のピクセル位置に対応しているオフセット・メモリの対応するメモリ位置が、加算結果で更新される。オフセット・メモリ内の情報を用いてディジタル画像を補正する。【選択図】        図１９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出器パネル上の特定のピクセル位置でのピクセル・レベルに対応するディジタル・ピクセル・データを受け取る手段（＿Ｌ、＿Ｈ）と、
前記検出器パネルを構成する複数のピクセル位置の各々でのオフセット・ピクセル値を記憶する手段（２６６５）と、
減算結果を与えるように、前記記憶する手段から得られる前記特定のピクセル位置に対応するオフセット・ピクセル値を前記受け取ったディジタル・ピクセル・データから減算する手段（２６２０、２６４０）と、
ビット・シフト結果を与えるように、前記減算結果を所定のビット数だけ下方シフトする手段（２６２５、２６４５）と、
加算結果を与えるように、前記ビット・シフト結果を前記オフセット・ピクセル値に加算する手段（２６３０、２６５０）と、
前記特定のピクセル位置に対応している前記記憶する手段の対応するメモリ位置を前記加算結果で更新する手段（２６９０、２６９５、２６８５）とを備えた画像操作システム。
【請求項２】
前記受け取る手段は、２個のピクセルのデータ（＿Ｈ、＿Ｌ）を各々のクロック周期で受け取り、前記２個のピクセルのデータのうち第一のデータに対応する情報は、前記２個のピクセルのデータのうち第二のデータに対応する情報が処理される第二の処理経路とは別個の第一の処理経路で処理される、請求項１に記載の画像操作システム。
【請求項３】
検出器フレーム・ノードからデータを受け取る第一のＦＩＦＯ（mf＿dcfif）と、画像制御及び表示ユニット（１９４０）にデータを供給する第二のＦＩＦＯ（mf＿fif）との間に設けられている請求項１に記載の画像操作システム。
【請求項４】
第一の入力ポートで前記加算する手段による前記加算結果から出力を受け取ると共に、第二の入力ポートで前記画像制御及び表示ユニットから定数値を受け取るマルチプレクサ（２７７０）をさらに含んでおり、
該マルチプレクサは、前記記憶する手段に記憶させるように前記加算結果及び前記定数値の一方を出力する、請求項３に記載の画像操作システム。
【請求項５】
前記マルチプレクサは、前記第一の入力ポートからのデータ及び第二の入力ポートからのデータのうちいずれを前記記憶する手段に出力するかに関して前記画像表示器から制御信号を受け取る、請求項３に記載の画像操作システム。
【請求項６】
前記オフセット・ピクセル値は、入力画像データを処理するときに用いられる特定のクロック・レートの偶数番号のクロック周期で前記記憶する手段に書き込まれ、前記特定のクロック・レートの奇数番号のクロック周期で前記記憶する手段から読み込まれる、請求項１に記載の画像操作システム。
【請求項７】
前記オフセット・ピクセル値は、入力画像データを処理するときに用いられる特定のクロック・レートの奇数番号のクロック周期で前記記憶する手段に書き込まれ、前記特定のクロック・レートの偶数番号のクロック周期で前記記憶する手段から読み出される、請求項１に記載の画像操作システム。
【請求項８】
検出器パネル（１１６）上の特定のピクセル位置でのピクセル・レベルに対応するディジタル・ピクセル・データを受け取るように構成されているディジタル・データ入力ユニット（＿Ｌ、＿Ｈ）と、
前記検出器パネルを構成する複数のピクセル位置の各々でのオフセット・ピクセル値を記憶するように構成されているオフセット・メモリ（２６６５）と、
減算結果を与えるように、前記オフセット・メモリから得られる前記特定のピクセル位置に対応するオフセット・ピクセル値を前記受け取ったディジタル・ピクセル・データから減算するように構成されている減算器（２６２０、２６４０）と、
ビット・シフト結果を与えるように、前記減算結果を所定のビット数だけ下方シフトするように構成されているビット・シフタ・ユニット（２６２５、２６４５）と、
加算結果を与えるように、前記ビット・シフト結果を前記オフセット・ピクセル値に加算するように構成されている加算器（２６３０、２６５０）とを備えており、
前記特定のピクセル位置に対応している前記オフセット・メモリの対応するメモリ位置が前記加算結果で更新される、画像操作システム。
【請求項９】
検出器フレーム・ノードからデータを受け取る第一のＦＩＦＯ（mf＿dcfif）と、画像制御及び表示ユニット（１９４０）にデータを供給する第二のＦＩＦＯ（mf＿fif）との間に設けられている請求項８に記載の画像操作システム。
【請求項１０】
第一の入力ポートで前記加算器による前記加算結果から出力を受け取ると共に、第二の入力ポートで前記画像制御及び表示ユニットから定数値を受け取るマルチプレクサ（２７７０）をさらに含んでおり、
該マルチプレクサは、前記オフセット・メモリに記憶させるように前記加算結果及び前記定数値の一方を出力する、請求項８に記載の画像操作システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディジタルＸ線透視法画像データに対して制御、取得及び処理を行なう方法、システム及び装置に関し、具体的には、ディジタルＸ線画像を補正し、また取得されたディジタルＸ線透視法Ｘ線画像データを変換して患者の軟組織及び／又は骨構造を検査するのに用いられる可動型Ｃ字形アームＸ線イメージング・システムによって読み取り可能なフォーマットとする方法、システム及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療撮像は、γ線、Ｘ線、高周波音波、磁場、中性子又は荷電粒子のような放射線を用いて体内構造の画像を形成する専門的手法である。診断放射線医学では、放射線を用いて疾患を検出して診断し、一方、侵襲的放射線医学では、放射線を用いて疾患及び生体異常を治療する。
【０００３】
ラジオグラフィは、γ線、Ｘ線、中性子又は荷電粒子のような放射線の透過によって任意の不透明標本の画像を形成する手法である。放射線ビームが任意の不均一物体を透過すると、放射線は物体の厚み、密度及び化学的組成の変化に応じて異なって吸収される。物体から放出された放射線から放射線画像が形成され、次いで、写真フィルムに直接的に、又は蛍光体を用いて光画像を先ず形成すること等により、画像検出媒体上で放射線画像を表現することができる。ラジオグラフィは物体の全体的な内部構造を検査する非破壊的手法であり、医療応用及び産業応用に習用されている。ラジオグラフィを用いて、結核及び骨折のような医療状態を非破壊的に検出したり、脈管状態を診断したり、亀裂、空洞及び孔隙のような材料内の製造欠陥を診断したりする。
【０００４】
Ｘ線ラジオグラフィは医療応用及び産業応用で特に有用である。Ｘ線は電磁放射線の一形態であり、１８９５年にWilhelm Conrad Roentgenによって偶然に発見された。Ｘ線はレントゲン線とも呼ばれる。１８９５年頃、レントゲンは、Ｘ線が手のような物体内部に伝播して写真フィルムを露光させ、これにより内部構造を顕在化することを発見した。Ｘ線は可視光線とは異なる性質を示し、レントゲンによって、未知のものを表わす「Ｘ」を用いて「Ｘ線」と呼ばれた。例えば、Ｘ線は従来の光学的な光レンズで焦点を絞るのではなく、複雑な焦点集束手法を用いる。今日、Ｘ線は２．４×１０16Ｈｚ〜５×１０19Ｈｚの周波数レンジを有する電磁放射線として分類されている。殆どのＸ線は原子よりも短い波長を有しているため、粒子的に、すなわちフォトン・エネルギの球として物質と相互作用する。Ｘ線は、下記の指数関数的な吸収法則に従って物質によって吸収される。
【０００５】
【数１】
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【０００６】
式中、ＩｏはＸ線ビームの初期強度であり、Ｉｘは物体を透過した後の強度であり、物体は厚みがｘ、密度がρ、線吸収係数がμ、及び質量吸収係数がμ／ρである。
【０００７】
Ｘ線は、恒星及び準星の内部作用のような天体現象によって、またＸ線管のような電子的Ｘ線発生装置によって形成される。Ｘ線管は一般的には、静電場を通して電子のような荷電粒子を加速させ、次いで、固体ターゲットとの衝突によって荷電粒子を急停止させることによりＸ線を発生する。この衝突によって、緊密に捕捉されている電子をより高いエネルギ状態に移行させることにより固体ターゲットが電離する。固体ターゲットの電子が元のエネルギ状態に戻るのに伴ってＸ線が発生される。Ｘ線は、カソードからアノードに向かって真空内で電子を加速させることによりＸ線管内部で発生され、各電極の配置によって粒子ビームを成形して加速する場合もあるしこれを行なわない場合もある。
【０００８】
Ｘ線の電子的検出は一般的には、電子式ラジオグラフィ又はＸ線透視法（radioscopy）と呼ばれる。電子的検出を行なう前に、放射線画像を写真フィルムに撮影するか又は蛍光スクリーンに表示する。Ｘ線の蛍光スクリーンでの実時間目視観察をフルオロスコピィと呼ぶ。しかしながら、１９３０年代には既に、受光した光に応答して電気信号を発生する光電子増倍管（真空管の形態）が開発されている。光電子増倍管は一般的には、可視光範囲の光線によく応答し、従って、しばしばシンチレータ材料と光学的に結合されて非光学的な電磁放射線を検出する。シンチレータ材料は、γ線（核医学で用いられる放射性同位体によって放出される）及びＸ線のような非光学的放射線を光学的放射線へ変換する。１９８０年頃から、光電子増倍管／シンチレータ検出器は全般に、アモルファス・シリコン基板の光電セルに置き代わり始めた。
【０００９】
Ｘ線透視法には、フルオログラフィとしても知られる一回撮影式（ワン・ショット）のＸ線検出、及びフルオロスコピィとしても知られる多数回撮影式のＸ線検出がある。放射線マンモグラフィはＸ線透視法の一形態であって、照射前に乳房を強く圧迫して細部を最大限に拡大すると共に放射線照射を最小限に抑える。計算機式断層写真法（「ＣＴ」）は計算機式アキシャル断層写真法（「ＣＡＴ」）とも呼ばれ、細いＸ線ビームを照射しながらＸ線管を身体の周りで回転させるＸ線透視法の一形態である。次いで、受光したＸ線ビームの情報をコンピュータで結合して、二次元又は三次元の解剖学的医用画像を形成する。磁気共鳴撮像（「ＭＲＩ」）は、高強度の磁石で身体の細胞内の核スピンを整列させて、ラジオ波信号を受信し且つ送信するラジオのように各々の核を挙動させる診断手順である。次いで、外部のラジオ周波数信号を身体に印加してスピン状に回転している細胞核を擾乱する。ラジオ波信号を停止させると、核は印加された磁場に沿って再び整列しながら微弱なラジオ波信号を放出する。これらの微弱なラジオ波信号が異なる体内組織に対応しており、これらの信号を検出して解剖学的画像を形成する。
【００１０】
Ｘ線透視法及び関連する医療診断撮像技術は、透過する放射線に対する精密制御、並びに結果画像データの検出及び処理に対する精密なタイミング制御を用いる。医療診断撮像は一般的には、極めて多量の画像データを取得して制御し、これらの多量の画像データは極めて高速のデータ速度でコンピュータ処理装置に伝達される。医療診断撮像の生成、検出及び処理に対する制御を行なうために、コンピュータ・ワークステーションは実時間オペレーティング・システム（「ＲＴＯＳ」）を用いて動作を制御する。
【００１１】
ＧＥ  ＯＥＣシリーズ９８００は、患者の軟組織及び骨のあらゆる内部損傷について患者の人体を検査するのに用いられる可搬型装置である。現状の構成では、Ｃ字形アームの一方の端部にＸ線発生ユニットを設け、Ｃ字形アームの他方の端部にＸ線検出器を設けている。患者はカートに乗せられてＣ字形アームの両端部の間の区域に載置され、あらゆる内部損傷についての検査のために患者の人体の各部にＸ線を透過させる。ＧＥ  ＯＥＣシリーズ９８００で用いられるＸ線検出器の各々のピクセルは、電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイに対する電気信号としてＸ線受信信号レベルを出力し、ＣＣＤアレイがそれぞれの光信号レベルを出力する。ＣＣＤアレイのこれら複数のピクセルからの光信号を小型のＣＣＤパネル（例えば、１インチ×１インチのパネル）上のそれぞれのピクセル領域に集束させて、この情報をワークステーションへ供給する。ワークステーションは、受け取った情報に基づいて医師等の利用者に対して画像を出力して精査させる。また、ワークステーションは、受け取った画像に基づいて、Ｘ線発生器によって出力されるＸ線電力量及びＸ線検出器の受光特性を制御することができる。
【００１２】
なお、本願は、２００１年１月３１日に出願され、本出願と共通の譲受人に譲渡された米国特許出願第０９／７７４，５４９号（GE Medical Systems社控番号第ＲＤ−２７，９３７号、対応日本国出願：特開平２００３−０１０１６３号）、“IMAGING SYSTEM INCLUDING DETECTOR FRAMING NODE”に関連する。
【特許文献１】特開平２００３−０１０１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
現状でのＧＥ  ＯＥＣシリーズ９８００ワークステーションは、水平同期、垂直同期、垂直ブランク及び水平ブランク等と併せて特定のフォーマット（従来のＴＶフォーマット又はパーソナル・コンピュータに用いられているもののようなアナログ画像フォーマットと同様のフォーマット）でＣＣＤアレイから情報を受け取る。データを何らかの異なるフォーマットで受け取ると、ワークステーションはデータを適正に処理することができない。
【００１４】
従って、異なるフォーマットでＸ線検出信号を出力するＸ線検出器がＧＥ  ＯＥＣシリーズ９８００と通信するのを可能にするインタフェイスを提供する必要がある。また、他のフォーマットのデータを取り込んで、Ｈｓｙｎｃ（水平同期）及びＶｓｙｎｃ（垂直同期）と併せて従来のフォーマットの同期ディジタル・データ・ストリームを供給する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
従って、ディジタルＸ線画像を補正するイメージング・システムを提供できると望ましい。本発明の一観点では、画像操作システムを提供し、このシステムは、検出器パネル上の特定のピクセル位置でのピクセル・レベルに対応するディジタル・ピクセル・データを受け取る手段を含んでいる。このシステムはまた、検出器パネルを構成する複数のピクセル位置の各々でのオフセット・ピクセル値を記憶する手段を含んでいる。このシステムはさらに、減算結果を与えるように、記憶する手段から得られた特定のピクセル位置に対応するオフセット・ピクセル値を、受け取ったディジタル・ピクセル・データから減算する手段を含んでいる。このシステムはさらに、ビット・シフト結果を与えるように、上述の減算結果を所定のビット数だけ下方シフトさせる手段を含んでいる。このシステムはまた、加算結果を与えるように、ビット・シフト結果をオフセット・ピクセル値に加算する手段を含んでいる。このシステムはさらに、上述の特定のピクセル位置に対応している記憶する手段の対応するメモリ位置を上述の加算結果で更新する手段を含んでいる。
【００１６】
本発明のもう一つの観点では、画像操作システムを提供し、このシステムは、検出器パネル上の特定のピクセル位置でのピクセル・レベルに対応するディジタル・ピクセル・データを受け取るように構成されているディジタル・データ入力ユニットを含んでいる。このシステムはまた、検出器パネルを構成する複数のピクセル位置の各々でのオフセット・ピクセル値を記憶するように構成されているオフセット・メモリを含んでいる。このシステムはさらに、減算結果を与えるように、オフセット・メモリから得られた特定のピクセル位置に対応するオフセット・ピクセル値を、受け取ったディジタル・ピクセル・データから減算するように構成されている減算器を含んでいる。このシステムはさらに、ビット・シフト結果を与えるように、上述の減算結果を所定のビット数だけ下方シフトさせるように構成されているビット・シフタ・ユニットを含んでいる。このシステムはまた、加算結果を与えるように、ビット・シフト結果をオフセット・ピクセル値に加算するように構成されている加算器を含んでいる。上述の特定のピクセル位置に対応しているオフセット・メモリの対応するメモリ位置が上述の加算結果で更新される。
【００１７】
本発明のさらにもう一つの観点では、画像操作方法を提供し、この方法は、検出器パネル上の特定のピクセル位置でのピクセル・レベルに対応するディジタル・ピクセル・データを受け取る工程を含んでいる。この方法はまた、検出器パネルを構成する複数のピクセル位置の各々でのオフセット・ピクセル値を記憶する工程を含んでいる。この方法はさらに、減算結果を与えるように、記憶する工程から得られた特定のピクセル位置に対応するオフセット・ピクセル値を、受け取ったディジタル・ピクセル・データから減算する工程を含んでいる。この方法はさらに、ビット・シフト結果を与えるように、上述の減算結果を所定のビット数だけ下方シフトさせる工程を含んでいる。この方法はまた、加算結果を与えるように、ビット・シフト結果をオフセット・ピクセル値に加算する工程を含んでいる。この方法はさらに、上述の特定のピクセル位置に対応している記憶する手段の対応するメモリ位置を上述の加算結果で更新する工程を含んでいる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以上に述べた本発明の利点及び特徴は、以下の詳細な説明及び添付図面を参照すると明らかとなろう。
【００１９】
図１に、ディジタルＸ線透視法画像データに対して制御、取得及び処理を行なう方法、システム及び装置を示す。イメージング・システム１００は、放射線発生システム１０９、画像検出システム１１２、ホスト・コンピュータ１１４、及び検出器フレーミング・ノード３０４を備える。ホスト・コンピュータ１１４は、モニタ１１９、ホスト・プロセッサ１１５及びホスト・メモリ１１７を含んでいる。一構成によれば、イメージング・システム１００は画像検出器監視システムである。他の構成によれば、イメージング・システム１００の各構成要素は単一の装置として一括して動作する。
【００２０】
放射線発生システム１０９は放射線を発生して、対象１０６を透過させ、画像検出システム１１２によって検出する。一構成によれば、放射線発生システム１０９は、対象１０６に向かって放射線１０４を発生して集束させるＸ線発生ユニット１０２を含んでいる。一構成によれば、放射線１０４はＸ線の形態を取っている。他の構成によれば、放射線１０４は相次いで発生される複数の放射線バーストの形態を取っている。一構成によれば、対象１０６は人体の形態にあるが、代替的には、その他任意の種類の動物、哺乳動物等の形態であってもよい。Ｘ線１０４は、対象１０６を透過した後に放射線画像１０８を形成し、画像１０８は後に検出される。一般的には、Ｘ線は、Ｘ線制御システム１１０から出力される制御信号に応答してＸ線発生ユニット１０２によって発生される。放射線画像１０８は画像検出システム１１２によって受光されて、ディジタル放射線画像へ変換される。次いで、ディジタル放射線画像は画像検出システム１１２から出力されて、ホスト・コンピュータ１１４へ送信される。ホスト・コンピュータ１１４は放射線発生システム１０９及び画像検出システム１１２に対する電子的制御を行なう。
【００２１】
画像検出システム１１２は、放射線画像１０８を受光するフラット・パネル検出器１１６を含んでいる。フラット・パネル検出器１１６は動作中に発熱するため、電力及び冷却を供給する電源／冷却器１１８に接続されている。ディジタル放射線画像はフラット・パネル検出器１１６からホスト・コンピュータ１１４に出力される。
【００２２】
図２（従来技術）は、フラット・パネル検出器１１６の立面遠近図である。フラット・パネル検出器１１６は、Ｘ線ラジオグラフィにおける受像器を提供する一つの検出器技術である。例えば、フラット・パネル検出器１１６は、ラジオグラフィ応用のためのプレーン・フィルム及びスポット・フィルムのような既存のＸ線撮影フィルムの代わりとなる。さらに、フラット・パネル検出器１１６は、パッケージが薄いことから、ディジタル・ラジオグラフィ、ディジタル・フルオログラフィ及びディジタル・フルオロスコピィ用の画像増倍管、ビデオ・カメラ、シネ・カメラ及びフォト・スポット・イメージング等の代わりとなる。フラット・パネル検出器１１６の面積は、心臓／外科用ディジタルＸ線パネルでは２６ｃｍ×２６ｃｍ、ラジオグラフィ用ディジタルＸ線パネルでは４５ｃｍ×５６ｃｍ、及びマンモグラフィ用ディジタルＸ線パネルでは２９ｃｍ×３４ｃｍである。ガラス板１２６及び金属ケーシング１２８が物理的なＸ線受像素子、電子的検出装置及び関連する電子要素を包囲して保護している。好ましい構成ではフラット・パネル検出器はGE Medical Systems製のＡｐｏｌｌｏ検出器である。
【００２３】
図３（従来技術）は、図２の線III−IIIに沿って見たフラット・パネル検出器１１６の分解断面図である。図示のように、放射線画像１０８はガラス板１２６を透過して、Ｘ線検出パネル１３４によって吸収される。一構成によれば、Ｘ線検出パネル１３４は単一パネル型のＸ線検出パネルである。Ｘ線検出パネル１３４はアモルファス・シリコンＸ線検出パネルである。Ｘ線検出パネル１３４は、Ｘ線放射線画像１０８を光学的放射線画像１３２へ変換するシンチレータ層１３０を含んでいる。シンチレータ層１３０は気相堆積によってＸ線検出パネル１３４に、具体的にはアモルファス・シリコン・パネル１３６に付着されている。シンチレータ層１３０は、酸硫化ガドリニウム、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ、又はヨウ化セシウム、ＣｓＩ（Ｔｌ）の形態を取っている。高エネルギのＸ線を受光するためにはヨウ化セシウムのシンチレータ層を用いる。
【００２４】
アモルファス・シリコン・パネル１３６は、光学的放射線画像１３２を受け取って相当する複数の画像データ値１３８へ変換するフォトダイオード／トランジスタ・アレイである。画像データ値１３８は、インターコネクト電子要素１４０によってアナログ形態で受信されて、アナログ画像データとしてパネル１３６から出力される。シンチレータ層１３０、アモルファス・シリコン・パネル１３６及びインターコネクト電子要素１４０は、当技術分野で公知の半導体技術によってシリコン・ガラス基材１４４上に形成されている。シンチレータ層１３０、アモルファス・シリコン・パネル１３６、インターコネクト電子要素１４０及びガラス基材１４４がまとめてＸ線検出パネル１３４を形成している。
【００２５】
図４（従来技術）は、金属ケーシング１２８から取り出したＸ線検出パネル１３４の立面遠近図である。図４（従来技術）に示すように、アモルファス・シリコン・パネル１３６は複数の光電セル１４６を形成している。各々の光電セル１４６から出力される電気的情報は、対応する複数の接点フィンガ１５０を介して接点リード１４８へ伝送される。接点フィンガ１５０は、接点リード１４８とアモルファス・シリコン・パネル１３６との間に接続を形成している。図示のように、シンチレータ層１３０はアモルファス・シリコン・パネル１３６の最上部に形成されている。
【００２６】
Ｘ線検出パネル１３４は、各素子間に小間隔を設けた光センサと多数の素子とから成るアレイを形成しており、投射されたＸ線放射線画像を適当に受光して検出する。アモルファス・シリコン・パネル１３６は、比較的大面積のガラス基材１４４上に形成される薄膜技術である。１１枚の層を成すアモルファス・シリコン、様々な金属及び絶縁体をプラズマ化学気相堆積（「ＰＥＣＶＤ」）、スパッタリング及びメニスカス・コーティングによって堆積させて、電界効果トランジスタ（「ＦＥＴ」）、ダイオード、インターコネクト及び接点を形成する。Ｘ線検出パネル１３４は、産業応用及び医療応用向けのパネルを形成し、具体的には、心臓／外科用ディジタルＸ線パネルは２０ｃｍ×２０ｃｍ、ラジオグラフィ用ディジタルＸ線パネルは４１ｃｍ×４１ｃｍ、及びマンモグラフィ・ディジタルＸ線パネルは１９ｃｍ×２３ｃｍである。心臓／外科用ディジタルＸ線パネルは１０２４列（縦列）×１０２４行（横列）を２００μｍピッチで、ラジオグラフィ用ディジタルＸ線パネルは２０４８列×２０４８行を２００μｍピッチで、マンモグラフィ・ディジタルＸ線パネルは１９２０列×２３０４行を１００μｍピッチで有している。
【００２７】
アモルファス・シリコンは、フラット・パネル検出器の形成については単結晶シリコンを凌ぐ多くの利点を提供し、特に単結晶シリコンとは区別できる。アモルファス・シリコンは、定形の形態を持たず、また実際又は見かけ上のいずれの結晶構造も有しないことによって特徴付けられる。一方、単結晶シリコンは単結晶として成長し、薄く切削されてウェーハにされた後に、研磨してさらに精密加工して集積回路となる。アモルファス・シリコンは、単結晶の形成を利用しないため単結晶シリコンよりも遥かに大面積のパネルの形成を可能にする。しかしながら、アモルファス・シリコンでは欠陥が１００倍〜１０００倍増大し、また切換速度が大幅に低下して信号遅延及び信号オフセット特性を生ずる。ＣｓＩ（Ｔｌ）のシンチレータ層１３０はＸ線を光線へ変換するものであり、アモルファス・シリコン・パネル１３６上に蒸着されてパネル１３６と緊密に接触する。ＣｓＩ（Ｔｌ）は針状構造を形成しており、複数の光導波管のように作用して光の横方向拡散を防ぐ。さらに、ＣｓＩ（Ｔｌ）は、アモルファス・シリコン層１３６の量子効率に十分に適合した透過スペクトルを提供する。
【００２８】
図５（従来技術）は、アモルファス・シリコン・パネル１３６の上に形成されている光電セル・アレイ１５２の模式図である。図示のように、横列線（ｎ），（ｎ＋１），（ｎ＋２），…等からの走査に応答して複数の光電セル１５４に相次いでトリガを与える。従って、対応する出力は、縦列線（ｍ），（ｍ＋１），（ｍ＋２），…等に沿って読み出される。各々の光電セル１５４がフォトダイオード１５６と電界効果トランジスタ１５８とを含んでいる。フォトダイオード１５６は、バイアス線１６０を介してバイアスを印加されて、適当な時刻に電界効果トランジスタ１５８を介して放電する。電界効果トランジスタ１５８は、対応する適当な縦列線からの放電を制御する。動作時には、電界効果トランジスタ１５８は、適当な横列線を＋１１Ｖ程度の高電圧になるまでパルス印加することによりオンになる。電界効果トランジスタ１５８は、適当な横列線を−１１Ｖ程度の低電圧になるまでパルス印加することによりオフになる。
【００２９】
Ｘ線照射によって、アモルファス・シリコンＸ線検出パネル１３４のフォトダイオード１５６に電子−正孔対が形成され、部分的な放電が生ずる。次いで、電界効果トランジスタ１５８をオンにすると、フォトダイオード１５６は再充電されて、フォトダイオード１５６を再充電するのに必要な電荷量が測定される。動作時には、Ｘ線照射時にすべての横列線をオフに、すなわち−１１Ｖにする。次いで、横列線を相次いでオンに、すなわち＋１１Ｖにする。適当な縦列線の信号のアナログからディジタルへの（アナログ−ディジタル）変換は、横列「ｎ」からの出力がアナログ情報からディジタル情報へ変換されている間に横列「ｎ＋１」を読み出すようにパイプライン処理される。アナログ−ディジタル変換に用いられる時間は、各々の横列線を読み出すのに用いられる時間と同程度である。
【００３０】
図６（従来技術）は、一構成によるフラット・パネル検出器１１６での電気的接続の模式図である。フラット・パネル検出器１１６は、単一のアモルファス・シリコンＸ線検出パネル１３４を複数の横列マルチ・チップ・モジュール（ＭＣＭ）１６４及び複数の縦列マルチ・チップ・モジュール１６６に電気的に接続したものを含んでいる。横列マルチ・チップ・モジュール１６４からの逐次的トリガ信号に応答して、すべての縦列を同時に縦列マルチ・チップ・モジュール１６６に読み出すことができる。縦列マルチ・チップ・モジュール１６６は、検出パネル１３４からのアナログ読み出し信号をディジタル信号へ変換し、次いで参照及びレギュレータ基板１２２がディジタル信号を受信する。
【００３１】
参照及びレギュレータ基板１２２は縦列マルチ・チップ・モジュール１６６から出力されたデータを結合して、検出器制御基板１２４に出力する。つまり、横列マルチ・チップ・モジュール１６４が電界効果トランジスタ１５８オン及びオフにすると同時に、縦列マルチ・チップ・モジュール１６６がそれぞれの縦列信号を読み出す。参照及びレギュレータ基板１２２は、検出器制御基板１２４に対して制御信号及びデータ信号を伝達しながら、横列モジュール及び縦列モジュールへ電圧を供給する。
【００３２】
図７（従来技術）は、他の構成によるフラット・パネル検出器１１６での電気的接続のブロック図である。フラット・パネル検出器１１６は、心臓／外科用ディジタルＸ線パネル及びラジオグラフィ用ディジタルＸ線パネルに見受けられるような電気的接続を模式的に表わしている。図示のように、フラット・パネル検出器１１６は、第一のパネル部分１７２と第二のパネル部分１７４とを有する心臓／外科用分割パネル型Ｘ線検出パネル１７０を含んでいる。本発明の実施形態によれば、分割パネル型Ｘ線検出パネル１７０は心臓／外科用分割パネル型Ｘ線検出パネルである。第一のパネル部分１７２及び第二のパネル部分１７４は、横列マルチ・チップ・モジュール１７６によってそれぞれトリガ駆動される。第一のパネル部分１７２からの出力が第一の縦列マルチ・チップ・モジュール１７８によって受け取られ、第二のパネル部分１７４からの出力が第二の縦列マルチ・チップ・モジュール１８０によってそれぞれ受け取られる。
【００３３】
図８（従来技術）は、心臓／外科用ディジタルＸ線パネル１８２としての分割パネル１７０のような分割パネルの一構成を模式的に示している。心臓／外科用ディジタルＸ線パネル１８２は、第一のパネル部分１８４と第二のパネル部分１８６とによって形成されている。走査線０〜５１１が、第一のパネル部分１８４にも第二のパネル部分１８６にも現われている。従って、横列走査線０にトリガが印加されると、２行の横列表示線、すなわち０及び１０２３が同時に起動されて、対応する縦列出力線が、第一のパネル部分１８４及び第二のパネル部分１８６から出力される。同様に、第一のパネル部分１８４及び第二のパネル部分１８６において横列走査線１が同時に起動されると、対応する縦列出力線が第一のパネル部分１８４及び第二のパネル部分１８６から出力される。各々の対応するパネル部分からの各々の走査線が起動されるのに伴って、各々のパネル部分からのすべての縦列出力線がそれぞれの値を出力する。従って、横列走査線０が起動されると、縦列出力線０〜１０２３が第一のパネル部分１８４から同時に出力され、縦列出力線１０２４〜２０４７が第二のパネル部分１８６から同時に出力される。
【００３４】
図９（従来技術）は、縦列マルチ・チップ・モジュール１７８及び１８０を参照及びレギュレータ基板１２２と併せて示すブロック図である。縦列マルチ・チップ・モジュール１７８は第一のパネル部分１７２から出力される縦列信号を受け取り、第二の縦列マルチ・チップ・モジュール１８０は第二のパネル部分１７４からの縦列出力信号を受け取る。従って、第一の縦列マルチ・チップ・モジュール１７８からの出力は参照及びレギュレータ基板１２２を介して結合されて結合信号出力１８８を生成し、この出力が検出器制御基板１２４によって受け取られる。同様に、縦列マルチ・チップ・モジュールは、縦列１０２４〜２０４７から出力される縦列信号を受け取り、次いでこれらの信号は結合されて参照及びレギュレータ基板１２２へ転送される。参照及びレギュレータ基板１２２は受け取った信号を結合した後に結合信号出力１８９を出力する。まとめて、参照及びレギュレータ基板から出力１８８及び出力１８９を含めた結合出力信号が出力される（参照番号１９５）。
【００３５】
参照及びレギュレータ基板１２２は、マルチ・チップ・モジュール１７８からの出力を結合する第一の結合ユニット１９２と、縦列１０２４〜２０４７に対応するマルチ・チップ・モジュール１８０からの出力を結合する第二の結合ユニット１９４とを含んでいる。各々のマルチ・チップ・モジュール１７８が８個のアナログ読み出しチップ（「ＡＲＣ」）１９６を含んでおり、これらのチップ１９６はディジタル読み出しチップ（「ＤＲＣ」）１９８へ対応する出力を供給する。このようにして、ＤＲＣ１９８からの出力が参照及びレギュレータ基板１２２によって受け取られる。
【００３６】
各々のＡＲＣチップ１９６は非線形勾配比較型アナログ−ディジタル変換器を利用している。各々のＡＲＣチップ１９６はまた、３２個のアナログ入力を受け取って、これらのデータを、８本のチャネルを成す多重化された１２ビットのシリアル・グレイ・スケール符号化データへ変換する。次いで、各々のＤＲＣチップ１９８は多重化された１２ビットのシリアル・グレイ符号化データを４個のＡＲＣチップ１９６から受け取って、シリアルからパラレルへの変換を行ない、グレイ符号を１２ビットの二値符号へ変換する。各々のＡＲＣチップ１９６は、各々のデータ線からの信号をコンパレータ（比較器）内ですべてのＡＲＣ１９６のすべてのチャネルに共通のディジタル−アナログ変換器によって発生される平方根符号化勾配と比較することにより、受け取ったデータに対してアナログ−ディジタル変換を行なう。勾配電圧は、規則的なクロック・レートで段階的に増大される。勾配電圧が保持電圧と一致したときに、コンパレータが作動して、勾配カウンタ値がラッチされる。各々のデータ線を変換するための時間は、受信されたすべての縦列データ線を変換するのに用いられる最小クロック数のクロック周期倍と少なくとも同じだけの大きさである。電圧勾配段階は、信号が増大するにつれて増加される。各々の信号の平方根に従って量子雑音が増大するので、段階は、段階の大きさが固定比率の雑音となるように二次で増加される。以上のようにして、横列モジュール及び縦列モジュールに向けられる制御信号のインタフェイス調整は、縦列モジュール１７８及び１８０と検出器制御基板１２４との間でデータ出力をバッファリングするために、３２．５ＭＨｚ程度のクロック信号を用いる。
【００３７】
図１０（従来技術）は、検出器制御基板１２４のブロック図である。一般的には、検出器制御基板１２４は、第一の縦列マルチ・チップ・モジュール１７８からの出力１８８に対応する１２ビット二値符号化データ「Ａ」を受け取る。検出器制御基板１２４はまた、第二の縦列マルチ・チップ・モジュール１８０からの出力に対応する１２ビット二値符号化データ「Ｂ」を受け取る。二値符号化入力Ａ及びＢの各々は、レジスタ２００及び２０２によってそれぞれ受け取られる。次いで、レジスタ２００及び２０２からの出力は、複号ルックアップ・テーブル（「ＬＵＴ」）２０４及び２０６へそれぞれ転送される。複号ＬＵＴ２０４及び２０６は、１２ビット二値二次符号化データから１６ビットの二値一次符号化データへの変換を行なうランダム・アクセス・メモリである。
【００３８】
検出器制御基板１２４の動作は、制御ユニット２０８によって制御される。制御ユニット２０８は、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（「ＦＰＧＡ」）として形成されている。制御ユニット２０８は、複号ＬＵＴ２０４から１６ビットのピクセル・データを、また複号ＬＵＴ２０６から１６ビットのピクセル・データを受け取り、次いで、これらのピクセル・データを結合して３２ビットのワードとする。次いで、３２ビットのワードは画像通信インタフェイス２１０に出力される。本発明の実施形態によれば、画像通信インタフェイス２１０は光ファイバ・インタフェイスである。各々の３２ビット・ワードは、２個の１６ビット・ピクセルの結合であり、これらのピクセルは検出器制御基板１２４から別々に出力されたものである。各々の３２ビット・ワードに含まれるこれら２個のピクセルは、マンモグラフィ用の単一型ディジタルＸ線パネル２２４（図１３（従来技術）を参照して後に詳述する）での場合のように隣接したピクセルであってもよいし、又は心臓／外科用ディジタルＸ線パネル１８２の第一のパネル部分１８４及び第二のパネル部分１８６から出力されるもののように２枚の別個のパネルから受け取ったものであってもよい。図１１（従来技術）を参照して後に詳述するラジオグラフィ用ディジタルＸ線パネル２２８もまた、二つのパネル部分２３０及び２３２を含んでおり、従って、心臓／外科用ディジタルＸ線パネル１８２のピクセル・フォーマットに倣う。心臓／外科用ディジタルＸ線パネル１８２及びラジオグラフィ用ディジタルＸ線パネル２２８に対応する分割パネル型検出器システムは、従来のコンピュータ・モニタでの表示の前にデータ「再配列（reordering）」を用いる。データ再配列は、検出器フレーミング・ノード３０４に関連して後に詳述する。
【００３９】
画像通信インタフェイス２１０は、制御ユニット２０８から受け取った３２ビット・ワードをエンコーダ／デコーダ・ユニット２１２へクロック送信する。エンコーダ／デコーダ・ユニット２１２は、受け取った各々の３２ビット・ワードを、各々誤差補正を施した４個の１０ビット・ワードへ変換する。次いで、これら１０ビット・ワードは送信器２１４によって受け取られる。送信器２１４は受け取った１０ビット・ワードを、２ビットすなわちクロック・ビットと信号ビットとを有するシリアル・データへ変換する。送信器２１４はこの２ビット・データを光ファイバ（ＦＯ）送受信器２１６に出力して、光ファイバ信号への変換を施す。次いで、光ファイバ信号は、画像検出バス３７７上で後に詳述する検出器フレーミング・ノードへ送信される。一構成によれば、画像検出バス３７７は光ファイバ・データ・リンクである。同様に、光ファイバ送受信器２１６は、画像検出バス３７７から光ファイバ信号を受け取り、受け取った光信号を２ビット・データ信号へ変換して受信器２１８に受信させる。すると、受信器２１８は、クロック信号とデータ信号とを含む受け取った２ビット・データを変換して、誤差補正を施した１０ビット・ワードとする。次いで、この１０ビット・ワードはエンコーダ／デコーダ・ユニット２１２によって受信され、３２ビット・ワードへ変換されて、レジスタ２２０に記憶された後に制御ユニット２０８へ送信される。光ファイバ送受信器２１６からの出力はまた、光ファイバ信号検出ユニット２２２でも受信されて、制御ユニット２０８と協調動作するようにタイミング及びプロトコルを保持する。制御ユニット２０８は、発振器２２４によってクロック制御される。制御ユニット２２４は、制御線２２６を介して参照及びレギュレータ基板１２２へ制御信号を供給する。制御ユニット２０８は好ましくは、米国カリフォルニア州San JoseのAltec社製のＦＰＧＡであるＦｌｅｘ１０ｋ５０である。
【００４０】
図１１（従来技術）は、ラジオグラフィ用ディジタルＸ線パネル２２８としての分割パネル１７０のような分割パネル型検出器を模式的に示している。ラジオグラフィ用ディジタルＸ線パネル２２８は、第一のパネル部分２３０と第二のパネル部分２３２とによって形成されている。ラジオグラフィ用ディジタルＸ線パネル２２８は、４１ｃｍ×４１ｃｍであり、全部で２０４８列×２０４８行を２００μｍピッチで有している。一構成によれば、フラット・パネル検出器１１６は、図７の実施形態の２倍の横列マルチ・チップ・モジュール１７６及び２倍の縦列マルチ・チップ・モジュール１８０を有する。各々の走査線にトリガが相次いで印加されるのに伴って、すべての縦列出力線０〜２０４７が同時に第一のパネル部分２３０からピクセル情報を放出し、縦列出力線２０４８〜４０９５が同時に第二のパネル部分２３２からピクセル情報を放出する。ラジオグラフィ用ディジタルＸ線パネル２２８は、心臓／外科用ディジタルＸ線パネル１８２の約４倍の表面積を占める。ラジオグラフィ用ディジタルＸ線パネル２２８は、胸部Ｘ線のように大きな表面積を必要とする応用に用いられ、他方、心臓／外科用ディジタルＸ線パネル１８２は、外科処置時の心臓フルオロスコピィのように比較的小さい表面積を必要とする処置に応用される。
【００４１】
図１２（従来技術）は、一構成によるフラット・パネル検出器１１６での電気的接続のブロック図である。フラット・パネル検出器１１６は単一パネル２３６を含んでおり、パネル２３６は横列マルチ・チップ・モジュール２３８によってトリガを印加される。単一パネル２３６は、縦列マルチ・チップ・モジュール２４０及び２４２を介して読み出される。縦列マルチ・チップ・モジュール２４０及び２４２は、偶数番号の縦列が縦列マルチ・チップ・モジュール２４０によって読み出され、奇数番号の縦列が縦列マルチ・チップ・モジュール２４２によって読み出されるように、単一パネル２３６の両端に配置される。単一パネル２３６の両側から縦列を交互に読み出すと、単一パネル２３６の接続用ハードウェアへの接続のための余分な物理的空間が設けられることにより、縦列密度が増大する。
【００４２】
図１３（従来技術）は、マンモグラフィ用ディジタルＸ線パネル２４４としての単一パネル２３６のような単一パネル型検出器の構成を模式的に示す。マンモグラフィ用ディジタルＸ線パネル２４４は１９ｃｍ×２３ｃｍで、１９２０列×２３０４行を１００μｍピッチで有している。マンモグラフィ用ディジタルＸ線パネル２４４は全部で２０４８列の縦列を有している。但し、利用可能な２０４８列のうち１９２０列が実際に用いられる。残りの１２８列は、修理を容易にするためにディジタルＸ線パネル２４４の縦列の全体に散在して隔設される。縦列出力線は、マンモグラフィ用ディジタルＸ線パネル２４４の交互の側から交互に出力される。この構成によって、製造が容易になり、またマンモグラフィ用ディジタルＸ線パネル２４４に対する接続用ハードウェアの組立が単純になる。
【００４３】
マンモグラフィ用ディジタルＸ線パネル２４４に含まれる１２８本の修理用線を用いて、製造欠陥に起因する開放縦列アドレス線を修理する。修理用線は、アドレス線の両端に跨線しており、絶縁層によって離隔されている。修理接続は、レーザを用いて、絶縁層を貫通してアドレス線を修理用線に溶接することにより容易になる。横列アドレス線の場合には、横列アドレス線はフラット・パネル検出器１１６上の予備線を用いて十分に修理されるので、読み出しシステムは修理を考慮していない。縦列修理の場合には、修理用線からのデータは、データが後処理によって並べ替えされるように、フラット・パネル検出器１１６とは異なる系列で出力される。
【００４４】
図１４（従来技術）は、他の構成によるフラット・パネル検出器１１６での電極接続のブロック図である。フラット・パネル検出器１１６は、二組の横列マルチ・チップ・モジュールすなわち第一の横列マルチ・チップ・モジュール２４８と第二の横列マルチ・チップ・モジュール２５０とを含んでいる。第一の縦列マルチ・チップ・モジュール１７８及び第二の縦列マルチ・チップ・モジュール１８０とは異なり、第一の横列マルチ・チップ・モジュール２４８及び第二の横列マルチ・チップ・モジュール２５０は、パネル横列を横断する冗長な接続を形成している。従って、第一のパネル部分１７２又は第二のパネル部分１７４に欠陥が現われた場合には、各々の横列を選択随意でどちらかの側からトリガ駆動して、横列のデータの健全性が保存されるようにする。
【００４５】
上述のフラット・パネル検出器１１６の各々の構成は、冗長な横列マルチ・チップ・モジュール２５０を備えて形成されて、パネル形成時の欠陥の場合にデータの健全性を保存することができる。
【００４６】
図１５は、実時間Ｘ線透視法イメージング・システム３００のブロック図である。システム３００は多様な異なる医療応用に用いられ、また設計、製造、装置試験及び修理にも用いられる。システム３００は複数の異なる検出器パネルをサポートしており、具体的には、異なる３種類の検出器パネル設計、すなわち心臓／外科応用、ラジオグラフィ応用及びマンモグラフィ応用のための検出器パネル設計をサポートしている。システム３００は、スクリプト３０９から利用者アプリケーション３０１を実行するホスト・コンピュータ１１４を含んでいる。利用者アプリケーション３０１と検出器フレーミング・ノード（detector framing node、ＤＦＮ）３０４との通信は、取得ＤＬＬ３１３及びＤＦＮデバイス・ドライバ３１４を介して行なわれる。
【００４７】
システム３００は、ＴＭＳ３２０−Ｃ８０プロセッサ、及び実時間オペレーティング・システムVXWORKS（商標）を用いたＰＣを基本としていた従来の画像検出コントローラ・サブシステム（「ＩＤＣ」）に代わるものである。システム３００は、フルオロスコピィでは３０フレーム／秒の取得及び１０２４×１０２４ピクセル画像の処理を達成する。画像検出バス３７７は、ホスト・コンピュータ１１４と検出器制御基板１２４との間の１．２５Ｇｂｉｔ／秒の光ファイバ通信リンクを提供する。画像検出バス３７７は具体的には、画像検出システム１１２の検出器制御基板１２４と、好ましくはコンピュータ通信バス３０２への接続に適した周辺機器要素相互接続（「ＰＣＩ」）カードである検出器フレーミング・ノード（「ＤＦＮ」）３０４との間の通信を行なう。一構成によれば、コンピュータ通信バス３０２はＰＣＩバスであり、さらに具体的には、３３ＭＨｚで動作するＰＣＩバスである。他の構成によれば、コンピュータ通信バス３０２は、６６ＭＨｚで動作するＰＣＩバスである。検出器制御基板１２４自体は好ましくは、米国ウィスコンシン州MilwaukeeのGeneral Electric Medical Systems製、Apollo Common Detector Control Printed Wiring Assembly（「ＰＷＡ」）である。Apollo Common Detector Control  ＰＷＡは、全視野型ディジタル・マンモグラフィ（「ＦＦＤＭ」）を含めた多様な応用に用いられている。検出器フレーミング・ノード３０４を用いると、画像取得の後に行なわれる画像処理のための非実時間式ホスト・コンピュータ１１４の利用が容易になる。
【００４８】
システム３００は、米国カリフォルニア州Santa ClaraのIntel社製、PENTIUM（商標）クラスのプロセッサのような商用のシングル・プロセッサ型又はマルチ・プロセッサ型ＰＣハードウェアを基本とする取得及び制御を行なう。システム３００は、現行の及び予期されるＸ線モダリティ用の単一のデータ取得及び制御システムであり、設計及び製造の両方へのシステムの応用をサポートする。柔軟なアーキテクチャを提供して、改良型技術又は将来技術の需要に対応する。
【００４９】
システム３００は、サポートされている検出器パラメータのフレーム間制御によって単一フレーム及び多数フレームの画像取得をサポートする。取得画像における横列数及び縦列数を入力パラメータとしてサポートしながら、外部フレーム・トリガからのデータ取得タイミングの制御を可能にしている。システム３００は、１０２４×１０２４アレイについては３０フレーム／秒で、又は２０４８×２０４８画像については７．５フレーム／秒で、ゲイン及びオフセット補正を施した画像を取得して視覚化する。システム３００は、システム作用を試験するための非実時間オペレーティング・システムをサポートしている。動作についての一構成によれば、非実時間オペレーティング・システムは、Ｃ＋＋言語によるアプリケーションをサポートしているWINDOWS NT4.0（商標）である。モジュール型ソフトウェアは構造化されており、複数のアプリケーションの組み合わせ、並びに上級利用者及びプログラマによるさらに直接的なハードウェア・アクセスをサポートしている。ユーザが組んだ試験アプリケーションと汎用データ取得ルーチンとは別個のモジュールとして提供される。
【００５０】
システム３００は、単一のフレーム及び多数のフレームの諸領域を含めて単一のフレーム及び多数のフレームについて、生データ並びにゲイン及びオフセット補正を施したデータの両方の保管性能を提供している。単一のフレーム及び多数のフレーム、並びに単一のフレーム及び多数のフレームの諸領域の高分解能表示は、新規に取得されたデータ及び保管されたデータの両方についてサポートされている。放射線発生システム１０９又はグリッド制御型Ｘ線管の制御は、実時間バス・インタフェイスを介してサポートされている。２μ秒のタイミング分解能でのＸ線発生器の実時間トリガ駆動が、１６秒までのプログラム可能な時間遅延と共にサポートされている。
【００５１】
システム３００は、画像データが所定のフレーム・レートで取得され、取得される画像フレームの数が取得の時点で決定されている実時間画像データ取得システムである。取得の前に、イベント・コンパイラ４０８が、実時間バス３７９に対して反復型トリガを実行するための時間を設定することによりフレーム・レートを設定する。同様に、イベント・コンパイラ４０８は、画像検出システム１１２への画像要求命令を反復型トリガに対して遅延させることにより、画像取得を設定する。フラット・パネル検出器１１６の走査が蛍光体の遅延及びフォトダイオード・アレイにおける電子−正孔対の収集を算入することが可能になる以前に、積分時間が存在する。実時間データ取得の場合には、画像検出システム１１２から検出器フレーミング・ノード３０４への画像データの転送時には最小限のバッファリングしか存在しておらず、画像検出システム１１２及び検出器フレーミング・ノード３０４は同期して動作する。
【００５２】
一構成によれば、システム３００は次のように構成される。
【００５３】
コンピュータ：ＰＣＩバックプレーンを備えたシングル／マルチPENTIUM（商標）クラス
オペレーティング・システム：WINDOWS NT4.0（商標）
パネル設計：Ａｐｏｌｌｏ２０：１０２４×１０２４−データ再配列式
Ａｐｏｌｌｏ４０：２０４８×２０４８−データ再配列式
Ｍａｍｍｏ３：２３０４×２０４８−不良縦列補正
比較的小面積の関心領域
取得モード：ラジオグラフィ（単発的フレーム）
実時間（１０２４×１０２４画像では３０フレーム／秒）
シネ・ループ（１０２４×１０２４画像では３０フレーム／秒）
ハードウェア・デバッグ
画像処理：オフセット、ゲイン、不良ピクセル、マンモグラフィ不良縦列
表示要件：γ補正を含む８ビット・グレイ・スケール
実時間ウィンドウ及びレベル
ズーム及びパンを含むＸｉａ形式表示アプリケーション
Ｘ線サポート：単純８ビット・パラレル実時間バス
保管サポート：ハード・ドライブ及び書き込み可能型ＣＤ−ＲＯＭドライブ
【００５４】
システム３００は、前述の従来のＩＤＣ試験システムに改良を加えている。実時間パラメータは、従来技術のVXWORKS（商標）オペレーティング・システム（「ＯＳ」）で以前から扱われていたが、ここでは、動作に関して単一のＰＣＩカードとして具現化されている検出器フレーミング・ノード３０４に取り込まれる。検出器フレーミング・ノード（「ＤＦＮ」）３０４は、ファイバ・チャネル通信サーキットリ、バッファ・メモリ、ＰＣＩ通信コントローラ、Ｘ線発生器を制御する実時間バス、及びＤＦＮ３０４上のすべての回路の制御のための一組のファームウェア・プログラム可能なＦＰＧＡを含んでいる。外部ＰＣＩメモリ・カードをＤＦＮ３０４と併用して、コンピュータ・メモリを拡張すると共に、生のピクセルＸ線画像データの記憶を可能にする。データ取得及び後のデータ処理の動作は、利用者が組んだアプリケーションによって行なわれる。関数ライブラリによってハードウェア機能にアクセスし、設計、装置修理及び製造領域での利用者の様々な要求に応え易くする。
【００５５】
図１５は、システム３００の動作を詳細に示しており、同図によれば、本システムは補助画像インタフェイスを含まない（本出願の後半部分で詳述する）。特定の画像取得について画像フレームの正確な系列及び関連する取得パラメータが予め必要とされる。従って、各々のフレーム毎に、Ｘ線パルスに対する読み出し遅延、検出器パラメータ等を指定することができる。これらの属性の記述は、スクリプト３０９のフレーム系列３１０に取り込まれる。プログラム・アプリケーションは、フレーム系列構造によってデータ取得システムを構成設定した後にシステムにトリガを与えてフレームの取得を開始する。フレーム系列３１０は、各々の試験毎に実行される実験の形式に応じて変わる。ハードウェア・レベルでは、取得自体がホスト・コンピュータ１１４からの命令系列に応答して行なわれる。本発明の実施形態によれば、これらの命令は、集合的にイベント系列３１２として認識されるイベント命令である。各々のイベント命令は、正確にタイミング定義された間隔で実行される。イベント命令は、バス・インタフェイスを介して伝達される命令等によって、外部装置を制御するイベントにトリガを印加する。例えば、イベント命令には、画像検出バス３７７を介して画像検出システム１１２へ送られる３２ビットの制御ワード、及び実時間バス３７９を介して放射線発生システム１０９へ送られるＸ線パルス・トリガ命令等がある。フレーム系列３１０に基づいて、実行すべきこれらのイベント命令の完全な一覧が構築される。イベント系列３１２は実時間で構築される必要はないので、イベント・コンパイラをサポートしている非実時間オペレーティング・システムを実行するホスト・コンピュータ１１４上で容易に実行される。一旦、イベント系列３１２が認識されたら、詳細をＤＦＮ３０４へ伝送して実時間で実行させる。
【００５６】
図１５は、画像取得時のシステム３００を介した制御情報及びデータの流れを示している。図示のように、フレーム系列３１０はスクリプト３０９によって作成される。次いで、目標となる制御ハードウェアの詳細を認識しているコンパイラを用いて、フレーム系列３１０をイベント系列３１２へ変換する。イベント系列３１２は、試験制御ユニット３１１によって受け取られた後に、コンピュータ通信バス３０２を介してＤＦＮデバイス・ドライバ３１４へ送られて、最終的に検出器フレーミング・ノード３０４へ送られる。次いで、実行に備えてイベント系列３１２を記憶する。イベント系列３１２は、コンピュータ通信バス３０２を介して「系列開始」命令を送ることにより開始される。ホスト・コンピュータ１１４に割り当てられる実時間制御の範囲は、イベント系列３１２を何時開始するかの決定に限定される。この後に、ホスト・コンピュータ１１４は、画像取得から完全に切り離される。
【００５７】
一旦、イベント系列３１２が完了したら、ホスト・コンピュータ１１４は、イベント系列の実行時に記録された取得データ、並びに様々な診断及び応答を検索する。従って、ホスト・コンピュータ１１４は、前処理及び後処理の役割に関わっており、従って、実時間動作からは完全に切り離されている。
【００５８】
図示のように、検出器フレーミング・ノード３０４は、取得制御ユニット３２４を介してコンピュータ通信バス３０２と命令及び応答を授受する。イベント系列３１２は、取得制御ユニット３２４を介してイベント待ち行列３２２に伝達される。次いで、イベント命令は、イベント待ち行列３２２から放射線発生システム１０９へ伝送される。放射線の照射時には、イベント命令は画像検出システム１１２からイベント待ち行列３２２へ伝送される。また、Ｘ線透視法画像データは、画像検出システム１１２からフレーム記憶部３２５によって受け取られた後に、ホスト・コンピュータ１１４へ伝送するために取得制御ユニット３２４へ伝送される。ホスト・コンピュータ１１４では、画像データ３１６はＤＦＮデバイス・ドライバ３１４及び取得ダイナミック・リンク・ライブラリ（「取得ＤＬＬ」）３１３を介して転送された後に、ゲイン、オフセット及び不良ピクセル補正ユニット３１８によるゲイン、オフセット及び不良ピクセル補正を施される。補正が完了した後に、画像データは試験計算ユニット３２０に対してインタフェイス調整されてから、ディスク保管部３０８へ送られる。
【００５９】
図１６は、実時間Ｘ線透視法撮像のためのソフトウェア・システム３２８のブロック図である。利用者アプリケーション・インタフェイス（「ＡＰＩ」）３３０は、ホスト・コンピュータ１１４上で実行されて、取得ハードウェアを利用者アプリケーション３０１と結び付けるソフトウェアである。取得ＤＬＬ３１３は、ソフトウェア・システム３２８内部の各要素と通信するソフトウェアである。取得ＤＬＬ３１３は、利用者ＡＰＩ３３０及びＤＦＮデバイス・ドライバ３１４と双方向通信する。図示のように、ＤＦＮデバイス・ドライバ３１４は検出器フレーミング・ノード３０４と双方向通信し、検出器フレーミング・ノード３０４は放射線発生システム１０９及び画像検出システム１１２と通信する。利用者ＡＰＩ３３０はまた、表示ライブラリ３３５、画像処理ライブラリ３３６及び保管ライブラリ３３７とも通信する。
【００６０】
ソフトウェア・システム３２８との通信のために、Ｅｘｃｅｌユーザ・インタフェイス３３９で命令を用意した後に、翻訳器３３１によって翻訳してから、Ｐｅｒｌスクリプト・ユニット３３３によって受け取る。イベント・コンパイラ４０８はまた、二値ファイル・ユニット３２９へ情報を出力する。次いで、利用者ＡＰＩ３３０、取得ＤＬＬ３１３及びＤＦＮデバイス・ドライバ３１４の制御下で、二値ファイル・ユニット３２９からの出力をＥＰ（イベント・プロセッサ）３７４上のＥＡＢメモリ４７４にロードする。二値ファイルは、イベント系列３１２を制御するための情報を含んでいる。イベント系列３１２は、高分解能表示器３３８でデバッグすることができ、イベント・シミュレータ４０７においてタイミング情報を作成する。
【００６１】
図１７は、実時間Ｘ線透視法撮像のためのハードウェア・システム３４０のブロック図である。ハードウェア・システム３４０は、データ取得及び制御用ハードウェアを含んでいる。ハードウェア・システム３４０はまた、テスタ・ハードウェアのブロック図でもある。検出器フレーミング・ノード３０４を除いた残りのハードウェア構成要素は、商用の既製品（commercial off-the-shelf、「ＣＯＴＳ」）である。ホスト・コンピュータ１１４は、ホスト・プロセッサ１１５によって制御される。本発明の他の実施形態によれば、ホスト・プロセッサ１１５は、共に動作する一対のプロセッサとして形成される。本発明のさらに他の実施形態によれば、ホスト・プロセッサ１１５は、相互接続型の複数のプロセッサとして形成される。ホスト・メモリ１１７は、コンピュータＲＡＭ３３４及びＰＣＩ  ＲＡＭカード３３６によって形成されており、これらについては後に詳述する。ハードウェア・システム３４０は１０２４×１０２４画像（２ＭＢｙｔｅ）分のデータを３０フレーム／秒で受け取り、この速度は６０ＭＢｙｔｅ／秒のデータ転送速度に相当する。コンピュータ通信バス３０２の転送速度は１３２ＭＢｙｔｅ／秒である。第一のＰＣＩサブ・バス３４２がアービトレーションを行なうので、コンピュータ通信バス３０２による転送速度は１３２ＭＢｙｔｅ／秒未満となる。
【００６２】
ハードウェア・システム３４０は、コンピュータ通信バス３０２に接続されているＤＦＮ３０４を含んでいる。コンピュータ通信バス３０２は、ブリッジ３４４を介して接続されている第一のＰＣＩサブ・バス３４２と第二のＰＣＩサブ・バス３４６とで構成される。第二のＰＣＩサブ・バス３４６は、スモール・コンピュータ・システムズ・インタフェイス（「ＳＣＳＩ」）３４８を介してディスク保管部３０８と相互接続されている。第二のＰＣＩサブ・バス３４６はまた、ＰＣＩグラフィックス・カード３５０を介して高分解能表示器３３８にも接続されている。第二のＰＣＩサブ・バス３４６は、ブリッジ３５２を介してホスト・プロセッサ１１５、増速グラフィックス・ポート（「ＡＧＰ」）３５６及びコンピュータＲＡＭ３３４に接続されている。ＡＧＰ３５６は、ビデオ・カード３５８を介したモニタ１１９の接続のための高速グラフィックス・ポートである。
【００６３】
実時間モードでは、ＰＣＩ３０２のバス・アービトレーションによって、第一のＰＣＩサブ・バス３４２及び第二のＰＣＩサブ・バス３４６でのデータ転送速度は遅くなるため、３０フレーム／秒という連続表示速度はアービトレーションの衝突によって略決まる。ハードウェア・デバッグ・モードでは、ＤＦＮハードウェアの試験は、ＤＦＮ３０４に命令を送ることによりホスト・プロセッサ１１５から開始する。この試験の結果（すなわち良否）はホスト・コンピュータ１１４へ返される。このハードウェア・デバッグ・モードを用いて、本明細書で後述する組み込み自己テスト（「ＢＩＳＴ」）を実行する。実時間モードでは、データをＤＦＮ３０４のバッファ・メモリからコンピュータＲＡＭ３３４へ直接送って、殆ど同時に表示する。
【００６４】
図１８は、検出器フレーミング・ノード３０４のブロック図である。画像検出インタフェイス３７６が、検出器制御基板１２４（図１０（従来技術）を参照して前述した）と通信してここから画像データを受け取る。本発明の実施形態によれば、画像検出インタフェイス３７６は光ファイバ・インタフェイスである。ＤＦＮメモリ・ユニット３８０が、全部で１０個の８メガビットＳＲＡＭを含んでいる。ＤＦＮメモリ・ユニット３８０は、５個のフレーム・バッファ・メモリ・ユニット３８１を含んでおり、各々のフレーム・バッファ・メモリ・ユニット３８１が２個の８メガビットＳＲＡＭを含んでいる。１個のフレーム・バッファ・メモリ・ユニット３８１が満杯になると、該ユニットからコンピュータ通信バス３０２へデータを読み出し、次いで、もう一つのフレーム・バッファ・メモリ・ユニット３８１にデータを書き込む。２０４８×２０４８等のような大画像は、ＤＦＮメモリ・ユニット３８０に直接読み込まれ、このときデータの再配列はデータ取得プロセッサ（「ＤＡＰ」）３７２の制御下でデータ書き込み中に行なわれる。ＤＡＰ３７２及びイベント・プロセッサ（「ＥＰ」）３７４はＦＰＧＡであって、これらを用いて実時間バス・インタフェイス３７８を制御する。実時間バス・インタフェイス３７８は実時間バス３７９に接続されている。ＥＰ３７４はまた、画像検出インタフェイス３７６を介して画像検出バス３７７に対するデータの読み書きを制御する。コンピュータ通信インタフェイス３８２は、特定応用向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）の形態でＰＣＩインタフェイスとして具現化されており、ローカル・バス３８４とコンピュータ通信バス３０２との間のバス通信を制御する。図示のように、光ファイバ試験用コネクタ３９０が、画像検出インタフェイス３７６とＤＦＮ制御ユニット３７０とを接続するバスのインタフェイスになっている。
【００６５】
イメージング・システム１００は、異なるＸ線画像パネル設計及び応用のサポートを含めて、幾種類かの異なる利用者への支援を提供する。従って、異なる画像取得モードをサポートする柔軟な試験が行なわれる。イメージング・システム１００によって用いられる取得モードは、対象となる応用及び利用者に特有の表現で記述される。例えば、少なくとも４種類の特定のモード、すなわちハードウェア・デバッグ・モード、パネル・セットアップ・モード、単一フレーム・モード及び実時間モードへのサポートを提供する。しかしながら、イメージング・システム１００のモード能力は、データ管理及び帯域幅の観点からさらに包括的に指定される。
【００６６】
図１９は、本発明の第一の実施形態によるイメージング・システムでのシステム・データフローを示すブロック図であり、本実施形態では補助画像インタフェイス（ＡＩＭＩ）カードを設けて、受け取ったＸ線データをＯＥＣ９８００ユニットによる処理及び表示に適したフォーマットへ変換している。前述のように、ＯＥＣ９８００ユニットは、心血管撮像、整形外科用撮像及び外科手術用撮像のための可搬型Ｃ字形アーム製品である。ＡＩＭＩカードを用いると、画像データのＯＥＣ９８００ユニットに対するインタフェイスが設けられる。
【００６７】
図１９に示すＰＣホスト２４１０は、図１５に示すホスト・コンピュータ１１４と同様のものであり、図１９によれば、要素３０１は、ロードＣＯＥＦファイル・ユニット１９１２、並びにＲ／Ｗレジスタ及びＲ／Ｗ画像メモリ１９１４を備えた幾分異なる形式で示されている。図１９に示すＤＦＮ１９２０は、図１８に示すＤＦＮ３０４と同様のものであり（但しファームウェアは異なる）、図１９によれば、ＰＬＸ１９２２がコンピュータ通信インタフェイス３８２に相当する。Ａｐｏｌｌｏ検出器１１６は、図１に示すフラット・パネル検出器１１６に相当する。ＯＥＣ９８００ユニット１９４０は今までのどの図面にも示されておらず、ＡＩＭＩカード１９５０と直接通信しており、これにより、ＡＩＭＩカード１９５０はＤＦＮ１９２０のバッファから画像データを検索し、検索した画像データを異なるフォーマットへ変換して、フォーマット変換した画像データを、低電圧差分信号方式の（ＬＶＤＳ）線１９６０を介してＯＥＣ９８００ユニット１９４０へ送り、これにより、変換したデータはＯＥＣ９８００ユニット１９４０が受け入れることのできる（またこれにより処理することのできる）フォーマットになる。
【００６８】
図１９に示すような本発明は、臨床試験（その後、試験が成功したら臨床利用）のためにＡｐｏｌｌｏ（２０ｃｍ）検出器１１６をＯＥＣ９８００ユニット１９４０と統合することを可能にする方法を提供する。
【００６９】
図２０は、Ａｐｏｌｌｏ（２０ｃｍ）検出器１１６からＯＥＣ９８００ユニット１９４０（ＯＥＣ９８００ビデオ入力基板２０１０によって示す）への画像フローを示しており、ビデオ入力基板２０１０は、ＬＶＤＳ線１９６０からの入力データを受け取るＯＥＣ９８００ユニット１９４０の要素である。第一の動作モードでは、ＤＦＮ１９２０は画像データを、ＰＣＩバス（図１５のコンピュータ通信バス３０２参照）を介してＤＭＡによってＰＣホスト・メモリ（図１５の要素１１４参照）に出力する。しかしながら、ＯＥＣ９８００ユニット１９４０にとっては、ＯＥＣ９８００ビデオ入力基板２０１０上のカスタム電気的接続を介してデータが入力され、且つこのデータがＣＣＤカメラから出力されるＶ−Ｓｙｎｃ、Ｈ−Ｓｙｎｃ及びクロックを備えたフォーマットと同様のフォーマットであることが望ましい。ＡＩＭＩ１９５０は、ＤＦＮドータ・カードとも呼ばれ、データをフォーマットして、専用の電気信号を介してＯＥＣ９８００ビデオ入力基板２０１０へデータを伝達する。加えて、ＯＥＣ９８００ユニット１９４０とＤＦＮ１９２０との間で授受される幾らかの制御情報も存在する。さらに、ＡＩＭＩ１９５０には、必要があればＡｐｏｌｌｏ検出器１１６のパネル補正時にＯＥＣ９８００ユニット１９４０を支援するのに十分な計算力が与えられている。
【００７０】
図２１は、データをＯＥＣ９８００ユニット１９４０に供給する第一の好ましいモードについてのフォーマット２１００を示しており、これにより、ＡＩＭＩ１９５０は、ＤＦＮ１９２０（これ自体がＡｐｏｌｌｏ検出器１１６からデータを得ている）から得られた画像データを図２１に示す特定のフォーマットへ変換する。このフォーマットは、画像強調データがＣＣＤカメラ（図示されていない）によって現状構成のＯＥＣ９８００ユニット１９４０へ供給される場合と同じフォーマットである。同じフォーマットを用いることにより、Ａｐｏｌｌｏ検出器１１６はＸ線画像データをＯＥＣ９８００ユニット１９４０へＯＥＣ９８００ユニット１９４０が理解可能なフォーマットで供給することができ、これにより、ＯＥＣ９８００ユニット１９４０は次いでデータを処理して、例えば救急治療室の外科医に対して当該データを表示することができる。
【００７１】
図２２は、データをＯＥＣ９８００ユニット１９４０に供給する第二の好ましいモードについてのフォーマット２２００を示しており、これにより、ＡＩＭＩ１９５０はＤＦＮ１９２０から得られた画像データを図２２に示す特定のフォーマットへ変換する。
【００７２】
現状構成では、ＤＦＮ１９２０は、３個の試験用コネクタ入力／出力ポート、すなわちＪ９−ＬＢコネクタ、Ｊ１０−ＦＣコネクタ及びＪ１１−ＤＡＰコネクタを有している。第一の実施形態では、これらのコネクタＩ／Ｏポートの２以上を用いて、ＡＩＭＩ１９５０をＤＦＮ１９２０と通信結合する。また、好ましい具現化形態では、ＤＦＮ１９２０及びＡＩＭＩ１９５０に用いられるフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＧＰＡ）はAltera社製ＦＰＧＡであり、例えばAlteraのＡＰＥＸ２０ＫＥ  ＥＰ２０Ｋ４００ＥＦＣ６７２  ＦＰＧＡモデルを用いることができる。但し、これらのＦＧＰＡと共に用いられるファームウェアは、本書に記載しているような本発明の様々な実施形態の記載に従うものとする。
【００７３】
図２３は、本発明の第一の実施形態によるＡＩＭＩ１９５０及びＤＦＮ１９２０の機能図を示す。図２３に示すように、ＡＩＭＩ１９５０は５個の独立したメモリ２３１０Ａ〜２３１０Ｅを含んでおり、これらのメモリは、１つのオフセット・マップ及び４つのゲイン・マップ（例えばＸ線強度値に基づいてデータを修正するのに用いられる）をそれぞれ保持するのに十分なサイズを有している。ＡＩＭＩ１９５０はまた、ＤＦＮ１９２０のローカル・バス３８４に結合されているＦＰＧＡ２３２０を含んでいる。ＡＩＭＩのＦＧＰＡ２３２０は、ローカル・バス３８４を介してデータ・アドレス・プロセッサ（ＤＡＰ）２３３０（ＤＦＮ１９２０の）からの画像データにＤＭＡ（ダイレクト・メモリ・アクセス）し、所望の任意の処理（例えばピクセル・オフセット及びゲインの処理）を実行して、ＬＶＤＳ線１９６０を介してデータをＯＥＣ９８００ユニット１９４０に伝達する。好ましい構成では、データは、３８．９３×１０Ｅ６Ｈｚのピクセル・クロックでＬＶＤＳ線１９６０上に出力される（図２１に示すようなモード１特性を参照）。ＤＡＰ３７２及びイベント・プロセッサ３７４は、ＦＧＰＡバス２３０５（及びローカル・バス３８４）を介して互いに結合されており、これにより、ＦＧＰＡバス２３０５のバスはこれら２個のＦＧＰＡの間でのデータ転送のための独占的な専用バスとなる。ＤＡＰ３７２は、フレーム・バッファ・メモリ（ＦＢ）３８１を管理して、検出器１１６によって出力されるデータでメモリ３８１のいずれかが満杯になったら通知する。ＤＡＰ３７２は、検出器からデータを受け取って、このデータをメモリに書き込む。従って、ＤＡＰ３７２は、データを書き込むメモリ・アドレスを管理して、メモリ・バッファが満杯になった時点を認識する。検出器１１６は、ＤＦＮ３７２がデータをどう扱っているかについては知らず、従って、メモリ・バッファが満杯になったときにＤＡＰ３７２に通知する態勢にはない。ＤＡＰ３７２は、フレーム・バッファ・メモリ３８１の一つが満杯になった時点をプライベートＦＧＰＡバス２３０５を介して伝送される信号によってイベント・プロセッサ３７４に通知する。すると、イベント・プロセッサ３７４はローカル・バス３８４を介してＰＬＸ３８２にＤＭＡ命令を発行し、これにより、ＤＭＡ命令はＤＦＮドライバによって前以て（ＤＦＮ１９２０のセットアップ時に）供給されたことになる。
【００７４】
システムにＡＩＭＩ１９５０が存在していない場合には、ＤＭＡ命令は、発行元アドレス、発行先アドレス、転送バイト数、ＤＭＡイネーブル、ＤＭＡ実行及び実行終了通知を含む。ＤＭＡ転送が完了すると、ＰＬＸ３８２は完了を示す割り込みをＤＦＮ１９２０へ送る。
【００７５】
ＤＦＮ１９２０からのデータをＯＥＣ９８００ユニット１９４０によって読み取り可能なフォーマットへ変換するのに必要なデータ処理を実行するために、ＡＩＭＩのＦＧＰＡ２３２０は、ＤＦＮ１９２０のローカル・バス３８４及びＦＰＧＡバス３７４に通信結合される。第一の実施形態の好ましい具現化形態では、ＡＩＭＩ１９５０はＰＣＩアドレス指定可能型レジスタを介して構成設定情報を受け取る。具体的には、構成設定情報はＤＦＮ１９２０のコンピュータ通信インタフェイス（本出願では「ＰＬＸユニット」又は「ＰＬＸ」とも呼ぶ）３８２によってＰＣＩバス（図１５のバス３０２参照）から読み取られ、適当なクロック・レートでＤＦＮ１９２０のローカル・バス３８４へ転送される。ＡＩＭＩ１９５０はローカル・バス３８４を監視して、あらゆるアドレス、及びＰＣＩレジスタのアドレス範囲に割り当てられている対応するデータを検索する。好ましい具現化形態では、ローカル・バス３８４は３６ＭＨｚのＰＣＩバスである。
【００７６】
画像データが、図２３に示すファイバ・チャネル・インタフェイス２３０５を介してＡｐｏｌｌｏ検出器１１６のＤＣＢ１２４（図６参照）からＤＦＮ１９２０へ供給されると、検出器１１６がＤＦＮ１９２０によって読み取られることから、画像データはＤＦＮ１９２０のフレーム・バッファ・メモリ３８１の１以上に書き込まれる。図２４を参照してさらに詳細に述べると、ＯＥＣ９８００ユニット１９４０は、（ａ）ＡＩＭＩ１９５０からＬＶＤＳ線１９６０を介して画像データを受け取り、（ｂ）必要に応じて検出器補正を行ない、（ｃ）専用の制御線を介してX-RAY＿ON信号及びX-RAY＿ENABLE信号をＡＩＭＩ１９５０（及び／又は代替的な実施形態ではＰＣ  ＤＡＳホスト・プロセッサ２４１０）に伝達し、（ｄ）必要に応じて専用線を介してX-RAY ON信号をＰＣ  ＤＡＳホスト・プロセッサ２４１０に伝達する。ＰＣ  ＤＡＳホスト・プロセッサ２４１０は、（ａ）ＤＦＮ１９２０及びＡＩＭＩ１９５０を初期化し、（ｂ）システムにＡＩＭＩ１９５０が設けられている場合には、ＤＦＮ１９２０に送られる（且つＡＩＭＩ１９５０によって読み取られる）ＤＭＡ命令のＤＭＡ開始をオフにし、（ｃ）適当なアプリケーションプログラムをＤＦＮ１９２０のイベント・プロセッサ３７４にロードして、（ｄ）パルス型態様でX-RAY＿ENABLE制御及びX-RAY＿ON制御をハンドリングする。図２４に示すように、ＰＣ  ＤＡＳホスト・プロセッサ２４１０は、ＤＬＬ３１３及びＤＦＮデバイス・ドライバ３１４を介してＤＦＮ１９２０と通信する（図１５も参照されたい）。ＤＦＮ１９２０は、（ａ）ＤＡＳホスト・プロセッサ２４１０によって与えられるアプリケーション・プログラムを実行し、（ｂ）Ａｐｏｌｌｏ検出器１１６を構成設定して、（ｃ）Ａｐｏｌｌｏ検出器１１６からＸ線画像を得る。ＡＩＭＩ１９５０は、（ａ）ＤＦＮ１９２０に記憶されているＸ線画像データのＤＭＡを実行し、（ｂ）必要に応じて何らかの検出器補正処理を実行し、（ｃ）Ｘ線画像データのフォーマット変更を実行して、（ｄ）フォーマット変更したデータをＬＶＤＳ線１９６０を介してＯＥＣ９８００ユニット１９４０に出力する。
【００７７】
ＰＣ  ＤＡＳホスト・プロセッサ２４１０は、システムにＡＩＭＩ１９５０が設けられているか否かについての通知を受ける。設けられている場合には、Ｘ線画像データはＤＦＮ１９２０へのＤＭＡを介してＰＣ  ＤＡＳホスト・プロセッサ２４１０に送られるのではなく、ＡＩＭＩ１９５０がＤＦＮ１９２０に記憶されている画像データのＤＭＡを実行して、ＯＥＣ９８００ユニット１９４０に出力されるべき異なるフォーマットに再フォーマットする（図２１又は図２２参照）。
【００７８】
ＡＩＭＩ１９５０は、ＡｐｏｌｌｏＤＣＢ１２４からＤＦＮ１９２０を経てＡＩＭＩ１９５０へ到るデータ経路を提供し、ここでの出力はＬＶＤＳ線１９６０を介してＯＥＣ９８００ユニット１９４０によって許容可能なフォーマットとなっている。ＡＩＭＩ１９５０は、例えばＤＣＢにテスト・パターンを生成させた状態での基本的な健全性試験を可能にする。パネル寸法、Ｈブランク、Ｖブランクの各パラメータは、ＰＣＩアドレス指定可能型レジスタを介して設定され、これによりシミュレーション及びシステム統合における柔軟性を提供する。また、ピクセル・オフセット処理及びゲイン処理もまた、ＰＣＩアドレス指定可能型レジスタを介してＡＩＭＩ１９５０に提供することができる。
【００７９】
図２５は、本発明の第一の実施形態よるＤＦＮ１９２０及びＡＩＭＩ１９５０の様々なＦＧＰＡ内にプログラムされているファームウェアによって実行されるステップを示している。画像システムにＡＩＭＩ１９５０が設けられていない第一の動作モードでは、ＤＦＮ１９２０のイベント・プロセッサ３７４は、フレーム・バッファ・メモリ３８１の１以上が画像データで満杯になったとの通知をＤＡＰ３７２から受けて、ローカル・バス３８４を介してＰＬＸユニット３８２にＤＭＡ命令を発行し、これにより、画像データがＰＬＸユニット３８２及びローカル・バス３８４を介して（例えば表示器ユニットでの表示のために）ＰＣ  ＤＡＳホスト・プロセッサ２４１０のメモリに出力される。さらに詳細に述べると、ＤＦＮ１９２０が検出器１１６からのデータを読み取るのに伴って、ＤＦＮ１９２０は一連のフレーム・バッファ・メモリ３８１にデータを記憶する。各々のバッファが満杯になるのに伴って、ＤＦＮ１９２０は、イベント・プロセッサ３７４によって出力されるＤＭＡ命令を介してバッファが満杯であるとの信号をＤＦＮ１９２０のＰＬＸユニット３８２に対して発生する。このようにして、フレーム・バッファ・メモリから画像データが読み込まれて、ホスト・プロセッサ２４１０へ送られる。しかしながら、画像システムにＡＩＭＩ１９５０が設けられている第二の動作モードでは、ＤＦＮ１９２０はこの例ではダミーのＤＭＡ命令を出力するので、ＡＩＭＩ１９５０がＤＭＡ転送を実際に要求する装置となる。ＡＩＭＩ１９５０が存在するときの画像データ転送動作は、ＡＩＭＩ１９５０が存在しないときの画像データ転送動作と同様であるが、存在する場合には、イベント・プロセッサ３７４によって発行されるＤＭＡ命令においてはＤＭＡ実行ビット及びＤＭＡイネーブル・ビットがアサート状態になく（unasserted）、これにより、結果的に「ダミー」のＤＭＡ命令がイベント・プロセッサ３７４によってＰＬＸユニット３８２へ発行される。システムにＡＩＭＩ１９５０が存在しているときに実行されるこれらのステップについて以下に詳しく説明する。
【００８０】
図２５に示す第一のステップ２５１０では、イベント・プロセッサ３７４はＤＭＡ命令及びセット・アップ情報をＰＬＸ３８２（図１８ではコンピュータ通信インタフェイスとも呼ばれており、ＰＣＩバスに対する電気的インタフェイスを提供するように作用する）へ送る。好ましい具現化形態では、イベント・プロセッサのＤＭＡＣＭＤレジスタのアドレスＡ０００Ｂ８ｈが各回のＤＭＡ毎にＰＬＸのＤＭＡＣＲＳ０レジスタに書き込まれる。ＰＣ  ＤＡＳドライバ３１４は、ＤＦＮ１９２０に記憶されている画像（Ａｐｏｌｌｏ検出器のＤＣＢ１２４から取得されている）の検索を開始する時刻を意味するＤＬＬ  ＤＦＮ系列開始命令に応答してイベント・プロセッサのＤＭＡＣＭＤレジスタに書き込む。ＡＩＭＩ１９５０が存在せず、これによりＤＭＡ命令が「実際の」命令となっている第一の動作モードとは異なり、第二の動作モード（システムにＡＩＭＩ１９５０が存在している）ではＤＭＡ命令は「ダミー」のＤＭＡ命令であり、これにより、ＤＭＡ転送の開始をディスエーブルにするビットがＤＭＡ命令に立つ。このため、ＰＬＸ３８２は、ＤＭＡが開始することがないので、ＰＣ  ＤＡＳホスト・プロセッサ２４１０に対するＤＭＡ転送を行なわない。
【００８１】
図２５に示す第二のステップ２５２０では、aimi＿cardiac＿dma＿setupと呼ばれるファームウェア・モジュール（ＡＩＭＩ１９５０のＦＧＰＡ２３２０によって実行される）が、ＰＬＸ（アドレス０１００ｈ）に送られるＤＭＡ命令についてローカル・バス３８４を監視する。１回目のＤＭＡセットアップを観測すると（これにより、このＤＭＡセットアップは「ダミー」のＤＭＡセットアップとなる）、ＡＩＭＩ１９５０は１回目のＤＭＡセットアップのＤＭＡパラメータをラッチして、ＤＭＡ完了を知らせるＬＩＮＴ（ローカル・バス割り込み）を送る。この時点で、ＤＭＡはまだ実行されておらず、ＤＦＮ１９２０のＤＡＰ３７２は、心画像を構成する２個のフレーム・バッファ・メモリの各々のためのＤＭＡが完了するまで、ＤＭＡデータを供給すべきフレーム・バッファ・メモリを再利用することはない。このことは、転送の開始時にＡＩＭＩ１９５０が心画像の二半部の両方についてのアドレスを有するようにして行なわれる。これにより、画像の第一の二半部を取得してＯＥＣ９８００ユニット１９４０へ伝送した後にはＡＩＭＩ１９５０が第二の二半部についてアドレスを待たないことが確実になる。かかる遅延が生ずるとＡＩＭＩ／９８００通信プロトコルに抵触するため、ハードウェア・エラーを生ずる。本発明では、ＤＦＮ１９２０は、再配列した心データの画像毎に２回のＤＭＡを実行する。本書で「心（臓）」との語を名称の一部として有して記載されるファームウェア・モジュールは、画像当たり２回のＤＭＡが存在することを想定している。
【００８２】
イベント・プロセッサ３７４は、ＬＩＮＴを観測すると、ＰＬＸ３８２に２回目のＤＭＡセットアップ（心データの画像当たり２回のＤＭＡが存在するため）を発行し、これもまたラッチされる。２回目のＤＭＡセットアップ命令もまた「ダミー」のＤＭＡ命令であり、ＤＭＡ転送の開始をディスエーブルにする。しかしながら、ＡＩＭＩ１９５０はローカル・バス３８４から２回目のＤＭＡセットアップ命令を読み取り、ＤＦＮ１９２０のフレーム・バッファ・メモリ３８１のうち（ＤＭＡ転送において）データを読み取るべき２個について、対応するＤＭＡパラメータを取得する。２個のフレーム・バッファ・メモリ３８１についてＤＭＡパラメータを取得していることから、ファームウェア・モジュールaimi＿cardiac＿dma＿setupは、aimi＿cardiac＿dma＿imageと呼ばれるファームウェア・モジュール（やはりＡＩＭＩ１９５０のＦＧＰＡ２３２０によって実行される）へ、ＤＭＡセットアップが完了したことをアサートする制御信号と共にこの情報を送る。
【００８３】
図２５に示す第三〜第五のステップ２５３０、２５４０、２５５０では、ＡＩＭＩ１９５０は、ＤＡＰ３７２からの画像にＤＭＡして、可能なデータ操作及びＬＶＤＳ線１９６０を介したＯＥＣ９８００ユニット１９４０への最終的転送のために画像をＡＩＭＩ１９５０内のＦＩＦＯに書き込む。具体的には、ＤＭＡセットアップ情報は、aimi＿cardiac＿dma＿setupモジュールからaimi＿cardiac＿dma＿imageモジュールへ送られる。ＡＩＭＩ１９５０のaimi＿cardiac＿imageモジュールは、ＤＭＡセットアップ完了のアサート（上述のようにステップ２の最後に出力される）が得られたら、ＡＩＭＩ１９５０のaimi＿cardiac＿dma＿setupモジュールからのＤＭＡパラメータをラッチする。次いで、aimi＿cardiac＿imageモジュールはローカル・バス３８４をアービトレーションして、ＤＦＮ１９２０のフレーム・バッファ・メモリ・ユニット３８１の第一のバッファのＤＭＡを開始する（ＤＡＰ３７２による読み書き制御下で）。データは、受け取られると同時に図２５でmf＿dcfifo＿32×4096モジュールとして示すＦＩＦＯに出力される。第一の実施形態の好ましい構成で用いられる場合には、「mf＿」という接頭辞はここでは、Altera社Quartz mega-functionを示すのに用いられ、「dc」はデュアル・クロックを示している。「Mega」functionは、ＦＧＰＡ上のデバイス・ロジックに対して「ＥＳＢ」リソースを用いている。
【００８４】
DMA＿FIFO＿PAUSE処理は、ＦＩＦＯ利用を追跡して、ＦＩＦＯのオーバフローを防ぐためにＦＩＦＯへの書き込みをポーズするように要求する。ポーズが要求されると、ＤＭＡは停止して、ＦＩＦＯ書き込みポーズがクリアされるまでローカル・バス３８４はＡＩＭＩ１９５０によって解放される。かかるクリアは、ＦＩＦＯに保持されているデータの現在量を監視することにより行なうことができ、これにより、データの現在量がＦＩＦＯの最大記憶容量を下回る少なくとも何らかの量（例えば５０％満杯）になったら、ＦＩＦＯ書き込みポーズがクリアされる。殆どの形式のＤＭＡで言えることであるが、データは（ＯＥＣ９８００ユニット１９４０への途上で）ＦＩＦＯから読み出されるよりも高速度でＦＩＦＯに書き込まれる。ＦＩＦＯ書き込みポーズがクリアされると、aimi＿cardiac＿dma＿imageモジュールはローカル・バス３８４をアービトレーションして、ローカル・バス３８４の制御を得たら、中断された箇所からＤＭＡを続行する。
【００８５】
ＤＦＮ１９４０のフレーム・バッファ・メモリ・ユニット３８１の第二のフレーム・バッファ・メモリへのＤＭＡは、１回目のＤＭＡの完了に直ちに続いて行なわれる。第二のフレーム・バッファ・メモリのＤＭＡが完了すると、ＡＩＭＩ１９５０によってローカル・バス３８４にＬＩＮＴが出力されて、ＤＭＡ転送の完了を通知する。これは２回目のＬＩＮＴ（１回目のＬＩＮＴはaimi＿cardiac＿dma＿setupによって送信された）であるので、ＤＦＮ１９４０のＤＡＰ３７２は画像全体が転送されたと想定して、（ＤＣＢ１２４を介してＤＦＮ１９４０に供給されるＡｐｏｌｌｏ検出器１１６からの新たな画像データを読み込むための）再利用のためにフレーム・バッファ・メモリ・ユニット３８１を解放する。好ましい具現化形態では、１回目のＤＭＡ及び２回目のＤＭＡの発送元アドレスは画像間で同じとする。これは、メモリ・マッピングがＤＡＰ３７２によって実行されているからである。
【００８６】
図２５に示す第六のステップ２５６０では、入力クロック・レートと出力クロック・レートとが異なるデュアル・クロックＦＩＦＯ（ＡＩＭＩ１９５０内の）ＦＩＦＯmf＿dcfifo＿32×4096にデータをロードする。ＦＩＦＯの出力はＬＶＤＳクロック・レートで３２ビットであり、クロックが、後続の処理及びＯＥＣ９８００ユニット１９４０がデータを受け取るクロック・レートと適合するようにする。ＦＩＦＯmf＿dcfifo＿32×4096は、次の処理のうちの一つを実行することが可能なオフセット・モジュールへデータを供給する。すなわち（ａ）データを変更せずに通過させる、（ｂ）データを出力する前にデータから定数を減算する、（ｃ）データを出力する前にデータにオフセットを与える、及び（ｄ）データを出力する前にデータにオフセット及びゲインを与える。図２５に示すように、オフセット・モジュールは、Ａｐｏｌｌｏ検出器フラット・パネル１１６が撮像発生器（例えば図１参照）から出力されている撮像信号を現在受け取っている時点を意味するX-RAY＿ENABLE及びX-RAY＿ONの２つの別個の制御信号を受け取る。これらの信号に基づいて、画像データの適当なゲイン及び／又はオフセット操作を提供するのに用いられる読み書きのタイミングが実際の画像データの受領と協調動作する。
【００８７】
図２５の第６のステップ２５６０に示すように、オフセット・モジュールはＦＩＦＯmc＿dc＿32×256とＦＩＦＯmf＿FIFO＿32×1024との間に設けられている。検出器フラット・パネルの画像データから定数を減算する一つの目的は、オフセットをＯＥＣ９８００ユニット１９４０のダイナミック・レンジの範囲内になるように減少させることにある。また、Ａｐｏｌｌｏ検出器フラット・パネル１１６に定常照明信号が直接供給されているときには、Ａｐｏｌｌｏ検出器フラット・パネル１１６の各々のピクセルのピクセル信号レベルに基づいて、Ａｐｏｌｌｏ検出器フラット・パネル１１６の構成要素（例えばトランジスタ）の製造不揃いによるピクセル間のあらゆるばらつきを考慮に入れるためにオフセット処理を行なう必要がある場合がある。これらの不揃いはオフセット・モジュールによって補正され、これにより、オフセット・モジュールの動作を後半で詳述する。
【００８８】
他のモジュールと同様に、オフセット・モジュールは、ＰＣＩアドレス指定可能型レジスタを介して構成設定されており、これにより、ホスト・プロセッサによって所望の量のピクセル・オフセット及び／又はゲイン制御を実行するようにオフセット・モジュールを制御することができる。
【００８９】
ＤＭＡ  ＦＩＦＯと同様に、ＡＩＭＩモジュールLVDS＿FIFO＿PAUSEはＦＩＦＯmf＿FIFO＿32×128の利用状況を追跡して、ＦＩＦＯmf＿FIFO＿32×128が最大記憶容量に近付くと書き込みを中断するようにオフセット・モジュールに要求する。ＦＩＦＯmf＿FIFO＿32×1024が満杯の５０％を下回るとポーズ信号はアサート解除される。
【００９０】
図２５に示す第七のステップ２５７０では、ＦＩＦＯからデータを読み取り、同期信号及びブランク信号と共にフォーマットして、ＬＶＤＳ信号線１９６０を介してＯＥＣ９８００ユニット１９４０に出力する。具体的には、モジュールFIFO＿to＿9800は、必要に応じて一度に２個のピクセルをＦＩＦＯmf＿FIFO＿32×1024から取り出して、ＯＥＣ９８００ユニット１９４０向けにフォーマットする。明確に述べると、第一の実施形態の好ましい具現化形態では、データのうち２個の最上位ビット（ＭＳＢ）を省いて、Ｈブランク及びＶブランクを挿入する。画像寸法、Ｖブランク及びＨブランクを、モジュールAIMI＿Slave２５６０及びモジュールAIMI＿Decode２５７０（AIMI＿Slaveモジュール２５６０が受け取った情報を複号するモジュール）を介してＡＩＭＩ１９５０によって得られるようにしてパラメータ・レジスタ内で指定する。AIMI＿Slaveモジュール２５７０は、ＡＩＭＩ１９５０の範囲内にあるあらゆるＰＣＩアドレスについてＤＦＮ１９２０のローカル・バス３８４を監視しており、ＰＣＩアドレスがＡＩＭＩ１９５０の範囲内にある場合には、アドレス及び対応するデータを読み込み、データは続いてAIMI＿Decodeモジュール２５７０によって複号される。
【００９１】
ＬＶＤＳ線１９６０への出力のためにデータを準備するときに（ＯＥＣ９８００ユニット１９４０がこれらの線から読み出すように）、好ましい具現化形態では、ファームウェアは９８００からのＸ線パルスとＤＦＮ１９２０によって実行されるＡｐｏｌｌｏパネルの読み込みとの同期を考慮しなければならない。ＯＥＣ９８００ユニット１９４０はＸ線パルスの同期のためにはＶ−Ｓｙｎｃを用いる。ＤＦＮ１９２０は、Ａｐｏｌｌｏパネルを読み取るタイミングのためにはDFN＿Read＿Requestを用いる。
【００９２】
ＡＩＭＩ１９５０からＯＥＣ９８００ユニット１９４０への通信プロトコルは、Ｘ線パルスＦＰＳ（フレーム毎秒）を問わず、３０ＦＰＳの画像通信を基本とする。ファームウェア・モジュールRead＿Panelは、ＡＩＭＩレジスタ空間からの所望のＸ線ＦＰＳを認識している。このモジュールは、パネルの読み取りをＸ線パルスと協調動作させ、加えて、Ｘ線が発生していないときにパネルを同期して読み取ることを保証する。このことは、同期して読み取られる必要があるＡｐｏｌｌｏ検出器１１６の適正な動作にとって重要である。Ａｐｏｌｌｏディジタル検出器から読み取った画像は、オフセット・データ補正及びゲイン・データ補正を必要とする。オフセット及びゲインは各々のピクセル毎に変化する。オフセットは経時的に緩やかに変動するので、検出器がＸ線で照射されていないときも監視しなければならない。ゲインは静的であり、一度だけ推定すればよい。ＡＩＭＩ１９５０は選択随意でオフセット補正及びゲイン補正を実行することができる。加えて、ＡＩＭＩ１９５０は、ＯＥＣ９８００ユニット１９４０の下流処理で実行される最終的な補正での部分的検出器補正を可能にする定数オフセット値及びゲイン値をサポートしている。本発明の第二の実施形態について、ＡＩＭＩ１９５０のオフセット・モジュールによって実行される計算を参照しながら以下に述べる。第二の実施形態では、オフセット処理は、読み取り及び書き込みがオフセット・モジュールによって連続したクロック周期で相次いで実行されるようにして実行される。図２６は、受け取った画像データに対して、データをＯＥＣ９８００ユニット１９４０に出力する前にオフセット処理及び／又はゲイン処理を施すために、ＡＩＭＩ１９５０のオフセット・モジュールによって用いられるオフセット処理アーキテクチャ２６００を示す。
【００９３】
第二の実施形態の好ましい具現化形態では、各々のピクセルは１６ビットのデータに対応しており、データは３２ビット・ワードとしてオフセット・モジュールによって受け取られ、これにより、フラット・パネル表示器１１６の隣接する２個のピクセルからのデータに対応するものとなる。各々の１６ビット・ピクセルは、別々のデータ経路で扱われ、図２６では、オフセット・モジュールが受け取る３２ビット・ワードの高い側の１６ビットについては「＿Ｈ」、又はオフセット・モジュールが受け取る３２ビット・ワードの低い側の１６ビットについては「＿Ｌ」のいずれかによって表わされている。図２６に示す構造は、２つの別個の経路で同時に両方のピクセルを処理する。かかる構造はさらに多くの要素、具体的には、２個の加算器及び１個のシフタを必要とするが、本発明ではＡＩＭＩ１９５０のＦＧＰＡ２３２０の小部分しか用いられないためこの構造が好ましい構成となっており、これにより、僅かなリソース利用量でＦＧＰＡ２３２０の上述のような付加的な部分の利用を可能にしながら、同時に、より単純で且つより高速のデータ・フローを可能にする。
【００９４】
図２６に示す構造では、マルチプレクサ設定及びメモリのイネーブルを通じて、オフセット・モジュールは、単位元変換（入力データの操作を行なわない）、定数の減算、及び／又はオフセット・マスクの計算、及びオフセット補正の実行を行なうように構成設定することができる。シフト量、減算定数及びＸ線ＯＮ情報は、第二の実施形態の好ましい具現化形態ではＰＣＩアドレス指定可能型レジスタを介して設定される。
【００９５】
図２６に示すオフセット・モジュール・アーキテクチャは、第一の加算器２６２０、第一のシフタ２６２５、第二の加算器２６３０及び第一のゲイン乗算器２６３５を「＿Ｈ」ピクセル経路上に設けて含んでいる。また、第三の加算器２６４０、第二のシフタ２６４５、第四の加算器２６５０、及び第二のゲイン乗算器２６５５が「＿Ｌ」ピクセル経路上に設けられている。これら２つの経路からの出力は、第一のマルチプレクサ（ＭＵＸ）２６６０へ供給され、マルチプレクサ２６６０は出力データを図２５に示すモジュールmf＿FIFO＿32×128へ供給する。
【００９６】
図２６に戻って、オフセット・モジュール・アーキテクチャ２６００にはオフセット・メモリ２６６５が設けられており、これにより、オフセット・メモリ２６６５は、第二のＭＵＸ２６７０の設定に応じて第一の経路及び第二の経路からフィードバック・データを受け取るか、又は「定数」データを受け取る。「定数」データは、例えば画像データが受け取られてＯＥＣ９８００ユニット１９４０の表示器ユニットに適正に表示されるように画像データを補正するために、ＯＥＣ９８００ユニット１９４０から直接供給されてよい。
【００９７】
オフセット・メモリ２６６５へのフィードバック経路は、Ａｐｏｌｌｏフラット・パネル表示器１１６の対応するピクセル位置に与えるべき最新のオフセット値のフィードバック値を供給し、これにより、対応するピクセル・オフセット値が入力ピクセル値（経路に応じて＿Ｈピクセル又は＿Ｌピクセルのいずれか）から減算される。ここでは＿Ｈ経路を参照して述べる。尚、これにより＿Ｌ経路にも同様の構成が与えられる。＿Ｈ経路において、第一の加算器２６２０の減算結果を特定の量例えば４ビットだけ下方シフトして、第一の加算器２６２０の出力の１６分の１に対応する値を与える。次いで、ビット・シフトした値を、オフセット・メモリ２６２５によって出力されるピクセル・オフセット値に加算して、加算結果を第二のＭＵＸ２６７０の一つのポートへ供給する。オフセット・モジュールが自動動作している（ＯＥＣ９８００ユニット１９４０によって与えられるようなオフセット制御を行なわずに）ときには、フィードバックされた値を用いて、新たなピクセル・オフセット値を生成して、フラット・パネル表示器１１６から出力される次の画像に対応するピクセル位置についてオフセット・メモリ２６６５に書き込む。（このことは、一次時間無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタｙ（ｉ）＝ｙ（ｉ−１）＋ｓ＊（ｘ−ｙ（ｉ−１））に対応している。）
【００９８】
図２６はまた、読み取りアドレス制御カウンタ２６９０及び書き込みアドレス制御カウンタ２６９５を示しており、これらのカウンタは第三のＭＵＸ２６８５にそれぞれの出力を供給することにより、オフセット・メモリ２６６５から適当なピクセル・オフセット値を検索し、又はオフセット・メモリ２６６５に適当な更新後のピクセル・オフセット値を書き込む。前述のように、読み取り過程（オフセット・メモリ２６６５に関して）が１回のクロック周期に行なわれ、書き込み過程（オフセット・メモリ２６６５に関して）が次回のクロック周期に行なわれ、読み取り過程がさらに次回のクロック周期に行なわれ、書き込み過程がその次のクロック周期に行なわれ、以下同様に続く。この読み取りサイクル及び書き込みサイクルのインタリーブは、ＬＶＤＳ線１９６０を介してＯＥＣ９８００ユニット１９４０に出力されるよりも高速でＤＭＡデータがＡＩＭＩ１９５０に供給されるので、出力データ速度への適合性に関する問題点を生じない。
【００９９】
また、この構造によれば、フラット・パネル検出器１１６が受け取る画像データが存在せず、従ってＡＩＭＩ１９５０が受け取る画像データが存在しないときに、オフセット・モジュールは、ＬＶＤＳ線１９６０を介してＯＥＣ９８００ユニット１９４０へ適正なフォーマット（例えば図２１又は図２２のフォーマットを参照）で「ゼロ」を出力するように構成される。この理由は、ＯＥＣ９８００ユニット１９４０は撮像が現在実行されているか否かを問わずデータを受け取り、これにより、「ゼロ」データは「ブランク」（例えば白）表示としてＯＥＣ９８００ユニット１９４０によって処理されるからである。
【０１００】
前述のように、ＡＩＭＩ１９５０がオフセット画像補正を実行すべきときには、ＡＩＭＩ１９５０はフラット・パネル検出器１１６が何時Ｘ線に照射されたかを知る必要がある。フラット・パネル検出器１１６がＸ線に照射されると、照射データにオフセット・マップが適用される。好ましい具現化形態では、パネル読み出しピクセルの再配列のためにダブル・バッファを用いて、これにより、オフセット画像補正処理が行なわれる処理鎖内の点よりも前に１フレーム分の潜在フレームを設ける。このようなものとして、ＡＩＭＩ１９５０は、１以上の潜在フレームを設けた状態のＸ線照射について情報を得ることを要求する。この目的のために、外部信号X-RAY＿ONがＯＥＣ９８００ユニット１９４０によって発生され、ＡＩＭＩ１９５０によって受け取られて、Ｘ線照射が何時生じたかを判定する。好ましい構成では、ＡＩＭＩ１９５０は、外部信号X-RAY＿ONとして解釈されるＰＣＩアドレス指定可能型レジスタを有している。
【０１０１】
第二の実施形態の代替的な構成では、ＡＩＭＩ１９５０は、フレームが照射されたか否かを自動判定する。ＤＭＡセットアップの後に、且つＤＭＡデータ転送が開始する前には、フレーム全体がＤＦＮ１９２０のフレーム・バッファ・メモリ・ユニット３８１で入手可能になっている。第二の実施形態のこの代替的な構成では、画像データの中央の小部分を読み込んで平均し、閾値と比較してＸ線照射データに対応しているか否かを判定する。閾値はＡＲＣ勾配の関数であり、ＡＲＣ勾配の変化と共に更新される。
【０１０２】
本発明の第三の実施形態では、Ｘ線パルスをフラット・パネル表示器１１６の読み取りと読み取りとの間で同期させる。パルス式（例えば、シネ）Ｘ線動作モードでは、フラット・パネル表示器１１６の読み取りと読み取りとの間でＸ線パルスが生ずるようにＸ線パルスを同期させることが可能である。例えば、２０ｃｍのＡｐｏｌｌｏパネルを読み取るためには２１ミリ秒が必要であり、残りの時間（３０ＦＰＳの場合には１２ミリ秒）はＸ線パルスが利用可能である。
【０１０３】
この第三の実施形態では、Ｘ線発生器によって出力されるＸ線パルスは、ＡＩＭＩ１９５０によって発生される垂直同期パルスに対して開始する。Ｘ線は垂直同期の前方エッジ（開始側）からフルオロ・モード又は連続モードで開始する。シネ・パルス・モードでは、パルスの持続時間は３ミリ秒〜１０ミリ秒であり、垂直同期の前方エッジで開始する。Ｘ線は、このエッジから７マイクロ秒±３マイクロ秒で開始する。
【０１０４】
第一〜第三の実施形態では、ＡＩＭＩホスト・プロセッサに常駐するＰＣ  ＤＡＳアプリケーションがＡＩＭＩ１９５０を介してＡＲＣ勾配変化をＤＦＮ１９２０に伝達している。オフセット・メモリ（図２６参照）内の値は、ＡＲＣ勾配の変化に基づいて再設定され得る。この観点で、ＰＣ  ＤＡＳアプリケーションは、ＡＩＭＩ１９５０へOffset＿Reset信号を送る。ＡＩＭＩ１９５０は、４種類の異なるゲイン・マップ（図２３のメモリ２３１０Ｂ〜２３１０Ｅを参照）を記憶しており、異なるＡＲＣ勾配を用いることに対処することが可能である。
【０１０５】
本発明の第四の実施形態では、ＤＦＮ１９２０のＤＡＰ３７２が受け取ったデータを再配列して再配列したデータをフレーム・バッファ・メモリ・ユニット３８１に書き込むことにより、Ｘ線画像の９０°回転を行なう。アドレス生成ロジック（９０°回転を具現化するための）は、この処理を達成するＤＡＰ３７２に組み入れられている。画像データを９０°回転すると、操作者命令に応じて９８００ＯＥＣユニット１９４０での画像データの上部を揃えた（heads-up）擬似的表示が可能になる。
【０１０６】
以上に述べた実施形態の各々に関して、ＰＣ  ＤＡＳホスト・プロセッサ２４１０は様々な重要な作用を実行する。ＰＣ  ＤＡＳホスト・プロセッサ２４１０は、図２４に示すように９８００ホスト・アプリケーションをホストし、これにより、これらのアプリケーションは基本的な初期化及び制御を受け持つ。起動時には、９８００ＤＡＳアプリケーションはＤＦＮ  ＤＬＬとのＣＯＭセッションをオープンし、ＤＦＮ１９２０及びＡＩＭＩ１９５０を（ＰＣＩアドレス指定可能型レジスタを介して）初期化する。ＤＦＮ  ＤＬＬとのＣＯＭセッションをオープンしてハードウェアを初期化したら、９８００ＤＡＳアプリケーションはＣＯＥＦファイルをＤＦＮ１９２０にロードする。ＣＯＥＦファイルはＤＦＮのイベント・プロセッサ３７２用の二値の実行可能形式ファイルである。ＣＯＥＦファイルは、（ａ）検出器フラット・パネル１１６を初期化し、（ｂ）３０ＦＰＳで検出器フラット・パネル１１６からの出力を読み取り、また所望があれば、（ｃ）待ち行列変数及び／又はＲＳ−４８５線の利用によってＡＲＣ  ＬＵＴ、フレーム・レート及び検出器パラメータに対する実時間制御を行なう。待ち行列変数はＰＣＩの書き込みを介して設定される一方、ＲＳ−４８５入力はＡＩＭＩ１９５０とＤＦＮ１９２０との間の専用ケーブルに相当する。
【０１０７】
制御に待ち行列変数を用いることは、ＯＥＣ９８００ユニット１９４０がシリアル・リンク又は他の何らかのリンクを介して９８００ＤＡＳアプリケーションに制御情報を伝達することを意味している。同様に、ＡＩＭＩ１９５０は、オフセット及びゲイン検出器補正、並びにフレーム・レートについての制御信号送信を要求する。ＤＦＮ１９２０の場合と同様に、制御信号送信は、専用線（例えばＯＥＣ９８００ユニット１９４０からＡＩＭＩ１９５０へのＬＶＤＳ信号線１９６０）を介して実行されてもよいし、又は９８００ＤＡＳアプリケーションによるＰＣＩ書き込みを介して実行されてもよい。ＡＩＭＩ１９５０にオフセット補正を実行させるために、Ｘ線発生器が何時Ｘ線を出力したかを示すX-RAY＿ON信号をＡＩＭＩ１９５０に供給する。ＡＩＭＩ１９５０にゲイン補正を実行させるためには、Ｘ線の出力電力レベルを示すRamp＿Sel  ＰＣＩレジスタをＡＩＭＩ１９５０に供給する。フレーム・レートの変化も、垂直ブランク・パラメータ及び水平ブランク・パラメータに影響を与える範囲でＡＩＭＩ１９５０に伝達される。
【０１０８】
図２７は、ＤＦＮ１９２０及びＡＩＭＩ１９５０のためのメモリ・マップ２７１０の一つの可能な具現化形態を示す。図２７では、ＰＣＩレジスタ・アドレスＥ０００００〜ＦＦＦＦＣは画像再マッピングに割り当てられ、ＰＣＩレジスタ・アドレスＣ０００００〜ＤＦＦＦＣはＤＦＮ１９２０のＰＬＸに割り当てられ、ＰＣＩレジスタ・アドレスＢ８００００〜Ｂ８００ＦＣはＡＩＭＩ１９５０に割り当てられ、ＰＣＩレジスタ・アドレスＢ０００００〜Ｂ０００ＦＣはＤＦＮ１９２０のＤＡＰ３７２に割り当てられ、ＰＣＩレジスタ・アドレスＡ０００００〜Ａ００２００はＤＦＮ１９２０のイベント・プロセッサ３７４に割り当てられ、ＰＣＩレジスタ・アドレス００００００〜９ＦＦＦＦＣはＤＦＮ１９２０の５個のフレーム・バッファ・メモリ・ユニット３８１にそれぞれに割り当てられている。
【０１０９】
第一〜第四の実施形態の好ましい具現化形態では、ＡＩＭＩ１９５０には、３２個一組の３２ビットのＰＣＩアドレス指定可能型レジスタが設けられている。これらのレジスタは、構成設定、制御通信及びステータス報告に用いられる。最初の１２個のレジスタは、ＡＩＭＩ１９５０によって設定されローカル・バス３８４による読み取りのみの「ステータス」レジスタである。例えば、ＡＩＭＩ１９５０内のＦＩＦＯの現在のステータスをステータス・レジスタの１以上に記憶することができる。次の４個のレジスタは、ＡＩＭＩ１９５０によって設定されて、うち任意のものがローカル・バス３８４によってのみクリアされ得る「エラー」レジスタである。例えば、ＬＶＤＳ線１９６０に出力されるべきデータがmf＿FIFO＿32×128ＦＩＦＯに存在しないときに「ＦＩＦＯエンプティ（FIFO Empty）」エラー・メッセージをエラー・レジスタの一つに記憶させることができる。最後の１６個のレジスタは、パラメータ・レジスタであって、ＡＩＭＩ１９５０及びローカル・バス３８４の両方によって読み書きされる。「垂直同期（V＿Sync）」、「水平同期（H＿Sync）」、「水平ブランクのバック・ポーチ（Back Porch）サイズ及びフロント・ポーチ（Front Porch）サイズ」、「垂直ブランクのバック・ポーチ・サイズ及びフロント・ポーチ・サイズ」、「線周期（Line＿Period）」、「ＤＭＡアドレス・レジスタ０」、「ＤＭＡアドレス・レジスタ１」及び「オフセット・パラメータ」のようなパラメータは、ＡＩＭＩ１９５０によってローカル・バス３８４から取得されて、１６個のパラメータ・レジスタのうちの対応するものに記憶される。
【０１１０】
本発明は、その要旨又は主要な特徴から逸脱せずに様々な形態で具現化されてよく、従って以上の実施形態は例示するものであって制限するものではない。当業者は、これらの実施形態に対して本発明の原理及び要旨から逸脱しない変形を施し得ることを理解されよう。従って、本発明の範囲は、明細書の記載ではなく特許請求の範囲によって定義され、従って、特許請求の範囲の境界内に含まれるすべての変形、又はかかる境界内の均等構成は、特許請求の範囲内に包含されるものとする。例えば、本発明をＯＥＣ９８００ユニットに適したフォーマットのデータを与えるインタフェイス・ユニットに関して記載したが、画像データを受け取って処理するように構成されているその他の形式の装置に適するようにその他任意の形式のデータ・フォーマットに本発明を応用することができる。また、ＡＩＭＩ  ＤＭＡ検索過程を画像毎に２回のＤＭＡを行なう心データについて記載したが、画像当たり１回のＤＭＡしか必要とされないような心臓以外のデータにも応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】ホスト・コンピュータ、放射線発生システム及び画像検出システムを含んだイメージング・システムのブロック図である。
【図２】（従来技術）フラット・パネル検出器の立面遠近図である。
【図３】（従来技術）図２のフラット・パネル検出器を線III−IIIに沿って示す分解断面図である。
【図４】（従来技術）保護用金属ケーシングから取り出したＸ線検出パネルの立面遠近図である。
【図５】（従来技術）アモルファス・シリコン・パネル上に形成されている光電セル・アレイの模式図である。
【図６】（従来技術）アモルファス・シリコン製単一パネル型検出器システムでの電気的接続のブロック図である
【図７】（従来技術）アモルファス・シリコン製分割パネル型検出器システムでの電気的接続のブロック図である。
【図８】（従来技術）心臓／外科用ディジタルＸ線パネルである分割パネルの模式図である。
【図９】（従来技術）分割パネル型検出器システムの縦列マルチ・チップ・モジュール並びに参照及びレギュレータ基板のブロック図である。
【図１０】（従来技術）検出器制御基板のブロック図である。
【図１１】（従来技術）分割パネル型ラジオグラフィ用ディジタルＸ線パネルの模式図である。
【図１２】（従来技術）アモルファス・シリコン製単一パネル型検出器システムでの電気的接続のブロック図である。
【図１３】（従来技術）単一パネル型マンモグラフィ・ディジタルＸ線パネルの模式図である。
【図１４】（従来技術）冗長な横列マルチ・チップ・モジュールを有する分割パネル型検出器システムでの電極接続のブロック図である。
【図１５】補助画像インタフェイスを用いないイメージング・システムでの制御及びデータ・フローのブロック図である。
【図１６】実時間Ｘ線透視法撮像用ソフトウェア・システムのブロック図である。
【図１７】実時間Ｘ線透視法撮像用ハードウェア・システムのブロック図である。
【図１８】検出器フレーミング・ノードのブロック図である。
【図１９】本発明の第一の実施形態によるシステムのブロック図であって、受け取ったＸ線データをＯＥＣ９８００ユニットによって処理可能なフォーマットへ変換する補助画像インタフェイスを設けた場合の図である。
【図２０】本発明の少なくとも一つの実施形態によるＡｐｏｌｌｏ（２０ｃｍ）検出器からＯＥＣ９８００ユニットへの画像フローを示す図である。
【図２１】本発明の少なくとも一つの実施形態に従ってデータをＯＥＣ９８００ユニットに供給する第一の好ましいモードのフォーマットを示す図である。
【図２２】本発明の少なくとも一つの実施形態に従ってデータをＯＥＣ９８００ユニットに供給する第二の好ましいモードのフォーマットを示す図である。
【図２３】本発明の第一の実施形態によるＡＩＭＩ及びＤＦＮの機能図である。
【図２４】本発明の少なくとも一つの実施形態によるイメージング・システムのシステム構成を示す図である。
【図２５】本発明の少なくとも一つの実施形態に従ってＤＦＮ及びＡＩＭＩの様々なＦＧＰＡにプログラムされているファームウェアによって実行される各ステップを示す図である。
【図２６】本発明の第二の実施形態に従ってＡＩＭＩのオフセット・モジュールによって用いられるオフセット処理アーキテクチャ２６００を示す図である。
【図２７】本発明の少なくとも一つの実施形態によるＤＦＮ及びＡＩＭＩ用のメモリ・マップの一つの可能な具現化形態を示す図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１００  イメージング・システム
１０２  Ｘ線発生ユニット
１０４  Ｘ線
１０６  対象
１０８  放射線画像
１２６  ガラス板
１２８  金属ケーシング
１３２  光学的放射線画像
１３４  Ｘ線検出パネル
１３８  画像データ値
１４６  光電セル
１４８  接点リード
１５０  接点フィンガ
１５２  光電セル・アレイ
１５４  光電セル
１５６  フォトダイオード
１５８  電界効果トランジスタ
１６０  バイアス線
１７２、１８４、２３０  第一のパネル部分
１７４、１８６、２３２  第二のパネル部分
１８２  心臓／外科用ディジタルＸ線パネル
１８８、１８９  結合信号出力
２２６  制御線
２２８  ラジオグラフィ用ディジタルＸ線パネル
２４４  マンモグラフィ用ディジタルＸ線パネル
３００  実時間Ｘ線透視法イメージング・システム
３７７  画像検出バス
３７９  実時間バス
３８４  ローカル・バス
１９６０  ＬＶＤＳ線
２６００  オフセット処理アーキテクチャ
【図１】
2004230164.tif 000004
【図２】
2004230164.tif 000005
【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】
2004230164.tif 000010
【図８】
2004230164.tif 000011
【図９】
2004230164.tif 000012
【図１０】
2004230164.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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