(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射することで前記被検体の透過像を撮像するＸ線撮像装置において、（ａ）前記Ｘ線が入射するとそのＸ線を電荷に変換して蓄積する複数個のＸ線検出素子が二次元状に配列されて構成されるＸ線平面センサと、（ｂ）前記Ｘ線平面センサの各Ｘ線検出素子に蓄積された電荷を各Ｘ線検出素子の検出情報として取得する検出情報取得手段と、（ｃ）前記被検体にＸ線を照射する直前に、前記検出情報取得手段によって取得された検出情報を、照射前検出情報として記憶する照射前検出情報記憶手段と、（ｄ）前記被検体にＸ線を照射した際に、前記検出情報取得手段によって取得された検出情報を、照射検出情報として記憶する照射検出情報記憶手段と、（ｅ）前記照射検出情報記憶手段に記憶された各Ｘ線検出素子の照射検出情報に、前記照射前検出情報記憶手段に記憶された各Ｘ線検出素子の照射前検出情報を作用させることで、前記各Ｘ線検出素子の照射検出情報から前記各Ｘ線検出素子に発生する暗電流に起因するノイズを除去する演算処理手段と、（ｆ）前記被検体に対するＸ線の照射が終了した直後に、前記検出情報取得手段によって取得された検出情報を、照射後検出情報として記憶する照射後検出情報記憶手段を備え、前記演算処理手段は、前記照射検出情報記憶手段に記憶された各Ｘ線検出素子の照射検出情報に、前記照射前検出情報記憶手段に記憶された各Ｘ線検出素子の照射前検出情報と、前記照射後検出情報記憶手段に記憶された各Ｘ線検出素子の照射後検出情報とを作用させることで、前記各Ｘ線検出素子の照射検出情報から前記各Ｘ線検出素子に発生する暗電流に起因するノイズを除去することを特徴とするＸ線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、被検体にＸ線を照射することで、被検体を透過したＸ線に基づいて、被検体の透過像を撮像するＸ線撮像装置に係り、特に、ノイズが低減された高品位の透過像を得るための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、Ｘ線撮像装置では被検体の透過像を得るために、被検体にＸ線を照射して、その被検体を透過したＸ線を例えばイメージインテンシファイア（Ｉ・Ｉ管）で受光する。このイメージインテンシファイアの受光面で受光したＸ線の強弱によって、その後部に取り付けられたＴＶカメラに被検体の透過像が結像される。この透過像をＴＶモニタやＸ線フィルムなどに出力することで、被検体の透過像を得ることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来のＸ線撮像装置では、電子レンズ結像方式の真空管構造を採っているイメージインテンファイアが大容積の重量物であることから、イメージインテンシファイアの取り付けに大がかりな構造が必要であるということが懸案となっており、改善が求められている。
【０００４】
そこで、近年、Ｘ線を検出する複数個のＸ線検出素子が二次元状に配列されたＸ線平面センサが、イメージインテンファイアの代わりに利用される試みがされている。しかし、Ｘ線平面センサの各Ｘ線検出素子は受光したＸ線を電荷として蓄積するのだが、その構造上、Ｘ線を受光していない場合にも暗電流が発生する。この暗電流による電荷がＸ線に起因する電荷とともに蓄積されるので、Ｘ線検出素子から検出される電荷には、暗電流によるノイズが乗ったものとなる。このノイズが乗った各Ｘ線検出素子から得られた検出情報に基づいて、Ｘ線平面センサに投影される被検体の透過像を生成することとなるので、高品位の透過像を得ることができないという問題が生じている。
【０００５】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、Ｘ線検出素子で発生する暗電流に起因するノイズを除去した高品位の透過像を得ることができるＸ線撮像装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
請求項１に記載の発明は、被検体にＸ線を照射することで前記被検体の透過像を撮像するＸ線撮像装置において、（ａ）前記Ｘ線が入射するとそのＸ線を電荷に変換して蓄積する複数個のＸ線検出素子が二次元状に配列されて構成されるＸ線平面センサと、（ｂ）前記Ｘ線平面センサの各Ｘ線検出素子に蓄積された電荷を各Ｘ線検出素子の検出情報として取得する検出情報取得手段と、（ｃ）前記被検体にＸ線を照射する直前に、前記検出情報取得手段によって取得された検出情報を、照射前検出情報として記憶する照射前検出情報記憶手段と、（ｄ）前記被検体にＸ線を照射した際に、前記検出情報取得手段によって取得された検出情報を、照射検出情報として記憶する照射検出情報記憶手段と、（ｅ）前記照射検出情報記憶手段に記憶された各Ｘ線検出素子の照射検出情報に、前記照射前検出情報記憶手段に記憶された各Ｘ線検出素子の照射前検出情報を作用させることで、前記各Ｘ線検出素子の照射検出情報から前記各Ｘ線検出素子に発生する暗電流に起因するノイズを除去する演算処理手段と、（ｆ）前記被検体に対するＸ線の照射が終了した直後に、前記検出情報取得手段によって取得された検出情報を、照射後検出情報として記憶する照射後検出情報記憶手段を備え、前記演算処理手段は、前記照射検出情報記憶手段に記憶された各Ｘ線検出素子の照射検出情報に、前記照射前検出情報記憶手段に記憶された各Ｘ線検出素子の照射前検出情報と、前記照射後検出情報記憶手段に記憶された各Ｘ線検出素子の照射後検出情報とを作用させることで、前記各Ｘ線検出素子の照射検出情報から前記各Ｘ線検出素子に発生する暗電流に起因するノイズを除去することを特徴とするものである。
【０００７】
（削除）
【０００８】
〔作用〕
この発明の作用は次のとおりである。
請求項１に記載の発明によれば、Ｘ線平面センサの各Ｘ線検出素子は、被検体を透過して入射してくるＸ線に応じた電荷を各々蓄積する。Ｘ線平面センサは、二次元状に配列された複数個のＸ線検出素子によって構成されているので、各Ｘ線検出素子は、Ｘ線平面センサ全体に投影される被検体の透過像の濃淡に応じた電荷を蓄積する。検出情報取得手段は、各Ｘ線検出素子に蓄積された電荷を検出情報として取得する。照射前検出情報記憶手段は、被検体にＸ線が照射される直前に検出情報取得手段によって取得される検出情報を、Ｘ線検出素子に発生する暗電流によって蓄積された電荷である照射前検出情報として記憶する。照射検出情報記憶手段は、被検体にＸ線が照射された際に検出情報取得手段によって取得される検出情報を、Ｘ線の照射によってＸ線検出素子に蓄積された電荷である照射検出情報として記憶する。演算処理手段は、照射検出情報に照射前検出情報を作用させて、照射検出情報に含まれる、Ｘ線検出素子に発生する暗電流に起因するノイズを除去する。照射後検出情報記憶手段は、被検体に対するＸ線の照射が終了した直後に検出情報取得手段によって取得される検出情報を、Ｘ線の入射後においてＸ線検出素子で発生する暗電流によって蓄積された電荷である照射後検出情報として記憶する。さらに、前記演算処理手段は、照射検出情報に照射前検出情報と照射後検出情報とを作用させて、照射検出情報に含まれる暗電流に起因するノイズを除去する。
【０００９】
（削除）
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
＜第１実施例＞
図１は第１実施例に係るＸ線撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１１】
図１に示すように、Ｘ線撮像装置は、被検体Ｍを載置する天板２と、天板２上の被検体ＭにＸ線を照射するＸ線管３と、天板２やＸ線管３等の移動を制御したり、Ｘ線管３からのＸ線照射を制御する制御部４と、被検体Ｍを透過したＸ線が入射するフラットパネル型Ｘ線センサ（以下、単に「パネル型Ｘ線センサ」と呼ぶ）５と、パネル型Ｘ線センサ５で得られるＸ線応じた電荷に基づいて被検体Ｍの透過像を生成する画像処理系統１とを備えて構成されている。
【００１２】
制御部４は、ＣＰＵやメモリなどを備えるいわゆるコンピュータで構成されており、Ｘ線撮像装置全体を統括的に制御・管理するものである。例えば、制御部４は、Ｘ線の照射時間や照射強度をＸ線管３に指示したり、図示しない駆動機構によって、天板２、Ｘ線管３、パネル型Ｘ線センサ５などを移動させたりする。なお、制御部４には図示しないマウスやキーボードなどの入力装置が接続されており、Ｘ線撮像装置を操作するオペレータの指示をＸ線撮像装置に与えることもできる。
【００１３】
天板２は、図示しない駆動機構によって、例えばＸ、Ｙ方向に進退可能に構成されている。天板２は制御部４の指示によって、天板２の背面側に配備されるパネル型Ｘ線センサ５の上方に被検体Ｍの撮像対象部位が来るように移動する。
【００１４】
Ｘ線管３は、管電圧・管電流等の設定照射条件に従ってＸ線を被検体Ｍに照射するよう構成されている。
【００１５】
パネル型Ｘ線センサ５は、図２に示すように、パネル型Ｘ線センサ５に入射するＸ線を電荷に変換する光電変換層５１（図２中、右上がりの斜線で示す）と、光電変換層５１で変換された電荷に応じて電荷を蓄積する複数個の検出セル５２がＸ、Ｙ方向に二次元状（アレイ状）に配列された検出アレイ層５３との積層構造となっており、さらに、各検出セル５２に蓄積された電荷をＹ方向の列ごとに取り出すためのゲートドライバ５４を備えている。以下、この実施例では便宜上、図２におけるＸ方向の配列を「Ｘ列」、Ｙ方向の配列を「Ｙ列」と呼ぶ。なお、パネル型Ｘ線センサ５は本発明におけるＸ線平面センサに相当する。
【００１６】
パネル型Ｘ線センサ５の各検出セル５２は、その上部の領域における光電変換層５１に入射するＸ線に応じた電荷を蓄積するものである。各検出セル５２は、図２に示すように、電荷を蓄積するコンデンサ素子３０と、コンデンサ素子３０に蓄積された電荷を画像処理系統１の検出情報収集部１１に送る出力ライン５６に接続されたトランジスタ素子３１と、光電変換層５１の一部領域とを備えて構成されている。また、各検出セル５２は、Ｙ列ごとにゲートドライバ５４からの入力ライン５５が接続されており、さらに、各検出セル５２は、Ｘ列ごとに検出情報収集部１１に接続される出力ライン５６が接続されている。したがって、各検出セル５２に蓄積される電荷は、Ｙ列ごとに画像処理系統１の検出情報収集部１１に送られる。
【００１７】
各検出セル５２は、図３の等価回路に示されるように、入射するＸ線の強さに応じた電荷を供給する光電変換層５１の一部である光電変換素子３２と、光電変換素子３２に直列に配置されるコンデンサ素子３０と、コンデンサ素子３０の電荷を検出情報収集部１１に送るトランジスタ素子３１とを備えて構成されている。なお、この検出セル５２は、本発明におけるＸ線検出素子に相当する。
【００１８】
ここで、検出セル５２の動作について説明する。光電変換素子３２には所定の電圧Ｖが印加されており、光電変換素子３２にＸ線が入射すると、光電変換素子３２に電流が流れてコンデンサ素子３０に電荷が蓄積される。蓄積される電荷の量は、入射するＸ線の強さや時間に応じて変化する。その後、トランジスタ素子３１のゲート電極３１ａに接続されたゲートドライバ５４によって、「ＯＮ」即ちゲート電極３１ａに電圧が所定時間印加されると、ソース電極３１ｂからドレイン電極３１ｃに向かって、コンデンサ素子３０に蓄積された電荷が流れ出す。その結果、コンデンサ素子３０に蓄積されていた電荷が検出情報収集部１１に向かって流れる。なお、光電変換素子３２は抵抗体として見ることもできるので、Ｘ線が入射していない場合であっても、光電変換素子３２には極めて微小な電流が流れて、徐々にコンデンサ素子３０に電荷が蓄積されると考えられる。このＸ線が入射していない場合に流れる電流は、一般的に暗電流と呼ばれている。したがって、Ｘ線が入射されて、コンデンサ素子３２に電荷が蓄積されている場合にも暗電流に起因する電荷が合わせて蓄積されるので、この暗電流に起因する電荷を含んだ情報に基づいて透過像を生成すると、その暗電流に起因するノイズが透過像に現れる。
【００１９】
画像処理系統１は、パネル型Ｘ線センサ５の各検出セル５２で得られる電荷に基づいて、被検体Ｍの透過像を生成するものであり、パネル型Ｘ線センサ５からの情報を収集する検出情報収集部１１を備えている。この検出情報収集部１１は、パネル型Ｘ線センサ５の各出力ライン５６を通じて送られてくる電荷を電圧信号に変換する図示しない電圧変換回路と、各Ｙ列ごとに送られてくる各検出セル５２の各電圧信号をＸ列ごとに順次取り込む図示しないマルチプレクサとを備えて構成されている。パネル型Ｘ線センサ５から順次送られてくるＹ列ごとの各検出セル５２の電荷は、Ｘ列ごとに順次電圧信号に変換されマルチプレクサに読み取られる。マルチプレクサは、Ｙ列ごとの全ての検出セル５２の電圧信号に基づいて、パネル型Ｘ線センサ５のＹ列ごとの検出情報を生成する。Ｙ列ごとの検出情報は、Ａ／Ｄ変換回路を備えたＡ／Ｄ変換部１２によってデジタル変換された後、フレーム切換部１３に送られる。なお、電圧変換回路、マルチプレクサ及びＡ／Ｄ変換回路等は、周知のものであるのでここでの説明は省略する。
【００２０】
フレーム切換部１３は、Ａ／Ｄ変換部１２を介して送られてくる検出情報を、暗電流情報メモリ１４またはＸ線情報メモリ１５のいずれか一方に送るものである。具体的にフレーム切換部１３は、被検体ＭにＸ線が照射されていない場合に検出情報収集部１１から送られてくる検出情報を暗電流情報メモリ１４に送る一方で、被検体ＭにＸ線が照射された際に検出情報収集部１１から送られてくる検出情報をＸ線情報メモリ１５に送る。なお、フレーム切換部１３でのＸ線照射の有無の判断は、特定の手段に限定されるものではなく、例えば制御部４から得られるようにしたり、また、検出情報収集部１１から送られてくる検出情報のヘッダー情報によって得られるようすることができる。
【００２１】
暗電流情報メモリ１４およびＸ線情報メモリ１５は、パネル型Ｘ線センサ５の各Ｙ列ごとに得られる検出情報を、パネル型Ｘ線センサ５に投影されるデジタル画像として記憶する、いわゆるフレームメモリで構成されている。したがって、各メモリ１４、１５では、パネル型Ｘ線センサ５のＹ列ごとの全ての検出情報を送られた段階で、パネル型Ｘ線センサ５全体に投影された被検体Ｍの透過像がデジタル画像として記憶される。その結果、暗電流情報メモリ１４には、パネル型Ｘ線センサ５の各検出セル５２の暗電流に起因するノイズの分布であるノイズ画像が記憶される。一方、Ｘ線情報メモリ１５には、暗電流に起因するノイズを含む被検体Ｍの透過像がデジタル画像として記憶される。なお、暗電流情報メモリ１４は、本発明における照射前検出情報記憶手段に、Ｘ線情報メモリ１５は、本発明における照射検出情報記憶手段に、それぞれ相当する。
【００２２】
演算処理部１７は、いわゆるコンピュータで構成されており、暗電流情報メモリ１４およびＸ線情報メモリ１５の各画像を呼び出し、対応する各画素ごとに演算処理を施す。この演算処理によって、Ｘ線情報メモリ１５に記憶された透過像のデジタル画像から、暗電流情報メモリ１４に記憶されたノイズ画像が例えば差し引かれることで、ノイズが除去された高品位の透過像が得られる。この透過像は、モニタ等で構成される表示部１８に表示される。なお、演算処理部１７は、本発明における演算処理手段に相当する。
【００２３】
以下、パネル型Ｘ線センサ５から得られる情報および画像処理系統１で行われる処理について詳細に説明する。
【００２４】
まず、パネル型Ｘ線センサ５の各検出セル５２では、暗電流またはＸ線の照射によって、図４に示すような電荷が蓄積される。図４は、パネル型Ｘ線センサ５の各検出セル５２での時間の経過による電荷の蓄積状況を示している。また、その横軸は時間の経過を示し、縦軸は蓄積される電荷の大きさを示している。
【００２５】
図４中、符号Ｔｒは、検出情報収集部１１に備えるマルチプレクサによって読み出される単一の検出セル５２の電荷の読出し時間を示す。符号Ｔｓ１、２は、検出セル５２での電荷の蓄積時間を示す。符号Ｔｘは、Ｘ線管３からＸ線が照射されているＸ線照射時間、すなわちＸ線の照射に伴う電荷の蓄積時間を示す。なお、図４中、１〜Ｎ番目の検出セルごとに読出し時間Ｔｒづつずれているが、これは１つの検出セル５２の電荷信号を読出している間は、他の各検出セル５２の電荷信号を読出すことができないからである。つまり、パネル型Ｘ線センサ５のＸ列に並ぶ各検出セル５２は、ゲートドライバによって同時に「ＯＮ」されるが、マルチプレクサは、それら検出セル５２の電荷を読み込む際には、各検出セル５２ごとに順次電荷を読み込むからである。また、蓄積時間Ｔｓ１とＴｓ２とは同時間であるが、蓄積時間Ｔｓ１とＴｓ２とを区別しているのは、蓄積時間Ｔｓ１においては、暗電流に起因する電荷だけを蓄積しており、一方、蓄積時間Ｔｓ２においては、暗電流に起因する電荷を含むＸ線の入射による電荷を蓄積しているからである。
【００２６】
蓄積時間Ｔｓ１は、Ｘ線が照射される直前であり、このときＸ線は照射されていない。各検出セル５２では、暗電流に起因する電荷が徐々に蓄積される。つまり、蓄積時間Ｔｓ１において蓄積される電荷量は、蓄積時間Ｔｓ１における斜線で示された面積に相当する。なお、各検出セル５２の光電変換素子３２を抵抗体として見た場合に、各検出セル５２によってその抵抗値が異なるので、各検出セル５２に蓄積される暗電流に起因する電荷は異なる。但し、この実施例では説明の便宜上、ほぼ同程度の高さで図示している。
【００２７】
蓄積時間Ｔｓ２は、Ｘ線が照射された際であり、Ｘ線照射時間Ｔｘが含まれている。このとき、各検出セル５２では、暗電流に起因する電荷が徐々に蓄積されるとともに、被検体Ｍを透過したＸ線が入射した際のＸ線の強弱によって、そのＸ線に応じた電荷が蓄積される。この場合にも、蓄積時間Ｔｓ２における斜線で示された領域の面積が、各検出セル５２に蓄積される電荷量に相当する。なお、図４に示されているように、Ｘ線の強弱によって、蓄積される電荷量が変化している（図４ではＸ線照射時間Ｔｘにおける例えば１番目と２番目との電荷の高さが異なる）。つまり、各検出セル５２に蓄積される電荷量の相違が、デジタル画像の各画素の画素値として現れ、その各画素値の差が透過像の濃淡差となることで、パネル型Ｘ線センサ５に投影される被検体Ｍの透過像が画像として得られる。
【００２８】
まず、蓄積時間Ｔｓ１が経過すると、パネル型Ｘ線センサ５のゲートドライバ５４は、例えば１列目の全検出セル５２のトランジスタ素子３１を「ＯＮ」にする。これにより、パネル型Ｘ線センサ５の１列目の各検出セル５２で蓄積された暗電流に起因する電荷が、順次Ｘ列ごとに検出情報収集部１１に送られる。検出情報収集部１１は、１列目の各検出セル５２の電荷を順次読出し、その電荷に基づいた電圧信号に変換した後、１列目の１列分の検出情報を生成する。この検出情報は、Ａ／Ｄ変換部１２およびフレーム切換部１３を介して、暗電流情報メモリ１４に記憶される。同様にして、検出情報収集部１１は、パネル型Ｘ線センサ５の２〜最終列目までの検出情報を取得し、それら検出情報を順次暗電流情報メモリ１４に送る。その結果、暗電流情報メモリ１４には、パネル型Ｘ線センサ５の各検出セル５２の暗電流に基づくノイズ画像が記憶される。なお、蓄積時間Ｔｓ１に基づく検出情報は、本発明における照射前検出情報に相当する。
【００２９】
次に、蓄積時間Ｔｓ２が経過すると、ゲートドライバ５４は、１列目の全検出セル５２を「ＯＮ」にする。これによって、被検体Ｍを透過したＸ線情報が含まれる電荷が順次Ｘ列ごとに検出情報収集部１１に送られる。検出情報収集部１１は、各検出セル５２の各電荷に基づいて、１列目の１列分の検出情報を生成する。この検出情報はＸ線情報メモリ１５に送られる。同様にして、検出情報収集部１１は、２〜最終列目までの検出情報を生成し、それら検出情報を順次Ｘ線情報メモリ１５に送る。その結果、Ｘ線情報メモリ１５には、暗電流に起因するノイズが含まれた被検体Ｍの透過像のデジタル画像が記憶される。なお、蓄積時間Ｔｓ２に基づく検出情報は、本発明における照射検出情報に相当する。
【００３０】
演算処理部１７は、暗電流情報メモリ１４に記憶された透過像のデジタル画像の各画素の画素値から、その各画素に対応するＸ線情報メモリ１５に記憶されたノイズ画像の各画素の画素値を除算する。したがって、透過像のデジタル画像の各画素に含まれていた暗電流に起因するノイズが取り除かれる。つまり暗電流に起因するノイズが除去された高品位の透過像が得られる。
【００３１】
上述した第１実施例のＸ線撮像装置によれば、Ｘ線を照射する直前に各検出セル５２に発生している暗電流に起因するノイズを取り出しているので、その直後に撮像される透過像に最も影響すると思われるノイズを把握することができる。その結果、透過像に含まれている主なノイズを除去することができるので、高品位の透過像を得ることができる。
【００３２】
なお、上述した第１実施例において、例えば、図５に示すように、Ｘ線照射時間Ｔｘが、蓄積時間Ｔｓ２と蓄積時間Ｔｓ３とにまたがるような場合には、以下に説明するように変形実施することができる。
【００３３】
蓄積時間Ｔｓ２で得られる検出情報と、蓄積時間Ｔｓ３とで得られる検出情報とを加算した検出情報をＸ線情報メモリ１５に記憶する。このとき、Ｘ線情報メモリ１５には、暗電流に基づくノイズが２倍になった、被検体Ｍの透過像のデジタル画像が記憶される。一方、暗電流情報メモリ１４には、第１実施例と同様の暗電流に基づくノイズ画像が記憶されている。
【００３４】
演算処理部１７は、透過像のデジタル画像の各画素の画素値から、その各画素に対応するノイズ画像の各画素の画素値を２倍にした画素値を除算する。したがって、透過像のデジタル画像の各画素に含まれていた暗電流に起因する２倍のノイズが取り除かれる。つまり、第１実施例の場合と同様に、ノイズが低減された高品位の透過像が得られる。
【００３５】
なお、この際、蓄積時間Ｔｓ２で得られる検出情報と、蓄積時間Ｔｓ３で得られる検出情報とは、それぞれ別個のＸ線情報メモリに一旦記憶し、のちに加算することも可能である。
【００３６】
＜第２実施例＞次に、図６〜図８を用いて第２実施例について説明する。図６は、第２実施例に係るＸ線撮像装置を示すブロック図である。上述した第１実施例と共通する部分については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３７】
図６に示すように、第２実施例のＸ線撮像装置は、第１実施例のＸ線撮像装置に残留情報メモリ１６を設けたものである。第２実施例に係るフレーム切換部１３は、検出情報収集部１１から送られてくる検出情報に応じて、それら検出情報を暗電流メモリ１４、Ｘ線情報メモリ１５又は残留情報メモリ１６に送るものである。また、残留情報メモリ１６も、暗電流メモリ１４およびＸ線情報メモリ１５と同様に、パネル型Ｘ線センサ５に全体に投影される被検体Ｍの透過像をデジタル画像として記憶するフレームメモリで構成されている。
【００３８】
ここで、第１実施例では、パネル型Ｘ線センサ５の各検出セル５２において、Ｘ線の入射の如何に係わらず同程度の暗電流が流れて電荷が蓄積される場合について説明したが、この第２実施例では、Ｘ線の入射の前後で各検出セル５２内に流れる暗電流の大きさが変化する場合を想定しており、その暗電流の変化に応じたノイズを透過像から取り除くことができる技術について説明する。具体的には、直前に入射したＸ線の強さが比較的強いと、検出セル５２に対するＸ線の入射が終了した後に流れる暗電流は比較的大きくなり、直前に入射したＸ線の強さが比較的弱いと、比較的小さな暗電流が流れる傾向となる場合がある。この場合には、各検出セル５２のＸ線入射前後の暗電流による電荷を取得することで、Ｘ線が照射された際の透過像のデジタル画像から、Ｘ線入射前後の暗電流に応じた分のノイズを差し引くことで、高品位の透過像を得ることができる。
【００３９】
以下、第２実施例において、パネル型Ｘ線センサ５から得られる情報および画像処理系統１で行われる処理について詳細に説明する。
【００４０】
まず、パネル型Ｘ線センサ５の各検出セル５２における、Ｘ線照射前の暗電流による電荷の蓄積、Ｘ線の照射による電荷の蓄積及びＸ線照射後の暗電流による電荷の蓄積の状況を図７に示す。図７は、第１実施例と同様にパネル型Ｘ線センサ５の各検出セル５２での時間の経過による電荷の蓄積状況を示している。また、その横軸は時間の経過を示し、縦軸は蓄積される電荷の大きさを示している。
【００４１】
図７中、符号Ｔｒは、各検出セル５２の電荷の読出し時間を示す。符号Ｔｓａ、Ｔｓｂ、Ｔｓｃは、検出セル５２での電荷の蓄積時間を示す。符号Ｔｘは、Ｘ線の照射に伴う電荷の蓄積時間を示す。なお、図７中、１〜Ｎ番目ごとの検出セル５２の電荷の蓄積開始が読出し時間Ｔｒづつずれているが、これは第１実施例と同様の理由である。蓄積時間Ｔｓａ、Ｔｓｂ、Ｔｓｃはそれぞれ同時間である。なお、蓄積時間Ｔｓａ、Ｔｓｂ、Ｔｓｃを区別しているのは、蓄積時間Ｔｓａにおいては、Ｘ線照射前の暗電流に起因する電荷だけを蓄積しており、また、蓄積時間Ｔｓｂにおいては、暗電流に起因する電荷を含むＸ線の入射による電荷を蓄積しており、さらに、蓄積時間Ｔｓｃにおいては、Ｘ線照射後の暗電流に起因する電荷だけを蓄積しているからである。
【００４２】
蓄積時間Ｔｓａでは、Ｘ線が照射される直前に流れる暗電流に起因する電荷が各検出セル５２に蓄積される。なお、このとき蓄積される電荷量は、蓄積時間Ｔｓａにおける斜線で示された面積に相当する。
【００４３】
蓄積時間Ｔｓｂでは、Ｘ線が照射された際であり、Ｘ線照射時間Ｔｘが含まれている。このとき、各検出セル５２では、Ｘ線照射前まではＸ線が照射される直前に流れる暗電流に起因する電荷が徐々に蓄積されるとともに、Ｘ線照射中には入射するＸ線の強さに応じた電荷が蓄積され、さらに、Ｘ線照射後には入射していたＸ線の強さに応じた暗電流に起因する電荷が蓄積される。蓄積時間Ｔｓｂにおいて蓄積される電荷量は、蓄積時間Ｔｓ２における斜線で示された領域の面積に相当する。
【００４４】
蓄積時間Ｔｓｃでは、Ｘ線が照射された直後に流れる暗電流に起因する電荷が各検出セル５２に蓄積され、このとき流れる暗電流は、各検出セル５２に入射するＸ線の強さに応じて変化している。なお、このとき蓄積される電荷量は、蓄積時間Ｔｓｃにおける斜線で示された面積に相当する。
【００４５】
まず、蓄積時間Ｔｓａが経過すると、パネル型Ｘ線センサ５のゲートドライバ５４は、Ｙ列ごとの全検出セル５２を順次「ＯＮ」にする。これにより、パネル型Ｘ線センサ５の各Ｙ列ごとの全検出セル５２で蓄積された暗電流に起因する電荷が、検出情報収集部１１に順次送られる。検出情報収集部１１は、順次送られてくる各Ｙ列ごとの各検出セル５２の電荷をＸ列ごとに順次読み出し、それらの電荷に基づいて、各Ｙ列ごとの検出情報を順次生成する。この検出情報は、Ａ／Ｄ変換部１２およびフレーム切換部１３を介して、暗電流情報メモリ１４に順次記憶される。その結果、暗電流情報メモリ１４には、パネル型Ｘ線センサ５の各検出セル５２のＸ線照射前の暗電流に基づくノイズ画像が記憶される。
【００４６】
次に、蓄積時間Ｔｓ２が経過すると、ゲートドライバ５４は、Ｙ列ごとの全検出セル５２を順次「ＯＮ」にする。これによって、被検体Ｍを透過したＸ線情報が含まれる電荷が検出情報収集部１１に順次送られる。検出情報収集部１１は、順次送られてくる各Ｙ列ごとの各検出セル５２の電荷に基づいて、各Ｙ列ごとの検出情報を生成し、順次Ｘ線情報メモリ１５に送る。その結果、Ｘ線情報メモリ１５には、Ｘ線照射前後の暗電流に起因するノイズが含まれた被検体Ｍの透過像のデジタル画像が記憶される。
【００４７】
さらに、蓄積時間Ｔｓｃが経過すると、パネル型Ｘ線センサ５のゲートドライバ５４によって、Ｙ列ごとの全検出セル５２を順次「ＯＮ」され、パネル型Ｘ線センサ５の各Ｙ列の各検出セル５２で蓄積された暗電流に起因する電荷が、検出情報収集部１１に順次送られる。検出情報収集部１１は、順次送られてくる各Ｙ列ごとの各検出セル５２の電荷に基づいて、各Ｙ列ごとの検出情報を順次生成し、残留情報メモリ１６に順次送られる。その結果、残留情報メモリ１６には、パネル型Ｘ線センサ５の各検出セル５２のＸ線照射後の暗電流に基づく残留ノイズ画像が記憶される。なお、残留情報メモリ１６は、本発明における照射後検出情報記憶手段に相当する。
【００４８】
演算処理部１７は、Ｘ線情報メモリ１５に記憶された透過像のデジタル画像の各画素の画素値から、その各画素に対応する、暗電流情報メモリ１４に記憶されたノイズ画像の各画素の画素値と、残留情報メモリ１６に記憶された残留ノイズ画像の各画素の画素値とを所定量づつ各々除算することで、ノイズが低減された被検体Ｍの透過像を生成する。ここで、ノイズ画像の各画素の画素値と、残留ノイズ画像の各画素値とをそれぞれ所定量としているのは、パネル型Ｘ線センサ５の各画素ごとに読出し時間がずれるので、各画素ごとに蓄積時間Ｔｓｂで得られる電荷に含まれる、Ｘ線照射前の暗電流の電荷とＸ線照射後の暗電流の電荷との比率が変化するためである。
【００４９】
具体的に  、図７において、蓄積時間Ｔｓａで得られるｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の任意の検出セルで得られる画素値をＤａｉ（ｉ＝１〜Ｎ）とし、蓄積時間Ｔｓｂで得られるｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の任意の検出セルで得られる画素値をＤｂｉ（ｉ＝１〜Ｎ）とし、蓄積時間Ｔｓｃで得られるｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の任意の検出セルで得られる画素値をＤｃｉ（ｉ＝１〜Ｎ）とする。さらに、Ｎ番目の任意の検出セルにおいて、蓄積時間Ｔｓｂの開始からＸ線照射時間Ｔｘの開始までの時間をタイムラグＴｄとする。このとき、ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の任意検出セルのノイズを除去した後の透過像のデジタル画像の画素の画素値をＤｉとすると、ノイズ除去後のデジタル画像の画素値Ｄｉは、次式（１）で表すことができる。
【００５０】
Ｄｉ＝Ｄｂｉ−ｋ×Ｄａｉ−（１−ｋ）×Ｄｃｉ  ・・・（１）
ｋ＝｛Ｔｄ＋Ｔｘ＋（Ｎ−ｉ）×Ｔｒ｝÷Ｔｓ
Ｔｓ＝Ｔｓａ＝Ｔｓｂ＝Ｔｓｃ、ｉ＝１〜Ｎ
【００５１】
演算処理部１７は、式（１）に基づいて各画素ごとに演算処理を行うことで、Ｘ線照射前後の暗電流に起因するノイズが除去された高品位の被検体Ｍの透過像を生成する。
【００５２】
上述した第２実施例によれば、Ｘ線照射前後の暗電流による電荷を取得することで、パネル型Ｘ線センサ５で直接得られる透過像から、Ｘ線照射前後で変化する暗電流に起因するノイズを取り除くことができるので、ノイズがより低減されたより高品位の透過像を得ることができる。
【００５３】
なお、上述した第２実施例において、例えば、図８に示すように、Ｘ線照射時間Ｔｘが蓄積時間Ｔｓｂ１と蓄積時間Ｔｓｂ２とにまたがるような場合には、以下に説明するように変形実施することができる。なお、Ｘ線照射時間Ｔｘは、２つの蓄積時間Ｔｓにまたがる場合に限定されず、２つ以上の蓄積時間Ｔｓにまたがる場合に適用することができる。
【００５４】
蓄積時間Ｔｓｂ１で得られる検出情報と、蓄積時間Ｔｓｂ２とで得られる検出情報とを加算した検出情報をＸ線情報メモリ１５に記憶する。このとき、Ｘ線情報メモリ１５には、Ｘ線照射前の暗電流に基づくノイズと、Ｘ線照射後の暗電流に基づく残留ノイズとが含まれた、被検体Ｍの透過像のデジタル画像が記憶される。
【００５５】
演算処理部１７は、Ｘ線情報メモリ１５に記憶された透過像のデジタル画像の各画素の画素値から、その各画素に対応する、暗電流情報メモリ１４に記憶されたノイズ画像の各画素の画素値と残留情報メモリ１６に記憶された残留ノイズ画像の各画素の画素値とを除算する。
【００５６】
具体的には、図８において、蓄積時間Ｔｓａで得られるｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の任意の検出セルで得られる画素値をＤａｉ（ｉ＝１〜Ｎ）とし、蓄積時間（Ｔｓｂ１＋Ｔｓｂ２）で得られるｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の任意の検出セルで得られる画素値をＤｂｉ（ｉ＝１〜Ｎ）とし、蓄積時間Ｔｓｃで得られるｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の任意の検出セルで得られる画素値をＤｃｉ（ｉ＝１〜Ｎ）とする。さらに、Ｎ番目の検出セルにおいて、蓄積時間Ｔｓｂの開始からＸ線照射時間Ｔｘの開始までの時間をタイムラグＴｄとする。このとき、ｉ番目（ｉ＝１〜Ｎ）の任意検出セルのノイズを除去した後の透過像のデジタル画像の画素の画素値をＤｉとすると、ノイズ除去後のデジタル画像の画素値Ｄｉは、次式（２）で表すことができる。
【００５７】
Ｄｉ＝Ｄｂｉ−ｋ×ｗ×Ｄａｉ−（１−ｋ）×ｗ×Ｄｃｉ  ・・・（２）
ｋ＝｛Ｔｄ＋Ｔｘ＋（Ｎ−ｉ）×Ｔｒ｝÷（ｗ×Ｔｓ）
Ｔｓ＝Ｔｓａ＝Ｔｓｂ＝Ｔｓｃ、ｉ＝１〜Ｎ、ｗ＝Ｘ線照射時間Ｔｘがまたがる蓄積時間Ｔｓの個数
【００５８】
演算処理部１７は、式（２）に基づいて各画素ごとに演算処理を行うことで、Ｘ線照射前後の暗電流に起因するノイズが除去された高品位の被検体Ｍの透過像を生成する。したがって、上述した第２実施例の場合と同様に、よりノイズが低減された高品位の透過像が得られる。
【００５９】
なお、この際も、蓄積時間Ｔｓｂ１で得られる検出情報と、蓄積時間Ｔｓｂ２で得られる検出情報とは、それぞれ別個のＸ線情報メモリに一旦記憶し、のちに加算することが可能である。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、Ｘ線が被検体に照射される直前に、各Ｘ線検出素子に蓄積された電荷を照射前検出情報として取得しているので、Ｘ線がＸ線検出素子に入射する直前において各Ｘ線検出素子内で発生している暗電流に起因するノイズを取得することができる。また、Ｘ線が被検体に照射される際に得られる照射検出情報に照射前検出情報を作用させているので、その照射検出情報に含まれる暗電流に起因するノイズを除去することができる。さらに、Ｘ線の照射後の各Ｘ線検出素子に蓄積される電荷である照射後検出情報を取得し、照射検出情報に照射前検出情報と照射後検出情報とを作用させている。つまり、Ｘ線の照射後に各Ｘ線検出素子で発生する暗電流は、その直前に各Ｘ線検出素子に入射したＸ線量によって変化する場合があり、このＸ線の照射前後の各Ｘ線検出素子に発生する暗電流に起因するノイズの変化に応じたノイズを除去することができる。その結果、暗電流に起因するノイズがより確実に除去されて、より高品位の透過像を得ることができる。
【００６１】
（削除）
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施例に係るＸ線撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】  パネル型Ｘ線センサの概略構造を示す図である。
【図３】  検出セルの等価回路を示す図である。
【図４】  各検出セルに蓄積される電荷の様子を示す図である。
【図５】  第１実施例の変形例に係る検出セルに蓄積される電荷の様子を示す図である。
【図６】  第２実施例に係るＸ線撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】  第２実施例に係る各検出セルに蓄積される電荷の様子を示す図である。
【図８】  第２実施例の変形例に係る検出セルに蓄積される電荷の様子を示す図である。
【符号の説明】
１    …  画像処理系統
２    …  天板
３    …  Ｘ線管
４    …  制御部
５    …  パネル型Ｘ線センサ
１１  …  検出情報収集部
１３  …  フレーム切換部
１４  …  暗電流情報メモリ
１５  …  Ｘ線情報メモリ
１６  …  残留情報メモリ
１７  …  演算処理部
５２  …  検出セル
５４  …  ゲートドライバ
Ｔｓ１〜Ｔｓ３、Ｔｓａ〜Ｔｓｃ  …  蓄積時間
Ｔｒ  …  読出し時間
Ｔｘ  …  Ｘ線照射時間
Ｔｄ  …  タイムラグ
Ｍ    …  被検体
【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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