DE102005020153A1

DE102005020153A1 - 2D-Bilderzeugungsverfahren und System mit Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102005020153A1
Application number: DE102005020153A
Authority: DE
Inventors: Masakazu Suzuki; Takahiro Yoshimura; Takeshi Hayashi; Makoto Honjo
Original assignee: J Morita Manufaturing Corp
Current assignee: J Morita Manufaturing Corp
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2005-04-29
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2025-04-30
Also published as: JP2005312805A; US20050242380A1; DE102005020153B4; FI121050B; FI20050458A; JP4264381B2; US7247861B2; FI20050458A0

Abstract

Es wird ein 2-D-Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung, die über einen Bildelement-Erzeugungsteil, wobei durch fotoelektrische Wandlung beim Erfahren einer Belichtungsmaßnahme erzeugte elektrische Ladungen als Ladungssignale gespeichert werden, und einen Dunkelstrom-Messteil, wobei ein Dunkelstrom gespeichert wird, während keine Belichtung erfahren wird, verfügt, angegeben. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Erstellen und vorab erfolgendes Abspeichern von Ausgangssignal-Verhältnisdaten für eine feste Belichtungszeit zwischen der Dunkelstromkomponente jedes Pixelelements oder jeder Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil und derjenigen eines speziellen Pixelelements oder einer speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil; und sequenzielles Erzeugen von Pixeldaten, aus denen eine Dunkelstromkomponente entfernt ist, während ein Röntgenografievorgang ausgeführt wird, durch Ausführen einer vorbestimmten arithmetischen Operation für die vom Bildelement-Erzeugungsteil ausgegebenen Signale von elektrischen Ladungen abhängig von den Ausgangssignal-Verhältnisdaten.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein 2D(zweidimensionales)-Bilderzeugungsverfahren mit einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung sowie ein medizinisches, digitales Röntgenbild-Aufnahmegerät unter Verwendung dieses Verfahrens, und spezieller eine Kompensationstechnik zum Entfernen der Dunkelstromkomponente im Ausgangssignal der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung.

Bei einem bekannten Röntgenbild-Erzeugungsgerät, bei dem durch ein zu untersuchendes Objekt gestrahlte Röntgenstrahlung durch eine Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung entwickelt wird, um ein Röntgenbild zu erhalten, werden, um die Dunkelstromkomponente im Ausgangssignal der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung zu entfernen, die Bilddaten durch Röntgenografie des zu untersuchenden Objekts erhalten, daraufhin wird die Röntgenografie erneut ausgeführt, während die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung keiner Röntgenstrahlung ausgesetzt wird, es werden Kompensationsdaten nur für die Dunkelstromkomponente erhalten, und Bilddaten, für die die Dunkelstromkomponente kompensiert ist, werden durch die Differenz zwischen den Bilddaten und den Kompensationsdaten erhalten.

Jedoch besteht bei einem derartigen Bilderzeugungsverfahren ein Problem dahingehend, dass Zeit erforderlich ist, da zweimal ein Röntgenografievorgang ausgeführt wird und ferner eine doppelte Speichereinrichtung erforderlich ist, um die Kompensationsdaten zu speichern.

Um die oben genannten Probleme zu lösen, offenbart JP-A-2000-175907, dass ein Pixelelement, das nicht belichtet wird, für die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung bereitgestellt wird, die Dunkelstromkomponente pro Zeiteinheit aus den Signalen gespeicherter Ladung des Pixelelements gemessen wird, die Ladungsspeicherzeit jedes ein Bild aufbauenden Pixelelements erhalten wird und der Dunkelstrom jedes Pixelelements aus der erhaltenen Speicherzeit und der Dunkelstromkomponente pro Zeiteinheit berechnet wird, um eine Kompensation auszuführen.

Jedoch ist davon auszugehen, dass beim oben angegebenen Stand der Technik die Dunkelstromkomponente, wie sie in den Signalen zu gespeicherter Ladung, wie sie über einen Ladungstransportpfad des ein Bild aufbauenden Pixelelements entnommen werden, gleichmäßig proportional zur Ladungsspeicherzeit ist, so dass Streueigenschaften jedes Pixelelements nicht berücksichtigt werden. Ferner wird gemäß diesem Verfahren die Dunkelstromkomponente nicht gleichzeitig mit der Röntgenografie ausgeführt, sondern sie wird nach dieser abgezogen, so dass ein Problem dahingehend existiert, dass die Verarbeitungszeit lang ist. Außerdem muss die Ladungsspeicherzeit pro Pixelelement erhalten werden, wobei sie jedoch variiert, wenn das Röntgenografieprofil verändert wird. Es sind viele Prozesse auszuführen, um die Ladungsspeicherzeit jedes Pixelelements pro Röntgenografievorgang zu erhalten, so dass viel Zeit benötigt wird und Nachteile existieren.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung wird vorgeschlagen, um die oben genannten Probleme zu lösen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grun de, ein 2D-Bilderzeugungsverfahren zu schaffen, das eine Dunkelstromkompensation erzielt, bei der keine Röntgenografie erneut unter der Bedingung ausgeführt wird, dass die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung keiner Röntgenstrahlung ausgesetzt wird, um den Dunkelstrom zu kompensieren, nachdem Bilddaten durch Röntgenografie erhalten wurden, wobei ferner im Fall einer Röntgenografie, entsprechend den Streueigenschaften jedes Pixelelements der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung, die Ladungsspeicherzeit nicht berücksichtigt werden muss, und ein medizinisches, digitales Röntgenbild-Aufnahmegerät unter Verwendung des Verfahrens zu schaffen.

Durch die Erfindung ist ein 2D-Bilderzeugungsverfahren mit einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung mit den folgenden Eigenschaften vorgeschlagen, um die oben genannten Ziele zu erreichen.

Gemäß der Erfindung umfasst ein 2D-Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung, die über einen Bildelement-Erzeugungsteil, wobei durch fotoelektrische Wandlung beim Erfahren einer Belichtungsmaßnahme erzeugte elektrische Ladungen als Ladungssignale gespeichert werden, und einen Dunkelstrom-Messteil, wobei ein Dunkelstrom gespeichert wird, während keine Belichtung erfahren wird, verfügt, die folgenden Schritte: Erstellen und vorab erfolgendes Abspeichern von Ausgangssignal-Verhältnisdaten für eine feste Belichtungszeit zwischen der Dunkelstromkomponente jedes Pixelelements oder jeder Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil und derjenigen eines speziellen Pixelelements oder einer speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil; und sequenzielles Erzeugen von Pixeldaten, aus denen eine Dunkelstromkomponente entfernt ist, während ein Röntgenografievorgang ausgeführt wird, durch Ausführen einer vorbestimmten arithmetischen Operation für die vom Bildelement-Erzeugungsteil ausgegebenen Signale von elektrischen Ladungen abhängig von den Ausgangssignal-Verhältnisdaten.

Bei diesem 2D-Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung werden die Verhältnisdaten zwischen der Steigung der Ausgangssignaländerung der Signale von gespeicherten Ladungen jedes speziellen Pixelelements oder jeder speziellen Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil für eine feste Belichtungszeit und der Steigung der Ausgangssignalladung eines speziellen gespeicherten Ladungssignals eines speziellen Pixelelements oder mindestens einer speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil für eine feste Belichtungszeit vorab erstellt, um die Dunkelstromkomponente zu entfernen, und bei dem ein zweidimensionales Bild dadurch erzeugt wird, dass abhängig von den Steigungsverhältnisdaten eine vorbestimmte Arithmetikoperation ausgeführt wird.

Der Ausgangssignal-Verhältniswert für eine feste Belichtungszeit zwischen der Dunkelstromkomponente jedes Pixelelements oder jeder Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil und derjenigen eines speziellen Pixelelements oder einer speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil bedeutet den Verhältniswert zwischen der Ausgangsintensität der Dunkelstromkomponente in den in jedem Pixelelement oder jeder Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil gespeicherten Ladungssignal und der Ausgangsintensität des Dunkelstroms, wie er in Ladungssignalen enthalten ist, die in einem speziellen Pixel oder einer speziellen Pixelspalte im Dunkelstrom-Messteil gespeichert sind. Ein derartiger Ausgangssignal-Verhältniswert der Dunkelstromkomponente wird zu einem Parameter, der die Streuung widerspiegelt, wie sie einem Pixelelement oder einem Pixelelementelement der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung eigen ist, weswegen die Dunkelstromkomponente, wie sie in den in jedem Pixelelement oder jeder Pixelelementspalte gespeicherten Ladungssignalen enthalten ist, leicht dadurch als Erwartungswerte berechnet werden kann, dass der in einem speziellen Pixelelement oder einer speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil gespeicherte Dunkelstrom gemessen wird und die Werte dann bei den Ausgangssignal-Verhältniswerten angewandt werden, die vorab für jedes Pixelelement oder jede Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil erstellt werden, was während des Belichtens, d.h. der Röntgenografie, erfolgt.

Demgemäß kann bei einem solchen Verfahren, unter Verwendung des Ausgangssignal-Verhältniswerts, wie oben angegeben, ein Pixeldatenwert, aus dem die Dunkelstromkomponente entfernt ist, leicht erzeugt werden, ohne dass notwendigerweise eine Operation in Zusammenhang mit der Speicherzeit, die abhängig von der Belichtungszeit variiert, auszuführen wäre.

Außerdem repräsentiert bei der bevorzugten anderen Ausführungsform der Erfindung der Verhältniswert zwischen der Steigung der Ausgangssignaländerung der in jedem Pixelelement oder jeder Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil für die Belichtungszeit gespeicherten Ladungssignale und der Steigung der Ausgangssignaländerung der in einem speziellen Pixelelement oder mindestens einer speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil gespeicherten Ladungssignale das Verhältnis der Steigung der im Bildelement-Erzeugungsteil für eine festgelegte Belichtungszeit gespeicherten Ladungssignale, wenn eine Repräsentation durch eine direkte Funktion erfolgt, d.h. für einen Koeffizienten der Dunkelstromkomponente für die Belichtungszeit zwischen der Steigung der ausgegebenen, im Dunkelstrom-Messteil für eine feste Speicherzeit gespeicherten Ladungssignale, wobei diese Speicherzeit von der Belichtungszeit für den Bildelement-Erzeugungsteil abhängt, wenn Repräsentation durch eine direkte Funktion erfolgt, d.h. betreffend den Koeffizienten des Dunkelstroms für die Speicherzeit.

Ferner werden vorzugsweise, zusätzlich zum oben genannten Ausgangssignal-Verhältniswert, Offsetdaten für die Dunkelstromkomponente in jedem Pixelelement oder jeder Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil, oder die Offsetdaten für ein spezielles Pixelelement oder eine spezielle Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil, die nicht von der Belichtungszeit abhängen, erstellt, und unter Verwendung derartiger Daten im Betrieb kann die Dunkelstromkomponente oder der Dunkelstrom vollkommener aus den Ladungssignalen entfernt werden, wie sie im Bildelement-Erzeugungsteil der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung gespeichert sind.

Noch ferner werden, gemäß dem 2D-Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung, Schwankungsfaktordaten der Dunkelstromkomponente, wie vorab auf Grundlage der Temperatur erstellt und abgespeichert, weiter entfernt, wenn die arithmetische Operation ausgeführt wird.

Noch ferner führt, gemäß dem 2D-Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung, diese Panorama-Röntgenografie, Cephalometrie-Röntgenografie, Linearscan-Röntgenografie, Dental-Röntgenografie oder CT-Röntgenografie aus.

Noch ferner ist, gemäß dem 2D-Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung, diese ein CCD-Sensor, ein MOS-Sensor, ein CMOS-Sensor oder ein 2D-Flachtafelsensor.

Ferner ist durch die Erfindung ein medizinisches, digitales Röntgenbild-Aufnahmegerät unter Verwendung des oben genannten 2D-Bilderzeugungsverfahrens mit einer Festkörper-Bilder fassungsvorrichtung wie folgt geschaffen.

Gemäß der Erfindung ist ein medizinisches, digitales Röntgenbild-Aufnahmegerät mit Folgendem versehen: einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung mit einem Bildelement-Erzeugungsteil, in dem die durch fotoelektrische Wandlung erzeugte elektrische Ladung zum Erzeugen sichtbaren Lichts, wenn von einem Röntgenstrahlungsgenerator erzeugte Röntgenstrahlung empfangen wird, abgespeichert wird, und einem Dunkelstrom-Messteil, in dem ein Dunkelstrom ohne empfangene Röntgenstrahlung abgespeichert wird; einem Speicher zum vorab erfolgenden Abspeichern der Ausgangsverhältnisdaten für eine feste Belichtungszeit zwischen einer Dunkelstromkomponente jedes Pixelelements oder jeder Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil und derjenigen des speziellen Pixelelements oder der speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil; und einer Bildverarbeitungseinrichtung zum sequenziellen Erzeugen von Pixeldaten, aus denen eine Dunkelstromkomponente entfernt ist, während ein Röntgenografie ausgeführt wird, durch Ausführen einer vorbestimmten arithmetischen Operation für vom Bildelement-Erzeugungsteil ausgegebene Signale von gespeicherten Ladungen abhängig von den Ausgangsverhältnisdaten.

Ferner werden bei diesem medizinisches, digitales Röntgenbild-Aufnahmegerät, bei dem- die Verhältnisdaten zwischen der Steigung der Ausgangssignaländerung der Signale von gespeicherten Ladungen jedes speziellen Pixelelements oder jeder speziellen Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil für eine feste Belichtungszeit und der Steigung der Ausgangssignaländerung eines speziellen Signals von gespeicherten Ladungen des speziellen Pixelelements oder mindestens einer speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil für eine feste Belichtungszeit vorab im Speicher bereitgestellt; und die Bildverarbeitungseinrichtung ein zweidimensionales Bild durch Ausführen einer vorbestimmten arithmetischen Operation abhängig von den Steigungsverhältnisdaten erzeugt.

Noch ferner werden, bei diesem medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegerät, Schwankungsfaktordaten einer Dunkelstromkomponente, die vorab auf Grundlage der Temperatur erstellt und abgespeichert wurden, entfernt, wenn die arithmetische Operation ausgeführt wird.

Noch ferner führt, bei diesem medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegerät, Panorama-Röntgenografie, Cephalometrie-Röntgenografie, Linearscan-Röntgenografie, Dental-Röntgenografie oder CT-Röntgenografie aus.

Noch ferner ist, bei diesem medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegerät, die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung ein CCD-Sensor, ein MOS-Sensor, ein CMOS-Sensor oder ein 2D-Flachtafelsensor.

Gemäß dem bei dieser Erfindung vorgeschlagenen Verfahren wird der Ausgangssignal-Verhältniswert der Dunkelstromkomponente jedes Pixelelements oder jeder Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil und des Dunkelstroms eines speziellen Pixelelements oder einer speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil vorab für eine festgelegte Belichtungszeit erstellt, und dann wird beim Ausführen eines Pixeldatenprozesses eine vorbestimmte arithmetische Operation während eines Röntgenografievorgangs für alle Signale zu gespeicherten Ladungen, wie sie vom Bildelement-Erzeugungsteil ausgegeben werden, abhängig vom Ausgangssignal-Verhältniswert ausgeführt, um die Dunkelstromkomponente zu entfernen und um dadurch die Beeinträchtigung jedes Pixelelements oder jeder Pixelelementspalte des Festkörpers der Bildaufnahmevorrichtung zu berücksichtigen.

Da es nicht erforderlich ist, eine die Speicherzeit berücksichtigende Operation auszuführen, kann der Kompensationsprozess leicht auf ähnliche Weise erfolgen, wenn die Speicherzeit entsprechend dem auszuwählenden Röntgenografieprofil verändert wird.

Ferner ist es nicht erforderlich, wie beim Stand der Technik zur Dunkelstromkompensation Röntgenografie zweimal auszuführen, wodurch eine Echtzeit-Dunkelstromkomponente für ein Pixelbild erzielt wird.

Gemäß dem ferner vorgeschlagenen Verfahren gemäß der Erfindung wird der Verhältniswert zwischen der Steigung der Ausgangssignaländerung der Signale zu gespeicherten Ladungen für ein spezielles Pixelelement oder eine spezielle Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil für eine feste Belichtungszeit und der Steigung der Ausgangssignaländerung des Pixelelements oder mindestens einer Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil für eine feste Belichtungszeit erhalten, so dass die arithmetische Operation zur Kompensation einfach wird.

Gemäß noch einem weiteren vorgeschlagenen Verfahren gemäß der Erfindung werden Schwankungsfaktordaten einer Dunkelstromkomponente, die vorab auf Grundlage der Temperatur erstellt und abgespeichert werden, weiter entfernt, so dass sich die Temperaturdaten im Kompensationsergebnis für den Dunkelstrom widerspiegeln, wodurch sie noch vorteilhafter entfernt werden.

Gemäß noch einem weiteren vorgeschlagenen Verfahren gemäß der Erfindung wird die Dunkelstromkomponente im Fall einer Panorama-Röntgenografie, einer Cephalometrie-Röntgenografie, einer Linearscan-Röntgenografie, einer Dental-Röntgenografie oder einer CT-Röntgenografie ausgeführt.

Gemäß noch einem weiteren vorgeschlagenen Verfahren gemäß der Erfindung wird die Dunkelstromkomponente im Fall eines Röntgenbild-Aufnahmevorgangs ausgeführt, bei dem ein CCD-Sensor, ein MOS-Sensor, ein CMOS-Sensor oder ein 2D-Flachtafelsensor verwendet wird.

Beim durch die Erfindung vorgeschlagenen medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegerät wird das oben vorgeschlagene 2D-Bilderzeugungsverfahren verwendet, so dass dieselben Effekte erzielt werden können.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm eines zweidimensionalen Bildaufnahmegeräts, das das Konzept der Erfindung zeigt.
2A ist ein Vergleichskurvenbild für die Ausgangssignaländerung einer Dunkelstromkomponente eines Bildelement-Erzeugungsteils und derjenigen eines Dunkelstrom-Messteils im Fall von Panorama-Röntgenografie.
2B ist ein Kurvenbild, das die Beziehung zwischen einer Dunkelstromkomponente und einer Belichtungszeit T für den Fall normaler Röntgenstrahlungs-Durchsichtröntgenografie zeigt.
3 ist eine Dunkelstromkompensations-Tabelle.
4 ist ein Flussdiagramm zum Veranschaulichen von Prozeduren beim Erzeugen einer Dunkelstromkompensations-Tabelle.
5 ist ein Flussdiagramm, das Kompensationsprozeduren für einen Röntgenografiefall zeigt.
6 ist eine Außenansicht eines medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegeräts, das Panorama-Röntgenografie ausführen kann, wenn die Erfindung angewandt wird.
7 ist eine Außenansicht eines Röntgenografiedetektors, der das medizinische, digitale Röntgenbild-Aufnahmegerät der 6 aufbaut.
8 erläutert den Innenaufbau des Röntgenografiedetektors der 7.
9 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Steuerungsteils eines Hauptkörpers zeigt, der das medizinische, digitale Röntgenbild-Aufnahmegerät der 6 aufbaut.
10 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines Röntgenografiedetektors zeigt, der das medizinische, digitale Röntgenbild-Aufnahmegerät der 6 aufbaut.
11 zeigt die Struktur einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung in der 9.
12 ist ein Panorama-Röntgentransmissionsbild, das durch das medizinische, digitale Röntgenbild-Aufnahmegerät der 6 erhalten wurde.
13 ist eine Außenansicht eines medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegeräts, das Cephalometrie-Röntgenografie ausführen kann, wenn die Erfindung angewandt wird.
14 zeigt die Positionsbeziehung zwischen einem Röntgenstrahlungsgenerator, einem zu untersuchenden Objekt und einem Röntgenografiedetektor für den Fall von Cephalometrie-Röntgenografie.
15 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegeräts zeigt, das Linearscan-Röntgenografie ausführen kann, wenn die Erfindung angewandt wird.
16 zeigt einen wesentlichen Teil einer Positionserfassungseinrichtung, die das medizinische, digitale Röntgenbild-Aufnahmegerät der 15 aufbaut.
17 zeigt, wie ein medizinisches, digitales Röntgenbild-Aufnahmegerät, das Dental-Röntgenografie ausführen kann, genutzt wird, wenn die Erfindung angewandt wird.
18 ist eine Schnittansicht eines Röntgenografiedetektors, der das medizinische, digitale Röntgenbild-Aufnahmegerät der 15 aufbaut.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird das Grundprinzip eines Erzeugungsverfahrens für ein zweidimensionales Bild mit einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung beschrieben, und es wird speziell ein medizinisches, digitales Röntgenbild-Aufnahmegerät unter Verwendung des Verfahrens erläutert.
[Ausführungsform 1]
Die 1 erläutert das Konzept der Erfindung. Ein 2D-Bilderzeugungsgerät A1, das aus nur grundlegenden Konstruktionselementen besteht, verfügt über eine Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a, eine Bildverarbeitungseinrichtung 2 und eine in einem Speicher abgespeicherte Dunkelstromkompensations-Tabelle 3.
Die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a wird wird mittels einer Bilderfassungsvorrichtungs-Treiberschaltung 11d, die aus einem TDI(Time Delay Integration)-Taktsignal ein Treibertaktsignal erzeugt, durch ein Treibertaktsignal angesteuert, und sie ist in einen Bildelement-Erzeugungsteil 1aa, einen Dunkelstrom-Messteil 1ab und einen Speicherladung-Übertragungsteil 1ac unterteilt.
Im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a existiert eine CCD-Arrayanordnung, die die durch Licht (Röntgenstrahlung) hoher Energie erzeugte elektrische Ladung überträgt. Auch sind im Dunkelstrom-Messteil 1ab eine einzelne oder mehrere CCD-Spalten wie der Bildelement-Erzeugungsteil 1aa angeordnet. Jedoch ist das CCD im Dunkelstrom-Messteil 1ab maskiert, um nicht immer Licht ausgesetzt zu sein.
Im Speicherladung-Übertragungsteil 1ac ist ein CCD zum Übertragen der von jeder Spalte im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa und im Dunkelstrom-Messteil 1ab ausgegebenen elektrischen Ladung spaltenförmig angeordnet. Die Signale von gespeicherten Ladungen vom Bildelement-Erzeugungsteil 1aa und die Dunkelstrom-Messsignale vom Dunkelstrom-Messteil 1ab werden an einem Auslass unten rechts mit einem festen Timing sequenziell in die Bildverarbeitungseinrichtung 2 ausgegeben.
Die Bildverarbeitungseinrichtung 2 kann ein Bild (einen Bilddatenwert) erhalten, aus dem die Dunkelstromkomponente aus den Signalen von gespeicherten Ladungen, wie sie im Röntgenografiefall dem Bildelement-Erzeugungsteil 1aa entnommen werden, erhalten. Die Bildverarbeitungseinrichtung 2 besteht aus einem Entnahmeteil für Dunkelstrom-Messsignale 2a zum Entnehmen der Dunkelstrom-Messsignale aus der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a mit einem vorbestimmten Timing, einem Dunkelstrom-Abschätzteil 2b zum Abschätzen und Berechnen der Dunkelstromkomponente in den vom Bildelement-Erzeugungsteil 1aa ausgegebenen Signalen von gespeicherten Ladungen unter Bezugnahme auf Parameter, die später beschrieben werden und die in der Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 aufgezeichnet sind, und zwar pro vom Bildelement-Erzeugungsteil 1aa ausgegebenen Signalen von gespeicherten Ladungen und auf Grundlage der vom Dunkelstrom-Messteil 1ab ausgegebenen Dunkelstrom-Messsignale, und einem Dunkelstrom-Kompensationsteil 2c zum Ausführen einer Dunkelstromkompensation durch Subtrahieren einer abgeschätzten Dunkelstromkomponente aus den vom Bildelement-Erzeugungsteil 1aa ausgegebenen Signalen von gespeicherten Ladungen.
Die Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 speichert vorab Parameter zum Abschätzen und Berechnen der Dunkelstromkomponente, veranlasst bei einem elektrischen Laden in jeder Spalte des Bildelement-Erzeugungsteils 1aa folgend auf einen vorbestimmten Übertragungskanal, d.h. einen Quer-Übertragungskanal in jeder Spalte und einen Vertikalübertragungskanal im Speicherladung-Übertragungsteil 1ac, auf Grundlage von im Dunkelstrom-Messteil 1ab gemessenen Dunkelstrom-Messsignalen (Dunkelstromkomponente).
Nachfolgend wird das Prinzip der Dunkelstromkompensation beim oben angegebenen 2D-Bilderzeugungsgerät A1 erläutert.
Wenn die Temperatur bei der Röntgenografie ξ ist, wird die elektrische Ladung, wie sie sich in allen Spalten angesammelt hat, hinsichtlich jeder Spalte (k=n,...,1,0) des Bildelement-Erzeugungsteils 1aa und des Dunkelstrom-Messteils 1ab der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a über den Speicherladung-Übertragungsteil 1ac übertragen und als Signale Os (pk,ξ) von gespeicherten Ladungen und die Dunkelstrom-Messsignale Os (P0,ξ) entnommen wird, wobei sie durch die folgende Formel (I) wiedergegeben werden.
mit

Os:: Signal von gespeicherten Ladungen
Osx:: Effektives Bildelementsignal auf Grundlage der Belichtung (Signalkomponente auf Grund der Belichtung betreffend das Signal von gespeicherten Ladungen)
Dk:: Dunkelstromkomponente des Signals von elektrischen Ladungen
Of:: Offsetkomponente des Signals von elektrischen Ladungen
p:: Spaltenposition
ξ:: Temperatur

Andererseits sind, wenn die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a so abgeblendet ist, dass sie nicht belichtet ist, das Signal Os(pk,ξ) von gespeicherten Ladungen und das Dunkelstrom-Messsignal OS(p0,ξ) auf dieselbe Weise durch die folgende Formel (II) angegeben.
Es ist bekannt, dass die Dunkelstromkomponente im Wesentlichen in einem Verhältnis zur Ladungsspeicherzeit T der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a steht, so dass die Dunkelstromkomponente in der Spalte k durch die folgende Formel (III) erhalten wird. Dk(pk,ξ)=α(pk,ξ)·T (III)mit

α:: Koeffizient
T:: Speicherzeit

Wenn die Ladungsspeicherzeit T auf mehrere Arten variiert wird, werden das Signal Os(pk,ξ) von gespeicherten Ladungen und das Dunkelstrom-Messsignal OS(p0,ξ) gemessen, und es wird das Verfahren der kleinsten Quadratsumme angewandt, wobei diese direkten Funktionen geeignet sein können. Jedoch werden, bei einem einfachen Verfahren, diese Signale für zwei Ladungsspeicherzeiten T gemessen, und es kann eine durch diese zwei Punkte verlaufende gerade Linie bestimmt werden.
Ferner wird das Ausgangssignalverhältnis α2 der Dunkelstromkomponente Dk(pk,ξ) in der Spalte k des Bildelement-Erzeugungsteils 1aa und der Dunkelstromkomponente Dk(p0,ξ) des Dunkelstrom-Messteils 1ab für eine vorbestimmte Speicherzeit T erhalten, wobei es sich um das Steigungsverhältnis des Kurvenbilds des Signals Os(pk,ξ) von gespeicherten Ladungen und des Kurvenbilds des Dunkelstrom-Messsignals Os(p0,ξ) wie folgt handelt. α2(pk,ξ)=Dk(pk,ξ)/Dk(p0,ξ) ={α(pk,ξ)·T}/{α(p0,ξ)·T} =α(pk,ξ)/α(p0,ξ)
Dabei wird angenommen, dass das Ausgangssignalverhältnis α(pk,ξ) in Teile unterteilt wird, die vom Ort pk und der Temperatur ξ abhängen: α(pk,ξ)=α1(pk)·α2(ξ)
Demgemäß hängt das Ausgangssignalverhältnis α2 nicht von der Temperatur ξ ab, und es wird die folgende Formel (IV) erhalten. α2(pk)=α1(pk)/α1(p0) (IV)
Gemäß den Formeln (I) und (IV) wird das effektive Bildelementsignal Osx(pk,ξ) auf Grundlage der Belichtung jeder Spalte (k=n,...,1) im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa durch das Dunkelstrom-Messsignal Os(p0,ξ) wie folgt ausgedrückt, wenn die Temperatur während der Röntgenografie ξ ist. Osx(pk,ξ)=Os(pk,ξ)-Dk(pk,ξ)-Of(pk) = Os(pk,ξ)-α2(pk)·Dk(p0,ξ)-Of(pk) = Os(pk,ξ)-α2(pk)·{Os(p0,ξ)-Of(p0)}-Of(pk) (V)
Wie es aus der Formel (V) ersichtlich ist, kann, wenn das Signal Os(pk,ξ) von gespeicherten Ladungen für jede Spalte (k=n,...1) im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa während Röntgenografie durch das Dunkelstrom-Messsignal Os(pk,ξ) des Dunkelstrom-Messteils 1ab gemäß der Formel (V) kompensiert wird, ein effektives Bildelementsignal Os(p0,ξ) erhalten werden, aus dem die Dunkelstromkomponente auf Grundlage der Temperatur bei der Röntgenografie genauer entfernt ist.
Das Prinzip der oben genannten Dunkelstromkompensation wird unter Bezugnahme auf die 2 für den Fall einer Panorama-Röntgenografie mittels einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a mit einem CCD-Sensor und für den Fall normaler Röntgentransmissions-Röntgenografie mittels einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a mit MOS-Sensor weiter erläutert.
2A zeigt die Beziehung zwischen der Zeit und dem elektrischen Ausgangssignal für den Fall einer dentalen Panorama-Röntgenografie, wobei die Signale (eindimensional) von gespeicherten Ladungen, wie sie von jeder Spalte der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a mit CCD-Sensor ausgegeben werden, in einer zeitlichen Röntgenografiefolge angeordnet sind. In der Figur (i) ist die Position der Spalte k im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa durch das Bezugszeichen pk dargestellt, die Position des Dunkelstrom-Messteils 1ab ist durch das Bezugszeichen p0 dargestellt. Die Figur (ii) zeigt das Dunkelstrom-Messsignal (Dunkelstromkomponente) Dk(p0) vom Dunkelstrom-Messteil 1ab. Sie zeigt das Dunkelstrom-Messsignal im Dunkelstrom-Messteil 1ab, wenn Röntgenpanorama-Röntgenografie vor dem Fabrikversand vorab ausgeführt wird. Die Figur (iii) zeigt das Signal Os(pk) von gespeicherten Ladungen von der Spalte k für den Fall eines tatsächlichen Röntgenografievorgangs sowie die darin enthaltene Dunkelstromkomponente Dk(pk).
Wie es aus den Figuren (ii) und (iii) erkennbar ist, wird im Fall einer Panorama-Röntgenografie von einem Backenzahn, einem Schneidezahn zu einem Backenzahn eines zu untersuchenden Objekts die Scangeschwindigkeit bei der Panorama-Röntgenografie für den Schneidezahn im Allgemeinen verringert, um die Röntgenstrahlungsmenge zu erhöhen, und es wird die Röntgenabsorption in der Halswirbelsäule kompensiert. In einem derartigen Fall nimmt die Dunkelstromkomponente Dk(pk), die einem derartigen Teil entspricht, zu, wenn die Scangeschwindigkeit niedrig wird. Jedoch ist das Ausgangssignalverhältnis der Dunkelstromkomponente im Dunkelstrom-Messteil 1ab zu der für die Spalte k im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa für eine feste Belichtungszeit beinahe konstant, unabhängig von einer Variation der Absolutstärke und der Belichtungszeit. Das heißt, dass das Ausgangssignalverhältnis b/a konstant ist, wie es in den Figuren dargestellt ist.
Demgemäß wird das Ausgangssignalverhältnis zwischen der Dunkelstromkomponente des Dunkelstrom-Messteils 1ab und jedem Pixelelement oder jeder Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa für eine vorbestimmte Belichtungszeit vorab in der Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 abgespeichert, und die Dunkelstromkomponente Dk(pk) kann dadurch abgeschätzt und berechnet werden, dass das Ausgangssignalve- rhältnis auf das Signal Os(pk) von gespeicherten Ladungen angewandt wird, das während eines Röntgenografievorgangs dem Bildelement-Erzeugungsteil 1aa entnommen wird.
Die 2B (iv) zeigt die Position pk eines speziellen Pixelelements und die Position p0 des Dunkelstrom-Messteils 1ab im Bild, bei dem das von der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a mit MOS-Sensor ausgegebene Signal Os(pk) von gespeicherten Ladungen entsprechend der Position des Pixelelements "e" zweidimensional aufgebaut ist. Die 2B (v) ist ein Kurvenbild, das die Beziehung jeder Dunkelstromkomponente Dk(pk), Dk(p0) und der Belichtungszeit T zeigt.
Wie es im Kurvenbild (v) dargestellt ist, ist das Steigungsverhältnis für die Ausgangssignaländerung des Signals Dk(pk) von gespeicherten Ladungen für ein spezielles Pixelelement oder eine spezielle Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa für die Belichtungszeit T, und die Ausgangssignaländerung des Signals Dk(p0) von gespeicherten Ladungen des Pixelelements oder mindestens einer Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil 1ab für die Belichtungszeit T im Wesentlichen konstant. Daher wird, wenn das Steigungsverhältnis der Ausgangssignaländerung vorab entsprechend jedem Pixelelement oder jeder Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa in der Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 gespeichert wird, die Änderung der Ausgangssignalsteigung auf das im Fall eines Röntgenografievorgangs dem Bildelement-Erzeugungsteil 1aa entnommene Signal Ok(pk) von gespeicherten Ladungen angewandt, und die Dunkelstromkomponente Dk(pk) kann entsprechend der aktuellen Röntgenografiezeit abgeschätzt und berechnet werden.
Ferner ist es wünschenswert, den Offset von Signalen von gespeicherten Ladungen vorab entsprechend jedem Pixelelement oder jeder Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa und im Dunkelstrom-Messteil 1ab zu erstellen und abzuspeichern.
Die 3 zeigt ein Beispiel der Dunkelstromkompensations-Tabelle 3. In dieser Figur kennzeichnet Of(pk=1,...n) den Offsetwert der Dunkelstromkomponente für jede Spalte (k=1,...,n) im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa, und α2(pk=1,...,n) kennzeichnet das Ausgangssignalverhältnis α2 bei einer vorbestimmten Belichtungszeit für das Dunkelstrom-Messsignal.
In der Bildverarbeitungseinrichtung 2 nimmt der Dunkelstrom-Erzeugungsteil 2b jedesmal dann auf die Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 Bezug, wenn der Dunkelstrom-Messteil 2a Dunkelstrom-Messsignale Os(p0,ξ) mit einem vorbestimmten Timing aus den von der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a ausgegebenen Signalen von gespeicherten Ladungen entnimmt, wenn von der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a Bilder erhalten werden. Die Dunkelstromkomponente wird durch die folgende Formel abgeschätzt und berechnet: Dk(pk,ξ)=α2(pk)·{Os(p0,ξ)-Of(p0)}
Der Dunkelstrom-Kompensationsteil 2c erhält das für das Bildelement gespeicherte effektive Ladungssignal Osx(pk,ξ), aus dem die Dunkelstromkomponente entfernt ist, für jede Spalte (k=n,...,1) im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa durch die folgende Formel in Echtzeit: Osx(pk,ξ)=Os(pk,ξ)-Dk(pk,ξ)-Of(pk)
Als Nächstes werden entsprechend Flussdiagrammen Prozeduren zum Erzeugen der Dunkelstromkompensations-Tabelle sowie der Dunkelstrom-Kompensationsprozess bei einem Röntgenografievorgang schematisch erläutert.
Die 4 zeigt, wie die Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 vor einem tatsächlichen Röntgenografievorgang erzeugt wird, z. B. vor dem Fabrikversand. In einem Schritt 201 wird die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a völlig abgeblendet, und die Signale Os(pk) von gespeicherten Ladungen für das gesamte Pixelelement, einschließlich des Dunkelstrom-Messteils 1ab, werden für mehrere Speicherzeiten T gemessen. In einem Schritt 202 wird die Beziehung aus der Speicherzeit T und den Signalen Os(pk) von gespeicherten Ladungen für das gesamte Pixelelement aus dem Messergebnis erhalten. Dann wird in einem Schritt 203 aus der erhaltenen Beziehung zwischen der Speicherzeit T und den Signalen Os(pk) von gespeicherten Ladungen für das gesamte Pixelelement das Ausgangssignalverhältnis α2 der Dunkelstromkomponente für eine vorbestimmte Belichtungszeit vom Dunkelstrom-Messteil 1ab und jedes Pixelelement oder jede Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil 1aa erhalten. Schließlich werden in einem Schritt 204 das Ausgangssignalverhältnis α2 und der Offset Of in der Dunkelstromkompensations-Tabelle für das gesamte Pixelelement gespeichert. Diese Schritte werden vor dem Versand ausgeführt. Die Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 wird, falls erforderlich, für mehrere Speicherzeitarten, mit geänderter Temperatur, gespeichert.
Die 5 zeigt die Kompensationsprozedur für den Fall tatsächlicher Röntgenografie. In einem Schritt 301 wird ein Röntgenografievorgang ausgeführt, und es werden die gespeicherten Signale Os für jedes Pixelelement ausgegeben. In einem Schritt 302 werden die Dunkelstrom-Messsignale Os(p0) entnommen. Als Nächstes wird in einem Schritt 303 der in der Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 gespeicherte Wert α2(pk) auf die Dunkelstrom-Messsignale Os(p0) angewandt, um die Dunkelstromkomponente Dk(pk) für das gesamte Pixelelement abzuschätzten und zu berechnen. In einem Schritt 304 wird die abgeschätzte Dunkelstromkomponente Dk(pk) für das gesamte Pixelelement zur Kompensation von den Signalen Os(pk) von gespeicherten Ladungen abgezogen. Im letzten Schritt 305 wird beurteilt, ob der Prozess abgeschlossen ist, und wenn die Prozedur nicht abgeschlossen ist, erfolgt eine Schrittrückkehr zu 301.
Oben ist die Temperaturabhängigkeit des Offset Of(pk) für das gesamte Pixelelement nicht berücksichtigt, jedoch können mehrere Sätze von Dunkelstromkompensations-Tabellen abhängig von der Temperatur bereitgestellt werden, eine geeignete Dunkelstromkompensations-Tabelle kann abhängig von der Temperatur beim Röntgenografievorgang ausgewählt werden, und der Dunkelstrom kann kompensiert werden. In einem derartigen Fall wird der Schwankungsfaktor der Dunkelstromkomponente auf Grundlage der Temperatur, wie vorab abgespeichert, weiter entfernt, um dadurch ein bevorzugteres Kompensationsergebnis zu erhalten. Im Fall tatsächlicher Röntgenografie wird die Dunkelstromkomponente des belichteten Pixelelements aus der Beziehung zwischen einem belichteten Element und einem nicht belichteten Element bei der Röntgenografie für die in der Kompensationstabelle vorab für jedes Pixelelement gespeicherte Ladungsspeicherzeit sowie aus der Beziehung zwischen der Röntgenografiezeit und dem nicht belichteten Pixelelement abgeschätzt, um dadurch die Dunkelstromkompensation auszuführen. Zur Abschätzung werden die Ladungsspeicherzeit und die Zeit des Vorprozesses sowie die Ladungsspeicherzeit bei Röntgenografie nicht als Parameter verwendet. Daher ist kein Entnahmeprozess für die Ladungsspeicherzeit erforderlich, so dass Anwendbarkeit besteht, wenn für einen Röntgenstrahlungsdetektor ein TDI-Taktsignalgenerator vorhanden ist.
[Ausführungsform 2]
Als Nächstes wird ein medizinisches, digitales Röntgenbild-Aufnahmegerät erläutert, das eine Panorama-Röntgenografie ausführen kann, bei der die Erfindung angewandt wird.
Die 6 zeigt eine Außenansicht des Röntgenbild-Aufnahmegeräts A2. Ein Ständer 4b steht auf einem Sockel 4a eines Gerätekörpers 4, am Ständer 4b ist ein Haltekörper 5 so angebracht, dass er nach oben und unten beweglich ist, und am Haltekörper 5 ist ein Dreharm 6 drehbar vorhanden. Ein sich horizontal erstreckender Haltearm 5a ist für das obere Ende des Haltekörpers 5 vorhanden und für sein unteres Ende ist ein Objektrahmen 5b vorhanden. Für den Objektrahmen 5b ist eine Kinnstütze 5c vorhanden.
Im Haltearm 5a ist ein XY-Tisch untergebracht, der durch einen Schrittmotor in den Richtungen X und Y verstellbar ist, und der Dreharm 6 kann gedreht werden, während er durch den XY-Tisch gelagert ist, wobei er in der vertikalen Ebene frei beweglich ist. Eine Kopfhalteeinrichtung 5d für ein Objekt ist eine Objekthalteeinrichtung, die an der Unterseite des Haltearms 5a angebracht ist, den Dreharm 6 durchdringt und über einen Positionssteuerungsmechanismus verfügt.
Für den Dreharm 6 ist ein Drehmechanismus vorhanden, um ihn durch einen Schrittmotor in Bezug auf den Haltearm 5a zu drehen. Der Dreharm 6 ist so aufgebaut, dass er sich in Bezug auf eine senkrechte axiale Linie dreht, während das Rotationszentrum durch den oben genannten XY-Tisch verstellt wird. Die beiden Enden des Dreharms 6 hängen nach unten, für ein Ende 6a ist ein Röntgenstrahlungsgenerator 7 vorhanden, und für das andere Ende 6b ist gegenüberstehend ein Röntgenstrahlungs-Erfassungsteil 8 vorhanden. Der Röntgenstrahlungsgenerator 7 verfügt über eine Röntgenstrahlungsröhre, eine Röntgenstrahlungs-Ausblendplatte mit einem ersten Längsschlitz, einen Steuerungsmechanismus zum Ändern der Form des ersten Schlitzes, usw. (diese sind nicht darge stellt).
Der Röntgenstrahlungs-Erfassungsteil 8 verfügt über einen zweiten Längsschlitz 8a, der dem ersten Schlitz entspricht, und eine Ausblendplatte 9 mit einem Steuerungsmechanismus für den Schlitz 9a, die so vorhanden sind, dass sie dem Röntgenstrahlungsgenerator 7 gegenüberstehen. An der Rückseite der Ausblendplatte 9 ist ein Detektorhalter 10 vorhanden, und am Detektorhalter 10 ist ein Röntgenografiedetektor 11a vorhanden.
Hinter dem Röntgenstrahlungs-Erfassungsteil 8 ist ein Steuerungsteil 12 für den Gerätekörper mit einer gedruckten Leiterplatte mit mehreren Schaltkreisen vorhanden, und eine Bedienkonsole 13 ist so vorhanden, dass sie die Außenseite desselben bedeckt. Für die Bedienkonsole 13 sind mehrere Schalter und ein Flüssigkristalldisplay 13a vorhanden (nicht dargestellt).
Der Gerätekörper 4 verfügt über ein Fernsteuerungskästchen 14a, das mit einem Bedienungskabel 14a angeschlossen ist, und für das Kästchen 14a sind ein Hauptschalter zum Ein- oder Ausschalten einer Spannungsquelle und ein Röntgenstrahlungsschalter vorhanden.
Für den Röntgenstrahlung-Erfassungsteil 8 ist ein Verbinder 15 für Verbindung mit dem Röntgenografiedetektor vorhanden.
Die 7 zeigt die Außenansicht des Röntgenografiedetektors 11a, und die 8 zeigt dessen Innenaufbau. Der Detektor 11a verfügt über eine Festkörper-Bilderfassungsvorrichtungseinheit 1 wie einen CCD-Sensor, und er ist mit einem Außengehäuse 1G verstärkt, das mehrere Arten von Schaltkreisen für die Einheit aufnimmt. Der Verbinder 17 für eine externe Schaltung ist an einer Seite des Gehäuses 1G vorhan den, und er ist allgemein mit einem einheitlichen Kabel mit einer Spannungsversorgungsleitung und einer Signalleitung (nicht dargestellt) mit dem Verbinder 15 des Röntgenstrahlungs-Erfassungsteils 8 verbunden. Der Verbinder 17 kann dazu verwendet werden, externe Geräte wie einen PC anzuschließen.
Das Außengehäuse 16 besteht aus einem geeigneten Material mit erforderlicher Stabilität, wie Metall, wie einer Aluminiumplatte, oder einem Kunstharz, wie ABS-Harz. Der Röntgenstrahlungs-Erfassungsteil 18, der aus einem Material besteht, das vorzugsweise Röntgenstrahlung durchlässt, jedoch sichtbares Licht ausblendet, z. B. ABS-Harz mit dunkler Farbe, ist in der Längsrichtung im Zentrum der Vorderseite so vorhanden, dass er an der Rückseite des zweiten Schlitzes 8a liegt. Die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtungseinheit 1 ist innerhalb des Röntgenstrahlungs-Erfassungsteils 18 vorhanden.
Die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtungseinheit 1, die an der Rückseite des Röntgenstrahlungs-Erfassungsteils 18 vorhanden ist, besteht aus einem Licht emittierenden Körper 1b (Szintillator) zum Wandeln der abgestrahlten Röntgenstrahlung in sichtbares Licht, einer optischer Faser 1c zum Übertragen des vom Licht emittierenden Körper 1b erzeugten Lichts in die Lichtempfangsfläche der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a, und diese Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a, die später erläutert wird, und sie verfügt über eine Leiterplatte 1d. Die Bezugszahl 19 kennzeichnet ein Schutzgehäuse, 19a kennzeichnet ein Abdichtmaterial zum Ausblenden von Röntgenstrahlung, und 1e ist ein Signalstift der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtungseinheit 1. Am unteren Teil des Abdichtmaterials 19a ist ein Röntgenstrahlungs-Ausblendmaterial 19b angebracht, das mit einer Bleiplatte dazu dient, den später erläuterten Dunkelstrom-Messteil 1ab, der später erläutert wird, am entsprechenden Teil der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a anzubringen, wobei der Licht emittierende Körper 1b gegen Röntgenstrahlung abgeschirmt wird.
Die schematische Struktur des wesentlichen Teils des Gerätekörpers 4 wird unter Bezugnahme auf die 9 erläutert, und die schematische Struktur des wesentlichen Teils des Festkörper-Bilderfassungsvorrichtungdetektors 11a wird unter Bezugnahme auf die 10 erläutert.
Die 9 ist ein Blockdiagramm, das die schematische Struktur des wesentlichen Teils des Steuerungsteils 20 des Gerätekörpers zeigt. Der Steuerungsteil 20 verfügt über eine Steuerungseinheit 20a mit einer MPU (CPU), die das Betriebs- und Steuerungszentrum des gesamten Röntgenbild-Aufnahmegeräts A2 bildet, einen Eingangs/Ausgangs-Port 20b und einen Speicher 20c. Außerdem verfügt er über eine Röntgenstrahlungs-Steuerungsschaltung 20d zum Ansteuern und Steuern des Röntgenstrahlungsgenerators 7, eine TDI-Taktsignal-Erzeugungsschaltung 20g, eine Kommunikations-Steuerungsschaltung 20h und eine Spannungsversorgungsschaltung 20i. Dies sind über den Eingangs/Ausgangs-Port 20b mit der Steuerungseinheit 20a verbunden. Mit dem Eingangs/Ausgangs-Port 20b ist eine Bedienkonsole 13 zum Eingeben mehrerer Betriebsdaten oder das Fernsteuerungskästchen 40b zur Ferneingabe der Daten verbunden. Ferner ist ein Verbinder 15 vorhanden, der dem Verbinder 15' eines Anschlusskabels 21 zum Anschließen des Röntgenografiedetektors 11a entspricht, und der Eingangs/Ausgangs-Port 20b, die Kommunikations-Steuerungsschaltung 20h und die Spannungsversorgungsschaltung 20i sind mit dem Verbinder 15 verbunden.
Die 10 ist ein Blockdiagramm des wesentlichen Teils des Röntgenografiedetektors 11a. Der Detektor 11a verfügt über eine Steuerungseinheit 11a aus einer MPU (CPU) zum Steuern des Betriebs jeder Schaltung in ihm sowie des Gesamtbetriebs des Röntgenbild-Aufnahmegeräts A2 einschließlich des Gerätekörpers 4 selbst oder gemeinsam mit dem Steuerungsteil 20 des Gerätekörpers, einen Eingangs/Ausgangs-Port 11b, eine TDI-Taktsignal-Wandlerschaltung 11c, eine Bilderfassungsvorrichtungs-Treiberschaltung 11d, einen A/D-Wandler 11e, einen Speicher 11f, eine Kommunikations-Steuerungsschaltung 11g und eine Spannungsschaltung 11h. Jede Schaltung und ein Verbinder 17 sind so verbunden, wie es in der Figur dargestellt ist. Die Steuerungseinheit 11a ist so aufgebaut, dass sie für die Funktion der Bildverarbeitungseinrichtung 2 zum Kompensieren eines Dunkelstroms, was bei der Ausführungsform 1 als Charakteristikum der Erfindung erläutert ist, durch einen Softwareprozess sorgt. Die Dunkelstromkompensations-Tabelle 3, auf die die Pixelelement-Verarbeitungseinrichtung Bezug nimmt, wird vor dem Fabrikversand vorab im Speicher 11f abgespeichert und dazu verwendet, ein effektives Pixelelement abzuspeichern, wie es während eines Röntgenografievorgangs ein Panorama-Röntgenbild erzeugt.
Der Röntgenografiedetektor 11A ist so aufgebaut, dass er vom Gerätekörper 4 abnehmbar oder fest an ihm anbringbar ist. Zu diesem Zweck ist der Verbinder 17 elektrisch und regelungstechnisch durch einen Verbinder 17', der am vom Steuerungsteil 20 des Hauptkörpers eingeführten Verbindungskabel 21 vorhanden ist, mit dem Steuerungsteil 20 des Gerätekörpers verbunden. Der Steuerungsteil 20 des Gerätekörpers ist so aufgebaut, dass ein externes Gerät 100 wie ein PC so angeschlossen ist, dass Steuerungsinformation in den Steuerungsteil 20 selbst und den Röntgenografiedetektor 11A eingegeben wird und die Daten ausgegeben und gespeichert werden. Der Speicher 11f, in dem die Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 abgespeichert ist, ist bei der oben angegebenen Ausführungsform im Röntgenografiedetektor 11A vorhanden, jedoch kann der im Computer außerhalb des Gerätekörpers vorhandene Speicher verwendet werden.
Die 11 zeigt eine schematisch Struktur der für den Röntgenografiedetektor 11A vorhandenen Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a. Die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a besteht aus einem CCD-Sensor vom FFT-Typ (Full-Frame-Transfer-Typ). Die Bezugszahl 1ad kennzeichnet eine Sensormatrix aus einem Lichtempfangsteil, und sie ist so aufgebaut, dass ein Horizontalschieberegister 1ae zum Übertragen der gespeicherten Ladung in horizontaler Richtung in mehreren nach oben und unten verlaufenden Spalten angeordnet ist und ein in einer Spalte oder einem Schritt angeordnetes Pixelelement "e" durchdie Potenzialwanne gebildet ist, die im Horizontalschieberegisterteil 1ae ausgebildet ist.
Die Bezugszahl 1ac entspricht einem Übertragungsteil für gespeicherte Ladungen zum Ausbilden einer Potenzialwanne, die die gespeicherten Ladungen senkrecht überträgt, die durch die Potenzialwanne jedes Horizontalschieberegisterteils 1ae, der in mehreren Spalten nach oben und unten verlaufend ausgebildet ist, parallel in horizontaler Richtung auf einmal übertragen wurden, 1ac kennzeichnet eine Ausgangswanne zum Entnehmen der gespeicherten Ladungen, die in vertikaler Richtung seriell übertragen wurden, aus dem Übertragungsteil 1ac für gespeicherte Ladungen, und 22 kennzeichnet einen Verstärker zum weiteren Wandeln der von der Ausgangswanne 1af sequenziell ausgegebenen gespeicherten Ladungen in Spannungssignale, um sie als Signale von gespeicherten Ladungen auszugeben.
In der Sensormatrix 1ad ist das Pixelelement "e" in elf Spalten (vertikale Richtung) und vier Schritten (horizontale Richtung) in der Figur angeordnet, jedoch ist das Pixelelement "e" tatsächlich in 1500 Spalten und 16 Schritten ange ordnet. Der Bildelement-Erzeugungsteil 1aa zum Ausgeben des das Bild erzeugenden Pixelelements als gespeicherte Ladung ist in der Figur anderen Spalten als der untersten Spalte zugeordnet, und der untersten Spalte ist ein Dunkelstrom-Messteil 1ab zugeordnet, der sich immer dadurch in einem nicht beleuchteten Zustand befindet, dass Röntgenstrahlung durch das Röntgenstrahlungs-Ausblendelement 19b ausgeblendet wird, und er gibt die Dunkelstrom-Messsignale als gespeicherte Ladung aus.
Die vom Verstärker 22 ausgegebene Signale von elektrischen Ladungen werden an den AD-Wandler 11e geliefert, um in digitale Signale gewandelt zu werden. Das Horizontalschieberegister 1ae, der Übertragungsteil 1ac für gespeicherte Ladungen und die Ausgangswanne 1af, die den CCD-Sensor bilden, übertragen die gespeicherte Ladung folgend auf das Treibertaktsignal der Bilderfassungsvorrichtungs-Treiberschaltung 11d.
In JP-A-9-200025 ist ein solcher Grundbetrieb für die Ladungsübertragung eines CCD-Sensors offenbart, dass die durch Emissionslicht erhaltene gespeicherte Ladung in der Potenzialwanne der eine Lichtempfangsfläche bildenden Sensormatrix 1ad blockiert wird, um in einem Halbleitermaterial übertragen zu werden. Jedoch ist ein Konstruktionsmerkmal der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 26c der Dunkelstrom-Messteil 1ab, der sich immer in nicht belichtetem Zustand befindet und Dunkelstrom-Messsignale als gespeicherte Ladung ausgibt, und der einem Teil der Sensormatrix 1ad zugeordnet ist.
Der oben erläuterte CCD-Sensor ist vom Full-Frame-Transfer-Typ, jedoch kann er vom FT-Typ (Frame-Transfer-Typ) sein. Ferner wird bei der oben angegebenen Ausführungsform sichtbares Licht vom Licht emittierenden Körper 1b zur Wandlung der abgestrahlten Röntgenstrahlung in sichtbares Licht empfangen, jedoch kann ein CCD-Sensor verwendet werden, der direkt Röntgenstrahlung ermittelt. Noch ferner kann der Sensor eine Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung wie ein MOS-Sensor, ein CMOS-Sensor, ein zweidimensionaler Flachtafelsensor wie eine TFT (Dünnschichttransistor) usw. an Stelle des oben genannten CCD-Sensors sein.
Die 12 zeigt ein Beispiel eines Panorama-Röntgenbilds, wie es durch das so aufgebaute Panorama-Röntgenbild-Aufnahmegerät A2 erhalten wird, die 12a ist ein Panorama-Röntgenstrahlungs-Transmissionsbild für den gesamten Kiefer, und die 12b ist ein Kurvenbild, das die Dunkelstromkomponente in den Signalen von gespeicherten Ladungen vom in die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a eingesetzten Bildelement-Erzeugungsteil 1aa und die Dunkelstrom-Messsignale vom Dunkelstrom-Messteil 26cf zeigt.
Die Bezugszahl RZ in der 12a kennzeichnet ein Dichtekompensationsgebiet, wie es allgemein bei Panorama-Röntgenografie verwendet wird. Röntgenstrahlung wird in diesem Gebiet für eine längere Zeit abgestrahlt, um den Effekt eines Hindernisschattens, wie der Halswirbelsäule, zu entfernen, und der Dreharm 6 dreht sich zu diesem Zweck langsam. Die Drehgeschwindigkeit des Dreharms 6 hängt vom Bildaufnahmezweck und vom Bildaufnahmeobjekt ab. Demgemäß kann, wenn die TDI-Taktsignal-Wandlerschaltung 11c so aufgebaut ist, dass sie das Muster der TDI-Taktsignale selektiv erzeugt, das Röntgenbild-Aufnahmegerät A2 dasselbe Panorama-Röntgenstrahlungs-Transmissionsbild des gesamten Kiefers erhalten, wie es durch Bewegen des früheren Filmtypdetektors erhalten wurde, und zwar durch geeignetes Auswählen des Musters.
Wie es aus der 12b ersichtlich ist, weisen die Dunkelstromkomponente in den Signalen von gespeicherten Ladungen vom Bildelement-Erzeugungsteil 1aa und die Dunkelstrom-Messsignale vom Dunkelstrom-Messteil 1ab verschiedene absolute Stärken auf, jedoch haben die Stärken eine Proportionalitätsbeziehung. Das heißt, dass die Dunkelstromkomponente in den Signalen von gespeicherten Ladungen vom Bildelement-Erzeugungsteil 1aa auf Grundlage der Dunkelstrom-Messsignale vom Dunkelstrom-Messteil 1ab entsprechend dem bei der Ausführungsform 1 erläuterten Verfahren abgeschätzt und berechnet werden kann. Ferner wird, entsprechend der Abschätzung und Berechnung, die durch das TDI-Taktsignal bestimmte Ladungsspeicherzeit nicht verwendet, so dass der Dunkelstrom während eines Röntgenografievorgangs auf einfache Weise abgeschätzt und berechnet werden kann, wenn mehrere Muster von TDI-Taktsignalen bereitgestellt werden und dann eines derselben ausgewählt wird.
Bei dieser Ausführungsform wird als Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a ein CCD-Sensor verwendet, jedoch kann an Stelle desselben ein MOS-Sensor verwendet werden, bei dem eine Fotodiode jedes Pixelelements durch einen MOS-Transistor ausgewählt wird und die elektrische Ladung entnommen wird.
Ferner können mehrere Sätze von Dunkelstromkompensations-Tabellen 3, ..., 3 entsprechend der Temperatur bereitgestellt werden, die geeignete Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 kann bei einem Röntgenografievorgang abhängig von der Temperatur ausgewählt werden, und der Dunkelstrom kann kompensiert werden. In einem solchen Fall wird die temperaturbezogene Schwankungskomponente (Schwankungsfaktordaten) der Dunkelstromkomponente, wie vorab abgespeichert, weiter entfernt, wenn die Dunkelstromkomponente entfernt wird, um dadurch ein bevorzugteres Kompensationsergebnis zu erzielen.
[Ausführungsform 3]
Als Nächstes wird eine Ausführunsform erläutert, bei der die Erfindung bei einem medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegerät angewandt ist, das cephalometrische Röntgenografie ausführen kann.
Die 13 ist eine Außenansicht des Röntgenbild-Aufnahmegeräts A3 von vorne. Das Röntgenbild-Aufnahmegerät A3 ist so aufgebaut, dass das bei der Ausführungsform 2 erläuterte Röntgenbild-Aufnahmegerät A2 der 6 ferner mit einem abnehmbaren Röntgenografiedetektor 11b für cephalometrische Röntgenografie versehen ist. Außerdem ist eine Halteeinrichtung 23 für cephalometrische Röntgenografie zum Halten des Kopfs H eines zu untersuchenden Objekts vorhanden, um dadurch cephalometrische Röntgenografie als auch Panorama-Röntgenografie zu ermöglichen.
Der Röntgenografiedetektor 11b hat dieselbe Struktur wie der Röntgenografiedetektor 11a, der für das Röntgenbild-Aufnahmegerät A2 der Ausführungsform 2 verwendet wird. Das Fernsteuerungskästchen 14b hat dieselbe Struktur wie das Fernsteuerungskästchen 14a in der 6, jedoch sind die Einstellposition und die möglichen Bedienungen geändert, um sowohl für Panorama-Röntgenografie als auch cephalometrische Röntgenografie verwendbar zu sein.
Im Fall cephalometrischer Röntgenografie liegt, wie beim Stand der Technik, der Röntgenografie-Erfassungsteil 8 außerhalb des Röntgenstrahlungsgebiets des Röntgenstrahlungsgenerators 7, die Röntgenstrahlung vom Röntgenstrahlungsgenerator 7 strahlt durch den Kopf H des Objekts, der durch die Halteeinrichtung 23 für cephalometrische Röntgenografie fixiert wurde, und sie erreicht den Röntgenografiedetektor 11b. Dabei ist der Röntgenografiedetektor 11b nach oben und unten oder rechts und links in Bezug auf die Halteeinrichtung 23 für cephalometrische Röntgenografie auf solche Weise verstellbar, dass der Röntgenstrahlungs-Empfangsteil 18 das Röntgenstrahlungs-Transmissionsbild des gesamten Kopfs H des Objekts empfangen kann.
Die 14 zeigt die Positionsbeziehung zwischen dem Röntgenstrahlungsgeneratar 7, dem Kopf H des Objekts und dem Röntgenografiedetektor 11b für den Fall cephalometrischer Röntgenografie. Wie es in der Figur dargestellt ist, wird das Strahlungsgebiet der vom Röntgenstrahlungsgenerator 7 abgestrahlten Röntgenstrahlung durch einen ersten Schlitz auf ein pyramidenartiges Gebiet begrenzt. Der erste Schlitz und der Röntgenografiedetektor 11b werden zusammenwirkend in den Richtungen nach rechts und links auf solche Weise verstellt, dass der Röntgenstrahl durch den Kopf H des Objekts strahlt und das Röntgentransmissionsbild des gesamten Kopfs H empfangen wird.
Im Fall derartiger cephalometrischer Röntgenografie verfügt der Röntgenografiedetektor 11b für das Röntgenbild-Aufnahmegerät A3 über dieselbe Struktur wie der Röntgenografiedetektor 11a für das Röntgenbild-Aufnahmegerät A2 der Ausführungsform 2, so dass die Dunkelstromkompensation entsprechend dem bei der Ausführungsform 1 erläuterten Verfahren ausgeführt werden kann.
Ferner können mehrere Sätze von Dunkelstromkompensations-Tabellen 3, ..., 3 entsprechend der Temperatur bereitgestellt werden, die geeignete Dunkelstromkampensations-Tabelle 3 kann bei einem Röntgenografievorgang abhängig von der Temperatur ausgewählt werden, und der Dunkelstrom kann kompensiert werden. In einem solchen Fall wird die temperaturbezogene Schwankungskomponente der Dunkelstromkomponente, wie vorab abgespeichert, weiter entfernt, wenn die Dunkel stromkomponente entfernt wird, um dadurch ein bevorzugteres Kompensationsergebnis zu erzielen.
[Ausführungsform 4]
Nun wird eine Ausführungsform erläutert, bei der die Erfindung bei einem medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegerät angewandt ist, das Linearscan-Röntgenografie ausführen kann.
Die 15 ist ein Blockdiagramm, das die Gesamtstruktur des Röntgenbild-Aufnahmegeräts A4 zeigt. Das Röntgenbild-Aufnahmegerät A4 dient einer Linearscan-Röntgenografie, und es verfügt über einen Röntgenstrahlungsgenerator 7, einen Röntgenografiegenerator 11c, der den vom Röntgenstrahlungsgenerator 7 empfangenen Röntgenstrahlungs-Schlitzstrahl 8, der durch das Objekt gestrahlt wurde, empfängt, einen Detektorhalter 10 zum Verstellen und Halten des Detektors 11c auf lösbare und in der Geschwindigkeit steuerbare Weise, eine Kopfandrückeinrichtung 5d (Objektfixiereinrichtung) zum Fixieren des Kopfs H des Objekts, von dem ein Bild aufzunehmen ist, eine Positionserfassungseinrichtung 32 zum Erfassen eines Gradationsprozess-Bezugspunkts des Objekts, und einen Gerätekörper 4 zum Steuern des gesamten Geräts.
In der Figur sind der Röntgenstrahlungsdetektor 7, der Röntgenografiedetektor 11c, ein Halteteil zum Scannen des Detektors, die Objektfixiereinrichtung 5d und die Positionserfassungseinrichtung 32 in einer flachen Ebene dargestellt, wenn ihr Gebrauchszustand von oben her gesehen wird. Der Röntgenografiedetektor 11c hat dieselbe Struktur wie der Röntgenografiedetektor 11a am Röntgenbild-Aufnahmegerät A2 der Ausführungsform 2.
Der Röntgenstrahlungsgenerator 7 weist eine Röntgenstrah lungsröhre auf, und er verfügt über ein erstes Schlitzelement 7b aus einem Röntgenstrahlungs-Ausblendmaterial, das mit einem ersten Schlitz 7a ausgebildet ist, bei dem es sich um eine Öffnung zum Eingrenzen des Röntgenstrahls, der von der Röhre weit abgestrahlt wird, in eine feste Richtung und auf eine feste Fläche, um einen Zielfleck zu bestrahlen, handelt, eine erste Schlitzverstellachse 7c zum Verstellen des ersten Schlitzelements 7b in der in der Figur dargestellten Richtung D, während die Geschwindigkeit und die Position kontrolliert werden, und einen ersten Schlitzverstellmotor M1 zum Ansteuern der ersten Schlitzverstellachse 7c.
Das Halteteil 33 für den Röntgenografiedetektor verfügt über den Detektorhalter 10 zum lösbaren Halten des Röntgenografiedetektors 11c, eine Detektorverstellachse 33a zum Verstellen des Detektorhalters 10 in der in der Figur dargestellten Richtung D, um die Geschwindigkeit und die Position zu kontrollieren, und einen Detektorverstellmotor M2 zum Antreiben der Verstellachse 33a. Er verfügt auch über ein zweites Schlitzelement 34b aus einem Röntgenstrahlung-Ausblendmaterial mit einem zweiten Schlitz 34a, der als Öffnung zum Durchlassen von Röntgenstrahlung zum weiteren Eingrenzen des Röntgenstrahlungs-Schlitzstrahls B, der durch den ersten Schlitz 7a des Röntgenstrahlungsgenerators 7 eingegrenzt wurde, auf ein festes Gebiet vor dem Bestrahlen auf den Kopf H des Objekts dient. Er verfügt auch über eine zweite Schlitzverstellachse 34c zum Verstellen des zweiten Schlitzelements 34b in der in der Figur dargestellten Richtung D, um die Geschwindigkeit und die Position zu kontrollieren, und einen zweiten Schlitzverstellmotor M3 zum Antreiben der zweiten Schlitzverstellachse 34c. Andererseits müssen der Detektorverstellmotor M2 und der zweite Schlitzverstellmotor M3 nicht gesondert vorhanden sein, sondern sie können durch einen Zeitsynchronisierriemen mechanisch gekoppelt sein, so dass ein Motor weggelassen werden kann.
Die Halteeinrichtung 5d für den Kopf des Objekts (Objektfixiereinrichtung) ist so aufgebaut, dass sie den Kopf H des Objekts unabhängig von der Bewegung des Erfassungshalters 10 des Halteteils 33 des Röntgenografiedetektors und des zweiten Schlitzelements 34b in der Richtung D an einer festen Position hält.
Der Gerätekörper 4 verfügt über einen Röntgenografieteil 20 mit einer Steuerungseinheit 20a aus einer MPU (CPU) zum Bewerkstelligen einer zentralen Steuerungsfunktion, einen Speicher 20c zum Speichern mehrerer Arten von Steuerungsprogrammen, die durch die Steuerungseinheit 20a abgearbeitet werden, eine Röntgenstrahlungs-Steuerungsschaltung 20d, eine Motor-Steuerungsschaltung 20f, eine TDI-Taktsignal-Erzeugungsschaltung 20g und eine Kommunikations-Steuerungsschaltung 20h. Der Gerätekörper 4 verfügt ferner über eine Bedienkonsole 13 zum Empfangen mehrerer Bedienungsanweisungen sowie eine Anzeigeeinrichtung 13a zum Anzeigen von Röntgenbildern. Die Motor-Steuerungsschaltung 20f ist mit dem ersten Schlitzverstellmotor M1, dem Detektorverstellmotor M2 und dem zweiten Schlitzverstellmotor M3, um diese zu steuern, verbunden.
Bei diesem Röntgenbild-Aufnahmegerät A4 sind der Röntgenstrahlungsgenerator 7 und der Röntgenografiedetektor 11c so vorhanden, dass die Objektfixiereinrichtung 5d dazwischen eingefügt ist, wie es in der Figur dargestellt ist. Wenn der erste Schlitz 7a, der zweite Schlitz 34a und der Röntgenografiedetektor 11c des synchron in Bezug auf den Kopf H des Objekts, der durch die Kopfandrückeinrichtung (Kopfhalteeinrichtung) 5d fixiert ist, verstellt werden, wird der Kopf H des Objekts durch den Röntgenstrahlungs-Schlitzstrahl B abgescannt, während der vom Röntgenstrahlungsgenerator 7 abge strahlte Röntgenstrahlungs-Schlitzstrahl B und der Röntgenografiedetektor 11c in derselben Richtung D synchron verstellt werden, und dann wird das Linearscan-Röntgenbild des Kopfs H des Objekts erhalten. In einem solchen Fall wird die Scangeschwindigkeit (Verstellgeschwindigkeit in der Richtung D) des Röntgenstrahlungs-Schlitzstrahls B auf Grundlage der Signale von gespeicherten Ladungen gesteuert, bei denen es sich um die durch den Scan-Röntgenografiedetektor 11c empfangenen Röntgenstrahlungs-Empfangsdaten handelt.
Wenn die Durchstrahlungsmenge groß ist, während ein Hartgewebegebiet eingescannt wird, wird die Strahlungsdosis des Röntgenstrahlungs-Schlitzstrahls B, die pro Zeiteinheit auf dasselbe gestrahlt wird, durch Erhöhen der Scangeschwindigkeit verringert. Wenn andererseits die Durchstrahlungsmenge klein ist, wird die Strahlungsdosis des Röntgenstrahlungs-Schlitzstrahls B, der pro Zeiteinheit auf das Hartgewebegebiet gestrahlt wird, durch Verringern der Scangeschwindigkeit erhöht.
Ferner hat, bei derartiger Linearscan-Röntgenografie, der Röntgenografiedetektor 11c dieselbe Konstruktion wie der Röntgenografiedetektor 11a für das bei der Ausführungsform 2 erläuterte Röntgenbild-Aufnahmegerät A2, so dass die Dunkelstromkompensation entsprechend dem bei der Ausführungsform 1 erläuterten Verfahren erfolgen kann.
Die 16 ist eine erläuternde Ansicht des wesentlichen Teils der in der 15 dargestellten Positionserfassungseinrichtung 32. Die Positionserfassungseinrichtung 32 verfügt über eine Kontaktmarkierungseinrichtung 32a und einen Positionsdetektor 32b, wobei die Kontaktmarkierungseinrichtung 32a so gehalten wird, dass sie nach oben und unten sowie rechts und links verstellbar ist, wie es durch Pfeile dargestellt ist, und wobei die Position der Kontaktmarkie rungseinrichtung 32a, die mit einem Gradationsprozess-Standardpunkt B des Kopfs H des Objekts in Kontakt gebracht wird, erfasst. Der Positionsdetektor 32b besteht aus einem and er Kopfandrückeinrichtung 5d (Objektfixiereinrichtung) befestigten Potenziometer.
Eine auf diese Weise aufgebaute Positionserfassungseinrichtung kann den Gradationsprozess-Standardpunkt P (Nasion, die häufig für cephalometrische Dental-Röntgenografie verwendet wird, d.h. die Vorderseite der Nasenwurzel in der Mittelebene des menschlichen Kopfs, die für Orthodontie von Bedeutung ist) einfach, schnell und genau erfassen. Ferner ist es nicht erforderlich, am Objekt eine Erfassungsmarkierung anzubringen. Für den Gradationsprozess-Standardpunkt P besteht keine Einschränkung auf die Nasionsposition, sondern es kann jede bekannte Position verwendet werden.
Der so erhaltene Gradationsprozess-Standardpunkt P wird für einen Gradations-Nachprozess für ein Gebiet weichen Gewebes in einem Linearscan-Röntgenbild, wie es durch den Röntgenografiedetektor 11c erhalten wurde, oder zum Steuern der Strahlungsmenge des Röntgenografie-Röntgenstrahlungs-Schlitzstrahls B verwendet.
Ferner können mehrere Sätze von Dunkelstromkompensations-Tabellen 3, ..., 3 entsprechend der Temperatur bereitgestellt werden, die geeignete Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 kann bei einem Röntgenografievorgang abhängig von der Temperatur ausgewählt werden, und der Dunkelstrom kann kompensiert werden. In einem solchen Fall wird die temperaturbezogene Schwankungskomponente der Dunkelstromkomponente, wie vorab abgespeichert, weiter entfernt, wenn die Dunkelstromkomponente entfernt wird, um dadurch ein bevorzugteres Kompensationsergebnis zu erzielen.
[Ausführungsform 5]
Nun wird eine Ausführungsform erläutert, bei der die Erfindung bei einem medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegerät angewandt ist, das Dental-Röntgenografie ausführen kann.
Die 17 erläutert, wie das Röntgenbild-Aufnahmegerät A5 verwendet wird. Das Objekt, von dem durch das Röntgenbild-Aufnahmegerät A5 ein Bild aufzunehmen ist, ist ein Intraoralgebiet.
Ein Röntgenstrahlungsgenerator 7 ist so vorhanden, dass er in Bezug auf einen freien Arm 33 nach oben und unten schwingen und sich horizontal verdrehen kann, und die Richtung der Röntgenstrahlungsröhre 7d wird so gesteuert, dass Röntgenstrahlung in das Intraoralgebiet gestrahlt wird. Ein Röntgenografiedetektor 11d ist so positioniert, dass er die Intensitätsverteilung von durch das Intraoralgebiet gestrahlter Röntgenstrahlung, zum Erfassen eines Röntgenbilds, an einer Position angebracht, die der Röntgenstrahlungsröhre 7d gegenübersteht, wobei das Intraoralgebiet dazwischen eingefügt ist. Das heißt, dass eine Positionierungseinrichtung 34 mit dem Röntgenografiedetektor 11d so konzipiert ist, dass sie durch Finger des Objekts auf solche Weise gehalten wird, dass die Bildebene des Detektors 11d ungefähr in der Richtung der Röntgenstrahlung zeigt.
Die 18 ist eine Schnittansicht, die die Struktur des Röntgenografiedetektors 11d zeigt, die 18a ist ein Horizontalschnitt entlang der Linie A-A, und die 18b ist ein Vertikalschnitt entlang der Linie B-B.
Der Röntgenografiedetektor 11d besteht aus einem Lichtemissionselement (Szintillator) 1b zum Wandeln der abgestrahlten Röntgenstrahlung in sichtbares Licht, einer optischen Faser 1b zum Übertragen des vom Lichtemissionselement 1b emittierten Lichts in eine Lichtempfangsfläche einer Festkörper-Bil-derfassungsvorrichtung 1a, diese Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a aus einem CCD-Sensor zum Speichern der elektrischen Ladung, wie s ier erzeugt wird, wenn die durch die optische Faser 1c übertragene Fluoreszenzverteilung empfangen wird und zum sequenziellen Auslesen der für eine feste Zeit gespeicherte elektrischen Ladung, um eine Wandlung in elektrische Signale auszuführen, eine Keramikplatte 1d zum Halten der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a sowie ein Schutzgehäuse 19 zum Aufnehmen jedes Konstruktionselements.
An der Röntgenstrahlungs-Bestrahlungsfläche und an der Innenseite des Schutzgehäuses 19 ist ein leitendes Element 35, wie eine dünne Schicht aus Aluminium oder Kupfer, so vorhanden, dass es das Lichtemissionselement 1b, die optische Faser 1c, die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a und die Platte 1d einschließt, so dass Induktionsrauschen und elektrostatische Spannungsstöße von außen die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a usw. nicht beeinflussen, um dadurch die Antirauschfunktion und die Antispannungsstoßfunktion zu verbessern. Das Material des leitenden Elements 35 ist vorzugsweise Aluminium und Beryllium mit kleinem Atomgewicht, und die Dicke ist so gering wie möglich, wie 0,01 mm bis 0,1 mm, so dass die in den Röntgenografiedetektor 11d eintretenden Röntgenstrahlung keine Abschwächung und Streuung erfährt.
Ein Abdichtmaterial 19a zum Ausblenden von Röntgenstrahlung bedeckt die Rückseite und die Innenseite des Schutzgehäuses 19, um zu verhindern, dass unnötige Streu-Röntgenstrahlung in die Rückseite und die Seite der Platte 1d eindringt. Ein Röntgenstrahlungs-Ausblendmaterial 19b aus dem Abdichtmaterial 19a ist für einen Teil der Belichtungsfläche im Schutz gehäuse 27 vorhanden, um den Dunkelstrom-Messteil 1ab der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a einzusetzen.
Die Platte 1d verfügt über eine Steuerungseinheit 11a (nicht dargestellt), die aus einer MPU (CPU) besteht und die Funktion der Bildverarbeitungseinrichtung 2 zur Dunkelstromkompensation hat, wie der Röntgenografiedetektor 11a–11c, und mit einem Speicher 11f (nicht dargestellt), der vorab die Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 speichert, auf die die Bildverarbeitungseinrichtung 2 Bezug nimmt, wie bei den Ausführungformen 2–4. Demgemäß werden die Signale von elektrischen Ladungen, wie sie von der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a während eines Röntgenografievorgangs ausgegeben werden, durch die Bildverarbeitungseinrichtung 2 von ihrer Dunkelstromkomponente befreit, sie werden im Speicher 11f als Dental-Röntgenbilder gespeichert, sie werden über ein Kabel 21 in die Bedienkonsole 13 eingegeben, und sie werden auf der Anzeigeeinrichtung 13A als Bild angezeigt.
Als Nächstes wird der Unterschied zwischen dem für das Röntgenbild-Aufnahmegerät A5 verwendeten Röntgenografiedetektor 11D und den Röntgenografiedetektoren 11A–11C beschrieben, wie sie in jedem der Röntgenbild-Aufnahmegeräte der Ausführungsformen 2–4 verwendet werden.
Bei den Röntgenografiedetektoren 11A–11C bei den Ausführungsformen 2–4 ist, wie es unter Bezugnahme auf die 11 erläutert wurde, der Bildelement-Erzeugungsteil 1aa, der das Bild als gespeicherte Ladung erzeugt, Spalten zugeordnet, die nicht der untersten Spalte des Lichtempfangsteils 1ad des CCD-Sensors entsprechen, und die von jeder Spalte ausgegebene elektrische Ladung wird einer Zeitverzögerungsintegration unterzogen, um die Signale von gespeicherten Ladungen für ein Pixelelement (Signale von gespeicherten Ladungen von einem eindimensionalen Bild) zu erhalten. Andererseits behandelt der Röntgenografiedetektor 11d die elektrische Ladung von jedem Pixelelement "e" als Signale von gespeicherten Ladungen, die ein zweidimensionales Bild aufbauen.
Selbst wenn die elektrische Ladung von jedem Pixelelement "e" als Signale von gespeicherten Ladungen, die ein zweidimensionales Bild aufbauen, behandelt wird, wird das Ausgangsverhältnis für eine feste Belichtungszeit des Dunkelstrom-Messteils und jedes Pixelelement "e" des Bildelement-Erzeugungsteils 1aa auf Grundlage der Dunkelstromkomponente, wie vom Dunkelstrom-Messteil 1ab entnommen, vorab in der Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 gespeichert, und die Dunkelstromkomponente wird durch Berechnung entfernt, wobei das in der Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 gespeicherte Ausgangsverhältnis für die Signale von gespeicherten Ladungen, wie sie für jedes Pixelelement "e" während des Röntgenografievorgangs entnommen werden, angewandt wird. Ein derartiges Verfahren ist in der Erfindung enthalten.
Bei dieser Ausführungsform wird als Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung 1a ein CCD-Sensor verwendet, jedoch kann an Stelle desselben ein MOS-Sensor verwendet werden, bei dem eine Fotodiode jedes Pixelelements durch einen MOS-Transistor ausgewählt wird und die elektrische Ladung entnommen wird.
Ferner können mehrere Sätze von Dunkelstromkompensations-Tabellen 3, ..., 3 entsprechend der Temperatur bereitgestellt werden, die geeignete Dunkelstromkompensations-Tabelle 3 kann bei einem Röntgenografievorgang abhängig von der Temperatur ausgewählt werden, und der Dunkelstrom kann kompensiert werden. In einem solchen Fall wird die temperaturbezogene Schwankungskomponente der Dunkelstromkomponente, wie vorab abgespeichert, weiter entfernt, wenn die Dunkelstromkomponente entfernt wird, um dadurch ein bevorzugteres Kompensationsergebnis zu erzielen.
[Ausführungsform 6]
Die Erfindung kann abweichend vom medizinischen, digitalen Röntgenbild-Aufnahmegerät der oben angegebenen Ausführungsformen für ein Röntgen-CT(Computertomografie)-Bildaufnahmegerät angewandt werden. Bei einem CT-Gerät wird Transmissions-Röntgenografie mehrmals ausgeführt, wobei der Bestrahlungswinkel am selben Objekt verändert wird und die so erhaltenen Röntgenbilder verarbeitet werden, um ein Schnittbild zu erhalten. Daher kann die erfindungsgemäße Dunkelstromkompensation für jeden Transmissions-Röntgenografievorgang ausgeführt werden.

Claims

2D-Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung, die über einen Bildelement-Erzeugungsteil, wobei durch fotoelektrische Wandlung beim Erfahren einer Belichtungsmaßnahme erzeugte elektrische Ladungen als Ladungssignale gespeichert werden, und einen Dunkelstrom-Messteil, wobei ein Dunkelstrom gespeichert wird, während keine Belichtung erfahren wird, verfügt, mit den folgenden Schritten: – Erstellen und vorab erfolgendes Abspeichern von Ausgangssignal-Verhältnisdaten für eine feste Belichtungszeit zwischen der Dunkelstromkomponente jedes Pixelelements oder jeder Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil und derjenigen eines speziellen Pixelelements oder einer speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil; und – sequenzielles Erzeugen von Pixeldaten, aus denen eine Dunkelstromkomponente entfernt ist, während ein Röntgenografievorgang ausgeführt wird, durch Ausführen einer vorbestimmten arithmetischen Operation für die vom Bildelement-Erzeugungsteil ausgegebenen Signale von gespeicherten Ladungen abhängig von den Ausgangssignal-Verhältnisdaten.
2D-Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei dem – die Verhältnisdaten zwischen der Steigung der Ausgangsignaländerung der Signale von gespeicherten Ladungen jedes speziellen Pixelelements oder jeder speziellen Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil für eine feste Belichtungszeit und der Steigung der Ausgangssignalladung eines speziellen gespeicherten Ladungssignals eines speziellen Pixelelements oder mindestens einer speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil für eine feste Belichtungszeit vorab erstellt werden, um die Dunkelstromkomponente zu entfernen, und bei dem ein zweidimensionales Bild dadurch erzeugt wird, dass abhängig von den Steigungsverhältnisdaten eine vorbestimmte Arithmetikoperation ausgeführt wird.
2D-Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei dem Schwankungsfaktordaten der Dunkelstromkomponente, die auf Grundlage der Temperatur vorab erstellt und abgespeichert wurden, weiter entfernt werden, wenn die arithmetische Operation ausgeführt wird.
2D-Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–4, bei dem die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung Panorama-Röntgenografie, Cephalometrie-Röntgenografie, Linearscan-Röntgenografie, Dental-Röntgenografie oder CT-Röntgenografie ausführt.
2D-Bilderzeugungsverfahren unter Verwendung der Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1–4, bei dem die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung ein CCD-Sensor, ein MOS-Sensor, ein CMOS-Sensor oder ein zweidimensionaler Flachtafelsensor ist.
Medizinisches, digitales Röntgenbild-Aufnahmegerät mit: – einer Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung mit einem Bildelement-Erzeugungsteil, in dem die durch fotoelektrische Wandlung erzeugte elektrische Ladung zum Erzeugen sichtbaren Lichts, wenn von einem Röntgenstrahlungsgenerator erzeugte Röntgenstrahlung empfangen wird, abgespeichert wird, und einem Dunkelstrom-Messteil, in dem ein Dunkelstrom ohne empfangene Röntgenstrahlung abgespeichert wird; – einem Speicher zum vorab erfolgenden Abspeichern der Ausgangsverhältnisdaten für eine feste Belichtungszeit zwischen einer Dunkelstromkomponente jedes Pixelelements oder jeder Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil und derjenigen des speziellen Pixelelements oder der speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil; und – einer Bildverarbeitungseinrichtung zum sequenziellen Erzeugen von Pixeldaten, aus denen eine Dunkelstromkomponente entfernt ist, während ein Röntgenografie ausgeführt wird, durch Ausführen einer vorbestimmten arithmetischen Operation für vom Bildelement-Erzeugungsteil ausgegebene Signale von gespeicherten Ladungen abhängig von den Ausgangsverhältnisdaten.
Medizinisches, digitales Röntgenbild-Aufnahmegerät nach Anspruch 6, bei dem – die Verhältnisdaten zwischen der Steigung der Ausgangssignaländerung der Signale von gespeicherten Ladungen jedes speziellen Pixelelements oder jeder speziellen Pixelelementspalte im Bildelement-Erzeugungsteil für eine feste Belichtungszeit und der Steigung der Ausgangssignaländerung eines speziellen Signals von gespeicherten Ladungen des speziellen Pixelelements oder mindestens einer speziellen Pixelelementspalte im Dunkelstrom-Messteil für eine feste Belichtungszeit vorab im Speicher bereitgestellt werden; und – die Bildverarbeitungseinrichtung ein zweidimensionales Bild durch Ausführen einer vorbestimmten arithmetischen Operation abhängig von den Steigungsverhältnisdaten erzeugt.
Medizinisches, digitales Röntgenbild-Aufnahmegerät nach Anspruch 6 oder 7, bei dem Schwankungsfaktordaten der Dunkelstromkomponente, die auf Grundlage der Temperatur vorab erstellt und abgespeichert wurden, weiter entfernt werden, wenn die arithmetische Operation ausgeführt wird.
Medizinisches, digitales Röntgenbild-Aufnahmegerät nach einem der Ansprüche 6–8, bei dem die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung Panorama-Röntgenografie, Cephalometrie-Röntgenografie, Linearscan-Röntgenografie, Dental-Röntgenografie oder CT-Röntgenografie ausführt.
Medizinisches, digitales Röntgenbild-Aufnahmegerät nach einem der Ansprüche 6–9, bei dem die Festkörper-Bilderfassungsvorrichtung ein CCD-Sensor, ein MOS-Sensor, ein CMOS-Sensor oder ein zweidimensionaler Flachtafelsensor ist.