JP2000189411A

JP2000189411A - ディジタル放射線撮影画像作成方法

Info

Publication number: JP2000189411A
Application number: JP11338985A
Authority: JP
Inventors: Moore Boudry John; ジョン・ムーア・ブードリー; Frederick Saunders Roland; ローランド・フレデリック・サウンダース; Frederic Birenjaa Barry; バリー・フレデリック・ビレンジャー
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2000-07-11
Anticipated expiration: 2019-11-30
Also published as: US6115451A; JP4630412B2

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｘ線曝射の開始前のアクセス時間を短縮する
同時に、短いアクセス時間の場合にありがちな画像アー
チファクトを減少することができる放射線撮影方法を提
供する。【解決手段】本方法は、（１）期間ｔ_eの間放射線撮
影用検出器を曝射し、（２）検出器を読み取って曝射読
み取り値を得、（３）検出器を読み取って、ｔ_eを超え
る期間ｔ_w経過後に収集するオフセット読み取り値を
得、（４）オフセット読み取り値を曝射読み取り値から
差し引くこと含む。期間ｔ_wの間に持続時間ｔ_rの読み
取りを行う。期間ｔ_wの間の最終のｔ_r読み取りが終了
した後、ｔ_eに等しい期間後にオフセット読み取りを行
うことが好ましい。この結果、曝射読み取りの前後にほ
ぼ同じ検出器サンプリング手法が使用されて、オフセッ
ト読み取り値がより正確になり、さらに画像アーチファ
クトも減少する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的にはディジタル
放射線撮影法に関し、より具体的には、ディジタル放射
線撮影像の画像品質を向上させるための方法に関する。

【０００２】

【発明の背景】従来の放射線写真すなわちＸ線画像は、
Ｘ線放射装置と、写真フィルムからなるＸ線検出体との
間に被検体を配置することによって得られる。放射され
たＸ線は被検体を透過して、フィルムを露光する。この
とき、フィルム上のさまざまな位置での露光の度合い
は、各Ｘ線の経路内の被検体の密度によって概ね定ま
る。

【０００３】現在では、検出体として、フィルムに代わ
り半導体式ディジタルＸ線検出器（すなわち、スイッチ
ング素子およびフォトダイオードなどの感光性素子のア
レイ）を利用するのが一般的である。Ｘ線が検出器のさ
まざまな位置で発生させた電荷は読み取られ処理され
て、被検体のディジタル画像を、写真フィルム上のアナ
ログ画像としてではなく電子形式で作成する。ディジタ
ル画像作成では、画像を後で他の箇所に電子的に転送で
きること、撮影された画像の特徴を決定するために前記
画像に対し診断用アルゴリズムを作用させることができ
ること、などの点で有利である。

【０００４】ディジタル画像処理の間に、検出器読み取
り値から画像を直接作成するというのは一般的でない。
むしろ、検出器読み取り値を処理して、よりきれいな画
像を作成するというのが一般的である。詳細には、画像
に対し「オフセット」を除去する処理を行うのが通常で
ある。このオフセットは、曝射がなされた時間より前の
検出器の帯電状態によって生じるものである。オフセッ
トの質は、検出器の電流漏洩、温度、バックグラウンド
放射線量、その他のさまざまなファクターにより決定さ
れる。画像品質を向上させるためには、検出器の読みと
り値からオフセットを除去することが望ましい。

【０００５】オフセットを除去する一般的な方法を図１
に示し、図１は放射線撮影プロセスを時系列的に示して
いる。検出器が定期的に時間間隔ｔ_rで読み取られて、
画像が定期的に更新される。時間間隔ｔ_rは互いに、Ｘ
線技師が設定した所望の曝射時間を表す時間間隔ｔ_eだ
け時間があけられる。技師が時刻Ｔ_aで曝射要求を出し
た場合、このＸ線装置は、次の間隔ｔ_e全体が見いださ
れるや否や放射装置を作動する。続いて、検出器は次の
間隔ｔ_rで読み取られて、曝射読み取り値が得られる。
この曝射読み取り値は検出器に元から存在していたオフ
セットを含んだものである。検出器は続く間隔ｔ_eの間
は休止状態となり、続いて、検出器は次の間隔ｔ_rで読
み取られてオフセットの概略計測値が得られる。図１で
は、曝射読み取りとオフセット読み取りの間の間隔ｔ_e
は、２つの読み取りの間の待機時間ｔ_wとしても表され
る。次に、前の曝射読み取り値からオフセット読み取り
値を差し引くことによって、またほとんどの場合、この
画像に対してその他の画像処理アルゴリズムを作用させ
ることによって、画像が作成される。別法のプロセスを
図２に示す。図２では、曝射要求が出される前に読み取
った値を格納しておき、オフセット読み取り値として使
用することができる。曝射要求が時刻Ｔ_aに出された場
合、曝射間隔ｔ_e（待機間隔ｔ_w）の前の時間間隔ｔ_r
の間に読み取られた値をオフセット読み取り値として用
い、次の読み取り間隔ｔ_rを用いて曝射読み取り値を得
る。次に、オフセット読み取り値を、引き続き得た曝射
読み取り値から差し引く。

【０００６】図１および図２の撮影手法により十分な画
像品質が得られるが、これらの手法は無視できない欠点
を有する。すなわち、曝射要求が出されても、実際に曝
射がなされるまでアクセス時間ｔ_aがかかること、また
この期間ｔ_aが最大で概ねｔ _e＋ｔ_rになる可能性があ
ることである。図１および図２では、例として、ある間
隔ｔ_eが始まった直後に技師の曝射要求が出されたとし
て曝射要求時刻Ｔ_aを設定し図示してある。したがっ
て、Ｘ線装置は放射装置を作動するまでに、次の時間間
隔ｔ_e全体の間待機しなければならない。曝射開始に先
立つアクセス時間ｔ_aは、かなりの長さとなる可能性が
ある。これは特に、ｔ_eが２秒以上になる可能性がある
からである。このアクセス時間の長さが特に不都合とな
るのは、特に時間間隔が明確に規定された曝射を希望す
る場合である。発明者の意見としては、一般に高品質の
Ｘ線装置では曝射要求を受信した後に概ね０．７秒以内
に曝射が可能（すなわちｔ_a≦０．７秒）であるべきで
あり、また曝射要求後５秒以内に処理済みの最終画像が
提供されるべきであると考える。

【０００７】次に、この遅延（すなわちアクセス時間ｔ
_a）を減らすように開発された撮影手法の別法を図３に
示す。検出器は、各々が互いに短い時間間隔ｔ_sだけ隔
てられた時間間隔ｔ_rで読み取られる。曝射要求が時刻
Ｔ_aに出された場合、その時点のｔ_s＋ｔ_rのサイクル
の終了時点で、間隔ｔ_eの間曝射が行われる（例えば、
曝射要求がｔ_r内に出された場合はその期間ｔ_rの終了
時点に、また曝射要求がｔ_s内に出された場合はその次
の期間ｔ_rの終了時点に曝射が行われる）。このよう
に、アクセス時間ｔ_aがｔ_s＋ｔ_rを超えることがない
ため（ここで、ｔ _sは短く、通常ｔ_eより短い）、曝射
に先立つ遅延を有意に減少させることができる。曝射期
間ｔ_eの後、間隔ｔ_rの間に曝射読み取りが行われる。
次に検出器を、別の間隔ｔ_e（待機間隔ｔ_w）の間休止
状態にし、概ね曝射前の状態に戻す。ここで次の間隔ｔ
_rにおいてオフセット読み取りを行う。ここで曝射読み
取り値からオフセット読み取り値を差し引くことによっ
て、またほとんどの場合、この画像に対してその他の画
像処理アルゴリズムを作用させることによって、画像を
作成できる。

【０００８】図３の撮影手法では、望ましくない長いア
クセス時間を回避することができるが、結果として画像
アーチファクトが増加するという欠点がある。この原因
は、曝射後に行われたオフセット読み取りが、実際の曝
射前オフセットを正しく反映していないことによると推
察される。図２の撮影手法と異なり、この手法では通
常、時刻Ｔ_aで曝射要求が出される前に、自動露出制御
により決められる曝射時間ｔ_eをあらかじめ知ることが
できないため、曝射前にオフセット読み取りをすること
によって補正をすることができない。

【０００９】このように、従来のディジタル放射線撮影
装置では、次のいずれかを受け入れることを迫られる。
すなわち（１）Ｘ線が曝射される時点までのアクセス時
間が受容しがたいほど長い可能性があること、または
（２）オフセット読み取り値が適正でないため画像アー
チファクトが増大する、すなわち画像品質が劣化するこ
と、のいずれかである。

【００１０】

【本発明の概要】本発明は、特許請求の範囲によって規
定されるが、ユーザの要求した曝射が始まるまでのアク
セス時間を大幅に短縮すると共に、画像アーチファクト
を相当程度削減する放射線撮影方法を目的としたもので
ある。本発明の好ましい実施態様では、本方法は、放射
線撮影用検出器を時間間隔ｔ_eの間曝射するステップ
と、放射線撮影用検出器を読み取って曝射読み取り値を
得るステップと、放射線撮影用検出器を読み取って、ｔ
_eを超える時間間隔ｔ_w経過後の時点にオフセット読み
取り値を得るステップと、曝射読み取り値からこのオフ
セット値を差し引くステップとを含む。この方法は、上
記に説明し図１から図３に示したｔ_w＝ｔ_eである方法
と対照をなす。

【００１１】好ましくは、期間ｔ_wの間に検出器に少な
くとも一度読み取りを行う。しかし、この読み取り値は
オフセット読み取り値としては用いない。曝射読み取り
を行う前に、検出器を期間ｔ_rの持続時間の読み取りが
ある場合、ｔ_wの期間中においてもｔ_rの長さの時間読
み取りを継続し、曝射読み取りの前後におけるサンプリ
ング手法が双方で同じになるようにするのが最も好まし
い。ｔ_wの期間中での最後のｔ_r読み取りがなされた
後、さらにｔ_eに等しい時間経過後にオフセット読み取
りを行うことが好ましい。したがって、ｔ_w≧ｔ_r＋ｔ
_eとなる。この式は、より具体的には、曝射読み取りの
前後の各ｔ_r読み取りが互いに間隔ｔ_sだけ隔てられて
いる場合、ｔ_w＝Ｎ（ｔ_s＋ｔ_r）＋ｔ_eで表せる。こ
こで、Ｎは１であるか１を超える整数であり、曝射読み
出しおよびオフセット読み出しの間に検出器に対して行
われる読み取りの回数に相当する。

【００１２】本発明に関する実施のさまざまな形態にお
いては、曝射読み取りとオフセット読み取りの双方を、
必ずしもｔ_rと等しい必要がない持続時間ｔ_Rにわたっ
て行うことが可能である。最も好ましくは、ｔ_R≧ｔ_r
である。

【００１３】さらに、本発明の利点、様態および目的
は、添付の図面と関連させながら以下の本発明の詳細な
説明を読むことによって明らかになるであろう。

【００１４】

【本発明の好ましい実施態様の説明】上記の問題に取り
組み、結果としてアクセス時間を短くし、かつ画像アー
チファクトを減少させた、新規の撮影手法が開発され
た。図４に図示した手法では、時間間隔ｔ_rの間に検出
器の読み取りを行う。この間隔ｔ_rは時間間隔ｔ_sだけ
互いに隔てられており、時間間隔ｔ_sは短く、通常は、
起こりうる後続の曝射時間を超えない。曝射要求が出さ
れると、その時のｔ_s＋ｔ_rのサイクルの終了時点に
（例えば、曝射要求がｔ_r内に出された場合はその期間
ｔ_rの終了時点に、また曝射要求がｔ_s内に出された場
合はその次の期間ｔ_rの終了時点に）、Ｘ線放射装置が
曝射時間ｔ_eの間作動される。次に、好ましくはｔ_rと
等しいかこれより長い期間ｔ_Rの間、検出器を読み取
り、曝射読み取り値を得る。ここでタイミングは、検出
器読み取りを行う各間隔ｔ_rの前に間隔ｔ_sを伴うとい
う曝射前の状態に戻る。ｔ_s＋ｔ_rのサイクルは、Ｎ回
（Ｎは整数）繰り返される。このＮ回のサイクルの後
に、間隔ｔ_eの間の遅延が続く。続いて検出器の別の読
み取りが間隔ｔ_Rの間続く。この検出器読み取りは、オ
フセット読み取り値として用いられ、この値を曝射読み
取り値から差し引くことにより画像が向上される。次に
タイミングは、次の曝射要求があるまで、ｔ_s＋ｔ_rの
サイクルからなる曝射前のパターンに戻る。

【００１５】この撮影手法では、アクセス時間がｔ_s＋
ｔ_rを超えることがないため、図３の手法に匹敵するア
クセス時間が可能となることが分かっている。この手法
はまた、少なくとも図１および２の手法によるアーチフ
ァクト除去に匹敵するアーチファクト除去効果がある。
アーチファクト除去効果の向上が生じると考える理由
は、検出器が擬似的に曝射前の状態に回復した後にオフ
セットの読み取りを行うからである。曝射前および曝射
後の双方で、検出器はｔ_s＋ｔ_rからなるサイクルの間
に何回かの読み取りを受け、さらに間隔ｔ_e経過後に間
隔ｔ_Rの間の読み取りがなされる。検出器の読み取りを
行うという操作自体が、まさにこれらの読み取り値に影
響を与える可能性があるので、曝射読み取りおよびオフ
セット読み取りをする前に、検出器に対し同一持続時間
かつ同一回数の読み取りを行うことによって、より適正
なオフセット読み取り値が得られ、これによりこのオフ
セット値を曝射読み取り値から差し引いたときにアーチ
ファクトが減少するものと考えられる。

【００１６】この撮影手法では、Ｎの値を、０．５秒≦
Ｎ（ｔ_s＋ｔ_r）≦２秒の式を満たす値となるよう選択
したとき、特に高品質の画像が得られることが判明し
た。ただし、画像品質は検出器の種類および品質によっ
て異なる。一般に、Ｎが概ね２あるいは３を超える場合
に精度が増加すると期待できる。Ｎの値がさらに大きい
場合には、さらに適正なオフセット値が得られること
（したがってアーチファクト除去効果が向上すること）
が期待できる。Ｎが大きいほどアーチファクト除去は向
上するが、その結果、最終の処理画像を得るまでの待ち
時間も増大し、このため、あまり大きなＮの値では逆効
果となる。

【００１７】本発明を、上記した好ましい実施態様に限
定しようとする意図はなく、むしろ、特許請求の範囲に
記載した各請求項によって本発明は限定されるべきであ
ると考える。したがって、本発明は、字義上および意味
上からして記載した特許請求の範囲に入るような代替の
実施態様のすべてを包含するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の技術による撮影手法を、時系列的に示し
たグラフである。

【図２】従来の技術による撮影手法を、時系列的に示し
たグラフである。

【図３】従来の技術による撮影手法を、時系列的に示し
たグラフである。

【図４】本発明による撮影手法の一例を、時系列的に示
したグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ローランド・フレデリック・サウンダースアメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ハートランド、ウィンドライズ・サークル、ダブリュ309・エヌ5518 (72)発明者バリー・フレデリック・ビレンジャーアメリカ合衆国、ウィスコンシン州、エルム・グローブ、ウェッジウッド・ウェスト、1805番

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射線撮影用検出器を時間間隔ｔ_eの間
曝射するステップと、前記放射線撮影用検出器を時間間隔ｔ_Rの間読み取っ
て、曝射読み取り値を得るステップと、ｔ_eを超える時間間隔ｔ_wの経過後に前記放射線撮影用
検出器を読み取って、オフセット読み取り値を得るステ
ップと、前記曝射読み取り値から前記オフセット読み取り値を差
し引くステップと、を含む放射線撮影方法。
【請求項２】ｔ_w≧０．５秒を満足する請求項１に記
載の方法。
【請求項３】０．５秒≦ｔ_w≦２秒を満足する請求項
１に記載の方法。
【請求項４】ｔ_wの期間内に少なくとも一度、検出器
を読み取る請求項１に記載の方法。
【請求項５】前記オフセット読み取り値を得るのに先
立ち、ｔ_r期間の少なくとも一回の間、前記放射線撮影
用検出器を読み取るステップをさらに含み、ｔ_w≧ｔ_r
＋ｔ_eである請求項１に記載の方法。
【請求項６】ｔ_Rがｔ_rと等しくない請求項５に記載
の方法。
【請求項７】ｔ_R≧ｔ_rを満足する請求項５に記載の
方法。
【請求項８】ｔ_wの期間内に少なくとも一度、前記放
射線撮影用検出器を期間ｔ_rの間読み取るステップをさ
らに含む請求項５に記載の方法。
【請求項９】ｔ_wの期間内の最終の読み取りの後、少
なくとも期間ｔ_e経過後にオフセット読み取りを行う請
求項８に記載の方法。
【請求項１０】前記曝射読み取り値を得るのに先立
ち、相次ぐ何回かの期間ｔ_rの間に、前記放射線撮影用
検出器を読み取るステップをさらに含み、前記相次ぐ各
ｔ_r読み取りに対し互いに期間ｔ_sの間隔をとり、かつ
Ｎを１に等しいか１を超える整数としてｔ_w≧Ｎ（ｔ_s
＋ｔ_r）＋ｔ_eを満足する請求項１に記載の方法。
【請求項１１】ｔ_w＝Ｎ（ｔ_s＋ｔ_r）＋ｔ_eを満足
する請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】ｔ_wの期間内に少なくとも一度、前記
放射線撮影用検出器を期間ｔ_rの間読み取るステップを
さらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】ｔ_wの期間内の最終の読み取りの後、
少なくとも期間ｔ_e経過後にオフセット読み取りを行う
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】放射線撮影用検出器を時間間隔ｔ_rの
間読み取るステップであって、前記読み取りの各々の前
に時間間隔ｔ_sをおく読み取りステップと、前記放射線撮影用検出器を時間間隔ｔ_eの間曝射するス
テップと、前記放射線撮影用検出器を時間間隔ｔ_Rの間読み取っ
て、曝射読み取り値を得るステップと、ＮをＮ≧１として、ｔ_w≧Ｎ（ｔ_s＋ｔ_r）＋ｔ_eを満
足する時間間隔ｔ_wの経過後に前記放射線撮影用検出器
を読み取って、オフセット読み取り値を得るステップ
と、前記曝射読み取り値から前記オフセット読み取り値を差
し引くステップと、を含む放射線撮影方法。
【請求項１５】ｔ_Rがｔ_rと等しくない請求項１４に
記載の方法。
【請求項１６】ｔ_R≧ｔ_rを満足する請求項１４に記
載の方法。
【請求項１７】時間間隔ｔ_wの期間内に、前記放射線
撮影用検出器をＮ回読み取る請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】放射線撮影用検出器を、時間間隔ｔ_r
の少なくとも一回の間読み取るステップと、前記放射線撮影用検出器を時間間隔ｔ_eの間曝射するス
テップと、前記放射線撮影用検出器を時間間隔ｔ_Rの間読み取っ
て、曝射読み取り値を得るステップと、各読み取り持続時間をｔ_rとし、Ｎを１に等しいか１を
超える整数として、前記放射線撮影用検出器をＮ回の相
次ぐ読み取り持続時間の間読み取るステップと、ｔ_w＞ｔ_eを満足する時間間隔ｔ_wの経過後に、前記放
射線撮影用検出器を期間ｔ_Rの間読み取って、オフセッ
ト読み取り値を得るステップと、前記曝射読み取り値から前記オフセット読み取り値を差
し引くステップと、を含む放射線撮影方法。
【請求項１９】ｔ_w≧Ｎｔ_r＋ｔ_eを満足する請求項
１８に記載の方法。
【請求項２０】Ｎ回の相次ぐｔ_r読み取りが、互いに
時間間隔ｔ_sだけ隔てられており、かつｔ_w≧Ｎ（ｔ_s
＋ｔ_r）＋ｔ_eを満足する請求項１８に記載の方法。