JP2000189411A - ディジタル放射線撮影画像作成方法 - Google Patents
ディジタル放射線撮影画像作成方法Info
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Abstract
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te 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、teを超え
る期間tw 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tw の間に持続時間tr の読み
取りを行う。期間tw の間の最終のtr 読み取りが終了
した後、te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
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。
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。
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。
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。
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tr で読み取られて、
画像が定期的に更新される。時間間隔tr 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te だ
け時間があけられる。技師が時刻Ta で曝射要求を出し
た場合、このX線装置は、次の間隔te 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tr 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te の間
は休止状態となり、続いて、検出器は次の間隔tr 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te
は、2つの読み取りの間の待機時間tw 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Ta に出された場
合、曝射間隔te (待機間隔tw )の前の時間間隔tr
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tr 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。
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ta がかかること、また
この期間ta が最大で概ねt e +tr 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te 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Ta 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te 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ta は、かなりの長さとなる可能性が
ある。これは特に、te 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ta ≦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。
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ts だけ隔
てられた時間間隔tr で読み取られる。曝射要求が時刻
Ta に出された場合、その時点のts +tr のサイクル
の終了時点で、間隔te の間曝射が行われる(例えば、
曝射要求がtr 内に出された場合はその期間tr の終了
時点に、また曝射要求がts 内に出された場合はその次
の期間tr の終了時点に曝射が行われる)。このよう
に、アクセス時間ta がts +tr を超えることがない
ため(ここで、t s は短く、通常te 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te の後、間隔tr の間に曝射読み取りが行われる。
次に検出器を、別の間隔te (待機間隔tw )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。
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Ta 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te 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。
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。
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te 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tw 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tw =te である方法
と対照をなす。
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tr の持続時間の読み取りが
ある場合、tw の期間中においてもtr 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。tw の期間中での最後のtr 読み取りがなされた
後、さらにte 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、tw ≧tr +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tr 読み取りが互いに間隔ts だけ隔てられて
いる場合、tw =N(ts +tr )+te 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。
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tr と等しい必要がない持続時間tR にわたっ
て行うことが可能である。最も好ましくは、tR ≧tr
である。
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。
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tr の間に検出
器の読み取りを行う。この間隔tr は時間間隔ts だけ
互いに隔てられており、時間間隔ts 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ts +tr のサイクルの終了時点に
(例えば、曝射要求がtr 内に出された場合はその期間
tr の終了時点に、また曝射要求がts 内に出された場
合はその次の期間tr の終了時点に)、X線放射装置が
曝射時間te の間作動される。次に、好ましくはtr と
等しいかこれより長い期間tR 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tr の前に間隔ts を伴うとい
う曝射前の状態に戻る。ts +tr 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te の間の遅延が続く。続いて検出器の別の読
み取りが間隔tR 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、ts +tr の
サイクルからなる曝射前のパターンに戻る。
tr 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ts +tr 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te 経過後に間
隔tR 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。
N(ts +tr )≦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。
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。
たグラフである。
たグラフである。
たグラフである。
したグラフである。
Claims (20)
- 【請求項1】 放射線撮影用検出器を時間間隔te 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tR の間読み取っ
て、曝射読み取り値を得るステップと、 te を超える時間間隔tw 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】 tw ≧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≦tw ≦2秒を満足する請求項
1に記載の方法。 - 【請求項4】 tw 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、tr 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、tw ≧tr
+te である請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 tR がtr と等しくない請求項5に記載
の方法。 - 【請求項7】 tR ≧tr を満足する請求項5に記載の
方法。 - 【請求項8】 tw 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tr 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】 tw の期間内の最終の読み取りの後、少
なくとも期間te 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tr 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
tr 読み取りに対し互いに期間ts 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tw ≧N(ts
+tr )+te を満足する請求項1に記載の方法。 - 【請求項11】 tw =N(ts +tr )+te を満足
する請求項10に記載の方法。 - 【請求項12】 tw 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tr 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】 tw の期間内の最終の読み取りの後、
少なくとも期間te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tr 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ts 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te 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tR 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、tw ≧N(ts +tr )+te を満
足する時間間隔tw 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】 tR がtr と等しくない請求項14に
記載の方法。 - 【請求項16】 tR ≧tr を満足する請求項14に記
載の方法。 - 【請求項17】 時間間隔tw 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tr
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te 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tR 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tr 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、 tw >te を満足する時間間隔tw の経過後に、前記放
射線撮影用検出器を期間tR 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】 tw ≧Ntr +te 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tr 読み取りが、互いに
時間間隔ts だけ隔てられており、かつtw ≧N(ts
+tr )+te を満足する請求項18に記載の方法。
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