JP2000278607A - Ｘ線撮影装置 - Google Patents

Ｘ線撮影装置

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JP2000278607A
JP2000278607A JP11085844A JP8584499A JP2000278607A JP 2000278607 A JP2000278607 A JP 2000278607A JP 11085844 A JP11085844 A JP 11085844A JP 8584499 A JP8584499 A JP 8584499A JP 2000278607 A JP2000278607 A JP 2000278607A
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ray imaging
ray
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Toshiyoshi Yamamoto
敏義 山本
Takuo Shimada
拓生 嶋田
Atsushi Sakata
敦志 坂田
Kazuya Kondo
和也 近藤
Yoshihiro Ino
芳浩 井野
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＣＤ，ＴＦＴなどの画素欠陥,画素ごとの
読み出し回路の製造上のばらつきなどがそのまま画素デ
ータに反映されることになり、これが微妙な輝度の変化
として表示画像の画質を劣化させるデジタルＸ線撮影特
有の欠点があった。 【解決手段】 基準となる被写体をＸ線撮影して得られ
る画像の濃淡をあらわす輝度データから求めた補正係数
を用いて、対象となる被写体をＸ線撮影して得られる画
像の輝度を補正する補正手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、医科、歯科などに
おいて用いられるＸ線撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のＸ線撮影装置としては、
医科で用いられる手、足などの関節部、胸部などを撮影
する一般Ｘ線撮影装置、歯科で用いられる口内法Ｘ線撮
影装置、パノラマＸ線撮影装置などが知られており、そ
の画像表示方法としては、Ｘ線画像を白黒写真としてフ
ィルム上に焼き付けて使用されるものが一般的であっ
た。
【０００３】しかしながら、近年になって種々のデジタ
ル技術を用いたＸ線撮影装置が出現し、特殊な蛍光体フ
ィルム上にＸ線像を転写した後、この蛍光画像をレーザ
を利用してデジタル画像として読み出し、保存するＣＲ
（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）技術，
電荷結合素子（以下ＣＣＤという）と蛍光材料との組み
合わせによってビデオ撮影のように直接デジタル画像と
して読み出す技術，そしてＣＣＤの代わりに液晶表示装
置などに用いられるＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒ
ａｎｓｉｓｔｏｒ）パネルとフォトダイオードを組み合
わせたものなどが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これらデジタル技術を
用いたＸ線撮影装置は、フィルムの場合と異なり、Ｘ線
撮影画像を画素単位で正確に読み出し、これによって得
られた個別の画素データを表示器上に整列しなおすこと
で１枚の画像とする表現方法をとっている。
【０００５】このため、ＣＣＤ，ＴＦＴなどの画素欠
陥,画素ごとの読み出し回路の製造上のばらつきなどが
そのまま画素データに反映されることになり、これが微
妙な輝度の変化として表示画像の画質を劣化させるデジ
タルＸ線撮影特有の欠点となっていた。
【０００６】本発明は、このような従来の課題を解決す
るもので、Ｘ線撮影画像の画質向上を図ったものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、基準となる被写体をＸ線撮影して得られ
る画像の濃淡をあらわす輝度データから求めた補正係数
を用いて、対象となる被写体をＸ線撮影して得られる画
像の輝度を補正する補正手段を備えることを第１の手段
としたものである。
【０００８】そして第２の手段として、あらかじめ設定
した輝度基準値を、基準となる被写体をＸ線撮影して得
られる画像の各画素のそれぞれの輝度値で除算した値を
それぞれの画素の補正係数としたものである。
【０００９】また第３の手段として、基準となる被写体
をＸ線撮影して得られる画像の輝度の平均値を各画素の
輝度値で除算した値をそれぞれの画素の補正係数とした
ものである。
【００１０】そして第４の手段として、基準となる被写
体をＸ線撮影して得られる画像の輝度の代表値を各画素
の輝度値で除算した値をそれぞれの画素の補正係数とし
たものである。
【００１１】さらに第５の手段として、補正手段は、対
象となる被写体をＸ線撮影して得られる画像の各画素の
輝度値に、基準となる被写体をＸ線撮影して得られた補
正係数を乗算してそれぞれの画素の輝度を補正すること
としたものである。
【００１２】そして第６の手段として、補正係数を求め
るための基準となる被写体として、ウレタン樹脂などか
らなる筋肉、脂肪などの軟組織等価材料を用いるように
したものである。
【００１３】また第７の手段として、補正係数を求める
ための基準となる被写体として、エポキシ樹脂，アルミ
などからなる骨組織等価材料を用いるようにしたもので
ある。
【００１４】さらに第８の手段として、基準となる被写
体をＸ線撮影して得られる各画素の補正係数を記憶する
記憶手段と、前記補正係数を求めるために、通常のＸ線
撮影とは別に補正係数の設定を行うための補正係数設定
手段を備え、装置の初期設置時あるいは使用者が必要と
判断した時に随時、補正係数を再設定するための動作を
行えるようにしたものである。
【００１５】そして第９の手段として、基準となる被写
体をＸ線撮影して得られる画像の輝度の平均値と代表値
およびあらかじめ設定した輝度基準値の３種類の値を各
画素の輝度値で除算して得られる３種類の補正係数を記
憶手段に記憶しておき、対象となる被写体をＸ線撮影し
て得られる画像の輝度を補正するときに、３種類の補正
係数うちのどの補正係数を使用するかを選定、または自
動選定できるようにしたものである。
【００１６】また第１０の手段として、基準となる被写
体をＸ線撮影するときに、軟組織等価材料と骨組織等価
材料の２種類の等価材料を撮影し、それぞれの等価材料
に対応する２種類の補正係数を記憶手段に記憶してお
き、対象となる被写体をＸ線撮影して得られる画像の輝
度を補正するときに、２種類の補正係数のうちのどちら
の補正係数を使用するかを選定、または自動選定できる
ようにしたものである。
【００１７】そして第１１の手段として、複数のＸ線撮
影センサを、それぞれ撮影画像の一部分が重複するよう
に配置して、より広範囲のＸ線画像を重なり部分の輝度
誤差なしに撮影できるようにしたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】上記第１の手段により、Ｘ線撮影
画像におけるＸ線撮影センサ固有のばらつきに起因する
画質劣化を防止できるようになる。
【００１９】そして第２の手段により、Ｘ線画像の輝度
補正に使用する補正係数の演算を高速で行うことができ
るようになる。
【００２０】また第３の手段により、使用されるＸ線撮
影センサが現実に有する特性にあわせて、補正係数が求
められるため、補正の精度を高めることができるように
なる。
【００２１】さらに第４の手段により、Ｘ線画像の輝度
補正に使用する補正係数の設定にあたり、必要とする補
正精度を維持しつつかつ輝度の平均値を算出する必要も
ないため比較的高速に行うことができるようになる。
【００２２】また第５の手段により、基準となる被写体
をＸ線撮影して得られる補正係数を使って、効率よく画
像の輝度を補正できるようになる。
【００２３】そして第６の手段により、胸部、内臓撮影
などの軟組織部分のＸ線撮影画像における画質の向上を
図れるようになる。
【００２４】また第７の手段により、手、脚、関節など
の骨組織部分のＸ線撮影画像における画質の向上を図れ
るようになる。
【００２５】さらに第８の手段により、使用者が必要と
判断した任意のタイミングに補正係数を設定しなおすこ
とができるようになる。
【００２６】そして第９の手段により、使用者の好みに
応じて複数の補正係数を選定して使えるようになる。
【００２７】また第１０の手段により、Ｘ線撮影する部
位に応じて最適の補正係数を選定できるようになる。
【００２８】そして第１１の手段により、複数のＸ線撮
影センサを用いたＸ線撮影装置におけるセンサ重複部分
の局部的な輝度低下を補正できるようになる。
【００２９】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形
態１について図１〜図５をもとに説明する。
【００３０】図１は基準となる被写体をＸ線撮影して得
られた補正係数をもとに、対象となる被写体である階段
状モデルをＸ線撮影したときの画像の輝度補正動作の一
実施の形態を示したものである。
【００３１】図中、１は基準となる被写体で、２は表面
にシンチレータ（図示せず）を有し、基板７に実装され
たＸ線撮影センサである。一般的にはＣＣＤやＴＦＴ等
が用いられる。３は人体の代わりに対象となる被写体と
したアルミなどからなる階段状モデルである。
【００３２】ここで、画像の輝度補正動作を説明する。
【００３３】図１において、左側に示した基準となる被
写体１にＸ線を照射すると被写体１を透過したＸ線は、
シンチレータ（図示せず）で光信号に変換され、Ｘ線撮
影センサ２で画像として検出される。
【００３４】そして、このようにして得られた画像の１
次元方向の画素列の輝度分布の一例がＸ線撮影センサ２
の下に示したグラフで、本来は一定値であるべき輝度
が、Ｘ線撮影センサ２あるいは検出回路部（図示せず）
などの固有ばらつきのために、各画素ごとに輝度値が微
妙に変動したものとなる。
【００３５】そこで、図１に示したように、あらかじめ
設定した輝度基準値Ｌａとして、Ｘ線撮影センサ２の設
計値であって、本来出力されるべき輝度値を用い、この
値Ｌａを任意の画素ｎの輝度値Ｌｎで除算して得た値Ｌ
ａ／Ｌｎをその任意の画素ｎの補正係数として画素毎に
設定することができる。
【００３６】次に、この同じＸ線撮影センサ２を用い
て、図１の右側に示したような対象となる被写体である
階段状モデル３をＸ線撮影すると、その画像出力は前記
の固有ばらつきを反映して右側中段のような輝度分布と
なる。
【００３７】このときの任意の画素ｎの輝度値をＬｎ’
とすると、このＬｎ’は本来の画像の輝度に対して前記
固有ばらつきを含んだ輝度値となっている。
【００３８】そこで、前述の補正係数Ｌａ／ＬｎをＬ
ｎ’に乗算することによって、本来の画像の輝度値（Ｌ
ｎ’×Ｌａ／Ｌｎ）とすることができ、右側下段に示し
たような輝度分布を得ることができる。
【００３９】ここで、上記説明においては、補正係数を
求めるためにあらかじめ設定した輝度基準値（設計値）
Ｌａを用いたが、この値を全画像の輝度の平均値として
もよく、さらに、全画像の輝度の代表値（たとえば最大
値，中間値，最小値など）としてもよい。設計値Ｌａで
なく、平均値や代表値を用い、個々のＸ線撮影センサの
ばらつきに各々対応して補正することにより、現実に使
用されているＸ線撮影センサ２が発揮する輝度特性によ
って補正係数を定められるため、より精度を高めること
ができる。また、平均値と代表値のどちらを利用するか
は各々の演算処理の特徴により決まる。つまり、精度が
求められる場合には平均値が利用され、高速処理が求め
られる場合には代表値が利用される。
【００４０】また、画素毎に設定する補正係数をＬａ／
Ｌｎのように除算して得た値とする方が、外光や照明等
の強弱に影響を受けるＬａ−Ｌｎのような差分を用いる
のに比べ、精度を高めることができる。
【００４１】なお、基準となる被写体としては、ウレタ
ン樹脂などからなる筋肉、脂肪などの軟組織等価材料、
あるいは、エポキシ樹脂，アルミなどからなる骨組織等
価材料などを使用してもよい。
【００４２】次に本発明の一実施の形態のＸ線撮影装置
全体の動作フローを図２および図３に示してある。
【００４３】図２において、Ｘ線撮影装置の起動時に補
正係数の設定動作を選ぶと、システムは基準となる被写
体のＸ線撮影（図中右側のフロー）に進み、これによっ
て得られた画像の輝度データをもとにして補正係数設定
手段４において補正係数が算出される。そして、得られ
た各画素ごとの補正係数が半導体メモリー，ハードディ
スクなどからなる記憶手段５に保存された後、起動時の
システム状態に戻る。
【００４４】そして、この状態で対象となる被写体であ
る人体各部のＸ線撮影（図中左側のフロー）が行われる
と、図中の補正手段６において、Ｘ線撮影で得られた画
像の各画素について、前記記憶手段５に記憶された補正
係数を使った補正演算が加えられ、装置の固有ばらつき
を取り除いた正しいＸ線画像が表示器上に画像表示され
る。
【００４５】図３は記憶する補正係数を複数の種類とし
た場合の一例で、複数の記憶手段に保存した補正係数の
うちどの補正係数を使用するかを選定できるようにした
ものである。
【００４６】なお、複数の補正係数を設定する場合、基
準となる被写体の厚みを数種類変えたものによる補正係
数を設定・記憶しておけば、これによって人体の撮影部
位の厚みに応じて最適の補正係数を選ぶこともできるよ
うになる。
【００４７】また、図４および図５はＸ線撮影センサと
して複数のセンサを重複配置したものを使用した場合の
実施の形態で、図４のように複数のセンサのそれぞれ同
じ部分が重複するように配置した場合、および段丘状に
配置した場合（図５）の一例である。
【００４８】これらのものは、欠落部分なしに画像を検
出するために各Ｘ線撮影センサの有効撮像領域（通常は
Ｘ線撮影センサの外形よりも狭い範囲となる）が重複す
るように配置されており、重複部分の画像としては被写
体側前面のセンサ画像を採用するように設定されてい
る。このとき、図４および図５に示したように、後部に
配置されたセンサの有効撮像領域上には、前面のセンサ
の有効撮像領域外でセンサ外形範囲内の部分が影となっ
て現れ、この部分だけ局部的に輝度が低下する現象が現
れ、最大の問題点となっている。
【００４９】本実施の形態のＸ線撮影装置は、任意の画
素ｎ毎に補正係数を求め、画素毎に補正を行うので、上
記のようにＸ線撮影センサとして複数のセンサを重複配
置したものを使用した場合に対しても有効であり、図４
および図５に示したように十分な輝度補正を行うことが
できる。
【００５０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、Ｘ線撮影
装置に、撮影して得られる画像の輝度補正を行う機能を
備えることによって、Ｘ線撮影装置に特有のセンサ，画
像検出回路部などの固有ばらつきに起因する輝度誤差を
解消してＸ線画像の画質を大幅に向上させることができ
る。
【００５１】また、補正係数の算出方法、および補正係
数設定に用いる基準被写体の種類を撮影用途に応じて複
数選べるようにすることで、撮影対象，部位に応じたき
め細かな画質補正が可能となる。
【００５２】医療分野のＸ線画像診断においてきわめて
有用性の高いものである。
【００５３】さらに、広い撮影面積を得るために複数の
センサを組み合わせて使用するタイプの装置におけるセ
ンサ重複部分の輝度補正にも対応できるので、医療分野
におけるＸ線画像診断においてきわめて有用性の高いも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のＸ線撮影装置の動作原
理を示す説明図
【図２】同Ｘ線撮影装置の動作の流れを示すフローチャ
ート
【図３】本発明の他の実施の形態のＸ線撮影装置の動作
の流れを示すフローチャート
【図４】本発明の他の実施の形態のＸ線撮影装置のセン
サ形状における動作を示す説明図
【図５】本発明の他の実施の形態のＸ線撮影装置のセン
サ形状における動作を示す説明図
【符号の説明】
１ 基準となる被写体 ２ Ｘ線撮影センサ ３ 階段状モデル（対象となる被写体） ４ 補正係数設定手段 ５ 記憶手段 ６ 補正手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂田 敦志 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 近藤 和也 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 井野 芳浩 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 4C093 AA26 CA06 CA09 EB01 EB13 EB17 FC16 FC18 FF05 FG02 5B057 AA08 BA12 CA08 CA16 CB08 CB16 CE11 CH08

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基準となる被写体をＸ線撮影して得られ
    る画像の濃淡をあらわす輝度データから求めた補正係数
    を用いて、対象となる被写体をＸ線撮影して得られる画
    像の輝度を補正する補正手段を有することを特徴とする
    Ｘ線撮影装置。
  2. 【請求項２】 あらかじめ設定した輝度基準値を、基準
    となる被写体をＸ線撮影して得られる画像の各画素の輝
    度値で除算した値をそれぞれの画素の補正係数としたこ
    とを特徴とする請求項１記載のＸ線撮影装置。
  3. 【請求項３】 基準となる被写体をＸ線撮影して得られ
    る画像の輝度の平均値を各画素の輝度値で除算した値を
    それぞれの画素の補正係数としたことを特徴とする請求
    項１記載のＸ線撮影装置。
  4. 【請求項４】 基準となる被写体をＸ線撮影して得られ
    る画像の輝度の代表値を各画素の輝度値で除算した値を
    それぞれの画素の補正係数としたことを特徴とする請求
    項１記載のＸ線撮影装置。
  5. 【請求項５】 補正手段は、対象となる被写体をＸ線撮
    影して得られる画像の各画素の輝度値に、基準となる被
    写体をＸ線撮影して得られた補正係数を乗算してそれぞ
    れの画素の輝度を補正することとした請求項１記載のＸ
    線撮影装置。
  6. 【請求項６】 補正係数を求めるための基準となる被写
    体として、ウレタン樹脂などからなる筋肉、脂肪などの
    軟組織等価材料を用いることを特徴とする請求項１から
    ５のいずれかに記載のＸ線撮影装置。
  7. 【請求項７】 補正係数を求めるための基準となる被写
    体として、エポキシ樹脂，アルミなどからなる骨組織等
    価材料を用いることを特徴とする請求項１から５のいず
    れかに記載のＸ線撮影装置。
  8. 【請求項８】 基準となる被写体をＸ線撮影して得られ
    る各画素の補正係数を記憶する記憶手段と、前記補正係
    数を求めるために、通常のＸ線撮影とは別に補正係数の
    設定を行うための補正係数設定手段を備え、装置の初期
    設置時あるいは使用者が必要と判断した時など任意のタ
    イミングで、補正係数を再設定するための動作を行える
    ようにしたことを特徴とする請求項１から７のいずれか
    に記載のＸ線撮影装置。
  9. 【請求項９】 基準となる被写体をＸ線撮影して得られ
    る各画素の補正係数を記憶する記憶手段と、前記補正係
    数を求めるために、通常のＸ線撮影とは別に補正係数の
    設定を行うための補正係数設定手段と、前記補正係数を
    用いて対象となる被写体をＸ線撮影して得られる画像の
    輝度を補正する補正手段とを備え、前記記憶手段に、基
    準となる被写体をＸ線撮影して得られる画像の輝度の平
    均値と代表値およびあらかじめ設定した輝度基準値の３
    種類の値を各画素の輝度値で除算して得られる３種類の
    補正係数を記憶しておき、前記対象となる被写体をＸ線
    撮影して得られる画像の輝度を補正するときに、前記補
    正係数設定手段で、３種類の補正係数うちのどの補正係
    数を使用するかを選定、または自動選定するＸ線撮影装
    置。
  10. 【請求項１０】 基準となる被写体をＸ線撮影して得ら
    れる各画素の補正係数を記憶する記憶手段と、前記補正
    係数を求めるために、通常のＸ線撮影とは別に補正係数
    の設定を行うための補正係数設定手段と、前記補正係数
    を用いて対象となる被写体をＸ線撮影して得られる画像
    の輝度を補正する補正手段とを備え、前記記憶手段に、
    軟組織等価材料と骨組織等価材料の２種類の等価材料を
    撮影し、それぞれの等価材料に対応する２種類の補正係
    数を記憶しておき、前記対象となる被写体をＸ線撮影し
    て得られる画像の輝度を補正するときに、前記補正係数
    設定手段で、２種類の補正係数のうちのどちらの補正係
    数を使用するかを選定、または自動選定するＸ線撮影装
    置。
  11. 【請求項１１】 複数のＸ線撮影センサを、それぞれ撮
    影画像の一部分が重複するように配置して、より広範囲
    のＸ線画像を重なり部分の輝度誤差なしに撮影できるよ
    うにしたことを特徴とする請求項１から１０のいずれか
    に記載のＸ線撮影装置。
JP11085844A 1999-03-29 1999-03-29 Ｘ線撮影装置 Pending JP2000278607A (ja)

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