JP2003209746A

JP2003209746A - 放射線撮影装置

Info

Publication number: JP2003209746A
Application number: JP2002007019A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Hori; 直行堀
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2002-01-16
Filing date: 2002-01-16
Publication date: 2003-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】放射線測定装置において、デジタル変換信号
の演算処理によりダイナミックレンジを効果的に拡大し
ようとする。【解決手段】１次元、又は２次元放射線検出画素マト
リクスを有するフラットパネルセンサ１６を用いた放射
線撮影装置において、各画素に対応するセンサ出力を取
り出すためのデータ収集装置１８と、前記取り出された
センサ出力が飽和又はオーバフローしていない状態で
は、その定常領域の出力を用い、飽和又はオーバフロー
しているときは、その飽和又はオーバフローが生ずる前
後のセンサ出力の立ち上がり又は減衰領域の信号から当
該飽和又はオーバフロー領域における推定出力を算出
し、これらの定常出力と推定出力を合成して画像データ
を作成するための画像処理装置１９を備えたものであ
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、医用又は工業用放
射線撮影装置に関し、より特定すればフラットパネルセ
ンサを用いたＸ線撮影装置において、ダイナミックレン
ジを拡大する方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、Ｘ線撮影装置の検出手段として、
入射Ｘ線を直接電子データに変換するフラットパネルセ
ンサ（以下「センサ」と略す）が注目され、普及しつつ
ある。しかし、センサのＸ線検知範囲（ダイナミックレ
ンジ）はさほど広くないにも関わらず、被検体を透過し
てセンサに達するＸ線量が、撮像部位を特定するための
いわゆる「透視撮影」における比較的弱いＸ線照射と、
その後の「通常撮影」における通常強度のＸ線照射によ
る場合とでは大きく異なり、更に通常撮影の場合には被
検体の部位に応じて大きく異なることになる。

【０００３】そこで、センサが有意なＸ線量を全て出力
に変えるために、比較的Ｘ線量が少ない範囲に設定する
場合、その設定検知範囲を上回るＸ線量は、出力が飽和
又はオーバーフロー状態となって、特定できなくなる。
また、比較的高いＸ線量の範囲を検出しても、センサ出
力及び増幅系の直線性が悪いことと相まって、デジタル
化した画像信号のダイナミックレンジが狭くなり、正確
なＸ線撮影画像が得られなくなる。

【０００４】従って、放射線、特にＸ線撮影のダイナミ
ックレンジを拡大しようとする従来の試みにおいて、例
えば、センサ出力の増幅値のダイナミックレンジの拡大
を意図する場合には、Ａ／Ｄ変換器のアナログ入力範囲
（ダイナミックレンジ）を拡大するが、原始アナログ信
号としてのセンサ出力自体のダイナミックレンジを拡大
するためには、例えば、ＴＦＴ素子を用いたＸ線フラッ
トパネルセンサでは、各素子（画素）の信号電荷蓄積用
コンデンサの容量を大きくすることが行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで一般的なＸ線フ
ラットパネルセンサの構造を図１により概観し、上記の
ダイナミックレンジ拡大の意義を検討する。まず、図１
（ａ）に示す一画素分の断面において、センサは、ガラ
ス基板１と、その基板１に被着された電荷収集電極２
と、アモルファス・セレン膜又はＣｄ（Ｚｎ）Ｔｅ膜か
らなる光導電体膜３と、表面電極４とからなる成層構造
を有し、基板１と電荷収集電極２との間には局部的にコ
ンデンサ５及びＴＦＴトランジスタ６が形成されてい
る。このセンサ構造の表面電極４に、被検体を透過した
Ｘ線が入射すると、光導電体膜３から光電子が励起され
て正バイアスされた表面電極４に向かうとともに、正孔
が電荷収集電極２に向かい、コンデンサ５に蓄えられ
る。

【０００６】蓄えられた電荷は、画素マトリクス配置及
び電気回路図（ｂ）に示す通り、センサ中に組み込まれ
たドライブコントローラ７から逐次発せられるゲート付
勢信号を受けてコンデンサ５の蓄積電荷を、ＴＦＴトラ
ンジスタ６のソースから取り出し、これをマルチプレク
サ８で時系列信号として合成し、更にアンプ９で増幅し
てからＡ／Ｄ変換器１０に供給し、このＡ／Ｄ変換デー
タをセンサ外のデータ収集及び画像処理装置に送出する
ようになっている。

【０００７】上記のようなセンサ構造において、Ａ／Ｄ
変換されるまでのダイナミックレンジを拡大しようとす
ることは、各素子のサイズを大きく、また高価にするこ
とになる。特に、画素サイズが平面的に大きくなること
は撮影画像の分解能の低下を意味する。また、各素子の
信号電荷蓄積用のコンデンサの容量を大きくする方法で
は、静電的ノイズの捕捉等、容量増加に伴うノイズ成分
が増加するという欠点がある。

【０００８】そのため、結局は従来の狭いダイナミック
レンジのままで医療用Ｘ線画像を撮影する場合、例え
ば、図２の模式図で示す人体の胸部について見ると、肺
野部１１ａ、１１ｂはＸ線が通過しやすくて信号量が大
きく、オーバーフローしやすい部位であるが、脊椎部１
２や、腹部１３はＸ線が通過しにくく信号量が少ないた
め、オーバーフローしにくい部位であるといえる。しか
し、脊椎部１２や、腹部１３において信号量が少ないと
いうことは、Ｓ／Ｎ比が小さいことを意味し、従って診
断がむずかしい領域となる。

【０００９】そこで、肺野診断用画像を目的として撮影
しようとすると、肺野部がオーバーフローしないＸ線条
件やアンプゲインなどを設定しなければならない。この
ような方法で撮影された画像は、当然ながら肺野部の診
断には適するが、一緒に撮影された腹部や脊椎部につい
ては、十分な信号量が入っておらず、それらの部位の診
断に用いることはできなくなる。

【００１０】一方、腹部や脊椎部の診断用画像を撮影し
ようとすると、逆にこれらの部位に適したＸ線条件やア
ンプゲインなどを設定しなければならず、今度は一緒に
撮影された肺野部がオーバーフローし、この肺野部まで
は診断できないという欠点を有することになる。

【００１１】従って、本発明の目的は放射線測定装置に
おいて、上記のような問題点を有するＡ／Ｄ変換器入力
のダイナミックレンジの拡大や、各素子の信号電荷蓄積
用コンデンサの容量増加を行うことなく、デジタル変換
信号の演算処理によりダイナミックレンジを効果的に拡
大しようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、１次元、又は２次元放射線検出画素マト
リクスを有するフラットパネルセンサを用いた放射線撮
影装置において、各画素に対応するセンサ出力を取り出
すためのデータ収集装置と、前記取り出されたセンサ出
力が飽和又はオーバフローしていない状態では、その定
常領域の出力信号を用い、飽和又はオーバフローしてい
るときは、その飽和又はオーバフロー前後におけるセン
サ出力の立ち上がり又は減衰領域の信号から当該飽和又
はオーバフローした領域における真の出力信号の値を推
定し、これらの定常出力信号と推定出力信号とを合成し
て画像データを作成するための画像処理装置を備えた放
射線撮影装置を構成したものである。

【００１３】本発明の一実施形態において、前記データ
収集装置は、前記センサ出力の立ち上がり信号として、
その立ち上がり開始時から飽和又はオーバフローする直
前までの少なくとも一の特定時点における瞬時値を収集
するものである。

【００１４】本発明の別の実施形態において、前記デー
タ収集装置は、前記センサ出力の減衰領域の信号とし
て、前記飽和又はオーバフローが終わった直後から、出
力ゼロとなるまでの少なくとも一の特定時点における瞬
時値を収集するものである。

【００１５】本発明の更に別の実施態様において、前記
画像処理装置は、前記特定時点における瞬時値に、立ち
上がり又は減衰開始時からの経過時間の関数として定ま
る所定の係数を掛けることにより、当該飽和又はオーバ
フロー領域における真の出力信号の値を推定するもので
ある。

【００１６】本発明の更に別の実施態様において、前記
画像処理装置は、前記センサ出力の飽和又はオーバフロ
ーが生じた画素における当該領域の前記推定出力信号
を、当該領域において出力された疑似信号と置換するこ
とにより、真の画素出力として用い、飽和又はオーバフ
ローしていない画素における定常領域の出力信号と合成
してフレーム画像を作成する。

【００１７】上記した本発明の構成によれば、センサ出
力が飽和又はオーバフローしていない状態では、その定
常領域の出力を用い、飽和又はオーバフローしていると
きは、その飽和又はオーバフローが生ずる前後のセンサ
出力の立ち上がり又は減衰領域の信号から当該飽和又は
オーバフロー領域における推定出力を算出し、これらの
定常出力と推定出力を合成して画像信号を作成するもの
であるため、従来は捨象されていたセンサ画素出力の飽
和又はオーバフロー領域までも有意義なデータをが得ら
れ、その分だけダイナミックレンジが実質的に拡大す
る。

【００１８】また、本発明の更なる応用形態では、前記
の如く、実測できた画素データと真の画素出力として推
定された画素データとを合成して、精密に再現された１
フレーム内の全画素データを用いて、別途撮影された画
像を補正するための画像処理を行うことができる。例え
ば（１）過去のＸ線照射履歴によるセンサ感度の劣化を推
定し、偽画像（残像）を補正すること、（２）ＤＳＡ
（Digital Subtraction Angiography:血管造影画像のバ
ックグラウンド消去処理）、（３）エネルギーサブトラ
クションによる画像処理、等である。

【００１９】上記（１）に関し、フレーム画像における
前回残像のダブりは、センサへのＸ線照射強度に応じた
センサ画素の残留電荷分布に基づく感度劣化によるもの
であり、この補正を行うためには前回の照射Ｘ線分布が
完全に分かっていなければならない。もし、飽和又はオ
ーバーフローを生じたセンサ画素の、真の値に関する情
報が上述の画像処理により復元されなければ、この部分
の補正は行えず、フレーム画像全体としての残像消去補
正は不可能となる。また上記（２）、（３）の画像処理
においても、２枚の画像の差分をとって新しい画像を作
成するものであるが、１枚の画像でも相当数の画素がオ
ーバフローを起こすと、それらの真画素値を推定した上
で合成されたものでなけば、期待する処理画像が得られ
ないことは明らかである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図３において、１４はＸ線管、１５は寝台、１６
は寝台下部に装備されたＸ線フラットパネルセンサ（以
下「センサ」と略称する）であり、このセンサ１６は寝
台１５上の被写体を透過したＸ線を検知し、増幅及びＡ
／Ｄ変換されたデジタル出力を発生するものである。セ
ンサ１６からのデジタル出力は画像信号としてデータ処
理手段１７中のデータ収集装置１８に供給され、収集さ
れた画像信号は画像処理装置１９により、前述の飽和又
はオーバフロー領域における推定出力の算出と、その算
出出力と定常出力との合成による画像データの作成に供
される。画像処理装置１６はまた常套的に、画像データ
のオフセット補正、感度補正及びその他の画像補正を行
い、これによって得られた画像はモニタ２０により表示
される。

【００２１】Ｘ線の発生と、そのセンサ１６からの読み
出し、及びデータ処理手段１７の動作は一定の関連を有
するため、それらの動作は制御手段２１により統括的に
制御される。従って、Ｘ線管１４は制御手段２１により
制御される高圧発生器２２からの高電圧により付勢され
るようになっている。

【００２２】

【実施例】次に、図４を参照して、上記のシステム構成
により、センサ出力のオーバーフロー領域の値を推定す
るために、同領域直後にセンサから出る残光出力を用い
て演算する実施例を説明する。ここに、図４（ａ）は撮
影位置を特定するために、例えば、２〜３秒周期で３０
フレーム（３０パルス）の撮影を行うＸ線パルス透視に
おいて、印加される矩形状のＸ線付勢電圧パルス、又は
これに理想的に追随するＸ線パルス波形を示している。

【００２３】図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した２個の
Ｘ線パルス中、最初のパルス照射を受けたセンサ画素マ
トリクスのうち、例えば、人体肺野部に対応する画素Ｊ
のセンサ出力がオーバーフローレベル２３をオーバーフ
ローし、２個目のＸ線パルス照射を受けたセンサ画素マ
トリクスのうち、脊椎部又は腹部などに対応する画素Ｑ
のセンサ出力がオーバーフローしなかったものとして示
している。オーバーフロー画素Ｊのセンサ出力は、真の
定常領域（平坦ピーク部）２４の大きさに応じた勾配形
状を持つ残光領域の信号２５を有するが、オーバーフロ
ーレベル部での疑似信号２４ａは有意な情報と言えず、
画像データとしては採用できない。

【００２４】信号がオーバーフローしたか否かは、フレ
ーム画像として配列した場合に、連続エリアを形成すべ
きセンサからの読み出し画素信号群の殆どが、この疑似
信号２４ａのようなオーバーフローレベル付近の信号を
出している場合に、この群内の画素信号を、オーバーフ
ロー信号として処理する。また、この場合は２個目のＸ
線パルス照射における画素Ｑの如く、オーバーフローし
なかったセンサ出力は、オーバーフローレベル２３以下
である定常領域（平坦ピーク部）２４ｂの信号を画像デ
ータとしてそのまま採用される。

【００２５】オーバーフローした画素Ｊにおけるオーバ
ーフローレベル部での疑似信号２４ａは、当然ながら有
意な情報と言えず、画像データとしては採用できない。
しかしながら、これに続く残光領域の信号２５の勾配形
状は、オーバーフロー域（疑似信号２４ａ）の時間幅と
ともに、真の定常領域（平坦ピーク部）２４の大きさと
相関関係を有する。付言すれば、センサの残光出力は、
真の定常領域よりはるかに小さいためオーバーフローす
ることなく測定され、残光そのものの大きさを正確に示
している。従って、その測定値はその残光をもたらす前
提となった真の定常領域の大きさに関する有意な情報と
して用いられることは明らかである。

【００２６】更に、オーバーフロー域の時間幅は、Ｘ線
照射条件によって概ね定まり、残光領域信号２５の勾配
形状とも関連するために定数的に扱っても差し支えな
く、オーバーフロー領域の画像データの演算は、実質
上、残光領域信号２５の値のみを変数として行うことが
できる。また、信号の残光領域と定常領域との相関は、
事前の測定、解析によって確立された換算方式より求め
られる。図４（ｂ）のオーバーフロー画素Ｊを参照し
て、残光領域信号２５の勾配からは、オーバーフロー
（疑似信号２４ａ）の終了時点ｔ００からｔ０1 ミリ秒
経過後の勾配点の値Ｖ１、ｔ０２ミリ秒経過後の勾配点
の値Ｖ２、・・という具合に少なくとも１個、好ましく
は２個以上の瞬時値が採取され、真の定常領域値の換算
に用いられる。

【００２７】画像処理装置には、例えば、図５に示した
遅延時間（すなわち、オーバーフローした定常領域終了
後の経過時間）別抜き取り瞬時値に対する真の定常領域
値の換算テーブルが記憶され、前述した残光部からの２
個以上の抜き取り瞬時値のうち大きい方の値をそのテー
ブルと照合し、対応する換算値（Ａ，Ｂ，Ｃ・・）をも
って真の定常領域値として出力する処理を行う。従っ
て、採用される瞬時値は、図４に示したＶ１、Ｖ２のう
ちではＶ１（＞Ｖ２）である。但し、最初の抜き取り値
Ｖ１がオーバーフローした値であって、次の抜き取り値
Ｖ２がオーバーフローしていなければ、更に続くであろ
うＶ３、Ｖ４・・よりも当然に大きいことを条件とし
て、このＶ２が採用される。

【００２８】別の換算方式としては、図６に示すような
係数−遅延時間曲線から、瞬時値を測定した遅延時間ｔ
０1 、ｔ０２、・・における係数Ｃ（ｔ）を求め、これ
をオーバーフローしていない瞬時値のうち大きい方の値
（図４では、Ｖ１）に掛け、この結果を真の値として採
用する。この係数Ｃ（ｔ）は、上述したテーブルから算
定した係数グラフであり、例えば、二次式によって近似
することができる。逆に、図５のテーブルは、実験結果
の統計的処理により、時間の関数として得られた係数
を、抜き取り瞬時値に掛けて真の値（と推定される値）
を算出し、その値を一覧表示することによっても作成さ
れる。

【００２９】以上のごとくして、Ｘ線撮影のセンサ出力
のオーバーフローしなかった領域と、演算により求めら
れたオーバーフロー領域の各画像データとを合成し、好
ましくは更にフィルター処理を行って１枚のＸ線撮影画
像を得ることができる。また、この合成画像（１フレー
ム）は１回の撮影で得られ、しかも１枚で、撮影された
部位のすべてを医学的診断に用いることができる。

【００３０】図７は、上記原理によるダイナミックレン
ジ拡大方式を採用したＸ線撮影装置（図３）の動作シー
ケンスを示している。先ずステップ(1）ではＸ線管１４
よりＸ線を照射して被検体の撮影を行う。次のステップ
(2）では、データ処理手段１７及びモニタ２０によるＸ
線検出レベルについて、通常の定常領域に関するオフセ
ット調整と、感度補正を行い、ステップ(3）では、Ｘ線
検出信号の定常領域がある値（オーバーフローレベル２
３）以上である画素については、オーバーフローした画
素と判定する。

【００３１】ステップ(4）では、ステップ(3）で判断し
たオーバーフロー画素について、その残光信号等から、
実際にオーバーフローした領域の信号量を計算によって
推定する。次のステップ(5）では、オーバーフローして
いない画素の信号データと、オーバーフローした画素の
残光データから計算された推定演算値とを合成して１枚
の画像を作成し、ステップ(6）において、この合成画像
を表示、またはフィルム出力とし、あるいは画像データ
として保存する。

【００３２】以上、実施例の説明ではセンサの残光出力
を用いてオーバーフロー画素の定常領域値となるべき推
定値を演算したが、本発明はオーバーフロー又は飽和領
域直後の減衰（立ち下がり）領域のデータとして、この
残光出力の他、パルス照射されるＸ線自体の減衰領域を
用いて、同様な推定演算を行うことも意図している。図
８（ａ）は、例えばパルス透視の場合のＸ線パルス自体
に、意図的に立ち下がり（減衰領域）２６を形成した場
合のＸ線波形図であり、図８（ｂ）は、それ自体では残
光出力（減衰領域）を殆ど発しないようなセンサからの
出力矩形波が、Ｘ線パルスの立ち下がりに伴って減衰す
る状態を示している。（もっとも、残光かＸ線の減衰か
を区別することに格別の意義がある訳ではなく、それが
減衰領域信号として顕著に把握できる信号であれば、演
算に用いることができる。）

【００３３】図８（ｂ）において、オーバーフローを生
じた画素出力２７の減衰領域２６ａと、オーバーフロー
が生じなかった画素出力２８の減衰領域２６ｂとを比較
して明らかな通り、減衰領域２６ａはオーバーフローし
た真の定常領域値２９の大きさに応じて急角度となる勾
配をもち、前述の通りにして真の定常領域値２９の推定
に用いることができる。

【００３４】同様の演算は、センサ出力のオーバーフロ
ー又は飽和領域直前の立ち上がり信号についても行うこ
とができる。各画素のＴＦＴの読み出し速度を如何に高
速にしても、微視的には必ずゼロからの立ち上がり曲線
が存在し、またＸ線パルスにおいても意図的に立ち上が
りを形成することができる。図９（ａ）は、例えば、第
１回目パルスで始点ｔ１及び終点ｔ２を有する実質的な
矩形波状のＸ線パルスを示し、図９（ｂ）は、そのＸ線
パルスを受けた画素出力であって、オーバーフローしな
かったものと、オーバーフローしたものとを示してい
る。

【００３５】図９（ｂ）において、これらの画素出力は
センサ機能に基づいて、それぞれ、立ち上がり３２ａと
３２ｂとを有し、後者の立ち上がり３２ｂはオーバーフ
ローした真の定常領域値の大きさに応じて急となる勾配
をもち、立ち上がり開始時からの任意の経過時間ｔｆに
おける瞬時値を用いて、真の定常領域値を推定できるこ
とは、減衰領域を用いる場合と同じである。

【００３６】本発明の更なる実施形態によれば、前記の
如く真の画素出力として推定された画素データを含むよ
うに、精密に合成・再現された１フレーム内の全画素デ
ータを用いて、別途撮影した画像を補正するための画像
処理を行う。例えば、（１）過去のＸ線照射履歴による
センサ感度の劣化を推定し、偽画像（残像）を補正する
こと、（２）ＤＳＡ（Digital Subtraction Angiograph
y:血管造影画像のバックグラウンド消去処理）、（３）
エネルギーサブトラクションによる画像補正、等であ
る。

【００３７】図１０は、上記（１）に関して、撮影され
たフレーム画像データに、前回撮影によるフレーム画像
の残像が重なっているときに、対応画素ごとに、当該保
存されたデータでその残像を減殺・補正するステップ
を、略示するものである。（ａ）は、１回目撮影におい
てオーバーフローを生じたセンサ画素の出力波形であ
り、そのままでは、例えば実験用の被写体（メトロノー
ム）の振り子３３が辛うじて分かる程度の生画像（ｂ）
しか得られない。

【００３８】そこで、本発明のオーバーフロー処理を用
いてフレーム画像（ｃ）を復元（合成）し、そのフレー
ム画像のデータを保存するとともに、メトロノームの位
置を図の左側にずらせて次回の撮影（ここではオーバー
フローが生じないように調整された）を行う。この次回
撮影によるフレーム画像（ｄ）のデータには、当該保存
されたフレーム画像の残像（メトロノームの振り子）３
３’が偽画像として重なっており、対応画素ごとに当該
保存されたデータでその残像を減殺すると、補正後画像
（ｅ）として、次回撮影の被写体画像を正確に復元した
ものを得ることができる。

【００３９】上記の偽画像補正処理は、前述したとおり
固体Ｘ線検出器には過去のＸ線照射履歴が感度変動とし
て残り、しかもその変動（感度劣化）は休止時間に応じ
て回復するという一般的事実を数式化し、画像処理装置
において次のような数式的処理を行うことにより実行さ
れる。但し、次の諸式は、ある種の典型的なフラットパ
ネル型センサにおける近似式であり、μ、τ、及びγは
そのセンサに起因する定数である。〔式１（１回目の撮影直後の感度劣化率：Ｑ_1.postの計
算）〕Ｑ_1.post＝γ・μν₁/（μν＋τ）・（１−Ｅｘｐ｛．
１・（μν₁ ＋τ）t₁｝＋Ｑ_1.pre ・｛．１・（μν₁
＋τ）t₁｝・但しＱ_1.pre ＝１回目の撮影直前の感度劣化率、t₁＝
１回目撮影のＸ線照射時間、ν₁=１回目撮影の照射線量
である。〔式２（２回目の撮影直前の感度劣化率：Ｑ_2.pre 及び
感度：η_2.pre の計算）〕Ｑ_2.pre ＝Ｑ_1.post・Ｅｘｐ｛−τ・Ｔ₁.₂ ｝ η_2.pre ＝１−Ｑ_2.pre ・但しＴ₁.₂ ＝撮影１〜２までの経過時間（Ｘ線休止時
間）〔式３（２回目撮影画像の、１回目撮影画像による偽画
像補正）〕Ｐ_2.Cal ＝Ｐ_2.Org / _st・Ｅｘｐ｛−τ・Ｔ₁.₂ ｝・但しＰ_2.Cal ＝偽画像補正後の画素値、Ｐ_2.Org ＝偽
画像補正前の画素値である。

【００４０】以上の式１〜３より、１回目撮影後におい
て２回目撮影直前のセンサ感度の劣化を推定し、その推
定値を用いて２回目撮影での偽画像の補正を行うことが
できる。撮影回数の１回目、２回目とは補正計算におけ
る便宜上のあてはめであり、実質的な連続撮影において
は、これらの式中要素のサフィックス数で示した回数値
１及び２を、それぞれＮ−１及びＮと置き換えて３回目
以降（Ｎ回目）の偽画像の補正を行うことができる。

【００４１】かくして、上記の一般式による補正を完全
に行うためには、前回の照射Ｘ線分布が完全に分かって
いなければならない。先述の通り、もし飽和又はオーバ
ーフローを生じたセンサ画素の、真の値に関する情報が
上述の画像処理により復元されなければ、この部分の補
正は行えず、フレーム画像全体としての残像消去補正は
不可能となるからである。この点において、本発明で
は、実測できた画素データと、前記の如く真の画素出力
として推定された画素データを含む、精密に再現された
１フレーム内の全画素データを用いて、次回撮影の画像
欠陥を補正しうることが明らかである。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の放射線測定
装置は、Ａ／Ｄ変換器入力のダイナミックレンジの拡大
や、各素子の信号電荷蓄積用コンデンサの容量増加を行
うことなく、デジタル変換信号の演算処理によりダイナ
ミックレンジを効果的に拡大することにより、精密且つ
明確な画像を得るができる。また、本発明の装置を用い
て拡大されたダイナミックレンジにより合成した画像デ
ータを保存し、種々の画像補正に有効に用いうることも
明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的なＸ線フラットパネルセンサの構造を、
一画素分の断面（ａ）及び基板面に沿った画素マトリク
ス配置及び電気回路（ｂ）において示す図である。

【図２】人体の胸部について医療用Ｘ線画像を撮影した
場合の模式図である。

【図３】本発明のダイナミックレンジ拡大原理を利用し
てＸ線撮影を行うための装置構成を示す線図である。

【図４】Ｘ線パルス透視を行う際の、Ｘ線パルス列
（ａ）と、それに伴ってセンサ出力がオーバーフローし
た画素に対し本発明の原理を利用して、その残光出力を
捕捉し演算に用いる態様を、センサ出力がオーバーフロ
ーしなかった画素とともに描いた画素出力波形（ｂ）を
示す図である。

【図５】遅延時間別抜き取り瞬時値に対する真の定常領
域値の換算テーブルである。

【図６】抜き取り瞬時値に掛けるべき係数を求めるため
の係数−遅延時間曲線を示す図である。

【図７】本発明のダイナミックレンジ拡大方式を採用し
たＸ線撮影装置の動作シーケンスを示すフローチャート
である。

【図８】本発明のダイナミックレンジ拡大原理を利用し
て残光出力抜き取り値から、オーバーフロー領域の真の
値を求めるための換算テーブルである。

【図９】Ｘ線パルス透視を行う際の、Ｘ線パルス列
（ａ）と、それに伴ってセンサ出力がオーバーフローし
た画素に対し本発明の原理を利用して、その立ち上がり
信号を捕捉し演算に用いる態様を、センサ出力がオーバ
ーフローしなかった画素とともに描いた画素出力波形
（ｂ）を示す図である。

【図１０】画像処理装置において、オーバーフローした
場合の真の画素出力とオーバーフローしなかった画素出
力とを合成したフレーム画像のデータを保存し、次回の
撮影によるフレーム画像データに、当該保存されたフレ
ーム画像の残像が重なっているときに、対応画素ごと
に、当該保存されたデータでその残像を減殺・補正する
ステップを略示するものである。

【符号の説明】

１４Ｘ線管１５寝台１６Ｘ線フラットパネルセンサ１７データ処理手段１８データ収集装置１９画像処理装置２０モニタ２１制御手段２２高圧発生器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 5/32 Ａ６１Ｂ 6/00 ３５０ＭＦターム(参考） 2G088 EE01 FF02 GG21 JJ04 JJ05 KK31 4C093 AA01 AA07 AA16 CA06 CA13 EB12 EB13 EB17 FA29 FA45 FC17 FC18 FC19 FD07 FD08 FD09 FF09 FF33 5B047 AA17 AB02 BA02 BB04 BC11 BC14 CB22 DA10 DC09 5C024 AX11 AX16 CX43 GX02 HX14 HX28 HX29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１次元、又は２次元放射線検出画素マト
リクスを有するフラットパネルセンサを用いた放射線撮
影装置において、各画素に対応するセンサ出力を取り出
すためのデータ収集装置と、前記取り出されたセンサ出
力が飽和又はオーバフローしていない状態では、その定
常領域の出力信号を用い、飽和又はオーバフローしてい
るときは、その飽和又はオーバフロー前後におけるセン
サ出力の立ち上がり又は減衰領域の信号から当該飽和又
はオーバフローした領域における真の出力信号の値を推
定し、これらの定常出力信号と推定出力信号とを合成し
て画像データを作成するための画像処理装置を備えたこ
とを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】前記データ収集装置が、前記センサ出力
の立ち上がり信号として、その立ち上がり開始時から飽
和又はオーバフローする直前までの少なくとも一の特定
時点における瞬時値を収集するものであることを特徴と
する請求項１記載の装置。
【請求項３】前記データ収集装置が、前記センサ出力
の減衰領域の信号として、前記飽和又はオーバフローが
終わった直後から、出力ゼロとなるまでの少なくとも一
の特定時点における瞬時値を収集するものであることを
特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】前記画像処理装置が、前記特定時点にお
ける瞬時値に、立ち上がり又は減衰開始時からの経過時
間の関数として定まる所定の係数を掛けることにより、
当該飽和又はオーバフロー領域における真の出力信号の
値を推定するものであることを特徴とする請求項２又は
３記載の装置。
【請求項５】前記画像処理装置が、前記センサ出力の
飽和又はオーバフローが生じた画素における当該領域の
前記推定出力信号を、当該領域において出力された疑似
信号と置換することにより、真の画素出力として用い、
飽和又はオーバフローしていない画素における定常領域
の出力信号と合成してフレーム画像を作成するものであ
ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の
装置。
【請求項６】前記画像処理装置が、前記定常出力信号
と推定出力信号とを合成して得られた画像データを用い
て、別途撮影された画像を補正する画像処理を行うもの
であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記
載の装置。
【請求項７】別途撮影された画像が、前回撮影画像の
残像を含むときは、対応画素ごとに、前回撮影において
合成して得られた画像データを用いて、その残像を減殺
する補正を行うものであることを特徴とする請求項６記
載の装置。