JP2004121718A

JP2004121718A - Ｘ線撮影装置

Info

Publication number: JP2004121718A
Application number: JP2002293404A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Nakamura; 中村　正
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-10-07
Also published as: JP4293774B2

Abstract

【課題】半導体素子を用いた平面型Ｘ線検出器の暗電流を適宜補正して高画質の画像が得られるＸ線撮影装置を提供する。
【解決手段】半導体素子を用いた平面型Ｘ線検出器の暗電流を検出し、この検出した信号を用いて出力信号を補正する暗電流補正手段を備えたＸ線撮影装置に、暗電流を補正する指令を入力する暗電流補正指令入力手段と、暗電流値の変化分を検出する暗電流変化値検出手段と、前記暗電流の変化値が所定値を越えたときに暗電流の補正が必要であることを判断する暗電流補正判断手段と、この暗電流補正判断手段から暗電流の補正が必要であることを報知する暗電流補正報知手段とを設けた。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線撮影装置に係わり、特に、半導体を用いた平面型Ｘ線検出器の暗電流の変化を検出し、適宜に暗電流補正を行って、暗電流の影響を無くして高画質の画像を得るに好適なＸ線撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、Ｘ線検出器として、ＣｓＩ等の半導体素子を用いた平面型Ｘ線検出器（以下、平面検出器と呼ぶ）に注目が集まっている。しかし、平面検出器はその構成上、Ｘ線を照射していないときにも、微小ながら検出素子に蓄積される暗電流と呼ばれる成分がある。
【０００３】
このため、被検体、撮影部位及び撮影条件が同じでも前記暗電流の変化により得られる画像が変化する。特に、低線量を用いるＸ線透視においては、暗電流成分の影響が大きく、透視モニター上でも時間的な輝度値の変化が分かる位である。この問題に対して、開示されているように（特許文献１参照）、被検体にＸ線を照射しないで平面検出器の暗電流を測定しておき、被検体のＸ線透過データから前記測定しておいた暗電流を差し引くことによって暗電流を補正する方法がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２００２−１５９４８１号公報。
【０００５】
この暗電流補正のための暗電流の測定は、一定時間毎に行ったり（被検体の無い状態）、あるいは撮影と撮影のあいまに被検体がＸ線照射領域に無いことを確認して行っていた。暗電流は検出器内部の温度によって変化するため、特に、平面検出器の電源を入れた直後は、温度が安定するまで、頻繁に暗電流補正を行う必要がある。暗電流補正を行うためには、Ｘ線を照射しないときの画像を何枚か取得し、平均値を求めることで、暗電流成分の平均値を作成する。この値を、実際にＸ線を照射して得られる画像から減算することにより、暗電流成分を取り除くことができる。
【０００６】
従来、この暗電流補正を行うためには、画像の変化から暗電流補正の必要性を判断し、処理装置で補正を行う必要があった。更に、暗電流補正の実行中はＸ線を照射できないため、補正を行う判断は、Ｘ線撮影装置を扱う術者の判断に任せられていた。上記のように、この暗電流補正を一定時間毎に自動的に行う自動補正もあるが、補正を行うべき間隔は、平面検出器を立ち上げてからの時間・周辺温度によっても変わるため、一定時間毎では、最適な暗電流補正を行うことができなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、長時間連続して透視画像を見ている場合には、暗電流は徐々に変化するため、画像の輝度値が変化しても、気が付かず、補正を行うタイミングを判断できないこともあった。また、術者は、術中に集中力を要求されるため、補正の判断までは気が回らないこともある。
【０００８】
更に、カテーテルの交換などで、一定時間Ｘ線を照射しない場合には、画像が表示されないため、暗電流の変化具合が確認できず、Ｘ線を照射した際に、大きな輝度値の変動がある画像が表示され、見にくくなる場合があった。
そこで本発明は、半導体素子を用いた平面型Ｘ線検出器の暗電流が時間の経過に伴って変化しても、これを適宜補正して高画質の画像が得られるＸ線撮影装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は以下の手段によって達成される。
【００１０】
（１）被検体へＸ線を照射するＸ線照射手段と、前記被検体を透過したＸ線信号を検出しこれを電気信号に変換する半導体素子を用いた平面型Ｘ線検出手段と、このＸ線検出手段の暗電流を検出する暗電流検出手段と、この暗電流検出手段で検出した信号を用いて前記Ｘ線検出手段の出力信号を補正する暗電流補正手段と、この暗電流補正手段で補正した信号を入力して画像処理を施し前記被検体のＸ線透過画像を生成する画像処理手段と、この画像処理手段で生成された画像を表示する表示手段とを備えたＸ線撮影装置であって、前記Ｘ線検出手段の暗電流を補正する指令を入力する暗電流補正指令入力手段と、前記Ｘ線検出手段の暗電流値の変化分を検出する暗電流変化値検出手段と、前記暗電流の変化値が所定値を越えたときに暗電流の補正が必要であることを判断する暗電流補正判断手段と、この暗電流補正判断手段から暗電流の補正が必要であることを報知する暗電流補正報知手段とを設けた。
【００１１】
（２）上記（１）の暗電流変化値検出手段は、前記Ｘ線検出手段で検出した画像データの一部の領域の変化分を用いる。
【００１２】
（３）上記（１）の暗電流補正報知手段は、暗電流の補正が必要である旨の警告を上記表示装置に表示して成る。
【００１３】
（４）上記（１）の暗電流補正報知手段は、上記表示装置に暗電流の変化度合いを表示して成る。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は本発明によるＸ線撮影装置の構成を示すブロック図である。本発明によるＸ線撮影装置は、Ｘ線を被検体（図示省略）に照射するＸ線発生装置１、Ｘ線発生装置１を制御するＸ線制御装置１９、被検体を透過したＸ線情報を検出する半導体素子を用いた平面型Ｘ線検出器（以下、平面検出器と呼ぶ）２，平面検出器２を制御する平面検出器制御装置２１、Ｘ線条件や撮影・透視を切り替えるための制御信号を前記Ｘ線制御装置１９や平面検出器制御装置２１に出力する操作卓２０、平面検出器からの画像を収集する画像収集部３、暗電流補正を行う補正処理部４、収集された画像から暗電流の変化量を検出する暗電流変化検出部５、この暗電流変化検出部５で検出した暗電流変化量と所定値とを比較して暗電流補正の必要性を判断する暗電流補正判断部２３、収集された画像情報にリアルタイムに様々な処理をする画像処理部６、画像処理された画像を表示するＣＲＴモニタ７、暗電流補正指令を入力する補正ボタン２２とから構成される。平面検出器２は、図２に示すように、被検体を透過したＸ線を電荷に変換するＸ線検出物質層８と、この電荷を読出し電気信号に変換するＴＦＴトランジスタで構成されるＸ線検出素子アレイ９、ＴＦＴトランジスタで変換された電気信号を増幅する増幅回路１０、Ｘ線の入射により放出された電荷量分を充電する積分回路１１、Ｘ線検出物質層により変換された電荷をＴＦＴトランジスタにより読み出すタイミングの制御を行うライン制御回路１２、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバーター１３から構成される。　Ｘ線発生装置１から照射されたＸ線は、被検体を透過し，Ｘ線平面検出器２内のＸ線検出素子アレイ９に入射する。この際、Ｘ線は透過画像情報を持っている。Ｘ線検出素子アレイ９に入射したＸ線は電荷に変換され、ライン制御回路１２による読出しタイミングで増幅回路１０に読み出され、増幅される。増幅された電荷量は積分回路１１によって積分され、Ａ／Ｄコンバータ１３に受け渡される。受け渡されたアナログ信号はデジタル信号に変換され画像収集部３へ逐次転送される。画像収集部１３に転送されたデジタル信号は補正処理部４にて暗電流補正等の補正が行われて、画像処理部６へ受け渡される。画像処理部６にて、画像の拡大・縮小、各種フィルター処理が施され、透視あるいは撮影画像がＣＲＴモニタ７上に表示される。
【００１５】
次に暗電流補正について説明する。暗電流補正は図３に示すように、補正ボタン２２が押されることで実行され、最初に、Ｘ線を照射していないことを確認後、Ｘ線を照射しない状態での画像（ダーク画像）を数十枚取得し、加算平均することで、ダーク画像の平均画像を作成する。このダーク画像をメモリに保存しておく。以降、平面検出器から取得される画像データから、このダーク画像データを減算することで、暗電流成分を取り除き、暗電流補正が行われる。
【００１６】
次に、本発明における暗電流補正の判断に関する第一の実施例を示す。図４に本実施例における構成図を示す。図４は、ダーク画像の平均画像を格納しておくメモリ１４、暗電流画像の平均値を算出する平均値算出回路１５、補正処理する前の画像（ライブ画像）の平均値を算出する平均値算出回路１６、ダーク画像の平均値とライブ画像の平均値を減算する減算器１７、減算結果から暗電流補正の必要性を判断する暗電流補正判断部２０、暗電流補正を行う暗電流補正部４から構成されている。本発明においては図５に示すように、最初に、Ｘ線が照射されない時に、メモリ１４に保存されたダーク画像の平均画像を、演算時間を早くするために、別途設けられた平均値算出回路１５を用いて、ダーク画像の一部分を、例えば図６に示したように、中央１００×１００ピクセルの平均値を算出する。Ｘ線が照射されないときにも、平面検出器から画像が送られてくるため、このＸ線を照射しないときのライブ画像の平均値（中央１００×１００ピクセル）も平均値算出回路１６を用いて算出し、減算器１７を用いて、ライブ画像の平均値からダーク画像の平均値を減算する。このときの差分値が、暗電流の変化量となる。暗電流が図７に示すように、暗電流補正後の時間に対して変化している場合に、ある時刻ｔにおいて、変化量が閾値を超えているときには、暗電流の変化が許容を超えたと判断し、暗電流補正を行うように促す。
【００１７】
また、中央の平均値を比較する以外にも、増幅器１０の出力値の比較を用いて行うことも可能である。増幅器１０の内部構成を図８に示す。増幅器１０は、複数ライン例えば１２８本分毎に処理する専用ＩＣ１８を複数個用いて構成されている。この専用ＩＣ１８によって、順次各ラインのアナログ信号が増幅されて読み出される。また、透視など低線量を用いる場合には、専用ＩＣ１８は２ライン毎に加算処理をして読み出すことができる。この専用ＩＣ１８の出力値の平均値をダーク画像とライブ画像で比較することで暗電流の変化を測定することも有効である。このとき、専用ＩＣ１８の幾つかのみを対象としてもよい。更に、最大値を示す専用ＩＣ１８を常に比較の対象としてもよい。
暗電流の補正が必要であることを報知する手段としては、図９に示すように術者が常に観察する透視モニター上に警告文字・記号を表示することが有効である。更に、突然モニター上に警告が表示されると、術者も困惑するため、図１０、図１１に示すように、閾値までの暗電流の変化をパーセント表示や、グラデーション表示を用いて、暗電流の変化の進行具合を示すことも有効である。
【００１８】
暗電流補正を再度行った際には、メモリ１４に保存した画像を更新する。
【００１９】
本発明の第２の実施例としては、透視のみではなく、Ｘ線の照射を終えてから一定時間後に、撮影モードに自動的に移行し、撮影モードでの暗電流の変化を用いて、透視と同様の処理を行う事も可能である。更に、通常平面検出器には、撮影・透視毎に、フレームレートやゲインの異なるモードが数種類用意されているため、各モードを順番にチェックすることも有効である。このことにより、補正が必要なモードでの補正のみを行うことができる。
【００２０】
本発明の第３の実施例としては、どの程度の間隔で補正が必要になったかをログに記録することで、平面検出器の安定性をサービスマンが調査することも可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上、本発明によれば，半導体を用いた平面型Ｘ線検出器の暗電流の変化を常に監視し、この暗電流が一定の変化値を越えた際には、暗電流補正を行うようにしたので、術者の判断なしで、適宜に最適な暗電流補正を行うことができるようになる。これによって、暗電流の影響を受けることなく高画質の画像のＸ線撮影装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＸ線撮影装置の構成を示すブロック図。
【図２】半導体素子を用いた平面型Ｘ線検出器の構成図。
【図３】暗電流補正の流れを示す図。
【図４】暗電流の変化量を検出する構成のブロック図。
【図５】暗電流変化量算出のフローチャート。
【図６】暗電流平均値を算出する際の領域の一例を示す図。
【図７】暗電流の時間変動の一例を示す図。
【図８】数ライン毎にまとめて増幅する専用ＩＣの模式図。
【図９】暗電流補正の必要性を促す報知の一例を示す図（警告文の例）。
【図１０】暗電流補正の必要性を促す報知の一例を示す図（暗電流の変化量増加の割合を数値で示す例）。
【図１１】暗電流補正の必要性を促す報知の一例を示す図（暗電流の変化量増加の進度をグラデーションを用いて示す例）。
【符号の説明】
１　Ｘ線発生装置、２　平面型Ｘ線検出器、３　画像収集部、４　補正処理部、５暗電流変化検出部、６　画像処理部、７　ＣＲＴ、８　Ｘ線検出物質層、９　センサアレイ、１０　増幅回路、１１　積分回路、１２　ライン制御回路、１３　Ａ／Ｄコンバータ、１４　暗電流画像保存メモリ、１５　暗電流画像平均値算出回路、１６　ライブ画像平均値算出回路、１７　減算器、１８　専用ＩＣ　１９　Ｘ線制御装置、２０　操作卓　２１　平面検出器制御装置、２２　補正ボタン、２３　暗電流補正判断部

Claims

被検体へＸ線を照射するＸ線照射手段と、前記被検体を透過したＸ線信号を検出しこれを電気信号に変換する半導体素子を用いた平面型Ｘ線検出手段と、このＸ線検出手段の暗電流を検出する暗電流検出手段と、この暗電流検出手段で検出した信号を用いて前記Ｘ線検出手段の出力信号を補正する暗電流補正手段と、この暗電流補正手段で補正した信号を入力して画像処理を施し前記被検体のＸ線透過画像を生成する画像処理手段と、この画像処理手段で生成された画像を表示する表示手段とを備えたＸ線撮影装置であって、前記Ｘ線検出手段の暗電流を補正する指令を入力する暗電流補正指令入力手段と、前記Ｘ線検出手段の暗電流値の変化分を検出する暗電流変化値検出手段と、前記暗電流の変化値が所定値を越えたときに暗電流の補正が必要であることを判断する暗電流補正判断手段と、この暗電流補正判断手段から暗電流の補正が必要であることを報知する暗電流補正報知手段とを備えたことを特徴とするＸ線撮影装置。
請求項１に記載の暗電流変化値検出手段は、前記Ｘ線検出手段で検出した画像データの一部の領域の変化分を用いることを特徴とするＸ線撮影装置。
請求項１に記載の暗電流補正報知手段は、暗電流の補正が必要である旨の警告を上記表示装置に表示して成るＸ線撮影装置。
請求項１に記載の暗電流補正報知手段は、上記表示装置に暗電流の変化度合いを表示して成るＸ線撮影装置。