JP2005110981A - 放射線画像の欠損画素検出方法、および、放射線撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 Ｘ線透視画像中の欠損画素をリアルタイムで検出できるようにする。
【解決手段】 この発明の装置は、欠損有無仮判定部１４と仮判定結果登録部１５と欠損有無本判定部１６とが協働して、欠損の有無の最終的な本判定をくだす現時点の欠損検出対象画素の欠損有無仮判定結果に、過去の４つの異時点の欠損有無仮判定結果も併せて参酌して欠損検出対象画素の欠損有無の本判定をくだすので、現時点という単一時点の欠損有無仮判定結果だけで欠損有無の本判定をくだす従来と比べて判定精度が極めて高く、画素信号の信号強度に撮像対象の被検体Ｍの放射線吸収状況に応じた変動があるＸ線撮影中であっても欠損画素を検出することができる。その結果、リアルタイムでＸ線透視画像中の欠損画素を検出できる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、放射線検出信号にしたがって作成される放射線画像における放射線検出素子の欠陥に起因する欠損画素を放射線画像の画素信号に基づき検出する方法、および、放射線検出信号にしたがって放射線画像が作成される放射線撮像装置に係り、特に放射線画像の欠損画素をリアルタイムで検出できるようにするための技術に関する。

放射線撮像装置として、例えば、Ｘ線検出用の放射線検出用のＦＰＤ（フラットパネル型検出器）を備えたＸ線透視撮影装置がある。イメージインテンシファイアと比べて軽量で薄型のＦＰＤを備えたＸ線透視撮影装置は、被検体からの透過Ｘ線が投影されるＦＰＤのＸ線検出面に多数のＸ線検出素子が縦と横の配列ラインに沿って２次元状マトリックス配置されていて、Ｘ線撮影中はＦＰＤから出力されるＸ線検出信号にしたがってＸ線検出面に投影される透過Ｘ線像に対応するＸ線透視画像が作成される。

しかし、Ｘ線検出素子に欠陥が生じる場合がある。特にＦＰＤの場合、Ｘ線検出素子の欠陥が顕著であって、Ｘ線透視画像では欠損のあるＸ線検出素子に対応する画素が欠損画素となる。そこで、欠損画素を予め検出して登録しておき、Ｘ線撮影中は登録されている欠損画素の画素信号を適当な信号に置き換えて修復し、Ｘ線透視画像中の欠損画素を取り除いている。

また、従来装置の場合、Ｘ線透視画像の欠損画素の検出は、装置据えつけ時にＦＰＤのＸ線検出面に一様のＸ線を投影して撮影されたＸ線透視画像の画素信号の信号強度が適性範囲を外れているか否かをチェックすることで行われ、Ｘ線透視画像の画素信号の信号強度が適性範囲を外れている画素が欠損画素として検出されることになる。

しかしながら、このような構成を有する従来のＸ線透視撮影装置は、Ｘ線透視画像の欠損画素をリアルタイムで検出できないという問題がある。すなわち，従来装置では、Ｘ線撮影中にＸ線透視画像の欠損画素を検出することは無理なのである。

Ｘ線撮影中のＦＰＤのＸ線検出面には、据えつけ時の欠損画素検出の際のように一様なＸ線が投影されるわけではなく、被検体の透過Ｘ線像が投影されるので、画素信号の信号強度は一定ではなくて撮影対象の被検体のＸ線吸収状況に応じた変動を伴う結果、Ｘ線撮影中に欠損画像を誤りなく検出することは非常に難しく、事実上無理である。
しかし、欠損画素をリアルタイムで検出できない場合、装置据えつけ時に欠損画素が見落とされたり、Ｘ線撮影中に新たに欠損画素が発生したりした場合には、Ｘ線透視画像には欠損画素が出現してしまうことになる。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、放射線画像の欠損画素をリアルタイムで検出することができる放射線画像の欠損画素検出方法、および、放射線撮像装置を提供することを目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、放射線検出信号にしたがって作成される放射線画像における放射線検出素子の欠陥に起因する欠損画素を放射線画像の画素信号に基づき検出する方法であって、欠損の有無を判定しようとする画素（欠損検出対象画素）の画素信号強度と欠損検出対象画素の周辺の画素（欠損検出周辺画素）の画素信号強度とを用いて欠損検出対象画素の信号強度の適否をチェックする信号強度比較処理の処理結果に基づき欠損検出対象画素の欠損の有無を仮判定する欠損有無仮判定過程と、欠損有無仮判定過程で得た欠損有無仮判定結果を各画素ごとに区別して登録する仮判定結果登録過程と、欠損有無仮判定過程による欠損検出対象画素についての現時点（最新）の欠損有無仮判定結果および仮判定結果登録過程で登録された過去の欠損有無仮判定結果に基づいて欠損検出対象画素の欠損の有無を最終的に本判定する欠損有無本判定過程とを備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の方法によって、放射線検出信号にしたがって作成される放射線画像における放射線検出素子の欠陥に起因する欠損画素を検出する場合、先ず欠損有無仮判定過程で、欠損の有無を判定しようとする欠損検出対象画素の画素信号強度と欠損検出周辺画素の画素信号強度とを用いて欠損検出対象画素の信号強度の適否をチェックする信号強度比較処理の処理結果にしたがって欠損検出対象画素の欠損の有無を仮判定するとともに、仮判定結果登録過程で、欠損有無仮判定過程で得た欠損有無仮判定結果を各放射線検出素子ごとに区別して登録し、さらに欠損有無本判定過程で、欠損有無仮判定過程によって得た欠損検出対象画素についての現時点の欠損有無仮判定結果と仮判定結果登録過程で登録された過去の欠損有無仮判定結果とに基づいて欠損検出対象画素の欠損有無の本判定を行う。

すなわち、請求項１の発明の方法の場合、欠損検出対象画素に対して欠損有無の本判定をくだす際には、欠損有無仮判定過程で得た現時点の欠損有無仮判定結果だけでなく、現時点より前の時点の欠損有無仮判定過程で得て登録されている欠損検出対象画素の過去の欠損有無仮判定結果も併せて参酌し欠損検出対象画素に対し欠損有無の本判定をくだすので、現時点という単一時点の欠損有無仮判定結果だけで欠損検出対象画素に対して欠損有無の本判定をくだす従来の場合に比べて判定精度が極めて高く、その結果、放射線検出信号の信号強度に撮像対象の被検体の放射線吸収状況に応じた変動がある放射線撮影中であっても、欠損検出対象画素に対して欠損有無の判定をくだすことができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の放射線画像の欠損画素検出方法において、欠損有無本判定過程では、現時点の欠損有無仮判定結果と複数の過去の欠損有無仮判定結果との過半数が欠損有りの時は欠損有りの本判定をくだし、それ以外の時は欠損無しの本判定をくだすものである。

［作用・効果］請求項２の発明の方法の場合、欠損有無本判定過程においては、現時点および複数の過去の時点という少なくとも三つの異なる時点で得られた欠損有無仮判定結果が参酌されるとともに仮判定結果の過半数が欠損有りの時に本判定も欠損有りとされるので、欠損有無本判定過程で下される本判定が的確なものとなる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の欠損画素検出方法において、前記放射線検出信号を、放射線検出面に多数の放射線検出素子が縦と横の配列ラインに沿って２次元状マトリックス配置されているＦＰＤ（フラットパネル型検出器）から得るものである。

［作用・効果］請求項３の発明の方法の場合、放射線検出面に多数の放射線検出素子が縦と横の配列ラインに沿って２次元状マトリックス配置されているＦＰＤから出力された放射線検出信号にしたがって放射線画像を作成する。

さらに、請求項４に記載の発明に係る放射線撮像装置は、被検体に放射線を照射する放射線照射手段と、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段とを備え、放射線検出手段から出力される放射線検出信号にしたがって放射線画像が作成される放射線撮像装置において、欠損の有無を判定しようとする画素（欠損検出対象画素）の画素信号強度と欠損検出対象画素の周辺の画素（欠損検出周辺画素）の画素信号強度とを用いて欠損検出対象画素の信号強度の適否をチェックする信号強度比較処理の処理結果に基づき欠損検出対象画素の欠損の有無を仮判定する欠損有無仮判定手段と、欠損有無仮判定手段で得た欠損有無仮判定結果を各画素ごとに区別して登録する仮判定結果登録手段と、欠損有無仮判定手段による欠損検出対象画素についての現時点（最新）の欠損有無仮判定結果および仮判定結果登録手段で登録された過去の欠損有無仮判定結果に基づいて欠損検出対象画素の欠損の有無を最終的に本判定する欠損有無本判定手段と、欠損有無本判定手段により欠損有りの本判定がくだされた欠損画素を登録する欠損画素登録手段と、欠損画素登録手段に登録されている欠損画素の画素信号を信号処理により修復する画素信号修復手段とを備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項４の発明の装置において、放射線検出手段から出力される放射線検出信号にしたがって作成される放射線画像における放射線検出素子の欠陥に起因する欠損画素を検出する際は、欠損有無仮判定手段と仮判定結果登録手段と欠損有無本判定手段とが、放射線撮影で撮影される放射線画像の画素信号に基づき協働して上記の本発明に係る放射線画像の欠損画素検出方法を実行して放射線画像中の欠損画素を検出する。そして、請求項４の発明の装置の場合、欠損有無本判定手段によって欠損有りと本判定がくだされた欠損画素は欠損画素登録手段で登録されるとともに、欠損画素登録手段に登録されている欠損画素の画素信号は画素信号修復手段による信号処理で修復される。

すなわち、請求項４の発明の装置の場合、欠損有無仮判定手段と仮判定結果登録手段と欠損有無本判定手段とが上記の本発明に係る放射線画像の欠損画素検出方法を実行して放射線画像中の欠損画素を検出する構成を備えているので、画素信号の信号強度に撮像対象である被検体の放射線吸収状況に応じた変動がある放射線撮影中であっても、欠損画素の検出が行える。

加えて、請求項４の発明の装置の場合、欠損有無本判定手段で欠損有りの本判定がくだされた欠損画素を欠損画素登録手段が登録するとともに、欠損画素登録手段に登録されている欠損画素の画素信号を画素信号修復手段が信号処理で修復する構成を備えている。その結果、装置据えつけ時に画素の欠損が見落とされたり、放射線撮影中に新たに画素の欠損が発生したりした場合でも、遅滞なく欠損画素をなくすことができる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の放射線撮像装置において、欠損有無本判定手段は、現時点の欠損有無仮判定結果と複数の過去の欠損有無仮判定結果との過半数が欠損有りの時は欠損有りの本判定をくだし、それ以外の時は欠損無しの本判定をくだすものである。

［作用・効果］請求項５の発明の装置の場合、欠損有無本判定手段が、現時点および複数の過去の時点という少なくとも三つの異なる時点で得られた欠損有無仮判定結果を参酌して仮判定結果の過半数が欠損有りの時に欠損有りの本判定をくだすので、欠損有無本判定手段による欠損有無の本判定を的確にくだすことができる。

また、請求項６に記載の発明は、請求項４または請求項５に記載の放射線撮像装置において、欠損有無仮判定手段は、信号強度比較処理の際に欠損検出対象画素および複数個の欠損検出周辺画素の画素信号の信号強度の平均値、または、複数個の欠損検出周辺画素の画素信号の信号強度の平均値のいずれかと、欠損検出対象画素の画素信号の信号強度とを比較する信号強度比較処理を行うとともに処理結果である信号強度の差が一定範囲内の時は欠損無しの仮判定をくだし、それ以外の時は欠損有りの仮判定をくだすものである。

［作用・効果］請求項６の発明の装置の場合、欠損有無仮判定手段が、欠損検出対象画素および複数個の欠損検出周辺画素の画素信号の信号強度の平均値、または、複数個の欠損検出周辺画素の画素信号の信号強度の平均値という適切な比較用基準に基づいて欠損検出対象画素の信号強度の適否をチェックするので、欠損有無仮判定手段による仮判定は的確にくだされる。欠損検出周辺画素の画素信号および欠損検出対象画素の画素信号は画素の欠損のない場合、互いに近い信号強度を有しており、複数個の欠損検出周辺画素の画素信号の信号強度が平均化されたかたちで含まれる比較基準用としての信号強度の平均値は、欠損検出対象画素の画素信号の適正な信号強度とほとんど変わりない値となり、比較用基準として適切である。

また、請求項７に記載の発明は、請求項４から請求項６のいずれかに記載の放射線撮像装置において、画素信号修復手段は、欠損画素登録手段に登録されている欠損画素の至近の画素（欠損検出至近画素）の画素信号を用いて前記欠損画素の修復を行うものである。

［作用・効果］請求項７の発明の装置の場合、欠損画素登録手段に登録されている欠損画素の修復が、欠損検出至近画素の画素信号という適切な信号を用いて行われるので、欠損画素の修復が適切に行われる。欠損検出対象画素の画素信号および欠損検出至近画素の画素信号は画素の欠損のない場合、互いに近い信号強度を有しており、欠損検出至近画素の画素信号の信号強度は欠損検出対象画素の画素信号の適正な信号強度とほとんど変わりない値であるので、欠損画素の修復を行うための信号として適切である。

また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の放射線撮像装置において、欠損画素の画素信号の修復は、修復対象の欠損画素の画素信号を、欠損検出対象画素および複数個の欠損検出至近画素の画素信号の信号強度の平均値、または、複数個の欠損検出至近画素の画素信号の信号強度の平均値のいずれかを信号強度とする代替信号に置き換えることにより行われるものである。

［作用・効果］請求項８の発明の装置の場合、修復対象の欠損画素の画素信号と置き換えられる代替信号は、欠損検出対象画素および複数個の欠損検出至近画素の画素信号の信号強度の平均値、あるいは、複数個の欠損検出至近画素の画素信号の信号強度の平均値という適切な信号強度を有するので、欠損画素の修復が適切に行われる。欠損検出至近画素の画素信号および欠損検出対象画素の画素信号は画素の欠損のない場合、互いに近い信号強度を有しており、複数個の欠損検出至近画素の画素信号の信号強度が平均化されたかたちで含まれる代替信号の信号強度は、欠損検出対象画素の画素信号の適正な信号強度とほとんど変わりない値となり、代替信号は修復用として適当である。

また、請求項９に記載の発明は、請求項４から請求項８のいずれかに記載の放射線撮像装置において、欠損有無仮判定手段と仮判定結果登録手段と画素信号修復手段とが放射線撮影中に作動するものである。

［作用・効果］請求項９の発明の装置の場合、欠損有無仮判定手段と仮判定結果登録手段と画素信号修復手段とが放射線撮影中に作動して欠損画素をリアルタイムで検出する。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項４から請求項９のいずれかに記載の放射線撮像装置において、放射線検出手段は、被検体を透過した放射線が投影される放射線検出面に多数の放射線検出素子が縦と横の配列ラインに沿って２次元状マトリックス配置されている放射線検出用のＦＰＤ（フラットパネル型検出器）であるものである。

［作用・効果］請求項１０の発明の装置の場合、放射線検出手段が、被検体を透過した放射線が投影される放射線検出面に多数の放射線検出素子が縦と横の配列ラインに沿って２次元状マトリックス配置されている放射線検出用のＦＰＤ（フラットパネル型検出器）であって、そのＦＰＤから出力された放射線検出信号にしたがって放射線画像を作成する。

請求項１の発明の放射線画像の欠損画素検出方法の場合、欠損検出対象画素に対して欠損有無の本判定をくだす現時点において欠損検出対象画素の放射線検出信号の信号強度と欠損検出周辺画素の放射線検出信号の信号強度との比較に基づいて欠損検出対象画素の欠損の有無を仮に判定する欠損有無仮判定過程で得た現時点の欠損有無仮判定結果だけでなく、現時点より以前の欠損有無仮判定過程で得られて登録されている欠損検出対象画素の過去の欠損有無仮判定結果をも参酌して欠損検出対象画素に対し欠損有無の本判定がくだされるので、現時点という単一時点の欠損有無仮判定結果だけで欠損検出対象画素に対して欠損有無の本判定をくだす場合に比べて判定精度が飛躍的に高まる。その結果、放射線検出信号の信号強度に撮像対象の被検体の放射線吸収状況に応じた変動がある放射線撮影中であっても、欠損検出対象画素に対して欠損有無の判定をくだすことができる。

よって、請求項１の発明の方法によれば、放射線画像の欠損画素をリアルタイムで検出することができる。

請求項４の発明の放射線撮像装置の場合、欠損有無仮判定手段と仮判定結果登録手段と欠損有無本判定手段とが、上記の本発明に係る放射線画像の欠損画素検出方法を実行して放射線画像中の欠損画素を検出する構成を備えているので、画素信号の信号強度に撮像対象である被検体の放射線吸収状況に応じた変動がある放射線撮影中であっても、欠損画素の検出を行うことができる。

よって、請求項４の発明の装置によれば、放射線画像の欠損画素をリアルタイムで検出することができる。

また加えて、請求項４の発明の場合、欠損有無本判定手段で欠損有りの本判定がくだされた欠損画素を欠損画素登録手段が登録するとともに、欠損画素登録手段に登録されている欠損画素の画素信号を画素信号修復手段が信号処理で修復する構成を備えていて、放射線撮影中に検出された欠損画素の修復を行うことができる。その結果、装置据えつけ時に画素の欠損が見落とされたり、放射線撮影中に新たに画素の欠損が発生したりした場合でも、遅滞なく欠損画素を取り除くことができる。

この発明の実施例を図面を参照して説明する。図１はこの発明の放射線撮像装置の実施例に係るＸ線透視撮影装置の構成を示すブロック図、図２はＦＰＤのＸ線検出面におけるＸ線検出素子の配置状況を示す模式的平面図である。

実施例のＸ線透視撮影装置は、図１に示すように、被検体ＭにＸ線を照射するＸ線管（放射線照射手段）１およびＸ線検出用のＦＰＤ２（放射線検出手段）を備える。後述する主制御部２０から照射制御部１Ａを介してＸ線管１やＦＰＤ２の制御を行う。図２に示すように、被検体Ｍを透過したＸ線が投影されるＦＰＤ２のＸ線検出面（放射線検出面）２Ａに多数のＸ線検出素子２ａが縦と横の配列ラインに沿って２次元状マトリックス配置されていて、ＦＰＤ２から出力されるＸ線検出信号にしたがってＸ線検出面２Ａに投影される被検体Ｍの透過Ｘ線像に対応するＸ線透視画像が作成される。

Ｘ線管１とＦＰＤ２は、撮影対象の被検体Ｍを挟んで対向配置されていて、Ｘ線撮影中は、Ｘ線管１が照射制御部１Ａの制御を受けながら被検体ＭにＸ線を照射するとともに、Ｘ線管１からのＸ線照射に伴って生じる被検体Ｍの透過Ｘ線像がＦＰＤ２のＸ線検出面２Ａに投影される配置関係となっている。

ＦＰＤ２は、例えば、縦３０ｃｍ×横３０ｃｍ程の広さのＸ線検出面２ＡにＸ線検出素子２ａが例えば縦１０２４×横１０２４のマトリックスで縦横にＸ方向とＹ方向に沿って番地付けされたかたちで配列されている直接変換タイプのＸ線検出器である。

ＦＰＤ２の場合、図３に示すように、例えばａ−Ｓｅ系半導体膜などのＸ線に有感な半導体膜３と、半導体膜３の表面へ面状に積層形成されているバイアス電圧印加用の共通電極４と、図４に示すように、多数の収集電極５がＸ線検出素子２ａの２次元状マトリックス配置でもって表面に形成されているとともに各収集電極５で収集される電荷の蓄積・読み出し用電気回路６が配設されているアクティブマトリックス基板７とを備えていて、半導体膜３がアクティブマトリックス基板７の収集電極５を形成した側に積層されている。

蓄積・読み出し用電気回路６はコンデンサ６Ａやスイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜電界効果トランジスタ）６Ｂおよびゲート線６ａ，データ線６ｂなどからなり、各収集電極５ごとに１個のコンデンサ６Ａと１個のＴＦＴ６Ｂが割り当てられている。

また、蓄積・読み出し用電気回路６の周りにはゲートドライバ８と電荷電圧変換型増幅器９およびマルチプレクサ１０に加えてＡ／Ｄ変換器１１が別デバイスのかたちで配備接続されている。

ＦＰＤ２によりＸ線を検出する場合、数キロボルト〜数十キロボルト程度のバイアス電圧が共通電極４に印加される。バイアス電圧が印加された状態で、検出対象の検出対象のＸ線の入射に伴って半導体膜３で電荷が生成されるとともに半導体膜３で生じた電荷が（詳しくは各収集電極５へ移動することで収集電極５に電荷が誘起生成するかたちで）各収集電極５ごとに収集される一方、各収集電極５で収集される電荷は、アクティブマトリックス基板７の蓄積・読み出し用電気回路６などにより収集電極５毎のＸ線検出信号として取り出される。

具体的には、ゲートドライバ８からゲート線６ａ経由で読み出し信号が各ＴＦＴ６Ｂのゲートに順番に与えられると同時に、読み出し信号が与えられている各ＴＦＴ６Ｂのソースに繋がっているデータ線６ｂが電荷電圧変換型増幅器９を介してマルチプレクサ１０に順に切り換え接続されるのに伴って、コンデンサ６Ａに蓄積された電荷が、ＴＦＴ６Ｂからデータ線６ｂを経て電荷電圧変換型増幅器９で増幅された上で、マルチプレクサ１０により各収集電極５毎のＸ線検出信号としてＡ／Ｄ変換器１１に送り出されてディジタル化される。

つまり、ＦＰＤ２では、一つの収集電極５と収集電極５の広さ相当の半導体膜３および共通電極４に加えて１個のコンデンサ６Ａおよび１個のＴＦＴ６Ｂとで一つのＸ線検出素子２ａが構成されており、２次元状マトリックス配置の各収集電極５がそれぞれＸ線透視画像の各画素に対応する電極（画素電極）となっている。

実施例装置では、ＦＰＤ２の後段には、ＦＰＤ２から出力されるＸ線検出信号にしたがってＸ線透視画像を作成する信号処理部１２と、信号処理部１２で作成されたＸ線透視画像を記憶する画像メモリＦＭと、Ｘ線透視画像を表示する画像モニタ１３が配設されていて、Ｘ線管１による被検体ＭへのＸ線照射に伴ってＦＰＤ２から出力されるＸ線検出信号にしたがって信号処理部１２でＸ線透視画像が作成されて画像メモリＦＭに記憶されるとともに、画像モニタ１３の画面にＸ線透視画像が映し出される。

具体的には、サンプリング時間間隔ΔｔでＦＰＤ２から１画面分のＸ線検出信号が取り出されるとともに、サンプリング時間間隔Δｔごとに信号処理部１２でＸ線透視画像が１枚作成される処理が繰り返される。ＦＰＤ２から１画面分のＸ線検出信号を取り出すサンプリング時間間隔Δｔが１／３０秒であれば、１秒間に３０枚ほどのスピードでＸ線透視画像が次々作成され、画像モニタ１３に動画像のかたちでＸ線透視画像が表示される。

画像メモリＦＭは、Ｘ線検出素子２ａのマトリックス配置に対応したマトリックスでＸ方向とＹ方向に沿って番地付けされたかたちでメモリセル（図示省略）が、例えば縦１０２４×横１０２４の２次元マトリックス配置されているフレームメモリであり、メモリセルの番地はＸ線透視画像の画素の番地であり、各メモリセルにはＸ線透視画像の画素信号の信号強度（ピクセル値）が記憶される。

一方、ＦＰＤ２の場合、多数のＸ線検出素子２ａの中には製造中あるいは製造後に生じた例えば半導体膜３の微視的損傷等に起因する欠損をもつ素子が不可避的に存在しており、Ｘ線透視画像Ｐでは、図５に示すように、Ｘ線検出素子の欠陥に起因する欠損画素Ｐａがあちこちに生じる。そして、実施例装置は、Ｘ線透視画像ＰＡにおけるＸ線検出素子の欠陥に起因する欠損画素ＰａをＸ線透視撮像中に検出できる極めて特徴的な構成を備えている。以下、この特徴的な構成について詳しく説明する。

すなわち、実施例装置は、図１に示すように、欠損の有無を判定しようとする画素（欠損検出対象画素）の画素信号強度と欠損検出対象画素の周辺の画素（欠損検出周辺画素）の画素信号強度とを用いて欠損検出対象画素の信号強度の適否をチェックする信号強度比較処理の処理結果に基づいて欠損検出対象画素の欠損の有無を仮判定する欠損有無仮判定部１４と、欠損有無仮判定部１４で得た欠損有無仮判定結果を各画素ごとに区別して登録する仮判定結果登録部１５と、欠損有無仮判定手段による欠損検出対象画素についての現時点（最新）の欠損有無仮判定結果および仮判定結果登録手段で登録された過去の欠損有無仮判定結果に基づいて欠損検出対象画素の欠損の有無を最終的に本判定する欠損有無本判定部１６とを備えている。

欠損有無仮判定部１４は、図５に示すように、欠損検出対象画素ＰＡを含んでＸ方向に隣接して４個の画素が続くかたちで３個の欠損検出周辺画素ＰＢをピックアップし、欠損検出対象画素ＰＡおよび３個の欠損検出周辺画素ＰＢの画素信号の信号強度の平均値を算出するのに続いて、算出した平均値と欠損検出対象画素ＰＡのＸ線検出信号の信号強度とを比較する。そして、欠損検出対象画素ＰＡのＸ線検出信号の信号強度が、算出された平均値の０．８倍以上〜１．２倍以下の範囲にあるという比較結果であれば、欠損無しの仮判定結果をくだし、それ以外であれば、欠損有りの仮判定結果をくだす。

なお、欠損検出対象画素ＰＡは含まずに３個の欠損検出周辺画素ＰＢだけの信号強度の平均値を比較用基準としてもよい。

欠損有無仮判定部１４の場合、欠損検出対象画素ＰＡおよび３個の欠損検出周辺画素ＰＢの画素信号の信号強度の平均値という適切な比較用基準に基づいて欠損検出対象画素ＰＡの信号強度の適否をチェックするので、仮判定が的確にくだせる。欠損検出周辺画素ＰＢの画素信号および欠損検出対象画素ＰＡの画素信号は画素欠損のない場合、互いに近い信号強度を有しており、３個の欠損検出周辺画素ＰＢの画素信号の信号強度が平均化されたかたちで含まれる比較基準用の信号強度の平均値は、欠損検出対象画素Ａの画素信号の適正な信号強度とほとんど変わりない値となり、比較用基準として適切である。

さらに、欠損検出対象画素ＰＡについての欠損有無仮判定結果は、欠損検出対象画素ＰＡのメモリセルの番地と対応付けられて仮判定結果登録部１５で登録される。そして欠損検出対象画素ＰＡを次の番地のＸ線検出素子２ａへ変更して、同様に欠損有無仮判定部１４による仮判定と仮判定結果登録部１５による仮判定結果の登録を行う処理が、ある時点で得られた１枚のＸ線透視画像の画素について繰り返され、最終的には、仮判定に用いたＸ線透視画像Ｐの全画素の欠損有無仮判定結果が画素ごとに区別されたかたちで登録される。

また、欠損有無仮判定部１４は、図６に示すように、サンプリング時間間隔Δｔ置きで連続する（ｋ−４・Δｔ）時点，（ｋ−３・Δｔ）時点，（ｋ−２・Δｔ）時点，（ｋ−Δｔ）時点の４つの時点でＸ線透視画像Ｐにおける各画素の欠損有無仮判定を行う一方、仮判定結果登録部１５が仮判定結果をＸ線検出素子２ａごとに区別して登録する。したがって画素１個あたり、４個の過去の欠損有無仮判定結果が登録される。

そして、（ｋ−Δｔ）時点からサンプリング時間間隔Δｔだけ時間が進んだ次のｋ時点で撮影されたＸ線透視画像Ｐの画素についても、欠損有無仮判定結果が欠損有無仮判定部１４によって行われる。したがって、ｋ時点での欠損有無仮判定結果が得られた欠損検出対象画素ＰＡについては、現時点であるｋ時点の仮判定結果と過去の４個の仮判定結果の合計５個の欠損有無仮判定結果が得られることになる。そして、欠損有無本判定部１６は現時点（ｋ時点）の欠損有無仮判定結果と４個の過去の欠損有無仮判定結果の合計５個の欠損有無仮判定結果の過半数である３個以上が欠損有りの時は欠損有りの本判定をくだし、それ以外の時は欠損無しの本判定をくだす。

欠損有無本判定部１６の場合、現時点と以前の４個の過去の時点という少なくとも五つの異なる時点で得られる欠損有無仮判定結果を参酌して過半数が欠損有りの時に本判定も欠損有りとするので、欠損有無本判定手段による欠損有無の本判定を的確にくだすことができる。

以上の説明から明らかなように、実施例の透視Ｘ線撮影装置は、欠損有無仮判定部１４と仮判定結果登録部１５と欠損有無本判定部１６が協働して、この発明に係る放射線画像の欠損画素検出方法を実行してＸ線透視画像中の欠損画素を検出する。

さらに、実施例のＸ線透視撮影装置は、欠損有無本判定部１６によって欠損有りと本判定がくだされた欠損画素を登録する欠損画素登録部１７と、欠損画素登録部１７に登録されている欠損画素の画素信号を信号処理によって修復する画素信号修復部１８とを備えている。

欠損画素登録部１７は、Ｘ線透視画像中の欠損画素の画像信号が記憶されていた画像メモリＦＭのメモリセルの番地で登録する。画素信号修復部１８は、画像メモリＦＭに記憶されているＸ線透視画像の画素信号のうち欠損画素登録部１７に登録されている欠損画素の番地のメモリセルに記憶されている画素信号を信号処理で修復する。

画素信号修復部１８は、３個の欠損検出周辺画素ＰＢを欠損検出至近画素としてピックアップするのに続いて、修復対象の欠損画素の画素信号を、欠損検出対象画素ＰＡおよび３個の欠損検出周辺画素ＰＢの画素信号の信号強度の平均値を算出し、算出した平均値を信号強度とする代替信号に置き換えることにより修復を行う。欠損検出至近画素である欠損検出周辺画素ＰＢの画素信号および欠損検出対象画素ＰＡの画素信号は画素欠損のない場合、互いに近い信号強度を有しており、複数個の欠損検出至近画素の画素信号の信号強度が平均化されたかたちで含まれる代替信号の信号強度は、欠損検出対象画素ＰＡの画素信号の適正な信号強度とほとんど変わりない値となり、代替信号は修復用の信号として適切である。

なお、欠損検出対象画素ＰＡは含まずに３個の欠損検出周辺画素ＰＢだけの信号強度の平均値を代替信号の信号強度とするようにしてもよい。

また、実施例装置の場合、欠損画素登録部１７に番地が登録されている欠損画素については、欠損画素であることが既に判明しているので、欠損検出対象画素ＰＡとしてはピックアップされない。但し、実施例装置の場合、欠損画素登録部１７に番地が登録されている欠損画素も、欠損検出周辺画素や欠損検出至近画素としてはピックアップされる。しかし、欠損画素登録部１７に番地が登録されている欠損画素は、欠損検出周辺画素や欠損検出至近画素の候補から外されてピックアップされない構成であってもよい。

実施例のＸ線透視撮影装置では、照射制御部１Ａ、ＦＰＤ２、画像メモリＦＭ、信号処理部１２、欠損有無仮判定部１４、仮判定結果登録部１５、欠損有無本判定部１６、欠損画素登録部１７、画素信号修復部１８は、操作部１９から入力される指示やデータあるいはＸ線撮影の進行にしたがって主制御部２０から送出される各種命令にしたがって、制御・処理を実行する。

続いて、上述した構成を有する実施例装置においてＸ線撮影中にＸ線透視画像の欠損画素を検出する場合の装置動作を図面を参照しながら説明する。図７は実施例装置によるＸ線透視画像の欠損画素検出プロセスを示すフローチャートである。なお、以下では、Ｘ線透視撮影が既に開始され、１／３０秒程度のサンプリング時間間隔Δｔで１枚のＸ線透視画像が撮影されるものとする。

〔ステップＳ１〕欠損有無仮判定部１４が新たに撮影された１枚のＸ線透視画像の各画素について欠損有無仮判定結果を番地の順に得るとともに、仮判定結果登録部１５が得られた結果を過去の欠損有無仮判定結果として登録する処理が繰り返され、１つの時点で撮影されたＸ線透視画像の各画素の仮判定結果が仮判定結果登録部１５で画素ごとに区別して登録される。なお、欠損画素登録部１７に番地が既に登録されている画素については、欠損が既にあることが分かっているので、欠損検出対象画素ＰＡから外される。

〔ステップＳ２〕仮判定結果登録部１５に登録されている画素ひとつ当たりの過去の欠損有無仮判定結果の数が４個に達したのであれば、次のステップＳ３へ進み、過去の欠損有無仮判定結果の数が４個未満であれば、ステップＳ１へ戻る。

〔ステップＳ３〕欠損有無仮判定部１４が新たに撮影された１枚のＸ線透視画像の最初の番地の画素を欠損検出対象画素ＰＡとしてピックアップして欠損有無仮判定結果を得て、これを現時点の欠損有無仮判定結果とする。

〔ステップＳ４〕欠損有無本判定部１６が、欠損有無仮判定部１４で得られた欠損検出対象画素ＰＡの現時点の欠損有無仮判定結果と、仮判定結果登録部１５に登録されている過去の４個の欠損有無仮判定結果との合計５個の仮判定結果の過半数である３個以上が欠損有りの時は欠損有りの本判定をくだし、それ以外の時は欠損無しの本判定をくだす。

〔ステップＳ５〕欠損画素登録部１７が欠損有無本判定部１６により欠損有りと本判定がくだされた画素の番地を登録する。

〔ステップＳ６〕欠損の有無の本判定が済んでいない画素があれば、次の番地の画素を欠損検出対象画素ＰＡとしてから、ステップＳ３へ戻る。欠損の有無の本判定が済んでいない画素がもうなければ、欠損画素の検出プロセスは完了となる。

以上に述べたように、実施例装置の場合、欠損有無仮判定部１４と仮判定結果登録部１５と欠損有無本判定部１６が協働して、本発明に係る放射線画像の欠損画素検出方法を実行してＸ線透視画像中の欠損画素を検出する構成を備えており、本判定をくだす現時点の欠損検出対象画素ＰＡの欠損有無仮判定結果だけでなく、現時点より前の異なる４つの時点の欠損有無仮判定結果を併せて参酌して欠損検出対象画素ＰＡの欠損有無の本判定がくだされるので、現時点という単一時点の欠損有無仮判定結果だけで欠損検出対象画素ＰＡの欠損有無の本判定がくだされる従来の場合と比べて判定精度が飛躍的に高まる。その結果、画素信号の信号強度に撮像対象の被検体Ｍの放射線吸収状況に応じた変動があるＸ線撮影中であっても、Ｘ線透視画像中の欠損画素の検出ができる。よって、実施例装置によれば、Ｘ線透視画像中の欠損画素の検出をリアルタイムで行うことができる。

加えて、実施例装置の場合、Ｘ線撮影中に欠損有無本判定部１６で欠損有りと本判定がくだされた欠損画素を欠損画素登録部１７が登録するとともに、欠損画素登録部１７に登録されている欠損画素に対応する画素信号を画素信号修復部１８が信号処理により修復するので、装置据えつけ時に欠損画素が見落とされたり、Ｘ線撮影中に新たに欠損画素が生じたりした場合でも、遅滞なく欠損画素を取り除くことができる。

なお、実施例装置は、Ｘ線透視画像における欠損画素の検出をオフタイムで行うこともできる。すなわち、実施例装置の場合、予めＸ線撮影されて録画されているＸ線透視画像についても、欠損有無仮判定部１４と仮判定結果登録部１５と欠損有無本判定部１６が協働して、本発明に係る放射線画像の欠損画素検出方法を実行してＸ線透視画像中の欠損画素を検出することもできる。

また、装置据えつけ時に、従来の方法、すなわちＦＰＤ２のＸ線検出面２Ａに一様のＸ線を投影して撮影されたＸ線透視画像の画素信号の信号強度が適性範囲を外れているか否かをチェックしてＸ線透視画像の欠損画素を検出するとともに、欠損画素を欠損画素登録部１７で登録しておくようにしてもよい。

この発明は、上記の実施例に限られるものではなく、以下のように変形実施することも可能である。

（１）実施例装置の場合、画素信号修復部１８の信号処理による修復の際にピックアップされる欠損検出至近画素が、欠損有無仮判定部１４による仮判定の際にピックアップされる欠損検出周辺画素ＰＢと全く同一であったが、欠損検出至近画素の一部または全部が欠損検出周辺画素ＰＢと異なるようであってもよい。

（２）実施例装置の場合、欠損検出周辺画素および欠損検出至近画素は、欠損検出対象画素ＰＡを含んでＸ方向に隣接して４個の画素が続くかたちで３個の欠損検出周辺画素ないし欠損検出至近画素がピックアップされる構成であったが、欠損検出対象画素ＰＡを含んでＹ方向に隣接して４個の画素が続くかたちで３個の欠損検出周辺画素ないし欠損検出至近画素がピックアップされる構成であってもよい。さらに、欠損検出周辺画素や欠損検出至近画素の数も３個に限らず、２個あるいは４個以上であってもよいし、欠損検出周辺画素や欠損検出至近画素の間で数が異なるようであってもよい。

（３）実施例装置の場合、ＦＰＤ２が直接変換タイプの検出器であったが、この発明はＦＰＤ２が間接変換タイプの検出器装置の場合にも適用できる。

（４）実施例装置の場合、ＦＰＤ２を備えた装置であったが、ＦＰＤ以外の放射線検出手段、例えばイメージインテンシファイアを備えた装置の場合にも適用できる。

（５）実施例装置はＸ線透視撮影装置であったが、この発明はＸ線透視撮影装置以外の放射線撮像装置にも適用できる。

実施例のＸ線透視撮影装置の構成を示すブロック図である。 ＦＰＤのＸ線検出面におけるＸ線検出素子の配置状況を示す模式的平面図である。 ＦＰＤの構成をＸ線のセンサ部を中心に示す模式的な断面図である。 ＦＰＤの構成をＸ線検出信号の読み出し部を中心に示すブロック図である。 Ｘ線透視画像中の欠損画素および欠損検出対象画素および欠損検出周辺画素を示す模式図である。 欠損画素検出対象のＸ線透視画像の撮影状況を示す模式図である。 実施例装置による欠損画素検出プロセスを示すフローチャートである。

符号の説明

１ … Ｘ線管（放射線照射手段）
２ … ＦＰＤ（フラットパネル型検出器、放射線検出手段）
２Ａ … Ｘ線検出面（放射線検出面）
２ａ … Ｘ線検出素子（放射線検出素子）
１４ … 欠損有無仮判定部（欠損有無仮判定手段）
１５ … 仮判定結果登録部（仮判定結果登録手段）
１６ … 欠損有無本判定部（欠損有無本判定手段）
１７ … 欠損画素登録部（欠損画素登録手段）
１８ … 画素信号修復部（画素信号修復手段）
Ｐ … Ｘ線透視画像（放射線画像）
Ｐａ … 欠損画素
ＰＡ … 欠損検出対象画素
ＰＢ … 欠損検出周辺画素（並びに欠損検出至近画素）

Claims (10)

1. 放射線検出信号にしたがって作成される放射線画像における放射線検出素子の欠陥に起因する欠損画素を放射線画像の画素信号に基づき検出する方法であって、欠損の有無を判定しようとする画素（欠損検出対象画素）の画素信号強度と欠損検出対象画素の周辺の画素（欠損検出周辺画素）の画素信号強度とを用いて欠損検出対象画素の信号強度の適否をチェックする信号強度比較処理の処理結果に基づき欠損検出対象画素の欠損の有無を仮判定する欠損有無仮判定過程と、欠損有無仮判定過程で得た欠損有無仮判定結果を各画素ごとに区別して登録する仮判定結果登録過程と、欠損有無仮判定過程による欠損検出対象画素についての現時点（最新）の欠損有無仮判定結果および仮判定結果登録過程で登録された過去の欠損有無仮判定結果に基づいて欠損検出対象画素の欠損の有無を最終的に本判定する欠損有無本判定過程とを備えていることを特徴とする放射線画像の欠損画素検出方法。
2. 請求項１に記載の放射線画像の欠損画素検出方法において、欠損有無本判定過程では、現時点の欠損有無仮判定結果と複数の過去の欠損有無仮判定結果との過半数が欠損有りの時は欠損有りの本判定をくだし、それ以外の時は欠損無しの本判定をくだす放射線画像の欠損画素検出方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の欠損画素検出方法において、前記放射線検出信号を、放射線検出面に多数の放射線検出素子が縦と横の配列ラインに沿って２次元状マトリックス配置されているＦＰＤ（フラットパネル型検出器）から得る欠損画素検出方法。
4. 被検体に放射線を照射する放射線照射手段と、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段とを備え、放射線検出手段から出力される放射線検出信号にしたがって放射線画像が作成される放射線撮像装置において、欠損の有無を判定しようとする画素（欠損検出対象画素）の画素信号強度と欠損検出対象画素の周辺の画素（欠損検出周辺画素）の画素信号強度とを用いて欠損検出対象画素の信号強度の適否をチェックする信号強度比較処理の処理結果に基づき欠損検出対象画素の欠損の有無を仮判定する欠損有無仮判定手段と、欠損有無仮判定手段で得た欠損有無仮判定結果を各画素ごとに区別して登録する仮判定結果登録手段と、欠損有無仮判定手段による欠損検出対象画素についての現時点（最新）の欠損有無仮判定結果および仮判定結果登録手段で登録された過去の欠損有無仮判定結果に基づいて欠損検出対象画素の欠損の有無を最終的に本判定する欠損有無本判定手段と、欠損有無本判定手段により欠損有りの本判定がくだされた欠損画素を登録する欠損画素登録手段と、欠損画素登録手段に登録されている欠損画素の画素信号を信号処理により修復する画素信号修復手段とを備えていることを特徴とする放射線撮像装置。
5. 請求項４に記載の放射線撮像装置において、欠損有無本判定手段は、現時点の欠損有無仮判定結果と複数の過去の欠損有無仮判定結果との過半数が欠損有りの時は欠損有りの本判定をくだし、それ以外の時は欠損無しの本判定をくだす放射線撮像装置。
6. 請求項４または請求項５に記載の放射線撮像装置において、欠損有無仮判定手段は、信号強度比較処理の際に欠損検出対象画素および複数個の欠損検出周辺画素の画素信号の信号強度の平均値、または、複数個の欠損検出周辺画素の画素信号の信号強度の平均値のいずれかと、欠損検出対象画素の画素信号の信号強度とを比較する信号強度比較処理を行うとともに処理結果である信号強度の差が一定範囲内の時は欠損無しの仮判定をくだし、それ以外の時は欠損有りの仮判定をくだす放射線撮像装置。
7. 請求項４から請求項６のいずれかに記載の放射線撮像装置において、画素信号修復手段は、欠損画素登録手段に登録されている欠損画素の至近の画素（欠損検出至近画素）の画素信号を用いて前記欠損画素の修復を行う放射線撮像装置。
8. 請求項７に記載の放射線撮像装置において、欠損画素の画素信号の修復は、修復対象の欠損画素の画素信号を、欠損検出対象画素および複数個の欠損検出至近画素の画素信号の信号強度の平均値、または、複数個の欠損検出至近画素の画素信号の信号強度の平均値のいずれかを信号強度とする代替信号に置き換えることにより行われる放射線撮像装置。
9. 請求項４から請求項８のいずれかに記載の放射線撮像装置において、欠損有無仮判定手段と仮判定結果登録手段と画素信号修復手段とが放射線撮影中に作動する放射線撮像装置。
10. 請求項４から請求項９のいずれかに記載の放射線撮像装置において、放射線検出手段は、被検体を透過した放射線が投影される放射線検出面に多数の放射線検出素子が縦と横の配列ラインに沿って２次元状マトリックス配置されている放射線検出用のＦＰＤ（フラットパネル型検出器）である放射線撮像装置。
    

Images