JP2010035778A - Ｘ線画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像部における画像蓄積時間の終了時間を短くしながら、接続方法による通信遅延に伴う無駄なＸ線曝射を防止する。
【解決手段】Ｓ１において接続状態を検知し、Ｓ２において専用線による接続か否かを判断する。専用線による接続と判断された場合にはＳ３に進む。専用線による接続でないと判断された場合にはＳ４に進む。Ｓ４において画像蓄積時間を算出した後にＳ５に進み、駆動タイミングを変更した後にＳ３に進み撮影を開始する。撮影が終了したらＳ６に進み撮影を終了させる。Ｓ７に進み、撮影された画像に関して、駆動タイミングの変更有無を判断する。変更がない場合にはＳ８に進み前処理を行い、Ｓ９において画像処理を行った後に、Ｓ１０に進み画像処理済みの画像を出力する。Ｓ７において変更のある場合にはＳ１１に進み、画像蓄積時間に対応した前処理を行い、Ｓ１２に進み画像処理を行いＳ１０に進む。
【選択図】図４

Description

本発明は、被写体のＸ線像を撮影するＸ線画像撮影装置に関するものである。

近年、医療診断を目的とするＸ線撮影においては、光電変換素子を用いた撮影部により撮影を行うデジタル撮影装置が普及してきている。このデジタル撮影装置は、フィルム等を現像することなくＸ線透過画像を得ることができるため、即時性の観点からもフィルムを用いた撮影装置と比較すると優れている。

従来の光電変換素子を用いたＸ線撮影装置においては、撮影部とＸ線発生部を専用線を用いて接続することにより、電源や画像情報だけでなく撮影体とＸ線発生部との間の駆動及びＸ線発生のタイミング信号も通信している。

撮影部に光電変換素子を用いたＸ線撮影装置においては、Ｘ線照射後にＸ線により変換された光電変換素子の電子を読み出すことにより、特定時間に照射されたＸ線の透過率分布を画像化している。

電子を読み出すタイミングとしては大きく２つの方法があり、１つはＸ線発生部から読み出しタイミングをＸ線撮影装置に送信することにより、同期を取る方法である。具体的には、Ｘ線発生部はＸ線曝射終了後に、Ｘ線撮影装置に向けてＸ線曝射終了信号を送信し、Ｘ線撮影装置はこのＸ線曝射終了信号を受信すると電荷蓄積を終了し、読み出しを行う。

他の方法は、特許文献１に示すようにＸ線発生部は曝射許可された時間にＸ線を照射し、Ｘ線撮影装置はそのＸ線発生信号を受信した後に、固定蓄積時間後に画像を読み出す方法である。この場合には、Ｘ線撮影装置は固定画像蓄積時間において画像の読み出しを行う。

特許文献１においては、Ｘ線撮影準備の第１スイッチの指示に応じて、Ｘ線発生手段とＸ線撮影手段による撮影準備を開始し、電荷の蓄積を開始する。この際に、Ｘ線発生手段とＸ線撮影手段との間の接続方法によっては、時間遅れが発生する虞れがある。

撮影部とＸ線発生部との接続は、専用線だけでなく汎用線や無線による接続方法も考えられ、必要な機能を満たしていれば、専用線よりも汎用線や無線を用いた接続方法の方が使い勝手やコスト面で有利である。また、汎用線としては、イーサネット（登録商標）やギガイーサネット（登録商標）等が挙げられ、無線としては無線ＬＡＮや狭域通信等に用いられているような低〜高周波数の電磁波を用いて、通信を行うものが考えられる。

しかし、専用線以外の例えば無線による接続方法を用いると、電磁波の伝達性等の外部要因によって、１回では接続できなく、再試行を繰り返すことにより時間遅れが生ずる虞れがある。また、ネットワーク回線を用いると、回線上の混み具合等により通信速度が低下し、同様に時間遅れが生ずる。専用の有線以外、つまり無線等を用いる理由は、デジタルＸ線撮影装置においては、画質だけでなく使い勝手やコストを抑制したいという要望があるためである。

また、固定蓄積時間型のＸ線画像撮影装置においては、Ｘ線曝射時に信号を蓄積できない時間を有する確率があるため、無駄なＸ線照射の時間帯が発生する可能性がある。即ち、従来の固定蓄積時間型のＸ線画像撮影装置においては、撮影駆動信号のタイミング制御を状況に応じて最適化を行っていない。

特許文献１においては、Ｘ線を発生するＸ線発生手段と、Ｘ線量に応じた電荷を蓄積し、電気信号を出力するＸ線撮影手段とによるＸ線撮影の制御方法において、Ｘ線撮影準備の指示に応じて、Ｘ線発生手段にＸ線発生準備を行わせている。そして、Ｘ線撮影手段の撮影準備完了後に電荷蓄積を開始させる工程と、Ｘ線撮影の指示に応じてＸ線を発生させる工程と、電荷蓄積の開始から所定時間経過時に電荷蓄積及びＸ線の発生を終了させる工程とを有する制御方法が開示されている。

しかし、この特許文献１においては、接続方法、蓄積時間、撮影部位情報によって、電荷蓄積の終了時間を切換える手段は想定していない。

また、特許文献２におけるＸ線撮影装置は、画像記録装置と同期装置を有しており、記憶装置は同期装置に記録パルスを印加し、同期装置はＸ線源の同期を周期的動作の変化に適合させている。

しかし、この特許文献２においては、Ｘ線撮影装置側から撮影駆動信号を送信してＸ線源を同期させているが、接続方法等によって撮影駆動信号のタイミング等の駆動方法を変更する手段はない。

特許文献３においては、グリッド移動に起因する電磁ノイズ及び振動の影響による画質劣化を防止する構成により、医療診断等に対して最適な高画質の撮影画像を撮影できる撮影装置を開示している。移動可能なグリッドの移動駆動を停止し、移動駆動の停止後に撮像素子の蓄積信号の読み出しを開始させている。

しかし特許文献３においては、移動グリッドが停止してから電荷の蓄積を終了するものであり、接続方法、蓄積時間、撮影部位情報によって電荷の蓄積の終了時間を切換える手段はない。

特許文献４における放射線撮像装置においては、変換素子を含む複数の画素が基板上にアレイ状に配置された変換回路部と、この変換回路部から信号を読み出す読出用回路部と、放射線の曝射を放射線発生手段に指示する放射線発生スイッチとを有している。放射線画像を撮影するための撮影動作期間として、放射線を曝射する前のアイドリング動作期間と放射線を曝射した時以降の読み取り動作期間の２つの動作期間を有している。放射線撮像装置は操作者がアイドリング動作期間直後に、適切なタイミングで放射線発生スイッチを操作できるように、アイドリング動作期間中に操作者に対して曝射誘導信号を発生させている。

しかし、特許文献４の放射線撮像装置は、接続方法等に応じて蓄積時間等の駆動方法を切換える手段を有していない。

特開２００５−４６２０３号公報 特許第３１０５５２０号公報 特開２００１−２７６０３２号公報 特開２００５−３１２９４９号公報

しかし、光電変換素子を用いたＸ線画像撮影装置が、専用線以外の接続方法により通信がなされた場合には、Ｘ線発生部との同期において通信の遅延により同期がずれたり、画像蓄積がされない時間帯にＸ線照射が行われる虞れがある。

上述の課題は、画像蓄積時間で読み出すＸ線画像撮影装置において、蓄積時間を非常に大きく取ることでも解決できるが、蓄積時間が長いほど光電変換素子等の暗電流ノイズ等が増加し、画質に悪影響を与える。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、Ｘ線撮影が指示されてから、撮像部における電荷の画像蓄積時間の終了の時間を短く抑制しながら、接続方法による通信遅延に伴うＸ線の無駄な曝射を防止するＸ線画像撮影装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るＸ線画像撮影装置は、Ｘ線を発生するＸ線発生部と、該Ｘ線発生部を制御するＸ線発生制御手段と、被写体を透過したＸ線を受像する二次元Ｘ線画像撮影手段を備えるＸ線撮影部と、前記Ｘ線発生制御手段と前記Ｘ線撮影部との間の通信接続手段とを備えるＸ線画像撮影装置において、前記通信接続手段の接続方法の検出手段と、該検出手段により検出された接続検出情報に応じて前記Ｘ線撮影部の駆動方法を変更する駆動方法変更手段とを有することを特徴とする。

本発明に係るＸ線画像撮影装置によれば、複数の接続方法を有するＸ線画像撮影装置において、接続方法毎に画像取得時の蓄積時間を含めた撮影駆動信号のタイミングを変更することによって、通信安定性と画質の両者を向上させることができる。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は実施例１のＸ線画像撮影装置全体のブロック回路構成図を示しており、Ｘ線を発生するＸ線発生部１と、被写体Ｐを透過したＸ線が入射するＸ線撮影部１０が対向して配置されている。

Ｘ線発生部１内には、Ｘ線を発生させるＸ線発生手段２が設けられ、このＸ線発生手段２はＸ線発生制御手段３に接続されている。更に、このＸ線発生制御手段３には、バス４を介してＸ線撮影部１０と無線通信を行うための無線通信接続手段５と、有線通信を行うための有線通信接続手段６の複数の通信接続手段が接続されている。また、Ｘ線発生部１にはバス４を介してＸ線発生部１を操作するための操作手段７が接続されている。

またＸ線撮影部１０内には、被写体Ｐを透過したＸ線を受像する光電変換素子から成る二次元Ｘ線画像撮影手段１１が内蔵されている。この二次元Ｘ線画像撮影手段１１はＣＰＵバス１２を介して、Ａ／Ｄ変換手段１３、増幅手段１４、撮影データを収集するデータ収集手段１５、データ収集手段１５により得られた画像を前処理する前処理手段１６が接続されている。更に、ＣＰＵバス１２には、画像処理手段１７、画像を記憶する記憶手段１８、ＣＰＵ１９、メインメモリ２０、操作パネル２１、画像表示手段２２、駆動方法変更手段２３、駆動方法テーブル切換判断手段２４、撮影部位選択手段２５が接続されている。

また、ＣＰＵバス１２には、Ｘ線発生部１と通信を行うための無線通信接続手段２６と有線通信接続手段２７の複数の通信接続手段が接続されている。

メインメモリ２０はＣＰＵ１９における処理に必要な各種のデータ等を記憶すると共に、ＣＰＵ１９のワーキング・メモリとして機能する。また、ＣＰＵ１９はメインメモリ２０を用いて、操作パネル２１の操作に従って、Ｘ線画像撮影装置全体の動作制御等を行っている。

また、Ｘ線撮影部１０は例えば１０分間毎に無線通信接続手段２６又は有線通信接続手段２７を介して、Ｘ線発生部１の無線通信接続手段５又は有線通信接続手段６と通信を行い、操作パネル２１に撮影を行う際の通信接続手段を表示する。操作者が操作パネル２１を介して撮影指示を入力すると、この撮影指示内容は記憶手段１８に保存されると共に、操作パネル２１に表示される。

また、操作者は撮影指示時に、操作パネル２１を介して撮影部位選択手段２５の中から特定の撮影部位が選択する。この撮影指示はＣＰＵ１９によりＣＰＵバス１２を経て駆動方法変更手段２３に伝達され、駆動方法変更手段２３はこの撮影指示を受信すると、駆動方法テーブル切換判断手段２４を介して駆動方法を変更する。

その後に、操作者がＸ線発生部１の操作手段７を用いてＸ線発生の指示を行うと、Ｘ線発生部１はＸ線発生制御手段３を介してＸ線発生手段２を制御し、Ｘ線を曝射することによりＸ線撮影を行う。

このＸ線撮影において、Ｘ線発生手段２から曝射されたＸ線は、被写体Ｐ中を減衰しながら透過して二次元Ｘ線画像撮影手段１１に到達し、この二次元Ｘ線画像撮影手段１１においてＸ線画像信号が出力される。なお、本実施例１においては、被写体Ｐは人体であり、二次元Ｘ線画像撮影手段１１から出力されるＸ線画像は人体画像となる。

二次元Ｘ線画像撮影手段１１から出力されたＸ線画像信号は、Ａ／Ｄ変換手段１３において、所定のデジタル信号に変換され、Ｘ線画像データとして前処理手段１６に転送される。この前処理手段１６は主として、Ｘ線画像撮影装置の特性を補正するものであり、上述のＸ線画像データに対して二次元Ｘ線画像撮影手段１１の画素毎の感度のばらつきを補正するゲイン補正処理と、画素毎の暗電流のばらつきを補正する暗電流補正処理を行う。この前処理手段１６は操作者がＸ線撮影する前に、メインメモリ２０に補正用のゲイン補正用画像及び暗電流補正用画像を格納し、補正時に必要に応じて呼び出す。

そして、これらの前処理が行われたＸ線画像データは、原画像データとしてＣＰＵ１９の制御によりＣＰＵバス１２を介してメインメモリ２０、画像処理手段１７に転送される。この画像処理手段１７においては、Ｘ線画像撮影装置の特性が補正された後に、医師が観察したい情報をより見易くするためのノイズ低減処理、周波数処理、モニタやフィルム等の表示媒体に合わせた階調処理の画像処理を行った後に、画像表示手段２２に出力する。

図２は従来のＸ線撮影のタイミングチャート図、図３は本実施例１におけるＸ線撮影のタイミングチャート図をそれぞれ示しており、図２と図３とを対比的に用いることにより本実施例を説明する。

図２（ａ）においては、二次元Ｘ線画像撮影手段１１で電荷が蓄積されてから読み出すまでの間（Acumulate ON時間）の画像蓄積時間Ｔ内に、通常のＸ線遅延時間ΔｔとＸ線が照射されている時間Ｘ（X ON時間）が収まるように設定されている。

しかし、例えば接続方法が異なると、図２（ｂ）に示すように通常のＸ線遅延時間Δｔだけでなく、通信の再試行による遅延時間Δｔ’も生ずる可能性がある。この場合には、図２（ｂ）に示すように、通信の再試行等による遅延時間Δｔ’が長くなることにより、Ｘ線が照射されているにも拘わらず、画像蓄積時間Ｔが終了しているため画像が得られない虞れがある。

このような従来の問題点に対して、本実施例１においては、Ｘ線発生部１とＸ線撮影部１０との間において、図３に示すように予め接続状態をチェックするための信号（CNN・CHK、CNN・RET）を通信する。

例えば、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルにおけるネットワーク層以下の下位層の接続状態を把握する。ＯＳＩ参照モデルには、物理層、データリンク層、ネットワーク層、トランスポート層、セッション層、プレゼンテーション層、アプリケーション層がある。最も基本的には、物理層の接続状態において、専用線、汎用有線（イーサネット（登録商標）等）、無線（無線ＬＡＮ、IEEE802.11a等）の何れにおいて、接続されているのかを把握する。物理層では、主に物理転送メディアを介した生のビットストリームの伝送を処理する。無線ＬＡＮの場合には、転送メディアはフリースペースである。なお、この物理層はデータレート、変調方式、信号方式パラメータ、送受信機の同期等のパラメータを定義している。

本実施例１におけるＸ線画像撮影装置は、上述のように接続状態を把握し、操作パネル２１に現在の接続状態を表示する。また、接続可能な方法が複数ある場合においても、必ず１種類の接続方法を選択する。何故ならば、本実施例１において接続状態をチェックする目的は、通信遅延の可能性及びその幅を捉え、無駄なＸ線曝射を抑止することであるためである。

本実施例１においては、検出された接続状態に応じて、画像蓄積時間Ｔを変化させるテーブルを有している。例えば、接続状態が無線等の通信安定性が相対的に低い方法において接続されている場合には、外部環境によっては通信の再試行等による遅延時間Δｔ’が長くなる虞れを生ずる。このような接続状態に起因する余裕時間つまり遅延時間Δｔ’が発生しても、接続状態に応じて画像蓄積時間Ｔを変化させることにより、画像蓄積時間Ｔ外にＸ線が照射される可能性を低減することができる。

なお、Ｘ線照射時に必ず画像が蓄積されるようにするためには、通常の画像蓄積時間Ｔをより長くする解決手段も考えられるが、画像蓄積時間Ｔの増加に伴い、主に暗電流ノイズと呼ばれるノイズが増加する。通常では、光電変換素子を用いた二次元Ｘ線画像撮影手段１１では、画像蓄積時間Ｔが長くなるにつれて、暗電流ノイズのばらつきが大きくなるため、画質向上のためには可能な限り画像蓄積時間Ｔを短くする必要がある。

図４はＸ線撮影のフローチャート図を示している。先ず、ステップＳ１において、通信接続手段の接続方法を検出する検出手段により接続状態を検出する。接続状態の取得タイミングとしては、１回毎に撮影の直前に行うことが望ましいが、撮影毎に接続状態を取得すると、１撮影当りに要する時間が増大する。例えば、検診用途等の患者が次々に訪れる施設では、接続状態が殆ど変化しない状況においても、撮影毎に接続状態をチェックすることは無駄が多い。従って、このような撮影用途の場合においては、撮影毎ではなく一定時間毎に、接続状態をチェックするように切換可能とし、例えば１０分毎の定期的に接続状態をチェックすることが望ましい。

次に、ステップＳ２において、ステップＳ１で検出した接続検出情報が有線による専用線による接続か否かを判断する。有線による専用線での接続であると判断された場合には、通信の安定性は既知の値と大きくずれることなく、確保されていることが予測されるため、デフォルトの駆動タイミングを変更することなく、撮影開始のステップＳ３に進む。また、ステップＳ２において専用線による接続でないと判断された場合には、通信の安定性が専用線と異なる可能性があるためステップＳ４に進む。

ステップＳ４においては、撮影時の画像蓄積時間Ｔを算出した後に、ステップＳ５に進み、ステップＳ４において得られた撮影時の画像蓄積時間Ｔに基づいて、駆動タイミングを変更した後にステップＳ３に進む。具体的な駆動タイミングの変更方法としては、信号読み出しのタイミングを遅くする。

ステップＳ３においては、決定された駆動タイミングにおいて撮影を開始する。なお、シーケンスについては後述するが、準備が終了するとＸ線撮影部１０はＸ線発生部１に準備終了信号を出力する。Ｘ線発生部１は準備終了信号を受像後に図示しないＸ線曝射釦を押されると、Ｘ線発生信号をＸ線撮影部１０に出力する。Ｘ線発生部１はＸ線撮影部１０がＸ線発生信号を受信した後にＸ線を発生する。Ｘ線撮影部１０の二次元Ｘ線画像撮影手段１１は、Ｘ線発生信号を受信した後に上述の決定された画像蓄積時間Ｔにおいて画像を読み出す。

ステップＳ３における撮影が終了すると、ステップＳ６に進みＸ線発生に対してインタロック等を掛けて撮影を終了させる。続いてステップＳ７に進み、撮影された画像に関して駆動タイミングの変更の有無を判断する。駆動タイミングの変更がない場合にはステップＳ８に進み、前処理手段１６において例えば蓄積時間５００ｍｓにおけるデフォルトの前処理を行う。次に、ステップＳ９に進み画像処理手段１７においてデフォルトの画像処理を行った後にステップＳ１０に進み、ステップＳ９において処理した画像処理済みの画像を、予め操作者が操作パネル２１で指示したフィルム、モニタ等の媒体に出力する。

またステップＳ７において、駆動タイミングの変更のある場合にはステップＳ１１に進み、撮影時の画像蓄積時間Ｔに対応した前処理を行う。デフォルトの前処理と変更する部分は暗電流補正である。何故なら、駆動タイミングの変更により画像蓄積時間Ｔが変化した場合には、暗電流量は変化しているためである。つまり、暗電流画像は画像蓄積時間Ｔに依存する特性を有している。このため、画質を向上させるためには、同一の画像蓄積時間Ｔの暗電流画像で補正を行うことが望ましい。

ステップＳ７において、駆動タイミングが変更された際にデフォルトの画像処理と変更する部分は、撮影時の画像蓄積時間Ｔに応じたノイズ低減処理の部分である。無駄なＸ線照射を避けるために、画像蓄積時間Ｔを長くする方向に、駆動タイミングは変更される。この際に、画像蓄積時間Ｔが増加すると、画像中にはノイズが増加する。本実施例においては、周波数処理を含めたノイズ低減処理が入っており、駆動タイミングが変更され、画像蓄積時間Ｔが長くなった時には、ノイズ低減処理の特定周波数画像における強調係数を強くした周波数処理を行う。

光電変換素子を用いた二次元Ｘ線画像撮影手段１１において、暗電流画像を取得するタイミングは大きく２つある。１つはＸ線画像取得の直後に暗電流画像を撮影し、他の１つは予め一定時間的に幾つかの画像蓄積時間Ｔにおいて、暗電流画像を取得するものである。前者の方法では、静止画撮影においては１枚の画像撮影分の時間が画像表示までに余計に掛かるだけであるが、動画撮影においては暗電流画像をＸ線画像の後で取得することは、複数の画像取得分の時間が余計に掛るという欠点がある。これに対し後者の方法は、予め対応する蓄積に相当する暗電流画像を複数保存しておく必要がある。この場合には、Ｘ線画像取得後に、暗電流画像を取得する必要がないため、画像表示速度等に利点を有している。

本実施例においては、何れの暗電流画像取得方法でも対応可能である。Ｘ線画像から対応する画像蓄積時間Ｔに相当する暗電流画像を減算することによって、暗電流補正処理を行う。暗電流補正処理を行った後はゲイン補正処理を行い、各光電変換特性の特性が補正された画像が出力される。

上述のステップＳ１１の前処理が終了すると、ステップＳ１２に進み画像処理を行う。このステップＳ１２における画像処理が終了すると、ステップＳ１０に進み、上述のステップで処理された画像処理済み画像を、予め操作者が操作パネル２１で指示したフィルム、モニタ等の媒体に出力する。

図５は本実施例１におけるＸ線発生部１とＸ線撮影部１０とのシーケンスの説明図、図６は従来のシーケンスの説明図であり、図５と図６を対比することにより本実施例におけるシーケンスを説明する。

先ず、本実施例においてはＸ線撮影部１０側において、接続状態を把握している。Ｘ線撮影部１０からＸ線発生部１に接続状態をチェックするための信号（CNN CHK）を送信し、Ｘ線発生部１から戻ってきた信号（CNN RET）を受信する。例えば、Ｘ線撮影部１０のＯＳ（オペレーションシステム）がウィンドウズ（登録商標）(又はＭＳ−ＤＯＳ)やリナックス等であれば、ping（packet internet groper）コマンドを送信することにより、通信状態の試行の統計結果を得ることができる。

本シーケンスの目的は、接続状態における通信の安定性を確認することである。従って、本実施例としては、例えばウィンドウズ（登録商標）(又はＭＳ−ＤＯＳ)上のwinipcfg、arp、traceroute、netstat、ipconfig、route、telnet等のコマンドを利用してもよい。また、Ｘ線撮影部１０の実際に使用するアプリケーション上で通信状態を確認することが望ましい。しかし、例えば上述のpingで確認できるレベルであるＩＰレベル程度の情報つまりＯＳＩ参照モデルのネットワーク層程度の情報であっても、本実施例１に適用可能である。

次に、操作者は被写体ＰをＸ線発生部１とＸ線撮影部１０の間に配置し、被写体に「大きく息を吸って呼吸を止めて下さい」等の撮影開始の旨を伝達した後に、Ｘ線発生部１の１段目のスイッチをオンにする。Ｘ線発生部１から、Ｘ線撮影部１０にRDY REQの信号を送信し、Ｘ線撮影部１０は前画像の読み出しを終了し、撮影準備を開始する。なお、空読み等が必要なセンサは空読み駆動を行う。

そして、Ｘ線撮影部１０において、例えば１００ｍｓの遅延の後にＸ線発生部１にRDY OKの信号を送信することにより、Ｘ線発生部１は２段目のスイッチをオンにする許可が得られる。次に、操作者はＸ線発生部１の２段目のスイッチをオンにして、Ｘ線撮影部１０にX REQの信号を送信し、ジェネレータをセットアップする。Ｘ線撮影部１０はX REQの信号を受信すると、センサ部である二次元Ｘ線画像撮影手段１１の初期化を行う。そして、約１００ｍｓの遅延の後にＸ線発生部１にX OKの信号を送信し、ジェネレータＸ線がリリースされる。

従来、Ｘ線発生部１とＸ線撮影部１０は有線の専用線で接続されており、通信の安定性が確保されているため、例えば図６に示すように画像蓄積時間Ｔが５００ｍｓの時には、固定された時間５００ｍｓの後に、画像読み出しを開始すれば十分である。しかし、本実施例１の通信の安定性が損なわれた外部環境である場合には、例えばX OKの信号の通信におけるコリジョンや待ち時間等で通信時間に遅延が生ずると、ジェネレータＸ線のリリースタイミングが遅れてしまう。

本実施例１においては、通信上のこのような状況を考慮し、接続方法と撮影部位に応じて、画像蓄積時間Ｔの設定テーブルを有している。

図５は画像蓄積時間Ｔを１０００ｍｓに設定された場合のシーケンスを示しており、Ｘ線撮影部１０はＸ線撮影部１０に、画像蓄積時間Ｔ後に画像読み出しを開始するように指示する。最後に、Ｘ線撮影部１０からの撮影要求により、センサ停止状態以外でインタロックを解除し、Ｘ線発生部１にインタロックの信号を送信し、Ｘ線発生部１においてRDY REQを切る。

図７は本実施例１におけるＸ線撮影部１０の操作パネル２１の画面を示している。操作パネル２１には、患者の氏名等の患者情報表示欄３１、Ｘ線画像表示部３２、画像取得タイミング信号の接続方法を示す接続方法表示部３３が設けられている。更に、この操作パネル２１には接続方法を切換えるための接続方法切換釦３４、撮影開始を指示する撮影開始釦３５、コメント等を表示するメッセージ表示欄３６、撮影部位を選択・表示する撮影部位選択手段２５である部位釦３７が設けられている。

Ｘ線発生部１とＸ線撮影部１０が専用線で接続されている場合には、接続方法表示部３３には専用線と表示される。また、接続方法切換釦３４には、Ｘ線画像撮影装置で対応可能な接続方法が例えばプルダウンで選択できるようになっている。

操作者は撮影部位を部位釦３７により選択した後に、メッセージ表示欄３６に、「Ｘ線撮影可能」等と表示された後に、撮影開始釦３５を選択することによりＸ線画像の撮影を指示することができる。

図８は画像処理手段１７におけるノイズ低減処理の離散ウェーブレット変換及びその逆変換の説明図である。図８（ａ）は周波数成分分解回路図、図８（ｂ）は二次元の変換処理により得られる２レベルの変換係数群の構成図、図８（ｃ）は復元回路の構成図をそれぞれ示している。ノイズ低減処理は画像を複数の周波数成分に分解し、各周波数成分に重畳するノイズを解析することによりノイズデータを作成する。このノイズデータを各周波数成分から減算することにより、該当帯域に存在するノイズを低減することができる。

本実施例１においては、通信の安定性が抑制されても、Ｘ線照射時間がＸ線画像撮影装置の画像蓄積時間Ｔ内に収まるようになる。画像蓄積時間Ｔを長くすることで実現しているため、画像中に暗電流ノイズが入ってしまう。これらの暗電流ノイズは、各画素毎に対応するフォトダイオードや、アンプ部分の個体差ばらつき等が一因となっており、固定パターン状のノイズとランダム状のノイズが混ざった状態で表れる。また、これらの暗電流ノイズは、画像蓄積時間Ｔが長くなるにつれて単調的に増加する。この暗電流ノイズは被写体Ｐを透過後のＸ線分布を表す画像と周波数的に異なるため、周波数分解を行い該当周波数成分画像の強調係数を弱めた重み付けにより、復元を行うことにより、画質上の影響を低減することが可能である。

暗電流ノイズは蓄積時間に応じて、固定状のパターンも有しているため、対応する周波成分が各サブバンドに分割された画像下において、或る程度の傾向を有している。蓄積時間が長くなることにより増加したノイズ成分における空間周波数が、例えば図８（ｂ）中の周波サブバンドＨＨ２に対応すると仮定すると、本実施例１におけるノイズ低減処理は、周波サブバンドＨＨ２に対応する成分を抑制して、図８（ｃ）中で足し合わせる。実施例１におけるノイズ低減処理は、ノイズデータの減算量を例えば１０段階に調整することができる。この減算量を調整するパラメータの値を変更することで、該当帯域のノイズを抑制することが可能となる。

このように、駆動タイミング変更に対して上述の方法によりノイズ低減処理を変更することで、暗電流ノイズが抑制され、画質を向上させることができる。

実施例１においては、通信における接続状態に応じて、Ｘ線画像撮影装置の画像蓄積時間Ｔを変更したが、本実施例２においては、接続情報だけではなく、更に撮影部位情報も用いて蓄積時間テーブルを変更する。

図９は実施例２におけるＸ線画像撮影装置のフローチャート図を示している。なお、図４に示すフローチャート図と同一の内容には、同一のステップ番号を付し、説明を省略する。

本実施例２においては、ステップＳ２において、有線である専用線による接続でないと判断された場合にはステップＳ２１に進む。このステップＳ２１においては、操作者が操作パネル２１を介して撮影部位選択手段２５に入力した撮影部位を選択する。画像撮影時に撮影部位を選択することによって、求められる周波数や階調が異なり、画像処理に使用するために通常行われるものである。

次にステップＳ２２において、ステップＳ２１において選択された撮影部位が、Ｘ線照射量の多い部位であるか否かを判断する。詳細は後述するが、例えば腰堆側面や股関節、大腿骨等が選択されたときには、ステップＳ４に進み撮影時の画像蓄積時間Ｔを変更する。その他の例えば心臓の近くの部位等を撮影する際には、一般にＸ線照射時間が短いため、ステップＳ１で検出された接続状態が通信の即時性に欠ける手段であっても、Ｘ線画像撮影装置の撮影駆動タイミングを変更する必要性は少なくなる。

また、ステップＳ２２においては、撮影部位によって、Ｘ線の照射時間を推測する方法を述べたが、本実施例２は撮影部位だけに止まる必要性がないことは云うまでもない。例えば、Ｘ線発生部１に入力されたＸ線照射時間を、Ｘ線画像撮影装置のデータ収集手段１５が把握して、Ｘ線照射時間の入力時間に応じて、ステップＳ２２における駆動タイミングを変更するか否かの判断に用いてもよい。

表１は実施例２における接続状態、部位に応じた画像蓄積時間Ｔと画像処理方法の具体例を示しており、Ｘ線画像撮影装置の接続状態、部位に応じて、Ｘ線撮影装置の画像蓄積時間Ｔを変更する対応例を示している。

表１
接続方法 部位 Ｘ線照射時間 画像蓄積時間Ｔ 画像処理方法
無線 胸部 ２０ｍｓ ５００ｍｓ 画像処理１
無線 胸椎側面等 ３５０ｍｓ １０００ｍｓ 画像処理２
有線 胸部 ２０ｍｓ ５００ｍｓ 画像処理１
有線 胸椎側面等 ３５０ｍｓ ５００ｍｓ 画像処理１

画像蓄積時間Ｔを変更したとき、画質向上の目的のためには、画像蓄積時間Ｔに伴って画像処理方法を変更する数値の具体例が示されている。

接続方法によって、画像蓄積時間Ｔを変更するというのが実施例２である。接続方法が有線で専用線であるときには、Ｘ線画像撮影装置の画像蓄積時間Ｔも変更せず、また画像処理方法も変更しない。

なお、表１では接続方法としては、例えば無線と有線という大まかな枠組で述べてるが、これに拘束されることはない。例えば、有線でも専用線を引いているときと、汎用のイーサネット（登録商標）やギガイーサネット（登録商標）等を使用している場合等では通信の安定性が異なる。また、ピアツーピアで接続されているのか、それともネットワーク上で他の通信によるコリジョンが接続されているかや、ＴＣＰ／ＩＰにおけるパケットサイズ等、又はその一部も判断基準に加わってることは云うまでもない。

本実施例２においては、撮影部位も画像蓄積時間Ｔを変更する判断基準に加えている。その理由は、上述の課題の発生確率が、撮影部位によって異なるためである。何故なら、撮影部位に応じてＸ線照射時間が異なり、画像蓄積時間Ｔが異なるためである。例えば、胸部正面等の心臓を含む撮影においては、心臓に合わせて動く部位が多いため、Ｘ線発生部１の定格最大出力値によるが、一般に３０〜５０ｍｓ程度の可能な限り短いＸ線照射時間で撮影されることが多い。また他の部位も、被験者の体動が画像中でぶれて撮像されることを避けるため、３０〜１５０ｍｓ程度の短いＸ線照射条件で撮影されることが多い。

しかし、被写体ＰのＸ線吸収量が多い撮影部位や、画像上でノイズに対するコントラストが大きいことを要求される撮影部位では、Ｘ線照射時間が長くなることが要求される。例えば、上述のＸ線撮影照射条件を使用する施設においては、腰堆側面や股関節、大腿骨では５００ｍｓ程度のＸ線照射時間を使用することが多い。蓄積時間を５００ｍｓとすると、接続状態が専用線で接続されているときには、Ｘ線照射時間に画像蓄積時間Ｔが収まるようにすることは可能であるが、通信遅れに対する許容量は小さい。

これに対して、Ｘ線照射時間が短い部位を撮影する際には、通信遅れがある場合でも、大きく遅れがある以外では、画像蓄積時間Ｔ内にＸ線照射時間が収まる可能性が大きい。つまり、撮影部位と接続方法に応じて画像蓄積時間Ｔを変更する。なお、撮影部位は操作者が画像撮影前に撮影部位選択手段２５を介して指示する。

表１における画像処理方法は、撮影部位及び蓄積時間及び接続方法に応じて、画像処理の方法を変更している。つまり、撮影部位、画像蓄積時間、無線／有線の関数として、画像処理方法を決めることができる。接続方法が有線による専用線であるときには、Ｘ線画像撮影装置の駆動方法や画像処理方法は、従来例と同一であってよい。

しかし、接続方法が専用線であっても汎用線の場合やネットワークを介している場合や、或いは無線の場合には、撮影部位に応じて駆動方法や画像処理方法を変えるテーブルを有している。撮影部位として、腰堆側面や股関節、大腿骨等はＸ線照射時間が長いために特に変更する。また、表１には記載していないが、撮影部位選択の部分で、小児や妊婦を成人と分けることにより、駆動方法や画像処理方法を変えることもできる。つまり、小児や妊婦の場合には、特に無駄なＸ線照射は避けなければならないため、駆動方法や画像処理方法を変える部位が多くなるように変更する。

図１０はＸ線画像撮影装置を取り付けることのできる多種多様の撮影システムの具体例を示しており、頭部撮影装置、ブッキー立位撮影台、天板昇降式のブッキーテーブルＤ、Ｕアラーム型ブッキー撮影装置等に取り付けることができる。

また、上述の実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体をシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することもできる。

この場合には、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

また、コンピュータがプログラムコードを読出しを実行することにより、上述した実施例の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、ＯＳ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理により実施例の機能を実現することもできる。

記憶媒体から読出されたプログラムコードがコンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込む。そして、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって実施例の機能を実現することもできる。

実施例１のＸ線画像撮影装置のブロック回路構成図である。 従来のＸ線画像撮影装置のタイミングチャート図である。 実施例１のＸ線画像撮影装置のタイミングチャート図である。 実施例１のフローチャート図である。 実施例１のＸ線画像撮影装置のシーケンスの説明図である。 従来のＸ線画像撮影装置のシーケンスの説明図である。 操作パネルの正面図である。 ノイズ低減処理の離散ウェーブレッド変換及び逆変換の説明図である。 実施例２のフローチャート図である。 Ｘ線画像撮影装置を取り付けることのできる撮影システム例の斜視図である。

符号の説明

１ Ｘ線発生部
２ Ｘ線発生手段
３ Ｘ線発生制御手段
４ バス
５、２６ 無線通信接続手段
６、２７ 有線通信接続手段
７ 操作手段
１０ Ｘ線撮影部
１１ 二次元Ｘ線画像撮影手段
１２ ＣＰＵバス
１３ Ａ／Ｄ変換手段
１４ 増幅手段
１５ データ収集手段
１６ 前処理手段
１７ 画像処理手段
１８ 記憶手段
１９ ＣＰＵ
２０ メインメモリ
２１ 操作パネル
２２ 画像表示手段
２３ 駆動方法変更手段
２４ 駆動方法テーブル切換判断手段
２５ 撮影部位選択手段
３１ 患者情報表示欄
３２ Ｘ線画像表示部
３３ 接続方法表示部
３４ 接続方法切換釦
３５ 撮影開始釦
３６ メッセージ表示欄
３７ 部位釦
Ｐ 被写体

Claims (10)

1. Ｘ線を発生するＸ線発生部と、該Ｘ線発生部を制御するＸ線発生制御手段と、被写体を透過したＸ線を受像する二次元Ｘ線画像撮影手段を備えるＸ線撮影部と、前記Ｘ線発生制御手段と前記Ｘ線撮影部との間の通信接続手段とを備えるＸ線画像撮影装置において、前記通信接続手段の接続方法の検出手段と、該検出手段により検出された接続検出情報に応じて前記Ｘ線撮影部の駆動方法を変更する駆動方法変更手段とを有することを特徴とするＸ線画像撮影装置。
2. 前記駆動方法変更手段は、前記検出された通信接続手段が専用線のときに、前記駆動方法を固定蓄積時間で画像を取得する方法に変更し、前記検出された通信接続手段が無線又は専用線以外の有線のときには、前記駆動方法を前記Ｘ線発生装置と同期して画像蓄積時間を決める方法に変更することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
3. 前記駆動方法変更手段は撮影部位選択手段により選択された部位情報を基に変更することを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
4. 前記駆動方法変更手段は前記Ｘ線撮影部の画像蓄積時間を変更することを特徴とする請求項１又は２又は３に記載のＸ線画像撮影装置。
5. 前記駆動方法変更手段は前記Ｘ線撮影部から前記Ｘ線発生制御手段に送信する際の余裕時間を変更することを特徴とする請求項１又は２又は３に記載のＸ線画像撮影装置。
6. 前記Ｘ線撮影部の画像蓄積時間の変更に応じて画像処理方法を変更することを特徴とする請求項４に記載のＸ線画像撮影装置。
7. 前記画像処理方法の変更は暗電流補正方法の変更であることを特徴とする請求項６に記載のＸ線画像撮影装置。
8. 前記画像処理方法の変更は、前記画像蓄積時間に対応する暗電流画像を取得し、暗電流補正用画像を選択し、Ｘ線画像から減算することにより画像中の暗電流を補正するように変更することを特徴とする請求項６に記載のＸ線画像撮影装置。
9. 前記画像処理方法の変更はノイズ低減処理を行う方法の変更であることを特徴とする請求項８に記載のＸ線画像撮影装置。
10. 前記ノイズ低減処理の変更は前記ノイズ低減処理の複数の特定周波数画像に該当する強調係数を変更することを特徴とする請求項９に記載のＸ線画像撮影装置。

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