JP2013085632A - 放射線画像撮影システム、画像処理装置および放射線画像撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】装置自体で放射線の照射が開始されたことを検出する放射線画像撮影装置で読み出された画像データ等に対して適用されるゲイン補正値を的確に更新することが可能な放射線画像撮影システムを提供する。
【解決手段】放射線画像撮影システム50は、放射線画像撮影前に各スイッチ手段8をオフ状態とした状態で読み出し処理を行って読み出したリークデータdleakが閾値dleak_thを越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出する放射線画像撮影装置1と、画像処理装置58とを備え、画像処理装置58は、放射線画像撮影装置1で読み出された画像データDのゲイン補正値Gの更新時には、放射線画像撮影装置1における検出処理により画像データDに生じる線欠陥を修復し、修復した画像データDを含む画像データDに基づいて、各ゲイン補正値Gをそれぞれ更新する。
【選択図】図11
【解決手段】放射線画像撮影システム50は、放射線画像撮影前に各スイッチ手段8をオフ状態とした状態で読み出し処理を行って読み出したリークデータdleakが閾値dleak_thを越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出する放射線画像撮影装置1と、画像処理装置58とを備え、画像処理装置58は、放射線画像撮影装置1で読み出された画像データDのゲイン補正値Gの更新時には、放射線画像撮影装置1における検出処理により画像データDに生じる線欠陥を修復し、修復した画像データDを含む画像データDに基づいて、各ゲイン補正値Gをそれぞれ更新する。
【選択図】図11
Description
本発明は、放射線画像撮影システム、画像処理装置および放射線画像撮影装置に係り、特に、放射線画像撮影装置自体で放射線が照射されたことを検出して放射線画像撮影を行う放射線画像撮影システム等に関する。
照射されたX線等の放射線の線量に応じて検出素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる直接型の放射線画像撮影装置や、照射された放射線をシンチレーター等で可視光等の他の波長の電磁波に変換した後、変換され照射された電磁波のエネルギーに応じてフォトダイオード等の光電変換素子で電荷を発生させて電気信号(すなわち画像データ)に変換するいわゆる間接型の放射線画像撮影装置が種々開発されている。なお、本発明では、直接型の放射線画像撮影装置における検出素子や、間接型の放射線画像撮影装置における光電変換素子を、あわせて放射線検出素子という。
このタイプの放射線画像撮影装置はFPD(Flat Panel Detector)として知られており、従来は支持台と一体的に形成された、いわゆる専用機型として構成されていたが(例えば特許文献1参照)、近年、放射線検出素子等を筐体内に収納し、持ち運び可能とした可搬型の放射線画像撮影装置が開発され、実用化されている(例えば特許文献2、3参照)。
このような放射線画像撮影装置では、例えば後述する図7等に示すように、通常、複数の放射線検出素子7が、検出部P上に二次元状(マトリクス状)に配列され、各放射線検出素子7にそれぞれ薄膜トランジスター(Thin Film Transistor。以下、TFTという。)8で形成されたスイッチ手段が接続されて構成される。
各TFT8のゲート電極8g(図7ではGと記載されている。)には、走査駆動手段15のゲートドライバー15bから延びる走査線5の各ラインL1〜Lxがそれぞれ接続されており、ゲートドライバー15bから各走査線5に印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替えることにより各TFT8がオン状態とされたりオフ状態とされたりするようになっている。
放射線画像撮影の際には、ゲートドライバー15bから走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加して全てのTFT8をオフ状態とした状態で、被写体を介して放射線画像撮影装置に放射線が照射される。すると、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷が各放射線検出素子7内に蓄積される。
そして、放射線の照射終了後、ゲートドライバー15bから走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して、各TFT8を順次オン状態として、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生して蓄積された電荷を各信号線6に順次放出させて、各読み出し回路17で画像データDとしてそれぞれ読み出す画像データDの読み出し処理が行われる。
また、各放射線検出素子7の内部では、上記のように、放射線の照射により発生する電荷のほか、各放射線検出素子7自体の熱(温度)による熱励起等により、いわゆる暗電荷(暗電流等ともいう。)が常時発生している。そして、上記のようにして読み出された画像データDには、この暗電荷に起因するデータがオフセット分として重畳されている。
そこで、放射線画像撮影の前または後に、放射線画像撮影装置に放射線を照射しない状態で上記の画像データDの読み出し処理までの処理が繰り返されて、上記のオフセット分に相当するオフセットデータOを各放射線検出素子7ごとに読み出すオフセットデータOの読み出し処理が行われるように構成されることも多い。
そして、このようにして放射線画像撮影装置で撮影された放射線検出素子7ごとの各画像データDや各オフセットデータOは、画像処理装置に送信される。そして、画像処理装置では、下記(1)式のように各放射線検出素子7ごとに画像データDからオフセットデータOを減算して、いわゆる真の画像データD*を算出し、算出した真の画像データD*に対してゲイン補正処理や欠陥画素補正、撮影部位に応じた階調処理等の精密な画像処理を行って、最終的な放射線画像を生成するように構成される。
D*=D−O …(1)
D*=D−O …(1)
ところで、真の画像データD*に対して適切に画像処理を行うために、画像処理装置において真の画像データD*に適用されるゲイン補正値等のキャリブレーションを適宜行うことが必要となる。このキャリブレーションは、放射線画像撮影装置のメンテナンス時等に定期的に行われる(例えば特許文献4等参照)。
そして、例えば、ゲイン補正値のキャリブレーションにおいては、ある放射線画像撮影装置のメンテナンス時に、各放射線検出素子7ごとに設定された各ゲイン補正値がそれぞれ適正な値に更新される。なお、ゲイン補正値とは、例えば放射線画像撮影装置に対して一定の線量の放射線を一様に照射した場合でも、上記のようにして算出される真の画像データD*は放射線検出素子7ごとにばらつく値になるが、放射線検出素子7ごとに真の画像データD*に乗算して、真の画像データD*の値を所定の均一な値にそろえるための補正値である。
ゲイン補正値を更新するための従来のキャリブレーションでは、ある放射線画像撮影装置に対して被写体が介在しない状態で所定の線量の放射線を照射し、放射線画像撮影装置で画像データDとオフセットデータOとを読み出して、画像処理装置で各放射線検出素子7ごとの真の画像データD*を算出する。そして、この処理を所定回数繰り返し、各放射線検出素子7ごとに得られた所定個の真の画像データD*の平均値を算出する。
そして、この各放射線検出素子7ごとの真の画像データD*の平均値に乗算して、所定の均一な値になるような値として、各放射線検出素子7ごとにそれぞれゲイン補正値が算出されて更新されるように構成される。
ところで、放射線画像撮影装置と、放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線源を備える放射線発生装置とで、例えば製造メーカーが異なっているような場合には、両者の間でインターフェースを構築して上記のように互いに信号等をやり取りして連携しながら放射線画像撮影を行うように構成することが必ずしも容易でない場合がある。
そのため、このような場合には、放射線画像撮影装置自体で放射線の照射が開始されたことを検出して放射線画像撮影を行うように構成することが必要となる。そして、本発明者らが研究を重ねた結果、放射線画像撮影装置自体で放射線の照射が開始されたことを的確に検出できるいくつかの新たな検出方法を開発することができた。これらの検出方法については後で詳しく説明する。
そして、このような新たな検出方法を用いれば、放射線発生装置側との間で信号等のやり取りを行うことができなくても、的確に放射線画像撮影を行うことが可能となる。しかし、これらの検出方法を採用した場合、読み出される画像データDやそれらに基づいて生成される放射線画像中に、本来の値より小さい値として読み出される画像データDが線状に現れる、いわゆる線欠陥が必然的に生じることも分かっている。
この線欠陥が画像データD上や放射線画像上の特定の位置に現れる場合には、上記のキャリブレーションの仕方によって、この値の減少分も含めて真の画像データD*を修復するようなゲイン補正値を得ることができる。
実際、放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線源は、通常、例えば放射線画像撮影装置の放射線入射面R(例えば後述する図1等参照)の中央部分では放射線の線量が大きくなり、放射線入射面Rの周縁部では放射線の線量が小さくなる等の特有の照射特性を有しており、上記の従来のキャリブレーションでは、そのような放射線源の照射特性を含めた形で、各放射線検出素子7ごとのゲイン補正値が得られている。
しかし、上記の新たな検出方法を採用した場合、画像データDや放射線画像上に上記のような線欠陥が現れる位置は、たまたま同じ位置に現れる場合がなくはないが、通常の場合、放射線画像撮影ごとに位置が変わる。
そのような場合に、上記の従来のキャリブレーションと同様に、放射線画像撮影装置に放射線を照射するごとに画像データDとオフセットデータOとを読み出し、各放射線検出素子7ごとの真の画像データD*を算出し、この処理を所定回数繰り返して、単純に各放射線検出素子7ごとに得られた所定個の真の画像データD*の平均値を算出すると、平均値に、上記の線欠陥の影響が残ってしまう。
そのため、このような線欠陥の影響が残存する真の画像データD*の平均値に基づいてゲイン補正値を算出すると、ゲイン補正値が適正な値にならず、このようなゲイン補正値を放射線検出素子7ごとの真の画像データD*に乗算しても、真の画像データD*を的確にゲイン補正することができなくなってしまう。
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、装置自体で放射線の照射が開始されたことを検出する放射線画像撮影装置で読み出された画像データ等に対して適用されるゲイン補正値を的確に更新することが可能な放射線画像撮影システム、画像処理装置および放射線画像撮影装置を提供することを目的とする。
前記の問題を解決するために、本発明の放射線画像撮影システムや放射線画像撮影装置は、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各小領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子を備える検出部と、
前記各走査線に対して印加する電圧をオン電圧とオフ電圧の間で切り替えるゲートドライバーを備える走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
外部装置との間で信号の送受信を行い、前記画像データを送信するための通信手段と、
を備える放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置から送信された前記画像データに対して少なくともゲイン補正処理を行って放射線画像を生成する画像処理装置と、
を備え、
前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、放射線画像撮影前に、前記ゲートドライバーから前記各走査線にオフ電圧を印加して前記各スイッチ手段をオフ状態とした状態で前記各スイッチ手段を介して前記各放射線検出素子からリークした前記電荷をリークデータに変換するリークデータの読み出し処理と、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して行う前記各放射線検出素子のリセット処理とを交互に繰り返し行わせ、読み出した前記リークデータが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出する検出処理を行うように構成されており、
前記画像処理装置または前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、前記画像データの前記ゲイン補正処理に用いるゲイン補正値の更新時には、前記放射線画像撮影装置の前記制御手段における前記検出処理により前記画像データに生じる線欠陥を修復し、修復した前記画像データを含む前記画像データに基づいて、前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子ごとに前記ゲイン補正値をそれぞれ算出して更新することを特徴とする。
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各小領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子を備える検出部と、
前記各走査線に対して印加する電圧をオン電圧とオフ電圧の間で切り替えるゲートドライバーを備える走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
外部装置との間で信号の送受信を行い、前記画像データを送信するための通信手段と、
を備える放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置から送信された前記画像データに対して少なくともゲイン補正処理を行って放射線画像を生成する画像処理装置と、
を備え、
前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、放射線画像撮影前に、前記ゲートドライバーから前記各走査線にオフ電圧を印加して前記各スイッチ手段をオフ状態とした状態で前記各スイッチ手段を介して前記各放射線検出素子からリークした前記電荷をリークデータに変換するリークデータの読み出し処理と、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して行う前記各放射線検出素子のリセット処理とを交互に繰り返し行わせ、読み出した前記リークデータが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出する検出処理を行うように構成されており、
前記画像処理装置または前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、前記画像データの前記ゲイン補正処理に用いるゲイン補正値の更新時には、前記放射線画像撮影装置の前記制御手段における前記検出処理により前記画像データに生じる線欠陥を修復し、修復した前記画像データを含む前記画像データに基づいて、前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子ごとに前記ゲイン補正値をそれぞれ算出して更新することを特徴とする。
また、本発明の放射線画像撮影システムや放射線画像撮影装置は、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各小領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子を備える検出部と、
前記各走査線に対して印加する電圧をオン電圧とオフ電圧の間で切り替えるゲートドライバーを備える走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
外部装置との間で信号の送受信を行い、前記画像データを送信するための通信手段と、
を備える放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置から送信された前記画像データに対して少なくともゲイン補正処理を行って放射線画像を生成する画像処理装置と、
を備え、
前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、放射線画像撮影前に、前記ゲートドライバーから前記各走査線にオン電圧を順次印加して照射開始検出用の画像データの読み出し処理を行わせ、読み出した前記照射開始検出用の画像データが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出する検出処理を行うように構成されており、
前記画像処理装置または前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、前記画像データの前記ゲイン補正処理に用いるゲイン補正値の更新時には、前記放射線画像撮影装置の前記制御手段における前記検出処理により前記画像データに生じる線欠陥を修復し、修復した前記画像データを含む前記画像データに基づいて、前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子ごとに前記ゲイン補正値をそれぞれ算出して更新することを特徴とする。
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各小領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子を備える検出部と、
前記各走査線に対して印加する電圧をオン電圧とオフ電圧の間で切り替えるゲートドライバーを備える走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
外部装置との間で信号の送受信を行い、前記画像データを送信するための通信手段と、
を備える放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置から送信された前記画像データに対して少なくともゲイン補正処理を行って放射線画像を生成する画像処理装置と、
を備え、
前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、放射線画像撮影前に、前記ゲートドライバーから前記各走査線にオン電圧を順次印加して照射開始検出用の画像データの読み出し処理を行わせ、読み出した前記照射開始検出用の画像データが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出する検出処理を行うように構成されており、
前記画像処理装置または前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、前記画像データの前記ゲイン補正処理に用いるゲイン補正値の更新時には、前記放射線画像撮影装置の前記制御手段における前記検出処理により前記画像データに生じる線欠陥を修復し、修復した前記画像データを含む前記画像データに基づいて、前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子ごとに前記ゲイン補正値をそれぞれ算出して更新することを特徴とする。
さらに、本発明の画像処理装置は、
放射線画像撮影装置で読み出された画像データのゲイン補正処理に用いるゲイン補正値の更新時に、当該放射線画像撮影装置における放射線の照射開始の検出処理により前記画像データに生じる線欠陥を修復し、修復した前記画像データを含む前記画像データに基づいて、前記放射線画像撮影装置の各放射線検出素子ごとに前記ゲイン補正値をそれぞれ算出して更新することを特徴とする。
放射線画像撮影装置で読み出された画像データのゲイン補正処理に用いるゲイン補正値の更新時に、当該放射線画像撮影装置における放射線の照射開始の検出処理により前記画像データに生じる線欠陥を修復し、修復した前記画像データを含む前記画像データに基づいて、前記放射線画像撮影装置の各放射線検出素子ごとに前記ゲイン補正値をそれぞれ算出して更新することを特徴とする。
本発明のような方式の放射線画像撮影システム、画像処理装置および放射線画像撮影装置によれば、放射線画像撮影装置自体で放射線の照射が開始されたことを検出する新たな検出方法を採用したことにより、画像データDや真の画像データD*中に必然的に生じ、放射線画像撮影ごとに発生する位置が変わる線欠陥を、的確に修復することが可能となる。
そのため、画像データDや真の画像データD*のゲイン補正処理に用いるゲイン補正値の更新処理の際に、的確に修復した画像データDや真の画像データD*を含む画像データDや真の画像データD*に基づいて、放射線画像撮影装置の各放射線検出素子ごとのゲイン補正値をそれぞれ的確に算出して更新することが可能となる。
以下、本発明に係る放射線画像撮影システム、画像処理装置および放射線画像撮影装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
なお、以下では、放射線画像撮影装置として、シンチレーター等を備え、放射された放射線を可視光等の他の波長の電磁波に変換して電気信号を得るいわゆる間接型の放射線画像撮影装置について説明するが、本発明は、シンチレーター等を介さずに放射線を放射線検出素子で直接検出する、いわゆる直接型の放射線画像撮影装置に対しても適用することができる。
また、本発明は、本実施形態で説明する、いわゆる可搬型の放射線画像撮影装置のみならず、例えば支持台等と一体的に形成された専用機型の放射線画像撮影装置に対しても適用することが可能である。
さらに、以下では、後述する放射線画像撮影システム50全体をコントロールするコンソール58(後述する図11や図12参照)が画像処理装置として機能するように構成されている場合について説明するが、放射線画像を生成するための画像処理装置を、コンソール58とは別体の装置として構成することも可能である。
以下、まず、本実施形態に係る放射線画像撮影装置や放射線画像撮影システム、画像処理装置の構成やそれらが行う処理等について説明する。
[放射線画像撮影装置]
図1は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観を示す斜視図であり、図2は、図1のX−X線に沿う断面図である。放射線画像撮影装置1は、図1や図2に示すように、筐体2内にシンチレーター3や基板4等で構成されるセンサーパネルSPが収納されている。
図1は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観を示す斜視図であり、図2は、図1のX−X線に沿う断面図である。放射線画像撮影装置1は、図1や図2に示すように、筐体2内にシンチレーター3や基板4等で構成されるセンサーパネルSPが収納されている。
本実施形態では、筐体2のうち、放射線入射面Rを有する中空の角筒状の筐体本体部2Aは、放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されており、筐体本体部2Aの両側の開口部を蓋部材2B、2Cで閉塞することで筐体2が形成されている。また、筐体2の一方側の蓋部材2Bには、電源スイッチ37や切替スイッチ38、コネクター39、バッテリー状態や放射線画像撮影装置1の稼働状態等を表示するLED等で構成されたインジケーター40等が配置されている。
本実施形態では、コネクター39は、例えば図3に示すように、ケーブルCaの先端に設けられたコネクターCが接続されることにより、例えば外部のコンソール58(後述する図11や図12参照)等の装置との間でケーブルCaを介して信号等を送受信したり画像データD等を送信したりする際の有線方式の通信手段として機能するようになっている。
また、図示を省略するが、例えば筐体2の反対側の蓋部材2C等に、アンテナ装置41(後述する図7参照)が例えば蓋部材2Cに埋め込む等して設けられており、本実施形態では、このアンテナ装置41が、放射線画像撮影装置1とコンソール58等との間で信号等の無線方式で送受信する場合の通信手段として機能するようになっている。
図2に示すように、筐体2の内部には、基板4の下方側に図示しない鉛の薄板等を介して基台31が配置され、基台31には、電子部品32等が配設されたPCB基板33やバッテリー24等が取り付けられている。また、基板4やシンチレーター3の放射線入射面Rには、それらを保護するためのガラス基板34が配設されている。また、本実施形態では、センサーパネルSPと筐体2の側面との間に緩衝材35が設けられている。
シンチレーター3は、基板4の後述する検出部Pに対向する位置に設けられるようになっている。本実施形態では、シンチレーター3は、例えば、蛍光体を主成分とし、放射線の入射を受けると300〜800nmの波長の電磁波、すなわち可視光を中心とした電磁波に変換して出力するものが用いられる。
また、本実施形態では、基板4は、ガラス基板で構成されており、図4に示すように、基板4のシンチレーター3に対向する側の面4a上には、複数の走査線5と複数の信号線6とが互いに交差するように配設されている。また、基板4の面4a上の複数の走査線5と複数の信号線6により区画された各小領域rには、放射線検出素子7がそれぞれ設けられている。
このように、走査線5と信号線6で区画された各小領域rに二次元状に配列された複数の放射線検出素子7が設けられた小領域rの全体、すなわち図4に一点鎖線で示される領域が検出部Pとされている。
放射線検出素子7は、放射線画像撮影装置1の筐体2の放射線入射面Rから放射線が入射し、シンチレーター3で放射線から変換された可視光等の電磁波が照射されると、その内部で電子正孔対を発生させる。放射線検出素子7は、このようにして、照射された放射線(本実施形態ではシンチレーター3で放射線から変換された電磁波)を電荷に変換するようになっている。
本実施形態では、放射線検出素子7としてフォトダイオードが用いられているが、この他にも例えばフォトトランジスター等を用いることも可能である。各放射線検出素子7は、図4の拡大図である図5に示すように、スイッチ手段であるTFT8のソース電極8sに接続されている。また、TFT8のドレイン電極8dは信号線6に接続されている。
そして、TFT8は、後述する走査駆動手段15から走査線5を介してゲート電極8gにオン電圧が印加されるとオン状態となり、ソース電極8sやドレイン電極8dを介して放射線検出素子7内に蓄積されている電荷を信号線6に放出させるようになっている。また、TFT8は、接続された走査線5を介してゲート電極8gにオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、放射線検出素子7から信号線6への電荷の放出を停止して、放射線検出素子7内に電荷を蓄積させるようになっている。
本実施形態では、図5に示すように、それぞれ列状に配置された複数の放射線検出素子7に1本のバイアス線9が接続されており、図4に示すように、各バイアス線9はそれぞれ信号線6に平行に配設されている。また、各バイアス線9は、基板4の検出部Pの外側の位置で結線10に結束されている。
図4に示すように、本実施形態では、各走査線5や各信号線6、バイアス線9の結線10は、それぞれ基板4の端縁部付近に設けられた入出力端子(パッドともいう。)11に接続されている。
各入出力端子11には、図6に示すように、後述する読み出しIC16や走査駆動手段15のゲートドライバー15bを構成するゲートIC15c等のチップがフィルム上に組み込まれたフレキシブル回路基板(Chip On Film等ともいう。)12が、異方性導電接着フィルム(Anisotropic Conductive Film)や異方性導電ペースト(Anisotropic Conductive Paste)等の異方性導電性接着材料13を介して接続されている。
そして、フレキシブル回路基板12は、基板4の裏面4b側に引き回され、裏面4b側で前述したPCB基板33に接続されるようになっている。このようにして、放射線画像撮影装置1のセンサーパネルSPが形成されている。なお、図6では、電子部品32等の図示が省略されている。
ここで、放射線画像撮影装置1の回路構成について説明する。図7は本実施形態に係る放射線画像撮影装置1の等価回路を表すブロック図であり、図8は検出部Pを構成する1画素分についての等価回路を表すブロック図である。
前述したように、基板4の検出部Pの各放射線検出素子7は、その第2電極7bにそれぞれバイアス線9が接続されており、各バイアス線9は結線10に結束されてバイアス電源14に接続されている。バイアス電源14は、結線10および各バイアス線9を介して各放射線検出素子7の第2電極7bにそれぞれ逆バイアス電圧(すなわち放射線検出素子7の第1電極7a側にかかる電圧以下の電圧)を印加するようになっている。
走査駆動手段15は、配線15dを介してゲートドライバー15bにオン電圧とオフ電圧を供給する電源回路15aと、走査線5の各ラインL1〜Lxに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧の間で切り替えて各TFT8のオン状態とオフ状態とを切り替えるゲートドライバー15bとを備えている。本実施形態では、ゲートドライバー15bは、複数の前述したゲートIC15c(図6参照)が並設されて構成されている。
図7や図8に示すように、各信号線6は、読み出しIC16内に内蔵された各読み出し回路17にそれぞれ接続されている。読み出し回路17は、増幅回路18と相関二重サンプリング回路19等で構成されている。読み出しIC16内には、さらに、アナログマルチプレクサー21と、A/D変換器20とが設けられている。なお、図7や図8中では、相関二重サンプリング回路19はCDSと表記されている。また、図8中では、アナログマルチプレクサー21は省略されている。
本実施形態では、増幅回路18は、オペアンプ18aと、オペアンプ18aにそれぞれ並列にコンデンサー18bおよび電荷リセット用スイッチ18cが接続され、オペアンプ18a等に電力を供給する電源供給部18dを備えたチャージアンプ回路で構成されている。また、増幅回路18のオペアンプ18aの入力側の反転入力端子には信号線6が接続されており、増幅回路18の入力側の非反転入力端子には基準電位V0が印加されるようになっている。
また、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cは、制御手段22に接続されており、制御手段22によりオン/オフが制御されるようになっている。また、オペアンプ18aと相関二重サンプリング回路19との間には、電荷リセット用スイッチ18cと連動して開閉するスイッチ18eが設けられており、スイッチ18eは、電荷リセット用スイッチ18cがオン/オフ動作と連動してオフ/オン動作するようになっている。
放射線画像撮影装置1で、各放射線検出素子7内に残存する電荷を除去するための各放射線検出素子7のリセット処理を行う際には、図9に示すように、電荷リセット用スイッチ18cがオン状態(およびスイッチ18eがオフ状態)とされた状態で、各TFT8がオン状態とされる。
そして、オン状態とされた各TFT8を介して各放射線検出素子7から電荷が信号線6に放出され、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cを通過して、オペアンプ18aの出力端子側からオペアンプ18a内を通り、非反転入力端子から出てアースされたり、電源供給部18dに流れ出す。このようにして、各放射線検出素子7のリセット処理が行われるようになっている。
一方、各放射線検出素子7からの画像データDの読み出し処理の際には、図10に示すように、増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cがオフ状態(およびスイッチ18eがオン状態)とされた状態で、オン状態とされた各TFT8を介して各放射線検出素子7から電荷が信号線6に放出されると、電荷が増幅回路18のコンデンサー18bに蓄積される。
増幅回路18では、コンデンサー18bに蓄積された電荷量に応じた電圧値がオペアンプ18aの出力側から出力されるようになっており、増幅回路18により、各放射線検出素子7から流出した電荷が電荷電圧変換されるようになっている。
そして、増幅回路18の出力側に設けられた相関二重サンプリング回路(CDS)19は、各放射線検出素子7から電荷が流出する前に制御手段22からパルス信号Sp1(図10参照)が送信されると、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vinを保持し、上記のように各放射線検出素子7から流出した電荷が増幅回路18のコンデンサー18bに蓄積された後で、制御手段22からパルス信号Sp2が送信されると、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vfiを保持する。
そして、相関二重サンプリング回路19は、それらの電圧値の差分Vfi−Vinを算出し、算出した差分Vfi−Vinをアナログ値の画像データDとして下流側に出力するようになっている。そして、相関二重サンプリング回路19から出力された各放射線検出素子7の画像データDは、アナログマルチプレクサー21を介して順次A/D変換器20に送信され、A/D変換器20で順次デジタル値の画像データDに変換されて記憶手段23に出力されて順次保存されるようになっている。
制御手段22は、図示しないCPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピューターや、FPGA(Field Programmable Gate Array)等により構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。そして、制御手段22は、放射線画像撮影装置1の各部材の動作等を制御するようになっている。また、図7等に示すように、制御手段22には、SRAM(Static RAM)やSDRAM(Synchronous DRAM)等で構成される記憶手段23が接続されている。
また、本実施形態では、制御手段22には、前述したアンテナ装置41が接続されており、さらに、検出部Pや走査駆動手段15、読み出し回路17、記憶手段23、バイアス電源14等の各部材に電力を供給するためのバッテリー24が接続されている。また、バッテリー24には、図示しない充電装置からバッテリー24に電力を供給してバッテリー24を充電する際の接続端子25が取り付けられている。
前述したように、制御手段22は、走査駆動手段15や読み出し回路17等を制御して画像データDの読み出し処理や各放射線検出素子7のリセット処理等を行わせるなど、放射線画像撮影装置1の各機能部の動作を制御するようになっている。
なお、本実施形態では、放射線画像撮影装置1は、装置自体で放射線の照射開始を検出するようになっているが、そのための制御構成等については、本実施形態に係る放射線画像撮影システムの構成等を説明した後で説明する。
[放射線画像撮影システム]
次に、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50について説明する。図11は、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50の構成例を示す図である。図11では、放射線画像撮影システム50が撮影室R1内等に構築されている場合が示されている。
次に、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50について説明する。図11は、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50の構成例を示す図である。図11では、放射線画像撮影システム50が撮影室R1内等に構築されている場合が示されている。
撮影室R1には、ブッキー装置51が設置されており、ブッキー装置51は、そのカセッテ保持部(カセッテホルダともいう。)51aに上記の放射線画像撮影装置1を装填して用いることができるようになっている。なお、図11では、ブッキー装置51として、立位撮影用のブッキー装置51Aと臥位撮影用のブッキー装置51Bが設置されている場合が示されているが、例えば一方のブッキー装置51のみが設けられていてもよい。
図11に示すように、撮影室R1には、被写体を介してブッキー装置51に装填された放射線画像撮影装置1に放射線を照射する放射線源52Aが少なくとも1つ設けられている。本実施形態では、放射線源52Aの位置を移動させたり、放射線の照射方向を変えることで、立位撮影用のブッキー装置51Aと臥位撮影用のブッキー装置51Bのいずれにも放射線を照射することができるようになっている。
撮影室R1には、撮影室R1内の各装置等や撮影室R1外の各装置等の間の通信等を中継するための中継器(基地局等ともいう。)54が設けられている。なお、本実施形態では、中継器54には、放射線画像撮影装置1が無線方式で画像データDや信号等の送受信を行うことができるように、無線アンテナ(アクセスポイントともいう。)53が設けられている。
また、中継器54は、放射線発生装置55やコンソール58と接続されており、中継器54には、放射線画像撮影装置1やコンソール58等から放射線発生装置55に送信するLAN(Local Area Network)通信用の信号等を放射線発生装置55用の信号等に変換し、また、その逆の変換も行う図示しない変換器が内蔵されている。
前室(操作室等ともいう。)R2には、本実施形態では、放射線発生装置55の操作卓57が設けられており、操作卓57には、放射線技師等の操作者が操作して放射線発生装置55に対して放射線の照射開始等を指示するための曝射スイッチ56が設けられている。
放射線発生装置55は、放射線源52を所定の位置に移動させたり、その放射方向を調整したり、放射線画像撮影装置1の所定の領域内に放射線が照射されるように図示しない絞りやコリメーター等を調整したり、或いは、適切な線量の放射線が照射されるように放射線源52を調整する等の種々の制御を行うようになっている。
図11に示すように、本実施形態では、コンピューター等で構成されたコンソール58が前室R2に設けられている。なお、コンソール58を撮影室R1や前室R2の外側や別室等に設けるように構成することも可能であり、適宜の場所に設置される。
また、コンソール58には、CRT(Cathode Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等を備えて構成される表示部58aが設けられており、また、図示しないマウスやキーボード等の入力手段を備えている。また、コンソール58には、HDD(Hard Disk Drive)等で構成された記憶手段59が接続され、或いは内蔵されている。
一方、放射線画像撮影装置1は、図12に示すように、ブッキー装置51には装填されずに、いわば単独の状態で用いることもできるようになっている。例えば、患者Hが病室R3のベッドBから起き上がれず、撮影室R1に行くことができないような場合には、図12に示すように、放射線画像撮影装置1を病室R3内に持ち込み、ベッドBと患者の身体との間に差し込んだり患者の身体にあてがったりして用いることができる。
また、放射線画像撮影装置1を病室R3等で用いる場合、前述した撮影室R1に据え付けられた放射線発生装置55に代えて、図12に示すように、いわゆるポータブルの放射線発生装置55が例えば回診車71に搭載される等して病室R3に持ち込まれる。この場合、ポータブルの放射線発生装置55の放射線52Pは、任意の方向に放射線を照射できるように構成されており、ベッドBと患者の身体との間に差し込まれたり患者の身体にあてがわれたりした放射線画像撮影装置1に対して、適切な距離や方向から放射線を照射することができるようになっている。
また、この場合、無線アンテナ53が設けられた中継器54が放射線発生装置55内に内蔵されており、上記と同様に、中継器54が放射線発生装置55とコンソール58との間の通信や、放射線画像撮影装置1とコンソール58との間の通信や画像データDの送信等を中継するようになっている。
なお、図11に示したように、放射線画像撮影装置1を、撮影室R1の臥位撮影用のブッキー装置51B上に横臥した患者の身体と臥位撮影用のブッキー装置51Bとの間に差し込んだり、臥位撮影用のブッキー装置51B上で患者の身体にあてがったりして用いることも可能であり、その場合は、ポータブルの放射線52Pや、撮影室R1に据え付けられた放射線源52Aのいずれを用いることも可能である。
本実施形態では、コンソール58は、放射線画像撮影装置1からプレビュー画像用のデータが送信されてくると、それに基づいてプレビュー画像を生成して表示部58a上に表示させるようになっている。そして、放射線技師はこのプレビュー画像を確認することで、被写体が正常な位置に撮影されているか否かや再撮影の要否等を判断するようになっている。
また、本実施形態では、コンソール58は画像処理装置としても機能するようになっており、放射線画像撮影装置1から画像データD等が送信されてくると、画像データD等に基づいて真の画像データD*を算出し、算出した真の画像データD*に対してゲイン補正処理や欠陥画素補正、撮影部位に応じた階調処理等の精密な画像処理を行って、最終的な放射線画像Iを生成するようになっている。
また、本実施形態では、画像処理装置としてのコンソール58は、放射線画像撮影装置1のメンテナンス時に行われるキャリブレーション等の際に、上記のゲイン補正処理のために当該放射線画像撮影装置1の放射線検出素子7ごとに設定されているゲイン補正値を算出して更新するようになっているが、この点については後で詳しく説明する。
[放射線画像撮影装置における放射線の照射開始の検出の制御構成について]
次に、上記のように構成された放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出処理の制御構成について説明する。
次に、上記のように構成された放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出処理の制御構成について説明する。
本実施形態では、前述したように、放射線画像撮影装置1自体で、放射線発生装置55の放射線源52(図11や図12参照)から放射線が照射されたことを検出するようになっている。以下、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1で行われる放射線の照射開始の検出の仕方について説明する。
なお、以下の検出方法は、本発明者らの研究により新たに見出された検出方法であり、例えば、下記の2つの検出方法のいずれかを採用することが可能である。
[検出方法1]
例えば、放射線画像撮影において放射線画像撮影装置1に放射線が照射される前に、リークデータdleakの読み出し処理を繰り返し行うように構成することも可能である。ここで、リークデータdleakとは、図13に示すように、各走査線5にオフ電圧を印加した状態で、オフ状態になっている各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷qの信号線6ごとの合計値に相当するデータである。
例えば、放射線画像撮影において放射線画像撮影装置1に放射線が照射される前に、リークデータdleakの読み出し処理を繰り返し行うように構成することも可能である。ここで、リークデータdleakとは、図13に示すように、各走査線5にオフ電圧を印加した状態で、オフ状態になっている各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷qの信号線6ごとの合計値に相当するデータである。
そして、リークデータdleakの読み出し処理では、図9に示した各放射線検出素子7のリセット処理や図10に示した画像データDの読み出し処理の場合と異なり、図14に示すように、走査線5の各ラインL1〜Lxにオフ電圧を印加して各TFT8をオフ状態とした状態で、制御手段22から各読み出し回路17の相関二重サンプリング回路19(図7や図8のCDS参照)にパルス信号Sp1、Sp2を送信するようになっている。
相関二重サンプリング回路19は、制御手段22からパルス信号Sp1が送信されると、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vinを保持する。そして、増幅回路18のコンデンサー18bに各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷qが蓄積されて増幅回路18から出力される電圧値が上昇し、制御手段22からパルス信号Sp2が送信されると、相関二重サンプリング回路19は、その時点で増幅回路18から出力されている電圧値Vfiを保持する。
そして、相関二重サンプリング回路19が電圧値の差分Vfi−Vinを算出して出力した値が、リークデータdleakとなる。リークデータdleakが、その後、A/D変換器20でデジタル値に変換されることは、前述した画像データDの読み出し処理の場合と同様である。
ところで、リークデータdleakの読み出し処理のみを繰り返し行うように構成すると、各TFT8がオフ状態のままとなってしまい、各放射線検出素子7内で発生した暗電荷が各放射線検出素子7内に蓄積され続ける状態になってしまう。
そのため、上記のように、放射線画像撮影前に、リークデータdleakの読み出し処理を繰り返し行うように構成する場合には、図15に示すように、各走査線5にオフ電圧を印加した状態で行うリークデータdleakの読み出し処理と、走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して行う各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に繰り返し行うように構成することが望ましい。なお、図15や後述する図16等のTやτ、Tacについては後で説明する。
このように放射線画像撮影前にリークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に繰り返して行うように構成した場合、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されると、シンチレーター3(図2参照)で放射線から変換された電磁波が、各TFT8に照射される。そして、それにより、各TFT8を介して各放射線検出素子7からリークする電荷q(図15参照)がそれぞれ増加することが本発明者らの研究で分かった。
そして、例えば図16に示すように、放射線画像撮影前にリークデータdleakの読み出し処理と各放射線検出素子7のリセット処理とを交互に繰り返して行う場合、図17に示すように、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始された時点(時刻t1参照)で読み出されたリークデータdleakが、それ以前に読み出されたリークデータdleakよりも格段に大きな値になる。
なお、図16および図17では、図16で走査線5のラインL4にオン電圧が印加されてリセット処理が行われた後の4回目の読み出し処理で読み出されたリークデータdleakが、図17の時刻t1におけるリークデータdleakに対応する。また、図16において「R」は各放射線検出素子7のリセット処理を表し、「L」はリークデータdleakの読み出し処理を表す。
そこで、放射線画像撮影装置1の制御手段22で、放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理で読み出されたリークデータdleakを監視するように構成し、読み出されたリークデータdleakが、例えば予め設定された所定の閾値dleak_th(図17参照)を越えた時点で、放射線の照射が開始されたことを検出するように構成することができる。なお、上記の走査線5のラインL4のように、放射線の照射が開始された際或いはその直前にオン電圧が印加された走査線5を、以下、検出ラインという。
[検出方法2]
また、上記の検出方法1のように、放射線画像撮影前にリークデータdleakの読み出し処理を行うように構成する代わりに、放射線画像撮影前に、図18に示すように、走査駆動手段15のゲートドライバー15bから走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7からの画像データdの読み出し処理を繰り返し行うように構成することも可能である。
また、上記の検出方法1のように、放射線画像撮影前にリークデータdleakの読み出し処理を行うように構成する代わりに、放射線画像撮影前に、図18に示すように、走査駆動手段15のゲートドライバー15bから走査線5の各ラインL1〜Lxにオン電圧を順次印加して、各放射線検出素子7からの画像データdの読み出し処理を繰り返し行うように構成することも可能である。
なお、前述したように、放射線の照射後に行われる上記の本画像としての画像データDと区別して、以下、この放射線画像撮影前に放射線の照射開始の検出用に読み出される画像データを、照射開始検出用の画像データd(或いは単に画像データd)という。
また、照射開始検出用の画像データdの読み出し処理における読み出し回路17の増幅回路18の電荷リセット用スイッチ18cのオン/オフや、相関二重サンプリング回路19へのパルス信号Sp1、Sp2の送信等は、図19に示すように、図10に示した画像データDの読み出し処理における処理と同様に行われる。なお、図19等におけるTやΔTについては後で説明する。
上記のように放射線画像撮影前に照射開始検出用の画像データdの読み出し処理を行うように構成した場合、図20に示すように、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されると、その時点で読み出された画像データd(図20では走査線5のラインLnにオン電圧が印加されて読み出された画像データd)が、前述した図17に示したリークデータdleakの場合と同様に、それ以前に読み出された画像データdよりも格段に大きな値になる。
そこで、放射線画像撮影装置1の制御手段22で、放射線画像撮影前の読み出し処理で読み出された画像データdを監視するように構成し、読み出された画像データdが予め設定された所定の閾値dthを越えた時点で、放射線の照射が開始されたことを検出するように構成することができる。なお、図20中のΔTやτ、Tacについては以下で説明する。また、図20の場合は、走査線5のラインLnが検出ラインとなる。
[検出感度を向上させるための処理について]
また、上記の検出方法1において、放射線画像撮影前の各放射線検出素子7のリセット処理で、ある走査線5に対するオン電圧の印加を開始してから次の走査線5に対するオン電圧の印加を開始するまでの周期τ(図15や図16等参照)を長くして、リークデータdleakの読み出し処理において制御手段22から送信する2回のパルス信号Sp1、Sp2の送信間隔Tを長くすると、1回のリークデータdleakの読み出し処理で読み出されるリークデータdleakの値が大きくなる。そのため、放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出感度が向上する。
また、上記の検出方法1において、放射線画像撮影前の各放射線検出素子7のリセット処理で、ある走査線5に対するオン電圧の印加を開始してから次の走査線5に対するオン電圧の印加を開始するまでの周期τ(図15や図16等参照)を長くして、リークデータdleakの読み出し処理において制御手段22から送信する2回のパルス信号Sp1、Sp2の送信間隔Tを長くすると、1回のリークデータdleakの読み出し処理で読み出されるリークデータdleakの値が大きくなる。そのため、放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出感度が向上する。
また、上記の検出方法2において、放射線画像撮影前の照射開始検出用の画像データdの読み出し処理において、各TFT8をオン状態とする時間ΔT(図19や図20参照)、すなわち走査駆動手段15のゲートドライバー15bから走査線5にオン電圧を印加してからオフ電圧に切り替えるまでの時間ΔT(以下、オン時間ΔTという。)を長くすると、1回の画像データdの読み出し処理で読み出される画像データdの値が大きくなる。そのため、やはり放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出感度が向上する。
なお、この場合も、ある走査線5に対するオン電圧の印加を開始してから次の走査線5に対するオン電圧の印加を開始するまでの周期τ(図20参照)や、制御手段22から送信する2回のパルス信号Sp1、Sp2の送信間隔T(図19参照)が長くなる。
このように、上記の検出方法1や検出方法2を採用する場合には、放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出感度を向上させるために、放射線画像撮影前の各放射線検出素子7のリセット処理や照射開始検出用の画像データdの読み出し処理における上記の周期τや、制御手段22から送信する2回のパルス信号Sp1、Sp2の送信間隔T、或いはオン時間ΔTを長くする等の処理が適宜行われる。
なお、図21に示すように、例えば、検出部P(図4や図7等参照)が4つの領域Pa〜Pdに分割されるなど、検出部Pが複数の領域に分割されるように構成される場合がある。このような場合、検出部Pの各領域Pa〜Pdごとに、上記の検出方法1や検出方法2を用いて放射線の照射開始を検出するように構成することが可能である。
そして、このように構成すれば、例えば、放射線が放射線画像撮影装置1に対して照射野が狭められて照射され、検出部Pの複数の領域Pa〜Pdのうち1つ或いはいくつかの領域のみに放射線が照射される状態になる場合があるが、そのような場合でも、放射線の照射開始を的確に検出することが可能となる。
なお、本実施形態における上記の検出方法1や検出方法2をさらに改良して、より的確に或いはより効率的に放射線の照射開始を検出するように構成することが可能であり、そのような改良は適宜行われる。
[電荷蓄積状態への移行および画像データDの読み出し処理]
次に、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、上記のようにして、放射線の照射が開始されたことを検出すると、図16(検出方法1の場合)や図20(検出方法2の場合)に示したように、放射線の照射開始を検出した時点で各走査線5へのオン電圧の印加を停止して、ゲートドライバー15bから走査線5の全てのラインL1〜Lxにオフ電圧を印加させ、各TFT8をオフ状態にする。
次に、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、上記のようにして、放射線の照射が開始されたことを検出すると、図16(検出方法1の場合)や図20(検出方法2の場合)に示したように、放射線の照射開始を検出した時点で各走査線5へのオン電圧の印加を停止して、ゲートドライバー15bから走査線5の全てのラインL1〜Lxにオフ電圧を印加させ、各TFT8をオフ状態にする。
このように、各TFT8がオフ状態とされると、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されることにより各放射線検出素子7内で発生した電荷が、各放射線検出素子7内に蓄積される状態になる。放射線画像撮影装置1の制御手段22は、放射線の照射開始を検出すると、このようにして、電荷蓄積状態に移行させるようになっている。
そして、例えば放射線の照射開始を検出してから所定時間が経過した時点で、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、画像データDの読み出し処理を行わせるようになっている。
本実施形態では、制御手段22は、放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理で放射線の照射が開始されたことを検出した時点の直前のリセット処理でオン電圧が印加された走査線5(図16の場合は走査線5のラインL4。すなわち検出ライン)の次にオン電圧を印加すべき走査線5(図16の場合は走査線5のラインL5)からオン電圧の印加を開始し、各走査線5にオン電圧を順次印加させて、画像データDの読み出し処理を行うようになっている。
また、検出方法2の場合も同様に、図20に示すように、制御手段22は、放射線の照射開始を検出してから所定時間が経過すると、放射線画像撮影前の照射開始検出用の画像データdの読み出し処理で放射線の照射が開始されたことを検出した時点でオン電圧が印加されていた走査線5(図20の場合は走査線5のラインLn。すなわち検出ライン)の次にオン電圧を印加すべき走査線5(図20の場合は走査線5のラインLn+1)からオン電圧の印加を開始し、各走査線5にオン電圧を順次印加させて、画像データDの読み出し処理を行うようになっている。
なお、以下、上記のように、画像データDの読み出し処理において最初にオン電圧が印加される走査線5(図16の場合は走査線5のラインL5、図20の場合は走査線5のラインLn+1)を読み出し開始ラインという。すなわち、本実施形態では、検出ラインの次にオン電圧を印加すべき走査線5である読み出し開始ラインからオン電圧の印加が開始されて、画像データDの読み出し処理が行われる。
また、本実施形態では、画像データDの読み出し処理の際に、ゲートドライバー15bから各走査線5にオン電圧を印加する周期が、放射線画像撮影前のリークデータdleakの読み出し処理と交互に行われる各放射線検出素子7のリセット処理(検出方法1の場合。図16等参照)や照射開始検出用の画像データdの読み出し処理(検出方法2の場合。図20参照)における周期τと同じ周期になるように、各走査線5にオン電圧を順次印加するようになっている。
このように構成すると、画像データDの読み出し処理前の電荷蓄積状態への移行前に走査線5に印加したオン電圧をオフ電圧に切り替えてから、電荷蓄積状態を経て画像データDの読み出し処理で当該走査線5に印加したオン電圧をオフ電圧に切り替えるまでの時間Tac(図16や図20参照)が、各走査線5で同じ時間になる等のメリットがある。
[画像データDの読み出し処理後の検出動作について]
上記のようにして本画像としての画像データDの読み出し処理が行われると、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、前述したように、アンテナ装置41等の通信手段を介してコンソール58にプレビュー画像用のデータを送信するようになっている。そして、コンソール58では、送信されてきたプレビュー画像用のデータに基づいてプレビュー画像を生成して表示部58a上に表示させるようになっているが、この点については説明を省略する。
上記のようにして本画像としての画像データDの読み出し処理が行われると、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、前述したように、アンテナ装置41等の通信手段を介してコンソール58にプレビュー画像用のデータを送信するようになっている。そして、コンソール58では、送信されてきたプレビュー画像用のデータに基づいてプレビュー画像を生成して表示部58a上に表示させるようになっているが、この点については説明を省略する。
そして、図示を省略するが、本実施形態では、放射線画像撮影装置1の制御手段22は、その後、オフセットデータOの読み出し処理を行わせるようになっている。
前述したように、各放射線検出素子7内では、各放射線検出素子7自体の熱(温度)による熱励起等により、いわゆる暗電荷(暗電流等ともいう。)が常時発生している。そして、上記の画像データDの読み出し処理の際に読み出される画像データDには、それ以前にTFT8がオフ状態とされている間(すなわち上記の時間Tacの間)に発生し蓄積された暗電荷に起因するオフセット分が重畳されている。
そこで、この暗電荷に起因するオフセット分をオフセットデータOとして読み出すオフセットデータOの読み出し処理が、通常、画像データDの読み出し処理の前や後に行われるのである。本実施形態では、図16や図20に示した画像データDの読み出し処理までの処理シーケンスと同じ処理シーケンスを繰り返して、オフセットデータOの読み出し処理を行うようになっている。なお、オフセットデータOの読み出し処理では、放射線画像撮影装置1には放射線は照射されない。
このようにしてオフセットデータOの読み出し処理を行うことにより、画像データDの読み出し処理前に各TFT8がオフ状態とされている時間Tacと、オフセットデータOの読み出し処理前に各TFT8がオフ状態とされる時間とが同じ時間になり、各放射線検出素子7内に蓄積される暗電荷の量が、画像データDの読み出し処理の場合とオフセットデータOの読み出し処理の場合とで同じになる。
そのため、上記のようにオフセットデータOの読み出し処理を行うことにより、画像データDに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分と同じ大きさのデータとしてオフセットデータOを各放射線検出素子7ごとに読み出すことが可能となる。
また、前述した(1)式に従って、画像データDからオフセットデータOを減算すると、画像データDに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分とオフセットデータOとが相殺され、算出される真の画像データD*が、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷にのみ起因するデータとなる。
放射線画像撮影装置1の制御手段22は、このようにしてオフセットデータOの読み出し処理を終了すると、各画像データDと各オフセットデータOとをコンソール58に送信するようになっている。
また、後述する画像処理装置としてのコンソール58での処理で必要となるため、制御手段22は、上記の検出ラインの情報、すなわち例えば検出ラインである走査線5のライン番号をコンソール58に送信するようになっている。すなわち、例えば上記の図16や図20の場合は、検出ラインがそれぞれ走査線5のラインL4、Lnであるから、検出ラインの情報として、例えばそのライン番号「4」や「n」をコンソール58に送信するようになっている。
[画像処理装置における放射線画像の生成処理について]
本実施形態における画像処理装置としてのコンソール58(以下、簡単に画像処理装置58という。画像処理装置58がコンソールとは別体の装置として構成されている場合を含む。)は、上記のようにして、放射線画像撮影装置1から各画像データDと各オフセットデータOとが送信されてくると、まず、各放射線検出素子7ごとに、前述した(1)式に従って画像データDからオフセットデータOを減算処理して、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷のみに基づく、いわゆる真の画像データD*を算出するようになっている。
本実施形態における画像処理装置としてのコンソール58(以下、簡単に画像処理装置58という。画像処理装置58がコンソールとは別体の装置として構成されている場合を含む。)は、上記のようにして、放射線画像撮影装置1から各画像データDと各オフセットデータOとが送信されてくると、まず、各放射線検出素子7ごとに、前述した(1)式に従って画像データDからオフセットデータOを減算処理して、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した電荷のみに基づく、いわゆる真の画像データD*を算出するようになっている。
そして、このようにして算出した真の画像データD*に対してゲイン補正処理や欠陥画素補正、撮影部位に応じた階調処理等の精密な画像処理を行って、最終的な放射線画像Iを生成するようになっている。
[放射線画像撮影装置の放射線検出素子ごとのゲイン補正値の更新処理]
次に、以上のように構成された本実施形態に係る放射線画像撮影装置1や放射線画像撮影システム50、画像処理装置58において、放射線画像撮影装置1で読み出された画像データDや、それに基づき上記(1)式に従って放射線検出素子7ごとに算出される真の画像データD*に対するゲイン補正処理に用いられる放射線検出素子7ごとのゲイン補正値Gの更新処理について説明する。
次に、以上のように構成された本実施形態に係る放射線画像撮影装置1や放射線画像撮影システム50、画像処理装置58において、放射線画像撮影装置1で読み出された画像データDや、それに基づき上記(1)式に従って放射線検出素子7ごとに算出される真の画像データD*に対するゲイン補正処理に用いられる放射線検出素子7ごとのゲイン補正値Gの更新処理について説明する。
このゲイン補正値Gの更新処理は、例えば放射線画像撮影装置1が施設に導入された際や、放射線画像撮影装置1のメンテナンス時に行われるキャリブレーションの際等に行われる。また、以下、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50、画像処理装置58および放射線画像撮影装置1の作用についてもあわせて説明する。
上記のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置1では、本発明者らが新たに見出した検出方法1や検出方法2、或いはさらに改良された検出方法が採用されている。そして、このような新たな検出方法を採用すれば、放射線画像撮影装置1自体で放射線の照射が開始されたことを的確に検出することが可能となる。
しかし、前述したように、このような検出方法を採用した場合、読み出される画像データDや真の画像データD*、或いはそれらに基づいて生成される放射線画像I中に、本来の値より小さい値として読み出される画像データDが線状に現れる、いわゆる線欠陥が生じることが避けられない。
そして、この線欠陥が生じた状態のまま、上記の従来のキャリブレーションと同様に放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射を繰り返し、放射線を照射するごとに読み出された画像データDとオフセットデータOとに基づいて算出される放射線検出素子7ごとの真の画像データD*の平均値を算出すると、平均値に上記の線欠陥の影響が残ってしまい、算出されるゲイン補正値が必ずしも適正な値にならないといった問題が生じ得る。
[線欠陥について]
ここで、この画像データD等に現れる線欠陥について説明する。
ここで、この画像データD等に現れる線欠陥について説明する。
例えば、上記の検出方法2(図20参照)を採用した場合、放射線の照射により、読み出された照射開始検出用の画像データdが増加することに基づいて放射線の照射開始が検出されるが、読み出した照射開始検出用の画像データdが増加するということは、結局、放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した有用な電荷の一部、すなわち後で本画像としての画像データDとして読み出されるべき電荷の一部が、放射線画像撮影前に照射開始検出用の画像データdとして各放射線検出素子7内から失われてしまうことを意味する。
すなわち、図20に示した例では、走査線5のラインLnにオン電圧を印加した時点で放射線の照射開始が検出されているが、これは、走査線5のラインLnに接続されている各放射線検出素子7内で放射線の照射により発生した電荷の一部(すなわち後の読み出し処理で画像データDとして読み出されるべき有用な電荷の一部)が、この検出処理の段階で各放射線検出素子7内から失われたことを意味する。
そのため、後の画像データDの読み出し処理で、走査線5のラインLnに接続されている各放射線検出素子7から読み出される各画像データDには、有用な電荷の一部の欠損が生じていることになる。すなわち、当該各画像データDは、本来の値よりも若干小さな値になっている。そのため、例えば図22に示すように、各画像データDのうち、走査線5のラインLnに対応する部分に、欠損を生じている画像データDの線、すなわち線欠陥が生じている状態になる。
一方、放射線源52から実際に放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始されてから、放射線画像撮影装置1で放射線の照射開始が検出されるまでに時間がかかると、発生する線欠陥の本数が増える。
すなわち、例えば図23に示すように、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が実際に開始されてから、放射線画像撮影装置1で放射線の照射開始を検出するまでに時間がかかると、その間に、照射開始検出用の画像データdの読み出し処理が複数回行われる。そして、読み出し処理が行われるごとに、読み出し処理のためにオン電圧が印加された各走査線5に接続されている各放射線検出素子7から、放射線の照射により発生した有用な電荷の一部が失われる。
そのため、例えば図23に示したように、放射線画像撮影前の照射開始検出用の画像データdの読み出し処理で、走査線5のラインLnにオン電圧を印加して画像データdの読み出し処理が行われた時点で放射線源52からの放射線の照射が開始され、走査線5のラインLn+2にオン電圧を印加して行われた画像データdの読み出し処理で放射線の照射開始が検出された場合には、図24に示すように、走査線5のラインLn〜Ln+2に接続されている各放射線検出素子7から読み出される画像データDに欠損が生じる。
そのため、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が実際に開始されてから放射線画像撮影装置1で放射線の照射開始が検出されるまでに時間がかかると、例えば図24に示したように、画像データD中に、複数の線欠陥が連続して発生する状態になる。
また、この線欠陥が現れる現象は、上記の検出方法1を採用した場合でも同様に生じ得る。すなわち、例えば図16に示したタイミングで放射線の照射開始が検出された場合、4回目のリークデータdleakの読み出し処理の直前に各放射線検出素子7のリセット処理が行われた走査線5のラインL4では、リセット処理により、この走査線5に接続されている各放射線検出素子7内から放射線の照射により各放射線検出素子7内で発生した有用な電荷の一部が失われてしまっている可能性がある。
また、上記と同様に、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が実際に開始されてから、放射線画像撮影装置1で放射線の照射が開始されたことを検出するまでに時間がかかると、その間に、リークデータdleakの読み出し処理と交互に行われる各放射線検出素子7のリセット処理が複数回行われてしまい、図24に示した場合と同様に、画像データD中に複数の線欠陥が連続して発生する状態になり得るのである。
そこで、本実施形態では、画像処理装置58は、画像データD等に基づいて算出される真の画像データD*のゲイン補正処理に用いるゲイン補正値Gを更新する際には、上記のようにして放射線画像撮影装置1における検出処理により画像データDや真の画像データD*に生じる線欠陥を修復し、修復した真の画像データD*を含む真の画像データD*に基づいて、放射線画像撮影装置1の各放射線検出素子7ごとのゲイン補正値Gをそれぞれ算出して更新するようになっている。
[ゲートドライバーに非接続の端子が存在する場合の影響について]
一方、本発明者らの研究では、上記のような線欠陥の問題だけでなく、放射線画像撮影装置1のゲートドライバー15b(図7等参照)に後述する非接続の端子pが存在する現象も、ゲイン補正値Gを更新する際に悪影響を及ぼす要因となり得ることも分かってきた。以下、具体的に説明する。
一方、本発明者らの研究では、上記のような線欠陥の問題だけでなく、放射線画像撮影装置1のゲートドライバー15b(図7等参照)に後述する非接続の端子pが存在する現象も、ゲイン補正値Gを更新する際に悪影響を及ぼす要因となり得ることも分かってきた。以下、具体的に説明する。
本実施形態では、図25に示すように、ゲートドライバー15bの各端子には、走査線5の各ラインL1〜Lxがそれぞれ接続されているが、走査線5が接続されていない、いわゆる非接続の端子pが存在する。
なお、これらの非接続の端子pは、図25に示すように、走査線5の最初のラインL1側に設けられている場合もあるが、図示を省略するが、走査線5の最終ラインLx(図7参照)側に設けられている場合もある。また、図21に示したように、検出部Pが複数の領域Pa等に分割されている場合には、図21では図示を省略したゲートドライバー15bの、各読み出しIC16に近いそれぞれの側に非接続の端子pが設けられている場合もある。
さらに、例えば図26に示すように、ゲートドライバー15bの非接続の端子pが、放射線画像撮影装置1の検出部Pの末端部分ではない途中の部分に設けられている場合もある。以下では、図25に示したように、ゲートドライバー15bの非接続の端子pが走査線5の最初のラインL1側に設けられている場合について説明するが、上記の各場合についても全く同様の現象が生じ得る。
上記のように、ゲートドライバー15bに非接続の端子pが存在している場合、図16や図20に示した検出方法1や検出方法2を採用した場合のタイミングチャートでは、画像データDの読み出し処理において、走査線5の最終ラインLxにオン電圧を印加した後、次のタイミングで走査線5の最初のラインL1にオン電圧を印加するように記載されているが、実際には、走査線5の最終ラインLxにオン電圧を印加した後、ゲートドライバー15bの非接続の端子pにオン電圧が順次印加され、その後、走査線5の最初のラインL1からのオン電圧の印加が始まる。
なお、ゲートドライバー15bの非接続の端子pにオン電圧が順次印加されるタイミングで、非接続の端子pにオン電圧を印加する代わりに、非接続の端子pがアクティブな状態とされるだけの場合もある。すなわち、本実施形態では、ゲートドライバー15bでは、各端子にオン電圧を印加する場合、アクティブな状態とされている端子にのみオン電圧が印加されるようになっている。そのため、「端子がアクティブな状態とされる」とは、ゲートドライバー15bからオン電圧を印加する端子として当該端子が選択された状態、すなわちゲートドライバー15bから当該端子にオン電圧が印加される直前の状態をいう。
本実施形態では、上記のように構成されているため、画像データDの読み出し処理では、読み出し開始ラインから走査線5の最終ラインLxまでオン電圧を順次印加して画像データDを読み出し、非接続の端子pにオン電圧を順次印加し或いはそれらを順次アクティブな状態とした後、走査線5の最初のラインL1から検出ラインまでオン電圧を順次印加して画像データDを読み出すようになる。
そして、この場合、図27に示すように、ゲートドライバー15bの非接続の端子pにオン電圧が印加される等する前に読み出された、読み出し開始ラインLn+1から走査線5の最終ラインLxまでの各走査線5に接続されている各放射線検出素子7の画像データDよりも、ゲートドライバー15bの非接続の端子pにオン電圧が印加される等した後に読み出された、走査線5の最初のラインL1から検出ラインLnまでの各走査線5に接続されている各放射線検出素子7の画像データDの方が、値が若干大きくなる場合があることが、本発明者らの研究で分かった。
このような現象が生じる原因は、現時点では明らかでないが、このような現象が生じると、検出ラインLnと読み出し開始ラインLn+1とを境界として、読み出される画像データDやそれに基づいて算出される真の画像データD*に輝度の段差が生じる。そして、この輝度の段差が生じたまま上記のゲイン補正値Gの更新処理を行うと、上記と同様に、放射線検出素子7ごとの真の画像データD*の平均値に輝度の段差の影響が残る等して、算出されるゲイン補正値Gが必ずしも適正な値にならなくなる。
そこで、本実施形態では、画像処理装置58は、画像データD等に基づいて算出される真の画像データD*のゲイン補正処理に用いるゲイン補正値Gを更新する際に、上記のような線欠陥のみならず、ゲートドライバー15bに非接続の端子pが存在することによって生じる輝度の段差も修復して、放射線画像撮影装置1の各放射線検出素子7ごとのゲイン補正値Gをそれぞれ算出して更新するようになっている。
[輝度の段差の修復処理の原理]
この場合、上記のように、放射線画像撮影装置1における画像データDの読み出し処理の際に、ゲートドライバー15bの非接続の端子pにオン電圧が印加され、或いは非接続の端子pがアクティブな状態とされる前と後に読み出された画像データD等から算出される真の画像データD*のうちの少なくとも一方を修復するように構成することが可能である。
この場合、上記のように、放射線画像撮影装置1における画像データDの読み出し処理の際に、ゲートドライバー15bの非接続の端子pにオン電圧が印加され、或いは非接続の端子pがアクティブな状態とされる前と後に読み出された画像データD等から算出される真の画像データD*のうちの少なくとも一方を修復するように構成することが可能である。
なお、以下では、上記(1)式に従って算出される真の画像データD*に対して修復処理を行う場合について説明するが、読み出された画像データDに対して修復処理を行うように構成することも可能であり、その場合も下記と同様の仕方で修復することが可能である。
以下、このような真の画像データD*の修復処理の原理について説明する。上記の検出方法1や検出方法2を採用する放射線画像撮影装置1に対して、いま仮に、被写体が介在しない状態で(被写体が介在していてもよい。)放射線源52(図11や図12参照)から放射線を照射し、放射線画像撮影装置1の制御手段22が、例えば走査線5のラインLn(すなわち検出ラインLn)にオン電圧を印加して読み出した照射開始検出用の画像データdやその直後に読み出したリークデータdleakに基づいて放射線の照射開始を検出したとする。
すると、放射線画像撮影装置1では、図16や図20に示したように電荷蓄積状態を経た後、読み出し開始ラインLn+1からオン電圧の印加が開始されて、画像データDの読み出し処理が行われる。なお、後述するように、画像データDの読み出し処理が再度行われるため、この時点で読み出された画像データDを、画像データD1とする。そして、放射線画像撮影装置1から画像処理装置58に、読み出した各画像データD1とオフセットデータOが送信される。
そして、放射線画像撮影装置1から画像処理装置58に送信されてきた画像データD1には、前述した図27と同様に輝度の段差が生じている。そのため、そのような画像データD1等から算出される真の画像データD1*にも、図28(A)に示すように、検出ラインLnやその次の読み出し開始ラインLn+1とを境界として、輝度の段差が生じている。
そこで、例えば、算出した真の画像データD1*のうち、放射線画像撮影装置1の各走査線5ごとに、同じ走査線5に接続されている各放射線検出素子7から読み出された画像データD1に基づく真の画像データD1*の平均値D1*ave(k)(kは走査線5のライン番号1〜x)を、各走査線5ごとに算出し、それらをグラフ上にプロットする。
すると、図28(A)の右側のグラフのように、平均値D1*ave(k)(kは走査線5のライン番号1〜x)のプロファイルの、検出ラインLnや読み出し開始ラインLn+1に相当する部分、すなわちグラフ中のn、n+1の部分に輝度の段差が生じる。
なお、図28(A)、(B)のグラフにおいて、真の画像データD1*、D2*の平均値D1*ave(k)、D2*ave(k)の全体的なプロファイルが傾斜しているのは、放射線源52の照射特性に起因する濃淡(ムラ)が生じているためである。
一方、上記と同じ処理を、放射線画像撮影装置1に再度放射線を照射して行う。すると、放射線画像撮影装置1では、今度は、図28(B)に示すように、上記の検出ラインLnとは異なる検出ラインLmにオン電圧を印加した時点で放射線の照射開始が検出される。そして、上記と同様にして、読み出し開始ラインLm+1からオン電圧の印加を開始して画像データD2の読み出し処理を行い、読み出した画像データD2とオフセットデータOを画像処理装置である画像処理装置58に送信する。
画像処理装置58では、同様にして、算出したに基づく真の画像データD2*のうち、放射線画像撮影装置1の各走査線5ごとに、同じ走査線5に接続されている各放射線検出素子7から読み出された画像データD2に基づく真の画像データD2*の平均値D2*ave(k)を、各走査線5ごとに算出し、それらをグラフに上プロットする。
すると、図28(B)の右側のグラフのように、平均値D2*ave(k)のプロファイル中に、今度は、検出ラインLmや読み出し開始ラインLm+1に相当する部分、すなわちグラフ中のm、m+1の部分に輝度の段差が生じる。そこで、これらの平均値D1ave(k)、D2ave(k)を用いて、例えば以下のようにして輝度の段差を生じている画像データDを修復するように構成することができる。
このようにして算出された平均値D2*ave(k)を、例えば各走査線5ごとに平均値D1*ave(k)で除算すると、図29に示すように、平均値D1*ave(k)に対する平均値D2*ave(k)の比α(k)(すなわちα(k)=D2*ave(k)/D1*ave(k))は、この場合は、1回目の読み出し開始ラインLn+1と2回目の検出ラインLmとの間の部分で1よりも有意に大きな値α*になる。
なお、上記の値α*は、例えば、1回目の読み出し開始ラインLn+1と2回目の検出ラインLmとの間の各走査線5ごとに算出された値α*(k)の平均値等として算出される。
このα*は、放射線画像撮影装置1で、ゲートドライバー15bの非接続の端子pにオン電圧が印加される等する前に読み出された画像データDに基づく真の画像データD*に対する、ゲートドライバー15bの非接続の端子pにオン電圧が印加される等した後に読み出された画像データDに基づく真の画像データD*の増加率に起因する真の画像データD*の増加率であると考えられる。
そこで、この増加率α*を係数として用い、例えば、
(1)ゲートドライバー15bの非接続の端子pにオン電圧が印加される等した後に読み出された画像データDに基づく真の画像データD*を係数α*で除算する、
(2)ゲートドライバー15bの非接続の端子pにオン電圧が印加される等する前に読み出された画像データDに基づく真の画像データD*に係数α*で乗算する、
或いは、
(3)係数α*に基づいて、ゲートドライバー15bの非接続の端子pにオン電圧が印加される等する前に読み出された画像データDに基づく真の画像データD*を所定倍して増加させるとともに、ゲートドライバー15bの非接続の端子pにオン電圧が印加される等した後に読み出された画像データDに基づく真の画像データD*を所定の割合で減少させる、
等の方法で、真の画像データD*を修復することが可能である。
(1)ゲートドライバー15bの非接続の端子pにオン電圧が印加される等した後に読み出された画像データDに基づく真の画像データD*を係数α*で除算する、
(2)ゲートドライバー15bの非接続の端子pにオン電圧が印加される等する前に読み出された画像データDに基づく真の画像データD*に係数α*で乗算する、
或いは、
(3)係数α*に基づいて、ゲートドライバー15bの非接続の端子pにオン電圧が印加される等する前に読み出された画像データDに基づく真の画像データD*を所定倍して増加させるとともに、ゲートドライバー15bの非接続の端子pにオン電圧が印加される等した後に読み出された画像データDに基づく真の画像データD*を所定の割合で減少させる、
等の方法で、真の画像データD*を修復することが可能である。
このようにして真の画像データD*を修復すれば、ゲートドライバー15bの非接続の端子pにオン電圧が印加される等する前に読み出された画像データDに基づく真の画像データD*に対する、ゲートドライバー15bの非接続の端子pにオン電圧が印加される等した後に読み出された画像データDに基づく真の画像データD*の増加率の影響が排除され、両者の間の輝度の段差を修復させることが可能となる。
そこで、本実施形態では、真の画像データD*の修復処理を行う際には、上記の方法のいずれかを用いて修復処理を行うようになっている。そして、画像処理装置58は、放射線画像撮影装置1の工場出荷時やキャリブレーション時等に算出された上記の係数α*の情報を保存しており、真の画像データD*の修復処理を行う際に、それを読み出して真の画像データD*を修復するようになっている。
なお、放射線画像撮影システム50内に放射線画像撮影装置1が複数存在する場合には、画像処理装置58は、各放射線画像撮影装置1についてそれぞれ上記の係数α*の情報を保存して管理するように構成される。
また、前述したように、画像データDや真の画像データD*に輝度の段差が生じる原因が不明であるため、上記の修復方法(1)〜(3)のいずれを採用すべきかは決め難い。そのため、現時点では、各放射線画像撮影装置1における輝度の段差の現れ方等に応じて適切な修復方法が採用されることが望ましい。そして、そのいずれの修復方法を採用するかは、予め決められる。
さらに、放射線画像撮影装置1における画像データDの読み出し処理の際に、ゲートドライバー15bの非接続の端子pにオン電圧が印加される等する前に読み出された画像データD等から算出される真の画像データD*と、非接続の端子pにオン電圧が印加される等した後に読み出された画像データD等から算出される真の画像データD*のうちのいずれの真の画像データD*を修復するか、或いはそれらを両方とも修復するかについては、予め決めておくように構成される。
また、上記の係数α*の算出の際、前述したように、検出ラインLn付近では、線欠陥により真の画像データD*の値が本来の値ではなくなっているため、それらの各走査線5に接続されている各放射線検出素子7から読み出された画像データDに基づく真の画像データD*を除外して、上記の係数α*が算出されることが望ましい。
[ゲイン補正値の更新処理の手順について]
以下、本実施形態に係る画像処理装置58における放射線画像撮影装置1の放射線検出素子7ごとのゲイン補正値Gの更新処理の手順等について具体的に説明する。以下では、図30に示すゲイン補正値Gの更新処理の手順を示すフローチャートに従って説明する。なお、前述したように、このゲイン補正値Gの更新処理は、放射線画像撮影装置1のメンテナンス時に行われるキャリブレーションの際等に行われる。
以下、本実施形態に係る画像処理装置58における放射線画像撮影装置1の放射線検出素子7ごとのゲイン補正値Gの更新処理の手順等について具体的に説明する。以下では、図30に示すゲイン補正値Gの更新処理の手順を示すフローチャートに従って説明する。なお、前述したように、このゲイン補正値Gの更新処理は、放射線画像撮影装置1のメンテナンス時に行われるキャリブレーションの際等に行われる。
まず、放射線画像撮影装置1に対して放射線源52から放射線を照射し、上記のようにして放射線画像撮影装置1で放射線の照射開始を検出して、画像データDの読み出し処理を行う。そして、放射線画像撮影装置1に放射線を照射しない状態でオフセットデータOの読み出し処理を行う。そして、読み出した画像データDとオフセットデータOとを画像処理装置58に送信する(ステップS1)。
また、その際、放射線画像撮影装置1は、上記の検出ラインLnの情報、すなわち例えばそのライン番号nの情報を、画像処理装置58に送信する。
なお、図30のフローチャートでは、放射線画像撮影装置1からの画像データD等の送信後、輝度の段差の修復処理(ステップS4)や線欠陥の修復処理(ステップS5)等を行った後、放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射を所定回数行っていなければ(ステップS6;NO)、再度、放射線画像撮影装置1に対して放射線を照射する場合が示されている。
しかし、画像処理装置58での処理を待たずに、放射線画像撮影装置1で所定回数の放射線画像撮影を行い、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されるごとに画像データDとオフセットデータOと、検出ラインLnの情報を、画像処理装置58に送信するように構成することも可能である。
画像処理装置58は、放射線画像撮影装置1から画像データDとオフセットデータOとが送信されてくると、放射線画像撮影装置1の各放射線検出素子7ごとに、上記(1)式に従って、画像データDとオフセットデータOから真の画像データD*を算出する(ステップS2)。
そして、上記の輝度の段差の修復処理の原理等では、このようにして算出した真の画像データD*をそのまま用い、放射線画像撮影装置1の各走査線5ごとに、同じ走査線5に接続されている各放射線検出素子7から読み出された画像データDに基づく真の画像データD*の平均値D*ave(k)(kは走査線5のライン番号1〜x)を算出するように説明したが、実際には、真の画像データD*には、各放射線検出素子7における放射線(本実施形態ではシンチレーター3から照射される電磁波)の電荷への変換効率や各読み出し回路17(図7等参照)等によるばらつきがある。
そこで、この真の画像データD*におけるばらつきを抑制するために、本実施形態では、画像処理装置58は、上記のように各放射線検出素子7ごとに真の各画像データD*を算出すると(ステップS2)、続いて、算出した真の各画像データD*に対して、各放射線検出素子7ごとに、更新される前のゲイン補正値(以下、この更新前のゲイン補正値をGoldと表す。)Goldをそれぞれ乗算する(ステップS3)。
そして、以下、ステップS8で平均値Gold・D*AVEが更新前のゲイン補正値Goldで除算されるまで、この更新前のゲイン補正値Goldが乗算された真の画像データD*すなわちGold・D*(以下、ゲイン補正された真の画像データGold・D*という。)を対象として各処理が行われる。
画像処理装置58は、続いて、ゲイン補正された真の画像データGold・D*に生じている輝度の段差(図27等参照)の修復処理を行う(ステップS4)。この場合、画像処理装置58は、当該放射線画像撮影装置1に関する係数α*の情報を読み出す。
そして、送信されてきた検出ラインLnの情報に基づいて、放射線画像撮影装置1における画像データDの読み出し処理の際に、ゲートドライバー15bの非接続の端子pにオン電圧が印加される等する前に読み出された画像データD等から算出される真の画像データD*と、非接続の端子pにオン電圧が印加される等した後に読み出された画像データD等から算出される上記のゲイン補正された真の画像データGold・D*のうちの、修復の対象とされた方のゲイン補正された真の画像データGold・D*(両方の場合もある。)を、上記の修復方法の(1)〜(3)のうちの予め設定された方法に基づいて修復する。
なお、放射線画像撮影装置1のゲートドライバー15bに非接続の端子p(図25や図26参照)が存在しない場合や、非接続の端子pが存在しても上記のような輝度の段差が生じないような場合には、このステップS4の輝度の段差の修復処理は省略される。
[線欠陥の部分のゲイン補正された真の画像データの修復処理について]
画像処理装置58は、続いて、前述した欠損を生じている上記のゲイン補正された真の画像データGold・D*(すなわち線欠陥の部分のゲイン補正された真の画像データGold・D*)を修復する(ステップS5)。
画像処理装置58は、続いて、前述した欠損を生じている上記のゲイン補正された真の画像データGold・D*(すなわち線欠陥の部分のゲイン補正された真の画像データGold・D*)を修復する(ステップS5)。
前述したように、上記の検出方法1や検出方法2、或いはさらに改良された検出方法を採用した場合、図24等に示したように、検出ラインLn(図24の場合には検出ラインは走査線5のラインLn+2である。)の近傍の走査線5に接続されている各放射線検出素子7から読み出された画像データDに欠損が生じる。そのため、上記のようにして画像データD等から算出されるゲイン補正された真の画像データGold・D*にも欠損が生じている。
そして、各放射線検出素子7のゲイン補正された真の画像データGold・D*の、放射線検出素子1の各走査線5ごとの平均値Gold・D*ave(k)を算出して、走査線5のライン番号kごとにプロットすると、例えば図31に示すような平均値Gold・D*ave(k)のプロファイルが得られる。なお、図31は、検出ラインLn(横軸上のn参照)の近傍の各走査線5における平均値Gold・D*ave(k)のみが記載されている。
そこで、このゲイン補正された真の画像データGold・D*の平均値Gold・D*ave(k)のプロファイルに基づいて、欠損を生じているゲイン補正された真の画像データGold・D*が修復される。
欠損を生じているゲイン補正された真の画像データGold・D*の修復方法としては、種々の方法が考えられるが、本実施形態では、画像処理装置58は、例えば、以下のような厳密な処理を行うことにより、欠損を生じているゲイン補正された真の画像データGold・D*を修復するようになっている。
まず、図32に示すように、検出ラインLnおよびそれよりライン番号kが小さい所定本数(例えば10本や50本等に設定される。)の各走査線5を除く、検出ラインLn前後の所定本数(例えば10本ずつ)の各走査線5における上記の各平均値Gold・D*ave(k)を近似する直線Lap1を算出する。
そして、各ライン番号kごとに、実際の各平均値Gold・D*ave(k)を、当該各平均値Gold・D*ave(k)に対応する直線Lap1上の値で除算した値をプロットすると、例えば図33に示すようなグラフになる。これらの除算した値は、直線Lap1上の各値に対する実際の各平均値Gold・D*ave(k)の低下率DS(k)に相当する。
なお、以下の処理では、この低下率DS(k)を用いて処理を行う場合について説明するが、直線Lap1で近似せず、ゲイン補正された真の画像データGold・D*の各平均値Gold・D*ave(k)をそのままで用いて処理を行うように構成することも可能である。
上記のようにして各走査線5ごとに低下率DS(k)を算出すると、続いて、画像処理装置58は、算出した低下率DS(k)に対して、検出ラインLnの低下率DS(n)と、放射線画像撮影装置1における放射線の照射開始の検出処理(前述した検出方法1、2等参照)の際に検出ラインLnよりも前にオン電圧が印加された所定本数の各走査線5(すなわち検出ラインLnおよび検出ラインLnよりライン番号kが小さい所定本数の各走査線5)の各低下率DS(k)とを近似直線Lap2で直線近似する。
そして、図34に示すように、上記の走査線5の所定本数を替えて、それぞれ近似直線Lap2で近似する。
具体的には、いま仮に、所定本数を4本とすると、その場合、欠損を生じているゲイン補正された真の画像データGold・D*の範囲(すなわち線欠陥(図24等参照)の範囲)が、検出ラインLnから走査線5のラインLn-3までの4本の走査線5にそれぞれ接続されている各放射線検出素子7から読み出された画像データDに基づいて算出されたゲイン補正された真の画像データGold・D*であると仮定されたことになる。
そして、このようにして選択された検出ラインLnから走査線5のラインLn-3までの4本の走査線5の各低下率DS(n-3)〜DS(n)を、例えば最小二乗法等を用いて近似直線Lap2で直線近似する。正確には、この場合は、図34等のグラフ上で、(n−3,DS(n-3))、(n−2,DS(n-2))、(n−1,DS(n-1))、(n,DS(n))の4点を近似直線Lap2で直線近似する。
また、検出ラインLnから走査線5のラインLn-3までの各走査線5に対応する近似直線Lap2上の各値を、それぞれ例えばLap2(n-3)〜Lap2(n)とすると、それらの各値Lap2(n-3)〜Lap2(n)の各逆数1/Lap2(n-3)〜1/Lap2(n)が、上記の修復すべき範囲として仮定された検出ラインLnから走査線5のラインLn-3までの4本の各走査線5にそれぞれ接続されている各放射線検出素子7から読み出された画像データDに基づいて算出されたゲイン補正された真の画像データGold・D*をそれぞれ修復するための各修復係数であると考えられる。
そこで、検出ラインLnから走査線5のラインLn-3までの各走査線5の各低下率DS(n-3)〜DS(n)に、それぞれ各修復係数1/Lap2(n-3)〜1/Lap2(n)を乗算する。すると、修復された各低下率DS(n-3)/Lap2(n-3)〜DS(n)/Lap2(n)は、それぞれ1に近い値に修復されているはずである。
そして、欠損を生じているゲイン補正された真の画像データGold・D*の範囲(すなわち線欠陥の範囲)として仮定された検出ラインLnから走査線5のラインLn-3までの4本の走査線5については、修復された各低下率DS(n-3)/Lap2(n-3)〜DS(n)/Lap2(n)と1との二乗誤差(すなわち差の二乗)をそれぞれ算出する。一方、それ以外の走査線5については、元の各低下率DS(n)と1との二乗誤差をそれぞれ算出する。
そして、それらの二乗誤差の合計値を算出する。このようにして算出された二乗誤差の合計値が、所定本数を4本とした場合に近似された近似直線Lap2に対応する値となる。そのため、所定本数が4本の場合の近似直線Lap2に、算出された二乗誤差の合計値が割り当てられる。
このようにして、欠損を生じているゲイン補正された真の画像データGold・D*の範囲(すなわち線欠陥の範囲)として仮定する走査線5の所定本数を2本、3本、4本、…と替えて、図34に示すように、それぞれ近似直線Lap2で近似する。
そして、近似直線Lap2を算出するごとに、上記と同様にして、上記の範囲の走査線5については修復された各低下率と1との二乗誤差をそれぞれ算出し、それ以外の走査線5については、元の各低下率DS(n)と1との二乗誤差をそれぞれ算出する。そして、二乗誤差の合計値を算出して、近似直線Lap2にそれぞれ割り当てる。
そして、図35に示すように、各近似直線Lap2のうち、上記の二乗誤差の合計値が最小となる近似直線Lap2*を抽出する。そして、抽出された近似直線Lap2*が、図35に示すように例えば検出ラインLnから走査線5のラインLn-4までの5本の各走査線5を対象として近似した近似直線であれば、欠損を生じているゲイン補正された真の画像データGold・D*の範囲(すなわち線欠陥の範囲)は、検出ラインLnから走査線5のラインLn-4までの5本の各走査線5にそれぞれ接続されている各放射線検出素子7から読み出された画像データDに基づいて算出されたゲイン補正された真の画像データGold・D*であるとして特定することができる。
また、この場合、上記のように、検出ラインLnから走査線5のラインLn-4までの各走査線5に対応する、抽出された近似直線Lap2*上の各値Lap2*(n-4)〜Lap2*(n)の各逆数1/Lap2*(n-4)〜1/Lap2*(n)が、それぞれ、検出ラインLnから走査線5のラインLn-4までの各走査線5に接続されている各放射線検出素子7から読み出された画像データDに基づくゲイン補正された真の画像データGold・D*に対する各修復係数になる。
そこで、検出ラインLnから走査線5のラインLn-4までの各走査線5に接続されている各放射線検出素子7ごとのゲイン補正された真の画像データGold・D*に、それぞれ対応する修復係数1/Lap2*(n-4)〜1/Lap2*(n)を乗算して、修復すべき範囲内のゲイン補正された真の画像データGold・D*をそれぞれ修復する。
具体的には、走査線5のラインLn-4に接続されている各放射線検出素子7(m,n−4)のゲイン補正された真の画像データGold・D*(m,n−4)には修復係数1/Lap2*(n-4)を乗算し、同様に、走査線のラインLn-3から検出ラインLnまでの各走査線5に接続されている各放射線検出素子7のゲイン補正された真の画像データGold・D*(m,n−3)〜Gold・D*(m,n)には修復係数1/Lap2*(n-3)〜1/Lap2*(n)をそれぞれ乗算することにより、修復すべき範囲内のゲイン補正された真の画像データGold・D*をそれぞれ修復することができる。
このようにして、画像処理装置58は、各放射線検出素子7ごとのゲイン補正された真の画像データGold・D*を修復するようになっている。このように構成すれば、各走査線5ごとの平均値Gold・D*ave(k)としての表現になるが、例えば図36に示すように、放射線検出素子7ごとのゲイン補正された真の画像データGold・D*は、欠損がない状態に修復される。
なお、上記の修復処理の例では、各走査線5ごとの低下率DS(n)等を近似直線Lap2で直線近似する場合について説明した。これは、実際には、図37(A)に示すように、放射線源52(図11や図12参照)から放射線画像撮影装置1に対して放射線を照射する際に、放射線の線量率(すなわち単位時間当たりの線量)uが、放射線の照射開始直後に瞬時に立ち上がることが前提とされている。
すなわち、放射線の照射開始からの線量率uが一定であるため、放射線画像撮影装置1の各放射線検出素子7内に発生する電荷が時間tに比例して増加する。そして、時間tに比例して各放射線検出素子7内で増加する電荷が、放射線の照射が開始された後の各放射線検出素子7のリセット処理(検出方法1の場合)や画像データdの読み出し処理(検出方法2の場合)で各放射線検出素子7から放出されるために欠損が生じる。
そのため、図35等に示したように、線欠陥の部分におけるゲイン補正された真の画像データGold・D*の減少(図35の場合はそれに対応する低下率DS(n)の減少)を、近似直線Lap2等で近似するという仮定が成り立ったのである。
しかし、放射線源52における放射線の照射開始からの放射線の立ち上がり特性は多様であり、必ずしも図37(A)に示したように、放射線の線量率uが放射線の照射開始直後に瞬時に立ち上がるとは限らない。
そこで、放射線の線量率uが放射線の照射開始直後に瞬時に立ち上がらない放射線源52を用いる場合には、線欠陥の部分におけるゲイン補正された真の画像データGold・D*の減少(或いはそれに対応する低下率DS(n)等の変化)を、上記のように近似直線Lap2で近似する代わりに、放射線源52における放射線の照射開始からの放射線の立ち上がり特性に基づいて適切に設定された関数で近似し、それに基づいて、ゲイン補正された真の画像データGold・D*をそれぞれ修復することが望ましい。
その場合、上記のように、放射線画像撮影装置1の各放射線検出素子7内に発生する電荷は、放射線画像撮影装置1に照射される放射線の線量率uの時間的な積分値に応じて増加することを利用することができる。
そして、上記の関数を設定する際には、放射線源52から照射される放射線の線量率uが例えば図37(B)に示すように変化する場合には、放射線の線量率uが増加している最中に各放射線検出素子7のリセット処理(検出方法1の場合)や画像データdの読み出し処理(検出方法2の場合)が行われた可能性がある走査線5については二次関数で、また、線量率uが一定になった後で各放射線検出素子7のリセット処理等が行われた可能性がある走査線5については一次関数(すなわち直線)で近似するように構成することが可能である。
また、放射線源52から照射される放射線の線量率uの時間的変動が別の形態になる場合には、線量率uの時間的な積分値もそれにあわせて変わる。このように、放射線源52における放射線の照射開始からの放射線の立ち上がり特性に基づいて適切な関数を設定し、設定した関数で近似して、ゲイン補正された真の画像データGold・D*をそれぞれ修復することが望ましい。
画像処理装置58は、以上の処理(ステップS1〜S5)を所定回数行っていなければ(ステップS6;NO)、所定回数繰り返す。
放射線画像撮影装置1における検出方法1(図16等参照)や検出方法2(図20等参照)では、放射線の照射が開始されたことを検出した時点或いはその直前にオン電圧が印加されていた走査線5、すなわち検出ラインLn(図16の場合は検出ラインは走査線5のラインL4)は、放射線画像撮影ごと、すなわち放射線画像撮影装置1に放射線が照射されるごとに変わる。
しかし、上記のように構成すれば、放射線画像撮影装置1に放射線が照射されるごとに得られる画像データD等に基づいてゲイン補正された真の画像データGold・D*を算出し、それを修復して線欠陥が修復される。このように、放射線画像撮影ごとに検出ラインLnの位置が変わっても、その都度、線欠陥が修復されるため、以下のゲイン補正値Gの更新処理において、線欠陥の影響が残ってしまうことを的確に回避することが可能となる、
画像処理装置58は、以上の処理を所定回数行うと(ステップS6;YES)、上記のようにゲイン補正された真の画像データGold・D*が修復された各放射線検出素子7を含む全ての放射線検出素子7について、放射線検出素子7ごとに、所定回数分算出したゲイン補正された真の画像データGold・D*の平均値Gold・D*AVEを算出する(ステップS7)。
そして、算出した放射線検出素子7ごとのゲイン補正された真の画像データGold・D*の平均値Gold・D*AVEを、更新前のゲイン補正値Goldで除算する(ステップS8)。
なお、上記のように、ゲイン補正された真の画像データGold・D*の平均値Gold・D*AVEを更新前のゲイン補正値Goldで除算すればD*AVEとなるため、もともとステップS3で真の画像データD*に更新前のゲイン補正値Goldを乗算せずに、そのまま真の画像データD*を用いて処理を行えばよいことになりそうである。
しかし、前述したように、真の画像データD*には、実際には、各放射線検出素子7における放射線(本実施形態ではシンチレーター3から照射される電磁波)の電荷への変換効率や各読み出し回路17(図7等参照)等によるばらつきがある。そのため、真の画像データD*のままでは、上記のように、欠陥を生じている真の画像データD*の範囲すなわち線欠陥を生じている走査線5の範囲を的確に特定することが困難になる。
そこで、本実施形態では、真の画像データD*に対して更新前の値ではあるがゲイン補正値Goldを乗算することで、真の画像データD*おけるばらつきを抑制する。更新前のゲイン補正値Goldは、この更新処理で更新されてしまうゲイン補正値ではあるが、新たに更新されるゲイン補正値Gとさほど大きな違いはない。そのため、真の画像データD*に更新前のゲイン補正値Goldを乗算すれば、その値Gold・D*(すなわちゲイン補正された真の画像データGold・D*)は比較的均一な値になるはずであり、ばらつきが抑制されるはずである。
そして、上記のように、ゲイン補正された真の画像データGold・D*の平均値Gold・D*ave(k)を算出すれば、ゲイン補正された真の画像データGold・D*が走査線5ごとに平均化されることにより、さらにばらつきが抑制されて、均一な値になるはずである。そのため、上記のようにして、線欠陥を生じている走査線5の範囲を的確に特定することが可能となるのである。
しかし、その一方で、線欠陥を生じている走査線5の範囲を特定し、欠損を生じているゲイン補正された真の画像データGold・D*を修復した後は、乗算されている更新前のゲイン補正値Goldは、新たにゲイン補正値Gを算出するためには邪魔になる。そこで、ステップS8で、放射線検出素子7ごとのゲイン補正された真の画像データGold・D*の平均値Gold・D*AVEを、更新前のゲイン補正値Goldで除算する。
そして、このようにして、放射線検出素子7ごとに除算して算出された値Gold・D*AVE/Goldは、放射線検出素子7ごとのゲイン補正される前の値であると考えられる。そこで、画像処理装置58は、放射線検出素子7ごとに値Gold・D*AVE/Goldに新たなゲイン補正値Gを乗算した値が、全ての放射線検出素子7で同じ値になるように、各ゲイン補正値Gを放射線検出素子7ごとにそれぞれ算出する。
このようにして、本実施形態では、画像処理装置58は、各放射線検出素子7ごとにゲイン補正値Gを算出して、更新するようになっている(ステップS9)。
算出されて更新された新たな各ゲイン補正値Gは、例えば、画像処理装置58の記憶手段59(図11等参照)に、当該放射線画像撮影装置1の各放射線検出素子7に対応付けられてそれぞれ保存される。
なお、上記の本実施形態では、放射線画像撮影装置1から画像データDやオフセットデータO、検出ラインLnの情報等を画像処理装置58に送信して、画像処理装置58で、放射線画像撮影装置1の放射線検出素子7ごとのゲイン補正値Gの更新処理(図30のステップS1〜S9等参照)を行う場合について説明した。
しかし、この更新処理を、放射線画像撮影装置1自体で行うように構成することも可能である。この場合、放射線画像撮影装置1の制御手段22が、上記の画像処理装置58での処理を行うように構成することが可能である。
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50や画像処理装置58、放射線画像撮影装置1によれば、放射線画像撮影装置1自体で放射線の照射が開始されたことを検出する新たな検出方法を採用したことにより、画像データDや真の画像データD*中に必然的に生じ、また、放射線画像撮影ごとに発生する位置が変わる線欠陥を、的確に修復することが可能となる。
そのため、画像データDや真の画像データD*のゲイン補正処理に用いるゲイン補正値Gの更新処理の際に、的確に修復した画像データDや真の画像データD*を含む画像データDや真の画像データD*に基づいて、放射線画像撮影装置1の各放射線検出素子7ごとのゲイン補正値Gをそれぞれ的確に算出して更新することが可能となる。
そのため、線欠陥の影響が残ってしまうことによって各放射線検出素子7ごとのゲイン補正値Gが的確に更新できなくなる事態が生じることが的確に防止される。
なお、本発明が上記の各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更可能であることは言うまでもない。
1 放射線画像撮影装置
5 走査線
6 信号線
7 放射線検出素子
8 TFT(スイッチ手段)
15 走査駆動手段
15b ゲートドライバー
17 読み出し回路
22 制御手段
39 コネクター(通信手段)
41 アンテナ装置(通信手段)
50 放射線画像撮影システム
58 コンソール(画像処理装置)
D 画像データ
d 照射開始検出用の画像データ
D* 真の画像データ
dleak リークデータ
dleak_th 閾値
dth 閾値
G ゲイン補正値
Gold 更新前のゲイン補正値(更新される前のゲイン補正値)
I 放射線画像
O オフセットデータ
P 検出部
p 非接続の端子
q 電荷
r 小領域
5 走査線
6 信号線
7 放射線検出素子
8 TFT(スイッチ手段)
15 走査駆動手段
15b ゲートドライバー
17 読み出し回路
22 制御手段
39 コネクター(通信手段)
41 アンテナ装置(通信手段)
50 放射線画像撮影システム
58 コンソール(画像処理装置)
D 画像データ
d 照射開始検出用の画像データ
D* 真の画像データ
dleak リークデータ
dleak_th 閾値
dth 閾値
G ゲイン補正値
Gold 更新前のゲイン補正値(更新される前のゲイン補正値)
I 放射線画像
O オフセットデータ
P 検出部
p 非接続の端子
q 電荷
r 小領域
Claims (8)
- 互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各小領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子を備える検出部と、
前記各走査線に対して印加する電圧をオン電圧とオフ電圧の間で切り替えるゲートドライバーを備える走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
外部装置との間で信号の送受信を行い、前記画像データを送信するための通信手段と、
を備える放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置から送信された前記画像データに対して少なくともゲイン補正処理を行って放射線画像を生成する画像処理装置と、
を備え、
前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、放射線画像撮影前に、前記ゲートドライバーから前記各走査線にオフ電圧を印加して前記各スイッチ手段をオフ状態とした状態で前記各スイッチ手段を介して前記各放射線検出素子からリークした前記電荷をリークデータに変換するリークデータの読み出し処理と、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して行う前記各放射線検出素子のリセット処理とを交互に繰り返し行わせ、読み出した前記リークデータが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出する検出処理を行うように構成されており、
前記画像処理装置は、前記画像データの前記ゲイン補正処理に用いるゲイン補正値の更新時には、前記放射線画像撮影装置の前記制御手段における前記検出処理により前記画像データに生じる線欠陥を修復し、修復した前記画像データを含む前記画像データに基づいて、前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子ごとに前記ゲイン補正値をそれぞれ算出して更新することを特徴とする放射線画像撮影システム。 - 互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各小領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子を備える検出部と、
前記各走査線に対して印加する電圧をオン電圧とオフ電圧の間で切り替えるゲートドライバーを備える走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
外部装置との間で信号の送受信を行い、前記画像データを送信するための通信手段と、
を備える放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置から送信された前記画像データに対して少なくともゲイン補正処理を行って放射線画像を生成する画像処理装置と、
を備え、
前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、放射線画像撮影前に、前記ゲートドライバーから前記各走査線にオン電圧を順次印加して照射開始検出用の画像データの読み出し処理を行わせ、読み出した前記照射開始検出用の画像データが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出する検出処理を行うように構成されており、
前記画像処理装置は、前記画像データの前記ゲイン補正処理に用いるゲイン補正値の更新時には、前記放射線画像撮影装置の前記制御手段における前記検出処理により前記画像データに生じる線欠陥を修復し、修復した前記画像データを含む前記画像データに基づいて、前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子ごとに前記ゲイン補正値をそれぞれ算出して更新することを特徴とする放射線画像撮影システム。 - 前記放射線画像撮影装置の前記制御手段は、前記画像データの読み出し処理の前または後に、前記画像データに重畳されている暗電荷に起因するオフセット分をオフセットデータとして読み出す前記オフセットデータの読み出し処理を行い、
前記画像処理装置は、前記画像データの前記ゲイン補正処理に用いるゲイン補正値の更新時には、前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子ごとに、前記画像データから前記オフセットデータを減算して真の画像データをそれぞれ算出し、算出した前記真の画像データに生じている線欠陥を修復し、修復した前記真の画像データを含む前記真の画像データに対してゲイン補正処理を行うための前記ゲイン補正値を前記各放射線検出素子ごとに算出して更新することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の放射線画像撮影システム。 - 前記画像処理装置は、前記真の画像データの前記ゲイン補正処理に用いるゲイン補正値の更新時には、前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子ごとに算出した前記真の画像データに、前記各放射線検出素子ごとの更新される前の前記ゲイン補正値を乗算し、更新される前の前記ゲイン補正値を乗算した前記真の画像データに生じている線欠陥を修復し、修復したデータを含む更新される前の前記ゲイン補正値を乗算された前記真の画像データを前記各放射線検出素子ごとに前記更新される前のゲイン補正値で除算し、これらの除算した値に基づいて前記各放射線検出素子ごとに前記ゲイン補正値を算出して更新することを特徴とする請求項3に記載の放射線画像撮影システム。
- 前記放射線画像撮影装置の前記ゲートドライバーは、前記走査線が接続されていない非接続の端子を備えており、
前記画像処理装置は、前記画像データの前記ゲイン補正処理に用いるゲイン補正値の更新時には、
前記画像データまたは前記真の画像データに生じている線欠陥だけでなく、
前記放射線画像撮影装置における前記画像データの読み出し処理の際に、当該放射線画像撮影装置の前記ゲートドライバーの前記非接続の端子にオン電圧が印加される前または前記非接続の端子がアクティブな状態とされる前に読み出された前記画像データ、または当該放射線画像撮影装置の前記ゲートドライバーの前記非接続の端子にオン電圧が印加された後または前記非接続の端子がアクティブな状態とされた後に読み出された前記画像データの少なくとも一方を修復し、
修復した前記画像データを含む前記画像データ、または前記修復した画像データに基づいて算出される修復された前記真の画像データを含む前記真の画像データに基づいて、前記画像データまたは前記真の画像データの前記ゲイン補正処理に用いる前記ゲイン補正値を前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子ごとにそれぞれ算出して更新することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の放射線画像撮影システム。 - 放射線画像撮影装置で読み出された画像データのゲイン補正処理に用いるゲイン補正値の更新時に、当該放射線画像撮影装置における放射線の照射開始の検出処理により前記画像データに生じる線欠陥を修復し、修復した前記画像データを含む前記画像データに基づいて、前記放射線画像撮影装置の各放射線検出素子ごとに前記ゲイン補正値をそれぞれ算出して更新することを特徴とする画像処理装置。
- 互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各小領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子を備える検出部と、
前記各走査線に対して印加する電圧をオン電圧とオフ電圧の間で切り替えるゲートドライバーを備える走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
放射線画像撮影前に、前記ゲートドライバーから前記各走査線にオフ電圧を印加して前記各スイッチ手段をオフ状態とした状態で前記各スイッチ手段を介して前記各放射線検出素子からリークした前記電荷をリークデータに変換するリークデータの読み出し処理と、前記走査駆動手段から前記各走査線にオン電圧を順次印加して行う前記各放射線検出素子のリセット処理とを交互に繰り返し行わせ、読み出した前記リークデータが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出する検出処理を行うように構成されており、
前記画像データのゲイン補正処理に用いるゲイン補正値の更新時には、前記検出処理により前記画像データに生じる線欠陥を修復し、修復した前記画像データを含む前記画像データに基づいて、前記各放射線検出素子ごとに前記ゲイン補正値をそれぞれ算出して更新することを特徴とする放射線画像撮影装置。 - 互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各小領域に二次元状に配列された複数の放射線検出素子を備える検出部と、
前記各走査線に対して印加する電圧をオン電圧とオフ電圧の間で切り替えるゲートドライバーを備える走査駆動手段と、
前記各走査線に接続され、オン電圧が印加されると前記放射線検出素子に蓄積された電荷を前記信号線に放出させるスイッチ手段と、
前記放射線検出素子から放出された前記電荷を画像データに変換して読み出す読み出し回路と、
少なくとも前記走査駆動手段および前記読み出し回路を制御して前記放射線検出素子からの前記画像データの読み出し処理を行わせる制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
放射線画像撮影前に、前記ゲートドライバーから前記各走査線にオン電圧を順次印加して照射開始検出用の画像データの読み出し処理を行わせ、読み出した前記照射開始検出用の画像データが閾値を越えた時点で放射線の照射が開始されたことを検出する検出処理を行うように構成されており、
前記画像データのゲイン補正処理に用いるゲイン補正値の更新時には、前記検出処理により前記画像データに生じる線欠陥を修復し、修復した前記画像データを含む前記画像データに基づいて、前記各放射線検出素子ごとに前記ゲイン補正値をそれぞれ算出して更新することを特徴とする放射線画像撮影装置。
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014194408A (ja) * | 2013-02-28 | 2014-10-09 | Canon Inc | 放射線撮像装置、放射線撮像システム、放射線撮像方法およびプログラム |
WO2015029695A1 (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム |
JP2015080518A (ja) * | 2013-10-21 | 2015-04-27 | キヤノン株式会社 | 放射線撮影装置およびその制御方法、放射線画像処理装置および方法、並びに、プログラムおよびコンピュータ可読記憶媒体 |
JP2015080519A (ja) * | 2013-10-21 | 2015-04-27 | キヤノン株式会社 | 放射線撮影装置およびその制御方法、放射線画像処理装置および方法、並びに、プログラムおよびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
WO2015059886A1 (ja) * | 2013-10-21 | 2015-04-30 | キヤノン株式会社 | 放射線撮影装置およびその制御方法、放射線画像処理装置および方法、並びに、プログラムおよびコンピュータ可読記憶媒体 |
JP2015208484A (ja) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置、放射線撮影装置、それらの制御方法、放射線撮影システムおよびプログラム |
JP2016036374A (ja) * | 2014-08-05 | 2016-03-22 | キヤノン株式会社 | 放射線撮影装置およびゲイン画像作成方法 |
-
2011
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014194408A (ja) * | 2013-02-28 | 2014-10-09 | Canon Inc | 放射線撮像装置、放射線撮像システム、放射線撮像方法およびプログラム |
WO2015029695A1 (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-05 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム |
JP2015043834A (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-12 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム |
US10311549B2 (en) | 2013-08-27 | 2019-06-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing apparatus, image processing method, and program |
JP2015080518A (ja) * | 2013-10-21 | 2015-04-27 | キヤノン株式会社 | 放射線撮影装置およびその制御方法、放射線画像処理装置および方法、並びに、プログラムおよびコンピュータ可読記憶媒体 |
JP2015080519A (ja) * | 2013-10-21 | 2015-04-27 | キヤノン株式会社 | 放射線撮影装置およびその制御方法、放射線画像処理装置および方法、並びに、プログラムおよびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
WO2015059886A1 (ja) * | 2013-10-21 | 2015-04-30 | キヤノン株式会社 | 放射線撮影装置およびその制御方法、放射線画像処理装置および方法、並びに、プログラムおよびコンピュータ可読記憶媒体 |
US9949708B2 (en) | 2013-10-21 | 2018-04-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Radiation imaging apparatus and method of controlling the same, radiation image processing apparatus and method thereof, and computer-readable storage medium |
EP3061398B1 (en) * | 2013-10-21 | 2020-09-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Radiographic imaging device and method for controlling same, radiographic image processing device and method, and program and computer-readable storage medium |
JP2015208484A (ja) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置、放射線撮影装置、それらの制御方法、放射線撮影システムおよびプログラム |
JP2016036374A (ja) * | 2014-08-05 | 2016-03-22 | キヤノン株式会社 | 放射線撮影装置およびゲイン画像作成方法 |
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