JP2016054795A - Radiographic imaging apparatus and calibration method of radiographic imaging apparatus - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、放射線を利用して放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法に関するものである。 The present invention relates to a radiographic image capturing apparatus that captures a radiographic image using radiation and a calibration method for the radiographic image capturing apparatus.
医療分野において、放射線、例えば、X線を利用して被写体を撮影して被写体のX線画像を得るX線画像撮影装置が知られている。X線画像撮影装置の中には、被写体に対するX線の照射方向が異なる複数枚のX線画像を再構成して再構成画像を得る、トモシンセシス撮影やステレオ撮影などの特殊撮影機能を有するものがある(特開2012−115380号公報)。特開2012−115380号公報には、X線画像撮影装置として、乳房撮影装置が記載されており、乳房撮影装置は、特殊撮影機能としてステレオ撮影機能を有している。 In the medical field, an X-ray imaging apparatus that captures an X-ray image of a subject by imaging the subject using radiation, for example, X-rays, is known. Some X-ray imaging apparatuses have special imaging functions such as tomosynthesis imaging and stereo imaging that reconstruct a plurality of X-ray images with different X-ray irradiation directions on a subject to obtain a reconstructed image. (Japanese Patent Laid-Open No. 2012-115380). Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-115380 describes a mammography apparatus as an X-ray imaging apparatus, and the mammography apparatus has a stereo imaging function as a special imaging function.
乳房撮影装置は、被写体となる乳房が配置される撮影台と、撮影台の上方に乳房を圧迫する圧迫板と、圧迫板の上方に配置されX線を照射するX線源とを有している。X線源は、撮影台に対するX線源の照射方向が可変となるように、回転自在なアームに取り付けられている。ステレオ撮影やトモシンセシス撮影を行う場合には、撮影台上の乳房に対するX線源の照射方向を変化させながら、複数の照射方向でX線画像を得る。複数枚のX線画像と、各X線画像の照射方向とに基づいて画像再構成処理が行われて、ステレオ画像や断層画像などの再構成画像が得られる。 The mammography apparatus includes an imaging table on which a subject breast is disposed, a compression plate that compresses the breast above the imaging table, and an X-ray source that is disposed above the compression plate and emits X-rays. Yes. The X-ray source is attached to a rotatable arm so that the irradiation direction of the X-ray source with respect to the imaging table is variable. When performing stereo imaging or tomosynthesis imaging, X-ray images are obtained in a plurality of irradiation directions while changing the irradiation direction of the X-ray source with respect to the breast on the imaging table. An image reconstruction process is performed based on a plurality of X-ray images and the irradiation direction of each X-ray image, and a reconstructed image such as a stereo image or a tomographic image is obtained.
撮影台には、X線画像を検出するための変換パネルが内包される。変換パネルは、二次元の撮像領域を有し、入射したX線を電気信号に変換する。電気信号に基づいて画像信号及びさらにはX線画像が生成される。撮影台は、X線に対する透過性を有するカーボンなどの材料で形成され、その一部には、金などのX線の吸収特性の高い材料で形成されたマーカーが設けられている。 The imaging table includes a conversion panel for detecting an X-ray image. The conversion panel has a two-dimensional imaging region and converts incident X-rays into electrical signals. An image signal and further an X-ray image are generated based on the electrical signal. The imaging table is made of a material such as carbon having permeability to X-rays, and a marker made of a material having high X-ray absorption characteristics such as gold is provided in a part of the imaging table.
マーカーは、撮影台において乳房が配置される撮影面に設けられており、X線源から変換パネルに至るX線の照射経路内に配置される。マーカーは、撮影面に対するX線源の照射方向を正確に測定するために使用される。X線源の照射方向は、例えば、アームの回転角を測定するポテンショメータの出力に基づいて測定することができる。しかし、ステレオ撮影やトモシンセシス撮影において求められるX線源の照射方向の測定精度に比較して、ポテンショメータの出力値は精度が低く、外乱等によるばらつきも大きい。そこで、より高い精度でX線源の照射方向を測定するためにマーカーが用いられる。 The marker is provided on the imaging surface on which the breast is arranged on the imaging table, and is arranged in the X-ray irradiation path from the X-ray source to the conversion panel. The marker is used to accurately measure the irradiation direction of the X-ray source with respect to the imaging surface. The irradiation direction of the X-ray source can be measured based on, for example, the output of a potentiometer that measures the rotation angle of the arm. However, compared with the measurement accuracy in the irradiation direction of the X-ray source that is required in stereo imaging and tomosynthesis imaging, the output value of the potentiometer is low in accuracy and has a large variation due to disturbance or the like. Therefore, a marker is used to measure the irradiation direction of the X-ray source with higher accuracy.
マーカーが配置される、撮影台の撮影面と変換パネルの撮像領域との間には隙間があるため、撮影台に対するX線源の照射方向が変化すると、撮像領域において、マーカーを透過したX線が入射する入射位置が変化するため、撮像領域内においてマーカーが写り込むマーカー領域が変化する。X線源から撮像領域までの距離(SID:Source Image Distance)は撮影時のポジショニングにより決まるため、画像解析によりX線画像内のマーカー領域を検出すれば、三角測量などの手法により、X線画像内から検出したマーカー領域に基づいてX線源の照射方向を測定することができる。 Since there is a gap between the imaging surface of the imaging table where the marker is arranged and the imaging area of the conversion panel, if the irradiation direction of the X-ray source with respect to the imaging table changes, X-rays that have passed through the marker in the imaging area Since the incident position where the light enters is changed, the marker region in which the marker is reflected changes in the imaging region. Since the distance from the X-ray source to the imaging region (SID: Source Image Distance) is determined by the positioning at the time of imaging, if a marker region in the X-ray image is detected by image analysis, an X-ray image is obtained by a technique such as triangulation. The irradiation direction of the X-ray source can be measured based on the marker region detected from the inside.
マーカーは、ステレオ撮影機能やトモシンセシス撮影機能などの特殊撮影の他に、バイオプシー(生検)機能付きのX線画像撮影装置においても、X線源の照射方向を精度よく測定するための構成として使用される。マーカーは、上述のとおり、X線の照射方向の測定において重要な機能を果たす。 In addition to special imaging such as stereo imaging and tomosynthesis imaging functions, the marker is used as a configuration to accurately measure the irradiation direction of an X-ray source in an X-ray imaging apparatus with a biopsy function. Is done. As described above, the marker performs an important function in the measurement of the X-ray irradiation direction.
X線画像撮影装置の機能の1つに、変換パネルのメインテナンスのために行われる、X線照射を伴うキャリブレーションがある。X線照射を伴うキャリブレーションとしては、例えば、ゲインキャリブレーションと、欠陥キャリブレーションが知られている。 One of the functions of the X-ray imaging apparatus is calibration with X-ray irradiation performed for maintenance of the conversion panel. As calibration accompanied by X-ray irradiation, for example, gain calibration and defect calibration are known.
ゲインキャリブレーションは、周知のように、変換パネルで撮影されるX線画像に対してゲイン補正を行うゲイン補正データを作成する処理である。撮像領域は、X線に対する感度を有する複数の画素が二次元に配列されている。X線の入射線量に応じた各画素の出力値のばらつき、すなわち、各画素の感度にばらつきがあると、正確なX線画像が得られない。そのため、撮影したX線画像に対しては、各画素の感度ばらつきを補正するために、ゲイン補正データに基づいてゲイン補正が施される。 As is well known, gain calibration is processing for creating gain correction data for performing gain correction on an X-ray image photographed by a conversion panel. In the imaging region, a plurality of pixels having sensitivity to X-rays are two-dimensionally arranged. An accurate X-ray image cannot be obtained if there is a variation in the output value of each pixel according to the X-ray incident dose, that is, if the sensitivity of each pixel varies. Therefore, gain correction is performed on the captured X-ray image based on the gain correction data in order to correct the sensitivity variation of each pixel.
ゲインキャリブレーションにおいては、まず、被写体がX線の照射経路内に存在しない状態で撮像領域に対して一様にX線を照射し、その場合に変換パネルが出力する画像信号に基づいてキャリブレーション画像が生成される。キャリブレーション画像には、各画素の感度ばらつきが反映されているため、このキャリブレーション画像に基づいて、感度ばらつきを補正するためのゲイン補正データが作成される。 In gain calibration, first, X-rays are uniformly irradiated to the imaging region in a state where the subject does not exist in the X-ray irradiation path, and in this case, calibration is performed based on the image signal output from the conversion panel. An image is generated. Since the sensitivity variation of each pixel is reflected in the calibration image, gain correction data for correcting the sensitivity variation is created based on the calibration image.
一方、欠陥キャリブレーションは、撮像領域内の欠陥画素に起因して生じる、X線画像内の欠陥を補正するための欠陥補正データを得るための処理である。欠陥補正データは、例えば、撮像領域内のすべての欠陥画素の位置を表す欠陥位置情報である。欠陥キャリブレーションでは、ゲインキャリブレーションと同様に、まず、被写体がX線の照射経路内に存在しない状態で撮像領域に対して一様にX線を照射し、その場合に変換パネルが出力する画像信号に基づいてキャリブレーション画像が生成される。キャリブレーション画像には、撮像領域内の欠陥画素に起因して生じる欠陥が反映されているため、このキャリブレーション画像に基づいて欠陥位置情報を作成する。欠陥位置情報を欠陥補正データとして使用し、撮影されたX線画像に対して欠陥補正が施される。 On the other hand, defect calibration is a process for obtaining defect correction data for correcting a defect in an X-ray image caused by a defective pixel in an imaging region. The defect correction data is, for example, defect position information indicating the positions of all defective pixels in the imaging region. In the defect calibration, similarly to the gain calibration, first, an X-ray is uniformly irradiated to the imaging region in a state where the subject does not exist in the X-ray irradiation path, and in this case, an image output from the conversion panel A calibration image is generated based on the signal. Since the calibration image reflects defects caused by defective pixels in the imaging region, defect position information is created based on the calibration image. Using the defect position information as defect correction data, defect correction is performed on the photographed X-ray image.
しかしながら、マーカーが設けられている場合には、キャリブレーション画像にマーカーが写り込むマーカー領域が生じる。そのため、例えば、ゲインキャリブレーションにおいては、マーカー領域の画素の感度を正確に検出できず、正確なゲイン補正データが得られない。一方、欠陥キャリブレーションの場合には、マーカー領域が点欠陥と誤検出されるおそれがあり、正確な欠陥補正データが得られない。 However, when a marker is provided, a marker region appears in which the marker is reflected in the calibration image. Therefore, for example, in gain calibration, the sensitivity of the pixels in the marker region cannot be detected accurately, and accurate gain correction data cannot be obtained. On the other hand, in the case of defect calibration, the marker region may be erroneously detected as a point defect, and accurate defect correction data cannot be obtained.
本発明は、放射線源から変換パネルに至る照射経路内に配置されたマーカーがある場合に放射線照射を伴うキャリブレーションを行っても、正確な補正データを得ることが可能な放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法を提供することを目的とする。 The present invention relates to a radiographic imaging apparatus and a radiation that can obtain accurate correction data even when calibration is performed with radiation irradiation when there is a marker arranged in an irradiation path from the radiation source to the conversion panel. An object of the present invention is to provide a calibration method for an image capturing apparatus.
上記課題を解決するために、本発明の放射線画像撮影装置は、変換パネル、撮影台、マーカー、キャリブレーション画像取得部、及び補正データ作成部を備えている。変換パネルは、二次元の撮像領域を有し、放射線源から照射され被写体を透過した放射線を電気信号に変換する。撮影台は、変換パネルを内包し、被写体が配置される。マーカーは、撮影台に設けられ、放射線源から変換パネルに至る照射経路内に配置される。キャリブレーション画像取得部は、被写体が照射経路内に存在しない状態で撮像領域に対して放射線を照射した場合に変換パネルが出力する電気信号に基づいてキャリブレーション画像を取得する。補正データ作成部は、キャリブレーション画像に写り込んだマーカーの影響が除去された補正データを作成する。 In order to solve the above-described problems, a radiographic imaging apparatus of the present invention includes a conversion panel, an imaging table, a marker, a calibration image acquisition unit, and a correction data creation unit. The conversion panel has a two-dimensional imaging region, and converts the radiation irradiated from the radiation source and transmitted through the subject into an electrical signal. The photographing stand includes a conversion panel and a subject is arranged. The marker is provided on the imaging stand and is disposed in the irradiation path from the radiation source to the conversion panel. The calibration image acquisition unit acquires a calibration image based on an electrical signal output from the conversion panel when the imaging region is irradiated with radiation in a state where the subject does not exist in the irradiation path. The correction data creation unit creates correction data from which the influence of the marker reflected in the calibration image is removed.
放射線源の照射方向を変化させて、照射方向毎の被写体の放射線画像を撮影し、撮影した放射線画像に基づいて被写体の断層画像を生成するトモシンセシス撮影機能を有していることが好ましい。 It is preferable to have a tomosynthesis imaging function that changes the irradiation direction of the radiation source, captures a radiation image of the subject in each irradiation direction, and generates a tomographic image of the subject based on the captured radiation image.
補正データ作成部は、キャリブレーション画像に基づいて、撮像領域内の欠陥画素の位置を表す欠陥位置情報を作成することが好ましい。 The correction data creation unit preferably creates defect position information indicating the position of the defective pixel in the imaging region based on the calibration image.
補正データ作成部は、キャリブレーション画像から、マーカーが写り込むマーカー領域を検出し、かつ、キャリブレーション画像においてマーカー領域を除外した欠陥探索領域から欠陥画素の位置を表す欠陥位置情報を作成する。 The correction data creation unit detects a marker area in which the marker appears from the calibration image, and creates defect position information indicating the position of the defective pixel from the defect search area excluding the marker area in the calibration image.
補正データ作成部は、キャリブレーション画像から欠陥画素の位置を表す欠陥位置情報を作成し、作成した欠陥位置情報から、マーカーが写り込むマーカー領域の位置情報を除外してもよい。 The correction data creation unit may create defect position information indicating the position of the defective pixel from the calibration image, and exclude the position information of the marker area where the marker appears from the created defect position information.
補正データ作成部は、画像解析により、キャリブレーション画像からマーカー領域を検出することが好ましい。 The correction data creation unit preferably detects the marker region from the calibration image by image analysis.
補正データ作成部は、欠陥位置情報に基づいて変換パネルの使用可否を判定してもよい。 The correction data creation unit may determine whether or not the conversion panel can be used based on the defect position information.
補正データ作成部は、キャリブレーション画像からマーカー領域を検出し、かつ、検出したマーカー領域が除去されたキャリブレーション画像に基づいてゲイン補正データを作成することが好ましい。補正データ作成部は、画像解析により、キャリブレーション画像からマーカー領域を検出することが好ましい。 It is preferable that the correction data generation unit detects the marker region from the calibration image and generates the gain correction data based on the calibration image from which the detected marker region is removed. The correction data creation unit preferably detects the marker region from the calibration image by image analysis.
被写体は乳房であることが好ましい。 The subject is preferably a breast.
本発明の放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法は、変換パネル、撮影台及びマーカーを備えた放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法であって、キャリブレーション画像取得ステップと、補正データ作成ステップとを備えている。変換パネルは、二次元の撮像領域を有し、放射線源から照射され被写体を透過した放射線を電気信号に変換する。撮影台は、変換パネルを内包し、被写体が配置される。マーカーは、撮影台に設けられ、放射線源から変換パネルに至る照射経路内に配置される。キャリブレーション画像取得ステップは、被写体が照射経路内に存在しない状態で撮像領域に対して放射線を照射した場合に変換パネルが出力する電気信号に基づいてキャリブレーション画像を取得する。補正データ作成ステップは、キャリブレーション画像に写り込んだマーカーの影響が除去された補正データを作成する。 A calibration method for a radiographic imaging apparatus according to the present invention is a calibration method for a radiographic imaging apparatus including a conversion panel, an imaging platform, and a marker, and includes a calibration image acquisition step and a correction data creation step. Yes. The conversion panel has a two-dimensional imaging region, and converts the radiation irradiated from the radiation source and transmitted through the subject into an electrical signal. The photographing stand includes a conversion panel and a subject is arranged. The marker is provided on the imaging stand and is disposed in the irradiation path from the radiation source to the conversion panel. The calibration image acquisition step acquires a calibration image based on an electrical signal output from the conversion panel when the imaging region is irradiated with radiation in a state where the subject does not exist in the irradiation path. In the correction data creation step, correction data from which the influence of the marker reflected in the calibration image is removed is created.
本発明によれば、放射線源から変換パネルに至る照射経路内に配置されたマーカーがある場合に放射線照射を伴うキャリブレーションを行っても、キャリブレーション画像に写り込んだマーカーの影響が除去された補正データを作成するから、正確な補正データを得ることが可能な放射線撮影装置及び放射線撮影装置のキャリブレーション方法を提供することができる。 According to the present invention, when there is a marker arranged in the irradiation path from the radiation source to the conversion panel, the influence of the marker reflected in the calibration image is eliminated even if calibration with radiation irradiation is performed. Since the correction data is created, it is possible to provide a radiation imaging apparatus and a radiation imaging apparatus calibration method capable of obtaining accurate correction data.
「第1実施形態」
図1において、放射線画像撮影装置の1例であるX線画像撮影装置10は、被写体Hとして乳房を撮影する乳房撮影装置である。X線画像撮影装置10は、本体ユニット11とコンソール12とを備えている。本体ユニット11は、被写体HのX線画像を撮影する撮影機能を有している。コンソール12は、ディスプレイ12A、及びキーボードやマウスなどの入力デバイス12Bを有しており、本体ユニット11を操作するための操作装置、本体ユニット11が撮影したX線画像を表示する表示装置、及びX線画像に対して画像処理を施す画像処理装置として機能する。X線画像撮影装置10は、被写体Hの単純な投影像を得るための通常撮影機能の他に、被写体Hの断層画像を得るためのトモシンセシス撮影機能を有している。
“First Embodiment”
In FIG. 1, an
本体ユニット11は、支柱がZ方向に延びる基台13と、基台13に支持される略C字形状のアーム部14とを有している。アーム部14は、回転軸15に取り付けられており、回転軸15のY軸周りに回転し、回転軸15のZ方向の移動により昇降する。アーム部14は、X線源収容部18、撮影台19、及びX線源収容部18と撮影台19とを連結する連結部20を有している。X線源収容部18は、X線を照射するX線源16及びX線源16を制御する線源制御部17などを収容する。
The
線源制御部17は、X線源16が照射するX線のエネルギースペクトルを決める管電圧(単位:kV)、単位時間当たりの照射量を決める管電流(単位:mA)、及びX線の照射が継続する照射時間(単位:s)を制御する。照射されるX線の累積線量は、管電流(単位:mA)と照射時間(単位:s)の積である管電流時間積(mAs値と呼ばれる)で決まる。管電圧、管電流、照射時間といった照射条件は、本体ユニット11の操作パネル(図示せず)を通じて放射線技師などのオペレータによって手動で設定される他、コンソール12を通じて設定される。オペレータによって照射スイッチ(図示せず)が操作されると、線源制御部17は、照射条件に応じてX線源16を制御する。
The radiation
撮影台19は、被写体Hが配置される撮影面19Aを有しており、X線画像を検出する画像検出器21を内包している。画像検出器21は、X線を電気信号に変換する変換パネル22と、回路部23とを有している。撮影台19は、カーボンなどX線の透過性を有する材料で形成されており、内部の変換パネル22にX線が入射するようになっている。
The imaging table 19 has an
X線源16と撮影台19とは対向して配置され、両者の間には被写体H(乳房)を圧迫するための圧迫板26が配置されている。圧迫板26は、撮影台19に下端が固定された支持部27に、上下方向(Z方向)に昇降自在に取り付けられている。
The
基台13内には、アーム部14の回転及び昇降を制御するアーム制御部28が設けられている。アーム制御部28は、回転軸15の回転や昇降させるモータ(図示せず)を制御して、アーム部14の回転や昇降を制御する。ポテンショメータ29は、アーム部14の基準位置に対する回転角(振り角)を測定するためのもので、測定値をアーム制御部28に出力する。アーム制御部28は、ポテンショメータ29の測定値に基づいて、アーム部14の回転角を制御する。
An
アーム部14を回転するモードは、回転軸15を中心に、連結部20、X線源収容部18、及び撮影台19を一体的に回転させる第1モードと、撮影台19を基準位置で固定した状態で、連結部20及びX線源収容部18のみを回転させる第2モードの2種類のモードがある。
The mode in which the
第1モードは、通常撮影の際に選択されるモードである。第1モードにおいて、乳房に対して頭尾方向にX線を照射して頭尾方向の投影像を得る頭尾方向撮影(一般にCC(CranioCauda)撮影と呼ばれる)や、乳房に対して斜めにX線を照射して斜位方向の投影像を得る内外斜位方向撮影(一般にMLO(MedioLateral Oblique)撮影と呼ばれる)などが行われる。第1モードでは、X線源16も撮影台19も一体的に回転するため、アーム部14が全体として回転するのみで、撮影面19Aに対するX線の照射方向は変化しない。
The first mode is a mode selected during normal shooting. In the first mode, X-ray imaging (generally referred to as CC (CranioCauda) imaging) in which X-rays are applied to the breast in the head-to-tail direction to obtain a projection image in the head-to-tail direction, or X Inner / outer oblique direction imaging (generally referred to as MLO (MedioLateral Oblique) imaging) is performed in which a line is irradiated to obtain a projected image in the oblique direction. In the first mode, since the
一方、第2モードは、トモシンセシス撮影を行う際に選択されるモードである。図2に示すように、第2モードでは、回転軸15を中心に、連結部20及びX線源収容部18のみが回転する。撮影台19は、基準位置に固定されるため、撮影面19Aに対するX線源16の照射方向が変化する。X線源16は、例えば、基準角度が0°に設定されており、基準角度においては、X線源16の照射方向は、撮影面19Aに対して垂直である。トモシンセシス撮影では、X線源16の角度を、例えば、基準角度に対して±15°の範囲で変化させることにより、異なる複数の照射方向からの被写体Hの投影像を撮影する。各投影像を、コンソール12において再構成することにより、所望の深さの断層画像が得られる。
On the other hand, the second mode is a mode selected when performing tomosynthesis imaging. As shown in FIG. 2, in the second mode, only the connecting
図3において、画像検出器21は、変換パネル22と、回路部23(図1参照)として、ゲートドライバ31、読み出し回路32、制御回路部33、A/D(Analog/Digital)変換器34、メモリ35、及び通信部36を備えている。変換パネル22は、X線の入射線量に応じた信号電荷を蓄積する複数の画素37が二次元に配列された撮像領域38を有する。複数の画素37は、例えば、所定のピッチでG1〜Gn行(X方向)×D1〜Dm列(Y方向)のマトリクスに配列されている。画素の二次元配列は、本実施形態のように正方配列でもよいし、ハニカム配列でもよい。
In FIG. 3, the
変換パネル22は、例えば、X線を直接電荷に変換して信号電荷(電気信号の1例)を蓄積する直接変換型である。変換パネル22は、X線変換膜として、例えば、アモルファスセレンが使用される。変換パネル22は、ガラス基板などの絶縁基板上に、TFT(thin film transistor、薄膜トランジスタ)41、信号電荷を蓄積するキャパシタ(図示せず)、画素37を画定する画素電極42が形成される。そして、TFT41及び画素電極42上に、撮像領域38の全面に渡ってX線変換膜が形成され、X線変換膜上に共通電極が形成される。撮像領域38にX線が入射すると、X線変換膜によってX線が電荷に変換され、画素電極42を通じて画素37毎に信号電荷が蓄積される。
The
画素37に蓄積された信号電荷は、TFT41によって読み出される。TFT41は、ゲート電極が走査線47に接続され、ソース電極が信号線48に接続され、ドレイン電極が画素37のキャパシタに接続される。走査線47と信号線48は格子状に配線されており、走査線47は、撮像領域38内の画素37の行数分(n行分)、信号線48は画素37の列数分(m列分)それぞれ配線されている。走査線47はゲートドライバ31に接続され、信号線48は読み出し回路32に接続される。
The signal charge accumulated in the
読み出し回路32は、変換パネル22から読み出した信号電荷を電圧信号に変換する積分アンプと、撮像領域38内の画素37の列を順次切り替えて1列ずつ電圧信号を順次出力するためのマルチプレクサとからなる。
The
読み出し回路32は読み出した電圧信号を画像信号としてA/D変換器34に出力する。A/D変換器34は画像信号をデジタルデータに変換して、撮像領域38内の画素37の位置を表す座標と対応付けてメモリ35に書き込む。制御回路部33は、メモリ35内のデジタルデータに対して所定の処理を施すことにより、ディスプレイ12Aに表示可能なX線画像を生成する。
The
制御回路部33は、予め設定されたオフセット補正データ、ゲイン補正データ、欠陥補正データ(図8の符号78A〜78C参照)に基づいて、X線画像に対してオフセット補正、ゲイン補正、欠陥補正を行う。オフセット補正データ78Bは、変換パネル22の各画素37のオフセットのばらつきに起因してX線画像に生じる濃度むらを補正するためのデータであり、オフセット補正を行うことにより、各画素37のオフセットのばらつきが補正されたX線画像が得られる。ゲイン補正データ78Aは、変換パネル22の各画素37の感度のばらつきに起因してX線画像に生じる濃度むらを補正するためのデータであり、ゲイン補正を行うことにより、各画素37の感度のばらつきが補正されたX線画像が得られる。
The control circuit unit 33 performs offset correction, gain correction, and defect correction on the X-ray image based on preset offset correction data, gain correction data, and defect correction data (see
欠陥補正データ78Cは、変換パネル22の各画素37の欠陥画素、および撮影面19の異物などに起因してX線画像に生じる異常データを補正するためのデータであり、欠陥補正を行うことにより、異常データが補正されたX線画像が得られる。欠陥補正は、具体的には、欠陥の周囲の正常画素のデータに基づく補間によって補正される。より具体的には、欠陥画素は、入射したX線に対して感応せずに電荷を発生しないか、あるいは、発生する電荷量が基準範囲に達しないか、または基準範囲より大きな画素である。X線画像においては、欠陥は黒点または白点として現れる。欠陥画素は隣接する領域で複数個発生することがあり、欠陥の大きさは、欠陥画素の数によって変化する。
The defect correction data 78C is data for correcting abnormal data generated in an X-ray image due to defective pixels of each
制御回路部33は、補正されたX線画像を、無線又は有線の通信部36を通じてコンソール12に送信する。また、制御回路部33には、X線画像の自動露出制御(AEC:Automatic Exposure Control)を行うAEC部51が設けられている。被写体Hの厚みなど個人差によってX線の透過率は変わるため、被写体Hに応じたより適切な画質を得るためにAECが行われる。
The control circuit unit 33 transmits the corrected X-ray image to the
本例において、AECは、本撮影に先立って、線量が少ない照射条件(X線の照射時間や管電流時間積)でプレ撮影を行い、プレ撮影の結果を踏まえて本撮影の照射条件を決定する方法で行われる。AEC部51には、AEC領域設定部51Aが設けられている。AEC領域設定部51Aは、AECを行うために、撮像領域38において入射線量を測定する領域(以下、AEC領域という)を設定する。
In this example, AEC performs pre-imaging under low irradiation conditions (X-ray irradiation time and tube current time product) prior to main imaging, and determines irradiation conditions for main imaging based on the results of pre-imaging. Is done in a way that The
被写体Hの厚みが厚いほどX線の吸収は大きいため線量が低く、厚みが薄いほどX線の吸収が少ないため線量は高くなる。線量が低い低線量領域はX線画像において濃度が低くなるため、低線量領域の線量が目標線量になるようにAECが実行される。 The thicker the subject H is, the higher the X-ray absorption is, so the dose is lower. The thinner the subject H is, the lower the X-ray absorption is, so the dose is higher. Since the low-dose region with a low dose has a low density in the X-ray image, AEC is executed so that the dose in the low-dose region becomes the target dose.
AEC領域設定部51Aは、例えば、撮像領域38内において予め設定された複数の候補領域の中から、低線量領域を選択し、選択した低線量領域をAEC領域として設定する。制御回路部33は、プレ撮影で得たデジタルデータをメモリ35から読み出して所定の処理を施してプレ画像(X線画像)を生成する。プレ画像はAEC部51に入力される。プレ画像は、撮像領域38の入射線量を反映している。AEC領域設定部51Aは、予め設定された候補領域をプレ画像内で特定し、特定した候補領域の中から、例えば、線量が最も低くなる低線量領域をAEC領域として設定する。
For example, the AEC
AEC部51は、設定されたAEC領域の入射線量に基づいて計算を実行して、本撮影の照射条件を決定する。AEC部51は、AEC領域の画素値から入射線量を把握して、プレ撮影の照射条件に基づいて、AEC領域の入射線量が目標線量となるように、比例計算によって本撮影の照射条件を決定する。制御回路部33は、AEC部51が決定した照射条件をコンソール12に送信する。コンソール12は、制御回路部33から受信した照射条件を線源制御部17に設定する。設定した照射条件で本撮影が行われる。
The
図4に示すように、撮影台19の撮影面19Aには、マーカー56が設けられている。マーカー56は、X線源16から変換パネル22に至るX線の照射経路内に配置される。マーカー56は、トモシンセシス撮影において、X線源16の照射方向を正確に測定するために使用される。マーカー56は、金などのX線の吸収特性の高い材料で形成されている。撮影面19Aに向けてX線を照射すると、マーカー56によってX線が吸収されるため、撮像領域38、及び撮像領域38で撮影されるX線画像にもマーカー56が写り込む。
As shown in FIG. 4, a
マーカー56は、X線源16の照射方向を測定するために使用されるものであるから、X線画像内のマーカー領域MAは、被写体Hと重ならない位置であることが好ましい。本例のように、乳房を撮影するX線画像撮影装置10の場合には、図5に示すように、撮影面19AのY軸方向においては、被写体H(乳房)は、支持部27(図1も参照)と反対側に胸壁が位置し、支持部27側に乳頭が位置する。被写体H(乳房)は、胸壁側から乳頭に向けて凸型の山型形状となるので、撮像領域38内において、被写体Hが存在しない領域は、乳頭側が多くなる。そのため、被写体H(乳房)と重ならない位置としては、Y軸方向においては撮影面19Aの中央よりも支持部27側で、かつ、X軸方向においては、乳頭を避けた位置、すなわち、X軸方向の中央から左右にそれぞれ寄った2箇所にマーカー56が配置されることが好ましい。
Since the
また、図6に示すように、マーカー56が設けられる撮影面19Aと、変換パネル22の撮像領域38との間には間隔が空いているため、X線源16の照射方向が変化すると、撮像領域38においてマーカー56が写り込むマーカー領域MAの位置が変化する。例えば、X線源16が基準位置(回転角=0°)におけるマーカー領域MA0の位置に対して、回転角が±15°の場合のマーカー領域MA1、MA2の位置は、それぞれ左右にずれる。そのため、撮影されたX線画像を画像解析して、マーカー領域MAの位置を検出すれば、X線源16の照射方向を測定することができる。
Further, as shown in FIG. 6, since there is a gap between the
X線源16の照射方向は、ポテンショメータ29の出力によっても測定できるが、ポテンショメータ29の出力値は、精度も低く、外乱等によるばらつきもある。そのため、マーカー56を用いて測定することで、X線源16の照射方向の正確な測定が可能になる。
The irradiation direction of the
マーカー56の形状は、例えば、十字形状である。十字形状は、画像解析による検出のしやすさを考慮した形状である。マーカー領域MAは、画像解析により検出される。細長いライン形状は画像解析により検出しやすい。さらに、中心位置を特定するためには、ライン形状がクロスした十字形状であることが好ましい。
The shape of the
図7に示すように、コンソール12は、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、ワークステーションといったコンピュータをベースに、オペレーティングシステム等の制御プログラムや、コンソールプログラム、画像処理プログラムなどのアプリケーションプログラムをインストールして構成される。
As shown in FIG. 7, the
コンソール12は、ディスプレイ12A及び入力デバイス12Bの他に、CPU(Central Processing Unit)61、メモリ62、ストレージデバイス63、通信I/F64を備えている。これらはデータバス66を介して接続されている。
The
ストレージデバイス63は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)であり、制御プログラムやアプリケーションプログラム(以下、APという)68が格納される。また、ストレージデバイス63は、補正データなど画像処理に使用するデータや、撮影制御に使用する参照データなどが格納される。
The
メモリ62は、CPU61が処理を実行するためのワークメモリであり、RAM(Random Access Memory)で構成される。CPU61は、ストレージデバイス63に格納された制御プログラムをメモリ62へロードして、プログラムに従った処理を実行することにより、コンピュータの各部を統括的に制御する。通信I/F(Inter/face)64は、本体ユニット11と通信するための通信インタフェースである。
The
コンソール12には、AP68として、本体ユニット11の操作装置、本体ユニット11が撮影したX線画像を表示する表示装置、及びX線画像に対して画像処理を施す画像処理装置として機能させるためのアプリケーションプログラムがインストールされている。
An application for causing the
図8に示すように、コンソール12において、AP68が起動されると、CPU61は、メモリ62などと協働して、GUI(Graphical User Interface)制御部71、撮影制御部72、画像処理部73として機能する。GUI制御部71は、ディスプレイ12Aに操作画面を表示し、操作画面を通じて入力デバイス12Bから操作指示の入力を受け付ける。GUI制御部71は、入力された操作指示を、撮影制御部72や画像処理部73に入力し、かつ、撮影制御部72や画像処理部73が実行した処理結果を受け取って、ディスプレイ12Aに表示する制御を行う。
As shown in FIG. 8, when the
撮影制御部72は、GUI制御部71からの操作指示に基づいて、本体ユニット11のアーム制御部28、線源制御部17、画像検出器21を統括的に制御する。撮影制御部72は、通常撮影やトモシンセシス撮影において、本体ユニット11で生成されたX線画像を取得する。取得したX線画像は、ストレージデバイス63に格納される。トモシンセシス撮影が行われた場合には、1回のトモシンセシス撮影で得られた照射方向が異なる複数枚のX線画像が1組の画像セット76として格納される。
The
画像処理部73は、X線画像に対して各種画像処理を施す。画像処理部73は、補正データ作成部73A及び断層画像生成部73Bを有している。
The image processing unit 73 performs various image processes on the X-ray image. The image processing unit 73 includes a correction
画像補正を行うための補正データ78は、ストレージデバイス63に格納される。ゲイン補正を行うためのゲイン補正データ78A、オフセット補正を行うためのオフセット補正データ78B及び欠陥補正を行うための欠陥補正データ78Cは、撮影制御部72により、制御回路部33に送信されて、使用される。
断層画像生成部73Bは、トモシンセシス撮影によって得られた画像セット76に基づいて、画像再構成処理を実行し、複数枚の断層画像からなる断層画像セット79を生成する。
The tomographic
補正データ78は、変換パネル22のキャリブレーションを実行することにより作成される。補正データ作成部73Aは、キャリブレーション画像77A及びダーク画像77Bに基づいて、補正データ78を作成する。
The
キャリブレーションは、大きく分けて、X線の照射を伴うキャリブレーションと、X線の照射を伴わないキャリブレーションの2種類がある。X線の照射を伴うキャリブレーションには、ゲイン補正データ78Aを得るためのゲインキャリブレーションと、欠陥補正データ78Cを得るための欠陥キャリブレーションがある。X線の照射を伴わないキャリブレーションには、オフセット補正データ78Bを得るためのオフセットキャリブレーションがある。
There are roughly two types of calibration: calibration with X-ray irradiation and calibration without X-ray irradiation. Calibration involving X-ray irradiation includes gain calibration for obtaining
欠陥キャリブレーションは、製品出荷時、設置時に加えて、定期メインテナンス時に実行される。欠陥画素の個数や数は経時的に変化があるためである。オフセットキャリブレーション及びゲインキャリブレーションは、例えば、X線画像撮影装置10を起動する毎に行われる。変換パネル22の暗電流特性や感度特性は、電源のオンオフにより変化する他、温度などの環境条件によって変化するためである。
Defect calibration is performed during regular maintenance in addition to product shipment and installation. This is because the number and number of defective pixels change with time. Offset calibration and gain calibration are performed each time the X-ray
ダーク画像77Bは、オフセットキャリブレーション時に取得される画像である。ダーク画像77Bは、X線を照射しない状態において変換パネル22が出力する電気信号に基づいて、制御回路部33によって生成される。撮影制御部72は、画像検出器21を制御することにより、生成されたダーク画像77Bを取得する。ダーク画像77Bには、各画素37の暗電流特性が反映される。1回のキャリブレーションの際に、ダーク画像77Bは、複数枚取得される。補正データ作成部73Aは、複数枚のダーク画像77Bの平均値を取り、オフセット補正データ78Bを作成する。
The
一方、キャリブレーション画像77Aは、X線の照射を伴う、ゲインキャリブレーション時及び欠陥補正キャリブレーション時に取得される画像である。被写体Hが照射経路内に存在しない状態で撮像領域38に対してX線を照射した場合にキャリブレーション画像77Aは、変換パネル22が出力する電気信号に基づいて制御回路部33によって生成される。撮影制御部72は、X線源16及び画像検出器21を制御することにより、キャリブレーション画像77Aを取得する。撮影制御部72は、キャリブレーション画像取得部に相当する。被写体Hが存在しないため、変換パネル22の撮像領域38の全面には一様にX線が照射されるので、キャリブレーション画像77Aには、各画素37の感度特性や欠陥画素の情報が反映される。
On the other hand, the
さらに、キャリブレーション画像77AはX線を照射して得られる画像であるため、図9に示すように、キャリブレーション画像77Aには、欠陥画素に起因する欠陥81が生じることに加えて、撮影台19のマーカー56が写り込むマーカー領域MAも生じる。ここで、括弧内のP1〜P8の符号は、欠陥81及びマーカー領域MAのキャリブレーション画像77A内の位置情報を表す。マーカー56はX線を吸収するため、キャリブレーション画像77において、マーカー領域MAは、欠陥81と同様に、X線の入射が無いか、あるいは、極めて少ない黒点として現れる。そのため、キャリブレーション画像77の各画素の画素値の分布状態を表す図10に示すように、マーカー領域MAの画素値と欠陥81の画素値は、ほぼ同等の値になることもあるため、画素値を基準にマーカー領域MAと欠陥81を区別することができない。
Furthermore, since the
このように、キャリブレーション画像77Aには、マーカー領域MAと欠陥81が混在するなど、マーカー56の影響が生じている。こうしたキャリブレーション画像77Aから、ゲイン補正データ78A及び欠陥補正データ78Cを作成すると、マーカー56の影響がゲイン補正データ78A及び欠陥補正データ78Cに反映されてしまい、適正なゲイン補正データ78A及び欠陥補正データ78Cが得られない。
As described above, the
そこで、補正データ作成部73Aは、キャリブレーション画像77Aに写り込んだマーカー56の影響が除去された、ゲイン補正データ78A及び欠陥補正データ78Cを作成する。具体的には、補正データ作成部73Aは、画像解析により、キャリブレーション画像77Aからマーカー領域MAを除去する。以下、図11及び図12のフローチャートを参照しながら、欠陥キャリブレーション及びゲインキャリブレーションを説明する。
Therefore, the correction
図11に示すように、欠陥キャリブレーションを実行する場合には、X線照射によりキャリブレーション画像77Aが取得される(ステップ(S)100)。ステップ100において、オペレータは、照射経路に被写体Hが無い状態を確認して、コンソール12を通じて欠陥キャリブレーションの実行を指示する。キャリブレーションの実行が指示されると、撮影制御部72は、アーム制御部28を通じて、例えば、X線源16の回転角が0°の基準位置に、アーム部14をセットする。
As shown in FIG. 11, when executing defect calibration, a
アーム部14がセットされた後、オペレータによって、照射スイッチが操作されると、撮影制御部72は、所定の照射条件でX線源16からX線を照射させる。X線は、撮影台19の撮影面19Aを透過して画像検出器21の撮像領域38に入射する。撮影面19Aにはマーカー56が設けられているため、撮像領域38にマーカー56が写り込む。また、撮像領域38内の欠陥画素は入射したX線に感応しない。
When the irradiation switch is operated by the operator after the
X線の照射が終了したタイミングで画像検出器21は読み出し動作を開始する。読み出し回路32によって変換パネル22から電気信号が読み出されて、制御回路部33によってキャリブレーション画像77Aが生成される。制御回路部33は、生成したキャリブレーション画像77Aをコンソール12に送信する。コンソール12において、撮影制御部72がキャリブレーション画像77Aを取得し、ストレージデバイス63に保存する。取得されたキャリブレーション画像77Aは、マーカー領域MAと欠陥81を含んでいる。
At the timing when the X-ray irradiation is completed, the
補正データ作成部73Aは、画像解析により、キャリブレーション画像77Aからマーカー領域MAを検出する(S110)。補正データ作成部73Aには、予めマーカー56の形状情報が記憶されており、補正データ作成部73Aは、パターンマッチングの手法により、キャリブレーション画像77Aからマーカー領域MAを検出する。マーカー56は十字形状であり、画像解析による検出精度が高いため、正確にマーカー領域MAの検出を行うことができる。補正データ作成部73Aは、検出したマーカー領域MAの位置を特定し、キャリブレーション画像77Aの全域から、マーカー領域MAを除外した欠陥探索領域82(図11においてハッチングで示す領域)を設定する(S120)。
The correction
補正データ作成部73Aは、欠陥探索領域82から欠陥81を検出して、撮像領域38内の複数の欠陥画素の位置を表す欠陥位置情報83を作成する(S130)。補正データ作成部73Aは、欠陥81を検出すると、検出した欠陥81のキャリブレーション画像77Aの座標を特定し、特定した座標を記録する。加えて、欠陥81の領域のサイズを、例えば、画素の個数をカウントして測定し、測定した個数を、欠陥81のサイズとして記録する。
The correction
補正データ作成部73Aは、検出した欠陥81毎に位置とサイズの情報を記録して、例えば、図9に示すP1〜P6の欠陥81のように、検出した欠陥81のすべての位置及びサイズの情報が記録された欠陥位置情報83を作成する。補正データ作成部73Aは、マーカー領域MAを除外した欠陥探索領域82から、欠陥81を検出しているので、図8に示すP7、P8に位置するマーカー領域MAを、欠陥81として誤検出することは無い。そのため、欠陥位置情報83は、マーカー領域MAを含まない欠陥81のみの情報で構成される。
The correction
欠陥キャリブレーションにおいては、欠陥補正データ78Cの作成に加えて、変換パネル22の使用可否が判定される。補正データ作成部73Aは、作成した欠陥位置情報83に基づいて変換パネル22の使用可否を判定する(S140)。欠陥補正にも限界があり、欠陥81の個数が多すぎたり、1つの欠陥81のサイズが大きすぎると、適正な画質を確保できないため、一定の基準に従って変換パネル22の使用可否が判定される。具体的には、補正データ作成部73Aは、欠陥位置情報83に基づいて、欠陥81の個数及びサイズが許容範囲内にあるか否かを判定する(S150)。
In the defect calibration, in addition to the creation of the defect correction data 78C, it is determined whether or not the
許容範囲を超えた場合には(S150でN)、補正データ作成部73Aは、変換パネル22は使用不可と判定する。補正データ作成部73Aは、使用不可と判定した場合には、ディスプレイ12Aを通じて、警告(S170)を行う。警告では、例えば、欠陥81の個数及びサイズが許容範囲を超えたため、変換パネル22が使用できない旨のメッセージに加えて、欠陥位置情報83が提示される。一方、補正データ作成部73Aは、欠陥81の個数及びサイズが許容範囲である場合には(S150でY)、変換パネル22は使用可であると判定する。この場合には、補正データ作成部73Aは、欠陥位置情報83を、欠陥補正データ78Cとして保存する(S160)。こうして欠陥キャリブレーションが終了する。
When the allowable range is exceeded (N in S150), the correction
図12に示すように、ゲインキャリブレーションを実行する場合には、X線照射によりキャリブレーション画像77Aが取得される(S200)。キャリブレーション画像77Aは、欠陥キャリブレーションの場合と同様の手順で取得される。そのため、キャリブレーション画像77Aには、マーカー領域MAと欠陥81が存在している。なお、ゲインキャリブレーションを欠陥キャリブレーションと同じタイミングで実行する場合には、欠陥キャリブレーションで取得したキャリブレーション画像77Aを使用してもよい。
As shown in FIG. 12, when gain calibration is executed, a
次に、キャリブレーション画像77Aに対して、オフセット補正及び欠陥補正が施される(S210)。オフセット補正では、キャリブレーション画像77Aの画素値から、予め取得したダーク画像77Bの画素値が控除される。欠陥補正では、欠陥キャリブレーションで得た欠陥補正データ78Cに基づいて、キャリブレーション画像77A内の欠陥81に対して補間処理が施される。これにより、キャリブレーション画像77Aから欠陥81が除去される。
Next, offset correction and defect correction are performed on the
補正データ作成部73Aは、欠陥キャリブレーションと同様に、画像解析によりキャリブレーション画像77Aからマーカー領域MAを検出する(S230)。そして、補正データ作成部73Aは、欠陥81の補正処理と同様に、検出したマーカー領域MAに対して、周囲の正常画素を利用した補間処理によって、キャリブレーション画像77Aからマーカー領域MAを除去する(S240)。補正データ作成部73Aは、オフセット補正やマーカー領域MAの除去などの処理が施されたキャリブレーション画像77Aを、ゲイン補正データ78Aとして保存する。ゲイン補正データ78Aは、画像検出器21に送信される。
The correction
本例のX線画像撮影装置10によれば、X線源16から変換パネル22に至る照射経路内に配置されたマーカー56がある場合にX線照射を伴うキャリブレーションを行っても、キャリブレーション画像77Aに写り込んだマーカー56の影響が除去された補正データ(ゲイン補正データ78A及び欠陥補正データ78C)を作成することができる。そのため、マーカー56の影響が排除された正確な補正データの取得が可能である。
According to the
また、キャリブレーション画像77A内のマーカー領域MAの検出を画像解析によって行うので、正確な位置検出が可能である。マーカー領域MAの検出方法としては、画像解析によらずに行うことも可能である。例えば、撮影面19Aにおけるマーカー56が設けられる位置は決まっているため、撮影面19Aに対するX線源16の回転角と、X線源16と変換パネル22の撮像領域38までの距離であるSIDが分かれば、キャリブレーション画像77A内のマーカー領域MAの位置を推定することはできる。
In addition, since the marker area MA in the
しかし、X線源16の回転角はポテンショメータ29で測定されるため、ポテンショメータ29の精度が低ければ、マーカー領域MAの位置検出の精度も低下する。そのため、本例のように、画像解析によってマーカー領域MAを検出することで、正確な位置検出が可能となる。マーカー領域MAの正確な位置検出は、正確な補正データを作成するために有用である。
However, since the rotation angle of the
図13に示すフローチャートを参照しながら、X線画像撮影装置10の撮影手順を説明する。オペレータは、撮影台19に被写体Hをポジショニングして、圧迫板26により被写体Hを撮影台19に固定する(S1010)。次に、X線源16を初期位置にセットする(S1020)。
The imaging procedure of the
通常撮影であれば、X線源16と撮影台19が一体的に回転する第1モードを選択して、アーム部14を、頭尾方向撮影や内外位方向撮影の向きに応じた初期位置にセットする。トモシンセシス撮影の場合には、位置が固定された撮影台19に対してX線源16が回転する第2モードを選択して、例えば、プラス15°あるいはマイナス15°の回転角となる位置など、連続撮影において1回目の撮影位置となる位置を初期位置としてセットする。
For normal imaging, the first mode in which the
X線源16を初期位置にセットした状態で、X線源16の照射条件を決定する(S1030)。オペレータは、コンソール12を操作して照射条件を設定するか、あるいは、プレ撮影を行ってAECを実行する。AECにより照射条件を決定した後、決定した照射条件でX線が照射されて、撮影が行われる(S1040)。X線の照射終了後、変換パネル22から電気信号が読み出される。
With the
制御回路部33において、オフセット補正データ78B、ゲイン補正データ78A及び欠陥補正データ78Cに基づいて、X線画像に対して画像補正(オフセット補正、ゲイン補正及び欠陥補正)を行う(S1050)。ゲイン補正データ78A及び欠陥補正データ78Cは、マーカー56の影響が除去されているため、正確なゲイン補正及び欠陥補正が可能である。
The control circuit unit 33 performs image correction (offset correction, gain correction, and defect correction) on the X-ray image based on the offset correction data 78B, the
画像補正済みのX線画像は、画像検出器21からコンソール12に送信される。本体ユニット11は、通常撮影の場合には、1枚のX線画像(投影像)が撮影された時点で撮影を終了する。トモシンセシス撮影の場合には、X線源16の照射方向を変化させながら、照射方向毎のX線画像が撮影される。トモシンセシス撮影の場合には、複数枚のX線画像が画像セット76として、コンソール12に保存される。
The image-corrected X-ray image is transmitted from the
コンソール12において、通常撮影の場合には(S1060でN)、画像処理部73は、制御回路部33による補正終了後のX線画像からマーカー領域MAを補間処理により除去する(S1080)。通常撮影の場合は、断層画像の生成(S1090)が行われないため、マーカー領域MAが除去されたX線画像が、診断用のX線画像としてディスプレイ12Aに表示され、画像サーバなどに送信されて診断に供される。
In the case of normal imaging on the console 12 (N in S1060), the image processing unit 73 removes the marker area MA from the X-ray image after the correction by the control circuit unit 33 is completed (S1080). In normal imaging, since the tomographic image is not generated (S1090), the X-ray image from which the marker area MA has been removed is displayed on the
トモシンセシス撮影の場合には(S1060でY)、画像セット76が断層画像生成部73Bに入力される。断層画像生成部73Bは、画像セット76に含まれる各X線画像について、画像解析によりマーカー領域MAを検出し、検出したマーカー領域MAの位置に基づいて、各X線画像のX線源16の照射方向を計算する(S1070)。照射方向は、X線源16と撮像領域38までのSIDとマーカー領域MAの位置に基づいて三角測量の原理で計算される。
In the case of tomosynthesis imaging (Y in S1060), the image set 76 is input to the tomographic
断層画像生成部73Bは、X線画像からマーカー領域MAを除去する(S1080)。この後、画像セット76に基づいて断層画像を生成する(S1090)。断層画像生成部73Bは、各X線画像の照射方向に基づいて、画像再構成処理を行って断層画像セット79を生成する。マーカー領域MAによって照射方向が計算されるため、正確な画像再構成処理が可能となる。生成した断層画像セット79は、画像サーバに送信されて、診断に供される。
The tomographic
なお、本例では、診断に供する画像(X線画像及び断層画像)に対してマーカー領域MAを除去しているが、マーカー領域MAを除去しなくてもよい。上述のとおり、マーカー56は被写体Hとできるだけ重ならないようにX線画像の端に写り込むようになっているので、マーカー領域MAを除去しなくても、診断に影響が無い場合もあるからである。
In this example, the marker area MA is removed from the images (X-ray image and tomographic image) used for diagnosis, but the marker area MA may not be removed. As described above, since the
「第2実施形態」
第1実施形態では、図11で示したように、キャリブレーション画像77Aにおいてマーカー領域MAを除外した欠陥探索領域82を設定し、欠陥位置情報83を作成しているが、図14に示す第2実施形態のように、マーカー領域MAが欠陥81として含まれる欠陥位置情報83を作成した後に、欠陥位置情報83からマーカー領域MAに相当する欠陥81の情報を除外するようにしてもよい。
“Second Embodiment”
In the first embodiment, as shown in FIG. 11, the
第2実施形態では、第1実施形態と同様に、キャリブレーション画像77Aを取得する(S300)。そして、補正データ作成部73Aは、欠陥81に加えてマーカー領域MAを含んだ状態のキャリブレーション画像77Aの全域から、欠陥81を検出して、欠陥位置情報83を作成する(S310)。この場合には、P7やP8(図9参照)に存在するマーカー領域MAも、欠陥81として検出されて、欠陥位置情報83に欠陥81として記録される。
In the second embodiment, the
補正データ作成部73Aは、パターンマッチングなどの画像解析により、キャリブレーション画像77Aから十字形状のマーカー領域MAを検出して(S320)、検出したマーカー領域MAの位置を特定する。そして、欠陥位置情報83から、欠陥81として記録されている、P7やP8にあるマーカー領域MAの位置情報を除外する。
The correction
なお、本例では、欠陥位置情報83からマーカー領域MAの位置情報を除外するために、キャリブレーション画像77から画像解析によりマーカー領域MAの位置を特定しているが、画像解析を行わなくてもよい。例えば、欠陥位置情報83に記録された位置やサイズの情報から、マーカー領域MAと欠陥81とを識別できる特徴が把握できれば、その特徴からマーカー領域MAの位置情報を特定し、特定した位置情報を、欠陥位置情報83から除外してもよい。
In this example, in order to exclude the position information of the marker area MA from the
補正データ作成部73Aは、マーカー領域MAが除外された欠陥位置情報83に基づいて、変換パネル22の使用可否を判定する(S340、S350)。欠陥の個数及びサイズが許容範囲内であれば(S350でY)、欠陥位置情報83を欠陥補正データとして保存する。許容範囲外であれば(S350でN)、警告(S370)を行う。第2実施形態のS340〜S370の各ステップは、第1実施形態のS140〜S170と同様である。
The correction
上記各実施形態では、1つの照射方向でX線を照射して得た、1枚のキャリブレーション画像77Aに基づいて、ゲイン補正データ78A及び欠陥補正データ78Cをそれぞれ作成する例で説明したが、トモシンセシス撮影の様に複数の照射方向からの画像を用いる場合には、複数の照射方向でX線を照射して得た、複数枚のキャリブレーション画像77Aに基づいて、ゲイン補正データ78A及び欠陥補正データ78Cを作成してもよい。
In each of the above embodiments, the
というのも、図6に示したように、照射方向が変化すると、撮像領域38内のマーカー領域MAの位置は変化するため、キャリブレーション画像77A内においてもマーカー領域MAの位置が変化する。そうすると、欠陥81については、ある照射方向ではマーカー領域MAと重なるが、別の照射方向ではマーカー領域MAと重ならない欠陥81が存在する場合がありうる。この場合、1つの照射方向で得たキャリブレーション画像77Aのみから欠陥補正データ78Cを作成すると、欠陥81の検出漏れが生じるおそれもある。また、ゲイン補正データ78Aに関しては、マーカー領域MAの影になる画素については正確な情報が取れない。
This is because, as shown in FIG. 6, when the irradiation direction changes, the position of the marker area MA in the
そのため、複数の照射方向からX線を照射して、複数のキャリブレーション画像77Aを取得すれば、マーカー領域MAの影になる領域を減らすことができるため、欠陥81の検出漏れなどを減らすことが可能になる。これにより、ゲイン補正データ78Aや欠陥補正データ78Cの正確性も向上する。
Therefore, if a plurality of
上記各実施形態では、画像補正として、オフセット補正、ゲイン補正、及び欠陥補正を例に説明したが、これ以外の補正を行ってもよい。欠陥補正としては、主として点欠陥の補正を例に説明したが、例えば、信号線48が断線したような場合には、線状欠陥が生じる。こうした線状欠陥の補正を行ってもよい。
In each of the above embodiments, offset correction, gain correction, and defect correction have been described as examples of image correction, but other corrections may be performed. As the defect correction, correction of point defects has been mainly described as an example. However, for example, when the
上記各実施形態では、変換パネル22から出力された電気信号に基づく、X線画像やキャリブレーション画像77Aなどの画像生成(画像補正を含む)を、画像検出部21の制御回路部33で行う例で説明したが、本体ユニット11内において、制御回路部33または画像検出器21とは別の処理部で画像生成を行ってもよい。
In each of the above embodiments, an example in which the control circuit unit 33 of the
また、画像生成やAECの全部又は一部を、本体ユニット11の制御回路部33ではなく、コンソール12の画像処理部73に行わせてもよい。画像生成やAECの全部を画像処理部73が行う場合には、本体ユニット11は、画像生成を行わずに、デジタルデータを、コンソール12に送信する。コンソール12において、画像処理部73は、デジタルデータに基づいて画像生成を行う。AECを行う場合にはプレ画像を生成してAECを実行する。また、AECのみをコンソール12の画像処理部73で行ってもよい。この場合には、制御回路部33でプレ画像を生成し、生成したプレ画像をコンソール12に送信する。画像処理部73は、受信したプレ画像に基づいてAECを実行する。
Further, all or part of image generation and AEC may be performed not by the control circuit unit 33 of the
なお、本実施形態において、照射された放射線を電気信号に変換する変換パネル22として、TFT41による電気読取方式を例に説明したが、例えば、特開2010−103181号公報に記載されているように、変換パネルに対して光を照射することによって信号電荷を読み取る光読取方式のものでもよい。また、変換パネル22としては、直接変換型に代えて、シンチレータ(蛍光体)によってX線をいったん可視光に変換し、可視光を光電変換して信号電荷を蓄積する間接変換型を用いてもよい。また、TFT41を用いて電気信号を読み出す変換パネル22の代わりに、TFT41を用いずに信号電荷を読み出すCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサや、TFT41を用いずに信号電圧を読み出すCMOS(Complementary Metal oxide Semiconductor)イメージセンサなどを用いてもよい。
In the present embodiment, the
上記実施形態では、トモシンセシス撮影機能を有するX線画像撮影装置10を例に説明したが、トモシンセシス撮影機能に代えてまたは加えて、ステレオ撮影機能やバイオプシー(生検)機能を有するX線画像撮影装置に、本発明を適用してもよい。
In the above embodiment, the
本発明は、上記各実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、上述の種々の実施形態や種々の変形例を適宜組み合わせることも可能である。また、本発明は、X線に限らず、γ線等の他の放射線を使用する放射線画像撮影装置にも適用することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention. For example, the above-described various embodiments and various modifications can be appropriately combined. In addition, the present invention is not limited to X-rays but can be applied to a radiographic imaging apparatus that uses other radiation such as γ-rays.
10 X線画像撮影装置
11 本体ユニット
12 コンソール
16 X線源
19 撮影台
19A 撮影面
21 画像検出器
22 変換パネル
33 制御回路部
56 マーカー
72 撮影制御部(キャリブレーション画像取得部)
73A 補正データ作成部
77A キャリブレーション画像
78 補正データ
78A ゲイン補正データ
78B オフセット補正データ
78C 欠陥補正データ
81 欠陥
MA マーカー領域
DESCRIPTION OF
73A correction
Claims (11)
前記変換パネルを内包し、前記被写体が配置される撮影台と、
前記撮影台に設けられ、前記放射線源から前記変換パネルに至る照射経路内に配置されるマーカーと、
前記被写体が前記照射経路内に存在しない状態で前記撮像領域に対して前記放射線を照射した場合に前記変換パネルが出力する前記電気信号に基づいてキャリブレーション画像を取得するキャリブレーション画像取得部と、
前記キャリブレーション画像に写り込んだ前記マーカーの影響が除去された補正データを作成する補正データ作成部とを備えていることを特徴とする放射線画像撮影装置。 A conversion panel that has a two-dimensional imaging region and converts radiation irradiated from a radiation source and transmitted through a subject into an electrical signal;
A photographic stand containing the conversion panel and on which the subject is disposed;
A marker provided on the imaging table and disposed in an irradiation path from the radiation source to the conversion panel;
A calibration image acquisition unit that acquires a calibration image based on the electrical signal output by the conversion panel when the imaging region is irradiated with the radiation in a state where the subject does not exist in the irradiation path;
A radiographic imaging apparatus, comprising: a correction data creating unit that creates correction data from which the influence of the marker reflected in the calibration image is removed.
前記被写体が前記照射経路内に存在しない状態で前記撮像領域に対して前記放射線を照射した場合に前記変換パネルが出力する前記電気信号に基づいてキャリブレーション画像を取得するキャリブレーション画像取得ステップと、
前記キャリブレーション画像に写り込んだ前記マーカーの影響が除去された補正データを作成する補正データ作成ステップとを備えていることを特徴とする放射線画像撮影装置のキャリブレーション方法。 A conversion panel that has a two-dimensional imaging area, converts radiation irradiated from a radiation source and transmitted through the subject into an electrical signal, an imaging table that includes the conversion panel and on which the subject is disposed, and the imaging table In a calibration method of a radiographic imaging apparatus provided with a marker disposed in an irradiation path from the radiation source to the conversion panel,
A calibration image acquisition step of acquiring a calibration image based on the electrical signal output by the conversion panel when the imaging region is irradiated with the radiation in a state where the subject does not exist in the irradiation path;
A calibration method for a radiographic imaging apparatus, comprising: a correction data creating step for creating correction data from which the influence of the marker reflected in the calibration image is removed.
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