JP2019084307A - 画像処理装置、放射線画像撮影装置、及び放射線画像撮影システム - Google Patents
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Abstract
【課題】周囲の正常画素に比べて感度の異なる一部の非正常画素の感度が撮影時の管電圧によって変動し得る放射線画像撮影装置において、ゲイン補正の精度を向上させる。【解決手段】被写体が存在しない状態で撮影を行うことにより生成される、放射線画像撮影装置の各画素の相対的な感度を表す補正用画像データを記憶する記憶手段と、被写体が存在する状態で撮影を行うことにより放射線画像撮影装置が出力した被写体画像データを取得する取得手段と、放射線画像撮影装置に到達する放射線のスペクトルの変化に応じた、正常画素の感度に対する非正常画素の感度の変化の傾向を推定する推定手段と、被写体画像データを取得する度に、推定した前記非正常画素の感度の変化の傾向に基づいて、補正用画像データを校正する校正手段と、校正した補正用画像データを用いて、取得した被写体画像データにゲイン補正を施す補正手段と、を備える。【選択図】図8
Description
本発明は、画像処理装置、放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影システムに関する。
画素が二次元的に複数配列された基板を備える放射線画像撮影装置では、入力(受けた放射線の線量)に対する信号値の出力(ゲイン)が画素毎にばらついてしまうことがある。このような画素毎のゲインのばらつきにより画像に生じるムラは「ゲインムラ」と呼ばれる。
ゲインムラの原因の一つに、放射線を光に変換するシンチレーターの表面に存在する微小な突起がある。この突起と対向する画素は、突起と対向しない正常画素に対して感度が低下する特性が有るのだが、シンチレーター製造工程において突起を完全になくすことは困難である(突起の大きさをある範囲内に収めるのが限界である)。
そこで、従来、ゲインばらつきを補正する係数を画素毎に予め算出しておき、撮影された画像に対して算出した係数を掛けることで画素毎のゲインばらつきを打ち消すゲイン補正と呼ばれる補正を施すことにより、画像からゲインムラを消すという対応が採られている。
ゲインムラの原因の一つに、放射線を光に変換するシンチレーターの表面に存在する微小な突起がある。この突起と対向する画素は、突起と対向しない正常画素に対して感度が低下する特性が有るのだが、シンチレーター製造工程において突起を完全になくすことは困難である(突起の大きさをある範囲内に収めるのが限界である)。
そこで、従来、ゲインばらつきを補正する係数を画素毎に予め算出しておき、撮影された画像に対して算出した係数を掛けることで画素毎のゲインばらつきを打ち消すゲイン補正と呼ばれる補正を施すことにより、画像からゲインムラを消すという対応が採られている。
ところで、シンチレーターの突起による正常画素に対する感度低下の度合いは、撮影時の管電圧によって変化することが知られている。つまり、固定の補正係数を用いたゲイン補正では、撮影時の管電圧によってはゲインムラを消すことができなかったり、ゲインムラを却って強調してしまったりする場合がある。
こうしたことを防ぐため、例えば、被写体が存在しない状態で、X線発生装置の照射条件やX線撮像装置の駆動条件を変えて撮影して得られた複数種類の補正用画像データを予め記憶しておき、動作モードが選択されたことに基づいて対応する補正用画像データを抽出し、抽出した補正用画像データを用いて撮影した画像にゲイン補正を行なう放射線撮像システム(特許文献1参照)が提案されている。
こうしたことを防ぐため、例えば、被写体が存在しない状態で、X線発生装置の照射条件やX線撮像装置の駆動条件を変えて撮影して得られた複数種類の補正用画像データを予め記憶しておき、動作モードが選択されたことに基づいて対応する補正用画像データを抽出し、抽出した補正用画像データを用いて撮影した画像にゲイン補正を行なう放射線撮像システム(特許文献1参照)が提案されている。
特許文献1に記載されたシステムを用いて所定の管電圧で撮影を行い、得られた画像に対応する補正用画像データを用いてゲイン補正を行っても、ゲインムラを十分に消すことができない場合があることを発見した。
その原因を突き止めるべく研究を行った結果、シンチレーターの異常突起によるゲインは、管電圧だけでなく、被写体の有無やその体厚によっても変化することが分かってきた。
すなわち、特許文献1に記載されたようなシステムによる、被写体が存在しない状態で撮影して得た補正用画像データを用いるゲイン補正は、その精度が十分ではなかった。
その原因を突き止めるべく研究を行った結果、シンチレーターの異常突起によるゲインは、管電圧だけでなく、被写体の有無やその体厚によっても変化することが分かってきた。
すなわち、特許文献1に記載されたようなシステムによる、被写体が存在しない状態で撮影して得た補正用画像データを用いるゲイン補正は、その精度が十分ではなかった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、周囲の正常画素に比べて感度の異なる一部の非正常画素の感度が撮影時の管電圧によって変動し得る放射線画像撮影装置において、ゲイン補正の精度を向上させることを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明に係る放射線画像撮影装置は、
被写体が存在しない状態で放射線画像撮影装置を用いた撮影を行うことにより生成される、当該放射線画像撮影装置の各画素の相対的な感度を表す補正用画像データを記憶する記憶手段と、
被写体が存在する状態で前記放射線画像撮影装置を用いた撮影を行うことにより当該放射線画像撮影装置が出力した被写体画像データを取得する取得手段と、
前記放射線画像撮影装置に到達する放射線のスペクトルの変化に応じた、当該放射線画像撮影装置における正常画素の感度に対する非正常画素の感度の変化の傾向を推定する推定手段と、
前記取得手段が被写体画像データを取得する度に、前記推定手段が推定した前記非正常画素の感度の変化の傾向に基づいて、前記補正用画像データを校正する校正手段と、
前記校正手段が校正した補正用画像データを用いて、前記取得手段が取得した被写体画像データにゲイン補正を施す補正手段と、を備える。
被写体が存在しない状態で放射線画像撮影装置を用いた撮影を行うことにより生成される、当該放射線画像撮影装置の各画素の相対的な感度を表す補正用画像データを記憶する記憶手段と、
被写体が存在する状態で前記放射線画像撮影装置を用いた撮影を行うことにより当該放射線画像撮影装置が出力した被写体画像データを取得する取得手段と、
前記放射線画像撮影装置に到達する放射線のスペクトルの変化に応じた、当該放射線画像撮影装置における正常画素の感度に対する非正常画素の感度の変化の傾向を推定する推定手段と、
前記取得手段が被写体画像データを取得する度に、前記推定手段が推定した前記非正常画素の感度の変化の傾向に基づいて、前記補正用画像データを校正する校正手段と、
前記校正手段が校正した補正用画像データを用いて、前記取得手段が取得した被写体画像データにゲイン補正を施す補正手段と、を備える。
本発明によれば、ゲイン補正の精度を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲は図示したものに限定されない。
〔放射線画像撮影装置の構成〕
まず、本発明の実施形態に係る放射線画像撮影装置(以下撮影装置20)について説明する。図1は撮影装置20の斜視図、図2は撮影装置20が備える基板31の正面図、図3は撮影装置20の概略回路構成を表すブロック図である。
なお、撮影装置20は、放射線が照射されたことを自ら検知する非連携方式のものであってもよいし、外部からの信号に基づいて動作する連携方式のものであってもよい。
まず、本発明の実施形態に係る放射線画像撮影装置(以下撮影装置20)について説明する。図1は撮影装置20の斜視図、図2は撮影装置20が備える基板31の正面図、図3は撮影装置20の概略回路構成を表すブロック図である。
なお、撮影装置20は、放射線が照射されたことを自ら検知する非連携方式のものであってもよいし、外部からの信号に基づいて動作する連携方式のものであってもよい。
本実施形態に係る撮影装置20は、放射された放射線(X線等)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もので、図1〜3に示したように、筐体1の他、この筐体1に収納される、シンチレーター2、放射線検出部3、走査駆動部4、読み出し部5、制御部6、記憶部7、通信部8、内蔵電源9A等を備えている。
筐体1の一側面には、図1に示したように、電源スイッチ11や操作スイッチ12、インジケーター13、コネクター82等が設けられている。
筐体1の一側面には、図1に示したように、電源スイッチ11や操作スイッチ12、インジケーター13、コネクター82等が設けられている。
シンチレーター2は、放射線を受けることで、線量に応じた強度の、放射線よりも波長の長い電磁波(例えば可視光等)を発するようになっている。
なお、放射線検出部3により多くの電磁波が伝わるように、放射線検出部3と対向する面に反射面を構成してもよい。
また、電磁波の拡散を低減するため、CsIを用いた柱状結晶とすることも可能である。
なお、放射線検出部3により多くの電磁波が伝わるように、放射線検出部3と対向する面に反射面を構成してもよい。
また、電磁波の拡散を低減するため、CsIを用いた柱状結晶とすることも可能である。
放射線検出部3は、図2に示したように、基板31や、複数の走査線32、複数の信号線33、複数の放射線検出素子34、複数のTFT35(スイッチ素子)、複数のバイアス線36、結線37等で構成されている。
基板31は、ガラスや、ベースフィルム、シリコン等の半導体材料等を用いて板状に形成され、シンチレーター2と並行に対抗するよう配置されている。
基板31上には、複数の放射線検出素子34が二次元的に配置されている。
放射線検出素子34の一方の端子には、スイッチ素子であるTFT35のドレイン端子が、他方の端子にはバイアス線がそれぞれ接続されている。
走査線32は、複数のTFT35のゲート端子と接続されている。
各信号線33は、走査線32と直行する様に配置され、複数のTFT35のソース端子と接続されている。
各走査線32と各信号線33のそれぞれの端部には、端子32a、33aが形成され、基板31から配線を引き出せる構成となっている。
基板31上には、複数の放射線検出素子34が二次元的に配置されている。
放射線検出素子34の一方の端子には、スイッチ素子であるTFT35のドレイン端子が、他方の端子にはバイアス線がそれぞれ接続されている。
走査線32は、複数のTFT35のゲート端子と接続されている。
各信号線33は、走査線32と直行する様に配置され、複数のTFT35のソース端子と接続されている。
各走査線32と各信号線33のそれぞれの端部には、端子32a、33aが形成され、基板31から配線を引き出せる構成となっている。
複数のバイアス線36は、結線37で接続され、同様に端子37aが形成されている。
なお、本実施形態のバイアス線36は、結線37で接続する構成としているが、各バイアス線に端子37aを構成しても良いし、所定の本数毎に結線37で接続し、複数の端子37aを構成しても良い。結線37で接続するとバイアス線36を流れる電流が集中し、配線抵抗による電圧降下が大きくなってしまうが、分割することで、電圧降下を低減する効果が得られる。
また、バイアス線36は、配線抵抗の影響を低減するため、全面に面形状となるように配置しても良いし、縦横に配置した配線が交差部で接続した井桁形状となるように配置しても良い。
なお、本実施形態のバイアス線36は、結線37で接続する構成としているが、各バイアス線に端子37aを構成しても良いし、所定の本数毎に結線37で接続し、複数の端子37aを構成しても良い。結線37で接続するとバイアス線36を流れる電流が集中し、配線抵抗による電圧降下が大きくなってしまうが、分割することで、電圧降下を低減する効果が得られる。
また、バイアス線36は、配線抵抗の影響を低減するため、全面に面形状となるように配置しても良いし、縦横に配置した配線が交差部で接続した井桁形状となるように配置しても良い。
放射線検出素子34は、シンチレーター2が発した電磁波(光)を受けることで、その強度(放射線検出素子34が受けた放射線の線量)に応じた電気信号(電流、電荷)を生成するものである。こうした放射線検出素子34は、例えばフォトダイオードや、フォトトランジスター等で構成することができる。なお、構成が異なるCCD方式としてもよい。
各放射線検出素子34は、複数の走査線32及び複数の信号線33によって区画された複数の領域rにそれぞれ設けられている。この領域を画素rと称する。放射線検出素子34とTFT35から構成されている。筐体1に収納された放射線検出部3の各放射線検出素子34は、シンチレーター2と対向するようになっている。
各放射線検出素子34は、複数の走査線32及び複数の信号線33によって区画された複数の領域rにそれぞれ設けられている。この領域を画素rと称する。放射線検出素子34とTFT35から構成されている。筐体1に収納された放射線検出部3の各放射線検出素子34は、シンチレーター2と対向するようになっている。
TFT35は、放射線検出素子34と同様、複数の画素rにそれぞれ設けられている。各TFT35は、ゲート電極が近接する走査線32に、ソース電極が近接する信号線33に、ドレイン電極が同じ画素r内の放射線検出素子34にそれぞれ接続されている。このため、放射線検出素子34は、走査線32や信号線33と間接的に接続されることとなる。
なお、TFT35は、複数の画素rの内の幾つかに対しては、放射線検出素子34と信号線33を配線で接続し、TFT35を配置しないものを設けてもよい。
また、TFT35のソースとドレインは同じ機能をするため、入れ替えても良い。
なお、TFT35は、複数の画素rの内の幾つかに対しては、放射線検出素子34と信号線33を配線で接続し、TFT35を配置しないものを設けてもよい。
また、TFT35のソースとドレインは同じ機能をするため、入れ替えても良い。
また、複数のバイアス線36は、各信号線33と信号線33との間に信号線33と平行になるように、かつ交差する走査線32と導通しないように設けられている。
結線37は、基板31の縁部において、走査線32と平行に延びるように設けられている。結線37には、複数のバイアス線36が接続されている。また、結線37の端部には、端子37aが形成されている。
結線37は、基板31の縁部において、走査線32と平行に延びるように設けられている。結線37には、複数のバイアス線36が接続されている。また、結線37の端部には、端子37aが形成されている。
走査駆動部4は、図3に示したように、電源回路41や、ゲートドライバー42等で構成されている。
電源回路41は、それぞれ電圧の異なるオン電圧とオフ電圧を生成し、ゲートドライバー42に供給するようになっている。
ゲートドライバー42は、走査線32の各ラインに印加する電圧をオン電圧かオフ電圧に切り替えるようになっている。
電源回路41は、それぞれ電圧の異なるオン電圧とオフ電圧を生成し、ゲートドライバー42に供給するようになっている。
ゲートドライバー42は、走査線32の各ラインに印加する電圧をオン電圧かオフ電圧に切り替えるようになっている。
読み出し部5は、複数の読み出し回路51や、アナログマルチプレクサー52、A/D変換器53等を備えている。
各読み出し回路51は、各信号線33にそれぞれ接続されている。
また、各読み出し回路51は、積分回路51aと相関二重サンプリング回路(以下、CDS回路)51b等で構成されている。
各読み出し回路51は、各信号線33にそれぞれ接続されている。
また、各読み出し回路51は、積分回路51aと相関二重サンプリング回路(以下、CDS回路)51b等で構成されている。
積分回路51aは、信号線33に放出された電荷を積分し、積分された電荷量に応じた電圧値をCDS回路51bへ出力するようになっている。
CDS回路51bは、信号を読み出す対象の放射線検出素子34が接続された走査線32にオン電圧を印可する前(オフ電圧を印加している間)に、積分回路51aの出力電圧をサンプリングホールドし、該当の走査線32にオン電圧を印可して放射線検出素子の信号電荷を読み出し、該当の走査線32にオフ電圧を印加した後の積分回路51aの出力電圧の差分を出力するようになっている。
なお、信号電荷を読み出した後の積分回路51aの出力電圧もサンプリングホールドして差分するようにしても良い。
CDS回路51bは、信号を読み出す対象の放射線検出素子34が接続された走査線32にオン電圧を印可する前(オフ電圧を印加している間)に、積分回路51aの出力電圧をサンプリングホールドし、該当の走査線32にオン電圧を印可して放射線検出素子の信号電荷を読み出し、該当の走査線32にオフ電圧を印加した後の積分回路51aの出力電圧の差分を出力するようになっている。
なお、信号電荷を読み出した後の積分回路51aの出力電圧もサンプリングホールドして差分するようにしても良い。
アナログマルチプレクサー52は、CDS回路51bから出力された複数の差分信号を一つずつA/D変換器53へ出力するようになっている。なお、複数の画素から1つの画素(例えば、4画素を平均化した1画素)を生成するため、入力された複数の入力信号のうち2つ以上をA/D変換器53へ出力できるようにしても良い。
A/D変換器53は、入力されたアナログ電圧値の画像データをデジタル値の画像データに順次変換するようになっている。なお、アナログマルチプレクサー52を利用する構成だけでなく、CDS回路毎にA/D変換機を構成してもよい。
A/D変換器53は、入力されたアナログ電圧値の画像データをデジタル値の画像データに順次変換するようになっている。なお、アナログマルチプレクサー52を利用する構成だけでなく、CDS回路毎にA/D変換機を構成してもよい。
制御部6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)等で構成されている。なお、専用の制御回路で構成されていてもよい。
記憶部7は、SRAM(Static RAM)やSDRAM(Synchronous DRAM)、NAND型フラッシュメモリー、HDD(Hard Disk Drive)等で構成されている。
通信部8は、アンテナ81やコネクター82を介して無線方式又は有線方式で外部と通信を行うようになっている。
内蔵電源9Aは、リチウムイオン電池やリチウムイオンキャパシタ等で構成され、放射線検出部3や走査駆動部4等に電力を供給するようになっている。
通信部8は、アンテナ81やコネクター82を介して無線方式又は有線方式で外部と通信を行うようになっている。
内蔵電源9Aは、リチウムイオン電池やリチウムイオンキャパシタ等で構成され、放射線検出部3や走査駆動部4等に電力を供給するようになっている。
〔放射線画像撮影装置の基本動作〕
次に、上記撮影装置20の基本的な動作について説明する。
まず、電源スイッチ11が入れられると、バイアス電源9Bから結線37やバイアス線36を介して、各放射線検出素子34に逆バイアス電圧を印加する。
また、読み出し回路51を介して、信号線に基準電圧を印可する。
そして、暗電荷のリセットを繰り返し行う。
次に、上記撮影装置20の基本的な動作について説明する。
まず、電源スイッチ11が入れられると、バイアス電源9Bから結線37やバイアス線36を介して、各放射線検出素子34に逆バイアス電圧を印加する。
また、読み出し回路51を介して、信号線に基準電圧を印可する。
そして、暗電荷のリセットを繰り返し行う。
この暗電荷リセットが繰り返されている途中のあるタイミングで、例えば、放射線照射装置から放射線が照射されたことを検知した(非連携方式の場合)、又は同期制御信号を受信した(連携方式の場合)ことに基づいて、リセット処理を終了し、少なくとも診断画像に用いる領域の走査線へのオン電圧の印加を停止して電荷蓄積状態に移行する。すなわち、放射線の照射により各放射線検出素子34内で生成した電荷を、各画素r内に蓄積する。
放射線の照射が終了した後は、画像データの読み出しを開始する。具体的には、暗電荷リセットと同じ流れで、ゲートライン上の各TFT35にオン電圧を印加し、ゲートラインに蓄積された電荷を信号線33に放出させる。
放射線の照射が終了した後は、画像データの読み出しを開始する。具体的には、暗電荷リセットと同じ流れで、ゲートライン上の各TFT35にオン電圧を印加し、ゲートラインに蓄積された電荷を信号線33に放出させる。
そして、各読み出し回路51の積分回路51aが信号線33に放出された電荷を積分し、積分した電荷の量に応じた電圧値を出力する。そして、CDS回路51bが、アナログ電圧の画像データを出力する。出力された各画像データは、アナログマルチプレクサー52を介してA/D変換器53に順次送信される。そして、A/D変換器53が、アナログマルチプレクサー52から出力されたアナログ値の画像データをデジタル値の画像データに順次変換する。こうして、画像データの読み出しが行われる。
そして、読み出したデジタル値の画像データに、必要に応じて、オフセット成分を減算するオフセット補正を施し、その後ゲイン補正を施す。
なお、ゲイン補正の詳細については後述する。
最後に、各種補正処理を施した画像データを、記憶部7に記憶したり、通信部8を介して外部(コンソール等)へ送信したりする。
この一連の動作を、放射線照射装置と撮影装置20との間に被写体を介在させて行うことで、撮影装置20は被写体の放射線画像の画像データ(被写体画像データ)を生成する。すなわち、撮影装置20は、本発明におけるデータ生成手段をなす。
なお、ゲイン補正の詳細については後述する。
最後に、各種補正処理を施した画像データを、記憶部7に記憶したり、通信部8を介して外部(コンソール等)へ送信したりする。
この一連の動作を、放射線照射装置と撮影装置20との間に被写体を介在させて行うことで、撮影装置20は被写体の放射線画像の画像データ(被写体画像データ)を生成する。すなわち、撮影装置20は、本発明におけるデータ生成手段をなす。
〔ゲイン補正の詳細〕
次に、上記撮影装置20がゲイン補正を行うための構成や動作の詳細について説明する。
撮影装置20は、入力(線量)に対する信号値の出力(ゲイン)が画素r毎にばらついてしまうことがある。その原因の一つとして、図4(a)に示したような、シンチレーター2の表面に存在する微小な突起21や、図4(b)に示したような、シンチレーターの製造工程でこの突起21が取れる等して生じる微小な窪み22の存在が挙げられる。以下、この突起21及び窪み22をまとめて変形部21,22と称する。
基板31上の一部の画素rは、この変形部21,22と対向することにより、周囲の画素rと感度が異なって(低下して)しまう。こうした感度のばらつきは、入力(線量)に対する信号値の出力(ゲイン)のばらつきとなって現れる。以下、この変形部21,22と対向していない画素を正常画素r1、変形部21,22と対向する画素を非正常画素r2と称する。
次に、上記撮影装置20がゲイン補正を行うための構成や動作の詳細について説明する。
撮影装置20は、入力(線量)に対する信号値の出力(ゲイン)が画素r毎にばらついてしまうことがある。その原因の一つとして、図4(a)に示したような、シンチレーター2の表面に存在する微小な突起21や、図4(b)に示したような、シンチレーターの製造工程でこの突起21が取れる等して生じる微小な窪み22の存在が挙げられる。以下、この突起21及び窪み22をまとめて変形部21,22と称する。
基板31上の一部の画素rは、この変形部21,22と対向することにより、周囲の画素rと感度が異なって(低下して)しまう。こうした感度のばらつきは、入力(線量)に対する信号値の出力(ゲイン)のばらつきとなって現れる。以下、この変形部21,22と対向していない画素を正常画素r1、変形部21,22と対向する画素を非正常画素r2と称する。
また、このような非正常画素r2は、外部から到達する放射線のスペクトルの変化に応じて感度を変化させる。スペクトルを変化させる具体的な要因は、放射線照射装置の管電圧や、被写体の体厚等複数ある。
本発明は、こうした管電圧や体厚の影響を考慮したゲイン補正を行うものである。
本発明は、こうした管電圧や体厚の影響を考慮したゲイン補正を行うものである。
本実施形態の撮影装置20は、被写体が存在しない状態、かつ所定管電圧(例えば40kV)で撮影を行うことにより生成した、複数の画素の相対的な感度を表すゲインデータA1を記憶部7に記憶している。
また、撮影装置20は、被写体が存在しない状態、かつゲインデータA1を取得したときと異なる管電圧(例えば80kV、140kV)で撮影を行うことにより生成した、少なくとも一つ以上のゲインデータA2,A3を記憶部7に記憶している。これらのゲインデータA1〜A3のうちのいずれか一つが、本発明における補正用画像データに相当し、それ以外が、本発明における第1校正用画像データに相当する。
なお、図5には、第1校正用画像データに相当するゲインデータが二つある場合について例示したが、このゲインデータは一つでも3つ以上でもよい。
また、撮影装置20は、被写体が存在しない状態、かつゲインデータA1を取得したときと異なる管電圧(例えば80kV、140kV)で撮影を行うことにより生成した、少なくとも一つ以上のゲインデータA2,A3を記憶部7に記憶している。これらのゲインデータA1〜A3のうちのいずれか一つが、本発明における補正用画像データに相当し、それ以外が、本発明における第1校正用画像データに相当する。
なお、図5には、第1校正用画像データに相当するゲインデータが二つある場合について例示したが、このゲインデータは一つでも3つ以上でもよい。
また、撮影装置20は、被写体が存在する状態、かつゲインデータA1〜A3を取得したときの管電圧の少なくともいずれかを含む管電圧で撮影を行うことにより生成したゲインデータB1〜B3を記憶部7に記憶している。このゲインデータB1〜B3は、本発明における第2校正用画像データに相当する。
なお、図5には、第2校正用画像データに相当するゲインデータが、ゲインデータA1〜A3を得たときの各管電圧で撮影していた三つある場合について例示したが、このゲインデータは少なくとも一つあればよい。
このような機能を有する撮影装置20は、本発明における記憶手段をなす。
なお、図5には、第2校正用画像データに相当するゲインデータが、ゲインデータA1〜A3を得たときの各管電圧で撮影していた三つある場合について例示したが、このゲインデータは少なくとも一つあればよい。
このような機能を有する撮影装置20は、本発明における記憶手段をなす。
こうしたゲインデータA1〜A3,B1〜B3を取得する方法としては、例えば、図5に示したようなものが挙げられる。
具体的には、図5(a)に示したように、放射線照射装置10及び撮影装置20を撮影位置に配置し、所定管電圧(例えば40kV)、及び所定管電圧よりも高い管電圧(80kV、140kV)で撮影を行うことにより、ゲインデータA1〜A3が得られる。
具体的には、図5(a)に示したように、放射線照射装置10及び撮影装置20を撮影位置に配置し、所定管電圧(例えば40kV)、及び所定管電圧よりも高い管電圧(80kV、140kV)で撮影を行うことにより、ゲインデータA1〜A3が得られる。
また、図5(b)に示したように、撮影位置に配置された放射線照射装置10と撮影装置20との間であって撮影装置20寄りの位置に被験者の平均的な体厚と同程度もしくはその前後の厚さ(例えば30cm程度)のアクリル板Aを配置し、ゲインデータA1〜A3を得たとき同じ管電圧(40kV、80kV、140kV)で撮影を行うことにより、ゲインデータB1〜B3が得られる。
なお、ゲインデータB1〜B3は、図5(c)に示したように、アクリル板Aと同程度に放射線を減衰させるフィルターFを撮影装置20に配置して撮影を行うことにより得ることもできる。ここで、アクリル板A及びフィルターFは、不均一箇所で新たなゲインムラを発生させることがないように、厚みが均一なものを使用することが望ましい。
なお、ゲインデータB1〜B3は、図5(c)に示したように、アクリル板Aと同程度に放射線を減衰させるフィルターFを撮影装置20に配置して撮影を行うことにより得ることもできる。ここで、アクリル板A及びフィルターFは、不均一箇所で新たなゲインムラを発生させることがないように、厚みが均一なものを使用することが望ましい。
また、このようにして得られたゲインデータA1〜A3,B1〜B3には、放射線ヒール効果、アクリル板A又はフィルターFを透過する際に生じる散乱線の影響によって低周波ゲインムラが含まれる。この低周波ゲインムラは、シンチレーター2の変形部21,22によって生じるゲインムラに対して十分に周波数が低い為、ゲインデータA1〜A3,B1〜B3から低周波ゲインムラを除去することで、ゲインデータの校正精度を向上させることができる。具体的には、ゲインデータAに対して臨床上問題となるゲインムラよりも十分に大きいマスクサイズで移動平均フィルター、メディアンフィルタ処理を実施することにより、臨床上問題となるゲインムラが除去されたゲインデータA’を作成する。そして、ゲインデータAをゲインデータA’で除することで、臨床上問題となる高周波なゲインムラ成分だけが残存したゲインデータA’’を作成することができる。なお、ゲインデータA’には、演算上の齟齬が発生しないように適宜正規化を実施しても良い。
また、撮影装置20は、管電圧の他、画像サイズ(画素数)の他、撮影する画像が静止画であるか動画であるか等を含む撮影時の動作モードを選択するようになっている。
具体的には、外部(放射線照射装置10等)から信号を受信したことや、ユーザーの操作スイッチ12等を用いた数値等の手入力がなされたこと、予め設定しておいた複数のプリセットの中からいずれかが選択されたこと等に基づいて選択する。
すなわち、撮影装置20は、本発明におけるモード選択手段をなす。
そして、撮影装置20は、選択した動作モードにて撮影を行うようになっている。
具体的には、外部(放射線照射装置10等)から信号を受信したことや、ユーザーの操作スイッチ12等を用いた数値等の手入力がなされたこと、予め設定しておいた複数のプリセットの中からいずれかが選択されたこと等に基づいて選択する。
すなわち、撮影装置20は、本発明におけるモード選択手段をなす。
そして、撮影装置20は、選択した動作モードにて撮影を行うようになっている。
また、撮影装置20は、被写体の体厚を設定するようになっている。
具体的には、外部(コンソール等)から数値を受信したことや、ユーザーの操作スイッチ12等を用いた測定値の手入力がなされたこと、予め設定しておいた複数のプリセットの中からいずれかが選択されたこと等に基づいて設定する。
すなわち、撮影装置20は、本発明における体厚設定手段をなす。
具体的には、外部(コンソール等)から数値を受信したことや、ユーザーの操作スイッチ12等を用いた測定値の手入力がなされたこと、予め設定しておいた複数のプリセットの中からいずれかが選択されたこと等に基づいて設定する。
すなわち、撮影装置20は、本発明における体厚設定手段をなす。
なお、被写体の性別、体重、撮影部位、身長、年齢のいずれか一つ以上の情報を取得し、取得した情報に基づいて被写体の体厚を推定し、推定した体厚を設定するようにしてもよい。具体的には、図6に示したような、被写体条件(性別、体重、撮影部位、身長等)と、その条件における平均的な体厚をテーブルとして記憶部7に記憶しておき、ユーザーが入力した被写体条件に合致する体厚を設定する。
ここで、被写体条件と合致した体厚がテーブルに存在しない場合には、最も近しい値を参照するようにしてもよい。また、近しい条件が複数ある場合には、算術平均を用いた推定や、特定の条件に重み付けをした推定等を行うようにしてもよい。
この場合、撮影装置20は、本発明における情報取得手段及び体厚推定手段もなすこととなる。
なお、体厚のテーブルには、被写体の年齢を加味したデータを加えるようにしても良い。
ここで、被写体条件と合致した体厚がテーブルに存在しない場合には、最も近しい値を参照するようにしてもよい。また、近しい条件が複数ある場合には、算術平均を用いた推定や、特定の条件に重み付けをした推定等を行うようにしてもよい。
この場合、撮影装置20は、本発明における情報取得手段及び体厚推定手段もなすこととなる。
なお、体厚のテーブルには、被写体の年齢を加味したデータを加えるようにしても良い。
また、被写体が存在しない状態で撮影を行うことにより生成した画像データ、及び被写体が存在する状態で撮影を行うことにより生成した画像データに基づいて、被写体の体厚を推定するようにしてもよい。
撮影した被写体の画像を濃度ヒストグラムにすると、図7に示したように、3つの極大を持つ曲線を描くことが多い。一番左(低信号値側)の極大MLは骨や体厚の大きい部位を写した画素が多く集まることでできるもので、一番右(高信号値側)の極大MHは被写体の外側の領域を写した画素が多く集まることでできるもの、中央の極大MMは被写体の関心領域を写した画素が多く集まることでできるものとなっている。そして、この三つの極大のうち、中央の極大MMと一番右の極大MHとの距離Dは、被写体の体厚と相関関係を有することが知られている。つまり、距離Dに基づいて体厚を算出することが可能である。
撮影した被写体の画像を濃度ヒストグラムにすると、図7に示したように、3つの極大を持つ曲線を描くことが多い。一番左(低信号値側)の極大MLは骨や体厚の大きい部位を写した画素が多く集まることでできるもので、一番右(高信号値側)の極大MHは被写体の外側の領域を写した画素が多く集まることでできるもの、中央の極大MMは被写体の関心領域を写した画素が多く集まることでできるものとなっている。そして、この三つの極大のうち、中央の極大MMと一番右の極大MHとの距離Dは、被写体の体厚と相関関係を有することが知られている。つまり、距離Dに基づいて体厚を算出することが可能である。
しかし、信号値が飽和してしまうと、一番右の極大MHは動かないのに、中央の極大MMは被写体の体厚に応じて移動するという事態が生じるため、距離Dの測定誤差が大きくなってしまう。このため、予め設定しておいたmAs値から算出した信号値(極大MHの位置)、及び実際に曝射したときのmAs値から被写体が存在しない場合の信号値を算出し、実際の信号値と比較し、その減衰率から体厚を逆算するようにしてもよい。
なお、ここでは、3つの極大をもつ例で説明したが、複数の極大を持つヒストグラムであればどのような濃度ヒストグラムでも算出可能である。
また、中間の極大MMと最も右端(信号値の大きい)極大MHとの関係を用いて説明したが、最も左端(信号値の小さい)極大MLと極大MHの関係から体厚を算出してもよい。
なお、ここでは、3つの極大をもつ例で説明したが、複数の極大を持つヒストグラムであればどのような濃度ヒストグラムでも算出可能である。
また、中間の極大MMと最も右端(信号値の大きい)極大MHとの関係を用いて説明したが、最も左端(信号値の小さい)極大MLと極大MHの関係から体厚を算出してもよい。
また、撮影装置20は、外部から到達する放射線のスペクトルの変化に応じた正常画素r1の感度に対する非正常画素r2の感度(以下相対感度)の変化の傾向を推定するようになっている。
推定には、例えば、いずれかのゲインデータA1と他のゲインデータA2,A3との差、及びゲインデータA1〜A3とゲインデータB1〜B3との差を用いる。
例えば、図8(a),(b)に示したように、ゲインデータA2における非正常画素r2の相対感度が0.9、ゲインデータA3における非正常画素r2の相対感度が0.85であったとすると、両者の差は0.05となる。また、両者の撮影時の管電圧の差は60kであるから、管電圧が60kV変化すると非正常画素r2の相対感度が0.5変化する、ということが言える。
推定には、例えば、いずれかのゲインデータA1と他のゲインデータA2,A3との差、及びゲインデータA1〜A3とゲインデータB1〜B3との差を用いる。
例えば、図8(a),(b)に示したように、ゲインデータA2における非正常画素r2の相対感度が0.9、ゲインデータA3における非正常画素r2の相対感度が0.85であったとすると、両者の差は0.05となる。また、両者の撮影時の管電圧の差は60kであるから、管電圧が60kV変化すると非正常画素r2の相対感度が0.5変化する、ということが言える。
この間の管電圧と相対感度との関係は、場合によって線形となることもあれば、非線形となることもある。例えば、それらの関係がほぼ線形とみなすことができる場合には、相対感度の差(0.05)を管電圧の差(60)で除することにより、管電圧が1kV増加する毎に非正常画素r2の相対感度が約0.0008低下するという変化の傾向を推定することができる。
また、ゲインデータA3における非正常画素r2の相対感度が0.85、図8(c)に示したように、ゲインデータB3における非正常画素r2の相対感度が0.55であったとすると、両者の差は0.3となる。また、両者の体厚の差は30cmであるから、体厚が30cm変化すると非正常画素r2の相対感度が0.3変化する、ということが言える。
この間の体厚と相対感度との関係も、場合によって線形となることもあれば、非線形となることもある。例えば、それらの関係もほぼ線形とみなすことができる場合には、相対感度の差(0.3)を体厚の差(30)で除することにより、体厚が1cm増加する毎に非正常画素r2の相対感度が約0.01低下するという変化の傾向を推定することができる。
すなわち、撮影装置20は、本発明における推定手段をなす。
この間の体厚と相対感度との関係も、場合によって線形となることもあれば、非線形となることもある。例えば、それらの関係もほぼ線形とみなすことができる場合には、相対感度の差(0.3)を体厚の差(30)で除することにより、体厚が1cm増加する毎に非正常画素r2の相対感度が約0.01低下するという変化の傾向を推定することができる。
すなわち、撮影装置20は、本発明における推定手段をなす。
また、撮影装置20は、被写体を撮影する度、すなわち被写体画像データを生成する度に、推定した非正常画素r2の感度の変化の傾向に基づいて、ゲインデータA1〜A3のうち、推定の基準にしたゲインデータを、選択した動作モード及び設定した体厚に対応するよう校正する。
具体的には、推定した変化の傾向が上述したような線形である場合には、線形補間を行う。
具体的には、推定した変化の傾向が上述したような線形である場合には、線形補間を行う。
例えば、一般的な体格をした被写体の胸部(体厚20cm)を、その際の一般的な撮影条件(管電圧120kV)で撮影した場合、すなわち、選択された動作モードの管電圧が120kV、設定された体厚が20cmであった場合、まず、予め推定しておいた、管電圧が1kV増加する毎に相対感度が約0.0008低下するという変化の傾向を利用して、ゲインデータA2(管電圧80kV、相対感度0.9)の状態から、管電圧を120kVに増加させた場合の相対感度の低下量を算出する。この場合、0.0008に管電圧の差(40)を乗じることにより、0.032となるため、管電圧120kVにおける相対感度は、0.9から0.032を減じることにより約0.87となる。
こうして、ゲインデータA2が、図8(d)に示したような、管電圧120kVにおけるゲインデータA4に校正される。
こうして、ゲインデータA2が、図8(d)に示したような、管電圧120kVにおけるゲインデータA4に校正される。
次に、予め推定しておいた、体厚が1cm増加する毎に相対感度が約0.01低下するという変化の傾向を利用して、ゲインデータA4(体厚0cm(被写体なし)、相対感度0.87)の状態から、体厚を20cmに増加させた場合の相対感度の低下量を算出する。この場合、0.01に体厚の差(20)を乗じることにより、0.2となるため、体厚20cmにおける相対感度は、0.87から0.2を減じることにより約0.67となる。
こうして、ゲインデータA4が、図8(e)に示したような、管電圧120kV、体厚20cmにおけるゲインデータB4に校正される。
同様の考え方により、例示した以外の管電圧、体厚の場合であってもゲインデータを校正することができる。
このような機能を有する撮影装置20は、本発明における校正手段をなす。
こうして、ゲインデータA4が、図8(e)に示したような、管電圧120kV、体厚20cmにおけるゲインデータB4に校正される。
同様の考え方により、例示した以外の管電圧、体厚の場合であってもゲインデータを校正することができる。
このような機能を有する撮影装置20は、本発明における校正手段をなす。
なお、ここでは、二つのゲインデータA2とA3,A3とB3に基づいて線形補間する場合を例に説明したが、三つ以上のゲインデータに基づいて多項式補間、スプライン補間、ラグランジュ補間等を行えば、精度をより向上させることができる。
また、ここでは、管電圧と相対感度に関する補間を行った後、体厚と相対感度に関する補間を行ったが、順番を逆にしてもよい。
また、ここでは、管電圧と相対感度に関する補間を行った後、体厚と相対感度に関する補間を行ったが、順番を逆にしてもよい。
また、外部から到達する放射線のスペクトルの変化に応じた正常画素r1の感度に対する非正常画素r2の感度の変化の傾向に基づいて得た複数の校正係数をテーブルとして記憶し、テーブルを参照して、選択した動作モード及び設定した体厚に対応する校正係数を選択し、選択した校正係数を用いてゲインデータAnを校正するようにしてもよい。
具体的には、非正常画素r2の位置情報を記録した補正マップM(例えば、図9(a)に示したように、非正常画素r2を1、それ以外の画素を0で表した画像データ)を記憶しゲインデータA1における非正常画素r2の相対感度に対する、他のゲインデータA2,A3,B1〜B3における相対感度あるいは校正したゲインデータA4,B4における相対感度の低下率をそれぞれ算出し、得られた複数の数値を、図9(b)に示したようなテーブルの形で記憶しておく。そして、補正マップ及びテーブルに基づいて、図9(c)に示したゲインデータAnの非正常画素r2の感度のみを校正することで、図9(d)に示したようなゲインデータBnとする。このようにすれば、全画素に対してゲインデータを校正する場合に比べ、校正処理する画素を限定でき処理負荷が減少するためゲインデータAnの校正をより短時間で行うことができる。
具体的には、非正常画素r2の位置情報を記録した補正マップM(例えば、図9(a)に示したように、非正常画素r2を1、それ以外の画素を0で表した画像データ)を記憶しゲインデータA1における非正常画素r2の相対感度に対する、他のゲインデータA2,A3,B1〜B3における相対感度あるいは校正したゲインデータA4,B4における相対感度の低下率をそれぞれ算出し、得られた複数の数値を、図9(b)に示したようなテーブルの形で記憶しておく。そして、補正マップ及びテーブルに基づいて、図9(c)に示したゲインデータAnの非正常画素r2の感度のみを校正することで、図9(d)に示したようなゲインデータBnとする。このようにすれば、全画素に対してゲインデータを校正する場合に比べ、校正処理する画素を限定でき処理負荷が減少するためゲインデータAnの校正をより短時間で行うことができる。
また、撮影装置20は、校正したゲインデータA4,B4を用いて、生成した被写体画像データにゲイン補正を施す。具体的には、校正したゲインデータA4,B4における非正常画素r2の相対感度が1(正常画素r1の感度と同じ)になるような補正係数を非正常画素r2の信号値に乗じる。例えば、体厚20cmの被写体を管電圧120kVで撮影したときに得られる被写体画像データにゲイン補正を施す場合、校正により得られるのは上述したゲインデータB4(非正常画素r2の相対感度0.67)となるため、非正常画素r2の信号値に乗じる補正係数は、約1.5となる。
このような機能を有する撮影装置20は、本発明における補正手段をなす。
このような機能を有する撮影装置20は、本発明における補正手段をなす。
なお、ここまで被写体が存在しない状態で取得したゲインデータAnをもとにして、本実施形態におけるゲイン補正の方法について説明してきたが、本発明には、被写体が存在しない状態に対して、正常画素r1と非正常画素r2の感度差を変化させない材質の部材を放射線照射装置10と撮影装置20の間に介在させることにより取得したゲインデータを上記ゲインデータAnとして扱う場合も含まれる。
〔放射線画像撮影システムの構成1〕
次に、上記撮影装置20を用いて構成した放射線画像撮影システム100の構成について説明する。図10は、放射線画像撮影システム100の模式図である。
次に、上記撮影装置20を用いて構成した放射線画像撮影システム100の構成について説明する。図10は、放射線画像撮影システム100の模式図である。
本実施形態の放射線画像撮影システム100は、図10に示したように、放射線照射装置10や、撮影装置20、コンソール30、中継器40等で構成されている。
また、放射線画像撮影システム100には、必要に応じて、図示しない放射線科情報システム(Radiology Information System、RIS)や、画像保存通信システム(Picture Archiving and Communication System:PACS)等が接続される。
また、放射線画像撮影システム100には、必要に応じて、図示しない放射線科情報システム(Radiology Information System、RIS)や、画像保存通信システム(Picture Archiving and Communication System:PACS)等が接続される。
放射線照射装置10は、撮影装置20へ向けて放射線を照射するもので、放射線源10aや、ジェネレーター10b、操作卓10c等を備えている。
放射線源10aは、放射線を生成可能な図示しない回転陽極や回転陽極に電子ビームを照射するフィラメント等を有している。
ジェネレーター10bは、放射線源10aが設定された管電圧や管電流、照射時間(mAs値)等に応じた線量の放射線を照射するように制御する。
操作卓10cは、放射線技師等のユーザーが操作可能な曝射スイッチ10dを備えている。そして、操作卓10cは、曝射スイッチ10dが操作されたことに基づいて、ジェネレーター10bに対し放射線の照射開始等を指示するようになっている。
放射線源10aは、放射線を生成可能な図示しない回転陽極や回転陽極に電子ビームを照射するフィラメント等を有している。
ジェネレーター10bは、放射線源10aが設定された管電圧や管電流、照射時間(mAs値)等に応じた線量の放射線を照射するように制御する。
操作卓10cは、放射線技師等のユーザーが操作可能な曝射スイッチ10dを備えている。そして、操作卓10cは、曝射スイッチ10dが操作されたことに基づいて、ジェネレーター10bに対し放射線の照射開始等を指示するようになっている。
コンソール30は、コンピューターや専用の装置等で構成されており、図示しない制御部や、記憶部等の他、表示部30a、操作部30b等を備えている。
表示部30aは、CRT(Cathode Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等で構成されている。
操作部30bは、マウスやキーボード、タッチパネル等で構成されている。
表示部30aは、CRT(Cathode Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等で構成されている。
操作部30bは、マウスやキーボード、タッチパネル等で構成されている。
中継器40は、撮影装置20とコンソール30の間で、無線方式や有線方式での通信等を中継するためのアクセスポイントやハブの機能を備えている。
なお、中継器40を介すことなく、撮影装置20とコンソール30間で直接に送受信するように構成してもよい。
なお、中継器40を介すことなく、撮影装置20とコンソール30間で直接に送受信するように構成してもよい。
このように構成された放射線画像撮影システム100は、ユーザーが曝射スイッチ10dを操作すると、放射線照射装置10が、操作卓10cで設定した条件で放射線を患者へと照射する。そして、患者の背後に位置する撮影装置20が患者を透過してきた放射線を受け、それに基づいて画像データを読み出し、読み出した画像データを、中継器40を介してコンソール30に送信するようになっている。
なお、本実施形態の放射線画像撮影システム100は、例えば、図6に示したように、固定された放射線照射装置10と組み合わせることも可能であるし、図示しない回診車と組み合わせて用いることも可能である。
放射線画像撮影システム100を建物内に設置する場合は、例えば図6に示したように、放射線照射装置10の放射線源10aや、ジェネレーター10b、撮影装置20、中継器40等を撮影室Ra内に配置し、放射線照射装置10の操作卓10cや、コンソール30等を前室Rb(操作室等ともいう。)に設置するようにする。その際、撮影装置20を、撮影台(立位撮影用の撮影台50Aや臥位撮影用の撮影台50B)のカセッテホルダー50aに装填して用いるように構成することが可能である。中継器40を撮影室Ra内に配置することで、コンソール30を前室Rbに設置しても、無線通信性能を維持したり、有線ケーブルの接続を容易にしたりすることが可能となる。
一方、放射線画像撮影システム100を回診車と組み合わせる場合は、撮影装置20以外の構成を回診車の本体内に内蔵し、撮影装置20を持ち運べるようにしておく。そして、この回診車を用いて放射線画像の撮影を行う際には、撮影装置20を、例えば、ベッドとその上に横たわる患者との間に差し込んだり、患者にあてがったりする。撮影装置20とコンソール30間を直接通信することで、中継器40を必要としない構成としても良いし、図示しない中継器40を介して通信することも可能である。
〔放射線画像撮影システムの構成2〕
なお、図示は省略するが、上述した撮影装置20を用いずに、撮影装置20が有していた、補正用画像データを記憶する機能、非正常画素の感度の変化の傾向を推定する機能、補正用画像データを校正する機能、被写体画像データにゲイン補正を施す機能を備えた画像処理装置と、これらの機能を有していない撮影装置と、によって放射線画像撮影システムを構成するようにしてもよい。
その場合、撮影装置20は、生成した画像データを画像処理装置へ出力する本発明における出力手段としての機能を有することとなる。一方、画像処理装置は、撮影装置20が出力した画像データを取得する本発明における取得手段としての機能を有することとなる。
なお、このような画像処理装置をコンソールに組み込んでもよい。
なお、図示は省略するが、上述した撮影装置20を用いずに、撮影装置20が有していた、補正用画像データを記憶する機能、非正常画素の感度の変化の傾向を推定する機能、補正用画像データを校正する機能、被写体画像データにゲイン補正を施す機能を備えた画像処理装置と、これらの機能を有していない撮影装置と、によって放射線画像撮影システムを構成するようにしてもよい。
その場合、撮影装置20は、生成した画像データを画像処理装置へ出力する本発明における出力手段としての機能を有することとなる。一方、画像処理装置は、撮影装置20が出力した画像データを取得する本発明における取得手段としての機能を有することとなる。
なお、このような画像処理装置をコンソールに組み込んでもよい。
以上、本発明を実施形態に即して説明してきたが、本発明は、例えば、上記実施形態では、シンチレーターを用いた間接型の放射線画像撮影装置について説明したが、放射線を放射線検出素子において直接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であっても、周囲の正常画素に比べて感度の異なる非正常画素が存在し、その感度が撮影時の管電圧や被写体の体厚によって変動するものである場合には、適用することができる。
100 放射線画像撮影システム
10 放射線照射装置
10a 放射線源
10b ジェネレーター
10c 操作卓
10d曝射スイッチ
20 放射線画像撮影装置
1筐体
11 電源スイッチ
12 切替スイッチ
13 インジケーター
2シンチレーター
21 突起(変形部)
22 窪み(変形部)
3放射線検出部
31 基板
r 画素
r1 正常画素
r2 非正常画素
32 走査線
33 信号線
34 放射線検出素子
35 TFT(スイッチ素子)
36 バイアス線
37 結線
4 走査駆動部
41 電源回路
42 ゲートドライバー
5 読み出し部
51 読み出し回路
51a 積分回路
51b 相関二重サンプリング回路
52 アナログマルチプレクサー
53 A/D変換器
6 制御部
7 記憶部
8 通信部
81 アンテナ
82 コネクター
9A 内蔵電源
9B バイアス電源
30 コンソール
30a 表示部
30b 操作部
40 中継器
50A,50B 撮影台
50a カセッテホルダー
A アクリル板
A1-A3 ゲインデータ(補正用画像データ、第1校正用画像データ)
B1-B3 ゲインデータ(第2校正用画像データ)
A4,B4 校正されたゲインデータ
D 距離
F フィルター
MH,ML,MM 極大
X 放射線
10 放射線照射装置
10a 放射線源
10b ジェネレーター
10c 操作卓
10d曝射スイッチ
20 放射線画像撮影装置
1筐体
11 電源スイッチ
12 切替スイッチ
13 インジケーター
2シンチレーター
21 突起(変形部)
22 窪み(変形部)
3放射線検出部
31 基板
r 画素
r1 正常画素
r2 非正常画素
32 走査線
33 信号線
34 放射線検出素子
35 TFT(スイッチ素子)
36 バイアス線
37 結線
4 走査駆動部
41 電源回路
42 ゲートドライバー
5 読み出し部
51 読み出し回路
51a 積分回路
51b 相関二重サンプリング回路
52 アナログマルチプレクサー
53 A/D変換器
6 制御部
7 記憶部
8 通信部
81 アンテナ
82 コネクター
9A 内蔵電源
9B バイアス電源
30 コンソール
30a 表示部
30b 操作部
40 中継器
50A,50B 撮影台
50a カセッテホルダー
A アクリル板
A1-A3 ゲインデータ(補正用画像データ、第1校正用画像データ)
B1-B3 ゲインデータ(第2校正用画像データ)
A4,B4 校正されたゲインデータ
D 距離
F フィルター
MH,ML,MM 極大
X 放射線
Claims (10)
- 被写体が存在しない状態で放射線画像撮影装置を用いた撮影を行うことにより生成される、当該放射線画像撮影装置の各画素の相対的な感度を表す補正用画像データを記憶する記憶手段と、
被写体が存在する状態で前記放射線画像撮影装置を用いた撮影を行うことにより当該放射線画像撮影装置が出力した被写体画像データを取得する取得手段と、
前記放射線画像撮影装置に到達する放射線のスペクトルの変化に応じた、当該放射線画像撮影装置における正常画素の感度に対する非正常画素の感度の変化の傾向を推定する推定手段と、
前記取得手段が被写体画像データを取得する度に、前記推定手段が推定した前記非正常画素の感度の変化の傾向に基づいて、前記補正用画像データを校正する校正手段と、
前記校正手段が校正した補正用画像データを用いて、前記取得手段が取得した被写体画像データにゲイン補正を施す補正手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 放射線を受けたことに基づく電荷の蓄積と蓄積した電荷の放出とを行うことが可能な複数の画素が二次元的に配列された基板と、
前記複数の画素から放出された電荷の量に基づいて被写体画像データを生成するデータ生成手段と、
被写体が存在しない状態で撮影を行うことにより前記データ生成手段が生成した、前記複数の画素の相対的な感度を表す補正用画像データを記憶する記憶手段と、
外部から到達する放射線のスペクトルの変化に応じた正常画素の感度に対する非正常画素の感度の変化の傾向を推定する推定手段と、
前記データ生成手段が被写体画像データを生成する度に、前記推定手段が推定した前記非正常画素の感度の変化の傾向に基づいて、前記補正用画像データを校正する校正手段と、
前記校正手段が校正した補正用画像データを用いて、前記データ生成手段が生成した被写体画像データにゲイン補正を施す補正手段と、を備えることを特徴とする放射線画像撮影装置。 - 管電圧を含む撮影時の動作モードを選択するモード選択手段と、
被写体の体厚を設定する体厚設定手段と、を備え、
前記記憶手段は、
被写体が存在しない状態、かつ前記補正用画像データを取得したときと異なる管電圧で撮影を行うことにより前記データ生成手段が生成した、少なくとも一つ以上の第1校正用画像データと、
被写体が存在する状態、かつ前記補正用画像データを取得したときの管電圧と前記第1校正用画像データを取得したときの管電圧の少なくともいずれかを含む管電圧で撮影を行うことにより前記データ生成手段が生成した第2校正用画像データと、を記憶し、
前記推定手段は、前記補正用画像データと前記第1校正用画像データとの差、及び前記補正用画像データ又は前記第1校正用画像データと前記第2校正用画像データとの差を用いて、外部から到達する放射線のスペクトルの変化に応じた正常画素の感度に対する非正常画素の感度の変化の傾向を推定し、
前記校正手段は、前記補正用画像データを、前記モード選択手段が選択した動作モード及び前記体厚設定手段が設定した体厚に対応するよう校正することを特徴とする請求項2に記載の放射線画像撮影装置。 - 管電圧を含む撮影時の動作モードを選択するモード選択手段と、
被写体の体厚を設定する体厚設定手段と、を備え、
前記記憶手段は、外部から到達する放射線のスペクトルの変化に応じた正常画素の感度に対する非正常画素の感度の変化の傾向に基づいて得た複数の補正係数をテーブルとして記憶し、
前記校正手段は、前記テーブルを参照して、前記モード選択手段が選択した動作モード及び前記体厚設定手段が設定した体厚に対応する補正係数を選択し、選択した補正係数を用いて前記補正用画像データを校正することを特徴とする請求項2に記載の放射線画像撮影装置。 - 前記体厚設定手段は、
前記被写体の性別、体重、撮影部位、身長、年齢のいずれか一つ以上の情報を取得する情報取得手段と、
前記情報取得手段が取得した情報に基づいて前記被写体の体厚を推定する体厚推定手段と、を備え、
前記体厚推定手段が推定した体厚を設定することを特徴とする請求項3又は4に記載の放射線画像撮影装置。 - 前記体厚設定手段は、被写体が存在しない状態で撮影を行うことにより前記データ生成手段が生成した画像データ、及び被写体が存在する状態で撮影を行うことにより前記データ生成手段が生成した画像データに基づいて、前記被写体の体厚を推定する体厚推定手段を備え、
前記体厚推定手段が推定した体厚を設定することを特徴とする請求項3又は4に記載の放射線画像撮影装置。 - 前記記憶手段は、前記非正常画素の位置情報を記録した補正情報を記憶し、
前記補正手段は、前記補正情報に基づいて、前記非正常画素の信号値のみにゲイン補正を施すことを特徴とする請求項2から6のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。 - 前記基板と対向するよう配置され、放射線を受けることで線量に応じた強度の光を発するシンチレーターを備え、
前記画素は、前記シンチレーターが発した光を受けることで光の強度に応じた電荷を生成するものであり、
前記非正常画素は、前記シンチレーターの表面に存在する微小な変形部と対向することにより、前記正常画素と感度が異なるとともに、外部から到達する放射線のスペクトルの変化に応じて感度を変化させることを特徴とする請求項2から7のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。 - 請求項1に記載の画像処理装置と、
放射線を受けたことに基づく電荷の蓄積と蓄積した電荷の放出とを行うことが可能な複数の画素が二次元的に配列された基板と、前記複数の画素から放出された電荷の量に基づいて画像データを生成するデータ生成手段と、前記データ生成手段が生成した画像データを前記画像処理装置へ出力する出力手段と、を有する放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置へ向けて放射線を照射する放射線照射装置と、を備えることを特徴とする放射線画像撮影システム。 - 請求項2から8のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置へ向けて放射線を照射する放射線照射装置と、を備えることを特徴とする放射線画像撮影システム。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017217352A JP2019084307A (ja) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | 画像処理装置、放射線画像撮影装置、及び放射線画像撮影システム |
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JP2017217352A JP2019084307A (ja) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | 画像処理装置、放射線画像撮影装置、及び放射線画像撮影システム |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2019084307A true JP2019084307A (ja) | 2019-06-06 |
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ID=66761798
Family Applications (1)
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JP2017217352A Pending JP2019084307A (ja) | 2017-11-10 | 2017-11-10 | 画像処理装置、放射線画像撮影装置、及び放射線画像撮影システム |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2019084307A (ja) |
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- 2017-11-10 JP JP2017217352A patent/JP2019084307A/ja active Pending
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