JP4082284B2 - フラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法 - Google Patents
フラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フラットパネルにおける放射線検出面に多数の放射線検出素子が縦と横の配列ラインに沿って２次元マトリックス配置されている放射線検出用のフラットパネル型検出器(Flat Panel Detector) におけるノイズ除去方法に係り、特にフラットパネル型検出器の放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズを除くための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、病院などで使われているＸ線透視撮影装置において、従来、Ｘ線検出器として、従来のイメージインテンシファイア（Ｉ・Ｉ管）の代わりにフラットパネル型検出器（ＦＰＤ）を用いることが検討されている。ＦＰＤ５１は、図５に示すように、Ｘ線検出面５１Ａに多数のＸ線検出素子５２が縦と横の配列ラインに沿って２次元マトリックス配置されている。周辺に配置された読み出し回路（図示省略）により各Ｘ線検出素子５２からＸ線検出信号が次々読み出される。
ＦＰＤ５１を用いたＸ線透視撮影装置では、Ｘ線照射に伴って被検体（患者）の透過Ｘ線像がＦＰＤ５１のＸ線検出面５１Ａに投影されると共に、読み出し回路（図示省略）によりＸ線検出素子５２から読み出されたＸ線検出信号に基づいて後段でＸ線透視画像が作成されて画像表示モニタ（図示省略）の画面に表示される。
ＦＰＤ５１は、Ｉ・Ｉ管に比べると遥かに軽量であるので、取り付け構造を簡素化できるうえ、Ｉ・Ｉ管のような複雑な画像歪みがないので、歪みの少ないＸ線透視画像が表示できるなどの利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のＦＰＤ５１の場合、Ｘ線検出信号に時間的ゆらぎノイズが重畳するという問題がある。時間的ゆらぎノイズは、図６に示すように、画像表示モニタ５３の画面に透過Ｘ線像には無関係の筋状の濃淡が現れる。したがって、Ｘ線検出信号に時間的ゆらぎノイズが重畳していると、Ｘ線透視画像に本来ないはずの濃淡が付いて画像の乱れが生じ、医師などがＸ線透視画像を観察する時の妨げとなる。
【０００４】
時間的ゆらぎノイズは、商用電源の周波数のゆらぎや内部クロックの周波数のゆらぎなど複数の要因が重なって生じるものであり、濃淡の幅や濃淡の程度はその都度変ったりして一定しておらず、簡単な信号処理で除ける性質のものではない。
また、時間的ゆらぎノイズは、非常に低周波であるので、低周波遮断フィルタで除くことが考えられるが、Ｘ線検出信号には低周波成分や直流分が信号成分として含まれているので、Ｘ線検出信号を単純に低周波遮断フィルタに通すと、信号成分としての低周波成分や直流分が除去されて失われてしまうので、低周波遮断フィルタを用いることで時間的ゆらぎノイズを除去することはできない。
【０００５】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、放射線検出用のフラットパネル型検出器の放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズを容易に除去することができるフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
即ち、請求項１に記載のフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法は、放射線検出面に多数の放射線検出素子が縦と横の配列ラインに沿って２次元マトリックス配置されていると共に各放射線検出素子から放射線検出信号が次々読み出される放射線検出用のフラットパネル型検出器の放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズを除去する方法であって、各放射線検出素子からの放射線検出信号の読み出しを時間的ゆらぎノイズが実質的に高周波化される非配列順で行うことを特徴とするものである。
【０００７】
（作用・効果）請求項１の発明のフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法（以下、適宜「ノイズ除去方法」と略記）においては、放射線検出素子からの放射線検出信号の読み出しが非配列順で配列が飛ばされながら放射線検出信号の読み出しが行われる。その結果、配列が飛ばされる時の距離に応じて時間的ゆらぎノイズが時間的に寸断される形となり、見掛け上、配列が飛ばされない時に比べて時間的ゆらぎノイズの周波数が高まる（高周波化する）。そして、時間的ゆらぎノイズの周波数が高くなると、放射線検出信号に基づいて作成表示された放射線画像における時間的ゆらぎノイズに起因する画像の乱れが目立たなくなり、事実上、放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズが除かれることになる。
【０００８】
また、請求項１の発明のノイズ除去方法において、時間的ゆらぎノイズを除くのに必要とされる処理が、放射線検出信号の読み出しを非配列順で行う程度のことで足りるので、特に困難も伴わずに放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズを除去できる。
よって、請求項１の発明のフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法によれば、放射線検出用のフラットパネル型検出器の放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズを容易に除去することができる。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法において、時間的ゆらぎノイズが実質的に高周波化された放射線検出信号をロウパスフィルタに通すものである。
【００１０】
（作用・効果）請求項２の発明の場合、時間的ゆらぎノイズが実質的に高周波化された放射線検出信号がロウパスフィルタ（高周波除去フィルタ）を通るので、高周波化された時間的ゆらぎノイズがロウパスフィルタによって除かれるので、放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズを見掛け上だけでなく、実際にも除去できる。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載のフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法において、放射線検出信号の読み出しの際、縦と横の配列ラインの任意の一方のラインの内の片端位置ラインの各放射線検出素子に対し他方のラインの配列順通り連続的に読み出しを行った後、次に一方のラインの内の他端位置ラインの各放射線検出素子に対し他方のラインの配列順通り連続的に読み出してから、以後、読み出しにかかる一方のラインを片端位置ライン側と他端位置ライン側の間で交互に１ラインずつ内側へ変更しながら同様にして放射線検出素子に対する読み出しを繰り返すことで放射線検出信号の読み出しを非配列順で行うものである。
【００１２】
（作用・効果）請求項３の発明の場合、放射線検出素子の読み出しの際、読み出し対象である縦と横の配列ラインの任意の一方のラインを片端位置ライン側と他端位置ライン側の間で交互に１ラインずつ内側へ変更しながら、各一方のラインの内の各放射線検出素子に対し他方のラインの配列順通り連続的に読み出す処理が繰り返されることで全放射線検出素子からの放射線検出信号の読み出しが非配列で行われる。縦と横の配列ラインの内の任意の一方のラインが片端位置ライン側と他端位置ライン側の間で交互に１ラインずつ内側へ変更されることで配列が飛ばされるが、配列が飛ばされる距離は読み出し開始時点が最も大きく、以後、漸減してゆくので、時間的ゆらぎノイズの高周波化は読み出し時間が経過するに伴って周波数が徐々に下がるようにして行われることになる。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１または２に記載のフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法において、放射線検出信号の読み出しの際、縦と横の配列ラインの任意の一方のラインの内の片端位置ラインの各放射線検出素子に対し他方のラインの配列順通り連続的に読み出しを行った後、次に一方のラインの中央位置ラインの各放射線検出素子に対し他方のラインの配列順通り連続的に読み出しを行ってから、以後、読み出しにかかる一方のラインを片端位置ライン側と中央位置ライン側の間で交互に１ラインずつ一方のラインの他端位置ライン側へ変更しながら同様にして放射線検出素子に対する読み出しを繰り返すことで放射線検出信号の読み出しを非配列順で行うものである。
【００１４】
（作用・効果）請求項４の発明の場合、放射線検出素子の読み出しの際、縦と横の配列ラインの任意の一方のラインを片端位置ライン側と中央位置ライン側の間で交互に１ラインずつ一方のラインの他端位置ライン側へ変更しながら、各一方のラインの内の各放射線検出素子に対し他方のラインの配列順通り連続的に読み出す処理が繰り返されることで全放射線検出素子からの放射線検出信号の読み出しが非配列順で行われる。縦と横の配列ラインの任意の一方のラインが片端位置ライン側と中央位置ライン側の間で交互に１ラインずつ内側へ変更される分だけ配列が飛ばされるが、読み出し期間中、飛ばされる距離は変わらないので、時間的ゆらぎノイズの高周波化は読み出し時間の経過に関係なく常に周波数が一定となるようにして行われることになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。
〔第１実施例〕
図１は第１実施例のフラットパネル型検出器（以下、適宜「ＦＰＤ」と略記）におけるノイズ除去方法が適用されているＸ線透視撮影装置の全体構成を示すブロック図、図２はＦＰＤにおけるＸ線検出素子の２次元マトリックス配置状況を示す模式的平面図である。
図１のＸ線透視撮影装置では、被検体ＭにＸ線を照射するＸ線管１と、被検体（患者）Ｍを透過したＸ線を検出するＸ線検出用のＦＰＤ２とが起倒動や平行移動が可能な天板３を挟んで対向配置されており、天板３が起倒動するとＸ線管１やＦＰＤ２も必要に応じて一緒に移動したりする。図２に示すように、ＦＰＤ２のＸ線検出面（放射線検出面）２Ａには多数のＸ線検出素子（放射線検出素子）Ｄｕが縦と横の配列ラインに沿って２次元マトリックス配置されている。
【００１６】
Ｘ線透視撮影装置で透視撮影が実行される場合、Ｘ線管１によるＸ線照射で被検体Ｍの透過Ｘ線像がＦＰＤ２のＸ線検出面２Ａに投影されるのに伴って、各Ｘ線検出素子ＤｕにはＸ線の入射強度に応じてＸ線検出信号が発生する。一方、ＦＰＤ２の各Ｘ線検出素子Ｄｕから一定時間毎にＸ線検出信号（放射線検出信号）が信号読み出し部４により次々読み出された後、ＡＤ変換部（図示省略）でディジタル化されてから、画像信号処理部５で感度補正やフィルタリング処理などの必要な信号処理が行われてＸ線透視画像が作成されて画像メモリ部６へ送られる。画像メモリ部６は送り込まれてくるＸ線透視画像を記憶する一方でＸ線透視画像を画像表示モニタ７へ送り出すので、画像表示モニタ７の画面には最新のＸ線透視画像が次々映し出される。
【００１７】
なお、Ｘ線管１はＸ線照射制御部８の制御を受けながらＸ線を照射する。天板３は天板制御部９の制御を受けながら天板３を起倒動させたり、平行移動させたりする。主演算制御部１０は、操作部１１による入力操作や撮影の進行に応じて各部に適当な指令信号やデータなどを適時に送出し、Ｘ線透視撮影を円滑に進行させる役割を担っている。
【００１８】
続いて、第１実施例のノイズ除去方法が適用されるＦＰＤ２の構成について説明する。ＦＰＤ２は、Ｘ線管１によるＸ線照射に伴って生じる被検体Ｍの透過Ｘ線をＸ線検出信号としての電気信号に変換する検出器であり、図２に示すように、Ｘ線検出面２Ａに多数のＸ線検出素子Ｄｕが縦横の配列ラインに沿って２次元マトリックス２次元アレイタイプのＸ線検出器である。即ち、２Ｎ本の縦の配列ライン（Ｘライン(0) 〜Ｘライン(2N)）と２Ｍ本の横の配列ライン（Ｙライン(0) 〜Ｙライン(2M)）に沿って多数のＸ線検出素子Ｄｕが方形マトリックスで等間隔に配置されている。縦の配列ラインと横の配列ラインが同じ本数（Ｎ＝Ｍ）の時は正方形マトリックスとなる。第１実施例のＦＰＤ２における縦の配列ライン（Ｘライン）と横の配列ライン（Ｙライン）の本数例としては、例えば、各１０００本程度が挙げられるが、これに限らない。またＦＰＤ２のＸ線検出面２Ａの平面寸法としては、例えば縦横各３０ｃｍ程度が挙げられる。
【００１９】
ＦＰＤ２は、図３（ａ）や図３（ｂ）に示すように、入射Ｘ線を電荷あるいは光に変換するＸ線変換層１２と、このＸ線変換層１２で生じた電荷あるいは光を検出する素子が縦横にマトリックス配置されている検出アレイ層１３との積層構造となっている。そして、ＦＰＤ２には、図３（ａ）に示す直接変換タイプと、図３（ｂ）に示す間接変換タイプとがある。前者の直接変換タイプの場合、Ｘ線変換層１２が入射Ｘ線を直に電荷に変換するセレン層やＣｄＺｎＴｅ層などからなり、検出アレイ層１３の表面に電荷検出素子１４として表面電極１５に対向形成された電荷収集電極群でもって電荷の検出を行いコンデンサＣｓに蓄電する構成となっていて、各電荷検出素子１４とその上のＸ線変換層１２の一部分とで１個のＸ線検出素子Ｄｕが形成される。後者の間接変換タイプの場合、Ｘ線変換層１２が入射Ｘ線を光に変換するシンチレータ層からなり、検出アレイ層１３の表面に光検出素子１６として形成されたフォトダイオード群でもって光の検出を行いコンデンサＣｓに蓄電する構成となっていて、各光検出素子１６とその上のＸ線変換層１２の一部分とで１個のＸ線検出素子Ｄｕが形成される。
【００２０】
また、図４に、説明の便宜上、ＦＰＤ２を仮想的に縦３ライン×横３ラインのマトリックス構成のものとして詳細に示す。ＦＰＤ２は、図４に示すように、Ｘ線変換層１２と検出アレイ層１３が積層されたフラット基板４１と、フラット基板４１のキャリア収集電極（電荷収集電極）を介して収集キャリア（収集電荷）を溜めるコンデンサＣｓと、コンデンサＣｓに蓄積された電荷を取り出すための通常時オフ（遮断）の電荷取り出し用スイッチ素子４２である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とを備えているのに加え、ＦＰＤ２の各Ｘ線検出素子ＤｕからＸ線検出信号を読み出す信号読み出し部４を構成している電荷−電圧変換器群４４とマルチプレクサ４５とゲートドライバ４７と走査信号発生部４８とをそれぞれ備えている。
そして、図４に示すように、Ｘ線検出素子Ｄｕのスイッチ素子４２用の薄膜トランジスタのソースがＸライン用の読み出し配線４３に接続され、ゲートがＹライン用の読み出し配線４６に接続されている。読み出し配線４３は電荷−電圧変換器群（プリアンプ群）４４を介してマルチプレクサ４５に接続されていると共に、読み出し配線４６はゲートドライバ４７に接続されている。なお、電荷−電圧変換器群４４では、１本の読み出し配線４３に対し、図示しないが、電荷−電圧変換器４４が１個それぞれ接続されている。
【００２１】
そして、ＦＰＤ２の場合、マルチプレクサ４５およびゲートドライバ４７へ信号読み出し用の走査信号が送り込まれることになる。ＦＰＤ２における各Ｘ線検出素子Ｄｕの特定は、Ｘライン・Ｙラインに沿って各Ｘ線検出素子Ｄｕへ順番に割り付けられているアドレスに基づいて行われるので、読み出し用の走査信号は、それぞれＸラインの番号とＹラインの番号を指定する信号であり、走査信号は走査信号発生部４８から出力される。
Ｙライン用の走査信号に従ってゲートドライバ４７からＹライン用の読み出し配線４６に対し読み出し用の電圧が印加されるのに伴い、各Ｘ線検出素子ＤｕがＹライン単位で選択される。そして、Ｘライン用の走査信号に従ってマルチプレクサ４５が切り換えられることにより、選択されたＸラインのＸ線検出素子ＤｕのコンデンサＣｓに蓄積された電荷が、電荷−電圧変換器群４４およびマルチプレクサ４５の順に経て外部に送り出される。このようにして、ＦＰＤ２から読み出されたＸ線検出信号は、逐次リアルタイムに出力されて後段の画像信号処理部５で処理される。勿論、各Ｘ線検出素子ＤｕはＸ線透視画像の各画素に対応するものとなっており、ＦＰＤ２のＸラインが画像表示モニタ７の画面の水平ライン（Ｈライン）に対応し、ＦＰＤ２のＹラインが画像表示モニタ７の画面の垂直ライン（Ｖライン）に対応している。
【００２２】
さらに、第１実施例の場合、Ｘ線検出信号の読み出しの際、Ｙライン（一方のライン）の内の上端位置ライン（片端位置ライン）であるＹライン(0) の２Ｎ個の各Ｘ線検出素子Ｄｕに対しＸライン（他方のライン）の配列順通りで連続的に読み出しを行った後、次にＹラインの内の下端位置ライン（他端位置ライン）であるＹライン(2M)の２Ｎ個の各Ｘ線検出素子Ｄｕに対しＸラインの配列順通り連続的に読み出してから、以後、読み出しにかかるＹラインをＹライン(0) 側とＹライン(2M)側の間で交互に１ラインずつ内側へ変更しながら同様にしてＸ線検出素子Ｄｕに対する読み出しを中央位置ラインであるＹライン(M) まで繰り返すことでＸ線信号の読み出しを非配列順で行う。したがって、走査信号発生部４８から出力されるＹライン用の走査信号は、ＹラインがＹライン(0) 側とＹライン(2M)の間で交互に１ラインずつ内側へ変更されるように予め設定されている。
【００２３】
続いて、以上に述べた第１実施例のＸ線透視撮影装置におけるＦＰＤ２からの１画面分のＸ線検出信号の読み出し動作を具体的に説明する。既にＸ線透視撮影は開始されているものとする。
【００２４】
Ｙライン用の走査信号の番号がＹラインの内の上端位置ラインであるＹライン(0) となり、ゲートドライバ４７からＹライン(0) 用の読み出し配線４６に対し読み出し用の電圧が印加される。
一方、Ｘライン用の走査信号の番号は最初、Ｘラインの内の左端位置ラインであるＸライン(0) となり、マルチプレクサ４５はＸライン(0) 用の読み出し配線４３を選択接続する結果、Ｘライン(0) とＹライン(0) の交差位置のＸ線検出素子ＤｕのコンデンサＣｓに蓄積された電荷がＸ線検出信号として、電荷−電圧変換器群４４およびマルチプレクサ４５の順に経て外部に送り出される。
以後、Ｘライン用の走査信号の番号がＸラインの内の右端位置ラインであるＸライン(2N)まで配列順で一つずつ変化するのに伴って、マルチプレクサ４５に接続されるＸラインがＸライン(2N)まで配列順通り変化し、Ｙライン(0) の２Ｎ個の各Ｘ線検出素子ＤｕのＸ線検出信号が配列順通りで全て読み出される。
【００２５】
次に、Ｙライン用の走査信号の番号がＹラインの内の下端位置ラインであるＹライン(2M)となり、ゲートドライバ４７からＹライン(2M)用の読み出し配線４６に対し読み出し用の電圧が印加される。そして、Ｙライン(0) の場合と同様にして、Ｙライン(2M)の２Ｎ個の各Ｘ線検出素子ＤｕのＸ線検出信号が配列順通りで全て読み出される。
【００２６】
以降、Ｙライン用の走査信号の番号が変る都度、ゲートドライバ４７から読み出し用の電圧が印加されるＹライン用の読み出し配線４６が変ると共に、ＹラインがＹライン(0) 側とＹライン(2M)側の間で交互に１ラインずつ内側へ中央位置ラインであるＹライン(M) まで変更される。そして、Ｙラインが変更される毎に、各Ｙラインの２Ｎ個のＸ線検出素子Ｄｕに対する読み出しが、Ｙライン(0) の場合と同様に行われる。
Ｙライン(M) の２Ｎ個のＸ線検出素子Ｄｕに対する読み出しが終わると、ＦＰＤ２から１画面分のＸ線検出信号の読み出しが完了することとなる。読み出されたＸ線検出信号は、画像信号処理部５においてロウパスフィルタ５Ａによるフィルタリング処理を含む必要な信号処理が行われて、一枚のＸ線透視画像が作成される。
【００２７】
以上のように、第１実施例の場合、ＦＰＤ２におけるＸ線検出素子配列のうちＹラインがＹライン(0) 側とＹライン(2M)側の間で交互に１ラインずつ内側へ変更されるので、Ｘ線検出素子ＤｕからのＸ線検出信号の読み出しが非配列順で行われ、配列が飛ばされながらＸ線検出信号の読み出しが行われる。その結果、商用電源の周波数のゆらぎや内部クロックの周波数のゆらぎなど複数の要因が重なって生じる時間的ゆらぎノイズが、読み出すＸ線検出素子Ｄｕの配列が飛ばされる時の距離に応じて、時間的に寸断される形となり、見掛け上、配列が飛ばされない時に比べて時間的ゆらぎノイズの周波数が高くなる（高周波化する）。そして、時間的ゆらぎノイズの周波数が高くなると、Ｘ線検出信号に基づいて作成表示されたＸ線透視画像においては、時間的ゆらぎノイズに起因する画像の乱れが目立たなくなり、事実上、Ｘ線検出信号から時間的ゆらぎノイズは除かれたことになる。
【００２８】
なお、Ｙラインの配列が飛ばされる距離は読み出し始めが最も大きく、以後、漸減してゆくので、時間的ゆらぎノイズの高周波化は読み出し時間が経過するに伴って周波数が徐々に下がるようにして行われる。結局、画像１枚分のＸ線検出信号の周波数分布を考えると、時間的ゆらぎノイズは、低周波領域から高周波領域へ概ね移ることになる。
また、時間的ゆらぎノイズを除くのに必要とされる処理が、Ｘ線検出信号の読み出しを非配列順で行う程度のことで足りるので、特に困難も伴わずにＸ線検出信号から時間的ゆらぎノイズを除去できることになる。
【００２９】
さらに、第１実施例の場合、画像信号処理部５においてロウパスフィルタ５Ａによるフィルタリング処理が行われて高周波成分がカットされるので、高周波化された時間的ゆらぎノイズがロウパスフィルタ５Ａによって除かれる結果、Ｘ線検出信号から時間的ゆらぎノイズを見掛け上だけでなく、実際にも除去される。
【００３０】
〔第２実施例〕
続いて、第２実施例においては、読み出し対象のＹラインの変更の仕方が、以下のようである他は、第１実施例と同一であるので、共通点の説明は省略し、相違点のみを説明する。
即ち、第２実施例においては、Ｘ線検出信号の読み出しの際、Ｙライン（一方のライン）の内の上端位置ライン（片端位置ライン）であるＹライン(0) の２Ｎ個の各Ｘ線検出素子Ｄｕに対しＸライン（他方のライン）の配列順序通り連続的に読み出しを行った後、次にＹラインの内の中央位置ラインであるＹライン(M) の２Ｎ個の各Ｘ線検出素子Ｄｕに対しＸラインの配列順通り連続的に読み出しを行ってから、以後、読み出しにかかるＹラインをＹライン(0) 側とＹライン(M) 側の間で交互に１ラインずつＹラインの内の下端位置ライン（他端位置ライン）であるＹライン(2M)側へ変更しながら同様にしてＸ線検出素子Ｄｕに対する読み出しを繰り返すことでＸ線検出信号の読み出しを非配列順で行う。
【００３１】
続いて、以上に述べた第２実施例のＸ線透視撮影装置におけるＦＰＤ２からの１画面分のＸ線検出信号の読み出し動作を具体的に説明する。既にＸ線透視撮影は開始されているものとする。
【００３２】
Ｙライン用の走査信号の番号がＹラインの内の上端位置ラインであるＹライン(0) となり、ゲートドライバ４７からＹライン(0) 用の読み出し配線４６に対し読み出し用の電圧が印加される。
一方、Ｘライン用の走査信号の番号は最初、Ｘラインの内の左端位置ラインであるＸライン(0) となり、マルチプレクサ４５はＸライン(0) 用の読み出し配線４３を選択接続する結果、Ｘライン(0) とＹライン(0) の交差位置のＸ線検出素子ＤｕのコンデンサＣｓに蓄積された電荷がＸ線検出信号として、電荷−電圧変換器群４４およびマルチプレクサ４５の順に経て外部に送り出される。
以後、Ｘライン用の走査信号の番号がＸラインの内の右端位置ラインであるＸライン(2N)まで配列順通り一つずつ変化するのに伴って、マルチプレクサ４５に接続されるＸラインがＸライン(2N)まで配列順通り変化し、Ｙライン(0) の２Ｎ個の各Ｘ線検出素子ＤｕのＸ線検出信号が配列順通りで全て読み出される。
【００３３】
次に、Ｙライン用の走査信号の番号がＹラインの内の中央位置ラインであるＹライン(M) となり、ゲートドライバ４７からＹライン(M) 用の読み出し配線４６に対し読み出し用の電圧が印加される。そして、Ｙライン(0) の場合と同様にして、Ｙライン(M) の２Ｎ個の各Ｘ線検出素子ＤｕのＸ線検出信号が配列順で全て読み出される。
【００３４】
以降、Ｙライン用の走査信号の番号が変る都度、ゲートドライバ４７から読み出し用の電圧が印加されるＹライン用の読み出し配線４６が変ると共に、読み出しにかかるＹラインがＹライン(0) 側とＹライン(M) 側の間で交互に１ラインずつＹライン(2M)側へ変更される。そして、Ｙラインが変更される毎に、各Ｙラインの２Ｎ個のＸ線検出素子Ｄｕに対する読み出しが、Ｙライン(0) の場合と同様に行われる。
Ｙライン(2M)の２Ｎ個のＸ線検出素子Ｄｕに対する読み出しが終わると、ＦＰＤ２から１画面分のＸ線検出信号の読み出しが完了することとなる。読み出されたＸ線検出信号は、画像信号処理部５においてロウパスフィルタ５Ａによるフィルタリング処理を含む必要な信号処理が行われて、１枚のＸ線透視画像が作成される。
【００３５】
以上のように、第２実施例の場合、ＦＰＤ２において読み出しにかかるＹラインがＹライン(0) 側とＹライン(M) 側の間で交互に１ラインずつＹライン(2M)側へ変更されるので、Ｘ線検出素子ＤｕからのＸ線検出信号の読み出しが非配列順で行われ、Ｙラインについては配列が飛ばされながらＸ線検出信号の読み出しが行われる。その結果、やはり第１実施例の場合と同様、時間的ゆらぎノイズの周波数が、見掛け上、配列が飛ばされない時に比べて高くなる。そして、時間的ゆらぎノイズの周波数が高くなると、Ｘ線検出信号に基づいて作成表示されたＸ線透視画像においては、時間的ゆらぎノイズに起因する画像の乱れが目立たなくなり、事実上、Ｘ線検出信号から時間的ゆらぎノイズは除かれたことになる。
【００３６】
なお、Ｙラインの配列が飛ばされる距離は常にＹライン(0) とＹライン(M) の間の間隔であるので、時間的ゆらぎノイズの高周波化は読み出し時間の経過に関係なく常に周波数が一定となるようにして行われる。結局、１画面分のＸ線検出信号の周波数分布を考えると、時間的ゆらぎノイズは、低周波領域から高周波領域へ移ることになる。
また、時間的ゆらぎノイズを除くのに必要とされる処理が、Ｘ線検出信号の読み出しを非配列順で行う程度のことで足りるので、特に困難も伴わずにＸ線検出信号から時間的ゆらぎノイズを除去できることになる。
【００３７】
さらに、第２実施例の場合も、やはり画像信号処理部５においてロウパスフィルタ５Ａによるフィルタリング処理が行われて高周波成分がカットされるので、高周波化された時間的ゆらぎノイズがロウパスフィルタ５Ａによって除かれる結果、Ｘ線検出信号から時間的ゆらぎノイズを見掛け上だけでなく、実際にも除去される。
【００３８】
この発明は、上記実施の形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００３９】
（１）上記の両実施例では、各Ｙラインの２Ｎ個のＸ線検出素子Ｄｕに対してはＸラインの配列順通り連続的に読み出される構成であったが、Ｘライン用の走査速度が遅いような場合、Ｙラインの２Ｎ個の各Ｘ線検出素子Ｄｕに対しても、例えばＹラインと同様の方式で、非配列順でＸ線検出信号を読み出す構成としてもよい。
【００４０】
（２）上記の両実施例では、実施例に係るノイズ除去方法がＸ線透視撮影装置に適用されていたが、この発明のノイズ除去方法は、Ｘ線透視撮影装置以外の装置にも適用することができる。
【００４１】
（３）上記の両実施例では、ＦＰＤ２がＸ線検出用であったが、ＦＰＤ２がγ線検出用など他の放射線検出用であってもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１の発明のフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法（以下、適宜「ノイズ除去方法」と略記）の場合、放射線検出素子からの放射線検出信号の読み出しが非配列順で配列を飛ばしながら放射線検出信号を読み出すので、読み出す放射線検出素子の配列が飛ばされる時の距離に応じて時間的ゆらぎノイズが時間的に寸断される形となり、見掛け上、配列が飛ばされない時に比べて時間的ゆらぎノイズの周波数が高まる（高周波化する）。そして、時間的ゆらぎノイズの周波数が高くなると、放射線検出信号に基づいて作成表示された放射線画像における時間的ゆらぎノイズに起因する画像の乱れが目立たなくなり、事実上、放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズは除かれることになる。
また、時間的ゆらぎノイズを除くのに必要とされる処理が、放射線検出信号の読み出しを非配列順で行う程度のことで足りるので、特に困難も伴わずに放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズを除去できる。
よって、請求項１の発明のフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法によれば、放射線検出用のフラットパネル型検出器の放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズを容易に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係るＸ線透視撮影装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】ＦＰＤにおけるＸ線検出素子の２次元マトリックス配置状況を示す模式的平面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、ＦＰＤの層構成を示す断面図である。
【図４】ＦＰＤと信号読み出し部の詳細構成を示すブロック図である。
【図５】ＦＰＤにおけるＸ線検出素子の２次元マトリックス配置状況を示す説明図である。
【図６】時間的ゆらぎノイズによる濃淡が生じた画像表示モニタの画面を示す模式図である。
【符号の説明】
２ … ＦＰＤ（放射線検出用のフラットパネル型検出器）
２Ａ … Ｘ線検出面（放射線検出面）
５Ａ … ロウパスフィルタ
４ … 信号読み出し部
Ｄｕ … Ｘ線検出素子（放射線検出素子）
【発明の属する技術分野】
この発明は、フラットパネルにおける放射線検出面に多数の放射線検出素子が縦と横の配列ラインに沿って２次元マトリックス配置されている放射線検出用のフラットパネル型検出器(Flat Panel Detector) におけるノイズ除去方法に係り、特にフラットパネル型検出器の放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズを除くための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、病院などで使われているＸ線透視撮影装置において、従来、Ｘ線検出器として、従来のイメージインテンシファイア（Ｉ・Ｉ管）の代わりにフラットパネル型検出器（ＦＰＤ）を用いることが検討されている。ＦＰＤ５１は、図５に示すように、Ｘ線検出面５１Ａに多数のＸ線検出素子５２が縦と横の配列ラインに沿って２次元マトリックス配置されている。周辺に配置された読み出し回路（図示省略）により各Ｘ線検出素子５２からＸ線検出信号が次々読み出される。
ＦＰＤ５１を用いたＸ線透視撮影装置では、Ｘ線照射に伴って被検体（患者）の透過Ｘ線像がＦＰＤ５１のＸ線検出面５１Ａに投影されると共に、読み出し回路（図示省略）によりＸ線検出素子５２から読み出されたＸ線検出信号に基づいて後段でＸ線透視画像が作成されて画像表示モニタ（図示省略）の画面に表示される。
ＦＰＤ５１は、Ｉ・Ｉ管に比べると遥かに軽量であるので、取り付け構造を簡素化できるうえ、Ｉ・Ｉ管のような複雑な画像歪みがないので、歪みの少ないＸ線透視画像が表示できるなどの利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のＦＰＤ５１の場合、Ｘ線検出信号に時間的ゆらぎノイズが重畳するという問題がある。時間的ゆらぎノイズは、図６に示すように、画像表示モニタ５３の画面に透過Ｘ線像には無関係の筋状の濃淡が現れる。したがって、Ｘ線検出信号に時間的ゆらぎノイズが重畳していると、Ｘ線透視画像に本来ないはずの濃淡が付いて画像の乱れが生じ、医師などがＸ線透視画像を観察する時の妨げとなる。
【０００４】
時間的ゆらぎノイズは、商用電源の周波数のゆらぎや内部クロックの周波数のゆらぎなど複数の要因が重なって生じるものであり、濃淡の幅や濃淡の程度はその都度変ったりして一定しておらず、簡単な信号処理で除ける性質のものではない。
また、時間的ゆらぎノイズは、非常に低周波であるので、低周波遮断フィルタで除くことが考えられるが、Ｘ線検出信号には低周波成分や直流分が信号成分として含まれているので、Ｘ線検出信号を単純に低周波遮断フィルタに通すと、信号成分としての低周波成分や直流分が除去されて失われてしまうので、低周波遮断フィルタを用いることで時間的ゆらぎノイズを除去することはできない。
【０００５】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、放射線検出用のフラットパネル型検出器の放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズを容易に除去することができるフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
即ち、請求項１に記載のフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法は、放射線検出面に多数の放射線検出素子が縦と横の配列ラインに沿って２次元マトリックス配置されていると共に各放射線検出素子から放射線検出信号が次々読み出される放射線検出用のフラットパネル型検出器の放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズを除去する方法であって、各放射線検出素子からの放射線検出信号の読み出しを時間的ゆらぎノイズが実質的に高周波化される非配列順で行うことを特徴とするものである。
【０００７】
（作用・効果）請求項１の発明のフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法（以下、適宜「ノイズ除去方法」と略記）においては、放射線検出素子からの放射線検出信号の読み出しが非配列順で配列が飛ばされながら放射線検出信号の読み出しが行われる。その結果、配列が飛ばされる時の距離に応じて時間的ゆらぎノイズが時間的に寸断される形となり、見掛け上、配列が飛ばされない時に比べて時間的ゆらぎノイズの周波数が高まる（高周波化する）。そして、時間的ゆらぎノイズの周波数が高くなると、放射線検出信号に基づいて作成表示された放射線画像における時間的ゆらぎノイズに起因する画像の乱れが目立たなくなり、事実上、放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズが除かれることになる。
【０００８】
また、請求項１の発明のノイズ除去方法において、時間的ゆらぎノイズを除くのに必要とされる処理が、放射線検出信号の読み出しを非配列順で行う程度のことで足りるので、特に困難も伴わずに放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズを除去できる。
よって、請求項１の発明のフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法によれば、放射線検出用のフラットパネル型検出器の放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズを容易に除去することができる。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法において、時間的ゆらぎノイズが実質的に高周波化された放射線検出信号をロウパスフィルタに通すものである。
【００１０】
（作用・効果）請求項２の発明の場合、時間的ゆらぎノイズが実質的に高周波化された放射線検出信号がロウパスフィルタ（高周波除去フィルタ）を通るので、高周波化された時間的ゆらぎノイズがロウパスフィルタによって除かれるので、放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズを見掛け上だけでなく、実際にも除去できる。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載のフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法において、放射線検出信号の読み出しの際、縦と横の配列ラインの任意の一方のラインの内の片端位置ラインの各放射線検出素子に対し他方のラインの配列順通り連続的に読み出しを行った後、次に一方のラインの内の他端位置ラインの各放射線検出素子に対し他方のラインの配列順通り連続的に読み出してから、以後、読み出しにかかる一方のラインを片端位置ライン側と他端位置ライン側の間で交互に１ラインずつ内側へ変更しながら同様にして放射線検出素子に対する読み出しを繰り返すことで放射線検出信号の読み出しを非配列順で行うものである。
【００１２】
（作用・効果）請求項３の発明の場合、放射線検出素子の読み出しの際、読み出し対象である縦と横の配列ラインの任意の一方のラインを片端位置ライン側と他端位置ライン側の間で交互に１ラインずつ内側へ変更しながら、各一方のラインの内の各放射線検出素子に対し他方のラインの配列順通り連続的に読み出す処理が繰り返されることで全放射線検出素子からの放射線検出信号の読み出しが非配列で行われる。縦と横の配列ラインの内の任意の一方のラインが片端位置ライン側と他端位置ライン側の間で交互に１ラインずつ内側へ変更されることで配列が飛ばされるが、配列が飛ばされる距離は読み出し開始時点が最も大きく、以後、漸減してゆくので、時間的ゆらぎノイズの高周波化は読み出し時間が経過するに伴って周波数が徐々に下がるようにして行われることになる。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１または２に記載のフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法において、放射線検出信号の読み出しの際、縦と横の配列ラインの任意の一方のラインの内の片端位置ラインの各放射線検出素子に対し他方のラインの配列順通り連続的に読み出しを行った後、次に一方のラインの中央位置ラインの各放射線検出素子に対し他方のラインの配列順通り連続的に読み出しを行ってから、以後、読み出しにかかる一方のラインを片端位置ライン側と中央位置ライン側の間で交互に１ラインずつ一方のラインの他端位置ライン側へ変更しながら同様にして放射線検出素子に対する読み出しを繰り返すことで放射線検出信号の読み出しを非配列順で行うものである。
【００１４】
（作用・効果）請求項４の発明の場合、放射線検出素子の読み出しの際、縦と横の配列ラインの任意の一方のラインを片端位置ライン側と中央位置ライン側の間で交互に１ラインずつ一方のラインの他端位置ライン側へ変更しながら、各一方のラインの内の各放射線検出素子に対し他方のラインの配列順通り連続的に読み出す処理が繰り返されることで全放射線検出素子からの放射線検出信号の読み出しが非配列順で行われる。縦と横の配列ラインの任意の一方のラインが片端位置ライン側と中央位置ライン側の間で交互に１ラインずつ内側へ変更される分だけ配列が飛ばされるが、読み出し期間中、飛ばされる距離は変わらないので、時間的ゆらぎノイズの高周波化は読み出し時間の経過に関係なく常に周波数が一定となるようにして行われることになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。
〔第１実施例〕
図１は第１実施例のフラットパネル型検出器（以下、適宜「ＦＰＤ」と略記）におけるノイズ除去方法が適用されているＸ線透視撮影装置の全体構成を示すブロック図、図２はＦＰＤにおけるＸ線検出素子の２次元マトリックス配置状況を示す模式的平面図である。
図１のＸ線透視撮影装置では、被検体ＭにＸ線を照射するＸ線管１と、被検体（患者）Ｍを透過したＸ線を検出するＸ線検出用のＦＰＤ２とが起倒動や平行移動が可能な天板３を挟んで対向配置されており、天板３が起倒動するとＸ線管１やＦＰＤ２も必要に応じて一緒に移動したりする。図２に示すように、ＦＰＤ２のＸ線検出面（放射線検出面）２Ａには多数のＸ線検出素子（放射線検出素子）Ｄｕが縦と横の配列ラインに沿って２次元マトリックス配置されている。
【００１６】
Ｘ線透視撮影装置で透視撮影が実行される場合、Ｘ線管１によるＸ線照射で被検体Ｍの透過Ｘ線像がＦＰＤ２のＸ線検出面２Ａに投影されるのに伴って、各Ｘ線検出素子ＤｕにはＸ線の入射強度に応じてＸ線検出信号が発生する。一方、ＦＰＤ２の各Ｘ線検出素子Ｄｕから一定時間毎にＸ線検出信号（放射線検出信号）が信号読み出し部４により次々読み出された後、ＡＤ変換部（図示省略）でディジタル化されてから、画像信号処理部５で感度補正やフィルタリング処理などの必要な信号処理が行われてＸ線透視画像が作成されて画像メモリ部６へ送られる。画像メモリ部６は送り込まれてくるＸ線透視画像を記憶する一方でＸ線透視画像を画像表示モニタ７へ送り出すので、画像表示モニタ７の画面には最新のＸ線透視画像が次々映し出される。
【００１７】
なお、Ｘ線管１はＸ線照射制御部８の制御を受けながらＸ線を照射する。天板３は天板制御部９の制御を受けながら天板３を起倒動させたり、平行移動させたりする。主演算制御部１０は、操作部１１による入力操作や撮影の進行に応じて各部に適当な指令信号やデータなどを適時に送出し、Ｘ線透視撮影を円滑に進行させる役割を担っている。
【００１８】
続いて、第１実施例のノイズ除去方法が適用されるＦＰＤ２の構成について説明する。ＦＰＤ２は、Ｘ線管１によるＸ線照射に伴って生じる被検体Ｍの透過Ｘ線をＸ線検出信号としての電気信号に変換する検出器であり、図２に示すように、Ｘ線検出面２Ａに多数のＸ線検出素子Ｄｕが縦横の配列ラインに沿って２次元マトリックス２次元アレイタイプのＸ線検出器である。即ち、２Ｎ本の縦の配列ライン（Ｘライン(0) 〜Ｘライン(2N)）と２Ｍ本の横の配列ライン（Ｙライン(0) 〜Ｙライン(2M)）に沿って多数のＸ線検出素子Ｄｕが方形マトリックスで等間隔に配置されている。縦の配列ラインと横の配列ラインが同じ本数（Ｎ＝Ｍ）の時は正方形マトリックスとなる。第１実施例のＦＰＤ２における縦の配列ライン（Ｘライン）と横の配列ライン（Ｙライン）の本数例としては、例えば、各１０００本程度が挙げられるが、これに限らない。またＦＰＤ２のＸ線検出面２Ａの平面寸法としては、例えば縦横各３０ｃｍ程度が挙げられる。
【００１９】
ＦＰＤ２は、図３（ａ）や図３（ｂ）に示すように、入射Ｘ線を電荷あるいは光に変換するＸ線変換層１２と、このＸ線変換層１２で生じた電荷あるいは光を検出する素子が縦横にマトリックス配置されている検出アレイ層１３との積層構造となっている。そして、ＦＰＤ２には、図３（ａ）に示す直接変換タイプと、図３（ｂ）に示す間接変換タイプとがある。前者の直接変換タイプの場合、Ｘ線変換層１２が入射Ｘ線を直に電荷に変換するセレン層やＣｄＺｎＴｅ層などからなり、検出アレイ層１３の表面に電荷検出素子１４として表面電極１５に対向形成された電荷収集電極群でもって電荷の検出を行いコンデンサＣｓに蓄電する構成となっていて、各電荷検出素子１４とその上のＸ線変換層１２の一部分とで１個のＸ線検出素子Ｄｕが形成される。後者の間接変換タイプの場合、Ｘ線変換層１２が入射Ｘ線を光に変換するシンチレータ層からなり、検出アレイ層１３の表面に光検出素子１６として形成されたフォトダイオード群でもって光の検出を行いコンデンサＣｓに蓄電する構成となっていて、各光検出素子１６とその上のＸ線変換層１２の一部分とで１個のＸ線検出素子Ｄｕが形成される。
【００２０】
また、図４に、説明の便宜上、ＦＰＤ２を仮想的に縦３ライン×横３ラインのマトリックス構成のものとして詳細に示す。ＦＰＤ２は、図４に示すように、Ｘ線変換層１２と検出アレイ層１３が積層されたフラット基板４１と、フラット基板４１のキャリア収集電極（電荷収集電極）を介して収集キャリア（収集電荷）を溜めるコンデンサＣｓと、コンデンサＣｓに蓄積された電荷を取り出すための通常時オフ（遮断）の電荷取り出し用スイッチ素子４２である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とを備えているのに加え、ＦＰＤ２の各Ｘ線検出素子ＤｕからＸ線検出信号を読み出す信号読み出し部４を構成している電荷−電圧変換器群４４とマルチプレクサ４５とゲートドライバ４７と走査信号発生部４８とをそれぞれ備えている。
そして、図４に示すように、Ｘ線検出素子Ｄｕのスイッチ素子４２用の薄膜トランジスタのソースがＸライン用の読み出し配線４３に接続され、ゲートがＹライン用の読み出し配線４６に接続されている。読み出し配線４３は電荷−電圧変換器群（プリアンプ群）４４を介してマルチプレクサ４５に接続されていると共に、読み出し配線４６はゲートドライバ４７に接続されている。なお、電荷−電圧変換器群４４では、１本の読み出し配線４３に対し、図示しないが、電荷−電圧変換器４４が１個それぞれ接続されている。
【００２１】
そして、ＦＰＤ２の場合、マルチプレクサ４５およびゲートドライバ４７へ信号読み出し用の走査信号が送り込まれることになる。ＦＰＤ２における各Ｘ線検出素子Ｄｕの特定は、Ｘライン・Ｙラインに沿って各Ｘ線検出素子Ｄｕへ順番に割り付けられているアドレスに基づいて行われるので、読み出し用の走査信号は、それぞれＸラインの番号とＹラインの番号を指定する信号であり、走査信号は走査信号発生部４８から出力される。
Ｙライン用の走査信号に従ってゲートドライバ４７からＹライン用の読み出し配線４６に対し読み出し用の電圧が印加されるのに伴い、各Ｘ線検出素子ＤｕがＹライン単位で選択される。そして、Ｘライン用の走査信号に従ってマルチプレクサ４５が切り換えられることにより、選択されたＸラインのＸ線検出素子ＤｕのコンデンサＣｓに蓄積された電荷が、電荷−電圧変換器群４４およびマルチプレクサ４５の順に経て外部に送り出される。このようにして、ＦＰＤ２から読み出されたＸ線検出信号は、逐次リアルタイムに出力されて後段の画像信号処理部５で処理される。勿論、各Ｘ線検出素子ＤｕはＸ線透視画像の各画素に対応するものとなっており、ＦＰＤ２のＸラインが画像表示モニタ７の画面の水平ライン（Ｈライン）に対応し、ＦＰＤ２のＹラインが画像表示モニタ７の画面の垂直ライン（Ｖライン）に対応している。
【００２２】
さらに、第１実施例の場合、Ｘ線検出信号の読み出しの際、Ｙライン（一方のライン）の内の上端位置ライン（片端位置ライン）であるＹライン(0) の２Ｎ個の各Ｘ線検出素子Ｄｕに対しＸライン（他方のライン）の配列順通りで連続的に読み出しを行った後、次にＹラインの内の下端位置ライン（他端位置ライン）であるＹライン(2M)の２Ｎ個の各Ｘ線検出素子Ｄｕに対しＸラインの配列順通り連続的に読み出してから、以後、読み出しにかかるＹラインをＹライン(0) 側とＹライン(2M)側の間で交互に１ラインずつ内側へ変更しながら同様にしてＸ線検出素子Ｄｕに対する読み出しを中央位置ラインであるＹライン(M) まで繰り返すことでＸ線信号の読み出しを非配列順で行う。したがって、走査信号発生部４８から出力されるＹライン用の走査信号は、ＹラインがＹライン(0) 側とＹライン(2M)の間で交互に１ラインずつ内側へ変更されるように予め設定されている。
【００２３】
続いて、以上に述べた第１実施例のＸ線透視撮影装置におけるＦＰＤ２からの１画面分のＸ線検出信号の読み出し動作を具体的に説明する。既にＸ線透視撮影は開始されているものとする。
【００２４】
Ｙライン用の走査信号の番号がＹラインの内の上端位置ラインであるＹライン(0) となり、ゲートドライバ４７からＹライン(0) 用の読み出し配線４６に対し読み出し用の電圧が印加される。
一方、Ｘライン用の走査信号の番号は最初、Ｘラインの内の左端位置ラインであるＸライン(0) となり、マルチプレクサ４５はＸライン(0) 用の読み出し配線４３を選択接続する結果、Ｘライン(0) とＹライン(0) の交差位置のＸ線検出素子ＤｕのコンデンサＣｓに蓄積された電荷がＸ線検出信号として、電荷−電圧変換器群４４およびマルチプレクサ４５の順に経て外部に送り出される。
以後、Ｘライン用の走査信号の番号がＸラインの内の右端位置ラインであるＸライン(2N)まで配列順で一つずつ変化するのに伴って、マルチプレクサ４５に接続されるＸラインがＸライン(2N)まで配列順通り変化し、Ｙライン(0) の２Ｎ個の各Ｘ線検出素子ＤｕのＸ線検出信号が配列順通りで全て読み出される。
【００２５】
次に、Ｙライン用の走査信号の番号がＹラインの内の下端位置ラインであるＹライン(2M)となり、ゲートドライバ４７からＹライン(2M)用の読み出し配線４６に対し読み出し用の電圧が印加される。そして、Ｙライン(0) の場合と同様にして、Ｙライン(2M)の２Ｎ個の各Ｘ線検出素子ＤｕのＸ線検出信号が配列順通りで全て読み出される。
【００２６】
以降、Ｙライン用の走査信号の番号が変る都度、ゲートドライバ４７から読み出し用の電圧が印加されるＹライン用の読み出し配線４６が変ると共に、ＹラインがＹライン(0) 側とＹライン(2M)側の間で交互に１ラインずつ内側へ中央位置ラインであるＹライン(M) まで変更される。そして、Ｙラインが変更される毎に、各Ｙラインの２Ｎ個のＸ線検出素子Ｄｕに対する読み出しが、Ｙライン(0) の場合と同様に行われる。
Ｙライン(M) の２Ｎ個のＸ線検出素子Ｄｕに対する読み出しが終わると、ＦＰＤ２から１画面分のＸ線検出信号の読み出しが完了することとなる。読み出されたＸ線検出信号は、画像信号処理部５においてロウパスフィルタ５Ａによるフィルタリング処理を含む必要な信号処理が行われて、一枚のＸ線透視画像が作成される。
【００２７】
以上のように、第１実施例の場合、ＦＰＤ２におけるＸ線検出素子配列のうちＹラインがＹライン(0) 側とＹライン(2M)側の間で交互に１ラインずつ内側へ変更されるので、Ｘ線検出素子ＤｕからのＸ線検出信号の読み出しが非配列順で行われ、配列が飛ばされながらＸ線検出信号の読み出しが行われる。その結果、商用電源の周波数のゆらぎや内部クロックの周波数のゆらぎなど複数の要因が重なって生じる時間的ゆらぎノイズが、読み出すＸ線検出素子Ｄｕの配列が飛ばされる時の距離に応じて、時間的に寸断される形となり、見掛け上、配列が飛ばされない時に比べて時間的ゆらぎノイズの周波数が高くなる（高周波化する）。そして、時間的ゆらぎノイズの周波数が高くなると、Ｘ線検出信号に基づいて作成表示されたＸ線透視画像においては、時間的ゆらぎノイズに起因する画像の乱れが目立たなくなり、事実上、Ｘ線検出信号から時間的ゆらぎノイズは除かれたことになる。
【００２８】
なお、Ｙラインの配列が飛ばされる距離は読み出し始めが最も大きく、以後、漸減してゆくので、時間的ゆらぎノイズの高周波化は読み出し時間が経過するに伴って周波数が徐々に下がるようにして行われる。結局、画像１枚分のＸ線検出信号の周波数分布を考えると、時間的ゆらぎノイズは、低周波領域から高周波領域へ概ね移ることになる。
また、時間的ゆらぎノイズを除くのに必要とされる処理が、Ｘ線検出信号の読み出しを非配列順で行う程度のことで足りるので、特に困難も伴わずにＸ線検出信号から時間的ゆらぎノイズを除去できることになる。
【００２９】
さらに、第１実施例の場合、画像信号処理部５においてロウパスフィルタ５Ａによるフィルタリング処理が行われて高周波成分がカットされるので、高周波化された時間的ゆらぎノイズがロウパスフィルタ５Ａによって除かれる結果、Ｘ線検出信号から時間的ゆらぎノイズを見掛け上だけでなく、実際にも除去される。
【００３０】
〔第２実施例〕
続いて、第２実施例においては、読み出し対象のＹラインの変更の仕方が、以下のようである他は、第１実施例と同一であるので、共通点の説明は省略し、相違点のみを説明する。
即ち、第２実施例においては、Ｘ線検出信号の読み出しの際、Ｙライン（一方のライン）の内の上端位置ライン（片端位置ライン）であるＹライン(0) の２Ｎ個の各Ｘ線検出素子Ｄｕに対しＸライン（他方のライン）の配列順序通り連続的に読み出しを行った後、次にＹラインの内の中央位置ラインであるＹライン(M) の２Ｎ個の各Ｘ線検出素子Ｄｕに対しＸラインの配列順通り連続的に読み出しを行ってから、以後、読み出しにかかるＹラインをＹライン(0) 側とＹライン(M) 側の間で交互に１ラインずつＹラインの内の下端位置ライン（他端位置ライン）であるＹライン(2M)側へ変更しながら同様にしてＸ線検出素子Ｄｕに対する読み出しを繰り返すことでＸ線検出信号の読み出しを非配列順で行う。
【００３１】
続いて、以上に述べた第２実施例のＸ線透視撮影装置におけるＦＰＤ２からの１画面分のＸ線検出信号の読み出し動作を具体的に説明する。既にＸ線透視撮影は開始されているものとする。
【００３２】
Ｙライン用の走査信号の番号がＹラインの内の上端位置ラインであるＹライン(0) となり、ゲートドライバ４７からＹライン(0) 用の読み出し配線４６に対し読み出し用の電圧が印加される。
一方、Ｘライン用の走査信号の番号は最初、Ｘラインの内の左端位置ラインであるＸライン(0) となり、マルチプレクサ４５はＸライン(0) 用の読み出し配線４３を選択接続する結果、Ｘライン(0) とＹライン(0) の交差位置のＸ線検出素子ＤｕのコンデンサＣｓに蓄積された電荷がＸ線検出信号として、電荷−電圧変換器群４４およびマルチプレクサ４５の順に経て外部に送り出される。
以後、Ｘライン用の走査信号の番号がＸラインの内の右端位置ラインであるＸライン(2N)まで配列順通り一つずつ変化するのに伴って、マルチプレクサ４５に接続されるＸラインがＸライン(2N)まで配列順通り変化し、Ｙライン(0) の２Ｎ個の各Ｘ線検出素子ＤｕのＸ線検出信号が配列順通りで全て読み出される。
【００３３】
次に、Ｙライン用の走査信号の番号がＹラインの内の中央位置ラインであるＹライン(M) となり、ゲートドライバ４７からＹライン(M) 用の読み出し配線４６に対し読み出し用の電圧が印加される。そして、Ｙライン(0) の場合と同様にして、Ｙライン(M) の２Ｎ個の各Ｘ線検出素子ＤｕのＸ線検出信号が配列順で全て読み出される。
【００３４】
以降、Ｙライン用の走査信号の番号が変る都度、ゲートドライバ４７から読み出し用の電圧が印加されるＹライン用の読み出し配線４６が変ると共に、読み出しにかかるＹラインがＹライン(0) 側とＹライン(M) 側の間で交互に１ラインずつＹライン(2M)側へ変更される。そして、Ｙラインが変更される毎に、各Ｙラインの２Ｎ個のＸ線検出素子Ｄｕに対する読み出しが、Ｙライン(0) の場合と同様に行われる。
Ｙライン(2M)の２Ｎ個のＸ線検出素子Ｄｕに対する読み出しが終わると、ＦＰＤ２から１画面分のＸ線検出信号の読み出しが完了することとなる。読み出されたＸ線検出信号は、画像信号処理部５においてロウパスフィルタ５Ａによるフィルタリング処理を含む必要な信号処理が行われて、１枚のＸ線透視画像が作成される。
【００３５】
以上のように、第２実施例の場合、ＦＰＤ２において読み出しにかかるＹラインがＹライン(0) 側とＹライン(M) 側の間で交互に１ラインずつＹライン(2M)側へ変更されるので、Ｘ線検出素子ＤｕからのＸ線検出信号の読み出しが非配列順で行われ、Ｙラインについては配列が飛ばされながらＸ線検出信号の読み出しが行われる。その結果、やはり第１実施例の場合と同様、時間的ゆらぎノイズの周波数が、見掛け上、配列が飛ばされない時に比べて高くなる。そして、時間的ゆらぎノイズの周波数が高くなると、Ｘ線検出信号に基づいて作成表示されたＸ線透視画像においては、時間的ゆらぎノイズに起因する画像の乱れが目立たなくなり、事実上、Ｘ線検出信号から時間的ゆらぎノイズは除かれたことになる。
【００３６】
なお、Ｙラインの配列が飛ばされる距離は常にＹライン(0) とＹライン(M) の間の間隔であるので、時間的ゆらぎノイズの高周波化は読み出し時間の経過に関係なく常に周波数が一定となるようにして行われる。結局、１画面分のＸ線検出信号の周波数分布を考えると、時間的ゆらぎノイズは、低周波領域から高周波領域へ移ることになる。
また、時間的ゆらぎノイズを除くのに必要とされる処理が、Ｘ線検出信号の読み出しを非配列順で行う程度のことで足りるので、特に困難も伴わずにＸ線検出信号から時間的ゆらぎノイズを除去できることになる。
【００３７】
さらに、第２実施例の場合も、やはり画像信号処理部５においてロウパスフィルタ５Ａによるフィルタリング処理が行われて高周波成分がカットされるので、高周波化された時間的ゆらぎノイズがロウパスフィルタ５Ａによって除かれる結果、Ｘ線検出信号から時間的ゆらぎノイズを見掛け上だけでなく、実際にも除去される。
【００３８】
この発明は、上記実施の形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００３９】
（１）上記の両実施例では、各Ｙラインの２Ｎ個のＸ線検出素子Ｄｕに対してはＸラインの配列順通り連続的に読み出される構成であったが、Ｘライン用の走査速度が遅いような場合、Ｙラインの２Ｎ個の各Ｘ線検出素子Ｄｕに対しても、例えばＹラインと同様の方式で、非配列順でＸ線検出信号を読み出す構成としてもよい。
【００４０】
（２）上記の両実施例では、実施例に係るノイズ除去方法がＸ線透視撮影装置に適用されていたが、この発明のノイズ除去方法は、Ｘ線透視撮影装置以外の装置にも適用することができる。
【００４１】
（３）上記の両実施例では、ＦＰＤ２がＸ線検出用であったが、ＦＰＤ２がγ線検出用など他の放射線検出用であってもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１の発明のフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法（以下、適宜「ノイズ除去方法」と略記）の場合、放射線検出素子からの放射線検出信号の読み出しが非配列順で配列を飛ばしながら放射線検出信号を読み出すので、読み出す放射線検出素子の配列が飛ばされる時の距離に応じて時間的ゆらぎノイズが時間的に寸断される形となり、見掛け上、配列が飛ばされない時に比べて時間的ゆらぎノイズの周波数が高まる（高周波化する）。そして、時間的ゆらぎノイズの周波数が高くなると、放射線検出信号に基づいて作成表示された放射線画像における時間的ゆらぎノイズに起因する画像の乱れが目立たなくなり、事実上、放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズは除かれることになる。
また、時間的ゆらぎノイズを除くのに必要とされる処理が、放射線検出信号の読み出しを非配列順で行う程度のことで足りるので、特に困難も伴わずに放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズを除去できる。
よって、請求項１の発明のフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法によれば、放射線検出用のフラットパネル型検出器の放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズを容易に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例に係るＸ線透視撮影装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】ＦＰＤにおけるＸ線検出素子の２次元マトリックス配置状況を示す模式的平面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、ＦＰＤの層構成を示す断面図である。
【図４】ＦＰＤと信号読み出し部の詳細構成を示すブロック図である。
【図５】ＦＰＤにおけるＸ線検出素子の２次元マトリックス配置状況を示す説明図である。
【図６】時間的ゆらぎノイズによる濃淡が生じた画像表示モニタの画面を示す模式図である。
【符号の説明】
２ … ＦＰＤ（放射線検出用のフラットパネル型検出器）
２Ａ … Ｘ線検出面（放射線検出面）
５Ａ … ロウパスフィルタ
４ … 信号読み出し部
Ｄｕ … Ｘ線検出素子（放射線検出素子）
Claims (4)
- 放射線検出面に多数の放射線検出素子が縦と横の配列ラインに沿って２次元マトリックス配置されていると共に各放射線検出素子から放射線検出信号が次々読み出される放射線検出用のフラットパネル型検出器の放射線検出信号から時間的ゆらぎノイズを除去する方法であって、各放射線検出素子からの放射線検出信号の読み出しを時間的ゆらぎノイズが実質的に高周波化される非配列順で行うことを特徴とするフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法。
- 請求項１に記載のフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法において、時間的ゆらぎノイズが実質的に高周波化された放射線検出信号をロウパスフィルタに通すフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法。
- 請求項１または２に記載のフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法において、放射線検出信号の読み出しの際、縦と横の配列ラインの任意の一方のラインの内の片端位置ラインの各放射線検出素子に対し他方のラインの配列順通り連続的に読み出しを行った後、次に一方のラインの内の他端位置ラインの各放射線検出素子に対し他方のラインの配列順通り連続的に読み出してから、以後、読み出しにかかる一方のラインを片端位置ライン側と他端位置ライン側の間で交互に１ラインずつ内側へ変更しながら同様にして放射線検出素子に対する読み出しを繰り返すことで放射線検出信号の読み出しを非配列順で行うフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法。
- 請求項１または２に記載のフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法において、放射線検出信号の読み出しの際、縦と横の配列ラインの任意の一方のラインの内の片端位置ラインの各放射線検出素子に対し他方のラインの配列順通り連続的に読み出しを行った後、次に一方のラインの中央位置ラインの各放射線検出素子に対し他方のラインの配列順通り連続的に読み出しを行ってから、以後、読み出しにかかる一方のラインを片端位置ライン側と中央位置ライン側の間で交互に１ラインずつ一方のラインの他端位置ライン側へ変更しながら同様にして放射線検出素子に対する読み出しを繰り返すことで放射線検出信号の読み出しを非配列順で行うフラットパネル型検出器におけるノイズ除去方法。
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