JP4701890B2

JP4701890B2 - Ｘ線診断装置

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Publication number: JP4701890B2
Application number: JP2005208488A
Authority: JP
Inventors: 圭一藤井; 伸也平澤; 隆之竹本
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2005-07-19
Filing date: 2005-07-19
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2025-07-19
Also published as: JP2007020925A

Description

この発明は、Ｘ線フラットパネル検出器などのＸ線検出器を用いたＸ線診断装置に係り、特に、Ｘ線検出器から出力される信号強度がＸ線照射の時間経過に伴い変動し、この信号強度の変動を解消するための補正を行う技術に関する。

例えばＸ線フラットパネル検出器を用いたＸ線診断装置において、このＸ線フラットパネル検出器はＸ線変換層、複数のＸ線検出素子、及びこれら複数のＸ線検出素子に接続された複数の信号増幅回路などにより構成されている。また、複数のＸ線検出素子はＸ線フラットパネル検出器の検出面にマトリックス状に配列されている。ここで、Ｘ線変換層は、製造工程で生じるＸ線変換層自体のバラツキにより、Ｘ線変換層の異なる領域におけるＸ線変換効率にバラツキが生じ、また、複数の信号増幅回路のそれぞれには固有の信号出力特性があり、このために複数の信号増幅回路間において信号出力にバラツキが生じる。したがって、Ｘ線フラットパネル検出器に同じＸ線が均一に照射された場合でも、複数のＸ線検出素子でＸ線の検出が行われるのに伴ってＸ線フラットパネル検出器から出力される、Ｘ線フラットパネル検出器の検出面の領域（複数のＸ線検出素子）に対応したＸ線検出信号の間には信号強度にバラツキが生じることになる。ここで、このバラツキを補正（校正）するために、診断前にＸ線フラットパネル検出器にＸ線を均一に照射したデータを収集し、この収集データをもとに補正を行っている（特許文献１参照）。
特開２００３−２９９６４０号公報

しかしながら、従来のＸ線診断装置では、次のような問題がある。すなわち、Ｘ線フラットパネル検出器にＸ線を均一に照射したデータを収集し、この収集データをもとに補正を行うようにしていたが、この補正を行った場合でも、表示される画像に偽像が出現し、正確な診断を行うことができないという問題が生じていた。そこで、本発明者が、この問題の原因を追究した結果、Ｘ線照射の時間経過に伴いＸ線フラットパネル検出器から出力される信号強度が変動していることにより、表示される画像に偽像が出現されることが究明された。しかも、この信号強度の変動は、Ｘ線検出領域の全体で均等に起こるのではなく、検出領域の位置に応じて変動のレベルが違うことが判明した。

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、Ｘ線照射の時間経過に伴いＸ線検出器から出力される信号強度の変動を解消するための補正を行い、表示される画像に偽像が出現することを防ぎ、正確な診断を行うことができるＸ線診断装置を提供することを目的とする。

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。
すなわち、請求項１にかかる発明は、Ｘ線診断装置であって、Ｘ線を照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線照射手段から照射されたＸ線を複数の検出領域で検出するＸ線フラットパネル検出器と、Ｘ線診断に先立って前記Ｘ線照射手段からＸ線を継続して照射したときに前記Ｘ線フラットパネル検出器の複数の検出領域からそれぞれ出力されるＸ線検出信号を取得して、各Ｘ線検出信号の経時的な変動量に関係した変動情報として、Ｘ線照射を開始してから所定時間経過した時点の各検出領域におけるＸ線検出信号の変動量とこれらの変動量のうち基準になる所定の検出領域の変動量との比の分布である感度分布データと、前記基準になる所定の検出領域におけるＸ線検出信号の経時的な変動態様を示す変動関数とを求める前記変動情報算出手段と、前記変動情報算出手段で求められた感度分布データを記憶する感度分布データ記憶手段と、前記変動情報算出手段で求められた変動関数を記憶する変動関数記憶手段とを有する変動情報記憶手段と、Ｘ線診断の際に前記Ｘ線照射手段からＸ線を継続して照射したときに前記Ｘ線フラットパネル検出器の複数の検出領域からそれぞれ出力されるＸ線検出信号に対して、前記感度分布データ記憶手段に記憶された感度分布データと前記変動関数記憶手段に記憶された変動関数とを用いた補正演算処理を行うことにより、各Ｘ線検出信号の経時的な変動を補正する前記補正演算処理手段と、を備えていることを特徴とする。

［作用・効果］請求項１の発明によれば、補正演算処理手段は、感度分布データ記憶手段に記憶されたＸ線照射を開始してから所定時間経過した時点の各検出領域におけるＸ線検出信号の変動量の分布である感度分布データと、変動関数記憶手段に記憶された各検出領域におけるＸ線検出信号の経時的な変動態様を示す単一の関数である変動関数とを用いて補正演算処理を行うことにより、各Ｘ線検出信号の経時的な変動を補正することができる。したがって、補正演算処理を行うために必要な変動情報として、感度分布データと変動関数とを記憶させるだけでよい。つまり、変動情報記憶手段に変動情報として記憶させる量を少なくさせることができ、変動情報記憶手段の負担を低減させることができる。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載のＸ線診断装置において前記補正演算処理手段で補正演算処理されたＸ線検出信号を画像として記憶する画像記憶手段を備え、前記画像記憶手段は、マスク画像として記憶するマスク画像記憶手段と、ライブ画像として記憶するライブ画像記憶手段と、を備え、前記マスク画像記憶手段に記憶されているマスク画像と前記ライブ画像記憶手段に記憶されているライブ画像とをサブトラクション処理するサブトラクション処理手段を備えていることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項２の発明によれば、マスク画像記憶手段に記憶されているマスク画像とライブ画像記憶手段に記憶されているライブ画像とをサブトラクション処理するサブトラクション処理手段を備えているので、デジタルサブトラクションアンギオグラフィ（ＤＳＡ）方式のＸ線診断装置に用いることができる。したがって、ＤＳＡ方式のＸ線診断において、Ｘ線照射の時間経過に伴い各Ｘ線検出信号の経時的な変動を補正することができ、Ｘ線照射の時間経過に伴い前記Ｘ線フラットパネル検出器から出力される信号強度の変動を解消することができる。つまり、ＤＳＡ方式のＸ線診断では、ライブ画像からマスク画像を減算するため、極僅かな信号強度の変動によりＤＳＡ処理後に表示される画像に偽像が出現することが問題となるが、このような極僅かな信号強度の変動を解消し、ＤＳＡ方式のＸ線診断においても表示される画像に偽像が出現することを防ぎ、正確な診断を行うことができる。

本発明によれば、補正演算処理手段は、Ｘ線診断の際にＸ線照射手段からＸ線を継続して照射したときにＸ線検出手段の複数の検出領域からそれぞれ出力されるＸ線検出信号に対して、変動情報記憶手段で記憶された各検出領域に応じた変動情報を用いた補正演算処理を行うことにより、各Ｘ線検出信号の経時的な変動を補正することができるので、Ｘ線照射の時間経過に伴いＸ線検出手段から出力される信号強度の変動を解消することができ、表示される画像に偽像が出現することを防ぎ、正確な診断を行うことができる。

Ｘ線診断装置を図面に基づいて詳細に説明する。図１はＸ線診断装置の全体構成を示すブロック図である。図２（ａ）はＸ線検出器の構成を示す概略断面図である。図２（ｂ）はＸ線検出器の構成を示す概略平面図である。図３は信号処理部の構成を示すブロック図である。図４はサブトラクション処理部の構成を示すブロック図である。

Ｘ線診断装置の構成について図１を用いて説明する。図１に示すように、Ｘ線診断装置は、Ｘ線を照射するＸ線管１と、Ｘ線管１から照射されたＸ線を複数の検出領域で検出するＸ線検出器２と、Ｘ線検出器２から出力されるＸ線検出信号に基づいて、Ｘ線画像を作成するための処理を行う信号処理部３と、信号処理部３で補正処理を行うための情報を記憶する補正情報記憶部４と、信号処理部３からのＸ線画像を記憶する画像記憶部５と、信号処理部３で処理されたＸ線画像を表示する表示モニタ６などが備えられている。つまり、被検体ＭへのＸ線照射に伴ってＸ線検出器２から出力されたＸ線検出信号に基づいて、Ｘ線画像が作成され、このＸ線画像を表示モニタ６に表示される構成となっている。

Ｘ線管１は、撮影対象としての天板７上の患者（被検体）ＭにＸ線を照射するように配置されている。またＸ線管１は、操作部８（例えば、キーボードやマウスなど）の操作に基づいて、制御部９がＸ線照射制御部１０を制御し、このＸ線照射制御部１０の制御により被検体ＭにＸ線を照射する。なお、上述した、Ｘ線管１は、本発明におけるＸ線照射手段に相当する。

Ｘ線検出器２は、Ｘ線管１と被検体Ｍを挟んで対向配置されており、図２（ａ）に示すように、バイアス電極１１、入射したＸ線を感知し電気信号に変換するＸ線変換層１２、ＴＦＴガラス基板１３などが備えられている。さらに、ＴＦＴガラス基板１３上には、図２（ｂ）に示す複数のＸ線検出素子１４が検出面に縦横に配列された構成になっており、本実施例では、この一つのＸ線検出素子１４が配置された領域が一つの検出領域となる。例えば、Ｘ線検出素子１４は、Ｘ線検出面に縦１０２４×横１０２４のマトリックスで縦横に配列されている。Ｘ線検出器２の各Ｘ線検出領域が信号処理部３で作成されるＸ線画像の各画素と対応関係にあり、Ｘ線検出器２から出力されたＸ線検出信号に基づいて信号処理部３でＸ線検出面に投影された透過Ｘ線像に対応するＸ線画像が作成される。なお、上述した、Ｘ線検出器２は、本発明におけるＸ線検出手段に相当する。

信号処理部３は、図３に示すように、Ｘ線検出器２からのデジタル化されたＸ線検出信号に種々の補正を行う補正処理部１６と、補正処理部１６で補正されたＸ線検出信号にサブトラクション処理を行うサブトラクション処理部１７とを備えている。また、補正情報記憶部４は、Ｘ線非照射時において、Ｘ線検出器２の各Ｘ線検出領域から出力されるＸ線検出信号の値であるオフセット補正値を記憶するオフセット補正値メモリ１８と、Ｘ線照射時にＸ線検出器２のＸ線変換層１２によるＸ線変換率のバラツキや増幅器の増幅特性などに起因する各Ｘ線検出領域から出力されるＸ線検出信号の値であるゲイン補正値を記憶するゲイン補正値メモリ１９と、変動情報記憶部２０とを備えている。

信号処理部３の補正処理部１６は、Ｘ線非照射時にＸ線検出器２の各Ｘ線検出領域で異なるオフセット特性のバラツキを補正するオフセット補正処理部２１と、Ｘ線照射時にＸ線検出器２のＸ線変換層１２によるＸ線変換率のバラツキや増幅器の増幅特性などに起因する各Ｘ線検出領域で異なるバラツキを補正するゲイン補正処理部２２と、Ｘ線検出器２の各検出領域から出力されるＸ線検出信号の経時的な変動を補正するための変動情報算出部２３と補正演算処理部２４とを備えている。

オフセット補正処理部２１は、Ｘ線診断時（Ｘ線撮影時）に、補正情報記憶部４のオフセット補正値メモリ１８に記憶されているオフセット補正値を読み出して、Ｘ線検出器２の各Ｘ線検出領域から出力されたＸ線検出信号からオフセット補正値を減算する減算処理を行い、Ｘ線非照射時にＸ線検出器２の各Ｘ線検出領域で異なるオフセット特性のバラツキを補正する。

ゲイン補正処理部２２は、Ｘ線診断時（Ｘ線撮影時）に、補正情報記憶部４のゲイン補正値メモリ１９に記憶されている、補正値を読み出して、Ｘ線検出器２の各Ｘ線検出領域から出力されたＸ線検出信号からゲイン補正値を乗算する乗算処理を行い、Ｘ線照射時にＸ線検出器２のＸ線変換層１２によるＸ線変換率のバラツキや増幅器の増幅特性などに起因する各Ｘ線検出領域で異なるバラツキを補正する。

したがって、これらオフセット補正処理部とゲイン補正処理部２２とにより、Ｘ線検出器２自体に起因する各Ｘ線検出領域間のＸ線検出信号の出力バラツキを除いた、Ｘ線検出信号を得る構成となっている。ただし、オフセット補正処理部２１とゲイン補正処理部２２とは、Ｘ線管１からＸ線を継続して照射し、Ｘ線診断（Ｘ線撮影）する場合の撮影開始時において、Ｘ線検出器２の各Ｘ線検出領域間のＸ線検出信号バラツキを除くものであり、Ｘ線を継続して照射した場合のＸ線検出器２の各Ｘ線検出領域から出力されるＸ線検出信号の経時的な変動について補正されるものではない。

変動情報算出部２３は、Ｘ線診断に先立ってＸ線管１からＸ線を継続して照射したときにＸ線検出器２の複数の検出領域からそれぞれ出力されるＸ線検出信号を取得して、各Ｘ線検出信号の経時的な変動量に関係した変動情報を各検出領域に応じて求める。変動情報の持ち方は任意であるが、本実施例では、変動情報として、変動関数と感度分布データとを持つようにしてある。本実施例において、変動関数は、各検出領域におけるＸ線検出信号の経時的な変動態様を代表的に示す単一の関数である。感度分布データは、Ｘ線照射を開始してから所定時間経過した時点の各検出領域におけるＸ線検出信号の変動量の分布である。なお、Ｘ線照射の時間経過に伴いＸ線検出器２から出力されるＸ線検出信号が変動しているが、この変動を発明者が追究した結果、規則性のある変動であることがわかり、各検出領域におけるＸ線検出信号の経時的な変動態様を代表的に示す単一の関数とＸ線照射を開始してから所定時間経過した時点の各検出領域におけるＸ線検出信号の変動量の分布により算出できることが究明されたため、変動情報として、変動関数と感度分布データとを持つようにしてある。なお、上述した、変動情報算出部２３は、本発明における変動情報算出手段に相当する。

また、この変動情報算出部２３で算出された各検出領域に応じた変動情報を変動情報記憶部２０で記憶する。具体的に、変動情報記憶部２０は変動情報算出部２３で算出された、感度分布データを記憶する感度分布データメモリ２５と変動関数を記憶すると変動関数メモリ２６とを備えている。なお、上述した、変動情報記憶部２０は、本発明における変動情報記憶手段に相当し、感度分布データメモリ２５は、本発明における感度分布データ記憶手段に相当し、変動関数メモリ２６は、本発明における変動関数記憶手段に相当する。

補正演算処理部２４は、Ｘ線診断の際にＸ線管１からＸ線を継続して照射したときにＸ線検出器２の複数の検出領域からそれぞれ出力されるＸ線検出信号に対して、変動情報記憶部２０で記憶された各検出領域に応じた変動情報である、感度分布データメモリ２５に記憶された感度分布データと変動関数メモリ２６に記憶された変動関数とを用いた補正演算処理を行うことにより、各Ｘ線検出信号の経時的な変動を補正する。なお、上述した、補正演算処理部２４は、本発明における補正演算処理手段に相当する。

次に、サブトラクション処理部１７は、図４に示すように、サブトラクション演算処理を行うサブトラクション演算器２８と、サブトラクション像を構成する各画素の濃度を調整する階調変換回路２９とで構成されている。また、画像記憶部５は、ライブ像を記憶するライブ像メモリ３１と、マスク像を記憶するマスク像メモリ３２とを備えている。なお、上述した、画像記憶部５は、本発明における画像記憶手段に相当し、上述した、マスク像メモリ３２は、本発明におけるマスク像記憶手段に相当し、上述した、ライブ像メモリ３１は、本発明におけるライブ像記憶手段に相当する。なお、上述した、サブトラクション処理部１７は、本発明におけるサブトラクション処理手段に相当する。

サブトラクション演算器２８は、ライブ像メモリ３１に記憶されたライブ像からマスク像メモリ３２に記憶されたマスク像を減算するサブトラクション処理を行い、血管像などのサブトラクション像を得る構成となっている。

階調変換回路２９は、サブトラクション演算器２８で得たサブトラクション像を表示モニタ６で表示した時に見やすい画像にするために、サブトラクション像を構成する各画素の濃度を調整する。

表示モニタ６はサブトラクション像を表示する構成となっている。

なお、Ｘ線照射制御部１０、信号処理部３は、操作部８から入力される指示やデータあるいはＸ線撮影の進行に従って制御部９から送出される各種命令にしたがって制御・処理を実行する構成となっている。

なお、上述した「Ｘ線管１からＸ線を継続して照射する」における「継続して照射」とは、Ｘ線を出し続け（連続）照射する場合と、Ｘ線をパルス照射する場合とを含むものである。

次に、このＸ線診断装置を用いた、Ｘ線検出器２の各Ｘ線検出信号の経時的な変動を補正する流れについて、図５〜図８を用いて詳細に説明する。図５はＸ線検出器２の各Ｘ線検出信号の経時的な変動を補正する流れを示すフローチャートである。図６は変動関数を示す模式図である。図７（ａ）〜図７（ｃ）は各Ｘ線検出信号の経時的な変動態様を示すグラフを示す模式図である。図８は感度分布データを示す模式図である。

〔ステップＳ１〕図５を用いて、Ｘ線検出器２の各Ｘ線検出信号の経時的な変動を補正する流れについて説明する。変動情報算出部２３は、Ｘ線診断に先立ってＸ線管１からＸ線を継続して照射したときにＸ線検出器２の複数の検出領域からそれぞれ出力されるＸ線検出信号を取得する。具体的には、Ｘ線検出器２の前面である天板７上に均一な被写体を載置し、Ｘ線管１からＸ線を継続して照射する。例えば、Ｘ線管１から２０秒間Ｘ線を照射し、各Ｘ線検出領域から出力された経時的に変動するＸ線検出信号を３００個の継続したデータであるデータ列として取得する。また、この各Ｘ線検出信号の取得は複数回行われ、変動情報算出部２３は複数回取得された各Ｘ線検出信号を平均化処理し、さらに時間的、空間的にフィルタ演算処理を行う。また、Ｘ線検出器２のＸ線検出領域が図２に示すような縦１０２４×横１０２４である場合は、１０２４×１０２４＝１０４８５７６個のＸ線検出領域があり、この１０４８５７６個のＸ線検出領域ごとに経時的に変動するＸ線検出信号を取得する。

〔ステップＳ２〕さらに、変動情報算出部２３は、Ｘ線検出器２の各Ｘ線検出領域からのＸ線検出信号をもとに、各Ｘ線検出信号の経時的な変動量に関係した変動情報（変動関数と感度分布データ）を各検出領域に応じて求める。

変動関数は、各検出領域におけるＸ線検出信号の経時的な変動態様を代表的に示す単一の関数Ｆ（ｔ）である。例えば、変動関数Ｆ（ｔ）は、図６に示すような時間ｔ０の時に出力Ａが最小値（０の値）となり、時間ｔ１の時に最大値となるような関数である。この変動関数Ｆ（ｔ）は、上述したように、実験的にＸ線管１から複数の検出領域をもつＸ線検出器２に一様にＸ線を照射することを何度か繰り返し行い、この結果得られた時間的変動のあるＸ線検出信号が一時的に記憶され、この記憶された時間的変動のあるＸ線検出信号に多項式近似または類似の近似法による処理を行うことにより算出される。

感度分布データは、Ｘ線照射を開始してから所定時間経過した時点の各検出領域におけるＸ線検出信号の変動量の分布である。具体的には、まず、図７（ａ）〜図７（ｃ）に示されるＸ線検出器２からのＸ線検出信号の出力が最大（Ｘ線照射の開始時であるｔ０時）である値を基準値Ｐｒとした場合、この基準値Ｐｒと時間ｔ１でのＸ線検出信号出力Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃとの差分を示す値（変動量）を求める。つまり、図７（ａ）に示される時間ｔ１での変動量Ｍａは、Ｍａ＝Ｐｒ−Ｐａ、図７（ｂ）に示される時間ｔ１での変動量Ｍｂ＝Ｐｒ−Ｐｂ、図７（ｃ）に示される時間ｔ１での変動量Ｍｃ＝Ｐｒ−Ｐｃで求められる。ここで、例えば、時間ｔ１において全検出領域の中で変動量が最大となる検出領域の変動量を変動量Ｍｒ（図示省略）とし、この変動量ＭｒをとるＸ線検出信号の経時的な変動態様を変動関数Ｆ（ｔ）とする。次に、変動量Ｍｒを基準とした、変動量Ｍｒと各検出領域での変動量（ここでは、変動量Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃのみ例示）との比を求める。具体的には、Ｍａ／Ｍｒ，Ｍｂ／Ｍｒ，Ｍｃ／Ｍｒを求める。これらＭａ／Ｍｒ，Ｍｂ／Ｍｒ，Ｍｃ／Ｍｒが感度分布データであり、例えば、感度分布データは図８に示すようなものである。

また、Ｘ線検出信号の経時的な変動量は、図７（ａ）〜図７（ｃ）における縦方向の矢印（ここでは、各図に対して３つのみ例示）で示される量であり、時間ｔにおける変動量は、図７（ａ）でのＦ（ｔ）×ａ，図７（ｂ）でのＦ（ｔ）×ｂ，図７（ｃ）でのＦ（ｔ）×ｃにより求められる値である。なお、これら係数ａ，ｂ，ｃは、ａ＝Ｍａ／Ｍｒ，ｂ＝Ｍｂ／Ｍｒ，ｃ＝Ｍｃ／Ｍｒとする感度分布データである。

さらに、図８について説明する。図８は、Ｘ線検出器２の検出領域を示すものであり、縦１０×横１０＝１００個に区切られ、この区切られた一つがＸ線検出器２の一つの検出領域を示している。また、この検出領域内に表示されている数字が、この検出領域における感度分布データである。また、図８の中央部には、０〜１までの数字が表示された検出領域があり、数字が大きいほど変動量が大きいことを示し、０である場合は、変動がないことを示している。なお、図８では、Ｘ線検出器２の検出領域は、１０×１０＝１００個あるとして、１００個の感度分布データを図示したが、Ｘ線検出器２の検出領域の数、例えば図２に示すようなＸ線検出器２であれば、１０２４×１０２４＝１０４８５７６個の感度分布データが示される。

〔ステップＳ３〕変動情報算出部２３で算出された、図６に示される変動関数を変動関数メモリ２６に記憶し、図８に示される感度分布データを感度分布データメモリ２５に記憶する。

〔ステップＳ４〕感度分布データメモリ２５に記憶された感度分布データと変動関数メモリ２６に記憶された変動関数とを用いて、各検出信号の経時的な変動量を算出する。具体的には、変動関数Ｆ（ｔ）と、図８に示す感度分布データとから、各検出領域におけるＸ線検出信号の変動量が算出される。例えば、図８で表示されている値が「１」であれば、Ｆ（ｔ）により各検出信号の経時的な変動量が算出され、図８で表示されている値が「０．８」であれば、Ｆ（ｔ）×０．８により各検出信号の経時的な変動量が算出される。なお、表示されている値が「０」であれば、各Ｘ線検出信号の経時的な変動がないことを示す。

〔ステップＳ５〕補正演算処理部２４は、Ｘ線診断の際にＸ線管１からＸ線を継続して照射したときにＸ線検出器２の複数の検出領域からそれぞれ出力されるＸ線検出信号に対して、各検出信号の経時的な変動量を補正（加算）する補正演算処理を行うことで各Ｘ線検出信号の経時的な変動を補正する。具体的には、この補正演算処理部２４は、Ｘ線管１からＸ線が照射開始されてからの時間経過を画像フレーム数としてカウントしており、経過フレーム数に応じた各Ｘ線検出信号の変動量を補正に用いることで、Ｘ線照射時間に対応した補正が行われる。つまり、Ｘ線照射の時間経過に伴いＸ線検出器２から出力される信号強度の変動を除去したＸ線検出信号をサブトラクション処理部１７に出力する。

次に、このＸ線診断装置を用いた、サブトラクション処理の動作について、図４を用いて説明する。

被検体Ｍに造影剤が投与され、Ｘ線透過像を撮影開始処理が実行される。この撮影開始処理が実行されると、Ｘ線管１からＸ線が照射され、Ｘ線透過像を撮影する。つまり、Ｘ線検出器２から出力されたＸ線検出信号（Ｘ線透過像）が補正処理部１６で補正処理された後にサブトラクション処理部１７に入力される。さらに、図４に示すように、Ｘ線透過像は、一方ではサブトラクション処理部１７のライブ像メモリ３１にライブ像として一時的に記憶され、他方ではマスク像をマスク像メモリ３２に記憶する。

次に、マスク像メモリ３２に記憶されたマスク像とこのマスク像が生成された時刻より以降に撮影されたライブ像メモリ３１に記憶されたライブ像とをサブトラクション演算器２８に同期して供給して、サブトラクション演算器２８でマスク像とライブ像とのサブトラクション処理を行いサブトラクション像を得る。さらに、サブトラクション像は、階調変換回路２９で各画素の濃度が調整され、表示モニタ６で表示される。したがって、表示モニタ６で偽像が出現しないサブトラクション処理された血管像などが表示される。

上述したようにＸ線診断装置によれば、補正演算処理部２４は、感度分布データメモリ２５に記憶されたＸ線照射を開始してから所定時間経過した時点の各検出領域におけるＸ線検出信号の変動量の分布である感度分布データと、変動関数メモリ２６に記憶された各検出領域におけるＸ線検出信号の経時的な変動態様を示す単一の関数である変動関数とを用いて補正演算処理を行うことにより、各Ｘ線検出信号の経時的な変動を補正することができる。したがって、補正演算処理を行うために必要な変動情報として、感度分布データと変動関数とを記憶させるだけでよい。つまり、変動情報記憶部２０に変動情報として記憶させる量を少なくさせることができ、変動情報記憶部２０の負担を低減させつつ、Ｘ線照射の時間経過に伴いＸ線検出手段から出力される信号強度の変動を解消することができ、表示される画像に偽像が出現することを防ぎ、正確な診断を行うことができる。

また、マスク像メモリ３２に記憶されているマスク画像とライブ像メモリ３１に記憶されているライブ画像とをサブトラクション処理するサブトラクション処理部１７を備えているので、デジタルサブトラクションアンギオグラフィ（ＤＳＡ）方式のＸ線診断装置に用いることができる。したがって、ＤＳＡ方式のＸ線診断において、Ｘ線照射の時間経過に伴い各Ｘ線検出信号の経時的な変動を補正することができ、Ｘ線照射の時間経過に伴いＸ線検出器２から出力される信号強度の変動を解消することができる。つまり、ＤＳＡ方式のＸ線診断では、ライブ画像からマスク画像を減算するため、極僅かな信号強度の変動によりＤＳＡ処理後に表示される画像に偽像が出現することが問題となるが、このような極僅かな信号強度の変動を解消し、ＤＳＡ方式のＸ線診断においても表示される画像に偽像が出現することを防ぎ、正確な診断を行うことができる。

この発明は、上記実施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。

（１）上述した実施例において、変動情報算出部２３は、変動情報として感度分布データと変動関数とを求めるようにしていたが、変動情報算出部２３は、感度分布データと変動関数以外の各Ｘ線検出信号の経時的な変動量に関係した変動情報とするようにしてもよい。例えば、Ｘ線診断に先立ってＸ線照射手段からＸ線を継続して照射したときに、Ｘ線検出手段の複数の検出領域からそれぞれ出力される全てのＸ線検出信号そのものを変動情報とするようにしてもよい。その結果、補正演算処理部２４は、Ｘ線診断の際にＸ線管１からＸ線を継続して照射したときにＸ線検出器２の複数の検出領域からそれぞれ出力されるＸ線検出信号に対して、変動情報記憶部２０で記憶された各検出領域に応じた変動情報を用いた補正演算処理を行うことにより、各Ｘ線検出信号の経時的な変動を補正することができるので、Ｘ線照射の時間経過に伴いＸ線検出手段から出力される信号強度の変動を解消することができ、表示される画像に偽像が出現することを防ぎ、正確な診断を行うことができる。

（２）上述した実施例において、Ｘ線診断装置は、デジタルサブトラクションアンギオグラフィ（ＤＳＡ）方式のＸ線撮影を行うようにしていたが、このＸ線診断装置をＸ線透視に用いるようにしてもよい。

（３）上述した実施例において、フレームレートによって異なる感度分布データを記憶する感度分布データメモリ２５と、フレームレートによって異なる変動関数メモリ２６を記憶する変動関数メモリ２６と、フレームレートを切換える操作が可能なフレームレート切換え部を備え、補正演算処理部２４は、このフレームレート切換え部での切換え操作により切換えられたフレームレートに対応する感度分布データメモリ２５に記憶された感度分布データと変動関数メモリ２６に記憶された変動関数とを用いた補正演算処理を行うことにより、各Ｘ線検出信号の経時的な変動を補正するようにしてもよい。したがって、フレームレートごとに異なる感度分布データと変動関数とを用いた補正演算処理することができ、より表示される画像に偽像が出現することを防ぎ、正確な診断を行うことができる。

（４）上述した実施例において、Ｘ線検出器２は、一つのＸ線検出素子１４が配置された領域を一つの検出領域となるようにしていたが、複数のＸ線検出素子１４を一つの検出領域とするようにしてもよい。

（５）上述した実施例において、変動関数は、各検出領域におけるＸ線検出信号の経時的な変動態様を示す単一の関数としていたが、単一の関数ではなく、複数の関数とするようにしてもよい。また感度分布データは、Ｘ線照射を開始してから所定時間経過した時点の各検出領域におけるＸ線検出信号の変動量の分布としたが、感度分布データを所定時間経過した時点以外の時点についての各検出領域におけるＸ線検出信号の変動量の分布も含むようにしてもよい。

（６）上述した実施例において、補正演算処理部２４は、各検出領域におけるＸ線検出信号の経時的な変動態様を代表的に示す単一の関数である変動関数を用いて、補正演算処理することについて説明したが、補正演算処理部２４は、各Ｘ線強度に対応した変動関数を用いて補正演算処理部２４で補正演算処理するようにしてもよい。

具体的には、実験結果から変動関数は、Ｘ線強度に応じて変わり、これら変動関数とＸ線強度（Ｘ線線量）とは、ほぼ比例した関係にあることが判明したことから、変動情報算出部２３は、代表的な標準Ｘ線強度（Ｘ線線量）のＸ線が照射された場合の変動関数に対して、各Ｘ線強度に対応した係数を乗算する演算処理を行うことで、各Ｘ線強度に対応した変動関数を算出する。

まず、実験的にＸ線管１からＸ線強度（Ｘ線線量）を変えて複数の検出領域をもつＸ線検出器２に一様にＸ線を照射することを何度か繰り返し行い、変動情報算出部２３でこの結果得られたＸ線強度ごとの時間的変動のあるＸ線検出信号が一時的に記憶される。ここで、所定の時間、例えば各Ｘ線強度での時間的変動のあるＸ線検出信号のうち、変動量が最も大きい時点における、各Ｘ線強度でのＸ線強度と変動量とから求められる値に最小二乗法による処理を行う。さらに、この処理後に、代表的な標準Ｘ線強度のＸ線が照射された場合のＸ線強度と変動量から求められる値を基準値とし、この基準値と各Ｘ線強度でのＸ線強度と変動量とから求められる値との比を各Ｘ線強度に対応した係数として求める。さらに、このＸ線強度に対応した係数を変動情報記憶部２０に記憶させる。

次に、Ｘ線診断の際には、補正演算処理部２４は、Ｘ線管１から照射されたＸ線強度を示す情報を制御部９から得て、変動情報記憶部２０に記憶された係数と変動関数メモリ２６に記憶されている代表的な標準Ｘ線強度の変動関数とから、Ｘ線強度に対応した変動関数を算出する。具体的には、代表的な標準Ｘ線強度の変動関数に対して、Ｘ線強度に対応したこの係数を乗算する演算処理を行うことで、例えば、図９中の（ａ）に示す標準の２倍のＸ線強度（Ｘ線線量）の場合の変動関数、図９中の（ｂ）に示す標準のＸ線強度の場合の変動関数、図９中の（ｃ）に示す標準の１／２倍のＸ線強度の場合の変動関数など、各Ｘ線強度に対応した変動関数が算出される。

さらに、このＸ線強度に対応した変動関数と感度分布データメモリ２５に記憶されている感度分布データとを用いて各Ｘ線検出信号の経時的な変動量を算出し、Ｘ線強度に対応した各Ｘ線検出信号の経時的な変動量を補正（加算）する補正演算処理を行う。

また、変動情報算出部２３で代表的な標準Ｘ線強度の変動関数に対して、Ｘ線強度に対応した係数を乗算する演算処理を行うことで、Ｘ線強度に対応した変動関数を算出したが、変動情報算出部２３で各Ｘ線強度の時間的変動のあるＸ線検出信号から各Ｘ線強度に対応した変動関数を算出し、この各Ｘ線強度に対応した変動関数を変動関数メモリ２６に記憶させ、Ｘ線診断の際には、補正演算処理部２４は、Ｘ線管１から照射されたＸ線強度を示す情報を制御部９から得て、変動関数メモリ２６に記憶されている、このＸ線強度に対応した変動関数と、感度分布データメモリ２５に記憶されている感度分布データとを用いて各Ｘ線検出信号の経時的な変動量を算出し、Ｘ線強度に対応した各Ｘ線検出信号の経時的な変動量を補正（加算）する補正演算処理を行うようにしてもよい。

なお、図９中の（ａ）〜（ｃ）に示される各Ｘ線強度に対応した変動関数は、例示的に示したものであり、Ｘ線管１から照射されるＸ線強度が強くなる（Ｘ線線量が増加すると）と相対的に出力Ａが増加するようになっているが、逆にＸ線管１から照射されるＸ線強度が強くなると相対的に出力Ａが低下することもある。

Ｘ線診断装置の全体構成を示すブロック図である。（ａ）はＸ線検出器の構成を示す概略断面図であり、（ｂ）はＸ線検出器の構成を示す概略平面図である。信号処理部の構成を示すブロック図である。サブトラクション処理部の構成を示すブロック図である。Ｘ線検出器の各Ｘ線検出信号の経時的な変動を補正する流れを示すフローチャートである。変動関数を示す模式図である。（ａ）〜（ｃ）は各Ｘ線検出信号の経時的な変動量を示す模式図である。感度分布データを示す模式図である。各Ｘ線強度に対応した変動関数を示す模式図である。

符号の説明

１ …Ｘ線管（Ｘ線照射手段）
２ …Ｘ線検出器（Ｘ線検出手段）
５ …画像記憶部（画像記憶手段）
１７ …サブトラクション処理部（サブトラクション処理手段）
２０ …変動情報記憶部（変動情報記憶手段）
２３ …変動情報算出部（変動情報算出手段）
２４ …補正演算処理部（補正演算処理手段）
２５ …感度分布データメモリ（感度分布データ記憶手段）
２６ …変動関数メモリ（変動関数記憶手段）
３１ …ライブ像メモリ（ライブ画像記憶手段）
３２ …マスク像メモリ（マスク画像記憶手段）

Claims

Ｘ線を照射するＸ線照射手段と、前記Ｘ線照射手段から照射されたＸ線を複数の検出領域で検出するＸ線フラットパネル検出器と、Ｘ線診断に先立って前記Ｘ線照射手段からＸ線を継続して照射したときに前記Ｘ線フラットパネル検出器の複数の検出領域からそれぞれ出力されるＸ線検出信号を取得して、各Ｘ線検出信号の経時的な変動量に関係した変動情報として、Ｘ線照射を開始してから所定時間経過した時点の各検出領域におけるＸ線検出信号の変動量とこれらの変動量のうち基準になる所定の検出領域の変動量との比の分布である感度分布データと、前記基準になる所定の検出領域におけるＸ線検出信号の経時的な変動態様を示す変動関数とを求める前記変動情報算出手段と、前記変動情報算出手段で求められた感度分布データを記憶する感度分布データ記憶手段と、前記変動情報算出手段で求められた変動関数を記憶する変動関数記憶手段とを有する変動情報記憶手段と、Ｘ線診断の際に前記Ｘ線照射手段からＸ線を継続して照射したときに前記Ｘ線フラットパネル検出器の複数の検出領域からそれぞれ出力されるＸ線検出信号に対して、前記感度分布データ記憶手段に記憶された感度分布データと前記変動関数記憶手段に記憶された変動関数とを用いた補正演算処理を行うことにより、各Ｘ線検出信号の経時的な変動を補正する前記補正演算処理手段と、を備えていることを特徴とするＸ線診断装置。
請求項１に記載のＸ線診断装置において、前記補正演算処理手段で補正演算処理されたＸ線検出信号を画像として記憶する画像記憶手段を備え、前記画像記憶手段は、マスク画像として記憶するマスク画像記憶手段と、ライブ画像として記憶するライブ画像記憶手段と、を備え、前記マスク画像記憶手段に記憶されているマスク画像と前記ライブ画像記憶手段に記憶されているライブ画像とをサブトラクション処理するサブトラクション処理手段を備えていることを特徴とするＸ線診断装置。