JP4807846B2 - X線画像診断装置 - Google Patents
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Description
これに対して、前記直接変換方式は、X線を吸収するX線−電荷の変換材料(フォトコンダクタと呼ばれ、セレンが用いられる)でX線エネルギーを直接に電荷(電子-正孔ペア)量に変換し、この変換された電荷量を読み出してX線画像データを得る方式である。
このオフセット値は画素ごとの漏れ電流によって生じるもので、X線平面検出の温度や時間経過によって変化し、このため被検体を透過したX線検出信号から前記暗電流によるオフセット値を減算してX線画像データを補正し、この補正したデータに各種の画像処理を施して所望のX線画像を得ている。
この特許文献1の暗電流補正は、暗電流を検出する手段と、この検出した信号を用いて出力信号を補正する暗電流補正手段と、暗電流を補正する指令を入力する暗電流補正指令入力手段と、暗電流値の変化分を検出する暗電流変化値検出手段と、前記暗電流の変化値が所定値を越えたときに暗電流の補正が必要であることを判断する暗電流補正判断手段と、この暗電流補正判断手段から暗電流の補正が必要であることを報知する暗電流補正報知手段とを備えて、X線平面検出器の暗電流の変化を常に監視し、この暗電流が所定の変化値を超えた際に暗電流補正を行うようにしたものである。
このため、暗電流が所定値以下の各撮影においては、撮影毎の暗電流に差が生じるために、各撮影における撮影画像の画質も異なるものとなる。
また、暗電流が前記所定値以下であっても暗電流が存在するので、この暗電流は画質向上の妨げとなって、さらなる画質向上は望めない。
すなわち、一般撮影の標準の撮影手順は、被検体の撮影位置への位置決めを行い、この位置決めした撮影位置にX線が照射されるようにX線発生系を位置決めした後に撮影を行う。
そこで、前記補正ボタンは、被検体の位置決め前に押すのが理想的であるが、しかし、補正ボタンの押し忘れがあった場合は、補正データが収集されないで撮影することになり、画質が悪化すると共に画質にばらつきが生じる。
このため、位置決めから撮影終了までの一連の処理に多くの時間を費やし、この結果、撮影スループットが低下する。
これは、所定時間内に多くの撮影を行わなければならない健康診断用検査の場合はその影響が大きいものとなる。
また、前記暗電流補正データは、検査開始指令が入力されるまでの間に暗電流を取り込んでから加算平均処理を行ってこれを記憶するまでの一連の処理に要する時間間隔毎に収集し、この収集した暗電流値の加算平均値を更新した値を用いて補正されるので、画像データの補正精度は向上する。
これによって、暗電流の変動によるばらつきがなく、安定した高画質の撮影画像を得ることができる。
前記第1の所定周期は、暗電流を取り込んでから加算平均処理を行ってこれを記憶するまでの一連の処理に要する時間であり、前記第2の所定周期は、前記X線検出物質層に蓄積される電荷を空読みして該電荷を消去できる時間から求まる時間であるので、前記第1の所定周期よりも長い方が望ましい。
図1は胸部撮影に本発明を適用したX線画像診断装置の全体構成図である。このX線画 像診断装置は、撮影室に設置されたX線撮影系と操作室に設置された操作系及び画像処理系で構成される。
本発明は、前記オフセット値の補正処理を撮影の都度、毎回行って周辺温度や時間経過の影響を受けないようにするもので、以下、前記オフセット値の補正処理を暗電流補正処理と記し、この暗電流補正処理に用いるデータ(オフセット値)を暗電流補正データと記すこととする。
また、X線発生部及びX線検出部5を所定の位置に保持し、前記X線可動絞り装置3によるX線照射野の制限や撮影の開始と終了等の制御を行う。
X線量の制御は、前記X線管装置2の陰極であるフィラメントに流れる電流を制御してX線管装置2の陽極と陰極間に流れる管電流、前記管電圧及び撮影時間の制御により行う。
そして、前記フィラメントの温度と前記回転陽極の回転数が所定値に達して撮影準備が完了すると、操作者は前記二段目のスイッチを押して前記X線管装置2に高電圧を印加し、X線を放射して撮影を開始する。
前記操作装置で設定された撮影時間(撮影タイマー)になると、この撮影タイマーのオフ信号で撮影は終了する。
本発明は、X線平面検出器5aの暗電流の変動分を極力少なくして安定した高画質の撮影画像を得るために撮影前に以下の三つの処理を行う。
X線画像診断装置の電源投入によって前記操作装置の表示装置12に被検体情報を入力するためのID入力画面が表示された後に、暗電流補正データを収集する。この暗電流補正データは、ID入力画面が表示されている間、X線平面検出器制御装置5bによりX線平面検出器5aの暗電流値を読み取り、これを前記暗電流補正データ収集部10bに入力して該暗電流補正データ収集部10bの図示省略の記憶部に記憶しておく。
前記暗電流補正データの収集は、前記入力装置11から被検体情報が入力されるまで5秒毎に収集し、これらの収集データを暗電流補正データ収集部10bの加算平均処理部(図示省略)で加算平均処理し、この処理された加算平均値を前記記憶部に記憶し、これを暗電流補正データとする。
前記暗電流補正データの収集時間間隔は、暗電流を取り込んでから加算平均処理を行ってこれを記憶するまでの一連の処理に要する時間で、胸部撮影装置の場合は5秒程度である。
前記X線平面検出器5aのX線検出物質層に蓄積される電荷は時間の経過に伴って増大する。前記暗電流補正データを収集してから撮影開始までには所定の時間がかかるために(被検体情報入力、被検体の位置決め等)、この時間の間に前記電荷は増大する。この電荷の増大分は、前記画像データ収集部10aで収集する被検体1を透過したX線透過データに含まれるので、該電荷の増大分は撮影毎に異なる値であり、撮影画像の画質のばらつき及び画質低下の要因となる。
このような電荷の読み出しは、“空読み”と呼ばれ、この空読みを以下により行う。
1)撮影手技が選択されて位置決め等の撮影準備の終了後までの撮影待機状態では、2分間隔(第2の周期)で空読みを行う(第1の空読み手段)。
2)前記撮影待機状態で前記空読みを強制的に行う強制空読みトリガー信号(影準備動作検出信号)が発生した場合は、前記2分間隔の空読みに優先して(空読み優先処理手段)空読みを行う(第2の空読み手段)。
(2)ID入力画面が表示されてIDの入力待ちの間に、操作装置から暗電流補正データを収集するための制御信号がX線平面検出器制御装置5bに入力され、該X線平面検出器制御装置5bはX線平面検出器5aの出力データ、すなわち暗電流値の読み出し制御(暗電流読み出し制御手段)を行って該暗電流値は画像処理装置10の暗電流補正データ収集部10b(暗電流補正データ収集手段)に取り込まれ、該暗電流補正データ収集部10bの記憶部(暗電流補正データ記憶手段)に記憶される。
このように、以下の処理においても上記と同様に、操作処理は操作部のCPUにより、画像処理は画像処理装置10のCPUによって制御され、これらは並行して実行されるように構成されている。
この撮影準備は、表示装置12の表示画面に表示された撮影部位設定画面及び撮影条件設定画面等のソフトスイッチを操作して撮影部位及び撮影条件等の設定と、X線撮影系の位置決め(X線管2の照射方向及び位置、X線平面検出器5aの位置)、被検体の位置決めを行う。
そして、ここで最初の空読みを行う(第1の空読み手段)。
前記空読み後2分未満でない場合は、更に空読みを行って(第1の空読み手段)撮影準備を続ける。
X線曝射スイッチがオンの場合はX線を曝射して撮影を開始し、X線曝射スイッチがオフの場合はS305に戻って上記と同様の処理(S306、S307、S308)
を行う。
このように、上記撮影準備からX線曝射スイッチがオンするまでの撮影待機状態においては、前記X線曝射スイッチがオンするまでに空読みを行ってX線平面検出器5aのX線検出物質層に蓄積される電荷を消去する。
全撮影手技の撮影を行った場合は、当該被検体の撮影を終了とし、ID入力画面表示(S301)に戻り、次の被検体を待つ。
これによって、暗電流の変動によるばらつきがなく、安定した高画質の撮影画像を得ることができる。
このように、暗電流補正データは5秒間隔で更新されるので、この更新された補正データを用いて補正された画像データの補正精度は向上し、この補正された画像データを用いて生成された撮影画像は高画質なものとなる。
これに対して、本発明は、暗電流補正データの収集と空読みをタイマー(5秒間隔、2分間隔)とマットスイッチで自動的に行うので、上記の問題は生じない。
例えば、空読み用トリガー信号にマットスイッチを用いたが、これは、X線検出部支持装置6のX線平面検出器5aを上下に移動させた時に動作するスイッチ、撮影台を昇降させた時に動作するスイッチ、天井吊りX線発生部支持装置4が上下、左右に移動したときに動作するスイッチ、X線管装置2の照射方向が移動したときに動作するスイッチ、X線可動絞り装置3の照射野ランプが点灯したときに動作するスイッチ等を設けて、これらの位置決め動作スイッチ信号をトリガー信号としても良い。
その他、操作器がリモコンの場合はリモコンの操作信号をトリガー信号としたり、あるいはX線発生部に赤外センサを備えて、このセンサで被検体の赤外線エネルギーを検知してトリガー信号としても良い。
Claims (2)
- 被検体に照射するX線を発生するX線発生手段と、
前記X線発生手段と対向配置され前記被検体を透過したX線信号を検出しこれを電気信号に変換するX線平面検出器と、から成るX線撮影系と、
前記X線平面検出器によって暗電流補正データを収集する暗電流補正データ収集手段と、
前記収集された暗電流補正データを用いて前記X線平面検出器の出力信号を補正する暗電流補正手段と、
前記暗電流補正手段によって補正された信号を入力して画像処理を施し前記被検体のX線透過画像を生成する画像処理手段とを備え、前記暗電流補正データ収集手段は、撮影開始前に前記X線の放射無しに前記X線平面検出器の暗電流を第1の所定周期で読み出し制御する暗電流読み出し制御手段と、
前記制御手段で読み出された暗電流の加算平均値を前記第1の所定周期毎に更新して記憶する記憶手段と、
前記暗電流補正データの収集後であって前記X線発生手段からのX線曝射開始前に前記X線平面検出器の出力を前記記憶手段に記憶することなしに空読みする空読み手段を備えたX線画像診断装置において、
前記空読み手段は、第2の所定周期で空読みを行う第1の空読み手段と、撮影準備動作検出信号をトリガーとして前記空読みを行う第2の空読み手段と、前記第2の空読み手段による前記空読みを前記第1の空読み手段よりも優先して前記空読みを行う空読み優先処理手段とを備え、前記撮影準備動作検出信号は、前記X線撮影系の位置決め動作信号又は前記被検体の位置決め動作信号であることを特徴とする請求項1に記載のX線画像診断装置。 - 前記撮影準備動作検出信号は、前記被検体を載置する載置台上に設けたマットスイッチの動作信号、又は、前記被検体を載置する載置台上の被検体の赤外線エネルギーを検知する任意の場所に設けた赤外線センサーの動作信号の何れか一方であることを特徴とする請求項1に記載のX線画像診断装置。
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