JP4829426B2

JP4829426B2 - Radiation imaging apparatus and method, recording medium, and program

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Publication number: JP4829426B2
Application number: JP2001169876A
Authority: JP
Inventors: 達也山崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2021-06-05
Also published as: JP2002369084A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置及び方法、放射線撮像装置及び方法、並びに記憶媒体及びプログラムに関し、特に固体放射線検出器として放射線平面検出器(フラットパネルディテクタ)を用い、該放射線平面検出器の暗電流補正を行う装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被写体を透過した放射線像を撮影する放射線撮影装置として、従来は放射線を蛍光に変換する増感紙と、蛍光で感光するフィルムを密着させた、スクリーン・フィルム系(S/F系)と呼ばれる撮影装置が使用されてきた。また蛍光体とイメージ・インテンシファイア(I.I.)を組み合わせて放射線画像の増倍を行い、この増倍された画像を光学系を介して撮像管で撮影する、I.I.-TV撮影装置も使用されてきた。前者は一般撮影と呼ばれる静止画撮影に、また後者は透視撮影やアンギオ撮影と呼ばれる動画撮影に主に使用されてきた。
【０００３】
最近では、画像デジタル化の要求から、デジタル画像出力を有するデジタル撮影装置が使用され始めている。一般撮影では、スクリーン・フィルム系に代わって、放射線像を潜像として蓄積するイメージングプレートを使用し、このイメージングプレートをレーザ走査することにより潜像を励起し、発生する蛍光を光電子増倍管で読み取る、コンピューテッド・ラジオグラフィ装置も使用されている。また動画撮影では、撮像管の代わってCCD等の固体撮像素子を使用する、I.I.-DR撮影装置も使用されている。コンピューテッド・ラジオグラフィ装置とI.I.-DR撮影装置の両者は、デジタル画像出力を有しており、医療画像のデジタル化に貢献し始めている。
【０００４】
更に最近では、蛍光体と大面積アモルファスシリコンセンサを密着させた放射線平面検出器、いわゆるフラットパネルディテクタ(FPD)を使用し、光学系等を介さずに放射線像を直接デジタル化するデジタル撮影装置が実用化されている。またアモルファスセレン、よう化鉛(PbI₂)及びよう化水銀(HgI₂)等を使用して放射線を電子に変換し、該電子を大面積アモルファスシリコンセンサで検出するFPDも同様に実用化されている。これらFPDは、原理的に静止画のみならず動画も撮影可能なことから、次世代のデジタル撮影装置として期待されている。
【０００５】
ここで、FPDの原理について図６、図７及び図８を用いて簡単に説明する。
図６はセンサ読み取り動作原理を説明する図面であり、簡単のために9画素からなるセンサを示している。
図６において、71は蛍光を電子に変換する光電変換部、72は光電変換部で発生した電子を転送するための薄膜トランジスタ(TFT: Thin Film Transistor)、73は光電変換部71にバイアス電圧を与えるバイアス線、74a、74b、74cはTFT72にスイッチング信号を伝達するゲート線、75a、75b、75cはTFT72を通過した電子を転送する信号線、76は信号線75a、75b、75cから一つの信号線を選択し信号電子を増幅する読み取りIC、77は増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ-デジタル変換器(A/D: Analog-to-digital converter)、78はTFT72のスイッチング動作を制御するゲート駆動装置である。
【０００６】
図７において、センサ画素全面を覆う図示されていない蛍光体に放射線が照射されると、蛍光体はその強度に比例した蛍光を発する。光電変換部71はこの蛍光を捕捉し信号電子に変換する。ゲート駆動装置78がゲート線74aをHighにすると、このゲート線74aに接続された横一列のTFT全てがONになる。すると光電変換部71に蓄積された信号電子は信号線75a、75b、75cに転送される。そして読み取りIC76が信号線75aを選択すると、この信号線75aに転送されている電子が増幅されて読み取られ、A/D77でデジタル信号に変換される。続いて読み取りIC76は75b及び75cを順次選択し、それぞれの信号線に転送されている電子が順次読み取られる。この動作によって図６においてゲート線74aに接続された横一列分の3画素の信号電子が読み取られ、デジタル信号に変換される。次にゲート線74b及び74cが順次選択され、同様にゲート線74b及び74cに接続された横一列分のそれぞれ3画素の信号電子が順次読み取られ、デジタル信号に変換される。
【０００７】
次に、センサ1画素の動作原理について図７及び図８を用いて説明する。図７はMIS(Metal Insulator Semiconductor)型センサの構成図であり、図８は光電変換素子のエネルギーバンド図である。
図７及び図８において、71は光電変換部、72はTFT、73はバイアス線、76は読み取りIC、82は光電変換部71にバイアス電圧を伝達する上部電極(D電極)、83は上部電極82と同電位でありa-Si真性半導体i層84へのホール注入を阻止するn+ドープ層、84は光電変換を行うa-Si真性半導体i層、85は電子・ホールの両者の移動を阻止する絶縁層、86は下部電極(G電極)である。
【０００８】
図８(a)、(b)はそれぞれリフレッシュ(またはリセット)及び光電変換モードの動作を示す光電変換素子のエネルギーバンド図であり、各層の厚さ方向の状態を表している。本光電変換素子にはD電極、Ｇ電極の電圧印加方法によりリフレッシュモードと光電変換モードとの2種類の動作がある。
【０００９】
図８(a)において、Ｄ電極はＧ電極に対して負の電位が与えられており、ｉ層84中の黒丸で示されたホールは電界によりＤ電極に導かれる。同時に白丸で示された電子はｉ層84に注入される。このとき一部のホールと電子はｎ+ドープ層83、ｉ層84において再結合して消滅する。十分に長い時間この状態が続けばｉ層84内のホールはｉ層84から掃き出される。
【００１０】
この状態から、図８(b)の光電変換モードにするには、Ｄ電極に、Ｇ電極に対して正の電位を与える。するとｉ層84中の電子は瞬時にＤ電極に導かれる。しかし、ホールはｎ+ドープ層83が注入阻止層として働くためｉ層84に導かれることはない。この状態でｉ層84に光が入射すると、光は吸収され電子・ホール対が発生する。この電子は電界によりＤ電極に導かれ、ホールはｉ層84内を移動しｉ層84と絶縁層85との界面に達する。
【００１１】
しかしながら、絶縁層85内には移動できないため、ｉ層84内の絶縁層85界面に移動するため、素子内の電気的中性を保つため電流がＧ電極から流れる。この電流は光により発生した電子・ホール対に対応するため、入射した光に比例する。ある期間、図８(b)の光電変換モードを保った後、再びリフレッシュモードの図８(a)の状態になると、ｉ層84に留まっていたホールは前述のようにＤ電極に導かれ、同時にこのホールに対応した電流が流れる。このホールの量は光電変換モード期間に入射した光の総量に対応する。この時、ｉ層84内に注入される電子の量に対応した電流も流れるが、この量はおよそ一定なため差し引いて検出すればよい。つまり、この光電変換素子はリアルタイムに入射する光の量を出力すると同時に、ある期間に入射した光の総量も出力することもできる。
【００１２】
しかしながら、何等かの理由により光電変換モードの期間が長くなる、あるいは入射する光の照度が強い場合、光の入射があるにもかかわらず電流が流れないことがある。これは図８(c)のように、ｉ層84内にホールが多数留まり、このホールのためｉ層84内のホールと再結合してしまうからである。この状態で光の入射の状態が変化すると、電流が不安定に流れることもあるが、再びリフレッシュモードにすればｉ層84のホールは掃き出され次の光電変換モードでは再び光に比例した電流が流れる。
【００１３】
また、前述の説明において、リフレッシュモードでｉ層84内のホールを掃き出す場合、全てのホールを掃き出すのが理想であるが、一部のホールを引き出すだけでも効果はあり、前述と等しい電流が得られ、問題はない。つまり、次の光電変換モードでの検出機会において図８(c)の状態になっていなければよく、リフレッシュモードでのＤ電極のＧ電極に対する電位、リフレッシュモードの期間及びｎ+ドープ層83の注入阻止層の特性を決めればよい。また、更にリフレッシュモードにおいてｉ層84への電子の注入は必要条件ではなく、Ｄ電極のＧ電極に対する電位は負に限定されるものでもない。ホールが多数ｉ層84に留まっている場合には例えＤ電極のＧ電極に対する電位が正であってもｉ層84内の電界はホールをＤ電極に導く方向に加わるからである。ｎ+ドープ層83の注入阻止層の特性も同様に電子をｉ層84に注入できることが必要条件ではない。
【００１４】
以上はMIS型センサにおける動作説明であるが、FPDで使用されている他の種類のセンサ、例えばPIN型フォトダイオードを使用したセンサにおいても、部分的に異なるもののほぼ同じ動作が行われる。特開平10-170657号公報に開示されているFPDセンサがその一例である。また蛍光体を使用する方式のみならず、蛍光体の代わりに放射線を直接に電子に変換するアモルファスセレン、ガリウムヒ素(GaAs)、テルル化カドミウム(CdTe)、よう化鉛(PbI₂)、よう化水銀(HgI₂)等を使用するセンサにおいても、画素に蓄積された電子を読み取る動作やリフレッシュ動作は極めて類似している。
【００１５】
ところで、FPDに使用されるセンサは数百万画素からなっているが、各画素の特性は微妙に異なっている。特に画像センサとして重要な特性は、暗電流特性と感度特性である。そこでFPDではこれらの特性を補正するステップを実施し、実質上各画素の特性が均一なセンサとして使用している。この補正ステップはアモルファスセレン等を使用する方式も共通である。以下に暗電流特性と感度特性の補正方法について説明する。
【００１６】
まず、以下に使用する用語について簡単に説明する。まず放射線検出器に放射線を照射して撮影することを放射線撮影、ここで得られる画像を放射線画像と呼ぶ。次に暗電流特性の測定は、センサに入力を与えないことを除いて放射線撮影と同一であることから、暗電流特性の測定を暗電流撮影、ここで得られる画像を暗電流画像と呼ぶ。またN回の暗電流画像を利用して暗電流補正した画像をN次暗電流補正画像と呼ぶことがある。さらに(N次)暗電流補正画像に対し感度補正を施した画像を(N次)補正画像、(N次)補正画像に対して画像診断に適した階調処理等の画像処理を施した画像を(N次)診断画像と呼ぶことがある。
【００１７】
暗電流特性の補正方法について説明する。ここで暗電流とはセンサへの入力がないときに測定される電流であり、ランダム成分と定常的なオフセット成分からなるとする。暗電流がセンサ入力に依存しないと仮定すると、センサに信号を入力したときの画像からセンサに信号を入力しないときの画像を引くことで、画素毎に異なるオフセット成分の補正が可能となる。センサに信号を入力したときの放射線画像をＸ_n（ｘ，ｙ）、その直後に測定される暗電流画像をＤ₁（ｘ，ｙ）とすると、暗電流補正後の1次暗電流補正画像Ｃ_1X（ｘ，ｙ）は次式で表される。ただしx,yは2次元配列した画素のアドレスである。また前記ランダム成分をR(x,y)、定常的なオフセット成分をF(x,y)としている。
【００１８】
【数１】

【００１９】
次に、感度特性の補正について説明する。感度補正はセンサを構成する画素の感度特性ばらつきを補正するステップである。感度特性が定常的であると仮定すると、センサに信号を入力したときの画像をセンサに一様な入力を与えたときの画像で割ることで、画素毎に異なる感度特性の補正が可能となる。センサに一様な入力を与えたとき出力をW(x,y)とすると、感度補正後の補正画像Ｃ₁（ｘ，ｙ）は次式で表される。
【００２０】
【数２】

【００２１】
ところで、暗電流画像においてオフセット成分であるF(x,y)は、撮影条件が同一の場合はセンサへの入力に関わらず一定であるから、(3)式で示すオフセット補正を施すことで完全に除去可能である。ところが(1)式に現れるＲ₀（ｘ，ｙ）と(3)式に現れるＲ₁（ｘ，ｙ）は異なるため、ランダム成分Ｒ（ｘ，ｙ）は(3)式に示すオフセット補正では除去不可能である。この結果、暗電流補正と感度補正の両者を施した画像であっても、センサ由来の有限のランダムノイズが画像に残存することになる。このランダムノイズはランダム成分Ｒ（ｘ，ｙ）が放射線画像Ｘ（ｘ，ｙ）に比べて十分に小さければ問題はないが、低線量撮影のように信号である放射線画像Ｘ（ｘ，ｙ）が小さくなる撮影では信号雑音比の低下による画質の劣化を指摘される可能性がある。
【００２２】
そこで、(5)式に示す性質を利用して、暗電流画像を多数回撮影してその平均値を取ることで、暗電流画像に含まれるランダム成分R(x,y)を実質無視できる大きさにまで小さくすることが考えられる。ランダム成分R(x,y)が正規分布の場合、ランダム成分R(x,y)の測定1回あたりの標準偏差σ₀と測定回数n回平均値の標準偏差σ_nは以下の関係にある。
【００２３】
【数３】

【００２４】
この性質を利用した暗電流補正方法は参考文献J.P.Moy, B.Bosset, "How does real offset and gain correction affect the DQE in images from X-ray Flat detector", SPIE proceedings Vol.3659, 90-97(1999)に説明されている。この方法を利用すれば、4回の暗電流撮影の平均値を使用することにより暗電流画像Ｄ_X（ｘ，ｙ）に含まれるランダム成分R(x,y)は1/2になり、良好な暗電流補正を施すことが可能になる。1次暗電流補正画像と4次暗電流補正画像のそれぞれに残存するランダム成分R(x,y)の標準偏差の比を(8)式に示す。ただし放射線画像そのものに重畳するランダム成分と4回平均暗電流画像のランダム成分の両者を考慮している。
【００２５】
【数４】

【００２６】
(8)式より、ランダムノイズが支配的なほどの低線量撮影では、4回の暗電流撮影を行うことによって1回の暗電流撮影に比べて約20％の信号雑音比の改善が期待されることが判る。
【００２７】
以上説明した放射線撮影及び暗電流撮影を行うためのFPDセンサの駆動方法について、センサ駆動フローチャートである図９を用いて説明する。図９において、21はアイドリング駆動、22は放射線撮影のための初期化駆動、23は放射線撮影のための撮影駆動、24は暗電流撮影のための初期化駆動、25は暗電流撮影のための撮影駆動、26は放射線曝射である。
【００２８】
図９に示すように、FPDセンサの駆動状態は大きく分けてアイドリング駆動21、初期化駆動22及び24、撮影駆動23及び25の3種類が存在する。FPDセンサは、バイアス電圧を掛け始めると光電変換層のトラップ等によって生じる暗電流が蓄積され続ける。アイドリング駆動21は擬似的な読取動作によりこの暗電流を掃き出す動作であり、センサにバイアス電圧を印可してから撮影寸前まで断続的に行うセンサ準備ステップである。このときの擬似的な読取サイクルは比較的長い。その理由は読取動作による消費電力増加やセンサ温度上昇等を最小限に抑制するためである。
【００２９】
次に、初期化駆動22及び24はやはり擬似的な読取動作を行い、暗電流を掃き出すと同時に放射線曝射に備えるステップである。初期化駆動22及び24で行われる読取サイクルはアイドリング駆動21より早い。その理由は、読取期間中は放射線曝射命令を受け付けられないためであり、読取サイクルを早くすることで放射線曝射命令から実際の放射線が曝射されるまでの遅延時間を短くしている。そして放射線曝射後に読取駆動23を行い、放射線画像の撮影を行う。
【００３０】
暗電流撮影は放射線撮影に引き続いて行われる。図８に示すように放射線撮影を行うと、センサは直ちに初期化駆動24を開始し、そして放射線撮影と同じタイミングで暗電流撮影25を行う。このタイミングについて、図９を用いて詳しく説明する。
【００３１】
図１０は、放射線曝射とセンサ駆動のタイミングを説明するタイミングチャートである。
図１０において、31は放射線曝射スイッチによる放射線曝射要求信号、32は放射線曝射許可信号、33は放射線曝射、34は駆動方法1の駆動信号、35は駆動方法2の駆動信号である。またRはリフレッシュ、Xは放射線撮影、Dは暗電流撮影、T_e1及びT_e2は蓄積時間、T_iは読取サイクル1回の所要時間である。
【００３２】
まず、駆動方法1について説明する。放射線曝射要求信号31がONになると、センサはアイドリング駆動から初期化駆動に切り替わる。するとセンサはリフレッシュ動作を行い、センサに蓄積されたホールを掃き出す。そして初期化駆動における読取サイクルの4回目が終了すると放射線曝射許可信号32がONになり、センサは読取サイクルを停止し放射線曝射33がONになり、センサは放射線による信号を蓄積する。放射線曝射33がOFFになるとセンサは蓄積を直ちに終了し、放射線画像を読み取る(X)。このときのセンサの蓄積時間はT_e1である。センサは直ちにリフレッシュ動作を行い、引き続いて読取サイクルを繰り返し、4回目の読取サイクルが終了すると、蓄積時間T_e1で暗電流撮影(D)を行う。
【００３３】
次に、駆動方法2について説明する。同じく放射線曝射要求信号31がONになると、センサはアイドリング駆動から初期化駆動に切り替わる。するとセンサはリフレッシュ動作を行い、センサに蓄積されたホールを掃き出す。そして初期化駆動における読取サイクルの4回目に放射線曝射許可信号32をONにすると、センサは読取サイクルを停止し放射線曝射33がONになり、センサは放射線による信号を蓄積する。所定時間T_e2が経過するとセンサは蓄積を終了し、放射線画像を読み取る(X)。センサは直ちにリフレッシュ動作を行い、引き続いて読取サイクルを繰り返し、4回目の読取サイクルが終了すると、蓄積時間T_e2で暗電流撮影(D)を行う。蓄積時間T_e2は長時間撮影にも対応できるように、1秒〜2秒の時間が設定される。この駆動方法については、文献John M.Boudry, "Operation of Amorphous Silicon Detectors for Chest Radiography Within System Latency Requirement", SPIE proceedings Vol.3659, 336-344(1999)に説明されている。
【００３４】
以上から明らかなように、駆動方法1と駆動方法2の相違は、駆動方法1は放射線曝射時間に応じて蓄積時間T_e1を自由に変化させることができるのに対し、駆動方法2は蓄積時間T_e2は固定である。駆動方法1は蓄積時間を最短にできるため、最長想定曝射時間に対応した蓄積時間を採用する駆動方法2に比べて、暗電流の蓄積を少なくできる利点がある。また実際の放射線曝射時間は胸部一般撮影であれば20msec程度なので、センサ駆動が短時間で終了し早期に画像を表示できる利点がある。一方駆動方法2は蓄積時間が常に一定であるため、放射線曝射前に暗電流撮影を行うことができる可能性がある。
【００３５】
ここで注目すべきは、いずれの方法も放射線撮影の直後に暗電流撮影を行い、かつ放射線撮影と暗電流撮影の前に行う初期化駆動のリフレッシュ動作と読取サイクル回数が同一であり、さらに放射線撮影と暗電流撮影の蓄積時間も同一であることである。これは(1)式及び(2)式に示したオフセット成分F(x,y)が蓄積時間と駆動タイミングの関数であり、暗電流量が蓄積時間と高い相関を有し、かつセンサの過渡的特性のために駆動タイミングと暗電流の相関が高いためである。もしこのような駆動を行わないと、放射線画像に重畳する暗電流画像Ｄ₀（ｘ，ｙ）と暗電流撮影による暗電流画像Ｄ₁（ｘ，ｙ）の相関が失われるため、(3)式に示す減算演算を行ってもオフセット成分Ｆ（ｘ，ｙ）の一部が残り、予期しないセンサ固有のパターン(アーティファクト)が現れることがある。
【００３６】
図９及び図１０では、説明の簡単のため暗電流撮影1回の場合を示した。しかしすでに説明したように、暗電流撮影を複数回行うことで暗電流画像に含まれるランダム成分を軽減し信号雑音比を向上できる。そこで実際には放射線撮影に続いて、必要に応じて1回から数回の暗電流撮影を行うことになる。
【００３７】
【発明が解決しようとする課題】
暗電流撮影を複数回行うと、放射線撮影後に画像が得られるまでに長い時間を要する問題点がある。例えば駆動方法2において、初期化駆動のリフレッシュ動作を1回、読取サイクルを4回、1回分のリフレッシュ動作及び読取サイクル所要時間T_iを0.2秒、蓄積時間T_e2を2秒、暗電流撮影を4回行う例について考える。この場合、放射線曝射終了から4回目の暗電流撮影が終了しモニタに画像を映すまでに必要な時間Ｔ_displayは、画像転送時間及び画像処理時間の合計Ｔ_processを0.5秒として次式で表される。
【００３８】
【数５】

【００４３】
特開２０００−７０２５０号公報において、暗電流撮影と放射線撮影の両者のタイミングが重なった場合に、全放射線曝射期間をカバーする複数枚の放射線画像を記憶し、該複数枚の放射線画像から放射線撮影直前の暗電流画像を複数倍した画像を除算する提案が開示されている。しかし係数倍画像の除算演算は定常的なオフセット成分をF(x,y)を補正できる可能性があってもランダム成分R(x,y)は増加させるだけであり、平均化によるランダム成分R(x,y)の低減効果は期待できない。
【００４４】
放射線撮影直前の暗電流画像をD_-1(x,y)、放射線曝射中の1枚目及び2枚目の放射線画像をそれぞれX₀(x,y)及びX₁(x,y)とすると、ここで行われる演算は次のように表される。
【００４５】
【数６】

【００４９】
複数回の暗電流撮影を行う場合は、放射線曝射終了から次の放射線曝射がいつ可能になるか、ユーザである放射線技師から判りにくい問題点がある。例えば撮影目的に応じて暗電流撮影の回数を変更する場合を考える。成人患者は撮影サイクルタイムを優先して1回の暗電流撮影で終了し、乳児及び妊婦は被曝線量低減を優先して4回の暗電流撮影を行うと仮定すると、成人患者撮影時には放射線曝射後数秒で次の撮影が可能になるのに対し、乳児及び妊婦撮影時では次の撮影が可能になるのに15秒以上必要となる。このような場合に放射線技師が暗電流画像撮影中であることに気付かずに次の放射線曝射を行うと、所期の暗電流画像が得られないばかりか次の放射線撮影も無効になる。
【００５０】
そこで本発明は、バックグランドで暗電流撮影を行っている最中に放射線を曝射することを防止し、安全に暗電流撮影を実行するともに、誤って無効な放射線被曝を行うことを防止する放射線撮像装置及び方法を提供することを目的とする。
【００５１】
【課題を解決するための手段】
本発明の放射線撮像装置は、被写体像を放射線で撮像する放射線検出器と、前記放射線検出器が放射線撮影をしていない期間に暗電流を取得中である状況を表示装置に表示させる制御手段とを備える。
本発明の放射線撮像装置の一態様では、前記制御手段は、前記放射線検出器が暗電流を取得中である場合には放射線発生装置に対して曝射を禁止する命令を出す。
本発明の放射線撮像方法は、放射線検出器により被写体像を撮像するステップと、前記放射線検出器の状況を得るステップと、前記放射線検出器が放射線撮影をしていない期間に暗電流を取得中である状況を表示装置に表示させるステップとを備える。
本発明の放射線撮像方法の一態様では、前記放射線検出器が暗電流を取得中である場合には放射線発生装置に対して曝射を禁止する命令を出す。
本発明の記録媒体は、前記放射線撮像方法の前記各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なものである。
本発明のプログラムは、前記放射線撮像方法の前記各ステップをコンピュータに実行させるためのものである。
【００７２】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を図１及び図２を用いて説明する。図１は第１の実施形態の放射線撮影方法を説明するフローチャート、図２は本発明の放射線撮像装置を示す模式図である。
【００７３】
図１において、１は放射線曝射要求ステップ、2は放射線撮影に備えて放射線検出器を初期化するステップ、3は放射線が曝射されるステップ、4は放射線画像を読み取るステップ、5は第1回目の暗電流撮影に備えて放射線検出器を初期化するステップ、6は第1回目の暗電流画像を読み取るステップ、7は第2回目の暗電流撮影に備えて放射線検出器を初期化するステップ、8は第2回目の暗電流画像を読み取るステップ、9は第3回目の暗電流画像撮影に備えて放射線検出器を初期化するステップ、10は第3回目の暗電流画像を読み取るステップ、11は第4回目の暗電流画像撮影に備えて放射線検出器を初期化するステップ、12は第4回目の暗電流画像を読み取るステップ、13は第1回目の暗電流画像を用いて暗電流補正した画像を表示するステップ、14は第1回目から第4回目までの暗電流画像を平均するステップ、15は第1回目から第4回目までの暗電流画像の平均を用いて放射線画像の暗電流補正を行った画像を保存するステップである。
【００７４】
図２において、40は放射線撮影システム、41は放射線発生装置、42は患者、43は放射線検出器、44は放射線撮影システム40を制御するコントロールPC、45は放射線撮影システム40を構成する各要素を繋ぐバスライン、46は放射線検出器43から送信される画像を一時保存するキャプチャボード、47は放射線画像の画像処理を行う画像処理装置、48は放射線画像を表示する表示装置、49は放射線画像を保存する保存装置である。
【００７５】
放射線技師が患者42を整位して放射線曝射スイッチをONにすると(ステップ1)、放射線検出器の初期化駆動が開始され読取サイクルを繰り返す(ステップ2)。放射線発生装置41と放射線検出器43の準備が完了すると放射線曝射命令が発令される。この命令を受けて放射線検出器43は蓄積を開始し、これに同期して放射線発生装置41は放射線曝射を開始する(ステップ3)。放射線曝射が終了すると放射線検出器43は蓄積を直ちに終了し、蓄積された放射線画像を読み取る(ステップ4)。続いて放射線検出器43は初期化駆動を開始し(ステップ5)、放射線撮影と同じ回数だけ読取サイクルを繰り返した後に蓄積を開始する。放射線撮影と同じ蓄積時間が終了すると、放射線検出器は蓄積された暗電流画像を読み取る(ステップ6)。
【００７６】
ここまでのステップで得られた放射線画像及び暗電流画像は、それぞれキャプチャボード46に送信され、画像処理装置47において(3)式に示した1次暗電流補正が行われる。さらに画像処理装置47は1次暗電流補正画像に対して(6)式に示した感度補正、トリミング処理、階調処理及び鮮鋭化処理等を行い、得られた1次診断画像は直ちに表示装置48に表示される(ステップ13)。またこれらの画像処理に時間を要する場合は、1次暗電流補正画像に対してローパスフィルタ処理と間引きサンプリングを行った縮小画像に対して画像処理を行うことで、表示時間の短縮を行っても良い。このとき保存画像は縮小しないフルサイズ画像を用いてバックグラウンドで画像処理されるため、画質が劣化する問題はない。放射線曝射から表示装置48に画像が表示されるまでの時間Ｔ_displayは、(9)式と同じ条件において次式のように計算される。
【００７７】
【数７】

【００７８】
仮に、図１０における駆動方法1を採用し放射線曝射時間が20msec、センサ蓄積時間が30msecであれば、Ｔ_displayは3秒程度も可能である。
【００７９】
表示ステップ13と平行して、放射線検出器43はステップ7〜ステップ12に示される暗電流撮影を行い、それぞれの画像をキャプチャボード46に転送する。4回の暗電流撮影が終了すると、画像処理装置47は4回分の暗電流画像を平均し(ステップ14)、放射線画像との減算処理及び感度補正を行い、得られた4次補正画像は保存装置49に保存される(ステップ15)。さらに画像処理装置47は4次補正画像に対してトリミング処理、階調処理、鮮鋭化処理等を行い、4次診断画像を作成する。
【００８０】
これらのステップは表示ステップ13のバックグランド処理として実施されるため、放射線技師は放射線曝射後、直ちに表示装置48に表示された1次診断画像を利用して、患者の整位が十分であったか、画質に問題ないかを確認することができる。また診断に提供する画像は、4回の暗電流画像を利用しているため画質に優れる。
【００８１】
なお、本実施形態では、表示装置48に表示するための暗電流撮影回数を1回、暗電流撮影総回数を4回としたが、この回数設定は本発明の範囲を制限するものではない。表示装置48に表示するための暗電流撮影回数及び暗電流撮影総回数は任意に設定可能であり、表示装置48に表示するための暗電流撮影回数は暗電流撮影総回数より少なければ、本発明の効果を得ることができる。したがって表示装置48に表示するための暗電流撮影回数は0回以上であり、暗電流撮影総回数は1回以上である。
【００８２】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を図２及び図３を用いて説明する。図３は第２の実施形態の放射線撮影方法を説明するフローチャートである。図３において、図１と共通のステップは図１と共通の符号を用いる。
【００８３】
図３において、１は放射線曝射要求ステップ、2は放射線撮影に備えて放射線検出器を初期化するステップ、3は放射線が曝射されるステップ、4は放射線画像を読み取るステップ、5は第1回目の暗電流撮影に備えて放射線検出器を初期化するステップ、6は第1回目の暗電流画像を読み取るステップ、7は第2回目の暗電流撮影に備えて放射線検出器を初期化するステップ、8は第2回目の暗電流画像を読み取るステップ、9は第3回目の暗電流画像撮影に備えて放射線検出器を初期化するステップ、10は第3回目の暗電流画像を読み取るステップ、11は第4回目の暗電流画像撮影に備えて放射線検出器を初期化するステップ、12は第4回目の暗電流画像を読み取るステップ、13は第1回目の暗電流画像を用いて暗電流補正した画像を表示するステップ、14は第1回目から第4回目までの暗電流画像を平均するステップ、15は第1回目から第4回目までの暗電流画像の平均を用いて放射線画像の暗電流補正を行った画像を保存するステップである。16は第1回目から第4回目までの暗電流画像の平均を用いて放射線画像の暗電流補正を行った画像を表示するステップ、51は画像更新方法を選択するステップ、52は放射線検出器43の動作状況を確認するステップ、53は画像処理状況を確認するステップである。
【００８４】
放射線技師が患者42を整位して放射線曝射スイッチをONにすると(ステップ1)、放射線検出器の初期化駆動が開始し読取サイクルを繰り返す(ステップ2)。放射線発生装置41と放射線検出器43の準備が完了すると放射線曝射命令が発令される。この命令を受けて放射線検出器43は蓄積を開始し、これに同期して放射線発生装置41は放射線曝射を開始する(ステップ3)。放射線曝射が終了すると放射線検出器43は蓄積を直ちに終了し、蓄積された放射線画像を読み取る(ステップ4)。続いて放射線検出器43は初期化駆動を開始し(ステップ5)、放射線撮影と同じ回数だけ読取サイクルを繰り返した後に蓄積を開始する。放射線撮影と同じ蓄積時間が終了すると、放射線検出器は蓄積された暗電流画像を読み取る(ステップ6)。
【００８５】
ここまでのステップで得られた放射線画像及び暗電流画像は、それぞれキャプチャボード46に送信され、画像処理装置47において(3)式に示した1次暗電流補正が行われる。さらに画像処理装置47は1次暗電流補正画像に対して(6)式に示した感度補正、トリミング処理、階調処理及び鮮鋭化処理等を行い、得られた1次診断画像は直ちに表示装置48に表示される(ステップ13)。また任意のタイミングで動作する画像処理状況確認ステップ53は、表示装置48に表示された画像が第1回目の暗電流撮影に基づいて発生したことを確認し、表示装置48にその情報を表示する。
【００８６】
表示ステップ13と平行して、放射線検出器43はステップ7〜ステップ12に示される暗電流撮影を行い、それぞれの画像をキャプチャボード46に転送する。4回の暗電流撮影が終了すると、画像処理装置47は4回分の暗電流画像を平均し(ステップ14)、放射線画像との減算処理を行う。4回分の暗電流画像で補正され感度補正も行われた4次補正画像は、保存装置49に保存される(ステップ15)。さらに画像処理装置47は4次補正画像に対してトリミング処理、階調処理、鮮鋭化処理等を行い、4次診断画像を作成し、この4次診断画像は表示装置48によって表示される(ステップ16)。
【００８７】
4次診断画像の表示方法は、表示更新方法選択ステップ51によってユーザが選択可能である。第1の表示方法は4次診断画像が作成され次第、直ちに表示装置48に4次診断画像を表示する方法である。第2の表示方法は、表示装置48上にステップ13で表示された1次診断画像が表示されている場合にのみ、ステップ13の1次診断画像をステップ16の4次診断画像によって更新する方法である。これは表示装置48が、タッチパネルのように画像表示機能と放射線撮影システム40の操作機能を兼ねている場合に、放射線技師が次の撮影準備のために行っているシステム操作を妨げないためである。なお第2の表示方法では、表示装置48がシステム操作画面を表示しているときは、4次診断画像を表示する代わりに画像処理確認ステップ53を用いて、次の診断画像が完成したことを伝えるアイコン等の表示を行っても良い。また撮影画像リストに画像補正及び画像処理の進行状況をアイコン等で表示しても良い。
【００８８】
更に、任意のタイミングで動作する放射線検出器状況確認ステップ52によって、放射線検出器が暗電流撮影中であるか休止中であるか確認することができる。確認された放射線検出器状況を基に、表示装置48に放射線検出器43の状況を表示する。またもし放射線検出器43が暗電流撮影を実行中の場合は、コントロールPC44は放射線発生装置に対して曝射禁止命令を出す。この結果、バックグランドで暗電流撮影を行っている最中に放射線を曝射することがなくなるため、放射線撮影システム40は安全に暗電流撮影を実行することができる。また患者に対して誤って無効な放射線被曝を与えることもない。なお複数枚の暗電流画像撮影中に放射線曝射を禁止することに関しては、暗電流撮影が放射線曝射前でも放射線曝射後であっても有効な方法である。
【００８９】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態を図２及び図４を用いて説明する。
図４は第３の実施形態の放射線撮影方法を説明するフローチャートである。図４において、図１と共通のステップは図１と共通の符号を用いる。
【００９０】
図４において、１は放射線曝射要求ステップ、2は放射線撮影に備えて放射線検出器を初期化するステップ、3は放射線が曝射されるステップ、4は放射線画像を読み取るステップ、5は第1回目の暗電流撮影に備えて放射線検出器を初期化するステップ、6は第1回目の暗電流画像を読み取るステップ、7は第2回目の暗電流撮影に備えて放射線検出器を初期化するステップ、8は第2回目の暗電流画像を読み取るステップ、9は第3回目の暗電流画像撮影に備えて放射線検出器を初期化するステップ、10は第3回目の暗電流画像を読み取るステップ、11は第4回目の暗電流画像撮影に備えて放射線検出器を初期化するステップ、12は第4回目の暗電流画像を読み取るステップ、13は第1回目の暗電流画像を用いて暗電流補正した画像を表示するステップ、14は第1回目から第4回目までの暗電流画像を平均するステップ、15は第1回目から第4回目までの暗電流画像の平均を用いて放射線画像の暗電流補正を行った画像を保存するステップである。16は第1回目から第4回目までの暗電流画像の平均を用いて放射線画像の暗電流補正を行った画像を表示するステップ、17は第1回目の暗電流画像と第2回目の暗電流画像の平均値を計算するステップ、18は第1回目の暗電流画像と第2回目の暗電流画像の平均値を用いて放射線画像の暗電流補正を行った画像を表示するステップ、19は第1回目から第3回目までの暗電流画像の平均値を計算するステップ、20は第1回目から第3回目の暗電流画像の平均値を用いて放射線画像の暗電流補正を行った画像を表示するステップである。
【００９１】
放射線技師が患者42を整位して放射線曝射スイッチをONにすると(ステップ1)、放射線検出器の初期化駆動が開始し読取サイクルを繰り返す(ステップ2)。放射線発生装置41と放射線検出器43の準備が完了すると放射線曝射命令が発令される。この命令を受けて放射線検出器43は蓄積を開始し、これに同期して放射線発生装置41は放射線曝射を開始する(ステップ3)。放射線曝射が終了すると放射線検出器43は蓄積を直ちに終了し、蓄積された放射線画像を読み取る(ステップ4)。続いて放射線検出器43は初期化駆動を開始し(ステップ5)、放射線撮影と同じ回数だけ読取サイクルを繰り返した後に蓄積を開始する。放射線撮影と同じ蓄積時間が終了すると、放射線検出器は蓄積された暗電流画像を読み取る(ステップ6)。
【００９２】
ここまでのステップで得られた放射線画像及び暗電流画像は、キャプチャボード46にそれぞれ送信され、画像処理装置47において(3)式に示した1次暗電流補正が行われる。さらに画像処理装置47は1次暗電流補正画像に対して(6)式に示した感度補正、トリミング処理、階調処理及び鮮鋭化処理等を行い、得られた1次診断画像は直ちに表示装置48に表示される(ステップ13)。またこれらの画像処理に時間を要する場合は、1次暗電流補正画像に対してローパスフィルタ処理と間引きサンプリングを行った縮小画像を利用しても良い。
【００９３】
表示ステップ13と平行して、放射線検出器43はステップ7に示される初期化駆動とステップ8に示される第2回目の暗電流撮影ステップを実施する。そして第1回目の暗電流画像と第2回目の暗電流画像の平均計算を行い(ステップ17)、かつ放射線画像との減算処理、感度補正及び診断用画像処理を行い、得られた2次診断画像を表示装置48に表示する(ステップ18)。さらに放射線検出器43はステップ9に示される初期化駆動とステップ10に示される第3回目の暗電流撮影ステップを実施する。そして第1回目から第3回目の暗電流画像の平均計算を行い(ステップ19)、かつ放射線画像との減算処理、感度補正及び診断用画像処理を行い、得られた3次診断画像を表示装置48に表示する(ステップ20)。さらに放射線検出器43はステップ11に示される初期化駆動とステップ12に示される第4回目の暗電流撮影ステップを実施する。そして第1回目から第4回目の暗電流画像の平均計算を行い(ステップ14)、かつ放射線画像との減算処理及び感度補正を施す。4回分の暗電流画像で補正された4次補正画像は、保存装置49に保存される(ステップ15)。さらに画像処理装置47は4次補正画像に対してトリミング処理、階調処理、鮮鋭化処理等を行い、4次診断画像を作成する。そして4次診断画像は表示装置48によって最終画像として表示される(ステップ16)。
【００９４】
表示ステップ18、表示ステップ20及び表示ステップ16におけるN次診断画像の表示方法は、表示更新方法選択ステップ51を用いてユーザが選択可能である。第1の表示方法は最新の診断画像が作成され次第、直ちに表示装置48に最新の診断画像を表示する方法である。第2の表示方法は、表示装置48上に表示された(N-1)次診断画像が表示されている場合にのみ、N次画像によって更新する方法である。これは表示装置48が、タッチパネルのように画像表示機能と放射線撮影システム40の操作機能を兼ねている場合に、放射線技師が次の撮影準備のために行うシステム操作を妨げないためである。第3の表示方法は更新しない方法である。なお第2の表示方法で表示装置48がシステム操作画面を表示しているとき及び第3の表示方法では、最新の診断画像を表示する代わりに逐次診断画像が完成したことを伝えるアイコン等の表示を行っても良い。また撮影画像リストに画像補正及び画像処理の進行状況をアイコン等で表示しても良い。
【００９５】
また、N次診断画像を得るための画像処理とM(≠N)次診断画像（N,Mは自然数）を得るための画像処理は、内容を変更することが可能である。例えばN＝1、M＝4の場合を考える。1次診断画像は1回の暗電流撮影に基づく画像であるため、4回の暗電流撮影に基づく4次診断画像に比べるとノイズが多い。そこで1次診断画像に施す画像処理は4次診断画像に施す画像処理と比べて、ノイズ平滑化処理を強くする、鮮鋭化処理を弱くする等の画像処理内容を変更することにより、1次診断画像と4次診断画像の差を小さくするとともに診断に適する画像を提供する方法が考えられる。
【００９６】
なお、上述した第１〜第３の本実施形態による放射線撮像装置を構成する各機能、及び放射線撮像方法を構成する各ステップは、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明の実施形態に含まれる。
【００９７】
具体的に、前記プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのような記録媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。前記プログラムを記録する記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、上記プログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネットの等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体（光ファイバ等の有線回線や無線回線等）を用いることができる。
【００９８】
また、コンピュータが供給されたプログラムを実行することにより上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合や、供給されたプログラムの処理の全てあるいは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて上述の実施形態の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明の実施形態に含まれる。
【００９９】
例えば、図５は、一般的なパーソナルユーザ端末装置の内部構成を示す模式図である。この図５において、１２００はコンピュータＰＣである。ＰＣ１２００は、ＣＰＵ１２０１を備え、ＲＯＭ１２０２またはハードディスク（ＨＤ）１２１１に記憶された、あるいはフレキシブルディスクドライブ（ＦＤ）１２１２より供給されるデバイス制御ソフトウェアを実行し、システムバス１２０４に接続される各デバイスを総括的に制御する。
【０１００】
【発明の効果】
本発明によれば、バックグランドで暗電流撮影を行っている最中に放射線を曝射することを防止し、安全に暗電流撮影を実行するともに、誤って無効な放射線被曝を行うことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態の放射線撮影方法を説明するフローチャートである。
【図２】本発明の放射線撮影装置の概略構成を示す模式図である。
【図３】第２の実施形態の放射線撮影方法を説明するフローチャートである。
【図４】第３の実施形態の放射線撮影方法を説明するフローチャートである。
【図５】一般的なパーソナルユーザ端末装置の内部構成を示す模式図である。
【図６】センサ読み取り動作原理を説明する模式図である。
【図７】 MIS型センサの構成図である。
【図８】光電変換素子のエネルギーバンド図である。
【図９】センサ駆動を示すフローチャートである。
【図１０】放射線曝射とセンサ駆動のタイミングを説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
４０放射線撮影システム
４１放射線発生装置
４２患者
４３放射線検出器
４４コントロールPC
４５バスライン
４６キャプチャボード
４７画像処理装置
４８表示装置
４９保存装置
７１光電変換部
７２薄膜トランジスタ(TFT)
７３バイアス線
７４ゲート線
７５信号線
７６読み取りＩＣ
７７アナログ-デジタル変換器(A/D)
７８ゲート駆動装置
８２上部電極(D電極)
８３ n+ドープ層
８４ a-Si真性半導体i層
８５絶縁層
８６下部電極(G電極)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging apparatus and method, a radiation imaging apparatus and method, a storage medium, and a program, and in particular, using a radiation plane detector (flat panel detector) as a solid-state radiation detector, and correcting dark current of the radiation plane detector. The present invention relates to an apparatus and method for performing.
[0002]
[Prior art]
As a radiography device that captures a radiographic image that has passed through a subject, it has traditionally been called a screen / film system (S / F system), in which an intensifying screen that converts radiation into fluorescence is in close contact with a film that is sensitive to fluorescence. The device has been used. In addition, II-TV imaging devices have also been used, which combine radiographic images and image intensifiers (II) to multiply radiographic images, and photograph these multiplied images with an imaging tube via an optical system. It was. The former has been mainly used for still image shooting called general shooting, and the latter is mainly used for moving image shooting called fluoroscopic shooting or angio shooting.
[0003]
Recently, a digital photographing apparatus having a digital image output has begun to be used due to a demand for image digitization. In general photography, an imaging plate that accumulates a radiation image as a latent image is used in place of the screen / film system. The imaging plate is scanned with a laser to excite the latent image, and the generated fluorescence is emitted by a photomultiplier tube. Read, computed radiography devices are also used. In moving image shooting, II-DR imaging devices that use a solid-state imaging device such as a CCD instead of an imaging tube are also used. Both computed radiography devices and II-DR imaging devices have digital image output and are beginning to contribute to the digitization of medical images.
[0004]
More recently, there has been a digital imaging device that directly digitizes a radiation image without using an optical system or the like using a radiation flat panel detector (FPD) in which a phosphor and a large area amorphous silicon sensor are in close contact. It has been put into practical use. Amorphous selenium, lead iodide (PbI ₂ ) And mercury iodide (HgI) ₂ FPDs that convert radiation into electrons using a large area amorphous silicon sensor and the like are also put into practical use. These FPDs are expected as next-generation digital photography devices because they can shoot not only still images but also moving images in principle.
[0005]
Here, the principle of FPD will be briefly described with reference to FIGS.
FIG. 6 is a diagram for explaining the principle of sensor reading operation, and shows a sensor composed of nine pixels for simplicity.
In FIG. 6, 71 is a photoelectric conversion unit that converts fluorescence into electrons, 72 is a thin film transistor (TFT) for transferring electrons generated in the photoelectric conversion unit, and 73 is a bias voltage applied to the photoelectric conversion unit 71. Bias lines, 74a, 74b, 74c are gate lines for transmitting switching signals to the

TFT

72, 75a, 75b, 75c are signal lines for transferring electrons that have passed through the

TFT

72, and 76 is one signal line from the

signal lines

75a, 75b, 75c. A reading IC that amplifies signal electrons, 77 is an analog-to-digital converter (A / D) that converts the amplified analog signal into a digital signal, 78 is controlling the switching operation of the TFT72 This is a gate driving device.
[0006]
In FIG. 7, when radiation is applied to a phosphor (not shown) that covers the entire surface of the sensor pixel, the phosphor emits fluorescence proportional to its intensity. The photoelectric conversion unit 71 captures this fluorescence and converts it into signal electrons. When the gate driving device 78 sets the gate line 74a to High, all the horizontal rows of TFTs connected to the gate line 74a are turned on. Then, the signal electrons accumulated in the photoelectric conversion unit 71 are transferred to the

signal lines

75a, 75b, and 75c. When the reading IC 76 selects the signal line 75a, the electrons transferred to the signal line 75a are amplified and read, and converted into a digital signal by the A / D 77. Subsequently, the reading IC 76 sequentially selects 75b and 75c, and the electrons transferred to the respective signal lines are sequentially read. By this operation, signal electrons of three pixels for one horizontal row connected to the gate line 74a in FIG. 6 are read and converted into digital signals. Next, the

gate lines

74b and 74c are sequentially selected, and similarly, the signal electrons of each of the three pixels for one horizontal row connected to the

gate lines

74b and 74c are sequentially read and converted into digital signals.
[0007]
Next, the operation principle of one pixel of the sensor will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a configuration diagram of a MIS (Metal Insulator Semiconductor) type sensor, and FIG. 8 is an energy band diagram of a photoelectric conversion element.
7 and 8, 71 is a photoelectric conversion unit, 72 is a TFT, 73 is a bias line, 76 is a reading IC, 82 is an upper electrode (D electrode) that transmits a bias voltage to the

photoelectric conversion unit

71, and 83 is an upper electrode. An n + doped layer that has the same potential as 82 and prevents hole injection into the a-Si intrinsic semiconductor i

layer

84, 84 is an a-Si intrinsic semiconductor i layer that performs photoelectric conversion, and 85 is blocking movement of both electrons and holes An insulating layer 86 is a lower electrode (G electrode).
[0008]
FIGS. 8A and 8B are energy band diagrams of the photoelectric conversion element showing operations in the refresh (or reset) and photoelectric conversion modes, respectively, and show the state of each layer in the thickness direction. This photoelectric conversion element has two types of operations, a refresh mode and a photoelectric conversion mode, depending on the voltage application method of the D electrode and the G electrode.
[0009]
In FIG. 8A, a negative potential is applied to the D electrode with respect to the G electrode, and holes indicated by black circles in the i layer 84 are guided to the D electrode by an electric field. At the same time, electrons indicated by white circles are injected into the i layer 84. At this time, some holes and electrons recombine in the n + doped layer 83 and i layer 84 and disappear. If this state continues for a sufficiently long time, the holes in the i layer 84 are swept out of the i layer 84.
[0010]
In this state, to make the photoelectric conversion mode of FIG. 8B, a positive potential is applied to the D electrode with respect to the G electrode. Then, the electrons in the i layer 84 are instantaneously guided to the D electrode. However, the holes are not led to the i layer 84 because the n + doped layer 83 serves as an injection blocking layer. When light enters the i layer 84 in this state, the light is absorbed and an electron / hole pair is generated. The electrons are guided to the D electrode by the electric field, and the holes move in the i layer 84 and reach the interface between the i layer 84 and the insulating layer 85.
[0011]
However, since it cannot move into the insulating layer 85, it moves to the interface of the insulating layer 85 in the i layer 84, so that a current flows from the G electrode in order to maintain electrical neutrality in the element. Since this current corresponds to the electron-hole pair generated by light, it is proportional to the incident light. After maintaining the photoelectric conversion mode of FIG. 8 (b) for a certain period and then entering the state of FIG. 8 (a) in the refresh mode again, the holes remaining in the i layer 84 are led to the D electrode as described above, At the same time, a current corresponding to this hole flows. The amount of holes corresponds to the total amount of light incident during the photoelectric conversion mode period. At this time, a current corresponding to the amount of electrons injected into the i layer 84 also flows, but since this amount is approximately constant, it may be detected by subtracting. In other words, this photoelectric conversion element can output the amount of light incident in real time and simultaneously output the total amount of light incident in a certain period.
[0012]
However, when the period of the photoelectric conversion mode becomes long for some reason, or when the illuminance of incident light is strong, current may not flow even though light is incident. This is because a large number of holes remain in the i layer 84 and recombine with the holes in the i layer 84 due to the holes as shown in FIG. If the light incident state changes in this state, the current may flow in an unstable manner. However, if the refresh mode is set again, the holes in the i layer 84 are swept away and the current proportional to the light is again returned in the next photoelectric conversion mode. Flows.
[0013]
In the above description, when holes in the i layer 84 are swept out in the refresh mode, it is ideal to sweep out all the holes, but it is effective to pull out only some of the holes, and a current equal to that described above can be obtained. There is no problem. In other words, it is not necessary to be in the state of FIG. 8C at the detection opportunity in the next photoelectric conversion mode, the potential of the D electrode with respect to the G electrode in the refresh mode, the refresh mode period, and the implantation of the n + doped layer 83 The characteristics of the blocking layer can be determined. Further, in the refresh mode, the injection of electrons into the i layer 84 is not a necessary condition, and the potential of the D electrode with respect to the G electrode is not limited to negative. This is because when many holes remain in the i layer 84, even if the potential of the D electrode with respect to the G electrode is positive, the electric field in the i layer 84 is applied in the direction leading the holes to the D electrode. Similarly, the characteristics of the injection blocking layer of the n + doped layer 83 are not required to be able to inject electrons into the i layer 84.
[0014]
The above is the description of the operation in the MIS type sensor, but other types of sensors used in the FPD, for example, a sensor using a PIN type photodiode, perform almost the same operation although partially different. One example is the FPD sensor disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-170657. In addition to using phosphors, amorphous selenium, gallium arsenide (GaAs), cadmium telluride (CdTe), and lead iodide (PbI) that convert radiation directly into electrons instead of phosphors. ₂ ), Mercury iodide (HgI ₂ ) Etc., the operation for reading the electrons accumulated in the pixels and the refresh operation are very similar.
[0015]
By the way, the sensor used for FPD consists of several million pixels, but the characteristics of each pixel are slightly different. Particularly important characteristics as an image sensor are dark current characteristics and sensitivity characteristics. Therefore, the FPD performs a step of correcting these characteristics, and is used as a sensor with substantially uniform characteristics of each pixel. This correction step is common to a method using amorphous selenium or the like. A method for correcting dark current characteristics and sensitivity characteristics will be described below.
[0016]
First, terms used below are briefly described. First, imaging by irradiating a radiation detector with radiation is referred to as radiation imaging, and an image obtained here is referred to as a radiation image. Next, since the measurement of dark current characteristics is the same as that of radiography except that no input is given to the sensor, the measurement of dark current characteristics is called dark current imaging, and the image obtained here is called a dark current image. An image obtained by performing dark current correction using N times of dark current images may be referred to as an Nth-order dark current corrected image. Furthermore, an image obtained by performing sensitivity correction on the (Nth) dark current corrected image is an (Nth) corrected image, and an image obtained by performing image processing such as gradation processing suitable for image diagnosis on the (Nth) corrected image May be referred to as an (Nth order) diagnostic image.
[0017]
A method for correcting the dark current characteristic will be described. Here, the dark current is a current measured when there is no input to the sensor, and is assumed to be composed of a random component and a steady offset component. Assuming that the dark current does not depend on the sensor input, it is possible to correct an offset component different for each pixel by subtracting an image when no signal is input to the sensor from an image when the signal is input to the sensor. X shows the radiation image when a signal is input to the sensor. _n (X, y), a dark current image measured immediately thereafter is D ₁ If (x, y), the dark current corrected primary dark current corrected image C _1X (X, y) is expressed by the following equation. However, x and y are the addresses of the pixels arranged two-dimensionally. The random component is R (x, y), and the stationary offset component is F (x, y).
[0018]
[Expression 1]

[0019]
Next, correction of sensitivity characteristics will be described. Sensitivity correction is a step of correcting variations in sensitivity characteristics of pixels constituting the sensor. Assuming that the sensitivity characteristics are stationary, it is possible to correct different sensitivity characteristics for each pixel by dividing the image when a signal is input to the sensor by the image when a uniform input is given to the sensor. . If the output is W (x, y) when uniform input is given to the sensor, the corrected image C after sensitivity correction ₁ (X, y) is expressed by the following equation.
[0020]
[Expression 2]

[0021]
By the way, F (x, y), which is an offset component in the dark current image, is constant regardless of the input to the sensor when the imaging conditions are the same. Can be removed. However, R appearing in equation (1) ₀ R appearing in (x, y) and (3) ₁ Since (x, y) is different, the random component R (x, y) cannot be removed by the offset correction shown in the equation (3). As a result, even if the image is subjected to both dark current correction and sensitivity correction, finite random noise derived from the sensor remains in the image. This random noise is not a problem if the random component R (x, y) is sufficiently smaller than the radiation image X (x, y), but the radiation image X (x, y), which is a signal as in low-dose imaging. In the case of shooting with a small image quality, there is a possibility that deterioration of image quality due to a decrease in signal-to-noise ratio is pointed out.
[0022]
Therefore, using the property shown in Equation (5), taking a dark current image many times and taking its average value, the random component R (x, y) contained in the dark current image can be substantially ignored. It is conceivable to make it even smaller. When random component R (x, y) is normally distributed, standard deviation σ per measurement of random component R (x, y) ₀ And the standard deviation σ of the average value n times _n Is in the following relationship.
[0023]
[Equation 3]

[0024]
The dark current correction method using this property is described in the reference JPMoy, B. Bosset, "How does real offset and gain correction affect the DQE in images from X-ray Flat detector", SPIE proceedings Vol.3659, 90-97 (1999). ). If this method is used, the dark current image D is obtained by using the average value of the four times of dark current imaging. _X The random component R (x, y) included in (x, y) is halved, and good dark current correction can be performed. The ratio of the standard deviation of the random component R (x, y) remaining in each of the primary dark current corrected image and the quaternary dark current corrected image is shown in Equation (8). However, both the random component superimposed on the radiation image itself and the random component of the four-time average dark current image are considered.
[0025]
[Expression 4]

[0026]
According to equation (8), in low-dose photography where random noise is dominant, it is expected that the signal-to-noise ratio will be improved by about 20% compared to single dark current photography by performing dark current photography four times. I understand that
[0027]
A method of driving the FPD sensor for performing the radiography and dark current imaging described above will be described with reference to FIG. 9 which is a sensor driving flowchart. In FIG. 9, 21 is an idling drive, 22 is an initialization drive for radiography, 23 is an imaging drive for radiography, 24 is an initialization drive for dark current imaging, and 25 is for dark current imaging. Imaging drive, 26 is radiation exposure.
[0028]
As shown in FIG. 9, the driving state of the FPD sensor is roughly divided into three types: idling driving 21, initialization driving 22 and 24, and imaging driving 23 and 25. In the FPD sensor, when a bias voltage starts to be applied, dark current generated by a trap of the photoelectric conversion layer or the like continues to be accumulated. The idling drive 21 is an operation for sweeping out this dark current by a pseudo reading operation, and is a sensor preparation step that is intermittently performed from the time when a bias voltage is applied to the sensor until just before photographing. The pseudo reading cycle at this time is relatively long. The reason is to suppress an increase in power consumption and a sensor temperature rise due to the reading operation to a minimum.
[0029]
Next, the initialization drives 22 and 24 are steps for performing a pseudo reading operation to sweep out the dark current and at the same time prepare for radiation exposure. The read cycle performed by the initialization drives 22 and 24 is faster than the idling drive 21. The reason is that a radiation exposure command cannot be accepted during the reading period, and the delay time from the radiation exposure command to the actual radiation exposure is shortened by increasing the reading cycle. Then, after radiation exposure, reading drive 23 is performed to capture a radiation image.
[0030]
Dark current imaging is performed following radiography. As shown in FIG. 8, when radiography is performed, the sensor immediately starts the initialization drive 24, and performs dark current imaging 25 at the same timing as radiography. This timing will be described in detail with reference to FIG.
[0031]
FIG. 10 is a timing chart for explaining the timing of radiation exposure and sensor driving.
In FIG. 10, 31 is a radiation exposure request signal by a radiation exposure switch, 32 is a radiation exposure permission signal, 33 is radiation exposure, 34 is a driving signal of driving method 1, and 35 is a driving signal of driving method 2. . R for refresh, X for radiography, D for dark current imaging, T _e1 And T _e2 Is the accumulation time, T _i Is the time required for one reading cycle.
[0032]
First, the driving method 1 will be described. When the radiation exposure request signal 31 is turned ON, the sensor is switched from idling driving to initialization driving. Then, the sensor performs a refresh operation and sweeps out the holes accumulated in the sensor. When the fourth reading cycle in the initialization drive is completed, the radiation exposure permission signal 32 is turned ON, the sensor stops the reading cycle, the radiation exposure 33 is turned ON, and the sensor accumulates the radiation signal. When the radiation exposure 33 is turned off, the sensor immediately ends the accumulation and reads the radiation image (X). The sensor accumulation time at this time is T _e1 It is. The sensor immediately performs a refresh operation, and then repeats the reading cycle. When the fourth reading cycle is completed, the accumulation time T _e1 Perform dark current photography (D) with.
[0033]
Next, driving method 2 will be described. Similarly, when the radiation exposure request signal 31 is turned ON, the sensor is switched from idling drive to initialization drive. Then, the sensor performs a refresh operation and sweeps out the holes accumulated in the sensor. Then, when the radiation exposure permission signal 32 is turned ON for the fourth reading cycle in the initialization drive, the sensor stops the reading cycle, the radiation exposure 33 is turned ON, and the sensor accumulates a signal due to radiation. Predetermined time T _e2 After elapses, the sensor finishes accumulating and reads the radiation image (X). The sensor immediately performs a refresh operation, and then repeats the reading cycle. When the fourth reading cycle is completed, the accumulation time T _e2 Perform dark current photography (D) with. Accumulation time T _e2 Is set to 1 to 2 seconds so that it can support long-time shooting. This driving method is described in the document John M. Boudry, “Operation of Amorphous Silicon Detectors for Chest Radiography Within System Latency Requirements”, SPIE proceedings Vol. 3659, 336-344 (1999).
[0034]
As is clear from the above, the difference between the driving method 1 and the driving method 2 is that the driving method 1 depends on the radiation exposure time and the accumulation time T _e1 Can be freely changed, while the driving method 2 uses the accumulation time T _e2 Is fixed. Since the driving method 1 can minimize the accumulation time, there is an advantage that dark current accumulation can be reduced as compared with the driving method 2 that employs an accumulation time corresponding to the longest expected exposure time. In addition, since the actual radiation exposure time is about 20 msec for general chest radiography, there is an advantage that sensor driving can be completed in a short time and an image can be displayed at an early stage. On the other hand, since the accumulation time is always constant in the driving method 2, dark current imaging may be performed before radiation exposure.
[0035]
It should be noted here that both methods perform dark current imaging immediately after radiation imaging, and the refresh operation of the initialization drive performed before radiation imaging and dark current imaging is the same as the number of read cycles, and further The accumulation time for photographing and dark current photographing is also the same. This is because the offset component F (x, y) shown in Eqs. (1) and (2) is a function of the integration time and drive timing, the dark current amount has a high correlation with the integration time, and the sensor transient This is because the correlation between the drive timing and the dark current is high due to the characteristic characteristics. If such driving is not performed, the dark current image D superimposed on the radiation image ₀ (X, y) and dark current image D by dark current imaging ₁ Since the correlation of (x, y) is lost, a part of the offset component F (x, y) remains even if the subtraction operation shown in the expression (3) is performed, and an unexpected sensor-specific pattern (artifact) appears. There is.
[0036]
In FIG. 9 and FIG. 10, the case of one dark current imaging is shown for the sake of simplicity. However, as already described, by performing dark current imaging a plurality of times, random components included in the dark current image can be reduced and the signal-to-noise ratio can be improved. In practice, therefore, radiographic imaging is followed by one to several dark current imaging as required.
[0037]
[Problems to be solved by the invention]
When dark current imaging is performed a plurality of times, there is a problem that it takes a long time until an image is obtained after radiation imaging. For example, in the driving method 2, the refresh operation for the initialization drive is performed once, the read cycle is performed four times, the refresh operation for one time, and the read cycle time T _i 0.2 seconds, accumulation time T _e2 Let's consider an example of taking 2 seconds and taking 4 dark current images. In this case, the time T required from the end of radiation exposure until the fourth dark current imaging is completed and the image is displayed on the monitor. _display Is the total T of image transfer time and image processing time _process Is expressed by the following equation, with 0.5 seconds.
[0038]
[Equation 5]

[0043]
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-70250, when the timings of both dark current imaging and radiographic imaging overlap, a plurality of radiation images covering the entire radiation exposure period are stored, and radiation is obtained from the plurality of radiation images. A proposal for dividing an image obtained by multiplying a dark current image just before photographing by a plurality of times is disclosed. However, the division operation of the coefficient multiplication image only increases the random component R (x, y) even if there is a possibility of correcting the stationary offset component F (x, y). The reduction effect of (x, y) cannot be expected.
[0044]
D dark current image just before radiography _-1 (x, y), X and X ₀ (x, y) and X ₁ Assuming (x, y), the operation performed here is expressed as follows.
[0045]
[Formula 6]

[0049]
In the case of performing multiple times of dark current imaging, there is a problem that it is difficult for a radiographer who is a user to know when the next radiation exposure becomes possible after the end of radiation exposure. For example, consider a case where the number of times of dark current imaging is changed according to the imaging purpose. Assuming that adult patients end with one dark current scan giving priority to the imaging cycle time, and infants and pregnant women are supposed to perform 4 dark current scans prioritizing dose reduction, radiation exposure is required during adult patient imaging. In the next few seconds, the next picture can be taken, but for infants and pregnant women, it takes more than 15 seconds to get the next picture. In such a case, if the radiation technician performs the next radiation exposure without noticing that the dark current image is being captured, not only the intended dark current image can be obtained but also the next radiation imaging becomes invalid.
[0050]
Therefore, the present invention Radiation that prevents exposure to radiation while performing dark current imaging in the background, safely performs dark current imaging, and prevents accidental invalid radiation exposure An object is to provide an imaging apparatus and method.
[0051]
[Means for Solving the Problems]
A radiation imaging apparatus of the present invention includes a radiation detector that captures a subject image with radiation, and the radiation detector During periods when radiography is not performed And a control means for displaying on the display device a situation in which a dark current is being acquired.
In one aspect of the radiation imaging apparatus of the present invention, the control unit issues a command for prohibiting exposure to the radiation generating apparatus when the radiation detector is acquiring a dark current.
The radiation imaging method of the present invention includes a step of capturing a subject image with a radiation detector, a step of obtaining the status of the radiation detector, and the radiation detector During periods when radiography is not performed Displaying on the display device a situation in which dark current is being acquired.
In one aspect of the radiation imaging method of the present invention, when the radiation detector is acquiring a dark current, a command for prohibiting exposure is issued to the radiation generator.
The recording medium of the present invention is a computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute the steps of the radiation imaging method.
The program of the present invention is for causing a computer to execute each step of the radiation imaging method.
[0072]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a flowchart for explaining a radiation imaging method of the first embodiment, and FIG. 2 is a schematic diagram showing a radiation imaging apparatus of the present invention.
[0073]
In FIG. 1, 1 is a radiation exposure requesting step, 2 is a step of initializing a radiation detector in preparation for radiography, 3 is a step of exposing radiation, 4 is a step of reading a radiation image, and 5 is a first step. Initializing the radiation detector in preparation for the second dark current imaging, 6 reading the first dark current image, 7 initializing the radiation detector in preparation for the second dark current imaging , 8 is a step of reading the second dark current image, 9 is a step of initializing the radiation detector in preparation for the third dark current image shooting, 10 is a step of reading the third dark current image, 11 Is the step of initializing the radiation detector in preparation for the fourth dark current image capture, 12 is the step of reading the fourth dark current image, 13 is the dark current correction using the first dark current image Step to display image, 14 is the first The step of averaging the dark current images from the first time to the fourth time, and 15 is a step of storing an image obtained by performing dark current correction of the radiation image using the average of the dark current images from the first time to the fourth time.
[0074]
In FIG. 2, 40 is a radiation imaging system, 41 is a radiation generator, 42 is a patient, 43 is a radiation detector, 44 is a control PC that controls the

radiation imaging system

40, and 45 is a component constituting the radiation imaging system 40. The connecting bus line, 46 is a capture board that temporarily stores an image transmitted from the

radiation detector

43, 47 is an image processing device that performs image processing of the radiation image, 48 is a display device that displays the radiation image, and 49 is a radiation image. A storage device for storing.
[0075]
When the radiologist positions the patient 42 and turns on the radiation exposure switch (step 1), the radiation detector initialization drive is started and the reading cycle is repeated (step 2). When preparation of the radiation generator 41 and the radiation detector 43 is completed, a radiation exposure command is issued. In response to this command, the radiation detector 43 starts accumulation, and in synchronization with this, the radiation generator 41 starts radiation exposure (step 3). When the radiation exposure is completed, the radiation detector 43 immediately terminates the accumulation and reads the accumulated radiation image (step 4). Subsequently, the radiation detector 43 starts initialization driving (step 5), and starts accumulation after repeating the reading cycle the same number of times as radiography. When the same accumulation time as that for radiography is completed, the radiation detector reads the accumulated dark current image (step 6).
[0076]
The radiation image and the dark current image obtained in the steps so far are each transmitted to the capture board 46, and the primary dark current correction shown in the equation (3) is performed in the image processing device 47. Further, the image processing device 47 performs sensitivity correction, trimming processing, gradation processing, sharpening processing, and the like shown in the equation (6) for the primary dark current correction image, and the obtained primary diagnostic image is immediately displayed on the display device. 48 is displayed (step 13). In addition, when these image processes require time, the display time can be shortened by performing image processing on the reduced image obtained by performing low-pass filter processing and thinning sampling on the primary dark current corrected image. good. At this time, since the stored image is processed in the background using a full-size image that is not reduced, there is no problem that the image quality deteriorates. Time T from the radiation exposure until the image is displayed on the display device 48 _display Is calculated as in the following equation under the same conditions as in equation (9).
[0077]
[Expression 7]

[0078]
If the driving method 1 in FIG. 10 is adopted and the radiation exposure time is 20 msec and the sensor accumulation time is 30 msec, T _display Can be as long as 3 seconds.
[0079]
In parallel with the display step 13, the radiation detector 43 performs dark current imaging shown in steps 7 to 12 and transfers each image to the capture board 46. When the four dark current imaging operations are completed, the image processing device 47 averages the four dark current images (step 14), performs subtraction processing with the radiation image and sensitivity correction, and stores the obtained fourth-order correction image. It is stored in the device 49 (step 15). Further, the image processing device 47 performs trimming processing, gradation processing, sharpening processing, and the like on the quaternary corrected image to create a quaternary diagnostic image.
[0080]
Since these steps are carried out as a background process in the display step 13, the radiologist uses the primary diagnostic image displayed on the display device 48 immediately after the radiation exposure to check whether the patient is sufficiently positioned. You can check if there is no problem with the image quality. The image provided for diagnosis is superior in image quality because it uses four dark current images.
[0081]
In this embodiment, the number of times of dark current imaging for displaying on the display device 48 is set to 1 and the total number of times of dark current imaging is set to 4. However, the setting of the number of times does not limit the scope of the present invention. The number of times of dark current imaging for displaying on the display device 48 and the total number of times of dark current imaging can be arbitrarily set, and if the number of times of dark current imaging for display on the display device 48 is less than the total number of times of dark current imaging, the present invention The effect of can be obtained. Therefore, the number of dark current imaging for displaying on the display device 48 is 0 or more, and the total number of dark current imaging is 1 or more.
[0082]
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart for explaining the radiation imaging method of the second embodiment. In FIG. 3, the steps common to FIG. 1 use the same reference numerals as those in FIG.
[0083]
In FIG. 3, 1 is a radiation exposure request step, 2 is a step of initializing a radiation detector in preparation for radiography, 3 is a step of radiation exposure, 4 is a step of reading a radiation image, and 5 is a first step. Initializing the radiation detector in preparation for the second dark current imaging, 6 reading the first dark current image, 7 initializing the radiation detector in preparation for the second dark current imaging , 8 is a step of reading the second dark current image, 9 is a step of initializing the radiation detector in preparation for the third dark current image shooting, 10 is a step of reading the third dark current image, 11 Is the step of initializing the radiation detector in preparation for the fourth dark current image capture, 12 is the step of reading the fourth dark current image, 13 is the dark current correction using the first dark current image Step to display image, 14 is the first The step of averaging the dark current images from the first time to the fourth time, and 15 is a step of storing an image obtained by performing dark current correction of the radiation image using the average of the dark current images from the first time to the fourth time. 16 is a step of displaying an image obtained by performing dark current correction of a radiographic image using an average of dark current images from the first time to the fourth time, 51 is a step of selecting an image updating method, and 52 is a radiation detector 43 The step 53 for confirming the operation status is a step for confirming the image processing status.
[0084]
When the radiologist positions the patient 42 and turns on the radiation exposure switch (step 1), the radiation detector initialization drive is started and the reading cycle is repeated (step 2). When preparation of the radiation generator 41 and the radiation detector 43 is completed, a radiation exposure command is issued. In response to this command, the radiation detector 43 starts accumulation, and in synchronization with this, the radiation generator 41 starts radiation exposure (step 3). When the radiation exposure is completed, the radiation detector 43 immediately terminates the accumulation and reads the accumulated radiation image (step 4). Subsequently, the radiation detector 43 starts initialization driving (step 5), and starts accumulation after repeating the reading cycle the same number of times as radiography. When the same accumulation time as that for radiography is completed, the radiation detector reads the accumulated dark current image (step 6).
[0085]
The radiation image and the dark current image obtained in the steps so far are each transmitted to the capture board 46, and the primary dark current correction shown in the equation (3) is performed in the image processing device 47. Further, the image processing device 47 performs sensitivity correction, trimming processing, gradation processing, sharpening processing, and the like shown in the equation (6) for the primary dark current correction image, and the obtained primary diagnostic image is immediately displayed on the display device. 48 is displayed (step 13). The image processing status confirmation step 53 that operates at an arbitrary timing confirms that the image displayed on the display device 48 has been generated based on the first dark current imaging, and displays the information on the display device 48. .
[0086]
In parallel with the display step 13, the radiation detector 43 performs dark current imaging shown in steps 7 to 12 and transfers each image to the capture board 46. When the four dark current imaging operations are completed, the image processing device 47 averages the four dark current images (step 14) and performs a subtraction process with the radiation image. The fourth corrected image that has been corrected with the dark current image for four times and subjected to sensitivity correction is stored in the storage device 49 (step 15). Further, the image processing device 47 performs trimming processing, gradation processing, sharpening processing, etc. on the quaternary corrected image to create a quaternary diagnostic image, and this quaternary diagnostic image is displayed by the display device 48 (step 16).
[0087]
The display method of the quaternary diagnostic image can be selected by the user in the display update method selection step 51. The first display method is a method in which the fourth diagnostic image is immediately displayed on the display device 48 as soon as the fourth diagnostic image is created. The second display method is a method of updating the primary diagnostic image in step 13 with the fourth diagnostic image in step 16 only when the primary diagnostic image displayed in step 13 is displayed on the display device 48. It is. This is because, when the display device 48 has both an image display function and an operation function of the radiation imaging system 40 like a touch panel, it does not interfere with the system operation that the radiologist is preparing for the next imaging. . In the second display method, when the display device 48 is displaying the system operation screen, the image processing confirmation step 53 is used instead of displaying the fourth diagnostic image to confirm that the next diagnostic image is completed. You may display the icon etc. to convey. Further, the progress of image correction and image processing may be displayed on the photographed image list with icons or the like.
[0088]
Further, the radiation detector status confirmation step 52 operating at an arbitrary timing can confirm whether the radiation detector is in the dark current imaging state or is in a rest state. Based on the confirmed radiation detector status, the status of the radiation detector 43 is displayed on the display device 48. If the radiation detector 43 is executing dark current imaging, the control PC 44 issues an exposure prohibition command to the radiation generator. As a result, radiation is not exposed during dark current imaging in the background, and the radiation imaging system 40 can safely perform dark current imaging. In addition, the patient is not accidentally given invalid radiation exposure. It should be noted that prohibiting radiation exposure during imaging of a plurality of dark current images is an effective method whether or not dark current imaging is performed before or after radiation exposure.
[0089]
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a flowchart for explaining the radiation imaging method of the third embodiment. In FIG. 4, the steps common to FIG. 1 use the same reference numerals as those in FIG.
[0090]
In FIG. 4, 1 is a radiation exposure requesting step, 2 is a step of initializing a radiation detector in preparation for radiography, 3 is a step of exposing radiation, 4 is a step of reading a radiation image, and 5 is a first step. Initializing the radiation detector in preparation for the second dark current imaging, 6 reading the first dark current image, 7 initializing the radiation detector in preparation for the second dark current imaging , 8 is a step of reading the second dark current image, 9 is a step of initializing the radiation detector in preparation for the third dark current image shooting, 10 is a step of reading the third dark current image, 11 Is the step of initializing the radiation detector in preparation for the fourth dark current image capture, 12 is the step of reading the fourth dark current image, 13 is the dark current correction using the first dark current image Step to display image, 14 is the first The step of averaging the dark current images from the first time to the fourth time, and 15 is a step of storing an image obtained by performing dark current correction of the radiation image using the average of the dark current images from the first time to the fourth time. 16 is a step of displaying an image obtained by performing dark current correction of a radiographic image using an average of dark current images from the first to the fourth time, and 17 is a first dark current image and a second dark current. A step of calculating an average value of the image, 18 is a step of displaying an image obtained by performing dark current correction of the radiation image using an average value of the first dark current image and the second dark current image, and 19 is a first step. Step of calculating the average value of the dark current image from the first time to the third time, 20 displays the image obtained by correcting the dark current of the radiation image using the average value of the first to third dark current images It is a step to do.
[0091]
When the radiologist positions the patient 42 and turns on the radiation exposure switch (step 1), the radiation detector initialization drive is started and the reading cycle is repeated (step 2). When preparation of the radiation generator 41 and the radiation detector 43 is completed, a radiation exposure command is issued. In response to this command, the radiation detector 43 starts accumulation, and in synchronization with this, the radiation generator 41 starts radiation exposure (step 3). When the radiation exposure is completed, the radiation detector 43 immediately terminates the accumulation and reads the accumulated radiation image (step 4). Subsequently, the radiation detector 43 starts initialization driving (step 5), and starts accumulation after repeating the reading cycle the same number of times as radiography. When the same accumulation time as that for radiography is completed, the radiation detector reads the accumulated dark current image (step 6).
[0092]
The radiation image and the dark current image obtained in the steps so far are respectively transmitted to the capture board 46, and the primary dark current correction shown in the equation (3) is performed in the image processing device 47. Further, the image processing device 47 performs sensitivity correction, trimming processing, gradation processing, sharpening processing, and the like shown in the equation (6) for the primary dark current correction image, and the obtained primary diagnostic image is immediately displayed on the display device. 48 is displayed (step 13). If these image processes require time, a reduced image obtained by performing low-pass filter processing and thinning sampling on the primary dark current corrected image may be used.
[0093]
In parallel with the display step 13, the radiation detector 43 performs the initialization drive shown in step 7 and the second dark current imaging step shown in step 8. Then, the average of the first dark current image and the second dark current image is calculated (step 17), and subtraction processing, sensitivity correction, and diagnostic image processing are performed on the radiation image, and the obtained secondary diagnosis is performed. The image is displayed on the display device 48 (step 18). Further, the radiation detector 43 performs the initialization drive shown in step 9 and the third dark current imaging step shown in step 10. Then, the average calculation of the first to third dark current images is performed (step 19), the subtraction process with the radiation image, the sensitivity correction, and the diagnostic image processing are performed, and the obtained third diagnostic image is displayed on the display device. Displayed in 48 (step 20). Further, the radiation detector 43 performs the initialization drive shown in step 11 and the fourth dark current imaging step shown in step 12. Then, the first to fourth dark current images are averaged (step 14), and subtraction processing and sensitivity correction are performed on the radiation images. The fourth-order corrected image corrected with the dark current images for four times is stored in the storage device 49 (step 15). Further, the image processing device 47 performs trimming processing, gradation processing, sharpening processing, and the like on the quaternary corrected image to create a quaternary diagnostic image. The fourth diagnostic image is displayed as a final image by the display device 48 (step 16).
[0094]
The display method of the Nth order diagnostic image in the display step 18, the display step 20, and the display step 16 can be selected by the user using the display update method selection step 51. The first display method is a method of displaying the latest diagnostic image on the display device 48 as soon as the latest diagnostic image is created. The second display method is a method of updating with the N-order image only when the (N-1) next diagnosis image displayed on the display device 48 is displayed. This is because when the display device 48 has both an image display function and an operation function of the radiation imaging system 40 like a touch panel, it does not hinder the system operation performed by the radiologist for preparation of the next imaging. The third display method is a method that does not update. When the display device 48 is displaying the system operation screen in the second display method and in the third display method, instead of displaying the latest diagnostic image, an icon or the like indicating that the diagnostic image has been completed is displayed. May be performed. Further, the progress of image correction and image processing may be displayed on the photographed image list with icons or the like.
[0095]
The contents of the image processing for obtaining the Nth order diagnostic image and the image processing for obtaining the M (≠ N) th order diagnostic image (N and M are natural numbers) can be changed. For example, consider the case where N = 1 and M = 4. Since the primary diagnostic image is an image based on one dark current imaging, it has more noise than a fourth diagnostic image based on four dark current imaging. Therefore, the image processing applied to the primary diagnosis image is compared with the image processing applied to the fourth diagnosis image by changing the contents of the image processing such as increasing noise smoothing processing and weakening sharpening processing. A method for reducing the difference between the image and the fourth-order diagnostic image and providing an image suitable for diagnosis can be considered.
[0096]
In addition, each function which comprises the radiation imaging device by the 1st-3rd this embodiment mentioned above, and each step which comprises the radiation imaging method operate | move by the program memorize | stored in RAM, ROM, etc. of computer. realizable. This program and a computer-readable storage medium storing the program are included in the embodiment of the present invention.
[0097]
Specifically, the program is recorded on a recording medium such as a CD-ROM or provided to a computer via various transmission media. As a recording medium for recording the program, besides a CD-ROM, a flexible disk, a hard disk, a magnetic tape, a magneto-optical disk, a nonvolatile memory card, or the like can be used. On the other hand, as the transmission medium of the program, a communication medium (wired line such as an optical fiber, etc.) in a computer network (LAN, WAN such as the Internet, wireless communication network, etc.) system for propagating and supplying program information as a carrier wave A wireless line or the like.
[0098]
In addition, the functions of the above-described embodiments are realized by executing a program supplied by a computer, and the program is used in cooperation with an OS (operating system) or other application software running on the computer. When the functions of the above-described embodiment are realized, or when the functions of the above-described embodiment are realized by performing all or part of the processing of the supplied program by a function expansion board or function expansion unit of a computer Such a program is included in the embodiment of the present invention.
[0099]
For example, FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an internal configuration of a general personal user terminal device. In FIG. 5, reference numeral 1200 denotes a computer PC. The PC 1200 includes a CPU 1201, executes device control software stored in the ROM 1202 or the hard disk (HD) 1211, or supplied from the flexible disk drive (FD) 1212, and collects all devices connected to the system bus 1204. To control.
[0100]
【The invention's effect】
According to the present invention, Prevents exposure to radiation while performing dark current imaging in the background, safely performs dark current imaging, and prevents accidental invalid radiation exposure be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart illustrating a radiation imaging method according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the radiation imaging apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a radiation imaging method according to a second embodiment.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a radiation imaging method according to a third embodiment.
FIG. 5 is a schematic diagram showing an internal configuration of a general personal user terminal device.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the principle of sensor reading operation.
FIG. 7 is a configuration diagram of an MIS type sensor.
FIG. 8 is an energy band diagram of a photoelectric conversion element.
FIG. 9 is a flowchart showing sensor driving.
FIG. 10 is a timing chart for explaining the timing of radiation exposure and sensor driving.
[Explanation of symbols]
40 Radiography system
41 Radiation generator
42 patients
43 Radiation detector
44 Control PC
45 Bus line
46 capture board
47 Image processing device
48 display devices
49 Storage device
71 Photoelectric converter
72 Thin Film Transistor (TFT)
73 Bias line
74 Gate line
75 signal line
76 Reading IC
77 Analog-to-digital converter (A / D)
78 Gate drive
82 Upper electrode (D electrode)
83 n + doped layer
84 a-Si intrinsic semiconductor i layer
85 Insulation layer
86 Lower electrode (G electrode)

Claims

A radiation detector that captures a subject image with radiation;
Control means for displaying on the display device a situation in which a dark current is being acquired during a period when the radiation detector is not performing radiography ,
A radiation imaging apparatus comprising:

The radiation control apparatus according to claim 1, wherein the control unit issues a command for prohibiting exposure to the radiation generation apparatus when the radiation detector is acquiring a dark current.

Capturing a subject image with a radiation detector;
Obtaining the status of the radiation detector;
Displaying on the display device a situation in which a dark current is being acquired during a period when the radiation detector is not radiographing ; and
A radiation imaging method comprising:

The radiation imaging method according to claim 3 , wherein when the radiation detector is acquiring a dark current, a command for prohibiting exposure is issued to the radiation generator.

5. A computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute each step of the radiation imaging method according to claim 3 is recorded.

The program for making a computer perform each said step of the radiation imaging method of Claim 3 or 4 .