JP4866581B2 - Ｘ線画像診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のX線検出素子で構成されるX線平面検出器をX線検出手段に用いるX線画像診断装置に係り、特に前記X線平面検出器の後発的に発生した欠陥素子を検出して該欠陥素子の画素値を補正してX線画像を形成するX線画像診断装置に関する。

近年、X線を蛍光体によって該X線の強度に比例した可視光に変換し、その可視光を複数の画素で構成されるX線平面検出器を用いて電気信号に変換し、そのアナログ信号をアナログ/デジタル(A/D)変換器によりデジタル信号に変換することで、X線デジタル画像を得るX線画像診断装置が使用されている。

前記X線平面検出器の撮像素子には欠陥素子のないものが望ましいが、画素数，画面サイズ等から製造上歩留りが低くなりコストが高くなるのであまり実用的でない。
そこで、X線平面検出器の欠陥素子を予め検査により検出し、この検出した欠陥素子の位置を記憶しておき、この記憶した位置の欠陥素子に隣接する素子の画素値で前記欠陥素子の画素値を補間により求めることで前記歩留り低下に対処している。

さらに、前記X線平面検出器には、上記のようにして検出された欠陥素子に加えて、臨床に使用していると新たな欠陥素子が発生する。
この欠陥素子は、X線平面検出器の素子の位置によって長期に亘って積算されるX線量、すなわちX線を光に変換し、この変換された光を電荷に変換するフォトダイオードに読み残された電荷の長期に亘る蓄積量の差、あるいは前記X線平面検出器自身の経年変化等の使用期間から新たに生じるもので、この欠陥素子は後発欠陥素子と呼ばれる。

このような後発欠陥素子の問題に対して、従来は、特許文献1に記載されているように、医療施設でファントームやアクリルなどの静止物、または何も置かない状態で、一定期間、X線管からX線を照射して前記後発欠陥素子を検出して前記欠陥素子を更新する手段により対処していた。
特開2005-124613号公報

しかし、上記従来技術は、医療現場に専用のファントームを持ち込んで後発欠陥素子を検出するための特別な作業を必要とするために、この作業が煩わしく、また、この作業の間には撮影を行うことができないので撮影スループットが低下する。
また、前記ファントームによるメンテナンスは、該メンテナンス周期を決めて行うので、このメンテナンス周期の間に発生した後発欠陥素子には対応できないために欠陥素子が見落とされる可能性も考えられる。

本発明の目的は、上記課題に鑑みてなされたものであって、後発欠陥素子検出のメンテナンス作業の手間を省いて撮影スループットの向上を図ると共に前記後発欠陥素子の見落としをなくして高画質を維持することができるX線画像診断装置を提供することにある。

上記課題に対して、本発明は、X線画像診断装置の画像処理部で形成された臨床画像データから前記後発欠陥素子を検出するもので、具体的には以下の手段によって達成される。

(1)X線源により照射されたX線を検出するものであって、前記X線を検出する複数のX線検出素子を平板状に二次元配列してなるX線平面検出器と、このX線平面検出器を形成するX線検出素子の欠陥素子の位置情報を記憶する欠陥素子位置情報記憶手段と、前記欠陥素子と異なる位置に生じた後発的な欠陥素子の位置を検出する後発的欠陥素子検出手段と、前記後発的欠陥素子の位置を前記欠陥素子位置情報記憶手段に更新して記憶する制御手段と、前記更新された欠陥素子の検出量を補正する手段と、前記補正された欠陥素子の検出量とその欠陥素子以外のX線検出素子により検出された検出量とからX線画像を形成する画像形成手段とを備えたX線画像診断装置において、前記後発的欠陥素子検出手段は、臨床にて得られたX線画像若しくは前記画像形成手段にて形成されたX線画像から欠陥素子を検出する手段を備え、この検出した欠陥素子の位置を前記制御手段により前記欠陥素子位置情報記憶手段に更新して記憶する。

(2)前記X線画像から欠陥素子を検出する手段は、前記X線画像の各画素の位置と前記X線平面検出器を形成するX線検出素子の位置とを対応付ける位置対応付け手段と、前記X線画像データの各画素値の基準値を設定する基準値設定手段と、前記位置対応付け手段で対応付けされた前記X線画像の各画素の画素値と前記基準値との差を求める差算出手段と、この差算出手段で算出した差の閾値を設定する閾値設定手段と、前記差算出手段で算出した差の画素値と前記閾値設定手段で設定した閾値とを比較して前記X線検出素子の欠陥素子の位置を検出する欠陥素子位置検出手段とを備えて構成される。

(3)前記基準値設定手段で設定される基準値と前記閾値設定手段で設定される閾値は、前記X線画像の所定の領域内における前記位置対応付け手段で対応付けられた位置に対応する画素値に基づいて設定する。

このように構成することにより、X線平面検出器に発生する後発的欠陥素子を臨床で得られたX線画像や本X線画像診断装置の画像処理部で形成されたX線画像から検出するようにしたので、従来のように、医療現場に専用のファントームを持ち込んで検査する必要がなく、これによってX線平面検出器のメンテナンス作業に要する手間を大幅に省くことができ、前記メンテナンス作業による撮影の中断がなく、臨床撮影のスループットが向上する。
また、前記画像処理部で形成された臨床用X線画像を用いて、撮影の都度、後発的欠陥素子の更新が可能となり、常に補正された画素値で画像を形成することができるので、高画質のX線画像を維持することができる。

(4)前記基準値設定手段で設定される基準値は、前記位置対応付け手段で対応付けされた前記X線画像の画素値の平均値若しくはメジアン値であり、前記閾値設定手段で設定される閾値は、前記平均値若しくはメジアン値と予め設定した倍率とにより設定する。
前記設定倍率は、例えば得られた画像のアーチファクトを認識できるかどうか等の画質評価の要因から決めることができるので、アーチファクト等を認識した場合には、前記倍率を変更することにより画質改善を図ることができる。

(5)前記X線画像の所定の領域は、前記X線画像領域を複数の領域に分割された領域であって、この分割された複数の画像領域毎に前記欠陥素子検出手段により欠陥素子を検出し、前記複数の画像領域において検出された欠陥素子の論理積をとって前記X線検出素子の欠陥素子を検出する。
(6)前記分割された複数の画像領域は、該分割された隣り合う領域同士に重複する領域を設けた。

このようにX線画像領域を分割し、該分割された隣り合う領域同士に重複する領域を設け、前記複数の画像領域において検出された欠陥素子の論理積をとることによって、隣接する関心領域にまたがる密集した欠陥素子を見落とすことがなく、被検体の構造による欠陥素子候補が除かれて欠陥素子検出の信頼度が向上する。

(7)前記所定の領域は、前回の欠陥素子の検出を行った領域よりも小さい領域である。
これにより、前回の欠陥素子の検出を行った領域の欠陥素子は判っているので、次回に行う欠陥素子検出領域よりも小さい領域を設定することにより、欠陥素子の検出時間を短縮することができる。

(8)前記X線画像の所定の領域は、前記X線源からのX線照射領域が制限された領域である。
これにより、X線照射野の内と外との境界で画素値が急峻に変わることによる欠陥素子候補の誤判別を防ぐことができる。

(9)前記X線画像は、異なる撮影対象を撮影して前記画像形成手段にて形成された複数のX線画像である。
(10)前記欠陥素子位置の更新時に欠陥素子位置の更新である旨を報知する手段を備えた。

以上説明したように本発明によれば、臨床画像を用いて後発欠陥素子を検出して欠陥素子を更新し、この更新した欠陥素子の画素値を補正して画像処理を行うようにしたので、従来のファントームによる後発欠陥素子検出のメンテナンス作業の手間は不要となり、撮影のスループットを向上することができる。
また、撮影の都度、該撮影した臨床画像を用いて後発欠陥素子を更新することにより、前記後発欠陥素子検出のメンテナンス期間は大幅に短縮され、これによって後発欠陥素子の見落としがなくなり、高画質の撮影画像を維持することができる。

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明のX線画像診断装置の概略構成を示す模式図である。
本発明のX線画像診断装置は、被検体1にX線を照射するX線管2と、このX線管2から放射されたX線を前記被検体1の照射野に制限するX線絞り3と、前記被検体1を透過したX線を検出するX線平面検出器4と、前記X線管2からX線が放射されて前記被検体1の撮影部位のX線画像を表示するまでの装置全体を制御するシステム制御装置5と、前記X線平面検出器4を制御するX線平面検出器制御装置6と、前記X線平面検出器4により検出したX線画像データを収集する画像収集部7と、後発的にX線の照射条件や経年変化などにより生じた前記X線平面検出器の欠陥素子を検出する後発欠陥素子検出部8と、欠陥素子の位置情報を記録する欠陥素子位置記録部9と、前記画像収集部7で収集した画像データに前記欠陥素子位置記録部9に記録されている欠陥素子の画素値の補正及び前記X線平面検出器4の暗電流やゲイン等の補正を行う補正処理部10と、この補正処理部10で補正された画像データに対して各種フィルタ処理等の様々な処理を施す画像処理部11と、この画像処理部11で処理された画像を表示する表示部12とから構成される。
ここでX線平面検出器4の欠陥素子は、結果として得られるX線画像に現れるので欠陥画素とも呼ばれる。

前記X線平面検出器4は、図2に示すように、被検体1を透過したX線を電荷に変換するX線検出物質層4aと、この電荷を読み出して電気信号に変換するTFT(Thin Film Transistor)トランジスタで構成されるX線検出素子アレイ4bと、前記TFTトランジスタで変換された電気信号を増幅する増幅回路4cと、この増幅回路4cにより増幅された電気信号を積分する積分回路4dと、前記X線検出物質層により変換された電荷をTFTトランジスタにより読み出すタイミングの制御を行うライン制御回路4eと、前記積分回路4dの出力であるアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器4fとから構成される。

このX線平面検出器4には、X線が入射されない時の該X線平面検出器4で検出される暗電流と呼ばれるオフセット値が存在し、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、周辺温度や積分時間によって変化する。
また、X線平面検出器4を構成する全ての画素(ピクセル)のゲイン(画素の入力信号と出力信号との比)は同一ではなく、ばらつきがある。
さらに、X線平面検出器4には欠陥素子も存在する。これは［背景技術］のところでも述べたように、画素数，画面サイズ等から製造上歩留りが低くなりコストが高くなるので、X線平面検出器の欠陥素子を予め検査により抽出し、この抽出した欠陥素子の位置を記憶しておき、この記憶した位置の欠陥素子に隣接する素子の画素値で前記欠陥素子の画素値を補間により求めることで前記歩留り低下に対処している。
さらにまた、使用するX線条件や経時変化によっても後発的な欠陥素子も発生する。
このように、X線平面検出器4には、暗電流、X線素子間のゲインのばらつき、X線平面検出器の製造時に発生する欠陥素子及び実用時に発生する後発欠陥素子が存在するので、これらに対応するための補正処理が必要となる。

なお、前記X線平面検出器制御装置6は、前記X線平面検出器4で検出したX線検出信号を読み出し、この読み出したX線検出信号を前記画像収集部7に入力するための前記X線平面検出器4の読み出し制御を行う装置である。

次に、上記補正処理部10で補正される暗電流補正やピクセルゲイン補正、欠陥素子画素値の補正等の処理について説明する。
X線画像診断装置では、通常撮影に先立ってキャリブレーション撮影が行われる。このキャリブレーション撮影とは、画像校正(または補正とも呼ばれる)用の情報収集のための撮影を行うもので、通常撮影時の画像に対して、X線平面検出器4のゲイン補正を行うためのゲイン補正画像の収集と欠陥素子の位置情報を収集し、これらの収集したデータを用いて上記画像収集部7で収集したX線画像データを前記補正処理部10で補正するものである。

図3に前記補正処理部10の構成ブロック図を示す。
この補正処理部10は、X線平面検出器4の暗電流を補正する暗電流補正部10aと、前記ゲイン情報を記録しておくゲイン情報保持部10bと、均一な被検体(被検体無しも含む)に所定のX線を放射して得られるX線平面検出器4のX線検出素子間出力のばらつきを均一にするために補正するゲイン補正部10cと、X線平面検出器4の欠陥素子の画素値を補正する欠陥画素補正部10dとで構成される。

このような構成の補正処理部10は、暗電流補正部10aにより、通常の撮影で得られた撮影生画像データ(診断に供する披検体を撮影した画像データ)から該撮影生画像データ取得の直前のX線を照射しないで得られる暗電流データを減算して暗電流補正処理を行う。
前記暗電流補正処理されたデータにゲイン補正と欠陥画素補正を施すものであるが、これらの補正に用いるゲイン情報と欠陥素子の位置情報は、X線透過率が均一な対象物、たとえば21mmのアルミ板を撮影して予め取得しておく。

前記ゲイン情報は、例えば10枚の平均画像を取得してノイズの少ない画像を得るために、複数枚の画像が得られるように撮影を行う。
具体的には、例えばX線透過率が均一な21mmのアルミ板をX線管2の陽極と陰極間に印加する電圧が70kVのX線撮影条件で撮影し、この時のX線平面検出器4の平均出力が臨床検査の平均出力レベル、例えば500階調近傍になるような撮影を行う。
このようにして得られた画像データからX線平面検出器4のゲインを求め、これをゲイン情報保持部10bに保存する。

前記ゲイン情報保持部10bに保存するゲイン情報は、以下の手順により取得する。
(1)ゲイン補正データは、上記のように21mmアルミ板を10枚撮影し、10枚加算平均処理及び暗電流補正を行う。
(2)得られた暗電流補正画像の平均値Nを求める。
(3)得られた暗電流補正画像の画素値Pijを、平均値Nで除算する。
Nij＝Pij／N
Nijが画素ごとのピクセルゲイン補正値となる。ゲイン情報保持部10bに記憶する。
(4)なお臨床検査の撮影生画像は、暗電流補正部で暗電流補正処理を行った後、ゲイン情報保持部10bの画素ごとのピクセル補正値を乗算してゲイン補正処理を行う。

次に、欠陥画素補正部10dで上記ゲイン補正された画像データの欠陥画素補正を行うために必要な欠陥画素マップの作成について説明する。
前記欠陥画素マップは、上記のゲイン補正処理済みの画像データを用いて作成するもので、図4(a)に欠陥画素マップ作成のための欠陥素子抽出のフローを、同図(b)に、例えば3000画素×3000画素から成るX線検出面を示し、以下の手順で欠陥画素を検出する。

(1)先ず、図4(b)に示すX線検出面上の領域の左上を対象画素Pijの欠陥画素検出の開始画素とする(ステップS41)。
(2)得られたゲイン補正処理済みの画像データについて全画素の平均画素値Aを算出すると共に、平均画素値Aに対して予め指定倍数Nとして、例えば0.05を設定する(ステップS42)。この指定倍数は、得られた画像データから決める値で、例えば臨床画像を観察する際にアーチファクトとして認識できるかどうかを基準にして決める。なお、この指定倍数は、例えばシステム制御装置5に設けてある図示省略の外部入力装置により前記アーチファクト等の画質の程度に応じて変更することができる。
(3)対象画素Pijの画素値と全画素の平均画素値Aとの差がN×Aより大きいか否かを判別する(ステップS43)。
(4)この判別の結果、｜対象画素値−全画素の平均画素値A｜＞N×Aの場合には対象画素Pijを欠陥画素と判別し、この画素を欠陥画素として欠陥素子位置記録部9に記録する(ステップS44)。
(5)一方、｜対象画素値−全画素の平均画素値A｜＜N×A場合には正常画素として、X線検出面領域すべてについての判別が終了したかどうかを判断する(ステップS45)。
(6)前記ステップS45でX線検出面領域すべてについての判別が終了していない場合は、画素を移動して(ステップS46)、上記ステップS43に戻り前記移動した画素の判別を行う。
(7)X線検出面領域すべてについて判別を行い、欠陥画素、すなわち欠陥素子の位置の判別を終了する。

このようにして欠陥素子を検出するものであるが、対象とするゲイン補正処理済みのX線画像(たとえば21mmアルミ板の画像)はゲイン補正処理によってシェーディングが十分補正されているので、上記の例では出力値が全平均値から5％ずれた画素の素子は欠陥素子とされる。
また、X線平面検出器4で検出される各画素の出力はX線量に依存し、欠陥画素の出力についても、全く出力されない画素や、常にデジタル的に大きな信号を出力する画素、あるいは中間値を出力する画素が存在する。
そこで、臨床で使用する撮影条件の範囲における各種の撮影条件で上記のキャリブレーションを行って欠陥画素を検出し、前記撮影条件における欠陥画素の論理和をとって欠陥画素の位置情報である欠陥画素マップ作成し、これを欠陥素子位置記録部9に記録する。
この場合、1つのX線条件でも欠陥素子があれば、この素子は欠陥素子であるとする。

上記のようにして検出された欠陥素子に加えて、臨床に使用していると新たに欠陥素子が発生する。
この欠陥素子は、X線平面検出器4の素子の位置によって長期に亘って積算されるX線量、すなわちX線を光に変換し、この変換された光を電荷に変換するフォトダイオードに読み残された電荷の長期に亘る蓄積量の差、あるいは前記X線平面検出器自身の経年変化等の使用期間から新たに生じるもので、このような欠陥素子は後発的欠陥素子または後発的欠陥画素と呼ばれる。

また、上記のX線透過率が均一なアルミ板とは異なり臨床における撮影対象のX線透過率はさまざまであり、全画素の画素値の平均値からの差からだけでは臨床と同じ全ての条件において欠陥素子を特定することはできない。
そこで、臨床において上記後発欠陥素子を検出し、これを上記欠陥素子位置記録部9に記録されている欠陥素子の位置情報を更新させてやる必要がある。
すなわち、本発明は、以下に述べるように、前記画像処理部11で形成された臨床画像データから各画素を判別して欠陥素子を検出し、この欠陥素子の位置情報を更新するものである。

図5(a)に臨床画像から欠陥画素を検出するフロー図を、同図(b)に例えば3000画素×3000画素から成るX線検出面を小領域に分割し、この小領域における欠陥画素検出領域を示す。

以下に臨床画像データを用いて欠陥画素を検出する手順を前記図5により説明する。
(1)先ず、図示省略の記憶装置に記憶されている異なる部位の複数枚(L枚)の臨床画像の中から1枚の画像を選択して、この選択した画像データを後発欠陥素子検出部8に読み出し、この読み出したX線画像の各画素の位置とX線平面検出器を形成するX線検出素子の位置とを対応付ける(ステップS51)。
このX線画像の各画素の位置とX線平面検出器を形成するX線検出素子の位置とを対応付ける手段は、特許請求の範囲の位置対応付け手段に対応する。

(2)選択した1枚の画像のX線検出面を小領域に分割し、欠陥画素検出開始領域を設定する(ステップS52)。例えば、図5(b)に示す3000画素×3000画素マトリクスのX線平面検出器の場合では、全X線検出面の1/100の小領域、すなわち30画素×30画素の小領域で、1画素が0.15mmの場合では5mm以下に関心領域を設定する。この小領域Q1.1を図5(b)の左上に設定し、この領域を判別開始領域とする。
この場合、前記小領域を大きくすると、臨床画像データを欠陥画素検出対象データとしているため、被検体の構造の影響を受けやすくなり、逆に小さくするとノイズの影響を受けやすくなり、さらに計算時間も多くなる。
そこで、関心領域が1mm以下(7画素に対応)の診断対象はほとんどないので、7画素×7画素では画像ノイズの影響が大きくなることから15画素×15画素以上の小領域を設定するものである。

(3)前記設定した関心領域Q1.1(30画素×30画素)について、上記X線透過率が均一な21mmのアルミ板を用いて検出した上記欠陥素子位置記録部9に記録されている欠陥素子(以下、この欠陥素子を“キズ”と称し、この“キズ”のマップ、すなわち上記欠陥画素マップのことを“キズ座標”と称する場合がある)を除いた残りの全画素平均値Bを求める(ステップS53)。
この全画素平均値Bは特許請求の範囲の基準値に対応する。
なお、この平均値Bに対して、例えば0.5(50％)の指定倍数Mが予め設定されているが、これは必要に応じて変更するようにしても良い。
(4)対象画素ｑijの画素値と前記小領域Q1.1における画素の画素値の平均値Bとの差がM×Bより大きいか否かを判別する(ステップS54)。
前記対象画素ｑijの画素値と前記小領域Q1.1における画素の画素値の平均値Bとの差の算出は特許請求の範囲の差算出手段に対応し、前記M×Bは特許請求の範囲の閾値に対応する。
(5)この判別の結果、｜対象画素ｑijの画素値−小領域Q1.1の平均画素値B｜＞M×Bの場合には、対象画素ｑijを欠陥画素候補として後発欠陥素子検出部8に記憶する(ステップS55)。
(6)一方、｜対象画素ｑijの画素値−小領域Q1.1の平均画素値B｜＜M×Bの場合には、正常画素とし、前記設定した30画素×30画素の小領域の全ての画素についての判別が終了したかどうかを判断する(ステップS56)。

(7)前記ステップS56で小領域の全ての画素についての判別が終了していない場合は、画素を移動して(ステップS57)、上記ステップS54に戻り前記移動した画素の判別を行う。
(8)前記設定した小領域Q1.1の全ての画素の判別が終わった場合は、3000画素×3000画素のX線検出面全域を全て走査したかどうかを判断する(ステップS58)。
(9)X線検出面全域を全て走査していない場合は、図5(b)に示すように、前記小領域Q1.1から半分の15画素分だけ右に移動して次の小領域Q1.2を設定して(ステップS59)ステップS53に戻り、新しく設定した小領域Q1.2の画素についての欠陥画素の判別を上記と同様に行う。
このように、小領域Q1.1と小領域Q1.2を15画素分だけ重複して判別するのは、隣接する関心領域にまたがる密集した欠陥画素を見落とさないようにするためである。

(10)上記ステップS59により順次小領域を設定して欠陥画素を判別し、X線検出面の周辺にきて移動できなくなった場合は、図5(b)に示すように、関心領域がはみ出さない分だけ移動して、左側の列に戻り、さらに関心領域サイズの半分(15画素)だけ下にシフトする。
(11)このようにして設定した欠陥画素判別の対象関心領域(小領域)を順次シフトして判別を行い、上記異なる部位の複数枚(L枚)の臨床画像データについて判別したかどうかを判断し(ステップS60)、判別が終了していない場合はステップS51に戻り、次の臨床画像データについて判別を行う。
(12)読み出したL枚の臨床画像の全てについての欠陥画素の判別が終わると、これらL枚の臨床画像について欠陥素子候補の論理積をとる。
このように、欠陥素子候補の論理積をとるのは、被検体の構造による欠陥素子候補を除いて、欠陥素子検出の信頼度を上げるためである。

(12)前記欠陥素子候補の論理積演算の結果、該論理積出力により後発的欠陥素子とし、その座標を“キズ”として登録し、欠陥素子位置記録部9に記録されている欠陥素子の位置情報を更新する。
(13)臨床検査対象が変わっても同じ座標を示す場合の欠陥素子候補を新欠陥素子と判別して、欠陥素子位置記録部9に上書きして欠陥素子位置情報を更新する。

なお、欠陥素子候補を上書き(更新)する際には、表示部12に警告を表示して、欠陥画素マップを更新するかどうかをオペレータの判断に委ねるようにしても良い。

また、関心領域のサイズが小さいとノイズが増え、判別精度が落ちる可能性があるが、判別に使用する臨床画像を増やすことで(たとえば100画像)、ノイズを低減できる。

さらに、上記欠陥画素の判別では平均値を用いたが、臨床で関心領域の中に比較的大きなX線遮蔽物が入って平均値が引きずられてずれる可能性がある場合は、前記平均値の代わりにメジアン値を用いてもよい。

なお、X線絞り3があると該X線絞りで制限される照射野の内と外との境界で画素値が急峻に変わるので、欠陥画素候補と誤判別することが考えられる。
この場合は、システム制御装置5からのシステム情報によりX線絞り3の左右上下の絞り羽根(図示省略)の位置情報を用いてX線絞り3で制限されたX線照射野領域についてのみ判別処理を行う。

上記X線照射野領域の識別は、X線管2の焦点とX線平面検出器4との距離及びX線絞り3の上記絞り羽根の位置情報から幾何学条件を求め、X線平面検出器4上におけるX線照射領域を算出することにより可能である。
前記X線絞り3の絞り羽根の位置情報は、システム制御装置5で設定されて該システム制御装置の内部に設けた図示省略の中央処理装置CPUの制御により、画像処理部9に設けてある図示省略の照射野認識回路に送られる。
この照射野認識回路に送られたX線絞り羽根の位置情報と、X線管2の焦点とX線平面検出器4との距離Dと、X線が照射される際のX線放射角度aとからX線平面検出器3上のX線照射幅Wは、W＝2×D×tan(a/2)で計算により求めることができるので、この求めたX線平面検出器3上のX線照射幅Wから決まる領域について欠陥素子の検出を行うようにすれば良い。

さらに、前記後発的欠陥素子を検出する所定の領域は、前回の欠陥素子の検出を行った領域の欠陥素子は判っているので、次回に行う欠陥素子検出領域よりも小さい領域を設定することにより、欠陥素子の検出時間を短縮することができる。

このように構成された本発明のX線画像診断装置は、X線管2から照射されたX線は被検体1を透過してX線平面検出器4内のX線検出素子アレイ4bに入射する。このX線検出素子アレイ4bに入射したX線は透過画像情報を有し、該X線は電荷に変換されて前記X線平面検出器制御装置6からの読み出し制御信号によりライン制御回路4eの読出しタイミングで読み出され、増幅回路4cにて増幅される。
この増幅されたアナログ電気信号は積分回路4dで積分され、A/D変換器4fでデジタル信号に変換されて画像収集部7へ逐次転送される。

画像収集部7に転送されたデジタル信号は、補正処理部10の暗電流補正部10aで前記画像収集部7に収集した撮影生画像データから撮影の直前に取得した暗電流データを減算して暗電流補正処理を行う。
この暗電流補正処理された画像データは、ゲイン補正部10cでゲイン情報保持部10bに格納されているゲイン情報を用いてゲイン補正処理され、このゲイン補正処理された画像データは欠陥画素補正部10dで欠陥画素補正処理される。
前記欠陥画素補正部10dで行われる欠陥画素補正処理は、上記したように、事前に後発欠陥素子検出部8で撮影済みの臨床画像データを用いて後発的欠陥素子を検出し、この検出した欠陥素子を欠陥素子位置記録部9に入力して該欠陥素子位置記録部9に記録されている欠陥素子の位置情報を更新して、この更新された欠陥素子の画素値を補正する。

このようにして、暗電流補正、ゲイン補正及び欠陥画素補正処理された撮影画像データは、画像処理部11で画像の拡大、縮小、各種フィルタ処理が施され、表示部10の画面上にX線撮影画像を表示する。

上記実施形態のように、X線平面検出器を用いた本発明のX線画像診断装置は、前記X線平面検出器に発生する後発的欠陥素子を画像処理部9で処理された臨床画像データから検出するようにしたので、従来のように、医療現場に専用のファントームを持ち込んで検査する必要がなく、これによってX線平面検出器のメンテナンス作業に要する手間を大幅に省くことができる。
また、従来の専用のファントームによるメンテナンスは、該メンテナンス周期を決めて行うので、このメンテナンス周期の間に発生した後発的欠陥素子には対応できない。
これに対して、本発明においては、臨床画像データを用いて、撮影の都度、後発的欠陥素子の更新が可能であり、これによって常に補正された画素値で画像を形成することができるので、高画質で信頼性の高いX線画像診断装置を提供することができる。

本発明によるX線画像診断装置の概略構成を示す模式図。 本発明のX線画像診断装置に用いるX線平面検出器の構成を示す図。 本発明によるX線画像診断装置の補正処理部の構成を示す図。 本発明のX線画像診断装置に用いるX線平面検出器の欠陥画素マップ作成フロー図とX線検出面を示す図。 本発明のX線画像診断装置に用いるX線平面検出器の後発欠陥素子を検出するフロー図と欠陥素子検出領域を示す図。

符号の説明

1 被検体、2 X線管、3 X線絞り装置、4 X線平面検出器、4a X線検出物質層、4b X線検出素子アレィ、4c 増幅回路、4d 積分回路、4e ライン制御回路、4f アナログ/デジタル変換器(A/D変換器)、5 システム制御装置、6 X線平面検出器制御装置、7 画像収集部、8 後発欠陥素子検出部、9 欠陥素子位置記録部、10 補正処理部、10a 暗電流補正部、10b ゲイン情報保持部、10c ゲイン補正部、10d 欠陥画素補正部、11 画像処理部、12 表示部

Claims (3)

1. Ｘ線源により照射されたＸ線を検出するものであって、前記Ｘ線を検出する複数のＸ線検出素子を平板状に二次元配列してなるＸ線平面検出器と、前記Ｘ線平面検出器を形成するＸ線検出素子の欠陥素子の位置情報を記憶する欠陥素子位置情報記憶手段と、前記欠陥素子と異なる位置に生じた後発的な欠陥素子の位置を検出する後発的欠陥素子検出手段と、前記後発的欠陥素子の位置を前記欠陥素子位置情報記憶手段に更新して記憶する制御手段と、前記更新された欠陥素子の検出量を補正する手段と、前記補正された欠陥素子の検出量と前記欠陥素子以外のＸ線検出素子により検出された検出量とから
   Ｘ線画像を形成する画像形成手段と、を備えたＸ線画像診断装置において、
   前記後発的欠陥素子検出手段は、臨床にて得られた異なる部位の複数枚のＸ線画像からそれぞれ前記Ｘ線検出素子の欠陥素子候補の位置を検出し、前記検出した複数の前記欠陥素子候補の論理積を用いて前記Ｘ線検出素子の欠陥素子の位置を検出する欠陥素子候補位置検出手段を有し、前記検出した欠陥素子の位置を前記制御手段により前記欠陥素子位置情報記憶手段に更新して記憶することを特徴とするＸ線画像診断装置。
2. 前記後発的欠陥素子検出手段は、前記臨床にて得られた異なる部位の複数枚のＸ線画像から１枚のＸ線画像を選択するＸ線画像選択手段と、前記Ｘ線画像選択手段により選択した選択Ｘ線画像の各画素の位置と前記Ｘ線平面検出器を形成するＸ線検出素子の位置とを対応付ける位置対応付け手段と、前記選択Ｘ線画像の各画素値の基準値を設定する基準値設定手段と、前記位置対応付け手段で対応付けされた前記選択Ｘ線画像の各画素の画素値と前記基準値との差を求める差算出手段と、前記差算出手段で算出した差の閾値を設定する閾値設定手段と、を有し、
   前記欠陥素子候補位置検出手段は、前記差算出手段で算出した差の画素値と前記閾値設定手段で設定した閾値とを比較して前記Ｘ線検出素子の欠陥素子候補の位置を検出す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。
3. 前記基準値は、前記選択Ｘ線画像を複数に分割した領域毎に設定され、前記複数の分割領域は、隣接するそれぞれの分割領域において重複部を備えることを特徴とする請求項２に記載のＸ線画像診断装置。

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