JP5184415B2 - 放射線画像撮影装置 - Google Patents
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Description
すなわち、FPDの画素(放射線検出素子)は、全てが常に入射した放射線の照射量に対して適正な強度(濃度)の信号を出力する場合ばかりではなく、種々の原因により、放射線の照射量に対して、適正な強度よりも低い値の信号や高い値の信号を出力する欠陥画素が存在する場合がある。
また、FPDの欠陥画素は、FPDの蓄積時間などに応じて、周りの正常画素にも影響を及ぼす。そのため、FPDの蓄積時間などに応じて、撮影された放射線画像に現れる欠陥の大きさが変化する場合がある。
また、蓄積時間に起因する欠陥の大きさの変化に対応するため、特許文献2では、撮像素子の欠陥画素のアドレス情報に対応する画素を中心として範囲を設定し、撮像素子の蓄積時間が長くなるほど、アドレス情報に対応する画素を中心として範囲を広げて、設定した範囲の画素の出力の補正を行なっている。
図2は、HV印加からの経過時間と、欠陥サイズとの関係を表すグラフである。図2に示すように、HV印加直後に放射線画像を撮影すると、高電圧の影響で欠陥画素の異常な信号が、その周囲の正常な画素にも影響を及ぼし、撮影した放射線画像に現れる欠陥のサイズが大きくなる。この欠陥のサイズは、HV印加後の経時と共に小さくなり、ある時間tが経過した時点で、安定する。すなわち、時間tが経過した時点で、FPDが、その時点で有する欠陥の状態となる。
なお、FPDにおける欠陥のサイズとは、x−y方向に二次元的に配列された画素を有するFPDにおける、x方向および/またはy方向への欠陥画素の連続数である。すなわち、欠陥画素の連続数が多いほど、欠陥のサイズが大きい。
また、特許文献2のように、蓄積時間に応じて、欠陥サイズを変更する方法では、蓄積時間に起因する欠陥サイズの変化には対応できるが、HV印加に起因する欠陥サイズの変化には対応できず、特許文献1と同様に、HV印加直後に撮影した放射線画像に補正を行なっても、補正不足となったり、過剰な補正となったりして補正精度が悪くなる。
図示例においては、撮影の指示手段として、2段押し型の撮影ボタンが用いられている。撮影ボタンは、1段目まで押下されると(半押しされると)撮影の準備状態となり、2段目まで押下されると(全押しされると)撮影が開始される。撮影指示部20は、撮影ボタンが押下されていない状態、1段目まで押下された状態、および2段目まで押下された状態を表す撮影の指示信号や、撮影条件等の情報を制御部22に出力する。
制御部22は、例えば、設定された撮影メニュー、撮影条件で撮影が行なわれるように撮影部12を制御する。
また、後に詳述するが、撮影装置10は、放射線検出器32の欠陥(欠陥画素)を検出して放射線検出器32における欠陥の位置やサイズの情報を示す欠陥マップを作成し、この欠陥マップを用いて撮影した放射線画像の欠陥の補正を行なう。制御部22は、欠陥の位置を検出するために、設定されたタイミングで、放射線検出器32から、欠陥検出に用いる欠陥検出用データを読み出すように撮影データ処理部14を制御する。具体的には、撮影装置10においては、撮影装置10の起動時、および、所定の時間間隔ごとの、放射線検出器32が安定した状態のときに、欠陥の位置を検出するために、欠陥検出用データを取得する。このとき、後述する撮影のモードごとに欠陥検出用データを取得する。
ここで、放射線検出器が安定した状態とは、図2に示す、高電圧印加(HV印加)からの経過時間と欠陥サイズとの関係を表すグラフにおいて、HV印加に起因する欠陥サイズの変化が無くなった(あるいは時間あたりの変化量が所定値以下になった)時の状態である。また、本発明において、欠陥サイズとは、x−y方向に二次元的に配列された画素を有するFPDにおける、x方向および/またはy方向への欠陥画素の連続数であり、すなわち、欠陥の連続数が多いほど、欠陥のサイズが大きい。
また、制御部22は、撮影装置10の起動時に、放射線検出器32にHVを印加したときに、放射線検出器32にHVを印加した旨の情報を欠陥サイズ変更部48に供給する。
さらに、制御部22は、撮影された放射線画像(放射線画像データ)に、所定の画像処理を行なうように、画像処理部16を制御する。
放射線検出器(Flat Panel Detector 以下、FPDとする)32は、被写体Hを透過した放射線を検出して、電気信号(放射線画像データ)に変換して、被写体Hが撮影された放射線画像のデータ(アナログデータを)出力する放射線(画像)の検出器であり、アモルファスセレンの光導電膜により、入射した放射線を電気信号に変換する。
撮影データ処理部14は、たとえば、被写体Hの撮影時には、曝射後、所定の蓄積時間が経過した後に放射線画像(放射線画像データ)をFPD32から読み出す。
画像処理部16は、コンピュータ上で動作するプログラム(ソフトウェア)、専用のハードウェア、ないしは、両方を組み合わせて構成される。画像処理部16は、画像処理後の放射線画像を出力する。
前述のように、撮影データ処理部14は、被写体Hを撮影した放射線画像や、欠陥を検出するための欠陥検出用データをFPD32から読み出すので、画像取得部42は、これらの画像データを、撮影データ処理部14から取得し、所定部位に供給する。
画像補正部44が行なう画像処理には、特に限定はなく、オフセット補正、ゲイン補正(シェーディング補正)、濃度補正、シャープネス処理、階調補正、モニタ表示用やプリント出力用のデータに画像データを変換するデータ変換など、各種の放射線画像撮影装置や画像処理装置で行なわれている画像処理(画像補正)が、全て利用可能である。また、これらの補正は、全て、公知の方法で行なえばよい。
図示例において、画像補正部44は、FPD32の欠陥を補正する欠陥補正も行なうものであり、欠陥の位置を検出て欠陥マップを作成し、HV印加からの経過時間に応じて欠陥マップの欠陥のサイズを変更して、放射線画像データに対して、欠陥の補正を施すための、欠陥検出部46と、欠陥サイズ変更部48と、欠陥補正部50とを有する。
欠陥サイズ変更部48は、HV印加からの時間経過に応じて、欠陥検出部46が検出した欠陥のサイズを変更するための部位である。
図示例においては、一例として、複数枚取得した無曝射画像を平均した第1画像を作成する。同様に、複数枚取得した一様照射画像を平均した第2画像を作成する。第2画像から第1画像を減算して第3画像を作成し、第3画像に平滑化フィルタを掛け、平滑化フィルタを掛ける前の第3画像と、平滑化フィルタを掛けた後の第3画像との差分から第4画像を作成する。第4画像において、所定の閾値を超える画素を欠陥として検出し、検出した欠陥の情報から第1欠陥マップを作成する。
欠陥検出部46は、作成した第1欠陥マップを欠陥サイズ変更部48に供給する。
また、第1画像および第2画像を用いて第1欠陥マップを作成したが、本発明はこれに限定はされず、第1画像のみ、あるいは、第2画像のみを用いて第1欠陥マップを作成してもよい。
欠陥サイズ変更部48は、HV印加からの経過時間と欠陥サイズの変化量との関係を示すテーブル(HV−サイズ変化テーブル)をあらかじめ持っておき、このテーブルを用いて、HV印加からの経過時間に応じて、第1欠陥マップの欠陥サイズを変更し、第2欠陥マップを作成する。
欠陥サイズ変更部48は、第2欠陥マップを欠陥補正部50に供給する。
これに応じて、欠陥サイズ変更部48は、HV印加から撮影までの経過時間が、FPD32が安定な状態になるまでの時間tよりも短い場合は、HV印加からの経過時間に応じて、第1欠陥マップの欠陥サイズを拡大して、第2欠陥マップを作成する。
また、欠陥サイズ変更部48は、HV印加から撮影までの経過時間が、FPD32が安定な状態になるまでの時間tよりも長い場合は、HV印加からの経過時間にかかわらず、欠陥サイズを変更しない。すなわち、第1欠陥マップをそのまま第2欠陥マップとする。
一例として、HV印加からの経過時間に応じて欠陥サイズを変更した後、あらかじめ持っている第1欠陥マップ作成からの経過時間と欠陥サイズの変化量の関係を示すテーブル(マップ−サイズ変化テーブル)に基づいて、第1欠陥マップ作成からの経過時間に応じて、さらに欠陥サイズを変更して、第2欠陥マップを作成してもよい。
欠陥の補正方法に特に限定はなく、供給された第2欠陥マップに基づいて、欠陥の近傍の正常画素のデータを欠陥画素の画像データとする方法や、欠陥の両隣や周辺の複数の画素の平均値を欠陥画素のデータとする方法など、各種の放射線画像撮影装置で行なわれている画像欠陥補正方法が利用可能である。
欠陥補正部50は、欠陥を補正した放射線画像を次工程、図示例では、出力部18に供給する。
本発明の撮影装置10の放射線画像の撮影は、公知の放射線画像撮影装置と同様である。すなわち、撮影指示部20において、撮影が指示されると、放射線源26が放射線を被写体Hに照射し、被写体Hを透過した放射線をFPD32が検出して電気信号に変換し、変換した電気信号から放射線画像を生成する。生成された放射線画像を撮影データ処理部14が読み出し、読み出した放射線画像に対して、A/D(アナログ/デジタル)変換等の所定のデータ処理を行ない、データ処理後の放射線画像を画像取得部42が取得し、画像処理部16に供給する。
画像処理部16では、欠陥サイズ変更部48から供給される第2欠陥マップに基づいて、放射線画像に対して、欠陥の補正を行ない、欠陥補正後の放射線画像を出力部18に供給する。出力部18は、取得した放射線画像のモニタ表示、プリンタからのプリント出力、記憶装置への保存等を行なう。
前述のように、撮影装置10では、起動時、および、所定の時間間隔で、かつ、FPD32が安定した状態のときに、欠陥検出用データを複数枚、モード毎に取得する。欠陥検出部46は、取得した欠陥検出用データから、FPD32の欠陥を検出し、モード毎に第1欠陥マップを作成し、記憶する。
また、撮影装置10では、起動時にFPD32にHVが印加され、FPD32にHVを印加した旨の情報が欠陥サイズ変更部48に供給される。
欠陥補正部50は、第2欠陥マップを基に、撮影された放射線画像の欠陥を補正し、欠陥補正後の放射線画像を出力部18に供給する。
例えば、FPDの安定に時間がかかる場合や、緊急の手術に対応するために急を要する場合には、FPDが安定する時間tが経過する前に、欠陥検出用データを取得して、第1欠陥マップを作成する必要が生じる場合もある。
従って、時間t1で欠陥検出用データを取得して、第1欠陥マップを作成した場合には、欠陥サイズ変更部は、HV印加から放射線画像を撮影するまでの経過時間が、この時間t1よりも短い場合には、HV印加からの経過時間に応じて、第1欠陥マップの欠陥サイズを拡大するようにして、第2欠陥マップを作成する。
また、時間t1で欠陥検出用データを取得して、第1欠陥マップを作成した場合には、欠陥サイズ変更部は、HV印加から放射線画像を撮影するまでの経過時間が、この時間t1から時間tまでの間にある場合には、HV印加からの経過時間に応じて、第1欠陥マップの欠陥サイズを縮小するようにして、第2欠陥マップを作成する。
さらに、時間t1で欠陥検出用データを取得して、第1欠陥マップを作成した場合には、欠陥サイズ変更部は、HV印加から放射線画像を撮影するまでの経過時間が、時間tを超える場合には、経過時間にかかわらず所定の大きさに、第1欠陥マップの欠陥サイズを縮小して、第2欠陥マップを作成する。
12 撮影部
14 撮影データ処理部
16 画像処理部
18 出力部
20 撮影指示部
22 制御部
26 放射線源
28 撮影台
30 放射線検出部
32 FPD(放射線検出器)
42 画像取得部
44 画像補正部
46 欠陥検出部
48 欠陥サイズ変更部
50 欠陥補正部
H 被写体
Claims (11)
- 放射線源から放射線を被写体に照射し、前記被写体を透過した放射線を、フラットパネル型の放射線検出器で検出して、前記被写体が撮影された放射線画像を生成する放射線画像撮影装置において、
前記放射線検出器から取得した欠陥検出用データを用いて、前記放射線検出器の欠陥画素を検出し、前記放射線検出器における欠陥の情報を示す欠陥情報を生成する欠陥検出手段と、
前記欠陥情報を用いて、前記放射線検出器が撮影した放射線画像の欠陥補正を行なう欠陥補正手段と、
前記欠陥補正手段が欠陥補正を行なう際に、前記放射線検出器への高電圧印加からの経過時間に応じて、前記欠陥情報における欠陥の大きさを変更する欠陥サイズ変更手段とを有することを特徴とする放射線画像撮影装置。 - さらに、前記欠陥サイズ変更手段が、前記欠陥検出手段が前記欠陥情報を作成してからの経過時間に応じて、前記欠陥の大きさを変更する請求項1に記載の放射線画像撮影装置。
- 前記欠陥検出手段は、前記放射線検出器への高電圧印加から所定時間が経過した後に取得した前記欠陥検出用データを用いて、前記放射線検出器の欠陥を検出し、欠陥情報を生成する請求項1または2に記載の放射線画像撮影装置。
- 前記欠陥サイズ変更手段は、前記放射線検出器への高電圧印加から前記所定時間が経過した後は、前記欠陥の大きさを変更しない請求項3に記載の放射線画像撮影装置。
- 前記欠陥検出手段は、複数の前記欠陥検出用データを平均したデータを用いて、前記放射線検出器の欠陥を検出する請求項1〜4のいずれかに記載の放射線画像撮影装置。
- 前記欠陥検出用データは、前記放射線検出器に放射線を一様に照射し、前記放射線検出器から画像信号を読み取ることで得られる一様照射画像である請求項1〜5のいずれかに記載の放射線画像撮影装置。
- 前記欠陥検出用データは、放射線を照射せずに前記放射線検出器から画像信号を読み取ることで得られる無曝射画像である請求項1〜6のいずれかに記載の放射線画像撮影装置。
- 前記欠陥検出手段は、撮影のモードごとに前記放射線検出器の前記欠陥を検出する請求項1〜7のいずれかに記載の放射線画像撮影装置。
- 前記モードは、前記放射線検出器から読み取る電荷の蓄積時間に応じて、モード分けされている請求項8に記載の放射線画像撮影装置。
- 前記モードは、前記放射線源が照射する放射線の線量に応じて、モード分けされている請求項8または9に記載の放射線画像撮影装置。
- 前記放射線検出器は、アモルファスセレンのパネルを用いて放射線を検出するものである請求項1〜10のいずれかに記載の放射線画像撮影装置。
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