JP5867980B2 - Ｘ線透視撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、平面状に配置された複数の検出素子により得られたＸ線像を電気信号に変換して撮像するＸ線透視撮影装置に関するものである。

医療分野でＸ線透視画像を撮像する装置としては、Ｉ．Ｉ．（イメージインテンシファイア）と撮像管、ＣＣＤ等の撮像素子を組み合わせたＸ線テレビが主流となってきている。Ｉ．Ｉ．はＸ線像を蛍光面で可視像に変換し、その像を光電陰極で光電子に変換し、更に電子レンズで加速、収束して出力蛍光面に衝突させ再び可視像に変換する。Ｉ．Ｉ．は光電子増倍作用を有し、出力蛍光面での輝度は入力蛍光面の数千倍にまで増幅され、この増幅作用によりＩ．Ｉ．は一般に高感度であり、Ｘ線透視撮影における患者の被曝線量の低減に貢献している。しかし、Ｉ．Ｉ．は光学系を有するため画像が歪む、解像度が低い、装置が大型になるという問題点がある。

近年では、Ｉ．Ｉ．の代りに、微細な固体撮像素子を二次元格子状に配置したＸ線検出装置を用い、Ｘ線信号を電荷に変換するＦＰＤ（Ｘ線撮影装置：Frat Panel Detector）を搭載したＸ線透視撮影装置が臨床の場で使われ始めている。ＦＰＤは撮像素子が二次元状に配列されているため歪みが少なく、また撮像素子が微細化できるため高解像度のＸ線透視画像を得ることができる。

ＦＰＤには、Ｘ線信号をａ−Ｓｅ系の撮像素子により直接電気信号に変換する直接ＦＰＤ方式と、Ｘ線信号を蛍光体により可視光に変換し、それをａ−Ｓｉ系の撮像素子により電気信号に変換する間接ＦＰＤ方式とがある。前者の直接ＦＰＤ方式のＦＰＤは放射線を可視光に変換する蛍光体と、可視光を電気信号に変換する複数の固体撮像素子とが、二次元格子状に配置された撮像回路と、変換された電気信号を撮像回路から読み出す読出回路とを有している。

後者の間接ＦＰＤ方式では、被写体を透過したＸ線が蛍光体により可視光に変換され、光電効果により固体撮像素子に被写体を透過したＸ線量に応じた電荷が蓄積される。蓄積された電荷は、撮像回路の各信号線を駆動し固体撮像素子に接続されたスイッチング素子を制御することにより、読出回路に電気信号として読み出され、更に増幅されて出力される。

読出回路から出力された電気信号には被写体画像情報が含まれるが、電気信号には撮像回路や読出回路で生ずるオフセット成分も含まれている。オフセットの要因には、（ａ）固体撮像装置の暗電流、（ｂ）スイッチング素子のリーク電流、（ｃ）読出回路のアンプのオフセット電圧等がある。

オフセットを含む電気信号を画像に変換した場合に、オフセットが画像上に現れることになり、アーチファクトが生ずる可能性があり、またオフセットの分だけダイナミックレンジが圧縮されるという問題もある。読出回路から出力される電気信号からオフセット成分を差し引き、画質を向上させる処理をオフセット補正という。

動画撮影の場合のオフセット補正は、主に次の３つの方法が考えられる。第１の方法は、Ｘ線を照射して得られた被写体画像を、別シーケンスでＸ線を照射せずに、撮影されたオフセット画像を用いてオフセット補正する。第２の方法は、同一シーケンスで最初にオフセット画像を撮影し、その後にＸ線を照射して被写体画像を撮影し、最初に撮影されたオフセット画像でオフセット補正を行う。第３の方法は、被写体画像とオフセット画像を交互に、或いはオフセット画像を数１０フレームに１枚撮影し、それらのオフセット画像を用いてオフセット補正を行う。

第１、第２の方法は、オフセット画像の撮影後は連続して被写体画像を撮影できるため、フレームレートを早くできる長所がある。一方で、第３の方法はオフセット画像を１枚おき、或いは数１０フレームに１枚のオフセット画像を撮影するため、フレームレートが低くなるという欠点がある。

動画撮影においては、特に撮影開始直後の数１０〜数１００フレームでオフセットが経時的に揺らぐ特性があり、その解決方法については特許文献１に記載されている。特許文献１においては、オフセットの揺らぎが生ずる撮影開始直後は、オフセット画像と被写体画像を交互に撮影を行い、その後にオフセットが安定すると被写体画像を連続撮影することにより対応している。

図１２は特許文献１のＸ線撮像装置の動作を示すフローチャート図である。ｍは撮影開始からのオフセット画像のフレーム数、ｎは被写体画像のフレーム数、Ｘ（ｎ）は被写体画像、Ｆ（ｍ）はオフセット画像、Ｓａｍは２枚のオフセット画像の差分画像｜Ｆ（ｍ）−Ｆ（ｍ−１）｜中の最大値である。

先ず、撮影開始時にはオフセット画像Ｆ（ｍ）と被写体画像Ｘ（ｎ）を、操作者が設定したフレームレートで交互に撮影し、両者の画像間でオフセット補正を行い、その画像をモニタ等の画像表示手段に表示する。このとき、被写体画像Ｘ（ｎ）のみのフレームレートは、操作者が設定したフレームレートの半分になる。そして、オフセットの揺らぎが安定し、差分画像の最大値Ｓａｍの値が閾値を下回ると、被写体画像Ｘ（ｎ）を操作者が設定したフレームレートで連続撮影する。撮影された被写体画像Ｘ（ｎ）を、被写体画像Ｘ（ｎ）とオフセット画像Ｆ（ｍ）を交互に撮影した画像中の最後に撮影されたオフセット画像Ｆ（ｍ）により、オフセット補正（Ｘ（ｎ）−Ｆ（ｍ））をしてモニタ等の表示手段に表示する。

図１３はオフセット成分の時系列変化の一例を示したグラフ図である。オフセットの揺らぎが安定するまでの時間は、安定するまでのフレーム数×フレームレートの逆数で決まる。しかし、安定するまでのフレーム数はフレームレートｆｐｓに依存しないため、フレームレートｆｐｓが高いほどオフセットの揺らぎが安定するまでの時間が短くなる。また特許文献２に、オフセットが経時的に揺らぐ特性について記載されている。

特開２００６−１５８７２８号公報 特開２００２−４０１４４号公報

特許文献１に記載のように、撮影開始時にオフセット画像と被写体画像を交互に撮影すると、撮影開始時のオフセットの揺らぎによる画質の低下は抑えられる。しかし、撮影開始からオフセットの揺らぎが安定するまでの間は、被写体画像のフレームレートは操作者が設定した値の半分に低下してしまう。

また、撮影開始時に操作者が設定したフレームレートで撮影した場合に、特に操作者が低いフレームレートを設定した場合に、オフセットの揺らぎが安定するまでに時間を要する。従って、操作者が設定したフレームレートで、被写体画像を連続で撮影するまでに時間が掛かってしまう。

本発明の目的は、上述の課題を解決し、撮影開始時から操作者が設定したフレームレートでの被写体画像の撮影を可能とし、かつ撮影開始時のオフセットの揺らぎが安定するまでの時間を短縮するＸ線透視撮影装置を提供することにある。

そこで本発明の実施形態に係るＸ線透視撮影装置は、二次元的に配置された光電変換素子を有し、Ｘ線発生手段から発生されたＸ線を検出して被写体のＸ線画像を得る画像検出手段と、前記Ｘ線画像の第一のフレームレートを含む撮影条件を設定する設定手段と、前記Ｘ線画像とオフセット補正を行うためのオフセット画像とを合わせた第二のフレームレートが設定され、前記第一のフレームレートよりも高い前記第二のフレームレートで、前記オフセット画像と前記Ｘ線画像とを得る撮影を開始させる制御手段と、時間の経過と共に前記第二のフレームレートから前記第一のフレームレートに移行するようにフレームレートを変更する変更手段と、を有することを特徴とする。

本発明に係るＸ線透視撮影装置は、Ｘ線発生手段と、Ｘ線制御手段と、画像検出手段と、画像撮影条件の設定手段と、前記画像撮影条件の変更手段とを有するＸ線透視撮影装置であって、撮影開始時にオフセット画像の空読みと被写体の撮影を交互に繰り返すことを特徴とする。

本発明に係るＸ線透視撮影装置によれば、撮影開始時から設定したフレームレートでのＸ線画像の透視撮影が可能となり、オフセットの揺らぎが安定するまでの時間を短縮することができる。

Ｘ線透視撮影装置の構成図である。 実施例１のＸ線透視撮影装置のタイミングチャート図である。 動作フローチャート図である。 ビニング変更の詳細なフローチャート図である。 撮影パラメータの表である。 実施例２のタイミングチャート図である。 事前撮影の動作フローチャート図である。 撮影開始時の各ビニングのオフセットの画素値の時系列変化のグラフ図である。 撮影開始時のオフセットの揺らぎの説明図である。 動作フローチャート図である。 実施例２の撮影パラメータの表である。 従来例のフローチャート図である。 撮影開始時のオフセットの時系列変化の説明図である。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１はＸ線透視撮影装置の構成図である。Ｘ線透視撮影装置は、被写体ＰにＸ線を照射するＸ線発生手段と、被写体Ｐを透過したＸ線を検出する画像検出手段と、Ｘ線発生手段及び画像検出手段を制御する制御処理手段とを備えている。

Ｘ線発生手段は、Ｘ線を発生する管球から成るＸ線発生部１と、Ｘ線発生部１において発生したＸ線のビーム広がり角を規定するコリメータ２と、線量計３とを備えている。

更に、コリメータ２内には、可動絞り４が配され、可動絞り４はＸ線を遮蔽する例えば鉛等の物質で構成されており、可動絞り４の絞り量を制御することで、Ｘ線のビーム広がり角が制御されることとなる。なお、可動絞り４の絞り量は、コリメータ２に取り付けられたダイヤルにより制御できるよう構成されている。或いは、後述するＸ線制御手段からの指示によって制御されるようにされている。

画像検出手段はを備え、撮像部５にはＸ線画像を生成する画像検出部６が配されている。なお、画像検出部６は、微細な光電変換素子を二次元的に格子状に配置することにより構成されているものとする。

制御処理手段は演算・制御手段７と、撮影条件設定手段８と、撮影条件変更手段９と、Ｘ線制御手段１０とを備えている。撮影条件設定手段８は操作者からのＸ線撮影時のフレームレート、管電圧、管電流等の撮影条件を受け付け、演算・制御手段７に設定する。

演算・制御手段７は撮影条件設定手段８によって設定された撮影条件からＸ線照射制御量を計算し、Ｘ線制御手段１０にＸ線照射制御信号を送る。Ｘ線制御手段１０は演算・制御手段７から送られたＸ線照射制御信号に基づいて、Ｘ線発生手段を制御する。

演算・制御手段７は撮影条件設定手段８によって設定された撮影条件から画像検出部６の駆動条件を設定し、撮影条件変更手段９に画像撮影制御信号を送る。撮影条件変更手段９は演算・制御手段７から送られた画像撮影制御信号に基づいて、画像検出手段を制御する。

図２は実施例１のＸ線透視装置の動作の一例を示すタイミングチャート図である。（ａ）の被写体撮影時のＸ線照射はＸ線制御手段１０により制御され、Ｘ線発生手段により発生したＸ線を被写体Ｐに照射する。被写体Ｐを透過したＸ線は波長変換体で可視光に変換され、画像検出手段の画像検出部６の光電変換素子で光電変換された電気信号を光電変換回路から読み出すことにより被写体像を撮影する。

（ｂ）のオフセット撮影は、Ｘ線を被写体Ｐに照射せずに、光電変換素子の暗電流及び読出回路内のオフセット電圧等の被写体信号以外のオフセット画像の電気信号を読み出す動作である。

（ｃ）のオフセット平均は、読み出された複数枚のオフセット画像の電気信号を平均し、オフセット平均画像を生成する動作である。

（ｄ）のオフセット補正は、被写体画像からオフセット平均画像を差し引くことにより、被写体画像に含まれるオフセット成分を差し引き、画質を向上させる動作である。

（ｅ）の画像表示は、オフセット補正後の被写体画像をモニタ等の表示手段に表示する動作である。

図３は動作フローチャート図であり、この動作を実行することにより、実施例１におけるＸ線透視撮影装置の動作が実現される。ＦＲ’は操作者が撮影前に設定するフレームレート、ｍはオフセット画像撮影枚数、ｎは被写体画像の撮影枚数、ｋは変更回数のフレームレート段階である。また、ｉは画像撮影時の画素ビニング（解像度）変数であり、ｉ＝ｎ’によりビニングｎ’×ｎ’を示す。ここで、ビニングｎ’×ｎ’とは、二次元格子状に配列された固体撮像素子の隣接する横ｎ’画素と、縦ｎ’画素の信号とを平均化し、１画素の信号として読み出す方法である。ｉ’は操作者が設定したビニングの条件である。

なお実施例１では、図３の動作フローチャート図が動作する前に、予めビニングごとのオフセット画像が撮影されているものとする。先ずステップＳ２１において、操作者が被写体画像撮影の所望のフレームレートＦＲ’及びビニングｉ’を設定する。ステップＳ２２でフレームレート段階ｋ＝０、画素ビニング変数ｉ＝４がセットされる。次いで、ステップＳ２３で被写体画像撮影枚数ｎはｎ＝０とされ、フレームレートが変更される度にフレームレート段階ｋに１が加算される。ステップＳ２４で、オフセット画像と被写体画像を合わせた高フレームレート撮影時のフレームレートＦＲｋが設定され、このフレームレートＦＲｋは操作者が設定したフレームレートＦＲ’よりも大きい。

次に、ステップＳ２５でオフセット画像撮影枚数ｍはｍ＝０に設定され、被写体画像が撮影される度に被写体撮影枚数ｎに１が加算される。次いで、ステップＳ２６でオフセット画像が撮影される度に、オフセット画像撮影枚数ｍに１が加算される。ステップＳ２７で高フレームレートによるオフセット画像Ｆｋｎｍが撮影される。

ステップＳ２８ではオフセット画像撮影枚数ｍの閾値判定が行われる。閾値Ｔｋはオフセット画像Ｆｋｎｍの連続撮影枚数を制御する定数であり、この閾値ＴｋはＸ線透視撮像装置に予め設定された数で、フレームレート段階ｋごとに異なる。ステップＳ２８ではオフセット画像撮影枚数ｍが閾値Ｔｋ未満であれば、再びステップＳ２６に戻ってオフセット撮影を繰り返し、オフセット画像撮影枚数ｍが閾値Ｔｋになるまで、オフセット撮影を行ってからステップＳ２９に進む。

図２の例ではＴ１＝３、Ｔ２＝１の各フレームレート段階ｋで、それぞれオフセット画像を３枚、１枚撮影した後にステップＳ２９に進んでいる。

オフセット撮影後に、ステップＳ２９ではステップＳ２７で撮影されたオフセット画像Ｆｋｎｍの平均画像Ｆｋｎ＝（１／Ｔｋ）ΣＦｋｎｍを作成する。図２の例では、フレームレート段階ｋ＝１でＦ１１＝（１／３）×（Ｆ１１１＋Ｆ１１２＋Ｆ１１３）、Ｆ１２＝（１／３）×（Ｆ１２１＋Ｆ１２２＋Ｆ１２３）、ｋ＝２でＦ２１＝Ｆ２１１、Ｆ２２＝Ｆ２２１の平均画像を作成している。

ステップＳ３０では、Ｘ線発生手段から被写体ＰにＸ線が照射され、高フレームレートで被写体画像Ｘｋｎが撮影される。このときＸ線発生手段と画像検出手段は同期しており、Ｘ線はパルス状に照射され、被写体撮影時間内のみ照射される。これにより無効曝射が低減され、患者にとっては被曝線量の低下につながる。ここで、オフセット画像の撮影を除いた被写体画像撮影のフレームレートは、操作者が設定したフレームレートＦＲ’である。

ステップＳ３１ではオフセット補正が行われ、ステップＳ３０で撮影された被写体画像Ｘｋｎから、ステップＳ２７で撮影されステップＳ２９で平均化されたオフセット画像Ｘｋｎを差し引き、（Ｘｋｎ−Ｆｋｎ）の演算が行われる。

ステップＳ３２では、オフセット補正後の被写体画像（Ｘｋｎ−Ｆｋｎ）を表示手段に表示する。このオフセット補正後の被写体画像は、被写体画像とオフセット画像の撮影された時間差が小さいため、被写体画像に含まれるオフセット成分が精度良く差し引かれている。これにより、操作者はオフセットの揺らぎが大きい撮影開始時から、オフセットが精度良く差し引かれた良質な画像を所望のフレームレートＦＲ’で得ることができる。更に、オフセット画像が平均されることで、オフセット補正後の被写体画像に含まれるノイズが低減される効果もある。

ステップＳ３３では被写体画像撮影枚数ｎと、各フレームレート段階ｋでの被写体画像の撮影枚数ｎの閾値Ｔｋ’との比較が行われる。閾値Ｔｋ’は各フレームレート段階ｋによって定められ、予め設定手段により設定されている。フレーム数ｎが閾値Ｔｋ’よりも小さい場合にはステップＳ２５に戻り、再びステップＳ２７〜Ｓ３２のオフセット画像撮影、オフセット画像平均、被写体画像撮影、オフセット補正、被写体画像表示が行われる。フレーム数ｎが閾値Ｔｋ’以上の場合にはステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４ではフレームレート段階ｋと、操作者が設定したフレームレートＦＲ’での撮影に移行するための予め設定されている定数であるフレームレート変更閾値Ｔ”との比較が行われる。フレームレート段階ｋが閾値Ｔ”未満の場合はステップＳ３５に進み、ステップＳ３５でｋ≧Ｔ”の場合はステップＳ３６に進む。ステップＳ３５はビニング変更ステップであり、フレームレート段階ｋに応じてビニングを変更する。

図４はステップＳ３５におけるビニング変更の詳細なフローチャート図である。ステップＳ３５ａではフレームレート段階ｋとビニング２×２撮影への移行閾値Ｔ'''２２とを比較する。フレームレート段階ｋが閾値Ｔ'''２２未満であればステップＳ３５ｂに進み、画像撮影条件をビニング４×４（ｉ＝４）に設定し、フレームレート段階ｋが閾値Ｔ'''２２以上であればステップＳ３５ｃに進む。

ステップＳ３５ｃでは、フレームレート段階ｋとビニング１×１に移行する閾値Ｔ'''１１とを比較する。フレームレート段階ｋが閾値Ｔ'''１１未満であればステップＳ３５ｄで画像撮影条件をビニング２×２（ｉ＝２）に設定し、フレームレート段階ｋが閾値Ｔ'''１１以上であればステップＳ３５ｅで撮影条件をビニング１×１（ｉ＝１）に設定する。

ステップＳ３５によるビニング変更後にステップＳ２３に戻り、オフセット画像撮影、オフセット画像平均、被写体画像撮影、オフセット補正、被写体画像表示が繰り返される。

ステップＳ３６では、操作者が設定したフレームレートＦＲ'で撮影された被写体画像をオフセット補正する際に用いるオフセット画像Ｆを定め、操作者が設定したフレームレートＦＲ'での撮影を連続撮影と呼ぶ。連続撮影でのビニングとその直前のフレームレートＦＲＴ”での撮影でのビニングが同じ場合に、連続撮影時に用いるオフセット画像Ｆは連続撮影直前のオフセット平均画像Ｆ＝ＦＴ”、Ｔ’Ｔ”とする。また、連続撮影でのビニングとその直前のフレームレートＦＲＴ”での撮影でのビニングが異なる場合は、撮影が始まる前に予め撮影された連続撮影と同じビニングで撮影されたオフセット画像とする。

ステップＳ３７では、フレームレート段階ｋに１が加算され、ステップＳ３８ではフレームレートは操作者が撮影開始前に設定した所望のフレームレートＦＲ'に設定され、被写体画像のみを撮影するように設定される。

ステップＳ３９〜Ｓ４３のループは連続撮影のステップであり、この連続撮影ステップを撮影が終了するまで繰り返す。ステップＳ４０では被写体画像撮影毎に、被写体画像の撮影枚数ｎに１を加算している。ステップＳ４１では被写体ＰにＸ線を照射し、被写体画像Ｘｋｎを撮影する。ステップＳ４２ではステップＳ４１で撮影した被写体画像Ｘｋｎを、ステップＳ３６で定めたオフセット画像Ｆによりオフセット補正する。ステップＳ４３で、ステップＳ４２でオフセット補正された被写体画像（Ｘｋｎ−Ｆ）を表示手段に表示する。ステップＳ４０〜Ｓ４３の繰り返しにより、操作者は所望のフレームレートＦＲ'でのオフセット成分を除いた被写体画像を得ることができる。

図５は図２に示す実施例１の一例を実行するための図３のフローチャート図のパラメータ表である。実施例１では、オフセット画像と被写体画像を合わせたフレームレートは１２０ｆｐｓであるが、被写体画像は３０ｆｐｓで撮影している。一般に、表示手段には表示できるフレームレートには限界がある。従って、撮影開始時に操作者が設定したフレームレートＦＲ'よりも高いフレームレートで撮影を行って、オフセットの揺らぎを早く安定化させる場合に、全てのフレームで被写体ＰにＸ線を照射して被写体画像を撮影すれば、表示できないフレームが生ずる。

実施例１ではこのような問題に対応して、オフセット画像の複数枚（又は１枚）と被写体画像を交互に撮影を行い、被写体画像撮影のフレームレートを表示手段の表示可能フレームレート以下にすることにより、無効曝射を防止している。

また図２では、撮影開始時の被写体画像撮影のフレームレートを何れのフレームレート段階ｋでも、操作者が設定した所望のフレームレートＦＲ'で撮影し、このフレームレートＦＲ'で被写体画像を表示手段に表示している。これにより、フレームレート段階ｋが切換わるときや、操作者が設定したフレームレートＦＲ'での被写体画像の連続撮影に切換わるときに、操作者に被写体画像表示のフレームレートＦＲ'が異なることによって生ずる違和感をなくすことができる。また図２に示すように、段階的にフレームレートを操作者が設定したフレームレートＦＲ'に低減しながら移行することにより、フレームレートの急激な変化によって生ずる画像の不安定さを低減することができる。

一般に、ＦＰＤ方式の撮影装置では、光電変換後の電気信号を各素子から走査するための時間が掛かることと、ＰＣ等の情報処理装置に信号を転送する転送速度に限界がある。従って、ＦＰＤには或るビニングの画像を或るフレームレート以上では、走査、転送ができないという問題がある。

これに対し実施例１では、操作者が撮影条件としてビニング１×１での撮影を設定している。しかし、撮影開始時にはビニング４×４、フレームレート１２０ｆｐｓ間で撮影を行い、次いでビニング２×２、６０ｆｐｓで撮影を行った後に、ビニング１×１、３０ｆｐｓでの撮影に移行している。Ｘ線透視撮像装置の画像撮影性能の上限が、ビニング１×１で３０ｆｐｓの撮影であったとしても、このようにビニングを行って高フレームレートでの撮影を開始することにより、時間の経過と共に画像を迅速に安定化することができる。

また、一般に動画像撮影装置では、撮影開始から回路が消費する電力によって徐々に発熱が生じ、撮影装置の温度が徐々に上昇し、やがて温度が一定になって撮影される画像が安定してゆく。温度が上昇している間は、撮影された画像のオフセット成分等が不安定であるので、実施例１では撮影開始時にビニングを行い、操作者が設定したフレームレートよりも高いフレームレートでの撮影を行っている。これにより、その間のＸ線透視撮影装置の発熱量が、操作者が設定したフレームレートで撮影した場合よりも多いため、撮影装置の温度が安定するまでに必要な時間を短縮することができる。

図６は実施例２のＸ線透視装置の動作のタイミングチャート図である。この実施例２では、撮影開始時に空読みを行って、実施例１よりも更に早くオフセットを安定させている。また実施例２では、オフセット画像を本撮影の前に別のシーケンスで撮影を行い、そのオフセット画像とオフセットの揺らぎ量から本撮影時のオフセット画像をシミュレーションにより求め、オフセット補正を行っている。

図６のタイミングチャート図においては、図２の（ｂ）のオフセット撮影の代りに、（ｆ）のオフセット空読みを行っている。このオフセット空読みでは、光電変換素子の暗電流、及び読出回路内のオフセット電圧等の被写体信号以外の電気信号を信号処理手段に転送せずに読み出す。また、オフセット画像は事前に撮影されたオフセット画像を用い、そのオフセット画像から本撮影時のオフセット画像をシミュレーションにより求める。

空読みはオフセット撮影と比較して、フレームレートを高くすることができ、図６ではビニング４×４での空読みは３００ｆｐｓ、ビニング２×２での空読みは７５ｆｐｓである。

図７は実施例２における本撮影開始前のオフセット画像撮影のフローチャート図である。本撮影開始前のオフセット画像撮影では、ビニングごとにオフセット画像を撮影して、撮影開始時のオフセットの揺らぎ量とオフセットが安定した後のオフセット画像の平均画像を求める。

ステップＳ５１では、事前撮影のオフセット画像撮影のフレームレートを３０ｆｐｓに設定している。このフレームレートはＸ線透視撮影装置に設定された値であり、３０ｆｐｓはその一例であり、ｉはオフセット画像撮影時のビニング変更数である。ｉ＝ｎであれば、オフセット画像撮影をビニングｎ×ｎで行うように設定される。また、ｐはオフセット画像の撮影開始時からのフレーム数、撮影されたオフセット画像Ｆｉｐはビニングｉ×ｉで撮影されたｐ番目の画像を指している。オフセット画像Ｆ'ｉｐはオフセット画像Ｆｉ１〜Ｆｉｐを加算した画像であり、Ｆ'ｉはオフセットの揺らぎが安定した後のＦ'ｉＴｂ１〜Ｆ'ｉＴｂ２の（Ｔｂ２−Ｔｂ１＋１）枚のオフセット画像の平均画像を表している。

ここで、Ｔｂ１はオフセットの揺らぎが安定するまでのオフセット画像のフレーム数の閾値であり、Ｔｂ２はオフセットの揺らぎが安定した後のオフセット画像の撮影、加算、平均枚数を制御する閾値である。ステップＳ５７ではオフセット不安定時のオフセット画像Ｆｉｐの画素値の平均値Ｏｆｉｐを算出し、ステップＳ６８ではオフセット安定時の画素値の平均値ｆｉｐを算出する。また、ステップＳ６３のＯｆｉｐはステップＳ５７のＯｆｉｐから、画像のオフセットが安定した後のオフセット画像の画素値の平均値を差し引いた値であり、オフセットの撮影開始時の揺らぎの量を表している。

図７ではビニングごとにオフセット画像Ｆｉｐを撮影し、ステップＳ５６でオフセット画像撮影枚数ｐと閾値Ｔｂ１との比較を行う。オフセット画像撮影枚数ｐが閾値Ｔｂ１より小さければその画像の画素値の平均値（オフセットの揺らぎ量）を求める。オフセット画像撮影枚数ｐが閾値Ｔｂ１よりも大きければ、オフセット画像撮影枚数ｐが閾値Ｔｂ２になるまで撮影したオフセット画像を加算してゆき、これを加算枚数で除することで、本撮影での被写体画像のオフセット画像を生成する。

また、図７では２の整数乗のビニングでオフセット画像を撮影し、閾値Ｔｂ３以上になるビニングまで、撮影開始時のオフセット画像の揺らぎ量、オフセットの揺らぎが安定した後のオフセット画像の平均画像を求めている。

なお、図７ではこれらの値はＸ線発生装置に予め設定された値であるとしているが、例えば撮影されたオフセット画像の差分｜Ｆｉｐ−Ｆｉｐ−１｜に閾値を設けてオフセット画像の揺らぎの量から決定してもよい。また、ビニングは２の整数乗で行っているが、ビニング数は任意の整数であってよい。

図８はこのようにして求まった撮影開始時の各ビニングのオフセットの画素値の時系列変化のグラフ図である。また、図９はその画素値をオフセットの揺らぎが安定した後のオフセットの平均値を差し引くことにより、求めた撮影開始時のオフセットの揺らぎ量を示している。

図１０は実施例２におけるＸ線透視撮影装置の動作フローチャート図である。以下に、図３のフローチャート図と異なる点を説明すると、図１０のｐは空読みの撮影枚数と、被写体画像の撮影枚数の合計枚数であり、空読み又は被写体画像撮影が行われる度に１が加算される。ステップＳ７７ではオフセット不安定時のオフセット画像の空読みが行われる。ステップＳ８０では、オフセット補正に用いるオフセット画像を、事前撮影で得られたビニングごとのオフセット画像Ｆ'ｉに撮影開始時のオフセットの揺らぎ量Ｏｆｉｐを加えることにより、撮影開始時のオフセット画像Ｆｋｎをシミュレーションしている。ステップＳ８１では、シミュレーションにより求まったオフセット画像Ｆｋｎを用いて、撮影された被写体画像Ｘｋｎのオフセット補正を行っている。

図１１は実施例２の結果を得るための図７の事前撮影のフローチャート図の撮影パラメータである。また、図６のタイミングチャート図の動作を実施するための図１０のフローチャート図の撮影パラメータは、実施例１の図５に示す撮影パラメータと同じである。

実施例２においては、実施例１よりもオフセットの揺らぎが安定するまでの時間を短縮することができる。また、オフセットが揺らぐ撮影開始時においても、本撮影時にオフセット画像を撮影することなく、本撮影時のオフセット補正を精度良く行うことができる。

なお、実施例は本発明を実施するに当っての一例であり、実施例によって本発明の技術的範囲が限定されるわけではなく、本発明はその要旨の範囲内で種々の変更等を行うことができる。

１ Ｘ線発生部
２ コリメータ
３ 線量計
４ 可動絞り
５ 撮像部
６ 画像検出部
７ 演算・制御手段
８ 撮影条件設定手段
９ 撮影条件変更手段
１０ Ｘ線制御手段
ＦＲ フレームレート
ＦＲ’ 操作者が設定するフレームレート
Ｆｋｎ オフセット画像
Ｘｋｎ 被写体画像
Ｆ 平均画像
ｍ オフセット画像撮影枚数
ｎ 被写体画像の撮影枚数

Claims (7)

1. 二次元的に配置された光電変換素子を有し、Ｘ線発生手段から発生されたＸ線を検出して被写体のＸ線画像を得る画像検出手段と、
   前記Ｘ線画像の第一のフレームレートを含む撮影条件を設定する設定手段と、
   前記Ｘ線画像とオフセット補正を行うためのオフセット画像とを合わせた第二のフレームレートが設定され、前記第一のフレームレートよりも高い前記第二のフレームレートで、前記オフセット画像と前記Ｘ線画像とを得る撮影を開始させる制御手段と、
   時間の経過と共に前記第二のフレームレートから前記第一のフレームレートに移行するようにフレームレートを変更する変更手段と、を有することを特徴とするＸ線透視撮影装置。
2. 画像表示手段を有し、
   前記画像表示手段は、前記第一および第二のフレームレートで撮影したＸ線画像を、前記第一のフレームレート又は前記画像表示手段の表示可能フレームレート以下で表示することを特徴とする請求項１に記載のＸ線透視撮影装置。
3. 前記画像検出手段と前記Ｘ線発生手段とが同期することを特徴とする請求項１に記載のＸ線透視撮影装置。
4. 前記フレームレートの移行は段階的に行うことを特徴とする請求項１に記載のＸ線透視撮影装置。
5. ビニング手段を有し、ビニングを行うことにより前記ビニングを行わない場合で撮影できる前記第一のフレームレートよりも高い前記第二のフレームレートで撮影を行うことを特徴とする請求項１に記載のＸ線透視撮影装置。
6. Ｘ線発生手段から発生されＸ線を検出して被写体のＸ線画像を得る検出手段の第一のフレームレートを含む撮影条件を設定する設定手段と、
   前記Ｘ線画像とオフセット補正を行うためのオフセット画像とを合わせた第二のフレームレートが設定され、前記第一のフレームレートよりも高い前記第二のフレームレートで、前記オフセット画像と前記Ｘ線画像とを得る撮影を開始させる制御手段と、
   時間の経過と共に前記第二のフレームレートから前記第一のフレームレートに移行するようにフレームレートを変更する変更手段と、を有することを特徴とする制御装置。
7. Ｘ線を発生するＸ線発生手段と、二次元的に配置された光電変換素子を有しＸ線を検出して被写体のＸ線画像を得る検出手段と、を用いたＸ線透視撮影の制御方法であって、
   前記Ｘ線画像の第一のフレームレートを含む撮影条件を設定するステップと、
   前記Ｘ線画像とオフセット補正を行うためのオフセット画像とを合わせた第二のフレームレートが設定され、前記第一のフレームレートよりも高い前記第二のフレームレートで、前記オフセット画像と前記Ｘ線画像とを得る撮影を開始させるステップと、
   時間の経過と共に前記第二のフレームレートから前記第一のフレームレートに移行するようにフレームレートを変更するステップと、を有することを特徴とする制御方法。

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