JP6041856B2 - Radiation imaging system, control method, recording medium, and program - Google Patents

Radiation imaging system, control method, recording medium, and program Download PDF

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  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Description

本発明は、放射線撮像装置、放射線撮像方法、記録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。   The present invention relates to a radiation imaging apparatus, a radiation imaging method, a recording medium, and a program, and more particularly to an apparatus and method for correcting a dark current of a radiation plane detector using a radiation plane detector (flat panel detector) as a solid radiation detector. About.

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。   As a radiation imaging device that captures a radiation image that has passed through a subject, conventionally, a screen film system (S / F system) is used in which an intensifying screen that converts radiation into fluorescence and a film that is sensitive to fluorescence are brought into close contact with each other. The device has been used. In addition, a radiographic image is multiplied by combining a phosphor and an image intensifier (II), and the multiplied image is photographed with an imaging tube via an optical system. Imaging devices have also been used. 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.

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、撮像管に代わって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。   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, an II-DR imaging apparatus that uses a solid-state imaging device such as a CCD instead of the imaging tube is also used. Both the computed radiography apparatus and the II-DR imaging apparatus have digital image output and are beginning to contribute to the digitization of medical images.

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。 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. An FPD that uses amorphous selenium, lead iodide (PbI 2 ), mercury iodide (HgI 2 ), etc. to convert radiation into electrons and detects the electrons with a large-area amorphous silicon sensor has also been put to practical use. Yes. These FPDs are expected as next-generation digital photographing devices because they can shoot not only still images but also moving images in principle.

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1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。   Here, the principle of the 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, and 74c are gate lines that transmit a switching signal to the TFT 72, 75a, 75b, and 75c are signal lines that transfer electrons that have passed through the TFT 72, and 76 is one signal line from the signal lines 75a, 75b, and 75c. IC for selecting and amplifying 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 TFT 72 This is a gate driving device.

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全てがオンになる。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。   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 TFTs in the horizontal row 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 the respective three pixels for one horizontal row connected to the gate lines 74b and 74c are sequentially read and converted into digital signals.

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。   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) for transmitting a bias voltage to the photoelectric conversion unit 71, and 83 is an upper electrode. The n + doped layer has the same potential as that of 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 the movement of both electrons and holes. The blocking insulating layer 86 is a lower electrode (G electrode).

図8(a),(b)はそれぞれリフレッシュ(又はリセット)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。   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.

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。   In FIG. 8A, the D electrode is given a negative potential with respect to the G electrode, and the 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 and disappear in the n + doped layer 83 and the i layer 84. If this state continues for a sufficiently long time, the holes in the i layer 84 are swept out of the i layer 84.

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。   From 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, 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.

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の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。即ち、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。   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. 8B for a certain period and then entering the state of FIG. 8A of the refresh mode again, the holes remaining in the i layer 84 are guided 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. However, 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.

ところが、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。   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, as shown in FIG. 8C, 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. 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 in the next photoelectric conversion mode, the current is proportional to the light again. Flows.

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。即ち、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。   In the above description, when holes in the i layer 84 are swept out in the refresh mode, it is ideal that all holes be swept out, 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. That is, the detection opportunity in the next photoelectric conversion mode does not have to be in the state of FIG. 8C, the potential of the D electrode with respect to the G electrode in the refresh mode, the period of the refresh mode, and the implantation of the n + doped layer 83 The characteristics of the blocking layer can be determined. Further, in the refresh mode, 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 necessarily required to be able to inject electrons into the i layer 84.

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。特許文献1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。 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. An example is the FPD sensor disclosed in Patent Document 1. In addition to a method using a phosphor, amorphous selenium, gallium arsenide (GaAs), cadmium telluride (CdTe), lead iodide (PbI 2 ), iodide, which directly converts radiation into electrons instead of the phosphor Even in a sensor using mercury (HgI 2 ) or the like, an operation for reading electrons accumulated in a pixel and a refresh operation are very similar.

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。   By the way, although the sensor used for FPD consists of several million pixels, the characteristic of each pixel differs slightly. Particularly important characteristics as an image sensor are dark current characteristics and sensitivity characteristics. Therefore, in the FPD, a step of correcting these characteristics is performed, and it is used as a sensor in which the characteristics of each pixel are substantially uniform. 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.

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。   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. In addition, an image obtained by correcting dark current using N times of dark current images may be referred to as an Nth-order dark current corrected image. Further, an image obtained by applying sensitivity correction to 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.

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Xn(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C1X(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。 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. When a radiographic image when a signal is input to the sensor is X n (x, y) and a dark current image measured immediately after that is D 1 (x, y), a primary dark current corrected image after dark current correction is performed. C 1X (x, y) is expressed by the following equation. However, x and y are addresses of pixels arranged two-dimensionally. The random component is R (x, y), and the stationary offset component is F (x, y).

Figure 0006041856
Figure 0006041856

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。 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 1 (x, y) after the sensitivity correction is expressed by the following equation.

Figure 0006041856
Figure 0006041856

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。 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, since R 0 (x, y) appearing in the equation (1) and R 1 (x, y) appearing in the equation (3) are different, the random component R (x, y) is not corrected by the offset correction shown in the equation (3). It cannot be removed. 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.

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σnは以下の関係にある。 Therefore, by using the property shown in the equation (5), the dark current image is taken many times and an average value thereof is taken so that the random component R (x, y) included in the dark current image can be substantially ignored. It is conceivable to make it even smaller. When the random component R (x, y) has a normal distribution, the standard deviation σ 0 per measurement of the random component R (x, y) and the standard deviation σ n of the average value n times of measurement have the following relationship. .

Figure 0006041856
Figure 0006041856

この性質を利用した暗電流補正方法は、非特許文献1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DX(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。 A dark current correction method using this property is described in Non-Patent Document 1. If this method is used, the random component R (x, y) included in the dark current image D X (x, y) is halved by using the average value of the four times of dark current imaging, which is 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 taken into consideration.

Figure 0006041856
Figure 0006041856

(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。   From the equation (8), in low-dose imaging where the random noise is dominant, it is expected that the signal-to-noise ratio will be improved by about 20% compared to the single dark current imaging by performing the dark current imaging 4 times. I understand that

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。   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. The imaging drive 26 is radiation exposure.

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。   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. When the bias voltage starts to be applied to the FPD sensor, 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 which is intermittently performed from the time when a bias voltage is applied to the sensor to 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.

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。   Next, the initialization drives 22 and 24 are steps for performing a pseudo reading operation to sweep out the dark current and prepare for radiation exposure at the same time. 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 the radiation exposure, the reading drive 23 is performed to capture a radiation image.

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。   Dark current imaging is performed following radiography. When radiography is performed as shown in FIG. 8, 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.

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、Te1及びTe2は蓄積時間、Tiは読取サイクル1回の所要時間である。 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 is refresh, X is radiography, D is dark current imaging, T e1 and T e2 are accumulation times, and T i is the time required for one reading cycle.

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がオンになると、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がオンになり、センサは読取サイクルを停止し放射線曝射33がオンになり、センサは放射線による信号を蓄積する。放射線曝射33がオフ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Te1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Te1で暗電流撮影(D)を行う。 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 read cycle in the initialization drive is completed, the radiation exposure permission signal 32 is turned on, the sensor stops the read 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 Te1 . The sensor immediately performs a refresh operation, and then repeats the reading cycle. When the fourth reading cycle is completed, dark current imaging (D) is performed at the accumulation time Te1 .

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がオンになると、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をオンにすると、センサは読取サイクルを停止し放射線曝射33がオンになり、センサは放射線による信号を蓄積する。所定時間Te2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Te2で暗電流撮影(D)を行う。蓄積時間Te2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、非特許文献2に説明されている。 Next, the driving method 2 will be described. Similarly, 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 radiation exposure permission signal 32 is turned on at 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. When the predetermined time Te2 elapses, the sensor ends the accumulation 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, dark current imaging (D) is performed at the accumulation time Te2 . The accumulation time Te2 is set to a time of 1 second to 2 seconds so as to be able to cope with long-time shooting. This driving method is described in Non-Patent Document 2.

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Te1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Te2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。 As apparent from the above, the difference between the driving method 1 and the driving method 2 is that the driving method 1 can freely change the accumulation time T e1 according to the radiation exposure time, whereas the driving method 2 is 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 the accumulation time corresponding to the longest expected exposure time. In addition, since the actual radiation exposure time is about 20 msec for general chest imaging, there is an advantage that the 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, there is a possibility that dark current imaging can be performed before radiation exposure.

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、且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。仮に、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。 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 equations (1) and (2) is a function of the accumulation time and drive timing, the dark current amount has a high correlation with the accumulation time, and the transient of the sensor This is because the correlation between the drive timing and the dark current is high due to the characteristic characteristics. If, because Without such a drive, a dark current image D is superimposed on the radiation image 0 (x, y) and the dark due to dark current shot current image D 1 (x, y) is the correlation of the loss, (3 Even if the subtraction operation shown in equation (4) is performed, a part of the offset component F (x, y) may remain and an unexpected sensor-specific pattern (artifact) may appear.

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。   In FIG. 9 and FIG. 10, for the sake of simplicity of explanation, the case of one dark current imaging is shown. 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. Therefore, actually, the radiographic imaging is followed by one to several dark current imaging as required.

特開平10−170657号公報JP-A-10-170657 特開2000−070250号公報JP 2000-070250 A

J.P.Moy, B.Bosset, "How doesreal offset and gain correction affect the DQE in images from X-ray Flat detector", SPIE proceedings Vol.3659, 90-97(1999)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) John M.Boudry, "Operation of Amorphous Silicon Detectors for Chest Radiography Within System Latency Requirement", SPIE proceedings Vol.3659, 336-344(1999)John M. Boudry, "Operation of Amorphous Silicon Detectors for Chest Radiography Within System Latency Requirement", SPIE proceedings Vol. 3659, 336-344 (1999)

ところが、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Tiを0.2秒、蓄積時間Te2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Tdisplayは、画像転送時間及び画像処理時間の合計Tprocessを0.5秒として次式で表される。 However, 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 initialization drive refresh operation is performed once, the read cycle is performed four times, the refresh operation for one time and the read cycle required time T i are 0.2 seconds, the accumulation time Te 2 is 2 seconds, the dark current Consider an example in which shooting is performed four times. In this case, the time T display required from the end of the radiation exposure to the end of the fourth dark current imaging and the display of the image on the monitor is calculated by the following equation, assuming that the total T process of the image transfer time and the image processing time is 0.5 seconds. It is represented by

Figure 0006041856
Figure 0006041856

FPDは撮影後に迅速に画像表示ができることから、撮影後直ちに診断画像を確認できると期待されている。特に放射線曝射後数秒以内で診断画像が表示された場合、放射線技師のワークフローを改善すると共に、再撮影のための患者の待ち時間を短縮すると期待されている。しかしもし画像表示に10秒以上も必要であれば、技師は画像表示まで待つことができず、技師のワークフロー改善は期待できない。またこのために患者の待ち時間を短縮することも難しくなる。   Since FPD can display an image quickly after photographing, it is expected that a diagnostic image can be confirmed immediately after photographing. In particular, when a diagnostic image is displayed within a few seconds after radiation exposure, it is expected to improve the workflow of the radiologist and reduce the waiting time of the patient for re-imaging. However, if 10 seconds or more are required for image display, the engineer cannot wait until the image is displayed, and improvement of the engineer's workflow cannot be expected. This also makes it difficult to reduce patient waiting time.

この問題点を解決するために、駆動方法2では蓄積時間Te2が固定であることを利用して、放射線撮影に先立って暗電流撮影を(複数回)行い、この暗電流画像を使用して暗電流補正を施すことが考えられる。ところが実際にはセンサの過渡的性質のため、暗電流撮影と放射線撮影が時間的に離れている場合は、暗電流撮影における暗電流画像と放射線画像に重畳している暗電流画像の相関が失われ、アーティファクトが発生することがある。このため放射線曝射要求以前に暗電流撮影を行うことは実質的に不可能である。また、放射線曝射要求をトリガーとして放射線曝射要求から放射線曝射までの期間に暗電流撮影を行う方法が考えられる。 In order to solve this problem, in the driving method 2, taking advantage of the fact that the accumulation time Te2 is fixed, dark current imaging is performed (multiple times) prior to radiation imaging, and this dark current image is used. It is conceivable to perform dark current correction. However, due to the transient nature of the sensor, when dark current imaging and radiography are separated in time, the correlation between the dark current image in dark current imaging and the dark current image superimposed on the radiation image is lost. Artifacts may occur. For this reason, it is virtually impossible to perform dark current imaging before a radiation exposure request. In addition, a method of performing dark current imaging during a period from a radiation exposure request to a radiation exposure using a radiation exposure request as a trigger can be considered.

しかしながら、この方法では、放射線曝射要求から実際に放射線が曝射されるまでの時間が長くなるため、この長期間に患者の動きや呼吸停止を強制することになり実用的ではない。したがって蓄積時間Te2が一定な駆動方法でも、駆動方法2に示すように放射線撮影の直後に暗電流撮影を行うことが望ましい。なお駆動方法1ではフォトタイマ撮影などにおいて実際の放射線曝射時間が予想できないために、放射線撮影に先立って暗電流撮影を行うことはできない。 However, this method is not practical because it takes a long time from the radiation exposure request to the actual radiation exposure, forcing the patient to move and stop breathing over this long period. Therefore, it is desirable to perform dark current imaging immediately after radiography as shown in driving method 2 even in a driving method in which the accumulation time Te2 is constant. In the driving method 1, since the actual radiation exposure time cannot be predicted in phototimer imaging or the like, dark current imaging cannot be performed prior to radiation imaging.

また、放射線曝射要求をトリガーとせずに、継続的に画像読み出しを繰り返す駆動方法も考えられる。例えば特許文献2ではこの駆動方法を用い、かつ放射線撮影の直前に撮影された1回の暗電流画像を用いて暗電流補正を施す提案が開示されている。しかしながら、この方法では、タイミング不明の1回の放射線撮影に対して多数の読み取り動作が必要なため、消費電力や発熱の問題が発生する恐れがある。また暗電流撮影と放射線撮影の同期が原理的に不可能であるため、両者のタイミングが重なる問題点が発生する。   In addition, a driving method in which image reading is continuously repeated without using a radiation exposure request as a trigger is also conceivable. For example, Patent Document 2 discloses a proposal for performing dark current correction using this driving method and using a single dark current image taken immediately before radiography. However, in this method, a large number of reading operations are required for one radiography at an unknown timing, which may cause problems of power consumption and heat generation. In addition, since dark current imaging and radiation imaging cannot be synchronized in principle, there arises a problem that the timings of the both overlap.

後者の問題点を解決するために特許文献2の第1実施例の変形実施例において、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。しかしながら、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。その理由は以下のように説明される。   In order to solve the latter problem, in the modified embodiment of the first embodiment of Patent Document 2, when the timings of both dark current imaging and radiation imaging overlap, a plurality of sheets covering the entire radiation exposure period are provided. A proposal is disclosed in which a radiation image is stored, and an image obtained by multiplying the plurality of radiation images by a plurality of times a dark current image immediately before radiation imaging is divided. However, the division operation of the coefficient-multiplied 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 effect of reducing R (x, y) cannot be expected. The reason is explained as follows.

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。 The dark current image immediately before radiography is D −1 (x, y), and the first and second radiographic images during radiation exposure are X 0 (x, y) and X 1 (x, y), respectively. Then, the calculation performed here is expressed as follows.

Figure 0006041856
Figure 0006041856

この演算で残存するランダム成分と、通常の暗電流補正方法で残存するランダム成分の比は(14)式で示される。(14)式に示されるように、この方法を用いると(7)式に示したランダム成分R(x,y)の平均化効果を利用できないため、ノイズ成分は増大する。したがってこの方法では信号雑音比の悪化が懸念される。   The ratio of the random component remaining by this calculation to the random component remaining by the normal dark current correction method is expressed by equation (14). As shown in the equation (14), when this method is used, the noise component increases because the averaging effect of the random component R (x, y) shown in the equation (7) cannot be used. Therefore, there is a concern that the signal-to-noise ratio is deteriorated by this method.

更に実際には、読み取り動作に時間を要するため、読み取り期間中に曝射された放射線情報を正確に電子に変換できない可能性や、読み取り期間中の放射線情報が無効になり患者被曝が増大する可能性がある。一方、特許文献2の第2実施例において、放射線撮影直前の1回の暗電流撮影に加え、放射線撮影直後に1回の放射線撮影を行い、両者を関連付けた暗電流画像を作成し、この暗電流画像を用いて暗電流補正を施す提案が開示されている。   Furthermore, in fact, since the reading operation takes time, there is a possibility that the radiation information exposed during the reading period cannot be accurately converted to electrons, and the radiation information during the reading period becomes invalid and patient exposure may increase. There is sex. On the other hand, in the second embodiment of Patent Document 2, in addition to one dark current imaging immediately before radiation imaging, one radiation imaging is performed immediately after radiation imaging to create a dark current image associating both, and this dark current imaging is performed. A proposal for performing dark current correction using a current image is disclosed.

この方法においても開示されている関連付けは係数倍演算のみであり、同じく定常的なオフセット成分をF(x,y)を補正できてもランダム成分R(x,y)は増加させるだけであり、平均化による低減効果は期待できない。また放射線撮影直後の暗電流画像にはリフレッシュ動作で掃き出しきれなかった残像成分が含まれている。この画像と残像成分が含まれない放射線撮影直前の暗電流画像を組み合わせることは、両者の相関が不足するため実用的ではない。即ち、特許文献2が意図している暗電流補正はすべて定常的なオフセット成分F(x,y)の補正のみであり、(7)式に示した複数枚暗電流画像の平均によるランダム成分R(x,y)の低減、即ち信号雑音比の改善に関して何ら考慮されていない。   The association disclosed in this method is only coefficient multiplication, and even if the stationary offset component can be corrected for F (x, y), the random component R (x, y) is only increased. The reduction effect due to averaging cannot be expected. In addition, the dark current image immediately after radiography includes an afterimage component that could not be swept out by the refresh operation. Combining this image with a dark current image immediately before radiography that does not contain an afterimage component is impractical because the correlation between the two is insufficient. That is, the dark current correction intended by Patent Document 2 is only the correction of the stationary offset component F (x, y), and the random component R based on the average of a plurality of dark current images shown in equation (7). No consideration is given to the reduction of (x, y), that is, the improvement of the signal to noise ratio.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、最終的な画像を得るに先立ち、放射線撮影後直ちにある程度の補正が施された画像を得ることができ、確認を可能とし、ユーザのワークフローを改善すると共に、再撮影に要する待ち時間を大幅に短縮することができ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。   The present invention has been made in view of the above problems, and prior to obtaining a final image, an image that has been subjected to some correction immediately after radiography can be obtained, and can be confirmed. An object of the present invention is to provide a radiation imaging apparatus and method capable of improving the workflow and significantly reducing the waiting time required for re-imaging.

本発明の放射線撮影システムは、放射線発生部から発生された放射線を検出して放射線画像を得る放射線検出器と、前記放射線発生部からの放射線が照射されない状態で前記放射線検出器に暗電流撮影を実行させることにより得られる暗電流データを取得する取得手段と、前記放射線画像を前記暗電流データに基づいて補正することにより補正後画像を得る補正手段と、前記補正手段により補正された補正後画像に基づく画像を表示部に表示させる表示制御手段と、前記放射線検出器が暗電流撮影を実行中であるか否かを検知する検知手段と、前記放射線検出器が暗電流撮影を実行中であると前記検知手段が検知した場合に、前記放射線発生部による放射線の曝射を禁止する制御をする制御手段とを含む。 The radiation imaging system of the present invention includes a radiation detector that obtains a radiation image by detecting radiation generated from a radiation generation unit, and performs dark current imaging on the radiation detector in a state in which radiation from the radiation generation unit is not irradiated. An acquisition unit that acquires dark current data obtained by executing, a correction unit that obtains a corrected image by correcting the radiation image based on the dark current data, and a corrected image corrected by the correction unit Display control means for displaying an image based on the display unit, detection means for detecting whether or not the radiation detector is executing dark current imaging, and the radiation detector is executing dark current imaging And a control means for controlling to prohibit radiation exposure by the radiation generator when the detection means detects .

本発明の制御方法は、放射線発生部から発生された放射線を検出して放射線画像を得る第1のステップと、検出された放射線が照射されない状態で放射線検出器に暗電流撮影を実行させることにより得られる暗電流データを取得する第2のステップと、前記放射線画像を前記暗電流データに基づいて補正することにより補正後画像を得る第3のステップと、前記補正手段により補正された補正後画像に基づく画像を表示部に表示させる第4のステップと、前記放射線検出器が暗電流撮影を実行中であるか否かを検知する第5のステップと、前記第5のステップにおいて暗電流撮影を実行中であると検知された場合に、放射線の曝射を禁止する制御をする第のステップとを含む。 The method of the present invention, that a first step of obtaining a radiographic image by detecting radiation generated from the radiation generating unit, the detected radiation is to execute dark current shot ray detector release in a state of not irradiated A second step of acquiring dark current data obtained by the above, a third step of obtaining a corrected image by correcting the radiation image based on the dark current data, and a post-correction corrected by the correcting means A fourth step of displaying an image based on the image on the display unit, a fifth step of detecting whether or not the radiation detector is performing dark current imaging, and dark current imaging in the fifth step And a sixth step of performing a control for prohibiting radiation exposure when it is detected that is being executed.

本発明によれば、最終的な画像を得るに先立ち、放射線撮影後直ちにある程度の補正が施された画像を得ることができ、確認を可能とし、ユーザのワークフローを改善すると共に、再撮影に要する待ち時間を大幅に短縮することができる。   According to the present invention, prior to obtaining a final image, it is possible to obtain an image that has undergone some correction immediately after radiography, enabling confirmation, improving the user workflow, and re-imaging. The waiting time can be greatly reduced.

また、本発明によれば、被写体像の撮影後に直ちに簡略補正画像を表示できると共に精度の高い補正画像を後から表示可能であるため、撮影画像の正確性を確認することが可能である。   In addition, according to the present invention, it is possible to display the simplified correction image immediately after shooting the subject image and to display the correction image with high accuracy later, so that the accuracy of the shot image can be confirmed.

更に、本発明によれば、被写体像の撮影後に直ちに簡略補正画像を表示できると共に精度の高い補正画像を後から表示可能であり、且つ表示を更新する方法を選択可能であるため、放射線撮影システムの操作を妨げることがなく、無駄のない操作が可能となる。   Furthermore, according to the present invention, a simplified correction image can be displayed immediately after the subject image is captured, a highly accurate correction image can be displayed later, and a method for updating the display can be selected. This makes it possible to operate without waste.

更に、本発明によれば、被写体像の撮影後に直ちに簡略補正画像を表示できると共に精度の高い補正画像を後から表示可能であり、且つユーザは画像処理状況を知ることができるため、ユーザの誤操作が防止される。   Furthermore, according to the present invention, a simple correction image can be displayed immediately after the subject image is captured, and a highly accurate correction image can be displayed later, and the user can know the image processing status. Is prevented.

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。It is a flowchart explaining the radiography method of 1st Embodiment. 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。It is a schematic diagram which shows schematic structure of the radiography apparatus of this invention. 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。It is a flowchart explaining the radiography method of 2nd Embodiment. 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。It is a flowchart explaining the radiography method of 3rd Embodiment. 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。It is a schematic diagram which shows the internal structure of a personal user terminal device. センサ読み取り動作原理を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the sensor reading operation principle. MIS型センサの構成図である。It is a block diagram of an MIS type sensor. 光電変換素子のエネルギーバンド図である。It is an energy band figure of a photoelectric conversion element. センサ駆動を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a sensor drive. 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。It is a timing chart explaining the timing of radiation exposure and sensor drive.

(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。
(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.

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。   In FIG. 1, 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 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, and 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, and 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 capturing, 12 is the step of reading the fourth dark current image, and 13 is the dark current correction using the first dark current image. Picture A step of displaying an image, 14 a step of averaging the dark current images from the first time to the fourth time, and 15 a dark current correction of the radiation image using an average of the dark current images from the first time to the fourth time This is a step of saving the image that has been subjected to.

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(補正処理を含む)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。   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 for controlling 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 (including correction processing) of the radiation image, and 48 is a display device that displays the radiation image. 49 are storage devices for storing radiographic images.

放射線技師が患者42を整位して放射線曝射スイッチをオンにすると(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)。   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 ends, the radiation detector 43 immediately ends the accumulation and reads the accumulated radiation image (step 4). Subsequently, the radiation detector 43 starts the initialization drive (step 5), and starts accumulation after repeating the reading cycle as many times as the radiation imaging. When the same accumulation time as that for radiography is completed, the radiation detector reads the accumulated dark current image (step 6).

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Tdisplayは、(9)式と同じ条件において次式のように計算される。 The radiation image and dark current image obtained in the steps so far are 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, the display time can be shortened by performing image processing on a 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. The time T display from the radiation exposure until the image is displayed on the display device 48 is calculated as the following equation under the same conditions as the equation (9).

Figure 0006041856
Figure 0006041856

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、Tdisplayは3秒程度も可能である。 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 about 3 seconds.

表示ステップ13と並行して、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)。更に画像処理装置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。   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 a subtraction process with the radiation image and sensitivity correction, and stores the obtained fourth-order corrected 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.

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。   Since these steps are performed as a background process of the display step 13, the radiologist uses the primary diagnostic image displayed on the display device 48 immediately after the radiation exposure to determine whether the patient is sufficiently positioned. You can check if there is no problem with the image quality. The image provided for diagnosis is excellent in image quality because four dark current images are used.

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。   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 dark current imaging times and the total number of dark current imaging times to be displayed on the display device 48 can be arbitrarily set. If the number of dark current imaging times to be displayed on the display device 48 is less than the total number of dark current imaging times, the present invention. The effect of can be obtained. Therefore, the number of times of dark current imaging for display on the display device 48 is 0 or more, and the total number of times of dark current imaging is 1 or more.

(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。
(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.

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。   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, and 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, and 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 capturing, 12 is the step of reading the fourth dark current image, and 13 is the dark current correction using the first dark current image. A step of displaying an image, 14 a step of averaging the dark current images from the first time to the fourth time, and 15 a dark current correction of the radiation image using an average of the dark current images from the first time to the fourth time This is a step of saving the image that has been subjected to. 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, 51 is a step of selecting an image update method, and 52 is a step of selecting a radiation detector 43. The step 53 for confirming the operation status is a step for confirming the image processing status.

放射線技師が患者42を整位して放射線曝射スイッチをオンにすると(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)。   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 ends, the radiation detector 43 immediately ends the accumulation and reads the accumulated radiation image (step 4). Subsequently, the radiation detector 43 starts the initialization drive (step 5), and starts accumulation after repeating the reading cycle as many times as the radiation imaging. When the same accumulation time as that for radiography is completed, the radiation detector reads the accumulated dark current image (step 6).

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。   The radiation image and dark current image obtained in the steps so far are 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 is generated based on the first dark current imaging, and displays the information on the display device 48. .

表示ステップ13と並行して、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回の案電流撮影が終了すると、画像処理装置47は4回分の案電流が像を平均し(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)。   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 plan current imaging is completed, the image processing device 47 averages the images by the four plan currents (step 14), and performs a subtraction process with the radiation image. The fourth-order corrected image 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, and the like on the quaternary corrected image to create a quaternary diagnostic image, and this quaternary diagnostic image is displayed by the display device 48 (steps). 16).

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。   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 performed by the radiologist for preparation of the next imaging. . In the second display method, when the display device 48 is displaying the system operation screen, the next diagnostic image is completed by using the image processing confirmation step 53 instead of displaying the fourth diagnostic image. You may display the icon etc. which conveys. Further, the progress of image correction and image processing may be displayed on the photographed image list with icons or the like.

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。   Further, the radiation detector status confirmation step 52 that operates at an arbitrary timing can confirm whether the radiation detector is in the dark current imaging state or is in a pause 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, so that 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.

(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。
(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.

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回目から第四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。   In FIG. 4, 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 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, and 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, and 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 capturing, 12 is the step of reading the fourth dark current image, and 13 is the dark current correction using the first dark current image. A step of displaying an image, 14 a step of averaging the dark current images from the first time to the fourth time, and 15 a dark current correction of the radiation image using an average of the dark current images from the first time to the fourth time This is a step of saving the image that has been subjected to. 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 fourth times, 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. The step of calculating the average value of the dark current image from the first time to the third time, 20 displays an 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.

放射線技師が患者42を整位して放射線曝射スイッチをオンにすると(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)。   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 ends, the radiation detector 43 immediately ends the accumulation and reads the accumulated radiation image (step 4). Subsequently, the radiation detector 43 starts the initialization drive (step 5), and starts accumulation after repeating the reading cycle as many times as the radiation imaging. When the same accumulation time as that for radiography is completed, the radiation detector reads the accumulated dark current image (step 6).

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。   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 correction image may be used.

表示ステップ13と並行して、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)、且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行する。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)、且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)、且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)。   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 the subtraction process, the sensitivity correction, and the diagnostic image process 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 executes 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 process are performed, and the obtained tertiary diagnosis image is displayed on the display device. 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 average calculation of the dark current images from the first time to the fourth time is performed (step 14), and the subtraction process and sensitivity correction with respect to the radiation image are performed. The fourth-order corrected image corrected with the dark current image 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).

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。   The display method of the N-th 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 immediately 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 for the next imaging. The third display method is a method that does not update. In the second display method, when the display device 48 displays the system operation screen, 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.

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、一次診断画像と4次診断画像の差を小さくすると共に診断に適する画像を提供する方法が考えられる。   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, there is more noise than the fourth diagnostic image based on four dark current imaging. Therefore, the image processing performed on the primary diagnostic image is different from the image processing performed on the fourth diagnostic image by changing the contents of the image processing such as increasing the noise smoothing processing and weakening the sharpening processing. And a method of providing an image suitable for diagnosis while reducing the difference between the first and fourth-order diagnostic images.

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録媒体は本発明の実施形態に含まれる。   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 recording medium recording the program are included in the embodiment of the present invention.

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。   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.

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。   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 all or part of the processing of the supplied program is performed by a function expansion board or a function expansion unit of the computer, the function of the above-described embodiment is realized. Such a program is included in the embodiment of the present invention.

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。   FIG. 5 is a schematic diagram showing 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.

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)
40 Radiation Imaging System 41 Radiation Generator 42 Patient 43 Radiation Detector 44 Control PC
45 Bus Line 46 Capture Board 47 Image Processing Device 48 Display Device 49 Storage Device 71 Photoelectric Conversion Unit 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 device 82 Upper electrode (D electrode)
83 n + doped layer 84 a-Si intrinsic semiconductor i layer 85 insulating layer 86 lower electrode (G electrode)

Claims (15)

放射線発生部から発生された放射線を検出して放射線画像を得る放射線検出器と、
前記放射線発生部からの放射線が照射されない状態で前記放射線検出器に暗電流撮影を実行させることにより得られる暗電流データを取得する取得手段と、
前記放射線画像を前記暗電流データに基づいて補正することにより補正後画像を得る補正手段と、
前記補正手段により補正された補正後画像に基づく画像を表示部に表示させる表示制御手段と、
前記放射線検出器が暗電流撮影を実行中であるか否かを検知する検知手段と、
前記放射線検出器が暗電流撮影を実行中であると前記検知手段が検知した場合に、前記放射線発生部による放射線の曝射を禁止する制御をする制御手段と
を含むことを特徴とする放射線撮影システム。
A radiation detector that detects radiation generated from the radiation generator and obtains a radiation image;
An acquisition means for acquiring dark current data obtained by causing the radiation detector to execute dark current imaging in a state in which radiation from the radiation generation unit is not irradiated;
Correction means for obtaining a corrected image by correcting the radiation image based on the dark current data;
Display control means for displaying an image based on the corrected image corrected by the correction means on the display unit;
Detecting means for detecting whether or not the radiation detector is performing dark current imaging;
Control means for performing control to prohibit exposure of radiation by the radiation generation unit when the detection means detects that the radiation detector is performing dark current imaging. system.
前記放射線検出器で撮像した被写体像の縮小画像を、前記被写体像の画像の前に送信する送信手段を更に含み、
前記表示部は、前記縮小画像を表示した後に前記被写体像の画像を表示することを特徴とする請求項1に記載の放射線撮影システム。
A transmission means for transmitting a reduced image of the subject image captured by the radiation detector before the image of the subject image;
The radiation imaging system according to claim 1, wherein the display unit displays the image of the subject image after displaying the reduced image.
前記補正手段は、前記放射線検出器で前記被写体像の画像データを撮像した後に得られる第2の補正データを取得する途中段階の第1の補正データでの第1の補正処理と、前記第2の補正データでの第2の補正処理を前記被写体像の画像データに施し、
前記表示部は、前記第1の補正処理に基づく画像を表示した後に前記第2の補正処理に基づく画像を表示することを特徴とする請求項1に記載の放射線撮影システム。
The correction means includes a first correction process using first correction data in the middle of acquiring second correction data obtained after the image data of the subject image is captured by the radiation detector, and the second correction data. A second correction process using the correction data is applied to the image data of the subject image,
The radiographic system according to claim 1, wherein the display unit displays an image based on the second correction process after displaying an image based on the first correction process.
前記第1及び第2の補正データは、前記撮像手段の所定の特性であることを特徴とする請求項3に記載の放射線撮影システム。   The radiation imaging system according to claim 3, wherein the first and second correction data are predetermined characteristics of the imaging unit. 前記所定の特性は暗電流特性であることを特徴とする請求項4に記載の放射線撮影システム。   The radiation imaging system according to claim 4, wherein the predetermined characteristic is a dark current characteristic. 前記第2の補正データは、前記第1の補正データよりも回数の多い測定に基づいて得られるものであることを特徴とする請求項5に記載の放射線撮影システム。   6. The radiation imaging system according to claim 5, wherein the second correction data is obtained based on a measurement having a larger number of times than the first correction data. 前記補正手段は、前記放射線検出器で被写体像の画像データを撮像した後に得られた第1の補正データに基づいた第1の補正処理と、前記第1の補正処理に用いられる前記第1の補正データの取得回数より多くの回数で取得された第2の補正データに基づいた第2の補正処理とを前記被写体像の画像データに施し、
前記表示制御手段は、前記第1の補正処理に基づく画像を表示した後に前記第2の補正処理に基づく画像を前記表示部に表示することを特徴とする請求項1に記載の放射線撮影システム。
The correction means includes a first correction process based on first correction data obtained after the image data of the subject image is captured by the radiation detector, and the first correction process used for the first correction process. A second correction process based on the second correction data acquired more times than the number of correction data acquisition times is performed on the image data of the subject image;
The radiographic system according to claim 1, wherein the display control unit displays an image based on the second correction process on the display unit after displaying the image based on the first correction process.
前記第1の補正処理は、前記被写体像の画像データの縮小画像に対して施されることを特徴とする請求項3〜7のいずれか1項に記載の放射線撮影システム。   The radiation imaging system according to claim 3, wherein the first correction process is performed on a reduced image of the image data of the subject image. 前記表示制御手段は、前記検知手段が検知した前記放射線検出器の状況を前記表示部に表示させることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の放射線撮影システム。The radiation imaging system according to claim 1, wherein the display control unit causes the display unit to display a status of the radiation detector detected by the detection unit. 放射線撮影の制御方法であって、
放射線発生部から発生された放射線を検出して放射線画像を得る第1のステップと、
検出された放射線が照射されない状態で放射線検出器に暗電流撮影を実行させることにより得られる暗電流データを取得する第2のステップと、
前記放射線画像を前記暗電流データに基づいて補正することにより補正後画像を得る第3のステップと、
前記補正手段により補正された補正後画像に基づく画像を表示部に表示させる第4のステップと、
前記放射線検出器が暗電流撮影を実行中であるか否かを検知する第5のステップと、
前記第5のステップにおいて暗電流撮影を実行中であると検知された場合に、放射線の曝射を禁止する制御をする第のステップと
を含むことを特徴とする制御方法。
A method for controlling radiography,
A first step of obtaining radiation images by detecting radiation generated from the radiation generation unit;
A second step of the detected radiation to obtain a dark current data obtained by executing dark current shot ray detector release in a state of not irradiated,
A third step of obtaining a corrected image by correcting the radiation image based on the dark current data;
A fourth step of causing the display unit to display an image based on the corrected image corrected by the correcting unit;
A fifth step of detecting whether the radiation detector is performing dark current imaging;
And a sixth step of controlling to prohibit radiation exposure when it is detected that dark current imaging is being executed in the fifth step .
前記第3のステップでは、前記被写体像の画像データを撮像した後に得られる第2の補正データを取得する途中段階の第1の補正データでの第1の補正処理と、前記第1の補正データに基づいて構成される前記第2の補正データでの第2の補正処理とを前記被写体像の画像データに施し、
前記第4のステップでは、前記第1の補正処理に基づく画像を表示した後に前記第2の補正処理に基づく画像を前記表示部に表示することを特徴とする請求項10に記載の制御方法。
In the third step, the first correction process using the first correction data in the middle of acquiring the second correction data obtained after capturing the image data of the subject image, and the first correction data And subjecting the image data of the subject image to a second correction process with the second correction data configured based on
The control method according to claim 10 , wherein, in the fourth step, an image based on the second correction process is displayed on the display unit after an image based on the first correction process is displayed.
前記第3のステップでは、前記被写体像の画像データを撮像した後に得られた第1の補正データに基づいた第1の補正処理と、前記第1の補正処理に用いられる前記第1の補正データの取得回数より多くの回数で撮像した後に取得された第2の補正データに基づいた第2の補正処理とを前記被写体像の画像データに施し、
前記第4のステップでは、前記第1の補正処理に基づく画像を表示した後に前記第2の補正処理に基づく画像を前記表示部に表示することを特徴とする請求項10に記載の制御方法。
In the third step, a first correction process based on the first correction data obtained after capturing the image data of the subject image, and the first correction data used for the first correction process A second correction process based on the second correction data acquired after imaging at a number of times greater than the number of acquisitions of the subject image,
The control method according to claim 10 , wherein, in the fourth step, an image based on the second correction process is displayed on the display unit after an image based on the first correction process is displayed.
前記第5のステップにおいて検知された前記放射線検出器の状況を前記表示部に表示することを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載の制御方法。The control method according to any one of claims 10 to 12, wherein the state of the radiation detector detected in the fifth step is displayed on the display unit. 請求項1013のいずれか1項に記載の制御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ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 A computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute each step of the control method according to any one of claims 10 to 13 is recorded. 請求項1013のいずれか1項に記載の制御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。 Program for executing the respective steps of the control method according to the computer in any one of claims 10-13.
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