JP6257177B2 - X-ray imaging apparatus and method for controlling X-ray imaging apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、X線画像撮影装置、X線画像撮影装置の制御方法に関するものである。 The present invention, X-ray imaging apparatus, and a control how the X-ray imaging apparatus.
近年、医療診断を目的とするX線撮影においては、光電変換素子(変換素子)を用いた撮影部により撮影を行うデジタル撮影装置が普及してきている。デジタル撮影装置は、フィルム等を現像することなくX線透過画像を得ることができ、即時性があり、画像処理ができる点などで優れている。 In recent years, in X-ray imaging for medical diagnosis, digital imaging apparatuses that perform imaging using an imaging unit using a photoelectric conversion element (conversion element) have become widespread. The digital photographing apparatus is excellent in that it can obtain an X-ray transmission image without developing a film or the like, has immediacy, and can perform image processing.
従来のデジタルX線撮影装置においては、撮影部とX線発生部とを専用線を用いて接続することにより、電源や画像情報だけでなく撮影部とX線発生部との間の駆動及びX線発生のタイミング信号も通信している。例えば、デジタルX線撮影装置では、X線発生部と撮影部との間で通信を行なって、X線発生部のX線発生のタイミングと撮影部の撮影のタイミングとを合わせて撮影を行うものである。近年では、通信に要する構成を簡素化するために、放射線を検知した直後に撮影を行ない、X線発生部と撮影部との間で通信を行なわない方式のデジタルX線撮影装置も開発されている。 In a conventional digital X-ray imaging apparatus, an imaging unit and an X-ray generation unit are connected using a dedicated line, so that not only power and image information but also driving between the imaging unit and the X-ray generation unit and X Line generation timing signals are also communicated. For example, in a digital X-ray imaging apparatus, communication is performed between an X-ray generation unit and an imaging unit, and imaging is performed in accordance with the X-ray generation timing of the X-ray generation unit and the imaging timing of the imaging unit. It is. In recent years, in order to simplify the configuration required for communication, a digital X-ray imaging apparatus has been developed that performs imaging immediately after detecting radiation and does not communicate between the X-ray generation unit and the imaging unit. Yes.
特許文献1には、X線発生部は曝射許可された時間にX線を照射し、X線撮影部はそのX線発生信号を受信した後に、固定蓄積時間後に蓄積された電荷に基づく画像を読み出す構成が開示されている。また、特許文献2には、X線撮影部とX線発生装置の接続状態が専用線か専用線以外かに応じて駆動方法を変更する技術が開示されている。
In
上述したように、X線発生部と撮影部との間で通信を行なわずに固定蓄積時間後に画像を読み出す方法を適用すると、X線照射時間と画像蓄積時間の包含関係が、両間で通信を行う場合と異なる。このため、X線発生部でのX線照射終了後も無駄に長い時間画像を蓄積してしまう可能性がある。また、X線発生部ではX線が照射されているのに、撮影部では画像信号の蓄積が終了してしまうことも生じ得る。この場合、変換素子に蓄積された電荷に基づく画像データが適切に画像化されない可能性がある。 As described above, when the method of reading an image after a fixed accumulation time without applying communication between the X-ray generator and the imaging unit is applied, the inclusive relationship between the X-ray irradiation time and the image accumulation time is communicated between the two. Different from the case of doing. For this reason, there is a possibility that an image is accumulated for a long time even after the end of X-ray irradiation in the X-ray generation unit. In addition, although the X-ray generation unit emits X-rays, the imaging unit may end the accumulation of image signals. In this case, there is a possibility that the image data based on the charge accumulated in the conversion element is not properly imaged.
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、X線発生部とX線撮影部との間の接続状態、撮影部のX線検知設定に応じて撮影部の駆動方法を設定することが可能なX線画像撮影技術の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and sets the driving method of the imaging unit according to the connection state between the X-ray generation unit and the X-ray imaging unit and the X-ray detection setting of the imaging unit. An object of the present invention is to provide an X-ray imaging technique that can be used.
上記目的を達成する本発明の一つの側面に係るX線画像撮影装置は、X線発生手段から発生されたX線の画像を撮影する画像撮影手段を有するX線撮影手段と、を有するX線画像撮影装置であって、前記X線撮影手段は、
前記X線発生手段と前記X線撮影手段との間でX線発生のタイミングと前記X線撮影手段の駆動タイミングとを同期するための通信が行われるか否かを判定する判定手段と、
前記判定に応じて、前記同期した通信が行われない非同期の通信が行われる場合の蓄積時間を、前記同期した通信が行われる場合の蓄積時間に比べて短くなるように前記画像撮影手段の駆動方法を設定する設定手段と、
を備えることを特徴とする。
An X-ray imaging apparatus according to one aspect of the present invention that achieves the above object comprises: an X-ray imaging means having an image imaging means for imaging an X-ray image generated from the X- ray generation means; An image photographing apparatus, wherein the X-ray photographing means comprises:
A determination unit that determines whether or not communication is performed between the X-ray generation unit and the X-ray imaging unit to synchronize the timing of X-ray generation and the drive timing of the X-ray imaging unit;
In response to the determination, the image capturing unit is driven so that an accumulation time when the asynchronous communication without the synchronized communication is performed is shorter than an accumulation time when the synchronized communication is performed. A setting means for setting a method;
It is characterized by providing.
上記目的を達成する本発明の一つの側面に係るX線画像撮影装置は、X線を発生するX線発生手段と、前記X線の画像を撮影する画像撮影手段を有するX線撮影手段と、を有するX線画像撮影装置であって、前記X線撮影手段は、
前記X線撮影手段にX線が照射されたことを示す信号を出力する出力手段と、
前記信号に応じて前記画像撮影手段の駆動方法を設定する設定手段と、
を備えることを特徴とする。
An X-ray imaging apparatus according to one aspect of the present invention that achieves the above object includes an X-ray generating means for generating X-rays, and an X-ray imaging means having an image capturing means for capturing the X-ray image; An X-ray imaging apparatus having the X-ray imaging means,
Output means for outputting a signal indicating that the X-ray imaging means is irradiated with X-rays;
Setting means for setting a driving method of the image photographing means according to the signal;
It is characterized by providing.
本発明によれば、X線発生部とX線撮影部との間の接続状態、撮影部のX線検知設定に応じて画像撮影部の駆動方法を設定することが可能になる。これにより、被写体に照射されたX線透過信号を適切に画像化に用いることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to set the driving method of the image photographing unit according to the connection state between the X-ray generation unit and the X-ray photographing unit and the X-ray detection setting of the photographing unit. Thereby, it is possible to appropriately use the X-ray transmission signal irradiated to the subject for imaging.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the constituent elements described in the embodiments are merely examples, and the technical scope of the present invention is determined by the claims, and is not limited by the following individual embodiments. .
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係るX線画像撮影装置の全体的な機能構成を例示するブロック図である。X線を発生するX線発生部1と、被写体Pを透過したX線が入射するX線撮影部10とが対向して配置されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall functional configuration of an X-ray imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. An
X線発生部1の内部には、X線を発生させる発生部2が設けられ、この発生部2はX線発生制御部3に接続されている。X線発生制御部3には、バス4を介して、X線撮影部10と無線通信を行うための無線通信接続部5と、有線通信を行うための有線通信接続部6の複数の通信接続部と、が接続されている。また、X線発生部1にはバス4を介して、X線発生部1を操作するための操作部7が接続されている。
Inside the
またX線撮影部10内には、被写体Pを透過したX線を受像する二次元X線画像撮影部11が内蔵されている。二次元X線画像撮影部11は、X線(放射線)を画像信号電荷(電気信号)に変換する複数の光電変換素子(変換素子)が二次元に配置されたセンサアレイを有する。この二次元X線画像撮影部11は、CPUバス12を介して、A/D変換部13、増幅部14、撮影データを収集するデータ収集部15、データ収集部15により得られた画像を前処理する前処理部16が接続されている。また、CPUバス12には、画像処理部17、画像を記憶する記憶部18、CPU19、メインメモリ20、操作パネル21、画像表示部22、駆動方法設定部23が接続されている。また、CPUバス12には、駆動方法テーブル切換判断部24が接続されている。
The
更に、CPUバス12には、X線発生部1と通信を行うための無線通信接続部26と有線通信接続部27の複数の通信接続部と同期信号有無検出部28が接続されている。
Further, a wireless
メインメモリ20はCPU19における処理に必要な各種のデータ等を記憶すると共に、CPU19のワーキング・メモリとして機能する。また、CPU19はメインメモリ20を用いて、操作パネル21の操作に従って、X線画像撮影装置全体の動作制御等を行っている。
The
X線撮影部10は、一定時間毎、例えば、10分間毎に無線通信接続部26または有線通信接続部27を介して、X線発生部1の無線通信接続部5または有線通信接続部6と通信を行い、操作パネル21に撮影を行う際の通信接続部を表示することが可能である。この時、X線撮影部10とX線発生部1との間で通信が接続されていない、つまり同期信号のやりとりがなされていない時は、同期接続されていないことを操作パネル21に表示する。操作者が操作パネル21を介して撮影指示を入力すると、この撮影指示内容は記憶部18に保存されると共に、操作パネル21に表示される。
The X-ray
通信接続部が無線通信接続部でも有線接続部でもない時には、同期信号有無検出部28にて、同期信号がない状態が検出される。
When the communication connection unit is neither a wireless communication connection unit nor a wired connection unit, the synchronization signal presence /
また、操作者は撮影指示時に、操作パネル21を介して撮影部位選択部37の中から特定の撮影部位を選択する。この撮影指示はCPU19によりCPUバス12を経て駆動方法設定部23に伝達され、駆動方法設定部23はこの撮影指示を受信すると、駆動方法テーブル切換判断部24を介して駆動方法を変更する。
Further, the operator selects a specific imaging region from the imaging
その後に、操作者がX線発生部1の操作部7を用いてX線発生(照射)の指示を行うと、X線発生部1はX線発生制御部3を介して発生部2を制御し、X線を照射することによりX線撮影を行う。
After that, when the operator gives an instruction for X-ray generation (irradiation) using the operation unit 7 of the
このX線撮影において、発生部2から照射されたX線は、被写体P中を減衰しながら透過して二次元X線画像撮影部11に到達する。同期信号のやりとり(通信)がなされていない時は、二次元X線画像撮影部11のX線撮影手段にX線が照射されたかを読み取る信号を検出する。X線撮影手段にX線が照射されたかを読み取る信号としては、例えば撮影部のバイアス信号(Vs信号)を用いる。バイアス線に流れる微電流を検出し、バイアス信号判断部25においてX線が照射されたか否かを判断する。X線が照射されたと判断されると、二次元X線画像撮影部11は、すみやかに、リセット動作を中断し、蓄積動作に入る。各画素に蓄積された画像信号は、二次元X線画像撮影部11の読み出し走査を行い、X線画像信号が出力される。なお、本実施形態において、被写体Pは、例えば、人体であり、二次元X線画像撮影部11から出力されるX線画像は、人体画像となる。
In this X-ray imaging, the X-rays irradiated from the
二次元X線画像撮影部11から出力されたX線画像信号は、A/D変換部13において、所定のデジタル信号に変換され、X線画像データとして前処理部16に転送される。前処理部16は主として、X線画像撮影装置の特性を補正するものであり、上述のX線画像データに対して、例えば、二次元X線画像撮影部11の画素毎の感度のばらつきを補正するゲイン補正処理と、画素毎の暗電流のばらつきを補正する暗電流補正処理を行う。前処理部16は操作者がX線撮影する前に、補正用画像(例えば、補正用のゲイン補正用画像および暗電流補正用画像)をメインメモリ20に格納し、補正時に必要に応じて補正用画像を読み出す。撮影された画像は、放射線技師等が、目的の撮影できたかを確認できるようにするため、できるだけ早く画像表示出力されることが求められる。このため、最初は間引き画像をまず表示し、段階的に高精細な画像が表示される。
The X-ray image signal output from the two-dimensional X-ray
そして、これらの前処理が行われたX線画像データは、原画像データとしてCPU19の制御によりCPUバス12を介して、メインメモリ20、画像処理部17に転送される。メインメモリ20は、前処理部16から転送されたX線画像データ(原画像データ)を格納する。画像処理部17は、X線画像撮影装置の特性が補正されたX線画像データ(原画像データ)に対して、医師が観察したい情報をより見易くするためのノイズ低減処理、周波数処理、モニタやフィルム等の表示媒体に合わせた階調処理などの画像処理を行う。そして、画像処理部17は画像処理を実行した後に、画像処理後のX線画像データを画像表示部22に出力する。画像処理部17は、メインメモリ20に格納されたX線画像データ(原画像データ)についても同様の画像処理を行ない。画像処理後のX線画像データを画像表示部22に出力する。
Then, the X-ray image data subjected to these pre-processing is transferred as original image data to the
図2は、従来のX線画像撮影装置によるX線撮影のタイミングチャートであり、図3は本実施形態に係るX線画像撮影装置によるX線撮影のタイミングチャートである。二次元X線画像撮影部で電荷が蓄積されてから読み出すまでの時間(Acumulate ON時間)を画像蓄積時間Tとする。図2(a)に示すようにX線画像撮影装置によるX線撮影では、画像蓄積時間T内に、X線遅延時間ΔtとX線が照射されている時間X(X_ON時間)と、が収まるようにX線撮影のタイミングが設定されている。 FIG. 2 is a timing chart of X-ray imaging by a conventional X-ray imaging apparatus, and FIG. 3 is a timing chart of X-ray imaging by the X-ray imaging apparatus according to the present embodiment. The time (Acumulate ON time) from when charges are accumulated in the two-dimensional X-ray image capturing unit to when they are read is defined as an image accumulation time T. As shown in FIG. 2A, in the X-ray imaging by the X-ray imaging apparatus, the X-ray delay time Δt and the X-ray irradiation time X (X_ON time) fall within the image accumulation time T. In this way, the timing of X-ray imaging is set.
しかし、X線発生部1とX線撮影部10との接続方法が異なると、図2(b)に示すように通常のX線遅延時間Δtだけでなく、通信の再試行(通信リトライ)などによる遅延時間Δt’も生ずる可能性がある。ここで、X線遅延時間Δt+遅延時間Δt’をΔTとする。この場合には、図2(b)に示すように、通信の再試行等による遅延時間Δt’が長くなることにより、X線が照射されているにも拘わらず、画像蓄積時間T内にX線照射が完了せずに、X線照射の途中で画像蓄積時間Tが終了することとなる。このような場合、所望のX線画像データが得られない虞がある。
However, if the connection method between the
このような従来の問題点に対して、本実施形態では、X線発生部1とX線撮影部10との間において、図3に示すように予め接続状態を判定するための信号(CNN_CHK、CNN_RET)を通信する。ここで、同期信号有無検出部28は、X線発生部1とX線撮影部10との接続状態を判定するための判定信号(CNN_CHK)をX線発生部1に送信する。X線発生部1とX線撮影部10との間の通信が確立されている場合、X線発生部1の有線通信接続部6および無線通信接続部5の少なくともいずれか一方が判定信号(CNN_CHK)に応答する応答信号(CNN_RET)をX線撮影部10側に送信する。
With respect to such a conventional problem, in the present embodiment, a signal (CNN_CHK,) for determining a connection state in advance between the
本実施形態において、X線撮影部10は検出された接続状態に応じて画像蓄積時間Tを変化させるためのテーブルを有している。駆動方法設定部23が接続状態に応じてテーブルを選択する。画像蓄積時間Tは、撮影部位選択部37(図7)で選択された撮影部位に応じてそれぞれ異なるものであり、駆動方法設定部23は、接続状態に応じたテーブルを選択して画像蓄積時間Tを変化させる。
In the present embodiment, the
例えば、接続状態がない、つまり非同期である場合には、外部環境によって通信の再試行等による遅延時間Δt’が長くなる虞が生ずる。このような接続状態に起因する遅延時間Δt’が発生しても、駆動方法設定部23は接続状態に応じて、余裕時間を含めた画像蓄積時間Tを変化させることにより、画像蓄積時間Tが長いことにより過剰に蓄積時間が長くなる可能性を抑えることができる。すなわち、画像蓄積時間T内にX線照射が完了せずに、X線照射の途中で画像蓄積時間Tが終了するという、従来のX線画像撮影装置による問題を解消することができる。
For example, when there is no connection state, that is, asynchronous, there is a possibility that the delay time Δt ′ due to communication retry or the like becomes long depending on the external environment. Even if the delay time Δt ′ caused by such a connection state occurs, the drive
放射線の照射を開始した時点では放射線の線量が瞬時に立ち上がらず、線量の立上がりが緩やかな場合には、所定の線量になるまでに遅れが生じ得る。また撮影部11のバイアス信号判断部25でX線照射されたと検知するまでの時間も遅延の要因となる。この遅れを図3のタイミングチャートでは、遅延時間(Δtk)として示している。X線の照射開始タイミングをT1とすると、二次元X線画像撮影部11の電荷の蓄積開始タイミングT2が遅延時間(Δtk)経過後となるように、駆動方法設定部23は二次元X線画像撮影部11の電荷の蓄積開始のタイミングを制御する。このようなタイミングの制御を行うことにより、放射線の線量が安定した状態で撮影を行うことが可能になると共に、画像蓄積時間Tを必要以上に長時間としなくても画像蓄積時間T内にX線の照射を完了することが可能になる。つまりΔtkの分だけ設定されていた蓄積時間より短くすることが可能となる。
When radiation irradiation starts, the dose of radiation does not rise instantaneously, and if the rise of the dose is gradual, there may be a delay before reaching a predetermined dose. In addition, the time until the bias
なお、ここで駆動方法設定部23(画像蓄積時間制御部)は、画像蓄積時間Tを制御するものとしているが、撮影モードを変更しても良いことは言うまでもない。駆動方法設定部23は、非同期の接続状態における二次元X線画像撮影部11の撮影モードを、同期した接続状態における二次元X線画像撮影部11の撮影モードよりも短い蓄積時間の撮影モードを設定し、二次元X線画像撮影部11の駆動方法を変更する。例えば、駆動方法設定部23は、X線自動検部の感度モードの変更や、静止画における短時間撮影モード(短時間蓄積時間モード)や、短蓄積時間での連続撮影モードに設定する。この選択によって、二次元X線画像撮影部11の撮影モードが変更され、変更された撮影モードに応じて画像蓄積時間が変わるという点で同じ効果を得ることができる。
Here, the driving method setting unit 23 (image accumulation time control unit) controls the image accumulation time T, but it goes without saying that the shooting mode may be changed. The driving
本実施形態におけるX線画像撮影装置の駆動方法設定部23は、上述のように接続状態を判定し、判定の結果を操作パネル21に現在の接続状態を表示する。例えば、X線発生部1とX線撮影部10との間の通信が確立されている同期状態や、通信が確立されていない非同期の状態であることを操作パネル21に表示する。このように表示することにより、操作者は接続状態をチェックすることができ、X線発生装置とX線制御部の間の同期信号有無を捉え、無駄な蓄積時間増加を抑止することが可能になる。
The driving
なお、X線照射時に必ず画像が蓄積されるようにするためには、通常の画像蓄積時間Tを、より長くする解決手法も考えられるが、画像蓄積時間Tの増加に伴い、主に暗電流ノイズと呼ばれるノイズが増加する。本発明で提案するX線画像撮影装置は、同期信号が無い場合には、X線自動検出で検知に用いられる時間の分、画像蓄積時間Tを短くすることにより、ノイズを抑え、かつ画像表示の速いX線撮影装置となる。また、画像をより早く表示部22に送ることができるため、画像撮影部11の即時性が高まる。
In order to ensure that an image is always accumulated during X-ray irradiation, a solution method for making the normal image accumulation time T longer is conceivable. However, as the image accumulation time T increases, the dark current mainly Noise called noise increases. The X-ray imaging apparatus proposed in the present invention suppresses noise and reduces the image display time by shortening the image accumulation time T by the time used for detection by automatic X-ray detection when there is no synchronization signal. Fast X-ray equipment. In addition, since the image can be sent to the
ここで、二次元X線画像撮影部11は、放射線を画像信号電荷(電気信号)に変換する複数の変換素子と電気信号を外部に転送するTFTなどのスイッチ素子とで構成されるセンサアレイを有する。画像蓄積時間Tの増加に伴い、二次元X線画像撮影部11でのTFTの読み出し時間の違いが顕在化されてくることもあるため、シェーディング量が大きくなる。通常では、光電変換素子を用いた二次元X線画像撮影部11では、画像蓄積時間Tが長くなるにつれて、暗電流ノイズのばらつきが大きくなるため、画質向上のためには可能な限り画像蓄積時間Tを短くする必要がある。なお、本実施形態の説明では、画像蓄積時間Tとしたが、画像蓄積終了時間または信号読み出し開始時間も同等の意味で用いられることは言うまでもない。
Here, the two-dimensional
図4は、本実施形態に係るX線画像撮影装置によるX線撮影の流れを示す図である。先ず、ステップS1において、同期信号有無検出部28は、X線発生部1とX線撮影部10との間の同期信号の有無を検出することにより、接続状態を検出する。簡易的に無線通信接続または有線通信接続がなされている時は同期信号ありと検出する方法や、擬似的に同期させてチェックする方法を用いることができる。例えば、X線撮影部10から同期信号を出力し、X線発生部1から同期信号が所定時間以内に返ってくるか否かを検出することにより、同期信号の有無を検出することができる。接続状態を検知するタイミングとしては、1回の撮影毎に撮影の直前に行うことが望ましいが、撮影毎に接続状態を取得すると、1回の撮影に要する時間が増大する。例えば、検診用途等の患者が次々に訪れる施設では、接続状態が殆ど変化しない状況においても、撮影毎に接続状態をチェックすることは無駄が多い。
FIG. 4 is a diagram showing a flow of X-ray imaging performed by the X-ray imaging apparatus according to the present embodiment. First, in step S <b> 1, the synchronization signal presence /
従って、このような撮影用途の場合、撮影毎ではなく1シリーズ毎、一定時間毎に、接続状態をチェックするように切換可能とし、例えば、電源を投入後に初めて撮影を行う場合や、一定時間毎、例えば、10分毎など、定期的に接続状態をチェックしてもよい。操作パネル21で同期/非同期の接続方式を変更できるボタンがある場合はボタン押下時に接続状態をチェックし、同期接続ができない場合等は操作パネル21に表示するようにしても良い。また、非同期時には、X線照射の有無をX線撮影部10側で認識する必要があるため、非同期であること操作パネル21や画像表示部22に表示してユーザに報知する。
Therefore, in such a shooting application, it is possible to switch so as to check the connection state not for every shooting but for every series and every fixed time, for example, when shooting for the first time after turning on the power, or every fixed time For example, the connection state may be periodically checked every 10 minutes. When there is a button that can change the synchronous / asynchronous connection method on the
次に、ステップS2の判定において、ステップS1で検出した接続検出情報を用いて同期信号があるか否かで次ステップ以降のフローを分岐させる。有線/無線等による接続がされており、同期信号が有ると判定された場合には、デフォルトの駆動タイミングを変更することなく、撮影開始のステップS3に進む。同期信号が有り、X線発生部1とX線撮影部10とが同期した接続状態にある場合、駆動方法設定部23は、X線発生部1とX線撮影部10との間の通信により、二次元X線画像撮影部11の駆動時間(画像蓄積時間)を設定する。
Next, in the determination in step S2, the flow after the next step is branched depending on whether there is a synchronization signal using the connection detection information detected in step S1. If it is determined that there is a wired / wireless connection and there is a synchronization signal, the process proceeds to step S3 for starting shooting without changing the default drive timing. When there is a synchronization signal and the
また、ステップS2において同期信号が無いと判定された場合には、X線自動検出による検出遅れ、終了時間を見誤る可能性があるためステップS4に進む。ステップS4においては、撮影時の画像蓄積時間Tを算出した後に、ステップS5に進み、ステップS4において得られた撮影時の画像蓄積時間Tに基づいて、駆動タイミングを変更した後にステップS3に進む。本実施形態では、遅延時間(Δtk:図3)を考慮して、電荷の蓄積開始タイミング、信号読み出しのタイミングを早くして、電荷蓄積時間を長くするように駆動方法設定部23は駆動タイミングを変更する。
On the other hand, if it is determined in step S2 that there is no synchronization signal, the detection delay and end time due to the automatic X-ray detection may be misunderstood, and the process proceeds to step S4. In step S4, after calculating the image accumulation time T at the time of shooting, the process proceeds to step S5, and after changing the drive timing based on the image accumulation time T at the time of shooting obtained in step S4, the process proceeds to step S3. In the present embodiment, the drive
ステップS3においては、Vs信号の時間変化をモニタしX線が照射されると、同期信号が無い場合はX線を検出し、決定された駆動タイミングにおいて撮影を開始する。Vs信号の時間変化が予め定めた基準よりも大きい場合は、Δtkが短いことが予想でき、逆にVs信号の時間変化が基準以下の場合は、Δtkが長いことが予測される。つまり、Vs信号の時間変化はΔtkを予測するために用いることができる。このことによりVs信号の時間変化が小さくΔtkが長い時は、固定蓄積時間を短く設定する。このことにより、無駄な蓄積時間による画像ノイズが少なくなるだけでなく、画像を早く転送可能となる。なお、シーケンスについては後述するが、準備が終了するとX線撮影部10はX線発生部1に準備終了信号を出力する。X線発生部1は準備終了信号を受像後に図示しないX線照射釦が押下されると、X線発生部1はX線発生信号をX線撮影部10に出力する。X線発生部1はX線撮影部10がX線発生信号を受信した後にX線を発生する。X線撮影部10の二次元X線画像撮影部11は、X線発生信号を受信した後に、上述の駆動タイミングの画像蓄積時間Tにおいて蓄積された電荷を読み出し、読み出した電荷から画像を形成する。
In step S3, when the time variation of the Vs signal is monitored and the X-ray is irradiated, the X-ray is detected when there is no synchronization signal, and imaging is started at the determined drive timing. When the time change of the Vs signal is larger than a predetermined reference, Δt k can be predicted to be short. Conversely, when the time change of the Vs signal is equal to or less than the reference, Δt k is predicted to be long. That is, time change of Vs signal can be used to predict Delta] t k. When the time variation is small Delta] t k of the Vs signal is long Thus, the shorter fixed accumulation time. This not only reduces image noise due to wasted accumulation time, but also allows images to be transferred quickly. Although the sequence will be described later, when preparation is completed, the
ステップS3における撮影が終了すると、ステップS6に進み、接続による同期信号がある場合には、X線発生部1に対して画像蓄積時間Tの経過後画像を転送し、撮影を終了する。
When the imaging in step S3 is completed, the process proceeds to step S6. When there is a connection synchronization signal, the image is transferred to the
ステップS7では、撮影された画像に関して駆動タイミングの変更の有無を判定する。駆動タイミングの変更がされていない場合にはステップS8に進み、前処理部16は、例えば、蓄積時間500msにおけるデフォルトの前処理を行う。次に、ステップS9では、画像処理部17がデフォルトの画像処理を行った後に、ステップS10において、CPU19の制御の下、画像処理済みの画像は、予め操作者が操作パネル21で指示したフィルムや画像表示部22等の出力媒体に出力される。
In step S <b> 7, it is determined whether or not the drive timing has been changed for the captured image. If the drive timing has not been changed, the process proceeds to step S8, and the
一方、ステップS7の判定において、駆動タイミングが変更されている場合、ステップS11に進み、前処理部16は、変更された駆動タイミングによる画像蓄積時間Tに対応した前処理を行う。ステップS11で実行する前処理は、デフォルトの前処理に対して暗電流補正が異なる。これは、駆動タイミングの変更により画像蓄積時間Tが変更された場合には、蓄積されている暗電流量が変化しているためである。暗電流画像は画像蓄積時間Tに依存する特性を有している。このため、画質を向上させるためには、変更された画像蓄積時間と等しい画像蓄積時間Tの暗電流画像で補正を行うことが望ましい。そのため、変更された画像蓄積時間Tに応じて暗電流量を補正することで、変更された画像蓄積時間Tが画質に及ぼす影響を低減する。
On the other hand, if it is determined in step S7 that the drive timing is changed, the process proceeds to step S11, and the
光電変換素子を用いた二次元X線画像撮影部11において、暗電流画像を取得するタイミングは大きく2つある。1つはX線画像取得の直後に暗電流画像を撮影(取得)するものである。他の1つは画像蓄積時間T内において予め一定時間を定め、幾つかの画像蓄積時間Tにおいて、暗電流画像を取得するものである。前者のタイミングで暗電流画像を取得する方法は、静止画撮影においては1枚の画像撮影分の時間が画像表示までに余計に掛かるだけである。この場合、例えば、動画撮影においては暗電流画像をX線画像の後で取得することは、複数の画像取得分の時間が余計に掛るという弊害がある。これに対し後者のタイミングで暗電流画像を取得する方法は、予め対応する画像蓄積時間に相当する暗電流画像を複数保存しておく必要がある。この場合には、X線画像取得後に、暗電流画像を取得する必要がないため、画像表示までに要する時間を短縮化することができるという利点を有している。
In the two-dimensional X-ray
本実施形態にあっては、何れの暗電流画像の取得方法でも対応可能である。前処理部16は、X線画像から対応する画像蓄積時間Tに相当する暗電流画像の差分をとる(減算処理)を行うことによって、暗電流補正処理を行う。暗電流補正処理を行った後、前処理部16は、ゲイン補正処理を行い、各光電変換特性の特性が補正された画像を出力する。
In this embodiment, any dark current image acquisition method can be used. The preprocessing
ステップS11の前処理の終了後、処理はステップS12に進められる。ステップS12で実行する画像処理は、例えば、デフォルトの画像処理に対して画像蓄積時間Tに応じたノイズ低減処理(ノイズ抑制処理)が異なる。例えば、無駄なX線照射を避けるために、画像蓄積時間Tを長くするように駆動タイミングが変更されると、画像中にはノイズが増加する。本実施形態においては、周波数処理を含めたノイズ低減処理が含まれ、駆動タイミングが変更され、画像蓄積時間Tが長くなった時には、ノイズ低減処理の特定周波数画像における強調係数を強くした周波数処理を行う。 After completion of the preprocessing in step S11, the process proceeds to step S12. The image processing executed in step S12 differs from, for example, default image processing in noise reduction processing (noise suppression processing) corresponding to the image accumulation time T. For example, if the drive timing is changed to increase the image accumulation time T in order to avoid unnecessary X-ray irradiation, noise increases in the image. In the present embodiment, noise reduction processing including frequency processing is included, and when the drive timing is changed and the image accumulation time T becomes longer, frequency processing with a stronger enhancement coefficient in the specific frequency image of noise reduction processing is performed. Do.
ステップS12における画像処理が終了すると、処理はステップS10に進められ、ステップS10において、CPU19の制御の下、画像処理済みの画像は予め操作者が操作パネル21で指示したフィルムや画像表示部22等の出力媒体に出力される。図5は従来のX線画像撮影装置のX線発生部とX線撮影部との間の動作シーケンスの説明図であり、図6は本実施形態にかかるX線画像撮影装置におけるX線発生部1とX線撮影部10とのシーケンスの説明図である。図5と図6を対比することにより本実施形態のX線画像撮影装置における動作シーケンスを具体的に説明する。
When the image processing in step S12 is completed, the process proceeds to step S10. In step S10, the image processed image is controlled in advance by the
先ず、従来例における図5は、画像蓄積時間Tを1000msに設定された場合の動作シーケンスを示している。図5の動作シーケンスにおいて、操作者は被写体PをX線発生部とX線撮影部との間に配置し、被写体や患者に撮影開始の旨を伝達した後に、X線発生部の1段目のスイッチ(SW)をオンにする。X線発生部は、RDY_REQの信号をX線撮影部に送信し、X線撮影部は前画像の読み出しを終了し、撮影準備を開始する。なお、空読み等が必要なセンサは空読み駆動を行う。 First, FIG. 5 in the conventional example shows an operation sequence when the image accumulation time T is set to 1000 ms. In the operation sequence of FIG. 5, the operator places the subject P between the X-ray generation unit and the X-ray imaging unit, and notifies the subject or patient of the start of imaging, and then the first stage of the X-ray generation unit. Turn on the switch (SW). The X-ray generation unit transmits an RDY_REQ signal to the X-ray imaging unit, and the X-ray imaging unit finishes reading the previous image and starts preparation for imaging. It should be noted that a sensor that requires idle reading or the like performs idle reading driving.
そして、X線撮影部は、例えば100msの遅延の後に、RDY_OKの信号をX線発生部に送信し、X線発生部において2段目のスイッチ(SW)をオンにする許可が得られる。次に、操作者はX線発生部の2段目のスイッチ(SW)をオンにして、X線撮影部にX_REQの信号を送信し、ジェネレータをセットアップする。X線撮影部はX_REQの信号を受信すると、センサ部である二次元X線画像撮影部11の初期化を行う。そして、約100msの遅延の後に、X線撮影部はX_OKの信号をX線発生部1に送信し、ジェネレータX線がリリースされる。
Then, the X-ray imaging unit transmits an RDY_OK signal to the X-ray generation unit after a delay of, for example, 100 ms, and permission to turn on the second-stage switch (SW) is obtained in the X-ray generation unit. Next, the operator turns on the second-stage switch (SW) of the X-ray generation unit, transmits an X_REQ signal to the X-ray imaging unit, and sets up the generator. When receiving the X_REQ signal, the X-ray imaging unit initializes the two-dimensional
従来、X線発生部とX線撮影部は専用線で接続されており、例えば、図5に示すように、固定された蓄積時間1000msの後に、画像読み出しを開始すれば十分である。 Conventionally, the X-ray generation unit and the X-ray imaging unit are connected by a dedicated line. For example, as shown in FIG. 5, it is sufficient to start image reading after a fixed accumulation time of 1000 ms.
次に、本実施形態にかかるX線画像撮影装置の動作シーケンス(図6)では、X線撮影部10側において、X線発生部1との間の接続状態は把握されている。X線撮影部10からX線発生部1に接続状態を判定するための判定信号(CNN_CHK)を送信し、X線発生部1から戻ってきた応答信号(CNN_RET)を受信する。例えば、X線撮影部10のOS(オペレーションシステム)がウィンドウズ(またはMS−DOS)やリナックス等であれば、ping(packet internet groper)コマンドを送信することにより、接続状態の結果を得ることができる。
Next, in the operation sequence (FIG. 6) of the X-ray imaging apparatus according to the present embodiment, the connection state with the
本シーケンスの目的は、接続状態における通信の安定性を確認することである。本実施形態としては、例えば、ウィンドウズ(またはMS−DOS) 上のwinipcfg、arp、traceroute、netstat、ipconfig、route、telnet等のコマンドを利用してもよい。また、X線撮影部10に使用するアプリケーション上で接続状態を確認することが望ましい。例えば、上述のpingで確認できるレベルであるIPレベル程度の情報、OSI参照モデルのネットワーク層の情報であっても、本実施形態に適用可能である。
The purpose of this sequence is to confirm the stability of communication in the connected state. As this embodiment, for example, commands such as winipcfg, arp, traceroute, netstat, ipconfig, route, and telnet on Windows (or MS-DOS) may be used. Further, it is desirable to confirm the connection state on an application used for the
応答信号(CNN_RET)が正常に返ってくる時、すなわち、X線発生部1とX線撮影部10との間で同期信号が有る場合は、駆動タイミングは変更されないため、従来の図5と同様な動作シーケンスとなる。しかし、応答信号(CNN_RET)が正常に返ってこない時、すなわち、X線撮影部とX線撮影装置の間で同期信号が無い場合は、図6に示される動作シーケンスとなる。
When the response signal (CNN_RET) returns normally, that is, when there is a synchronization signal between the
図6の動作シーケンスにおいて、応答信号(CNN_RET)が一定時間内に返ってこない時、同期信号有無検出部28は、X線撮影部10とX線発生部1との間で同期信号が無いことを検出する。図6のようにX線撮影部10とX線発生部1との間で、以下信号のやりとりを行うことができない。このため、X線撮影部10は、X線自動検知機能を用いて、X線が照射されたと検出された時にのみ、二次元X線画像撮影部11の準備駆動を停止し、所定の固定蓄積時間の後に、各画素の電流または電圧を読み出す必要がある。この時、同期通信が損なわれた外部環境である場合には、X線検出時間の分、画像読み出しが遅れてしまう可能性がある。またX線照射がされてから検知するまでの時間に遅れが生じる可能性がある。
In the operation sequence of FIG. 6, when the response signal (CNN_RET) does not return within a certain time, the synchronization signal presence /
本実施形態においては、通信上のこのような状況を考慮し、接続方法と撮影部位に応じて、画像蓄積時間Tが設定されているテーブルを有している。このように、駆動方法設定部23は、検出された同期信号が有のときには、X線発生部1と同期して画像蓄積時間Tを決める。ここで、同期とは蓄積開始時と蓄積終了時の両方が挙げられるが、蓄積終了だけ同期信号がないX線発生部も存在する。このため、蓄積終了だけ同期信号がない場合は、あらかじめ決められた画像蓄積時間後に画素の電荷信号を読み出す。検出された同期信号が無の時には、同期信号が有の時と比べて長い固定蓄積時間で画像を取得する方法に変更することを特徴とする(例えば、固定蓄積時間1000msを蓄積時間950msに変更する)。
In the present embodiment, in consideration of such a communication situation, a table in which the image accumulation time T is set according to the connection method and the imaging region is provided. As described above, the driving
図7はX線撮影部10の操作パネル21の画面を例示している。操作パネル21には、患者の氏名等の患者情報表示欄31、X線画像表示部32、同期接続状態表示部33が設けられている。更に、この操作パネル21には接続方法を一方でしか接続できないようにする同期接続切換釦34、撮影開始を指示する撮影開始釦35、コメント等を表示するメッセージ表示欄36、撮影部位を選択・表示する撮影部位選択部37が設けられている。
FIG. 7 illustrates a screen of the
X線発生部1とX線撮影部10とが専用線で接続されている場合には、同期接続状態表示部33には専用線と表示される。また、同期接続切換釦34には、X線画像撮影装置で対応可能な接続方法が、例えば、プルダウンで選択できるようになっている。
When the
操作者は撮影部位を撮影部位選択部37により選択した後に、メッセージ表示欄36に、「X線撮影可能」等と表示された後に、撮影開始釦35を押下することによりX線画像の撮影を指示することができる。
After the operator selects an imaging region by the imaging
同期接続切換釦34を押下した時に同期接続の有無の検出が実行され、非同期接続から同期接続に変更できない場合、同期接続に変更できないことが操作パネル21のメッセージ表示欄36に表示される。
When the synchronous
図8は画像処理部17におけるノイズ低減処理を例示的に説明する図であり、離散ウェーブレット変換およびその逆変換の説明図である。図8(a)は周波数成分分解回路図、図8(b)は二次元の変換処理により得られる2レベルの変換係数群の構成図、図8(c)は復元回路の構成図をそれぞれ示している。ノイズ低減処理は画像を複数の周波数成分に分解し、各周波数成分に重畳するノイズを解析することによりノイズデータを作成する。このノイズデータを各周波数成分から減算することにより、該当帯域に存在するノイズを低減することができる。
FIG. 8 is a diagram for exemplarily explaining noise reduction processing in the
本実施形態においては、同期信号がなく非同期の場合でも、駆動タイミングを変更して画像蓄積時間長くすることで、X線照射時間をX線画像撮影装置の画像蓄積時間T内に収めている。画像蓄積時間Tを長くすることで、画像中に暗電流ノイズが入ってしまう。これらの暗電流ノイズは、画素毎に対応するフォトダイオードや、アンプ部分の個体差ばらつき等が一因となっており、固定パターン状のノイズとランダム状のノイズが混ざった状態で表れる。また、これらの暗電流ノイズは、画像蓄積時間Tが長くなるにつれて単調的に増加する。この暗電流ノイズは被写体Pを透過後のX線分布を表す画像と周波数的に異なるため、周波数分解を行い該当周波数成分画像の強調係数を弱めた重み付けにより、復元を行うことにより、画質上の影響を低減することが可能である。 In the present embodiment, even when there is no synchronization signal and there is no synchronization signal, the X-ray irradiation time is kept within the image accumulation time T of the X-ray image capturing apparatus by changing the drive timing to lengthen the image accumulation time. By increasing the image accumulation time T, dark current noise enters the image. These dark current noises are caused by photodiodes corresponding to each pixel, variations in individual differences among amplifiers, and the like, and appear in a state where fixed pattern noise and random noise are mixed. Further, these dark current noises monotonously increase as the image accumulation time T becomes longer. Since this dark current noise is different in frequency from the image representing the X-ray distribution after passing through the subject P, it is possible to improve the image quality by performing frequency decomposition and performing restoration by weighting that weakens the enhancement coefficient of the corresponding frequency component image. It is possible to reduce the influence.
暗電流ノイズは画像蓄積時間Tに応じて、固定状のパターンも有しているため、対応する周波成分が各サブバンドに分割された画像下において、或る程度の傾向を有している。画像蓄積時間Tが長くなることにより増加したノイズ成分における空間周波数が、例えば、図8(b)中の周波サブバンドHH2に対応すると仮定する。この場合、本実施形態におけるノイズ低減処理は、周波サブバンドHH2に対応する成分を低減して、図8(c)の復元回路中で足し合わせる。本実施形態におけるノイズ低減処理は、ノイズデータの減算量を、複数の段階に調整することができる。この減算量を調整するパラメータの値を変更することで、該当帯域のノイズを低減することが可能となる。このように、駆動タイミングの変更に対して上述の方法によりノイズ低減処理を変更することで、暗電流ノイズが低減され、画質を向上させることができる。
(第2実施形態)
第1実施形態では、同期接続の有無によって、画像蓄積時間Tを変更する構成を説明した。本実施形態においては、画像蓄積時間Tを変更する判断基準として、撮影部位も加えた構成を説明する。また、第2実施形態においては、X線照射後に暗電流画像を取得するために二次元X線画像撮影部11の駆動方法を変更する構成を説明する。
Since the dark current noise also has a fixed pattern according to the image accumulation time T, it has a certain tendency under the image in which the corresponding frequency component is divided into subbands. It is assumed that the spatial frequency in the noise component increased as the image accumulation time T becomes longer corresponds to the frequency subband HH2 in FIG. 8B, for example. In this case, the noise reduction process in this embodiment reduces the component corresponding to the frequency subband HH2 and adds them in the restoration circuit of FIG. The noise reduction processing in the present embodiment can adjust the subtraction amount of noise data in a plurality of stages. By changing the value of the parameter for adjusting the subtraction amount, it becomes possible to reduce the noise in the corresponding band. In this way, by changing the noise reduction processing by the above-described method with respect to the change of the drive timing, dark current noise can be reduced and the image quality can be improved.
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the configuration in which the image accumulation time T is changed depending on the presence or absence of the synchronous connection has been described. In the present embodiment, a configuration in which an imaging region is also added as a criterion for changing the image accumulation time T will be described. Moreover, in 2nd Embodiment, the structure which changes the drive method of the two-dimensional X-ray image imaging |
図9は、本発明の第2実施形態に係るX線画像撮影装置によるX線撮影のタイミングチャートである。第1実施形態においては、通信における接続状態に応じて、X線画像撮影装置の二次元X線画像撮影部11の駆動方法(画像蓄積時間T)を変更した。本実施形態では、接続状態を示す接続情報だけではなく、更に、撮影部位情報も用いて、駆動方法設定部23がテーブルを選択する。駆動方法設定部23は、接続状態や撮影部位を示す撮影部位情報に応じたテーブルを選択して画像蓄積時間Tを変化させる。
FIG. 9 is a timing chart of the X-ray imaging by the X-ray imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the driving method (image accumulation time T) of the two-dimensional X-ray
第2実施形態においても第1実施形態と同様に、X線発生部1とX線撮影部10との間において、予め接続状態を判定するための信号(CNN_CHK、CNN_RET)を通信する。同期信号有無検出部28はX線発生部1とX線撮影部10との接続状態を判定するための判定信号(CNN_CHK)をX線発生部1に送信する。X線発生部1とX線撮影部10との間の通信が確立されている場合、X線発生部1は判定信号(CNN_CHK)に応答する応答信号(CNN_RET)をX線撮影部10側に送信する。X線発生部1とX線撮影部10との間の通信が確立されていない場合、X線発生部1は応答信号(CNN_RET)をX線撮影部10側に送信しない。この時、同期信号をやりとり可能な接続状態ではないため、接続状態をチェックするための応答信号(CNN_RET)が、X線撮影部10側に返ってこない。
Also in the second embodiment, as in the first embodiment, signals (CNN_CHK, CNN_RET) for determining a connection state are communicated between the
第2実施形態においては、更に、X線照射後に暗電流画像を取得するために二次元X線画像撮影部11の駆動方法を変更する。
In the second embodiment, the driving method of the two-dimensional X-ray
同期信号が検出された時には、X線照射後に取得する暗電流画像の取得のタイミングをX線撮影部10側で把握できるため、暗電流画像の取得枚数は1枚で十分である。しかしながら、同期信号が検出されない場合には、X線照射後に取得する暗電流画像の取得のタイミングをX線撮影部10側で把握できない。X線照射時間が長い場合、暗電流画像の取得時にX線が照射されてしまう場合が生じ得る。このため、暗電流画像の取得方法を変更する。例えば、X線照射後に取得する暗電流画像の取得枚数を複数枚取得するように、例えば、3枚取得するように取得方法を変更する(図9の901〜903)。このように暗電流画像の取得方法を変更することによって、画像蓄積時間T内にX線照射時間が収まる可能性を増加させる。尚、複数枚の暗電流画像の取得の例として、3枚の暗電流画像の取得は例示的なものであり、本発明の趣旨はこの例に限定されるものではない。
When the synchronization signal is detected, the acquisition timing of the dark current image acquired after the X-ray irradiation can be grasped on the
図10は、第2実施形態に係るX線画像撮影装置によるX線撮影の流れを示す図である。図4に示すフローチャート図と同一の内容には、同一のステップ番号を付し、説明を省略する。図10のステップS2において、同期信号での検出がされないと判断された場合にはステップS21に進む。このステップS21においては、操作者が操作パネル21の撮影部位選択部37を介して入力した撮影部位を選択する。画像撮影時に撮影する対象の撮影部位を選択することによって、求められる周波数や階調が異なり、照射すべきX線の照射量も撮影部位ごとに異なるものである。
FIG. 10 is a diagram illustrating a flow of X-ray imaging performed by the X-ray imaging apparatus according to the second embodiment. The same contents as those in the flowchart shown in FIG. 4 are denoted by the same step numbers, and description thereof is omitted. If it is determined in step S2 in FIG. 10 that the synchronization signal is not detected, the process proceeds to step S21. In step S <b> 21, the imaging part input by the operator via the imaging
ステップS22において、ステップS21で選択された撮影部位が、X線照射量の多い部位(閾値のX線照射量以上)であるか否かを判定する(照射量判定)。例えば、X線照射量の多い部位として、腰堆側面や股関節、大腿骨等が選択されたときには(S22−Yes)、ステップS4に進み撮影時の画像蓄積時間Tを変更する。その他の部位、例えば、X線照射量の少ない部位(閾値のX線照射量未満)として、心臓の近くの部位等が選択された場合には(S22−No)、一般にX線照射時間が短い。このため、同期信号が検知されず、通信の即時性に欠ける場合であっても、X線撮影部の駆動タイミングを変更する必要性は少なくなるため、駆動タイミングを変更せずに、処理をステップS3に進める。 In step S22, it is determined whether or not the imaging region selected in step S21 is a region having a large X-ray irradiation amount (more than the threshold X-ray irradiation amount) (irradiation amount determination). For example, when the lumbar side surface, hip joint, femur, or the like is selected as a site with a large amount of X-ray irradiation (S22-Yes), the process proceeds to step S4, and the image accumulation time T at the time of imaging is changed. When a region near the heart or the like is selected as another region, for example, a region with a small amount of X-ray irradiation (less than the threshold X-ray irradiation amount) (S22-No), generally the X-ray irradiation time is short. . For this reason, even if the synchronization signal is not detected and the immediacy of communication is lacking, the need to change the drive timing of the X-ray imaging unit is reduced, so that the process is performed without changing the drive timing. Proceed to S3.
尚、ステップS22において、撮影部位によって、X線の照射線量を推測する方法を説明したが、本発明の趣旨はこの例に限定されるものではない。例えば、X線発生部1に入力されたX線照射時間を、X線撮影部10のデータ収集部15が収集し、ステップS22の判定にX線照射時間を用いてもよい。駆動方法設定部23は、データ収集部15により収集されたX線照射時間を用いて、ステップS22における駆動タイミングを変更するか否かの判定を行うことも可能である。
In step S22, the method of estimating the X-ray irradiation dose based on the imaging region has been described. However, the gist of the present invention is not limited to this example. For example, the X-ray irradiation time input to the
ステップS7の判定結果により、駆動タイミングが変更されている場合、ステップS13において、前処理部16は、非同期の接続状態で、変更された駆動タイミングと等しい電荷蓄積時間の下で複数の暗電流画像を取得し、暗電流画像を評価(解析)する。ステップS14において、前処理部16は、暗電流画像を解析し画像判定することにより、暗電流による電荷の蓄積時(電荷蓄積時間)において、X線が照射されているか否かを判定する(電荷判定)。暗電流による電荷のレベルと、X線の照射による電荷のレベルは異なる。前処理部16は電荷のレベルを比較して、暗電流による電荷の蓄積時においてX線が照射されているか判定する。
If the drive timing is changed according to the determination result of step S7, in step S13, the
ステップS14の判定結果において、X線の照射がある場合、処理をステップS15に進め、前処理部16は、暗電流による電荷の蓄積時の画像をX線画像に加算し、加算した画像をX線画像として画像形成する(S15)。X線画像に加算された画像は、取得された複数の暗電流画像から削除される。例えば、図9のタイミングチャートにおいて、暗電流の電荷の蓄積タイミング901において、X線が照射(X_ON)されているので、蓄積タイミング901において蓄積された電荷に基づく画像をX線画像へ加算する。
If there is X-ray irradiation in the determination result in step S14, the process proceeds to step S15, and the
ステップS16において、前処理部16は、その後に取得された暗電流画像から、暗電流補正に用いる暗電流画像(例えば、図9の蓄積タイミング902および903のうちのいずれか一方)を選択する。
In step S16, the preprocessing
ステップS17において、先のステップS16で選択された暗電流画像を用いて、前処理部16は暗電流補正を行う。暗電流補正の詳細は第1実施形態の図4のステップS11で説明したとおりである。ステップS17の終了後、処理をステップS12の画像処理に進める。
In step S17, the preprocessing
一方、ステップS14の判定において、暗電流の電荷の蓄積時にX線が照射されていないと判定された場合、処理をステップS11に進め、前処理部16は、変更された駆動タイミングによる画像蓄積時間Tに対応した前処理を行う。すなわち、ステップS13で取得された複数の暗電流画像のいずれか一つを用いて、前処理部16は暗電流補正を行う。暗電流補正の詳細は第1実施形態の図4のステップS11で説明したとおりである。ステップS11の終了後、処理をステップS12の画像処理に進める。
On the other hand, if it is determined in step S14 that X-rays are not irradiated when dark current charges are accumulated, the process proceeds to step S11, and the
ステップS12において、画像処理部17は変更された画像蓄積時間Tに応じた画像処理(ノイズ低減処理)を実行する。表1は同期信号の有無、部位に応じた画像蓄積時間Tと画像処理方法の関係を例示するものである。
In step S12, the
表1
同期有無 部位 X線照射時間 画像蓄積時間T 画像処理方法
非同期 胸部 20ms 500ms 画像処理1
非同期 胸椎側面等 350ms 1000ms 画像処理2
同期 胸部 20ms 500ms 画像処理1
同期 胸椎側面等 350ms 500ms 画像処理1
上記の表1には、画像蓄積時間Tを変更したとき、画質向上の目的のために、画像蓄積時間Tに伴って画像処理方法を変更する数値の具体例が示されている。例えば、胸部正面等の心臓を含む撮影においては、心臓に合わせて動く部位が多いため、X線発生部1の定格最大出力値によるが、一般に30〜50ms程度の可能な限り短いX線照射時間で撮影されることが多い。また他の部位も、被験者の体動が画像中でぶれて撮像されることを避けるため、30〜150ms程度の短いX線照射条件で撮影されることが多い。
Table 1
Synchronization presence / absence Part X-ray irradiation time Image accumulation time T Image processing
Asynchronous thoracic spine side, etc. 350 ms 1000
Synchronous chest 20ms
Synchronous Thoracic side etc. 350ms
Table 1 above shows specific examples of numerical values for changing the image processing method in accordance with the image accumulation time T for the purpose of improving the image quality when the image accumulation time T is changed. For example, in imaging including the heart such as the front of the chest, since there are many parts that move in accordance with the heart, depending on the rated maximum output value of the
しかし、被写体PのX線吸収量が多い撮影部位や、画像上でノイズに対するコントラストが大きいことを要求される撮影部位では、X線照射時間が長くなることが要求される。例えば、上述のX線撮影照射条件を使用する施設においては、腰堆側面や股関節、大腿骨では500ms程度のX線照射時間を使用することが多い。蓄積時間を500msとすると、同期信号がある状態で接続されているときには、X線照射時間に画像蓄積時間Tが収まるようにすることは可能であるが、通信遅れに対する許容量は小さい。 However, an X-ray irradiation time is required to be long in an imaging region where the amount of X-ray absorption of the subject P is large or an imaging region that requires a high contrast against noise on the image. For example, in a facility that uses the above-mentioned X-ray imaging irradiation conditions, an X-ray irradiation time of about 500 ms is often used for the lumbar side surface, hip joint, and femur. If the accumulation time is 500 ms, it is possible to make the image accumulation time T fall within the X-ray irradiation time when connected in the presence of a synchronization signal, but the tolerance for communication delay is small.
これに対して、X線照射時間が短い部位を撮影する際には、同期信号がない場合でも、画像蓄積時間T内にX線照射時間が収まる可能性が大きい。つまり、撮影部位と接続方法に応じて画像蓄積時間Tを変更する。なお、撮影部位は操作者が画像撮影前に撮影部位選択部37(図7)を介して指示する。 On the other hand, when imaging a site where the X-ray irradiation time is short, there is a high possibility that the X-ray irradiation time will fall within the image accumulation time T even if there is no synchronization signal. That is, the image accumulation time T is changed according to the imaging part and the connection method. The imaging part is instructed by the operator via the imaging part selection unit 37 (FIG. 7) before the image is taken.
本発明の第1、第2実施形態では、画像蓄積時間Tの増加に伴い増加する画像シェーディング量、暗電流ノイズを補正することが必要となる。本発明の第1、第2実施形態で実施される画像処理方法は、シェーディング補正ノイズ低減処理をかけることで解決する。また暗電流ノイズを補正する方法として、本実施形態では複数枚取得した暗電流画像をもとに、X線照射画像取得時との間の時間に応じて暗電流補正画像を作成する等で解決する。 In the first and second embodiments of the present invention, it is necessary to correct an image shading amount and dark current noise that increase as the image accumulation time T increases. The image processing method implemented in the first and second embodiments of the present invention is solved by applying shading correction noise reduction processing. In addition, as a method for correcting dark current noise, in the present embodiment, it is possible to solve the problem by creating a dark current correction image in accordance with the time from when an X-ray irradiation image is acquired based on a plurality of dark current images acquired. To do.
表1における画像処理方法は、撮影部位及び蓄積時間及び同期信号有無に応じて、画像処理の方法を変更している。つまり、撮影部位、画像蓄積時間、無線/有線の関数として、画像処理方法を決めることができる。接続方法が同期信号有のときには、X線画像撮影装置の駆動方法や画像処理方法は、従来例と同一であってよい。 The image processing method in Table 1 changes the image processing method according to the imaging region, the accumulation time, and the presence / absence of a synchronization signal. That is, the image processing method can be determined as a function of the imaging region, the image accumulation time, and the wireless / wired function. When the connection method has a synchronization signal, the driving method and the image processing method of the X-ray imaging apparatus may be the same as the conventional example.
また撮影部位に応じて駆動方法や画像処理方法を変えるテーブルを有している。撮影部位として、腰堆側面や股関節、大腿骨等はX線照射時間が長いために特に変更する。また、表1には記載していないが、撮影部位選択の部分で、小児や妊婦を成人と分けることにより、駆動方法や画像処理方法を変えることもできる。つまり、小児や妊婦の場合には、特に無駄なX線照射は避けなければならないため、駆動方法や画像処理方法を変える部位が多くなるように変更する。 It also has a table for changing the driving method and image processing method according to the imaging region. As the imaging region, the side of the lumbar side, the hip joint, the femur, and the like are particularly changed because the X-ray irradiation time is long. Although not described in Table 1, the driving method and the image processing method can be changed by separating a child or a pregnant woman from an adult in the part for selecting an imaging region. That is, in the case of a child or a pregnant woman, since unnecessary X-ray irradiation must be avoided, the number of parts for changing the driving method and the image processing method is changed.
図11はX線画像撮影装置を取り付けることのできる多種多様のX線画像撮影システムを例示しており、胸部撮影装置、ブッキー立位撮影台、天板昇降式のブッキーテーブル、DUアラーム型ブッキー撮影装置等に取り付けることができる。 FIG. 11 exemplifies various X-ray imaging systems to which an X-ray imaging apparatus can be attached, and includes a chest imaging apparatus, a bucky standing imaging table, a top-and-bottom lifting type bucky table, and a DU alarm type bucky imaging. It can be attached to a device or the like.
図12は、本発明の実施形態におけるX線画像撮影の一例として、X線画像撮影後の画像を表示するX線画像撮影動作を示す図である。X線発生部1、X線撮影部10、及び画像処理部17の動作の流れをタイムチャートとして図示している。
FIG. 12 is a diagram illustrating an X-ray image capturing operation for displaying an image after X-ray image capturing as an example of X-ray image capturing in the embodiment of the present invention. The flow of operations of the
X線撮影部10は画像処理部17からの指示を受け、順次走査駆動を行い、X線の照射を待つ(1201)。X線発生部1からX線の照射があるとX線撮影部10はX線が照射されたことを検出し、順次走査駆動を停止し、全走査線においてTFTをオフとして電荷蓄積状態となる(1202)。このタイミングでX線撮影部10は、記憶部18から画像信号と、二次元X線画像撮影部11のレジスタから走査を停止した走査線番号を読み出して、間引き画像を、画像処理部17へ送信する(1203)。画像処理部17は、デジタル値に対して信号処理(1204)を行い表示する(1208)。
In response to an instruction from the
X線撮影部10において、間引き画像は順次読みだされ(1206、1209、1212、1213)、最終的には間引きされない画像が画像処理部17で処理され、表示される。画像処理部17は、時間が経つにつれて、より間引きがされない画像を、例えば3段階で表示する(1208、1211、1215)。X線発生部1とX線撮影部10が非同期である時、X線撮影部10の蓄積時間を短くすることで、無駄な蓄積時間による画像ノイズを少なくすることができ、より即時性に優れたX線画像撮影装置にすることができる。
In the
図13は、本発明の実施形態におけるX線画像撮影の一例として、放射線照射開始を検知し、撮影画像を取得するタイミングチャートを示す図である。X線が照射可能な状態でリセット走査(TC101、1301)を繰り返し、X線発生装置からX線が照射されるのを待つ。X線が照射されると、X線が検知され、バイアス線に電流が流れる。バイアス信号判断部25は、バイアス信号がある一定の閾値を超えてX線を検知したと判断する。例えば、バイアス信号判断部25は、バイアス電流の波形がピークとなったところで、X線を検知したと判断することができる。X線検知判断後、すみやかに、リセット走査を停止し(TC102)、蓄積動作を始める(1302)。尚、検知遅れ時間に対応するL2からL7までのX線の検知ラインは、一定の閾値を超えていないX線を検知することになるため、この間の検知結果は蓄積の対象とならない。このため、検知ラインL2からL7は、X線を一部損失するラインとなる。
FIG. 13 is a diagram illustrating a timing chart for detecting the start of radiation irradiation and acquiring a captured image as an example of X-ray image capturing in the embodiment of the present invention. The reset scanning (TC101, 1301) is repeated in a state where X-rays can be irradiated, and waiting for X-rays to be irradiated from the X-ray generator. When the X-ray is irradiated, the X-ray is detected and a current flows through the bias line. The bias
蓄積動作が終わり、読み出し動作が始まる。ある固定時間で読み出し動作(TC103、1303)を各ラインで行い、ここでバイアス信号の時間変化を算出することで、Δtkを予測可能である。バイアス信号の時間変化に応じて、蓄積時間を設定することが可能である。バイアス電流の時間変化とは、横軸に時間、縦軸にバイアス電流を取った時の傾きで現れる。傾きが小さい時は、バイアス電流の時間変化が小さいので、Δtkが長くなる。よって固定蓄積時間を該当時間Δtkだけ短くなるように切り替える。 The accumulation operation ends and the read operation starts. It performs a read operation to (TC103,1303) in each line at a certain fixed time, wherein by calculating the time variation of the bias signal, it is possible to predict Delta] t k. The accumulation time can be set according to the time change of the bias signal. The time change of the bias current appears as a slope when time is taken on the horizontal axis and the bias current is taken on the vertical axis. When the inclination is small, the time variation of the bias current is small, Delta] t k becomes longer. Thus switching the fixed accumulation time so short as appropriate time Delta] t k.
また、ここで無駄なX線発生をできるだけ無くすため、バイアス信号の閾値は低い方が良い。しかし、バイアス信号は微電流であるため、閾値を低くすると、X線照射後に遅延が少なく、画像蓄積動作に遷移可能となるが、逆に振動等で、バイアス信号に電流変化があった場合には誤検知をする可能性もある。そのため、閾値は、設置環境によって変更することが可能である。バイアス信号の閾値に応じて蓄積時間を設定することが可能である。設定された閾値が、大きい時は、Δtkが長くなるため、固定蓄積時間を短く切り替えることにより、特に無駄な蓄積時間による画像ノイズを少なくすることができ、また画像を早く転送可能となる。 Also, in order to eliminate unnecessary generation of X-rays as much as possible, the bias signal threshold should be low. However, since the bias signal is a minute current, if the threshold value is lowered, there is little delay after X-ray irradiation and it is possible to transition to the image accumulation operation. Conversely, when there is a change in the bias signal due to vibration or the like, May be misdetected. Therefore, the threshold value can be changed depending on the installation environment. The accumulation time can be set according to the threshold value of the bias signal. Set threshold is when large, the Delta] t k is increased by switching a short fixed storage time, in particular it is possible to reduce the image noise due to unnecessary accumulation time, also it becomes faster can transfer images.
上述の各実施形態によれば、X線発生部とX線撮影部との間の接続状態やX線検出の感度状態に応じて画像撮影部の駆動方法を設定することが可能になる。
(その他の実施形態)
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
According to each of the above-described embodiments, it is possible to set the driving method of the image capturing unit according to the connection state between the X-ray generation unit and the X-ray imaging unit and the sensitivity state of X-ray detection.
(Other embodiments)
The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, or the like) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
Claims (15)
前記X線発生手段と前記X線撮影手段との間でX線発生のタイミングと前記X線撮影手段の駆動タイミングとを同期するための通信が行われるか否かを判定する判定手段と、
前記判定に応じて、前記同期した通信が行われない非同期の通信が行われる場合の蓄積時間を、前記同期した通信が行われる場合の蓄積時間に比べて短くなるように前記画像撮影手段の駆動方法を設定する設定手段と、
を備えることを特徴とするX線画像撮影装置。 An X-ray imaging apparatus having an image imaging means for imaging an X-ray image generated from the X-ray generation means, the X-ray imaging means comprising:
A determination unit that determines whether or not communication is performed between the X-ray generation unit and the X-ray imaging unit to synchronize the timing of X-ray generation and the drive timing of the X-ray imaging unit;
In response to the determination, the image capturing unit is driven so that an accumulation time when the asynchronous communication without the synchronized communication is performed is shorter than an accumulation time when the synchronized communication is performed. A setting means for setting a method;
An X-ray imaging apparatus comprising:
前記X線発生手段に対して、前記通信が行われるか否かを判定するための判定信号を送信し、前記判定信号に対する応答信号を前記X線発生手段から受信した場合、前記X線発生手段と前記X線撮影手段とは同期した通信が行われる接続状態であると判定し、
前記判定信号に対する応答信号を前記X線発生手段から受信しない場合、前記X線発生手段と前記X線撮影手段とは非同期の通信が行われる接続状態であると判定することを特徴とする請求項1に記載のX線画像撮影装置。 The determination means includes
When the determination signal for determining whether or not the communication is performed is transmitted to the X-ray generation unit, and the response signal for the determination signal is received from the X-ray generation unit, the X-ray generation unit And the X-ray imaging means are determined to be in a connection state in which synchronized communication is performed,
The X-ray generation unit and the X-ray imaging unit are determined to be in a connection state in which asynchronous communication is performed when a response signal to the determination signal is not received from the X-ray generation unit. The X-ray imaging apparatus according to 1.
前記設定手段は、前記変換素子に前記電荷の蓄積を開始するタイミング、および前記変換素子に蓄積された前記電荷の読み出しを開始するタイミングのうち、少なくともいずれか一方のタイミングを変更して前記蓄積時間を設定することを特徴とする請求項1または3に記載のX線画像撮影装置。 The image photographing means has a sensor array in which a plurality of conversion elements that convert the X-rays into electric charges are arranged,
The setting means changes the accumulation time by changing at least one of a timing for starting accumulation of the charge in the conversion element and a timing for starting reading of the charge accumulated in the conversion element. The X-ray imaging apparatus according to claim 1, wherein the X-ray imaging apparatus is set.
前記非同期の通信が行われる接続状態で、複数の暗電流画像を取得する取得手段と、
前記複数の暗電流画像の電荷と前記X線の照射時の電荷とを比較して、暗電流の電荷の蓄積時において、前記X線が照射されているか否かを判定する電荷判定手段と、
前記X線が照射されている場合、前記暗電流の電荷の蓄積時の画像をX線画像として処理する処理手段と、を更に備えることを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載のX線画像撮影装置。 The X-ray imaging means includes
An acquisition means for acquiring a plurality of dark current images in a connection state in which the asynchronous communication is performed;
A charge determination unit that compares the charges of the plurality of dark current images with the charges at the time of irradiation with the X-rays and determines whether or not the X-rays are irradiated at the time of accumulation of dark current charges;
6. The apparatus according to claim 2, further comprising processing means for processing an image at the time of accumulation of the dark current charge as an X-ray image when the X-ray is irradiated. The X-ray imaging apparatus described.
被写体の撮影部位を選択する選択手段と、
前記撮影部位に応じたX線の照射量を判定する照射量判定手段と、
を更に備え、
前記設定手段は、前記判定の結果と、前記X線の照射量の判定結果と、を用いて前記画像撮影手段の駆動方法を設定することを特徴とする請求項2乃至6のいずれか1項に記載のX線画像撮影装置。 The X-ray imaging means includes
A selection means for selecting an imaging region of the subject;
A dose determining means for determining a dose of X-rays according to the imaging region;
Further comprising
The said setting means sets the drive method of the said image pick-up means using the determination result and the determination result of the said X-ray irradiation amount, The any one of Claim 2 thru | or 6 characterized by the above-mentioned. An X-ray imaging apparatus described in 1.
前記設定手段は、前記非同期の通信が行われる接続状態における前記画像撮影手段の蓄積時間を、前記同期した通信が行われる接続状態における前記画像撮影手段の蓄積時間よりも短く設定することを特徴とする請求項7に記載のX線画像撮影装置。 When the determination result is a connection state in which asynchronous communication is performed, and the determination result of the X-ray dose is equal to or higher than a threshold X-ray dose,
The setting means sets the accumulation time of the image photographing means in the connection state where the asynchronous communication is performed shorter than the accumulation time of the image photographing means in the connection state where the synchronous communication is performed. The X-ray imaging apparatus according to claim 7.
前記画像撮影手段の駆動方法により撮影されたX線画像から暗電流画像の差分をとることにより、前記X線画像を補正する前処理手段を更に備えることを特徴とする請求項2乃至8のいずれか1項に記載のX線画像撮影装置。 The X-ray imaging means includes
9. The method according to claim 2, further comprising preprocessing means for correcting the X-ray image by taking a difference between dark current images from an X-ray image photographed by the driving method of the image photographing means. The X-ray imaging apparatus of Claim 1.
前記画像撮影手段の駆動方法により撮影されたX線画像に対して画像処理を行う画像処理手段を更に備えることを特徴とする請求項2乃至10のいずれか1項に記載のX線画像撮影装置。 The X-ray imaging means includes
The X-ray image capturing apparatus according to claim 2, further comprising an image processing unit that performs image processing on an X-ray image captured by the driving method of the image capturing unit. .
前記X線撮影手段の判定手段が、前記X線発生手段と前記X線撮影手段との間でX線発生のタイミングと前記X線撮影手段の駆動タイミングとを同期するための通信が行われるか否かを判定する判定工程と、
前記X線撮影手段の設定手段が、前記判定に応じて、前記同期した通信が行われない非同期の通信が行われる場合の蓄積時間を、前記同期した通信が行われる場合の蓄積時間に比べて短くなるように前記画像撮影手段の駆動方法を設定する設定工程と、
を有することを特徴とするX線画像撮影装置の制御方法。 An X-ray imaging unit having an image imaging unit for imaging an X-ray image generated from the X-ray generation unit;
Whether the determination unit of the X-ray imaging unit communicates between the X-ray generation unit and the X-ray imaging unit to synchronize the timing of X-ray generation and the drive timing of the X-ray imaging unit A determination step of determining whether or not,
According to the determination, the setting unit of the X-ray imaging unit compares the accumulation time when the asynchronous communication is not performed and the accumulation time when the synchronous communication is performed. A setting step of setting a driving method of the image photographing means so as to be short;
A control method for an X-ray imaging apparatus, comprising:
前記X線発生手段と前記X線撮影手段との間でX線発生のタイミングと前記X線撮影手段の駆動タイミングとを同期するための通信が行われるか否かを判定する判定手段と、
前記判定に応じて、前記変換素子に電荷の蓄積を開始するタイミング、および前記蓄積された電荷の読み出しを開始するタイミングのうち、少なくともいずれか一方のタイミングを変更した前記画像撮影手段の駆動方法を設定する設定手段と、
を備えることを特徴とするX線画像撮影装置。 An X-ray imaging apparatus having an image imaging means in which a conversion element for converting X-rays generated from the X-ray generation means into electric charges is disposed, wherein the X-ray imaging means includes:
A determination unit that determines whether or not communication is performed between the X-ray generation unit and the X-ray imaging unit to synchronize the timing of X-ray generation and the drive timing of the X-ray imaging unit;
In accordance with the determination, a driving method of the image photographing unit in which at least one of timing for starting accumulation of electric charge in the conversion element and timing for starting reading of the accumulated electric charge is changed. Setting means for setting;
An X-ray imaging apparatus comprising:
前記X線撮影手段の判定手段が、前記X線発生手段と前記X線撮影手段との間でX線発生のタイミングと前記X線撮影手段の駆動タイミングとを同期するための通信が行われるか否かを判定する判定工程と、
前記X線撮影手段の設定手段が、前記判定に応じて、前記変換素子に電荷の蓄積を開始するタイミング、および前記蓄積された電荷の読み出しを開始するタイミングのうち、少なくともいずれか一方のタイミングを変更した前記画像撮影手段の駆動方法を設定する設定工程と、
を有することを特徴とするX線画像撮影装置の制御方法。 A control method for an X-ray imaging apparatus comprising: an X-ray imaging means having an image imaging means in which a conversion element for converting X-rays generated from the X-ray generation means into electric charge is disposed;
Whether the determination unit of the X-ray imaging unit communicates between the X-ray generation unit and the X-ray imaging unit to synchronize the timing of X-ray generation and the drive timing of the X-ray imaging unit A determination step of determining whether or not,
In accordance with the determination, the setting unit of the X-ray imaging unit sets at least one of a timing for starting accumulation of charges in the conversion element and a timing for starting reading of the accumulated charges. A setting step of setting the changed driving method of the image photographing means;
A control method for an X-ray imaging apparatus, comprising:
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