JP6386762B2 - Radiation diagnostic apparatus, radiation detection apparatus, and radiation detection data processing method - Google Patents

Radiation diagnostic apparatus, radiation detection apparatus, and radiation detection data processing method Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、放射線診断装置、放射線検出装置、及び放射線検出データ処理方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a radiation diagnostic apparatus, a radiation detection apparatus, and a radiation detection data processing method.

放射線診断装置は、X線やγ線などの放射線を検出することにより診断用画像を作成する装置である。放射線診断装置には、X線診断装置やX線CT(Computed Tomography)装置や核医学診断装置などがある。   The radiation diagnostic apparatus is an apparatus that creates a diagnostic image by detecting radiation such as X-rays and γ-rays. Examples of the radiation diagnostic apparatus include an X-ray diagnostic apparatus, an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus, and a nuclear medicine diagnostic apparatus.

X線診断装置やX線CT装置は、X線発生器と、X線検出器とを有する。X線発生器は、X線を発生し、発生したX線を被検体に対して曝射する。X線検出器は、被検体に対して曝射されたX線を検出する。X線検出器は、たとえば、2次元状に配列された複数の画素を有する。各画素では、入射されたX線が電荷に変換される。X線を電荷に変換する方式には、X線をヨウ化セシウムなどのシンチレータにより光に変換し、この光をフォトダイオードなどにより電荷に変換する方式と、X線をアモルファスセレンなどの光導電物質により直接に電荷に変換する方式とが知られている。   X-ray diagnostic apparatuses and X-ray CT apparatuses have an X-ray generator and an X-ray detector. The X-ray generator generates X-rays and exposes the generated X-rays to the subject. The X-ray detector detects X-rays exposed to the subject. The X-ray detector has, for example, a plurality of pixels arranged two-dimensionally. In each pixel, incident X-rays are converted into electric charges. The X-ray is converted into electric charge by converting the X-ray into light by a scintillator such as cesium iodide and converting the light into electric charge by a photodiode or the like, and a photoconductive material such as amorphous selenium. The method of directly converting into electric charge is known.

このようなX線検出器は、たとえば、所定の期間内に入射されたX線により発生した電荷を蓄積し、これを電圧に変換した後にディジタル値に変換することにより得られたディジタル値を生データ(画像データ)の画素値として出力する。   Such an X-ray detector, for example, accumulates electric charges generated by X-rays incident within a predetermined period, generates a digital value obtained by converting this into a voltage and then converting it into a voltage. Output as pixel value of data (image data).

X線診断装置は、上記の「画像データ」に対し、さらに階調処理や空間フィルタ処理などの画像処理を施し、画像処理後の画像データに基づく画像を観察用モニタに表示させる。また、X線CT装置は、1つの撮影シーケンスの中でX線発生器とX線検出器とを被検体の周囲に回転させながら、所定の間隔で上記「画像データ」を複数生成する。X線CT装置は、1つの撮影シーケンスで収集された複数の画像データに対し再構成処理を施すことにより被検体のX線吸収特性の3次元分布である3次元データを作成し、この3次元データに基づいて様々な呈示方法で観察用モニタに表示させる。   The X-ray diagnostic apparatus further performs image processing such as gradation processing and spatial filter processing on the “image data”, and displays an image based on the image data after the image processing on the observation monitor. The X-ray CT apparatus generates a plurality of the “image data” at predetermined intervals while rotating the X-ray generator and the X-ray detector around the subject in one imaging sequence. The X-ray CT apparatus creates three-dimensional data that is a three-dimensional distribution of the X-ray absorption characteristics of the subject by performing reconstruction processing on a plurality of image data collected in one imaging sequence. Based on the data, it is displayed on the observation monitor by various presentation methods.

[エネルギー積分型検出器]
X線光子により発生する電荷は、検出されたX線光子の数とX線光子のエネルギーとの積に略比例している上に、所定の期間内に入射されたX線光子すべての電荷を蓄積して処理するため、この種のX線検出器を「エネルギー積分型検出器」と呼ぶことがある。
[Energy integration detector]
The charges generated by the X-ray photons are approximately proportional to the product of the number of detected X-ray photons and the energy of the X-ray photons, and the charges of all the X-ray photons incident within a predetermined period are This type of X-ray detector is sometimes called an “energy integrating detector” because it accumulates and processes.

「エネルギー積分型検出器」が出力する画素値は、オフセット補正やゲイン補正や欠陥画素補正が施され、「画像データ」として、その後段側の画像処理過程に渡される。オフセット補正は、半導体の暗電流などに起因するオフセット成分を補正する処理である。ゲイン補正は、X線検出物質の感度の2次元のばらつき、増幅器ゲインのばらつき、又はX線分布の不均一性などを補正する処理である。欠陥画素補正は、周辺の正常画素の画素値から出力が異常な欠陥画素の画素値を推定して決定する処理である。   The pixel value output from the “energy integrating detector” is subjected to offset correction, gain correction, and defective pixel correction, and is passed to the subsequent image processing process as “image data”. The offset correction is a process for correcting an offset component caused by a dark current of the semiconductor. The gain correction is a process for correcting two-dimensional variation in sensitivity of the X-ray detection substance, variation in amplifier gain, non-uniformity in X-ray distribution, and the like. The defective pixel correction is a process of estimating and determining the pixel value of a defective pixel whose output is abnormal from the pixel values of surrounding normal pixels.

「エネルギー積分型検出器」が出力する画素値から直接に量子ノイズの大きさを知ることは困難である。その理由は、(a)画素値は、検出された複数のX線光子の発生電荷量の総和に比例すること、(b)X線光子1個当たりの発生電荷量にはX線光子のエネルギーの影響があること、(c)オフセット成分が無視できないことなどである。しかしながら、2次元状に配列された画素のうち所望の画素の近傍の画素の画素値や、繰り返し収集された「画像データ」の同一画素の画素値に対する統計計算により量子ノイズの大きさを推定することが可能である。   It is difficult to know the magnitude of the quantum noise directly from the pixel value output by the “energy integrating detector”. The reason is that (a) the pixel value is proportional to the sum of the generated charge amounts of a plurality of detected X-ray photons, and (b) the generated charge amount per X-ray photon is the energy of the X-ray photons. (C) the offset component cannot be ignored. However, the magnitude of the quantum noise is estimated by statistical calculation on the pixel value of the pixel in the vicinity of the desired pixel among the two-dimensionally arranged pixels and the pixel value of the same pixel of the “image data” collected repeatedly. It is possible.

このような「エネルギー積分型検出器」に対し、近年、「光子計数型検出器」が実用化されている。   In contrast to such an “energy integrating detector”, a “photon counting detector” has been put into practical use in recent years.

[光子計数型検出器]
「光子計数型検出器」は、検出器上に設けられた画素に入射されたX線光子を1つずつ検出し、所定の期間内に入射されたX線光子の総数を当該画素の画素値として出力する。1つの画素にX線光子が入射されると、そのエネルギーに対応した電圧のパルスが発生する。「光子計数型検出器」は、このパルスが所定の電圧範囲内であるときにX線光子が検出されたと判断し、計数する。この判断は、予め設定された複数の閾値電圧と電圧パルスの波高(振幅)との比較により行われる。閾値電圧の下限は、半導体の暗電流を検知しないように設定されるため、「光子計数型検出器」が出力する画素値に対するオフセット補正は必要ない。
[Photon counting detector]
The “photon counting detector” detects X-ray photons incident on pixels provided on the detector one by one, and the total number of X-ray photons incident within a predetermined period is the pixel value of the pixel. Output as. When an X-ray photon is incident on one pixel, a voltage pulse corresponding to the energy is generated. The “photon counting detector” determines that an X-ray photon has been detected when this pulse is within a predetermined voltage range, and performs counting. This determination is made by comparing a plurality of preset threshold voltages with the pulse height (amplitude) of the voltage pulse. Since the lower limit of the threshold voltage is set so as not to detect the dark current of the semiconductor, no offset correction is necessary for the pixel value output by the “photon counting detector”.

また、「光子計数型検出器」では、X線から電荷への変換過程の変換効率の画素毎のばらつきや電荷を電圧に変換する増幅器の増幅率の画素毎のばらつきなどによって、あるエネルギーのX線光子1つに対する電圧パルスの波高(振幅)が画素毎にばらつく。このばらつきは、画素毎、又は複数の画素のグループ毎に設定される閾値電圧を調整することにより、均一化することが可能である。或いは、画素毎や画素のグループ毎に閾値電圧を設定する必要のない程度に、X線から電荷への変換過程の変換効率及び電荷を電圧に変換する増幅器の増幅率の画素毎のばらつきを小さくなるよう設計することで、ばらつきの問題を解決することができる。このように、「光子計数型検出器」のゲインのばらつきは、X線光子が各画素で検出され生成された電荷量に応じた電圧パルスを検知し閾値範囲内のものを計数するまでの過程において解決される。このため「エネルギー積分型検出器」の場合のように画像処理装置が検出器からの画素値を収集した後に行う「ゲイン補正」は、「光子計数型検出器」では不要である。   In addition, in the “photon counting detector”, X energy having a certain energy is caused by variations in conversion efficiency from pixel to pixel in an X-ray-to-charge conversion process or variations in amplification factor of an amplifier that converts charge into voltage. The voltage pulse amplitude (amplitude) for one line photon varies from pixel to pixel. This variation can be made uniform by adjusting the threshold voltage set for each pixel or each group of a plurality of pixels. Alternatively, variations in the conversion efficiency of the X-ray-to-charge conversion process and the amplification factor of the amplifier that converts the charge into the voltage are reduced to the extent that it is not necessary to set a threshold voltage for each pixel or each group of pixels. By designing to be, it is possible to solve the problem of variation. As described above, the variation in gain of the “photon counting detector” is a process from when the X-ray photon is detected at each pixel to detect a voltage pulse corresponding to the generated charge amount and to count the number within the threshold range. Is solved. Therefore, “gain correction” performed after the image processing apparatus collects the pixel values from the detector as in the case of the “energy integrating detector” is not necessary for the “photon counting detector”.

以上のように、「光子計数型検出器」では、所定の期間内に計数された結果に対してオフセット補正やゲイン補正を行う必要はなく、その計数結果そのものがその画素で検出されたX線光子数nとなる。   As described above, in the “photon counting detector”, it is not necessary to perform offset correction or gain correction on the result counted within a predetermined period, and the X-ray in which the counting result itself is detected by the pixel. The number of photons is n.

検出されたX線光子数nを画素値とする画像データには、光子と物質の相互作用が確率的であることに起因する「量子ノイズ」が含まれることが不可避である。この相互作用の結果はポアソン分布に従うことが知られており、検出されたX線光子数をnとしたとき、ノイズの強度(揺らぎの標準偏差)はnの1/2乗であることが知られている。   It is inevitable that the image data whose pixel value is the number of detected X-ray photons n includes “quantum noise” resulting from the probability that the interaction between the photon and the substance is probabilistic. It is known that the result of this interaction follows a Poisson distribution, and when the number of detected X-ray photons is n, the noise intensity (standard deviation of fluctuation) is n 1/2 power. It has been.

画素で検出されたX線光子の数を信号成分とし、量子ノイズをノイズ成分とすると、信号対雑音比SNR(Signal−to−Noise Ratio)は、次式のように表される。
SNR=n/(n1/2)=n1/2
When the number of X-ray photons detected by a pixel is a signal component and the quantum noise is a noise component, a signal-to-noise ratio SNR (Signal-to-Noise Ratio) is expressed by the following equation.
SNR = n / (n 1/2 ) = n 1/2

これにより、SNRは、検出されたX線光子数であるnが大きいほど大きくなることがわかる。すなわち、SNRのよい画像を得るためには、検出するX線光子数を多くするとよいことがわかる。   This shows that the SNR increases as n, which is the number of detected X-ray photons, increases. That is, in order to obtain an image with a good SNR, it can be seen that the number of detected X-ray photons should be increased.

一般的な放射線診断装置において用いられる画像データは、1画素当たり8ビット〜20ビットなどが割り当てられ、画像の濃淡、すなわち被検体のX線吸収物質の2次元分布情報を表現する。このビット数は、画像の濃淡情報を診断に利用するために必要な画像のSNRを確保する観点から決定されている。従って、「光子計数型検出器」においても、診断に利用するために必要な画像のSNRを得るために1画素当たりのビット数が決定される。そのため、「光子計数型検出器」は、上記のように、診断に利用するために必要な画像のSNRを得るために十分なX線光子数を検出する必要があり、1画素当たりのビット数が大きくなる。   Image data used in a general radiological diagnostic apparatus is assigned 8 bits to 20 bits per pixel, and expresses the density of the image, that is, the two-dimensional distribution information of the X-ray absorbing material of the subject. The number of bits is determined from the viewpoint of securing the SNR of the image necessary for using the image density information for diagnosis. Therefore, also in the “photon counting detector”, the number of bits per pixel is determined in order to obtain the SNR of an image necessary for use in diagnosis. Therefore, as described above, the “photon counting detector” needs to detect a sufficient number of X-ray photons to obtain an SNR of an image necessary for use in diagnosis, and the number of bits per pixel. Becomes larger.

「光子計数型検出器」の各画素で計数された結果は、内部配線を通して出力部に伝送され、検出器に接続された画像処理装置へ伝送される。伝送されるデータのビット数が大きくなると、検出器内部の配線が増えるため、検出器自身が大型化するという問題が発生する。   The result counted by each pixel of the “photon counting type detector” is transmitted to the output unit through the internal wiring, and is transmitted to the image processing apparatus connected to the detector. When the number of bits of data to be transmitted increases, the number of wirings inside the detector increases, which causes a problem that the detector itself increases in size.

また、検出器から画像処理装置への伝送においても、複数のビットのデータを並列的に伝送しようとすると、ケーブルに含まれる電線の数が多くなるという問題が発生する。さらに、検出器から画像処理装置への伝送において複数のビットのデータを無線通信などでシリアル伝送する場合、伝送時間が長くなるという問題が発生する。   Further, in the transmission from the detector to the image processing apparatus, if a plurality of bits of data are transmitted in parallel, there is a problem that the number of electric wires included in the cable increases. Furthermore, when a plurality of bits of data are serially transmitted by wireless communication or the like in the transmission from the detector to the image processing apparatus, there arises a problem that the transmission time becomes long.

「光子計数型検出器」では、検出されたX線光子に対応する電圧パルスを検知するための検知部に対し、設定された複数の閾値によりX線光子のエネルギーを複数のグループに分割し、エネルギーグループ毎の光子を計数する構成も知られている。この場合、各画素では、計数結果が1つではなく、それぞれがエネルギーグループに対応した複数の計数結果が得られる。「光子計数型検出器」の後段側に設けられた画像処理装置では、これらをエネルギーグループ毎に1枚の画像データとして扱う。そのため、1回のX線照射に対して、「エネルギー積分型検出器」では1つの画像データが得られたのに対して、「光子計数型検出器」では複数の画像データが得られる。従って、「光子計数型検出器」を用いた場合では、より大容量の記憶装置が必要になるという問題がある。   In the “photon counting type detector”, the energy of the X-ray photons is divided into a plurality of groups according to a plurality of set thresholds with respect to a detection unit for detecting a voltage pulse corresponding to the detected X-ray photons, A configuration for counting photons for each energy group is also known. In this case, in each pixel, the count result is not one, but a plurality of count results corresponding to the energy groups are obtained. In the image processing apparatus provided on the rear side of the “photon counting detector”, these are handled as one piece of image data for each energy group. Therefore, for one X-ray irradiation, one image data is obtained with the “energy integrating detector”, whereas a plurality of image data is obtained with the “photon counting detector”. Therefore, when the “photon counting detector” is used, there is a problem that a storage device with a larger capacity is required.

そこで、「光子計数型検出器」により得られた画像データを圧縮することで、検出器の小型化、伝送時間の短縮化、記憶容量の削減を図ることが考えられている。   Therefore, it is considered to reduce the size of the detector, shorten the transmission time, and reduce the storage capacity by compressing the image data obtained by the “photon counting detector”.

特開2013−052134号公報JP2013-052134A 特開2012−222453号公報JP 2012-222453 A

しかしながら、X線光子などの放射線光子の計数結果である放射線検出データを画像データに適用する場合、従来の手法では量子ノイズの特性を考慮していないため、圧縮して伝送したとしても、復元後に信号対雑音比を劣化させてしまう場合があった。また、量子ノイズの特性を考慮していないため、放射線検出データ(画像データ)を十分に圧縮できず、検出器の小型化や伝送時間の短縮化や記憶容量の削減を十分に図ることができない場合があった。   However, when applying radiation detection data, which is a counting result of radiation photons such as X-ray photons, to image data, the conventional method does not consider the characteristics of quantum noise. In some cases, the signal-to-noise ratio is degraded. In addition, since the characteristics of quantum noise are not taken into consideration, radiation detection data (image data) cannot be sufficiently compressed, and it is not possible to sufficiently reduce the size of the detector, the transmission time, and the storage capacity. There was a case.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、信号対雑音比を劣化させることなく、放射線検出データの圧縮が可能な放射線診断装置、放射線検出装置、及び放射線検出データ処理方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem, and provides a radiation diagnostic apparatus, a radiation detection apparatus, and a radiation detection data processing method capable of compressing radiation detection data without degrading a signal-to-noise ratio. The purpose is to provide.

実施形態の放射線診断装置は、放射線発生部と、放射線光子検出部と、圧縮部と、復元部と、画像作成部とを含む。放射線発生部は、放射線光子を発生する。放射線光子検出部は、放射線発生部により発生され被検体を透過した放射線光子を検出し、検出された放射線光子を所定のビット数で計数することにより放射線検出データを生成する。圧縮部は、放射線検出データにおいて所定ビットデータである最上位のビット位置である最大ビット位置から下位側の最大ビット位置に対応したビット数のビット列を有効信号ビットとし、最大ビット位置に対応した付帯情報を有効信号ビットに付帯させて出力する。復元部は、有効信号ビットと付帯情報とを受け、有効信号ビットのビット長を検出し、検出されたビット長と付帯情報とから算出された付加ビット長分の付加データを有効信号ビットの下位側に付加することにより放射線検出データの復元データを生成する。画像作成部は、復元部によって生成された復元データに基づいて画像を作成する。
また、実施形態の放射線検出装置は、放射線光子検出部と、放射線光子計数部と、圧縮部とを含む。放射線光子検出部は、放射線発生部により発生され被検体を透過した放射線光子を検出する。放射線光子計数部は、放射線光子検出部により検出された放射線光子を所定のビット数で計数する。圧縮部は、放射線光子計数部により放射線光子を計数することによって得られた放射線検出データを圧縮する。また、圧縮部は、放射線検出データにおいて所定ビットデータである最上位のビット位置である最大ビット位置から下位側の最大ビット位置に対応したビット数のビット列を有効信号ビットとし、最大ビット位置に対応した付帯情報を有効信号ビットに付帯させて出力する。
また、実施形態の放射線検出装置は、複数の画素と、複数の出力バスとを含む。複数の画素は、2次元状に配列される。複数の出力バスは、各列又は各行の画素毎に共通に設けられる。各画素は、放射線光子検出部と、放射線光子計数部と、圧縮部とを含む。放射線光子検出部は、放射線発生部により発生され被検体を透過した放射線光子を検出する。放射線光子計数部は、放射線光子検出部により検出された放射線光子を所定のビット数で計数する。圧縮部は、放射線光子計数部により放射線光子を計数することによって得られた放射線検出データを圧縮する。また、圧縮部は、放射線検出データにおいて所定ビットデータである最上位のビット位置である最大ビット位置から下位側の最大ビット位置に対応したビット数のビット列を有効信号ビットとし、最大ビット位置に対応した付帯情報を有効信号ビットに付帯させて各出力バスに出力する。
また、実施形態の放射線検出装置は、複数の画素と、複数の出力バスとを含む。複数の画素は、2次元状に配列される。複数の出力バスは、各列又は各行の画素毎に共通に設けられる。各画素は、エネルギーグループ毎に、放射線光子検出部と、放射線光子計数部と、圧縮部とを含む。放射線光子検出部は、放射線発生部により発生され被検体を透過した放射線光子を検出する。放射線光子計数部は、放射線光子検出部により検出された放射線光子を所定のビット数で計数する。圧縮部は、放射線光子計数部により放射線光子を計数することによって得られた放射線検出データを圧縮する。圧縮部は、放射線検出データにおいて所定ビットデータである最上位のビット位置である最大ビット位置から下位側の最大ビット位置に対応したビット数のビット列を有効信号ビットとし、最大ビット位置に対応した付帯情報を有効信号ビットに付帯させて各出力バスに出力する。
また、実施形態の放射線検出装置は、複数の画素と、複数の出力バスと、圧縮部とを含む。複数の画素は、2次元状に配列される。複数の出力バスは、各列又は各行の画素毎に共通に設けられる。圧縮部は、複数の出力バスに接続可能に構成される。各画素は、放射線光子検出部と、放射線光子計数部とを含む。放射線光子検出部は、放射線発生部により発生され被検体を透過した放射線光子を検出する。放射線光子計数部は、放射線光子検出部により検出された放射線光子を所定のビット数で計数する。圧縮部は、放射線光子計数部により放射線光子を計数することによって得られた放射線検出データにおいて所定ビットデータである最上位のビット位置である最大ビット位置から下位側の最大ビット位置に対応したビット数のビット列を有効信号ビットとし、最大ビット位置に対応した付帯情報を有効信号ビットに付帯させて出力する。
実施形態の放射線検出データ処理方法は、ビット位置検出ステップと、信号ビット抽出ステップと、付帯情報精製ステップとを含む。ビット位置検出ステップは、放射線光子を計数することにより得られた放射線検出データにおいて所定ビットデータである最上位のビット位置である最大ビット位置を検出する。信号ビット抽出ステップは、ビット位置検出ステップにおいて検出された最大ビット位置に対応したビット数のビット列を放射線検出データの最大ビット位置から有効信号ビットとして抽出する。付帯情報生成ステップは、ビット位置検出ステップにおいて検出された最大ビット位置に基づいて、有効信号ビットに付帯させる付帯情報を生成する。
The radiation diagnostic apparatus according to the embodiment includes a radiation generation unit, a radiation photon detection unit, a compression unit, a restoration unit, and an image creation unit. The radiation generating unit generates radiation photons. The radiation photon detection unit detects radiation photons generated by the radiation generation unit and transmitted through the subject, and generates radiation detection data by counting the detected radiation photons with a predetermined number of bits. The compression unit uses the bit string having the number of bits corresponding to the maximum bit position on the lower side from the maximum bit position, which is the most significant bit position as the predetermined bit data in the radiation detection data, as an effective signal bit, and is incidental corresponding to the maximum bit position. Information is attached to valid signal bits and output. The restoration unit receives the valid signal bit and the incidental information, detects the bit length of the valid signal bit, and adds additional data corresponding to the additional bit length calculated from the detected bit length and the incidental information to the lower order of the valid signal bit. By adding to the side, restoration data of radiation detection data is generated. The image creation unit creates an image based on the restoration data generated by the restoration unit.
Moreover, the radiation detection apparatus of embodiment contains a radiation photon detection part, a radiation photon counting part, and a compression part. The radiation photon detection unit detects radiation photons generated by the radiation generation unit and transmitted through the subject. The radiation photon counting unit counts the radiation photons detected by the radiation photon detection unit with a predetermined number of bits. The compression unit compresses radiation detection data obtained by counting radiation photons by the radiation photon counting unit. In addition, the compression unit uses the bit sequence of the number of bits corresponding to the maximum bit position, which is the most significant bit position, which is the most significant bit position as the predetermined bit data in the radiation detection data, as the effective signal bit, and corresponds to the maximum bit position. The accompanying information is attached to the valid signal bit and output.
The radiation detection apparatus according to the embodiment includes a plurality of pixels and a plurality of output buses. The plurality of pixels are arranged two-dimensionally. The plurality of output buses are provided in common for the pixels in each column or each row. Each pixel includes a radiation photon detection unit, a radiation photon counting unit, and a compression unit. The radiation photon detection unit detects radiation photons generated by the radiation generation unit and transmitted through the subject. The radiation photon counting unit counts the radiation photons detected by the radiation photon detection unit with a predetermined number of bits. The compression unit compresses radiation detection data obtained by counting radiation photons by the radiation photon counting unit. In addition, the compression unit uses the bit sequence of the number of bits corresponding to the maximum bit position, which is the most significant bit position, which is the most significant bit position as the predetermined bit data in the radiation detection data, as the effective signal bit, and corresponds to the maximum bit position The attached information is attached to the valid signal bit and output to each output bus.
The radiation detection apparatus according to the embodiment includes a plurality of pixels and a plurality of output buses. The plurality of pixels are arranged two-dimensionally. The plurality of output buses are provided in common for the pixels in each column or each row. Each pixel includes a radiation photon detection unit, a radiation photon counting unit, and a compression unit for each energy group. The radiation photon detection unit detects radiation photons generated by the radiation generation unit and transmitted through the subject. The radiation photon counting unit counts the radiation photons detected by the radiation photon detection unit with a predetermined number of bits. The compression unit compresses radiation detection data obtained by counting radiation photons by the radiation photon counting unit. The compression unit uses the bit string having the number of bits corresponding to the maximum bit position on the lower side from the maximum bit position, which is the most significant bit position as the predetermined bit data in the radiation detection data, as an effective signal bit, and is incidental corresponding to the maximum bit position. Information is attached to valid signal bits and output to each output bus.
The radiation detection apparatus according to the embodiment includes a plurality of pixels, a plurality of output buses, and a compression unit. The plurality of pixels are arranged two-dimensionally. The plurality of output buses are provided in common for the pixels in each column or each row. The compression unit is configured to be connectable to a plurality of output buses. Each pixel includes a radiation photon detection unit and a radiation photon counting unit. The radiation photon detection unit detects radiation photons generated by the radiation generation unit and transmitted through the subject. The radiation photon counting unit counts the radiation photons detected by the radiation photon detection unit with a predetermined number of bits. The compression unit is the number of bits corresponding to the maximum bit position on the lower side from the maximum bit position which is the most significant bit position which is predetermined bit data in the radiation detection data obtained by counting the radiation photons by the radiation photon counting unit And the accompanying information corresponding to the maximum bit position is attached to the valid signal bit and output.
The radiation detection data processing method of the embodiment includes a bit position detection step, a signal bit extraction step, and an incidental information purification step. The bit position detection step detects the maximum bit position that is the most significant bit position that is predetermined bit data in the radiation detection data obtained by counting the radiation photons. In the signal bit extraction step, a bit string having the number of bits corresponding to the maximum bit position detected in the bit position detection step is extracted as a valid signal bit from the maximum bit position of the radiation detection data. In the incidental information generation step, incidental information to be added to the effective signal bit is generated based on the maximum bit position detected in the bit position detection step.

第1実施形態に係る放射線検出データにおける有効信号ビットと量子ノイズとの関係の説明図。Explanatory drawing of the relationship between the effective signal bit in the radiation detection data which concerns on 1st Embodiment, and quantum noise. 第1実施形態に係る放射線診断装置の概略構成の機能ブロック図。1 is a functional block diagram of a schematic configuration of a radiation diagnostic apparatus according to a first embodiment. 図2の圧縮部の概略構成の機能ブロック図。The functional block diagram of schematic structure of the compression part of FIG. 図2の復元部の概略構成の機能ブロック図。The functional block diagram of schematic structure of the decompression | restoration part of FIG. 第1実施形態に係る圧縮部の動作例のフロー図。The flowchart of the operation example of the compression part which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る圧縮部の動作説明図。Operation | movement explanatory drawing of the compression part which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る復元部の動作例のフロー図。The flowchart of the operation example of the decompression | restoration part which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る復元部の動作説明図。Explanatory drawing of operation | movement of the decompression | restoration part which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る復元部の動作説明図。Explanatory drawing of operation | movement of the decompression | restoration part which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る復元部の動作説明図。Explanatory drawing of operation | movement of the decompression | restoration part which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態の変形例に係る復元部の概略構成の機能ブロック図。The functional block diagram of schematic structure of the decompression | restoration part which concerns on the modification of 1st Embodiment. 第2実施形態に係る圧縮部の動作説明図。Operation | movement explanatory drawing of the compression part which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る復元部の動作説明図。Explanatory drawing of operation | movement of the decompression | restoration part which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る復元部の動作説明図。Explanatory drawing of operation | movement of the decompression | restoration part which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る放射線診断装置の概略構成の要部の機能ブロック図。The functional block diagram of the principal part of schematic structure of the radiation diagnostic apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態に係る放射線診断装置の概略構成の機能ブロック図。The functional block diagram of schematic structure of the radiation diagnostic apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第4実施形態に係るX線検出器のハードウェア構成例のブロック図。The block diagram of the hardware structural example of the X-ray detector which concerns on 4th Embodiment. 図17の量子ビット圧縮器のハードウェア構成例のブロック図。The block diagram of the hardware structural example of the quantum bit compressor of FIG. 第4実施形態に係る画像処理装置のハードウェア構成例のブロック図。The block diagram of the hardware structural example of the image processing apparatus which concerns on 4th Embodiment. 図19の量子ビット復元部のハードウェア構成例のブロック図。FIG. 20 is a block diagram of a hardware configuration example of the qubit restoration unit in FIG. 19. 第5実施形態に係るX線検出器のハードウェア構成例のブロック図。The block diagram of the hardware structural example of the X-ray detector which concerns on 5th Embodiment. 第6実施形態に係るX線検出器のハードウェア構成例のブロック図。The block diagram of the hardware structural example of the X-ray detector which concerns on 6th Embodiment. 第7実施形態に係るX線診断装置の概略構成の斜視図。The perspective view of schematic structure of the X-ray diagnostic apparatus which concerns on 7th Embodiment. 第7実施形態に係るX線診断装置の概略構成の機能ブロック図。The functional block diagram of schematic structure of the X-ray diagnostic apparatus which concerns on 7th Embodiment. 第8実施形態に係るX線CT装置の概略構成の機能ブロック図。The functional block diagram of schematic structure of the X-ray CT apparatus which concerns on 8th Embodiment.

以下、図面を参照しながら実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

以下では、検出された放射線光子数を画素値とする画像データを「放射線検出データ」と表記する。また、「放射線検出データ」から「量子ノイズ」を除去することにより取得され、伝送すべき情報のビット列を「有効信号ビット」と表記する。さらに、「画像」と「画像データ」は一対一に対応するので、この実施形態においては、これらを同一視する場合がある。   Hereinafter, image data having the detected number of radiation photons as a pixel value is referred to as “radiation detection data”. Further, a bit string of information acquired by removing “quantum noise” from “radiation detection data” and to be transmitted is referred to as “effective signal bit”. Furthermore, since “image” and “image data” correspond one-to-one, in this embodiment, they may be identified with each other.

[第1実施形態]
<動作原理>
実施形態に係る放射線診断装置を説明する前に、動作原理について説明する。
[First Embodiment]
<Operating principle>
Before describing the radiation diagnostic apparatus according to the embodiment, the operation principle will be described.

検出された放射線光子を計数することにより得られた画像データの画素値がP(Pは整数)であるものとする。また、画素値Pを2進数で表現したとき、最下位ビット(Least Significant Bit:以下、LSB)から0番目、1番目、2番目、・・・と数えて、MSB側に最も近く“1”が設定されているビット位置を「最大ビット位置」と呼ぶ。最大ビット位置がM番目のとき、画素値Pは、実数qを用いて次式のように表すことができる。   It is assumed that the pixel value of the image data obtained by counting the detected radiation photons is P (P is an integer). When the pixel value P is expressed in binary, it is counted as “0” closest to the MSB side, counting from the least significant bit (LSB) as 0th, 1st, 2nd,... The bit position for which is set is called the “maximum bit position”. When the maximum bit position is Mth, the pixel value P can be expressed as follows using the real number q.

Figure 0006386762
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検出された放射線光子数nを画素値とする画像データに含まれる量子ノイズの強度は、nの1/2乗である。従って、量子ノイズの大きさであるP1/2は、Mが偶数のとき、式(2)のように表される。ここで、M=2m(m=0,1,2,・・・、mは整数)である。 The intensity of the quantum noise included in the image data having the detected number n of radiation photons as a pixel value is n 1/2 power. Therefore, P 1/2 which is the magnitude of the quantum noise is expressed as in Expression (2) when M is an even number. Here, M = 2m (m = 0, 1, 2,..., M is an integer).

Figure 0006386762
Figure 0006386762

式(1)のqに関する条件より、式(3)が成り立つ。   Equation (3) is established from the condition regarding q in Equation (1).

Figure 0006386762
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式(2)および式(3)より、式(4)が成り立つ。   Expression (4) is established from Expression (2) and Expression (3).

Figure 0006386762
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式(4)から、画素値がPのとき、量子ノイズが2以上、すなわち(2−1)以上である。(2−1)は、2進数表現では(m−1)番目のビット位置が1でそれより下位のビットがすべて1である。従って、画素値がPである放射線検出データのビット列において最大ビット位置がM番目(=2m、偶数)のとき、m番目のビット位置から上位側は有効信号ビットであり、(m−1)番目のビット位置から下位側は量子ノイズとみなすことができる。 From equation (4), when the pixel value is P, the quantum noise is 2 m or more, that is, (2 m −1) or more. In (2 m -1), in the binary representation, the (m-1) -th bit position is 1 and all the lower bits are 1. Accordingly, when the maximum bit position is Mth (= 2m, even number) in the bit string of the radiation detection data having a pixel value of P, the upper side from the mth bit position is a valid signal bit, and the (m−1) th bit. The lower side of the bit position can be regarded as quantum noise.

また、量子ノイズの大きさであるP1/2は、Mが奇数のとき、式(5)のように表される。ここで、M=2m+1(m=0,1,2,・・・、mは整数)である。 Further, P 1/2 that is the magnitude of the quantum noise is expressed as in Expression (5) when M is an odd number. Here, M = 2m + 1 (m = 0, 1, 2,..., M is an integer).

Figure 0006386762
Figure 0006386762

式(3)および式(5)より、Mが奇数の場合、式(6)が成り立つ。   From Expressions (3) and (5), Expression (6) is established when M is an odd number.

Figure 0006386762
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式(6)は、画素値がPのとき、量子ノイズが2以上、すなわち(2−1)以上であることを表す。従って、画素値がPである放射線検出データのビット列において最大ビット位置がM番目(=2m+1、奇数)のとき、m番目のビット位置から上位側は有効信号ビットであり、(m−1)番目のビット位置から下位側は量子ノイズとみなすことができる。従って、Mが偶数の場合も奇数の場合も、放射線検出データから下位側のmビットのデータを削除することにより、上位側の信号ビットを有効とすることで、放射線検出データを圧縮することが可能になる。 Equation (6) represents that when the pixel value is P, the quantum noise is 2 m or more, that is, (2 m −1) or more. Therefore, when the maximum bit position is Mth (= 2m + 1, odd number) in the bit string of the radiation detection data having the pixel value P, the upper side from the mth bit position is the effective signal bit, and the (m−1) th bit. The lower side of the bit position can be regarded as quantum noise. Accordingly, in both cases where M is an even number and an odd number, the radiation detection data can be compressed by deleting the lower m-bit data from the radiation detection data, thereby enabling the upper signal bits. It becomes possible.

図1に、この実施形態に係る放射線検出データにおける有効信号ビットと量子ノイズとの関係を説明するための図を示す。図1は、放射線検出データのビット長が16ビットである場合を表す。   FIG. 1 is a diagram for explaining the relationship between effective signal bits and quantum noise in radiation detection data according to this embodiment. FIG. 1 shows a case where the bit length of radiation detection data is 16 bits.

画素値が“0”ではない場合、最大ビット位置は第0ビット位置(LSB)から第15ビット位置(MSB)までのいずれかである。図1は、最大ビット位置が互いに異なるケース1〜ケース16までの16種類のケースと画素値が“0”である場合のケース17とを含めて17種類のケースを表す。   When the pixel value is not “0”, the maximum bit position is any one of the 0th bit position (LSB) to the 15th bit position (MSB). FIG. 1 shows 17 types of cases including 16 types of cases 1 to 16 having different maximum bit positions and case 17 in which the pixel value is “0”.

図1に示すように、式(4)、式(6)などに従って、放射線検出データは、上位側のビット列(図1のJ1)である有効信号ビットと、下位側のビット列(図1のJ2)である量子ノイズとに分けられる。   As shown in FIG. 1, according to the equations (4) and (6), the radiation detection data includes an effective signal bit that is an upper bit string (J1 in FIG. 1) and a lower bit string (J2 in FIG. 1). ) And quantum noise.

有効信号ビットの最大ビット位置におけるデータは、“1”(所定ビットデータ)である。放射線検出データにおいて、最大ビット位置より上位側のビット位置のデータは“0”である。有効信号ビットは、最大ビット位置より下位側にmビット(Mが偶数の場合)または(m+1)ビット(Mが奇数の場合)のビット列の“0”又は“1”のデータである。   The data at the maximum bit position of the valid signal bit is “1” (predetermined bit data). In the radiation detection data, the data at the bit position higher than the maximum bit position is “0”. The valid signal bit is “0” or “1” data of a bit string of m bits (when M is an even number) or (m + 1) bits (when M is an odd number) on the lower side of the maximum bit position.

量子ノイズは、最大ビット位置から(m+1)ビット(Mが偶数の場合)または(m+2)ビット(Mが奇数の場合)以上だけ下位側のビット位置におけるビット列であり、各ビット位置のデータは“0”又は“1”である。   Quantum noise is a bit string in a bit position that is lower than (m + 1) bits (when M is an even number) or (m + 2) bits (when M is an odd number) from the maximum bit position. 0 "or" 1 ".

たとえば、ケース1では、第15ビット目に“1”が設定されているので、最大ビット位置であるMは、“15”である。この場合、画素値Pは、次式のように表される。   For example, in case 1, since “1” is set in the 15th bit, M which is the maximum bit position is “15”. In this case, the pixel value P is expressed as follows.

Figure 0006386762
Figure 0006386762

従って、量子ノイズは、次式のように表される。   Therefore, the quantum noise is expressed as follows:

Figure 0006386762
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すなわち、ケース1では、第6ビット目以下を量子ノイズとみなすことができる(図1参照)。   That is, in case 1, the sixth bit and below can be regarded as quantum noise (see FIG. 1).

同様に、ケース2では、第14ビット目に“1”が設定されているので、最大ビット位置であるMは、“14”である。この場合、画素値Pは、次式のように表される。   Similarly, in case 2, “1” is set to the 14th bit, and therefore M, which is the maximum bit position, is “14”. In this case, the pixel value P is expressed as follows.

Figure 0006386762
Figure 0006386762

従って、量子ノイズは、次式のように表される。   Therefore, the quantum noise is expressed as follows:

Figure 0006386762
Figure 0006386762

すなわち、ケース2では、ケース1と同様に、第6ビット目以下を量子ノイズとみなすことができる(図1参照)。   That is, in case 2, as in case 1, the sixth and subsequent bits can be regarded as quantum noise (see FIG. 1).

ケース3〜ケース15についても、同様に、最大ビット位置であるMと最大ビット位置のパリティとにより特定が可能なビット位置以下を量子ノイズとみなすことができる(図1参照)。   Similarly, in case 3 to case 15, a bit position or less that can be specified by M, which is the maximum bit position, and the parity of the maximum bit position can be regarded as quantum noise (see FIG. 1).

ケース16では、第0ビット目に“1”が設定されているので、最大ビット位置であるMは、“0”である。この場合、画素値Pは、次式のように表される。   In case 16, “1” is set to the 0th bit, so that the maximum bit position M is “0”. In this case, the pixel value P is expressed as follows.

Figure 0006386762
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従って、量子ノイズは、次式のように表される。   Therefore, the quantum noise is expressed as follows:

Figure 0006386762
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すなわち、ケース16では、m=0となるので、第0ビット目以上を信号として扱い画素値Pを保持する。このケースでは、信号対雑音比SNRが100%であるため、真の値は、”0”と“2”の間に存在する。従って、ケース17は、ケース16の場合に含まれると考えてよく、この場合も画素値Pを保持する。   That is, in case 16, since m = 0, the pixel value P is held by treating the 0th bit or more as a signal. In this case, since the signal-to-noise ratio SNR is 100%, the true value exists between “0” and “2”. Therefore, the case 17 may be considered to be included in the case 16, and the pixel value P is held in this case as well.

以上のように、放射線検出データのビット列における最大ビット位置が特定されると、当該放射線検出データのビット列における量子ノイズのビット列の特定が可能になり、伝送すべき情報のビット列である有効信号ビットの特定が可能になる。また、有効信号ビットのビット数が特定されると、式(2)及び式(5)に示すように、最大ビット位置が偶数であるか奇数であるかによって量子ノイズP1/2の特定が可能になる。この実施形態では、圧縮部100は、放射線検出データの最大ビット位置を検出し、検出された最大ビット位置に応じて特定が可能な有効信号ビットと最大ビット位置のパリティを示す付帯情報とを伝送データとして復元部200に送る。復元部200は、伝送された有効信号ビットにおける最大ビット位置を検出し、圧縮部100から受けた付帯情報を参照することにより、伝送された有効信号ビットから復元データを生成する。 As described above, when the maximum bit position in the bit string of the radiation detection data is specified, the bit string of the quantum noise in the bit string of the radiation detection data can be specified, and the effective signal bit that is the bit string of the information to be transmitted can be specified. Identification becomes possible. Further, when the number of effective signal bits is specified, the quantum noise P1 / 2 is specified depending on whether the maximum bit position is an even number or an odd number, as shown in equations (2) and (5). It becomes possible. In this embodiment, the compression unit 100 detects the maximum bit position of the radiation detection data, and transmits effective signal bits that can be identified according to the detected maximum bit position and incidental information indicating the parity of the maximum bit position. The data is sent to the restoration unit 200 as data. The restoration unit 200 detects the maximum bit position in the transmitted valid signal bits, and refers to the incidental information received from the compression unit 100 to generate restoration data from the transmitted valid signal bits.

<放射線診断装置>
図2に、第1実施形態に係る放射線診断装置の概略構成の機能ブロック図を示す。図2に示す放射線診断装置には、X線診断装置やX線CT装置や核医学診断装置などがある。
<Radiation diagnostic equipment>
FIG. 2 shows a functional block diagram of a schematic configuration of the radiation diagnostic apparatus according to the first embodiment. The radiation diagnostic apparatus shown in FIG. 2 includes an X-ray diagnostic apparatus, an X-ray CT apparatus, a nuclear medicine diagnostic apparatus, and the like.

放射線診断装置1は、放射線発生部10と、放射線検出部20と、画像処理部30と、表示制御部40と、表示部50とを含んで構成されている。放射線発生部10は、放射線(放射線光子)を発生し、発生した放射線を被検体に曝射する。   The radiation diagnostic apparatus 1 includes a radiation generation unit 10, a radiation detection unit 20, an image processing unit 30, a display control unit 40, and a display unit 50. The radiation generation unit 10 generates radiation (radiation photons) and exposes the generated radiation to the subject.

放射線検出部20は、放射線発生部10により曝射された放射線光子を検出し、検出された放射線光子を計数することによって得られた放射線検出データを圧縮して伝送データを生成する。この実施形態では、検出された放射線光子数がnである場合にポアソン分布に従って発生する「量子ノイズ」の強度(揺らぎの標準偏差)がnの1/2乗であることに着目して、放射線光子数nを画素値とする放射線検出データを圧縮して伝送データを生成する。   The radiation detection unit 20 detects radiation photons exposed by the radiation generation unit 10, compresses radiation detection data obtained by counting the detected radiation photons, and generates transmission data. In this embodiment, paying attention to the fact that the intensity (standard deviation of fluctuation) of “quantum noise” generated according to the Poisson distribution when the number of detected radiation photons is n is n 1/2 power, Transmission data is generated by compressing radiation detection data with the photon number n as a pixel value.

すなわち、放射線検出部20は、放射線光子検出部21と、放射線光子計数部22と、圧縮部(量子ビット圧縮部)100とを含んで構成されている。放射線光子検出部21は、放射線発生部10が発生した放射線光子を検出する。放射線光子計数部22は、所定の期間内に放射線光子検出部21により検出された放射線光子を(2×N)ビット数で計数する。圧縮部100は、放射線光子計数部22により放射線光子を計数することによって得られた放射線検出データを圧縮して伝送データを生成する。この実施形態では、圧縮部100は、(2×N)(Nは正の整数)ビットの放射線検出データにおいて所定ビットデータ(たとえば、“1”)である最上位のビット位置である最大ビット位置から下位側の最大ビット位置に対応したビット数のビット列を有効信号ビットとし、最大ビット位置に対応した付帯情報を有効信号ビットに付帯させて出力する。付帯情報は、放射線検出データの最大ビット位置に応じて生成される。この実施形態では、有効信号ビットは、放射線検出データの上位側の(N+1)ビットの信号データに含まれ、(N+1)ビットの信号データと1ビットの付帯情報とからなる伝送データとして、画像処理部30に伝送される。圧縮部100の構成及び動作については、後述する。   That is, the radiation detection unit 20 includes a radiation photon detection unit 21, a radiation photon counting unit 22, and a compression unit (qubit compression unit) 100. The radiation photon detection unit 21 detects radiation photons generated by the radiation generation unit 10. The radiation photon counting unit 22 counts the radiation photons detected by the radiation photon detection unit 21 within a predetermined period by the number of (2 × N) bits. The compression unit 100 compresses radiation detection data obtained by counting radiation photons by the radiation photon counting unit 22 to generate transmission data. In this embodiment, the compression unit 100 includes a maximum bit position that is a most significant bit position that is predetermined bit data (for example, “1”) in (2 × N) (N is a positive integer) bits of radiation detection data. A bit string having the number of bits corresponding to the maximum bit position on the lower side is used as a valid signal bit, and incidental information corresponding to the maximum bit position is added to the valid signal bit and output. The incidental information is generated according to the maximum bit position of the radiation detection data. In this embodiment, the effective signal bits are included in (N + 1) -bit signal data on the upper side of the radiation detection data, and image processing is performed as transmission data including (N + 1) -bit signal data and 1-bit auxiliary information. Is transmitted to the unit 30. The configuration and operation of the compression unit 100 will be described later.

画像処理部30は、放射線検出部20からの有効信号ビットと付帯情報とを受け、この有効信号ビットと付帯情報とから(2×N)ビットの放射線検出データの復元データを復元し、復元された復元データに基づいて画像を作成する。   The image processing unit 30 receives the effective signal bits and the incidental information from the radiation detection unit 20, and restores (2 × N) bits of the radiation detection data restoration data from the effective signal bits and the incidental information. An image is created based on the restored data.

すなわち、画像処理部30は、復元部(量子ビット復元部)200と、画像作成部31とを含んで構成されている。復元部200は、放射線検出部20からの有効信号ビットのビット長を検出し、検出されたビット長と付帯情報とから付加ビット長を算出する。復元部200は、算出された付加ビット長分と付帯情報とにより決定されるビット長の付加データを有効信号ビットの下位側に付加することにより復元データを生成する。画像作成部31は、復元部200により復元された復元データに基づいて画像を作成する。復元部200の構成及び動作については、後述する。   That is, the image processing unit 30 includes a restoration unit (quantum bit restoration unit) 200 and an image creation unit 31. The restoration unit 200 detects the bit length of the effective signal bit from the radiation detection unit 20, and calculates the additional bit length from the detected bit length and the accompanying information. The restoration unit 200 generates restored data by adding additional data having a bit length determined by the calculated additional bit length and the accompanying information to the lower side of the valid signal bits. The image creation unit 31 creates an image based on the restoration data restored by the restoration unit 200. The configuration and operation of the restoration unit 200 will be described later.

表示制御部40は、画像作成部31により生成された画像を表示部50に表示させる。表示部50は、画像作成部31により生成された画像(放射線画像)や、その他各種情報を表示する。表示部50は、CRT(Cathode Ray Tube)や液晶ディスプレイなどの表示装置で構成されている。   The display control unit 40 causes the display unit 50 to display the image generated by the image creation unit 31. The display unit 50 displays the image (radiation image) generated by the image creation unit 31 and other various information. The display unit 50 includes a display device such as a CRT (Cathode Ray Tube) or a liquid crystal display.

圧縮部100と復元部200とにより、放射線検出データに対してデータ処理を施す放射線検出データ処理装置を構成することが可能である。   The compression unit 100 and the restoration unit 200 can constitute a radiation detection data processing apparatus that performs data processing on radiation detection data.

以下、圧縮部100と復元部200について、画素値が(2×N)ビットで表現される画像データを扱うものとして説明する。   Hereinafter, the compression unit 100 and the restoration unit 200 will be described assuming that image data whose pixel value is expressed by (2 × N) bits is handled.

<圧縮部>
図3に、図2の圧縮部100の概略構成の機能ブロック図を示す。
<Compression unit>
FIG. 3 shows a functional block diagram of a schematic configuration of the compression unit 100 of FIG.

圧縮部100は、ビット位置検出部110と、信号データ抽出部120と、付帯情報生成部130とを含んで構成されている。   The compression unit 100 includes a bit position detection unit 110, a signal data extraction unit 120, and an incidental information generation unit 130.

ビット位置検出部110は、放射線検出データにおいて所定ビットデータである最上位のビット位置を最大ビット位置として検出する。以下では、所定ビットデータが“1”であるものとする。   The bit position detection unit 110 detects the most significant bit position, which is predetermined bit data in the radiation detection data, as the maximum bit position. In the following, it is assumed that the predetermined bit data is “1”.

ビット位置検出部110は、シフトアップ部111と、最上位ビット検出部112とを含んで構成されている。シフトアップ部111は、放射線検出データ(ビット列)を上位側に1ビットだけシフトする。最上位ビット検出部112は、シフトアップ部111により放射線検出データを上位側にシフトすることにより得られたシフトアップデータ又は放射線検出データのMSBのデータが上記の所定ビットデータ(“1”)であるか否かを検出する。ビット位置検出部110は、最上位ビット検出部112により最上位ビットのデータが所定ビットデータ(“1”)であることが検出されたときのシフトアップ部111によるシフトアップビット数に基づいて最大ビット位置を検出する。   The bit position detection unit 110 includes a shift up unit 111 and a most significant bit detection unit 112. The shift-up unit 111 shifts the radiation detection data (bit string) by 1 bit to the upper side. In the most significant bit detection unit 112, the shift-up data obtained by shifting the radiation detection data to the upper side by the shift-up unit 111 or the MSB data of the radiation detection data is the predetermined bit data (“1”). Whether or not is detected. The bit position detection unit 110 is based on the number of upshift bits by the upshift unit 111 when the most significant bit detection unit 112 detects that the most significant bit data is predetermined bit data (“1”). Detect bit position.

信号データ抽出部120は、ビット位置検出部110により検出された最大ビット位置に対応したビット数のビット列を放射線検出データの最大ビット位置から有効信号ビットとして抽出する。この実施形態では、信号データ抽出部120は、後述するように、有効信号ビットを含む(N+1)ビットの信号データを抽出する。   The signal data extraction unit 120 extracts a bit string having the number of bits corresponding to the maximum bit position detected by the bit position detection unit 110 from the maximum bit position of the radiation detection data as effective signal bits. In this embodiment, the signal data extraction unit 120 extracts (N + 1) bits of signal data including valid signal bits, as will be described later.

信号データ抽出部120は、上位ビット抽出部121と、シフトダウンビット数算出部122と、シフトダウン部123とを含んで構成されている。上位ビット抽出部121は、シフトアップ部111により得られたシフトアップデータ(シフトアップビット数だけ放射線検出データを上位側にシフトして得られたデータ)から上位の(N+1)ビットのビット列を抽出する。すなわち、上位ビット抽出部121は、(2×N)ビットのシフトアップデータの上位(N+1)ビットのみを残して、下位(N−1)ビットを切り捨てる。シフトダウンビット数算出部122は、ビット位置検出部110により最大ビット位置が検出されたときのシフトアップ部111によるシフトアップビット数と付帯情報とに基づいて下位側にシフトすべきシフトダウンビット数を算出する。シフトダウン部123は、シフトダウンビット数算出部122により算出されたシフトダウンビット数だけ上記のシフトアップデータを下位側にシフトする。シフトダウン部123により得られたデータが、(N+1)ビットの信号データである。信号データ抽出部120は、「信号ビット抽出部」の一例である。   The signal data extraction unit 120 includes an upper bit extraction unit 121, a shift down bit number calculation unit 122, and a shift down unit 123. The upper bit extraction unit 121 extracts an upper (N + 1) -bit bit string from the shift-up data obtained by the shift-up unit 111 (data obtained by shifting the radiation detection data to the upper side by the number of shift-up bits). . That is, the upper bit extraction unit 121 truncates the lower (N−1) bits, leaving only the upper (N + 1) bits of the (2 × N) -bit shift-up data. The shift-down bit number calculation unit 122 shifts down-bits to be shifted to the lower side based on the number of shift-up bits by the shift-up unit 111 and the accompanying information when the maximum bit position is detected by the bit position detection unit 110. Is calculated. The downshift unit 123 shifts the upshift data to the lower side by the number of downshift bits calculated by the downshift bit number calculator 122. Data obtained by the shift-down unit 123 is (N + 1) -bit signal data. The signal data extraction unit 120 is an example of a “signal bit extraction unit”.

付帯情報生成部130は、ビット位置検出部110により検出された最大ビット位置に基づいて、付帯情報(復元用補助ビット情報)を生成する。具体的には、付帯情報生成部130は、ビット位置検出部110により検出された最大ビット位置のパリティを示す情報を1ビットの付帯情報として生成する。付帯情報生成部130は、後述するように、ビット位置検出部110により最大ビット位置が検出されたときのシフトアップ部111によるシフトアップ数を2進数で表現した場合のLSBに基づいて付帯情報を生成することが可能である。   The incidental information generation unit 130 generates incidental information (restoration auxiliary bit information) based on the maximum bit position detected by the bit position detection unit 110. Specifically, the incidental information generation unit 130 generates information indicating the parity of the maximum bit position detected by the bit position detection unit 110 as 1-bit incidental information. As will be described later, the incidental information generation unit 130 generates incidental information based on the LSB when the shift-up number by the shift-up unit 111 when the maximum bit position is detected by the bit position detection unit 110 is expressed in binary. It is possible to generate.

以上より、圧縮部100は、(2×N)ビットの放射線検出データから、有効信号ビットを含むNビットの信号データと1ビットの付帯情報とからなる(N+2)ビットの伝送データを生成し、生成された伝送データを画像処理部30(復元部200)に送る。   As described above, the compression unit 100 generates (N + 2) -bit transmission data including N-bit signal data including effective signal bits and 1-bit incidental information from (2 × N) -bit radiation detection data, The generated transmission data is sent to the image processing unit 30 (restoring unit 200).

<復元部>
図4に、図2の復元部200の概略構成の機能ブロック図を示す。
<Restore unit>
FIG. 4 shows a functional block diagram of a schematic configuration of the restoration unit 200 of FIG.

復元部200は、ビット長検出部210と、付加ビット長算出部220と、復元データ生成部230とを含んで構成されている。   The restoration unit 200 includes a bit length detection unit 210, an additional bit length calculation unit 220, and a restoration data generation unit 230.

ビット長検出部210は、圧縮部100からの(N+2)ビットの伝送データのうち有効信号ビットを含む(N+1)ビットの信号データを受ける。ビット長検出部210は、有効信号ビットにおける最大ビット位置を検出することにより、有効信号ビットのビット長を検出する。なお、信号データのビット長は予め決められているため、検出された最大ビット位置に基づいて、信号データから有効信号ビットの特定が可能である。   The bit length detection unit 210 receives (N + 1) -bit signal data including valid signal bits from the (N + 2) -bit transmission data from the compression unit 100. The bit length detection unit 210 detects the bit length of the valid signal bit by detecting the maximum bit position in the valid signal bit. Since the bit length of the signal data is determined in advance, the valid signal bit can be specified from the signal data based on the detected maximum bit position.

付加ビット長算出部220は、圧縮部100からの(N+2)ビットの伝送データのうち1ビットの付帯情報を受ける。付加ビット長算出部220は、ビット長検出部210により検出されたビット長と付帯情報とに基づいて、有効信号ビットの下位側に付加すべきビット長である付加ビット長を算出する。その具体例として、付加ビット長算出部220は、ビット長検出部210により検出されたビット長と付帯情報とを加算することによって付加ビット長を算出する。   The additional bit length calculation unit 220 receives 1-bit incidental information from the (N + 2) -bit transmission data from the compression unit 100. Based on the bit length detected by the bit length detection unit 210 and the accompanying information, the additional bit length calculation unit 220 calculates an additional bit length that is a bit length to be added to the lower side of the valid signal bits. As a specific example, the additional bit length calculation unit 220 calculates the additional bit length by adding the bit length detected by the bit length detection unit 210 and the accompanying information.

復元データ生成部230は、付加ビット長算出部220により算出された付加ビット長分だけ有効信号ビットを上位側にシフトすることによって得られたシフトデータの下位側に所定の付加データを付加することにより(2×N)ビットの復元データを生成する。   The restoration data generation unit 230 adds predetermined additional data to the lower side of the shift data obtained by shifting the valid signal bits to the upper side by the additional bit length calculated by the additional bit length calculation unit 220. Thus, (2 × N) -bit restored data is generated.

復元データ生成部230は、シフトアップ部231と、データ付加部232と、付加データ記憶部233とを含んで構成されている。シフトアップ部231は、圧縮部100からの有効信号ビットを、付加ビット長算出部220により算出された付加ビット長分だけ上位側にシフトすることによりシフトアップデータを生成する。データ付加部232は、シフトアップ部231により生成されたシフトアップデータの下位側に付加データを付加する。付加データは、シフトアップデータに応じたビット長を有する。付加データ記憶部233は、データ付加部232によって付加される付加データを予め記憶する。付加データは、各ビットのデータがすべて“0”のデータ、各ビットのデータがすべて“1”のデータ、最上位のビットのデータのみが“1”でそれ以外のデータが“0”であるデータ、又は最上位のビットのデータのみが“0”でそれ以外のデータが“1”であるデータのいずれかである。なお、付加データは、後述するように、乱数であってもよい。   The restored data generation unit 230 includes a shift-up unit 231, a data addition unit 232, and an additional data storage unit 233. The shift-up unit 231 generates shift-up data by shifting the effective signal bits from the compression unit 100 to the upper side by the additional bit length calculated by the additional bit length calculation unit 220. The data adding unit 232 adds additional data to the lower side of the shift-up data generated by the shift-up unit 231. The additional data has a bit length corresponding to the upshift data. The additional data storage unit 233 stores additional data added by the data adding unit 232 in advance. As for the additional data, the data of each bit is all “0”, the data of each bit is all “1”, only the most significant bit data is “1”, and the other data is “0”. Data or only the most significant bit data is “0” and other data is “1”. The additional data may be a random number as will be described later.

<動作例>
次に、図5〜図10を参照しつつ、圧縮部100及び復元部200の動作例について説明する。
<Operation example>
Next, operation examples of the compression unit 100 and the decompression unit 200 will be described with reference to FIGS.

図5に、この実施形態に係る圧縮部100の動作例のフロー図を示す。
図6に、この実施形態に係る圧縮部100の動作説明図を示す。図6では、Nが“8”であるものとする。
FIG. 5 shows a flowchart of an operation example of the compression unit 100 according to this embodiment.
FIG. 6 shows an operation explanatory diagram of the compression unit 100 according to this embodiment. In FIG. 6, it is assumed that N is “8”.

(S1、S2)
ビット位置検出部110は、MSBに“1”が設定されるまで、2進数で表現された16ビットの放射線検出データを上位側にシフトする。具体的には、最上位ビット検出部112は、放射線検出データ、又はシフトアップ部111により放射線検出データをシフトすることにより得られたシフトアップデータのMSBに“1”が設定されているか否かを検出する(S1)。MSBに“1”が設定されていることが検出されたとき(S1:Y)、ビット位置検出部110は、シフトアップ部111によるシフトアップビット数を保存し、圧縮部100の動作はS3に移行する。MSBに“1”が設定されていることが検出されないとき(S1:N)、シフトアップ部111は、16ビットの放射線検出データを1ビットだけ上位側にシフトし(S2)、圧縮部100の動作は、S1に移行する。S1、S2は、「ビット位置検出ステップ」の一例である。
(S1, S2)
The bit position detection unit 110 shifts the 16-bit radiation detection data expressed in binary number to the upper side until “1” is set in the MSB. Specifically, the most significant bit detection unit 112 determines whether or not “1” is set in the MSB of the radiation detection data or the shift-up data obtained by shifting the radiation detection data by the shift-up unit 111. Detect (S1). When it is detected that “1” is set in the MSB (S1: Y), the bit position detection unit 110 stores the number of bits upshifted by the upshifting unit 111, and the operation of the compression unit 100 proceeds to S3. Transition. When it is not detected that “1” is set in the MSB (S1: N), the shift-up unit 111 shifts the 16-bit radiation detection data to the upper side by 1 bit (S2), and the compression unit 100 Operation proceeds to S1. S1 and S2 are examples of the “bit position detection step”.

図6には、MSBに“1”が設定されていることが検出されたときのシフトアップデータ(J3は有効信号ビット、J4は量子ノイズ)と、シフトアップビット数が図示されている。なお、ケース10〜ケース17のように、シフトアップビット数が大きいために元のデータ(画素値)が存在しないビット位置には“0”を詰めていく。また、放射線検出データ(画素値)が“0”の場合(ケース17)、15(=2×N−1)ビット分だけシフトしてもMSBに“1”が設定されないが、それ以上のシフト動作は行わなず、シフトアップビット数は15(=2×N−1)とする。   FIG. 6 shows the shift-up data (J3 is a valid signal bit and J4 is quantum noise) and the number of shift-up bits when it is detected that “1” is set in the MSB. Note that, as in case 10 to case 17, since the number of upshift bits is large, the bit positions where the original data (pixel value) does not exist are filled with “0”. In addition, when the radiation detection data (pixel value) is “0” (case 17), even if shifting by 15 (= 2 × N−1) bits, “1” is not set in the MSB, but the shift is more than that. No operation is performed, and the number of upshift bits is 15 (= 2 × N−1).

(S3〜S5)
信号データ抽出部120は、ビット位置検出部110により検出された最大ビット位置に対応したビット数のビット列を放射線検出データの最大ビット位置から有効信号ビットを含む信号データとして抽出する。ここでは、上位ビット抽出部121は、シフトアップ部111により上位側にシフトされた16(=2×N=2×8)ビットのシフトアップデータのうち上位側の8(=N)ビットのみを残して、下位側の8ビットを切り捨てる(S3)。シフトダウンビット数算出部122は、式(13)に従ってシフトダウンビット数を算出する(S4)。
(S3-S5)
The signal data extraction unit 120 extracts a bit string of the number of bits corresponding to the maximum bit position detected by the bit position detection unit 110 as signal data including effective signal bits from the maximum bit position of the radiation detection data. Here, the upper bit extraction unit 121 leaves only the upper 8 (= N) bits of the 16 (= 2 × N = 2 × 8) -bit shift-up data shifted to the upper side by the shift-up unit 111. Then, the lower 8 bits are discarded (S3). The downshift bit number calculation unit 122 calculates the downshift bit number according to the equation (13) (S4).

シフトダウンビット数=(シフトアップビット数+シフトアップビット数の偶奇に応じて0又は1)/2 ・・・(13)   Shift-down bit number = (0 or 1 depending on the even / odd number of shift-up bit + shift-up bit number) / 2 (13)

たとえば、ケース15では、シフトアップビット数が“14”で、且つ、偶数であるため、シフトダウンビット数=(14+0)/2=7である。また、たとえば、ケース14では、シフトアップビット数が“13”で、且つ、奇数であるため、シフトダウンビット数=(13+1)/2=7である。   For example, in case 15, since the number of upshift bits is “14” and an even number, the number of downshift bits = (14 + 0) / 2 = 7. For example, in case 14, since the number of upshift bits is “13” and an odd number, the number of downshift bits = (13 + 1) / 2 = 7.

なお、シフトアップビット数の偶奇は、シフトアップビット数を2進数で表現した場合のLSBのデータである。従って、シフトアップビット数とシフトアップビット数を2進数で表現した場合のLSBのデータとを加算することにより、シフトダウンビット数を算出することが可能である。また、図6に示すように、シフトアップビット数は最大ビット位置に対応しているため、シフトアップビット数と最大ビット位置のパリティとを用いてシフトダウンビット数を算出することも可能である。   The even / odd number of shift-up bits is LSB data when the number of shift-up bits is expressed in binary. Therefore, it is possible to calculate the shift-down bit number by adding the shift-up bit number and the LSB data when the shift-up bit number is expressed in binary. Also, as shown in FIG. 6, since the number of upshift bits corresponds to the maximum bit position, it is also possible to calculate the number of downshift bits using the number of upshift bits and the parity at the maximum bit position. .

シフトダウン部123は、S3において得られた上位9(=N+1)ビットのシフトアップデータを下位側にシフトダウンビット数分だけシフトし、量子ノイズに相当するビット列が除去され有効信号ビットのみを残す(S5、ノイズビット掃出し)。これにより、伝送データとして復元側に伝送される有効信号ビットを含む9ビットの信号データが生成される。図6には、ノイズビット掃出し後の9ビットの信号データ(J5は有効信号ビット)が図示されている。S3〜S5は、「信号ビット抽出ステップ」の一例である。   The shift-down unit 123 shifts the upper 9 (= N + 1) -bit shift-up data obtained in S3 to the lower side by the number of shift-down bits, removes the bit string corresponding to the quantum noise and leaves only the effective signal bits ( S5, noise bit sweep out). As a result, 9-bit signal data including valid signal bits transmitted to the restoration side as transmission data is generated. FIG. 6 shows 9-bit signal data (J5 is a valid signal bit) after the noise bit sweep. S3 to S5 are examples of the “signal bit extraction step”.

(S6)
付帯情報生成部130は、ビット位置検出部110により検出された最大ビット位置に基づいて、付帯情報(復元用補助ビット情報)を生成する。具体的には、付帯情報生成部130は、シフトアップビット数を2進数で表現した場合のLSBのデータを抽出することにより、このデータを復元用補助ビット情報としての付帯情報とする。この実施形態では、上記のようにシフトアップビット数は最大ビット位置に対応している。そのため、付帯情報生成部130は、シフトアップビット数を2進数で表現した場合のLSBのデータに対応する最大ビット位置のパリティに基づいて、復元用補助ビットとして付帯情報を生成することが可能である。S6は、「付帯情報生成ステップ」の一例である。
(S6)
The incidental information generation unit 130 generates incidental information (restoration auxiliary bit information) based on the maximum bit position detected by the bit position detection unit 110. Specifically, the incidental information generation unit 130 extracts the LSB data when the number of upshift bits is expressed in binary, and uses this data as incidental information as auxiliary bit information for restoration. In this embodiment, the number of upshift bits corresponds to the maximum bit position as described above. Therefore, the incidental information generation unit 130 can generate incidental information as auxiliary bits for restoration based on the parity at the maximum bit position corresponding to the LSB data when the number of upshift bits is expressed in binary. is there. S6 is an example of an “accompanying information generation step”.

(S7)
圧縮部100は、シフトダウン部123により得られたノイズビット掃出し後の8ビットの信号データと、付帯情報生成部130により生成された1ビットの付帯情報とからなる(9+1)ビットの伝送データを画像処理部30に出力する。その後、圧縮部100は、一連の動作を終了する(エンド)。
(S7)
The compression unit 100 converts (9 + 1) -bit transmission data composed of 8-bit signal data after the noise bit sweep obtained by the shift-down unit 123 and 1-bit auxiliary information generated by the auxiliary information generation unit 130. The image is output to the image processing unit 30. Thereafter, the compression unit 100 ends a series of operations (end).

図7に、この実施形態に係る復元部200の動作例のフロー図を示す。
図8〜図10に、この実施形態に係る復元部200の動作説明図を示す。図8〜図10においても、Nが“8”であるものとする。なお、図10において、図9と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
FIG. 7 shows a flowchart of an operation example of the restoration unit 200 according to this embodiment.
8 to 10 are diagrams for explaining the operation of the restoration unit 200 according to this embodiment. 8 to 10, N is assumed to be “8”. In FIG. 10, the same parts as those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

(S11)
ビット長検出部210は、9ビットの信号データを受け、この信号データに含まれる有効信号ビットの最大ビット位置を検出することにより、検出ビット長として有効信号ビットのビット長を検出する(図8のJ11)。LSB側から0番目、1番目、2番目、・・・と数え、たとえば8番目のビット位置が上記のビット位置である場合、ビット長検出部210は、検出ビット長として“9”を検出する。S11は、「ビット長検出ステップ」の一例である。
(S11)
The bit length detection unit 210 receives 9-bit signal data and detects the maximum bit position of the effective signal bits included in the signal data, thereby detecting the bit length of the effective signal bits as the detection bit length (FIG. 8). J11). Counting from the LSB side as 0th, 1st, 2nd,..., For example, when the 8th bit position is the above bit position, the bit length detection unit 210 detects “9” as the detection bit length. . S11 is an example of a “bit length detection step”.

(S12)
付加ビット長算出部220は、S11において検出された検出ビット長と圧縮部100からの1ビットの付帯情報とに基づいて、式(14)に従って付加ビット長を算出する(図8のJ12)。S12は、「付加ビット長算出ステップ」の一例である。
(S12)
The additional bit length calculation unit 220 calculates the additional bit length according to Expression (14) based on the detected bit length detected in S11 and the 1-bit supplementary information from the compression unit 100 (J12 in FIG. 8). S12 is an example of an “additional bit length calculation step”.

付加ビット長=検出ビット長+付帯情報(復元用補助ビット情報)−2 ・・・(14)   Additional bit length = detection bit length + accompanying information (auxiliary bit information for restoration) −2 (14)

(S13、S14)
復元データ生成部230は、付加ビット長算出部220により算出された付加ビット長に基づいて、有効信号ビットから16ビットの復元データを生成する。具体的には、シフトアップ部231は、圧縮部100からの有効信号ビットを、付加ビット長のビット数分だけ上位側にシフトする(S13)。図9には、シフトアップ部231により上位側にシフトされた9ビットのシフトアップデータ(復元データ)(J13)(有効信号ビットはJ14)が図示されている。なお、付加ビット長算出部220により算出された付加ビット長がゼロ以下の場合は付加ビット数をゼロとする。
(S13, S14)
The restoration data generation unit 230 generates 16-bit restoration data from the valid signal bits based on the additional bit length calculated by the additional bit length calculation unit 220. Specifically, the upshifting unit 231 shifts the valid signal bits from the compression unit 100 to the upper side by the number of bits of the additional bit length (S13). FIG. 9 shows 9-bit shift-up data (restored data) (J13) (valid signal bit is J14) shifted to the upper side by the shift-up unit 231. When the additional bit length calculated by the additional bit length calculation unit 220 is less than or equal to zero, the number of additional bits is set to zero.

データ付加部232は、シフトアップ部231により得られたシフトアップデータの下位側に付加データを付加する(S14)。付加データは、上記のように、各ビットのデータがすべて“0”のデータ、各ビットのデータがすべて“1”のデータ、最上位のビットのデータのみが“1”でそれ以外のデータが“0”であるデータ、又は最上位のビットのデータのみが“0”でそれ以外のデータが“1”であるデータのいずれかから選択可能である。S13、S14は、「復元データ生成ステップ」の一例である。   The data adding unit 232 adds additional data to the lower side of the shift-up data obtained by the shift-up unit 231 (S14). As described above, the additional data is data in which each bit data is all “0”, each bit data is all “1”, only the most significant bit data is “1”, and other data is The data can be selected from either “0” data or data in which only the most significant bit data is “0” and other data is “1”. S13 and S14 are examples of a “restored data generation step”.

なお、付加データは、圧縮側のS3において切り捨てられた情報に対応するものである。S3において切り捨てられた情報は、各ビットのデータがすべて“0”のデータと各ビットのデータがすべて“1”のデータとの間をランダムに分布している。従って、付加データとして最上位のビットのデータのみが“1”でそれ以外のデータが“0”であるデータが選択された場合、切り捨て前の統計的な平均レベルを復元することが可能である。また、付加データは、最上位のビットのデータのみが“0”でそれ以外のデータが“1”であるデータであってもよい。切り捨て前の統計的な平均レベルを復元する必要がない場合には、付加データとして、各ビットのデータがすべて“0”のデータや各ビットのデータがすべて“1”のデータであってもよい。   The additional data corresponds to the information truncated in S3 on the compression side. The information truncated in S3 is randomly distributed between data in which all the data of each bit is “0” and data in which all the data of each bit is “1”. Therefore, when only the most significant bit data is “1” and the other data is “0” as additional data, the statistical average level before truncation can be restored. . The additional data may be data in which only the most significant bit data is “0” and other data is “1”. If there is no need to restore the statistical average level before truncation, the data of each bit may be all “0” data or the data of each bit may be “1” as additional data. .

図9には、付加データとして最上位のビットのデータのみが“1”でそれ以外のデータが“0”であるデータが選択された場合の復元データの例が図示されている。図9では、ケース14〜ケース17を除いて、統計的な平均レベルを復元するように各ビットのデータが付加される。ケース13及びケース14では、付加すべきビットが1ビットであるため、統計的な平均レベルを復元することができない。しかしながら、これらのケースでは、復元時にランダムに発生させた“0”又は“1”を付加することにより、複数の放射線検出データの間では統計的な平均レベルを復元することが可能になる。また、ケース15、16および17は、付加ビット長がゼロ以下であるため、付加データが存在しない。圧縮前の放射線検出データがそのまま設定されている。   FIG. 9 illustrates an example of restored data when data having only “1” as the additional data and “0” as the other data is selected. In FIG. 9, except for cases 14 to 17, data of each bit is added so as to restore the statistical average level. In case 13 and case 14, since the bit to be added is 1 bit, the statistical average level cannot be restored. However, in these cases, it is possible to restore the statistical average level between a plurality of radiation detection data by adding “0” or “1” randomly generated at the time of restoration. In cases 15, 16, and 17, the additional bit length is zero or less, and therefore no additional data exists. The radiation detection data before compression is set as it is.

図10には、付加データとして各ビットのデータがすべて“0”のデータが選択された場合の復元データの例が図示されている。ケース15、16および17は、付加ビット長がゼロ以下であるため、付加データが存在せず、圧縮前の放射線検出データが設定されている。   FIG. 10 shows an example of restoration data in the case where data of all bits of “0” is selected as additional data. In cases 15, 16 and 17, since the additional bit length is zero or less, there is no additional data, and radiation detection data before compression is set.

なお、第1実施形態に係る圧縮部100と復元部200とにより構成される放射線検出データ処理装置を、放射線データ処理方法として適用することが可能である。すなわち、放射線検出データ処理方法は、ビット位置検出ステップと、信号データ抽出ステップと、付帯情報生成ステップとを含む。ビット位置検出ステップは、放射線光子を計数することにより得られた放射線検出データにおいて所定ビットデータである最上位のビット位置である最大ビット位置を検出する。信号ビット抽出ステップは、ビット位置検出ステップにおいて検出された最大ビット位置に対応したビット数のビット列を放射線検出データの最大ビット位置から有効信号ビットとして抽出する。付帯情報生成ステップは、ビット位置検出ステップにおいて検出された最大ビット位置に基づいて、有効信号ビットに付帯させる付帯情報を生成する。この付帯情報は、ビット位置検出ステップにおいて検出されたビット位置のパリティを示す情報とすることができる。   Note that the radiation detection data processing apparatus including the compression unit 100 and the restoration unit 200 according to the first embodiment can be applied as a radiation data processing method. That is, the radiation detection data processing method includes a bit position detection step, a signal data extraction step, and an incidental information generation step. The bit position detection step detects the maximum bit position that is the most significant bit position that is predetermined bit data in the radiation detection data obtained by counting the radiation photons. In the signal bit extraction step, a bit string having the number of bits corresponding to the maximum bit position detected in the bit position detection step is extracted as a valid signal bit from the maximum bit position of the radiation detection data. In the incidental information generation step, incidental information to be added to the effective signal bit is generated based on the maximum bit position detected in the bit position detection step. This incidental information can be information indicating the parity of the bit position detected in the bit position detection step.

また、放射線検出データ処理方法は、さらに、ビット長検出ステップと、付加ビット長算出ステップと、復元データ生成ステップとを含む。ビット長検出ステップは、有効信号ビットにおける最大ビット位置を検出することにより、有効信号ビットのビット長を検出する。付加ビット長算出ステップは、ビット長検出ステップにおいて検出されたビット長と付帯情報とに基づいて、有効信号ビットの下位側に付加すべきビット長である付加ビット長を算出する。復元データ生成ステップは、付加ビット長算出ステップにおいて算出された付加ビット長分だけ有効信号ビットを上位側にシフトし、シフトすることにより得られたシフトデータの下位側に所定の付加データを付加することにより放射線検出データの復元データを生成する。   The radiation detection data processing method further includes a bit length detection step, an additional bit length calculation step, and a restoration data generation step. The bit length detection step detects the bit length of the valid signal bit by detecting the maximum bit position in the valid signal bit. In the additional bit length calculation step, an additional bit length, which is a bit length to be added to the lower side of the effective signal bit, is calculated based on the bit length detected in the bit length detection step and the accompanying information. In the restoration data generation step, the valid signal bits are shifted to the upper side by the additional bit length calculated in the additional bit length calculation step, and predetermined additional data is added to the lower side of the shift data obtained by the shift. Thus, the restoration data of the radiation detection data is generated.

以上説明したように、第1実施形態では、放射線発生部10により発生された放射線光子を検出し、検出された放射線光子を計数することにより得られた放射線検出データに対し、ポアソン分布の標準偏差を基準にして圧縮処理を施す。   As described above, in the first embodiment, the standard deviation of the Poisson distribution is detected with respect to the radiation detection data obtained by detecting the radiation photons generated by the radiation generator 10 and counting the detected radiation photons. The compression processing is performed based on the above.

これにより、量子ノイズの特性を考慮して伝送すべきデータのビット数を削減して画像処理部30に送ることができるため、信号の生成原理に沿った圧縮が可能になる。このため、この実施形態によれば、画像処理部30において生成される画像に偽像が発生しにくくなり、信号対雑音比を損なうことなく、放射線検出データを圧縮することができる。また、伝送すべきデータの情報量を(2×N)ビットから(N+2)ビットに圧縮することができる。これにより、放射線検出部20内部や放射線検出部20と画像処理部30との間の信号伝送に関わる伝送時間や配線コストを低減することが可能になる。さらに、圧縮側と復元側との間で放射線検出データを記憶装置(記憶媒体)に一時的に保存する場合は、放射線検出データの保存に必要な記憶装置(記憶媒体)の容量を小さくすることが可能になる。   Thus, the number of bits of data to be transmitted can be reduced and sent to the image processing unit 30 in consideration of the characteristics of quantum noise, and compression according to the signal generation principle becomes possible. For this reason, according to this embodiment, it is difficult for a false image to occur in an image generated by the image processing unit 30, and the radiation detection data can be compressed without impairing the signal-to-noise ratio. Also, the information amount of data to be transmitted can be compressed from (2 × N) bits to (N + 2) bits. As a result, it is possible to reduce the transmission time and wiring cost related to signal transmission inside the radiation detection unit 20 and between the radiation detection unit 20 and the image processing unit 30. Furthermore, when the radiation detection data is temporarily stored in the storage device (storage medium) between the compression side and the decompression side, the capacity of the storage device (storage medium) necessary for storing the radiation detection data should be reduced. Is possible.

[第1実施形態の変形例]
第1実施形態において、復元部200のデータ付加部232は、シフトアップ部231により上位側にシフトされたシフトアップデータの下位側に、予め記憶された付加データを付加するものとして説明したが、これに限定されるものではない。第1実施形態の変形例では、乱数発生部により発生された乱数が、シフトアップ部231により上位側にシフトされたシフトアップデータの下位側に付加される。
[Modification of First Embodiment]
In the first embodiment, the data adding unit 232 of the restoration unit 200 has been described as adding pre-stored additional data to the lower side of the shift-up data shifted to the upper side by the shift-up unit 231. It is not limited to. In the modification of the first embodiment, the random number generated by the random number generation unit is added to the lower side of the shift-up data shifted to the upper side by the shift-up unit 231.

以下、第1実施形態の変形例に係る放射線診断装置について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。第1実施形態の変形例に係る放射線診断装置の構成が、第1実施形態に係る放射線診断装置1の構成と異なる点は、画像処理部が有する復元部である。   Hereinafter, a radiation diagnostic apparatus according to a modification of the first embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment. The configuration of the radiation diagnostic apparatus according to the modification of the first embodiment is different from the configuration of the radiation diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment in a restoration unit included in the image processing unit.

図11に、第1実施形態の変形例に係る復元部の概略構成の機能ブロック図を示す。図11において、図4と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。   FIG. 11 shows a functional block diagram of a schematic configuration of a restoration unit according to a modification of the first embodiment. In FIG. 11, the same parts as those in FIG.

復元部200aは、ビット長検出部210と、付加ビット長算出部220と、復元データ生成部230aとを含んで構成されている。   The restoration unit 200a includes a bit length detection unit 210, an additional bit length calculation unit 220, and a restoration data generation unit 230a.

復元データ生成部230aは、シフトアップ部231と、データ付加部232と、乱数発生部234とを含んで構成されている。乱数発生部234は、付加ビット長算出部220により算出された付加ビット長と付帯情報とにより特定されるビット数を有する乱数を発生する。データ付加部232は、シフトアップ部231により生成されたシフトアップデータの下位側に、乱数発生部234により発生された乱数を付加データとして付加する。   The restored data generation unit 230 a includes a shift-up unit 231, a data addition unit 232, and a random number generation unit 234. The random number generator 234 generates a random number having the number of bits specified by the additional bit length calculated by the additional bit length calculator 220 and the accompanying information. The data addition unit 232 adds the random number generated by the random number generation unit 234 as additional data to the lower side of the upshift data generated by the upshift unit 231.

本変形例に係る復元部200aの動作は、シフトアップデータに付加される付加データが乱数である点を除いて、第1実施形態と同様であるため、本変形例に係る復元部200aの動作の説明については省略する。   The operation of the restoration unit 200a according to the present modification is the same as that of the first embodiment except that the additional data added to the shift-up data is a random number. Therefore, the operation of the restoration unit 200a according to the present modification is as follows. The explanation is omitted.

上記のように、付加データは、圧縮側のS3において切り捨てられた情報に対応するものであるため、本変形例によれば、量子ノイズを乱数発生部234で擬似的に発生させることができるので、切り捨て前の統計的な平均レベルを復元することが可能になる。   As described above, since the additional data corresponds to the information truncated in S3 on the compression side, according to the present modification, quantum noise can be generated in a pseudo manner by the random number generation unit 234. It will be possible to restore the statistical average level before truncation.

[第2実施形態]
第1実施形態では、画素値がPの放射線検出データにおいて、P1/2を量子ノイズの大きさとみなしていたが、P1/2は、ノイズの標準偏差であるため、ノイズの大きさの1つの標準的な見積もり基準であるに過ぎないと言える。従って、画素値がPの放射線検出データに対し、圧縮により切り捨てるビット数を変更することにより、ノイズの大きさを多めに見積もったり、少なく見積もったりすることが可能である。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, in radiation detection data with a pixel value of P, P 1/2 is regarded as the magnitude of quantum noise. However, since P 1/2 is the standard deviation of noise, It can be said that it is only one standard estimation standard. Therefore, by changing the number of bits to be discarded by compression with respect to radiation detection data having a pixel value of P, it is possible to estimate more or less noise.

第2実施形態では、画素値がPの放射線検出データに対し、圧縮により切り捨てるノイズの大きさを少なく見積もるものとする。この場合、有効信号ビットが含まれる範囲が大きくなるため、記憶装置等に必要な容量が大きくなり、且つ、伝送データのビット数が増加する。しかしながら、復元部は、第1実施形態と比較して、圧縮前の放射線検出データにより近い復元データに復元することが可能になる。   In the second embodiment, it is assumed that the magnitude of noise to be discarded by compression is estimated to be small for radiation detection data having a pixel value P. In this case, since the range in which the valid signal bits are included becomes large, the capacity necessary for the storage device or the like increases, and the number of bits of transmission data increases. However, the restoration unit can restore the restored data closer to the radiation detection data before compression compared to the first embodiment.

そのため、第2実施形態では、画素値がPである放射線検出データにおいて、最大ビット位置がMのとき、1≦α<(N−1)(αは整数)として、Mが偶数の場合には上位側の(m+1+α)ビットを、Mが奇数の場合には上位側の(m+2+α)ビットを有効信号ビットとみなし、下位側の(m−α)ビットを量子ノイズとみなす。なお、第1実施形態は、α=0の場合に相当する。   Therefore, in the second embodiment, when the maximum bit position is M in the radiation detection data whose pixel value is P, when 1 ≦ α <(N−1) (α is an integer) and M is an even number, For the upper (m + 1 + α) bits, when M is an odd number, the upper (m + 2 + α) bits are regarded as valid signal bits, and the lower (m−α) bits are regarded as quantum noise. The first embodiment corresponds to the case where α = 0.

以下、第2実施形態に係る放射線診断装置について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。   Hereinafter, the radiation diagnostic apparatus according to the second embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment.

第2実施形態に係る放射線診断装置の構成は、第1実施形態に係る放射線診断装置1の構成と同様の構成を有しており、第1実施形態では(N+1)ビットの信号データを生成するのに対し、第2実施形態では(N+1+α)ビットの信号データを生成する点が異なる。そのため、第2実施形態では、圧縮側において信号データを生成する処理が第1実施形態と異なり、復元側において信号データから復元データを生成する処理が第1実施形態と異なる。   The configuration of the radiation diagnostic apparatus according to the second embodiment has the same configuration as that of the radiation diagnostic apparatus 1 according to the first embodiment. In the first embodiment, (N + 1) -bit signal data is generated. On the other hand, the second embodiment is different in that (N + 1 + α) -bit signal data is generated. Therefore, in the second embodiment, the process for generating signal data on the compression side is different from that in the first embodiment, and the process for generating restoration data from signal data on the restoration side is different from that in the first embodiment.

図12に、第2実施形態に係る圧縮部の動作説明図を示す。図12において、図6と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。図12では、説明の便宜上、α=1であるものとする。   FIG. 12 is an operation explanatory diagram of the compression unit according to the second embodiment. 12, parts similar to those in FIG. 6 are given the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. In FIG. 12, it is assumed that α = 1 for convenience of explanation.

図12には、MSBに“1”が設定されていることが検出されたときのシフトアップデータ(J21は、第1実施形態の量子ノイズの一部)と、シフトアップビット数が図示されている。なお、ケース8〜ケース17のように、シフトアップビット数が大きいために元のデータ(画素値)が存在しないビット位置には“0”を詰めていく。図12に示すように、第2実施形態に係る信号データ抽出部は、16(=2×N=2×8)ビットの放射線検出データの最大ビット位置から最大で10(=N+1+1=9+1)ビットの有効信号ビットを含む信号データを抽出する。ここでは、第2実施形態に係る上位ビット抽出部は、シフトアップ部111により上位側にシフトされた16(=2×N=2×8)ビットのシフトアップデータのうち上位側の10(=N+1+α=9+1)ビットのみを残して、下位側の6(=N−1−α=7−1)ビットを切り捨てる。第2実施形態に係るシフトダウンビット数算出部は、式(13)に従ってシフトダウンビット数を算出する。ただしシフトアップビット数が(2N−2=14)以上の場合は、式(13)に従って算出された結果に1を加算する。これはシフトアップビット数が(2N−2=14)以上となるケース15から17の場合には、下位ビットに追加すべきビットがないためである。図12には、ノイズビット掃出し後の10ビットの有効信号ビット(J22、J5は第1実施形態の有効信号ビット)が図示されている。   FIG. 12 shows the shift-up data (J21 is a part of the quantum noise of the first embodiment) and the number of shift-up bits when it is detected that “1” is set in the MSB. . Note that, as in case 8 to case 17, since the number of upshift bits is large, the bit positions where the original data (pixel value) does not exist are filled with “0”. As shown in FIG. 12, the signal data extraction unit according to the second embodiment has a maximum of 10 (= N + 1 + 1 = 9 + 1) bits from the maximum bit position of the radiation detection data of 16 (= 2 × N = 2 × 8) bits. The signal data including the valid signal bits are extracted. Here, the higher-order bit extraction unit according to the second embodiment includes the upper 10 (= N + 1 + α) of the 16 (= 2 × N = 2 × 8) -bit shift-up data shifted to the upper side by the shift-up unit 111. = 9 + 1) bits are left, and the lower 6 (= N-1-α = 7-1) bits are discarded. The downshift bit number calculation unit according to the second embodiment calculates the downshift bit number according to Equation (13). However, when the number of upshift bits is (2N−2 = 14) or more, 1 is added to the result calculated according to the equation (13). This is because in cases 15 to 17 where the number of upshift bits is (2N−2 = 14) or more, there is no bit to be added to the lower bits. FIG. 12 shows 10 effective signal bits (J22 and J5 are effective signal bits of the first embodiment) after noise bit sweeping.

第2実施形態に係る圧縮部は、シフトダウン部により得られたノイズビット掃出し後の10ビットの信号データと、第2実施形態に係る付帯情報生成部により生成された1ビットの付帯情報とからなる(10+1)ビット(α=1)の伝送データを画像処理部30に出力する。   The compression unit according to the second embodiment includes 10-bit signal data after the noise bit sweep obtained by the shift-down unit, and 1-bit incidental information generated by the incidental information generation unit according to the second embodiment. (10 + 1) bits (α = 1) of transmission data is output to the image processing unit 30.

図13及び図14に、第2実施形態に係る復元部の動作説明図を示す。図13において、図8と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。図14において、図9と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。図13及び図14では、説明の便宜上、α=1であるものとする。   FIG. 13 and FIG. 14 are diagrams illustrating the operation of the restoration unit according to the second embodiment. In FIG. 13, the same parts as those in FIG. In FIG. 14, the same parts as those in FIG. 13 and 14, it is assumed that α = 1 for convenience of explanation.

第2実施形態に係るビット長検出部は、有効信号ビットを受け、有効信号ビットの最大ビット位置を検出することにより、検出ビット長として有効信号ビットのビット長を検出する(図13のJ23)。LSB側から0番目、1番目、2番目、・・・と数え、たとえば9番目のビット位置が上記のビット位置である場合、第2実施形態に係るビット長検出部は、検出ビット長として“10”を検出する。   The bit length detector according to the second embodiment detects the bit length of the valid signal bit as the detected bit length by receiving the valid signal bit and detecting the maximum bit position of the valid signal bit (J23 in FIG. 13). . For example, when the 9th bit position is the above bit position, the bit length detection unit according to the second embodiment sets the detection bit length as “0”, 1st, 2nd,. 10 ″ is detected.

第2実施形態に係る付加ビット長算出部は、検出された検出ビット長と圧縮部からの1ビットの付帯情報とに基づいて、式(15)に従って付加ビット長を算出する(図13のJ24)。すなわち、第2実施形態に係る付加ビット長算出部は、検出されたビット長と付帯情報とを加算し、その加算結果から(2×(1+α))を減算することにより付加ビット長を算出する。なお、式(15)により得られた算出結果が負の場合、式(15)の算出結果を“0”とする(α=1)。   The additional bit length calculation unit according to the second embodiment calculates the additional bit length according to Expression (15) based on the detected bit length detected and the 1-bit supplementary information from the compression unit (J24 in FIG. 13). ). That is, the additional bit length calculation unit according to the second embodiment calculates the additional bit length by adding the detected bit length and the incidental information and subtracting (2 × (1 + α)) from the addition result. . When the calculation result obtained by Expression (15) is negative, the calculation result of Expression (15) is set to “0” (α = 1).

付加ビット長=検出ビット長+付帯情報(復元用補助ビット情報)−2×(1+α)
=検出ビット長+付帯情報(復元用補助ビット情報)−4 ・・(15)
Additional bit length = detection bit length + accompanying information (recovery auxiliary bit information) −2 × (1 + α)
= Detection bit length + accompanying information (restoration bit information for restoration) -4 (15)

第2実施形態に係る復元データ生成部は、第2実施形態に係る付加ビット長算出部により算出された付加ビット長に基づいて、有効信号ビットから16ビットの復元データを生成する。具体的には、第2実施形態に係るシフトアップ部は、圧縮部からの有効信号ビットを、付加ビット長のビット数分だけ上位側にシフトする。図14には、第2実施形態に係るシフトアップ部により上位側にシフトされた10ビットのシフトアップデータ(復元データ)(J25)(第1実施形態の有効信号ビットはJ26)が図示されている。   The restored data generation unit according to the second embodiment generates 16-bit restored data from the valid signal bits based on the additional bit length calculated by the additional bit length calculation unit according to the second embodiment. Specifically, the shift-up unit according to the second embodiment shifts the valid signal bits from the compression unit to the upper side by the number of bits of the additional bit length. FIG. 14 illustrates 10-bit shift-up data (restored data) (J25) (the valid signal bit of the first embodiment is J26) shifted to the upper side by the shift-up unit according to the second embodiment. .

第2実施形態に係るデータ付加部は、第2実施形態に係るシフトアップ部により得られたシフトアップデータの下位側に付加データを付加する。付加データは、第1実施形態又はその変形例と同様である。但し、図14に示すように、ケース13〜ケース17では、付加ビット長が“0”であるため、何も付加しない。   The data addition unit according to the second embodiment adds additional data to the lower side of the shift-up data obtained by the shift-up unit according to the second embodiment. The additional data is the same as that of the first embodiment or its modification. However, as shown in FIG. 14, in case 13 to case 17, the additional bit length is “0”, so nothing is added.

以上のように、第2実施形態では、(2×N)ビットの放射線検出データにおいて、上位側の(m+1+α)ビットを有効信号ビットとみなし、下位側の(m−α)ビットを量子ノイズとみなす。   As described above, in the second embodiment, in (2 × N) -bit radiation detection data, the upper (m + 1 + α) bits are regarded as effective signal bits, and the lower (m−α) bits are quantum noise. I reckon.

これにより、放射線診断装置の使用目的に応じてαを選択することにより、適切な圧縮の程度が選択可能になる。量子ノイズの特性であるポアソン分布の標準偏差に無関係に圧縮の程度を制御する場合に比べて、全画素に対してポアソン分布の標準偏差を基準にして圧縮の程度を制御するので、信号の生成原理に沿った圧縮となり偽像が発生しにくくなる。   Thus, by selecting α according to the purpose of use of the radiation diagnostic apparatus, an appropriate degree of compression can be selected. Compared to controlling the degree of compression regardless of the standard deviation of the Poisson distribution, which is a characteristic of quantum noise, the degree of compression is controlled based on the standard deviation of the Poisson distribution for all pixels, so signal generation The compression is based on the principle, and the false image is less likely to occur.

なお、放射線検出データをより圧縮する場合には、画素値がPで最大ビット位置がMのとき、下位側の(m−1+β)(1≦β≦N、βは整数)ビットを量子ノイズとみなしてもよい。この場合、第2実施形態において、たとえば、「α」を「−β」と置き換えることにより、伝送すべき信号データのビット数を削減することが可能な圧縮部及び復元部を実現することができる。   When the radiation detection data is further compressed, when the pixel value is P and the maximum bit position is M, the lower (m−1 + β) (1 ≦ β ≦ N, β is an integer) bits are defined as quantum noise. May be considered. In this case, in the second embodiment, for example, by replacing “α” with “−β”, a compression unit and a decompression unit capable of reducing the number of bits of signal data to be transmitted can be realized. .

[第3実施形態]
上記の実施形態やその変形例では、圧縮部により生成された伝送データが直接に復元部に送られ、復元部がこの伝送データから復元データを生成する場合について説明したが、これに限定されるものではない。第3実施形態では、上記の実施形態やその変形例に係る圧縮部及び復元部の間に可逆圧縮部とこの可逆圧縮部に対応した可逆復元部とが設けられ、圧縮部と復元部との間で、伝送データを可逆圧縮処理されたデータが伝送される。
[Third Embodiment]
In the above-described embodiment and its modified examples, the transmission data generated by the compression unit is directly sent to the restoration unit, and the restoration unit generates restoration data from the transmission data. However, the present invention is limited to this. It is not a thing. In the third embodiment, a reversible compression unit and a reversible decompression unit corresponding to the reversible compression unit are provided between the compression unit and the decompression unit according to the above-described embodiment and the modifications thereof. In the meantime, data obtained by reversibly compressing the transmission data is transmitted.

図15に、第3実施形態に係る放射線診断装置の概略構成の要部の機能ブロック図を示す。図15において、図2と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。   FIG. 15 shows a functional block diagram of the main part of the schematic configuration of the radiation diagnostic apparatus according to the third embodiment. In FIG. 15, the same parts as those in FIG.

第3実施形態に係る放射線検出部20cは、データ圧縮部23cを含んで構成されている。データ圧縮部23cは、圧縮部100と、可逆圧縮部24cとを含んで構成されている。   The radiation detection unit 20c according to the third embodiment includes a data compression unit 23c. The data compression unit 23c includes a compression unit 100 and a reversible compression unit 24c.

第3実施形態に係る画像処理部30cは、データ復元部32cを含んで構成されている。データ復元部32cは、可逆復元部33cと、復元部200とを含んで構成されている。   The image processing unit 30c according to the third embodiment includes a data restoration unit 32c. The data restoration unit 32c includes a reversible restoration unit 33c and a restoration unit 200.

図16に、第3実施形態に係る放射線診断装置の概略構成の機能ブロック図を示す。図16において、図2又は図15と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。   FIG. 16 shows a functional block diagram of a schematic configuration of the radiation diagnostic apparatus according to the third embodiment. In FIG. 16, the same parts as those in FIG. 2 or FIG.

第3実施形態に係る放射線診断装置1cでは、圧縮部100は、第1実施形態と同様に、放射線光子計数部22により放射線光子を計数することによって得られた(2×N)ビットの放射線検出データを圧縮して(N+2)ビットの伝送データを生成する。可逆圧縮部24cは、圧縮部100によって生成された(N+2)ビットの伝送データに対し、公知の可逆圧縮処理を施すことにより圧縮データを生成する。ここで、可逆圧縮処理は、伝送データのビットサイズである(N+2)ビットをより小さくする処理であってもよいし、所定の期間内に伝送される総データサイズをより小さくする処理であってもよい。可逆圧縮部24cによって生成された圧縮データは、画像処理部30cに出力される。   In the radiation diagnostic apparatus 1c according to the third embodiment, the compression unit 100 detects (2 × N) bits of radiation detected by counting the radiation photons by the radiation photon counting unit 22, as in the first embodiment. The data is compressed to generate (N + 2) -bit transmission data. The lossless compression unit 24c generates compressed data by performing a known lossless compression process on the (N + 2) -bit transmission data generated by the compression unit 100. Here, the lossless compression process may be a process of reducing (N + 2) bits, which is the bit size of transmission data, or a process of reducing the total data size transmitted within a predetermined period. Also good. The compressed data generated by the lossless compression unit 24c is output to the image processing unit 30c.

可逆復元部33cは、データ圧縮部23cからの圧縮データを受け、この圧縮データに対し、可逆復元処理を施すことにより可逆圧縮処理前の(N+2)ビットの伝送データに復元する。ここで、可逆復元処理は、可逆圧縮部24cにより行われる可逆圧縮処理に対応した処理である。可逆復元部33cによって復元された伝送データは、復元部200に出力される。復元部200は、上記のように、伝送データから(2×N)ビットの復元データに復元する。画像処理部30cは、画像作成部において、この復元データに基づいて画像を作成する。   The lossless decompression unit 33c receives the compressed data from the data compression unit 23c and restores the compressed data to (N + 2) -bit transmission data before the lossless compression process by performing a lossless restoration process. Here, the lossless restoration process is a process corresponding to the lossless compression process performed by the lossless compression unit 24c. The transmission data restored by the reversible restoration unit 33c is output to the restoration unit 200. As described above, the restoration unit 200 restores (2 × N) -bit restored data from the transmission data. The image processing unit 30c creates an image based on the restored data in the image creating unit.

可逆圧縮処理及びこれに対応した可逆復元処理は、公知の可逆圧縮処理及びこれに対応した可逆復元処理でよいため、それぞれの処理の内容についての説明を省略する。   Since the lossless compression process and the lossless restoration process corresponding thereto may be a known lossless compression process and a lossless restoration process corresponding thereto, description of the contents of each process is omitted.

なお、図15又は図16に示すデータ圧縮部23cにおける圧縮部100は、第2実施形態に係る圧縮部であってもよい。同様に、図15又は図16に示すデータ復元部32cにおける復元部200は、圧縮部に対応していることを条件に、第1実施形態の変形例に係る復元部であってもよいし、第2実施形態に係る復元部であってもよい。   Note that the compression unit 100 in the data compression unit 23c illustrated in FIG. 15 or 16 may be the compression unit according to the second embodiment. Similarly, the restoration unit 200 in the data restoration unit 32c illustrated in FIG. 15 or 16 may be a restoration unit according to a modification of the first embodiment on the condition that it corresponds to the compression unit, The restoration unit according to the second embodiment may be used.

以上説明したように、第3実施形態では、上記の実施形態又はその変形例に係る圧縮部及び復元部の間に、可逆圧縮部24c及び可逆復元部33cが設けられる。これにより、第3実施形態によれば、上記の実施形態又はその変形例と比較して、信号対雑音比を損なうことなく、圧縮側から復元側に伝送されるデータサイズをより小さくすることが可能になる。従って、放射線検出部20c内部や放射線検出部20cと画像処理部30cとの間の信号伝送に関わる伝送時間や配線コストをより一層低減することが可能になる。さらに、圧縮側と復元側との間で放射線検出データを記憶装置(記憶媒体)に一時的に保存する場合は、放射線検出データの保存に必要な記憶装置(記憶媒体)の容量をより一層小さくすることが可能になる。   As described above, in the third embodiment, the reversible compression unit 24c and the reversible restoration unit 33c are provided between the compression unit and the restoration unit according to the above-described embodiment or a modification thereof. Thereby, according to 3rd Embodiment, compared with said embodiment or its modification, the data size transmitted from the compression side to the decompression | restoration side can be made smaller, without impairing a signal-to-noise ratio. It becomes possible. Therefore, it is possible to further reduce the transmission time and wiring cost related to signal transmission inside the radiation detection unit 20c and between the radiation detection unit 20c and the image processing unit 30c. Furthermore, when the radiation detection data is temporarily stored in the storage device (storage medium) between the compression side and the decompression side, the capacity of the storage device (storage medium) necessary for storing the radiation detection data is further reduced. It becomes possible to do.

[第4実施形態]
上記の実施形態又はその変形例は、放射線検出部の構成や画像処理部の構成に限定されるものではない。上記の実施形態又はその変形例に係る放射線診断装置がX線診断装置やX線CT装置である場合、放射線検出部として以下のような構成を有するX線検出器の適用が可能である。同様に、画像処理部として以下のような構成を有する画像処理装置の適用が可能である。なお、以下の説明において、「画素」は、「検出ブロック」としてもよい。
[Fourth Embodiment]
The above-described embodiment or its modification is not limited to the configuration of the radiation detection unit or the configuration of the image processing unit. When the radiation diagnostic apparatus according to the above-described embodiment or its modification is an X-ray diagnostic apparatus or an X-ray CT apparatus, an X-ray detector having the following configuration can be applied as the radiation detection unit. Similarly, an image processing apparatus having the following configuration can be applied as the image processing unit. In the following description, the “pixel” may be a “detection block”.

<X線検出器>
図17に、第4実施形態に係るX線検出器のハードウェア構成例のブロック図を示す。図17は、説明の便宜上、X線検出器の一部の構成のみを表す。
図18に、図17の量子ビット圧縮器のハードウェア構成例のブロック図を示す。図18において、図17と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
<X-ray detector>
FIG. 17 shows a block diagram of a hardware configuration example of the X-ray detector according to the fourth embodiment. FIG. 17 shows only a part of the configuration of the X-ray detector for convenience of explanation.
FIG. 18 shows a block diagram of a hardware configuration example of the qubit compressor of FIG. In FIG. 18, the same parts as those in FIG.

第4実施形態に係るX線検出器300は、2次元状に配列されたJ×K(J,Kは2以上の整数)個の画素31011〜310JKと、各列に設けられたJ本の各列用の出力バスBS〜BSと、各列に設けられたJ個の出力バッファ320〜320と、出力バスBOとを含んで構成されている。画素31011〜310JKのそれぞれは、同様の構成を有している。図17では、第i(1≦i≦J、iは整数)列の画素310i1〜310iKのうちの画素310i1と、第i列用の出力バスBSと、第i列用の出力バスBSiに接続される出力バッファ320と、出力バッファ320に接続されるX線検出器300の出力バスBOのみが図示されている。出力バスBSには、第i列における画素310i1〜310iKが接続されている。出力バスBS、BOは、それぞれ(N+2)ビットのバス幅を有する。すなわち、2次元状に配列された複数の画素のうち各列の画素は、共通の1つの出力バス(BS)が接続され、各列の画素のうちの1つの出力データが、この出力バスに出力される。各列の出力バス(BS)は、各列に設けられた出力バッファに接続され、各列に設けられた出力バッファは、X線検出器300の出力バスBOに接続される。 The X-ray detector 300 according to the fourth embodiment includes J × K (J and K are integers of 2 or more) pixels 310 11 to 310 JK arranged two-dimensionally and J provided in each column. an output bus BS 1 to BS J for each column of the present, and the J output buffers 320 1 to 320 J provided in each column, and is configured to include an output bus BO. Each of the pixels 310 11 to 310 JK has the same configuration. In FIG. 17, the pixel 310 i1 among the pixels 310 i1 to 310 iK of the i-th (1 ≦ i ≦ J, i is an integer) column, the output bus BS i for the i-th column, and the output for the i-th column Only the output buffer 320 i connected to the bus BSi and the output bus BO of the X-ray detector 300 connected to the output buffer 320 i are shown. The pixels 310 i1 to 310 iK in the i-th column are connected to the output bus BS i . The output buses BS i and BO each have a bus width of (N + 2) bits. That is, a common output bus (BS i ) is connected to pixels in each column among a plurality of pixels arranged in a two-dimensional manner, and one output data among the pixels in each column is connected to this output bus. Is output. The output bus (BS i ) of each column is connected to an output buffer provided in each column, and the output buffer provided in each column is connected to the output bus BO of the X-ray detector 300.

画素310i1は、X線−電荷変換部311i1と、電荷電圧変換器312i1と、比較器313i1と、光子数カウンタ314i1と、量子ビット圧縮器315i1と、出力バッファ316i1とを含んで構成されている。 The pixel 310 i1 includes an X-ray-to-charge converter 311 i1 , a charge-voltage converter 312 i1 , a comparator 313 i1 , a photon number counter 314 i1 , a qubit compressor 315 i1, and an output buffer 316 i1 . It is configured to include.

X線−電荷変換部311i1は、放射線発生部10としてのX線発生部により発生され被検体を透過したX線が入射し吸収されると、電荷を発生する。電荷電圧変換器312i1は、X線−電荷変換部311i1により発生された電荷に対応した電圧パルスに変換する。比較器313i1には、電荷電圧変換器312i1により変換された電圧パルスと、予め設定された上限閾値及び下限閾値とが入力される。 The X-ray-charge conversion unit 311 i1 generates a charge when X-rays generated by the X-ray generation unit as the radiation generation unit 10 and transmitted through the subject are incident and absorbed. The charge-voltage converter 312 i1 converts the voltage pulse corresponding to the charge generated by the X-ray-charge converter 311 i1 . The comparator 313 i1 receives the voltage pulse converted by the charge voltage converter 312 i1 and preset upper and lower thresholds.

比較器313i1は、電荷電圧変換器312i1により変換された電圧パルスの波高値(振幅値)が上限閾値以下で、且つ、下限閾値以上であるとき、検出パルスを出力する。上限閾値は、たとえば、X線発生部を構成するX線管の管電圧やパイルアップピーク等を考慮して設定される。下限閾値は、たとえば、X線−電荷変換部311i1を構成する半導体の暗電流を検知しないように設定される。上限閾値は、事後的に変更可能に構成される。下限閾値もまた、事後的に変更可能に構成される。また、上限閾値及び下限閾値は、(J×K)個の画素31011〜310JKに共通に設定されてもよいし、所定の領域内の画素毎に設定されてもよいし、画素毎に個別に設定されてもよい。 The comparator 313 i1 outputs a detection pulse when the peak value (amplitude value) of the voltage pulse converted by the charge-voltage converter 312 i1 is equal to or lower than the upper limit threshold and equal to or higher than the lower limit threshold. The upper limit threshold is set in consideration of, for example, the tube voltage of the X-ray tube constituting the X-ray generation unit, the pile-up peak, and the like. For example, the lower threshold is set so as not to detect the dark current of the semiconductor constituting the X-ray-charge converter 311 i1 . The upper threshold value is configured to be changeable afterwards. The lower threshold is also configured to be changeable afterwards. The upper threshold and the lower threshold may be set in common for (J × K) pixels 310 11 to 310 JK , may be set for each pixel in a predetermined region, or may be set for each pixel. It may be set individually.

光子数カウンタ314i1には、制御部(図示せず)からのX線照射開始タイミング信号と、比較器313i1により出力された検出パルスとが入力される。制御部は、たとえば、X線検出器300が搭載されるX線診断装置やX線CT装置などのコンソール装置に設けられる。X線照射開始タイミング信号は、X線診断装置やX線CT装置におけるX線照射の開始タイミングを通知する信号である。光子数カウンタ314i1は、X線照射開始タイミング信号によりX線照射の開始タイミングが通知されると、計数値を初期化した後、比較器313i1からの検出パルスの数をX線光子数として計数を開始する。光子数カウンタ314i1は、計数値を(2×N)ビットの放射線検出データとして、量子ビット圧縮器315i1に出力する。 The photon number counter 314 i1 receives the X-ray irradiation start timing signal from the control unit (not shown) and the detection pulse output from the comparator 313 i1 . The control unit is provided in a console device such as an X-ray diagnostic apparatus or an X-ray CT apparatus on which the X-ray detector 300 is mounted, for example. The X-ray irradiation start timing signal is a signal for notifying the start timing of X-ray irradiation in the X-ray diagnostic apparatus and the X-ray CT apparatus. When the photon number counter 314 i1 is notified of the X-ray irradiation start timing signal by the X-ray irradiation start timing signal, the photon number counter 314 i1 initializes the count value and then sets the number of detection pulses from the comparator 313 i1 as the number of X-ray photons. Start counting. The photon number counter 314 i1 outputs the count value to the qubit compressor 315 i1 as (2 × N) -bit radiation detection data.

量子ビット圧縮器315i1には、制御部からのX線照射終了信号と、光子数カウンタ314i1によって出力された放射線検出データとが入力される。X線照射終了信号は、X線診断装置やX線CT装置におけるX線照射の終了を通知する信号である。量子ビット圧縮器315i1は、図18に示すように、最上位ビット検出器317i1と、ノイズビット掃出し器318i1とを含み、上記のいずれかの実施形態又はその変形例に係る圧縮部の機能を実現する。最上位ビット検出器317i1は、上記のいずれかの実施形態又はその変形例に係るビット位置検出部の機能を実現する。ノイズビット掃出し器318i1は、上記のいずれかの実施形態又はその変形例に係る信号データ抽出部及び付帯情報生成部の機能を実現する。 The qubit compressor 315 i1 receives the X-ray irradiation end signal from the control unit and the radiation detection data output by the photon number counter 314 i1 . The X-ray irradiation end signal is a signal for notifying the end of X-ray irradiation in the X-ray diagnostic apparatus or the X-ray CT apparatus. As shown in FIG. 18, the qubit compressor 315 i1 includes a most significant bit detector 317 i1 and a noise bit sweeper 318 i1 , and includes a compression unit according to any one of the above-described embodiments or modifications thereof. Realize the function. The most significant bit detector 317 i1 realizes the function of the bit position detection unit according to any one of the above-described embodiments or modifications thereof. The noise bit sweeper 318 i1 realizes the functions of the signal data extraction unit and the incidental information generation unit according to any of the above embodiments or modifications thereof.

このような量子ビット圧縮器315i1は、X線照射終了信号によりX線照射の終了が通知されると、通知された時点の放射線検出データを取り込む。量子ビット圧縮器315i1が第1実施形態に係る圧縮部100の機能を実現する場合、量子ビット圧縮器315i1は、取り込まれた(2×N)ビットの放射線検出データを(N+2)ビットの伝送データに圧縮する。 When such an end of X-ray irradiation is notified by the X-ray irradiation end signal, the qubit compressor 315 i1 takes in the radiation detection data at the time of the notification. When the qubit compressor 315 i1 realizes the function of the compression unit 100 according to the first embodiment, the qubit compressor 315 i1 converts the captured (2 × N) -bit radiation detection data into (N + 2) -bit radiation detection data. Compress to transmission data.

出力バッファ316i1には、制御部からの第1行選択信号と、量子ビット圧縮器315i1により生成された伝送データとが入力される。第1行選択信号は、2次元状に配列された(J×K)個の画素31011〜310JKのうち第1行目に配列された画素31011〜310J1を選択するための信号である。出力バッファ316i1は、第1行選択信号により選択されたとき、量子ビット圧縮器315i1により生成された伝送データを第i列用の出力バスBSに出力する。 The output buffer 316 i1 receives the first row selection signal from the control unit and the transmission data generated by the qubit compressor 315 i1 . First row selection signal is a signal for selecting the pixel 310 11 to 310 J1 arranged in a first row of the arranged two-dimensionally (J × K) pixels 310 11 to 310 JK is there. When selected by the first row selection signal, the output buffer 316 i1 outputs the transmission data generated by the qubit compressor 315 i1 to the output bus BS i for the i-th column.

X線−電荷変換部311i1、電荷電圧変換器312i1、及び比較器313i1は、放射線光子検出部21の機能を実現する。光子数カウンタ314i1は、放射線光子計数部22の機能を実現する。量子ビット圧縮器315i1は、上記のいずれかの実施形態又はその変形例に係る圧縮部の機能を実現する。この圧縮部は、出力バッファ316i1の機能を実現してもよい。 The X-ray-charge converter 311 i1 , the charge-voltage converter 312 i1 , and the comparator 313 i1 realize the function of the radiation photon detector 21. The photon number counter 314 i1 realizes the function of the radiation photon counting unit 22. The qubit compressor 315 i1 realizes the function of the compression unit according to any one of the above-described embodiments or modifications thereof. This compression unit may realize the function of the output buffer 316 i1 .

以上のように、X線検出器300では、各列の画素のうち行選択信号により選択された画素において生成された伝送データが、各列用の出力バスに出力される。従って、各列の画素の1つを行選択信号により1つずつ選択することにより、2次元状に配列された画素31011〜310JKにおいて生成された伝送データを順次に出力させることができる。 As described above, in the X-ray detector 300, the transmission data generated in the pixel selected by the row selection signal among the pixels in each column is output to the output bus for each column. Accordingly, by selecting one of the pixels in each column one by one using the row selection signal, transmission data generated in the two-dimensionally arranged pixels 310 11 to 310 JK can be sequentially output.

以下、量子ビット圧縮器315i1に、第1実施形態に係る圧縮部100が適用された場合につい説明する。 Hereinafter, a case where the compression unit 100 according to the first embodiment is applied to the qubit compressor 315 i1 will be described.

第i列では、X線検出器300は、制御部からのX線照射開始タイミング信号を受けて、光子数カウンタ314の計数値を初期化した後、計数を開始する。X線−電荷変換部311i1は、X線光子が入射し吸収されると電荷を発生する。電荷電圧変換器312i1は、X線−電荷変換部311i1により発生された電荷に応じた波高値(振幅値)の電圧パルスに変換する。比較器313i1は、この電圧パルスの波高値(振幅値)と上限閾値電圧及び下限閾値電圧とを比較し、電圧パルスの波高値(振幅値)が両閾値の間にあるとき、検出パルスを出力する。光子数カウンタ314i1は、この検出パルスを受けて、計数値をインクリメントする。 In the i-th column, the X-ray detector 300 receives the X-ray irradiation start timing signal from the control unit, initializes the count value of the photon number counter 314 i , and then starts counting. The X-ray-to-charge converter 311 i1 generates a charge when an X-ray photon is incident and absorbed. The charge-voltage converter 312 i1 converts the voltage pulse with a peak value (amplitude value) corresponding to the charge generated by the X-ray-charge converter 311 i1 . The comparator 313 i1 compares the peak value (amplitude value) of the voltage pulse with the upper threshold voltage and the lower threshold voltage, and when the peak value (amplitude value) of the voltage pulse is between both threshold values, Output. The photon number counter 314 i1 receives this detection pulse and increments the count value.

X線照射期間が終了すると、X線検出器300は、図示しない制御部からX線照射終了信号を受ける。すると、量子ビット圧縮器315i1は、光子数カウンタ314i1により計数された(2×N)ビットの計数値である放射線検出データに対し、上記の圧縮処理を施す。 When the X-ray irradiation period ends, the X-ray detector 300 receives an X-ray irradiation end signal from a control unit (not shown). Then, the qubit compressor 315 i1 performs the above-described compression processing on the radiation detection data that is a count value of (2 × N) bits counted by the photon number counter 314 i1 .

量子ビット圧縮器315i1では、最上位ビット検出器317i1が、(2×N)ビットの放射線検出データを上位側に1ビットシフトしながら、最大ビット位置を検出し、シフトアップビット数を決定する。上位側にシフトされ上位側から数えて、たとえばNビット分のデータと、シフトアップビット数とは、ノイズビットビット掃出し器318i1に送られ、Nビット分のデータからノイズ掃出しが実施される。このノイズ掃出しにより、有効信号ビットのみが残り、残った有効信号ビットのビット列がLSBから上位側に配置された状態となる。また、シフトアップビット数に基づき、復元用補助ビット情報としての1ビットの付帯情報が決定される。ノイズビット掃出し器318i1は、ノイズが掃き出された有効信号ビットを含む信号データと1ビットの付帯情報とからなる伝送データを、出力バッファ316i1に出力する。 In the qubit compressor 315 i1 , the most significant bit detector 317 i1 detects the maximum bit position while shifting the (2 × N) -bit radiation detection data to the upper side by 1 bit, and determines the number of upshift bits. To do. For example, N bits of data and the number of shift-up bits, which are shifted to the upper side and counted from the upper side, are sent to the noise bit bit sweeper 318 i1 , and noise sweeping is performed from the N bit data. By this noise sweeping, only the valid signal bits remain, and the remaining valid signal bit string is placed on the upper side from the LSB. Also, 1-bit supplementary information as auxiliary bit information for restoration is determined based on the number of upshift bits. The noise bit sweeper 318 i1 outputs transmission data including signal data including effective signal bits from which noise has been swept out and 1-bit auxiliary information to the output buffer 316 i1 .

制御部からの行選択信号により画素310i1が選択されると、出力バッファ316i1は、上記の伝送データを第i列用の出力バスBSに出力する。この制御部は、行選択信号により第1行から第K行まで順次に1行ずつ選択していく。ある行が選択されたとき、X線検出器300内の各列の画素は、同時に伝送データを各列用の出力バスに出力し、各列に設けられた出力バッファに保持される。各列の出力バッファに保持された伝送データは、制御部からの列選択信号により選択されると、第1列から第J列まで順次に出力バスBOに出力される。X線検出器300の出力バスBOは、復元側である画像処理部に接続される。 When the pixel 310 i1 is selected by the row selection signal from the control unit, the output buffer 316 i1 outputs the transmission data to the output bus BS i for the i-th column. This control unit selects one row at a time from the first row to the Kth row in response to a row selection signal. When a certain row is selected, the pixels in each column in the X-ray detector 300 simultaneously output transmission data to the output bus for each column and are held in an output buffer provided in each column. The transmission data held in the output buffer of each column is sequentially output from the first column to the Jth column to the output bus BO when selected by a column selection signal from the control unit. The output bus BO of the X-ray detector 300 is connected to the image processing unit on the restoration side.

以上のようなX線検出器300は、放射線診断装置1,1cにおける放射線検出部20,20cへの適用が可能である。なお、図17において、行方向と列方向とを入れ替えることが可能である。   The X-ray detector 300 as described above can be applied to the radiation detection units 20 and 20c in the radiation diagnostic apparatuses 1 and 1c. In FIG. 17, the row direction and the column direction can be interchanged.

<画像処理装置>
図19に、第4実施形態に係る画像処理装置のハードウェア構成例のブロック図を示す。
図20に、図19の量子ビット復元部のハードウェア構成例のブロック図を示す。図20において、図19と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
<Image processing device>
FIG. 19 shows a block diagram of a hardware configuration example of an image processing apparatus according to the fourth embodiment.
FIG. 20 shows a block diagram of a hardware configuration example of the qubit restoration unit in FIG. 20, parts that are the same as those in FIG. 19 are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted as appropriate.

第4実施形態に係る画像処理装置400は、量子ビット復元部410と、画像作成部420と、画像記憶部430とを含んで構成されている。量子ビット復元部410は、上記のいずれかの実施形態又はその変形例に係る復元部の機能を実現する。画像作成部420は、上記のいずれかの実施形態又はその変形例に係る画像作成部の機能を実現する。   The image processing apparatus 400 according to the fourth embodiment includes a qubit restoration unit 410, an image creation unit 420, and an image storage unit 430. The qubit restoration unit 410 realizes the function of the restoration unit according to any one of the above embodiments or modifications thereof. The image creation unit 420 realizes the function of the image creation unit according to any one of the above-described embodiments or modifications thereof.

量子ビット復元部410は、図20に示すように、最上位ビット検出器411と、加算器412と、シフトレジスタ413と、付加データ発生器414を含んで構成されている。最上位ビット検出器411は、上記のいずれかの実施形態又はその変形例に係るビット長検出部の機能を実現する。加算器412は、上記のいずれかの実施形態又はその変形例に係る付加ビット長算出部の機能を実現する。付加データ発生器414は、付加データを出力する。付加データ発生器414は、所定の付加データを予め記憶するメモリを有し、このメモリに記憶された付加データを出力する。また、付加データ発生器414は、乱数発生器を有し、この乱数発生器により発生された乱数を付加データとして出力することも可能である。シフトレジスタ413は、付加データ発生器414から出力された付加データを利用して、上記のいずれかの実施形態又はその変形例に係る復元データ生成部の機能を実現する。   As illustrated in FIG. 20, the qubit restoration unit 410 includes a most significant bit detector 411, an adder 412, a shift register 413, and an additional data generator 414. The most significant bit detector 411 realizes the function of the bit length detection unit according to any one of the above embodiments or modifications thereof. The adder 412 realizes the function of the additional bit length calculation unit according to any one of the above-described embodiments or modifications thereof. The additional data generator 414 outputs additional data. The additional data generator 414 has a memory for storing predetermined additional data in advance, and outputs the additional data stored in this memory. Further, the additional data generator 414 includes a random number generator, and the random number generated by the random number generator can be output as additional data. The shift register 413 uses the additional data output from the additional data generator 414 to realize the function of the restored data generation unit according to any one of the above-described embodiments or modifications thereof.

画像処理装置400では、量子ビット復元部410が、伝送データから(2×N)ビットの復元データに復元し、画像作成部420に渡す。   In the image processing device 400, the qubit restoration unit 410 restores (2 × N) -bit restoration data from the transmission data, and passes it to the image creation unit 420.

量子ビット復元部410では、最上位ビット検出器411が、たとえば、(N+2)ビットの伝送データのうちNビットの信号データに含まれる有効信号ビットの最大ビット位置を検出し、検出された最大ビット位置に基づく検出ビット長を出力する。加算器412は、検出ビット長と、(N+2)ビットの伝送データのうちの1ビットの付帯情報とから付加ビット長を算出する。シフトレジスタ413は、有効信号ビットの下位側に、所定の付加データを付加し、(2×N)ビットの復元データとして出力する。   In the qubit restoration unit 410, the most significant bit detector 411 detects, for example, the maximum bit position of the effective signal bits included in the N-bit signal data out of the (N + 2) -bit transmission data, and the detected maximum bit Outputs detection bit length based on position. The adder 412 calculates the additional bit length from the detected bit length and the 1-bit incidental information of the (N + 2) -bit transmission data. The shift register 413 adds predetermined additional data to the lower side of the valid signal bit and outputs it as (2 × N) -bit restored data.

画像作成部420は、量子ビット復元部410により出力された(2×N)ビットの復元データに基づいて画像を作成する。画像作成部420によって作成された画像は、画像記憶部430に保存される。図示しない表示制御部は、画像記憶部430に保存された画像を図示しない表示部に表示させる。   The image creation unit 420 creates an image based on the (2 × N) -bit restoration data output from the qubit restoration unit 410. The image created by the image creation unit 420 is stored in the image storage unit 430. A display control unit (not shown) displays an image stored in the image storage unit 430 on a display unit (not shown).

以上のような画像処理装置400は、放射線診断装置1,1cにおける画像処理部30,30cへの適用が可能である。   The image processing apparatus 400 as described above can be applied to the image processing units 30 and 30c in the radiation diagnostic apparatuses 1 and 1c.

以上のように、第4実施形態では、放射線検出装置としてのX線検出器300は、2次元状に配列された複数の画素31011〜301JKと、各列又は各行の画素毎に共通に設けられた複数の出力バスBS〜BSとを含む。各画素は、X線−電荷変換部、電荷電圧変換器、及び比較器(放射線光子検出部)と、光子数カウンタ(放射線光子計数部)と、量子ビット圧縮器及び出力バッファ(圧縮部)とを含む。X線−電荷変換部、電荷電圧変換器、及び比較器は、放射線発生部により発生されたX線光子を検出する。光子数カウンタは、X線−電荷変換部、電荷電圧変換器、及び比較器により検出されたX線光子数を所定のビット数で計数する。量子ビット圧縮器及び出力バッファは、光子数カウンタによりX線光子を計数することによって得られた放射線検出データを圧縮する。量子ビット圧縮器及び出力バッファは、放射線検出データにおいて所定ビットデータである最上位のビット位置である最大ビット位置から下位側の最大ビット位置に対応したビット数のビット列を有効信号ビットとし、最大ビット位置に対応した付帯情報を有効信号ビットに付帯させて各出力バスに出力する。 As described above, in the fourth embodiment, the X-ray detector 300 as the radiation detection apparatus is commonly used for the pixels 310 11 to 301 JK arranged two-dimensionally and for each pixel in each column or each row. And a plurality of output buses BS 1 to BS J provided. Each pixel includes an X-ray-charge converter, a charge-voltage converter, a comparator (radiation photon detector), a photon number counter (radiation photon counter), a qubit compressor and an output buffer (compressor) including. The X-ray-to-charge converter, the charge-voltage converter, and the comparator detect X-ray photons generated by the radiation generator. The photon number counter counts the number of X-ray photons detected by the X-ray-to-charge converter, the charge-voltage converter, and the comparator with a predetermined number of bits. The qubit compressor and the output buffer compress radiation detection data obtained by counting X-ray photons by a photon number counter. The qubit compressor and the output buffer use the bit string of the number of bits corresponding to the maximum bit position that is the most significant bit position, which is the most significant bit position, which is the predetermined bit data in the radiation detection data, as the effective signal bit, and the maximum bit The additional information corresponding to the position is added to the valid signal bit and output to each output bus.

量子ビット圧縮器及び出力バッファは、最上位ビット検出器(ビット位置検出部)と、ノイズビット掃出し器(信号データ抽出部、付帯情報生成部)とを含む。最上位ビット検出器は、最大ビット位置を検出する。ノイズビット掃出し器は、最上位ビット検出器により検出された最大ビット位置に対応したビット数のビット列を放射線検出データの最大ビット位置から有効信号ビットとして抽出する。また、ノイズビット掃出し器は、最上位ビット検出器により検出されたビット位置に基づいて、付帯情報を生成する。   The qubit compressor and the output buffer include a most significant bit detector (bit position detection unit) and a noise bit sweeper (signal data extraction unit, incidental information generation unit). The most significant bit detector detects the maximum bit position. The noise bit sweeper extracts a bit string having the number of bits corresponding to the maximum bit position detected by the most significant bit detector from the maximum bit position of the radiation detection data as effective signal bits. The noise bit sweeper generates incidental information based on the bit position detected by the most significant bit detector.

このような実施形態によれば、非常に簡素な構成で、各画素における光子数カウンタの計数値に対応したデータのビット数を低減することができる。これにより、X線検出器に配置される配線数や、X線検出器と画像処理装置との間に配置される配線数を削減することが可能になる。また、X線検出器の小型化にも寄与することができる。   According to such an embodiment, the number of bits of data corresponding to the count value of the photon number counter in each pixel can be reduced with a very simple configuration. As a result, it is possible to reduce the number of wires arranged in the X-ray detector and the number of wires arranged between the X-ray detector and the image processing apparatus. It can also contribute to the miniaturization of the X-ray detector.

[第5実施形態]
X線検出器の構成は、第4実施形態で説明した構成に限定されるものではない。第5実施形態に係るX線検出器は、エネルギーグループ毎にX線光子を検出することにより得られた放射線検出データに対し、上記の圧縮処理を施すことが可能である。以下、第5実施形態に係るX線検出装置について、第4実施形態との相違点を中心に説明する。
[Fifth Embodiment]
The configuration of the X-ray detector is not limited to the configuration described in the fourth embodiment. The X-ray detector according to the fifth embodiment can perform the above-described compression processing on radiation detection data obtained by detecting X-ray photons for each energy group. Hereinafter, the X-ray detection apparatus according to the fifth embodiment will be described focusing on differences from the fourth embodiment.

図21に、第5実施形態に係るX線検出器のハードウェア構成例のブロック図を示す。図21は、説明の便宜上、画素310i1の構成のみを表す。図21において、図17と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。なお、図21では、量子ビット圧縮器が第1実施形態に係る圧縮部の機能を有するものとする。 FIG. 21 shows a block diagram of a hardware configuration example of the X-ray detector according to the fifth embodiment. FIG. 21 shows only the configuration of the pixel 310 i1 for convenience of explanation. In FIG. 21, the same components as those in FIG. In FIG. 21, it is assumed that the qubit compressor has the function of the compression unit according to the first embodiment.

第5実施形態に係るX線検出器300aは、2次元状に配列されたJ×K個の画素310a11〜310aJKと、各列に設けられたJ本の各列用の出力バスBS〜BSと、各列に設けられたJ個の出力バッファ320〜320、出力バスBOとを含んで構成されている。画素310a11〜310aJKのそれぞれは、同様の構成を有している。図21では、第i列の画素310ai1〜310aiKのうちの画素310ai1と、第i列用の出力バスBSと、第i列用の出力バスBSiに接続される出力バッファ320と、出力バッファ320に接続されるX線検出器300aの出力バスBOのみが図示されている。出力バスBSには、第i列における画素310ai1〜310aiKが接続されている。出力バスBS、BOは、それぞれ(2×(N+2))ビットのバス幅を有する。 The X-ray detector 300a according to the fifth embodiment includes J × K pixels 310a 11 to 310a JK arranged two-dimensionally and an output bus BS 1 for each of J columns provided in each column. to BS J and, J-number of the output buffers 320 1 to 320 J provided in each column, and it is configured to include an output bus BO. Each of the pixels 310a 11 to 310a JK has the same configuration. In FIG. 21, the pixel 310a i1 among the pixels 310a i1 to 310a iK in the i-th column, the output bus BS i for the i-th column, and the output buffer 320 i connected to the output bus BSi for the i-th column Only the output bus BO of the X-ray detector 300a connected to the output buffer 320 i is shown. The pixels 310a i1 to 310a iK in the i-th column are connected to the output bus BS i . The output buses BS i and BO each have a bus width of (2 × (N + 2)) bits.

画素310ai1は、X線−電荷変換部311i1と、電荷電圧変換器312i1と、比較器313ai1,313bi1と、光子数カウンタ314ai1,314bi1と、量子ビット圧縮器315ai1,315bi1と、出力バッファ316ai1,316bi1とを含んで構成されている。 The pixel 310a i1 includes an X-ray-to-charge converter 311 i1 , a charge-voltage converter 312 i1 , comparators 313a i1 and 313b i1 , a photon number counter 314a i1 and 314b i1, and a qubit compressor 315a i1 and 315b. i1 and output buffers 316a i1 and 316b i1 .

比較器313ai1には、電荷電圧変換器312i1により変換された電圧パルスと、予め設定された上限閾値及び第1閾値とが入力される。比較器313bi1には、電荷電圧変換器312i1により変換された電圧パルスと、予め設定された第1閾値及び下限閾値とが入力される。第1閾値は、上限閾値と下限閾値との間で設定された値である。第1閾値は、上限閾値及び下限閾値と同様に、事後的に変更可能に構成される。 The comparator 313a i1 receives the voltage pulse converted by the charge-voltage converter 312 i1, and the preset upper threshold and first threshold. The comparator 313b i1 receives the voltage pulse converted by the charge voltage converter 312 i1 and the first threshold value and the lower threshold value set in advance. The first threshold is a value set between the upper limit threshold and the lower limit threshold. The first threshold value is configured to be able to be changed later, similarly to the upper limit threshold value and the lower limit threshold value.

比較器313ai1は、電荷電圧変換器312i1により変換された電圧パルスの波高値(振幅値)が上限閾値以下で、且つ、第1閾値以上であるとき、第1検出パルスを出力する。比較器313bi1は、電荷電圧変換器312i1により変換された電圧パルスの波高値(振幅値)が第1閾値より小さく、且つ、下限閾値以上であるとき、第2検出パルスを出力する。上限閾値、第1閾値及び下限閾値は、(J×K)個の画素310a11〜310aJKに共通に設定されてもよいし、所定の領域内の画素毎に設定されてもよいし、画素毎に個別に設定されてもよい。 The comparator 313a i1 outputs the first detection pulse when the peak value (amplitude value) of the voltage pulse converted by the charge voltage converter 312 i1 is equal to or lower than the upper limit threshold and equal to or higher than the first threshold. The comparator 313b i1 outputs the second detection pulse when the peak value (amplitude value) of the voltage pulse converted by the charge voltage converter 312 i1 is smaller than the first threshold value and equal to or larger than the lower limit threshold value. The upper threshold, the first threshold, and the lower threshold may be set in common for (J × K) pixels 310a 11 to 310a JK , or may be set for each pixel in a predetermined region, Each may be set individually.

光子数カウンタ314ai1には、制御部からのX線照射開始タイミング信号と、比較器313ai1により出力された第1検出パルスとが入力される。光子数カウンタ314bi1には、制御部からのX線照射開始タイミング信号と、比較器313bi1により出力された第2検出パルスとが入力される。光子数カウンタ314ai1は、X線照射開始タイミング信号によりX線照射の開始タイミングが通知されると、計数値を初期化した後、比較器313ai1からの第1検出パルスの数をX線光子数として計数を開始する。光子数カウンタ314ai1は、計数値を(2×N)ビットの放射線検出データとして、量子ビット圧縮器315ai1に出力する。光子数カウンタ314bi1は、X線照射開始タイミング信号によりX線照射の開始タイミングが通知されると、計数値を初期化した後、比較器313bi1からの第2検出パルスの数をX線光子数として計数を開始する。光子数カウンタ314bi1は、計数値を(2×N)ビットの放射線検出データとして、量子ビット圧縮器315bi1に出力する。 The photon number counter 314a i1 receives the X-ray irradiation start timing signal from the control unit and the first detection pulse output from the comparator 313a i1 . The photon number counter 314b i1 receives the X-ray irradiation start timing signal from the control unit and the second detection pulse output from the comparator 313b i1 . When the photon number counter 314a i1 is notified of the X-ray irradiation start timing by the X-ray irradiation start timing signal, the photon number counter 314a i1 initializes the count value, and then calculates the number of first detection pulses from the comparator 313a i1. Start counting as a number. The photon number counter 314a i1 outputs the count value to the qubit compressor 315a i1 as (2 × N) -bit radiation detection data. When the photon number counter 314b i1 is notified of the X-ray irradiation start timing by the X-ray irradiation start timing signal, the photon counter 314b i1 initializes the count value and then determines the number of second detection pulses from the comparator 313b i1. Start counting as a number. The photon number counter 314b i1 outputs the count value to the qubit compressor 315b i1 as (2 × N) -bit radiation detection data.

量子ビット圧縮器315ai1には、制御部からのX線照射終了信号と、光子数カウンタ314ai1によって出力された放射線検出データとが入力される。量子ビット圧縮器315bi1には、制御部からのX線照射終了信号と、光子数カウンタ314bi1によって出力された放射線検出データとが入力される。量子ビット圧縮器315ai1,315bi1は、図18に示す構成を有している。 The qubit compressor 315a i1 receives the X-ray irradiation end signal from the control unit and the radiation detection data output by the photon number counter 314a i1 . The qubit compressor 315b i1 receives the X-ray irradiation end signal from the control unit and the radiation detection data output by the photon number counter 314b i1 . The qubit compressors 315a i1 and 315b i1 have the configuration shown in FIG.

量子ビット圧縮器315ai1は、X線照射終了信号によりX線照射の終了が通知されると、通知された時点の放射線検出データを取り込む。量子ビット圧縮器315ai1は、取り込まれた(2×N)ビットの放射線検出データを、(N+2)ビットの伝送データに圧縮する。量子ビット圧縮器315bi1は、X線照射終了信号によりX線照射の終了が通知されると、通知された時点の放射線検出データを取り込む。量子ビット圧縮器315bi1は、取り込まれた(2×N)ビットの放射線検出データを、(N+2)ビットの伝送データに圧縮する。 When the end of the X-ray irradiation is notified by the X-ray irradiation end signal, the qubit compressor 315a i1 takes in the radiation detection data at the time of the notification. The qubit compressor 315a i1 compresses the captured (2 × N) -bit radiation detection data into (N + 2) -bit transmission data. When the end of the X-ray irradiation is notified by the X-ray irradiation end signal, the qubit compressor 315b i1 takes in the radiation detection data at the time of the notification. The qubit compressor 315b i1 compresses the captured (2 × N) -bit radiation detection data into (N + 2) -bit transmission data.

出力バッファ316ai1には、制御部からの第1行選択信号と、量子ビット圧縮器315ai1により生成された伝送データとが入力される。出力バッファ316bi1には、制御部からの第1行選択信号と、量子ビット圧縮器315bi1により生成された伝送データとが入力される。出力バッファ316ai1は、第1行選択信号により選択されたとき、量子ビット圧縮器315ai1により生成された伝送データを第i列用の出力バスBSに出力する。出力バッファ316bi1は、第1行選択信号により選択されたとき、量子ビット圧縮器315bi1により生成された伝送データを第i列用の出力バスBSに出力する。 The output buffer 316a i1 receives the first row selection signal from the control unit and the transmission data generated by the qubit compressor 315a i1 . The output buffer 316b i1 receives the first row selection signal from the control unit and the transmission data generated by the qubit compressor 315b i1 . When selected by the first row selection signal, the output buffer 316a i1 outputs the transmission data generated by the qubit compressor 315a i1 to the output bus BS i for the i-th column. When selected by the first row selection signal, the output buffer 316b i1 outputs the transmission data generated by the qubit compressor 315b i1 to the output bus BS i for the i-th column.

X線−電荷変換部311i1、電荷電圧変換器312i1、及び比較器313ai1は、放射線光子検出部21の機能を実現する。X線−電荷変換部311i1、電荷電圧変換器312i1、及び比較器313bi1もまた、放射線光子検出部21の機能を実現する。光子数カウンタ314ai1,314bi1は、それぞれ放射線光子計数部22の機能を実現する。量子ビット圧縮器315ai1,315bi1は、それぞれ上記のいずれかの実施形態又はその変形例に係る圧縮部の機能を実現する。この圧縮部は、出力バッファ316ai1,316bi1それぞれの機能を実現してもよい。 X-ray - electric charge conversion unit 311 i1, charge-voltage converter 312 i1, and the comparator 313a i1 realizes a function of the radiation photon detector 21. The X-ray-to-charge converter 311 i1 , the charge-voltage converter 312 i1 , and the comparator 313 b i1 also realize the function of the radiation photon detector 21. The photon number counters 314a i1 and 314b i1 realize the function of the radiation photon counting unit 22, respectively. Each of the qubit compressors 315a i1 and 315b i1 realizes the function of the compression unit according to any one of the above-described embodiments or modifications thereof. This compression unit may realize the functions of the output buffers 316a i1 and 316b i1 .

X線検出器300aでは、X線検出器300と同様に、各列の画素のうち行選択信号により選択された画素において生成された伝送データが、各列用の出力バスに出力される。従って、各列の画素の1つを行選択信号により1つずつ選択することにより、2次元状に配列された画素310a11〜310aJKにおいて生成された伝送データを順次に出力させることができる。 In the X-ray detector 300a, similarly to the X-ray detector 300, transmission data generated in the pixel selected by the row selection signal among the pixels in each column is output to the output bus for each column. Accordingly, by selecting one of the pixels in each column one by one using the row selection signal, transmission data generated in the two-dimensionally arranged pixels 310a 11 to 310a JK can be sequentially output.

第i列では、図示しない制御部からのX線照射開始タイミング信号を受けて、光子数カウンタ314ai1は、上限閾値と第1閾値との間のエネルギーグループのX線光子を計数し、光子数カウンタ314bi1は、第1閾値と下限閾値との間のエネルギーグループのX線光子を計数する。X線照射期間が終了すると、量子ビット圧縮器315ai1は、光子数カウンタ314ai1により計数された(2×N)ビットの計数値である放射線検出データに対し、上記の圧縮処理を施し、量子ビット圧縮器315bi1は、光子数カウンタ314bi1により計数された(2×N)ビットの計数値である放射線検出データに対し、上記の圧縮処理を施す。 In the i-th column, upon receiving an X-ray irradiation start timing signal from a control unit (not shown), the photon number counter 314a i1 counts the X-ray photons of the energy group between the upper threshold and the first threshold, and the number of photons The counter 314b i1 counts the X-ray photons of the energy group between the first threshold value and the lower threshold value. When the X-ray irradiation period ends, the qubit compressor 315a i1 performs the above-described compression processing on the radiation detection data that is the count value of (2 × N) bits counted by the photon number counter 314a i1 , The bit compressor 315b i1 performs the above-described compression processing on the radiation detection data that is the count value of (2 × N) bits counted by the photon number counter 314b i1 .

図示しない制御部からの行選択信号により画素310ai1が選択されると、出力バッファ316ai1は、伝送データを第i列用の出力バスBSに出力し、出力バッファ316bi1は、伝送データを第i列用の出力バスBSに出力する。 When the pixel 310a i1 is selected by a row selection signal from a control unit (not shown), the output buffer 316a i1 outputs the transmission data to the output bus BS i for the i-th column, and the output buffer 316b i1 outputs the transmission data. Output to the output bus BS i for the i-th column.

このように、第5実施形態では、X線光子の検出結果としての電圧パルスは、エネルギーグループ毎に設けられた2つの比較器に入力され、エネルギーグループ毎に設けられた2つの光子数カウンタにより計数される。   As described above, in the fifth embodiment, the voltage pulse as the detection result of the X-ray photon is input to the two comparators provided for each energy group, and the two photon number counters provided for each energy group. Counted.

なお、図21では、2つのエネルギーグリープのX線光子を計数する例について説明したが、第5実施形態は、これに限定されるものではない。3以上のエネルギーグループのX線光子を計数する場合、上限閾値と下限閾値との間に複数の閾値を設け、エネルギーグループ毎に、比較器、光子数カウンタ、量子ビット圧縮器、及び出力バッファを設けることにより、上記と同様に動作させることができる。   In addition, although the example which counts the X-ray photon of two energy groups was demonstrated in FIG. 21, 5th Embodiment is not limited to this. When counting X-ray photons of three or more energy groups, a plurality of threshold values are provided between the upper threshold value and the lower threshold value, and a comparator, a photon number counter, a qubit compressor, and an output buffer are provided for each energy group. By providing, it can be operated in the same manner as described above.

また、図21では、量子ビット圧縮器と出力バッファとをエネルギーグループ毎に配置し、各列用の出力バスのビット幅をエネルギーグループの数に比例するように配置する例を示したが、第5の実施形態は、これに限定されるものではない。たとえば、各列用の出力バスのビット幅として1つのエネルギーグループ分だけ配置し、複数のエネルギーグループのデータを、制御部からのタイミング制御信号に基づいて、異なるタイミングで時分割で出力させるようにしてもよい。この場合、各列用の出力バスや出力バスBOのバス幅を削減することができる。   FIG. 21 shows an example in which the qubit compressor and the output buffer are arranged for each energy group, and the bit width of the output bus for each column is arranged in proportion to the number of energy groups. However, the fifth embodiment is not limited to this. For example, the bit width of the output bus for each column is arranged for one energy group, and data of a plurality of energy groups is output in a time-sharing manner at different timings based on a timing control signal from the control unit. May be. In this case, the bus width of the output bus for each column and the output bus BO can be reduced.

以上のようなX線検出器300aは、放射線診断装置1,1cにおける放射線検出部20,20cへの適用が可能である。なお、図21において、行方向と列方向とを入れ替えることが可能である。   The X-ray detector 300a as described above can be applied to the radiation detection units 20 and 20c in the radiation diagnostic apparatuses 1 and 1c. In FIG. 21, the row direction and the column direction can be interchanged.

以上のように、第5実施形態では、放射線検出装置としてのX線検出器300aは、2次元状に配列された複数の画素310a11〜301aJKと、各列又は各行の画素毎に共通に設けられた複数の出力バスBS〜BSとを含む。各画素は、エネルギーグループ毎に、X線−電荷変換部、電荷電圧変換器、及び比較器(放射線光子検出部)と、光子数カウンタ(放射線光子計数部)と、量子ビット圧縮器及び出力バッファ(圧縮部)とを含む。X線−電荷変換部、電荷電圧変換器、及び比較器は、放射線発生部により発生されたX線光子を検出する。光子数カウンタは、X線−電荷変換部、電荷電圧変換器、及び比較器により検出されたX線光子数を所定の期間だけ計数する。量子ビット圧縮器及び出力バッファは、光子数カウンタによりX線光子を計数することによって得られた放射線検出データを圧縮する。量子ビット圧縮器及び出力バッファは、放射線検出データにおいて所定ビットデータである最上位のビット位置である最大ビット位置から下位側の最大ビット位置に対応したビット数のビット列を有効信号ビットとし、最大ビット位置に対応した付帯情報を有効信号ビットに付帯させて各出力バスに出力する。 As described above, in the fifth embodiment, the X-ray detector 300a as the radiation detection apparatus is shared by the pixels 310a 11 to 301a JK arranged two-dimensionally and for each column or each row of pixels. And a plurality of output buses BS 1 to BS J provided. Each pixel includes, for each energy group, an X-ray-charge converter, a charge-voltage converter, a comparator (radiation photon detector), a photon number counter (radiation photon counter), a qubit compressor, and an output buffer. (Compressor). The X-ray-to-charge converter, the charge-voltage converter, and the comparator detect X-ray photons generated by the radiation generator. The photon number counter counts the number of X-ray photons detected by the X-ray-to-charge converter, the charge-voltage converter, and the comparator for a predetermined period. The qubit compressor and the output buffer compress radiation detection data obtained by counting X-ray photons by a photon number counter. The qubit compressor and the output buffer use the bit string of the number of bits corresponding to the maximum bit position that is the most significant bit position, which is the most significant bit position, which is the predetermined bit data in the radiation detection data, as the effective signal bit, and the maximum bit The additional information corresponding to the position is added to the valid signal bit and output to each output bus.

このような実施形態によれば、2以上のエネルギーグループのX線光子を検出するX線検出器を、非常に簡素な構成で、各画素における光子数カウンタの計数値に対応したデータのビット数を低減することができる。これにより、X線検出器に配置される配線数や、X線検出器と画像処理装置との間に配置される配線数を削減することが可能になる。また、X線検出器の小型化にも寄与することができる。   According to such an embodiment, the X-ray detector that detects X-ray photons of two or more energy groups has a very simple configuration, and the number of bits of data corresponding to the count value of the photon number counter in each pixel. Can be reduced. As a result, it is possible to reduce the number of wires arranged in the X-ray detector and the number of wires arranged between the X-ray detector and the image processing apparatus. It can also contribute to the miniaturization of the X-ray detector.

[第6実施形態]
X線検出器の構成は、第4実施形態又は第5実施形態で説明した構成に限定されるものではない。第6実施形態に係るX線検出器は、(J×K)個の画素に対して1つの量子ビット圧縮器が設けられる。以下、第6実施形態に係るX線検出装置について、第4実施形態との相違点を中心に説明する。
[Sixth Embodiment]
The configuration of the X-ray detector is not limited to the configuration described in the fourth embodiment or the fifth embodiment. In the X-ray detector according to the sixth embodiment, one qubit compressor is provided for (J × K) pixels. Hereinafter, the X-ray detection apparatus according to the sixth embodiment will be described focusing on differences from the fourth embodiment.

図22に、第6実施形態に係るX線検出器のハードウェア構成例のブロック図を示す。図22において、図17と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。   FIG. 22 shows a block diagram of a hardware configuration example of the X-ray detector according to the sixth embodiment. In FIG. 22, the same parts as those in FIG.

第6実施形態に係るX線検出器300bは、2次元状に配列されたJ×K個の画素310b11〜310bJKと、各列に設けられたJ本の各列用の出力バスBS〜BSと、各列に設けられたJ個の出力バッファ320〜320と、出力バスBOと、量子ビット圧縮器315bとを含んで構成されている。出力バスBSには、第i列における画素310bi1〜310biKと、出力バッファ320とが接続されている。出力バッファ320〜320は、出力バスBOに接続されている。画素310b11〜310bJKのそれぞれは、同様の構成を有している。出力バスBS、BOは、それぞれ(2×N)ビットのバス幅を有する。 The X-ray detector 300b according to the sixth embodiment includes J × K pixels 310b 11 to 310b JK arranged two-dimensionally and an output bus BS 1 for each of J columns provided in each column. and to BS J, and J-number of the output buffers 320 1 to 320 J provided in each column, and an output bus BO, is configured to include a qubit compressor 315b. The pixels 310b i1 to 310b iK in the i-th column and the output buffer 320 i are connected to the output bus BS i . The output buffers 320 1 to 320 J are connected to the output bus BO. Each of the pixels 310b 11 to 310b JK has the same configuration. The output buses BS i and BO each have a bus width of (2 × N) bits.

たとえば、画素310bi1は、画素310i1から量子ビット圧縮器315i1が省かれた構成を有している。すなわち、画素310bi1は、X線−電荷変換部311i1と、電荷電圧変換器312i1と、比較器313i1と、光子数カウンタ314i1と、出力バッファ316i1とを含んで構成されている。 For example, the pixel 310b i1 has a configuration in which the qubit compressor 315 i1 is omitted from the pixel 310 i1 . That is, the pixel 310b i1 includes an X-ray-to-charge converter 311 i1 , a charge-voltage converter 312 i1 , a comparator 313 i1 , a photon number counter 314 i1, and an output buffer 316 i1 . .

光子数カウンタ314i1には、制御部からのX線照射開始タイミング信号と、比較器313i1により出力された検出パルスとが入力される。光子数カウンタ314i1は、X線照射開始タイミング信号によりX線照射の開始タイミングが通知されると、計数値を初期化した後、比較器313i1からの検出パルスの数をX線光子数として計数を開始する。光子数カウンタ314i1は、計数値を(2×N)ビットの放射線検出データとして、出力バッファ316i1に出力する。 The photon number counter 314 i1 receives the X-ray irradiation start timing signal from the control unit and the detection pulse output from the comparator 313 i1 . When the photon number counter 314 i1 is notified of the X-ray irradiation start timing signal by the X-ray irradiation start timing signal, the photon number counter 314 i1 initializes the count value and then sets the number of detection pulses from the comparator 313 i1 as the number of X-ray photons. Start counting. The photon number counter 314 i1 outputs the count value to the output buffer 316 i1 as (2 × N) -bit radiation detection data.

出力バッファ316i1は、制御部からの第1行選択信号と、光子数カウンタ314i1からの放射線検出データとが入力される。出力バッファ316i1は、第1行選択信号により選択されたとき、光子数カウンタ314i1からの放射線検出データを第i列用の出力バスBSに出力する。 The output buffer 316 i1 receives the first row selection signal from the control unit and the radiation detection data from the photon number counter 314 i1 . When selected by the first row selection signal, the output buffer 316 i1 outputs the radiation detection data from the photon number counter 314 i1 to the output bus BS i for the i-th column.

出力バッファ320〜320のそれぞれは、各列の選択信号により選択されたとき、各列に出力された放射線検出データを出力バスBOに出力する。出力バスBOに出力された放射線検出データは、量子ビット圧縮器315bにより圧縮される。量子ビット圧縮器315bの構成は、図18に示す構成を有する。 Each of the output buffers 320 1 to 320 J outputs the radiation detection data output to each column to the output bus BO when selected by the selection signal of each column. The radiation detection data output to the output bus BO is compressed by the qubit compressor 315b. The configuration of the qubit compressor 315b has the configuration shown in FIG.

X線−電荷変換部311i1、電荷電圧変換器312i1、及び比較器313i1は、放射線光子検出部21の機能を実現する。光子数カウンタ314i1は、放射線光子計数部22の機能を実現する。量子ビット圧縮器315bは、上記のいずれかの実施形態又はその変形例に係る圧縮部の機能を実現する。 The X-ray-charge converter 311 i1 , the charge-voltage converter 312 i1 , and the comparator 313 i1 realize the function of the radiation photon detector 21. The photon number counter 314 i1 realizes the function of the radiation photon counting unit 22. The qubit compressor 315b realizes the function of the compression unit according to any one of the above embodiments or modifications thereof.

X線検出器300bでは、各列の画素のうち行選択信号により選択された画素において生成された放射線検出データが、各列用の出力バスに出力される。従って、各列の画素の1つを行選択信号により1つずつ選択することにより、2次元状に配列された画素310b11〜310bJKにおいて生成された放射線検出データを順次に出力させることができる。そして、X線検出器300bの最終段に設けられた量子ビット圧縮器315bにより順次に圧縮処理が施され、(N+2)の伝送データとして出力される。 In the X-ray detector 300b, radiation detection data generated in the pixel selected by the row selection signal among the pixels in each column is output to the output bus for each column. Therefore, by selecting one of the pixels in each column one by one with the row selection signal, the radiation detection data generated in the two-dimensionally arranged pixels 310b 11 to 310b JK can be sequentially output. . Then, compression processing is sequentially performed by the qubit compressor 315b provided at the final stage of the X-ray detector 300b, and is output as (N + 2) transmission data.

以上のようなX線検出器300bは、放射線診断装置1,1cにおける放射線検出部20,20cへの適用が可能である。なお、図22において、行方向と列方向とを入れ替えることが可能である。   The X-ray detector 300b as described above can be applied to the radiation detection units 20 and 20c in the radiation diagnostic apparatuses 1 and 1c. In FIG. 22, the row direction and the column direction can be interchanged.

以上のように、第6実施形態では、放射線検出装置としてのX線検出器300aは、2次元状に配列された複数の画素310b11〜301bJKと、各列又は各行の画素毎に共通に設けられた複数の出力バスBS〜BSと、複数の出力バスBS〜BSに接続可能に構成された量子ビット圧縮器315b(圧縮部)とを含む。各画素は、X線−電荷変換部、電荷電圧変換器、及び比較器(放射線光子検出部)と、光子数カウンタ(放射線光子計数部)とを含む。X線−電荷変換部、電荷電圧変換器、及び比較器は、放射線発生部により発生されたX線光子を検出する。光子数カウンタは、X線−電荷変換部、電荷電圧変換器、及び比較器により検出されたX線光子数を所定の期間だけ計数する。量子ビット圧縮器315bは、複数の出力バスBS〜BSを介して、光子数カウンタによりX光子を計数することによって得られた放射線検出データを受ける。量子ビット圧縮器315bは、放射線検出データにおいて所定ビットデータである最上位のビット位置である最大ビット位置から下位側の最大ビット位置に対応したビット数のビット列を有効信号ビットとし、最大ビット位置に対応した付帯情報を有効信号ビットに付帯させて出力する。 As described above, in the sixth embodiment, the X-ray detector 300a serving as the radiation detection apparatus is shared by the pixels 310b 11 to 301b JK arranged in a two-dimensional manner and for each pixel in each column or each row. A plurality of output buses BS 1 to BS J provided, and a qubit compressor 315b (compression unit) configured to be connectable to the plurality of output buses BS 1 to BS J are included. Each pixel includes an X-ray-to-charge converter, a charge-voltage converter, a comparator (radiation photon detector), and a photon number counter (radiation photon counter). The X-ray-to-charge converter, the charge-voltage converter, and the comparator detect X-ray photons generated by the radiation generator. The photon number counter counts the number of X-ray photons detected by the X-ray-to-charge converter, the charge-voltage converter, and the comparator for a predetermined period. The qubit compressor 315b receives radiation detection data obtained by counting X photons by a photon number counter via a plurality of output buses BS 1 to BS J. The qubit compressor 315b uses a bit string having the number of bits corresponding to the maximum bit position on the lower side from the maximum bit position, which is the most significant bit position, which is predetermined bit data in the radiation detection data, as an effective signal bit, and sets the maximum bit position. Corresponding incidental information is appended to the valid signal bit and output.

このような実施形態によれば、各画素で生成された2×Nビットの放射線検出データは、そのままX線検出器内部で伝送され、その出力部において(N+2)ビットの伝送データに圧縮され、外部の画像処理部に出力される。これにより、X線検出器300bと画像処理部との間の接続において、ケーブル内に各ビットに導体を1つ割り当てる並列伝送の場合、導体の数を低減できるので、ケーブルのコスト、太さ、屈曲性を改善する効果がある。また、X線検出器300bと画像処理部との間の接続が無線又は有線のシリアル伝送の場合、伝送するデータ量を低減できるので、伝送時間を短縮することができる。   According to such an embodiment, the 2 × N-bit radiation detection data generated in each pixel is transmitted as it is inside the X-ray detector, and is compressed into (N + 2) -bit transmission data at its output unit, Output to an external image processing unit. Thereby, in the connection between the X-ray detector 300b and the image processing unit, in the case of parallel transmission in which one conductor is assigned to each bit in the cable, the number of conductors can be reduced, so the cost, thickness, There is an effect of improving flexibility. In addition, when the connection between the X-ray detector 300b and the image processing unit is wireless or wired serial transmission, the amount of data to be transmitted can be reduced, so that the transmission time can be shortened.

[第7実施形態]
上記の実施形態又はその変形例は、次のような構成を有する放射線診断装置としてのX線診断装置に適用することが可能である。第7実施形態では、上記の実施形態又はその変形例に係る放射線診断装置がX線診断装置である。
[Seventh Embodiment]
The above-described embodiment or its modification can be applied to an X-ray diagnostic apparatus as a radiation diagnostic apparatus having the following configuration. In the seventh embodiment, the radiation diagnostic apparatus according to the above-described embodiment or its modification is an X-ray diagnostic apparatus.

図23に、第7実施形態に係る放射線診断装置としてのX線診断装置の概略構成の斜視図を示す。
図24に、第7実施形態に係るX線診断装置の概略構成の機能ブロック図を示す。図24において、図23と同様の部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
FIG. 23 is a perspective view of a schematic configuration of an X-ray diagnostic apparatus as a radiation diagnostic apparatus according to the seventh embodiment.
FIG. 24 shows a functional block diagram of a schematic configuration of the X-ray diagnostic apparatus according to the seventh embodiment. In FIG. 24, the same parts as those in FIG.

X線診断装置500は、バイプレーン型のX線診断装置であり、正面系X線撮影システム(フロンタル系撮影システム)と側面系X線撮影システム(ラテラル系撮影システム)とを備える。正面系X線撮影システムは、第1アーム530を有し、側面系X線撮影システムは、第2アーム532を有している。2つのX線撮影システムによって、X線診断装置500は、寝台540の天板上に載置された被検体Eを2方向から撮影することが可能となる。   The X-ray diagnostic apparatus 500 is a biplane X-ray diagnostic apparatus, and includes a front system X-ray imaging system (frontal imaging system) and a side system X-ray imaging system (lateral system imaging system). The front system X-ray imaging system has a first arm 530, and the side system X-ray imaging system has a second arm 532. With the two X-ray imaging systems, the X-ray diagnostic apparatus 500 can image the subject E placed on the top of the bed 540 from two directions.

すなわち、X線診断装置500は、被検体Eに対してX線を照射する第1X線発生部510と、被検体Eを透過したX線を2次元的に検出すると共に、このX線検出データに基づいてX線投影データを生成する第1X線検出部520と、第1X線発生部510と第1X線検出部520とを対向配置させた状態でこれらを保持する第1アーム530とを含む。また、X線診断装置500は、被検体Eに対してX線を照射する第2X線発生部512と、被検体Eを透過したX線を2次元的に検出すると共に、このX線検出データに基づいてX線投影データを生成する第2X線検出部522と、第2X線発生部510と第1X線検出部520とを対向配置させた状態でこれらを保持する第2アーム532とを含む。さらに、X線診断装置500は、被検体Eを載置する天板542と、第1X線発生部510におけるX線照射に必要な高電圧を発生する高電圧発生部550と、第2X線発生部512におけるX線照射に必要な高電圧を発生する高電圧発生部552とを含む。   That is, the X-ray diagnostic apparatus 500 two-dimensionally detects the first X-ray generation unit 510 that irradiates the subject E with X-rays and the X-rays that have passed through the subject E, and the X-ray detection data. A first X-ray detection unit 520 that generates X-ray projection data based on the first X-ray projection data, and a first arm 530 that holds the first X-ray generation unit 510 and the first X-ray detection unit 520 facing each other. . In addition, the X-ray diagnostic apparatus 500 two-dimensionally detects the second X-ray generator 512 that irradiates the subject E with X-rays and the X-rays that have passed through the subject E, and the X-ray detection data. A second X-ray detection unit 522 that generates X-ray projection data based on the second X-ray projection data, and a second arm 532 that holds the second X-ray generation unit 510 and the first X-ray detection unit 520 facing each other. . Furthermore, the X-ray diagnostic apparatus 500 includes a top 542 on which the subject E is placed, a high voltage generator 550 that generates a high voltage necessary for X-ray irradiation in the first X-ray generator 510, and a second X-ray generator. A high voltage generation unit 552 that generates a high voltage necessary for X-ray irradiation in the unit 512.

加えて、X線診断装置500は、第1アーム530、第2アーム532、又は天板542の回動や移動を行う機構部560と、第1X線検出部520や第2X線検出部522の検出結果に基づいて画像の作成と保存を行う画像処理部570と、画像処理部570により作成された画像を表示する表示部580とを含む。また、X線診断装置500は、被検体情報や撮影条件など、画像の生成に必要な設定条件の入力や、種々のコマンドの入力を行うための操作部590と、心拍同期撮影を行うために被検体Eに対して心電波形(Electrocardiogram:ECG)の収集を行うECG電極592及びECG計測部594と、X線診断装置500の上記各部を統括して制御するシステム制御部596とを含む。   In addition, the X-ray diagnostic apparatus 500 includes a mechanism unit 560 that rotates and moves the first arm 530, the second arm 532, or the top plate 542, and the first X-ray detection unit 520 and the second X-ray detection unit 522. An image processing unit 570 that creates and stores an image based on the detection result, and a display unit 580 that displays the image created by the image processing unit 570 are included. In addition, the X-ray diagnostic apparatus 500 performs an input of setting conditions necessary for image generation, such as subject information and imaging conditions, and an operation unit 590 for inputting various commands, and for performing heartbeat synchronization imaging. An ECG electrode 592 and an ECG measurement unit 594 that collect an electrocardiogram (ECG) with respect to the subject E, and a system control unit 596 that collectively controls the above-described units of the X-ray diagnostic apparatus 500 are included.

第1X線発生部510は、被検体Eに対しX線を照射するX線管と、X線管から照射されたX線に対してX線錘(コーンビーム)を形成するX線絞り器とを備えている。X線管は、X線を発生する真空管であり、陰極(フィラメント)より放出された電子を高電圧によって加速させてタングステン陽極に衝突させX線を発生させる。一方、X線絞り器は、X線管と被検体Eとの間に位置し、X線管から照射されたX線ビームを所定の照射視野のサイズに絞り込む機能を有している。第2X線発生部512は、第1X線発生部510と同様の構成を有している。   The first X-ray generation unit 510 includes an X-ray tube that irradiates the subject E with X-rays, an X-ray diaphragm that forms an X-ray weight (cone beam) with respect to the X-rays irradiated from the X-ray tube, It has. An X-ray tube is a vacuum tube that generates X-rays, and accelerates electrons emitted from a cathode (filament) by a high voltage to collide with a tungsten anode to generate X-rays. On the other hand, the X-ray diaphragm is located between the X-ray tube and the subject E and has a function of narrowing the X-ray beam irradiated from the X-ray tube to a predetermined irradiation field size. The second X-ray generator 512 has the same configuration as the first X-ray generator 510.

第1X線検出部520は、第1X線発生部510により発生され被検体Eを透過したX線を検出する。このような第1X線検出部520は、上記のX線検出器300,300a,300bのいずれかにより構成される。第1X線検出部520は、第1X線発生部510により発生され被検体Eを透過したX線を検出することにより放射線検出データを生成し、生成された放射線検出データに対し上記のように伝送データに圧縮する。この圧縮された伝送データは、画像処理部570に出力される。第2X線検出部522は、第2線発生部512により発生され被検体Eを透過したX線を検出する。このような第2X線検出部522は、上記のX線検出器300,300a,300bのいずれかにより構成される。第2X線検出部522は、第2X線発生部512により発生され被検体Eを透過したX線を検出することにより放射線検出データを生成し、生成された放射線検出データに対し上記のように伝送データに圧縮する。この圧縮された伝送データは、画像処理部570に出力される。   The first X-ray detection unit 520 detects X-rays generated by the first X-ray generation unit 510 and transmitted through the subject E. The first X-ray detection unit 520 is configured by any of the X-ray detectors 300, 300a, and 300b. The first X-ray detection unit 520 generates radiation detection data by detecting the X-rays generated by the first X-ray generation unit 510 and transmitted through the subject E, and transmits the generated radiation detection data as described above. Compress to data. The compressed transmission data is output to the image processing unit 570. The second X-ray detection unit 522 detects X-rays generated by the second line generation unit 512 and transmitted through the subject E. Such a second X-ray detector 522 is configured by any of the X-ray detectors 300, 300a, and 300b. The second X-ray detection unit 522 generates radiation detection data by detecting the X-rays generated by the second X-ray generation unit 512 and transmitted through the subject E, and transmitted to the generated radiation detection data as described above. Compress to data. The compressed transmission data is output to the image processing unit 570.

機構部560は、第1X線発生部510及び第1X線検出部520や第2X線発生部512及び第2X線検出部522を被検体Eの体軸方向に相対的に移動させるために、天板542を被検体Eの体軸方向に直線移動させる天板移動機構561と、第1アーム530や第2アーム532を被検体Eの周囲で回動、又は体軸方向やこの体軸方向に直角な方向に移動させる第1・第2アーム回動・移動機構562と、天板移動機構561及び第1・第2アーム回動・移動機構562を制御する第1・第2アーム・天板機構制御部563とを含む。   The mechanism unit 560 is configured to move the first X-ray generation unit 510, the first X-ray detection unit 520, the second X-ray generation unit 512, and the second X-ray detection unit 522 relative to each other in the body axis direction of the subject E. The top plate moving mechanism 561 that linearly moves the plate 542 in the body axis direction of the subject E, and the first arm 530 and the second arm 532 are rotated around the subject E, or in the body axis direction and the body axis direction. First / second arm rotation / movement mechanism 562 that moves in a right angle direction, and first / second arm / top board for controlling the top plate movement mechanism 561 and the first / second arm rotation / movement mechanism 562. Mechanism controller 563.

第1・第2アーム・天板機構制御部563は、システム制御部596から供給される制御信号に従い、被検体Eの診断対象部位に対して所望の画像倍率を決定する管球−検出器間距離(SID)を設定する。また、第1・第2アーム・天板機構制御部563は、第1・第2アーム回動・移動機構562を制御して第1アーム530や第2アーム532や天板542における回動及び移動の方向や大きさや速度などを制御する。   The first / second arm / top plate mechanism control unit 563 determines a desired image magnification for the diagnosis target region of the subject E according to the control signal supplied from the system control unit 596. Set the distance (SID). The first / second arm / top plate mechanism control unit 563 controls the first / second arm rotation / movement mechanism 562 to rotate and move the first arm 530, the second arm 532, and the top plate 542. Control the direction, size and speed of movement.

画像処理部570は、第1X線検出部520として適用されるX線検出器が有する量子ビット圧縮器に対応する量子ビット復元器と、第2X線検出部522として適用されるX線検出器が有する量子ビット圧縮器に対応する量子ビット復元器とを有する。画像処理部570は、第1X線検出部520からの伝送データに対し上記の復元処理を行うことにより復元データを生成し、生成された復元データに基づいて画像を作成する。また、画像処理部570は、第2X線検出部522からの伝送データに対し上記の復元処理を行うことにより復元データを生成し、生成された復元データに基づいて画像を作成する。   The image processing unit 570 includes a qubit restoration device corresponding to a qubit compressor included in an X-ray detector applied as the first X-ray detection unit 520 and an X-ray detector applied as the second X-ray detection unit 522. A qubit decompressor corresponding to the qubit compressor. The image processing unit 570 generates restoration data by performing the restoration processing on the transmission data from the first X-ray detection unit 520, and creates an image based on the generated restoration data. Further, the image processing unit 570 generates restoration data by performing the restoration processing on the transmission data from the second X-ray detection unit 522, and creates an image based on the generated restoration data.

表示部580は、画像処理部570により作成された画像を表示する液晶ディスプレイやCRT(Cathode Ray Tube)などのモニタを有する。   Display unit 580 includes a monitor such as a liquid crystal display or a CRT (Cathode Ray Tube) that displays an image created by image processing unit 570.

操作部590は、キーボード、トラックボール、ジョイスティック、マウスなどの入力デバイスや表示パネル、各種スイッチ等を備えたインターラクティブなインターフェースである。操作部590は、被検体情報(被検体ID)や撮影部位(撮影対象臓器)の入力、X線照射条件、撮影方向、撮像倍率(SID)、さらには、撮影位置等の撮影条件の設定や撮影開始のコマンド信号の入力を行う。   The operation unit 590 is an interactive interface including an input device such as a keyboard, a trackball, a joystick, a mouse, a display panel, various switches, and the like. The operation unit 590 inputs subject information (subject ID) and imaging part (imaging target organ), X-ray irradiation conditions, imaging direction, imaging magnification (SID), and setting of imaging conditions such as an imaging position. Inputs a command signal to start shooting.

システム制御部596は、図示しないCPU(Central Processing Unit)と記憶回路を備える。システム制御部596は、操作部590から供給される操作者のコマンドや撮影条件などの情報を一旦記憶した後、これらの情報に基づいた画像の作成や移動機構に関する制御などシステム全体の制御を行う。   The system control unit 596 includes a CPU (Central Processing Unit) and a storage circuit (not shown). The system control unit 596 temporarily stores information such as operator commands and shooting conditions supplied from the operation unit 590, and then performs overall system control such as image creation and control related to the moving mechanism based on the information. .

システム制御部596は、ECG計測部594によりECG電極592を介して計測された心拍数に応じて、第1アーム530や第2アーム532の回動速度や両アームの相対角度を決定する。システム制御部596は、決定された回動速度や相対角度に基づいて、第1・第2アーム回動・移動機構562を制御する。   The system control unit 596 determines the rotation speed of the first arm 530 and the second arm 532 and the relative angle between both arms according to the heart rate measured by the ECG measurement unit 594 via the ECG electrode 592. The system control unit 596 controls the first / second arm rotation / movement mechanism 562 based on the determined rotation speed and relative angle.

画像処理部570は、第1X線検出部520からの伝送データや第2X線検出部520からの伝送データに基づいて画像を作成する。表示部580には、画像処理部570によって生成された2つの画像が表示される。   The image processing unit 570 creates an image based on the transmission data from the first X-ray detection unit 520 and the transmission data from the second X-ray detection unit 520. The display unit 580 displays two images generated by the image processing unit 570.

この実施形態によれば、量子ノイズの特性を考慮して放射線検出データを圧縮して画像処理部に出力され、画像処理部において復元されるため、信号の生成原理に沿った圧縮と復元とが可能になり、偽像が発生しにくいX線診断装置を提供することができる。また伝送するデータの情報量を低減することができるので、伝送系のコスト低減、伝送時間の短縮の効果がある。また圧縮側と復元側との間で一旦画像データを記憶装置に保存する場合、必要な記憶装置の容量を小さくできる。   According to this embodiment, the radiation detection data is compressed in consideration of the characteristics of quantum noise and output to the image processing unit, and is restored in the image processing unit. Therefore, compression and restoration in accordance with the signal generation principle are performed. This makes it possible to provide an X-ray diagnostic apparatus that is unlikely to generate false images. Further, since the amount of data to be transmitted can be reduced, there are effects of reducing the cost of the transmission system and shortening the transmission time. Further, when the image data is temporarily stored in the storage device between the compression side and the decompression side, the necessary storage device capacity can be reduced.

[第8実施形態]
上記の実施形態又はその変形例は、次のような構成を有する放射線診断装置としてのX線CT装置に適用することが可能である。第8実施形態では、上記の実施形態又はその変形例に係る放射線診断装置がX線CT装置である。
[Eighth Embodiment]
The above-described embodiment or its modification can be applied to an X-ray CT apparatus as a radiation diagnostic apparatus having the following configuration. In the eighth embodiment, the radiation diagnostic apparatus according to the above-described embodiment or its modification is an X-ray CT apparatus.

図25に、第8実施形態に係る放射線診断装置としてのX線CT装置の概略構成の機能ブロック図を示す。   FIG. 25 shows a functional block diagram of a schematic configuration of an X-ray CT apparatus as a radiation diagnostic apparatus according to the eighth embodiment.

X線診断装置600は、架台装置610と、寝台装置620と、コンソール装置630とを含む。   X-ray diagnostic apparatus 600 includes a gantry device 610, a couch device 620, and a console device 630.

架台装置610は、被検体EにX線を照射して放射線検出データを収集する装置であり、高電圧発生部611と、X線管612と、X線検出器613と、データ収集部614と、回転フレーム615と、架台駆動部616とを有する。さらに、架台装置610は、放射線検出データに対してデータ処理を行うデータ処理部617を有する。   The gantry device 610 is a device that collects radiation detection data by irradiating the subject E with X-rays, and includes a high voltage generation unit 611, an X-ray tube 612, an X-ray detector 613, and a data collection unit 614. The rotating frame 615 and the gantry driving unit 616 are provided. Furthermore, the gantry device 610 includes a data processing unit 617 that performs data processing on the radiation detection data.

高電圧発生部611は、高電圧を発生して、発生した高電圧をX線管612に供給する装置である。X線管612は、高電圧発生部611から供給された高電圧によりX線を発生する真空管であり、X線管612が発生したX線は、被検体Eに対して照射される。   The high voltage generator 611 is a device that generates a high voltage and supplies the generated high voltage to the X-ray tube 612. The X-ray tube 612 is a vacuum tube that generates X-rays with a high voltage supplied from the high voltage generator 611, and the X-ray generated by the X-ray tube 612 is irradiated to the subject E.

X線検出器613は、X線管612から照射されて被検体Eを透過したX線の強度分布を示す放射線検出データを検出する検出器である。すなわち、X線検出器613は、被検体E内部で生じるX線吸収の度合を示す放射線検出データを検出する。   The X-ray detector 613 is a detector that detects radiation detection data indicating the intensity distribution of X-rays that have been irradiated from the X-ray tube 612 and transmitted through the subject E. That is, the X-ray detector 613 detects radiation detection data indicating the degree of X-ray absorption that occurs inside the subject E.

回転フレーム615は、X線管612とX線検出器613とを被検体Eを挟んで対向するように支持する。架台駆動部616は、回転フレーム615を回転駆動させることで、被検体Eを中心とした円軌道上でX線管612およびX線検出器613を旋回させる駆動装置である。   The rotating frame 615 supports the X-ray tube 612 and the X-ray detector 613 so as to face each other with the subject E interposed therebetween. The gantry driving unit 616 is a driving device that rotates the rotary frame 615 to rotate the X-ray tube 612 and the X-ray detector 613 on a circular orbit around the subject E.

データ収集部614は、DAS(Data Acquisision System)であり、X線検出器613により検出された放射線検出データを収集する。具体的には、データ収集部614は、X線管612からのX線照射方向それぞれに対応する放射線検出データを収集する。そして、データ収集部614は、収集した放射線検出データをデータ処理部617に出力する。   The data collection unit 614 is a DAS (Data Acquisition System) and collects radiation detection data detected by the X-ray detector 613. Specifically, the data collection unit 614 collects radiation detection data corresponding to each X-ray irradiation direction from the X-ray tube 612. Then, the data collection unit 614 outputs the collected radiation detection data to the data processing unit 617.

データ処理部617は、上記のいずれかの実施形態又はその変形例に係る圧縮部の機能を有する。データ処理部617は、放射線検出データに対して上記の圧縮処理を行うことにより伝送データを生成し、生成された伝送データをコンソール装置630に送信する。   The data processing unit 617 has the function of a compression unit according to any one of the above embodiments or modifications thereof. The data processing unit 617 generates transmission data by performing the above compression processing on the radiation detection data, and transmits the generated transmission data to the console device 630.

寝台装置620は、被検体Eを載せる装置であり、図25に示すように、天板622と、寝台駆動装置621とを有する。天板622は、被検体Eが載置されるベッドであり、寝台駆動装置621は、天板622を被検体Eの体軸方向(Z軸方向)へ移動させることで、被検体Eを回転フレーム615内に移動させる。   The couch device 620 is a device on which the subject E is placed, and includes a couchtop 622 and a couch driving device 621 as shown in FIG. The top plate 622 is a bed on which the subject E is placed, and the bed driving device 621 rotates the subject E by moving the top plate 622 in the body axis direction (Z-axis direction) of the subject E. Move into frame 615.

コンソール装置630は、操作者によるX線CT装置の操作を受け付けるとともに、架台装置610によって収集された投影データ群から断層画像を再構成する装置である。コンソール装置630は、入力装置631と、表示装置632と、スキャン制御部633と、データ第2処理部634と、画像記憶部635と、システム制御部636とを有する。   The console device 630 is a device that accepts an operation of the X-ray CT apparatus by an operator and reconstructs a tomographic image from the projection data group collected by the gantry device 610. The console device 630 includes an input device 631, a display device 632, a scan control unit 633, a data second processing unit 634, an image storage unit 635, and a system control unit 636.

入力装置631は、X線CT装置を操作する医師や技師などの操作者が各種指示を入力するためのマウス、キーボード、ボタン、トラックボール、ジョイスティックなどを有し、操作者から受け付けた各種コマンドを、システム制御部636に転送する。   The input device 631 includes a mouse, a keyboard, buttons, a trackball, a joystick, and the like for an operator such as a doctor or engineer who operates the X-ray CT apparatus to input various instructions, and receives various commands received from the operator. Then, the data is transferred to the system control unit 636.

表示装置632は、入力装置631を介して操作者から指示を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)を表示したり、画像記憶部635が記憶する再構成画像を表示したりするためのモニタを有する。   The display device 632 has a monitor for displaying a GUI (Graphical User Interface) for receiving an instruction from the operator via the input device 631 and displaying a reconstructed image stored in the image storage unit 635. .

スキャン制御部633は、高電圧発生部611、架台駆動部616、データ収集部614、データ処理部617及び寝台駆動装置621の動作を制御する。これにより、スキャン制御部633は、架台装置610における被検体EのX線スキャン処理、放射線検出データ群の収集処理及び放射線検出データ群に対するデータ処理を制御する。   The scan control unit 633 controls operations of the high voltage generation unit 611, the gantry driving unit 616, the data collection unit 614, the data processing unit 617, and the bed driving device 621. Accordingly, the scan control unit 633 controls the X-ray scan processing of the subject E in the gantry device 610, the collection processing of the radiation detection data group, and the data processing for the radiation detection data group.

具体的には、スキャン制御部633は、回転フレーム615を回転させながら、X線管612からX線を連続的、又は、間欠的に照射させることで、X線スキャンを実行させる。たとえば、スキャン制御部633は、天板622を移動させながら回転フレーム615を連続回転させて撮影を行うヘリカルスキャンを実行させる。或いは、スキャン制御部633は、被検体Eの位置を固定したままで回転フレーム615を1回転又は連続回転させて撮影を行うコンベンショナルスキャンを実行させる。   Specifically, the scan control unit 633 performs X-ray scanning by irradiating the X-ray tube 612 continuously or intermittently while rotating the rotating frame 615. For example, the scan control unit 633 executes a helical scan that performs imaging by continuously rotating the rotating frame 615 while moving the top plate 622. Alternatively, the scan control unit 633 executes a conventional scan in which imaging is performed by rotating the rotating frame 615 once or continuously while the position of the subject E is fixed.

データ第2処理部634は、上記のいずれかの実施形態又はその変形例に係る圧縮部に対応した復元部の機能を有する。データ第2処理部634は、データ処理部617からの伝送データに対し上記の復元処理を行うことにより復元データを生成し、生成された復元データに基づいて断層画像(X線CT画像)の再構成処理を行う処理部である。すなわち、データ第2処理部634は、データ処理部617から受信した伝送データを用いてX線CT画像の再構成処理を行う。画像記憶部635は、データ第2処理部634によって生成されたX線CT画像を記憶する。   The data second processing unit 634 has a function of a restoration unit corresponding to the compression unit according to any one of the above-described embodiments or modifications thereof. The data second processing unit 634 generates restoration data by performing the restoration processing on the transmission data from the data processing unit 617, and reconstructs a tomographic image (X-ray CT image) based on the generated restoration data. A processing unit that performs configuration processing. That is, the data second processing unit 634 performs X-ray CT image reconstruction processing using the transmission data received from the data processing unit 617. The image storage unit 635 stores the X-ray CT image generated by the data second processing unit 634.

システム制御部636は、架台装置610、寝台装置620及びコンソール装置630の動作を制御することによって、X線CT装置の全体制御を行う。具体的には、システム制御部636は、スキャン制御部633を制御することで、架台装置610および寝台装置620による放射線検出データ群の収集処理を制御する。また、システム制御部636は、スキャン制御部633を介して、データ処理部617を制御することで、放射線検出データ群に対する圧縮処理を制御する。また、システム制御部636は、データ第2処理部634を制御することで、コンソール装置630による画像再構成処理を制御する。また、システム制御部636は、画像記憶部635から再構成画像を読み出して、表示装置632が備えるモニタにおいて表示するように制御する。   The system control unit 636 performs overall control of the X-ray CT apparatus by controlling operations of the gantry device 610, the couch device 620, and the console device 630. Specifically, the system control unit 636 controls the collection processing of the radiation detection data group by the gantry device 610 and the couch device 620 by controlling the scan control unit 633. Further, the system control unit 636 controls the compression processing on the radiation detection data group by controlling the data processing unit 617 via the scan control unit 633. Further, the system control unit 636 controls the image reconstruction processing by the console device 630 by controlling the data second processing unit 634. In addition, the system control unit 636 controls to read the reconstructed image from the image storage unit 635 and display the reconstructed image on a monitor included in the display device 632.

なお、放射線検出データに対して圧縮処理を施す上記の実施形態又はその変形例に係る圧縮部の機能を、データ処理部617ではなくX線検出器613に備えるようにしてもよい。このようなX線検出器613は、上記のX線検出器300,300a,300bのいずれかにより構成される。   Note that the X-ray detector 613 may be provided with the function of the compression unit according to the above-described embodiment for performing the compression process on the radiation detection data or the modification thereof, instead of the data processing unit 617. Such an X-ray detector 613 is configured by any of the X-ray detectors 300, 300a, and 300b described above.

この実施形態によれば、第7実施形態と同様に、量子ノイズの特性を考慮して放射線検出データを圧縮して復元されるため、信号の生成原理に沿った圧縮と復元とが可能になり、偽像が発生しにくいX線診断装置を提供することができる。また伝送するデータの情報量を低減することができるので、伝送系のコスト低減、伝送時間の短縮の効果がある。また圧縮側と復元側との間で一旦画像データを記憶装置に保存する場合、必要な記憶装置の容量を小さくできる。   According to this embodiment, as in the seventh embodiment, the radiation detection data is compressed and restored in consideration of the characteristics of the quantum noise, so that compression and restoration in accordance with the signal generation principle becomes possible. Thus, it is possible to provide an X-ray diagnostic apparatus that is unlikely to generate a false image. Further, since the amount of data to be transmitted can be reduced, there are effects of reducing the cost of the transmission system and shortening the transmission time. Further, when the image data is temporarily stored in the storage device between the compression side and the decompression side, the necessary storage device capacity can be reduced.

なお、上記の実施形態又はその変形例に係る圧縮部は、上記の構成に限定されるものではない。また、上記の実施形態又はその変形例に係る復元部は、上記の構成に限定されるものではない。   In addition, the compression part which concerns on said embodiment or its modification is not limited to said structure. In addition, the restoration unit according to the embodiment or the modification thereof is not limited to the above configuration.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

1,1c 放射線診断装置
10 放射線発生部
20,20c 放射線検出部
21 放射線光子検出部
22 放射線光子計数部
23c データ圧縮部
24c 可逆圧縮部
30,30c 画像処理部
31,420 画像作成部
32c データ復元部
33c 可逆復元部
40 表示制御部
50 表示部
100 圧縮部
110 ビット位置検出部
111 シフトアップ部
112 最上位ビット検出部
120 信号データ抽出部
121 上位ビット抽出部
122 シフトダウンビット数算出部
123 シフトダウン部
130 付帯情報生成部
200,200a 復元部
210 ビット長検出部
220 付加ビット長算出部
230,230a 復元データ生成部
231 シフトアップ部
232 データ付加部
233 付加データ記憶部
234 乱数発生部
300,300a,300b X線検出器
31011〜310JK,310a11〜310aJK,310b11〜310bJK 画素
311i1 X線−電荷変換部
312i1 電荷電圧変換器
313i1,313ai1 比較器
314i1,314ai1 光子数カウンタ
315i1,315ai1,315bi1,315b 量子ビット圧縮器
316i1,316ai1,316bi1,320〜320 出力バッファ
317i1,411 最上位ビット検出器
318i1 ノイズビット掃出し器
400 画像処理装置
410 量子ビット復元部
412 加算器
413 シフトレジスタ
414 付加データ発生器
430 画像記憶部
BO,BS〜BS 出力バス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1c Radiation diagnostic apparatus 10 Radiation generation part 20, 20c Radiation detection part 21 Radiation photon detection part 22 Radiation photon counting part 23c Data compression part 24c Reversible compression part 30, 30c Image processing part 31, 420 Image creation part 32c Data restoration part 33c reversible restoration unit 40 display control unit 50 display unit 100 compression unit 110 bit position detection unit 111 shift up unit 112 most significant bit detection unit 120 signal data extraction unit 121 upper bit extraction unit 122 shift down bit number calculation unit 123 shift down unit 130 Additional information generation unit 200, 200a Restoration unit 210 Bit length detection unit 220 Additional bit length calculation unit 230, 230a Restored data generation unit 231 Shift up unit 232 Data addition unit 233 Additional data storage unit 234 Random number generation unit 300, 300a, 300b X-ray detector 31 0 11 to 310 JK , 310a 11 to 310a JK , 310b 11 to 310b JK pixel 311 i1 X-ray to charge converter 312 i1 charge voltage converter 313 i1 , 313a i1 comparator 314 i1 , 314a i1 photon number counter 315 i1 , 315a i1 , 315b i1 , 315b quantum bit compressor 316 i1 , 316a i1 , 316b i1 , 320 1 to 320 J output buffer 317 i1 , 411 most significant bit detector 318 i1 noise bit sweeper 400 image processor 410 quantum bit reconstruction Unit 412 adder 413 shift register 414 additional data generator 430 image storage unit BO, BS 1 to BS J output bus

Claims (20)

放射線光子を発生する放射線発生部と、
前記放射線発生部により発生され被検体を透過した前記放射線光子を検出し、検出された放射線光子を所定のビット数で計数することにより放射線検出データを生成する放射線光子検出部と、
前記放射線検出データにおいて所定ビットデータである最上位のビット位置である最大ビット位置から下位側の前記最大ビット位置に対応したビット数のビット列を有効信号ビットとし、前記最大ビット位置に対応した付帯情報を前記有効信号ビットに付帯させて出力する圧縮部と、
前記有効信号ビットと前記付帯情報とを受け、前記有効信号ビットのビット長を検出し、検出された前記ビット長と前記付帯情報とから算出された付加ビット長分の付加データを前記有効信号ビットの下位側に付加することにより前記放射線検出データの復元データを生成する復元部と、
前記復元部によって生成された前記復元データに基づいて画像を作成する画像作成部と、
を含むことを特徴とする放射線診断装置。
A radiation generator that generates radiation photons;
A radiation photon detector that generates radiation detection data by detecting the radiation photons generated by the radiation generator and transmitted through the subject, and counting the detected radiation photons by a predetermined number of bits;
In the radiation detection data, a bit string of the number of bits corresponding to the maximum bit position on the lower side from the maximum bit position which is the most significant bit position which is predetermined bit data is set as a valid signal bit, and incidental information corresponding to the maximum bit position Is attached to the effective signal bit and output,
The effective signal bit and the incidental information are received, the bit length of the effective signal bit is detected, and additional data corresponding to the additional bit length calculated from the detected bit length and the incidental information is obtained as the effective signal bit. A restoration unit for generating restoration data of the radiation detection data by adding to the lower side of
An image creating unit that creates an image based on the restored data generated by the restoring unit;
A radiation diagnostic apparatus comprising:
前記圧縮部は、
前記最大ビット位置を検出するビット位置検出部と、
前記ビット位置検出部により検出された前記最大ビット位置に対応したビット数のビット列を前記放射線検出データの前記最大ビット位置から前記有効信号ビットとして抽出する信号ビット抽出部と、
前記ビット位置検出部により検出された前記最大ビット位置に基づいて、前記付帯情報を生成する付帯情報生成部と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の放射線診断装置。
The compression unit is
A bit position detector for detecting the maximum bit position;
A signal bit extraction unit that extracts a bit string of the number of bits corresponding to the maximum bit position detected by the bit position detection unit as the effective signal bit from the maximum bit position of the radiation detection data;
Based on the maximum bit position detected by the bit position detection unit, an auxiliary information generation unit that generates the auxiliary information;
The radiation diagnostic apparatus according to claim 1, comprising:
前記付帯情報生成部は、
前記最大ビット位置のパリティを示す情報を前記付帯情報として生成する
ことを特徴とする請求項2に記載の放射線診断装置。
The incidental information generation unit
The radiation diagnostic apparatus according to claim 2, wherein information indicating parity of the maximum bit position is generated as the incidental information.
前記ビット位置検出部は、
前記放射線検出データを上位側にシフトするシフトアップ部と、
前記シフトアップ部により前記放射線検出データを上位側にシフトすることにより得られたシフトアップデータ又は前記放射線検出データの最上位ビットのデータが前記所定ビットデータであるか否かを検出する最上位ビット検出部と、
を含み、
前記最上位ビット検出部により前記最上位ビットのデータが前記所定ビットデータであることが検出されたときの前記シフトアップ部によるシフトアップビット数に基づいて前記最大ビット位置を検出する
ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の放射線診断装置。
The bit position detector is
A shift-up unit that shifts the radiation detection data to the upper side;
Most significant bit detection for detecting whether the shift-up data obtained by shifting the radiation detection data to the upper side by the shift-up unit or the data of the most significant bit of the radiation detection data is the predetermined bit data And
Including
The maximum bit position is detected based on the number of upshift bits by the upshift unit when it is detected by the most significant bit detection unit that the data of the most significant bit is the predetermined bit data. The radiation diagnostic apparatus according to claim 2 or 3.
前記信号ビット抽出部は、
前記シフトアップビット数に基づいて下位側にシフトすべきシフトダウンビット数を算出するシフトダウンビット数算出部と、
前記シフトダウンビット数算出部により算出された前記シフトダウンビット数だけ前記シフトアップデータを下位側にシフトするシフトダウン部と、
を含む
ことを特徴とする請求項4に記載の放射線診断装置。
The signal bit extraction unit includes:
A shift-down bit number calculation unit for calculating a shift-down bit number to be shifted to the lower side based on the shift-up bit number;
A shift-down unit that shifts the shift-up data downward by the number of shift-down bits calculated by the shift-down bit number calculation unit;
The radiological diagnostic apparatus according to claim 4, comprising:
前記付帯情報生成部は、前記シフトアップビット数を2進数で表現した場合の最下位ビットを抽出することにより前記付帯情報を生成する
ことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の放射線診断装置。
The radiation according to claim 4 or 5, wherein the incidental information generation unit generates the incidental information by extracting a least significant bit when the number of upshift bits is expressed in binary. Diagnostic device.
前記復元部は、
前記有効信号ビットにおける前記最大ビット位置を検出することにより、前記有効信号ビットのビット長を検出するビット長検出部と、
前記ビット長検出部により検出された前記ビット長と前記付帯情報とに基づいて、前記有効信号ビットの下位側に付加すべきビット長である付加ビット長を算出する付加ビット長算出部と、
前記付加ビット長算出部により算出された前記付加ビット長分だけ前記有効信号ビットを上位側にシフトすることによって得られたシフトデータの下位側に所定の付加データを付加することにより前記復元データを生成する復元データ生成部と、
を含む
ことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の放射線診断装置。
The restoration unit
A bit length detector that detects the bit length of the valid signal bit by detecting the maximum bit position in the valid signal bit;
Based on the bit length detected by the bit length detection unit and the incidental information, an additional bit length calculation unit that calculates an additional bit length that is a bit length to be added to the lower side of the valid signal bits;
The restored data is added by adding predetermined additional data to the lower side of the shift data obtained by shifting the effective signal bit to the upper side by the additional bit length calculated by the additional bit length calculation unit. A restoration data generation unit to generate,
The radiation diagnostic apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the radiation diagnostic apparatus includes:
前記所定の付加データは、各ビットのデータがすべて0のデータ、各ビットのデータがすべて1のデータ、最上位のビットのデータのみが1でそれ以外のデータが0であるデータ、最上位のビットのデータのみが0でそれ以外のデータが1であるデータ、又は乱数のいずれかである
ことを特徴とする請求項7に記載の放射線診断装置。
The predetermined additional data is data in which each bit data is all 0 data, each bit data is all 1 data, only the most significant bit data is 1 and other data is 0, the most significant data The radiological diagnostic apparatus according to claim 7, wherein only the bit data is 0 and the other data is 1 or random numbers.
前記放射線検出データは、(2×N)(Nは正の整数)ビットのデータであり、
前記圧縮部は、前記放射線検出データの上位(N+1)ビットのビット列を前記有効信号ビットとする
ことを特徴とする請求項2〜請求項8のいずれか一項に記載の放射線診断装置。
The radiation detection data is (2 × N) (N is a positive integer) bit data,
The radiation diagnostic apparatus according to any one of claims 2 to 8, wherein the compression unit uses a bit string of upper (N + 1) bits of the radiation detection data as the effective signal bits.
前記付加ビット長は、前記ビット長と前記付帯情報とを加算することにより算出される
ことを特徴とする請求項7に記載の放射線診断装置。
The radiological diagnostic apparatus according to claim 7 , wherein the additional bit length is calculated by adding the bit length and the incidental information.
前記放射線検出データは、(2×N)(Nは正の整数)ビットのデータであり、
前記圧縮部は、前記放射線検出データの上位(N+1+α)(1≦α<(N−1)、αは整数)ビットのビット列を前記有効信号ビットとする
ことを特徴とする請求項2〜請求項8のいずれか一項に記載の放射線診断装置。
The radiation detection data is (2 × N) (N is a positive integer) bit data,
The said compression part makes the effective signal bit the bit string of the high-order (N + 1 + (alpha)) (1 <= alpha <(N-1), (alpha) is an integer) bit of the said radiation detection data. The radiation diagnostic apparatus according to any one of 8.
前記付加ビット長は、前記ビット長と前記付帯情報とを加算し、その加算結果から(2×α)を減算することにより算出される
ことを特徴とする請求項10に記載の放射線診断装置。
The radiological diagnostic apparatus according to claim 10 , wherein the additional bit length is calculated by adding the bit length and the incidental information and subtracting (2 × α) from the addition result.
放射線発生部により発生され被検体を透過した放射線光子を検出する放射線光子検出部と、
前記放射線光子検出部により検出された放射線光子を所定のビット数で計数する放射線光子計数部と、
前記放射線光子計数部により前記放射線光子を計数することによって得られた放射線検出データを圧縮する圧縮部と、
を含み、
前記圧縮部は、前記放射線検出データにおいて所定ビットデータである最上位のビット位置である最大ビット位置から下位側の前記最大ビット位置に対応したビット数のビット列を有効信号ビットとし、前記最大ビット位置に対応した付帯情報を前記有効信号ビットに付帯させて出力する
ことを特徴とする放射線検出装置。
A radiation photon detector that detects radiation photons generated by the radiation generator and transmitted through the subject;
A radiation photon counting unit that counts radiation photons detected by the radiation photon detection unit with a predetermined number of bits;
A compression unit that compresses radiation detection data obtained by counting the radiation photons by the radiation photon counting unit;
Including
The compression unit uses a bit string of the number of bits corresponding to the maximum bit position on the lower side from the maximum bit position which is the most significant bit position which is predetermined bit data in the radiation detection data as a valid signal bit, and the maximum bit position The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein incidental information corresponding to is attached to the effective signal bit and output.
2次元状に配列された複数の画素と、
各列又は各行の画素毎に共通に設けられた複数の出力バスと、
を含み、
各画素は、
放射線発生部により発生され被検体を透過した放射線光子を検出する放射線光子検出部と、
前記放射線光子検出部により検出された放射線光子を所定のビット数で計数する放射線光子計数部と、
前記放射線光子計数部により前記放射線光子を計数することによって得られた放射線検出データを圧縮する圧縮部と、
を含み、
前記圧縮部は、前記放射線検出データにおいて所定ビットデータである最上位のビット位置である最大ビット位置から下位側の前記最大ビット位置に対応したビット数のビット列を有効信号ビットとし、前記最大ビット位置に対応した付帯情報を前記有効信号ビットに付帯させて各出力バスに出力する
ことを特徴とする放射線検出装置。
A plurality of pixels arranged two-dimensionally;
A plurality of output buses provided in common for each column or each row of pixels;
Including
Each pixel is
A radiation photon detector that detects radiation photons generated by the radiation generator and transmitted through the subject;
A radiation photon counting unit that counts radiation photons detected by the radiation photon detection unit with a predetermined number of bits;
A compression unit that compresses radiation detection data obtained by counting the radiation photons by the radiation photon counting unit;
Including
The compression unit uses a bit string of the number of bits corresponding to the maximum bit position on the lower side from the maximum bit position which is the most significant bit position which is predetermined bit data in the radiation detection data as a valid signal bit, and the maximum bit position Ancillary information corresponding to the above is added to the effective signal bit and output to each output bus.
2次元状に配列された複数の画素と、
各列又は各行の画素毎に共通に設けられた複数の出力バスと、
を含み、
各画素は、エネルギーグループ毎に、
放射線発生部により発生され被検体を透過した放射線光子を検出する放射線光子検出部と、
前記放射線光子検出部により検出された放射線光子を所定のビット数で計数する放射線光子計数部と、
前記放射線光子計数部により前記放射線光子を計数することによって得られた放射線検出データを圧縮する圧縮部と、
を含み、
前記圧縮部は、前記放射線検出データにおいて所定ビットデータである最上位のビット位置である最大ビット位置から下位側の前記最大ビット位置に対応したビット数のビット列を有効信号ビットとし、前記最大ビット位置に対応した付帯情報を前記有効信号ビットに付帯させて各出力バスに出力する
ことを特徴とする放射線検出装置。
A plurality of pixels arranged two-dimensionally;
A plurality of output buses provided in common for each column or each row of pixels;
Including
Each pixel is for each energy group
A radiation photon detector that detects radiation photons generated by the radiation generator and transmitted through the subject;
A radiation photon counting unit that counts radiation photons detected by the radiation photon detection unit with a predetermined number of bits;
A compression unit that compresses radiation detection data obtained by counting the radiation photons by the radiation photon counting unit;
Including
The compression unit uses a bit string of the number of bits corresponding to the maximum bit position on the lower side from the maximum bit position which is the most significant bit position which is predetermined bit data in the radiation detection data as a valid signal bit, and the maximum bit position Ancillary information corresponding to the above is added to the effective signal bit and output to each output bus.
2次元状に配列された複数の画素と、
各列又は各行の画素毎に共通に設けられた複数の出力バスと、
前記複数の出力バスに接続可能に構成された圧縮部と、
を含み、
各画素は、
放射線発生部により発生され被検体を透過した放射線光子を検出する放射線光子検出部と、
前記放射線光子検出部により検出された放射線光子を所定のビット数で計数する放射線光子計数部と、
を含み、
前記圧縮部は、前記放射線光子計数部により前記放射線光子を計数することによって得られた放射線検出データにおいて所定ビットデータである最上位のビット位置である最大ビット位置から下位側の前記最大ビット位置に対応したビット数のビット列を有効信号ビットとし、前記最大ビット位置に対応した付帯情報を前記有効信号ビットに付帯させて出力する
ことを特徴とする放射線検出装置。
A plurality of pixels arranged two-dimensionally;
A plurality of output buses provided in common for each column or each row of pixels;
A compression unit configured to be connectable to the plurality of output buses;
Including
Each pixel is
A radiation photon detector that detects radiation photons generated by the radiation generator and transmitted through the subject;
A radiation photon counting unit that counts radiation photons detected by the radiation photon detection unit with a predetermined number of bits;
Including
In the radiation detection data obtained by counting the radiation photons by the radiation photon counting unit, the compression unit shifts the maximum bit position which is the most significant bit position which is predetermined bit data from the maximum bit position on the lower side. A radiation detection apparatus, wherein a bit string having a corresponding number of bits is used as an effective signal bit, and additional information corresponding to the maximum bit position is output along with the effective signal bit.
前記圧縮部は、
前記最大ビット位置を検出するビット位置検出部と、
前記ビット位置検出部により検出された前記最大ビット位置に対応したビット数のビット列を前記放射線検出データの前記最大ビット位置から前記有効信号ビットとして抽出する信号ビット抽出部と、
前記ビット位置検出部により検出された前記最大ビット位置に基づいて、前記付帯情報を生成する付帯情報生成部と、
を含むことを特徴とする請求項13〜請求項16のいずれか一項に記載の放射線検出装置。
The compression unit is
A bit position detector for detecting the maximum bit position;
A signal bit extraction unit that extracts a bit string of the number of bits corresponding to the maximum bit position detected by the bit position detection unit as the effective signal bit from the maximum bit position of the radiation detection data;
Based on the maximum bit position detected by the bit position detection unit, an auxiliary information generation unit that generates the auxiliary information;
The radiation detection apparatus according to claim 13, comprising:
放射線光子を計数することにより得られた放射線検出データにおいて所定ビットデータである最上位のビット位置である最大ビット位置を検出するビット位置検出ステップと、
前記ビット位置検出ステップにおいて検出された前記最大ビット位置に対応したビット数のビット列を前記放射線検出データの前記最大ビット位置から有効信号ビットとして抽出する信号ビット抽出ステップと、
前記ビット位置検出ステップにおいて検出された前記最大ビット位置に基づいて、前記有効信号ビットに付帯させる付帯情報を生成する付帯情報生成ステップと、
を含むことを特徴とする放射線検出データ処理方法。
A bit position detection step of detecting a maximum bit position which is a most significant bit position which is predetermined bit data in radiation detection data obtained by counting radiation photons;
A signal bit extraction step of extracting a bit string of the number of bits corresponding to the maximum bit position detected in the bit position detection step as an effective signal bit from the maximum bit position of the radiation detection data;
Ancillary information generating step for generating incidental information to be added to the effective signal bit based on the maximum bit position detected in the bit position detecting step;
The radiation detection data processing method characterized by including.
前記付帯情報生成ステップは、前記最大ビット位置のパリティを示す情報を前記付帯情報として生成する
ことを特徴とする請求項18に記載の放射線検出データ処理方法。
The radiation detection data processing method according to claim 18, wherein in the incidental information generation step, information indicating parity of the maximum bit position is generated as the incidental information.
前記有効信号ビットにおける前記最大ビット位置を検出することにより、前記有効信号ビットのビット長を検出するビット長検出ステップと、
前記ビット長検出ステップにおいて検出された前記ビット長と前記付帯情報とに基づいて、前記有効信号ビットの下位側に付加すべきビット長である付加ビット長を算出する付加ビット長算出ステップと、
前記付加ビット長算出ステップにおいて算出された前記付加ビット長分だけ前記有効信号ビットを上位側にシフトし、シフトすることにより得られたシフトデータの下位側に所定の付加データを付加することにより前記放射線検出データの復元データを生成する復元データ生成ステップと、
を含む
ことを特徴とする請求項18又は請求項19に記載の放射線検出データ処理方法。
A bit length detection step of detecting a bit length of the valid signal bit by detecting the maximum bit position in the valid signal bit;
An additional bit length calculating step of calculating an additional bit length, which is a bit length to be added to the lower side of the valid signal bit, based on the bit length detected in the bit length detecting step and the incidental information;
The effective signal bits are shifted to the upper side by the additional bit length calculated in the additional bit length calculating step, and predetermined additional data is added to the lower side of the shift data obtained by the shifting. A restoration data generation step for generating restoration data of radiation detection data;
The radiation detection data processing method according to claim 18 or 19, characterized by comprising:
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