JP6779207B2 - 医療用ｘ線画像における信号補償のための装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、フラットパネルＸ線検出器によって生じる信号の医療用Ｘ線画像における補償に関する。特に、本発明は、そのような信号補償のための装置および方法に関する。

特許文献１には、Ｘ線画像と暗い画像とを別々に提供する暗い画像を用いて画像の遅れを補償する、Ｘ線検出器およびＸ線検出器を制御する方法が記載されている。イメージ・遅延補償の精度を高めることにより、Ｘ線走査の待機時間を短縮することができる。

特許文献２は、Ｘ線画像におけるゴースト画像アーティファクトを抑制する方法を記載している。時系列的には、入射Ｘ線放射に応答して可視画像を生成するため、少なくとも１つの固体検出器を介在させて、１つ以上の対象物の複数のＸ線画像が生成される。生成された各Ｘ線画像から、以前に確認された補正画像が電子的に差し引かれる。

特許文献３は、シンチレーションスクリーンおよび電荷結合素子（ＣＣＤ）が選択された組織を画像化するために使用される身体組織のＸ線透視イメージングのためのシステムを記載する。Ｘ線源は、被検体の領域を通過するＸ線を発生し、シンチレーションスクリーンに到達するＸ線画像を形成する。

特許文献４は、複数の暗画像を使用する画像ステッチング手順中のゴースト画像アーティファクトを抑制するように構成された放射線撮影システムを開示している。

特許文献５は、複数のダーク画像を用いるゴースト画像アーティファクトを抑制する方法を開示している。

フラットパネル検出器を用いて放射線イメージングを行う場合、高いＸ線線量とＸ線露光間の短い時間は、メモリアーティファクト（「遅延（ｌａｇ）」または「ゴースト（ｇｈｏｓｔｉｎｇ）」）の可視性をもたらすことがある。既知のオフセット補正方法の性能が貧弱だからである。残差信号の視認性、すなわち高線量Ｘ線露光後のゴーストは、フラットパネルＸ線検出器の周知の問題である。従来の方法は、Ｘ線曝露後にＸ線検出器読み出しによって得られたオフセット画像を患者の画像から差し引くことによってゴーストを補償することを示唆している。
ＵＳ２０１２／０１３８８０８Ａ１ ＵＳ７，２７７，５６８Ｂ２ ＵＳ６，８９５，０７７Ｂ２ 米国特許出願公開第２０１０／０００６７６７Ａ１号 米国特許出願公開第２００７／０２９１９００Ａ１号

フラットパネルＸ線検出器によって生じる信号の医療用Ｘ線またはラジオグラフィック画像における補償を改善する必要があり得る。

これらの必要性は独立項に記載した主題により満たすことができる。さらに別の実施形態は従属項と以下の説明から明らかになる。

本発明の一態様は、医療用Ｘ線画像における信号補償のための装置に関する。この装置は、複数のＸ線露光の最後のＸ線露光の後のＸ線検出器読み出しに基づき、Ｘ線ゴースト画像を生成するように較正された生成モジュールと、ゴースト画像の時間依存の減衰に応じてスケーリングすることによって、その後の各Ｘ線画像に対して異なるスケーリングを用いて、Ｘ線ゴースト画像をスケーリングして、スケーリングされたＸ線ゴースト画像にするスケーリングモジュールと、複数のＸ線露光の後のそれぞれのＸ線露光の間に記録された対応する後続の各Ｘ線画像から、そのようにスケーリングされたＸ線ゴースト画像の各々を減算するように構成された減算モジュールとを有する。

本発明で使用される「後続のＸ線露光」という用語は、最初のＸ線露光の後に行われる複数のＸ線露光のうち、前記複数のＸ線露光のうち最後のＸ線露光を含み、それまでのＸ線露光を指す。

本発明で使用される「後続のＸ線画像」という用語は、最初のＸ線画像の後に記録される複数のＸ線画像のうち、前記複数のＸ線画像のうちの最後のＸ線画像を含み（含むが越えない）、それまでのＸ線画像を指す。

本発明によって使用される「Ｘ線ゴースト画像（Ｘ−ｒａｙ ｇｈｏｓｔｉｎｇ ｉｍａｇｅ）」という用語は、最初の（または、より一般的にはそれ以前の）Ｘ線画像の任意の複製であって、画像センサメモリ効果によって第２の（またはより一般的には後続の）Ｘ線画像の上にスーパーインポーズされた複製を指す。例えば、半導体画像センサ上に落ちる高輝度レベルのＸ線画像の電気的痕跡（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｉｇｎａｔｕｒｅｓ）は、その後に取得された画像のその後に読み出される電気的痕跡に埋め込まれたまま残り得る。イメージセンサに残っている以前に感知されたイメージの電気的な痕跡は、「ゴーストアーティファクト」または「ゴースト画像」またはメモリ効果と呼ばれることがある。

本発明によって使用される「Ｘ線ゴースト画像のスケーリング」という用語は、信号または画像データの形態のＸ線ゴースト画像の、１つまたは複数のファクターによるスケーリングを指してもよい。そのようなファクターは、Ｘ線検出器の前および後の読出し間の時間間隔に依存してもよく、または連続するＸ線露光の時点によって確立された時間間隔に依存してもよい。あるいは、ファクターは、画像分散の最小化の基準、または両方の任意の組み合わせを使用することによって決定されてもよい。

本発明は、残差信号の時間依存減衰に依存して補償を行うことを有利に提案する。本発明は、有利にも、オフセット画像よりもむしろＸ線ゴースト画像を生成し、ゴースト画像をスケーリングし、スケーリングされたＸ線ゴースト画像を患者の画像から差し引くことを提案する。本発明は、結果的に、有利にも、（ｉ）露光画像のＸ線検出器読み出し時のオフセット値又は遅延値と、（ｉｉ）暗画像またはオフセット画像のＸ線検出器読み出し時のオフセット値又は遅延値との間の不一致を回避する。

本発明のさらに別の実施形態を従属項に記載した。本装置の例示的な一実施形態では、生成モジュールは、さらに、複数のＸ線露光の最初のＸ線露光の前のＸ線検出器読み出しに基づき、Ｘ線ゴースト画像を生成するように構成される。この実施形態により、有利にも、Ｘ線露光後に行われた検出器読み出しから、Ｘ線露光前に行われた検出器読み出しを差し引くことによって、そのようなＸ線ゴースト画像が得られる。この減算は、露光後の読み出しが行われる時点における残差信号を正確に生じる。

本装置の別の例示的な一実施形態では、減算モジュールはさらに、前記最初のＸ線露光中に記録された最初のＸ線画像から、および／またはその後の任意のＸ線画像から、前記最初のＸ線露光の前のＸ線検出器読み出しを減算するように構成される。この実施形態は、有利にも、そのような最初のＸ線画像および任意のそのような後続のＸ線画像が、Ｘ線ゴースト画像と同様のオフセットに対して補正されることを可能にする。

本発明の別の例示的な一実施形態は、Ｘ線ゴースト画像に適用されて、アーティファクトを最適に、特に連続するＸ線画像の記録間の時間に関して除去する手順を示唆する。アーティファクトは測定され、最適にスケーリングされ、その結果得られる画像はアーティファクトの最小残差（ｍｉｎｉｍｕｍ ｒｅｓｉｄｕａｌ）を含む。

本装置の別の例示的な一実施形態では、前記スケーリングモジュールは、（ｉ）前記最後のＸ線露光及び前記最初のＸ線露光の後のＸ線検出器読み出しと、（ｉｉ）前記最初のＸ線露光及び任意の後続のＸ線露光との間の時間に基づくスケーリングを使用するように構成される。例えば、実際の時間は、５秒までの時間、３０秒までの時間、または１２０秒までの時間であってもよい。これにより、有利にも、画像取得の個々のタイミングに依存して、アーティファクト補正を最適に適合させることができる。

本装置の別の例示的な一実施形態では、前記スケーリングモジュールは、（ｉ）前記最後のＸ線露光及び前記最初のＸ線露光の後のＸ線検出器読み出しと、（ｉｉ）前記最初のＸ線露光及び第２のＸ線露光との間の時間に基づくスケーリングを使用するように構成される。

本装置の別の例示的な一実施形態では、前記スケーリングモジュールは、少なくとも１つの（すなわち、一以上の）後続のＸ線画像の計算された画像分散の最小化に基づくスケーリングを使用して、Ｘ線ゴースト画像をスケーリングするように構成される。ここで、用語「画像分散」は、例えば特定の位置または特定の画素を囲む画素の正方形の配列内の、隣接する画素内の分散を指してもよい。これにより、有利にも、患者のＸ線画像上のアーティファクトおよび信号の遅れ（ｌａｇｓ）を低減するための安全で信頼性の高い方法が可能になる。

本発明によれば、スケーリングモジュールは、後続の各Ｘ線画像に異なるスケーリングを使用して、Ｘ線ゴースト画像をスケーリングするように構成される。これは、有利にも、後続の各Ｘ線画像に対して調整されたスケーリングを可能にする。

本発明のさらなる例示的な実施形態では、このようなＸ線ゴースト画像は、後続の画像においてメモリ効果を引き起こす高線量の領域を、先行画像において検出することによって得られる。この検出は、例えば、先行画像の画素値を閾値処理することによって実行されてもよい。本発明は、フラットパネルＸ線検出器を用いたラジオグラフィック画像の記録または取得中に有利に使用され、高線量が使用され、例えば５秒未満、３０秒未満または１２０秒未満の短い時間が、２つの画像のＸ線露光間に与えられる。Ｘ線露光により、遅延（ｌａｇ）とも呼ばれるメモリアーティファクトの視認性が生じる。既知のオフセット補正方法ではこれらのアーティファクトを減ずることができないからである。

遅延信号が時間とともに急速に減衰するため、露光画像の読み出し時のオフセット値と、最後のＸ線露光に続くＸ線検出器読み出し時のオフセット値との間に不一致がある。遅延信号の減衰は、５秒または３０秒または１２０秒の時間スケールであってもよいし、同等の大きさのオーダーであってもよい。減衰は、指数減衰関数、双曲線減衰関数、または多項式関数によって記述することができる。遅延信号は、時間に反比例するかまたは準逆比例（ｑｕａｓｉ−ｉｎｖｅｒｓｅｌｙ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ）する。

本発明の一実施形態によると、減算モジュールは、可動フラットパネルＸ線検出器で引き続き取得される任意の後続のＸ線画像から、スケーリングされたＸ線ゴースト画像を減算するように構成される。

本発明の一実施形態によると、減算モジュールは、少なくとも１つのスケーリングファクタを使用することによって、任意の後続のＸ線画像から、スケーリングされたＸ線ゴースト画像を減算するように構成される。

本発明の別の第２の態様によると、フラットパネルＸ線検出器と、最初の態様による装置、または本発明の最初の態様の任意の実装形態による装置とを備える医療用イメージングシステムが提供される。

本発明の一実施形態によると、フラットパネルＸ線検出器は可動フラットパネルＸ線検出器である。

本発明の一実施形態によると、医療用イメージングシステムは、重なり合う視野を有する複数の画像を組み合わせて画像ステッチングを行い、結合画像を生成するように構成される。

本発明の別の第３の態様によると、医療用Ｘ線画像を信号補償する方法が提供される。該方法は、生成モジュールが、複数のＸ線露光の最後のＸ線露光の後のＸ線検出器読み出しに基づき、Ｘ線ゴースト画像を生成するステップと、スケーリングモジュールが、Ｘ線ゴースト画像をスケーリングして、スケーリングされたＸ線ゴースト画像にし、前記ゴースト画像の時間依存の減衰に応じてスケーリングをすることにより後続の各Ｘ線画像に対して異なるスケーリングを使用するステップと、減算モジュールが、複数のＸ線露光のその後のそれぞれのＸ線露光中に記録された対応するＸ線画像の各々から、そのようにスケーリングされたＸ線ゴースト画像の各々を減算するステップとを含む。

本発明のさらに別の実施形態を従属項に記載した。

本装置の別の例示的な一実施形態では、生成するステップは、さらに、複数のＸ線露光の最初のＸ線露光の前のＸ線検出器読み出しに基づき、Ｘ線ゴースト画像を生成するように構成される。

本発明のさらなる例示的な実施形態は、さらに、減算モジュールが、前記最初のＸ線露光中に記録された最初のＸ線画像から、および／またはその後の任意のＸ線画像から、前記最初のＸ線露光の前のＸ線検出器読み出しを減算するステップを含む。

本装置の別の例示的な一実施形態では、スケーリングするステップは、少なくとも１つの（すなわち一以上の）後続のＸ線画像の、計算された画像分散の最小化に基づくスケーリングを使用して実行される。

本発明の方法を実行するコンピュータプログラムは、コンピュータ可読媒体に格納することができる。コンピュータ読み取り可能媒体は、フロッピーディスク、ハードディスク、ＣＤ、ＤＶＤ、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）記憶デバイス、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）であり得る。コンピュータ可読媒体は、プログラムコードをダウンロードすることを可能にするデータ通信ネットワーク、例えばインターネットであってもよい。

本明細書で説明される方法、システムおよびデバイスは、デジタル信号プロセッサ、ＤＳＰ、マイクロコントローラ、または他の任意のサイドプロセッサ内のソフトウェアとして、または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）内のハードウェア回路として実装されてもよい。

本発明は、デジタル電子回路において、またはコンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせにおいて、例えば、医療機器の利用可能なハードウェアにおいて、または本明細書に記載の方法を処理するため専用の新しいハードウェアにおいて、実装することができる。

本発明およびその利点のより完全な理解は、縮尺通りではない以下の概略図を参照することによってより明確に理解されるであろう。
本発明を説明する、臨床的にステッチングされた側方脊椎Ｘ線露光における遅延視認性を示す概略図である。 ステッチングされたＸ線画像を示し、その最初のものは現状維持法で記録され、第２のものは本発明による方法で記録されている。 本発明の例示的な実施形態による信号補償装置を示す概略図である。 本発明の例示的な実施形態による医療用イメージングシステムを示す概略図である。 本発明のさらに別の例示的な実施形態による信号補償方法を示す概略的なフローチャートである。 本発明を説明する、画像が記録される時点を示すタイミング図である。 本発明の例示的な実施形態による画像処理プロセスを示す概略的なフローチャートである。 本発明の例示的な他の実施形態による画像処理プロセスを示す概略的なフローチャートである。 本発明の例示的な実施形態による、画像分散（ｉｍａｇｅ ｖａｒｉａｎｃｅ）対スケーリングファクタを示す概略図である。 本発明を説明する、高線量被曝によって生じる遅延信号の時間的減衰を示すグラフである。

図面の図は、単に模式的なものであり、スケーリング関係またはサイズ情報を提供するものではない。別の図面においても、同様または同一の要素には同じ参照数字を付した。一般に、同一の部分、ユニット、実体（ｅｎｎｔｉｔｉｅｓ）またはステップは、明細書中に同じ参照符号を付してある。

図１は、本発明を説明する、臨床的にステッチングされた側方脊椎Ｘ線曝露における遅延視認性を示す２つの概略図である。図１は臨床例を示す。図１の右の画像の上部には、以下に示すようなアーティファクトにつながる体の輪郭があり、アーティファクトは画像のステッチング（ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ）が行われるために生じる。図１の左の画像に示すように、画像の記録により上部の高Ｘ線線量の直接放射に曝された領域は、Ｘ線画像の下部の画像部分ＩＳにアーティファクトＡＦをもたらす。この下側部分は続いて記録されるものである。すなわち、肩の輪郭は、図１の右の画像により強調して示すように、Ｘ線ゴースト画像またはアーティファクトＡＦとして画像の腹部に現れる。

図２は、本発明を説明する異なる方法で記録されたステッチングされたＸ線画像を示す。図２は、ステッチングされたＸ線画像に対する本発明の効果を示す。図２の左側の画像は、医療用画像システムの現状を示している。最初の画像には、鮮明な線量遷移が存在し、第２の画像の画像部分ＩＳ内にゴーストアーティファクトＡＦが生じる。アーティファクトＡＦは、位置マーカＰＭによって引き起こされる鮮明なコントラスト変化によるものである。図２の右側の画像は、左側の画像と同じシーンを示しているが、本発明によって提供されるようなスケーリングされたゴースト補正を使用して補正され、縮小または消失したアーティファクトを示す。

図３は、本発明の例示的な実施形態による信号補償装置を示す概略図である。信号補償のための装置１００は、生成モジュール１０、スケーリングモジュール２０、および減算モジュール３０を備えることができる。生成モジュール１０は、Ｘ線露光の前の検出器読み出しに基づいて、および／またはＸ線露光の後の検出器読み出しに基づいて、Ｘ線ゴースト画像（Ｘ−ｒａｙ ｇｈｏｓｔｉｎｇ ｉｍａｇｅ）を生成するように構成されてもよい。スケーリングモジュール２０は、Ｘ線ゴースト画像を、スケーリングされたゴースト画像にスケーリングするように構成されてもよい。減算モジュール３０は、Ｘ線露光の間に記録された患者のＸ線画像から、スケーリングされたＸ線ゴースト画像を減算するように構成されてもよい。

図４は、本発明の例示的な一実施形態による医療用イメージングシステムを示す概略図である。医療用イメージングシステム２００は、フラットパネルＸ線検出器１５０と、信号補償のための装置１００とを備えることができる。医療用イメージングシステム２００は、デジタルラジオグラフィシステムであってもよい。デジタルラジオグラフィは、フラットパネルＸ線検出器とも呼ばれるデジタルＸ線検出器を使用する。医療用イメージングシステム２００のデジタルＸ線検出器は、約１００μＧｙより大きく被曝した領域に有意な遅延信号を典型的に示すことができ、このレベルの被曝はステッチング露光で頻繁に生じる。

本発明は、有利にも、中程度及びローエンド検出器のハードウェアが可能な限り単純に保たれ、これは、遅れを低減するハードウェア装置が省略されることを意味する。したがって、本発明は、遅延視認性（ｌａｇ ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ）を低減するために、強力な画像処理アルゴリズムを有利に適用する。ここで提案される遅延信号のスケーリングは、大幅な改善につながる。

図５は、本発明のさらに別の例示的な一実施形態による信号補償方法を示す概略的なフローチャートである。この方法の最初のステップとして、モジュール１０により、Ｘ線露光の前の検出器読み出しに基づいて、および／またはＸ線露光の後の検出器読み出しに基づいて、Ｘ線ゴースト画像を生成するステップＳ１が実行される。この方法の第２のステップとして、スケーリングモジュール２０によって、Ｘ線ゴースト画像をスケーリングして、スケーリングされたＸ線ゴースト画像にするステップＳ２が実行されてもよい。この方法の第３のステップとして、減算モジュール３０によって、患者の、記録されたＸ線画像からスケール化されたＸ線ゴースト画像を差し引くステップＳ３が実行されてもよい。

信号補償の方法は、アーティファクトの境界領域における画像の分散を最小にすることによってゴーストアーティファクトを補正することを可能にする。アーティファクトは画像内の追加的構造であるため、アーティファクトが消えれば、画像の分散は最小になる。これは、検出器の材料特性の較正をせずに、前の直接放射領域のコントラストの最適な最小化を保証する。

図６は、３つの連続するＸ線画像に対する次の時点を示すタイミング図を示す。ここで、ｔ_ｐは、Ｘ線露光前に検出器読み出しが記録された時点を示し、ｔ_１は、最初のＸ線露光（遅延アーティファクトを引き起こす高線量画像）が記録されて第１のｇＸ線画像を生成する時点を指し、ｔ_２は、（遅延アーティファクトを含む）第２のＸ線画像を生成するために第２のＸ線露光が記録される時点を指し、ｔ_３は、第３のＸ線露光が記録されて（遅延アーティファクトを含むが、一般的にはそれよりも小さい）第３のＸ線画像が生成される時点を指し、ｔ_ｓは、（安定した）オフセット基準信号（Ｘ線検出器によるもの）及び減衰された遅延アーティファクトを含む、Ｘ線露光の後の検出器読み出しが記録される時点を指す。この例示的な実施形態のＸ線露光は、当業者にそれ自体公知のＸ線源を使用して生成することができる。第１、第２及び第３のＸ線露光は、それぞれ第１、第２及び第３のステッチング（ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ）Ｘ線露光であってもよい。結果として、第１、第２及び第３のＸ線画像は、それぞれ第１、第２及び第３のステッチングＸ線画像であってもよく、ステッチングされて、重なり合う視野に基づいて結合（ｊｏｉｎｅｄ）されてもよい。図６では、ｔ_ｐ＜ｔ_１＜ｔ_２＜ｔ_３＜ｔ_ｓである。

例示的な実施形態によれば、図６を参照すると、第２の（ステッチング）Ｘ線画像に関するスケーリング係数は、

のように計算されてもよい。ここで、λ（λ＞０）は、測定によって決定可能なＸ線検出器のモデル特有のパラメータである。同様に、第３の（ステッチング）Ｘ線画像に関するスケーリング係数は、

のように計算されてもよい。

図７は、本発明の例示的な実施形態による画像処理のための方法を示す概略的なフローチャートであり、この方法は、本発明の例示的な実施形態によるデバイスによる実行が可能である。

図７の例示的な実施形態は、ステッチングアプリケーションにおいて非常に効果的な適用を可能にする。本発明の例示的な実施形態は、部分的に重なり合う視野を有する同一の患者からの２つの連続するＸ線画像のステッチングに関する。この２つのＸ線画像は、可動フラットパネルＸ線検出器（「ＦＰＤ」）で続けて取得される。２つのＸ線画像は、画像処理によって、結合されたＸ線画像に「ステッチング（ｓｔｉｔｃｈｅｄ ｔｏｇｅｔｈｅｒ）」、可動ＦＰＤの寸法を超える身体部分の描写（ｄｅｐｉｃｔｉｏｎ）を可能にする。注目すべき例は、結合されたＸ線画像内に背骨全体を描写することにある。

本発明の例示的な実施形態によれば、第１および第２のステッチングＸ線露光は、患者の動きの影響を最小限に抑えるために、露光間を最短時間として実行する必要がある。第１のステッチングＸ線露光は、第２のステッチングＸ線露光によって生成された第２のステッチングＸ線画像において画像のずれを生じる。この画像のずれは、既知のすべての方法によってうまく補正されない。

あるいは、図７に示される例示的な実施形態は、ステッチング以外の用途においても同様に効果的な使用を可能にする。したがって、図７に示す実施形態の以下の説明では、「（ステッチング）」の各出現は、ステッチングアプリケーションの任意的な使用を示す。

この例示的な実施形態のＸ線露光は、当業者にそれ自体公知のＸ線源を使用して生成することができる。図７を参照すると、この例では、ステップＳ００２において、ｔ＝ｔ_ｐにおいて、遅延のないオフセット画像を取得するために、Ｘ線露光前のＸ線検出器の読み取り値が記録される。これは、後の時点で記録された遅延信号（ｌａｇ ｓｉｇｎａｌ）を、乱れのないオフセット信号（ｕｎｄｉｓｔｕｒｂｅｄ ｏｆｆｓｅｔ ｓｉｇｎａｌ）から分離する働きをする。一般的には、Ｘ線イメージングシステムの始動段階は、ステップＳ００２を実行することを可能にする。この例では、ステップＳ００４およびＳ００６において、第１および第２の（ステッチング）Ｘ線露光に応じて、それぞれｔ＝ｔ_１およびｔ＝ｔ_２で、第１および第２の（ステッチング）Ｘ線画像が取得される。

この例では、ステップＳ００８において、ｔ＝ｔ_ｓにおいて、第２の（ステッチング）Ｘ線露光に続いて、Ｘ線検出器読み出し（オフセット基準信号および減衰された遅延アーティファクトを含むもの）が記録される。ここで、ｔ_ｐ＜ｔ_１＜ｔ_２＜ｔ_ｓである。

この例では、ステップＳ４において、ステップＳ００２において取得された検出器読み出しを、第２の（ステッチング）Ｘ線画像から減算することによって、オフセット補正された第２の（ステッチング）Ｘ線画像が生成される。

ステップＳ１は、生成モジュール１０によって実行され得るが、Ｘ線ゴースト画像を生成するステップを含む。この例では、その目的のため、ステップＳ１は、ステップＳ００２において取得されたＸ線検出器読み出しから、ステップＳ００８において取得されたＸ線検出器読み出しを減算するステップＳ１０２を含む。言い換えれば、ステップＳ１０２において、遅延アーティファクト（ｌａｇ ａｒｔｉｆａｃｔ）がオフセット補正されている。

ステップＳ２において、これはスケーリングモジュール２０によって実行され得るが、スケーリングされたＸ線ゴースト画像が生成される。この例では、その目的のため、ステップＳ２は、ステップＳ１で生成されたＸ線ゴースト画像にスケーリング（ｓｃａｌｉｎｇ）を乗算するステップＳ２０２を含む。任意的に、ステップＳ２０２は最適スケーリングを決定することを含む。例えば、ステップＳ２０２は、（ｉ）Ｎ通りのスケーリングｆ_１、．．．、ｆ_Ｎの範囲に対して、補正後の第２の（ステッチング）Ｘ線画像についてそれぞれ得られる分散を計算すること、及び（ｉｉ）続いて、上記の分散が最小になるようにスケーリングファクタｆ_ｉを選択することを含む。撮像時間ｔ_１、ｔ_２、及びｔ_ｓから最適なスケーリングの近似値を算出してもよい。遅れ信号の典型的な時間的減衰は、検出器の較正（ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ）の間に測定されるからである。例えば、Ｎ個のスケーリングファクタｆ_１、．．．、ｆ_Ｎの範囲は、式１を用いて導き出すことができる。

ステップＳ３において、これは減算モジュール３０によって実行され得るが、ステップＳ４で得られたオフセット補正された第２の（ステッチング）Ｘ線画像から、ステップＳ２で生成されたスケーリングされたＸ線ゴースト画像（ステップＳ２０２において画像が最適にスケーリングされてもよい）を減算することにより、第２の（ステッチング）Ｘ線画像中のゴーストを減少させる。ステップＳ３の結果は、Ｘ線検出器オフセットおよび遅延信号に対して補正された第２の（ステッチング）Ｘ線画像であり、この画像は、その後、第１の（ステッチング）Ｘ線画像とステッチングされ、結合されたＸ線画像にされてもよい。

図８は、本発明の例示的な実施形態による画像処理のための方法を示す概略的なフローチャートであり、この方法は、本発明の例示的な実施形態によるデバイスによる実行が可能である。

図８の例示的な実施形態は、ステッチングアプリケーションにおいて非常に効果的な適用を可能にする。あるいは、図８に示される例示的な実施形態は、ステッチング以外の用途においても同様に効果的な使用を可能にする。したがって、図８に示す実施形態の以下の説明では、「（ステッチング）」の各出現は、ステッチングアプリケーションの任意的な使用を示す。この例示的な実施形態のＸ線露光は、当業者にそれ自体公知のＸ線源を使用して生成することができる。図４に示す例示的な実施形態に加えて、この例示的な実施形態は、ステップＳ００７を含む。ステップＳ００７では、ｔ＝ｔ_３での第３の（ステッチング）Ｘ線露光に応じて、第３の（ステッチング）Ｘ線画像が取得される。ここで、ｔ_ｐ＜ｔ_１＜ｔ_２＜ｔ_３＜ｔ_ｓである。さらに、図５に示される実施形態では、ステップＳ４は、ステップＳ００２の間に取得された検出器読み出し値を第３の（ステッチング）Ｘ線画像から減算することによって、オフセット補正された第３の（ステッチング）Ｘ線画像を取得することを含む。

ステップＳ２において、これはスケーリングモジュール２０によって実行され得るが、スケーリングされたＸ線ゴースト画像が生成される。その目的のため、ステップＳ２は、ステップＳ１で生成されたＸ線ゴースト画像にスケーリング（ｓｃａｌｉｎｇ）を乗算するステップＳ２０２を含む。任意的に、ステップＳ２０２は最適スケーリングを決定することを含む。例えば、ステップＳ２０２は、（ｉ）Ｎ通りのスケーリングファクタｆ_１、．．．、ｆ_Ｎの範囲に対して、補正後にそれぞれ第２および第３の（ステッチング）Ｘ線画像で得られる分散を計算すること、及びそれに続いて（ｉｉ）（ａ）第２の（ステッチング）Ｘ線画像の分散が最小になるようにスケーリングファクタｆ_ｉを選択し、（ｂ）第３の（ステッチング）Ｘ線画像の分散が最小になるように、スケーリングファクタｆ_ｊを選択することを含む。ここでは、一般に、ｆ_ｉ≠ｆ_ｊである。より具体的には、遅れ信号は時間と共に減衰するので、一般的にはｆ_ｉ＞ｆ_ｊである。撮像時間ｔ_１、ｔ_２、及びｔ_ｓから最適なスケーリングｆ_ｉの近似値を算出してもよい。遅れ信号の典型的な時間的減衰は、検出器の較正（ｑｕａｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ）の間に測定されるからである。同様に、最適スケーリングｆ_ｊの近似値は、取得時間ｔ_１、ｔ_３及びｔ_ｓから計算されてもよい。例えば、Ｎ個のスケーリングファクタｆ_１、．．．、ｆ_Ｎの範囲は、式１と式２を用いて導き出すことができる。

減算モジュール３０によって実行され得るステップＳ３において、第２と第３の（ステッチング）Ｘ線画像のゴーストが低減される。ステップＳ４で得られたオフセット補正された第２の（ステッチング）Ｘ線画像から、ステップＳ２で生成されたスケーリングされたＸ線ゴースト画像（これは、ステップＳ２０２において第２の（ステッチング）Ｘ線画像に対して任意的にスケーリングされてもよい）を減じることによって、第２の（ステッチング）Ｘ線画像におけるゴーストが削減される。同様に、ステップＳ４で得られたオフセット補正された第３の（ステッチング）Ｘ線画像から、ステップＳ２で生成されたスケーリングされたＸ線ゴースト画像（これは、ステップＳ２０２において第２の（ステッチング）Ｘ線画像に対して任意的にスケーリングされてもよい）を減じることによって、第３の（ステッチング）Ｘ線画像におけるゴーストが削減される。

ステップＳ３の結果は、第２および第３の（ステッチング）Ｘ線画像であり、両方ともＸ線検出器のオフセットおよび遅延信号について（任意的に最適に）補正される。これらの画像は、続いて、第１の（ステッチング）Ｘ線画像とステッチング（ｓｔｉｔｃｈｅｄ）されて、結合したＸ線画像になってもよい。図８に示された例示的な実施形態は、３つより多いＸ線画像をカバー（ステッチング）するように拡張されてもよい。

図９は、本発明の例示的な一実施形態によるスケーリングの関数として画像分散の表示を示す概略図である。水平軸上に示すように、Ｎ個のスケーリングファクタｆ_１、．．．、ｆ_Ｎの異なる値に対して、画像の分散が計算され、垂直軸に沿って表示される。最適なスケーリング係数は画像の分散を最小限に抑える。

図１０は、高線量Ｘ線露光によって生じる遅延信号の、時間ｔによる減衰を概略的に示す。ここで、ｙ軸は、信号Ｓ（ｔ）の強度、すなわちメモリ信号を示す。ここで、「ＬＳＢ」は「最下位ビット」の略である。ｘ軸は、時間ｔを表すために使用される。図１０において、データポイントは、ダーク画像またはＸ線露光に応じて、画像読み出しに接続される。時間的に最も早く生じるデータポイントは、ｔ＝ｔ_２、すなわち第２のＸ線露光（Ｘ−ｒａｙ ｅｘｐｏｓｕｒｅ）の時間である。

図６に示すタイミング図を参照すると、本発明の例示的な実施形態によれば、遅れ（またはゴースト）信号の時間依存の減衰は、

によってモデル化することができる。ここで、Ｓ（ｔ）は、ある時刻ｔ＞ｔ_１における画像読み出し（暗画像またはＸ線露光に応じたもののいずれか）に存在するある時点ｔにおける遅れ信号を示す。指数λは、所与のＸ線検出器に固有のモデルパラメータであり、これは以前の測定によって決定される必要があるかもしれない。このモデルを使用して、最後のＸ線露光に続く検出器の読出しに存在する遅延信号を使用して、

のように、第２のＸ線画像に存在する遅延信号を逆外挿（ｂａｃｋ−ｅｘｔｒａｐｏｌａｔｅ）することが可能である。

第２のＸ線画像からのこの後方外挿された遅延信号の減算により、遅延信号のずっと良好な補正をすることができる。このような改良された補正は、非常に短いサイクル時間でのラジオグラフィイメージングに不可欠であり得る。Ｘ線露光の後の検出器読み出しから、Ｘ線露光の前の検出器読み出しを減算することにより、遅れＳ（ｔ＝ｔ_ｓ）のみを含む画像（より具体的には暗画像）を決定することができる。その後、式４を用いて、例えば、第２の（ステッチング）Ｘ線露光に応じて読み出されたＸ線画像に存在する遅延画像Ｓ２を、Ｓ（ｔ＝ｔ_２）から後方外挿（ｂａｃｋ−ｅｘｔｒａｐｏｌａｔｅ）してもよい。

同様に、このモデルを使用して、

により、第３のＸ線画像に存在する遅延信号を後方外挿することが可能である。

留意すべき点として、本発明の実施形態を、異なる主題を参照して説明する。具体的に、一部の実施形態を方法の請求項を参照して説明し、他の一部の実施形態を装置の請求項を参照して説明する。

しかし、本技術分野の当業者は、上記の説明から、特に断らないかぎり、一種類の主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、異なる複数の主題に関係する特徴の間の任意の組み合わせも本出願で開示されていると考えられることが分かるであろう。しかし、すべての特徴は組み合わせて、特徴の単なる和以上のシナジー効果を提供することができる。

本発明を、図面と上記の説明に詳しく示し説明したが、かかる例示と説明は例であり限定ではなく、本発明は開示した実施形態には限定されない。示されているように、本発明は、特に、ステッチング手順において成功裡に適用することを可能にするが、後続のＸ線画像が互いにステッチングされない手順において成功裡に適用することを可能にする。請求項に記載した発明を実施する際、図面、本開示、及び添付した特許請求の範囲を研究して、開示した実施形態のその他のバリエーションを、当業者は理解して実施することができるであろう。

請求項において、「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は他の要素やステップを排除するものではなく、「１つの（”ａ” ｏｒ ”ａｎ”）」という表現は複数ある場合を排除するものではない。単一のプロセッサ又はコントローラ又はその他のアイテムが請求項に記載した複数のユニットの機能を満たすこともできる。相異なる従属クレームに手段が記載されているからといって、その手段を組み合わせて有利に使用することができないということではない。請求項に含まれる参照符号は、その請求項の範囲を限定するものと解してはならない。

Claims (12)

1. 医療用Ｘ線画像における信号補償をする装置であって、
   複数のＸ線露光の最後のＸ線露光の後のＸ線検出器読み出しに基づき、Ｘ線ゴースト画像を生成するように構成された生成モジュールと、
   前記ゴースト画像の時間依存の減衰に応じてスケーリングすることによって、その後の各Ｘ線画像に対して異なるスケーリングを用いて、Ｘ線ゴースト画像をスケーリングして、スケーリングされたＸ線ゴースト画像にするように構成されたスケーリングモジュールと、
   複数のＸ線露光の後のそれぞれのＸ線露光の間に記録された対応する後続の各Ｘ線画像から、そのようにスケーリングされたＸ線ゴースト画像の各々を減算するように構成された減算モジュールとを有し、
   前記スケーリングモジュールは、少なくとも１つの後続のＸ線画像の計算された画像分散の最小化に基づくスケーリングを使用して、Ｘ線ゴースト画像をスケーリングするように構成される、
   装置。
2. 生成モジュールは、さらに、複数のＸ線露光の最初のＸ線露光の前のＸ線検出器読み出しに基づき、Ｘ線ゴースト画像を生成するように構成される、
   請求項１に記載の装置。
3. 減算モジュールはさらに、最初のＸ線露光中に記録された最初のＸ線画像から、および／またはその後の任意のＸ線画像から、前記最初のＸ線露光の前のＸ線検出器読み出しを減算するように構成された、請求項１に記載の装置。
4. 前記スケーリングモジュールは、（ｉ）前記最後のＸ線露光と、最初のＸ線露光の後のＸ線検出器読み出しの間の時間に比例し、前記最初のＸ線露光と、その後の任意のＸ線露光との間の時間に反比例するスケーリングを使用するように構成される、請求項１ないし３いずれか一項に記載の装置。
5. 前記スケーリングモジュールは、（ｉ）前記最後のＸ線露光及び最初のＸ線露光の後のＸ線検出器読み出しと、（ｉｉ）前記最初のＸ線露光及び第２のＸ線露光との間の時間に基づくスケーリングを使用するように構成される、
   請求項１ないし４いずれか一項に記載の装置。
6. フラットパネルＸ線検出器と、
   請求項１ないし５いずれか一項に記載の装置とを有する、
   医療用イメージングシステム。
7. 部分的に重なり合う視野を有する複数のＸ線画像を合成して、画像ステッチングを行い、結合されたＸ線画像を生成するように構成される、
   請求項６に記載の医療用イメージングシステム。
8. 医療用Ｘ線画像を信号補償する方法であって、
   生成モジュールが、複数のＸ線露光の最後のＸ線露光の後のＸ線検出器読み出しに基づき、Ｘ線ゴースト画像を生成するステップ（Ｓ１）と、
   スケーリングモジュールが、Ｘ線ゴースト画像をスケーリングして、スケーリングされたＸ線ゴースト画像にし、前記ゴースト画像の時間依存の減衰に応じてスケーリングをすることにより後続の各Ｘ線画像に対して異なるスケーリングを使用するステップ（Ｓ２）と、
   減算モジュールが、複数のＸ線露光のその後のそれぞれのＸ線露光中に記録された対応するＸ線画像の各々から、そのようにスケーリングされたＸ線ゴースト画像の各々を減算するステップ（Ｓ３）とを含み、
   ステップ（Ｓ２）は、少なくとも１つの後続のＸ線画像の計算された画像分散の最小化に基づくスケーリングを使用して実行される、
   方法。
9. ステップ（Ｓ１）は、さらに、複数のＸ線露光の最初のＸ線露光の前のＸ線検出器読み出しに基づき、Ｘ線ゴースト画像を生成するように構成される、
   請求項８に記載の方法。
10. 減算モジュールが、最初のＸ線露光中に記録された最初のＸ線画像から、および／またはその後の任意のＸ線画像から、前記最初のＸ線露光の前のＸ線検出器読み出しを減算するステップ（Ｓ４）をさらに含む、請求項８または９に記載の方法。
11. 請求項１ないし５いずれか１項に記載の装置、または請求項６または７に記載の医療用イメージングシステムを制御するコンピュータプログラム要素であって、処理ユニットによって実行されるとき、請求項８ないし１０いずれか一項に記載の方法を実行するように適合されている、コンピュータプログラム要素。
12. 請求項１１に記載のプログラム要素を記憶したコンピュータ読み取り可能媒体。

Images