JPH08201943A - 放射線撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放射線撮像装置において、放射線検出器を構
成する検出素子に位置ずれが生じている場合でも、これ
を有効に補正して、歪みの無い正常な画像が得られるよ
うにする。 【構成】 放射線検出器２を構成する各検出素子の列方
向に関する各検出素子の位置ずれデータを格納する第１
記憶手段１１と、放射線検出器２の走査方向に関する各
検出素子の位置ずれデータを格納する第２記憶手段１３
と、第１、第２の記憶手段１１，１３に格納されている
各位置ずれデータに基づいて、画像メモリ８に格納され
ている画像データの位置ずれ補正を行う演算手段１５と
を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医療上の診断や産業上
の非破壊検査などの分野で使用される放射線撮像装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、医療診断用としては、放射線
の一種であるＸ線を使用し、このＸ線を被検者に照射し
て、その透過Ｘ線をＸ線フィルムで撮像するのが一般的
であるが、近年、これに代わって図５に示す構成の撮像
装置が実用化されつつある。

【０００３】この撮像装置は、Ｘ線管１に対向してＸ線
検出器２が配置されている。

【０００４】このＸ線検出器２は、この例では、図６に
示すように、ＳiやＣd−Ｔeなどの半導体からなる多数
(たとえば６０００個)の検出素子４を一方向(図６のx方
向)に直線状に配列してなるもので、各検出素子４にＸ
線が入射されると、各検出素子４からはこれに応じて電
気的な検出出力が取り出されるようになっている。

【０００５】そして、このＸ線検出器２がこれに直交し
て配置された支柱６に沿って上下方向(図６のy方向)に
走査可能に取り付けられている。

【０００６】さらに、この撮像装置では、Ｘ線検出器２
を走査して得られる検出出力を画像データとして格納す
る画像メモリ８を備えており、画像メモリ８の列方向の
画素数は、検出素子４の個数に略一致するように設定さ
れている。したがって、画像メモリ８の１画素が一つの
検出素子４に対応し、Ｘ線検出器２でＸ線を検出したと
きには、画像メモリ８の一列分のデータが一度に得られ
る。なお、１０はＣＲＴ等の表示器である。

【０００７】上記構成の装置では、Ｘ線管１と支柱６と
の間に被検者などの被写体Ａが位置した状態で、Ｘ線管
１からのＸ線を被写体Ａに照射するとともに、Ｘ線検出
器２が支柱６に沿ってたとえば下方に走査される。

【０００８】被写体Ａを透過したＸ線がＸ線検出器２に
入射されると、各検出素子４からは、これに応じて電気
的な検出出力が取り出され、その検出出力がデジタル化
された後、画像データとして画像メモリ８に格納され
る。

【０００９】したがって、Ｘ線検出器２を走査しつつそ
の検出出力を画像メモリ８に格納したときには、画像メ
モリ８には、被写体Ａに関する二次元画像のデータが格
納される。

【００１０】そして、この画像データを表示器１０に出
力することにより、被写体Ａの透過Ｘ線像が表示され
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、Ｘ線検出器
２は、上述のように、数千個の検出素子４で構成されて
いるが、このように多数配列された検出素子４を一度に
製作するのは現状では技術的に種々の困難性があるた
め、通常、たとえば、数百個程度の検出素子４を１チッ
プとして予め製作し、これらの各チップを多数集積して
直線状に配列固定することで製品としている。

【００１２】しかしながら、数百個程度の検出素子４か
らなる各チップを直線状に配列固定する際には、各チッ
プごとに僅かに(数百μm程度)位置ずれが生じることが
ある。この位置ずれは、各検出素子４の配列方向(図６
のx方向)に関してのみならず、これに直交する方向(図
６のy方向)に関してもそれぞれ生じる。そして、実装時
にこれらの位置ずれが発生すると、結果的に被写体Ａを
撮像して得られる画像に歪みが生じ、忠実な画像が得ら
れなくなる。

【００１３】これを以下、具体的に説明する。

【００１４】ここでは、説明を簡単にするために、たと
えば、図７に示すように、Ｘ線検出器２は、７個の検出
素子４(ここでは、各素子を区別するため符号４₁〜４₇
で示す)で構成されているものとする。そして、各検出
素子４₁〜４₇の配列方向であるx方向に水平な表面を有
する被写体Ａ₁に関し、Ｘ線検出器２をこれに直交するy
方向に走査して撮像する場合を考える。なお、被写体Ａ
₁はＸ線の透過率が比較的大きく、この被写体Ａ₁の周り
は鉛などのＸ線透過率の極めて小さい材料で覆われてい
るものとする。

【００１５】いま、図７の実線で示すように、全ての検
出素子４₁〜４₇が全く位置ずれを生じていない場合に
は、Ｘ線検出器２のy方向の走査に伴い、画像メモリ８
には図８(a)に示すようにして画像データが格納され
る。

【００１６】すなわち、各検出素子４₁〜４₇が被写体Ａ
₁に全く掛からないときには、各素子４₁〜４₇の検出出
力に基づくＸ線の強度(ここでは規格化された強度)は
“０.０”となり、次に、各検出素子４₁〜４₇が、半画
素分だけ被写体Ａ₁の境界線上に掛かったときには、強
度は“０.５”となり、さらに、各検出素子４₁〜４₇が
完全に被写体Ａ₁上にきたときには、強度は“１.０”と
なる。

【００１７】したがって、図８(a)の斜線で示すよう
に、強度が“０.０”と“１.０”との中間の“０.５”
のあたりが被写体Ａの境界線となるので、x方向に水平
な表面がそのままの状態で表示される。

【００１８】これに対して、図７の一点鎖線で示すよう
に、７個の検出素子４₁〜４₇の内、４₃〜４₅の３個の素
子がy方向に画像メモリ８の１.５画素分だけ位置ずれし
ていたとする。この場合には、Ｘ線検出器２のy方向の
走査に伴い、画像メモリ８には、図８(b)に示すように
して画像データが格納される。

【００１９】すなわち、各検出素子４₁〜４₇が被写体Ａ
₁に全く掛からないときには、Ｘ線の強度は全て“０.
０”であるが、Ｘ線検出器２がy方向に走査されると、
最初に４₃〜４₅の３個の素子の一部が被写体Ａ₁の境界
線上に掛かるので、これらの素子４₃〜４₅で得られる強
度はたとえば“０.３”から“０.７”と次第に増加す
る。このとき、４₁〜４₂および４₆〜４₇の素子は、未だ
被写体Ａ₁に掛からないので、Ｘ線の強度は全て“０.
０”である。４₁〜４₂および４₆〜４₇の素子が半画素分
だけ被写体Ａ₁上にきて相対強度が“０.５”となったと
き、４₃〜４₅の３個の素子は既に完全に被写体Ａ₁上に
きているので、強度は“１.０”となる。

【００２０】したがって、図８(b)の斜線で示すよう
に、強度が“０.５”のあたりが被写体Ａ₁の境界線とな
るので、被写体Ａ₁の表面は、実際にはx方向に水平であ
るにもかかわらず、撮像された画像は、３画素分だけ表
面の一部が上に凸の形状として表示されてしまい、画像
に歪みが生じる。

【００２１】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、放射線検出器を構成する検出素
子に位置ずれが生じている場合でも、これを有効に補正
して、歪みの無い正常な画像が得られるようにすること
を課題とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題
を解決するために、多数の検出素子を一列または複数列
に集積してなる放射線検出器を備えるとともに、この放
射線検出器を所定方向に沿って走査しつつ撮像された二
次元の画像データを格納する画像メモリを有する放射線
撮像装置において、次の構成を採る。

【００２３】すなわち、本発明では、放射線検出器を構
成する各検出素子の列方向に関する各検出素子の位置ず
れデータを格納する第１記憶手段と、前記放射線検出器
の走査方向に関する各検出素子の位置ずれデータを格納
する第２記憶手段と、前記第１、第２の記憶手段に格納
されている各位置ずれデータに基づいて、前記画像メモ
リに格納されている画像データの位置ずれ補正を行う演
算手段とを含む。

【００２４】

【作用】上記構成において、予め一定形状の被写体を用
いてこれを放射線検出器で撮像し、その撮像した画像デ
ータに基づいて検出素子の列方向に関する位置ずれ量
と、放射線検出器の走査方向に関する検出素子の位置ず
れ量とをそれぞれ調べ、各位置ずれのデータを第１記憶
手段と第２記憶手段にそれぞれ格納しておく。

【００２５】放射線検出器を走査して、二次元の画像デ
ータが画像メモリに格納されたならば、演算手段は、第
１、第２の記憶手段に格納されている各位置ずれデータ
に基づいて、画像メモリに格納されている画像データの
位置ずれ補正を行う。

【００２６】このため、検出素子に位置ずれが生じてい
る場合でも、これが有効に補正されるため、歪みの無い
正常な画像が得られる。

【００２７】

【実施例】図１は、本発明の実施例に係る放射線撮像装
置の要部の構成を示すブロック図であり、図５および図
６に示した構成に対応する部分には、同一の符号を付
す。なお、この実施例では、放射線としてＸ線を用いる
場合について説明する。

【００２８】この実施例の放射線撮像装置の基本的な構
成は、図５および図６に示したものと同じである。

【００２９】すなわち、Ｘ線検出器２は、図６に示した
ように、ＳiやＣd−Ｔeなどの半導体からなる数千個の
検出素子４を一方向(x方向)に直線状に配列して構成さ
れており、このＸ線検出器２がこれに直交して配置され
た支柱６に沿って上下方向(y方向)に走査される。

【００３０】また、画像メモリ８は、その列方向の画素
数が検出素子４の個数に略一致するように設定されてお
り、画像メモリ８の各画素が各検出素子４に対応し、Ｘ
線検出器２でＸ線を検出したときには、画像メモリ８に
は一列分の画像データが一度に格納される。

【００３１】この実施例の特徴は、x方向メモリ１１、y
方向メモリ１３、および演算手段１５を備える点にあ
る。

【００３２】x方向メモリ１１は、特許請求の範囲の第
１記憶手段に相当し、Ｘ線検出器２を構成する各検出素
子４の列方向(図７のx方向)に関する各検出素子４の位
置ずれデータを格納するものである。

【００３３】また、y方向メモリ１３は、特許請求の範
囲の第２記憶手段に相当し、Ｘ線検出器２の走査方向
(本例では図２の各検出素子４の列方向に直交するy方向
と一致する)に関する各検出素子４の位置ずれデータを
格納するものである。

【００３４】さら、演算手段１５は、たとえばＣＰＵで
構成されるもので、x方向メモリ１１およびy方向メモリ
１３にそれぞれ格納されている各位置ずれデータに基づ
いて、画像メモリ８に格納されている画像データの位置
ずれ補正を行うように構成されている。

【００３５】画像メモリ８に格納される画像データの位
置ずれ補正を行うためには、予め、各検出素子４が、列
方向(図６のx方向)およびこれに直交する方向(図６のy
方向)に関して、それぞれどの程度の位置ずれが生じて
いるかを調べて、各メモリ１１，１３にこれらの位置ず
れデータを格納しておく必要がある。

【００３６】その位置ずれ情報の抽出のために、図２
(a)，(b)に示すような所定形状の校正用被写体Ａ₁，Ａ₂
を使用する。ここでは、これらの各校正用被写体Ａ₁，
Ａ₂はＸ線の透過率が比較的大きく、各校正用被写体
Ａ₁，Ａ₂の回りは鉛などのＸ線透過率の極めて小さい材
料で覆われているものとする。

【００３７】一方の校正用被写体Ａ₁は、各検出素子４
の配列方向(x方向)に水平な表面となるように設置され
ており、この被写体Ａ₁を撮像する際には、線検出器２
がその表面に直交するy方向に走査される。

【００３８】また、他方の校正用被写体Ａ₂は、各検出
素子４の配列方向(x方向)に対して所定の角度θだけ傾
斜した表面となるように設置されており、この被写体Ａ
₂を撮像する際にもＸ線検出器２は、同様にy方向に走査
される。

【００３９】ここでは、説明を簡単にするために、Ｘ線
検出器２は、図７に示したように、７個の検出素子４
(ここでは、各素子を区別するため符号４₁〜４₇で示す)
で構成されているものとする。

【００４０】そして、このＸ線検出器２で図２(a)に示
した校正用被写体Ａ₁を撮像した場合に、図８(b)に示す
ような７×５画素分の画像データが得られたとする。

【００４１】ここで、４₁〜４₂および４₆〜４₇の検出素
子に着目したとき、その強度は上から順に、０.０→０.
０→０.０→０.５→１.０と変化する。校正用被写体Ａ₁
が無い場合の強度が“０.０”、校正用被写体Ａ₁が有る
場合の強度が“１.０”であるので、その中間値である
“０.５”が校正用被写体Ａ₁の境界線であると考えてよ
い。これらの検出素子４₁〜４₂および４₆〜４₇の場合、
強度が“０.５”となるのは、y＝４の位置となる。

【００４２】一方、４₃〜４₅の各検出素子については、
その強度は上から順に、０.０→０.３→０.７→１.０→
１.０と変化する。ここで、y＝２で強度が“０.３”、y
＝３で強度が“０.７”であるから、校正用被写体Ａ₁の
境界に相当する強度が“０.５”となる位置は、y＝２.
５と推定される。

【００４３】強度が“０.５”となる推定位置が、４₁〜
４₂および４₆〜４₇の検出素子と、４₃〜４₅の検出素子
とで異なるのは、いずれか一方がy方向に位置ずれを起
こしているためである。

【００４４】そこで、４₁〜４₂および４₆〜４₇の検出素
子の位置を基準に考えると、４₃〜４₅の３個の検出素子
は、２.５−４.０＝−１.５となり、y方向下方にΔy＝
１.５画素分位置ずれしていることが分かる。

【００４５】したがって、演算手段１５は、画像メモリ
８に格納された校正用被写体Ａ₁に関する画像データに
基づいて、上述のようにして各検出素子４₁〜４₇のy方
向に関する各位置ずれのデータ(上の例では、４₁〜４₂
および４₆〜４₇の検出素子に関してはΔy＝０、４₃〜４
₅の検出素子に関してはΔy＝−１.５)を求め、これらの
位置ずれデータをy方向メモリ１３に格納する。

【００４６】次に、Ｘ線検出器２で図２(b)に示した校
正用被写体Ａ₂を撮像する。演算手段１５は、画像メモ
リ８に格納された校正用被写体Ａ₂に関する画像データ
に基づいて、まず、上述のようにして各検出素子４のy
方向に関する各位置ずれのデータを求める。この場合に
得られる位置ずれのデータは、実際には、検出素子４の
y方向の位置ずれ量とx方向の位置ずれ量とが合算された
値となるので、演算手段１５は、y方向メモリ１３に既
に格納されているy方向の位置ずれデータを差し引いてx
方向のみに関する位置ずれデータを求め、その位置ずれ
データをx方向メモリ１１に格納する。

【００４７】こうして、x方向メモリ１１およびy方向メ
モリ１３に各検出素子４に関するx方向およびy方向の各
位置ずれデータが格納されたならば、図５に示したよう
にして、実際の被写体Ａを撮像する。

【００４８】たとえば、Ｘ線検出器２が前述のように、
７個の検出素子４₁〜４₇(図７参照)で構成されていると
仮定して、被写体Ａを撮像した場合に、図３に示すよう
な７×５画素分の画像データが得られたとする。

【００４９】ここで、一例として、符号４₄(x＝４の位
置)の検出素子に着目したとき、この検出素子４₄で撮像
された画像データは、y方向に関して、その強度は上か
ら順に、０.０→０.２→０.７→１.０→１.０と変化す
るが、この検出素子４₃は、上述のようにy方向下方にΔ
y＝１.５画素分位置ずれしている。

【００５０】したがって、この検出素子４₄のy方向に走
査して得られる各強度“０.０”，“０.２”，“０.
７”，“１.０”，“１.０”は、実際には、それぞれy
＝２.５，３.５，４.５，５.５，６.５の各位置におけ
るデータである。つまり、図４の白丸で示したに位置で
の画像データである。

【００５１】真に求めたいのは、図４の黒丸で示すy＝
１，２，３，４，５，…の各位置でのデータであるか
ら、たとえば、y＝４の位置における強度は、y＝３.５
の位置での強度“０.２”と、y＝４.５の位置での強度
“０.７”とから直線補間すれば、“０.４５”となる。
また、y＝５の位置における強度は、y＝４.５の位置で
の強度“０.７”と、y＝５.５の位置での強度“１.０”
とから、直線補間すれば“０.８５”となる。

【００５２】このように、演算手段１５は、画像メモリ
８に格納された被写体Ａについての画像データをy方向
に沿って読み出すとともに、y方向メモリ１３に格納さ
れている位置ずれデータに基づいて、上記のようにし
て、y方向の各位置での補正された強度を算出し、その
結果を再び画像メモリ８に格納する。このようにして、
各検出素子４の位置ずれの影響が除かれる。

【００５３】ここでは、説明を簡単にするために、y方
向に関する位置ずれ補正についてのみ説明したが、x方
向の位置ずれに関しても全く同様にして補正が行われ
る。

【００５４】なお、上記の実施例では、放射線としてＸ
線を検出する例を示したが、これに限定されるものでは
なく、γ線などの他の放射線を検出することで被写体を
撮像する装置にも本発明を適用することができるのは勿
論である。

【００５５】また、放射線検出器は、素子を一列分だけ
配列した構成となっているが、複数列のものであっても
よい。

【００５６】さらに、位置ずれの補正は、この実施例で
は、直線補間によって行っているが、スプライン補間な
ど、公知の任意の補間手法を適用することもできる。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、次の効果を奏する。

【００５８】(１) 放射線検出器を構成する各検出素子
に位置ずれが生じている場合でも、これが有効に補正さ
れるため、歪みの無い正常な画像が得られる。

【００５９】(２) 特に、数千個以上もある個々の検出
素子を位置ずれを起こすことなく正確に配列する場合の
手間、労力が省け、極めて容易に実現できる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る放射線撮像装置の要部を
示すブロック図である。

【図２】図１の装置における放射線検出器を構成する検
出素子の位置ずれデータを予め抽出するために使用され
る校正用被写体を示す断面図である。

【図３】放射線検出器を使用して被写体を撮像して得ら
れる画像データを示す説明図である。

【図４】放射線検出素子の各検出素子の位置ずれを補正
する場合の説明図である。

【図５】放射線検出器の全体構成を示す構成図である。

【図６】放射線検出器の構成を示す図である。

【図７】放射線検出器の各検出素子の位置ずれの状態を
示す説明図である。

【図８】放射線検出器の各検出素子の位置ずれの有無に
伴う画像メモリへのデータの格納状態を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１…Ｘ線管、２…放射線検出器、４…検出素子、８…画
像メモリ、１０…表示器、１１…x方向メモリ(第１記憶
手段)、１３…y方向メモリ(第２記憶手段)、１５…演算
手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０６Ｆ 15/64 Ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の検出素子を一列または複数列に集
   積してなる放射線検出器を備えるとともに、この放射線
   検出器を所定方向に沿って走査しつつ撮像された二次元
   の画像データを格納する画像メモリを有する放射線撮像
   装置において、 前記放射線検出器を構成する各検出素子の列方向に関す
   る各検出素子の位置ずれデータを格納する第１記憶手段
   と、 前記放射線検出器の走査方向に関する各検出素子の位置
   ずれデータを格納する第２記憶手段と、 前記第１、第２の記憶手段に格納されている各位置ずれ
   データに基づいて、前記画像メモリに格納されている画
   像データの位置ずれ補正を行う演算手段と、 を含むことを特徴とする放射線撮像装置。