JPWO2007026419A1 - 放射線撮像装置および放射線検出信号処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち、この発明の放射線撮像装置は、放射線検出信号に基づいて放射線画像を得る放射線撮像装置であって、被検体に向けて放射線を照射する放射線照射手段と、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段と、信号に重畳されたオフセット値を除去するオフセット補正を行うために用いられるオフセット画像について、信号の情報を蓄積する複数の蓄積時間に対応したオフセット画像を記憶するオフセット画像記憶手段と、放射線検出手段から検出された複数の放射線検出信号を撮像における放射線の照射前の非照射時に取得する非照射信号取得手段と、その非照射信号取得手段で取得されたそれら放射線検出信号と、前記オフセット画像記憶手段で記憶され、かつ非照射信号取得手段での蓄積時間に対応したオフセット画像とに基づいて、ラグ画像を取得するラグ画像取得手段と、放射線検出手段から検出された放射線検出信号を撮像における放射線の照射時に取得する照射信号取得手段と、その照射信号取得手段で取得された放射線検出信号と、前記オフセット画像記憶手段で記憶され、かつ照射信号取得手段での蓄積時間に対応したオフセット画像とに基づいて、撮像の対象となる放射線画像を取得する放射線画像取得手段と、その放射線画像取得手段で取得された放射線画像から、前記ラグ画像取得手段で取得されたラグ画像を用いてラグ除去することで、放射線検出信号に含まれる時間遅れ分を放射線検出信号から除去することによる時間遅れ分に関するラグ補正を行うラグ補正手段とを備えていることを特徴とするものである。
3 … フラットパネル型X線検出器(FPD)
9a … 非照射信号取得部
9b … ラグ画像取得部
9c … 照射信号取得部
9d … X線画像取得部
9e … ラグ補正部
11a … オフセット画像用メモリ部
11b … ゲイン補正用画像用メモリ部
X,X´,Y … X線画像
L,L´ … ラグ画像
M … 被検体
上述したオフセット画像およびゲイン補正用画像は、X線検出信号に相当する信号情報(電荷)を蓄積する蓄積時間に応じて異なる性質を持つ。そこで、これらの画像を、図8に示すように、各蓄積時間に対応させて撮像前に予め記憶する。
前回の撮像におけるX線の照射の終了から、図7に示すように所定の待ち時間TWが経過したか否かを判断する。照射の終了直後には時間遅れ分のうちの短時定数成分あるいは中時定数成分が多く含まれる。これら短/中時定数成分は短時間で減衰し、減衰後は長時定数成分が支配的になり、ほぼ同じ強さで残留し続ける。そこで、前回の撮像におけるX線の照射から所定時間経過後の非照射時にX線検出信号を取得するように待ち時間TWを設け、その待ち時間TWが経過してから、次のステップS3に進むようにする。なお、待ち時間TWが経過したか否かの判断を、タイマ(図示省略)によって行えばよい。すなわち、前回の撮像におけるX線の照射の終了と同時にタイマをリセットして『0』にして、タイマのカウントを開始して、待ち時間TWに相当するカウントに達したら、待ち時間TWが経過したと判断すればよい。
非照射信号取得部9aは、待ち時間TW経過後の非照射時に各X線検出信号をサンプリング時間ΔT1間隔毎に逐次に取得する。今回の撮像におけるX線の照射の開始までのサンプリング回数を(N+1)(ただし、K=0,1,2,…,N−1,Nとする)とし、待ち時間TW経過直後に最初に取得する添え字をK=0とする。そして、(K+1)番目に取得するX線検出信号をIKとすると、待ち時間TW経過直後に最初に取得されるX線検出信号はI0となり、今回の撮像におけるX線の照射の開始直前に取得されるX線検出信号はINとなる。なお、サンプリング時間ΔT1毎にステップS3〜S6を続けて行うとする。
ステップS3でのX線検出信号の取得の時点、すなわちサンプリング時点が、今回の撮像におけるX線の照射の開始に達したか(ここではK=N+1になったか)否かを判断する。もし、達した場合には、ステップS7に跳ぶ。もし、達していない場合には、次のステップS5に進む。
添え字Kの値を1ずつ繰り上げて、次のサンプリングのために準備する。
ステップS3で非照射信号取得部9aによって取得されたX線検出信号IKを非照射信号用メモリ部11cに書き込んで記憶する。このとき、X線検出信号IKよりも前の時点で取得されたX線検出信号IK-1は不要となるので棄却する。したがって、最新のX線検出信号のみが非照射信号用メモリ部11cに記憶されることになる。なお、ステップS5でK=0からK=1に繰り上げてステップS6に進んだ場合には、X線検出信号I0よりも前の時点ではX線検出信号は存在しないので棄却する必要がない。そして、次のサンプリングのためにステップS3に戻って、サンプリング時間ΔT1間隔毎にステップS3〜S6を繰り返して行う。本実施例1では前のX線検出信号を棄却して最新のX線検出信号のみを残したが、もちろん、必ずしも棄却する必要はない。上述したステップ3〜S6は、この発明における非照射信号取得工程に相当する。
ステップS4でサンプリング時点が今回の撮像におけるX線の照射の開始に達したら、ステップS3で取得された(N+1)番目のX線検出信号INをラグ画像として採用する。すなわち、ラグ画像取得部9bは、今回の撮像におけるX線の照射の開始直前に取得されたX線検出信号INを非照射信号用メモリ部11cから読み出して、そのX線検出信号INをラグ画像として取得する。ラグ画像をLとするとL=INとなる。ただし、このラグ画像Lに対してオフセット画像およびゲイン補正用画像を考慮して、下記(1)式のようにオフセット画像およびゲイン補正用画像を考慮したラグ画像L´を求める。
このときの蓄積時間は、非照射時のサンプリング時間ΔT1であるので、サンプリング時間ΔT1に対応したオフセット画像O1をオフセット画像用メモリ部11aから読み出すとともに、サンプリング時間ΔT1に対応したゲイン補正用画像G1をゲイン補正用画像用メモリ部11bから読み出す。そして、上記(1)式から最終的なラグ画像Lをラグ画像取得部9bは取得する。ラグ画像取得部9bによって取得されたラグ画像L´をラグ画像用メモリ部11dに書き込んで記憶する。このステップS7は、この発明におけるラグ画像取得工程に相当する。
今回の撮像におけるX線の照射を終了すると、その照射によって得られた照射時のX線検出信号を照射信号取得部9cは取得する。照射信号取得部9cで取得された照射時のX線検出信号を照射信号用メモリ部11eに書き込んで記憶する。このステップS8は、この発明における照射信号取得工程に相当する。
ステップS8で取得された照射時のX線検出信号をXとすると、この照射時のX線検出信号Xに対してオフセット画像およびゲイン補正用画像を考慮して、下記(2)式のようにオフセット画像およびゲイン補正用画像を考慮したX線画像X´を求める。
このときの蓄積時間を、図7に示すように非照射時のサンプリング時間(すなわち周期)ΔT1の2倍であるΔT2(=ΔT1×2)とする(図7中の2点鎖線を参照)と、サンプリング時間ΔT2に対応したオフセット画像O2をオフセット画像用メモリ部11aから読み出すとともに、サンプリング時間ΔT2に対応したゲイン補正用画像G2をゲイン補正用画像用メモリ部11bから読み出す。そして、上記(2)式から今回の撮像でのX線画像X´をX線画像取得部9dは取得する。X線画像取得部9dによって取得されたX線画像X´をX線画像用メモリ部11fに書き込んで記憶する。このステップS9は、この発明における放射線画像取得工程に相当する。また、X線画像は、この発明における撮像の対象となる放射線画像に相当する。
ラグ補正部9eは、ステップS7で取得されたラグ画像L´をラグ画像用メモリ部11dから読み出すとともに、ステップS9で取得されたX線画像X´をX線画像用メモリ部11fから読み出して、X線画像X´からラグ画像L´を減算する。ラグ補正後のX線画像をYとすると、Y=X´−L´となる。
上述した実施例1と同じように、蓄積時間(サンプリング時間、照射時間)に対応させて、各々の蓄積時間ごとにオフセット画像およびゲイン補正用画像をそれぞれ求めて、各画像をオフセット画像用メモリ部11aまたはゲイン補正用画像用メモリ部11bに記憶する。
上述した実施例1と同じように、前回の撮像におけるX線の照射の終了から待ち時間TWが経過したか否かを判断する。待ち時間TWが経過してから、次のステップS12に進む。
上述した実施例1と同じように、待ち時間TW経過後の非照射時に各X線検出信号をサンプリング時間ΔT1間隔(例えば1/30秒)毎に逐次に取得する。ただし、本実施例2では、後述する説明から明らかなように、8番目のX線検出信号I7(すなわちK=7)を取得するまでは、待ち時間TW経過直後に最初に取得されたX線検出信号I0から7番目に取得されたX線検出信号I6までは棄却されずに、非照射信号用メモリ部11cに記憶された状態である。なお、サンプリング時間間隔毎にステップS12〜S14を続けて行うとする。
添え字Kが7になったか、すなわちサンプリング時点が8番目に達したか(ここではK=7になったか)否かを判断する。もし、達した場合には、ステップS3に跳ぶ。もし、達していない場合には、次のステップS14に進む。
上述した実施例1と同じように、添え字Kの値を1ずつ繰り上げて、次のサンプリングのために準備する。そして、8番目のX線検出信号I7(すなわちK=7)を取得するまでは、ステップS12で非照射信号取得部9aによって取得された各X線検出信号IKを順に非照射信号用メモリ部11cに書き込んで記憶する。このとき、X線検出信号IKよりも前の時点で取得されたX線検出信号IK-1については棄却せずに、非照射信号用メモリ部11cに記憶した状態として、X線検出信号が8個分になるまで蓄積する。そして、次のサンプリングのためにステップS12に戻って、サンプリング時間間隔毎にステップS12〜S14を繰り返して行う。
ステップS13でサンプリング時点が今回の撮像におけるX線の照射の開始に達したら、上述した実施例1と同様のステップS3〜S10を行う。ただし、非照射信号用メモリ部11cには8個分のX線検出信号が常に記憶されるようにしており、ステップS6で新たに最新のX線検出信号が非照射信号用メモリ部11cに記憶されると、最古のX線検出信号のみが棄却されるようになっている。そして、ステップS4でサンプリング時点が今回の撮像におけるX線の照射の開始に達したら、ステップS3で取得された(N−6)番目のX線検出信号IN-7から(N+1)番目のX線検出信号INまでの8個分の信号に基づいてラグ画像Lを求め、さらに上記(1)式を用いてオフセット画像およびゲイン補正用画像を考慮したラグ画像L´を求める。具体的には、これらの信号の平均をラグ画像として求める(L=ΣIi/8、ただしΣはi=N−7〜Nの総和)。ラグ画像Lの取得以降からラグ補正については実施例1と同様なので、その説明を省略する。
上述した実施例1,2と同じように、蓄積時間(サンプリング時間、照射時間)に対応させて、各々の蓄積時間ごとにオフセット画像およびゲイン補正用画像をそれぞれ求めて、各画像をオフセット画像用メモリ部11aまたはゲイン補正用画像用メモリ部11bに記憶する。
上述した実施例1,2と同じように、前回の撮像におけるX線の照射の終了から待ち時間TWが経過したか否かを判断する。待ち時間TWが経過してから、次のステップS22に進む。
上述した実施例1,2と同じように、待ち時間TW経過後の非照射時に各X線検出信号をサンプリング時間ΔT1間隔(例えば1/30秒)毎に逐次に取得する。先ず、待ち時間TW経過直後のX線検出信号I0を取得する。この待ち時間TW経過直後に最初に取得されたX線検出信号I0を非照射信号用メモリ部11cに書き込んで記憶する。
そして、ラグ画像取得部9bは、このX線検出信号I0を非照射信号用メモリ部11cから読み出して、そのX線検出信号I0をラグ画像L(ただしオフセット画像およびゲイン補正用画像を考慮する前)の初期値であるラグ画像L0として取得する。そして、ラグ画像取得部9bによって取得された初期値のラグ画像L0をラグ画像用メモリ部11dに書き込んで記憶する。
ステップS23で初期値のラグ画像L0を取得したら、上述した実施例1と同様のステップS3〜S10を行う。ただし、ステップS3での非照射時のX線検出信号の取得は、2番目のX線検出信号I1以降であり、ステップS7でラグ画像L(ただしオフセット画像およびゲイン補正用画像を考慮する前)を取得する際には、(N+1)番目のラグ画像LNを、非照射信号用メモリ部11cから読み出された非照射時のX線検出信号IN、およびラグ画像用メモリ部11dから読み出された前回のラグ画像LN-1に基づく再帰的演算処理で求める。本実施例3では、再帰的な加重平均(以下、適宜「リカーシブ処理」という)によって、下記の(3)式のようにラグ画像LNを取得する。
ただし、上述したようにI0=L0である。また、Pは加重比率であって、0〜1の値をとる。
Claims (4)
- 放射線検出信号に基づいて放射線画像を得る放射線撮像装置であって、被検体に向けて放射線を照射する放射線照射手段と、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段と、信号に重畳されたオフセット値を除去するオフセット補正を行うために用いられるオフセット画像について、信号の情報を蓄積する複数の蓄積時間に対応したオフセット画像を記憶するオフセット画像記憶手段と、放射線検出手段から検出された複数の放射線検出信号を撮像における放射線の照射前の非照射時に取得する非照射信号取得手段と、その非照射信号取得手段で取得されたそれら放射線検出信号と、前記オフセット画像記憶手段で記憶され、かつ非照射信号取得手段での蓄積時間に対応したオフセット画像とに基づいて、ラグ画像を取得するラグ画像取得手段と、放射線検出手段から検出された放射線検出信号を撮像における放射線の照射時に取得する照射信号取得手段と、その照射信号取得手段で取得された放射線検出信号と、前記オフセット画像記憶手段で記憶され、かつ照射信号取得手段での蓄積時間に対応したオフセット画像とに基づいて、撮像の対象となる放射線画像を取得する放射線画像取得手段と、その放射線画像取得手段で取得された放射線画像から、前記ラグ画像取得手段で取得されたラグ画像を用いてラグ除去することで、放射線検出信号に含まれる時間遅れ分を放射線検出信号から除去することによる時間遅れ分に関するラグ補正を行うラグ補正手段とを備えていることを特徴とする放射線撮像装置。
- 放射線検出信号に基づいて放射線画像を得る放射線撮像装置であって、被検体に向けて放射線を照射する放射線照射手段と、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段と、出力側の各画素の信号レベルを揃えるゲイン補正を行うために用いられるゲイン補正用画像について、信号の情報を蓄積する複数の蓄積時間に対応したゲイン補正用画像を記憶するゲイン補正用画像記憶手段と、放射線検出手段から検出された複数の放射線検出信号を撮像における放射線の照射前の非照射時に取得する非照射信号取得手段と、その非照射信号取得手段で取得されたそれら放射線検出信号と、前記ゲイン補正用画像記憶手段で記憶され、かつ非照射信号取得手段での蓄積時間に対応したゲイン補正用画像とに基づいて、ラグ画像を取得するラグ画像取得手段と、放射線検出手段から検出された放射線検出信号を撮像における放射線の照射時に取得する照射信号取得手段と、その照射信号取得手段で取得された放射線検出信号と、前記ゲイン補正用画像記憶手段で記憶され、かつ照射信号取得手段での蓄積時間に対応したゲイン補正用画像とに基づいて、撮像の対象となる放射線画像を取得する放射線画像取得手段と、その放射線画像取得手段で取得された放射線画像から、前記ラグ画像取得手段で取得されたラグ画像を用いてラグ除去することで、放射線検出信号に含まれる時間遅れ分を放射線検出信号から除去することによる時間遅れ分に関するラグ補正を行うラグ補正手段とを備えていることを特徴とする放射線撮像装置。
- 被検体を照射して検出された放射線検出信号に基づいて放射線画像を得る信号処理を行う放射線検出信号処理方法であって、前記信号処理は、信号に重畳されたオフセット値を除去するオフセット補正を行うために用いられるオフセット画像について、信号の情報を蓄積する複数の蓄積時間に対応したオフセット画像を撮像前に予め記憶するオフセット画像記憶工程と、複数の放射線検出信号を撮像における放射線の照射前の非照射時に取得する非照射信号取得工程と、その非照射信号取得工程で取得されたそれら放射線検出信号と、前記オフセット画像記憶工程で記憶され、かつ非照射信号取得工程での蓄積時間に対応したオフセット画像とに基づいて、ラグ画像を取得するラグ画像取得工程と、放射線検出信号を撮像における放射線の照射時に取得する照射信号取得工程と、その照射信号取得工程で取得された放射線検出信号と、前記オフセット画像記憶工程で記憶され、かつ照射信号取得工程での蓄積時間に対応したオフセット画像とに基づいて、撮像の対象となる放射線画像を取得する放射線画像取得工程と、その放射線画像取得工程で取得された放射線画像から、前記ラグ画像取得工程で取得されたラグ画像を用いてラグ除去することで、放射線検出信号に含まれる時間遅れ分を放射線検出信号から除去することによる時間遅れ分に関するラグ補正を行うラグ補正工程とを備えていることを特徴とする放射線検出信号処理方法。
- 被検体を照射して検出された放射線検出信号に基づいて放射線画像を得る信号処理を行う放射線検出信号処理方法であって、前記信号処理は、出力側の各画素の信号レベルを揃えるゲイン補正を行うために用いられるゲイン補正用画像について、信号の情報を蓄積する複数の蓄積時間に対応したゲイン補正用画像を撮像前に予め記憶するゲイン補正用画像記憶工程と、複数の放射線検出信号を撮像における放射線の照射前の非照射時に取得する非照射信号取得工程と、その非照射信号取得工程で取得されたそれら放射線検出信号と、前記ゲイン補正用画像記憶工程で記憶され、かつ非照射信号取得工程での蓄積時間に対応したゲイン補正用画像とに基づいて、ラグ画像を取得するラグ画像取得工程と、放射線検出信号を撮像における放射線の照射時に取得する照射信号取得工程と、その照射信号取得工程で取得された放射線検出信号と、前記ゲイン補正用画像記憶工程で記憶され、かつ照射信号取得工程での蓄積時間に対応したゲイン補正用画像とに基づいて、撮像の対象となる放射線画像を取得する放射線画像取得工程と、その放射線画像取得工程で取得された放射線画像から、前記ラグ画像取得工程で取得されたラグ画像を用いてラグ除去することで、放射線検出信号に含まれる時間遅れ分を放射線検出信号から除去することによる時間遅れ分に関するラグ補正を行うラグ補正工程とを備えていることを特徴とする放射線検出信号処理方法。
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