KR100738943B1

KR100738943B1 - 방사선 촬영장치 및 방사선 촬영방법

Info

Publication number: KR100738943B1
Application number: KR1020040067313A
Authority: KR
Inventors: 하야시다신스케
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2007-07-12
Also published as: KR20050021290A; CN1589738A; EP1519567A2; TWI246015B; US7599541B2; JP4468083B2; JP2005095578A; CN100350880C; US20050047639A1; EP1519567A3; TW200508959A

Abstract

단계 S203에서, 고정패턴노이즈(FPN) 화상은 방사선 촬영 전에 얻어진다. 단계 S204에서, 고정패턴노이즈(FPN) 화상에 포함된 화소의 값의 균일은 고정패턴노이즈(FPN) 화상에 포함된 화소의 값을 사용하여 판정된다.

방사선 촬영, 고정패턴노이즈(FPN) 화상, 취득수단, 판정수단, 설정수단

Description

방사선 촬영장치 및 방사선 촬영방법{RADIOGRAPHIC APPARATUS AND RADIOGRAPHIC METHOD}

도 1은 본 발명의 실시예에 관한 방사선 촬영장치(100)의 기본구성을 나타내는 블록도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 관한, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서의 잔상의 유무의 판정처리의 흐름도이다.

도 3은 단계 S204에서의 처리, 즉 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서의 잔상의 유무, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서의 잔상의 유무의 판정처리(제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서의 잔상의 유무의 판정)의 처리의 흐름도이다.

도 4는 잔상소거의 방법의 분류를 나타내는 도면이다.

도 5는 잔상유무의 판정처리의 설명을 보충하는 도면이다.

도 6은 잔상유무의 판정처리의 설명을 보충하는 도면이다.

도 7은 조작장치(116)의 표시화면 상에서 표시되는, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상 혹은 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상 중의 잔상의 존재, 불균일성을 지시하는 메세지를 표시하기 위한 화면의 일례를 나타내는 도면이다.

도 8은 잔상유무의 판정처리의 설명을 보충하는 도면이다.

도 9는 에지잔상유무의 판정처리의 흐름도를 나타내는 도면이다.

도 10은 고정패턴노이즈(FPN) 잔상(additive Lag)의 화상에 대한 영향을 나타내는 도면이다.

도 11은 광검출기 어레이 구성예를 나타내는 도면이다.

도 12는 광검출기 어레이 구동 개념을 나타낸 타이밍 차트이다.

도 13은 X선 촬영 시스템의 타이밍 차트이다.

도 14는 광검출부의 등가회로도를 나타내는 도면이다.

도 15는 감도잔상(multiplicative Lag)과 고정패턴노이즈(FPN) 잔상(additive Lag)의 선량 의존성을 나타내는 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100: 방사선 촬영장치 101: 방사선 관구

102: 방사선 촬영버튼(조작버튼) 103: 방사선 발생장치

104,115: I/F 105: 피검체

106: 촬영부 107: 방사선 검출부

108: A/D 변환장치 109: CPU

111,112,113: 메모리 114: 기억매체

116: 조작장치

본 발명은, 방사선 촬영을 행하는 방사선 촬영방법 및 방사선 촬영장치에 관한 것이다.

종래로부터 대상물의 방사선 화상을 얻는 방법(방사선 화상 취득방법)은, 공업용의 비파괴 검사나 의료진단의 경우 등에 널리 이용되고 있다. 이 방사선 화상 취득방법은, 일반적으로는 대상물에 대하여 방사선을 조사하고, 이 대상물을 투과한 방사선의 강도분포를 검출함으로써 행해지고 있다.

구체적으로, 방사선 화상 취득방법 중에서 가장 일반적인 방법으로서는, 다음과 같은 방법이 있다.

우선, 방사선의 조사에 의해 형광을 발하는, 소위 "형광체판"(또는, "증감지")과, 은염필름을 조합한다. 이러한 구성에 대해서, 대상물을 거쳐 방사선을 조사한다. 이에 의해, 형광체판에서는, 방사선이 가시광으로 변환하여, 은염필름 상에는 대상물의 잠상이 형성된다. 대상물의 잠상이 형성된 은염필름을 화학처리한다. 따라서, 은염필름에서의 대상물의 가시상(대상물의 방사선 화상)을 얻을 수 있다.

이러한 방사선 화상 취득방법으로 얻어지는 방사선 화상은, 소위 아날로그 사진으로, 화상진단이나 검사에 사용된다.

휘진성 형광체를 도포한 이미징 플레이트(imaging plate)(이하, "IP"라 함)를 사용한 컴퓨터화된 방사선 촬영장치(computed radiographic apparatus)(이하, "CR" 장치라 함)도 사용되기 시작하고 있다.

상기한 CR 장치는, 디지털 방사선 촬영장치이다. 그러나, 2차 여기에 의한 판독이라는 화상형성 처리를 필요로 하기 때문에, 아날로그 사진과 마찬가지로 촬영화상(방사선 화상)을 즉시 표시할 수 없다.

또한, 최근에는, 미소한 광전변환소자나 스위칭소자 등으로 이루어지는 화소를 매트릭스형으로 배열한 광전변환 수단(CCD 등의 촬영소자)을 수상수단으로서 사용하여, 디지털적인 방사선 화상을 취득하는 장치가 개발되고 있다.

이러한 장치는, CCD 또는 비결정질 실리콘 2차원 촬영소자 위에 형광체를 적층한 방사선 촬영장치로서 종래부터 개시되어 있다(예를 들면, 미국 특허 5,418,377, 5,396,072, 5,381,014, 5,132,539 및 4,810,881).

이들 2차원 촬영소자를 사용한 방사선촬영장치에 있어서는, 통상 화상을 형성하기 전에, 고정패턴노이즈(FPN: Fixed Pattern Noise) 보정 또는 화이트 보정이라 부르는 보정을 행하고 있다. 상기 고정패턴노이즈(FPN) 보정이란, 2차원 촬영소자의 각 소자에서의 암전류에 기인해서 생기는 노이즈를 보정하는 것이다.

고정패턴노이즈(FPN) 보정을 행하기 위해, 통상 X선 조사가 없는 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 조사가 있을 때와 동일 구동 조건하에서 취득한다. 그리고, X선 화상으로부터 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 감산함으로써 보정한다. 또한 화이트 보정이란, 이득 보정이라고도 부르고, 2차원 촬영소자의 각 소자간의 감도의 차이점을 보정하는 것이다(본 명세서의 이득 보정은 화이트 보정을 의미하는 것이다.). 화이트 보정을 행하기 위해, 통상 선형성이 있는 선량범위 내의 X선을 조사한 화이트 화상을 이용하여, 방사선 촬영화상을 감산처리를 행함으로써 보정한다. 상기 보정된 방사선 화상은, QA 처리라 부르는 다른 화상처리를 실행하는 경우에도 약 3초 내에 즉시 표시하는 것이 가능하므로, 예를 들면, 긴급을 요하는 의료현장에서는 유효하다. 또한 이들 디지털 촬영장치의 아날로그 사진기술에 대한 이점으로서, 필름없는 처리, 화상처리에 의한 취득 정보량의 증가 및 데이터 베이스화를 들 수 있다.

그런데, 전술한 바와 같은 비결정질 실리콘 등의 촬영소자를 수상수단으로서 사용한 디지털 촬영장치에서도, 상기 필름이나 CR을 사용한 촬영장치와 마찬가지로, 사전 노출(pre-exposure)의 조사량 변동에 따라, 화상 중에 잔상이 남을 가능성이 있다. 도 8에 형광체에 의한 잔상의 시간특성의 개념도가 나타나 있다. 형광체의 잔광이 잔상의 원인이다. 사전 노출의 X선량을 바탕으로 세로축을 규격화한다. 도 8과 같이 시간과 함께 형광체의 잔상은 감쇠한다. 그 후 잔상량은 거의 일정하게 된다. 도 8과 같이, 잔상량이 시간에 따라 변화되는 경우, 상기 디지털 방사선 촬영장치의 화상 상에 잔상이 남는다. 왜냐하면 2차원 촬영소자를 사용한 화상촬영장치에 있어서는, 고정패턴노이즈(FPN) 보정을 행하기 때문이다.

X선 화상취득모드와 고정패턴노이즈(FPN) 화상취득모드에서의, 잔상량의 차이가, 고정패턴노이즈(FPN) 보정 후의 화상 중에 잔상으로서 남아버린다. 형광체의 잔광 이외에도, 예를 들면 촬영소자 내에 남아버린 전하가 잔상을 발생할 수 있다. 잔상에는, 상기 고정패턴노이즈(FPN) 잔상(additive lag) 이외에, 감도잔상(multiplicative lag)이 있다. 상기 감도잔상은, 도 8과는 달리, X선 조사시에, 그 전 상태에 의해, 발광하는 양이, 사전의 형광체의 상태 등에 의해 변화함으로써 화상 상에 나타나는 것이다. 이 상기 감도잔상은 X선 조사없이 파악할 수 없다. 따라서, 고정패턴노이즈(FPN) 잔상에 한정하여, 잔상을 파악한다.

이들 잔상을 소거하는 방법으로서, 광 리셋트라고 부르는 LED의 가시광선을 비결정질 실리콘 등의 촬영소자에 전면조사하는 방법이나, 방사선 촬영 직전에 화 이트 촬영(calibration)을 하는 방법, 또는 센서의 슬립(sleep) 시간을 늘리는 방법이 종래 사용되었다.

그러나, 상기 종래기술의 잔상소거방법을 항상 행하는 것은, 시간 및 노동이 필요하다는 과제가 있었다. 특히, 잔상이 없는 경우에 이들 방법을 실시하는 것은, 촬영 처리량(throughput)의 점에서는 낭비하는 공정이었다. 이 공정을 생략하기 위해서는 잔상유무를 사전에 파악하는 수단이 필요하다. 종래의 필름을 사용한 아날로그 장치나 컴퓨터화된 방사선 촬영장치(CR 장치)에서는, 필름현상시간이나 컴퓨터화된 방사선의 이미징 플레이트(IP) 판독시간 때문에, 잔상유무를 판정하는 것은 어려웠다. 그러나 본 2차원 촬영소자를 사용한 방사선 촬영장치에 있어서는, 화상을 순간적으로 취득가능하기 때문에, 잔상의 유무를 피사체 촬영 전에 판정하는 것이 기술적으로 가능하다.

본 발명은 이상의 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 방사선 촬영을 행할 때마다 잔상소거를 행하는 대신, 필요할 때만 잔상소거를 행하게 하는 바와 같이, 잔상의 유무를 판정해 사용자에게 통지하기 위한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 예를 들면 본 발명의 방사선 촬영장치는 이하의 구성을 구비한다.

즉, 방사선촬영을 행하는 방사선 촬영장치에 있어서, 촬영 전에 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 취득하는 취득수단과, 상기 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 이용하여 잔상의 유무를 판정하는 판정수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

즉, 방사선 촬영을 행하는 방사선 촬영장치에 있어서, 기준화상 촬영모드와, 방사선 화상 촬영모드 중 하나를 설정하는 설정수단과, 상기 설정수단에 의해 상기 기준화상 촬영모드가 설정되었을 경우에, 기준이 되는 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 얻는 제1 취득수단과, 상기 설정수단에 의해 상기 방사선 화상 촬영모드가 설정되었을 경우에, 상기 방사선 촬영 전에 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 취득하는 제2 취득수단과, 상기 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상 및 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 사용하여 잔상의 유무를 판정하는 판정수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 예를 들면 본 발명의 방사선 촬영방법은 이하의 구성을 구비한다.

즉, 방사선 촬영을 행하는 방사선 촬영방법에 있어서, 촬영 전에 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 취득하는 취득단계와, 상기 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 이용하여 잔상의 유무를 판정하는 판정단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

즉, 방사선 촬영을 행하는 방사선 촬영방법에 있어서, 기준화상 촬영모드와, 방사선 화상 촬영모드 중 하나를 설정하는 설정단계와, 상기 설정단계에서 상기 기준화상 촬영모드가 설정되었을 경우에, 기준이 되는 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 얻는 제1 취득단계와, 상기 설정단계에서 상기 방사선 화상 촬영모드가 설정되었을 경우에, 상기 방사선 촬영 전에 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 취득하는 제2 취득단계와, 상기 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상 및 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 이용하여 잔상의 유무를 판정하는 판정단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부한 도면을 참조하여 명백할 것이고, 같은 참조 문자는 그 도면 전체에 걸쳐 같거나 또는 유사한 부분을 지정한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 적합한 실시예에 따라 상세하게 설명한다.

[제1 실시예]

<방사선 촬영장치(100)의 전체구성>

도 1은 본 실시예에 따른 방사선 촬영장치(100)의 기본구성을 나타내는 블록도이다.

방사선관구(101)는, 피검체(105)에 대하여 방사선(예를 들면 X선 등)을 방사한다. 이 방사선은 방사선 발생장치(103)에서 발생된다. 그 발생의 지시는 방사선 촬영버튼(102)을 사용하여 입력된다. 방사선 촬영버튼(102)을 사용하여 방사선의 발생의 지시를 입력하면, 그 지시를 나타내는 신호는 I/F(104)를 통해 CPU(109)에 입력된다. CPU(109)는 이 신호를 해석하여 방사선 발생장치(103)에 방사선을 발생시키도록 방사선 발생장치(103)를 제어하기 위한 신호를 I/F(104)를 통해 방사선 발생장치(103)에 출력한다.

이상과 같이 하여 방사선이 방사선관구(101)로부터 피검체(105)에 대하여 조사된다. 피검체(105)에 조사된 방사선은, 방사선량을 감소시키면서 피검체를 투과해서 촬영부(106)에 도달한다.

촬영부(106)는 방사선 검출부(107)와 A/D 변환장치(108)로 구성되어 있다. 방사선 검출부(107)는, 예를 들면 비결정질 실리콘과 TFT로 구성된 광검출기의 전면에 형광체가 배치되어 이루어지는 촬영소자와, 촬영 소자의 구동제어부와 증폭기 IC를 구비한다. 방사선 검출부(107)는 피검체를 투과해서 촬영부에 도달한 방사선량에 근거한 신호를 증폭해서 출력한다. 출력된 신호(아날로그 신호)는 A/D변환장치(108)에 의해 디지털 신호로 변환되어, 기억매체(114)나 조작장치(116)의 (후술하는) 표시화면에 출력된다.

이 디지털 신호가 피검체를 방사선 촬영한 것에 의해 얻어지는 화상이다. 이 화상을 이하, 방사선 화상이라 칭한다.

CPU(109)는 메모리(111 내지 113)에 저장되어 있는 프로그램 및 데이터를 사용하여 각종의 처리를 실행한다. CPU(109)는 방사선 촬영장치를 구성하는 각부를 제어하여 (후술하는) 각종의 촬영처리 제어나, (후술하는) 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 균일성의 판정처리를 행한다.

메모리(111)는, CPU(109)가 방사선 촬영장치를 구성하는 각부를 제어하여 (후술하는) 각종의 촬영처리를 제어하거나, (후술하는) 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 균일성의 판정처리를 행하기 위한 프로그램이나 데이터를 기억하기 위한 메모리이다.

메모리(112)는, 상기 A/D 변환장치(108)로부터 출력된 방사선 화상의 데이터를 기억함과 동시에, (후술하는) 방사선 촬영을 행하기 전에 촬영되는 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 데이터를 기억하기 위한 메모리이다.

메모리(113)는, (후술하는) 화이트 화상과 화이트 화상 촬영시의 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 기억하기 위한 메모리이다.

본 실시예에서는 메모리의 수는 3개로 하고 있다. 그러나, 메모리의 갯수는 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 1개의 메모리 상에 3개의 기억영역을 설치하고, 각각의 기억영역에 상기 메모리(111 내지 113)에 기억되어 있는 내용을 저장하도록 해도 된다.

기억매체(114)는 하드디스크 드라이브 장치 등의 정보기억장치이다. 본 실시예에서는, 기억매체(114)는 (후술하는) 보정처리 후의 화상의 데이터를 보존하기 위해 사용한다.

조작장치(116)는 방사선 촬영장치(100)의 각종의 설정을 입력하기 위한 입력 인터페이스 장치로서 기능한다. 입력된 설정 데이터는 I/F(115)를 통해 CPU(109)에 입력되고, CPU(109)에 의해 해석된다. CPU(109)는 해석한 내용에 대응한 처리를 행한다. 이 조작장치(116)는, 예를 들면 터치패널에 의해 구성되어 있고, 각종의 정보를 입력하기 위한 버튼이나 슬라이더의 화상이 표시되어 있다. 이들 화상을 손가락이나 지시기구로 지시함으로써, 각종의 설정을 입력할 수 있다. 또한 이 터치패널의 표시화면 상에는 도 7에 나타내는 (후술하는) 화면을 표시할 수도 있다.

이와 같은 조작장치(116)에 의해, 방사선 촬영장치(100)의 조작자는, 기억매체(114)에 보존된 화상데이터를 표시기능에 의해 표시하여, 여러가지 조작을 행하는 것을 가능하게 한다.

버스(110)는 전술한 각부 중 어느 하나를 연결한다.

도 1에 나타낸 구성 이외의 구성을 방사선 촬영장치(100)의 구성으로 할 수도 있다. 본 실시예에 따른 방사선 촬영장치(100)의 구성은 도 1에 나타낸 구성에 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 대형의 표시장치를 방사선 촬영장치(100)에 접속해서 보다 많은 조작자에 대하여 정보를 표시하도록 해도 된다. A/D 변환장치 및 스피커를 방사선 촬영장치(100)에 접속하여 각종의 정보를 소리로 통지해도 된다.

<방사선 촬영장치(100)의 일련의 동작>

다음에 본 실시예에 관한 방사선 촬영장치(100)가 행하는, 일련의 방사선 촬영처리에 대해서 대략 설명한다.

이하 설명하는 처리의 전단에 이미 화이트 화상의 촬영은 행해지고, 화이트 화상의 데이터와 화이트 화상 촬영시의 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 데이터는 얻어진 것으로 가정한다. 따라서, 메모리(113)에는 화이트 화상의 데이터 및 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 데이터가 기억되어 있다. 이하에서는 기준 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 이하 설명하는 고정패턴노이즈(FPN) 화상과의 혼동을 피하기 위해, "제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상"이라 칭한다. 본 실시예에서는 기준 고정패턴노이즈(FPN) 화상을, 화이트 화상 촬영시에 얻어지는 고정패턴노이즈(FPN) 화상으로서 설명한다. 본 실시예에서 사용하는 "제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상"은, 상기 시점에서 취득되는 고정패턴노이즈(FPN) 화상에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 동일한 방사선 촬영장치(100)를 이용하여 촬영이 행해진 과거의 복수의 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 평균 화상이나, 수입검사시나 공장출시시에 취득한 고정패턴노이즈(FPN) 화상인 것도 포함된다.

우선, 조작자 (방사선 기사 등)는, 조작장치(116)를 사용하여, 환자(피검체)의 이름, 신장, 체중, 생년월일, 성별 등의 환자정보나, 방사선을 조사하는 부위(검사 부위)나 관전압(kVp), 관전류(mA), 방사선 조사시간(msec)으로 이루어진 방사선 촬영 조건정보를 방사선 촬영장치(100)에 입력한다.

다음에, 조작자는 상기 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상과는 다른 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 촬영을 행하기 위해 방사선 촬영버튼(102)을 사용하여 그 지시를 입력한다. 그 지시는 CPU(109)에 입력되고, 그 취지가 해석되어 각부를 제어한다. 전술한 촬영순서에 따라 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상이 촬영된다. 그 데이터는 촬영부(106)로부터 출력되어 메모리(112)에 저장된다. 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 촬영을 행하는 지시는, 방사선 촬영버튼(102)에 의한 지시에만 한정되지 않고, 조작장치(116)를 통해 환자정보의 입력에 의한 지시나, 방사선 촬영 조건정보의 입력에 의한 지시에 의해서도 된다.

방사선 촬영을 행하기 전에 고정패턴노이즈(FPN) 화상(제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상)을 취득하는 이유는, 고정패턴노이즈(FPN) 화상에 잔상 등의 불균일성이 없는지 확인하기 위해서이다. 따라서, 방사선 촬영을 행하기 전에 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 취득하는 구동조건은, 기준 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 취득하는 구동조건과 동일한 것이 바람직하다.

다음에, 후술하는 처리에 의해, 상기 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상과 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 균일성을 판정한다. 그 판정 결과에 따라서는 종래의 상기 잔상소거 처리를 행한다.

이상의 처리가 완료하면, 피검체(105)를 방사선의 조사 위치에 검사 부위가 위치하도록 촬영부(106) 상에 정렬시킨다. 조작자가 방사선 촬영버튼(102)을 누르면, CPU(109)는 이것을 검지한다. 방사선을 발생시켜, 검사부위의 방사선 화상의 촬영을 행한다. 이때, CPU(109)는, 조작자에 의한 방사선 촬영버튼(102)의 누름을 검지하면, 방사선 검출부(107)를 초기화한다. CPU(109)는, 그 후에 방사선 발생장치(103)를 제어하여 방사선을 발생시키고, 방사선관구(101)로부터 방사선을 발생시킨다.

방사선관구(101)로부터 방사된 방사선은, 방사선 검출부(107)(촬영소자의 수광면)에서, 피검자(105)(검사 부위)의 내부 구조에 따른 투과 방사선 분포에서 검출된다.

방사선 검출부(107)는, 수광한 방사선의 2차원 광강도 분포에 따라, 2차원적으로 광전변환을 행함으로써 피검자(105)의 아날로그적인 방사선 화상신호(아날로그 화상신호)를 취득한다. 취득한 아날로그 화상신호를 A/D 변환장치(108)에 출력한다.

A/D 변환장치(108)는, 방사선 검출부(107)로부터의 아날로그 화상신호를 디지털 신호로 변환한다. 변환한 디지털 신호를 방사선 화상의 데이터로서 I/F(115)를 통해 메모리(112)에 출력한다. 이때, 이 방사선 화상의 데이터는 조작장치(116)에도 출력하도록 해도 된다. 그 경우, 조작장치(116)의 표시화면 상에는 이 방사선 화상이 표시되게 된다.

화상 데이터가 A/D 변환장치(108)로 송신된 후, 방사선 검출부(107)는 방사선 조사 없이, 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 취득한다. 방사선 화상과 마찬가지로, A/D 변환장치(108)를 통해, 고정패턴노이즈(FPN) 화상은, 메모리(112)로 저장된다.

전술한 대로, 본 처리의 시작의 전단에서 메모리(113)에는 화이트 화상의 데이터가 저장되어 있다. CPU(109)는 화이트 화상 데이터를 사용하여, 메모리(112)에 저장되어 있는 방사선 화상데이터의 고정패턴노이즈(FPN) 보정처리, 이득보정처리(이득보정 연산처리)를 행한다. 그리고 CPU(109)는, 이득 보정처리 후의 방사선 화상 데이터를 기억매체(114)에 보존한다. 따라서 촬영처리가 종료하게 된다.

그 후, 조작자는 조작장치(116)를 조작함으로써, 사용 목적에 따라, 기억매체(114)로부터 방사선 화상 데이터(이득보정처리 후의 화상 데이터)를 판독하고, 디지털 화상을 필름 또는 방사선 진단 모니터 상에 묘사하는 화상기(imager)로, 화상 데이터를 입력하는 지시를 입력할 수 있다.

<방사선 촬영장치(100)의 구동>

도 12는 본 실시예에서의 센서 판독한 개요 타이밍 차트이다. 도 11은 2차원 배열의 광전변환소자를 구비하는 광검출기 어레이(58)의 등가회로다. 도 11, 도 12를 사용하여, 잔상판정을 위한 고정패턴노이즈(FPN) 화상취득시의 구동을 포함시킨 X선 화상촬영시의 2차원 구동에 대해서 기술한다.

도면참조부호 600은 조작자가 입력하는 촬영시작신호, 601은 X선에의 노출요구 제어신호, 602는 X선의 노출상태, 603은 센서 내 전류 소스의 전류, 604는 행선택선 Lrn의 제어상태, 605는 A/D 변환장치(108)로의 아날로그 입력을 나타내고 있다.

도 12는 센서 판독한 개요 타이밍 차트로 크게 3 스테이지로 나누어진다. 제 1 스테이지는 잔상판정 판독(read)+프리판독(pre-read)동작이다. 제2 스테이지는 X선 노출시의 판독동작이다. 제3 스테이지는 X선 화상판독 후의 보정용의 프리판독동작이다. 프리판독동작과 X선 노출시의 판독동작은 신호전하를 도입하는지 어떤 지의 차이만으로 구동 상의 큰 차이는 없다.

이하, 이 구동의 상세한 실시예에 대하여 설명한다.

·제1 스테이지 : 잔상판정판독+프리판독동작

잔상판정판독과 프리판독동작은 기본적으로는 동일한 구동이다. 요컨대, 신호전하를 판독하는지 아닌 지의 차이가 가장 큰 차이이다. 이하, 그 구동의 실시예에 대하여 설명한다.

바이어스 배선을 광전변환시의 바이어스 값 Vs인 상태로 한다. 모든 열신호배선 Lc를 리셋트 기준전위(101)에 접속하고, 열신호선을 리셋트한다. 그 후에 행선택 배선 Lr1에 정전압 Vgh를 인가하고, SW(1, 1)~(1, 4096)을 ON으로 하고, 제1열의 광전변환소자의 G전극을 리셋트 전압 Vbt로 리셋트한다. 다음에 행선택 배선 Lr1을 정전압 Vgl로 하여 SW(1,1)~(1,4096)을 OFF 한다. 행의 선택을 순차적으로 반복하고, 모든 화소의 리셋트를 행하여 촬영준비가 완료된다. 이상의 동작은 신호전하의 판독조작과 같고, 신호전하를 도입하는지 아닌 지의 차이밖에 없다. 이 리셋트 조작을 이후 "프리판독"이라 부른다. 이 프리판독 동작 중에, 행선택 배선 Lr을 모두 동시에 정전압 Vgh로 하지 않는 이유는 다음과 같다. 이 경우에서는 판독준비 완료시에, 신호배선 전위가 리셋트 전압 Vbt로부터 크게 어긋나게 된다. 따라서, 고 S/N의 신호를 얻는 것이 어렵다. 또한 전술한 예에서는, 행선택배선 Lr을 1로부터 4096으로 리셋트한다. 그러나, 촬영 제어기(24)의 설정에 근거한 구동기(62)의 제어에 의해 임의의 순서로 리셋트를 행하는 것이 가능하다.

촬영시작요구가 주어지면, 잔상판정용 판독이 시작된다.
즉, 도 12에 나타낸 바와 같이, 도면참조부호 600의 최초의 펄스가 발생하면, 도면참조부호 604의 최초의 펄스군(1~4096)이 발생한다. 이후, 프리판독동작을 반복하여, X선의 노출요구를 기다린다.

잔상유무판정에서 잔상 없음이 된 경우에는, X선의 노출이 요구된다.

·제2 스테이지 : X선 노출시의 판독동작

X선 노출시의 판독동작은 2개의 동작으로 이루어진다. 그 노출 직전의 프리판독동작과 X선 노출시의 판독동작의 2개의 동작.

노출 직전의 프리판독동작이란, 노출요구가 발생한 후에, 화상취득 준비를 위해, 다시 프리판독동작을 행하여 X선 노출에 준비하는 것이다. 직전의 프리판독동작을 행하여 화상취득준비가 행해진 후에, 촬영 제어기(24)의 지시에 따라 X선이 노출된다.
즉, 도 12에 나타낸 바와 같이, 도면참조부호 604의 2번째의 펄스군(1~4096)이 발생한 후에, 도면참조부호 602의 최초의 펄스가 발생한다.

다음에 X선 노출되고, 광전변환소자(80)의 신호전하를 판독하여 동작이 시작된다. 판독동작은 실제로 신호를 판독하는지 아닌지 여부가 다를 뿐, 기본적인 동작은 프리판독동작과 바뀌는 것은 없다.

우선, 광전변환소자 어레이가 있는 행(예를 들면 Lr1)에 대한 행선택 배선Lr에 Vgh를 인가하고, 축적전하신호를 신호배선 Lc1~Lc4096에 출력한다. 열신호배선 Lc1~Lc4096으로부터 1열씩 4096화소만큼의 신호를 동시에 판독한다.

다음에, 다른 행선택 배선 Lr (예를 들면 Lr2)에 Vgh를 인가하고, 축적전하신호를 신호배선 Lc1~Lc4096에 출력한다. 열신호배선 Lc1~Lc4096으로부터 1열씩 4096화소만큼의 신호를 동시에 판독한다. 이 동작을 4096의 열신호배선에 순차적으로 반복함으로써, 모든 화상정보를 판독한다.
즉, 도 12에 나타낸 바와 같이, 도면참조부호 604의 3번째의 펄스군(1~4096)이 발생한다.

상기 동작 중, 각 센서의 전하축적시간은 리셋트 동작이 완료했을 때, 즉 프리판독시의 TFT(82)를 OFF하고 나서, 다음의 전하 판독을 위해 TFT(82)가 ON하기까지의 사이다. 그러므로 행선택 선 사이에서 축적시간 및 타이밍이 변한다.

·제3 스테이지 : X선 화상 판독 후의 보정용의 프리판독동작

X선 화상을 판독한 후, 보정용 화상을 취득한다.
즉, 도 12에 나타낸 바와 같이, 도면참조부호 604의 4번째의 펄스군(1~4096)이 발생한다.
이것은 X선 화상의 보정에 사용하기 위해서이고, 고화질의 화상을 취득하기 위해 필요한 보정데이터이다. 기본적인 화상취득방법은 X선 노출을 실행하지 않는 점 이외는 동일하다. 전하축적시간은, X선 화상을 판독할 때와, 보정화상을 판독할 때와 같게 한다.

도 13에 방사선 촬영장치(100)의 타이밍 차트를 나타낸다. 도면 부호 901은 X선 발생장치에 대한 촬영요구신호, 902는 실제 X선 노출상태, 903은 조작자(21)의 지시에 근거한 촬영 제어기(109)로부터 구동기(62)로의 촬영요구신호, 904는 X선 검출기(107)의 촬영준비(ready)신호, 905는 산란선 제거기구 그리드의 구동신호, 906은 X선 검출기(107) 내의 파워제어신호, 907은 X선 검출기의 구동상태(특히 광검출기 어레이로부터의 전하판독동작)를 각각 나타낸다. 도면 부호 908은 화상 데이터의 전송상태나, 화상처리나 표시의 상태를 개념적으로 나타내고 있다.

도 13에서의 잔상판정용 구동에 대하여 설명한다. X선 발생장치 노출요구 SW 900이 눌러지면, 촬상장치 구동상태(907)가 구동된다. 아이들링 구동 중, 적어도 1개의 화상을 실제 판독과 동일한 구동으로 구동한다. 얻어진 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 사용하여 후술한 방법으로 잔상유무의 판정을 행한다. 상기 구동은 도 12와 동일하다.

다음에, 도 13에서의 X선 검출기(107)의 동작에 대하여 각각 설명한다.

도 13에서의 검출기 준비요구 또는 촬영요구가 있을 때까지의 시간에 대하여 설명한다. 조작자(21)로부터의 검출기 준비요구 또는 촬영요구가 있을 때까지 구동기(62)는 906으로 나타낸 바와 같이 파워제어를 OFF 상태로 대기한다. 구체적으로는, 도 11에서 행선택선 Lr, 열신호선 Lc, 바이어스 배선 Lb의 전위를 도시하지 않은 스위치에 의해 동전위(특히 신호 GND 레벨)로 유지하고, 광검출기 어레이(58)에 바이어스를 인가하지 않는다. 또한, 신호판독회로(100), 라인 선택기(92), 바이어스 전원(84 또는 85)을 포함하는 전원을 차단함으로써, 상기 행선택선 Lr, 열신호선 Lc, 바이어스 배선 Lb의 전위를 GND 전위로 유지해도 된다.

도 13에서의 검출기 준비요구 또는 촬영요구에 대하여 설명한다. 조작자의 조작자 인터페이스(116)에 대한 촬영준비의 요구지시(901, 1st SW)를 입력한다. 촬영 제어기(109)는 X선 발생기(40)를 촬영준비상태로 천이시킴과 동시에, X선 검출기(107)에 대하여 촬영준비상태로 이행시키는 지시를 내보낸다. 지시를 받은 구동기(62)는 광검출기 어레이(107)에 바이어스를 인가함과 동시에, 프리판독 Fi를 반복한다. 요구지시는, 예를 들면 X선 발생장치로의 노출요구 SW의 1st 스위치(보통은 관구의 로터 업 등이 시작된다.)나, X선 검출기(107)가 촬영준비를 위해 소정시간(몇 초 이상)을 필요로 하는 경우 등은, X선 검출기(107)의 준비를 시작하기 위한 지시이다. 이 경우, 조작자가, X선 검출기(107)에 대하여 의식적으로 촬영준비의 요구지시를 내보내지 않아도 된다. 즉, 조작자 인터페이스(116)에 대하여, 피검체정보, 촬영정보 등이 입력되면, 촬영 제어기(109)는 검출기 준비의 요구지시로 해석하여, X선 검출기(107)를 검출기 준비상태로 이행시켜도 된다.

도 13에서의 검출기 준비상태에 대하여 도 14를 참조하여 설명한다. 검출기 준비상태에서는, 광전변환 모드에 있어서, 프리판독 후, 광검출부(80)에 암전류가 서서히 축적되어 콘덴서 80b 포화상태로 유지되는 것을 피하기 위해, 프리판독 Fi를 소정간격으로 반복한다. 이 조작자(21)로부터의 촬영준비요구가 있으면서 실제의 X선 노출 요구가 발생하지 않는 기간에 행하는 구동, 즉 검출기 준비상태에 행하는 프리판독 Fi를 소정 시간간격 T1로 반복하는 구동을 이후 "아이들링 구동"이라 부른다. 아이들링 구동을 행하고 있는 검출기준비상태의 기간을 "아이들링 구동기간"이라 부른다. 이 아이들링 구동기간은, 실사용상, 미정이다. 그 때문에, 광검출기 어레이(58)(특히 TFT(82))에 부하가 걸리는 판독동작은 매우 적게 하기 위해 T1은 통상의 촬영동작시보다도 길게 설정한다. 일반적인 판독 구동 Fr보다도 TFT(82)의 ON 시간이 짧은 아이들링 전용 프리판독구동 Fi를 행한다.

<고정패턴노이즈(FPN) 화상의 균일성 판정처리>

상기한 일련의 촬영동작 중에서, 잔상소거 처리를 필요할 때만 행하기 위해서는, 상기 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상 및 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서의 잔상의 유무를 판정하는 처리가 필요하다.

도 2는, 본 발명의 제1 실시예에 관한, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상 및 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서의 잔상의 유무의 판정처리의 흐름도이다. 이때 동일도면의 플로우차트에 따른 프로그램은 메모리(111)에 저장된다. CPU(109)가 도 2에 따른 흐름도에 따라 처리를 실행할 수 있다.

이때, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상 및 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서의 잔상의 유무를 판정하는 것은, 화이트보정을 행하기 위한 화이트 화상 내의 잔상의 유효성을 판정하는 것에도 연결되는 것이다.

또한, 이하에 설명하는 균일성 판정처리는, 조작부(116) 또는 다른 지시장치를 조작하고, 방사선 촬영장치(100)의 동작모드가 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 균일성 판정모드로 설정되었을 경우에만 실행되는 것으로 한다.

전술한 설명에 의해, 우선 화이트 화상 촬영을 행할 필요가 있다. 따라서, 조작자는 조작부(116)를 조작하고, 방사선 촬영장치(100)의 동작모드를 화이트 화상을 촬영하는 모드로 설정한다. 단계 S201에서 이 모드의 설정지시를 접수하면, 화이트 화상의 촬영을 행한다. 화이트 화상의 촬영은, 예를 들면 방사선 발생장치(103)에 "선형성이 있는 선량범위 내의 방사선"을 발생시켜서 방사선관구(101)에 의해 방사시켜, 방사한 방사선을 촬영부(106)가 촬영함으로써 얻는다.

이때, 화이트 화상을 고정패턴노이즈(FPN) 보정하기 위한 고정패턴노이즈(FPN) 화상(제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상)도 동일하게 취득된다. 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 데이터는 화이트 화상의 데이터와 함께 메모리(113)에 저장된다.

다음에, 조작자는, 환자정보, 방사선 촬영 조건정보를 입력하고, 이들 정보에 근거하여 피검체에 대한 방사선 촬영을 행하므로, 조작자는 조작부(116)를 조작하여 방사선 촬영장치(100)의 동작모드를 방사선 촬영 모드로 설정한다. 또한 조작자는 조작장치(116)를 사용하여 상기 환자정보, 방사선 촬영 조건정보를 입력한다. 단계 S202에서는 이 모드의 설정지시를 접수하면, 다음에 입력되는 환자정보, 방사선 촬영 조건정보를 메모리(111 내지 113) 중 어느 하나에 기억시킨다.

단계 S203에서는 상기 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 상기한 처리에 의해 얻는다. 이 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 얻는 트리거는, 단계 S202에서의 각 정보의 입력종료시인 것이 바람직하다. 그러나, 방사선 발생장치(103)가 방사선을 발생하기 위해 설정해야 하는 정보인 방사선 촬영 조건정보의 입력종료시라도 되고, 특히 방사선 촬영버튼(102)이 눌러진 상태라도 된다.

단계 S204에서는, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 균일성의 판정, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 균일성의 판정처리를 행한다. 즉, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서의 잔상의 유무의 판정처리, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서의 잔상의 유무의 판정처리를 행한다. 단계 S204에서의 처리의 상세에 대해서는 도 3을 이용하여 후술한다.

잔상의 유무에 따라 처리가 분기된다. 잔상이 있었을 경우에는 처리를 단계 S206으로 진행시킨다. 잔상이 없었을 경우에는 처리를 단계 S209로 진행시킨다. 이때, 잔상이 있었을 경우, 즉 단계 S206에서는, 조작장치(116)의 표시화면 상에 그 취지를 나타내는 메시지를 표시한다.

도 7은 조작장치(116)의 표시화면 상에 표시하고, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상 혹은 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상 중의 잔상의 존재, 불균일성의 경고를 나타내는 메시지를 표시하기 위한 화면의 일례를 나타내는 도면이다.

도면 부호 701은 표시화면을 나타낸다. 표시화면(701)은 전술한 바와 같이 조작장치(116)의 표시화면 상에 표시되는 것이다. 조작장치(116)의 표시화면에는 보통, 버튼 등이 표시되어 있다. 이 표시를 전환하여 도 7에 나타내는 화면을 표시해도 된다. 통상 표시는 그대로 행하여 도 7에 나타내는 화면을 표시하기 위한 영역을 새롭게 설치하도록 해도 된다.

표시화면(701)에는 상기 메시지와 함께, 권장하는 보정방법을 통지하기 위한 메시지(710)가 표시되어 있다. 이 보정을 행하는 경우에는 "YES"의 버튼영역(706)을 조작자가 지시한다. 또한 보정을 행하지 않는 경우에는 "NO"의 버튼영역(705) 혹은 "취소(CANCEL)"의 버튼영역(704)을 조작자가 지시한다. 따라서, CPU(109)는 지시된 영역에 따른 처리를 행한다. 이 보정처리에 대해서는 후술한다.

또한 표시화면(701)에는, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상, 또는 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 표시하는 영역(702)이 설치되어 있다. 그 영역(702)에는 잔상의 영역(703)도 표시한다. 이에 따라 조작자는 잔상이나 그 위치를 시야로 확인할 수 있고, 잔상의 소거를 행하는지 아닌지를 판단할 수 있다.

잔상이 있는 경우에는, 잔상을 소거하는지 아닌지를 선택할 필요성이 있다. 그러나 잔상을 소거할 경우, 상기한 바와 같이, 이것에 관련되는 처리에는 시간이 걸리고, 디지털 화상 촬영장치의 특징인 즉시성을 살릴 수 없다. 또한 촬영을 바로 행하고자 하는 경우나, 잔상량이 작을 경우, 잔상이 있는 장소가 방사선 화상 중의 관심영역이 아닐 경우, 잔상이 있는 장소를 피해 촬영이 가능한 경우에는, 잔상을 소거할 필요가 없다.

단계 S206에서는 도 7에 도시된 화면사용잔상의 소거처리를 행하는지 아닌 지의 지시를 접수한다. 즉 버튼영역(704 내지 706) 중 하나의 지시를 접수한다.

잔상의 소거를 행하는 취지가 입력되었을 경우(도 7의 화면에서 버튼영역 (706)이 지시되었을 경우), 처리를 단계 S207로 진행한다. 한편, 잔상의 소거는 행하지 않는 취지가 입력되었을 경우(도 7의 화면에서 버튼영역(704 혹은 705)이 지시되었을 경우), 처리를 단계 S210으로 진행한다.

단계 S207에서는, 잔상의 소거를 행하기 위해 사용하는 소거방법을 선택한다. 이것은 소거방법을 조작장치(116)의 표시화면에 일람표시하도록 해도 된다. 그러나, 그 선택을 위한 일람의 제시방법은 한정하는 것은 아니다. 제시하는 일람으로서는, 광 리셋트를 사용하는 방법이나, 균일한 높은 선량 조사 촬영을 사용하는 방법, 화이트 화상 재촬영을 사용하는 방법 등이 있다.

본 실시예에서는 광 리셋트를 사용하지 않는 방법을 베스트 모드로 하고, 잔상유무의 판정에 사용한 화상에 의해 분류된 (후술한) 방법으로 잔상소거하는 방법을 베스트 모드로 한다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 이 잔상소거의 방법의 분류에 대해서는 도 4를 이용하여 후술한다.

단계 S207에서는 조작자에 의해 조작장치(116)를 사용하여 입력되는 선택결과를 접수한다.

단계 S208에서는, 단계 S207에서 입력된 선택결과, 즉 잔상의 소거방법에 따라 잔상의 소거를 행한다. 그리고 처리를 다시 단계 S204로 되돌리고, 다시 잔상의 유무의 확인을 행한다.

잔상의 소거는 행하지 않는 취지가 입력되었을 경우(도 7의 화면에서 버튼영역(704 혹은 705)이 지시되었을 경우)에는 전술한 바와 같이 처리를 단계 S210으로 진행한다. 조작장치(116)의 표시화면 상에 "잔상소거 없음으로 촬영가능"인 취지를 나타내는 메시지를 표시한다.

전술한 대로, 단계 S204에서는, 잔상의 유무에 따라 처리를 분기시키는 것이다. 잔상이 없었을 경우에는 처리를 단계 S209로 진행시킨다.

단계 S209에서는, 조작장치(116)의 표시화면 상에 "잔상 없음으로 촬영가능"인 취지를 나타내는 메시지를 표시한다. 그리고 단계 S211에서는 <방사선 촬영장치 100의 일련의 동작>에서 설명한 내용에 따라, 피검체의 방사선 화상의 촬영처리를 시작한다.

상기 단계 S204에서의 처리, 즉 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서의 잔상의 유무, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서의 잔상의 유무의 판정처리(제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서의 잔상의 유무의 판정)에 대하여, 동일처리의 흐름도를 나타내는 도 3을 사용하여 더 상세하게 설명한다. 도 3은, 잔상유무 판정처리의 제1 실시예에서의 흐름도를 나타내는 도면이다.

단계 S301에서는, 메모리(113)에 저장되어 있는 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상, 및 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상과 함께 복수의 직사각형으로 분할한다. 이 직사각형의 사이즈에 대해서는, 예를 들면 앰프 IC가 128화소마다 다르면, 각 앰프 IC에 해당하는 사이즈로 해도 된다. 광전변환소자나 형광체의 감도 등의 출력값에 변동이 있을 경우에는, 특성이 동일영역 내에서 크게 다른 것이 없도록 128 화소×64화소의 사이즈로 해도 된다.

직사각형의 사이즈가 너무 작아지면, 단계 S204에 관한 산출시간이 그 만큼 많이 걸리는 것이나, 다음 단계(단계 S302)에서 행해지는 통계량(본 실시예에서는 평균값과 표준편차값)의 산출결과에 오차가 생기기 쉬워져 버린다. 사이즈가 지나치게 크면, 예를 들면 전원의 차이 등에서 잔상 이외의 요인에 의한 불균일성이 생길 가능성이 있다. 따라서, 사이즈의 조정에는 주의가 필요하다.

다음에, 단계 S302에서는, 직사각형 내의 각 화소의 값의 평균값과 표준편차값을 구한다. 이 처리를 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 각각에 대하여, 각 직사각형마다 행한다. 이에 따라 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 각 직사각형마다, 평균값과 표준편차값을 구할 수 있게 된다.

단계 S303에서는, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 각 직사각형마다 요구한 평균값을 이용하여 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서의 잔상의 유무를 판정한다. 동시에, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 각 직사각형마다 요구한 평균값, 표준편차값을 사용하여 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서의 잔상의 유무를 판정한다. 따라서, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상 상에 잔상이 있는 것인지 아닌지를 판정한다. 제1 또는 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상에 잔상이 포함되는 경우에는, 양쪽 잔상의 영역을 비교한다.

보다 구체적으로는, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 i번째의 직사각형 내의 각 화소의 값의 평균값을 WAi, 표준편차 WSi로 하고 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 i번째의 직사각형 내의 각 화소의 값의 평균값을 GAi, 표준편차를 GSi로 한다. 이하의 식

Ali=GAi/WAi

A2i=GAi-WAi

E1i=GSi/WSi

E2i=GSi-WSi

에 따라, A1i, A2i, E1i, E2i를 구한다. 그리고 이들 구한 값을 사용하여 소정의 비교식에 따른 비교를 행하고, 이 직사각형에 대하여 "잔상 있음" 혹은 "잔상 없음"의 판정을 행한다.

잔상유무를 파악한 후에, 균일성의 임계치는, 각각의 값에서, 인간의 가시 한계에 해당하는 값으로 정하고, 잔상의 유무를 파악한다. 예를 들면 "A2i>0.5", "1.0001>Ali>0.9999", "1.1>Eli>0.9" 및 "E2i>0.05"이면, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서의 i번째의 직사각형, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서의 i번째의 직사각형에는 "잔상 있음"이라 판정한다. 이렇게 하여, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 직사각형마다 잔상의 유무를 판정할 수 있다.

이 판정결과는 메모리(111 내지 113) 중 어느 하나에 데이터로서 기록된다.

이때, 이들 비교식, 예를 들면 "A2i>0.5LSB 이상" 및 "1.0001>Ali>0.9999" 등의 임계치는, 잔상이 실제로 촬영화상 중에 인간의 눈에 보이는지 아닌지는 방사선 촬영장치(100)가 촬영하는 방사선 화상의 S/N비나, 상기 방사선 촬영 조건정보 등에 의존하는 것이다. 따라서 상기 임계치는, 상기 조건에 의해 변화되는 것으로 절대적인 것이 아니다. 화질에 의한 가시한계에 대해서는 예를 들면 F.L.VAN NES and M.A.BOUMAN,"The effects of wavelength and luminance on visual modulation transfer" 등으로 모델화되어 있다.

상기 방법에 의해, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서 "잔상 있음"이라 판정된 직사각형의 수가 1개라도 있었던 경우, "제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상에는 잔상 있음"이라 판단한다.

또한 마찬가지로, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서 "잔상 있음"이라 판정된 직사각형의 수가 1개라도 있었던 경우, "제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상에는 잔상 있음"이라 판단한다. 또한 상기 "잔상 있음"이라 판정된 직사각형의 영역이 인접하는지 아닌지를 판정하고, 그 연속한 크기가 클 수록 경고의 단계를 상승시키는 구성으로 하는 것도 바람직하다. 마찬가지로 "잔상 있음"이라 판정된 영역이나, 상기 "A2i>0.5LSB 이상" 또한 "1.0001>Ali>0.9999" 등의 지표도 1단계뿐만 아니라, 복수의 단계로 나누어 예를 들면 "알러트(alert)"와 "에러"로 나누는 것이 바람직하다. 예를 들면 "A2i>0.5LSB 이상" 또한 "1.0001>Ali>0.9999"이면 "에러"로 판정되는 것이 바람직하다. 어느 한 조건이 만족되는 경우나, "A2i>0.2LSB 이상"이고, "1.00005>Ali>0.99995"인 경우에는, "알러트"로 나누는 것이 바람직하다. 상기에서는 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 직사각형으로 나눈 후에 평균값과 표준편차값을 산출한다. 그러나, 물론 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 뺀 화상을 작성한다. 그 평균값, 표준편차값을 산출하는 방법을 사용해도 된다.

그리고 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상과 함께 잔상이 없다고 판정되었을 경우에는 처리를 단계 S209로 진행시킨다. 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상 및/또는 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상에 잔상이 있다고 판정되었을 경우에는 처리를 단계 S206으로 진행시킨다.

이상에서 설명한 도 3에 나타낸 처리에 의해, 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서의 잔상의 유무를 판정할 수 있다.

다음에 잔상소거의 방법의 분류에 대하여 설명한다. 도 4는 잔상소거의 방법의 분류를 나타내는 도면이다. 잔상소거를 행하는 원인으로서는, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상 또는 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상 중 어느 하나에 잔상 등의 불균일성이 존재하는가이다.

도 4를 참조하면, 단계 S204에서, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상에만 잔상이 있었다고(불균일성 있음) 판정되었을 경우에는, 상기한 화이트 화상 재촬영방법을 사용하여 잔상을 소거한다. 또는, 화이트 화상 재촬영방법을 사용하는 것을 권장하는 것을 도 7에 나타내는 화면 중에 메시지(710)로서 표시한다.

한편, 단계 S204에서 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상에만 잔상이 있었다고(불균일성 있음) 판정되었을 경우에는, 전술한 균일한 높은 선량 조사 촬영방법, 또는 슬립 시간을 늘리는 방법을 사용하여 잔상을 소거한다. 또는, 화이트 화상 재촬영방법, 또는 슬립 시간을 늘리는 방법을 사용하는 것을 권장하는 것을 도 7에 나타내는 화면 중에 메세지(710)로서 표시한다.

제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상과 함께 잔상이 있었다고(불균일성 있음) 판정된 경우에는, 양쪽잔상의 위치와 양을 비교하고, 우선 양쪽 잔상의 위치가 동일한지 아닌지를 비교한다. 우선, 위치가 같이 있는 경우에는 불균일량이 동등한 잔상인지 아닌지를 판정한다. 불균일량의 임계치로서는, 전술한 식의 임계치를 그대로 사용해도 된다. 그러나, 전술한 대로 촬영 조건이나 관찰하는 명도에 따라 가시한계의 임계치는 변한다. 전술한 잔상의 위치와 양이 동등하지 않을 경우에는, 전술한 화이트 화상 재촬영방법과 전술한 균일한 높은 선량 조사 촬영방법(과 슬립시간의 증대)의 양쪽을 사용하여 잔상을 소거한다.

도 10은, 고정패턴노이즈(FPN) 잔상(additive Lag)의 화상에의 영향을 나타내는 도면이다. 도 10은 화상 중의 1단면의 라인 그래프를 취한 것이다. 이때, 여기에서 말하는 고정패턴노이즈(FPN) 잔상(additive Lag)이란, X선 검출기(107)로부터의 출력값이, X선 조사 후에 조사된 영역에서만 증가할 때에 발생되는 잔상을 지시한다. 원인으로서는 전술한 도 8에서 나타낸 바와 같이 형광체의 잔광 등을 들 수 있다. 도 10은, 화상 프로파일을 이해하기 쉽게 하기 위해, 이 고정패턴노이즈(FPN) 잔상량을 약 500LSB로 크게 한 값으로 하여 나타낸 시뮬레이션 도면이다. (1)은 촬영화상과 화이트 화상에 동일영역에 동일량의 고정패턴노이즈(FPN) 잔상이 있는 경우의 촬영화상과 화이트 화상의 화상 프로파일, (2)는 촬영화상에만 고정패턴노이즈(FPN) 잔상이 있는 경우의 화상 프로파일이다. (1), (2)의 각각을 화이트 보정했을 때를 생각한다.

화이트 보정의 방법은, 상세하게는 일본특허공개 제 2001-351091 호에 있는 바와 같이, 화이트 화상의 화소값을 W, 촬영화상의 화소값을 X로 두면, 화이트 보정 후의 화소값은 X/W*means(X)로 나타난다. 이것과 도 10을 비교해 봄으로써, (1)과 같이 동일영역에 동일량의 고정패턴노이즈(FPN) 잔상이 있으면, 촬영화상의 선량이 화이트 화상의 선량과 동일할 때, 화이트보정 후에 잔상은 나타나지 않는 것을 안다. (1)의 그 밖의 경우나, (2)의 경우에는, 화이트보정 후에 잔상이 나타난다. 즉, (1)의 엄격히 한정된 경우 이외는, 화이트 보정에서는, 고정패턴노이즈(FPN) 잔상이 보정되지 않는 것을 안다.

도 15는 감도잔상(multiplicative lag)과 고정패턴노이즈(FPN) 잔상(additive lag)의 선량 의존성을 그래프로 한 것이다. 잔상이 없는 경우의 선량 대(對;versus) 출력은 도 15에 나타낸 바와 같이 "오리지날(original)"로서 나타나 있다. "FPN 잔상(additive lag)"은, 선량에 상관없이 출력값(화소값)에, 동일량이 오프셋으로서 실려 있다. "감도잔상(multiplicative lag)"은, 선량 대 출력의 기울기가 오리지날일 때와 달리 θa-θo만큼 감도가 상승하고 있다. 본 실시예에서, 판정하는 것은, 고정패턴노이즈(FPN) 잔상(additive lag)이다. 도 15를 보는 것으로 또한 전술한 화이트 보정의 식을 비교해 봄으로써, 화이트 화상의 선량과 촬영화상의 선량이 동일한 때에는, 화이트 보정 후에는 잔상은, 소멸하는 것을 안다. 단 고정패턴노이즈(FPN) 잔상이 동일영역에서 동일량일 때이다.

도 5 및 도 6은, 잔상유무의 판정처리의 설명을 보충하는 도면이다. 본 실시예에 관한 방사선 촬영장치(100)에서는, 화이트 보정을 행하기 위해, 화이트 화상 중에 잔상이 존재하는지 아닌지도 비교하는 것이 필요하다. 화이트보정 후의 화상에서의 잔상유무를 판정하려면, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 보면 충분하다.

도 5는, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상으로, 잔상이 있는 경우를 나타내고 있다. 잔상의 양 및 위치가 전부 동일하다고 가정한다. 그 경우, (1), (2)로 나타내는 바와 같이 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 잔상유무의 효과가, 방사선 화상에서의 효과와 정반대가 될 가능성이 있다.

또한, 도 6과 같이, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상 중에 잔상이 없는 경우에도, (1), (2)의 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 잔상유무에 있어서, 잔상이 있었을 경우에, 화이트보정 후의 화상 중에는, 잔상이 나타난다.

이들 도 5, 도 6에서 설명되는 이유에 의해, 잔상의 유무를 판정하기 위해서는, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상뿐만 아니라, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상을, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상과 비교해서 판정할 필요가 있다. 이때 상기 잔상은, 화상에서 본 현상이고, 다른 예를 들면 외부 자기 노이즈 등에 의한 불균일성 등에 의한 것이어도 된다.

이때, 비교 판정용 고정패턴노이즈(FPN) 화상은, 화이트 화상취득시에 취득된 고정패턴노이즈(FPN) 화상뿐만 아니라, 예를 들면 수입검사시나 공장출하시에 취득된 고정패턴노이즈(FPN) 화상이어도 된다. 또한 본 고정패턴노이즈(FPN) 화상은, 1장의 고정패턴노이즈(FPN) 화상에 한정되지 않는다. 예를 들면 복수 매의 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 평균값이라도 되고, 복수 매의 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 이용해도 된다.

[제2 실시예]

잔상유무의 판정을, 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 에지검출을 사용하여 행하는 본 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는 잔상유무의 판정수단으로서, 촬영전의 고정패턴노이즈(FPN) 화상과 화이트 화상취득시의 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 사용하여, 에지검출을 행하고, 잔상의 검출을 행하는 것이다.

도 9는, 본 실시예에 관한, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서의 잔상의 유무의 판정처리의 흐름도이다. 이때 도 9의 흐름도에 대응하는 프로그램은 메모리(111)에 저장된다. CPU(109)가 이것을 실행함으로써 동일도면의 흐름도에 따른 처리를 실행할 수 있다. 도 9에는 잔상 판정단계 S204의, 에지검출을 이용하여 행하는 흐름도가 나타나 있다.

도 9의 각 단계에 대하여 설명한다. 우선 S401에서 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 에지검출 한다. 에지검출의 방법으로서는, 예를 들면 일본특허공개 제 2001-307064 호를 사용하면 된다. 에지부 주변의 화소값의 패턴으로 판별하는 방법이다. 여기에서는, X선 화상에서의 조사나 인식을 위한 에지추출의 방법이지만, 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서도 같다. 그러나, 고정패턴노이즈(FPN) 화상에서는 고정패턴노이즈(FPN: Fixed Pattern Noise)가 실려 있을 가능성이 있기 때문에, 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 종평균, 횡평균을 하여 노이즈를 보정한 후에, 행하는 것이 바람직하다. 또 FPN노이즈를 보정하기 위해, 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상과 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 차분화상을 이용하여 에지검출을 행하는 방법을 사용해도 된다(이 경우, 후기의 단계 S403에서, 제1, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상 중의 에지가 동일부분인지 아닌지를 1장의 화상으로부터 판정할 수 있다.). 다음에, S402에서 제1, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 에지 유무를 판정한다. 단계 S403에서 제1, 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 에지부분이 동일영역인지 아닌지를 판정한다. 동일영역인지 아닌지는, 에지의 기울기와 위치로 판정한다. 에지의 원인이 되는 잔상의 원래 화상의 산란선에 의한 흐려짐이나 상기 에지 추출의 산출오차의 범위가 다른 경우에는, 동일한지 아닌지를 화상 및, 그 화상의 감산을 보아 판단하도록 해도 된다. 다음에 S404에서 제1 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상 내에 동일 에지가 있는지 아닌지에 의해, 동일 에지가 있으면, S208 의 "잔상 없음에서 촬영가능"이라 표시하여 촬영으로 옮겨진다. 동일 에지가 아니면 S205에서 잔상을 소거하는지 아닌지를 결정한다.

이때, 잔상량은, 선행 화상의 선량차가 남는다. 이러한 이유로, 투과영역과 조사 조리개의 사이가 최대값이 될 가능성이 크다. 요컨대, 잔상과 선행 화상의 조사필드에는 관련성이 있다. 따라서, 선행 화상의 조사필드를 사용하여, 그 부분에 에지가 있는지 아닌지를 판정해도 된다.

또한 본 실시예의 에지검출에 의해 판단하는 방법은, 제1 실시예를 보완하는 의미에서 사용하는 것도 가능하다. 예를 들면 잔상이 화상에 대하여 원활한 경우에는, 촬영화상 상에 명암(shading)이 남는 것만으로 진단상은 영향이 없을 가능성이 있다. 진단상 영향이 있는 것은, 에지가 화상에 있을 경우라 생각된다. 요컨대, 제1 실시예에서는 전자를 "잔상 있음"이라 판정해 버린다. 따라서, 제1 실시예의 보완으로서 본 실시예를 사용하는 구성을 취해도 된다.

본 발명의 목적은, 전술한 실시예의 기능을 실현하는 소프트웨어의 프로그램 코드를 기록한 기록매체 (또는 기억매체)를, 시스템 혹은 장치에 공급하고, 그 시스템 혹은 장치의 컴퓨터(또는 CPU나 MPU)가 기록매체에 저장된 프로그램 코드를 판독해 실행함으로써, 달성되는 것은 말할 필요도 없다. 이 경우, 기록매체로부터 판독된 프로그램 코드 자체가 전술한 실시예의 기능을 실현하게 되고, 그 프로그램 코드를 기록한 기록매체는 본 발명을 구성하게 된다.

또한 컴퓨터가 판독한 프로그램 코드를 실행함으로써, 전술한 실시예의 기능이 실현될 뿐만 아니라, 그 프로그램 코드의 지시에 근거하여, 컴퓨터 상에서 가동하고 있는 오퍼레이팅 시스템(OS) 등이 실제의 처리의 일부 또는 전부를 행하고, 그 처리에 의해 전술한 실시예의 기능이 실현될 경우도 포함되는 것은 말할 필요도 없다.

또한, 기록매체로부터 판독된 프로그램 코드가, 컴퓨터에 삽입된 기능확장카드나 컴퓨터에 접속된 기능확장유니트에 구비되는 메모리에 기록된 후, 그 프로그 램 코드의 지시에 근거하여, 그 기능확장카드나 기능확장유니트에 구비된 CPU 등이 실제의 처리의 일부 또는 전부를 행하고, 그 처리에 의해 전술한 실시예의 기능이 실현될 경우도 포함되는 것은 말할 필요도 없다.

본 발명을 상기 기록매체에 적용하는 경우, 그 기록매체에는, 먼저 설명한 흐름도에 대응하는 프로그램 코드가 저장되게 된다.

본 발명의 많고 명백하고 다양하고 다른 실시예들이 그 사상 및 범위를 벗어남이 없이 만들어질 수 있기 때문에, 본 발명이 청구항에 정의된 것을 제외하고 그 특별한 실시예에 제한되는 것은 아니라는 것이 이해되어야 한다.

본 발명의 구성에 의해, 방사선 촬영을 행할 때마다 잔상소거를 행하지 않고, 필요할 때만 잔상소거를 행하게 하도록, 잔상의 유무를 판정하여 통지할 수 있다.

Claims

방사선 촬영을 실행하고,

방사선 촬영 전에 방사선이 조사되지 않은 상태에서 촬영해서 얻은 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 취득하는 취득수단과,

상기 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 사용하여 잔상의 유무를 판정하는 판정수단과,

이 판정수단에 의해서 잔상이 없는 것으로 판정된 경우, 촬영가능인 것을 표시수단에 표시하는 표시처리수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영장치.
방사선 촬영을 실행하고,

기준 화상 촬영 모드와 방사선 화상 촬영 모드 중의 하나를 설정하는 설정수단과,

상기 기준 화상 촬영 모드가 상기 설정수단에 의해 설정되는 경우, 기준으로서 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 방사선이 조사되지 않은 상태에서 촬영해서 취득하는 제1 취득수단과,

상기 방사선 화상 촬영 모드가 상기 설정수단에 의해 설정되는 경우 방사선 촬영 전에 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 방사선이 조사되지 않은 상태에서 촬영해서 취득하는 제2 취득수단과,

상기 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상과 상기 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 사용하여 잔상의 유무를 판정하는 판정수단과,

이 판정수단에 의해서 잔상이 없는 것으로 판정된 경우, 촬영가능인 것을 표시수단에 표시하는 표시처리수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영장치.
제 2 항에 있어서,

상기 기준 화상 촬영 모드는 화이트 화상 촬영 모드인 것을 특징으로 하는 방사선 촬영장치.
제 2 항에 있어서,

상기 기준 화상 촬영 모드는 공장으로부터의 출하 또는 수입검사에서의 시험 화상 촬영 모드인 것을 특징으로 하는 방사선 촬영장치.
제 2 항에 있어서,

상기 판정수단은 상기 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 상기 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상과 비교하여 잔상의 유무를 판정하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영장치.
제 5 항에 있어서,

상기 판정수단은 상기 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상과 상기 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상 사이에서 차분화상을 사용하여 잔상의 유무를 판정하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영장치.
제 2 항에 있어서,

상기 판정수단은 상기 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 구성하는 각 화소의 값의 균일성을 판정하거나 또는 상기 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 구성하는 각 화소의 값의 균일성을 판정하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영장치.
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제 2 항에 있어서,

상기 판정수단이 상기 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 구성하는 각 화소의 값이 불균일성인 것을 판정하거나 또는 상기 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 구성하는 각 화소의 값이 불균일성인 것을 판정한 경우, 그 취지를 나타내는 메시지를 표시하는 표시수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영장치.
제 1 항에 있어서,

상기 판정수단은 상기 고정패턴노이즈(FPN) 화상의 에지를 검출하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영장치.
방사선 촬영을 실행하고,

방사선 촬영 전에 방사선이 조사되지 않은 상태에서 촬영해서 얻은 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 취득하는 취득단계와,

상기 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 사용하여 잔상의 유무를 판정하는 판정단계와,

이 판정단계에서 잔상이 없는 것으로 판정된 경우, 촬영가능인 것을 표시수단에 표시하는 표시처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영방법.
방사선 촬영을 실행하고,

기준 화상 촬영 모드와 방사선 화상 촬영 모드 중의 하나를 설정하는 설정단계와,

상기 기준 화상 촬영 모드가 상기 설정단계에서 설정되는 경우, 기준으로서 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 방사선이 조사되지 않은 상태에서 촬영해서 취득하는 제1 취득단계와,

상기 방사선 화상 촬영 모드가 상기 설정단계에 설정된 경우, 방사선 촬영 전에 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 방사선이 조사되지 않은 상태에서 촬영해서 취득하는 제2 취득단계와,

상기 제1 고정패턴노이즈(FPN) 화상과 상기 제2 고정패턴노이즈(FPN) 화상을 사용하여 잔상의 유무를 판정하는 판정단계와,

이 판정단계에서 잔상이 없는 것으로 판정된 경우, 촬영가능인 것을 표시수단에 표시하는 표시처리단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사선 촬영방법.
컴퓨터가 청구항 12의 방사선 촬영방법을 실행하도록 하는 프로그램을 저장한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체.