KR20080043851A - 방사선 촬상장치 및 방사선 검출신호 처리방법 - Google Patents

방사선 촬상장치 및 방사선 검출신호 처리방법 Download PDF

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KR20080043851A
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Abstract

본 발명의 방사선 촬상장치는 복수의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 촬상 전에 미리 기억하고, 이들 기억된 화상에 근거해서 래그 화상을 취득하는 동시에, 방사선 화상을 취득하도록 구성되어 있다. 그리고, 방사선 화상으로부터 래그 화상을 이용하여 래그 제거해 래그 보정을 행한다. 이와 같이, 축적 시간에 대응한 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 고려한 방사선 화상으로부터, 마찬가지로 축적 시간에 대응한 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 고려한 래그 화상을 이용해서 래그 제거함으로써, 오프셋 및 게인 성분을 포함해서, 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 방사선 검출신호로부터 쉽게 제거할 수가 있다.
방사선 촬상장치, 오프셋 화상, 게인 보정

Description

방사선 촬상장치 및 방사선 검출신호 처리방법{RADIATION IMAGING DEVICE AND RADIATION DETECTION SIGNAL PROCESSING METHOD}
본 발명은, 피검체를 조사해서 검출된 방사선 검출신호에 근거하여 방사선 화상을 얻는 방사선 촬상장치 및 방사선 검출신호 처리방법에 관한 것이며, 특히, 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분(遲延分)을 방사선 검출신호로부터 제거하는 기술에 관한 것이다.
방사선 촬상장치의 예로서 X선을 검출해서 X선 화상을 얻는 촬상 장치로는, 종래에 있어서 X선 검출수단으로서 이미지 인텐시파이어(I.I)가 이용되고 있었지만, 최근에 있어서, 플랫 패널형 X선 검출기(이하,『FPD』로 약기)가 이용되고 있다.
FPD는, 감응막이 기판상에 적층되어 구성되어 있으며, 그 감응막에 입사한 방사선을 검출하여, 검출된 방사선을 전하로 변환해서, 2차원 어래이 모양으로 배치된 캐패시터에 전하를 축적한다. 축적된 전하는 스위칭 소자를 ON하는 것으로 판독되어 방사선 검출신호로서 화상처리부에 보내진다. 그리고, 화상처리부에 있어서 방사선 검출신호에 근거하는 화소를 갖는 화상이 얻어진다.
이러한 FPD를 이용했을 경우, 종래부터 이용되고 있는 이미지 인텐시파이어 등에 비해서 경량이며, 또한 복잡한 검출 일그러짐이 발생하지 않는다. 따라서, 장치구조나 화상처리의 면에서 FPD는 유리하다.
그렇지만, FPD를 이용하면, X선 검출신호에 시간 지연분이 포함된다. 그 시간 지연분에 의해 전회(前回) 촬상에서의 X선 조사 시(時)의 잔상이 아티팩트(artifact)로서 X선 화상에 찍혀 버린다. 특히, 단시간의 시간 간격(예컨대 1/30초)으로 X선 조사(照射)를 연속적으로 하는 투시에 있어서는, 시간 지연분의 타임래그의 영향이 진단의 큰 방해가 된다.
그래서, 백라이트를 이용하여 시간 지연분의 장시정수(長時定數-long time constant) 성분의 저감을 꾀하거나(예컨대, 특허문헌 1참조), 혹은 시간 지연분이 복수의 시정수(時定數)를 갖는 지수함수의 총합으로서, 이들 지수함수를 이용해서 재귀적 연산처리를 행하고, 래그 보정을 행함으로써(예컨대 , 특허문헌 2 참조), 시간 지연분에 의한 아티팩트를 저감시킨다.
상기의 특허문헌 1과 같이 백라이트를 이용하면 백라이트를 위한 구조에 의해 구조가 복잡화하게 된다. 특히, 경량 구조를 실현한 FPD에 백라이트를 이용하면, 구조가 다시 중량화, 복잡화하게 된다. 또한, 상기 특허문헌 2의 경우에는, X선 검출신호를 취득하는 샘플링의 회수분(回數分), 재귀적 연산처리를 행하여 래그 보정을 행할 필요가 있어서, 래그 보정에 번잡함이 따른다.
그래서, X선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 X선 검출신호로부터 쉽게 제거할 수가 있도록, 래그 보정을 행할 시에, 촬상에 있어서의 X선 조사 전의 비조사 시에 복수의 X선 검출신호를 취득하여, 이들 X선 검출신호에 근거하는 래그 화 상을 취득하고, 그것을 이용해서 촬상의 대상이 되는 X선 화상으로부터 래그 제거하는 수법을 생각할 수 있다.
그런데, 래그 보정 이외에는, 예컨대 오프셋 보정, 게인 보정, 결손 보정 등의 보정 처리 등이 있다. 예컨대, 오프셋 보정을 하기 위해서는, X선이 비조사 시의 오프셋 화상을 미리 구한다. X선 검출신호에 근거하는 원(原) 화상으로부터 상기 오프셋 화상을 감산한다. 축적 시간이나 앰프(증폭기)의 증폭율(게인)이나 화소비닝(복수의 화소의 가산)이라는 모드마다 오프셋 화상은 다르며, 모드에 따른 오프셋 화상을 구하여, 오프셋 보정을 행한다(예컨대, 특허문헌 3 참조). 또, 화소 비닝으로서는, 각 화소를 일대일로 출력하는 1×1 모드나, 종횡 모두 2×2의 4개의 화소를 1개의 화소에 출력하는 2×2 모드나, 종횡 모두 4×4의 16개의 화소를 1개 의 화소에 출력하는 4×4 모드 등이 있다.
특허문헌 1 : 특개평 9-9153호 공보(제3-8페이지, 도 1)
특허문헌 2 : 특개 2004-242741호 공보(제4-11페이지, 도 1, 3-6)
특허문헌 3 : 특개 2003-190126호 공보(제3-6페이지, 도 1)
[발명이 해결하려고 하는 과제]
그러나, 상기의 취득된 래그 화상을 이용하여 촬상의 대상이 되는 X선 화상으로부터 래그 제거하는 수법으로써는, 이하와 같은 문제점이 있다. 즉, 비조사 시에 취득되는 X선 검출신호는, 암(暗) 전류에 의한 오프셋 성분을 포함하고 있다. 따라서, 이러한 수법으로는, 오프셋 보정이나 게인 보정을 행하고 있지 않은 보정 미처리이며, 촬상 직후의 X선 화상으로부터 오프셋 성분을 포함한 래그 화상을 이용하여 래그 제거함으로써, 오프셋 및 래그의 양쪽 성분에 대해서 동시에 보정 할 수가 있다.
그러나, 실제로는 오프셋 성분(즉 오프셋 값)은, 신호 정보(전하)를 축적하는 축적 시간에 따라서 다른 성질을 가진다. 따라서, 촬상 시에 이용된 축적 시간에 대응하는 오프셋 값을 감산(減算)해야 한다. 실제로는, 촬상 시의 축적 시간은, 피검체의 두께 등에 따라 시간적으로 신축하는 X선의 펄스폭에 의존하고 있어서, 미리 아는 것은 불가능하다.
한편, 래그 화상을 취득하기 위해서 비조사 시에 복수의 X선 검출신호를 수집할 때에는, 가장 짧은 축적 시간으로 수집하지 않으면, 래그 수집 자체에 시간이 걸려버려 바람직하지 않다. 따라서, 래그 화상의 취득을 위한 수집과 실제의 촬상에서는 다른 축적시간(다른 모드)으로 행하게 된다. 이와 같이, 다른 축적 시간의 경우라도, 래그 보정이 가능한 개량이 필요하게 된다. 또, 게인 보정에 대해서도, 축적 시간이 다른 경우에는, 그것에 응한 게인 보정용 화상을 이용할 필요가 있다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 오프셋 혹은 게인 성분을 포함해서, 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 방사선 검출신호로부터 쉽게 제거할 수 있는 방사선 촬상장치 및 방사선 검출신호 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
본 발명은, 이러한 목적을 달성하기 위해서, 다음과 같은 구성을 취한다.
즉, 본 발명의 방사선 촬상장치는, 방사선 검출신호에 근거해서 방사선 화상을 얻는 방사선 촬상장치이며, 피검체를 향해서 방사선을 조사하는 방사선 조사수단과, 피검체를 투과한 방사선을 검출하는 방사선 검출수단과, 신호에 중첩된 오프셋 값을 제거하는 오프셋 보정을 행하기 위해서 이용되는 오프셋 화상에 대해서, 신호의 정보를 축적하는 복수의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상을 기억하는 오프셋 화상 기억수단과, 방사선 검출수단으로부터 검출된 복수의 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선의 조사 전(前)의 비조사 시에 취득하는 비조사 신호 취득수단과, 상기 비조사 신호 취득수단에서 취득된 상기 방사선 검출신호와, 상기 오프셋 화상 기억수단에서 기억되고, 또한 비조사 신호 취득수단에서의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상에 근거하여, 래그 화상을 취득하는 래그 화상 취득수단과, 방사선 검출수단으로부터 검출된 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 시에 취득하는 조사 신호 취득수단과, 상기 조사 신호 취득수단에서 취득된 방사선 검출신호와, 상기 오프셋 화상 기억수단에서 기억되고, 또한 조사 신호 취득수단에서의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상에 근거하여, 촬상의 대상이 되는 방사선 화상을 취득하는 방사선 화상 취득수단과, 상기 방사선 화상 취득수단에서 취득된 방사선 화상으로부터, 상기 래그 화상 취득수단에서 취득된 래그 화상을 이용하여 래그 제거함으로써, 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분(遲延分)을 방사선 검출신호로부터 제거하는 것에 의한 시간 지연분에 관한 래그 보정을 행하는 래그 보정 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 방사선 촬상장치에 의하면, 신호에 중첩된 오프셋 값을 제거하는 오프셋 보정을 행하기 위해서 이용되는 오프셋 화상에 대해서, 신호의 정보를 축적하는 복수의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상을 오프셋 화상 기억수단에 기억시킨다. 비조사 신호 취득수단은, 방사선 검출수단으로부터 검출된 복수의 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 전의 비조사 시에 취득하고, 상기 비조사 신호 취득수단에서 취득된 상기 방사선 검출신호와, 상기의 오프셋 화상 기억수단에서 기억되고, 또한 비조사 신호 취득수단에서의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상에 근거하여, 래그 화상 취득수단은 래그 화상을 취득한다. 한편, 조사 신호 취득수단은, 방사선 검출수단으로부터 검출된 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 시에 취득하고, 상기 조사 신호 취득수단에서 취득된 방사선 검출신호와, 상기의 오프셋 화상 기억수단에서 기억되고, 또한 조사 신호 취득수단에서의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상에 근거하여, 방사선 화상 취득수단은 촬상의 대상이 되는 방사선 화상을 취득한다. 그리고, 그 방사선 화상 취득수단에서 취득된 방사선 화상으로부터, 상기의 래그 화상 취득수단에서 취득된 래그 화상을 이용하여 래그 제거함으로써 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 방사선 검출신호로부터 제거하는 것에 의한 시간 지연분에 관한 래그 보정을 래그 보정 수단이 행한다. 이와 같이, 상기의 특허문헌 2와 같이 방사선 검출신호를 취득하는 샘플링의 회수분(回數分), 재귀적 연산처리를 행하여 래그 보정을 행할 필요가 없다.
또한, 상기의 래그 보정의 기초가 되는 래그 화상이나 래그 보정의 대상인 방사선 화상에는, 각각의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상이 고려되어 있으므로, 래그 보정에 따라서 축적 시간에 따른 오프셋 보정도 적절히 행할 수 있게 된다. 따라서, 오프셋 성분을 포함해서, 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 방사선 검출신호로부터 쉽게 제거할 수가 있다. 또한, 상기의 특허문헌 1과 같은 백라이트를 이용할 필요가 없으며, 장치의 구조가 복잡화하게 될 일도 없다.
또한, 본 발명의 다른 방사선 촬상장치는, 방사선 검출신호에 근거해서 방사선 화상을 얻는 방사선 촬상장치이며, 피검체를 향해서 방사선을 조사하는 방사선 조사수단과, 피검체를 투과한 방사선을 검출하는 방사선 검출수단과, 출력측의 각화소의 신호 레벨을 구비하는 게인 보정을 행하기 위해서 이용되는 게인 보정용 화상에 대하여, 신호의 정보를 축적하는 복수의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상을 기억하는 게인 보정용 화상 기억수단과, 방사선 검출수단으로부터 검출된 복수의 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 전의 비조사 시에 취득하는 비조사 신호 취득수단과, 상기 비조사 신호 취득수단에서 취득된 상기 방사선 검출신호와, 상기 게인 보정용 화상 기억수단에서 기억되고, 또한 비조사 신호 취득수단에서의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상에 근거하여, 래그 화상을 취득하는 래그 화상 취득수단과, 방사선 검출수단으로부터 검출된 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 시에 취득하는 조사 신호 취득수단과, 상기 조사 신호 취득수단에서 취득된 방사선 검출신호와, 상기 게인 보정용 화상 기억수단에서 기억되고, 또한 조사 신호 취득수단에서의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상에 근거하고, 촬상의 대상이 되는 방사선 화상을 취득하는 방사선 화상 취득수단과, 상기 방사선 화상 취득수단에서 취득된 방사선 화상으로부터, 상기 래그 화상 취득수단에서 취득된 래그 화상을 이용해서 래그 제거함으로써 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 방사선 검출신호로부터 제거하는 것에 의한 시간 지연분에 관한 래그 보정을 행하는 래그 보정 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 다른 방사선 촬상장치에 의하면, 출력측의 각 화소의 신호 레벨을 구비하는 게인 보정을 행하기 위해서 이용되는 게인 보정용 화상에 대하여, 신호의 정보를 축적하는 복수의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상을 게인 보정용 화상 기억수단에 기억시킨다. 비조사 신호 취득수단은, 방사선 검출수단으로부터 검출된 복수의 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 전의 비조사 시에 취득하고, 상기 비조사 신호 취득수단에서 취득된 상기 방사선 검출신호와, 상기의 게인 보정용 화상 기억수단에서 기억되고, 또한 비조사 신호 취득수단에서의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상에 근거하여, 래그 화상 취득수단은 래그 화상을 취득한다. 한편, 조사 신호 취득수단은, 방사선 검출수단으로부터 검출된 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 시에 취득하고, 상기 조사 신호 취득수단에서 취득된 방사선 검출신호와, 상기의 게인 보정용 화상 기억수단에서 기억되고, 또한 조사 신호 취득수단에서의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상에 근거하여, 방사선 화상 취득수단은 촬상의 대상이 되는 방사선 화상을 취득한다. 그리고, 상기 방사선 화상 취득수단에서 취득된 방사선 화상으로부터, 상기의 래그 화상 취득수단에서 취득된 래그 화상을 이용하여 래그 제거함으로써 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 방사선 검출신호로부터 제거하는 것에 의한 시간 지연분에 관한 래그 보정을 래그 보정 수단이 행한다. 이처럼, 상기 특허문헌 2와 같이 방사선 검출신호를 취득하는 샘플링의 회수분(回數分), 재귀적 연산처리를 행하여 래그 보정을 할 필요가 없다. 더욱이, 상기 래그 보정의 기초가 되는 래그 화상이나 래그 보정의 대상인 방사선 화상에는, 각각의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상이 고려되어 있으므로, 래그 보정에 의해 축적 시간에 응한 게인 보정도 적절히 행할 수 있게 된다. 따라서, 게인 성분을 포함해서, 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 방사선 검출신호로부터 쉽게 제거할 수가 있다. 또한, 상기의 특허문헌 1과 같은 백라이트를 이용할 필요가 없고, 장치의 구조가 복잡화하게 될 일도 없다.
또한, 본 발명의 방사선 검출신호 처리방법은, 피검체를 조사해서 검출된 방사선 검출신호에 근거해서 방사선 화상을 얻는 신호처리를 하는 방사선 검출신호 처리방법이며, 상기 신호처리는, 신호에 중첩된 오프셋 값을 제거하는 오프셋 보정을 행하기 위해서 이용되는 오프셋 화상에 대해서, 신호의 정보를 축적하는 복수의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상을 촬상 전에 미리 기억하는 오프셋 화상 기억공정과, 복수의 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 전의 비조사 시에 취득하는 비조사 신호 취득공정과, 상기 비조사 신호 취득공정에서 취득된 상기 방사선 검출신호와, 상기 오프셋 화상 기억공정에서 기억되고, 또한 비조사 신호 취득공정에서의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상에 근거하여, 래그 화상을 취득하는 래그 화상취득 공정과, 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 시에 취득하는 조사 신호 취득공정과, 상기 조사 신호 취득공정에서 취득된 방사선 검출신호와, 상기 오프셋 화상 기억공정에서 기억되고, 또한 조사 신호 취득공정에서의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상에 근거하여, 촬상의 대상이 되는 방사선 화상을 취득하는 방사선 화상취득 공정과, 상기 방사선 화상취득 공정에서 취득된 방사선 화상으로부터, 상기 래그 화상취득 공정에서 취득된 래그 화상을 이용하여 래그 제거함으로써 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 방사선 검출신호로부터 제거하는 것에 의한 시간 지연분에 관한 래그 보정을 행하는 래그 보정 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 방사선 검출신호 처리방법에 의하면, 신호에 중첩된 오프셋 값을 제거하는 오프셋 보정을 행하기 위해서 이용되는 오프셋 화상에 대해서, 신호의 정보를 축적하는 복수의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상을 오프셋 화상 기억공정에서는 촬상 전에 미리 기억시킨다. 비조사 신호취득 공정에서는, 복수의 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 전의 비조사 시에 취득하고, 상기 비조사 신호 취득공정에서 취득된 상기 방사선 검출신호와, 상기의 오프셋 화상 기억공정에서 기억되고, 또한 비조사 신호 취득공정에서의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상에 근거하여, 래그 화상취득 공정에서는 래그 화상을 취득한다. 한편, 조사 신호취득 공정에서는 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 시에 취득하고, 상기 조사 신호 취득공정에서 취득된 방사선 검출신호와, 상기 오프셋 화상 기억공정에서 기억되고, 또한 조사 신호 취득공정에서의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상에 근거하여, 촬상의 대상이 되는 방사선 화상을 취득한다. 그리고, 상기 방사선 화상취득 공정에서 취득된 방사선 화상으로부터, 상기의 래그 화상취득 공정에서 취득된 래그 화상을 이용하여 래그 제거함으로써, 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 방사선 검출신호로부터 제거하는 것에 의한 시간 지연분에 관한 래그 보정을 래그 보정 공정에서 행한다. 이처럼, 상기의 특허문헌 2와 같이 방사선 검출신호를 취득하는 샘플링의 회수분, 재귀적 연산처리를 행하여 래그 보정을 행할 필요가 없다. 더욱이, 상기의 래그 보정의 기초가 되는 래그 화상이나 래그 보정의 대상인 방사선 화상에는, 각각의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상이 고려되어 있으므로, 래그 보정에 의해 축적 시간에 응한 오프셋 보정도 적절히 행할 수 있게 된다. 따라서, 오프셋 성분을 포함해서, 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 방사선 검출신호로부터 쉽게 제거할 수가 있다.
또한, 본 발명의 다른 방사선 검출신호 처리방법은, 피검체를 조사해서 검출된 방사선 검출신호에 근거하여 방사선 화상을 얻는 신호처리를 행하는 방사선 검출신호 처리방법이며, 상기 신호처리는, 출력측의 각 화소의 신호 레벨을 구비하는 게인 보정을 행하기 위해서 이용되는 게인 보정용 화상에 대해서, 신호의 정보를 축적하는 복수의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상을 촬상 전에 미리 기억하는 게인 보정용 화상 기억공정과, 복수의 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 전의 비조사 시에 취득하는 비조사 신호 취득공정과, 상기 비조사 신호 취득공정에서 취득된 상기 방사선 검출신호와, 상기 게인 보정용 화상 기억공정에서 기억되고, 또한 비조사 신호 취득공정에서의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상에 근거하여, 래그 화상을 취득하는 래그 화상취득 공정과, 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 시에 취득하는 조사 신호 취득공정과, 상기 조사 신호 취득공정에서 취득된 방사선 검출신호와, 상기 게인 보정용 화상 기억공정에서 기억되고, 또한 조사 신호 취득공정에서의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상에 근거하여, 촬상의 대상이 되는 방사선 화상을 취득하는 방사선 화상취득 공정과, 상기 방사선 화상취득 공정에서 취득된 방사선 화상으로부터, 상기 래그 화상취득 공정에서 취득된 래그 화상을 이용하여 래그 제거함으로써, 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 방사선 검출신호로부터 제거하는 것에 의한 시간 지연분에 관한 래그 보정을 행하는 래그 보정 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 다른 방사선 검출신호 처리방법에 의하면, 출력측의 각 화소의 신호 레벨을 구비하는 게인 보정을 행하기 위해서 이용되는 게인 보정용 화상에 대해서, 신호의 정보를 축적하는 복수의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상을 게인 보정용 화상 기억공정에서는 촬상 전에 미리 기억시킨다. 비조사 신호취득 공정에서는, 복수의 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 전의 비조사 시에 취득하고, 상기 비조사 신호 취득공정에서 취득된 상기 방사선 검출신호와, 상기의 게인 보정용 화상 기억공정에서 기억되고, 또한 비조사 신호 취득공정에서의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상에 근거하여, 래그 화상취득 공정에서는 래그 화상을 취득한다. 한편, 조사 신호취득 공정에서는, 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 시에 취득하고, 상기 조사 신호 취득공정에서 취득된 방사선 검출신호와, 상기의 게인 보정용 화상 기억공정에서 기억되고, 또한 조사 신호 취득공정에서의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상에 근거하여, 촬상의 대상이 되는 방사선 화상을 취득한다. 그리고, 상기 방사선 화상취득 공정에서 취득된 방사선 화상으로부터, 상기의 래그 화상취득 공정에서 취득된 래그 화상을 이용하여 래그 제거함으로써 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 방사선 검출신호로부터 제거하는 것에 의한 시간 지연분에 관한 래그 보정을 래그 보정 공정에서 행한다.이처럼, 상기의 특허문헌 2와 같이 방사선 검출신호를 취득하는 샘플링의 회수분, 재귀적 연산처리를 행하여 래그 보정을 행할 필요가 없다. 더욱이, 상기의 래그 보정의 기초가 되는 래그 화상이나 래그 보정의 대상인 방사선 화상에는, 각각의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상이 고려되어 있으므로, 래그 보정에 의해 축적 시간에 응한 게인 보정도 적절히 행할 수 있게 된다. 따라서, 게인 성분을 포함해서 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 방사선 검출신호로부터 쉽게 제거할 수가 있다.
[발명의 효과]
본 발명에 관한 방사선 촬상장치 및 방사선 검출신호 처리방법에 의하면, 축적 시간에 대응한 오프셋 화상 혹은 게인 보정용 화상을 고려한 방사선 화상으로부터, 마찬가지로 축적 시간에 대응한 오프셋 화상 혹은 게인 보정용 화상을 고려한 래그 화상을 이용하여 래그 제거함으로써, 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 방사선 검출신호로부터 제거하는 것에 의한 시간 지연분에 관한 래그 보정을 행하므로, 오프셋 혹은 게인 성분을 포함해서, 방사선 검출신호에 포함되는 시간방사선 검출신호로부터 쉽게 제거할 수가 있다.
도 1은, 각 실시예에 관한 X선 투시 촬영장치의 블록도이다.
도 2는, X선 투시 촬영장치에 이용되고 있는 측면에서 본, 플랫 패널형 X선 검출기의 등가 회로이다.
도 3은, 평면에서 본, 플랫 패널형 X선 검출기의 등가 회로다.
도 4는, (a), (b)는, 오프셋 보정에 대하여 모식적으로 나타낸 설명도이다.
도 5는, (a), (b)는, 게인 보정에 대하여 모식적으로 나타낸 설명도이다.
도 6은, 실시예 1에 관한 비조사 신호 취득부, 래그 화상취득부, 조사 신호 취득부, X선 화상 취득부나 래그 보정부에 의한 일련의 신호처리를 나타내는 흐름도이다.
도 7은, 각 X선의 조사 및 X선 검출신호의 취득에 관한 타이밍 차트이다.
도 8은, 축적 시간에 대응한 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상의 기억을 모식적으로 나타낸 개략도이다.
도 9는, 실시예 1, 2에 관한 화상처리부 및 메모리부에 관한 데이타의 흐름을 나타낸 개략도이다.
도 10은, 실시예 2에 관한 비조사 신호 취득부, 래그 화상 취득부, 조사 신호 취득부, X선 화상 취득부나 래그 보정부에 의한 일련의 신호처리를 나타내는 흐름도이다.
도 11은, 실시예 3에 관한 화상처리부 및 메모리부에 관한 데이타의 흐름을 나타낸 개략도이다.
도 12는, 실시예 3에 관한 비조사 신호취득부, 래그 화상취득부, 조사 신호취득부, X선 화상 취득부나 래그 보정부에 의한 일련의 신호처리를 나타내는 흐름도이다.
도 13은, 실시예 3에서 가중비율(加重比率)을 각각 바꾸었을 때의 재귀적 연산의 회수에 대한 랜덤 노이즈의 변화를 나타낸 개략도이다.
[부호의 설명]
2 … X선관
3 … 플랫 패널형 X선 검출기(FPD)
9a … 비조사 신호 취득부
9b … 래그 화상 취득부
9c … 조사 신호 취득부
9d … X선 화상 취득부
9e … 래그 보정부
11a … 오프셋 화상용 메모리부
11b … 게인 보정용 화상용 메모리부
X , X', Y … X선 화상
L , L' … 래그 화상
M … 피검체
방사선 검출신호 처리방법에 있어서, 복수의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 촬상 전에 미리 기억하고, 이들 기억된 화상에 근거해서 래그 화상을 취득하는 동시에, 방사선 화상을 취득한다. 그리고, 방사선 화상으로부터 래그 화상을 이용하여 래그 제거해서 래그 보정을 행한다. 이와 같이, 축적 시간에 대응한 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 고려한 방사선 화상으로부터, 마찬가지로 축적 시간에 대응한 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 고려한 래그 화상을 이용하여 래그 제거함으로써, 오프셋 및 게인 성분을 포함해서, 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 방사선 검출신호로부터 쉽게 제거한다는 목적을 실현했다.
[실시예 1]
이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시예 1을 설명한다. 도 1은, 실시예 1에 관한 X선 투시 촬영장치의 블록도이며, 도 2는, X선 투시 촬영장치에 이용되고 있는 측면에서 본 플랫 패널형 X선 검출기의 등가 회로이며, 도 3은, 평면에서 본 플랫 패널형 X선 검출기의 등가 회로이다. 후술하는 실시예 2, 3도 포함하여, 본 실시예 1에서는 방사선 검출수단으로서 플랫 패널형 X선 검출기(이하, 편의상「FPD」 라고 한다)를 예로 채용하는 동시에, 방사선 촬상장치로서 X선 투시 촬영장치를 예로 채용하여 설명한다.
본 실시예 1에 관한 X선 투시 촬영장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 피검체(M)를 올려놓는 상판(1)과, 그 피검체(M)를 향해서 X선을 조사하는 X선관(2)과, 피검체(M)를 투과한 X선을 검출하는 FPD(3)을 구비하고 있다. X선관(2)은, 본 발명에 있어서의 방사선 조사수단에 상당하고, FPD(3)는 본 발명에 있어서의 방사선 검출수단에 상당한다.
X선 투시 촬영장치는, 이외에, 상판(1)의 승강 및 수평이동을 제어하는 상판 제어부(4), FPD(3)의 주사(走査)를 제어하는 FPD 제어부(5), X선관(2)의 관(管) 전압이나 관 전류를 발생시키는 고전압 발생부(6)를 갖는 X선관 제어부(7), FPD(3)로부터 전하 신호인 X선 검출신호를 디지탈화해서 취출(取出)하는 A/D변환기(8), A/D 변환기(8)로부터 출력된 X선 검출신호에 근거해서 여러 가지 처리를 행하는 화상 처리부(9), 이들 각 구성부를 통괄하는 컨트롤러(10), 처리된 화상 등을 기억하는 메모리부(11), 오퍼레이터가 입력 설정을 행하는 입력부(12), 처리된 화상 등을 표시하는 모니터(13) 등을 구비하고 있다.
상판 제어부(4)는, 상판(1)을 수평이동시켜서 피검체(M)를 촬상 위치에까지 수용하거나, 승강, 회전 및 수평 이동시켜서 피검체(M)를 원하는 위치에 설정하거나, 수평이동시키면서 촬상을 행하거나, 촬상 종료 후에 수평이동시켜서 촬상 위치로부터 퇴피시키는 제어 등을 행한다. FPD 제어부(5)는, FPD(3)을 수평 이동시키거나, 피검체(M) 체축(體軸)의 축심(軸心) 주위로 회전 이동시키는 것에 의한 주사에 관한 제어 등을 행한다. 고전압 발생부(6)는, X선을 조사시키기 위한 관 전압이나 관 전류를 발생시켜 X선관(2)에 공급하고, X선관 제어부(7)는, X선관(2)을 수평이동시키거나, 피검체(M) 체축의 축심 주위로 회전 이동시키는 것에 의한 주사에 관한 제어나, X선관(2)측 콜리메이터(collimator-도시 생략)의 범위(coverage) 설정의 제어 등을 행한다. 또, X선관(2)이나 FPD(3)의 주사 시에는, X선관(2)으로부터 조사된 X선을, FPD(3)를 검출할 수 있도록 X선관(2) 및 FPD(3)가 서로 대향하면서 각각 이동을 행한다.
컨트롤러(10)는, 중앙 연산 처리 장치(CPU) 등으로 구성되어 있으며, 메모리부(11)는, ROM(Read-only Memoly)이나 RAM(Random-Access Memory) 등으로 대표되는 기억 매체 등으로 구성되어 있다. 또한, 입력부(12)는, 마우스나 키보드, 조이스틱이나 트랙 볼, 터치 패널 등으로 대표되는 포인팅 디바이스로 구성되어 있다. X선 투시 촬영장치에서는, 피검체(M)를 투과한 X선을 FPD(3)이 검출하고, 검출된 X선에 근거해서 화상 처리부(9)에서 화상처리를 행함으로써, 피검체(M)의 촬상을 행한다.
또, 화상 처리부(9)는, 복수의 X선 검출신호를 촬상에 있어서의 X선 조사 전의 비조사 시에 취득하는 비조사 신호 취득부(9a)와, 상기 비조사 신호 취득부(9a)에서 취득된 상기 X선 검출신호와, 후술하는 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상에 근거하여, 래그 화상을 취득하는 래그 화상 취득부(9b)와, X선 검출신호를 촬상에 있어서의 X선 조사 시에 취득하는 조사 신호 취득부(9c)와, 상기 조사 신호 취득부(9c)에서 취득된 X선 검출신호와, 마찬가지로 후술하는 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상에 근거하여, 촬상의 대상이 되는 X선 화상을 취득하는 X선 화상 취득부(9d)와, 상기 X선 화상 취득부(9d)에서 취득된 X선 화상으로부터, 상기의 래그 화상 취득부(9b)에서 취득된 래그 화상을 이용하여 래그 제거하는 래그 보정부(9e)를 구비하고 있다. X선 화상으로부터 래그 화상을 이용하여 래그 제거함으로써, X선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 X선 검출신호로부터 제거하는 것에 의한 시간 지연분에 관한 래그 보정을 래그 보정부(9e)가 행한다. 비조사 신호 취득부(9a)는, 본 발명에 있어서의 비조사 신호 취득수단에 상당하고, 래그 화상 취득부(9b)는, 본 발명에 있어서의 래그 화상 취득수단에 상당하며, 조사 신호 취득부(9c)는, 본 발명에 있어서의 조사 신호 취득수단에 상당하고, X선 화상 취득부(9d)는, 본 발명에 있어서의 방사선 화상 취득수단에 상당하며, 래그 보정부(9e)는, 본 발명에 있어서의 래그 보정 수단에 상당한다.
또, 메모리부(11)는, 신호의 정보를 축적하는 복수의 축적 시간에 대응한 오 프셋 화상을 기억하는 오프셋 화상용 메모리부(11a)와, 마찬가지로 복수의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상을 기억하는 게인 보정용 화상용 메모리부(11b)와, 비조사 신호 취득부(9a)에서 취득된 비조사 시의 각 X선 검출신호를 기록하여 기억하는 비조사 신호용 메모리부(11c)와, 래그 화상 취득부(9b)에서 취득된 래그 화상을 기록하여 기억하는 래그 화상용 메모리부(11d)와, 조사 신호 취득부(9c)에서 취득된 조사시의 X선 검출신호를 기록하여 기억하는 조사 신호용 메모리부(11e)와, X 선 화상 취득부(9d)에서 취득된 X선 화상을 기록하여 기억하는 X선 화상용 메모리부(11f)를 구비하고 있다. 후술하는 실시예 2도 포함시켜서 본 실시예 1에서는, 비조사 신호용 메모리부(11c)로부터 판독된 비조사 시의 각 X선 검출신호에 근거하여 상기 화상 취득부(9b)는 래그 화상을 취득한다(도 9를 참조).
또, 후술하는 실시예 3에서 래그 화상의 취득에 관해서는 후술하는 재귀적인 가중평균(리커시브(recursive) 처리)에 의해 행하여진다(도 11을 참조). 오프셋 화상용 메모리부(11a)는, 본 발명에 있어서의 오프셋 화상 기억수단에 상당하고, 게인 보정용 화상용 메모리부(11b)는, 본 발명에 있어서의 게인 보정용 화상 기억수단에 상당한다.
FPD(3)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 유리 기판(31)과, 유리 기판(31) 상에 형성된 박막 트랜지스터(TFT)로 구성되어 있다. 박막 트랜지스터(TFT)에 대해서는, 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이, 세로·가로식 2차원 매트릭스모양 배열로 스위칭 소자(32)가 다수 개(예컨대, 1024개×1024개) 형성되어 있으며, 커리어 수집전극(33)마다 스위칭 소자(32)가 서로 분리 형성되어 있다. 즉, FPD(3)는, 2차원 어 래이 방사선 검출기이기도 하다.
도 2에 도시한 바와 같이 커리어 수집전극(33) 상에는 X선 감응형 반도체(34)가 적층형성되어 있으며, 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이, 커리어 수집전극(33)은, 스위칭 소자(32)의 소스(S)에 접속되어 있다. 게이트 드라이버(35)로부터는 복수 개의 게이트 버스라인(36)이 접속되어 있는 동시에, 각 게이트 버스라인(36)은 스위칭 소자(32)의 게이트(G)에 접속되어 있다. 한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 전하 신호를 수집해서 하나로 출력하는 멀티플랙서(37)에는 증폭기(38)를 통하여 복수 개의 데이터 버스라인(39)이 접속되어 있는 동시에, 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이, 각 데이터 버스라인(39)은 스위칭 소자(32)의 드레인(D)에 접속되어 있다.
도시를 생략한 공통 전극에 바이어스 전압을 인가한 상태로, 게이트 버스라인(36)의 전압을 인가(또는 OV로)함으로써, 스위칭 소자(32)의 게이트가 ON 되어, 커리어 수집전극(33)은, 검출면측에서 입사한 X선으로부터 X선 감응형 반도체(34)를 통하여 변환된 전하 신호(커리어)를, 스위칭 소자(32)의 소스(S)와 드레인(D)을 통하여 데이터 버스라인(39)에 판독한다. 또, 스위칭 소자가 ON 될 때까지, 전하 신호는 캐패시터(도시 생략)에서 잠정적으로 축적되어서 기억된다. 각 데이터 버스라인(39)에 판독된 전하 신호를 증폭기(38)로 증폭하고, 멀티플랙서(37)에서 하나의 전하 신호로 정리해서 출력한다. 출력된 전하 신호를 A/D변환기(8)로 디지탈화해서 X선 검출신호로서 출력한다.
다음으로, 오프셋 보정 및 게인 보정에 대하여, 도 4 및 도 5의 설명도를 참 조하여 설명한다. 또, 도 4 및 도 5에서는, 종횡(縱橫) 모두 2행 2열의 4개의 화소를 예로 채용하여 설명한다. 상기 오프셋 화상은, 신호에 중첩된 오프셋 값을 제거하는 오프셋 보정을 행하기 위해서 이용되는 동시에, 상기 게인 보정용 화상은, 출력측 각 화소의 신호 레벨을 구비하는 게인 보정을 행하기 위해서 이용된다.
X선 검출신호에 근거하는 화소의 신호레벨(즉, 화소값)에는, 화상 처리부(9)를 거쳐서 출력될 때에, 오프셋 성분(즉, 오프셋 값)이 중첩된다. 구체적으로는, 도 4(a)에 도시한 바와 같이, 암(暗) 전류에 의한 오프셋 값(O)(={011, 012, 021, 022})이 비조사 시에 출력되고, 도 4(b)에 도시한 바와 같이, 화소값(S)(={S11, S12, S21, S22})에 비조사 시의 오프셋 값(0)이 중첩 되어서 (S+0)(= {S11+011, S12+012, S21+021, S22+022})의 값이 출력된다. 그래서, 비조사 시의 오프셋 값(0), 즉 오프셋 화상(0)을 촬상 전에 미리 구하고, 오프셋 화상용 메모리부(11a)에 기록하여 기억시킨다.
한편, X선 검출신호에 근거하는 화소의 신호레벨(즉, 화소값)은, FPD(3)의 증폭기(38)(도 3을 참조)의 증폭율(게인)의 값에 따라 출력되지만, 각각의 화소에 대응하는 각 스위칭 소자(32) 등의 개체 차이에 의해, 출력되는 화소값S가 각각의 화소마다 변동이 생긴다. 구체적으로는, 도 5(a)에 도시한 바와 같이, 각 화소마다 입사된 X선의 선량(線量)이 동일하다고 했을 때에, 출력되는 화소값S가 {S11, S12, S21, S22}와 변동이 생긴 것으로 한다. 그리고, 각 게인을 조절함으로써, 도 5(b)에 도시한 바와 같이, 출력되는 화소값S가 {S0, S0, S0, S0}로 갖추어진 것으로 한다. 여기서, 게인 보정용 화상을 G로 하고, 그 게인 보정용 화상을 {S11/S0, S12/S0, S21/S0, S22/S0}로 하여 촬상 전에 미리 구하고, 게인 보정용 화상용 메모리부(11b)에 기록하여 기억시킨다.
다음으로, 본 실시예 1에 관한 비조사 신호 취득부(9a), 래그 화상 취득부(9b), 조사 신호 취득부(9c), X선 화상 취득부(9d)나 래그 보정부(9e)에 의한 일련의 신호처리에 대해서, 도 6의 흐름도 및 도 7의 타이밍 차트를 참조하여 설명한다. 또, 이 처리에서는, 전회(前回)의 촬상에 있어서의 X선 조사의 종료로부터, 금회(今回) 촬상에 있어서의 X선의 조사까지와, 촬상 전에 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 준비할 때를 예로 채용해서 설명한다.
(스텝(S1)) 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상의 기억
상기의 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상은, X선 검출신호에 상당하는 신호정보(전하)를 축적하는 축적 시간에 따라 다른 성질을 가진다. 그래서, 이들 화상을, 도 8에 도시한 바와 같이, 각 축적 시간에 대응시켜서 촬상 전에 미리 기억시킨다.
후술하는 실시예 2, 3을 포함해서, 본 실시예 1에서는 비조사 시에서의 축적 시간을, 비조사 시에 신호를 샘플링하는 샘플링 시간(예컨대 1/30초)으로 하여, 주기(△T1)로 나타낸다. 한편,『발명이 해결하려고 하는 과제』 단락에서도 기술한 것처럼, 실제로는, 촬상 직후의 축적 시간은, 피검체(M)의 두께 등에 따라 시간적 으로 신축하는 X선의 펄스폭에 의존하고 있다. 후술하는 실시예 2, 3을 포함해서, 본 실시예 1에서는, 촬상에 있어서의 X선의 조사 시간(X선의 펄스폭)은, 주기(△T1)에 동기하여, 주기(△T1)의 복수 배가 되는 것으로 한다. 여기에서는, 촬상가능한 조사 시간(X선의 펄스폭)을, △T1, △T2 = △T1×2, △T3 = △T1×3의 3종류로 한다.
이들 축적 시간(샘플링 시간, 조사 시간)에 대응시켜서, 각각의 축적 시간마다 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 각각 구하고, 오프셋 화상에 대해서는, 오프셋 화상용 메모리부(11a)에 기억시키는 동시에, 게인 보정용 화상에 대해서는, 게인 보정용 화상용 메모리부(11b)에 기억시킨다.
도8 에서는, △T1을 △T1일 때의 오프셋 화상(01) 및 게인 보정용 화상(G1)에 대응시키고, △T2을 △T2일 때의 오프셋 화상(02) 및 게인 보정용 화상(G2)에 대응시키며, △T3을 △T3일 때의 오프셋 화상(03) 및 게인 보정용 화상(G3)에 대응시킨다. 이 스텝(S1)은, 오프셋 화상 기억공정 및 게인 보정용 화상 기억공정에 상당한다.
(스텝(S2)) 대기 시간이 경과했는가?
전회의 촬상에 있어서의 X선 조사의 종료로부터, 도 7에 도시한 바와 같이 소정의 대기 시간(TW)이 경과한 것인지의 여부를 판단한다. 조사의 종료 직후에는 시간 지연분 중, 단시정수(短時定數-short time constant) 성분, 또는 중시정수(中時定數-medium time constant) 성분이 대부분 포함된다. 이들 단/중시정수 성분은 단시간에 감쇠하고, 감쇠 후는 장시정수(長時定數) 성분이 지배적으로 되어, 거의 같은 강도로 계속 잔류한다. 그러므로, 전회의 촬상에 있어서의 X선 조사로부터 소정시간 경과 후의 비조사 시에 X선 검출신호를 취득하도록 대기 시간(TW)을 마련하고, 그 대기 시간(TW)이 경과한 후, 다음 스텝(S3)으로 진행하도록 한다. 또, 대기 시간(TW)이 경과한 것인지의 여부 판단을, 타이머(도시 생략)에 의해 행하면 된다. 즉, 전회의 촬상에 있어서의 X선 조사의 종료와 동시에 타이머를 리셋해서 『0』으로 하여, 타이머의 카운트를 시작하고, 대기 시간(TW)에 상당하는 카운트에 도달하면, 대기 시간(TW)이 경과한 것으로 판단하면 된다. 또한, FPD(3) 개별 래그 특성에도 의하지만, 대기 시간(TW)에 대해서는 15초 정도가 바람직하며, 30초 정도 있으면 충분하다. 또한, 대기 시간(TW)은 긴 만큼, 예컨대 30초 이상이 바람직하지만, 시간을 지나치게 길게 잡으면 촬영 간(間)의 시간이 연장해버린다. 그러므로, 실제로는 대기 시간(TW)은 3초 정도가 현실적이다.
(스텝(S3)) 비조사 시의 X선 검출신호의 취득
비조사 신호 취득부(9a)는, 대기 시간(TW) 경과 후의 비조사 시에 각 X선 검출신호를 샘플링 시간(△T1) 간격마다 차례로 취득한다. 금회의 촬상에 있어서의 X선 조사 시작까지의 샘플링 회수를 (N+1)(단, K = 0, 1, 2, …, N-1, N으로 한다)으로 하고, 대기 시간(TW) 경과 직후에 최초로 취득하는 첨부자(添附字)를 K=0 으로 한다. 그리고, (K+1)번째에 취득하는 X선 검출신호를 IK로 하면, 대기 시간(TW) 경과 직후에 최초로 취득되는 X선 검출신호는 I0이 되고, 금회의 촬상에 있어서의 X선 조사의 시작 직전에 취득되는 X선 검출신호는 IN이 된다. 또, 샘플링 시간(△T1)마다 스텝(S3∼S6)을 계속해서 행하는 것으로 한다.
(스텝(S4)) 금회의 촬상에 도달했는가?
스텝(S3)에서의 X선 검출신호의 취득 시점, 즉 샘플링 시점이, 금회의 촬상에 있어서의 X선 조사의 시작에 도달했는지(여기에서는 K=N+1이 되었는지)의 여부를 판단한다. 만약에 도달했을 경우에는, 스텝(S7)로 건너뛴다. 만약에 도달하지 않은 경우에는, 다음 스텝(S5)으로 진행한다.
(스텝(S5)) K의 값을 1씩 앞당긴다
첨부자K의 값을 1씩 앞당기고, 다음 샘플링을 위해 준비한다.
(스텝(S6)) 앞(前)의 X선 검출신호를 버림(棄却)
스텝(S3)에서 비조사 신호 취득부(9a)에 의해 취득된 X선 검출신호(IK)를 비조사 신호용 메모리부(11c)에 기록하여 기억시킨다. 이때, X선 검출신호(IK) 보다도 이전의 시점에서 취득된 X선 검출신호(IK-1)는 불필요하게 되므로 버린다. 따라서, 최신의 X선 검출신호만이 비조사 신호용 메모리부(11c)에 기억되게 된다. 또, 스텝(S5)에서 K=0으로부터 K=1로 앞당겨서 스텝(S6)으로 진행했을 경우에는, X선 검출신호(IK) 보다도 이전의 시점에서는 X선 검출신호가 존재하지 않으므로 버릴 필요 가 없다. 그리고, 다음 샘플링을 위해서 스텝(S3)으로 되돌아가서, 샘플링 시간(△T1) 간격마다 스텝(S3∼S6)을 반복해서 행한다. 본 실시예 1에서는 이전의 X선 검출신호를 버리고 최신의 X선 검출신호만을 남겼지만, 물론, 반드시 버릴 필요는 없다. 상기 스텝(S3∼S6)은, 본 발명에 있어서의 비조사 신호 취득공정에 상당한다.
(스텝(S7)) 래그 화상의 취득
스텝(S4)에서 샘플링 시점이 금회의 촬상에 있어서의 X선 조사의 시작에 도달하면, 스텝(S3)에서 취득된 (N+1)번째의 X선 검출신호(IN)를 래그 화상으로서 채용한다. 즉, 래그 화상 취득부(9b)는, 금회 촬상에 있어서의 X선 조사의 시작 직전에 취득된 X선 검출신호(IN)를 비조사 신호용 메모리부(11c)로부터 판독하여, 그 X선 검출신호(IN)를 래그 화상으로서 취득한다. 래그 화상을 L 이라고 하면 L=IN 이 된다. 단지, 이 래그 화상(L)에 대하여 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 고려하여, 하기 (1)식과 같이 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 고려한 래그 화상(L')을 구한다.
L' =（ L - 01）÷ G1 … (1)
이때의 축적 시간은, 비조사 시의 샘플링 시간(△T1)이므로, 샘플링 시간(△T1)에 대응한 오프셋 화상(01)을 오프셋 화상용 메모리부(11a)로부터 판독하는 동시에, 샘플링 시간(△T1)에 대응한 게인 보정용 화상(G1)을 게인 보정용 화상용 메모리부(11b)로부터 판독한다. 그리고, 상기 (1)식으로부터 최종적인 래그 화상(L)을 래그 화상 취득부(9b)는 취득한다. 래그 화상 취득부(9b)에 의해 취득된 래그 화상(L')을 래그 화상용 메모리부(11d)에 기록하여 기억시킨다. 이 스텝(S7)은, 본 발명에 있어서의 래그 화상 취득공정에 상당한다.
또, 상기 (1)식에서 이용되는 게인 보정용 화상(G1)이나, 후술한 (2)식에서 이용되는 게인 보정용 화상(G2)을 포함해서, 각 게인 보정용 화상(G1∼G3) 자신도 오프셋 성분을 포함하고 있다. 따라서, G - 0 = G' 와 게인 보정용 화상(G)으로부터 오프셋 화상(0)을 감산(減算)한 게인 보정용 화상(G')을 구하여, 게인 보정용 화상(G) 대신에 게인 보정용 화상(G')을 (1)식이나 (2)식 등의 각 식에 대입하는 것이 보다 바람직하다.
(스텝(S8)) 조사 시의 X선 검출신호의 취득
금회 촬상에 있어서의 X선 조사를 종료하면, 그 조사에 의해 얻어진 조사 시의 X선 검출신호를 조사 신호 취득부(9c)는 취득한다. 조사 신호 취득부(9c)에서 취득된 조사 시의 X선 검출신호를 조사 신호용 메모리부(11e)에 기록하여 기억시킨다. 이 스텝(S8)은, 본 발명에 있어서의 조사 신호 취득공정에 상당한다.
(스텝(S9)) 금회 촬상에서의 X선 화상의 취득
스텝(S8)에서 취득된 조사 시의 X선 검출신호를 X 라고 하면, 이 조사 시의 X선 검출신호(X)에 대하여 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 고려하여, 하기 (2)식과 같이 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 고려한 X선 화상(X')을 구한다.
X' =（X -02) ÷ G2 … (2)
이때의 축적 시간을, 도 7에 도시한 바와 같이 비조사 시의 샘플링 시간(즉, 주기)(△T1)의 2배인 △T2(=△T1×2)로 하면(도 7 중의 2점 쇄선을 참조), 샘플링 시간(△T2)에 대응한 오프셋 화상(02)을 오프셋 화상용 메모리부(11a)로부터 판독하는 동시에, 샘플링 시간(△T2)에 대응한 게인 보정용 화상(G2)을 게인 보정용 화상용 메모리부(11b)로부터 판독한다. 그리고, 상기 (2)식으로부터 금회 촬상에서의 X선 화상(X')을 X선 화상 취득부(9d)는 취득한다. X선 화상 취득부(9d)에 의해 취득된 X선 화상(X')을 X선 화상용 메모리부(11f)에 기록하여 기억시킨다. 이 스텝(S9)은, 본 발명에 있어서의 방사선 화상취득 공정에 상당한다. 또한, X선 화상은, 본 발명에 있어서의 촬상의 대상이 되는 방사선 화상에 상당한다.
(스텝(S10)) 래그 보정
래그 보정부(9e)는, 스텝(S7)에서 취득된 래그 화상(L')을 래그 화상용 메모리부(11d)로부터 판독하는 동시에, 스텝(S9)에서 취득된 X선 화상(X')을 X선 화상용 메모리부(11f)로부터 판독하여, X선 화상(X')으로부터 래그 화상(L')을 감산한다. 래그 보정 후의 X선 화상을 Y라고 하면, Y = X' - L'가 된다.
또, 실제로는, 금회 촬상에 있어서의 X선 조사의 타이밍은 반드시 미리 결정되어 있지는 않다. 따라서, K=N+1에 도달하는 타이밍도 반드시 사전에 알고 있는 것은 아니다. 그러므로, 실제로는, 상기 스텝(S3∼S6)을 샘플링 시간 간격마다 반복하여 행하고, 스텝(S4)에서 샘플링 시점이 금회 촬상에 있어서의 X선 조사의 시작에 도달했을 때가, K=N+1에 도달한 타이밍이 된다. 물론, 금회 촬상에 있어서의 X선 조사의 타이밍이 미리 결정되어 있을 경우에는, K=N+1에 도달하는 타이밍도 사전에 알고 있으므로, N의 값을 미리 결정해서 K=N+1에 도달한 타이밍에 맞추어서, 샘플링 시점이 금회 촬상에 있어서의 X선 조사의 시작에 도달하도록 설정해도 좋 다. 이 스텝(S10)은, 본 발명에 있어서의 래그 보정 공정에 상당한다.
또한, X선 화상(X')으로부터 래그 화상(L')을 이용하여 래그 제거하는 수법은, 이러한 X선 화상(X')으로부터 래그 화상(L')을 직접적으로 감산하는 수법에 한정되지 않는다. 예컨대, 본 실시예 1에 있어서, 래그 화상의 축적 시간은 비조사 시의 샘플링 시간(△T1)이며, X선 화상의 축적 시간은 샘플링 시간(△T1)의 2배인 △T2(=△T1×2)이며, 양쪽 화상 사이에서는 축적 시간에 관하여 모드가 다르다. 이러한 경우에는, 래그 화상을 2배로 해서 감산(단, 증폭기(38)의 게인[증폭율]은 그대로)하는 것이 보다 바람직하다. 그럴 경우에는, Y = X'- 2×L'가 된다.
이상과 같이 구성된 본 실시예 1에 의하면, 신호에 중첩된 오프셋 값을 제거하는 오프셋 보정을 행하기 위해서 이용되는 오프셋 화상에 대해서, 신호의 정보를 축적하는 복수의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상을 오프셋 화상용 메모리부(11a)에 기억시키는 동시에, 출력측 각 화소의 신호 레벨을 구비하는 게인 보정을 행하기 위해서 이용되는 게인 보정용 화상에 대해서, 신호의 정보를 축적하는 복수의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상을 게인 보정용 화상용 메모리부(11b)에 기억시킨다.
비조사 신호 취득부(9a)는, 플랫 패널형 X선 검출기(FPD3)로부터 검출된 복수의 X선 검출신호(본 실시예 1에서는 I0, I1, I2, …, IN -1, IN)를 촬상에 있어서의 X선 조사 전의 비조사 시에 취득하고, 그 비조사 신호 취득부(9a)에서 취득된 이들 X선 검출신호와, 상기 오프셋 화상용 메모리부(11a)에서 기억되고, 또한 비조사 신 호 취득부(9a)에서의 축적 시간(본 실시예 1에서는 △T1)에 대응한 오프셋 화상(본 실시예 1에서는 상기 (1)식 중의 01), 나아가서는, 상기 게인 보정용 화상용 메모리부(11b)에서 기억되고, 또한 비조사 신호 취득부(9a)에서의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상(본 실시예 1에서는 상기 (1)식 중의 G1)에 근거하여, 상기 (1)식을 이용해서 래그 화상 취득부(9b)는 래그 화상을 취득한다.
한편, 조사 신호 취득부(9c)는, FPD(3)로부터 검출된 X선 검출신호를 촬상에 있어서의 X선의 조사 시에 취득하고, 그 조사 신호 취득부(9c)에서 취득된 X선 검출신호와, 상기 오프셋 화상용 메모리부(11a)에서 기억되며, 또한 조사 신호 취득부(9c)에서의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상(본 실시예 1에서는 상기 (2)식 중의 02), 나아가, 상기 게인 보정용 화상용 메모리부(11b)에서 기억되고, 또한 조사 신호 취득부(9c)에서의 축적 시간(본 실시예에서는 △T2)에 대응한 게인 보정용 화상(본 실시예 1에서는 상기 (2)식 중의 02)에 근거하여, 상기 (2)식을 이용해서 X선 화상 취득부(9d)는 촬상의 대상이 되는 X선 화상을 취득한다.
그리고, 그 X선 화상 취득부(9d)에서 취득된 X선 화상으로부터, 상기 래그 화상 취득부(9b)에서 취득된 래그 화상을 이용하여 래그 제거함으로써 X선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 X선 검출신호로부터 제거하는 것에 의한 시간 지연분에 관한 래그 보정을 래그 보정부(9e)가 행한다.
이처럼, 상기의 특허문헌 2와 같이 X선 검출신호를 취득하는 샘플링의 회수분, 재귀적 연산처리를 행하여 래그 보정을 행할 필요가 없다. 더욱이, 상기 래그 보정의 원인이 되는 래그 화상이나 래그 보정의 대상인 X선 화상에는, 각각의 축적 시간(본 실시예 1에서는 △T1이나 △T2)에 대응한 오프셋 화상 및 래그 보정용 화상이 고려되어 있으므로, 래그 보정에 의해 축적 시간에 응한 오프셋 보정 및 래그보정용 화상도 적절히 행할 수 있게 된다. 따라서, 오프셋 및 게인 성분을 포함해서, X선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 X선 검출신호로부터 쉽게 제거할 수가 있다. 또한, 상기의 특허문헌 1과 같은 백라이트를 이용할 필요가 없어, 장치의 구조가 복잡화하는 일도 없다.
후술하는 실시예 2, 3도 포함하여, 본 실시예 1에서는, 전회의 촬상에 있어서의 X선의 조사로부터 소정시간(본 실시예 1에서는 대기 시간(TW)) 경과 후의 비조사 시에 복수의 X선 검출신호를 취득함으로써, 금회 촬상에 있어서의 X선 조사 전의 비조사 시에서의 복수의 X선 검출신호를 취득하고 있다. 전회의 촬상에 있어서의 X선 조사가 종료하여 비조사 상태로 이행하면, 시간 지연분 중, 단시정수 성분 또는 중시정수 성분은 단시간에 감쇠하고, 감쇠 후에는 장시정수 성분이 지배적으로 되어, 거의 같은 강도로 계속 잔류한다. 따라서, 전회의 촬상에 있어서의 X선 조사가 종료한 직후에, X선 검출신호를 취득하면 단/중시정수(短/中時定數) 성분이 포함된 상태에서 신호가 취득되어, 단/중시정수 성분의 시간 지연분까지 정확하게 제거할 수가 없다. 그러므로, 본 실시예 1과 같이, 전회의 촬상에 있어서의 X선 조사로부터 소정시간 경과 후의 비조사 시에 복수의 X선 검출신호를 취득함으로써, 금회 촬상에 있어서의 X선 조사 전의 비조사 시에서의 복수의 X선 검출신호를 취득하게 되어, 소정시간 경과 후에 잔류하고 있는 장시정수 성분만이 포함된 상태에서 신호가 취득되므로, 단/중시정수 성분의 시간 지연분이 없으며, 또한 장시정수 성분의 시간 지연분도 정확하게 제거할 수가 있다.
실시예 2
다음으로, 도면을 참조해서 본 발명의 실시예 2를 설명한다. 상기 실시예 1과 공통되는 개소에 대해서는 같은 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다. 또한, 실시예 2에 관한 X선 투시 촬영장치는, 실시예 1에 관한 X선 투시 촬영장치와 같은 구성으로, 비조사 신호 취득부(9a), 래그 화상 취득부(9b), 조사 신호 취득부(9c), X선 화상 취득부(9d)나 래그 보정부(9e)에 의한 일련의 신호처리만이, 실시예 1과 다르다.
그러므로, 본 실시예 2에 관한 비조사 신호 취득부(9a), 래그 화상 취득부(9b), 조사 신호 취득부(9c), X선 화상 취득부(9d)나 래그 보정부(9e)에 의한 일련의 신호처리에 대해서, 도 10의 흐름도를 참조해서 설명한다. 또, 상기 실시예 1과 공통되는 스텝에 대해서는, 같은 번호를 붙여서 그 설명을 생략한다.
(스텝(S1)) 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상의 기억
상기 실시예 1과 같이, 축적 시간(샘플링 시간, 조사 시간)에 대응시켜서, 각각의 축적 시간마다 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 각각 구하고, 각 화상을 오프셋 화상용 메모리부(11a) 또는 게인 보정용 화상용 메모리부(11b)에 기억시킨다.
(스텝(S2)) 대기 시간이 경과했는가?
상기 실시예 1과 같이, 전회의 촬상에 있어서의 X선 조사의 종료로부터 대기 시간(TW)이 경과한 것인지의 여부를 판단한다. 대기 시간(TW)이 경과한 후, 다음 스텝(S12)으로 진행한다.
(스텝(S12)) 비조사 시의 X선 검출신호의 취득
상기 실시예 1과 같이, 대기 시간(TW) 경과 후의 비조사 시에 각 X선 검출신호를 샘플링 시간(△T1) 간격(예컨대 1/30초)마다 차례로 취득한다. 단지, 본 실시예 2에서는, 후술하는 설명으로부터 분명한 바와 같이, 8번째의 X선 검출신호(I7)(즉, K= 7)를 취득할 때까지는, 대기 시간(TW) 경과 직후에 최초로 취득된 X선 검출신호에서부터 7번째로 취득된 X선 검출신호(I6)까지는 버리지 않고, 비조사 신호용 메모리부(11c)에 기억된 상태이다. 또, 샘플링 시간 간격마다 스텝(S12∼S14)을 계속해서 행하는 것으로 한다.
(스텝(S13)) K = 7 ?
첨부자K가 7이 되었는지, 즉 샘플링 시점이 8번째에 도달했는지(여기에서는 K=7이 되었는지)의 여부를 판단한다. 만약에 도달했을 경우에는, 스텝(S3)으로 건너뛴다. 만약에 도달하지 않은 경우에는, 다음 스텝(S14)으로 진행한다.
(스텝(S14)) K의 값을 1씩 앞당긴다
상기 실시예 1과 같이, 첨부자 K의 값을 1씩 앞당겨서, 다음 샘플링을 위해서 준비한다. 그리고, 8번째의 X선 검출신호(I7)(즉, K=7)을 취득할 때까지는 스텝(S12)에서 비조사 신호 취득부(9a)에 의해 취득된 각 X선 검출신호(IK)를 차례로 비조사 신호용 메모리부(11c)에 기록하여 기억시킨다. 이때, X선 검출신호(IK) 보다도 이전의 시점에서 취득된 X선 검출신호(IK -1)에 대해서는 버리지 않고, 비조사 신호용 메모리부(11c)에 기억한 상태로 하여, X선 검출신호가 8개 분이 될 때까지 축적한다. 그리고 다음의 샘플링을 위해, 스텝(S12)에 되돌아가서, 샘플링 시간 간격마다 스텝(S12∼S14)을 반복해서 행한다.
(스텝(S3))∼ (스텝(S10))
스텝(S13)에서 샘플링 시점이 금회 촬상에 있어서의 X선 조사의 시작에 도달하면, 상기 실시예 1와 같은 스텝(S3∼S10)을 행한다. 단지, 비조사 신호용 메모리부(11c)에는 8개 분의 X선 검출신호가 항상 기억되도록 하고 있어서, 스텝(S6)에서 새롭게 최신의 X선 검출신호가 비조사 신호용 메모리부(11c)에 기억되면, 가장 오래된 X선 검출신호만이 버려지도록 되어 있다. 그리고, 스텝(S4)에서 샘플링 시점이 금회 촬상에 있어서의 X선 조사의 시작에 도달하면, 스텝(S3)에서 취득된 (N-6)번째의 X선 검출신호(IN -7)로부터 (N+1)번째의 X선 검출신호(IN)까지 8개 분의 신호에 근거하여 래그 화상(L)을 구하고, 나아가 상기 (1)식을 이용하여 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 고려한 래그 화상(L')를 구한다. 이들 신호의 평균을 래그 화상으로서 구한다(L=∑Ii/8, 단, ∑는 i = N-7 ~ N의 총합). 래그 화상(L)의 취득 이후에서부터 보정에 대하여는 실시예 1과 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
이상과 같이 구성된 본 실시예 2에 의하면, 상기 실시예 1과 마찬가지로, 복수의 축적 시간(△T1, △T2, △T3)에 대응한 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 촬상 전에 미리 기억시키고, 이들 기억된 화상에 근거하여 래그 화상을 취득하는 것과 동시에, X선 화상을 취득한다. 그리고, X선 화상으로부터 래그 화상을 이용하여 래그 제거하여 보정을 행한다. 이와 같이, 축적 시간에 대응한 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 고려한 X선 화상으로부터, 마찬가지로 축적 시간에 대응한 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 고려한 래그 화상을 이용하여 래그 제거함으로써, 오프셋 및 게인 성분을 포함하여, X선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 X선 검출신호로부터 쉽게 제거할 수 있다.
또한, 실시예 1에서는, 래그 보정 후의 X선 화상(Y)의 랜덤 노이즈 성분이 X의 21/2배가 되므로, SN비(比)가 41%(=(21/2-1)) 열화한다. 이 열화를 억제하기 위해서, 본 실시예 2의 경우에는, 실시예 1과 달리 복수의 X선 검출신호(본 실시예 2에서는 IN -7, IN -6, … IN -1, IN)를 직접적으로 이용하여 래그 화상(L)을 구하고 있다. 이 경우에는, 래그 보정 후의 X선 화상(Y)의 랜덤 노이즈 성분은 보정 전의 X선 화상(X)의 6% 열화에 머무르므로, CN비를 열화시키는 일없이 래그 보정을 실현할 수가 있다.
본 실시예 2에서는 8개 분의 X선 검출신호를 직접적으로 이용해서 래그 화상(L)을 구했지만, 이용하는 X선 검출신호의 개수에 대해서는 한정되지 않는다. 또한, 신호의 평균으로 래그 화상(L)을 구했지만, 예컨대 중간치로 래그 화상(L)을 구하거나, 또는 신호의 강도에 관한 히스토그램을 취하여, 그 히스토그램으로부터 최대 빈출값을 래그 화상(L)로 하여 구하는 등, 래그 화상(L)의 구체적인 요구 방 법에 대해서는 특별히 한정되지 않는다.
실시예 3
다음으로, 도면을 참조해서 본 발명의 실시예 3을 설명한다. 도 11은, 실시예 3에 관한 화상 처리부 및 메모리부에 관한 데이타의 흐름을 나타낸 개략도이다. 상기 실시예 1, 2과 공통되는 개소에 대해서는 같은 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다. 또한, 실시예 3에 관한 X선 투시 촬영장치는, 도 11의 화상 처리부(9) 및 메모리부(11)에 관한 데이타의 흐름을 제외하면, 실시예 1, 2에 관한 X선 투시 촬영장치와 같은 구성이다. 또한, 비조사 신호 취득부(9a), 래그 화상 취득부(9b), 조사 신호 취득부(9c), X선 화상 취득부(9d)나 래그 보정부(9e)에 의한 일련의 신호처리에 있어도, 실시예 1, 2과 다르다.
본 실시예 3에서는, 도 11에 도시한 바와 같이, 비조사 신호용 메모리부(11c)로부터 판독된 비조사 시의 X선 검출신호 및 래그 화상용 메모리부(11d)로부터 판독된 전회(前回)의 래그 화상에 근거하여, 래그 화상 취득부(9b)는 재귀적 연산처리로 래그 화상(L)(단, 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 고려하기 전)을 취득한다. 재귀적 연산처리에 의한 래그 화상(L)의 취득에 대해서는, 후술하는 도 12의 흐름도로 설명한다. 그리고, 재귀적 연산처리를 거쳐, 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상에 근거하여, 상기 (1)식을 이용해서 래그 화상 취득부(9b)는 래그 화상(L')을 취득한다. 또, 래그 화상용 메모리부(11d)로부터 판독된 래그 화상을 이용해서 래그 보정부(9e)가 금회 촬상에서의 X선 화상으로부터 래그 제거하는 것은, 상기 실시예 1, 2와 같다.
다음으로, 본 실시예 3에 관한 비조사 신호 취득부(9a), 래그 화상 취득부(9b), 조사 신호 취득부(9c), X선 화상 취득부(9d)나 래그 보정부(9e)에 의한 일련의 신호처리에 대해서, 도 12의 흐름도를 참조해서 설명한다. 또, 상기 실시예 1, 2과 공통되는 스텝에 대해서는, 같은 번호를 붙여서 그 설명을 생략한다.
(스텝(S1)) 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상의 기억
상기 실시예 1, 2과 같이, 축적 시간(샘플링 시간, 조사 시간)에 대응시켜서, 각각의 축적 시간마다 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 각각 구하고, 각 화상을 오프셋 화상용 메모리부(11a) 또는 게인 보정용 화상용 메모리부(11b)에 기억시킨다.
(스텝(S2)) 대기 시간이 경과했는가?
상기 실시예 1, 2와 같이, 전회의 촬상에 있어서의 X선 조사의 종료로부터 대기 시간(TW)이 경과한 것인지의 여부를 판단한다. 대기 시간(TW)이 경과한 후에, 다음 스텝(S22)으로 진행한다.
(스텝(S22)) 대기 시간 경과 직후의 X선 검출신호의 취득
상기 실시예 1, 2와 같이, 대기 시간(TW) 경과 후의 비조사 시에 각 X선 검출신호를 샘플링 시간(△T1) 간격(예컨대 1/30초)마다 차례로 취득한다. 우선, 대기 시간(TW) 경과 직후의 X선 검출신호(I0)를 취득한다. 이 대기 시간(TW) 경과 직후에 최초로 취득된 X선 검출신호(I0)를 비조사 신호용 메모리부(11c)에 기록하여 기억시킨다.
(스텝(S23)) 초기값의 래그 화상의 취득
그리고, 래그 화상 취득부(9b)는, 상기 X선 검출신호(I0)를 비조사 신호용 메모리부(11c)로부터 판독하여, 상기 X선 검출신호(I0)를 래그 화상(L)(단, 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 고려하기 전)의 초기값인 래그 화상(L)으로서 취득한다. 그리고, 래그 화상 취득부(9b)에 의해 취득된 초기값의 래그 화상(L)을 래그 화상용 메모리부(11d)에 기록하여 기억시킨다.
(스텝(S3))∼ (스텝(S10))
스텝(S23)에서 초기값의 래그 화상(L)을 취득하면, 상기 실시예 1과 같은 스텝(S3∼S10)을 행한다. 단지, 스텝(S3)에서의 비조사 시의 X선 검출신호의 취득은, 2번째의 X선 검출신호(I1) 이후이며, 스텝(S7)에서 래그 화상(L)(단, 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 고려하기 전)을 취득할 시에는, (N+1)번째의 래그 화상(LN)을, 비조사 신호용 메모리부(11c)로부터 판독된 비조사 시의 X선 검출신호(IN) 및 래그 화상용 메모리부(11d)로부터 판독된 전회의 래그 화상(LN -1)에 근거하는 재귀적 연산처리로 구한다. 본 실시예 3에서는, 재귀적인 가중평균(이하, 편의상 「리커시브 처리 」라고 한다)에 의해, 하기의 (3)식과 같이 래그 화상(LN)을 취득한다.
LN = (1-P)×LN -1 + P×IN … (3)
단지, 상기와 같이 I0 = L0이다. 또한, P은 가중 비율이며, 0∼1의 값을 취한 다.
또한, 스텝(S7)에서 최신의 래그 화상(LN)을 래그 화상(L)으로서 취득할 시에는, 상기 래그 화상(LN) 보다도 이전의 래그 화상(LN -1), 즉 상기 (3)식의 리커시브 처리의 기초가 되는 래그 화상(LN -1)만이 필요하지만, 나머지 래그 화상(L), 즉 전전회(前前回)의 래그 화상(LN -2)이나, 그것보다도 이전에 취득된 래그 화상(LN -3, …, L1, L0)은 불필요하다. 따라서, 최신의 래그 화상(LN)이 래그 화상용 메모리부(11d)에 기억되면, 이전의 래그 화상(LN -1)만을 기억하여, 나머지 래그 화상(L)이 버려지게 되어 있다. 물론, 전전회의 래그 화상(LN -2)이나 그것보다도 이전에 취득된 래그 화상(LN -3)을 반드시 버릴 필요는 없다.
또한, 이들의 일련의 리커시브 처리를 거쳐서, 얻어진 최신의 래그 화상(LN)을 L로 하고, 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상에 근거하여, 상기 (1)식을 이용해서 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 고려한 래그 화상 취득부(9b)는 래그 화상(L')을 취득한다.
상기와 같이 구성된 본 실시예 3에 의하면, 상기 실시예 1, 2 와 같이, 축적 시간에 대응한 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 고려한 X선 화상으로부터, 마찬가지로 축적 시간에 대응한 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 고려한 래그 화상을 이용해서 래그 제거함으로써 오프셋 및 게인 성분을 포함해서, X선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 X선 검출신호로부터 쉽게 제거할 수가 있다.
본 실시예 3에서는, 비조사 시에 각 X선 검출신호를 샘플링 시간(△T1) 간격 (예컨대 1/30초)마다 차례로 취득함으로써, 복수의 X선 검출신호를 취득하고, 비조사 시에 있어서의 어떤 시점을 (N+1)번째라고 했을 때에, 그 (N+1)번째를 포함해서 지금까지 차례로 취득된 복수의 X선 검출신호에 근거하는 래그 화상(L), 즉 (N+1)번째의 래그 화상(L)을 취득하기 때문에, 상기 (N+1)번째에서 취득된 X선 검출신호(IN)와, 상기 (N+1)번째보다도 이전의 시점인 N번째를 포함해서 지금까지 차례로 취득된 복수의 X선 검출신호에 근거하는 래그 화상(L), 즉 래그 화상(LN) 보다도 이전의 래그 화상(LN -1)에 근거하여 행하는 재귀적 연산처리를 반복해서 행함으로써, 래그 화상(L)(단, 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 고려하기 전)을 취득하고 있다.
비조사 시에 각 X선 검출신호를 차례로 취득할 때마다, 상기 얻어지는 최신의 X선 검출신호(IN)과, 과거에 지금까지 차례로 취득된 복수의 X선 검출신호에 근거하는 래그 화상(즉, 이전의 래그 화상)(LN -1)에 근거하여 재귀적 연산처리를 반복하여 행한다. 그리고, 최종적으로 얻어진 래그 화상(LN)이 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 고려하기 전의 래그 화상(L)이 되고, 다시금, 상기 (1)식을 이용해서 취득된 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상을 고려한 래그 화상(L')이, 래그 보정의 기초가 되는 구해야 할 화상이 된다. 또, 재귀적 연산처리에서 얻어진 최신의 래그 화상(LN) 및 상기 래그 화상 보다도 이전의 래그 화상(즉, 재귀적 연산처리의 기초가 되는 래그 화상)(LN -1)만을 남기고 나머지 래그 화상(전전회나 그것보다도 이전의 래그 화상)(L)을 버리면, 2화상 분(分)만을 유지하면 되므로, 예컨대 래그 화상용 메모리부(11d)의 기억 영역을 2프레임 분으로 할 수 있는 것 등과 같이, 구조면에서도 보다 간편해 진다는 효과도 가져온다.
본 실시예 3의 경우에는, 재귀적 연산처리로서 재귀적인 가중평균인 리커시브 처리(상기 (3)식을 참조)에 의해 래그 화상을 취득하므로, 래그 보정을 보다 확실하게 행할 수 있다. 또, SN비(比)에 대해서는, 도 13에 도시한 바와 같이, 상기 (3)식 중의 가중 비율 P에 있어서, P = 0.25(도 13 내의 실선을 참조)인 경우에는 8회 이상의 재귀적 연산을 반복하여 실행함으로써, 랜덤 노이즈 성분이 0.39까지 저감하고, 래그 보정 후의 X선 화상(Y)의 랜덤 노이즈 성분은, 상기 실시예 2에서 8개분의 X선 검출신호를 직접적으로 이용하여 래그 화상을 구했을 때의 6％와 거의 동일한 7％의 열화에 머문다. 따라서, SN비를 열화시키는 일없이 래그 보정을 실현 할 수가 있다.
본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되지 않으며, 하기와 같이 변형 실시할 수가 있다.
(1) 상기 각 실시예에서는, 도 1에 나타낸 바와 같은 X선 투시 촬영장치를 예로 채용하여 설명했지만, 본 발명은, 예컨대 C형 암(arm)에 설치된 X선 투시 촬영장치에 적용해도 된다. 또한, 본 발명은, X선 CT장치에도 적용해도 된다. 또, 본 발명은, X선 촬영 장치와 같이(투시 촬영이 아닌) 실제로 촬영을 행할 때, 특히 유용하다
(2) 상기 각 실시예에서는, 플랫 패널형 X선 검출기(FPD(3))를 예로 채용하여 설명했지만, 통상적으로 이용할 수 있는 X선 검출수단이면, 본 발명은 적용할 수가 있다.
(3) 상기 각 실시예에서는, X선을 검출하는 X선 검출기를 예로 채용하여 설명했지만, 본 발명은, ECT(Emission Computed Tomography)장치와 같이 방사성 동위원소(RI)가 투여된 피검체로부터 방사되는 γ선을 검출하는 γ선 검출기에 예시되도록, 방사선을 검출하는 방사선 검출기이면 특별히 한정되지 않는다. 마찬가지로, 본 발명은, 상기 ECT장치에 예시된 바와 같이, 방사선을 검출해서 촬상을 행하는 장치이면 특별히 한정되지 않는다.
(4) 상기 각 실시예에서, FPD(3)은, 방사선(실시예에서는 X선) 감응형의 반도체를 구비하고, 입사한 방사선을 방사선 감응형의 반도체에서 직접적으로 전하 신호로 변환하는 직접 변환형 검출기였지만, 방사선 감응형 대신에 광(光) 감응형의 반도체를 구비하는 동시에 신틸레이터(scintillator)를 구비하여, 입사한 방사선을 신틸레이터에서 광으로 변환하고, 변환된 광을 광 감응형 반도체에서 전하 신호로 변환하는 간접 변환형의 검출기여도 좋다.
(5) 상기 각 실시예에서는, 전회(前回)의 촬상에 있어서의 X선 조사로부터 소정 시간(각 실시예에서는 대기 시간(TW)) 경과 후의 비조사 시에 X선 검출신호의 취득을 시작했지만, 단/중시정수(短/中時定數) 성분을 무시할 수 있는 정도라면, 전회의 촬상에 있어서의 X선 조사가 종료하여 비조사 상태로 이행하는 것과 동시에 X선 검출신호의 취득을 시작해도 좋다. X선 이외의 방사선에 있어서도 마찬가지이다.
(6) 상기 각 실시예에서는, 래그 보정의 기초가 되는 래그 화상은, 금회 촬상에 있어서의 X선 조사의 시작 직전에 취득되는 X선 검출신호(IN)의 데이타가 포함되어 있었지만, 반드시 X선 검출신호(IN)의 데이타를 포함시킬 필요는 없다.단지, 직전의 데이타가 가장 신뢰성이 높으므로, 각 실시예처럼 X선 검출신호(IN)의 데이타를 포함해서 래그 화상을 취득하고, 그 래그 화상을 이용해서 래그 제거함으로써 래그 보정을 행하는 것이 바람직하다. X선 이외의 방사선에 있어서도 마찬가지이다.
(7) 상기 각 실시예에서는, 오프셋 화상 및 게인 보정용 화상의 양쪽 화상에 근거하여 양쪽 화상을 고려한 래그 화상 및 X선 화상을 취득했지만, 오프셋 화상 또는 게인 보정용 화상 중 어느 한쪽 화상만에 근거하여 한쪽 화상만을 고려한 래그 화상 및 X선 화상을 취득해도 좋다. X선 이외의 방사선에 있어서도 마찬가지이다.
(8) 상기의 각 실시예에서는, 오프셋 화상이나 게인 보정용 화상을 고려하기 때문에 래그 화상을 구할 시에는 상기 (1)식을 이용하고, X선 화상을 구할 시에는 상기 (2)식을 이용했지만, 통상의 방법에 있어서 오프셋 화상이나 게인 보정용 화 상을 고려하는 수법이라면, 상기 (1), (2)식과 같은 감산(減算)이나 제산(除算)에 한정되지 않는다.
(9) 상기 실시예 3에서는, 상기 (3)식에 나타낸 바와 같은 재귀적인 가중평균(리커시브 처리)이었지만, 재귀적 연산처리라면, 재귀적인 가중평균에 한정되지 않고, 가중(加重)이 아닌 재귀적 연산처리여도 좋다. 따라서, X선 검출신호(IN)와 래그 화상(LN-1)로 표현되는 함수f(IN, LN -1)가, 래그 화상(L)으로 표현되면 된다.
이상과 같이, 본 발명은, 플랫 패널형 X선 검출기(FPD)를 구비한 방사선 촬상장치에 적합하다.

Claims (4)

  1. 방사선 검출신호에 근거해서 방사선 화상을 얻는 방사선 촬상장치에 있어서,
    피검체를 향해서 방사선을 조사하는 방사선 조사수단과,
    피검체를 투과한 방사선을 검출하는 방사선 검출수단과,
    신호에 중첩된 오프셋 값을 제거하는 오프셋 보정을 행하기 위해서 이용되는 오프셋 화상에 대해서,
    신호의 정보를 축적하는 복수의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상을 기억하는 오프셋 화상 기억수단과,
    방사선 검출수단으로부터 검출된 복수의 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 전의 비(非)조사 시에 취득하는 비조사 신호 취득수단과,
    상기 비조사 신호 취득수단에서 취득된 상기 방사선 검출신호와,
    상기 오프셋 화상 기억수단에서 기억되고, 또한 비조사 신호 취득수단에서의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상에 근거하여, 래그 화상을 취득하는 래그 화상 취득수단과,
    방사선 검출수단으로부터 검출된 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 시에 취득하는 조사 신호 취득수단과,
    상기 조사 신호 취득수단에서 취득된 방사선 검출신호와,
    상기 오프셋 화상 기억수단에서 기억되고, 또한 조사 신호 취득수단에서의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상에 근거하여, 촬상의 대상이 되는 방사선 화상을 취득하는 방사선 화상 취득수단과,
    상기 방사선 화상 취득수단에서 취득된 방사선 화상으로부터, 상기 래그 화상 취득수단에서 취득된 래그 화상을 이용하여 래그 제거함으로써, 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분(遲延分)을 방사선 검출신호로부터 제거하는 것에 의한 시간 지연분에 관한 래그 보정을 행하는 래그 보정 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 방사선 촬상장치.
  2. 방사선 검출신호에 근거해서 방사선 화상을 얻는 방사선 촬상장치에 있어서,
    피검체를 향해서 방사선을 조사하는 방사선 조사수단과,
    피검체를 투과한 방사선을 검출하는 방사선 검출수단과,
    출력측의 각 화소의 신호 레벨을 구비하는 게인 보정을 행하기 위해서 이용되는 게인 보정용 화상에 대해서,
    신호의 정보를 축적하는 복수의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상을 기억하는 게인 보정용 화상 기억수단과,
    방사선 검출수단으로부터 검출된 복수의 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 전의 비조사 시에 취득하는 비조사 신호 취득수단과,
    상기 비조사 신호 취득수단에서 취득된 상기 방사선 검출신호와,
    상기 게인 보정용 화상 기억수단에서 기억되고, 또한 비조사 신호 취득수단에서의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상에 근거하여, 래그 화상을 취득하는 래그 화상 취득수단과,
    방사선 검출수단으로부터 검출된 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 시에 취득하는 조사 신호 취득수단과,
    상기 조사 신호 취득수단에서 취득된 방사선 검출신호와,
    상기 게인 보정용 화상 기억수단에서 기억되고, 또한 조사 신호 취득수단에서의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상에 근거하여, 촬상의 대상이 되는 방사선 화상을 취득하는 방사선 화상 취득수단과,
    상기 방사선 화상 취득수단에서 취득된 방사선 화상으로부터,
    상기 래그 화상 취득수단에서 취득된 래그 화상을 이용하여 래그 제거함으로써, 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 방사선 검출신호로부터 제거하는 것에 의한 시간 지연분에 관한 래그 보정을 행하는 래그 보정 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 방사선 촬상장치.
  3. 피검체를 조사해서 검출된 방사선 검출신호에 근거해서 방사선 화상을 얻는 신호처리를 행하는 방사선 검출신호 처리 방법에 있어서,
    상기 신호처리는, 신호에 중첩된 오프셋 값을 제거하는 오프셋 보정을 행하기 위해서 이용되는 오프셋 화상에 대해서,
    신호의 정보를 축적하는 복수의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상을 촬상 전에 미리 기억하는 오프셋 화상 기억공정과,
    복수의 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 전의 비조사 시에 취득하는 비조사 신호 취득공정과,
    상기 비조사 신호 취득공정에서 취득된 상기 방사선 검출신호와,
    상기 오프셋 화상 기억공정에서 기억되고, 또한 비조사 신호 취득공정에서의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상에 근거하여, 래그 화상을 취득하는 래그 화상취득 공정과,
    방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선의 조사시에 취득하는 조사 신호 취득공정과,
    상기 조사 신호 취득공정에서 취득된 방사선 검출신호와,
    상기 오프셋 화상 기억공정에서 기억되고, 또한 조사 신호 취득공정에서의 축적 시간에 대응한 오프셋 화상에 근거하여, 촬상의 대상이 되는 방사선 화상을 취득하는 방사선 화상취득 공정과,
    상기 방사선 화상취득 공정에서 취득된 방사선 화상으로부터, 상기 래그 화상 취득공정에서 취득된 래그 화상을 이용해서 래그 제거함으로써, 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 방사선 검출신호로부터 제거하는 것에 의한 시간 지연분에 관한 래그 보정을 행하는 래그 보정 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 방사선 검출신호 처리방법.
  4. 피검체를 조사해서 검출된 방사선 검출신호에 근거해서 방사선 화상을 얻는 신호처리를 행하는 방사선 검출신호 처리방법에 있어서,
    상기 신호처리는, 출력측의 각 화소의 신호 레벨을 구비하는 게인 보정을 행하기 위해서 이용되는 게인 보정용 화상에 대하여, 신호의 정보를 축적하는 복수의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상을 촬상 전에 미리 기억하는 게인 보정용 화상 기억공정과,
    복수의 방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선 조사 전의 비조사 시에 취득하는 비조사 신호 취득공정과,
    상기 비조사 신호 취득공정에서 취득된 상기 방사선 검출신호와,
    상기 게인 보정용 화상 기억공정에서 기억되고, 또한 비조사 신호 취득공정에서의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상에 근거하여, 래그 화상을 취득하는 래그 화상취득 공정과,
    방사선 검출신호를 촬상에 있어서의 방사선의 조사시에 취득하는 조사 신호 취득공정과,
    상기 조사 신호 취득공정에서 취득된 방사선 검출신호와,
    상기 게인 보정용 화상 기억공정에서 기억되고, 또한 조사 신호 취득공정에서의 축적 시간에 대응한 게인 보정용 화상에 근거하여, 촬상의 대상이 되는 방사선 화상을 취득하는 방사선 화상취득 공정과,
    상기 방사선 화상취득 공정에서 취득된 방사선 화상으로부터, 상기 래그 화상취득 공정에서 취득된 래그 화상을 이용해서 래그 제거함으로써 방사선 검출신호에 포함되는 시간 지연분을 방사선 검출신호로부터 제거하는 것에 의한 시간 지연분에 관한 래그 보정을 행하는 래그 보정 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 방사선 검출신호 처리방법.
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