JP3377323B2 - 医療用ｘ線撮影装置 - Google Patents
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人体の頭部、胴、四肢
などの被写体を所望の断層面に沿って断層撮影するため
の医療用Ｘ線撮影装置に関する。
などの被写体を所望の断層面に沿って断層撮影するため
の医療用Ｘ線撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】先行技術として、特開昭６１−２２８４
１号公報および特公平４−４８１６９号公報があり、Ｃ
ＣＤセンサ上に動きを伴って形成されるＸ線像に対し、
その動きに合わせて電荷転送クロックの周波数を変化さ
せることによって、画像信号の時間遅延積分（ＴＤＩ：
Time Delay Integration）を行うＸ線撮影装置が開示さ
れている。
１号公報および特公平４−４８１６９号公報があり、Ｃ
ＣＤセンサ上に動きを伴って形成されるＸ線像に対し、
その動きに合わせて電荷転送クロックの周波数を変化さ
せることによって、画像信号の時間遅延積分（ＴＤＩ：
Time Delay Integration）を行うＸ線撮影装置が開示さ
れている。
【０００３】また特開昭６２−４３９９０号公報には、
Ｘ線撮影後、Ｘ線強度の空間分布に対応する電荷パター
ンを電位計で走査するＸ線撮影方法および装置が開示さ
れており、そこではＸ線画像の補正によってアーチファ
クト（疑似画像）を低減させている。
Ｘ線撮影後、Ｘ線強度の空間分布に対応する電荷パター
ンを電位計で走査するＸ線撮影方法および装置が開示さ
れており、そこではＸ線画像の補正によってアーチファ
クト（疑似画像）を低減させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
各先行技術において、ＣＣＤセンサに暗電流ノイズや感
度ばらつき等が生ずると、撮影したＸ線像に疑似画像が
発生し、画質や分解能の低下だけでなく、誤診断のおそ
れがある。また、ＣＣＤセンサには多数の受光画素が形
成されているため、性能ばらつきの少ないＣＣＤセンサ
を得ようとすると製造歩溜りが極端に低下し、必然的に
高価なものとなる。
各先行技術において、ＣＣＤセンサに暗電流ノイズや感
度ばらつき等が生ずると、撮影したＸ線像に疑似画像が
発生し、画質や分解能の低下だけでなく、誤診断のおそ
れがある。また、ＣＣＤセンサには多数の受光画素が形
成されているため、性能ばらつきの少ないＣＣＤセンサ
を得ようとすると製造歩溜りが極端に低下し、必然的に
高価なものとなる。
【０００５】また、後者の特開昭６２−４３９９０号公
報は、セレンから成るＸ線変換用光導電体という特殊な
Ｘ線撮像素子を使用して、ＴＤＩ法とは全く異なる信号
処理を行っているため、そこで行われる画像補正方法を
そのままＴＤＩ法に応用することはかなり難しい。
報は、セレンから成るＸ線変換用光導電体という特殊な
Ｘ線撮像素子を使用して、ＴＤＩ法とは全く異なる信号
処理を行っているため、そこで行われる画像補正方法を
そのままＴＤＩ法に応用することはかなり難しい。
【０００６】本発明の目的は、ＴＤＩ法を用いたＸ線断
層撮影において、ＣＣＤセンサ等に起因する画質劣化成
分を低減化して、高品質のＸ線画像を得ることができる
医療用Ｘ線撮影装置を提供することである。
層撮影において、ＣＣＤセンサ等に起因する画質劣化成
分を低減化して、高品質のＸ線画像を得ることができる
医療用Ｘ線撮影装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、被写体に向け
てＸ線を発生するＸ線発生器と、被写体を通過したＸ線
像を検出するＸ線撮像素子と、Ｘ線発生器およびＸ線撮
像素子を対向させて被写体の周りに旋回させるための旋
回アームと、Ｘ線撮像素子からの画像信号を格納する画
像メモリと、画像メモリに格納された画像信号を表示す
る表示手段とを備え、前記Ｘ線撮像素子は、２次元配列
した複数の受光画素を有するＣＣＤセンサを含み、旋回
アームの旋回速度に応じてＣＣＤセンサの電荷転送クロ
ックの周波数を変化させて、所望のＸ線断層像による電
荷だけを電荷転送とともに次々と蓄積するＴＤＩ動作を
行って所定の断層面を撮像するように構成された医療用
Ｘ線撮影装置において、Ｘ線を入射させずにＸ線撮像素
子を動作させ、該Ｘ線撮像素子から出力される信号のう
ち少なくとも１行分のデータを第１補正データとして記
憶する第１参照メモリと、強度分布が一様なＸ線を入射
させてＸ線撮像素子を動作させ、該Ｘ線撮像素子から出
力される信号のうち少なくとも１行分のデータを第２補
正データとして記憶する第２参照メモリとを備え、画像
信号に対して、第１参照メモリに記憶された第１補正デ
ータを減算し、かつ第２参照メモリに記憶された第２補
正データの平均値に対する第２補正データの比で除算
し、信号補正することを特徴とする医療用Ｘ線撮影装置
である。また本発明は、Ｘ線撮像素子から出力される画
像信号に対して信号補正を行うことを特徴とする。また
本発明は、画像メモリに格納された画像信号に対して信
号補正を行うことを特徴とする。また本発明は、画像メ
モリが表示手段へ出力する画像信号に対して信号補正を
行うことを特徴とする。また本発明は、第１参照メモリ
は、Ｘ線撮像素子から出力される信号のうち全画面分の
補正データを記憶することを特徴とする。また本発明
は、Ｘ線撮像素子の温度を検出する温度センサを備え、
該温度センサの検出温度に応じて第１参照メモリの補正
データを修正してから、信号補正を行うことを特徴とす
る。
てＸ線を発生するＸ線発生器と、被写体を通過したＸ線
像を検出するＸ線撮像素子と、Ｘ線発生器およびＸ線撮
像素子を対向させて被写体の周りに旋回させるための旋
回アームと、Ｘ線撮像素子からの画像信号を格納する画
像メモリと、画像メモリに格納された画像信号を表示す
る表示手段とを備え、前記Ｘ線撮像素子は、２次元配列
した複数の受光画素を有するＣＣＤセンサを含み、旋回
アームの旋回速度に応じてＣＣＤセンサの電荷転送クロ
ックの周波数を変化させて、所望のＸ線断層像による電
荷だけを電荷転送とともに次々と蓄積するＴＤＩ動作を
行って所定の断層面を撮像するように構成された医療用
Ｘ線撮影装置において、Ｘ線を入射させずにＸ線撮像素
子を動作させ、該Ｘ線撮像素子から出力される信号のう
ち少なくとも１行分のデータを第１補正データとして記
憶する第１参照メモリと、強度分布が一様なＸ線を入射
させてＸ線撮像素子を動作させ、該Ｘ線撮像素子から出
力される信号のうち少なくとも１行分のデータを第２補
正データとして記憶する第２参照メモリとを備え、画像
信号に対して、第１参照メモリに記憶された第１補正デ
ータを減算し、かつ第２参照メモリに記憶された第２補
正データの平均値に対する第２補正データの比で除算
し、信号補正することを特徴とする医療用Ｘ線撮影装置
である。また本発明は、Ｘ線撮像素子から出力される画
像信号に対して信号補正を行うことを特徴とする。また
本発明は、画像メモリに格納された画像信号に対して信
号補正を行うことを特徴とする。また本発明は、画像メ
モリが表示手段へ出力する画像信号に対して信号補正を
行うことを特徴とする。また本発明は、第１参照メモリ
は、Ｘ線撮像素子から出力される信号のうち全画面分の
補正データを記憶することを特徴とする。また本発明
は、Ｘ線撮像素子の温度を検出する温度センサを備え、
該温度センサの検出温度に応じて第１参照メモリの補正
データを修正してから、信号補正を行うことを特徴とす
る。
【０００８】
【作用】本発明に従えば、Ｘ線を入射させずにＸ線撮像
素子を動作させて該Ｘ線撮像素子から出力される信号
は、ＣＣＤセンサの暗電流などに起因するノイズであ
り、この信号のうち少なくとも１行分のデータを第１補
正データとして第１参照メモリに予め記憶しておく。そ
の後、通常のＸ線断層撮影を行って得られた画像信号に
対して第１参照メモリに記憶された第１補正データを減
算して信号補正することによって、画像信号からノイズ
成分を除去できるため、高Ｓ／Ｎ比の断層画像が得られ
る。
素子を動作させて該Ｘ線撮像素子から出力される信号
は、ＣＣＤセンサの暗電流などに起因するノイズであ
り、この信号のうち少なくとも１行分のデータを第１補
正データとして第１参照メモリに予め記憶しておく。そ
の後、通常のＸ線断層撮影を行って得られた画像信号に
対して第１参照メモリに記憶された第１補正データを減
算して信号補正することによって、画像信号からノイズ
成分を除去できるため、高Ｓ／Ｎ比の断層画像が得られ
る。
【０００９】さらに、強度分布が一様なＸ線を入射させ
てＸ線撮像素子を動作させ、該Ｘ線撮像素子から出力さ
れる信号は、ＣＣＤセンサの画素感度のばらつき等に起
因するノイズであり、この信号のうち少なくとも１行分
のデータを第２補正データとして第２参照メモリに予め
記憶しておく。その後、通常のＸ線断層撮影を行って得
られた画像信号に対して第２参照メモリに記憶された第
２補正データの平均値に対する第２補正データの比で除
算して信号補正することによって、画像信号からノイズ
成分を除去できるため、疑似画像が少ない高品質の断層
画像が得られる。なお、第１補正データによる信号補正
および第２補正データによる信号補正は、どちらか一方
でもよく、両方とも実施しても構わない。
てＸ線撮像素子を動作させ、該Ｘ線撮像素子から出力さ
れる信号は、ＣＣＤセンサの画素感度のばらつき等に起
因するノイズであり、この信号のうち少なくとも１行分
のデータを第２補正データとして第２参照メモリに予め
記憶しておく。その後、通常のＸ線断層撮影を行って得
られた画像信号に対して第２参照メモリに記憶された第
２補正データの平均値に対する第２補正データの比で除
算して信号補正することによって、画像信号からノイズ
成分を除去できるため、疑似画像が少ない高品質の断層
画像が得られる。なお、第１補正データによる信号補正
および第２補正データによる信号補正は、どちらか一方
でもよく、両方とも実施しても構わない。
【００１０】また、こうした信号補正をＸ線撮影中にＸ
線撮像素子から刻々と出力される画像信号に対して行う
ことによって、Ｘ線撮影が終了した時点で信号補正を完
了させることができ、画像表示動作に速やかに移行でき
る。
線撮像素子から刻々と出力される画像信号に対して行う
ことによって、Ｘ線撮影が終了した時点で信号補正を完
了させることができ、画像表示動作に速やかに移行でき
る。
【００１１】また、信号補正を画像メモリに一旦格納さ
れた画像信号に対して行うことによって、信号補正の演
算処理を低速で実行することが可能になり、処理回路の
負担が軽減される。
れた画像信号に対して行うことによって、信号補正の演
算処理を低速で実行することが可能になり、処理回路の
負担が軽減される。
【００１２】また、信号補正を画像メモリが表示手段へ
出力する画像信号に対して行うことによって、補正前の
画像と補正後の画像を適宜比較しながら補正することが
でき、信号補正の最適化が容易に行える。
出力する画像信号に対して行うことによって、補正前の
画像と補正後の画像を適宜比較しながら補正することが
でき、信号補正の最適化が容易に行える。
【００１３】また、第１参照メモリは、Ｘ線撮像素子か
ら出力される信号のうち全画面分の補正データを記憶す
ることによって、より精度の良い信号補正が可能にな
る。
ら出力される信号のうち全画面分の補正データを記憶す
ることによって、より精度の良い信号補正が可能にな
る。
【００１４】また、ＣＣＤセンサの暗電流には温度依存
性があるため、Ｘ線撮像素子近辺に温度センサを設けて
ＣＣＤセンサの温度を計測し、補正データ作成時の温度
とＸ線撮影時の温度との偏差を考慮して第１参照メモリ
の補正データを修正することによって、より高精度の信
号補正を実行することができる。
性があるため、Ｘ線撮像素子近辺に温度センサを設けて
ＣＣＤセンサの温度を計測し、補正データ作成時の温度
とＸ線撮影時の温度との偏差を考慮して第１参照メモリ
の補正データを修正することによって、より高精度の信
号補正を実行することができる。
【００１５】
【００１６】
【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す構成図であ
る。医療用Ｘ線撮影装置は、人体等の被写体１に向けて
縦長スリット状のＸ線を発生するＸ線源２と、被写体１
を通過したＸ線像を検出するＸ線撮像素子３と、Ｘ線源
２およびＸ線撮像素子３を対向させるように保持し、こ
れらを被写体１の周りに旋回させるための旋回アーム４
などで構成される。
る。医療用Ｘ線撮影装置は、人体等の被写体１に向けて
縦長スリット状のＸ線を発生するＸ線源２と、被写体１
を通過したＸ線像を検出するＸ線撮像素子３と、Ｘ線源
２およびＸ線撮像素子３を対向させるように保持し、こ
れらを被写体１の周りに旋回させるための旋回アーム４
などで構成される。
【００１７】Ｘ線撮像素子３は、入射したＸ線像を可視
光像に変換するシンチレータ３ａと、シンチレータ３ａ
からの可視光像を導く光ファイバプレート（ＦＯＰ）３
ｂと、光ファイバプレート３ｂからの可視光像を撮像す
るＣＣＤ（電荷結合素子）センサ３ｃなどで構成され
る。なお、Ｘ線撮像素子３の内部にはＣＣＤ（電荷結合
素子）センサ３ｃの温度を計測するための温度センサ４
０が設置される。
光像に変換するシンチレータ３ａと、シンチレータ３ａ
からの可視光像を導く光ファイバプレート（ＦＯＰ）３
ｂと、光ファイバプレート３ｂからの可視光像を撮像す
るＣＣＤ（電荷結合素子）センサ３ｃなどで構成され
る。なお、Ｘ線撮像素子３の内部にはＣＣＤ（電荷結合
素子）センサ３ｃの温度を計測するための温度センサ４
０が設置される。
【００１８】旋回アーム４は、被写体１の上部付近を中
心として水平面内で旋回可能なように支持されており、
その回転軸はアーム旋回モータ５で駆動され、その角速
度を検出するためのタコジェネレータ７が設けられる。
また、回転軸にはカム６ａが取付けられ、カム６ａの変
位を検出するポテンショメータ６ｂとともに角度検出器
６を構成している。
心として水平面内で旋回可能なように支持されており、
その回転軸はアーム旋回モータ５で駆動され、その角速
度を検出するためのタコジェネレータ７が設けられる。
また、回転軸にはカム６ａが取付けられ、カム６ａの変
位を検出するポテンショメータ６ｂとともに角度検出器
６を構成している。
【００１９】図２（ａ）はＸ線撮像素子３の形状を示す
正面図であり、図２（ｂ）はその底面図である。シンチ
レータ３ａは、縦長スリット状のＸ線を受光するため細
長く形成されており、Ｘ線入射側には受光領域を制限す
る２次スリット（図示せず）が設置される。光ファイバ
プレート３ｂは断面が平行四辺形状に形成され、その入
射面はシンチレータ３ａに密着しており、出射面はシン
チレータ３ａを通過したＸ線から外れるように形成され
る。ＣＣＤセンサ３ｃに関して、シンチレータ３ａの受
光領域を１つのＣＣＤセンサ３ｃで撮像することが最も
好ましいが、ＣＣＤセンサ３ｃが大型になると製造歩溜
りの点で高価になる。そこで、図２に示すように、たと
えば３つのＣＣＤセンサ３ｃを用いて受光領域を３つに
分割して可視光像を撮像している。したがって、光ファ
イバプレート３ｂはＣＣＤセンサ３ｃの数に対応して３
つに分割され、通過Ｘ線の影響を回避しつつ、配置の容
易さの観点から１つおきに左右に振り分けて配置され
る。なお、入射するスリット状のＸ線は、幅６ｍｍ、長
さ１５０ｍｍ程度であり、ＣＣＤセンサ３ｃの受光面長
さは５０ｍｍ程度である。
正面図であり、図２（ｂ）はその底面図である。シンチ
レータ３ａは、縦長スリット状のＸ線を受光するため細
長く形成されており、Ｘ線入射側には受光領域を制限す
る２次スリット（図示せず）が設置される。光ファイバ
プレート３ｂは断面が平行四辺形状に形成され、その入
射面はシンチレータ３ａに密着しており、出射面はシン
チレータ３ａを通過したＸ線から外れるように形成され
る。ＣＣＤセンサ３ｃに関して、シンチレータ３ａの受
光領域を１つのＣＣＤセンサ３ｃで撮像することが最も
好ましいが、ＣＣＤセンサ３ｃが大型になると製造歩溜
りの点で高価になる。そこで、図２に示すように、たと
えば３つのＣＣＤセンサ３ｃを用いて受光領域を３つに
分割して可視光像を撮像している。したがって、光ファ
イバプレート３ｂはＣＣＤセンサ３ｃの数に対応して３
つに分割され、通過Ｘ線の影響を回避しつつ、配置の容
易さの観点から１つおきに左右に振り分けて配置され
る。なお、入射するスリット状のＸ線は、幅６ｍｍ、長
さ１５０ｍｍ程度であり、ＣＣＤセンサ３ｃの受光面長
さは５０ｍｍ程度である。
【００２０】図３は、ＣＣＤセンサ３ｃの画素配列と電
荷転送動作を示す配置図である。ＣＣＤセンサ３ｃは、
マトリクス状に２次元配列した複数の受光画素で縦長の
受光部２０を形成している。光ファイバプレート３ｂか
らの可視光像が受光部２０に入射すると光電変換によっ
て電荷が発生する。各受光画素は、水平方向２１ａに配
置された複数の垂直シフトレジスタ２１（図３中斜線
部）と電気的接続されており、各垂直シフトレジスタ２
１は電荷転送クロックによって水平方向２１ａに順次転
送される。各垂直シフトレジスタ２１の出力部は、垂直
方向２２ａに配置された水平シフトレジスタ２２に電気
的接続されており、垂直シフトレジスタ２１が１画素分
の転送を終える度に全ての電荷を外部へ転送する。こう
してＸ線像は、水平走査と垂直走査との組合せによって
時系列の電気信号に変換される。なお、図３に示したＣ
ＣＤセンサ３ｃは、電荷蓄積部の無いフルフレームトラ
ンスファー（ＦＦＴ）型であるが、受光画素と同数の電
荷蓄積部を有するフレームトランスファー（ＦＴ）型で
あっても本発明は同様に適用可能である。
荷転送動作を示す配置図である。ＣＣＤセンサ３ｃは、
マトリクス状に２次元配列した複数の受光画素で縦長の
受光部２０を形成している。光ファイバプレート３ｂか
らの可視光像が受光部２０に入射すると光電変換によっ
て電荷が発生する。各受光画素は、水平方向２１ａに配
置された複数の垂直シフトレジスタ２１（図３中斜線
部）と電気的接続されており、各垂直シフトレジスタ２
１は電荷転送クロックによって水平方向２１ａに順次転
送される。各垂直シフトレジスタ２１の出力部は、垂直
方向２２ａに配置された水平シフトレジスタ２２に電気
的接続されており、垂直シフトレジスタ２１が１画素分
の転送を終える度に全ての電荷を外部へ転送する。こう
してＸ線像は、水平走査と垂直走査との組合せによって
時系列の電気信号に変換される。なお、図３に示したＣ
ＣＤセンサ３ｃは、電荷蓄積部の無いフルフレームトラ
ンスファー（ＦＦＴ）型であるが、受光画素と同数の電
荷蓄積部を有するフレームトランスファー（ＦＴ）型で
あっても本発明は同様に適用可能である。
【００２１】次にＣＣＤセンサ３ｃのＴＤＩ動作につい
て説明する。旋回アーム４が旋回するとＸ線像も水平方
向２１ａに移動するが、その移動速度はＸ線断層面の位
置に依存して異なる。そこで、所定の断層面に対応する
Ｘ線像の移動速度に一致するように、垂直シフトレジス
タ２１の電荷転送速度、すなわち電荷転送クロックの周
波数を変化させることによって、所望のＸ線断層像によ
る電荷だけを電荷転送とともに次々と蓄積（積分）する
ことができる。こうして特定の電荷転送速度に一致した
Ｘ線像だけが静止画像として撮像され、電荷転送速度に
一致しないＸ線像は流れてしまい、従来のフィルムを用
いた断層撮影と同様な断層画像を得ることができる。こ
こで、電荷転送クロックの周波数をｆ、従来のフィルム
断層撮影におけるフィルム送り速度をｖ、ＣＣＤセンサ
３ｃの画素間隔をｄとおくと、ｆ＝ｖ／ｄという関係式
が成立する。
て説明する。旋回アーム４が旋回するとＸ線像も水平方
向２１ａに移動するが、その移動速度はＸ線断層面の位
置に依存して異なる。そこで、所定の断層面に対応する
Ｘ線像の移動速度に一致するように、垂直シフトレジス
タ２１の電荷転送速度、すなわち電荷転送クロックの周
波数を変化させることによって、所望のＸ線断層像によ
る電荷だけを電荷転送とともに次々と蓄積（積分）する
ことができる。こうして特定の電荷転送速度に一致した
Ｘ線像だけが静止画像として撮像され、電荷転送速度に
一致しないＸ線像は流れてしまい、従来のフィルムを用
いた断層撮影と同様な断層画像を得ることができる。こ
こで、電荷転送クロックの周波数をｆ、従来のフィルム
断層撮影におけるフィルム送り速度をｖ、ＣＣＤセンサ
３ｃの画素間隔をｄとおくと、ｆ＝ｖ／ｄという関係式
が成立する。
【００２２】図４は、本発明の一実施例の電気的構成を
示すブロック図である。Ｘ線源２はたとえばＸ線管など
から成り、所定の管電圧および管電流で駆動されるよう
にＸ線回路３１から電力が供給され、ＣＰＵ（中央処理
装置）３０からの指令に基づいてタイミング制御回路３
２がＸ線照射時間を制御する。
示すブロック図である。Ｘ線源２はたとえばＸ線管など
から成り、所定の管電圧および管電流で駆動されるよう
にＸ線回路３１から電力が供給され、ＣＰＵ（中央処理
装置）３０からの指令に基づいてタイミング制御回路３
２がＸ線照射時間を制御する。
【００２３】ＣＣＤセンサ３ｃの垂直シフトレジスタ２
１および水平シフトレジスタ２２は、制御クロック発生
回路３３からの垂直転送クロックおよび水平転送クロッ
クによって駆動され、ＣＰＵ３０からの指令に基づいて
各クロックの周波数を旋回アームの旋回速度に応じて変
化させることによってＴＤＩ動作を実現している。ＣＣ
Ｄセンサ３ｃの水平シフトレジスタ２２はＸ線断層像の
画像信号を時系列的に出力する。こうして得られた画像
信号は波形整形回路３４によって波形整形され、アナロ
グデジタル変換（Ａ／Ｄ）回路３５によって、たとえば
８ビット（＝２５６レベル）のデジタル信号に変換さ
れ、ＣＰＵ３０を介して画像メモリ３６に格納される。
画像メモリ３６に格納された画像信号は、ＣＲＴ（陰極
線管）ディスプレイや画像プリンタなどの画像表示装置
３８に表示され、各種診断に供される。
１および水平シフトレジスタ２２は、制御クロック発生
回路３３からの垂直転送クロックおよび水平転送クロッ
クによって駆動され、ＣＰＵ３０からの指令に基づいて
各クロックの周波数を旋回アームの旋回速度に応じて変
化させることによってＴＤＩ動作を実現している。ＣＣ
Ｄセンサ３ｃの水平シフトレジスタ２２はＸ線断層像の
画像信号を時系列的に出力する。こうして得られた画像
信号は波形整形回路３４によって波形整形され、アナロ
グデジタル変換（Ａ／Ｄ）回路３５によって、たとえば
８ビット（＝２５６レベル）のデジタル信号に変換さ
れ、ＣＰＵ３０を介して画像メモリ３６に格納される。
画像メモリ３６に格納された画像信号は、ＣＲＴ（陰極
線管）ディスプレイや画像プリンタなどの画像表示装置
３８に表示され、各種診断に供される。
【００２４】こうして構成された医療用Ｘ線撮影装置に
おいて、画像信号に対して信号補正するための各種デー
タを記憶する参照メモリ３７と、ＣＣＤセンサ３ｃの温
度を計測するための温度センサ４０が設けられる。な
お、温度センサ４０はＣＣＤセンサ３ｃと同一チップ内
に設けることも可能である。
おいて、画像信号に対して信号補正するための各種デー
タを記憶する参照メモリ３７と、ＣＣＤセンサ３ｃの温
度を計測するための温度センサ４０が設けられる。な
お、温度センサ４０はＣＣＤセンサ３ｃと同一チップ内
に設けることも可能である。
【００２５】図５は、信号補正動作の具体例を示す概念
図である。参照メモリ３７には、Ｘ線撮像素子３の縦方
向（旋回軸方向）に沿った少なくとも１行分のデータを
格納できる領域が複数用意され、補正前後の画像データ
や補正データなどが格納される。ここでは１行分の画素
数をｎとおく。
図である。参照メモリ３７には、Ｘ線撮像素子３の縦方
向（旋回軸方向）に沿った少なくとも１行分のデータを
格納できる領域が複数用意され、補正前後の画像データ
や補正データなどが格納される。ここでは１行分の画素
数をｎとおく。
【００２６】まず図５（ａ）は、断層撮影終了後、画像
メモリ３６に格納されたＸ線断層像の画像データのうち
特定行のデータを示し、上から５０（１０進数表記。以
下同じ）、６４、８５、１００、１４２、１９０、２２
６、…、１５２、１１４というｎ個のデータが補正前の
原データとなる。
メモリ３６に格納されたＸ線断層像の画像データのうち
特定行のデータを示し、上から５０（１０進数表記。以
下同じ）、６４、８５、１００、１４２、１９０、２２
６、…、１５２、１１４というｎ個のデータが補正前の
原データとなる。
【００２７】図５（ｂ）は、Ｘ線源２を停止して断層撮
影と同じ動作を行って、Ｘ線を入射させずにＸ線撮像素
子３を動作させたとき、Ｘ線撮像素子３から出力される
信号のうち所定の１行分のデータを示す。これはＣＣＤ
センサ３ｃの暗電流などに起因するノイズに相当する。
上から０、０、４、３、２、０、２、…、０、１という
ｎ個のデータが暗電流補正データとして参照メモリ３７
の一部に記憶される。なお、暗電流補正データは装置設
置直後や定期検査時に一旦作成しておけば、各撮影とも
同じデータを使用することができ、また撮影時毎に作成
するようにしても構わない。
影と同じ動作を行って、Ｘ線を入射させずにＸ線撮像素
子３を動作させたとき、Ｘ線撮像素子３から出力される
信号のうち所定の１行分のデータを示す。これはＣＣＤ
センサ３ｃの暗電流などに起因するノイズに相当する。
上から０、０、４、３、２、０、２、…、０、１という
ｎ個のデータが暗電流補正データとして参照メモリ３７
の一部に記憶される。なお、暗電流補正データは装置設
置直後や定期検査時に一旦作成しておけば、各撮影とも
同じデータを使用することができ、また撮影時毎に作成
するようにしても構わない。
【００２８】図５（ｃ）は、図５（ａ）の原データから
図５（ｂ）の暗電流補正データをそれぞれ減算したもの
であり、上から５０（＝５０−０）、６４、８１、９
７、１４０、１９０、２２４、…、１５２、１１３とい
うｎ個のデータが暗電流補正後の画像データとなる。こ
のような信号補正を画像データの各行についても行うこ
とで、全画面分の暗電流補正が実現する。なお、ここで
は減算による信号補正の例を示したが、図５（ｂ）の暗
電流補正データを負の値として記憶すれば、加算による
信号補正を行うことになり、減算または加算はノイズが
減少する方を採用する。こうして画像信号の中から暗電
流ノイズ成分を除去することができる。
図５（ｂ）の暗電流補正データをそれぞれ減算したもの
であり、上から５０（＝５０−０）、６４、８１、９
７、１４０、１９０、２２４、…、１５２、１１３とい
うｎ個のデータが暗電流補正後の画像データとなる。こ
のような信号補正を画像データの各行についても行うこ
とで、全画面分の暗電流補正が実現する。なお、ここで
は減算による信号補正の例を示したが、図５（ｂ）の暗
電流補正データを負の値として記憶すれば、加算による
信号補正を行うことになり、減算または加算はノイズが
減少する方を採用する。こうして画像信号の中から暗電
流ノイズ成分を除去することができる。
【００２９】図５（ｄ）は、Ｘ線源２を動作させて被写
体１を置かないで断層撮影を行い、強度分布がほぼ一様
なＸ線をＸ線撮像素子３に入射させ、Ｘ線撮像素子３か
ら出力される信号のうち所定の１行分のデータを示す。
このデータは本来全て同じ値であるのが望ましいが、変
動分はＣＣＤセンサ３ｃの画素感度ばらつきやＸ線強度
分布むらなどに起因するノイズになる。上から１０２、
１０４、１００、１０８、９６、９７、１０１、…、１
０４、１００というｎ個のデータが感度ばらつき補正デ
ータとして参照メモリ３７の一部に記憶される。なお、
感度ばらつきを計測するためのＸ線強度は、データ値が
飽和しないように通常撮影時の約半分程度に抑えること
が好ましく、たとえばＸ線源２の管電圧や管電流を調節
したり、または被写体１の代わりに厚さが均一なアルミ
ニウム板（たとえば３０ｍｍ厚）をＸ線減衰フィルタと
して使用する方法がある。
体１を置かないで断層撮影を行い、強度分布がほぼ一様
なＸ線をＸ線撮像素子３に入射させ、Ｘ線撮像素子３か
ら出力される信号のうち所定の１行分のデータを示す。
このデータは本来全て同じ値であるのが望ましいが、変
動分はＣＣＤセンサ３ｃの画素感度ばらつきやＸ線強度
分布むらなどに起因するノイズになる。上から１０２、
１０４、１００、１０８、９６、９７、１０１、…、１
０４、１００というｎ個のデータが感度ばらつき補正デ
ータとして参照メモリ３７の一部に記憶される。なお、
感度ばらつきを計測するためのＸ線強度は、データ値が
飽和しないように通常撮影時の約半分程度に抑えること
が好ましく、たとえばＸ線源２の管電圧や管電流を調節
したり、または被写体１の代わりに厚さが均一なアルミ
ニウム板（たとえば３０ｍｍ厚）をＸ線減衰フィルタと
して使用する方法がある。
【００３０】図５（ｅ）は、図５（ｄ）のデータに関し
て平均値に対する比を各画素ごとに算出した感度補正係
数（実数）を示し、ここでの平均値は１００と仮定して
いる。上から１００／１０２、１００／１０４、１、１
００／１０８、１００／９６、１００／９７、１００／
１０１、…、１００／１０４、１というｎ個のデータが
感度補正データとして参照メモリ３７の一部に記憶され
る。なお、感度補正データは装置設置直後や定期検査時
に一旦作成しておけば、各撮影とも同じデータを使用す
ることができ、また撮影時毎に作成するようにしても構
わない。
て平均値に対する比を各画素ごとに算出した感度補正係
数（実数）を示し、ここでの平均値は１００と仮定して
いる。上から１００／１０２、１００／１０４、１、１
００／１０８、１００／９６、１００／９７、１００／
１０１、…、１００／１０４、１というｎ個のデータが
感度補正データとして参照メモリ３７の一部に記憶され
る。なお、感度補正データは装置設置直後や定期検査時
に一旦作成しておけば、各撮影とも同じデータを使用す
ることができ、また撮影時毎に作成するようにしても構
わない。
【００３１】図５（ｆ）は、図５（ｃ）の暗電流補正後
の画像データに対して図５（ｅ）の感度補正係数を乗算
して、小数点以下を四捨五入したものであり、上から４
９（＝５０・（１００／１０２））、６２、８１、９
０、１４６、１９６、２２２、…、１４６、１１３とい
うｎ個のデータが感度補正後の画像データとなる。この
ような信号補正を画像データの各行についても行うこと
で、全画面分の感度補正が実現する。なお、ここでは乗
算による信号補正の例を示したが、図５（ｅ）の感度補
正係数を逆数として記憶すれば、除算による信号補正を
行うことになり、たとえば前述の５０・（１００／１０
２）は、５０／（１０２／１００）であり、乗算または
除算はノイズが減少する方を採用する。こうして画像信
号の中から感度ばらつき等に起因するノイズ成分を除去
することができる。
の画像データに対して図５（ｅ）の感度補正係数を乗算
して、小数点以下を四捨五入したものであり、上から４
９（＝５０・（１００／１０２））、６２、８１、９
０、１４６、１９６、２２２、…、１４６、１１３とい
うｎ個のデータが感度補正後の画像データとなる。この
ような信号補正を画像データの各行についても行うこと
で、全画面分の感度補正が実現する。なお、ここでは乗
算による信号補正の例を示したが、図５（ｅ）の感度補
正係数を逆数として記憶すれば、除算による信号補正を
行うことになり、たとえば前述の５０・（１００／１０
２）は、５０／（１０２／１００）であり、乗算または
除算はノイズが減少する方を採用する。こうして画像信
号の中から感度ばらつき等に起因するノイズ成分を除去
することができる。
【００３２】以上の説明では、暗電流補正の後に感度ば
らつき補正を行う例を示したが、感度ばらつき補正の後
に暗電流補正を行ってもよく、またノイズが少ない場合
はどちらか一方の補正だけで済ましても構わない。
らつき補正を行う例を示したが、感度ばらつき補正の後
に暗電流補正を行ってもよく、またノイズが少ない場合
はどちらか一方の補正だけで済ましても構わない。
【００３３】また、図５（ｂ）の暗電流補正データおよ
び図５（ｅ）の感度補正データは１行分のデータである
例を示したが、数行分あるいは全画面分の補正データを
参照メモリ３７に記憶するようにしてもよい。また、本
来の補正データを適宜間引いてサンプリングしたものを
記憶しておいて、後から補間処理によって全補正データ
を再現してもよい。
び図５（ｅ）の感度補正データは１行分のデータである
例を示したが、数行分あるいは全画面分の補正データを
参照メモリ３７に記憶するようにしてもよい。また、本
来の補正データを適宜間引いてサンプリングしたものを
記憶しておいて、後から補間処理によって全補正データ
を再現してもよい。
【００３４】また、断層撮影が終わって画像メモリ３６
に一旦格納された画像信号に対して信号補正を行う例を
示したが、Ｘ線撮影中にＸ線撮像素子３から刻々と出力
される画像信号に対して信号補正を行ってもよく、さら
に画像メモリ３６が画像表示装置３８へ出力する画像信
号に対して信号補正を行っても構わない。
に一旦格納された画像信号に対して信号補正を行う例を
示したが、Ｘ線撮影中にＸ線撮像素子３から刻々と出力
される画像信号に対して信号補正を行ってもよく、さら
に画像メモリ３６が画像表示装置３８へ出力する画像信
号に対して信号補正を行っても構わない。
【００３５】また、ＣＣＤセンサ３ｃの暗電流は温度依
存性があるため、Ｘ線撮像素子３に設けられた温度セン
サ４０を用いてＣＣＤセンサ３ｃの温度を計測し、暗電
流補正データ作成時の温度とＸ線撮影時の温度との偏差
を考慮して、参照メモリ３７に記憶された図５（ｂ）の
暗電流補正データを修正することによって、より高精度
の信号補正を実行することができる。ＣＣＤセンサの暗
電流の温度依存性は、一般に温度が６℃上昇する毎に約
２倍に増加すると言われている。したがって、暗電流の
補正データを取得するときの温度をＴ0 とし、実際の撮
影時の温度をＴとするとき、暗電流の補正データに次式
の値をかけ算して新しい補正データとして使用する。
存性があるため、Ｘ線撮像素子３に設けられた温度セン
サ４０を用いてＣＣＤセンサ３ｃの温度を計測し、暗電
流補正データ作成時の温度とＸ線撮影時の温度との偏差
を考慮して、参照メモリ３７に記憶された図５（ｂ）の
暗電流補正データを修正することによって、より高精度
の信号補正を実行することができる。ＣＣＤセンサの暗
電流の温度依存性は、一般に温度が６℃上昇する毎に約
２倍に増加すると言われている。したがって、暗電流の
補正データを取得するときの温度をＴ0 とし、実際の撮
影時の温度をＴとするとき、暗電流の補正データに次式
の値をかけ算して新しい補正データとして使用する。
【００３６】
【数１】
【００３７】また、暗電流補正データを取得したときの
温度Ｔ0 を予め記憶するため、参照メモリ３７に温度Ｔ
0 の記憶領域を確保してもよく、さらに図４に示すよう
に温度記憶メモリ４１を別途設けてもよい。
温度Ｔ0 を予め記憶するため、参照メモリ３７に温度Ｔ
0 の記憶領域を確保してもよく、さらに図４に示すよう
に温度記憶メモリ４１を別途設けてもよい。
【００３８】
【００３９】
【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、Ｘ
線断層撮影を行って得られた画像信号からＣＣＤセンサ
の暗電流や感度ばらつき等に起因するノイズを除去する
ことができるため、高Ｓ／Ｎ比で疑似画像が少ない高品
質の断層画像が得られる。
線断層撮影を行って得られた画像信号からＣＣＤセンサ
の暗電流や感度ばらつき等に起因するノイズを除去する
ことができるため、高Ｓ／Ｎ比で疑似画像が少ない高品
質の断層画像が得られる。
【００４０】また、多少のノイズは電気的な信号補正に
よって除去することが可能になるため、ＣＣＤセンサの
特性変動が緩和され、製造歩溜りが向上して、コストの
低減化に資する。
よって除去することが可能になるため、ＣＣＤセンサの
特性変動が緩和され、製造歩溜りが向上して、コストの
低減化に資する。
【００４１】また、温度センサを用いてＸ線撮像素子の
温度を計測することによって、温度依存性のあるノイズ
に対して効果的に信号補正を実施することができる。
温度を計測することによって、温度依存性のあるノイズ
に対して効果的に信号補正を実施することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】図２（ａ）はＸ線撮像素子３の形状を示す正面
図であり、図２（ｂ）はその底面図である。
図であり、図２（ｂ）はその底面図である。
【図３】ＣＣＤセンサ３ｃの画素配列と電荷転送動作を
示す配置図である。
示す配置図である。
【図４】本発明の一実施例の電気的構成を示すブロック
図である。
図である。
【図５】信号補正動作の具体例を示す概念図である。
１ 被写体
２ Ｘ線源
３ Ｘ線撮像素子
３ａ シンチレータ
３ｂ ＦＯＰ
３ｃ ＣＣＤセンサ
４ 旋回アーム
５ アーム旋回モータ
２０ 受光部
２１ 垂直シフトレジスタ
２１ａ 水平方向
２２ 水平シフトレジスタ
２２ａ 垂直方向
３０ ＣＰＵ
３１ Ｘ線回路
３２ タイミング制御回路
３３ 制御クロック発生回路
３４ 波形整形回路
３５ Ａ／Ｄ回路
３６ 画像メモリ
３７ 参照メモリ
３８ 画像表示装置
４０ 温度センサ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 橘 昭文
京都府京都市伏見区東浜南町680番地
株式会社モリタ製作所内
(72)発明者 的場 一成
京都府京都市伏見区東浜南町680番地
株式会社モリタ製作所内
(72)発明者 浅井 仁
静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松
ホトニクス株式会社内
(72)発明者 宮口 和久
静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松
ホトニクス株式会社内
(72)発明者 竹口 明孝
静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松
ホトニクス株式会社内
(56)参考文献 特開 平２−84942（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−315480（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−315985（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−22841（ＪＰ，Ａ)
特公 平５−84107（ＪＰ，Ｂ２)
特公 平４−48169（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
A61B 6/00 - 6/14
Claims (6)
- 【請求項１】 被写体に向けてＸ線を発生するＸ線発生
器と、 被写体を通過したＸ線像を検出するＸ線撮像素子と、 Ｘ線発生器およびＸ線撮像素子を対向させて被写体の周
りに旋回させるための旋回アームと、 Ｘ線撮像素子からの画像信号を格納する画像メモリと、 画像メモリに格納された画像信号を表示する表示手段と
を備え、 前記Ｘ線撮像素子は、２次元配列した複数の受光画素を
有するＣＣＤセンサを含み、旋回アームの旋回速度に応
じてＣＣＤセンサの電荷転送クロックの周波数を変化さ
せて、所望のＸ線断層像による電荷だけを電荷転送とと
もに次々と蓄積するＴＤＩ動作を行って所定の断層面を
撮像するように構成された医療用Ｘ線撮影装置におい
て、 Ｘ線を入射させずにＸ線撮像素子を動作させ、該Ｘ線撮
像素子から出力される信号のうち少なくとも１行分のデ
ータを第１補正データとして記憶する第１参照メモリ
と、 強度分布が一様なＸ線を入射させてＸ線撮像素子を動作
させ、該Ｘ線撮像素子から出力される信号のうち少なく
とも１行分のデータを第２補正データとして記憶する第
２参照メモリとを備え、 画像信号に対して、第１参照メモリに記憶された第１補
正データを減算し、かつ第２参照メモリに記憶された第
２補正データの平均値に対する第２補正データの比で除
算し、信号補正することを特徴とする医療用Ｘ線撮影装
置。 - 【請求項２】 Ｘ線撮像素子から出力される画像信号に
対して信号補正を行うことを特徴とする請求項１記載の
医療用Ｘ線撮影装置。 - 【請求項３】 画像メモリに格納された画像信号に対し
て信号補正を行うことを特徴とする請求項１記載の医療
用Ｘ線撮影装置。 - 【請求項４】 画像メモリが表示手段へ出力する画像信
号に対して信号補正を行うことを特徴とする請求項１記
載の医療用Ｘ線撮影装置。 - 【請求項５】 第１参照メモリは、Ｘ線撮像素子から出
力される信号のうち全画面分の補正データを記憶するこ
とを特徴とする請求項１〜４のうちの１つに記載の医療
用Ｘ線撮影装置。 - 【請求項６】 Ｘ線撮像素子の温度を検出する温度セン
サを備え、該温度センサの検出温度に応じて第１参照メ
モリの補正データを修正してから、信号補正を行うこと
を特徴とする請求項１〜５のうちの１つに記載の医療用
Ｘ線撮影装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02214695A JP3377323B2 (ja) | 1995-02-09 | 1995-02-09 | 医療用ｘ線撮影装置 |
| DE19604631A DE19604631B4 (de) | 1995-02-09 | 1996-02-08 | Medizinisches Röntgengerät |
| US08/598,440 US5604781A (en) | 1995-02-09 | 1996-02-08 | Medical X-ray imaging apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02214695A JP3377323B2 (ja) | 1995-02-09 | 1995-02-09 | 医療用ｘ線撮影装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08215182A JPH08215182A (ja) | 1996-08-27 |
| JP3377323B2 true JP3377323B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=12074732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02214695A Expired - Lifetime JP3377323B2 (ja) | 1995-02-09 | 1995-02-09 | 医療用ｘ線撮影装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5604781A (ja) |
| JP (1) | JP3377323B2 (ja) |
| DE (1) | DE19604631B4 (ja) |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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