JP5362444B2 - Ｘ線画像診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、Ｘ線発生器から照射されて被検体を透過するＸ線をＸ線平面検出器により検出してＸ線投影画像を生成するＸ線画像診断装置に係り、具体的には、Ｘ線投影画像に含まれるＸ線平面検出器の暗電流を補正する技術に関する。

Ｘ線画像診断装置は、Ｘ線発生器から被検体にＸ線を照射し、被検体を透過するＸ線をＸ線平面検出器により検出してＸ線投影画像を生成する。Ｘ線平面検出器（以下、Ｘ線ＦＰＤという。）としては、一般に、Ｘ線投影画像の画素に対応させて複数のＸ線検出素子を格子状に２次元配列して形成されている。Ｘ線検出素子としては、Ｘ線の入射量を光電変換素子により電流に変換し、その電流をコンデンサに蓄積させ、コンデンサの蓄積電荷を透過Ｘ線量として計測する構成のものが知られている。すなわち、２次元配列された複数のＸ線検出素子のコンデンサの蓄積電荷を読み出してＸ線投影画像を生成するようになっている。

ところで、Ｘ線ＦＰＤのＸ線検出素子には、Ｘ線が照射されていないときでも光電変換素子に電流が流れて、コンデンサに電荷が蓄積されることが知られており、これを暗電流と称している。この暗電流による蓄積電荷はＸ線投影画像のノイズになり、画質が低下するという問題がある。

暗電流の問題を解消するために、従来、Ｘ線が入射されていないときにコンデンサに蓄えられている暗電流分の蓄積電荷を放電させて初期化することが知られている。しかし、これによれば、コンデンサを初期化してから実際に撮影するまでの時間が長くなれば、コンデンサに暗電流による電荷が蓄積されて、画質が低下するという問題が残る。

一方、Ｘ線投影画像を撮像する前に暗電流分の電荷量を読み出して、暗電流補正データを作成して記憶しておき、Ｘ線投影画像を生成する際にＸ線ＦＰＤにより検出された透過Ｘ線量から暗電流補正データを減算して、Ｘ線投影画像を補正することが提案されている（特許文献１）。

ところで、暗電流はＸ線ＦＰＤの内部温度によって変化することから、Ｘ線ＦＰＤの内部温度ごとに暗電流補正データを記憶しておき、撮像時のＸ線ＦＰＤの温度に応じてＸ線投影画像を補正する必要がある。したがって、特許文献１の方法によれば、暗電流補正データの記憶領域が膨大になるという問題がある。

そこで、特許文献２には、Ｘ線ＦＰＤの少なくとも２つの異なる温度における暗電流補正データをＸ線ＦＰＤの検出素子（画素）ごとに記憶しておき、内挿又は外挿による補間法により、撮影時のＸ線ＦＰＤの温度における暗電流補正データを算出することが提案されている。また、同文献には、暗電流補正の必要性をＸ線ＦＰＤの温度に基づいて判断することにより、暗電流補正の実行回数を低減して、Ｘ線撮影の煩わしさを回避することが提案されている。

特開２００２−１５９４８１号公報 特開２００７−１８５３７５号公報

しかし、特許文献２に記載のように、Ｘ線ＦＰＤの異なる温度における２つの暗電流補正データをＸ線検出素子ごとに記憶しておき、補間法により撮影時のＸ線ＦＰＤの温度における暗電流補正データを算出する場合であっても、画素ごとに記憶領域が必要であるから、記憶装置が大型化してしまう問題がある。例えば、Ｘ線ＦＰＤが９００万画素の場合、１つの温度における暗電流補正データの記憶容量が約１８ＭＢになり、２つの異なる温度の暗電流補正データを記憶する場合は約３６ＭＢの記憶容量が必要になる。

また、従来技術においては、Ｘ線ＦＰＤのＸ線検出素子の経年などによる特性変化については考慮していないから、Ｘ線検出素子の特性変化により例えば温度依存性の暗電流補正データが変化した場合は、誤差が大きくなるおそれがある。

本発明が解決しようとする第１の課題は、温度依存性の暗電流補正データの記憶容量を大幅に低減することにある。

また、本発明が解決しようとする第２の課題は、Ｘ線ＦＰＤのＸ線検出素子の特性変化に対応して暗電流補正データを生成することにある。

本発明は、被検体にＸ線を照射するＸ線発生器と、該Ｘ線発生器に対向して配置され前記被検体の透過Ｘ線を検出する平面型のＸ線検出器と、該Ｘ線検出器の温度を検出する温度検出器と、前記Ｘ線検出器の暗電流データを記憶する第１の記憶手段と、前記Ｘ線検出器の暗電流を計測して前記第１の記憶手段の暗電流データを更新する暗電流データ更新手段と、前記Ｘ線検出器から出力される透過Ｘ線データを前記第１の記憶手段の前記暗電流データに基づいて補正して前記被検体のＸ線投影画像を生成する画像生成手段とを備えてなるＸ線画像診断装置を対象とする。

本発明の第１の態様は、第１の課題を解決するため、Ｘ線画像診断装置において、前記暗電流データを前記Ｘ線検出器の温度に応じて補正する温度補正係数が記憶された第２の記憶手段を備え、前記暗電流データ更新手段は、前記Ｘ線検出器の温度を付して前記第１の記憶手段の前記暗電流データを更新し、前記画像生成手段は、前記透過Ｘ線データが出力されたときの前記Ｘ線検出器の温度と前記第１の記憶手段に記憶されている前記暗電流データに付された前記Ｘ線検出器の温度との差、及び前記第２の記憶手段に記憶されている前記温度補正係数に基づいて温度依存暗電流補正データを求める温度依存暗電流補正データ演算手段と、該手段により求めた温度依存暗電流補正データを用いて前記第１の記憶手段から読み出した前記暗電流データを補正する温度依存暗電流データ補正手段とを有し、該手段により補正された暗電流データに基づいて前記透過Ｘ線データを補正して前記被検体のＸ線投影画像を生成することを特徴とする。

すなわち、本発明の第１の態様では、後述するように、Ｘ線ＦＰＤの温度により変化する暗電流Ｉは、Ｘ線ＦＰＤの温度Ｔに比例して増加することに鑑み、Ｘ線ＦＰＤの製造時の出荷段階でＸ線ＦＰＤの暗電流の温度特性を計測し、その温度特性の傾きΔＩ_０／ΔＴ_０を温度補正係数の初期値α_０として第２の記憶手段に記憶させておく。また、Ｘ線ＦＰＤの温度を検出する温度検出器を設け、暗電流データ更新手段は暗電流を計測して暗電流データを更新する際に、更新時のＸ線ＦＰＤの温度Ｔ_Ｒを付して第１の記憶手段の暗電流データを更新する。一方、画像生成手段は、実際の撮影時におけるＸ線ＦＰＤの温度Ｔ_Ｃを検出し、更新時と撮影時の温度の差（Ｔ_Ｃ−Ｔ_Ｒ）に温度補正係数α_０を乗ずることにより、温度依存暗電流補正データＩ_ＴＣ＝α_０（Ｔ_Ｃ−Ｔ_Ｒ）を求めることができる。なお、温度補正係数α_０は、本来的にはＸ線ＦＰＤの画素ごとに設定することが望ましいが、実用的にはＸ線ＦＰＤの温度分布は小さいことから、Ｘ線ＦＰＤの全画素の平均値を用いることができる。この場合、温度依存暗電流補正データＩ_ＴＣは、各画素共通の１つのデータになる。

このようにして、温度依存の暗電流補正データＩ_ＴＣにより、第１の記憶手段の暗電流データを増減補正し、その補正された暗電流データを用いて、実際の撮影時におけるＸ線ＦＰＤの各画素の検出出力を補正することにより、画質の向上したＸ線投影画像を得ることができる。このように、本発明によれば、温度補正係数α_０を１つ記憶するだけで、Ｘ線ＦＰＤの各画素に対する温度依存性の暗電流補正データを求めることができるから、温度依存性の暗電流補正に必要な記憶容量を大幅に低減することができる。

また、本発明の第２の態様は、第２の課題を解決するため、第１の態様に加えて、さらに、前記暗電流データ更新手段により更新された暗電流データと更新前の暗電流データとの差、及びそれらの暗電流データに付された前記Ｘ線検出器の温度の差に基づいて前記温度補正係数を算出して前記第２の記憶手段の前記温度補正係数を更新する温度補正係数更新手段を備えてなることを特徴とする。

すなわち、Ｘ線ＦＰＤは、Ｘ線検出素子の特性変化により、温度依存性の暗電流が変化することがある。そこで、適宜、更新された暗電流データと更新前の暗電流データとの差である暗電流の変化ΔＩを、それらの暗電流データの計測時のＸ線ＦＰＤの温度変化ΔＴで割って、温度補正係数α＝ΔＩ／ΔＴを求めて、第２の記憶手段の温度補正係数を更新する。これにより、Ｘ線検出素子が特性変化して温度依存性が変化した場合に対応して、暗電流補正データを生成できるから、暗電流補正の精度を向上できる。

また、Ｘ線ＦＰＤの暗電流は、非撮影状態（待機状態）においてＸ線検出素子のコンデンサに電荷が蓄積されることに起因するから、暗電流を計測して第１の記憶手段の暗電流データを更新してから、実際の撮影が行なわれるまでの経過時間に応じて、実際の暗電流データが変化してしまう。つまり、暗電流データを更新してからの経過時間に応じて暗電流を補正する必要がある。

そこで、本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様に加えて、前記第１の記憶手段の前記暗電流データが更新されたときからの経過時間に応じて前記暗電流データを補正する経過時間補正係数が記憶された第３の記憶手段を備え、前記暗電流データ更新手段は、前記暗電流データの更新時刻を付して前記第１の記憶手段の前記暗電流データを更新し、前記画像生成手段は、前記第１の記憶手段に記憶されている前記暗電流データに付された更新時刻から前記透過Ｘ線データが出力されたときの時刻までの経過時間、及び前記第３の記憶手段に記憶されている前記経過時間補正係数に基づいて経過時間依存暗電流補正データを求める経過時間依存暗電流補正データ演算手段と、該手段により求めた経過時間依存暗電流補正データを用いて前記第１の記憶手段から読み出した前記暗電流データを補正する経過時間依存暗電流データ補正手段とを有し、該経過時間依存暗電流データ補正手段及び前記温度依存暗電流データ補正手段により補正された経過時間依存暗電流補正データと温度依存暗電流補正データに基づいて前記透過Ｘ線データを補正して前記被検体のＸ線投影画像を生成することを特徴とする。

すなわち、本発明の第３の態様は、暗電流を計測して第１の記憶手段の暗電流データを更新してから、実際の撮影が行なわれるまでの経過時間に比例して暗電流が増加する経過時間依存性を有することに鑑み、Ｘ線ＦＰＤの製造時の出荷段階でＸ線ＦＰＤの暗電流の経過時間特性を計測し、その温度特性の傾きΔＩ_０／ΔＤ_０を経過時間補正係数の初期値β_０として第３の記憶手段に記憶させておく。一方、暗電流データ更新手段は、暗電流データの更新時刻を付して第１の記憶手段の暗電流データを更新する。そして、画像生成手段は、暗電流データに付された更新時刻から透過Ｘ線データが出力された撮影時の時刻までの経過時間Ｄ_Ｃを算出し、その経過時間Ｄ_Ｃに経過時間補正係数β_０を乗ずることにより、経過時間依存暗電流補正データＩ_ＤＣ＝β_０Ｄ_Ｃを求めることができる。なお、経過時間依存暗電流補正データＩ_ＤＣは、本来的にはＸ線ＦＰＤの画素ごとに設定することが望ましいが、実用的にはＸ線ＦＰＤの画素の経過時間による暗電流の差は小さいことから、Ｘ線ＦＰＤの全画素の平均値を用いることができる。この場合、温度依存暗電流補正データＩ_ＤＣは、各画素共通の１つのデータになる。本発明の第３の態様によれば、経過時間補正係数を１つ記憶するだけで、経過時間依存性の暗電流補正データを求めることができるから、経過時間依存性の暗電流補正に必要な記憶容量を大幅に低減することができる。

さらに、Ｘ線ＦＰＤは、Ｘ線検出素子の特性変化により、経過時間依存性の暗電流が変化することがある。そこで、本発明の第３の態様に加えて、前記暗電流データ更新手段により更新された暗電流データと更新前の暗電流データとの差、及びそれらの暗電流データに付された前記更新時刻の差に基づいて前記経過時間補正係数を算出して前記第３の記憶手段の前記経過時間補正係数を更新する経過時間補正係数更新手段を備えて構成することができる。

これによれば、適宜、更新された暗電流データと更新前の暗電流データとの差である暗電流の変化ΔＩを、経過時間Ｄで割って、経過時間補正係数β＝ΔＩ／ΔＤを求めて、第３の記憶手段の経過時間補正係数を更新する。これにより、Ｘ線検出素子の特性が変化して経過時間依存性の暗電流補正データが変化した場合に対応して、暗電流補正データを生成できるから、暗電流補正の精度を向上できる。

また、上記のいずれかの態様において、前記暗電流データ更新手段と前記温度補正係数更新手段と前記経過時間補正係数更新手段は、前記Ｘ線投影画像の非撮影時に更新を実行することが好ましい。さらに、前記暗電流データ更新手段と前記温度補正係数更新手段と前記温度補正係数更新手段は、前記Ｘ線投影画像の非撮影時に定期的（例えば、１分間隔）に更新を実行する。

また、上記のいずれかの態様において、前記温度補正係数更新手段は、前記Ｘ線検出器の温度変化が設定された閾値を越えたときに更新を実行することが好ましい。さらに、前記暗電流データ更新手段により更新された暗電流データと更新前の暗電流データに付された前記Ｘ線検出器の温度の差があらかじめ設定された異常値を越えるときは、温度変化異常の警告を出力することができる。

本発明によれば、温度依存性の暗電流補正データの記憶容量を大幅に低減することができるという、第１の効果が得られる。

また、本発明によれば、Ｘ線ＦＰＤのＸ線検出素子の特性変化に対応して暗電流補正データを生成することができるという、第２の効果が得られる。

本発明の実施形態１のＸ線画像診断装置の全体構成図である。 Ｘ線ＦＰＤの暗電流の温度依存特性の一例を示す図である。 本発明の実施形態１の暗電流データ更新処理及び温度補正係数更新処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態１の撮影時の画像データ処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２のＸ線画像診断装置の全体構成図である。 Ｘ線ＦＰＤの暗電流の経過時間依存特性の一例を示す図である。 本発明の実施形態２の暗電流データ更新処理、温度補正係数更新処理及び経過時間補正係数更新処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態２の撮影時の画像データ処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明のＸ線画像診断装置について実施形態に基づいて説明する。
（実施形態１）
本発明の実施形態１のＸ線画像診断装置は、図１に示すように、被検体１００にＸ線を照射するＸ線発生器１と、Ｘ線発生器１に対向して配置され被検体１００の透過Ｘ線を検出する平面型のＸ線検出器２と、Ｘ線検出器２の内部の温度を検出する温度検出器３と、Ｘ線投影画像等の情報を表示する画像表示装置４を備えて構成されている。

さらに、実施形態１のＸ線画像診断装置は、Ｘ線検出器２から出力される検出出力と、温度検出器３から出力されるＸ線検出器２の内部温度に基づいて、Ｘ線投影画像等の情報を生成する演算処理装置１０を備えて構成されている。演算処理装置１０は、プログラムの実行により実現される暗電流データ更新手段１１と、温度補正係数更新手段１２と、画像生成手段１３を備えている。さらに、画像生成手段１３は、暗電流補正データ演算手段１４と、暗電流データ補正手段１５を備えて構成されている。また、適宜計測されるＸ線検出器２の暗電流データを記憶する第１の記憶手段である暗電流データ記憶手段１６と、Ｘ線検出器２の内部温度に応じて暗電流データを補正する温度補正係数が記憶される第２の記憶手段である温度補正係数記憶手段１７が、データバス１８を介して相互にデータ伝送可能に演算処理装置１０に接続されている。

このように構成される実施形態１のＸ線画像診断装置の各部の詳細構成について、動作とともに説明する。Ｘ線発生器１から被検体１００に向けて照射されたＸ線は、被検体１００のＸ線透過量に応じてＸ線検出器２に入射される。Ｘ線検出器２に入射されたＸ線は、Ｘ線検出器２の各Ｘ線検出素子により電気信号に変換されて、演算処理装置１０に入力される。演算処理装置１０は、画像生成手段１３において後述する暗電流補正を施し、Ｘ線投影画像を生成して画像表示装置４に表示するようになっている。また、生成したＸ線投影画像を電子データの形で記録媒体に格納したり、フィルムなどのＸ線投影画像を形成することができる。

次に、本実施形態１の特徴である暗電流補正の詳細構成を、図２〜図４を参照して動作とともに説明する。本実施形態に用いるＸ線検出器２は、Ｘ線投影画像の画素に対応させて複数のＸ線検出素子を格子状に２次元配列して形成されている。また、本実施形態のＸ線検出素子は、Ｘ線の入射量をフォトダイオード等の光電変換素子により電流に変換し、その電流をコンデンサに蓄積させ、コンデンサの蓄積電荷を放電させて、その放電量を透過Ｘ線量として計測するようになっている。すなわち、２次元配列された複数のＸ線検出素子のコンデンサの蓄積電荷を読み出してＸ線投影画像を生成するようになっている。

ところで、Ｘ線検出器２のＸ線検出素子には、Ｘ線が照射されていないときでも光電変換素子に電流（暗電流）が流れる現象がある。この暗電流による蓄積電荷はＸ線投影画像のノイズになるから、非撮影状態におけるＸ線検出器２の各画素のコンデンサに蓄積された電荷を放電させ、その放電量を読み取って補正用の暗電流データを定期的又は周期的に更新している。そして、撮影時のＸ線検出器２の各画素の出力から、直前に更新された暗電流を除去することにより、Ｘ線投影画像の暗電流ノイズを除去することができる。

しかし、暗電流データの更新によりコンデンサの蓄積電荷を放電させても、コンデンサにオフセット分の蓄積電荷（以下、オフセット成分という。）が残る。また、コンデンサの蓄積電荷を放電させてから実際に撮像するまでの経過時間に応じて、コンデンサに新たな電荷が蓄積される(以下、経過時間成分という。)。さらに、コンデンサの蓄積電荷に係る暗電流は、Ｘ線検出器２の内部温度に応じて変動する(以下、温度依存成分という。)。ここで、オフセット成分は一定値であるから、上述した暗電流データの更新により除去できる。また、経過時間成分は、後述するように、オフセット成分に対して小さいから、経過時間が短い範囲では問題とならない。一方、温度依存成分は、比較的大きいため、無視することはできない。

そこで、図３に示す非撮影時において、暗電流データ更新と温度補正係数更新処理を実行するようにしている（図３のステップＳ１〜Ｓ４）。なお、図３のＳ２〜Ｓ４は、必要に応じて実行する処理であるから、後述する。

まず、図３のステップＳ１において、図１の暗電流データ更新手段１１は、非撮影時におけるＸ線検出器２の各画素の暗電流を計測し、暗電流データ記憶手段１６に記憶する。ここで、暗電流は、例えば図２に示すように、Ｘ線検出器２の内部温度によって変化する温度依存性を有する。図２の横軸はＸ線検出器２の内部温度を示し、縦軸は画素単位の暗電流量［count］を示している。ここで、［count］は、画素の輝度階層の階層数である。また、一般に、Ｘ線検出器２の内部温度は、２０℃〜５０℃の範囲に収まるが、図示例では、３０℃〜４０℃の例を示している。図２から明らかなように、Ｘ線検出器２の温度依存の暗電流Ｉ_Ｔは、Ｘ線検出器２の内部温度Ｔに比例して増加することが判った。

そこで、本実施形態では、Ｘ線検出器２の製造時の段階で、例えば出荷段階で、Ｘ線検出器２の暗電流Ｉ_Ｔと内部温度Ｔとの関係を計測し、その傾きΔＩ_Ｔ／ΔＴを温度補正係数αの初期値（α_０）を得て、温度補正係数記憶手段１７に記憶しておく。これにより、暗電流補正データ演算手段１４は、次式（１）により、撮像時における暗電流補正データＩ_ＴＣを求めることができる。
[数１]
Ｉ_ＴＣ＝α（Ｔ_Ｃ−Ｔ_Ｒ） （１）

ここで、Ｔ_Ｃは撮像時（補正時）のＸ線検出器２の内部温度、Ｔ_Ｒは暗電流更新時（最新）のＸ線検出器２の内部温度である。つまり、式（１）は、暗電流データ記憶手段１６に記憶されている暗電流データに対して、温度変化ΔＴ＝（Ｔ_Ｃ−Ｔ_Ｒ）に対応した温度依存性の暗電流補正データＩ_ＴＣである。

そこで、図３のステップＳ１に示すように、暗電流データ更新手段１１は、非撮影時におけるＸ線検出器２の各画素のコンデンサに蓄積された電荷を放電させて、蓄積電荷を暗電流として周期的ないし定期的に計測して、暗電流データ記憶手段１６の暗電流データを更新する。このとき、更新時のＸ線検出器２の内部温度Ｔ_Ｒの検出値を付して記憶する。なお、Ｘ線検出器２の各画素のコンデンサに蓄積される電荷が暗電流データ更新手段１１によって読み出されても、コンデンサが完全に放電されるわけでなく、オフセット分が残る。このオフセット分は、図２の例では約２，５００［count］である。

暗電流データ補正手段１５は、次式（２）により、撮像時の暗電流データＩ_Ｃを求めることができる。
[数２]
Ｉ_Ｃ＝Ｉ_Ｒ＋Ｉ_ＴＣ （２）
ここで、Ｉ_Ｒは、暗電流データ記憶手段１６に記憶されている最新の暗電流データの更新データであり、更新時のオフセット成分と温度依存成分の暗電流の和である。

次に、図３のステップＳ２〜Ｓ４の処理について説明する。上述では、Ｘ線検出器２の暗電流の温度特性が、経年変化しないものとして、温度補正係数αを初期値（α_０）のままで暗電流補正データを求めるものとして説明した。しかし、Ｘ線検出器２の温度依存性の暗電流は、使用時間に応じて、また使用環境に応じて経年変化することから、温度補正係数αを適宜更新する必要がある。そこで、本実施形態では、図３のステップＳ２〜Ｓ４において、温度補正係数αを更新するようにしている。

図３のステップＳ２において、Ｓ１の暗電流データ更新処理において今回取得した温度検出器３の温度と、更新前の暗電流データに付された温度との変化ΔＴを求め、そのΔＴが異常に大きい場合（例えば、ΔＴ≧１０℃）は、撮像不能と判断してステップＳ４に移行して、画像表示装置４に警告を表示（例えば、「ＦＰＤ異常」）して、図３の処理を終了する。
一方、ステップＳ２の判断で、ΔＴが異常でなければ、ステップＳ３に進んで、温度補正係数更新手段１２は更新前と更新後の暗電流データの温度変化ΔＴ、及び暗電流の変化ΔＩ_Ｒに基づいて、次式（３）により、温度補正係数αを求めて、温度補正係数記憶手段１７の記憶を更新して、図３の処理を終了する。なお、図３の処理は、非撮影時に定期的（例えば、１分間隔）に実行することができる。また、必要時に、実行させるようにすることもできる。また、温度補正係数αは、本来的にはＸ線検出器２の画素ごとに設定することが望ましいが、実用的にはＸ線検出器２の温度分布の偏差は小さいことから、Ｘ線検出器２の全画素の平均値を用いることができる。この場合、温度依存暗電流補正データＩ_ＴＣは、各画素共通の１つのデータになる。
[数３]
α＝ΔＩ_Ｒ／ΔＴ （３）

次に、本実施形態による撮像時の画像データ処理について、図４に示したフローチャートに沿って説明する。図４の処理は、画像生成手段１３における処理である。まず、Ｘ線検出器２の内部温度Ｔ_Ｃを温度検出器３から取り込み（Ｓ１１）、暗電流データ記憶手段１６に記憶されている暗電流データＩ_Ｒに対応するＸ線検出器２の内部温度Ｔ_Ｒとの差ΔＴ＝（Ｔ_Ｃ−Ｔ_Ｒ）を求め、予め定めた閾値γ内か否かを判断する（Ｓ１２）。ΔＴ≦γであれば、ステップＳ１９に進んで、Ｘ線検出器２から出力される画像データを、暗電流データ記憶手段１６に記憶されている暗電流データＩ_Ｒにより補正してＸ線投影画像を生成して画像表示装置４に出力して、処理を終了する。

一方、ステップＳ２の判断で、ΔＴ＞γであれば、ステップＳ１３に進み、ΔＴが異常か否か判断し、異常であれば図３のステップＳ２，Ｓ３と同様に警告を表示して処理を終了する（Ｓ１３，Ｓ１７）。ステップＳ１３の判断でΔＴが異常でなければ、ステップＳ１４〜Ｓ１６の処理を実行する。すなわち、温度変化が異常でなければ、前記式（１）により、撮像時の暗電流補正データＩ_ＴＣを算出する（Ｓ１４）。そして、前記式（２）により、暗電流データ記憶手段１６に記憶されている暗電流データＩ_Ｒを暗電流補正データＩ_ＴＣにより補正して、撮像時の暗電流データＩ_Ｃを求める（Ｓ１５）。次いで、Ｘ線検出器２から出力される画像データを、補正された暗電流データＩ_Ｃにより補正してＸ線投影画像を生成して画像表示装置４に出力して、処理を終了する。

このようにして、暗電流補正データＩ_ＴＣにより、暗電流データＩ_Ｒを増減補正し、その補正された暗電流データＩ_Ｃを用いて、実際の撮影時におけるＸ線検出器２の各画素の検出出力を補正しているから、温度依存性を除去した画質の向上したＸ線投影画像を得ることができる。特に、本実施形態によれば、温度補正係数α_０（又はα）を１つ記憶するだけで、Ｘ線検出器２の各画素に対する温度依存性の暗電流補正データを求めることができるから、暗電流補正に必要な記憶容量を大幅に低減することができる。

また、本実施形態によれば、Ｘ線検出器２のＸ線検出素子の特性変化により、温度依存性の暗電流が変化しても、適宜、温度補正係数αを更新していることから、Ｘ線検出素子が特性変化により温度依存性が変化した場合でも、暗電流補正の精度を向上できる。

（実施形態２）
図５に、本発明のＸ線画像診断装置の実施形態２の全体構成図を示す。本実施形態が、図１の実施形態１と相違する点は、演算処理装置１０に経過時間補正係数更新手段１９を設けたこと、及び、経過時間補正係数記憶手段２０を設けたことにある。その他の構成は実施形態１と同様であることから、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態は、暗電流データを更新してから撮影するまでの経過時間によっては、実際の暗電流が暗電流データ記憶手段１６に記憶されている暗電流データから変化してしまうことを考慮したものである。すなわち、非撮影状態（待機状態）におけるＸ線検出素子のコンデンサに蓄積される電荷が時間経過につれて増加すると、暗電流データを更新してから実際に撮影が行なわれるときの暗電流データが異なってしまうから、本実施形態では経過時間に応じて暗電流データを補正するようにしていることを特徴とする。

ここで、経過時間に依存する暗電流は、例えば図６に示すような特性を有する。図６の横軸は前回の更新時からの経過時間［ｓ］を示し、縦軸は画素単位の暗電流量［count］を示している。図示例では、０〜３００［ｓ］の例を示している。図から明らかなように、Ｘ線検出器２の経過時間依存の暗電流Ｉ_Ｄは、経過時間Ｄ［ｓ］に比例して増加することが判った。

そこで、本実施形態では、Ｘ線検出器２の製造時の段階で、例えば出荷段階で、Ｘ線検出器２の暗電流Ｉ_Ｄと経過時間Ｄとの関係を計測し、その傾きΔＩ_Ｄ／ΔＤを経過時間補正係数βの初期値（β_０）を得て、経過時間補正係数記憶手段２０に記憶しておく。これにより、暗電流補正データ演算手段１４は、次式（４）により、経過時間依存の暗電流補正データＩ_ＤＣを求めることができる。
[数４]
Ｉ_ＤＣ＝β・Ｄ_Ｃ （４）

ここで、Ｄ_Ｃは最新の暗電流データの更新時刻から撮像時（補正時）までの経過時間である。

そこで、図７のステップＳ２１に示すように、暗電流データ更新手段１１は、非撮影時におけるＸ線検出器２の各画素の暗電流を計測して、暗電流データ記憶手段１６に記憶されている暗電流データを更新する。このとき、更新時のＸ線検出器２の内部温度Ｔ_Ｒを付して記憶する点は、実施形態１と同様である。また、前回更新時から今回更新時までの経過時間ΔＤを付して記憶する。これにより、暗電流データ補正手段１５は、式（４）と次式（５）により、撮像時の経過時間依存の暗電流データＩ_Ｃを求めることができる。
[数５]
Ｉ_Ｃ＝Ｉ_Ｒ＋Ｉ_ＤＣ （５）
ここで、Ｉ_Ｒは、暗電流データ記憶手段１６に記憶されている最新の暗電流データの更新データである。

次に、図７のステップＳ２２〜Ｓ２４の処理は、図３のステップＳ２〜Ｓ４の処理と同様である。また、ステップＳ２５の処理は、温度補正係数αの更新と同様、経過時間補正係数βについてもＸ線検出器２の使用時間に応じて、また使用環境に応じて経年変化することを考慮して設けたステップである。すなわち、経過時間補正係数更新手段１９は、前回更新から今回更新までの経過時間ΔＤ、及び前回更新時（Ｒ−１）と今回更新時（Ｒ）の暗電流の変化ΔＩ_Ｄ＝（Ｉ_Ｒ−Ｉ_Ｒ−１）に基づいて、次式（６）により、経過時間補正係数βを求めて、経過時間補正係数記憶手段２０の記憶を更新して、図７の処理を終了する。
[数６]
β＝ΔＩ_Ｄ／ΔＤ （６）

なお、図７の処理は、非撮影時に定期的（例えば、１分間隔）に実行することができる。また、必要時に、実行させるようにすることもできる。また、経過時間補正係数βは、本来的にはＸ線検出器２の画素ごとに設定することが望ましいが、実用的にはＸ線検出器２の経過時間による各画素のばらつきは小さいことから、Ｘ線検出器２の全画素の平均値を用いることができる。この場合、経過時間依存の暗電流補正データＩ_ＤＣは、各画素共通の１つのデータになる。

次に、本実施形態による撮像時の画像データ処理について、図８に示したフローチャートに沿って説明する。図８の処理は、画像生成手段１３における処理である。まず、暗電流データ記憶手段１６に記憶されている暗電流データの前回更新時からの撮影時までの経過時間Ｄ_Ｃを算出する（Ｓ３１）。算出した経過時間Ｄ_Ｃが予め定めた閾値δ内か否かを判断する（Ｓ３２）。Ｄ_Ｃ≦δであれば、ステップＳ３６に進んで、Ｘ線検出器２から出力される画像データを、暗電流データ記憶手段１６に記憶されている暗電流データＩ_Ｒにより補正してＸ線投影画像を生成して画像表示装置４に出力して、処理を終了する。

一方、ステップＳ３２の判断で、Ｄ_Ｃ＞δであれば、ステップＳ３３に進み、前記式（４）により、撮像時の暗電流補正データＩ_ＤＣを算出する。そして、前記式（５）により、暗電流データ記憶手段１６に記憶されている暗電流データＩ_Ｒを暗電流補正データＩ_ＤＣにより補正して、撮像時の暗電流データＩ_Ｃを求める（Ｓ３４）。次いで、Ｘ線検出器２から出力される画像データを、補正された暗電流データＩ_Ｃにより補正してＸ線投影画像を生成して画像表示装置４に出力して、処理を終了する。

このように、本実施形態によれば、暗電流データ更新手段１１は、暗電流データの更新時刻を付して暗電流データ記憶手段１６の暗電流データを更新し、画像生成手段１３は、暗電流データに付された更新時刻から透過Ｘ線データが出力された撮影時の時刻までの経過時間Ｄ_Ｃを算出し、その経過時間Ｄ_Ｃに経過時間補正係数β_０（又はβ）を乗ずることにより、経過時間依存の暗電流補正データＩ_ＤＣ＝βＤ_Ｃを求めるようにしているから、経過時間補正係数βを１つ記憶するだけで、経過時間依存性の暗電流補正データを求めることができ、経過時間依存性の暗電流補正に必要な記憶容量を大幅に低減することができる。

また、Ｘ線検出素子の特性変化により、経過時間依存性の暗電流が変化することがあるが、本実施形態によれば、暗電流データ更新手段１１により更新された暗電流データと更新前の暗電流データとの差、及びそれらの暗電流データに付された更新時刻の差に基づいて、経過時間補正係数βを算出して更新していることから、Ｘ線検出素子の経過時間依存性の暗電流補正データが変化した場合に対応して、暗電流補正データを生成できるから、暗電流補正の精度を向上できる。

図８には、図４のＳ１４、Ｓ１５の温度依存性の暗電流補正データＩ_ＴＣによる暗電流データの補正ステップを記載していないが、図４と図８の撮影時の画像データ処理の双方を行うことにより、温度依存性の暗電流補正と経過時間依存性の暗電流補正を行なえるから、一層、暗電流補正の精度を向上できる。

本実施形態の経過時間補正係数βの更新には、式（６）のように、前回更新時と今回更新時の暗電流の差（ΔＩ_Ｄ）を用いているので、経過時間補正係数βの更新値には温度依存による暗電流成分が誤差として含まれてくることになる。しかし、図２、図６を対比して分かるように、経過時間成分は温度依存成分に比べて暗電流データに及ぼす影響が小さい。そこで、図４のフローチャートのステップＳ１２の判断で、温度変化ΔＴが閾値内のときは、図８の経過時間成分による補正を実行する。そして、図４のフローチャートのステップＳ１２の判断で、温度変化ΔＴが閾値を超えるときは、同図のステップＳ１４〜１５で温度依存成分による補正を実行し、経過時間成分による補正を省略することが望ましい。

１ Ｘ線発生器
２ Ｘ線検出器
３ 温度検出器
４ 画像表示装置
１０ 演算処理装置
１１ 暗電流データ更新手段
１２ 温度補正係数更新手段
１３ 画像生成手段
１４ 暗電流補正データ演算手段
１５ 暗電流データ補正手段
１６ 暗電流データ記憶手段
１７ 温度補正係数記憶手段
１８ データバス
１９ 経過時間補正係数更新手段
２０ 経過時間補正係数記憶手段

Claims (7)

1. 被検体にＸ線を照射するＸ線発生器と、該Ｘ線発生器に対向して配置され前記被検体の透過Ｘ線を検出する平面型のＸ線検出器と、該Ｘ線検出器の温度を検出する温度検出器と、前記Ｘ線検出器の暗電流データを記憶する第１の記憶手段と、前記Ｘ線検出器の暗電流を計測して前記第１の記憶手段の暗電流データを更新する暗電流データ更新手段と、前記Ｘ線検出器から出力される透過Ｘ線データを前記第１の記憶手段の前記暗電流データに基づいて補正して前記被検体のＸ線投影画像を生成する画像生成手段とを備えてなるＸ線画像診断装置において、
   前記暗電流データを前記Ｘ線検出器の温度に応じて補正する温度補正係数が記憶された第２の記憶手段を備え、
   前記暗電流データ更新手段は、前記Ｘ線検出器の温度を付して前記第１の記憶手段の前記暗電流データを更新し、
   前記画像生成手段は、前記透過Ｘ線データが出力されたときの前記Ｘ線検出器の温度と前記第１の記憶手段に記憶されている前記暗電流データに付された前記Ｘ線検出器の温度との差、及び前記第２の記憶手段に記憶されている前記温度補正係数に基づいて温度依存暗電流補正データを求める温度依存暗電流補正データ演算手段と、該手段により求めた温度依存暗電流補正データを用いて前記第１の記憶手段から読み出した前記暗電流データを補正する温度依存暗電流データ補正手段とを有し、該手段により補正された暗電流データに基づいて前記透過Ｘ線データを補正して前記被検体のＸ線投影画像を生成し、
   前記暗電流データ更新手段により更新された暗電流データと更新前の暗電流データとの差、及びそれらの暗電流データに付された前記Ｘ線検出器の温度の差に基づいて前記温度補正係数を算出して前記第２の記憶手段の前記温度補正係数を更新する温度補正係数更新手段を備えてなることを特徴とするＸ線画像診断装置。
2. 請求項１に記載のＸ線画像診断装置において、さらに、
   前記第１の記憶手段の前記暗電流データが更新されたときからの経過時間に応じて前記暗電流データを補正する経過時間補正係数が記憶された第３の記憶手段を備え、
   前記暗電流データ更新手段は、前記暗電流データの更新時刻を付して前記第１の記憶手段の前記暗電流データを更新し、
   前記画像生成手段は、前記第１の記憶手段に記憶されている前記暗電流データに付された更新時刻から前記透過Ｘ線データが出力されたときの時刻までの経過時間、及び前記第３の記憶手段に記憶されている前記経過時間補正係数に基づいて経過時間依存暗電流補正データを求める経過時間依存暗電流補正データ演算手段と、該手段により求めた経過時間依存暗電流補正データを用いて前記第１の記憶手段から読み出した前記暗電流データを補正する経過時間依存暗電流データ補正手段とを有し、該経過時間依存暗電流データ補正手段及び前記温度依存暗電流データ補正手段により補正された経過時間依存暗電流補正データと温度依存暗電流補正データに基づいて前記透過Ｘ線データを補正して前記被検体のＸ線投影画像を生成することを特徴とするＸ線画像診断装置。
3. 請求項２に記載のＸ線画像診断装置において、
   前記暗電流データ更新手段により更新された暗電流データと更新前の暗電流データとの差、及びそれらの暗電流データに付された前記更新時刻の差に基づいて前記経過時間補正係数を算出して前記第３の記憶手段の前記経過時間補正係数を更新する経過時間補正係数更新手段を備えたことを特徴とするＸ線画像診断装置。
4. 請求項３に記載のＸ線画像診断装置において、
   前記暗電流データ更新手段と前記温度補正係数更新手段と前記経過時間補正係数更新手段は、前記Ｘ線投影画像の非撮影時に更新を実行することを特徴とするＸ線画像診断装置。
5. 請求項３に記載のＸ線画像診断装置において、
   前記温度補正係数更新手段は、前記Ｘ線検出器の温度変化が設定された閾値を越えたときに更新を実行することを特徴とするＸ線画像診断装置。
6. 請求項３に記載のＸ線画像診断装置において、
   前記暗電流データ更新手段と前記温度補正係数更新手段と前記温度補正係数更新手段は、前記Ｘ線投影画像の非撮影時に定期的に更新を実行することを特徴とするＸ線画像診断装置。
7. 請求項１又は２に記載のＸ線画像診断装置において、
   前記温度補正係数更新手段は、前記暗電流データ更新手段により更新された暗電流データと更新前の暗電流データに付された前記Ｘ線検出器の温度の差があらかじめ設定された異常値を越えるときは、温度変化異常の警告を出力することを特徴とするＸ線画像診断装置。

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