JP7484434B2 - 放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、制御装置及びプログラム - Google Patents
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Description
また放射線画像撮影装置によって生体の動きを捉えた画像(動画像)を取得することも可能となっている。
特許文献3に記載されているように、予め保存しておいたオフセット画像を用いる場合には、放射線画像(撮影画像)について適切なオフセット補正を行うことができず、撮影画像の画質が低下するおそれがある。
画像の各画素に対応して二次元状に配列され、電荷を発生させる複数の放射線検出素子を有し、前記複数の放射線検出素子がそれぞれ発生させた電荷に基づいて各画素の信号値を読み出して画像を生成する放射線画像撮影装置であって、
前記画像を1枚ずつ生成させる静止画撮影モード、所定の時間間隔で前記電荷の蓄積動作及び読出し動作を繰り返すことで前記画像を連続的に生成させる連続撮影モードのいずれかを設定する設定手段と、
バッテリー残量及びメモリー残量の少なくともいずれかに基づいて、前記設定手段により設定された撮影モードが実施可能であるか否かを判断する撮影モード判断手段と、
前記撮影モード判断手段により実施可能と判断された撮影モードに応じた撮影動作を実施する制御手段と、
放射線の曝射の有無を検知する検知手段と、
前記検知手段が放射線の曝射を検知する前のタイミングで取得された1つ以上の画像を、オフセット補正に用いるオフセット画像として記憶する補正情報記憶手段と、
を備えることを特徴とする。
画像の各画素に対応して二次元状に配列され、電荷を発生させる複数の放射線検出素子を有し、前記複数の放射線検出素子がそれぞれ発生させた電荷に基づいて各画素の信号値を読み出して画像を生成する放射線画像撮影装置と、コンソールと、を備える放射線画像撮影システムであり、
前記画像を1枚ずつ生成させる静止画撮影モード、所定の時間間隔で前記電荷の蓄積動作及び読出し動作を繰り返すことで前記画像を連続的に生成させる連続撮影モードのいずれかを設定する設定手段と、
バッテリー残量及びメモリー残量の少なくともいずれかに基づいて、前記設定手段により設定された撮影モードが実施可能であるか否かを判断する撮影モード判断手段と、
前記撮影モード判断手段により実施可能と判断された撮影モードに応じた撮影動作を実施する制御手段と、
放射線の曝射の有無を検知する検知手段と、
前記検知手段が放射線の曝射を検知する前のタイミングで取得された1つ以上の画像を、オフセット補正に用いるオフセット画像として記憶する補正情報記憶手段と、
前記検知手段が放射線の曝射を検知した後のタイミングで取得された画像を、撮影画像として記憶する撮影画像記憶手段と、
前記撮影画像記憶手段に記憶された前記撮影画像に対して、前記補正情報記憶手段に記憶された前記オフセット画像を用いてオフセット補正を実施する画像補正手段と、
を備えることを特徴とする。
画像の各画素に対応して二次元状に配列され、電荷を発生させる複数の放射線検出素子を備え、前記複数の放射線検出素子がそれぞれ発生させた電荷に基づいて各画素の信号値を読み出して画像を生成する放射線画像撮影装置と、コンソールと、前記放射線画像撮影装置に向けて放射線を照射する放射線発生装置と、を備える放射線画像撮影システムであり、
前記画像を1枚ずつ生成させる静止画撮影モード、所定の時間間隔で前記電荷の蓄積動作及び読出し動作を繰り返すことで前記画像を連続的に生成させる連続撮影モードのいずれかを設定する設定手段と、
バッテリー残量及びメモリー残量の少なくともいずれかに基づいて、前記設定手段により設定された撮影モードが実施可能であるか否かを判断する撮影モード判断手段と、
前記撮影モード判断手段により実施可能と判断された撮影モードに応じた撮影動作を実施する制御手段と、
放射線の曝射の有無を検知する検知手段と、
前記検知手段が放射線の曝射を検知する前のタイミングで取得された1つ以上の画像を、オフセット補正に用いるオフセット画像として記憶する補正情報記憶手段と、
前記検知手段が放射線の曝射を検知した後のタイミングで取得された画像を、撮影画像として記憶する撮影画像記憶手段と、
前記撮影画像記憶手段に記憶された前記撮影画像に対して、前記補正情報記憶手段に記憶された前記オフセット画像を用いてオフセット補正を実施する画像補正手段と、
を備えることを特徴とする。
放射線画像撮影装置を用いて取得された画像を保存する画像記憶手段と、
前記放射線画像撮影装置に対する放射線の照射が開始された、放射線の曝射開始の検知情報を保持する検知情報記憶手段と、
前記検知情報記憶手段に記憶された前記検知情報に基づいて前記画像が放射線の曝射を検知する前のタイミングで取得されたオフセット画像であるか、放射線の曝射を検知した後のタイミングで取得された撮影画像であるかを判別する判別手段と、
前記撮影画像に対して、前記オフセット画像を用いてオフセット補正を実施する画像補正手段と、
前記画像を1枚ずつ生成させる静止画撮影モード、所定の時間間隔で電荷の蓄積動作及び読出し動作を繰り返すことで前記画像を連続的に生成させる連続撮影モードのいずれも設定できる場合に、バッテリー残量及びメモリー残量の少なくともいずれかに基づいて、設定された撮影モードが実施可能であるか否かを判断する撮影モード判断手段と、
を備えることを特徴とする。
コンピューターに、
放射線画像撮影装置を用いて取得された画像を保存する画像記憶機能と、
前記放射線画像撮影装置に対する放射線の照射が開始された、放射線の曝射開始の検知情報を保持する検知情報記憶機能と、
前記検知情報記憶機能により記憶された前記検知情報に基づいて前記画像が放射線の曝射を検知する前のタイミングで取得されたオフセット画像であるか、放射線の曝射を検知した後のタイミングで取得された撮影画像であるかを判別する判別機能と、
前記撮影画像に対して、前記オフセット画像を用いてオフセット補正を実施する画像補正機能と、
前記画像を1枚ずつ生成させる静止画撮影モード、所定の時間間隔で電荷の蓄積動作及び読出し動作を繰り返すことで前記画像を連続的に生成させる連続撮影モードのいずれも設定できる場合に、バッテリー残量及びメモリー残量の少なくともいずれかに基づいて、設定された撮影モードが実施可能であるか否かを判断する撮影モード判断機能と、
を実現させることを特徴とする。
ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の技術的範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
初めに、本実施形態に係る放射線画像撮影システム100の概略構成について説明する。図1は放射線画像撮影システム100の全体構成を模式的に示す要部構成図である。
放射線画像撮影装置1とコンソール50とは、各種の通信ネットワークを介した無線方式、又は有線方式にて互いに通信可能となっている。
本実施形態では、放射線画像(以下において「撮影画像」ともいう。)の取得から、この撮影画像に対する補正までを、放射線画像撮影装置1単体で行うことができる場合の例について説明する。
放射線発生装置60は、図示を省略するが、照射指示スイッチが操作されたことに基づいて、予め設定された放射線照射条件(管電圧や管電流、照射時間(mAs値)等)に応じた電圧を印加するジェネレーター、ジェネレーターから電圧が印加されると印加された電圧に応じた線量の放射線(例えばX線)を生成する放射線源61等を備えている。
放射線発生装置60は、図1に示すように、被写体Mを介して放射線画像撮影装置1と対峙するように配置され、撮影する放射線画像(静止画像・動態画像)に応じた態様で放射線を発生させ、放射線画像撮影装置1に対して照射するようになっている。
動画撮影を実施する場合、放射線をパルス照射する手法もあるが、パルス照射に対応できる放射線発生装置は撮影を行う施設に広く用意されているものではなく、またパルス照射が可能であってもパルスの出力にばらつきが生じる場合もある。きれいに揃ったパルスを出力することのできる装置は高価であり、放射線発生装置60がこうした装置に限定されると、柔軟に動画撮影を行うことができない。
また、放射線発生装置60は、図示しない撮影室内に据え付けられたものであってもよいし、放射線画像撮影装置1やコンソール60等と共にいわゆる健診車等に搭載されて移動可能に構成されたもの等、ポータブルタイプであってもよい。
コンソール60は、他のシステム(HISやRIS等)から取得した撮影オーダー情報やユーザーによる操作に基づいて、各種撮影条件(管電圧や管電流、照射時間(mAs値)、フレームレート、被写体の体格、グリッドの有無等)を放射線発生装置60や放射線画像撮影装置1に設定したり、放射線画像撮影装置1で生成される画像に所定の画像処理を施したりするためのものであり、PCや専用の装置等で構成されている。
放射線画像撮影装置1は、例えば図1に示すように、筐体を備えてパネル状に構成され、支持台1aのホルダ等に装填されて用いられる。
なお、放射線画像撮影装置1の構成は特に限定されない。例えば放射線画像撮影装置1は支持台1a等と一体的に形成されていてもよいし、可搬型に構成され、各種の支持台のホルダに対して着脱可能となっていてもよい。また、ホルダ等に装填せずに、単体の状態で、例えば被写体である患者の身体にあてがったり、ベッド上に横臥している患者とベッドとの間に差し込んで撮影に用いるものであってもよい。
放射線画像撮影装置1は、前述の放射線発生装置60から放射線が照射されると、受けた放射線に応じた電荷を複数の放射線検出素子7に発生させ、これらの電荷に基づいて各画素の信号値を読み出すことにより放射線画像(撮影画像)を生成する。
また、放射線画像撮影装置1においては、放射線が照射されない状態でも、放射線検出素子7の熱による熱励起等により各放射線検出素子7内で電荷(暗電荷)が発生する。放射線を照射しない状態で放射線検出素子7内に蓄積される暗電荷を各放射線検出素子7から読み出すことで得られるデータは、後述するオフセット補正に用いられるオフセット分のデータ(以下「オフセット画像」という。)となる。
放射線画像撮影装置1は、図2に示すように、複数の放射線検出素子7が二次元状(マトリクス状)に配列された検出部Pを備えている。そして、各放射線検出素子7には、バイアス線9が接続されており、バイアス線9やそれらの結線10を介してバイアス電源14から逆バイアス電圧が印加される。
なお、熱励起等により各放射線検出素子7内で電荷(暗電荷)が発生した場合にも同様の処理により信号値が読み出される。
この他、制御手段22は、放射線発生装置60による放射線の曝射の有無を検知する検知手段、撮影画像に対してオフセット画像を用いたオフセット補正等を実施する画像補正手段として機能する。
さらに、本実施形態では制御手段22は、連続撮影モードの他に、画像を1枚ずつ生成させる静止画撮影モードを実施可能となっており、制御手段22は、各種の条件に照らして実施可能な撮影モードを判断する撮影モード判断手段等としても機能する。実施可能な撮影モードを判断する際の各種条件としては、例えば内蔵電源24のバッテリー残量や記憶手段23のメモリー残量がある。
なお、本実施形態における制御手段22のこれら各機能については後に詳述する。
本実施形態の記憶手段23は、検知手段としての制御手段22が放射線の曝射を検知する前のタイミングで取得された画像をオフセット補正に用いるオフセット画像として記憶する補正情報記憶手段、検知手段としての制御手段22が放射線の曝射を検知した後のタイミングで取得された画像を、撮影画像として記憶する撮影画像記憶手段として機能する。
その他記憶手段23は、検知手段としての制御手段22が放射線の曝射の有無を検知する場合には、放射線発生装置6による放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始された、放射線の曝射開始の検知情報を保持する検知情報記憶手段等としても機能する。
記憶手段23に記憶される事項は、ここに例示したものに限定されない。これらのうちの一部が記憶されてもよいし、これら以外の事項が記憶されてもよい。
操作手段31は、例えば電源スイッチや、撮影モードを選択・設定する設定手段としてのモード設定スイッチ等の各種のスイッチで構成される。
なお操作手段31は、放射線画像撮影装置1の筐体の表面や側面等に設けられた釦や切り替えスイッチ等であってもよいし、タッチパネルが構成された表示部等を備える場合には、タッチパネルであってもよい。
設定手段としての操作手段31は、連続撮影モード、静止画撮影モードのいずれかの撮影モードを設定可能であり、設定手段としての操作手段31によっていずれかの撮影モードが設定されると、制御手段22は、設定手段により設定された撮影モードに応じた撮影動作を実施する。
報知手段32として表示手段を設ける場合には、例えば図示しないLCD(Liquid Crystal Display)やCRT(Cathode Ray Tube)等の画像を表示するモニターで構成表示部やインジケーター、ランプ等を筐体の表面や側面等に設ける。
撮影モードの判断結果とは、例えば、静止画撮影モード・動画撮影モードとも実施可能、静止画撮影モードのみ可能、いずれの撮影モードも実施不可等の判断結果であり、実施可能な撮影モード等を表示等によりユーザーに報知する。
なお、実施することのできない撮影モードがある場合には、実施できない理由(例えばバッテリー残量不足、メモリー残量不足等)を合わせて報知手段32により報知(例えば表示部に表示)させてもよい。実施できない理由等は一見してユーザーに理解されるように、分かりやすいアイコン等で示されることが好ましい。
次に、本実施形態における放射線画像撮影装置1(放射線画像撮影装置1を含む放射線画像撮影システム100)の動作について説明する。
制御手段22は、設定された撮影モードが連続撮影モードか否かを判断する(ステップS2)。連続撮影モードが設定された場合(ステップS2;YES)には、バッテリー残量等の諸条件に照らして、設定された撮影モード(すなわち、連続撮影モード)を実施することが可能であるか否かを判断する(ステップS3)。
他方、連続撮影モードが実施不可能であると判断される場合(ステップS3;NO)には、制御手段22は、連続撮影モードが実施不可能である旨やその理由を、第2の報知手段としての報知手段32によりユーザーに報知する(ステップS5)。
他方、静止画撮影モードが実施不可能であると判断される場合(ステップS6;NO)には、制御手段22は、静止画撮影モードが実施不可能である旨やその理由を、第2の報知手段としての報知手段32によりユーザーに報知する(ステップS8)。
動作状態とは、例えば撮影準備中である、撮影可能状態である、撮影中である、画像データの転送中である等の各状態である。ここで撮影準備中とは、例えば連続曝射モード時にオフセット画像を16枚取得するとの設定なっている場合、オフセット画像を取得する間は本撮影(撮影画像を取得する放射線を照射しての撮影)を行うことができず、この時間が撮影準備中となる。
動作状態の報知の仕方は特に限定されないが、例えば、オフセット画像を取得するために撮影準備中である場合には、所定枚数のオフセット画像が取得されるにしたがいインジケーターの点灯部分の色が変わったり、点滅状況が変化したりしてもよい。
なお、第1の報知手段は、第2の報知手段と同じものであってもよいし、それぞれ別に設けられてもよい。
動作状態を報知することで、例えば撮影準備中に誤って曝射してしまうような誤撮影等を防止することができる。
連続撮影モードが実施される場合には、図4に示すように、撮影前の準備動作が行われる(ステップS11)。具体的には、準備動作として、放射線画像撮影装置1では、放射線検出素子7で構成された検出部Pにおいて、電荷の蓄積と、蓄積された電荷に基づく信号値の読出し動作とが繰り返される。そして、読み出された信号値(画像信号値)が画像として取得される(ステップS12)。
制御手段22は、曝射開始が検知されたか否かを随時判断し(ステップS13)、曝射開始が検知されるまで(ステップS13;NO)は、随時オフセット画像を最新の取得画像に更新して、補正情報記憶手段としての記憶手段23に記憶させるとともに(ステップS14)、ステップS12に戻って処理を繰り返す。
本実施形態では、制御手段22が、曝射開始(すなわち図5における、放射線出力がOFFからONになるタイミング)を検知することで、曝射開始前に取得された画像をオフセット画像とし、曝射開始以降に取得された画像を撮影画像と判別する。
例えば放射線画像撮影装置1の内外に放射線を検出する放射線センサー(X線センサー)を搭載しておき、この放射線センサーの出力をみて判断してもよい。また、連続撮影を行う場合、画像信号値自体は曝射開始前から読み出しているため、読出された画像信号値(画素値)を用いても判断してもよい。画像信号値(画素値)を用いる場合は、例えばある閾値の信号値を設定しておき、これを超える画像信号値(画素値)が読み出されたときに曝射が開始されたと判断する。
このように、制御手段22が放射線の曝射開始のタイミングを検知することにより、どこまでが曝射開始前の画像(オフセット画像)で、どこからが放射線画像(撮影画像)であるかを正しく判別することができる。このため、放射線画像撮影装置1と放射線発生装置60とが同期・連携することができない場合でも、撮影(放射線を照射しての本撮影)を行うごとに、撮影画像が取得されたタイミングにできるだけ近いタイミングで取得されたオフセット画像を取得することができ、オフセット補正の精度が改善されて撮影画像の画質が向上する。
また、オフセット補正に用いるオフセット画像は1枚でもいいし、複数枚用いてもよい。
例えば、図5に示すように、曝射開始検知前に取得された画像が複数ある場合、このうち最も曝射開始のタイミングに近い1枚を選択してオフセット画像としてもよいし、複数の画像(図5の例では、曝射開始検知前に3セットの蓄積、読出しによって3枚の画像が取得される。)をオフセット画像として用いてもよい。
複数の画像を用いる場合には、例えば当該画像を平均することでオフセット画像を生成する。また、平均する場合に限定されず、画素ごとに中央値をとったり、最頻値を算出したり、加重平均を用いて複数の画像から1枚のオフセット画像を生成してもよい。
このように複数の画像を用いた場合には、ランダムなノイズを除去することができるため、固定パターンノイズを精度よく抽出することができ、オフセット補正の精度が向上する。
図5に示す例のように、電荷の蓄積動作と読出し動作とのセットの丁度境界で曝射開始が検知された場合には、曝射開始前に蓄積、読出しが行われた画像はオフセット画像とし、曝射開始後に蓄積、読出しが行われた画像は撮影画像として扱えばよい。しかし、曝射開始は、このように丁度セットの境界で検知されるとは限らない。
検知のタイミングとしては、電荷の蓄積動作中である場合、読出し動作中である場合が想定される。
この場合、曝射開始前に蓄積、読出しが行われた画像(暗画像)はオフセット画像とし、曝射開始後に蓄積、読出しが行われた画像は撮影画像として扱えばよいが、曝射開始が検知されたときに読出し動作中であった画像の取り扱いが問題となる。
図6に示す例では、4セット目の蓄積、読出しにおける、読出し動作中に曝射開始が検知された場合には、当該読出し中の画像は、破棄してもよいし、撮影画像として用いることができる場合には撮影画像として記憶してもよい。
このような場合、当該画像を破棄してもよい。
このような画像を撮影画像として用いる場合には、例えば撮影画像として用いることのできる露光領域と次の画像とをつなぎ合わせて1枚の画像として用いることが考えられる。
この場合は、以降のフレームについてn行目が読出しの1行目となるように読出しの開始位置がずれた状態となる。
また、あるフレーム画像Nのn(又はn+1)行目から最終行目までの画像を次のフレーム画像N+1のn(又はn+1)行目から最終行目までの画像と平均化して、フレーム画像N+1とし、以降のフレームについては、読出し開始位置をずらさずに、1行目から読み出すようにしてもよい。
蓄積中に曝射開始が検知された場合、蓄積の序盤で検知した場合には信号値が高く読み出され、蓄積の終盤で検知した場合は信号値がかなり低く出る。
そこで、このような画像を破棄するか否かは、例えば当該画像の信号値によって判断する。すなわち、例えば読み出された画像信号値に対して所定の閾値を設けておき、当該閾値を超えた場合には有効な撮影画像として記憶し、画像信号値が閾値を下回って低い場合には破棄する。このような画像は、信号値が低くても曝射成分が乗っているためにオフセット画像として用いることができず、撮影画像として扱うに値する場合以外は破棄することとなる。
例えば、記憶手段23のメモリー容量上限まで全て保存しておき、撮影動作の終了後等に検知結果等から曝射開始のタイミングをみて、オフセット補正に用いるオフセット画像を後から決定してもよい。
メモリー容量に余裕があるような場合であれば、曝射開始前から終了までの画像をすべて記憶させておき、撮影終了後に、検知手段としての制御手段22によって検知された検知情報に基づいて、取得された画像を曝射開始のタイミングの前後でオフセット画像と撮影画像とに判別してもよい。
制御手段22は、曝射終了を検知したか否かを随時判断し(ステップS17)、曝射終了を検知するまで(ステップS17;NO)は、ステップS15に戻って撮影画像の取得処理を繰り返す。
他方、曝射が終了したと検知したとき(ステップS17;YES)は、曝射開始前に取得したオフセット画像を用いて、撮影画像についてオフセット補正を行う(ステップS18)。
曝射開始を検知して以降は、図9に示すように、制御手段22は、撮影画像取得し(ステップS21)、これを撮影画像記憶手段としての記憶手段23に記憶させる(ステップS22)。
そして、曝射開始を検知する場合と同様に、例えば読み出された画像の信号値(画素値)が予め定めた所定の閾値を下回ったときに曝射が終了したと判断する。
具体的には、取得した画像(画像の信号値)に対して何らかの評価値を算出する(ステップS23)。評価値は、例えば撮影画像の最大値、最小値、平均値、中央値、最頻値等の何らかの代表値であればよい。
そして、制御手段22は、この評価値が所定の閾値を下回ったか否かを判断する(ステップS24)。
なお、1フレーム分の画像データ(画像の信号値)から評価値を算出する手法以外にも、例えば1行分の画像信号値を読み出して評価値を算出し、これに基づいて曝射の終了を判断してもよい。また、放射線の出力を検出するセンサーを備える場合には、当該放射線センサーの出力等を用いて判断してもよい。
他方、画像の信号値が閾値を下回った場合(ステップS24;YES)には、曝射が終了している可能性があるため、制御手段22は、カウンターを「+1」する(ステップS26)。
なお、本実施形態では、放射線の照射が続いており、撮影を継続すべきにもかかわらず、何らかの要因(外乱影響)により一時的に信号値が下がった際に誤って撮影が終了されることを防止するため、信号値が一定期間連続して閾値を下回った場合に曝射終了と判断されるようにいわゆる不感時間を設けている。
そこで、制御手段22は、画像の信号値が閾値を下回ってカウンターが進められると、さらに当該カウンターが、予め定めた所定の不感時間を超えたか否かを判断する(ステップS27)。
他方、カウンターが、所定の不感時間を超えた場合(ステップS27;YES)、すなわち、画像の信号値が予め設定された期間、連続して閾値を下回った場合には、曝射が終了したと判断し(ステップS28)、不感時間中に取得された画像を削除(破棄)する(ステップS29)。
本実施形態のように、曝射の終了を検知して撮影を終了するとした場合には、放射線が照射されている間に取得された撮影画像を適切に判別することができ、撮影画像を記憶手段23等に記憶する場合や撮影画像のデータを外部装置に送信したりする場合には必要な画像だけ選別することができ、送信データ量やメモリー保存量が最適化される。
なお、曝射開始の検知においても終了検知の場合と同様に一定の不感時間を設けて、一定期間連続して閾値を上回った場合に曝射開始と判断されるようにしてもよい。
なお、画像信号値(画素値)の閾値や不感時間をどの程度とするかは、適宜設定される事項である。
図5に示す例のように、電荷の蓄積と読出しとのセットの丁度境界で曝射終了が検知された場合には、曝射終了が検知される前に蓄積、読出しが行われた画像を撮影画像とし、曝射終了後の画像は破棄すればよい。しかし、曝射終了は、曝射の開始時の場合と同様に、丁度セットの境界で検知されるとは限らない。
検知のタイミングとしては、電荷の蓄積動作中である場合(図11に示す場合)、読出し動作中である場合(図10に示す場合)が想定される。曝射終了が検知されたときに電荷が蓄積中であった場合、読出し動作中であった場合に、当該画像を破棄するか否か取り扱いが問題となり得る。
まず、曝射開始が読出し動作時に検知され、かつ曝射終了検知も読出し動作時であった場合には、あるフレームのn行目の読出し時に曝射開始が検知され、m行目の読出し時に曝射終了が検知された場合、n>mである場合には、当該フレームは一部未露光の画像、欠けた画像になってしまうため、終了検知時に読出しを行っていた画像は破棄する。
またn≦mである場合、すなわち曝射開始のタイミングと終了のタイミングとが重複するようなタイミングである場合には、n行目までの読出し画像は記憶して、残りの部分は破棄する。
他方、曝射開始が電荷の蓄積時に検知され、曝射終了検知が読出し動作時であった場合には、単に数行分余りが出ているものであるため、終了検知時の画像は破棄する。
このため、信号値の閾値を予め設けておき、閾値との関係において画像を破棄するか記憶するかを判定することが好ましい。
図12に示すグラフは、横軸に時間を取り、縦軸に放射線の出力強度をとったものである。
放射線を連続的に照射して動画撮影を行う場合、図12に示すように、放射線の照射中、その放射線出力強度が必ずしも一定にならない場合がある。これは放射線発生装置60の性能、特性等に依存するものである。
そこでこのような放射線出力強度のばらつきを解消するため、放射線の出力変動情報(線量変動情報)を補正情報記憶手段としての記憶手段23に保存しておき、それを使って画像補正手段としての制御手段22が撮影画像のデータを補正する。
出力変動情報は、画像信号を用いて取得してもよいし、その他、放射線画像撮影装置1に放射線センサーが搭載されている場合には、当該センサーの出力信号を用いてもよい。また、放射線画像撮影装置1外に別途放射線センサーを設置して、この出力信号を利用してもよい。さらに、これらいくつかの手法を組み合わせて取得してもよい。
なお、オフセット補正前に出力変動補正を行うと、出力変動補正によってオフセット補正前のノイズ分の信号値に影響を生じ、その後オフセット補正を行ったときにずれが生じてしまう。このため、出力変動補正を行う場合にはオフセット補正を行った後に実施することが好ましい。
出力変動補正を行う場合には、例えば図13に示すように、まず撮影画像から素抜け領域(すなわち、被写体が存在しない領域)を特定する(ステップS31)。素抜け領域を特定する手法は、ユーザーが指定してもよいし、取得された撮影画像の特徴量から素抜け領域を判定してもよい。
そして、当該素抜けの信号値を、撮影した画像の全フレームで取得し(ステップS32)、この信号値を、全フレームでとった信号値の平均値をとることで正規化をかけ(ステップS33)、撮影画像の各フレームを当該正規化された信号値で除算をする(ステップS34)。
図14に示すように、静止画を撮影する場合には、撮影前の準備動作(ステップS41)を行った後、放射線画像撮影装置1における検出部PのTFTゲートを開けて信号値を出し、そのまま破棄する。すなわちTFTゲートの開閉を短時間に繰り返すリセット動作を行う(ステップS42)。
制御手段22は、放射線が曝射されたか否かを随時判断し(ステップS43)、曝射が検知されない場合(ステップS43;NO)には、ステップS42のリセット動作を繰り返す。
他方、曝射が検知された場合(ステップS43;YES)には、リセット動作を停止して電荷蓄積状態に移行し、所定時間蓄積した後に、信号値を読み出して撮影画像を取得する(ステップS44)。取得された撮影画像(静止画)は、撮影画像記憶手段としての記憶手段23に記憶される(ステップS45)。
なお、静止画撮影モードにおける電荷の蓄積動作は、所定時間でタイムアウトして終了されるようにしてもよいし、連続撮影モードと同様に曝射終了を検知するまで行ってもよい。
このようにして曝射を検知することで、放射線画像撮影装置1が放射線発生装置60と同期(通信)することができない場合でも、放射線が曝射された瞬間にリセット動作を繰り返している状態から、電荷蓄積状態に移行して静止画を撮影することが可能となる。
そして、オフセット画像を用いて撮影画像に対してオフセット補正を実施する(ステップS48)。
なお、オフセット画像を取得するタイミングは曝射の後に限らず、曝射前でも構わないが、静止画撮影の場合には、連続撮影を行う場合と比較して曝射の時間が極めて短く、1回の撮影での放射線量が少ないため、曝射後にオフセット画像を取得してもオフセット画像に乗るラグ成分を無視することができる。
このように、通信可能な放射線発生装置60と組み合わせて放射線画像撮影装置1による撮影を行う場合には、放射線画像撮影装置1と放射線発生装置60、又は放射線画像撮影装置1及び放射線発生装置60と、これらいずれとも通信を行うコンソール50とで構成される放射線画像撮影システムにより、放射線画像撮影装置1と放射線発生装置60とが連携して放射線画像の撮影を実施する。
図15に示すように、この場合には、撮影前の準備動作(ステップS51)を行った後、オフセット画像を取得し(ステップS52)、オフセット画像を随時新しく取得したものに更新して記憶手段23に記憶させる(ステップS53)。
制御手段22は、随時外部から放射線の照射開始のレディー信号を受信したか否かを判断し(ステップS54)、照射開始の信号を受信しない場合(ステップS54;NO)には、ステップS52に戻ってオフセット画像の取得を繰り返す。
他方、照射開始の信号を受信した場合(ステップS54;YES)には、放射線の照射を許可して(ステップS55)、この時点を照射開始のタイミングと判断し、これ以降に取得された画像を撮影画像として取得し(ステップS56)、記憶手段23に保存する(ステップS57)。
なお、オフセット補正を行うタイミングはこれに限定されず、放射線の照射終了の判定前でもよい。
パルス撮影モードでは放射線を照射する側(放射線発生装置60)と受ける側(放射線画像撮影装置1)とに、それぞれ同期信号のパルスを生成するパルス生成部(図示せず)を設け、このパルス生成部から放射線発生装置60及び放射線画像撮影装置1に同期パルスを送信する。
この場合には、放射線画像撮影装置1及び放射線発生装置60は、この同期パルスに同期して電荷の蓄積・読出しを実施したり、放射線の照射を行ったりすることにより動画を撮影する。
なお、放射線画像撮影装置1が放射線発生装置60とは通信できるがパルス生成部とは通信できないような場合には、連続撮影モードに切り替えて撮影を行う。
図16に示すように、この場合は、撮影前の準備動作(ステップS61)を行った後、オフセット画像を取得し(ステップS62)、オフセット画像を随時新しく取得したものに更新して記憶手段23に記憶させる(ステップS63)。
制御手段22は、随時外部から放射線の照射開始のレディー信号(同期パルス)を受信したか否かを判断し(ステップS64)、照射開始の信号を受信しない場合(ステップS64;NO)には、ステップS62に戻ってオフセット画像の取得を繰り返す。
他方、照射開始の信号を受信した場合(ステップS66;YES)には、放射線の照射を許可して(ステップS65)、この時点を照射開始のタイミングと判断し、これ以降に取得された画像を撮影画像として取得し(ステップS66)、記憶手段23に保存する(ステップS67)。
なお、連続撮影モードの場合と同様に、オフセット補正を行うタイミングは放射線の照射終了の判定前でもよい。
すなわちこの場合には、図14に示した場合と同様に、撮影前の準備動作(ステップS71)を行った後、リセット動作を行う(ステップS72)。
制御手段22は、随時外部から放射線の照射開始のレディー信号を受信したか否かを判断し(ステップS73)、照射開始の信号を受信しない場合(ステップS73;NO)には、ステップS72のリセット動作を繰り返す。
他方、照射開始の信号を受信した場合(ステップS73;YES)には、リセット動作を停止して電荷蓄積状態に移行し、所定時間蓄積した後に、信号値を読み出して撮影画像を取得する(ステップS74)。取得された撮影画像(静止画)は、撮影画像記憶手段としての記憶手段23に記憶される(ステップS75)。
また、曝射の後にオフセット画像を取得し(ステップS76)、これを補正情報記憶手段としての記憶手段23に記憶させる(ステップS77)。
そして、オフセット画像を用いて撮影画像に対してオフセット補正を実施する(ステップS78)。
また、連続撮影、静止画撮影等各種の撮影に対応することができ、広く放射線画像撮影装置1を活用することができる。
以上説明したように、本実施形態における放射線画像撮影装置1は、画像の各画素に対応して二次元状に配列され、電荷を発生させる複数の放射線検出素子を有し、複数の放射線検出素子がそれぞれ発生させた電荷に基づいて各画素の信号値を読み出して画像を生成する放射線画像撮影装置1であって、所定の時間間隔で電荷の蓄積動作及び読出し動作を繰り返すことで画像を連続的に生成させる連続撮影モードを実施可能であり、放射線の曝射の有無を検知する検知手段として機能する制御手段22と、検知手段としての制御手段22が放射線の曝射を検知する前のタイミングで取得された1つ以上の画像を、オフセット補正に用いるオフセット画像として記憶する補正情報記憶手段としての記憶手段23と、を備える。
これにより、放射線画像撮影装置1を、同期(通信)することのできない放射線発生装置60と組み合わせて使用する場合にも、放射線の曝射のタイミングを正確にとらえ、曝射開始前に取得された画像をオフセット画像として取得することができる。
このため、放射線画像撮影装置1の使用環境に関わらず、撮影された画像に適切なオフセット補正を施すことが可能となる。
このため、適切なタイミングで取得されたオフセット画像を用いて、撮影画像に対してオフセット補正を行うことができる。
この場合には、放射線発生装置60の出力にばらつきがある場合でも良好な撮影画像を得ることができる。
このため、曝射終了後の画像を撮影画像として保存してしまうことを防止でき、メモリー容量を抑えることができる。また、撮影画像のデータを外部装置に送信するような場合でも無駄な画像が撮影画像として送信されることが避けられるため、データ転送量を抑えることもできる。
これにより、ユーザーが放射線画像撮影装置1の動作状態を知ることができ、誤操作等を防止することができる。
これにより、ユーザーは放射線画像撮影装置1の状態や実施可能な撮影の種類等を容易に知ることができる。
これにより、1つの放射線画像撮影装置1により多様な撮影画像を取得することができる。
これにより、1つの放射線画像撮影装置1により多様な撮影を行うことが可能であり、各種の撮影画像を取得することができる。
その判断結果を第2の報知手段としての報知手段32によって報知する。
このため、ユーザーは現状において選択可能な撮影モードを容易に知ることができる。
なお、以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形が可能であることは言うまでもない。
この場合の具体的な構成例について図18を参照しつつ説明する。
図18に示すように、コンソール50は、制御部51、記憶部52、操作部53、表示部54、通信部55を備えて構成され、各部はバスにより接続されている。
また記憶部52は、例えば、前述の放射線画像撮影装置1の記憶手段23に代えて、又は記憶手段23とともに、オフセット画像や出力変動情報等を記憶する補正情報記憶手段、撮影画像を保存する撮影画像記憶手段等として機能する。また記憶部52は、放射線発生装置6による放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始された、放射線の曝射開始の検知情報を保持する検知情報記憶手段等としても機能してもよい。撮影画像やオフセット画像は放射線画像撮影装置1から適宜送信される。また、出力変動情報、検知情報等は放射線画像撮影装置1から送信されてもよいし、他の外部装置で取得されコンソール50に送られたものを記憶してもよい。
操作部53は、放射線画像撮影装置1により実施される撮影の撮影モードを切り替え、いずれかの撮影モードを設定する設定手段として機能してもよい。
表示部54は、撮影に関する動作状態を報知する第1の報知手段、実施可能な撮影モードや実施できない撮影モードがある場合に実施できない理由等をユーザーに報知する第2の報知手段として機能してもよい。
このような報知手段を備えることにより、ユーザーが放射線画像撮影装置1の動作状態や実施可能な撮影モード等を知ることができ、誤操作等を防止することができる。
なお、報知手段がコンソール50に設けられる場合、報知手段として機能するのは表示部54に限定されない。ランプやインジケーター等を報知手段として設けてもよいし、スピーカー等の音声出力手段を設けてもよい。
第1の報知手段と第2の報知手段とは同じものであってもよいし、別個に設けられていてもよい。報知手段として表示部54やスピーカー等複数の手段を備え、表示や音声等複数の手法の組み合わせによってユーザーに報知してもよい。
また、コンソール50に報知手段が設けられる場合、放射線画像撮影装置1には報知手段を設けなくてもよい。また、放射線画像撮影装置1、コンソール50ともに報知手段を備え、適宜組み合わせてユーザーに各種情報を報知してもよい。
また、コンソール50は放射線画像撮影装置1に対する放射線の照射が開始された、放射線の曝射開始の検知情報を取得して検知情報記憶手段としての記憶部52に保持する。
そして、検知情報記憶手段である記憶部52に記憶された検知情報に基づいて、画像が放射線の曝射を検知する前のタイミングで取得されたオフセット画像であるか、放射線の曝射を検知した後のタイミングで取得された撮影画像であるかを制御部51が判別手段として判別し、画像補正手段として、オフセット画像を用いて撮影画像に対するオフセット補正を実施する。なお、出力変動補正等の各種補正に関する情報も取得して、これらの補正をコンソール50で行ってもよい。
なお、放射線画像撮影装置1の制御手段22とコンソール50とが役割を分担して各種処理を行ってもよい。この場合にも放射線画像撮影装置1の制御手段22や記憶手段23等の負荷を軽減して、円滑な撮影を行うことができる。
22 制御手段
23 記憶手段
31 操作手段
32 報知手段
50 コンソール
51 制御部
52 記憶部
53 操作部
54 表示部
60 放射線発生装置
100 放射線画像撮影システム
Claims (16)
- 画像の各画素に対応して二次元状に配列され、電荷を発生させる複数の放射線検出素子を有し、前記複数の放射線検出素子がそれぞれ発生させた電荷に基づいて各画素の信号値を読み出して画像を生成する放射線画像撮影装置であって、
前記画像を1枚ずつ生成させる静止画撮影モード、所定の時間間隔で前記電荷の蓄積動作及び読出し動作を繰り返すことで前記画像を連続的に生成させる連続撮影モードのいずれかを設定する設定手段と、
バッテリー残量及びメモリー残量の少なくともいずれかに基づいて、前記設定手段により設定された撮影モードが実施可能であるか否かを判断する撮影モード判断手段と、
前記撮影モード判断手段により実施可能と判断された撮影モードに応じた撮影動作を実施する制御手段と、
放射線の曝射の有無を検知する検知手段と、
前記検知手段が放射線の曝射を検知する前のタイミングで取得された1つ以上の画像を、オフセット補正に用いるオフセット画像として記憶する補正情報記憶手段と、
を備えることを特徴とする放射線画像撮影装置。 - 前記検知手段が放射線の曝射を検知した後のタイミングで取得された画像を、撮影画像として記憶する撮影画像記憶手段と、
前記撮影画像記憶手段に記憶された前記撮影画像に対して、前記補正情報記憶手段に記憶された前記オフセット画像を用いてオフセット補正を実施する画像補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の放射線画像撮影装置。 - 前記補正情報記憶手段は、出力変動情報をさらに記憶し、
前記画像補正手段は、前記補正情報記憶手段に記憶された前記出力変動情報を用いて前記撮影画像に対して補正を実施することを特徴とする請求項2に記載の放射線画像撮影装置。 - 前記検知手段は、放射線の曝射の終了をも検知するものであり、
前記検知手段が放射線の曝射終了を検知する前のタイミングで取得された画像を、撮影画像とすることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。 - 撮影に関する動作状態を報知する第1の報知手段をさらに備えていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
- 前記第1の報知手段は、表示手段、音声出力手段、振動発生手段のうちの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項5に記載の放射線画像撮影装置。
- 前記撮影モード判断手段による判断結果を報知する第2の報知手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の放射線画像撮影装置。
- 前記第2の報知手段は、表示手段、音声出力手段、振動発生手段のうちの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項7に記載の放射線画像撮影装置。
- 画像の各画素に対応して二次元状に配列され、電荷を発生させる複数の放射線検出素子を有し、前記複数の放射線検出素子がそれぞれ発生させた電荷に基づいて各画素の信号値を読み出して画像を生成する放射線画像撮影装置と、コンソールと、を備える放射線画像撮影システムであり、
前記画像を1枚ずつ生成させる静止画撮影モード、所定の時間間隔で前記電荷の蓄積動作及び読出し動作を繰り返すことで前記画像を連続的に生成させる連続撮影モードのいずれかを設定する設定手段と、
バッテリー残量及びメモリー残量の少なくともいずれかに基づいて、前記設定手段により設定された撮影モードが実施可能であるか否かを判断する撮影モード判断手段と、
前記撮影モード判断手段により実施可能と判断された撮影モードに応じた撮影動作を実施する制御手段と、
放射線の曝射の有無を検知する検知手段と、
前記検知手段が放射線の曝射を検知する前のタイミングで取得された1つ以上の画像を、オフセット補正に用いるオフセット画像として記憶する補正情報記憶手段と、
前記検知手段が放射線の曝射を検知した後のタイミングで取得された画像を、撮影画像として記憶する撮影画像記憶手段と、
前記撮影画像記憶手段に記憶された前記撮影画像に対して、前記補正情報記憶手段に記憶された前記オフセット画像を用いてオフセット補正を実施する画像補正手段と、
を備えることを特徴とする放射線画像撮影システム。 - 撮影に関する動作状態を報知する第1の報知手段をさらに備えていることを特徴とする請求項9に記載の放射線画像撮影システム。
- 前記第1の報知手段は、表示手段、音声出力手段、振動発生手段のうちの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項10に記載の放射線画像撮影システム。
- 前記撮影モード判断手段による判断結果を報知する第2の報知手段をさらに備えることを特徴とする請求項9に記載の放射線画像撮影システム。
- 前記第2の報知手段は、表示手段、音声出力手段、振動発生手段のうちの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項12に記載の放射線画像撮影システム。
- 画像の各画素に対応して二次元状に配列され、電荷を発生させる複数の放射線検出素子を備え、前記複数の放射線検出素子がそれぞれ発生させた電荷に基づいて各画素の信号値を読み出して画像を生成する放射線画像撮影装置と、コンソールと、前記放射線画像撮影装置に向けて放射線を照射する放射線発生装置と、を備える放射線画像撮影システムであり、
前記画像を1枚ずつ生成させる静止画撮影モード、所定の時間間隔で前記電荷の蓄積動作及び読出し動作を繰り返すことで前記画像を連続的に生成させる連続撮影モードのいずれかを設定する設定手段と、
バッテリー残量及びメモリー残量の少なくともいずれかに基づいて、前記設定手段により設定された撮影モードが実施可能であるか否かを判断する撮影モード判断手段と、
前記撮影モード判断手段により実施可能と判断された撮影モードに応じた撮影動作を実施する制御手段と、
放射線の曝射の有無を検知する検知手段と、
前記検知手段が放射線の曝射を検知する前のタイミングで取得された1つ以上の画像を、オフセット補正に用いるオフセット画像として記憶する補正情報記憶手段と、
前記検知手段が放射線の曝射を検知した後のタイミングで取得された画像を、撮影画像として記憶する撮影画像記憶手段と、
前記撮影画像記憶手段に記憶された前記撮影画像に対して、前記補正情報記憶手段に記憶された前記オフセット画像を用いてオフセット補正を実施する画像補正手段と、
を備えることを特徴とする放射線画像撮影システム。 - 放射線画像撮影装置を用いて取得された画像を保存する画像記憶手段と、
前記放射線画像撮影装置に対する放射線の照射が開始された、放射線の曝射開始の検知情報を保持する検知情報記憶手段と、
前記検知情報記憶手段に記憶された前記検知情報に基づいて前記画像が放射線の曝射を検知する前のタイミングで取得されたオフセット画像であるか、放射線の曝射を検知した後のタイミングで取得された撮影画像であるかを判別する判別手段と、
前記撮影画像に対して、前記オフセット画像を用いてオフセット補正を実施する画像補正手段と、
前記画像を1枚ずつ生成させる静止画撮影モード、所定の時間間隔で電荷の蓄積動作及び読出し動作を繰り返すことで前記画像を連続的に生成させる連続撮影モードのいずれも設定できる場合に、バッテリー残量及びメモリー残量の少なくともいずれかに基づいて、設定された撮影モードが実施可能であるか否かを判断する撮影モード判断手段と、
を備えることを特徴とする制御装置。 - コンピューターに、
放射線画像撮影装置を用いて取得された画像を保存する画像記憶機能と、
前記放射線画像撮影装置に対する放射線の照射が開始された、放射線の曝射開始の検知情報を保持する検知情報記憶機能と、
前記検知情報記憶機能により記憶された前記検知情報に基づいて前記画像が放射線の曝射を検知する前のタイミングで取得されたオフセット画像であるか、放射線の曝射を検知した後のタイミングで取得された撮影画像であるかを判別する判別機能と、
前記撮影画像に対して、前記オフセット画像を用いてオフセット補正を実施する画像補正機能と、
前記画像を1枚ずつ生成させる静止画撮影モード、所定の時間間隔で電荷の蓄積動作及び読出し動作を繰り返すことで前記画像を連続的に生成させる連続撮影モードのいずれも設定できる場合に、バッテリー残量及びメモリー残量の少なくともいずれかに基づいて、設定された撮影モードが実施可能であるか否かを判断する撮影モード判断機能と、
を実現させることを特徴とするプログラム。
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