放射線攝影裝置及放射線攝影方法
2023-05-12 16:01:31
專利名稱：放射線攝影裝置及放射線攝影方法
技術領域：
本發明涉及具有放射線攝像單元的放射線攝影裝置，特別涉及基於放射線攝像單元的狀態控制放射線攝影的放射線攝影裝置及放射線攝影方法。
背景技術：
近年，提出了能將放射線像實時、直接地變換成數字輸出的放射線攝像傳感器。例如，是這樣一种放射線攝像傳感器，即，製作將由透明導電膜和導電膜構成的固體光檢測元件排列成矩陣狀的固體光檢測器，在由石英玻璃構成的基板上夾著非晶形半導體地層疊該固體光檢測器和將放射線變換成可見光的螢光體。採用該放射線攝像傳感器時的圖像數據的取得過程如下通過向放射線攝像傳感器照射透過了對象物的放射線，由螢光體將放射線變換成可見光，由固體光檢測元件的光電變換部檢測出該可見光並作為電信號，通過預定的讀出方法，從各固體光檢測元件中讀出該電信號，對該信號進行A/D變換，取得圖像信號。該檢測器的詳細敘述記載於日本特開平8-116044公報中。另外，還提出了不採用螢光體而直接由固體光檢測器取得放射線的放射線攝像傳感器。
這些放射線攝像傳感器是將放射線強度作為電荷量而檢測的。因此，為了正確地積累放射線信號，需要使放射線攝像傳感器的狀態穩定地進行驅動。例如進行暗電流的排出、積累電荷的排出等的驅動。
但是，照射大強度的放射線後，固體光檢測元件中的信號電荷的積累會飽和。信號電荷飽和後，用普通的攝影時的驅動就不能完全排出電荷，會重疊噪聲。像這樣，將基於放射線攝像傳感器的電荷積累狀態和電荷排出狀態的噪聲稱為餘像。這樣的課題在日本特開2000-023968中也被提出。這裡，提出了通過光復位(reset)來消除由殘留電荷產生的餘像的解決方案。在這種方法中，存在必須在放射線攝像傳感器中具備光復位器件，需要花費光復位器件的量的空間、費用這樣的問題。另外，如果在攝影期間追加總是完全排出殘留電荷的驅動，以備於大強度的放射線照射，則攝影周期變長，醫院等的X射線攝影的資金周轉率變差。
發明內容
以往，在強度較強的放射線照射時，有時基於殘留電荷的噪聲與圖像數據重疊，期望提出對此問題的種種對策。
因此，本發明的目的在於提供一種通過判斷殘留電荷的狀態，能減少基於殘留電荷的噪聲重疊到圖像數據上的情況的放射線攝影裝置和放射線攝影方法。
為解決上述問題，本發明提供一种放射線攝影裝置，其特徵在於，包括放射線照射單元，用於照射放射線；放射線攝像單元，由多個攝像元件構成，用於將上述放射線變換成圖像數據；判斷單元，用於基於上述圖像數據，根據放射線攝像單元的殘留電荷的分布狀態，判斷是否產生起因於殘留電荷的噪聲；控制單元，基於上述判斷，變更放射線攝像單元的驅動狀態。
本發明的其他特徵和優點，從以下參照附圖進行的說明中將得以明確，對附圖中相同或類似的部分添加相同的標號。
圖1是作為本發明的第1實施方式的放射線攝影裝置的結構圖。
圖2是說明放射線攝像單元120的動作原理例與驅動例的圖。
圖3是說明放射線攝像單元120的驅動的順序與定時的圖。
圖4是說明作為本發明的第1實施方式的放射線攝影單元中的攝影流程的圖。
圖5是說明關於餘像與餘像原因的圖。
圖6是關於判斷單元140中的、基於圖像數據的判斷處理的流程進行說明的圖。
圖7是關於判斷單元140中的、基於暗電流圖像的判斷處理的流程進行說明的圖。
具體實施例方式
參照附圖詳細說明本發明的優選實施方式。應該注意的是，在沒有特別說明的情況下，在該實施方式中所述的元件的相對排列、數字表述以及數值並不構成對本發明的範圍的限制。
以下，關於本發明的實施方式的放射線攝影裝置，參照附圖進行具體說明。
(第1實施方式)首先，就本發明的第1實施方式進行說明。圖1是表示本發明的第1實施方式的放射線攝影裝置的結構的框圖。
該放射線攝影裝置中設有向被拍攝物體照射放射線的放射線照射單元110；作為將從被拍攝物體透過而得到的放射線投影像變換成數位訊號的放射線攝像單元120的放射線攝像傳感器；判斷上述放射線攝像單元120的狀態的判斷單元140；輸入放射線攝影裝置的驅動所需要的攝影條件等的攝影信息的攝影操作單元125；控制上述放射線照射單元110與放射線攝像單元120的控制單元130。在以下的說明中，將向放射線攝像單元120施加的電壓是低電壓，且攝影的準備沒有完成的狀態稱為Sleep狀態。另外，將施加普通電壓，且攝影的準備已完成的狀態稱為Ready狀態。其詳細的說明用圖2和圖3進行在後面敘述。
下面，說明該放射線攝影裝置中的攝影。
首先，從攝影操作單元125輸入攝影信息。攝影信息輸入後，為了進行攝影，放射線攝像單元120從不施加電壓的Sleep狀態變為施加了電壓的Ready狀態。接著，攝影者從攝影操作單元125將放射線照射開始信號發送到控制單元130。控制單元130使放射線攝像單元120成為能積累放射線信號的狀態，同步地從放射線照射單元110照射放射線。放射線攝像單元120將放射線變換成圖像數據而取得。所取得的圖像數據被送到判斷單元140、圖像處理單元150。由圖像處理單元150進行圖像處理後的圖像數據在圖像保存單元160中保存，並且顯示在圖像顯示單元170中。通過從攝影操作單元125按下圖像的確認按鈕，1次攝影結束。
攝影結束後，在一定時間內連續進行攝影的情況下，放射線攝像單元120不成為Sleep狀態，而保持Ready狀態。在處於連續的攝影過程中的攝影下照射大強度的放射線，在放射線攝像單元120的攝影區域中，存在放射線被某種程度地遮擋的部分和照射了大強度的放射線的部分的情況下，如果就此進行下一次的攝影，則有時會產生在圖像數據中重疊噪聲的餘像。因此，判斷單元140分析由放射線攝像單元120取得的圖像數據，進行餘像的出現判斷，將餘像的出現判斷的信息發送給控制單元130。特別是分析圖像數據中的放射線被某程度地遮擋的部分和照射了大強度的放射線的部分。判斷為出現餘像時，控制單元130使放射線攝像單元120變成不施加電壓的Sleep狀態。不施加電壓的Sleep狀態具有將作為餘像的原因的殘留電荷復位的效果。控制單元130使放射線攝像單元120從Sleep狀態變成Ready狀態，成為能進行下一次攝影的狀態。
如果在每次攝影中都使放射線攝像單元120變成Sleep狀態，則要在每次攝影中花費從Sleep狀態到Ready狀態的時間，攝影周期變長。如上述說明的那樣，在連續的攝影中，只在取得成為餘像的原因的圖像數據時，使放射線攝像單元120變成Sleep狀態，通過復位殘留電荷，實現以高效率的攝影周期進行沒有餘像的放射線攝影這樣的效果。
在圖2中，對在圖1中說明過的放射線攝像單元120的結構、為了將放射線變換成電荷並積累以及讀出電荷所需要的驅動、Sleep狀態進行說明。
放射線攝像單元120將檢測信號的像素組合成陣列狀地構成。將此稱為檢測器陣列，200是檢測器陣列。
201是1個像素，由檢測放射線或者光的信號的信號檢測部、切換信號的積累與讀取的開關TFT構成。PD(1、1)～(4096、4096)是與信號檢測部對應的光電變換元件。SW(1、1)～(4096、4096)是與開關TFT對應的開關。也就是說，該信號檢測部由4096×4096個像素構成。以下，對於m行n列的像素，記為光電變換元件PD(m、n)、開關SW(m、n)。G(電極)、D(電極)分別是光電變換元件PD(m、n)的柵極電極和公共電極，通過各個電極施加不同的電壓，進行電荷的積累、排出。光電變換元件PD(m、n)的光電變換部夾著絕緣物與柵極電極G連接。另外，光電變換元件PD(m、n)的光電變換部夾著半導體與公共電極D連接。Lcm是m列的列信號線，Lrn是n行的行選擇線。Lb是偏壓布線，205是偏壓電源。206是用於使偏壓布線Lb接地的開關。柵極電極G經由對應的開關SW(m、n)，連接在與該列對應的公共的列信號線Lcm上，開關SW(m、n)的控制端子連接於公共的行選擇線Lrn。所有的光電變換元件PD(1、1)～(4096、4096)的公共電極D經由偏壓布線Lb，連接於偏壓電源205。
232是選擇讀出哪一行的像素組的信號電荷的線選擇器，連接有行選擇線Lr1～4096。234是解讀來自檢測器控制單元130的控制信號，是決定應該讀出哪條線的光電變換元件PD(m、n)的地址解碼器。236是根據地址解碼器234的輸出而開閉的開關元件。線選擇器232由地址解碼器234、4096個開關元件組236-1～4096構成。
240是讀出像素組的信號電荷的信號讀出電路。241是復位光電變換元件PD(m、n)的積累電荷的復位基準電位，其電壓為Vb。242是復位用開關，246是放大來自列信號線Lcm的信號電位的前置放大器。248是對前置放大器246的輸出進行採樣保持的採樣保持電路。250是在時間軸上將採樣保持電路248的輸出多路復用的模擬多路復用器。252是將模擬多路復用器250的模擬輸出進行數位化的A/D變換器。262是實際進行放射線攝像單元120的驅動的驅動器。
下面，說明從光電變換元件PD(m、n)排出所積累的電荷、作為消除積累電荷過程中的狀態的刷新、電荷的積累、電荷的讀出、空讀出等的放射線攝像單元120中的最基本的驅動。在這裡，根據光電變換元件的構造有需要刷新的情況和不需要刷新的情況。例如，作為需要刷新的光電變換元件的結構，有MIS結構。
首先就光電變換元件的刷新進行說明。
驅動器262通過對偏壓電源205施加電壓，將連接在偏壓布線上的所有公共電極D的電位設定成刷新電位Vr。另外，驅動器262將所用的復位用開關242變成ON，將所有的列信號線Lc1～4096連接在復位基準電位241Vbt。進而，驅動器262通過對所有的行選擇線Lr1～4096施加電位Vgh，使所有的開關SW(1、1)～(4096、4096)變成ON，將所有的柵極電極G的電位設定成Vbt。於是，根據柵極電極G的電位Vbt與公共電極D的電位Vr的電位差Vbt-Vr，光電變換元件PD(1、1)～(4096、4096)的電容中的多餘的電荷從公共電極D排出，光電變換元件PD(1、1)～(4096、4096)的電容中的電荷被復位成某基準，從而被刷新。
接著，就電荷的積累進行說明。
驅動器262通過變更偏壓電源205的電壓，將接在偏壓布線上的所有公共電極D的電位設定成光電變換時的偏壓電位Vs。另外，驅動器262使所有的復位用開關242變成OFF，從復位基準電位241Vbt釋放所有的列信號線Lc1～4096。進而，驅動器262通過對所有的行選擇線Lr1～4096施加電位Vg1，使所有的開關SW(1、1)～(4096、4096)變成OFF。柵極電極G與光電變換元件PD(1、1)～(4096、4096)絕緣，公共電極D與光電變換元件PD(1、1)～(4096、4096)半導通，所以通過將柵極電極G的電位與公共電極D的電位Vs的大小與刷新時相比變成反轉狀態，光電變換元件PD(1、1)～(4096、4096)成為能夠積累由光電變換產生的電荷的狀態。在這裡，放射線照射到放射線攝像單元120後，與放射線量成比例的電荷被積累在光電變換元件PD(1、1)～(4096、4096)中。光電變換元件PD(m、n)中，有除了放射線信號以外由溫度激發而流動的暗電流，由該暗電流產生的電荷也和與放射線量成比例的電荷一起積累。
下面，就電荷的讀出進行說明。
在將所有的公共電極D的電位設定成光電變換時的偏壓電位Vs的狀態下，驅動器262將所有的復位用開關242變成ON，使所有的列信號線Lc1～4096成為復位基準電位241Vbt。在該狀態下，驅動器262使所有的復位用開關242變成OFF。進而，驅動器262通過對行選擇線Lr1施加電位Vgh，使開關SW(1、1)～(1、4096)變成ON。據此，電位Vbt的列信號線Lc1～4096與柵極電極G連接，電荷被積累在光電變換元件PD(m、n)中，所以，該電荷導致列信號線Lc1～4096的電位與Vbt偏離，成為Vbt′。該偏離量Vbt-Vbt′與積累電荷量成比例，所以，該偏離量Vbt-Vbt′在前置放大器246中被放大。用採樣保持電路248對前置放大器246的輸出進行採樣保持，通過模擬多路復用器250，在時間軸上對採樣保持電路248的輸出進行多路復用，通過A/D變換器252將模擬多路復用器250的模擬輸出數位化後讀出。反覆進行該操作，直到對所有的1～4096行都進行過該操作，由此讀出全部像素的積累電荷。此時，公共電極D的偏壓電位Vs與柵極電極的電位Vbt、Vbt′的大小關係與電荷積累時相同。為了只讀出與放射線量成比例的積累電荷，在相同的時間再一次積累並讀出由暗電流產生的電荷，將其扣除即可。即，在驅動器262中，通過從基於實際讀取所讀出的放射線像的圖像數據中，扣除由校正讀取所讀出的暗電流圖像，而得到與放射線量成比例的圖像數據。圖像數據或者暗電流圖像由驅動器262傳送到判斷單元140與圖像處理單元150。
所謂Sleep狀態，是將開關SW(1、1)～(1、4096)變成OFF，將開關206變成ON，將偏壓布線Lb接地，而使所有的公共電極D的電位變成接地電位的狀態。Sleep狀態具有通過接地的公共電極D來對光電變換元件PD(1、1)～(4096、4096)中的作為餘像的原因的殘留電荷進行復位的效果。
如以上圖2說明的那樣，放射線攝像單元120為了取得圖像數據，需要對檢測器陣列200施加電壓，進行放射線信號的積累、讀出等的驅動。
在照射大強度的放射線後，在像素組中積累有大量的電荷，有時用上述說明的刷新也不能充分地排出電荷。因此，在照射了大強度的放射線的像素和沒有照射的像素中，在信號電荷的讀出輸出中產生差異，有時會引發受到殘留電荷的影響的噪聲，即餘像。通過使放射線攝像單元120為Sleep狀態，能消除由該殘留電荷引發的噪聲的餘像。進而，使該Sleep狀態的時間越長，排出殘留電荷的效果就越大，所以在檢測到較強的餘像的情況下，可以通過延長處於Sleep狀態的時間來適應。
圖3是說明由控制單元130進行的放射線攝像單元120的驅動控制的時序圖。
圖3所示的310、315、340的凸狀信號表示ON狀態，下面的平緩部分表示OFF狀態。
310表示由放射線照射單元110進行的放射線照射。315表示在圖2中說明過的刷新(排出所積累的電荷)。340表示與圖2所示的檢測器陣列200中的開關TFT對應的開關SW(m、n)的ON、OFF狀態。350表示圖2所示的檢測器陣列200中的模擬多路復用器250的信號讀出。在340所示的1行的開關SW(m、n)為ON的狀態下，從350讀出1～4096個像素組的積累電荷。
在圖3的a期間，表示放射線攝像單元120為Sleep狀態。在Sleep狀態中，從攝影操作單元125輸入攝影信息後，成為在圖3的b期間所示的Ready狀態。Ready狀態是以在圖2中說明過的積累和讀出的驅動為1個周期，反覆進行該周期的狀態。在這裡，將沒有進行放射線的放射的時刻的讀出的驅動稱為空讀。該空讀作為簡單地放出暗電流的方法而被使用。特別地，在Ready狀態下，通過反覆進行積累與讀出，而具有使放射線攝像單元120的暗電流的電平穩定的效果。但是，只通過空讀很難進行較強的殘留電荷的排出。
Sleep狀態之後，暗電流的輸出電平變高，所以需要反覆進行上述周期，某程度地延長Ready狀態。如果暗電流的輸出電平穩定，則表示攝影者可以開始進行放射線的照射的許可的信號，由攝影操作單元125顯示出來。Ready狀態時的積累是預定時間的積累。在Ready狀態時，如果從攝影操作單元125輸入開始放射線的照射的指示，則在上述1個周期結束的時刻，控制單元130將放射線攝像單元120變成1次刷新狀態，排出光電變換元件PD(m、n)的電荷。接著，放射線攝像單元120成為積累狀態。在放射線攝像單元120成為積累開始後，控制單元130同步地使得向放射線攝像單元120照射放射線。當放射線照射完成後，控制單元130從放射線攝像單元120讀出電荷作為圖像數據。此時，是進行放射線的放射之後，是信號電荷積累的狀態，所以，將該讀出稱為實際讀取。接著，控制單元130對放射線攝像單元120進行刷新，以與之前的積累、實際讀取的周期相同的時間間隔進行積累和暗電流圖像的讀出。該讀出是為了推定實際攝影時的暗電流的值而進行的，故稱為校正讀取。校正讀取結束後，基於實際讀取中所讀出的圖像數據或者校正讀取中所讀出的暗電流圖像，判斷單元140判斷有無餘像。控制單元130接受判斷單元140的判斷，決定是使放射線攝像單元120成為Sleep狀態還是成為Ready狀態。即，在連續的攝影中，在第2次攝影以後，如果判斷單元140判斷為產生餘像，則圖3所示的a成為Sleep狀態。在Sleep狀態之後，暗電流的輸出較大。因此，b的Ready狀態被持續到暗電流的輸出穩定，變長了。如果判斷單元140判斷為不產生餘像，則圖3所示的a成為Ready狀態，a與Sleep狀態時相比，可大幅度地縮短a的時間。另外，如果判斷單元140判斷為不產生餘像，則也可以消除圖3所示的a。如果沒成為Sleep狀態，因為暗電流的輸出電平已經穩定，所以b的Ready狀態與Sleep狀態之後相比能大幅度地縮短。如果連續的攝影結束或者沒有攝影信息的輸入而超時，則控制單元130使放射線攝像單元120成為Sleep狀態。
像這樣，在判斷為不產生餘像的情況下，不使之成為Sleep狀態，而在Ready狀態下繼續進行攝影，由此具有加快攝影周期的效果。另外，在判斷為產生餘像的情況下，通過使之成為Sleep狀態，復位作為餘像原因的殘留電荷，具有能取得沒有餘像的圖像數據的效果。
在圖2中也進行過說明，通過從基於在實際讀取中讀出的放射線像的圖像數據中，扣除在校正讀取中讀出的暗電流圖像，能得到與放射線量成比例的圖像數據。
在圖2、3中說明過的Sleep狀態，是使開關SW(1、1)～(1、4096)變成OFF，將開關206變成ON，將偏壓布線Lb接地，從而使所有的公共電極D的電位成為接地電位後的狀態，具有基於接地電平的公共電極D來復位光電變換元件PD(1、1)～(4096、4096)中的作為餘像原因的殘留電荷的效果。Sleep狀態越長，該效果越大。
同樣的效果也可通過在圖2說明的刷新中，使電位差Vbt-Vbt′比通常大而實現。之所以使電位差Vbt-Vbt′比通常大，是因為可以加強從公共電極D排出光電變換元件PD(1、1)～(4096、4096)的電容中的殘留電荷的效果。
所以，圖3所示的a不特別限於Sleep狀態，只要是具有排出作為餘像原因的殘留電荷的效果就可以。重要的是，在由判斷單元140判斷為產生餘像的情況下，使放射線攝像單元120進行排出作為餘像原因的殘留電荷的驅動，在由判斷單元140判斷為不產生餘像的情況下，不進行使排出殘留電荷的驅動這樣的攝影周期延長的驅動。據此，在判斷為不產生餘像時，通過保持Ready狀態繼續攝影，而具有攝影周期變短這樣的效果。進而，在判斷為產生餘像時，通過追加排出殘留電荷的驅動，復位作為餘像原因的殘留電荷，具有能取得沒有餘像的圖像數據的效果。
以上圖2和3中所示的放射線攝像單元120的驅動，是用於採用了MIS型的光電變換元件的放射線攝像單元120的，但是，同樣的餘像現象，在採用了n-i-p型的光電變換元件、使用非晶形硒的層疊型的光電變換元件的放射線攝像單元120中也會發生。這些放射線攝像單元120的詳細說明，在文獻「Handbook of Medical Imaging Volume1.Physics and Psychopphysics Capter4 p274」中。另外，圖3所示那樣的n-i-p型的光電變換元件的驅動例在文獻「『Operation of AmorphousSilicon Detectors for Chest Radiography System Latency Requirements』SPIE Medical ImagingPhysics of Medical Imaging Vol.3659 1999」中有說明。
圖4是本發明的實施方式的放射線攝影裝置中的攝影流程圖。
在一定期間內，不使用放射線攝像單元120進行攝影時，控制單元130使放射線攝像單元120成為Sleep狀態(S405)。在從放射線攝像單元125輸入關於攝影開始的信息的時刻，控制單元130使放射線攝像單元120成為Ready狀態(S410)。接著，控制單元130進行控制，使放射線照射單元110進行放射線的照射(S415)。並且，受到放射線照射後的放射線攝像單元120根據控制單元130的控制，取得圖像數據(S420)。進而，控制單元130判定連續的攝影是否結束(S425)。這裡，如果攝影已結束，則立刻使放射線攝像單元120成為Sleep狀態(S440)。不否則，判斷單元140從取得的圖像數據中判斷是否產生餘像(S430)。在不產生餘像時，就此以Ready狀態繼續攝影(S410)。另一方面，在判斷為產生餘像時，控制單元130通過無圖示的顯示裝置等發出警告(S435)。並且，在判斷為產生餘像時，控制單元130使放射線攝像單元120成為Sleep狀態(S405)。
根據上述說明的流程進行攝影，由此，具有這樣的效果在判斷為不產生餘像的情況下，可進行攝影周期較短的攝影，在判斷為產生餘像的情況下，能取得沒有餘像的圖像數據。
圖5是說明由判斷單元140判斷出的餘像的原因的圖。
510是用虛線示出的線的圖像數據輪廓(profile)圖，是扣除暗電流圖像後的圖像數據的輪廓圖。520表示與輪廓圖對應的像素組的殘留電荷分布。
當放射線攝像單元120上的一部分有圖示的遮擋物時，如果照射大強度的放射線，則如圖像數據輪廓圖510所示那樣，取得的圖像數據成為具有較強的對比度的圖像。進行1次讀出後的與輪廓圖510對應的圖像組的殘留電荷的分布，如殘留電荷分布520所示那樣。由於該殘留電荷，圖5的A、C的像素和B的像素對X射線的響應不同，因而在下一次攝影的圖像數據中產生餘像。也就是說，如果殘留電荷的分布中沒有參差，是均等的，則不會產生餘像，相反地，如果殘留電荷的分布中有參差，則噪聲被重疊成為餘像。進而，通過減少殘留電荷使其趨近於0，是不會產生餘像的。這時，其結果，殘留電荷的分布是均等的。
另外，也知道在暗電流圖像中會產生與殘留電荷分布相關性較高的像素值分布的不均勻的情況。
特別地，殘留電荷的分布與攝影圖像的像素值分布近似，因為在下次的攝影圖像中殘留有如上次的圖像那樣的圖像，所以稱為餘像。
圖6表示用於由判斷單元140進行餘像的判斷的圖像數據的分析流程。
在圖6中進行分析，判斷為會出現餘像的判斷基準是，如圖5所示那樣，與X射線量成比例的圖像數據是否是由於大強度的X射線照射而具有較高的對比度的圖像。
首先，判斷單元140縮小圖像數據(S605)。接著，判斷單元140從縮小後的圖像數據中抽取出放射線的照射區域(S610)。照射區域是被由放射線照射單元110中的光圈產生的放射線照射的區域。照射區域的詳細的抽取方法在特開2000-271107中。照射區域被抽取出後，判斷單元140從照射區域中的圖像數據中抽取出具有最大像素值的最大照射區域(S615)。在這裡，被照射的放射線量越大，圖像數據就成為越大的值。成為最大值的區域是與最大值的差為例如5％以內的區域。判斷單元140在照射部分區域中生成像素值的累積直方圖，求出例如最上面10％的像素值，並識別與該像素值對應的像素，由此，抽出表示高像素值的區域A。並且，判斷單元140在區域A中的各像素中計算像素值與周邊像素值的對比度(CNT)(S620)。以F(X、Y)作為縮小後的圖像數據，以(X、Y)作為圖像數據中的坐標，對比度CNT(X、Y)由(1)式定義。
這裡，CNT(X、Y)表示，在以坐標(X，Y)為中心，處於距離d以內的像素F(X+k×d、Y+k×d)與像素F(X、Y)之間計算出的對比度值中，表示最大值的值。
CNT(X、Y)＝max[{F(X、Y)-F(X+k×d、Y+k×d)}/F(X、Y)]…(1)(X、Y)∈A、k-2～2的整數、d距離(例如3mm)進而，判斷單元140用(2)式進行閾值判定(S625)。該式用於，當在區域A內計算出的對比度CNT(X、Y)內、超過閾值H的像素數超過NH時，判斷為產生餘像(S630)。
∑1(X1、Y1)≥NH …(2)(X1、Y1)∈{CNT(X、Y)≥H、(X、Y)∈A}1(X、Y)值1的常量函數H對比度的閾值、NH判斷為產生餘像時的閾值判斷單元140將是否產生餘像的判斷結果發送給控制單元130，控制單元130基於餘像的判斷結果，進行圖1～4說明的控制。
如以上說明的那樣，根據圖像數據判斷殘留電荷的分布狀態，從而具有能準確地判斷餘像出現的效果。特別地，通過從對比度值來判斷殘留電荷的分布狀態的不均勻，具有能夠準確地判斷餘像出現或者基於殘留電荷的噪聲的重疊的效果。
圖7表示用於由判斷單元140進行餘像的判斷的暗電流圖像的分析流程。
如圖5所示那樣，通過大強度的X射線照射，在像素組中產生殘留電荷的分布。暗電流量依賴於光電變換元件PD內部的電容中的殘留電荷的量。因此，暗電流圖像具有與殘留電荷分布相同的分布。也就是說，通過分析由實際讀取之後的校正讀取而讀出的暗電流圖像的分布，能夠判斷在下一次攝影中是否會出現餘像。下面，說明用於進行餘像的判斷的暗電流圖像的分析流程。
首先，判斷單元140取得進行了暗電流圖像的X方向、Y方向的線(line)的平均的2個圖像。接著，用該2個線平均圖像減去2次暗電流圖像，由此來校正暗電流圖像的趨向(trend)(S705)。進而，判斷單元140在趨向校正後的暗電流圖像中，掃描各線的輪廓，檢測邊緣。邊緣的抽取方法與日本特開2000-271107中記載的照射區域的邊緣的抽取方法相同。例如，作為對F(X、Y)進行了趨向校正後的暗電流圖像，對於抽取Y＝Y2的X方向線的邊緣，如以下的(3)、(4)式所示那樣。
在(4)式中，表示S2(X、Y2)的坐標(X，Y2)在邊緣附近，該S2(X、Y2)表示大於或等於一定值E的值(S715)。
S1(X、Y2)＝F(X、Y2)-F(X-d、Y2)…(3)d距離(例如3mm)S2(X、Y2)＝|{S1(X+d、Y2)-S1(X、Y2)}|≥E …(4)E進行邊緣抽取時的閾值在各線中預先保持滿足(4)式的值。對Y方向的線也進行該處理。判斷單元140對抽取出的所有邊緣領域，計算出對比度值。例如，在Y＝Y2的X方向的線中，邊緣抽取後的X＝X2的對比度CNT2由以下的(5)式來計算(S720)。
CNT2(X2、Y2)＝{F(X2+d2、Y2)-F(X2、Y2)}/F(X2、Y2) …(5)d2距離(例如3mm)接著，對抽取並計算出的所有的邊緣的對比度，用以下的(6)式進行閾值判定(S725)。
∑1(X3、Y3)≥NEH …(6)(X3、Y3)∈{|CNT2(X、Y)|≥EH、(X、Y)暗電流圖像的全區域}1(X、Y)值1的常量函數EH對比度的閾值、NEH判斷為產生餘像時的閾值即，當值1的常量函數的和∑1(X3、Y3)大於等於NEH時判斷為產生餘像。判斷單元140將判斷結果發送到控制單元130，控制單元130基於餘像的判斷結果，進行圖1～4中說明的控制。
如以上說明那樣，根據暗電流圖像判斷餘像電荷的分布，由此具有能夠進行餘像出現的判斷或者基於殘留電荷的噪聲重疊的判斷的效果。根據本實施例中的放射線攝影裝置，在大強度的放射線照射後，判斷是否產生餘像，如果需要，通過在攝影期間內追加排出殘留電荷的驅動，可以達到進行沒有餘像的攝影的效果。另外，在不出現餘像的通常的攝影時，具有攝影周期短、能進行高效率的放射線攝影的效果。另外，不必追加光復位器件，具有能消減光復位器件大小的空間和費用的效果。
如以上說明的那樣，能得到通過判斷殘留電荷的狀態，可減少基於殘留電荷的噪聲重疊於圖像數據的放射線攝影裝置以及放射線攝影方法。
(其他實施方式)以上，關於本發明的實施方式進行了詳細敘述，但本發明也可適用於由多個設備構成的系統，以及由1個設備構成的裝置。
另外，本發明包括，將實現上述實施方式的功能的軟體的程序，直接或遠程提供給系統或裝置，該系統或裝置的計算機通過讀出並執行該被提供的程序代碼而實現的情況。此時，只要具有程序的功能，形式並不一定是程序。
因此，為了用計算機實現本發明的功能處理，被安裝於該計算機中的程序代碼本身就實現本發明。也就是說，在本發明的權利要求中，也包括用於實現本發明的功能處理的電腦程式本身。
這時，只要具有程序的功能，目標代碼、由解釋程序執行的程序、提供給OS的腳本數據等都可以，不論程序的形式如何。
作為用於提供程序的記錄介質，有例如軟盤(Floppy註冊商標)、硬碟、光碟、光磁碟、MO、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁帶、非易失性的存儲卡、ROM、DVD(DVD-ROM、DVD-R)等。
此外，作為程序的提供方法，用客戶計算機的瀏覽器連結到網際網路上的主頁，從該主頁將本發明的電腦程式本身、或者被壓縮的包含自動安裝功能的文件下載到硬碟等記錄介質中來提供。另外，通過將構成本發明的程序的程序代碼分割成多個文件，分別從不同的主頁下載各個文件也能實現。也就是說，使多個用戶下載用於由計算機實現本發明的功能處理的程序文件的WWW伺服器也包含在本發明的權利要求內。
另外，也可以將本發明的程序加密後保存在CD-ROM等的存儲介質中並分發給用戶，對於通過了預定的條件的用戶，經由網際網路，從主頁下載解密的密鑰信息，通過使用該鑰匙信息，執行加密了的程序，並安裝在計算機中來實現。
另外，除了通過計算機執行所讀出的程序，來實現上述的實施方式的功能的情況之外，基於該程序的指示，在計算機上運行的OS等進行實際的處理的一部分或者全部，通過該處理也能實現上述的實施方式的功能。
進而，在從記錄介質讀出的程序被寫入到插在計算機中的功能擴展板或接在計算機上的功能擴展單元所具備的存儲器後，基於該程序的指示，該功能擴展板或功能擴展單元所具備的CPU等進行實際的處理的一部分或者全部，通過該處理，實現上述的實施方式的功能的情況也包含在本發明的範圍內。
在不脫離本發明的精神和範圍的前提下，本發明可以有各種不同的實施方式，應該理解為，除本發明所附的權利要求外，特定的實施方式並不構成對本發明的限制。
權利要求
1.一种放射線攝影裝置，其特徵在於，包括放射線照射單元，用於照射放射線；放射線攝像單元，由多個攝像元件構成，用於將上述放射線變換成圖像數據；判斷單元，用於基於上述圖像數據，根據放射線攝像單元的殘留電荷的分布狀態，判斷是否產生起因於殘留電荷的噪聲；控制單元，基於上述判斷，變更放射線攝像單元的驅動狀態。
2.根據權利要求1所述的放射線攝影裝置，其特徵在於上述判斷單元在上述殘留電荷的分布狀態存在不均勻時，判斷為會產生上述噪聲。
3.根據權利要求2所述的放射線攝影裝置，其特徵在於上述判斷單元基於上述圖像數據的對比度，判斷殘留電荷的分布狀態的不均勻。
4.根據權利要求2所述的放射線攝影裝置，其特徵在於上述判斷單元，基於在不照射上述放射線的狀態下，從放射線攝像單元取得的圖像數據的對比度，判斷殘留電荷的分布狀態的不均勻。
5.根據權利要求3所述的放射線攝影裝置，其特徵在於上述判斷單元基於上述圖像數據的高像素值區域的對比度，判斷殘留電荷的分布狀態的不均勻。
6.根據權利要求1～5的任一項所述的放射線攝影裝置，其特徵在於上述判斷單元在上述圖像數據的對比度超過預先規定的值時，判斷為殘留電荷的分布狀態存在不均勻。
7.根據權利要求1～5的任一項所述的放射線攝影裝置，其特徵在於上述控制單元，在上述判斷單元判斷為殘留電荷的分布狀態存在不均勻時，進行驅動，以使放射線攝像單元的殘留電荷的分布平坦化或者減少殘留電荷。
8.根據權利要求1～5的任一項所述的放射線攝影裝置，其特徵在於上述控制單元，在上述判斷單元判斷為殘留電荷的分布狀態存在不均勻時，降低給放射線攝像單元的供給電壓、供給電流中的至少任一個。
9.根據權利要求1～5的任一項所述的放射線攝影裝置，其特徵在於上述控制單元，在上述判斷單元判斷為殘留電荷的分布狀態存在不均勻時，使放射線攝像單元成為Sleep狀態。
10.一种放射線攝影方法，其特徵在於，包括放射線照射步驟，用於照射放射線；放射線攝像步驟，用於由多個攝像元件將上述放射線變換成圖像數據；判斷步驟，用於基於上述圖像數據，根據放射線攝像單元的殘留電荷的分布狀態，判斷是否產生起因於殘留電荷的噪聲；控制步驟，基於上述判斷，變更放射線攝像步驟的驅動狀態。
全文摘要
本發明提供一种放射線攝影裝置及放射線攝影方法，通過判斷殘留電荷的狀態，能夠可減少基於殘留電荷的噪聲重疊於圖像數據的情況。為實現本發明目的，放射線照射單元(110)照射放射線，放射線攝像單元(120)將放射線變換成圖像數據，判斷單元(140)基於上述圖像數據判斷放射線攝像單元(120)的殘留電荷的分布狀態，控制單元(130)基於上述判斷變更放射線攝像單元(120)的驅動狀態。
文檔編號G01T1/29GK1573533SQ20041004652
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月8日 優先權日2003年6月18日
發明者野北真 申請人:佳能株式會社