JP5181882B2 - Radiation imaging device - Google Patents
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Description
この発明は、医療分野や、非破壊検査,RI(Radio isotope)検査,および光学検査などの工業分野や、原子力分野などに用いられる放射線撮像装置に係り、特に、フラットパネル型放射線検出器の画素についてキャリブレーション(校正)を行う放射線撮像装置および放射線撮像装置のキャリブレーション方法に関する。 The present invention relates to a radiation imaging apparatus used in the medical field, industrial fields such as non-destructive inspection, RI (Radio isotope) inspection, and optical inspection, and in the nuclear power field, and in particular, a pixel of a flat panel type radiation detector. The present invention relates to a radiation imaging apparatus that performs calibration (calibration) and a calibration method for the radiation imaging apparatus.
放射線撮像装置に使われるフラットパネル型X線検出器(以下、FPDという)は、放射線(X線)に感応する感応膜をアクティブマトリックス基板上に積層して構成している。放射線が感応膜に入射すると放射線は電荷に変換され、2次元アレイ状に配置されたキャパシタCaに電荷が蓄積される。蓄積された電荷はアクティブマトリックス基板のスイッチング素子(TFT素子)をONにすることで読み出され、途中で電荷信号から電圧信号へ変換された後、画像処理部へ送られる。しかしながら、同じ放射線量が入射されていても、画素(検出素子)ごとに変換される電荷量にバラツキがあり、その結果、キャパシタCaに蓄積される電荷量にもバラツキが発生する。これより、同じ放射線量が入射されていても、画素ごとに変換された電荷信号についてもバラツキが発生し、正しい放射線量に見合った透過X線画像を表示できない。かかるバラツキをなくすために、画素ごとの電荷信号の増幅(ゲイン)をそれぞれ調節して出力側をそろえるキャリブレーション(校正)を行う(特許文献1参照)。このキャリブレーションは増幅器(アンプ)のゲインを直接調節してもよいが、画像処理部にて調節することもでもできる。画像処理部では、画素ごとの電圧信号を画像データとして処理するので、増幅の調節が簡易に行うことができる。 A flat panel X-ray detector (hereinafter referred to as FPD) used in a radiation imaging apparatus is configured by laminating a sensitive film sensitive to radiation (X-rays) on an active matrix substrate. When the radiation is incident on the sensitive film, the radiation is converted into charges, and the charges are accumulated in the capacitors Ca arranged in a two-dimensional array. The accumulated charge is read by turning on the switching element (TFT element) of the active matrix substrate, and is converted from a charge signal to a voltage signal on the way, and then sent to the image processing unit. However, even if the same radiation dose is incident, the amount of charge converted for each pixel (detection element) varies, and as a result, the amount of charge accumulated in the capacitor Ca also varies. As a result, even if the same radiation dose is incident, the charge signal converted for each pixel also varies, and a transmitted X-ray image corresponding to the correct radiation dose cannot be displayed. In order to eliminate such variation, calibration (calibration) is performed to adjust the amplification (gain) of the charge signal for each pixel to align the output side (see Patent Document 1). In this calibration, the gain of the amplifier (amplifier) may be directly adjusted, but can also be adjusted by the image processing unit. Since the image processing unit processes the voltage signal for each pixel as image data, the amplification can be easily adjusted.
画像処理部でキャリブレーションを行う場合、通常、FPDにより得られた複数枚の画像データを平均化することでキャリブレーション照射データを作成し、このキャリブレーション照射データを基に、各画素ごとに送られてくる画像データのゲイン調節が行われる。この各画素ごとのゲイン値をキャリブレーションデータという。 When calibration is performed by the image processing unit, calibration irradiation data is usually created by averaging a plurality of pieces of image data obtained by FPD, and is sent to each pixel based on the calibration irradiation data. The gain of the received image data is adjusted. The gain value for each pixel is referred to as calibration data.
また、FPDには放射線に感応する感応膜としてアモルファスセレン(a−Se)半導体膜が用いられるが、時間が経過するとともにa−Seが結晶化するなどa−Se半導体膜に経時変化が起きる。この経時変化により、a−Se半導体膜中に放射線に感応しない部分が生じ、放射線に感応しないことで画素のX線検出値(画素値)が極端に小さくなる。また、これとは逆に、a−Se半導体膜の導電率が高くなり、増加した暗電流により画素値が極端に大きくなるものもある。このように、画素値が極端に小さい画素と画素値が極端に大きい画素をFPDの欠損画素と呼んでいる。 In addition, although an amorphous selenium (a-Se) semiconductor film is used as a sensitive film sensitive to radiation in FPD, a time-dependent change occurs in the a-Se semiconductor film such that a-Se crystallizes with time. Due to this change over time, a portion that is not sensitive to radiation is generated in the a-Se semiconductor film, and the X-ray detection value (pixel value) of the pixel becomes extremely small by not being sensitive to radiation. On the other hand, the conductivity of the a-Se semiconductor film increases, and the pixel value may become extremely large due to the increased dark current. In this way, pixels with extremely small pixel values and pixels with extremely large pixel values are called FPD defective pixels.
上述したように、a−Seの結晶化および暗電流の増加は経時的に発生するので、当初、FPDの欠損画素の無かった場所に欠損画素が発生することや、また、欠損が1画素分の大きさであったのが周囲に広がり2画素もしくは3画素分の欠損になることがある。これより、FPDのキャリブレーションは定期的に行うことが必要であり、キャリブレーションデータ(ゲイン値)は常に最新の数値に更新されることが望ましい。
ところが、キャリブレーションを行う際に、FPDの面上に異物が存在していた場合、キャリブレーション照射データにこの異物による映り込みが影響し、正確なキャリブレーションデータを取得することができなかった。つまり、キャリブレーション照射データに異物が映り込んでしまった場合でも、この異物に気付かず、新たなキャリブレーションデータを作成してしまい、異物が映り込んでしまった画素の増幅を間違って行う結果、正確な透過X線画像を構成することができなかった。さらには、キャリブレーションデータはキャリブレーションを行う度に更新するので、このキャリブレーションデータを用いてX線の撮像を行う度に、画像劣化を引き起こしていた。 However, when a foreign object is present on the surface of the FPD at the time of calibration, the reflection due to the foreign object affects the calibration irradiation data, and accurate calibration data cannot be acquired. In other words, even if a foreign object is reflected in the calibration irradiation data, this foreign object is not noticed, and new calibration data is created. An accurate transmission X-ray image could not be constructed. Furthermore, since the calibration data is updated every time calibration is performed, image degradation occurs every time X-ray imaging is performed using the calibration data.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、放射線検出器上にある異物を検出することができる放射線撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a radiation imaging apparatus capable of detecting foreign matter on a radiation detector.
すなわち、請求項1に記載の発明によれば、放射線を照射する放射線照射手段と、前記放射線照射手段により照射した放射線を検出する放射線検出手段とを備えた放射線撮像装置において、前記放射線検出手段で検出した複数枚の画像データの平均をとることでキャリブレーション照射データを算出する第1演算部と、前記キャリブレーション照射データと前回キャリブレーションを実施した時のキャリブレーション照射データとの平均をとることでキャリブレーション判定データを算出する第2演算部と、前記放射線検出手段の異物画素および欠損画素を判別する閾値と前記キャリブレーション判定データとを比較することで前記放射線照射手段上の異物を検出する異物検出部とを備えることを特徴とする。 That is, according to the first aspect of the present invention, in the radiation imaging apparatus comprising the radiation irradiating means for irradiating radiation and the radiation detecting means for detecting the radiation irradiated by the radiation irradiating means, the radiation detecting means A first arithmetic unit that calculates calibration irradiation data by taking an average of a plurality of detected image data, and averaging the calibration irradiation data and the calibration irradiation data when the previous calibration was performed . The foreign matter on the radiation irradiating means is detected by comparing the calibration calculating data with the second arithmetic unit for calculating the calibration judgment data in the above and the threshold value for discriminating the foreign and defective pixels of the radiation detecting means with the calibration judgment data. And a foreign matter detector.
上記構成によれば、放射線照射手段と放射線検出手段との間に放射線を吸収する異物があった場合、異物の陰となる画素においては他の画素と比べて放射線の検出値が低下するので、閾値と比較して異物の陰となる画素を検出する。これより異物を検出することができる。また、キャリブレーション照射データと過去のキャリブレーション照射データとの平均であるキャリブレーション判定データを閾値との比較対象とすることで、欠損画素と異物画素の経時変化を観測することができる。また、前回にキャリブレーションを実施した時のキャリブレーション照射データと今回キャリブレーションを実施した時のキャリブレーション照射データとを比較することができるので、前回にキャリブレーションを実施した時の放射線検出器の状態と、現在の放射線検出器の状態とを比較することができる。 According to the above configuration, when there is a foreign substance that absorbs radiation between the radiation irradiating means and the radiation detecting means, the detected value of the radiation is lower than the other pixels in the pixel that is the shadow of the foreign substance. A pixel that is a shadow of the foreign object is detected in comparison with the threshold value. This makes it possible to detect foreign matter. In addition, by using calibration determination data, which is an average of calibration irradiation data and past calibration irradiation data, as a comparison target with a threshold value, it is possible to observe a temporal change of a defective pixel and a foreign pixel. In addition, since the calibration irradiation data at the time of the previous calibration and the calibration irradiation data at the time of the current calibration can be compared, the radiation detector of the last time the calibration was performed The state can be compared with the current radiation detector state.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の放射線撮像装置において、前記閾値は経験則に基づき予め定められた値であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the radiation imaging apparatus according to the first aspect, the threshold value is a predetermined value based on an empirical rule.
上記構成によれば、閾値をオペレータにより設定することができるので、撮像対象によって異物の検出精度を調節することができる。 According to the above configuration, since the threshold can be set by the operator, the detection accuracy of the foreign matter can be adjusted depending on the imaging target.
請求項3に記載の発明によれば、請求項1に記載の放射線撮像装置において、キャリブレーションを実施する度に、前記キャリブレーション照射データの分布関数から前記閾値を算出する閾値算出部を備えることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the radiation imaging apparatus according to the first aspect further includes a threshold value calculation unit that calculates the threshold value from a distribution function of the calibration irradiation data every time calibration is performed. It is characterized by.
上記構成によれば、キャリブレーションを実施する度に最適な閾値を算出して異物を検出することができる。 According to the above configuration, it is possible to detect a foreign object by calculating an optimum threshold every time calibration is performed.
請求項4に記載の発明によれば、請求項1から3のいずれか1つに記載の放射線撮像装置において、前記異物検出部にて検出した前記異物の存在を警告する警告手段を備えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the radiation imaging apparatus according to any one of the first to third aspects further comprises a warning unit that warns the presence of the foreign matter detected by the foreign matter detection unit. Features.
上記構成によれば、警告手段により異物の存在が警告されるので、オペレータは異物の存在を知ることができる。これより、オペレータは放射線検出手段を確認することで異物を除去することができる。 According to the above configuration, the presence of the foreign matter is warned by the warning means, so that the operator can know the presence of the foreign matter. Thus, the operator can remove the foreign matter by confirming the radiation detection means.
請求項5に記載の発明によれば、請求項1から4のいずれか1つに記載の放射線撮像装置において、前記異物より放射線の照射が妨げられている画素の放射線検出値を補完する画素補完部を備えることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the radiation imaging apparatus according to any one of the first to fourth aspects, pixel complementation that supplements a radiation detection value of a pixel that is prevented from being irradiated with radiation by the foreign matter. It comprises a part.
上記構成によれば、除去できない異物が存在する場合においても、異物の陰となって放射線の照射が妨げられている画素の放射線検出値を補完することができるので、ノイズのない撮像画像を構成することができる。 According to the above configuration, even when there is a foreign object that cannot be removed, it is possible to complement the radiation detection value of the pixel that is blocked by the radiation due to the shadow of the foreign object. can do.
この発明に係る放射線撮像装置によれば、放射線検出器上にある異物を検出することができる放射線撮像装置を提供することができる。 According to the radiation imaging apparatus according to the present invention, it is possible to provide a radiation imaging apparatus that can detect a foreign object on the radiation detector.
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。図1は、実施例に係るX線診断装置のブロック図であり、図2は、X線診断装置に用いられる側面視したFPDの等価回路であり、図3は、平面視したFPDの等価回路であり、図4は実施例に係る画像処理部のブロック図である。本実施例では、放射線撮像装置としてX線診断装置を例に採って説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of the X-ray diagnostic apparatus according to the embodiment, FIG. 2 is an equivalent circuit of the FPD used in the X-ray diagnostic apparatus as viewed from the side, and FIG. 3 is an equivalent circuit of the FPD as viewed from above. FIG. 4 is a block diagram of the image processing unit according to the embodiment. In the present embodiment, an X-ray diagnostic apparatus will be described as an example of a radiation imaging apparatus.
<X線診断装置>
本実施例に係るX線診断装置は、図1に示すように、被検体を載置する天板1と、その被検体に向けてX線を照射するX線管2と、被検体および天板1を透過したX線を検出するFPD3と、天板1の昇降および水平移動を制御する天板制御部4とを備えている。X線管2はこの発明における放射線照射手段に相当し、FPD3はこの発明における放射線検出手段に相当する。
<X-ray diagnostic equipment>
As shown in FIG. 1, the X-ray diagnostic apparatus according to the present embodiment includes a top plate 1 on which a subject is placed, an
X線診断装置は、他に、FPD3の位置を制御するFPD制御部5や、X線管2の管電圧や管電流を発生させる高電圧発生部6を有するX線管制御部7や、FPD3から電圧信号であるX線検出信号に基づいてキャリブレーションおよび種々の画像処理を行う画像処理部8や、これらの各構成部を統括するコントローラ9や、オペレータが入力設定を行う入力部10や、X線診断操作画面および画像処理されたX線透過画像などを表示するモニタ11などを備えている。モニタ11はこの発明における警告手段に相当する。
The X-ray diagnostic apparatus also includes an
天板制御部4は、天板1を昇降および水平移動させて被検体を所望の位置に設定したり、水平移動させながら撮像を行ったり、撮像終了後に水平移動させて撮像位置から退避させる制御などを行う。FPD制御部5は、FPD3を水平移動させたり、被検体の体軸の軸心周りに回転移動させることに関する制御を行う。高電圧発生部6は、X線を照射させるための管電圧や管電流を発生してX線管2に与え、X線管制御部7は、X線管2を水平移動させたり、被検体の体軸の軸心周りに回転移動させる走査に関する制御や、X線管2内のコリメータ(図示省略)の照視野の設定の制御などを行う。なお、X線管2やFPD3の走査の際には、X線管2から照射されたX線をFPD3が検出できるようにX線管2およびFPD3が互いに対向しながらそれぞれの移動を行う。
The top
コントローラ9は、中央演算処理装置(CPU)などで構成されている。また、入力部10は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。
The
<フラットパネル型X線検出器>
FPD3は、図2に示すように、絶縁基板12と、絶縁基板12上に形成された薄膜トランジスタ(以下、TFTという)13とから構成されている。TFT13については、図2、図3に示すように、縦・横式2次元マトリクス状に多数個(例えば、1024個×1024個)配列して形成されており、画素電極14ごとにTFT13がスイッチング素子として互いに分離形成されている。すなわち、FPD3は、2次元アレイ放射線検出器でもある。
<Flat panel X-ray detector>
As shown in FIG. 2, the
図2に示すように画素電極14の上にはX線感応型半導体15が積層形成されており、図2、図3に示すように画素電極14は、TFT13のソースSに接続されている。ゲートドライバ16からは複数本のゲートバスライン17が接続されているとともに、各ゲートバスライン17はTFT13のゲートGに接続されている。一方、図3に示すように、電荷信号を収集して1つに出力するマルチプレクサ18には増幅器19を介して複数本のデータバスライン30が接続されているとともに、図2、図3に示すように各データバスライン20はTFT13のドレインDに接続されている。
As shown in FIG. 2, an X-ray
共通電極21にバイアス電圧Vaを印加した状態で、ゲートバスライン17の電圧を印加(または0Vに)することでTFT13のゲートがONされて、画素電極14は、検出面側で入射したX線からX線感応型半導体15を介して変換された電荷信号(キャリア)を、TFT13のソースSとドレインDとを介してデータバスライン20に読み出す。なお、TFT13がONされるまでは、電荷信号はキャパシタCaで暫定的に蓄積されて記憶される。各データバスライン20に読み出された電荷信号を増幅器19で電荷信号から電圧信号へ変換するとともに増幅して、マルチプレクサ18で1つの電圧信号にまとめて出力する。出力された電圧信号をA/D変換器22でディジタル化してX線検出信号として出力する。
With the bias voltage Va applied to the
このとき、X線感応型半導体15内でX線に感応しない部分が生じると、キャパシタCaに蓄積される電荷信号が他のキャパシタCaに蓄積される電荷信号よりも数が少なくなる。また、X線感応型半導体15内で暗電流が増加すると、検出される電荷信号が極端に多くなる。このいずれかの状態にある画素は、正確にX線を検出することができないので欠損画素として検出しなければならない。このように、FPD3の欠損画素を検出することがキャリブレーションを行う理由の1つでもある。
At this time, if a portion not sensitive to X-rays occurs in the X-ray
<画像処理部>
図4に示すように、画像処理部8はFPD3から送られる電圧信号(画像データ)を保存する第1メモリ部31と、第1メモリ部31に格納された複数枚の画像データを加算平均処理してキャリブレーション照射データを算出する第1演算部34と、キャリブレーション照射データと予め第2メモリ部32に格納されているキャリブレーション基準データとを加算平均処理してキャリブレーション判定データを算出する第2演算部35と、キャリブレーション判定データから異物画素を検出する異物検出部36と、検出された異物画素を補完する画素補完部37と、各画素ごとの増幅率(ゲイン値)を決める増幅率演算部38と、被検体を撮像した際、被検体を透過して得られる画像データをゲイン値で補正して、X線透過画像を構成する画像補正部39とから構成される。画像補正部39にて構成されたX線透過画像はコントローラ9を介してモニタ11に映し出される。ここで異物画素とは、FPD3上に存在する異物によりX線検出値が低下している画素のことをいう。また、第1メモリ部と第2メモリ部とでメモリ部33を構成する。
<Image processing unit>
As shown in FIG. 4, the
次に、本実施例における一連のキャリブレーションの制御シーケンスについて、図5のフローチャートを参照して説明する。 Next, a series of calibration control sequences in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
(ステップS1)キャリブレーション照射データ取得
天板1の上に何も載置していない状態でX線管2よりX線を照射して、画像データをFPD3にて取得する。このとき、数十枚程度の画像データを取得することが望ましい。この画像データはFPD3から画像処理部8内の第1メモリ部31へ送られて格納される。第1メモリ部31へ格納された画像データは、第1演算部に送られて加算平均処理がなされてキャリブレーション照射データが算出される。
(Step S1) Acquisition of calibration irradiation data X-rays are irradiated from the
(ステップS2)キャリブレーション判定データ算出
第1演算部34にて算出されたキャリブレーション照射データと、予め第2メモリ部に格納されているキャリブレーション基準データとを第2演算部35にて加算平均処理をすることでキャリブレーション判定データを算出する。ここで、キャリブレーション照射データからキャリブレーション基準データを減算する差分処理をすると、算出された画像データからは、欠損画素と正常画素と異物画素との区別がつかなくなるので、加算平均処理をするのが好ましい。
(Step S2) Calibration Determination Data Calculation The calibration irradiation data calculated by the
例えば、図6(a)で示すように、X線検出値が極端に高い欠損画素での画素値を100とし、X線検出値が極端に低い欠損画素での画素値を1とし、異物画素の画素値を40とし、正常画素の画素値を60とする。ここで、第2メモリ部に格納されているキャリブレーション基準データは前回キャリブレーションを実施した時のキャリブレーション照射データであるので、キャリブレーション基準データの中には、欠損画素の極端に低い画素値や、極端に高い画素値と、除去不可能な異物による異物画素の画素値が含まれる。 For example, as shown in FIG. 6A, the pixel value of a defective pixel having an extremely high X-ray detection value is set to 100, the pixel value of a defective pixel having an extremely low X-ray detection value is set to 1, and a foreign pixel The pixel value of the normal pixel is 40, and the pixel value of the normal pixel is 60. Here, since the calibration reference data stored in the second memory unit is calibration irradiation data when the previous calibration is performed, the calibration reference data includes an extremely low pixel value of the missing pixel. In addition, an extremely high pixel value and a pixel value of a foreign substance pixel due to a foreign substance that cannot be removed are included.
そして、第2演算部35にて減算処理をすると、キャリブレーション照射データおよびキャリブレーション基準データにおいて、欠損画素や除去不可能な異物画素は2次元マトリックス上の同じ画素であることが多いので、欠損画素同士の画素値の減算も、異物画素同士の画素値の減算も、正常画素同士の画素値の減算も結果はすべてゼロになる。これより、次の異物検出部36にて、ゼロの画素値の画素が欠損画素であるか異物画素であるか正常画素であるかを判別することができない。そこで、加算平均処理をすれば、上記の問題を回避することができる。
When the subtraction process is performed by the
(ステップS3)異物検出
第2演算部35にて算出されたキャリブレーション判定データから、図6(a)および(b)で示すように、予め決められた閾値で正常画素および異物画素並びに欠損画素を検出する。図6(a)および(b)において、閾値Aは暗電流によりX線検出値が極端に高い欠損画素を判別するための閾値であり、閾値Cはa−Seの結晶化によりX線検出値が極端に低い欠損画素を判別するための閾値である。キャリブレーション判定データと閾値Aおよび閾値Cとを比較して、閾値Aよりも高い画素値をもつ画素と閾値Cよりも低い画素値をもつ画素を欠損画素と判定する。閾値Aの値は、一例として70とし、閾値Cの値は、例えば35とする。
(Step S3) Foreign object detection As shown in FIGS. 6A and 6B, normal pixels, foreign object pixels, and defective pixels are determined from the calibration determination data calculated by the second
次に、欠損画素が判定されたキャリブレーション判定データと閾値Bとを比較することで、正常画素と異物画素の判別をする。FPD3の面上に異物が有ると、放射線が照射された時に異物の陰となる異物画素が発生し、他の異物の陰となっていない画素と比べて、異物画素での画素値は低くなる。そこで、予め決められた閾値Bよりも低い画素値を持つ画素は異物画素と判定する。本実施例では閾値Bの値を55とする。尚、閾値A、B、Cの値は経験則に基づいて設定すればよく、適宜、最適な値を設定すればよいので、上記の値にとらわれることはない。
Next, the normal pixel and the foreign pixel are discriminated by comparing the calibration determination data in which the defective pixel is determined with the threshold B. If there is a foreign object on the surface of the
図6(b)は、前回キャリブレーションを実施した際、正常画素であったものが、今回のキャリブレーション時には、欠損画素または異物画素としての画素値が検出された場合のキャリブレーション判定データを示している。つまり、キャリブレーション基準データの正常画素である画素値60とキャリブレーション照射データの欠損画素である画素値100および画素値1との加算平均した画素値80および画素値30.5を正常画素→欠損画素として示している。また同様に、キャリブレーション基準データの正常画素である画素値60とキャリブレーション照射データの異物画素である画素値40との加算平均した画素値50を正常画素→異物画素として示している。このように、今回のキャリブレーション時に新たに欠損画素および異物画素が発生したとしても、閾値Aおよび閾値B並びに閾値Cにてそれぞれ判別することができる。また、キャリブレーション基準データとキャリブレーション判定データとをコントローラ4を介してモニタ11に表示すれば、前回キャリブレーション時と比べて新たに発生した欠損画素をモニタ11上で確認することができ、オペレータにFPD3の画素の状態変化を知らすことができる。
FIG. 6B shows calibration determination data in the case where a pixel value as a defective pixel or a foreign pixel is detected at the time of the current calibration, which was a normal pixel when the previous calibration was performed. ing. That is, the
(ステップS4)異物除去
異物画素が検出された場合、コントローラ4へ異物検出信号が送られる。コントローラ4では異物検出信号を基に、モニタ11で異物検出の警告を画面上に表示してオペレータに異物の存在を知らせる。このときモニタ11上には、FPD3の面上のどこに異物が付着しているか表示されるので、オペレータはFPD3の面上に異物が付着していないか確認することができる。異物が有る場合にはこれを除去して、再度、キャリブレーション照射データを取り直す。
(Step S <b> 4) Foreign object removal When a foreign pixel is detected, a foreign object detection signal is sent to the
異物が無い場合、または異物が除去できない場合などは、このままキャリブレーションを続行する。異物が除去できない場合として、例えば、FPD3の筺体の外カバーと共通電極21との間に異物がある場合など、FPD3を分解しないと異物が除去できない場合などが挙げられる。オペレータが異物を除去できないと判断した場合、入力部10からコントローラ9を介して画像処理部8へキャリブレーション続行の信号が送られる。これより、キャリブレーション判定データは画素補完部36へ送られるとともに、キャリブレーション照射データが第2メモリ部に送られて、キャリブレーション基準データと置き換えられる。異物が無い場合は、自動的に上記の処理がなされる。このようにして、キャリブレーションを行う度に、キャリブレーション基準データが更新される。
If there is no foreign matter or if the foreign matter cannot be removed, the calibration is continued as it is. Examples of the case where the foreign matter cannot be removed include a case where there is a foreign matter between the outer cover of the
(ステップS5)画素補完
異物検出部で検出された異物画素ならびに欠損画素を画素補完部37にて補完する。具体的には、異物画素ならびに欠損画素と隣接する複数個の正常画素から中央値の画素で異物画素ならびに欠損画素を置換するメディアンフィルタ処理や、隣接する正常画素に基づいて重み付けするなど適当な補完処理を施して異物画素ならびに欠損画素を補完する。
(Step S <b> 5) Pixel Supplementation The
(ステップS6)増幅率算出
異物画素ならびに欠損画素を補完されたキャリブレーション判定データをもとに、各X線検出値が揃うように検出された画素ごとの増幅率(ゲイン値)を増幅率演算部38にて算出する。以上の様にして、各画素ごとのゲイン値、つまりキャリブレーションデータを作成することができる。
(Step S6) Amplification factor calculation Amplification factor calculation is performed on the amplification factor (gain value) for each pixel detected so that each X-ray detection value is aligned based on the calibration determination data complemented with the foreign pixel and the defective pixel. Calculated by the
このキャリブレーションデータを基に画像補正部39では、被検体を撮像して第1メモリ部31に格納された画像データを増幅することで各画素ごとの画素値(放射線検出値)を補正する。これより、最適な透過X線画像を得ることができる。
Based on the calibration data, the
本実施例に係る放射線診断装置によれば、放射線検出器上に付着した異物を正確に検出し、この異物を除去または異物により陰となっている画素を補完することで、異物に影響されないキャリブレーションデータを作成することができる。 According to the radiation diagnostic apparatus according to the present embodiment, calibration that is not affected by foreign matter is performed by accurately detecting foreign matter attached on the radiation detector and removing the foreign matter or complementing pixels that are shadowed by the foreign matter. Data can be created.
上述した実施例では、FPD3上に付着した異物を検出していたが、直接FPD3上に異物が付着していなくても、X線管2とFPD3の間に異物が存在する場合でも、キャリブレーション時に画像データの低下が検出されるので異物を検出することができる。また、異物に限らず、例えば、X線管2の視野角がFPD3と一致していないときでも、キャリブレーション時に画像データの低下が検出されるのでX線管2の視野角ズレを検出することができる。
In the embodiment described above, the foreign matter attached on the
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as follows.
(1)上述した実施例では、キャリブレーション判別データはキャリブレーション照射データとキャリブレーション基準データとの加算平均であったが、相乗平均でもよい。または、加算平均と相乗平均の組み合わせでもよい。この場合の閾値A、B、Cは適宜変更すればよい。 (1) In the above-described embodiment, the calibration determination data is an addition average of the calibration irradiation data and the calibration reference data, but may be a geometric average. Alternatively, a combination of addition average and geometric average may be used. The thresholds A, B, and C in this case may be changed as appropriate.
(2)上述した実施例では、正常画素と異物画素を判別する閾値は予め決められた固定値であったが、キャリブレーションを行う度に算出する閾値でもよい。この場合、図7に示すように、キャリブレーション照射データから閾値を算出する閾値算出部40を設ければよい。閾値の算出方法は、例えば、キャリブレーション照射データの画素値の分布関数から求めてもよいし、代表的な正常画素の画素値と欠損画素の画素値および異物画素の画素値とのそれぞれの中間値を閾値と算出してもよい。
(2) In the above-described embodiment, the threshold value for discriminating between the normal pixel and the foreign pixel is a fixed value determined in advance, but may be a threshold value calculated every time calibration is performed. In this case, as shown in FIG. 7, a threshold
キャリブレーション照射データの画素値の分布関数から閾値を求める一例を、図8を参照して説明する。図8は、キャリブレーション照射データの画素値と画素数の関係を片対数グラフで示したものである。この分布関数の極小点を算出し、画素値の高い方を閾値Aとし、画素値の低い方を閾値Cとする。また、極大点の画素値から画素数の95%を占める範囲dを求めて、この範囲の下限である画素値を閾値Bとする。また、閾値A,B、Cの算出方法はこの方法に限られたものではなく、他の統計的手法を用いてもよい。 An example of obtaining the threshold value from the distribution function of the pixel values of the calibration irradiation data will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a semilogarithmic graph showing the relationship between the pixel value of the calibration irradiation data and the number of pixels. The minimum point of this distribution function is calculated, and the higher pixel value is set as the threshold value A, and the lower pixel value is set as the threshold value C. Further, a range d occupying 95% of the number of pixels is obtained from the pixel value of the maximum point, and the pixel value which is the lower limit of this range is set as the threshold value B. The method for calculating the thresholds A, B, and C is not limited to this method, and other statistical methods may be used.
また、代表的な正常画素の画素値と欠損画素の画素値および異物画素の画素値とのそれぞれの中間値を閾値と算出する場合を説明する。例えば、正常画素の画素値60と欠損画素の画素値1との加算平均した画素値30.5よりも閾値Cを低く設定した場合、新たに発生した欠損画素を異物画素と誤認するので、何度かキャリブレーションを繰り返し、加算平均した画素値を閾値Cより低い画素値へと収束させる必要がある。結晶化したa−Seによる欠損画素を正確に検出するのを優先するか、異物画素の検出レンジを広げるのを優先するかは、適宜設計者が判断すればよい。
In addition, a case will be described in which an intermediate value between a pixel value of a typical normal pixel, a pixel value of a defective pixel, and a pixel value of a foreign object pixel is calculated as a threshold value. For example, when the threshold value C is set lower than the pixel value 30.5 obtained by averaging the
(3)上述した実施例では、FPD3は、放射線(実施例ではX線)感応型の半導体を備え、入射した放射線を放射線感応型の半導体で直接的に電荷信号に変換する直接変換型の検出器であったが、放射線感応型の替わりに光感応型の半導体を備えるとともにシンチレータを備え、入射した放射線をシンチレータで光に変換し、変換された光を光感応型の半導体で電荷信号に変換する間接変換型の検出器であってもよい。
(3) In the above-described embodiment, the
1 … 天板
2 … X線管
3 … フラットパネル型X線検出器(FPD)
4 … 天板制御部
5 … FPD制御部
8 … 画像処理部
9 … コントローラ部
31 … 第1メモリ部
32 … 第2メモリ部
33 … メモリ部
34 … 第1演算部
35 … 第2演算部
36 … 異物検出部
37 … 画素補完部
38 … 増幅率算定部
39 … 画像補正部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記放射線検出手段で検出した複数枚の画像データの平均をとることでキャリブレーション照射データを算出する第1演算部と、
前記キャリブレーション照射データと前回キャリブレーションを実施した時のキャリブレーション照射データとの平均をとることでキャリブレーション判定データを算出する第2演算部と、
前記放射線検出手段の異物画素および欠損画素を判別する閾値と前記キャリブレーション判定データとを比較することで前記放射線検出手段上の異物を検出する異物検出部と
を備えることを特徴とする放射線撮像装置。 In a radiation imaging apparatus comprising a radiation irradiating means for irradiating radiation, and a radiation detecting means for detecting radiation irradiated by the radiation irradiating means,
A first calculation unit that calculates calibration irradiation data by taking an average of a plurality of image data detected by the radiation detection unit;
A second calculation unit that calculates calibration determination data by taking an average of the calibration irradiation data and the calibration irradiation data when the previous calibration was performed ;
A radiation imaging apparatus comprising: a foreign matter detection unit that detects a foreign matter on the radiation detection means by comparing a threshold value for judging foreign matter pixels and missing pixels of the radiation detection means and the calibration judgment data. .
前記閾値は経験則に基づき予め定められた値
であることを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 1,
The threshold value is a predetermined value based on an empirical rule.
キャリブレーションを実施する度に、前記キャリブレーション照射データの分布関数から前記閾値を算出する閾値算出部
を備えることを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 1,
A radiation imaging apparatus comprising: a threshold value calculation unit that calculates the threshold value from a distribution function of the calibration irradiation data each time calibration is performed.
前記異物検出部にて検出した前記異物の存在を警告する警告手段
を備えることを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A radiation imaging apparatus comprising: a warning unit that warns of the presence of the foreign matter detected by the foreign matter detection unit.
前記異物より放射線の照射が妨げられている画素の放射線検出値を補完する画素補完部
を備えることを特徴とする放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to any one of claims 1 to 4,
A radiation imaging apparatus comprising: a pixel complementing unit that complements a radiation detection value of a pixel that is prevented from being irradiated with radiation by the foreign matter.
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