JP5091659B2 - Ｘ線診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、平面パネル検出器（ＦＰＤ）を備えたＸ線診断装置に係り、特に入射したＸ線による平面パネル検出器の感度劣化（ゴースト）の補正によって生じる誤差をリセットするＸ線診断装置に関する。

Ｘ線診断装置は、被写体（生体）にＸ線を照射し、その被写体の各組織のＸ線吸収差に応じて生成させる２次元のＸ線分布をＸ線検出器で検出しデジタル画素値に変換し、画像化する技術が利用されている。

ところで、Ｘ線検出器としては、当初，Ｘ線フィルムやＸ線Ｉ．Ｉ．（Ｘ線イメージ．インテンシファイア）とテレビカメラとを組み合わせたＸ線Ｉ．Ｉ．−ＴＶ系が使用されていたが、これらに置き換わるものとして，Ｘ線平面パネル検出器を使用したＸ線診断装置が製品化されている。

このＸ線平面パネル検出器は、入射したＸ線エネルギーを電荷量に変換する検出部と、この検出部で変換された電荷量を２次元的に配列された画素単位となる複数の検出素子及び各検出素子から電荷量を読み出し選択する半導体スイッチからなるアレイ部とで主に構成され、ある一定時間内に検出されたＸ線量に相当する電荷量を画素ごとの輝度を表すデジタル値（画素値）に変換し、生体情報を持った画像の形でユーザに提供する機能を持っている。

このＸ線平面パネル検出器は、リアルタイムに画像を出力できる上に、Ｘ線Ｉ．Ｉ．−ＴＶ系と比較すると、薄型・軽量であり、視野周辺部の歪みがほとんどなく高解像度であること、広い平面の方形に構成できることから大視野の撮影に有用となる多くの利点を有する。

しかし、前述したＸ線平面パネル検出器においては、入射Ｘ線量によって感度が劣化し、Ｘ線が入射した領域と視野サイズを定めるＸ線絞りによるＸ線が入射しない領域との間で感度差が生じることが知られている。その結果、過去のＸ線入射の履歴が感度分布となって現れ、現在表示中の画像上にアーチファクトを生じさせる問題がある。

そこで、従来、以上のような不具合を解決するために、検出器の感度劣化が入射したＸ線によって検出部のＸ線から電荷への変換量を変動させる実験的事実のもとに、感度の劣化・回復現象を数式モデルで表現し、検出器へのＸ線入射量と経過時間とから数式モデルを用いて常に現在の感度を推定し、感度劣化を補償する補正係数を算出し、検出器の出力をリアルタイムに補正する方法が提案されている（特許文献１）。
特開２００３−１５６５６７号公報

ところで、Ｘ線平面パネル検出器における感度劣化・回復現象は、検出部の特性に大きく依存するだけでなく、Ｘ線入射後にＸ線を照射しない状態が続いても、通常数時間、激しいものでは数日間回復せずに継続することが確認されている。このことは、過去のＸ線照射による劣化・回復現象について数式モデルを用いて現在の補正係数を決定し、その決定に基づいて検出器の出力を補正したとしても、数日間にわたって回復せずに継続していることから、過去の全てのＸ線照射による劣化・回復現象を完全な形で補正したとは言えず、補正誤差が積算された形で残ってしまう。また、各画素ごとに生じる補正誤差においても積算されることになる。

その結果、数式モデルと実際の劣化・回復現象との間に誤差が存在する場合には、視野領域の可変による撮影回数やＸ線照射時間の増加と共に累積誤差が増大し、逆にアーチファクトを作り出すことにもなりかねない問題が存在する。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、検出器の回復特性の遅れから生じる感度劣化の補正による誤差を確実にリセットし、ユーザに良好な診断画像を提供するＸ線診断装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、所定の視野サイズのもとに照射されるＸ線を受けて被写体から透過してくる透過Ｘ線量を検出し、前記視野サイズに応じた検出領域の各画素の画素値を取り出すＸ線検出手段と、このＸ線検出手段で取り出した各画素の画素値から前記透過Ｘ線量の入射による前記Ｘ線検出手段の感度劣化値を算出し、この算出された感度劣化値から求められる補正係数を用いて、前記各画素の画素値を補正するゴースト補正手段とを設け、この補正された画素値に基づいて前記被写体の画像を表示するＸ線診断装置において、表示された被写体の画像の中にアーチファクトと認識できる誤差を含んだ画像が存在する場合、操作手段から入力される増・減指示信号に基づき、所定の調整幅に変換した調整信号を出力し、前記ゴースト補正手段で算出される前記検出領域の画素値の感度劣化値を前記検出領域内の各画素値に関して同一の調整率でもって調整する誤差調整手段を備えたことを特徴とするＸ線診断装置である。

また、本発明は、複数の視野サイズのもとに照射されるＸ線を受けて被写体から透過してくる透過Ｘ線量を検出し、各視野サイズに応じた検出領域の各画素の画素値を取り出すＸ線検出手段と、このＸ線検出手段で取り出した各検出領域の各画素の画素値から前記透過Ｘ線量の入射による前記Ｘ線検出手段の感度劣化値を算出し、この算出された感度劣化値から求められる補正係数を用いて、前記各検出領域の各画素の画素値を補正するゴースト補正手段とを設け、この補正された各検出領域の画素値に基づいて前記被写体の画像を表示するＸ線診断装置において、前記複数の視野サイズに応じて幾何学的な形状をなして現れるアーチファクトを含む画像が存在する場合、操作手段から前記検出領域ごとに入力される増・減指示信号に基づき、所望とする調整幅に変換した調整信号を出力し、前記ゴースト補正手段で算出される該当検出領域における各画素の画素値の感度劣化値を調整する誤差調整手段を備えたことを特徴とするＸ線診断装置である。

さらに、本発明は、複数の視野サイズのもとに照射されるＸ線を受けて被写体から透過してくる透過Ｘ線量を検出し、各視野サイズに応じた検出領域の各画素の画素値を取り出すＸ線検出手段と、このＸ線検出手段で取り出した各検出領域の各画素の画素値から前記透過Ｘ線量の入射による前記Ｘ線検出手段の感度劣化値を算出し、この算出された感度劣化値から求められる補正係数を用いて、前記各検出領域の各画素の画素値を補正するゴースト補正手段とを設け、この補正された各検出領域の画素値に基づいて前記被写体の画像を表示するＸ線診断装置において、前記ゴースト補正手段の出力側に設けられ、当該ゴースト補正手段による補正誤差をリセットする誤差調整部を設け、この誤差調整部は、前記前記複数の視野サイズにそれぞれ対応する複数の検出領域の各画素のデジタル画素値から、前記複数の検出領域のうち大きさが近い２つの検出領域どうしの境界部分における各画素のデジタル画素値を抽出する複数の境界プロファイル抽出手段と、各境界プロファイル抽出手段で抽出された境界部分の各画素位置のデジタル画素値ごとに平均化してノイズを除去する平均化手段と、ノイズを除去した両検出領域の境界部分の各画素位置に対する画素値の変化から変化傾向を表す調整係数を取得する手段と、両検出領域の境界部分に関する調整係数を用いて、前記ゴースト補正手段で算出される所定の検出領域の画素値に含む誤差分をリセットする手段とを備えたことを特徴とするＸ線診断装置である。

本発明によれば、検出器の回復特性の遅れから生じる感度劣化の補正による誤差を確実にリセットし、ユーザに良好な診断画像を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
先ず、実施の形態１を説明するに先立ち、従来技術における感度劣化の補正について図２を参照して説明し、本発明装置を実現するに至った経緯とする。

従来技術の説明によれば、一定のＸ線を入射した際に検出部の光電変換膜で生成される電子の数がＸ線入射と共に減少し、その後Ｘ線を入射せずに放置すると元の状態に回復する。そのため、Ｘ線絞り形状を含む過去のＸ線照射履歴に応じて検出部の感度分布が変化し、現在の画像にアーチファクトとして表示されるために誤診の原因になる。

そこで、かかる問題を解決するために、図２に示すゴースト補正部１００が設けられている。以下、ゴースト補正部１００を設けた根拠について説明する。

実験的には、あるＸ線量（Ｘ）が検出器に入射した後の感度劣化Ｙは、
Ｙ＝ＡＸ …… （１）
で表される。Ａは劣化係数である。

さらに、Ｘ線入射後、時間ｔ経過したとき、感度劣化Ｙｔは、
Ｙｔ＝Ｙ・Ｅｘｐ（−ｔ／τ） …… （２）
で表される。τは回復係数である。このとき、感度Ｓは、劣化前の初期感度をＳ０とすると、
Ｓ＝Ｓ０・（１−Ｙｔ） …… （３）
で表されることが分っているとする。

また、ゴースト補正部１００には直前のＸ線照射からの経過時間を測定するタイマが設けられ、Ｘ線照射による感度劣化後の時間を計測できるものとする。

そこで、以上のような諸式のもとに、事前に実験的に求めた劣化係数Ａと回復係数τとをゴースト補正部１００に入力しておく。そして、過去にＸ線の入射がないか、または十分に感度が回復するに相当する間Ｘ線が入射していない状態下において、検出器にＸ線（Ｘ線量＝Ｘ）を入射すると、検出器からは初期感度Ｓ０に応じた出力Ｓ０・Ｘが得られる。

このとき、Ｘ線照射の影響を受けて感度劣化が起こり、Ｘ線照射後の経過時間ｔの感度劣化Ｙｔは、前記式（１）及び前記式（２）から、
Ｙｔ＝ＡＸ・Ｅｘｐ（−ｔ／τ） …… （４）
となり、一方、感度Ｓｔは、式（４）を式（３）に代入し、
Ｓｔ＝Ｓ０・（１−ＡＸ・Ｅｘｐ（−ｔ／τ）） …… （５）
となる。

ここで、時間ｔ経過後に再度、線量ＸのＸ線を入射すると、検出器からは、
Ｓｔ・Ｘ＝Ｓ０・（１−ＡＸ・Ｅｘｐ（−ｔ／τ））・Ｘ …… （６）
が出力され、（１−ＡＸ・Ｅｘｐ（−ｔ／τ））だけ少ない出力しか得られない。

従って、ゴースト補正部１００において、経過時間ｔでの感度Ｓｔをリアルタイムに演算し、リアルタイムの出力画素値Ｐｔに対して、式（５）から得られる感度比（補正係数）Ｓ０／Ｓｔ＝１／（１−ＡＸ・Ｅｘｐ（−ｔ／τ））＝１／（１−Ｙｔ）倍掛けることにより、入射するＸ線量がＸの場合には、常にＳ０・Ｘを出力させるように補正する。

なお、再度のＸ線照射に生じる感度劣化は、Ｙｔ＋ＡＸにて表され、さらに時間ｔ経過した際の感度劣化は、（Ｙｔ＋ＡＸ）・Ｅｘｐ（−ｔ／τ）で表される。

つまり、任意の時間ｔｎに入射したＸ線量Ｘｎによる感度劣化Ｙｎは、過去（前回）の時間ｔｎ−１における劣化感度Ｙｎ−１を使用し、Ｙｎ＝Ｙｎ−１・Ｅｘｐ（−（ｔｎ−ｔｎ−１）／τ）＋ＡＸｎで表される。ここで、ｔｎとｔｎ−１の間にはＸ線の入射はなく、ｔ０：起動時の時間、Ｙ０＝０とする。

以上のような理論的な裏付けのもとに、検出器の感度劣化（ゴースト）の補正方法を等価的に表していくと、図２に示すようなゴースト補正部１００の構成となる。

同図において、Ｐ（ｘ，ｙ）は検出器のある画素ｘ，ｙの出力であるデジタル輝度値を表した画素値、１０１は画素値ＰをＸ線量Ｘｎに変換するＸ線量変換部、１０２は今回Ｘ線量Ｘｎに基づく感度劣化Ｙｎ（＝ＡＸｎ、Ａは劣化係数である）を算出する感度劣化算出部、１０３は前回時刻ｎ−１で照射したＸ線量に伴って生じた感度劣化を保持する保持部、１０４は前回Ｘ線照射からの経過時間ｔを測定するタイマ、１０５は経過時間に伴う劣化回復を算出する回復算出部、１０６は前回劣化感度に回復値を乗算し、経過時間ｔ時の感度劣化Ｙｔを演算する感度劣化演算部、１０７は感度劣化演算部１０６で得られた感度劣化Ｙｔを用いて、補正係数を求める補正係数演算部，１０８は画素値Ｐ（ｘ，ｙ）に補正係数を掛けて感度劣化の補正を行う補正処理部である。１０９は感度劣化演算部１０６で得られた感度劣化Ｙｎと今回感度劣化算出部１０２で得られた今回感度劣化Ｙｎとを加算し、前回感度劣化Ｙｎ-１として保持部１０３に保存する加算演算部である。

しかし、以上のようなゴースト補正部１００を用いて、感度劣化を補正していくと、図３に示すように回復する前に入射したＸ線による感度劣化が累積的に蓄積されていく。

例えば初期感度Ｓ０において、時間ｔ１でＸ線量ＸｎのＸ線を入射した場合、そのＸ線の入射による推定感度劣化Ｙｎ´は、劣化誤差ΔＹｎを有し、かつ、時間ｔｎでのトータル感度劣化誤差をΔＹ´とすると、
Ｙｎ´＝Ｙｎ＋ΔＹｎ´＝（Ｙｎ−１＋ΔＹｎ´−１）・Ｅｘｐ（−（ｔｎ−ｔｎ−１）／τ）＋ＡＸｎ＋ΔＹｎ …… （７）
となる。ここで、感度劣化誤差のみについて展開すると、
ΔＹｎ´＝ΔＹｎ＋ΔＹｎ´−１・Ｅｘｐ（−（ｔｎ−ｔｎ−１）／τ）
＋ΔＹｎ´−２・Ｅｘｐ（−（ｔｎ−ｔｎ−２）／τ）
＋………） … （８）
となる。図３において、図示実線（イ）は実際の感度劣化の変化であり、図示点線（ロ）は誤差を含む推定した劣化感度の変化を表す。このように過去の感度劣化誤差が時間の経過とともに累積されていくことが分る。

従って、Ｘ線診断装置に使用するＸ線平面パネル検出器は、Ｘ線照射後の回復特性が比較的長い時間を必要とする場合、完全に回復に至っていない感度劣化による過去の誤差が時間とともに蓄積してくるので、Ｘ線の入射を繰り返すにつれて誤差が増大し、目に見えるほどの大きな誤差となったとき、画像上にアーチファクトを作り出し、診断に影響を与える結果となる。

そこで、本発明は、以上のような感度劣化の補正を踏まえ、感度劣化後の回復特性の遅れから生じる誤差をリセットし、劣化誤差の影響を受けにくいＸ線診断装置を実現する。

図１は本発明に係るＸ線診断装置の実施の形態を示す構成図である。
このＸ線診断装置は、被写体（人間や動物などの生体）１にＸ線を照射するＸ線管２ａ及び視野サイズを定めるＸ線絞り２ｂで構成されるＸ線発生部２と、天板３上に所望の姿勢を保持する被写体１を透過してくるＸ線を検出し、視野サイズに応じた検出領域でのＸ線透過データを得るＸ線検出部４とが互いに向き合うように支持体５に支持される。支持体５は床面などに立設される保持装置６に回転可能に保持されている。

Ｘ線検出部４としてはＸ線平面パネル検出器４ａが用いられる。Ｘ線平面パネル検出器４ａは、複数のＸ線検出素子が縦横に配列され、例えば正方形のマトリックス構成をなし、かつ、平面形状となるように形成されている。従って、被写体の大きな部位であっても撮影可能な方形の検出面を構成でき、前述したように薄型・軽量化を実現でき、視野周辺部の歪みがほとんどなく高解像度で撮影できる。

このＸ線平面パネル検出器の具体的な構成は、入射したＸ線エネルギーを電荷量に変換する検出部と、この検出部で変換された電荷量をある領域（画素）ごとに検出し蓄積する前記Ｘ線検出素子群及びこれらＸ線検出素子群を選択し、蓄積電荷量を読み出す半導体スイッチ等からなるアレイ部とで構成される。

前記支持体５は、例えば円弧状をなす支持アームが用いられるが、図示される形態に限定されるものではなく、従来知られている種々の形態の支持体ないし支持装置が用いられる。

Ｘ線検出部４の出力側には画像診断処理本体部７が接続されている。
画像診断処理本体部７は、当該画像診断処理本体部７のユーザインタフェースとなるキーボード・マウスなどの操作部１１と、例えば複数の表示部１２ａ，…，１２ｎと、撮影条件に従って撮影制御を実施する撮影制御部１３と、画像処理部１４とで構成される。なお、複数の表示部部１２ａ，…，１２ｎを設けているのは、ユーザが機能別ないし要求別に画像をモニタするためである。

撮影制御部１３は、操作部１１から例えばＸ線管１の管電圧，管電流、Ｘ線絞り等の撮影Ｘ線条件と、被写体１中の撮影位置（拡大率を含む）等の撮影幾何条件及び回転速度、撮影枚数、収集レートその他の条件等の入力指示を受け取り、図示しない適宜な設定データメモリに格納し、これら条件のもとに予め定める撮影シーケンスプログラムに従って撮影制御を実施する。

画像処理部１４は、Ｘ線検出部４に設定される収集レート毎に収集された各画素の蓄積電荷量を所要とするゲインで増幅するアンプ（図示せず）を介して輝度を表す２５６階調のデジタル画素値に変換するＡＤ変換部１４１、前述した図２に示すゴースト補正部１４２、誤差調整部１４３及び画像処理制御部１４４などが設けられている。１４５は画素値データメモリ、１４６は画像メモリである。

誤差調整部１４３は、ゴースト補正部１４２による感度劣化の補正によって生じる誤差をリセットする機能を有する。

感度劣化の補正による誤差をリセットする手段としては、感度劣化が起きているＸ線検出器４ａの検出領域内に均一なＸ線を入射した状態で、各画素の感度分布を測定し、例えば図２に示すゴースト補正部１４２で算出された感度劣化Ｙをリセットする方法が考えられる。例えば、過去にＸ線の入射が無いとか、若しくは過去にＸ線の入射が有ったが、その後に感度が十分に回復している程度にＸ線の入射が無い状態において、一定線量のＸ線を入射したときに得られる画素値をＣＯとし、ゴースト補正部１４２の適宜なメモリに保持しておく。

しかる後、同じ一定線量のＸ線（リセット用Ｘ線）を照射し、表示部例えば１２ａに表示される画像を観察しながら誤差が大きくなったと判断したとき、そのときの画素値ＣＩを取得し、ＳＣｏｒ／ＳＯ＝Ｃ１／ＣＯなる演算により相対感度ＳＣｏｒ／ＳＯを求めることが出来る。

従って、このときの感度劣化ＹＣｏｒは、
ＹＣｏｒ＝１−ＳＣｏｒ／ＳＯ＝１−Ｃ１／ＣＯ …… （９）
により算出できるので、当該ＹＣｏｒをＸ線入射直前の感度劣化として置き換える。

このとき、一定線量をＸとすれば、リセット用Ｘ線を入射してから時間ｔ経過後の感度劣化Ｙは、
Ｙ＝ＹＣｏｒＥxｐ（−ｔ／τ）＋ＡＸ …… （１０）
として表現できるので、以後リセット前と同様に補正を継続する。

しかし、以上のようなリセット手段は、リセットするために均一のＸ線を入射する必要があるという問題がある。リセット用のＸ線は、検出面内に均一のＸ線を入射する必要があるため、Ｘ線吸収差のある生体が被写体１として存在する間はリセット用のＸ線を照射できない。このことは、例えば検査中に誤差が増大し、ユーザがリセットを必要と判断したとき、一旦患者を退避させて生体が無い状態に設定した後、Ｘ線を照射しなければならず、ユーザにとっては大きな負担となる。

そこで、本発明による診断装置においては、誤差調整部１４３を用いて、被写体１である生体のＸ線透過データを収集中であっても、ゴースト補正部１４２による感度劣化の補正による誤差をリセットできるようにするものである。

この誤差調整部１４３は、具体的には、図４に示すように構成される。
ここで、図４に示す誤差調整部１４３の構成を説明する前に、図５を参照して視野サイズについて説明する。

一般に、Ｘ線診断装置においては、ある生体の検査部位（特定部位）について、通常行われる撮影倍率と拡大した状態の撮影倍率で撮影し画像を取得するため、Ｘ線絞り２ａを制御し、複数の視野サイズを設定する。例えば、図５に示すように、検出器４ａに２種類の視野サイズＡ,Ｂを個別に設定した場合、検出器４ａは通常視野サイズＡに応じた検出領域Ａ´と検査部位を拡大した拡大視野サイズＢに応じた検出領域Ｂ´とでそれぞれ個別に被写体１の検査部位の透過Ｘ線量を検出し、それぞれ画素値に変換し、画像化して表示部１２ａに表示する。この場合、ユーザによる操作部１１からの指示に基づき、撮影制御部１３がＸ線絞り２ｂを制御し、Ｘ線が画像化を必要としない部分を被爆させないように配慮される。従って、検出器４ａには、選択された視野サイズの内側には生体を透過したＸ線が入射し、視野サイズの外側には全くＸ線が入射されない。

例えば、ユーザが視野サイズＢのもとに、ある検査部位に関する画像の観察を行ったとすると、視野サイズＢ内の検出領域Ｂ´は生体を透過したＸ線により感度劣化が生じる。このとき、従来技術においては、ゴースト補正部１４２にて画素値ごとに感度劣化を計算し、初期感度に戻すような補正係数を求めてゴースト補正を行うが、回復特性の遅れが存在する限り、図３で説明したように誤差が蓄積されていく。

一方、視野サイズＢの外側の領域は、Ｘ線が入射されていないので、感度が保持されており、補正係数がほとんど「１」となり、誤差が生じない。しかし、前述した検査部位を含めて少し広げるように変更しより広い視野サイズＡで観察するとき、ユーザが操作部１１から指示を出してＸ線絞り２ｂを制御し、視野サイズＡに設定し、Ｘ線を照射する。その結果、視野サイズＡに応じた検出領域Ａ´には、視野サイズＢで得られる画像観察の際に生じた補正誤差が現れることになる。

多くの場合、視野サイズＢに基づく検出領域Ｂ´にて観察中に生体が動くことから、検出領域Ｂ´の内側に入射するトータルのＸ線量は均一化され、それに伴って補正誤差も検出領域Ｂ´内で均一化されることから、視野サイズＢから視野サイズＡに変更したときには、検出領域Ｂ´の境界Ａ´Ｂ´のみが画像上において補正誤差に伴うアーチファクトとして観測される。

このように画像中に映し出されるアーチファクトは、Ｘ線絞り２ｂによる視野サイズで定まる幾何学的な形状をなしていることから、目視観察時に容易にアーチファクトであると判別できる。

従って、本発明は、以上のような実験の積み重ね及び実験結果に基づき、感度劣化の補正による累積誤差を誤差調整手段によりリセットすることにある。

誤差調整手段は、具体的には、図４に示すように、表示部例えば１２ａ、操作部１１及び誤差調整部１４３により構成される。

表示部１２ａは、複数の視野サイズＡ,Ｂを選択し、Ｘ線を入射したときに得られる各画素値に基づく画像を表示し、その表示された画像から幾何学的な形状をなして現れるアーチファクトを判別し、操作部１１による感度劣化の増減を促す機能を有する。

操作部１１は、表示部１２ａの画像観察中に所定の幾何学的な形状をなすアーチファクトと判別されたとき、↑・↓マーク付き専用キー１１ａまたはポインティング・デバイスであるジョイステック１１ｂ若しくはそれに類する操作キーを用いて、検出面内の感度劣化を増減する指示信号を入力する。

誤差調整部１４３は、予め検出面内の感度劣化を増減する調整幅データが記憶され、操作部１１から増・減指示信号を受け取ると、増・減指示信号に応じて一律の調整幅を持った誤差調整信号に変換し、ゴースト補正部１４２の感度劣化演算部１０６の出力側に接続される調整演算部１１１にて、感度劣化演算部１０６の出力である感度劣化Ｙｔに誤差調整信号を乗算し、補正誤差をリセットした感度劣化Ｙｔｒを得る機能を有する。

次に、以上のようなＸ線診断装置の作用について説明する。
先ず、ユーザが操作部１１から例えばＸ線管１の管電圧，管電流、Ｘ線絞り等の撮影Ｘ線条件と、被写体１中の検査部位（拡大率を含む）等の撮影幾何条件及び回転速度、撮影枚数、データ収集レートその他の条件等のデータを撮影制御部１３に入力すると、これら条件データを適宜なメモリ（図示せず）に保存する。同じく操作部１１から感度劣化の補正誤差をリセットする調整幅データを誤差調整部１４３に設定する。なお、調整幅データは、検査開始前および検査中のいつでもユーザの指示により変更することが可能である。

なお、調整幅データとしては、予め増減させる幅，例えば通常のＸ線量の照射を前提として±１％を設定するが、例えば入射するＸ線量を考慮し、±０．５％，±１．０％，±１．５％の何れか１種類または予め全種類を設定してもよい。複数種類の調整幅データを設定した場合、ユーザはアーチファクトの現れ方に応じ、操作部１１から種類指定とともに増・減指示信号を入力する
撮影制御部１３は、上記条件のもとにＸ線管２ａ及びＸ線絞り２ｂを制御し、また、Ｘ線検出部４に対して収集レートを設定する。

しかる後、天板３上に被写体１が所望の姿勢を維持するように設定した後、ユーザによる操作部１１からの開始指示を入力する。撮影制御部１３は、設定条件に従ってＸ線管２ａからＸ線を照射し、予め定める撮影シーケンスプログラムに従って撮影制御を実施する。

このとき、Ｘ線フラットパネル検出器４ａは、２次元のマトリクス構成に配列された各画素のＸ線検出素子により、被写体１の検査部位を透過してくるＸ線量に応じた電荷量を生成する。このとき、アレイ部を構成する半導体スイッチにより、各Ｘ線検出素子を選択し、収集レート毎に電荷を収集し、アンプ（図示せず）及びＡＤ変換部１４１を介して各画素の輝度を表すデジタル値，つまりデジタル画素値に変換され、ゴースト補正部１４２に送られる。

ゴースト補正部１４２は、検出器４ａから収集された各画素の画素値を取り込み画素値データメモリ１４５に格納する一方、感度劣化算出部１０２が前述した式（４）に基づいて感度劣化Ｙｔを順次計算し、この感度劣化から得られる補正係数を用いて対応する各画素値に乗算し、初期感度に基づくＸ線量となるような画素値に変換し、画像処理制御部１４４に送出していく。

画像処理制御部１４４では、変換された画素値データを表示部１２ａの表示画面に合うように画像メモリ１４６を格納した後、表示部１２ａに表示する。

ここで、ユーザは、表示部１２ａに表示された画像を観察しながら、既存の特定形状（幾何学的な形状）のアーチファクトが現れているか判断する。通常、過去にＸ線を入射し、前回と今回のＸ線入射が時間的に接近している場合，例えば図５に示すように同一被写体１の検査部位を広・狭的な視野サイズＡ，Ｂで検査した場合、補正誤差の回復遅れから視野サイズＢに応じた検出領域Ｂ´の境界Ａ´Ｂ´で補正誤差に伴うアーチファクトを観測することができる。

そこで、ユーザは、アーチファクトと判別したとき、操作部１１から↑・↓マーク付き専用キー１１ａまたはポインティング・デバイスであるジョイステック１１ｂ若しくはそれに類する操作キーを用いて、任意の時間ｔでの感度劣化Ｙｔを一律に増減させるための指示信号を誤差調整部１４３に入力する。

誤差調整部１４３は、増・減指示信号を受け取ると、増・減指示信号に応じて一律の調整幅を持った誤差調整信号，例えば＋１．０％または−１．０％の信号に変換し、調整演算部１１１に入力する。ここで、調整演算部１１１は、感度劣化演算部１０６の出力である感度劣化Ｙｔに誤差調整信号を乗算し、補正誤差をリセットした感度劣化Ｙｔｒを取り出し、補正係数演算部１０７に送り、補正係数を求める。

その結果、感度劣化Ｙｔに増となる誤差調整信号、例えば＋１．０％を乗算した感度劣化Ｙｔｒに基づき、補正係数が大きくなり、例えば図３に示す時間ｔ１で生じる点線で示す誤差ΔＹｎが除去され、誤差のない実線の感度に限りなく近づく。

なお、複数種類の調整幅が設定されている場合、画像に現れるアーチファクトの程度に応じて、調整幅の種類を指定の後に増・減の指示信号を入力し、アーチファクトの現れない画像，つまり劣化補正による誤差の伴わない画像となるように調整する。

従って、以上のような実施の形態によれば、被写体１の検査部位にＸ線を入射した場合、その多くは視野サイズに応じて検出領域の境界部分のみにアーチファクトが現れることが多い。このとき、問題となるのは、個々の画素値の誤差よりも均一化された境界内・外の平均的な誤差の比であり、Ｘ線平面パネル検出器４ａの検出領域の画素内の画素値に均一な割合で感度劣化に関する調整幅で調整すれば、十分な効果を期待できる。

何となれば、検出領域Ｂ´の画素値「０」に±１．０％の調整信号を与えても、もとの画素値である「０」と等しくなり、また検出領域Ａ´内の画素値に±１．０％を与えた場合でもほとんど影響を受けないのに対し、境界部分Ａ´Ｂ´の画素値に対してはアーチファクトを消去する大きな影響を有する。

また、この実施の形態では、補正係数でなく、推定した感度劣化を調整するようにしたので、その後の感度劣化の推定にも調整結果を反映させることができる。

従って、ユーザは、補正誤差が増大したことを認識した際、わざわざ患者を退避させることなく、比較的被爆の少ない透過画像を観察しながら、簡単、かつ、迅速に補正誤差を調整することが可能となり、ユーザに良好な診断画像を提供できる。

（実施の形態２）
図６は本発明に係るＸ線診断装置の実施の形態２を説明する誤差調整手段の構成図である。なお、Ｘ線診断装置全体の構成は、図１と同様であるので、図１の説明に譲る。
本実施の形態は、視野サイズごとに感度劣化の補正誤差を調整する機構を設けた構成であってもよい。

実施の形態１では、例えば２種類の視野サイズの例について、Ｘ線検出部４から収集される画素値の感度劣化の補正誤差に対し、一律の調整幅の増・減調整信号をゴースト補正部１４２に与えたが、例えば３種類以上の視野サイズＡ，Ｂ，Ｃ（図示せず。以下、同じ）に設定してＸ線を入射した場合、例えば視野サイズＡ，Ｂに対応する検出器４ａの検出領域Ａ´，Ｂ´の境界と、視野サイズＢ，Ｃに対応する検出器４ａの検出領域Ｂ´，Ｃ´の境界では、アーチファクトの現れ方の程度が異なるので、一律の調整幅で補正誤差を図４の実線に近づけることが難しい。

そこで、本実施の形態では、図６に示すように、操作部１１としては、表示部１２ａの画像観察中に所定の幾何学的な形状をなすアーチファクトと判別したとき、各視野サイズＡ，Ｂ，Ｃに対応する検出器４ａの検出領域Ａ´、Ｂ´，Ｃ´毎に↑・↓マーク付き専用キー１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ、あるいは視野サイズを指定しつつポインティング・デバイスであるジョイステック１１ｂもしくはそれに類する操作キーを用いて、検出面内の感度劣化を増減する指示信号を入力する。

一方、ゴースト補正部１４２は、図４とほぼ同様の構成であるが、感度劣化演算部１０３と補正係数演算部１０７との間に、各検出領域Ａ´、Ｂ´，Ｃ´の数に応じた数の調整演算部１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃを並列的に接続し、かつ、各調整演算部１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃの入出力ラインにスイッチ１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃが設けられている。そして、例えば視野サイズＡが決定された際に例えば撮影制御部１３または専用キー１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃから増減の指示信号が入力された際に例えば誤差調整部１４３から決定された視野サイズＡに対応するスイッチ１１２ａのみをオンさせる構成である。

このような構成であれば、視野サイズＡの場合にはゴースト補正部１４２の感度劣化演算部１０３に調整演算部１１１ａだけが接続され、視野サイズＡに対応する検出領域Ａ´のもとに検出された各画素の画素値の表示画像を観察しながら、専用キー１１Ａから増減指示信号を誤差調整部１４３に入力する。

誤差調整部１４３は、予め視野サイズごとに少なくとも１種類以上の調整幅データが設定され、専用キー１１Ａから増減指示信号を受け取ると、複数種類の調整幅データが設定されている場合にはユーザの指示のもとに最適とする１つの調整幅の調整信号を選択し、調整演算部１１１ａに入力する。この調整演算部１１１ａは、任意の時間ｔにおいて得られる感度劣化Ｙｔに対し、所定の調整幅の調整信号を乗算し、調整された感度劣化Ｙｔを補正係数演算部１０７に送出する。

従って、以上のような実施の形態によれば、視野サイズごとに調整機構を設けることにより、各検出領域で検出される各画素値の感度劣化を一律の調整幅を有する調整信号では十分な調整が難しいが、本実施の形態では、複数の境界が存在する場合でも、個別に各検出領域の画素値に生じる感度劣化補正の誤差を調整信号でリセットし出力するので、精度の高い劣化誤差の調整を実施することが可能となる。

その結果、実施の形態１に較べて、各検出領域で検出された各画像ごとに確実にアーチファクトの無い良好な診断画像をユーザに提供できる。

（実施の形態３）
図７は本発明に係るＸ線診断装置の実施の形態３を説明する誤差調整部の構成図である。なお、Ｘ線診断装置全体の構成は、図１と同様であるので、図１の説明に譲る。
この実施の形態は、複数の視野サイズＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは図示せず。以下，同じ）設定に基づき、検出器４ａの検出領域Ａ´，Ｂ´，Ｃ´，Ｄ´（図８参照）によって検出した画素値の感度劣化補正の誤差を自動的に調整する誤差調整部１４３を設けた構成である。

一般に、被写体１の検査部位に関する画像を観察する場合、複数の視野サイズに変更しつつ被写体１の検査部位の画像を表示部１２ａに表示するが、各画像の多くに生じるアーチファクトは視野サイズＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに応じた検出領域Ａ´，Ｂ´，Ｃ´，Ｄ´の境界部分（Ａ´，Ｂ´）、（Ｂ´，Ｃ´）、（Ｃ´，Ｄ´）に存在する。これらの視野サイズは、各Ｘ線診断装置ごとに決定されている場合がほとんどであるので、アーチファクトの出現する場所も予め分っている。

そこで、誤差調整部１４３は、視野サイズに応じた検出領域の境界部分を常に監視し、累積した補正誤差を自動的に検出し、各境界部分に累積される補正誤差の変化の傾向に基づいて補正誤差を増・減する調整信号を取り出し、ゴースト補正部１４２から出力される画素値の補正誤差をリセットする。

通常，表示部１２ａに表示される画像は、生体情報を反映した輝度分布を有していることから、単純に検出領域の境界部分の画素値の変化をそのまま補正誤差として扱えないが、生体情報は境界付近で急激に変化することが少ないこと、境界内の誤差は前述したようにほぼ均一に近い変化傾向を示すことから、誤差情報として取り出すことが可能である。

誤差調整部１４３は、具体的には、境界プロファイル抽出部２１ＡＢ，２１ＢＣ，２１ＣＤと、平均化・異常値除去部２２と、トレンド補正部２３と、調整係数出力部２４ＡＢ，２４ＢＣ，２４ＣＤと、誤差調整演算部２５で構成される。

境界プロファイル抽出部２１ＡＢ，２１ＢＣ，２１ＣＤは、ゴースト補正部１４２でゴースト補正された各検出領域の画素値からＡ´Ｂ´境界部分，Ｂ´Ｃ´境界部分、Ｃ´Ｄ´境界部分の画素値（境界プロファイル）を抽出する。平均化・異常値除去部２２は、抽出された各境界部分の複数の画素値を平均化するが、複数の画素値の中に異常プロファイルが有ればそれを除去し、平均化する。

トレンド補正部２３は、平均化された各境界部分Ａ´Ｂ´の画素値における感度劣化の差信号を取り出す。調整係数出力部２４ＡＢ，２４ＢＣ，２４ＣＤは、各境界部分Ａ´Ｂ´、Ｂ´Ｃ´、Ｃ´Ｄ´の画素値の感度劣化の差信号を調整係数（誤差量）として見なして出力し、誤差調整演算部２５に送出する。

誤差調整演算部２５は、ある検出領域例えばＢ´におけるゴースト補正部１４２の出力に各境界部分Ａ´Ｂ´の画素値の感度劣化差の調整係数を乗算し、補正誤差をリセットする。なお、調整係数出力部２４ＡＢは、各境界部分Ａ´Ｂ´の画素値の感度劣化の差信号を検出領域Ｂ´の調整係数としたが、その理由は検出領域Ｂ´には既に検出領域Ａ´で検出した画素値の感度劣化の補正誤差が含んでいる為である。

次に、誤差調整部１４３の作用について、図９に示す具体例を用いて説明する。
例えば、視野サイズＡ，Ｂを設定し、図９に示す視野サイズＡ，Ｂを設定した場合における検出器４ａの検出領域Ａ´、Ｂ´内の画素値を例に上げて説明する。

検出領域Ａ´内で検出された画像には既にＸ線入射による検出領域Ｂ´内の画像値の感度劣化補正による誤差が含まれているものとする。

そこで、誤差調整部１４３の境界プロファイル抽出部２１ＡＢは、予め検出領域Ａ´、Ｂ´の境界Ａ´Ｂ´が分っているので、図９（ａ）に示す斜線で示す境界Ａ´Ｂ´の中心ラインから前後数十画素のプロファイル（画素値）を抽出する。この数十画素内では生体画像の変化が少ないとし、プロファイル内の平均値で割ることにより、相対感度を表す境界Ａ´Ｂ´を得、平均化・異常値除去部２２に送出する。

この平均化・異常値除去部２２は、検出領域Ａ´、Ｂ´内毎の感度劣化は均一であると仮定し、全てのプロファイルに対し、検出領域Ａ´と検出領域Ｂ´について境界方向の画素位置ごとに平均化処理を実施し、画素値に含むノイズを除去する。例えば図９（ｂ）に示すように境界方向の画素位置ごとに複数走査ラインの画素値を取り込み、検出領域Ａ´と検出領域Ｂ´ごとに図１０に示すように平均化処理を行ってノイズを除去した平均値を求める。この際、異常な変化をもったプロファイルを平均処理から除外する。

引き続き、トレンド補正部２３は、検出領域Ａ´及び検出領域Ｂ´の平均値の中から境界中心の前後数画素の画素値の感度劣化の差（図１１に示す誤差量Ｅ）を取り出し、変化の傾向を表すトレンド補正信号として調整係数出力部２４ＡＢに送出する。なお、変化の傾向を表すトレンド補正信号は例えば線形近似などの手法を用いてもよい。

ここで、調整係数出力部２４ＡＢは、変化の傾向を表すトレンド補正信号を検出領域Ｂ´の調整係数（誤差量Ｅ）と見做し、誤差調整演算部２５に送る。なお、変化の傾向を表すトレンド信号を検出領域Ｂ´の調整係数と見なしたのは、検出領域Ｂ´のみが視野サイズＡ，ＢのもとにＸ線入射を受けて感度劣化を起しているためである。

誤差調整演算部２５は、検出領域Ｂ´の調整係数（誤差量Ｅ）を受け取ると、ゴースト補正部１４２で得られる検出領域Ｂ´内の全補正画素値に調整係数を乗算し、調整された画素値を画像処理制御部１４４を介して表示部１２ａに表示する。

以上のような実施の形態によれば、複数の視野サイズの設定のもとに各検出領域で検出される画素値に関し、隣接する２つの検出領域の境界画素値の平均値から量検出領域の感度劣化の差となる調整係数（誤差量）を取り出し、両検出領域のうち、Ｘ線入射の少ない大きい検出領域に対してＸ線入射の比較的多い検出領域の画素値を前記調整係数（誤差量）で調整するので、ユーザが手動で誤差調整を行う手間をかけることなく、良好な診断画像を見ながら本来の検査や手術に集中することができる。

（その他の実施の形態）
実施の形態３は隣接する２つの検出領域の境界画素値から求めた調整係数を用いて、ゴースト補正部１４２で得られるＸ線入射の比較的多い検出領域の画素値を調整するようにしたが、この調整係数（誤差量Ｅ）を用いて、感度劣化にも反映させる構成であってもよい。

図１２は調整係数（誤差量Ｅ）を感度劣化に反映させる構成を示す図である。先ず、ゴースト補正部１４２に感度劣化保持テーブル１１３を用意し、図２の感度劣化演算部１０６にて、検出領域Ｂ´，Ｃ´，Ｄ´で検出された画素値の感度劣化Ｙｔｂ，Ｙｔｃ，Ｙｔｄを求めると、感度劣化保持テーブル１０９に保存する。

一方、図１２に示す誤差調整部１４３においては、隣接する２つの検出領域の境界画素値から求めた調整係数（誤差量Ｅ）を求めるが、このとき、誤差調整演算部２５にて誤差量Ｅに基づいて１／Ｅの演算を行い、感度劣化保持テーブル１１３の当する検出領域の感度劣化Ｙｔｂに乗算して感度劣化誤差調整量Ｙｔｂ´を求めた後、感度劣化保持テーブル１１３の感度劣化Ｙｔｂを感度劣化誤差調整量Ｙｔｂ´に置き換えることにより、以後、図２に示す加算演算部１１０における前回感度劣化Ｙｎ＝Ｙｔｂを生かし、感度劣化Ｙｎ−１に反映させるものである。

これにより、誤差調整部１４３で得られた誤差量Ｅを、ゴースト補正部１４２の時間ｔでの感度劣化Ｙｔについて、検出領域Ｂ´内の全画素値にＹｔに一律に１／Ｅ倍することになり、以後の感度劣化補正に自動的に反映させることができる。

その他、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。

本発明に係るＸ線診断装置の一実施の形態を示す構成図。 従来のゴースト補正部のブロック構成図。 従来のゴースト補正部による感度劣化補正によって生じる誤差の蓄積を説明する図。 本発明に係るＸ線診断装置の一実施の形態の要部となる誤差調整部を含む誤差調整手段を説明する構成図。 Ｘ線絞りによる視野サイズと各市やサイズに対応する検出器の検出領域及び量検出領域の境界を説明する図。 本発明に係るＸ線診断装置の他の実施の形態の要部となる誤差調整部を含む誤差調整手段を説明する構成図。 本発明に係るＸ線診断装置のさらに他の実施の形態の要部となる誤差調整部のブロック構成図。

本発明に係るＸ線診断装置の一実施の形態を示す構成図。
複数の視野サイズを設定した際の検出器の各検出領域を示す図。 ２つの検出領域の境界部分及び境界部分の画素値の変化を説明する図。 図９（ｂ）に示す複数走査ラインの境界部分の画素値を各領域に分けて平均化し、変化の傾向を表すトレンド補正信号を取得するための説明図。 ２つの検出領域の画素値から求められる誤差（調整係数）を説明する図。 調整係数（誤差量Ｅ）をゴースト補正部の感度劣化に反映させるための構成図

符号の説明

１…被写体、２…Ｘ線発生部。２ａ…Ｘ線管、２ｂ…Ｘ線絞り、４…Ｘ線検出部、４ａ…Ｘ線平面パネル検出器、７…画像診断処理本体部、１１…操作部、１２ａ，…，１２ｎ…表示部、１３…撮影制御部、１４…画像処理部、２１ＡＢ，２１ＢＣ，２１ＣＤ…境界プロファイル抽出部、２２…平均化・異常値除去部、２３…トレンド補正部、２４ＡＢ，２４ＢＣ，２４ＣＤ…調整係数出力部、２５…誤差調整演算部、１１１，１１１ａ、１１１ｂ，１１１ｃ…調整演算部、１４１…ＡＤ変換部、１４２…ゴースト補正部、１４３…誤差調整部、１４４…画像処理制御部、Ａ，Ｂ…視野サイズ、Ａ´，Ｂ´，Ｃ´，Ｄ´…検出領域。

Claims (3)

1. 所定の視野サイズのもとに照射されるＸ線を受けて被写体から透過してくる透過Ｘ線量を検出し、前記視野サイズに応じた検出領域の各画素の画素値を取り出すＸ線検出手段と、このＸ線検出手段で取り出した各画素の画素値から前記透過Ｘ線量の入射による前記Ｘ線検出手段の感度劣化値を算出し、この算出された感度劣化値から求められる補正係数を用いて、前記各画素の画素値を補正するゴースト補正手段とを設け、この補正された画素値に基づいて前記被写体の画像を表示するＸ線診断装置において、
   表示された被写体の画像の中にアーチファクトと認識できる誤差を含んだ画像が存在する場合、操作手段から入力される増・減指示信号に基づき、所定の調整幅に変換した調整信号を出力し、前記ゴースト補正手段で算出される前記検出領域の画素値の感度劣化値を前記検出領域内の各画素値に関して同一の調整率でもって調整する誤差調整手段を備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
2. 複数の視野サイズのもとに照射されるＸ線を受けて被写体から透過してくる透過Ｘ線量を検出し、各視野サイズに応じた検出領域の各画素の画素値を取り出すＸ線検出手段と、このＸ線検出手段で取り出した各検出領域の各画素の画素値から前記透過Ｘ線量の入射による前記Ｘ線検出手段の感度劣化値を算出し、この算出された感度劣化値から求められる補正係数を用いて、前記各検出領域の各画素の画素値を補正するゴースト補正手段とを設け、この補正された各検出領域の画素値に基づいて前記被写体の画像を表示するＸ線診断装置において、
   前記視野サイズに応じて幾何学的な形状をなして現れるアーチファクトを含む画像が存在する場合、操作手段から前記検出領域ごとに入力される増・減指示信号に基づき、所望とする調整幅に変換した調整信号を出力し、前記ゴースト補正手段で算出される該当検出領域における各画素の画素値の感度劣化値を調整する誤差調整手段を備えたことを特徴とするＸ線診断装置。
3. 複数の視野サイズのもとに照射されるＸ線を受けて被写体から透過してくる透過Ｘ線量を検出し、各視野サイズに応じた検出領域の各画素の画素値を取り出すＸ線検出手段と、このＸ線検出手段で取り出した各検出領域の各画素の画素値から前記透過Ｘ線量の入射による前記Ｘ線検出手段の感度劣化値を算出し、この算出された感度劣化値から求められる補正係数を用いて、前記各検出領域の各画素の画素値を補正するゴースト補正手段とを設け、この補正された各検出領域の画素値に基づいて前記被写体の画像を表示するＸ線診断装置において、
   前記ゴースト補正手段の出力側に設けられ、当該ゴースト補正手段による補正誤差をリセットする誤差調整部を設け、
   この誤差調整部は、前記複数の視野サイズにそれぞれ対応する複数の検出領域の各画素のデジタル画素値から、前記複数の検出領域のうち大きさが近い２つの検出領域どうしの境界部分における各画素のデジタル画素値を抽出する複数の境界プロファイル抽出手段と、各境界プロファイル抽出手段で抽出された境界部分の各画素位置のデジタル画素値ごとに平均化してノイズを除去する平均化手段と、ノイズを除去した両検出領域の境界部分の各画素位置に対する画素値の変化から変化傾向を表す調整係数を取得する手段と、両検出領域の境界部分に関する調整係数を用いて、前記ゴースト補正手段で算出される所定の検出領域の画素値に含む誤差分をリセットする手段とを備えたことを特徴とするＸ線診断装置。

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