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WO2003057039A1 - X-ray diagnosis apparatus - Google Patents

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WO2003057039A1
WO2003057039A1 PCT/JP2003/000007 JP0300007W WO03057039A1 WO 2003057039 A1 WO2003057039 A1 WO 2003057039A1 JP 0300007 W JP0300007 W JP 0300007W WO 03057039 A1 WO03057039 A1 WO 03057039A1
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mode
offset data
ray
offset
image
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Application number
PCT/JP2003/000007
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French (fr)
Inventor
Shigeyuki Ikeda
Original Assignee
Hitachi Medical Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Hitachi Medical Corporation filed Critical Hitachi Medical Corporation
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
    • A61B6/582—Calibration
    • A61B6/583—Calibration using calibration phantoms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
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    • A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
    • A61B6/582—Calibration
    • A61B6/585—Calibration of detector units
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/30—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from X-rays

Definitions

  • the present invention relates to an X-ray diagnostic apparatus, and more particularly to a method for acquiring offset data for offset correction of X-ray image data output from an X-ray flat panel detector.
  • an X-ray diagnostic apparatus irradiates an object with X-rays, and transmits X-ray image data output from the X-ray detector in response to X-rays transmitted through the object and incident on the X-ray detector. Based on this, the X-ray image of the subject is displayed on a monitor or the like.
  • X-ray detectors have evolved into image intensifiers and X-ray flat panel detectors. In X-ray flat panel detectors, it is important to remove the time-varying offset component of the detector channel.
  • an indirect X-ray flat panel detector disclosed in US Pat. No. 4,689,487 uses a scintillator (for example, using cesium iodide (Csl)) that converts incident X-rays into light, It consists of an element that converts the output light into electric charges (for example, a photodiode using amorphous silicon (a-Si)).
  • a scintillator for example, using cesium iodide (Csl)
  • Csl cesium iodide
  • a-Si amorphous silicon
  • a direct X-ray flat panel detector disclosed in US Pat. No. 5,319,206 uses a substance (for example, selenium (Se), lead iodide (Pbl), etc.) that directly converts incident X-rays into electric charges. It is composed of a conversion element.
  • the electric charge output from the conversion element constituting each pixel is read as an image signal via a switching element such as a thin film transistor (TFT). Since there is one conversion element per pixel in the X-ray flat panel detector, if the X-ray flat panel detector has 100,000 rows, X 100,000 columns of pixels, 100,000 conversions It is necessary to read an image signal from the element to obtain image data. Therefore, in order to speed up the acquisition of image data, the pixels are divided into multiple pixel groups, and each pixel group Corresponding read channels are provided, read operations are performed in parallel, and image data is output from each read channel.
  • TFT thin film transistor
  • the X-ray diagnostic apparatus includes an imaging mode for individually reading out image signals from all the conversion elements of the X-ray flat panel detector to obtain a high-resolution (high-pixel-number) imaging image. It has a fluoroscopy mode to obtain low-resolution (small number of pixels) fluoroscopic images at an image rate of images / second. In this fluoroscopic mode, the X-ray dose is kept low because the subject is continuously irradiated with X-rays.
  • the conversion elements are divided into groups (for example, , One group is composed of 2 ⁇ 2 elements), and the image signals are read out by summing the charges obtained from the conversion elements for each group.
  • the offset data is prepared for each of the photographing mode and the fluoroscopic mode, and the offset data used for offset correction is switched according to the mode. Also, since the offset data varies depending on the temperature characteristics of the readout circuit, it needs to be updated periodically.
  • the incident dose is large in the imaging mode, the effect on the image due to the fluctuation of the offset is smaller than that in the fluoroscopy mode, but if the offset data cannot be obtained for a long time, the image will have artifacts. May occur.
  • the mode of obtaining a fluoroscopic image using the pixels in the shooting mode while maintaining the resolution without adding pixels in a limited field of view (partial area fluoroscopic mode) is used, the fluctuation of the offset may be reduced. This may greatly affect image quality.
  • offset data may be collected for each pixel in addition to being collected for each readout channel of the X-ray flat panel detector. In this case, it takes time to collect offset data. However, since the number of pixels in the captured image is large, there is a problem that it takes more time to collect the offset data than in the fluoroscopic mode.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to obtain an offset data of another mode from offset data acquired in any one of a plurality of modes.
  • An object of the present invention is to provide an X-ray diagnostic apparatus capable of performing accurate and accurate offset correction equivalent to obtaining the latest offset data. Disclosure of the invention
  • the present invention provides an X-ray generator that generates X-rays according to an X-ray generation condition of an image acquisition mode selected from a plurality of image acquisition modes, and an X-ray generator generated from the X-ray generator.
  • An X-ray detector that outputs image data of the acquired image acquisition mode, Storage means for storing the offset data of the plurality of image acquisition modes, respectively, wherein when the first mode of the plurality of image acquisition modes is selected, the X-rays are incident on the X-ray detector.
  • a first mode new offset data is calculated based on the offset image data output from the X-ray detector and the first mode offset data stored in the storage means in a state where the offset image data has not been output.
  • a mode offset data calculating unit and a second mode based on the offset offset of the second mode and the new offset offset of the first mode among the plurality of image acquisition modes stored in the storage unit.
  • a second mode offset data calculating means for calculating new offset data of the X-ray detector, wherein the X-ray is incident on the X-ray detector when the second mode is selected.
  • Image calculation means for calculating an X-ray image in a second mode from the image data output from the X-ray detector and the new offset data in a second mode, and display means for displaying the X-ray image;
  • the present invention relates to an X-ray diagnostic apparatus having:
  • the offset data stored in the storage unit is obtained in advance in the state where the X-ray is not incident on the X-ray detector.
  • the second mode offset data calculating means is configured to convert the offset data of the second mode stored in the storage means into at least one of an update amount and an update rate of the new offset data in the first mode.
  • the new offset data of the second mode is calculated by performing conversion based on
  • the first mode offset data calculation means calculates an arithmetic average of the plurality of offset image data of the first mode for each pixel of the offset image data or reading of the X-ray detector. For each channel, calculate the offset data in the first mode by taking
  • the X-ray detector is an X-ray flat panel detector.
  • an offset data storage unit is provided based on the calculated offset data.
  • the offset data of other modes stored in the memory can be updated. For example, using the offset data obtained in the fluoroscopy mode, a variation in the offset data in the imaging mode is calculated and the offset data in the imaging mode is updated. Alternatively, using the offset data obtained in the imaging mode, a variation of the offset data in the fluoroscopic mode is calculated to update the offset data in the fluoroscopic mode. Alternatively, the above-described offset data is updated between the whole area perspective mode in which pixels are added and the partial area perspective mode in which pixels are not added.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of an X-ray diagnostic apparatus according to the present invention
  • Figure 2 is a diagram used to explain the pixels in the shooting mode and the pixels in the full area fluoroscopy mode
  • FIG. 3 is a diagram showing a state in which a perspective image with a small number of pixels is obtained by adding pixels in the full area perspective mode;
  • Fig. 4 is a diagram showing how a perspective image with a small number of pixels is obtained by reducing the field size in the partial area perspective mode
  • FIG. 5 is a diagram used to explain a method of calculating the offset data in the whole-area fluoroscopy mode and the imaging mode from the offset data obtained in the partial-area fluoroscopy mode.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the X-ray diagnostic apparatus according to the present invention. Shown in Figure 1 As described above, the X-ray diagnostic apparatus according to the present invention mainly includes an X-ray source 3 that is controlled by an X-ray generator 1 to irradiate a subject 2 with X-rays, and is arranged to face the X-ray source 3.
  • an X-ray source 3 that is controlled by an X-ray generator 1 to irradiate a subject 2 with X-rays, and is arranged to face the X-ray source 3.
  • An X-ray flat panel detector 4 that outputs X-ray image data according to the X-rays transmitted through the subject 2 and the X-ray image data output from the X-ray flat panel detector 4 as digital data Image storage means 5 for storing, and offset correction means for applying offset correction to the X-ray image data stored in the image storage means 5 and storing the X-ray image data after the offset correction in the image storage means 5 again 6, offset data storage means 7 for storing offset data for performing offset correction of X-ray image data by the offset correction means 6, and X stored in the image storage means 5.
  • offset data acquisition control means 10 for controlling the acquisition of the offset data in accordance with the operator's command from the console 9, and X-rays from the X-ray source 3 according to instructions from the offset data acquisition control means 10.
  • the X-ray generator 1 is controlled so as not to irradiate the X-ray image data from the X-ray flat panel detector 4 is controlled by the X-ray control means 11 and the offset data acquisition control means 10. From the read control means 12 and the X-ray image data read by the read control means 12, the offset data of each read channel of the X-ray flat panel detector 4 is calculated, and the offset data is stored. And means 13 for calculating the offset data to be stored in the means 7.
  • the offset correction means 6 reduces the effect of the offset by subtracting the offset data stored in the offset data storage means 7 from the input image data in advance.
  • the offset data stored in the offset data storage means 7 is obtained by reading out a plurality of image data when no X-ray is irradiated and performing arithmetic averaging processing or the like in the offset data calculation means 13 to reduce noise. Obtained as offset data with reduced effects.
  • the offset data is offset data for each read channel of the X-ray flat panel detector 4 or offset data for each pixel read from the X-ray flat panel detector 4, and hereinafter, offset data for each pixel.
  • the case of “getting and updating” will be described.
  • To update the offset data first, input an update instruction for the offset data at the switch or the like on the console 9 to lock the X-ray irradiation from the X-ray generator 1 and lock it.
  • the X-ray plane detector 4 is set so that X-rays do not enter.
  • a command for obtaining offset image data for updating the offset data is output from the offset data obtaining control means 10 to the read control means 12 and the offset data updating data is output to the image storage means 5.
  • the offset data calculating means 13 fetches offset image data for a plurality of images via the image storage means 5 and arithmetically averages these offset image data for each pixel, thereby obtaining the offset data. Is calculated.
  • the offset data calculated in this way is stored in the offset data storage means 7.
  • the offset data storage means 7 stores offset data for each of a plurality of modes.
  • the offset correction means 6 performs offset correction by selecting the corresponding offset data from the plurality of modes of the offset data stored in the offset data storage means 5 according to the mode.
  • the offset may fluctuate due to a rise in the temperature of the X-ray flat panel detector 4 or the like. Therefore, the above processing needs to be periodically repeated for all modes.
  • the X-ray flat panel detector 4 often has a plurality of modes according to the purpose of imaging.For example, high-resolution imaging is performed by reading out charges from all the conversion elements of the X-ray flat panel detector 4 individually. There are a shooting mode for obtaining an image and an all-area fluoroscopy mode for obtaining a low-resolution fluoroscopic image at an image rate of 30 images / second.
  • FIG. 2 shows four pixels 14A, 14B, 14C, and 14D in the imaging mode, and one pixel 15E in the fluoroscopic (low-dose) mode.
  • One pixel 15 E in the full area fluoroscopic mode is composed of four pixels 14 A, 14 B, 14 C, and 14 D in the imaging mode (that is, four elements (2 ⁇ 2) of the X-ray flat panel detector 4). ). Therefore, the four pixels 14A, 14B, 14C, and 14D are added and When one pixel 15E is calculated in the image, the sensitivity is four times higher than when no addition is performed, and a fluoroscopic image with a high SN ratio can be created from an image with a small incident dose.
  • the offset data for each pixel of the pixels 14A, 14B, 14C, and 14D in the shooting mode is a, b, c, and d
  • the offset data e of the pixel 15E is It can be approximated by adding the offset data a to d as in the following equation (1).
  • the offset data of the photographing mode (mode without addition)
  • the offset data of the whole area fluoroscopic mode (addition mode) can be calculated.
  • the offset image data when using 128 images as the offset image data, it is possible to acquire all images in about 4 seconds at an image rate of 30 images / second. Data can be acquired within a period during which no X-rays are irradiated.
  • the number of pixels is usually four times that of the whole-area fluoroscopy mode, and the image rate is reduced to 1 Z4 in the whole-area fluoroscopy mode, which is 7.5 images Z seconds. It takes about 16 seconds to acquire 128 images with this image rate. It may not be possible to acquire the offset image data for updating the offset data in the shooting mode during the period during which the irradiation is not performed.
  • the partial area fluoroscopy is realized without reducing the resolution by reducing the field of view without adding pixels. Mode is also used.
  • FIG. 3 shows an example of an all-area fluoroscopic mode in which four pixels are added.
  • An output image 17 is obtained by adding four pixels to the pixel 16 indicating the effective field of view of the X-ray flat panel detector 4. In this case, it is possible to image the entire field of view, but the resolution is degraded.
  • Figure 4 shows a partial area fluoroscopy mode in which pixels are read out at high speed without adding pixels. Get image 17 The area other than 1/4 area 1 9 of the pixel 18 showing the effective visual field is designed so that the subject 2 is not irradiated with X-rays, usually by collimation, etc. In such a case, secure the required brightness by increasing the gain of the read amplifier by four times. In this case, the configuration for calculating the output pixel is different even when changing between the perspective modes. When switching, if the offset data is not updated, artifacts may occur.
  • the offset data of another mode is updated based on the newly calculated offset data in any one of the photographing mode, the whole area fluoroscopic mode, and the partial area fluoroscopic mode.
  • the offset data in the whole area fluoroscopy mode is approximately obtained by adding 2 ⁇ 2 offset data as shown in Expression (1). be able to.
  • the offset data in the partial area fluoroscopy mode the offset data corresponding to the corresponding area among the offset data newly calculated in the imaging mode can be directly used.
  • the offset time in the photographing mode can be calculated as follows.
  • a 2 a J + ⁇ (e 2-e i) / 4 ⁇
  • c 2 cl + ⁇ (e 2 -ej) / 4 ⁇
  • the offset data of the imaging mode stored in the offset data storage means 7 is converted based on the update rate of the new offset data of the whole-area fluoroscopic mode, thereby obtaining the imaging mode.
  • New offset data can be calculated.
  • the offset data of the shooting mode stored in the offset data storage means 7 is converted based on the update amount of the new offset data of the whole area perspective mode.
  • new offset data for the shooting mode can be calculated. Furthermore, for example, by weighting and adding the results calculated from both Equation (2) and Equation (3), taking into account both the update amount and the update rate of the new offset data in the whole area perspective mode, It is also possible to calculate the new offset of the night.
  • Offset obtained by adding 4 pixels in all-area fluoroscopy mode by the above method Since the offset data of the shooting mode can be obtained approximately from the data, it is possible to update the offset data of the shooting mode with the approximate data before updating the offset data of the shooting mode in the inspection in the usual way. Become. This makes it possible to remove or significantly reduce artifacts in the captured image.
  • the offset data in the partial area perspective mode having a small field size can be updated in the same manner as described above. “When offset offset is newly calculated in partial area fluoroscopy mode”
  • Figure 5 shows the effective area and pixel size of the X-ray flat panel detector in each of the full area fluoroscopy mode, partial area fluoroscopy mode, and imaging mode And so on.
  • reference numeral 20 denotes an effective area in the partial fluoroscopic mode of the whole area 21 of the X-ray flat panel detector, and one element (1 X) of the X-ray flat panel detector in this area 20 is shown. 1) corresponds to one pixel of the partial area perspective image.
  • Reference numeral 22 denotes an effective area in the whole-area fluoroscopic mode.
  • Four elements (2 ⁇ 2) of the X-ray flat panel detector in this area 22 correspond to one pixel of the whole-area fluoroscopic image.
  • Reference numeral 23 indicates an area corresponding to the effective area 20 in the partial area perspective mode.
  • Reference numeral 24 indicates an effective area in the imaging mode.
  • One element (1 X 1) of the X-ray flat panel detector in this area 24 corresponds to one pixel of the captured image.
  • Reference numeral 25 indicates an area corresponding to the effective area 20 in the partial area perspective mode.
  • the offset data in the full area fluoroscopy mode and the imaging mode can be calculated as follows.
  • the offset data of area 23 corresponding to area 20 is calculated by equation (1), and the offset data of other areas is calculated.
  • the average fluctuation rate of the offset data in area 20 is used as in (1). And calculate.
  • the method (2) has better accuracy of the offset data in the area 23 than the method (1).
  • the offset data of the area 26 is used as it is, and for the other area 25, the offset data of the area 26 is calculated as shown in (3). It is calculated using the average fluctuation rate of the offset data.
  • the accuracy of the offset data in the area 26 is higher than that in the method (3).
  • the area 26 is often located at the center of the X-ray flat panel detector, and is important This is useful because the part is often depicted.
  • the present invention is not limited to this. It can also be applied when setting and updating offset data for each read channel. Further, the plurality of modes are not limited to those described above.
  • the type of the X-ray flat panel detector may be either a direct type or an indirect type. Industrial applicability
  • the offset data in all modes can be updated by acquiring the offset data once. This makes it possible to perform accurate offset correction equivalent to obtaining the latest offset data in all modes, and to switch from one mode (first mode) to another mode (second mode). As a result, artifacts can be immediately removed from the second mode image to obtain an image optimal for diagnosis.

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Description

明 細 書
X線診断装置 技術分野
本発明は X線診断装置に係り、 特に X線平面検出器から出力される X線画像データ をオフセット補正するためのオフセットデ一夕の取得方法に関する。 背景技術
従来、 X線診断装置は、 被検体に X線を照射して、 被検体を透過して X線検出器に 入射した X線に応じて該 X線検出器から出力される X線画像データに基づいて、 被検 体の X線画像をモニタ等に表示する構成となっている。
X線検出器はイメージインテンシファイア、 X線平面検出器と変遷しているが、 X 線平面検出器では検出素子チャンネルの経時的に変動するオフセット成分を除去する ことが重要な技術である。
例えば米国特許第 4,689,487号が開示する間接型 X線平面検出器は、入射した X線を 光に変換するシンチレ一夕 （例えば、 ヨウ化セシウム （Csl) を用いる） と、 このシン チレ一夕から出力された光を電荷に変換する素子 (例えばアモルファスシリコン （a-Si) を用いたフォトダイオード）とから構成されている。また、例えば米国特許第 5,319,206 号が開示する直接型 X線平面検出器は、 入射した X線を電荷に直接変換する物質 （例 えば、 セレン （Se) 、 ヨウ化鉛（Pbl) 等） を用いた変換素子から構成されている。 何れの型の X線平面検出器においても、 各画素を構成する変換素子から出力された 電荷は、例えば薄膜トランジスタ （TFT) などのスイッチング素子を経由して、画像信 号として読み出される。 X線平面検出器には 1画素あたり 1個の変換素子が存在する ため、 X線平面検出器が 1 0 0 0行 X 1 0 0 0列の画素を有する場合、 1 0 0万個の 変換素子から画像信号を読み出して画像データを取得する必要がある。 そこで、 画像 デ一夕の取得を高速化する為に、 画素を複数の画素群に分割し、 画素群のそれぞれに 対応する読み出しチャンネルを設けて、 並列に読み出し動作を行い、 それぞれの読み 出しチャンネルから画像データを出力している。
前記 X線平面検出器の読み出しチャンネル毎のオフセットは互いに異なるため、 予 め読み出しチャンネル毎にオフセッ卜データを求めておき、 撮像の際にそのオフセッ トデ一夕を用いて、読み出しチャンネル毎に画像データを個別に補正する必要がある。 また、 X線診断装置は、 X線平面検出器の全ての変換素子から画像信号を個別に読 み出して解像度の高い （画素数の多い） 撮影画像を得る撮影モードに加え、 例えば、 3 0画像/秒の画像レートで解像度の低い （画素数の少ない） 透視画像を得る透視モ ードを有している。 この透視モードでは、 被検体に X線が連続的に照射されるために X線量が低く抑えられているので、 信号雑音 （SN) 比の改善を図るために、 変換素子 をグループに分け （例えば、 1つのグループは 2 X 2素子から構成される） 、 変換素 子から得られた電荷をグループ毎に合計して画像信号を読み出す。
前記オフセットデータは、撮影モード及び透視モードのそれぞれに準備されており、 モードに応じてオフセット補正に使用するオフセットデ一夕が切り替えられる。 また、 オフセットデータは、 読み出し回路の温度特性により変動するため、 定期的 に更新する必要がある。
従来、 上記オフセッ トデ一夕を更新する場合には、 特開平 7-72254 号ゃ特開 2002-204793号（米国特許出願公開 2002/0064254 A1に対応）に開示されているように、 X線平面検出器に X線を照射しない期間を設け、 モードに応じて X線平面検出器から 得られる複数フレームのオフセット画像データの相加平均を読み出しチャンネル毎に 取って新たなオフセットデ一夕を算出し、 .このオフセットデ一夕に更新している。 ところで、 透視撮影などの複数のモードを交互に繰り返して行う検査においては、 オフセットデ一夕を定期的に得るために、 検査中に X線を照射しない期間を設ける必 要がある。 また、 フォトダイオードを用いたシステムでは、 X線照射の終了後に残像 がある場合があり、 残像が低減するまでオフセットデータを収集できず、 そのため、 X線を照射できない期間が長くなることがある。
また、 透視モードにおいてカテーテル操作等を行っている場合は、 カテーテルの変 更ゃ造影剤の準備などで X線を照射しない期間があるため、 その期間に透視モードの オフセットデータを収集することが可能である。 しかし、 透視モードから撮影モード へは直ちに （通常 1〜2秒以内に） 移行して撮影を行い、 撮影終了後は撮影モードか ら透視モードへ直ちに移行してカテーテルの状況を確認するため、 撮影モードにおい て X線を照射しない期間を確保することができず、 撮影モードのオフセットデ一夕を 得ることは難しいという問題がある。
更に、 撮影モードでは入射線量が大きいため、 オフセットが変動することにより画 像に与える影響は透視モードに比べて少ないが、 長時間オフセットデ一夕が得られな かった場合は、 画像にアーチファクトが発生する場合がある。 また、 視野を限定して 画素を加算せずに、 解像力を保ったまま撮影モードの画素を用いて透視画像を得るモ ード （一部領域透視モード） を採用する場合は、 オフセットの変動が画質に大きく影 響することがある。
更にまた、 オフセットデータは、 X線平面検出器の読み出しチャンネル毎に収集す る他に、 画素毎に収集する場合があるが、 この場合には、 オフセットデータの収集に 時間がかかり、 特に撮影モードでは撮影画像の画素数が多いため、 透視モードに比べ てオフセットデ一夕の収集に時間がかかるという問題がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、 複数のモードのうちの何れかの モードにおいて取得したオフセットデータから他のモードのオフセットデ一夕を求め ることができ、 全てのモードにおいて最新のオフセットデ一夕を得るのと等価で正確 なオフセット補正を行うことができる X線診断装置を提供することを目的とする。 発明の開示
前記目的を達成するために、 本発明は、 複数の画像取得モードから選択された画像 取得モードの X線発生条件に従って X線を発生する X線発生器と、 前記 X線発生器か ら発生された X線が入射する X線検出器であって、 前記入射した X線を画像信号に変 換し、 前記画像信号を前記選択された画像取得モードの信号処理条件に従って処理す ることにより前記選択された画像取得モードの画像データを出力する X線検出器と、 前記複数の画像取得モードのオフセットデ一夕をそれぞれ記憶する記憶手段と、 前記 複数の画像取得モードのうちの第 1モードが選択されているときに、 前記 X線が前記 X線検出器に入射していない状態で前記 X線検出器から出力されたオフセット画像デ 一夕と前記記憶手段に記憶されている第 1モードのオフセットデータとに基づいて第 1モードの新オフセットデータを算出する第 1モードオフセットデータ算出手段と、 前記記憶手段に記憶されている前記複数の画像取得モードのうちの第 2モードのオフ セットデ一夕と第 1モードの前記新オフセットデ一夕とに基づいて第 2モードの新ォ フセットデータを算出する第 2モードオフセットデータ算出手段と、 第 2モードが選 択されているときに、 前記 X線が前記 X線検出器に入射している状態で前記 X線検出 器から出力された画像データと第 2モードの前記新オフセットデータとから第 2モー ドの X線画像を算出する画像算出手段と、 前記 X線画像を表示する表示手段と、 を備 えることを特徴とする X線診断装置に係る。
好ましくは、 前記記憶手段に記憶されている前記オフセットデータは、 前記 X線が 前記 X線検出器に入射していない前記状態で予め取得される。
また好ましくは、 前記第 2モードオフセットデータ算出手段は、 前記記憶手段に記 憶されている第 2モードの前記オフセットデータを第 1モードの前記新オフセットデ 一夕の更新量及び更新率の少なくとも一方に基づいて換算することにより第 2モード の前記新オフセットデ一夕を算出する。
また好ましくは、 前記第 1モードオフセットデータ算出手段は、 第 1モードの複数 の前記オフセット画像データの相加平均を、 前記オフセット画像デ一夕の画素毎、 或 いは前記 X線検出器の読み出しチャンネル毎に、 取ることにより第 1モードの前記ォ フセットデ一夕を算出する
また好ましくは、 前記 X線検出器は X線平面検出器である。
本発明によれば、 X線画像データを得るための複数のモードのうちの何れかのモー ドにおいて新たにオフセットデ一夕を算出すると、 このオフセットデ一夕に基づいて オフセットデ一夕記憶手段に記憶されている他のモードのオフセットデータを更新す ることができる。 例えば、 透視モードにおいて得られたオフセットデータを用いて、 撮影モードにお けるオフセットデ一夕の変動分を算出して撮影モードのオフセットデータを更新する。 あるいは、 撮影モードにおいて得られたオフセットデ一夕を用いて、 透視モードにお けるオフセットデータの変動分を算出して透視モードのオフセットデータを更新する。 あるいは、 画素を加算する全領域透視モードと画素を加算しない一部領域透視モード との間で上述のオフセットデータの更新を行う。 このようにして、 透視モードと撮影 モードとを、 又は全領域透視モードと一部領域透視モードとを繰り返し使用して検査 を行う場合において、 撮影画像あるいは透視画像からアーチファクトを除去すること ができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に係る X線診断装置の実施の形態の概略構成を示すブロック図であ り ；
図 2は、 撮影モードの画素及び全領域透視モードの画素を説明するために用いた図 であり ；
図 3は、 全領域透視モードにおいて画素加算することにより画素数の少ない透視画 像を得る様子を示す図であり ；
図 4は、 一部領域透視モードにおいて視野サイズを縮小することにより画素数の少 ない透視画像を得る様子を示す図であり ；
図 5は、 一部領域透視モードにおいて取得したオフセットデ一夕から全領域透視モ —ド及び撮影モードにおけるオフセットデ一夕を算出する方法を説明するために用い た図である。 発明を実施するための最良の形態
以下添付図面に従って本発明に係る X線診断装置の好ましい実施の形態について詳 説する。
図 1は、 本発明に係る X線診断装置の概略構成を示すブロック図である。 図 1に示 すように、 本発明に係る X線診断装置は、 主として、 X線発生器 1に制御されて被検 体 2に X線を照射する X線源 3と、 この X線源 3と対向配置され、 被検体 2を透過し て入射した X線に応じて X線画像データを出力する X線平面検出器 4と、 この X線平 面検出器 4より出力された X線画像データをデジタルデータとして記憶する画像記憶 手段 5と、 この画像記憶手段 5に記憶されている X線画像データにオフセット補正を 施すとともに、 オフセット補正後の X線画像データを再び画像記憶手段 5に記憶させ るオフセット補正手段 6と、 このオフセット補正手段 6にて X線画像データのオフセ ット補正を行うためのオフセットデ一夕を記憶するオフセットデ一夕記憶手段 7と、 前記画像記憶手段 5に記憶されている X線画像データを画像表示する表示手段 8と、 操作卓 9からの操作者の命令に従ってオフセットデ一夕の取得を制御するオフセット データ取得制御手段 1 0と、 オフセットデータ取得制御手段 1 0からの指示により X 線源 3より X線を照射させないよう X線発生器 1を制御する X線制御手段 1 1と、 ォ フセットデ一夕取得制御手段 1 0の指示により X線平面検出器 4からの X線画像デー 夕の読み出しを制御する読み出し制御手段 1 2と、 この読み出し制御手段 1 2より読 み出された X線画像デ一夕から X線平面検出器 4の各読み出しチャンネルのオフセッ トデ一夕を算出し、 前記オフセッ卜データ記憶手段 7に記憶させるオフセットデ一夕 算出手段 1 3とから構成される。
前記オフセット補正手段 6は、 予めオフセットデ一夕記憶手段 7に記憶されたオフ セッ卜データを入力画像データから減算処理することでオフセッ卜の影響を低減する。 また、 オフセットデータ記憶手段 7に記憶されるオフセットデータは、 X線を照射し ないときの画像データを複数読み出してオフセットデ一夕算出手段 1 3にて相加平均 処理などを行うことによりノィズの影響が低減されたオフセットデ一夕として取得さ れる。
次に、 本発明の実施の形態におけるオフセットデ一夕を更新する動作について説明 する。 尚、 前記オフセットデータは、 X線平面検出器 4の読み出しチャンネル毎のォ フセッ卜データ、 或いは X線平面検出器 4から読み出される画素毎のオフセットデ一 夕であり、以下、画素毎のオフセットデ一夕を取得'更新する場合について説明する。 オフセットデータを更新する場合には、 まず、 操作卓 9のスィッチ等にてオフセッ トデ一夕の更新指示を入力することにより、 X線発生器 1からの X線照射をィン夕ー ロックして、 X線平面検出器 4に X線が入射しない状態にする。 この状態で、 オフセ ットデ一夕取得制御手段 1 0から読み出し制御手段 1 2にオフセットデ一夕更新用の オフセット画像データを取得するための指令を出力し、 画像記憶手段 5にオフセット データ更新用のオフセット画像データを取得させる。 オフセッ卜データ算出手段 1 3 は、 前記画像記憶手段 5を介して複数画像分のオフセット画像データを取り込み、 こ れらのオフセット画像データを画素毎に相加平均処理することにより、 オフセットデ 一夕を算出する。 このようにして算出されたオフセットデータは、 オフセットデ一夕 記憶手段 7に記憶される。
このようなオフセットデータは、 画像を取得するモードによって異なるため、 モー ド毎に同様の処理が行われ、 オフセッ卜データ記憶手段 7には複数のモード毎のオフ セットデータが記憶される。 オフセット補正手段 6は、 オフセットデータ記憶手段 5 に記憶されている複数のモードのオフセットデ一夕からモードに応じて対応するオフ セットデータを選択してオフセット補正を行う。
以上の処理を行った場合でも、 X線平面検出器 4の温度上昇などによりオフセット が変動することがあるため、 上記処理を全てのモードに対して定期的に繰り返し行う 必要がある。
X線平面検出器 4には、 撮影目的に応じて複数のモードを有していることが多く、 例えば、 X線平面検出器 4の全ての変換素子から電荷を個別に読み出して高解像度の 撮影画像を得る撮影モードと、 3 0画像/秒の画像レートで低解像度の透視画像を得 る全領域透視モードとがある。
図 2は、 撮影モードにおける 4画素 1 4 A、 1 4 B、 1 4 C、 1 4 Dと、 透視 （低 線量） モードにおける 1画素 1 5 Eとを示している。
この全領域透視モードにおける 1画素 1 5 Eは、撮影モードにおける 4画素 1 4 A、 1 4 B、 1 4 C、 1 4 D (即ち、 X線平面検出器 4の 4素子 （2 X 2 ) ) の総和に相 当する。 従って、 4画素 1 4 A、 1 4 B、 1 4 C、 1 4 Dを加算して全領域透視モー ドにおける 1画素 1 5 Eを算出すると、 加算しない場合に比べて感度が 4倍になり、 入射線量が少ない画像から S N比のよい透視画像を作成することができる。
いま、 撮影モードにおける画素 1 4 A、 1 4 B、 1 4 C、 1 4 Dの画素毎のオフセ ットデ一夕を a , b , c， dとすると、 画素 1 5 Eのオフセットデータ eは、 下記の 数式 （1 ) のようにオフセットデータ a〜dを加算することによって近似的に求める ことができる。
e = a + b + c + d ( 1 )
従って、 撮影モード （加算しないモード） のオフセットデータが得られれば全領域 透視モード （加算モード） のオフセットデータを算出することができる。
ところで、 実際の検査においては、 透視を行いながらカテーテルやガイドワイヤを 挿入したり撮影位置を決定したりした後、 直ちに撮影を行い、 撮影後はカテーテルや ガイドワイヤの状態を確認したり除去したりするために、 直ちに再び透視を行なう。 つまり、通常は全領域透視モードで検査を行い、撮影開始時に撮影モードへ移行して、 撮影終了直後に全領域透視モードへ移行する。
全領域透視モードにおいては、 カテーテルの交換等により一時的に X線を照射しな い期間があるため、 その期間に、 オフセットデータ更新用のオフセット画像データを 入手することが可能である。 全領域透視モードは、 画素加算により読み出しデータ数 を低減できるので、 デ一夕の読み出しを高速化して 3 0画像 秒の画像レートを確保 できることが多い。 実際には、 ノイズによる影響を抑えるために、 例えば 6 4から 1 2 8のオフセッ卜画像を取得してオフセット画像の画素毎 （或いは、 X線平面検出器 4の読み出しチャンネル毎） に相加平均することにより S N比を改善したオフセット データを算出する。 従って、 オフセット画像データとして 1 2 8画像のデ一夕を用い る場合、 3 0画像/秒の画像レートであれば約 4秒で全画像を取得することが可能で あり、 前述の一時的に X線を照射しない期間内にデータを取得することができる。 し かしながら、 撮影モードにおいては通常、 画素数は全領域透視モードの 4倍となり、 画像レートは全領域透視モードの 1 Z4に減って 7 . 5画像 Z秒となる。 この画像レ 一卜で 1 2 8画像を取得するためには約 1 6秒必要であるので、 前述の一時的に X線 を照射しない期間内には撮影モードのオフセッ卜データ更新用のオフセット画像デー 夕を取得することができない可能性がある。
また、 全領域透視モードでは 4画素を加算することによって画像の分解能が劣化す るため、 画素の加算は行なわないで視野サイズを縮小することにより分解能を落とさ ず高速取り込みを実現する一部領域透視モードも使われる。
図 3は、 4画素を加算した全領域透視モードの例で、 X線平面検出器 4の有効視野 を示す画素 1 6を 4画素加算して出力画像 1 7を得る。 この場合は、 全ての視野を画 像化することが可能であるが、 分解能は劣化する。 図 4は、 画素を加算せずに高速で 読み出す一部領域透視モードを示し、 画像化できる有効視野を示す画素 1 8に対して 1 4のエリア 1 9のみ画素を加算せずに読み出して出力画像 1 7を得る。 有効視野 を示す画素 1 8の 1 / 4のエリア 1 9以外の領域は通常コリメ一夕等によって被検者 2に X線が照射されないように工夫されており、 透視線量にて画像を収集する場合は 読み出しアンプのゲインを 4倍にする等して必要な輝度を確保する。 この場合は、 透 視モード間の変更であっても出力画素を算出する構成が異なるので、 例えば 4画素を 加算する全領域透視モードで透視を続けた後に画素を加算しない一部領域透視モード へ切り替えたときに、 オフセットデ一夕が更新されていないとアーチファクトが発生 する可能性がある。
次に、 上記撮影モード、 全領域透視モード、 一部領域透視モードのうちの何れかの モードにおいて新たに算出したオフセットデータに基づいて他のモードのオフセット デ一夕を更新する場合について説明する。
「撮影モードにおいて新たにオフセットデータが算出された場合」
撮影モードにおいて新たにオフセットデ一夕が算出されると、 全領域透視モードに おけるオフセットデータは、 数式 （1 ) に示したように 2 X 2のオフセットデータを 加算することにより、 近似的に求めることができる。 一部領域透視モードにおけるォ フセットデ一夕は、 撮影モードにおいて新たに算出したオフセットデータのうちの該 当する領域に相当するオフセットデ一夕をそのまま採用することができる。
「全領域透視モードにおいて新たにオフセットデータが算出された場合」 全領域透視モードにおいて新たにオフセットデ一夕が算出されると、 撮影モードに おけるオフセットデ一夕は、 以下のようにして算出することができる。
いま、 オフセットデ一夕記憶手段 7に記憶されている撮影モードにおける画素 1 4 A、 1 4 B、 14 C、 1 4Dの更新前のオフセットデータを aい b , , cい と し、 オフセットデ一夕記憶手段 7に記憶されている全領域透視モードにおける画素 1 5 Eの更新前のオフセットデ一夕を e とし、 全領域透視モードにおいて新たに算出 されたオフセットデ一夕を e 2とすると、 撮影モードにおける新たなオフセットデー 夕 a2、 b2、 c 2、 d2は、 下記の数式 （2) 又は数式 （3) により算出される。 b2 = b！ x e 2/e！
c 2= c i X e 2Z e i
d2 = d i X e 2/e！ (2)
もしくは
a 2 = a J + { ( e 2 - e i) /4}
b2 = b !+ { (e 2— e！) /4}
c 2 = c l + { (e 2- e j) / 4}
d2^d ,+ { (e 2- e !> /A) (3)
数式 （2) によれば、 オフセットデータ記憶手段 7に記憶されている撮影モードの オフセットデ一夕を全領域透視モードの新オフセットデ一夕の更新率に基づいて換算 することにより、 撮影モードの新オフセットデータを算出できる。 また、 数式 （3) によれば、 オフセットデ一夕記憶手段 7に記憶されている撮影モードのオフセットデ 一夕を全領域透視モードの新オフセットデ一夕の更新量に基づいて換算することによ り、 撮影モードの新オフセットデータを算出できる。 更に、 例えば数式 （2) 及び数 式 （3) の両方から算出された結果を重み付け加算することにより、 全領域透視モー ドの新オフセットデータの更新量及び更新率の両方を考慮して撮影モードの新オフセ ットデ一夕を算出することもできる。
上記方法により、 全領域透視モードにおいて 4画素を加算して得られたオフセッ卜 データから、 撮影モードのオフセットデータが近似的に得られるので、 検查において 撮影モードのオフセットデータを通常の方法で更新する前に、 近似データで撮影モー ドのオフセットデータを更新することが可能となる。 これにより、 撮影画像のアーチ ファクトの除去、 もしくは大幅な低減が可能となる。 視野サイズの小さい一部領域透 視モードにおけるオフセットデ一夕も上記と同様にして更新することができる。 「一部領域透視モードにおいて新たにオフセットデ一夕が算出された場合」 図 5は、 全領域透視モード、 一部領域透視モード、 撮影モードのそれぞれにおける X線平面検出器の有効領域及び画素サイズ等を示している。
図 5上で、 符号 2 0は X線平面検出器の全領域 2 1のうちの一部領域透視モードに おける有効領域を示し、 この領域 2 0の X線平面検出器の 1素子 （1 X 1 ) は、 一部 領域透視画像の 1画素に対応している。
符号 2 2は全領域透視モードにおける有効領域を示し、 この領域 2 2の X線平面検 出器の 4素子 （2 X 2 ) は、 全領域透視画像の 1画素に対応している。 符号 2 3は、 一部領域透視モードにおける有効領域 2 0に対応する領域を示している。
符号 2 4は撮影モードにおける有効領域を示し、 この領域 2 4の X線平面検出器の 1素子 （1 X 1 ) は、 撮影画像の 1画素に対応している。 符号 2 5は、 一部領域透視 モードにおける有効領域 2 0に対応する領域を示している。
いま、 一部領域透視モードにおいて、 領域 2 0の新たにオフセットデータが算出さ れると、 全領域透視モード、 撮影モードにおけるオフセットデータは、 以下のように して算出することができる。
(全領域透視モードにおけるオフセットデータ）
( 1 ) オフセットデ一夕記憶手段 7に記憶されている領域 2 2の全画素のオフセッ トデ一夕を領域 2 0 (即ち、 領域 2 3 ) の新たに算出されたオフセットデータの平均 変動率に基づいて換算して更新する。
( 2 ) 領域 2 0の新たに算出されたオフセットデ一夕を用いて、 この領域 2 0に対 応する領域 2 3のオフセットデータを数式 （1 ) により算出し、 それ以外の領域のォ フセットデ一夕は、 （1 ) のように領域 2 0のオフセットデータの平均変動率を用い て算出する。 （2 ) の方法は、 （1 ) の方法に比べて領域 2 3のオフセットデータの 精度がよい。
(撮影モードにおけるオフセットデ一夕）
( 3 ) オフセットデ一夕記憶手段 7に記憶されている領域 2 4の全画素のオフセッ トデ一夕を領域 2 0 (即ち、 領域 2 6 ) の新たに算出されたオフセットデータの平均 変動率に基づいて換算して更新する。
( 4 ) 領域 2 6のオフセットデータは、 新たに算出された領域 2 0のオフセットデ 一夕をそのまま採用し、 それ以外の領域 2 5のオフセットデータは、 （3 ) のように 領域 2 6のオフセットデータの平均変動率を用いて算出する。 （4 ) の方法は、 （3 ) の方法に比べて領域 2 6のオフセットデータの精度がよく、 特に領域 2 6は、 X線平 面検出器の中央にある場合が多く、 診断上重要な部分が描写されることが多いため、 有効である。
尚、 以上の実施の形態では、 各モードにおける画像の画素ごとにオフセットデータ を設定 '更新する場合について説明したが、 これに限らず、 本発明は、 各モードにお ける X線平面検出器の読み出しチャンネル毎にオフセットデ一夕を設定 ·更新する場 合にも適用できる。 また、複数のモードは、以上説明したものに限定されない。 また、 X線平面検出器の種類は、 直接型及び間接型の何れでもよい。 産業上の利用可能性
以上説明したように本発明に係る X線診断装置によれば、 画素数や 1画素を構成す る素子数が異なる複数のモードのうちの何れかのモードにおいて取得したオフセット データを用いて、 他のモードにおけるオフセットデ一夕を算出するようにしたため、 1回のオフセットデ一夕の取得により、 全てのモードにおけるオフセットデ一夕を更 新することができる。 これにより、 全てのモードにおいて最新のオフセットデ一夕を 得るのと等価で正確なオフセッ卜補正を行うことができ、 あるモード（第 1のモード） から別のモード （第 2のモード） に切り替わった際に直ちに第 2のモードの画像から アーチファクトを除去して診断に最適な画像を得ることができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 複数の画像取得モードから選択された画像取得モードの X線発生条件に従って X 線を発生する X線発生器と、
前記 X線発生器から発生された X線が入射する X線検出器であって、 前記入射した X線を画像信号に変換し、 前記画像信号を前記選択された画像取得モードの信号処理 条件に従って処理することにより前記選択された画像取得モードの画像データを出力 する X線検出器と、
前記複数の画像取得モードのオフセットデ一夕をそれぞれ記憶する記憶手段と、 前記複数の画像取得モードのうちの第 1モードが選択されているときに、 前記 X線 が前記 X線検出器に入射していない状態で前記 X線検出器から出力されたオフセット 画像データと前記記憶手段に記憶されている第 1モードのオフセットデータとに基づ いて第 1モ一ドの新オフセットデ一夕を算出する第 1モードオフセットデ一夕算出手 段と、
前記記憶手段に記憶されている前記複数の画像取得モードのうちの第 2モードのォ フセットデ一夕と第 1モードの前記新オフセットデ一夕とに基づいて第 2モードの新 オフセットデ一夕を算出する第 2モードオフセットデ一夕算出手段と、
第 2モードが選択されているときに、 前記 X線が前記 X線検出器に入射している状 態で前記 X線検出器から出力された画像デ一夕と第 2モードの前記新ォフセットデー 夕とから第 2モードの X線画像を算出する画像算出手段と、
前記 X線画像を表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする X線診断装置。
2 . 前記記憶手段に記憶されている前記オフセットデータは、 前記 X線が前記 X線検 出器に入射していない前記状態で予め取得されることを特徴とする請求項 1の X線診 断装置。
3 . 前記第 2モードオフセットデータ算出手段は、 前記記憶手段に記憶されている第 2モードの前記オフセットデ一夕を第 1モードの前記新オフセッ卜データの更新量及 び更新率の少なくとも一方に基づいて換算することにより第 2モードの前記新オフセ ットデ一夕を算出することを特徴とする請求項 1の X線診断装置。
4. 前記第 1モードオフセットデータ算出手段は、 第 1モードの複数の前記オフセッ ト画像データの相加平均を前記オフセット画像データの画素毎に取ることにより第 1 モードの前記オフセットデータを算出することを特徴とする請求項 1の X線診断装置。
5 . 前記第 1モードオフセットデータ算出手段は、 第 1モードの複数の前記オフセッ ト画像データの相加平均を前記 X線検出器の読み出しチヤンネル毎に取ることにより 第 1モードの前記オフセットデ一夕を算出することを特徴とする請求項 1の X線診断 装置。
6 . 前記画像算出手段は、 前記画像データから前記オフセットデータを減算すること により前記 X線画像を算出することを特徴とする請求項 1の X線診断装置。
7 . 前記オフセットデ一夕を更新する指示を入力する入力手段を更に備え、
前記第 1モードオフセットデータ算出手段は、 前記指示が入力されると、 前記 X線 が前記 X線検出器に入射していない前記状態を設定して前記オフセットデ一夕を新た に算出する、
ことを特徴とする請求項 1の X線診断装置。
8 . 前記第 1及び第 2モードは、 全領域透視モード、 一部領域透視モード及び撮像モ ードのうちの異なる二つであることを特徴とする請求項 1の X線診断装置。
9 . 前記 X線検出器は X線平面検出器であることを特徴とする請求項 1の X線診断装
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