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CN103889327A - 辐射线动态图像处理装置、辐射线动态图像摄影装置、辐射线动态图像摄影系统、辐射线动态图像处理方法、辐射线动态图像处理程序、以及存储介质 - Google Patents

辐射线动态图像处理装置、辐射线动态图像摄影装置、辐射线动态图像摄影系统、辐射线动态图像处理方法、辐射线动态图像处理程序、以及存储介质 Download PDF

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CN103889327A CN201280051962.9A CN201280051962A CN103889327A CN 103889327 A CN103889327 A CN 103889327A CN 201280051962 A CN201280051962 A CN 201280051962A CN 103889327 A CN103889327 A CN 103889327A
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photography
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岩切直人
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Abstract

本发明提供一种辐射线动态图像处理装置,判定是否切换合并数的增加,在合并数增加的情况下,选择预先确定的高浓度范围的图像信息来生成静态图像,然后在经过了规定帧之后,作为图像信息而选择的浓度范围向低浓度侧漂移,选择预先确定的规定范围的图像信息来生成静态图像。

Description

辐射线动态图像处理装置、辐射线动态图像摄影装置、辐射线动态图像摄影系统、辐射线动态图像处理方法、辐射线动态图像处理程序、以及存储介质
技术领域
本申请主张于2011年10月26日提出申请的日本申请第2011-235321号以及于同日提出申请的日本申请第2011-235323号的优先权,且将其全文以参考的方式援引于本说明书。
本发明涉及辐射线动态图像处理装置、辐射线动态图像摄影装置、辐射线动态图像摄影系统、辐射线动态图像处理方法、辐射线动态图像处理程序、以及存储介质。
背景技术
近年来,在TFT(Thin Film Transistor;薄膜晶体管)有源矩阵基板上配置辐射线感应层而能将辐射线直接变换成数字数据的FPD(Flat Panel Detector;平板探测器)等的辐射线检测器(有时称作“电子暗盒”等)已被实用化,且使用该辐射线检测器来对于由被照射的辐射线表征的辐射线图像进行摄影的辐射线图像摄影装置也已被实用化。另外,在该辐射线图像摄影装置中所采用的辐射线检测器中,作为变换辐射线的方式,存在有利用闪烁体将辐射线变换成光之后再利用光电二极管等的半导体层变换成电荷的间接变换方式、利用非晶硒等的半导体层将辐射线变换成电荷的直接变换方式等,在各方式中,对于半导体层而言可使用的材料均存在多种。
然而,在这种辐射线图像摄影装置中,存在除了能进行辐射线图像的静止图像的摄影之外还能进行运动图像的摄影的辐射线图像摄影装置。通过使用该辐射线图像摄影装置而使患者的体内的状态借助显示器装置作为运动图像(透视图像)来实时显示,从而能够在观察该运动图像的同时使内窥镜到达病变部为止,既能利用该内窥镜来观察病变部又能进行病变部的治疗。此外,在该辐射线图像摄影装置中,在观察上述运动图像的同时,使得在前端安装有各式各样器具的导管的前端到达病变部为止,通过在体外操作导管,从而也能实现进行治疗的IVR(InterventionalRadiology;介入放射学)等。
作为与这种能进行静止图像以及运动图像双方摄影的辐射线图像摄影装置相关的技术,在日本特开2008-83031号公报中公开了具有下述特征的电子暗盒型辐射线检测装置,即,该电子暗盒型辐射线检测装置具有包括对所入射的辐射线进行检测的多个传感器在内的传感器阵列,所述电子暗盒型辐射线检测装置具有与可拆卸的附加功能模块连接的连接部,具有通过连接所述附加功能模块由此将摄影模式切换成可从静态图像摄影以及动态图像摄影之中进行选择的状态的选择部件。
此外,在日本特开2005-287773号公报中公开了具有下述特征的图像摄影装置,即,具有:区域传感器;摄影模式设定部件,其从预先设定的多个摄影模式之中选择一个摄影模式;校正部件,其执行利用了来自所述区域传感器的摄影输出以及偏移输出的运算处理;和控制部件,其根据来自所述摄影模式设定部件的信号,控制所述区域传感器的动作以及所述校正部件所执行的运算处理。
此外,作为与动态图像摄影相关的技术,例如已提出了日本特开2006-158728号公报所记载的技术等的方案。
在日本特开2006-158728号公报中已提出下述方案,即,从辐射线照射部以规定的周期向被摄体照射辐射线,通过光电变换电路来检测基于该照射的辐射线的被摄体像,并且周期性地获取偏移图像,根据所获取的周期性偏移图像的变化来控制辐射线照射部的辐射线照射周期以及来自光电变换电路的被摄体像的读取周期,从而能够在产生偏移的起伏的摄影刚刚开始之后,交替地进行偏移摄影和被摄体摄影,以准确地进行被摄体图像的偏移校正,一旦偏移稳定下来则以高帧速率连续地进行被摄体摄影。
此外,在动态图像中,由于需要缩短读出时间,因此在读出与辐射剂量相应的电荷之际,如日本特开2007-68014号公报所记载的技术那样,利用以同时读出多行电荷的合并(binning)读出方式来同时读出多行的技术,可以实现读出时间的缩短。在日本特开2007-68014号公报中已提出如下方案,即,根据同时读出的像素数而使从垂直驱动电路向转送部供应的电压可变,来防止电气上的偏移成分的增大、像素输出的放大器的输出电压的减少。
发明内容
发明要解决的课题
然而,在这种辐射线图像摄影装置中,包含发生与被照射的辐射线相应的电荷的传感器部以及用于读出在该传感器部发生的电荷的开关元件而构成的多个像素呈矩阵状进行配置。而且,在该辐射线图像摄影装置中,存在以高速地读出通过摄影所获得的图像信息、或使摄影灵敏度提高等作为目的,执行对于由辐射线检测器的相邻的多个像素发生的电荷进行合成来读出的、所谓合并的情况。
然而,在通过以上那样的能进行动态图像摄影的辐射线图像摄影装置所摄影到的图像利用显示装置进行显示的情况下、且在该辐射线图像摄影装置中正摄影的中途而使通过合并来合成电荷的像素数(以下也称作“合并数”。)增加的情况下,存在自该时刻点起几帧份的显示图像有可能发生紊乱这样的问题点。
即,设于辐射线图像摄影装置的辐射线检测器中的开关元件,在被设为接通状态的定时和被设为关断状态的定时,发生彼此被设为反极性的馈通噪声。
另一方面,通过辐射线检测器的各开关元件所读出的电荷,以预先确定的周期由放大器进行积分且被变换成电压,然后由A/D(模拟/数字)变换器变换成数字值。因此,通常被设为反极性的两个馈通噪声由放大器进行积分的结果:各馈通噪声被抵消,能够防止该馈通噪声的影响。
相对于此,在辐射线检测器中,合并数被增加的前后,由于用于输出由开关元件所读出的电荷的信号布线的布线电容急剧变化,因此馈通噪声的产生方式也急剧变化,其结果认为由于馈通噪声的抵消无法追随该变化因而显示图像发生紊乱。
在2006-158728号公报所记载的技术中,在合并读出方式中的同时读出的行数增加的切换时,由于对变得不稳定的动态图像画质未加以考虑,因此存在改善的余地。
此外,在日本特开2007-68014号所记载的技术中,根据同时读出的像素数而使得从垂直驱动电路向转送部供应的电压可变,从而可以避免动态范围的下降、灵敏度特性的恶化,但是与上述同样地,因为对在合并数增加的切换时所发生的不稳定的动态图像画质未加以考虑,因此存在改善的余地。
本发明正是鉴于上述问题点而完成的,提供一种能够抑制在合并数刚被增加之后的显示图像的紊乱的发生,并且能使在合并数增加的切换等时的摄影条件发生变化时变得不稳定的动态图像的视觉辨认性得以提高的、辐射线动态图像处理装置、辐射线动态图像摄影装置、辐射线动态图像摄影系统、辐射线动态图像处理方法、辐射线动态图像处理程序、以及存储介质。
用于解决课题的手段
本发明的第1形态的辐射线动态图像处理装置,其特征在于,具备:获取部件,其从包含发生与被照射的辐射线相应的电荷的传感器部以及用于读出在该传感器部发生的电荷的开关元件而构成的多个像素呈矩阵状配置的辐射线检测器之中,获取所述电荷所表征的灰度信号;和控制部件,其使所述开关元件进行接通/关断来读出所述电荷,通过进行将所读出的所述电荷向电压变换的变换动作,从而由所述辐射线检测器来进行由多个帧构成的动态图像摄影,且在由相邻的多个所述像素中所包含的所述开关元件合成电荷并读出的像素数已被增加的情况下,控制成:从被增加的时刻点到预先确定的帧为止,与该帧以后的帧进行比较,将分布于高浓度侧的范围内的所述灰度信号作为图像信息来适用。
根据第1形态,在辐射线检测器中,包含传感器部以及开关元件而构成的像素呈矩阵状配置,与被照射的辐射线相应的电荷在传感器部中发生,该电荷由开关元件进行读出。而且,在获取部件中,进行所读出的电荷所表征的灰度信号的获取。
在此,虽然开关元件在接通以及关断之间发生噪声,但是由于接通时的噪声和关断时的噪声是相反方向的噪声,因此在电荷向电压变换的变换动作的期间包含双方噪声,从而通过积分处理被抵消。
然而,在合成电荷并读出的像素数(合并数)增加的切换等时的摄影条件变化时,会发生被认为是噪声的图像的劣化。
对其进行解析的结果可知,刚刚切换成增加合并数之后,发生噪声的时间拉长,从而因开关元件的关断而引起的噪声不包含在电荷向电压变换的变换动作的期间内。
因此,在控制部件中,使开关元件进行接通/关断来读出电荷,通过进行所读出的电荷向电压变换的变换动作,从而由辐射线检测器进行由多个帧构成的动态图像摄影,且在由相邻的多个像素中所包含的开关元件合成电荷并读出的像素数已被增加的情况下,控制成:从被增加的时刻点到预先确定的帧为止,与该帧以后的帧进行比较,将分布于高浓度侧的范围内的灰度信号作为图像信息来适用。
即,在像素数刚被增加之后,由辐射线检测器读出的电荷所表征的灰度信号具有分布于高浓度侧的倾向,所以通过控制成从像素数的增加时刻点到预先确定的帧为止,与此帧以后的帧进行比较,将分布于高浓度侧的范围内的灰度信号作为图像信息来适用,从而与将所有浓度范围的灰度信号作为图像信息来采用的情形相比,能够提高画质,所以能够提高视觉辨认性。因此,能够使在合并数的切换等时的条件变化时变得不稳定的动态图像的视觉辨认性得以提高。
另外,在第1形态中,也可在像素数已被增加的情况下,控制部件控制成:从被增加的时刻点到预先确定的帧为止,与该帧以后的帧进行比较,将分布于高浓度侧的范围内的灰度信号作为对象来进行动态范围压缩。
此外,在第1形态中,控制部件也可还控制成:预先确定的帧以后的帧中,将作为图像信息而适用所述灰度信号的范围向比所述高浓度侧的范围低的范围逐渐漂移。
此外,预先确定的帧也可以是直到因像素数的切换而引起的灰度信号的浓度变动稳定为止的帧。
此外,也可以是:检测是从由辐射线检测器进行静态图像摄影的状态向进行动态图像摄影的状态转变、还是由辐射线检测器进行动态图像摄影且该动态图像摄影的帧速率变高、或是从依次读出在像素发生的电荷的逐行扫描方式向针对第奇数行或者第偶数行的每一行交替地读出在各像素发生的电荷的飞跃操作方式进行转变这样的条件的成立,由此来进行像素数是否已被增加的检测。
另外,本发明的第2形态是具备:包含发生与被照射的辐射线相应的电荷的传感器部以及用于读出在该传感器部发生的电荷的开关元件而构成的多个像素呈矩阵状配置的辐射线检测器、和第1形态的辐射线动态图像处理装置的、辐射线动态图像摄影装置。
本发明的第3形态是具备第2形态的辐射线动态图像摄影装置、和经由被检体而向所述辐射线检测器照射辐射线的辐射线照射部件的、辐射线动态图像摄影系统。
本发明的第4形态是辐射线动态图像处理方法,其特征在于,包括:检测步骤,使包含发生与被照射的辐射线相应的电荷的传感器部以及用于读出在该传感器部发生的电荷的开关元件而构成的多个像素呈矩阵状配置的辐射线检测器之中的所述开关元件进行接通/关断来读出所述电荷,通过进行将所读出的所述电荷向电压变换的变换动作,从而由所述辐射线检测器进行由多个帧构成的动态图像摄影,且检测由相邻的多个所述像素中所包含的所述开关元件合成电荷并读出的像素数是否已被增加;和控制步骤,在由所述检测步骤检测出所述像素数已被增加的情况下,控制成:从被增加的时刻点到预先确定的帧为止,与该帧以后的帧进行比较,将分布于高浓度侧的范围内的所述电荷所表征的灰度信号作为图像信息来适用。
根据第4形态,在辐射线检测器中,包含传感器部以及开关元件而构成的像素呈矩阵状进行配置,与被照射的辐射线相应的电荷在传感器部中发生,该电荷由开关元件进行读出。
在此,如上所述可知,刚刚切换成增加合并数之后,发生噪声的时间拉长,从而因开关元件的关断而引起的噪声并非不包含在电荷向电压变换的变换动作的期间内。
因而,在检测步骤中,使开关元件进行接通/关断来读出所述电荷,通过进行所读出的电荷向电压变换的变换动作,从而来由辐射线检测器进行由多个帧构成的动态图像摄影,且检测由相邻的多个像素中所包含的开关元件合成电荷并读出的像素数是否已被增加;在控制步骤中,在由检测步骤检测出进行动态图像摄影且像素数已被增加的情况下,控制成:从被增加的时刻点到预先确定的帧为止,与该帧以后的帧进行比较,将分布于高浓度侧的范围内的电荷所表征的灰度信号作为图像信息来适用。
即,在像素数刚被增加之后,由辐射线检测器读出的电荷所表征的灰度信号具有分布于高浓度侧的倾向,所以通过控制成从像素数的增加时刻点到预先确定的帧为止,较之于此帧以后的帧,而将分布于高浓度侧的范围内的灰度信号作为图像信息来适用,从而与将所有浓度范围的灰度信号作为图像信息来采用的情形相比,能够提高画质,所以能够提高视觉辨认性。因此,能够使在合并数的切换等时的条件变化时变得不稳定的动态图像的视觉辨认性得以提高。
另外,在第4形态中,也可在控制步骤中,在像素数已被增加的情况下,控制成:从被增加的时刻点到预先确定的帧为止,与该帧以后的帧进行比较,将分布于高浓度侧的范围内的灰度信号作为对象来进行动态范围压缩。
此外,在第4形态中,也可在控制步骤中还控制成:预先确定的帧以后的帧中,将作为图像信息而适用所述灰度信号的范围向比高浓度侧的范围低的范围逐渐漂移。
此外,预先确定的帧也可以是直到因像素数的切换而引起的灰度信号的浓度变动稳定为止的帧。
此外,也可以是:检测是从由辐射线检测器进行静态图像摄影的状态向进行动态图像摄影的状态进行转变、还是由辐射线检测器进行动态图像摄影且该动态图像摄影的帧速率变高、或是从依次读出在像素发生的电荷的逐行扫描方式向针对第奇数行或者第偶数行的每一行交替地读出在各像素发生的电荷的飞跃操作方式进行转变这样的条件的成立,由此来进行像素数是否已被增加的检测。
本发明的第5形态是辐射线动态图像处理程序,其特征在于,用于使计算机执行包含下述步骤的处理:检测步骤,使包含发生与被照射的辐射线相应的电荷的传感器部以及用于读出在该传感器部发生的电荷的开关元件而构成的多个像素呈矩阵状配置的辐射线检测器之中的所述开关元件进行接通/关断来读出所述电荷,通过进行将所读出的所述电荷向电压变换的变换动作,从而由所述辐射线检测器进行由多个帧构成的动态图像摄影,且检测由相邻的多个所述像素中所包含的所述开关元件合成电荷并读出的像素数是否已被增加;和控制步骤,在由所述检测步骤检测出所述像素数已被增加的情况下,控制成:从被增加的时刻点到预先确定的帧为止,与该帧以后的帧进行比较,将分布于高浓度侧的范围内的所述电荷所表征的灰度信号作为图像信息来适用。
根据第5形态,在辐射线检测器中,包含传感器部以及开关元件而构成的像素呈矩阵状进行配置,与被照射的辐射线相应的电荷在传感器部中发生,该电荷由开关元件进行读出。
在此,如上所述可知,刚刚切换成增加合并数之后,发生噪声的时间拉长,从而因开关元件的关断而引起的噪声并非不包含在电荷向电压变换的变换动作的期间内。
因而,使计算机执行下述处理,即,在检测步骤中,使开关元件进行接通/关断来读出所述电荷,通过进行所读出的电荷向电压变换的变换动作,从而来检测是否由辐射线检测器进行动态图像摄影,且检测由相邻的多个像素中所包含的开关元件合成电荷并读出的像素数是否已被增加;使计算机执行下述处理,即,在控制步骤中,在由检测步骤检测出进行动态图像摄影且像素数已被增加的情况下,控制成:从被增加的时刻点到预先确定的帧为止,与该帧以后的帧进行比较,将分布于高浓度侧的范围内的电荷所表征的灰度信号作为图像信息来适用。
即,在像素数刚被增加之后,由辐射线检测器读出的电荷所表征的灰度信号具有分布于高浓度侧的倾向,所以通过控制成从像素数的增加时刻点到预先确定的帧为止,与此帧以后的帧相比,将分布于高浓度侧的范围内的灰度信号作为图像信息来适用,从而与将所有浓度范围的灰度信号作为图像信息来采用的情形相比,能够提高画质,所以能够提高视觉辨认性。因此,能够使在合并数的切换等时的条件变化时变得不稳定的动态图像的视觉辨认性得以提高。
另外,在第5形态中,也可在控制步骤中,在像素数已被增加的情况下,控制成:从被增加的时刻点到预先确定的帧为止,与该帧以后的帧进行比较,将分布于高浓度侧的范围内的所述灰度信号作为对象来进行动态范围压缩。
此外,在第5形态中,也可在控制步骤中还控制成:预先确定的帧以后的帧中,将作为图像信息而适用所述灰度信号的范围向比高浓度侧的范围低的范围逐渐漂移。
此外,预先确定的帧也可以是直到因像素数的切换而引起的灰度信号的浓度变动稳定为止的帧。
此外,也可以是:检测是从由辐射线检测器进行静态图像摄影的状态向进行动态图像摄影的状态进行转变、还是由辐射线检测器进行动态图像摄影且该动态图像摄影的帧速率变高、或是从依次读出在像素发生的电荷的逐行扫描方式向针对第奇数行或者第偶数行的每一行交替地读出在各像素发生的电荷的飞跃操作方式进行转变这样的条件的成立,由此来进行像素数是否已被增加的检测。
本发明的第6形态是存储了第5形态的程序的持久性计算机可读存储介质。
本发明的另一形态是辐射线图像显示系统,具有:辐射线图像摄影装置,其具备包含发生与被照射的辐射线相应的电荷的传感器部以及用于读出由该传感器部发生的电荷的开关元件而构成的多个像素呈矩阵状配置的辐射线检测器;显示部件,其显示由所述辐射线图像摄影装置摄影到的图像;和控制部件,其在由所述辐射线图像摄影装置连续地进行摄影,且由所述辐射线图像摄影装置的相邻的多个所述像素中所包含的所述开关元件合成电荷并读出的像素数已被增加这样的条件已成立的情况下,控制所述显示部件以使直到预先确定的帧数的帧图像为止,以与通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像相组合的状态进行显示。
根据本形态,通过具备包含发生与被照射的辐射线相应的电荷的传感器部以及用于读出由该传感器部发生的电荷的开关元件而构成的多个像素呈矩阵状配置的辐射线检测器的辐射线图像摄影装置所摄影到的图像,利用显示部件进行显示。
在此,在本形态中,在由所述辐射线图像摄影装置连续地进行摄影,且由所述辐射线图像摄影装置的相邻的多个所述像素中所包含的所述开关元件合成电荷并读出的像素数(合并数)已被增加这样的条件已成立的情况下,由控制部件控制所述显示部件以使直到预先确定的帧数的帧图像为止,以与通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像相组合的状态进行显示。
这样,根据本形态,在由辐射线图像摄影装置连续地进行摄影,且由该辐射线图像摄影装置的相邻的多个像素中所包含的开关元件合成电荷并读出的像素数(合并数)已被增加这样的条件已成立的情况下,控制成直到预先确定的帧数的帧图像为止,以与通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像、即显示图像未发生紊乱的静止图像相组合的状态进行显示,所以能够抑制在合并数刚被增加之后的显示图像的紊乱的发生。
另外,所述控制部件也可在所述条件已成立的情况下,控制所述显示部件以使直到预先确定的帧数的帧图像为止,以叠加通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像的状态进行显示。由此,能够平滑地转变为实际正在摄影的图像的显示。
尤其是,所述控制部件也可在所述条件已成立的情况下,控制所述显示部件以使直到预先确定的帧数的帧图像为止,以利用预先确定的比率来合成了通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像的状态进行显示。由此,能够根据显示图像的参考者的兴趣、用途、作为显示对象的摄影对象部位的种类等,由此实现最佳的显示状态。
此外,所述控制部件也可在所述条件已成立的情况下,控制所述显示部件以使直到预先确定的帧数的帧图像为止,针对通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像,以逐渐降低该静止图像的比率进行合成的状态来显示。由此,能够更为平滑地转变为实际正在摄影的图像的显示。
此外,所述控制部件也可在所述条件已成立的情况下,控制所述显示部件以使直到预先确定的帧数的帧图像为止,针对通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像,以与该静止图像的比率为一对一的形式进行合成的状态来显示。由此,既能抑制显示图像的紊乱的发生又能显示实际正在摄影的图像。
此外,所述控制部件也可在所述条件已成立的情况下,控制所述显示部件以使直到预先确定的帧数的帧图像之中的中途的图像为止,使通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像逐渐淡出地显示,关于剩余的图像而使该图像逐渐淡入地显示。由此,能够更为平滑地转变为实际正在摄影的图像的显示。
此外,所述控制部件也可在所述条件已成立的情况下,控制所述显示部件以使直到预先确定的帧数的帧图像之中的中途的图像为止,显示通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像,关于剩余的图像而原样显示。由此,能够更可靠地抑制显示图像的紊乱的发生。
此外,所述控制部件也可通过判定是否已从所述辐射线图像摄影装置正进行静态图像摄影的状态切换成进行动态图像摄影的状态,由此来进行所述条件是否已成立的判定;所述控制部件也可通过判定所述辐射线图像摄影装置所执行的摄影的帧速率是否已被增加,由此来进行所述条件是否已成立的判定;所述控制部件也可通过判定是否已从所述辐射线图像摄影装置正进行逐行扫描的状态切换成进行隔行扫描的状态,由此来进行所述条件是否已成立的判定。由此,可以更为简易地判定合并数是否已被增加。
进而,本形态可以还具有受理所述预先确定的帧数的输入的受理部件。由此,能够简易地设定所述预先确定的帧数。
本发明的又一形态是辐射线图像显示装置,具备:显示部件,其显示通过具备包含发生与被照射的辐射线相应的电荷的传感器部以及用于读出由该传感器部发生的电荷的开关元件而构成的多个像素呈矩阵状配置的辐射线检测器的辐射线图像摄影装置所摄影到的图像;和控制部件,其在由所述辐射线图像摄影装置连续地进行摄影,且由所述辐射线图像摄影装置的相邻的多个所述像素中所包含的所述开关元件合成电荷并读出的像素数已被增加这样的条件已成立的情况下,控制所述显示部件以使直到预先确定的帧数的帧图像为止,以与通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像相组合的状态进行显示。
根据本形态,通过具备包含发生与被照射的辐射线相应的电荷的传感器部以及用于读出由该传感器部发生的电荷的开关元件而构成的多个像素呈矩阵状配置的辐射线检测器的辐射线图像摄影装置所摄影到的图像,利用显示部件进行显示。
在此,在本形态中,在由所述辐射线图像摄影装置连续地进行摄影,且由所述辐射线图像摄影装置的相邻的多个所述像素中所包含的所述开关元件合成电荷并读出的像素数(合并数)已被增加这样的条件已成立的情况下,由控制部件控制所述显示部件以使直到预先确定的帧数的帧图像为止,以与通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像相组合的状态进行显示。
这样,根据本形态,在由辐射线图像摄影装置连续地进行摄影,且由该辐射线图像摄影装置的相邻的多个像素中所包含的开关元件合成电荷并读出的像素数(合并数)已被增加这样的条件已成立的情况下,控制成直到预先确定的帧数的帧图像为止,以与通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像、即显示图像未发生紊乱的静止图像相组合的状态进行显示,所以能够抑制在合并数刚被增加之后的显示图像的紊乱的发生。
本发明的又一形态是辐射线图像摄影装置,具备:包含发生与被照射的辐射线相应的电荷的传感器部以及用于读出由该传感器部发生的电荷的开关元件而构成的多个像素呈矩阵状配置的辐射线检测器;和生成部件,其在由所述所述辐射线检测器连续地进行摄影,且由所述辐射线检测器的相邻的多个所述像素中所包含的所述开关元件合成电荷并读出的像素数已被增加这样的条件已成立的情况下,直到预先确定的帧数的帧图像为止,以与通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像相组合的状态来生成图像数据。
根据本形态,在通过包含发生与被照射的辐射线相应的电荷的传感器部以及用于读出由该传感器部发生的电荷的开关元件而构成的多个像素呈矩阵状配置的辐射线检测器连续地进行摄影,且由所述辐射线检测器的相邻的多个所述像素中所包含的所述开关元件合成电荷并读出的像素数已被增加这样的条件已成立的情况下,通过生成部件,直到预先确定的帧数的帧图像为止,以与通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像相组合的状态来生成图像数据。
这样,根据本形态,在由辐射线检测器连续地进行摄影,且由该辐射线检测器的相邻的多个像素中所包含的开关元件合成电荷并读出的像素数(合并数)已被增加这样的条件已成立的情况下,直到预先确定的帧数的帧图像为止,以与通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像、即显示图像未发生紊乱的静止图像相组合的状态来生成图像数据,所以能够抑制在合并数刚被增加之后的显示图像的紊乱的发生。
本发明的又一形态是程序,用于使计算机作为下述部件发挥功能,即:判定部件,其通过具备包含发生与被照射的辐射线相应的电荷的传感器部以及用于读出由该传感器部发生的电荷的开关元件而构成的多个像素呈矩阵状配置的辐射线检测器的辐射线图像摄影装置连续地进行摄影且判定由所述辐射线图像摄影装置的相邻的多个所述像素中所包含的所述开关元件合成电荷并读出的像素数已被增加这样的条件是否已成立;和控制部件,其在由所述判定部件判定出所述条件已成立的情况下,控制显示部件以使直到预先确定的帧数的帧图像为止,以与通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像相组合的状态进行显示。
因此,根据本形态,因为能够使计算机与前述的形态的辐射线图像显示装置同样地起作用,因此与该辐射线图像显示装置同样地,能够抑制在合并数刚被增加之后的显示图像的紊乱的发生。
进而,本发明的又一形态是辐射线图像显示方法,具有:判定工序,通过具备包含发生与被照射的辐射线相应的电荷的传感器部以及用于读出由该传感器部发生的电荷的开关元件而构成的多个像素呈矩阵状配置的辐射线检测器的辐射线图像摄影装置连续地进行摄影,且判定由所述辐射线图像摄影装置的相邻的多个所述像素中所包含的所述开关元件合成电荷并读出的像素数已被增加这样的条件是否已成立;和控制工序,在由所述判定工序判定出所述条件已成立的情况下,控制显示部件以使直到预先确定的帧数的帧图像为止,以与通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像相组合的状态进行显示。
因此,本形态与前述的形态的辐射线图像显示装置同样地起作用,所以与该辐射线图像显示装置同样地,能够抑制在合并数刚被增加之后的显示图像的紊乱的发生。
发明效果
如以上所说明的那样,在本发明中,能使在合并数增加的切换等时的摄影条件变化时变得不稳定的动态图像的视觉辨认性得以提高。
此外,根据本发明,在由辐射线图像摄影装置连续地进行摄影,且由该辐射线图像摄影装置的相邻的多个像素中所包含的开关元件合成电荷并读出的像素数(合并数)已被增加这样的条件的情况下,控制成直到预先确定的帧数的帧图像为止,以与通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像、即显示图像未发生紊乱的静止图像相组合的状态进行显示,所以能够抑制在合并数刚被增加之后的显示图像的紊乱的发生。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的辐射线信息系统的构成的框图。
图2是表示实施方式所涉及的辐射线图像摄影系统的辐射线摄影室中的各装置的配置状态的一例的侧视图。
图3是表示实施方式所涉及的辐射线检测器的3像素部分的简要构成的截面示意图。
图4是简要地示出实施方式所涉及的辐射线检测器的1像素部分的信号输出部的构成的截面侧视图。
图5是表示实施方式所涉及的辐射线检测器的像素部的构成的俯视图。
图6是表示实施方式所涉及的电子暗盒的构成的立体图。
图7是表示实施方式所涉及的电子暗盒的构成的截面侧视图。
图8是表示实施方式所涉及的辐射线图像摄影系统的电气系统的主要部分构成的框图。
图9是表示实施方式所涉及的信号处理部的构成的电路图。
图10是表示第1实施方式所涉及的辐射线图像摄影处理程序的处理的流程的流程图。
图11是表示实施方式所涉及的初始信息输入画面的一例的简要图。
图12是表示实施方式所涉及的静态图像摄影处理例程/程序的处理的流程的流程图。
图13是用于说明辐射线图像的表面读取方式和背面读取方式的截面侧视图。
图14是表示第2实施方式所涉及的辐射线图像摄影处理程序的处理的流程的流程图。
图15是表示第3实施方式所涉及的辐射线图像摄影处理程序的处理的流程的流程图。
图16是表示第4实施方式所涉及的辐射线图像摄影处理程序的处理的流程的流程图。
图17是表示实施方式所涉及的辐射线检测器的信号处理部的简要构成的框图。
图18是表示关注于实施方式所涉及的辐射线检测器的1像素部分的等效电路的图。
图19是实施方式所涉及的摄影系统的控制框图。
图20是用于说明薄膜晶体管的导通/截止所带来的馈通噪声的图。
图21是表示每个获取帧的QL值的变化的图。
图22(1)是表示合并数的切换后的排头帧适用高浓度侧的例子的图,(2)是表示在几帧后将低浓度侧的浓度范围作为图像信息来适用的例子的图。
图23A是表示对各帧的QL值进行直方图解析之际的动态范围的图。
图23B是用于说明QL值的动态范围压缩的图。
图24是表示实施方式所涉及的辐射线检测器的信号处理部的简要构成的框图。
图25是表示实施方式所涉及的辐射线图像摄影准备控制例程的流程图。
图26是表示实施方式所涉及的辐射线照射控制例程的流程图。
图27是表示实施方式所涉及的图像处理控制例程的流程图。
图28是表示实施方式所涉及的静态图像生成处理例程的流程图。
图29是表示实施方式所涉及的静态图像生成处理例程的变形例的流程图。
具体实施方式
以下,参照附图,对用于实施本发明的形态进行详细地说明。另外,在此,说明将本发明适用于对医院中的辐射线科部门内所处理的信息进行总括地管理的系统即辐射线信息系统的情况下的形态例。
[第1实施方式]
首先,参照图1对本实施方式所涉及的辐射线信息系统(以下称作“RIS”(Radiology Information System;放射科信息系统)。)100的构成进行说明。该RIS100除了可以摄影静态图像之外还可以摄影动态图像。另外,动态图像的定义,是指使静态图像高速地一个接一个地显示并作为动态图像来认识,是指高速地重复对静态图像进行摄影、变换成电信号、进行传输并根据该电信号来再生静态图像这样的过程而得到的。因此,在由所述“高速”的程度而预先确定的时间内,对同一区域(一部分或者全部)进行多次摄影、且连续性再生的、所谓“逐帧播放(frameadvance)”也设为包含在动态图像中。
RIS100是用于进行辐射线科部门内的、诊疗预约、诊断记录等的信息管理的系统,构成医院信息系统(以下称作“HIS”(Hospital Information System;医院信息系统)。)的一部分。
RIS100具有多台摄影请求终端装置(以下称作“终端装置”。)140、RIS服务器150、以及设置在医院内的辐射线摄影室(或手术室)的每一个中的辐射线图像摄影系统(以下称作“摄影系统”。)104,这些装置分别与由有线或无线的LAN(LocalArea Network;局域网)等组成的医院内网络102相连接而构成。另外,RIS100构成设置在同一医院内的HIS的一部分,在医院内网络102也连接有对HIS整体进行管理的HIS服务器(省略图示。)。此外,摄影系统104可以是单一的设备或者3个以上的设备,虽然在图1中按照每个摄影室进行设置,但是也可在单一的摄影室配置2台以上的摄影系统104。
终端装置140用于使医生、辐射线技师进行诊断信息、设施预约的输入、阅览等,辐射线图像的摄影请求、摄影预约也经由该终端装置140来进行。各终端装置140构成为包含具有显示装置的个人计算机,可以经由医院内网络102而与RIS服务器150相互通信。
另一方面,RIS服务器150受理来自各终端装置140的摄影请求,并对摄影系统104中的辐射线图像的摄影时间表进行管理,且构成为包含数据库150A。
数据库150A构成为包含:患者(被检者)的属性信息(姓名、性别、出生年月日、年龄、血型、体重、患者ID(Identification)等)、病历、接受诊断历史记录、过去摄影到的辐射线图像等的与患者相关的信息、摄影系统104中所采用的后述的电子暗盒40的识别编号(ID信息)、型式、尺寸、灵敏度、使用开始年月日、使用次数等的与电子暗盒40相关的信息、以及表示使用电子暗盒40来摄影辐射线图像的环境、即,使用电子暗盒40的环境(作为一例,是指辐射线摄影室、手术室等)的环境信息。
另外,也可利用大致永久地保管医疗机构所管理的医疗关联数据并在必要之时从必要场所瞬时取出的系统(有时称作“医疗云”等),从医院外的服务器取得患者(被检者)的过去的个人信息等。
摄影系统104按照来自RIS服务器150的指示,通过医生、辐射线技师的操作来进行辐射线图像的摄影。摄影系统104具备:辐射线发生装置120,从辐射线源121(也参照图2。)向被检者照射被设为符合曝光条件的剂量的辐射线X(也参照图6。);电子暗盒40,内置有辐射线检测器20,该辐射线检测器20吸收透过了被检者的摄影对象部位后的辐射线X来发生电荷,并基于所发生的电荷量来生成表示辐射线图像的图像信息(也参照图6。);托架130,对内置于电子暗盒40的蓄电池进行充电;和控制台110,对电子暗盒40以及辐射线发生装置120进行控制。
控制台110从RIS服务器150之中获取数据库150A所包含的各种信息并存储至后述的HDD116(也参照图8。),根据需要利用该信息来进行电子暗盒40以及辐射线发生装置120的控制。
在图2中示出本实施方式所涉及的摄影系统104的辐射线摄影室180中的各装置的配置状态的一例。
如图2所示,在辐射线摄影室180设置有在进行立位的辐射线摄影之际所使用的立位台160、和在进行卧位的辐射线摄影之际所使用的卧位台164,立位台160的前方空间被设为进行立位的辐射线摄影之际的被检者的摄影位置170,卧位台164的上方空间被设为进行卧位的辐射线摄影之际的被检者的摄影位置172。
在立位台160设有对电子暗盒40进行保持的保持部162,在进行立位的辐射线图像的摄影之际电子暗盒40被保持部162保持。同样地,在卧位台164设有对电子暗盒40进行保持的保持部166,在进行卧位的辐射线图像的摄影之际电子暗盒40被保持部166保持。
此外,为了使根据来自单一的辐射线源121的辐射线既能进行立位的辐射线摄影也能进行卧位的辐射线摄影,在辐射线摄影室180设有下述支承移动机构124,该支承移动机构124将辐射线源121支承为绕着水平轴(图2的箭头a方向)可以转动、在铅垂方向(图2的箭头b方向)上可以移动、而且在水平方向(图2的箭头c方向)上可以移动。在此,支承移动机构124分别具备:使辐射线源121绕着水平轴转动的驱动源、使辐射线源121在铅垂方向上移动的驱动源、和使辐射线源121在水平方向上移动的驱动源(均省略图示。)。
另一方面,在托架130形成有可以收纳电子暗盒40的收容部130A。
电子暗盒40,在未使用时,对于以收纳于托架130的收容部130A内的状态所内置的蓄电池进行充电,在辐射线图像的摄影时,由辐射线技师等从托架130之中取出,如果摄影姿势为立位则被立位台160的保持部162保持,如果摄影姿势为卧位则被卧位台164的保持部166保持。
在此,在本实施方式所涉及的摄影系统104中,通过无线通信而在辐射线发生装置120与控制台110之间、以及电子暗盒40与控制台110之间进行各种信息的收发。
另外,电子暗盒40并非仅在由立位台160的保持部162或卧位台164的保持部166所保持的状态下被使用,由于其可携带性,也能够在对腕部、腿部等进行摄影之际以未被保持部保持的状态来使用。
此外,在电子暗盒40中内置有后述的辐射线检测器。所内置的辐射线检测器,也可以是在利用闪烁体使辐射线变换成光之后再利用光电二极管等的光电变换元件变换成电荷的间接变换方式、利用非晶硒等的半导体层使辐射线变换成电荷的直接变换方式的任何方式。直接变换方式的辐射线检测器构成为在TFT有源矩阵基板上层叠有吸收辐射线X并变换成电荷的光电变换层。光电变换层例如由以硒为主成分(例如含有率达50%以上)的非晶质的a-Se(非晶硒)构成,若照射辐射线X,则在内部发生与被照射的辐射剂量相应的电荷量的电荷(电子-空穴的对),从而将被照射的辐射线X变换成电荷。间接变换方式的辐射线检测器也可取代如非晶硒这样的将辐射线X直接地变换成电荷的辐射线-电荷变换材料,而采用荧光体材料和光电变换元件(光电二极管)间接地变换成电荷。作为荧光体材料,众所周知的是铽激活的硫氧化钆(Gd2O2S:Tb)(简称GOS)、铊激活的碘化铯(CsI:Tl)。在该情况下,利用荧光体材料来进行辐射线X-光变换,由光电变换元件的光电二极管来进行光-电荷变换。本实施方式所涉及的电子暗盒40,作为内置间接变换方式的辐射线检测器的情形来说明。
其次,对本实施方式所涉及的辐射线检测器20的构成进行说明。图3是简要地表示本实施方式所涉及的辐射线检测器20的3像素部分的构成的截面示意图。
如图3所示,本实施方式所涉及的辐射线检测器20在绝缘性的基板1上依次层叠有信号输出部14、传感器部13(TFT基板30)、以及闪烁体8,由信号输出部14和传感器部13构成了TFT基板30的像素组。即,多个像素在基板1上呈矩阵状排列,且构成为各像素中的信号输出部14和传感器部13具有重叠。另外,绝缘膜11介于信号输出部14与传感器部13之间。
闪烁体8隔着透明绝缘膜7而形成在传感器部13上,是对于将从上方(基板1的相反侧)或者下方入射来的辐射线变换成光来发光的荧光体进行成膜而得到的。通过设置这样的闪烁体8,从而吸收透过被摄体后的辐射线来发光。
闪烁体8所发出的光的波段优选为可见光波段(波长360nm~830nm),为了使由该辐射线检测器20可进行单色摄像,更优选包含绿色的波段。
作为闪烁体8所使用的荧光体,具体而言在作为辐射线而使用X射线进行摄像的情况下,优选包含碘化铯(CsI)的荧光体,特别优选使用X射线照射时的发光光谱处于400nm~700nm内的CsI(Tl)(添加有铊的碘化铯)。另外,CsI(Tl)的可见光波段中的发光峰值波长为565nm。
传感器部13具有上部电极6、下部电极2、以及配置在该上下电极间的光电变换膜4,光电变换膜4由吸收闪烁体8所发出的光而发生电荷的有机光电变换材料构成。
由于需要使由闪烁体8产生的光入射至光电变换膜4,因此上部电极6优选由至少相对于闪烁体8的发光波长而透明的导电性材料构成,具体而言优选使用相对于可见光的透过率高且电阻值小的透明导电性氧化物(TCO;Transparent Conducting Oxide)。另外,作为上部电极6,虽然也能够使用Au等的金属薄膜,但是由于若想要获得90%以上的透过率则电阻值易于增大,因此优选TCO的金属薄膜。例如,优选使用ITO、IZO、AZO、FTO、SnO2、TiO2、ZnO2等,从工艺简易性、低电阻性、透明性的观点出发最优选ITO。另外,上部电极6也可作为全部像素共用的一片电极来构成,也可以按照每个像素进行分割。
光电变换膜4包含有机光电变换材料,吸收从闪烁体8发出的光来发生与所吸收的光相应的电荷。这样,如果是包含有机光电变换材料的光电变换膜4,则在可见波段具有尖锐的吸收光谱,除了闪烁体8发出的光之外的电磁波几乎不被光电变换膜4吸收,从而能够有效果地抑制因X射线等的辐射线被光电变换膜4吸收而发生的噪声。
构成光电变换膜4的有机光电变换材料,为了效率最好地吸收由闪烁体8发出的光,其吸收峰值波长越靠近闪烁体8的发光峰值波长则越优选。虽然有机光电变换材料的吸收峰值波长和闪烁体8的发光峰值波长一致是理想的情况,但是如果两者之差小,则也能充分地吸收从闪烁体8发出的光。具体而言,有机光电变换材料的吸收峰值波长与闪烁体8的相对于辐射线的发光峰值波长之差优选为10nm以内,更优选为5nm以内。
作为可以满足这种条件的有机光电变换材料,例如举出喹吖啶酮系有机化合物以及酞菁系有机化合物。由于例如喹吖啶酮的可见波段中的吸收峰值波长为560nm,因此如果作为有机光电变换材料而使用喹吖啶酮,作为闪烁体8的材料而使用CsI(Tl),则可以使上述峰值波长之差在5nm以内,能够使由光电变换膜4发生的电荷量变为几乎最大。另外,在本实施方式中,将包含有机光电变换材料的光电变换膜4作为一例进行说明,但是并不限于此,光电变换膜4只要是吸收光而发生电荷的材料即可,例如也可适用非晶硅等的其他材料。在由非晶硅构成了光电变换膜4的情况下,能够构成为遍及较宽的波段来吸收从闪烁体放出的光。
接下来,对可适用于本实施方式所涉及的辐射线检测器20的光电变换膜4进行具体地说明。
本实施方式所涉及的辐射线检测器20中的电磁波吸收/光电变换部位,能够由包含一对电极2、6、和夹在该电极2、6间的有机光电变换膜4的有机层而构成。该有机层,更具体而言能够通过吸收电磁波的部位、光电变换部位、电子输送部位、空穴输送部位、电子阻挡部位、空穴阻挡部位、结晶化防止部位、电极、以及层间接触改良部位等的积聚重叠、或者混合而形成。
上述有机层优选含有有机p型化合物或者有机n型化合物。
有机p型半导体(化合物)主要是空穴输送性有机化合物所代表的施主性有机半导体(化合物),是指具有易于给予电子的性质的有机化合物。进一步详细而言,是指在使两种有机材料相接触加以使用时电离势小的一方的有机化合物。因此,作为施主性有机化合物,只要是具有电子给予性的有机化合物,便可以使用任何的有机化合物。
有机n型半导体(化合物)主要是电子输送性有机化合物所代表的受主性有机半导体(化合物),是指具有易于接受电子的性质的有机化合物。进一步详细而言,是指在使两种有机化合物相接触加以使用时电子亲和力大的一方的有机化合物。因此,作为受主性有机化合物,只要是具有电子接受性的有机化合物,便可以使用任何的有机化合物。
关于作为该有机p型半导体以及有机n型半导体可以适用的材料、以及光电变换膜4的构成,由于已经在日本特开2009-32854号公报中进行了详细说明,因此省略说明。另外,光电变换膜4可以进一步含有富勒烯(fullerene)或碳纳米管来形成。
光电变换膜4的厚度,虽然是在吸收来自闪烁体8的光的方面膜厚越大越优选,但是若变厚达某种程度以上,则因从光电变换膜4的两端所施加的偏置电压而在光电变换膜4发生的电场的强度会下降,从而无法收集电荷,因而优选30nm以上且300nm以下,更优选50nm以上且250nm以下,尤其优选80nm以上且200nm以下。
另外,在图3所示的辐射线检测器20中,光电变换膜4虽然是全部像素共用的一片膜来构成,但是也可按照每个像素进行分割。
下部电极2设为按照每个像素进行分割的薄膜。下部电极2能够由透明或者不透明的导电性材料构成,能优选采用铝、银等。
下部电极2的厚度例如能够设为30nm以上且300nm以下。
在传感器部13中,通过在上部电极6与下部电极2之间施加规定的偏置电压,从而使得在光电变换膜4发生的电荷(空穴、电子)之中的一方移动至上部电极6,使另一方移动至下部电极2。在本实施方式的辐射线检测器20中,假设上部电极6连接布线,经由该布线而将偏置电压施加给上部电极6。此外,假设偏置电压按照在光电变换膜4发生的电子移动至上部电极6、且空穴移动至下部电极2的方式决定极性,但是该极性也可相反。
构成各像素的传感器部13虽然只要至少包含下部电极2、光电变换膜4、以及上部电极6即可,但是为了抑制暗电流的增加,优选设置电子阻挡膜3以及空穴阻挡膜5的至少任一者,更优选设置这两者。
电子阻挡膜3能够设置在下部电极2与光电变换膜4之间,当在下部电极2与上部电极6之间施加了偏置电压时,能够抑制从下部电极2向光电变换膜4注入电子而使得暗电流增加。
对于电子阻挡膜3能够使用电子给予性有机材料。
实际上电子阻挡膜3所使用的材料,只要根据相邻的电极的材料以及相邻的光电变换膜4的材料等来选择即可,优选具有比相邻的电极的材料的功函数(Wf)大1.3eV以上的电子亲和力(Ea)、且与相邻的光电变换膜4的材料的电离势(Ip)同等的Ip或比其小的Ip的材料。关于作为该电子给予性有机材料可以适用的材料,由于已经在日本特开2009-32854号公报中进行了详细地说明,因此省略说明。
关于电子阻挡膜3的厚度,为了使可靠地发挥暗电流抑制效果、并且防止传感器部13的光电变换效率的下降,优选10nm以上且200nm以下,进而优选30nm以上且150nm以下,尤其优选50nm以上且100nm以下。
空穴阻挡膜5能够设置在光电变换膜4与上部电极6之间,当在下部电极2与上部电极6之间施加了偏置电压时,能够抑制从上部电极6向光电变换膜4注入空穴而使得暗电流增加这样的情形。
对于空穴阻挡膜5能够使用电子接受性有机材料。
关于空穴阻挡膜5的厚度,为了使可靠地发挥暗电流抑制效果、并且防止传感器部13的光电变换效率的下降,优选10nm以上且200nm以下,进而优选30nm以上且150nm以下,尤其优选50nm以上且100nm以下。
实际上空穴阻挡膜5所使用的材料,只要根据相邻的电极的材料以及相邻的光电变换膜4的材料等来选择即可,优选具有比相邻的电极的材料的功函数(Wf)大1.3eV以上的电离势(Ip)、且与相邻的光电变换膜4的材料的电子亲和力(Ea)同等的Ea或比其大的Ea的材料。关于作为该电子接受性有机材料可以适用的材料,由于已经在日本特开2009-32854号公报中进行了详细地说明,因此省略说明。
另外,在按照在光电变换膜4发生的电荷之中空穴移动至上部电极6、电子移动至下部电极2的方式设定偏置电压的情况下,只要使电子阻挡膜3和空穴阻挡膜5的位置相反即可。此外,电子阻挡膜3和空穴阻挡膜5也可不设置双方,只要设置任一者,便能获得某种程度的暗电流抑制效果。
在各像素的下部电极2下方的基板1的表面,形成有信号输出部14。在图4中简要地示出信号输出部14的构成。
如该图所示,本实施方式所涉及的信号输出部14对应于下部电极2而形成有:对移动至下部电极2的电荷进行蓄积的电容器9、和将在电容器9中蓄积的电荷变换成电信号来输出的场效应型薄膜晶体管(Thin Film Transistor,以下有时简单称作薄膜晶体管。)10。形成有电容器9以及薄膜晶体管10的区域,在俯视的情况下具有与下部电极2重叠的部分,通过采用这样的构成,从而各像素中的信号输出部14和传感器部13在厚度方向上具有重叠。另外,为了使辐射线检测器20(像素)的平面面积最小,期望形成有电容器9以及薄膜晶体管10的区域被下部电极2完全地覆盖。
电容器9经由贯通设于基板1与下部电极2之间的绝缘膜11所形成的导电性材料的布线而与所对应的下部电极2进行电连接。由此,能够使得在下部电极2捕获的电荷移动至电容器9。
薄膜晶体管10层叠有栅极电极15、栅极绝缘膜16、以及活性层(沟道层)17,进而在活性层17上隔开规定的间隔而形成有源极电极18和漏极电极19。
活性层17例如能够由非晶硅或非晶质氧化物、有机半导体材料、碳纳米管等而形成。另外,构成活性层17的材料并未限定于这些材料。
作为构成活性层17的非晶质氧化物,优选包含In、Ga以及Zn之中的至少一者的氧化物(例如In-O系),更优选包含In、Ga以及Zn之中的至少两者的氧化物(例如In-Zn-O系、In-Ga-O系、Ga-Zn-O系),尤其优选包含In、Ga以及Zn的氧化物。作为In-Ga-Zn-O系非晶质氧化物,优选结晶状态下的组成由InGaO3(ZnO)m(m为小于6的自然数)表征的非晶质氧化物,尤其更优选InGaZnO4
作为可以构成活性层17的有机半导体材料,虽然能够列举酞菁化合物、并五苯、氧钒等,但是并不限于这些材料。另外,关于酞菁化合物的构成,由于已经在日本特开2009-212389号公报中进行了详细地说明,因此省略说明。
如果假设由非晶质氧化物或有机半导体材料、碳纳米管形成了薄膜晶体管10的活性层17,则由于不吸收X射线等的辐射线,或者纵使吸收了但是却止于极其微小的量,因此能够有效果地抑制信号输出部14中的噪声的发生。
此外,在由碳纳米管形成了活性层17的情况下,能够使薄膜晶体管10的开关速度高速化,此外能够形成可见光波段中的光的吸收程度低的薄膜晶体管10。另外,在由碳纳米管形成活性层17的情况下,只是在活性层17中混入极微量的金属性杂质,便使薄膜晶体管10的性能显著地下降,因此需要通过离心分离等而将极高纯度的碳纳米管分离/提取来形成。
在此,构成薄膜晶体管10的活性层17的非晶质氧化物、有机半导体材料、碳纳米管、或者构成光电变换膜4的有机光电变换材料,均可以在低温下成膜。因此,作为基板1,并不限定于半导体基板、石英基板、以及玻璃基板等的耐热性高的基板,也能够使用塑料等的挠性基板、芳纶、生物纳米纤维。具体而言,能够使用聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸、聚萘二甲酸等的聚酯纤维、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚芳酯、聚酰亚胺、聚环、降冰片烯树脂、聚(氯)等的挠性基板。如果使用这样的塑料制的挠性基板,则也能够谋求轻量化,例如对于携带等是有利的。
此外,也可在基板1设置用于确保绝缘性的绝缘层、用于防止水分或者氧气透过的气体阻挡层、用于提高平坦性或与电极等的密接性的底涂层等。
另一方面,芳纶(aramid)为了能适用200度以上的高温工艺,而使透明电极材料高温固化从而能实现低电阻化,此外也能够应对于包含焊接的回流焊工序的驱动器IC的自动安装。此外,由于芳纶的热膨胀系数接近于ITO(Indium Tin Oxide)、玻璃基板,因此制造后的翘曲少,不易发生开裂。此外,芳纶与玻璃基板等相比,能够将基板形成得较薄。另外,也可层叠超薄型玻璃基板和芳纶来形成基板。
此外,生物纳米纤维是对细菌(乙酸菌、AcetobacterXylinum)产出的纤维素微纤丝束(细菌纤维素)和透明树脂进行复合而获得的。纤维素微纤丝束为宽度50nm、相对于可见光波长而为1/10的尺寸、且高强度、高弹性、低热膨胀。通过使细菌纤维素含浸/固化丙烯酸树脂、环氧树脂等的透明树脂,从而可获得在也含有60~70%的纤维的同时在波长500nm示出约90%的光透过率的生物纳米纤维。生物纳米纤维具有与硅结晶相匹敌的低的热膨胀系数(3~7ppm),为钢铁同样的强度(460MPa)、高弹性(30GPa)、且有挠性,因此较之于玻璃基板等能够将基板1形成得较薄。
在本实施方式中,通过在基板1上依次形成信号输出部14、传感器部13、透明绝缘膜7来形成TFT基板30,通过使用光吸收性低的粘接树脂等将闪烁体8粘附于该TFT基板30上来形成辐射线检测器20。
图5是表示辐射线检测器20的像素部的电气构成的图。如图5所示,在TFT基板30上,包含上述的传感器部13、电容器9、以及薄膜晶体管10而构成的像素32,在一定方向(图5的后述的栅极布线方向)、以及相对于该一定方向的交差方向(图5的后述的数据布线方向)上呈二维状设置有多个。
此外,在辐射线检测器20设置有:在上述一定方向上延伸设置、且用于使各薄膜晶体管10导通/截止的多根栅极布线34;和在上述交差方向上延伸设置、且用于经由导通状态的薄膜晶体管10来读出电荷的多根数据布线36。
辐射线检测器20为平板状、且形成为在俯视的情况下,于外缘具有四边的四边形状,更具体而言形成为矩形状。
接下来,对本实施方式所涉及的电子暗盒40的构成进行说明。在图6中示出表示本实施方式所涉及的电子暗盒40的构成的立体图。
如该图所示,本实施方式所涉及的电子暗盒40具备由用于使辐射线透过的材料构成的框体41,形成为具有防水性、密闭性的结构。电子暗盒40在手术室等中被使用时,存在附着血液或其他杂菌的顾虑。因而,使电子暗盒40作为具有防水性、密闭性的结构,根据需要来进行杀菌清洗,从而能够重复继续使用一个电子暗盒40。
在框体41的内部形成有收容各种部件的空间A,且在该空间A内从照射辐射线X的框体41的照射面侧起依次配设有对透过被摄体后的辐射线X进行检测的辐射线检测器20、以及对辐射线X的背散射线进行吸收的铅板43。
在此,在本实施方式所涉及的电子暗盒40中,框体41的平板状的一个面的与辐射线检测器20的配设位置对应的区域被设为可以检测辐射线的四边形状的摄影区域41A。该框体41的具有摄影区域41A的面被设为电子暗盒40中的顶板41B,在本实施方式所涉及的电子暗盒40中,辐射线检测器20被配置为TFT基板30成为顶板41B侧,且辐射线检测器20被粘附在该顶板41B的框体41中的内侧的面(顶板41B的入射辐射线的面的相反侧的面)。
另一方面,如图6所示,在框体41的内部的一端侧,在与辐射线检测器20不重叠的位置(摄影区域41A的范围外),配置有收容后述的暗盒控制部58和电源部70(均参照图8。)的壳体42。
框体41为了谋求电子暗盒40整体的轻量化,例如能够由碳纤维(碳纤维)、铝、镁、生物纳米纤维(纤维素微纤丝)、或者复合材料等构成。
作为复合材料,例如能够使用包含强化纤维树脂的材料,在强化纤维树脂中包含碳、纤维素等。具体而言,作为复合材料,可采用碳纤维强化塑料(CFRP)、以CFRP对发泡材进行夹层的结构的材料、或者在发泡材的表面涂敷了CFRP的材料等。另外,在本实施方式中,可采用以CFRP对发泡材进行了夹层的结构的材料。由此,较之于由碳单体构成了框体41的情况,能够提高框体41的强度(刚性)。
另一方面,如图7所示,在框体41的内部,在与顶板41B对置的背面部41C的内面配置有支承体44,且在支承体44与顶板41B之间,辐射线检测器20以及铅板43在辐射线X的照射方向上按此照射顺序排列配置。支承体44从轻量化的观点、吸收尺寸偏差的观点出发例如由发泡材构成,且支承铅板43。
如该图所示,在顶板41B的内面设置有可剥离地将辐射线检测器20的TFT基板30粘接的粘接部件80。作为粘接部件80,例如可采用双面胶带。在此情况下,双面胶带被形成为一个粘接面的粘接力强于另一个粘接面的粘接力。
具体而言,粘接力弱的面(弱粘接面)以180°剥离粘接力被设定在1.0N/cm以下。而且,粘接力强的面(强粘接面)与顶板41B相接,弱粘接面与TFT基板30相接。由此,较之于通过螺钉等的固定部件等而将辐射线检测器20固定于顶板41B的情况,能够将电子暗盒40的厚度形成得较薄。此外,即便因冲击或载荷而使得顶板41B发生变形,由于辐射线检测器20也可追随于刚性高的顶板41B的变形,因此只发生大的曲率(平缓的弯曲),因局部的低曲率而使得辐射线检测器20破损的可能性变低。进而,辐射线检测器20有助于顶板41B的刚性的提高。
这样,在本实施方式所涉及的电子暗盒40中,由于将辐射线检测器20粘附于框体41的顶板41B的内部,因此视作由顶板41B侧和背面部41C侧可将框体41分离成两个,在将辐射线检测器20粘附于顶板41B、或者将辐射线检测器20从顶板41B剥离之际,视作由顶板41B侧和背面部41C侧将框体41分离成两个的状态。
另外,在本实施方式中,也可不在清洁室等中进行辐射线检测器20向顶板41B的粘接。其原因在于,在辐射线检测器20与顶板41B之间混入了吸收辐射线的金属片等的异物的情况下,能够将辐射线检测器20从顶板41B剥离来去除该异物的缘故。
接下来,参照图8,对本实施方式所涉及的摄影系统104的电气系统的主要部分构成进行说明。
如该图所示,内置于电子暗盒40的辐射线检测器20,在相邻的两边的一边侧配置有栅极线驱动器52,在另一边侧配置有信号处理部54。TFT基板30的各个栅极布线34(在图8中个别地标记为栅极布线34a、34b、……,根据需要来使用此标号。)与栅极线驱动器52相连接,TFT基板30的各个数据布线36与信号处理部54相连接。
此外,在框体41的内部配备图像存储器56、暗盒控制部58、和无线通信部60。
TFT基板30的各薄膜晶体管10根据从栅极线驱动器52经由栅极布线34供应来的信号而以行为单位依次导通,薄膜晶体管10被导通的像素部的电容器9中所蓄积的电荷作为模拟的电信号而于数据布线36中传输并输入至信号处理部54。由此,各个像素部的电容器9中所蓄积的电荷以行为单位依次读出,从而可以获取二维状的辐射线图像。
此外,栅极线驱动器52除了可以实现在一次的图像的读出动作中按照一行一行的顺序向各栅极布线G输出导通信号并一行一行地读出在各像素部的电容器9中所蓄积的电荷这样的逐行扫描方式(所谓的逐行扫描方式)之外,还可以实现在一次的图像的读出动作中,从栅极线驱动器52按照多行多行(例如2行或4行)的顺序向各栅极布线34输出导通信号并多行多行地读出在各像素部的电容器9中所蓄积的电荷的(对同时读出的像素的电荷进行合成读出的)合并读出方式下的读出,也可以实现图像的读出方式切换为逐行读出方式和合并读出方式。
另外,可以通过逐行扫描方式、和针对每一行将栅极布线34划分成第奇数行和第偶数行而在每次的图像的读出动作中向第奇数行或者第偶数行的栅极布线34输出导通信号并针对每一行地交替读出在各像素部中所蓄积的电荷这样的飞跃扫描方式(所谓的隔行扫描方式),来切换图像的读出方式。
此外,信号处理部54以及栅极线驱动器52连接着暗盒控制部58,且由暗盒控制部58来控制栅极线驱动器52以及信号处理部54。另外,暗盒控制部58由包含CPU、ROM、RAM、HDD或闪存等的微型计算机而构成。
在此,对本实施方式所涉及的信号处理部54的构成进行说明。在图9中示出表示本实施方式所涉及的信号处理部54的构成的电路图。
如图9所示,本实施方式所涉及的信号处理部54对应于各个数据布线36而具备可变增益前置放大器(电荷放大器)82、合并部84、和采样保持电路86。
可变增益前置放大器82构成为包含正输入侧被接地的运算放大器82A、和分别并联地连接在运算放大器82A的负输入侧与输出侧之间的电容器82B以及复位开关82C,且复位开关82C由暗盒控制部58进行切换。
此外,合并部84构成为包含连接在相邻的通信线间的开关84A、和连接在通信线的中途的开关84B、84C,且各开关84A、84B、84C也由暗盒控制部58进行切换。在本实施方式中,通过使开关84A以及开关84B变为接通状态、并且使开关84C变为关断状态,来作为合并连接状态,通过使开关84B以及开关84C变为接通状态、并且使开关84A变为关断状态,来作为通常连接状态。
此外,本实施方式所涉及的信号处理部54具备多路复用器88以及A/D(模拟/数字)变换器89。另外,采样保持电路86的采样定时、以及设于多路复用器88的开关88A所执行的选择输出,也由暗盒控制部58进行切换。
各个数据布线36依次经由可变增益前置放大器82、合并部84、以及采样保持电路86而分别与多路复用器88的输入端个别地连接。而且,多路复用器88的输出端被连接在A/D变换器89的输入端,而A/D变换器89的输出端与图像存储器56连接。
在检测辐射线图像之际,暗盒控制部58首先使可变增益前置放大器82的复位开关82C处于接通状态达规定期间,从而对在电容器82B中所蓄积的电荷进行放电(复位)。
接下来,暗盒控制部58使可变增益前置放大器82的复位开关82C处于关断状态,并且通过合并部84的开关84A~84C的接通/关断状态的设定而设定成合并连接状态或者通常连接状态。
另一方面,因照射辐射线X而在像素32的各个电容器9中所蓄积的电荷,通过所连接的薄膜晶体管10被设为导通状态而在所连接的数据布线36中作为电信号进行传输,在数据布线36中传输的电信号,通过所对应的可变增益前置放大器82而以预先确定的放大率进行放大,然后由合并部84根据需要进行合成。
另一方面,暗盒控制部58在进行了上述的电容器82B的放电以及合并部84的设定之后,通过使采样保持电路86驱动达规定期间,从而使被可变增益前置放大器82放大并根据需要被合并(合成)的电信号的信号电平保持于采样保持电路86中。
而且,被保持于各采样保持电路86的信号电平,根据暗盒控制部58所执行的控制而由多路复用器88依次选择,由A/D变换器89进行A/D变换,从而生成表示被摄影到的辐射线图像的图像数据。
图17是表示本实施方式所涉及的辐射线检测器20的信号处理部54的简要构成的框图,图18是表示关注于本实施方式所涉及的辐射线检测器20的1像素部分的等效电路的图。另外,在图17中将合并部84省略图示。
如图17所示,被闪烁体8进行光电变换后的电荷,因薄膜晶体管10被导通而被读出并输出至信号处理部54。
信号处理部54如图17所示那样具备电荷放大器82、采样保持电路86、多路复用器88、以及A/D变换器89。
由薄膜晶体管10读出的电荷将由电荷放大器82进行积分后,由采样保持电路86保持,并经由多路复用器88而输出至A/D变换器89。而且,由A/D变换器89将模拟信号变换成数字信号,从而可以实现图像处理。
进一步详细而言,如图18所示,薄膜晶体管10的源极与数据布线36相连接,且该数据布线36与电荷放大器82相连接。此外,薄膜晶体管10的漏极与电容器9相连接,薄膜晶体管10的栅极与栅极布线34相连接。
在各个数据布线36中传输的电荷信号,由电荷放大器82进行积分处理后被保持于采样保持电路86。在电荷放大器82中设有复位开关79,且在复位开关79被关断的期间内,进行电荷的读出并由采样保持电路86来保持电荷信号。
被保持于采样保持电路86的电荷信号,变换成模拟电压后依次(串行)地输入至多路复用器77,由A/D变换器89变换成数字的图像信息。
另外,薄膜晶体管10的导通/截止、电荷放大器82的复位开关79的接通/关断,由暗盒控制部58进行控制。
另一方面,信号处理部54连接着图像存储器56,从信号处理部54的A/D变换器89所输出的图像数据被依次地存储至图像存储器56。图像存储器56具有可以存储规定张数份的图像数据的存储容量,在每次进行辐射线图像的摄影时,通过摄影所获得的图像数据被依次存储至图像存储器56。
图像存储器56与暗盒控制部58连接。暗盒控制部58构成为包含微型计算机,具备CPU(中央处理装置)58A、包含ROM(Read Only Memory;只读存储器)以及RAM(Random AccessMemory;随机存取存储器)的存储器58B、以及由闪存等构成的非易失性的存储部58C,对电子暗盒40整体的动作进行控制。
进而,暗盒控制部58连接着无线通信部60。无线通信部60对应于IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers;电气和电子工程师协会)802.11a/b/g/n等所代表的无线LAN(Local Area Network;局域网)标准,来控制基于无线通信的与外部设备之间的各种信息的传输。暗盒控制部58经由无线通信部60而可以与进行关于辐射线图像摄影的控制的控制台110等的外部装置实现无线通信,可以在与控制台110等之间实现各种信息的收发。
此外,在电子暗盒40中设有电源部70,且上述的各种电路、各元件(作为栅极线驱动器52、信号处理部54、图像存储器56、无线通信部60、暗盒控制部58而发挥功能的微型计算机等)通过从电源部70供应的电力来工作。电源部70为了不有损电子暗盒40的可携带性,内置了蓄电池(可以充电的二次电池),且从被充电的蓄电池向各种电路/元件供应电力。另外,在图8中,省略了对电源部70和各种电路、各元件进行连接的布线。
另一方面,如图8所示,控制台110构成为服务器/计算机,且具备:对操作菜单、被摄影到的辐射线图像等进行显示的显示器111、和构成为包含多个按键、且输入各种信息、操作指示的操作面板112。
此外,本实施方式所涉及的控制台110具备:掌控装置整体的动作的CPU113、预先存储有包含控制程序的各种程序等的ROM114、临时地保存各种数据的RAM115、存储并保持各种数据的HDD(硬盘/驱动器)116、控制各种信息向显示器111的显示的显示器驱动器117、和检测相对于操作面板112的操作状态的操作输入检测部118。此外,控制台110具备:无线通信部119,通过无线通信而在与辐射线发生装置120之间进行后述的曝光条件等的各种信息的收发,并且在与电子暗盒40之间进行图像数据等的各种信息的收发。
CPU113、ROM114、RAM115、HDD116、显示器驱动器117、操作输入检测部118、以及无线通信部119,经由系统总线BUS而相互连接。因此,CPU113能够进行向ROM114、RAM115、HDD116的存取,并且分别能够进行经由显示器驱动器117的各种信息向显示器111的显示的控制、以及经由无线通信部119的与辐射线发生装置120以及电子暗盒40之间的各种信息的收发的控制。此外,CPU113经由操作输入检测部118能够掌握相对于操作面板112的用户的操作状态。
另一方面,辐射线发生装置120具备:辐射线源121;在与控制台110之间收发曝光条件等的各种信息的无线通信部123;和基于所接收到的曝光条件来控制辐射线源121的线源控制部122。
线源控制部122也构成为包含微型计算机,且对所接收到的曝光条件等进行存储。在从该控制台110接收的曝光条件中,包含管电压、管电流等的信息。线源控制部122基于所接收到的曝光条件而使辐射线X从辐射线源121照射出。
然而,在本实施方式所涉及的摄影系统104中搭载有如下透视摄影功能,即,在由电子暗盒40进行动态图像摄影的同时使通过该摄影所获得的运动图像(透视图像)利用控制台110的显示器111实时地显示,并且在由摄影者进行了针对操作面板112的操作、或未图示的曝光按钮的按压操作等的预先确定的操作(以下称作“静态图像摄影指示操作”。)之际,由电子暗盒40进行静止图像的摄影。
另外,在本实施方式所涉及的摄影系统104中,在由电子暗盒40进行动态图像摄影之际,合并部84被设为合并连接状态,并且较之于静态图像摄影时,而以从辐射线发生装置120降低了被曝光的辐射线的剂量的状态来进行摄影。相对于此,在由电子暗盒40进行静态图像摄影之际,合并部84被设为通常连接状态,并且以使辐射线在由摄影者根据摄影对象部位等所设定的曝光条件下曝光的状态来进行摄影。
在此,在本实施方式所涉及的摄影系统104中,在通过透视摄影功能而进行了静止图像的摄影的情况下,在该摄影之后恢复成动态图像摄影,但是在现有的摄影系统中,在刚刚执行该恢复之后的几帧份的运动图像的显示图像中发生了紊乱。
因而,在本实施方式所涉及的摄影系统104中搭载有如下组合显示功能,即,关于刚刚恢复为动态图像摄影之后的预先设定的帧数(以下称作“处理对象帧数”。)的显示图像,以与通过紧前面的静态图像摄影所获得的静止图像进行组合后的状态来显示。
接下来,参照图10,对本实施方式所涉及的摄影系统104的作用进行说明。另外,图10是表示在经由操作面板112而输入了执行透视摄影功能的主旨的指示输入之际由控制台110的CPU113所执行的辐射线图像摄影处理程序的处理的流程的流程图,该程序预先存储在ROM114的规定区域中。此外,在此为了避免错综复杂的情况,说明关于由电子暗盒40进行动态图像摄影之际的辐射线的曝光条件(在本实施方式中是指对辐射线X进行曝光之际的管电压以及管电流)而预先设定的情况。
在图10的步骤300中,控制显示器驱动器117,以使显示器111显示预先确定的初始信息输入画面,利用其次的步骤302来进行规定信息的输入等待。
在图11中示出通过上述步骤300的处理而由显示器111显示的初始信息输入画面的一例。如图11所示,在本实施方式所涉及的初始信息输入画面中,显示出:促使输入今后将要进行辐射线图像的摄影的被检者的姓名、摄影对象部位、摄影时的姿势、静止图像的摄影时的辐射线X的曝光条件(在本实施方式中是指对辐射线X进行曝光之际的管电压、管电流、以及曝光期间)、以及上述的处理对象帧数这样的消息;和这些信息的输入区域。
当图11所示的初始信息输入画面被显示于显示器111时,摄影者能够经由操作面板112而将作为摄影对象的被检者的姓名、摄影对象部位、摄影时的姿势、曝光条件、以及处理对象帧数分别输入至所对应的输入区域。
而且,在摄影时的姿势为立位或者卧位的情况下,摄影者能够在使所对应的立位台160的保持部162或者卧位台164的保持部166保持电子暗盒40、并且使辐射线源121定位于所对应的位置之后,再使被检者位于规定的摄影位置。相对于此,在摄影对象部位为腕部、腿部等的无法使电子暗盒40保持于保持部的状态下进行辐射线图像的摄影的情况下,摄影者能够使被检者、电子暗盒40、以及辐射线源121定位成可以摄影该摄影对象部位的状态。然后,摄影者能够经由操作面板112来指定在初始信息输入画面的下端附近所显示的结束按钮。如果由摄影者指定了结束按钮,则上述步骤302成为肯定判定而转变为步骤304。
在步骤304中,将在上述初始信息输入画面中所输入的信息(以下称作“初始信息”。)经由无线通信部119而发送至电子暗盒40,然后利用其次的步骤306,经由无线通信部119而向辐射线发生装置120发送预先设定的动态图像摄影时的曝光条件,由此来设定该曝光条件。对应于此,辐射线发生装置120的线源控制部122进行所接收到的曝光条件下的曝光准备。
在其次的步骤308中,向辐射线发生装置120发送指示曝光开始的指示信息,并且向电子暗盒40发送指示动态图像摄影开始的指示信息。对应于此,辐射线源121以与辐射线发生装置120从控制台110接收到的曝光条件相应的管电压以及管电流,发生辐射线X并射出。
从辐射线源121射出的辐射线X,在透过了被检者之后到达电子暗盒40。由此,在内置于电子暗盒40的辐射线检测器20的各像素32的电容器9中蓄积电荷。
电子暗盒40的暗盒控制部58,如果接收到指示动态图像摄影开始的指示信息,则使合并部84设为合并连接状态,作为直到向辐射线检测器20的各像素32的电容器9的电荷蓄积结束为止的期间而经过了预先确定的期间之后,控制栅极线驱动器52以使从栅极线驱动器52按照一行一行的顺序向各栅极布线34输出导通信号,使与各栅极布线34连接的各薄膜晶体管10按照一行一行的顺序导通。
如果使与各栅极布线34连接的各薄膜晶体管10按照一行一行的顺序导通,则辐射线检测器20按照一行一行的顺序将在各电容器9中所蓄积的电荷作为电信号而在各数据布线36上流出。在各数据布线36中流出的电信号,由信号处理部54变换成数字的图像数据后存储至图像存储器56。
暗盒控制部58对存储于图像存储器56的图像数据实施了预先确定的图像校正处理之后经由无线通信部60而发送给控制台110。
暗盒控制部58以作为运动图像的摄影速度而被预先确定的速度(在本实施方式中为30帧/秒)来执行以上的动作,由此来进行动态图像摄影。
因而,在其次的步骤310中,待机到从电子暗盒40接收到1帧份的图像数据为止,利用其次的步骤312,控制显示器驱动器117以使显示器111显示由所接收到的图像数据所表示的辐射线图像。
在其次的步骤314中,判定是否被进行了前述的静态图像摄影指示操作,在成为肯定判定的情况下转变为步骤316,执行静态图像摄影处理例程/程序。以下,参照图12,对本实施方式所涉及的静态图像摄影处理例程/程序进行说明。另外,图12是表示静态图像摄影处理例程/程序的处理的流程的流程图,该程序也预先存储在ROM114的规定区域中。
在图12的步骤400中,经由无线通信部119而向辐射线发生装置120发送上述初始信息中所包含的曝光条件,由此设定该曝光条件。对应于此,辐射线发生装置120的线源控制部122进行所接收到的曝光条件下的曝光准备。
在其次的步骤402中,向辐射线发生装置120发送指示所设定的曝光条件下的曝光开始的指示信息,并且向电子暗盒40发送指示静态图像摄影开始的指示信息。
对应于此,辐射线源121开始射出与辐射线发生装置120从控制台110接收到的曝光条件相应的管电压、管电流、以及曝光期间下的辐射线X。从辐射线源121射出的辐射线X,在透过了被检者之后到达电子暗盒40。
另一方面,电子暗盒40的暗盒控制部58,如果接收到指示静态图像摄影开始的指示信息,则使合并部84变为通常连接状态,然后通过与前述的动态图像摄影时大致相同的动作来进行静态图像摄影,对由此所得的图像数据实施了预先确定的图像校正处理之后经由无线通信部60而发送给控制台110。
因而,在其次的步骤404中,待机直到从电子暗盒40接收到上述图像数据为止,利用其次的步骤406,执行对所接收到的图像数据进行黑斑校正等的各种校正的图像处理。
在其次的步骤408中,将进行了上述图像处理后的图像数据(以下称作“静止图像数据”。)存储于HDD116,利用其次的步骤410,控制显示器驱动器117以使显示器111为了进行确认等而将由静止图像数据所表示的辐射线图像仅显示规定期间。
在其次的步骤412中,经由医院内网络102而向RIS服务器150发送静止图像数据,然后结束本静态图像摄影处理例程/程序。另外,发送给RIS服务器150的静止图像数据被保存在数据库150A中,从而可以使医生进行被摄影到的辐射线图像的读影、诊断等。
如果静态图像摄影处理例程/程序结束,则转变为作为主程序的辐射线图像摄影处理程序(图10)的步骤318,与上述步骤306的处理同样地,经由无线通信部119向辐射线发生装置120发送预先设定的动态图像摄影时的曝光条件,由此设定该曝光条件。对应于此,辐射线发生装置120的线源控制部122进行所接收到的曝光条件下的曝光准备。
在其次的步骤320中,向辐射线发生装置120发送指示曝光开始的指示信息,并且向电子暗盒40发送指示动态图像摄影开始的指示信息。对应于此,辐射线源121以与辐射线发生装置120从控制台110接收到的曝光条件相应的管电压以及管电流,发生辐射线并射出。另外,如果通过本步骤320的处理而发送了指示电子暗盒40开始动态图像摄影的指示信息,则CPU113判断出电子暗盒40从正进行静态图像摄影的状态切换成进行动态图像摄影的状态,自此之后执行前述的组合显示功能。
电子暗盒40如果接收到指示动态图像摄影开始的指示信息,则与前述的动态图像摄影时同样地动作,经由无线通信部60向控制台110连续地发送通过该动态图像摄影所获得的图像数据。
因而,在其次的步骤322中,待机直到从电子暗盒40接收到1帧份的图像数据为止,利用其次的步骤324,在所接收到的图像数据(以下称作“运动图像数据”。)上,叠加紧前面的上述静态图像摄影处理例程/程序中从电子暗盒40接收并存储的静止图像数据,由此生成合成图像数据。
另外,在本实施方式所涉及的摄影系统104中,按照静止图像数据相对于运动图像数据的比率成为预先确定的比率(在本实施方式中为60%)的方式计算所对应的像素的像素数据彼此之间的加权相加平均值,由此来进行本步骤324所执行的运动图像数据和静止图像数据的叠加。
在其次的步骤326中,控制显示器驱动器117以使显示器111显示由通过上述步骤324的处理所得的合成图像数据来表示的辐射线图像。
在其次的步骤328中,判定上述步骤322~步骤326的处理所执行的辐射线图像的显示帧数是否达到了上述初始信息中所包含的处理对象帧数,在成为否定判定的情况下返回到上述步骤322,而在成为肯定判定的时刻点返回到上述步骤310。
另一方面,在上述步骤314中成为否定判定的情况下转变为步骤330,判定结束透视摄影功能执行的定时是否已到来,在成为否定判定的情况下返回到上述步骤310,而在成为肯定判定的时刻点转变为步骤332。另外,在本实施方式所涉及的摄影系统104中,通过判定是否由摄影者经由控制台110的操作面板112而进行了指示透视摄影功能停止的操作,由此来进行上述步骤330中的结束透视摄影功能执行的定时是否已到来的判定,但是可以并不限于此方式。
在步骤332中,向辐射线发生装置120发送指示辐射线的曝光停止的指示信息,然后结束本辐射线图像摄影处理程序。
但是,本实施方式所涉及的电子暗盒40如图7所示那样被内置成辐射线检测器20从TFT基板30侧照射辐射线X。
在此,辐射线检测器20如图13所示那样在从形成有闪烁体8的一侧照射辐射线、且被设为由设于该辐射线的入射面的背面侧的TFT基板30来读取辐射线图像的、所谓的背面读取方式的情况下,在闪烁体8的该图上面侧(TFT基板30的相反侧)更强烈地发光。在从TFT基板30侧照射辐射线、且被设为由设于该辐射线的入射面的表面侧的TFT基板30来读取辐射线图像的、所谓的表面读取方式的情况下,透过了TFT基板30的辐射线入射至闪烁体8,从而闪烁体8的TFT基板30侧更强烈地发光。在设于TFT基板30的各传感器部13中,因闪烁体8发生的光而发生电荷。因而,辐射线检测器20较之于被设为背面读取方式的情况,在被设为表面读取方式的情况下闪烁体8相对于TFT基板30的发光位置更近,因此通过摄影所得的辐射线图像的分辨率高。
此外,辐射线检测器20由有机光电变换材料来构成光电变换膜4,光电变换膜4几乎不吸收辐射线。因而,本实施方式所涉及的辐射线检测器20通过表面读取方式即便是辐射线透过TFT基板30的情况,光电变换膜4吸收辐射线的吸收量也少,因此能够抑制相对于辐射线的灵敏度的下降。在表面读取方式下,虽然辐射线透过TFT基板30并到达闪烁体8,但是这样在由有机光电变换材料构成了TFT基板30的光电变换膜4的情况下,几乎没有光电变换膜4中的辐射线的吸收,能够将辐射线的衰减抑制得较少,因此适于表面读取方式。
此外,构成薄膜晶体管10的活性层17的非晶质氧化物、构成光电变换膜4的有机光电变换材料,均可以实现低温下的成膜。因而,能够由辐射线的吸收少的塑料树脂、芳纶、生物纳米纤维来形成基板1。这样形成的基板1由于辐射线的吸收量少,因此通过表面读取方式即便是辐射线透过TFT基板30的情况,也能够抑制相对于辐射线的灵敏度的下降。
此外,根据本实施方式,如图7所示那样,虽然按照TFT基板30成为顶板41B侧的方式将辐射线检测器20粘附于框体41内的顶板41B,但是在由刚性高的塑料树脂、芳纶、生物纳米纤维形成了基板1的情况下,由于辐射线检测器20自身的刚性高,因此能够将框体41的顶板41B形成得较薄。此外,在由刚性高的塑料树脂、芳纶、生物纳米纤维形成了基板1的情况下,由于辐射线检测器20自身具有挠性,因此即便是对摄影区域41A施以冲击的情况,辐射线检测器20也不易破损。
如以上详细说明的那样,在本实施方式中,在由辐射线图像摄影装置(在本实施方式中为电子暗盒40)连续地进行摄影、且由该辐射线图像摄影装置的相邻的多个像素中所包含的开关元件合成电荷并读出的像素数(合并数)被增加这一条件已成立的情况下,控制成:直到预先确定的帧数(在本实施方式中为处理对象帧数)的帧图像为止,以与通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像、即显示图像未发生紊乱的静止图像组合在一起的状态进行显示,所以能够抑制在合并数刚被增加之后的显示图像的紊乱的发生。
尤其是,在本实施方式中,在所述条件已成立的情况下,控制成:直到预先确定的帧数的帧图像为止,以叠加通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像的状态进行显示,所以能够平滑地转变为实际正在摄影的图像的显示。
进而,在本实施方式中,在所述条件已成立的情况下,控制成:直到预先确定的帧数的帧图像为止,以用预先确定的比率来合成了通过在该条件即将成立之前的摄影所得的静止图像的状态进行显示,所以能够根据摄影者的兴趣、用途、作为显示对象的摄影对象部位的种类等来设定上述比率,由此实现最佳的显示状态。
此外,在本实施方式中,通过判定是否已从由所述辐射线图像摄影装置正进行静态图像摄影的状态切换成进行动态图像摄影的状态,由此来进行所述条件是否已成立的判定,所以能够更简易地判定合并数是否已被增加。
进而,在本实施方式中,因为受理了所述预先规定的帧数的输入,所以能够简易地设定所述预先确定的帧数。
另外,在本实施方式中,虽然说明了通过判定是否已从由电子暗盒40正进行静态图像摄影的状态切换成进行动态图像摄影,由此来进行所述条件是否已成立的判定的情况,但是本发明并不限定于此,也可以设为通过判定电子暗盒40所执行的摄影的帧速率是否已被增加,由此来进行所述条件是否已成立的判定的形态,也可设为下述形态,即,将电子暗盒40设为在进行静态图像摄影之际通过逐行扫描来读出图像信息、在进行动态图像摄影之际通过隔行扫描来读出图像信息的情况,并通过判定是否已从由电子暗盒40正进行逐行扫描的状态切换成进行隔行扫描的状态,由此来进行所述条件是否已成立的判定。通过这些形态也能简易地判定合并数是否已被增加。
此外,在本实施方式中,虽然说明了关于处理对象帧数的所有显示图像而将静止图像数据和运动图像数据设为不同比率(在本实施方式中,静止图像数据相对于运动图像数据的比率为60%)的情况,但是本发明并不限定于此,也可以采用将所述比率设为同一比例(静止图像数据相对于运动图像数据的比率为50%)的形态。通过该形态也能起到与本实施方式大致相同的效果。
[第2实施方式]
接下来,对用于实施本发明的第2实施方式进行详细地说明。另外,本第2实施方式所涉及的RIS100、辐射线摄影室、电子暗盒40、以及摄影系统104的构成因为与上述第1实施方式相同,所以省略在此的说明。
以下,参照图14,对本实施方式所涉及的摄影系统104的作用进行说明。另外,图14是表示在经由操作面板112而进行了执行透视摄影功能的主旨的指示输入之际由控制台110的CPU113所执行的、本第2实施方式所涉及的辐射线图像摄影处理程序的处理的流程的流程图,该程序预先被存储在ROM114的规定区域中。此外,关于图14中的进行与图10同一处理的步骤,赋予与图10相同的步骤编号,极力省略在此的说明。
在图14的步骤324’中,在从电子暗盒40接收到的图像数据(运动图像数据)上,叠加紧前面的静态图像摄影处理例程/程序中从电子暗盒40接收并存储的静止图像数据,由此生成合成图像数据。
另外,在本实施方式所涉及的摄影系统104中,每当反复执行步骤322~步骤328的处理时,按照静止图像数据相对于运动图像数据的比率逐渐变低的方式计算所对应的像素的像素数据彼此之间的加权相加平均值,由此来进行本步骤324’所执行的运动图像数据和静止图像数据的叠加。
例如,在由摄影者设定的处理对象帧数为5的情况下,从步骤324’的第一次处理至第五次处理,上述比率例如按照90%、70%、50%、30%、10%这样的方式逐渐变低。
即便在本第2实施方式中,也能起到与上述第1实施方式大致同样的效果,并且控制成直到预先确定的帧数(处理对象帧数)的帧图像为止,针对通过紧前面的摄影所得的静止图像,以逐渐降低该静止图像的比率进行合成的状态来显示,所以能够更为平滑地转变为实际正在摄影的图像的显示。
[第3实施方式]
接下来,对用于实施本发明的第3实施方式进行详细地说明。另外,本第3实施方式所涉及的RIS100、辐射线摄影室、电子暗盒40、以及摄影系统104的构成因为与上述第1实施方式相同,所以省略在此的说明。
以下,参照图15,对本实施方式所涉及的摄影系统104的作用进行说明。另外,图15是表示在经由操作面板112而进行了执行透视摄影功能的主旨的指示输入之际由控制台110的CPU113所执行的、本第3实施方式所涉及的辐射线图像摄影处理程序的处理的流程的流程图,该程序预先被存储在ROM114的规定区域中。此外,关于图15中的进行与图10同一处理的步骤,赋予与图10相同的步骤编号,极力省略在此的说明。
在图15的步骤317A中,控制显示器驱动器117,以使显示器111显示:紧前面的静态图像摄影处理例程/程序中从电子暗盒40接收并存储的静止图像数据所表示的辐射线图像。
然后,在其次的步骤317B中,判定是否由显示器111显示了作为小于处理对象帧数的个数而被预先确定的第1帧数份的辐射线图像,在成为否定判定的情况下返回到上述步骤317A,而在成为肯定判定的时刻点转变为步骤318。另外,在本实施方式中,作为上述第1帧数,虽然适用了处理对象帧数的一半的个数,但是也可以并不限于此。
在此,反复执行上述步骤317A~步骤317B的处理,以使步骤317A中的静止图像的显示速度变得与本辐射线图像摄影处理程序中的运动图像的各帧图像的显示速度(在本实施方式中为30帧/秒)相同。此外,在反复执行上述步骤317A~步骤317B的处理之际,控制成:使由步骤317A的处理显示于显示器111的静止图像逐渐淡出。
其后,在步骤326’中,控制显示器驱动器117以使显示器111显示:由紧前面的步骤322的处理从电子暗盒40接收到的运动图像数据所表示的辐射线图像。
然后,在步骤328’中,判定上述步骤322~步骤326’的处理所执行的辐射线图像的显示帧数和上述步骤317A~步骤317B的处理所执行的静止图像的显示帧数的合计数是否已达到上述初始信息中所包含的处理对象帧数,在成为否定判定的情况下返回到上述步骤322,而在成为肯定判定的时刻点返回到上述步骤310。
另外,在反复执行上述步骤322~步骤328’的处理之际,控制成:使由步骤326’的处理显示于显示器111的图像逐渐淡入。
即便在本第3实施方式中,也能起到与上述第1实施方式大致同样的效果,并且控制成直到预先确定的帧数(处理对象帧数)的帧图像之中的中途的图像为止,使通过紧前面的摄影所得的静止图像逐渐淡出地显示,关于剩余的图像而使该图像逐渐淡入地显示,所以能够更为平滑地转变为实际正在摄影的图像的显示。
[第4实施方式]
接下来,对用于实施本发明的第4实施方式进行详细地说明。另外,本第4实施方式所涉及的RIS100、辐射线摄影室、电子暗盒40、以及摄影系统104的构成因为与上述第1实施方式相同,所以省略在此的说明。
以下,参照图16,对本实施方式所涉及的摄影系统104的作用进行说明。另外,图16是表示经由操作面板112而进行了执行透视摄影功能的主旨的指示输入之际由控制台110的CPU113所执行的、本第4实施方式所涉及的辐射线图像摄影处理程序的处理的流程的流程图,该程序预先被存储在ROM114的规定区域中。此外,关于图16中的进行与图15同一处理的步骤,赋予与图15相同的步骤编号,极力省略在此的说明。
在图16的步骤317A’中,控制显示器驱动器117,以使显示器111显示:紧前面的静态图像摄影处理例程/程序中从电子暗盒40接收并存储的静止图像数据所表示的辐射线图像。
然后,在其次的步骤317B中,判定是否由显示器111显示了作为小于处理对象帧数的个数而被预先确定的第1帧数份的辐射线图像,在成为否定判定的情况下返回到上述步骤317A’,而在成为肯定判定的时刻点转变为步骤318。另外,即便在本实施方式中,作为上述第1帧数,虽然适用了处理对象帧数的一半的个数,但是也可以并不限于此。
在此,反复执行上述步骤317A’~步骤317B的处理,以使步骤317A’中的静止图像的显示速度变得与本辐射线图像摄影处理程序中的运动图像的各帧图像的显示速度(在本实施方式中为30帧/秒)相同。此外,在反复执行上述步骤317A’~步骤317B的处理之际,控制成:使由步骤317A’的处理显示于显示器111的图像作为同一图像(由静止图像数据所表示的图像)。
其后,在步骤326”中,控制显示器驱动器117,以使显示器111显示:由紧前面的步骤322的处理从电子暗盒40接收到的运动图像数据所表示的辐射线图像。
然后,在步骤328’中,判定上述步骤322~步骤326”的处理所执行的辐射线图像的显示帧数和上述步骤317A’~步骤317B的处理所执行的静止图像的显示帧数的合计数是否已达到上述初始信息中所包含的处理对象帧数,在成为否定判定的情况下返回到上述步骤322,而在成为肯定判定的时刻点返回到上述步骤310。
即便在本第4实施方式中,也能起到与上述第1实施方式大致同样的效果,并且控制成直到预先确定的帧数(处理对象帧数)的帧图像之中的中途的图像为止,显示通过紧前面的摄影所得的静止图像,关于剩余的图像而原样显示,所以能够更可靠地抑制显示图像的紊乱的发生。
[第5实施方式]
图19是本实施方式所涉及的摄影系统104的控制框图。另外,第5实施方式的摄影系统104的构成,除了还包含图像处理装置23这一点不同之外,其余与第1实施方式大致相同,所以在此仅对与第1实施方式不同之处进行说明。
控制台110具备:通过无线通信而在与图像处理装置23以及辐射线发生装置120之间进行后述的照射条件等的各种信息的收发、并且在与电子暗盒40之间进行图像数据等的各种信息的收发的I/F(例如无线通信部)96、以及I/O94。
另一方面,图像处理装置23具备:在与控制台110之间收发照射条件等的各种信息的I/F(例如无线通信部)101;和基于照射条件来对电子暗盒40以及辐射线发生装置120进行控制的图像处理控制单元103。此外,辐射线发生装置120具备:对来自辐射线照射源(辐射线源)121的辐射线照射进行控制的辐射线照射控制单元(线源控制部)122。
图像处理控制单元103具备系统控制部105、面板控制部106、图像处理控制部108,且相互通过总线190来交换信息。在面板控制部106中,通过无线或者有线受理来自所述电子暗盒40的信息,并由图像处理控制部108实施图像处理。
另一方面,系统控制部105进行如下控制,即,从控制台110接收照射条件中的管电压、管电流等的信息,并基于所接收到的照射条件而使辐射线X从辐射线照射控制单元122的辐射线照射源121照射。
但是,在辐射线检测器20中,为了读出在电容器9中所蓄积的电荷,如果使薄膜晶体管10导通/截止,则如图20所示可知,在薄膜晶体管10导通以及截止之际(图20中的TFT栅极(TFT Gate))将发生噪声(以下有时称作馈通噪声)。
然而,由于薄膜晶体管10导通时的噪声和截止时的噪声是相反方向(反极性)的噪声,因此在电荷放大器82的复位开关79关断的读取期间内,通过由电荷放大器82进行积分处理,从而馈通噪声被抵消。
此外,在动态图像摄影时,虽然分辨率会下降,但是通过以同时读出多行的合并读出方式来读出电荷,从而可以提高读取速度,而在合并读出方式下由于同时读取多行,因此如图20的2行读出所示那样,上述的馈通噪声增加多行份(因为在图20中进行2行读出,所以增加约2倍)。
通常,如上所述,薄膜晶体管10导通时的噪声和截止时的噪声被抵消,所以不会成为问题,但是在刚从逐行读出方式切换成合并读出方式之后、刚切换成所合并的行数变多之后等的摄影条件的变化时的几帧中,会发生认为噪声是原因的图像的劣化。
具体而言,如图21所示,直到第1~3帧为止QL值不稳定,自3帧以后稳定。另外,QL值是相当于照射辐射线所得的辐射线图像的胶片的浓度的值,既可以是灰度信号本身,也可以是对灰度信号进行过规定的处理后的信号。此外,图21中的QL值利用以规定的值为基准进行标准化后的值来表示。
对该QL值变得不稳定的主要原因进行解析的结果可知,在刚切换读出方式、合并数之后,馈通噪声并非是噪声的绝对值增加,而是如图20的最下段所示那样,发生噪声的时间拉长,会与放大器复位定时重合,薄膜晶体管10截止时的噪声不被电荷放大器82积分而噪声无法相抵消。
因而,在本实施方式中,为了使在切换成合并数变多之时变得不稳定的画质的视觉辨认性得以提高,选择切换时的规定帧和自此以后的帧具有不同浓度范围的图像信息。
即,对各帧进行直方图解析,例如从合并数切换后的排头帧到规定帧为止,将图22(1)所示的高浓度侧的范围作为图像信息来使用,关于自此以后的帧,如图22(2)所示,将比图22(1)低的低浓度侧的浓度范围作为图像信息来使用。由此使用的浓度范围以外的图像信息被舍弃,所以进行显示时的噪声被削减,即便画质变得不稳定也可以提高图像的视觉辨认性。
另外,作为选择合并数切换时的规定帧和自此以后的帧具有不同浓度范围的图像信息的方法,也可使进行动态范围压缩的范围设为不同的范围。
例如,对各帧进行直方图解析,如图23A以及23B所示,将动态范围压缩在数据计数值所分布的规定的范围内。此时,与上述同样地,从合并数切换后的排头帧到规定帧为止,对于比自此以后的帧高的高浓度侧的范围进行动态范围压缩,关于自此以后的帧而使动态范围压缩范围向低浓度侧漂移。由此,即便画质变得不稳定,也可以提高图像的视觉辨认性。
在此,说明用于进行合并数切换时的上述处理的构成。图24是表示上述的信号处理部54以后的简要构成的框图。另外,本实施方式的信号处理部54以后的构成,既可以配备于辐射线检测器20侧,也可以配备于图像处理控制单元103侧,还可以配备于控制台110。
如图24所示,从信号处理部54(A/D变换器89)输出的数字的灰度信号被暂时保存在帧存储器1112中。
如果在帧存储器1112中保存有1帧份的灰度信号,则向静态图像生成部1114输出来生成静态图像。
在静态图像生成部1114中,将1帧份的灰度信号作为图像信息来生成静态图像,并输出给动态图像编辑部1118。此时,由灰度信号解析部1116进行直方图解析,使得在从合并数切换时的排头帧到规定帧为止的帧、和自此以后的帧进行不同的处理。
即,灰度信号解析部1116对灰度信号进行直方图解析,如上所述进行下述处理,即,如图22(1)以及(2)所示那样,从合并数切换时的排头帧到规定帧为止,仅使比自此以后的帧高的高浓度侧的图像信息作为图像信息来採用,关于自此以后的帧而仅使比规定帧低的低浓度侧的图像信息作为图像信息来採用。或者,进行如下处理,即,从合并数切换时的排头帧到规定帧为止,对于比自此以后的帧高的高浓度侧的浓度范围进行动态范围压缩,关于自此以后的帧而使进行动态范围压缩的范围向低浓度侧漂移。
在动态图像编辑部1118中,将由静态图像生成部1114生成的静态图像作为帧图像进行组合来生成运动图像,并将所生成的运动图像信息保存在存储器1120中。由此,能够通过显示器驱动器117的控制,使显示器111显示基于在存储器1120中保存的运动图像信息的运动图像。
接着,按照图25~图28的流程图来说明本实施方式的作用。
图25是表示辐射线图像摄影准备控制例程的流程图。
在步骤200中,判断是否存在摄影指示,在该判定被否定的情况下该例程结束,在被肯定的情况下向步骤202转变。
在步骤202中,初始信息输入画面被显示于显示器111,然后向步骤204转变。即,控制显示器驱动器117,以使显示器111显示预先确定的初始信息输入画面。
在步骤204中,判定规定信息是否已被输入,待机直到该判定被肯定为止,然后向步骤206转变。在初始信息输入画面中,例如显示出:促使输入今后将要进行辐射线图像的摄影的被检者的姓名、摄影对象部位、摄影时的姿势、以及摄影时的辐射线X的照射条件(在本实施方式中是指对辐射线X进行照射之际的管电压以及管电流)的消息;和这些信息的输入区域。
当初始信息输入画面被显示于显示器111时,摄影者能够经由操作面板112而将作为摄影对象的被检者的姓名、摄影对象部位、摄影时的姿势、以及照射条件分别输入至所对应的输入区域。
摄影者与被检者一同进入到辐射线摄影室180内,例如在为卧位的情况下,摄影者能够在使所对应的卧位台164的保持部166保持电子暗盒40、并且使辐射线照射源121定位于所对应的位置之后,再使被检者位于(positioning)规定的摄影位置。另外,在摄影对象部位为腕部、腿部等的无法使电子暗盒40保持于保持部的状态下进行辐射线图像的摄影的情况下,能够使被检者、电子暗盒40、以及辐射线照射源121定位(positioning)成可以摄影该摄影对象部位的状态。
然后,摄影者退出辐射线摄影室180,例如能够经由操作面板112来指定在初始信息输入画面的下端附近所显示的结束按钮。如果由摄影者指定了结束按钮,则所述步骤204被肯定而向步骤206转变。另外,在图25的流程图中,虽然将步骤204设为无限循环,但是也可通过设于操作面板112上的取消按钮的操作来强制结束。
在步骤206中,将在上述初始信息输入画面中所输入的信息(以下称作“初始信息”。)经由无线通信部96而发送至电子暗盒40,然后向其次的步骤208转变,经由无线通信部96向辐射线发生装置120发送所述初始信息中所包含的照射条件,由此来设定该照射条件。对应于此,辐射线发生装置120的辐射线照射控制单元122进行所接收到的照射条件下的照射准备。
在其次的步骤210中,指示ABC控制的启动,接下来向步骤212转变,经由无线通信部96向辐射线发生装置120发送指示辐射线的照射开始的指示信息,由此该例程结束。
接下来,按照图26的流程图来说明辐射线照射控制的流程。图26是表示辐射线照射控制例程的流程图。
在步骤1300中,判断是否存在照射开始指示,在被否定判定的情况下该例程结束,在被肯定判定的情况下向步骤1302转变。
在步骤1302中,读出稳定时辐射剂量(初始值)XN,然后向步骤1304转变。
在步骤1304中,以所读出的稳定时辐射剂量来开始照射,然后向步骤1306转变。即,通过向辐射线发生装置120施加与从控制台110接收到的照射上限相应的管电压以及管电流,由此开始来自辐射线照射源121的照射。从辐射线照射源121射出的辐射线X,在经过了被检者后到达电子暗盒40。
在步骤1306中,读出当前保存的辐射剂量校正信息,然后向步骤1306转变。该辐射剂量校正信息是通过ABC控制而生成的,作为校正系数ΔX来保存。
在其次的步骤1308中,执行基于ABC控制的校正处理,然后向步骤1310转变。即,基于从电子暗盒40获得的灰度信号(QL值)来运算关心区域图像的QL值的平均值,将该QL值的平均值与预先确定的阈值进行比较,按照收敛于阈值的方式对辐射剂量进行反馈控制。
在步骤1310中,判断是否存在摄影结束的指示,在该判定被肯定的情况下向步骤1312转变,在被否定的情况下返回到步骤1306,反复执行上述的处理。
然后,在步骤1312中结束照射,结束辐射线图像摄影控制。
接着,按照图27的流程图来说明图像处理控制的流程。图27是表示图像处理控制例程的流程图。另外,在以下的处理中,作为将信号处理54以后的构成(帧存储器1112、静态图像生成部1114、灰度信号解析部1116、动态图像编辑部1118、存储器1120等)配备于图像处理控制单元103侧的情况下的处理,来加以说明。
如上所述,如果进行辐射线图像摄影控制,则在步骤1400中,依次取入1帧份的灰度信息,然后向步骤1402转变。即,由电子暗盒40的TFT基板30所生成的灰度信号,通过面板控制部106的控制而被依次取入到图像处理控制单元103。另外,在将灰度信号取入到图像处理控制单元103之前,将灰度信号依次取入到暗盒控制部58,由暗盒控制部58所取入的灰度信号依次通过面板控制部106的控制而向图像处理控制单元103送出。
在步骤1402中,进行静态图像生成处理,然后向步骤1404转变。另外,关于静态图像生成处理的详细内容将在后面叙述。
在步骤1404中,进行动态图像编辑处理,然后向步骤1406转变。关于动态图像编辑处理,组合由步骤1402所生成的每一帧的静止图像来进行动态图像编辑。
在步骤1406中,进行图像显示处理,然后向步骤1408转变。关于图像显示处理,将通过动态图像编辑处理所生成的运动图像向显示器驱动器117送出,从而由显示器驱动器117来进行向显示器111的显示。
在步骤1408中,进行关心区域设定,然后向步骤1410转变。关心区域的设定,例如虽然通过进行图案匹配、移动量大的区域的检测等来设定关心区域,但是也可通过用户的操作来进行关心区域的设定。
在步骤1410中,提取所设定的关心区域的灰度信号,然后向步骤1412转变。
在步骤1412中,运算关心区域的灰度信号的平均QL值,然后向步骤1414转变,在步骤1414中读出被预先保存的基准QL值,然后向步骤1416转变。
在步骤1416中,比较所运算的平均QL值和所读出的基准QL值,来判断可否校正,然后向步骤1418转变。例如,可否校正的判定,可以是在比较的结果中如果差为规定值以上则进行预先确定的量的校正而如果差小于规定值则不进行校正这样的所谓接通/关断判定,也可以是基于差由预先确定的运算式(例如基于PID控制等的运算式)进行运算的解。
在步骤1418中,基于步骤1416的比较/校正可否判定结果来生成辐射剂量的校正信息ΔX,然后向步骤1420转变。
而且,在步骤1420中,保存所生成的校正信息ΔX,然后结束图像处理控制。
接下来,按照图28的流程图来说明上述的静态图像生成处理的流程。图28是表示静态图像生成处理例程的流程图。另外,在图28中,作为在由动态图像编辑部1118进行动态图像编辑之前由静态图像生成部1114以及灰度信号解析部1116所进行的处理,来加以说明。此外,图28的处理既可以与动态图像摄影同时地进行,也可以设为将通过摄影所得的灰度信号暂时保存于存储器1120等中并在摄影后进行显示之际所进行的处理。
在步骤500中,判定是否切换合并数。在该判定中判定的是:是否按照合并数增加的方式进行切换,在该判定被肯定的情况下向步骤502转变,在被否定的情况下向步骤506转变。另外,关于该判定,既可以在从静态图像向动态图像转变之际合并数增加的情况下判定是否由操作面板112进行了从静态图像向动态图像切换的指示,也可以判定是否进行了读出方式的切换,还可以判定是否由操作面板112进行了增加合并数的指示,还可以在因帧速率而使得合并数发生变化的情况下判定帧速率是否已被变更。
在步骤502中,选择预先确定的高浓度范围的图像信息来生成静态图像,然后向步骤504转变。例如,既可以仅选择预先确定的高浓度范围的图像信息,也可以通过将动态范围压缩在预先确定的高浓度范围内,由此来选择预先确定的高浓度范围的图像信息。即,通过仅将直方图的浓度分布多的浓度范围的灰度信号作为图像信息来采用,从而与将所有浓度范围的灰度信号作为图像信息来采用的情况相比,能够提高画质,所以能够提高视觉辨认性。
在步骤504中,判定是否经过了规定帧,在该判定被否定的情况下返回到步骤502,反复执行上述的处理,而在判定被肯定的情况下向步骤506转变。
在步骤506中,选择预先确定的规定浓度范围的图像信息来生成静态图像,然后返回静态图像生成处理。即,作为图像信息选择的浓度范围向低浓度侧漂移而仅选择预先确定的规定范围的图像信息,或者动态范围被压缩在预先确定的规定范围内。即,合并数切换后画质稳定后,选择预先确定的规定浓度范围的图像。
这样,在刚切换成所合并的行数变多之后等的摄影条件变化时,从此时刻点到规定帧为止,选择预先确定的高浓度侧的图像信息,使已稳定下来的作为图像信息而选择的浓度范围向低浓度侧漂移,选择预先确定的规定范围的图像信息,从而即便是在摄影条件的切换时画质变得不稳定的情况,也能够提高视觉辨认性。
然而,在上述的实施方式中,为了提高在切换成合并数变多时变得不稳定的画质的视觉辨认性,在选择切换时的规定帧和自此以后的帧具有不同浓度范围的图像信息之际,虽然选择预先确定的浓度范围,但是也可按照实际的浓度分布来选择浓度范围。例如,预先将摄影所得的灰度信号全部暂时保存在存储器1120中,在后处理中进行静态图像生成处理,从而可以实现符合实际浓度分布的图像信息的选择。在此情况下,按照图29所示的流程图来进行静态图像生成处理。图29是表示静态图像生成处理例程的变形例的流程图。
首先,在步骤600中,进行1帧的直方图解析,然后向步骤602转变。例如,如图22(1)以及(2)所示那样生成灰度信号的发生频度的直方图。
在步骤602中,选择高浓度范围的图像信息来生成静态图像,然后向步骤604转变。例如,从动态图像帧的开头起仅选择比规定帧以后的浓度分布高的高浓度的范围的图像信息来生成静态图像,或者将动态范围压缩的范围作为该高浓度范围来生成静态图像。
在步骤604中,进行后续帧的直方图解析,然后向步骤606转变。
在步骤606中,判定浓度变动是否已稳定。在该判定中判定的是:与浓度范围的变动稳定而作为图像信息选择的浓度范围相比浓度分布的范围是否已向低浓度侧漂移,在该判定被否定的情况下向步骤602返回,反复执行上述的处理,在判定被肯定之际向步骤608转变。
在步骤608中,判定是否存在合并数的切换,在该判定被肯定的情况下返回到步骤600,反复执行上述的处理,而在判定被否定的情况下向步骤610转变。另外,在该判定中,当将灰度信号存储至存储器1120时,合并数的切换、从静态图像向动态图像的切换指示等的信息也预先存储。
在步骤610中,因为浓度已稳定且也不存在合并数的切换,因此选择已稳定的浓度范围的图像信息来生成静态图像,然后向步骤612转变。即,仅选择已稳定的范围的浓度范围的图像信息,或者对该浓度范围进行动态范围压缩。
在步骤612中,判定是否为后续帧,在该判定被肯定的情况下返回到步骤608,反复进行上述的处理,且在判定被肯定之际结束一系列的处理。
如此进行处理,从而也与上述的实施方式同样地,即便是摄影条件切换时画质变得不稳定的情况,也能够提高视觉辨认性。
此外,在变形例中,由于将通过摄影所得的灰度信号暂时预先保存并在后处理中进行上述处理,因此直到画质稳定为止选择高浓度侧的图像信息,从而能够在画质稳定下来之际选择通常的浓度范围(已稳定的浓度范围)的图像信息。另外,虽然与上述的实施方式相比能提高视觉辨认性,但是由于在后处理中进行,因此不能如上述的实施方式那样在摄影的同时确认动态图像,但是与上述的实施方式相比能提高画质。
此外,在上述的实施方式中,虽然在刚切换成合并数变多之后等的摄影条件变化时,选择预先确定的高浓度侧的灰度信号,在规定帧后,向低浓度侧漂移而选择预先确定的规定范围的灰度信号,但是也可从预先确定的高浓度侧起逐渐漂移浓度范围以成为规定范围地选择图像信息。由此,可以抑制在进行显示时急剧的图像的浓度变化。
以上,虽然使用实施方式对本发明进行了说明,但是本发明的技术范围并不限定于上述实施方式所记载的范围。在不脱离发明主旨的范围内,能够对上述实施方式加以各式各样的变更或改良,加以此变更或改良后的形态也包含在本发明的技术范围内。
此外,上述的实施方式并未限定权项(权利要求)所要保护的发明,此外并非限定成在实施方式中说明过的特征的所有组合对于发明的解决手段而言均是必须的。在前述的实施方式中包含多种阶段的发明,通过所公开的多个构成要件中的恰当组合也能提取各种发明。只要即便从实施方式所示的全部构成要件之中删除几个构成要件也可获得效果,删除了该几个构成要件之后的构成便可作为本发明进行提取。
例如,在第1~4实施方式中,虽然对通过控制台110所执行的处理来实现组合显示功能的情况进行了说明,但是本发明并不限定于此,例如也可设为通过电子暗盒40所执行的处理来实现的形态。作为此时的形态例,能够例示下述形态,即,在电子暗盒40中增加了合并数的情况下,通过暗盒控制部58的CPU58A,与上述各实施方式同样地执行生成表示静止图像和运动图像组合在一起的辐射线图像的图像数据的处理。
此外,在第1~4实施方式中,虽然对将进行合并时的合并数设为2的情况进行了说明,但是本发明并不限定于此,例如可以采用将该合并数设为3以上的形态。在此情况下,在从未合并的状态已向要合并的状态转变的情况下、以及在正合并的状态下合并数已增加的情况下,与上述各实施方式同样地执行静止图像和运动图像组合在一起的辐射线图像的显示的处理。
此外,在上述各实施方式中,作为本发明的辐射线图像摄影装置,虽然说明了适用间接变换方式的装置的情况,但是本发明并未限定于此,也可采用适用直接变换方式的装置的形态。
此外,在第1~4实施方式中,虽然对于使摄影者设定处理对象帧数的情况进行了说明,但是本发明并未限定于此,也可设为下述形态等,即,作为处理对象帧数,预先通过器官功能试验等来求出不能被视觉辨认出显示图像的紊乱、或者即便被视觉辨认出但却不引起留意的统计个数,并固定地适用该数。
此外,在上述各实施方式中,作为电子暗盒40,虽然说明了适用内置蓄电池、且在未使用时经由托架130而对该蓄电池进行充电的电子暗盒的情况,但是并非限定于此,例如也可采用下述形态,即,适用具备可更换的主蓄电池和内置于框体的预备蓄电池这两个蓄电池,在主蓄电池更换中,通过来自预备蓄电池的供电而使电子暗盒40动作,从而可以实现启动中的蓄电池的更换、所谓热交换(蓄电池的热插拔)的电子暗盒40。由此,在更换蓄电池之际,也可不关断电子暗盒的电源,因此无需再启动,从而可以实现迅速的蓄电池更换。该形态对于如上述各实施方式那样连续地进行摄影的情况也是有效的。
此外,在上述各实施方式中,说明了传感器部13构成为包含通过对在闪烁体8发生的光进行受光由此发生电荷的有机光电变换材料的情况,但是本发明并不限定于此,也可采用下述形态,即,作为传感器部13而适用构成为不包含有机光电变换材料的传感器部。
此外,在上述各实施方式中,说明了将在电子暗盒40的框体41的内部收容暗盒控制部58、电源部70的壳体42和辐射线检测器20配置成不重叠的情况,但是并不限定于此。例如,也可将辐射线检测器20和暗盒控制部58、电源部70配置成重叠。
此外,在上述各实施方式中,说明了在电子暗盒40与控制台110之间、辐射线发生装置120与控制台110之间以无线的方式进行通信的情况,但是本发明并不限定于此,例如也可采用如下形态,即,在这些之间的任一者以有线的方式进行通信。
此外,在上述各实施方式中,作为辐射线而说明了适用X射线的情况,但是本发明并不限定于此,也可采用下述形态,即,适用γ射线等的其他辐射线。
除此之外,在上述各实施方式中说明过的RIS100的构成(参照图1。)、辐射线摄影室的构成(参照图2。)、电子暗盒40的构成(参照图3~图7、图9、17、18。)、摄影系统104的构成(参照图8、19。)仅仅只是一例,在不脱离本发明主旨的范围内能够删除不必要的部分、或者追加新的部分、或者变更连接状态等是不言而喻的。
此外,在上述各实施方式中说明过的初始信息的构成也只是一例,在不脱离本发明主旨的范围内能够删除不必要的信息、或者追加新的信息是不言而喻的。
此外,在上述各实施方式中说明过的各种程序的处理的流程(参照图10、图12、图14~图16、图25~29。)也只是一例,在不脱离本发明主旨的范围内能够删除不必要的步骤、或者追加新的步骤、或者调换处理顺序是不言而喻的。
此外,在上述各实施方式中说明过的初始信息输入画面的构成(参照图11。)也只是一例,在不脱离本发明主旨的范围内删除不必要的信息、或者追加新的信息也是不言而喻的。
此外,上述的实施方式中的各流程图所示出的处理,也可作为程序而存储在各种持久性(non-transitory)的计算机可读存储介质中来流通。

Claims (18)

1.一种辐射线动态图像处理装置,具备:
获取部件,其从包含发生与被照射的辐射线相应的电荷的传感器部以及用于读出在该传感器部发生的电荷的开关元件而构成的多个像素呈矩阵状配置的辐射线检测器之中,获取所述电荷所表征的灰度信号;和
控制部件,其使所述开关元件进行接通/关断来读出所述电荷,通过进行将所读出的所述电荷向电压变换的变换动作,从而由所述辐射线检测器来进行由多个帧构成的动态图像摄影,且在由相邻的多个所述像素中所包含的所述开关元件合成电荷并读出的像素数已被增加的情况下,控制成:从被增加的时刻点到预先确定的帧为止,与该帧以后的帧进行比较,将分布于高浓度侧的范围内的所述灰度信号作为图像信息来适用。
2.根据权利要求1所述的辐射线动态图像处理装置,其中,
在所述像素数已被增加的情况下,所述控制部件控制成:从被增加的时刻点到预先确定的帧为止,与该帧以后的帧进行比较,将分布于高浓度侧的范围内的所述灰度信号作为对象来进行动态范围压缩。
3.根据权利要求1或2所述的辐射线动态图像处理装置,其中,
所述控制部件还控制成:所述预先确定的帧以后的帧中,将作为图像信息而适用所述灰度信号的范围向比所述高浓度侧的范围低的范围逐渐漂移。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的辐射线动态图像处理装置,其中,
所述预先确定的帧是直到因所述像素数的切换而引起的所述灰度信号的浓度变动稳定为止的帧。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的辐射线动态图像处理装置,其中,
所述像素数是否已被增加的检测中,检测:是从由所述辐射线检测器进行静态图像摄影的状态向进行动态图像摄影的状态进行转变、还是由所述辐射线检测器进行动态图像摄影且该动态图像摄影的帧速率变高、或是从依次读出在所述像素发生的电荷的逐行扫描方式向针对第奇数行或者第偶数行的每一行交替地读出在各像素发生的电荷的飞跃操作方式进行转变这样的条件的成立。
6.一种辐射线动态图像摄影装置,具备:
包含发生与被照射的辐射线相应的电荷的传感器部以及用于读出在该传感器部发生的电荷的开关元件而构成的多个像素呈矩阵状配置的辐射线检测器;和
权利要求1~5中任一项所述的辐射线动态图像处理装置。
7.一种辐射线动态图像摄影系统,具备:
权利要求6所述的辐射线动态图像摄影装置;和
经由被检体而向所述辐射线检测器照射辐射线的辐射线照射部件。
8.一种辐射线动态图像处理方法,包括:
检测步骤,使包含发生与被照射的辐射线相应的电荷的传感器部以及用于读出在该传感器部发生的电荷的开关元件而构成的多个像素呈矩阵状配置的辐射线检测器之中的所述开关元件进行接通/关断来读出所述电荷,通过进行将所读出的所述电荷向电压变换的变换动作,从而由所述辐射线检测器进行由多个帧构成的动态图像摄影,且检测由相邻的多个所述像素中所包含的所述开关元件合成电荷并读出的像素数是否已被增加;和
控制步骤,在由所述检测步骤检测出所述像素数已被增加的情况下,控制成:从被增加的时刻点到预先确定的帧为止,与该帧以后的帧进行比较,将分布于高浓度侧的范围内的所述电荷所表征的灰度信号作为图像信息来适用。
9.根据权利要求8所述的辐射线动态图像处理方法,其中,
在所述控制步骤中,在所述像素数已被增加的情况下,控制成:从被增加的时刻点到预先确定的帧为止,与该帧以后的帧进行比较,将分布于高浓度侧的范围内的所述灰度信号作为对象来进行动态范围压缩。
10.根据权利要求8或9所述的辐射线动态图像处理方法,其中,
在所述控制步骤中还控制成:所述预先确定的帧以后的帧中,将作为图像信息而适用所述灰度信号的范围向比所述高浓度侧的范围低的范围逐渐漂移。
11.根据权利要求8~10中任一项所述的辐射线动态图像处理方法,其中,
所述预先确定的帧是直到因所述像素数的切换而引起的所述灰度信号的浓度变动稳定为止的帧。
12.根据权利要求8~11中任一项所述的辐射线动态图像处理方法,其中,
所述像素数是否已被增加的检测中,检测:是从由所述辐射线检测器进行静态图像摄影的状态向进行动态图像摄影的状态进行转变、还是由所述辐射线检测器进行动态图像摄影且该动态图像摄影的帧速率变高、或是从依次读出在所述像素发生的电荷的逐行扫描方式向针对第奇数行或者第偶数行的每一行交替地读出在各像素发生的电荷的飞跃操作方式进行转变这样的条件的成立。
13.一种辐射线动态图像处理程序,用于使计算机执行包含下述步骤的处理:
检测步骤,使包含发生与被照射的辐射线相应的电荷的传感器部以及用于读出在该传感器部发生的电荷的开关元件而构成的多个像素呈矩阵状配置的辐射线检测器之中的所述开关元件进行接通/关断来读出所述电荷,通过进行将所读出的所述电荷向电压变换的变换动作,从而由所述辐射线检测器进行由多个帧构成的动态图像摄影,且检测由相邻的多个所述像素中所包含的所述开关元件合成电荷并读出的像素数是否已被增加;和
控制步骤,在由所述检测步骤检测出所述像素数已被增加的情况下,控制成:从被增加的时刻点到预先确定的帧为止,与该帧以后的帧进行比较,将分布于高浓度侧的范围内的所述电荷所表征的灰度信号作为图像信息来适用。
14.根据权利要求13所述的辐射线动态图像处理程序,其中,
在所述控制步骤中,在所述像素数已被增加的情况下,控制成:从被增加的时刻点到预先确定的帧为止,与该帧以后的帧进行比较,将分布于高浓度侧的范围内的所述灰度信号作为对象来进行动态范围压缩。
15.根据权利要求13或14所述的辐射线动态图像处理程序,其中,
在所述控制步骤中还控制成:所述预先确定的帧以后的帧中,将作为图像信息而适用所述灰度信号的范围向比所述高浓度侧的范围低的范围逐渐漂移。
16.根据权利要求13~15中任一项所述的辐射线动态图像处理程序,其中,
所述预先确定的帧是直到因所述像素数的切换而引起的所述灰度信号的浓度变动稳定为止的帧。
17.根据权利要求13~16中任一项所述的辐射线动态图像处理程序,其中,
所述像素数是否已被增加的检测中,检测:是从由所述辐射线检测器进行静态图像摄影的状态向进行动态图像摄影的状态进行转变、还是由所述辐射线检测器进行动态图像摄影且该动态图像摄影的帧速率变高、或是从依次读出在所述像素发生的电荷的逐行扫描方式向针对第奇数行或者第偶数行的每一行交替地读出在各像素发生的电荷的飞跃操作方式进行转变这样的条件的成立。
18.一种持久性计算机可读存储介质,存储了权利要求13所述的辐射线动态图像处理程序。
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