JP5428751B2 - 画像処理装置及び画像処理システム - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置及び画像処理システムに関するものである。

従来、医療用の放射線画像を取得する手段として、いわゆるフラットパネルディテクタ（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）と呼ばれる固体撮像素子を２次元的に配置した放射線画像形成装置が知られている。このような放射線画像形成装置には、放射線検出素子として、ａ−Ｓｅ（アモルファスセレン）のような光導電物質を用いて放射線エネルギーを直接電荷に変換し、この電荷を２次元的に配置されたＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）等の信号読出し用のスイッチ素子によって画素単位に電気信号として読み出す直接方式のものや、放射線エネルギーをシンチレータ等で光に変換し、この光を２次元的に配置されたフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換してＴＦＴ等によって電気信号として読み出す間接方式のもの等があることが知られている。

ＦＰＤ型の放射線画像形成装置では、センサパネル上に撮像素子を積層して製造する際に撮像素子中に不純物が混入する等により、恒常的に或いは一定の確率で異常な画像データを出力する画素（以下、欠陥画素という。）が生じる場合がある。

このような欠陥画素が存在すると、その部分に画像の欠損が生じ、高精細な画像を得ることができない。
そこで、従来、欠陥画素を有するセンサパネルを用いて撮影が行われた場合には、当該欠陥画素の近傍の正常画素の画素値を用いて単純平均補間を行ったり、重み付け平均補間を行う等の手法により欠陥画素の画素値を補間する補間処理が行われてきた。

欠陥画素の補正を行うためには、欠陥画素の位置を特定する必要があり、一貫しない出力信号を出力する画素を欠陥画素として登録する手段を有する放射線画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、このような欠陥画素の位置を予め登録して欠陥画素マップを生成し、このマップを用いて補正対象画素の位置を特定し、補正処理を行うことも考えられている。

特開２０００−１３５２１０号公報

しかしながら、画素の中には、電荷蓄積時間が短いときには正常に機能するが、電荷蓄積時間が長くなると不安定な挙動を示すものがあり、電荷蓄積時間が長くなるほど欠陥画素と判断される画素は増加する。

このため、電荷蓄積時間が短い場合に対応した欠陥画素マップを用意したのでは、電荷蓄積時間が長い撮影を行った場合に、補正対象とすることのできない欠陥画素が生じてしまう。
他方で、電荷蓄積時間が長くなると不安定な挙動を示す画素を補正するために、電荷蓄積時間の長短にかかわらず電荷蓄積時間の長い場合に対応した欠陥画素マップを用いると、電荷蓄積時間が短いときには正常な画素まで補正することとなり、画像品質が劣化するとともに、補正速度が低下してしまうという問題がある。

本発明は以上のような事情に鑑みてなされたものであり、様々な撮影に対応して、迅速かつ適切な欠陥画素補正を行うことのできる画像処理装置及び画像処理システムを提供することを目的とするものである。

前記の課題を解決するために、本発明の画像処理装置は、
画素を構成する放射線検出素子が２次元マトリクス状に複数配列された検出部を備え前記放射線検出素子内に蓄積された電荷を読み出してこの蓄積された電荷量に応じた画像を形成する放射線画像形成装置における欠陥画素を補正する画像処理装置であって、
電荷蓄積時間に応じた複数種類の欠陥画素マップを記憶するマップ記憶手段と、
前記マップ記憶手段の中から、前記放射線画像形成装置の電荷蓄積時間に応じた前記欠陥画素マップを抽出するマップ抽出手段と、
前記マップ抽出手段により抽出された前記欠陥画素マップを用いて前記放射線画像形成装置における欠陥画素を補正する欠陥画素補正手段と、
を備えており、
少なくとも前記放射線画像形成装置が放射線を発生させる放射線発生装置と同期を取って動作する同期モードと、前記放射線画像形成装置が前記放射線発生装置と同期を取らずに動作する非同期モードとを設定可能であり、
前記非同期モードは、前記同期モードよりも前記放射線画像形成装置の電荷蓄積時間を長く設定することを特徴とする。

また、本発明の別の側面である画像処理システムは、
画素を構成する放射線検出素子が２次元マトリクス状に複数配列された検出部を備え前記放射線検出素子内に蓄積された電荷を読み出してこの蓄積された電荷量に応じた画像を形成する放射線画像形成装置と、
複数種類の欠陥画素マップを記憶するマップ記憶手段と、
前記マップ記憶手段の中から、前記放射線画像形成装置の電荷蓄積時間に応じた前記欠陥画素マップを抽出するマップ抽出手段と、
前記マップ抽出手段により抽出された前記欠陥画素マップを用いて前記放射線画像形成装置における欠陥画素を補正する欠陥画素補正手段と、
を備えており、
前記放射線画像形成装置は、放射線の曝射の開始を検知して電荷蓄積状態に遷移し、放射線の曝射の終了を検知して電荷読み出し状態に遷移し、
当該曝射の開始から曝射の終了までの時間により前記放射線画像形成装置の電荷蓄積時間を算出する算出手段を備えていることを特徴とする。

この発明によれば、電荷蓄積時間に応じた複数種類の欠陥マップを使い分けることにより、電荷蓄積時間が長い場合には長時間の電荷蓄積により不安定な挙動を示す画素についても欠陥画素として補正が可能であるとともに、電荷蓄積時間が短い場合には、当該電荷蓄積時間において異常となる画素のみを補正することができ、画像品質の劣化を防ぐとともに、迅速に補正処理を行うことができる。

本実施形態における画像処理システムのシステム構成の一例を示す概略図である。 本実施形態に係る画像処理システムに適用される放射線画像形成装置の外観を示す斜視図である。 図２に示す放射線画像形成装置のセンサパネル部及び読取部等の構成を示す等価回路図である。 図１に示すコンソールの機能的構成を示す要部ブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、本発明を適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。

まず、図１から図４を参照しつつ、本発明に係る画像処理装置及びこれを備える画像処理システムの第１の実施形態について説明する。ただし、本発明は図示例のものに限定されるものではない。

図１は、本実施形態に係る画像処理システムの概略構成を示す模式図である。
画像処理システムは、病院内で行われる放射線画像撮影において適用されるシステムであり、放射線画像データ（以下、単に「画像データ」と称する。）を得る放射線画像形成装置２と、この放射線画像形成装置２と通信可能な画像処理装置としてのコンソール５とを備えている。
コンソール５は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）８と接続されており、同様に無線ＬＡＮ８と接続された無線アクセスポイント１１３（後述）や、信号中継器１１６、ＰＡＣＳ等のデータ管理サーバ７（後述）等との間で無線方式にて情報の送受信が可能となっている。

図１に示すように、放射線画像形成装置２は、例えば、放射線を照射して患者Ｈの一部である被写体（患者Ｈの撮影対象部位）の撮影を行う撮影室Ｒ１に設けられており、コンソール５は、この撮影室Ｒ１に対応して設けられている。
なお、本実施形態においては、画像処理システム内に１つの撮影室Ｒ１が設けられており、撮影室Ｒ１内に１つの放射線画像形成装置２が配置されている場合を例として説明するが、撮影室の数、各撮影室に設けられる放射線画像形成装置２の数は図示例に限定されない。
また、撮影室Ｒ１が複数ある場合に、コンソール５は各撮影室Ｒ１に対応して設けられていなくてもよく、複数の撮影室Ｒ１に対して１台のコンソール５が対応付けられていてもよい。

撮影室Ｒ１内には、放射線画像形成装置２を装填・保持可能なカセッテ保持部１１１を備えるブッキー装置１１０、被写体（患者Ｈの撮影対象部位）に放射線を照射するＸ線管球等の放射線源（図示せず）を備える放射線発生装置１１２が設けられている。カセッテ保持部１１１は、撮影時に放射線画像形成装置２を装填するものである。
なお、図１には撮影室Ｒ１内に立位撮影用のブッキー装置１１０が１つ設けられている場合を例示しているが、撮影室Ｒ１内に設けられるブッキー装置１１０の数や種類は特に限定されない。例えばブッキー装置１１０は、臥位撮影用のブッキー装置であってもよいし、立位撮影用のブッキー装置と臥位撮影用のブッキー装置とがそれぞれ設けられていてもよい。また、ブッキー装置１１０が複数ある場合には、各ブッキー装置１１０に対応して１つずつ放射線発生装置１１２が設けられていてもよいし、撮影室Ｒ１内に放射線発生装置１１２を１つ備え、複数のブッキー装置１１０に対して１つの放射線発生装置１１２が対応し、適宜位置を移動させたり、放射線照射方向を変更する等して使用するようになっていてもよい。

また、撮影室Ｒ１は、放射線を遮蔽する室であり、無線通信用の電波も遮断されるため、撮影室Ｒ１内には、放射線画像形成装置２とコンソール５等の外部装置とが通信する際にこれらの通信を中継する無線アクセスポイント（基地局）１１３等が設けられている。
無線アクセスポイント１１３は、ＬＡＮケーブル等により、施設内の無線ＬＡＮ（Local Area Network）８と接続されており、撮影室Ｒ１外に設けられている各機器との間で通信可能となっている。

また、撮影室Ｒ１内には、放射線画像形成装置２やコンソール５等の他の装置と放射線発生装置１１２との間の信号の送受信を中継する信号中継器１１６が設けられている。信号中継器１１６は、ＬＡＮケーブル等により、施設内の無線ＬＡＮ８と接続されている。
信号中継器１１６は、例えば放射線発生装置１１２から出力される信号を一般的なＨＵＢ等に適合するＬＡＮ通信用の信号に変換する変換装置として機能する。放射線画像形成装置２やコンソール５と放射線発生装置１１２とは、この信号中継器１１６を介して信号の送受信が可能となっており、例えば曝射タイミングと放射線画像形成装置２のリセットタイミングとを連動させたり、撮影に応じて照射野や管球位置等を連動させることができるようになっている。

また、本実施形態では、撮影室Ｒ１に隣接して前室Ｒ２が設けられている。前室Ｒ２には、放射線技師や医師等（以下「操作者」と称する。）が被写体に放射線を照射する放射線発生装置１１２の曝射ボタン（図示せず）を備える操作装置１１５が設けられている。操作装置１１５はケーブル等を介して放射線発生装置１１２と接続されており、技師が撮影開始を希望して曝射ボタンを操作すると、曝射ボタンが押された旨の信号が、放射線発生装置１１２に出力され、さらに放射線発生装置１１２から信号中継器１１６を介してコンソール５等に送信されるようになっている。

なお、コンソール５から操作装置１１５に対して、放射線発生装置１１２の放射線照射条件を制御する制御信号が送信されるようになっていてもよい。この場合、放射線発生装置１１２の放射線照射条件は、操作装置１１５に送信されたコンソール５からの制御信号に応じて設定される。放射線照射条件としては、例えば、曝射開始／終了タイミング、放射線管電流の値、放射線管電圧の値、フィルタ種等がある。

本実施形態において放射線画像形成装置２は、いわゆるフラットパネルディテクタ（Flat Panel Detector：以下「ＦＰＤ」という。）を可搬型に構成したカセッテ型ＦＰＤであり、放射線画像撮影に用いられ、放射線を検出して放射線量に応じた放射線画像データ（以下、単に「画像データ」と称する。）を生成・取得するものである。
なお、以下では、放射線画像形成装置２として、シンチレータ等を備え、放射された放射線を可視光等の他の波長の電磁波に変換して電気信号を得るいわゆる間接型の放射線画像形成装置について説明するが、本発明は、シンチレータ等を介さずに放射線を放射線検出素子で直接検出する、いわゆる直接型の放射線画像形成装置に対しても適用することができる。

図２は、本実施形態における放射線画像形成装置２の斜視図である。
放射線画像形成装置２は、図２に示すように、内部を保護する筐体２１を備えている。筐体２１は、少なくとも放射線の照射を受ける側の面Ｘ（以下、放射線入射面Ｘという。）が、放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されている。なお、図２では、筐体２１がフロント部材２１ａとバック部材２１ｂとで形成されている場合が示されているが、その形状、構成は特に限定されず、この他にも、筐体２１を筒状のいわゆるモノコック状に形成することも可能である。

図２に示すように、本実施形態において、放射線画像形成装置２の側面部分には、電源スイッチ２２、インジケータ２５、接続部２６等が配置されている。

電源スイッチ２２は、放射線画像形成装置２の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるものであり、電源スイッチ２２を操作することにより、バッテリによる放射線画像形成装置２の各機能部に対する電力供給の開始及び停止を指示する信号が後述する制御部３０（図３参照）に出力される。放射線画像形成装置２を撮影に使用しないときには、電源をＯＦＦ（すなわち、バッテリによる各機能部に対する電力供給を停止）にしておくことにより、バッテリの電力消費を抑えることができる。

インジケータ２５は、例えばＬＥＤ等で構成されバッテリの充電残量や各種の操作状況等を表示するものである。
本実施形態においては、例えば、リセットが完了すると点滅する等によりリセット動作の完了を操作者に報知する機能を果たすものである。

また、放射線画像形成装置２には、放射線画像形成装置２の各機能部に電力を供給する図示しないバッテリが設けられている。
バッテリは、充電可能なものであり、例えばニッカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、小型シール鉛電池、鉛蓄電池等の充電自在な二次電池や、電気二重層コンデンサ、リチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ）等の蓄電素子等を適用することができる。
このうち、特に、リチウムイオンキャパシタは、蓄電効率に優れるとともに、大電流（例えば５〜１０Ａ）による高速充電が可能であり、充電時間を大幅に短縮することができるため、好ましい。

また、放射線画像形成装置２の側面部分には、筐体２１内に内蔵されたバッテリの交換のために開閉される蓋部材７０が設けられており、蓋部材７０の側面部には、放射線画像形成装置２が後述する無線アクセスポイント１１３（図１参照）を介して外部と無線方式で情報の送受信を行うためのアンテナ装置７１が埋め込まれている。

接続部２６は、バッテリを充電するための給電ケーブル（図示せず）や外部の給電端子を接続するための接続部である。なお、接続部２６は、給電ケーブル等のほか、有線方式で通信を行う際の通信用のケーブル（図示せず）を接続可能となっていてもよい。

筐体２１の放射線入射面Ｘ（図２参照）の内側には、放射線入射面Ｘから入射した放射線を吸収して可視光を含む波長の光に変換する図示しないシンチレータ層が形成されている。シンチレータ層は、例えばＣｓＩ：ＴｌやＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ、ＺｎＳ：Ａｇ等の母体内に発光中心物質が付活された蛍光体を用いて形成されたものを用いることができる。

シンチレータ層の放射線が入射する側の面とは反対側の面側には、シンチレータ層から出力された光を電気信号に変換する複数の光電変換素子２３（図３参照）が２次元状に複数配列された検出部としてのセンサパネル部２４が設けられている。光電変換素子２３は、例えばフォトダイオード等であり、シンチレータ層等と共に、被写体を透過した放射線を電気信号に変換する放射線検出素子を構成する。

本実施形態においては、制御部３０、走査駆動回路３２、信号読出し回路３３等により、このセンサパネル部２４の各光電変換素子２３の出力値を読み取る読取手段である読取部４５（図３参照）が構成されている。

センサパネル部２４及び読取部４５の構成について、図３の等価回路図を参照しつつ、さらに説明する。
図３に示すように、センサパネル部２４の各光電変換素子２３の一方の電極にはそれぞれ信号読出し用のスイッチ素子であるＴＦＴ４６のソース電極が接続されている。また、各光電変換素子２３の他方の電極にはバイアス線Ｌｂが接続されており、バイアス線Ｌｂはバイアス電源３６に接続されていて、バイアス電源３６から各光電変換素子２３に逆バイアス電圧が印加されるようになっている。

各ＴＦＴ４６のゲート電極はそれぞれ走査駆動回路３２から延びる走査線Ｌｌに接続されており、ＴＦＴ４６のゲート電極には、この走査線Ｌｌを介して図示しないＴＦＴ電源から読み出し電圧（ＯＮ電圧）又はＯＦＦ電圧が印加されるようになっている。また、各ＴＦＴ４６のドレイン電極はそれぞれ信号線Ｌｒに接続されている。各信号線Ｌｒは、それぞれ信号読出し回路３３内の増幅回路３７に接続されており、各増幅回路３７の出力線はそれぞれサンプルホールド回路３８を経てアナログマルチプレクサ３９に接続されている。また、信号読出し回路３３には信号をデジタル信号に変換処理する処理手段としてのＡ／Ｄ変換部４０が接続されており、アナログマルチプレクサ３９から送り出されたアナログの画像信号は、Ａ／Ｄ変換部４０によりデジタルの画像信号に変換される。信号読出し回路３３は、このＡ／Ｄ変換部４０を介して制御部３０に接続されており、デジタルの画像信号が制御部３０に出力される。制御部３０には、記憶部３１が接続されており、制御部３０は、Ａ／Ｄ変換部４０から送られたデジタルの画像信号を画像データとして記憶部３１に記憶させるようになっている。

制御部３０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えるコンピュータであり、放射線画像形成装置２全体を統括的に制御する。

ＲＯＭには、画像データ生成処理、給電制御処理等、放射線画像形成装置２において各種の処理を行うためのプログラム、各種の制御プログラムやパラメータ等が記憶されている。
制御部３０は、ＲＯＭに格納された所定のプログラムを読み出してＲＡＭの作業領域に展開し、当該プログラムに従ってＣＰＵが各種処理を実行するようになっている。

制御部３０は、画像データを生成する他、画像データに所定の信号処理を施すことによって画像データを外部に出力するのに適した形式のデータとする画像データの変換処理等を行う。

また、本実施形態において、制御部３０は、無線アクセスポイント１１３を介して対応するコンソール５との間で通信を行うように通信部を制御する。
制御部３０は、放射線画像形成装置２のリセット処理が完了すると、その旨のリセット完了信号を対応するコンソール５に送信するようになっている。

記憶部３１は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等で構成されており、記憶部３１には、読取部４５（図３参照）により生成される実写画像データ（被写体を透過した放射線に基づく画像データ）や、ダーク読取値（放射線を照射しない状態で取得された暗画像の画像データ）等が記憶されるようになっている。

なお、記憶部３１は内蔵型のメモリでもよいし、メモリカード等の着脱可能なメモリでもよい。また、その容量は特に限定されないが、複数枚分の画像データを保存可能な容量を有することが好ましい。このような記憶手段を備えることによって、被写体に対して連続して放射線を照射し、その度ごとに画像データを記録し蓄積していくことができ、連続撮影や動画撮影を行うことが可能となる。

通信部は、アンテナ装置７１と接続されており、制御部３０の制御に従って、コンソール５等の外部装置との間で各種信号の送受信を行うものである。通信部は、無線アクセスポイント１１３を介して無線方式でコンソール５等の外部装置との通信を行う。
また、通信部は、読取部４５によって読み取られＡ／Ｄ変換部４０においてアナログ信号からデジタル信号に変換された画像信号に基づく画像データを外部機器であるコンソール５に送信するとともにコンソール５等から撮影オーダ情報等を受信可能となっている。

図４に示すように、コンソール５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等で構成される制御部５１、記憶部５２、入力部５３、表示部５４、通信部５５等を備えて構成されており、各部はバス５７により接続されている。

記憶部５２は、図示しないＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成されている。
ＲＯＭは、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）や半導体の不揮発性メモリ等で構成されており、ＲＯＭには、患部を検出するための自動部位認識に基づく階調処理・周波数処理等の画像処理を行うためのプログラム等、各種のプログラムが記憶されているほか、撮影画像の画像データを診断に適した画質に調整するための画像処理パラメータ（階調処理に用いる階調曲線を定義したルックアップテーブル、周波数処理の強調度等）等が記憶されている。
ＲＡＭは、制御部５１により実行制御される各種処理において、ＲＯＭから読み出されて制御部５１で実行可能な各種プログラム、入力若しくは出力データ、及びパラメータ等を一時的に記憶するワークエリアを形成する。本実施形態において、ＲＡＭは、放射線画像形成装置２から受信した画像データや患者情報等を一時的に格納するようになっている。
本実施形態では、記憶部５２は、撮影オーダ情報等を記憶している。また、記憶部５２は、放射線画像形成装置２から送信された画像データを一時的に保存する画像データ保存手段として機能する。さらに、記憶部５２は、撮影に使用された放射線画像形成装置２のオフセット補正値情報やゲイン補正値情報を取得したときに、これを記憶しておく記憶手段としても機能する。

本実施形態において、記憶部５２は、複数の欠陥画素マップが記憶されているマップ記憶手段である。ここで、欠陥画素マップとは、放射線画像形成装置２における欠陥画素の画素位置が記憶されたものである。
欠陥画素の補正処理を行うためには、予め欠陥画素の画素位置が分かっていなければならない。このような欠陥画素は、製造後の出荷検査や、定期的なキャリブレーション時に放射線照射を伴う検査を実施することで検出され、検出された欠陥画素の画素位置が欠陥画素マップに登録される。なお、コンソール５が複数の放射線画像形成装置２と対応付けられている場合、欠陥画素マップは各放射線画像形成装置２ごとに構築され、以後、個々の放射線画像形成装置２と対応付けて運用、管理される。

本実施形態では、図４にあるように、１つの放射線画像形成装置２について、撮影モードに対応して複数の欠陥画素マップａ，ｂ，ｃ・・・が用意されている。本実施形態では後述するように、撮影モードとして、放射線画像形成装置２が放射線発生装置１１２と同期をとって撮影を行う同期モードと、放射線発生装置１１２との同期をとらずに撮影を行う非同期モードとが選択可能となっており、さらに、非同期モードの場合には、電荷蓄積時間が比較的長く設定された長時間モードと、これより短い時間に設定された短時間モードとが撮影モードとして選択できるようになっている。

各撮影モードは、放射線画像形成装置２の電荷蓄積時間を異にしており、欠陥画素マップａ，ｂ，ｃ・・・は電荷蓄積時間の長短に応じて複数種類設けられている。
すなわち、例えば同期モードの場合には、放射線画像形成装置２によるリセット動作と放射線発生装置１１２による放射線の曝射の開始とのタイミングを合わせるとともに、放射線画像形成装置２は、放射線発生装置１１２による放射線の曝射の開始及び終了のタイミングに合わせて電荷を蓄積することができる。このため、この場合には、放射線画像形成装置２は、リセット動作の終了後、放射線発生装置１１２による曝射開始時から曝射終了時までの間が電荷蓄積時間となり、例えば、１秒又はそれ以下のごく短い時間となる。そこで、同期モードに対応した欠陥画素マップは、例えば、１秒又はそれ以下の時間において検出される欠陥画素を記録・登録したものとなっている。
これに対して、非同期モードの場合には、放射線発生装置１１２による放射線の曝射の開始及び終了のタイミングが分からないため、同期モードよりも電荷蓄積時間が長く設定されている。非同期モードのうちの長時間モードの場合には、例えば電荷蓄積時間が５秒程度に設定されており、短時間モードの場合には、例えば電荷蓄積時間が２秒程度に設定されている。そこで、非同期モードのうちの長時間モードに対応した欠陥画素マップは、例えば、５秒間の電荷蓄積時間で検出される欠陥画素を記録・登録したものとなっており、短時間モードに対応した欠陥画素マップは、例えば、２秒間の電荷蓄積時間で検出される欠陥画素を記録・登録したものとなっている。
なお、各電荷蓄積時間は例示であり、この時間に限定されない。また、選択可能な撮影モードはここに例示したものに限定されず、さらに複数の撮影モードが選択可能となっていてもよいし、同期モード、非同期モードの２種類のみが選択できるものでもよい。各撮影モードに応じた電荷蓄積時間に対応してそれぞれ欠陥画素マップａ，ｂ，ｃ・・・が用意される。

電荷蓄積時間が短いと正常に機能する画素であっても、電荷蓄積時間が長くなると、信号値が撮影ごとに大きく変動するような不安定な挙動を示す場合がある。一般に電荷蓄積時間が長くなるほどこのような不安定な挙動を示す画素が増えることが知られており、撮影ごとに一定の閾値を越えて変動する画素について欠陥画素として欠陥画素マップに登録する。

なお、欠陥画素マップａ，ｂ，ｃ・・・の生成手法は特に限定されない。例えば、放射線画像形成装置２の製造後の出荷検査や、定期的なキャリブレーション時等に、放射線照射を伴う検査を実施することにより欠陥画素を検出・抽出し、検出された欠陥画素の画素位置を欠陥画素マップに登録する。このとき、例えば、電荷蓄積時間１秒の場合、２秒の場合、５秒の場合というように、電荷蓄積時間を変えて複数回の検査を行い、各電荷蓄積時間に対応した欠陥画素マップを生成する。

制御部５１は、ＲＯＭに記憶されているシステムプログラムや処理プログラム等の各種プログラムを読み出してＲＡＭの作業領域に展開し、展開されたプログラムに従って各種処理を実行するコンソール５の制御手段である。

制御部５１は、撮影を同期モードで行うか、非同期モードで行うか、また、非同期モードで行う場合には電荷蓄積時間として設定された時間はどの程度かを判断し、マップ記憶手段である記憶部５２の中から、設定手段である入力部５３から入力され制御部５１において設定された電荷蓄積時間に応じて欠陥画素マップａ，ｂ，ｃ・・・を抽出するマップ抽出手段として機能する。
また、制御部５１は、抽出した欠陥画素マップａ，ｂ，ｃ・・・を用いて放射線画像形成装置における欠陥画素を補正する欠陥画素補正手段として機能する。

また、制御部５１は、無線ＬＡＮ８を介してデータ管理サーバ７にアクセスし、データ管理サーバ７内に記憶されている放射線画像形成装置２のオフセット補正値情報やゲイン補正値情報の中から、撮影に使用された放射線画像形成装置２に対応するものを読み出して取得するようになっている。そして、放射線画像形成装置２から画像データが送信されたときは、データ管理サーバ７から取得したオフセット補正値やゲイン補正値により画像データの補正を行う。
また、制御部５１は、放射線画像形成装置２から送られた画像データに基づく画像を表示するように表示部５４の表示を制御する。

制御部５１は、放射線画像形成装置２のリセット処理が完了し撮影に適した状態になっているかを判断するようになっている。
具体的には、放射線画像形成装置２からリセット処理が完了した旨のリセット完了信号を受信したか否かを判断する。

本実施形態において、制御部５１は、放射線発生装置１１２に対し曝射禁止状態を維持するように曝射禁止信号（インターロック信号）を出力するように通信部５５を制御するようになっている。曝射禁止信号（インターロック信号）は、例えば、図示しないＬＡＮケーブル及び信号中継器１１６を介して、放射線発生装置１１２に出力される。
そして、放射線発生装置１１２から曝射ボタンが操作された旨の信号が送信されても、放射線画像形成装置２からリセット完了信号を受信しない限りは、制御部５１は、曝射禁止信号（インターロック信号）が出力された状態を維持し、曝射禁止状態を維持させるようになっている。

入力部５３は、文字入力キー、数字入力キー、及び各種機能キー等を備えたキーボードと、マウス等のポインティングデバイスを備えて構成され、キーボードで押下操作されたキーの押下信号とマウスによる操作信号とを、入力信号として制御部５１に出力する。
本実施形態において、入力部５３は、放射線画像形成装置２について電荷蓄積時間の異なる複数種類の撮影モードを設定可能となっており、同期モード、非同期モード等を選択・設定する設定手段として機能する。
また、入力部５３は、被写体に関する被写体情報（撮影オーダ情報）や、曝射指示等を入力する入力手段として機能する。
なお、コンソール５には図示しないＨＩＳ／ＲＩＳ等から予め登録されている被写体情報（撮影オーダ情報）が送られるようになっていてもよい。この場合には、入力部５３から入力することなく被写体情報（撮影オーダ情報）を取得することができる。

表示部５４は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のモニタを備えて構成されており、制御部５１から入力される表示信号の指示に従って、各種画面を表示する。
なお、表示部５４の画面上に、透明電極を格子状に配置した感圧式（抵抗膜圧式）のタッチパネル（図示せず）を形成し、表示部５４と入力部５３とが一体に構成されるタッチスクリーンとしてもよい。この場合、タッチパネルは、手指やタッチペン等で押下された力点のＸＹ座標を電圧値で検出し、検出された位置信号が操作信号として制御部５１に出力されるように構成される。なお、表示部５４は、一般的なＰＣ（Personal Computer）に用いられるモニタよりも高精細のものであってもよい。

本実施形態において、表示部５４は、放射線画像形成装置２から送信される画像データに基づく画像を表示する表示手段である。
また、表示部５４は、入力部５３からの入力等により取得した撮影オーダ情報に基づく撮影オーダリストを表示することができる。ユーザがこの撮影オーダリストの中から任意の撮影オーダ情報を選択する（画面上の撮影オーダリストの中から任意の撮影オーダ情報をマウス等の入力部５３で選択する）ことにより、撮影オーダ情報を選択・入力することができる。

通信部５５は、無線ＬＡＮ８と接続されており、各コンソール５に対応する撮影室Ｒ内に設けられた無線アクセスポイント１１３を介して放射線画像形成装置２等と情報の送受信を行うものである。

なお、コンソール５は、データ管理サーバの他、例えばＨＩＳ／ＲＩＳ、イメージャ等（いずれも図示せず）の外部装置とネットワークを介して接続されていてもよい。なお、ネットワークを介してコンソール５と接続される外部装置はここに例示したものに限定されない。

次に、本実施形態における画像処理装置及び画像処理システムの作用について説明する。
放射線画像形成装置２を用いた撮影において、コンソール５の入力部５３から撮影モードが入力されると、当該撮影モードにしたがった撮影が行われる。
具体的には、例えば同期モードが設定された場合には、放射線技師等が前室Ｒ２において操作装置１１５の曝射ボタンを操作すると、これに基づいて放射線画像形成装置２側がリセット動作を行う。曝射ボタンが操作された旨の信号は、放射線発生装置１１２から信号中継器１１６を介してコンソール５に出力されるが、コンソール５の通信部５５からは、ＬＡＮケーブル等を介して対応する撮影室Ｒ１内の放射線発生装置１１２に対して曝射を禁止する曝射禁止信号（インターロック信号）が出力されており、この曝射禁止信号が解除されない限り、操作装置１１５の曝射ボタンが操作されても、放射線発生装置１１２の曝射が禁止された状態が維持されている。そして、コンソール５の制御部５１は、撮影に使用される放射線画像形成装置２からリセット完了信号を受信したか否かを判断し、リセット完了信号を受信しない場合には、曝射禁止信号の出力を解除せず、放射線発生装置１１２の曝射が禁止された状態を維持する。これに対して、リセット完了信号を受信した場合には、放射線発生装置１１２に対する曝射禁止信号の出力を解除する。これにより、放射線発生装置１１２から放射線が曝射され、撮影が行われる。
また例えば、非同期モードの長時間モードが設定されると、放射線画像形成装置２は、リセット動作を行い、リセット動作が完了すると、インジケータ２５の点滅等により操作者にリセット動作の完了を報知する。そして、リセット動作完了後５秒間、電荷蓄積状態となる。操作者は、放射線画像形成装置２のインジケータが点滅したのを確認し、操作装置１１５等において曝射ボタンを操作する。これによりインターロックが解除されて、放射線発生装置１１２から放射線が曝射され、撮影が行われる。
撮影が行われると、これにより取得された画像データが放射線画像形成装置２からコンソール５に対して適宜送信される。

放射線画像形成装置２から画像データが送られると、コンソール５は、設定された撮影モードにおける電荷蓄積時間に応じた欠陥画素マップを記憶部５２から抽出する。
例えば、図４に示す欠陥画素マップａ，ｂ，ｃ・・・のうち、欠陥画素マップａは同期モードに対応した電荷蓄積時間１秒の場合の欠陥画素を記録したマップであり、欠陥画素マップｂは非同期モードの長時間モードに対応した電荷蓄積時間５秒の場合の欠陥画素を記録したマップであり、欠陥画素マップｃは同期モードの短時間モードに対応した電荷蓄積時間２秒の場合の欠陥画素を記録したマップであるとして、撮影において選択された設定された撮影モードが、同期モードであるときは欠陥画素マップａを抽出する。また、非同期モードの長時間モードが設定されたときは欠陥画素マップｂを抽出する。
そして、放射線画像形成装置２から送られた画像データに対して、抽出したいずれかの欠陥画素マップａ，ｂ，ｃ・・・を用いて欠陥画素補正を行う。
さらに、データ管理サーバ７等から当該放射線画像形成装置２に対応するオフセット補正値、ゲイン補正値情報等を取得して、オフセット補正、ゲイン補正等の画像処理を適宜行う。

各種補正や画像処理が完了すると、補正処理・画像処理後の画像データに基づく画像がコンソール５の表示部５４に表示される。

以上のように、本実施形態によれば、電荷蓄積時間に応じた複数種類の欠陥画素マップａ，ｂ，ｃ・・・が用意されており、設定された撮影モードの電荷蓄積時間に応じていずれかの欠陥画素マップａ，ｂ，ｃ・・・を抽出して、このマップに従って欠陥画素の補正が行われる。
画素の中には、電荷蓄積時間が短いときには正常に機能するが、電荷蓄積時間が長くなると不安定な挙動を示すものがあり、電荷蓄積時間が長くなるほど欠陥画素と判断される画素は増加する。しかし、このような画素を補正するために、電荷蓄積時間の長短にかかわらず電荷蓄積時間の長い場合に対応した欠陥画素マップを用いると、電荷蓄積時間が短いときには正常な画素まで補正することとなり、画像品質が劣化し補正速度が低下してしまう。
この点、電荷蓄積時間に応じた複数種類の欠陥画素マップａ，ｂ，ｃ・・・を使い分けることにより、電荷蓄積時間が長い場合には長時間の電荷蓄積により不安定な挙動を示す画素についても欠陥画素として補正が可能であるとともに、電荷蓄積時間が短い場合には、当該電荷蓄積時間において異常となる画素のみを補正することができ、画像品質の劣化を防ぐとともに、迅速に補正処理を行うことができる。
また、非同期モードの場合には、状況に応じて長時間モード、短時間モードを選択できるため、様々な撮影に対して柔軟に対応することができる。

なお、本実施形態では、非同期モードにおいて、予め電荷蓄積時間を設定しておく場合を例として説明したが、放射線発生装置１１２による放射線の曝射の開始を検知して電荷蓄積状態に遷移し、放射線の曝射の終了を検知して電荷読み出し状態に遷移する放射線画像形成装置２の場合には、当該曝射の開始から曝射の終了までの時間を算出して電荷蓄積時間とすることができる。この場合、放射線画像形成装置２の制御部３０が本発明の算出手段として機能する。そして、放射線画像形成装置２は、当該算出された電荷蓄積時間をコンソール５に転送する。
コンソール５は、転送されてきた電荷蓄積時間に応じた欠陥画素マップを抽出し、これを用いて、放射線画像形成装置２における欠陥画素を補正することができる。
なお、放射線の曝射の開始及び終了の検知は、例えば、特開平９−１３１３３７、ＵＳ７，２１１，８０３等に記載の公知の方法を用いることができる。
なお、放射線の曝射の開始及び終了時刻のみを放射線画像形成装置２からコンソール５に転送し、コンソール５において電荷蓄積時間の算出を行ってもよい。この場合には、コンソール５の制御部５１が本発明の算出手段として機能する。

また、本実施形態では、放射線画像形成装置２とコンソール５とが無線ＬＡＮ８を用いて、情報の送受信を行う場合を例としたが、放射線画像形成装置２とコンソール５との通信手法は、無線ＬＡＮに限定されない。

また、本実施形態では、放射線画像形成装置２ごとのオフセット補正値情報やゲイン補正値情報等はデータ管理サーバ７が保有・管理していてもよいし、コンソール５の記憶部５２に、放射線画像形成装置２ごとのオフセット補正値情報やゲイン補正値情報等が記憶されていてもよい。

また、本実施形態では、前室Ｒ２に設けられた操作装置１１５に放射線発生装置１１２の曝射ボタンが設けられている場合を例として説明したが、放射線発生装置１１２の曝射ボタンは操作装置１１５に設けられている場合に限定されない。例えば、コンソール５に曝射ボタンが設けられていてもよい。

その他、本発明が本実施の形態に限定されず、適宜変更可能であることはいうまでもない。

２ 放射線画像形成装置
５ コンソール
７ データ管理サーバ
２４ センサパネル部
２５ インジケータ
２６ 接続部
３０ 制御部
５１ 制御部
５２ 記憶部
Ｒ１ 撮影室

Claims (2)

1. 画素を構成する放射線検出素子が２次元マトリクス状に複数配列された検出部を備え前記放射線検出素子内に蓄積された電荷を読み出してこの蓄積された電荷量に応じた画像を形成する放射線画像形成装置における欠陥画素を補正する画像処理装置であって、
   電荷蓄積時間に応じた複数種類の欠陥画素マップを記憶するマップ記憶手段と、
   前記マップ記憶手段の中から、前記放射線画像形成装置の電荷蓄積時間に応じた前記欠陥画素マップを抽出するマップ抽出手段と、
   前記マップ抽出手段により抽出された前記欠陥画素マップを用いて前記放射線画像形成装置における欠陥画素を補正する欠陥画素補正手段と、
   を備えており、
   少なくとも前記放射線画像形成装置が放射線を発生させる放射線発生装置と同期を取って動作する同期モードと、前記放射線画像形成装置が前記放射線発生装置と同期を取らずに動作する非同期モードとを設定可能であり、
   前記非同期モードは、前記同期モードよりも前記放射線画像形成装置の電荷蓄積時間を長く設定することを特徴とする画像処理装置。
2. 画素を構成する放射線検出素子が２次元マトリクス状に複数配列された検出部を備え前記放射線検出素子内に蓄積された電荷を読み出してこの蓄積された電荷量に応じた画像を形成する放射線画像形成装置と、
   複数種類の欠陥画素マップを記憶するマップ記憶手段と、
   前記マップ記憶手段の中から、前記放射線画像形成装置の電荷蓄積時間に応じた前記欠陥画素マップを抽出するマップ抽出手段と、
   前記マップ抽出手段により抽出された前記欠陥画素マップを用いて前記放射線画像形成装置における欠陥画素を補正する欠陥画素補正手段と、
   を備えており、
   前記放射線画像形成装置は、放射線の曝射の開始を検知して電荷蓄積状態に遷移し、放射線の曝射の終了を検知して電荷読み出し状態に遷移し、
   当該曝射の開始から曝射の終了までの時間により前記放射線画像形成装置の電荷蓄積時間を算出する算出手段を備えていることを特徴とする画像処理システム。

Images