专利名称：成像系统、其图像处理方法及其程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及成像装置、其图像处理方法及其程序。具体而言，本发明涉及用于成像系统的成像装置、其图像处理方法及其程序，适用于医疗诊断中的诸如一般放射线照相的静止图像放射线照相或诸如荧光透视放射线照相的移动图像放射线照相。在本发明中，辐射包含诸如α射线、β射线和Y射线的通过放射性衰减发射的粒子(包含光子)束和诸如X射线、粒子束和宇宙射线的能量大于等于以上的射线的能量的射束。
背景技术：
近年来，作为用于X射线医疗诊断成像或非破坏性检查的放射线照相装置，包括由半导体材料形成的平板检测器(以下，简称为FPD)的放射线照相成像装置已开始投入实用。这种放射线照相成像装置在医疗诊断成像中被用作例如用于诸如一般放射线照相的静止图像放射线照相或诸如荧光透视放射线照相的移动图像放射线照相中的数字成像装置。在使用数字成像装置的荧光透视放射线照相中，在专利文献1中公开的用于处理荧光透视图像的方法和装置是可用的。在在专利文献1中公开的方法和装置中，通过在扫描被检体之后产生至少两个暗图像产生滞后(残像(afterimage))预测模型，扫描被检体， 并且在扫描期间周期性地更新滞后预测模型。并且，研究了以上的放射线照相成像装置的在被FPD读取的区域(视野尺寸)和 X射线的辐射区域之间切换的能力。但是，在执行切换以增加辐射区域的情况中，像素的灵敏度或暗输出在FPD的被照区域和非被照区域之间不同。因此，获得的图像可包含受辐射区域影响的幻影(图像段差(st印))，从而导致图像质量下降。在专利文献2中，进行执行图像处理以校正这种受辐射区域影响的幻影等的检查。具体而言，基于包含幻影并通过均勻的照射获得的数据对于各X射线照射条件获得幻影校正系数。从获得的幻影校正系数， 获得与用于收集关于作为辐射区域的被检查部位的数据的X射线照射条件对应并与从X射线照射开始花费的时间对应的所需幻影校正系数。因此，通过使用需要的幻影校正系数校正关于被检查部位的数据，并且，产生校正的图像数据。引文列表专利文献专利文献1 美国专利申请公开No. 2004/0218729专利文献2 日本特开No. 2008-16784
发明内容
技术问题在在专利文献2中公开的校正技术中，可通过使用通过均勻照射获得的包含幻影的数据，即灵敏度数据，确定校正系数，但是，基于从可导致幻影的FPD获得的图像信号中包含的残像量的校正可能是不可行的。因此，可能难以产生并处理充分校正的图像数据。并且，在辐射区域的切换中，如在专利文献1中公开的那样，如果通过在扫描被检体之后产生至少两个暗图像产生滞后(残像)预测模型，并且将其更新，那么在切换之后可需要一些时间以开始X射线的照射。问题的解决方案经过对提供针对在不降低图像质量的情况下改变辐射区域、并且辐射场的切换仅需要较短的时间的成像系统进行深入研究，本发明的发明人实现了本发明的以下的方面。本发明的一方面提供一种放射线照相成像系统，该放射线照相成像系统包括检测器，包含分别具有被配置为将辐射或光转换成电荷的转换元件的多个像素，并被配置为输出与施加的辐射或光对应的图像数据；和图像处理单元，被配置为对于图像数据执行图像处理。检测器具有在第一辐射场中出现照射的第一区域、和在比第一辐射场大的第二辐射场中出现照射的第一区域以外的第二区域。图像处理单元包含存储单元，被配置为存储基于辐射或光的积分剂量和像素的暗输出特性的暗输出信息；测量单元，被配置为测量作为照射包含于第一区域中的第一像素的辐射或光的积分剂量的第一积分剂量、和作为照射包含于第二区域中的第二像素的辐射或光的积分剂量的第二积分剂量；和校正单元，被配置为当出现从第一辐射场到第二辐射场的切换时，基于从存储单元获得的暗输出信息和通过测量单元测量的第一积分剂量和第二积分剂量来校正图像数据内的第一像素的数据和第二像素的数据中的至少一个。本发明的另一方面提供一种用于对于与施加的辐射或光对应并从检测器被输出的图像数据执行图像处理的图像处理方法，所述检测器包含分别具有被配置为将辐射或光转换成电荷的转换元件的多个像素，所述图像处理方法包括以下的步骤测量第一积分剂量和第二积分剂量，第一积分剂量是照射包含于第一区域中的第一像素的辐射或光的积分剂量，第一区域是在第一辐射场中施加辐射或光的检测器中的区域，第二积分剂量是照射包含于第二区域中的第二像素的辐射或光的积分剂量，第二区域是在比第一辐射场大的第二辐射场中施加辐射或光的检测器中的第一区域以外的区域；和当出现辐射场的改变时， 基于辐射或光的积分剂量、事先获得并基于像素的暗输出特性的暗输出信息、和测量的第一积分剂量和第二积分剂量，校正图像数据内的第一像素的数据和第二像素的数据中的至少一个。本发明的另一方面提供一种用于导致计算机对于与施加的辐射或光对应并从检测器被输出的图像数据执行图像处理的程序，所述检测器包含分别具有被配置为将辐射或光转换成电荷的转换元件的多个像素，该程序导致计算机执行以下的步骤测量第一积分剂量和第二积分剂量，第一积分剂量是照射包含于第一区域中的第一像素的辐射或光的积分剂量，第一区域是在第一辐射场中施加辐射或光的检测器中的区域，第二积分剂量是照射包含于第二区域中的第二像素的辐射或光的积分剂量，第二区域是在比第一辐射场大的第二辐射场中施加辐射或光的检测器中的第一区域以外的区域；和当出现辐射场的改变时，基于辐射或光的积分剂量、事先获得并基于像素的暗输出特性的暗输出信息和测量的第一积分剂量和第二积分剂量校正图像数据内的第一像素的数据和第二像素的数据中的至少一个。本发明的有利效果根据本发明，可以提供减少受辐射区域影响的幻影(图像段差)并且在不降低图像质量的状态下仅需要短时间用于根据辐射区域的改变的辐射场切换的成像装置和系统。
图1是根据本发明的包括成像装置的成像系统的概念框图。图2是根据本发明的成像装置的概念等效电路图。图3是示出根据本发明的成像装置和成像系统的操作的流程图。图4A是示出根据本发明的成像装置和成像系统的操作的定时图。图4B是示出根据本发明的成像装置和成像系统的操作的定时图。图4C是示出根据本发明的成像装置和成像系统的操作的定时图。图4D是示出根据本发明的成像装置和成像系统的操作的定时图。图5A是描述本发明的概念和优点的积分剂量对暗输出的特性图。图5B是描述本发明的概念和优点的积分剂量对暗输出的特性图。图5C是描述本发明的概念和优点的积分剂量对暗输出的特性图。图6A是示出根据本发明的被配置为执行校正处理的图像处理单元的框图。图6B是指示积分剂量和校正量的暗输出信息的查找表。图7是示出根据本发明的第二实施例的被配置为执行校正处理的图像处理单元的框图。图8A是描述本发明的另一概念和优点的积分剂量对图像输出的特性图。图8B是描述本发明的另一概念和优点的积分剂量对图像输出的特性图。图8C是描述本发明的另一概念和优点的积分剂量对图像输出的特性图。
具体实施例方式以下参照附图详细描述本发明的实施例。第一实施例参照图1，根据本发明的实施例的放射线照相成像系统包括成像装置100、控制计算机108、辐射控制装置109、辐射产生装置110、显示装置113和控制台114。成像装置100 包含平板检测器(FPD) 104。FPD 104包含具有将辐射或光转换成电信号的多个像素的检测单元101、驱动检测单元101的驱动电路102和输出来自被驱动的检测单元101的电信号作为图像数据的读取电路103。成像装置100还包含处理来自FPD 104的图像数据并输出处理的图像数据的信号处理单元105、通过向各构成元件供给控制信号来控制FPD 104的操作的控制单元106和向各构成元件供给偏压的电源单元107。信号处理单元105从将在后面描述的控制计算机108接收控制信号，并且向控制单元106提供该控制信号。并且，信号处理单元105从读取电路103接收图像数据，并且执行将在后面描述的校正处理，并且，校正的图像数据从成像装置100被输出。电源单元107包含被配置为从外部电源(未示出) 或内置电池(未示出)接收电压并供给检测单元101、驱动电路102和读取电路103所需要的电压的诸如调节器的电源电路。控制计算机108提供辐射产生装置110和成像装置100之间的同步化、传送用于确定成像装置100的状态的控制信号，并且对于来自成像装置100的图像数据执行用于校正、存储或显示的图像处理。控制计算机108进一步将用于基于来自控制台114的信息确定辐射的照射条件的控制信号传送给辐射控制装置109。
响应来自控制计算机108的控制信号，辐射控制装置109控制用于从包含于辐射产生装置110中的辐射源111发射辐射的操作或辐射场孔径机构112的操作。辐射场孔径机构112具有能够改变给定辐射场的功能，所述辐射场为FPD 104的检测单元101中的施加辐射或与辐射对应的光的被照区域。在实施例中，辐射场孔径机构112具有能够在辐射场A和辐射场B之间切换的功能。在与本发明中的第一辐射场对应的辐射场A中，施加与包含于多个像素中的一些像素对应的辐射，例如，当像素的总数为约2800行X约2800列时，这一些像素为约1000行X约1000列。并且，在与本发明的第二辐射场对应的辐射场 B中，施加与比辐射场A大的区域对应的辐射(例如所有像素)。控制台114被配置为输入关于被检体的信息或放射线照相条件作为用于允许控制计算机108执行各种类型的控制的参数，并且，将输入参数传送到控制计算机108。显示装置113显示通过控制计算机108 经受图像处理的图像数据。下面，参照图2描述根据本发明的第一实施例的成像装置。具有与参照图1描述的要素相同或类似的构成的要素被赋予相同的附图标记，并且，省略它们的详细描述。并且， 在图2中，为了便于描述，示出包含具有3行X3列的像素的FPD的成像装置。但是，实际上，成像装置具有更多的像素。例如，17英寸成像装置具有约2800行X约2800列的像素。检测单元101具有矩阵状配置的多个像素。像素中的每一个具有将辐射或光转换成电荷的转换元件201和输出与电荷对应的电信号的开关元件202。在实施例中，可通过使用设置在诸如玻璃基板的绝缘基板上的以非晶硅为主要成分的PIN型光电二极管，实现将入射到转换元件201上的光转换成电荷的光电转换元件。转换元件201的例子可包括在以上的光电转换元件的辐射入射侧具有将辐射转换成可由光电转换元件检测的波长带的光的波长转换器的间接型转换元件和直接将辐射转换成电荷的直接型转换元件。开关元件 202的例子可包括具有控制端子和两个主端子的晶体管。在实施例中，可使用薄膜晶体管 (TFT)。转换元件201具有与开关元件202的主端子中的第一主端子电连接的第一电极和通过共用偏压线Bs与偏压电源107a电连接的第二电极。行方向上的多个开关元件，例如开关元件T11、T12和Τ13，具有与第一行的驱动线Gl共同电连接的控制端子。在逐行的基础上通过驱动线从驱动电路102施加用于控制开关元件的导通状态的驱动信号。例如开关元件Til、Τ21和Τ31的列方向上的多个开关元件的第二主端子与第一列中的信号线Sigl 电连接，并且，在开关元件Τ11、Τ21和Τ31处于导通状态的时段中，通过信号线Sigl向读取电路103输出与转换元件Sll、S21和S31的电荷对应的电信号。沿列方向配置的信号线 Sigl Sig3承载从多个像素并行输出到读取电路103的电信号。读取电路103包含放大从检测单元101并行输出的电信号的放大器电路207，并且放大器电路207被设置为与各信号线对应。放大器电路207中的每一个包含放大输出的电信号的积分放大器203、放大来自积分放大器203的电信号的可变放大器204、采样和保持放大的电信号的采样和保持电路205和缓冲放大器206。积分放大器203具有放大读取的电信号并且输出放大的信号的运算放大器、积分电容器和复位开关。可通过改变积分电容器的值改变积分放大器203的放大因子。运算放大器具有输入输出的电信号的反相输入端子、从基准电源107b输入基准电压Vref的非反相输入端子、和输出放大的电信号的输出端子。积分电容器被配置在运算放大器的反相输入端子和输出端子之间。通过使用采样开关和采样电容器配置与放大器电路207对应设置的采样和保持电路205中的每一个。读取电路103还包括依次输出从各单个放大器电路207并行读取的电信号作为串行图像信号的多路复用器208和对于图像信号执行阻抗转换并且输出图像信号的缓冲放大器209。作为模拟电信号的从缓冲放大器209输出的图像信号Vout通过模数(A/D)转换器210被转换成数字图像数据，该数字图像数据然后被输出到信号处理单元105。通过信号处理单元105 处理的图像数据被输出到控制计算机108。驱动电路102根据从图1所示的控制单元106输入的控制信号(D_CLK、0E、DI0) 将具有用于使开关元件进入导通状态的导通电压Vcom和用于使开关元件进入非导通状态的非导通电压Vss的驱动信号输出到单个驱动线。响应驱动信号，驱动电路102控制相应的开关元件的导通状态和非导通状态，并且驱动检测单元101。图1所示的电源单元107包含图2所示的放大器电路207的偏压电源107a和基准电源107b。偏压电源107a通过偏压线Bs向转换元件201的第二电极共同供给偏压电压 Vs0偏压电压Vs与本发明中的第一电压对应。基准电源107b向各运算放大器的非反相输入端子供给基准电压Vref。响应来自诸如控制计算机108的成像装置100外面的装置的控制信号，经由信号处理单元105，图1所示的控制单元106通过向驱动电路102、电源单元107和读取电路103 供给各种控制信号，来控制FPD 104的操作。控制单元106通过向驱动电路102供给控制信号D-CLK、0E和DIO来控制驱动电路102的操作。这里，控制信号D-CLK可以是用作驱动电路的偏移寄存器的偏移时钟，控制信号DIO可以是由偏移寄存器传送的脉冲，并且，控制信号OE可适于控制偏移寄存器的输出端。并且，控制单元106通过向读取电路103供给控制信号RC、SH和CLK来控制读取电路103的各单个构成元件的操作。这里，控制信号RC可适于控制积分放大器的复位开关的操作，控制信号SH可适于控制采样和保持电路205的操作，并且控制信号CLK可适于控制多路复用器208的操作。下面，参照图1 3、特别是图3描述根据本发明的成像装置和成像系统的总体操作。根据操作员对于控制台114的操作，控制计算机108确定照射条件并开始放射线照相。 在该照射条件下如希望的那样从被辐射控制装置109控制的辐射产生装置110向被检体施加辐射，并且，FPD 104蓄积与施加的透过被检体的辐射对应的电荷。FPD 104根据蓄积的电荷输出与辐射或光对应的图像数据。然后，FPD 104在不施加辐射的状态下蓄积电荷，并且输出暗图像数据。通过使用输出的暗图像数据通过信号处理单元105偏移校正输出的图像数据。然后，信号处理单元105基于获得的暗图像数据检测成像装置100中的辐射区域。 信号处理单元105进一步基于获得的暗图像数据获得涉及积分剂量的数据。以下详细描述用于检测辐射区域并获得涉及积分剂量的数据的操作。基于获得的辐射区域的检测结果， 确定是否已执行辐射场的切换。如果确定已执行辐射场的切换(YES)，则执行将在后面详细描述的段差校正处理。在这种情况下，信号处理单元105基于获得的积分剂量数据和辐射区域的检测结果执行段差校正处理。如果确定还没有执行辐射场的切换(NO)，则不执行段差校正处理并且处理前进到增益校正处理。即使当获得否定的确定时(NO)，如果作为关于是否存在图像段差的确定的结果确定存在图像段差，那么也可执行段差校正处理。并且，即使当获得肯定的确定时(YES)，如果作为关于是否存在图像段差的确定的结果确定不存在图像段差，那么也可以不必执行段差校正处理。
控制计算机108向显示装置113输出经受了各种校正处理的图像数据。然后，控制计算机108提示操作员确认是否继续放射线照相。当操作员发出不继续放射线照相的指令时(NO)，放射线照相结束。当操作发出继续放射线照相的指令时(YES)，放射线照相继续。现在参照图4A 4D描述根据本发明的成像系统的操作。在图4A中，当偏压电压 Vs被供给到转换元件201时，成像装置100在空闲时段中执行空闲操作。这里使用的术语 “空闲操作”意味着为了使可由偏压电压Vs的施加的开始导致的FPD 104的特性波动稳定化至少多次重复执行初始化操作Kl的操作。这里使用的术语“初始化操作”意味着用于在向转换元件施加蓄积操作之前向其施加初始偏压并且将转换元件初始化的操作。在图4A 中，在空闲操作中，多次重复执行包含蓄积操作Wl和初始化操作Kl的一组操作。图4B是示出图4A中的时段A-A'中的成像装置100的操作的定时图。如图4B所示，在蓄积操作Wl中，在向转换元件201施加偏压电压Vs的同时，向开关元件202施加非导通电压Vss，并且所有像素的开关元件进入非导通状态。在初始化操作Kl中，首先，积分放大器203的积分电容器和信号线Sigl Sig3被复位开关复位，并且，从驱动电路102向驱动线Gl施加导通电压Vcom，使得第一行中的像素的开关元件Til、T12和T13进入导通状态。由于开关元件T11、T12和T13的导通状态，转换元件S11、S12和S13被初始化。在这种情况下，通过开关元件Til、T12和T13作为电信号输出转换元件Sll、S12和S13的电荷。在实施例中，由于不使得采样和保持电路205随后的电路操作，因此，不从读取电路103 输出与电信号对应的数据。然后，积分电容器和信号线Sigl Sig3被重新复位，因此，输出的电信号被处理。关于这一点，为了对于校正等使用以上的数据，可使得采样和保持电路 205随后的电路以与后面描述的图像输出操作或暗图像输出操作类似的方式操作。对于第二和第三行重复执行以上的开关元件的导通状态的控制和以上的复位，并因此执行检测单元101的初始化操作。这里，在初始化操作中，复位开关也可保持导通状态以至少在开关元件的导通状态期间继续复位。并且，初始化操作中的开关元件的导通时间可比后面描述的图像输出操作中的开关元件的导通时间短。并且，在初始化操作中，多个行中的开关元件可同时进入导通。在以上的情况下，能够减少总体初始化操作所需要的时间并更迅速地使检测器的特性波动稳定化。在实施例中，在与包含于在空闲操作之后执行的荧光透视放射线照相操作中的图像输出操作相同的时段期间执行初始化操作K1。图4C是示出图4A中的时段B-B'期间的成像装置100的操作的定时图。在执行空闲操作并且检测单元101进入启用放射线照相的状态之后，响应来自控制计算机108的控制信号，成像装置100执行用于在辐射场A的区域中用放射线照射FPD 104的荧光透视放射线照相操作。荧光透视放射线照相操作与本发明中的第一放射线照相操作对应。成像装置100执行荧光透视放射线照相操作的时段被称为“荧光透视放射线照相时段”。在荧光透视放射线照相时段期间，成像装置100执行蓄积操作Wl和图像输出操作XI，所述蓄积操作Wl在与辐射照射的持续期对应的时段中执行，使得转换元件201可根据施加的辐射产生电荷，所述图像输出操作Xl用于基于在蓄积操作Wl中产生的电荷输出图像数据。如图4C 所示，在图像输出操作Xl中，首先，积分电容器和信号线Sigl Sig3被复位，并且，从驱动电路102向驱动线Gl施加导通电压Vcom，使得第一行中的开关元件Til、T12和T13进入导通状态。因此，基于通过第一行中的转换元件Sll、S12和S13产生的电荷的电信号被输出到信号线Sigl Sig3。并行输出到信号线Sigl Sig3的电信号被相应的放大器电路207的运算放大器203和可变放大器204放大。使得采样和保持电路205响应控制信号SH 操作，并且，在放大器电路207中的采样和保持电路205中并行保持放大的电信号。在电信号被保持之后，积分电容器和信号线Sigl Sig3被复位。在复位之后，以与第一行类似的方式向第二行中的驱动线G2施加导通电压Vcom，使得第二行中的开关元件T21、T22和Τ23 进入导通状态。在第二行中的开关元件Τ21、Τ22和Τ23进入导通状态的时段期间，多路复用器208依次输出保持在采样和保持电路205中的电信号。因此，并行读取的来自第一行中的像素的电信号被转换成串行图像信号，然后被输出，并且，A/D转换器210执行转换以产生一个行的图像数据，然后输出得到的图像数据。在逐行的基础上对于第一到第三行执行以上的操作，并因此从成像装置100输出一个帧的图像数据。并且，在实施例中，执行在与蓄积操作Wl相同的时段中执行使得转换元件201可在不施加辐射的暗状态下产生电荷的蓄积操作Wl和用于基于在蓄积操作Wl中产生的电荷输出暗图像数据的暗图像输出操作 Fl0在暗图像输出操作Fl中，通过成像装置100执行与图像输出操作Xl类似的操作。然后，当控制计算机108检测辐射场的改变时，控制计算机108根据检测执行段差校正处理。以下参照图5Α 5C详细描述段差校正处理。图4D是示出图4Α中的时段C-C'中的成像装置100的操作的定时图。根据来自控制计算机108的控制信号，成像装置100执行用于在比辐射场A大的辐射场B中用辐射照射FPD 104的一般(静止图像)放射线照相操作。一般放射线照相操作与本发明中的第二放射线照相操作对应。成像装置100执行一般放射线照相操作的时段被称为“一般放射线照相时段”。在一般放射线照相时段中，成像装置100执行在算术处理中确定的蓄积时间 Tw期间执行使得转换元件可根据施加的辐射产生电荷的蓄积操作W2和基于在蓄积操作W2 中产生的电荷输出图像数据的图像输出操作Χ2。如图4D所示，在实施例中，蓄积操作W2和图像输出操作Χ2分别是与蓄积操作Wl和图像输出操作Xl类似的操作。在实施例中，由于执行蓄积操作Wl和W2的时段不同，因此，分别通过使用不同的符号表示蓄积操作Wl和W2， 并且，由于执行图像输出操作Xl和Χ2的时段不同，因此，通过使用不同的符号表示图像输出操作Xl和Χ2。但是，根据算术处理的结果，可在相同的时段中执行蓄积操作Wl和W2，并且，可在相同的时段中执行图像输出操作Xl和Χ2。并且，在实施例中，执行在与蓄积操作W2 相同的时段中执行使得转换元件可在不施加辐射的暗状态中产生电荷的蓄积操作W2和用于基于在蓄积操作W2中产生的电荷输出暗图像数据的暗图像输出操作F2。在暗图像输出操作F2中，通过成像装置100执行与图像输出操作Χ2类似的操作。在实施例中，成像装置 100进一步在蓄积操作W2中的每一个之前执行初始化操作Κ2。初始化操作Κ2是与前面描述的初始化操作Kl类似的操作。在实施例中，由于执行初始化操作Kl和Κ2的时段不同， 因此，通过使用不同的符号表示初始化操作Kl和Κ2。但是，与上述的蓄积操作Wl和W2同样，可根据算术处理的结果在相同的时段中执行初始化操作Kl和Κ2。下面，参照图5Α 5C以及图6Α和图6Β描述根据实施例的控制计算机108的段差校正处理。在实施例中，在辐射场A中用辐射或光照射的FPD 104中的区域被称为“第一区域”，并且，在辐射场B中用辐射或光照射的FPD 104中的第一区域以外的区域被称为“第二区域”。并且，包含于第一区域中的像素被称为“第一像素”，并且，包含于第二区域中的像素被称为“第二像素”。首先，参照图5Α 5C描述根据本发明的算术处理针对的图像段差的出现机制。如图5A所示，本发明的发明人发现，平板检测器的暗输出依赖于辐射或光的照射历史，更具体而言，依赖于向平板检测器的转换元件施加偏压电压之后的辐射或光的积分剂量。在实施例中，由于在辐射场A中执行放射线照相操作，因此，第二像素的暗输出由图5A中的A表示，并且，第一像素的暗输出由B表示。因此，例如，可在第二像素的暗输出A和第一像素的暗输出B之间出现差异，并且暗输出的差异可产生图像段差。特别地，荧光透视放射线照相操作的时段越长，则第一像素和第二像素之间的暗输出的差异越大，从而导致图像中的段差越明显。如图5B所示，本发明的发明人发现，由于平板检测器的暗输出依赖于照射的历史，因此，在平板检测器的施加辐射或光的被照区域和非被照区域之间出现暗输出的差异， 由此导致图像段差。因此，本发明的发明人发现图像数据的校正基于暗输出信息、作为第一像素的积分剂量的第一积分剂量和作为第二像素的积分剂量的第二积分剂量，其中暗输出信息基于辐射或光的积分剂量和像素的暗输出特性。可通过使用图5A所示的表示积分剂量和像素的暗输出之间的关系的积分剂量对暗输出特性实现暗输出信息。通过根据第一积分剂量用积分剂量对暗输出特性规定第一像素的暗输出，并且，通过根据第二积分剂量用积分剂量对暗输出特性规定第二像素的暗输出。在图像数据内，通过使用规定的暗输出的值校正与第一像素对应的数据和与第二像素对应的数据。因此，适当地减少包含于以上多条数据中的暗输出，并且减少第一像素和第二像素之间的暗输出的差异，从而导致图像段差较不明显。在以上的校正中，可首先确定特定的暗输出之间的差异，并然后可对于与第一像素对应的数据和与第二像素对应的数据中的一个执行校正。并且，为了实现高精度偏移校正，如图5B所示，在获得图像数据之后获得暗图像数据并通过使用获得的图像数据和暗图像数据执行偏移校正处理可以是更有效的。在包含于图像数据中的暗输出和包含于暗图像数据中的暗输出之间存在差异，并且，经受以上的偏移校正处理的图像数据包含由该差异导致的需要校正的成分(以下，称为“校正量”)。如图5B和图5C所示，校正量可根据辐射或光的积分剂量或从辐射的发射的开始花费的时间改变。如果改变平板检测器的辐射场，那么在平板检测器中的施加辐射或光的被照区域和非被照区域之间出现校正量的差异，由此导致图像段差，这一点已被本发明的发明人发现。因此，在以上的校正中，可通过使用表现图5C所示的积分剂量和校正量之间的关系的积分剂量对校正量特性实现暗输出信息。根据第一积分剂量使用积分剂量对校正量特性规定第一像素的校正量，并且，通过根据第二积分剂量使用积分剂量对校正量特性规定第二像素的校正量。在图像数据内，通过使用规定的校正量的值来校正与第一像素对应的数据和与第二像素对应的数据。因此，适当地减少包含于以上多条数据中的暗输出之间的差异，并且，减少第一像素和第二像素之间的校正量的差异，从而导致图像段差较不明显。 在以上的校正中，可首先确定规定的校正量之间的差异，并然后可对于与第一像素对应的数据和与第二像素对应的数据中的一个执行校正。下面，参照图6A和图6B描述执行根据本发明的校正处理的图像处理单元601。虽然在图6A中图像处理单元601包含于图1所示的信号处理单元105中，但是，本发明不限于该构成。根据本发明的图像处理单元可包含于图1所示的控制计算机108中。来自检测器104的图像数据被暂时存储在包含于存储单元602中的图像数据存储单元603中。然后，从检测器104获得暗图像数据，并且，偏移校正单元606通过使用存储于存储单元602中的图像数据和暗图像数据执行偏移校正。区域检测单元608基于偏移校正的图像数据检测是否在第二区域中施加辐射或光，由此检测检测器104中的施加辐射或光的辐射区域。可能能够仅通过确定是否存在第二区域中的照射确定辐射场的改变。为了更可靠的确定，也可检测第一区域是否被辐射或光照射。可通过比较偏移校正图像数据与预定的阈值并且检测具有大于阈值的数据值的区域作为辐射区域，检测辐射区域。也可通过从偏移校正图像数据产生微分值图像，确定微分值图像的峰值作为辐射区域的边界并且检测边界内的区域作为辐射区域，检测辐射区域。作为替代方案，可从控制计算机108获得关于辐射产生装置110的控制信息，并且可基于控制信息检测辐射区域。区域检测单元608 作为检测结果输出辐射区域信息。辐射区域信息的例子可包含但不限于辐射区域的四个角上的像素的地址数据、表示辐射区域的标记和表示辐射区域已改变的标记。测量单元607根据区域检测单元608的检测结果从偏移校正图像数据测量施加的辐射或光的积分剂量。特别地，测量单元607测量为照射包含于第一区域中的第一像素的辐射或光的积分剂量的第一积分剂量、和为照射包含于第二区域中的第二像素的辐射或光的积分剂量的第二积分剂量。通过积分各单个帧的剂量测量积分剂量。可基于逐个像素的测量或通过使用各区域中的平均值，测量积分剂量。确定单元609基于区域检测单元608的检测结果确定是否出现了从第一辐射场到第二辐射场的改变。可如希望的那样通过比较关于当前帧的辐射区域信息与关于前一帧的辐射区域信息，或者，如果包含标记作为辐射区域信息，通过直接使用表示已出现辐射区域的改变的标记，执行确定。如果确定单元609确定出现了辐射场的改变(YES)，那么确定单元609向校正单元610输出偏移校正图像数据。如果确定单元609确定没有出现辐射场的改变(NO)，那么偏移校正图像数据被输出到后面描述的增益校正单元611。如果确定单元609确定出现了改变，那么校正单元610从包含于存储单元602中的暗输出信息存储单元604获得暗输出信息。校正单元610还获得通过测量单元607测量的第一和第二积分剂量。并且，校正单元610从区域检测单元608获得关于辐射区域的信息。基于上述的获得的信息，校正单元610校正偏移校正图像数据内的第一像素的数据和第二像素的数据中的至少一个。具体而言，校正单元610通过使用从暗输出信息存储单元 604获得的暗输出信息对于图像数据执行加法处理或减法处理。根据实施例的暗输出信息可基于图5C所示的积分剂量对校正量特性，并且，通过使用以下的近似式表示该特性校正量=αexp ( β )这里，α表示暗输出特性系数，β表示积分剂量。暗输出信息存储单元604事先通过使用以上的近似式或事先测量的数据获得暗输出信息，并且存储暗输出信息作为图6Β所示的查找表。暗输出信息可在逐个像素的基础上被准备，或者可通过使用所有像素的平均值被应用于各像素。并且，当成像装置100能够执行诸如一般放射线照相和荧光透视放射线照相的可选择特定帧率的多个不同的放射线照相模式时，可对于各帧率准备暗输出信息。可在从工厂装运之前或者在产品检查期间事先获得，并且可在暗输出信息存储单元604中存储暗输出信息。然后，通过使用存储于包含于存储单元602中的增益校正数据存储单元605中的增益校正数据，通过增益校正单元611使图像数据经受增益校正。在执行校正处理之后，得到的校正的图像数据从信号处理单元105被输出到控制计算机108。以上的校正处理可减少受辐射区域影响的幻影(图像段差)，并且可在不明显降低图像质量的状态下应对辐射区域的改变。并且，由于基于通过与一般的放射线照相操作类似的放射线照相操作获得的数据执行校正处理，因此，不需要为了应对辐射区域的切换通过特殊的操作获得校正的数据。因此，可以提供对于辐射场的切换仅需要很短的时间的成像装置和系统。第二实施例下面，参照图7描述根据本发明的第二实施例的执行校正处理的图像处理单元。 在第一实施例中，通过使用暗输出信息执行段差校正处理。相反，在第二实施例中，进一步通过使用基于辐射或光的积分剂量和像素的图像(灵敏度)输出特性的图像输出信息执行段差校正处理。其它的构成和操作与第一实施例类似。以下，详细描述与第一实施例的不同。具有与第一实施例类似的构成的要素被赋予相同的附图标记，并且，省略它们的详细描述。在实施例中，存储单元602还包含图像输出信息存储单元701。以下详细描述存储于图像输出信息存储单元701中的图像输出信息。并且，在实施例中，校正单元610包含暗输出段差校正单元702和图像输出段差校正单元703，并可被配置为作为段差校正处理执行使用暗输出信息的加法或减法处理和使用图像输出信息的除法处理。图像输出段差校正单元703执行可通过第一实施例中的校正单元610执行的加法或减法处理。图像输出段差校正单元703从图像输出信息存储单元701获得图像输出信息。图像输出段差校正单元 703进一步获得通过测量单元607测量的第一和第二积分剂量。并且，图像输出段差校正单元703从区域检测单元608获得关于辐射区域的信息。基于上述的获得的信息，图像输出段差校正单元703校正通过暗输出段差校正单元702校正的图像数据内的第一像素的数据和第二像素的数据中的至少一个。具体而言，图像输出段差校正单元703通过使用从图像输出信息存储单元701获得的图像输出信息对于校正的图像数据执行除法处理。下面参照图8A 8C描述根据实施例的算术处理针对的图像段差的另一出现机制。如图8A所示，本发明的发明人发现，平板检测器的图像输出依赖于辐射或光的照射历史，更具体而言，依赖于向平板检测器的转换元件施加偏压电压之后的辐射或光的积分剂量。在实施例中，由于在辐射场A中执行放射线照相操作，因此，第二像素的图像输出由图 8A中的A表示，并且，第一像素的图像输出由B表示。因此，例如，可在图像输出A和B之间出现差异，并且可产生图像段差。特别地，荧光透视放射线照相操作的时段越长，则第一像素和第二像素之间的图像输出的差异越大，从而导致图像中的段差越明显。如图8B所示， 本发明的发明人发现，在平板检测器的施加辐射或光的被照区域和非被照区域之间出现图像输出的差异，由此导致图像段差。因此，本发明的发明人发现基于基于辐射或光的积分剂量和像素的图像输出特性的图像输出信息、为第一像素的积分剂量的第一积分剂量和为第二像素的积分剂量的第二积分剂量的图像数据的校正。可通过使用图8A所示的表示积分剂量和像素的图像输出之间的关系的积分剂量对图像输出特性实现图像输出信息。通过根据第一积分剂量用积分剂量对图像输出特性规定第一像素的图像输出，并且，通过根据第二积分剂量用积分剂量对图像输出特性规定第二像素的图像输出。在图像数据内，通过使用规定的图像输出的值校正与第一像素对应的数据和与第二像素对应的数据。因此，适当地减少包含于以上数据中的图像输出，并且减少第一像素和第二像素之间的图像输出的差异，从而导致图像段差不明显。在以上的校正中，可首先确定特定的图像输出之间的差异，并然后可对于与第一像素对应的数据和与第二像素对应的数据中的一个执行校正。在以上的校正中，可通过使用图 8C所示的表示积分剂量和校正量之间的关系的积分剂量对校正量特性实现图像输出信息。 通过根据第一积分剂量用积分剂量对校正量特性规定第一像素的校正量，并且，通过根据第二积分剂量用积分剂量对校正量特性规定第二像素的校正量。在图像数据内，通过使用规定的校正量的值校正与第一像素对应的数据和与第二像素对应的数据。因此，适当地减少包含于以上多条数据中的图像输出之间的差异，并且减少第一像素和第二像素之间的校正量的差异，从而导致图像段差较不明显。在以上的校正中，可首先确定特定的校正量之间的差异，然后可对于与第一像素对应的数据和与第二像素对应的数据中的一个执行校正。 图像输出信息以与暗输出信息类似的方式作为查找表被存储于图像输出信息存储单元701 中。图像输出信息可在逐个像素的基础上被准备，或者可通过使用所有像素的平均值被应用于各像素。并且，当成像装置100能够执行诸如一般放射线照相和荧光透视放射线照相的可选择特定帧率的多个不同的放射线照相模式时，可对于各帧率准备图像输出信息。进一步使用图像输出信息的段差校正可更精确地减少图像段差的出现。也可通过由例如包含于信号处理单元105或控制计算机108中的计算机执行程序实现本发明的实施例。并且，例如诸如紧致光盘只读存储器(CD-ROM)的上面记录程序的计算机可读记录介质或诸如因特网的传送程序的传送介质的用于向计算机供给程序的介质也可构成本发明的实施例。并且，以上的程序也可构成本发明的实施例。以上的程序、记录介质、传送介质和程序产品可落入本发明的范围内。并且，包括可很容易地基于第一或第二实施例设想的特征的组合的实施例也可以落入本发明的范围内。虽然已参照示例性实施例说明了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有的变更方式和等同的结构和功能。本申请要求在2009年8月26日提交的日本专利申请No. 2009-195698的益处，在这里加入其全部内容作为参考。
权利要求
1.一种放射线照相成像系统，包括检测器，包含分别具有被配置为将辐射或光转换成电荷的转换元件的多个像素，所述检测器被配置为输出与照射的辐射或光对应的图像数据，所述检测器具有在第一辐射场中出现照射的第一区域和在比第一辐射场大的第二辐射场中出现照射的第一区域以外的第二区域；和图像处理单元，被配置为对于图像数据执行图像处理，其中，所述图像处理单元包含存储单元，被配置为存储基于辐射或光的积分剂量和像素的暗输出特性的暗输出信息；测量单元，被配置为测量第一积分剂量和第二积分剂量，第一积分剂量是照射包含于第一区域中的第一像素的辐射或光的积分剂量，第二积分剂量是照射包含于第二区域中的第二像素的辐射或光的积分剂量；和校正单元，被配置为当出现从第一辐射场到第二辐射场的切换时，基于从存储单元获得的暗输出信息和通过测量单元测量的第一积分剂量和第二积分剂量校正图像数据内的第一像素的数据和第二像素的数据中的至少一个。
2.根据权利要求1的成像系统，其中，存储单元还存储基于辐射或光的积分剂量和像素的图像输出特性的图像输出信息，并且，其中，校正单元基于从存储单元获得的图像输出信息和通过测量单元测量的第一积分剂量和第二积分剂量进一步校正基于暗输出信息、第一积分剂量和第二积分剂量校正的数据。
3.根据权利要求1的成像系统，还包括区域检测单元，被配置为检测是否至少在第二区域中施加辐射或光；和确定单元，被配置为基于区域检测单元的检测结果确定是否出现了从第一辐射场到第二辐射场的改变。
4.根据权利要求1的成像系统，其中，暗输出信息包含表示辐射或光的积分剂量与像素的暗输出之间的关系的特性。
5.根据权利要求1的成像系统，其中，暗输出信息包含表示辐射或光的积分剂量与由包含于图像数据中的暗输出和包含于暗图像数据中的暗输出之间的差异导致的校正量之间的关系的特性，并且，其中，图像处理单元使用图像数据和暗图像数据执行偏移校正处理，暗图像数据是在检测器不被辐射或光照射的暗条件下从检测器输出的，并且当出现了从第一辐射场到第二辐射场的改变时，图像处理单元基于暗输出信息、第一积分剂量和第二积分剂量校正由偏移校正处理产生的偏移校正图像数据内的第一像素的数据和第二像素的数据中的至少一个。
6.一种用于对于与照射的辐射或光对应的图像数据执行图像处理的图像处理方法，所述图像数据从包含分别具有被配置为将辐射或光转换成电荷的转换元件的多个像素的检测器输出，所述图像处理方法包括以下的步骤测量第一积分剂量和第二积分剂量，第一积分剂量是照射包含于第一区域中的第一像素的辐射或光的积分剂量，第一区域是在第一辐射场中施加辐射或光的检测器中的区域， 第二积分剂量是照射包含于第二区域中的第二像素的辐射或光的积分剂量，第二区域是在比第一辐射场大的第二辐射场中照射辐射或光的检测器中的第一区域以外的区域；和当出现了从第一辐射场到第二辐射场的改变时，基于辐射或光的积分剂量、事先获得且基于像素的暗输出特性的暗输出信息和测量的第一积分剂量和第二积分剂量校正图像数据内的第一像素的数据和第二像素的数据中的至少一个。
7. 一种用于导致计算机对于与照射的辐射或光对应的图像数据执行图像处理的程序， 所述图像数据是从包含分别具有被配置为将辐射或光转换成电荷的转换元件的多个像素的检测器输出的，该程序导致计算机执行以下的步骤测量第一积分剂量和第二积分剂量，第一积分剂量是照射包含于第一区域中的第一像素的辐射或光的积分剂量，第一区域是在第一辐射场中施加辐射或光的检测器中的区域， 第二积分剂量是照射包含于第二区域中的第二像素的辐射或光的积分剂量，第二区域是在比第一辐射场大的第二辐射场中照射辐射或光的检测器中的第一区域以外的区域；和当出现了从第一辐射场到第二辐射场的改变时，基于辐射或光的积分剂量、事先获得且基于像素的暗输出特性的暗输出信息和测量的第一积分剂量和第二积分剂量校正图像数据内的第一像素的数据和第二像素的数据中的至少一个。
全文摘要
成像系统包括具有在辐射场(A)中出现照射的第一区域和在辐射场(B)中出现照射的第一区域以外的第二区域并被配置为输出图像数据的检测器(104)、和对于图像数据执行图像处理的图像处理单元(601)。图像处理单元(601)包含存储暗输出信息的存储单元(602)、测量施加到第一区域中的像素的辐射或光的积分剂量和施加到第二区域中的像素的辐射或光的积分剂量的测量单元(607)和当出现辐射场的改变时基于从存储单元(602)获得的暗输出信息和通过测量单元(607)测量的积分剂量校正图像数据的校正单元(610)。
文档编号A61B6/00GK102481130SQ20108003699
公开日2012年5月30日 申请日期2010年8月25日 优先权日2009年8月26日
发明者八木朋之, 横山启吾, 秋山正喜, 竹中克郎, 远藤忠夫, 龟岛登志男 申请人:佳能株式会社