专利名称：X射线照相图像诊断设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有X射线平板检测器的X射线诊断设备，具体地说，涉及在X射线平板检测器所摄图像的初始阶段具有收集低输出特性功能的X射线诊断设备。
背景技术：
当前，X射线诊断设备都使用X射线平板检测器作为它们的X射线检测器。X射线平板检测器是由将穿过待检测目标物透射过来的X射线转换成光的闪烁体(例如由碘化铯(CsI)制成)、将从闪烁体输出的光转换成电荷的光电二极管(例如由无定形硅(a-Si)制成)、以及诸如例如能够读取电荷的薄膜晶体管(TFT)开关元件组成，并且例如具有30×40cm2的有效面积和7,400,000个像素。
不过，正如R.L.Weisfield等人发表的“High PerformanceAmorphous Silicon Image Sensor for X-ray Diagnostic Medical ImagingApplication(用于X射线诊断医疗成像设备的高性能无定形硅图像传感器)”(SPIE Vol.3659，Medical Imaging 1999，医疗成像物理学SPIE会议部分内容，San Diego，California，1999年2月，pp307-317)中所述，由于在这种X射线平板检测器中的光电二极管在图像拍摄的初始阶段是不饱和的，因此其输出比当光电二极管饱和时候的输出低。由于这个原因，当从它的初始阶段开始连续进行成像时，显示器亮度在初始阶段显示较暗并且逐渐变亮。
当使用这种X射线诊断设备进行血管造影检测时，与此同时注入目标物X射线的造影剂被第一次注入到目标物，然后X射线以预定间隔先后照射到目标物，并且在各个时刻的图像数据先后从X射线检测器输出。此时，通过使用首先作为掩模图像被输出的第一图像数据和在获得下一幅图像之后进行图像数据减法，则只有注入了造影剂的血管图像被提取出来，并且诸如血管收缩等被从图像中诊断出来。
也就是说，对于同样的X射线剂量，可以观察到如下趋势，即第一次拍摄的作为掩模图像的图像数据的信号值显示为最低值，并且第二次、第三次...拍摄的作为活动图像的信号值朝向饱和不断增加。不过，在X射线检测的范围内，就目标物的X射线曝光来说，优选情况下在图像拍摄照射之前不要照射X射线到目标物。
图5示出了X射线平板检测器的累积输出特性表，其中横坐标是根据输出顺序而定的图像编号，纵坐标是输出信号的相对高度。在图5中，对应于字母a～g的符号表示照射到同一个X射线平板检测器上的不同X射线剂量(a＞b＞c＞d＞e＞f＞g)。根据输出顺序而定的图像编号显示图像被同一个X射线平板检测器拍摄的拍摄顺序，依次为第一幅图像、第二幅图像、第三幅图像、...、第十幅图像。
由于X射线平板检测器显示出了如图5所示的累积输出特性，因此在除了第一次拍摄的作为掩模图像的图像数据和第二次及其后拍摄的作为活动图像的图像数据的造影剂之外的区域中的输出值是不同的，因此，即使进行了减法处理，除了造影剂之外的区域有时候也不能被有效地减去，结果，在用于血管造影检测的减法图像中，背景部分亮度级别就会发生差异，并且减法图像的对比度下降，产生一定问题。
本发明的一个目标是提供一种X射线诊断设备，它能够消除固有低输出特性的影响，也就是在X射线诊断设备中的X射线平板检测器的输出累积中的延迟，并且能够获得减法图像，也就是期望的对比度的血管造影图像。
本发明的另一个目标是提供一种X射线诊断设备，它能够消除X射线诊断设备中的X射线平板检测器的固有低输出特性的影响，并且能够获得有助于进行对照观察的具有均匀亮度的X射线图像。
发明内容
本发明的原理是将例如在X射线诊断设备中从X射线检测器输出的并且作为掩模图像的第一幅图像数据值的累积输出特性和作为活动图像的第二幅及其后的图像数据值的累积输出特性中的一个与其中的另一个进行匹配，并且之后对二者进行减法处理，从而消除了因各个图像的不同累积输出特性而造成的影响，并且获得了期望的减法图像。
更为具体地说，在本发明中，例如，当X射线平板检测器的固有初始低输出累积特性饱和时，图5中所示的第十幅图像的输出数据值用作参考，并且事先为第一、第二、...、第n幅(n为大于1的整数)图像的每一个准备了输出数据值校正表并存储在存储器中，并且当拍摄X射线图像并进行显示时，在执行减法处理以获得减法图像之前，首先，先后从X射线平板检测器输出的图像数据根据输出顺序，通过利用事先准备的并存储在存储器中的对应于该顺序的校正表而得到校正，之后，通过从各个经过校正的活动图像数据值中减去经过校正的掩模图像数据值，从而得到了期望对比度的减法图像。
进而，根据本法明的另一个方面，例如，当X射线平板检测器的固有初始低输出累积特性饱和时，图5中所示的第十幅图像的输出数据值用作参考，并且事先为第一、第二、...、第n幅(n为大于1的整数)图像的每一个准备了输出数据值校正表并存储在存储器中，并且当拍摄X射线图像并进行显示时，在通过利用校正表对各个图像输出数据进行校正并且在显示器上输出经过校正的图像输出数据之后，就得到了有助于进行对照观察的具有均匀亮度的X射线图像。
图1为框图，示出了根据本发明的X射线诊断设备实施例的总体结构；图2为视图，解释了从图1中的X射线平板检测器4输出的第一幅图像数据的特性，其中横坐标为X射线剂量，并且纵坐标为对应于该剂量的输出信号高度的相对值；图3为特性曲线图，示出了存储在图1中的校正表5中的校正表，用于校正从X射线平板检测器4输出并作为掩模图像的第一幅图像数据；图4为图形，示出了在使用如图3所示的校正表对第一幅图像数据进行校正之前和之后，在该图像数据的特定一条线上的输出值；图5为特性曲线图，示出了以X射线剂量为参数，从图1中X射线平板检测器的第一幅图像到第十幅图像的输出信号高度的相对值。
具体实施例方式
下面参考附图来解释本发明的实施例。
图1为框图，示出了根据本发明的带有X射线平板检测器的X射线诊断设备实施例的总体结构。
如图1所示，根据本实施例的X射线诊断设备具有X射线源2，用于向目标物1发射X射线；X射线生成控制器3，用于控制X射线从X射线源2到目标物1的照射；X射线平板检测器4，用于检测穿过目标物1透射来的X射线并作为图像信号输出；校正表5，具有对应于表示先后从X射线平板检测器4输出之图像信号的图像数据输出顺序的多个校正表；校正控制电路6，控制着X射线生成控制器3和X射线平板检测器4并且从校正表5中选择一个对应于表示从X射线平板检测器4输出之图像信号的图像数据的表；图像存储器7，存储第一次从X射线平板检测器4输出的并且作为掩模图像数据由校正表5进行校正的图像信号；处理器8，在先后从X射线平板检测器4输出的并且通过校正表5进行校正的校正后图像数据和存储在图像存储器7中的掩模图像数据之间进行减法处理；以及显示装置9，显示由处理器8进行了减法处理的减法图像中的图像数据。
现在来讲述根据本实施例的X射线诊断设备的操作。
在开始将造影剂注入到目标物的同时，校正控制电路6向X射线生成控制器3发出指令，以照射来自X射线源2的X射线，并且进而发出指令，以获取来自X射线平板检测器4的、与照射的X射线同步的图像数据。响应来自校正控制电路6的指令，第一次从X射线平板检测器4输出的图像数据被发送到校正表5。当校正表5判断从X射线平板检测器4发送来的图像数据是第一次根据来自校正控制电路6的信号而输出的图像数据时，选择一个用于校正第一图像数据的表，根据校正表来校正图像数据值，并且将其存储在图像存储器7中。
图2为特性曲线图，示出了从X射线平板检测器4输出的第一幅图像数据相对于透射剂量的输出特性，其中横坐标为X射线剂量，并且纵坐标为输出信号的相对值。图2中绘制的点对应于相对于第一幅图像的七个X射线剂量的相对输出值，并且基于这些点，形成了近似曲线，以用于准备第一幅图像的校正表。近似曲线是通过使用一般已知的方法来测定的，并且如图2所示的近似曲线是根据对数近似来计算的。
图3为特性曲线图，示出了用于校正从X射线平板检测器4输出的第一幅图像数据，其中横坐标为输入值(校正之前的图像数据值)，并且纵坐标为输出值(校正之后的图像数据值)。在根据图2所定的近似曲线来为各个图像数据值计算校正量之后，准备了用于校正来自X射线平板检测器4的第一输出图像数据的表。在图3中表的设置方式为，图像数据值越低，则校正之后的图像数据值越高。
图4为特性曲线图，示出了在使用如图3所示的校正表对第一幅图像数据进行校正之前和之后，在其特定一条线上的输出值，其中横坐标为该一条线上的位置，并且纵坐标为输出值，并且(a)表示校正之前的特性曲线图，以及(b)表示校正之后的特性曲线图。
通过使用图3所示的校正表，从X射线平板检测器4输出的第一幅图像从由如图4所示的校正之前的特性曲线图(a)所表示的输出值的分布，经过校正后得到由校正之后的特性曲线图(b)所表示的分布。参见图4，可以看出因不饱和而引起的输出累积延迟比较明显的部分，输出值被大大校正了。
校正后的第一输出图像数据曾一度被存储在图像存储器7中。接着，响应来自校正控制电路6的指令，当第二图像数据从X射线平板检测器4输出时，校正控制电路6从表5中选择一个用于校正第二输出图像数据的表，以执行校正。在该实例中使用的校正表的准备方式与用于第一幅图像的校正表的准备方式相同。由校正表5进行校正的第二输出图像数据通过处理器8，使用存储在图像存储器7中的校正后第一图像数据进行减法处理，从而，除注入有造影剂的区域以外的其他区域被擦除了，并且其中有血管图像在注入有造影剂的地方显现出来的图像就显示在显示装置9上，并且根据所显示图像进行诊断。
以与上述相同的方式去除了在从X射线平板检测器4输出的第三及其后的图像数据的输出特性中的变量，这样具有期望对比度和均匀背景亮度的血管图像就一直显示在显示装置9上。
进而在上述实施例中，尽管对其中当X射线平板检测器的输出变化因其中所包括的光电二极管的电容部件的饱和而基本消失时，使用图像数据值(图5中的第十幅输出图像)作为参考来准备校正表的例子进行了解释，但是也可以在使用第一输出图像作为参考和将其后的输出图像匹配到第一输出图像数据值时来准备校正表。
进而，可以根据诸如照射X射线的剂量、表示每单位时间拍摄数的帧率、随着目标物的拍摄部分和诸如高图像质量模式和高速图像收集模式等图像拍摄模式而变化的X射线平板检测器增益等，事先准备多套用于在校正表5中存储的第一、第二、...、第n幅图像数据的各个校正表的每一个，并且进而，可以在每一次根据上述参数进行修正时使用各个参考表。
进而，上面解释了通过处理器8进行第二幅图像数据-第一幅图像数据、第三幅图像数据-第一幅图像数据、...、第n幅图像数据-第一幅图像数据的减法处理，不过，在处理器8中还可以执行校正后各图像数据的n-(n-1)、n-(n-2)、...、n-2的减法处理。
进而，在上述实施例中，尽管解释了对校正后图像进行减法处理的例子，不过，如果在处理器8中不执行减法，则校正后图像也能够在显示装置9上原样进行显示。由于通过上述方式获得的校正后图像的亮度是均匀的，因此可以得到有助于进行对照观察的图像。
至此，已经参考附图解释了根据本发明的实施例，不过，本发明并不局限于这些实施例，可以在本发明的主旨范围内对其进行修改。
工业实用性根据本发明的带有X射线平板检测器的X射线诊断设备，其中X射线以预定间隔多次照射到目标物上，拍摄了多个X射线图像，并且对这些个X射线图像数据执行了对获得具有期望对比度的减法图像有用的减法处理，并且特别是，适合血管造影图像检测。
权利要求
1.一种X射线诊断设备，包括X射线源，用于以预定时间间隔向待检测的目标物多次发射X射线X射线平板检测器，用于检测每次穿过目标物透射来的X射线并且将其作为图像数据进行输出；校正表，存储针对从X射线平板检测器输出的第一、第二、第三、...、第n(n为大于1的整数)幅图像数据的X射线剂量对X射线平板检测器的输出信号高度的特性；以及处理器，至少执行第二幅图像数据值-第一幅图像数据值、第三幅图像数据值-第一幅图像数据值、...、第n幅图像数据值-第一幅图像数据值的减法处理，其中处理器中的减法处理是在将X射线剂量对被减图像数据的输出信号高度的特性和X射线剂量对主减图像数据的输出信号高度的特性中的一个与其中的另一个进行匹配之后执行的。
2.一种X射线诊断设备，包括X射线源，用于以预定时间间隔向待检测的目标物多次发射X射线X射线平板检测器，用于检测每次穿过目标物透射来的X射线并且将其作为图像数据进行输出；校正表，用于针对从X射线平板检测器输出的第一、第二、第三、...、第n(n为大于1的整数)幅图像数据，存储用于消除X射线剂量对X射线平板检测器的输出信号高度的各个特性差异的表；处理器，针对通过校正表进行校正的各个图像数据，至少执行第二幅图像数据值-第一幅图像数据值、第三幅图像数据值-第一幅图像数据值、...、第n幅图像数据值-第一幅图像数据值的减法处理，并且输出减法图像；以及显示器，用于将来自处理器的输出数据作为图像显示出来。
3.如权利要求2所述的X射线诊断设备，其中各个校正表的设置方式是，对于相对较低X射线剂量要加上相对较大的校正，并且对于相对较高X射线剂量要加上相对较小的校正。
4.如权利要求2所述的X射线诊断设备，其中各个校正表要根据帧率、X射线平板检测器的增益和图像拍摄模式中的至少一个进行修正。
5.如权利要求2所述的X射线诊断设备，其中将用于第一、第二、第三、...、第n幅图像数据的各个校正表的输出校正量设置为逐渐减少。
6.如权利要求2所述的X射线诊断设备，其中由各个校正表所校正的图像数据被直接显示在显示器上而不经过处理器。
7.一种X射线诊断设备，包括X射线源，用于以预定时间间隔向待检测的目标物多次发射X射线；X射线平板检测器，其放置位置朝向X射线源，检测每次穿过目标物透射来的X射线并且将其作为图像数据进行输出；以及显示装置，用于显示每次从X射线平板检测器输出的各个图像数据，它进一步包括存储装置，用于存储与每次从X射线平板检测器输出的各个图像数据有关的X射线平板检测器的各个输入X射线对输出信号特性；校正装置，读出多次存储在存储装置中的X射线平板检测器的各个输入X射线对输出信号特性，并且由读出的X射线平板检测器的输入X射线对输出信号特性来多次校正多次中的预定一次的图像数据；以及用于在显示装置上显示由校正装置所校正的图像数据和用于对其进行控制的装置。
8.如权利要求7所述的X射线诊断设备，其中校正装置根据与多次中的一次获得的图像数据有关的X射线平板检测器的输入X射线对输出信号特性和与另一次获得的图像数据有关的X射线平板检测器的输入X射线对输出信号特性，来校正该次图像数据。
9.如权利要求7所述的X射线诊断设备，其中校正装置选择存储在存储装置中的X射线平板检测器的输入X射线对输出信号特性所采用的方式是，对于相对较低X射线剂量要加上相对较大的校正，并且对于相对较高X射线剂量要加上相对较小的校正。
10.如权利要求7所述的X射线诊断设备，其中存储在存储装置中的X射线平板检测器的各个输入X射线对输出信号特性要根据帧率、X射线平板检测器的增益和图像拍摄模式中的至少一个进行修正。
11.如权利要求7所述的X射线诊断设备，其中存储在存储装置中的X射线平板检测器的各个输入X射线对输出信号特性的设置方式是，各个校正表的输出校正量相对于多次获得的各个图像数据来说是逐渐减少的。
12.如权利要求7所述的X射线诊断设备，进一步包括用于执行在多次中的一次获得的图像数据和在另一次获得的图像数据之间的减法处理的装置，其中显示装置将由减法处理装置所执行的处理结果作为图像显示出来。
全文摘要
一种校正表单元(5)，包括校正表，用于校正先后从X射线诊断设备的X射线平板检测器(4)输出的并且具有不同的输出上升特性的第一幅图像、第二幅图像、…、以及第n幅图像的图像数据输出值。在对图像数据进行校正之后，通过减法单元(8)，第二幅图像数据减去第一幅图像数据、…、以及第n幅图像数据减去第一幅图像数据。结果，在显示装置(9)上显示出减法图像，也就是血管造影图像。由于消除了每一幅图像数据的不同上升特性的影响，因此可以获得具有均匀背景亮度和优选对比度的血管造影图像。
文档编号H04N5/32GK1646063SQ03808128
公开日2005年7月27日 申请日期2003年4月10日 优先权日2002年4月10日
发明者铃木克己 申请人:株式会社日立医药