专利名称：X线诊断装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种X线诊断装置，特别涉及适用于成为半导体2维X线检测器(平板检测器FP)的像质的降低要因的行相关噪声减低的有效的技术。
背景技术：
在以往的X线诊断装置中为，如特开2000-33083号公报的「X线像形成装置」中所示，在半导体2维X线检测器的检测区域内，首先，由被称作暗区域的没有X线束入射的区域的检测器输出算出补偿用数据，并利用由此暗区域的检测器输出算出的补偿用数据，生成有X线束入射的区域(以下，记作「有效区域」)的补偿用数据的结构。
但是，即使在被配置于暗区域的像素中，也发现有混入了噪声的情况。这种情况下，即使在有效区域中没有引起噪声混入等的情况，也根据混入暗区域的噪声来产生补偿用数据，因而出现1行的图像数据相对相邻行产生偏移，从而在诊断图像上发生行噪声的问题。
发明内容
为解决上述问题，在具备用于向被检体照射X线的X射线管、检测来自前述被检体的X线信号的2维X线检测器、为了把来自前述2维X线检测器的前述X线信号进行图像显示而形成图像信号的图像处理装置、以及显示前述图像信号的图像显示装置的线诊断装置中，具备由前述2维X线检测器的多个扫描线中的相邻的2个扫描线的前述X线信号生成噪声补偿信号，利用上述噪声补偿信号去除前述扫描线的X线信号的噪声的噪声去处装置。
本发明的目的在于，提供一种能够减少由暗区域的传感器输出算出补偿用数据时的噪声导致的影响的X线诊断装置。
图1为表示使用2维X线检测器的X线诊断装置的结构的图。
图2为用于说明本发明的实施方式1的X线诊断装置的简要结构的图。
图3为用于说明本发明的实施方式2的X线诊断装置的简要结构的图。
图4为用于说明本发明的实施方式3的X线诊断装置的简要结构的图。
图5为表示半导体2维X线检测器的整个像素区域中的X线图像的检测区域和非检测区域的图。
图6为对于发生行噪声的行和与发生此噪声的行相邻的行中的图像数据进行图表化的图。
具体实施例方式
以下，对于本发明，与发明的实施方式(实施例)一起参照附图进行详细的说明。
X线诊断装置的结构如图1所示。图中，1为X射线管、2为2维检测器、3为C形柄、4为支撑器、5为支撑器控制器、6为光圈控制器、7为图像处理部、8为噪声去除部、9为图像显示部。在由支撑器4支撑的C柄3的两端装配了X射线管1和2维检测器2。由光圈控制器6控制的X射线管1中安装了限制X线照射范围的光圈。且，支撑器控制器5对支撑器4进行控制，进行X射线管球1和2维检测器2的距离的控制、以及C柄3的旋转控制等。在噪声去除部8中去除来自2维检测器2的输出信号的噪声，并作为图像信号传送到图像处理部7。由图像处理部7对图像信号进行处理，由图像显示部9实现画面显示。且，为取得适应图像，由图像处理部7，还向光圈控制器6以及支撑器控制器5发出指示。
图5为表示半导体2维X线检测器的整个像素区域中的X线图像的检测区域和非检测区域的图。401表示非检测区域(暗区域)、402表示检测区域(有效区域)。在图5中，本发明，首先，在每个扫描线(行)上，算出暗区域401中的传感器输出的平均值。其次，把此平均值作为补偿数据，并通过有效区域402中的传感器输出减去此补偿数据，把减少行噪声操作作为基本操作。
图6为对于发生行噪声的行和与发生此噪声的行相邻的行中的图像数据进行图表化的图，纵轴表示像素值，横轴表示行方向的地址。501为发生行噪声的行的图像数据，502为与发生行噪声的行相邻的行的图像数据，503为发生行噪声的行的图像数据和与行相邻的行的图像数据的差分值。
首先，如一般的人体X线吸收量实质上相同的内脏作为摄影对象时，为使在极小区域内有相关性，在与被检体的X线图像相邻的行中，像素值变动大的情况较少。因此，规定的行的图像数据、与此行相邻的行的图像数据大致成为相同的值，从而相邻的行间的差分值变成非常小的值。
一方面，在前述的行噪声的减少法中，算出每行的暗区域401中的传感器输出的平均值，把此平均值作为各行的补偿数据，从有效区域402中的各行的每个传感器输出减去所对应的行的补偿数据。因此，由于混入暗区域中的噪声，变化噪声混入行的补偿数据，所得的传感器输出也受噪声的影响。因此，分别在每个地址中，从暗区域中噪声混入的行的图像数据501，减去与此行相邻的行的图像数据502的图像数据的差分503，变成接近于补偿数据的值。
通过对各地址(各像素)相邻行间的差分值进行比较，可判断暗区域中有无行噪声，但是在各像素的比较中，暗区域中行噪声的有无成为非常小的值，因此在本发明中，特别对1行的差分值进行加法运算，并根据被加算的差分值进行暗区域中的行噪声的判断。当暗区域中没有混入行噪声时，如前所述，成为判断对象的行和与此行相邻的行间的差分值成为非常小的值，因此对差分值在行地址方向进行加法运算的加算值也成为很小的值。尤其是，在不发生行噪声的图像的行中，根据与相邻行中的相关，由地址则能得到为负的差分值，因此每行的差分的加算结果成为更小的值。
对此，在暗区域中混入噪声的行的图像数据，如前所述，与混入的噪声所对应的值被进行了加法运算，因此对混入了噪声的行和与此行相邻的行之间的差分值也进行与混入的噪声相对应的值进行加法运算。其结果，当对1行的差分值进行加法运算时，这种被加算的差分值中当然进行与混入暗区域中的噪声相对应的值进行加法运算，因此加法运算值变为接近补偿数据的误差的值。因此，如果补偿数据的误差变大，加法运算值也成为很大的值，但是在暗区域401的像素一般为64～128像素左右。一方面，如前所述，在本发明中暗区域401的传感器输出、即使用暗区域的像素的像素值的平均值，因此不会造成很大的误差，而规定1像素对应例如5～10左右的额定值成为可能的值。因此，当1像素对应的误差为5时，1行对应的像素数为1024像素的平面2维x线传感器中的误差为1024×5＝5120左右。且，1像素对应的误差为10左右时，成为1024×10＝10240左右。
因此，与1行的差分值进行加法运算的结果，在5120～10240之间时，可以判断为暗区域401中混入了噪声。这时，在本发明中，把所得的5120～10240之间的值除以像素数的值，与X线检测区域402的各像素值(被减数)做减法运算、或与X线检测区域402的各像素值做加法运算，通过进一步补偿由混入暗区域401的噪声产生的补偿后的像素值，得到与补偿数据的修正相同效果。
(实施方式1)图2为用于说明本发明的实施方式1的X线诊断装置的简要结构的图，特别是用于说明去除由半导体2维X线检测器(FP)检测的图像数据所具有的噪声的噪声去除部8的简要结构的图。且，在实施方式1的X线诊断装置中，除了图1所示的噪声去除部8以外，其余结构都是众所周知的结构，因此在以下的说明中，对噪声去除部8进行详细的说明。但是，在以下的说明中，减法运算装置104、加法运算装置106、判断装置107、以及运算装置108，对于由构成实施方式1的X线诊断装置的众所周知的信息处理装置中操作的程序实现时的情况进行了说明，但是也可以以专用的硬件实现。
实施方式1的噪声去除部8，由存储由运算装置108输出的1行扫描线(1行分额)的图像数据的第1行存储器101、截断由这个行存储器101读出的图像数据的高频成分的第1低通滤波器102、从来自未图示的补偿装置的1行的X线图像数据截断高频成分的第2低通滤波器103、对通过了第1低通滤波器102来自第1行存储器101的图像数据和通过了第2低通滤波器103的补偿后的图像数据的在行方向的同一地址中的像素值进行减法运算的减法运算装置104、依次对于作为来自减法运算装置104的输出值的规定行的像素值和此行的前一行的像素值间的差分值进行加法运算的加法运算装置106、与1行的差分值的加法运算值(合计值)和未图示的额定值进行比较，从而判断加法运算值是否在预先设定的范围内的判断装置107、以及根据由此判断装置107的判断结果对于第2行存储器存储的图像数据进行规定的补偿的作为补偿输出而输出的运算装置108构成。
继而，对于实施方式1的噪声去除部8的行相关噪声的去除操作进行说明。
入射到FP的X线束，由FP变换成电信号，从而作为图像数据由每(行)扫描线依次输出至未图示的补偿装置。输入到补偿装置的图像数据，首先被分离为如图5所示的暗区域401的图像数据、以及有效区域402的图像数据。继而，算出暗区域中的图像数据的平均值，此平均值作为该行的补偿数据，从有效区域402中的图像数据减去所述校正数据，减法运算后的有效区域402的图像数据在每行依次输入到实施方式1的噪声去除部8。
噪声去除部中，首先补偿后的有效区域402的图像数据，在输入到第2低通滤波器103的同时，输入到第2行存储器105。输入到第2低通滤波器103的图像数据，高频成分被截断后，被输入到减法运算装置104。
在此，输入到减法运算装置104的图像数据为1帧的第1行的图像数据时，第1行存储器101中输入前一帧的最终行的图像数据、或初始值(例如，0(零))。因此，在实施方式1中，运算装置108把输入到第2行存储器105的数据作为去除噪声后的输出，而输出。因此，第1行的图像数据中没有进行噪声去除，但是通常，检测者让关心部位位于显示画面的中心，进行X线透视以及X线摄影，因此位于显示画面上端的第1行中，即使产生噪声也没有太大问题。且，实施方式1的构成如下，把由未图示的补偿装置输出的图像数据是否为1帧的第1行图像数据作为行信息输入到运算装置108，运算装置108根据这种行信息，判断将输入到第2行存储器105的图像数据照原样输出、或进行噪声去除处理后输出的结构。因此，在实施方式1中，被输入的图像数据为1帧的第1行的图像数据时，减法运算装置104、加法运算装置106以及判断装置107是否进行规定的操作等，没必要特别限定。
另一方面，输入到减法运算装置104的图像数据为1帧的第2行以后的图像数据时，存储于第1行存储器101的图像数据，成为输入到该噪声去除部8的行的前一行的图像数据。因此，如图6所示通过第1低通滤波器102输入到减法运算装置104的前一行的图像数据502、与通过第2低通滤波器输入到减法运算装置104的图像数据501的减法运算结果503，成为每个由减法运算装置104输出的行方向相同地址的像素的减法运算结果503。这个减法运算结果503，在加法运算装置106中依次进行加法运算。此时，在实施方式1的构成如下，加法运算结果(加法运算装置106的输出)，时常输出到判断装置107，但其构成当然也可以是在1行的加法运算结束时刻由加法运算装置106把加法运算结果输出到判断装置107。
结束1行的加法运算后，判断装置107通过判断加法运算值是否在预先设定的额定值范围内(例如，5120～10240)，如前述的原理的项中所示，判断该行中是否混入了噪声，并把判断结果输出至运算装置108。在此，当判断为没有混入噪声时，第2行存储器105中存储的1行的图形数据通过运算装置108作为噪声去除后的图像数据输出。此时，由运算装置108输出的图像数据，在依次被存储于第1行存储器101的同时，还存储于用于收集图像数据的未图示的存储装置中。
一方面，由判断装置107判断为有噪声的混入时，如前述的原理的项中所示，运算装置108对由加法运算装置106得出的加法运算值以加法运算的像素数进行平均的值进行运算，从第2行存储器的每像素的图像数据减去前述平均值的值作为去除噪声后的图像数据输出。由运算装置108输出的图像数据，在依次被存储于第1行存储器101的同时，还存储于用于收集图像数据的未图示的存储装置中。
以后，通过依次在每1行中反复进行前述的噪声去除工作，去除在补偿装置中未能去除的暗区域中混入的噪声。
由此，把去除了噪声的图像数据，如前所述，存储于未图示的X线图像存储装置后，再存储于构成实施方式1的X线诊断装置的信息处理装置所具有的众所周知的硬盘以及光盘或光磁盘装置等。且，图像处理部7从前述存储装置依次读出图像数据，进行众所周知的图像增强以及灰度等级补偿等众所周知的图像处理后，输出到图像显示部9。在图像显示部9中，将1帧的图像数据变换成视频监视器等众所周知的显示装置的输入信号形式，在显示装置的显示屏面上显示X线图像。此时，实施方式1的X线诊断装置中，能够显示补偿对暗区域401的噪声的影响校正后的X线图像。
(实施方式2)图3为用于说明本发明的实施方式2的X线诊断装置的简要结构的图，特别是用于说明去除由FP检测的图像数据所具有的噪声的噪声去除部8的简要结构的图。但是，在实施方式2的X线诊断装置中，除了选择装置201以及第3行存储器202及判断装置203以外，其余构成，都是与实施方式1的噪声去除部8相同，因此在以下的说明中，对选择装置201以及第3行存储器202及判断装置203进行详细的说明。且，选择装置201以及判断装置203，与实施方式1一样，对于由构成实施方式2的X线诊断装置的众所周知的信息处理装置中操作的程序实现时的情况进行了说明，但是也可以以专用的硬件实现。
实施方式2的噪声去除部8的构成如下，具有根据判断装置203的判断输出，选择将从运算装置108输出的图像数据作为该噪声去除部8的输出、还是将存储于第3行存储器202中的图形数据作为该噪声去除部8的输出的选择装置201。但是，第3行存储器202与第1行存储器101一样，其构成通常是存储着被存储于第2行存储器的图像数据的前一行的图像数据。
在此，实施方式2的判断装置203的构成如下，在前述的实施方式1的判断装置107的功能的基础上，还具备用于通知加法运算装置106的输出即加法运算值超过实施方式1的判断值(例如，10240)的情况的输出功能。即，实施方式2的判断装置203的构成如下，作为实施方式1的判断装置107的功能的输出则输出到运算装置108，超过判断值时的输出则输出至选择装置201。
因此，在实施方式2的噪声去除部8中，当对于被输入的行的图像数据、与相邻于此行的前一行的图像数据之差进行1行加法运算而得的加法运算值，超过了判断值时，当作暗区域401或有效区域402的任一区域输入了不可能去除的噪声，而作为该行的噪声去除后的图像数据，该行的图像数据置换成相邻的前一行的图像数据输出。且，置换成检测出很大噪声的行的图像数据的图像数据，不限于前一行的图像数据，当然可以是例如后一行的图像数据、根据前一行和后一行的图像数据插补的图像数据、甚至也可以是其他行的图像数据。
但是，由选择装置201输出的图像数据，与实施方式1的X线诊断装置一样，存储于未图示的X线图像存储装置后，再存储于构成实施方式2的X线诊断装置的信息处理装置所具有的众所周知的硬盘以及光盘或光磁盘装置等。且，图像处理部7从前述存储装置依次读出图像数据，进行众所周知的图像增强以及灰度等级补偿等众所周知的图像处理后，输出到图像显示部9。在图像显示部9中，将1帧的图像数据变换成视频监视器等众所周知的显示装置的输入信号形式，在显示装置的显示屏面上显示X线图像，因此能够得到与前述的实施方式1的X线诊断装置的效果相同的效果。此时，实施方式2的超声波诊断装置中，输入了很大噪声的行的图像数据，变成其他行的图像数据或置换成由其他行的图像数据生成的图像数据的图像数据，因此可以收集或显示进一步提高了噪声去除功能的X线图像。
(实施方式3)图4为用于说明本发明的实施方式3的X线诊断装置的简要结构的图，特别是用于说明去除由FP检测的图像数据所具有的噪声的噪声去除部8的简要结构的图。但是，但是，在实施方式3的X线诊断装置中，除了帧存储器301以外其他构成，都与实施方式2的噪声去除部8相同，因此在以下的说明中，对帧存储器301进行详细的说明。且，帧存储器301，与实施方式1一样，可以通过构成实施方式3的X线诊断装置的众所周知的信息处理装置所具备的外部存储器实现。
帧存储器301，作为存储由未图示的补偿装置输入的行的图像数据的前一帧的图像数据的存储装置而进行工作。因此，在实施方式3的噪声去除部8中，当被输入的行的图像数据、与相邻于此行的前一行的图像数据之差进行1行加法运算而得的加法运算值，超过了判断值时，当作暗区域401或有效区域402的任一区域输入了不可能去除的噪声，1画面即1帧前一帧的图像数据置换成该行的图像数据输出。且，置换成检测出很大噪声的行的图像数据的图像数据，不限于前一帧的图像数据，当然可以是例如后一行的图像数据、根据前一帧和后一帧的图像数据插补的图像数据、甚至也可以是其他帧的图像数据。
但是，实施方式3所示的图像数据的置换，在连续收集多帧的图像数据的X线透视时有效，但如X线摄影那样，一帧一帧地收集X线图像时则不适用。因此，通过在X线透视时借助于实施方式3的噪声去除部8进行噪声的去除，在X线摄影时借助于实施方式1或实施方式2的噪声去除部8进行噪声的去除，能够构成适用于X线透视以及X线摄影的X线诊断装置。
以上，将根据本发明者研究的发明，基于前述发明的实施方式进行了具体说明，但是本发明，不受前述发明的实施方式的限定，在不脱离其要旨的范围内当然可以进行各种变化。
权利要求
1.一种X线诊断装置，包括向被检体照射X线的X射线管、检测来自所述被检体的X线信号的2维X线检测器、为把来自所述2维X线检测器的所述X线信号进行图像显示而生成图像信号的图像处理装置、以及显示所述图像信号的图像显示装置，其特征在于，具备由所述2维X线检测器的多个扫描线中相邻的2个扫描线的所述X线信号生成噪声补偿信号，使用所述噪声补偿信号去除所述扫描线的X线信号的噪声的噪声去除装置。
2.根据权利要求1所述的X线诊断装置，其特征在于，所述噪声去除装置具备在同一地址中对所述相邻的2个扫描线的所述X线信号进行减法运算的减法运算装置，根据由所述减法运算装置求得的差分值生成所述噪声补偿信号。
3.根据权利要求1所述的X线诊断装置，其特征在于，所述噪声去除装置具备在同一地址中从所述2维X线检测器的第1扫描线的像素值减去与所述第1扫描线相邻的扫描线的像素值的减法运算装置；对由所述减法运算装置求得的差分值进行加法运算的加法运算装置；以及根据所述加法运算装置求得的加法运算值在每个扫描线中求得差分平均值，并利用所述差分平均值补偿所述第1扫描线的像素值的运算装置。
4.根据权利要求3所述的X线诊断装置，其特征在于，所述减法运算装置在X线非检测区域中进行减法运算。
5.根据权利要求3所述的X线诊断装置，其特征在于，具备根据所述加法运算值判断有无行噪声的判断装置。
6.根据权利要求5所述的X线诊断装置，其特征在于，通过所述判断装置，判断为有行噪声时，所述运算装置利用所述差分平均值补偿所述第1扫描线的像素值。
7.根据权利要求5所述的X线诊断装置，其特征在于，在通过所述判断装置，判断为无行噪声时，不补偿输出所述第1扫描线的像素值。
8.根据权利要求3所述的X线诊断装置，其特征在于，所述运算装置，将所述第1扫描线的像素值置换成所述相邻的扫描线的像素值，进行补偿。
9.根据权利要求3所述的X线诊断装置，其特征在于，所述运算装置，将所述第1扫描线置换成与所述第1扫描线相邻的2个扫描线的像素值的插入值，进行补偿。
10.根据权利要求3所述的X线诊断装置，其特征在于，所述运算装置，将所述第1扫描线的像素值置换成与相邻帧的所述第1扫描线相同行的扫描线的像素值，进行补偿。
11.根据权利要求3所述的X线诊断装置，其特征在于，所述运算装置，将所述第1扫描线的像素值置换成与相邻帧的所述第1扫描线相同行的扫描线的2个像素值的插入值，进行补偿。
12.根据权利要求3所述的X线诊断装置，其特征在于，所述2维X线检测器的扫描线的像素值在每扫描线上进行反复补偿。
13.根据权利要求1所述的X线诊断装置，其特征在于，所述噪声去除装置具备存储1行扫描线的图像数据的第1行存储器；对与存储于所述第1行存储器中的扫描线相邻的扫描线的1行扫描线的图形数据进行存储的第2行存储器；除去从所述第1行存储器读出的所述图像数据的高频成分的第1低通滤波器；从所述相邻的扫描线的图像数据去除高频成分的第2低通滤波器；对通过了所述第1低通滤波器的来自所述第1行存储器的图像数据与通过了第2低通滤波器的图像数据的在行方向的同一地址中的像素值的差分值进行运算的减法运算装置；将作为来自减法运算装置的输出值的规定发描线的像素值和所述差分值进行加法运算的加法运算装置；作为对所述相邻的扫描线的图像数据进行规定的补偿的补偿输出而输出的运算装置。
14.根据权利要求13所述的X线诊断装置，其特征在于，具备对所述差分值与预先设定的规定的额定值进行比较，判断所述差分值是否在范围内的判断装置。
15.根据权利要求14所述的X线诊断装置，其特征在于，根据所述判断装置的判断，在判断为有行噪声时，所述运算装置运算把由所述加法运算装置得出的所述加法运算值用加法运算的像素数进行平均的值，作为对所述相邻的扫描线的图像数据进行规定的补偿的补偿而输出。
16.根据权利要求14所述的X线诊断装置，其特征在于，根据所述判断装置的判断，在判断为无行噪声时，所述相邻的扫描线的图像数据通过所述运算装置作为图像数据输出。
17.根据权利要求13所述的X线诊断装置，其特征在于，所述运算装置，将与所述第1扫描线相邻的扫描线的图像数据置换成所述扫描线的图像数据，进行补偿。
18.根据权利要求13所述的X线诊断装置，其特征在于，所述运算装置，取与所述第1扫描线相邻的2个扫描线的插入，用于所述扫描线的图像数据。
19.根据权利要求13所述的X线诊断装置，其特征在于，所述运算装置，将与所述第扫描线相邻的帧的相同的行的扫描线的图像数据置换成所述扫描线的图像数据，进行补偿。
20.根据权利要求13所述的X线诊断装置，其特征在于，所述运算装置，将所述第1扫描线的像素值置换成与相邻帧的所述第1扫描线相同行的扫描线的2个像素值的插补值，进行补偿。
21.根据权利要求13所述的X线诊断装置，其特征在于，所述2维X线检测器的扫描线的像素值在每扫描线上进行反复补偿。
22.根据权利要求1所述的X线诊断装置，其特征在于，所述噪声去除装置具备根据在所述2维X线检测器中的所述X线束不被入射的非检测区域中的扫描线上的像素值与其周边像素的像素值的大小来判断是否要对其扫描线的像素值进行补偿的判断装置；以及在对该判断结果要进行补偿时，至少使用其周边的像素的像素值对在所述X线束被射入的检测区域中的扫描线上的像素值进行补偿的装置。
23.根据权利要求1所述的X线诊断装置，其特征在于，所述噪声去除装置具备根据在所述2维X线检测器中的所述X线束不被入射的非检测区域中的扫描线上的像素值与其周边像素的像素值的大小来判断是否要对其扫描线的像素值进行补偿的判断装置；以及在对该判断结果要进行补偿时，至少使用其连续被收集的X线图像的该扫描线上的像素值对在所述X线束被射入的检测区域中的扫描线上的像素值进行补偿的装置。
全文摘要
一种具备了给被检体照射X线的X射线管、检测前述被检体的X线信号的2维X线检测器、为把前述2维X线检测器的前述X线信号显示成图像而生成图像信号的图像处理装置、以及显示前述图像信号的图像显示装置的X线诊断装置中，具备了根据前述2维X线检测器的多个扫描线中相邻的2个扫描线的前述X线信号生成噪声补偿信号，并利用前述噪声补偿信号去除前述扫描线的X线信号的噪声的噪声补偿装置。
文档编号A61B6/00GK1533257SQ0281436
公开日2004年9月29日 申请日期2002年7月23日 优先权日2001年7月23日
发明者池田重之, 铃木克己, 己 申请人:株式会社日立医药