【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線像を直接にディジタル出力に変換できるＸ線検出器を用いたＸ線撮影装置に係り、特に、Ｘ線管と被写体を相対的に移動させて撮影するＸ線撮影装置に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線撮影において、検診者のＸ線像を取得するＸ線センサとして従来から用いられていたのは、カセッテにフィルムと増感紙を挟んだＦｉｌｍ／Ｓｃｒｅｅｎ系（以下Ｆ／Ｓ）やコンピューティッドラジオグラフィーで使用されるカセッテに入ったＩｍａｇｉｎｇ Ｐｌａｔｅ（以下ＩＰ）であった。
【０００３】
近年では、Ｘ線像をリアルタイムで直接にディジタル出力に変換できるＸ線センサが提案されている。例えば、石英ガラスから成る基板上にアモルファス半導体を挟んで、透明導電膜と導電膜から成る固体光検出素子をマトリクス状に配列した固体光検出器の製作が可能になり、この固体光検出器とＸ線を可視光に変換するシンチレーターを積層したＸ線検出器である。このＸ線検出器を用いた場合のＸ線ディジタル画像の取得過程は、Ｘ線検出器に対象物を透過したＸ線を照射することにより、Ｘ線がシンチレーターで可視光に変換され、この可視光が固体光検出素子の光電変換部により電気信号として検出される。
【０００４】
この電気信号は各固体光検出素子から所定の読み出し方法により読み出され、この信号をＡ／Ｄ変換し、Ｘ線画像信号を得るという過程である。この検出器の詳細は、特開平８−１１６０４４公報に記載されている。またシンチレーターを用いずに直接Ｘ線を固体光検出器で取得する検出器も多数提案されている。以下このようなＸ線像をリアルタイムで直接にディジタル出力に変換できるＸ線センサをＸ線検出器と呼ぶことにする。
【０００５】
このＸ線検出器はさまざまな動画像が取得できる光検出器（ＣＣＤ等）とシンチレーターの組み合わせで構成されたり、また性能向上により従来の構成で動画像が取得できるようになってきている。１秒あたりの撮影枚数の増加から、現在このＸ線検出器を従来のＦ／Ｓ系で行ってきた撮影も含め、様々な撮影方法へ応用しようという試みがでてきた。例えば、断層撮影、ステレオ撮影などである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、Ｘ線管を被写体に対して相対的に移動する撮影では、Ｘ線照射時間によりＸ線管の移動距離に変化する。長いＸ線照射時間では、Ｘ線管中のＸ線発生焦点（以下Ｘ線焦点）の移動距離による焦点ボケの解像度劣化が生じる。例えば、２ｍの距離を２秒でＸ線管が移動し、Ｘ線検出器が静止しているとする。１０ｍｓのパルス照射でＸ線撮影をすると、Ｘ線焦点の移動は１０ｍｍとなる。さらに、断層撮影やステレオ撮影など被写体を３次元的に撮影する方法では、被写体内部の断面はＸ線検出器に対しては拡大撮影となり、このＸ線焦点によるボケはかなり大きくなる。
【０００７】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、Ｘ線管と被写体を相対的に移動させて撮影することにより生じる解像度劣化を補正するＸ線撮影装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述した課題を解決すべくなされたもので、本発明のＸ線撮影装置は、Ｘ線照射パルス時間幅から被写体中の計測関心点における解像度ボケ量を推定するボケ量推定手段と、前記ボケ量推定手段が推定した解像度ボケ量を基にボケ改善フィルタの形を変えて画像処理する画像処理手段とを具備することを特徴とする。これにより、ボケ量推定手段がＸ線焦点の移動による焦点ボケ量を推定すると、ボケ改善フィルタ決定手段が推定されたボケ量に対応したボケ改善フィルタを選択する。次に、Ｘ線画像取得手段がＸ線画像を取得すると、画像処理手段が取得されたＸ線画像の焦点ボケを、選択されたボケ改善フィルタで画像処理することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
以下の実施例は、Ｘ線管を被写体に対し相対的に移動させて撮影するＸ線撮影装置にかかわり、Ｘ線照射中にＸ線管の移動により生じる解像度ボケを改善するＸ線撮影装置の１実施形態である。
【００１０】
図１の１０５から１３０は、実施例であるＸ線撮影装置の好適な一例を示す概略的構成図である。１０５は情報入力手段、１１０はボケ量推定手段、１１５はボケ改善フィルタ決定手段、１２０は画像取得手段、１２５は画像処理手段、１３０は画像出力手段である。
【００１１】
まず情報入力手段１０５によりＸ線撮影条件が操作者により入力される。Ｘ線撮影条件は、照射パルス時間幅や、撮影系の幾何学的条件などである。Ｘ線強度をモニタリングして撮影する装置など、照射パルス時間幅が事前に決定できない時は、撮影終了後に照射パルス時間幅を取得すればよい。次に上記の情報から、ボケ量推定手段１１０により解像度のボケ量を推定する。ここでボケ量とは、Ｘ線焦点の移動による被写体中の計測関心点のＸ線検出器に対する解像度の劣化量のことである。
【００１２】
ボケ量の推定は、被写体がない場合にピンホールやスリットを用いて測定したＸ線焦点のボケ量を使い、撮影系の幾何学的条件と被写体中の計測関心点の位置から厳密に行っても良いし、単にＸ線照射パルス時間幅をある閾値で長い、短いと判断して、長いとボケている、短いとボケていないというごく簡単な推定でも良い。ボケ改善フィルタ決定手段１１５は、ボケ量推定手段１１０のボケ量推定から解像度ボケを改善する適切な解像度改善フィルタを決定する。決定方法は、事前に保存しておいた解像度改善フィルタから選択しても良いし、ボケ量推定手段１１０から導出された厳密な解像度ボケのＭＴＦを求めて、適切な解像度改善フィルタの形を導出しても良い。画像取得手段１２０は、Ｘ線画像を取得するＸ線検出器や、Ｘ線を照射するＸ線発生装置や、被写体を支持する撮影台など実際の撮影系を示している。
【００１３】
この撮影系はＸ線発生装置のＸ線管を被写体に対して相対的に移動させて撮影する撮影系であるのが特徴である。断層撮影などの撮影系の例は図２に詳しく示す。画像処理手段１２５は、画像取得手段１２０により取得されたＸ線画像を画像処理する。画像処理は上記解像度ボケ量を改善する解像度ボケ改善フィルタ処理を含んでいる。その他の処理として、Ｘ線検出器の持つ固有の解像度ボケに対する解像度ボケ改善フィルタ処理もあり、また撮影系に依存する複数のＸ線画像から画像を構成する処理も含んでいる。
【００１４】
例えば、ＣＴなどにおける画像再構成や、ディジタル断層装置における断層面の画像再構成に対する処理である。画像出力手段１３０では、画像処理手段１２５で処理された結果画像を出力する。出力方法はモニターによる画像表示でも良いし、フィルムに出力してシャーカステン等での観察でも良い。この画像出力により操作者または画像観察者が、画像の解像度がボケていると判断した場合に、再度解像度改善フィルタ処理などの解像度強調処理をパラメータを変えて、再度解像度改善フィルタをボケ改善フィルタ決定手１１５で決定して、画像処理手段１２５で画像処理をやり直すことができる。
【００１５】
以上のように、Ｘ線管を被写体に対して相対的に移動して撮影する撮影装置において、Ｘ線移動にともなうＸ線焦点ボケに対し、解像度ボケを改善する処理を撮影系に依存する画像処理に組み込むことにより、Ｘ線照射パルス時間幅で生じるＸ線焦点ボケをなくすことができ、解像度ボケのない良好なＸ線画像、再構成画像を取得することができるという効果がある。
【００１６】
図２は、図１で説明した画像取得手段１２０の具体的撮影系の例を説明した図である。
２０５は撮影中に移動するＸ線管、２１０はＸ線が発生するＸ線焦点、２３０はＸ線管から照射されるＸ線、２１５は撮影対象である被写体、２２０は被写体中の関心領域である関心断層面、２２５はＸ線を検出するＸ線検出器である。ここでは説明の簡単のためにＸ線管２０５の移動ラインとＸ線検出器面は平行で、Ｘ線検出器２２５が静止していると仮定する。
【００１７】
図２はＸ線断層撮影、またはＸ線ステレオ撮影での撮影系の例を示している。例えば、Ｘ線断層撮影ではＸ線管２０５が移動しながら、Ｘ線パルスを照射して、Ｘ線パルスに同期して、Ｘ線検出器を駆動し、Ｘ線画像をそれぞれのＸ線管２０５の位置で取得する。Ｘ線断層撮影の詳しい内容は、例えば特公平０６−０３４７８９に示してある。Ｘ線管２０５から発生したＸ線２１２が、被写体２１５に照射され、被写体２１５から透過してきたＸ線がＸ線検出器２２５で検出される。
【００１８】
操作者が実際に画像を出力したい領域が、被写体中の関心断層面２２０であるとする。頂点ＡでＸ線２１２が照射されたとすると、関心断層面上の頂点Ｂを透過したＸ線は、Ｘ線検出器２２５上の頂点Ｃに入射する。ここで、Ｘ線照射が、Ｘ線パルス照射またはＸ線連続照射である場合、頂点ＡからＸ線管２０５が移動しながらＸ線２１２を照射し、その間にＸ線検出器２２５がＸ線を蓄積したなら、頂点ＡのＸ線焦点２１０の移動による頂点Ｂの位置での焦点ボケが、ＡＢ：ＢＣの比で頂点Ｃ上に反映される。このボケ量は、ＡＢ：ＢＣの比とＸ線管２０５の移動速度とＸ線照射パルス時間幅によって決まる。（ボケに直接関係する照射中のＸ線管の移動量は、移動速度とＸ線照射パルス時間幅の積となる。）撮影系がこれからずれたとしても、撮影系の幾何学的条件により頂点Ａの移動距離が頂点Ｃへの反映される量が計算されれば良い。
【００１９】
以上説明したように、Ｘ線管２０５を被写体に対して相対的に移動しながらＸ線を照射して撮影する装置において、Ｘ線焦点２１０の移動にともなう焦点ボケが、Ｘ線を検出するＸ線検出器２２５に対して反映されるという問題があることがわかる。そしてこの焦点ボケ量は、被写体中の計測関心点がきまれば、撮影系の幾何学的情報ならびにＸ線管２０５の移動速度とＸ線検出器２２５に蓄積されたＸ線照射時間から厳密に導出されることが分かる。
【００２０】
図３は、図２で説明したＸ線焦点の移動による焦点ボケを測定する方法を示している。
３０５はＸ線焦点の移動量を表す焦点移動量である。３１０はピンホールまたはスリットである。３１５は焦点像である。
【００２１】
例えば図２で示した撮影系において、図２のＡＢ間にピンホールまたはスリット３１０を設置することにより、Ｘ線焦点の移動量ならびに、移動中のＸ線強度が測定できる。焦点移動量３０５すなわちＦＩは、ピンホールまたはスリットが設置された位置によりＡＬ：ＢＬの比で拡大される。その拡大像を図２のＸ線検出器２２５により検出することにより、Ｘ線焦点ボケの強度ならびに大きさが測定できる。しかし、ピンホールまたはスリット３１０は実質的にある程度の大きさを持つ。そのため実際の焦点像３１５すなわちＦＯに対して、ΔＦＯ分の大きさのズレをもつ。
【００２２】
このズレ量は、ピンホールまたはスリットの大きさをＤとすると、図３に示した簡単な幾何学形状であれば、ΔＦＯ＝Ｄ×（１＋ＢＬ／ＡＬ）で計算される。したがって実際の焦点像３１５すなわちＦＯは、Ｘ線検出器２２５の像ＦＯ’から、ＦＯ＝（ＦＯ’− ΔＦＯ）かけるＡＬ／ＢＬとして計算される。この取得された焦点像３１５からＸ線焦点２１０の拡大率を考慮してボケ量を実測できる。以上のように、ピンホールまたはスリット３１０により焦点ボケを拡大してＸ線検出器２２５で取得することにより、焦点ボケ量を厳密に測定することが可能となり、厳密な解像度改善フィルタをＸ線画像に施すことにより、良好なＸ線画像が取得できるという効果がある。
【００２３】
図４は、図３に示した測定で実際に測定された焦点ボケの解像度への影響を説明している図である。ここでは簡単のために、Ｘ線焦点移動によるＸ線検出器２２５へのボケ量が図４（ａ）のグラフＡに示したような矩形波で得られた場合考える。グラフＡの縦軸はＸ線焦点移動中のＸ線強度比を示している。横軸はＸ線焦点の移動量である。ここでは０．３ｍｍの移動量でＸ線照射中はＸ線は等強度であることを仮定している。０．３ｍｍのＸ線焦点移動でボケ量すなわち解像度の劣化度は図４（ｂ）のグラフＢのようになる。０．３ｍｍのＸ線焦点移動によるボケを引き起こす場合の例としては、Ｘ線管が１秒間に１ｍ移動する移動速度で、１０ｍｓのＸ線照射パルス幅を持ち、図３に示す幾何学条件がＡＬ：ＢＬ＝１０：３の場合が考えられる。被写体が人体である場合、心臓のような動きのある部位を画像化するにはＸ線管の移動は早い程よく、必然的にＸ線焦点移動によるボケ量は大きくなる。
【００２４】
図５は、Ｘ線検出器２２５固有の解像度劣化を測定したものである。図５（ｃ）のグラフＣはＸ線検出器２２５のＬｉｎｅ Ｓｐｒｅａｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（以下ＬＳＦ）を表している。このＬＦＳよりＸ線検出器のＭＴＦは図５（ｄ）のグラフＤに示すようになる。このＸ線検出器２２５固有の解像度劣化と図４に示したＸ線焦点ボケによる解像度劣化を組み合わせた撮影系のＭＴＦは図５（ｅ）のグラフＥとなる。そこでＸ線画像の解像度を改善するには、この２つを考慮して２つを組み合わせた解像度改善フィルタを施せば良い。このように、Ｘ線検出器２２５固有の解像度劣化とＸ線焦点の移動による解像度劣化を組み合わせて解像度改善フィルタを施すことにより、より解像度が改善されたＸ線画像が得られ、また別々にフィルタ処理する場合と比べ、処理速度が速くなるという効果がある。
【００２５】
図６は、図３、４に示したような解像度劣化がある場合に、この解像度劣化を改善する手法として、復元フィルタを用いた例を説明している。まず、Ｘ線画像は、原画像（理想画像）があり、これに上記に説明してきた解像度劣化があり、これにＸ線量子ノイズや装置における回路等から生じるシステムノイズ等のノイズが加わって、Ｘ線検出器２２５で取得されるような観測画像ｇが取得できると解釈する。この観測画像ｇに対して、図６に示すような復元フィルタＢを施すことにより復元画像ｆ’が得られる。
【００２６】
この復元画像を得る手法は、例えば「画像処理アルゴリズムの最新動向 著者 高木他 株式会社新技術コミュニケーションズ」などに詳しく説明されており、射影フィルタや準同型フィルタやウィーナーフィルタ等がある。例えばウィーナーフィルタは以下の数式（１）で与えられる。
【数１】
ここで、Ｋ（ξ，η）はウィーナーフィルタであり、Ｗｎ（ξ，η）は図で示したノイズのパワースペクトラムであり、Ｗｆ（ξ，η）は図で示した原画像のパワースペクトラムであり、Ｈ（ξ，η）は、図５（ｅ）のグラフＥで示したような撮影系のＭＴＦである。
【００２７】
以上のように式（１）で示したフィルタ等をＸ線画像に施すことにより、Ｘ線画像の解像度が改善される。
【００２８】
図７は実際のフィルタ処理を説明している。
７０５は取得Ｘ線画像、７１０はパラメータ決定モジュール、７１５は処理フィルタを決定するフィルタバンクまたはフィルタ導出モジュール、７２０は選択フィルタ、７３０はボケ改善画像または強調画像である。
【００２９】
まず入力情報、例えば、Ｘ線照射パルス時間幅や撮影系の幾何学情報、計測関心点、Ｘ線管の移動速度等がパラメータ決定モジュールに入力される。パラメータ決定モジュール７１０は、厳密な計算のもと図４グラフＥに示したＭＴＦの値等を導出する。また、簡単に、Ｘ線照射パルス時間幅をある閾値で判断して、ボケている、ボケてないなどの判断を導出するだけでも良い。
【００３０】
パラメータ決定モジュール７１０の導出結果より、フィルタバンクまたはフィルタ導出モジュール７１５はフィルタを選択する。選択方法は例えば導出され撮影系のＭＴＦより、そのＭＴＦに近いボケ量を考慮したフィルタを選択する方法でも良いし、またボケ量を簡単に閾値で判断してそのボケ量の程度にあったフィルタを選択しても良い。導出方法としては、上記で示したように式（１）のＨ（ξ，η）に、パラメータ決定モジュール７１０から導出したＭＴＦを代入して計算したフィルタを導出しても良い。
【００３１】
選択されたフィルタを用いて、取得Ｘ線画像７０５にフィルタ処理を施すが、Ｘ線画像前面に対して同じフィルタ処理を施しても良いし、厳密に計算した結果からフィルタ処理をするならば、図２に示すように頂点Ｂの位置が変わると、ボケ量も変化することは明らかなので、それぞれの計測関心点に対して、フィルタを変えてフィルタ処理を行っても良い。このようにして、解像度が改善されたボケ改善画像または強調画像７３０を得る。
【００３２】
図８はＸ線管を被写体に対して移動させながらＸ線を照射して撮影するＸ線撮影装置において、Ｘ線管移動による焦点ボケを改善する改善処理のフローを説明している。
【００３３】
８０５は、焦点ボケに関係するＸ線撮影系の幾何学条件や撮影条件等で撮影毎に変化するパラメータを取得する情報入力または取得モジュールである。８１０は、焦点ボケに関係するＸ線撮影系の幾何学条件や撮影条件等で、常に変更しなくてよいあらかじめ分かっているパラメータを保存しておき、保存した情報を取得する保存情報取得モジュールである。
【００３４】
８１５は、情報入力または取得モジュール８０５や、保存情報取得モジュール８１０から取得した撮影系に関するパラメータから、焦点ボケ量に関係するパラメータ（例えば図４ＡのグラフのＸ線焦点移動量など）を決定するパラメータ決定モジュールである。
【００３５】
８２０は、パラメータ決定モジュール８１５でのパラメータから推定される解像度ボケを、改善するフィルタを選択または導出するフィルタ選択または導出モジュールである。８２５は、フィルタ選択または導出モジュール８２０により、選択または導出されたフィルタを用いて、画像にフィルタ処理をかけるフィルタ処理モジュールである。
【００３６】
８３０は、処理した画像を表示する画像表示モジュールである。８３５は、表示された画像から観察者もしくは操作者が判断して、解像度の改善度または強調度を、さらに変更できるようにする解像度改善度または解像度強調度モジュール８３５である。
【００３７】
まず、Ｘ線管を移動させながら撮影が行われる。このとき撮影系の幾何学的条件や撮影条件等で撮影毎に変化するパラメータや、操作者によって入力されるパラメータや、常に変わらないパラメータがある。もし、Ｘ線検出器２２５にＸ線照射量を自動調節するためのＸ線モニターがあり、被写体が変わると１撮影におけるＸ線照射時間が変わるような場合、Ｘ線照射時間は撮影毎に変化するパラメータである。
【００３８】
また、図２に示すような断層撮影の場合、Ｘ線検出器２２５からの断層面の高さは操作者が指定する。このようなパラメータは、操作者によって入力されるパラメータである。また、Ｘ線管の移動速度が撮影系によってあらかじめ決まっている場合は、Ｘ線管の移動速度は常に変わらないパラメータである。これらのパラメータが入力されるか、保存されているかは、撮影系の形態によって変えることができる。情報入力または取得モジュール８０５では、上記に説明した撮影毎に変化するパラメータや、操作者によって入力されるパラメータを、検知または操作者入力により取得する。
【００３９】
保存情報取得モジュール８１０では、上記に説明した常に変わらないパラメータを保存しておき、ボケ量推定に必要なパラメータを取得する。パラメータ決定モジュール８１５では、情報入力または取得モジュール８０５と保存情報取得モジュール８１０から必要なパラメータを取得し、ボケ量の推定を行い、ボケ量を表すパラメータを決定する。ボケ量を表すパラメータとは、例えば図４のＡのグラフに示したＸ線焦点移動量がそれにあたる。
【００４０】
ボケ量の推定は、図２に示すような撮影系の幾何学条件から、Ｘ線検出器２２５の各点において、図３に示したようなＸ線焦点の移動量を厳密に求める方法もあり、また、Ｘ線照射パルス時間幅を撮影毎に取得し、操作者の時間幅の閾値入力から、Ｘ線照射パルス時間が長い、短い等の判断より、画像の解像度がＸ線焦点移動によりボケている、ボケていない等の判断をする簡単な方法もある。
【００４１】
フィルタ選択または導出モジュール８２０では、厳密に求める方法では、求めたＸ線移動量から図４のＢに示すようなＭＴＦを求め、式（１）に示したウィナーフィルタに代入することにより、フィルタを導出する。簡単な方法では、ボケている、多少ボケている、ボケていない等の閾値判断により、強調の強いフィルタ、強調の弱いフィルタ、強調フィルタなし等のフィルタ選択を行う。フィルタ処理モジュール８２５では、導出したフィルタまたは選択したフィルタで、フィルタ処理を行う。
【００４２】
空間周波数表示で導出したフィルタは、フーリエ変換し、空間領域でのフィルタを導出して、処理対象画像にコンボルーションすることにより処理する。画像表示モジュール８３０では、フィルタ処理した画像を表示しまたは印刷し、観察者が観察できるようにする。解像度改善度または解像度強調度モジュール８３５では、画像表示した画像に対し、操作者または観察者が、解像度をさらに調節したい場合にパラメータを入力する。このパラメータは上記に説明した撮影系の幾何学条件等や断層面の高さなどのパラメータを指す。
【００４３】
また、直接フィルタを選択して、強調度を指定することもできる。ここでは、Ｘ線照射はパルス照射を前提に話をしているが、Ｘ線を連続して照射しながら、Ｘ線検出器２２５でのＸ線蓄積と読み出しをパルス的におこなうことにより、Ｘ線パルス照射と同様の効果を得ることもできる。
【００４４】
以上のようにＸ線焦点移動量に関する情報を、撮影系の条件と観察領域等から導出し、その導出したＸ線焦点移動量に対応する解像度改善または強調フィルタ処理を施すことにより、Ｘ線焦点移動にともなう解像度ボケを適切に改善した画像を提供することができるという効果がある。
【００４５】
図９は、Ｘ線管を被写体に対して相対的に移動させながら撮影する撮影系の例である。
９０５は、Ｘ線パルス照射の開始点でＸ線管の位置Ａである。９１０は、Ｘ線パルス照射の終了点でＸ線管の位置Ｂである。９１５は、Ｘ線検出器である。９２０は、Ｘ線管の移動する軌道である。９２５は、被写体中の注目する関心点である。９３０は、Ｘ線パルス照射開始時に、Ｘ線管の位置Ａ９０５と関心点９２５を通るＸ線が、Ｘ線検出器９１５に入射する検出器上の点Ｃである。９３５は、Ｘ線パルス照射終了時に、Ｘ線管の位置Ｂ９１０と関心点９２５を通るＸ線が、Ｘ線検出器９１５に入射する検出器上の点Ｄである。
【００４６】
図９に示す撮影系の例では、Ｘ線管とＸ線検出器９１５の相対位置関係を保ったまま、軌道９２０上を回転しながら撮影する撮影系である。Ｘ線管の移動中にＸ線が照射されるが、その移動距離はＸ線管の位置Ａ９０５とＸ線管の位置Ｂ９１０の２点によって決まる円弧ＡＢである。
【００４７】
軌道９２０が円軌道を描くとして、関心点９２５が前記円軌道の中心である場合、検出器上の点Ｃ９３０ と検出器上の点Ｄ９３５は、Ｘ線検出器９１５上では同一点となるため、Ｘ線照射パルス幅によるＸ線焦点の移動による影響はない。しかし、関心点９２５が円軌道の中心からずれると検出器上の点Ｃ９３０と検出器上の点Ｄ９３５は、Ｘ線検出器９１５上では同一点とならないため、取得画像に図２で説明したようにＸ線焦点の移動による解像度ボケが生じる。この解像度ボケ量は、撮影系の幾何学的条件、すなわち円軌道の半径、Ｘ線管の回転速度、Ｘ線照射パルス時間幅、関心点９２５の位置などで変化する。
【００４８】
ボケ量を撮影系の幾何学的条件から求め、（１）式に示したような改善フィルタを画像に施すことにより、上述したＸ線焦点移動による解像度ボケの問題を取り除くことができる。このような撮影系はＸ線ＣＴにおいて使用される。Ｘ線ＣＴでは、画像を再構成する場合にｆｉｌｔｅｒｅｄ ｂａｃｋ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ法などが用いられるが、ここでは逆投影（ｂａｃｋ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）する前にフィルタ処理をしている。この再構成のためのフィルタ処理と、（１）式で表されたようなＸ線焦点移動による解像度ボケの改善のためのフィルタ処理を同時におこなうことで、通常の再構成の処理時間で、上記ボケを改善した画像が得られるという効果がある。
【００４９】
ここで同時に行うとは、２つの処理の空間周波数で表現したフィルタの積で求めたフィルタに対応する処理を遂行するという意味である。Ｘ線ＣＴに限らず、このように画像を取得するために、フィルタ処理を行う撮影法の例として、特公平０６−０３４７８９ （ディジタル断層撮影装置）に示す断層撮影法があるが、このフィルタ処理においても同様に、Ｘ線焦点移動による解像度ボケの改善のためのフィルタ処理を含ませることにより、ボケ改善された断層像を得ることができるという効果がある。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１のＸ線撮影装置によれば、Ｘ線管を被写体に対して相対的に移動して撮影する撮影装置において、Ｘ線移動にともなうＸ線焦点ボケに対し、解像度ボケを改善する処理を撮影系に依存する画像処理に組み込むことにより、Ｘ線照射パルス時間幅で生じるＸ線焦点ボケをなくすことができ、解像度ボケのない良好なＸ線画像、再構成画像を取得することができるという効果がある。
【００５１】
また、請求項２のＸ線撮影装置によれば、ボケ量推定にＸ線撮影系の幾何学的情報とＸ線管の移動速度の２つが分かれば、Ｘ線焦点移動によるボケ量を計算をせずとも簡単に推定でき、例えばＸ線照射パルス時間幅のある値を閾値にして、解像度ボケの改善フィルタ処理を行うかどうかの判断ができるという効果がある。
【００５２】
また、請求項３のＸ線撮影装置によれば、Ｘ線ＣＴにみられる再構成などの画像を構成するのに必要なフィルタ処理に、解像度ボケの改善フィルタ処理を含ませることで、通常の画像を構成と同じ画像処理時間で、解像度ボケを改善した画像を取得できるという効果がある。
【００５３】
また、請求項４のＸ線撮影装置によれば、Ｘ線管焦点と被写体中の計測関心点と、前記２点を通るＸ線がＸ線検出器に入射する点の３点が分かれば、被写体中の計測関心点ごとにＸ線焦点移動のボケ量を正確に導出することができ、適切な解像度改善処理ができるという効果がある。
【００５４】
また、請求項５のＸ線撮影装置によれば、Ｘ線焦点ボケだけでなく、Ｘ線検出器固有の解像度ボケも改善した画像を取得できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例であるＸ線撮影装置の好適な一例を示す概略的構成図である。
【図２】図１で説明した画像取得手段１２０の撮影系の例を説明した図である。
【図３】Ｘ線焦点移動によるボケ量の測定方法を説明した図である。
【図４】Ｘ線焦点移動によるボケ量の例を示した図である。
【図５】Ｘ線検出器２２５の固有のボケ量とＸ線焦点移動によるボケ量を組み合わせた撮影系のボケ量を説明した図である。
【図６】解像度ボケを改善する方法の例を説明した図である。
【図７】解像度ボケを改善するフローの概略を説明した図である。
【図８】解像度ボケを改善するフローを説明した図である。
【図９】Ｘ線焦点移動によるボケを生じる撮影系の例を説明した図である。
【符号の説明】
１０５：情報入力手段
１１０：ボケ量推定手段
１１５：ボケ改善フィルタ決定手段
１２０：画像取得手段
１２５：画像処理手段
１３０：画像出力手段
２０５：Ｘ線管
２１０：Ｘ線焦点
２１２：Ｘ線
２１５：被写体
２２０：関心断層面
２２５：Ｘ線検出器
３０５：焦点移動量
３１０：ピンホールまたはスリット
３１５：焦点像
７０５：取得Ｘ線画像
７１０：パラメータ決定モジュール
７１５：フィルタバンクまたはフィルタ導出モジュール
７２０：選択フィルタ
７３０：ボケ改善画像または強調画像
８０５：情報入力または取得モジュール
８１０：保存情報取得モジュール
８１５：パラメータ決定モジュール
８２０：フィルタ選択または導出モジュール
８２５：フィルタ処理モジュール
８３０：画像表示モジュール
８３５：解像度改善度または解像度強調度モジュール
９０５：Ｘ線管の位置Ａ
９１０：Ｘ線管の位置Ｂ
９１５：Ｘ線検出器
９２０：軌道
９２５：関心点
９３０：検出器上の点Ｃ
９３５：検出器上の点Ｄ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray imaging apparatus using an X-ray detector capable of directly converting an X-ray image into a digital output, and more particularly to an X-ray imaging apparatus that moves an X-ray tube and a subject relatively to perform imaging. Get involved.
[0002]
[Prior art]
In X-ray photography, a film / screen system (hereinafter referred to as F / S) in which a film and an intensifying screen are sandwiched between a cassette and a computer or a computer have been conventionally used as an X-ray sensor for acquiring an X-ray image of the examiner. It was an Imaging Plate (hereinafter, IP) in a cassette used in the Tid radiography.
[0003]
In recent years, an X-ray sensor capable of directly converting an X-ray image into a digital output in real time has been proposed. For example, it is possible to manufacture a solid-state photodetector in which a solid-state photodetector composed of a transparent conductive film and a conductive film is arranged in a matrix with an amorphous semiconductor interposed on a substrate made of quartz glass. This is an X-ray detector in which a scintillator for converting X-rays into visible light is laminated. In the process of acquiring an X-ray digital image using this X-ray detector, the X-ray is irradiated with X-rays that have passed through an object, and is converted into visible light by a scintillator. Light is detected as an electric signal by the photoelectric conversion unit of the solid-state light detection element.
[0004]
This electric signal is read out from each solid-state photodetector by a predetermined reading method, and the signal is A / D converted to obtain an X-ray image signal. The details of this detector are described in JP-A-8-116044. Also, many detectors have been proposed in which X-rays are directly acquired by a solid-state photodetector without using a scintillator. Hereinafter, an X-ray sensor capable of directly converting such an X-ray image into a digital output in real time will be referred to as an X-ray detector.
[0005]
This X-ray detector is configured by a combination of a photodetector (CCD or the like) and a scintillator capable of acquiring various moving images, and moving images can be acquired by a conventional configuration due to improved performance. Due to the increase in the number of images taken per second, attempts have been made to apply this X-ray detector to various imaging methods, including those currently performed by the conventional F / S system. For example, tomography, stereo photography, and the like.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in imaging in which the X-ray tube moves relative to the subject, the moving distance of the X-ray tube changes according to the X-ray irradiation time. When the X-ray irradiation time is long, the resolution of focal blur is deteriorated due to the moving distance of the X-ray generation focal point (hereinafter, X-ray focal point) in the X-ray tube. For example, it is assumed that the X-ray tube moves at a distance of 2 m in 2 seconds and the X-ray detector is stationary. When X-ray imaging is performed with pulse irradiation of 10 ms, the X-ray focal point shifts by 10 mm. Further, in a method for three-dimensionally photographing a subject such as tomography or stereo photography, a cross section inside the subject is enlarged for the X-ray detector, and the blur due to the X-ray focus becomes considerably large.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an X-ray imaging apparatus that corrects resolution degradation caused by relatively moving an X-ray tube and a subject to perform imaging. And
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problem, and an X-ray imaging apparatus according to the present invention includes: a blur amount estimating unit configured to estimate a resolution blur amount at a measurement interest point in a subject from an X-ray irradiation pulse time width; Image processing means for performing image processing by changing the shape of the blur improvement filter based on the resolution blur amount estimated by the blur amount estimating means. Thus, when the blur amount estimating means estimates the focus blur amount due to the movement of the X-ray focus, the blur improving filter determining means selects a blur improving filter corresponding to the estimated blur amount. Next, when the X-ray image acquiring means acquires the X-ray image, the image processing means can perform image processing on the defocus of the acquired X-ray image with the selected blur improvement filter.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
The following embodiment relates to an X-ray imaging apparatus that performs imaging by moving an X-ray tube relative to a subject, and improves resolution blur caused by movement of the X-ray tube during X-ray irradiation. This is one embodiment.
[0010]
Reference numerals 105 to 130 in FIG. 1 are schematic configuration diagrams showing a preferred example of the X-ray imaging apparatus according to the embodiment. 105 is an information input unit, 110 is a blur amount estimating unit, 115 is a blur improvement filter determining unit, 120 is an image acquiring unit, 125 is an image processing unit, and 130 is an image output unit.
[0011]
First, an X-ray imaging condition is input by the operator through the information input unit 105. The X-ray imaging conditions include an irradiation pulse time width, a geometric condition of an imaging system, and the like. When the irradiation pulse time width cannot be determined in advance, such as in an apparatus for monitoring and photographing the X-ray intensity, the irradiation pulse time width may be acquired after the end of the imaging. Next, from the above information, the blur amount estimating means 110 estimates the blur amount of the resolution. Here, the blur amount is a deterioration amount of the resolution of the measurement interest point in the subject with respect to the X-ray detector due to the movement of the X-ray focus.
[0012]
The amount of blur is estimated strictly from the geometric conditions of the imaging system and the position of the measurement point of interest in the object using the amount of blur at the X-ray focus measured using a pinhole or slit when there is no subject. Alternatively, it is also possible to simply judge that the X-ray irradiation pulse time width is long or short at a certain threshold, and to make a very simple estimation that it is blurred if it is long and not blurred if it is short. The blur improvement filter determination unit 115 determines an appropriate resolution improvement filter for improving resolution blur from the blur amount estimation by the blur amount estimation unit 110. The determination method may be selected from the resolution improvement filters stored in advance, or the MTF of the strict resolution blur derived from the blur amount estimating means 110 is obtained to derive an appropriate form of the resolution improvement filter. You may. The image acquisition unit 120 indicates an actual imaging system such as an X-ray detector that acquires an X-ray image, an X-ray generator that emits X-rays, and an imaging table that supports a subject.
[0013]
This imaging system is characterized in that it is an imaging system that moves an X-ray tube of an X-ray generator relative to a subject to perform imaging. An example of an imaging system such as tomography is shown in detail in FIG. The image processing unit 125 performs image processing on the X-ray image acquired by the image acquiring unit 120. The image processing includes a resolution blur improvement filter process for improving the resolution blur amount. As other processing, there is resolution blur improvement filter processing for the unique resolution blur of the X-ray detector, and processing for forming an image from a plurality of X-ray images depending on the imaging system is also included.
[0014]
For example, it is processing for image reconstruction in CT or the like and image reconstruction of a tomographic plane in a digital tomography apparatus. The image output unit 130 outputs the result image processed by the image processing unit 125. As an output method, an image may be displayed on a monitor, or the image may be output to a film and observed with a shark stain or the like. If the operator or the image observer determines from the image output that the resolution of the image is blurred, the resolution enhancement processing such as the resolution improvement filter processing is changed again, and the resolution improvement filter is determined again. The image processing means 125 can perform the image processing again, determined by the hand 115.
[0015]
As described above, in an imaging apparatus that moves an X-ray tube relative to a subject to perform imaging, an image that depends on an imaging system performs processing to improve resolution blur for X-ray focal blur accompanying X-ray movement. By incorporating it into the processing, it is possible to eliminate the X-ray focus blur generated by the X-ray irradiation pulse time width, and obtain an excellent X-ray image and a reconstructed image without resolution blur.
[0016]
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a specific photographing system of the image acquisition unit 120 described with reference to FIG.
Reference numeral 205 denotes an X-ray tube that moves during imaging, 210 denotes an X-ray focus at which X-rays are generated, 230 denotes an X-ray emitted from the X-ray tube, 215 denotes a subject to be imaged, and 220 denotes a region of interest in the subject. A tomographic plane of interest 225 is an X-ray detector that detects X-rays. Here, for the sake of simplicity, it is assumed that the moving line of the X-ray tube 205 and the X-ray detector surface are parallel and the X-ray detector 225 is stationary.
[0017]
FIG. 2 shows an example of an imaging system in X-ray tomography or X-ray stereo imaging. For example, in X-ray tomography, the X-ray tube 205 emits an X-ray pulse while moving, drives the X-ray detector in synchronization with the X-ray pulse, and converts the X-ray image into the respective X-ray tube 205. Get at the position of. The detailed contents of the X-ray tomography are described in, for example, Japanese Patent Publication No. 06-034789. The X-ray 212 generated from the X-ray tube 205 is irradiated on the subject 215, and the X-ray transmitted from the subject 215 is detected by the X-ray detector 225.
[0018]
It is assumed that the region where the operator actually wants to output an image is the tomographic plane of interest 220 in the subject. Assuming that the X-ray 212 is irradiated at the vertex A, the X-ray transmitted through the vertex B on the tomographic plane of interest enters the vertex C on the X-ray detector 225. Here, when the X-ray irradiation is X-ray pulse irradiation or X-ray continuous irradiation, the X-ray tube 205 moves and irradiates the X-rays 212 while moving from the vertex A, during which the X-ray detector 225 detects the X-rays. If accumulated, the focal blur at the position of the vertex B due to the movement of the X-ray focal point 210 of the vertex A is reflected on the vertex C at a ratio of AB: BC. The blur amount is determined by the AB: BC ratio, the moving speed of the X-ray tube 205, and the X-ray irradiation pulse time width. (The amount of movement of the X-ray tube during irradiation that is directly related to blurring is the product of the moving speed and the time width of the X-ray irradiation pulse.) Even if the imaging system deviates from this, the vertex is determined by the geometric conditions of the imaging system. The amount by which the moving distance of A is reflected on the vertex C may be calculated.
[0019]
As described above, in an apparatus that irradiates an X-ray while moving the X-ray tube 205 relative to a subject to perform imaging, the defocus caused by the movement of the X-ray focal point 210 causes the X-ray to detect the X-ray. It can be seen that there is a problem that this is reflected on the line detector 225. The amount of defocus is strictly derived from the geometric information of the imaging system, the moving speed of the X-ray tube 205, and the X-ray irradiation time accumulated in the X-ray detector 225, when the measurement point of interest in the subject is found. It is understood that it is done.
[0020]
FIG. 3 shows a method for measuring the focus blur caused by the movement of the X-ray focus described with reference to FIG.
Reference numeral 305 denotes a focal point shift amount representing the shift amount of the X-ray focus. 310 is a pinhole or a slit. 315 is a focus image.
[0021]
For example, in the imaging system shown in FIG. 2, by disposing a pinhole or a slit 310 between AB in FIG. 2, the moving amount of the X-ray focal point and the X-ray intensity during the movement can be measured. The focal point shift amount 305, ie, FI, is enlarged at a ratio of AL: BL depending on the position where the pinhole or the slit is provided. By detecting the enlarged image with the X-ray detector 225 in FIG. 2, the intensity and magnitude of the X-ray defocus can be measured. However, the pinhole or slit 310 has substantially some size. Therefore, there is a deviation of ΔFO from the actual focal image 315, that is, FO.
[0022]
This deviation amount is calculated by ΔFO = D × (1 + BL / AL) if the size of the pinhole or slit is D and the simple geometric shape shown in FIG. Therefore, the actual focal image 315, ie, FO, is calculated from the image FO ′ of the X-ray detector 225 as FO = (FO′−ΔFO) times AL / BL. The amount of blur can be measured from the acquired focal image 315 in consideration of the magnification of the X-ray focal point 210. As described above, the defocus amount is enlarged by the pinhole or the slit 310 and acquired by the X-ray detector 225, so that the defocus amount can be strictly measured. Has an effect that a good X-ray image can be obtained.
[0023]
FIG. 4 is a diagram for explaining the influence of the defocus on the resolution actually measured in the measurement shown in FIG. Here, for the sake of simplicity, it is assumed that the blur amount to the X-ray detector 225 due to the X-ray focal point movement is obtained as a rectangular wave as shown in a graph A of FIG. The vertical axis of the graph A indicates the X-ray intensity ratio during the X-ray focal point movement. The horizontal axis is the amount of movement of the X-ray focal point. Here, it is assumed that the X-rays have the same intensity during X-ray irradiation with a movement amount of 0.3 mm. The amount of blur, that is, the degree of degradation of the resolution when the X-ray focus moves by 0.3 mm is as shown in a graph B of FIG. As an example of causing blur by the X-ray focal point movement of 0.3 mm, the moving speed of the X-ray tube moves 1 m per second, the X-ray irradiation pulse width is 10 ms, and the geometric condition shown in FIG. The case of AL: BL = 10: 3 is considered. When the subject is a human body, the faster the movement of the X-ray tube, the better the imaging of a moving part such as the heart, and the amount of blur due to the X-ray focal point movement necessarily increases.
[0024]
FIG. 5 shows a result of measuring the resolution degradation inherent in the X-ray detector 225. A graph C in FIG. 5C represents a Line Spread Function (hereinafter, LSF) of the X-ray detector 225. From this LFS, the MTF of the X-ray detector is as shown in a graph D of FIG. The MTF of the imaging system in which the resolution degradation inherent in the X-ray detector 225 and the resolution degradation due to the X-ray defocusing shown in FIG. 4 are combined is a graph E in FIG. Therefore, in order to improve the resolution of the X-ray image, a resolution improving filter combining the two may be applied in consideration of the two. As described above, by applying the resolution improvement filter by combining the resolution degradation inherent to the X-ray detector 225 and the resolution degradation due to the movement of the X-ray focal point, an X-ray image with a further improved resolution can be obtained. There is the effect that the processing speed is faster than in the case of processing.
[0025]
FIG. 6 illustrates an example in which a restoration filter is used as a method of improving the resolution degradation when there is the resolution degradation as shown in FIGS. First, an X-ray image has an original image (ideal image), which has the resolution degradation described above, and is added with noise such as X-ray quantum noise and system noise generated from a circuit or the like in the device. It is interpreted that the observation image g obtained by the X-ray detector 225 can be obtained. By applying a restoration filter B as shown in FIG. 6 to the observation image g, a restoration image f ′ is obtained.
[0026]
The method of obtaining the restored image is described in detail, for example, in "Latest Trends of Image Processing Algorithms Author Takagi et al. New Technology Communications Co., Ltd.", and includes a projection filter, a homomorphic filter, a Wiener filter, and the like. For example, the Wiener filter is given by the following equation (1).
(Equation 1)
[0027]
As described above, the resolution of the X-ray image is improved by applying the filter or the like represented by Expression (1) to the X-ray image.
[0028]
FIG. 7 illustrates the actual filtering process.
705 is an acquired X-ray image, 710 is a parameter determination module, 715 is a filter bank or filter derivation module for determining a processing filter, 720 is a selection filter, and 730 is a blur improvement image or an enhanced image.
[0029]
First, input information, for example, an X-ray irradiation pulse time width, geometric information of an imaging system, a measurement point of interest, a moving speed of an X-ray tube, and the like are input to a parameter determination module. The parameter determination module 710 derives the value of the MTF shown in the graph E of FIG. It is also possible to simply determine the X-ray irradiation pulse time width based on a certain threshold value and simply derive the determination that the image is blurred or not.
[0030]
Based on the derivation result of the parameter determination module 710, the filter bank or filter derivation module 715 selects a filter. The selection method may be, for example, a method of selecting a filter in consideration of a blur amount close to the MTF from the derived MTF of the imaging system, or a filter suitable for the degree of the blur amount by simply determining the blur amount with a threshold. May be selected. As a derivation method, as described above, a filter calculated by substituting the MTF derived from the parameter determination module 710 into H (ξ, η) in Equation (1) may be derived.
[0031]
Using the selected filter, filter processing is performed on the acquired X-ray image 705, but the same filter processing may be performed on the front of the X-ray image, or if filter processing is performed based on a strictly calculated result, Since it is clear that the amount of blur changes when the position of the vertex B changes as shown in FIG. 2, the filter processing may be performed on each measurement point of interest by changing the filter. In this way, a blur-improved image or an enhanced image 730 with improved resolution is obtained.
[0032]
FIG. 8 illustrates a flow of an improvement process for improving defocus caused by movement of an X-ray tube in an X-ray imaging apparatus that performs imaging by irradiating X-rays while moving the X-ray tube relative to a subject.
[0033]
Reference numeral 805 denotes an information input or acquisition module for acquiring parameters that change with each imaging depending on geometric conditions, imaging conditions, and the like of the X-ray imaging system related to defocus. Reference numeral 810 denotes a storage information acquisition module that saves previously known parameters that do not always need to be changed, such as geometric conditions and imaging conditions of an X-ray imaging system related to defocus, and acquires the saved information. is there.
[0034]
A parameter 815 determines a parameter related to the amount of defocus (for example, the amount of X-ray focal point shift in the graph of FIG. 4A) from the parameters related to the imaging system acquired from the information input or acquisition module 805 or the stored information acquisition module 810. It is a decision module.
[0035]
820 is a filter selection or derivation module that selects or derives a filter that improves resolution blur estimated from parameters in the parameter determination module 815. A filter processing module 825 applies a filter process to an image using the filter selected or derived by the filter selection or derivation module 820.
[0036]
An image display module 830 displays a processed image. Reference numeral 835 denotes a resolution improvement or resolution enhancement module 835 that allows the observer or the operator to judge from the displayed image and further change the resolution improvement or enhancement.
[0037]
First, imaging is performed while moving the X-ray tube. At this time, there are parameters that change for each shooting depending on the geometrical conditions and shooting conditions of the shooting system, parameters input by the operator, and parameters that do not always change. If the X-ray detector 225 has an X-ray monitor for automatically adjusting the amount of X-ray irradiation, and if the subject changes, the X-ray irradiation time in one photographing may change. Parameter.
[0038]
In the case of tomography as shown in FIG. 2, the operator specifies the height of the tomographic plane from the X-ray detector 225. Such parameters are parameters input by the operator. When the moving speed of the X-ray tube is determined in advance by the imaging system, the moving speed of the X-ray tube is a parameter that does not always change. Whether these parameters are input or stored can be changed depending on the form of the imaging system. The information input / acquisition module 805 acquires the above-described parameters that change every photographing and the parameters input by the operator through detection or operator input.
[0039]
In the storage information acquisition module 810, the above-described parameters that do not change constantly are stored, and the parameters necessary for blur amount estimation are acquired. The parameter determination module 815 obtains necessary parameters from the information input or acquisition module 805 and the stored information acquisition module 810, estimates the blur amount, and determines a parameter representing the blur amount. The parameter representing the blur amount is, for example, the X-ray focal point shift amount shown in the graph of FIG. 4A.
[0040]
For estimating the blur amount, there is also a method of strictly obtaining the moving amount of the X-ray focal point as shown in FIG. 3 at each point of the X-ray detector 225 from the geometrical conditions of the imaging system as shown in FIG. Also, the X-ray irradiation pulse time width is acquired for each imaging, and the resolution of the image is blurred due to the X-ray focal point shift based on the operator's input of the time width threshold value and the determination of the X-ray irradiation pulse time being long or short. There is also a simple method to determine whether the image is blurred or not.
[0041]
In the filter selection or derivation module 820, in a strictly determining method, an MTF as shown in FIG. Derive. In a simple method, a filter selection such as a filter with a strong emphasis, a filter with a weak emphasis, or no emphasis filter is performed based on a threshold judgment such as blurring, slight blurring, and no blurring. The filter processing module 825 performs filter processing with the derived filter or the selected filter.
[0042]
The filter derived in the spatial frequency representation is processed by performing a Fourier transform, deriving a filter in the spatial domain, and convolving with a processing target image. The image display module 830 displays or prints the filtered image so that an observer can observe it. In the resolution improvement or resolution enhancement module 835, the operator or the observer inputs parameters when the operator wants to further adjust the resolution of the displayed image. This parameter indicates a parameter such as the geometric condition of the imaging system described above and the height of the tomographic plane.
[0043]
Alternatively, the user can directly select a filter and specify the degree of emphasis. Here, the X-ray irradiation is described on the premise that pulse irradiation is performed. However, X-ray accumulation and readout by the X-ray detector 225 are performed in a pulsed manner while continuously irradiating X-rays. The same effect as that of the line pulse irradiation can be obtained.
[0044]
As described above, the information on the X-ray focal point shift amount is derived from the conditions of the imaging system and the observation area, and the resolution improvement or enhancement filter processing corresponding to the derived X-ray focal point shift amount is performed. There is an effect that it is possible to provide an image in which resolution blur caused by movement is appropriately improved.
[0045]
FIG. 9 is an example of a photographing system for photographing while moving the X-ray tube relatively to the subject.
Reference numeral 905 denotes a position A of the X-ray tube at the start point of X-ray pulse irradiation. Reference numeral 910 denotes the end point of the X-ray pulse irradiation at the position B of the X-ray tube. 915 is an X-ray detector. 920 is a trajectory on which the X-ray tube moves. Reference numeral 925 denotes a point of interest of interest in the subject. Reference numeral 930 denotes a point C on the detector at which the X-ray passing through the position A 905 of the X-ray tube and the point of interest 925 enters the X-ray detector 915 at the start of the X-ray pulse irradiation. Reference numeral 935 denotes a point D on the detector at which the X-ray passing through the position B 910 of the X-ray tube and the point of interest 925 is incident on the X-ray detector 915 at the end of the X-ray pulse irradiation.
[0046]
The example of the imaging system illustrated in FIG. 9 is an imaging system that performs imaging while rotating on the orbit 920 while maintaining the relative positional relationship between the X-ray tube and the X-ray detector 915. X-rays are emitted during the movement of the X-ray tube, and the movement distance is an arc AB determined by two points, a position A905 of the X-ray tube and a position B910 of the X-ray tube.
[0047]
When the trajectory 920 describes a circular trajectory and the point of interest 925 is the center of the circular trajectory, the point C930 on the detector and the point D935 on the detector become the same point on the X-ray detector 915, The movement of the X-ray focus by the X-ray irradiation pulse width has no effect. However, when the point of interest 925 deviates from the center of the circular orbit, the point C 930 on the detector and the point D 935 on the detector do not become the same point on the X-ray detector 915, so that the acquired image has the , The resolution blur due to the movement of the X-ray focal point occurs. The resolution blur amount changes depending on the geometric conditions of the imaging system, that is, the radius of the circular orbit, the rotation speed of the X-ray tube, the X-ray irradiation pulse time width, the position of the point of interest 925, and the like.
[0048]
The problem of the resolution blur caused by the X-ray focal point shift described above can be eliminated by obtaining the blur amount from the geometrical conditions of the imaging system and applying an improvement filter as shown in Expression (1) to the image. Such an imaging system is used in X-ray CT. In X-ray CT, a filtered back projection method or the like is used when reconstructing an image. Here, a filtering process is performed before back projection. By simultaneously performing the filter processing for the reconstruction and the filter processing for improving the resolution blur due to the X-ray focal point shift expressed by the equation (1), the above-described processing can be performed in the normal reconstruction processing time. There is an effect that an image with improved blur can be obtained.
[0049]
Simultaneously here means that the processing corresponding to the filter obtained by the product of the filters expressed by the spatial frequencies of the two processings is performed. Not only X-ray CT but also an example of an imaging method of performing a filtering process to acquire an image in this way includes a tomography method described in Japanese Patent Publication No. 06-034789 (digital tomography apparatus). In the same way, by including filter processing for improving resolution blur due to X-ray focal point movement, there is an effect that a blurred tomographic image can be obtained.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the X-ray imaging apparatus of the first aspect, in an imaging apparatus that moves an X-ray tube relative to a subject, an X-ray focus blur associated with the X-ray movement is reduced. By incorporating the processing for improving the resolution blur into image processing depending on the imaging system, it is possible to eliminate the X-ray focal blur generated by the X-ray irradiation pulse time width. There is an effect that can be obtained.
[0051]
According to the X-ray imaging apparatus of the second aspect, if the geometrical information of the X-ray imaging system and the moving speed of the X-ray tube are known in the estimation of the amount of blurring, the amount of blurring due to the X-ray focal point movement is calculated. It is possible to easily estimate without using the threshold value, for example, with a certain value of the X-ray irradiation pulse time width as a threshold value.
[0052]
According to the X-ray imaging apparatus of the third aspect, the filter processing necessary for forming an image such as a reconstruction seen in the X-ray CT includes the filter processing for improving the resolution blur, so that the normal processing is performed. There is an effect that an image with improved resolution blur can be acquired in the same image processing time as the configuration of the image.
[0053]
In addition, according to the X-ray imaging apparatus of claim 4, if three points of the X-ray tube focal point, the measurement point of interest in the subject, and the point where the X-ray passing through the two points enters the X-ray detector are known, It is possible to accurately derive the blur amount of the X-ray focal point movement for each measurement point of interest in the subject, and thus has an effect that an appropriate resolution improvement process can be performed.
[0054]
Further, according to the X-ray imaging apparatus of the fifth aspect, it is possible to obtain an image in which not only the X-ray focus blur but also the resolution blur unique to the X-ray detector is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a preferred example of an X-ray imaging apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a photographing system of the image acquisition unit 120 described in FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a method for measuring a blur amount by moving an X-ray focal point.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a blur amount due to X-ray focal point movement.
FIG. 5 is a diagram illustrating a blur amount of an imaging system in which a unique blur amount of the X-ray detector 225 and a blur amount due to X-ray focal point movement are combined.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a method for improving resolution blur.
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a flow for improving resolution blur.
FIG. 8 is a diagram illustrating a flow for improving resolution blur.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an imaging system that causes blur due to X-ray focal point movement.
[Explanation of symbols]
105: Information input means
110: blur amount estimating means
115: Blur improvement filter determination means
120: Image acquisition means
125: Image processing means
130: Image output means
205: X-ray tube
210: X-ray focus
212: X-ray
215: subject
220: Fault plane of interest
225: X-ray detector
305: Focus shift amount
310: Pinhole or slit
315: Focus image
705: acquired X-ray image
710: Parameter determination module
715: Filter bank or filter derivation module
720: Selection filter
730: Blur improvement image or enhanced image
805: Information input or acquisition module
810: Storage information acquisition module
815: Parameter determination module
820: Filter selection or derivation module
825: Filter processing module
830: Image display module
835: Resolution improvement or resolution enhancement module
905: Position A of X-ray tube
910: X-ray tube position B
915: X-ray detector
920: Orbit
925: Points of interest
930: Point C on the detector
935: Point D on the detector
