CN101874741B - 放射线摄影装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种放射线摄影装置，其特征在于，具备：将放射线进行照射的放射线源、使检测元件二维排列地构成的放射线检测部、具有去除散射线的吸收箔的放射线格栅、根据放射线检测部的输出而求出规定的物理量的物理量取得部、对规定的物理量进行映射而生成物理量图的物理量图生成部、对物理量图中沿吸收箔的延伸方向排列的物理量排列进行平滑滤波而生成平均值图的物理量图平滑化部。

Description

放射线摄影装置
技术领域
本发明涉及一种可取得被检体的透视图像的放射线摄影装置，特别是涉及一种具备去除在放射线穿过被检体时所产生的散射线的放射线格栅的放射线摄影装置。
背景技术
以往，在医用X射线透视摄影装置及X射线CT(computedtomography)中，为了防止来自被检体的散射X射线(以下，简称为“散射线”)入射到X射线检测器，广泛使用去除散射线的格栅(散射线去除装置)。但是，即使使用格栅也产生由穿过格栅的散射线所引起的伪象及由构成格栅的吸收箔所引起的伪象。特别是在以将检测元件矩阵状(二维矩阵状)构成的平板式(二维)X射线检测器(FPD：Flat Panel Detector)作为X射线检测器使用的情况下，由于格栅的吸收箔的间隔和FPD的像素间隔不同所产生莫尔条纹等伪象，也在除由散射线所引起的伪象外产生。为了降低这样的伪象就必须进行伪象校正。另外，最近，为了不引发这样的莫尔条纹，有提案提出了一种同步型格栅，其配置方向相对于检测元件的矩阵方向的任一方平行、且具有按FPD的像素间隔的整数倍所配置的吸收箔，并且使用该同步型格栅的校正法也是必须的(例如，参照日本特开2002-257939号公报)。
现在，关于莫尔条纹的校正，通常采用的方法是基于含有平滑滤波(スム一シング)等的图像处理，但是，在伪象校正过剩的情况下，有直接X射线(以下，简称为“直接线”)的分辨率也降低的趋势。因此，在图像处理中当要使伪象确实降低时，甚至直接线的分辨率降低而使图像变得不鲜明；相反地，当要重视直接线的分辨率且使图像鲜明时，在图像处理中不能减弱伪象，就成为所谓的图像处理和鲜明度的折衷选择。因此，完全的伪象处理难以实现。另外，关于即使使用格栅还残留的散射线的校正法，也提案有各种方法，但存在在校正运算上花费时间的问题。
本发明人已经就使用上述的同步型格栅的校正法提出了以下方法，即，关于直接线由吸收箔遮蔽的像素进行校正，根据该遮蔽的像素列或者像素行求出穿过格栅的散射线分布，基于该分布对其它像素的信号进行校正。另外，该方法中还提出：将格栅和X射线检测器的距离设为吸收箔的高度的整数倍；或按照即使X射线管这样的放射线照射装置、格栅及X射线检测器的位置变化而吸收箔的阴影也收敛于一定的像素列或者像素行内的方式设定格栅的位置及吸收箔的形状。
但是，在这样的现有构成中，存在如下的问题点。
散射线在穿过格栅时其大部分被吸收、但其中仍有穿过格栅的。该穿过的状况由于受到吸收箔的排列的变形的影响，所以在X射线检测器的检测面的各部中并非恒定。具体而言，散射线放射线的穿过状况就写入到X射线检测器。这样，散射线的影响波及到整个X射线检测器。
为了消除该影响，可考虑下述构成，预先使由散射线的穿过状况在X射线检测器的各部不同所引起的、按图像所表现的条纹(散射线的条纹模样)作为变化率图进行储存，在上述那样的图像处理时，该散射线的条纹模样由图像处理去除。
但是，在上述的变化率图上叠置有不受散射线影响的干扰(noise)(统计干扰)。由于散射线的条纹模样随吸收箔的变形状况而较大地变化故难以预测，因此，变化率图是通过使X射线对安装有格栅的X射线检测器进行实际碰撞而取得的。此时，到达检测元件的放射线的辐射剂量，在各检测元件相同得不到保证，具有一定的偏差。因此，在变化率图上就有该偏差重叠，这即是统计干扰的原因。另外，该偏差即使在X射线检测器上未安装格栅时也产生，与上述的散射线的条纹模样无关。
去除散射线的条纹模样的图像处理，简而言之是通过使变化率图与放射线透视图像重合来进行的。由于在变化率图上除散射线的条纹模样外还叠置有统计干扰，因而当使变化率图作用于图像上时，正是重叠于变化率图的统计干扰而多余地变更图像的像素值，成为图像上呈现粒状的干扰的原因。
发明内容
本发明是鉴于这样的事实而作成的，其目的在于，提供一种使统计干扰的影响不重叠于图像的放射线摄影装置。
本发明为实现这样的目的而采用下述的构成。
即，本发明提供一种放射线摄影装置，获得放射线图像，其特征在于，具备：放射线源，其照射放射线；放射线检测装置，其按照用于检测放射线的多个检测元件在行方向及列方向上二维排列的方式构成；放射线格栅，其将沿行方向延伸的吸收箔排列在列方向且去除散射线；还具备：物理量取得装置，其求出规定的物理量，该规定的物理量用于求取二维排列的像素之像素值；物理量图生成装置，其对规定的物理量进行映射而生成物理量图；物理量图平滑化装置，其对物理量图中沿吸收箔的延伸方向排列的物理量排列进行平滑滤波而生成平均值图。
根据本发明，具备生成物理量图的物理量图生成装置。该物理量图表示在在放射线透视图像上所呈现的条纹(散射线的条纹模样)，当用此对放射线透视图像进行校正时，可去除散射线的条纹模样。而且，上述构成具备对该物理量图进行平滑滤波而生成平均值图的物理量图平滑化装置。因此，在物理量图上除散射线的条纹模样外还重叠有统计干扰。但是，物理量图被平滑滤波而成为平均值图。根据平均值图将统计干扰平均化而使之模糊减小。统计干扰即使在放射线透视图像上作为粗粒状的伪象映现，在平均值图上其粒状性也被模糊减小，其结果是，在放射线透视图像上物理量图所具有的统计干扰没有重叠。
另外，平滑滤波针对沿放射线格栅的吸收箔延伸方向排列的物理量排列而进行。优选散射线的条纹模样不随平滑滤波而模糊减小。使散射线的条纹模样沿放射线格栅的吸收箔的延伸方向延伸(换言之，使散射线的条纹模样沿放射线格栅的吸收箔的排列方向进行排列)。由于平滑滤波沿放射线格栅的吸收箔的延伸方向进行，因而能够成为对物理量所包含的统计干扰成分实施平滑滤波、对散射线的条纹模样成分未实施平滑滤波的构成。由此，在物理量图所呈现的散射线的条纹模样没有通过平滑滤波而模糊减小，而能够将在放射线透视图像上所呈现的条纹模样去除。
另外，在上述的放射线摄影装置中，优选还具备：像素指定装置，其从构成放射线图像的各像素中指定规定的像素；强度推定装置，其对由该像素指定装置所指定的在规定的像素的散射线强度、在规定的像素的直接放射线强度中的至少一种放射线强度进行推定，(A)作为相当于物理量取得装置的构成具备变化率计算装置，其使用根据在有被检体的状态下的实测由强度推定装置所推定的放射线强度，由此作为与该放射线强度有关的所有像素的基准强度，求出由平均值或者平滑滤波·插值计算所求取的各像素的值，且求出与该值相应的各像素的变化率；(B)作为相当于物理量图生成装置的构成具备变化率图生成装置，其对各像素的变化率进行映射而生成变化率图；(C)作为相当于物理量图平滑化装置的构成具备变化率图平滑化装置，其对变化率图中沿吸收箔的延伸方向排列的变化率排列进行平滑滤波而生成平均值图。
上述的构成表示本发明的放射线摄影装置的具体实施方式。即，根据上述构成，具备生成变化率图的变化率图生成装置。该变化率图表示在放射线透视图像上所呈现的条纹(散射线的条纹模样)，当用此对放射线透视图像进行校正时，可去除散射线的条纹模样。而且，上述的构成还具备对该变化率图进行平滑滤波而生成平均值图的变化率图平滑化装置。因此，变化率图上除散射线的条纹模样外还重叠有统计干扰。但是，变化率图被平滑滤波而成为平均值图。根据平均值图将统计干扰平均化而使其模糊减小。统计干扰即使在放射线透视图像上作为粗粒状的伪象映现，在平均值图上其粒状性也模糊减小，其结果是，在放射线透视图像上没有重叠物理量图所具有的统计干扰。
另外，平滑滤波针对沿放射线格栅的吸收箔延伸方向排列的物理量的排列而进行。优选散射线的条纹模样不随平滑滤波而模糊减小。使散射线的条纹模样沿放射线格栅的吸收箔的延伸方向延伸(换言之，使散射线的条纹模样沿放射线格栅的吸收箔的排列方向进行排列)。由于平滑滤波沿放射线格栅的吸收箔的延伸方向进行，因而能够成为对物理量所包含的统计干扰成分实施平滑滤波、对散射线的条纹模样成分未实施平滑滤波的构成。由此，在物理量图所呈现的散射线的条纹模样没有通过平滑滤波而模糊减小，而能够将在放射线透视图像上所呈现的条纹模样去除。
另外，在上述的放射线摄影装置中，优选根据平均值图、由透射率计算装置求出的直接线透射率、在有另一被检体的状态下的实测的透过散射放射线去除装置之后的放射线强度即实测强度，强度推定装置推定由像素指定装置所指定的在规定的像素的放射线强度。
这样所反映的具体内容如下。即，通过使放射线照射装置在有另一被检体(在此，为实际的放摄像摄影所使用的被检体)的状态下照射放射线，且经由散射放射线去除装置使其入射到放射线检测装置，就得到在有被检体的状态下的实测的透过散射线去除装置之后的放射线强度即实测强度。根据由变化率计算装置求出的变化率、由透射率计算装置求出的直接线透射率、和在有另一被检体(实际的放射线摄影所使用的被检体)的状态下的实测的上述实测强度，强度推定装置推定由像素指定装置所指定的在规定的像素的放射线强度。这样，根据在没有被检体的状态下的实测数据求出直接线透射率，使用该直接线透射率在有被检体(在此，为仿真体)的状态下进行放射线摄影而求出变化率，使用该变化率或使用由变化率插值装置进行了插值后的变化率，在有另一被检体(在此为实际放射线摄影所使用的被检体)的状态下进行放射线摄影，并且根据在有该被检体(实际放射线摄影所使用的被检体)的状态下的实测强度，就能够推定放射线强度。
另外，在上述放射线摄影装置中，优选物理量图平滑化装置将重叠于物理量图的统计干扰的影响去除。
上述构成明确了设置物理量图平滑化装置的意义。当在物理量图上所重叠的统计干扰的影响得到去除时，在映现被检体的图像上不会产生伪象。
另外，在上述的放射线摄影装置中，优选放射线格栅具有的在列方向上彼此邻接的吸收箔的间隔，是放射线检测装置具有的在列方向上彼此邻接的检测元件的间隔的整数倍而同步。
上述构成表示本发明的放射线摄影装置的具体构成。当吸收箔排列的间隔以检测元件的排列为基准设定时，在放射线源发射放射线时，因放射线检测装置映现的吸收箔的图像的排列和检测元件的排列相干涉而在图像上产生莫尔条纹就不存在。
另外，优选在上述的放射线摄影装置中，具备对放射线源和放射线检测装置进行支承的C型臂。
上述的构成表示本发明的放射线摄影装置的具体构成。本发明可应用于具备C型臂的普通放射线摄影装置。
如上所述，根据本发明，根据放射线强度而准确地得到放射线图像，消除散射放射线去除装置的阴影，就可得到完全去除了散射放射线的仅有直接放射线的放射线图像。而且，可以不依靠散射放射线去除装置得到准确的放射线图像。
而且，根据本发明，具备生成物理量图的物理量图生成装置。而且，具备对该物理量图进行平滑滤波而生成平均值图的物理量图平滑化装置。物理量图被平滑滤波而形成平均值图。根据平均值图使统计干扰被平均化而模糊变小。其结果是，在放射线透视图像上不会重叠物理量图所具有的统计干扰。
另外，平滑滤波针对沿放射线格栅的吸收箔延伸方向排列的变化率的排列而进行。因此，能够设为对物理量图的变化率所包含的统计干扰成分进行平滑滤波、对条纹模样成分不实施平滑滤波的构成。由此，在物理量图所呈现的散射线的条纹模样没有通过平滑滤波而模糊减小，就可以将在放射线透视图像上所呈现的条纹模样去除。
为了说明本发明而图示了现在认为合适的若干实施方式，但应理解为本发明不限于图示的构成及方法。
附图说明
图1是实施例1的X射线摄影装置的框图；
图2是平板式X射线检测器(FPD)的检测面的示意图；
图3是格栅的概略图；
图4是表示实施例1的具体的图像处理部的构成及数据的流向的框图；
图5是表示实施例1的一系列的X射线摄影的流向的流程图；
图6是示意性表示在没有被检体的状态下的X射线摄影的图；
图7是示意性表示SID与直接线透射率及变化率的关系的曲线图；
图8是示意性表示将丙烯酸平板的模型用作被检体的情况下的实施例1的在有被检体的状态下的X射线摄影的图；
图9是说明实施例1的变化率图的示意图；
图10是说明与实施例1有关的平滑滤波的示意图；
图11A是说明与实施例1的构成有关的平滑滤波效果的示意图；
图11B是说明与实施例1的构成有关的平滑滤波效果的示意图；
图12是本发明的第一变形例的示意图；
图13使本发明的第一变形例的示意图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的最佳实施例。
(第一实施例)
下面，参照附图说明本发明的实施例1。
图1是实施例1的X射线摄影装置的框图，图2是平板式X射线检测器(FPD)的检测面的示意图，图3是X射线格栅的概略图。在实施例1中，采用以将X射线作为放射线为例进行说明。
如图1所示，本实施例1的X射线摄影装置具备：载置被检体M的载板1、朝向被检体M照射X射线的X射线管2、对从X射线管2照射而穿过被检体M的X射线进行检测的平板式X射线检测器(以下，简称为“FPD”)3、根据由FPD3检测到的X射线进行图像处理的图像处理部4、显示由图像处理部4进行了各种图像处理的X射线图像的显示部5。显示部5由监视器及电视机等显示装置构成。另外，在FPD3的检测面侧配置有格栅6。X射线管2相当于本发明的放射线照射装置，平板式X射线检测器(FPD)3相当于本发明的放射线检测装置，格栅6相当于本发明的散射线去除装置。
图像处理部4由中央运算处理装置(CPU)等构成。另外，用于执行各种图像处理的程序等被写入并储存于以ROM(Read-only Memory)等为代表的存储介质，通过从该记录介质读出程序等并由图像处理部4的CPU执行，从而执行与该程序相对应的图像处理。特别是，图像处理部4的下述的像素指定部41、透射率计算部42、透射率插值部43、强度推定部44、变化率计算部46、变化率插值部47根据FPD3输出的检测信号执行与规定像素的指定、直接线透射率的计算·插值、强度推定·插值、变化率计算有关的程序，由此分别执行与其程序相对应的规定像素的指定、直接线透射率计算·插值、强度推定·插值、变化率计算·插值。
图像处理部4具备：将规定的像素进行指定(确定)的像素指定部41、求出直接线透射率的透射率计算部42、对直接线透射率进行插值的透射率插值部43、对强度进行推定的强度推定部44、求出变化率的变化率计算部46、对变化率进行插值的变化率插值部47。除此之外，图像处理部4还具备：变化率图生成部48、平滑化部49，其详情将在以后述及。像素指定部41相当于本发明的像素指定装置，透射率计算部42相当于本发明的透射率计算装置，透射率插值部43相当于本发明的透射率插值装置，强度推定部44相当于本发明的强度推定装置，变化率计算部46相当于本发明的变化率计算装置，变化率插值部47相当于本发明的变化率插值装置。另外变化率图生成部相当于本发明的变化率图生成装置，平滑化部49相当于本发明的变化率图平滑化装置。
就FPD3而言，如图2所示，通过在其检测面将对X射线敏感的多个检测元件d二维矩阵状排列而被构成。检测元件d通过将穿过被检体M的X射线转换为电信号并暂时蓄积且读出该蓄积的电信号，来检测X射线。通过将由各检测元件d分别检测出的电信号转换成与电信号相对应的像素值，并对分别与检测元件d的位置相对应的像素分配其像素值，从而输出X射线图像，且将X射线图像送入图像处理部4的像素指定部41、透射率计算部42及强度推定部44(参照图1、图4)。这样，FPD3中检测X射线的多个检测元件d按矩阵状(二维矩阵状)构成。检测元件d相当于本发明的检测元件。
就格栅6而言，如图3所示，按照吸收散射线(散射X射线)的吸收箔6a和使散射线穿过的中间层6c交替排列的方式构成。覆盖吸收箔6a、中间层6c的格栅罩6d从X射线的入射面及相反侧的面将吸收箔6a、中间层6c夹持。为了吸收箔6a的图示明确化，格栅罩6d由双点划线图示，其它格栅6的构成(支承吸收箔6a的机构)未图示。吸收箔6a相当于本发明的吸收层。
下面，关于吸收箔6a的排列进行说明。具体而言，将沿图3中的X方向延伸的吸收箔6a和中间层6c在图3中的Y方向依次交替排列。在此，图3中的X方向与FPD3的检测元件d(参照图2)的行方向平行，图3中的Y方向与FPD3的检测元件d(参照图2)的列方向平行。因此，在本实施例1中，吸收箔6a的配置方向相对于检测元件d的行方向是平行的。
另外，在Y方向彼此邻接的吸收箔6a间的间隔Kgy是彼此邻接的像素间(检测元件d)的间隔Kfy的整数倍且与其同步(在图3上图示为2倍)。这样，按照吸收箔6a的配置方向相对于检测元件d的行方向是平行的、且彼此邻接的吸收箔6a的间隔Kgy是彼此邻接的像素间的间隔Kfy的整数倍的方式，构成格栅6。
在本实施例1中，中间层6c为空隙。因此，格栅6也是空气格栅。另外，吸收箔6a只要是如铅等那样吸收以X射线为代表的放射线的物质就无特别限定。关于中间层6c，除上述的空隙之外，只要是如铝及有机物质等那样可使以X射线为代表的放射线透过的中间物质就无特别限定。
关于本实施例1的实际X射线摄影及数据的流向通过参照图4～图8进行说明。图4是表示具体的图像处理部的构成及数据的流向的框图，图5是表示一系列的X射线摄影的流程的流程图，图6是模式性表示在没有被检体的状态下的X射线摄影的图，图7是模式性表示SID与直接线透射率及变化率的关系的曲线图，图8是示意性表示将丙烯酸平板的模型用作被检体的情况下的实施例1的在有被检体的状态下的X射线摄影的图。
如图4所述，构成X射线图像的各像素中的、规定的像素由像素指定部41指定。在本实施例1中，由(n-1)号像素、与其邻接的n号像素、及与其邻接的(n+1)号像素构成的三个像素的组合(在图4中，用“n-1”、“n”、“n+1”表示)被像素指定部41指定并送入强度推定部44。另外，在下述的联立方程式的解所包含的分母的绝对值为规定值以下(在本实施例1中分母为“0”)的情况下，像素指定部41不选择该联立方程式的组合的规定像素，而将另外的规定像素作为组合进行选择而指定。联立方程式由于如后述的说明所表明的那样由强度推定部44求出，因而将由强度推定部44求出的与分母有关的数据(在图4中用“denominator”表示)送入像素指定部41。
在无被检体的状态下的实测所求出的格栅6的直接线(直接X射线)穿过前及穿过后的透射率即直接线透射率，由透射率计算部42相对于X射线管2与格栅6及FPD3的离散距离而求出。在本实施例1中，直接线透射率(在图4中用“Cp”表示)由透射率计算部42求出而将其送入透射率插值部43及强度推定部44。
透射率插值部43将由透射率计算部42求出的直接线透射率Cp相对于前述的离散距离的前后的距离而进行内插。而且，也将所内插的直接线透射率Cp送入强度推定部44。
强度推定部44推定在由像素指定部41指定的规定像素的散射线强度(散射X射线强度)、规定的像素的直接线强度(直接X射线强度)中的至少一种强度。在本实施例1中，根据由透射率计算部42求出的直接线透射率Cp或者由透射率插值部43进行了插值(也称内插)的直接线透射率Cp和在有被检体M的状态下的实测的穿过格栅6之后的强度即实测强度(在图4中用“G”表示)，强度推定部44推定透射散射线强度(在图4中用“Sc”表示)及推定直接线强度(在图4中用“P”表示)并将其送入变化率计算部46及显示部5等。另外。在本实施例1中，由于强度推定部44通过求解联立方程式来推定透射散射线强度Sc及推定直接线强度P，因而也求出与包含于联立方程式的解中的分母有关的数据denominator，并将与该分母有关的数据denominator送入像素指定部41。
通过利用根据在有被检体M的状态下的实测由强度推定部44推定的强度，作为与该强度有关的所有像素的基准强度，求出由平均值或者平滑滤波·插值计算所求得的各像素的值，与其值相对的各像素的变化率由变化率计算部46求出。而且，使用由强度推定部44推定的变化率或者由变化率插值部47进行了插值的变化率，反映在对另一被检体M的X射线摄影。在本实施例1中，使用由强度推定部44推定的透射散射线强度Sc求出变化率(在图4中用“Rcs”表示)，并将其再次送入强度推定部44。将这样形成的变化率Rcs送入变化率图生成部48。并将由此所形成的变化率图M1送到平滑化部49。
在本实施例1中，实际的X射线摄影是如图5所示的那样的流程。
(步骤S1)在无被检体的状态下的实测
在无被检体的状态下进行X射线摄影。如图6所示，在X射线管2和格栅6之间没有被检体，从X射线管2将X射线朝向格栅6及FPD3进行照射，由此在无被检体状态下进行X射线摄影并进行在无被检体的状态下的实测。即，X射线管2在无被检体的状态下照射X射线，且经由格栅6入射到FPD3，由此得到在无被检体的状态下的实测数据。具体而言，在无被检体的状态下的X射线由FPD3的检测元件d(参照图3)转换为电信号而读出后、并转换为与电信号相对应的像素值。
(步骤S2)直接线透射率的计算·插值
其像素值与在无被检体的状态下的实测所求出的穿过格栅6之后的强度相等。另一方面，由于穿过格栅6之前的强度是已知的，因而穿过格栅6之前(穿过前)及穿过格栅6之后(穿过后)的透射率即直接线透射率Cp就由穿过格栅6之前的强度和穿过格栅6之后的强度(即由FPD3检测出的像素值)的比率表示。
因此，通过将来自FPD3的与像素值相等的穿过格栅6之后的强度和已知的穿过格栅6之前的强度送入透射率计算部42，透射率计算部42求出由格栅6的穿过前的强度和穿过后的强度的比率所表示的直接线透射率Cp。该直接线透射率Cp由透射率计算部42相对于X射线管2和格栅6及FPD3的离散距离而求出。就X射线管2与格栅6及FPD3的距离而言，由于使格栅6及FPD3以彼此近接的方式配置，因而就是从X射线管2的焦点至FPD3即至检测面(入射面)为止的距离(SID：Source ImageDistance)。
从X射线管2的焦点至FPD3即至检测面为止的距离SID在实际的X射线摄影中如图6所示的那样变化。因此，同样在无被检体的状态下进行X射线摄影，如图7中的黑点所示那样，按每个离散距离LS+1、LS+2、LS +3、…由透射率计算部42求出直接线透射率Cp。将与离散距离LS+1、LS +2、LS+3、…对应的直接线透射率Cp送入透射率插值部43及强度推定部44。另外，也按每个像素由透射率计算部42求出直接线透射率Cp并将其送入透射率插值部43及强度推定部44。
由透射率计算部42求出的直接线透射率Cp通过透射率插值部43相对于离散距离LS+1、LS+2、LS+3、…的前后的距离进行内插。其插值结果如图7中的实线所示。关于插值的方法，既可以将通过彼此邻接的离散距离(例如LS+1、LS+2)所对应的两个直接线透射率Cp的相加平均(加法平均)或者相乘平均所得到的值作为处于上述的彼此邻接的离散距离之间的距离所对应的直接线透射率Cp求出，也可以使用拉格朗日插值法，也可以使用最小二乘法使用图7中的近似式将实线中乘载的距离所对应的值作为直接线透射率Cp求出等，只要是通常使用的插值法就无特别限定。将由透射率计算部42进行了插值的直接线透射率Cp送入强度推定部44。
(步骤S3)在有模型的状态下的实测
然后，在有被检体M的状态下进行X射线摄影。如图8所示，将直接线的透射厚度一定即在各像素的推定直接线强度P可视为完全相同的值的丙烯酸平板模型Ph用作被检体M。
返回到本实施例1的说明，在X射线管2和格栅6之间夹设丙烯酸平板的模型Ph，通过从X射线管2将X射线朝向格栅6及FPD3进行照射，在有模型Ph的状态下进行X射线摄影并进行在有模型Ph的状态下的实测。即，X射线管2在有模型Ph的状态下照射X射线，通过经由格栅6入射到FPD3，得到在有模型Ph的状态下的实测的穿过格栅6之后的强度即实测强度G。具体而言，在有模型Ph的状态下的X射线由FPD3的检测元件d(参照图3)转换为电信号而读出、并将其转换为与电信号相应的像素值。
(步骤S4)强度的推定
其像素值与在有模型Ph的状态下的实测的穿过格栅6之后的强度即实测强度G相等。另一方面，像素指定部41将如上那样邻接的三个像素(n-1)、n、(n+1)作为三个像素的组合进行指定。而且，根据由透射率计算部42求出的直接线透射率Cp、由透射率插值部43进行了插值的直接线透射率Cp、和来自FPD3的与像素值相等的实测强度G，强度推定部44推定在由像素指定部41指定的邻接的三个像素(n-1)、n、(n+1)的透射散射线强度Sc及推定直接线强度P。
在此，实测强度G在步骤S3通过实测求出是已知的。直接线透射率Cp在步骤S1通过实测得到、在步骤S2进行了计算·插值是已知的。另一方面，透射散射线强度Sc及推定直接线强度P是应由强度推定部44推定的值，在此时是未知的。因此，通过对邻接的三个像素(n-1)、n、(n+1)各自的联立方程式进行求解，从而强度推定部44推定透射散射线强度Sc及推定直接线强度P。
对于邻接的三个像素(n-1)、n、(n+1)，分别将实测强度G设为Gn-1、Gn、Gn+1，且将直接线透射率Cp设为Cpn-1、Cpn、Cpn+1，并将透射散射线强度Sc设为Scn-1、Scn、Scn+1，还将推定直接线强度P设为Pn- 1、Pn、Pn+1。就各像素的透射散射线强度Sc而言，因格栅6(散射线去除装置)的不均匀性而在邻接的三个像素间变化，考虑到该情况，就设为邻接的像素的透射散射线Sc的由插值计算所求出的强度。在本实施例1中，在邻接的三个像素(n-1)、n、(n+1)内的透射散射线强度Sc的变化设为如下述(1)式那样近似直线。
Scn＝(Scn+1+Scn-1)/2……(1)
另外，透射散射线强度Sc的插值方法与在直接线透射率Cp的插值中所述的同样，例如可使用拉格朗日插值法，只要是通常使用的插值法就不特别限定于上述式(1)。
设实测强度G等于推定直接线强度P·直接线透射率Cp的积和透射散射线强度Sc之和，由邻接的三个像素(n-1)、n、(n+1)各自的联立方程式(2)～(4)式表示。
Gn+1＝Pn+1·Cpn+1+Scn+1……(2)
Gn＝Pn·Cpn+Scn……(3)
Gn-1＝Pn-1·Cpn-1+Scn-1……(4)
如上所述，由于作为模型Ph使用的丙烯酸平板以直接线的透射厚度设为一定的方式形成，因而推定直接线强度P可由在邻接的三个像素间相等的(5)式表示。
Pn-1＝Pn＝Pn+1……(5)
这样，在对由像素指定部41指定的在邻接的三个像素(n-1)、n、(n+1)的未知的透射散射线强度Sc及推定直接线强度P进行推定时，根据已知的直接线透射率Cp的已知个数及已知的实测强度G的已知个数，对应由像素指定部41指定的规定像素的个数进行决定。而且，通过求解与这样决定的规定像素各自的实测强度G、直接线透射率Cp及应推定的透射散射线强度Sc及推定直接线强度P有关的联立方程式，强度推定部44就可推定透射散射线强度Sc及推定直接线强度P。
上述(1)式是使各像素的透射散射线强度Sc由邻接的像素的透射散射线强度Sc的插值计算而求出的式子，因此，未知的个数可减少一个。另一方面，上述(5)式是设推定直接线强度P在邻接的三个像素间相等的式子，因而未知的个数设为一个。因此，在上述(1)、(5)式以外的联立方程式中，由于只要按指定的像素个数建立联立方程式即可，因而在该情况下，只要按任意的个数而像素指定部41进行指定，就可求解联立方程式。在本实施例1中，将其个数设为三个，建立上述(2)～(4)式的联立方程式。
通过求解由这样的上述(1)～(5)式得到的联立方程式，推定直接线强度Pn(＝Pn+1＝Pn-1)、透射散射线强度Scn-1、Scn、Scn+1可如下述(6)～(9)那样求得。
Pn＝(Gn+1+Gn-1-2Gn)/(Cpn+1+Cpn-1-2Cpn)……(6)
Scn+1＝Gn+1-Pn+1·Cpn+1……(7)
Scn＝Gn-Pn·Cpn……(8)
Scn-1＝Gn-1-Pn-1·Cpn-1……(9)
在上述(6)～(9)式中，首先使用在上述(6)式已知的实测强度Gn-1、Gn、Gn+1和已知的直接线强度Cpn-1、Cpn、Cpn+1求出推定直接线强度P，在求出推定直接线强度P之后，使用该已知的推定直接线强度Pn(＝Pn+1＝Pn-1)通过上述(7)～(9)分别求出透射散射线强度Scn-1、Scn、Scn+1。
这样，在将邻接的三个像素(n-1)、n、(n+1)的组合设为一组的情况下，对各组分别求出一个推定直接线强度Pn，但也如在上述(5)式所述的那样，本来在三个像素的组合中在所有的组而推定直接线强度Pn应成为相同的值。但是，实际上，在格栅6的周边部因散射线的透射率变化的影响而不同，或者因统计变动误差而不同。为了使因格栅6的设置位置及统计变动误差造成的影响降低，而求出实验误差小的中央部的推定直接线强度Pn的平均值。例如，在如上述那样在格栅6的周边部一点一点地不同的情况下，使用上述(6)式，在格栅6的中央部的三个像素(n-1)、n、(n+1)的组合中分别求出多组的推定直接线强度Pn，进而求出平均值P-。将该平均值P-分别再代入上述(2)～(4)式(即代入对上述(7)～(9)式进行了变形的下述(10)～(12)式)，再分别求出各组所有的透射散射线强度Scn-1、Scn、Scn+1。
Scn+1＝Gn+1-P-·Cpn+1……(10)
Scn＝Gn-P-·Cpn……(11)
Scn-1＝Gn-1-P-·Cpn-1……(12)
这样，通过由上述(10)～(12)式分别求出Scn-1、Scn、Scn+1而。强度推定部44进行推定。将强度推定部44所推定出的透射散射线强度Scn -1、Scn、Scn+1送入变化率计算部46及显示部5等。
在此，当注视包含于上述(1)～(5)式的联立方程式的解中的分母时，在本实施例1中，如上述式(6)表明的那样，是“Cpn+1+Cpn-1-2Cpn”。即使在将上述(6)式代入上述(7)～(9)式的情况下，分母也是“Cpn +1+Cpn-1-2Cpn”。在分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cpn”的绝对值为规定值以下的情况下，有可能无法求解该联立方程式。
特别是当分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cpn”为“0”时，无法求解上述(1)～(5)式的联立方程式。当分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cpn”为“0”时，即各像素的中央像素的直接线透射率Cpn是邻接的像素的直接线透射率Cpn+1、Cpn-1的相加平均(Cpn+1+Cpn-1-2Cpn＝0。即Cpn＝(Cpn+1+Cpn-1)/2)时，即使像素指定部41选择作为此时的联立方程式的组合的三个像素(n-1)、n、(n+1)也无法求解联立方程式。优选当分母“Cpn+1+Cpn- 1-2Cpn”为“0”时不选择作为该联立方程式的组合的三个像素(n-1)、n、(n+1)，而是指定以其它三个像素(n’-1)、n’、(n’+1)的像素(例如n、(n+1)、(n+2)像素或者(n-2)、(n-1)、n像素)作为组合加以选择。而且，而且对该指定的其它三个像素(n’-1)、n’、(n’+1)的像素的上述(1)～(5)式的联立方程式进行求解。
关于上述那样指定的像素，能够对联立方程式进行求解，使用所求出的推定直接线强度Pn并借助上述那样的方法求出推定直接线强度Pn的平均值。若求得推定直接线强度Pn的平均值P-，则分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cpn”为“0”时的组合的三个像素(n-1)、n、(n+1)的透射散射线强度Scn-1、Scn、Scn+1也可由上述(10)～(12)求出。
对有关求解联立方程式的说明进行归纳，则在分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cpn”不为“0”时的推定直接线强度Pn(＝Pn+1＝Pn-1)分别由上述(6)式求出，从而求出平均值P-；将平均值P-代入上述(10)～(12)式，分别求出在分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cpn”不为“0”时的透射散射线强度Scn-1、Scn、Scn+1。关于在分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cpn”为“0”时的透射散射线强度Scn-1、Scn、Scn+1，同样地也可代入上述(10)～(12)式，并分别求出透射散射线强度Scn-1、Scn、Scn+1。这样，在分母“Cpn+1+Cpn -1-2Cpn”不为“0”时应求出的推定直接线强度P先加以求出，在求出平均值P-之后，通过使用它就可将在分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cpn”不为“0”时的透射散射线强度Scn-1、Scn、Scn+1及在分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cpn”为“0”时的透射散射线强度Scn-1、Scn、Scn+1也同样求出。
在该方法中，被检体为丙烯酸平板模型Ph，推定直接线强度P的变化是已知的，利用其平滑性，首先对有关由像素指定部41指定的像素(指定像素)所求出的推定直接线强度P进行平滑滤波·插值计算、或者求出推定直接线强度P的平均值，进而求出推定直接线强度P(在本实施例1中为平均值P-)。推定直接线强度P的变化是平滑的、及平均化或者平滑滤波还具有降低因统计变动误差引起的偏差的效果，得到推定直接线强度P接近真值的值。通过将接近其真值的推定直接线强度P代入上述(2)～(4)式直接求出透射散射线强度Sc，由于对透射散射线强度Sc不进行平均化或者平滑滤波·插值计算，因而具有不会使透射散射线强度Sc的像素的分辨率劣化的一大优点。另外，还可维持透射散射线强度Sc的分辨率，准确求出因格栅箔的变形等引起的透射散射线强度Sc的微细变化。
作为其它方法，例如在分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cpn”不为“0”时的透射散射线强度Scn-1、Scn、Scn+1可比推定直接线强度P更先行地求出，通过透射散射线强度Scn-1、Scn、Scn+1的插值，求出在分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cpn”为“0”时的透射散射线强度Scn-1、Scn、Scn+1，分别将求出的透射散射线强度Scn-1、Scn、Scn+1代入上述(7)～(9)式，由此，求出在分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cpn”不为“0”时及在分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cpn”为“0”时的推定直接线强度P，求出在分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cpn”为“0”时也包括的、格栅6的中央部的三个像素(n-1)、n、(n+1)组合的多组推定直接线强度Pn的平均值P-也可。另外，通过使用该平均值P-并代入上述(10)～(12)式，再次求出透射散射线强度Scn-1、Scn、Scn+1，且使用所再次求出的透射散射线强度Scn-1、Scn、Scn+1，在后述的步骤S5求出变化率Rcs也可。
(步骤S5)变化率的计算·插值
通过使用由强度推定部44推定的透射散射线强度Sc(Scn-1、Scn、Scn +1)，由变化率计算部46求出变化率Rcs。具体而言，作为透射散射线强度Sc的基准强度，为了就所有的像素求出与其值相对的各像素的变化率Rcs，求出平均值Sc-或者根据平滑滤波·插值计算求出的各像素的值Sc～。当各像素的透射散射线强度Scn与平均值Sc-或者各像素的值Sc～的比率设为变化率Rcs，各像素的变化率Rcs设为Rcsn时，由下述的(13)式表示。
Rcsn＝Scn/Sc-
或者Rcsn＝Scn/Sc～……(13)
在求透射散射线的变化率时，位于分母的基准推定强度相当于在散射线强度在箔上不变形且不依靠设置条件的理想的格栅的情况下的散射线强度。
作为其方法可使用
1)简单地将散射线强度分布按二维近似为恒定而使用平均值
2)严密考虑因所使用的模型的形状及格栅周边部等设置条件等而引起的散射线强度变化，利用使各像素的所推定的散射线强度通过二维平滑滤波·插值后所得到的值，并且1)的平均值可说是平滑滤波·插值计算最简单的方法。
这样，通过取得与基准值之比而使因吸收箔6a的变形等而产生的格栅6的设置状态被考虑的透射散射线强度Sc的变化就可由变化率Rcsn表示。由变化率计算部46对所有的像素求出变化率Rcsn。变化率计算部46所求出的变化率Rcsn-1、Rcsn、Rcsn+1可根据需要由变化率插值部47进行插值之后，将其送入强度推定部44。
变化率Rcs也和直接线透射率Cp一样，如图7中用涂黑的方块所示那样，按每个离散的距离Ls+1、Ls+2、Ls+3发生变化。变化率计算部46所求出的变化率Rcs由变化率插值部47相对于离散的距离Ls+1、Ls+2、Ls+3、…的前后的距离进行内插。其插值结果例如如图7中由虚线所示的那样。关于插值的方法，既可以将彼此邻接的离散距离(例如Ls+1、Ls+2)所对应的两个变化率Rcs的相加平均(加法平均)或者相乘平均所得到的值，作为与处于上述邻接的离散距离之间的距离所对应的变化率Rcs求出，也可以使用拉格朗日插值法，也可以使用最小二乘法并使用图7中的虚线的近似式将虚线中乘载的距离所对应的值作为变化率Rcs求出等，只要是通常使用的插值法就无特别限定。
(步骤S6)平均值图的生成
这样得到的变化率Rcs分别与FPD3的检测元件d一一对应。因此，将得到的变化率Rcs在参照检测元件d的状态下进行映射，就可生成表示在FPD3所写入的散射线的条纹模样的变化率图M1。该变化率图M1的生成由变化率图生成部48执行。而且，所生成的变化率图M1被储存在变化率图存储部48a。
对该变化率图M1的特征说明如下。格栅6的吸收箔6a沿着FPD3的检测元件d的排列的一方向。当沿着该方向对变化率Rcs进行比较时，彼此近似相同。但是，当沿吸收箔6a的排列方向比较变化率Rcs时，则彼此不同。若示意性表示这样的情况则如图9所示。
进一步说明构成变化率图M1的变化率Rcs。在变化率Rcs中包含有：因散射线的透射状况在FPD3的各部不同而引起的、在放射线透视图像上所呈现的条纹成分。理想的情况是在变化率Rcs中最好只包含条纹成分，但实际则不然。即，在变化率中含有因入射到检测元件d的直接线的强度所引起的偏差(统计干扰)。
将变化率图M1送到平滑化部49。这样，通过对变化率图M1进行平滑滤波，可从变化率图M1去除上述统计干扰的影响。对该变化率的平滑滤波，与在上述的步骤S5中的平滑滤波处理性质不同。具体而言，就是使用沿X射线格栅的方向排列的各变化率对变化率图M1进行平滑滤波。图10中将变化率图M1所属的变化率a作为平滑滤波的目标。首先，以变化率a为中心，认定变化率一列排列的区域D。而且，得到对属于区域D的变化率a、b1、b2、c1、c2进行了平均的平均值Qa。对变化率图M1所属的变化率全部都执行该操作。即，可以得到与变化率一一对应的平均值Qcs。当参照变化率图M1中的变化率的位置排列该平均值Qcs时，就可取得新的图即平均值图M2。另外，区域D具有五个变化率，但该个数可自由增减。将平均值图M2储存在平均值图存储部49a。
另外，平滑滤波的目标的变化率不一定位于区域D的中心也可。即，在位于变化率图M1的周缘的变化率中，可考虑图10中的变化率b1、b2、c1、c2不存在的情况。该情况也可设为不以平滑滤波目标的变化率为区域D的中心而进行平滑滤波的构成。
对这样的平滑滤波的效果进行说明。图11A、图11B是说明与实施例1的构成有关的平滑滤波的效果的示意图。在图11A中，表示了实施例1的构成的区域D所属的变化率a、b1、b2、c1、c2。即各变化率具备因统计干扰所带来的成分K1、和因散射线的条纹模样所带来的成分K2。由沿X射线格栅的吸收箔的延伸方向(X方向)延伸的变化率中的散射线的条纹模样所带来的成分K2由于在属于区域D的变化率之间彼此类似，因而在平均值Qa中成分K2保持。另一方面，成分K1由于在属于区域D的变化率之间存在偏差，因而将其平均化。
为了进行比较，表示了对垂直于吸收箔的方向排列的变化率a、b3、b4、c3、c4执行同样的操作而会如何变化的情况。该情况示于图11B。在变化率a、b3、b4、c3、c4之间，因散射线的条纹模样所带来的成分K2不再是同样的，当对平均值的成分K2和变化率a进行比较时，发现彼此不同。当在变化率a、b3、b4、c3、c4之间求出平均值时，包含于平均值A的成分K2的值与包含于变化率a的该值不同。由于散射线的条纹模样包含于成分K2，因而通过平滑滤波造成K2的值发生变化时，在平均值图M2上散射线的条纹模样模糊。在本实施例1中，未采用这样的构成。
(步骤S7)在实际有被检体的状态下的实测
然后，在有与步骤S3～S6所使用的被检体M(在此为模型Ph)不同的被检体M的状态下进行X射线摄影。如图1所示，使用在实际的X射线摄影所使用的被检体M。使被检体M夹设在X射线管2和格栅6之间，通过从X射线管2将X射线朝向格栅6及FPD3进行照射，在有实际的被检体M的状态下进行X射线摄影而进行在有实际的被检体M的状态下的实测。即，X射线管2在有实际的被检体M(实际X射线摄影所使用的被检体M)的状态下将X射线照射、经由格栅6入射到FPD3，由此在有被检体M的状态下的实测的穿过格栅6之后的强度即实测强度G就可与步骤3同样地得到。具体而言，在有被检体M的状态下的X射线由FPD3的检测元件d(参照图3)转换为电信号而读出，并将其转换为与电信号相对应的像素值。
(步骤S8)强度的推定·插值
如在步骤S4叙述的那样，该像素值与在有被检体M的状态下的实测的穿过格栅6之后的强度即实测强度G等同。同样，像素指定部41将相邻的三个像素(n-1)、n、(n+1)作为三个像素的组合而指定。而且，根据平均值图存储部49a所存储的平均值Qcs、由透射率计算部42求出的直接线透射率Cp或者由透射率插值部43进行了插值的直接线透射率Cp、和来自FPD3的与像素值等同的实测强度G，强度推定部44推定由像素指定部41指定的在邻接的三个像素(n-1)、n、(n+1)的透射散射线强度Sc及推定直接线强度P。
与步骤S4同样，通过求解联立方程式推定透射散射线强度Sc及推定直接线强度P，而与步骤S4不同的部分在于，考虑了平均值Qcs这一参数、和与透射散射线强度Sc有关的式子及与推定直接线强度P有关的式子。另外，对于与步骤S4共同之处则其说明从略。
在步骤S8，透射散射线强度Sc设为：在格栅6的吸收箔的变形等箔的不均匀性消除的设置状态作为理想的情况下的透射散射线强度。若透射散射线强度Sc因格栅6的不均匀性而产生的变化率得以去除，则在被检体是水柱(例如水圆柱)及人体、而放射线为X射线及γ射线的情况下，由于其变化平滑，因而可由在邻接的三个像素间为相等的下述(1)″式表示。
Scn-1＝Scn＝Scn+1……(1)″
就实测强度G而言，设为与推定直接线强度P·直接线透射率Cp的乘积与透射散射线强度Sc·平均值Qcs的乘积之和相等，由邻接的三个像素(n-1)、n、(n+1)的各自的联立方程式(2)″～(4)″式表示。
Gn+1＝Pn+1·Cpn+1+Scn+1·Qcsn+1……(2)″
Gn＝Pn·Cpn+Scn·Qcsn……(3)″
Gn-1＝Pn-1·Cpn-1+Scn-1·Qcsn-1……(4)″
各像素的推定直接线强度P与步骤S3的丙烯酸平板模型Ph的情况不同，因被检体M的形状、材质等而变化，其变化设为可通过邻接的像素的推定直接线强度P的插值计算表示。在本实施例1中，设为在邻接的三个像素(n-1)、n、(n+1)内的推定直接线强度P的变化可如下述(5)″式那样近似直线。
Pn＝(Pn+1+Pn-1)/2……(5)″
另外，关于推定直接线强度P的插值方法，与直接线透射率Cp的插值及在步骤S4的透射散射线强度Sc的插值所叙述的方法一样，例如也可以使用拉格朗日插值法，只要是通常使用的插值法就不特别限定于上述(5)″式。
通过求解由这样的上述(1)″～(5)″式得到的联立方程式，推定直接线强度Pn-1、Pn、Pn+1、透射散射线强度Scn(＝Scn+1＝Scn-1)可如下述(6)″～(9)″式那样求出。
Scn＝Gn+1/Qcsn+1-{(Cpn·Qcsn-1-2Cpn-1·Qcsn)
     ·Gn+1+2Cpn-1·Qcsn+1·Gn-Cpn·Qcsn+1·Gn-1}
      /(Cpn+1·Cpn·Qcsn+1·Qcsn-1-2Cpn+1·Cpn-1
     ·Qcsn+1·Qcsn+Cpn·Cpn-1·Qcsn+1 2)……(6)″
Pn-1＝{(Cpn·Qcsn-1-2Cpn-1·Qcsn)·Gn+1+2Cpn-1·
      Qcsn+1·Gn-Cpn·Qcsn+1·Gn-1}
      /(Cpn+1·Cpn·Qcsn-1-2Cpn+1·Cpn-1
      ·Qcsn+Cpn·Cpn-1·Qcsn+1)……(7)″
Pn＝Gn/Cpn-Qcsn·[Gn+1/Qcsn+1-{(Cpn·Qcsn-1-
    2Cpn-1·Qcsn)·Gn+1+2Cpn-1·Qcsn+1·Gn-Cpn·Qcsn+1·
    Gn-1}/(Cpn+1·Cpn·Qcsn+1·Qcsn-1-2Cpn+1·Cpn-1
    ·Qcsn+1·Qcsn+Cpn·Cpn-1·Qcsn+1 2)]……(8)″
Pn+1＝Gn+1/Cpn+1-Qcsn-1·[{(Cpn·Qcsn-1-2Cpn-1·Qcsn)·
      Gn+1+2Cpn-1·Qcsn+1·Gn-Cpn·
      Qcsn+1·Gn-1]/(Cpn+1·Cpn·Qcsn+1·Qcsn-1-
-2Cpn+1·Cpn-1·Qcsn+1·Qcsn+Cpn·Cpn-1·
Qcsn+1 2)]……(9)″
使用上述(6)″～(9)″式求出的推定直接线强度Pn-1、Pn、Pn+1、透射散射线强度Scn(＝Scn+1＝Scn-1)是在包含于上述(1)″～(5)″式的联立方程式的解的分母不为“0”时求出的值。
由于在包含于上述(1)″～(5)″式的联立方程式的解的分母为“0”时不能解出上述(1)″～(5)″式的联立方程式，因而在分母为“0”时的作为组合的三个像素(n-1)、n、(n+1)中，此时的推定直接线强度Pn-1、Pn、Pn+1或者透射散射线强度Scn-1、Scn、Scn+1不能求出也不能推定。在分母为“0”时成为组合的三个像素(n-1)、n、(n+1)情况的推定直接线强度Pn-1、Pn、Pn+1或者透射散射线强度Scn-1、Scn、Scn+1的推定方法中，例如有下述1)的方法。
1)的方法是先求出透射散射线强度Sc的方法。由于设为在格栅6的吸收箔不发生变形的设置状态为理想情况下的透射散射线强度Sc，因而首先使用在分母不为“0”时得到的多个透射散射线强度Scn，其含有因分母为“0”而不能得到的像素，通过适当的平滑滤波·插值计算而求出与所有像素对应的透射散射线强度Scn -。如在上述(1)″式叙述的那样，在被检体为水柱(例如水圆柱)及人体等、放射线为X射线及γ射线的情况下，由于变化平滑，因而平滑滤波具有降低因统计变动误差引起的偏差的效果，且可得到近似于透射散射线强度Scn的真值的值Scn ～。将这样求出的透射散射线强度Scn ～针对所有像素而代入上述(3)式的Scn，直接求出推定直接线强度Pn。在该方法中，如上所述，对于推定直接线强度P，由于不进行基于分母不为“0”的像素的值的平滑滤波·插值计算，因而其具有的一大优点是在推定直接线强度P的像素上没有分辨率的劣化。
这样，与步骤S4一样，既可以像上述的那样先求出透射散射线强度Scn，也可以先求出推定直接线强度Pn。
这样，经由步骤S1～S8，且通过将在步骤S8求出的推定直接线强度Pn用作像素值，可准确地得到使散射线及格栅6的伪象降低后的X射线图像。既可以将该X射线图像输入并显示于上述的显示部5，也可以将其写入以RAM(Random-Access Memory)为代表的存储介质进行储存，根据适当需要进行读出，也可以输入到以打印机等为代表的印刷装置进行印刷。另外，在利用步骤S7的1)方法在推定直接线强度Pn之前先求出透射散射线强度Scn的情况下，只要其后求出推定直接线强度Pn，之后，作为X射线图像输出到显示部5、存储介质及印刷装置等即可。
另外，由于按从X射线管2的焦点至FPD3的检测面的距离SID，在步骤S2求出直接线透射率Cp，因而在步骤S3～S8求出的参数是按每个距离SID都可准确得到的值。另外，即使距离SID变化，只要被检体M和FPD3的距离不发生变化，则与直接线透射率Cp不同且散射线分布的变化小，基本上可以忽视平均值图的平均值Qcsn的变化。该情况下，由于只要在某SID求出平均值Qcsn，对于不同的距离SID该值也可使用，因而可省略步骤S3～S5。而且，只要以后执行步骤S6以后的在有实际被检体M的状态下的实测即可。另外，在不能忽视与距离SID的变化相应的平均值Qcsn的变化的情况下，对每个离散距离Ls+1、Ls+2、Ls+3、…求出平均值Qcsn，对于实际的距离SID只要通过它们的插值计算求出，仍然可省略步骤S3～S5。而且，只要以后执行步骤S6以后的在有实际被检体M的状态下的实测即可。因此，在实际的X射线图像中，即使距离SID如图6所示的那样变化，也可通过使用按每个距离SID所考虑了的直接线透射率Cp和透射散射线强度Sc的平均值Qcs，如循环器摄像装置等那样，在X射线管2、格栅6及FPD3的距离随需要而变更地进行摄像的情况下也可应用。
根据本实施例1的X射线摄影装置，从X射线管2照射X射线，经由格栅6入射到FPD3。一部分散射X射线(散射线)被格栅6去除，由FPD3对X射线进行检测而得到X射线图像。此时，构成X射线图像的各像素中的、规定的像素由像素指定部41指定。由强度推定部44推定在由该像素指定部41指定的规定像素的散射X射线强度(散射线强度)、规定的像素的直接X射线强度(直接线强度)中的至少一种强度。因此，可准确推定在考虑了格栅6的设置状态下的规定的像素的散射X射线强度、直接X射线强度中的至少一种强度。
如上所述，根据实施例1所述的发明，从X射线管2照射放射线，经由格栅6入射到FPD3。一部分散射线被格栅6去除，由FPD3检测放射线而得到放射线图像。此时，从构成放射线图像的各像素中，由像素指定部41指定规定的像素。由强度推定部44推定在由该像素指定部41指定的规定像素的散射线强度、在规定的像素的直接放射线强度中的至少一种放射线强度。因此，可准确推定在考虑了格栅6的设置状态下的规定的像素的散射线强度、直接放射线强度中的至少一种放射线强度。因此，对于指定的像素由强度推定部44推定放射线强度，对未指定的像素由强度插值装置对放射线强度进行插值。而且，基于这样的放射线强度准确地得到放射线图像，消除格栅6的阴影，进而得到在散射线完全去除了的仅有直接放射线的放射线图像。在通过这样的像素指定部41、强度推定部44得到的放射线图像中，无论在哪样的格栅6都可准确得到。其结果是，可以使用于通用的格栅6，可以不依靠格栅6的设置状态得到准确的放射线图像。另外，由于对于所有的像素不需要推定放射线强度，只推定在指定的规定像素的放射线强度，对于在其余的未指定的像素的放射线强度只要进行插值即可，因而可达到使计算处理简便化、短时间化的效果。
而且，根据实施例1的构成，其具备生成变化率图M1的变化率图生成部。该变化率图M1是表示在放射线透视图像上所呈现的条纹(散射线的条纹模样)的图，只要以此对放射线透视图像进行校正，就可去除散射线的条纹模样。而且，还具备对该变化率图M1进行平滑滤波生成平均值图M2的平滑化部49。因此，在变化率图M1上除散射线的条纹模样外还重叠有统计干扰。但是，可对变化率图M1进行平滑滤波成为平均值图M2。在平均值图M2上，统计干扰被平均化而模糊减弱。即使统计干扰在放射线透视图像作为粗的粒状的干扰映现，在平均值图M2上其粒状性也被模糊减小，其结果是，在放射线透视图像上不会重叠在变化率图M1所具有的统计干扰。
另外，对在格栅6的吸收箔6a的延伸方向排列的变化率Rcs的排列进行平滑滤波。优选散射线的条纹模样由平滑滤波不会被模糊减弱。散射线的条纹模样沿格栅6的吸收箔6a的延伸方向延伸(换言之，就是散射线的条纹模样沿格栅6的吸收箔6a的排列方向进行排列)。由于平滑滤波沿格栅6的吸收箔6a的延伸方向进行，因而可设为对于包含于变化率Rcs的统计干扰成分实施平滑滤波，对于散射线的条纹模样成分不实施平滑滤波的构成。由此，在变化率图M1所呈现的散射线的条纹模样不会因平滑滤波而模糊减弱，而可去除在放射线透视图像所呈现的条纹。
另外，X射线管2在有其它被检体(在此，为实际的放射线摄影所使用的被检体)的状态下照射放射线，且通过经由格栅6入射到FPD3，由此可获得在有被检体的状态下的实测的穿过格栅6之后的放射线强度即实测强度。根据平均值图存储部49a所储存的平均值Qcs、由透射率计算部42求出的直接线透射率、且在有其它被检体(实际放射线摄影所使用的被检体)的状态下的实测的上述的实测强度，强度推定部44推定由像素指定部41指定的在规定像素的放射线强度。这样，基于在无被检体的状态下的实测数据求出直接线透射率，并使用该直接线透射率在有被检体(在此，为模型)的状态下进行放射线摄影求出变化率Rcs，使用该变化率Rcs或者由变化率Rcs插值装置进行了插值的变化率Rcs，在有其它被检体(在此，为实际放射线摄影所使用的被检体)的状态下进行放射线摄影，并基于在有该被检体(实际放射线摄影所使用的被检体)的状态下的实测强度，可推定放射线强度。
本发明不限于上述的实施例，而是可如下述进行变形实施。
(1)在上述的实施例中，采用以X射线为放射线之例进行了说明，但是也可以使用X射线以外的放射线(例如γ射线等)。
(2)在上述实施例中，放射线摄影装置是用于医用等的将被检体载置于如图1所示的载板1上进行摄影的结构，但不限于此。例如，既可以是如用于工业用等的非破坏检查装置那样使被检体(在此情况下检查的对象物是被检体)在带状物上搬运而进行摄影的结构，也可以是用于医用等的X射线CT装置等那样的结构。
(3)上述构成的变化率图生成部48通过对区域D所包含的变化率Rcs进行平均而求出平均值A，但是，本发明不限于此。也可以采用根据平滑滤波的目标的变化率的距离而对区域D所属的变化率进行加权来求出平均值A的构成。即，如图12所示，在关于平滑滤波的目标的变化率a求取平均值A时，采用与如变化率e1那样从变化率a远离的变化率相比而使如变化率b1那样与变化率a邻接的变化率一方去影响平均值A的构成。例如，也可以根据
A＝{1×(e1+e2)+2×(d1+d2)+3×(c1+c2)4×(b1+b2)
5×a}/(1+1+2+2+3+3+4+4+5)……(10)使用各变化率导出平均值A。通过这样的构成，能够设为使变化率图M1所保持的散射线的条纹模样更可靠地不模糊变小的构成。
(4)在上述的实施例中，叙述了以下方法，即在步骤S5中，关于透射散射线的变化率，使用根据在有被检体的状态下的实测所推定的透射散射线强度Sc，求出与该透射散射线强度Sc有关的所有像素的平均值相对的各像素的变化率。但是，就求取透射散射线的变化率的方法而言，可通过在无被检体的状态下的实测，作为求变化率Rcs的方法可对格栅使放射线照射源进行二维扫描，而使来自与散射线等同的更宽方向的直接线入射到散射线去除装置，做成模拟的散射线源(无直接线)，根据其乘积值，求出与所有像素的比率而求出变化率Rcs的方法，可使用任一方法。
(5)在上述的实施例中，将应由像素指定装置(在实施例中为像素指定部41)指定的规定像素的个数设为三个，但是不限于三个。只要根据联立方程式来决定个数即可。
(6)在上述的实施例中，在包含于联立方程式的解中的分母的绝对值为规定值以下的情况下，像素指定装置(在实施例中为像素指定部41)不选择作为该联立方程式的组合的规定的像素，但是，关于该规定值不限于上述的“0”。在上述的实施例中，包含于联立方程式的解中的分母有包含于来自(步骤2)直接线透射率Cp的计算·插值的推定直接线强度Pn的分母、和包含于来自(步骤S7)强度的推定·插值的被检体的透射散射线强度Sc的分母，对包含于比较简单的来自(步骤S2)直接线透射率Cp的计算·插值的推定直接线强度Pn的分母(Cpn+1+Cpn-1-2Cpn)的情况进行说明。
例如，在设格栅箔的遮蔽像素为n、设不是遮蔽像素的像素为n+1、n-1时，在箔上无变形等的情况下，可以预先计算此时各自的直接线透射率Cp的值。例如，在像素幅宽为150μm、格栅箔厚度为30μm、中间物质为空气的情况下，当忽视格栅罩的吸收时，成为Cpn+1＝1，Cpn-1＝1，Cpn＝0.7。因此，此时的分母就是Cpn+1+Cpn-1-2Cpn＝1+1-2×0.7＝0.6。
另一方面，Pn的分子为(Gn+1+Gn-1-2Gn)，但其统计变动误差可根据Gn+1+Gn-1-2Gn的统计变动误差预测，最终得到的Pn的统计变动误差是由分母值相除后的值。在上述例中，在理想的箔设置状态为0.6，当箔有变形等时其值变小的情况存在，在分子的统计变动误差由该值相除的情况下，统计变动误差变大，对其后求出的Pn的平均值带来很大的误差。因此，例如当将其允许值达到理想情况的三倍时，分母的规定值达到0.2，可只求可靠性高的Pn值。这样，可决定规定值，进而可指定像素。
与(步骤S8)的情况一样，与正常情况的分母值相比较，可根据最终得到的Sn的统计变动误差的允许值决定规定值。上述任一方法都以要求出的值的统计变动误差的允许值为基准而决定规定值，但也可以根据其它基准决定规定值。
(7)在上述的实施例中，推定了透射散射线强度及推定直接线强度，但是，也可以只推定任一方的强度。
(8)如上所述，在本说明书中，所谓“像素”是指不进行束敛处理(binning处理：聚敛处理)的一个像素、也包含将多个像素束敛(聚敛)做成一个像素。因此，在指定像素及使用被指定的指定像素的情况下，既可以适合聚敛的像素，也可以适合没有聚敛的像素。
(9)在上述的实施例中，作为与物理量取得装置相当的构成具备变化率计算装置。另外，作为与物理量图生成装置相当的构成具备变化率图生成装置。而且，作为与物理量图平滑化装置相当的构成具备变化率图平滑化装置。而且，通过排列变化率Rcs而生成变化率图M1，通过对其进行平滑化而生成平均值图M2。但是，本发明不限于这样的构成。而是也可以取代变化率Rcs而将直接线透射率Cp、透射散射线强度Sc或者推定直接线强度P进行排列而生成与其有关的平均值图。由此，由于图像处理部4在去除了在直接线透射率Cp、透射散射线强度Sc或者推定直接线强度P所重叠的统计干扰之上，还可进行图像处理，因而可取得同时去除了散射线的条纹模样和统计干扰的图像。
(10)在上述的实施例中，格栅6采用单方向排列吸收箔6a的构成，但是可将其取代做成交叉式格栅。交叉式格栅成为将细长状的吸收箔纵横排列的网状。该情况下，平滑化部49就成为；在变化率图M1上选择纵横方向(X方向、Y方向)中的任一方向，求出在所选择的方向上并列排列的变化率Rcs的平均值。另外，也可以采用将纵方向的平均值的计算和横方向的平均值的计算进行组合而生成平均值图M2的构成。
(11)在上述的实施例中，也可以如图13所示的那样由C型臂7支承X射线管2及FPD3。将C型臂7做成圆弧状，其一端配有X射线管2，另一端配有FPD3。当C型臂7可沿着其圆弧延长后的假想圆旋转移动时，C型臂7就可以绕与其假想圆的中心轴及连结X射线管2、FPD3的轴的任一线垂直的轴而进行旋转移动。这样的旋转移动由C型臂移动机构7a执行，C型臂运动控制部7b控制C型臂移动机构7a。
本发明在不超出其思想或者本质的范围内可以通过其它的具体方式进行实施，因此，表示发明的范围的不是以上的说明，而是应参照附加的权利要求书。

Claims (6)

1.一种放射线摄影装置，获得放射线图像，其中，
该放射线摄影装置包含：
放射线源，其照射放射线；
放射线检测装置，其按照用于检测放射线的多个检测元件在行方向及列方向上二维排列的方式构成；
放射线格栅，其将沿所述行方向延伸的吸收箔排列在所述列方向且去除散射线；
像素指定装置，其从构成所述放射线图像的各像素中指定规定的像素；
强度推定装置，其对由上述像素指定装置所指定的在所述规定的像素的散射线强度、在所述规定的像素的直接放射线强度中的至少一种放射线强度进行推定；
变化率计算装置，其使用根据在有被检体的状态下的实测由所述强度推定装置所推定的所述放射线强度，由此作为与该放射线强度有关的所有像素的基准强度，求出由平均值或者平滑滤波·插值计算所求取的各像素的值，且求出与该值相应的各像素的变化率，所述各像素的变化率用于求取二维排列的像素之像素值；
变化率图生成装置，其对所述各像素的变化率进行映射而生成变化率图；
变化率图平滑化装置，其对所述变化率图中沿所述吸收箔的延伸方向排列的变化率排列进行平滑滤波而生成平均值图。
2.如权利要求1所述的放射线摄影装置，其中，
还具备：
透射率计算装置，其求出穿过所述放射线格栅的直接线的透射率即直接线透射率，
并且，所述放射线格栅去除来自所述被检体的散射线；
所述强度推定装置中，根据所述平均值图、所述直接线透射率、在有另一被检体的状态下的实测的穿过所述放射线格栅之后的放射线强度即实测强度，推定由所述像素指定装置所指定的在所述规定的像素的放射线强度。
3.如权利要求1所述的放射线摄影装置，其中，
所述变化率图平滑化装置将在所述变化率图所重叠的统计干扰的影响去除。
4.如权利要求2所述的放射线摄影装置，其中，
所述变化率图平滑化装置将在所述变化率图所重叠的统计干扰的影响去除。
5.如权利要求1～4中任一项所述的放射线摄影装置，其中，
所述放射线格栅具有的在所述列方向上彼此邻接的吸收箔的间隔，是所述放射线检测装置具有的在所述列方向上彼此邻接的检测元件的间隔的整数倍而同步。
6.如权利要求1～4中任一项所述的放射线摄影装置，其中，
具备对所述放射线源和所述放射线检测装置进行支承的C型臂。
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