CN102048554A - 放射线拍摄装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种放射线拍摄装置。当放射线源与放射线检测器位于标准位置时，通过用放射线网格来遮挡从放射线源照射的放射线射束，从而使得在放射线检测器的检测面显现的吸收箔的影子的排列间距成为放射线检测元件的横向的排列间距的整数倍，并且，确定放射线网格与放射线检测器的位置，以使吸收箔的影子以不跨越与放射线检测元件横向相邻的放射线检测元件的方式显现。
Description
技术领域
本发明涉及通过对被检体照射放射线来获取透视像的放射线拍摄装置，特别是具备对由被检体产生的漫射放射线进行去除的放射线网格的放射线拍摄装置。
背景技术
在医疗机构中，具有通过放射线来拍摄被检体的透视图像的放射线拍摄装置。这样的放射线拍摄装置51，如图15所示，具有载置被检体M的检测台52；照射放射线的放射线源53；和检测放射线的放射线检测器54。
在放射线检测器54的放射线射入的入射面(检测面)上，具有去除了由被检体产生的漫射放射线的放射线网格55。放射线网格55构成为细长状的吸收箔以百叶窗的方式进行排列。若该吸收箔碰上漫射放射线，则大部分放射线被吸收箔吸收，而不射入到放射线检测器54。漫射放射线，由放射线网格55吸收而被去除。
通过设置放射线网格55，能够获取已去除漫射放射线的鲜明的透视图像，而另一方面却产生如下的问题。即：在放射线检测器54中映入吸收箔的影子。于是，在透视图像中映入像素值暗的条纹，这使得透视图像的清晰度变差。
在以往的放射线拍摄装置中，有具备通过图像处理来去除该条纹的结构的装置。即，以往的放射线装置，对透视图像进行频率分析来去除条纹。在透视图像中映入的条纹，是多条暗线以固定间距排列的条纹，所以，若对透视图像进行频率分析，则条纹分量汇集在某固定的频率中。在进行去除该频率分量的处理之后，进行频率逆变换，则将获取去除了条纹的透视图像。
这样的条纹的去除方法，也能够利用于同步型的放射线网格中。针对同步型的放射线网格进行说明。在放射线检测器54的检测面上，以矩阵状排列有对放射线进行检测的检测元件。一种同步型的放射线网格，是以在放射线检测器54中映入的吸收箔的影子的间距为检测元件的间距的整数倍的方式排列吸收箔来制造了放射线网格(参照日本国特开2000-83951号公报、特开2002-257939号公报)。若在标准位置上设定放射线源和放射线检测器并采用同步型放射线网格，则由于检测元件的间距与吸收箔的影子的间距发生干涉而不会产生波纹，所以能够获取进一步减少由吸收箔的影子引起的图像的紊乱的透视图像。即使采用同步型的放射线网格，也能说已变得不明显，但与在透视图像中显现条纹没有不同，这些条纹通过频率分析被去除。
然而，根据以往的放射线拍摄装置，存在以下问题点。
即，根据以往的放射线拍摄装置，难于完全去除透视图像中显现的条纹。如图15所示，在由C臂57支撑住放射线源53和放射线检测器54的情况下，通过C臂57旋转，放射线源53和放射线检测器54能够在保持彼此的位置的状态下倾斜。采用这样的放射线拍摄装置来进行拍摄时，会一边使C臂57倾斜，一边进行拍摄。C臂57弯曲，仅会使放射线源53与放射器54的相对位置发生微小偏移。于是，在放射线检测器54的检测面显现的吸收箔的影子的位置会移动。
现有型放射线网格通过在吸收箔之间夹持石墨等垫片来排列吸收箔，该垫片在某种程度上也吸收放射线。在同步型放射线网格的情况下，在相邻的吸收箔之间什么都未设置而形成中空，能够减少放射线的吸收。另一方面，由于中空构造，吸收箔55a具有变形而不能正确地形成直线状。总之，在放射线检测器54的检测面上会投影蜿蜒的吸收箔的影子。即使如此，吸收箔的影子也位于检测元件的横向的中央，不跨越于横向相邻的检测元件，吸收箔的影子在透视图像中显现为具有一个像素份的宽度的纵线。
根据此状态，若使C臂倾斜来进行拍摄，则吸收箔的影子在横向上移动。于是，由于吸收箔的影子是蜿蜒的，所以影子是部分地从横向跨越或未跨越检测元件。于是，在透视图像中，吸收箔的影子显现为复杂的条纹。通过频率分析来去除这样的条纹是困难的。条纹变得复杂，难以通过频率分析来统一去除。
发明内容
本发明鉴于这样的情况，其目的在于，提供一种能够通过在放射线检测器中映入放射线网格的吸收箔的影子来可靠地去除在透视图像中重叠的条纹的放射线拍摄装置。
本发明为了解决上述课题，设为如下结构。
即，本发明的放射线拍摄装置，具有：放射线源，其照射放射线；放射线检测器，其具有矩阵状排列了对放射线进行检测的放射线检测元件的检测面；图像生成单元，其以从所述放射线检测器所输出的检测信号为基础，生成图像；放射线网格，其被设置为：沿横向排列有沿纵向延伸的吸收箔，且覆盖所述放射线检测器的检测面；网格图像存储单元，其一边在所述放射线源与所述放射线检测器之间不介入被检体的状态下使所述放射线源与所述放射线检测器的横向的位置发生变化，一边进行所述放射线网格的拍摄，并存储多张映入有所述放射线网格的影子的网格图像；原始图像存储单元，其在所述放射线源与所述放射线检测器之间介入被检体的状态下进行被检体的拍摄，并存储映入有被检体的透视像和所述放射线网格的吸收箔的影子两者的原始图像；选择单元，其在所述网格图像存储单元中所存储的多个网格图像之中，选择与已映入原始图像中的所述放射线网格的影子的图案最相似的网格图像；和消去单元，其以由选择单元所选择的网格图像为基础，消去已映入原始图像中的吸收箔的影子，当所述放射线源与所述放射线检测器位于标准位置时，通过用所述放射线网格来遮挡从所述放射线源照射的放射线射束，从而使得在所述放射线检测器的检测面显现的吸收箔的影子的排列间距成为放射线检测元件的横向的排列间距的整数倍，并且，确定所述放射线网格与所述放射线检测器的位置，以使吸收箔的影子以不跨越与放射线检测元件横向相邻的放射线检测元件方式显现。
根据本发明的放射线拍摄装置，设置有与放射线检测器的检测元件的排列同步的同步型的放射线网格。即，以放射线检测元件的排列间距为基础来决定放射线网格的吸收箔的排列间距。由此，当使用频度最高的放射线源与放射线检测器位于标准位置时，吸收箔的影子的排列与放射线检测元件的排列发生干涉，而不会产生波纹，所以能够生成清晰度更高的放射线图像。
然而，这样的同步型的放射线网格，吸收箔易于发生变形。若吸收箔的形状变形，则难以预测在原始图像中显现的放射线网格的影子的图案，难以从原始图像中去除放射线网格的影子。
在此，根据本发明，预先拍摄了多个网格图像，选择与原始图像中映入的放射线网格的影子的图案最相似的网格图像，并利用它来消去在原始图像中映入的放射线网格的影子的图案。根据本发明，能够预测在原始图像中映入了什么样形状的放射线网格的影子，从而准确地从原始图像中去除放射线网格的影子的图案。
此外，在上述放射线拍摄装置中，更优选所述网格图像存储单元中所存储的网格图像，是一边沿横向变更所述放射线检测器相对于所述放射线源的位置一边拍摄的图像。
根据上述结构，能够更恰当地拍摄网格图像。若放射线源与放射线检测器的位置关系沿横向偏移，则在原始图像中显现的放射线网格的影子的图案会发生很大变化。于是，在上述结构中，一边沿横向变更相对于放射线检测器的放射线源的位置，一边拍摄网格图像。根据这样的方式，在获取原始图像时即使放射线源与放射线检测器的位置关系沿横向偏移，在原始图像中显现的放射线网格的影子的图案也能够作为网格图像而从已拍摄到的图像中进行选择。因此，能够准确地预测在原始图像中显现的放射线网格的影子的图案。
此外，在上述放射线拍摄装置中，更优选所述网格图像存储单元中所存储的网格图像，是在所述放射线源与所述放射线网格之间什么都未载置的状态下拍摄到的图像。
根据上述结构，能够更恰当地拍摄网格图像。根据如上述的结构，在网格图像中仅映入了放射线网格的影子，所以能够准确地表现在原始图像中显现的放射线网格的影子的图案。
此外，在上述放射线拍摄装置中，所述网格图像存储单元中所存储的网格图像，能够是在所述放射线源与所述放射线网格之间载置了产生漫射放射线的虚像的状态下拍摄到的图像。
根据上述结构，能够更恰当地拍摄网格图像。在原始图像中包括由被检体产生的漫射放射线的分量，原始图像中显现的放射线网格的影子的图案也受漫射放射线的影响而发生变化。因此，有时在产生漫射放射线的状态下拍摄网格图像能够更准确地了解原始图像中显现的放射线网格的影子。根据上述结构，能够获取已考虑到漫射放射线的影响的网格图像。
此外，在上述放射线拍摄装置中，更优选还具有：剖面生成单元，其以二维排列像素值的图像为基础，生成像素值沿所述放射线网格的横向一列排列的剖面，选择单元采用由原始图像生成的原始图像剖面及由网格图像生成的网格剖面来选择网格图像。
上述的结构，表现了网格图像的选择方法的细节。即，原始图像与网格图像的相似判断，不是采用图像其自身，而是采用对在图像中映入的放射线网格的影子的特征进行表示的剖面来进行的。剖面是像素值按一列排列的剖面，所以能够高速地进行剖面之间的比较。因此，在连续地拍摄原始图像的检查中，也能够可靠地去除在原始图像中映入的放射线网格的影子。
此外，在上述的放射线拍摄装置中，更优选所述剖面生成单元由原始图像剖面生成在原始图像中未映入所述放射线网格时的推定剖面，所述放射线拍摄装置通过从原始图像剖面减去推定剖面来生成比较用剖面，选择单元通过挑选与比较用剖面最相似的网格剖面来选择网格图像。
上述的结构，表现了网格图像的选择方法的细节。即，在原始图像中，重合了被检体像与放射线网格的影子。若将原始图像的剖面直接用于剖面之间的比较，则在原始图像的剖面中重叠的被检体像的分量会扰乱剖面的相似性的判断。本发明鉴于这种情况，构成为：由原始图像剖面生成在原始图像中未映入被检体像时的比较用剖面，并通过将它用于与网格剖面的比较来判断两剖面的相似性。由此，能够更可靠地了解在原始图像中映入的放射线网格的影子。
此外，在上述放射线拍摄装置中，更优选选择单元利用相关法来判别比较用剖面与网格剖面的相似性。
上述结构，表现了两剖面的相似性的判断的具体方法。若通过求出两剖面的相关系数的相关法来进行比较，则能够更可靠地了解在原始图像中映入的放射线网格的影子。
根据本发明的放射线拍摄装置，还具有易于产生吸收箔的变形的同步型放射线网格。若吸收箔的形状变形，则难以从原始图像中去除放射线网格的影子。于是，根据本发明，预先拍摄了多个网格图像，从中选择恰当的网格图像，并利用所选择的网格图像来消去原始图像中映入的放射线网格的影子的图案。根据本发明，能够从原始图像中准确地去除放射线网格的影子的图案。
此外，在上述放射线拍摄装置中，更优选具有：C臂，其支撑所述放射线源与所述放射线检测单元。
上述的结构，表示了本发明的具体的结构。根据上述的结构，能够保持放射线源与放射线检测单元的位置关系来移动两者。
此外，在上述放射线拍摄装置中，更优选所述放射线网格，是所述吸收箔的排列与所述放射线检测器的检测元件的排列同步的同步网格。
上述的结构，表示了本发明的具体的结构。本发明能够适用于所谓的同步网格。
附图说明
图1是说明实施例1的X射线拍摄装置的结构的功能方框图。
图2A是说明实施例1的C臂的移动样式的示意图。
图2B是说明实施例1的C臂的移动样式的示意图。
图3是说明实施例1的X射线网格的结构的立体图。
图4是说明实施例1的X射线网格、FPD、X射线管的位置关系的示意图。
图5是说明实施例1的X射线网格的结构的立体图。
图6是说明实施例1的网格图像的获取方法的示意图。
图7是说明实施例1的网格图像的获取方法的示意图。
图8是说明实施例1的网格图像的示意图。
图9是说明实施例1的网格图像的示意图。
图10是说明实施例1的网格剖面的示意图。
图11是说明实施例1的动作的流程图。
图12A是说明实施例1的比较用剖面的获取方法的示意图。
图12B是说明实施例1的比较用剖面的获取方法的示意图。
图12C是说明实施例1的比较用剖面的获取方法的示意图。
图13是说明实施例1的原始图像的示意图。
图14是说明本发明的一个变形例的示意图。
图15是说明现有结构的X射线拍摄装置的结构的功能方框图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施例进行说明。实施例中的X射线，相当于本发明的放射线。
<X射线拍摄装置的结构>
实施例1中的X拍摄装置1如图1所示，具有：载置被检体M的检测台2；设置在检测台2的下侧且照射X射线的X射线管3；设置在检测台2的上侧且检测X射线的平板检测器(FPD)4；对X射线管3的管电流、管电压进行控制的X射线管控制部6；支撑X射线管3及FPD4的C臂7；支撑C臂7的支柱8；使C臂7移动的C臂移动机构21；和控制C臂移动机构21的C臂移动控制部22。X射线管3相当于本发明的放射线源，FPD4相当于本发明的放射线检测器。
C臂7若能够通过C臂移动结构21在垂直方向、水平方向移动，则能够进行旋转。即，C臂7若如图2A所示能沿着沿弯曲的C臂7的虚拟圆VA旋转，则如图2B所示，当将C臂7的两端从支柱8突出的方向设为突出方向(体轴方向A)时，C臂7能够在与突出方向正交的平面上的虚拟圆VB上沿两端进行旋转。
X射线网格5，以覆盖具有FPD4的X射线检测面的方式被设置。图3是针对实施例1的X射线网格的结构进行说明的立体图。如图3所示，实施例1的X射线网格5，具有在纵向延伸的长条状的吸收箔5a。该吸收箔5a沿横向排列，以X射线网格5整体来看，是以百叶窗状排列。而且，其排列间距，例如是400μm。此外，该吸收箔5a由吸收X射线的钼合金或钽合金等构成。X射线网格5相当于本发明的放射线网格。
FPD移动机构23是以使FPD4与X射线管3接近/背离的目的而被设置的。由此，能够调节FPD4中映入的被检体像的放大率。FPD移动控制部24是以控制FPD移动结构23的目的而被设置。若通过FPD移动结构23使FPD4移动，则X射线网格5也随之进行移动。
针对FPD4与X射线网格5的位置关系进行说明。图4表示X射线网格5及FPD4与X射线管3的关系。X射线Dx从X射线管3的焦点P被放射。虽然图3的吸收箔5a看起来是平行排列，但实际上是以沿着所放射的X射线Dx的方式微小地使角度变化而排列的。将使吸收箔5a的影子S在FPD4的检测元件4a的中央映现的FPD4与X射线管3的位置关系称为标准位置。
在检测FPD4的X射线的检测面上，如图5所示，纵横排列有检测X射线的检测元件4a。若从X射线管3照射X射线，则X射线网格5的吸收箔5a的影子S会映入FPD4的检测元件4a的任一个中。此时，影子S如图5所示，会来到某检测元件4a的横向的中央。因此，吸收箔5a的影子S显现为未跨越与检测元件4a在横向相邻的检测元件4a。而且，影子S的横向的排列间距，成为FPD4的检测元件4a的排列间距的整数倍(在实施例中是4倍)。如此，FPD4上的吸收箔5a的位置及吸收箔5a的横向上的排列间距，是分别将影子S与检测元件4a的位置、及每个检测元件4a的横向的排列间距作为基准而决定的。将使这样的吸收箔5a的排列间距与检测元件4a的排列间距相吻合后的X射线网格5称为同步X射线网格。检测元件4a相当于本发明的放射线检测元件。
不过，如图2所示，若C臂7旋转，则X射线网格5的吸收箔5a的影子S会从FPD4的检测元件4a的横向的中央偏移。X射线管3是重物，若由C臂7支撑它，则C臂7会弯曲。该弯曲随着X射线管3从支柱8离开而变大。FPD4与影子S成为如图5的状态，是当如图1所示的X射线管3位于FPD4的正下的状态时。
此外，即使通过FPD移动机构23使FPD4与X射线管3接近/背离，X射线网格5的吸收箔5a的影子也会从FPD4的检测元件4a的横向的中央偏移。这是因为若使FPD4与X射线管3接近/背离，则FPD4上的X射线网格5的放大率会发生变动。FPD4与影子S成为图5那样的状态，是当X射线管3与FPD4处于规定的标准距离时。
当实施例1中的X射线管3与FPD4位于标准位置的情况，是指当如图1所示的X射线管3位于FPD4的正下，并且X射线管3与FPD4的距离处于标准距离时。具体而言，要参照图4。此时，影子S如图5所示，来到某检测元件4a的横向的中央。
此外，实施例1的X射线拍摄装置1如图1所示，具有：生成各种图像的图像生成部11；生成比较用剖面c的剖面生成部12；选择网格图像G中的一个的网格图像选择部13；去除在原始图像P0中映入的X射线网格5的影子的消去部14；使手术医师的指示输入的操作台31；显示校正图像的显示部32；和存储各种信息的信息存储部33。消去部14相当于本发明的消去单元，图像生成部11相当于本发明的图像生成单元。此外，剖面生成部12相当于本发明的剖面生成单元，网格图像选择部13相当于本发明的选择单元。此外，信息存储部33相当于本发明的网格图像存储单元、原始图像存储单元。
此外，实施例1中的X射线拍摄装置1，具有对各部6、11、12、13、14、22、24进行统一控制的主控制部34。主控制部34由CPU构成，通过执行各种程序来实现各部。此外，上述各部也可以分割成担当它们的运算装置来执行。
信息存储部33，对后述的网格图像G和原始图像P0进行存储。该信息存储部33，例如存储：X射线管控制部6用于控制的管电压/管电流/脉冲宽度等的在对X射线拍摄装置1的控制中所参照的所有各种参数。
针对网格图像G进行说明。网格图像G是用X射线拍摄被设置于FPD4的X射线网格5后得到的图像，在信息存储部33中存储有189张。该网格图像G是在从C臂7上取下X射线管3及PFD4的状态下获取的。即，通过朝向安装有X射线网格5的FPD4照射X射线来获取网格图像G。
针对网格图像G的拍摄方法进行说明。在拍摄网格图像G时，照射X射线的X射线管3，如图6所示，被载置于使X射线管3沿X射线网格5的横向移动的平台25。这样，能够使X射线管3从X射线管3与FPD4位于标准位置的状态，相对于FPD4沿横向移动。此外，平台25能够使X射线管3接近/背离FPD4。因此，能够使X射线管3从X射线管3与FPD 4位于标准位置的状态，相对于FPD4进行接近/背离。如此，载置X射线管3的平台25成为可沿正交的两个方向移动的XY平台。
针对拍摄网格图像G的情形进行说明。为了拍摄网格图像G，首先，从X射线管3照射X射线。于是，X射线网格5的影子映入FPD4。图像生成部11通过FPD4接收检测数据，并生成已映入X射线网格5的影子的网格图像G。该网格图像G被存储在信息存储部33中。
这样的拍摄是在沿横向滑动X射线管3的同时经多次来进行的。即，X射线管3随平台沿横向移动，暂时停止后，再次进行X射线网格5的拍摄。通过重复这样的X射线网格5的移动与拍摄，来一个接一个地拍摄网格图像G。
对在拍摄网格图像G时X射线管3如何移动进行说明。图6表示X射线管3与FPD4位于标准位置时的两者的位置关系。图中的符号P，表示X射线管3的发出的X射线射束的焦点。由于网格图像G的拍摄是在使X射线管3移动的同时一个接一个地进行的，所以针对FPD4的X射线管3的焦点的位置也一个接一个地发生变化。
拍摄X射线网格图像G的时间点的X射线管3的焦点位置，是如图7所示的P11～P47中的任一个。为了拍摄X射线网格图像，首先，一边使X射线管3的焦点从P24所示的标准位置沿横向移动，一边进行图7的A2所示的七个焦点位置的拍摄。之后，在相对于FPD4接近了X射线管3的焦点之后，一边沿横向移动一边进行拍摄，拍摄在图7的A1所示的P11～P17的各焦点位置上的X射线网格图像。同样地，在相对于FPD4背离了X射线管3的焦点之后，一边沿横向移动一边进行拍摄，拍摄在图7的A3、A4所示的各七个焦点位置上的X射线网格图像。而且，在图7中，以简洁的说明为目的，经四层进行了针对七个焦点位置的拍摄，并针对合计28点的焦点位置进行了X射线网格图像的拍摄，但作为实施例1的实际的操作，通过经21层进行针对九个焦点位置的拍摄，从而针对合计189点的焦点位置进行X射线网格图像的拍摄。
针对获取到的X射线网格图像G进行简单的说明。当X射线管3位于标准位置时(当X射线管3的焦点位于图7的P24时)，吸收箔的影子S，如图8的左侧所示，映入FPD4。此时的X射线网格图像G中，如图8的右侧所示，显现具有一个像素份的宽度的暗线。然而，由于吸收箔有的扭曲、有的弯曲，所以其影子S也在某种程度上变形。例如，由于吸收箔5a扭曲，影子S的横向的宽度不一致。受此影响，在X射线网格图像G中出现的暗线中，如图8的右侧所示，显现有部分暗的斑点。
若从标准位置移动X射线管3，则吸收箔的影子S，如图9的左侧所示，从图8的状态沿横向移动而映入FPD4。吸收箔的影子S，由于呈变形的形状，所以影子S是部分地从横向跨越或不跨越检测元件4a。在此时的X射线网格图像G中，如图9的右侧所示，显现呈复杂形状的暗线。在影子S跨越了检测元件4a的部分，影子S被分配给于横向相邻的检测元件4a，在X射线网格图像G中，显现具有两个像素份的宽度的暗线。在影子S未跨越检测元件4a的部分，X射线网格图像G中显现的暗线的宽度保持原有的一个像素份。
X射线网格图像G，通过图像生成部11，被赋予了与拍摄时的X射线管3和FPD4的位置关系相关的信息之后，被发送给剖面生成部12。剖面生成部12将已成为二维图像的X射线网格图像G变换为一维数据。即，剖面生成部12，如图10所示，在构成X射线网格图像G的像素值之中，将沿纵向一列排列的像素值进行平均，而生成沿横向排列了平均值的网格剖面g。作为生成网格剖面g的其它方法，也可以针对如图10的箭头a所示的X射线网格图像G的纵向的某位置，抽出横向一列排列的像素值组。剖面生成部12，使X射线网格图像G与以它为基础而生成的网格剖面g相关联地存储在信息存储部33中。如此，在信息存储部33中，28张(实际为189张)X射线网格图像G及网格剖面g建立关联而存储。
<X射线拍摄装置的动作>
接着，针对X射线拍摄装置的动作进行说明。为了用实施例1的X射线拍摄装置进行检查，首先，如图11所示，预先拍摄X射线网格5，并获取到多个网格图像G(网格拍摄步骤S1)。然后，在检测台上载置被检体M的状态下，进行被检体M的拍摄来获取原始图像P0(被检体拍摄步骤S2)，且以原始图像P0为基础，获取比较用剖面c(比较用剖面c生成步骤S3)。接着，对比较用剖面c和网格图像G(准确而言是其剖面数据)进行比较，来选择与原始图像P0中映入的X射线网格5的影子的条纹最相似的网格图像G(网格图像选择步骤S4)。最后，采用所选择的网格图像G来消去在原始图像P0中映入的X射线网格5的影子的条纹(消去步骤S5)。以下，针对它们的各步骤，按顺序进行说明。
<网格拍摄步骤S1，被检体拍摄步骤S2>
首先，在将X射线管3载置于平台的状态下，进行X射线网格5的拍摄。该步骤可以在X射线拍摄装置出厂前进行一次。因此，实际的被检体M的检查是从在检测台2上载置被检体M，并朝向被检体M照射X射线射束时开始(被检体拍摄步骤S2)。FPD4对透过被检体M的X射线射束进行检测，检测数据被发送给图像生成部11。图像生成部11，将检测数据进行二维排列等，来获取映入有被检体M的透视像与X射线网格5的影子两者的原始图像P0。
<比较用剖面生成步骤S3：生成原始图像剖面p>
原始图像P0被发送给剖面生成部12。剖面生成部12以与生成网格剖面g的相同要领生成原始图像P0的剖面即原始图像剖面p。原始图像剖面p通过将像素值进行平均、或从原始图像P0的横向一列排列的像素值组中抽出来获取。原始图像剖面p，如图12A上段所示，成为重叠了以斜线所示的吸收箔的影子S形成的分量和以阴影所示的被检体M的透视像形成的分量这两者。
<比较用剖面生成步骤S3：抽出区域A>
剖面生成部12，在图12A上段所示的原始图像剖面p之中，仅抽出区域A形成的像素。针对此区域A进行说明。当X射线管3与FPD4位于标准位置时，将吸收箔的影子S所映入的区域设为区域B。所谓区域A，是在原始图像剖面p中从区域B沿横向离开两个像素份的区域。图12A中段，以直方图来表示所抽出的区域A的像素值。区域A，如后所述，一定是吸收箔的影子S未映入的区域，所以对区域A之间进行比较，若像素值中存在不同，则此为被检体M的透视像的分量的缘故，而非吸收箔的影子S的缘故。总之，剖面生成部12，仅抽出区域A形成的像素，由此抽出了仅包括映入原始图像剖面p中的被检体像的分量在内的像素组。
针对区域A仅包括被检体像的分量的理由进行说明。图13是原始图像P0中出现的吸收箔的影子的示意图。当X射线管3与FPD4位于标准位置时，吸收箔的影子S，如图13的上侧所示，显现在一个像素份的宽度的区域B。区域B沿横向反复显现，若以原始图像P0整体来看，则呈条纹状。而且，在图13中，成为重叠了以斜线所示的吸收箔的影子S形成的分量和以阴影所示的被检体M的透视像形成的分量(被检体像的分量)这两者。以阴影所示的被检体M的透视像，实际上是被检体M的内脏组织或骨组织等。
若X射线管3与FPD4的相对位置从标准位置偏移，则如图13的下侧所示，吸收箔的影子S会从区域B溢出而显现。但是，在图13所示的区域A中不会显现吸收箔的影子S。无论X射线管3与FPD4的位置关系在被检体M的拍摄中如何变动，原始图像P0中的吸收箔的影子S的横向的移动距离小于一个像素份的距离，且吸收箔的影子S不移动到从区域B沿横向离开两个像素份的区域A中。
针对该理由进行说明。由于C臂7的弯曲，X射线管3与FPD4的位置的偏差为2mm左右。从X射线管3到FPD4之间的距离，标准位置约为1000mm，X射线网格5与FPD4的距离是20mm。根据这些，通过X射线管3与FPD4的相对位置在X射线网格5的横向上变动2mm，从而吸收箔的影子S沿横向移动40μm。吸收箔的影子S的横向的宽度，虽多少有些变动，但约为30μm，FPD4的检测面所排列的检测元件4a的横向的宽度为100μm，所以，原始图像P0的区域B中存在的吸收箔的影子S移动到远离100μm以上的区域A，可以说是不可能的。
<比较用剖面生成步骤S3：生成假设剖面sp>
剖面生成部12，在抽出区域A之后，为了在原始图像剖面p的整个区域中获知被检体像的分量而进行像素值的插值处理。即，剖面生成部12，使用区域A的像素值来推定在彼此相邻的区域A之间应存在的三个像素份的像素值。作为剖面生成部12进行的像素值的推定方法可列举如样条插值法。图12A下段表示了该作业结束的时间点。在图12A下段，为了区别由剖面生成部12所推定的像素值，以没有阴影的直方图表示。若将该推定剖面sp设为一维数据来表现，则为如图12B所示。推定剖面sp仅由以阴影表示的被检体M的透视像分量构成。
<比较用剖面生成步骤S3：生成比较用剖面c>
剖面生成部12，通过从原始图像剖面p减去推定剖面sp，来生成用于比较剖面的比较用剖面c。比较用剖面c，如图12C所示，仅由以斜线所示的吸收箔的影子S的分量构成。
<网格图像选择步骤S4>
比较用剖面c被发送给网格图像选择部13。该比较用剖面c表示在原始图像P0中映入的X射线网格5的影子的图案。在信息存储部33中，应存在与比较用剖面c相同图案的网格剖面g。网格图像选择部13，挑选与比较用剖面c的图案最相似的网格剖面g。
针对挑选网格剖面g的详细动作进行说明。网格图像选择部13，首先，粗略地进行网格图像G的挑选。在该网格图像选择部13中，由FPD移动控制部24，发送来X射线管3与FPD4的距离信息。网格图像选择部13对拍摄原始图像P0时的相对于FPD4的X射线管3的位置接近图7中的A1～A4中的任一个进行选择。此时，例如，网格图像选择部13选择了A1。网格图像选择部13，从信息存储部33读出X射线管3的焦点在A1位置所拍摄的七张X射线网格图像G(准确而言是其网格剖面g)。
于是，网格图像选择部13，通过比较两个剖面g、c，从七张X射线网格图像G中选择一张X射线网格图像G。具体而言，使七张X射线网格图像G的网格剖面g依次作用于比较用剖面c，求出相关系数h，来选择网格图像G。该相关系数h是表示网格剖面g与比较用剖面c的一致程度的指标。相关系数h越高，两剖面越一致。网格剖面g及比较用剖面c表示了网格图像G及原始图像P0中所显现的X射线网格5的影子的图案。因此，所谓两个剖面的相关系数h高表示了在网格图像G中所显现的X射线网格5的影子的图案与在原始图像P0中所显现的X射线网格5的影子的图案相似。
针对网格图像选择部13的相关系数h的获取方法进行说明。网格剖面g的像素值是横向一列排列的，所以能够以如下的矩阵来表示网格剖面g。
g＝{g1，g2，…gn }
同样地，比较用剖面c也是像素值横向一列排列的，所以能够以如下的矩阵来表示比较用剖面c。
c＝{c1，c2，…cn}
网格图像选择部13，通过下式计算出相关系数h。相关系数h是标量值。
h＝(g1c1+g2c2+…gn cn)
/(g1 2+g2 2+…+gn 2)1/2·(c1 2+c2 2+…+cn 2)1/2
网格图像选择部13，针对七个网格剖面g，分别求出相关系数。于是，网格图像选择部13，选择相关系数g最大的网格剖面g，并选择与它对应的网格图像G。由此，网格图像选择部13选择出：在网格图像G之中，与在原始图像P0中映入的X射线网格5的影子的图案最相似的图案。相关系数h是将两个剖面g、c之标量积除以规定的值后得到的值。此时的分母是为了将标量积的值正规化而设置的分母。
接着，表示相关系数h的具体的示例。例如，若两个剖面g、c完全相同，则相关系数的值为1。此外，随着两个剖面g、c不一致，相关系数h接近于0。将采用这样的相关系数h来判断图像的相似性的方法称为相关法。假设网格图像选择部13在网格图像G中选择了网格图像Ga，以进行以下的说明。
<消去步骤S5>
网格图像选择部13，将所选择的网格图像Ga发送给消去部14。消去部14，将网格图像Ga的反转图案与原始图像P0重合，由此生成从原始图像P0中将X射线网格5的影子的图案去除后的校正图像P1。在网格图像Ga中，由于映入了与重叠于原始图像P0的X射线网格5的影子的图案相同的图案，所以若将它们重合，则原始图像P0中的X射线网格5的影子会被准确地消去。在显示部32中显示该校正图像P1，检查结束。
如上所述，根据实施例1的X射线拍摄装置1，设置有与FPD4的检测元件4a的排列同步的同步型X射线网格5。X射线网格5的吸收箔5a的排列间距，以检测元件4a的排列间距为基础来决定。由此，在使用频度最高的标准位置处，吸收箔5a的影子的排列与检测元件4a的排列发生干涉而不会产生波纹，所以能够生成清晰度更高的X射线图像。
然而，这样的同步型X射线网格5，容易产生吸收箔5a的变形。若吸收箔5a的形状发生变形，则难以预测原始图像P0中显现的X射线网格5的影子的图案，且难以从原始图像P0中去除X射线网格5的影子。
于是，实施例1的结构，是预先拍摄了多个网格图像G后，选择与原始图像P0中映入的X射线网格5的影子的图案最相似的网格图像G，并利用它来消去原始图像P0中所映入的X射线网格5的影子的图案。总之，根据实施例1的结构，在预先知道原始图像P0中已映入什么样形状的X射线网格5的影子的基础上，能够准确地从原始图像P0中去除X射线网格5的影子的图案。
此外，根据实施例1的结构，能够更恰当地拍摄网格图像G。X射线管3与FPD4的位置关系若在横向上产生偏移，则在原始图像P0中显现的X射线网格5的影子的图案会发生很大变化。因此，在上述结构中，一边沿横向变更相对于X射线管3的FPD4的位置，一边拍摄网格图像G。若如此，在原始图像获取时，即使X射线管3与FPD4的位置关系在横向上产生偏移，原始图像P0中显现的X射线网格5的影子的图案，也已是已被拍摄成网格图像G的图像。因此，能够准确地预测在原始图像P0中显现的X射线网格5的影子的图案。
于是，根据实施例1的结构，能够更恰当地拍摄网格图像G。若如实施例1，在X射线管3与FPD4之间，除了X射线网格5之外不介入任何东西来拍摄网格图像G，则在网格图像G中仅映入X射线网格5的影子，所以能够准确地表示在原始图像P0中显现的X射线网格5的影子的图案。
此外，根据实施例1的结构，原始图像P0与网格图像G的相似判断，不是采用图像其自身，而是采用表示了在图像中映入的X射线网格5的影子的特征的剖面来进行的。实施例1的剖面的像素值是一列排列的，所以剖面之间的比较能够以高速进行。因此，在连续地拍摄原始图像P0的检查中，也能够可靠地去除在原始图像P0中映入的X射线网格5的影子。
然而，在原始图像P0中，被检体像与X射线网格5的影子是重合的。若将原始图像P0的剖面直接用于剖面之间的比较，则在原始图像P0的剖面中重叠的被检体像的分量会扰乱剖面的相似性的判断。实施例1鉴于这种情况，而形成以下结构：根据原始图像剖面p来生成原始图像P0中未映入被检体像时的比较用剖面c，通过将它用于与网格剖面g的比较，来生成判断原始图像P0中映入的X射线网格5的影子与网格图像G的相似性。由此，能够更可靠地了解在原始图像P0中映入的X射线网格5的影子。
此外，若如实施例1所述，通过求出两剖面的相关系数的相关法进行比较，则能够更可靠地了解在原始图像P0中映入的X射线网格5的影子。
本发明，如用图7进行的说明所示，既能适用于FPD4与X射线管3的距离比相当于图4的标准位置的距离长的情况，也能适用于短的情况。
本发明不局限于上述实施例的结构，能够实施如下所述的变形。
(1)在实施例1中，虽然在X射线管3与FPD4之间不载置除了X射线网格5以外的东西来拍摄网格图像G，但本发明不局限于此结构。如图14所示，可以在X射线管3与FPD4之间载置产生漫射放射线的板状的虚像(phantom)Ph来拍摄网格图像G。在原始图像P0中，包括由被检体M产生的漫射放射线的分量，在原始图像P0中显现的X射线网格5的影子的图案也受漫射放射线的影响而发生变化。因此，在产生漫射放射线的状态下拍摄网格图像G有时更能够准确地了解在原始图像P0中显现的X射线网格5的影子。根据本变形例的结构，能够获取已考虑到漫射放射线的影响的网格图像G。
(2)在上述实施例中，在X射线拍摄装置1中，设置有单一的C臂7，但本发明不局限于此。本发明也可以适用于设置有两个C臂7的双臂型系统。
(3)上述实施例，虽是医用的装置，但本发明也能够适用于工业用或核动力用的装置。
(4)上述实施例所说的X射线，是本发明中的放射线的一例。因此，本发明也能适用于X射线以外的放射线。
※本发明，只要不脱离其思想或本质就能够以其它具体的形式实施，因此，作为表示发明的范围，不局限于以上的说明，而要参照附加的技术方案。
Claims (9)
1.一种放射线拍摄装置，用于获取放射线图像，所述放射线拍摄装置包括：
放射线源，其照射放射线；
放射线检测器，其具有以矩阵状排列了对放射线进行检测的放射线检测元件的检测面；
图像生成单元，其以从所述放射线检测器所输出的检测信号为基础，生成图像；
放射线网格，其被设置为：沿横向排列有沿纵向延伸的吸收箔，且覆盖所述放射线检测器的检测面；
网格图像存储单元，其一边在所述放射线源与所述放射线检测器之间不介入被检体的状态下使所述放射线源与所述放射线检测器的横向的位置发生变化，一边进行所述放射线网格的拍摄，并存储多张映入有所述放射线网格的影子的网格图像；
原始图像存储单元，其在所述放射线源与所述放射线检测器之间介入被检体的状态下进行被检体的拍摄，并存储映入有被检体的透视像和所述放射线网格的吸收箔的影子两者的原始图像；
选择单元，其在所述网格图像存储单元中所存储的多个网格图像之中，选择与已映入原始图像中的所述放射线网格的影子的图案最相似的网格图像；和
消去单元，其以由选择单元所选择的网格图像为基础，消去已映入原始图像中的吸收箔的影子，
当所述放射线源与所述放射线检测器位于标准位置时，通过用所述放射线网格来遮挡从所述放射线源照射的放射线射束，从而使得在所述放射线检测器的检测面显现的吸收箔的影子的排列间距成为放射线检测元件的横向的排列间距的整数倍，并且，确定所述放射线网格与所述放射线检测器的位置，以使吸收箔的影子以不跨越与放射线检测元件横向相邻的放射线检测元件的方式显现。
2.根据权利要求1所述的放射线拍摄装置，其特征在于，
所述网格图像存储单元中所存储的网格图像，是一边沿横向变更所述放射线检测器相对于所述放射线源的位置一边拍摄到的图像。
3.根据权利要求1所述的放射线拍摄装置，其特征在于，
所述网格图像存储单元中所存储的网格图像，是在所述放射线源与所述放射线网格之间什么都未载置的状态下拍摄到的图像。
4.根据权利要求1所述的放射线拍摄装置，其特征在于，
所述网格图像存储单元中所存储的网格图像，是在所述放射线源与所述放射线网格之间载置了产生漫射放射线的虚像的状态下拍摄到的图像。
5.根据权利要求1所述的放射线拍摄装置，其特征在于，
所述放射线拍摄装置还具有：剖面生成单元，其以二维排列了像素值的图像为基础，生成像素值沿所述放射线网格的横向一列排列的剖面，
选择单元采用由原始图像生成的原始图像剖面及由网格图像生成的网格剖面来选择网格图像。
6.根据权利要求5所述的放射线拍摄装置，其特征在于，
所述剖面生成单元由原始图像剖面生成在原始图像中未映入所述放射线网格时的推定剖面，
所述放射线拍摄装置通过从原始图像剖面减去推定剖面来生成比较用剖面，
选择单元通过挑选与比较用剖面最相似的网格剖面来选择网格图像。
7.根据权利要求6所述的放射线拍摄装置，其特征在于，
所述选择单元利用相关法来判别比较用剖面与网格剖面的相似性。
8.根据权利要求1～7所述的放射线拍摄装置，其特征在于，
还具有：C臂，其用于支撑所述放射线源与所述放射线检测单元。
9.根据权利要求1～7所述的放射线拍摄装置，其特征在于，
所述放射线网格，是所述吸收箔的排列与所述放射线检测器的检测元件的排列同步的同步网格。
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