CN109893149B - X射线透视摄影装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种X射线透视摄影装置。在该X射线透视摄影装置中，图像处理部构成为：基于针对伪影延伸方向的列中包括的多个像素的平均差亮度值，来进行从X射线图像中去除带状伪影的图像处理，由此校正X射线图像。

Description

X射线透视摄影装置
技术领域
本发明涉及一种X射线透视摄影装置。
背景技术
以往，已知一种进行从X射线图像中去除带状伪影的图像处理的X射线透视摄影装置。例如，在日本特开2017-35204号公报中公开了这样的X射线透视摄影装置。
在日本特开2017-35204号公报中公开了一种X射线透视摄影装置，该X射线透视摄影装置具备：图像平均化单元，其对X射线图像中产生的带状伪影的延伸方向上的像素值进行平均来生成平均像素值分布；以及近似曲线生成单元，其计算对平均像素值分布进行近似的近似曲线。并且，日本特开2017-35204号公报的X射线透视摄影装置具备：差值计算单元，其计算平均像素值分布的值与近似曲线的差来作为差值；以及图像校正单元，其通过从X射线图像中的各个像素值减去差值(进行从X射线图像中去除带状伪影的图像处理)来校正X射线图像。
然而，在日本特开2017-35204号公报的X射线透视摄影装置中，基于平均像素值分布的值与对平均像素值分布进行近似所得的近似曲线之间的差值来校正X射线图像，因此认为在近似曲线的计算精度低的情况下存在不能充分地去除带状伪影的风险。因此，认为有时无法进行高精度地去除X射线图像中的带状伪影的校正。
发明内容
发明要解决的问题
本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，本发明的一个目的在于提供一种能够进行高精度地去除X射线图像中的带状伪影的校正的X射线透视摄影装置。
为了达成上述目的，本发明中的一个侧面的X射线透视摄影装置具备：照射部，其向被检体照射X射线；检测部，其对照射到被检体的X射线进行检测；图像处理部，其基于由检测部检测出的X射线检测信号来生成X射线图像；以及运算部，其针对每个像素计算X射线图像间的亮度值的差、即差亮度值，并且针对X射线图像中产生的带状伪影延伸的伪影延伸方向的列中包括的多个像素，计算对X射线图像间的差亮度值进行平均而得到的平均差亮度值，其中，图像处理部构成为，基于平均差亮度值进行从所述X射线图像中去除所述带状伪影的图像处理，由此校正所述X射线图像。此外，带状伪影是指沿与由检测部检测出的X射线检测信号的读出方向正交的方向延伸的伪影。此外，带状伪影不限于以在读出方向上具有某程度的宽度的方式产生的带状伪影，而是也包括在读出方向上有一个像素的线状的伪影的广义概念。
在基于本发明的一个侧面的X射线透视摄影装置中，图像处理部如上述那样构成为，基于针对伪影延伸方向的列中包括的多个像素的平均差亮度值，进行从X射线图像中去除带状伪影的图像处理，由此校正X射线图像。由此，能够基于反映出由于以伪影延伸方向的列为单位产生的带状伪影引起的亮度值的变化的、实际的X射线图像间的平均差亮度值，来去除带状伪影。其结果，与使用近似曲线的情况不同的是，通过基于直接反映出由于带状伪影引起的亮度值的实际的变化量的值进行图像处理，能够进行高精度地去除X射线图像中的带状伪影的校正。
在基于上述一个侧面的X射线透视摄影装置中，优选图像处理部构成为，通过从X射线图像中的各像素的亮度值减去平均差亮度值，来校正X射线图像。如果像这样构成，则能够从X射线图像中的亮度值直接减去反映出由于带状伪影产生的X射线图像间的亮度值的变化量的平均差亮度值。其结果是，能够容易地进行高精度地去除X射线图像中的带状伪影的校正。
在基于上述一个侧面的X射线透视摄影装置中，优选图像处理部构成为，基于按伪影延伸方向的每个列进行平均所得的平均差亮度值，来校正X射线图像。如果像这样构成，则能够使伪影延伸方向上的进行平均的像素的数量最大化。其结果是，相比于基于对相对少的像素的数量进行平均所得的平均差亮度值来校正X射线图像的情况，能够抑制误差的影响，提高校正的精度。
在基于上述一个侧面的X射线透视摄影装置中，优选运算部构成为，基于关于X射线图像40中的包括与伪影延伸方向正交的方向的至少多个列的区域进行平均所得的平均差亮度值，来决定在图像处理部中是否需要校正X射线图像。如果像这样构成，则通过关于包括与伪影延伸方向正交的方向的多个列的区域对平均差亮度值进行平均，关于包括至少多个列的区域能够抑制在X射线图像间被检体的位置在与伪影延伸方向正交的方向上发生了变化的情况下对平均差亮度值的影响。其结果是，能够高精度地判断有无带状伪影来决定是否需要校正。
在该情况下，优选运算部构成为，基于关于包括与伪影延伸方向正交的方向的所有列的X射线图像整体对平均差亮度值进行平均所得的平均差亮度值，来决定在图像处理部中是否需要校正X射线图像。如果像这样构成，则能够使对平均差亮度值进行平均的区域在与伪影延伸方向正交的方向上最大化，因此能够进一步抑制在X射线图像间被检体的位置在与伪影延伸方向正交的方向上发生了变化的情况下对平均差亮度值产生影响。
在基于上述一个侧面的X射线透视摄影装置中，优选运算部构成为，计算对X射线图像中的亮度值进行平均所得的平均亮度值，并且将平均差亮度值换算为指标值，该指标值用于评价对于基于被检体的差异的平均亮度值的、带状伪影的影响度，图像处理部构成为基于指标值来校正X射线图像。在此，X射线的透过率根据被检体而不同，因此X射线图像的平均亮度值根据X射线图像内的被检体的差异等发生变化。而且，X射线图像中的带状伪影的外观情况(影响度)根据平均亮度值的大小发生变化。因而，如果如上述那样构成，则能够根据指标值考虑对于平均亮度值的、带状伪影的影响来校正X射线图像，因此能够仅仅在带状伪影的影响度高且具有校正的必要性的情况下使图像处理部进行校正。其结果是，能够抑制在带状伪影的影响度低且校正X射线图像的效果低的情况下利用图像处理部进行校正。
在该情况下，优选运算部构成为，根据平均差亮度值相对于平均亮度值的比例，来计算指标值。如果像这样构成，则能够使用与由于带状伪影引起的亮度值的变化相当的平均差亮度值相对于根据被检体的差异而不同的平均亮度值的比例，来作为用于评价带状伪影的影响度的指标值。其结果是，能够容易地评价对于基于被检体的差异的平均亮度值的、带状伪影的影响度。
在基于上述的一个侧面的X射线透视摄影装置中，优选的是运算部构成为计算第一X射线图像与第二X射线图像之间的平均差亮度值，该第二X射线图像是在第一X射线图像之前生成的X射线图像，图像处理部构成为，基于被判断为没有产生带状伪影的第二X射线图像和虽被判断为产生了带状伪影但已进行校正的第二X射线图像中的任一方的平均差亮度值，来校正第一X射线图像。由此，如果像这样构成，则与使用产生了带状伪影的第二X射线图像的情况相比较，能够在平均差亮度值中可靠地反映带状伪影的影响，因此能够可靠地对第一X射线图像进行去除带状伪影的校正。
在该情况下，优选图像处理部构成为：基于被判断为没有产生带状伪影的第二X射线图像中或虽被判断为产生了带状伪影但已进行校正的第二X射线图像中的最新的第二X射线图像，来校正第一X射线图像。如果像这样构成，则能够将随着时间的经过而在X射线图像间产生的被检体的位置的变化比较小的X射线图像设为作为基准的第二X射线图像。其结果是，相比于将X射线图像间被检体的位置的变化比较大的X射线图像设为作为基准的第二X射线图像的情况，能够基于进一步反映出由于带状伪影引起的亮度值的变化的平均差亮度值，对第一X射线图像更可靠地进行去除带状伪影的校正。
附图说明
图1是表示具备基于本发明的一个实施方式的X射线透视摄影装置的运动跟踪放射线治疗装置的整体结构的图。
图2是表示具备基于本发明的一个实施方式的X射线透视摄影装置的运动跟踪放射线治疗装置的控制系统的结构的框图。
图3是表示产生了带状伪影的X射线图像的图。
图4的A是不存在带状伪影的X射线图像的在X射线检测信号的读出方向上的亮度值分布。
图4的B是存在带状伪影的X射线图像的在X射线检测信号的读出方向上的亮度值分布。
图5是用于说明X射线图像中的平均亮度值的计算的图。
图6是用于说明针对每个像素进行X射线图像间的差亮度值的计算的图。
图7的A是不存在带状伪影的X射线图像的在X射线检测信号的读出方向上的差亮度值分布。
图7的B是存在带状伪影的X射线图像的在X射线检测信号的读出方向上的差亮度值分布。
图8的A是用于说明X射线图像间的平均差亮度值的计算的图。
图8的B是用于说明X射线图像间的平均差亮度值的计算的另外的图。
图9是从X射线图像中去除带状伪影的校正处理的流程图。
具体实施方式
下面，基于附图来说明将本发明具体化的实施方式。
[实施方式]
首先，参照图1来说明具备基于本发明的一个实施方式的X射线透视摄影装置10的运动跟踪放射线治疗装置100的结构。
(运动跟踪放射线治疗装置的结构)
如图1所示，本实施方式的运动跟踪放射线治疗装置100设置于诊断室C。运动跟踪放射线治疗装置100具备用于载置被检体P的顶板1、用于向被检体P照射高强度的放射线的治疗用放射线装置2以及用于对被检体P进行X射线透视或X射线摄影的X射线透视摄影装置10。
治疗用放射线装置2为用于向被检体P的患部Pa照射强度比较高的放射线(图中的粗线箭头)来进行放射线治疗的装置。治疗用放射线装置2具备能够照射比X射线透视摄影装置10照射的放射线的强度高的放射线的治疗用放射线源2a。
运动跟踪放射线治疗装置100构成为，通过利用X射线透视摄影装置10进行X射线透视，来跟踪(运动跟踪)由于呼吸、搏动而移动的被检体P的患部Pa。而且，运动跟踪放射线治疗装置100构成为，一边通过运动跟踪使放射线的照射位置对准患部Pa，一边利用治疗用放射线装置2向患部Pa照射(治疗用的)强度高的放射线。
(X射线透视摄影装置的结构)
接着，参照图1和图2来说明基于本发明的一个实施方式的X射线透视摄影装置10的结构。
如图1所示，X射线透视摄影装置10具备包括X射线管装置11a和X射线显像器11b的摄影系统11、包括X射线管装置12a和X射线显像器12b的摄影系统12、底座13a和13b、底座14a和14b、导轨部15以及导轨部16。此外，X射线管装置11a和12a为权利要求书的“照射部”的一例。另外，X射线显像器11b和12b是权利要求书的“检测部”的一例。
X射线管装置11a和12a是用于向被检体P照射X射线的装置。X射线管装置11a和12a具有X射线源，通过利用未图示的X射线管驱动部施加电压，能够照射X射线。
X射线显像器11b和12b为用于对照射到被检体P的X射线进行检测的设备。X射线显像器11b和12b构成为，分别检测从X射线管装置11a和12a照射的X射线，并且将检测出的X射线转换为电信号(X射线检测信号)。X射线显像器11b和12b例如为FPD(Flat PanelDetector：平板检测器)。
X射线显像器11b和12b包括多个转换元件(未图示)和配置在多个转换元件上的像素电极(未图示)。多个转换元件和像素电极配置为以规定的周期(像素间距)排列成二维矩阵状。由X射线显像器11b和12b读出的X射线检测信号经由控制部21(参照图2)被输出到图像处理装置30(参照图2)。此外，在X射线透视摄影装置10中，将X射线检测信号的读出方向设为R方向(参照图3)。
底座13a和13b分别支承X射线管装置11a和12a。底座13a和13b构成为，通过分别变更X射线管装置11a和12a相对于底座13a和13b的角度，能够调整X射线的照射方向。
另外，底座14a和14b分别支承X射线显像器11b和12b。底座14a和14b构成为，通过分别变更X射线显像器11b和12b相对于底座14a和14b的角度，能够调整X射线的检测面的方向。
导轨部15设置于诊断室C的地面17。在导轨部15形成有用于沿X方向和Y方向引导底座13a和13b的大致U字形状的导轨(未图示)。导轨部15构成为，能够使X射线管装置11a和12a借助底座13a和13b沿导轨在水平方向上移动。此外，在图中，将被检体P躺卧的方向设为水平方向(X方向和Y方向)，将与水平方向正交的铅垂方向设为Z方向。
导轨部16设置于诊断室C的顶面18。在导轨部16形成有用于沿X方向和Y方向引导底座14a和14b的大致U字形状的导轨(未图示)。导轨部16构成为，能够使X射线显像器11b和12b借助底座14a和14b沿导轨在XY平面上移动。
另外，如图2所示，X射线透视摄影装置10具备控制部21、存储部22、操作部23、显示部24以及图像处理装置30。
控制部21是构成为包括CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等的计算机。控制部21作为通过使CPU执行规定的控制程序来控制X射线透视摄影装置10的各部的控制部发挥功能。另外，控制部21构成为，也能够控制治疗用放射线装置2所具备的控制部(未图示)来从治疗用放射线源2a照射放射线。
存储部22例如包括硬盘驱动器等存储装置。存储部22存储有由控制部21执行的控制程序、由图像处理装置30执行的图像处理程序等。另外，存储部22构成为，存储由图像处理装置30生成或校正后的X射线图像40(参照图3)。在存储部22中，将有无校正、进行摄影(校正)时的日期时间等X射线图像40的信息与X射线图像40相对应地进行存储。
操作部23例如构成为包括操纵杆、键盘和鼠标、触摸面板或者其它控制器等。控制部21构成为，接受经由操作部23进行的输入操作。
显示部24例如为液晶显示器等监视器。控制部21构成为，进行使显示部24显示由图像处理装置30生成或校正后的X射线图像40的控制。
图像处理装置30通过执行存储部22中存储的图像处理程序来作为图像处理装置发挥功能。图像处理装置30构成为，能够生成或校正X射线图像40。
(图像处理装置的结构)
接着，参照图2～图8来说明图像处理装置30的具体结构。
如图2所示，图像处理装置30构成为，针对每个像素40a，将从X射线显像器11b和12b依次输出的X射线检测信号转换为对应的像素40a(参照图3)的与X射线检测信号的强度相应的亮度值L(参照图4)，来生成X射线图像40。图像处理装置30具备图像处理部31和运算部32。
图像处理部31是构成为包括GPU(Graphics Processing Unit：图形处理单元)、构成为用于图像处理的FPGA(Field-Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等处理器的计算机。图像处理部31包括图像生成部31a和图像校正部31b。
图像生成部31a通过将从X射线显像器11b和12b依次输出的X射线检测信号图像化，来以规定的帧频生成X射线图像40。帧频例如为15FPS～30FPS左右。X射线图像40例如为具有规定的灰度级数(10～12位等)的灰度等级的像素值(亮度值)L(参照图4)的图像。
图像校正部31b构成为，通过进行从X射线图像40中去除带状伪影AF(参照图3)的图像处理，来校正X射线图像40。
如图3所示，带状伪影AF为X射线图像40中在与R方向正交的A方向(伪影延伸方向)上产生的带状的伪影。带状伪影AF是因根据读出X射线检测信号的时间差而不同的(由从治疗用放射线装置2照射的放射线所引起的)散射放射线量的差异所产生的。
在此，在X射线图像40中产生了带状伪影AF的情况下，R方向上的亮度值分布如图4的B所示。相比于示出没有产生带状伪影AF的X射线图像40的亮度值分布的图4的A，在图4的B所示的亮度值分布中，沿R方向整体上的亮度值L不同，并且在R方向上的特定的位置(产生了带状伪影AF的位置)处产生亮度值L的异常变动Lx。此外，图4所示的R方向上的亮度值分布是针对R方向的每个列沿R方向标记出对在A方向上排列的所有的像素40a的亮度值L进行平均所得的平均亮度值La(参照图5)而得到的亮度值分布。另外，X射线透视摄影装置10中的散射射线的影响容易扩及到X射线图像40整体，因此在X射线图像40中产生了带状伪影AF的情况(图4的B)下和X射线图像40中没有产生带状伪影AF的情况(图4的A)下，容易发生沿R方向整体上的亮度值L不同。
图像校正部31b构成为，基于X射线图像40中的各像素40a(参照图3)的亮度值L和在R方向上排列的沿A方向延伸的每个列的平均差亮度值DLa(参照图8)，来校正X射线图像40。具体地说，图像校正部31b构成为，通过从X射线图像40中的各像素40a的亮度值L减去与各个像素40a对应的A方向的每个列的平均差亮度值DLa，来校正X射线图像40。此外，利用运算部32来计算平均差亮度值DLa。
运算部32是构成为包括CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、ROM(ReadOnly Memory：只读存储器)和RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等的计算机。运算部32具备比较图像选择部32a、平均亮度值运算部32b、差亮度值运算部32c、平均差亮度值运算部32d以及图像校正判断部32e。
比较图像选择部32a构成为，针对要判断是否需要校正的X射线图像40即X射线图像41(参照图6)，选择成为比较的基准的X射线图像40即X射线图像42(参照图6)。X射线图像42为在X射线图像41之前生成的(先前的)帧的X射线图像40。X射线图像41例如为以规定的帧频制作的X射线图像40中的最新(当前)的X射线图像40。此外，X射线图像41和X射线图像42分别为权利要求书中的“第一X射线图像”和“第二X射线图像”的一例。
比较图像选择部32a构成为判断是否满足作为选择X射线图像42的条件的以下两个条件。第一个条件为：是否为由图像校正判断部32e(先前)判断为没有产生带状伪影AF的X射线图像40，或者是否为虽由图像校正判断部32e(先前)判断为产生了带状伪影AF但已利用图像校正部31b进行了校正的X射线图像40。另外，第二个条件为：是否为满足第一个条件的X射线图像40中的最新的X射线图像40。
平均亮度值运算部32b构成为，计算对X射线图像40中的多个像素40a的亮度值L进行平均所得的平均亮度值La(参照图5)。如图5所示，平均亮度值运算部32b能够针对X射线图像40计算X射线图像40整体(X射线图像40的全部的像素40a)的平均亮度值La。
差亮度值运算部32c构成为，针对每个像素40a计算X射线图像40间的亮度值L的差、即差亮度值DL(参照图6)。也就是说，如图6所示，差亮度值运算部32c能够针对每个像素40a计算X射线图像41中的规定的像素40a与在X射线图像41之前生成的X射线图像42中的对应的像素40a之间的差亮度值DL。
在此，基于由差亮度值运算部32c使用具有图4所示的亮度值分布的X射线图像40(41)计算出的X射线图像42与X射线图像41之间的差亮度值DL的、R方向上的差亮度值分布分别如图7所示。也就是说，在X射线图像41中产生了带状伪影AF的情况下，R方向上的差亮度值分布如图7的B所示。图7的B所示的差亮度值分布中的差亮度值DL与使用没有产生带状伪影AF的X射线图像41得到的差亮度值分布的图7的A所示的差亮度值DL关于R方向整体上不同，并且在图7的B所示的差亮度值分布中，在R方向上的特定的位置(产生了带状伪影AF的位置)处产生差亮度值DL的异常变动DLx。该特定的位置为与图4的B的亮度值分布中产生了亮度值L的异常变动Lx的位置相同的位置。此外，图7所示的R方向上的差亮度值分布是针对R方向的每个列沿R方向标记出对在A方向上排列的全部的像素40a的差亮度值DL进行平均所得的平均差亮度值DLa(参照图8)而得到的。
平均差亮度值运算部32d构成为，计算对X射线图像40中的多个像素40a的、由差亮度值运算部32c计算出的差亮度值DL进行平均所得的平均差亮度值DLa(参照图8)。如图8所示，平均差亮度值运算部32d能够计算X射线图像40中的A方向的每个列的平均差亮度值DLa1(参照图8的A)和进一步对每列的平均差亮度值DLa1在R方向上进行平均所得的X射线图像40整体的平均差亮度值DLa2(参照图8的B)等。
在此，在使用没有产生带状伪影AF的X射线图像41得到的差亮度值分布(图7的A)的大致整体中，差亮度值DL(平均差亮度值DLa)为接近0(零)的值。另一方面，在产生了带状伪影AF的X射线图像41的差亮度值分布(图7的B)中，在R方向上的没有产生带状伪影AF的特定的位置(没有产生异常变动DLx的位置)处，由于散射射线而引起差亮度值DL(平均差亮度值DLa)成为偏离0(零)的值。另一方面，在使用产生了带状伪影AF的X射线图像41得到的差亮度值分布(图7的B)中，在R方向上的产生了带状伪影AF的特定位置(产生了异常变动DLx的位置)处，差亮度值DL(平均差亮度值DLa)成为向相对于R方向上的没有产生带状伪影AF的特定位置的差亮度值DL(平均差亮度值DLa)变大或变小的值大幅度偏离的值。
因而，在使用没有产生带状伪影AF的X射线图像41的情况下，差亮度值DL(平均差亮度值DLa)为接近0(零)的值，由此平均差亮度值DLa1和DLa2为接近0(零)的值。另一方面，在使用产生了带状伪影AF的X射线图像41的情况下，平均差亮度值DLa1和DLa2易成为偏离0(零)的值。
图像校正判断部32e构成为，基于根据由平均差亮度值运算部32d计算出的X射线图像40整体的平均差亮度值DLa2和由平均亮度值运算部32b计算出的X射线图像40整体的平均亮度值La计算出的指标值，来判断是否需要校正X射线图像40。例如在指标值比预先设定的规定的阈值大的情况下，图像校正判断部32e判断为需要校正，在指标值为规定的阈值以下的情况下，图像校正判断部32e判断为不需要校正。规定的阈值可以由用户经由操作部23进行设定，也可以在X射线透视摄影装置10出厂时等预先存储于存储部22。此外，能够根据基于先前的X射线图像40的平均差亮度值DLa2和平均亮度值La的数据等来获取规定的阈值。
图像校正判断部32e构成为，使用X射线图像40整体的平均差亮度值DLa2相对于X射线图像40整体的平均亮度值La的比例(DLa2/La)来作为指标值。此外，指标值(DLa2/La)为用于评价对于基于被检体P的差异的平均亮度值La的、带状伪影AF的影响度的指标。而且，图像校正判断部32e构成为：在指标值(DLa2/La)为规定的阈值以下的情况下，判断为差亮度值DL为接近0(零)的值，是没有产生带状伪影AF的X射线图像41，从而判断为不需要校正X射线图像40。另一方面，图像校正判断部32e构成为：在指标值(DLa2/La)比规定的阈值大的情况下，判断为差亮度值DL为偏离0(零)的值，是产生了带状伪影AF的X射线图像41，从而判断为需要校正X射线图像40。
并且，图像校正判断部32e构成为：在虽为产生了带状伪影AF的X射线图像41但X射线图像40中的带状伪影AF的影响度相对小的情况下，判断为不需要校正X射线图像40。详细地说，在X射线不易透过且平均亮度值La为500的被检体P的X射线图像40以及X射线容易透过且平均亮度值La为5000的被检体P的X射线图像40中，在包含带状伪影AF的影响的平均差亮度值DLa2为30的情况下，指标值(DLa2/La)分别为0.06(＝30/500)和0.006(30/5000)。因而，当与平均亮度值La为500的被检体P的X射线图像40进行比较时，平均亮度值La为5000的被检体P的X射线图像40的带状伪影AF的影响度相对小。因此，X射线透视摄影装置10构成为：在指标值(DLa2/La)为规定的阈值以下的情况下，X射线图像40中的带状伪影AF的影响度相对小，因此判断为不需要校正X射线图像40。
而且，在图像校正判断部32e中，如上述那样利用图像校正部31b对被判断为需要进行校正的X射线图像41进行校正。
例如，针对产生了带状伪影AF的X射线图像41，利用图像校正判断部32e从X射线图像41中的各像素40a的亮度值L减去与各个像素40a对应的A方向的每个列的平均差亮度值DLa来进行校正。在此，R方向上的产生了亮度值L的异常变动Lx(带状伪影AF)的特定位置(与该特定位置对应的沿A方向延伸的列中包括的所有的像素40a)的平均差亮度值DLa偏离0(零)，并且为向相对于R方向上的没有产生亮度值L的异常变动Lx(带状伪影AF)的特定位置的平均差亮度值DLa变大或变小的值大幅度偏离的值。即，关于R方向上的产生了亮度值L的异常变动Lx(带状伪影AF)的特定位置的平均差亮度值DLa，能够视为由于带状伪影AF的影响引起的亮度值L的变化量。因而，在R方向上的产生了亮度值L的异常变动Lx的特定位置处，关于与R方向上的特定位置对应的沿A方向延伸的列中包括的全部的像素40a，从各像素40a的亮度值L减去与各个像素40a对应的A方向的每个列的平均差亮度值DLa，由此降低带状伪影AF的影响。其结果是，针对X射线图像40整体，通过校正来抑制(降低)由于如图4的B的带状伪影AF引起的亮度值L的异常变动Lx，并且被校正为如图4的A所示那样接近没有产生带状伪影AF的情况的状态。
根据以上的结构，图像处理装置30能够通过进行从X射线图像40中去除带状伪影AF的图像处理来校正X射线图像40。
(X射线图像的校正处理的流程)
接着，参照图9来说明从X射线图像40中去除带状伪影AF的校正处理的流程。此外，设为在开始流程之前已由图像生成部31a(图像处理部31)生成X射线图像40。
首先，在步骤S101和步骤S102中，比较图像选择部32a(运算部32)针对要判断是否需要校正的X射线图像41选择(在X射线图像41之前生成且)成为比较的基准的X射线像42。
具体地说，在步骤S101中，比较图像选择部32a选择由图像校正判断部32e(在先前)判断为没有产生带状伪影AF的X射线图像40或者虽由图像校正判断部32e(在过去)判断为产生了带状伪影AF但已由图像校正部31b进行校正的X射线图像40，来作为X射线图像42的候选。
然后，在步骤S102中，比较图像选择部32a选择在步骤S101中选择出的X射线图像42的候选中的最新的X射线图像40，来作为用于校正X射线图像41的基准的X射线图像42。
接着，在步骤S103中，平均亮度值运算部32b(运算部32)计算作为基准的X射线图像42中的图像整体的平均亮度值La。
接着，在步骤S104中，差亮度值运算部32c(运算部32)针对每个像素40a计算作为基准的X射线图像41与要判断是否需要校正的X射线图像42之间的差亮度值DL。
接着，在步骤S105中，平均差亮度值运算部32d(运算部32)按X射线图像40中的伪影延伸方向(A方向)的每个列计算对由差亮度值运算部32c计算出的差亮度值DL进行平均所得的平均差亮度值DLa1(DLa)。
接着，在步骤S106中，平均差亮度值运算部32d(运算部32)关于X射线图像40整体，计算在X射线图像40中的与伪影延伸方向正交的方向(R方向)上对按X射线图像40中的伪影延伸方向(A方向)的每个列进行平均所得的平均差亮度值DLa1(DLa)进行平均而得到的平均差亮度值DLa2(DLa)。
接着，在步骤S107中，图像校正判断部32e(运算部32)计算X射线图像40整体的平均差亮度值DLa2相对于X射线图像40整体的平均亮度值La的比例(DLa2/La)，来作为用于评价X射线图像40中的带状伪影AF的影响度的指标值。
接着，在步骤S108中，图像校正判断部32e(运算部32)判断作为指标值计算出的(DLa2/La)的值是否比预先设定的规定的阈值大。而且，在判断为(DLa2/La)的值比规定的阈值大的情况下，进入步骤S109。另外，在没有判断为(DLa2/La)的值比规定的阈值大的情况下，不进行X射线图像42的校正，结束校正处理的流程。
接着，在步骤S109中，图像校正部31b(图像处理部31)针对判断了是否需要校正的X射线图像41的每个像素40a，从各个像素40a的亮度值L减去按伪影延伸方向(A方向)的每个列进行平均所得的平均差亮度值DLa1，由此校正X射线图像41。由此，能够从X射线图像41中去除带状伪影AF。
(实施方式的效果)
在本实施方式中，能够得到如下的效果。
在本实施方式中，如上述那样构成图像处理部31：基于针对伪影延伸方向(A方向)的列中包括的多个像素40a的平均差亮度值DLa，进行从X射线图像40中去除带状伪影AF的图像处理，由此校正X射线图像40。由此，能够基于反映出由于以伪影延伸方向的列为单位产生的带状伪影AF引起的亮度值L的变化的、实际的X射线图像40间的平均差亮度值DLa来去除带状伪影AF。其结果，与使用近似曲线的情况不同的是，通过基于直接反映出由于带状伪影AF引起的亮度值L的实际的变化量的值进行的图像处理，能够进行高精度地去除X射线图像40中的带状伪影AF的校正。
另外，在本实施方式中，如上述那样构成图像处理部31：通过从X射线图像40中的各像素40a的亮度值L减去平均差亮度值DLa，来校正X射线图像40。由此，能够从X射线图像40中的亮度值L直接减去反映出由于带状伪影AF产生的X射线图像40间的亮度值L的变化量的平均差亮度值DLa。其结果是，能够容易地进行高精度地去除X射线图像40中的带状伪影AF的校正。
另外，在本实施方式中，如上述那样构成图像处理部31：基于按伪影延伸方向(A方向)的每个列进行平均所得的平均差亮度值DLa来校正X射线图像40。由此，能够使为了得到平均差亮度值DLa要进行平均的像素40a的数量在伪影延伸方向上最大化。其结果是，相比于基于对相对少的像素40a的数量进行平均所得的平均差亮度值DLa的情况，能够抑制误差的影响，提高校正的精度。
另外，在本实施方式中，如上述那样将运算部32构成为：基于关于X射线图像40中的包括与伪影延伸方向(A方向)正交的方向(R方向)的至少多个列的区域进行平均所得的平均差亮度值DLa，来决定是否在图像处理部31中进行X射线图像40的校正。由此，通过关于包括与伪影延伸方向正交的方向的多个列的区域对平均差亮度值DLa进行平均，关于包括至少多个列的区域能够抑制在X射线图像40之间被检体P的位置在与伪影延伸方向正交的方向上发生了变化的情况下对平均差亮度值DLa的影响。其结果是，能够高精度地判断有无带状伪影AF来决定是否需要校正。
另外，在本实施方式中，如上述那样将运算部32构成为：基于关于包括与伪影延伸方向(A方向)正交的方向(R方向)的所有列的X射线图像40整体对平均差亮度值DLa进行平均所得的平均差亮度值DLa，来决定在图像处理部31中是否需要校正X射线图像40。由此，能够使对平均差亮度值DLa进行平均的区域在与伪影延伸方向正交的方向上最大化，因此能够进一步抑制在X射线图像40间被检体P的位置在与伪影延伸方向正交的方向上发生了变化的情况下对平均差亮度值DLa的影响。
另外，在本实施方式中，如上述那样将运算部32构成为：计算对X射线图像40中的亮度值L进行平均所得的平均亮度值La，并且将平均差亮度值DLa换算为指标值，该指标值用于评价对于基于被检体P的差异的平均亮度值La的、带状伪影AF的影响度，图像处理部31构成为基于指标值来校正X射线图像40。由此，能够根据指标值考虑对于平均亮度值La的、带状伪影AF的影响来校正X射线图像40，因此能够仅仅在带状伪影AF的影响度高且存在校正的必要性的情况下使图像处理部31进行校正。其结果是，能够抑制在带状伪影AF的影响度低且校正X射线图像40的效果低的情况下利用图像处理部31进行校正。
另外，在本实施方式中，如上所述将运算部32构成为：根据平均差亮度值DLa相对于平均亮度值La的比例(DLa/La)来计算指标值。由此，能够使用与由于带状伪影AF引起的亮度值L的变化相当的平均差亮度值DLa相对于根据被检体P的差异而不同的平均亮度值La的比例(DLa/La)，来作为用于评价带状伪影AF的影响度的指标值。其结果是，能够容易地评价对于根据被检体P的差异而不同的平均亮度值La的、带状伪影AF的影响度。
另外，在本实施方式中，如上所述那样将运算部32构成为：计算X射线图像41与在X射线图像41之前生成的X射线图像40即X射线图像42之间的平均差亮度值DLa，并且如上述那样将图像处理部31构成为：基于被判断为没有产生带状伪影AF的X射线图像42和虽被判断为产生了带状伪影AF但已进行校正的X射线图像42中的任一方的平均差亮度值DLa，来校正X射线图像41。由此，与使用产生了带状伪影AF的X射线图像42来作为基准的情况相比较，能够在平均差亮度值DLa中可靠地反映带状伪影AF的影响，因此能够对X射线图像41可靠地进行去除带状伪影AF的校正。
另外，在本实施方式中，如上述那样将图像处理部31构成为：基于被判断为没有产生带状伪影AF的X射线图像42中或虽被判断为产生了带状伪影AF但已进行校正的X射线图像42中的最新的X射线图像42，来校正X射线图像41。由此，能够将随着时间的经过而在X射线图像42间产生的被检体P的位置变化比较小的X射线图像40设为作为基准的X射线图像42。其结果是，相比于将在X射线图像40间被检体P的位置变化比较大的X射线图像40设为作为基准的X射线图像42的情况，能够基于进一步反映出由于带状伪影AF引起的亮度值L的变化的平均差亮度值DLa，对X射线图像41更可靠地进行去除带状伪影AF的校正。
[变形例]
此外，应该认为本次公开的实施方式在所有方面均为例示，并非限制性的。本发明的范围并非由上述的实施方式的说明所表示，而是由权利要求书来表示，还包括与权利要求书同等的含义及范围内的所有的变更(变形例)。
例如，在上述实施方式中例示的例子中，将图像校正部31b构成为，通过从X射线图像40中的各像素40a的亮度值L减去与各个像素40a对应的A方向(伪影延伸方向)的每个列的(对列中包括的全部的像素40a的亮度值L进行平均所得的)平均差亮度值DLa1来校正X射线图像40，但本发明不限于此。在本发明中，也可以将图像校正部构成为，从X射线图像中的各像素的亮度值减去伪影延伸方向的列中包括的一部分的像素的平均差亮度值。
另外，在上述实施方式中示出的例子中，将图像校正判断部32e(运算部32)构成为，基于X射线图像40整体的平均差亮度值DLa2来判断是否需要校正X射线图像40，但本发明不限于此。在本发明中，例如也可以使图像校正判断部(运算部)构成为，基于X射线图像中的包括多个列的区域(X射线图像的一部分)的平均差亮度值来判断是否需要校正X射线图像。另外，例如也可以将图像校正判断部(运算部)构成为，基于每列的平均差亮度值来判断是否需要校正X射线图像。另外，例如也可以将图像校正判断部(运算部)构成为，基于伪影延伸方向的列中包括的一部分像素的平均差亮度值来判断是否需要校正X射线图像。此外，在这些情况下，既可以针对X射线图像的整体来判断是否需要校正，也可以针对X射线图像的一部分(只针对一部分区域或者针对区域和区域的周边)判断是否需要校正。
另外，在上述实施方式中示出的例子中，将图像校正判断部32e(运算部)构成为，基于X射线图像40整体的平均差亮度值DLa2相对于X射线图像40整体的平均亮度值La的比例(DLa2/La)来判断是否需要校正X射线图像40，但本发明不限于此。在本发明中，也可以将图像校正判断部(运算部)构成为，基于X射线图像整体的平均差亮度值本身来判断是否需要校正X射线图像。例如，可以构成为：在X射线图像整体的平均差亮度值比规定的阈值大的情况下，图像校正判断部(运算部)判断为进行X射线图像的校正。
另外，在上述实施方式中示出的例子中，将比较图像选择部32a(运算部)构成为：针对要判断是否需要校正的X射线图像41(第一X射线图像)，选择由图像校正判断部32e(在先前)判断为没有产生带状伪影AF的X射线图像40和虽由图像校正判断部32e(在先前)判断为产生了带状伪影AF但已由图像校正部31b进行校正的X射线图像40，来作为在X射线图像41之前生成的、成为基准的X射线图像42(第2X射线图像)的候选，但本发明不限于此。在本发明中，也可以使比较图像选择部(运算部)只选择由图像校正判断部(在先前)判断为没有产生带状伪影的X射线图像来作为成为基准的第二X射线图像，而不选择虽由图像校正判断部(在先前)判断为产生了带状伪影但已由图像校正部进行校正的X射线图像来作为成为基准的第二X射线图像。
并且，在被检体的拍摄部位周期性地运动等情况下，也可以将比较图像选择部(运算部)构成为：从拍摄周期性地运动的被检体所得的多个X射线图像中选择相位相同的(被检体的内脏和血管等位置关系大致一致的)X射线图像且由图像校正判断部(在先前)判断为没有产生带状伪影的X射线图像或者虽由图像校正判断部(在先前)判断为产生了带状伪影但已由图像校正部进行校正的X射线图像，来作为成为基准的第二X射线图像。由此，即使在X射线图像间被检体内的位置变化比较大的情况下，也能够更可靠地对X射线图像进行去除带状伪影的校正。
另外，在上述实施方式中示出的例子中，将比较图像选择部32a(运算部)构成为，选择由图像校正判断部32e(在先前)判断为没有产生带状伪影AF的X射线图像40中或者虽由图像校正判断部32e(在先前)判断为产生了带状伪影AF但已由图像校正部31b进行校正的X射线图像40中的最新的X射线图像40，但本发明不限于此。在本发明中，也可以将比较图像选择部(运算部)构成为，能够选择由图像校正判断部(在先前)判断为没有产生带状伪影AF的X射线图像中或者虽由图像校正判断部(在先前)判断为产生了带状伪影但已由图像校正部(图像处理部)进行校正的X射线图像中的任一个X射线图像。
另外，在上述实施方式中示出的例子中，将生成以及校正X射线图像40的图像处理装置30构成为，与控制X射线透视摄影装置10的各部的控制部21相单独地进行设置，但本发明不限于此。在本发明中，也可以构成为将图像处理装置设置于控制部。另外，也可以构成为，控制部担负上述实施方式中的图像处理装置所具备的图像处理部和运算部中的运算部的功能。
另外，在上述实施方式中示出的例子中，在具备治疗用放射线装置2和X射线透视摄影装置10的运动跟踪放射线治疗装置100中，通过去除X射线图像40中的带状伪影来进行X射线图像40的校正，但本发明不限于此。本发明能够应用于在进行X射线透视或X射线摄影的X射线透视摄影装置由于一些散射射线等的影响而产生带状伪影的任意结构。
另外，在上述实施方式中，为了便于说明，使用按照处理流程来依序进行处理的流程驱动型的流程说明了图像处理装置30的X射线图像40的校正处理，但本发明不限于此。在本发明中，可以通过以事件单位执行处理的事件驱动型(event driven type)的处理来进行图像处理装置的X射线图像的校正处理。在该情况下，既可以按完全的事件驱动型来进行处理，也可以组合事件驱动和流程驱动来进行处理。

Claims (9)

1.一种X射线透视摄影装置，具备：
照射部，其向被检体照射X射线；
检测部，其对照射到所述被检体的X射线进行检测；
图像处理部，其基于由所述检测部检测出的X射线检测信号来生成X射线图像；以及
运算部，其针对每个像素计算所述X射线图像间的亮度值的差、即差亮度值，并且针对所述X射线图像中产生的带状伪影延伸的伪影延伸方向的列中包括的多个像素，计算对所述X射线图像间的所述差亮度值进行平均而得到的平均差亮度值，
其中，所述图像处理部构成为，基于所述平均差亮度值进行从所述X射线图像中去除所述带状伪影的图像处理，由此校正所述X射线图像。
2.根据权利要求1所述的X射线透视摄影装置，其特征在于，
所述图像处理部构成为，通过从所述X射线图像中的各像素的所述亮度值减去所述平均差亮度值，来校正所述X射线图像。
3.根据权利要求1或2所述的X射线透视摄影装置，其特征在于，
所述图像处理部构成为，基于按所述伪影延伸方向的每个列进行平均所得的所述平均差亮度值，来校正所述X射线图像。
4.根据权利要求1所述的X射线透视摄影装置，其特征在于，
所述运算部基于关于所述X射线图像中的包括与所述伪影延伸方向正交的方向的至少多个列的区域对所述平均差亮度值进行平均所得的平均差亮度值，来决定在所述图像处理部中是否需要校正所述X射线图像。
5.根据权利要求4所述的X射线透视摄影装置，其特征在于，
所述运算部构成为，基于关于包括与所述伪影延伸方向正交的方向的所有列的所述X射线图像整体对所述平均差亮度值进行平均所得的平均差亮度值，来决定在所述图像处理部中是否需要校正所述X射线图像。
6.根据权利要求1所述的X射线透视摄影装置，其特征在于，
所述运算部计算对所述X射线图像的所述亮度值进行平均所得的平均亮度值，并且将所述平均差亮度值换算为指标值，该指标值用于评价对于基于所述被检体的差异的所述平均亮度值的、所述带状伪影的影响度，
所述图像处理部构成为，基于所述指标值来校正所述X射线图像。
7.根据权利要求6所述的X射线透视摄影装置，其特征在于，
所述运算部构成为，根据所述平均差亮度值相对于所述平均亮度值的比例，来计算所述指标值。
8.根据权利要求1所述的X射线透视摄影装置，其特征在于，
所述运算部计算第一X射线图像与第二X射线图像之间的所述平均差亮度值，该第二X射线图像是在所述第一X射线图像之前生成的所述X射线图像，
所述图像处理部构成为，基于被判断为没有产生所述带状伪影的所述第二X射线图像和虽被判断为产生了所述带状伪影但已进行校正的所述第二X射线图像中的任一方的平均差亮度值，来校正所述第一X射线图像。
9.根据权利要求8所述的X射线透视摄影装置，其特征在于，
所述图像处理部构成为，基于被判断为没有产生所述带状伪影的所述第二X射线图像中或虽被判断为产生了所述带状伪影但已进行校正的所述第二X射线图像中的最新的所述第二X射线图像，来校正所述第一X射线图像。
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