CN110545728B - 放射线图像处理装置和放射线图像处理方法 - Google Patents

放射线图像处理装置和放射线图像处理方法 Download PDF

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Abstract

该放射线图像处理装置(100)设置有图像处理运算部(6)，该图像处理运算部(6)基于在未配置栅格(8)的状态下通过照射到被检体(S)的放射线拍摄到的、包含散射线的信号的放射线图像(Xnogrid)的亮度值(Inogrid)，来计算用于对获取到的因去除透过被检体(S)的放射线的在被检体(S)处的散射成分引起的信号降低率(Dscat)进行调整的调整系数(Iideal/Ireal)。

Description

放射线图像处理装置和放射线图像处理方法
技术领域
本发明涉及一种放射线图像处理装置和放射线图像处理方法。
背景技术
以往，公开了一种放射线图像处理装置，其具备去除放射线图像中的与散射线相应的信号成分的图像处理部(图像处理运算部)。例如在日本特开2014-207958号公报中公开了这种放射线图像处理装置。
以往，在放射线图像处理装置中，存在以下不便：在拍摄时入射到被检体的放射线在被检体内散射(散射线)导致在拍摄到的放射线图像中产生模糊或对比度降低(放射线图像的图像质量降低)。因此，在以往，为了使放射线图像的图像质量提高，而通过在被检体与检测放射线的检测器之间配置将不易透过放射线的铅等配置成格栅状所得到的栅格，来减小成为放射线图像的图像质量降低的原因的散射线的影响。
然而，为了适当地使用栅格，需要准确地调整栅格与放射线源之间的距离、栅格相对于放射线源的朝向等。特别是，在便携式放射线摄像装置中，存在以下不便：在将重量较大的栅格配置于被检体(患者等)与检测器之间的状态下进行拍摄，因此导致拍摄者和被检体(患者等)的负担大。
因此，在日本特开2014-207958号公报的放射线摄像装置中，提出了一种不使用栅格就能够与实际使用栅格进行了拍摄的情况同样地去除散射线的影响的结构。在该放射线摄像装置中，具备：特性获取单元，其获取栅格的虚拟特性即虚拟栅格特性；以及散射线去除单元，其基于虚拟栅格特性，进行从在未使用栅格的状态下实际拍摄到的放射线图像中去除因被检体处的散射引起的信号的处理。具体地说，虚拟栅格特性为基于栅格的信息(栅格比、栅格密度、栅格的材料等)、与被检体有关的信息(被摄体的拍摄部位(腹部、头部等)等)、获取放射线图像时的摄影条件(摄影的剂量、摄影距离、放射线检测部的种类等)等来决定的散射线透过率等。此外，栅格的信息、与被检体有关的信息、获取放射线图像时的摄影条件等由用户输入到放射线摄像装置。即，获取与由用户输入的栅格的信息、与被检体有关的信息、获取放射线图像时的摄影条件等相应的虚拟栅格特性即散射线透过率。而且，基于虚拟栅格特性，针对放射线图像的特定频率成分进行处理，由此去除因被检体处的散射引起的信号。由此，不使用栅格，就能够得到因散射引起的去除了信号后的放射线图像。
然而，在日本特开2014-207958号公报的放射线摄像装置中，需要用户输入栅格的信息、与被检体有关的信息、获取放射线图像时的摄影条件等，因此存在用户负担变大这样的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-207958号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是为了解决上述问题而完成的，本发明的一个目的在于，提供一种放射线图像处理装置和放射线图像处理方法，该放射线图像处理装置和放射线图像处理方法在减轻用户的负担的同时能够获取与实际使用栅格进行了拍摄的情况同样的去除了散射线后的放射线图像。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的，本发明的第一方面的放射线图像处理装置构成为具备：数据库部，其预先保持与因去除在放射线透过被检体时产生的散射成分引起的信号降低率有关的特性；以及图像处理运算部，其在拍摄放射线图像时，基于在未配置栅格的状态下通过照射到被检体的放射线拍摄到的、包含散射线的信号的放射线图像的亮度值，来计算用于调整存储于数据库部的与放射线的信号降低率有关的特性的调整系数，并且基于计算出的调整系数，来去除在未配置栅格的状态下拍摄到的放射线图像中叠加的散射线的信号成分，其中，该栅格包括用于去除透过了被检体的放射线中包含的散射线的构件。
在本发明的第一方面的放射线图像处理装置中，图像处理运算部构成为：在拍摄放射线图像时，基于在未配置包括用于去除透过了被检体的放射线中包含的散射线的构件的栅格的状态下通过照射到被检体的放射线拍摄到的、包含散射线的信号的放射线图像的亮度值，来计算用于调整预先存储于数据库部的与放射线的信号降低率有关的特性的调整系数，并且基于计算出的调整系数，来去除在未配置栅格的状态下拍摄到的放射线图像中叠加的散射线的信号成分。由此，用户无需输入栅格、被检体、获取放射线图像时的摄影条件等，就能够计算出基于实际拍摄到的放射线图像的亮度值计算出的调整系数。另外，通过使用计算出的调整系数来对与因去除放射线的散射成分引起的信号降低率有关的特性进行调整，因此进一步调整拍摄到的放射线图像的各像素的散射线的信号成分被去除后的亮度值，从而能够获取基于理论上得到的值与从实际拍摄到的放射线图像得到的值之间的偏差进行了调整后的正确的亮度值。因而，在减轻用户(拍摄者和作为被检体的患者)的负担的同时，不使用栅格就能够获取与实际使用栅格进行了拍摄的情况同样的去除了散射线后的放射线图像。
在上述第一方面的放射线图像处理装置中，优选的是，图像处理运算部构成为：基于下述的式(1)，去除在未配置栅格的状态下拍摄到的放射线图像中叠加的散射线的信号成分，来计算估计出假定为配置有栅格的情况的亮度值Iest(x，y)，
[数1]
Figure GDA0004088237140000031
在此，Inogrid(x，y)为在未配置栅格的状态下拍摄到的、包含散射线的信号的放射线图像的坐标(x，y)处的亮度值，Dprim为因穿过栅格引起的信号降低率，Dscat为存储于数据库部的放射线的信号降低率，Iideal为特定摄影条件下的理想亮度值，Ireal为基于实际拍摄到的放射线图像的亮度值，Iideal/Ireal为调整系数。如果像这样构成，则能够基于上述的式(1)来容易地计算亮度值Iest(x，y)。
在上述第一方面的放射线图像处理装置中，优选的是，数据库部构成为：保持被检体的厚度与因去除散射成分引起的信号降低率之间的关系的特性，该被检体厚度与在未配置栅格的状态下拍摄到的放射线图像中的、对应于被检体区域的像素的亮度值相对于对应于非被检体区域的像素的亮度值的降低率相当，该被检体区域是放射线透过了被检体的区域，该非被检体区域是放射线未透过被检体的区域，图像处理运算部构成为：基于保持在数据库部的被检体的厚度与放射线的信号降低率之间的关系的特性、以及实际拍摄到的放射线图像的亮度值，来计算Ireal。如果像这样构成，则能够基于放射线不透过被检体而直接入射的像素的亮度值、以及放射线透过被检体后入射的像素的亮度值，来从实际拍摄到的放射线图像获取被检体的大致厚度。而且，针对获取到的被检体的大致厚度，通过使用被检体的厚度与放射线的信号降低率之间的关系的特性，能够获取放射线的信号降低率Dscat，因此能够使用与实际拍摄到的被检体的大致厚度对应的放射线的信号降低率Dscat来计算亮度值Ireal。即，能够计算出基于实际拍摄到的放射线图像的亮度值Ireal。而且，能够获取调整系数Iideal/Ireal，该调整系数Iideal/Ireal用于调整基于实际拍摄到的放射线图像的亮度值Ireal与特定摄影条件下唯一确定的理想亮度值Iideal之间的偏差。
在上述第一方面的放射线图像处理装置中，优选的是，图像处理运算部构成为：基于预先在配置有栅格的状态下拍摄到的放射线图像中的非被检体区域的亮度值与在未配置栅格的状态下拍摄到的放射线图像中的非被检体区域的亮度值之比，来计算Dprim。如果像这样构成，则无需用户输入就能够基于实际拍摄到的图像来自动地求出因放射线穿过栅格引起的信号降低率Dprim的值。其结果，能够节省输入的时间和劳力。
在上述第一方面的放射线图像处理装置中，优选的是，图像处理运算部构成为：基于在未配置栅格的状态下拍摄到的放射线图像中的非被检体区域的亮度值与各像素的亮度值之比，来计算Dscat。如果像这样构成，则无需用户输入就能够基于实际拍摄到的放射线图像来自动地求出因去除被检体处的散射成分引起的信号降低率Dscat的值。其结果，能够节省输入的时间和劳力。
在上述第一方面的放射线图像处理装置中，优选的是，图像处理运算部构成为：基于下述的式(2)来计算与被检体的厚度相当的被检体厚度指标，
[数2]
Figure GDA0004088237140000051
在此，Inogrid(air)为在未配置栅格的状态下拍摄到的放射线图像中的非被检体区域的亮度值。如果像这样构成，则不需要测量被检体的实际厚度，就能够根据放射线图像(像素的亮度值)来容易地获取与被检体的厚度相当的被检体厚度指标。
本发明的第二方面的放射线图像处理方法包括以下步骤：系数计算步骤，在拍摄放射线图像时，基于在未配置格栅状的栅格的状态下通过照射到被检体的放射线拍摄到的、包含透过了被检体的放射线中包含的散射线的信号的放射线图像的亮度值、以及预先在配置有栅格的状态下获取的去除了散射线后的放射线图像的亮度值，来计算表示在透过被检体时因被检体处的散射引起的放射线的信号强度的降低的系数，其中，所述栅格是由用于遮蔽散射线以去除的散射线的构件和用于使散射线以外的放射线透过的构件交替地配置而成的；以及基于通过系数计算步骤计算出的系数，来去除放射线图像中的与散射线相应的信号成分。
为了达到上述目的，本发明的第二方面的放射线图像处理方法包括以下步骤：预先保持与因去除在放射线透过被检体时产生的散射成分引起的信号降低率有关的特性；在拍摄放射线图像时，基于在未配置栅格的状态下通过照射到被检体的放射线拍摄到的、包含散射线的信号的放射线图像的亮度值，来计算用于调整与放射线的信号降低率有关的特性的调整系数，其中，该栅格包括用于去除透过了被检体的放射线中包含的散射线的构件；以及基于计算出的调整系数，来去除在未配置栅格的状态下拍摄到的放射线图像中叠加的散射线的信号成分。
在本发明的第二方面的放射线图像处理方法中，构成为包括以下步骤：调整系数计算步骤，在拍摄放射线图像时，基于在未配置栅格的状态下通过照射到被检体的放射线拍摄到的、包含散射线的信号的放射线图像的亮度值，来计算用于调整预先存储于数据库部的与放射线的信号降低率有关的特性的调整系数，该栅格包括用于去除透过了被检体的放射线中包含的散射线的构件；以及散射线信号成分去除步骤，基于计算出的调整系数，来去除在未配置栅格的状态下拍摄到的放射线图像中叠加的散射线的信号成分。由此，在调整系数计算步骤中，无需用户输入栅格、被检体、获取放射线图像时的摄影条件等，就能够基于实际拍摄到的放射线图像的亮度值来进行计算。另外，在散射线信号成分去除步骤中，通过使用计算出的调整系数来对与因去除放射线的散射成分引起的信号降低率有关的特性进行调整，因此进一步调整拍摄到的放射线图像的各像素的散射线的信号成分被去除后的亮度值，从而能够获取基于理论上得到的值与从实际拍摄到的放射线图像得到的值之间的偏差进行了调整后的正确的亮度值。因而，能够提供一种通过进行上述处理来在减轻用户的负担的同时不使用栅格就能够获取与实际使用栅格进行了拍摄的情况同样的去除了散射线后的放射线图像的放射线图像处理方法。
发明的效果
根据本发明，如上所述，能够抑制保护受光面的表面膜处的光的干扰。
附图说明
图1是表示一个实施方式的放射线图像处理装置的整体结构的框图。
图2是用于说明一个实施方式的栅格的图。
图3是表示一个实施方式的被检体与亮度值的关系的曲线图的一例。
图4是表示一个实施方式的被检体的厚度与散射线量的关系的曲线图的一例。
图5是一个实施方式的散射线去除处理的流程图。
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]
参照图1～图5，对使用本发明的一个实施方式的放射线图像处理装置100的放射线摄像装置101的结构进行说明。
(整体结构)
首先，基于图1对放射线摄像装置101的整体结构进行说明。如图1所示，放射线摄像装置101具备放射线照射部1、放射线检测部2、载置台4、主控制部5、显示部102以及放射线图像处理装置100。
载置台4构成为可载置被检体S(例如患者)。
放射线照射部1例如由X射线管构成。另外，放射线照射部1构成为能够通过施加管电压来产生放射线(X射线)并将放射线照射到被检体S。放射线检测部2例如由FPD(FlatPanel Detector：平板检测器)构成。另外，放射线检测部2构成为：对透过被检体S等后入射的放射线进行检测，基于针对各像素入射的放射线的强度，来输出信号。
主控制部5例如由PC(Personal Computer：个人计算机)等信息处理装置构成。另外，主控制部5构成为能够控制放射线照射部1的放射线的照射强度。
显示部102构成为：除了显示拍摄到的放射线图像等以外，还显示放射线摄像装置101和放射线图像处理装置100的操作所需的信息等。
放射线图像处理装置100具备图像处理运算部6和存储部7。此外，存储部7为本发明的“数据库部”的一例。
图像处理运算部6作为图像处理专用的信息处理装置，是通过CPU(中央运算处理装置)等信息处理装置来构成的。另外，图像处理运算部6构成为：通过对从放射线检测部2输出的信号(像素的亮度值)进行处理，来获取用于获取放射线图像的系数。另外，图像处理运算部6构成为：基于从放射线检测部2输出的信号以及由图像处理运算部6获取到的系数来进行图像处理，获取估计出假定为配置有栅格8(后述)的情况的放射线图像Xest。此外，图像处理运算部6也可以不与主控制部5分开地设置，而是通过使与主控制部5相同的CPU执行图像处理程序来作为图像处理运算部6发挥功能。对图像处理运算部6的具体处理内容在后文中进行说明。
存储部7由HDD(硬盘驱动器)和存储器等构成，保存有由图像处理运算部6执行的程序71、以及根据信号的降低率获取的被检体的厚度与散射线量的对应关系(后述)、从放射线检测部2输出的信号、从图像处理运算部6输出的放射线图像等数据72等。
(散射线去除处理)
接着，基于图2～图5对散射线去除处理进行说明，该散射线去除处理用于使在未配置栅格8(参照图2)的状态下拍摄到的包含散射线的信号成分的放射线图像Xnogrid变为散射线的信号成分被去除后的放射线图像Xest。此外，散射线去除处理为本发明的“放射线图像处理方法”的一例。
首先，对栅格8进行简单地说明。如图2所示，栅格8包括：多个遮蔽部8a，其由用于遮蔽散射线的构件形成；以及多个透过部8b，其由用于使散射线以外的放射线透过的构件形成。另外，栅格8所具有的遮蔽部8a和多个透过部8b例如形成为分别朝向放射线照射部1的方向延伸，并且交替地配置。此外，用于遮蔽散射线的构件例如由铅等构成。另外，用于使散射线以外的放射线透过的构件例如由铝等构成。
在为了去除散射线而在被检体S与放射线检测部2之间配置栅格8并拍摄放射线图像的情况下，散射线(在被检体S处散射的放射线)的方向变为与遮蔽部8a的延伸方向交叉的方向，因此散射线入射到遮蔽部8a，通过遮蔽部8a使散射线不穿过栅格8而被吸收、遮蔽(例如放射线P)。因而，散射线几乎不透过栅格8而被去除。另一方面，未在被检体S处散射而透过的放射线的方向同透过部8b及遮蔽部8a的延伸方向一致，因此散射线以外的放射线(虽然朝向遮蔽部8a照射的一部分被去除但)透过透过部8b而通过栅格8。即，能够通过配置栅格8来遮蔽散射线。
在放射线图像处理装置100中，针对未配置栅格8而拍摄到的放射线图像Xnogrid，基于放射线图像Xnogrid的亮度值Inogrid进行图像处理，由此能够获取假定与配置有栅格8的情况相同的去除(校正)了与散射线相应的信号成分的放射线图像Xest。另外，构成为：能够在大致相同条件下将过去在配置有栅格8的状态下拍摄到的图像与在未配置栅格8的状态下拍摄到的图像进行比较。
在此，在本实施方式中，具备：存储部7，其预先保持与因在放射线透过被检体S时产生的散射线引起的放射线的信号降低率Dscat有关的特性；以及图像处理运算部6，其在拍摄放射线图像时，基于在未配置栅格8的状态下通过照射到被检体S的放射线拍摄到的、包含散射线的信号的放射线图像Xnogrid的亮度值，来计算用于调整存储于存储部7的与放射线的信号降低率Dscat有关的特性的调整系数Iideal/Ireal，并且基于计算出的调整系数Iideal/Ireal，来去除在未配置栅格8的状态下拍摄到的放射线图像Xnogrid中叠加的散射线的信号成分，其中，栅格8包括用于去除透过了被检体S的放射线中包含的散射线的构件。
具体地说，图像处理运算部6从存储部7获取用于根据在未配置栅格8的状态下拍摄到的放射线图像Xnogrid的亮度值Inogrid计算Dscat的几个特性(后述)、用于计算调整系数Iideal/Ireal的关系性(后述)。然后，通过对亮度值Inogrid进行处理来获取调整系数Iideal/Ireal，该调整系数Iideal/Ireal用于调整表示因被检体S处的散射引起的放射线的信号强度的降低的信号降低率Dscat和Dscat。然后，图像处理运算部6基于获取到的Dscat、Iideal/Ireal，来获取估计出从放射线图像Xnogrid去除了散射线的信号成分的情况的各像素的亮度值Iest，并获取与配置栅格8并进行了拍摄的情况相同的去除了散射线后的放射线图像Xest。
另外，在本实施方式中，图像处理运算部6构成为：基于下述的式(3)，去除在未配置栅格8的状态下拍摄到的放射线图像Xnogrid中叠加的散射线的信号成分，计算估计出假定为配置有栅格的情况的亮度值Iest(x，y)。
[数3]
Figure GDA0004088237140000101
由此，基于上述的式(3)，能够容易地计算出亮度值Iest(x，y)。在此，Inogrid(x，y)为在未配置栅格的状态下拍摄到的、包含散射线的信号的放射线图像的坐标(x，y)处的亮度值，Dprim为因穿过栅格引起的信号降低率，Dscat为存储于存储部7的放射线的信号降低率，Iideal为特定摄影条件下的理想亮度值，Ireal为基于实际拍摄到的放射线图像的亮度值。
具体地说，Inogrid(x，y)为在未配置栅格的状态下实际拍摄到的放射线图像Xnogrid的各像素(坐标(x，y))的亮度值。另外，Dprim表示散射线以外的放射线在穿过在配置有栅格8的情况下的栅格8的透过部8b(用于使放射线透过的构件)时被透过部8b吸收而信号强度(亮度值)降低的比率。另外，Dscat表示因所照射的放射线在被检体S处散射导致信号强度(亮度值)降低的比率。此外，对Iideal、Ireal以及调整系数Iideal/Ireal在后文中进行说明。
另外，在第一实施方式中，图像处理运算部6构成为：基于预先在配置有栅格8的状态下拍摄到的放射线图像Xgrid中的非被检体区域的亮度值Igrid(air)与在未配置栅格8的状态下拍摄到的放射线图像Xnogrid中的非被检体区域的亮度值Inogrid(air)之比，来计算Dprim。
具体地说，与不透过被检体S(净空穿过)而入射到放射线检测部2的放射线的检测强度相对应的非被检体区域的像素的亮度值Igrid(air)和Inogrid(air)不受由被检体S引起的散射的影响。在此，在配置有栅格8的状态下拍摄到的亮度值Igrid(air)在穿过栅格8的透过部8b时被形成透过部8b的构件吸收。因此，因栅格8的吸收引起的信号降低率Dprim如下述的式(4)示出。
[数4]
Figure GDA0004088237140000111
此外，Dprim为在放射线图像Xnogrid整体(所有像素)中通用且不依赖于坐标(x，y)的值。
在此，非被检体区域的Igrid(air)(Inogrid(air))为与不透过被检体S(净空穿过)而直接入射到放射线检测部2的放射线的强度相对应的非被检体区域的像素的亮度值。因此，成为在各个图像的图像整体中亮度值最高的区域。因此，图像处理运算部6例如构成为：在图像中的亮度值超出某一规定阈值的情况下，视为未入射到被检体S(不产生损失)而直接入射到放射线检测部2的非被检体区域，将超出阈值的亮度值Igrid(x，y)(Inogrid(x，y))进行平均，由此获取Igrid(air)(Inogrid(air))。通过这样进行平均，能够抑制由从放射线照射部1照射的放射线(X射线)的强度不均引起的亮度值的波动。此外，在配置栅格8后预先获取的放射线图像Xgrid中，只需要非被检体区域的亮度值，因此也可以不载置被检体S来进行拍摄。
另外，在第一实施方式中，图像处理运算部6构成为：基于在未配置栅格8的状态下拍摄到的放射线图像Xnogrid中的非被检体区域的亮度值Inogrid(air)与各像素的亮度值Inogrid(x，y)之比，来计算Dscat(x，y)。
具体地说，如上所述，在摄影图像中的坐标(x，y)处，亮度值Inogrid(x，y)与被检体S的厚度T相关联(参照图3)。另外，能够根据信号射线因被检体S处的散射而降低了何种程度，来获取被检体S的厚度T。即，能够根据非被检体区域的亮度值Inogrid(air)与穿过了被检体的放射线的入射位置的亮度值Inogrid(x，y)的比率，来求出被检体S的厚度T(x，y)。
在此，因去除被检体S处的散射成分引起的信号降低率Dscat(x，y)与被检体S的厚度T(x，y)相关联。即，通过Inogrid(air)与Inogrid(x，y)的比率，如下述的式(5)那样示出Dscat(x，y)。
[数5]
Figure GDA0004088237140000121
在此，f为任意函数。此外，Dscat(x，y)为根据像素不同而不同的、依赖于坐标的值。
此外，存储于存储部7的特性数据(数据72)预先保持有来自非被检体区域的亮度值的变化率、即Inogrid(x，y)与Inogrid(air)的比率、同因去除在被检体S处的散射成分引起的信号降低率Dscat(x，y)的一般特性。因此，图像处理运算部6计算(获取)与特性数据匹配的Dscat(x，y)。
另外，在本实施方式中，图像处理运算部6构成为基于下述的式(6)来计算与被检体S的厚度T相当的被检体厚度指标α。
[数6]
Figure GDA0004088237140000122
具体地说，检体厚度指标α为通过以下方式进行标准化所得到的值：针对放射线图像Xnogrid，将未透过被检体S的放射线直接到达的像素的位置处的亮度值Inogrid(air)同与包括透过了被检体S的放射线到达的像素位置的任意位置相对应的坐标(x，y)处的亮度值Inogrid(x，y)之差(减小量)，除以在未透过被检体S而直接到达的情况下的亮度值Inogrid(air)。α(x，y)为根据各坐标(x，y)而不同的值，成为以亮度值Inogrid(x，y)表示与被检体S的坐标(x，y)对应的部分的厚度T(x，y)的大致的值。
在此，通过近似为与被检体厚度指标α(x，y)大致成正比，如下述的式(7)那样示出被检体的厚度T(x，y)。
[数7]
Figure GDA0004088237140000123
在此，c为正的比例常数。
另外，还能够基于被检体厚度指标α(x，y)来计算因放射线在被检体S处的散射引起的信号的降低率。如下述的式(8)那样示出被检体厚度指标α(x，y)。
[数8]
Figure GDA0004088237140000131
在此，g为任意函数。
另外，在本实施方式中，存储部7构成为：保持被检体S的厚度T与由散射线引起的放射线的信号降低率Dscat之间的关系的特性，该被检体S的厚度T同在未配置栅格8的状态下拍摄到的放射线图像Xnogrid中的、与放射线透过了被检体S的被检体区域对应的像素的亮度值Inogrid(x，y)相对于与放射线未透过被检体S的非被检体区域对应的像素的亮度值Inogrid(air)的降低率相当，图像处理运算部6构成为：基于信号降低率Dscat(x，y)和实际拍摄到的放射线图像Xnogrid的亮度值Inogrid来计算Ireal，该信号降低率Dscat(x，y)是根据保持在存储部7的被检体S的厚度T与放射线的信号降低率即被检体厚度指标α(x，y)之间的关系的特性求出的。
具体地说，通过对放射线图像Xnogrid的整体(或被检体区域的整体)的亮度值Inogrid(x，y)进行平均，能够获取视为在放射线图像Xnogrid整体中拍摄到成分和厚度T均相同的被检体S的情况下的(作为平均值的)亮度值Inogrid(ave)(参照图3)。而且，通过将Inogrid(ave)代入到下述的式(9)，能够获取假定为配置有栅格8的情况下的基于实际的摄影数据Xnogrid得到的估计值的平均值Ireal。
[数9]
Ireal＝Inogrid(ave)×Dprim×Dscat(ave)，(0≤Dprim≤1，0≤Dscat≤1)···(9)
在此，如上所述，穿过被检体S的放射线的散射线量Q与被检体S的厚度T相关联地发生变化(参照图4)。具体地说，散射线量Q在被检体S的厚度T较小的期间，随着厚度T增加而增加。然而，当被检体S的厚度T增加到某种程度时，反映出能够不散射地到达的放射线的量本身减少，随着厚度T增加而减小。即，如图4所示，散射线量Q成为随着厚度T增加从增加转为减小的山形(向上凸)的曲线图。通过预先获取这种被检体S的厚度T与散射线量Q的对应关系，能够根据各像素所处的坐标处的被检体S的厚度T(x，y)来获取对应的位置的散射线量Q(x，y)。此外，被检体的厚度T与散射线量Q的对应关系存储于存储部7。
另外，能够根据将上述被检体S视为相同的情况下的平均亮度值Inogrid(ave)，基于存储于存储部7的特定摄影条件下的上述对应关系，求出被检体S的大致厚度T(ave)。即，能够根据大致厚度T(ave)来获取在理想条件下理论上导出的散射线量Q，因此能够根据获取到的散射线量Q来获取亮度值Iideal。此外，为了获取Iideal而使用的散射线量Q与厚度T的对应关系为理想条件下的对应关系。因此，由于遮蔽部8a的摄影条件(例如栅格8的信息(栅格比、栅格密度、栅格材料、遮蔽部8a的聚焦距离等))不明，或者由为了得到特性而使用的被检体S的密度与作为实际的拍摄对象的被检体S的密度之间的差异引起的偏差、因其它原因产生的误差等，导致Iideal有时偏离于实际的值。因此，通过乘以在理想条件下理论上求出的Iideal与基于实际的摄影数据Xnogrid得到的估计值的平均值Ireal之比(差异)即调整系数Iideal/Ireal，来调整同样地理论上求出的Dscat的值，由此能够得到调整了偏差后的正确的运算结果。
此外，例如以亚克力板、体模(phantom)(人体模型)为被检体S，从预先测量被检体S(亚克力板等)的厚度T与根据检测出的亮度值求出的散射线量Q的关系性所得到的对应关系，来获取为了获取Iideal而使用的散射线量Q与厚度T的对应关系，作为数据表存储于存储部7。
通过乘以这样求出的、基于在理想状况下成立的理论上求出的值Iideal与根据特性数据(实际的测量数据)求出的Ireal获取的调整系数Iideal/Ireal，由此能够调整因去除散射成分引起的信号降低率Dscat。即，通过将Dscat乘以调整系数Iideal/Ireal，来在实际进行拍摄时(拍摄放射线图像Xnogrid时)进行从理论上计算出的值(未乘以调整系数的Dscat)起的调整，由此能够还支持产生了放射线照射部1与放射线检测部2的位置关系的偏差、误差的情况以及摄影条件不明的情况(无法正确地设定摄影条件的情况)。
接着，基于图5，按照流程图说明散射线去除处理的过程。
当针对在未配置栅格8的状态下拍摄到的放射线图像Xnogrid开始进行散射线去除处理时，进入到步骤S1。在步骤S1中，获取预先获取(测量)到的在配置有栅格8的状态下拍摄到的放射线图像Xgrid的非被检体区域的亮度值Igrid(air)、以及在未配置栅格8的状态下拍摄到的作为处理对象的放射线图像Xnogrid的非被检体区域的亮度值Inogrid(air)，进入步骤S2。此外，关于亮度值Igrid(air)以及与因去除散射成分引起的信号降低率有关的特性(Dscat与厚度T的关系等)，在开始散射线去除处理前存储于存储部7。
在步骤S2中，基于Igrid(air)和Inogrid(air)来获取直接放射线(direct ray)的信号降低率Dprim，进入步骤S3。
在步骤S3中，根据放射线图像Xnogrid的平均亮度值Inogrid(ave)、以及特性数据及被检体S的厚度T与散射线量Q的关系等，来获取Ireal和Iideal。然后，获取调整系数Iideal/Ireal，进入步骤S4。
在步骤S4中，获取Xnogrid的处理对象像素(坐标)处的亮度值Inogrid(x，y)，进入步骤S5。
在步骤S5中，基于Inogrid(x，y)和Inogrid(air)来获取处理对象像素处的被检体厚度指标α(x，y)，进入步骤S6。
在步骤S6中，基于被检体厚度指标α(x，y)(或亮度值的变化率Inogrid(x，y)/Inogrid(air))来获取因去除被检体处的散射成分引起的信号降低率Dscat，进入步骤S7。
在步骤S7中，基于上述的式(3)，对处理对象的像素的亮度值进行处理，获取估计出配置有栅格的情况的虚拟亮度值Iest(x，y)，进入步骤S8。
在步骤S8中，如果未对所有像素执行处理(“否”)，则返回至步骤S4，如果对所有像素执行了处理(“是”)，则结束散射线去除处理。
(实施方式的效果)
在本实施方式中，能够得到如下效果。
在本实施方式中，如上所述，图像处理运算部6构成为：在拍摄放射线图像Xnogrid时，基于在未配置栅格8的状态下通过照射到被检体S的放射线拍摄到的、包含散射线的信号的放射线图像Xnogrid的亮度值Inogrid，来计算用于调整预先存储于存储部7的与放射线的信号降低率Dscat有关的特性的调整系数Iideal/Ireal，并且基于计算出的调整系数Iideal/Ireal，来去除在未配置栅格8的状态下拍摄到的放射线图像Xnogrid中叠加的散射线的信号成分，栅格8包括用于去除透过了被检体S的放射线中包含的散射线的构件。由此，无需用户输入栅格8、被检体S、获取放射线图像Xnogrid时的摄影条件等，就能够计算基于实际拍摄到的放射线图像的亮度值计算出的调整系数Iideal/Ireal。另外，通过使用计算出的调整系数Iideal/Ireal来调整与因去除放射线的散射成分引起的信号降低率Dscat有关的特性，因此进一步调整拍摄到的放射线图像Xnogrid的各像素的散射线的信号成分被去除后的亮度值，能够获取基于理论上得到的值与根据实际拍摄到的放射线图像Xnogrid得到的值之间的偏差进行了调整后的正确的亮度值Iest。因而，在减轻用户(拍摄者和作为被检体S的患者)的负担的同时，不使用栅格8就能够获取与实际使用栅格8进行了拍摄的情况相同的去除了散射线后的放射线图像Xest。
另外，在本实施方式中，如上所述，图像处理运算部6构成为：基于上述的式(3)，去除在未配置栅格8的状态下拍摄到的放射线图像Xnogrid中叠加的散射线的信号成分，计算估计出假定为配置有栅格8的情况的亮度值Iest(x，y)。由此，能够基于上述的式(3)，来容易地计算出亮度值Iest(x，y)。
另外，在本实施方式中，如上所述，存储部7构成为：保持被检体S的厚度T与由散射线引起的放射线的信号降低率Dscat之间的关系的特性，该被检体S的厚度与在未配置栅格8的状态下拍摄到的放射线图像Xnogrid中的、对应于被检体区域的像素的亮度值Inogrid(x，y)相对于对应于非被检体区域的像素的亮度值Inogrid(air)的降低率相当，该被检体区域是放射线透过了被检体S的区域，该非被检体区域是放射线未透过被检体S的区域，图像处理运算部6构成为：根据保持在存储部7的被检体S的厚度T与放射线的信号降低率即被检体厚度指标α(x，y)之间的关系的特性、以及实际拍摄到的放射线图像Xnogrid的亮度值Inogrid来计算Ireal。由此，能够基于放射线未透过被检体S而直接入射的像素的亮度值Inogrid(air)、以及放射线透过被检体S后入射的像素的亮度值Inogrid(x，y)，从实际拍摄到的放射线图像Xnogrid获取被检体S的大致厚度T(ave)。而且，针对获取到的被检体S的大致厚度T，通过使用被检体S的厚度T与放射线的信号降低率即被检体厚度指标α(x，y)之间的关系的特性，能够获取放射线的信号降低率Dscat，因此能够使用与实际拍摄到的被检体S的大致厚度T(ave)对应的放射线的信号降低率Dscat来计算亮度值Ireal。即，能够计算出基于实际拍摄到的放射线图像Xnogrid的亮度值Ireal。而且，能够获取调整系数Iideal/Ireal，该调整系数Iideal/Ireal用于调整基于实际拍摄到的放射线图像的亮度值Ireal与在特定摄影条件下唯一确定的理想亮度值Iideal之间的偏差。
另外，在本实施方式中，如上所述，图像处理运算部6构成为：基于预先在配置有栅格8的状态下拍摄到的放射线图像Xgrid中的非被检体区域的亮度值Igrid(air)与在未配置栅格8的状态下拍摄到的放射线图像Xnogrid中的非被检体区域的亮度值Inogrid(air)之比来计算Dprim。由此，无需用户输入就能够基于实际拍摄到的图像Xnogrid来自动地求出因放射线穿过栅格8(透过部8b)引起的信号降低率Dprim的值。其结果，能够节省输入的时间和劳力。
另外，在本实施方式中，如上所述，图像处理运算部6构成为：基于在未配置栅格8的状态下拍摄到的放射线图像Xnogrid中的非被检体区域的亮度值Inogrid(air)与各像素的亮度值Inogrid(x，y)之比来计算Dscat(x，y)。由此，无需用户输入就能够基于实际拍摄到的图像Xnogrid的亮度值Inogrid(x，y)和亮度值Inogrid(air)来自动地求出因去除被检体S处的散射成分引起的信号降低率Dscat(x，y)的值。其结果，能够节省输入的时间和劳力。
另外，在本实施方式中，如上所述，图像处理运算部6构成为：基于上述的式(6)，计算与被检体S的厚度T相当的被检体厚度指标α(x，y)。由此，不测量被检体S的实际厚度T，就能够根据放射线图像Xnogrid(像素的亮度值Inogrid(x，y))来容易地获取与被检体S的厚度T相当的被检体厚度指标α(x，y)。
[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示例而非限制性的。本发明的范围不是通过上述实施方式的说明来示出，而是通过权利要求书来示出，还包括在与权利要求书均等的意义和范围内的所有变更(变形例)。
例如，在上述实施方式中，示出了以下例子：例如在预先将亚克力板、体模(人体模型)设为被检体S的情况下，从被检体S的厚度T与根据测量出的亮度值求出的散射线量Q的对应关系获取为了获取Iideal而使用的散射线量Q与厚度T的对应关系，但是本发明并不限定于此。在本发明中，也可以将散射线量Q与厚度T的对应关系作为记载于公知的论文等中的对应关系来使用。另外，虽然示出了构成为将对应关系作为数据表进行存储的例子，但是也可以构成为将对应关系作为通过三角函数等适当的函数进行近似所得到的函数数据进行存储。
另外，在上述实施方式中，虽然示出了构成为对放射线图像Xnogrid中的亮度值超出规定阈值的区域的亮度值进行平均来获取Igrid(air)(Inogrid(air))的例子，但是本发明并不限定于此。在本发明中，也可以构成为：在非被检体区域所占的比例大到某种程度的情况下，基于放射线图像Xnogrid的亮度的直方图，根据作为极大值(最频值)、中央值的亮度值获取Igrid(air)(Inogrid(air))。另外，在已知被检体S的拍摄部位的情况下，也可以根据与非被检体区域对应的区域的像素的亮度值获取Igrid(air)(Inogrid(air))。例如在拍摄胸部的情况下，多数情况下将手臂向左右打开使得手臂远离身体侧来拍摄被检体S。因此，图像的左右下部区域(相当于腋下的区域)成为与未透过被检体S而入射的放射线对应的非被检体区域。另外，在以被检体S为中心进行载置并拍摄的情况下，图像的边缘部成为非被检体区域。另外，也可以根据一个亮度值(例如图像中的最大值)来求出。另外，也可以通过其它的针对亮度值的统计方法来计算。
另外，在上述实施方式中，虽然示出了根据放射线图像Xnogrid的非被检体区域的亮度值Inogrid(air)、以及放射线图像Xgrid的非被检体区域的亮度值Igrid(air)获取Dprim的例子，但是本发明并不限定于此。在本发明中，也可以构成为：在制造装置时、出厂时、上一次的散射线去除处理时等，预先针对所使用的每个栅格存储因穿过栅格引起的信号降低率Dprim。由此，还能够通过指定拍摄前使用的栅格的预设类型来获取Dprim。
另外，在上述实施方式中，虽然示出了将被检体S设为人体的例子，但是也可以将被检体S设为人体以外的动物、非生物。
另外，在上述实施方式中，为了便于说明，使用“流程驱动型”的流程图说明了由图像处理运算部6进行的散射线去除处理，但是本发明并不限定于此。也可以通过以事件为单位执行的“事件驱动型”来进行图像处理运算部6的处理。在该情况下，既可以完全通过事件驱动型来进行，也可以将事件驱动和流程驱动进行组合来进行。
附图标记说明
6：图像处理运算部；7：存储部(数据库部)；8：栅格；100：放射线图像处理装置。

Claims (7)

1.一种放射线图像处理装置，具备：
数据库部，其预先保持因在放射线透过被检体时产生的散射线引起的所述放射线的信号降低率、以及所述被检体的厚度与散射线量的对应关系；以及
图像处理运算部，其：
根据所述对应关系计算特定摄影条件下的理想亮度值；
在不使用用于从放射线图像中去除散射线的栅格的状态下拍摄实际的放射线图像；
基于所述信号降低率计算所述放射线图像的实际亮度值；
通过计算所述理想亮度值与所述实际亮度值之比来计算调整系数；并且
基于计算出的所述调整系数，来去除实际拍摄到的所述放射线图像上叠加的所述散射线的信号成分。
2.根据权利要求1所述的放射线图像处理装置，其特征在于，
所述图像处理运算部构成为：基于下述的式(1)，去除在未配置所述栅格的状态下拍摄到的所述放射线图像中叠加的所述散射线的信号成分，来计算估计出假定为配置有所述栅格的情况的亮度值Iest(x，y)，
Figure FDA0004054563750000011
在此，Inogrid(x，y)为在未配置所述栅格的状态下拍摄到的、包含所述散射线的信号的所述放射线图像的坐标(x，y)处的亮度值，Dprim为因穿过所述栅格引起的信号降低率，Dscat为存储于所述数据库部的所述放射线的信号降低率，Iideal为特定摄影条件下的理想亮度值，Ireal为基于实际拍摄到的所述放射线图像的亮度值，Iideal/Ireal为所述调整系数。
3.根据权利要求2所述的放射线图像处理装置，其特征在于，
所述数据库部构成为：保持所述被检体的厚度与因去除所述散射线引起的信号降低率之间的关系的特性，所述被检体的厚度与在未配置所述栅格的状态下拍摄到的所述放射线图像中的、对应于被检体区域的像素的亮度值相对于对应于非被检体区域的像素的亮度值的降低率相当，所述被检体区域是所述放射线透过了所述被检体的区域，所述非被检体区域是所述放射线未透过所述被检体的区域，
所述图像处理运算部构成为：基于保持在所述数据库部的所述被检体的厚度与所述放射线的信号降低率之间的关系的特性、以及实际拍摄到的所述放射线图像的亮度值，来计算Ireal。
4.根据权利要求3所述的放射线图像处理装置，其特征在于，
所述图像处理运算部构成为：基于预先在配置有所述栅格的状态下拍摄到的所述放射线图像中的所述非被检体区域的亮度值与在未配置所述栅格的状态下拍摄到的所述放射线图像中的所述非被检体区域的亮度值之比，来计算Dprim。
5.根据权利要求4所述的放射线图像处理装置，其特征在于，
所述图像处理运算部构成为：基于在未配置所述栅格的状态下拍摄到的所述放射线图像中的所述非被检体区域的亮度值与各像素的亮度值之比，来计算Dscat。
6.根据权利要求5所述的放射线图像处理装置，其特征在于，
所述图像处理运算部构成为：基于下述的式(2)来计算与所述被检体的厚度相当的被检体厚度指标，
Figure FDA0004054563750000021
在此，Inogrid(air)为在未配置所述栅格的状态下拍摄到的所述放射线图像中的所述非被检体区域的亮度值。
7.一种放射线图像处理方法，包括以下步骤：
预先保持因在放射线透过被检体时产生的散射线引起的所述放射线的信号降低率、以及所述被检体的厚度与散射线量的对应关系；
根据所述对应关系计算特定摄影条件下的理想亮度值；
在不使用用于从放射线图像中去除散射线的栅格的状态下拍摄实际的放射线图像；
基于所述信号降低率计算所述放射线图像的实际亮度值；
通过计算所述理想亮度值与所述实际亮度值之比来计算调整系数；以及
基于计算出的所述调整系数，来去除实际拍摄到的所述放射线图像上叠加的所述散射线的信号成分。
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