JP2003116827A - 画像生成方法および装置並びにプログラム - Google Patents
画像生成方法および装置並びにプログラムInfo
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/48—Diagnostic techniques
- A61B6/484—Diagnostic techniques involving phase contrast X-ray imaging
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- Conversion Of X-Rays Into Visible Images (AREA)
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- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の撮影位置において得られた放射線画像
を用いて、反復処理により位相コントラスト画像を精度
よく生成する。 【解決手段】 検出パネル３１を移動させつつ、被写体
２１を透過したＸ線１２を検出パネル３１に照射し、複
数の撮影位置において被写体２１のＸ線画像を表す画像
データＳｎを得る。演算部４０において、画像データＳ
ｎから位相コントラスト画像を表す画像データＳｐを反
復処理により生成する。反復処理の各段において得られ
る位相コントラスト画像の推定値について、Ｘ線１２が
被写体２１を透過することなく、そのまま検出パネル３
１に到達している画素の値を０として反復処理を行う。
を用いて、反復処理により位相コントラスト画像を精度
よく生成する。 【解決手段】 検出パネル３１を移動させつつ、被写体
２１を透過したＸ線１２を検出パネル３１に照射し、複
数の撮影位置において被写体２１のＸ線画像を表す画像
データＳｎを得る。演算部４０において、画像データＳ
ｎから位相コントラスト画像を表す画像データＳｐを反
復処理により生成する。反復処理の各段において得られ
る位相コントラスト画像の推定値について、Ｘ線１２が
被写体２１を透過することなく、そのまま検出パネル３
１に到達している画素の値を０として反復処理を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被写体に照射され
た放射線を、被写体からの距離が異なる複数位置におい
て検出して複数の放射線画像を得、これら複数の放射線
画像を用いて反復処理により、強度放射線画像および／
または位相コントラスト画像を生成する画像生成方法お
よび装置並びに画像生成方法をコンピュータに実行させ
るためのプログラムに関するものである。
た放射線を、被写体からの距離が異なる複数位置におい
て検出して複数の放射線画像を得、これら複数の放射線
画像を用いて反復処理により、強度放射線画像および／
または位相コントラスト画像を生成する画像生成方法お
よび装置並びに画像生成方法をコンピュータに実行させ
るためのプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、被写体に放射線（Ｘ線，α
線，β線，γ線，電子線，紫外線等）を照射して、被写
体を透過した放射線を蓄積性蛍光体シートや複数の検出
素子を２次元状に配列させた放射線検出パネル等の検出
器により検出して、被写体の放射線画像を表す画像デー
タを得、この画像データに種々の画像処理を施した後に
再生に供することが行われている。
線，β線，γ線，電子線，紫外線等）を照射して、被写
体を透過した放射線を蓄積性蛍光体シートや複数の検出
素子を２次元状に配列させた放射線検出パネル等の検出
器により検出して、被写体の放射線画像を表す画像デー
タを得、この画像データに種々の画像処理を施した後に
再生に供することが行われている。
【０００３】ここで、蓄積性蛍光体シートを用いる方法
は、被写体を透過した放射線エネルギーの一部が蓄積さ
れ、その後励起光を照射すると蓄積されたエネルギーに
応じた光量の輝尽発光光を発する蓄積性蛍光体（輝尽性
蛍光体）を利用して、被写体の放射線画像情報をシート
状の蓄積性蛍光体（すなわち蓄積性蛍光体シート）に記
録し、この蓄積性蛍光体シートをレーザ光等の励起光で
走査して輝尽発光光を発生させ、発生した輝尽発光光を
光電的に読み取って被写体の放射線画像を表す画像デー
タを得る方法である。また、放射線検出パネルを用いる
方法は、複数の検出素子が２次元状に配設された放射線
検出パネルを利用し、これに照射された放射線量に応じ
た電気信号を各検出素子において生成し、この電気信号
に基づいて被写体の放射線画像を表す画像データを得る
方法である。
は、被写体を透過した放射線エネルギーの一部が蓄積さ
れ、その後励起光を照射すると蓄積されたエネルギーに
応じた光量の輝尽発光光を発する蓄積性蛍光体（輝尽性
蛍光体）を利用して、被写体の放射線画像情報をシート
状の蓄積性蛍光体（すなわち蓄積性蛍光体シート）に記
録し、この蓄積性蛍光体シートをレーザ光等の励起光で
走査して輝尽発光光を発生させ、発生した輝尽発光光を
光電的に読み取って被写体の放射線画像を表す画像デー
タを得る方法である。また、放射線検出パネルを用いる
方法は、複数の検出素子が２次元状に配設された放射線
検出パネルを利用し、これに照射された放射線量に応じ
た電気信号を各検出素子において生成し、この電気信号
に基づいて被写体の放射線画像を表す画像データを得る
方法である。
【０００４】ところで、このようにして得られる放射線
画像は、被写体における透過放射線の強度差を画像とし
て表したものである。例えば、骨部と軟部とを含む被写
体を撮影した場合、骨部を透過した放射線は大きく減衰
するため、検出器に達する放射線量は少なくなるが、軟
部を透過した放射線はそれほど減衰しないため、検出器
に達する放射線量は比較的多くなる。したがって、この
ような被写体の場合、骨部が白く軟部が黒く表現された
コントラスト差が大きい、すなわち情報量の多い放射線
画像が得られる。なお、このような放射線画像を強度情
報放射線画像と称する。
画像は、被写体における透過放射線の強度差を画像とし
て表したものである。例えば、骨部と軟部とを含む被写
体を撮影した場合、骨部を透過した放射線は大きく減衰
するため、検出器に達する放射線量は少なくなるが、軟
部を透過した放射線はそれほど減衰しないため、検出器
に達する放射線量は比較的多くなる。したがって、この
ような被写体の場合、骨部が白く軟部が黒く表現された
コントラスト差が大きい、すなわち情報量の多い放射線
画像が得られる。なお、このような放射線画像を強度情
報放射線画像と称する。
【０００５】しかしながら、例えば乳癌診断のように、
被写体が主として軟部のみから構成されるものである場
合、組織による放射線減衰量の差がそれほど大きくない
ため、コントラスト差が小さい、すなわち情報量が少な
い放射線画像しか得られない。
被写体が主として軟部のみから構成されるものである場
合、組織による放射線減衰量の差がそれほど大きくない
ため、コントラスト差が小さい、すなわち情報量が少な
い放射線画像しか得られない。
【０００６】このため、被写体を透過することにより生
じる放射線の位相差を可視化する位相コントラスト撮影
方法が提案されている。この位相コントラスト撮影方法
は、放射線は光と同様に電磁波であって波が進行して伝
搬することから、２つの異なる物質に放射線を照射した
場合、物質中での放射線の伝わり方の相違により、物質
の透過の前後で放射線の波の位相が異なって位相差が生
じる、という事実に基づいて被写体の撮影を行うもので
ある。ここで、被写体が軟部の場合には、放射線の減衰
量の差よりも放射線の位相差の方が大きくなるため、位
相コントラスト撮影方法により撮影を行って放射線の位
相差を位相コントラスト画像として表すことにより、軟
部に含まれる組織の微妙な相違を可視化することかでき
る。なお、位相コントラスト撮影方法については、「Pe
ter Cloetens, et al., "Quantitative aspects of coh
erent hard X-ray imaging: Talbot image and hologra
phic reconstruction", Proc, SPIE, Vol.3154(1977),
72-82（文献１）」および「Peter Cloetens, et al., "
Hard x-ray phase imaging using simple propagation
of a coherent synchrotron radiation beam", J.Phys.
D:Appl. Phys.32(1999), A145-A151（文献２）」にそ
の詳細が記載されている。
じる放射線の位相差を可視化する位相コントラスト撮影
方法が提案されている。この位相コントラスト撮影方法
は、放射線は光と同様に電磁波であって波が進行して伝
搬することから、２つの異なる物質に放射線を照射した
場合、物質中での放射線の伝わり方の相違により、物質
の透過の前後で放射線の波の位相が異なって位相差が生
じる、という事実に基づいて被写体の撮影を行うもので
ある。ここで、被写体が軟部の場合には、放射線の減衰
量の差よりも放射線の位相差の方が大きくなるため、位
相コントラスト撮影方法により撮影を行って放射線の位
相差を位相コントラスト画像として表すことにより、軟
部に含まれる組織の微妙な相違を可視化することかでき
る。なお、位相コントラスト撮影方法については、「Pe
ter Cloetens, et al., "Quantitative aspects of coh
erent hard X-ray imaging: Talbot image and hologra
phic reconstruction", Proc, SPIE, Vol.3154(1977),
72-82（文献１）」および「Peter Cloetens, et al., "
Hard x-ray phase imaging using simple propagation
of a coherent synchrotron radiation beam", J.Phys.
D:Appl. Phys.32(1999), A145-A151（文献２）」にそ
の詳細が記載されている。
【０００７】これらの文献によると、被写体からの距離
が異なる複数の撮影位置において２次元検出器を用いて
撮影を行うことにより複数の放射線画像を表す画像デー
タを得、複数の画像データを用いて予め定められたアル
ゴリズムに基づく演算を行うことにより、位相コントラ
スト画像を生成することができる。
が異なる複数の撮影位置において２次元検出器を用いて
撮影を行うことにより複数の放射線画像を表す画像デー
タを得、複数の画像データを用いて予め定められたアル
ゴリズムに基づく演算を行うことにより、位相コントラ
スト画像を生成することができる。
【０００８】ところで、位相コントラスト撮影方法によ
り得られた、複数の放射線画像を表す画像データから位
相コントラスト画像を生成する場合に、反復処理を行っ
て位相コントラスト画像の精度を高める方法も提案され
ている。その一つの手法として、MAL（Maximum-likelih
ood method）と称される手法が提案されている（M. Op
de Beeck, D. Van Dyck and W. Coene, "Wave function
reconstruction in HRTEM: the parabola method", Ul
tramicroscopy 64 (1996), 167-183、（文献３とす
る）、W.Coene and Dirk Van Dyck, "Phase Retrieval
through Focus Variation for Ultra-Resolution in Fi
eld-Emission Transmission Electron Microscopy", Ph
ys. Rev. Lett. Vol.69, No.26 (1992), 3743-3746、
（文献４とする））。以下、反復処理の手法について説
明する。
り得られた、複数の放射線画像を表す画像データから位
相コントラスト画像を生成する場合に、反復処理を行っ
て位相コントラスト画像の精度を高める方法も提案され
ている。その一つの手法として、MAL（Maximum-likelih
ood method）と称される手法が提案されている（M. Op
de Beeck, D. Van Dyck and W. Coene, "Wave function
reconstruction in HRTEM: the parabola method", Ul
tramicroscopy 64 (1996), 167-183、（文献３とす
る）、W.Coene and Dirk Van Dyck, "Phase Retrieval
through Focus Variation for Ultra-Resolution in Fi
eld-Emission Transmission Electron Microscopy", Ph
ys. Rev. Lett. Vol.69, No.26 (1992), 3743-3746、
（文献４とする））。以下、反復処理の手法について説
明する。
【０００９】図４は位相コントラスト撮影を説明するた
めの図である。図４に示すように、２次元検出器と被写
体１０１との距離ｚをｚ1からｚNまで種々変更して、Ｎ
個の放射線画像（以下測定強度画像とする）Ｉ1,exp，
Ｉ2,exp，…ＩN,expが得られたものとする。なお、測定
強度画像Ｉn,exp（ｎ＝１〜Ｎ）は、画像上における各
画素の値に対応するものであり、厳密にはＩ
n,exp（ｘ，ｙ）（ｘ，ｙは画像上の位置を表す）と表
記すべきものであるが、以下の説明においては、（ｘ，
ｙ）は省略して表すものとする。なお、位相コントラス
ト画像をφ（ｘ，ｙ）（以下、（ｘ，ｙ）は省略する）
とする。ここで、２次元検出器において得られる画像デ
ータと２次元検出器に照射される放射線の強度との関係
は予め分かっているため、その関係を表すテーブルを用
意しておき、２次元検出器において得られる画像データ
からそのテーブルを参照することにより、測定強度画像
を得ることができる。
めの図である。図４に示すように、２次元検出器と被写
体１０１との距離ｚをｚ1からｚNまで種々変更して、Ｎ
個の放射線画像（以下測定強度画像とする）Ｉ1,exp，
Ｉ2,exp，…ＩN,expが得られたものとする。なお、測定
強度画像Ｉn,exp（ｎ＝１〜Ｎ）は、画像上における各
画素の値に対応するものであり、厳密にはＩ
n,exp（ｘ，ｙ）（ｘ，ｙは画像上の位置を表す）と表
記すべきものであるが、以下の説明においては、（ｘ，
ｙ）は省略して表すものとする。なお、位相コントラス
ト画像をφ（ｘ，ｙ）（以下、（ｘ，ｙ）は省略する）
とする。ここで、２次元検出器において得られる画像デ
ータと２次元検出器に照射される放射線の強度との関係
は予め分かっているため、その関係を表すテーブルを用
意しておき、２次元検出器において得られる画像データ
からそのテーブルを参照することにより、測定強度画像
を得ることができる。
【００１０】ここで、ｊ回の反復演算により、位相コン
トラスト画像の推定値φjが求まっているものとする。
このとき、フレネル回折の式を用いることにより、所定
の距離離れた位置における強度画像を推定することがで
きる。この強度画像を推定強度画像Ｉn,j（ｘ，ｙ）
（以下（ｘ，ｙ）は省略する）とする。そして、測定強
度画像Ｉn,expと推定強度画像Ｉn,jとの差δＩn,jか
ら、推定値φjを補正するための補正量δφjを算出し、
ｊ＋１回目の反復演算による推定値φj+1を算出する。
この反復演算を繰り返し、測定強度画像Ｉn,expと推定
強度画像Ｉn,jとの差δＩn,jが十分小さくなったら、そ
のときの推定値φを最終的な位相コントラスト画像φ
Finalとするものである。このような反復計算の処理の
流れを図５に示す。
トラスト画像の推定値φjが求まっているものとする。
このとき、フレネル回折の式を用いることにより、所定
の距離離れた位置における強度画像を推定することがで
きる。この強度画像を推定強度画像Ｉn,j（ｘ，ｙ）
（以下（ｘ，ｙ）は省略する）とする。そして、測定強
度画像Ｉn,expと推定強度画像Ｉn,jとの差δＩn,jか
ら、推定値φjを補正するための補正量δφjを算出し、
ｊ＋１回目の反復演算による推定値φj+1を算出する。
この反復演算を繰り返し、測定強度画像Ｉn,expと推定
強度画像Ｉn,jとの差δＩn,jが十分小さくなったら、そ
のときの推定値φを最終的な位相コントラスト画像φ
Finalとするものである。このような反復計算の処理の
流れを図５に示す。
【００１１】なお、上記文献２に記載された手法は、推
定値φj+1を算出するための演算式として、下記の式
（１）を用いるものである。
定値φj+1を算出するための演算式として、下記の式
（１）を用いるものである。
【００１２】
【数１】
【００１３】図５と対応させると、式（１）のＩn,exp
（Ｒ）−Ｉn,j（Ｒ）が差δＩn,jに対応し、右辺の第２
項がδφjに対応する。
（Ｒ）−Ｉn,j（Ｒ）が差δＩn,jに対応し、右辺の第２
項がδφjに対応する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、回折現象は
位相変化の大きい部分においては顕著に生じるものの、
低空間周波数の部分においては生じにくくなる。このた
め、各放射線画像に含まれる低空間周波数の部分につい
ては、精度よく位相コントラスト画像を生成することが
できなくなってしまう。すなわち、被写体が存在しない
領域においては、本来位相変化はないものとして位相コ
ントラスト画像が生成されるべきであるが、低空間周波
数の部分についての生成の精度が悪いことから、被写体
が存在しないのに、被写体が存在するかのような位相コ
ントラスト画像が生成されてしまうおそれがある。ここ
で、反復処理は前回の演算により求められた推定値を次
回の演算に用いているため、被写体が存在しない領域に
被写体が存在するような推定値が算出されると、後の演
算にその値が影響し、位相コントラスト画像の生成精度
が低下してしまう。
位相変化の大きい部分においては顕著に生じるものの、
低空間周波数の部分においては生じにくくなる。このた
め、各放射線画像に含まれる低空間周波数の部分につい
ては、精度よく位相コントラスト画像を生成することが
できなくなってしまう。すなわち、被写体が存在しない
領域においては、本来位相変化はないものとして位相コ
ントラスト画像が生成されるべきであるが、低空間周波
数の部分についての生成の精度が悪いことから、被写体
が存在しないのに、被写体が存在するかのような位相コ
ントラスト画像が生成されてしまうおそれがある。ここ
で、反復処理は前回の演算により求められた推定値を次
回の演算に用いているため、被写体が存在しない領域に
被写体が存在するような推定値が算出されると、後の演
算にその値が影響し、位相コントラスト画像の生成精度
が低下してしまう。
【００１５】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、位相コントラスト画像を精度よく生成することを目
的とするものである。
り、位相コントラスト画像を精度よく生成することを目
的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明による画像生成方
法は、被写体に放射線を照射し、該被写体を透過した放
射線を、該被写体からの距離が異なる複数の撮影位置に
おいて検出することにより得られた、該各撮影位置にお
ける複数の放射線画像に基づいて、反復処理により強度
放射線画像および／または位相コントラスト画像を生成
する画像生成方法において、前記各放射線画像に含まれ
る前記被写体に対応する被写体領域の画像を優先的に用
いて前記反復処理を行うことを特徴とするものである。
法は、被写体に放射線を照射し、該被写体を透過した放
射線を、該被写体からの距離が異なる複数の撮影位置に
おいて検出することにより得られた、該各撮影位置にお
ける複数の放射線画像に基づいて、反復処理により強度
放射線画像および／または位相コントラスト画像を生成
する画像生成方法において、前記各放射線画像に含まれ
る前記被写体に対応する被写体領域の画像を優先的に用
いて前記反復処理を行うことを特徴とするものである。
【００１７】なお、本発明による画像生成方法において
は、前記被写体領域の画像にのみ基づいて前記反復処理
を行ってもよい。
は、前記被写体領域の画像にのみ基づいて前記反復処理
を行ってもよい。
【００１８】「反復処理」とは、上記文献３および文献
４において説明されている反復演算により位相コントラ
スト画像を生成する処理をいう。
４において説明されている反復演算により位相コントラ
スト画像を生成する処理をいう。
【００１９】「被写体領域の画像を反復処理に優先的に
用いる」とは、被写体領域の画像のみを用いて反復処理
を行う、すなわち被写体領域以外の領域については値を
０として反復処理を行うこと、値を０とはしないものの
重み付けを小さくして反復処理を行うことをいう。
用いる」とは、被写体領域の画像のみを用いて反復処理
を行う、すなわち被写体領域以外の領域については値を
０として反復処理を行うこと、値を０とはしないものの
重み付けを小さくして反復処理を行うことをいう。
【００２０】なお、「被写体領域」は、複数の放射線画
像に基づいて自動的に認識する、一定形状の被写体の撮
影を行う場合には予め定められた所定領域を被写体領域
とする等、任意の方法により設定することができる。
像に基づいて自動的に認識する、一定形状の被写体の撮
影を行う場合には予め定められた所定領域を被写体領域
とする等、任意の方法により設定することができる。
【００２１】本発明による画像生成装置は、被写体に放
射線を照射し、該被写体を透過した放射線を、該被写体
からの距離が異なる複数の撮影位置において検出するこ
とにより得られた、該各撮影位置における複数の放射線
画像に基づいて、反復処理により強度放射線画像および
／または位相コントラスト画像を生成する演算手段を備
えた画像生成装置において、前記演算手段は、前記各放
射線画像に含まれる前記被写体に対応する被写体領域の
画像を優先的に用いて前記反復処理を行う手段であるこ
とを特徴とするものである。
射線を照射し、該被写体を透過した放射線を、該被写体
からの距離が異なる複数の撮影位置において検出するこ
とにより得られた、該各撮影位置における複数の放射線
画像に基づいて、反復処理により強度放射線画像および
／または位相コントラスト画像を生成する演算手段を備
えた画像生成装置において、前記演算手段は、前記各放
射線画像に含まれる前記被写体に対応する被写体領域の
画像を優先的に用いて前記反復処理を行う手段であるこ
とを特徴とするものである。
【００２２】なお、本発明による画像生成装置において
は、前記演算手段を、前記被写体領域の画像にのみ基づ
いて前記反復処理を行う手段としてもよい。
は、前記演算手段を、前記被写体領域の画像にのみ基づ
いて前記反復処理を行う手段としてもよい。
【００２３】なお、本発明による画像生成方法をコンピ
ュータに実行させるためのプログラムとして提供しても
よい。
ュータに実行させるためのプログラムとして提供しても
よい。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、反復処理により位相コ
ントラスト画像を生成する際に、被写体領域の画像を優
先的に用いるようにしたため、位相コントラスト画像の
生成精度が低い、放射線画像上において被写体が存在し
ない低空間周波数の画像が、反復処理において得られる
位相コントラスト画像の推定値に与える影響を小さくす
ることができ、その結果、精度よく位相コントラスト画
像を生成することができる。
ントラスト画像を生成する際に、被写体領域の画像を優
先的に用いるようにしたため、位相コントラスト画像の
生成精度が低い、放射線画像上において被写体が存在し
ない低空間周波数の画像が、反復処理において得られる
位相コントラスト画像の推定値に与える影響を小さくす
ることができ、その結果、精度よく位相コントラスト画
像を生成することができる。
【００２５】とくに、被写体領域の画像にのみ基づいて
反復処理を行うことにより、放射線画像上の低空間周波
数の部分が位相コントラスト画像に与える影響を排除す
ることができ、その結果、一層精度よく位相コントラス
ト画像を生成することができる。
反復処理を行うことにより、放射線画像上の低空間周波
数の部分が位相コントラスト画像に与える影響を排除す
ることができ、その結果、一層精度よく位相コントラス
ト画像を生成することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態
による画像生成装置を適用した撮影装置の構成を示す概
略ブロック図である。図１に示すように、この撮影装置
は、被写体にＸ線を照射するＸ線源１０と、被写体２１
を支持する被写体支持部２０と、被写体２１を透過した
Ｘ線を検出して被写体の複数のＸ線画像を表す画像デー
タＳｎ（ｎ＝１〜Ｎ）を得る記録部３０と、複数の画像
データＳｎを用いて反復処理により位相コントラスト画
像を表す画像データＳｐを生成する演算部４０とを備え
る。
形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態
による画像生成装置を適用した撮影装置の構成を示す概
略ブロック図である。図１に示すように、この撮影装置
は、被写体にＸ線を照射するＸ線源１０と、被写体２１
を支持する被写体支持部２０と、被写体２１を透過した
Ｘ線を検出して被写体の複数のＸ線画像を表す画像デー
タＳｎ（ｎ＝１〜Ｎ）を得る記録部３０と、複数の画像
データＳｎを用いて反復処理により位相コントラスト画
像を表す画像データＳｐを生成する演算部４０とを備え
る。
【００２７】Ｘ線源１０は、シンクロトロン放射光を発
する線源１１と、シンクロトロン放射光を単色Ｘ線（以
下単にＸ線とする）１２に単色化するシリコン等の結晶
１３とを備え、線源１１から発せられたシンクロトロン
放射光を結晶１３において反射させることにより単色の
Ｘ線１２を得るものである。
する線源１１と、シンクロトロン放射光を単色Ｘ線（以
下単にＸ線とする）１２に単色化するシリコン等の結晶
１３とを備え、線源１１から発せられたシンクロトロン
放射光を結晶１３において反射させることにより単色の
Ｘ線１２を得るものである。
【００２８】被写体支持部２０は被写体２１を支持する
支持台２４を備える。
支持台２４を備える。
【００２９】記録部３０は、２次元状に配列された複数
の検出素子からなる検出パネル３１と、被写体２１を透
過したＸ線１２の進行方向に対して平行な方向に検出パ
ネル３１を移動させる移動手段３２と、検出パネル３１
の移動経路上に予め設定された複数の撮影位置におい
て、検出パネル３１を構成する複数の検出素子から電気
信号を読み出して各撮影位置における画像データＳｎを
得る読出手段３３とを備える。
の検出素子からなる検出パネル３１と、被写体２１を透
過したＸ線１２の進行方向に対して平行な方向に検出パ
ネル３１を移動させる移動手段３２と、検出パネル３１
の移動経路上に予め設定された複数の撮影位置におい
て、検出パネル３１を構成する複数の検出素子から電気
信号を読み出して各撮影位置における画像データＳｎを
得る読出手段３３とを備える。
【００３０】なお、移動手段３２は、検出パネル３１を
支持する、雌ネジ部が形成された支持部３５と、Ｘ線１
２の進行方向と平行な方向に延在するとともに支持部の
雌ネジ部に螺合する雄ネジ部３６と、雄ネジ部３６をＸ
線１２の進行方向に伸びる回転軸を中心として回転させ
るモータ３７と、モータ３７の駆動および停止を制御す
る制御部３８とを備える。そして、制御部３８によりモ
ータ３７を駆動することにより雄ネジ部３６が回転さ
れ、その回転方向に応じて支持部３５すなわち検出パネ
ル３１が被写体２１に近づく方向および被写体２１から
離れる方向に移動する。
支持する、雌ネジ部が形成された支持部３５と、Ｘ線１
２の進行方向と平行な方向に延在するとともに支持部の
雌ネジ部に螺合する雄ネジ部３６と、雄ネジ部３６をＸ
線１２の進行方向に伸びる回転軸を中心として回転させ
るモータ３７と、モータ３７の駆動および停止を制御す
る制御部３８とを備える。そして、制御部３８によりモ
ータ３７を駆動することにより雄ネジ部３６が回転さ
れ、その回転方向に応じて支持部３５すなわち検出パネ
ル３１が被写体２１に近づく方向および被写体２１から
離れる方向に移動する。
【００３１】演算部４０は、下記の式（１）に示す反復
処理により、複数の画像データＳｎに基づいて位相コン
トラスト画像を表す画像データＳｐを得る。
処理により、複数の画像データＳｎに基づいて位相コン
トラスト画像を表す画像データＳｐを得る。
【００３２】
【数２】
なお、式（１）において、ｚnは被写体２１から検出パ
ネル３１までの距離であり、測定強度画像Ｉn,expは、
画像データＳｎにより表される画像である。以下、反復
処理について説明する。
ネル３１までの距離であり、測定強度画像Ｉn,expは、
画像データＳｎにより表される画像である。以下、反復
処理について説明する。
【００３３】まず、上記式（１）により１回目の演算を
行う。ここで、被写体２１が存在せず、Ｘ線１２がその
まま検出パネル３１に到達する状態を初期状態とし、推
定値および推定強度画像の初期値として推定値φ
0（Ｇ）＝０、推定強度画像Ｉn,0（Ｒ）＝１を用いる。
そして、式（１）により推定値φ1（Ｇ）を算出し、算
出された推定値φ1（Ｇ）を逆フーリエ変換して、推定
値φ1（Ｒ）を算出する。
行う。ここで、被写体２１が存在せず、Ｘ線１２がその
まま検出パネル３１に到達する状態を初期状態とし、推
定値および推定強度画像の初期値として推定値φ
0（Ｇ）＝０、推定強度画像Ｉn,0（Ｒ）＝１を用いる。
そして、式（１）により推定値φ1（Ｇ）を算出し、算
出された推定値φ1（Ｇ）を逆フーリエ変換して、推定
値φ1（Ｒ）を算出する。
【００３４】そして、被写体２１に最も近い撮影位置
（ｚ＝ｚ1）において得られる測定強度画像Ｉ
1,exp（Ｒ）について、値が１すなわちＩ1,exp（Ｒ）＝
１となっている画素を、Ｘ線１２が被写体２１を透過す
ることなく、そのまま検出パネル３１に到達している画
素（以下物体が存在しない画素とする）とする。これ
は、位相物体のように透過率が非常に小さい物体であっ
ても、ｚ＝ｚ1の撮影位置においては、物体が存在する
場所と存在しない場所の区別は、検出した画像の強度を
比較すれば分かるという理由に基づくものである。
（ｚ＝ｚ1）において得られる測定強度画像Ｉ
1,exp（Ｒ）について、値が１すなわちＩ1,exp（Ｒ）＝
１となっている画素を、Ｘ線１２が被写体２１を透過す
ることなく、そのまま検出パネル３１に到達している画
素（以下物体が存在しない画素とする）とする。これ
は、位相物体のように透過率が非常に小さい物体であっ
ても、ｚ＝ｚ1の撮影位置においては、物体が存在する
場所と存在しない場所の区別は、検出した画像の強度を
比較すれば分かるという理由に基づくものである。
【００３５】そして、物体が存在しない画素に対応する
画素について、推定値φ1（Ｒ）＝０となるように推定
値φ1（Ｒ）を修正し、修正推定値φnew 1（Ｒ）を得
る。次いで、修正推定値φnew 1（Ｒ）から、下記のフレ
ネル回折の式（２）を用いることにより、推定強度画像
Ｉn,1（Ｒ）を算出する。
画素について、推定値φ1（Ｒ）＝０となるように推定
値φ1（Ｒ）を修正し、修正推定値φnew 1（Ｒ）を得
る。次いで、修正推定値φnew 1（Ｒ）から、下記のフレ
ネル回折の式（２）を用いることにより、推定強度画像
Ｉn,1（Ｒ）を算出する。
【００３６】
【数３】
【００３７】さらに、修正推定値φnew 1（Ｒ）をフーリ
エ変換することにより修正推定値φ 1（Ｇ）を算出す
る。そして、式（１）に基づいて、算出された推定強度
画像Ｉn ,1（Ｒ）および修正推定値φ1（Ｇ）により、推
定値φ2（Ｇ）を算出する。
エ変換することにより修正推定値φ 1（Ｇ）を算出す
る。そして、式（１）に基づいて、算出された推定強度
画像Ｉn ,1（Ｒ）および修正推定値φ1（Ｇ）により、推
定値φ2（Ｇ）を算出する。
【００３８】以上の演算を、全ての撮影位置におけるＩ
n,exp（Ｒ）−Ｉn,j（Ｒ）の値が所定のしきい値Ｔｈ１
以下となるまで行い、全ての撮影位置においてＩn,exp
（Ｒ）−Ｉn,j（Ｒ）≦Ｔｈ１となった時点の推定値φj
を最終的に算出すべき位相コントラスト画像φ
Final（Ｇ）とする。すなわち、推定値φFinal（Ｇ）か
らなるデータが算出すべき位相コントラスト画像データ
Ｓｐとなる。
n,exp（Ｒ）−Ｉn,j（Ｒ）の値が所定のしきい値Ｔｈ１
以下となるまで行い、全ての撮影位置においてＩn,exp
（Ｒ）−Ｉn,j（Ｒ）≦Ｔｈ１となった時点の推定値φj
を最終的に算出すべき位相コントラスト画像φ
Final（Ｇ）とする。すなわち、推定値φFinal（Ｇ）か
らなるデータが算出すべき位相コントラスト画像データ
Ｓｐとなる。
【００３９】次いで、本実施形態の動作について説明す
る。図２は本実施形態の動作を示すフローチャートであ
る。まず、線源１１を駆動してシンクロトロン放射光を
結晶１３において反射させることにより、Ｘ線源１０か
ら単色のＸ線１２を出射して、被写体２１にＸ線１２を
照射する（ステップＳ１）。これと同時に、制御部３８
によりモータ３７を駆動して、検出パネル３１を被写体
２１に最も近い初期位置から離れる方向に移動させる
（ステップＳ２）。そして、移動に応じて複数の撮影位
置において読出手段３３により検出パネル３１を構成す
る複数の検出素子の電気信号を読み出して、各撮影位置
における画像データＳｎを取得する（ステップＳ３）。
る。図２は本実施形態の動作を示すフローチャートであ
る。まず、線源１１を駆動してシンクロトロン放射光を
結晶１３において反射させることにより、Ｘ線源１０か
ら単色のＸ線１２を出射して、被写体２１にＸ線１２を
照射する（ステップＳ１）。これと同時に、制御部３８
によりモータ３７を駆動して、検出パネル３１を被写体
２１に最も近い初期位置から離れる方向に移動させる
（ステップＳ２）。そして、移動に応じて複数の撮影位
置において読出手段３３により検出パネル３１を構成す
る複数の検出素子の電気信号を読み出して、各撮影位置
における画像データＳｎを取得する（ステップＳ３）。
【００４０】取得された画像データＳｎは演算部４０に
入力され、ここで上述したように反復処理により位相コ
ントラスト画像を表す画像データＳｐが生成され（ステ
ップＳ４）、処理を終了する。なお、画像データＳｐは
モニタによる再生、あるいはプリンタによるプリント出
力に供される。
入力され、ここで上述したように反復処理により位相コ
ントラスト画像を表す画像データＳｐが生成され（ステ
ップＳ４）、処理を終了する。なお、画像データＳｐは
モニタによる再生、あるいはプリンタによるプリント出
力に供される。
【００４１】このように、本実施形態においては、位相
コントラスト画像データＳｐを生成する際に、Ｘ線１２
が被写体２１を透過することなく検出パネル３１に到達
している画素については、算出される推定値φj（Ｒ）
＝０として反復処理を行うようにしたため、被写体２１
が存在しない低空間周波数の領域の画像が反復処理の各
段において得られる推定値に与える影響を排除すること
ができ、その結果、精度よく位相コントラスト画像デー
タＳｐを生成することができる。
コントラスト画像データＳｐを生成する際に、Ｘ線１２
が被写体２１を透過することなく検出パネル３１に到達
している画素については、算出される推定値φj（Ｒ）
＝０として反復処理を行うようにしたため、被写体２１
が存在しない低空間周波数の領域の画像が反復処理の各
段において得られる推定値に与える影響を排除すること
ができ、その結果、精度よく位相コントラスト画像デー
タＳｐを生成することができる。
【００４２】なお、上記実施形態においては、Ｘ線１２
が被写体２１を透過することなく検出パネル３１に到達
している画素については、算出される推定値φj（Ｒ）
＝０として反復処理を行っているが、修正推定値φnew j
（Ｒ）＝１／１０×φj（Ｒ）とする等して、物体が存
在しない画素における推定値φj（Ｒ）が反復処理に与
える影響を小さくするようにしてもよい。
が被写体２１を透過することなく検出パネル３１に到達
している画素については、算出される推定値φj（Ｒ）
＝０として反復処理を行っているが、修正推定値φnew j
（Ｒ）＝１／１０×φj（Ｒ）とする等して、物体が存
在しない画素における推定値φj（Ｒ）が反復処理に与
える影響を小さくするようにしてもよい。
【００４３】また、上記実施形態においては、記録部３
０において１つの検出パネル３１を移動手段３２により
Ｘ線１２の進行方向に対して平行な方向に移動し、複数
の撮影位置においてそれぞれ撮影を行っているが、図３
に示すように、検出パネル３１に代えて複数（ここでは
３枚）の蓄積性蛍光体シート６１，６２，６３を使用
し、予め定められた複数の撮影位置にこれら蓄積性蛍光
体シート６１，６２，６３をそれぞれ配設して複数の撮
影位置における撮影を同時に行ってもよい。
０において１つの検出パネル３１を移動手段３２により
Ｘ線１２の進行方向に対して平行な方向に移動し、複数
の撮影位置においてそれぞれ撮影を行っているが、図３
に示すように、検出パネル３１に代えて複数（ここでは
３枚）の蓄積性蛍光体シート６１，６２，６３を使用
し、予め定められた複数の撮影位置にこれら蓄積性蛍光
体シート６１，６２，６３をそれぞれ配設して複数の撮
影位置における撮影を同時に行ってもよい。
【００４４】なお、このようにして蓄積性蛍光体シート
６１，６２，６３にＸ線画像を蓄積記録した場合には、
各シート６１，６２，６３に励起光を照射して輝尽発光
光を発生させ、この輝尽発光光を光電的に読み取る読取
手段７０において、Ｘ線画像を表す複数の画像データＳ
ｎが得られる。得られた複数の画像データＳｎは、上記
第１の実施形態と同様に演算部４０に入力され、位相コ
ントラスト画像を表す画像データＳｐが生成される。
６１，６２，６３にＸ線画像を蓄積記録した場合には、
各シート６１，６２，６３に励起光を照射して輝尽発光
光を発生させ、この輝尽発光光を光電的に読み取る読取
手段７０において、Ｘ線画像を表す複数の画像データＳ
ｎが得られる。得られた複数の画像データＳｎは、上記
第１の実施形態と同様に演算部４０に入力され、位相コ
ントラスト画像を表す画像データＳｐが生成される。
【００４５】また、上記実施形態においては、線源１１
としてシンクロトロン放射光を発するものを用いている
が、これに限定されるものではない。また、被写体２１
に照射するＸ線１２として単色Ｘ線を用いているが、単
色Ｘ線に限定されるものではない。
としてシンクロトロン放射光を発するものを用いている
が、これに限定されるものではない。また、被写体２１
に照射するＸ線１２として単色Ｘ線を用いているが、単
色Ｘ線に限定されるものではない。
【００４６】また、上記実施形態においては、被写体２
１にＸ線を照射しているが、Ｘ線以外の他の放射線（α
線，β線，γ線，電子線，紫外線等）を用いてもよい。
１にＸ線を照射しているが、Ｘ線以外の他の放射線（α
線，β線，γ線，電子線，紫外線等）を用いてもよい。
【００４７】さらに、上記実施形態においては、複数の
画像データＳｎから位相コントラスト画像データＳｐを
生成してこれを出力しているが、被写体２１に最も近い
撮影位置において得られた画像データＳ１を強度放射線
画像として出力してもよい。
画像データＳｎから位相コントラスト画像データＳｐを
生成してこれを出力しているが、被写体２１に最も近い
撮影位置において得られた画像データＳ１を強度放射線
画像として出力してもよい。
【図１】本発明の実施形態による画像生成装置を適用し
た撮影装置の構成を示す概略ブロック図
た撮影装置の構成を示す概略ブロック図
【図２】本実施形態の動作を示すフローチャート
【図３】本発明の他の実施形態による画像生成装置を適
用した撮影装置の構成を示す概略ブロック図
用した撮影装置の構成を示す概略ブロック図
【図４】位相コントラスト撮影を説明するための図
【図５】反復計算の処理の流れを示す図
１０ Ｘ線源
１１ 線源
１２ Ｘ線
１３ 結晶
２０ 被写体支持部
２１ 被写体
３０ 記録部
３１ 検出パネル
３２ 移動手段
３３ 読出手段
４０ 演算部
６１，６２，６３ 蓄積性蛍光体シート
７０ 読取手段
Claims (6)
- 【請求項１】 被写体に放射線を照射し、該被写体を
透過した放射線を、該被写体からの距離が異なる複数の
撮影位置において検出することにより得られた、該各撮
影位置における複数の放射線画像に基づいて、反復処理
により強度放射線画像および／または位相コントラスト
画像を生成する画像生成方法において、 前記各放射線画像に含まれる前記被写体に対応する被写
体領域の画像を優先的に用いて前記反復処理を行うこと
を特徴とする画像生成方法。 - 【請求項２】 前記被写体領域の画像にのみ基づいて
前記反復処理を行うことを特徴とする請求項１記載の画
像生成方法。 - 【請求項３】 被写体に放射線を照射し、該被写体を
透過した放射線を、該被写体からの距離が異なる複数の
撮影位置において検出することにより得られた、該各撮
影位置における複数の放射線画像に基づいて、反復処理
により強度放射線画像および／または位相コントラスト
画像を生成する演算手段を備えた画像生成装置におい
て、 前記演算手段は、前記各放射線画像に含まれる前記被写
体に対応する被写体領域の画像を優先的に用いて前記反
復処理を行う手段であることを特徴とする画像生成装
置。 - 【請求項４】 前記演算手段は、前記被写体領域の画
像にのみ基づいて前記反復処理を行う手段であることを
特徴とする請求項３記載の画像生成装置。 - 【請求項５】 被写体に放射線を照射し、該被写体を
透過した放射線を、該被写体からの距離が異なる複数の
撮影位置において検出することにより得られた、該各撮
影位置における複数の放射線画像に基づいて、反復処理
により強度放射線画像および／または位相コントラスト
画像を生成する手順をコンピュータに実行させるための
プログラムにおいて、 前記位相コントラスト画像を生成する手順は、前記各放
射線画像に含まれる前記被写体に対応する被写体領域の
画像を優先的に用いて前記反復処理を行う手順であるこ
とを特徴とするプログラム。 - 【請求項６】 前記位相コントラスト画像を生成する
手順は、前記被写体領域の画像にのみ基づいて前記反復
処理を行う手順であることを特徴とする請求項５記載の
プログラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001318245A JP2003116827A (ja) | 2001-10-16 | 2001-10-16 | 画像生成方法および装置並びにプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001318245A JP2003116827A (ja) | 2001-10-16 | 2001-10-16 | 画像生成方法および装置並びにプログラム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003116827A true JP2003116827A (ja) | 2003-04-22 |
Family
ID=19135989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001318245A Withdrawn JP2003116827A (ja) | 2001-10-16 | 2001-10-16 | 画像生成方法および装置並びにプログラム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003116827A (ja) |
-
2001
- 2001-10-16 JP JP2001318245A patent/JP2003116827A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050104 |