JP2005064706A - 放射線撮像装置および放射線検出信号処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 放射線検出手段から取り出された放射線検出信号から放射線検出手段に起因する放射線検出信号の時間遅れを十分に除去することができ、サブトラクション像を高精度に得ることができる放射線撮像装置および放射線検出信号処理方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 ライブ像およびマスク像からサブトラクション（ＤＳＡ処理）を行ってサブトラクション像を得る際に、Ｘ線検出信号に含まれる時間遅れ分は、指数関数で構成されるインパルス応答によるものとして、再帰的演算処理により各Ｘ線検出信号から時間遅れ分を除去して補正後Ｘ線検出信号を求め、これらの補正後検出信号からライブ像およびマスク像をそれぞれ得る。
【選択図】 図４

Description

この発明は、放射線照射手段による放射線の照射に伴って放射線検出手段から放射線検出信号が所定のサンプリング時間間隔で信号サンプリング手段によって取り出されるとともに、取り出された放射線検出信号に基づいて放射線画像が得られるように構成されている医用もしくは工業用の放射線撮像装置および放射線検出信号処理方法に係り、特に、放射線検出手段の時間遅れに起因するＤＳＡ（サブトラクション処理）画像の劣化を改善する技術に関する。

従来、被験者の血管様態を観察する医用診断装置として、ディジタルサブトラクションアンギオグラフィー（ＤＳＡ）がある。この装置では、造影剤が投与される前の被検体の所定の部位をＸ線撮影し、続けて、造影剤が投与された被検体の同じ部位を撮影する。造影剤が投与された被検体のＸ線像（すなわちマスク像）は、血管が造影されている画像であり、それから造影剤が投与される前の血管が造影されていないＸ線像（すなわちマスク像）を引くことによって、血管のみを強調したサブトラクション像を得ている。なお、サブトラクション処理はいわゆる引き算であるが、ＳＮ比を向上させるために複数回の撮影によって得られたマスク像を加算平均したり、経時的に得たライブ像に重み付け加算平均を施すこともある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−４１９７３号公報（第３頁、図１、図２）

しかしながら、これらの画像を撮影する放射線検出器（放射線検出手段）として、多数個のＸ線検出素子をＸ線検出面に縦横に配列したフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、適宜「ＦＰＤ」という）を用いた場合には、ＦＰＤの時間遅れによって残像が生じるという問題点がある。この時間遅れ分が十分に除去できないことに起因して残像が生じる。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、放射線検出手段から取り出された放射線検出信号から放射線検出手段に起因する放射線検出信号の時間遅れを十分に除去することができ、サブトラクション像を高精度に得ることができる放射線撮像装置および放射線検出信号処理方法を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、発明者らは、ＦＰＤに起因する時間遅れによる残像等は、サンプリング時間間隔で取り出される各放射線検出信号に含まれる時間遅れ分に相当することに着目してみた。また、発明者らは、かかる時間遅れ分を十分に除去するために特願２００３−０３３３８９号を出願している。この出願によれば、このＦＰＤの時間遅れに対して、次の再帰式Ａ〜Ｃにより、ＦＰＤのインパルス応答に起因する時間遅れを除去している。

Ｘ_k ＝Ｙ_k −Σ_n=1 ^N ［α_n ・〔１−exp(Ｔ_n ) 〕・exp(Ｔ_n )・Ｓ_nk］…Ａ
Ｔ_n ＝−Δｔ／τ_n …Ｂ
Ｓ_nk＝Ｘ_k-1 ＋exp(Ｔ_n )・Ｓ_n(k-1)…Ｃ
但し， Δｔ：サンプリング時間間隔
ｋ：サンプリングした時系列内のｋ番目の時点を示す添字
Ｙ_k ：ｋ番目のサンプリング時点で取り出された放射線検出信号
Ｘ_k ：Ｙ_k から時間遅れ分を除去した遅れ除去放射線検出信号
Ｘ_k-1 ：一時点前のＸ_k
Ｓ_n(k-1)：一時点前のＳ_n
exp ：指数関数
Ｎ：インパルス応答を構成する時定数が異なる指数関数の個数
ｎ：インパルス応答を構成する指数関数の中の一つを示す添字
α_n ：指数関数ｎの強度
τ_n ：指数関数ｎの減衰時定数
この再帰式的演算では、ＦＰＤのインパルス応答係数である、Ｎ，α_n，τ_n を事前に求めておき、それを固定した状態で放射線検出信号Ｙ_k を式Ａ〜Ｃに適用し、その結果、時間遅れ分を除去したＸ_k を算出することになる。

ここで、上述した出願の具体的な内容について、図６，図７を用いて説明する。図６は、放射線入射状況を示す図であるとともに、図７は、時間遅れ状況を示す図であって、図中の縦軸は入射放射線強度を示し、時間ｔ０〜ｔ１はマスク像の撮影、時間ｔ２〜ｔ３はライブ像の撮影を示す。図６に示すように、時間ｔ０〜ｔ１およびｔ２〜ｔ３の間に放射線が入射されると、入射線量に応じた本来の信号に、図７に斜線で示す時間遅れ分が加わって、放射線検出信号Ｙ_k は図７中に太線で示すものとなる。

図７に示すように、マスク像の撮影を行った後にライブ像の撮影を行うまでの間でも、実際にはマスク像に関するインパルス応答が減衰しながらも放射線検出信号の成分がわずかながらに残っている。このため、マスク像の撮影の後に連続せずに断続的にライブ像の撮影を行った場合、すなわちマスク像とライブ像との時間的なつながりを切って撮影を行った場合に、それぞれの画像で時間遅れを除去しても、ライブ像の時間遅れの除去においてマスク像での時間遅れが重なることに起因して、時間遅れ分が十分に除去することができずに残像が生じることがわかる。してみれば、実際に得られたライブ像やマスク像などの画像に関する放射検出信号から、影響を及ぼす全ての時間遅れ分をそれぞれ除去して、ＤＳＡ処理を行えばよい。

このような知見に基づくこの発明は、次のような構成をとる。

すなわち、請求項1に記載の発明は、被検体に向けて放射線を照射する放射線照射手段と、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線検出手段から放射線検出信号を所定のサンプリング時間間隔で取り出す信号サンプリング手段とを備え、被検体への放射線照射に伴って放射線検出手段からサンプリング時間間隔で出力される放射線検出信号に基づいてライブ像とマスク像とを撮像し、ライブ像とマスク像とをサブトラクションすることによりサブトラクション像を得る放射線撮像装置であって、サンプリング時間間隔で取り出される各放射線検出信号に含まれる時間遅れ分を単数または減衰時定数が異なる複数個の指数関数で構成されるインパルス応答によるものとして再帰的演算処理により各放射線検出信号から除去する時間遅れ除去手段を備え、ライブ像とマスク像とを時間的に連続して撮像するためにライブ像に関する放射線検出信号およびマスク像に関する放射線検出信号をサンプリング時間間隔ごとに時間的に連続して検出し、前記時間遅れ除去手段によって各放射線検出信号から時間遅れ分が除去されて求められた補正後放射線検出信号からライブ画像およびマスク画像をそれぞれ得て、サブトラクション像を得ることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項1に記載の発明によれば、放射線照射手段による被検体への照射線に伴って放射線検出手段から所定のサンプリング時間間隔で出力される放射線検出信号に基づいてライブ像とマスク像とを撮像し、ライブ像とマスク像とをサブトラクションすることによりサブトラクション像を得る。サンプリング時間間隔で取り出される各放射線検出信号に含まれる時間遅れ分は、単数または減衰時定数が異なる複数個の指数関数で構成されるインパルス応答によるものとして、再帰的演算処理により各放射線検出信号から時間遅れ分を除去して補正後放射線検出信号を求める。ライブ像とマスク像とを時間的に連続して撮像するためにライブ像に関する放射線検出信号およびマスク像に関する放射線検出信号をサンプリング時間間隔ごとに時間的に連続して検出することで、これらの時間遅れ分については時間的につながりがあり、この時間遅れ分に関する画像の撮像の後に別の画像を撮像する場合には、その後者の画像にも影響を及ぼしている。相互に影響を及ぼすこの時間遅れ分を用いることで、放射線検出手段に起因する放射線検出信号の時間遅れを十分に除去することができる。また、相互に影響を及ぼす時間遅れ分が除去された、これらの補正後検出信号からライブ像およびマスク像をそれぞれ得ることで、ライブ像とマスク像とをサブトラクションすることで得られたサブトラクション像についても時間遅れ分を十分に除去することができる。

また、請求項２に記載の発明は、放射線を照射して検出された放射線検出信号を所定のサンプリング時間間隔で取り出し、サンプリング時間間隔で出力される放射線検出信号に基づいてライブ像とマスク像とを撮像し、マスク像とライブ像とをサブトラクションすることによりサブトラクション像を得る信号処理を行う放射線検出信号処理方法であって、（ａ）ライブ像とマスク像とを時間的に連続して撮像するためにライブ像に関する放射線検出信号およびマスク像に関する放射線検出信号をサンプリング時間間隔ごとに時間的に連続して検出し、（ｂ）サンプリング時間間隔で取り出される各放射線検出信号に含まれる時間遅れ分を単数または減衰時定数が異なる複数個の指数関数で構成されるインパルス応答によるものとして再帰的演算処理により各放射線検出信号から除去し、（ｃ）各放射線検出信号から時間遅れ分が除去されて求められた補正後放射線検出信号からライブ画像およびマスク画像をそれぞれ得て、サブトラクション像を得ることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明を好適に実施することができる。

この発明に係る放射線撮像装置および放射線検出信号処理方法によれば、サンプリング時間間隔で取り出される各放射線検出信号に含まれる時間遅れ分を単数または減衰時定数が異なる複数個の指数関数で構成されるインパルス応答によるものとして再帰的演算処理により各放射線検出信号から除去し、補正後放射線検出信号を求め、これらの補正後検出信号からライブ像およびマスク像をそれぞれ得ることで、放射線検出手段による時間遅れ分を十分に除去し、高精度な補正後放射線検出信号に基づいてサブトラクション像を得ることができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。

図１は、実施例に係るＸ線透視撮影装置の全体構成を示すブロック図である。

Ｘ線透視撮影装置は、図１に示すように、被検体Ｍに向けてＸ線を照射するＸ線管１（放射線照射手段）と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するＦＰＤ２（放射線検出手段）と、ＦＰＤ２（フラットパネル型Ｘ線検出器）からＸ線検出信号（放射線検出信号）を所定のサンプリング時間間隔Δｔでディジタル化して取り出すＡ／Ｄ変換器３（信号サンプリング手段）と、Ａ／Ｄ変換器３から出力されるＸ線検出信号に基づいてＸ線画像を作成する検出信号処理部４と、検出信号処理部４で取得されたＸ線画像を表示する画像モニタ５とを備えている。つまり、被検体ＭへのＸ線照射に伴ってＡ／Ｄ変換器３でＦＰＤ２から取り出されるＸ線検出信号に基づきＸ線画像が取得されるとともに、取得されたＸ線画像が画像モニタ５の画面に映し出される構成となっている。以下、本実施例の装置の各部構成を具体的に説明する。

Ｘ線管１とＦＰＤ２は被検体Ｍを挟んで対向配置されていて、Ｘ線管１はＸ線撮影の際、Ｘ線照射制御部６の制御を受けながら被検体Ｍにコーンビーム状のＸ線を照射すると同時に、Ｘ線照射に伴って生じる被検体Ｍの透過Ｘ線像がＦＰＤ２のＸ線検出面に投影される配置関係となっている。

Ｘ線管１とＦＰＤ２のそれぞれはＸ線管移動機構７およびＸ線検出器移動機構８によって被検体Ｍに沿って往復移動可能に構成されている。また、Ｘ線管１とＦＰＤ２の移動に際しては、Ｘ線管移動機構７およびＸ線検出器移動機構８が照射検出系移動制御部９の制御を受けてＸ線の照射中心がＦＰＤ２のＸ線検出面の中心に常に一致する状態が保たれるようにし、Ｘ線管１とＦＰＤ２の対向配置を維持したままで一緒に移動させる構成となっている。もちろんＸ線管１とＦＰＤ２が移動するにつれて被検体ＭへのＸ線照射位置が変化することにより撮影位置が移動することになる。

ＦＰＤ２は、図２に示すように、被検体Ｍからの透過Ｘ線像が投影されるＸ線検出面に多数のＸ線検出素子２ａが被検体Ｍの体軸方向Ｘと体側方向Ｙに沿って縦横に配列された構成となっている。例えば、縦３０ｃｍ×横３０ｃｍ程の広さのＸ線検出面にＸ線検出素子２ａが縦１５３６×横１５３６のマトリックスで縦横に配列されている。ＦＰＤ２の各Ｘ線検出素子２ａが検出信号処理部４で作成されるＸ線画像の各画素と対応関係にあり、ＦＰＤ２から取り出されたＸ線検出信号に基づいて検出信号処理部４でＸ線検出面に投影された透過Ｘ線像に対応するＸ線画像が作成される。

Ａ／Ｄ変換器３は、Ｘ線画像１枚分ずつのＸ線検出信号をサンプリング時間間隔Δｔで連続的に取り出して、後段のメモリ部１０でＸ線画像作成用のＸ線検出信号を記憶するとともに、Ｘ線検出信号のサンプリング動作（取り出し）をＸ線照射の以前に開始するように構成されている。

すなわち、図３に示すように、サンプリング時間間隔Δｔで、その時点の透過Ｘ線像についての全Ｘ線検出信号が収集されてメモリ部１０に次々に格納されていく。Ｘ線を照射する以前のＡ／Ｄ変換器３によるＸ線検出信号の取り出し開始は、オペレータの手動操作によって行われる構成でもよいし、Ｘ線照射指示操作等と連動して自動的に行われる構成でもよい。

このメモリ部１０は、後述する時間遅れ除去部１１によって求められた補正後Ｘ線検出信号も記憶するように構成されており、この補正後Ｘ線検出信号をライブ像およびマスク像用の検出信号として記憶している。メモリ部１０とは個別にライブ像およびマスク像用のメモリ部をそれぞれ備えてもよい。

また、本実施例のＸ線透視撮影装置は、図１に示すように、ＦＰＤ２からサンプリング時間間隔で取り出される各Ｘ線検出信号に含まれる時間遅れ分を、減衰時定数が異なる複数個の指数関数で構成されるインパルス応答によるものとして再帰的演算処理により各Ｘ線検出信号から時間遅れ分を除去した補正後Ｘ線検出信号を算出する時間遅れ除去部１１を備えている。

すなわち、ＦＰＤ２の場合、図７に示すように、各時刻でのＸ線検出信号には、過去のＸ線照射に対応する信号が時間遅れ分（斜線部分）として含まれる。この時間遅れ分を時間遅れ除去部１１で除去して時間遅れのない補正後Ｘ線検出信号にするとともに、補正後Ｘ線検出信号に基づいて検出信号処理部４でＸ線検出面に投影された透過Ｘ線像に対応するＸ線画像を作成する構成となっている。

具体的に時間遅れ除去部１１は、各Ｘ線検出信号から時間遅れ分を除去する再帰的演算処理を、次式Ａ〜Ｃを利用して行う。

Ｘ_k ＝Ｙ_k −Σ_n=1 ^N ［α_n ・〔１−exp(Ｔ_n ) 〕・exp(Ｔ_n )・Ｓ_nk］…Ａ
Ｔ_n ＝−Δｔ／τ_n …Ｂ
Ｓ_nk＝Ｘ_k-1 ＋exp(Ｔ_n )・Ｓ_n(k-1)…Ｃ
但し， Δｔ：サンプリング時間間隔
ｋ：サンプリングした時系列内のｋ番目の時点を示す添字
Ｙ_k ：ｋ番目のサンプリング時点で取り出されたＸ線検出信号
Ｘ_k ：Ｙ_k から時間遅れ分を除去した補正後Ｘ線検出信号
Ｘ_k-1 ：一時点前のＸ_k
Ｓ_n(k-1)：一時点前のＳ_n
exp ：指数関数
Ｎ：インパルス応答を構成する時定数が異なる指数関数の個数
ｎ：インパルス応答を構成する指数関数の中の一つを示す添字
α_n ：指数関数ｎの強度
τ_n ：指数関数ｎの減衰時定数
つまり、式Ａの第２項の『Σ_n=1 ^N ［α_n ・〔１−exp(Ｔ_n ) 〕・exp(Ｔ_n )・Ｓ_nk］』が時間遅れ分に該当するので、本実施例装置では、時間遅れ分を除去した補正後Ｘ線検出信号Ｘ_k が式Ａ〜Ｃという簡潔な漸化式によって速やかに求められる。

なお、本実施例装置では、Ａ／Ｄ変換器３や、検出信号処理部４、Ｘ線照射制御部６や照射検出系移動制御部９、時間遅れ除去部１１、後述するＤＳＡ（サブトラクション）処理部１４は、操作部１２から入力される指示やデータあるいはＸ線撮影の進行に従って主制御部１３から送出される各種命令にしたがって制御・処理を実行する構成となっている。

また、本実施例のＸ線透視撮影装置は、図１に示すように、メモリ部１０にそれぞれ記憶された各補正後Ｘ線検出信号からライブ像およびマスク像を得て、両画像のサブトラクションを行ってサブトラクション像を得るＤＳＡ処理部１４を備えている。

次に、上述の本実施例装置を用いてＸ線撮影を実行する場合について、図面を参照しながら具体的に説明する。

図４は実施例でのＸ線検出信号処理方法の手順を示すフローチャートである。

〔ステップＳ１〕 Ｘ線未照射の状態でＡ／Ｄ変換器３がサンプリング時間間隔Δｔ（＝１／３０秒）でＦＰＤ２からＸ線照射前のＸ線画像１枚分のＸ線検出信号Ｙ_k を取り出し始めるとともに、取り出されたＸ線検出信号がメモリ部１０に記憶されていく。

〔ステップＳ２〕 オペレータの設定によりＸ線が連続ないし断続的に被検体Ｍに照射されるのと並行して、サンプリング時間間隔ΔｔでＡ／Ｄ変換器３によるＸ線画像１枚分のＸ線検出信号Ｙ_k の取り出しとメモリ部１０への記憶とが続けられる。

このＸ線検出信号Ｙ_k の収集およびメモリ部１０への記憶は、マスク像の撮像およびライブ像の撮像の際に、ともに行われる。ステップＳ２がステップＳ１から移行した場合には、造影剤を投与しないマスク像の撮像がステップＳ２以降で行われ、ステップＳ２が後述するステップＳ４［造影剤の投与］から移行した場合には、ライブ像の撮像がステップＳ２以降で行われる。また、マスク像の撮像からライブ像の撮像へと移行する間である造影剤の投与中のようにＸ線未照射の状態でも、図７に示すように時間遅れ分によりＸ線検出信号Ｙ_k が減衰しながらも残っている。したがって、造影剤の投与中でもＸ線検出信号Ｙ_k の収集・記憶をサンプリング時間間隔Δｔごとに時間的に連続して行う。これにより、マスク像の撮像およびライブ像の撮像が時間的に連続して行われる。

〔ステップＳ３〕 Ｘ線照射が終了すればステップＳ５に進み、Ｘ線照射が終了していなければステップＳ２に戻る。

〔ステップＳ４〕 マスク像に関するＸ線照射が終了した場合には、すなわちマスク像の撮像が終了した場合には、ステップＳ５と並行して、次のライブ像の撮像を行うべく被検体Ｍに造影剤を投与してステップＳ２に戻って、マスク像と同様にステップＳ２，Ｓ３の処理を行う。

〔ステップＳ５〕 ステップＳ４と並行して、メモリ部１０から１回のサンプリングで収集したＸ線画像１枚分のＸ線検出信号Ｙ_k を読み出す。

〔ステップＳ６〕 時間遅れ除去部１１が式Ａ〜Ｃによる再帰的演算処理を行い、各Ｘ線検出信号Ｙ_k から時間遅れ分を除去した補正後Ｘ線検出信号Ｘ_k 、すなわち、画素値を求める。この補正後Ｘ線検出信号Ｘ_k もメモリ部１０に記憶される。

〔ステップＳ７〕 メモリ部１０に未処理のＸ線検出信号Ｙ_k が残っていれば、ステップＳ５に戻り、未処理のＸ線検出信号Ｙ_k が残っていなければステップＳ８に進む。

〔ステップＳ８〕 補正後Ｘ線検出信号Ｘ_k が造影剤投与前に収集されたＸ線検出信号Ｙ_k から時間遅れ分を除去した信号の場合には、マスク像であると判断してメモリ部１０に記憶された補正後Ｘ線検出信号Ｘ_k を読み出してＤＳＡ処理部１４はマスク像を作成する。マスク像の作成を次式Ｄの加算平均によって行う。

Ｍ＝（１／Ｊ）・（Ｘ₁ …＋Ｘ_k-1 ＋Ｘ_k ＋…＋Ｘ_J ）＝（１／Ｊ）・Σ_k=1 ^J ［Ｘ_k ］…Ｄ
但し， Ｍ：マスク像
Ｊ：マスク像を作成するためのＸ_k の個数
一方、補正後Ｘ線検出信号Ｘ_k が造影剤投与後に収集されたＸ線検出信号Ｙ_k から時間遅れ分を除去した信号の場合には、ライブ像であると判断してメモリ部１０に記憶された補正後Ｘ線検出信号Ｘ_k を読み出してＤＳＡ処理部１４はライブ像を作成する。ライブ像の作成を次式Ｅの重み付け平均（以下、適宜「リカーシブ処理」という）によって行う。

Ｒ_k ＝（１／Ｋ）・Ｘ_k ＋（１−１／Ｋ）・Ｒ_k-1 …Ｅ
但し， Ｒ_k ：ｋ番目のリカーシブ処理後のライブ像
Ｒ_k-1 ：一時点前のＲ_k
Ｋ：リカーシブの重み係数
本実施例ではＫ＝４とし、本実施例に係るリカーシブ処理について具体的に説明すると、ｋ＝０とセットされて、式ＥのＲ₀ ＝０がＸ線照射前の初期値としてセットされる。式Ｅでｋ＝１とセットされる。式Ｅ、つまりＲ₁＝（１／４）・Ｘ₁＋（３／４）・Ｒ₀にしたがって１番目のリカーシブ処理後のライブ像Ｒ₁ が算出される。

式Ｅでｋを１だけ増加（ｋ＝ｋ＋１）した後、続いて式Ｅに1時点前のＲ_k-1が代入されてｋ番目のリカーシブ処理後のライブ像Ｒ_k が算出される。

〔ステップＳ９〕 マスク像およびライブ像を作成したら、マスク像とライブ像とのＤＳＡ処理をＤＳＡ処理部１４が行って、サブトラクション像を得る。

〔ステップＳ１０〕 作成したサブトラクション像を画像モニタ５に表示する。

なお、本実施例装置では、Ｘ線画像１枚分のＸ線検出信号Ｙ_k に対する時間遅れ除去部１１による補正後Ｘ線検出信号Ｘ_k の算出および検出信号処理部４によるＸ線画像の作成がサンプリング時間間隔Δｔ（＝１／３０秒）で行われる。すなわち、１秒間にＸ線画像を３０枚程度のスピードで次々と作成されるとともに、作成されたＸ線画像を連続表示することができるようにも構成されている。したがって、Ｘ線画像の動画表示が行える。

次に、図４におけるステップＳ６の時間遅れ除去部１１による再帰的演算処理のプロセスを、図５のフローチャートを用いて説明する。

図５は実施例でのＸ線検出信号処理方法における時間遅れ除去の為の再帰的演算処理プロセスを示すフローチャートである。

〔ステップＱ１〕 ｋ＝０とセットされて，式ＡのＸ₀ ＝０，式ＣのＳ_n0＝０がＸ線照射前の初期値として全てセットされる。指数関数の数が３個（Ｎ＝３）の場合は、Ｓ₁₀，Ｓ₂₀，Ｓ₃₀が全て０にセットされることになる。

〔ステップＱ２〕 式Ａ，Ｃでｋ＝１とセットされる。式Ｃ、つまりＳ_n1＝Ｘ₀ ＋exp(Ｔ_n )・Ｓ_n0にしたがってＳ₁₁，Ｓ₂₁，Ｓ₃₁が求められ、さらに求められたＳ₁₁，Ｓ₂₁，Ｓ₃₁とＸ線検出信号Ｙ₁ が式Ａに代入されることで補正後Ｘ線検出信号が算出される。

〔ステップＱ３〕 式Ａ，Ｃでｋを１だけ増加（ｋ＝ｋ＋１）した後、続いて式Ｃに１時点前のＸ_k-1 が代入されてＳ_1k，Ｓ_2k，Ｓ_3kが求められ、さらに求められたＳ_1k，Ｓ_2k，Ｓ_3kとＸ線検出信号Ｙ_k が式Ａに代入されることで補正後Ｘ線検出信号Ｘ_k が算出される。

〔ステップＱ４〕 未処理のＸ線検出信号Ｙ_k があれば、ステップＱ３に戻り、未処理のＸ線検出信号Ｙ_k がなければ、次のステップＱ５に進む。

〔ステップＱ５〕 １回のサンプリング分（Ｘ線画像１枚分）の補正後除去Ｘ線検出信号Ｘ_k が算出され、１回の撮影分についての再帰的演算処理が終了となる。

以上のように、本実施例のＸ線透視撮影装置によれば、Ｘ線管１による被検体ＭへのＸ線に伴ってＦＰＤ２からサンプリング時間間隔Δｔ（＝１／３０秒）で出力されるＸ線検出信号Ｙ_k に基づいてライブ像とマスク像とを撮像し、ライブ像とマスク像とをサブトラクションすることによりサブトラクション像を得る。サンプリング時間間隔Δｔで取り出される各Ｘ線検出信号Ｙ_k に含まれる時間遅れ分は、指数関数で構成されるインパルス応答によるものとして、式Ａ〜Ｃの再帰的演算処理により時間遅れ除去部１１は各放射線検出信号Ｙ_k から時間遅れ分を除去して補正後放射線検出信号Ｘ_k を求める。ライブ像とマスク像とを時間的に連続して撮像するためにライブ像に関するＸ線検出信号Ｙ_k およびライブ像に関するＸ線検出信号Ｙ_k をサンプリング時間間隔Δｔごとに時間的に連続して検出して収集することで、これらの時間遅れ分については時間的につながりがあり、この時間遅れ分に関するマスク像（図７参照）の撮像の後にライブ像を撮像する場合には、そのライブ像にも影響を及ぼしている。相互に影響を及ぼすこの時間遅れ分を用いることで、放射線検出手段であるＦＰＤ２に起因するＸ線検出信号の時間遅れを十分に除去することができる。また、相互に影響を及ぼす時間遅れ分が除去された、これらの補正後検出信号Ｘ_k からライブ像およびマスク像をそれぞれ得ることで、ライブ像とマスク像とをサブトラクションすることで得られたサブトラクション像についても時間遅れ分を十分に除去することができる。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例装置では、放射線検出手段がＦＰＤであったが、この発明は、ＦＰＤ以外のＸ線検出信号の時間遅れを生ずる放射線検出手段を用いた構成の装置にも用いることができる。

（２）上述した実施例装置はＸ線透視撮影装置であったが、この発明はＸ線ＣＴ装置のようにＸ線透視撮影装置以外のものにも適用することができる。

（３）上述した実施例装置は医用装置であったが、この発明は、医用に限らず、非破壊検査機器などの工業用装置にも適用することができる。

（４）上述した実施例装置は、放射線としてＸ線を用いる装置であったが、この発明は、Ｘ線に限らず、Ｘ線以外の放射線を用いる装置にも適用することができる。

（５）上述した実施例では、マスク像を作成するのに各補正後Ｘ線検出信号Ｘ_k を加算平均して求め、ライブ像を作成するのに各補正後Ｘ線検出信号Ｘ_k からリカーシブ処理を行って求めたが、ライブ像やマスク像の作成については、通常用いられるマスク像やライブ像の作成する手法であれば上述した処理に限定されない。例えば、単独の補正後Ｘ線検出信号Ｘ_k からマスク像やライブ像をそれぞれ得てもよい。

（６）上述した実施例では、マスク像として造影剤が投与される前のＸ線透視像を用いるとともに、ライブ像として造影剤が投与された被検体のＸ線透視像を用いたが、これらの画像については、上述したＸ線透視像に限定されない。例えば、Ｘ線管に供給する高電圧装置（図示省略）とＸ線管との間に、フォーカス用電圧とデフォーカス用電圧とを切り換える切り換え器（図示省略）を介在させ、被検体に造影剤を投与した状態でデフォーカス電圧をＸ線管に印加させて高周波成分が除去された画像を撮影して、その次にフォーカス電圧をＸ線管に印加させて高周波成分が残っている画像を撮影する。高周波成分が除去された前者の画像に関するＸ線検出信号に時間遅れ分を除去して、その除去された画像をマスク像とすればよく、高周波成分が残っている後者の画像に関するＸ線検出信号に時間遅れ分を除去して、その除去された画像をライブ像とすればよい。

（７）上述した実施例では、マスク像を撮像した後に造影剤を投与してライブ像を撮像したが、例えば上述した変形例（６）のように造影剤を投与した状態でフォーカス電圧とデフォーカス電圧との切り換えによってマスク像とライブ像とを連続して撮影する場合には、先にフォーカス電圧の切り換えでライブ像を撮影した後にデフォーカス電圧の切り換えでマスク像を撮影すればよい。

以上のように、この発明は、医用もしくは工業用の放射線撮像装置に適している。

実施例のＸ線透視撮影装置の全体構成を示すブロック図である。 実施例装置に用いられているＦＰＤの構成を示す平面図である。 実施例装置によるＸ線撮影の実行時のＸ線検出信号のサンプリング状況を示す模式図である。 実施例でのＸ線検出信号処理方法の手順を示すフローチャートである。 実施例でのＸ線検出信号処理方法における時間遅れ除去用の再帰的演算処理プロセスを示すフローチャートである。 放射線入射状況を示す図である。 時間遅れ状況を示す図である。

符号の説明

１ … Ｘ線管（放射線照射手段）
２ … ＦＰＤ（放射線検出手段）
３ … Ａ／Ｄ変換器（信号サンプリング手段）
１１ … 時間遅れ除去部（時間遅れ除去手段）
Ｍ … 被検体

Claims (2)

1. 被検体に向けて放射線を照射する放射線照射手段と、被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線検出手段から放射線検出信号を所定のサンプリング時間間隔で取り出す信号サンプリング手段とを備え、被検体への放射線照射に伴って放射線検出手段からサンプリング時間間隔で出力される放射線検出信号に基づいてライブ像とマスク像とを撮像し、ライブ像とマスク像とをサブトラクションすることによりサブトラクション像を得る放射線撮像装置であって、サンプリング時間間隔で取り出される各放射線検出信号に含まれる時間遅れ分を単数または減衰時定数が異なる複数個の指数関数で構成されるインパルス応答によるものとして再帰的演算処理により各放射線検出信号から除去する時間遅れ除去手段を備え、ライブ像とマスク像とを時間的に連続して撮像するためにライブ像に関する放射線検出信号およびマスク像に関する放射線検出信号をサンプリング時間間隔ごとに時間的に連続して検出し、前記時間遅れ除去手段によって各放射線検出信号から時間遅れ分が除去されて求められた補正後放射線検出信号からライブ画像およびマスク画像をそれぞれ得て、サブトラクション像を得ることを特徴とする放射線撮像装置。
2. 放射線を照射して検出された放射線検出信号を所定のサンプリング時間間隔で取り出し、サンプリング時間間隔で出力される放射線検出信号に基づいてライブ像とマスク像とを撮像し、マスク像とライブ像とをサブトラクションすることによりサブトラクション像を得る信号処理を行う放射線検出信号処理方法であって、（ａ）ライブ像とマスク像とを時間的に連続して撮像するためにライブ像に関する放射線検出信号およびマスク像に関する放射線検出信号をサンプリング時間間隔ごとに時間的に連続して検出し、（ｂ）サンプリング時間間隔で取り出される各放射線検出信号に含まれる時間遅れ分を単数または減衰時定数が異なる複数個の指数関数で構成されるインパルス応答によるものとして再帰的演算処理により各放射線検出信号から除去し、（ｃ）各放射線検出信号から時間遅れ分が除去されて求められた補正後放射線検出信号からライブ画像およびマスク画像をそれぞれ得て、サブトラクション像を得ることを特徴とする放射線検出信号処理方法。
   

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