JP2009172184A - 放射線撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】X線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を画素特定部41は特定する。その画素特定部41で特定された所定の画素での散乱X線強度(散乱線強度)、所定の画素での直接X線強度(直接線強度)の少なくとも1つの強度を強度推定部44は推定する。したがって、グリッド(散乱放射線除去手段)の設置状態が考慮された所定の画素での散乱X線強度、直接X線強度の少なくとも1つの強度を適切に推定することができる。
【選択図】図4
Description
すなわち、請求項1に記載の発明は、放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備えるとともに、前記放射線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を特定する画素特定手段と、その画素特定手段で特定された前記所定の画素での散乱放射線強度、前記所定の画素での直接放射線強度の少なくとも1つの放射線強度を推定する強度推定手段と、その強度推定手段で推定された散乱放射線強度、直接放射線強度の少なくとも1つの放射線強度に基づいて、特定されなかった画素での散乱放射線強度、特定されなかった画素での直接放射線強度の少なくとも1つの放射線強度を補間する強度補間手段とを備えることを特徴とするものである。
(A)式は、各画素の透過散乱線強度は、隣接する画素の透過散乱線強度の補間演算により求められる式で、
Scn=(Scn+1+Scn−1)/2 …(A)
で表される。
(B−1),(B−2),(B−3)式は、実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度との和に等しいとする、隣接する3つの画素(n−1),n,(n+1)毎の連立方程式で、
Gn+1=Pn+1・Cpn+1+Scn+1 …(B−1)
Gn=Pn・Cpn+Scn …(B−2)
Gn−1=Pn−1・Cpn−1+Scn−1 …(B−3)
でそれぞれ表される。
また、(C)式は、推定直接線強度は隣接する3つの画素間で等しいとする式で、
Pn−1=Pn=Pn+1 …(C)
で表される(請求項9に記載の発明)。このような(A)式と、(B−1),(B−2),(B−3)式と、(C)式とから得られる連立方程式を解くことで透過散乱線強度または推定直接線強度を簡易に推定することができる。また、このような連立方程式は、直接線の透過厚さが一定、すなわち各画素での推定直接線強度が全て同じ値とみなせる、例えばアクリル平板のファントムを被検体として用いる場合に有用である。なお、本明細書では「画素」とは、束ね処理(すなわちビニング処理)されていない1画素はもちろんのこと、複数の画素を束ねて(すなわちビニング)1画素扱いする画素も含む。
上述した一例と同様に、(A)式は、各画素の透過散乱線強度は、隣接する画素の透過散乱線強度の補間演算により求められる式で、
Scn=(Scn+1+Scn−1)/2 …(A)
で表される。
(B−1)´,(B−2)´,(B−3)´式は、実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度との和に等しいとする、隣接する3つの画素(n−1),n,(n+1)毎の連立方程式で、
Gn+1=an・P(n+1)・Cpn+1+Scn+1 …(B−1)´
Gn=an・P(n)・Cpn+Scn …(B−2)´
Gn−1=an・P(n−1)・Cpn−1+Scn−1 …(B−3)´
でそれぞれ表される(請求項10に記載の発明)。このような(A)式と、(B−1)´,(B−2)´,(B−3)´式とから得られる連立方程式を解くことで透過散乱線強度または推定直接線強度を簡易に推定することができる。また、このような連立方程式は、実際の被検体に近いファントム(例えば人体の胴部の撮影が目的の場合には、それとほぼ同じ透過率の水円柱)を被検体として用いる場合に有用である。かかるファントムの場合には、シミュレーション演算により、各画素nでの推定直接線分布P(n)を求めることができて、その既知である推定直接線分布を用いて連立方程式を解くことができる。
(A)´´式は、透過散乱線強度が散乱放射線除去手段の不均一性の為に生じる変化率を除けば、滑らかにしか変化しないので、透過散乱線強度は隣接する3つの画素間で等しいとする式で、
Scn−1=Scn=Scn+1 …(A)´´
で表される。
(B−1)´´,(B−2)´´(B−3)´´式は、実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度・変化率の積との和に等しいとする、隣接する3つの画素(n−1),n,(n+1)毎の連立方程式で、
Gn+1=Pn+1・Cpn+1+Scn+1・Rcsn+1 …(B−1)´´
Gn=Pn・Cpn+Scn・Rcsn …(B−2)´´
Gn−1=Pn−1・Cpn−1+Scn−1・Rcsn−1 …(B−3)´´
でそれぞれ表される。
また、(C)´´式は、各画素の推定直接線強度は、隣接する画素の推定直接線強度の補間演算により求められる式で、
Pn=(Pn+1+Pn−1)/2 …(C)´´
で表される(請求項20に記載の発明)。このような(A)´´式と、(B−1)´´,(B−2)´´,(B−3)´´式と、(C)´´式とから得られる連立方程式を解くことで透過散乱線強度または推定直接線強度を簡易に推定することができる。
図1は、後述する実施例2を含んだ実施例1に係るX線撮像装置のブロック図であり、図2は、フラットパネル型X線検出器(FPD)の検出面の模式図であり、図3は、同期型クロスグリッドの概略図である。また、後述する実施例2も含めて、本実施例1では、放射線としてX線を例に採って説明する。
被検体のない状態でX線撮像を行う。図6に示すように、X線管2とグリッド6との間に被検体を介在させずに、X線管2からX線をグリッド6およびFPD3に向けて照射することで、被検体のない状態でX線撮像を行って被検体のない状態での実測を行う。すなわち、X線管2は、被検体のない状態でX線を照射して、グリッド6を介してFPD3に入射させることで、被検体のない状態での実測データが得られる。具体的には、被検体のない状態でのX線をFPD3の検出素子d(図3を参照)は電気信号に変換して読み出して、電気信号に応じた画素値に変換する。
その画素値は、被検体のない状態での実測により求められたグリッド6を透過した後の強度と同等である。一方、グリッド6を透過する前の強度は既知であるので、グリッド6を透過する前(透過前)およびグリッド6を透過した後(透過後)の透過率である直接線透過率Cpは、グリッド6を透過する前の強度とグリッド6を透過した後の強度(すなわちFPD3で検出された画素値)との比率で表される。
次に、被検体Mのある状態でX線撮像を行う。図8に示すように、直接線の透過厚さが一定、すなわち各画素での推定直接線強度Pが全て同じ値とみなせるアクリル平板のファントムPhを被検体Mとして用いる。なお、本実施例1では、図8に示すようにファントムPhがアクリル平板であったのに対して、後述する実施例2では、図9に示すようにファントムPhが水円柱である。
その画素値は、ファントムPhのある状態での実測でのグリッド6を透過した後の強度である実測強度Gと同等である。一方、画素特定部41は、上述したように隣接する3つの画素(n−1),n,(n+1)を3つの画素の組み合わせとして特定する。そして、透過率算出部42で求められた直接線透過率Cp,透過率補間部43で補間された直接線透過率Cpと、FPD3から画素値と同等である実測強度Gとに基づいて、画素特定部41で特定された隣接する3つの画素(n−1),n,(n+1)での透過散乱線強度Scや推定直接線強度Pを強度推定部44は推定する。
上記(1)式は、この発明における(A)式に相当する。また、透過散乱線強度Scの補間方法については、直接線透過率Cpの補間でも述べたのと同様で、例えばラグランジェ補間を用いてもよく、通常において用いられる補間であれば特に上記(1)式に限定されない。
Gn=Pn・Cpn+Scn …(3)
Gn−1=Pn−1・Cpn−1+Scn−1 …(4)
上記(2)式は、この発明における(B−1)式に相当し、上記(3)式は、この発明における(B−2)式に相当し、上記(4)式は、この発明における(B−3)式に相当する。
上記(5)式は、この発明における(C)式に相当する。
Scn+1=Gn+1−Pn+1・Cpn+1 …(7)
Scn=Gn−Pn・Cpn …(8)
Scn−1=Gn−1−Pn−1・Cpn−1 …(9)
上記(6)〜(9)式では、先ず上記(6)式で既知である実測強度Gn−1,Gn,Gn+1と既知である直接線透過率Cpn−1,Cpn,Cpn+1と用いて推定直接線強度Pを求めて、推定直接線強度Pを既知とした後に、その既知となった推定直接線強度Pn(=Pn+1=Pn−1)も用いて上記(7)〜(9)式で透過散乱線強度Scn−1,Scn,Scn+1をそれぞれ求めている。
Scn=Gn−P^・Cpn …(11)
Scn−1=Gn−1−P^・Cpn−1 …(12)
このように上記(10)〜(12)式で透過散乱線強度Scn−1,Scn,Scn+1をそれぞれ求めることで強度推定部44は推定する。強度推定部44で推定された透過散乱線強度Scn−1,Scn,Scn+1を強度補間部45や変化率算出部46や表示部5などに送り込む。
強度推定部44で推定された透過散乱線強度Sc(Scn−1,Scn,Scn+1)を用いて変化率算出部46は変化率Rcsを求める。具体的には、透過散乱線強度Scの基準強度として、全ての画素についてのその値に対する各画素の変化率Rcsを求めるために平均値Sc^またはスムージング・補間計算により求められる各画素の値Sc〜を求める。各画素の透過散乱線強度Scnと平均値Sc^または各画素の値Sc〜との比率を変化率Rcsとして、各画素の変化率RcsをRcsnとすると、下記(13)式で表される。
または Rcsn=Scn/Sc〜 …(13)
透過散乱線の変化率を求める時に、分母に置く基準推定散乱強度については、散乱線強度は箔に歪などがなく、設置条件に拠らない理想的なグリッドの場合の散乱線強度に相当する。
1)簡便に散乱線強度分布を二次元的に一定と近似して平均値を用いる
2)用いたファントムの形状やグリッドの周辺部など設置条件などによる散乱線強度変化を厳密に考慮して、各画素の推定された散乱線強度を二次元的にスムージング・補間して得られる値を用いる方法があり、1)の平均値はスムージング・補間計算の最も簡略な方法とも言える。
次に、ステップS3〜S5で用いられた被検体M(ここではファントムPh)とは別の被検体Mのある状態でX線撮像を行う。図1に示すように、実際のX線撮像に用いられる被検体Mを用いる。X線管2とグリッド6との間に実際の被検体Mを介在させて、X線管2からX線をグリッド6およびFPD3に向けて照射することで、実際の被検体Mのある状態でX線撮像を行って実際の被検体Mのある状態の実測を行う。すなわち、X線管2は、実際の被検体M(実際のX線撮像に用いられる被検体M)のある状態でX線を照射して、グリッド6を介してFPD3に入射させることで、被検体Mのある状態での実測でのグリッド6を透過した後の強度である実測強度Gが、ステップS3と同様に得られる。具体的には、被検体Mのある状態でのX線をFPD3の検出素子d(図3を参照)は電気信号に変換して読み出して、電気信号に応じた画素値に変換する。
ステップS4でも述べたように、その画素値は、被検体Mのある状態での実測でのグリッド6を透過した後の強度である実測強度Gと同等である。同様に、画素特定部41は、隣接する3つの画素(n−1),n,(n+1)を3つの画素の組み合わせとして特定する。そして、変化率算出部46で求められた変化率Rcs、または変化率補間部47で補間された変化率Rcsと、透過率算出部42で求められた直接線透過率Cp,または透過率補間部43で補間された直接線透過率Cpと、FPD3から画素値と同等である実測強度Gとに基づいて、画素特定部41で特定された隣接する3つの画素(n−1),n,(n+1)での透過散乱線強度Scや推定直接線強度Pを強度推定部44は再度に推定する。
上記(1)´´は、この発明における(A)´´式に相当する。
Gn=Pn・Cpn+Scn・Rcsn …(3)´´
Gn−1=Pn−1・Cpn−1+Scn−1・Rcsn−1 …(4)´´
上記(2)´´式は、この発明における(B−1)´´式に相当し、上記(3)´´式は、この発明における(B−2)´´式に相当し、上記(4)´´式は、この発明における(B−3)´´式に相当する、
上記(5)´´式は、この発明における(C)´´に相当する。また、推定直接線強度Pの補間方法については、直接線透過率Cpの補間やステップS4の透過散乱線強度Scの補間でも述べたのと同様で、例えばラグランジェ補間を用いてもよく、通常において用いられる補間であれば特に上記(5)´´式に限定されない。
・Gn+1+2Cpn−1・Rcsn+1・Gn−Cpn・Rcsn+1・
Gn−1}/(Cpn+1・Cpn・Rcsn+1・Rcsn−1−2Cpn+1
・Cpn−1・Rcsn+1・Rcsn+Cpn・Cpn−1
・Rcsn+1 2) …(6)´´
Pn−1={(Cpn・Rcsn−1−2Cpn−1・Rcsn)・Gn+1+2Cpn−1
・Rcsn+1・Gn−Cpn・Rcsn+1・Gn−1}/(Cpn+1・
Cpn・Rcsn−1−2Cpn+1・Cpn−1・Rcsn+Cpn・
Cpn−1・Rcsn+1) …(7)´´
Pn=Gn/Cpn−Rcsn・[Gn+1/Rcsn+1−{(Cpn・Rcsn−1−
2Cpn−1・Rcsn)・Gn+1+2Cpn−1・Rcsn+1・Gn−Cpn・
Rcsn+1・Gn−1}/(Cpn+1・Cpn・Rcsn+1・Rcsn−1−
2Cpn+1・Cpn−1・Rcsn+1・Rcsn+Cpn・Cpn−1・
Rcsn+1 2)] …(8)´´
Pn+1=Gn+1/Cpn+1−Rcsn−1・[{(Cpn・Rcsn−1−
2Cpn−1・Rcsn)・Gn+1+2Cpn−1・Rcsn+1・Gn−Cpn・
Rcsn+1・Gn−1}/(Cpn+1・Cpn・Rcsn+1・Rcsn−1−
2Cpn+1・Cpn−1・Rcsn+1・Rcsn+Cpn・Cpn−1・
Rcsn+1 2)] …(9)´´
上記(6)´´〜(9)´´式を用いて求められた推定直接線強度Pn−1,Pn,Pn+1、透過散乱線強度Scn(=Scn+1=Scn−1)は、上記(1)´´〜(5)´´式の連立方程式の解に含まれる分母が“0”でないときに求められる値である。
図9は、水円柱のファントムを被検体として用いる場合の実施例2に係る被検体のある状態でのX線撮像を模式的に示した図である。なお、上述した実施例1と共通する箇所については、同じ符号を付して、その説明を省略するとともに、図示を省略する。本実施例2においても、実施例1と同じX線撮像装置を用いて(図1を参照)、実施例1と同じFPD3を用いて(図2を参照)、実施例1と同じ同期型クロスグリッド6を用いる(図3を参照)。
被検体Mのある状態でX線撮像を行う。図9に示すように、実際の被検体Mに近いファントムPhを被検体Mとして用いる。例えば、人体の胴部の撮影が目的の場合には、それとほぼ同じ透過率の水円柱のファントムPhを被検体Mとして用いる。このステップS3での実測によって、実施例1と同様に実測強度Gが得られる。
実測強度GはステップS3で実測によって求められており既知である。直接線透過率CpはステップS1で実測によって得られ、ステップS2で算出・補間されており既知である。推定直接線強度Pそのものは未知であるが、既知のファントムPhを利用していることで、隣接する3つの画素(n−1),n,(n+1)毎に、推定直接線分布をP(n−1),P(n),P(n+1)としたときに、この推定直接線分布P(n−1),P(n),P(n+1)は既知である。FPD3の中心の直上に水円柱のファントムPhを置いたときに、FPD3の中心からの距離をxとし、透過前のX線強度をI0として、FPD3の中心からの距離xにおける推定直接線分布P(x)、すなわち距離xで透過後のX線強度をIxとして、水の減衰率をμH2Oとして、水円柱をX線が透過する長さである透過長をLとすると、距離xにおける推定直接線分布P(x)(=距離xで透過後のX線強度Ix)は、下記(14)式で表される。
上記(14)式で求められる推定直接線分布P(x)が既知であることから、3つの画素(n−1),n,(n+1)毎の推定直接線分布P(n−1),P(n),P(n+1)も既知である。ただ、最終的に推定される推定直接線強度Pは既知であり、推定直接線強度Pは既知である推定直接線分布P(n−1),P(n),P(n+1)とその変換係数との積で表される。変換係数をanとしたときに、この変換係数も当然未知である。このように、実施例1で用いられる上記(2)〜(4)式中の推定直接線強度Pn,Pn+1,Pn−1は、それぞれPn+1=an・P(n+1)、Pn=an・P(n)、Pn−1=an・P(n−1)で表される。この式と実施例1で用いられる上記(2)〜(4)式とを組み合わせた式は、連立方程式(2)´〜(4)´式で表される。
上記(1)式は、この発明における(A)式に相当する。また、上記(1)式は、実施例1で述べた上記(1)式と同一である。実測強度Gは推定直接線強度P・直接線透過率Cpの積と透過散乱線強度Scとの和に等しいとする、隣接する3つの画素(n−1),n,(n+1)毎の連立方程式(2)´〜(4)´式で表される。
Gn=an・P(n)・Cpn+Scn …(3)´
Gn−1=an・P(n−1)・Cpn−1+Scn−1 …(4)´
上記(2)´式は、この発明における(B−1)´式に相当し、上記(3)´式は、この発明における(B−2)´式に相当し、上記(4)´式は、この発明における(B−3)´式に相当する。
・Cpn−1−2P(n)・Cpn} …(6)´
Scn+1=Gn+1−an・P(n+1)・Cpn+1 …(7)´
Scn=Gn−an・P(n)・Cpn …(8)´
Scn−1=Gn−1−an・P(n−1)・Cpn−1 …(9)´
上記(6)´〜(9)´式では、先ず上記(6)´式で既知である実測強度Gn−1,Gn,Gn+1と既知である直接線透過率Cpn−1,Cpn,Cpn+1と用いて変換係数anを求めて、変換係数anを既知とした後に、その既知となった変換係数anも用いて上記(7)´〜(9)´式で透過散乱線強度Scn−1,Scn,Scn+1をそれぞれ求めている。
Scn=Gn−a^・P(n)・Cpn …(11)´
Scn−1=Gn−1−a^・P(n−1)・Cpn−1 …(12)´
このように上記(10)´〜(12)´式で透過散乱線強度Scn−1,Scn,Scn+1をそれぞれ求めることで強度推定部44は推定する。
3 … フラットパネル型X線検出器(FPD)
d … 検出素子
6 … グリッド
6a,6b … 吸収箔
41 … 画素特定部
42 … 透過率算出部
43 … 透過率補間部
44 … 強度推定部
45 … 強度補間部
46 … 変化率算出部
47 … 変化率補間部
Kgx,Kgy … 吸収箔間の間隔
Kfx,Kfy … 画素間の間隔
(n−1),n,(n+1) … 画素
G,Gn−1,Gn,Gn+1 … 実測強度
Cp,Cpn−1,Cpn,Cpn+1 … 直接線透過率
Sc,Scn−1,Scn,Scn+1 … 透過散乱線強度
P,Pn−1,Pn,Pn+1 … 推定直接線強度
P(n−1),P(n),P(n+1) … 推定直接線分布
an … 変換係数
Rcs,Rcsn−1,Rcsn,Rcsn+1 … 変化率
M … 被検体
Claims (22)
- 放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備えるとともに、前記放射線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を特定する画素特定手段と、その画素特定手段で特定された前記所定の画素での散乱放射線強度、前記所定の画素での直接放射線強度の少なくとも1つの放射線強度を推定する強度推定手段と、その強度推定手段で推定された散乱放射線強度、直接放射線強度の少なくとも1つの放射線強度に基づいて、特定されなかった画素での散乱放射線強度、特定されなかった画素での直接放射線強度の少なくとも1つの放射線強度を補間する強度補間手段とを備えることを特徴とする放射線撮像装置。
- 請求項1に記載の放射線撮像装置において、前記散乱放射線を吸収する吸収層の配置方向が前記検出素子の行方向、列方向の少なくとも1つの方向に対して平行であり、かつ互いに隣接する前記吸収層間の間隔が、互いに隣接する前記画素間の間隔の整数倍となるように、前記散乱放射線除去手段を構成することを特徴とする放射線撮像装置。
- 請求項1または請求項2に記載の放射線撮像装置において、被検体のない状態での実測により求められた前記散乱放射線除去手段による直接放射線の透過前および透過後の透過率である直接線透過率を求める透過率算出手段を備えることを特徴とする放射線撮像装置。
- 請求項3に記載の放射線撮像装置において、前記透過率算出手段は、前記放射線照射手段と前記散乱放射線除去手段および前記放射線検出手段との離散的な距離に対して前記直接線透過率を求め、その透過率算出手段で求められた前記直接線透過率に基づいて、直接線透過率を、前記離散的な距離に前後する距離に対して補間する透過率補間手段を備えることを特徴とする放射線撮像装置。
- 請求項3に記載の放射線撮像装置において、前記透過率算出手段で求められた直線透過率と、被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
- 請求項4に記載の放射線撮像装置において、前記透過率算出手段で求められた直接線透過率,前記透過率補間手段で補間された直接線透過率と、被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
- 請求項5または請求項6に記載の放射線撮像装置において、前記強度推定手段が、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での未知である前記放射線強度を推定する際に、既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である実測強度の既知の個数に応じて、画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を決定して、その決定された所定の画素毎の実測強度,直接線透過率および推定されるべき放射線強度に関する連立方程式を解くことで、強度推定手段は放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
- 請求項7に記載の放射線撮像装置において、前記連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値以下の場合には、前記画素特定手段は、その連立方程式の組み合わせとなる所定の画素を選択せずに、別の所定の画素を組み合わせとして選択して特定して、その特定された所定の画素毎の前記連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は前記放射線強度を推定し、前記選択されなかった画素での放射線強度については、前記強度補間手段によって補間することを特徴とする放射線撮像装置。
- 請求項7または請求項8に記載の放射線撮像装置において、前記推定されるべき放射線強度が、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および前記被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度であり、既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である前記実測強度の既知の個数に応じて、前記画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を3つと決定して、(n−1)番目の画素、それに隣接するn番目の画素、さらにそれに隣接する(n+1)番目の画素からなる3つの画素の組み合わせを特定して、前記隣接する3つの画素(n−1),n,(n+1)毎に、実測強度をGn−1,Gn,Gn+1とするとともに、直接線透過率をCpn−1,Cpn,Cpn+1とし、前記透過散乱線強度をScn−1,Scn,Scn+1とし、前記推定直接線強度をPn−1,Pn,Pn+1としたときに、各画素の透過散乱線強度は、隣接する画素の透過散乱線強度の補間演算により求められる(A)式と、
Scn=(Scn+1+Scn−1)/2 …(A)
実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度との和に等しいとする、前記隣接する3つの画素(n−1),n,(n+1)毎の前記連立方程式(B−1),(B−2),(B−3)式と、
Gn+1=Pn+1・Cpn+1+Scn+1 …(B−1)
Gn=Pn・Cpn+Scn …(B−2)
Gn−1=Pn−1・Cpn−1+Scn−1 …(B−3)
推定直接線強度は前記隣接する3つの画素間で等しいとする(C)式と、
Pn−1=Pn=Pn+1 …(C)
から得られる連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は、透過散乱線強度または推定直接線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項7または請求項8に記載の放射線撮像装置において、前記推定されるべき放射線強度が、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および前記被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度であり、既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である前記実測強度の既知の個数に応じて、前記画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を3つと決定して、(n−1)番目の画素、それに隣接するn番目の画素、さらにそれに隣接する(n+1)番目の画素からなる3つの画素の組み合わせを特定して、前記隣接する3つの画素(n−1),n,(n+1)毎に、実測強度をGn−1,Gn,Gn+1とするとともに、直接線透過率をCpn−1,Cpn,Cpn+1とし、前記透過散乱線強度をScn−1,Scn,Scn+1とし、前記推定直接線強度をPn−1,Pn,Pn+1としたときに、推定直接線強度は既知である推定直接線分布とその変換係数との積で表され、前記変換係数をanとし、前記隣接する3つの画素(n−1),n,(n+1)毎に、前記推定直接線分布をP(n−1),P(n),P(n+1)とすると、各画素の透過散乱線強度は、隣接する画素の透過散乱線強度の補間演算により求められる(A)式と、
Scn=(Scn+1+Scn−1)/2 …(A)
実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度との和に等しいとする、前記隣接する3つの画素(n−1),n,(n+1)毎の前記連立方程式(B−1)´,(B−2)´,(B−3)´式と、
Gn+1=an・P(n+1)・Cpn+1+Scn+1 …(B−1)´
Gn=an・P(n)・Cpn+Scn …(B−2)´
Gn−1=an・P(n−1)・Cpn−1+Scn−1 …(B−3)´
から得られる連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は、透過散乱線強度または推定直接線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。 - 請求項5から請求項10のいずれかに記載の放射線撮像装置において、前記被検体のある状態での実測に基づいて前記強度推定手段で推定された前記放射線強度を用いて、その放射線強度に関する全ての画素についての基準強度として、平均値またはスムージング・補間計算により求められる各画素の値を求め、その値に対する各画素の変化率を求める変化率算出手段を備え、その変化率算出手段で求められた変化率を用いて、別の被検体に対する放射線撮像に反映させることを特徴とする放射線撮像装置。
- 請求項5から請求項10のいずれかに記載の放射線撮像装置において、被検体のない状態で、模擬的な散乱線源を用いた実測により、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度を推定し、その推定された透過散乱線強度に関する全ての画素についての基準強度として、平均値またはスムージング・補間により求められる各画素の値を求め、その値に対する各画素の変化率を求める変化率算出手段を備え、その変化率算出手段で求められた変化率を用いて、別の被検体に対する放射線撮像に反映させることを特徴とする放射線撮像装置。
- 請求項11または請求項12に記載の放射線撮像装置において、前記変化率算出手段は、前記放射線照射手段と前記散乱放射線除去手段および前記放射線検出手段との離散的な距離に対して前記変化率を求め、その変化率を、前記離散的な距離に前後する距離に対して補間する変化率補間手段を備えることを特徴とする放射線撮像装置。
- 請求項11または請求項12に記載の放射線撮像装置において、前記変化率算出手段で求められた変化率と、前記透過率算出手段で求められた直接線透過率と、前記別の被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
- 請求項11または請求項12に記載の放射線撮像装置において、前記透過率算出手段は、前記放射線照射手段と前記散乱放射線除去手段および前記放射線検出手段との離散的な距離に対して前記直接線透過率を求め、その透過率算出手段で求められた前記直接線透過率に基づいて、直接線透過率を、前記離散的な距離に前後する距離に対して補間する透過率補間手段を備え、前記変化率算出手段で求められた変化率と、前記透過率補間手段で補間された直接線透過率と、前記別の被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
- 請求項13に記載の放射線撮像装置において、前記変化率補間手段で補間された変化率と、前記透過率算出手段で求められた直接線透過率と、前記別の被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
- 請求項13に記載の放射線撮像装置において、前記透過率算出手段は、前記放射線照射手段と前記散乱放射線除去手段および前記放射線検出手段との離散的な距離に対して前記直接線透過率を求め、その透過率算出手段で求められた前記直接線透過率に基づいて、直接線透過率を、前記離散的な距離に前後する距離に対して補間する透過率補間手段を備え、前記変化率補間手段で補間された変化率と、前記透過率補間手段で補間された直接線透過率と、前記別の被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
- 請求項14から請求項17のいずれかに記載の放射線撮像装置において、前記強度推定手段が、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での未知である前記放射線強度を推定する際に、既知である前記変化率の既知の個数,既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である実測強度の既知の個数に応じて、画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を決定して、その決定された所定の画素毎の実測強度,変化率,直接線透過率および推定されるべき放射線強度に関する連立方程式を解くことで、強度推定手段は放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
- 請求項18に記載の放射線撮像装置において、前記連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値以下の場合には、前記画素特定手段は、その連立方程式の組み合わせとなる所定の画素を選択せずに、別の所定の画素を組み合わせとして選択して特定して、その特定された所定の画素毎の前記連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は前記放射線強度を推定し、前記選択されなかった画素での放射線強度については、前記強度補間手段によって補間することを特徴とする放射線撮像装置。
- 請求項18または請求項19に記載の放射線撮像装置において、前記変化率が、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度の変化率であるとともに、前記推定されるべき放射線強度が、前記別の被検体で散乱・透過し、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および前記別の被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度であり、既知である前記変化率の既知の個数,既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である前記実測強度の既知の個数に応じて、前記画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を3つと決定して、(n−1)番目の画素、それに隣接するn番目の画素、さらにそれに隣接する(n+1)番目の画素からなる3つの画素の組み合わせを特定して、前記隣接する3つの画素(n−1),n,(n+1)毎に、実測強度をGn−1,Gn,Gn+1とするとともに、変化率をRcsn−1,Rcsn,Rcsn+1とし、直接線透過率をCpn−1,Cpn,Cpn+1とし、前記透過散乱線強度をScn−1,Scn,Scn+1とし、前記推定直接線強度をPn−1,Pn,Pn+1としたときに、透過散乱線強度は前記隣接する3つの画素間で等しいとする(A)´´式と、
Scn−1=Scn=Scn+1 …(A)´´
実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度・変化率の積との和に等しいとする、前記隣接する3つの画素(n−1),n,(n+1)毎の前記連立方程式(B−1)´´,(B−2)´´,(B−3)´´式と、
Gn+1=Pn+1・Cpn+1+Scn+1・Rcsn+1 …(B−1)´´
Gn=Pn・Cpn+Scn・Rcsn …(B−2)´´
Gn−1=Pn−1・Cpn−1+Scn−1・Rcsn−1 …(B−3)´´
各画素の推定直接線強度は、隣接する画素の推定直接線強度の補間演算により求められる(C)´´式と、
Pn=(Pn+1+Pn−1)/2 …(C)´´
から得られる連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は、透過散乱線強度または推定直接線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。 - 放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備えるとともに、被検体を透過し、かつ前記散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度を、平均またはスムージング・補間により求める推定直接線強度算出手段と、その推定直接線強度算出手段で求められた推定直接線強度に基づいて、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度を求める透過散乱線強度算出手段とを備えることを特徴とする放射線撮像装置。
- 放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備えるとともに、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度を、平均またはスムージング・補間により求める透過散乱線強度算出手段と、その透過散乱線強度算出手段で求められた透過散乱線強度に基づいて、被検体を透過し、かつ前記散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度を求める推定直接線強度算出手段とを備えることを特徴とする放射線撮像装置。
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