JP2018183364A - Radiographic imaging apparatus, radiographic imaging method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射線撮影装置、放射線撮影方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a radiation imaging apparatus, a radiation imaging method, and a program.
放射線撮影装置として、放射線を発生させる放射線発生部と放射線を検出する放射線検出部を回転部で回転させて被写体を撮影するCT装置がある。CT装置において、放射線発生部と放射線検出とは、被写体を挿入する開口を通る回転軸を挟んで対向配置されており、回転軸の周りに回転するように構成されている。 As a radiation imaging apparatus, there is a CT apparatus that images a subject by rotating a radiation generation unit that generates radiation and a radiation detection unit that detects radiation by a rotation unit. In the CT apparatus, the radiation generation unit and the radiation detection are arranged to face each other with a rotation axis passing through an opening through which the subject is inserted, and are configured to rotate around the rotation axis.
CT装置では、投影像を撮影中に、放射線発生部、および放射線検出器を保持する部材のたわみや振動等によって放射線発生部、放射線検出器が設計された回転軌道からずれる場合が生じ得る。投影像を逆投影してCT画像を再構成する際、設計された軌道からのずれを予め補正しなければ再構成したCT画像の解像度が低下し得る。 In the CT apparatus, there may be a case where the radiation generating unit and the radiation detector are deviated from the designed rotation trajectory due to deflection or vibration of the radiation generating unit and the member holding the radiation detector while taking a projected image. When a projection image is backprojected to reconstruct a CT image, the resolution of the reconstructed CT image can be reduced unless the deviation from the designed trajectory is corrected in advance.
このようなCT画像の解像度低下を抑制する装置構成として、例えば、特許文献1には、投影像撮影中に振動検出部を用いて、リアルタイムで放射線検出器の振動や位置を検出し、その情報を用いて投影像の変換を行う装置構成が開示されている。
As an apparatus configuration for suppressing such a decrease in the resolution of a CT image, for example, in
しかしながら、特許文献1により開示されている装置構成では、放射線検出器の位置ずれは考慮されているが、放射線発生部の位置ずれは考慮されていない。このため、投影像の撮影中に、放射線検出器の位置ずれのみならず、放射線発生部の位置ずれが生じた場合、特許文献1の構成では、放射線発生部の位置ずれによって生じるCT画像の解像度の低下を抑制することができない。
However, in the apparatus configuration disclosed in
そこで、本発明は、より高い精度で放射線画像の解像度の低下を抑制することが可能な放射線撮影技術を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a radiographic technique capable of suppressing a decrease in resolution of a radiographic image with higher accuracy.
本発明の一態様による放射線撮影装置は、放射線を発生させる放射線発生部と、前記放射線発生部から照射された放射線を検出する放射線検出部と、前記放射線発生部と前記放射線検出部とを対向させた状態で回転させる回転部とを有する放射線撮影装置であって、前記放射線発生部、及び前記放射線検出部の位置を検出する位置検出部と、
前記放射線検出部から出力される信号に基づいて、被写体の三次元情報を再構成した放射線画像を生成する演算部と、を有し、
前記演算部は、前記位置検出部により検出された前記放射線発生部および前記放射線検出部の位置情報を用いて、前記放射線検出部から出力される信号を補正して前記放射線画像を生成することを特徴とする。
A radiation imaging apparatus according to an aspect of the present invention includes a radiation generation unit that generates radiation, a radiation detection unit that detects radiation emitted from the radiation generation unit, and the radiation generation unit and the radiation detection unit that face each other. A radiation imaging apparatus having a rotating unit that rotates in a state where the radiation is generated, and a position detection unit that detects a position of the radiation generation unit and the radiation detection unit;
A calculation unit that generates a radiographic image obtained by reconstructing three-dimensional information of a subject based on a signal output from the radiation detection unit;
The calculation unit corrects a signal output from the radiation detection unit using the radiation generation unit detected by the position detection unit and position information of the radiation detection unit, and generates the radiation image. Features.
本発明によれば、より高い精度で放射線画像の解像度の低下を抑制することが可能な放射線撮影技術を提供することが可能になる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the radiography technique which can suppress the fall of the resolution of a radiographic image with higher precision.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。本明細書において、放射線は、X線に限らず、例えば、電磁波やα線、β線、γ線などであってもよい。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the constituent elements described in the embodiments are merely examples, and the technical scope of the present invention is determined by the claims, and is not limited by the following individual embodiments. . In this specification, the radiation is not limited to X-rays, and may be electromagnetic waves, α rays, β rays, γ rays, or the like.
<第1実施形態>
第1実施形態では、放射線撮影装置として、放射線の一種であるX線を用いて被写体の放射線画像の撮影を行うCT装置の構成について説明する。図1は第1実施形態における放射線撮影装置100の全体構成例を示している。以下、図1を用いて第1実施形態の放射線撮影装置100の構成を説明する。
<First Embodiment>
In the first embodiment, a configuration of a CT apparatus that captures a radiographic image of a subject using an X-ray that is a kind of radiation will be described as a radiographic apparatus. FIG. 1 shows an example of the overall configuration of a
図1において、放射線照射部101は、制御部104の制御に基づいて、被写体Pに放射線を照射する。放射線照射部101は、放射線を発生させる放射線発生部(管球または放射線管)と、放射線発生部において発生した放射線のビーム広がり角を規定するコリメータによって構成される。放射線検出部102は、放射線発生部から照射された放射線を検出する。放射線検出部102は、例えば、FPD(flat panel detector)であり、二次元に分布した撮像素子を有し、放射線検出部102に到達した放射線の二次元分布を検出し、放射線画像データを生成する。放射線検出部102は、生成した放射線画像データを演算部105に送信する。
In FIG. 1, the
撮影条件設定部103は、被写体Pに照射される放射線の目標線量、管電圧等の撮影条件情報を操作者が入力する撮影条件入力部を有し、撮影条件入力部からの操作入力により、撮影条件を設定する。撮影条件設定部103は、操作者が入力した撮影条件情報を制御部104に送信する。制御部104は、撮影条件設定部103からの信号(撮影条件情報)を基に、放射線照射部101、放射線検出部102、及び回転部108を制御する。回転部108は、放射線照射部101、放射線検出部102、及び位置検出部107を有しており、回転部108は、制御部104からの信号を基に、放射線照射部101(放射線発生部)と放射線検出部102とを対向させた状態で被写体Pの回りに回転させる。
The imaging
放射線照射部101(放射線発生部)と放射線検出部102とは対向した状態で配置されており、位置検出部107は、回転部108により回転する放射線照射部101(放射線発生部)及び放射線検出部102の位置情報を検出し、検出した位置情報を演算部105に送信する。
The radiation irradiation unit 101 (radiation generation unit) and the
演算部105は、放射線検出部102から送信された放射線画像データ、及び位置検出部107から送信された位置情報を基にCT画像(CT画像データ)を再構成する。演算部105は、放射線検出部102から出力される信号に基づいて、被写体Pの三次元情報を再構成した放射線画像を生成する。放射線画像を生成する際に、演算部105は、位置検出部107で検出された、放射線発生部、及び放射線検出部102の位置情報を用いて、放射線検出部102から出力される信号を補正して放射線画像(CT画像データ)を生成する。演算部105は、再構成されたCT画像データを画像保存部109に送信する。画像保存部109は受信したCT画像データを記憶領域に保存する。そしてCT画像データを画像表示部106に送信する。画像表示部106は受信した放射線画像データ(CT画像データ)を、モニタ等の表示部110に出力する。画像表示部106は生成された放射線画像データ(CT画像データ)を表示部110に表示するための表示制御を行う。
The
次に、図2、図3及び図4を用いて、第1実施形態に係る被写体の撮影開始から終了までの処理を説明する。第1実施形態では放射線照射部101及び放射線検出部102の回転半径が、設計された回転半径からずれる場合、回転半径の設計値からのずれを被写体撮影時にリアルタイムに測定し、その情報を用いて放射線検出部102から出力される信号を補正して解像度低下を抑制する構成について説明する。
Next, processing from the start to the end of shooting of a subject according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 4. In the first embodiment, when the rotation radii of the
ステップS201において、撮影条件設定部103は、撮影条件入力部を介した操作者の操作入力により、撮影条件(例えば、管電圧kV、管電流mA、一周撮影枚数imaxなど)の入力を受け付ける。撮影条件設定部103は、入力された撮影条件を制御部104に送信する。
In step S201, the imaging
ステップS202において、制御部104は、撮影条件設定部103から受信した撮影条件情報を基に、回転部108を制御し、被写体Pを撮影した各放射線画像(画像Ii)が被写体回り一周を一周撮影枚数imaxで除算した角度刻みで撮影されるように回転部108を回転させる。
In step S <b> 202, the
ステップS203において、制御部104は放射線画像の枚数情報として枚数指標iに初期値0を設定する。そして、ステップS204において、制御部104は放射線検出部102を制御し、被写体の放射線画像(画像Ii)の取得を開始する。
In step S203, the
ステップS205において、制御部104は、ステップS201で入力された撮影条件(管電圧kV、管電流mA)に基づいて、被写体Pに放射線を照射するように放射線照射部101を制御する。
In step S205, the
ステップS206において、位置検出部107は、放射線照射部101および放射線検出部102の位置情報を取得し、取得した位置情報として、放射線照射部101の管球の焦点の半径情報Rgi及び放射線検出部102の放射線検出位置の半径情報Rfiを演算部105に送信する。
In step S <b> 206, the
ステップS207において制御部104は放射線照射部101を制御し、放射線照射部101は放射線照射を停止する。そして、ステップS208において、制御部104は放射線検出部102を制御し、撮影した被写体の放射線画像(画像Ii)の取得を終了する。
In step S207, the
ステップS209において、放射線検出部102が被写体の放射線画像(画像Ii)を演算部105に送信する。ステップS210において、制御部104は撮影した放射線画像の枚数情報(枚数指標i)に1を加算して、枚数情報(枚数指標i)をカウントアップする。
In step S <b> 209, the
ステップS211において、制御部104は枚数指標iと一周撮影枚数imaxとを比較し、枚数指標iが一周撮影枚数imaxより少なければ(S211−Yes)、処理をステップS204に戻し、ステップS204からステップS210の処理を同様に繰り返す。一方、ステップS211の判定で、枚数指標iが一周撮影枚数imax以上であれば(S211−No)、ステップS212に処理を進める。
In step S211, the
ステップS212において、制御部104は回転部108を制御し、回転部108の回転を停止させる。ステップS213において、演算部105は、受信した放射線照射部101の管球の焦点の半径情報Rgi、放射線検出部102の放射線検出位置の半径情報Rfi、及び被写体の放射線画像(画像Ii)を基に、CT画像データを生成する。ステップS213の処理の詳細については図3及び図4を用いて説明する。
In step S212, the
ステップS213の具体的な演算処理として、演算部105は図3に示すフローチャートの処理を行う。まず、ステップS301において、演算部105は、予め取得した放射線検出部102の撮像素子の放射線感度の二次元分布情報を基に、取得した被写体の放射線画像(画像Ii)に対して放射線感度の二次元分布を均質にする補正(感度補正)を行う。
As a specific calculation process in step S213, the
次に、ステップS302において、演算部105は感度補正後の放射線画像(画像Ii)に対して、放射線照射部101及び放射線検出部102の回転半径の設計値からの変位によって生じる画像の位置ずれの補正(位置補正)を行う。位置補正の具体的な方法を、図4を用いて説明する。
Next, in step S <b> 302, the
図4において、Rgは放射線照射部101の管球の焦点の半径の設計値であり、Rfは放射線検出部102の放射線検出位置の半径の設計値である。Rgiは枚数指標iの放射線画像(画像Ii)を取得した時点での放射線照射部101の管球の焦点の半径である。また、Rfiは枚数指標iの放射線画像(画像Ii)を取得した時点での放射線検出部102の放射線検出位置の半径である。Xiは放射線画像(画像Ii)内における、放射線照射軸からの任意の距離である。
In FIG. 4, Rg is a design value of the radius of the focal point of the tube of the
回転部108は、回転中心Oの回りに放射線照射部101(放射線発生部)と放射線検出部102とを回転させ、位置検出部107は、回転中心Oに対する、放射線照射部101(放射線発生部)の位置および放射線検出部102の位置を検出する。
The
ステップS302において、演算部105は、被写体Pの撮影時において、回転中心Oに対して予め定められた放射線発生部の回転半径Rgおよび放射線検出部102の回転半径Rfと、位置検出部107により検出された位置(放射線発生部、及び放射線検出部102の位置)に基づいて、放射線検出部102から出力される信号を補正する。
In step S <b> 302, the
すなわち、放射線検出部102から出力される信号の補正として、演算部105は感度補正後の放射線画像(画像Ii)に対して、放射線検出部102の全撮像素子の画素値について、図4に示すように距離Xiの位置にある撮像素子の画素値を(1)式に示す距離Xの位置に置き換えた位置補正(位置変換)を行い、位置補正後の被写体の放射線画像を生成する。
That is, as a correction of the signal output from the
(Rg+Rf)・Rgi・Xi/(Rg・(Rgi+Rfi))・・・(1)
この位置補正によって、放射線照射部101及び放射線検出部102の回転半径の設計値からの変位によって生じる画像の位置ずれを抑制できる。
(Rg + Rf) * Rgi * Xi / (Rg * (Rgi + Rfi)) (1)
By this position correction, it is possible to suppress image misalignment caused by displacement from the design values of the rotation radii of the
ステップS303において、演算部105は位置補正後の放射線画像(画像Ii)に対して、再構成フィルタを掛ける(再構成フィルタ処理)。ステップS304において、演算部105は、再構成フィルタ処理後後の放射線画像(画像Ii)を放射線照射方向と逆方向に投影する。演算部105は、全枚数指標iに対して再構成フィルタ処理後の放射線画像(画像Ii)を逆投影することによって被写体の三次元情報を再構成した放射線画像(CT画像情報)を生成する。そして、ステップS305において、演算部105は、生成された放射線画像(CT画像情報)を画像保存部109に送信する。以上によりステップS213の演算処理が完了する。
In step S303, the
説明を図2に戻し、ステップS214において、画像保存部109は、演算部105から受信した放射線画像(CT画像情報)を記憶領域に保存する。そして、画像保存部109は、受信した放射線画像(CT画像情報)を画像表示部106に送信する。次いで、ステップS215において、画像表示部106は、受信した放射線画像(CT画像情報)を表示部110に表示する。以上により被写体の撮影処理が終了する。
Returning to FIG. 2, in step S <b> 214, the
以上に説明した処理により、放射線照射部101及び放射線検出部102の回転半径が、設計された半径からずれることによって生じる放射線画像の解像度低下を抑制できる。これによって、特許文献1に開示されている構成に比べて、より高い精度で放射線画像の解像度低下を抑制することが可能な放射線撮影技術を提供できる。なお、第1実施形態では放射線照射部101と放射線検出部102とが被写体の回りを回転するCT装置について説明したが、本発明の実施形態はトモシンセシス撮影装置にも適用可能である。また第1実施形態では、放射線画像を生成する際に、ステップS303、S304で示すようにフィルタ補正逆投影法を用いたが、逐次近似再構成法を用いてもよい。
By the processing described above, it is possible to suppress a reduction in the resolution of the radiation image that occurs when the rotation radii of the
本実施形態によれば、より高い精度で放射線画像の解像度の低下を抑制することが可能な放射線撮影技術を提供することが可能になる。 According to the present embodiment, it is possible to provide a radiographic technique that can suppress a decrease in resolution of a radiographic image with higher accuracy.
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態では、放射線照射部101及び放射線検出部102の回転半径の設計値からのずれを、事前に測定した放射線照射部101(放射線発生部)及び放射線検出部102の軌道情報を用いて放射線検出部102から出力される信号を補正することにより解像度低下を抑制する構成を説明する。第1実施形態では、放射線照射部101及び放射線検出部102の回転半径の設計値からのずれを被写体撮影時にリアルタイムに測定し、その情報を用いて放射線検出部から出力される信号を補正して解像度低下を抑制した。それに対し、第2実施形態では事前に測定した放射線照射部101及び放射線検出部102の軌道情報を用いて放射線検出部102から出力される信号を補正するものであり、この点で第1実施形形態と相違する。また、位置検出部107は放射線撮影装置100に対して着脱可能に構成されており、放射線撮影装置100に装着された状態で、放射線発生部、及び放射線検出部の位置を検出する点でも第1実施形形態と相違する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the deviation from the design values of the rotation radii of the
以下では、説明の重複を避けるため第1実施形態と相違する部分について説明する。第2実施形態では、例えば、重力及び放射線撮影装置100の環境温度変化によって生じる放射線照射部101及び放射線検出部102の回転半径の設計値からのずれによる解像度低下を抑制する。第2実施形態では、図2で説明した放射線撮影装置100による撮影処理の前に、放射線照射部101(放射線発生部)及び放射線検出部102の軌道情報を取得する。そして放射線照射部101及び放射線検出部102の回転半径の設計値からのずれ量を示す近似式を生成する。以下に図5を用いて、第2実施形態に係る撮影開始前の事前データ取得処理を説明する。
Below, in order to avoid duplication of description, the part which is different from 1st Embodiment is demonstrated. In the second embodiment, for example, a decrease in resolution due to deviation from the design values of the rotation radii of the
ステップS501において、撮影条件設定部103は、撮影条件入力部を介した操作者の操作入力に基づいて、一周撮影枚数imaxの情報及び、放射線撮影装置100が設置されている撮影環境において被写体の撮影時に想定される少なくとも一つ環境温度の情報または複数の環境温度の情報を設定する。入力された情報は、制御部104に送信される。
In step S <b> 501, the imaging
ステップS502では、放射線撮影装置100が設置されている環境において、操作者が不図示の環境温度設定部を操作し、放射線撮影装置100の環境温度をステップS501で入力した環境温度に設定する。ステップS501で、複数の環境温度の情報が入力された場合、例えば、操作者が入力した環境温度のうち最も低い温度が設定される。
In step S502, in an environment where the
ステップS503において、制御部104は、撮影条件設定部103から受信した情報を基に、回転部108を制御し、ステップS202と同様に、被写体Pの撮影を行う場合に、各放射線画像(画像Ii)が、被写体回り一周(360度)を一周撮影枚数imaxで除算した角度刻みで撮影されるように回転部108を回転させる。
In step S503, the
ステップS504において、制御部104は放射線画像の枚数情報として枚数指標iに初期値0を設定する。そして、ステップS505において、位置検出部107は、放射線照射部101および放射線検出部102の位置情報を取得し、取得した位置情報として、被写体撮影時の枚数指標iの位置における放射線照射部101の管球の焦点の半径情報Rgi及び放射線検出部102の放射線検出位置の半径情報Rfiを、演算部105に送信する。
In step S504, the
ステップS506において、制御部104は枚数指標iに1を加算して、枚数指標iをカウントアップする。ステップS507において、制御部104は枚数指標iと一周撮影枚数imaxとを比較し、枚数指標iが一周撮影枚数imaxより少なければ(S507−Yes)、処理をステップS505に戻し、ステップS505からステップS506の処理を同様に繰り返す。一方、ステップS507の判定で、枚数指標iが一周撮影枚数imax以上であれば(S507−No)、ステップS508に処理を進める。
In step S506, the
ステップS508において、制御部104は回転部108を制御し、回転部108の回転を停止させる。次に、ステップS509において、操作者による不図示の環境温度設定部の操作により、温度設定が変更される場合(S509−Yes)、処理はステップS503に戻され、ステップS503からステップS508の処理を同様に繰り返す。例えば、ステップS501で、複数の環境温度の情報が入力された場合、例えば、現在の設定温度よりも高い温度が設定され、ステップS503からステップS508の処理を同様に繰り返す。現在の設定温度がステップS501で入力された複数の環境温度の情報のうち最も高い環境温度の設定である場合、または、ステップS501で、一つの環境温度の情報が入力された場合、温度設定は変更されないものとして(S509−No)、ステップS510に処理は進められる。
In step S508, the
ステップS510において、演算部105は、受信した環境温度ごとの、放射線照射部101の管球の焦点の半径情報Rgi及び放射線検出部102の放射線検出位置の半径情報Rfiを基に、放射線照射部101及び放射線検出部102の回転半径の補正パラメータを生成する。演算部105は、被写体Pの撮影前において、回転中心Oに対して予め定められた放射線発生部の回転半径Rgと、位置検出部107により検出された放射線発生部の位置Rgiとの誤差(Rg−Rgi)を最小にする第1の補正パラメータ(G)を演算し、第1の補正パラメータ(G)を用いて放射線発生部の位置を補正(近似)する。また、演算部105は、被写体Pの撮影前において、回転中心Oに対して予め定められた放射線検出部102の回転半径Rfと、位置検出部107により検出された放射線検出部102の位置Rfiとの誤差(Rf−Rfi)を最小にする第2の補正パラメータ(F)を演算し、第2の補正パラメータ(F)を用いて放射線検出部102の位置を補正(近似)する。補正パラメータの生成方法を、図6を用いて説明する。
In step S <b> 510, the
図6において、Diは枚数指標iの時点における、放射線照射部101の最も高い位置を基準とした角度であり、Diは被写体回り一周(360度)を一周撮影枚数imaxで除算した角度刻に対応する角度である。また、図6に示すように、放射線照射部101及び放射線検出部102は回転部108の回転中心Oを中心として180度対向している。図5のステップS510では、演算部105が、環境温度ごとに放射線照射部101の回転半径の誤差を補正する補正パラメータG(第1の補正パラメータ)、及び放射線検出部102の回転半径の誤差を補正する補正パラメータF(第2の補正パラメータ)を生成する。
In FIG. 6, Di is an angle based on the highest position of the
演算部105は、位置検出部107から受信した放射線照射部101の管球の焦点の半径情報Rgiを基に、最小二乗法によって、(2)式から放射線照射部101の回転半径の誤差を補正する補正パラメータG(第1の補正パラメータ)を取得する。すなわち、演算部105は、(2)式から、管球の焦点の半径の設計値(Rg)と、検出された管球の焦点の半径情報(Rgi)との誤差を最小にするような補正パラメータG(第1の補正パラメータ)を演算する。
Based on the radius information Rgi of the focal point of the tube of the
Rg−Rgi=G・cosDi ・・・(2)
同様に、演算部105は、位置検出部107から受信した放射線検出部102の放射線検出位置の半径情報Rfiを基に、最小二乗法によって、(3)式から放射線検出部102の回転半径の誤差を補正する補正パラメータF(第2の補正パラメータ)を取得する。すなわち、演算部105は、(3)式から、放射線検出部102の放射線検出位置の半径の設計値(Rf)と、検出された放射線検出位置の半径情報(Rfi)との誤差を最小にするような補正パラメータF(第2の補正パラメータ)を演算する。
Rg−Rgi = G · cosDi (2)
Similarly, the
Rf−Rfi=−F・cosDi ・・・(3)
補正パラメータG(第1の補正パラメータ)を取得することができれば、補正パラメータG(第1の補正パラメータ)を用いて、放射線発生部の位置を近似することができる。すなわち、検出された管球の焦点の半径情報(Rgi)は、管球の焦点の半径の設計値(Rg)と補正パラメータG(第1の補正パラメータ)と回転角度の情報(Di)により近似することができる。同様に、補正パラメータF(第2の補正パラメータ)を取得することができれば、補正パラメータF(第2の補正パラメータ)を用いて、放射線検出部102の位置を近似することができる。すなわち、検出された放射線検出位置の半径情報(Rfi)は、放射線検出位置の半径の設計値(Rf)と補正パラメータF(第2の補正パラメータ)と回転角度の情報(Di)により近似することができる。以上の演算処理によって、撮影開始前の事前データ取得処理が完了する。
Rf−Rfi = −F · cosDi (3)
If the correction parameter G (first correction parameter) can be acquired, the position of the radiation generating unit can be approximated using the correction parameter G (first correction parameter). That is, the detected radius information (Rgi) of the tube focus is approximated by the design value (Rg) of the focus radius of the tube, the correction parameter G (first correction parameter), and the rotation angle information (Di). can do. Similarly, if the correction parameter F (second correction parameter) can be acquired, the position of the
次に第2実施形態に係る放射線撮影装置100による被写体の撮影開始から終了までの処理を説明する。被写体の撮影開始から終了までの処理のうち、第1実施形態の処理との差分は図2に示すステップS201の撮影条件決定の処理と、ステップS206の半径情報Rgi、Rfiの送信処理、及び、図3に示すステップS302の位置補正の処理である。
Next, processing from the start to the end of photographing of the subject by the
第2実施形態では、ステップS201において、操作者が撮影条件設定部103の撮影条件入力部によって、管電圧kV、管電流mA、一周撮影枚数imaxに加えて、環境温度を撮影条件として入力する。そして操作者は不図示の環境温度設定部を操作し、放射線撮影装置100の環境温度をステップS201で入力した環境温度に設定する。
In the second embodiment, in step S201, the operator inputs the environmental temperature as a shooting condition in addition to the tube voltage kV, the tube current mA, and the number of shots imax by the shooting condition input unit of the shooting
また、第2実施形態においては、ステップS206における半径情報Rgi、Rfiの送信処理が省略される。第2実施形態においては、半径情報Rgi、Rfiの検出は、撮影処理中において行われず、撮影前の事前データ取得処理(図5)において、検出された半径情報Rgi、Rfiを、補正パラメータG及びFを用いて補正(近似)する処理が行われる。第2実施形態における撮影処理では、図3のステップS302において、半径情報Rgi及びRfiを、それぞれ(2)式、及び(3)式で演算される値を用いて取得された補正パラメータG及びFを用いて補正(近似)し、半径情報Rgi及びRfiの補正(近似)した半径情報に基づいて、S302の位置補正処理が行われる。その際、回転半径を補正する補正パラメータG及びFは、図5で説明した事前データ取得処理で演算された補正パラメータG及びFのうち、ステップS201で入力された環境温度に対応する補正パラメータG及びFの値が使用される。 In the second embodiment, the transmission processing of the radius information Rgi and Rfi in step S206 is omitted. In the second embodiment, the detection of the radius information Rgi, Rfi is not performed during the imaging process, and the detected radius information Rgi, Rfi is used as the correction parameter G and the pre-data acquisition process before imaging (FIG. 5). A process of correcting (approximate) using F is performed. In the imaging process in the second embodiment, the correction parameters G and F acquired by using the values calculated by the equations (2) and (3) for the radius information Rgi and Rfi in step S302 of FIG. 3, respectively. Based on the radius information corrected (approximated) using the radius information Rgi and Rfi, the position correction process of S302 is performed. At this time, the correction parameters G and F for correcting the radius of rotation are the correction parameters G and F corresponding to the environmental temperature input in step S201 among the correction parameters G and F calculated in the prior data acquisition process described in FIG. And the value of F is used.
演算部105は、設定された環境温度ごとに演算された補正パラメータG(第1の補正パラメータ)を用いて放射線発生部の位置を近似し、設定された環境温度ごとに演算された補正パラメータF(第2の補正パラメータ)を用いて放射線検出部の位置を近似する。そして、演算部105は、近似した放射線発生部の位置および放射線検出部の位置を用いて、放射線検出部102から出力される信号を補正して放射線画像を生成する。
The
第1実施形態では、被写体Pの撮影時にリアルタイムに取得した半径情報Rgi(放射線発生部の位置)及びRfi(放射線検出部の位置)を用いてS302の位置補正処理を行っているが、本実施形態では、事前データ取得処理の結果に基づいて取得した補正パラメータを用いて半径情報Rgi(放射線発生部の位置)及びRfi(放射線検出部の位置)を補正(近似)し、補正(近似)の結果を用いてS302の位置補正処理を行う。 In the first embodiment, the position correction processing of S302 is performed using the radius information Rgi (radiation generation unit position) and Rfi (radiation detection unit position) acquired in real time when the subject P is captured. In the embodiment, the radius information Rgi (position of the radiation generation unit) and Rfi (position of the radiation detection unit) are corrected (approximated) using the correction parameter acquired based on the result of the prior data acquisition process, and the correction (approximation) is performed. The position correction process of S302 is performed using the result.
放射線検出部から出力される信号の補正として、演算部105は、補正パラメータG(第1の補正パラメータ)を用いて近似した放射線発生部の位置と、補正パラメータF(第2の補正パラメータ)を用いて近似した放射線検出部の位置とを用いて、放射線検出部102における撮像素子の位置補正を行う。
As correction of the signal output from the radiation detection unit, the
第2実施形態によれば、より高い精度で放射線画像の解像度の低下を抑制することが可能な放射線撮影技術を提供することが可能になる。また、第2実施形態では、工場出荷検査時やメンテナンス時に、位置検出部107を放射線撮影装置に設ければよく、個々の放射線撮影装置への実装が不要となり、第1実施形態の放射線撮影装置の構成と比較して、より放射線撮影装置のコスト低減が可能となる。
According to the second embodiment, it is possible to provide a radiographic technique that can suppress a decrease in resolution of a radiographic image with higher accuracy. In the second embodiment, the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態では、放射線照射部101及び放射線検出部102の回転半径の設計値からのずれによる解像度低下抑制方法を、操作者の選択に基づいて、解像度重視の撮影方法であるか、または時間重視の撮影方法であるかを変更する構成を説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, the resolution reduction suppression method due to the deviation from the design values of the rotation radii of the
ここで、解像度重視の撮影方法とは、第1実施形態で説明したように、回転半径の設計値からのずれを被写体撮影時にリアルタイムに測定した情報を用いた撮影方法である。解像度重視の撮影方法では、リアルタイムの測定結果を演算処理(例えば、図2のステップS213、図3の各ステップ)に反映することができるので、解像度低下を抑制し、より解像度の高い撮影を行うことが可能になる。 Here, as described in the first embodiment, the imaging method emphasizing resolution is an imaging method using information obtained by measuring in real time a subject whose deviation from the design value of the rotation radius is taken. In the imaging method emphasizing resolution, since the real-time measurement result can be reflected in the arithmetic processing (for example, step S213 in FIG. 2 and each step in FIG. 3), the reduction in resolution is suppressed and imaging with higher resolution is performed. It becomes possible.
また、時間重視の撮影方法とは、第2実施形態で説明したように、事前に測定した放射線照射部101及び放射線検出部102の軌道情報を用いる撮影方法である。時間重視の撮影方法では、回転半径の設計値からのずれを撮影時にリアルタイムに測定した結果に基づく演算を撮影中に行わないため、より短時間に撮影を行うことができる。
Further, the time-oriented imaging method is an imaging method using the trajectory information of the
以下では、説明の重複を避けるため第1実施形態、第2実施形態と相違する部分について説明する。第3実施形態では、図2に示すステップS201において、撮影条件に関する情報に加えて、撮影条件設定部103は、撮影条件入力部を介した操作者の操作入力により、解像度重視の撮影方法か時間重視の撮影方法かの選択を受け付ける。本実施形態において、撮影条件設定部103は、撮影条件入力部を介した操作者の操作入力により、放射線撮影装置100における補正モードを選択する選択部として機能する。
Below, in order to avoid duplication of description, the part which is different from 1st Embodiment and 2nd Embodiment is demonstrated. In the third embodiment, in step S201 shown in FIG. 2, in addition to the information about the shooting conditions, the shooting
撮影条件入力部からの操作入力により、撮影条件設定部103(選択部)は、解像度重視の撮影方法、または、時間重視の撮影方法を選択する。すなわち、操作入力により、撮影条件設定部103(選択部)は、被写体の撮影時に、位置検出部107により検出された、放射線発生部、及び放射線検出部102の位置を用いて、放射線検出部102から出力される信号を補正する第1の補正モードによる撮影方法(解像度重視の撮影方法)、または、被写体の撮影前に、演算された第1の補正パラメータを用いて近似した放射線発生部の位置と第2の補正パラメータを用いて近似した放射線検出部の位置とを用いて、放射線検出部102から出力される信号を補正する第2の補正モードによる撮影方法(解像度重視の撮影方法)、を選択する。
In response to an operation input from the imaging condition input unit, the imaging condition setting unit 103 (selection unit) selects a resolution-oriented imaging method or a time-oriented imaging method. That is, by the operation input, the imaging condition setting unit 103 (selection unit) uses the radiation generation unit and the position of the
撮影条件設定部103は、入力された撮影条件に関する情報および撮影方法の選択結果を示す情報を制御部104に送信し、制御部104は送信された情報に基づいて、放射線撮影装置100(CT装置)を制御する。解像度重視の撮影方法が選択された場合、制御部104は第1実施形態の処理を行うように放射線撮影装置100(CT装置)を制御する。一方、ステップS201において、時間重視の撮影方法が選択された場合、制御部104は第2実施形態の処理を行うように放射線撮影装置100(CT装置)を制御する。
The imaging
解像度重視の撮影方法が選択された場合には、リアルタイムの測定結果を演算処理に反映することができるので、解像度低下が抑制された、より解像度の高い撮影を行うことが可能になる。また、時間重視の撮影方法が選択された場合には、回転半径の設計値からのずれを撮影時にリアルタイムに測定した結果に基づく演算を撮影中に行わないため、被写体撮影時の撮影開始から放射線画像の表示までの時間短縮を図ることが可能になる。 When a resolution-oriented shooting method is selected, the real-time measurement result can be reflected in the arithmetic processing, so that it is possible to perform shooting with higher resolution while suppressing a decrease in resolution. In addition, when a time-oriented imaging method is selected, the calculation based on the result of measuring the deviation from the design value of the rotation radius in real time at the time of imaging is not performed during imaging. It is possible to shorten the time until image display.
更に、第3実施形態では、図2に示すステップS215において、画像表示部106は、生成された放射線画像の表示と選択された撮影方法の表示とを組み合せて表示部110に表示する。これにより、操作者は、被写体の放射線画像が、いかなる撮影方法で撮影された画像あるかを識別することが可能になる。
Further, in the third embodiment, in step S215 shown in FIG. 2, the
第3実施形態の構成によれば、解像度重視の撮影方法または時間重視の撮影方法について、操作者が選択した所望する動作に基づいた放射線撮影を行うことが可能になる。 According to the configuration of the third embodiment, it is possible to perform radiation imaging based on a desired operation selected by the operator for a resolution-oriented imaging method or a time-oriented imaging method.
(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other embodiments)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
100:放射線撮影装置、101:放射線照射部、102:放射線検出部、
103:撮影条件設定部、104:制御部、105:演算部、106:画像表示部、107:位置検出部、108:回転部、109:画像保存部
100: Radiation imaging apparatus, 101: Radiation irradiation unit, 102: Radiation detection unit,
103: shooting condition setting unit, 104: control unit, 105: calculation unit, 106: image display unit, 107: position detection unit, 108: rotation unit, 109: image storage unit
Claims (16)
前記放射線発生部、及び前記放射線検出部の位置を検出する位置検出部と、
前記放射線検出部から出力される信号に基づいて、被写体の三次元情報を再構成した放射線画像を生成する演算部と、を有し、
前記演算部は、前記位置検出部により検出された前記放射線発生部および前記放射線検出部の位置情報を用いて、前記放射線検出部から出力される信号を補正して前記放射線画像を生成する
ことを特徴とする放射線撮影装置。 Radiation having a radiation generation unit that generates radiation, a radiation detection unit that detects radiation emitted from the radiation generation unit, and a rotation unit that rotates the radiation generation unit and the radiation detection unit facing each other. A photographing device,
A position detection unit that detects a position of the radiation generation unit and the radiation detection unit;
A calculation unit that generates a radiographic image obtained by reconstructing three-dimensional information of a subject based on a signal output from the radiation detection unit;
The calculation unit corrects a signal output from the radiation detection unit using the radiation generation unit detected by the position detection unit and position information of the radiation detection unit, and generates the radiation image. A characteristic radiographic apparatus.
前記位置検出部は、前記回転中心に対する、前記放射線発生部の位置および前記放射線検出部の位置を検出することを特徴とする請求項1に記載の放射線撮影装置。 The rotating unit rotates the radiation generating unit and the radiation detecting unit around a rotation center,
The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the position detection unit detects a position of the radiation generation unit and a position of the radiation detection unit with respect to the rotation center.
前記位置検出部は、前記放射線撮影装置に装着された状態で、前記放射線発生部、及び前記放射線検出部の位置を検出することを特徴とする請求項1に記載の放射線撮影装置。 The position detection unit is configured to be detachable from the radiation imaging apparatus,
The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the position detection unit detects positions of the radiation generation unit and the radiation detection unit in a state where the position detection unit is attached to the radiation imaging apparatus.
前記撮影条件設定部は、前記操作入力に基づいて、前記放射線撮影装置が設置されている撮影環境における少なくとも一つ環境温度の情報または複数の環境温度の情報を前記撮影条件として設定することを特徴とする請求項2または3に記載の放射線撮影装置。 It further has a shooting condition setting unit for setting shooting conditions by an operation input from the input unit,
The imaging condition setting unit sets, based on the operation input, at least one environment temperature information or a plurality of environment temperature information in the imaging environment in which the radiation imaging apparatus is installed as the imaging condition. The radiation imaging apparatus according to claim 2 or 3.
前記第1の補正パラメータを用いて前記放射線発生部の位置を近似することを特徴とする請求項7に記載の放射線撮影装置。 The arithmetic unit minimizes an error between a rotation radius of the radiation generation unit predetermined with respect to the rotation center and a position of the radiation generation unit detected by the position detection unit before photographing the subject. Calculating the first correction parameter to be
The radiation imaging apparatus according to claim 7, wherein the position of the radiation generation unit is approximated using the first correction parameter.
前記第2の補正パラメータを用いて前記放射線検出部の位置を近似することを特徴とする請求項8に記載の放射線撮影装置。 The calculation unit minimizes an error between a rotation radius of the radiation detection unit predetermined with respect to the rotation center and a position of the radiation detection unit detected by the position detection unit before photographing the subject. Calculate the second correction parameter to
The radiation imaging apparatus according to claim 8, wherein the position of the radiation detection unit is approximated using the second correction parameter.
することを特徴とする請求項10に記載の放射線撮影装置。 The calculation unit generates the radiation image by correcting a signal output from the radiation detection unit using the approximate position of the radiation generation unit and the position of the radiation detection unit. Item 11. The radiographic apparatus according to Item 10.
前記選択部は、
前記被写体の撮影時に、前記位置検出部により検出された、前記放射線発生部、及び前記放射線検出部の位置を用いて、前記放射線検出部から出力される信号を補正する第1の補正モードによる撮影方法、または、
前記被写体の撮影前に、前記演算された前記第1の補正パラメータを用いて近似した前記放射線発生部の位置と前記第2の補正パラメータを用いて近似した前記放射線検出部の位置とを用いて、前記放射線検出部から出力される信号を補正する第2の補正モードによる撮影方法、を選択する
ことを特徴とする請求項9乃至12のいずれか1項に記載の放射線撮影装置。 A selection unit for selecting an imaging method in the radiation imaging apparatus by an operation input from the input unit;
The selection unit includes:
Imaging in a first correction mode for correcting a signal output from the radiation detection unit using the radiation generation unit and the position of the radiation detection unit detected by the position detection unit at the time of imaging the subject. Method or
Before photographing the subject, using the position of the radiation generation unit approximated using the calculated first correction parameter and the position of the radiation detection unit approximated using the second correction parameter The radiographic apparatus according to claim 9, wherein an imaging method in a second correction mode that corrects a signal output from the radiation detection unit is selected.
前記画像表示部は、前記放射線画像の表示と前記選択された撮影方法の表示とを組み合せて前記表示部に表示することを特徴とする請求項13に記載の放射線撮影装置。 An image display unit for displaying the generated radiation image on a display unit;
The radiation imaging apparatus according to claim 13, wherein the image display unit displays the radiation image and the selected imaging method in combination on the display unit.
前記放射線発生部および前記放射線検出部の位置を検出する位置検出工程と、
前記放射線検出部から出力される信号に基づいて、被写体の三次元情報を再構成した放射線画像を生成する演算工程と、を有し、
前記演算工程では、前記位置検出工程で検出された前記放射線発生部および前記放射線検出部の位置情報を用いて、前記放射線検出部から出力される信号を補正して前記放射線画像を生成する
ことを特徴とする放射線撮影方法。 Radiation having a radiation generation unit that generates radiation, a radiation detection unit that detects radiation emitted from the radiation generation unit, and a rotation unit that rotates the radiation generation unit and the radiation detection unit facing each other. A radiation imaging method in an imaging apparatus,
A position detecting step for detecting positions of the radiation generating unit and the radiation detecting unit;
A calculation step of generating a radiographic image reconstructed from the three-dimensional information of the subject based on a signal output from the radiation detection unit;
In the calculation step, using the position information of the radiation generation unit and the radiation detection unit detected in the position detection step, the signal output from the radiation detection unit is corrected to generate the radiation image. A characteristic radiography method.
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