JP4118535B2 - X-ray inspection equipment - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、X線、γ線等の放射線を用いる放射線検査装置、特に、非破壊検査用、医療用のX線検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、各種の散乱X線成分を除去する方法、装置が報告されている。例えば、X線検出器の検出画素ピッチと同一または整数分の1のグリッド周波数を持つX線グリッドを前記X線検出器面上に形成し、検出器面に対して斜めに入射する散乱線成分を除去する方法が報告されている(従来技術1:「特開平9−75332号公報」)。
【0003】
また、予め計測しておいた散乱X線の点広がり関数に基づいて、デコンボリューションフイルタを用いて散乱X線成分を除去する方法が報告されている(従来技術2:「M.Honda, et al., Med. Phys., 20(1), 56-69(1993)」)。
【0004】
また、被写体の前面に配置したX線スリットをスキャンすることにより、散乱X線成分を直接計測し、散乱X線成分を除去する装置が報告されている(従来技術3:「K.Doi, et al., Radiology, 161, 513-518(1986)」)。
【0005】
また、周期構造を有する原画像データに対してウェーブレット変換を施して縮小画像を得る場合に、モアレのない高画質な縮小画像を得る方法が報告されている(従来技術4:「特開平10−031737号公報」)。
【0006】
さらに、X線管と被写体の間にX線グリッドを配置し、X線の線質や線量の放射角度依存性を補正する方法が報告されている(従来技術5:「特開2000−245731号公報」)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
散乱X線成分は、場合によっては検出されたX線透過像の信号成分の50%以上を占め、非破壊検査用検査装置、医療用のX線検査検査装置のコントラストを低下させる。
【0008】
従来技術1では、X線グリッドを構成するX線透過材料が、散乱X線ばかりでなく直接X線も遮断してしまうため、X線検出器で検出される信号量が減少してしまうという課題を有していた。検出信号量を増加するためには、被写体に入射するX線量を増加する必要があり、その結果被写体のX線被曝量が増加するという課題を有していた。また、検出器への入射角度が小さい散乱X線を除去することができないこと、さらには、検出器前面にX線グリッドを形成することが困難であるというような課題を有していた。
【0009】
従来技術2では、一定の管電圧、均一な被写体に対して予め散乱X線の点広がり関数を計測して散乱X線補正を行なう。また、前記散乱X線補正は被写体の組成が均一であるという仮定のもとに行われる。しかし、実際の撮影では、被写体の組成、厚さは種々変化し、また管電圧も種々変化する。従って、散乱X線成分を完全に除去することができず、補正の精度が悪いという課題を有していた。
【0010】
従来技術3では、X線スリットをスキャンしながら撮影を行なうため、短時間の撮影やX線透視が行えないという課題を有していた。
【0011】
従来技術4では、高画質な観察用の縮小画像を得るが、原画像に含まれる散乱X線成分の除去については言及がない。
【0012】
従来技術5では、回転陽極X線管から放射されるX線の放射角度依存性が軽減されるため、均質で高品位なX線画像を得ることができるが、散乱X線成分の除去については言及がない。
【0013】
本発明の目的は、2次元X線検出器で検出された検査対象のX線透過像の画像から散乱X線成分を除去したX線画像を得ることができるX線検査方法及びX線検査装置を提供することにある。
【0014】
本発明の別の目的は、検査対象のX線被曝量を減少すると同時に高品質のX線画像を得ることができるX線検査方法及びX線検査装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、X線源と検査対象の間にX線グリッドを配置し、検査対象のX線透過像を2次元X線検出器で検出する。検査対象へ入射するX線は、X線グリッドを通過したスリット状のX線である。検査対象を透過したX線は、スリット状の高周波成分(直接X線成分)と、検査対象により散乱された非スリット状の低周波成分(散乱X線成分)とを含んでいる。検査対象のX線透過像を2次元X線検出器で検出すると、直接X線成分は2次元X線検出器とX線グリッドとの間で干渉縞を生じるが、散乱X線成分は干渉縞を生じない。
【0016】
いま、X線源の焦点と2次元X線検器の検出面の中心とを結ぶ方向にほぼ直交する方向で、X線グリッドの位置を微小距離だけ変化させると、干渉縞の位相が変化する。このとき、干渉縞の振幅は、直接X線成分量を反映する。すなわち、X線グリッドの位置の変化に伴い、変化する信号成分は直接線成分であり、変化しない信号成分は散乱X線成分に相当する。
【0017】
以上より、検査対象のX線透過像の画像に含まれる散乱X線成分の分布画像(以下、散乱X線分布画像)を干渉縞の振幅から求めることができる。また、X線透過像から散乱X線分布画像を減算して直接X線分布画像を求めることができる。上記直接X線分布画像を求める作業を、以下では散乱X線補正と呼ぶ。
【0018】
干渉縞の振幅を求めるためには、計測画像を干渉縞成分の画像(以下、干渉縞画像)と、それ以外の成分の画像(以下、非干渉縞画像)とに分離する必要がある。干渉縞画像を得るためには、ほぼ180°異なる位相をもつ干渉縞が出現する2つのX線透過像を検出して、2つのX線透過像の差分画像を作成すればよい。一方、非干渉縞画像を得るためには、前記位相がほぼ180°異なる2つのX線透過像の加算画像を作成すればよい。ただし、2つのX線透過像の間で、位相がほぼ180°異なる干渉縞を出現させるためには、X線グリッドの位置の微小距離変化を正確に制御する必要がある。
【0019】
一方、位相がほぼ180°異なる2つのX線透過像は、以下の方法でも作成できる。以下の説明では、X線グリッドのグリッド密度は、直接X線成分が、2次元X線検出器とX線グリッドとの間で生じる干渉縞が発生しにくい(目立たないような)値とする。また、X線グリッド中のスリットが配列する方向をスリット配列方向と呼ぶ。
【0020】
X線透過像から、スリット配列方向に、1画素おきに画素を間引いて抽出した画像(以下、抽出画像)を作成する。1画素おきの抽出により、抽出画像中には干渉縞が発生する。抽出画像は2枚作成される。ただし、2枚の抽出画像は画素の抽出位置がスリット配列方向において互いに1画素ずらして作成される。このとき、2枚の抽出画像中に出現する干渉縞は、ほぼ180°異なる位相をもつ。従って、この2枚の抽出画像の差分をとり、干渉縞画像を作成することができる。また、干渉縞画像に基づき、散乱X線補正を行うことができる。
【0021】
散乱X線補正では、干渉縞の振幅に基づいて直接X線成分量を求める。干渉縞の振幅は直接X線成分量に比例し、その比率(以下、振幅比)は予め計測によって求められる。振幅比は、検査対象が置かれない状態で得られたエア画像を使用して求める。エア画像は、X線管の1又は複数の管電圧と、1又は複数の散乱X線除去率の異なるX線グリッドとの組合せにより検出された1又は複数のエア画像である。各エア画像に対して上記と同様の方法を用いて干渉縞画像を作成する。このとき、振幅比は直接X線成分量の干渉縞振幅に対する比として求められる。ただし、直接X線成分量はエア画像自体の信号量として求めることができる。
【0022】
振幅比はエア画像中の位置に応じて変化する。従って、振幅比の分布をキャリブレーション画像として作成し、メモリに保存しておく。キャリブレーション画像を作成するには、まず、エア画像に対して干渉縞画像を作成する。次に、前記干渉縞画像基づいて干渉縞の振幅分布画像を作成する。最後に、エア画像の各画素値を振幅分布画像の画素値で除算して作成した画像をキャリブレーション画像とする。
【0023】
キャリブレーション画像を用いて、任意のX線透過像に対して散乱線補正を行う手順は以下の通りである。まずX線透過像(元画像)に対して干渉縞画像を作成する。次に前記干渉縞画像に基づいて干渉縞の振幅分布画像を作成する。さらに、キャリブレーション画像をメモリから読み出し、前記キャリブレーション画像と前記振幅分布画像との積を前記X線透過像(元画像)から減算して散乱X線分布画像を求める。最後に、前記X線透過像(元画像)から前記散乱X線分布画像を減算して直接X線分布画像を作成する。
【0024】
キャリブレーション画像をメモリから読み出す場合には、X線透過像が検出された時の管電圧、X線グリッドの組合せに対応するキャリブレーション画像をメモリから読み出す。
【0025】
検査対象のほぼ同一部位が連続して検出される場合には、特定の時間間隔において、同一の散乱X線分布画像を用いて、複数のX線透過像の画像から散乱X線成分を除去することができる。
【0026】
以上の説明で使用するX線グリッドとしては、平行グリッド、又は焦点付きグリッドが使用でき、また、2枚の平行グリッド、又は焦点付きグリッドを交差させて重ねて配置するクロスグリッドが使用できる。
【0027】
以上説明したように、本発明では、簡単な演算処理により精度良く散乱X線補正を実行できる。
【0028】
【発明の実施の形態】
(実施例1)
図1は、本発明の第1の実施例に係るX線検査装置の構成を説明するための図である。なお、図1において、紙面内における左右方向をy軸、紙面内における上下方向をz軸、紙面に対し垂直方向をx軸とする。
【0029】
本実施例1に係るX線検査装置は、X線管1、コリメータ2、X線グリッド3、平面型X線検出器4、支柱5、被検体(検査対象)6、寝台天板7、寝台8、モニタ9、コンソール10、臨床コンソール11、画像メモリ100、画像処理手段101、キャリブレーション画像保存メモリ102、散乱線画像保存メモリ103等により構成される。なお、上記各装置および機構は公知のものを用いる。以下では、X線管1、コリメータ2、X線グリッド3、および平面型X線検出器4で構成される系を撮影系と呼ぶ。
【0030】
撮影系は、支柱5に固定される。支柱5は図示しない傾斜機構によって、寝台天板7に対して傾斜することができる。ただし、傾斜方向はyz平面に平行な方向である。支柱5を傾斜することで、被検体6に対するX線の照射方向を自由に変えることができる。また寝台8は、公知の移動機構によって寝台天板7および寝台天板7の上に配置される被検体6の位置をx、yおよびz方向に移動することができる。更にX線グリッド3の支柱5に対するx、yおよびz方向の位置は、図示しない位置調節装置によって調節することができる。
【0031】
図1において、X線管1のX線発生点と平面型X線検出器4の入力面との距離は100cmである。また、平面型X線検出器4のX線入力面は1辺が204.8mmの正方形である。平面型X線検出器4の画素数は1024×1024ピクセルであり、各画素の1辺の大きさは200μmである。また、X線透視時における平面型X線検出器4の代表的なフレームレートは30[フレーム/秒]であるが、7.5または15[フレーム/秒]とすることも可能である。なお、平面型X線検出器4には、既知の直接型X線検出器あるいは間接型X線検出器を用いる。直接型検出器および間接型検出器の代表的な例としては、それぞれ「M. Choquette, et al., SPIE Vol.3977, 128-136(2000)」(以下、文献1)および「Tom J. C. Bruijns, et al., SPIE Vol.3977, 117-127(2000)」(以下、文献2)などが挙げられる。
【0032】
X線管1のX線発生点とX線グリッド3の入力面との距離は40cmである。X線グリッド3は既知のグリッドであり、X線吸収材料とX線透過材料の交互配置による多数のスリット形成される。X線グリッド3のスリット方向は一方向のみに形成されており、前記スリット方向がy軸に平行になるように支柱5に配置される。本X線グリッド3はX線吸収材料に鉛、X線透過材料に紙を使用しているが、これらの材料に限定されるものでなく、例えばタングステンとアルミニウム等でこれらを代用してもよい。グリッド比(格子比)は12:1、グリッド密度は70[本/cm]、鉛箔の厚さは50[μm]である。また、X線グリッド3は焦点を有しており、その焦点距離は40[cm]である。
【0033】
次に、本実施例1に係るX線検査装置の動作を説明する。本X線検査装置は、被検体6のX線透視画像およびX線撮影画像を取得し、これらの画像中に含まれる散乱線成分を除去した後にモニタ9に表示する。X線透視およびX線撮影時におけるX線の照射から、散乱線補正画像の表示に至るまでの手順は以下の通りである。
【0034】
まず、検者(操作者)は、コンソール10または臨床コンソール11を用いてX線透視または撮影の開始を指示し、X線管1からX線を放射する。次に被検体6を透過したX線は平面型X線検出器4によって検出され、直ちに画像メモリ100に記録される。更に画像処理手段101は、画像メモリ100に記録されたX線透過像中の散乱線成分のみを抽出し、散乱線画像保存メモリ103に保存する。最後に減算器104は、画像メモリ100に保存されたX線透過像から散乱線画像保存メモリ103に保存された散乱線成分画像を減算して散乱線補正画像を作成し、モニタ9に表示する。なおX線透視時には、検者によって透視終了の指示がなされるまで、上記一連の作業が繰り返し行われる。
【0035】
このとき、散乱線成分画像は画像メモリ100にX線透視像が入力される度に作成してもいいが、数フレーム毎(通常2〜30フレーム)に作成してもよい。数フレーム毎に散乱線成分画像を作成する場合は、次の散乱線成分画像が作成されるまでの間、同一の散乱線成分画像を用いて近似的に散乱線補正を行う。以下では、X線透視時におけるこのような近時的な補正方法を間引き補正と呼ぶ。被写体6の動きが平面型X線検出器4のフレームレートに対してそれ程大きくない場合、間引き補正を行うことができる。間引き補正を採用することにより、画像処理手段101に要求される処理速度を落とすことができるので、装置構成を簡略化することができる。
【0036】
上記散乱線成分の抽出には、キャリブレーション画像保存メモリ102に保存されたキャリブレーション画像を使用する。画像処理手段101による散乱線成分抽出演算、およびキャリブレーション画像の詳細については後述する。
【0037】
図2は、散乱X線除去の原理を説明するための図である。このうち、図2(A)は被検体6を透過する直接X線と平面型X線検出器4との関係を表す図であり、また図2(B)は被検体6の内部で散乱された散乱X線と平面型X線検出器4との関係を表す図である。
【0038】
まず、図2(A)において、X線発生点20から発生された一様なX線200は、X線グリッド3の内部のX線吸収材料21によって一部遮断される。従って、X線グリッド3透過後のX線はスリット状のX線201となる。以下では、このようなスリット状のX線201を変調X線と呼ぶ。変調X線201は、略矩形状のX線ビームであり、それ自身が高周波の信号成分をもつ。このため被検体6の内部を透過したX線(直接X線)は、平面型X線検出器4の画素22との間で干渉を起こし、干渉縞(モアレ)を発生する。一方、図2(B)において、被検体6の内部で散乱されたX線(散乱X線)202は、散乱によって高周波の信号成分が失われるため、画素22との間に干渉縞を発生しない。
【0039】
以上より、干渉縞は直接X線のみを反映し、干渉縞の振幅は直接X線成分量に比例することがわかる。従って、干渉縞の振幅を求めることによって、検出信号を直接線成分と散乱線成分に分離して散乱線補正を行うことができる。ただし、散乱線補正を行うには、以下の2つの課題を解決する必要がある。すなわち、干渉縞の振幅と直接X線成分の比を求めること(課題1)と、干渉縞の振幅を求めること(課題2)である。
【0040】
課題1に関しては、被検体6を配置しない状態で検出したX線透過像(以下、エア画像とする)を用いて干渉縞の振幅と直接線成分の比(以下、キャリブレーション比とする)を求めることができる。すなわち、エア画像に含まれる信号は直接線成分のみであるため、干渉縞の振幅を求めることができれば、キャリブレーション比を容易に求めることができる。
【0041】
課題2に関しては、例えばX線グリッド3の位置を水平方向に微小に移動しながら干渉縞の位相変化を観察することで干渉縞の振幅を求めることができる。ただし、上記方法はX線グリッド3の移動を高速かつ高精度に行うという、技術的な困難を伴う。このため、本実施例1では、画素の間引きサンプリングによって干渉縞の振幅を計測する方法を採用する。間引きサンプリングの詳細については後述する。
【0042】
図3は、X線グリッド3および平面型X線検出器4の位置関係を説明するための図である。X線発生点20からX線グリッド3の入力面までの距離をd、X線発生点20から平面型X線検出器4の入力面までの距離をDと表す。本実施例1におけるdの値は40[cm]、Dの値は100[cm]である。X線グリッド3のスリット方向は、y軸方向に平行になるように配置される。
【0043】
また、X線検出器4は、画素の配列がxおよびy方向に平行になるように配置する。画素配列のxおよびy方向の位置をそれぞれi、j方向とし、その位置を(i、j)(i、j=0、 1、 …、 1023)と表す。また、以下の説明では簡単のため、被検体6としてアクリルファントム30を用いる。ただし、アクリルファントム30はアクリル板および鉛棒31で構成される。鉛棒31はアクリル板の中心に、その長手方向がy方向と平行となるように配置される。
【0044】
図4は、平面型X線検出器4によるX線透過像の検出において、検出画素位置を説明するための図である。図4(A)に示されるように、X線検出器4のi、j方向の画素間隔をΔdで示す。ただし、本実施例1において、Δdは200[μm]である。X線透視およびX線撮影時には、全ての画素位置(i、j)においてX線を検出する。検出画像のプロファイルの一例を図4(B)に示す。ただし、図4(B)は、アクリルファントム30のi方向のプロファイルを示したものである。このとき、X線グリッド3の仕様および空間配置が、後述する方法に基づき適正に設定されていれば、図4(B)に示されるように、i方向のプロファイルに発生する干渉縞を小さく抑えることができる。図4(B)に示される信号は、図4(C)に示されるような直接X線成分と図4(D)に示されるような散乱X線成分が同時に検出されたものである。散乱線補正処理は、図4(B)に示される検出信号から図4(C)に示される直接X線成分を抽出する処理に相当する。
【0045】
図5は、直接X線成分および散乱X線成分の空間周波数分布と平面型X線検出器4のナイキスト周波数との関係を説明するための図である。直接X線の周波数成分500には、変調X線201の周波数特性、被検体6を透過する直接X線の周波数特性、および平面型X線検出器4の周波数応答の情報が含まれる。通常平面型X線検出器4の周波数応答は高周波になるに従い低下する。変調X線201の周波数特性はX線グリッド3の構造情報を表し、グリッドの周期に関する情報が多く含まれている。
【0046】
いま、グリッド密度をfg[本/cm]とすると、平面型X線検出器4の面上に投影される投影グリッド密度fdは、次式で表される。
【0047】
【数1】

Figure 0004118535
………(数1)
(数1)より、fdの値は、fg、d、Dの値を変えることによって任意に設定することができる。図5には、fdの値を検出器のナイキスト周波数fqより僅かに低く設定した例が示される。周波数fdにおける周波数強度502は、fdがナイキスト周波数fqに近づくに従って小さくなる。これは平面型X線検出器4のボケにより、X線グリッド4の周期的な構造情報(以下、グリッド縞とする)が目立たなくなることを意味する。ここで、ナイキスト周波数fqと投影グリッド密度fdとの差を、ビート周波数fbとして、次式で定義する。
【0048】
【数2】
Figure 0004118535
………(数2)
すなわち、X線透過像中に含まれるグリッド縞を目立たなくするためには、fbをできるだけ小さくすればよい。一方、散乱X線の周波数成分501には低周波成分の情報のみが含まれる。
【0049】
図6は、検出されたX線透過像に対する間引きサンプリングを説明するための図である。また、図7は、間引きサンプリング時におけるナイキスト周波数と直接X線成分および散乱X線成分の空間周波数分布との関係を説明するための図である。 図4(A)に説明したように、X線透過像は平面型X線検出器4の全画素を用いて検出する。すなわち、画素位置(i、j)において検出された信号量をf(i、j)とすると、X線透過像はf(i、j)(i、j=0〜N-1)と表すことができる。ただし、Nを平面型X線検出器4のi、j方向の画素数とした。本実施例1では、N=1024である。間引きサンプリングは、図6(A)および(C)に示されるように、f(i、j)中から、i方向に1画素おきに画素値を抽出して画像を作成する方法である。このとき、画素の抽出位置によって、以下の2種類の抽出画像を作成することができる。
【0050】
【数3】
Figure 0004118535
………(数3)
【0051】
【数4】
Figure 0004118535
………(数4)
1(m、n)およびf2(m、n)のm方向のナイキスト周波数f'q(=1/(4Δd))は、f(i、j)のナイキスト周波数fq(=1/(2Δd))の半分となる。すなわち、f'q=fq/2である。図7に示されるように、間引きサンプリング時の直接X線成分500は、f'qを中心に線対称に折れ込んでエリアシングを発生する。図7中、702は直接X線成分500のエリアシングによる折り返し成分であり、また、701は散乱X線成分501のエリアシングによる折り返し成分である。
【0052】
この結果、投影グリッド密度fdの成分502が、周波数fbのビート成分702となって低周波数側に現れ、干渉縞を発生する。従って、抽出画像f1(m、n)およびf2(m、n)のm方向のプロファイルには干渉縞が含まれる(図6(B)および(D)参照)。
【0053】
上述のように、散乱線補正を行うためには上記干渉縞の振幅を計測すればよい。しかし、抽出画像f1(m、n)およびf2(m、n)には、それぞれ干渉縞信号の他に、被検体6の構造情報も含まれているため、干渉縞成分の振幅を正確に抽出するのは難しい。
【0054】
干渉縞成分の振幅を正確に抽出するためには、f1(m、n)およびf2(m、n)の差分画像s(m、n)を次式によって作成する。
【0055】
【数5】
Figure 0004118535
………(数5)
(数3)および(数4)に示されるように、f1(m、n)およびf2(m、n)のf(i、j)に対するサンプリング位置は、i方向に互いに1画素ずつずれている。このため、f1(m、n)およびf2(m、n)中に含まれる干渉縞は、m方向に互いに180度位相がずれる。従って、差分画像s(m、n)は、図6(E)に示されるような干渉縞成分のみが含まれるため、s(m、n)から容易に干渉縞の振幅を求めることができる。
【0056】
図4〜図6を用いた説明においては、投影グリッド密度fdをナイキスト周波数fqよりビート周波数fb分だけ低い値に設定した(以下、非エリアシング設定と呼ぶ)。このとき、X線透過像f(i、j)中に現れるグリッド縞の周波数はfd=(fq−fb)であり、抽出画像f1(m、n)およびf2(m、n)中に現れる干渉縞の周波数はfbであった。上述のように、グリッド縞を目立たなくするためにはfbをできるだけ小さくする必要がある。しかし、このとき同時に干渉縞の周波数fbが小さくなり、その位置分解能が低下してしまう。このように、fbは大きくし過ぎても、小さくし過ぎてもいけない。通常、fbは、2〜5[本/cm]程度に設定するのが望ましい。
【0057】
図8は、投影グリッド密度の別の設定方法を説明するための図である。非エリアシング設定においては、投影グリッド密度fdをナイキスト周波数fqよりビート周波数fb分だけ低い値に設定した。これに対し、以下では投影グリッド密度fdをナイキスト周波数fqよりビート周波数fb分だけ高い値に設定する方法(以下、エリアシング設定とする)について説明する。エリアシング設定時には、全画素サンプリングにおいてもエリアシングが発生する。このとき、投影グリッド密度fdの周波数成分502は、エリアシングによって周波数(fq−fd)の成分702となって観察される(図8(A)参照)。
【0058】
周波数fq−fbという値は、非エリアシング設定の場合と同じ値であるが、エリアシング設定の場合、fqを中心とする折り返し成分としてグリッド縞が観察されているため、図5の場合よりスペクトル強度が小さくなる。すなわちエリアシング設定にすることで、非エリアシング設定の場合よりもグリッド縞を目立たなくすることができる。
【0059】
一方、間引きサンプリング時にも、投影グリッド密度fdにおける周波数成分502はエリアシングによって周波数fbの干渉縞成分として観察される。ただし、本干渉縞成分のスペクトル強度も、非エリアシング設定の場合に比べて小さくなるため、干渉縞振幅の測定精度が低下するという問題もある。以上のように、投影グリッド密度の設定はグリッド縞の抑制を優先するか、干渉縞振幅の測定精度の向上を優先するかによって、エリアシング設定か非エリアシング設定かを選択できる。
【0060】
なお、本実施例1ではグリッド密度fgを70[本/cm]、X線発生点−グリッド距離dを40[cm]、X線発生点−検出器距離Dを100[cm]としたので、数1より投影グリッド密度fdは28[本/cm]となる。一方、画素間隔Δdが200[μm]であるため、ナイキスト周波数fqは25[本/cm]である。従って、投影グリッド密度はエリアシング設定されており、そのビート周波数は3[本/cm]である。なお、投影グリッド密度fdを非エリアシング設定するためには、例えば上記設定においてdを31.4[cm]とすればよい。このとき投影グリッド密度fdは22[本/cm]となり、同じくビート周波数3[本/cm]の干渉縞が発生する。
【0061】
図9は、干渉縞画像に基づき干渉縞振幅の空間分布を導出する方法を説明するための図である。(数5)により得られた差分画像s(m、n)(m=0〜N/2-1、n=0〜N-1)は、干渉縞成分のみを含む干渉縞画像90である(図9中の(a))。干渉縞振幅分布演算手段1104は、干渉縞画像90に基づいて干渉縞の振幅分布画像95を求める手段であり、以下の演算手順からなる。
【0062】
まず、干渉縞ピーク検出手段91は、干渉縞画像90のm方向のプロファイルに対して干渉縞99のピーク位置(極大値および極小値)を検出する(図9中の(b))。上記m方向のピーク検出は、全てのn(=0〜N-1)の位置に対して行われる。次にピーク間画素補間手段92は、m方向に隣接する極大値同士および極小値同士を直線で結び、干渉縞99の上限包絡線96および下限包絡線97とする(図9中の(c))。
【0063】
また、上記補間値は、画素位置m(=0〜N/2-1)上の点のみならず、m方向に隣接する画素の中間位置においても求める。画素の中間位置において補間値を求めることで、間引きサンプリング後にN/2個となっていたm方向の画素数を再びNに戻すことができる。上記補間は全てのn(=0〜N-1)の位置に対して行われる。n方向の位置は全サンプリング画像のj方向の位置と一致するため、補間終了時には画素マトリックスを再び(i、j)(i、j=0〜N-1)に戻すことができる。上限包絡線96と下限包絡線97の差分98は、干渉縞99の振幅に相当する。
【0064】
従って、次に振幅演算手段93は全ての位置(i、j)(i、j=0〜N-1)において差分98を求め、各位置における干渉縞振幅分布とする(図9中の(d))。ただし、上記干渉縞分布は上記直線補間によって生じた高周波成分が含まれるため、2次元LPF(Low Pass Filter)94を用いて高周波成分を除去し、最終的な振幅分布画像A(i、j) を得る(図9中の(e))。2次元LPF94の例としては、既知の移動平均処理(移動平均をとる画素領域:2×2画素〜5×5画素程度)等が挙げられる。
【0065】
図10は、間引きサンプリングにおける別のサンプリング方法を説明するための図である。図6においては、間引きサンプリングとしてi方向に1画素おきに画素を抽出する方法を示したが、抽出の間隔を一般にk画素おき(1≦k)として拡張してもよい。一例として、図10には、2画素おきに抽出する例を示す。この場合、図10(A)〜(C)に示すような3種類の抽出方法が存在し、サンプリング位置がi方向に1画素シフトする毎に、間引きサンプリングによって発生する干渉縞の位相シフトが120度変化する。
【0066】
すなわち、図10(A)と(B)の間、および図10(B)と(C)の間における干渉縞の位相シフトは120度となる。また、図10(A)と(C)の間における干渉縞の位相シフトは240度である。いずれの場合も、両画像の差分画像を作成すると信号中の被写体の構造情報が取り除いて干渉縞のみを抽出することができる。
【0067】
また、差分をとる画像間の位相シフト量に応じて抽出される干渉縞の位相が変化するが、その振幅分布は変化しない。すなわち、上記図10(A)〜(C)の、どの組み合わせに対して差分画像を作成しても、後述する図11における干渉縞振幅分布演算手段1104によって最終的に得られる振幅分布画像A(i、j)には大差が生じない。ただし、差分によって被写体の構造情報を精度よく除去するには、差分画像間の画素抽出位置がなるべく近い方がよい。すなわち、画素抽出位置が隣接する2つの抽出画像を用いて差分を行うのが望ましい。一般に、k画素おきに間引きサンプリングを行ったとすると、画素抽出位置が隣接する2つの抽出画像間の位相シフト量qは、次式で表される。
【0068】
【数6】
Figure 0004118535
………(数6)
差分画像中にはX線の量子ノイズが含まれており、干渉縞振幅の測定精度を劣化することがある。このため、間引きサンプリングを行う前に、元画像f(i、j)(i、j=0〜N-1)に対して移動平均処理を行って量子ノイズを軽減してもよい。i、j方向に移動平均をとる画素数を、それぞれ、2I+1、2J+1(I、J=0、1、2、…)とすると、移動平均後の画像fm(i、j)は、次式で計算される。
【0069】
【数7】
Figure 0004118535
………(数7)
ただし、i方向の移動平均を行うと高周波成分が低下して、間引き画像中の干渉縞強度が低下する。このため、i方向の移動平均は行わないのが一般的である。一方、j方向には通常I=5〜10程度の範囲で移動平均をとる。
【0070】
上記移動平均処理、間引きサンプリング処理、振幅分布画像導出処理は、X線グリッド3のスリット方向がj方向に垂直であるものとして説明した。これに対し、X線グリッド3のスリット方向がi方向に配置されている場合には、上記全ての処理においてi方向とj方向を入れ替えればよい。また、X線グリッド3として格子状のスリットを有するものを使用した場合、上記全ての処理をi方向およびj方向の両方について行えばよい。
【0071】
以上、間引きサンプリングを用いて干渉縞の振幅分布画像を示したが、以下では、振幅分布画像を用いて散乱線補正を行う方法について説明する。
【0072】
X線透過像中のある画素値f(i、j)(I=0〜N-1)に含まれる直接線成分量をfd(i、j)とすると、fd(i、j)は同じ位置における干渉縞の振幅A(i、j)に比例する。従って、干渉縞の振幅と直接線成分量の比率(キャリブレーション比)を予め求めておくことで、直接線分布画像fd(i、j)を求めることができる。
【0073】
キャリブレーション比は、エア画像を用いて求めることができる。一般に、キャリブレーション比は平面型X線検出器4上の検出位置によって多少異なるため、その分布をキャリブレーション画像として求める。いま、キャリブレーション画像をr(i、j)で表すと、r(i、j)は次式で求められる。
【0074】
【数8】
Figure 0004118535
………(数8)
ただし、fair(i、j)は被検体6を配置しない状態で計測したエア画像であり、Aair(i、j)はfair(i、j)に対して求めた振幅分布画像である。
【0075】
このとき、任意のX線透過像f(i、j)に対して、その直接線成分量を、次式で概算することができる.
【0076】
【数9】
Figure 0004118535
………(数9)
ここで、(数9)の計算結果を直接線成分の概算値としたのは、fd'(i、j)中には高周波成分が欠如しているためである。なお、上記高周波成分の欠如は振幅分布画像A(i、j)中の高周波成分の欠如に起因し、A(i、j)中の高周波成分の欠如はピーク間画素補間手段92による補間処理に起因する。直接線成分概算値fd'(i、j)から正確な直接線分布画像fd(i、j)を得るためには、まず散乱線分布画像fs(i、j)を求め、次に元画像f(i、j)からfs(i、j)を減算すればよい。散乱線分布画像は、次式で求まる。
【0077】
【数10】
Figure 0004118535
………(数10)
ただし、g(i、j)は2次元LPF(Low Pass Filter)であり、演算**は2次元畳み込み積分を表すものとする。(数10)において、右辺{ }内の計算結果は散乱線成分と、直接線の高周波成分を含む。このため、LPFを用いて高周波成分(直接線成分)を取り除き、散乱線成分のみを抽出する。LPFとしては通常のデジタルフィルタ、もしくは移動平均処理などを用いる。散乱線分布画像fs(i、j)が求まったら、直接線分布画像fd(i、j)は、次式で求めることができる。
【0078】
【数11】
Figure 0004118535
………(数11)
以上、キャリブレーション画像を用いて散乱線補正を行う方法について説明した。なおキャリブレーション画像中におけるキャリブレーション比の変化が比較的小さい場合はr(i、j)=roとして近似してもよい。この場合、roには、例えばr(i、j)の平均値等を用いる。また、r(i、j)もしくはroの値は、X線管1の管電圧によって多少変化する。従って、予め数種類の管電圧に対してr(i、j)またはroを測定しておき、撮影または透視時の管電圧に応じてこれらを選択してもよい。
【0079】
図11は、キャリブレーション画像を求める手順を説明するためのブロック図である。キャリブレーション画像の作成は、まずエア画像の撮影から行う。エア画像の撮影によって、画像メモリ100にエア画像fair(i、j)が確保される。次に、移動平均演算手段1100を用いてi、j方向の移動平均を行う。なお、移動平均の計算には(数7)を用いる。
【0080】
次に、間引き画像作成手段1101および1102を用いて、抽出画像f1(m、n)およびf2(m、n)をそれぞれ作成する。なお、抽出画像の作成には、(数3)および(数4)を用いる。次に、減算器1103により抽出画像f1(m、n)およびf2(m、n)の差分がとられ、差分画像s(m、n)が作成される。次に、干渉縞振幅分布演算手段1104によって、エア画像に対する振幅分布画像Aair(i、j)が作成される。なお、干渉縞振幅分布演算手段1104による演算については、図9を用いて詳細を説明したので、ここでは説明を省略する。
【0081】
次に、除算器1105により振幅分布画像Aair(i、j)とfair(i、j)の比が計算され、キャリブレーション画像r(i、j)が作成される。最後にキャリブレーション画像r(i、 j)は、コンソール10から入力される管電圧の情報と共にキャリブレーション画像保存メモリ102に保存される。
【0082】
図12は、キャリブレーション画像に基づいて散乱線分布画像を求める手順を説明するためのブロック図である。まずX線透視像または撮影像f(i、j)が、画像メモリ100に確保される。引き続き行われる移動平均演算手段1100〜干渉縞振幅分布演算手段1104に至るまでの過程は、図11に示した上記キャリブレーション画像の作成手段と同一のため、説明を省略する。上記過程によって振幅分布画像A(i、 j)が作成される。
【0083】
次に、積算器1200は、振幅分布画像A(i、j)とキャリブレーション画像保存メモリ102に保存されたキャリブレーション画像r(i、j)を積算して、直接線成分概算画像f'd(i、j)を作成する。なお、本積算は上記(数9)の演算に相当する。また上記積算においては、元画像f(i、j)を作成した時の管電圧に最も近い管電圧で作成されたキャリブレーション画像r(i、j)が選択される。次に、減算器1201は元画像f(i、j)から直接線成分概算画像f'd(i、j)を減算し、引き続きLPF1202は上記減算画像の高周波成分を遮断して散乱線成分画像fs(i、j)を作成する。なお、上記減算器1201およびLPF1202による一連の作業は(数10)に相当する。最後に、散乱線成分画像fs(i、j)は散乱線画像保存メモリ103に保存される。
【0084】
以上示したように、本実施例1では間引きサンプリングによって作成した2枚の抽出画像に基づいて干渉縞の振幅分布を計測し、散乱線補正を行う。1枚のX線透過像から正確に干渉縞を得ることができるため、高速かつ高精度の散乱線補正を行うことができる。
【0085】
(実施例2)
図13は、本発明の第2の実施例に係るX線検査装置の構成を説明するための図である。
【0086】
以下、実施例1に係るX線検査装置との相違点のみについて説明すると、実施例1に係るX線検査装置ではX線管1、コリメータ2、およびX線グリッド3が被検体6の上面に配置されていた(以下、オーバーチューブ構成とする)のに対し、本実施例2に係るX線検査装置では、X線管1、コリメータ2、およびX線グリッド3が全て寝台天板7の下面に配置される(以下、アンダーチューブ構成とする)。
【0087】
オーバーチューブ構成の場合、X線グリッド3と被検体6との間の距離が狭いため被検体6が誤ってX線グリッド3に接触する可能性が高いという問題があったが、アンダーチューブ構成にすることで、X線グリッド3が被検体6に誤って接触してしまう危険を回避することができる。
【0088】
(実施例3)
図14は、本発明の第3の実施例に係るX線検査装置の構成を説明するための図である。本実施例3では、間引きサンプリングを用いずに干渉縞振幅分布を計測する。以下、実施例1に係るX線検査装置との相違点のみを説明する。
【0089】
本実施例3に係るX線検査装置はグリッド位置制御器1400を有する。グリッド位置制御器1400は、図示しない位置変動機構を用いてX線グリッド3の位置をx軸方向に高速に変動することができる。X線グリッド3のグリッド比は12:1、グリッド密度は117.5[本/cm]、鉛箔の厚さは40[μm]である。なお、上記位置変動機構は圧電材料等を用いて実現する。
【0090】
X線撮影時には、時間間隔Δtを隔ててパルス状のX線が2回放射される。また、上記2回のパルスX線の放射に同期して、平面型X線検出器4が2枚のX線撮影像を検出する。一方、X線透視時には、時間間隔Δt毎にパルスX線が継続的に放射される。また、上記パルスX線の放射に同期して平面型X線検出器4によるX線透視像の検出が継続的に行われる。上記撮影および透視におけるX線パルス間隔Δtの代表例は33.3[ms]であるが、66.6[ms]とすることも可能である。
【0091】
グリッド位置制御器1400は、撮影時および透視時における上記パルスX線の放射に同期してX線グリッド3のx軸方向の位置を変動する。なお、このときの変動量については後述する。
【0092】
図15は、本発明の実施例3において投影グリッド密度と平面型X線検出器4のナイキスト周波数との関係を説明するための図である。本実施例3に係るX線検査装置においては、X線透過像そのものに干渉縞を発生させる。このため、投影グリッド密度fdをナイキスト周波数fqの2倍の値に近づけるように設定する。いま、2fqとfdとの差をf'bとすると、X線透過像中にはエリアシングによって周波数f'bの干渉縞成分702が発生する。
【0093】
なお、本実施例3においては、X線グリッド3のグリッド密度を117.5[本/cm]、X線発生点−グリッド距離dを40[cm]、X線発生点−検出器距離Dを100[cm]とした。従って、(数1)より、投影グリッド密度fdは47[本/cm]となる。一方、画素間隔Δdが200[μm]であるため、ナイキスト周波数fqは25[本/cm]である。以上より、X線透過像中に発生する干渉縞の周波数f'bは、3[本/cm]となる。
【0094】
図16は、本発明の実施例3においてX線グリッドの微小変動を説明するための図である。上述ように、本実施例3に係るX線検査装置においては、X線パルス間隔Δtの間にX線グリッド3をx軸方向に微小移動させる。そして、その移動量はX線グリッド3を構成するX線吸収材料21の周期Δhによって規定される。
【0095】
まず、撮影時においてはX線パルスが2回照射され、2枚の撮影画像が計測される。このときグリッド位置制御器1400は、2回の撮影間でX線グリッド3の位置がx軸方向にΔh/2だけシフトするように、X線グリッド3の位置を制御する。すなわち、1回目の撮影時におけるX線グリッド3の位置を図16(A)とすると、2回目の撮影時におけるX線グリッドの位置は図16(B)である。
【0096】
一方、透視時においては、X線パルスが連続的に発生される。このためグリッド位置制御器1400は、X線パルスを発生するたびにX線グリッド3の位置が図16(A)→(B)→(A)→(B)→…となるようにX線グリッドを振動させる。
【0097】
上記X線グリッド3の位置変動に伴い、X線透過像中に発生する干渉縞の位相がx方向に180度シフトする。従って、位相が180度異なる干渉縞を有する2枚のX線透過像を得ることができる。これら2枚のX線透過像の差分画像用いて干渉縞を抽出し散乱線補正を行う方法については、実施例1において説明した方法と同一であるため説明を省略する。なお、X線透過像中の干渉縞成分を取り除くためには、上記2枚のX線透過像の加算画像を作成すればよい。本加算によりX線透過像中に含まれる干渉縞を相殺し、取り除くことができる。散乱線補正は、上記加算画像に対して行われる。
【0098】
(実施例4)
図17は、本発明の第4の実施例に係るX線検査装置の構成を説明するための図である。本実施例4は、実施例1で説明した間引きサンプリングに基づく散乱線補正方法を、X線CTに適用したものである。このため、X線透過像取得後の散乱線補正処理は実施例1で示した方法と同一であるため省略し、装置構成および撮影方法における相違点のみを説明する。
【0099】
本実施例4に係るX線検査装置は、X線管1、X線フィルタ12、コリメータ2、X線グリッド3、X線固体検出器4、被検体6、寝台天板7、回転板1701、ガントリ1700、モニタ9、コンソール10、画像メモリ100、画像処理手段101、キャリブレーション画像保存メモリ102、散乱線画像保存メモリ103、画像再構成手段1702等から構成される。なお、上記各装置および機構は公知のものを用いる。
【0100】
以下では、X線管1、X線フィルタ12、コリメータ2、X線グリッド3、およびX線検出器4で構成される系を撮影系と呼ぶ。撮影系は回転板1701に固定され、図示しない既知の駆動モータによって回転する。また、以下では、回転板1701の回転軸をZ軸とする。また、回転中心Oを原点とする水平および垂直方向の座標軸をそれぞれX軸、Y軸とする。回転板1701全体はガントリ1700によって支持されている。
【0101】
図17において、X線発生点20と回転板1701の回転中心Oとの距離は69[cm]、X線発生点20とX線グリッド3の入力面の距離は32[cm]、X線発生点20とX線検出器4の入力面との距離は107[cm]、X線検出器4の回転中心Oを中心とする有効視野は直径48[cm]、開口部1703の直径は70[cm]である。回転板1701の1回転のスキャンに要する時間の代表例は0.6秒である。X線検出器4はセラミックシンチレータ素子から構成される固体検出器であり、XY平面方向の素子数は896チャンネル、Z軸方向の素子数は64チャンネルである。前記各素子のXY面方向およびZ軸方向のサイズは、1[mm]である。また、各素子はX線発生点Sから略等距離の円弧上に配置される。回転板1701の1回転における撮影枚数の代表例は900枚であり、回転板1701の0.4度の回転毎に1回の撮影が行われる。
【0102】
撮影時には、X線検出器4で撮影された撮影画像が、図示しない既知のスリップリング機構を通して順次画像メモリ100に保存される。画像メモリ100に記録されたX線撮影像は、実施例1で説明した方法と同一の方法を用いて散乱線補正が行われた後に画像再構成手段1702に入力される。画像再構成手段1702は、公知の画像再構成アルゴリズムを用いて被検体6のCT断層像を作成し、モニタ9に表示する。
【0103】
図18は、本発明の実施例4に係るX線検査装置のX線グリッド3およびX線検出器4の位置関係を説明するための図である。X線グリッド3は、X線発生点20を中心とする円弧上にX線吸収材料およびX線透過材料が交互に配置され、スリットを形成する。また、上記スリットは、Z軸に平行な方向に配置される。本X線グリッド3のX線吸収材料には鉛、X線透過材料に紙を使用しているが、これらの材料に限定されるものでなく、例えばタングステンとアルミニウム等でこれらを代用してもよい。X線グリッド3のグリッド比は14:1、グリッド密度は27[本/cm]、鉛箔の厚さは100[μm]である。また、X線グリッド3は焦点を有しており、その焦点距離は40[cm]である。X線検出器4の画素は回転面方向の位置をi、回転軸(Z軸)方向の位置をjとするマトリクス状に配置されている。X線グリッド3のスリットはj方向に投影され、i軸方向の干渉縞を発生する。
【0104】
本実施例4では、グリッド密度fgを70[本/cm]、X線発生点−グリッド距離dを32[cm]、X線発生点−検出器距離Dを107[cm]としたので、(数1)より投影グリッド密度fdは8[本/cm]となる。一方、画素間隔Δdが1[mm]であるため、ナイキスト周波数fqは5[本/cm]である。従って、投影グリッド密度はエリアシング設定されており、そのビート周波数は3[本/cm]である。本干渉縞成分波形を用いて、実施例1で説明した間引きサンプリングを用いて散乱線補正を行うことができる。
【0105】
以上、実施例1〜4に基づいて本発明を具体的に説明した。従来の散乱線補正方法であるX線グリッド法では、グリッド比(格子比)の大きなX線グリッドを製作するのが物理的に困難であるため、散乱X線が完全に除去されることはなかった。一例として、グリッド密度60[本/cm]、グリッド比10:1、鉛箔の厚さ50[μm]のX線グリッドを用いて、厚さ30[cm]の水槽のX線撮影を行った場合(管電圧120[kV])、検出されるX線信号に占める散乱X線成分の割合(散乱線成分比)は約50%であった。
【0106】
これに対して、本発明を用いれば散乱線成分比を約5%程度に抑えることができるため、X線透過像の画質を大幅に改善することができる。また、従来のX線グリッド法ではX線グリッドをX線検出器と被検体の間に配置するため、被検体の無効被曝が発生するという問題があった。これに対して、本方法ではX線グリッドをX線源と被検体の間に配置するので上記無効被曝を解消し、上記X線グリッド法に比べて被検体の被曝量を30〜40%減少することが可能である。
【0107】
本発明は、上記実施例1〜4のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更しうることはいうまでもない。
【0108】
例えば、本実施例ではX線源としてX線管を使用したが、放射光などでこれを代用してもよい。また、X線以外の放射線、可視光線、紫外線、赤外線等に本方法を応用してもよい。さらには、本発明は、X線CT装置、X線透視撮影装置の他に、X線非破壊検査装置、X線手荷物検査装置等に適用することも可能である。
【0109】
最後に、本発明に基づくX線検査方法を以下に示す。
(1)本発明のX線検査方法は、X線を発生するX線源と検査対象の間にX線グリッドを配置して、前記検査対象に前記X線を照射して前記検査対象の透過像を2次元X線検出器により検出する工程と、所定の個数の画素の間隔をおいたサンプリング周波数で、前記X線グリッドのX線吸収体グリッドが配列する方向で前記透過像の画像から画素を抽出し、所定の角度だけ異なる位相をもつ干渉縞がそれぞれ出現する2つの抽出画像を求める工程と、前記2つの抽出画像の間の画素値の差分から干渉縞の振幅の分布を表わす振幅分布画像を求める工程と、前記振幅分布画像を用いて前記透過像の画像に含まれる散乱X線成分の分布を表わす散乱X線分布画像を求める工程と、前記透過像の画像の画素値から前記散乱X線分布画像の画素値を減算して、前記透過像の画像から前記散乱X線成分を除去する工程と有する。
(2)(1)X線検査方法において、前記透過像の画像の画素値から、前記透過像の画像に含まれる直接X線成分の分布を推定するために予め求めらている推定画像を記憶するメモリから読み出した前記推定画像の画素値と前記振幅分布画像の画素値との積を減算して、前記透過像の画像に含まれる散乱X線成分の分布を表わす散乱X線分布画像を求める工程と、前記透過像の画像の画素値から前記散乱X線分布画像の画素値を減算する工程とを有し、前記透過像の画像から前記散乱X線成分を除去する。
(3)(2)のX線検査方法において、前記X線源としてX線管が使用され、前記透過像が検出された時の前記X線管の管電圧、前記X線グリッドの組合せに対応する前記推定画像を前記メモリから読み出して、前記散乱X線成分を除去する。
(4)(2)のX線検査方法において、前記所定の個数の画素の間隔をおいた前記サンプリング周波数で、前記X線吸収体グリッドが配列する方向で、前記検査対象が置かれない状態で検出されたエア画像から画素を抽出し、前記所定の角度だけ異なる位相をもつ干渉縞がそれぞれ出現する2つのエア抽出画像を求める工程と、前記2つのエア抽出画像の間の画素値の差分から干渉縞の振幅の分布を表わすエア振幅分布画像を求める工程と、前記エア画像の前記X線グリッドを通過した直接X線成分の分布を表わすエア分布画像の画素値の前記エア振幅分布画像の画素値に対する比を画素値としてもつ前記推定画像を求める工程とを有し、前記推定画像を前記メモリに記憶する。
(5)(2)のX線検査方法において、前記X線源としてX線管を使用し、1又は複数の管電圧と、1又は複数の散乱X線除去率の異なる前記X線グリッドとの組合せにより、前記検査対象が置かれない状態で検出された1又は複数のエア画像に対して、前記所定の個数の画素の間隔をおいた前記サンプリング周波数で、前記X線吸収体グリッドが配列する方向で、前記エア画像から画素を抽出し、前記所定の角度だけ異なる位相をもつ干渉縞がそれぞれ出現する2つのエア抽出画像を求める工程と、前記2つのエア抽出画像の間の画素値の差分から干渉縞の振幅の分布を表わすエア振幅分布画像を求める工程と、前記エア画像の前記X線グリッドを通過した直接X線成分の分布を表わすエア分布画像の画素値の前記エア振幅分布画像の画素値に対する比を画素値としてもつ前記推定画像を求める工程とを有し、前記各エア画像に対して行ない、前記各エア画像に対する前記推定画像をメモリに記憶する。
(6)(2)のX線検査方法において、前記所定の個数が、1、2、3の何れかであることを特徴とするX線検査方法。
(7)(2)のX線検査方法において、前記所定の角度が、90°、120°、180°、240°、270°の何れかの近傍の角度である。
(8)(2)のX線検査方法において、予め求められている同一の前記推定画像を用いて、複数の前記透過像の画像から前記散乱X線成分を除去する。
(9)(2)のX線検査方法において、前記2次元X線検出器の検出面に於ける前記X線吸収体グリッドの配列の空間周波数と前記サンプリング周波数との差が、前記サンプリング周波数よりも小さい。
(10)(2)のX線検査方法において、前記2次元X線検出器の検出面に於ける前記X線吸収体グリッドの配列の空間周波数と前記X線検出器のナイキスト周波数との差が、前記ナイキスト周波数の半分の値よりも小さくなるように、前記空間周波数を設定、又は/及び、前記X線グリッドを配置する位置を設定する。
(11)(2)のX線検査方法において、前記X線吸収体グリッドが配列する方向で、前記透過像の画素の隣接する複数の画素の画素値を加算して得られる加算画像から、前記所定の個数の画素の間隔をおいた前記サンプリング周波数で画素を抽出して前記抽出画像を求める工程を有する。
(12)本発明のX線検査方法は、X線を発生するX線源と検査対象の間にX線グリッドを配置して、前記検査対象に前記X線を照射して前記検査対象の透過像を2次元X線検出器により検出する工程と、前記X線グリッドのX線吸収体グリッドが配列する方向で前記透過像の画像から画素を抽出し、所定の角度だけ異なる位相をもつ干渉縞がそれぞれ出現する2つの抽出画像を求める工程と、前記2つの抽出画像から求めた干渉縞の振幅の分布を表わす振幅分布画像を用いて、前記透過像の画像に含まれる散乱X線成分の分布を表わす散乱X線分布画像を求める工程と、前記透過像の画像の画素値から前記散乱X線分布画像の画素値を減算して、前記透過像の画像から前記散乱X線成分を除去する工程とを有する。
(13)本発明のX線検査方法は、X線を発生するX線源と検査対象の間にX線グリッドを配置して、前記検査対象に前記X線を照射して前記検査対象の透過像を2次元X線検出器により検出する工程と、nを整数として、前記2次元X線検出器の前記空間サンプリング周波数の(1/n)の空間サンプリング周波数で、前記透過像の画像の画素データをサンプリングして所定の逆転する位相をもつ干渉縞がそれぞれ出現する2つの抽出画像を求める工程と、前記2つの抽出画像の間の画素値の差分により干渉縞の振幅の分布を表わす振幅分布画像を求める工程と、前記振幅分布画像を用いて、前記透過像の画像に含まれる散乱X線成分の分布を表わす散乱X線分布画像を求める工程と、前記透過像の画像の画素値から前記散乱X線分布画像の画素値を減算して、前記透過像の画像から前記散乱X線成分を除去する。
(14)(13)のX線検査方法において、nは2、3、4の何れかである。
(15)本発明のX線検査方法は、X線を発生するX線源と検査対象との間に配置されたX線グリッドを通して前記検査対象に前記X線を照射する工程と、前記X線照射によって得られる前記検査対象の透過像をX線検出器により検出する工程と、前記検査対象の透過像中に発生する干渉縞の振幅に基づいて、前記透過像に含まれる散乱X線成分を抽出し、除去する工程とを有することを特徴とする。
【0110】
なお、以上のX線検査方法は、検査対象を人体とする医用のX線検査方法、人体を除く一般の検査対象を対象とする手荷物検査方法等の非破壊検査方法に適用可能であることは言うまでもない。
【0111】
【発明の効果】
本発明によれば、X線透過像中に含まれる散乱線成分を干渉縞の振幅に基づき直接抽出した後に除去するので、高精度の散乱線補正を行うことができる。また、X線グリッドをX線源と被検体の間に配置するため、被検体の無効被曝が解消され、被曝線量を抑えることができる。
【0112】
以上より、少ない被曝線量で高画質のX線撮影像、X線透視像、X線CT像等を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係るX線検査装置の構成を説明するための図。
【図2】散乱X線除去の原理を説明するための図。
【図3】X線グリッドおよび平面型X線検出器の位置関係を説明するための図。
【図4】平面型X線検出器によるX線透過像の検出において、検出画素位置を説明するための図。
【図5】直接X線成分および散乱X線成分の空間周波数分布と平面型X線検出器のナイキスト周波数との関係を説明するための図。
【図6】検出されたX線透過像に対する間引きサンプリングを説明するための図。
【図7】間引きサンプリング時におけるナイキスト周波数と直接X線成分および散乱X線成分の空間周波数分布との関係を説明するための図。
【図8】投影グリッド密度の別の設定方法を説明するための図。
【図9】干渉縞画像に基づき干渉縞振幅の空間分布を導出する方法を説明するための図。
【図10】間引きサンプリングにおける別のサンプリング方法を説明するための図。
【図11】キャリブレーション画像を求める手順を説明するためのブロック図。
【図12】キャリブレーション画像に基づいて散乱線分布画像を求める手順を説明するためのブロック図。
【図13】本発明の第2の実施例に係るX線検査装置の構成を説明するための図。
【図14】本発明の第3の実施例に係るX線検査装置の構成を説明するための図。
【図15】本発明の第3の実施例において投影グリッド密度と平面型X線検出器のナイキスト周波数との関係を説明するための図。
【図16】本発明の第3の実施例においてX線グリッドの微小変動を説明するための図。
【図17】本発明の第4の実施例に係るX線検査装置の構成を説明するための図。
【図18】本発明の第4の実施例に係るX線検査装置のX線グリッドおよびX線検出器の位置関係を説明するための図。
【符号の説明】
1…X線管、2…コリメータ、3…X線グリッド、4…平面型X線検出器、5…支柱、6…被検体、7…寝台天板、8…寝台、9…モニタ、10…コンソール、11…臨床コンソール、100…画像メモリ、101…画像処理手段、102…キャリブレーション画像保存メモリ、103…散乱線画像保存メモリ、1700…ガントリ、1701…回転板、1702…画像再構成手段、1703…開口部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radiation inspection apparatus using radiation such as X-rays and γ-rays, and more particularly, to a non-destructive inspection and medical X-ray inspection apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, methods and apparatuses for removing various scattered X-ray components have been reported. For example, an X-ray grid having the same or a fraction of a grid frequency as the detection pixel pitch of the X-ray detector is formed on the X-ray detector surface, and the scattered radiation component is incident obliquely on the detector surface. Has been reported (Prior Art 1: "JP-A-9-75332").
[0003]
Also, a method of removing scattered X-ray components using a deconvolution filter based on a point spread function of scattered X-rays measured in advance has been reported (Prior Art 2: “M. Honda, et al. Med. Phys., 20 (1), 56-69 (1993) ").
[0004]
In addition, an apparatus that directly measures scattered X-ray components and removes scattered X-ray components by scanning an X-ray slit arranged in front of the subject has been reported (Prior Art 3: “K. Doi, et al. al., Radiology, 161, 513-518 (1986) ").
[0005]
In addition, a method for obtaining a high-quality reduced image without moire has been reported when wavelet transform is performed on original image data having a periodic structure to obtain a reduced image (Prior Art 4: Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-). No. 031737 ").
[0006]
Furthermore, a method has been reported in which an X-ray grid is arranged between an X-ray tube and a subject to correct the radiation angle dependence of X-ray quality and dose (conventional technique 5: “Japanese Patent Laid-Open No. 2000-245731”. Gazette ").
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The scattered X-ray component occupies 50% or more of the signal component of the detected X-ray transmission image in some cases, and lowers the contrast of the non-destructive inspection apparatus and medical X-ray inspection apparatus.
[0008]
In the prior art 1, since the X-ray transmissive material constituting the X-ray grid blocks not only scattered X-rays but also X-rays directly, the amount of signal detected by the X-ray detector is reduced. Had. In order to increase the detection signal amount, it is necessary to increase the X-ray dose incident on the subject, and as a result, there is a problem that the X-ray exposure amount of the subject increases. In addition, there is a problem that scattered X-rays having a small incident angle to the detector cannot be removed, and that it is difficult to form an X-ray grid on the front surface of the detector.
[0009]
In the prior art 2, the scattered X-ray correction is performed by measuring the point spread function of the scattered X-ray in advance for a uniform subject with a constant tube voltage and a uniform object. The scattered X-ray correction is performed on the assumption that the composition of the subject is uniform. However, in actual photographing, the composition and thickness of the subject change variously, and the tube voltage also changes variously. Therefore, the scattered X-ray component cannot be completely removed, and there is a problem that correction accuracy is poor.
[0010]
In the prior art 3, since imaging is performed while scanning the X-ray slit, there is a problem in that imaging for a short time and X-ray fluoroscopy cannot be performed.
[0011]
Conventional technique 4 obtains a reduced image for high-quality observation, but does not mention removal of scattered X-ray components contained in the original image.
[0012]
In Prior Art 5, since the radiation angle dependency of the X-rays emitted from the rotating anode X-ray tube is reduced, a uniform and high-quality X-ray image can be obtained. There is no mention.
[0013]
An object of the present invention is to provide an X-ray inspection method and an X-ray inspection apparatus capable of obtaining an X-ray image obtained by removing scattered X-ray components from an X-ray transmission image image to be inspected detected by a two-dimensional X-ray detector. Is to provide.
[0014]
Another object of the present invention is to provide an X-ray inspection method and an X-ray inspection apparatus capable of reducing the X-ray exposure amount to be inspected and simultaneously obtaining a high-quality X-ray image.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, an X-ray grid is arranged between an X-ray source and an inspection object, and an X-ray transmission image of the inspection object is detected by a two-dimensional X-ray detector. The X-rays incident on the inspection object are slit-shaped X-rays that have passed through the X-ray grid. The X-ray transmitted through the inspection object includes a slit-like high-frequency component (direct X-ray component) and a non-slit-like low-frequency component (scattered X-ray component) scattered by the inspection object. When an X-ray transmission image to be inspected is detected by a two-dimensional X-ray detector, direct X-ray components generate interference fringes between the two-dimensional X-ray detector and the X-ray grid, but scattered X-ray components are interference fringes. Does not occur.
[0016]
Now, if the position of the X-ray grid is changed by a minute distance in a direction substantially perpendicular to the direction connecting the focal point of the X-ray source and the center of the detection surface of the two-dimensional X-ray detector, the phase of the interference fringe changes. . At this time, the amplitude of the interference fringes directly reflects the X-ray component amount. That is, the signal component that changes with the change in the position of the X-ray grid is a direct line component, and the signal component that does not change corresponds to a scattered X-ray component.
[0017]
As described above, the scattered X-ray component distribution image (hereinafter, scattered X-ray distribution image) included in the X-ray transmission image to be inspected can be obtained from the amplitude of the interference fringes. Further, an X-ray distribution image can be directly obtained by subtracting the scattered X-ray distribution image from the X-ray transmission image. The operation for obtaining the direct X-ray distribution image is hereinafter referred to as scattered X-ray correction.
[0018]
In order to obtain the interference fringe amplitude, it is necessary to separate the measurement image into an interference fringe component image (hereinafter referred to as an interference fringe image) and an image of other components (hereinafter referred to as a non-interference fringe image). In order to obtain an interference fringe image, it is only necessary to detect two X-ray transmission images in which interference fringes having phases that differ by approximately 180 ° appear and create a differential image of the two X-ray transmission images. On the other hand, in order to obtain a non-interference fringe image, it is only necessary to create an addition image of two X-ray transmission images whose phases are approximately 180 ° different from each other. However, in order to cause an interference fringe having a phase difference of approximately 180 ° between two X-ray transmission images, it is necessary to accurately control a minute distance change in the position of the X-ray grid.
[0019]
On the other hand, two X-ray transmission images having a phase difference of approximately 180 ° can be created by the following method. In the following description, the grid density of the X-ray grid is a value in which the direct X-ray component is less likely to cause interference fringes generated between the two-dimensional X-ray detector and the X-ray grid. The direction in which the slits in the X-ray grid are arranged is called a slit arrangement direction.
[0020]
An image extracted from the X-ray transmission image by thinning out every other pixel in the slit arrangement direction (hereinafter referred to as an extracted image) is created. By extracting every other pixel, interference fringes are generated in the extracted image. Two extracted images are created. However, the two extracted images are created by shifting the pixel extraction positions by one pixel in the slit arrangement direction. At this time, interference fringes appearing in the two extracted images have phases that differ by approximately 180 °. Therefore, an interference fringe image can be created by taking the difference between the two extracted images. Further, the scattered X-ray correction can be performed based on the interference fringe image.
[0021]
In the scattered X-ray correction, the X-ray component amount is directly obtained based on the amplitude of the interference fringes. The amplitude of the interference fringes is directly proportional to the amount of X-ray components, and the ratio (hereinafter referred to as amplitude ratio) is obtained in advance by measurement. The amplitude ratio is obtained using an air image obtained in a state where the inspection object is not placed. The air image is one or more air images detected by a combination of one or more tube voltages of the X-ray tube and one or more X-ray grids having different scattered X-ray removal rates. An interference fringe image is created for each air image using the same method as described above. At this time, the amplitude ratio is obtained directly as the ratio of the X-ray component amount to the interference fringe amplitude. However, the direct X-ray component amount can be obtained as the signal amount of the air image itself.
[0022]
The amplitude ratio changes according to the position in the air image. Therefore, the amplitude ratio distribution is created as a calibration image and stored in the memory. To create a calibration image, first, an interference fringe image is created for the air image. Next, an interference fringe amplitude distribution image is created based on the interference fringe image. Finally, an image created by dividing each pixel value of the air image by the pixel value of the amplitude distribution image is taken as a calibration image.
[0023]
The procedure for correcting scattered radiation for an arbitrary X-ray transmission image using a calibration image is as follows. First, an interference fringe image is created for an X-ray transmission image (original image). Next, an interference fringe amplitude distribution image is created based on the interference fringe image. Further, a calibration image is read from the memory, and a product of the calibration image and the amplitude distribution image is subtracted from the X-ray transmission image (original image) to obtain a scattered X-ray distribution image. Finally, the scattered X-ray distribution image is subtracted from the X-ray transmission image (original image) to directly create an X-ray distribution image.
[0024]
When the calibration image is read from the memory, the calibration image corresponding to the combination of the tube voltage and the X-ray grid when the X-ray transmission image is detected is read from the memory.
[0025]
When substantially the same site to be inspected is continuously detected, the scattered X-ray components are removed from the images of the plurality of X-ray transmission images using the same scattered X-ray distribution image at a specific time interval. be able to.
[0026]
As the X-ray grid used in the above description, a parallel grid or a focused grid can be used, and two parallel grids or a cross grid in which focused grids are arranged to overlap each other can be used.
[0027]
As described above, in the present invention, the scattered X-ray correction can be executed with high accuracy by a simple calculation process.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Example 1)
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of an X-ray inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the left-right direction in the plane of the paper is the y axis, the vertical direction in the plane of the paper is the z axis, and the direction perpendicular to the plane of the paper is the x axis.
[0029]
The X-ray inspection apparatus according to the first embodiment includes an X-ray tube 1, a collimator 2, an X-ray grid 3, a planar X-ray detector 4, a column 5, a subject (inspection object) 6, a bed top 7, and a bed. 8, monitor 9, console 10, clinical console 11, image memory 100, image processing means 101, calibration image storage memory 102, scattered radiation image storage memory 103, and the like. In addition, each said apparatus and mechanism use a well-known thing. Hereinafter, a system constituted by the X-ray tube 1, the collimator 2, the X-ray grid 3, and the planar X-ray detector 4 is referred to as an imaging system.
[0030]
The photographing system is fixed to the column 5. The support column 5 can be inclined with respect to the bed top plate 7 by an inclination mechanism (not shown). However, the inclination direction is a direction parallel to the yz plane. By tilting the column 5, the X-ray irradiation direction on the subject 6 can be freely changed. The bed 8 can move the position of the bed top 7 and the subject 6 placed on the bed top 7 in the x, y, and z directions by a known moving mechanism. Further, the position of the X-ray grid 3 in the x, y, and z directions with respect to the column 5 can be adjusted by a position adjusting device (not shown).
[0031]
In FIG. 1, the distance between the X-ray generation point of the X-ray tube 1 and the input surface of the flat X-ray detector 4 is 100 cm. Further, the X-ray input surface of the flat X-ray detector 4 is a square having a side of 204.8 mm. The number of pixels of the planar X-ray detector 4 is 1024 × 1024 pixels, and the size of one side of each pixel is 200 μm. The typical frame rate of the planar X-ray detector 4 at the time of X-ray fluoroscopy is 30 [frames / second], but may be 7.5 or 15 [frames / second]. The planar X-ray detector 4 is a known direct X-ray detector or indirect X-ray detector. Representative examples of the direct type detector and the indirect type detector include “M. Choquette, et al., SPIE Vol. 3977, 128-136 (2000)” (hereinafter referred to as Reference 1) and “Tom JC Bruijns”, respectively. , et al., SPIE Vol.3977, 117-127 (2000) ”(hereinafter, document 2).
[0032]
The distance between the X-ray generation point of the X-ray tube 1 and the input surface of the X-ray grid 3 is 40 cm. The X-ray grid 3 is a known grid, and a large number of slits are formed by alternately arranging an X-ray absorbing material and an X-ray transmitting material. The slit direction of the X-ray grid 3 is formed in only one direction, and the X-ray grid 3 is arranged on the support column 5 so that the slit direction is parallel to the y axis. The present X-ray grid 3 uses lead as an X-ray absorbing material and paper as an X-ray transmitting material, but is not limited to these materials, and for example, tungsten and aluminum may be used instead. . The grid ratio (lattice ratio) is 12: 1, the grid density is 70 [lines / cm], and the thickness of the lead foil is 50 [μm]. The X-ray grid 3 has a focal point, and the focal length is 40 [cm].
[0033]
Next, the operation of the X-ray inspection apparatus according to the first embodiment will be described. The X-ray inspection apparatus acquires an X-ray fluoroscopic image and an X-ray image of the subject 6, removes scattered radiation components contained in these images, and displays them on the monitor 9. The procedure from the X-ray irradiation during X-ray fluoroscopy and X-ray imaging to the display of the scattered radiation correction image is as follows.
[0034]
First, the examiner (operator) instructs the start of fluoroscopy or radiography using the console 10 or the clinical console 11, and emits X-rays from the X-ray tube 1. Next, the X-ray transmitted through the subject 6 is detected by the flat X-ray detector 4 and immediately recorded in the image memory 100. Further, the image processing means 101 extracts only the scattered radiation component in the X-ray transmission image recorded in the image memory 100 and stores it in the scattered radiation image storage memory 103. Finally, the subtractor 104 subtracts the scattered radiation component image stored in the scattered radiation image storage memory 103 from the X-ray transmission image stored in the image memory 100 to create a scattered radiation corrected image and displays it on the monitor 9. . At the time of fluoroscopy, the above series of operations is repeated until the examiner gives an instruction to end fluoroscopy.
[0035]
At this time, the scattered ray component image may be created every time an X-ray fluoroscopic image is input to the image memory 100, but may be created every several frames (usually 2 to 30 frames). When a scattered ray component image is created every several frames, the scattered ray correction is approximately performed using the same scattered ray component image until the next scattered ray component image is created. Hereinafter, such a recent correction method at the time of fluoroscopy is referred to as thinning correction. When the movement of the subject 6 is not so large with respect to the frame rate of the flat X-ray detector 4, thinning correction can be performed. By adopting thinning correction, the processing speed required for the image processing means 101 can be reduced, so that the apparatus configuration can be simplified.
[0036]
For the extraction of the scattered radiation component, a calibration image stored in the calibration image storage memory 102 is used. Details of the scattered radiation component extraction calculation by the image processing means 101 and the calibration image will be described later.
[0037]
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of removing scattered X-rays. 2A is a diagram showing the relationship between the direct X-ray transmitted through the subject 6 and the planar X-ray detector 4, and FIG. 2B is scattered inside the subject 6. It is a figure showing the relationship between the scattered X-rays and the planar X-ray detector 4.
[0038]
First, in FIG. 2A, the uniform X-ray 200 generated from the X-ray generation point 20 is partially blocked by the X-ray absorbing material 21 inside the X-ray grid 3. Therefore, the X-rays that have passed through the X-ray grid 3 become slit-like X-rays 201. Hereinafter, such a slit-shaped X-ray 201 is referred to as a modulated X-ray. The modulated X-ray 201 is a substantially rectangular X-ray beam, and itself has a high-frequency signal component. For this reason, X-rays (direct X-rays) that have passed through the inside of the subject 6 cause interference with the pixels 22 of the planar X-ray detector 4 to generate interference fringes (moire). On the other hand, in FIG. 2B, the X-ray (scattered X-ray) 202 scattered inside the subject 6 loses a high-frequency signal component due to the scattering, and thus does not generate interference fringes with the pixel 22. .
[0039]
From the above, it can be seen that the interference fringes directly reflect only X-rays, and the amplitude of the interference fringes is directly proportional to the amount of X-ray components. Therefore, by obtaining the amplitude of the interference fringes, the detection signal can be separated into the direct line component and the scattered ray component to perform the scattered ray correction. However, in order to perform scattered ray correction, it is necessary to solve the following two problems. That is, obtaining the ratio of the interference fringe amplitude and the direct X-ray component (Problem 1) and obtaining the interference fringe amplitude (Problem 2).
[0040]
Regarding the problem 1, the ratio of the interference fringe amplitude to the direct line component (hereinafter referred to as a calibration ratio) is obtained using an X-ray transmission image (hereinafter referred to as an air image) detected without the subject 6 being placed. Can be sought. That is, since the signal included in the air image is only the direct line component, the calibration ratio can be easily obtained if the amplitude of the interference fringes can be obtained.
[0041]
Regarding the problem 2, for example, the amplitude of the interference fringes can be obtained by observing the phase change of the interference fringes while moving the position of the X-ray grid 3 in the horizontal direction. However, the above method involves technical difficulties that the X-ray grid 3 is moved at high speed and with high accuracy. For this reason, in the first embodiment, a method of measuring the amplitude of interference fringes by thinning sampling of pixels is adopted. Details of the thinning sampling will be described later.
[0042]
FIG. 3 is a diagram for explaining the positional relationship between the X-ray grid 3 and the planar X-ray detector 4. The distance from the X-ray generation point 20 to the input surface of the X-ray grid 3 is represented by d, and the distance from the X-ray generation point 20 to the input surface of the flat X-ray detector 4 is represented by D. In Example 1, the value of d is 40 [cm], and the value of D is 100 [cm]. The slit direction of the X-ray grid 3 is arranged to be parallel to the y-axis direction.
[0043]
The X-ray detector 4 is arranged so that the pixel array is parallel to the x and y directions. The positions of the pixel array in the x and y directions are i and j directions, respectively, and the positions are represented as (i, j) (i, j = 0, 1,..., 1023). In the following description, an acrylic phantom 30 is used as the subject 6 for simplicity. However, the acrylic phantom 30 is composed of an acrylic plate and a lead bar 31. The lead bar 31 is arranged at the center of the acrylic plate so that its longitudinal direction is parallel to the y direction.
[0044]
FIG. 4 is a diagram for explaining a detection pixel position in the detection of an X-ray transmission image by the planar X-ray detector 4. As shown in FIG. 4A, the pixel interval in the i and j directions of the X-ray detector 4 is denoted by Δd. However, in Example 1, Δd is 200 [μm]. During X-ray fluoroscopy and X-ray imaging, X-rays are detected at all pixel positions (i, j). An example of the profile of the detected image is shown in FIG. However, FIG. 4B shows a profile of the acrylic phantom 30 in the i direction. At this time, if the specification and spatial arrangement of the X-ray grid 3 are appropriately set based on a method to be described later, as shown in FIG. be able to. The signal shown in FIG. 4B is obtained by simultaneously detecting a direct X-ray component as shown in FIG. 4C and a scattered X-ray component as shown in FIG. 4D. The scattered radiation correction process corresponds to a process of extracting the direct X-ray component shown in FIG. 4C from the detection signal shown in FIG.
[0045]
FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the spatial frequency distribution of the direct X-ray component and the scattered X-ray component and the Nyquist frequency of the planar X-ray detector 4. The direct X-ray frequency component 500 includes the frequency characteristics of the modulated X-ray 201, the frequency characteristics of the direct X-ray transmitted through the subject 6, and the frequency response information of the planar X-ray detector 4. Usually, the frequency response of the planar X-ray detector 4 decreases as the frequency increases. The frequency characteristic of the modulated X-ray 201 represents the structure information of the X-ray grid 3 and contains a lot of information regarding the period of the grid.
[0046]
Now the grid density is f g Assuming [lines / cm], the projected grid density f projected onto the surface of the planar X-ray detector 4 d Is expressed by the following equation.
[0047]
[Expression 1]
Figure 0004118535
......... (Equation 1)
From (Equation 1), f d The value of f g , D, and D can be arbitrarily set by changing the values. In FIG. d The value of the detector Nyquist frequency f q An example of setting it slightly lower is shown. Frequency f d The frequency intensity 502 at d Nyquist frequency f q It gets smaller as it approaches. This means that the periodic structure information of the X-ray grid 4 (hereinafter referred to as grid stripes) becomes inconspicuous due to the blur of the planar X-ray detector 4. Where Nyquist frequency f q And projected grid density f d And the beat frequency f b Is defined by the following equation.
[0048]
[Expression 2]
Figure 0004118535
......... (Equation 2)
That is, in order to make the grid stripes included in the X-ray transmission image inconspicuous, f b Should be as small as possible. On the other hand, the frequency component 501 of scattered X-rays includes only low frequency component information.
[0049]
FIG. 6 is a diagram for explaining thinning sampling for the detected X-ray transmission image. FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the Nyquist frequency and the spatial frequency distribution of the direct X-ray component and scattered X-ray component at the time of thinning sampling. As described with reference to FIG. 4A, the X-ray transmission image is detected using all the pixels of the planar X-ray detector 4. That is, if the signal amount detected at the pixel position (i, j) is f (i, j), the X-ray transmission image is expressed as f (i, j) (i, j = 0 to N-1). Can do. However, N is the number of pixels in the i and j directions of the planar X-ray detector 4. In the first embodiment, N = 1024. As shown in FIGS. 6A and 6C, thinning sampling is a method of creating an image by extracting pixel values from f (i, j) every other pixel in the i direction. At this time, the following two types of extracted images can be created depending on the pixel extraction position.
[0050]
[Equation 3]
Figure 0004118535
......... (Equation 3)
[0051]
[Expression 4]
Figure 0004118535
......... (Equation 4)
f 1 (m, n) and f 2 Nyquist frequency f ′ in m direction of (m, n) q (= 1 / (4Δd)) is the Nyquist frequency f of f (i, j) q It becomes half of (= 1 / (2Δd)). That is, f ' q = F q / 2. As shown in FIG. 7, the direct X-ray component 500 at the time of thinning sampling is f ′ q Aliasing occurs by folding the line symmetrically around the center. In FIG. 7, 702 is a folding component by direct aliasing of the X-ray component 500, and 701 is a folding component by aliasing of the scattered X-ray component 501.
[0052]
This results in a projected grid density f d Component 502 of frequency f b Appearing on the low frequency side as a beat component 702, generating interference fringes. Therefore, the extracted image f 1 (m, n) and f 2 The m-direction profile of (m, n) includes interference fringes (see FIGS. 6B and 6D).
[0053]
As described above, the amplitude of the interference fringes may be measured in order to perform scattered ray correction. However, the extracted image f 1 (m, n) and f 2 Since (m, n) includes structure information of the subject 6 in addition to the interference fringe signal, it is difficult to accurately extract the amplitude of the interference fringe component.
[0054]
To accurately extract the amplitude of the interference fringe component, f 1 (m, n) and f 2 A difference image s (m, n) of (m, n) is created by the following equation.
[0055]
[Equation 5]
Figure 0004118535
......... (Equation 5)
As shown in (Equation 3) and (Equation 4), f 1 (m, n) and f 2 Sampling positions of (m, n) with respect to f (i, j) are shifted by one pixel from each other in the i direction. For this reason, f 1 (m, n) and f 2 The interference fringes included in (m, n) are 180 degrees out of phase with each other in the m direction. Accordingly, since the difference image s (m, n) includes only interference fringe components as shown in FIG. 6E, the amplitude of the interference fringes can be easily obtained from s (m, n).
[0056]
In the description using FIGS. 4 to 6, the projected grid density f d The Nyquist frequency f q More beat frequency f b The value was set to a value lower by the amount (hereinafter referred to as non-aliasing setting). At this time, the frequency of the grid stripes appearing in the X-ray transmission image f (i, j) is f d = (F q −f b ) And the extracted image f 1 (m, n) and f 2 The frequency of interference fringes appearing in (m, n) is f b Met. As mentioned above, to make grid stripes inconspicuous, f b Must be as small as possible. However, at this time, the fringe frequency f b Becomes smaller, and its position resolution decreases. Thus, f b Don't be too big or too small. Usually f b Is preferably set to about 2 to 5 [lines / cm].
[0057]
FIG. 8 is a diagram for explaining another method of setting the projected grid density. For non-aliasing settings, the projected grid density f d The Nyquist frequency f q More beat frequency f b The value was set to a value lower by a minute. In contrast, the projected grid density f d The Nyquist frequency f q More beat frequency f b A method of setting a value higher by the amount (hereinafter referred to as aliasing setting) will be described. When aliasing is set, aliasing also occurs in all pixel sampling. At this time, the projected grid density f d The frequency component 502 of the q −f d ) Component 702 (see FIG. 8A).
[0058]
Frequency f q −f b Is the same value as in the non-aliasing setting, but in the aliasing setting, f q Since the grid stripes are observed as the folded component centered on, the spectral intensity is smaller than in the case of FIG. That is, by setting the aliasing setting, the grid stripes can be made inconspicuous as compared with the case of the non-aliasing setting.
[0059]
On the other hand, even during thinning sampling, the projected grid density f d The frequency component 502 in FIG. b Are observed as interference fringe components. However, since the spectrum intensity of the interference fringe component is also smaller than that in the non-aliasing setting, there is a problem that the measurement accuracy of the interference fringe amplitude is lowered. As described above, the setting of the projection grid density can be selected between the aliasing setting and the non-aliasing setting depending on whether priority is given to suppression of grid fringes or improvement of measurement accuracy of interference fringe amplitude.
[0060]
In the first embodiment, the grid density f g Is 70 [lines / cm], the X-ray generation point-grid distance d is 40 [cm], and the X-ray generation point-detector distance D is 100 [cm]. d Is 28 [lines / cm]. On the other hand, since the pixel interval Δd is 200 [μm], the Nyquist frequency f q Is 25 [lines / cm]. Accordingly, the projection grid density is set to aliasing, and the beat frequency is 3 [lines / cm]. The projected grid density f d Can be set to non-aliasing, for example, d can be set to 31.4 [cm] in the above setting. Projected grid density f d Is 22 [lines / cm], and interference fringes with a beat frequency of 3 [lines / cm] are generated.
[0061]
FIG. 9 is a diagram for explaining a method of deriving a spatial distribution of interference fringe amplitude based on the interference fringe image. The difference image s (m, n) (m = 0 to N / 2-1, n = 0 to N-1) obtained by (Equation 5) is an interference fringe image 90 including only interference fringe components ( (A) in FIG. The interference fringe amplitude distribution calculation means 1104 is a means for obtaining the interference fringe amplitude distribution image 95 based on the interference fringe image 90, and comprises the following calculation procedure.
[0062]
First, the interference fringe peak detecting means 91 detects the peak position (maximum value and minimum value) of the interference fringe 99 with respect to the m-direction profile of the interference fringe image 90 ((b) in FIG. 9). The peak detection in the m direction is performed for all n (= 0 to N-1) positions. Next, the peak-to-peak pixel interpolation unit 92 connects the local maximum values and the local minimum values adjacent in the m direction with a straight line to obtain an upper limit envelope 96 and a lower limit envelope 97 of the interference fringe 99 ((c) in FIG. 9). ).
[0063]
The interpolation value is obtained not only at a point on the pixel position m (= 0 to N / 2-1) but also at an intermediate position between pixels adjacent in the m direction. By obtaining the interpolation value at the intermediate position of the pixels, the number of pixels in the m direction, which has been N / 2 after thinning sampling, can be returned to N again. The above interpolation is performed for all n (= 0 to N-1) positions. Since the position in the n direction coincides with the position in the j direction of all the sampled images, the pixel matrix can be returned to (i, j) (i, j = 0 to N−1) at the end of interpolation. A difference 98 between the upper limit envelope 96 and the lower limit envelope 97 corresponds to the amplitude of the interference fringe 99.
[0064]
Therefore, next, the amplitude calculation means 93 obtains the difference 98 at all the positions (i, j) (i, j = 0 to N−1), and obtains the interference fringe amplitude distribution at each position ((d in FIG. 9). )). However, since the interference fringe distribution includes a high-frequency component generated by the linear interpolation, a high-frequency component is removed using a two-dimensional LPF (Low Pass Filter) 94 to obtain a final amplitude distribution image A (i, j). ((E) in FIG. 9) is obtained. As an example of the two-dimensional LPF 94, a known moving average process (pixel area for which a moving average is taken: about 2 × 2 pixels to 5 × 5 pixels) or the like can be given.
[0065]
FIG. 10 is a diagram for explaining another sampling method in thinning sampling. Although FIG. 6 shows a method of extracting pixels every other pixel in the i direction as thinning sampling, the extraction interval may generally be extended every k pixels (1 ≦ k). As an example, FIG. 10 shows an example of extracting every two pixels. In this case, there are three kinds of extraction methods as shown in FIGS. 10A to 10C, and every time the sampling position is shifted by one pixel in the i direction, the phase shift of the interference fringes generated by the thinning sampling is 120. Change degrees.
[0066]
That is, the phase shift of the interference fringes between FIGS. 10A and 10B and between FIGS. 10B and 10C is 120 degrees. Further, the phase shift of the interference fringes between FIGS. 10A and 10C is 240 degrees. In either case, when a difference image between the two images is created, the structure information of the subject in the signal can be removed and only the interference fringes can be extracted.
[0067]
Moreover, although the phase of the interference fringe extracted changes according to the phase shift amount between the images which take the difference, the amplitude distribution does not change. That is, no matter which combination of FIGS. 10A to 10C is created, the amplitude distribution image A (finally obtained by the interference fringe amplitude distribution calculating means 1104 in FIG. There is no big difference between i and j). However, in order to accurately remove the structure information of the subject by the difference, the pixel extraction positions between the difference images should be as close as possible. That is, it is desirable to perform the difference using two extracted images with adjacent pixel extraction positions. In general, if thinning sampling is performed every k pixels, the phase shift amount q between two extracted images whose pixel extraction positions are adjacent is expressed by the following equation.
[0068]
[Formula 6]
Figure 0004118535
......... (Equation 6)
The differential image contains X-ray quantum noise, which may degrade the measurement accuracy of the interference fringe amplitude. For this reason, before performing thinning sampling, a moving average process may be performed on the original image f (i, j) (i, j = 0 to N−1) to reduce quantum noise. If the number of pixels taking a moving average in the i and j directions is 2I + 1 and 2J + 1 (I, J = 0, 1, 2,...), respectively, the image f after the moving average m (i, j) is calculated by the following equation.
[0069]
[Expression 7]
Figure 0004118535
......... (Equation 7)
However, when the moving average in the i direction is performed, the high frequency component is reduced, and the interference fringe intensity in the thinned image is reduced. For this reason, the moving average in the i direction is generally not performed. On the other hand, in the j direction, a moving average is normally taken in a range of about I = 5 to 10.
[0070]
The moving average process, the thinning sampling process, and the amplitude distribution image derivation process have been described on the assumption that the slit direction of the X-ray grid 3 is perpendicular to the j direction. On the other hand, when the slit direction of the X-ray grid 3 is arranged in the i direction, the i direction and the j direction may be switched in all the above processes. When the X-ray grid 3 having a lattice-like slit is used, all the above processes may be performed in both the i direction and the j direction.
[0071]
As described above, the amplitude distribution image of the interference fringes is shown by using the thinning sampling. Hereinafter, a method for correcting the scattered radiation using the amplitude distribution image will be described.
[0072]
The direct line component amount included in a certain pixel value f (i, j) (I = 0 to N−1) in the X-ray transmission image is expressed as f. d (i, j) then f d (i, j) is proportional to the amplitude A (i, j) of the interference fringes at the same position. Therefore, the direct line distribution image f can be obtained by obtaining the ratio (calibration ratio) of the interference fringe amplitude and the direct line component amount in advance. d (i, j) can be obtained.
[0073]
The calibration ratio can be obtained using an air image. In general, since the calibration ratio differs somewhat depending on the detection position on the flat X-ray detector 4, the distribution is obtained as a calibration image. Now, if the calibration image is represented by r (i, j), r (i, j) is obtained by the following equation.
[0074]
[Equation 8]
Figure 0004118535
......... (Equation 8)
Where f air (i, j) are air images measured without the subject 6 being placed, air (i, j) is f air It is an amplitude distribution image obtained for (i, j).
[0075]
At this time, with respect to an arbitrary X-ray transmission image f (i, j), the direct ray component amount can be estimated by the following equation.
[0076]
[Equation 9]
Figure 0004118535
......... (Equation 9)
Here, the calculation result of (Equation 9) is used as an approximate value of the direct line component. d This is because '(i, j) lacks high-frequency components. The lack of the high-frequency component is caused by the lack of the high-frequency component in the amplitude distribution image A (i, j). The lack of the high-frequency component in A (i, j) to cause. Approximate direct line component f d 'Accurate direct line distribution image f from (i, j) d To obtain (i, j), first, the scattered radiation distribution image f s find (i, j), then f from the original image f (i, j) s (i, j) may be subtracted. The scattered radiation distribution image is obtained by the following equation.
[0077]
[Expression 10]
Figure 0004118535
......... (Equation 10)
However, g (i, j) is a two-dimensional LPF (Low Pass Filter), and an operation ** represents a two-dimensional convolution integral. In (Equation 10), the calculation result in the right side {} includes a scattered ray component and a high frequency component of a direct ray. For this reason, high-frequency components (direct line components) are removed using LPF, and only scattered radiation components are extracted. As the LPF, a normal digital filter or a moving average process is used. Scattered ray distribution image f s Once (i, j) is obtained, direct line distribution image f d (i, j) can be obtained by the following equation.
[0078]
## EQU11 ##
Figure 0004118535
......... (Equation 11)
The method for correcting scattered radiation using the calibration image has been described above. If the change in the calibration ratio in the calibration image is relatively small, it may be approximated as r (i, j) = ro. In this case, for example, an average value of r (i, j) or the like is used for ro. Further, the value of r (i, j) or ro slightly changes depending on the tube voltage of the X-ray tube 1. Therefore, r (i, j) or ro may be measured for several types of tube voltages in advance, and these may be selected according to the tube voltage at the time of photographing or fluoroscopy.
[0079]
FIG. 11 is a block diagram for explaining a procedure for obtaining a calibration image. The calibration image is created by first taking an air image. By taking an air image, the air image f is stored in the image memory 100. air (i, j) is secured. Next, the moving average calculation means 1100 is used to perform a moving average in the i and j directions. Note that (Equation 7) is used to calculate the moving average.
[0080]
Next, using the thinned image creating means 1101 and 1102, the extracted image f 1 (m, n) and f 2 Create (m, n) respectively. In addition, (Formula 3) and (Formula 4) are used for creation of an extraction image. Next, the subtractor 1103 extracts the extracted image f. 1 (m, n) and f 2 The difference of (m, n) is taken and a difference image s (m, n) is created. Next, the interference fringe amplitude distribution calculating means 1104 uses the amplitude distribution image A for the air image. air (i, j) is created. The calculation by the interference fringe amplitude distribution calculation means 1104 has been described in detail with reference to FIG.
[0081]
Next, an amplitude distribution image A is obtained by a divider 1105. air (i, j) and f air The ratio of (i, j) is calculated and a calibration image r (i, j) is created. Finally, the calibration image r (i, j) is stored in the calibration image storage memory 102 together with the tube voltage information input from the console 10.
[0082]
FIG. 12 is a block diagram for explaining a procedure for obtaining a scattered radiation distribution image based on a calibration image. First, an X-ray fluoroscopic image or a captured image f (i, j) is secured in the image memory 100. The subsequent processes from moving average calculation means 1100 to interference fringe amplitude distribution calculation means 1104 are the same as the calibration image creation means shown in FIG. The amplitude distribution image A (i, j) is created by the above process.
[0083]
Next, the integrator 1200 integrates the amplitude distribution image A (i, j) and the calibration image r (i, j) stored in the calibration image storage memory 102 to directly calculate the line component approximate image f ′. d Create (i, j). This integration corresponds to the above calculation (Equation 9). In the above integration, a calibration image r (i, j) created with a tube voltage closest to the tube voltage when the original image f (i, j) was created is selected. Next, the subtractor 1201 directly calculates the line component approximate image f ′ from the original image f (i, j). d (i, j) is subtracted, and then the LPF 1202 cuts off the high-frequency component of the subtracted image, and the scattered radiation component image f s Create (i, j). A series of operations by the subtractor 1201 and the LPF 1202 corresponds to (Equation 10). Finally, the scattered radiation component image f s (i, j) is stored in the scattered radiation image storage memory 103.
[0084]
As described above, in the first embodiment, the amplitude distribution of interference fringes is measured based on two extracted images created by thinning sampling, and scattered ray correction is performed. Since interference fringes can be accurately obtained from a single X-ray transmission image, high-speed and high-accuracy scattered ray correction can be performed.
[0085]
(Example 2)
FIG. 13 is a diagram for explaining the configuration of the X-ray inspection apparatus according to the second embodiment of the present invention.
[0086]
Hereinafter, only differences from the X-ray inspection apparatus according to the first embodiment will be described. In the X-ray inspection apparatus according to the first embodiment, the X-ray tube 1, the collimator 2, and the X-ray grid 3 are on the upper surface of the subject 6. Whereas the X-ray inspection apparatus according to the second embodiment is arranged (hereinafter referred to as an overtube configuration), the X-ray tube 1, the collimator 2, and the X-ray grid 3 are all on the lower surface of the bed top plate 7. (Hereinafter referred to as an undertube configuration).
[0087]
In the case of the overtube configuration, the distance between the X-ray grid 3 and the subject 6 is narrow, and thus there is a high possibility that the subject 6 is in contact with the X-ray grid 3 by mistake. By doing so, it is possible to avoid the danger that the X-ray grid 3 will accidentally contact the subject 6.
[0088]
(Example 3)
FIG. 14 is a diagram for explaining the configuration of the X-ray inspection apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the interference fringe amplitude distribution is measured without using thinning sampling. Only differences from the X-ray inspection apparatus according to the first embodiment will be described below.
[0089]
The X-ray inspection apparatus according to the third embodiment includes a grid position controller 1400. The grid position controller 1400 can change the position of the X-ray grid 3 at high speed in the x-axis direction using a position changing mechanism (not shown). The X-ray grid 3 has a grid ratio of 12: 1, a grid density of 117.5 [lines / cm], and a lead foil thickness of 40 [μm]. The position variation mechanism is realized using a piezoelectric material or the like.
[0090]
At the time of X-ray imaging, pulsed X-rays are emitted twice with a time interval Δt. In addition, the planar X-ray detector 4 detects two X-ray images in synchronism with the two pulse X-ray emission. On the other hand, during X-ray fluoroscopy, pulsed X-rays are continuously emitted every time interval Δt. In addition, detection of an X-ray fluoroscopic image by the planar X-ray detector 4 is continuously performed in synchronization with the emission of the pulse X-ray. A typical example of the X-ray pulse interval Δt in the above imaging and fluoroscopy is 33.3 [ms], but 66.6 [ms] can also be used.
[0091]
The grid position controller 1400 varies the position of the X-ray grid 3 in the x-axis direction in synchronization with the emission of the pulse X-rays at the time of imaging and fluoroscopy. The amount of change at this time will be described later.
[0092]
FIG. 15 is a diagram for explaining the relationship between the projected grid density and the Nyquist frequency of the planar X-ray detector 4 in the third embodiment of the present invention. In the X-ray inspection apparatus according to the third embodiment, interference fringes are generated in the X-ray transmission image itself. Therefore, the projected grid density f d The Nyquist frequency f q It is set to be close to twice the value. Now 2f q And f d And the difference from f ' b Then, in the X-ray transmission image, the frequency f ′ is obtained by aliasing. b Interference fringe component 702 is generated.
[0093]
In the third embodiment, the X-ray grid 3 has a grid density of 117.5 [lines / cm], an X-ray generation point-grid distance d of 40 [cm], and an X-ray generation point-detector distance D. 100 [cm]. Therefore, from (Equation 1), the projected grid density f d Is 47 [lines / cm]. On the other hand, since the pixel interval Δd is 200 [μm], the Nyquist frequency f q Is 25 [lines / cm]. From the above, the frequency f ′ of the interference fringes generated in the X-ray transmission image b Is 3 [lines / cm].
[0094]
FIG. 16 is a diagram for explaining minute fluctuations in the X-ray grid in the third embodiment of the present invention. As described above, in the X-ray inspection apparatus according to the third embodiment, the X-ray grid 3 is slightly moved in the x-axis direction during the X-ray pulse interval Δt. The amount of movement is defined by the period Δh of the X-ray absorbing material 21 constituting the X-ray grid 3.
[0095]
First, at the time of imaging, X-ray pulses are irradiated twice, and two captured images are measured. At this time, the grid position controller 1400 controls the position of the X-ray grid 3 so that the position of the X-ray grid 3 is shifted by Δh / 2 in the x-axis direction between two imaging operations. That is, assuming that the position of the X-ray grid 3 at the first imaging is FIG. 16A, the position of the X-ray grid at the second imaging is FIG. 16B.
[0096]
On the other hand, during fluoroscopy, X-ray pulses are continuously generated. For this reason, the grid position controller 1400 causes the X-ray grid 3 so that the position of the X-ray grid 3 becomes as shown in FIG. 16 (A) → (B) → (A) → (B) →. Vibrate.
[0097]
As the position of the X-ray grid 3 changes, the phase of interference fringes generated in the X-ray transmission image is shifted by 180 degrees in the x direction. Accordingly, two X-ray transmission images having interference fringes that are 180 degrees out of phase can be obtained. The method of extracting interference fringes using the difference image of these two X-ray transmission images and correcting the scattered radiation is the same as the method described in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. In order to remove the interference fringe component in the X-ray transmission image, an addition image of the two X-ray transmission images may be created. By this addition, interference fringes included in the X-ray transmission image can be canceled and removed. Scattered ray correction is performed on the added image.
[0098]
(Example 4)
FIG. 17 is a diagram for explaining the configuration of an X-ray inspection apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the scattered radiation correction method based on the thinning sampling described in the first embodiment is applied to the X-ray CT. For this reason, the scattered radiation correction processing after acquisition of the X-ray transmission image is the same as the method shown in the first embodiment, and thus will be omitted, and only differences in the apparatus configuration and the imaging method will be described.
[0099]
The X-ray inspection apparatus according to the fourth embodiment includes an X-ray tube 1, an X-ray filter 12, a collimator 2, an X-ray grid 3, an X-ray solid state detector 4, a subject 6, a bed top 7, a rotating plate 1701, A gantry 1700, a monitor 9, a console 10, an image memory 100, an image processing unit 101, a calibration image storage memory 102, a scattered radiation image storage memory 103, an image reconstruction unit 1702, and the like. In addition, each said apparatus and mechanism use a well-known thing.
[0100]
Hereinafter, a system including the X-ray tube 1, the X-ray filter 12, the collimator 2, the X-ray grid 3, and the X-ray detector 4 is referred to as an imaging system. The imaging system is fixed to a rotating plate 1701 and rotated by a known drive motor (not shown). Hereinafter, the rotation axis of the rotating plate 1701 is referred to as a Z-axis. Also, the horizontal and vertical coordinate axes with the rotation center O as the origin are taken as an X axis and a Y axis, respectively. The entire rotating plate 1701 is supported by a gantry 1700.
[0101]
In FIG. 17, the distance between the X-ray generation point 20 and the rotation center O of the rotating plate 1701 is 69 [cm], the distance between the X-ray generation point 20 and the input surface of the X-ray grid 3 is 32 [cm], and the X-ray generation occurs. The distance between the point 20 and the input surface of the X-ray detector 4 is 107 [cm], the effective visual field around the rotation center O of the X-ray detector 4 is 48 [cm], and the diameter of the opening 1703 is 70 [cm]. cm]. A typical example of the time required for one rotation of the rotating plate 1701 is 0.6 seconds. The X-ray detector 4 is a solid state detector composed of ceramic scintillator elements. The number of elements in the XY plane direction is 896 channels, and the number of elements in the Z-axis direction is 64 channels. The size of each element in the XY plane direction and the Z-axis direction is 1 [mm]. Each element is arranged on an arc that is substantially equidistant from the X-ray generation point S. A typical example of the number of shots in one rotation of the rotating plate 1701 is 900, and one shooting is performed every rotation of the rotating plate 1701 by 0.4 degrees.
[0102]
At the time of imaging, captured images captured by the X-ray detector 4 are sequentially stored in the image memory 100 through a known slip ring mechanism (not shown). The X-ray image recorded in the image memory 100 is input to the image reconstruction unit 1702 after being subjected to scattered radiation correction using the same method as described in the first embodiment. The image reconstruction unit 1702 creates a CT tomographic image of the subject 6 using a known image reconstruction algorithm and displays it on the monitor 9.
[0103]
FIG. 18 is a diagram for explaining the positional relationship between the X-ray grid 3 and the X-ray detector 4 of the X-ray inspection apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In the X-ray grid 3, X-ray absorbing material and X-ray transmitting material are alternately arranged on an arc centered on the X-ray generation point 20 to form a slit. The slit is disposed in a direction parallel to the Z axis. The X-ray absorbing material of the present X-ray grid 3 uses lead and paper for the X-ray transmitting material, but is not limited to these materials. For example, tungsten and aluminum may be used instead. Good. The X-ray grid 3 has a grid ratio of 14: 1, a grid density of 27 [lines / cm], and a lead foil thickness of 100 [μm]. The X-ray grid 3 has a focal point, and the focal length is 40 [cm]. The pixels of the X-ray detector 4 are arranged in a matrix having a position in the rotation plane direction i and a position in the rotation axis (Z-axis) direction j. The slits of the X-ray grid 3 are projected in the j direction and generate interference fringes in the i-axis direction.
[0104]
In the fourth embodiment, the grid density fg is 70 [lines / cm], the X-ray generation point-grid distance d is 32 [cm], and the X-ray generation point-detector distance D is 107 [cm]. Projected grid density f from Equation 1) d Is 8 [lines / cm]. On the other hand, since the pixel interval Δd is 1 [mm], the Nyquist frequency f q Is 5 [lines / cm]. Accordingly, the projection grid density is set to aliasing, and the beat frequency is 3 [lines / cm]. Using this interference fringe component waveform, the scattered radiation correction can be performed using the thinning sampling described in the first embodiment.
[0105]
The present invention has been specifically described above based on Examples 1 to 4. In the X-ray grid method, which is a conventional scattered radiation correction method, it is physically difficult to manufacture an X-ray grid having a large grid ratio (lattice ratio), and thus scattered X-rays are not completely removed. It was. As an example, an X-ray image of a water tank having a thickness of 30 [cm] was performed using an X-ray grid having a grid density of 60 [lines / cm], a grid ratio of 10: 1, and a lead foil thickness of 50 [μm]. In the case (tube voltage 120 [kV]), the ratio of the scattered X-ray component to the detected X-ray signal (scattered ray component ratio) was about 50%.
[0106]
On the other hand, if the present invention is used, the scattered radiation component ratio can be suppressed to about 5%, so that the image quality of the X-ray transmission image can be greatly improved. Further, the conventional X-ray grid method has a problem in that the subject is subject to invalid exposure because the X-ray grid is disposed between the X-ray detector and the subject. On the other hand, in this method, the X-ray grid is arranged between the X-ray source and the subject, so that the invalid exposure is eliminated, and the subject exposure is reduced by 30 to 40% compared to the X-ray grid method. Is possible.
[0107]
It goes without saying that the present invention is not limited to only the first to fourth embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
[0108]
For example, in the present embodiment, an X-ray tube is used as an X-ray source, but this may be substituted by radiated light or the like. Further, the present method may be applied to radiation other than X-rays, visible light, ultraviolet light, infrared light, and the like. Furthermore, the present invention can be applied to an X-ray non-destructive inspection apparatus, an X-ray baggage inspection apparatus, etc. in addition to an X-ray CT apparatus and an X-ray fluoroscopic apparatus.
[0109]
Finally, an X-ray inspection method based on the present invention will be described below.
(1) In the X-ray inspection method of the present invention, an X-ray grid is disposed between an X-ray source that generates X-rays and an inspection object, and the inspection object is irradiated with the X-ray to transmit the inspection object. Pixels from the transmitted image in a direction in which the X-ray absorber grid of the X-ray grid is arranged at a sampling frequency with a predetermined number of pixel intervals and a step of detecting an image with a two-dimensional X-ray detector Extracting two extracted images in which interference fringes having phases different from each other by a predetermined angle appear, and an amplitude distribution representing an amplitude distribution of the interference fringes from a difference in pixel values between the two extracted images A step of obtaining an image, a step of obtaining a scattered X-ray distribution image representing a distribution of a scattered X-ray component included in the image of the transmission image using the amplitude distribution image, and the scattering from a pixel value of the image of the transmission image. Decrease pixel value of X-ray distribution image To have a step of removing the scattered X-ray component from the image of the transmitted image.
(2) (1) In the X-ray inspection method, an estimated image obtained in advance for estimating a direct X-ray component distribution included in the transmission image from a pixel value of the transmission image is stored. A scattered X-ray distribution image representing a distribution of scattered X-ray components included in the transmitted image is obtained by subtracting the product of the pixel value of the estimated image read from the memory to be read and the pixel value of the amplitude distribution image. A step of subtracting a pixel value of the scattered X-ray distribution image from a pixel value of the image of the transmission image, and removing the scattered X-ray component from the image of the transmission image.
(3) In the X-ray inspection method of (2), an X-ray tube is used as the X-ray source, and it corresponds to a combination of the tube voltage of the X-ray tube and the X-ray grid when the transmission image is detected. The estimated image to be read is read from the memory, and the scattered X-ray component is removed.
(4) In the X-ray inspection method of (2), the inspection object is not placed in the direction in which the X-ray absorber grid is arranged at the sampling frequency with the predetermined number of pixels being spaced apart. Extracting pixels from the detected air image, obtaining two air extracted images in which interference fringes having phases different from each other by the predetermined angle appear, and a difference in pixel values between the two air extracted images A step of obtaining an air amplitude distribution image representing an amplitude distribution of interference fringes, and a pixel value of the air amplitude distribution image of a pixel value of an air distribution image representing a distribution of a direct X-ray component that has passed through the X-ray grid of the air image. Obtaining the estimated image having a ratio to a value as a pixel value, and storing the estimated image in the memory.
(5) In the X-ray inspection method of (2), an X-ray tube is used as the X-ray source, and one or more tube voltages and one or more X-ray grids having different scattered X-ray removal rates By the combination, the X-ray absorber grid is arranged at the sampling frequency with the predetermined number of pixels spaced from one or a plurality of air images detected in a state where the inspection object is not placed. Extracting a pixel from the air image in a direction and obtaining two air extracted images in which interference fringes having phases different from each other by the predetermined angle appear, and a pixel value difference between the two air extracted images Obtaining an air amplitude distribution image representing the amplitude distribution of the interference fringes from the air amplitude distribution image, and a pixel value of the air distribution image representing the distribution of the direct X-ray component passing through the X-ray grid of the air image. Pixel And a step of determining the estimated image with a ratio as the pixel value for the performed for each air image, storing said estimated image for said each air image in the memory.
(6) The X-ray inspection method according to (2), wherein the predetermined number is any one of 1, 2, and 3.
(7) In the X-ray inspection method of (2), the predetermined angle is an angle in the vicinity of any of 90 °, 120 °, 180 °, 240 °, and 270 °.
(8) In the X-ray inspection method of (2), the scattered X-ray component is removed from a plurality of images of the transmission image using the same estimated image obtained in advance.
(9) In the X-ray inspection method of (2), the difference between the sampling frequency and the spatial frequency of the array of the X-ray absorber grids on the detection surface of the two-dimensional X-ray detector is greater than the sampling frequency. Is also small.
(10) In the X-ray inspection method of (2), the difference between the spatial frequency of the X-ray absorber grid arrangement on the detection surface of the two-dimensional X-ray detector and the Nyquist frequency of the X-ray detector is The spatial frequency is set and / or the position where the X-ray grid is arranged is set so as to be smaller than half the value of the Nyquist frequency.
(11) In the X-ray inspection method of (2), from the addition image obtained by adding pixel values of a plurality of adjacent pixels of the transmission image in the direction in which the X-ray absorber grid is arranged, Extracting the pixels at the sampling frequency with a predetermined number of pixel intervals therebetween to obtain the extracted image.
(12) In the X-ray inspection method of the present invention, an X-ray grid is arranged between an X-ray source that generates X-rays and an inspection object, and the inspection object is irradiated with the X-ray to transmit the inspection object. A step of detecting an image by a two-dimensional X-ray detector, and extracting fringes from the image of the transmission image in a direction in which the X-ray absorber grid of the X-ray grid is arranged, and interference fringes having phases different by a predetermined angle Using the amplitude distribution image representing the distribution of the amplitude of the interference fringes obtained from the two extracted images and the distribution of the scattered X-ray components included in the transmitted image. And a step of subtracting a pixel value of the scattered X-ray distribution image from a pixel value of the transmitted image to remove the scattered X-ray component from the transmitted image. And have.
(13) In the X-ray inspection method of the present invention, an X-ray grid is disposed between an X-ray source that generates X-rays and an inspection object, and the inspection object is irradiated with the X-ray to transmit the inspection object. A step of detecting an image by a two-dimensional X-ray detector, and pixels of the transmission image at a spatial sampling frequency (1 / n) of the spatial sampling frequency of the two-dimensional X-ray detector, where n is an integer Sampling two data to obtain two extracted images each having an interference fringe having a predetermined reversal phase, and an amplitude distribution representing an amplitude distribution of the interference fringes by a difference in pixel values between the two extracted images A step of obtaining an image, a step of obtaining a scattered X-ray distribution image representing a distribution of a scattered X-ray component included in the image of the transmission image using the amplitude distribution image, and the pixel value of the image of the transmission image Of scattered X-ray distribution image Pixel values are subtracted to remove the scattered X-ray component from the transmitted image.
(14) In the X-ray inspection method of (13), n is 2, 3, or 4.
(15) In the X-ray inspection method of the present invention, the X-ray is irradiated to the inspection object through an X-ray grid disposed between the X-ray source generating the X-ray and the inspection object, and the X-ray Based on the step of detecting a transmission image of the inspection object obtained by irradiation with an X-ray detector and the amplitude of interference fringes generated in the transmission image of the inspection object, the scattered X-ray component contained in the transmission image is detected. And extracting and removing.
[0110]
It should be noted that the above X-ray inspection methods can be applied to non-destructive inspection methods such as medical X-ray inspection methods in which the inspection object is a human body and baggage inspection methods for general inspection objects other than the human body. Needless to say.
[0111]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the scattered radiation component contained in the X-ray transmission image is directly extracted based on the interference fringe amplitude and then removed, highly accurate scattered radiation correction can be performed. In addition, since the X-ray grid is disposed between the X-ray source and the subject, invalid exposure of the subject is eliminated, and the exposure dose can be suppressed.
[0112]
As described above, a high-quality X-ray image, X-ray fluoroscopic image, X-ray CT image, etc. can be obtained with a small exposure dose.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of an X-ray inspection apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining the principle of removing scattered X-rays.
FIG. 3 is a diagram for explaining the positional relationship between an X-ray grid and a planar X-ray detector.
FIG. 4 is a diagram for explaining a detection pixel position in detection of an X-ray transmission image by a planar X-ray detector.
FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the spatial frequency distribution of direct X-ray components and scattered X-ray components and the Nyquist frequency of a planar X-ray detector.
FIG. 6 is a diagram for explaining thinning sampling for a detected X-ray transmission image;
FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the Nyquist frequency and the spatial frequency distribution of direct X-ray components and scattered X-ray components during thinning sampling.
FIG. 8 is a diagram for explaining another method of setting the projected grid density.
FIG. 9 is a diagram for explaining a method of deriving a spatial distribution of interference fringe amplitude based on an interference fringe image.
FIG. 10 is a diagram for explaining another sampling method in thinning sampling.
FIG. 11 is a block diagram for explaining a procedure for obtaining a calibration image;
FIG. 12 is a block diagram for explaining a procedure for obtaining a scattered radiation distribution image based on a calibration image.
FIG. 13 is a diagram for explaining a configuration of an X-ray inspection apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram for explaining the configuration of an X-ray inspection apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram for explaining the relationship between the projected grid density and the Nyquist frequency of the planar X-ray detector in the third embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a view for explaining minute fluctuations of the X-ray grid in the third embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a view for explaining the configuration of an X-ray inspection apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram for explaining the positional relationship between an X-ray grid and an X-ray detector of an X-ray inspection apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray tube, 2 ... Collimator, 3 ... X-ray grid, 4 ... Planar X-ray detector, 5 ... Support | pillar, 6 ... Subject, 7 ... Bed top plate, 8 ... Bed, 9 ... Monitor, 10 ... Console: 11 Clinical console 100 Image memory 101 Image processing means 102 Calibration image storage memory 103 Scattered ray image storage memory 1700 Gantry 1701 Rotary plate 1702 Image reconstruction means 1703: Opening.

Claims (7)

X線を発生するX線源と、検査対象を透過した前記X線から透過像を検出する2次元X線検出器と、前記X線源と前記検査対象の間に配置されるX線グリッドと、前記2次元X線検出器の出力の演算処理を行なう演算処理手段とを有し、前記演算処理手段は、所定の個数の画素の間隔をおいたサンプリング周波数で、前記X線グリッドのX線吸収体グリッドが配列する方向で前記透過像の画像から画素を抽出し、所定の角度だけ異なる位相をもつ干渉縞がそれぞれ出現する2つの抽出画像を求める演算と、前記2つの抽出画像の間の画素値の差分から干渉縞の振幅の分布を表わす振幅分布画像を求める演算と、前記振幅分布画像を用いて前記透過像の画像に含まれる散乱X線成分の分布を表わす散乱X線分布画像を求める演算と、前記透過像の画像の画素値から前記散乱X線分布画像の画素値を減算して、前記透過像の画像から前記散乱X線成分を除去する演算とを行なうことを特徴とするX線検査装置。An X-ray source that generates X-rays, a two-dimensional X-ray detector that detects a transmission image from the X-rays that have passed through the inspection object, and an X-ray grid that is disposed between the X-ray source and the inspection object Arithmetic processing means for performing arithmetic processing on the output of the two-dimensional X-ray detector, wherein the arithmetic processing means uses the X-rays of the X-ray grid at a sampling frequency with a predetermined number of pixel intervals. A pixel is extracted from the image of the transmission image in the direction in which the absorber grid is arranged, and an operation for obtaining two extraction images in which interference fringes having phases different from each other by a predetermined angle appear, and between the two extraction images, An operation for obtaining an amplitude distribution image representing the distribution of amplitude of interference fringes from the difference in pixel values, and a scattered X-ray distribution image representing the distribution of scattered X-ray components contained in the transmitted image using the amplitude distribution image. The obtained calculation and the transmission image By subtracting the pixel values of the scattered X-ray distribution image from the pixel values of the image, X-rays inspection apparatus characterized by the image of the transmitted image to perform the operation of removing the scattered X-ray component. X線を発生するX線源と、検査対象を透過した前記X線から透過像を検出する2次元X線検出器と、前記X線源と前記検査対象の間に配置されるX線グリッドと、前記2次元X線検出器の出力の演算処理を行なう演算処理手段とを有し、前記演算処理手段は、前記X線グリッドのX線吸収体グリッドが配列する方向で前記透過像の画像から画素を抽出し、所定の角度だけ異なる位相をもつ干渉縞がそれぞれ出現する2つの抽出画像を求める演算と、前記2つの抽出画像から求めた干渉縞の振幅の分布を表わす振幅分布画像を用いて、前記透過像の画像に含まれる散乱X線成分の分布を表わす散乱X線分布画像を求める演算と、前記透過像の画像の画素値から前記散乱X線分布画像の画素値を減算して、前記透過像の画像から前記散乱X線成分を除去する演算とを行なうことを特徴とするX線検査装置。An X-ray source that generates X-rays, a two-dimensional X-ray detector that detects a transmission image from the X-rays that have passed through the inspection object, and an X-ray grid that is disposed between the X-ray source and the inspection object Arithmetic processing means for performing arithmetic processing of the output of the two-dimensional X-ray detector, the arithmetic processing means from the image of the transmission image in the direction in which the X-ray absorber grid of the X-ray grid is arranged Extracting pixels and calculating two extracted images in which interference fringes having phases different from each other by a predetermined angle appear, and using an amplitude distribution image representing the distribution of amplitudes of the interference fringes obtained from the two extracted images Calculating the scattered X-ray distribution image representing the distribution of scattered X-ray components included in the transmitted image, and subtracting the pixel value of the scattered X-ray distribution image from the pixel value of the transmitted image; The scattered X-ray component from the image of the transmission image X-ray inspection apparatus and carrying out the operation for removal. X線を発生するX線源と、検査対象を透過した前記X線から透過像を予め設定された空間サンプリング周波数で検出する2次元X線検出器と、前記X線源と前記検査対象の間に配置されるX線グリッドと、前記2次元X線検出器の出力の演算処理を行なう演算処理手段とを有し、前記演算処理手段は、nを整数として、前記2次元X線検出器の前記空間サンプリング周波数の(1/n)の空間サンプリング周波数で、前記透過像の画像の画素データをサンプリングして所定の逆転する位相をもつ干渉縞がそれぞれ出現する2つの抽出画像を求める演算と、前記2つの抽出画像の間の画素値の差分により干渉縞の振幅の分布を表わす振幅分布画像を求める演算と、前記振幅分布画像を用いて、前記透過像の画像に含まれる散乱X線成分の分布を表わす散乱X線分布画像を求める演算と、前記透過像の画像の画素値から前記散乱X線分布画像の画素値を減算して、前記透過像の画像から前記散乱X線成分を除去する演算とを行なうことを特徴とするX線検査装置。An X-ray source for generating X-rays, a two-dimensional X-ray detector for detecting a transmission image from the X-rays transmitted through the inspection object at a preset spatial sampling frequency, and between the X-ray source and the inspection object And an arithmetic processing means for performing arithmetic processing of the output of the two-dimensional X-ray detector, wherein the arithmetic processing means uses n as an integer, and the arithmetic processing means of the two-dimensional X-ray detector An operation of sampling pixel data of the image of the transmission image at a spatial sampling frequency of (1 / n) of the spatial sampling frequency to obtain two extracted images in which interference fringes having predetermined reverse phases appear, An operation for obtaining an amplitude distribution image representing an amplitude distribution of interference fringes based on a pixel value difference between the two extracted images, and using the amplitude distribution image, a scattered X-ray component included in the image of the transmission image Distribution An operation for obtaining a scattered X-ray distribution image, and an operation for subtracting a pixel value of the scattered X-ray distribution image from a pixel value of the image of the transmission image to remove the scattered X-ray component from the image of the transmission image. An X-ray inspection apparatus characterized by X線を発生するX線源と、検査対象を透過した前記X線から透過像を検出するX線検出器と、前記X線源と前記検査対象との間に配置されたX線グリッドと、前記検査対象の透過像中に発生する干渉縞の振幅に基づいて、前記透過像に含まれる散乱X線成分を抽出し、除去する演算処理手段とを備えるよう構成したことを特徴とするX線検査装置。  An X-ray source that generates X-rays, an X-ray detector that detects a transmission image from the X-rays that have passed through the inspection object, an X-ray grid disposed between the X-ray source and the inspection object, X-ray characterized by comprising: arithmetic processing means for extracting and removing scattered X-ray components contained in the transmission image based on the amplitude of interference fringes generated in the transmission image of the inspection object Inspection device. 請求項4に記載のX線検査装置において、前記検査対象を支持する検査対象支持手段を有し、前記検査対象支持手段の上面に前記検査対象が配置され、前記検査対象支持手段の下面に前記X線源が配置され、前記X線源と前記検査対象支持手段の下面の間に前記X線グリッドが配置されることを特徴とするX線検査装置。  The X-ray inspection apparatus according to claim 4, further comprising an inspection target support unit that supports the inspection target, wherein the inspection target is disposed on an upper surface of the inspection target support unit, and the lower surface of the inspection target support unit An X-ray inspection apparatus, wherein an X-ray source is disposed, and the X-ray grid is disposed between the X-ray source and a lower surface of the inspection object support means. 請求項4に記載のX線検査装置において、前記X線源と前記2次元X線検出器の対から構成される撮影系を前記検査対象の周囲に回転する撮影系回転手段を有し、前記X線源と前記検査対象の間に前記X線グリッドが配置され、前記撮影系回転手段は前記撮影系に対する前記X線グリッドの位置を略一定に保持したまま前記撮影系を回転させて、前記検査対象に対して複数の方向から複数枚のX線透過像の撮影を行い前記検査対象のX線断層像を生成し表示することを特徴とするX線検査装置。  5. The X-ray inspection apparatus according to claim 4, further comprising an imaging system rotating unit configured to rotate an imaging system including a pair of the X-ray source and the two-dimensional X-ray detector around the inspection target, The X-ray grid is arranged between the X-ray source and the inspection object, and the imaging system rotation means rotates the imaging system while maintaining the position of the X-ray grid with respect to the imaging system substantially constant, An X-ray inspection apparatus, wherein a plurality of X-ray transmission images are taken from a plurality of directions with respect to an inspection object, and an X-ray tomographic image of the inspection object is generated and displayed. 請求項4に記載のX線検査装置において、前記X線源と前記X線グリッドとが、前記検査対象の上面に配置されていることを特徴とするX線検査装置。  The X-ray inspection apparatus according to claim 4, wherein the X-ray source and the X-ray grid are arranged on an upper surface of the inspection target.
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3942178B2 (en) * 2003-07-29 2007-07-11 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー X-ray CT system
JP2005064706A (en) * 2003-08-08 2005-03-10 Shimadzu Corp Radiation imager and radiation detection signal processing method
JP4533010B2 (en) * 2003-11-20 2010-08-25 キヤノン株式会社 Radiation imaging apparatus, radiation imaging method, and radiation imaging system
JP4851076B2 (en) * 2004-09-17 2012-01-11 株式会社島津製作所 Cone beam CT system
WO2006051690A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Shimadzu Corporation X-ray ct system and x-ray ct method
KR101289502B1 (en) * 2005-10-07 2013-07-24 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 X-ray tube and nondestructive inspection equipment
DE102006063048B3 (en) * 2006-02-01 2018-03-29 Siemens Healthcare Gmbh Focus / detector system of an X-ray apparatus for producing phase-contrast images
WO2007125691A1 (en) * 2006-04-28 2007-11-08 Hitachi Medical Corporation X-ray image diagnostic device
JP4899151B2 (en) * 2006-05-10 2012-03-21 独立行政法人産業技術総合研究所 Parallax interpolation processing method and processing apparatus
GB2441578A (en) * 2006-09-08 2008-03-12 Ucl Business Plc Phase Contrast X-Ray Imaging
JP5136478B2 (en) * 2009-03-17 2013-02-06 株式会社島津製作所 Radiography equipment
JP5631013B2 (en) * 2010-01-28 2014-11-26 キヤノン株式会社 X-ray imaging device
JP5610885B2 (en) * 2010-07-12 2014-10-22 キヤノン株式会社 X-ray imaging apparatus and imaging method
JP2012132715A (en) * 2010-12-20 2012-07-12 Yamaha Motor Co Ltd Radiation shield plate and radiation imaging device
US9232925B2 (en) * 2011-04-22 2016-01-12 Shimadzu Corporation X-ray diagnostic apparatus and storage medium storing X-ray diagnostic program
WO2012164991A1 (en) * 2011-05-27 2012-12-06 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 Medical device
US9538970B2 (en) * 2012-01-12 2017-01-10 Koninklijke Philips N.V. Generating attenuation image data and phase image data in an X-ray system
JP5822908B2 (en) * 2013-12-27 2015-11-25 国立大学法人鳥取大学 Method for displaying and analyzing body fluid absorption form of absorbent articles
FR3042285B1 (en) * 2015-10-09 2017-12-01 Commissariat Energie Atomique METHOD OF CORRECTING A SPECTRUM
WO2017212687A1 (en) * 2016-06-10 2017-12-14 株式会社島津製作所 X-ray phase difference imaging system, x-ray phase difference imaging apparatus, and x-ray phase difference imaging method
CN106093085A (en) * 2016-08-01 2016-11-09 丹东奥龙射线仪器集团有限公司 X-ray identifies the brake disc detector of operation automatically automatically
DE102018216805B3 (en) * 2018-09-28 2020-01-02 Siemens Healthcare Gmbh Anti-scatter grid for a medical X-ray imaging system
CN113552640A (en) * 2020-04-02 2021-10-26 同方威视技术股份有限公司 Ray inspection system and scatter correction method
CN113440154B (en) * 2021-07-16 2024-01-16 上海交通大学 CT system device for ROI scanning
CN117171516B (en) * 2023-10-23 2024-01-23 北京华力兴科技发展有限责任公司 Data optimization correction method for X-ray thickness gauge

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5744999A (en) * 1980-09-01 1982-03-13 Oobayashi Seisakusho:Kk Apparatus for improving precision of examination by fluoroscopy
JPS60111637A (en) * 1983-11-22 1985-06-18 株式会社東芝 X-ray diagnostic apparatus
JPH02250186A (en) * 1988-08-02 1990-10-05 Toshiba Corp Method and device for reconstituting picture
JPH0734398Y2 (en) * 1993-05-25 1995-08-02 三菱レイヨン株式会社 X-ray wave grid
JP3776485B2 (en) * 1995-09-18 2006-05-17 東芝医用システムエンジニアリング株式会社 X-ray diagnostic equipment
JP4282111B2 (en) * 1998-06-10 2009-06-17 ソニー株式会社 Radiation diagnostic equipment
JP2000245731A (en) * 1999-03-04 2000-09-12 Toshiba Corp Radiographic device

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