JP5939163B2 - Radiography equipment - Google Patents
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Images
Description
この発明は、放射線画像を得る放射線撮影装置に係り、特に、散乱放射線除去手段を用いて散乱放射線を除去する技術に関する。 The present invention relates to a radiographic apparatus that obtains a radiographic image, and more particularly to a technique for removing scattered radiation using scattered radiation removing means.
この種の放射線撮影装置は、医用放射線画像診断装置や産業用放射線画像検査装置などに用いられる。産業用放射線画像検査装置としては、非破壊検査装置や、基板の集積回路や半田接合部などを検査するX線検査装置などがある。医用放射線画像診断装置としては、被検体を人体としてX線による透視撮影を行う医用X線透視撮影装置などがある。以下では、放射線としてX線を例に採って説明するとともに、放射線撮影装置として医用X線透視撮影装置を例に採って説明する。 This type of radiation imaging apparatus is used in medical radiographic image diagnosis apparatuses, industrial radiographic image inspection apparatuses, and the like. As an industrial radiographic image inspection apparatus, there are a nondestructive inspection apparatus, an X-ray inspection apparatus for inspecting an integrated circuit of a substrate, a solder joint, and the like. Examples of the medical radiological image diagnostic apparatus include a medical X-ray fluoroscopic apparatus that performs X-ray fluoroscopic imaging using a subject as a human body. In the following, X-rays will be described as an example of radiation, and a medical X-ray fluoroscopic apparatus will be described as an example of a radiation imaging apparatus.
医用X線透視撮影装置の場合には、人体である被検体をX線が透過する際に散乱X線が生じる。この被検体からの散乱X線により画質低下が生じる。そこで、散乱X線による画質低下を低減させるために、散乱放射線を吸収するグリッド箔と放射線を透過する中間層とを交互に並べて構成されたグリッド(散乱放射線除去手段)が用いられている。グリッド箔は、鉛などのようにX線に代表される放射線を吸収する物質で形成され、中間層は、アルミニウムや有機物質やグラファイトなどのようにX線に代表される放射線を透過させる中間物質(スペーサ)で形成されている。ただし、中間層をX線が通過する際に、散乱X線以外のX線(直接X線)も中間物質(スペーサ)によって吸収されてしまう。そこで、中間層を空隙にすることで、散乱X線以外のX線(直接X線)を確実に透過させるエアグリッドが、グリッドとして近年用いられている。 In the case of a medical X-ray fluoroscopic apparatus, scattered X-rays are generated when X-rays pass through a subject that is a human body. The image quality deteriorates due to the scattered X-rays from the subject. Therefore, in order to reduce deterioration in image quality due to scattered X-rays, a grid (scattered radiation removing means) configured by alternately arranging grid foils that absorb scattered radiation and intermediate layers that transmit radiation is used. The grid foil is formed of a material that absorbs radiation represented by X-rays such as lead, and the intermediate layer is an intermediate material that transmits radiation represented by X-rays such as aluminum, organic materials, and graphite. (Spacer). However, when X-rays pass through the intermediate layer, X-rays other than scattered X-rays (direct X-rays) are also absorbed by the intermediate substance (spacer). Therefore, an air grid that reliably transmits X-rays other than scattered X-rays (direct X-rays) by using an intermediate layer as a gap has recently been used as a grid.
ところで、直接X線がグリッド箔によって遮られる部分では、グリッド箔による箔影が細かな格子状パターンとしてX線画像(撮影画像)に映り込んで重畳される。近年、X線検出器としてフラットパネル型X線検出器(FPD: Flat Panel Detector)が用いられ、FPDにより撮影画像の空間分解能および感度の向上をもたらし、その利用が急速に増加している。一方、X線検出器の空間分解能および感度が向上するほど箔影は鮮明になり画像診断の邪魔になる。そこで、これを除去するために、周波数変換を利用して画像処理にてグリッド箔による箔影を除去する手法が用いられている(例えば、特許文献1参照)。 By the way, in the portion where X-rays are directly blocked by the grid foil, the foil shadows by the grid foil are reflected and superimposed on the X-ray image (captured image) as a fine lattice pattern. In recent years, flat panel X-ray detectors (FPDs) have been used as X-ray detectors, and the use of FPD has improved the spatial resolution and sensitivity of captured images, and their use is rapidly increasing. On the other hand, as the spatial resolution and sensitivity of the X-ray detector improve, the foil shadow becomes clearer and interferes with image diagnosis. Therefore, in order to remove this, a technique of removing a foil shadow caused by the grid foil by image processing using frequency conversion is used (for example, see Patent Document 1).
一方で、撮影画像の画素間の距離(画素ピッチ)の整数倍に箔影が映り込むようにグリッド箔が配置された同期型グリッドがある(例えば、特許文献2参照)。同期型グリッドとして、上述したエアグリッドが用いられる。同期型グリッドとしてエアグリッドを用いた場合には、上述したように、アルミニウムや有機物質やグラファイトなどのスペーサを使用しない。よって、直接X線の検出効率を向上させることができる。一方、その製作上および構造上の理由によりグリッド箔はスペーサに支持されず、直線状のグリッド箔に若干の歪みが生じることにより箔影にも若干の歪みが生じることがある。したがって、上述の周波数変換を利用するグリッド箔影除去法では格子状パターンの箔影を十分に除去することができない。 On the other hand, there is a synchronous grid in which a grid foil is arranged so that a foil shadow is reflected at an integral multiple of a distance (pixel pitch) between pixels of a captured image (see, for example, Patent Document 2). The above-described air grid is used as the synchronous grid. When an air grid is used as the synchronous grid, as described above, spacers such as aluminum, organic substances, and graphite are not used. Therefore, direct X-ray detection efficiency can be improved. On the other hand, the grid foil is not supported by the spacer for manufacturing and structural reasons, and a slight distortion may occur in the foil shadow due to a slight distortion in the linear grid foil. Therefore, the above-described grid foil shadow removal method using frequency conversion cannot sufficiently remove the foil shadow of the grid pattern.
そこで、この同期型グリッドに対する箔影を除去する手法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。この特許文献3での箔影除去手法では、同期型グリッドを搭載したX線透視撮影装置に対して、被検体を予め置かないで被検体なしのX線画像(「エアー画像」とも呼ばれている)および被検体としてアクリル板を置いたファントム画像を撮影し、これらの画像に基づいて、直接線透過係数(特許文献3では「直接線透過率」)を表す画像および散乱線透過係数を表す画像を計算する。次に所望の被検体のX線画像(単に「被検体画像」と略記する)を撮影する。
Therefore, a method for removing the foil shadow on the synchronous grid has been proposed (see, for example, Patent Document 3). In the foil shadow removal method disclosed in
そして、直接線透過係数の画像,散乱線透過係数の画像および被検体画像の個々の画素値から構成される連立方程式を解いて、被検体の直接X線の画像および散乱X線の画像を計算する。ここでの直接X線の画像は、被検体を透過して、同期型グリッドに入る直前の直接X線の画像を表しており、それ故に箔影を除去した画像を取得することができる。 Then, solve the simultaneous equations composed of the direct ray transmission coefficient image, scattered ray transmission coefficient image and individual pixel values of the subject image, and calculate the direct X-ray image and scattered X-ray image of the subject. To do. The direct X-ray image here represents the direct X-ray image immediately before passing through the subject and entering the synchronous grid, and therefore an image from which the foil shadow has been removed can be obtained.
しかし、例えば、一端でX線管を保持し、他端でFPDを保持したC状に湾曲されたCアームX線透視撮影装置では、X線管やFPDの重量により、Cアームの回転や移動に伴いCアームに微小な撓みなどが発生する。この撓みなどによってFPDに対するX線管焦点の位置が少し(最大でも2mm程度)移動する。 However, for example, in a C-arm X-ray fluoroscopic apparatus having an X-ray tube held at one end and an FPD held at the other end, the C-arm rotates or moves depending on the weight of the X-ray tube or FPD. As a result, a slight deflection or the like occurs in the C-arm. Due to this bending or the like, the position of the X-ray tube focal point with respect to the FPD is slightly moved (about 2 mm at the maximum).
X線管焦点が移動した直接線透過係数の画像および散乱線透過係数の画像は、予め用意した直接線透過係数の画像および散乱線透過係数の画像に対して微妙に変化する。その結果、予め計測された直接線透過係数の画像および散乱線透過係数の画像と、X線管焦点が移動した被検体画像との画素値から構成された連立方程式を解くと、グリッド箔影を十分に除去することができないだけでなく、アーティファクト(偽像)も出現する。したがって、特許文献3での箔影除去法は、FPDに対するX線管焦点の位置が変化するようなX線透視撮影装置には適用することができない。
The image of the direct ray transmission coefficient and the image of the scattered ray transmission coefficient in which the X-ray tube focus is moved slightly change with respect to the image of the direct ray transmission coefficient and the image of the scattered ray transmission coefficient prepared in advance. As a result, when solving the simultaneous equations composed of the pixel values of the image of the direct ray transmission coefficient and the image of the scattered ray transmission coefficient measured in advance and the subject image with the X-ray tube focus moved, the grid foil shadow is obtained. Not only can it be removed well, but artifacts also appear. Therefore, the foil shadow removal method in
これに対して、FPDに対してX線管焦点の位置が変化する場合であっても箔影を除去することができる手法が提案されている(例えば、特許文献4参照)。この特許文献4による手順は以下の(1)~ (4)の通りである。
すなわち(1)X線管焦点の位置を、FPDの検出面に平行な面で、かつグリッド箔の配置方向(グリッド箔が延在する方向に直交する方向)に沿って少しずつ変化させて移動させて、複数枚のエアー画像(被検体なしのX線画像)を予め撮影する。(2)被検体画像の撮影後に、被検体画像中のある1行から被検体行データを選択し、選択された被検体行データに対応する行における複数枚のエアー画像から同数のエアー行データをそれぞれ作成する。(3)1つの被検体行データおよび複数のエアー行データからグリッド箔影に関する相関値をそれぞれ計算する。(4)相関値が最大となるエアー画像を選択して、上述のグリッド箔影除去計算を実施する。
On the other hand, a technique has been proposed that can remove a foil shadow even when the position of the X-ray tube focal point changes with respect to the FPD (see, for example, Patent Document 4). The procedure according to
That is, (1) The X-ray tube focal point is moved little by little along the grid foil arrangement direction (direction perpendicular to the direction in which the grid foil extends) on a plane parallel to the FPD detection surface. Thus, a plurality of air images (X-ray images without a subject) are captured in advance. (2) After photographing the subject image, the subject row data is selected from one row in the subject image, and the same number of air row data from a plurality of air images in the row corresponding to the selected subject row data. Create each. (3) A correlation value related to the grid foil shadow is calculated from one subject row data and a plurality of air row data. (4) The air image with the maximum correlation value is selected, and the above-described grid foil shadow removal calculation is performed.
上記(1)~ (4)の手順で計算される相関値は、被検体行データを撮影したX線管焦点の位置と、エアー行データを撮影したX線管焦点の位置とが同一の場合に最も大きくなり、X線管焦点の位置のズレが大きくなれば小さくなる。したがって、相関値を比較することにより、同一位置または最も近い位置で撮影されたエアー行データ、すなわち対応するエアー画像を選択することができる。 The correlation values calculated in steps (1) to (4) above are the same when the X-ray tube focal point where the subject row data is imaged and the X-ray tube focal point where the air row data is imaged. And the smaller the deviation of the X-ray tube focal point position, the smaller. Therefore, by comparing the correlation values, it is possible to select air line data captured at the same position or the closest position, that is, a corresponding air image.
この手法を用いることで、CアームX線透視撮影装置のように、被検体の撮影時に制御することができないFPDに対するX線管焦点の微小位置ズレ(最大でも2mm程度)が発生する場合においても、予め複数の適当な間隔で移動させた各々のX線管焦点のエアー画像をそれぞれ撮影して保持しておけば、被検体の撮影後にリアルタイムで最適のエアー画像を選択することができ、アーティファクトのない箔影除去を実施することができる。 By using this method, even when a small positional deviation (about 2 mm at the maximum) of the X-ray tube focus with respect to the FPD that cannot be controlled at the time of imaging of the subject occurs, as in a C-arm X-ray fluoroscopic apparatus. If an air image of each X-ray tube focal point moved in advance at a plurality of appropriate intervals is captured and held, the optimum air image can be selected in real time after the subject is imaged. It is possible to carry out foil shadow removal without any problem.
なお、被検体画像およびエアー画像から被検体の直接線透過係数の画像、すなわちグリッドがない場合の直接X線量を“1.0”としたときの1画素中における直接X線透過率(「CP値」とも呼ぶ)を得る手法が提案されている(例えば、特許文献5参照)。 Note that an image of a direct ray transmission coefficient of the subject from the subject image and the air image, that is, the direct X-ray transmittance (“CP” in one pixel when the direct X-ray dose in the absence of the grid is set to “1.0” A method for obtaining a value is also proposed (for example, see Patent Document 5).
しかしながら、上述した特許文献4の場合には、次のような制約がある。
すなわち、FPDとグリッドとの位置関係は、エアー画像撮影時と被検体撮影時と同じであるという制約がある。つまり、被検体撮影時には、エアー画像撮影時のFPDとグリッドとの位置関係を保持しなければならない。これに対して、CアームX線透視撮影装置のようなX線管やFPDを保持するCアームの回転や移動を伴う装置では、FPDに対してグリッドの位置がずれる場合がある。
However, in the case of
That is, there is a restriction that the positional relationship between the FPD and the grid is the same as when shooting an air image and when shooting a subject. That is, at the time of subject imaging, the positional relationship between the FPD and the grid at the time of air image capturing must be maintained. On the other hand, in an apparatus that involves rotation or movement of an X-ray tube or an F-arm that holds an FPD, such as a C-arm X-ray fluoroscopic apparatus, the position of the grid may shift with respect to the FPD.
FPDに対するグリッドの位置にズレが生じると、たとえエアー画像撮影時と被検体撮影時とでX線焦点の位置が互いに同一であっても、図7の下段に示すようにグリッド箔影のプロファイルは変化する。よって、X線焦点位置と行データ(グリッド箔影のプロファイル)との間に相関がなくなる。その結果、エアー画像撮影時と被検体撮影時とでX線焦点の位置が互いに同一であれば行データ(グリッド箔影のプロファイル)も同一であることを前提とする特許文献4の手法では、最適なエアー画像を選択することができない。
When the grid position is shifted with respect to the FPD, the profile of the grid foil shadow is as shown in the lower part of FIG. 7 even if the X-ray focal point positions are the same between the air image capturing and the object capturing. Change. Therefore, there is no correlation between the X-ray focal position and the row data (grid foil shadow profile). As a result, in the method of
したがって、特許文献4による手法を適用するには、FPDに対するX線管焦点の位置ズレだけではなく、FPDに対するグリッドの位置ズレも考慮しなければならない。具体的には、NAを、FPDに対するX線管焦点の位置ズレのパターン数とし、NBを、FPDに対するグリッドの位置ズレのパターン数としたときに、NA×NBの枚数のエアー画像を予め撮影しなければならない。そのために、エアー画像の撮影回数の増加や、エアー画像保持のためのメモリ領域の増加は避けられない。このように、FPDに対するグリッドの位置ズレに応じてパターン数が増えるという課題がある。
Therefore, in order to apply the method according to
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、放射線検出手段に対する散乱放射線除去手段の位置ズレが生じたとしても、当該位置ズレに応じたパターン数を用意することなく散乱放射線およびグリッド箔を除去することができる放射線撮影装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and even if a positional deviation of the scattered radiation removing means with respect to the radiation detecting means occurs, the scattered radiation is prepared without preparing the number of patterns corresponding to the positional deviation. And it aims at providing the radiography apparatus which can remove a grid foil.
発明者は、上記の問題を解決するために鋭意研究した結果、次のような知見を得た。
すなわち、特許文献4ではエアー画像撮影時(被検体を介在させずに撮影したとき)と被検体撮影時(被検体を介在させて撮影したとき)とのグリッド箔影のパターン(グリッド箔影のプロファイル)を相互に比較して相関値を算出する手法であったが、段落番号「0064」〜「0066」の式に示すように全てのグリッド箔に関する画素値の二乗和を相関値として求めている。このような二乗和を相関値として求めると、FPD(放射線検出手段)に対してグリッド(散乱放射線除去手段)の位置がずれて変化した場合には、個々のグリッド箔における相関の度合いがわからない。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors have obtained the following knowledge.
That is, in
そこで、発想を変えて個々のグリッド箔に注目してみた。具体的に、エアー画像撮影時(被検体を介在させずに撮影したとき)と被検体撮影時(被検体を介在させて撮影したとき)との個々のグリッド箔における直接放射線の吸収比率をそれぞれ算出し、これら吸収比率に基づく距離関数を算出する。この距離関数は、被検体なしの放射線画像および被検体の放射線画像の相関の度合いを示すとともに、理想値からのグリッド箔の距離を示すパラメータ(物理量)である。この距離関数に基づいて複数の被検体なしの放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率から選択すれば、たとえFPD(放射線検出手段)に対するグリッド(散乱放射線除去手段)の位置ズレが生じたとしても、当該位置ズレに応じたパターン数を用意することなく従来のパターン数のみで吸収比率を選択することができ、選択された吸収比率および被検体の放射線画像に基づいて散乱放射線およびグリッド箔を除去することができる筈という知見を得た。 So, I changed my mind and focused on each grid foil. Specifically, the absorption ratio of direct radiation in each grid foil at the time of air image capturing (when imaged without the subject interposed) and when the subject is imaged (when imaged with the subject interposed), respectively. And a distance function based on these absorption ratios is calculated. This distance function is a parameter (physical quantity) indicating the degree of correlation between the radiographic image without the subject and the radiographic image of the subject and the distance of the grid foil from the ideal value. Based on this distance function, if the selection is made from the absorption ratio of the direct radiation of each grid foil in a plurality of radiation images without an object, the positional deviation of the grid (scattered radiation removal means) relative to the FPD (radiation detection means) occurs. However, it is possible to select the absorption ratio only with the number of conventional patterns without preparing the number of patterns according to the positional deviation, and based on the selected absorption ratio and the radiation image of the subject, the scattered radiation and the grid foil I got the knowledge that can be removed.
このような知見に基づくこの発明は、次のような構成をとる。
すなわち、この発明に係る放射線撮影装置は、放射線画像を得る放射線撮影装置であって、放射線を照射する放射線源と、照射された放射線を検出する放射線検出素子を縦横に配置して構成された放射線検出手段と、その放射線検出手段の検出側に設けられ、散乱放射線を吸収するグリッド箔を、前記放射線検出素子の縦横のいずれか少なくとも一方の方向に平行に並べて構成された散乱放射線除去手段と、前記放射線検出手段で検出された放射線検出信号に基づいて放射線画像を生成する画像生成手段とを備え、さらに、前記放射線撮影装置は、前記放射線源と前記放射線検出手段との間に被検体を介在させずに被検体のない状態で検出された放射線検出信号に基づく複数枚の被検体なしの放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率を第1吸収比率として算出する第1吸収比率算出手段と、前記放射線源と前記放射線検出手段との間に被検体を介在させて当該被検体のある状態で検出された放射線検出信号に基づく被検体の放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率を第2吸収比率として算出する第2吸収比率算出手段と、第1吸収比率算出手段で算出された前記第1吸収比率、および前記第2吸収比率算出手段で算出された前記第2吸収比率に基づいて、前記被検体なしの放射線画像および前記被検体の放射線画像の相関の度合いを示すとともに、理想値からのグリッド箔の距離を示す距離関数を算出する距離関数算出手段と、その距離関数算出手段で算出された前記距離関数が最も小さくなる前記第1吸収比率を複数の第1吸収比率から選択する選択手段と、その選択手段で選択された前記第1吸収比率および前記被検体の放射線画像に基づいて、当該被検体の放射線画像のグリッド箔による箔影を除去して、被検体の直接放射線の成分を算出して、前記箔影を除去した放射線画像を取得する画像処理を行う画像処理手段とを備えることを特徴とするものである。
The present invention based on such knowledge has the following configuration.
That is, the radiation imaging apparatus according to the present invention is a radiation imaging apparatus that obtains a radiation image, and is configured by arranging a radiation source that irradiates radiation and a radiation detection element that detects the irradiated radiation vertically and horizontally. Scattered radiation removing means provided on the detection side of the detection means and the radiation detection means, and configured to arrange grid foil that absorbs scattered radiation in parallel in at least one of the vertical and horizontal directions of the radiation detection element; An image generation unit configured to generate a radiographic image based on a radiation detection signal detected by the radiation detection unit, and the radiation imaging apparatus further includes a subject between the radiation source and the radiation detection unit. Direct radiation of each grid foil in a plurality of non-subject radiation images based on radiation detection signals detected without a subject. A first absorption ratio calculating means for calculating a yield ratio as a first absorption ratio; and a radiation detection signal detected in a state of the subject with the subject interposed between the radiation source and the radiation detecting means. A second absorption ratio calculating means for calculating the absorption ratio of the direct radiation of each grid foil in the radiation image of the subject based on the second absorption ratio; the first absorption ratio calculated by the first absorption ratio calculating means; and Based on the second absorption ratio calculated by the second absorption ratio calculating means, the degree of correlation between the radiographic image without the subject and the radiographic image of the subject is shown, and the distance of the grid foil from the ideal value is shown. A distance function calculating unit that calculates a distance function to be indicated, and the first absorption ratio that minimizes the distance function calculated by the distance function calculating unit is selected from a plurality of first absorption ratios Based on the selection means, the first absorption ratio selected by the selection means, and the radiographic image of the subject, a foil shadow by the grid foil of the radiographic image of the subject is removed, and the direct radiation of the subject is And image processing means for performing image processing for calculating a component and acquiring a radiation image from which the foil shadow has been removed.
[作用・効果]この発明に係る放射線撮影装置によれば、第1吸収比率算出手段は、放射線源と放射線検出手段との間に被検体を介在させずに被検体のない状態で検出された放射線検出信号に基づく複数枚の被検体なしの放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率を第1吸収比率として算出する。一方、第2吸収比率算出手段は、放射線源と放射線検出手段との間に被検体を介在させて当該被検体のある状態で検出された放射線検出信号に基づく被検体の放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率を第2吸収比率として算出する。 [Operation / Effect] According to the radiation imaging apparatus of the present invention, the first absorption ratio calculating means is detected in the absence of the subject without interposing the subject between the radiation source and the radiation detecting means. The direct radiation absorption ratio of each grid foil in a plurality of non-subject radiation images based on the radiation detection signal is calculated as the first absorption ratio. On the other hand, the second absorption ratio calculation means includes each subject in the radiation image of the subject based on the radiation detection signal detected with the subject interposed between the radiation source and the radiation detection means. The direct radiation absorption ratio is calculated as the second absorption ratio.
そして、第1吸収比率算出手段で算出された第1吸収比率、および第2吸収比率算出手段で算出された第2吸収比率に基づいて、距離関数算出手段は距離関数を算出する。上述したように、この距離関数は、被検体なしの放射線画像および被検体の放射線画像の相関の度合いを示すとともに、理想値からのグリッド箔の距離を示すパラメータである。 Then, the distance function calculating means calculates a distance function based on the first absorption ratio calculated by the first absorption ratio calculating means and the second absorption ratio calculated by the second absorption ratio calculating means. As described above, this distance function is a parameter indicating the degree of correlation between the radiographic image without the subject and the radiographic image of the subject and the distance of the grid foil from the ideal value.
その距離関数算出手段で算出された距離関数が最も小さくなる第1吸収比率を選択手段は複数の第1吸収比率から選択する。すなわち、被検体なしの放射線画像および被検体の放射線画像の相関が大きいほど、距離は理想値に近づき、距離関数は“0”に近づく。よって、距離関数が最小となる第1吸収比率を最適な第1吸収比率として選択する。そして、選択手段で選択された第1吸収比率および被検体の放射線画像に基づいて、画像処理手段は、当該被検体の放射線画像のグリッド箔による箔影を除去して、被検体の直接放射線の成分を算出して、箔影を除去した放射線画像を取得する画像処理を行う。 The selection means selects the first absorption ratio that minimizes the distance function calculated by the distance function calculation means from the plurality of first absorption ratios. That is, as the correlation between the radiographic image without the subject and the radiographic image of the subject increases, the distance approaches the ideal value and the distance function approaches “0”. Therefore, the first absorption ratio that minimizes the distance function is selected as the optimal first absorption ratio. Then, based on the first absorption ratio selected by the selection means and the radiographic image of the subject, the image processing means removes the foil shadow by the grid foil of the radiographic image of the subject, and direct radiation of the subject Image processing is performed to calculate a component and acquire a radiation image from which a foil shadow is removed.
このように、距離関数に基づいて複数の第1吸収比率から選択すれば、たとえ放射線検出手段に対する散乱放射線除去手段の位置ズレが生じたとしても、当該位置ズレに応じたパターン数を用意することなく散乱放射線およびグリッド箔を除去することができる。 As described above, by selecting from a plurality of first absorption ratios based on the distance function, even if a positional deviation of the scattered radiation removing unit relative to the radiation detecting unit occurs, the number of patterns corresponding to the positional deviation is prepared. Scattered radiation and grid foil can be removed.
この発明に係る放射線撮影装置において、第1吸収比率算出手段,第2吸収比率算出手段および距離関数算出手段は以下のように具体的に算出する。すなわち、第1吸収比率算出手段は、複数枚の被検体なしの放射線画像の各画素における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率を算出し、複数枚の被検体なしの放射線画像の画素のうち、各グリッド箔による箔影の影響を最も受けない画素間を1つの単位として、その単位画素間ごとに各グリッド箔の吸収比率の和を算出する。第1吸収比率算出手段とほぼ同様に、第2吸収比率算出手段は、被検体の放射線画像の各画素における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率を算出し、被検体の放射線画像の画素のうち、各グリッド箔による箔影の影響を最も受けない画素間を1つの単位として、その単位画素間ごとに各グリッド箔の吸収比率の和を算出する。距離関数算出手段は、第1吸収比率算出手段で算出された各グリッド箔の吸収比率の和、および第2吸収比率算出手段で算出された各グリッド箔の吸収比率の和に基づいて、距離関数を算出する。 In the radiographic apparatus according to the present invention, the first absorption ratio calculating means, the second absorption ratio calculating means, and the distance function calculating means are specifically calculated as follows. That is, the first absorption ratio calculating means calculates a direct radiation absorption ratio of each grid foil in each pixel of a plurality of radiation images without a subject, and among a plurality of radiation image pixels without a subject, The pixel that is least affected by the shadow of each grid foil is regarded as one unit, and the sum of the absorption ratios of each grid foil is calculated for each unit pixel. Almost the same as the first absorption ratio calculation means, the second absorption ratio calculation means calculates the direct radiation absorption ratio of each grid foil in each pixel of the subject radiation image, and among the pixels of the subject radiation image. The sum of the absorption ratios of the respective grid foils is calculated for each unit pixel, with the unit between the pixels that are least affected by the foil shadow caused by each grid foil. The distance function calculating means is based on the sum of the absorption ratios of the grid foils calculated by the first absorption ratio calculating means and the sum of the absorption ratios of the grid foils calculated by the second absorption ratio calculating means. Is calculated.
これらの発明に係る放射線撮影装置において、下記のような変化率算出手段を備えるのが好ましい。すなわち、第1吸収比率算出手段で算出された複数枚の被検体なしの放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率、および第2吸収比率算出手段で算出された被検体の放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率に基づいて、変化率算出手段は、被検体なしの放射線画像に対する被検体の放射線画像の変化率を算出する。変化率は、理想的には“1”となる。距離関数算出手段は、変化率算出手段で算出された変化率に基づいて距離関数を算出するので、被検体なしの放射線画像および被検体の放射線画像の相関が大きいほど、変化率は“1”に近づくとともに距離は理想値に近づき、距離関数は“0”に近づく。このように変化率を用いて距離関数を算出するのが可能となる。 In the radiographic apparatus according to these inventions, it is preferable to include a change rate calculation means as described below. That is, the absorption ratio of the direct radiation of each grid foil in the plurality of radiation images without the subject calculated by the first absorption ratio calculation means, and each of the radiation images of the subject calculated by the second absorption ratio calculation means Based on the direct radiation absorption ratio of the grid foil, the change rate calculation means calculates the change rate of the radiation image of the subject with respect to the radiation image without the subject. The rate of change is ideally “1”. Since the distance function calculating means calculates the distance function based on the change rate calculated by the change rate calculating means, the change rate is “1” as the correlation between the radiographic image without the subject and the radiographic image of the subject increases. As the distance approaches, the distance approaches the ideal value, and the distance function approaches “0”. In this way, it is possible to calculate the distance function using the change rate.
特に、変化率を用いて距離関数を算出する場合には、放射線検出素子の縦横のいずれか一方のみの方向(例えば行方向)に平行にグリッド箔を並べて構成された散乱放射線除去手段を用いるときに有用である。この構造の散乱放射線除去手段では、グリッド箔が延在する方向(行方向に平行にグリッド箔を並べたときにはグリッド箔が延在する方向は列方向)にグリッド箔が交差せずに、延在する方向に統計誤差(すなわちノイズ)が生じる。そこで、画像のノイズによる影響を軽減させるために、変化率算出手段で算出された変化率を、加算値算出手段は、グリッド箔が延在する方向に沿って加算して、あるいは加算して平均する相加平均(「加算平均」とも呼ばれる)を行い、当該加算あるいは当該相加平均による加算値を算出する。この加算値算出手段で算出された加算値に基づいて距離関数算出手段は距離関数を算出することで、画像のノイズによる影響が軽減する効果がある。 In particular, when calculating the distance function using the rate of change, when using scattered radiation removing means configured by arranging grid foils in parallel in only one of the longitudinal and lateral directions of the radiation detection element (for example, the row direction) Useful for. In this structure for removing scattered radiation, the grid foil does not cross in the direction in which the grid foil extends (the grid foil extends in the column direction when the grid foil is arranged in parallel to the row direction). Statistical error (ie noise) occurs in the direction of Therefore, in order to reduce the influence of image noise, the addition value calculation means adds or averages the change rates calculated by the change rate calculation means along the direction in which the grid foil extends. An arithmetic average (also referred to as “addition average”) is performed, and the addition or an addition value by the arithmetic average is calculated. The distance function calculation means calculates the distance function based on the addition value calculated by the addition value calculation means, thereby reducing the influence of image noise.
上述したこれらの発明に係る放射線撮影装置において、第1吸収比率算出手段で算出された第1吸収比率を書き込んで記憶する第1吸収比率記憶手段を備え、その第1吸収比率記憶手段に記憶された第1吸収比率を読み出して用いて各種の演算を行うのが好ましい。もし被検体なしの放射線画像を書き込んで記憶する場合には、第1吸収比率算出手段で第1吸収比率を算出する度に、被検体なしの放射線画像を読み出して第1吸収比率を演算しなければならないが、第1吸収比率を予め算出して書き込んで記憶することで演算回数を低減させることができるという効果を奏する。また、被検体なしの放射線画像を書き込んで記憶するためのメモリ領域では全画素のサイズが必要であるが、第1吸収比率を書き込んで記憶するためのメモリ領域の場合にはグリッド箔のみのサイズにまで低減させることができ、第1吸収比率記憶手段のメモリ領域のサイズを低減させることができるという効果をも奏する。 The radiographic apparatus according to these inventions described above includes first absorption ratio storage means for writing and storing the first absorption ratio calculated by the first absorption ratio calculation means, and stored in the first absorption ratio storage means. It is preferable to read out and use the first absorption ratio for various calculations. If a radiographic image without a subject is written and stored, each time the first absorption ratio is calculated by the first absorption ratio calculating means, the radiographic image without the subject must be read and the first absorption ratio calculated. However, there is an effect that the number of calculations can be reduced by calculating, writing and storing the first absorption ratio in advance. In addition, in the memory area for writing and storing the radiation image without the subject, the size of all pixels is necessary, but in the case of the memory area for writing and storing the first absorption ratio, the size of only the grid foil There is also an effect that the size of the memory area of the first absorption ratio storage means can be reduced.
この発明に係る放射線撮影装置によれば、被検体を介在させずに撮影したときと被検体を介在させて撮影したときとの個々のグリッド箔における直接放射線の吸収比率をそれぞれ算出し、これら吸収比率に基づく距離関数を算出する。この距離関数は、被検体なしの放射線画像および被検体の放射線画像の相関の度合いを示すとともに、理想値からのグリッド箔の距離を示すパラメータである。この距離関数が最も小さくなる被検体なしの放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率(第1吸収比率)を複数の第1吸収比率から選択すれば、たとえ放射線検出手段に対する散乱放射線除去手段の位置ズレが生じたとしても、当該位置ズレに応じたパターン数を用意することなく従来のパターン数のみで吸収比率を選択することができ、散乱放射線およびグリッド箔を除去することができる。 According to the radiation imaging apparatus according to the present invention, the absorption ratio of direct radiation in each grid foil between the time when imaging is performed without the subject and the time when imaging is performed with the subject is calculated. A distance function based on the ratio is calculated. This distance function is a parameter indicating the degree of correlation between the radiographic image without the subject and the radiographic image of the subject and the distance of the grid foil from the ideal value. If the absorption ratio (first absorption ratio) of the direct radiation of each grid foil in the radiation image without an object having the smallest distance function is selected from the plurality of first absorption ratios, even if the scattered radiation removing means for the radiation detecting means is selected. Even if the positional deviation occurs, the absorption ratio can be selected only by the conventional number of patterns without preparing the number of patterns according to the positional deviation, and the scattered radiation and the grid foil can be removed.
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図1は、実施例に係るX線撮影装置の概略構成図およびブロック図であり、図2は、フラットパネル型X線検出器(FPD)の検出面の模式図であり、図3は、グリッドの概略図である。本実施例では、放射線としてX線を例に採って説明するとともに、放射線撮影装置として、例えば心臓血管の診断に用いられる装置(CVS: cardiovascular systems)に実施するためのCアームを備えたCアームX線透視撮影装置を例に採って説明する。また、散乱放射線除去手段として、X線管の焦点を結ぶ射線に沿ってグリッド箔を配置した集束グリッドで、中間層を空隙としたエアグリッドを例に採って説明する。このエアグリッドは、撮影画像の画素間の距離(画素ピッチ)の整数倍に箔影が映り込むようにグリッド箔が配置された同期型グリッドでもある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram and a block diagram of an X-ray imaging apparatus according to an embodiment, FIG. 2 is a schematic diagram of a detection surface of a flat panel X-ray detector (FPD), and FIG. FIG. In this embodiment, X-rays will be described as an example of radiation, and a C-arm provided with a C-arm for implementation in, for example, an apparatus (CVS: cardiovascular systems) used for cardiovascular diagnosis as a radiographic apparatus. An explanation will be given by taking an X-ray fluoroscopic apparatus as an example. Further, as an example of the scattered radiation removing means, an air grid having an intermediate layer as a gap and a focusing grid in which a grid foil is arranged along a ray connecting the focal point of the X-ray tube will be described. This air grid is also a synchronous grid in which grid foils are arranged so that a foil shadow is reflected at an integral multiple of a distance (pixel pitch) between pixels of a captured image.
本実施例に係るX線撮影装置は、図1に示すように、被検体Mを載置した天板1と、X線を照射するX線管2と、照射されたX線を検出するフラットパネル型X線検出器(以下、「FPD」と略記する)3と、そのFPD3の検出側に設けられ、散乱X線を吸収するグリッド箔4a(図3などを参照)を、X線検出素子d(図2を参照)の縦横のいずれか少なくとも一方の方向(本実施例では行方向)に平行に並べて構成されたグリッド4とを備えている。X線管2は、この発明における放射線源に相当し、フラットパネル型X線検出器(FPD)3は、この発明における放射線検出手段に相当し、グリッド4は、この発明における散乱放射線除去手段に相当する。
As shown in FIG. 1, the X-ray imaging apparatus according to this embodiment includes a
この他に、X線撮影装置は、一端でX線管2を保持し、他端でFPD3をグリッド4とともに保持するCアーム5を備えている。図1では、Cアーム5は、被検体Mの体軸方向に湾曲状(C状に湾曲されて)形成されている。Cアーム5は、Cアーム5自身に沿って被検体Mの体軸と直交する回転中心軸の軸心周りに回転する(図1中のアーム送りθS)ことで、Cアーム5に保持されたX線管2,FPD3およびグリッド4も同方向に回転することが可能である。さらに、Cアーム5は被検体Mの体軸の軸心周りに回転する(図1中のアーム回転θR)ことで、X線管2,FPD3およびグリッド4も同方向に回転することが可能である。
In addition, the X-ray imaging apparatus includes a C-arm 5 that holds the
具体的には、Cアーム5は、床面に固定配置された基台6に、支柱7およびアーム保持部8を介して保持される。基台6に対して支柱7は、鉛直軸の軸心周りに回転可能で、この回転により支柱7に保持されたCアーム5ごとX線管2,FPD3およびグリッド4も同方向に回転することが可能である。また、支柱7に対してアーム保持部8を被検体Mの体軸の軸心周りに回転可能に保持することで、アーム保持部8に保持されたCアーム5ごとX線管2,FPD3およびグリッド4も同方向に回転することができる。また、アーム保持部8に対してCアーム5を被検体Mの体軸と直交する回転中心軸の軸心周りに回転可能に保持することで、Cアーム5ごとX線管2,FPD3およびグリッド4も同方向に回転することができる。
Specifically, the C arm 5 is held on a
さらに、FPD3を、X線管2とFPD3とを結ぶX線の照射軸に沿って接近・離反させる、あるいは照射軸と直交する集束ライン方向(グリッド箔の配置方向)に接近・離反させるように構成する。照射軸に沿って接近・離反させることで、SIDをZf毎に変化させる。なお、SIDは、X線管2の焦点位置からFPD3に垂線を下ろしたときに、当該垂線方向の焦点位置からFPD3までの距離(SID: Source Image Distance)である。また、X線管2,FPD3およびグリッド4の位置関係が一定である筈の条件でも、X線管2やFPD3の重量により、Cアーム5の回転や移動に伴いCアーム5に微小な撓みなどが発生し、X線管2,FPD3およびグリッド4の位置関係にズレが生じる場合がある。
Further, the
さらに、X線撮影装置は、FPD3で検出されたX線検出信号に基づいてX線画像を生成し、各種の画像処理を行う画像生成・処理部11と、被検体画像やエアー画像や、後述する吸収比率や変化率や加算値や距離関数や、箔影を除去したX線画像などのデータを書き込んで記憶するメモリ部12と、データや命令を入力する入力部13と、画像生成・処理部11で得られた画像を表示する表示部14と、これらを統括制御するコントローラ15とを備えている。その他にも、高電圧を発生して管電流や管電圧をX線管2に与える高電圧発生部などを備えているが、この発明の特徴部分あるいは特徴部分に関連する構成でないので、図示を省略する。
Furthermore, the X-ray imaging apparatus generates an X-ray image based on an X-ray detection signal detected by the
メモリ部12は、コントローラ15を介して、画像生成・処理部11で得られたデータを書き込んで記憶し、適宜必要に応じて読み出して、コントローラ15を介して、これらのデータを表示部14に送り込んで表示する。メモリ部12は、ROM(Read-only Memory)やRAM(Random-Access Memory)やハードディスクなどに代表される記憶媒体で構成されている。特に、本実施例では、後述する第1吸収比率メモリ領域12a(図4を参照)および第2画像メモリ領域12b(図4を参照)を、メモリ部12は有している。
The
入力部13は、オペレータが入力したデータや命令をコントローラ15に送り込む。入力部13は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。表示部14は、モニタで構成されている。
The
上述の画像生成・処理部11やコントローラ15は、中央演算処理装置(CPU)などで構成されている。画像生成・処理部11で得られたデータを、コントローラ15を介して、メモリ部12に書き込んで記憶、あるいは表示部14に送り込んで表示する。画像生成・処理部11の具体的な構成については詳しく後述する。
The image generation /
FPD3は、図2に示すように、その検出面にはX線に有感な複数のX線検出素子dを2次元マトリックス状(縦横)に配列して構成されている。X線検出素子dは、被検体Mを透過したX線をX線検出信号(電気信号)に変換して一旦蓄積して、その蓄積されたX線検出信号を読み出すことで、X線を検出する。各々のX線検出素子dでそれぞれ検出されたX線検出信号を、X線検出信号に応じた画素値に変換して、X線検出素子dの位置にそれぞれ対応した画素にその画素値を割り当てることで画像生成・処理部11の画像生成部21(図4を参照)はX線画像を生成する。
As shown in FIG. 2, the
グリッド4は、図3に示すように、散乱X線を吸収するグリッド箔4aとX線を透過させる中間層4bとを交互に並べて構成されている。グリッド箔4a,中間層4bを覆うグリッドカバー4cは、X線の入射面および逆側の面からグリッド箔4a,中間層4bを挟み込む。グリッド箔4aの図示を明確にするために、グリッドカバー4cについては二点鎖線で図示し、その他のグリッド4の構成(グリッド箔4aを支持する機構等)については図示を省略する。グリッド箔4aは、この発明におけるグリッド箔に相当する。
As shown in FIG. 3, the
また、図3に示すように各々のグリッド箔4aをFPD3の検出面に対して平行に配置してグリッド4を配置している。なお、本実施例では中間層4bは空隙となっており、グリッド4はエアグリッドでもある。グリッド箔4aについては、鉛などのようにX線に代表される放射線を吸収する物質であれば、特に限定されない。また、本実施例では、X線管2(図1を参照)の焦点を結ぶ射線に沿ってグリッド箔4aを配置した集束グリッドであるが、図3では図示の便宜上、各々のグリッド箔4aを平行配置としている。
Further, as shown in FIG. 3, the
図3に示すように各々の画素サイズをΔXとすると、各々の画素に同期して箔影が映り込むようにグリッド箔4aが配置されている。複数(例えば4つ)の画素に同期して箔影が映り込むようにグリッド箔4aが配置されている。したがって、X線をグリッド箔4aが吸収することによりFPD3に箔影が生じて、箔影がX線画像に映り込むが、各々の画素に同期して箔影が映り込むようにグリッド箔4aが配置される。このように、グリッド4は、画素間の距離(画素ピッチ)の整数倍(例えば4倍)に箔影が映り込むようにグリッド箔4aが配置された同期型グリッドである。
As shown in FIG. 3, when each pixel size is ΔX, the
図3では、グリッド箔4aをx方向(行方向)に平行に並べることで、グリッド箔4aはy方向(列方向)に延在することになる。また、X線検出素子d(図2を参照)は、x,y方向に縦横に平行に並んでいるので、グリッド箔4aは、X線検出素子dのx方向(行方向)に平行に並んで配置されることになる。
In FIG. 3, the
次に、画像生成・処理部および一連の画像処理のフローについて、図4〜図7を参照して説明する。図4は、実施例に係る具体的な画像生成・処理部のブロック図であり、図5は、一連の画像処理のフローチャートであり、図6は、ピーク画素座標・箔影座標の位置関係の一例、CP値(直接X線透過率)および箔影量を模式的に示した概略図であり、図7は、FPD・グリッドの位置ズレによるグリッド箔影および直接X線透過率のプロファイルの変化を模式的に示した概略図である。 Next, the flow of the image generation / processing unit and a series of image processing will be described with reference to FIGS. 4 is a block diagram of a specific image generating / processing unit according to the embodiment, FIG. 5 is a flowchart of a series of image processing, and FIG. 6 is a diagram showing the positional relationship between the peak pixel coordinates and the foil shadow coordinates. FIG. 7 is a schematic view schematically showing an example, a CP value (direct X-ray transmittance) and a foil shadow amount, and FIG. 7 shows changes in the profile of the grid foil shadow and the direct X-ray transmittance due to the FPD / grid misalignment. It is the schematic which showed typically.
画像生成・処理部11は、図4に示すように、画像生成部21と第1吸収比率算出部22と第2吸収比率算出部23と変化率算出部24と加算値算出部25と距離関数算出部26と選択部27と画像処理部28とを備えている。また、メモリ部12は、第1吸収比率メモリ領域12aと第2画像メモリ領域12bとを有している。画像生成部21は、この発明における画像生成手段に相当し、第1吸収比率算出部22は、この発明における第1吸収比率算出手段に相当し、第2吸収比率算出部23は、この発明における第2吸収比率算出手段に相当し、変化率算出部24は、この発明における変化率算出手段に相当し、加算値算出部25は、この発明における加算値算出手段に相当し、距離関数算出部26は、この発明における距離関数算出手段に相当し、選択部27は、この発明における選択手段に相当し、画像処理部28は、この発明における画像処理手段に相当し、第1吸収比率メモリ領域12aは、この発明における第1吸収比率記憶手段に相当する。
As shown in FIG. 4, the image generation /
ここで、本明細書中において本実施例を説明するための言葉を定義する。グリッド箔4a(図3を参照)による箔影の影響を最も受けない画素をピーク画素とし、この画素は箔影とそれに隣接する箔影との中間部分に位置し、箔影から可能な限り遠い画素である。このピーク画素のx座標をピーク画素座標とする。逆に、グリッド箔4aによる箔影の影響を最も受けやすい画素を箔影画素とし、この画素は箔影上に位置し、箔影から可能な限り近い画素である。この箔影画素のx座標を箔影座標とする。上述したように、グリッドがない場合の直接X線量を“1.0”としたときの1画素中における直接X線透過率をCP値とする。また、1画素中におけるグリッド箔4aの直接X線の吸収比率を箔影量とし、グリッド箔影がない画素では“0.0”となり、グリッド箔影がある画素では、「1.0−CP値」となる。また、画素行における1行中のある1つのピーク画素座標間に注目したときの注目ピーク画素座標間にある画素の箔影量の和を箔影積算値とする。ただし、ピーク画素は箔影から可能な限り遠い画素であるので、歪み等があったとしても箔影がピーク画素上に映り込まないとして、箔影積算値は、ピーク画素上の箔影量を含まないとする。
Here, terms for describing the present embodiment are defined in this specification. The pixel that is least affected by the foil shadow by the
また、本明細書中において本実施例を説明するための文字を定義する。ある画素のx座標をxとし、ある画素のy座標をyとし、あるグリッド箔4aをg本目とし、1行中のあるピーク画素をp番目とし、ある所定条件で得られたときの被検体なしのX線画像(エアー画像)をa枚目とし、撮影画像の横サイズ(x方向のサイズ)の全ピクセル数(全画素数)をXSIZEとし、撮影画像の縦サイズ(y方向のサイズ)の全ピクセル数(全画素数)をYSIZEとし、グリッド箔4aの全本数をNGとし、ピーク画素列の全本数をNP(ただしNP=NG+1)とし、エアー画像の全枚数をNAとする。すると、0≦x<XSIZE,0≦y<YSIZE,0≦g<NG,0≦p<NP,0≦a<NAとなる。
Moreover, the character for demonstrating a present Example is defined in this specification. The subject when x is the x coordinate of a certain pixel, y is the y coordinate of a certain pixel, g is the
本実施例の場合には、上述したようにNAをFPD3に対するX線管2焦点の位置ズレのパターン数とする。このとき、SIDをZf(図1を参照)毎に変化させつつ、各々のSID毎にFPD3に対するX線管2焦点の位置ズレのパターン数におけるエアー画像をそれぞれ撮影して、合計NA枚のエアー画像を取得する。
In the case of this embodiment, the number of patterns of positional deviation of the
また、A(x,y,a)をa枚目のときにおけるエアー画像の画素値(以下、単に「エアー画像」とする)とし、I(x,y)を被検体画像の画素値(以下、単に「被検体画像」とする)とし、A_CP(x,y,a)をエアー画像から算出したCP値を画素に割り当てて並べた画像(以下、単に「CP値画像」とする)とし、I_CP(x,y,a)を被検体画像から算出したCP値画像とする。 Also, A (x, y, a) is the pixel value of the air image at the time of the a-th sheet (hereinafter, simply referred to as “air image”), and I (x, y) is the pixel value of the subject image (hereinafter, “air image”) , Simply referred to as “subject image”), and A_CP (x, y, a) as an image in which CP values calculated from the air image are assigned to pixels (hereinafter simply referred to as “CP value image”), Let I_CP (x, y, a) be a CP value image calculated from the subject image.
画像生成部21は、図4に示すように、FPD3(図1〜図3を参照)で検出されたX線検出信号に基づいてX線画像を生成する。具体的には、X線管2(図1を参照)とFPD3との間に被検体を介在させずに被検体のない状態で検出されたX線検出信号に基づく複数枚の被検体なしのX線画像(すなわちエアー画像A(x,y,a))を画像生成部21はそれぞれ生成する。一方、X線管2とFPD3との間に被検体M(図1を参照)を介在させて当該被検体Mのある状態で検出されたX線検出信号に基づく被検体MのX線画像(すなわち被検体画像I(x,y))を画像生成部21は生成する。
As shown in FIG. 4, the
このようにして、画像生成部21は、複数枚のエアー画像A(x,y,a)をそれぞれ生成するとともに、被検体画像I(x,y)を生成する。コントローラ15(図4では図示省略)を介して、被検体画像I(x,y)をメモリ部12の第2画像メモリ領域12bに書き込んで記憶する。被検体撮影時よりも事前に、複数枚のエアー画像A(x,y,a)をそれぞれ生成するエアー画像撮影を行い、その後に、被検体画像I(x,y)を生成して第2画像メモリ領域12bに記憶する被検体撮影を行う。
In this way, the
第1吸収比率算出部22は、エアー画像A(x,y,a)における各グリッド箔4aの直接X線の吸収比率を算出する。つまり、エアー画像A(x,y,a)における各グリッド箔4aの直接X線の吸収比率は、上述したようにグリッド箔影がある画素では“0.0”となり、グリッド箔影がない画素では「1.0−CP値」となるので、第1吸収比率算出部22は、エアー画像から算出したCP値画像A_CP(x,y,a)に基づいて直接X線の吸収比率を求める。エアー画像から算出したCP値画像A_CP(x,y,a)は、下記(1)式で表される。
The first absorption
A_CP(x,y,a)
=A(x,y,a)/Spline{A(x,y,a)} …(1)式
ここで、Spline{A(x,y,a)}は、x軸方向のエアー画像A(x,y,a)のスプライン補間である。ただし、後述する下記(4)式および(5)式と相違して、上記(1)式では、被検体が介在せずに散乱X線が生じないので、エアー画像は散乱X線S{I(x,y),A(x,y,a)}の成分を含まない。
A_CP (x, y, a)
= A (x, y, a) / Spline {A (x, y, a)} (1) where Spline {A (x, y, a)} is an air image A in the x-axis direction ( This is a spline interpolation of x, y, a). However, unlike the following equations (4) and (5) described later, in the above equation (1), the scattered X-rays are not generated because the subject does not intervene, so the air image is scattered X-rays S {I. (X, y), A (x, y, a)} are not included.
(ステップS1)A_SHsum(g,y,a)を算出する
さらに、図5のフローチャートのステップS1に示すように、第1吸収比率算出部22は、複数枚のエアー画像A(x,y,a)の画素のうち、各グリッド箔4aによる箔影の影響を最も受けない画素間(すなわちピーク画素間)を1つの単位として、その単位画素間ごとに各グリッド箔4aの吸収比率の和を算出する。本明細書中では、この吸収比率の和をグリッド箔4aによる箔影毎にそれぞれ求めて画素に割り当てることで画像を生成する。この生成された吸収比率の和に関する画像を、エアー画像から算出した箔影積算値画像とし、A_SHsum(g,y,a)をエアー画像から算出した箔影積算値画像とする。箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)は、この発明における第1吸収比率に相当する。
(Step S1) Calculate A_SHsum (g, y, a) Further, as shown in Step S1 of the flowchart of FIG. 5, the first absorption
ここで、PA(p,a)をa枚目のときにおけるエアー画像のピーク画素座標とする。エアー画像のピーク画素座標は、エアー画像の枚数分(NA通り)存在するので、p,aの2変数関数で表す。 Here, let P A (p, a) be the peak pixel coordinates of the air image at the time of the a-th sheet. Peak pixel coordinate of the air image, the number of air image content (N A street) as there, p, expressed by two variables function of a.
各々のエアー画像A(x,y,a)から箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)を下記(2)式を用いて算出する。 The foil shadow integrated value image A_SHsum (g, y, a) is calculated from each air image A (x, y, a) using the following equation (2).
ここで、上記(3)式のwは、画素行における1行中にある箔影画素とそれに隣接する箔影画素との間の画素数であり、箔影画素と隣接する箔影画素との間にはピーク画素も含まれている。 Here, w in the above equation (3) is the number of pixels between the foil shadow pixel in one row of the pixel row and the foil shadow pixel adjacent to the foil shadow pixel. A peak pixel is also included in between.
エアー画像から算出したCP値画像A_CP(g,y,a)は直接X線透過率でもあり、直接X線量の最大値(すなわち箔影がないときの直接X線量)が“1.0”に正規化されたパラメータでもある。したがって、上記(2)式の右辺における第1項である画素数wは、画素行における1行中にある箔影画素とそれに隣接する箔影画素との間での総線量を正規化したパラメータとなり、箔影がないときの1画素は直接X線量の最大値“1.0”に一致する。一方、上記(2)式の右辺における第2項は、画素行における1行中にある箔影画素とそれに隣接する箔影画素との間にある画素でのCP値画像A_CP(g,y,a)の総和であるので、上記(2)式の右辺における第1項から第2項を減算することで、単位画素間ごとにおける各グリッド箔4aの吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)を求めることができる。 The CP value image A_CP (g, y, a) calculated from the air image is also the direct X-ray transmittance, and the maximum value of the direct X-ray dose (that is, the direct X-ray dose when there is no foil shadow) is “1.0” It is also a normalized parameter. Therefore, the number of pixels w which is the first term on the right side of the equation (2) is a parameter obtained by normalizing the total dose between the foil shadow pixels in one row and the foil shadow pixels adjacent thereto. Thus, one pixel when there is no foil shadow directly corresponds to the maximum value “1.0” of the X-ray dose. On the other hand, the second term on the right side of the equation (2) indicates that the CP value image A_CP (g, y, g, y, y) is a pixel between a foil shadow pixel in one row and a foil shadow pixel adjacent thereto. Since this is the sum of a), the foil shadow normalized to the sum of the absorption ratios of the grid foils 4a between the unit pixels is obtained by subtracting the second term from the first term on the right side of the equation (2). The integrated value image A_SHsum (g, y, a) can be obtained.
このようにして、第1吸収比率算出部22は、エアー画像A(x,y,a)における各グリッド箔4aの直接X線の吸収比率を算出し、単位画素間ごとに各グリッド箔4aの吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)を算出する。コントローラ15(図4では図示省略)を介して、箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)をメモリ部12の第1吸収比率メモリ領域12aに書き込んで記憶する。
In this way, the first absorption
なお、被検体撮影の直前にエアー画像撮影をその都度行い、箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)をその都度算出して、箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)をその都度用いて後述の各種の演算を行う必要はない。過去にエアー画像撮影を行って、箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)を算出して第1吸収比率メモリ領域12aに書き込んで記憶し、第1吸収比率メモリ領域12aに記憶された箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)を共通して用いて後述の各種の演算を行う方がより好ましい。すなわち、図4のように第1吸収比率メモリ領域12aを備え、箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)を予め算出して第1吸収比率メモリ領域12aに書き込んで記憶することで各種の演算回数を低減させることができる。
It should be noted that air image capturing is performed each time immediately before subject imaging, and the foil shadow integrated value image A_SHsum (g, y, a) is calculated each time, and the foil shadow integrated value image A_SHsum (g, y, a) is calculated. It is not necessary to perform various calculations described later using each time. The air image was photographed in the past, the foil shadow integrated value image A_SHsum (g, y, a) was calculated, written and stored in the first absorption
第1吸収比率算出部22で算出され、第1吸収比率メモリ領域12aに記憶された箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)を、第1吸収比率メモリ領域12aから読み出して、第2吸収比率算出部23,変化率算出部24および選択部27に送り込む。
The foil shadow integrated value image A_SHsum (g, y, a) calculated by the first absorption
一方、第2画像メモリ領域12bに記憶された被検体画像I(x,y)を読み出して、第2吸収比率算出部23は、被検体画像I(x,y)における各グリッド箔4aの直接X線の吸収比率を算出する。つまり、被検体画像I(x,y)における各グリッド箔4aの直接X線の吸収比率は、上述したようにグリッド箔影がある画素では“0.0”となり、グリッド箔影がない画素では「1.0−CP値」となるので、第2吸収比率算出部23は、被検体画像から算出したCP値画像I_CP(x,y,a)に基づいて直接X線の吸収比率を求める。被検体画像から算出したCP値画像I_CP(x,y,a)は、下記(4)式で表される。
On the other hand, the subject image I (x, y) stored in the second
I_CP(x,y,a)
=G(x,y,a)/Spline{G(x,y,a)} …(4)式
G(x,y,a)
=I(x,y)−S{I(x,y),A(x,y,a)} …(5)式
ここで、上記(4)式および(5)式では、被検体Mが介在することで散乱X線が生じるので、被検体画像は散乱X線S{I(x,y),A(x,y,a)}の成分を含む。よって、上記(5)式のように、被検体画像I(x,y)から散乱X線S{I(x,y),A(x,y,a)}の成分を除去した画像をG(x,y,a)とする。Spline{G(x,y,a)}は、x軸方向のG(x,y,a)のスプライン補間である。なお、散乱X線S{I(x,y),A(x,y,a)}は、上述した箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)から求められる。
I_CP (x, y, a)
= G (x, y, a) / Spline {G (x, y, a)} (4) Formula G (x, y, a)
= I (x, y) -S {I (x, y), A (x, y, a)} (5) Here, in the above expressions (4) and (5), the subject M is Since the scattered X-rays are generated by intervening, the subject image includes components of the scattered X-rays S {I (x, y), A (x, y, a)}. Therefore, an image obtained by removing components of scattered X-rays S {I (x, y), A (x, y, a)} from the subject image I (x, y) as expressed by the above equation (5) is represented by G. (X, y, a). Spline {G (x, y, a)} is a spline interpolation of G (x, y, a) in the x-axis direction. The scattered X-rays S {I (x, y), A (x, y, a)} are obtained from the above-described foil shadow integrated value image A_SHsum (g, y, a).
したがって、第2吸収比率算出部23は、第2画像メモリ領域12bに記憶された被検体画像I(x,y)の他に、第1吸収比率メモリ領域12aに記憶された箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)をも読み出して、被検体画像I(x,y)および箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)に基づく散乱X線S{I(x,y),A(x,y,a)}を算出する。そして、その散乱X線S{I(x,y),A(x,y,a)}をも用いて、被検体画像I(x,y)における各グリッド箔4aの直接X線の吸収比率を算出する。このように、第2吸収比率算出部23は、第1吸収比率メモリ領域12aに記憶された第1吸収比率(箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a))を読み出して用いて後述する第2吸収比率(箔影積算値画像I_SHsum(g,y,a))を算出する演算を行う。
Accordingly, the second absorption
(ステップS2)I_SHsum(g,y,a)を算出する
さらに、図5のフローチャートのステップS2に示すように、第2吸収比率算出部23は、被検体画像I(x,y)の画素のうち、各グリッド箔4aによる箔影の影響を最も受けない画素間(すなわちピーク画素間)を1つの単位として、その単位画素間ごとに各グリッド箔4aの吸収比率の和を算出する。本明細書中では、この吸収比率の和をグリッド箔4aによる箔影毎にそれぞれ求めて画素に割り当てることで画像を生成する。この生成された吸収比率の和に関する画像を、被検体画像から算出した箔影積算値画像とし、I_SHsum(g,y,a)を被検体画像から算出した箔影積算値画像とする。箔影積算値画像I_SHsum(g,y,a)は、この発明における第2吸収比率に相当する。
(Step S2) Calculate I_SHsum (g, y, a) Further, as shown in step S2 of the flowchart of FIG. 5, the second absorption
ここで、PI(p)を被検体画像のピーク画素座標とする。エアー画像のピーク画素座標と相違し、被検体画像は1枚分のみのデータであるので、被検体画像のピーク画素座標をpのみの1変数関数で表す。 Here, P I (p) is the peak pixel coordinate of the subject image. Unlike the peak pixel coordinates of the air image, since the subject image is data for only one sheet, the peak pixel coordinates of the subject image are represented by a single variable function of only p.
被検体画像I(x,y)から箔影積算値画像I_SHsum(g,y,a)を下記(6)式を用いて算出する。 The foil shadow integrated value image I_SHsum (g, y, a) is calculated from the subject image I (x, y) using the following equation (6).
ここで、上記(7)式のwは、上記(3)式のwでも述べたように、画素行における1行中にある箔影画素とそれに隣接する箔影画素との間の画素数であり、箔影画素と隣接する箔影画素との間にはピーク画素も含まれている。 Here, w in the equation (7) is the number of pixels between the foil shadow pixel in one row and the foil shadow pixel adjacent thereto as described in the w in the equation (3). There is a peak pixel between the foil shadow pixel and the adjacent foil shadow pixel.
エアー画像でも述べたように、被検体画像から算出したCP値画像I_SHsum(g,y,a)は直接X線透過率でもあり、直接X線量の最大値(すなわち箔影がないときの直接X線量)が“1.0”に正規化されたパラメータでもある。したがって、上記(6)式の右辺における第1項である画素数wは、画素行における1行中にある箔影画素とそれに隣接する箔影画素との間での総線量を正規化したパラメータとなり、箔影がないときの1画素は直接X線量の最大値“1.0”に一致する。一方、上記(6)式の右辺における第2項は、画素行における1行中にある箔影画素とそれに隣接する箔影画素との間にある画素でのCP値画像I_SHsum(g,y,a)の総和であるので、上記(6)式の右辺における第1項から第2項を減算することで、単位画素間ごとにおける各グリッド箔4aの吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像I_SHsum(g,y,a)を求めることができる。 As described in the air image, the CP value image I_SHsum (g, y, a) calculated from the subject image is also the direct X-ray transmittance, and the maximum value of the direct X-ray dose (that is, the direct X when there is no foil shadow). (Dose) is also a parameter normalized to “1.0”. Therefore, the number of pixels w, which is the first term on the right side of the equation (6), is a parameter obtained by normalizing the total dose between the foil shadow pixels in one row of the pixel rows and the foil shadow pixels adjacent thereto. Thus, one pixel when there is no foil shadow directly corresponds to the maximum value “1.0” of the X-ray dose. On the other hand, the second term on the right side of the above equation (6) indicates that the CP value image I_SHsum (g, y, g, y) at a pixel between the foil shadow pixel in one row of the pixel row and the foil shadow pixel adjacent thereto. Since this is the sum of a), the foil shadow normalized to the sum of the absorption ratios of the respective grid foils 4a between the unit pixels is obtained by subtracting the second term from the first term on the right side of the above equation (6). The integrated value image I_SHsum (g, y, a) can be obtained.
このようにして、第2吸収比率算出部23は、被検体画像I(x,y)における各グリッド箔4aの直接X線の吸収比率を算出し、単位画素間ごとに各グリッド箔4aの吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像I_SHsum(g,y,a)を算出する。第2吸収比率算出部23で算出された箔影積算値画像I_SHsum(g,y,a)を変化率算出部24に送り込む。実際には、第2吸収比率算出部23で算出された箔影積算値画像I_SHsum(g,y,a)を、コントローラ15(図4では図示省略)を介してメモリ部12に書き込んで記憶し、後述の変化率算出部24による変化率を算出する際に、メモリ部12に記憶された箔影積算値画像I_SHsum(g,y,a)を読み出して用いる。
In this way, the second absorption
エアー画像のピーク画素座標PA(p,a)を、図6ではp[a],p[a+1]とし、図7ではpn,pn+1としている。図6の左上段に示すように、グリッド箔4a(図3を参照)の全本数がNGのとき、箔番号を左端から順に“0”,“1”,“2”,…と付けていくと右端は“NG−1”となる。図6の右上段におけるエアー画像での画素行を拡大したのが図6の中段である。図6の中段に示すように、画素座標を左端から順に“0”,“1”,“2”,…と付けて、箔番号aの箔影座標をg[a]とし、箔番号(a−1)の箔影座標g[a−1]と箔番号aの箔影座標g[a]との間にあるピーク画素座標をp[a]とし、箔番号aの箔影座標g[a]と箔番号(a+1)の箔影座標g[a+1]との間にあるピーク画素座標をp[a+1]としている。図6の中段における箔番号“NX−1”の箔影画素をさらに拡大したのが図6の下段である。 Peak pixel coordinate P A (p, a) of the air image, in FIG. 6 p [a], and p [a + 1], is in FIG. 7 p n, and p n + 1. As shown in the upper left part of FIG. 6, when the total number of grid foils 4a (see FIG. 3) is NG , the foil numbers are assigned “0”, “1”, “2”,. The right end becomes “ NG- 1”. The middle row of FIG. 6 is an enlarged pixel row in the air image in the upper right row of FIG. As shown in the middle part of FIG. 6, the pixel coordinates are assigned “0”, “1”, “2”,... In order from the left end, the foil shadow coordinate of the foil number a is g [a], and the foil number (a The peak pixel coordinate between the foil shadow coordinate g [a-1] of -1) and the foil shadow coordinate g [a] of the foil number a is p [a], and the foil shadow coordinate g [a] of the foil number a is ] And the peak pixel coordinate between the foil shadow coordinate g [a + 1] of the foil number (a + 1) is p [a + 1]. The lower half of FIG. 6 is a further enlarged view of the foil shadow pixel of foil number “N X −1” in the middle stage of FIG.
図6の下段に示すように、画素幅をtとし、u,vをX線透過幅とすると、CP値はCP値=(u+v)/tとなり、箔影量は箔影量={t−(u+v)}t=1.0−CP値となる。なお、図6では、図示の便宜上、箔影画素に{t−(u+v)}の幅を有する箔影が映り込む様子を図示したが、最小幅である画素幅tを有するピクセルで画素は構成されるので、実際の画素には画素幅t未満の箔影が映り込まずに、グリッド箔によってX線が吸収された画素値が1画素分の箔影画素に一様に出力されることに留意されたい。 As shown in the lower part of FIG. 6, when the pixel width is t and u and v are X-ray transmission widths, the CP value is CP value = (u + v) / t, and the foil shadow amount is foil shadow amount = {t− (U + v)} t = 1.0−CP value. In FIG. 6, for convenience of illustration, a state in which a foil shadow having a width of {t− (u + v)} is reflected in the foil shadow pixel is illustrated, but the pixel is configured by a pixel having a pixel width t which is the minimum width. Therefore, the actual pixel is not reflected with a foil shadow having a pixel width of less than t, and the pixel value in which X-rays are absorbed by the grid foil is uniformly output to the foil shadow pixel for one pixel. Please keep in mind.
また、図7の左上段をFPD・グリッドの位置ズレなしとし、図7の左下段をFPD・グリッドの位置ズレなしのときにおけるグリッド箔影および直接X線透過率のプロファイルとし、図7の右上段をFPD・グリッドの位置ズレありとし、図7の右下段をFPD・グリッドの位置ズレありのときにおけるグリッド箔影および直接X線透過率のプロファイルとする。図7の左下段および右下段に示すように、ピーク画素座標pnとピーク画素座標pn+1との間にある画素座標を、左から順にa,b,cとする。図7に示すように、4つの画素に同期して箔影が映り込むとする。 7 is the profile of the grid foil shadow and the direct X-ray transmittance when the FPD / grid position is not misaligned, and the lower left of FIG. 7 is the profile of the grid foil shadow and direct X-ray transmittance when there is no misalignment of the FPD / grid. Assume that the steps are FPD / grid misalignment, and the lower right in FIG. 7 is the profile of the grid foil shadow and direct X-ray transmittance when the FPD / grid misalignment is present. As shown in the lower left and lower right of FIG. 7, pixel coordinates between the peak pixel coordinate pn and the peak pixel coordinate pn + 1 are a, b, and c in order from the left. As shown in FIG. 7, it is assumed that a foil shadow is reflected in synchronization with four pixels.
このとき、FPD・グリッドの位置ズレなしのときには、グリッド箔影は、ピーク画素座標pnとピーク画素座標pn+1との間の中央にある画素座標bに該当する画素のみに映り込み、直接X線透過率のプロファイルは、画素座標bに該当する画素のみの箇所で落ち込むが、それ以外の画素座標aや画素座標cに該当する画素の箇所では“1.0”のままである。一方、FPD・グリッドの位置ズレありのときには、グリッド箔影が、ピーク画素座標pnとピーク画素座標pn+1との間にある画素座標bと画素座標cとの両方に跨って映り込んだとすると、直接X線透過率のプロファイルは、画素座標aに該当する画素の箇所では“1.0”のままであるが、画素座標bや画素座標cに該当する画素の箇所で落ち込む。 At this time, when there is no misalignment of the FPD / grid, the grid foil shadow is reflected only in the pixel corresponding to the pixel coordinate b at the center between the peak pixel coordinate pn and the peak pixel coordinate pn + 1, and directly X The profile of the line transmittance drops at only the pixel corresponding to the pixel coordinate b, but remains “1.0” at the other pixel coordinates corresponding to the pixel coordinate a and the pixel coordinate c. On the other hand, when there is an FPD / grid misalignment, the grid foil shadow is reflected across both the pixel coordinates b and the pixel coordinates c between the peak pixel coordinates pn and the peak pixel coordinates pn + 1 . The direct X-ray transmittance profile remains “1.0” at the pixel corresponding to the pixel coordinate a, but falls at the pixel corresponding to the pixel coordinate b or the pixel coordinate c.
このように、「発明が解決しようとする課題」の欄でも述べたように、FPDに対するグリッドの位置にズレが生じると、図7の下段に示すようにグリッド箔影のプロファイルは変化する。その一方で、グリッド箔による箔影の影響を最も受けないピーク画素(pn,pn+1)間に着目すると、グリッド箔により吸収する直接X線量(箔影量)の和(図7の下段における灰色部分の面積を参照)は、FPDに対してグリッドの位置がずれた場合でも変化しないことがわかる。具体的には、FPD・グリッドの位置ズレなしのときには、図7の左下段における箔影量の和(すなわち吸収比率の和)は、a,b,cで囲まれた三角形の面積となるが、FPD・グリッドの位置ズレありのときには、図7の右下段における箔影量の和(すなわち吸収比率の和)は、a,b,c,pn+1で囲まれた四角形の面積となり、両者の面積は変化しない。 As described above, as described in the section “Problems to be solved by the invention”, when the position of the grid relative to the FPD is shifted, the profile of the grid foil shadow changes as shown in the lower part of FIG. On the other hand, when attention is paid to the peak pixels (p n , p n + 1 ) that are least affected by the foil shadow caused by the grid foil, the sum of the direct X-ray dose (foil shadow amount) absorbed by the grid foil (in the lower part of FIG. 7). It can be seen that the gray area does not change even when the grid position is deviated from the FPD. Specifically, when there is no positional displacement of the FPD / grid, the sum of the foil shadow amounts (that is, the sum of the absorption ratios) in the lower left of FIG. 7 is the area of a triangle surrounded by a, b, and c. , When the FPD / grid is misaligned, the sum of the foil shadow amounts (that is, the sum of the absorption ratios) in the lower right of FIG. 7 is the area of a rectangle surrounded by a, b, c, pn + 1 . The area does not change.
以上の理由により、各画像の画素のうち、各グリッド箔による箔影の影響を最も受けない画素間(ピーク画素間)を1つの単位として、その単位画素間ごとに各グリッド箔の吸収比率の和を算出して後述する距離関数を算出することにより相関をとることで、FPDとグリッドとの位置関係は、エアー画像撮影時と被検体撮影時と同じであるという制約を緩和する。本実施例では、図5のフローチャートのステップS1、S2で述べたように、単位画素間ごとに各グリッド箔4aの吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)および箔影積算値画像I_SHsum(g,y,a)をそれぞれ算出する。 For the above reasons, among the pixels of each image, between the pixels that are least affected by the foil shadow by each grid foil (between peak pixels) as one unit, the absorption ratio of each grid foil for each unit pixel By taking the correlation by calculating the sum and calculating a distance function described later, the positional relationship between the FPD and the grid is the same as that at the time of air image capturing and at the time of subject image capturing. In this embodiment, as described in steps S1 and S2 of the flowchart of FIG. 5, the foil shadow integrated value image A_SHsum (g, y, g) normalized to the sum of the absorption ratios of the grid foils 4a for each unit pixel. a) and the foil shadow integrated value image I_SHsum (g, y, a) are respectively calculated.
図4および図5の説明に戻る。
変化率算出部24は、図4に示すように、第1吸収比率算出部22で算出され、第1吸収比率メモリ領域12aに記憶され読み出された複数枚のエアー画像A(x,y,a)における各グリッド箔4a(図3を参照)の直接X線の吸収比率、および第2吸収比率算出部23で算出された被検体画像I(x,y)における各グリッド箔4aの直接X線の吸収比率に基づいて、エアー画像に対する被検体画像の変化率を算出する。
Returning to FIG. 4 and FIG.
As shown in FIG. 4, the change
(ステップS3)R(g,y,a)を算出する
本実施例では、図5のフローチャートのステップS3に示すように、それぞれのエアー画像から算出したNA枚の箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)、および被検体画像から算出した箔影積算値画像I_SHsum(g,y,a)に基づいて、変化率を算出する。R(g,y,a)を変化率とすると、各グリッド箔4aの吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)および箔影積算値画像I_SHsum(g,y,a)から変化率R(g,y,a)を下記(8)式を用いて算出する。
(Step S3) R (g, y, a) in the present embodiment for calculating a, as shown in step S3 in the flowchart of FIG. 5, each of the N A sheet calculated from the air image foil shadow integrated value image A_SHsum ( The rate of change is calculated based on g, y, a) and the foil shadow integrated value image I_SHsum (g, y, a) calculated from the subject image. When R (g, y, a) is a change rate, the foil shadow integrated value image A_SHsum (g, y, a) and the foil shadow integrated value image I_SHsum (g) normalized to the sum of the absorption ratios of the grid foils 4a. , Y, a), the rate of change R (g, y, a) is calculated using the following equation (8).
R(g,y,a)
=I_SHsum(g,y,a)/A_SHsum(g,y,a)…(8)式
上記(8)式のように、被検体画像から算出した箔影積算値画像I_SHsum(g,y,a)を、それぞれのエアー画像から算出した箔影積算値画像I_SHsum(g,y,a)で除算することで、変化率R(g,y,a)を求める。
R (g, y, a)
= I_SHsum (g, y, a) / A_SHsum (g, y, a) (8) Equation As in the above equation (8), the foil shadow integrated value image I_SHsum (g, y, a) calculated from the subject image ) Is divided by the foil shadow integrated value image I_SHsum (g, y, a) calculated from the respective air images, to obtain the rate of change R (g, y, a).
このようにして、変化率算出部24は、エアー画像に対する被検体画像の変化率R(g,y,a)を算出する。変化率算出部24で算出された変化率R(g,y,a)を加算値算出部25に送り込む。実際には、変化率算出部24で算出された変化率R(g,y,a)を、コントローラ15(図4では図示省略)を介してメモリ部12に書き込んで記憶し、後述の加算値算出部25による加算値を算出する際に、メモリ部12に記憶された変化率R(g,y,a)を読み出して用いる。このように、変化率算出部24は、第1吸収比率メモリ領域12aに記憶された第1吸収比率(箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a))を読み出して用いて変化率R(g,y,a)を算出する演算を行う。
In this way, the change
加算値算出部25は、変化率算出部24で算出された変化率R(g,y,a)を、グリッド箔4aが延在する方向(本実施例では、図3のy方向である列方向)に沿って加算する、あるいは加算して平均する相加平均(加算平均)を行う。そして、当該加算あるいは当該相加平均(加算平均)による加算値を算出する。本実施例では、y方向に関して中央の画素座標を“0”として、1ライン分に相当する上下64画素(中央の画素座標“0”に該当する画素を含めて合計129画素)の加算平均処理を変化率R(g,y,a)に対して施し、CP積算値の平均変化率を算出する。AveR(g,a)を平均変化率とすると、平均変化率AveR(g,a)を下記(9)式を用いて算出する。
The addition
ここで、上記(9)式のtargetyは、注目y座標であり、中央の画素座標“0”である。なお、注目y座標は中央の画素座標“0”に限定されず、下端の画素座標を注目y座標としてもよいし、上端の画素座標を注目y座標としてもよい。また、平均変化率AveR(g,a)は1ライン分の加算値(加算平均値)に限定されず、上端および下端を除いて、注目y座標を中心にして上下数画素を加算平均範囲としてもよい。また、加算平均範囲を上記(9)式では上下64画素としたが、加算平均範囲の具体的な範囲については特に限定されない。 Here, the targety in the above equation (9) is the target y coordinate and the central pixel coordinate “0”. Note that the target y coordinate is not limited to the center pixel coordinate “0”, and the lower pixel coordinate may be the target y coordinate, or the upper pixel coordinate may be the target y coordinate. Further, the average change rate AveR (g, a) is not limited to the addition value (addition average value) for one line, and except for the upper end and the lower end, the upper and lower pixels are centered on the target y coordinate as the addition average range. Also good. Moreover, although the addition average range is 64 pixels above and below in the above equation (9), the specific range of the addition average range is not particularly limited.
上下加算平均処理は、後述する距離関数を算出する際に、画像のノイズによる影響が軽減する効果がある。よって、ノイズレベルに合わせて加算平均範囲を調節し、加算平均範囲に合わせて、箔影積算値,CP値,CP積算値の算出範囲を限定すれば、処理の高速化が見込まれる。 The vertical addition averaging process has an effect of reducing the influence of image noise when calculating a distance function described later. Therefore, if the addition average range is adjusted according to the noise level and the calculation range of the foil shadow integrated value, the CP value, and the CP integrated value is limited according to the addition average range, the processing speed can be increased.
このようにして、加算値算出部25は、当該加算あるいは当該相加平均(加算平均)による加算値として平均変化率AveR(g,a)を算出する。加算値算出部25で算出された平均変化率AveR(g,a)を距離関数算出部26に送り込む。実際には、加算値算出部25で算出された平均変化率AveR(g,a)を、コントローラ15(図4では図示省略)を介してメモリ部12に書き込んで記憶し、後述の距離関数算出部26による距離関数を算出する際に、メモリ部12に記憶された平均変化率AveR(g,a)を読み出して用いる。
In this way, the addition
距離関数算出部26は、加算値算出部25で算出された加算値である平均変化率AveR(g,a)に基づいて距離関数を算出する。平均変化率AveR(g,a)は、理想的には“1.0”となる。そこで、グリッド箔4a毎に理想値からの距離を算出し、その平均値を距離Dとし、距離関数をD(c)とすると、距離関数D(c)を下記(10)式を用いて算出する。
The distance
ここで、上記(9)式の分母はグリッド箔4aの全本数NGであって、グリッド箔4aの全本数NGで除算することにより各箔毎の平均値となる。 Here, the denominator of the formula (9) is the total number NG of the grid foils 4a, and the average value for each foil is obtained by dividing by the total number NG of the grid foils 4a.
このようにして、距離関数算出部26は、エアー画像および被検体画像の相関の度合いを示すとともに、理想値からのグリッド箔4aの距離を示す距離関数D(c)を算出する。距離関数算出部26で算出された距離関数D(c)を選択部27に送り込む。実際には、距離関数算出部26で算出された距離関数D(c)を、コントローラ15(図4では図示省略)を介してメモリ部12に書き込んで記憶し、後述の選択部27による第1吸収比率を選択する際に、メモリ部12に記憶された距離関数D(c)を読み出して用いる。
In this manner, the distance
(ステップS4)距離関数D(c)の最小値を検索する
図5のフローチャートのステップS4に示すように、第1吸収比率メモリ領域12aに記憶された箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)を読み出して、選択部27は、距離関数算出部26で算出された距離関数D(c)が最も小さくなる第1吸収比率(箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a))を複数の箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)から選択する。つまり、距離Dの範囲は0≦Dであり、エアー画像と被検体画像とのCP積算値の相関が大きいほど、距離Dは“0”に近づく。よって、距離関数D(c)が最小となる第1吸収比率を最適な第1吸収比率として選択する。図5のフローチャートに示すように、選択の対象となるときをoptimum(ただし、0≦optimum<NA)とし、選択された第1吸収比率をA_SHsum(g,y,optimum)とする。
(Step S4) Search for the minimum value of the distance function D (c) As shown in Step S4 of the flowchart of FIG. 5, the foil shadow integrated value image A_SHsum (g, y, stored in the first absorption
このようにして、選択部27は、距離関数算出部26で算出された距離関数D(c)が最も小さくなる第1吸収比率を最適な箔影積算値画像A_SHsum(g,y,optimum)として、複数の箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)から選択する。選択部27で選択された箔影積算値画像A_SHsum(g,y,optimum)を画像処理部28に送り込む。実際には、選択部27で選択された箔影積算値画像A_SHsum(g,y,optimum)を、コントローラ15(図4では図示省略)を介してメモリ部12に書き込んで記憶し、後述の画像処理部28による画像処理を行う際に、メモリ部12に記憶された箔影積算値画像A_SHsum(g,y,optimum)を読み出して用いる。なお、選択部27で選択された箔影積算値画像A_SHsum(g,y,optimum)を、第1吸収比率メモリ領域12aに書き込んで記憶してもよいが、選択前の箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a)と区別するために、選択された箔影積算値画像A_SHsum(g,y,optimum)を別の領域に書き込んで記憶するのが好ましい。このように、選択部27は、第1吸収比率メモリ領域12aに記憶された第1吸収比率(箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a))を読み出して用いて距離関数D(c)が最も小さくなる第1吸収比率を最適な箔影積算値画像A_SHsum(g,y,optimum)として選択する演算を行う。
In this way, the
選択部27で選択され、メモリ部12に記憶された箔影積算値画像A_SHsum(g,y,optimum)を読み出すとともに、第2画像メモリ領域12bに記憶された被検体画像I(x,y)を読み出す。そして、画像処理部28は、選択部27で選択された箔影積算値画像A_SHsum(g,y,optimum)および被検体画像I(x,y)に基づいて、当該被検体画像I(x,y)のグリッド箔4aによる箔影を除去して、被検体Mの直接X線の成分を算出して、箔影を除去したX線画像を取得する画像処理を行う。
The foil shadow integrated value image A_SHsum (g, y, optimum) selected by the
箔影積算値画像A_SHsum(g,y,optimum)および被検体画像I(x,y)に基づいて、箔影を除去したX線画像を取得する画像処理の手法については、特に限定されない。例えば、箔影積算値画像A_SHsum(g,y,optimum)に基づいて最適化されたCP値を算出して、被検体画像I(x,y)から、最適化されたCP値を除算することにより、箔影を除去したX線画像を取得してもよい。この場合、距離関数D(c)が最小となる第1吸収比率を最適な箔影積算値画像A_SHsum(g,y,optimum)として選択しているので、被検体画像I(x,y)の各箔影画素は箔影積算値画像A_SHsum(g,y,optimum)の各箔影画素にそれぞれ対応しており、箔影画素のみ単純な画素値の除算により箔影を簡易に除去することができるという効果をも奏する。 An image processing method for acquiring an X-ray image from which the foil shadow is removed based on the foil shadow integrated value image A_SHsum (g, y, optimum) and the subject image I (x, y) is not particularly limited. For example, an optimized CP value is calculated based on the foil shadow integrated value image A_SHsum (g, y, optimum), and the optimized CP value is divided from the subject image I (x, y). Thus, an X-ray image from which the foil shadow has been removed may be acquired. In this case, since the first absorption ratio that minimizes the distance function D (c) is selected as the optimum foil shadow integrated value image A_SHsum (g, y, optimum), the object image I (x, y) Each foil shadow pixel corresponds to each foil shadow pixel of the foil shadow integrated value image A_SHsum (g, y, optimum), and only the foil shadow pixel can be simply removed by dividing the simple pixel value. There is also an effect of being able to.
このようにして、画像処理部28は、箔影を除去したX線画像を、コントローラ15(図4では図示省略)を介してメモリ部12に書き込んで記憶する。適宜必要に応じて、メモリ部12に記憶されたX線画像を読み出して表示部14(図1を参照)に表示出力してもよいし、プリンタなどに代表される印刷手段に印刷出力してもよい。
In this way, the
本実施例に係るX線撮影装置によれば、第1吸収比率算出部22は、X線管2とFPD3との間に被検体を介在させずに被検体のない状態で検出されたX線検出信号に基づく複数枚の被検体なしのX線画像(エアー画像)における各グリッド箔4aの直接X線の吸収比率を第1吸収比率として算出する。一方、第2吸収比率算出部23は、X線管2とFPD3との間に被検体Mを介在させて当該被検体Mのある状態で検出されたX線検出信号に基づく被検体MのX線画像(被検体画像)における各グリッド箔4aの直接X線の吸収比率を第2吸収比率として算出する。
According to the X-ray imaging apparatus according to the present embodiment, the first absorption
そして、第1吸収比率算出部22で算出された第1吸収比率、および第2吸収比率算出部23で算出された第2吸収比率に基づいて、距離関数算出部26は距離関数を算出する。上述したように、この距離関数は、エアー画像および被検体画像の相関の度合いを示すとともに、理想値からのグリッド箔4aの距離を示すパラメータである。
Then, based on the first absorption ratio calculated by the first absorption
その距離関数算出部26で算出された距離関数が最も小さくなる第1吸収比率を選択部27は複数の第1吸収比率から選択する。すなわち、エアー画像および被検体画像の相関が大きいほど、距離は理想値に近づき、距離関数は“0”に近づく。よって、距離関数が最小となる第1吸収比率を最適な第1吸収比率として選択する。そして、選択部27で選択された第1吸収比率および被検体画像に基づいて、画像処理部28は、当該被検体画像のグリッド箔4aによる箔影を除去して、被検体Mの直接X線の成分を算出して、箔影を除去したX線画像を取得する画像処理を行う。
The
このように、距離関数に基づいて複数の第1吸収比率から選択すれば、たとえFPD3に対するグリッド4の位置ズレが生じたとしても、当該位置ズレに応じたパターン数を用意することなく散乱X線およびグリッド箔4aを除去することができる。また、本実施例の場合には、NAの枚数のエアー画像のみを予め撮影すればよく、エアー画像の撮影回数を削減することができ、エアー画像保持のためのメモリ領域を削減することができるという効果をも奏する。
As described above, if a plurality of first absorption ratios are selected based on the distance function, even if the
本実施例では、第1吸収比率算出部22,第2吸収比率算出部23および距離関数算出26は上述したように具体的に算出している。すなわち、第1吸収比率算出部22は、複数枚のエアー画像の各画素における各グリッド箔4aの直接X線の吸収比率を算出し、複数枚のエアー画像の画素のうち、各グリッド箔4aによる箔影の影響を最も受けない画素間(すなわちピーク画素間)を1つの単位として、その単位画素間ごとに各グリッド箔4aの吸収比率の和(本実施例では吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a))を算出する。第1吸収比率算出部22とほぼ同様に、第2吸収比率算出部23は、被検体画像の各画素における各グリッド箔4aの直接X線の吸収比率を算出し、被検体画素のうち、各グリッド箔4aによる箔影の影響を最も受けない画素間(ピーク画素間)を1つの単位として、その単位画素間ごとに各グリッド箔4aの吸収比率の和(本実施例では吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像I_SHsum(g,y,a))を算出する。距離関数算出部26は、第1吸収比率算出部22で算出された各グリッド箔4aの吸収比率の和(箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a))、および第2吸収比率算出部23で算出された各グリッド箔4aの吸収比率の和(箔影積算値画像I_SHsum(g,y,a))に基づいて、距離関数を算出する。
In the present embodiment, the first absorption
本実施例では、変化率算出部24を備えるのが好ましい。すなわち、第1吸収比率算出部22で算出された複数枚のエアー画像における各グリッド箔4aの直接X線の吸収比率(本実施例では吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a))、および第2吸収比率算出部23で算出された被検体画像における各グリッド箔4aの直接X線の吸収比率(本実施例では吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像I_SHsum(g,y,a))に基づいて、変化率算出部24は、エアー画像に対する被検体画像の変化率を算出する。変化率は、理想的には“1”となる。距離関数算出部26は、変化率算出部24で算出された変化率に基づいて距離関数を算出するので、エアー画像および被検体画像の相関が大きいほど、変化率は“1”に近づくとともに距離は理想値に近づき、距離関数は“0”に近づく。このように変化率を用いて距離関数を算出するのが可能となる。
In the present embodiment, it is preferable to include a change
特に、変化率を用いて距離関数を算出する場合には、本実施例のように、図3に示すようにX線検出素子d(図2を参照)の縦横のいずれか少なくとも一方の方向(本実施例では行方向)に平行にグリッド箔4aを並べて構成されたグリッド4を用いるときに有用である。この構造のグリッド4では、グリッド箔4aが延在する方向(行方向であるx方向に平行にグリッド箔4aを並べたときにはグリッド箔4aが延在する方向は列方向であるy方向)にグリッド箔4aが交差せずに、延在する方向に統計誤差(すなわちノイズ)が生じる。そこで、画像のノイズによる影響を軽減させるために、変化率算出部24で算出された変化率を、加算値算出部25は、グリッド箔4aが延在する方向に沿って加算して、あるいは加算して平均する相加平均(加算平均)を行い、当該加算あるいは当該相加平均(加算平均)による加算値を算出する。本実施例では、1ライン分に相当する上下64画素(中央の画素座標“0”に該当する画素を含めて合計129画素)の加算平均処理を変化率R(g,y,a)に対して施し、平均変化率AveR(g,a)を算出している。この加算値算出部25で算出された加算値(平均変化率AveR(g,a))に基づいて距離関数算出部25は距離関数を算出することで、画像のノイズによる影響が軽減する効果がある。
In particular, when the distance function is calculated using the rate of change, as in this embodiment, as shown in FIG. 3, at least one of the vertical and horizontal directions of the X-ray detection element d (see FIG. 2) ( In this embodiment, it is useful when the
本実施例では、図4に示すように、第1吸収比率算出部22で算出された第1吸収比率(箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a))を書き込んで記憶する第1吸収比率メモリ領域12aを備え、その第1吸収比率メモリ領域12aに記憶された第1吸収比率(箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a))を読み出して用いて各種の演算(本実施例では第2吸収比率算出部23,変化率算出部24および選択部27による演算)を行うのが好ましい。もしエアー画像を書き込んで記憶する場合には、第1吸収比率算出部22で第1吸収比率(箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a))を算出する度に、エアー画像を読み出して第1吸収比率(箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a))を演算しなければならないが、第1吸収比率(箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a))を予め算出して書き込んで記憶することで演算回数を低減させることができるという効果を奏する。また、エアー画像を書き込んで記憶するためのメモリ領域では全画素のサイズ(XSIZE×YSIZE×NA)が必要であるが、第1吸収比率(箔影積算値画像A_SHsum(g,y,a))を書き込んで記憶するためのメモリ領域の場合にはグリッド箔のみのサイズ(NG×YSIZE×NA)にまで低減させることができ、第1吸収比率メモリ領域12aのメモリ領域のサイズを低減させることができるという効果をも奏する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the first absorption ratio (foil shadow integrated value image A_SHsum (g, y, a)) calculated by the first absorption
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as follows.
(1)上述した実施例では、放射線としてX線を例に採って説明したが、X線以外の放射線(例えばγ線など)に適用してもよい。 (1) In the above-described embodiment, the X-ray is taken as an example of the radiation, but the present invention may be applied to radiation other than the X-ray (for example, γ-ray).
(2)上述した実施例では、X線撮影装置は、CVS装置に実施するためのCアームを備えたCアームX線透視撮影装置であったが、これに限定されない。例えば、工業用等に用いられる非破壊検査装置のように被検体(この場合には検査の対象物が被検体)をベルト上に運搬させて撮影を行う構造であってもよいし、医用等に用いられるX線CT装置などのような構造であってもよい。 (2) In the above-described embodiments, the X-ray imaging apparatus is a C-arm X-ray fluoroscopic imaging apparatus including a C-arm for implementation in a CVS apparatus, but is not limited thereto. For example, it may have a structure in which a subject (in this case, the subject to be examined is a subject) is transported on a belt and photographed, as in a non-destructive inspection apparatus used for industrial use, etc. It may be a structure such as an X-ray CT apparatus used in the present invention.
(3)上述した実施例では、散乱放射線除去手段としてエアグリッドを採用したが、これに限定されない。空隙の他に、アルミニウムや有機物質などのようにX線に代表される放射線を透過させる中間物質(スペーサ)で構成されたグリッドでもよい。また、放射線検出素子の縦横の両方向(x、y方向)に平行にグリッド箔を並べて構成されたクロスグリッドでもよい。 (3) In the above-described embodiment, the air grid is adopted as the scattered radiation removing means, but the present invention is not limited to this. In addition to the air gap, a grid made of an intermediate material (spacer) that transmits radiation represented by X-rays such as aluminum or an organic material may be used. Moreover, the cross grid comprised by arranging grid foil in parallel with both the vertical and horizontal directions (x, y direction) of a radiation detection element may be sufficient.
(4)上述した実施例では、集束グリッドであったが、グリッド箔が平行配置された散乱放射線除去手段にも適用することができる。 (4) In the above-described embodiment, the focusing grid is used, but the present invention can also be applied to scattered radiation removing means in which grid foils are arranged in parallel.
(5)上述した実施例では、撮影画像の画素間の距離(画素ピッチ)の整数倍に箔影が映り込むようにグリッド箔が配置された同期型グリッドについて述べたが、非同期型グリッドに適用してもよい。また、エアグリッド以外のグリッドの場合には、1つの画素に複数のグリッド箔が並設される構造のグリッドに適用してもよい。ただし、1つの画素に複数のグリッド箔をまんべんなく全領域にわたって配置すると、全体が箔影画素となり、ピーク画素が存在しなくなり、この発明を適用することができない。1つの画素に複数のグリッド箔を並設する場合には、グリッド箔の近傍にピーク画素が存在するように1画素以上にわたってグリッド箔が配置されないようにすることが前提である。 (5) In the above-described embodiment, the synchronous grid in which the foil foil is arranged so that the foil shadow is reflected at an integer multiple of the distance (pixel pitch) between the pixels of the captured image has been described. May be. In the case of a grid other than an air grid, the present invention may be applied to a grid having a structure in which a plurality of grid foils are arranged in parallel on one pixel. However, if a plurality of grid foils are evenly arranged over the entire region in one pixel, the whole becomes a foil shadow pixel, no peak pixel exists, and the present invention cannot be applied. When arranging a plurality of grid foils in one pixel, it is assumed that the grid foil is not arranged over one pixel or more so that a peak pixel exists in the vicinity of the grid foil.
(6)上述した実施例では、被検体なしの放射線画像(エアー画像)における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率、および被検体の放射線画像(被検体画像)における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率に基づいて、距離関数を算出する際に、変化率を用いて算出したが、必ずしも変化率を用いる必要はない。例えば、各々の吸収比率をそれぞれ正規化して差分値を求め、この差分値を変数とした距離関数を算出してもよい。 (6) In the above-described embodiment, the absorption ratio of the direct radiation of each grid foil in the radiation image (air image) without the subject, and the absorption of the direct radiation of each grid foil in the radiation image (subject image) of the subject. When calculating the distance function based on the ratio, it is calculated using the rate of change, but the rate of change is not necessarily used. For example, each absorption ratio may be normalized to obtain a difference value, and a distance function using the difference value as a variable may be calculated.
(7)上述した実施例では、クロスグリッドでなく、図3に示すグリッド4を用いて、グリッド箔が延在する方向に沿って加算あるいは加算平均された加算値に基づいて距離関数を算出したが、これに限定されない。延在する方向に生じるノイズが小さい場合、あるいはクロスグリッドを用いる場合には、加算する前の変化率R(g,y,a)を用いて距離関数を算出してもよい。
(7) In the above-described embodiment, the distance function is calculated based on the addition value obtained by addition or addition averaging along the direction in which the grid foil extends using the
2 … X線管
3 … フラットパネル型X線検出器(FPD)
4 … グリッド
4a … グリッド箔
12a … 第1吸収比率メモリ領域
21 … 画像生成部
22 … 第1吸収比率算出部
23 … 第2吸収比率算出部
24 … 変化率算出部
25 … 加算値算出部
26 … 距離関数算出部
27 … 選択部
28 … 画像処理部
A(x,y,a) … エアー画像
I(x,y) … 被検体画像
A_SHsum(g,y,a),I_SHsum(g,y,a) … 箔影積算値画像
R(g,y,a) … 変化率
AveR(g,a) … 平均変化率
D(c) … 距離関数
M … 被検体
2 ...
DESCRIPTION OF
Claims (5)
放射線を照射する放射線源と、
照射された放射線を検出する放射線検出素子を縦横に配置して構成された放射線検出手段と、
その放射線検出手段の検出側に設けられ、散乱放射線を吸収するグリッド箔を、前記放射線検出素子の縦横のいずれか少なくとも一方の方向に平行に並べて構成された散乱放射線除去手段と、
前記放射線検出手段で検出された放射線検出信号に基づいて放射線画像を生成する画像生成手段と
を備え、
さらに、前記放射線撮影装置は、
前記放射線源と前記放射線検出手段との間に被検体を介在させずに被検体のない状態で検出された放射線検出信号に基づく複数枚の被検体なしの放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率を第1吸収比率として算出する第1吸収比率算出手段と、
前記放射線源と前記放射線検出手段との間に被検体を介在させて当該被検体のある状態で検出された放射線検出信号に基づく被検体の放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率を第2吸収比率として算出する第2吸収比率算出手段と、
第1吸収比率算出手段で算出された前記第1吸収比率、および前記第2吸収比率算出手段で算出された前記第2吸収比率に基づいて、前記被検体なしの放射線画像および前記被検体の放射線画像の相関の度合いを示すとともに、理想値からのグリッド箔の距離を示す距離関数を算出する距離関数算出手段と、
その距離関数算出手段で算出された前記距離関数が最も小さくなる前記第1吸収比率を複数の第1吸収比率から選択する選択手段と、
その選択手段で選択された前記第1吸収比率および前記被検体の放射線画像に基づいて、当該被検体の放射線画像のグリッド箔による箔影を除去して、被検体の直接放射線の成分を算出して、前記箔影を除去した放射線画像を取得する画像処理を行う画像処理手段と
を備えることを特徴とする放射線撮影装置。 A radiographic apparatus for obtaining radiographic images,
A radiation source that emits radiation;
Radiation detecting means configured to arrange radiation detecting elements for detecting irradiated radiation vertically and horizontally; and
Scattered radiation removing means provided on the detection side of the radiation detecting means and configured to arrange a grid foil that absorbs scattered radiation in parallel in at least one of the longitudinal and lateral directions of the radiation detecting element;
An image generation means for generating a radiation image based on a radiation detection signal detected by the radiation detection means,
Furthermore, the radiation imaging apparatus includes:
Direct radiation of each grid foil in a plurality of non-subject radiation images based on a radiation detection signal detected without the subject interposed between the radiation source and the radiation detection means. First absorption ratio calculating means for calculating the absorption ratio as the first absorption ratio;
A direct radiation absorption ratio of each grid foil in a radiographic image of a subject based on a radiation detection signal detected with the subject interposed between the radiation source and the radiation detection means A second absorption ratio calculating means for calculating as two absorption ratios;
Based on the first absorption ratio calculated by the first absorption ratio calculation means and the second absorption ratio calculated by the second absorption ratio calculation means, the radiation image without the subject and the radiation of the subject A distance function calculating means for calculating a distance function indicating a distance of the grid foil from the ideal value, and indicating a degree of correlation of the image;
Selecting means for selecting the first absorption ratio from which the distance function calculated by the distance function calculating means is the smallest from a plurality of first absorption ratios;
Based on the first absorption ratio selected by the selection means and the radiographic image of the subject, the shadow of the radiographic image of the subject is removed by the grid foil, and the direct radiation component of the subject is calculated. And an image processing means for performing image processing for obtaining a radiation image from which the foil shadow has been removed.
前記第1吸収比率算出手段は、
複数枚の前記被検体なしの放射線画像の各画素における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率を算出し、
複数枚の前記被検体なしの放射線画像の画素のうち、各グリッド箔による箔影の影響を最も受けない画素間を1つの単位として、その単位画素間ごとに各グリッド箔の吸収比率の和を算出し、
前記第2吸収比率算出手段は、
前記被検体の放射線画像の各画素における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率を算出し、
前記被検体の放射線画像の画素のうち、各グリッド箔による箔影の影響を最も受けない画素間を1つの単位として、その単位画素間ごとに各グリッド箔の吸収比率の和を算出し、
前記距離関数算出手段は、第1吸収比率算出手段で算出された各グリッド箔の前記吸収比率の和、および前記第2吸収比率算出手段で算出された各グリッド箔の前記吸収比率の和に基づいて、前記距離関数を算出する
ことを特徴とする放射線撮影装置。 The radiographic apparatus according to claim 1,
The first absorption ratio calculating means includes
Calculate the absorption ratio of direct radiation of each grid foil in each pixel of a plurality of radiation images without the subject,
Among the plurality of pixels of the radiographic image without the subject, the pixel that is least affected by the foil shadow by each grid foil is taken as one unit, and the sum of the absorption ratio of each grid foil is calculated for each unit pixel. Calculate
The second absorption ratio calculating means includes
Calculating an absorption ratio of direct radiation of each grid foil in each pixel of the radiation image of the subject;
Among the pixels of the radiographic image of the subject, a unit between the pixels that are least affected by the foil shadow by each grid foil is calculated as a unit, and the sum of the absorption ratios of each grid foil is calculated for each unit pixel,
The distance function calculation means is based on the sum of the absorption ratios of the grid foils calculated by the first absorption ratio calculation means and the sum of the absorption ratios of the grid foils calculated by the second absorption ratio calculation means. And calculating the distance function.
前記第1吸収比率算出手段で算出された複数枚の前記被検体なしの放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率、および前記第2吸収比率算出手段で算出された前記被検体の放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率に基づいて、前記被検体なしの放射線画像に対する前記被検体の放射線画像の変化率を算出する変化率算出手段を備え、
前記距離関数算出手段は、前記変化率算出手段で算出された前記変化率に基づいて前記距離関数を算出する
ことを特徴とする放射線撮影装置。 The radiographic apparatus according to claim 1 or 2,
The absorption ratio of the direct radiation of each grid foil in the plurality of radiation images without the subject calculated by the first absorption ratio calculating means, and the radiation image of the subject calculated by the second absorption ratio calculating means A rate-of-change calculating means for calculating a rate of change of the radiation image of the subject with respect to the radiation image without the subject, based on the absorption ratio of the direct radiation of each grid foil in
The radiation imaging apparatus, wherein the distance function calculating unit calculates the distance function based on the change rate calculated by the change rate calculating unit.
前記散乱放射線除去手段は、前記放射線検出素子の縦横のいずれか一方のみの方向に平行に前記グリッド箔を並べて構成されており、
さらに、前記放射線撮影装置は、
前記変化率算出手段で算出された前記変化率を、グリッド箔が延在する方向に沿って加算して、あるいは加算して平均する相加平均を行い、当該加算あるいは当該相加平均による加算値を算出する加算値算出手段を備え、
前記距離関数算出手段は、前記加算値算出手段で算出された前記加算値に基づいて前記距離関数を算出する
ことを特徴とする放射線撮影装置。 The radiographic apparatus according to claim 3,
The scattered radiation removing means is configured by arranging the grid foils in parallel with only one of the vertical and horizontal directions of the radiation detection element,
Furthermore, the radiation imaging apparatus includes:
The change rate calculated by the change rate calculation means is added along the direction in which the grid foil extends, or an arithmetic average of adding and averaging is performed, and the addition or an added value by the arithmetic average is performed. An added value calculating means for calculating
The radiographic apparatus characterized in that the distance function calculating means calculates the distance function based on the added value calculated by the added value calculating means.
前記第1吸収比率算出手段で算出された前記第1吸収比率を書き込んで記憶する第1吸収比率記憶手段を備え、
その第1吸収比率記憶手段に記憶された前記第1吸収比率を読み出して用いて各種の演算を行う
ことを特徴とする放射線撮影装置。 In the radiography apparatus in any one of Claims 1-4,
First absorption ratio storage means for writing and storing the first absorption ratio calculated by the first absorption ratio calculation means;
A radiographic apparatus characterized by performing various calculations by reading out and using the first absorption ratio stored in the first absorption ratio storage means.
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