JPH0614911A - Ｘ線診断方法及びその装置 - Google Patents
Ｘ線診断方法及びその装置Info
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- JPH0614911A JPH0614911A JP4175776A JP17577692A JPH0614911A JP H0614911 A JPH0614911 A JP H0614911A JP 4175776 A JP4175776 A JP 4175776A JP 17577692 A JP17577692 A JP 17577692A JP H0614911 A JPH0614911 A JP H0614911A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被写体へのＸ線照射量を増加することなく、
高精度の定量性をもって診断を行うことができるＸ線診
断方法及びその装置を提供すること。 【構成】 本発明のＸ線診断方法は、被写体を透過する
Ｘ線を検出する検出器から出力されるＸ線データに基づ
いて画像を表示するＸ線診断装置において、前記被写体
を構成する物質のそれぞれの厚さに基づいて前記被写体
を構成する物質毎に散乱Ｘ線像の分布をそれぞれ推定す
るステップと、物質毎に推定された前記散乱Ｘ線像の和
をとって得られた散乱Ｘ線像を前記原画像から除去する
ステップと、を備えた。
高精度の定量性をもって診断を行うことができるＸ線診
断方法及びその装置を提供すること。 【構成】 本発明のＸ線診断方法は、被写体を透過する
Ｘ線を検出する検出器から出力されるＸ線データに基づ
いて画像を表示するＸ線診断装置において、前記被写体
を構成する物質のそれぞれの厚さに基づいて前記被写体
を構成する物質毎に散乱Ｘ線像の分布をそれぞれ推定す
るステップと、物質毎に推定された前記散乱Ｘ線像の和
をとって得られた散乱Ｘ線像を前記原画像から除去する
ステップと、を備えた。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線を被写体に照射す
ることにより得られる透過Ｘ線情報に基づく可視画像に
より医用診断を可能とするＸ線診断方法及びその装置に
関する。
ることにより得られる透過Ｘ線情報に基づく可視画像に
より医用診断を可能とするＸ線診断方法及びその装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、２次元Ｘ線撮影装置において、撮
影された画像から被写体に含まれる特定の物質の量を高
精度で測定すること、例えば、骨塩定量装置により骨の
中のカルシウム量を正確に測定すること等が要求されて
いる。しかし、Ｘ線撮影装置では、散乱Ｘ線の影響によ
り被写体中に含まれる各物質量の正確な測定が困難であ
った。
影された画像から被写体に含まれる特定の物質の量を高
精度で測定すること、例えば、骨塩定量装置により骨の
中のカルシウム量を正確に測定すること等が要求されて
いる。しかし、Ｘ線撮影装置では、散乱Ｘ線の影響によ
り被写体中に含まれる各物質量の正確な測定が困難であ
った。
【０００３】これを図６を参照して説明する。図６は、
物質ａ、ｂからなる均一な厚さｔ1の被写体で、物質ｂ
が中心のみに位置する場合を示している。このような被
検体にＸ線を照射して物質ｂの厚さｔ2 を求める例を以
下に示す。この場合、被写体中に含まれる物質ｂの厚さ
は、被写体を通過したＸ線量Ｉ1及びＩ2 を用いること
によって、次の式で求められる。
物質ａ、ｂからなる均一な厚さｔ1の被写体で、物質ｂ
が中心のみに位置する場合を示している。このような被
検体にＸ線を照射して物質ｂの厚さｔ2 を求める例を以
下に示す。この場合、被写体中に含まれる物質ｂの厚さ
は、被写体を通過したＸ線量Ｉ1及びＩ2 を用いること
によって、次の式で求められる。
【０００４】
【数１】 上式において、物質ａの吸収係数（μ1 ）と物質ｂの吸
収係数（μ2 ）は予め求められているものと仮定する。
収係数（μ2 ）は予め求められているものと仮定する。
【０００５】ここで、骨塩定量を行う場合にμ1 を筋
肉、皮膚などの軟部組織の吸収係数、μ2 をカルシウム
の吸収係数として予め求めておくことにより、被検体の
各物質の厚さを推定することができる。更に、エネルギ
ーを２種類変えて被写体を撮影することにより、より正
確に各物質の厚さを推定する方法も知られている。
肉、皮膚などの軟部組織の吸収係数、μ2 をカルシウム
の吸収係数として予め求めておくことにより、被検体の
各物質の厚さを推定することができる。更に、エネルギ
ーを２種類変えて被写体を撮影することにより、より正
確に各物質の厚さを推定する方法も知られている。
【０００６】図６では、ｔ1 に対するＩ1 の測定値は正
確に測定できるが、図７に示すように被写体の厚みが均
一でない場合には、ｔ1 に対するＩ1 の測定値が正確に
測定できない。なぜならば、図７では、図６に対応する
被写体の厚さｔ1 のみに対応する部分がないので、図６
に対応するようなｔ1 の測定ができない。
確に測定できるが、図７に示すように被写体の厚みが均
一でない場合には、ｔ1 に対するＩ1 の測定値が正確に
測定できない。なぜならば、図７では、図６に対応する
被写体の厚さｔ1 のみに対応する部分がないので、図６
に対応するようなｔ1 の測定ができない。
【０００７】図７によれば、被写体の厚さｔ1 はＬ1 の
パス上のみで与えられている。従って、被写体の厚さｔ
1 中に物質ｂの厚さｔ2 が含まれている場合の測定値で
あるＩ2 は測定することが可能である。しかし、物質ａ
のみのｔ1 の厚さの箇所は図６と異なり、図７中には該
当する箇所ないので、ｔ1 に対応するＩ1 の測定値は得
られない。このような場合には、Ｘ線エネルギーを変え
て２回Ｘ線撮影を行うことによって問題を解決する方法
が知られている。Ｘ線のエネルギーを変えて、２回Ｘ線
撮影を行うことによって、上記のｔ1 及びｔ2 が推定で
きる理由を以下に記載する。高エネルギー撮影（記号と
してサフィックスＨを用いる）と低エネルギー撮影（サ
フィックスＬ）で被写体を２度撮影すると、前述（２）
式の替わりに、
パス上のみで与えられている。従って、被写体の厚さｔ
1 中に物質ｂの厚さｔ2 が含まれている場合の測定値で
あるＩ2 は測定することが可能である。しかし、物質ａ
のみのｔ1 の厚さの箇所は図６と異なり、図７中には該
当する箇所ないので、ｔ1 に対応するＩ1 の測定値は得
られない。このような場合には、Ｘ線エネルギーを変え
て２回Ｘ線撮影を行うことによって問題を解決する方法
が知られている。Ｘ線のエネルギーを変えて、２回Ｘ線
撮影を行うことによって、上記のｔ1 及びｔ2 が推定で
きる理由を以下に記載する。高エネルギー撮影（記号と
してサフィックスＨを用いる）と低エネルギー撮影（サ
フィックスＬ）で被写体を２度撮影すると、前述（２）
式の替わりに、
【０００８】
【数２】 が得られる。（２）′式及び（２）″式からｔ1 を消去
すると、
すると、
【０００９】
【数３】 が得られる。
【００１０】（３）′式より、Ｘ線の照射量Ｘ0H及びＸ
0Lと、測定値Ｉ2H及びＩ2Lと、予め各エネルギーで求め
ていた物質ａ及び物質ｂの吸収係数μ1H、μ1L、μ2H、
及び、μ2Lとからｔ2 を推定することができる。この方
法によれば（２）′式及び
0Lと、測定値Ｉ2H及びＩ2Lと、予め各エネルギーで求め
ていた物質ａ及び物質ｂの吸収係数μ1H、μ1L、μ2H、
及び、μ2Lとからｔ2 を推定することができる。この方
法によれば（２）′式及び
【００１１】（２）″式からｔ2 の項を消去し、ｔ1 の
厚みを求めることもできる。更に、本方法によれば、Ｌ
1 を移動させて画面全体に対してｔ1 及びｔ2 の厚みを
求めることも可能であるので、厚み分布を推定するため
にも用いられる。上記のように、一般にＸ線装置におい
ては、被写体の物質やその厚みを推定する場合は、すべ
て上記（１）式から（３）の式を中心に展開、応用され
る。しかし、現実には、上記（１）式及び（２）式は、
散乱Ｘ線成分を考慮していないので、厳密には成立しな
いことが多い。散乱Ｘ線を考慮した場合の（１）式及び
（２）式は、
厚みを求めることもできる。更に、本方法によれば、Ｌ
1 を移動させて画面全体に対してｔ1 及びｔ2 の厚みを
求めることも可能であるので、厚み分布を推定するため
にも用いられる。上記のように、一般にＸ線装置におい
ては、被写体の物質やその厚みを推定する場合は、すべ
て上記（１）式から（３）の式を中心に展開、応用され
る。しかし、現実には、上記（１）式及び（２）式は、
散乱Ｘ線成分を考慮していないので、厳密には成立しな
いことが多い。散乱Ｘ線を考慮した場合の（１）式及び
（２）式は、
【００１２】
【数４】 のように更にＳ1 及びＳ2 の散乱線成分が加わる式で表
現される。従って、（３）式にはＳ1 及びＳ2 による誤
差が生じることになる。この散乱Ｘ線を補正する技術と
してフィルタ法が知られている。この補正方法は、原画
像を撮影した条件をもとに、散乱Ｘ線分布を推定し、原
画から散乱Ｘ線成分を減じる方法である。
現される。従って、（３）式にはＳ1 及びＳ2 による誤
差が生じることになる。この散乱Ｘ線を補正する技術と
してフィルタ法が知られている。この補正方法は、原画
像を撮影した条件をもとに、散乱Ｘ線分布を推定し、原
画から散乱Ｘ線成分を減じる方法である。
【００１３】しかし、この補正技術は、被写体を均一な
物質で構成されると仮定した方法である。すなわち、物
質ｂが実際には被写体に含まれていても物質ａとみなし
て補正する方法である。本補正技術は被写体の多くが筋
肉などの軟部組織のみで構成されていたり、骨が軟部組
織に比べ少量の場合は補正の精度は高い。しかし、例え
ば、骨髄定量の対象として距骨（かかとの骨）や骨髄部
を撮影する場合には、軟部組織に比べて骨の量は無視で
きない。このため、補正精度が悪くなる。
物質で構成されると仮定した方法である。すなわち、物
質ｂが実際には被写体に含まれていても物質ａとみなし
て補正する方法である。本補正技術は被写体の多くが筋
肉などの軟部組織のみで構成されていたり、骨が軟部組
織に比べ少量の場合は補正の精度は高い。しかし、例え
ば、骨髄定量の対象として距骨（かかとの骨）や骨髄部
を撮影する場合には、軟部組織に比べて骨の量は無視で
きない。このため、補正精度が悪くなる。
【００１４】一方、鉛アレイを通した場合の撮影と通さ
ない場合の撮影の２回の撮影を行って、散乱Ｘ線を空間
的にサンプリングし、それを補間することによって全体
の散乱Ｘ線分布を求める手法も知られている。この手法
は被写体にいかなる物質が含まれていても、実際の散乱
Ｘ線量をサンプリングするため、フィルタ法のような欠
点はない。しかし、鉛アレイを通した場合の撮影と通さ
ない場合の撮影の２回の撮影を行う必要があり（通して
撮影すると散乱線分布が得られ、通さない撮影の画像か
ら減じることによって散乱Ｘ線を除去する）、被写体へ
のＸ線防護とＸ線管球への負荷が２倍になるという欠点
があった。この手法では、２回のエネルギー変化による
撮影でも、各々に更に２回ずつＸ線を当てて散乱Ｘ線を
補正しなければならない。
ない場合の撮影の２回の撮影を行って、散乱Ｘ線を空間
的にサンプリングし、それを補間することによって全体
の散乱Ｘ線分布を求める手法も知られている。この手法
は被写体にいかなる物質が含まれていても、実際の散乱
Ｘ線量をサンプリングするため、フィルタ法のような欠
点はない。しかし、鉛アレイを通した場合の撮影と通さ
ない場合の撮影の２回の撮影を行う必要があり（通して
撮影すると散乱線分布が得られ、通さない撮影の画像か
ら減じることによって散乱Ｘ線を除去する）、被写体へ
のＸ線防護とＸ線管球への負荷が２倍になるという欠点
があった。この手法では、２回のエネルギー変化による
撮影でも、各々に更に２回ずつＸ線を当てて散乱Ｘ線を
補正しなければならない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
補正法は、以下のような問題があった。
補正法は、以下のような問題があった。
【００１６】（１） フィルタ法では、被写体が均一な
物質で構成されると仮定していることから、補正対象と
なる物質以外の物質が多く含まれている場合は、補正精
度の低下を招く。 （２） 鉛アレイを使用した補正法では、補正精度は高
められるが、撮影する回数が多くなるので、被写体への
被ばく量及びＸ線管への負荷が増加する。
物質で構成されると仮定していることから、補正対象と
なる物質以外の物質が多く含まれている場合は、補正精
度の低下を招く。 （２） 鉛アレイを使用した補正法では、補正精度は高
められるが、撮影する回数が多くなるので、被写体への
被ばく量及びＸ線管への負荷が増加する。
【００１７】本発明は、上記の事情に基づいてなされた
もので、被写体へのＸ線照射量を増加することなく、高
精度の定量性をもって診断を行うことができるＸ線診断
方法及びその装置を提供することを目的とする。
もので、被写体へのＸ線照射量を増加することなく、高
精度の定量性をもって診断を行うことができるＸ線診断
方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために次のような手段を講じた。
解決するために次のような手段を講じた。
【００１９】本発明のＸ線診断方法は、被写体を透過す
るＸ線を検出する検出器から出力されるＸ線データに基
づいて画像を表示するＸ線診断装置において、前記被写
体を構成する物質のそれぞれの厚さに基づいて前記被写
体を構成する物質毎に散乱Ｘ線像の分布をそれぞれ推定
するステップと、物質毎に推定された前記散乱Ｘ線像の
和をとって得られた散乱Ｘ線像を前記原画像から除去す
るステップと、を備えた。
るＸ線を検出する検出器から出力されるＸ線データに基
づいて画像を表示するＸ線診断装置において、前記被写
体を構成する物質のそれぞれの厚さに基づいて前記被写
体を構成する物質毎に散乱Ｘ線像の分布をそれぞれ推定
するステップと、物質毎に推定された前記散乱Ｘ線像の
和をとって得られた散乱Ｘ線像を前記原画像から除去す
るステップと、を備えた。
【００２０】本発明のＸ線診断装置は、被写体を透過す
るＸ線を検出する検出器から出力されるＸ線データに基
づいて画像を表示するＸ線診断装置であって、前記被写
体にＸ線を照射し、得られた画像を原画像として格納す
る原画像格納手段と、前記前記被写体を構成する各物質
の厚みに基づいて、前記被写体を構成する各物質毎の散
乱Ｘ線像の分布を推定する散乱Ｘ線像分布推定手段と、
前記散乱Ｘ線像分布推定手段によって推定された各物質
毎の散乱Ｘ線像の分布の和をとり、前記原画像格納手段
に格納された原画像から減算する散乱Ｘ線除去手段と、
を備えた。
るＸ線を検出する検出器から出力されるＸ線データに基
づいて画像を表示するＸ線診断装置であって、前記被写
体にＸ線を照射し、得られた画像を原画像として格納す
る原画像格納手段と、前記前記被写体を構成する各物質
の厚みに基づいて、前記被写体を構成する各物質毎の散
乱Ｘ線像の分布を推定する散乱Ｘ線像分布推定手段と、
前記散乱Ｘ線像分布推定手段によって推定された各物質
毎の散乱Ｘ線像の分布の和をとり、前記原画像格納手段
に格納された原画像から減算する散乱Ｘ線除去手段と、
を備えた。
【００２１】本発明方法及びその装置は、基本的には、
フィルタ法に基づく散乱Ｘ線補正の方法である。前述し
たようなＸ線のエネルギーを２回変えることによって、
求めたい物質の厚み（ｔ2 ）を推定する際の本発明の基
本アルゴリズムを示す。但し、本アルゴリズムは、物質
の種類を２種類として記載する。 （１） Ｘ線エネルギーを少なくとも２回変えて撮影す
る。 （２） 各々に従来の散乱Ｘ線補正を施す（フィルタ
法）。 （３） 散乱Ｘ線補正を施した結果でｔ1 、ｔ2 の各々
の厚み分布を求める。 （４） 物質ａの厚み分布（ｔ1 の分布）に対して従来
の散乱Ｘ線補正法を用いて散乱Ｘ線分布を推定する（各
々のＸ線エネルギーに対して）。 （５） 同様に物質ｂに対しても行う。 （６） （４）と（５）の結果の和をとる。 （７） 高エネルギーの撮影による画像からは（６）で
得られた高エネルギーの散乱Ｘ線分布を減じ、低エネル
ギーの画像に対しても同様に行う。 上記のような方法により、高エネルギー、低エネルギー
別々に散乱Ｘ線補正が精度良く行われた画像が得られ
る。
フィルタ法に基づく散乱Ｘ線補正の方法である。前述し
たようなＸ線のエネルギーを２回変えることによって、
求めたい物質の厚み（ｔ2 ）を推定する際の本発明の基
本アルゴリズムを示す。但し、本アルゴリズムは、物質
の種類を２種類として記載する。 （１） Ｘ線エネルギーを少なくとも２回変えて撮影す
る。 （２） 各々に従来の散乱Ｘ線補正を施す（フィルタ
法）。 （３） 散乱Ｘ線補正を施した結果でｔ1 、ｔ2 の各々
の厚み分布を求める。 （４） 物質ａの厚み分布（ｔ1 の分布）に対して従来
の散乱Ｘ線補正法を用いて散乱Ｘ線分布を推定する（各
々のＸ線エネルギーに対して）。 （５） 同様に物質ｂに対しても行う。 （６） （４）と（５）の結果の和をとる。 （７） 高エネルギーの撮影による画像からは（６）で
得られた高エネルギーの散乱Ｘ線分布を減じ、低エネル
ギーの画像に対しても同様に行う。 上記のような方法により、高エネルギー、低エネルギー
別々に散乱Ｘ線補正が精度良く行われた画像が得られ
る。
【００２２】
【作用】上記手段を講じることにより、各物質毎に、散
乱線分の寄与を補正するので、高精度に被写体の定量的
な診断ができる。
乱線分の寄与を補正するので、高精度に被写体の定量的
な診断ができる。
【００２３】
【実施例】図面を参照して、以下本発明に係るＸ線診断
方法及びその装置の一実施例を示す。図１は本発明の一
実施例に係るＸ線診断装置の概略構成を示すブロック図
である。
方法及びその装置の一実施例を示す。図１は本発明の一
実施例に係るＸ線診断装置の概略構成を示すブロック図
である。
【００２４】図１において、本発明のＸ線診断装置は、
Ｘ線管１と、検出器２と、照射条件設定部４と、アナロ
グ／テジタル変換器５（以下、Ａ／Ｄ変換器５）と、原
画像格納部６と、厚み推定部７と、基準散乱Ｘ線像格納
部８と、散乱Ｘ線像除去部９と、表示部１０とを具備す
る。各部の機能は以下の通りである。
Ｘ線管１と、検出器２と、照射条件設定部４と、アナロ
グ／テジタル変換器５（以下、Ａ／Ｄ変換器５）と、原
画像格納部６と、厚み推定部７と、基準散乱Ｘ線像格納
部８と、散乱Ｘ線像除去部９と、表示部１０とを具備す
る。各部の機能は以下の通りである。
【００２５】Ｘ線管１は、照射条件設定部４で設定され
たＸ線管の照射条件（例えば、管電圧、照射時間、系の
ゲイン等）により、Ｘ線を発生する。検出器２はＸ線管
に対向して配置されていて、Ｘ線管１との間に被写体３
が配置されるようになっている。Ａ／Ｄ変換器５は検出
器２で検出された信号をテジタル信号に変換して、原画
像格納部６に出力する。原画像格納部６は前記Ａ／Ｄ変
換器５で変換された信号を原画像として格納する。厚み
推定部７は前記原画像から前記被写体３を構成する各物
質の厚さをそれぞれ推定する。基準散乱Ｘ線像格納部８
は各物質の各Ｘ線エネルギーに対する基準散乱Ｘ線像を
格納する。基準散乱Ｘ線像とは、ここでは、物質の種類
及び厚さが既知であって、所定のＸ線のエネルギーに対
応するペンシルビームを照射した場合に得られる散乱Ｘ
線像をいう。また、この基準散乱Ｘ線像に対応するＸ線
量を基準散乱Ｘ線像の散乱Ｘ線レスポンス量という。散
乱Ｘ線像除去部９は、前記照射条件及び各物質の厚みに
基づいて、前記照射条件及び前記各物質の厚みに対応す
る前記基準散乱Ｘ線像を前記基準散乱Ｘ線像格納部８か
ら抽出して、その和をとり、原画像から前記得られた和
を除去する。表示部１０はこの散乱Ｘ線像除去部９で得
られた画像を表示する。
たＸ線管の照射条件（例えば、管電圧、照射時間、系の
ゲイン等）により、Ｘ線を発生する。検出器２はＸ線管
に対向して配置されていて、Ｘ線管１との間に被写体３
が配置されるようになっている。Ａ／Ｄ変換器５は検出
器２で検出された信号をテジタル信号に変換して、原画
像格納部６に出力する。原画像格納部６は前記Ａ／Ｄ変
換器５で変換された信号を原画像として格納する。厚み
推定部７は前記原画像から前記被写体３を構成する各物
質の厚さをそれぞれ推定する。基準散乱Ｘ線像格納部８
は各物質の各Ｘ線エネルギーに対する基準散乱Ｘ線像を
格納する。基準散乱Ｘ線像とは、ここでは、物質の種類
及び厚さが既知であって、所定のＸ線のエネルギーに対
応するペンシルビームを照射した場合に得られる散乱Ｘ
線像をいう。また、この基準散乱Ｘ線像に対応するＸ線
量を基準散乱Ｘ線像の散乱Ｘ線レスポンス量という。散
乱Ｘ線像除去部９は、前記照射条件及び各物質の厚みに
基づいて、前記照射条件及び前記各物質の厚みに対応す
る前記基準散乱Ｘ線像を前記基準散乱Ｘ線像格納部８か
ら抽出して、その和をとり、原画像から前記得られた和
を除去する。表示部１０はこの散乱Ｘ線像除去部９で得
られた画像を表示する。
【００２６】まず、前記基準散乱Ｘ線像格納部８に格納
される前記基準散乱Ｘ線像を得る方法について図２を参
照して説明する。図２は前記基準散乱Ｘ線像格納部８に
格納される前記基準散乱Ｘ線像を得る手順を示すフロー
チャートである。
される前記基準散乱Ｘ線像を得る方法について図２を参
照して説明する。図２は前記基準散乱Ｘ線像格納部８に
格納される前記基準散乱Ｘ線像を得る手順を示すフロー
チャートである。
【００２７】まず、基準となる被写体３を用意する。こ
の被写体３は予め正確に厚さが設定された数種類の厚さ
のものを用意する（ステップＳ１１）。また、被写体３
の物質についても、診断で使用する可能性があると考え
られる数種類の物質を用意する。例えば、軟部組織に対
応するものとして水のファントム（厚み１〜３０ｃ
ｍ）、骨部組織に対応するものとしてカルシウムファン
トム（厚み１〜２０ｃｍ）を用意する。この厚さは例え
ば、１ｃｍきざみの厚さものをそれぞれ各物質について
用意する。
の被写体３は予め正確に厚さが設定された数種類の厚さ
のものを用意する（ステップＳ１１）。また、被写体３
の物質についても、診断で使用する可能性があると考え
られる数種類の物質を用意する。例えば、軟部組織に対
応するものとして水のファントム（厚み１〜３０ｃ
ｍ）、骨部組織に対応するものとしてカルシウムファン
トム（厚み１〜２０ｃｍ）を用意する。この厚さは例え
ば、１ｃｍきざみの厚さものをそれぞれ各物質について
用意する。
【００２８】次に、１番目の物質、例えば、水のファン
トム１ｃｍに対し、Ｘ線を照射して、散乱Ｘ線データを
取得する（ステップＳ１２）。この場合、例えば、Ｘ線
のエネルギーを６０ｋＶｐとする。ステップＳ１２の操
作をＸ線のエネルギーを変えて、例えば、１００ｋＶｐ
として行う（ステップＳ１３）。１番目の物質の厚さを
変えて、例えば、水のファントム２ｃｍとして、ステッ
プＳ１２及びステップＳ１３の操作を繰り返す（ステッ
プＳ１４）。そして、２番目の物質、例えば、カルシウ
ムファントムについてステップＳ１２からステップＳ１
４の操作を繰り返す（ステップＳ１５）。最終的に、基
準となるすべての物質の散乱Ｘ線データを取得した時点
で、所望の基準散乱Ｘ線像が得られる（ステップＳ１
６）。
トム１ｃｍに対し、Ｘ線を照射して、散乱Ｘ線データを
取得する（ステップＳ１２）。この場合、例えば、Ｘ線
のエネルギーを６０ｋＶｐとする。ステップＳ１２の操
作をＸ線のエネルギーを変えて、例えば、１００ｋＶｐ
として行う（ステップＳ１３）。１番目の物質の厚さを
変えて、例えば、水のファントム２ｃｍとして、ステッ
プＳ１２及びステップＳ１３の操作を繰り返す（ステッ
プＳ１４）。そして、２番目の物質、例えば、カルシウ
ムファントムについてステップＳ１２からステップＳ１
４の操作を繰り返す（ステップＳ１５）。最終的に、基
準となるすべての物質の散乱Ｘ線データを取得した時点
で、所望の基準散乱Ｘ線像が得られる（ステップＳ１
６）。
【００２９】上記の操作において、基準散乱Ｘ線像の基
準散乱Ｘ線像格納部８への格納は特に示していないが、
Ｘ線の照射の都度基準散乱Ｘ線像を基準散乱Ｘ線像格納
部８に格納させても良いし、一定量のデータが得られた
時点で格納するようにしても良い。
準散乱Ｘ線像格納部８への格納は特に示していないが、
Ｘ線の照射の都度基準散乱Ｘ線像を基準散乱Ｘ線像格納
部８に格納させても良いし、一定量のデータが得られた
時点で格納するようにしても良い。
【００３０】また、上記の操作において、Ｘ線はペンシ
ルビームとし、この時、Ｘ線ペンシルビームのＸ線強度
Ｘp0H,L も同時に基準散乱Ｘ線像格納部８に記憶させて
おく。上記のようにして、基準散乱Ｘ線像が得られる。
次に、診断を行う場合の方法を図３に基づいて説明す
る。図３は、本発明の流れを説明するための示すフロー
チャートである。
ルビームとし、この時、Ｘ線ペンシルビームのＸ線強度
Ｘp0H,L も同時に基準散乱Ｘ線像格納部８に記憶させて
おく。上記のようにして、基準散乱Ｘ線像が得られる。
次に、診断を行う場合の方法を図３に基づいて説明す
る。図３は、本発明の流れを説明するための示すフロー
チャートである。
【００３１】本発明の流れを説明するに当たり、次のよ
うに仮定する。被写体を構成する物質は２種類であり、
物質の種類も既知であって、被写体の撮影条件は、高エ
ネルギー（第１のエネルギー、例えば、１００ｋＶｐの
管電圧）と低エネルギー（第２のエネルギー、例えば、
６０ｋＶｐの管電圧）の２つのエネルギーで撮影を行う
ものと仮定する。但し、本実施例の説明は便宜上被写体
に含まれる物質の種類を２種類とするが、被写体に含ま
れる物質の数に応じて、Ｘ線のエネルギーも変化させる
（例えば、被写体に含まれる物質の数が３種類であれ
ば、Ｘ線のエネルギーも３種類とする）。
うに仮定する。被写体を構成する物質は２種類であり、
物質の種類も既知であって、被写体の撮影条件は、高エ
ネルギー（第１のエネルギー、例えば、１００ｋＶｐの
管電圧）と低エネルギー（第２のエネルギー、例えば、
６０ｋＶｐの管電圧）の２つのエネルギーで撮影を行う
ものと仮定する。但し、本実施例の説明は便宜上被写体
に含まれる物質の種類を２種類とするが、被写体に含ま
れる物質の数に応じて、Ｘ線のエネルギーも変化させる
（例えば、被写体に含まれる物質の数が３種類であれ
ば、Ｘ線のエネルギーも３種類とする）。
【００３２】まず、照射条件設定部４により、管電圧、
照射時間等の条件を設定し、この条件でＸ線管１によ
り、被写体３を照射する（ステップＳ２１）。この被写
体３を通過したＸ線を検出器２で検出し、Ａ／Ｄ変換器
５により、前記検出信号をテジタル信号に変換する。こ
のテジタル信号に変換された信号を原画像として原画像
格納部６に格納する（ステップＳ２２）。
照射時間等の条件を設定し、この条件でＸ線管１によ
り、被写体３を照射する（ステップＳ２１）。この被写
体３を通過したＸ線を検出器２で検出し、Ａ／Ｄ変換器
５により、前記検出信号をテジタル信号に変換する。こ
のテジタル信号に変換された信号を原画像として原画像
格納部６に格納する（ステップＳ２２）。
【００３３】次に、前記原画像に基づいて厚み推定部７
により被写体３に含まれる各物質の厚みの推定を行う
（ステップＳ２３）。本ステップは厚み分布測定を行う
ための前処理として行われる。本ステップにおいて、厚
み分布の推定は誤差を低くするために行われるので、厚
み分布の推定が完全に行われる必要はない。この厚み分
布の推定は次のように行われる。まず、撮影条件から従
来技術で使用されているフィルタ法を用いて散乱Ｘ線像
を推定する。次に、Ｘ線の各エネルギー毎に得られた原
画像からそれぞれのＸ線のエネルギーに対応する散乱Ｘ
線像を減じて散乱Ｘ線補正像を得る。本ステップでは、
被写体が均一でない物質で構成されていても、均一とみ
なして行っても良い。なぜならば、ここでは、厚み分布
推定の誤差低減を目的としており、完全に誤差をなくす
ことはできなくても補正を行わない場合に比べて低減す
る程度のものでよいからである。
により被写体３に含まれる各物質の厚みの推定を行う
（ステップＳ２３）。本ステップは厚み分布測定を行う
ための前処理として行われる。本ステップにおいて、厚
み分布の推定は誤差を低くするために行われるので、厚
み分布の推定が完全に行われる必要はない。この厚み分
布の推定は次のように行われる。まず、撮影条件から従
来技術で使用されているフィルタ法を用いて散乱Ｘ線像
を推定する。次に、Ｘ線の各エネルギー毎に得られた原
画像からそれぞれのＸ線のエネルギーに対応する散乱Ｘ
線像を減じて散乱Ｘ線補正像を得る。本ステップでは、
被写体が均一でない物質で構成されていても、均一とみ
なして行っても良い。なぜならば、ここでは、厚み分布
推定の誤差低減を目的としており、完全に誤差をなくす
ことはできなくても補正を行わない場合に比べて低減す
る程度のものでよいからである。
【００３４】ステップＳ２３においてラフに散乱Ｘ線補
正を行った散乱Ｘ線補正像をもとにして（３）′式など
をもとにして被写体中に含まれる物質に対し、更に高低
エネルギー別に各物質の厚さに応じた散乱Ｘ線像を推定
する（ステップＳ２４）。本ステップにおいて、被写体
に含まれる物質が物質ａと物質ｂとした場合のそれぞれ
の散乱Ｘ線像を求める方法を、図４及び図５を参照して
詳細に説明する。物質ａの厚み分布は、例えば、図４に
おける各位置での物質ａの厚み分布をいう。図４におけ
る位置ｘに対する物質ａの厚みｔ1xに対して、物質ａの
厚みｔ1xと同じ厚みの基準散乱Ｘ線像の散乱Ｘ線レスポ
ンス量（図５参照）を基準散乱Ｘ線像格納部８から取り
出し、そのまま位置ｘにおける物質ａの散乱Ｘ線レスポ
ンス量とする。次に、位置ｘから位置を少しずらして
（ｘ＋Δｘ）、この位置の厚みに対応する散乱Ｘ線レス
ポンス量を位置ｘと同様に求め、位置ｘ＋Δｘにおける
物質ａの散乱Ｘ線レスポンス量とする。以後、位置を変
えながら、物質ａに対する散乱Ｘ線レスポンス量を所定
の位置について求める。最終的に、前記各位置において
求められた散乱Ｘ線レスポンス量をそれぞれの位置で加
えることにより物質ａの散乱Ｘ線分布が求められる。こ
の時、散乱Ｘ線分布はＸ線強度Ｘp0H,L で正規化してお
く必要がある。例えば、高エネルギーに対しては、Ｘ線
Ｘ0Hを照射しているので、予め測定しておいたレスポン
ス量はＸ0H／Ｘp0H を乗じて、上記の操作を行う必要が
ある。この操作を物質ａ及び物質ｂの各々の高低エネル
ギーに対して行うことにより、各々の散乱Ｘ線像が求め
られる。
正を行った散乱Ｘ線補正像をもとにして（３）′式など
をもとにして被写体中に含まれる物質に対し、更に高低
エネルギー別に各物質の厚さに応じた散乱Ｘ線像を推定
する（ステップＳ２４）。本ステップにおいて、被写体
に含まれる物質が物質ａと物質ｂとした場合のそれぞれ
の散乱Ｘ線像を求める方法を、図４及び図５を参照して
詳細に説明する。物質ａの厚み分布は、例えば、図４に
おける各位置での物質ａの厚み分布をいう。図４におけ
る位置ｘに対する物質ａの厚みｔ1xに対して、物質ａの
厚みｔ1xと同じ厚みの基準散乱Ｘ線像の散乱Ｘ線レスポ
ンス量（図５参照）を基準散乱Ｘ線像格納部８から取り
出し、そのまま位置ｘにおける物質ａの散乱Ｘ線レスポ
ンス量とする。次に、位置ｘから位置を少しずらして
（ｘ＋Δｘ）、この位置の厚みに対応する散乱Ｘ線レス
ポンス量を位置ｘと同様に求め、位置ｘ＋Δｘにおける
物質ａの散乱Ｘ線レスポンス量とする。以後、位置を変
えながら、物質ａに対する散乱Ｘ線レスポンス量を所定
の位置について求める。最終的に、前記各位置において
求められた散乱Ｘ線レスポンス量をそれぞれの位置で加
えることにより物質ａの散乱Ｘ線分布が求められる。こ
の時、散乱Ｘ線分布はＸ線強度Ｘp0H,L で正規化してお
く必要がある。例えば、高エネルギーに対しては、Ｘ線
Ｘ0Hを照射しているので、予め測定しておいたレスポン
ス量はＸ0H／Ｘp0H を乗じて、上記の操作を行う必要が
ある。この操作を物質ａ及び物質ｂの各々の高低エネル
ギーに対して行うことにより、各々の散乱Ｘ線像が求め
られる。
【００３５】次に、高エネルギーＸ線照射によって上記
のようにして得られた物質ａと物質ｂの散乱Ｘ線像を加
えることによって、高エネルギーＸ線照射時の全体の散
乱Ｘ線像を求める（ステップＳ２５）。低エネルギーＸ
線照射においても、高エネルギーＸ線照射と同様に散乱
Ｘ線像を求める。被写体は物質ａと物質ｂで構成されて
おり、全体の散乱線像は物質ａと物質ｂの散乱Ｘ線像の
和で表されるので、本ステップにより、被写体の正確な
散乱Ｘ線像が得られる。
のようにして得られた物質ａと物質ｂの散乱Ｘ線像を加
えることによって、高エネルギーＸ線照射時の全体の散
乱Ｘ線像を求める（ステップＳ２５）。低エネルギーＸ
線照射においても、高エネルギーＸ線照射と同様に散乱
Ｘ線像を求める。被写体は物質ａと物質ｂで構成されて
おり、全体の散乱線像は物質ａと物質ｂの散乱Ｘ線像の
和で表されるので、本ステップにより、被写体の正確な
散乱Ｘ線像が得られる。
【００３６】最終的に、この散乱Ｘ線像を原画像から減
じることによって、高エネルギー及び低エネルギー照射
によって得られた原画像のそれぞれについて散乱Ｘ線補
正が行われる（ステップＳ２６）。
じることによって、高エネルギー及び低エネルギー照射
によって得られた原画像のそれぞれについて散乱Ｘ線補
正が行われる（ステップＳ２６）。
【００３７】上記のようにして、散乱Ｘ線を補正するこ
とにより、（１）式〜（３）式及び（２）′式、
（２）″式及び（３）′式が成立する。従って、本発明
により、骨塩定量装置やその他のＸ線定量診断に対して
高精度の定量を可能にすることができる。本発明は、上
記実施例に限定されない。
とにより、（１）式〜（３）式及び（２）′式、
（２）″式及び（３）′式が成立する。従って、本発明
により、骨塩定量装置やその他のＸ線定量診断に対して
高精度の定量を可能にすることができる。本発明は、上
記実施例に限定されない。
【００３８】実施例では、被写体の物質ａ及び物質ｂの
各々のラフな厚み分布を推定するために従来の散乱Ｘ線
補正法を用いた例で説明したが、従来の散乱Ｘ線補正法
により厚み推定の正確さを必要としない被写体の厚みが
薄い場合などは、原画像をそのまま用いてラフな厚みを
求めて本発明を適用しても良い。
各々のラフな厚み分布を推定するために従来の散乱Ｘ線
補正法を用いた例で説明したが、従来の散乱Ｘ線補正法
により厚み推定の正確さを必要としない被写体の厚みが
薄い場合などは、原画像をそのまま用いてラフな厚みを
求めて本発明を適用しても良い。
【００３９】また、被写体を構成する複数の物質の厚み
が予め計測できる場合には、この計測された厚みをその
まま用いても良い。この場合は、高エネルギーＸ線と低
エネルギーＸ線との２種類のエネルギーのＸ線を用いる
必要はなく、１種類のエネルギーのみで撮影された画像
に対して本発明を適用することもできる。
が予め計測できる場合には、この計測された厚みをその
まま用いても良い。この場合は、高エネルギーＸ線と低
エネルギーＸ線との２種類のエネルギーのＸ線を用いる
必要はなく、１種類のエネルギーのみで撮影された画像
に対して本発明を適用することもできる。
【００４０】更に、本実施例は、被写体の中に物質が２
種類ある場合について述べたが、３種類以上ある場合に
ついても同様である。構成する物質がｎ種類の時は、Ｘ
線エネルギーもｎ種類必要になるが、本実施例と同様、
ｎ種の物質毎に厚みを求め、散乱Ｘ線分布を各々求める
ことによって、ｎ種のエネルギーの各々の像に対して補
正を行うことが可能である。その他、本発明の要旨を変
更しない範囲で種々変形して実施できるのは勿論であ
る。
種類ある場合について述べたが、３種類以上ある場合に
ついても同様である。構成する物質がｎ種類の時は、Ｘ
線エネルギーもｎ種類必要になるが、本実施例と同様、
ｎ種の物質毎に厚みを求め、散乱Ｘ線分布を各々求める
ことによって、ｎ種のエネルギーの各々の像に対して補
正を行うことが可能である。その他、本発明の要旨を変
更しない範囲で種々変形して実施できるのは勿論であ
る。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、各物質毎に散乱線分の
寄与を補正するので、高精度に被写体の定量的な診断が
できる。
寄与を補正するので、高精度に被写体の定量的な診断が
できる。
【図１】本発明の一実施例に係る概略構成を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図２】基準散乱Ｘ線像を求めるためのフローチャー
ト。
ト。
【図３】本発明の流れを説明するための示すフローチャ
ート。
ート。
【図４】散乱Ｘ線像の算出について説明するための図。
【図５】散乱Ｘ線像の算出について説明するための図。
【図６】従来の技術を説明するための図。
【図７】従来の技術において物質の厚さが測定できない
例を示す図。
例を示す図。
１…Ｘ線管、２…検出器、３…被写体、４…照射条件設
定部、５…Ａ／Ｄ変換器、６…原画像格納部、７…厚み
推定部、８…基準散乱Ｘ線像格納部、９…散乱Ｘ線像除
去部、１０…表示部
定部、５…Ａ／Ｄ変換器、６…原画像格納部、７…厚み
推定部、８…基準散乱Ｘ線像格納部、９…散乱Ｘ線像除
去部、１０…表示部
Claims (2)
- 【請求項１】 被写体を透過するＸ線を検出する検出器
から出力されるＸ線データに基づいて画像を表示するＸ
線診断方法において、 前記被写体を構成する物質のそれぞれの厚さに基づいて
前記被写体を構成する物質毎に散乱Ｘ線像の分布をそれ
ぞれ推定するステップと、 物質毎に推定された前記散乱Ｘ線像の和をとって得られ
た散乱Ｘ線像を原画像から除去するステップと、を具備
することを特徴とするＸ線診断方法。 - 【請求項２】 被写体を透過するＸ線を検出する検出器
から出力されるＸ線データに基づいて画像を表示するＸ
線診断装置において、 前記被写体にＸ線を照射し、得られた画像を原画像とし
て格納する原画像格納手段と、 前記前記被写体を構成する各物質の厚みに基づいて、前
記被写体を構成する各物質毎の散乱Ｘ線像の分布を推定
する散乱Ｘ線像分布推定手段と、 前記散乱Ｘ線像分布推定手段によって推定された各物質
毎の散乱Ｘ線像の分布の和をとり、前記原画像格納手段
に格納された原画像から減算する散乱Ｘ線除去手段と、
を具備することを特徴とするＸ線診断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4175776A JPH0614911A (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Ｘ線診断方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4175776A JPH0614911A (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Ｘ線診断方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0614911A true JPH0614911A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=16002069
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4175776A Pending JPH0614911A (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Ｘ線診断方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0614911A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001238870A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-09-04 | Ge Medical Syst Sa | 器官の厚みを補償する方法および装置 |
| JP2005511175A (ja) * | 2001-12-05 | 2005-04-28 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 放射線装置の入射線量を測定する方法 |
| JP2008272476A (ja) * | 2007-04-27 | 2008-11-13 | Siemens Ag | 単位面積質量画像の作成方法 |
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| JP2017537748A (ja) * | 2014-10-04 | 2017-12-21 | アイベックス イノベーションズ リミテッド | Ｘ線装置における散乱に関する改善及び該ｘ線装置を使用する方法 |
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-
1992
- 1992-07-02 JP JP4175776A patent/JPH0614911A/ja active Pending
Cited By (19)
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| US10588592B2 (en) | 2014-10-04 | 2020-03-17 | Ibex Innovations Ltd. | Scatter in x-ray apparatus and methods of their use |
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| US11635392B2 (en) | 2018-06-07 | 2023-04-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Radiation imaging apparatus, radiation imaging method, and non-transitory computer-readable storage medium |
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