JPWO2020044581A1 - X線位相イメージング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
次に、図1および図3を参照しながら、画像処理部13aによる位相コントラスト画像40の生成について詳細に説明する。
次に、図5〜図8を参照しながら、X線管11から出力されるX線量の変化に起因する検出器12で検出されるX線量のバラツキの補正について説明する。
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
たとえば、上記実施形態では、制御部13を、X線管11から出力されるX線量の変化に起因する検出器12で検出されるX線量のバラツキの補正を行うように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図1に示す第1変形例によるX線位相イメージング装置200のように、制御部213を、X線量のバラツキに加えて、並進移動に起因する格子Gの並進位置(格子Gの並進量の点X)の位置ずれを補正するように構成してもよい。
第1変形例では、上記のように、制御部213を、複数の検出信号の全ての大きさYおよび複数の検出信号が検出された全ての格子Gの並進位置(格子Gの並進量の点X)の両方を、アーチファクトAFの程度Dが所定の閾値Dth以下になるように変化させることにより、X線量のバラツキおよび並進移動に起因する格子Gの並進位置(格子Gの並進量の点X)の位置ずれの両方を補正するように構成する。これにより、X線量のバラツキおよび格子Gの並進位置(格子Gの並進量の点X)の位置ずれの両方を補正することができるので、縞走査による撮影を行う際にX線管11の輝度が変化することに起因して位相コントラスト画像40にアーチファクトAFが生じるのを抑制することができるとともに、格子Gの並進移動を精密に制御することが比較的難しいことに起因して位相コントラスト画像40にアーチファクトAFが生じるのを抑制することができる。
また、上記実施形態および第1変形例では、制御部13を、補正係数Kを(所定の範囲内で)無作為に変化させるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図10に示す第2変形例よるX線位相イメージング装置300のように、制御部313を、機械学習としての強化学習により学習させた補正係数KY、KXを変化させるための推定ルールRに基づいて、補正係数KY、KXを変化させるように構成してもよい。
第2変形例では、上記のように、制御部313を、機械学習としての強化学習により学習させた補正係数KY、KXを変化させるための推定ルールRに基づいて、(X線量のバラツキを補正するための)補正係数KYおよび(並進移動に起因する格子Gの並進位置の位置ずれを補正するための)補正係数KXを変化させるように構成する。推定ルールRは、補正係数KY、KXとアーチファクトAFの程度Dとに基づいて、アーチファクトAFの程度Dが小さくなるように機械学習としての強化学習により学習させる。これにより、補正係数KY、KXを無作為に変化させる場合と比較して、強化学習により学習させた補正係数KY、KXを変化させるための推定ルールRに基づいて、アーチファクトAFの程度Dが小さくなるように効率的に補正係数KY、KXを変化させることができる。
また、上記実施形態、第1変形例および第2変形例では、制御部13(213、313)を、アーチファクトAFの程度Dとして、ラインプロファイル(画素列PL上の画素値の変化)に含まれる画素値のバラツキ具合(標準偏差)を算出するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部を、アーチファクトAFの程度Dとして、たとえば、(m×n)個からなる画素領域に含まれる画素値のバラツキ具合(標準偏差)等、ラインプロファイルに含まれる画素値のバラツキ具合(標準偏差)以外の値を算出するように構成してもよい。
12 検出器
13、213、313、413 制御部
13a、213a 画像処理部
20 取得画像
30 抽出画像
40 位相コントラスト画像
40a 吸収像
40b 位相微分像
40c 暗視野像
100、200、300、400 X線位相イメージング装置
AF アーチファクト
G 格子
G1 第1格子
G2 第2格子
G3 第3格子
PX 画素
R 推定ルール
S 被写体
X 格子の並進量の点(格子の相対位置)
Y (検出信号の)大きさ
Claims (9)
- X線源と、
前記X線源から照射されたX線を検出する検出器と、
前記X線源と前記検出器との間に配置され、前記X線源からX線が照射される第1格子と、前記第1格子と前記検出器との間に配置され、前記第1格子からのX線が照射される第2格子と、を含む複数の格子と、
前記格子、前記X線源、前記検出器、および、前記X線源と前記検出器との間に配置される被写体のうちの少なくとも1つを、所定の周期で並進移動させる縞走査を行うことにより前記検出器で検出された複数の前記X線の検出信号のそれぞれに基づく複数の取得画像と、前記複数の取得画像からパラメータを抽出した抽出画像と、前記抽出画像に基づく、吸収像、位相微分像および暗視野像のうちの少なくとも1つを含む位相コントラスト画像と、を生成する画像処理部と、
前記複数の検出信号のうちの少なくとも1つの大きさを、前記抽出画像または位相コントラスト画像におけるアーチファクトの程度が所定の閾値以下になるように変化させることにより、前記X線源から出力されるX線量の変化に起因する前記検出器で検出されるX線量のバラツキを補正する制御部と、を備える、X線位相イメージング装置。 - 前記制御部は、前記複数の検出信号のうちの少なくとも1つの大きさに対して、前記X線量のバラツキを補正するための補正係数を乗算または除算することにより、前記X線量のバラツキを補正するように構成されている、請求項1に記載のX線位相イメージング装置。
- 前記制御部は、前記複数の検出信号のうちの少なくとも1つの大きさに対して、前記補正係数を変化させて繰り返し乗算または除算することにより、前記X線量のバラツキを補正するように構成されている、請求項2に記載のX線位相イメージング装置。
- 前記制御部は、前記X線源から出力される前記X線量の出力値の変化率に基づいて、前記補正係数を設定するように構成されている、請求項3に記載のX線位相イメージング装置。
- 前記制御部は、前記複数の検出信号の全ての大きさを、前記抽出画像におけるアーチファクトの程度が所定の閾値以下になるように変化させることにより、前記X線源から出力されるX線量の変化に起因する前記検出器で検出されるX線量のバラツキを補正するように構成されている、請求項1に記載のX線位相イメージング装置。
- 前記制御部は、前記複数の検出信号のうちの少なくとも1つの大きさおよび前記複数の検出信号のうちの少なくとも1つが検出された前記並進移動の対象の並進位置の両方を、前記アーチファクトの程度が所定の閾値以下になるように変化させることにより、前記X線量のバラツキおよび前記並進移動に起因する前記並進移動の対象の並進位置の位置ずれの両方を補正するように構成されている、請求項1に記載のX線位相イメージング装置。
- 前記制御部は、前記X線量のバラツキまたは前記並進移動に起因する前記並進移動の対象の並進位置の位置ずれの少なくとも一方を補正するための補正係数と前記アーチファクトの程度とに基づいて前記アーチファクトの程度が小さくなるように機械学習としての強化学習により学習させた前記補正係数を変化させるための推定ルールに基づいて、前記補正係数を変化させるように構成されている、請求項1に記載のX線位相イメージング装置。
- 前記制御部は、前記抽出画像の複数の画素における画素値の標準偏差に基づいて、前記アーチファクトの程度を判断するように構成されている、請求項1に記載のX線位相イメージング装置。
- 前記複数の格子は、前記X線源と前記第1格子との間に配置され、前記X線源から照射されたX線の可干渉性を高めるための第3格子をさらに含む、請求項1に記載のX線位相イメージング装置。
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