專利名稱：放射線攝影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由放射線對被檢測體的透視圖像進(jìn)行攝影的放射線攝影裝置，尤 其涉及一種具備除去散射放射線的放射線柵網(wǎng)的放射線攝影裝置。
背景技術(shù)：
在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，具備由放射線對被檢測體的透視圖像進(jìn)行攝影的放射線攝影裝 置。這樣的放射線攝影裝置51，如圖7所示那樣具備載置被檢測體M的頂板52、照射放射 線的放射線源53、檢測放射線的放射線檢測器54。在放射線檢測器54的放射線入射面上，具備除去由被檢測體M產(chǎn)生的散射放射線 的放射線柵網(wǎng)(grid)55。放射線柵網(wǎng)55，如圖9A所示那樣是將細(xì)長狀的吸收箔55a排列 成百葉窗似地而構(gòu)成(例如日本國特開2002-257939號公報(bào))。在放射線檢測器54中，如圖9B所示那樣將放射線檢測元件54a排列成二維矩陣 形狀。在這個(gè)放射線檢測器54中，映入如圖8A所示的被檢測體M的透視圖像、如圖8B所 示的放射線柵網(wǎng)55無法除去的間接放射線、放射線柵網(wǎng)55的影子。在圖8B中，表示間接 放射線的強(qiáng)度看似一樣。但是實(shí)際上，間接放射線表示與吸收箔55a的位置對應(yīng)的分布。這個(gè)間接放射線的成分，在生成被檢測體M的透視圖像時(shí)成為干擾。因此，近年來 一直在開發(fā)的都是從放射線檢測器54輸出的像素中除去間接放射線的成分來取得被檢測 體M的透視圖像的方法。當(dāng)取得這樣的透視圖像之際，映入到放射線檢測器54的吸收箔 55a的影子成為問題。如圖9A所示，吸收箔55a的影子S，映入到放射線檢測器54，在俯視 的情況下，如圖9B所示，有規(guī)則地排列著映入了吸收箔55a的影子S的放射線檢測元件54a 并列的列、以及沒有映入了吸收箔55a的影子S的放射線檢測元件54a并列的列。為了從映入吸收箔55a的影子S的圖像中除去間接放射線成分，采用如下的方法。 首先，考慮由圖像中的映入影子的像素(暗像素a2)，與此鄰接的沒有映入影子的兩個(gè)像素 (明像素al、a2)而構(gòu)成的區(qū)域R。對這個(gè)區(qū)域R的各個(gè)像素準(zhǔn)備一個(gè)方程式，將其像素值 作為直接放射線成分與間接放射線成分之和。由于在區(qū)域R中包含三個(gè)像素，因此要準(zhǔn)備 三個(gè)方程式組成聯(lián)立方程式。即準(zhǔn)備如下聯(lián)立方程式。暗像素a2的像素值=直接放射線成分+間接放射線成分明像素al的像素值=直接放射線成分+間接放射線成分明像素a3的像素值=直接放射線成分+間接放射線成分建立并求解這個(gè)聯(lián)立方程式，來求出區(qū)域R的直接放射線成分。在對圖像的全區(qū) 域進(jìn)行這個(gè)操作而重構(gòu)圖像時(shí)，可以取得不受間接放射線影響的適合于診斷的放射線透視 圖像。但是，以往的放射線攝影裝置，存在以下的問題。即，以往的放射線攝影裝置，其前提是放射線柵網(wǎng)55的影子的位置對放射線檢測 器54總是固定的。但是實(shí)際上，在攝影中影子的位置對放射線檢測器54有時(shí)會產(chǎn)生偏移。 在有些放射線攝影裝置中，將沿著頂板2的長邊方向的軸作為旋轉(zhuǎn)軸，放射線源53以及放射線檢測器54是可以旋轉(zhuǎn)的。在這樣的放射線攝影裝置中，如果讓放射線源53以及放射 線檢測器54 —邊旋轉(zhuǎn)一邊進(jìn)行放射線透視圖像的攝影，則由于放射線源53是重物品，所以 對應(yīng)旋轉(zhuǎn)而支撐放射線源53的支撐體就會偏斜。于是，放射線源53與放射線檢測器54的 相對位置就會產(chǎn)生偏移。在求解上述區(qū)域R的聯(lián)立方程式的方法中，吸收箔55a的影子，是沒有包含在明像 素中的像素。假設(shè)，對應(yīng)放射線源53的旋轉(zhuǎn)而吸收箔55a的影子移動到跨越暗像素和明像 素的位置上，那么上述的方法，就不能從間接放射線分離出直接放射線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明，鑒于這樣的事情，其目的是提供一種即使放射線柵網(wǎng)的影子對放射線檢 測器移動了，也可以取得適合于診斷的放射線透視圖像的放射線攝影裝置。本發(fā)明，為了達(dá)成上述的目的，采取以下的構(gòu)成。S卩，本發(fā)明的放射線攝影裝置，具備放射線源，其照射放射線；放射線檢測部件， 其中用于檢測放射線的放射線檢測元件被縱橫排列；放射線柵網(wǎng)，其設(shè)置成覆蓋放射線檢 測部件的放射線檢測面，并且將向縱方向延伸的吸收箔排列在橫方向；圖像生成部件，其基 于從放射線檢測部件輸出的檢測信號，生成圖像；空間圖像存儲部件，其對進(jìn)行在放射線源 和放射線檢測部件之間沒有放置被檢測體的空間攝影后所生成的空間圖像進(jìn)行存儲；被檢 測體圖像存儲部件，其對進(jìn)行在放射線源和放射線檢測部件之間放置被檢測體的被檢測體 攝影后所生成的被檢測體圖像進(jìn)行存儲；被檢測體圖像補(bǔ)正部件，其基于空間圖像、被檢測 體圖像，求出被檢測體圖像中所包含的直接放射線成分，并以此為基礎(chǔ)生成補(bǔ)正圖像，被檢 測體圖像補(bǔ)正部件，由暗方程式和明方程式來求出被檢測體圖像的像素值中的直接放射線 成分，由此生成補(bǔ)正圖像，其中，暗方程式中將由各圖像中的映入吸收箔的影子的暗像素和 從橫方向鄰接暗像素的鄰接像素所構(gòu)成的暗像素集合中的放射線強(qiáng)度的平均作為直接放 射線成分與間接放射線成分之和，明方程式中將沒有映入吸收箔的影子的明像素中的放射 線強(qiáng)度作為直接放射線成分與間接放射線成分之和。而且，更有選的是，還具備模型圖像存儲部件，其對進(jìn)行在放射線源與放射線檢測 部件之間放置模型的模型攝影后所生成的模型圖像進(jìn)行存儲，被檢測體圖像補(bǔ)正部件，基 于空間圖像、被檢測體圖像以及模型圖像，生成補(bǔ)正圖像。根據(jù)本發(fā)明的放射線攝影裝置，采用了基于空間圖像、模型圖像以及被檢測體圖 像來取得補(bǔ)正圖像的構(gòu)成。由于補(bǔ)正圖像只從射出被檢測體的直接放射線成分取得，因此 可以取得沒有因間接放射線而劣化了對比度的鮮明的放射線透視圖像。而且，根據(jù)本發(fā)明， 還可以省略模型圖像的攝影。而且在補(bǔ)正圖像的取得中，通過聯(lián)立求解沒有映入吸收箔的影子的明像素的明方 程式、和映入吸收箔的影子的暗像素集合的暗方程式來求出被檢測體圖像的直接放射線成 分。即，求出直接放射線成分時(shí)設(shè)為將吸收箔的影子映入到暗像素集合的某個(gè)地方。即使 吸收箔的影子相對于放射線檢測部件的放射線檢測元件的排列存在移動，吸收箔的影子都 會存在于暗像素集合的任一個(gè)中，吸收箔的影子不會從暗像素集合中脫離。所以，被檢測體 補(bǔ)正部件，能夠可靠地求解聯(lián)立方程式，并可以取得適合于診斷的補(bǔ)正圖像。而且，上述暗像素集合，如果由橫方向上排列的三個(gè)像素構(gòu)成則更好。
根據(jù)上述的構(gòu)成，暗像素集合由三個(gè)像素構(gòu)成。吸收箔的影子的移動，是向放射線 檢測元件的排列的橫方向移動一個(gè)像素左右。所以，可以將暗像素集合指定為三個(gè)像素。如 果暗像素集合過于大，圖像就會模糊。根據(jù)上述的構(gòu)成，包含在暗像素集合中的像素?cái)?shù)是最 低限度。而且，更有選的是，上述被檢測體圖像補(bǔ)正部件，通過將暗方程式、從橫方向與上 述暗像素集合鄰接的兩個(gè)明像素所涉及的明方程式的三個(gè)方程式聯(lián)立來求出上述被檢測 體圖像的直接放射線成分。由上述的構(gòu)成，通過聯(lián)立三個(gè)方程式求出被檢測體圖像的直接放射線成分。如果 這樣的構(gòu)成，能夠可靠地求解聯(lián)立方程式。而且，更有選的是，具備支撐上述放射線源和放射線檢測部件的支撐體；移動上 述支撐體的支撐體移動部件；以及對支撐體移動部件進(jìn)行控制的支撐體移動控制部件。上述的構(gòu)成，表示本發(fā)明的具體的一個(gè)方式。即放射線源和放射線檢測部件是可 移動的。在這個(gè)移動中包含旋轉(zhuǎn)移動。由于放射線源是重物品，如果旋轉(zhuǎn)支撐體，支撐體會 彎曲。由此放射線源和放射線檢測部件的相對位置會少許偏差(2mm左右)。于是，映入到 放射線檢測部件上的放射線柵網(wǎng)的吸收箔的影子，會向放射線檢測部件的橫方向移動一個(gè) 檢測元件左右。由上述的構(gòu)成，即使發(fā)生這樣的現(xiàn)象，收集箔的影子也不會從暗像素集合向 橫方向超出。所以，能夠可靠地求出被檢測體圖像的直接放射線成分。而且，在上述放射線攝影裝置中，支撐體，如果為C臂桿則更好。上述的構(gòu)成，表示本發(fā)明的具體的一個(gè)方式。上述構(gòu)成的C臂桿，適合于以保持相 互位置關(guān)系的狀態(tài)支撐放射線源和放射線檢測部件。但是，如果要讓C臂桿旋轉(zhuǎn)，由于放射 線源的重量C臂桿就會彎曲。根據(jù)本發(fā)明，例如即便C臂桿容易彎曲，也能夠可靠地求出被 檢測體圖像的直接放射線成分。而且，更有選的是，在上述的放射線攝影裝置中，放射線柵網(wǎng)的吸收箔，由吸收放 射線的鉬合金或者鉭合金來構(gòu)成。上述的構(gòu)成，表示本發(fā)明的具體的一個(gè)方式。即，吸收箔由鉬合金或者鉭合金來構(gòu) 成。這樣的話，吸收箔，能夠更可靠地吸收入射到吸收箔上的間接放射線。根據(jù)本發(fā)明的放射線攝影裝置，采用了基于空間圖像以及被檢測體圖像來取得補(bǔ) 正圖像的構(gòu)成。在這個(gè)補(bǔ)正圖像的取得中，將沒有映入吸收箔的影子的明像素的明方程式、 與映入吸收箔的影子的暗像素集合的暗方程式聯(lián)立求解來求出直接放射線的成分。此時(shí)吸 收箔的影子即使對放射線檢測部件上的放射線檢測元件的排列有移動，吸收箔的影子也存 在于暗像素集合的任意處。由此，被檢測體圖像補(bǔ)正部件，能夠可靠地求解聯(lián)立方程式，并 可以取得適合于診斷的補(bǔ)正圖像。


為了對發(fā)明進(jìn)行說明，將現(xiàn)在認(rèn)為很好的幾個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行圖示，但是希望能夠 理解本發(fā)明并不限定圖示的構(gòu)成以及方法策略。圖1是說明實(shí)施例1的X射線攝影裝置的構(gòu)成的功能方框圖。圖2A是說明實(shí)施例1的C臂桿(arm)的旋轉(zhuǎn)的示意圖。圖2B是說明實(shí)施例1的C臂桿的旋轉(zhuǎn)的示意圖。
圖3是說明實(shí)施例1的X射線柵網(wǎng)的構(gòu)成的平面圖。圖4是說明實(shí)施例1的信息存儲部的構(gòu)成的示意圖。圖5是說明實(shí)施例1的X射線攝影裝置的動作的流程圖。圖6A是說明實(shí)施例1的X射線攝影裝置的動作的示意圖。圖6B是說明實(shí)施例1的X射線攝影裝置的動作的示意圖。圖7是說明以往構(gòu)成的X射線攝影裝置的圖。圖8A是說明以往構(gòu)成的X射線攝影裝置的圖。圖8B是說明以往構(gòu)成的X射線攝影裝置的圖。圖9A是說明以往構(gòu)成的X射線攝影裝置的圖。圖9B是說明以往構(gòu)成的X射線攝影裝置的圖。
具體實(shí)施例方式以下，說明本發(fā)明的實(shí)施例。實(shí)施例的X射線，相當(dāng)于本發(fā)明的放射線。實(shí)施例1《X射線攝影裝置的構(gòu)成》實(shí)施例1的X射線攝影裝置1，如圖1所示，具備載置被檢測體M的頂板2 ；對設(shè) 置于頂板2的下側(cè)的X射線進(jìn)行照射的X射線管3 ；檢測X射線的平板檢測儀(FPD) 4 ；控制 X射線管3的管電流、管電壓的X射線管控制部6 ；支撐X射線管3以及FPD4的C臂桿7 ； 支撐C臂桿7的支柱8 ；使C臂桿7移動的C臂桿移動機(jī)構(gòu)21 ；對C臂桿移動機(jī)構(gòu)21進(jìn)行 控制的C臂桿移動控制部22。X射線3相當(dāng)于本發(fā)明的放射線源，F(xiàn)PD4相當(dāng)于本發(fā)明的放 射線檢測部件。而且，C臂桿移動控制部22相當(dāng)于本發(fā)明的支撐體移動控制部件。C臂桿 移動機(jī)構(gòu)21相當(dāng)于本發(fā)明的支撐體移動部件。而且，C臂桿7相當(dāng)于本發(fā)明的支撐體。C臂桿7通過C臂桿移動機(jī)構(gòu)21，既可以向鉛直方向、水平方向移動也可以旋轉(zhuǎn)。 即，C臂桿7既可以如圖2A所示那樣，沿著彎曲的C臂桿7所沿襲的假想圓VA旋轉(zhuǎn)，也可 以如圖2B所示那樣，當(dāng)將C臂桿7的兩端的突出的方向作為突出方向(體軸方向A)時(shí)，C 臂桿7，其兩端沿著與突出方向正交的平面上的假想圓VB進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。X射線柵網(wǎng)5設(shè)置成覆蓋FPD4具有的X射線檢測面。圖3是對實(shí)施例1的X射線 柵網(wǎng)的構(gòu)成進(jìn)行說明的平面圖。如圖3所示，實(shí)施例1的X射線柵網(wǎng)5，具備向縱方向延伸 的長方體狀的吸收箔5a。這個(gè)吸收箔5a向橫方向排列，從X射線柵網(wǎng)5整體來看，排列成 百葉簾狀。而它的排列間隔，例如可以是500iim。另外，這個(gè)吸收箔5a由吸收X射線的鉬 合金或鉭合金構(gòu)成。X射線柵網(wǎng)5相當(dāng)于本發(fā)明的放射線柵網(wǎng)。而且，實(shí)施例1的X射線攝影裝置1，如圖1所示，具備生成各種圖像的圖像生成 部11、柵網(wǎng)減弱率圖取得部12、分離部13、偏差圖取得部14、偏差率圖取得部15、從各種圖 像生成補(bǔ)正圖像的被檢測體圖像補(bǔ)正部16、輸入技術(shù)員指示的操作臺31、顯示補(bǔ)正圖像的 顯示部32、存儲各種信息的信息存儲部33。被檢測體圖像補(bǔ)正部16相當(dāng)于本發(fā)明的被檢 測體圖像補(bǔ)正部件。而且，實(shí)施例1的X射線攝影裝置1具備統(tǒng)一控制各部6、11、12、13、14、15、16、22 的主控制部34。主控制部34由CPU構(gòu)成，通過執(zhí)行各種程序，來實(shí)現(xiàn)各部。而且，上述各部 也可以分割到擔(dān)當(dāng)各功能的運(yùn)算裝置來執(zhí)行。
信息存儲部33，如圖4所示，具備存儲第一空間圖像a的第一空間圖像存儲部 33a、存儲第二空間圖像0的第二空間圖像存儲部33b、存儲柵網(wǎng)減弱率圖、的柵網(wǎng)減弱率 圖存儲部33c、存儲模型(phantom)圖像5的模型圖像存儲部33d、存儲直接線成分圖e 的直接線成分圖存儲部33e、存儲偏差圖(的偏差圖存儲部33f、存儲偏差率圖Mn的偏差 率圖存儲部33g、存儲被檢測體圖像I的被檢測體圖像存儲部33h。被檢測體圖像存儲部 33h相當(dāng)于本發(fā)明的被檢測體圖像存儲部件，模型圖像存儲部33d相當(dāng)于本發(fā)明的模型圖 像存儲部件。第一空間圖像存儲部33a以及第二空間圖像存儲部33b相當(dāng)于本發(fā)明的空間 圖像存儲部件?！秳幼鞯臉?gòu)成》接著對X射線攝影裝置的動作進(jìn)行說明。X射線攝影裝置1的動作，如圖5所示那 樣具備以下各個(gè)過程取得第一空間圖像a的第一空間圖像取得步驟T1、取得第二空間圖 像3的第二空間圖像取得步驟T2、從第一空間圖像a和第二空間圖像0取得柵網(wǎng)減弱 率圖Y的柵網(wǎng)減弱率圖取得步驟T3、取得模型圖像8的模型圖像取得步驟T4、用柵網(wǎng)減 弱率圖、分離模型圖像S的直接線成分和間接線成分的直接線 間接線分離步驟T5、從 被分離的直接線成分來取得表示X射線柵網(wǎng)5的X射線吸收的偏差的偏差圖(的偏差圖 取得步驟T6、從偏差圖(來取得偏差率圖Mn的偏差率圖取得步驟T7、取得被檢測體圖像 I的被檢測體圖像取得步驟T8、以柵網(wǎng)減弱率圖Y、偏差率圖Mn為基礎(chǔ)對被檢測體圖像 I進(jìn)行補(bǔ)正的被檢測體圖像補(bǔ)正步驟T9。以下以時(shí)序?qū)@些步驟進(jìn)行說明?！兜谝豢臻g圖像取得步驟T1》首先，頂板2上不載置任何東西，并且在FPD4的X射線檢測面上不載置X射線柵 網(wǎng)5的狀態(tài)下進(jìn)行X射線攝影。FPD4用FPD4檢測從X射線管3輸出的X射線，此時(shí)圖像生 成部11生成的圖像是第一空間圖像a。第一空間圖像a，表示從X射線管3輸出的直接 X射線的強(qiáng)度。這個(gè)第一空間圖像a，被存儲到信息存儲部33中?！兜诙臻g圖像取得步驟T2》接著，在將X射線柵網(wǎng)5載置到FPD4的X射線檢測面的狀態(tài)，而在頂板上不載置 任何物體的情況下進(jìn)行X射線攝影。此時(shí)圖像生成部11生成的圖像為第二空間圖像3。 這個(gè)第二空間圖像0被存儲到信息存儲部33中。第一空間圖像取得步驟T1、第二空間圖 像取得部T2的攝影是本發(fā)明的空間攝影?！稏啪W(wǎng)減弱率圖取得步驟T3》柵網(wǎng)減弱率圖取得部12，將第二空間圖像0中的各個(gè)像素值除以對應(yīng)各個(gè)位置 上的第一空間圖像a中的各個(gè)像素值。于是，可以取得柵網(wǎng)減弱率圖Y來表示直接X射 線通過X射線柵網(wǎng)5之際的柵網(wǎng)減弱率的分布。另外，認(rèn)為X射線在透過X射線柵網(wǎng)5時(shí) 不產(chǎn)生間接X射線?！赌Ｐ蛨D像取得步驟T4》接著，在安裝X射線柵網(wǎng)5的狀態(tài)并在頂板上載置丙烯板，并進(jìn)行X射線攝影。這 個(gè)攝影是模型攝影。X射線在透過丙烯板之際產(chǎn)生間接X射線。也就是，在此時(shí)圖像生成部 11生成的模型圖像8中，映入透過丙烯板而來的直接X射線和間接X射線雙方。另外，由 丙烯板發(fā)生的間接X射線的基本上被X射線柵網(wǎng)5吸收。模型圖像8的間接X射線，并沒 有完全被X射線柵網(wǎng)5所吸收。這個(gè)模型圖像S被存儲在信息存儲部33中。
對此時(shí)取得的模型圖像5進(jìn)行說明。X射線柵網(wǎng)5的吸收箔5a在橫方向例如空 出500 ii m的間隔排列，F(xiàn)PD4檢測元件4a,例如以125 y m的間距排列。所以，在FPD4的檢 測面上，如圖6A所示，在橫方向上規(guī)則地排列著向縱方向延伸的吸收箔5a的影子S所映入 的檢測元件4a的列(暗列)和影子S沒有映入的檢測元件4a的列(明列)。具體地，在橫 方向交替地排列著3個(gè)明列所連續(xù)的區(qū)域和暗列1列。模型圖像8，如圖6B所示，在橫方向上交替地排列著由于吸收箔5a而使像素值變 暗的暗部區(qū)域和沒有映入吸收箔5a的明部區(qū)域。具體地，在橫方向上交替地排列著沒有映 入吸收箔5a的影子S的像素列即明列連續(xù)3列的區(qū)域和映入吸收箔5a的影子S的像素列 即暗列1列?！吨苯泳€、間接線分離步驟T5》接著，分離部13，采用柵網(wǎng)減弱率圖Y，從模型圖像S中分離出直接線成分。此 時(shí)，這個(gè)分離是參照模型圖像8的五個(gè)像素進(jìn)行的。這里所說的五個(gè)像素，如圖6B所示， 是橫方向排列的像素群R，這個(gè)橫方向上存于中間位置的像素，成為映入吸收箔5a的暗像 素D。將從橫方向與這個(gè)暗像素D鄰接的兩個(gè)像素作為鄰接像素m、N2，并將暗像素D鄰接 像素N1、N2歸類作為暗像素集合K。然后將從橫方向鄰接這個(gè)暗像素集合的兩個(gè)像素作為 明像素B1、B2。在明像素B1的像素值中，包含直接線成分和間接線成分。將表示明像素B1的像 素值的X射線強(qiáng)度作為將透過X射線柵網(wǎng)5之前的直接X射線的強(qiáng)度作為S P”將明像 素B1的柵網(wǎng)減弱率(參照步驟T3)作為Q，將間接放射線的強(qiáng)度作為8 Si，則明像素B1的 直接線成分就是^？工與^的乘積。所以以下的關(guān)系成立。= 8 8 ......(1)同樣地，將暗像素集合K所屬的像素值的平均所示的X射線強(qiáng)度作為Gk，將表示明 像素B2的像素值的X射線強(qiáng)度作為G2，則存在以下的關(guān)系。GK = 8 PK CK+ 8 SK……(2)G2 = 8 P2 C2+ 8 S2......(3)另外，C2是明像素B2的柵網(wǎng)減弱率C，CK是暗像素集合K的柵網(wǎng)減弱率C的平均。 3己是明像素B2的直接線成分，SPK是暗像素集合K的直接線成分的平均。這里，進(jìn)行SSK =(SSi+SS^/2這樣的近似。另外，從丙烯板射出的直接X射線的強(qiáng)度，可以被視為在丙 烯板全體中一樣，因此可以確定SP1= 6Pk= sp2。采用上述的公式(1)、(2)、(3)和這 些近似來求出直接線成分SPp 6Pk> 6P2以及間接線成分SSp 6Sk, SS2。具體地表示為 以下各式。6 = 6 PK = 6 P2 = (Gr2GK+G2) / (C1-2CK+C2)......(4)S Si = G「8 ......(5)6 SK = Gk- 8 PK CK...... (6)6 S2 = G2- 8 P2 C2......(7)分離部13，基于公式(4) 公式(7)對表示在模型圖像5的各暗像素B，求出直 接線成分以及間接線成分。然后，分離部13對直接線成分進(jìn)行縱橫變換來生成直接線成分 圖￡。在這個(gè)直接線成分圖￡中，排列著暗像素D和從其周邊的4像素求出的直接線成 分。從丙烯板射出的直接X射線的強(qiáng)度，由于可以視為在丙烯板全體中一樣，所以直接線成分圖￡的直接線成分應(yīng)該是同一的值。但是，在直接線成分圖￡中由圖的一部分在直接線成分的值中可以見到偏差。這 是由于X射線柵網(wǎng)5的吸收箔5a的排列未必是完全理想的。具體地，由于X射線柵網(wǎng)5在 透過間接線成分的透過率存在偏差，特別是在X射線柵網(wǎng)5的周邊部，并沒有充分地將模型 圖像S分離成直接線成分和間接線成分。因此，生成一個(gè)偏差率圖Mn來表示由X射線柵 網(wǎng)5的部分透過了多大程度的間接線成分。這個(gè)偏差率圖M n，相當(dāng)于間接線成分的柵網(wǎng)減 弱率圖Y。也就是，柵網(wǎng)減弱率圖、為對X射線柵網(wǎng)5的直接線成分的減弱率，偏差率圖 Mn表示X射線柵網(wǎng)5的間接線成分的減弱率?！镀顖D取得步驟T6》偏差率圖Mn的取得之前，偏差圖取得部14，先求出起因于包含在模型圖像S中 的X射線柵網(wǎng)5的偏差成分。首先，在直接線成分圖e中對直接線成分的偏差少的部分的 直接線成分取平均來取得平均值￡■。X射線柵網(wǎng)5的吸收箔5a，在X射線5的中央部中， 其吸收箔具有更整齊排列的性質(zhì)。平均值￡■是利用這個(gè)性質(zhì)對直接線成分圖￡的中央 部的直接線成分取平均而得到的。也就是，平均值￡■，不是直接線成分圖￡全體的平均。 偏差圖取得部14，使用這個(gè)平均值，來求出模型圖像8的間接線成分的偏差。將此時(shí) 求出的間接線成分的偏差作為(3，而且如圖68所示由明像素81、82、暗像素集合1(構(gòu)成存 在于模型圖像S中的像素群R，則對明像素B1的間接線成分的偏差(Si成為以下那樣。4 Sl = Gl- e _ Cl……(8)同樣地，如果將對暗像素集合K的偏差作為(SK，將對明像素B2的偏差作為(S2, 則成為下式。； SK = Gk- e ave CK……(9)^ S2 = G2- e ave C2...... (10)偏差圖取得部14，對直接線成分圖￡的暗像素D的全體求出間接線成分的偏差 4S。由偏差圖取得部14將求出的偏差CSp 4Sk、4&進(jìn)行縱橫排列，并生成偏差圖4。《偏差率圖取得步驟T7》偏差圖(被送到偏差率圖取得部15。偏差率圖取得部15取得將偏差圖(的偏 差4 S進(jìn)行平均的平均值￡_。如上所述，不是直接線成分圖￡全體的平均。然后， 偏差率圖取得部15將構(gòu)成偏差圖(的各個(gè)偏差(s除以平均值￡■，來生成偏差率n縱 橫排列的偏差率圖Mn。以上，是取得被檢測體圖像之前的準(zhǔn)備階段。當(dāng)取得多個(gè)被檢測體圖像時(shí)，反復(fù)進(jìn) 行以下的步驟，而上述的步驟T1 步驟T7 —旦作過就足夠了。《被檢測體圖像取得步驟TS》接著，在將X射線柵網(wǎng)5載置到FPD4的X射線檢測面的狀態(tài)下，將被檢測體M載 置到頂板2并進(jìn)行X射線攝影。此時(shí)圖像生成部11生成的圖像，是被檢測體M的透視像映 入的被檢測體圖像I。這個(gè)攝影是被檢測體攝影?！侗粰z測體圖像補(bǔ)正步驟TO》被檢測體圖像I，被送到被檢測體圖像補(bǔ)正部16。在被檢測體圖像補(bǔ)正部16，以 柵網(wǎng)減弱率圖y、以及偏差率圖Mn為基礎(chǔ)將被檢測體圖像I的各像素所示的放射線強(qiáng)度 分離成直接線成分和間接線成分。被檢測像補(bǔ)正部16對被檢測體圖像I的暗像素D和與其在橫方向鄰接的四個(gè)像素分別求出直接線成分I P。在明像素B1中，包含有直接線成分和間接線成分。將表示明像素B1的像素值的 X射線強(qiáng)度作為氏，將透過被檢測體M并透過X射線柵網(wǎng)5之前的直接X射線的強(qiáng)度作為 € Pi，則明像素B1的直接線成分就是〖？工與^的乘積。而且，將透過X射線柵網(wǎng)5之后的 間接放射線的強(qiáng)度作為P Sp如果將透過X射線柵網(wǎng)5之前的間接X射線的強(qiáng)度作為IS”在透過X射線柵網(wǎng) 5之際由X射線柵網(wǎng)5的部分持有偏差地吸收。被檢測體圖像I的間接放射線成分PSp 是透過X射線柵網(wǎng)5而來的間接放射線的強(qiáng)度，也就是表觀上的間接放射線的成分。不是 表示透過X射線柵網(wǎng)5之前的間接X射線的強(qiáng)度的IS”在pSi* € Si中存在PS1 = IS" 1這樣的關(guān)系。所以以下的公式成立。= IPi ‘ C:+P = IP" CMS" n!......(11)同樣地，如果將屬于暗像素集合K的像素值的平均所示的X射線強(qiáng)度作為HK，將表 示明像素B2的像素值的X射線強(qiáng)度作為H2，則有如下公式。Hk = I PK CK+ p SK = I PK CK+ I sK nK...... (12)H2 = I P2 ‘ C2+ P S2 = I P2 C2+ I S2 n2......(13)另外，C2是明像素B2的柵網(wǎng)減弱率C，CK是暗像素集合K的柵網(wǎng)減弱率C的平均。 €己是明像素B2的直接線成分，是暗像素集合K的直接線成分的平均。。^、^&是 明像素B2的間接線成分，PSK、ISK是暗像素集合K的間接線成分的平均。這里，進(jìn)行
=(lPi+lP^/2這樣的近似。然后，一般，間接X射線的強(qiáng)度在鄰接像素之間會平穩(wěn)地變 化是周知的，因此可以近似為€ Si = ISK= is2。采用上述公式(11)、(12)、(13)和這個(gè) 近似，來求出直接線成分IP” IPK> €P2，和間接線成分IS” IS2。具體地表示為以 下的公式。^ = I SK = I s2= (H1/c1-2HK/cK+H2/c2)/(n 1/c1-2 nK/cK+n2/c2)...... (14)被檢測體圖像補(bǔ)正部16，以公式(14)的關(guān)系，一旦求出被檢測體圖像I的間接線 成分，再以此為基礎(chǔ)求出直接線成分IPplPplPy這樣一來被檢測體圖像補(bǔ)正部16，就 對被檢測體圖像I的各暗像素D求出了直接線成分IPp IPK、IP2，并將其縱橫排列來取 得僅以直接線成分構(gòu)成的補(bǔ)正圖像，將這個(gè)補(bǔ)正圖像顯示到顯示部32實(shí)施例1的X射線透 視攝影就完成了。另外，上述的公式(11)、(13)相當(dāng)于本發(fā)明的明方程式，公式(12)相當(dāng) 于本發(fā)明的暗方程式。另外，直接線成分IP” €PK、P2，由于表示入射X射線柵網(wǎng)之前的直接X射線，因 此來源于吸收箔5a的影子的條紋圖案沒有映入到補(bǔ)正圖像上。以上所述，根據(jù)實(shí)施例1的X射線攝影裝置1，成為基于空間圖像a、0、模型圖像 6以及被檢測體圖像I來取得補(bǔ)正圖像的構(gòu)成。由于補(bǔ)正圖像，僅從射出被檢測體的直接 X射線成分取得，因此可以取得不會因間接X射線而對比度劣化的鮮明的X射線透視圖像。而且，在取得補(bǔ)正圖像中，是將吸收箔5a的影子S沒有映入的明像素B的明方程 式、與映入吸收箔5a的影子S的暗像素集合K的暗方程式聯(lián)立求解來求出直接X射線成分。 也就是，設(shè)為吸收箔5a的影子S映入到暗像素集合K的某地方，來求出直接X射線成分。 即使吸收箔5a的影子S相對于FPD4的X射線檢測元件4a的排列發(fā)生移動，吸收箔5a的影子S總是存在于暗像素集合K的任意處，吸收箔5a的影子S不會脫離暗像素集合K。所 以，被檢測體圖像補(bǔ)正部16能夠可靠地求解聯(lián)立方程式，并取得適合于診斷的補(bǔ)正圖像。而且，由三個(gè)像素構(gòu)成暗像素集合。吸收箔5a的影子S的移動，只是在X射線檢 測元件4a的排列的橫方向上移動一個(gè)像素左右。所以，可以先將暗像素集合K指定為三個(gè) 像素。如果暗像素集合K太大，圖像就會模糊。根據(jù)上述的構(gòu)成，包含于暗像素集合K中的 像素?cái)?shù)，成為最小限度。然后，被檢測體圖像補(bǔ)正部16通過聯(lián)立三個(gè)方程式來求出被檢測 體圖像I的直接X射線成分。如果是這樣的構(gòu)成，能夠可靠地求解出聯(lián)立方程式。而且，依照C臂桿移動控制部22的控制，X射線管3與FPD4都是可以移動的。在 這個(gè)移動中包含旋轉(zhuǎn)移動。由于X射線管3是重物品，一旦旋轉(zhuǎn)C臂桿7，C臂桿7就會彎 曲，由此會使X射線管3和FPD4的位置關(guān)系產(chǎn)生微小(2mm左右)的錯位。于是，映入FPD4 的X射線柵網(wǎng)5的吸收箔5a的影子S,也會向FPD4的橫方向移動一個(gè)檢測元件左右。由上 述的構(gòu)成，即使產(chǎn)生這種現(xiàn)象，吸收箔的影子S，也不會從暗像素集合K向橫方向超出。所 以，能夠可靠地求出被檢測體圖像I的直接X射線成分。本發(fā)明，并不限于上述的實(shí)施例的構(gòu)成，可以實(shí)施以下這樣的變形。(1)在上述的實(shí)施例中，也可以省略模型圖像取得部T4 偏差率圖取得步驟T7的 構(gòu)成。正如直接線、間接線分離部T5中說明的那樣，柵網(wǎng)減弱率圖Y，是對X射線柵網(wǎng)5的 直接線成分的減弱率，偏差率圖Mn表示X射線柵網(wǎng)5的間接線成分的減弱率。直接X射線很精確地反映柵網(wǎng)形狀的變化，而與此相比間接X射線表示相當(dāng)一樣 且變化很少的分布。因此柵網(wǎng)減弱率CpCpQ的值大概以70 100%分布。與此相對，偏 差率I、nK、n2的值大概以99 101%分布。因此，通過省略模型圖像s的攝影，設(shè)定 1= nK= n2 = 1，充其量可以百分比以內(nèi)的誤差算出間接線成分。從被檢測體圖像減 去這個(gè)間接線成分就可以得到直接線圖像。(2)在上述的實(shí)施例中，在X射線攝影裝置1中，設(shè)置了單一的C臂桿7，但是本發(fā) 明并不限定于此。本發(fā)明也可以適用于設(shè)置兩個(gè)臂桿7的管線系統(tǒng)。(3)上述的實(shí)施例，是醫(yī)用裝置，但是本發(fā)明也可以適用于工業(yè)、原子能用的裝置。(4)上述實(shí)施例的X射線，是本發(fā)明的放射線的一例。所以本發(fā)明也適用于X射線 以外的放射線。本發(fā)明，只要不脫離其思想或本質(zhì)也可以其他形式實(shí)施，所以作為表示的發(fā)明范 圍，不是以上說明的，應(yīng)該參照附加的權(quán)利要求書。
權(quán)利要求
一種放射線攝影裝置，用于進(jìn)行放射線攝影，上述放射線攝影裝置，包含以下的要素放射線源，其照射放射線；放射線檢測部件，其中用于檢測放射線的放射線檢測元件被縱橫排列；放射線柵網(wǎng)，其設(shè)置成覆蓋上述放射線檢測部件的放射線檢測面，并且將向縱方向延伸的吸收箔排列在橫方向上；圖像生成部件，其基于從上述放射線檢測部件輸出的檢測信號，生成圖像；空間圖像存儲部件，其對進(jìn)行在上述放射線源與上述放射線檢測部件之間沒有放置被檢測體的空間攝影后所生成的空間圖像進(jìn)行存儲；被檢測體圖像存儲部件，其對進(jìn)行在上述放射線源與上述放射線檢測部件之間放置被檢測體的被檢測體攝影后所生成的被檢測體圖像進(jìn)行存儲；以及被檢測體圖像補(bǔ)正部件，其基于上述空間圖像、上述被檢測體圖像，求出上述被檢測體圖像中所包含的直接放射線成分，并基于此生成補(bǔ)正圖像，上述被檢測體圖像補(bǔ)正部件，由暗方程式和明方程式來求出上述被檢測體圖像的像素值中的直接放射線成分，由此生成上述補(bǔ)正圖像，其中，上述暗方程式中將由各圖像中的映入上述吸收箔的影子的暗像素和從橫方向鄰接上述暗像素的鄰接像素所構(gòu)成的暗像素集合中的放射線強(qiáng)度的平均為直接放射線成分與間接放射線成分之和，上述明方程式中將沒有映入上述吸收箔的影子的明像素中的放射線強(qiáng)度為直接放射線成分與間接放射線成分之和。
2.如權(quán)利要求1所述的放射線攝影裝置，其中還具備模型圖像存儲部件，其對進(jìn)行在上述放射線源與上述放射線檢測部件之間放置 模型的模型攝影后所生成的模型圖像進(jìn)行存儲，上述被檢測體圖像補(bǔ)正部件，基于上述空間圖像、上述被檢測體圖像以及上述模型圖 像，生成補(bǔ)正圖像。
3.如權(quán)利要求1所述的放射線攝影裝置，其中上述暗像素集合，由在橫方向上排列的三個(gè)像素構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求2所述的放射線攝影裝置，其中上述暗像素集合，由在橫方向上排列的三個(gè)像素構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1 4任一項(xiàng)所述的放射線攝影裝置，其中上述被檢測體圖像補(bǔ)正部件，通過將上述暗方程式、從橫方向與上述暗像素集合鄰接 的兩個(gè)明像素所涉及的明方程式的三個(gè)方程式聯(lián)立，來求出上述被檢測體圖像的直接放射 線成分。
6.如權(quán)利要求1 4任一項(xiàng)所述的放射線攝影裝置，其中 具備支撐放射線源和放射線檢測部件的支撐體；移動上述支撐體的支撐體移動部件；以及對上述支撐體移動部件進(jìn)行控制的支撐體移動控制部件。
7.如權(quán)利要求5所述的放射線攝影裝置，其中 具備支撐放射線源和放射線檢測部件的支撐體；移動上述支撐體的支撐體移動部件；以及 對上述支撐體移動部件進(jìn)行控制的支撐體移動控制部件。
8.如權(quán)利要求6所述的放射線攝影裝置，其中 所述支撐體為C臂桿。
9.如權(quán)利要求1所述的放射線攝影裝置，其中所述放射線柵網(wǎng)的吸收箔，由吸收放射線的鉬合金或者鉭合金來構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明是一種放射線攝影裝置，其特征是具備照射放射線的放射線源；將用于檢測放射線的放射線檢測元件縱橫排列的放射線檢測部件；放射線柵網(wǎng)；被檢測體圖像補(bǔ)正部，其由暗方程式和明方程式來求出被檢測體圖像的像素值的直接放射線成分，由此生成補(bǔ)正圖像，暗方程式中將由各圖像中的映入吸收箔的影子的暗像素和從橫方向鄰接暗像素的鄰接像素所構(gòu)成的暗像素集合中的放射線強(qiáng)度的平均作為直接放射線成分與間接放射線成分之和，明方程式中將沒有映入吸收箔的影子的明像素中的放射線強(qiáng)度作為直接放射線成分與間接放射線成分之和。
文檔編號A61B6/00GK101836867SQ20101014340
公開日2010年9月22日 申請日期2010年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月17日
發(fā)明者藤田明德 申請人:株式會社島津制作所