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CN104203106A - 放射线摄影装置 - Google Patents

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CN104203106A CN201280071636.4A CN201280071636A CN104203106A CN 104203106 A CN104203106 A CN 104203106A CN 201280071636 A CN201280071636 A CN 201280071636A CN 104203106 A CN104203106 A CN 104203106A
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Abstract

具备第一/第二累计值计算部(33、38)，该第一/第二累计值计算部(33、38)在由栅格箔产生的箔影横跨像素的部位，基于几何结构鉴别该部位，并求出所鉴别出的该部位的基于箔影的横跨累计值。即使设为由栅格箔产生的箔影由于栅格箔的扭曲、挠曲而横跨了像素，也基于几何结构鉴别该部位，并求出所鉴别出的该部位的箔影的横跨累计值，因此即使设为X射线栅格、平板型X射线检测器(FPD)(3)的尺寸发生变化，也基于该横跨累计值去除箔影。其结果，能够与各种尺寸的X射线栅格、FPD(3)相对应地考虑栅格箔的扭曲、挠曲来去除箔影。

Description

放射线摄影装置
技术领域
本发明涉及一种获得放射线图像的放射线摄影装置，特别是涉及一种利用放射线栅格来去除散射放射线的技术。
背景技术
在以往的放射线摄影装置中，为了防止来自被检体的散射放射线入射到平板型放射线检测器(放射线检测单元)，具备去除散射放射线的放射线栅格。吸收散射放射线的栅格箔和使放射线透过的中间层交替地排列来构成放射线栅格。用如铅等那样的吸收以X射线为代表的放射线的物质来形成栅格箔，用如铝、有机物质等那样的使以X射线为代表的放射线透过的中间物质来形成中间层。但是，当放射线通过中间层时，除散射放射线以外的放射线(直接放射线)也被中间物质吸收。因此，通过使中间层成为空隙而使除散射放射线以外的放射线(直接放射线)可靠地透过的空气栅格近年来被用作放射线栅格。
另外，在直接放射线被栅格箔遮挡的部分，由栅格箔产生的箔影被拍进放射线图像。在此，本申请人提出了一种去除由箔影引起的伪像的伪像去除处理法(例如，参照专利文献1、2)。
专利文献1：国际公开第WO2010-064287号
专利文献2：日本特开2011-167334号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，由于在空气栅格中上述中间层为空隙，因此易于产生由栅格箔的扭曲、挠曲导致的伪像。另外，在此之前在与构成由平板型放射线检测器(FPD：Flat Panel Detector)得到的放射线图像的各个像素同步地(例如每隔四个像素进行同步地)配置栅格箔的空气栅格中进行了伪像去除处理，但期望即使在将栅格箔设为集束距离配置且不同步的情况下也能够进行恰当的伪像去除处理。换句话说，分别制作与各种FPD的像素尺寸对应并分别同步的尺寸的空气栅格是不现实的。
本发明是鉴于这种问题而完成的，其目的在于提供一种能够与各种尺寸的放射线栅格、放射线检测单元相对应地考虑栅格箔的扭曲、挠曲来去除箔影的放射线摄影装置。
用于解决问题的方案
本发明为了达成这种目的，采用了如下的结构。
即，本发明的放射线摄影装置是一种获得放射线图像的放射线摄影装置，其特征在于，具备：放射线源，其照射放射线；放射线检测单元，其检测所照射的放射线；以及放射线栅格，其设置于该放射线检测单元的检测侧，通过排列用于吸收散射放射线的栅格箔而构成，上述放射线摄影装置还具备：累计值计算单元，其在由上述栅格箔产生的箔影横跨像素的部位，基于上述放射线源、上述放射线检测单元以及上述放射线栅格的相互的几何位置关系来鉴别该部位，并求出所鉴别出的该部位的基于箔影的横跨累计值；以及摄影图像收集单元，其基于在有被检体的状态下检测出的放射线检测信号来收集实际的摄影图像，其中，基于上述累计值计算单元和上述摄影图像收集单元来去除由上述栅格箔产生的箔影并最终获得放射线图像。
根据本发明的放射线摄影装置，除了具备放射线源、放射线检测单元以及放射线栅格以外，还具备累计值计算单元，该累计值计算单元在由栅格箔产生的箔影横跨像素的部位，基于放射线源、放射线检测单元以及放射线栅格的相互的几何位置关系来鉴别该部位，并求出所鉴别出的该部位的基于箔影的横跨累计值。而且，具备基于在有被检体的状态下检测出的放射线检测信号来收集实际的摄影图像的摄影图像收集单元，基于上述累计值计算单元和上述摄影图像收集单元来去除由栅格箔产生的箔影并最终获得放射线图像。即使设为由栅格箔产生的箔影由于栅格箔的扭曲、挠曲而横跨了像素，也基于放射线源、放射线检测单元以及放射线栅格的相互的几何位置关系(即几何结构(geometry))来鉴别该部位，并求出所鉴别出的该部位的基于箔影的横跨累计值。因而，即使设为放射线栅格、放射线检测单元的尺寸发生变化，也基于该横跨累计值去除箔影。其结果，能够与各种尺寸的放射线栅格、放射线检测单元对应地考虑栅格箔的扭曲、挠曲来去除箔影。此外，并非箔影由于各个栅格箔的扭曲、挠曲而必定横跨或者覆盖该像素。希望留意的是，根据几何结构来对被认为箔影可能横跨的部位处的像素进行认定，与箔影的横跨的状况无关地同等地求出该部位的横跨累计值。
在本发明的放射线摄影装置中，优选的是，还具备在由栅格箔产生的箔影横跨像素的部位求出与栅格箔的挠曲有关的常数、即挠曲常数的挠曲常数计算单元，并且基于累计值计算单元、挠曲常数计算单元以及摄影图像收集单元来去除由栅格箔产生的箔影并最终获得放射线图像。还利用将挠曲数值化而得到的挠曲常数来去除由栅格箔产生的箔影，由此能够进一步考虑栅格箔的挠曲来进一步精密地去除箔影。
在这些发明的放射线摄影装置中，优选的是，还具备求出与栅格箔的扭曲有关的常数、即扭曲常数的扭曲常数计算单元，并且基于累计值计算单元、扭曲常数计算单元以及摄影图像收集单元来去除由栅格箔产生的箔影并最终获得放射线图像。还利用将扭曲数值化而得到的扭曲常数来去除由栅格箔产生的箔影，由此能够进一步考虑栅格箔的扭曲来进一步精密地去除箔影。
在这些发明的放射线摄影装置中，优选的是，还具备累计值乘法单元，该累计值乘法单元将基于箔影的宽度和像素尺寸的规定倍率乘以基于在没有被检体的状态下检测出的放射线检测信号的基准校正数据的横跨累计值。通过将规定倍率乘以基准校正数据的横跨累计值，能够求出与各种尺寸的放射线栅格、放射线检测单元相应地去除了箔影的放射线图像。因而，即使不与各个放射线检测单元或者几何结构相应地制作放射线栅格，也能够利用一个放射线栅格进行恰当的伪像去除处理。
发明的效果
根据本发明所涉及的放射线摄影装置，具备累计值计算单元，该累计值计算单元在由栅格箔产生的箔影横跨像素的部位，基于放射线源、放射线检测单元以及放射线栅格的相互的几何位置关系来鉴别该部位，并求出所鉴别出的该部位的基于箔影的横跨累计值。即使设为由栅格箔产生的箔影由于栅格箔的扭曲、挠曲而横跨了像素，也基于几何结构鉴别该部位，并求出所鉴别出的该部位的基于箔影的横跨累计值。因而，即使设为放射线栅格、放射线检测单元的尺寸发生变化，也基于该横跨累计值去除箔影。其结果，能够与各种尺寸的放射线栅格、放射线检测单元对应地考虑栅格箔的扭曲、挠曲来去除箔影。
附图说明
图1是实施例所涉及的X射线摄影装置的概要结构图和框图。
图2是平板型X射线检测器(FPD)的检测面的示意图。
图3是X射线栅格的概要图。
图4是实施例所涉及的具体的图像处理部的框图。
图5是表示求出挠曲常数时的位置关系的概要图。
图6是将挠曲常数应用于实际摄影时的概要图。
图7是表示求出扭曲常数时的位置关系的概要图。
图8是将扭曲常数应用于实际摄影时的概要图。
图9是示意性地示出挠曲常数的计算的概要图。
图10是基准校正数据的横跨累计值的分布的示意图。
图11是用于将规定倍率乘以基准校正数据的横跨累计值时的说明的示意图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施例。图1是实施例所涉及的X射线摄影装置的概要结构图和框图，图2是平板型X射线检测器(FPD)的检测面的示意图，图3是X射线栅格的概要图。在本实施例中，作为放射线以X射线为例进行说明，并且作为放射线摄影装置，例如以用于在用于心脏血管诊断的装置(CVS：cardiovascular systems：心血管系统)中实施的具备C臂的X射线摄影装置为例进行说明。另外，作为放射线栅格，以在沿着连接X射线管的焦点的射线配置栅格箔而得到的集束栅格中使中间层为空隙的空气栅格为例进行说明。
如图1所示，本实施例所涉及的X射线摄影装置具备：顶板1，其载置有被检体M；X射线管2，其照射X射线；平板型X射线检测器(以下，简称为“FPD”)3，其检测所照射的X射线；以及X射线栅格4，其设置于该FPD 3的检测侧，通过排列用于吸收散射X射线的栅格箔4a(参照图3等)而构成。X射线管2相当于本发明中的放射线源，平板型X射线检测器(FPD)3相当于本发明中的放射线检测单元，X射线栅格4相当于本发明中的放射线栅格。
除此以外，X射线摄影装置具备C臂5，该C臂5的一端保持X射线管2，在另一端将FPD 3与X射线栅格4一起进行保持。在图1中，C臂5沿着被检体M的体轴方向形成为弯曲状。C臂5沿C臂5本身绕着与被检体M的体轴正交的旋转中心轴的轴心进行旋转，由此保持在C臂5上的X射线管2、FPD 3以及X射线栅格4也能够朝相同方向进行旋转。并且，C臂5绕着与体轴正交的旋转中心轴的轴心进行旋转，由此X射线管2、FPD 3以及X射线栅格4也能够朝相同方向进行旋转。
具体地说，C臂5通过支柱7和臂保持部8被保持在基座6上，该基座6被固定配置在地面上。支柱7能够相对于基座6绕铅垂轴的轴心进行旋转，通过该旋转，X射线管2、FPD 3以及X射线栅格4也能够连同被保持于支柱7的C臂5一起朝相同方向进行旋转。另外，通过将臂保持部8以能够绕着被检体M的体轴的轴心进行旋转的方式保持于支柱7，X射线管2、FPD 3以及X射线栅格4也能够连同被保持于臂保持部8的C臂5一起朝相同方向进行旋转。另外，通过将C臂5以能够绕着旋转中心轴的轴心进行旋转的方式保持于臂保持部8，X射线管2、FPD 3以及X射线栅格4也能够连同C臂一起朝相同方向进行旋转。
并且，也可以构成为使FPD 3沿着连接X射线管2和FPD 3的X射线的照射轴靠近和背离，或者在与照射轴正交的集束线方向上靠近和背离。另外，即使在X射线管2、FPD 3以及X射线栅格4的位置关系应该固定的条件下，由于C臂5的旋转等，X射线管2、FPD 3以及X射线栅格4的位置关系有时也产生偏移(后述的焦点横向偏移量＝Xf)。
并且，X射线摄影装置具备：图像处理部11，其基于由FPD 3检测出的X射线检测信号来进行各种图像处理；存储器部12，其写入并存储在X射线摄影之前得到的基准校正数据、由图像处理部11得到的各图像等的数据；输入部13，其输入数据、命令；显示部14，其显示由图像处理部11得到的图像；以及控制器15，其统一控制这些部件。除此以外，还具备产生高电压并对X射线管2施加管电流、管电压的高电压产生部等，但不是本发明的特征部分或者与特征部分有关联的结构，因此省略图示。
存储器部12经由控制器15写入并存储基准校正数据、由图像处理部11得到的各图像等的数据，根据需要适当地读出，并经由控制器15将这些数据送入显示部14来进行显示。存储器部12由以ROM(Read-only Memory：只读存储器)、RAM(Random-Access Memory：随机存取存储器)、硬盘等为代表的存储介质构成。
输入部13将由操作者输入的数据、命令送入控制器15。输入部13由以鼠标、键盘、操纵杆、跟踪球、触摸面板等为代表的指示设备构成。显示部14由监视器构成。
上述图像处理部11、控制器15由中央运算处理装置(CPU)等构成。将由图像处理部11得到的各图像等的数据经由控制器15写入并存储到存储器部12、或者送到显示部14进行显示。后文详细地说明图像处理部11的具体结构。
如图2所示，FPD 3以在其检测面上二维矩阵状地排列感测X射线的多个检测元件d的方式来构成。检测元件d将透过被检体M的X射线转换为X射线检测信号(电信号)并暂时存储，通过读出所存储的该X射线检测信号来检测X射线。将由各个检测元件d分别检测出的X射线检测信号转换为与X射线检测信号相应的像素值，对与检测元件d的位置分别对应的像素分配其像素值，由此输出X射线图像，并将X射线图像送入图像处理部11。
如图3所示，将吸收散射X射线的栅格箔4a和使X射线透过的中间层4b交替地排列来构成X射线栅格4。覆盖栅格箔4a、中间层4b的栅格盖4c从X射线的入射面和相反侧的面夹持栅格箔4a、中间层4b。为了明确栅格箔4a的图示，用双点划线来图示栅格盖4c，关于其它X射线栅格4的结构(支承栅格箔4a的机构等)省略图示。栅格箔4a相当于本发明中的栅格箔。
另外，如图3所示，以相对于FPD 3的检测面平行地配置各个栅格箔4a的方式来配置X射线栅格4。此外，在本实施例中，中间层4b为空隙，X射线栅格4也是空气栅格。关于栅格箔4a，如果是如铅等那样吸收以X射线为代表的放射线的物质，则不作特别地限定。另外，在本实施例中，是沿着连接X射线管2(参照图1)的焦点的射线配置栅格箔4a的集束栅格，但在图3中为了便于图示，设为平行配置各个栅格箔4a。
如图3所示，当将各个像素尺寸设为ΔX时，在本实施例中为了便于理解，与各个像素同步地配置栅格箔4a。也就是说，在收集栅格箔4a的变形(挠曲和扭曲)信息的图5和图7中，每隔四个像素同步地配置有栅格箔4a。因而，由于栅格箔4a吸收X射线而在FPD 3上产生箔影，箔影被拍进X射线图像，但以与各个像素同步地拍进箔影的方式配置栅格箔4a。
接着，参照图4～图11来说明图像处理部和一系列图像处理的流程。图4是实施例所涉及的具体的图像处理部的框图，图5是表示求出挠曲常数时的位置关系的概要图，图6是将挠曲常数应用于实际摄影时的概要图，图7是表示求出扭曲常数时的位置关系的概要图，图8是将扭曲常数应用于实际摄影时的概要图，图9是示意性地示出挠曲常数的计算的概要图，图10是基准校正数据的横跨累计值的分布的示意图，图11是用于将规定倍率乘以基准校正数据的横跨累计值时的说明的示意图。
如图4所示，图像处理部4具备校正数据收集部31、摄影图像收集部32、第一累计值计算部33、累计值乘法部34、对应校正图像计算部35、箔影整列图像生成部36、低通滤波器(以下，简称为“LPF”)37、第二累计值计算部38、伪像去除处理用箔影图像生成部39以及伪像去除处理完成图像生成部40。另外，校正数据收集部31具备挠曲常数计算部31a和扭曲常数计算部31b。挠曲常数计算部31a相当于本发明中的挠曲常数计算单元，扭曲常数计算部31b相当于本发明中的扭曲常数计算单元，摄影图像收集部32相当于本发明中的摄影图像收集单元，第一累计值计算部33和第二累计值计算部38相当于本发明中的累计值计算单元，累计值乘法部34相当于本发明中的累计值乘法单元。
在此，所谓原始位置(HP：Home Position)，是栅格箔4a没有挠曲、扭曲的理想情况下的箔坡的集束位置，是指如图5～图8所示那样位于FPD 3、X射线栅格4的中心线上并且位于与X射线栅格4相距f0的距离处的焦点位置HP。此外，SID是当从X射线管2的焦点位置向FPD 3引垂线时，该垂线方向的焦点位置至FPD 3的距离(SID：Source Image Distance：源像距)，f0是原始位置HP与X射线栅格4的中心面的距离(集束距离)。
如图5～图8所示，将原始位置HP的坐标设为(0、0)。如图6、图8所示，当将X射线管2(参照图1)的焦点横向偏移量(沿着FPD 3、X射线栅格4的设置面方向的自原始位置HP起的焦点偏移量)设为Xf、将焦点纵向偏移量(沿着垂线方向的自原始位置HP起的焦点偏移量)设为dr时，实际的摄影焦点的坐标为(Xf、dr)。另外，当作为基准的栅格箔4a位于FPD 3、X射线栅格4的中心线上时，将该栅格箔4a由于栅格装卸等发生偏移时的偏移量设为Xg。
焦点纵向偏移量dr是作为X射线摄影装置的使用状况而被设定的，因此是能够从装置读取的量，是已知的。另外，关于实际摄影时的焦点横向偏移量Xf、栅格偏移量Xg，也以通过标记处理、基于箔影的相关处理等而已知为前提来进行以下说明。
校正数据收集部31收集出厂前的基准校正数据。详细地说，挠曲常数计算部31a计算挠曲常数，扭曲常数计算部31b计算具有扭曲常数信息的基准校正数据。
如图4所示，当将实际的摄影图像设为I时，摄影图像收集部32基于在有被检体M(参照图1)的状态下检测出的X射线检测信号来收集实际的摄影图像。当实际摄影时，如图6、图8所示，各个像素尺寸是ΔX′，FPD 3的检测面与X射线栅格4的中心面之间的距离是G′。另外，当将X射线摄影之前如图5、图7所示那样收集基准校正数据时(例如X射线栅格4出厂前)的各个像素尺寸设为ΔX0、将FPD 3的检测面与X射线栅格4的中心面之间的距离设为G0时，不一定需要ΔX0＝ΔX′、G0＝G′。ΔX0≠ΔX′、G0≠G′也可以。换句话说，如在问题中也说明过那样，能够与各种尺寸的X射线栅格、FPD相对应地应用以下图像处理。将由摄影图像收集部32收集到的实际的摄影图像I送入箔影整列图像生成部36。
如图4所示，当将挠曲常数设为δtn时，挠曲常数计算部31a在由栅格箔4a产生的箔影横跨像素的部位，求出与栅格箔4a的挠曲有关的常数、即挠曲常数δtn。具体地说，在如图5所示那样的布局的校正数据收集装置中，在没有被检体的状态下沿着X射线栅格4的设置面以规定间隔(例如20μm左右)移动X射线栅格4，并收集横跨位置像素的信号强度，由此求出挠曲常数δtn。此外，当求出具有扭曲常数δθn信息的基准校正数据时，使用如图7所示的布局的校正数据收集装置。
在收集基准校正数据的情况下，在没有被检体的状态下，如图7所示那样从原始位置HP起沿着集束线Lc以规定间隔(例如1mm左右)移动焦点，并利用FPD 3收集每个焦点位置的X射线图像来作为基准校正数据。此时，在与实际摄影中使用的X射线摄影装置不同的装置中，利用难以产生位置关系的偏移的校正数据收集装置来收集基准校正数据。当然，在每次摄影时都利用难以产生焦点偏移的类型的X射线摄影装置的情况下，也可以利用相同的X射线摄影装置来收集基准校正数据。
返回到图5的说明，在将X射线管2(参照图1)的焦点设定为原始位置HP的状态下，如上述那样沿着X射线栅格4的设置面以规定间隔移动X射线栅格4，并分别收集X射线检测信号。将作为基准的栅格箔4a设为第n0个的第n0箔、将作为对象的栅格箔4a设为第n个的第n箔。此时，分别收集横跨了由作为对象的第n箔产生的箔影的多个像素中的X射线检测信号的各信号强度，来作为横跨位置像素的信号强度。此外，在图5～图8中，将作为基准的第n0箔设为位于该中心线上的栅格箔4a，但并不特别限定于例如将处于端部的栅格箔4a设为作为基准的箔等。
在图5的情况下，当设为箔影在两个像素之间横跨来进行说明时，如图9的(b)所示那样，分别收集横跨了由作为对象的第n箔产生的箔影的两个像素的信号强度，来作为横跨位置像素的信号强度。在图9的(b)中，将X射线栅格4的移动量取作横轴，将信号强度取作纵轴。
如果假设在栅格箔4a没有挠曲的情况下两个像素之间的边界横跨箔影的中央，则横跨位置像素的信号强度彼此交叉的位置应该位于两个像素之间的边界。但是，实际上由于栅格箔4a产生了挠曲，而如图9的(b)所示那样使横跨位置像素的信号强度在偏离了两个像素之间的边界(用虚线图示)的位置处彼此交叉。将该交叉位置与两个像素间的边界的偏移定义为挠曲常数(还参照图9的(a))δtn。此外，图9的(a)是在发生挠曲的状态下像素上投影了由第n箔产生的箔影时的示意图。按各像素行、各栅格箔4a分别求出该挠曲常数δtn。此外，在此所述的挠曲常数、之后要叙述的扭曲常数对于每个箔均不同，当然也会针对每个箔走行方向(行)位置而发生变化，在本实施例中设为固定行位置处的处理来进行说明。
通过这样，挠曲常数计算部31a如图4所示那样求出挠曲常数δtn。将由挠曲常数计算部31a求出的挠曲常数δtn送入第一累计值计算部33、第二累计值计算部38。
当将挠曲常数δtn应用于实际摄影时，如图6所示那样求出Kn，进而求出Dn，由此鉴别实际摄影时的箔影像素。在图6、图8中，用双点划线表示在实际摄影时发生偏移的X射线栅格4(摄影时栅格配置)，并与用实线示出的计算时的X射线栅格4(计算时栅格配置)相区分地进行图示。当将从实际的摄影焦点(Xf、dr)偏离了栅格偏移量Xg后的焦点设为计算焦点时，如图6、图8所示，计算焦点的坐标为(Xf-Xg、dr)。
当将计算时栅格配置中作为对象的第n箔与(FPD 3、X射线栅格4的)中心线的距离设为Kn时，能够基于下面的(1)式来求出距离Kn(即离第n箔的中心线的位置)。
Kn＝(n-n0)·P+δtn…(1)
在此，P是理想箔间距，P是已知的。挠曲常数δtn也已经求出。因而，上述(1)式的右边已知，因此能够求出距离Kn。
在源自计算焦点(Xf-Xg、dr)的射线中，当将通过计算时栅格配置的第n箔投影到FPD 3的位置与中心线的距离设为Dn时，能够基于下面(2)式的几何位置关系来求出距离Dn。
Dn＝Kn-{(Xf-Xg-Kn)·G′/(f0+dr)}…(2)
如上所述，f0是原始位置HP与X射线栅格4的中心面的距离(集束距离)，f0是已知的。以焦点纵向偏移量dr、FPD 3的检测面与X射线栅格4的中心面之间的距离G′已知、各偏移量Xf、Xg如上述那样已知为前提。作为离第n箔的中心线的位置的距离Kn也已经用上述(1)式求出。因而，上述(2)式的右边是已知的，因此能够求出距离Dn。
接着，利用在上述(2)式中求出的距离Dn和实际摄影时的像素尺寸ΔX′来鉴别箔影像素，作为由栅格箔4a产生的箔影横跨像素的部位。具体地说，将距离Dn除以像素尺寸ΔX′，根据其除法结果Dn/ΔX′的整数部来鉴别箔影像素，另外根据其小数部来鉴别详细的横跨位置。通过从假设不存在箔影时的信号强度减去鉴别出的箔影像素中的信号强度，来求出摄影时的第n箔的横跨累计值。按各像素行、各栅格箔4a分别求出该第n箔的横跨累计值，由此第一累计值计算部33求出后述的基准校正数据的横跨累计值，第二累计值计算部38求出后述的基于实际的摄影图像的箔影强调图像的横跨累计值。
第一累计值计算部33如图4所示那样，在由栅格箔4a产生的箔影横跨像素的部位，基于X射线管2、FPD 3以及X射线栅格4(均参照图1)的相互的几何位置关系(即几何结构(geometry))来鉴别该部位，并求出所鉴别出的该部位的基于箔影的横跨累计值。同样地，第二累计值计算部38基于几何结构鉴别该部位，并求出所鉴别出的该部位的基于箔影的横跨累计值。关于横跨累计值，存在后述的基准校正数据的横跨累计值和后述的基于实际的摄影图像的箔影强调图像的横跨累计值这两种，如上所述，第一累计值计算部33求出基准校正数据的横跨累计值，第二累计值计算部38求出箔影强调图像的横跨累计值。
此外，如上所述，并非箔影由于各个栅格箔4a的扭曲、挠曲而必定横跨或者覆盖该像素。根据扭曲、挠曲状况，箔影也有可能一个像素还没覆盖就覆盖了其它像素(例如相邻像素)。在这种情况下，根据X射线管2、FPD 3以及X射线栅格4的相互的几何位置关系(即几何结构)来对被认为箔影有可能横跨的部位的像素进行认定，与箔影的横跨的状况无关地同等地求出该部位的横跨累计值。
详细地说明通过第一累计值计算部33的计算而得到的基准校正数据的横跨累计值。如图10所示那样求出基准校正数据的横跨累计值的分布。在图10中，通过将焦点移动量取作横轴，将比率取作纵轴，来制作第n箔的横跨累计值的分布，该比率是将假设不存在箔影时的信号强度作为分母而将第n箔的横跨累计值作为分子而求出的。
如果在栅格箔4a没有扭曲的情况下，则成为如图10的虚线所示的分布。但是，实际上由于栅格箔4a产生扭曲而成为如图10的实线所示的分布。在此，扭曲常数计算部31b求出扭曲常数。
当将扭曲常数设为δθn时，扭曲常数计算部31b如图4所示那样求出与栅格箔4a的扭曲有关的常数、即扭曲常数δθn。当如上述那样求出扭曲常数δθn时，利用与图5相同的图7所示的校正数据收集装置。
如图7所示，当从第n箔的理想角度起以扭曲角度δθn发生扭曲时，定义源自原始位置HP的射线中的与通过作为对象的第n箔的射线成扭曲角度δθn的射线。基于所定义的该射线与集束线Lc相交的焦点(在图7中为空白的方形：用“□”表示)处的数据的横跨累计值的分布成为如图10的实线所示那样的分布。因而，如果在栅格箔4a发生扭曲的状态下收集数据，并制作基于该数据的分布(图10的实线)，则能够检测自如图10的虚线所示的第n理想箔的分布起的焦点移动量的偏移。此时的偏移是与sin(δθn)成比例的量(在图10中用“∝sin(δθn)表示”)，因此还能够直接求出扭曲常数δθn，但为了减少运算量，存储每个sin(δθn)的横跨累计值。
将该横跨累计值称为具有扭曲常数δθn信息的基准校正数据。此外，图7的各标记、图8的各标记以及图10的各标记统一(例如，射线与集束线Lc相交的焦点□在图7、图8以及图10中分别对应)。
通过这样，扭曲常数计算部31b如图4所示那样求出扭曲常数δθn(基准校正数据)。将由扭曲常数计算部31b求出的扭曲常数δθn(基准校正数据)送入第一累计值计算部33。
当将扭曲常数δθn(基准校正数据)应用于实际摄影时，如图8所示那样求出Kn，进而求出Dn，由此求出与集束线Lc的交点(在图8中用黑色的方形：“■”表示)。该交点并不一定与收集到基准校正数据时的焦点位置一致，因此通过根据彼此相邻的两个焦点位置处的横跨累计值例如以加权校正等的方式来进行线性插值，来求出对应校正图像的第n横跨累计值。因而，当位于焦点位置的中点时，对彼此相邻的两个焦点位置处的横跨累计值分别以相同的加权进行线性插值即可。此外，关于Kn、Dn的计算方法，在图6中已经说明，因此省略说明。此外，在与集束线Lc的交点(图8的■)位于分布的峰位置的情况下，从两侧进行外推插值即可。
这样，第一累计值计算部33利用由挠曲常数计算部31a求出的挠曲常数δtn和由扭曲常数计算部31b求出的扭曲常数δθn(基准校正数据)来求出基准校正数据的横跨累计值。如上所述，通过从假设不存在箔影时的基准校正数据中的信号强度减去鉴别出的基准校正数据中的箔影像素中的信号强度，来求出基准校正数据的第n箔的横跨累计值。此时，在反映了挠曲常数δtn的箔位置处进行计算，因此能够正确地求出基准校正数据的横跨累计值。
通过这样，第一累计值计算部33如图4所示那样求出基准校正数据的横跨累计值。将由第一累计值计算部33求出的基准校正数据的横跨累计值送入累计值乘法部34、对应校正图像计算部35。
累计值乘法部34如图4所示那样将基于箔影的宽度和像素尺寸的规定倍率乘以基准校正数据的横跨累计值。如上所述，收集基准校正数据时的像素尺寸ΔX0与实际摄影时的像素尺寸ΔX′未必相等。在图11中，为了简化，将箔影的宽度固定为W(参照图11的(b))。另外，当设为ΔX0＝150μm(＝0.15mm)、ΔX′＝200μm(＝0.2mm)、W＝0.034mm时，如图11的(a)所示，横跨累计值的分布的峰值在基准校正数据收集时为0.77(＝(ΔX0-W)/ΔX0＝(0.2-0.034)/0.2)，在实际摄影时为0.83(＝(ΔX′-W)/ΔX′＝(0.15-0.034)/0.15)。此外，图7的各标记、图8的各标记、图10的各标记以及图11的(a)的各标记统一(例如，射线与集束线Lc相交的焦点□在图7、图8、图10以及图11的(a)中分别对应，与集束线Lc的交点■在图8和图11的(a)中分别对应)。
通过这样，累计值乘法部34如图4所示那样将倍率(在此为0.83/0.77)乘以基准校正数据的横跨累计值。将由累计值乘法部34进行乘法运算而得到的基准校正数据的横跨累计值送入对应校正图像计算部35。
对应校正图像计算部35基于由累计值乘法部34进行乘法运算而得到的基准校正数据的横跨累计值求出与以下射线对应的对应校正图像，即源自从实际的摄影焦点起偏离了栅格偏移量Xg(参照图6、图8)后的计算焦点的射线。
如在图6、图8中也说明过那样，从实际的摄影焦点(Xf、dr)偏离了栅格偏移量Xg后的计算焦点的坐标为(Xf-Xg、dr)。此时，如果利用源自计算焦点(Xf-Xg、dr)的射线中的通过第n箔的射线与集束线Lc(参照图6、7、图8)的交点(在图8中用黑色的方形：“■”表示)处的基准校正数据，则能够求出此时的对应校正图像。此外，在该射线与集束线Lc相交的交点与收集到基准校正数据时的焦点位置一致的情况下，将该焦点位置处的基准校正数据(X射线图像)直接设为对应校正图像即可。
但是，该射线与集束线Lc相交的交点并不限于一定与收集到基准校正数据时的焦点位置一致。在这种情况下，如果分别利用最接近该射线与集束线Lc相交的交点的(即彼此相邻的)两个焦点位置处的基准校正数据(X射线图像)进行加权校正，则能够求出对应校正图像。例如，如果将靠近的一个焦点位置处的基准校正数据与此时的权重函数的积加上另一个焦点位置处的基准校正数据与此时的权重函数的积，并将相加得到的像素值(X射线检测信号的值)与各像素相应地进行分配，则能够求出对应校正图像。
通过这样，对应校正图像计算部35如图4所示那样求出对应校正图像。此外，已经利用第一累计值计算部33得到基准校正数据的横跨累计值，因此当将对应校正图像中的累计值(上述对应校正图像的第n横跨累计值)设为Csum时，将对应校正图像中的累计值Csum送入伪像去除处理用箔影图像生成部39。
当如图4所示那样将箔影整列图像设为G时，箔影整列图像生成部36通过使摄影图像I在并排设置栅格箔4a的方向(在图3中为横向)上进行滑动移动来生成整齐排列箔影而得到的摄影图像、即箔影整列图像G。如果利用上述栅格偏移量Xg使摄影图像I按每个被检体的信息进行滑动移动，则能够生成箔影整列图像G。
此外，在生成更加精密的箔影整列图像G的情况下，如果求出各像素行的偏移量(栅格偏移量Xg)，并使摄影图像I按各像素行进行滑动移动，则能够生成精密的箔影整列图像G。此外，相对于栅格箔4a的延伸方向(在图3中为纵向)的偏差量(偏移量)残留，但所述偏差量极小，因此能够忽略。
通过这样，箔影整列图像生成部36如图4所示那样生成箔影整列图像G。将由箔影整列图像生成部36生成的箔影整列图像G送入LPF 37、伪像去除处理完成图像生成部40。
当如图4所示那样将箔影强调图像设为E时，为了生成针对箔影整列图像G强调箔影并去除了被检体M(参照图1)的信息的箔影强调图像E，LPF 37使箔影整列图像G相对于栅格箔4a的延伸方向(在图3中为纵向)通过低频区域。将在LPF 37中生成的箔影强调图像E送入第二累计值计算部38。
当如图4所示那样将箔影强调图像E的横跨累计值设为Esum时，第二累计值计算部38求出累计值Esum。将累计值Esum送入伪像去除处理用箔影图像生成部39。
如图4所示，当将伪像去除处理用箔影图像设为Cor时，伪像去除处理用箔影图像生成部39能够基于累计值Esum、Csum生成去除由箔影引起的伪像的伪像去除处理用箔影图像Cor(Cor＝E·Csum/Esum)。
通过这样，伪像去除处理用箔影图像生成部39如图4所示那样生成伪像去除处理用箔影图像Cor。将由伪像去除处理用箔影图像生成部39生成的伪像去除处理用箔影图像Cor送入伪像去除处理完成图像生成部40。
如图4所示，当将通过去除箔影而最终得到的X射线图像设为Iafter时，伪像去除处理完成图像生成部40基于伪像去除处理用箔影图像Cor来生成去除了由栅格箔4a产生的箔影的伪像去除处理完成图像。然后，最终获得由该伪像去除处理完成图像生成部40生成的伪像去除处理完成图像来作为X射线图像Iafter。按每个像素将箔影整列图像G除以伪像去除处理用箔影图像Cor，由此能够获得X射线图像Iafter(Iafter＝G/Cor)。
此外，因在空气栅格的情况下中间层是空隙的关系，箔影所横跨的像素与没有横跨的像素之间的对比度强的伪像容易明显。通过将上述图像处理部和一系列图像处理的流程应用于空气栅格，能够解决发明的问题。
根据本实施例所涉及的X射线摄影装置，除了具备X射线管2、FPD 3以及X射线栅格4以外，还具备第一累计值计算部33和第二累计值计算部38，该第一累计值计算部33和第二累计值计算部38在由栅格箔4a产生的箔影横跨像素的部位，基于X射线管2、FPD 3以及X射线栅格4的相互的几何位置关系来鉴别该部位，并求出所鉴别出的该部位的基于箔影的横跨累计值。而且，具备基于在有被检体M的状态下检测出的X射线检测信号来收集实际的摄影图像的摄影图像收集部32，并且基于上述第一/第二累计值计算部33、38和上述摄影图像收集部32来去除由栅格箔4a产生的箔影并最终获得X射线图像。即使设为由栅格箔4a产生的箔影由于栅格箔4a的扭曲、挠曲而横跨了像素，也基于X射线管2、FPD 3以及X射线栅格4的相互的几何位置关系(即几何结构)来鉴别该部位，并求出所鉴别出的该部位的基于箔影的横跨累计值。因而，即使设为X射线栅格4、FPD 3的尺寸发生变化，也基于该横跨累计值去除箔影。其结果，能够与各种尺寸的X射线栅格4、FPD 3相对应地考虑栅格箔4a的扭曲、挠曲来去除箔影。
另外，在本实施例中，优选的是，具备在由栅格箔4a产生的箔影横跨像素的部位求出与栅格箔4a的挠曲有关的常数、即挠曲常数的挠曲常数计算部31a，并且基于第一/第二累计值计算部33、38、挠曲常数计算部31a以及摄影图像收集部32来去除由栅格箔4a产生的箔影并最终获得X射线图像。还利用将挠曲数值化而得到的挠曲常数来去除由栅格箔4a产生的箔影，由此能够进一步考虑栅格箔4a的挠曲来进一步精密地去除箔影。
另外，在本实施例中，优选的是，具备求出与栅格箔4a的扭曲有关的常数、即扭曲常数的扭曲常数计算部31b，并且基于第一/第二累计值计算部33、38、扭曲常数计算部31b以及摄影图像收集部32来去除由栅格箔4a产生的箔影并最终获得X射线图像。还利用将扭曲数值化而得到的扭曲常数来去除由栅格箔4a产生的箔影，由此能够进一步考虑栅格箔4a的扭曲来进一步精密地去除箔影。
另外，在本实施例中，优选的是，具备累计值乘法部34，该累计值乘法部34将基于箔影的宽度和像素尺寸的规定倍率乘以基于在没有被检体的状态下检测出的X射线检测信号的基准校正数据的横跨累计值。通过将规定倍率乘以基准校正数据的横跨累计值，能够求出与各种尺寸的X射线栅格4、FPD 3相应地去除了箔影的X射线图像。因而，即使没有与各个FPD或者几何结构相应地制作X射线栅格，也能够利用一个X射线栅格进行恰当的伪像去除处理。
本发明并不限于上述实施方式，能够如下述那样进行变形来实施。
(1)在上述实施例中，作为放射线，以X射线为例进行了说明，但也可以应用于除X射线以外的放射线(例如γ射线等)。
(2)在上述实施例中，X射线摄影装置是用于在CVS装置中实施的具备C臂的装置，但并不限定于此。例如，也可以是如用于工业用等的无损检查装置那样在带上运送被检体(在该情况下检查的对象物是被检体)并进行摄影的构造，还可以是如用于医用等的X射线CT装置等那样的构造。
(3)在上述实施例中，作为放射线栅格，采用了空气栅格，但并不限定于此。除了空隙以外，也可以是由如铝、有机物质等那样使以X射线为代表的放射线透过的中间物质构成的栅格。另外，也可以是十字栅格。此外，在十字栅格的情况下，与栅格箔仅向一个方向延伸的空气栅格时相比，不易于产生栅格偏移，当然能够应用。在这种情况下，使偏移的方向从一个方向分别扩展为两个方向并求出即可。
(4)在上述实施例中，是集束栅格，但也能够应用于平行配置的栅格。
(5)在上述实施例中，对相对于校正数据收集时的FPD 3的像素(参照图5、图7的ΔX0)同步的栅格(同步型栅格)进行了说明，但也可以应用于非同步型栅格。另外，在除空气栅格以外的栅格的情况下，也可以应用于在一个像素中并排设置多个栅格箔的构造的栅格。
(6)在上述实施例中，为了分别求出将挠曲、扭曲数值化而得到的挠曲常数、扭曲常数，具备挠曲常数计算单元(在实施例中为挠曲常数计算部31a)、扭曲常数计算单元(在实施例中为扭曲常数计算部31b)，但如果挠曲、扭曲的影响少，则也可以仅具备基于几何结构求出横跨累计值的累计值计算单元(在实施例中为第一/第二累计值计算部33、38)。
(7)在上述实施例中，将基于箔影的宽度和像素尺寸的规定倍率乘以基准校正数据的横跨累计值，但如果是相同尺寸的X射线栅格4、FPD 3或者相同的几何结构，则未必需要将规定倍率乘以基准校正数据的横跨累计值。
(8)在上述实施例中，横跨累计值是与基准校正数据、箔影强调图像有关的数据，但并不限定于此。例如，也可以求出与摄影图像有关的横跨累计值。
附图标记说明
2：X射线管；3：平板型X射线检测器(FPD)；4：X射线栅格；4a：栅格箔；31a：挠曲常数计算部；31b：扭曲常数计算部；32：摄影图像收集部；33：第一累计值计算部；34：累计值乘法部；38：第二累计值计算部；M：被检体。

Claims (4)

1.一种放射线摄影装置，获得放射线图像，其特征在于，具备：
放射线源，其照射放射线；
放射线检测单元，其检测所照射的放射线；以及
放射线栅格，其设置于该放射线检测单元的检测侧，通过排列用于吸收散射放射线的栅格箔而构成，
上述放射线摄影装置还具备：
累计值计算单元，其在由上述栅格箔产生的箔影横跨像素的部位，基于上述放射线源、上述放射线检测单元以及上述放射线栅格的相互的几何位置关系来鉴别该部位，并求出所鉴别出的该部位的基于箔影的横跨累计值；以及
摄影图像收集单元，其基于在有被检体的状态下检测出的放射线检测信号来收集实际的摄影图像，
其中，基于上述累计值计算单元和上述摄影图像收集单元来去除由上述栅格箔产生的箔影并最终获得放射线图像。
2.根据权利要求1所述的放射线摄影装置，其特征在于，
还具备挠曲常数计算单元，该挠曲常数计算单元在由上述栅格箔产生的箔影横跨像素的部位求出挠曲常数，该挠曲常数是与上述栅格箔的挠曲有关的常数，
基于上述累计值计算单元、上述挠曲常数计算单元以及上述摄影图像收集单元来去除由上述栅格箔产生的箔影并最终获得放射线图像。
3.根据权利要求1或2所述的放射线摄影装置，其特征在于，
还具备扭曲常数计算单元，该扭曲常数计算单元求出扭曲常数，该扭曲常数是与上述栅格箔的扭曲有关的常数，
基于上述累计值计算单元、上述扭曲常数计算单元以及上述摄影图像收集单元来去除由上述栅格箔产生的箔影并最终获得放射线图像。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的放射线摄影装置，其特征在于，
还具备累计值乘法单元，该累计值乘法单元将基于上述箔影的宽度和像素尺寸的规定倍率乘以基于在没有被检体的状态下检测出的放射线检测信号的基准校正数据的上述横跨累计值。
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