放射線攝像裝置的製作方法

2023-05-29 06:51:51 2

專利名稱：放射線攝像裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用了平板型放射線檢測器的放射線攝像裝置，尤其涉及去除散射放 射線的技術。
背景技術：
作為放射線採用X射線為例進行說明。在大多X射線攝像裝置中，為了防止由X 射線通過攝像對象即被檢體時發生的散射X射線(以下，簡記為「散射線」)引起的畫質劣 化，採用了去除散射線的格柵(grid)(散射放射線去除單元)。一般的格柵通過交互地排 列吸收散射線的吸收箔和使X射線透過的中間層而構成。但是，使用格柵時，該格柵的構造 (吸收箔)被投影為陰影，所以需要去掉該格柵的陰影。在通常所使用的格柵中，其構造細小，通過空間頻率處理等去除格柵的陰影。例如 通過傅立葉(Rmrier)變換在頻域中展開，去除了特定出現的格柵頻率之後返回逆傅立葉 變換，由此能夠去除格柵的陰影(例如，參照日本國特開2005-052553號公報、日本國特開 2001-346795號公報以及日本國特開平1H8M93號公報)。近年來正在設計X射線的透過率比通常所使用的格柵更高的空氣格柵(air grid)。空氣格柵，因為上述中間層成為空隙，所以與中間層由鋁或有機物質等形成的情況 相比，X射線容易透過。但是，該空氣格柵與通常的格柵相比，因為其內部構造大，所以上述 的基於空間頻率處理的陰影去除困難。因此，需要在實空間上去除陰影，而不採用傅立葉變換等。對於在實空間上的陰影 的去除原理，參照圖3進行說明。如圖3所示，空氣格柵6構成為按照夾著作為空隙的中間 層6c的方式排列吸收箔6a。吸收箔6a是由鉛等形成的薄的金屬箔。檢測元件在構成為矩 陣狀(二維矩陣狀)的平板型(二維)X射線檢測器(FPD:Flat Panel Detector)的入射 面側配設空氣格柵6。此外，吸收箔6a的配置方向與檢測元件的行方向平行，相互相鄰的陰 影間的間隔比構成X射線圖像的各個像素的間隔大。吸收箔6a的寬度相對於像素十分小。此外，該箔所使用的原材料的X射線的透過 率極低。因此，X射線的透過率能夠採用沒有陰影的部分的面積和有陰影的部分的面積(陰 影的面積)，利用下記(1)式的比率來表示。X射線的透過率=(像素的面積-陰影的面積)/像素麵…(1)上述(1)式中的右邊的分子部分即(像素的面積-陰影的面積)是沒有陰影的部 分的面積。此外，作為去掉空氣格柵6的陰影(吸收箔6a的陰影)的方法，可以假設對陰影部 分也入射同一像素內的非陰影部分(沒有陰影的部分)的明度的X射線從而受光。因此， 如下記( 式那樣，能夠通過用攝影時的(處於陰影部分的)像素值除以在該像素的X射 線透過率，從而求出陰影去除後的像素值。陰影去除後的像素值=攝影時的像素值/X射線的透過率…O)如此，用上述(1)式求出X射線的透過率後，利用該X射線的透過率並且利用攝影時的像素值，通過上述( 式求出陰影去除後的像素值，由此能夠去掉陰影。在實空間上的陰影的去除原理，通過由上述(1)式所示的算式，進行陰影的去除 處理，但是實際上在X射線攝像之前僅對空氣格柵進行攝像。即，在沒有作為攝像對象的被 檢體而有空氣格柵的狀態(即僅有空氣格柵的狀態)下進行X射線攝像取得格柵數據之 後，在有作為攝像對象的被檢體以及空氣格柵的狀態下進行實際的X射線攝像來取得攝像 數據。但是，在實際X射線攝像之前取得格柵數據，利用上述⑴式由該格柵數據求出X 射線的透過率，不能直接利用上述(2)式將該X射線的透過率應用到實際的攝像數據中。理 由如下。(A)根據情況不同，有時陰影會產生跨像素。具體而言，如圖14A所示，陰影32跨 越相互相鄰的兩個像素31，在伴隨X射線管(的管球)的焦點位置的變動而如圖14B所示 陰影32也變動時，像素31上的陰影32的影子量變化。X射線管的焦點位置變動是因為，即 使在原本X射線管的X射線焦點、格柵以及FPD的位置關係應該恆定的條件下，使X射線管 以及FPD等一體地移動時，由於該移動，X射線焦點、格柵以及FPD的位置關係產生偏差。例如，在實際的醫用裝置，例如心臟血管的診斷所用的裝置(CVS cardiovascular systems)中實施時，通常採用C型臂進行診斷(即X射線攝像)。C型臂如字面那樣彎曲為 「C」字而形成，C型臂構成為一端支撐如X射線管那樣的放射線照射單元，另一端支撐FPD。 而且，使C型臂沿C型臂的彎曲方向旋轉時，伴隨該旋轉而X射線管以及FPD旋轉，同時從X 射線管照射X射線，通過FPD檢測該X射線來進行X射線攝像。在被檢體的X射線攝像時， 即使在原本X射線管的X射線焦點、格柵以及FPD的位置關係應該恆定的條件下，由於C型 臂的旋轉等，X射線焦點、格柵以及FPD的位置關係產生偏差。尤其是由於FPD以及X射線 管的重量，X射線焦點、格柵以及FPD的位置關係容易產生偏差，固定位置關係在硬體上是 不現實的。(B)在對被檢體等人體進行攝像時，來自被檢體的散射線的一部分通過格柵，不能 根據僅由格柵所獲得的格柵數據的影子的比率進行逆計算。能夠進行比率計算的部分僅是 直接X射線(以下，簡記為「直接線」)部分。

發明內容
本發明鑑於這樣的情況而做，目的在於提供一種能夠精度良好地進行陰影去除的 放射線攝像裝置。本發明為了實現這樣的目的，採用如下的結構。S卩，本發明的放射線攝像裝置是獲得放射線圖像的放射線攝像裝置，所述裝置包 括以下要素具備散射放射線去除單元，其去除散射放射線；和放射線檢測單元，其矩陣狀地構成檢測放射線的多個檢測元件；吸收所述散射放射線的吸收層的配置方向與所述檢測元件的行方向、列方向中的 至少一個方向平行，並且所述吸收層吸收放射線而引起的吸收層對所述放射線檢測單元的 所述吸收層的陰影中，按照相互相鄰的陰影間的間隔比構成所述放射線圖像的各個像素的 間隔變大的方式構成所述散射放射線去除單元，
所述裝置包括以下要素第1攝像數據取得單元，其取得有被檢體以及所述散射放射線去除單元的狀態下 的攝像數據；攝像數據平滑化單元，其對由該第1攝像數據取得單元取得的攝像數據沿所述吸 收層的延伸方向進行平滑化；格柵數據取得單元，其取得沒有被檢體而有所述散射放射線去除單元的狀態下的 格柵數據；無陰影像素算出單元，其根據由該格柵數據取得單元取得的格柵數據中的所述陰 影，求出沒有陰影的像素；影子總量算出單元，其根據由該無陰影像素算出單元求出的沒有陰影的像素位 置，求出每一個所述吸收層的影子總量；攝像數據補正單元，其根據由該影子總量算出單元求出的每一個吸收層的影子總 量，基於所述影子總量對由所述攝像數據平滑化單元進行了平滑化的所述攝像數據進行補 正；第2攝像數據取得單元，其根據由該攝像數據補正單元進行了補正的攝像數據、 以及由所述第1攝像數據取得單元取得的所述攝像數據，求出陰影去除後的數據，並取得 該去除後的數據作為最終的攝像數據。[作用·效果]根據本發明的放射線攝像裝置，構成散射放射線檢測單元，使得吸 收散射放射線的吸收層的配置方向相對於檢測元件的行方向、列方向中的至少一個方向平 行，並且吸收層吸收放射線產生的吸收層對放射線檢測單元的吸收層的陰影中，相互相鄰 的陰影間的間隔比構成放射線圖像的各個像素的間隔變大。通過如此結構，沒有陰影的像 素(無陰影像素)按與吸收層的配置方向平行的檢測元件的行或者列出現。因此，格柵數 據取得單元取得沒有被檢體而有散射放射線去除單元的狀態下的格柵數據，無陰影像素算 出單元根據由該格柵數據取得單元取得的格柵數據中的陰影，求出沒有陰影的像素時，實 際出現的沒有陰影的像素和所求出的沒有陰影的像素大致一致。影子總量算出單元根據由 上述無陰影像素算出單元求出的沒有陰影的像素位置，求出每一個吸收層的影子總量。艮口， 包含沒有陰影的像素而包圍的區域中遮斷了放射線的量能夠看作是每一個吸收層的影子 總量。另一方面，第1攝像數據取得單元取得有被檢體以及散射放射線去除單元的狀態 下的攝像數據，攝像數據平滑化單元沿吸收層的延伸方向對由該第1攝像數據取得單元取 得的攝像數據進行平滑化，由此在由該攝像數據平滑化單元進行了平滑化的攝像數據中， 被檢體的影響被取消，僅剩下作為大致恆定值的陰影分布。因此，在由攝像數據平滑化單元 平滑化後的攝像數據中，剩下被檢體的數據，並且包含取消了被檢體的影響的陰影分布。另外，即使陰影跨像素，或者該陰影位置相對於像素發生移動，也能夠看作每一個 吸收層的影子總量恆定。因此，攝像數據補正單元根據由影子總量算出單元求出的每一個 吸收層的影子總量，基於影子總量對由攝像數據平滑化單元進行了平滑化的攝像數據進行 補正。通過如此進行補正，被檢體產生的外部幹擾被取消，能夠求出實際被檢體的放射線 攝像時的陰影的分布。因此，即使陰影跨像素、或者該陰影位置相對於像素發生移動，第2 攝像數據取得單元也能夠根據由上述攝像數據補正單元補正後的攝像數據、以及由上述第1攝像數據取得單元取得的攝像數據，求出陰影去除後的數據，並取得該去除後的數據作為 最終的攝像數據。其結果，能夠使用實際被檢體的放射線攝像時的陰影的分布即補正後的 攝像數據，精度良好地進行陰影去除。上述本發明的一例，具備像素區分單元，其利用攝像數據區分由第1攝像數據取 得單元取得的攝像數據中的像素中與由無陰影像素算出單元求出的格柵數據中的沒有陰 影的像素對應的像素、和其他像素；像素值插值單元，其根據由該像素區分單元進行了區分 的像素中與格柵數據中的沒有陰影的像素對應的像素的像素值，插值其他像素的像素值； 和透過率臨時算出單元，其根據由第1攝像數據取得單元取得的攝像數據中的像素的像素 值、以及由像素值插值單元插值的像素值，臨時求出放射線的透過率；攝像數據平滑化單 元對由透過率臨時算出單元臨時求出的攝像數據中的放射線的透過率進行平滑化，攝像數 據補正單元根據影子總量對由攝像數據平滑化單元進行了平滑化的攝像數據中的放射線 的透過率進行補正，第2攝像數據取得單元根據由攝像數據補正單元進行了補正的攝像數 據中的放射線的透過率、以及由第1攝像數據取得單元取得的攝像數據中的像素值，求出 陰影去除後的像素值，取得排列了該去除處理後的像素值的放射線圖像作為最終的攝像數 據。在上述一例中，在由第1攝像數據取得單元取得的攝像數據中，指定放射線的透 過率，攝像數據平滑化單元以及攝像數據補正單元對放射線的透過率分別進行處理。因此， 臨時求出放射線的透過率。首先，像素區分單元利用攝像數據區分由第1攝像數據取得單元取得的攝像數據 中的像素中與由無陰影像素算出單元求出的格柵數據中的沒有陰影的像素對應的像素、和 其他像素。通過如此進行區分，能夠使格柵數據中的無陰影像素(沒有陰影的像素)應用 於攝像數據中與無陰影像素對應的像素。這裡，根據由像素區分單元進行了區分的像素中 的與格柵數據中的沒有陰影的像素對應的像素的像素值，像素值插值單元插值這之外的像 素的像素值。即，假定被檢體的放射線的透過率的(關於吸收層的配置方向的)變化與像 素的間隔(像素間距)相比不細小時，按照聯繫格柵數據中的沒有陰影的像素所對應的攝 像數據的像素的方式，插值這之外的像素的像素值。而且，透過率臨時算出單元根據由第1攝像數據取得單元取得的攝像數據中的像 素的像素值(用攝像獲得的實際像素值)、以及由像素值插值單元插值後的像素值，臨時求 出放射線的透過率。即，通過將由攝像獲得的實際像素值與插值的像素值的差看作吸收層 對放射線的遮蔽，從而能夠直接估計在該部分的放射線的透過率。但是，可知因為放射線的透過率是根據由攝像獲得的實際像素值和所插值的像素 值而得到的值，所以原攝影數據的像素值除以如此求出的放射線的透過率，成為與插值的 像素值相同的值。因此，將所求出的放射線的透過率作為臨時透過率，攝像數據平滑化單 元對由透過率臨時算出單元臨時求出的攝像數據中的放射線的透過率進行平滑化，攝像數 據補正單元根據影子總量對由攝像數據平滑化單元進行了平滑化的攝像數據中的放射線 的透過率進行補正。第2攝像數據取得單元根據由攝像數據補正單元補正後的攝像數據中 的放射線的透過率、以及由第1攝像數據取得單元取得的攝像數據中的像素值，求出陰影 去除後的像素值，能夠取得排列了該去除處理後的像素值的放射線圖像作為最終的攝像數 據。其結果，能夠使用實際被檢體的放射線攝像時的陰影的分布即補正後的放射線的透過率，來精度良好地進行陰影去除。來自被檢體的散射放射線的一部分通過散射放射線去除單元，在由散射放射線去 除單元沒有完全去除的散射放射線分量存在時，在上述發明中，優選具備以下那樣的散射 分量去除處理單元。S卩，具備通過運算對由第1攝像數據取得單元取得的攝像數據中的由散射放射線 去除單元沒有完全去除的散射放射線分量進行去除處理的散射分量去除處理單元，第2攝 像數據取得單元根據由散射分量去除處理單元去除了散射放射線分量的攝像數據，取得最 終的攝像數據。如此通過運算對散射放射線分量進行去除處理，通過將由第1攝像數據取得單元 取得的攝像數據置換為由散射分量去除處理單元去除了散射放射線分量的攝像數據，從而 能夠去除散射放射線分量的同時，精度良好地進行陰影去除。綜上所述，根據本發明的放射線攝像裝置，吸收散射放射線的吸收層的配置方向 與檢測元件的行方向、列方向中的至少一個方向平行，並且吸收層吸收放射線而產生的吸 收層對放射線檢測單元的吸收層的陰影中，相互相鄰的陰影間的間隔比構成放射線圖像的 各個像素的間隔變大，如此構成散射放射線檢測單元，通過具備第1攝像數據取得單元、攝 像數據平滑化單元、格柵數據取得單元、無陰影像素算出單元、影子總量算出單元、攝像數 據補正單元和第2攝像數據取得單元，能夠使用實際被檢體的放射線攝像時的陰影的分布 即補正後的攝像數據，精度良好地進行陰影去除。


為了對發明進行說明而圖示了當前認為合適的幾個形態，但是希望理解為發明不 限於圖示那樣的結構以及方案。圖1是實施例涉及的X射線攝像裝置的框圖。圖2是平板型X射線檢測器(FPD)的檢測面的示意圖。圖3是實施例涉及的空氣格柵的概略圖。圖4A是表示一起記載了 X射線管的空氣格柵以及FPD的整體概略的立體圖。圖4B是空氣格柵周邊的放大圖。圖4C是從圖4B的箭頭A觀察的剖面圖。圖5是表示實施例涉及的具體的圖像處理部的結構以及數據的流動的框圖。圖6是表示實施例涉及的一系列X射線攝像的流程的流程圖。圖7是示意性地表示陰影與X射線量的關係的圖。圖8是示意性地表示在格柵數據的峰值位置以及無陰影像素、和與其對應的攝像 數據的各像素的關係的圖。圖9是示意性地表示重疊了散射分量時的X射線量的圖。圖IOA是用於說明X射線的透過率的平滑化的圖。圖IOB是用於說明X射線的透過率的平滑化的圖。圖IOC是用於說明X射線的透過率的平滑化的圖。圖11是在格柵數據以及攝像數據的各像素示意性地一起記載了影子總量的圖。圖12A是示意性地表示了陰影跨相互相鄰的兩個像素而移動時的X射線量以及影子總量的圖。圖12B是示意性地表示了陰影跨相互相鄰的兩個像素而移動時的X射線量以及影 子總量的圖。圖13是變形例涉及的十字格柵的概略圖。圖14A是示意性地表示陰影跨相互相鄰的兩個像素而移動時的圖。圖14B是示意性地表示陰影跨相互相鄰的兩個像素而移動時的圖。
具體實施例方式以下，基於附圖詳細地說明本發明的優選的實施例。圖1是實施例涉及的X射線攝像裝置的框圖，圖2是平板型X射線檢測器(FPD) 的檢測面的示意圖，圖3是實施例涉及的空氣格柵的概略圖，圖4A是表示一起記載了 X射 線管的空氣格柵以及FPD的整體概略的立體圖，圖4B是空氣格柵周邊的放大圖，圖4C是從 圖4B的箭頭A觀察的剖面圖。此外，在本實施例中，作為放射線採用X射線為例進行說明。如圖1所示，本實施例涉及的X射線攝像裝置具備載置被檢體M的載板1 ；向被 檢體M照射X射線的X射線管2 ；檢測從X射線管2照射並透過了被檢體M的X射線的平 板型X射線檢測器(以下，簡記為「FPD」)3 ；基於由FPD3檢測出的X射線進行圖像處理的 圖像處理部4;和顯示由圖像處理部4進行了各種圖像處理的X射線圖像的顯示部5。顯示 部5由監視器或電視機等顯示單元構成。此外，在FPD3的檢測面側配設有格柵6。平板型 X射線檢測器(FPD)3相當於本發明中的放射線檢測單元，格柵6相當於本發明中的散射放 射線去除單元。圖像處理部4由中央運算處理裝置(CPU)等構成。另外，將用於進行各種圖像處 理的程序等寫入以ROM (Read-only Memory)等為代表的存儲介質中並存儲，通過圖像處理 部4的CPU從該存儲介質讀出程序等來執行，從而進行與該程序相對應的圖像處理。特別是 圖像處理部4的後面敘述的格柵數據取得部41、峰值位置算出部42、無陰影像素算出部43、 影子總量算出部44、攝像數據取得部51、散射分量去除處理部52、像素區分部53、像素值插 值部M、透過率臨時算出部55、透過率平滑化部56、透過率補正部57、X射線圖像取得部58 通過執行與格柵數據的取得、峰值位置的算出、無陰影像素(沒有陰影的像素)的算出、影 子總量的算出、攝像數據的取得、散射分量(散射X射線分量)的去除處理、像素的區分、像 素值的插值、X射線的透過率的臨時算出、透過率的平滑化、X射線的透過率的補正、最終的 X射線圖像的取得相關的程序，從而分別進行與其程序相應的格柵數據的取得、峰值位置的 算出、無陰影像素的算出、影子總量的算出、攝像數據的取得、散射分量的去除處理、像素的 區分、像素值的插值、透過率的臨時算出、透過率的平滑化、透過率的補正、X射線圖像的取 得。圖像處理部4具備取得格柵數據的格柵數據取得部41、求出基於陰影的峰值位 置的峰值位置算出部42、求出沒有陰影的像素(無陰影像素)的無陰影像素算出部43、求 出每一個吸收箔6a(參照圖幻的影子的總量的影子總量算出部44、取得攝像數據的攝像數 據取得部51、通過運算對散射分量(散射X射線分量)進行去除處理的散射分量去除處理 部52、用攝像數據區分像素的像素區分部53、對像素值進行插值的像素值插值部54、臨時 求出X射線的透過率的透過率臨時算出部55、使X射線的透過率沿吸收箔6a(參照圖3)的延伸方向平滑化的透過率平滑化部56、對X射線的透過率進行補正的透過率補正部57、求 出X射線圖像作為最終攝像數據的X射線圖像取得部58。格柵數據取得部41相當於本發 明中的格柵數據取得單元，無陰影像素算出部43相當於本發明中的無陰影像素算出單元， 影子總量算出部44相當於本發明中的影子總量算出單元，攝像數據取得部51相當於本發 明中的第1攝像數據取得單元，散射分量去除處理部52相當於本發明中的散射分量去除處 理單元，像素區分部53相當於本發明中的像素區分單元，像素值插值部M相當於本發明中 的像素值插值單元，透過率臨時算出部陽相當於本發明中的透過率臨時算出單元，透過率 平滑化部56相當於本發明中的攝像數據平滑化單元，透過率補正部57相當於本發明中的 攝像數據補正單元，X射線圖像取得部58相當於本發明中的第2攝像數據取得單元。如圖2所示，FPD3構成為在其檢測面上二維矩陣狀地排列能感知X射線的多個檢 測元件d。檢測元件d將透過了被檢體M的X射線變換為電信號暫時蓄積，通過讀出所蓄 積的電信號來檢測X射線。將由各個檢測元件d分別檢測出的電信號變換為與電信號相應 的像素值，對分別與檢測元件d的位置對應的像素分配該像素值從而輸出X射線圖像，並將 X射線圖像送入圖像處理部4的格柵數據取得部41以及攝像數據取得部51 (參照圖1、圖 5)。如此，FPD3構成為矩陣狀(二維矩陣狀)地排列檢測X射線的多個檢測元件d。檢測 元件d相當於本發明中的檢測元件。如圖3所示，空氣格柵6具備吸收散射線(散射X射線)的吸收箔6a，構成為按照 夾著由使X射線透過的空隙構成的中間層6c的方式排列吸收箔6a。覆蓋吸收箔6a、中間 層6c的格柵蓋6d從X射線的入射面以及反側的面夾住吸收箔6a、中間層6c。為了使吸收 箔6a的圖示明確，對于格柵蓋6d用雙點劃線進行圖示，對於其他格柵6的結構(支撐吸收 箔6a的機構等)，省略圖示。吸收箔6a相當於本發明中的吸收層。此外，將沿圖3中X方向的吸收箔6a和中間層6c在圖3中Y方向上依次交互排 列。這裡，圖3中X方向與FPD3的檢測元件d(參照圖2)的列方向平行，圖3中Y方向與 FPD3的檢測元件d(參照圖幻的行方向平行。因此，吸收箔6a的配置方向對於檢測元件d 的行方向是平行的。如此，吸收箔6a的配置方向成為Y方向，吸收箔6a的長邊方向(即延 伸方向)成為X方向。綜上所述，吸收箔6a的配置方向(Y方向)與檢測元件d的行方向、 列方向中的行方向平行。通過吸收箔6a吸收X射線從而在吸收箔6a的FPD3中產生陰影32 (參照圖4A-圖 4C)。調整吸收箔6a間的間隔，使陰影32對多個像素(在本實施例中是4個像素)的每一 個周期性地投影。若設像素的間隔(像素間距)為Wd，則空氣格柵6構成為相互相鄰的陰 影32間的間隔比像素的間隔Wd大。在本實施例中採用空氣格柵6作為散射放射線去除單元，中間層6c成為空隙，但 是吸收箔6a的配置方向相對於檢測元件d的行方向、列方向中的至少一個方向平行，並且 吸收箔6a吸收X射線所產生的吸收箔6a向FPD3的吸收箔6a的陰影32中，相互相鄰的陰 影32間的間隔比構成X射線圖像的各個像素的間隔大，若如此地構成FPD3，則對於散射放 射線去除單元的構造沒有特別限定。例如，對於吸收箔6a，若是如鉛等那樣的吸收以X射線 為代表的放射線的物質，則沒有特別限定。對於中間層6c，除了上述的空隙之外，若是如鋁 或有機物質等那樣的使以X射線為代表的放射線透過的中間物質，則沒有特別限定。在圖4A-圖4C中示意性地示出空氣格柵6和陰影32的關係。如圖4A所示，設從X射線管2的焦點F向FPD3弓丨出的垂線為PL，設該垂線PL方向的X射線管2對FPD3的距 離(SID =Source Image Distance)為L，對有效視野區域標註符號3A。此外，如圖4B、圖4C 所示，對構成X射線圖像的各個像素標註符號31，對由吸收箔6a產生的陰影標註符號32。對於本實施例涉及的實際的X射線攝像以及數據的流向，參照圖5-圖9、圖 IOA-圖10C、圖11、圖12A以及圖12B進行說明。圖5是示出具體的圖像處理部的結構以及 數據的流向的框圖，圖6是表示一系列X射線攝像的流程的流程圖，圖7是示意性示出陰影 和X射線量的關係的圖，圖8是示意性示出在格柵數據的峰值位置以及無陰影像素、和在與 其對應的攝像數據的各像素的關係的圖，圖9是示意性示出重疊了散射分量時的X射線量 的圖，圖IOA-圖IOC是用於說明X射線的透過率的平滑化的圖，圖11是示意性對格柵數據 以及攝像數據的各像素一起記載了影子總量的圖，圖12A、圖12B是示意性示出陰影跨相互 相鄰的兩個像素而移動時的X射線量以及影子總量的圖。(步驟Si)格柵數據的取得在沒有被檢體有空氣格柵6 (參照圖1、圖3以及圖4A-圖4C)的狀態下進行X射 線攝像。具體而言，在沒有被檢體有空氣格柵6的狀態下從X射線管2 (參照圖1)向格柵 6以及FPD3 (參照圖1-圖3以及圖4A-圖4C)照射X射線，FPD3的檢測元件d(參照圖2) 將透過了空氣格柵6的X射線變換為電信號之後讀出，變換為與電信號相對應的像素值。 然後，輸出排列了分配給分別與檢測元件d的位置對應的像素的各像素值的X射線圖像，如 圖5所示，送入格柵數據取得部41。格柵數據取得部41取得在沒有被檢體有空氣格柵6的 狀態下輸出的X射線圖像作為格柵數據。另外，在SID可變的情況下，通過按每個規定間隔 (例如20mm)使X射線管2或者FPD3移動，取得按各個SID的格柵數據。將由格柵數據取 得部41所取得的格柵數據送入峰值位置算出部42。另外，雖然並行地進行圖6中的步驟Sl S3和圖6中的步驟Tl T2，但對於進 行步驟Sl S3和步驟Tl T2的順序不做特別限定。可以先進行步驟Sl S3之後進行 步驟Tl T2，相反也可以先進行步驟Tl T2之後進行步驟Sl S3。對於後面敘述的步 驟S4和步驟T4 T7，也是可以如圖6所示那樣並行進行，還可以先進行步驟S4之後進行 步驟T4 T7，還可以先進行步驟T4 T7之後進行步驟S4。不僅格柵數據，在以有被檢體M(參照圖1)以及空氣格柵6的狀態下取得的攝像 數據中，也通過空氣格柵6的吸收箔6a (參照圖3)吸收X射線從而如圖4A-圖4C以及圖 7所示產生陰影32。在格柵數據中，對於緊接射入與像素值有對應關係的FPD3之前的X射 線量，在未通過吸收箔6a的像素31中，與透過格柵前相同，但是在投影了陰影32的像素31 中，X射線量減少了由吸收箔6a所妨礙的影子的量。此外，如圖7所示，陰影32的面積越 大，X射線量越變少從而像素值也越變小，相反陰影32的面積越小，X射線量越接近透過格 柵前的射線量。在圖7中，示出右側的陰影32的面積大，左側的陰影32的面積小。由此， 在圖7中，對於右側的大面積的陰影32，X射線量變少；對於左側的小面積的陰影32，X射 線量接近透過格柵前的射線量。因此，沒有投影陰影32的像素31的X射線量(參照圖7 中的與像素麵積成正比，由吸收箔6a妨礙後的影子量(參照圖7中的Sshadqw)與陰影 32的面積成正比。由此，由格柵透過前的X射線量與格柵透過後的X射線量的比率表示的 X射線的透過率，如上所述，由像素麵積與沒有陰影32的部分的面積(即從像素麵積減去陰 影32的面積所得的面積)的比率表示，能夠由上述(1)式的比率表示。
(步驟S2)峰值位置的算出峰值位置算出部42根據由格柵數據取得部41取得的格柵數據中的陰影32，求出 基於陰影32的峰值位置。具體而言，如利用圖4A-圖4C以及圖7所敘述的那樣，如圖8所 示，在出現陰影32的像素31中，X射線量變少。發現該變少的峰值位置。在圖8中，在峰 值位置標註三角形。將由峰值位置算出部42求出的峰值位置送入無陰影像素算出部43以 及影子總量算出部44。(步驟S3)無陰影像素的算出無陰影像素算出部43在由峰值位置算出部42求出的峰值位置處，求出位於相互 相鄰的兩個峰值位置間的中間的像素31作為沒有陰影32的像素(無陰影像素)。具體而 言，如圖8所示，在離兩個峰值位置最遠的地方(像素)，能夠看作完全沒有陰影32的像素 31。因此，在如本實施例那樣按每4個像素周期性地投影陰影32時，中央的像素31成為位 於中間的無陰影像素。另外，在陰影32按奇數個像素31周期性投影時，位於中央的地方成 為兩個像素31之間，所以通過選擇兩個像素31中的任意一個，該選擇的像素31成為位於 中間的無陰影像素。在圖8中，用黑圓點圖示無陰影像素。將由無陰影像素算出部43求出 的無陰影像素送入影子總量算出部44以及像素區分部53。(步驟Tl)攝像數據的取得另一方面，在有被檢體M以及空氣格柵6的狀態下進行X射線攝像。具體而言，在 有被檢體M以及空氣格柵6的狀態下從X射線管2向格柵6以及FPD3照射X射線，FPD3 的檢測元件d將透過了被檢體M以及空氣格柵6的X射線變換為電信號之後讀出，變換為 與電信號相應的像素值。然後，輸出排列了分配給分別與檢測元件d的位置對應的像素31 的各像素值的X射線圖像，送入攝像數據取得部51。攝像數據取得部51取得在有被檢體M 以及空氣格柵6的狀態下輸出的X射線圖像作為攝像數據。在SID可變的情況下，與在步 驟Sl的格柵數據的取得時同樣地，取得按各個SID的攝像數據。將由攝像數據取得部51 取得的攝像數據送入散射分量去除處理部52。(步驟T2)散射分量去除處理來自被檢體M的散射線的一部分通過空氣格柵6，沒有完全由空氣格柵6去除的散 射分量(散射X射線分量)有可能入射到FPD3。因此，散射分量去除處理部52通過運算 對由攝影數據取得部51所取得的攝像數據中的散射分量進行去除處理。具體而言，如圖9 所示，對於X射線量，在散射線以外的最終要求出的直接線(直接X射線)的分量(直接分 量)上重疊了散射分量。為了通過運算去除該散射分量，求出散射分量或者直接分量的任 一個即可。在圖9中，用右上斜線的陰影線(hatching)圖示散射分量。例如，利用FPD3分別檢測在相鄰三個像素31的像素值(X射線量)，用未知的散 射分量和同樣未知的直接分量之和表示通過由FPD3檢測而成為已知的像素值，通過解用 散射分量和直接分量之和表示像素值的按每三個像素31的聯立方程式，可以求出未知的 散射分量或者未知的直接分量。另外，此時，優選包含投影了陰影32的像素η來選擇與該 像素η相鄰的兩個無陰影像素(η-1)、(η+1)。設無陰影像素(η_1)、(η+1)的像素值分別為 GlriWlri，並且設投影了陰影32的像素η的像素值為Gn，設各像素(η-1)、η、(η+1)的散射分 量為^lri ，設各像素(η-1)、η、(η+1)的直接分量為Plri Ρη+1時，聯立方程式用下 記(3)式表不。
Glri = Pn-^Scv1Gn = Pn+ScnGn+1 = Pn+1+Scn+r.. (3)另外，在被檢體M如丙烯酸平板等那樣，直接線的透過厚度恆定時，設定如下條 件各像素(n-1)、n、(n+1)的直接分量Plri Pn+1相互相等，Plri =Pn = Pn+1，各像素(n_l)、 η、(n+1)的散射分量Sclri Scn+1的變化能夠直線近似，Scn= (Sc^+Sc^)/2.若加入該 條件來用上述(3)式解聯立方程式，則能夠求出未知的各分量。如此，利用上述(3)式求出了散射分量之後，去除散射分量。或者利用上述(3) 式求出直接分量，將該直接分量作為去除了散射分量的攝影數據。不是一定需要利用上 述(3)式的聯立方程式解全像素的像素值。例如，按規定間隔選擇像素群(相鄰的三個像 素)，通過解聯立方程式從而求出該像素群的各分量，求出去除了散射分量的像素群的像素 值。然後，對於未選擇的剩餘的像素的像素值，通過利用解聯立方程式而已經求出的像素 群的像素值，來進行插值處理，從而可以求出。作為插值處理，可以採用平均值或拉格朗日 (Lagrange) li{t·。此外，在該步驟T2的階段，若已經取得了在步驟Sl的格柵數據，則以利用格柵數 據來進行去除處理即可。例如，根據上述(1)式求出X射線的透過率，或者根據格柵數據中 的格柵透過前的X射線量與格柵透過後的X射線量的比率，求出X射線的透過率。然後， 用未知的散射分量與同樣未知的直接分量乘以透過率所得的值之和表示利用FPD3進行檢 測而成為已知的像素值，通過解用散射分量與直接分量·透過率之和表示了像素值的按每 三個像素的聯立方程式，從而可以求出未知的散射分量或者未知的直接分量。設各像素 (n-1), n, (n+1)的透過率為Cplri Cpn+1，聯立方程式用下記(3)『式表示。Gn+1 = Pn+1 · Cpn+1+Scn+1Gn = Pn · Cpn+ScnGlri = Plri · CpH+Scvr.. (3)『與上述(3)式同樣地，還能夠根據上述(3)『進行去除處理。在上述(3)『式的情 況下，因為還考慮透過率來去除散射分量，所以與上述(3)式相比，能夠更加準確地去除散 射分量。將利用散射分量去除處理部52去除了散射分量的攝像數據送入像素區分部53、透 過率臨時算出部55以及X射線圖像取得部58。(步驟T4)像素的區分像素區分部53利用攝像數據來區分利用散射分量去除處理部52進行了散射分量 去除處理後的攝像數據中的像素31中的、與用無陰影像素算出部43求出的格柵數據中的 無陰影像素對應的像素31和這之外的像素31。具體而言，如圖8所示，對應格柵數據中的 無陰影像素，在攝像數據中也求出完全沒有陰影32的像素31。與格柵數據中的無陰影像素 同樣地在圖8中用黑圓點圖示攝像數據中的該像素31，在圖8中用畫點的圓圖示攝像數據 中的這之外的像素31。此外，在格柵數據中，也對於無陰影像素以外的像素31，還包括在峰 值位置的像素31，在圖8中用畫點的圓進行圖示。將用像素區分部53區分後的各像素31 送入像素值插值部54。(步驟T5)像素值的插值像素值插值部54根據用像素區分部53區分後的像素31中的與格柵數據中的無陰影像素對應的像素31的像素值，插值這之外的像素31的像素值。具體而言，在被檢體M 為人體的情況下，假定人體中的X射線的透過率的關於吸收箔6a的配置方向的變化與像素 31的間隔(像素間距)相比不細小時，按照與在格柵數據中的無陰影像素所對應的攝像數 據的像素31聯繫的方式，如圖8的線a所示，插值這之外的像素31的像素值。在圖8中， 用白圓點圖示插值了像素值的像素31。將用像素值插值部54所插值的像素值送入透過率 臨時算出部55。(步驟T6)透過率的臨時算出根據用散射分量去除處理部52進行了散射分量去除處理的攝像數據中的像素31 的像素值、即用攝像獲得的實際像素值、以及用像素值插值部54插值後的像素值，透過率 臨時算出部55臨時求出X射線的透過率。將用攝像獲得的實際像素值與所插值的像素值 之差看作吸收箔6a產生的X射線的遮蔽(即影子量)，由此能夠直接估計在該部分的X射 線的透過率。但是，因為X射線的透過率是根據由攝像獲得的實際像素值和所插值的像素值而 得到的值，所以可知若原攝影數據(在本實施例中用散射分量去除處理部52進行了散射 分量去除處理的原攝像數據)的像素值除以如此求出的X射線的透過率，則成為與所插值 的像素值(圖8的線a)相同的值。圖8的線a表示所插值的數據，不是最終要求出的數據。 因此，在該步驟T6中將所求出的X射線的透過率作為臨時透過率。將用透過率臨時算出部 55臨時求出的攝像數據中的X射線的透過率送入透過率平滑化部56。(步驟T7)透過率的平滑化透過率平滑化部56對用透過率臨時算出部55臨時求出的攝像數據中的X射線的 透過率進行平滑化。具體而言，如圖IOA-圖IOC所示，沿吸收箔6a的延伸方向對X射線的 透過率進行平滑化。例如，如圖IOA所示，在沿吸收箔6a的延伸方向的規定區域R，通過對 屬於該區域R的多個透過率(參照圖10B)沿吸收箔6a的延伸方向相加並求平均，從而如 圖IOC所示對透過率進行平滑化。另外，平滑化，不僅是相加並求平均的加法平均(也稱為 「相加平均」)，還可以是單純的相加，只要是通常所用的平滑化，則不做特別限定。空氣格柵6的陰影32對於吸收箔6a的延伸方向幾乎沒有變化。對此，如人體那 樣的被檢體M等的情況，對於吸收箔6a的延伸方向，則並非恆定。因此，沿吸收箔6a的延 伸方向進行透過率的加法平均時，人體的影響被取消，僅剩下大致恆定值的陰影32的分布 (profile) 0設該分布為「臨時陰影分布」。如圖11所示，將在臨時陰影分布的由吸收箔6a 遮蔽的X射線的量(影子量)按各像素(n-1)、n、(n+1)設為IvnIvlvltj用臨時陰影分布 獲得的影子總量成為tVi+bn+bg。將用透過率平滑化部56進行了平滑化的攝像數據中的X 射線的透過率(臨時陰影分布)送入透過率補正部57。(步驟S4)算出影子總量另一方面，影子總量算出部44根據用無陰影像素算出部43求出的無陰影像素、以 及用峰值位置算出部42求出的峰值位置，求出每一個吸收箔6a的影子總量。具體而言，如 圖11所示，在包括無陰影像素以及峰值位置而包圍的區域中，遮斷了 X射線的量能夠看作 是每一個吸收箔6a的影子總量。在圖11中用右上斜線的陰影線圖示包括無陰影像素以及 峰值位置而包圍的區域(即每一個吸收箔6a的影子總量)。此外，將由吸收箔6a遮蔽的 X射線的量(影子量)按各像素(η-1)、η、(n+1)設為airi、an、an+1。因此，每一個吸收箔6a的影子總量成為ay+ajag。將用影子總量算出部44求出的每一個吸收箔6a的影子總量 送入透過率補正部57。(步驟S8)透過率的補正用圖14A、圖14B也進行了敘述，如圖12A所示，陰影32跨相互相鄰的兩個像素31， 如圖12B所示的陰影32變動時，像素31上的陰影32的影子量變化。但是，雖然各個影子 量(即每個像素31的影子量)變化，但從每一個吸收箔6a的影子總量來看，應該恆定。因 此，利用用影子總量算出部44求出的每一個吸收箔6a的影子總量恆定的條件，透過率補正 部57根據影子總量補正用透過率平滑化部56進行了平滑化的攝像數據中的X射線的透過 率(臨時陰影分布)。具體而言，補正臨時陰影分布，使得用臨時陰影分布獲得的影子總量 IvJb1^lv1與每一個吸收箔6a的影子總量ay+ajag相同。因為臨時求出的X射線的透過率中混有由人體等攝像對象產生的幹擾，所以該補 正的目的是補正為更加準確的陰影32的量(影子量)。具體而言，如圖11所示，求出常數 項 k 使得 a^+an+a^ = k · (Iv^bJlv1)，將 k · V」 k · bn、k · bn+1 作為各像素(η_1)、η、 (η+1)的新影子量。通過進行這樣的補正，能夠根據臨時陰影分布獲得更加準確的陰影分 布。通過根據所取得的陰影分布，代入上述(1)式求出X射線的透過率，從而補正X射線的 透過率。將用透過率補正部57補正後的X射線的透過率送入X射線圖像取得部58。(步驟S9)X射線圖像的取得X射線圖像取得部58根據用透過率補正部57補正後的X射線的透過率、以及用散 射分量去除處理部52進行了散射分量去除處理的攝像數據中的像素值(用攝像獲得的實 際像素值)，求出陰影去除後的像素值，取得排列了該去除處理後的像素值的X射線圖像作 為最終的攝像數據。具體而言，將用攝像獲得的實際像素值和在步驟S8補正後的X射線的 透過率代入上述(2)式，求出陰影去除後的像素值。可以將用X射線圖像取得部58取得的 作為最終攝像數據的X射線圖像輸出到顯示部5或存儲介質或印刷單元等。根據本實施例涉及的X射線攝像裝置，吸收散射X射線(散射線)的吸收箔6a的 配置方向與檢測元件d的行方向、列方向中的至少一個方向(在圖3中是行方向)平行，並 且在吸收箔6a吸收X射線而引起的對吸收箔6a的平板型X射線檢測器(FPD) 3的吸收箔 6a的陰影32中，按照相互相鄰的陰影32間的間隔比構成X射線圖像的各個像素31的間隔 變大的方式構成空氣格柵6。通過這樣的結構，沒有陰影32的像素31 (無陰影像素)在每 一與吸收箔6a的配置方向平行的檢測元件d的行或列(在圖3中是列)出現。因此，格柵 數據取得部41取得無被檢體而有空氣格柵6的狀態下的格柵數據，並根據由該格柵數據取 得部41取得的格柵數據中的陰影32，峰值位置算出部42求出陰影32的峰值位置，在由該 峰值位置算出部42求出的峰值位置處，無陰影像素算出部43求出位於相互相鄰的兩個峰 值位置間的中間的像素31作為沒有陰影32的像素31 (無陰影像素)時，實際出現的沒有 陰影32的像素31與所求出的沒有陰影32的像素31大致一致。根據由上述無陰影像素算 出部43求出的沒有陰影32的像素31、以及由上述峰值位置算出部42求出的峰值位置，影 子總量算出部44求出每一個吸收箔6a的影子總量。即，在包含沒有陰影32的像素31以 及峰值位置而包圍的區域中遮斷了 X射線的量能夠看作是每一個吸收箔6a的影子總量。另一方面，攝像數據取得部51取得在有被檢體M以及空氣格柵6的狀態下的攝像 數據，透過率平滑化部56對由該攝像數據取得部51取得的攝像數據(在本實施例中用散射分量去除處理部52進行了散射分量去除處理的攝像數據)沿吸收箔6a的延伸方向進行 平滑化，由此在由該透過率平滑化部56進行了平滑化的攝像數據中取消被檢體M的影響， 僅剩下大致恆定值的陰影32的分布。因此，在由透過率平滑化部56平滑化後的攝像數據 中，剩餘被檢體M的數據，並且包含取消了被檢體M的影響的陰影32的分布。另外，即使陰影32跨像素31，或者該陰影位置相對於像素31發生移動，也能夠看 作每一個吸收箔6a的影子總量恆定。因此，利用由影子總量算出部44求出的每一個吸收 箔6a的影子總量恆定的條件，透過率補正部57根據影子總量對由透過率平滑化部56進行 了平滑化的攝像數據進行補正。通過如此補正，被檢體M產生的幹擾被取消，能夠求出實際 的被檢體M的X射線攝像時的陰影32的分布。因此，即使陰影32跨像素31，或者該陰影位 置相對於像素31發生移動，X射線圖像取得部58也能夠根據由上述透過率補正部57補正 後的攝像數據、以及由上述攝像數據取得部51取得的攝像數據(在本實施例中由散射分量 去除處理部52進行了散射分量去除處理的攝像數據)，求出陰影去除後的數據，取得該去 除後的數據作為最終的攝像數據。其結果，能夠使用實際的被檢體M的X射線攝像時的陰 影32的分布即補正後的攝像數據，精度良好地進行陰影去除。在本實施例中，在由攝像數據取得部51取得的攝像數據中，指定為X射線的透過 率。而且，透過率平滑化部56以及透過率補正部57對X射線的透過率分別進行處理。為 此，臨時求出X射線的透過率。首先，像素區分部53利用攝像數據區分由攝像數據取得部51取得的攝像數據 (在本實施例中由散射分量去除處理部52進行了散射分量去除處理的攝像數據)中的像素 31中的、由無陰影像素算出部43求出的格柵數據中的沒有陰影32的像素31 (無陰影像素) 所對應的像素31和這之外的像素31。通過如此地進行區分，能夠將格柵數據中的無陰影像 素應用於在攝像數據中與無陰影像素對應的像素31。這裡，根據由像素區分部53區分後的 像素31中的、格柵數據中的無陰影像素所對應的像素31的像素值，像素值插值部54插值 這之外的像素31的像素值。即，假定被檢體M的X射線的透過率的(關於吸收箔6a的配 置方向的)變化與像素31的間隔(像素間距)相比不細小時，按照聯繫格柵數據中的無陰 影像素所對應的攝像數據的像素31的方式，插值這之外的像素31的像素值。然後，根據由攝像數據取得部51取得的攝像數據(在本實施例中由散射分量去除 處理部52進行了散射分量去除處理的攝像數據)、以及由像素值插值部54插值的像素值， 透過率臨時算出部55臨時求出X射線的透過率。即，通過將由攝像獲得的實際像素值與所 插值的像素值的差看作吸收箔6a引起的X射線的遮蔽，從而能夠直接地估計在該部分的X 射線的透過率。但是，如上所述可知，因為X射線的透過率是根據攝像所獲得的實際像素值與所 插值的像素值而得到的值，所以原攝影數據的像素值除以如此求出的X射線的透過率時， 成為與所插值的像素值相同的值。因此，將所求出的X射線的透過率作為臨時透過率，透過 率平滑化部56對由透過率臨時算出部55臨時求出的攝像數據中的X射線的透過率進行平 滑化，透過率補正部57根據影子總量補正由透過率平滑化部56進行了平滑化後的攝像數 據中的X射線的透過率。X射線圖像取得部58根據由透過率補正部57補正後的攝像數據 中的X射線的透過率、以及由攝像數據取得部51取得的攝像數據(在本實施例中由散射分 量去除處理部52進行了散射分量去除處理的攝像數據)中的像素值，求出陰影去除後的像素值，能夠取得排列了該去除處理後的像素值的X射線圖像作為最終的攝像數據。其結果， 使用作為實際的被檢體M的X射線攝像時的陰影32的分布的補正後的X射線的透過率，能 夠精度良好地進行陰影去除。在本實施例中，在散射X射線(散射線)的一部分從被檢體M通過空氣格柵6從 而存在由空氣格柵6沒有完全去除的散射線時，優選具備散射分量去除處理部52。S卩，具備通過運算對由攝像數據取得部51取得的攝像數據中由空氣格柵6沒有完 全去除的散射線分量(散射分量)進行去除處理的散射分量去除處理部52，X射線圖像取 得部58根據由散射分量去除處理部52去除了散射分量的攝像數據，取得為最終的攝像數 據。如此通過運算對散射分量進行去除處理，將由攝像數據取得部51取得的攝像數 據置換為由散射分量去除處理部52去除了散射分量的攝像數據，由此能夠去除散射分量 的同時，精度良好地進行陰影去除。本發明不限於上述實施方式，能夠如下所述地進行變形實施。(1)在上述實施例中，作為放射線採用X射線為例進行了說明，但是還可以應用X 射線以外的放射線(例如Y射線等)。(2)在上述實施例中，放射線攝像裝置是用於醫用等的，在圖1所示的載板1載置 被檢體來進行攝影的構造，但是不限於此。例如，既可以是用於工業用等的非破壞性檢查裝 置那樣的在傳送帶(O卜)上搬運被檢體(此時檢查的對象物是被檢體)從而進行攝影 的構造，也可以是用於醫用等的X射線CT裝置等那樣的構造。(3)在上述實施例中，作為以格柵為代表的散射放射線去除單元，採用了空氣格 柵，但不限於此。除了空隙之外，還可以是由如鋁或有機物質等那樣使以X射線為代表的放 射線透過的中間物質構成的格柵。此外，如圖13所示還可以是十字格柵。具體而言，在圖 3中的Y方向依次交互地排列沿圖3中的X方向的吸收箔6a和中間層6c，並且在圖3中的 X方向依次交互地排列沿圖3中的Y方向的吸收箔6b和中間層6c，由此使吸收箔6a和吸 收箔6b相互交叉。這裡，圖3中的X方向與FPD3的檢測元件d(參照圖2)的行方向平行， 圖3中的Y方向與FPD3的檢測元件d(參照圖2)的列方向平行。因此，吸收箔6a、6b的配 置方向相對於檢測元件d的行方向以及列方向這兩個方向平行。(4)在上述實施例中，散射放射線去除單元(在實施例中是空氣格柵6)是對每4 個像素31周期性地投影陰影32的構造，但只要是周期性地投影陰影32的構造，則不做特 別限定，例如對每兩個像素31周期性地投影陰影32的構造、對每3個像素31周期性地投 影陰影32的構造等。(5)在上述實施例中，在存在由散射放射線去除單元(在實施例中是空氣格柵6) 沒有完全去除的散射放射線(在實施例中是散射X射線)的情況下，具備通過運算對散射 放射線分量進行去除處理的散射分量去除處理單元(在實施例中是散射分量去除處理部 52)，但是在能夠無視散射放射線的程度、或者不需要考慮散射放射線的情況下，未必一定 需要具備散射分量去除處理單元(散射分量去除處理部52)。在不具備散射分量去除處理 單元(散射分量去除處理部52)的情況下，能夠直接利用由第1攝像數據取得單元(在實 施例中是攝像數據取得部51)取得的攝像數據來進行像素區分單元(在實施例中是像素區 分部53)、透過率臨時算出單元(在實施例中是透過率臨時算出部55)、攝像數據平滑化單
18元(在實施例中是透過率平滑化部56)、第2攝像數據取得單元(在實施例中是X射線圖像 取得部58)等的處理。(6)在上述實施例中，在由第1攝像數據取得單元(在實施例中是攝像數據取得部 51)取得的攝像數據中，指定為放射線的透過率，攝像數據平滑化單元(在實施例中是透過 率平滑化部56)以及攝像數據補正單元(在實施例中是透過率補正部57)對放射線的透過 率分別進行了處理，但是攝像數據的一例不限定於實施例那樣的透過率。例如既可以對直 接分量的像素值進行上述單元的處理，也可以對散射分量進行上述單元的處理。本發明在不脫離其思想或本質的情況下能夠以其他具體的形式實施，因此，作為 表示發明範圍的表述，不是以上的說明，而應該參照所附加的權利要求。
權利要求
1.一种放射線攝像裝置，獲得放射線圖像，其中所述裝置包括以下要素 具備散射放射線去除單元，其去除散射放射線；和放射線檢測單元，其矩陣狀地構成檢測放射線的多個檢測元件； 按照如下方式構成所述散射放射線去除單元使得吸收所述散射放射線的吸收層的配 置方向與所述檢測元件的行方向、列方向中的至少一個方向平行，並且使得由所述吸收層 吸收放射線而引起的吸收層對所述放射線檢測單元的所述吸收層的陰影中，相互相鄰的陰 影間的間隔變得比構成所述放射線圖像的各個像素的間隔大， 所述裝置包括以下要素第1攝像數據取得單元，其取得有被檢體以及所述散射放射線去除單元的狀態下的攝 像數據；攝像數據平滑化單元，其對由該第1攝像數據取得單元取得的攝像數據沿所述吸收層 的延伸方向進行平滑化；格柵數據取得單元，其取得沒有被檢體而有所述散射放射線去除單元的狀態下的格柵 數據；無陰影像素算出單元，其根據由該格柵數據取得單元取得的格柵數據中的所述陰影， 求出沒有陰影的像素；影子總量算出單元，其根據由該無陰影像素算出單元求出的沒有陰影的像素位置，求 出每一個所述吸收層的影子總量；攝像數據補正單元，其根據由該影子總量算出單元求出的每一個吸收層的影子總量， 基於所述影子總量對由所述攝像數據平滑化單元進行了平滑化的所述攝像數據進行補 正；第2攝像數據取得單元，其根據由該攝像數據補正單元進行了補正的攝像數據、以及 由所述第1攝像數據取得單元取得的所述攝像數據，求出陰影去除後的數據，並取得該去 除後的數據作為最終的攝像數據。
2.根據權利要求1所述的放射線攝像裝置，其特徵在於， 所述裝置包括以下要素像素區分單元，其利用所述攝像數據來區分由所述第1攝像數據取得單元取得的所述 攝像數據中的像素中與由所述無陰影像素算出單元求出的所述格柵數據中的沒有所述陰 影的像素對應的像素、和其他像素；像素值插值單元，其根據由該像素區分單元進行了區分的像素中與所述格柵數據中的 沒有所述陰影的像素對應的像素的像素值，插值其他像素的像素值；和透過率臨時算出單元，其根據由所述第1攝像數據取得單元取得的所述攝像數據中的 像素的像素值、以及由所述像素值插值單元插值的像素值，臨時求出放射線的透過率；所述攝像數據平滑化單元對由所述透過率臨時算出單元臨時求出的所述攝像數據中 的放射線的透過率，進行所述平滑化，所述攝像數據補正單元根據所述影子總量對由所述攝像數據平滑化單元進行了平滑 化的所述攝像數據中的放射線的透過率進行補正，所述第2攝像數據取得單元根據由所述攝像數據補正單元進行了補正的所述攝像數 據中的放射線的透過率、以及由所述第1攝像數據取得單元取得的所述攝像數據中的像素值，求出陰影去除後的像素值，並取得排列了該去除處理後的像素值的放射線圖像作為最 終的攝像數據。
3.根據權利要求1所述的放射線攝像裝置，其特徵在於，所述裝置包括以下要素具備散射分量去除處理單元，其通過運算對由所述第1攝像數據取得單元取得的所 述攝像數據中的由所述散射放射線去除單元沒有完全去除的散射放射線分量進行去除處 理；所述第2攝像數據取得單元根據由所述散射分量去除處理單元去除了所述散射放射 線分量的所述攝像數據，取得所述最終的攝像數據。
4.根據權利要求3所述的放射線攝像裝置，其特徵在於，所述散射分量去除處理單元用未知的所述散射放射線分量與同樣未知的直接放射線 分量之和來表示已知的像素值，通過求解用所述散射放射線分量與所述直接放射線分量之 和表示了所述像素值的聯立方程式，從而求出未知的所述散射放射線分量或者未知的所述 直接放射線分量。
5.根據權利要求4所述的放射線攝像裝置，其特徵在於，設為包括投影了所述陰影的像素n，來選擇與該像素η相鄰的兩個無陰影像素(η-1)、 (η+1)，且設所述無陰影像素(η-1)、(η+1)的像素值分別為Gn+Gn+1，並且設投影了所述陰 影的像素η的像素值為Gn，設各像素(η-1)、η、(η+1)的所述散射放射線分量為^n+ Scn, ^v1，設各像素(η-1)、η、(η+1)的所述直接放射線分量為Pn+Ρη、Ρη+1時，用下述⑶式的 聯立方程式表示Gn-I — Pn-I+Scn-IGn = Pn+ScnGn+i — Pn+i+Scn+1* ..⑶。
6.根據權利要求5所述的放射線攝像裝置，其特徵在於，在所述直接放射線分量的透過厚度為恆定時，設各像素(η-1)、η、(η+1)的所述直接放 射線分量Pm、Ρη、Ρη+1相互相等，以設定如下條件=Plri = Pn = Ρη+1。
7.根據權利要求5所述的放射線攝像裝置，其特徵在於，設各像素(η-1)、η、(η+1)的所述散射放射線分量^n+Scn、Scn+1的變化能夠以直線來 近似，以設定如下條件Scn = (kg+Sc^)/^。
8.根據權利要求4所述的放射線攝像裝置，其特徵在於，按每個規定間隔選擇像素群，通過求解所述聯立方程式從而求出該像素群的各分量， 並求出去除了所述散射放射線分量的像素群的像素值，對於未被選擇的剩下的像素的像素 值，利用通過求解所述聯立方程式而已經求出的像素群的像素值來進行插值處理，由此求出ο
9.根據權利要求8所述的放射線攝像裝置，其特徵在於，所述插值處理採用平均值。
10.根據權利要求8所述的放射線攝像裝置，其特徵在於，所述插值處理採用拉格朗日插值。
11.根據權利要求3所述的放射線攝像裝置，其特徵在於，根據放射線的透過率=(像素的面積-陰影的面積)/像素麵積求出放射線的透過率， 或者根據格柵數據中的所述散射放射線去除單元的透過前的放射線量與所述散射放射線 去除單元的透過後的放射線量之比率，求出放射線的透過率，所述散射分量去除處理單元，用未知的所述散射放射線分量與將同樣未知的直接放射 線分量乘以所述透過率而得到的值之和來表示已知的像素值，通過求解用所述散射放射線 分量與所述直接放射線分量·所述透過率之和來表示所述像素值的聯立方程式，從而求出 未知的所述散射放射線分量或者未知的所述直接放射線分量。
12.根據權利要求11所述的放射線攝像裝置，其特徵在於，設為包括投影了所述陰影的像素n，來選擇與該像素η相鄰的兩個無陰影像素(η-1)、 (η+1)，且設所述無陰影像素(η-1)、(η+1)的像素值分別為Gn+Gn+1，並且設投影了所述陰 影的像素η的像素值為Gn，設各像素(η-1)、η、(η+1)的所述散射放射線分量為^n+ Scn, ^v1，設各像素(η-1)、η、(η+1)的所述直接放射線分量為Pn+Ρη、Ρη+1，設各像素(η_1)、η、 (η+1)的所述透過率為CpnYCp1^Cplri時，用下述(3)『式的聯立方程式表示
13.根據權利要求1所述的放射線攝像裝置，其特徵在於，所述裝置包括以下要素具備求出所述陰影的峰值位置的峰值位置算出單元，所述無陰影像素算出單元根據由該峰值位置算出單元求出的所述峰值位置，求出沒有 所述陰影的像素。
14.根據權利要求13所述的放射線攝像裝置，其特徵在於，所述無陰影像素算出單元在由所述峰值位置算出單元求出的所述峰值位置處，求出位 於相互相鄰的兩個峰值位置間的中間的像素，作為沒有所述陰影的像素。
15.根據權利要求13所述的放射線攝像裝置，其特徵在於，所述無陰影像素算出單元在所述陰影按每個奇數個像素周期性地被投影時，在由所述 峰值位置算出單元求出的所述峰值位置處，通過選擇位於相互相鄰的兩個峰值位置間的中 央的兩個像素中的任一個像素，從而求出該選擇出的像素作為沒有所述陰影的像素。
全文摘要
本發明提供一种放射線攝像裝置，構成空氣格柵，使得吸收散射X射線的吸收箔的配置方向與檢測元件的行方向平行，並且吸收箔吸收X射線產生的吸收箔對平板型X射線檢測器(FPD)的吸收箔的陰影中，相互相鄰的陰影間的間隔比構成X射線圖像的各個像素的間隔變大。通過具備攝像數據取得部、透過率平滑化部、格柵數據取得部、無陰影像素算出部、影子總量算出部、透過率補正部、X射線圖像取得部等，從而使用實際的被檢體的X射線攝像時的陰影的分布即補正後的攝像數據(X射線的透過率)，能夠精度良好地進行陰影去除。
文檔編號G01T1/00GK102113891SQ20101062310
公開日2011年7月6日 申請日期2010年12月27日 優先權日2009年12月29日
發明者廣岡研 申請人:株式會社島津製作所