X射线透视摄影装置以及x射线透视图像的余像修正方法

X射线透视摄影装置以及x射线透视图像的余像修正方法
【专利摘要】本发明提供一种X射线透视摄影装置以及X射线透视图像的余像修正方法，其在交替地重复进行摄影和透视的情况下，也能够高精度地修正余像成分。在每次取得X射线的摄影图像时，得到摄影后的余像图像，针对本次摄影后得到的余像图像和上次以前的摄影后得到的余像图像，对对应的每个像素计算余像图像的像素值因时间经过产生的衰减后的值。然后，从本次摄影后得到的透视图像的像素值减去计算出的衰减后的值，由此除去余像。
【专利说明】
X射线透视摄影装置以及X射线透视图像的余像修正方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种具有余像修正功能的X射线透视摄影装置。
【背景技术】
[0002] X射线透视摄影系统一般交替地进行照射X射线而取得图像并显示的"摄影"、一边 连续地照射X射线一边取得连续图像而显示动画的"透视"。在"摄影"时，照射的X射线照射 剂量比"透视"大，因此在X射线检测器中剩余电信号，该电信号作为余像出现在通过摄影后 的透视得到的图像中，有时对诊断产生影响。
[0003] 因此，在专利文献1所记载的技术中，在刚摄影后不照射X射线而取得图像，由此得 到余像图像。然后，利用预先求出并存储在表等中的余像成分的衰减特性，求出余像图像随 着时间经过的衰减后的余像量。从此后的透视图像中减去余像量，由此求出除去了余像的 透视图像。由此，能够实时地从透视图像减去考虑到因时间经过产生的衰减的余像成分而 进行修正。
[0004] 另外，在专利文献1中，在出现第一次的摄影的余像时进行第二次的摄影的情况 下，分别取得第一次和第二次的余像图像，分别求出随着时间经过的衰减后的余像量，从此 后的透视图像减去对两者进行加权相加所得的余像量而进行修正。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开2004-321346号公报

【发明内容】

[0008] 发明要解决的问题
[0009] 余像的强度依存于在摄影中到达X射线检测器的X射线强度，因此对每个像素不 同。另外，余像产生的原理被认为在FPD(平板检测器)的情况下是起因于残存于电气电路内 的信号，在如图像增强器那样使用荧光体的X射线检测器的情况下，认为因 X射线检测器内 的荧光体造成的信号等也成为原因，但在任何情况下都不完全了解原理。因此，在第一次和 第二次的摄影的时间接近，在其间也进行透视的情况下，如专利文献1那样将第一次和第二 次的摄影后的余像信号加权相加而除去在第二次的摄影后的透视图像中产生的余像的方 法中，不一定能够完全修正。
[0010] 本发明的目的在于:提供一种余像修正技术，其在交替地重复进行摄影和透视的 情况下，也能够高精度地修正余像成分。
[0011] 解决问题的手段
[0012] 为了解决上述问题，本发明的X射线透视摄影装置具备:X射线管球，其照射X射线； X射线平面检测器，其检测透过了被检测体的X射线;操作部，其分别接受开始摄影图像的取 得和透视图像的取得的指示;控制部，其控制X射线管球和X射线平面检测器，使得分别执行 摄影图像的取得和透视图像的取得;余像修正运算部，其从在取得摄影图像后取得的透视 图像中除去摄影图像的余像。余像修正运算部在每次取得摄影图像时，得到摄影后的余像 图像，针对在本次摄影后得到的余像图像和上次以前的摄影后得到的余像图像，对对应的 每个像素计算余像图像的像素值因时间经过而衰减后的值。然后，从本次摄影后得到的透 视图像的像素值减去计算出的衰减后的值，由此除去余像。
[0013]发明效果
[0014] 根据本发明，能够提供一种X射线透视摄影装置以及X射线透视图像的余像修正方 法，在交替地重复进行摄影和透视的情况下，也能够高精度地修正余像成分。
【附图说明】
[0015] 图1是表示实施方式1的X射线透视摄影装置的结构的框图。
[0016] 图2是表示图1的图像处理装置6的结构的功能框图。
[0017] 图3是表示图1的图像处理装置6的硬件结构的框图。
[0018] 图4是表示实施方式1的余像修正运算部11的动作的流程图。
[0019] 图5是表示实施方式1的摄影图像、X射线未照射图像、透视图像的取得定时的说明 图。
[0020] 图6(a)是表示实施方式1的第一次的摄影图像的说明图，（b)是表示第一次摄影后 的余像图像的说明图，（c)是表示第二次的摄影图像的说明图，（d)是表示第二次摄影后的 余像图像的说明图，（e)是表示第一次摄影后的余像图像的像素值比第二次摄影后的余像 图像的像素值大的情况下的余像图像的衰减的图表，（f)是表示第一次摄影后的余像图像 的像素值比第二次的摄影后的余像图像的像素值小的情况下的余像图像的衰减的图表。
[0021] 图7是表示实施方式2的余像修正运算部11的动作的流程图。
[0022] 图8(a)是表示实施方式2的摄影图像、X射线未照射图像、透视图像的取得定时的 说明图，（b)是表示第η次摄影后的余像图像的像素值比其以前的摄影后的余像图像的像素 值的最大值大的情况下的余像图像的衰减的图表，（c)是表示第η次摄影后的余像图像的像 素值比其以前的摄影后的余像图像的像素值的最大值小的情况下的余像图像的衰减的图 表。
[0023]图9是表示实施方式3的余像修正运算部11的动作的流程图。
[0024]图10(a)是表示实施方式3的摄影图像、X射线未照射图像、透视图像的取得定时的 说明图，（b)是表示第η次摄影后的余像图像和摄影紧前的余像图像之间的差比摄影紧前的 余像图像的像素值大的情况下的余像图像的衰减的图表，（c)是表示第η次摄影后的余像图 像和摄影紧前的余像图像之间的差比摄影紧前的余像图像的像素值小的情况下的余像图 像的衰减的图表。
[0025]图11是表示实施方式5的余像修正运算部11的动作的流程图。
[0026] 图12(a)是表示实施方式5的摄影图像、X射线未照射图像、透视图像的取得定时的 说明图，（b)是表示各次摄影后的余像图像和该摄影紧前的余像图像之间的差、余像图像的 衰减的图表。
[0027] 图13是表示实施方式11的图像处理装置6的结构的框图。
[0028] 附图标记说明
[0029] I:X射线管球;2:X射线高电压装置;3:X射线控制装置;4:X射线平面检测器;5:X射 线平面检测器控制装置;6:图像处理装置;6a: CPU; 6b:存储器;7:图像显示装置;8:系统控 制装置;9:台；10:参数计算部；11:余像修正运算部；12:显示图像处理部;29:操作部；111: 存储器;112:集成电路；112-1~112-p:运算电路；113:函数存储部；114:时间管理部。
【具体实施方式】
[0030] 说明本发明的一个实施方式的X射线透视摄影装置。
[0031] 〈实施方式1>
[0032]图1是表示实施方式1的X射线透视摄影装置的整体结构的图。
[0033] 如图1那样，X射线透视摄影装置具备:X射线管球1，其照射X射线;X射线高电压产 生器2,其用于向X射线管球1供给电力（管电压/管电流）；X射线控制装置3,其进行X射线高 电压产生器2的控制;X射线平面检测器4,其与X射线管球1相对地配置;台9,其配置在X射线 管球1和X射线平面检测器4之间；操作部29;X射线平面检测器控制装置5;图像处理装置6; 图像显示装置7;系统控制装置8。被检测体被搭载在台9上。X射线平面检测器4检测从X射线 管球1照射并透过了搭载在台9上的被检测体的X射线。
[0034] X射线平面检测器控制装置5读出X射线平面检测器4检测出的图像。图像处理装置 6对X射线平面检测器控制装置5读出的图像进行各种图像处理，显示在图像显示装置7上。 操作部29包括从操作者接受摄影和透视的条件(管电流/管电压等）的设定的操作面板、从 操作者接受摄影和透视的开始的辐射按键。系统控制装置8与操作部29所接受的摄影和透 视的开始及其条件对应地，对X射线平面检测器控制装置5、图像处理装置6以及X射线控制 装置3进行控制，使执行摄影或透视。
[0035]图像处理装置6如在图2中表示其功能框图所示那样，具备修正余像的余像修正运 算部11、用于显示图像的显示图像处理部12。余像修正运算部11具备参数计算部10。图像处 理装置6的硬件结构如图3所示，包括CPU6a和存储器6b而构成，由CPU6a读入预先存储在存 储器6b中的程序并执行，由此实现余像修正运算部11和显示图像处理部12的功能。
[0036]使用图4~图6说明余像修正运算部11的动作。图4是表示余像修正运算部11的动 作的流程图，图5是表示摄影和透视的定时的说明图，图6是表示所取得的余像图像等的说 明图。
[0037] 余像修正运算部11在每次取得摄影图像时，得到摄影后的余像图像，针对在本次 摄影后得到的余像图像和上次以前的摄影后得到的上述余像图像，对对应的每个像素比较 像素值，根据其大小关系，对每个像素计算余像图像的像素值因时间经过而衰减后的值。然 后，从本次摄影后得到的透视图像的像素值减去余像的衰减后的值，由此除去余像。在本实 施方式中，针对本次摄影后得到的余像图像和上次以前的共η次的摄影后得到的余像图像， 对对应的每个像素比较像素值，对每个像素选择最大的像素值。计算选择出的最大的像素 值因时间经过而衰减后的值，并从本次摄影后得到的透视图像的像素值减去，由此除去余 像。以下，具体说明它。
[0038] 在操作者使操作部29的辐射按键接通，指示了"摄影"的执行的情况下，系统控制 部8向X射线控制装置3和X射线平面检测器控制装置5输出控制指令。由此，从X射线高电压 产生器2向X射线管球1供给电力，向台9上的被检测体照射X射线，使X射线平面检测器控制 装置5取入检测出透过了被检测体的X射线的X射线平面检测器4的输出。由此，如图6(a)那 样取得摄影图像50,传送到图像处理装置6。图像处理装置6的显示图像处理部12对摄影图 像实施预定的图像处理，显示在图像显示装置7上。在图6(a)的摄影图像50中，入射了高照 射剂量的区域61的像素值(亮度值)变大。例如，在实际的被检测体的摄影图像50中，被检测 体的轮廓的外侧的区域、被检测体的肺部等X射线容易透过的区域成为高照射剂量入射区 域61。
[0039]余像修正运算部11在图4的步骤31中，在从系统控制装置8接受了表示进行了"摄 影"的控制信号的情况下，前进到步骤32。
[0040] 在步骤32中，参数计算部10在接收到表示进行了"摄影"的控制信号后，在预定的 时间后，经由系统控制装置8向X射线平面检测器控制装置5进行指示，使得不照射X射线而 取入图像。由此，从X射线平面检测器控制装置5接受X射线未照射图像51并存储在存储器6b 中（图5)。在X射线未照射图像51中，如图6(b)那样，与摄影图像50中的高照射剂量入射区域 61对应的区域62的亮度变大，产生余像。
[0041] 通过步骤33,以预定的时间间隔重复预先确定的m次(m为m>l的整数)地进行取得 并存储X射线未照射图像的动作(在图5中m=3)。由此，存储器6b存储m( = 3)张 X射线未照射 图像51~53。
[0042]刚刚摄影后的X射线未照射图像51~53不包含图像信号，只包含在摄影中产生的 余像信号，因此可以将X射线未照射图像51~53的亮度看作为余像成分的亮度。在步骤34 中，参数计算部10按照预先确定的方法对m张 X射线未照射图像51~53进行运算处理，求出 余像图像Mask [ X，y ]的像素值。例如，求出m张 X射线未照射图像51~53的对应的像素[X，y ] 的像素值的平均，作为余像图像Mask[ X，y ]的像素值。其中，[X，y ]用二维坐标表示出像素的 位置。参数计算部10将计算出的余像图像Mask[x，y]的像素值存储在存储器6b内。
[0043]在存储器6b中，设置有用于存储预先确定的η张余像图像Mask[x，y]的区域。参数 计算部1 〇将最新的余像图像Mask [ X，y ]存储在共η个存储区域的存储有最旧的余像图像的 区域中。由此，始终将最近的共η张余像图像Mask[x，y]存储在存储器6b中。在此，将最新的 刚刚摄影后得到的余像图像表示为mask n[X，y]，将其η次前的摄影后得到的余像图像表示 为maski[x，y]。即，在存储器6b中，始终存储有最近的共η次的摄影后得到的maski[x，y]~ maskn[x，y]〇
[0044] 另外，在步骤34中，参数计算部10测量在步骤32中最初取得X射线未照射图像51的 时刻和在上次的"摄影"的摄影后在步骤32中取得X射线未照射图像51的时刻之间的时间间 隔Δ t，将其与余像图像Mask[x，y]对应地存储在存储器6b中。因此，与余像图像Maski[x，y] ~余像图像Mask n[x，y]对应地存储时间间隔Δ ti~Δ tn。其中，Δ tn=0。
[0045] 另一方面，在存储器6b内，将用于求出余像图像Mask[x，y]的像素值随着时间经过 的衰减后的值Lag (X，y，t)的函数(衰减函数)Lagfanc存储为查找表(LUT)或公式。预先通过 实验、计算来求出衰减函数Lag fan。。在本实施方式中，如下式（1)那样，用以从"摄影"开始后 的时间t、刚刚"摄影"后的余像图像Mask[x，y]的像素值(初始值)为变量的函数表示衰减函 動]Lagf anc 〇
[0046] Lag(x，y，t) = Lagfanc(t，Mask[x，y])......(I)
[0047] 其中，Mask[x，y]:余像图像的位置[x，y]的像素的亮度。
[0048] T:取得X射线未照射图像51后的经过时间。
[0049] 在步骤35中，余像修正运算部11为了在取得了上述"透视"图像时除去余像图像而 修正透视图像，根据上述公式（1)求出各时间t的余像图像Mask[x，y]的像素值的衰减后的 值Lag(x，y，t)。这时，余像修正运算部11不只使用在紧前次的"摄影"后得到的Maskn[x，y] 的像素，还使用在过去的η次的摄影中得到的余像图像Maski [ X，y ]~Maskn [ X，y ]，对每个像 素 [X，y]，从余像图像Maski[X，y]~Maskn[X，y ]的像素值中选择最大（高亮度）的像素值 Maskmax[x，y]。另外，计算追溯到取得包含该最大的像素值的余像图像时为止的经过时间Δ t。例如，在最大像素值Mask max[X，y ]包含在余像图像Maski[X，y ]中的情况下，根据Δ t = Δ tl+ Δ t2+......+ A tn来计算Δ t。对全部的像素[x，y]进行该计算。
[0050] 接着，前进到步骤36,对每个像素[x，y]，使用在步骤35中选择出的最大（高亮度） 的像素值Maskmax[x，y]、追溯到取得该像素值为止的经过时间At、上述公式(1)，如公式(2) 那样计算此后的时刻t的像素值的衰减后的值Lag(X，y，t)。
[0051 ] Lag(x，y，t) = Lagfanc( (t+ Δ t[x，y])，Maskmax[x，y])......(2)
[0052]由此，对每个像素[x，y]，针对各时刻t计算过去n次的摄影中的余像图像中的像素 值最大的余像的衰减后的值Lag(X，y，t)。余像修正运算部11将计算出的值存储在存储器6b 中。
[0053]然后，在步骤37中，如果用操作部29的辐射开关指示了"透视"的开始，则前进到步 骤38,余像修正运算部11从X射线平面检测器控制装置5取得透视图像54。然后，在步骤39 中，从存储器6b读出在步骤36中计算出的余像的衰减后的值Lag(x，y，t)，并从透视图像54 的各像素值减去。由此，能够从各像素值除去该时刻的余像的值，实施除去与透视图像54重 叠的余像的修正。将修正后的透视图像54传送到显示图像处理部12。显示图像处理部12使 图像显示装置7显示修正后的透视图像54。
[0054]在每次取得透视图像时执行该步骤39的修正，直到"透视"结束为止。由此，能够连 续地显示除去了余像后的透视图像54。
[0055]例如，使用图6具体说明设为n = 2、m=l而以时间间隔At进行共2次摄影的情况下 的第二次"摄影"后的"透视"图像的余像除去。如图6(a)、（b)那样，在第一次的摄影图像50 (1)中存在高照射剂量入射区域61，在此后取得的X射线未照射图像51 (1)中，与高照射剂量 入射区域61对应的余像区域62的像素值高，产生了余像。在m=l的情况下，该X射线未照射 图像51成为余像图像1&181^[1， 7]。然后，如图5那样，取得透视图像54-1~54-1^这时，也使 用在本次摄影以前取得的余像图像的衰减后的值进行余像修正。
[0056]接着，进行第二次摄影，取得第二次的摄影图像50(2)。第二次的摄影图像50(2)如 图6(c)那样，在与第一次的高照射剂量入射区域61不同的位置具有高照射剂量入射区域 63,在此后取得的X射线未照射图像51(2)中，在与高照射剂量入射区域63对应的位置产生 余像区域64,并且还残存在第一次摄影中产生的余像区域62的余像。
[0057]余像图像的像素值与摄影时的入射照射剂量成比例，因此对于余像区域62和余像 区域64有重叠的区域中的第一次摄影的入射照射剂量比第二次摄影的入射照射剂量大的 像素，余像成分如图6(e)的图表那样，在第一次摄影中产生的余像图像MaskJ^y]的像素 值及其衰减是支配性的。
[0058]由此，在步骤35中，对于第一次摄影的入射照射剂量比第二次摄影的入射照射剂 量多的像素，选择第一次的余像图像Maski[X，y ]的像素值作为Maskmax[X，y ]，选择Δ ti = Δ t (第一次摄影后的X射线未照射图像51(1)和第二次摄影后的X射线未照射图像51(2)之间的 时间间隔）作为A t[x，y]。由此，用公式(3)表示第一次摄影的入射照射剂量比第二次摄影 的入射照射剂量大的像素的余像成分的时间特性(衰减后的值)Lag(X，y，t)。
[0059] Lag(x，y，t)=Lagfanc((t+A t[x，y])，Maskmax[x，y])=Lagfanc((t+A t)，Maski[x， y])……(3)
[0060] 其中，t将取得Mask2 [ x，y ]的X射线未照射图像51 (2)的时刻作为t = 0。
[0061] 如上述公式(3)那样，在第一次摄影的入射照射剂量比第二次摄影的入射照射剂 量大的情况下，对于余像区域62和余像区域64有重叠的区域的像素，第一次的余像图像 Maski[x，y]的像素值比第二次的余像图像Mask2[x，y]大，因此选择Maski[x，y]的像素值，并 且考虑到其衰减，因此按照将经过时间t加上At后的时间求出衰减后的余像的像素值。 [0062]另一方面，对于余像区域62和余像区域64有重叠的区域中的第二次摄影的入射照 射剂量比第一次摄影的入射照射剂量多的像素，余像成分如图6(f)的图表那样，在第二次 摄影中产生的余像图像Mask 2[x，y]的像素值及其衰减是支配性的。
[0063]由此，在步骤35中，对于第二次摄影的入射照射剂量比第一次摄影的入射照射剂 量多的像素，选择第二次的余像图像Mask2 [X，y ]的像素值作为Maskmax[X，y ]，选择Δ t2 = 0作 为A t[x，y]。由此，用公式(4)表示第二次摄影的入射照射剂量比第一次摄影的入射照射剂 量多的像素的余像成分的时间特性(衰减后的值)Lag(X，y，t)。
[0064] Lag(x，y，t) = Lagfanc( (t+ Δ t[x，y])，Maskmax[x，y]) = Lagfanc(t，Mask2[x，y])...... (4)
[0065] 这样，在本实施方式中，在n次的"摄影"的期间进行"透视"的情况下，如图6(e)、 (f)那样，对每个像素，选择η次的"摄影"后得到的余像图像MaskJ^y]~Mask n[x，y]中的最 大的像素值，计算最大像素值的因从取得余像图像时开始的时间经过而衰减后的值并除 去，由此与现有技术的处理相比能够进行高精度的余像修正。
[0066] 〈实施方式2>
[0067] 接着，使用图7、图8说明实施方式2的X射线透视摄影装置。
[0068] 在实施方式1中，具有以下的结构，即在存储器6b内具有用于存储最近的η张余像 图像Maski[x，y]~Maskn[x，y]的区域，在图4的步骤34中，在每次计算余像图像Mask n[x，y] 时，存储到存储器6b内，更新余像图像。另外，在步骤35中，对每个像素比较η张余像图像 Maski [ X，y ]~Maskn [ X，y ]的像素值，选择最大值Maskmax [ X，y ]。
[0069] 在实施方式2中，具有以下的结构，即在存储器6b内具有只存储1张余像图像 Maskmax[x，y]的区域，在图7的步骤134中，在每次计算余像图像Maskn[x，y]时，在步骤135 中，比较存储器6b内的余像图像Mask max[X，y ]和对应的每个像素的像素值，选择大的像素 值，更新余像图像Maskmax[x，y]的像素值。另外，还使用A tn-i更新与存储的像素值对应的Δ t的值使其与取得该像素值的余像图像的摄影时刻一致。由此，不像实施方式1那样对每个 像素比较η张余像图像的像素值，就能够始终在存储器6b内存储最大的像素值的余像图像 Maskn[x，y]〇
[0070]其中，即使在存储在存储器6b内的像素值比本次的余像图像Maskn[X，y ]的值大的 情况下，在该像素值是最近的η次的摄影之前的摄影的余像图像的值的情况下，也置换为本 次的余像图像Maskn[x，y]的值。具体地说，如图8(a)~（c)那样，在第η次摄影的情况下，对 每个像素比较在步骤134中计算出的Maskn[x，y]和存储在存储器内的此前的Maskmax[x，y]， 如公式(5)那样更新、存储Maskmax[x，y]和Δ t[x，y]。
[0071] 如图8(b)和图8(c)那样，设为
[0072] 在 Maskmax[x，y]〈Maskn[x，y]时，
[0073] Maskmax[x，y] =Maskn[x，y]
[0074] Δ t[x，y] = Δ t[x，y]
[0075] 在Maskmax[x，y] 2 Maskn[x，y]时，
[0076] Maskmax[x，y] =Maskmax[x，y]
[0077] Δ t[x，y] = Δ t[x，y]+Δ tn-1......(5)
[0078] Δ 如8(a)那样是与上次摄影之间的时间间隔。
[0079] 这样，在实施方式2中，存储在存储器6b内的余像图像的张数只是一张，不需要对 每个像素比较η张余像图像的像素值，因此能够降低亮度比较的处理时间。由此，即使所设 定的η的数量增加，在步骤34中保存比较的像素值始终只是最新的Mask[x，y]和Mask max[x， y]的像素值，能够提高处理的速度以及降低存储器6b的存储容量。
[0080] 此外，在实施方式2的X射线透视摄影装置中，上述以外的结构与实施方式1相同， 因此省略说明。
[0081 ]〈实施方式3>
[0082]接着使用图9、图10说明实施方式3。
[0083]在实施方式2中，具有以下的结构，即如果在图7的步骤134中计算出余像图像 Maskn[x，y]，则在步骤135中比较存储器6b内的余像图像Maskmax[x，y]和Mask n[x，y]的对应 的每个像素的像素值，选择大的像素值，作为余像图像Maskmax[x，y]的像素值存储到存储器 6b内，但在实施方式3中，在Mask max[x，y]是在过去的摄影中产生的余像信号的情况下，考虑 到在第η次的摄影时会衰减，如下这样构成。
[0084] 即，余像修正运算部11比较在本次摄影后得到的余像图像的像素值和在上次以前 的摄影中产生的余像图像在本次摄影紧前的像素值，对于其差为本次摄影紧前的像素值以 上的像素，选择本次摄影后得到的上述余像图像的像素值，计算选择出的像素值因时间经 过而衰减后的值。另外，对于上述差不足本次摄影紧前的像素值的像素，选择本次以前的摄 影后得到的余像图像的像素值，计算选择出的像素值因时间经过而衰减后的值。从本次摄 影后得到的透视图像的像素值分别减去计算出的衰减后的值的任意一方，由此除去余像。 为了取得在上次以前的摄影中产生的余像图像在本次摄影紧前的像素值，在本次摄影紧前 从X射线平面检测器取入X射线未照射图像。
[0085]因此，如图9的流程那样，如果在步骤40中透视结束，则在步骤232中，不照射X射线 而取得余像图像Maskpre n[x，y]。理想的是在到下次摄影之前有时间的情况下，如图10(a) 那样以预定的时间间隔重复进行步骤232,作为在下次摄影紧前残存的余像图像Mask pre η [x，y]〇
[0086]接着，与实施方式1、2同样地，进行步骤31~34,如果计算出第η次的摄影和余像图 像Maskn[x，y]，则在步骤234中，根据下式(6)，对每个像素求出第η次的摄影紧前残存的余 像图像Mask pre n[x，y]和第η次的摄影紧后的余像图像Mask n[x，y]之间的差Maskcurrent η [x，y]。由此，能够识别在第η次的摄影中产生的余像信号、在过去的摄影中产生而残存到第 η次的摄影之前为止的余像图像，求出在第η次的摄影中产生的残存图像作为Maskcurrent η [x，y]〇
[0087] Maskcurrent n[x，y]=Maskn[x，y]-Maskpre n[x，y]......(6)
[0088] 然后，在步骤235中，对每个像素比较在第n次的摄影中产生的余像信号Maskcurrent n[x，y]和在过去的摄影中产生而残存到第η次的摄影紧前为止的余像图像Maskpre3 n[x，y]。 然后，如公式(7)那样更新Maskmax[x，y]和Δ t[x，y]。
[0089] 例如，如图10(b)和图10(c)那样，设为
[0090] 在Mask current n[x，y]>Maskpre n[x，y]时，
[0091] Maskmax[x?y] =Mask n[x?y]
[0092] A t[x?y] = Δ t[x?y]
[0093] 在 Mask current n[x，y]〈MaskPre n[x，y]时，
[0094] Maskmax[x，y] =Maskmax[x，y]
[0095] Δ t[x，y] = Δ t[x，y]+Δ tn-1......(7)
[0096] 即，在第n次的摄影中产生的余像图像Maskcurrent n[x，y]的像素值比在第n次的摄 影紧前残存的余像图像Maskpre n[x，y]的像素值大的情况下，将Maskmax[x，y]更新为Mask η [x，y ]。另一方面，在第η次的摄影中产生的余像图像Maskcurre3nt η[χ，y ]的像素值比在第η次 的摄影紧前残存的余像图像Maskpre3 η[ X，y ]的像素值小的情况下，不更新Maskmax[X，y ]。由 此，继续进行到第η次的摄影之前为止进行的修正处理。
[0097]通过成为这样的结构，能够考虑到在过去的摄影中产生的余像图像的信号正在衰 减的情况，并且与在本次摄影中产生的余像进行比较，选择是否更新Maskmax [ X，y ]的值。由 此，能够比较第η次的摄影前后的余像的像素值，设定Maskmax[x，y]的像素值，因此能够更高 精度地除去第η次的摄影后的透视中的余像。
[0098]此外，在实施方式3的X射线透视摄影装置中，上述以外的结构与实施方式1相同， 因此省略说明。
[0099]〈实施方式4>
[0100]接着，说明实施方式4。实施方式4具有与实施方式3相同的结构，但如图10(a)所 示，在图9的步骤232中考虑以下的情况，即在第η次的摄影紧前的余像图像Maskpre η[X，y ] 的取得时刻、第η次的摄影后的余像图像Mask n[x，y]的取得时刻之间存在△ U的时间间 隔，在其间Maskpre n[x，y]的像素值进而以值W进行衰减。即，余像修正运算部11在比较本次 摄影后得到的余像图像的像素值Mask n[x，y]和在上次以前的摄影中产生的余像图像在本 次摄影紧前的像素值Maskpre n[x，y]时，从本次摄影之前的像素值Maskpre n[x，y]减去该像 素值到取得本次摄影后的余像图像Mask n[x，y]时为止由于时间经过而衰减的量W，并进行 比较。
[0101] 因此，代替实施方式3的公式(7)，使用下式(8)比较Maskpre n[x，y]和Maskcurrent η
[x，y]〇
[0102] 在 Mask current n[x，y]+W2Maskpre n[x，y]时，
[0103] Maskmax[x?y] =Mask n[x?y]
[0104] A t[x?y] = Δ t[x?y]
[0105] 在 Mask current n[x，y]+W〈Maskpre n[x，y]时，
[0106] Maskmax[x，y] =Maskmax[x，y]
[0107] Δ t[x，y] = Δ t[x，y]+Δ tn-1......(8)
[0108] 其中，W既可以是常数，也可以与像素值、摄影的时间间隔对应地变更。
[0109] 这样，通过使用公式(8)，能够考虑到在取得Maskpre3 n[x，y]和取得Mask n[x，y]之 间的时间差Δ tw的期间Maskpre3 n[x，y]的像素值进而以值W衰减，而计算出的Maskmnt η [X，y ]比实际低值W，而选择存储为Maskmax[ X，y ]的值。由此，在Maskpre η [ X，y ]和Maskcurrent η [ X，y ]是相等的像素值的情况下，能够提高选择存储为Maskmax [ X，y ]的值的精度。由此，能 够更高精度地除去第η次的摄影后的透视中的余像。
[0110]此外，在实施方式4的X射线透视摄影装置中，上述以外的结构与实施方式1相同， 因此省略说明。
[0111]〈实施方式5>
[0112]接着，使用图11、图12说明实施方式5。
[0113]在实施方式5中，计算Maskmnt n[x，y]这一点与实施方式3相同，但与实施方式3 不同，不计算Maskmax[x，y]。在实施方式5中，余像修正运算部11在每次摄影时，比较在摄影 后得到的余像图像的像素值和在上次以前的摄影中产生的余像图像在摄影紧前的像素值， 计算其差Mask current n[x，y]，设为差Mask current n[x，y]是通过该摄影产生的余像图像的像 素值，计算该像素值因时间经过而衰减后的值。对在多次摄影的每次求出的余像图像的衰 减后的像素值进行合成，从本次摄影后得到的透视图像的像素值减去，由此除去余像。 [0 114] 具体地说，如图11的步骤334那样，在每次摄影时将Mask current n[x，y]与图12(a) 的Δ tn-起存储在存储器6b中。然后，如步骤336那样，代替公式(2)的Maskmax[x，y]而分别 使用η张的Maskcurrent l[x，y]~Maskcurrent n[x，y]，计算余像图像的衰减后的值Lag l(x，y， t)~Lag n(x，y，t)。具体地说，根据Mask⑶rrent l[x，y]和公式（2)计算Lag l(x，y，t)，根据 Maskcurrent n[x，y]和公式(2)计算Lag n(x，y，t)。如公式(9)那样对计算出的Lag l(x，y，t) ~Lag η(x，y，t)进行合成，计算时刻t时的余像图像的像素值在衰减后的值Lagtotai(x，y， t) 〇
[01 15] Lagtotal (X，y，t) - Lagf anc ((t+Δ tl)，Maskcurrent l[X，y]) +......+Lagf anc ((t+Atn)， MaskcurrentIl [ X，y ])
[0116] =Lag l(x，y，t)+......+Lag n(x，y，t)......(9)
[0117] 这样，根据Maskcurrent l[x，y]~Maskcurrent n[x，y]分别计算余像图像的衰减后的 值Lag l(x，y，t)......Lag n(x，y，t)，对它们进行合成而求出1^^1；。1；31(1，7,1:)，由此能够如图 12(b)那样，求出在每次摄影时产生的余像成分Lagl(x，y，t)......Lag n(x，y，t)并相加。由 此，在余像在多次的摄影中残存的情况下，能够分别考虑余像的衰减地高精度地除去。
[0118] 此外，根据公式(9)计算Lagtcltal(X，y，t)的运算既可以在步骤336中在每次摄影时 进行，也可以将在上次的摄影中求出的Lag tcltal(x，y，t)加上根据在本次摄影中求出的 Maskcurrent η[X,y]if#ttSS^Lag n(x,y,t)〇
[0119] 此外，在实施方式5的X射线透视摄影装置中，上述以外的结构与实施方式3相同， 因此省略说明。
[0120]〈实施方式6>
[0121]接着，说明实施方式6。实施方式6的结构与实施方式5相同，但余像修正运算部11 使用在上次以前的摄影时求出的余像图像的衰减后的像素值1^&_1(1，7,4^- 1)作为在上 次以前的摄影中产生的余像图像在本次摄影紧前的像素值。即，不是根据Maskpre3 n[x，y]， 而是如公式（10)那样根据在第n-1次的摄影时计算出的!^伽^^^㈦在当前的时刻七的衰 减后的值Lagt〇t ai(x，y，Δ tn-i)、以及本次摄影的余像图像Mask n[x，y]，通过运算来计算通 过过去的摄影而产生的余像图像Maskojrre3nt n[x，y]，这一点与实施方式5不同。
[0122] Maskcurrent n[x，y] =Mask n[x，y]-Lagt〇tai(x，y，Δ tn-i)......(10)
[0123] 其中，1^_心，7,〇是在第11-次的摄影后根据公式(9)计算出的函数，1-1是第 n-1次和第η次的摄影的时间间隔。
[0124] 在本实施方式中，能够省略在图11的步骤232中取得Maskpre n[x，y]的步骤。
[0125] 〈实施方式7>
[0126] 接着，说明实施方式7。在实施方式1中，在图4的步骤32中，取得X射线未照射图像， 计算余像图像，但根据经验可知在摄影图像的高照射剂量入射区域61中产生余像，而以与 其入射照射剂量成比例的像素值产生。因此，在实施方式7中，将摄影图像的像素值乘以预 先确定的系数，由此计算余像图像Mask n[x，y]。由此，能够省略图4的步骤32~33。
[0127] 此外，在摄影图像和透视图像中像素的分级(binning)不同的情况下，与透视图像 的分级数对应地合计摄影图像的各像素的亮度即可。
[0128] 上述以外的结构与实施方式1相同，因此省略说明。
[0129] 〈实施方式8>
[0130] 接着，说明实施方式8。实施方式8具有与实施方式1相同的结构，但根据X射线平面 检测器4的动作温度和经年劣化，变更表示Lagf anc；( t，Mask[x，y ])的公式或LUT的值，这一点 与实施方式1不同。
[0131] 例如，预先测定X射线平面检测器4的余像特性的温度依存性和经年变化，存储在 存储器6b中。在摄影时，图像处理装置6从存储器6b取得X射线平面检测器4的温度信息、以 及X射线的辐射次数、根据使用年数预测的X射平面线检测器4的经年变化信息，选择与各条 件对应的公式或LUT。
[0132] 通过这样的结构，在由于温度环境、经年劣化而余像特性变化了的情况下，也能够 高精度地计算余像成分，能够高精度地进行余像修正。
[0133] 〈实施方式9>
[0134] 接着，说明实施方式9。实施方式9具有与实施方式1相同的结构，但根据从进行摄 影到开始透视为止的时间来判定修正的有无，这一点与实施方式1不同。即，余像修正运算 部11在判定为本次摄影后的余像图像的像素值到取得透视图像为止衰减为预定值以下的 情况下，不对该像素进行余像的除去。具体地说，余像修正运算部11在对应于余像图像的像 素值为预定值以下的情况、摄影与透视图像的取得之间的时间间隔为预定的时间以上的情 况和将余像图像的像素值除以时间间隔所得的值为预定值以下的情况的任意一个时，判定 为余像图像的像素值到取得透视图像为止衰减为预定值以下。
[0135] 例如，测量从图5的摄影图像50的取得时刻到取得最初的透视图像54-1的时刻为 止的经过时间，在经过时间比预定值长的情况下，判定为余像图像Mask n[x，y]的像素值到 取得透视图像为止充分衰减而不对透视图像产生影响，在图4的步骤39中不进行对透视图 像的余像修正处理。
[0136] 另外，也可以与摄影时的入射照射剂量对应地对每个像素进行判定，可以构成为 在图4的步骤32中取得的X射线未照射图像或在步骤34中计算出的余像图像Mask n[x，y]的 像素值比预先确定的值小的情况、或将像素值除以从取得摄影图像50到取得透视图像54-1 为止的经过时间所得的值比预先确定的值小的情况下，在步骤39中不进行该像素的修正。
[0137] 通过构成为在这样预见到余像的充分衰减的情况下，余像修正运算部11不对图像 全体或以像素为单位进行余像修正，由此能够减少图像处理装置6的运算量。
[0138] 〈实施方式10>
[0139] 接着，说明实施方式10。实施方式10具有与实施方式1相同的结构，但在图4的步骤 36中，如公式（11)那样与进行摄影后的经过时间t对应地，分开使用多个函数作为为了求出 余像图像Mask [ X，y ]的像素值随着时间经过t的衰减后的值Lag (X，y，t)而使用的函数(衰减 函数)Lagfanc，这一点与实施方式1不同。
[0140] [公式11]
[0141]
[0142] 这样根据从摄影开始起的经过时间t来分开使用多个函数，计算余像图像Mask[x， y]的像素值的衰减后的值Lag(x，y，t)，由此能够高精度地近似产生过程有多个且表示复杂 的倾向的余像图像。
[0143] 此外，分开使用多个函数的时间的划分既可以是预先确定的常数的时间，也可以 与摄影时的入射照射剂量、余像图像的像素值对应地变更。
[0144] 〈实施方式11>
[0145] 使用图13说明实施方式11。实施方式1~10如图3、图4那样通过由CPU6a执行程序 而用软件实现图像处理装置6的余像修正运算部11的功能，但在实施方式11中，如图13那样 用硬件构成余像修正运算部11。
[0146] 具体地说，图像处理装置6的余像修正运算部11如图13那样，具备存储器111、集成 电路112、时间管理部(计时器）114、函数存储部113。存储器111具有分别存储X射线平面检 测器4的各像素的输出信号的存储区域。集成电路112具有分别并行地处理存储在存储器 111的各区域中的输出的多个运算电路112-1~112-p。通过FPGA、ASIC等可编程1C、现有的 IC的组合来实现运算电路112-1~112-p。在函数存储部113中存储有集成电路112的运算处 理所使用的衰减函数Lag fanc等的参数。时间管理部（计时器）114与操作部29连接，测量从 "摄影"开始起的经过时间t、多个"摄影"的时间间隔At等，设定到集成电路112的运算电路 112-1~112-p〇
[0147] 如图5那样在"摄影"后，在系统控制装置8和X射线平面检测器控制装置5的控制 下，顺序地从X射线平面检测器4输出X射线未照射图像51~53,分别存储到存储器111的像 素单位的存储区域中。
[0148] 运算电路112-1~112-p进行取入存储器111的存储区域的像素信号并对每个像素 并行地计算例如平均的处理等，在计算余像图像Mask[x，y]的像素值后，存储到内置的存储 器中。从时间管理部114将与上次的摄影的时间间隔At也存储在内置的存储器中。然后，与 存储在内置的存储器中的过去η次的摄影的余像图像MaskJ^y]~Maskn[x，y]的像素值进 行比较，选择最大像素值Mask max[X，y]。进而，运算电路112-1~112-p读入存储在函数存储 部113中的Lag fan。，根据实施方式1的公式(2)。计算以后的时刻t的余像像素值的衰减后的 值Lag (X，y，t)并存储到内置存储器中。
[0149] 然后，在系统控制装置8和X射线平面检测器4的控制下，进行以下的处理，即如果 根据X射线平面检测器4的各像素分别将透视图像54-1的像素信号存储到存储器111的存储 区域中，则运算电路112-1~112-p对每个像素读出它，从时间管理部114取入取得透视图像 时的时刻t，从内置的存储器读出与该时刻t对应的余像像素值的衰减后的值Lag(x，y，t)并 从像素信号减去。由此，通过运算电路112-1~112-p并行地输出实施了除去余像的处理后 的像素信号，通过显示图像处理部12向图像显示装置7输出显示。在每次将透视图像54-2、……、54-k存储到存储器111中时重复进行该余像除去处理，由此作为动画将除去了余像 后的透视图像显示在图像显示装置7上。
[0150] 这样，在实施方式11中，能够通过集成电路112等硬件实现实施方式1的余像修正 运算部11。同样，对于实施方式2~10，也能够通过硬件实现余像修正运算部11。
【主权项】
1. 一种X射线透视摄影装置，其特征在于，具备： X射线管球，其照射X射线； X射线平面检测器，其检测透过了被检测体的X射线； 操作部，其分别接受开始摄影图像的取得和透视图像的取得的指示； 控制部，其控制上述X射线管球和上述X射线平面检测器，使得分别执行摄影图像的取 得和透视图像的取得； 余像修正运算部，其从在取得上述摄影图像后取得的上述透视图像中除去上述摄影图 形的余像，其中， 上述余像修正运算部在每次取得上述摄影图像时，得到摄影后的余像图像，针对在本 次摄影后得到的上述余像图像和上次以前的摄影后得到的上述余像图像，对对应的每个像 素计算上述余像图像的像素值因时间经过而衰减后的值，并从本次摄影后得到的透视图像 的像素值减去，由此除去余像。2. 根据权利要求1所述的X射线透视摄影装置，其特征在于， 上述余像修正运算部针对在本次摄影后得到的上述余像图像和上次以前的摄影后得 到的一个以上的上述余像图像，对对应的每个像素比较像素值，对每个像素选择最大的像 素值，计算选择出的最大的像素值因时间经过而衰减后的值，并从上述本次摄影后得到的 透视图像的像素值减去，由此除去余像。3. 根据权利要求1所述的X射线透视摄影装置，其特征在于， 上述余像修正运算部比较本次摄影后得到的上述余像图像的像素值和在上次以前的 摄影中产生的余像图像的在本次摄影紧前的像素值，针对其差为本次摄影紧前的像素值以 上的像素，选择本次摄影后得到的上述余像图像的像素值，计算选择出的像素值因时间经 过而衰减后的值， 针对所述差不足本次摄影紧前的像素值的像素，选择本次以前的摄影后得到的上述余 像图像的像素值，计算选择出的像素值因时间经过而衰减后的值， 从本次摄影后得到的透视图像的像素值中分别减去计算出的上述衰减后的值的任意 一个，由此除去余像。4. 根据权利要求1所述的X射线透视摄影装置，其特征在于， 上述余像修正运算部在每次摄影时，比较摄影后得到的上述余像图像的像素值和在上 次以前的摄影中产生的余像图像在摄影紧前的像素值，并计算其差，将上述差设为通过该 摄影产生的余像图像的像素值，计算该像素值因时间经过而衰减后的值，对在多次摄影的 每次求出的上述余像图像的上述衰减后的值进行合成，并从本次摄影后得到的透视图像的 像素值减去，由此除去余像。5. 根据权利要求1所述的X射线透视摄影装置，其特征在于， 上述余像修正运算部在每次取得上述摄影图像时，从摄影后的上述X射线平面检测器 取入X射线未照射图像，将上述X射线未照射图像作为上述余像图像。6. 根据权利要求1所述的X射线透视摄影装置，其特征在于， 上述余像修正运算部在每次取得上述摄影图像时，根据上述摄影图像的像素值计算上 述余像图像。7. 根据权利要求1所述的X射线透视摄影装置，其特征在于， 上述余像修正运算部针对每个上述像素，根据预先确定的函数计算取得上述透视图像 时的上述衰减后的值，来作为上述余像图像的像素值因时间经过而衰减后的值。8. 根据权利要求3所述的X射线透视摄影装置，其特征在于， 上述余像修正运算部在比较本次摄影后得到的上述余像图像的像素值和在上次以前 的摄影中产生的余像图像在摄影紧前的像素值时，从上述本次摄影紧前的像素值减去到取 得上述本次摄影后的上述余像图像时为止该像素值由于时间经过而衰减的量并进行比较。9. 根据权利要求1所述的X射线透视摄影装置，其特征在于， 上述余像修正运算部，在对应于上述余像图像的像素值为预定值以下的情况、在上述 摄影与透视图像的取得之间的时间间隔为预定的时间以上的情况、将上述余像图像的像素 值除以上述时间间隔所得的值为预定值以下的情况的任意一个时，判定为本次摄影后的上 述余像图像的像素值到取得上述透视图像为止衰减为预定值以下，对于该像素不进行上述 余像的除去。10. -种X射线透视图像的余像修正方法，其特征在于， 在每次取得基于X射线的摄影图像时，得到摄影后的余像图像， 针对本次摄影后得到的上述余像图像和上次以前的摄影后得到的上述余像图像，对对 应的每个像素，计算上述余像图像的像素值因时间经过而衰减后的值，从本次摄影后得到 的透视图像的像素值中减去上述衰减后的值，由此除去余像。
【文档编号】A61B6/00GK106073809SQ201610094436
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年2月19日 公开号201610094436.0, CN 106073809 A, CN 106073809A, CN 201610094436, CN-A-106073809, CN106073809 A, CN106073809A, CN201610094436, CN201610094436.0
【发明人】藤川真里, 天明宏之助, 万木贵宏, 中村正
【申请人】株式会社日立制作所