专利名称：射线照相设备和辐射检测信号处理方法
技术领域：
本发明涉及一种医疗和工业用的射线照相设备和辐射检测信号处理方法，用于当从辐射发射设备发出辐射时，根据由信号抽样设备以预定抽样时间间隔从辐射检测设备所提取的辐射检测信号，来获得射线照相图像。更具体地讲，本发明涉及一种技术，用于改善由于辐射检测设备所发生的时间滞后所造成的对DSA(减法处理)图像的损坏较为敏感的图像质量。
背景技术：
通常，设计一种类型的射线照相设备用于数字减影血管造影术(DSA)，以观察病人的血管状况。该设备是可操作的，以便在注入造影剂之前，执行病人的预定部位的X射线照相，然后在注入造影剂之后，对病人的相同部位进行射线照相。利用注入的造影剂，使病人的X射线图像(即，活动物体图像(live image))成为清楚地显现了血管的图像。从该X射线图像中，减去在注入造影剂之前所获得的、并且未明确地示出血管的X射线图像(即，掩蔽图像(mask image))，以便获得仅增强了血管的减影图像(subtraction image)。尽管减法处理是扣除操作，但是，可以确定通过多个射线照相操作所获得的掩蔽图像的算术平均，或者可以确定连续获得的活动物体图像的加权的算术平均，以便改善信号噪声比，如在日本待审专利公开No.2000-41973中所公开的那样。
然而，在使用具有在X射线检测表面上纵向和横向排列的大量X射线检测元件的平板型X射线检测器(下文中称之为“FPD”)作为用于检测这样的图像的辐射检测器(辐射检测设备)的情况下，FPD的时延可能会引起余留图像。因此，除非完全消除滞后部分，否则还出现余留图像的问题。
发明内容
针对上述现有技术的状况，已经提出了本发明，本发明的目的是提出一种射线照相设备和射线检测信号处理方法，用于完全消除由于辐射检测设备所造成的从辐射检测设备中所获取的辐射检测信号中的时间滞后，从而获得高精度的减影图像。
为了实现上述目的，本发明人注意到，由于FPD的时延所造成的余留图像等与在抽样时间间隔处所获取的辐射检测信号中所包括的滞后部分相对应。可设想以下技术来去除这样的滞后部分。在处理FPD的时间滞后时，该技术根据以下的递归等式A-C来去除由于冲激响应所造成的滞后部分Xk=Yk-Σn=1N{αn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk}···A]]>Tn＝-Δt/τn…BSnk＝Xk-1+exp(Tn)·Sn(k-1)…C其中，Δt抽样时间间隔；k表示在抽样时间序列中的第k个时间点的下标；Yk在第k个抽样时间所获取的X射线检测信号；Xk从信号Yk中去除了滞后部分的校正后的X射线检测信号；Xk-1在前一个时间点所获取的信号Xk；Sn(k-1)在前一个时间点处的Snk；exp指数函数；N形成冲激响应的具有不同时间常数的指数函数的数量；n表示形成冲激响应的指数函数之一的下标；αn指数函数n的强度；以及τn指数函数n的衰减时间常数。
在上述递归计算中，预先确定FPD的冲激响应的系数N、αn和τn。由于系数是固定的，将X射线检测信号Yk施加到等式A-C上，从而获得无滞后的X射线检测信号Xk。
将参考图6和7来描述上述技术的特定实例。图6是表示辐射入射的状态的示意图。图7是表示时延的示意图。在这些图中，垂直轴表示入射辐射强度，而时间t0-t1表示掩蔽图像的射线照相，而时间t2-t3表示活动物体图像的射线照相。如图6所示，当辐射入射发生在时间t0-t1和时间t2-t3期间时，将图7中的阴影中所示的滞后部分添加到与入射量相对应的常规信号中。这导致了在图7中以粗线表示的辐射检测信号Yk。
如图7所示，在掩蔽图像的射线照相之后和在活动物体图像的射线照相之前，实际上，保留了在衰减的同时与掩蔽图像相对应的冲激响应，即辐射检测信号的成分，尽管在量上较小。结果，在掩蔽图像的射线照相之后，当间歇地和不连续地执行活动物体图像的射线照相时，即，当通过断开掩蔽图像和活动物体图像之间时间上的连续性来进行射线照相时，即使针对每一个图像去除了时延，但是，针对掩蔽图像的时延与针对活动物体图像的时延的去除相重叠。因此，可以看到，无法完全消除时间滞后，导致了余留图像。然后，有利的是，执行DSA处理，以便从实际获得的辐射检测信号中去除所有有影响的滞后部分，以便生成诸如活动物体图像和掩蔽图像之类的图像。
根据上述发现，本发明提出一种射线照相设备，具有辐射发射装置，用于向待检查的对象发射辐射；辐射检测装置，用于检测通过待检查对象传送来的辐射；以及信号抽样装置，用于以预定的抽样时间间隔获取来自辐射检测装置的辐射检测信号，以便当将辐射发射到待检查的对象时，根据以预定抽样时间间隔从辐射检测装置中输出的辐射检测信号，来获得活动物体图像和掩蔽图像，所述活动物体图像和掩蔽图像经过了减法处理，以获得减影图像，所述设备包括时间滞后去除装置，用于在假定在预定抽样时间间隔所获取的每一个所述的辐射检测信号中所包含的滞后部分是由于由一个指数函数或具有不同衰减时间常数的多个指数函数所形成的冲激响应造成的情况下，通过递归计算从辐射检测信号中去除滞后部分；其中，为了连续地拾取活动物体图像和掩蔽图像，在抽样时间间隔处连续地检测与活动物体图像相关的辐射检测信号和与掩蔽图像相关的辐射检测信号，由所述时间滞后去除装置从辐射检测信号中去除滞后部分以获得校正后的辐射检测信号，用于形成活动物体图像和掩蔽图像，并且获得减影图像。
利用根据本发明的射线照相设备，当将辐射从辐射发射设备发射到待检查的对象上时，以预定抽样时间间隔从辐射检测设备中输出辐射检测信号。从这些辐射检测信号中获得活动物体图像和掩蔽图像，并且经过减法处理来获得减影图像。在抽样时间间隔处所获取的每一个辐射检测信号中所包括的滞后部分被认为是由于由一个指数函数或多个具有不同衰减时间常数的指数函数所形成的冲激响应所造成的。通过递归计算从辐射检测信号中去除这样的滞后部分，以便获得校正后的辐射检测信号。为了连续地拾取活动物体图像和掩蔽图像，在抽样时间间隔处连续地检测活动物体图像的辐射检测信号和掩蔽图像的辐射检测信号。因此，这些信号的滞后部分在时间上相关联。当拾取了伴随有滞后部分的图像并且之后拾取了不同图像时，滞后部分还影响后一个图像。使用这样的彼此影响的滞后部分来完全地消除由于辐射检测设备所造成的辐射检测信号的时延。根据已经去除了彼此影响的滞后部分的校正后的检测信号来获得活动物体图像和掩蔽图像。结果，从通过对活动物体图像和掩蔽图像进行减法处理获得的减影图像中完全地去除了滞后部分。
在上述射线照相设备中，优选地，设置所述时间滞后去除装置，以便根据以下等式A-C来执行用于从每一个辐射检测信号中去除滞后部分的递归计算Xk=Yk-Σn=1N{αn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk}···A]]>Tn＝-Δt/τn…BSnk＝Xk-1+exp(Tn)·Sn(k-1)…C其中，Δt抽样时间间隔；k表示在抽样时间序列中的第k个时间点的下标；Yk在第k个抽样时间所获取的辐射检测信号；Xk从信号Yk中去除了滞后部分的校正后的辐射检测信号；Xk-1在前一个时间点所获取的信号Xk；Sn(k-1)在前一个时间点处的Snk；
exp指数函数；N形成冲激响应的具有不同时间常数的指数函数的数量；n表示形成冲激响应的指数函数之一的下标；αn指数函数n的强度；以及τn指数函数n的衰减时间常数。
在从每一个辐射检测信号中去除滞后部分的递归计算基于等式A-C的情况下，可以迅速地从构成紧凑递归公式的等式A-C中获得的经校正的，无滞后的辐射检测信号Xk。
可以如下所示，利用从递归公式中所获得的经校正的，无滞后的辐射检测信号Xk，来获得掩蔽图像和活动物体图像。
可以通过根据下面的等式D来获得所述校正后的辐射检测信号Xk的算术平均，来生成所述掩蔽图像M=(1/J)·(X1...+Xk-1+Xk+...+XJ)]]>=1/J·Σk=1J[Xk]···D]]>其中，M掩蔽图像；以及J用于生成掩蔽图像的信号Xk的数量。
可以根据下面表示所述校正后的辐射检测信号Xk的加权平均的等式E，通过递归处理来创建所述活动物体图像Rk＝(1/K)·Xk+(1-1/K)·Rk-1…E其中，Rk在第k个递归处理之后的活动物体图像；Rk-1在前一个时间点处的Rk；以及K针对递归处理的加权因子。
在射线照相设备中，辐射检测装置的一个实例是具有在X射线检测表面上纵向和横向排列的大量X射线检测元件的平板型X射线检测器。
根据本发明的射线照相可以是医疗设备、以及工业用设备。医疗设备的一个实例是荧光镜设备。医疗设备的另一实例是X射线CT设备。工业用设备是无损检查设备。
在本发明的另一方面中，提出了一种辐射检查信号处理方法，用于以预定抽样时间间隔获取通过照射待检查对象所产生的辐射检测信号，根据以预定抽样时间间隔输出的辐射检测信号来创建活动物体图像和掩蔽图像，并且进行信号处理，以便通过减法处理来获得减影图像，所述方法包括步骤(a)在抽样时间间隔处连续地检测与活动物体图像相关的辐射检测信号和与掩蔽图像相关的辐射检测信号，以便连续地拾取活动物体图像和掩蔽图像；(b)在假定在预定抽样时间间隔所获取的每一个所述的辐射检测信号中所包含的滞后部分是由于由具有不同衰减时间常数的多个指数函数所形成的冲激响应造成的情况下，通过递归计算从辐射检测信号中去除滞后部分；(c)根据通过从辐射检测信号中去除滞后部分所确定的校正后的辐射检测信号，来获得活动物体图像和掩蔽图像，并且获得减影图像。
该辐射检测信号处理方法使得根据本发明的射线照相设备能够以有利的方式来得以实现。
在上述辐射检测信号处理方法中，优选地，根据下面的等式A-C来执行用于从每一个辐射检测信号中去除滞后部分的递归计算Xk=Yk-Σn=1N{αn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk}···A]]>Tn＝-Δt/τn…BSnk＝Xk-1+exp(Tn)·Sn(k-1)…C其中，Δt抽样时间间隔；k表示在抽样时间序列中的第k个时间点的下标；Yk在第k个抽样时间所获取的辐射检测信号；Xk从信号Yk中去除了滞后部分的校正后的辐射检测信号；Xk-1在前一个时间点所获取的信号Xk；Sn(k-1)在前一个时间点处的Snk；exp指数函数；N形成冲激响应的具有不同时间常数的指数函数的数量；n表示形成冲激响应的指数函数之一的下标；αn指数函数n的强度；以及
τn指数函数n的衰减时间常数。
在从每一个辐射检测信号中去除滞后部分的递归计算基于等式A-C的情况下，可以有利地实现进行基于等式A-C的递归计算的射线照相设备。
可以按照以下方式来拾取掩蔽图像和活动物体图像。在一个实例中，在拾取所述掩蔽图像之后，将造影剂提供给待检查的对象，并且拾取所述活动物体图像。在另一实例中，通过在要施加到用于向待检查对象发射辐射的辐射发射装置上的聚焦电压和散焦电压之间进行切换，来拾取所述掩蔽图像和所述活动物体图像。此外，通过在聚焦电压和散焦电压之间进行切换来拾取掩蔽图像和活动物体图像的实例包括以下方式。在一种模式中，在将造影剂提供给待检查对象时，将所述散焦电压施加到所述辐射发射装置上以拾取所述掩蔽图像，并且此后，将所述聚焦电压施加到所述辐射发射装置以拾取所述活动物体图像。在另一种模式中，在将造影剂提供给待检查对象时，将所述聚焦电压施加到所述辐射发射装置上以拾取所述活动物体图像，并且此后，将所述散焦电压施加到所述辐射发射装置以拾取所述掩蔽图像。
为了说明本发明，在附图中示出了当前所优选的多种形式，然而，应该理解，本发明并不局限于所示出的确定的结构和手段。
图1是表示根据本发明的荧光镜设备的总体结构的方框图；图2是该荧光镜检查设备中所使用的FPD的平面图；图3是表示在由荧光镜设备进行X射线照相期间对X射线检测信号进行抽样的状态的示意图；图4是表示根据本发明的X射线检测信号的处理方法的流程图；图5是表示在根据本发明的X射线检测信号处理方法中，针对时间滞后去除的递归计算的流程图；图6是表示辐射入射的状态的示意图；以及图7是表示时间滞后的示意图。
具体实施例方式
下面将参考附图来描述本发明的优选实施例。
图1是表示根据本发明的荧光镜设备的总体结构的方框图。
如图1所示，荧光镜设备包括X射线管(辐射发射设备)1，用于向病人M发射X射线；FPD 2(辐射检测设备)，用于检测通过病人M传送来的X射线；模拟数字转换器3(信号抽样设备)，用于以预定抽样时间间隔Δt对从FPD(平板型X射线检测器)2中所获取的X射线检测信号(辐射检测信号)进行数字化；检测信号处理器4，用于根据从数字模拟转换器3输出的X射线检测信号来创建X射线图像；以及图像监视器5，用于显示由检测信号处理器4所创建的X射线图像。即，构造该设备，以便当利用X射线来照射病人M时，由模拟数字转换器3根据从FPD 2中所获取的X射线检测信号来获得X射线图像，并且在图像监视器5的屏幕上显示所获得的X射线图像。下面将具体描述该设备的每一个组件。
X射线管1和FPD 2越过病人M彼此相对。在X射线照相时，X射线管1由X射线辐射控制器6控制，以便按照锥形光束的形式向病人M发射X射线。同时，将由X射线发射所产生的病人M的穿透X射线图像投影到FPD2的X射线检测表面。
X射线管1和FPD 2可分别通过X射线管移动机构7和X射线检测器移动机构8沿病人M向后和向前移动。在移动X射线管1和FPD 2的过程中，X射线管移动机构7和X射线检测器移动机构8由照射和检测系统移动控制器9来控制，以便彼此相对地将X射线管1和FPD 2一起移动，X射线发射的中心恒定地与FPD 2的X射线检测表面的中心相一致。当然，X射线管1和FPD 2的移动导致了由X射线照射的病人M的位置的变化，因此，导致了射线照相的部位的移动。
如图2所示，在向其上投影了来自病人M的穿透X射线图像的X射线检测表面上，FPD 2具有沿着病人M的身体轴线的方向X和与身体轴线垂直的方向Y纵向和横向排列的大量X射线检测元件2a。例如，排列X射线检测元件2a，以便在大约30cm长和30cm宽的X射线检测表面上形成1536×1536的矩阵。FPD 2的每一个X射线检测元件2a对应于由检测信号处理器4所创建的X射线图像的一个像素。根据从FPD 2所获取的X射线检测信号，检测信号处理器4创建与投影到X射线检测表面上的穿透X射线图像相对应的X射线图像。
模拟数字转换器3以抽样时间间隔Δt连续地获取每一个X射线图像的X射线检测信号，并且将用于X射线图像创建的X射线检测信号存储在设置在转换器3的下游侧的存储器10中。在X射线照射之前，开始抽样(提取)X射线检测信号的操作。
就是说，如图3所示，在抽样间隔Δt之间的每一个周期处，收集穿透X射线图像的所有X射线检测信号，并且连续地存储在存储器10中。可以由操作员手动地，或按照与X射线发射的命令互锁而自动地来开始在发射X射线之前由模拟数字转换器3来抽样X射线检测信号。
设置存储器10以便还存储由稍后所描述的时间滞后去除器11所获得的校正后的X射线检测信号，并且将校正后的X射线检测信号存储为针对活动物体图像和掩蔽图像的检测信号。作为替换，可以与存储器10分离地设置针对活动物体图像和掩蔽图像的存储器。
如图1所示，在本实施例中的荧光镜设备包括时间滞后去除器11，用于计算没有时间滞后的校正后的辐射检测信号。在假定在抽样时间间隔处从FPD 2中所获取的每一个X射线检测信号中所包含的滞后部分是由于由具有不同衰减时间常数的多个指数函数所形成的冲激响应所造成的情况下，由递归计算来从每一个X射线检测信号中去除时间滞后。
利用FPD 2，如图7所示，在每个时间点处所产生的X射线检测信号包括与前面的X射线发射相对应的、并且保留为滞后部分(阴影部分)的信号。时间滞后去除器11去除该滞后部分，以产生校正后的无滞后的X射线检测信号。根据这样的无滞后X射线检测信号，检测信号处理器4创建与要投影到X射线检测表面上的穿透X射线图像相对应的X射线图像。
具体地讲，时间滞后去除器11进行递归计算，以便利用下面的等式A-C来从每一个X射线检测信号中去除滞后部分
Xk=Yk-Σn=1N{αn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk}···A]]>Tn＝-Δt/τn…BSnk＝Xk-1+exp(Tn)·Sn(k-1)…C其中，Δt抽样时间间隔；k表示在抽样时间序列中的第k个时间点的下标；Yk在第k个抽样时间所获取的X射线检测信号；Xk从信号Yk中去除了滞后部分的校正后的X射线检测信号；Xk-1在前一个时间点所获取的信号Xk；Sn(k-1)在前一个时间点处的Snk；exp指数函数；N形成冲激响应的具有不同时间常数的指数函数的数量；n表示形成冲激响应的指数函数之一的下标；αn指数函数n的强度；以及τn指数函数n的衰减时间常数。
在等式A中的第二项“Σn=1N{αn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk}]]>”对应于滞后部分。因此，在第一实施例中的设备从构成了紧凑递归公式的等式A-C，迅速地获得了校正后的无滞后的X射线检测信号Xk。
在该实施例中，在X射线照相的进程中，此后所描述的模拟数字转换器3、检测信号处理器4、X射线发射控制器6、照射和检测系统移动控制器9、时延去除器11和DSA(减影)处理器14可根据从操作单元12中输入的指令和数据或从主控制器13中输出的各种命令来进行操作。
如图1所示，在该实施例中的荧光镜设备包括DSA处理器14，用于从在存储器10中所存储的校正后的X射线检测信号中获得活动物体图像和掩蔽图像，并且通过对两个图像执行减法处理来获得减影图像。
接下来，将参考附图来具体描述利用本实施例中的设备来进行X射线照相的操作。
图4是表示在本实施例中的X射线照相过程的流程图。
模拟数字转换器3在X射线发射之前，在抽样时间间隔Δt(＝1/30秒)之间的每一个周期开始从FPD 2中获取一个X射线图像的X射线检测信号Yk。将所获取的X射线检测信号存储在存储器10中。
与由操作员所开始的向病人M的连续或间歇的X射线发射并行地，模拟数字转换器3连续地在抽样时间间隔Δt之间的每一个周期获取一个X射线图像的X射线检测信号Yk，并且将信号存储在存储器10中。
在掩蔽图像的图像拾取和活动物体图像的图像拾取时，同时执行X射线检测信号Yk在存储器10中的收集和存储。当操作从步骤S1移到步骤S2时，执行步骤S2和后续步骤，以便不使用造影剂来进行掩蔽图像的图像拾取。当操作从之后所描述的步骤S4[注入造影剂]移到步骤S2时，执行步骤S2和后续步骤，以进行活动物体图像的图像拾取。同样，在非X射线发射的状态下，例如，在从掩蔽图像的图像拾取移到活动物体图像的图像拾取期间注入造影剂时，在由于图7所示的滞后部分发生衰减的同时，保持图像检测信号Yk。因此，在注入造影剂时，还在抽样时间间隔Δt处继续X射线检测信号Yk的收集和存储。按照这种方式，连续地执行掩蔽图像的图像拾取和活动物体图像的图像拾取。
当完成了X射线发射时，操作进行到步骤S4。当X射线发射未完成时，操作返回到步骤S2。
当已经完成了掩蔽图像的X射线发射时，即，当已经完成了掩蔽图像的图像拾取时，将造影剂注入病人M，以便与步骤S5并行地执行接下来的活动物体图像的图像拾取。然后，操作返回到步骤S2，并且如针对掩蔽图像所做的那样，执行步骤S2和S3。
与步骤S4并行地，从存储器10中读取在一个抽样序列中所收集的一个X射线图像的X射线检测信号Yk。
时间滞后去除器11根据等式A-C来进行递归计算，并且获得校正后的X射线检测信号Xk，即，像素值，其中从X射线检测信号Yk中去除了滞后部分。
当未处理的X射线检测信号Yk保留在存储器10中时，操作返回到步骤S5。当没有保留未处理的X射线检测信号Yk时，操作进行到步骤S8。
当校正后的X射线检测信号Xk对应于在造影剂注入之前所收集到的X射线检测信号Yk，并且从中去除了滞后部分时，将这些校正后的信号Xk确定为针对掩蔽图像的信号。从存储器10中读取校正后的X射线检测信号Xk，并且由DSA处理器14来创建掩蔽图像。根据下面的等式D中的算术平均来创建掩蔽图像M=(1/J)·(X1...+Xk-1+Xk+...+XJ)]]>=1/J·Σk=1J[Xk]···D]]>其中，M掩蔽图像；以及J用于创建掩蔽图像的信号Xk的数量。
当校正后的X射线检测信号Xk对应于在造影剂注入之后所收集到的X射线检测信号Yk，并且从中去除了滞后部分时，将这些校正后的信号Xk确定为针对活动物体图像的信号。从存储器10中读取校正后的X射线检测信号Xk，并且由DSA处理器14来创建活动物体图像。根据下面的等式E中的加权平均来创建活动物体图像Rk＝(1/K)·Xk+(1-1/K)·Rk-1…E其中，Rk在第k个递归处理之后的活动物体图像；Rk-1在前一个时间点处的Rk；以及K针对递归处理的加权因子。
将假定K＝4来具体描述本实施例中的递归处理。首先，将K设置为0，并且将等式E中的R0设置为0，作为在X射线发射之前的初始值。在等式E中，设置K＝1。从等式E中获得在第一递归处理之后的活动物体图像R1，即，R1＝(1/4)·X1+(3/4)·R0。
在等式1中以1来递增k(k＝k+1)之后，将前一个时间点的Rk-1代入到等式E，并且计算在第k个递归处理之后的活动物体图像Rk。
当已经创建了掩蔽图像和活动物体图像时，DSA处理器14对掩蔽图像和活动物体图像进行DSA处理，以获得减影图像。
在图像监视器5上显示所创建的减影图像。
在该实施例中，在抽样时间间隔Δt(＝1/30秒)之间的每一个周期，时间滞后去除器11计算与一个X射线图像的X射线检测信号Yk相对应的校正后的X射线检测信号Xk，并且由检测信号处理器4创建X射线图像。即，构造该设备，还用于以大约每秒30个图像的速率来逐一地创建X射线图像，并且连续地显示所创建的X射线图像。因此，能够进行X射线图像的动态显示。
接下来，将参考图5来描述由时间滞后去除器11在图4中的步骤S6所执行的递归计算的处理。
图5是表示在本实施例中的辐射检测信号处理方法中，针对时间滞后去除的递归计算处理的流程图。
进行设置k＝0，并且设置等式A中的X0＝0和等式C中的Sn0＝0，作为在X射线发射之前的初始值。在指数函数的数量为三(N＝3)的情况下，将S10、S20和S30均设置为0。
在等式A和C中，设置K＝1。就是说，从等式C，即Sn1＝X0+exp(Tn)·Sn0获得S11、S21和S31。此外，通过将所获得的S11、S21和S31和X射线检测信号Y1代入等式A中，获得校正后的X射线检测信号。
在等式A和C中以1来递增k(k＝k+1)之后，将前一个时间的Xk-1代入等式C，从而获得S1k、S2k和S3k。此外，通过将所获得的S1k、S2k和S3k和X射线检测信号Yk代入等式A，来获得校正后的X射线检测信号Xk。
当保留有未处理的X射线检测信号Yk时，操作返回到步骤Q3。当没有保留未处理的X射线检测信号Yk时，操作进行到接下来的步骤Q5。
获得针对一个抽样序列(针对一个X射线图像)的校正后的X射线检测信号Xk，以便完成针对一个抽样序列的递归计算。
如上所述，根据本实施例中的滤光镜设备，当利用从X射线管1中所发出的X射线来照射病人M时，根据在抽样时间间隔Δt(＝1/30秒)处从FPD 2中所输出的X射线检测信号Yk，来获得活动物体图像和掩蔽图像。通过对活动物体图像和掩蔽图像进行减法处理来获得减影图像。在抽样时间间隔Δt处所获取的每一个X射线检测信号Yk中所包含的滞后部分被认为是由于由多个指数函数所形成的冲激响应所造成的。时间滞后去除器11根据等式A-C来进行递归计算，以便从各个X射线检测信号Yk中去除滞后部分，从而获得校正后的X射线检测信号Xk。为了连续地拾取活动物体图像和掩蔽图像，在抽样时间间隔Δt处连续地收集活动物体图像的X射线检测信号Yk和掩蔽图像的X射线检测信号Yk。因此，这些信号的滞后部分在时间上相关联。当在具有滞后部分的掩蔽图像之后拾取活动物体图像时(图7)，滞后部分影响了活动物体图像。这样彼此影响的滞后部分用于完全消除由于作为辐射检测设备的FPD2所造成的X射线检测信号的时延。从已经去除了彼此影响的滞后部分的校正后的检测部分Xk中获得活动物体图像和掩蔽图像。结果，完全从通过对活动物体图像和掩蔽图像执行减法处理所获得的减影图像中去除了滞后部分。
本发明并不局限于前述实施例，而可以做如下修改(1)上述实施例采用FPD作为辐射检测设备。本发明还可适用于具有除了FPD之外的其它的引起了X射线检测信号中的时间滞后的辐射检测设备的设备。
(2)尽管在前述实施例中的设备是荧光镜设备，但是，本发明还可适用于除了荧光镜设备之外的其它设备，例如，X射线CT设备。
(3)在前述实施例中的设备设计用于医疗用途。但是，本发明不仅适用于这样的医疗设备，而且适用于工业用的设备，例如，无损检查设备。
(4)在前述实施例中的设备使用X射线作为辐射。但是，本发明还可适用于使用除了X射线之外的其它辐射的设备。
(5)在前述实施例中，通过确定校正后的X射线检测信号Xk的所述平均值来创建掩蔽图像，并且通过对校正后的X射线检测信号Xk进行递归处理来创建活动物体图像。但是，活动物体图像和掩蔽图像的创建并不局限于所述技术，而可以采用用于创建活动物体图像和掩蔽图像的通用技术。例如，可以分别从单独校正后的X射线检测信号Xk从获得掩蔽图像和活动物体图像。
(6)在前述实施例中，将在注入造影剂之前所拾取的荧光镜图像用作掩蔽图像，而将在注入造影剂之后所拾取的病人的荧光镜图像用作活动物体图像。掩蔽图像和活动物体图像并不局限于上述的荧光镜图像。例如，可以在X射线管和用于驱动X射线管的高电压发生器(未示出)之间设置切换设备，用于在聚焦电压和散焦电压之间进行切换。在将造影剂提供给病人之后，将散焦电压施加到X射线管上，以便拾取没有高频成分的图像。接下来，将聚焦电压施加到X射线管，以拾取其中保留了高频成分的图像。从针对前面的没有高频成分的图像的X射线检测信号中去除之后部分，并且可以将得到的图像用作掩蔽图像。从针对后面的其中保留了高频成分的图像的X射线检测信号中去除滞后部分，并且可以将得到的图像用作活动物体图像。
(7)在前述实施例中，在拾取掩蔽图像之后，将造影剂提供给病人，并且拾取活动物体图像。在如上所述的修改(6)，例如，通过在注入造影剂之后在聚焦电压和散焦电压之间进行切换，连续地拾取掩蔽图像和活动物体图像，可以通过施加聚焦电压首先来拾取活动物体图像，之后，可以通过施加散焦电压来拾取掩蔽图像。
在不脱离本发明的精神和必要特性的情况下，能够以其他特定形式来具体实现本发明，因此，应该对指明了本发明的范围的所附权利要求进行参考，而不是前述的说明书。
权利要求
1.一种射线照相设备，具有辐射发射装置，用于向待检查的对象发射辐射；辐射检测装置，用于检测通过待检查对象传送来的辐射；以及信号抽样装置，用于以预定的抽样时间间隔从辐射检测装置获取辐射检测信号，以便当将辐射发射到待检查的对象时，根据以预定抽样时间间隔从辐射检测装置输出的辐射检测信号，来获得活动物体图像和掩蔽图像，所述活动物体图像和掩蔽图像经过了减法处理，以获得减影图像，所述设备包括时间滞后去除装置，用于在假定在预定抽样时间间隔所获取的每一个所述的辐射检测信号中所包含的滞后部分是由于由一个指数函数或具有不同衰减时间常数的多个指数函数所形成的冲激响应造成的情况下，通过递归计算从辐射检测信号中去除滞后部分；其中，为了连续地拾取活动物体图像和掩蔽图像，在抽样时间间隔处连续地检测与活动物体图像相关的辐射检测信号和与掩蔽图像相关的辐射检测信号，由所述时间滞后去除装置从辐射检测信号中去除滞后部分以获得校正后的辐射检测信号，用于形成活动物体图像和掩蔽图像，并且获得减影图像。
2.根据权利要求1所述的射线照相设备，其中设置所述时间滞后去除装置，以便根据下面的等式A-C来执行用于从每一个辐射检测信号中去除滞后部分的递归计算Xk=Yk-Σn=1N{αn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk}···A]]>Tn＝-Δt/τn…BSnk＝Xk-1+exp(Tn)·Sn(k-1)…C其中，Δt抽样时间间隔；k表示在抽样时间序列中的第k个时间点的下标；Yk在第k个抽样时间所获取的辐射检测信号；Xk从信号Yk中去除了滞后部分的校正后的辐射检测信号；Xk-1在前一个时间点所获取的信号Xk；Sn(k-1)在前一个时间点处的Snk；exp指数函数；N形成冲激响应的具有不同时间常数的指数函数的数量；n表示形成冲激响应的指数函数之一的下标；αn指数函数n的强度；以及τn指数函数n的衰减时间常数。
3.根据权利要求2所述的射线照相设备，其中通过从下面的等式D获得所述校正后的辐射检测信号Xk的算术平均来创建所述掩蔽图像M=(1/J)·(X1···+Xk-1+Xk+···+XJ)]]>=1/J·Σk=1J[Xk]···D]]>其中，M掩蔽图像；以及J用于创建掩蔽图像的信号Xk的数量。
4.根据权利要求2所述的射线照相设备，其中根据下面给出了所述校正后的辐射检测信号Xk的加权平均的等式E，通过递归处理来创建所述活动物体图像RK＝(1/K)·Xk+(1-1/K)·Rk-1…E其中，Rk在第k个递归处理之后的活动物体图像；Rk-1在前一个时间点处的Rk；以及K针对递归处理的加权因子。
5.根据权利要求1所述的射线照相设备，其中所述辐射检测装置是具有在X射线检测表面上纵向和横向排列的大量X射线检测元件的平板型X射线检测器。
6.根据权利要求1所述的射线照相设备，其中所述设备是医疗设备。
7.根据权利要求6所述的射线照相设备，其中所述医疗设备是荧光镜设备。
8.根据权利要求6所述的射线照相设备，其中所述医疗设备是X射线CT设备。
9.根据权利要求1所述的射线照相设备，其中所述设备用于工业用途。
10.根据权利要求9所述的射线照相设备，其中所述工业用途的设备是无损检查设备。
11.一种辐射检查信号处理方法，用于以预定抽样时间间隔获取通过照射待检查对象所产生的辐射检测信号，根据以预定抽样时间间隔输出的辐射检测信号来创建活动物体图像和掩蔽图像，并且进行信号处理，以便通过减法处理来获得减影图像，所述方法包括步骤(a)在抽样时间间隔处连续地检测与活动物体图像相关的辐射检测信号和与掩蔽图像相关的辐射检测信号，以便连续地拾取活动物体图像和掩蔽图像；(b)在假定在预定抽样时间间隔所获取的每一个所述的辐射检测信号中所包含的滞后部分是由于由具有不同衰减时间常数的多个指数函数所形成的冲激响应造成的情况下，通过递归计算从辐射检测信号中去除滞后部分；(c)根据通过从辐射检测信号中去除滞后部分所确定的校正后的辐射检测信号，来获得活动物体图像和掩蔽图像，并且获得减影图像。
12.根据权利要求11所述的辐射检测信号处理方法，其中根据下面的等式A-C来执行用于从每一个辐射检测信号中去除滞后部分的递归计算Xk=Yk-Σn=1N{αn·[1-exp(Tn)]·exp(Tn)·Snk}···A]]>Tn＝-Δt/τn…BSnk＝Xk-1+exp(Tn)·Sn(k-1)…C其中，Δt抽样时间间隔；k表示在抽样时间序列中的第k个时间点的下标；Yk在第k个抽样时间所获取的辐射检测信号；Xk从信号Yk中去除了滞后部分的校正后的辐射检测信号；Xk-1在前一个时间点所获取的信号Xk；Sn(k-1)在前一个时间点处的Snk；exp指数函数；N形成冲激响应的具有不同时间常数的指数函数的数量；n表示形成冲激响应的指数函数之一的下标；αn指数函数n的强度；以及τn指数函数n的衰减时间常数。
13.根据权利要求12所述的辐射检测信号处理方法，其中通过从下面的等式D获得所述校正后的辐射检测信号Xk的算术平均来创建所述掩蔽图像M=(1/J)·(X1···+Xk-1+Xk+···+XJ)]]>=1/J·Σk=1J[Xk]···D]]>其中，M掩蔽图像；以及J用于创建掩蔽图像的信号Xk的数量。
14.根据权利要求12所述的辐射检测信号处理方法，其中根据下面给出了所述校正后的辐射检测信号Xk的加权平均的等式E，通过递归处理来创建所述活动物体图像RK＝(1/K)·Xk+(1-1/K)·Rk-1…E其中，Rk在第k个递归处理之后的活动物体图像；Rk-1在前一个时间点处的Rk；以及K针对递归处理的加权因子。
15.根据权利要求11所述的辐射检测信号处理方法，其中在拾取所述掩蔽图像之后，将造影剂提供给待检查的对象，并且拾取所述活动物体图像。
16.根据权利要求11所述的辐射检测信号处理方法，其中通过在要施加到用于向待检查对象发射辐射的辐射发射装置上的聚焦电压和散焦电压之间进行切换，来拾取所述掩蔽图像和所述活动物体图像。
17.根据权利要求16所述的辐射检测信号处理方法，其中在将造影剂提供给待检查对象时，将所述散焦电压施加到所述辐射发射装置上以拾取所述掩蔽图像，并且此后，将所述聚焦电压施加到所述辐射发射装置以拾取所述活动物体图像。
18.根据权利要求16所述的辐射检测信号处理方法，其中在将造影剂提供给待检查对象时，将所述聚焦电压施加到所述辐射发射装置上以拾取所述活动物体图像，并且此后，将所述散焦电压施加到所述辐射发射装置以拾取所述掩蔽图像。
全文摘要
通过减法处理(DSA处理)，从活动物体图像和掩蔽图像中获得减影图像。在每一个X射线检测信号中所包括的滞后部分被认为是由于由指数函数所形成的冲激响应所造成的。通过递归计算从每一个X射线检测信号中去除滞后部分，以便获得校正后的X射线检测信号。从这样的校正后的检测信号中获得活动物体图像和掩蔽图像。
文档编号H04N5/325GK1579330SQ20041005635
公开日2005年2月16日 申请日期2004年8月6日 优先权日2003年8月8日
发明者冈村升一, 藤井圭一, 足立晋, 平泽伸也, 吉牟田利典, 田边晃一, 浅井重哉, 西村晓弘 申请人:株式会社岛津制作所