专利名称：X射线摄像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对被检测体的注目部位提取而拍摄的三维X射线图像进行摄影的X射线摄像装置，特别是防止在三维X射线图像中出现伪迹(伪迹)的技术。
背景技术：
近年来，在X射线摄像装置中，较多地利用以下方法即通过对摄影条件不同的同一摄影部位的两张X射线摄影图像进行图像减法(相减)处理，而得到一张新的减法图像。
作为两张X射线摄影图像之间的摄影条件的不同的因素，列举出了照射被检测体X射线束能量的高低。使用高能量和低能量的两种X射线束两种能量方式的减法方法的手法的情况下，得到基于高能量的X射线束的高能量X射线摄影图像和基于低能量的X射线束的低能量X射线摄影图像后，根据预先对高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像设定的加权(重み)，而对高/低的两X射线摄影图像进行相减而得到相减图像。并且，通过适当调整为X射线摄影图像预先设定的加权的程度，而得到消去了软组织的骨图像，相反也能够将消去了骨骼后的软组织图像作为相减图像而得到(例如，参照专利文献1)。
另外，作为两张的X射线摄影图像之间的摄影条件的具体的不同因素，可以列举出有无对被检测体注入了造影剂。在与向被检测体注入造影剂的造影剂注入方式的相减方法的情况下，得到注入造影剂前的X射线摄影图像和注入造影剂后的X射线摄影图像后，进行图像的相减而得到提取了造影剂注入部位后的相减图像。对于在血管中注入造影剂的血管造影(アンギオグラフィ)的情况，在X射线摄像装置中，得到在血管中注入造影剂前的X射线摄影图像和在血管中注入造影剂后的X射线摄影图像后并相减，从而得到造影剂注入部位即血管被作为注目部位提取后的相减图像。
此外，在造影剂注入方式的相减方法的以往的X射线摄像装置中，进行入下的三维再构成即基于与同一摄影部相位关的摄影方向不同的多张的相减图像，而得到拍摄了作为造影剂注入部位的血管的三维图像。具体来说，在血管中注入造影剂之前，使X射线照射用的X射线管和透过X射线像检测用的2维X射线检测器围绕被检测体的周围旋转，同时依次得到旋转相位不同的X射线摄影图像。接下来，在血管中注入造影剂后，与造影剂注入前同样，使X射线照射用的X射线管和透过X射线像检测用的2维X射线检测器围绕被检测体的周围旋转，同时依次得到旋转相位不同的X射线摄影图像。
接着，对X射线管和2维X射线检测器的旋转相位相同的造影剂注入前和注入后的两张的X射线摄影图像进行图像相减处理，并针对各旋转相位得到相减图像，进而，此后以所得到的几张的相减图像的像素信号和与各相减图像的几何学位置相对应的旋转相位为基准而进行三维再构成处理，由此得到将被检测体中的血管作为注目部位而提取并拍摄的三维X射线图像。如此而得到的血管的三维X射线图像，用于血管的行走状态的确认或治疗方针的确定。
特开平11—188024号公报(第6页第9栏，图1) 然而，上述以往的X射线摄像装置，出现了如下问题即将血管作为被检测体的注目部位而提取而拍摄的三维X射线图像中往往由被检测体的体动而引起的伪迹。
在成为图像相减处理的对象的造影剂注入前和注入后的两张的X射线摄影图像之间存在着相当的时间差，从得到造影剂注入前的X射线摄影图像起到得到造影剂注入后的X射线摄影图像为止这期间，在被检测体的软组织中容易产生体动。被检测体的软组织中产生的体动在三维X射线图像的中成为伪迹而出现，成为进行血管的行走状态的确认或治疗方针的确定时的障碍。
本发明鉴于这种情况而提出，其目的为提供一种在将被检测体中的注目部位提取而拍摄的三维X射线图像中防止被检测体的体动引起的出现伪迹的X射线摄像装置。
本发明第1项的发明，为达到这种目的，而采用以下的结构。
即，本发明第1项所记载的发明所涉及的X射线摄像装置，的特征在于，备有(a)X射线束照射单元，其向作为摄影对象的被检测体照射X射线束；(B)2维X射线检测单元，其对因向被检测体照射X射线束而产生的被检测体的透过X射线像进行检测，并实时输出X射线检测信号；(C)旋转驱动单元，其使X射线束照射单元和2维X射线检测单元，与被检测体隔着间隔且相互面对的状态，围绕被检测体的周围而旋转；(D)X射线能量切换控制单元，其进行X射线能量切换控制，所述X射线能量切换控制用于将由X射线束照射单元所照射的X射线束交互地切换为能量高的高能量X射线束和能量低的低能量X射线束；(E)高能量图像取得单元，其根据伴随着高能量X射线束的照射而从2维X射线检测单元输出的X射线检测信号，而取得高能量X射线摄影图像；(F)低能量图像取得单元，其根据伴随着低能量X射线束的照射而从2维X射线检测单元输出的X射线检测信号，取得低能量X射线摄影图像；(G)加权设定单元，其在针对高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像而提取被检测体中的注目部位过程中，设定适当的加权；(H)能量差利用式相减单元，其根据由加权设定单元所设定的加权，对在时间上相邻的时刻所取得的高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像进行图像相减处理，从而取得相减图像；(I)三维再构成单元，其进行三维再构成处理，所述三维再构成处理，以由能量相减单元所取得的多张的相减图像为基础，取得对被检测体中的注目部位进行提取并拍摄的三维X射线图像。
[作用·效果]在根据本发明第1项的发明的X射线摄像装置而对三维X射线图像进行摄影的情况下，由旋转驱动单元使X射线束照射单元和2维X射线检测单元，以与被检测体隔着间隔且相互面对的状态围绕被检测体的周围而旋转，同时，X射线束照射单元根据从X射线能量切换控制单元接受的X射线能量切换控制而交互地向被检测体照射能量高的高能量X射线束和能量低的低能量X射线束，与此并行，2维X射线检测单元，对向被检测体照射高能量X射线束或能量低的低能量X射线束的每次所产生的被检测体的透过X射线像进行检测，而实时地输出X射线检测信号。
另一方面，2维X射线检测单元的后级中，高能量图像取得单元，根据伴随着高能量X射线束的照射而从2维X射线检测单元输出的X射线检测信号，依次取得高能量X射线摄影图像，并且，低能量图像取得单元，根据伴随着低能量X射线束的照射而从2维X射线检测单元输出的X射线检测信号，而依次取得低能量X射线摄影图像。
另一方面，能量差利用式相减单元，根据由加权设定单元针对高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像设定的在提取被检测体中的注目部位过程中的适当的加权进行图像相减处理而顺次得到相减图像。在时间上相邻时刻所取得的高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像实质上是在同一的时刻被摄影，且高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像仅仅是X射线束的能量不同，因此通过加权处理和图像相减处理能够的确地提取被检测体中的注目部位。
并且，三维再构成单元以由能量相减单元反复取得的高达几张的多张的相减图像为基础而进行三维再构成处理，由此取得提取被检测体中的注目部位而拍摄的三维X射线图像。由能量差利用式相减单元所反复取得的高达几张的多张的各相减图像，X射线束照射单元和2维X射线检测单元的旋转相位各不相同，是从各个方向对被检测体中的注目部位进行摄影的图像，因此通过以作为相减图像的像素信号和相减图像的几何学位置的X射线束照射单元和2维X射线检测单元的旋转相位为基础而进行三维再构成处理，是能够取得三维X射线图像的。
也即，在本发明第1项的发明的X射线摄像装置的情况下，通过能量差利用式相减单元得到的相减图像，除了成为提取被检测体中的注目部位而拍摄的三维X射线图像的三维再构成处理的基础外，由能量差利用式相减单元所得到相减图像，通过加权能量差利用式相减单元根据由加权设定单元针对高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像所设定的适当所进行的高/低这两能量X射线摄影图像的图像相减处理，而仅提取被检测体中的注目部位，并消去注目部位的周围背景部位。
因此，即使由能量差利用式相减单元依次取得几张相减图像的期间假设在被检测体的注目部位的周围的背景部位产生体动，由于将各相减图像中背景部位，因此被检测体中的体动即使在相减图像中，也不会出现在以相减图像为基础而取得的三维X射线图像中。
因此，根据本发明第1项的发明的X射线摄像装置，能够防止在对被检测体中的注目部位提取并拍摄的三维X射线图像中由被检测体的体动引起的伪迹的出现。
本发明第2项所记载的发明所涉及的X射线摄影装置的特征在于，备有(A)X射线束照射单元，其对作为摄影对象的被检测体照射X射线束；(B)2维X射线检测单元，其对通过向被检测体照射X射线束而产生的被检测体的透过X射线像进行检测，并实时地输出X射线检测信号；(C)旋转驱动单元，其使X射线束照射单元和2维X射线检测单元，与被检测体隔着间隔且相互面对状态，围绕被检测体的周围旋转；(D)X射线能量切换控制单元，其进行X射线能量切换控制，所述X射线能量切换控制，用于交互地将由X射线束照射单元所照射的X射线束切换为能量高的高能量X射线束和能量低的低能量X射线束；(E)高能量图像取得单元，其根据伴随着高能量X射线束的照射而从2维X射线检测单元输出的X射线检测信号，取得高能量X射线摄影图像；(F)低能量图像取得单元，其根据伴随着低能量X射线束的照射而从2维X射线检测单元输出的X射线检测信号，取得低能量X射线摄影图像；(J)三维再构成单元，其通过以高能量X射线摄影图像为基础而进行三维再构成处理，取得高能量X射线摄影的三维图像，并通过以低能量X射线摄影图像为基础而进行三维再构成处理，取得低能量X射线摄影的三维图像；(K)加权设定单元，其在针对高能量X射线摄影的三维图像和低能量X射线摄影的三维图像提取被检测体中的注目部位过程中，设定适当的加权；(L)能量差利用式相减单元，其对由加权设定单元设定的加权，对高能量X射线摄影的三维图像和低能量X射线摄影的三维图像进行图像相减处理，而取得三维的相减图像。
〔作用·效果〕X射线束照射单元和2维X射线检测单元通过旋转驱动单元围绕被检测体的周围而旋转，同时X射线束照射单元，根据从X射线能量切换控制单元接受的X射线能量切换控制，而交互地用能量高的高能量X射线束和能量低的低能量X射线束照射被检测体。与此并行，2维X射线检测单元，对每次向被检测体照射高能量X射线束或能量的低的低能量X射线束而产生的被检测体的透过X射线像进行检测，并实时地输出X射线检测信号。
若将被检测体的周围的高/低的两能量X射线摄影图像进行收集，则三维再构成单元，通过以高能量X射线摄影图像为基础而进行三维再构成处理，而取得高能量X射线摄影的三维图像，同样，以低能量X射线摄影图像为基础进行三维再构成处理而取得低能量X射线摄影的三维图像。接下来，根据由加权设定单元所设定的加权，对高能量X射线摄影的三维图像和低能量X射线摄影的三维图像进行图像相减处理而取得三维的相减图像。
如以上那样，本发明第2项所记载的发明，分别对高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像进行三维再构成处理，此后针对高能量X射线摄影的三维图像和低能量X射线摄影的三维图像进行加权相减处理而得到三维的相减图像。由于针对高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像直接进行三维再构成处理，因此由以相减图像为再构成处理的对象时的位置错位而引起伪迹不会发生。另外，由于三维再构成处理后进行加权相减处理，因此即使变更加权系数，也没有必要重新进行处理负担大的三维再构成处理。因此，根据本发明第2项所记载的发明，即使任意地变更加权系数，也能够设定最适当系数，因此能够得到高品位的三维相减图像。
另外，本发明第3项的发明，是在本发明第1项或第2项所记载的X射线摄像装置中，备有造影剂利用式相减单元，其对关于注入造影剂前的被检测体的图像和关于注入造影剂后的被检测体的图像进行图像相减处理而取得提取造影剂注入部位后的相减图像。
[作用·效果]在本发明第3项的发明的X射线摄像装置的情况下，通过利用造影剂利用式相减单元，对造影剂注入前的被检测体的图像和造影剂注入后的被检测体的图像进行图像相减处理而提取造影剂注入部位。
另外，本发明第4项的发明，是在本发明第3项所记载的X射线摄像装置中，造影剂利用式相减单元，对通过能量相减单元分别针对注入造影剂前和注入造影剂后的被检测体所取得的相减图像进行图像相减处理，并且，三维再构成单元，利用由造影剂利用式相减单元所取得的相减图像进行三维再构成处理。
[作用·效果]本发明第4项的发明的X射线摄像装置的情况下，通过造影剂利用式相减单元，分别对造影剂注入前和后的被检测体重叠由能量相减单元取得的相减图像而进行图像相减处理，并且，通过三维再构成单元，从利用造影剂利用式相减单元取得的相减图像，取得作为被检测体中的注目部位而提取造影剂注入部位并拍摄的三维X射线图像。
本发明第5项的发明，是在本发明第1项或本发明第2项所记载的X射线摄像装置中，X射线束照射单元和2维X射线检测单元，分别安装于C字形悬臂的一端和另一端，而相面对。
〔作用·效果〕本发明第5项的发明的X射线摄影装置的情况下，X射线束照射单元和2维X射线检测单元，分别安装于C字形悬臂的一端和另一端，因此能够在使在X射线束照射单元和2维X射线检测单元相面对的状态下，容易地围绕被检测体的周围旋转移动。
另外，本发明第6项的发明，是在本发明第5项所记载的X射线摄像装置中，旋转驱动单元，使X射线束照射单元和2维X射线检测单元，围绕被检测体的周围跨度180°以上而旋转。
[作用·效果]在本发明第6项的发明的X射线摄像装置的情况下，通过旋转驱动单元使X射线束照射单元和2维X射线检测单元围绕被检测体的周围跨度180°以上而旋转，因此能够在180°以上的较宽范围内得到成为取得三维X射线图像的三维再构成处理的基础的减图像。并能够高精度地进行三维X射线图像取得用的三维再构成处理。
本发明第7项的发明，是在本发明第6项所记载的X射线摄像装置中，旋转驱动单元，以加速旋转、等速旋转、减速旋转的顺序，驱动X射线束照射单元和2维X射线检测单元，在对X射线束照射单元和2维X射线检测单元进行等速旋转驱动的期间，照射X射线束。
〔作用·效果〕在本发明第7项的发明的X射线摄影装置的情况下，在使X射线束照射单元和2维X射线检测单元等速旋转前后分别设置进行加速旋转的过程和进行减速旋转的过程，因此能够自然地将X射线束照射单元和2维X射线检测单元移行到等速旋转过程而进行X射线照射。
本发明第8项的发明，是在本发明第1项或本发明第2项所记载的X射线摄影装置中，X射线能量切换控制单元，通过对X射线束照射单元施加高电压而照射能量高的高能量X射线束，并通过对X射线束照射单元施加低电压而照射能量低的低能量X射线束。
〔作用·效果〕本发明第8项的发明的X射线摄影装置的情况下，能够通过将施加欲X射线束照射单元的电压交替地切换为高电压和低电压，而得到高能量X射线束和低能量X射线束。
本发明第9项的发明，是在本发明第1项或本发明第2项所记载的X射线摄影装置中，X射线能量切换控制单元，使从X射线束照射单元照射的X射线束透过低能量吸收构件而照射能量高的高能量X射线束，并使从X射线束照射单元照射X射线束透过高能量吸收构件而照射能量低的低能量X射线束。
〔作用·效果〕在本发明第9项的发明的X射线摄影装置的情况下，使从X射线束照射单元照射的X射线束交替地通过低能量吸收构件和高能量吸收构件，而能够得到高能量X射线束和低能量X射线束。
发明的效果
在本发明第1项的发明所涉及的X射线摄像装置的情况下，由能量差利用式相减单元得到的相减图像，除了成为取得对被检测体中的注目部位进行提取而拍摄的三维X射线图像的三维再构成处理的基础，由能量差利用式相减单元的得到的相减图像中，能量差利用式相减单元根据由加权设定单元针对高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像设定适当加权而进行高·低的两能量X射线摄影图像的图像相减处理，从而仅提取被检测体中的注目部位而将注目部位周围的背景部位消去。
因此，即使假设在由能量差利用式相减单元依次取得几张相减图像的期间在被检测体的注目部位的周围的背景部位产生体动，由于将各相减图像中背景部位，因此被检测体中的体动即使在相减图像中，也不会出现在以相减图像为基础而取得的三维X射线图像中。
因此，根据本发明第1项的发明的X射线摄像装置，能够防止在对被检测体中的注目部位提取并拍摄的三维X射线图像中由被检测体的体动引起的伪迹的出现。
在本发明第2项所记载的发明的情况下，分别对高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像进行三维再构成处理，此后针对高能量X射线摄影的三维图像和低能量X射线摄影的三维图像进行附加加权的相减处理而得到三维的相减图像，因此由以相减图像为再构成处理的对象时的位置错位而引起伪迹难以产生。另外，由于三维再构成处理后进行加权相减处理，因此即使变更加权系数，也没有必要重新进行处理负担大的三维再构成处理。因此，根据本发明第2项所记载的发明，即使任意地变更加权系数，也能够设定最适当系数，因此能够得到高品位的三维相减图像。
图1是表示第1实施例的X射线摄像装置的全体构成的图。
图2是表示第1实施例的X射线摄像装置的X射线摄像系统的构成的立面图。
图3是表示第1实施例的X射线摄像装置的X射线管和FPD的旋转范围的示意图。
图4是表示将向第1实施例的X射线摄像装置的X射线管的电压施加状况与来自FPD的X射线检测信号的输出状况进行对比而表示的图线。
图5是表示第1实施例的X射线摄像装置的三维图像再构成部的详细的方框图。
图6(a)是表示第1实施例的X射线摄像装置中的X射线管和FPD的立体图。
图7是用于说明第1实施例所涉及的Feldkamp(フェルドカンプ)算法的示意图。
图8是用于说明第1实施例的第1加权处理部的余弦校正的示意图。
图9是用于说明第1实施例的卷积部で的一系列处理的示意图。
图10(a)、(b)是表示第1实施例的滤波部的各滤波函数的特性 图。
图11是用于说明假想地将卷积处理后的投影数据逆投影为三维格子组的示意图。
图12是用于说明假想地将卷积处理后的投影数据逆投影处理为三维格子组的示意图。
图13是表示第1实施例的装置的三维X射线图像的摄影过程的流程图。
图14是表示由实施例的装置的能量相减部得到的相减图像的一例的示意图。
图15是表示由第1实施例的装置的能量相减部所得到的相减图像的他的例的示意图。
图16是表示由第1实施例的装置的造影剂提取相减部所得到的相减图像的一例的示意图。
图17是表示由第1实施例的装置的三维再构成部所取得的三维X射线图像的一例的示意图。
图18是表示第2实施例的X射线摄像装置的全体构成方框图。
图19是表示基于第2实施例的装置的三维X射线图像的摄影过程的流程图。
图20是能量切换控制单元的其他实施例的说明图。
图中 1…X射线管(X射线束照射单元) 2…FPD(2维X射线检测单元) 3…旋转驱动机构(旋转驱动单元) 8…X射线能量切换控制部(X射线能量切换控制单元) 10…高能量图像取得部(高能量图像取得单元) 11…低能量图像取得部(低能量图像取得单元) 14…加权设定部(加权设定单元) 15…能量相减部(能量差利用式相减单元) 18…造影剂提取相减部(造影剂利用式相减单元) 20…三维再构成部(三维再构成单元) M…被检测体 P1…相减图像 P2…相减图像 P3…相减图像 P4…三维X射线图像 R…血管(注目部位) XA…X射线束 实施例1
说明本发明的X射线摄像装置的第1实施例。图1是表示进行血管造影检查(アンギオグラフィ)的实施例的X射线摄像装置的全体构成的方框图，图2是表示实施例的X射线摄像装置的X射线摄像系统的构成的立面图。
第1实施例的X射线摄像装置如图1所示那样，作为向载置于顶板BD的作为摄影对象的被检测体M照射圆锥状的X射线束XA的X射线束照射单元的X射线管1，和作为对由向被检测体M的X射线束XA的照射而产生的被检测体M的透过X射线像进行检测并输出X射线检测信号的2维X射线检测单元的平板型X射线检测器(以下，适当略记为‘FPD’)2，以及使X射线管1和FPD2相对于被检测体M隔着间隔而面对的状态中，围绕被检测体M的周围而旋转的旋转驱动机构3。
X射线管1和FPD2，如图2所示那样，安装于由支轴构件5支撑的C字形悬臂4的一端和另一端，旋转驱动机构3具有使支轴构件5以中心轴5A为旋转轴而旋转的电机3A。旋转驱动机构3使电机3A旋转并使支轴构件5旋转地联动，从而使得C字形悬臂4旋转的同时，X射线管1和FPD2伴随着C字形悬臂4的旋转，围绕被检测体M的周围旋转。
另外，在实施例的装置的情况下，旋转驱动机构3根据从旋转控制部6接受到的旋转速度控制，如图3所示那样，使X射线管1和FPD2以最大—150°～+150°的跨度300°的角度而旋转。X射线管1和FPD2最大横跨—110°～+110°的范围而等速地旋转，此外，附加设置在—110°之前达到等速旋转为止的—150°～—110°的加速旋转期间，并在+110°之后附加设置从等速旋转到停止为止的+110°～+150°的减速旋转期间。并且，X射线管1和FPD2等速地旋转的期间，进行X射线束的照射而进行X射线摄影。也能够X射线管1和FPD2的等速旋转范围被设置在比—110°～+110°更窄的范围。
另一方面，X射线管1，在每次从X射线管用电源7供给驱动电力的情况下照射X射线束X A，但是实施例的装置也具有进行用于将由X射线管1照射的X射线束X A切换为能量高的高能量X射线束和能量低的低能量X射线束的X射线能量切换控制的X射线能量切换控制部8。具体来说，X射线能量切换控制部8，如图4(a)所示的那样，通过将X射线管用电源7的高压发生部7A的高压电压，交替切换为高能量X射线束用的高电压(例如140kV)和低能量X射线束用的低电压(例如60kV)，而进行X射线能量切换控制。
此外，实施例的装置，具有照射时刻控制部9，所述照射时刻控制部9进行在X射线管1和FPD2到达规定的旋转相位的时刻对X射线管1渐次地照射X射线束XA的照射时刻控制。例如，X射线管1将—110°的角度(旋转相位)的时刻作为最初的照射时刻而照射X射线束，接着每隔一定的旋转相位(每旋转一定的角度)照射X射线束，同时将+110°的角度(旋转相位)的时刻作为最后的照射时刻而照射X射线束。因此，基于X射线照射时刻控制部9的照射时刻控制和基于X射线能量切换控制部8的X射线能量切换控制同步进行。另外，对于将X射线管1和FPD2的等速旋转范围设定为比—110°～+110°更窄的范围的情况下，根据设定的等速旋转范围，而变化最初和最后的照射时刻。
即，在实施例的装置的情况下，隔着间隔夹着被检测体M而相面对的X射线管1和FPD2通过旋转驱动机构而围绕被检测体M的周围旋转的同时，X射线管1，随着从X射线能量切换控制部8接受X射线能量切换控制和从X射线照射时刻控制部9接受照射时刻控制，而交互地反复向被检测体照射能量高的高能量X射线束和能量低的低能量X射线束的并行，FPD2，对向被检测体M照射的高能量X射线束或能量低的低能量X射线束时而产生的被检测体M的透过X射线像进行检测，而如图4(b)所示那样，实时输出X射线检测信号。
另一方面，实施例的装置，备有高能量图像取得部10，其根据伴随着高能量X射线束的照射而从FPD2输出的X射线检测信号而取得高能量X射线摄影图像，并发送向高能量图像存储器12；以及低能量图像取得部11，其根据伴随着低能量X射线束的照射而从FPD2输出的X射线检测信号而取得低能量X射线摄影图像，并发送向低能量图像存储器13。
此外，实施例的装置，具有加权设定部14，其针对高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像，而设定适于提取被检测体中的注目部位的加权；以及能量相减部(能量差利用式相减单元)15，其根据由加权设定部所设定的加权，对在时间上相邻的时刻所取得的高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像进行图像相减处理，从而取得相减图像。
具体来说，由加权设定部14设定针对高能量X射线摄影图像的系数a和针对低能量X射线摄影图像的系数b。另外，通过能量相减部15，进行对a×log(高能量X射线摄影图像的像素信号)—b×log(低能量X射线摄影图像的像素信号)的图像进行减去(差し引く)的运算。因此，通过利用加权设定部14而适当调整设定的系数a和系数b，例如，能够将仅仅实质上拍摄了肋骨或背骨等骨部的图像作为相减图像而取得。另外，也能够通过系数a和系数b的调整而实质上将拍摄有软组织的图像作为相减图像而取得。
时间上相邻的时刻所取得的高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像，实质上是在同一时刻被摄影的，由于高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像仅仅是X射线束的能量不同，因此能够通过基于能量相减部15的图像相减处理而确定地提取被检测体M中的注目部位。
通常，在对高能量X射线摄影图像进行摄影后，直接取得低能量X射线摄影图像，并能够基于这些每一对的高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像依次得到1张的相减图像。其中，在取得低能量X射线摄影图像后，直接紧接着取得高能量X射线摄影图像的情况下，也能够对这些每一对的低能量X射线摄影图像和高能量X射线摄影图像也渐次得到相减图像。对于后者的情况下，能够得到前者的大约几倍的张数的相减图像。
在能量相减部15的后级，设置第1相减图像存储器16和第2相减图像存储器17。在实施例的装置中进行血管造影(アンギオグラフィ)的情况下，造影剂注入前由能量相减部15取得的相减图像被存储在第1相减图像存储器16，在造影剂注入后由能量相减部15取得的相减图像被存储在第2相减图像存储器17。
另外，实施例的装置，备有造影剂提取相减部(造影剂利用式相减单元)18，其对关于注入造影剂前的被检测体M的相减图像和关于注入造影剂后的被检测体M的相减图像进行图像相减处理，并取得提取造影剂注入部位后的相减图像，并发送向造影剂提取图像存储器19。
具体来说，造影剂提取相减部18，对存储于第1相减图像存储器16和第2相减图像存储器17中的旋转相位相同的相减图像彼此重叠而进行图像相减处理，从而渐次得到所提取的造影剂注入部位的相减图像。
并且，实施例的装置，进一步具有三维再构成部20，所述三维再构成部20进行如下那样的三维再构成处理使用造影剂提取图像存储器19中存储的几张的相减图像，而取得造影剂注入部位作为被检测体M中的注目部位而被提取并拍摄的三维X射线图像。三维再构成部20，虽然直接从由造影剂提取相减部18所取得的相减图像取得三维X射线图像，但是由造影剂提取相减部18所取得的相减图像是由能量相减部15取得的相减图像，因此基于三维再构成部20的三维再构成处理通常以由能量相减部15所取得的相减图像作为基础而进行。
在造影剂提取图像存储器19中存储的几张的各相减图像，由于X射线管1和FPD2的旋转相位不同，是从各种方向对被检测体M中的作为注目部位的造影剂注入部位进行摄影图像，因此以相减图像的像素信号以及作为相减图像的几何学的位置的X射线管1和FPD2的旋转相位为基础，而由三维再构成部20进行三维再构成处理，从而能够取得将造影剂注入部位作为被检测体M中的注目部位而提取并拍摄的三维X射线图像。
这里，作为取得三维X射线图像的具体的算法的一例，对于基于Feldkamp(フェルドカンプ)法生成注目部位的三维体(ボリユ—ム)数据的图像再构成的系列处理步骤，参照图5，图6而进行概述。首先，如图6所示那样，在被检测体M的注目部位的大致中心设定的旋转中心轴C周围的圆周轨道上以夹着被检测体M的方式而相面对地设定两个圆弧轨道，与在两圆弧轨道的其中一方的圆弧轨道上移动X射线管1相同步，在另一方的圆弧轨道上，以与X射线管1的间隔成为固定的方式，进行移动平板型X射线检测器(FPD)2的圆弧扫描，并进行针对被检测体M的注目部位的摄影，并在扫描各位置进行检测，而取得针对被检测体M的注目部位的一组的投影数据。接下来，对该一组的投影数据个别地进行后述规定的第1的加权处理。接下来，对第1加权处理后的各投影数据，实施后述规定的卷积处理。接下来，对卷积处理后的各投影数据，进行后述的规定的第2加权处理。接下来，对第2加权处理后的投影数据个别地进行后述的规定的逆投影(back projectBP)处理而生成BP像(三维体数据)。如此，进行生成注目部位的三维体数据的图像再构成。另外，操作者，通过从该三维体数据选择任意的断层面的图像，而观察到所选择的断层图像(X轴方向观察的断层图像)。
另外，上述的Feldkamp(フェルドカンプ)的算法，作为以下所示的式(1)～式(3)而被表达。基于来自不同角度的多个的投影数据PΦ，而再构成立方体f(r)(参照图7)。
另外，在严密地求算CT值的情况下，有必要进行将投影数据PΦ预先置换为水换算值的校正。
数学式1
其中，f(r)是再构成的立方体(三维体数据)的位置r中的像素数据。Y(vr)，Z(vr)是位置r的像素投影到FPD2的检测面上的点的坐标，前述的小文字v表示“向量”，以下，适当地用小文字“v”表示向量。PΦ表示，投影角度Φ中的FPD2的检测面上的投影数据。gy表示，称作滤波后的背投影(Filtered Back Projection)的滤波函数，是后述的|ω|(绝对值欧米咖)滤波函数。W1，W2，是用于对束的扩展的影响进行校正的系数，W1是与后述的第1加权处理相关的系数，W2是与后述的第2的加权处理相关的系数。
图5所示那样数据处理部100，包含三维再构成部20和三维图像存储器21。另外，这里，与图1所示的能量相减处理相关的构成省略图示。三维再构成部20，备有第1的加权处理部20A，其对图1所示的造影剂提取图像存储器19(图5中省略图示)中存储的一组的相减图像(相减处理后的投影数据以下，简单称作「投影数据」)个别地进行规定的第1的加权处理；卷积处理部20B，其对该第1的加权处理后的各投影数据实施规定的卷积处理；第2的加权处理部20C，其对该卷积处理后的各投影数据实施规定的第2的加权处理；逆投影处理部20D，其对该第2的加权处理后的投影数据个别地进行规定的逆投影(back projectionBP)处理而生成BP像(三维体数据)。
第1的加权处理部20A，对由摄影所得到的一组的投影数据个别地进行规定的第1的加权处理。具体来说，如图8所示那样，对在扫描各位置由FPD2检测所得的各投影数据，对FPD2的每一行的各像素行i，校正观察(ビユ—)方向的像素检测水平变动。另外，如图8所示那样，从X射线管1向被检测体M照射的圆锥束状的X射线的中心点，恒常地，透过被检测体M的特定断层面的中心点O(也是旋转中心轴C上的点)，垂直入射到FPD2的检测面的中心点。
接着，第1加权处理部20A，对图8所示那样投影数据，进行基于以下所示的式(4)的加权处理。
cosθ＝SID/(SID2+Yj2+Zj2)1/2……(4) 即，对各像素进行诉诸了式(4)的cos θ而附加加权的处理。例如，像素Dij，通过成为Yj·cos θ，而求算加权处理后的像素值。这不依赖于视点(ビュ—)而固定，因此作为加权处理能够预先制作。如此，计算出第1的加权处理后的投影数据(图9中，作为“第1的加权处理后投影像SC(i，j)”而图示)。
卷积处理部20B，对第1的加权处理后的各投影数据，即第1的加权处理后投影像SC(i，j)，实施规定的卷积处理。实空间中进行的卷积处理与傅立叶(フ—リエ)空间中进行的滤波处理同等，因此这里为了说明上的便利，将上述的规定卷积处理作为傅立叶空间中进行的滤波处理(图9所示的|ω|(绝对值欧米咖)滤波处理)而进行。另外，以下对在卷积处理部20B中的|ω|滤波处理进行说明。
卷积处理部20B，具备1维傅立叶变换部，其对FPD2的每i行在横方向进行1维傅立叶变换，生成傅立叶面像SCF(i，ω)；滤波部，其对1维傅立叶变换后的傅立叶面像SCF(i，ω)实施|ω|滤波；1维逆傅立叶变换部，其对由该滤波部滤波后的傅立叶面像SCF′(i，ω)进行1维逆傅立叶变换而返回实空间数据。
滤波部，如图9所示那样，备有|ω|滤波部，其由在1维傅立叶变换后的傅立叶面像SCF(i，ω)的i行方向等方地降低高频区域而抑制高频噪声成分滤波器以及依赖于数据收集扫描方式的滤波器所构成。另外，依赖于上述的数据收集扫描方式的滤波器，在对滤波后的傅立叶面像SCF′(i，ω)进行1维逆傅立叶变换时，对强调直流成分而生成进行抑制，并降低由强调直流成分而引起的伪像。
这里，对1维傅立叶空间中进行滤波处理的意思进行说明。1维傅立叶空间中进行滤波处理，数学上由以下所示的式子所表示。另外，SCF′(i，ω)是滤波处理后的1维傅立叶面像，M(ωi)是表示上述的滤波部的滤波特性的函数。
SCF′(i，ω)＝SCF(i，ω)×M(ωi)…(5) 另外，M(ωi)，作为前述的2个的滤波特性的函数的积而以如下所示的式(6)那样所表示。
M(ωi)＝Mi(ωi)·Mω(ωi)…(6) 对于(6)所示的各滤波函数系的典型例，以下所示。
Mi(ωi)，具有如图10(a)所示那样的滤波特性，由以下所示的式(7)～(9)所表达。
Mi(ωi)＝1(ωi<CFR—WFR/2的情况下)…(7) Mi(ωi)＝{1—sin((ωi—CFR)·π/WFR)}/2(CFR—WFR/2<ωi<CFR+WFR/2的情况下)…(8) Mi(ωi)＝0(CFR+WFR/2<ωi的情况下)…(9) 其中，高频成分为如图10(a)所示那样平滑衰减的正弦波状函数型。CFR为截止(カットオフ)频率，WFR为滤波強度的迁移全频率宽度(图10(a)参照)。该Mi(ωi)，将1维傅立叶空间中的高频成分削除。
Mω(ωi)具有图10(b)所示那样的滤波特性，并由以下所示的式(10)所表示。
Mω(ωi)＝|ωi|…(10) 另外，在图10(a)，(b)中，虽然仅仅图示了横轴的正方向的特性，但是横轴的负方向的特性，与以纵轴为中心使横轴的正方向的特性线对称的情况相同。省略图示。
返回图9，1维逆傅立叶变换部，通过|ω|滤波部对|ω|滤波后的傅立叶面像SCF′(i，ω)进行1维逆傅立叶变换而返回实空间数据，生成卷积后的投影像SC′(i，j)。
第2加权处理部20C，对扫描各位置中的卷积处理后的投影数据SC′(i，j)进行规定的第2的加权处理。具体来说，根据以下所示的式(11)，对被检测体固定坐标系中的三维像素点(ポイント)P(l，m，n)的加权函数W(l，m，n)进行(参照图11)。其中，H是从像素ポイントP(l，m，n)向X轴下垂的垂线的位置。
W(l，m，n)＝RO2/(RO+OH)2…(11) 接下来，第2加权处理部20C，如图12所示求算那样三维像素点P(l，m，n)的投影像SC′(i，j)上的坐标(I，J)和加权用的尾数(az，ay)和。如此，进行第2的加权处理。
接下来，逆投影处理部20D，将第2的加权处理后的投影数据个别地作为规定的逆投影(バックプロジェクションBP)处理而生成BP像(三维体数据)。具体来说，如图12所示那样，将在扫描各位置检测出的、有关被检测体M的注目部位的一组的第2加权处理后的投影数据，逆投影为假想地设定为所被摄影的被检测体M的注目部位的三维格子组K的规定的格子点，并进行生成注目部位的三维体数据的图像再构成，即生成上述的单纯BP像。
具体来说，根据以下所示的式(12)，进行线性插补运算和背投影。另外，将背投影蓄积量作为In(l，m，n)，将直到上次的背投蓄积量设为In-1(l，m，n)。
In(l，m，n)＝In-1(l，m，n)+W-(l，m，n)×{W11·SC′(I，J)+W12·SC′(I，J+1)+W21·SC′(I+1，J)+W22·SC′(I+1，J+1)}…(12) 另外，将投影像的像素间隔标准化为1，并不表示以下所示的式(13)～(16)那样的乗算加权方式的情况下的加权函数。
W11＝(1—az)·(1—ay)…(13) W12＝(1—az)·ay…(14) W21＝az·(1—ay)…(15) W22＝az·ay…(16) 对于三维格子组K的其余的规定的格子点，与前述的同样进行逆投影，并且，对于扫描各位置，即，横跨+θ max(+110°)～—θ max(—110°)的范围，进行与此同样的逆投影，从而生成BP像(三维体数据)。
三维图像存储器21，存储逆投影处理部20D所生成的三维体数据(本实施例中为三维的血管像)，从操作部23选择任意的断层面的图像信息，并将该断层面的图像信息输出到表示监视器22。
显示监视器22，将三维图像存储器21中存储的规定的图像信息输出而显示。
以上，在上述的实施例中，旋转驱动机构3，在被检测体M的周围的圆周轨道上夹着被检测体M相面对地设定两个圆弧轨道，与在两圆弧轨道的任何一方的圆弧轨道上移动X射线管1相同步，在另一方的圆弧轨道上，进行以与X射线管1的间隔成为固定的方式移动FPD2的圆弧扫描。卷积处理部20B，对扫描各位置中检测到的投影数据实施卷积处理。逆投影处理部20D，将卷积处理部20B中执行卷积处理后的投影数据，逆投影为在被摄影的被检测体的注目部位被假想设定的三维格子组K的规定的格子点，并进行生成注目部位的三维体数据的图像再构成，从而进行将由来自各角度的摄影所得到的多张的投影像(扫描各位置的投影像)重合到单一面上那样的检测信号的加算运算处理，从而在不使用所谓的生成2维断层图像数据的以往方法的情况下，对扫描各位置中检测到的投影数据进行卷积处理，并将卷积处理后的扫描各位置的投影像逆投影为三维格子组的规定的格子点，并进行生成注目部位的三维体数据的图像再构成，因此能够在不横跨多次地进行断层摄影的情况下，生成注目部位的三维体数据，并能够迅速地生成针对被检测体的注目部位的三维断层图像。
三维再构成部20中取得的三维X射线图像，被发入到三维图像存储器21且被存储，并且根据必要，从三维图像存储器21读出三维X射线图像，例如在显示监视器22的画面中映现出来。
另外，在显示监视器22的画面中也为了进行显示X射线摄影或装置的工作所必要的操作的菜单等。在输入X射线摄影或装置的搭载所必要的指令或数据时，进行从使用鼠标或键盘等的输入设备的操作部23输入数据或指令的操作。另外，主控制部24，以中央处理器(CPU)和动作程序为中心而构成，并起到如下那样的总括的控制功能即基于操作部23等的各种的指令输入，或根据X射线摄影的行进状况等而将适当的命令或数据实时地送出到必要的部所，并恒常地使装置全体适当地动作。
接下来，参照附图对基于具有以上所述的构成的X射线摄像装置的三维X射线图像的摄影过程进行说明。图13是表示基于实施例的X射线摄像装置的三维X射线图像的摄影过程的流程图。
在以下中，被检测体M被载置于顶板BD的上，并被设定为摄影位置，最终取得对作为被检测体M中的注目部位而注入造影剂的血管提取并拍摄的三维X射线图像。另外，关于高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像的系数a，b的设定，成为由能量相减部15实质上仅仅拍摄肋骨或背骨等的骨部的图像作为相减图像而取得的设定。
〔步骤S1〕在被检测体M的血管中没有注入造影剂的状态中手术者使装置开始动作而X射线摄影。
〔步骤S2〕X射线管1和FPD2一边在被检测体M的周围等速旋转，一边与交互地照射高能量和低能量的X射线束相伴地而取得高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像，并紧接着由能量相减部15对高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像进行图像相减处理，如图14所示那样，取得仅仅提取了被检测体M的骨部Q的相减图像P1，并存储于第1相减图像存储器16。
〔步骤S3〕若通过能量相减部15尚未取得必要张数相减图像P1，则返回步骤S2。若通过能量相减部15已经得到必要张数的相减图像P1，则进入接下来的步骤S4。
〔步骤S4〕术者在被检测体M的血管中注入造影剂，并使装置重新开始动作，并重新开始X射线摄影。
〔步骤S5〕X射线管1和FPD2一边绕被检测体M的周围等速旋转，一边与交互地照射高能量和低能量的X射线束相伴地取得高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像，并且紧接着，通过能量相减部15，对高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像进行图像相减处理，如图15所示那样，取得提取了作为被检测体M的骨部Q和造影剂注入部位的血管R后的相减图像P2，并存储于第2相减图像存储器17。
〔步骤S6〕若通过能量相减部15尚未取得必要张数的相减图像P2，则返回步骤S5。若已经通过能量相减部15取得必要张数的相减图像P2，则进入接下来的步骤S7。
〔步骤S7〕通过造影剂提取相减部18，将存储于第1相减图像存储器16和第2相减图像存储器17中的、旋转相位相同的相减图像P1，P2彼此进行图像相减处理，则如图16所示那样，渐次得到消去骨部而提取了造影剂注入部位的血管R的相减图像P3，并由造影剂提取图像存储器19存储。
〔步骤S8〕通过基于三维再构成部20的三维再构成处理，如图17所示那样，取得从造影剂提取图像存储器19中存储的相减图像仅仅提取注入了造影剂后的血管R而拍摄的三维X射线图像P4。
如以上所述那样，在实施例的装置的情况下，由能量相减部15得到的相减图像，成为取得将注入了造影剂的血管作为被检测体M中的注目部位而提取并拍摄的三维X射线图像的三维再构成处理的基础，此外，由能量相减部15得到的相减图像，由加权设定部14所设定的关于高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像的加权和，根据基于加权设定部14的加权，通过由能量相减部15所进行的高·低的两能量X射线摄影图像的图像相减处理，被检测体M中的注入了造影剂后的血管和骨部作为注目部位而被提取，并消去作为注目部位的周围的背景部位的软组织。
因此，即使在由能量相减部15渐次也取得几张相减图像所谓期间，暂时在作为被检测体M的注目部位的周围背景部位的软组织中产生体动，在由能量相减部15中得到的各相减图像由于消去了作为背景部位的软组织，因此即使被检测体M的软组织中的体动在相减图像之上，在以相减图像为基础而取得的三维X射线图像的上也不会出现。
因此，根据实施例的X射线摄像装置，能够防止在将注入了造影剂的血管作为被检测体M中的注目部位而提取且拍摄的三维X射线图像中出现因被检测体M的体动而引起的伪迹。
此外，在实施例的装置的情况下，由于通过旋转驱动机构3，使X射线管1和FPD2绕被检测体的周围跨度180°以上地旋转，因此成为取得三维X射线图像的三维再构成处理的基础的相减图像，横跨180°以上的较广范围而得到，因此能够以较高的精度进行三维X射线图像取得用的三维再构成处理。
实施例2
图18是表示第2实施例所涉及的X射线摄像装置的全体构成的方框图。
图1中所示的符号和同一符号的要素是与第1实施例的X射线摄像装置同样的构成，因此省略这里的说明。
在第1实施例的X射线摄像装置中，对时间上相邻的时刻中取得的高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像进行加权附加能量相减处理而取得相减图像，以这些相减图像为基础而进行三维再构成处理得到三维图像。这里，X射线管1和FPD2一边围绕被检测体M的周围旋转，一边取得高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像，因此在高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像之间存在稍微的位置的错位。为此，由于在作为三维再构成处理的对象的相减图像中存在由位置的错位而引起模糊，因此这在三维再构成处理时成为伪迹而出现。
另一方面，在第2实施例的X射线摄像装置中，对在时间上相邻的时刻而取得的高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像，分别个别地进行三维再构成处理，而取得基于高能量X射线摄影的三维图像和基于低能量X射线摄影的三维图像，对于高/低这两种三维图像，进行加权能量相减处理而得到三维的相减图像。如此，由于在成为三维再构成处理的基础的高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像的各图像中不存在第1实施例那样的位置错位，因此在三维再构成处理时能够减轻伪迹。
另外，在第1实施例中，由于在三维再构成处理之前进行加权能量相减处理，因此在观察到最终得到的三维图像而变更加权系数的情况下，必须再次进行处理负担较大的三维再构成处理而得到三维图像。为此，不能够任意地变更加权系数。对此，在第2实施例中，对高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像分别首先进行三维再构成处理，此后进行加权相减处理，因此即使变更加权系数，不必要反复进行处理负担较大的三维再构成处理。为此能够任意地进行加权系数的变更，并能够设定最合适的加权系数，因此能够容易地得到高品位的能量相减图像。
以下，参照图18说明第2实施例所涉及的X射线摄像装置的特征性构成。
该X射线摄像装置，具有三维再构成部31，所述三维再构成部31以高能量图像存储器12中蓄积的被检测体周围的多数的高能量X射线摄影图像为基础而进行三维再构成处理，由此取得高能量X射线摄影的三维图像，并且以蓄积于低能量图像存储器13的被检测体周围的多数的低能量X射线摄影图像为基础而进行三维再构成处理，由此取得低能量X射线摄影的三维图像。高能量X射线摄影的三维图像，存储于高能量三维图像存储器32中，低能量X射线摄影的低能量三维图像存储于低能量三维图像存储器33中。
加权设定部34，针对高能量X射线摄影的三维图像和低能量X射线摄影的三维图像而设定适合于提取被检测体中的注目部位的加权系数。此外，后段的能量相减部35进行将高能量X射线摄影的三维图像和低能量X射线摄影的三维图像相减的处理，从而得到包含被检测体的注目部位的三维的相减图像。
造影剂注入前的三维相减图像，存储在注入前三维图像存储器36中，注入造影剂后的三维相减图像存储在注入后三维图像存储器37。造影剂提取相减部38，通过对造影剂的注入前的三维相减图像和造影剂注入后的三维相减图像进行相减处理，得到注入造影剂后的部位的三维相减像(三维的血管像〕。该三维相减像通过三维图像存储器21而显示于表示监视器22。
接下来，参照附图对基于具有以上所述的构成的X射线摄像装置的三维X射线图像的摄影过程进行说明。图19是表示基于第2实施例的X射线摄像装置的三维X射线图像的摄影过程的流程图。
[步骤T1]在没有将造影剂注入到被检测体M的血管的状态中手术者使装置开始动作而开始X射线摄影。
[步骤T2]X射线管1和FPD2一边围绕被检测体M的周围等速旋转，一边与交互地照射高能量和低能量的X射线束相伴地取得高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像。
[步骤T3，T4]若取得规定张数的高/低这两种能量的X射线摄影图像，则分别以高/低这两种能量X射线摄影图像为基础而进行三维再构成处理，得到高能量X射线摄影的三维图像和低能量X射线摄影的三维图像。
〔步骤T5〕对高能量X射线摄影的三维图像和低能量X射线摄影的三维图像进行加权相减处理，而取得造影剂注入前的三维图像。
〔步骤T6〕手术者在从被检测体M的血管中注入造影剂之后起，使装置再开始动作而再开始X射线摄影。
〔步骤T7～T10〕进行与上述的步骤T2～T5同样的处理，取得造影剂注入后的三维图像。
〔步骤T11〕通过对造影剂注入前的三维图像和造影剂注入后的三维图像进行相减处理，而取得提取了血管像后的三维图像。
如以上那样，根据第2实施例所涉及的X射线摄影装置，以高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像为基础，先进行三维再构成处理而取得高能量X射线摄影的三维图像和低能量X射线摄影的三维图像，并对这些两个的三维图像进行加权能量相减处理，因此在三维再构成处理之时，难于产生因位置错位而引起的伪迹，另外，最佳的加权系数的设定较为容易，能够得到像质好的三维相减图像。
本发明，不限于上述的实施例，能够如以下那样，实施变形。
(1)虽然实施例的装置的情况下，是进行血管造影(アンギオグラフィ)的构成，但是也可以为如下构成即不具备第2相减图像存储器17和造影剂提取相减部18以及造影剂提取图像存储器19，而取得使用由能量相减部15得到并存储在第1相减图像存储器16中的相减图像，而将作为被检测体M中的注目部位提取例如骨部而拍摄的三维X射线图像，并取得作为被检测体M中的注目部位相反地提取例如软组织而拍摄的三维X射线图像。
(2)实施例的装置的情况下，是如下构成即将第1相减图像存储器16和第2相减图像存储器17中存储的相减图像进一步重叠而由造影剂提取相减部18进行图像相减处理，进行基于三维再构成部20的三维再构成处理。但是，作为变形例也可以是如下构成的装置使用存储于第1相减图像存储器16中的相减图像而进行三维再构成处理从而得到三维X射线图像，并使用第2相减图像存储器17中存储的相减图像而进行三维再构成处理得到三维X射线图像，并对所得到的三维X射线图像彼此进行图像相减处理。即使在变形例的装置中，也能够取得与实施例的装置中取得的相同的三维X射线图像。只是实施例的装置一方中存在处理负荷较大的三维再构成处理一次完成的特点。
(3)实施例的装置中，2维X射线检测单元是FPD，但2维X射线检测单元不限于FPD，也可以是例如增像器(イメ—ジインテンシファイア)等。
(4)在上述实施例中，构成为，通过将施加于X射线管1上的电压交替地切换为高电压和低电压，而交互地照射高能量的X射线束和低能量的X射线束。可是，该发明中的X射线能量切换控制单元，不限于这种构成例，也可以是，从X射线管1照射一定能量的X射线束，并使该X射线束透过低能量吸收构件而生成能量高的高能量X射线束，另外，通过使所述X射线束透过高能量吸收构件，而生成能量低的低能量X射线束。例如，在图20所示的例子中，在X射线管1的X射线束照射口的付近，设置将低能量吸收构件41和高能量吸收构件42安装于旋转圆板43而构成的X射线吸收滤波，用电机44使圆板43旋转，交互地照射高能量的X射线束和低能量的X射线束。
权利要求
1.一种X射线摄像装置，其特征在于，
备有
(a)X射线束照射单元，其向作为摄影对象的被检测体照射X射线束；(B)2维X射线检测单元，其对因向被检测体照射X射线束而产生的被检测体的透过X射线像进行检测，并实时输出X射线检测信号；(C)旋转驱动单元，其使X射线束照射单元和2维X射线检测单元，与被检测体隔着间隔且相互面对的状态，围绕被检测体的周围而旋转；(D)X射线能量切换控制单元，其进行X射线能量切换控制，所述X射线能量切换控制用于将由X射线束照射单元所照射的X射线束交互地切换为能量高的高能量X射线束和能量低的低能量X射线束；(E)高能量图像取得单元，其根据伴随着高能量X射线束的照射而从2维X射线检测单元输出的X射线检测信号，而取得高能量X射线摄影图像；(F)低能量图像取得单元，其根据伴随着低能量X射线束的照射而从2维X射线检测单元输出的X射线检测信号，取得低能量X射线摄影图像；(G)加权设定单元，其在针对高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像而提取被检测体中的注目部位过程中，设定适当的加权；(H)能量差利用式相减单元，其根据由加权设定单元所设定的加权，对在时间上相邻的时刻所取得的高能量X射线摄影图像和低能量X射线摄影图像进行图像相减处理，从而取得相减图像；(I)三维再构成单元，其进行三维再构成处理，所述三维再构成处理，以由能量相减单元所取得的多张的相减图像为基础，取得对被检测体中的注目部位进行提取并拍摄的三维X射线图像。
2.一种X射线摄像装置，其特征在于，
备有
(A)X射线束照射单元，其对作为摄影对象的被检测体照射X射线束；(B)2维X射线检测单元，其对通过向被检测体照射X射线束而产生的被检测体的透过X射线像进行检测，并实时地输出X射线检测信号；(C)旋转驱动单元，其使X射线束照射单元和2维X射线检测单元，与被检测体隔着间隔且相互面对状态，围绕被检测体的周围旋转；(D)X射线能量切换控制单元，其进行X射线能量切换控制，所述X射线能量切换控制，用于交互地将由X射线束照射单元所照射的X射线束切换为能量高的高能量X射线束和能量低的低能量X射线束；(E)高能量图像取得单元，其根据伴随着高能量X射线束的照射而从2维X射线检测单元输出的X射线检测信号，取得高能量X射线摄影图像；(F)低能量图像取得单元，其根据伴随着低能量X射线束的照射而从2维X射线检测单元输出的X射线检测信号，取得低能量X射线摄影图像；(J)三维再构成单元，其通过以高能量X射线摄影图像为基础而进行三维再构成处理，取得高能量X射线摄影的三维图像，并通过以低能量X射线摄影图像为基础而进行三维再构成处理，取得低能量X射线摄影的三维图像；(K)加权设定单元，其在针对高能量X射线摄影的三维图像和低能量X射线摄影的三维图像提取被检测体中的注目部位过程中，设定适当的加权；(L)能量差利用式相减单元，其对由加权设定单元设定的加权，对高能量X射线摄影的三维图像和低能量X射线摄影的三维图像进行图像相减处理，而取得三维的相减图像。
3.根据权利要求1或权利要求2所记载的X射线摄像装置，其特征在于，
备有造影剂利用式相减单元，其对关于注入造影剂前的被检测体的图像和关于注入造影剂后的被检测体的图像进行图像相减处理而取得提取造影剂注入部位后的相减图像。
4.根据权利要求3所记载的X射线摄像装置，其特征在于，
造影剂利用式相减单元，对通过能量相减单元分别针对注入造影剂前和注入造影剂后的被检测体所取得的相减图像进行图像相减处理，并且，三维再构成单元，利用由造影剂利用式相减单元所取得的相减图像进行三维再构成处理。
5.根据权利要求1或2所记载的X射线摄像装置，其特征在于，
X射线束照射单元和2维X射线检测单元，分别安装于C字形悬臂的一端和另一端，而相面对。
6.根据权利要求5所记载的X射线摄像装置，其特征在于，
旋转驱动单元，使X射线束照射单元和2维X射线检测单元，围绕被检测体的周围跨度180°以上而旋转。
7.根据权利要求6所记载的X射线摄像装置，其特征在于，
旋转驱动单元，以加速旋转、等速旋转、减速旋转的顺序，驱动X射线束照射单元和2维X射线检测单元，在对X射线束照射单元和2维X射线检测单元进行等速旋转驱动的期间，照射X射线束。
8.根据权利要求1或2所记载的X射线摄像装置，其特征在于，
X射线能量切换控制单元，通过对X射线束照射单元施加高电压而照射能量高的高能量X射线束，并通过对X射线束照射单元施加低电压而照射能量低的低能量X射线束。
9.根据权利要求1或2所记载的X射线摄像装置，其特征在于，
X射线能量切换控制单元，使从X射线束照射单元照射的X射线束透过低能量吸收构件而照射能量高的高能量X射线束，并使从X射线束照射单元照射X射线束透过高能量吸收构件而照射能量低的低能量X射线束。
全文摘要
本发明提供一种X射线摄像装置，其中由能量相减部(15)所得到的相减图像，是对被检测体M中的注目部位进行提取而拍摄的三维X射线图像取得用的三维再构成处理的基础，并且根据基于加权设定部(14)的加权，通过由能量相减部(15)进行的图像相减处理，仅提取被检测体M的注目部位而消去作为注目部位的背景部位的软组织。结果，即使在由能量相减部(15)依次取得相减图像的期间假设作为被检测体M的注目部位的周围的背景部位的软组织中产生体动，被检测体M的软组织中的体动也不会在相减图像或以相减图像为基础和而取得的三维X射线图像的上作为伪迹而出现。
文档编号A61B6/02GK101370430SQ20078000295
公开日2009年2月18日 申请日期2007年1月23日 优先权日2006年1月24日
发明者后藤敬一 申请人:株式会社岛津制作所