X射線透視攝影裝置以及x射線透視圖像的余像修正方法
【專利摘要】本發明提供一種X射線透視攝影裝置以及X射線透視圖像的余像修正方法，其在交替地重復進行攝影和透視的情況下，也能夠高精度地修正余像成分。在每次取得X射線的攝影圖像時，得到攝影后的余像圖像，針對本次攝影后得到的余像圖像和上次以前的攝影后得到的余像圖像，對對應的每個像素計算余像圖像的像素值因時間經過產生的衰減后的值。然后，從本次攝影后得到的透視圖像的像素值減去計算出的衰減后的值，由此除去余像。
【專利說明】
X射線透視攝影裝置以及X射線透視圖像的余像修正方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種具有余像修正功能的X射線透視攝影裝置。
【背景技術】
[0002] X射線透視攝影系統一般交替地進行照射X射線而取得圖像并顯示的"攝影"、一邊 連續地照射X射線一邊取得連續圖像而顯示動畫的"透視"。在"攝影"時，照射的X射線照射 劑量比"透視"大，因此在X射線檢測器中剩余電信號，該電信號作為余像出現在通過攝影后 的透視得到的圖像中，有時對診斷產生影響。
[0003] 因此，在專利文獻1所記載的技術中，在剛攝影后不照射X射線而取得圖像，由此得 到余像圖像。然后，利用預先求出并存儲在表等中的余像成分的衰減特性，求出余像圖像隨 著時間經過的衰減后的余像量。從此后的透視圖像中減去余像量，由此求出除去了余像的 透視圖像。由此，能夠實時地從透視圖像減去考慮到因時間經過產生的衰減的余像成分而 進行修正。
[0004] 另外，在專利文獻1中，在出現第一次的攝影的余像時進行第二次的攝影的情況 下，分別取得第一次和第二次的余像圖像，分別求出隨著時間經過的衰減后的余像量，從此 后的透視圖像減去對兩者進行加權相加所得的余像量而進行修正。
[0005] 現有技術文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1:日本特開2004-321346號公報
【發明內容】
[0008] 發明要解決的問題
[0009] 余像的強度依存于在攝影中到達X射線檢測器的X射線強度，因此對每個像素不 同。另外，余像產生的原理被認為在FPD(平板檢測器)的情況下是起因于殘存于電氣電路內 的信號，在如圖像增強器那樣使用熒光體的X射線檢測器的情況下，認為因 X射線檢測器內 的熒光體造成的信號等也成為原因，但在任何情況下都不完全了解原理。因此，在第一次和 第二次的攝影的時間接近，在其間也進行透視的情況下，如專利文獻1那樣將第一次和第二 次的攝影后的余像信號加權相加而除去在第二次的攝影后的透視圖像中產生的余像的方 法中，不一定能夠完全修正。
[0010] 本發明的目的在于:提供一種余像修正技術，其在交替地重復進行攝影和透視的 情況下，也能夠高精度地修正余像成分。
[0011] 解決問題的手段
[0012] 為了解決上述問題，本發明的X射線透視攝影裝置具備:X射線管球，其照射X射線； X射線平面檢測器，其檢測透過了被檢測體的X射線;操作部，其分別接受開始攝影圖像的取 得和透視圖像的取得的指示;控制部，其控制X射線管球和X射線平面檢測器，使得分別執行 攝影圖像的取得和透視圖像的取得;余像修正運算部，其從在取得攝影圖像后取得的透視 圖像中除去攝影圖像的余像。余像修正運算部在每次取得攝影圖像時，得到攝影后的余像 圖像，針對在本次攝影后得到的余像圖像和上次以前的攝影后得到的余像圖像，對對應的 每個像素計算余像圖像的像素值因時間經過而衰減后的值。然后，從本次攝影后得到的透 視圖像的像素值減去計算出的衰減后的值，由此除去余像。
[0013]發明效果
[0014] 根據本發明，能夠提供一種X射線透視攝影裝置以及X射線透視圖像的余像修正方 法，在交替地重復進行攝影和透視的情況下，也能夠高精度地修正余像成分。
【附圖說明】
[0015] 圖1是表示實施方式1的X射線透視攝影裝置的結構的框圖。
[0016] 圖2是表示圖1的圖像處理裝置6的結構的功能框圖。
[0017] 圖3是表示圖1的圖像處理裝置6的硬件結構的框圖。
[0018] 圖4是表示實施方式1的余像修正運算部11的動作的流程圖。
[0019] 圖5是表示實施方式1的攝影圖像、X射線未照射圖像、透視圖像的取得定時的說明 圖。
[0020] 圖6(a)是表示實施方式1的第一次的攝影圖像的說明圖，（b)是表示第一次攝影后 的余像圖像的說明圖，（c)是表示第二次的攝影圖像的說明圖，（d)是表示第二次攝影后的 余像圖像的說明圖，（e)是表示第一次攝影后的余像圖像的像素值比第二次攝影后的余像 圖像的像素值大的情況下的余像圖像的衰減的圖表，（f)是表示第一次攝影后的余像圖像 的像素值比第二次的攝影后的余像圖像的像素值小的情況下的余像圖像的衰減的圖表。
[0021] 圖7是表示實施方式2的余像修正運算部11的動作的流程圖。
[0022] 圖8(a)是表示實施方式2的攝影圖像、X射線未照射圖像、透視圖像的取得定時的 說明圖，（b)是表示第η次攝影后的余像圖像的像素值比其以前的攝影后的余像圖像的像素 值的最大值大的情況下的余像圖像的衰減的圖表，（c)是表示第η次攝影后的余像圖像的像 素值比其以前的攝影后的余像圖像的像素值的最大值小的情況下的余像圖像的衰減的圖 表。
[0023]圖9是表示實施方式3的余像修正運算部11的動作的流程圖。
[0024]圖10(a)是表示實施方式3的攝影圖像、X射線未照射圖像、透視圖像的取得定時的 說明圖，（b)是表示第η次攝影后的余像圖像和攝影緊前的余像圖像之間的差比攝影緊前的 余像圖像的像素值大的情況下的余像圖像的衰減的圖表，（c)是表示第η次攝影后的余像圖 像和攝影緊前的余像圖像之間的差比攝影緊前的余像圖像的像素值小的情況下的余像圖 像的衰減的圖表。
[0025]圖11是表示實施方式5的余像修正運算部11的動作的流程圖。
[0026] 圖12(a)是表示實施方式5的攝影圖像、X射線未照射圖像、透視圖像的取得定時的 說明圖，（b)是表示各次攝影后的余像圖像和該攝影緊前的余像圖像之間的差、余像圖像的 衰減的圖表。
[0027] 圖13是表示實施方式11的圖像處理裝置6的結構的框圖。
[0028] 附圖標記說明
[0029] I:X射線管球;2:X射線高電壓裝置;3:X射線控制裝置;4:X射線平面檢測器;5:X射 線平面檢測器控制裝置;6:圖像處理裝置;6a: CPU; 6b:存儲器;7:圖像顯示裝置;8:系統控 制裝置;9:臺；10:參數計算部；11:余像修正運算部；12:顯示圖像處理部;29:操作部；111: 存儲器;112:集成電路；112-1~112-p:運算電路；113:函數存儲部；114:時間管理部。
【具體實施方式】
[0030] 說明本發明的一個實施方式的X射線透視攝影裝置。
[0031] 〈實施方式1>
[0032]圖1是表示實施方式1的X射線透視攝影裝置的整體結構的圖。
[0033] 如圖1那樣，X射線透視攝影裝置具備:X射線管球1，其照射X射線;X射線高電壓產 生器2,其用于向X射線管球1供給電力（管電壓/管電流）；X射線控制裝置3,其進行X射線高 電壓產生器2的控制;X射線平面檢測器4,其與X射線管球1相對地配置;臺9,其配置在X射線 管球1和X射線平面檢測器4之間；操作部29;X射線平面檢測器控制裝置5;圖像處理裝置6; 圖像顯示裝置7;系統控制裝置8。被檢測體被搭載在臺9上。X射線平面檢測器4檢測從X射線 管球1照射并透過了搭載在臺9上的被檢測體的X射線。
[0034] X射線平面檢測器控制裝置5讀出X射線平面檢測器4檢測出的圖像。圖像處理裝置 6對X射線平面檢測器控制裝置5讀出的圖像進行各種圖像處理，顯示在圖像顯示裝置7上。 操作部29包括從操作者接受攝影和透視的條件(管電流/管電壓等）的設定的操作面板、從 操作者接受攝影和透視的開始的輻射按鍵。系統控制裝置8與操作部29所接受的攝影和透 視的開始及其條件對應地，對X射線平面檢測器控制裝置5、圖像處理裝置6以及X射線控制 裝置3進行控制，使執行攝影或透視。
[0035]圖像處理裝置6如在圖2中表示其功能框圖所示那樣，具備修正余像的余像修正運 算部11、用于顯示圖像的顯示圖像處理部12。余像修正運算部11具備參數計算部10。圖像處 理裝置6的硬件結構如圖3所示，包括CPU6a和存儲器6b而構成，由CPU6a讀入預先存儲在存 儲器6b中的程序并執行，由此實現余像修正運算部11和顯示圖像處理部12的功能。
[0036]使用圖4~圖6說明余像修正運算部11的動作。圖4是表示余像修正運算部11的動 作的流程圖，圖5是表示攝影和透視的定時的說明圖，圖6是表示所取得的余像圖像等的說 明圖。
[0037] 余像修正運算部11在每次取得攝影圖像時，得到攝影后的余像圖像，針對在本次 攝影后得到的余像圖像和上次以前的攝影后得到的上述余像圖像，對對應的每個像素比較 像素值，根據其大小關系，對每個像素計算余像圖像的像素值因時間經過而衰減后的值。然 后，從本次攝影后得到的透視圖像的像素值減去余像的衰減后的值，由此除去余像。在本實 施方式中，針對本次攝影后得到的余像圖像和上次以前的共η次的攝影后得到的余像圖像， 對對應的每個像素比較像素值，對每個像素選擇最大的像素值。計算選擇出的最大的像素 值因時間經過而衰減后的值，并從本次攝影后得到的透視圖像的像素值減去，由此除去余 像。以下，具體說明它。
[0038] 在操作者使操作部29的輻射按鍵接通，指示了"攝影"的執行的情況下，系統控制 部8向X射線控制裝置3和X射線平面檢測器控制裝置5輸出控制指令。由此，從X射線高電壓 產生器2向X射線管球1供給電力，向臺9上的被檢測體照射X射線，使X射線平面檢測器控制 裝置5取入檢測出透過了被檢測體的X射線的X射線平面檢測器4的輸出。由此，如圖6(a)那 樣取得攝影圖像50,傳送到圖像處理裝置6。圖像處理裝置6的顯示圖像處理部12對攝影圖 像實施預定的圖像處理，顯示在圖像顯示裝置7上。在圖6(a)的攝影圖像50中，入射了高照 射劑量的區域61的像素值(亮度值)變大。例如，在實際的被檢測體的攝影圖像50中，被檢測 體的輪廓的外側的區域、被檢測體的肺部等X射線容易透過的區域成為高照射劑量入射區 域61。
[0039]余像修正運算部11在圖4的步驟31中，在從系統控制裝置8接受了表示進行了"攝 影"的控制信號的情況下，前進到步驟32。
[0040] 在步驟32中，參數計算部10在接收到表示進行了"攝影"的控制信號后，在預定的 時間后，經由系統控制裝置8向X射線平面檢測器控制裝置5進行指示，使得不照射X射線而 取入圖像。由此，從X射線平面檢測器控制裝置5接受X射線未照射圖像51并存儲在存儲器6b 中（圖5)。在X射線未照射圖像51中，如圖6(b)那樣，與攝影圖像50中的高照射劑量入射區域 61對應的區域62的亮度變大，產生余像。
[0041] 通過步驟33,以預定的時間間隔重復預先確定的m次(m為m>l的整數)地進行取得 并存儲X射線未照射圖像的動作(在圖5中m=3)。由此，存儲器6b存儲m( = 3)張 X射線未照射 圖像51~53。
[0042]剛剛攝影后的X射線未照射圖像51~53不包含圖像信號，只包含在攝影中產生的 余像信號，因此可以將X射線未照射圖像51~53的亮度看作為余像成分的亮度。在步驟34 中，參數計算部10按照預先確定的方法對m張 X射線未照射圖像51~53進行運算處理，求出 余像圖像Mask [ X，y ]的像素值。例如，求出m張 X射線未照射圖像51~53的對應的像素[X，y ] 的像素值的平均，作為余像圖像Mask[ X，y ]的像素值。其中，[X，y ]用二維坐標表示出像素的 位置。參數計算部10將計算出的余像圖像Mask[x，y]的像素值存儲在存儲器6b內。
[0043]在存儲器6b中，設置有用于存儲預先確定的η張余像圖像Mask[x，y]的區域。參數 計算部1 〇將最新的余像圖像Mask [ X，y ]存儲在共η個存儲區域的存儲有最舊的余像圖像的 區域中。由此，始終將最近的共η張余像圖像Mask[x，y]存儲在存儲器6b中。在此，將最新的 剛剛攝影后得到的余像圖像表示為mask n[X，y]，將其η次前的攝影后得到的余像圖像表示 為maski[x，y]。即，在存儲器6b中，始終存儲有最近的共η次的攝影后得到的maski[x，y]~ maskn[x，y]〇
[0044] 另外，在步驟34中，參數計算部10測量在步驟32中最初取得X射線未照射圖像51的 時刻和在上次的"攝影"的攝影后在步驟32中取得X射線未照射圖像51的時刻之間的時間間 隔Δ t，將其與余像圖像Mask[x，y]對應地存儲在存儲器6b中。因此，與余像圖像Maski[x，y] ~余像圖像Mask n[x，y]對應地存儲時間間隔Δ ti~Δ tn。其中，Δ tn=0。
[0045] 另一方面，在存儲器6b內，將用于求出余像圖像Mask[x，y]的像素值隨著時間經過 的衰減后的值Lag (X，y，t)的函數(衰減函數)Lagfanc存儲為查找表(LUT)或公式。預先通過 實驗、計算來求出衰減函數Lag fan。。在本實施方式中，如下式（1)那樣，用以從"攝影"開始后 的時間t、剛剛"攝影"后的余像圖像Mask[x，y]的像素值(初始值)為變量的函數表示衰減函 動]Lagf anc 〇
[0046] Lag(x，y，t) = Lagfanc(t，Mask[x，y])......(I)
[0047] 其中，Mask[x，y]:余像圖像的位置[x，y]的像素的亮度。
[0048] T:取得X射線未照射圖像51后的經過時間。
[0049] 在步驟35中，余像修正運算部11為了在取得了上述"透視"圖像時除去余像圖像而 修正透視圖像，根據上述公式（1)求出各時間t的余像圖像Mask[x，y]的像素值的衰減后的 值Lag(x，y，t)。這時，余像修正運算部11不只使用在緊前次的"攝影"后得到的Maskn[x，y] 的像素，還使用在過去的η次的攝影中得到的余像圖像Maski [ X，y ]~Maskn [ X，y ]，對每個像 素 [X，y]，從余像圖像Maski[X，y]~Maskn[X，y ]的像素值中選擇最大（高亮度）的像素值 Maskmax[x，y]。另外，計算追溯到取得包含該最大的像素值的余像圖像時為止的經過時間Δ t。例如，在最大像素值Mask max[X，y ]包含在余像圖像Maski[X，y ]中的情況下，根據Δ t = Δ tl+ Δ t2+......+ A tn來計算Δ t。對全部的像素[x，y]進行該計算。
[0050] 接著，前進到步驟36,對每個像素[x，y]，使用在步驟35中選擇出的最大（高亮度） 的像素值Maskmax[x，y]、追溯到取得該像素值為止的經過時間At、上述公式(1)，如公式(2) 那樣計算此后的時刻t的像素值的衰減后的值Lag(X，y，t)。
[0051 ] Lag(x，y，t) = Lagfanc( (t+ Δ t[x，y])，Maskmax[x，y])......(2)
[0052]由此，對每個像素[x，y]，針對各時刻t計算過去n次的攝影中的余像圖像中的像素 值最大的余像的衰減后的值Lag(X，y，t)。余像修正運算部11將計算出的值存儲在存儲器6b 中。
[0053]然后，在步驟37中，如果用操作部29的輻射開關指示了"透視"的開始，則前進到步 驟38,余像修正運算部11從X射線平面檢測器控制裝置5取得透視圖像54。然后，在步驟39 中，從存儲器6b讀出在步驟36中計算出的余像的衰減后的值Lag(x，y，t)，并從透視圖像54 的各像素值減去。由此，能夠從各像素值除去該時刻的余像的值，實施除去與透視圖像54重 疊的余像的修正。將修正后的透視圖像54傳送到顯示圖像處理部12。顯示圖像處理部12使 圖像顯示裝置7顯示修正后的透視圖像54。
[0054]在每次取得透視圖像時執行該步驟39的修正，直到"透視"結束為止。由此，能夠連 續地顯示除去了余像后的透視圖像54。
[0055]例如，使用圖6具體說明設為n = 2、m=l而以時間間隔At進行共2次攝影的情況下 的第二次"攝影"后的"透視"圖像的余像除去。如圖6(a)、（b)那樣，在第一次的攝影圖像50 (1)中存在高照射劑量入射區域61，在此后取得的X射線未照射圖像51 (1)中，與高照射劑量 入射區域61對應的余像區域62的像素值高，產生了余像。在m=l的情況下，該X射線未照射 圖像51成為余像圖像1&181^[1， 7]。然后，如圖5那樣，取得透視圖像54-1~54-1^這時，也使 用在本次攝影以前取得的余像圖像的衰減后的值進行余像修正。
[0056]接著，進行第二次攝影，取得第二次的攝影圖像50(2)。第二次的攝影圖像50(2)如 圖6(c)那樣，在與第一次的高照射劑量入射區域61不同的位置具有高照射劑量入射區域 63,在此后取得的X射線未照射圖像51(2)中，在與高照射劑量入射區域63對應的位置產生 余像區域64,并且還殘存在第一次攝影中產生的余像區域62的余像。
[0057]余像圖像的像素值與攝影時的入射照射劑量成比例，因此對于余像區域62和余像 區域64有重疊的區域中的第一次攝影的入射照射劑量比第二次攝影的入射照射劑量大的 像素，余像成分如圖6(e)的圖表那樣，在第一次攝影中產生的余像圖像MaskJ^y]的像素 值及其衰減是支配性的。
[0058]由此，在步驟35中，對于第一次攝影的入射照射劑量比第二次攝影的入射照射劑 量多的像素，選擇第一次的余像圖像Maski[X，y ]的像素值作為Maskmax[X，y ]，選擇Δ ti = Δ t (第一次攝影后的X射線未照射圖像51(1)和第二次攝影后的X射線未照射圖像51(2)之間的 時間間隔）作為A t[x，y]。由此，用公式(3)表示第一次攝影的入射照射劑量比第二次攝影 的入射照射劑量大的像素的余像成分的時間特性(衰減后的值)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將取得Mask2 [ x，y ]的X射線未照射圖像51 (2)的時刻作為t = 0。
[0061] 如上述公式(3)那樣，在第一次攝影的入射照射劑量比第二次攝影的入射照射劑 量大的情況下，對于余像區域62和余像區域64有重疊的區域的像素，第一次的余像圖像 Maski[x，y]的像素值比第二次的余像圖像Mask2[x，y]大，因此選擇Maski[x，y]的像素值，并 且考慮到其衰減，因此按照將經過時間t加上At后的時間求出衰減后的余像的像素值。 [0062]另一方面，對于余像區域62和余像區域64有重疊的區域中的第二次攝影的入射照 射劑量比第一次攝影的入射照射劑量多的像素，余像成分如圖6(f)的圖表那樣，在第二次 攝影中產生的余像圖像Mask 2[x，y]的像素值及其衰減是支配性的。
[0063]由此，在步驟35中，對于第二次攝影的入射照射劑量比第一次攝影的入射照射劑 量多的像素，選擇第二次的余像圖像Mask2 [X，y ]的像素值作為Maskmax[X，y ]，選擇Δ t2 = 0作 為A t[x，y]。由此，用公式(4)表示第二次攝影的入射照射劑量比第一次攝影的入射照射劑 量多的像素的余像成分的時間特性(衰減后的值)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] 這樣，在本實施方式中，在n次的"攝影"的期間進行"透視"的情況下，如圖6(e)、 (f)那樣，對每個像素，選擇η次的"攝影"后得到的余像圖像MaskJ^y]~Mask n[x，y]中的最 大的像素值，計算最大像素值的因從取得余像圖像時開始的時間經過而衰減后的值并除 去，由此與現有技術的處理相比能夠進行高精度的余像修正。
[0066] 〈實施方式2>
[0067] 接著，使用圖7、圖8說明實施方式2的X射線透視攝影裝置。
[0068] 在實施方式1中，具有以下的結構，即在存儲器6b內具有用于存儲最近的η張余像 圖像Maski[x，y]~Maskn[x，y]的區域，在圖4的步驟34中，在每次計算余像圖像Mask n[x，y] 時，存儲到存儲器6b內，更新余像圖像。另外，在步驟35中，對每個像素比較η張余像圖像 Maski [ X，y ]~Maskn [ X，y ]的像素值，選擇最大值Maskmax [ X，y ]。
[0069] 在實施方式2中，具有以下的結構，即在存儲器6b內具有只存儲1張余像圖像 Maskmax[x，y]的區域，在圖7的步驟134中，在每次計算余像圖像Maskn[x，y]時，在步驟135 中，比較存儲器6b內的余像圖像Mask max[X，y ]和對應的每個像素的像素值，選擇大的像素 值，更新余像圖像Maskmax[x，y]的像素值。另外，還使用A tn-i更新與存儲的像素值對應的Δ t的值使其與取得該像素值的余像圖像的攝影時刻一致。由此，不像實施方式1那樣對每個 像素比較η張余像圖像的像素值，就能夠始終在存儲器6b內存儲最大的像素值的余像圖像 Maskn[x，y]〇
[0070]其中，即使在存儲在存儲器6b內的像素值比本次的余像圖像Maskn[X，y ]的值大的 情況下，在該像素值是最近的η次的攝影之前的攝影的余像圖像的值的情況下，也置換為本 次的余像圖像Maskn[x，y]的值。具體地說，如圖8(a)~（c)那樣，在第η次攝影的情況下，對 每個像素比較在步驟134中計算出的Maskn[x，y]和存儲在存儲器內的此前的Maskmax[x，y]， 如公式(5)那樣更新、存儲Maskmax[x，y]和Δ t[x，y]。
[0071] 如圖8(b)和圖8(c)那樣，設為
[0072] 在 Maskmax[x，y]〈Maskn[x，y]時，
[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]時，
[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)那樣是與上次攝影之間的時間間隔。
[0079] 這樣，在實施方式2中，存儲在存儲器6b內的余像圖像的張數只是一張，不需要對 每個像素比較η張余像圖像的像素值，因此能夠降低亮度比較的處理時間。由此，即使所設 定的η的數量增加，在步驟34中保存比較的像素值始終只是最新的Mask[x，y]和Mask max[x， y]的像素值，能夠提高處理的速度以及降低存儲器6b的存儲容量。
[0080] 此外，在實施方式2的X射線透視攝影裝置中，上述以外的結構與實施方式1相同， 因此省略說明。
[0081 ]〈實施方式3>
[0082]接著使用圖9、圖10說明實施方式3。
[0083]在實施方式2中，具有以下的結構，即如果在圖7的步驟134中計算出余像圖像 Maskn[x，y]，則在步驟135中比較存儲器6b內的余像圖像Maskmax[x，y]和Mask n[x，y]的對應 的每個像素的像素值，選擇大的像素值，作為余像圖像Maskmax[x，y]的像素值存儲到存儲器 6b內，但在實施方式3中，在Mask max[x，y]是在過去的攝影中產生的余像信號的情況下，考慮 到在第η次的攝影時會衰減，如下這樣構成。
[0084] 即，余像修正運算部11比較在本次攝影后得到的余像圖像的像素值和在上次以前 的攝影中產生的余像圖像在本次攝影緊前的像素值，對于其差為本次攝影緊前的像素值以 上的像素，選擇本次攝影后得到的上述余像圖像的像素值，計算選擇出的像素值因時間經 過而衰減后的值。另外，對于上述差不足本次攝影緊前的像素值的像素，選擇本次以前的攝 影后得到的余像圖像的像素值，計算選擇出的像素值因時間經過而衰減后的值。從本次攝 影后得到的透視圖像的像素值分別減去計算出的衰減后的值的任意一方，由此除去余像。 為了取得在上次以前的攝影中產生的余像圖像在本次攝影緊前的像素值，在本次攝影緊前 從X射線平面檢測器取入X射線未照射圖像。
[0085]因此，如圖9的流程那樣，如果在步驟40中透視結束，則在步驟232中，不照射X射線 而取得余像圖像Maskpre n[x，y]。理想的是在到下次攝影之前有時間的情況下，如圖10(a) 那樣以預定的時間間隔重復進行步驟232,作為在下次攝影緊前殘存的余像圖像Mask pre η [x，y]〇
[0086]接著，與實施方式1、2同樣地，進行步驟31~34,如果計算出第η次的攝影和余像圖 像Maskn[x，y]，則在步驟234中，根據下式(6)，對每個像素求出第η次的攝影緊前殘存的余 像圖像Mask pre n[x，y]和第η次的攝影緊后的余像圖像Mask n[x，y]之間的差Maskcurrent η [x，y]。由此，能夠識別在第η次的攝影中產生的余像信號、在過去的攝影中產生而殘存到第 η次的攝影之前為止的余像圖像，求出在第η次的攝影中產生的殘存圖像作為Maskcurrent η [x，y]〇
[0087] Maskcurrent n[x，y]=Maskn[x，y]-Maskpre n[x，y]......(6)
[0088] 然后，在步驟235中，對每個像素比較在第n次的攝影中產生的余像信號Maskcurrent n[x，y]和在過去的攝影中產生而殘存到第η次的攝影緊前為止的余像圖像Maskpre3 n[x，y]。 然后，如公式(7)那樣更新Maskmax[x，y]和Δ t[x，y]。
[0089] 例如，如圖10(b)和圖10(c)那樣，設為
[0090] 在Mask current n[x，y]>Maskpre n[x，y]時，
[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]時，
[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次的攝影中產生的余像圖像Maskcurrent n[x，y]的像素值比在第n次的攝 影緊前殘存的余像圖像Maskpre n[x，y]的像素值大的情況下，將Maskmax[x，y]更新為Mask η [x，y ]。另一方面，在第η次的攝影中產生的余像圖像Maskcurre3nt η[χ，y ]的像素值比在第η次 的攝影緊前殘存的余像圖像Maskpre3 η[ X，y ]的像素值小的情況下，不更新Maskmax[X，y ]。由 此，繼續進行到第η次的攝影之前為止進行的修正處理。
[0097]通過成為這樣的結構，能夠考慮到在過去的攝影中產生的余像圖像的信號正在衰 減的情況，并且與在本次攝影中產生的余像進行比較，選擇是否更新Maskmax [ X，y ]的值。由 此，能夠比較第η次的攝影前后的余像的像素值，設定Maskmax[x，y]的像素值，因此能夠更高 精度地除去第η次的攝影后的透視中的余像。
[0098]此外，在實施方式3的X射線透視攝影裝置中，上述以外的結構與實施方式1相同， 因此省略說明。
[0099]〈實施方式4>
[0100]接著，說明實施方式4。實施方式4具有與實施方式3相同的結構，但如圖10(a)所 示，在圖9的步驟232中考慮以下的情況，即在第η次的攝影緊前的余像圖像Maskpre η[X，y ] 的取得時刻、第η次的攝影后的余像圖像Mask n[x，y]的取得時刻之間存在△ U的時間間 隔，在其間Maskpre n[x，y]的像素值進而以值W進行衰減。即，余像修正運算部11在比較本次 攝影后得到的余像圖像的像素值Mask n[x，y]和在上次以前的攝影中產生的余像圖像在本 次攝影緊前的像素值Maskpre n[x，y]時，從本次攝影之前的像素值Maskpre n[x，y]減去該像 素值到取得本次攝影后的余像圖像Mask n[x，y]時為止由于時間經過而衰減的量W，并進行 比較。
[0101] 因此，代替實施方式3的公式(7)，使用下式(8)比較Maskpre n[x，y]和Maskcurrent η
[x，y]〇
[0102] 在 Mask current n[x，y]+W2Maskpre n[x，y]時，
[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]時，
[0106] Maskmax[x，y] =Maskmax[x，y]
[0107] Δ t[x，y] = Δ t[x，y]+Δ tn-1......(8)
[0108] 其中，W既可以是常數，也可以與像素值、攝影的時間間隔對應地變更。
[0109] 這樣，通過使用公式(8)，能夠考慮到在取得Maskpre3 n[x，y]和取得Mask n[x，y]之 間的時間差Δ tw的期間Maskpre3 n[x，y]的像素值進而以值W衰減，而計算出的Maskmnt η [X，y ]比實際低值W，而選擇存儲為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況下，能夠提高選擇存儲為Maskmax [ X，y ]的值的精度。由此，能 夠更高精度地除去第η次的攝影后的透視中的余像。
[0110]此外，在實施方式4的X射線透視攝影裝置中，上述以外的結構與實施方式1相同， 因此省略說明。
[0111]〈實施方式5>
[0112]接著，使用圖11、圖12說明實施方式5。
[0113]在實施方式5中，計算Maskmnt n[x，y]這一點與實施方式3相同，但與實施方式3 不同，不計算Maskmax[x，y]。在實施方式5中，余像修正運算部11在每次攝影時，比較在攝影 后得到的余像圖像的像素值和在上次以前的攝影中產生的余像圖像在攝影緊前的像素值， 計算其差Mask current n[x，y]，設為差Mask current n[x，y]是通過該攝影產生的余像圖像的像 素值，計算該像素值因時間經過而衰減后的值。對在多次攝影的每次求出的余像圖像的衰 減后的像素值進行合成，從本次攝影后得到的透視圖像的像素值減去，由此除去余像。 [0 114] 具體地說，如圖11的步驟334那樣，在每次攝影時將Mask current n[x，y]與圖12(a) 的Δ tn-起存儲在存儲器6b中。然后，如步驟336那樣，代替公式(2)的Maskmax[x，y]而分別 使用η張的Maskcurrent l[x，y]~Maskcurrent n[x，y]，計算余像圖像的衰減后的值Lag l(x，y， t)~Lag n(x，y，t)。具體地說，根據Mask⑶rrent l[x，y]和公式（2)計算Lag l(x，y，t)，根據 Maskcurrent n[x，y]和公式(2)計算Lag n(x，y，t)。如公式(9)那樣對計算出的Lag l(x，y，t) ~Lag η(x，y，t)進行合成，計算時刻t時的余像圖像的像素值在衰減后的值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] 這樣，根據Maskcurrent l[x，y]~Maskcurrent n[x，y]分別計算余像圖像的衰減后的 值Lag l(x，y，t)......Lag n(x，y，t)，對它們進行合成而求出1^^1；。1；31(1，7,1:)，由此能夠如圖 12(b)那樣，求出在每次攝影時產生的余像成分Lagl(x，y，t)......Lag n(x，y，t)并相加。由 此，在余像在多次的攝影中殘存的情況下，能夠分別考慮余像的衰減地高精度地除去。
[0118] 此外，根據公式(9)計算Lagtcltal(X，y，t)的運算既可以在步驟336中在每次攝影時 進行，也可以將在上次的攝影中求出的Lag tcltal(x，y，t)加上根據在本次攝影中求出的 Maskcurrent η[X,y]if#ttSS^Lag n(x,y,t)〇
[0119] 此外，在實施方式5的X射線透視攝影裝置中，上述以外的結構與實施方式3相同， 因此省略說明。
[0120]〈實施方式6>
[0121]接著，說明實施方式6。實施方式6的結構與實施方式5相同，但余像修正運算部11 使用在上次以前的攝影時求出的余像圖像的衰減后的像素值1^&_1(1，7,4^- 1)作為在上 次以前的攝影中產生的余像圖像在本次攝影緊前的像素值。即，不是根據Maskpre3 n[x，y]， 而是如公式（10)那樣根據在第n-1次的攝影時計算出的!^伽^^^㈦在當前的時刻七的衰 減后的值Lagt〇t ai(x，y，Δ tn-i)、以及本次攝影的余像圖像Mask n[x，y]，通過運算來計算通 過過去的攝影而產生的余像圖像Maskojrre3nt n[x，y]，這一點與實施方式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-次的攝影后根據公式(9)計算出的函數，1-1是第 n-1次和第η次的攝影的時間間隔。
[0124] 在本實施方式中，能夠省略在圖11的步驟232中取得Maskpre n[x，y]的步驟。
[0125] 〈實施方式7>
[0126] 接著，說明實施方式7。在實施方式1中，在圖4的步驟32中，取得X射線未照射圖像， 計算余像圖像，但根據經驗可知在攝影圖像的高照射劑量入射區域61中產生余像，而以與 其入射照射劑量成比例的像素值產生。因此，在實施方式7中，將攝影圖像的像素值乘以預 先確定的系數，由此計算余像圖像Mask n[x，y]。由此，能夠省略圖4的步驟32~33。
[0127] 此外，在攝影圖像和透視圖像中像素的分級(binning)不同的情況下，與透視圖像 的分級數對應地合計攝影圖像的各像素的亮度即可。
[0128] 上述以外的結構與實施方式1相同，因此省略說明。
[0129] 〈實施方式8>
[0130] 接著，說明實施方式8。實施方式8具有與實施方式1相同的結構，但根據X射線平面 檢測器4的動作溫度和經年劣化，變更表示Lagf anc；( t，Mask[x，y ])的公式或LUT的值，這一點 與實施方式1不同。
[0131] 例如，預先測定X射線平面檢測器4的余像特性的溫度依存性和經年變化，存儲在 存儲器6b中。在攝影時，圖像處理裝置6從存儲器6b取得X射線平面檢測器4的溫度信息、以 及X射線的輻射次數、根據使用年數預測的X射平面線檢測器4的經年變化信息，選擇與各條 件對應的公式或LUT。
[0132] 通過這樣的結構，在由于溫度環境、經年劣化而余像特性變化了的情況下，也能夠 高精度地計算余像成分，能夠高精度地進行余像修正。
[0133] 〈實施方式9>
[0134] 接著，說明實施方式9。實施方式9具有與實施方式1相同的結構，但根據從進行攝 影到開始透視為止的時間來判定修正的有無，這一點與實施方式1不同。即，余像修正運算 部11在判定為本次攝影后的余像圖像的像素值到取得透視圖像為止衰減為預定值以下的 情況下，不對該像素進行余像的除去。具體地說，余像修正運算部11在對應于余像圖像的像 素值為預定值以下的情況、攝影與透視圖像的取得之間的時間間隔為預定的時間以上的情 況和將余像圖像的像素值除以時間間隔所得的值為預定值以下的情況的任意一個時，判定 為余像圖像的像素值到取得透視圖像為止衰減為預定值以下。
[0135] 例如，測量從圖5的攝影圖像50的取得時刻到取得最初的透視圖像54-1的時刻為 止的經過時間，在經過時間比預定值長的情況下，判定為余像圖像Mask n[x，y]的像素值到 取得透視圖像為止充分衰減而不對透視圖像產生影響，在圖4的步驟39中不進行對透視圖 像的余像修正處理。
[0136] 另外，也可以與攝影時的入射照射劑量對應地對每個像素進行判定，可以構成為 在圖4的步驟32中取得的X射線未照射圖像或在步驟34中計算出的余像圖像Mask n[x，y]的 像素值比預先確定的值小的情況、或將像素值除以從取得攝影圖像50到取得透視圖像54-1 為止的經過時間所得的值比預先確定的值小的情況下，在步驟39中不進行該像素的修正。
[0137] 通過構成為在這樣預見到余像的充分衰減的情況下，余像修正運算部11不對圖像 全體或以像素為單位進行余像修正，由此能夠減少圖像處理裝置6的運算量。
[0138] 〈實施方式10>
[0139] 接著，說明實施方式10。實施方式10具有與實施方式1相同的結構，但在圖4的步驟 36中，如公式（11)那樣與進行攝影后的經過時間t對應地，分開使用多個函數作為為了求出 余像圖像Mask [ X，y ]的像素值隨著時間經過t的衰減后的值Lag (X，y，t)而使用的函數(衰減 函數)Lagfanc，這一點與實施方式1不同。
[0140] [公式11]
[0141]
[0142] 這樣根據從攝影開始起的經過時間t來分開使用多個函數，計算余像圖像Mask[x， y]的像素值的衰減后的值Lag(x，y，t)，由此能夠高精度地近似產生過程有多個且表示復雜 的傾向的余像圖像。
[0143] 此外，分開使用多個函數的時間的劃分既可以是預先確定的常數的時間，也可以 與攝影時的入射照射劑量、余像圖像的像素值對應地變更。
[0144] 〈實施方式11>
[0145] 使用圖13說明實施方式11。實施方式1~10如圖3、圖4那樣通過由CPU6a執行程序 而用軟件實現圖像處理裝置6的余像修正運算部11的功能，但在實施方式11中，如圖13那樣 用硬件構成余像修正運算部11。
[0146] 具體地說，圖像處理裝置6的余像修正運算部11如圖13那樣，具備存儲器111、集成 電路112、時間管理部(計時器）114、函數存儲部113。存儲器111具有分別存儲X射線平面檢 測器4的各像素的輸出信號的存儲區域。集成電路112具有分別并行地處理存儲在存儲器 111的各區域中的輸出的多個運算電路112-1~112-p。通過FPGA、ASIC等可編程1C、現有的 IC的組合來實現運算電路112-1~112-p。在函數存儲部113中存儲有集成電路112的運算處 理所使用的衰減函數Lag fanc等的參數。時間管理部（計時器）114與操作部29連接，測量從 "攝影"開始起的經過時間t、多個"攝影"的時間間隔At等，設定到集成電路112的運算電路 112-1~112-p〇
[0147] 如圖5那樣在"攝影"后，在系統控制裝置8和X射線平面檢測器控制裝置5的控制 下，順序地從X射線平面檢測器4輸出X射線未照射圖像51~53,分別存儲到存儲器111的像 素單位的存儲區域中。
[0148] 運算電路112-1~112-p進行取入存儲器111的存儲區域的像素信號并對每個像素 并行地計算例如平均的處理等，在計算余像圖像Mask[x，y]的像素值后，存儲到內置的存儲 器中。從時間管理部114將與上次的攝影的時間間隔At也存儲在內置的存儲器中。然后，與 存儲在內置的存儲器中的過去η次的攝影的余像圖像MaskJ^y]~Maskn[x，y]的像素值進 行比較，選擇最大像素值Mask max[X，y]。進而，運算電路112-1~112-p讀入存儲在函數存儲 部113中的Lag fan。，根據實施方式1的公式(2)。計算以后的時刻t的余像像素值的衰減后的 值Lag (X，y，t)并存儲到內置存儲器中。
[0149] 然后，在系統控制裝置8和X射線平面檢測器4的控制下，進行以下的處理，即如果 根據X射線平面檢測器4的各像素分別將透視圖像54-1的像素信號存儲到存儲器111的存儲 區域中，則運算電路112-1~112-p對每個像素讀出它，從時間管理部114取入取得透視圖像 時的時刻t，從內置的存儲器讀出與該時刻t對應的余像像素值的衰減后的值Lag(x，y，t)并 從像素信號減去。由此，通過運算電路112-1~112-p并行地輸出實施了除去余像的處理后 的像素信號，通過顯示圖像處理部12向圖像顯示裝置7輸出顯示。在每次將透視圖像54-2、……、54-k存儲到存儲器111中時重復進行該余像除去處理，由此作為動畫將除去了余像 后的透視圖像顯示在圖像顯示裝置7上。
[0150] 這樣，在實施方式11中，能夠通過集成電路112等硬件實現實施方式1的余像修正 運算部11。同樣，對于實施方式2~10，也能夠通過硬件實現余像修正運算部11。
【主權項】
1. 一種X射線透視攝影裝置，其特征在于，具備： X射線管球，其照射X射線； X射線平面檢測器，其檢測透過了被檢測體的X射線； 操作部，其分別接受開始攝影圖像的取得和透視圖像的取得的指示； 控制部，其控制上述X射線管球和上述X射線平面檢測器，使得分別執行攝影圖像的取 得和透視圖像的取得； 余像修正運算部，其從在取得上述攝影圖像后取得的上述透視圖像中除去上述攝影圖 形的余像，其中， 上述余像修正運算部在每次取得上述攝影圖像時，得到攝影后的余像圖像，針對在本 次攝影后得到的上述余像圖像和上次以前的攝影后得到的上述余像圖像，對對應的每個像 素計算上述余像圖像的像素值因時間經過而衰減后的值，并從本次攝影后得到的透視圖像 的像素值減去，由此除去余像。2. 根據權利要求1所述的X射線透視攝影裝置，其特征在于， 上述余像修正運算部針對在本次攝影后得到的上述余像圖像和上次以前的攝影后得 到的一個以上的上述余像圖像，對對應的每個像素比較像素值，對每個像素選擇最大的像 素值，計算選擇出的最大的像素值因時間經過而衰減后的值，并從上述本次攝影后得到的 透視圖像的像素值減去，由此除去余像。3. 根據權利要求1所述的X射線透視攝影裝置，其特征在于， 上述余像修正運算部比較本次攝影后得到的上述余像圖像的像素值和在上次以前的 攝影中產生的余像圖像的在本次攝影緊前的像素值，針對其差為本次攝影緊前的像素值以 上的像素，選擇本次攝影后得到的上述余像圖像的像素值，計算選擇出的像素值因時間經 過而衰減后的值， 針對所述差不足本次攝影緊前的像素值的像素，選擇本次以前的攝影后得到的上述余 像圖像的像素值，計算選擇出的像素值因時間經過而衰減后的值， 從本次攝影后得到的透視圖像的像素值中分別減去計算出的上述衰減后的值的任意 一個，由此除去余像。4. 根據權利要求1所述的X射線透視攝影裝置，其特征在于， 上述余像修正運算部在每次攝影時，比較攝影后得到的上述余像圖像的像素值和在上 次以前的攝影中產生的余像圖像在攝影緊前的像素值，并計算其差，將上述差設為通過該 攝影產生的余像圖像的像素值，計算該像素值因時間經過而衰減后的值，對在多次攝影的 每次求出的上述余像圖像的上述衰減后的值進行合成，并從本次攝影后得到的透視圖像的 像素值減去，由此除去余像。5. 根據權利要求1所述的X射線透視攝影裝置，其特征在于， 上述余像修正運算部在每次取得上述攝影圖像時，從攝影后的上述X射線平面檢測器 取入X射線未照射圖像，將上述X射線未照射圖像作為上述余像圖像。6. 根據權利要求1所述的X射線透視攝影裝置，其特征在于， 上述余像修正運算部在每次取得上述攝影圖像時，根據上述攝影圖像的像素值計算上 述余像圖像。7. 根據權利要求1所述的X射線透視攝影裝置，其特征在于， 上述余像修正運算部針對每個上述像素，根據預先確定的函數計算取得上述透視圖像 時的上述衰減后的值，來作為上述余像圖像的像素值因時間經過而衰減后的值。8. 根據權利要求3所述的X射線透視攝影裝置，其特征在于， 上述余像修正運算部在比較本次攝影后得到的上述余像圖像的像素值和在上次以前 的攝影中產生的余像圖像在攝影緊前的像素值時，從上述本次攝影緊前的像素值減去到取 得上述本次攝影后的上述余像圖像時為止該像素值由于時間經過而衰減的量并進行比較。9. 根據權利要求1所述的X射線透視攝影裝置，其特征在于， 上述余像修正運算部，在對應于上述余像圖像的像素值為預定值以下的情況、在上述 攝影與透視圖像的取得之間的時間間隔為預定的時間以上的情況、將上述余像圖像的像素 值除以上述時間間隔所得的值為預定值以下的情況的任意一個時，判定為本次攝影后的上 述余像圖像的像素值到取得上述透視圖像為止衰減為預定值以下，對于該像素不進行上述 余像的除去。10. -種X射線透視圖像的余像修正方法，其特征在于， 在每次取得基于X射線的攝影圖像時，得到攝影后的余像圖像， 針對本次攝影后得到的上述余像圖像和上次以前的攝影后得到的上述余像圖像，對對 應的每個像素，計算上述余像圖像的像素值因時間經過而衰減后的值，從本次攝影后得到 的透視圖像的像素值中減去上述衰減后的值，由此除去余像。
【文檔編號】A61B6/00GK106073809SQ201610094436
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年2月19日 公開號201610094436.0, CN 106073809 A, CN 106073809A, CN 201610094436, CN-A-106073809, CN106073809 A, CN106073809A, CN201610094436, CN201610094436.0
【發明人】藤川真里, 天明宏之助, 萬木貴宏, 中村正
【申請人】株式會社日立制作所