(57)【要約】【課題】構造を複雑にすることなく散乱Ｘ線による悪影響を低減してより鮮明な撮影画像を得ることができるようにしたＸ線診断装置を提供する。【解決手段】投影データを、直接線領域投影データ取得手段１６および散乱線領域投影データ取得手段１７によって直接線領域投影データおよび散乱線領域投影データとにそれぞれ分解し、散乱線除去投影データ取得手段１８によって直接線領域投影データから散乱線領域投影データを差し引いて散乱Ｘ線の影響を除去した散乱線除去投影データを得、この散乱線除去投影データを再構成手段によって再構成するようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源と被写体との間に配置されてＸ線の通過部および遮蔽部を有するＸ線照射領域設定手段と、このＸ線照射領域設定手段が所定の位置にあるとき上記Ｘ線源から照射して上記通過部を通過したＸ線を検出して投影データを得るＸ線検出器と、この投影データによる撮影画像を表示する表示手段とを備えたＸ線診断装置において、上記所定の位置で上記Ｘ線照射領域設定手段の上記通過部を通過した部分の直接Ｘ線領域投影データを得る直接Ｘ線領域投影データ取得手段と、上記所定位置の上記通過部に対応する位置に上記Ｘ線照射領域設定手段の上記遮蔽部が位置したときの散乱Ｘ線領域投影データを得る散乱Ｘ線領域投影データ取得手段と、上記直接Ｘ線領域投影データ取得手段による直接Ｘ線領域投影データから上記散乱Ｘ線領域投影データ取得手段による散乱Ｘ線領域投影データを差し引いて散乱Ｘ線除去投影データを得る散乱Ｘ線除去投影データ取得手段とを設け、上記表示手段は、この散乱Ｘ線除去投影データを用いて撮影画像を得ることを特徴とするＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、Ｘ線管と被写体との間にスリット移動体等のＸ線照射領域設定手段を備えたＸ線診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＸ線診断装置として、Ｘ線管と被写体との間にスリット移動体を配置し、このスリット移動体によってＸ線の通過領域を制限して同部での散乱Ｘ線を除去するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、被写体を通過した後においても散乱Ｘ線が生じ、これが鮮明な撮影画像を得る上での障害となっていた。これに対して、Ｘ線管と被写体との間に第一スリット移動体を配置し、さらに被写体とＸ線検出器との間に第二スリット移動体を配置し、これら両スリット移動体を同期して移動させることによって被写体を通過した後の散乱Ｘ線を除去するようにしたＸ線診断装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
また近年、Ｘ線検出器に使用されてきたイメージ・インテンシファイアに代わり、Ｘ線平面センサが使用されており、このＸ線平面センサはイメージ・インテンシファイアより占有スペースが大幅に削減されたこと、またイメージ・インテンシファイアから出力される光学Ｘ線画像を撮影するテレビカメラが不要であることなど、Ｘ線診断装置の小型化に寄与している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平３−１８３５２１号公報
【特許文献２】
特開平９−７０４０１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＸ線診断装置は、第一および第二スリット移動体を同期して移動させるために高精度の駆動装置３１が必要となり、全体の構成が複雑になってしまう。また、Ｘ線検出器にＸ線平面センサを用いた場合の小型化を十分に発揮できなかった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、構造を複雑にすることなく散乱Ｘ線による悪影響を低減してより鮮明な撮影画像を得ることができるようにしたＸ線診断装置を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、Ｘ線源と被写体との間に配置されてＸ線の通過部および遮蔽部を有するＸ線照射領域設定手段と、このＸ線照射領域設定手段が所定の位置にあるとき上記Ｘ線源から照射して上記通過部を通過したＸ線を検出して投影データを得るＸ線検出器と、この投影データによる撮影画像を表示する表示手段とを備えたＸ線診断装置において、上記所定の位置で上記Ｘ線照射領域設定手段の上記通過部を通過した部分の直接Ｘ線領域投影データを得る直接Ｘ線領域投影データ取得手段と、上記所定位置の上記通過部に対応する位置に上記Ｘ線照射領域設定手段の上記遮蔽部が位置したときの散乱Ｘ線領域投影データを得る散乱Ｘ線領域投影データ取得手段と、上記直接Ｘ線領域投影データ取得手段による直接Ｘ線領域投影データから上記散乱Ｘ線領域投影データ取得手段による散乱Ｘ線領域投影データを差し引いて散乱Ｘ線除去投影データを得る散乱Ｘ線除去投影データ取得手段とを設け、上記表示手段は、この散乱Ｘ線除去投影データを用いて撮影画像を得ることを特徴とする。
【０００８】
本発明によるＸ線診断装置は、散乱Ｘ線除去投影データ取得手段により、直接Ｘ線領域投影データから散乱Ｘ線領域投影データを差し引いて散乱Ｘ線除去投影データを得るようにしたため、Ｘ線照射領域設定手段のスリットなどの通過部を通過したＸ線にも散乱Ｘ線が含まれていても、これを差し引いて除去することができ、この散乱Ｘ線除去投影データを用いることによって鮮明な撮影画像を得ることができる。これは、従来のようなＸ線照射領域設定手段に同期して移動する第二のＸ線照射領域設定手段を設ける必要がないので、構成を簡単にすることができる。
【０００９】
また本発明は、上記直接Ｘ線領域投影データ取得手段として上記Ｘ線検出器で検出した最大値信号を抽出して直接Ｘ線領域投影データとし、上記散乱Ｘ線領域投影データ取得手段として上記Ｘ線検出器で検出した最小値信号を抽出して散乱Ｘ線領域投影データとすれば、散乱Ｘ線が低空間周波数領域に偏在しているのを利用して、容易に散乱Ｘ線領域投影データを得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施の形態によるＸ線診断装置を示すブロック構成図である。
Ｘ線を発生するＸ線源１は、天板３上に載置した被写体４を挟んでＸ線を検出するＸ線検出器２と対向配置している。このＸ線源１と被写体４間には、Ｘ線を限定的に通過させる複数のスリットあるいはその他類似の通過部および遮蔽部を有して構成したＸ線照射領域設定手段５が配置され、このＸ線照射領域設定手段５は駆動装置６によって移動可能に構成している。このＸ線照射領域設定手段５の移動位置は、ほぼ対向的に配置した位置検出手段７によって検出され、この位置検出手段７による位置検出データは撮影制御部８に送られる。操作卓１３から諸条件が入力されてパルス撮影が指令されると、撮影制御部８はＸ線照射領域設定手段５が所定の第一の位置に達したことを位置検出手段７からの検出信号に基づいて検出し、Ｘ線発生器９に指令を与え、このＸ線発生器９によってＸ線源１から第一のパルスＸ線を照射してパルス撮影が開始される。
【００１１】
照射されたＸ線はＸ線照射領域設定手段５の通過部によって制限されて同部での散乱Ｘ線を制限すると共に、複数列のファンビームとなって被写体４を通過してＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）式のＸ線検出器２によって検出される。このＸ線検出器２ではＸ線が電気信号に変換され、この電気信号であるＸ線照射領域設定手段５の走査方向の投影データはＸ線画像データメモリ１０に蓄え、その後、データメモリ１１に格納される。
【００１２】
図２は、Ｘ線照射領域設定手段５が所定の第一の位置にあるときのＸ線照射状態を示す側面図である。
Ｘ線管１から照射されたＸ線は、Ｘ線照射領域設定手段５の複数の通過部を介して複数列のファンビームとなって被写体４を通過し、ＦＰＤ式のＸ線検出器２によって検出される。このとき、矢印で示すように散乱Ｘ線が生じ、これらを含めてＸ線検出器２による検出が行われてしまう。図３に示すようにＸ線照射領域設定手段５の複数の通過部を通過したＸ線は、直接線信号投影データ２０ａ，２０ｂ，２０ｃとして、またＸ線照射領域設定手段５の複数の通過部以外の部分によって遮蔽された位置では、散乱Ｘ線信号投影データ１９ａ，１９ｂとして検出される。
【００１３】
その後、Ｘ線照射領域設定手段５は駆動装置６によって駆動されて未だＸ線が照射されていない所定の第二の位置に移動させられる。この所定の第二の位置は、先の所定の第一の位置で通過部が位置してところに遮蔽部が位置した状態となっている。この移動が完了したことを位置検出手段７が検出すると、撮影制御部８はこの位置検出手段７による検出信号に基づいてＸ線発生器９に指令を与え、制御信号発生器１５の信号に同期してＸ線発生器９によってＸ線源１から第二のパルスＸ線を照射する。照射されたＸ線は、Ｘ線照射領域設定手段５の通過部によって制限されて同部での散乱Ｘ線を制限すると共に、複数列のファンビームとなって被写体４を通過してＦＰＤ式のＸ線検出器２によって検出される。このＸ線検出器２ではＸ線が電気信号に変換され、この電気信号であるＸ線照射領域設定手段５の走査方向の投影データはＸ線画像データメモリ１０に蓄え、その後、データメモリ１１に格納される。
【００１４】
図４は、Ｘ線照射領域設定手段５が所定の第二の位置にあるときのＸ線照射状態を示す側面図である。
Ｘ線源１から照射されたＸ線はＸ線照射領域設定手段５の複数の通過部を介して複数列のファンビームとなって被写体４を通過し、ＦＰＤ式のＸ線検出器２によって検出される。このときも、第一回目と同様に矢印で示すように散乱Ｘ線が生じても、これらを含めてＸ線検出器２による検出が行われる。図５に示すようにＸ線照射領域設定手段５の複数の通過部を通過したＸ線は、直接線信号２０ｄ，２０ｅ，２０ｆとして、またＸ線照射領域設定手段５の複数の通過部以外の遮蔽部によって遮蔽された位置では、散乱Ｘ線信号１９ｃ，１９ｄとして検出される。
【００１５】
このように少なくともＸ線照射領域設定手段５の通過Ｘ線が被検体４の撮影領域の全面を走査するようにＮ回撮影を行い、それぞれの投影データをデータメモリ１１にＮ個保存する。ここでは、二回でＸ線照射領域設定手段５の通過Ｘ線が被検体４の撮影領域の全面を走査したとする。
【００１６】
これらの信号を単純に加えて合成投影データとすると、図６に示すように散乱Ｘ線信号１９ａ〜１９ｄを含んでしまい、また直接線信号２０ａ〜２０ｆにも散乱Ｘ線による信号を含んでいるため、表示手段によって撮影画像としてモニタ１４に表示したとき、アーチファクトとして表れ鮮明な撮影画像を得ることができない。そこで、図１に示したデータメモリ１１の投影データを直接Ｘ線領域投影データ取得手段１６および散乱Ｘ線領域投影データ取得手段１７によって直接Ｘ線領域投影データおよび散乱Ｘ線領域投影データとにそれぞれ分解し、散乱Ｘ線除去投影データ取得手段１８によって直接Ｘ線領域投影データから散乱Ｘ線領域投影データを差し引きして散乱Ｘ線除去投影データを得るようにし、この散乱Ｘ線除去投影データを用いて撮影画像を得るようにしている。
【００１７】
図７に示すように時刻ｔ０で所定の第一の位置における投影データ２１を取得し、時刻ｔ０＋Δｔ後に所定の第二の位置で投影データ２２を取得したとする。投影データ２１は、Ｘ線照射領域設定手段５のスリットなどの通過部を通過したＸ線を検出した部分が白で表され、Ｘ線照射領域設定手段５によって遮られて散乱Ｘ線を検出した部分が黒で表されている。このＸ線照射領域設定手段５の遮蔽部によって遮られた黒部分が、今度はＸ線照射領域設定手段５のスリットなどの通過部に対応してＸ線の通過部となるようにＸ線照射領域設定手段５を移動して、撮影したのが所定の第二の位置での投影データ２２である。従って、両投影データ２１，２２におけるＸ線照射領域設定手段５のスリットなどの通過部を通過したＸ線を検出した部分、つまり白で表した部分を合成すると、被検体４の全撮影領域の投影データとなる。
【００１８】
そこで、直接Ｘ線領域投影データ取得手段１６は、位置検出手段７による検出位置を対応させて、図７に示すように投影データ２１および投影データ２２におけるＸ線照射領域設定手段５の通過部を通過したＸ線を検出した白部分の直接線信号２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆを合成して直接Ｘ線領域投影データ２３を取得する。
【００１９】
一方、散乱Ｘ線領域投影データ取得手段１７は、位置検出手段７による検出位置を対応させて、図７に示すように投影データ２１および投影データ２２におけるＸ線照射領域設定手段５の通過部以外の遮蔽部で遮蔽された位置の黒部分の散乱Ｘ線信号１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄを合成して散乱Ｘ線領域投影データ２４を取得する。
【００２０】
次に、散乱Ｘ線除去投影データ取得手段１８は、図７に示すように直接Ｘ線領域投影データ２３から散乱Ｘ線領域投影データ２４を差し引いて散乱Ｘ線除去投影データ２５を得る。つまり、上述したようにＸ線照射領域設定手段５のスリットなどの通過部を通過したＸ線を検出した部分にも図２および図４で示したように散乱Ｘ線が含まれていても、これは散乱Ｘ線領域投影データ２４に対応しているので、直接Ｘ線領域投影データ２３から散乱Ｘ線領域投影データ２４を差し引くと、Ｘ線照射領域設定手段５の通過部を通過したＸ線に含まれていた散乱Ｘ線を除去することができる。従って、この散乱Ｘ線除去投影データ２５を用いることによって、より鮮明な撮影画像を得ることができる。
【００２１】
このようなＸ線診断装置によれば、従来のようなスリット移動体に対応するＸ線照射領域設定手段５に同期して移動する第二のＸ線照射領域設定手段を設ける必要はなく、複雑な駆動機構を用いることなく小型で散乱Ｘ線による悪影響を低減してコントラストの高いより鮮明な撮影画像を得ることができる。また、Ｘ線照射領域設定手段５の通過部面積を比較的小さくしなくても、直接Ｘ線領域投影データ２３から散乱Ｘ線領域投影データ２４を差し引いて散乱Ｘ線の影響を除去することができるので、撮影時間が短くＸ線管１の負荷も少なくてすむ。
【００２２】
図８は、本発明の他の実施の形態によるＸ線診断装置による散乱Ｘ線除去投影データの取得方法を示す説明図である。
この実施の形態におけるＸ線照射領域設定手段５は、図８に示すように複数のＸ線通過部を有する市松パターンのものを用いており、直接Ｘ線の通過部が遮蔽部となる散乱Ｘ線の領域より容易に広くすることができる。この場合の移動は、Ｘ線照射領域設定手段５の通過部を通過した直接線が被写体４の全面を走査できるように旋回させている。各フレームの投影データ２６，２７は位置検出手段７による位置検出信号により、撮影時のＸ線の位置情報を持っているので、各投影データ２６，２７の画素単位でＸ線照射領域設定手段５の通過部を通過したＸ線による直接線の投影データか、Ｘ線照射領域設定手段５で遮蔽された散乱Ｘ線の投影データかを分別することができる。
【００２３】
そこで、位置検出手段７による位置検出信号から所定の位置におけるＸ線照射領域設定手段５の通過部を通過したものを集め、それを合成することによって直接Ｘ線領域投影データ２８を得る。一方、同じ所定の位置においてＸ線照射領域設定手段５で遮蔽された散乱Ｘ線の画素の信号は、位置検出手段７による位置検出信号から分別して集めて散乱Ｘ線領域投影データ２９を合成する。
【００２４】
これらの直接Ｘ線領域投影データ２８および散乱Ｘ線領域投影データ２９は、同位置における画素の値を比較し、最大値を直接線による投影データ、最小値を散乱Ｘ線による投影データとして置き換えることもできる。また、Ｘ線照射領域設定手段５の移動が不十分で、所定の位置における散乱Ｘ線領域投影データが全て得られなかった場合、散乱Ｘ線は定収は領域に偏在することが分かっているので、位置検出手段７による位置検出信号に基づいて近傍位置における投影データで置換し、ローパスフィルタを適用して投影データを補うこともできる。
【００２５】
その後、直接Ｘ線領域投影データ２８から散乱Ｘ線領域投影データ２９を差し引いて散乱Ｘ線除去投影データ２５を得る。こうしてＸ線照射領域設定手段５の通過部を通過したＸ線を検出した部分にも含まれている散乱Ｘ線を除去することができる。従って、この散乱Ｘ線除去投影データ２５を用いて処理手段による再構成を行うと、従来のようなスリット移動体に対応するＸ線照射領域設定手段５に同期して移動する第二のＸ線照射領域設定手段や複雑な駆動機構を用いることなく、散乱Ｘ線による悪影響を低減してより鮮明な撮影画像を得ることができるようになる。
【００２６】
図９は、本発明の他の実施の形態によるＸ線診断装置による散乱Ｘ線除去投影データの取得方法を示す説明図である。
先の実施の形態で直接Ｘ線領域投影データ取得手段は、位置検出器７からの位置情報に対応させて直接Ｘ線領域投影データ２８を得たが、第一の所定の位置および第二の所定位置におけるＸ線照射領域設定手段５の通過部を通過したものを集め、各データの最大値信号ｐ１〜ｐＮだけを抽出して直接Ｘ線領域投影データ２８を得るようにすることもできる。また、散乱Ｘ線領域投影データ取得手段による散乱Ｘ線領域投影データ２９としては、第一の所定の位置および第二の所定位置におけるＸ線照射領域設定手段５の遮蔽部によって遮蔽されたものを集め、各データの最小値信号ｓ１〜ｓＮだけを用いて容易に得ることができる。先の実施の形態と同様に、この直接Ｘ線領域投影データ２８から散乱Ｘ線領域投影データ２９を差し引いて散乱Ｘ線除去投影データ２５を得ることができるので、この散乱Ｘ線除去投影データ２５を用いればより鮮明な画像を得ることができる。
【００２７】
尚、上述した実施の形態では、Ｘ線照射領域設定手段５に複数の通過部を形成したものについて説明したが、その大きさ、形状および数は任意に設定することができ、またＸ線パルス撮影以外にも適用することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によるＸ線診断装置によれば、従来のようなスリット移動体に対応するＸ線照射領域設定手段に同期して移動する複雑な第二のＸ線照射領域設定手段を設ける必要はなく、Ｘ線照射領域設定手段の通過部を通過した直接Ｘ線領域投影データに含まれる散乱Ｘ線領域投影データを除去して、散乱Ｘ線による悪影響を低減しより鮮明な撮影画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるＸ線診断装置を示すブロック構成図である。
【図２】Ｘ線照射領域設定手段が所定の第一の位置にあるときのＸ線照射状態を示す側面図である。
【図３】図２に対応する投影データを模式的に示す説明図である。
【図４】Ｘ線照射領域設定手段５が所定の第二の位置にあるときのＸ線照射状態を示す側面図である。
【図５】図４に対応する投影データを模式的に示す説明図である。
【図６】図３および図４に示した投影データの合成を模式的に示す説明図である。
【図７】図１に示したＸ線診断装置による散乱Ｘ線除去投影データの算出を示す手順説明図である。
【図８】本発明の他の実施の形態によるＸ線診断装置による散乱Ｘ線除去投影データの取得方法を示す説明図である。
【図９】本発明の他の実施の形態によるＸ線診断装置による散乱Ｘ線除去投影データの取得方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１  Ｘ線源
２  Ｘ線検出器
４  被写体
５    Ｘ線照射領域設定手段
７  位置検出手段
１６  直接Ｘ線領域投影データ取得手段
１７  散乱Ｘ線領域投影データ取得手段
１８  散乱Ｘ線除去投影データ取得手段
２３    直接Ｘ線領域投影データ
２４    散乱Ｘ線領域投影データ
２５  散乱Ｘ線除去投影データ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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