(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線源（１１０）から照射され、被検体（１７０）を透過し、イメージング・アレイ（１３０）が検出したＸ線に基づいてアプリケーション画像を作成するためのディジタルＸ線イメージング・システムであって、
前記被検体（１７０）によって散乱されたＸ線散乱量子を吸収するＸ線集束グリッド（１２０）が前記被検体（１７０）と前記イメージング・アレイ（１３０）の間に配置され、
前記システムが、
前記アプリケーション画像内の前記Ｘ線集束グリッド（１２０）の影響を補正する複数のグリッド専用補正マップを格納するための手段と、
前記アプリケーション画像内の前記Ｘ線集束グリッド（１２０）以外の影響を補正する複数の非グリッド補正マップを格納するための手段と、
前記複数のグリッド専用補正マップの中から使用するＸ線集束グリッド（１２０）の種類に対応するグリッド専用補正マップを選択するための手段と、
前記複数の非グリッド補正マップの中から使用する照射技法又はシステム構成の種類に対応する非グリッド補正マップを選択するための手段と、
前記選択されたグリッド専用補正マップ及び前記選択された非グリッド補正マップに基づいてアプリケーション画像を補正するための手段と、
を備えるディジタルＸ線イメージング・システム。
【請求項２】
前記Ｘ線源（１１０）と、
前記イメージング・アレイ（１３０）と、
前記Ｘ線集束グリッド（１２０）と、
前記補正済みのアプリケーション画像を表示するための手段と、
を備える請求項１に記載のディジタルＸ線イメージング・システム。
【請求項３】
システム構成及び照射技法の種類に対応する非グリッド補正マップが選択され、
前記システム構成及び前記照射技法が、Ｘ線ビームのエネルギー・スペクトル、ｋＶｐ及びビームのろ過、Ｘ線ビームの空間的バラツキ、線源・イメージ間距離、Ｘ線のコリメート、Ｘ線管焦点、電離箱の特性、Ｘ線管、グリッド及び検出器アレイ間のアラインメントのいずれかを含む、請求項１又は２に記載のディジタルＸ線イメージング・システム。
【請求項４】
Ｘ線源（１１０）から照射され、被検体（１７０）を透過し、イメージング・アレイ（１３０）が検出したＸ線に基づいて作成されたアプリケーション画像を処理するプロセッサ（１４０）が前記アプリケーション画像を補正する方法であって、
アプリケーション画像内のグリッドの影響を補正するためのグリッド専用補正マップを使用されたＸ線集束グリッド（１２０）の種類に応じて決定するステップと、
前記システム内のＸ線の特性に基づく非グリッド補正マップであって、その他の構成要素のうちの１つまたは複数に基づく非グリッド影響のみに関してアプリケーション画像を補正するための非グリッド補正マップを使用された照射技法又はシステム構成の種類に応じて決定するステップと、
決定された前記グリッド専用及び非グリッド補正マップに基づいてアプリケーション画像を補正するステップと、
を含む方法。
【請求項５】
グリッド専用補正マップを決定する前記ステップが、グリッド無しの第１の画像を取得するステップと、グリッド有りの第２の画像を取得するステップと、前記第１及び第２の画像に基づいてグリッド専用補正マップを決定するステップと、を含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
第１及び第２の画像に基づいてグリッド専用補正マップを決定する前記ステップが、グリッド専用補正マップの１つまたは複数の値を次式［Ｙ2IJ−ＯＦＦ2IJ］＊［Ｙ1IJ−ＯＦＦ1IJ］-1に基づいて計算するステップを含み、上式において、Ｙ1IJ及びＹ2IJは第１及び第２の画像からのそれぞれの値に基づいており、またＯＦＦ1IJ及びＯＦＦ2IJは検出器のオフセットに基づいている、請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＸ線イメージングに関し、詳細にはディジタルＸ線画像を補正する方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
１８８５年のＸ線の発見以来、Ｘ線イメージングは何百万もの人の病気や負傷を正しく診断するために用いられてきている。この形態のイメージングでは、一般に高エネルギー放射の一形態であるＸ線を、素材よりなる被検体を透過させて蛍光プレート上にあてる必要がある。この蛍光プレートは、Ｘ線を透過させた素材に依存する強度で発光する、すなわち蛍光を発する。例えば、骨部を透過したＸ線は筋肉を透過したＸ線と比べて発生させる発光強度がより低くなる。蛍光プレートの次に位置する写真フィルムはこの発光に対して化学的な反応を示し、その様々な強度の２次元的記録が作成される。
【０００３】
近年、Ｘ線イメージング・システムは「ディジタル」化され、本質的に写真フィルムは電子的イメージング・アレイに置き換えられた。典型的なディジタルＸ線システムは、Ｘ線源と、Ｘ線集束グリッドと、アレイ状のピクセルから構成されるＸ線または光検出器とを含んでいる。Ｘ線源は特定のエネルギー・レベルをもつＸ線、すなわち量子を、狭い放出パターンで放出し、被検体を透過させて検出器に向かわせる。被検体を透過した後、この放射パターンは一次量子と散乱量子とを含んでいる。被検体と検出器の間に配置されたＸ線集束グリッドは、ほとんどの散乱量子を吸収し、かつほとんどの一次量子は通過させてアレイ状の検出器ピクセル上に渡す。
【０００４】
これに応答して、アレイ内の検出器ピクセルの各々は入射する光またはＸ線強度を表す電気出力信号を提供する。次いで、出力信号の各々はディジタル・ピクセル値として知られる１つの数値に変換される。この数値は続いて電子的表示デバイスまたはプリント用デバイス上に特有の色として出力され、Ｘ線画像の観察が可能となる。
【０００５】
表示の前には、アレイ状の検出器の不揃いに関してＸ線画像を補正するのが一般的である。こうした不揃いはアレイ内の各検出器ピクセルの個性に起因するものであり、これにより検出器は同じ入射光または入射Ｘ線に応答して異なる信号を出力することになる。画像に対するこの補正では、典型的には検出器の各出力信号のディジタル表現を、当該の検出器に関して経験的に決定された数値だけ調整する必要がある。すべての検出器ピクセルに対するこれらの数値は、一括して補正マップとして知られており、Ｘ線システムのディジタル・メモリ内に格納されているのが普通である。
【０００６】
検出器の不揃いに関する補正の外に、さらにこの補正マップにより、不均一なＸ線領域やグリッド・アーチファクトなど具体的なＸ線画像の形成に影響を及ぼすようなその他のシステム感度ファクタのすべてに関する補正がなされる。システム感度に影響を及ぼすこの多くのファクタは複雑な相互依存関係をもつため、補正マップはそれぞれ特定のシステム構成及び照射技法、すなわちシステム・ファクタの特定のセットに対して特異的に適用される。さらに、システムを特定の画像化利用に適合させるために行われる構成及び技法の変更（例えば、Ｘ線管電圧（ｋＶｐ）やＸ線ビーム・フィルタの増減、あるいはあるグリッドから別のグリッドへの交換など）のためには、様々な補正マップを使用する必要がある。例えば、頭部、胸部、手部では、一般に様々な照射技法やグリッド・タイプが必要であり、このため最適な結果を得るためには様々な補正マップが必要となる。
【０００７】
したがって、広範なシステム構成に対応するために、ディジタルＸ線イメージング・システムは特定用途向けの多くの補正マップを格納しておき使用することがある。例えば、あるシステムがＮ種類の構成及び照射技法とＰ種類のグリッド・オプションとに対応している場合、すべての可能なグリッド／技法の組み合わせの下で作成された画像を補正するために、このシステムはＮ×Ｐ（ＮとＰの積）種類の補正マップを格納していることがある。
【０００８】
特定用途向けの多くの補正マップを格納することに関する問題点の１つは、こうしたマップのすべては、Ｘ線システム本体の各構成要素の損耗、熟成及びその他の経年的変化に対する調整のため反復的にメンテナンス、または更新をする必要があることである。多くの補正マップに対する更新、すなわち再較正は時間がかかるだけでなく、システムのダウンタイムの点で不経済である。さらに、新たなＸ線利用や新たなグリッド・タイプが絶えず開発されているため、格納や更新を要する補正マップの数がさらに増大している。したがって、方法及びシステムのより適切な補正に対するニーズが存在する。
【０００９】
【発明の概要】
このニーズやその他のニーズに応えるため、発明者らはディジタルＸ線イメージング・システムにおいて画像を補正するための新規の方法及び装置を考案した。例えば、Ｎ種類の非グリッド(non-grid)構成とＰ種類のグリッドとを支えるシステムでは、従来であればＮ×Ｐ（ＮとＰの積）種類の補正マップを格納しかつ更新する必要があったが、本発明による好適な方法及び装置によれば、Ｎ＋Ｐ（ＮとＰの和）種類の補正マップを格納するだけで同じ補正能力を発揮することができる。本発明の様々な実施形態を取り入れたシステムでは、格納する補正マップの数がより少ないため、結果的に再較正のために要する時間及び費用がかなり低減される。
【００１０】
好適な一方法では、グリッド専用(grid-only) 補正マップ及び非グリッド補正マップを決定し、これらの「部分」補正マップ、すなわち「モジュール式」補正マップの組み合わせに基づいて画像を補正する。さらに詳細には、この好適な方法では、グリッド無しで作成された第１の平坦領域画像及びグリッド有りで作成された第２の平坦領域画像からグリッド専用補正マップを決定する。上記第１の画像を用いて非グリッド補正マップを決定し、上記の２つの画像を用いてグリッド専用補正マップを決定する。
【００１１】
好適な装置では、１つまたは複数の非グリッド補正マップと１つまたは複数のグリッド専用補正マップとを格納するためのメモリを含んでおり、さらに、非グリッド補正マップのうちの１つまたは複数及びグリッド専用補正マップのうちの１つを選択し、この選択された非グリッド補正マップ及びグリッド専用補正マップを使用して所与の画像を補正するためのソフトウェアを含んでいる。
【００１２】
【発明の好ましい実施形態の説明】
以下の詳細な説明は、図１〜３を参照しかつこれらを取り込んでおり、本発明の特定の実施形態のうちの１つまたは複数について記載しかつ例示している。これらの実施形態は、限定のためではなく単に本発明を例示並びに教示するために提示したものであって、当業者が本発明を実現させることができるように十分に詳細に図示かつ記載してある。したがって、本発明が不明瞭になるのが避けられる適当な場合には、本記載では当業者に周知の確実な情報を省略することがある。
【００１３】
図１は、本発明の教示を取り込んだ例示的なディジタルＸ線システム１００を示す。具体的には、システム１００はＸ線源１１０と、Ｘ線集束グリッド１２０と、イメージング・アレイ１３０と、プロセッサ１４０と、メモリ１５０と、出力デバイス１６０とを含む。理解しやすいように、コリメータ、システム制御装置、自動照射制御装置など、Ｘ線システムのその他の構成要素は図示していない。
【００１４】
Ｘ線源１１０は、１つまたは複数の選択可能なエネルギー・レベルでＸ線量子を放出する。この例示的実施形態では、任意のタイプのＸ線源、例えば、多くの異なる強度設定を有する線源を使用している。（しかし、本発明は任意のタイプのＸ線源、あるいは任意のタイプ、任意のレンジまたは任意の数の選択可能なＸ線源動作基準に限定されるものではない。）Ｘ線源１１０とＸ線集束グリッド１２０の間に配置された被検体すなわち身体１７０は、その構造及び組成に従ってＸ線量子を吸収、透過及び散乱させる。
【００１５】
Ｘ線集束グリッド１２０はほとんどの散乱量子を吸収すると共に、ほとんどの一次量子を透過させイメージング・アレイ１３０上に渡す。この例示的な実施形態では、このグリッド１２０はＸ線源１１０からの放射の経路内及び経路外に、手動または自動により移動可能である。適切なグリッドの例としては、米国特許第５，５８１，５９２号及び同第５，２９１，５３９号に記載されたグリッドなどがあり、これらの特許は参照により本明細書に組み込む。幾つかの実施形態では、Ｘ線画像内での位置特定のための計画マーカを備える集束グリッドを使用するものがあり、また別の実施形態では、計画マーカ以外に識別マーカを含むものがある。この例示的な実施形態では、多数のグリッドＰ（一般にグリッド１、グリッド２、．．．、グリッドＰと表す）のうちの１つを使用する。図１では、これらを総称してグリッドＰで示している。（調節可能な、すなわち再構成可能なグリッドの場合、実現可能な構成変更の各々により別々のグリッドＰが指定される。）グリッド１２０を透過した一次量子はイメージング・アレイ１３０に入射する。
【００１６】
イメージング・アレイ１３０は、センサすなわち検出器（図示せず）の２次元アレイを含んでいる。この好適な実施形態では、このアレイは矩形をなし、Ｋ行Ｌ列の検出器を含んでいる。この検出器の各々（すなわち各検出器ピクセル）はその行及び列に基づく一意のアドレス（すなわち、位置）を有している。図示していないが、イメージング・アレイ１３０はさらに、検知用増幅器及び／またはアナログ／ディジタル変換器など、当技術分野で周知であるかあるいは周知となると予測される、付属の信号調整用の電子装置を含んでいる。幾つかの実施形態では、その検出器は蛍光媒体からの光を介してＸ線を間接的に検出しており、また別の実施形態ではその検出器はＸ線を直接検出している。いずれの場合も、画像アレイ１３０はプロセッサ１４０への検出器出力に基づいてディジタル画像信号、すなわちピクセル値のセットを提供する。（本明細書で使用する場合、画像とは、イメージング・アレイ内の対応する検出器の少なくとも１つに由来する、さもなくば処理信号を通じて導出された、１つまたは複数のピクセル値からなるセット（組）を指す。）
プロセッサ１４０は、メモリ１５０及び出力デバイス１６０にインタフェース接続されている。メモリ１５０は、多数の部分補正マップ、すなわちモジュール式の補正マップ１５１〜１５６を含んでいる。部分補正マップ１５１、１５２及び１５３はグリッド専用補正マップである。すなわち、これらの補正マップは被検体画像、すなわちアプリケーション画像内のグリッドの影響を補正することのみを目的としている。他方、部分補正マップ１５４、１５５及び１５６は非グリッド補正マップであり、アプリケーション画像上のシステムのその他の構成要素のうちの１つまたは複数による影響の補正を目的としている。（本明細書で使用する場合、マップとは、画像の補正を目的とした数値からなるアレイを指す。）好適な実施形態では、非グリッド補正マップにより、グリッドを除くシステムのその他の構成要素のすべてに対する補正を行う。しかし、別の実施形態では、多数の特有の非グリッド補正マップにより、不均一なＸ線領域、Ｘ線ビームの幾何学構成、あるいはその他の特性に対して独立に補正を行う。さらに、メモリ１５０は１つまたは複数のソフトウェア・モジュール、またはコンピュータ・プログラム１５７及び１５８を含み、これらはそれぞれ、プロセッサ１４０により非グリッド補正マップ及びグリッド専用補正マップの各々を如何に規定しかつ適用させるかを制御している。例示的なメモリ・デバイスとしては、磁気式、光学式及び電子式による読み出し専用メモリ、ランダム・アクセス・メモリ、並びにこれらのタイプのデバイスの組み合わせなどがある。
【００１７】
出力デバイス１６０は、画像情報を出力するための１つまたは複数の画像ディスプレイ（表示装置）、プリンタ及び／または通信デバイスを含む。通信デバイスにより、画像情報を所望により電話用及び放送用の通信チャネルにより伝送することができ、遠隔処理または遠隔診断が容易となる。
【００１８】
一般に、部分補正マップ１５１〜１５６の１つまたは複数のセットを計算し格納し、さらにアプリケーション（被検体、すなわち患者）画像を取得した後の通常操作において、プロセッサ１４０は、そのアプリケーション画像内のグリッド特定用マーカの位置を特定すること、オペレータ入力すなわち設定を参照すること、またはグリッド画像及びアプリケーション画像のフーリエ変換を使用することにより、グリッド１２０の認識番号を決定する。これを決定した後、プロセッサ１４０はメモリ１５０から、２つ以上の部分補正マップ、例えば、１つのグリッド専用補正マップと少なくとも１つの非グリッド補正マップとの適当な組み合わせを選択し、アプリケーション画像の補正に使用する。次いで、プロセッサはこの補正マップをアプリケーション画像に合わせてレジストレーションし、レジストレーション済みの部分補正マップを順次アプリケーション画像に適用することによりアプリケーション画像を補正する。別法として、プロセッサは選択された部分補正マップを数学的に結合させて全体補正マップとし、この全体補正マップをアプリケーション画像に適用する。この補正済みのアプリケーション画像は、さらに処理を受け（本明細書では記載していない）、次いで１つまたは複数の所望の形式で出力させるために出力デバイス１６０に転送される。
【００１９】
図２及び図３はそれぞれ、部分補正マップを決定し、次いでこれらを適用してアプリケーション画像を補正する区的な方法の流れ図を示したものである。さらに詳細には、図２は、ソフトウェア・モジュールまたはコンピュータ・プログラム１５７に従った、システム１００の動作、特にプロセッサ１４０の動作を例示した好適例の流れ図２００を示している。流れ図２００は、この好適な実施形態において直列にまたは並列に実行されるブロック２０２〜２０８を含む。実施形態の幾つかでは、より多くのブロック数またはより少ないブロック数を使用して、この好適例の処理を編成している。別の実施形態では、２つ以上の特定のハードウェア・モジュールを、これらのモジュール間及びこれらのモジュールを介して通信された関連する制御及びデータ信号により相互接続させて、これらのブロックを実現している。したがって、好適例の処理の流れはソフトウェア、ファームウェア、並びにハードウェア手段に適用可能である。すべての場合ではないが、ほとんどの場合、この処理シーケンスは図示し記載した順序を変更することが可能である。
【００２０】
グリッドの影響及び非グリッドの影響を個別に補正可能であるという仮定の外に、この好適な処理では、イメージング・アレイ１３０からの画像データについて、２つの基礎的な仮定を行っている。この好適な処理による仮定の１つ目は、検出器ピクセル出力信号ＹIJの各々が次式によりモデル化できるということである。
【００２１】
ＹIJ＝ＭIJ＊ＸIJ＋ＯＦＦIJ              （式１）
上式において、下付文字ＩＪは、一般に、アレイ状の検出器のＩ番目の行でＪ番目の列にある検出器より導出された量、あるいはこの検出器と関連づけられた量であることを示しており、ＭIJは検出器ピクセルＩＪの位置での検出システムの全体の感度すなわちゲインであり、ＸIJは検出器ＩＪの位置でのレントゲン単位によるＸ線照射量であり、ＯＦＦIJはオフセット、すなわち、Ｘ線照射を行わない状態で検出器ＩＪの位置で計測された出力である。例示的な処理による仮定の２つ目は、全体の感度ＭIJが次式によりモデル化できることである。
【００２２】
ＭIJ＝ｆ（ＧIJ，ＮＧIJ）                （式２）
上式において、ｆは汎用関数または数式の組み合わせであり、ＧIJは検出器ＩＪに対するグリッド専用の補正ピクセル値を表しており、ＮＧIJは１つまたは複数の非グリッドの影響に関して検出器ＩＪの出力を補正するために使用される非グリッドの補正ピクセル値である。これらの仮定を用いて、この例示的方法は処理ブロック２０２〜２０８に示す処理を行っている。
【００２３】
処理ブロック２０２では、被検体無し、すなわち患者無しで、かつＸ線源１１０とイメージング・アレイ１３０の間に位置するＸ線集束グリッド１２０の無い、Ｎ枚の第１の平坦領域画像を取得することが必要となる。Ｎ枚の第１の平坦領域画像はそれぞれ、システム１００に関するＮ個の可能な非グリッドの構成のうちの具体的な１つに対応している。第１の画像を取得する前に、幾つかの実施形態では、グリッド１２０をＸ線源１１０からの放射の経路外に手動または自動により移動させる。幾つかの実施形態では、一連の平坦領域画像を（均等な重み付けまたは不均等な重み付けにより）ひとまとめにし、平均を取りＮ枚の第１の平坦領域画像の各々を決定する。一連の平坦領域画像を平均化することによりノイズが低減される。
【００２４】
第１の平坦領域画像の各々は、個々のピクセル値がＹ1IJ,n で表されるイメージング・アレイ１３０からのＫ×Ｌ個のピクセル値Ｙ1nのセットを含んでいる（ここで、Ｉ及びＪは具体的な行及び列を示す添え字であり、下付文字ｎは第１の平坦領域画像と関連したＮ個の可能な非グリッドの構成のうちの具体的な１つを意味しており、１〜Ｎの範囲にある。この例示的な実施形態では、これらのピクセル値を次式でモデル化している。
【００２５】
0004585665.tif 000002
上式において、Ｙ1IJ,n は第１の画像の検出器ＩＪの位置のピクセル値を表し、Ｍ’IJ,nは非グリッド構成における検出システムの検出器ピクセルＩＪの位置の感度を表し、Ｘ1IJ,n は検出器ＩＪの位置での入射Ｘ線照射量を表し、ＯＦＦ1IJ,n は、第１の画像を取得する直前または直後に決定される検出器オフセットである。
【００２６】
Ｎ枚の第１の平坦領域画像を取得した後、この例示的な処理はブロック２０４に進み、Ｎ個の非グリッド補正マップＮＧ1 、ＮＧ2 、．．．ＮＧN を計算しメモリ１５０に格納する。この例示的な実施形態では、Ｎ個の非グリッド補正マップの計算のためには、Ｎ枚の第１の平坦領域画像の各々を各検出器のオフセットに対して調整することが必要である。（式３ｂ）では、非グリッド補正マップＮＧn の各々の各ピクセル値を次のように定義している。
【００２７】
0004585665.tif 000003
本発明の幾つかの実施形態では、非グリッド補正マップの各々をメモリに格納する前に正規化している。こうした実施の一形態では、まとめられる多数の平坦領域画像から決定した平均値に基づいて各ピクセル値を正規化している。しかし、幾つかの実施形態では、その正規化は、別の代表値に基づくことや、全ピクセル値に対する絶対値または相対値に基づくことや、局所的すなわち部分的な正規化技法に基づくことがある。しかし、本発明は、何らかの具体的な正規化技法に限定されるものではない。
【００２８】
次いで、処理実行は、処理ブロック２０６に進む。このブロック２０６では、被検体無しで、かつＸ線源１１０とイメージング・アレイ１３０の間にＰ個の可能なＸ線集束グリッド１２０のうちの１つが有る、Ｐ枚の第２の平坦領域画像を取得することが必要となる。第２の平坦領域画像の各々は、ピクセル値Ｙ2pのセットを含んでいる。ここで下付文字ｐはＰ個の可能なＸ線集束グリッドのうちの具体的な１つを表しており、個々のピクセル値はＹ2IJ,p で表される。この例示的な実施形態ではこれらのピクセル値を次式によりモデル化している。
【００２９】
0004585665.tif 000004
上式において、Ｙ2IJ,p は第２の画像の検出器ＩＪの位置のピクセル値を表し、ＭIJ,pはグリッドｐを配置させた検出システムの検出器ピクセルＩＪの位置の全体感度を表し、Ｘ2IJ,p は第２の平坦画像に関する検出器ＩＪの位置での入射Ｘ線照射量を表し、ＯＦＦ2IJ,p は第２の画像を取得する直前または直後に決定される検出器オフセットである。幾つかの実施形態では、各グリッドＰの一連の画像を（均等または不均等な重み付けを使用して）ひとまとめにし、平均を取りＰ枚の第２の平坦領域画像の各々を決定する。
【００３０】
Ｐ枚の第２の平坦領域画像を取得した後、プロセッサはブロック２０８に進み、ここでＰ個のグリッド専用補正マップＧ1 、Ｇ2 、．．．ＧP を計算しメモリ１５０に格納する。第１及び第２の平坦領域画像が十分に低いノイズでかつ概ね等しい放射線照射により取得されている場合、すなわち、Ｘ1IJ が概ねＸ2IJ に等しい場合には、各グリッド専用補正マップのピクセル値は次式により算出することができる。
【００３１】
0004585665.tif 000005
上式において、ＮＧIJ,nは（式３ｂ）で定義される値であり、ｐは具体的なグリッドを表し、ｎは関連する第２の平坦領域画像を取得する際に用いられるシステム構成を表している。（式５ａ）は、グリッド専用補正マップが、それ自体がグリッド無しの平坦領域画像により補正を受けるグリッドの平坦領域画像から算出可能であるという主張を表したものである。
【００３２】
平坦領域画像（あるいは、これらの画像に基づく量）を正規化する実施形態では、放射線照射レベルＸ1IJ 及びＸ2IJ の関係に関する制約がない。この場合、各グリッド専用補正マップに対するピクセル値は次式により算出することができる。
【００３３】
0004585665.tif 000006
上式において、Ｎｏｒｍ及びＮｏｒｍ’はそれぞれ正規化関数または正規化技法を表している。幾つかの実施形態では、Ｎｏｒｍ及びＮｏｒｍ’は同一であり、別の実施形態ではこれらは異なる。
【００３４】
この部分補正マップは、計算されメモリ１５０内に格納された後、適当なアプリケーション画像を補正するために使用する準備が整う。（ここで、これらの部分補正マップは図２に概要を示す方法を使用して定期的な更新を受け、これによりＸ線システムの現在の状態を妥当に反映したマップが保証されることに留意されたい。）幾つかの実施形態では、部分補正マップの計算及び格納と、図３で示すアプリケーション画像の補正での実際のマップの使用との間には、かなりの遅れ、例えば、時間単位、日単位、週単位、または月単位の遅れが存在する。
【００３５】
図３は、ソフトウェア・モジュールまたはコンピュータ・プログラム１５８に従ったシステム１００の動作、特にプロセッサ１４０の動作を示す例示的な流れ図３００である。流れ図２００と同様に、流れ図３００は、ソフトウェア、ファームウェア、並びにハードウェア手段に適用可能である。流れ図３００は、処理ブロック３０２〜３１６を含み、これらは直列または並列に実行することや、あるいはより多くのブロック数またはより少ないブロック数に再編成させることができる。すべての場合ではないが、ほとんどの場合、この処理シーケンスは図示し記載した順序を変更することが可能である。
【００３６】
処理ブロック３０２では、システム１００は、１つまたは複数の非グリッドの動作基準（例えばＸ線管及び検出器の位置）により規定されるＮ個の可能なシステム構成及び技法のうちの１つ、並びにＸ線源とイメージング・アレイの間に配置されるＰ個の可能なＸ線集束グリッドのうちの１つを用いて、アプリケーション（患者、すなわち被検体の）画像を取得する。幾つかの実施形態においてシステム構成及び技法を規定するために使用されるその他の非グリッドの動作基準としては、Ｘ線ビームのエネルギー・スペクトル、ｋＶｐ及びビームのろ過、Ｘ線ビームの空間的バラツキ、線源・イメージ間距離、Ｘ線のコリメート、Ｘ線管焦点、電離箱の特性、Ｘ線管、グリッド及び検出器アレイ間のアラインメントなどがある。
【００３７】
アプリケーション画像はピクセル値Ｙ3np のセットを含む。ここで、ｎは具体的な非グリッドのシステム構成を表し、ｐはアプリケーション画像を形成させる際に使用した具体的なグリッドを表している。各ピクセル値Ｙ3IJ,npは次の形式を有する。
【００３８】
0004585665.tif 000007
上式において、Ｙ3IJ,npはアプリケーション画像の検出器ＩＪの位置での非補正のピクセル値を表し、ＭIJ,np は非グリッドの構成ｎ、グリッドｐをもつ検出システムの検出器ピクセルＩＪの位置での全体感度を表し、Ｘ3IJ,npはアプリケーション画像に関する検出器ＩＪの位置での入射Ｘ線照射量を表し、ＯＦＦ3IJ,npはアプリケーション画像を取得する直前または直後の検出器オフセットである。
オフセットに関する調整をした後、アプリケーション画像の各ピクセル値はＭIJ,np ＊Ｘ3IJ,npの形式を有する。
【００３９】
ブロック３０４において、プロセッサはアプリケーション画像に対して使用する非グリッドのシステム構成を決定する。この例示的な実施形態では、このためには、１つまたは複数のオペレータ入力または対応するＸ線システムの設定を検討する必要がある。幾つかの実施形態では、非グリッドのシステム構成は管電圧（ｋＶｐ）及び焦点に関する仕様などの２つ以上のパラメータの特定を通じて決定される。
【００４０】
ブロック３０６において、プロセッサは非グリッドのシステム構成の決定を用いて、メモリから１つまたは複数の非グリッド補正マップを選択する。この例示的な実施形態では、このためには、対象となるアプリケーション画像を形成させるために使用した非グリッドのシステム構成用に生成された既存の非グリッド補正マップを選び出すことが必要となる。しかし、別の実施形態では、このためには、その各々がシステム構成の異なる非グリッド態様に対処する２つ以上の非グリッド補正マップを選択することが必要となる。１つまたは複数の適当な非グリッド補正マップを選択した後、この例示的方法の実行はブロック３０８に続く。
【００４１】
ブロック３０８では、Ｘ線源とイメージング・アレイの間に配置されたグリッドの認識番号すなわちタイプを決定すること、並びに特定されたグリッドをアプリケーション画像内で検出することが必要となる。グリッドの認識番号すなわちタイプを決定し、かつこのグリッドを検出するためには少なくとも３つの方法が存在する。第１の方法は、グリッドの認識番号すなわちタイプを示すＸ線システムの入力または設定を検討することである。第２の方法は、そのグリッドからの認識番号すなわちタイプのマーカをアプリケーション画像内で識別することである。また、第３の方法は、識別用の信号スペクトルの特徴を使用して、可能性のあるグリッドの各々に特異的なフーリエ変換と、アプリケーション画像のフーリエ変換とを比較することである。グリッドを検出することには、アプリケーション画像内で特定されたグリッドの回転及び平行移動を決定することが含まれる。
【００４２】
次に、この例示的な処理はブロック３１０及び３１２を実行する。ブロック３１０では、決定したグリッドの認識番号すなわちグリッド・タイプを使用して、メモリからグリッド専用補正マップ（例えば、グリッド専用補正マップＰ）を選択することが必要となる。さらに、ブロック３１２では、選択されたグリッド専用補正マップをアプリケーション画像に合わせてレジストレーションすることが必要となる。このレジストレーションのためには、グリッド専用補正マップをアプリケーション画像に合わせて方向付けし、そのピクセル補正値が確実にアプリケーション画像の補正済みのピクセルに適用できるようにすることが必要となる。この例示的な実施形態では、アフィン(affine)レジストレーション、フーリエ・スペクトル解析、またはアプリケーション画像内でのグリッドの可視的特徴の特定を使用し、適正なレジストレーションを保証している。
【００４３】
ブロック３１４では、１つまたは複数の選択された非グリッド補正マップ及び選択されたグリッド専用補正マップに基づいてアプリケーション画像を補正することが必要となる。この例示的な実施形態では、このためには、（式７）で規定するようにして、部分補正マップＧp 及びＮＧn をアプリケーション画像に適用することが必要となる。
【００４４】
0004585665.tif 000008
上式において、Ｙ3’IJ はアプリケーション画像のピクセル値ＩＪに対する補正済みのピクセル値を表し、ｆ（ＧIJ，ＮＧIJ）］-1は（式２）で規定した全体補正マップを表し、量［Ｙ3IJ −ＯＦＦ3IJ ］はオフセット補正済みのアプリケーション画像のピクセル値ＩＪを表している。（式７）を実現するにあたり、この例示的な実施形態では、ｆ（ＧIJ，ＮＧIJ）をＧIJとＮＧIJの積、すなわち次式のように規定している。
【００４５】
0004585665.tif 000009
【００４６】
正規化された補正マップを使用する実施形態では、ｆ（ＧIJ，ＮＧIJ）は次式の形式をしている。
【００４７】
0004585665.tif 000010
【００４８】
（式７）に示すようにアプリケーション画像を補正した後、この例示的方法はブロック３１６を実行する。ブロック３１６では補正済みの画像を出力デバイス１６０に出力することが必要となる。
【００４９】
［結論］
当技術分野の進展において、発明者らは直接式及び間接式ディジタル・イメージング・システムにおいてアプリケーション画像を補正するために非グリッド補正マップ及びグリッド専用補正マップを使用する新規の方法及び装置を考案した。Ｎ種類の非グリッド構成とＰ種類のグリッドに対応したシステムでは、従来であればＮ×Ｐ（ＮとＰの積）種類の補正マップを格納しかつ更新する必要があったが、本発明による例示的方法及び装置によれば、Ｎ＋Ｐ（ＮとＰの和）種類の補正マップを格納するだけで同じ補正能力を発揮することができる。
【００５０】
上記した実施形態は、本発明を実現、すなわち実施するための１つまたは複数の方式を例示しかつ教示することのみを目的としたものであり、その広さすなわち範囲を限定する目的ではない。本発明の実際の範囲は、本発明の教示を実現すなわち実施するすべての方式を包含しており、添付の特許請求の範囲及びこれらの同等物によって規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の教示を取り込んだ好適なディジタルＸ線イメージング・システム（１００）のブロック図である。
【図２】同様に本発明の教示を組み込んだ、グリッド専用及び非グリッド補正マップを決定する好適な方法を表した流れ図（２００）である。
【図３】同様に本発明の教示を組み込んだ、画像を補正する好適な方法を表した流れ図（３００）である。
【符号の説明】
１００  ディジタルＸ線イメージング・システム
１１０  Ｘ線源
１２０  Ｘ線集束グリッド、グリッド
１３０  イメージング・アレイ
１４０  プロセッサ
１５０  メモリ
１６０  出力デバイス
１７０  被検体
１５１−１５６  部分補正マップ
１５７、１５８  ソフトウェア・モジュール
【図１】
0004585665.tif 000011
【図２】
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【図３】
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