(57)【要約】【課題】  Ｘ線における連続スペクトルを考慮してより鮮明なサブトラクション画像を得ることが可能なＸ線撮影方法等を提供する。【解決手段】  Ｘ線撮影装置は、被検者１を載置するテーブル２と、Ｘ線管３と、フラットパネルディテクタ４と、制御部５と、Ｘ線管制御部６と、表示部７とを備える。また、制御部５は、高電圧撮影時に使用される高電圧画像メモリ１１、ＬＯＧ変換部１２および重みづけ部１３と、低電圧撮影時に使用される低電圧画像メモリ１４、ＬＯＧ変換部１５および重みづけ部１６と、サブトラクション処理を実行するサブトラクション部１７と、参照テーブル１８と、画像処理部１９とを備える。参照テーブル１８には、Ｘ線管３に高電圧と低電圧とを付与したときのフラットパネルディテクタ４の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すデータが記録されている。【選択図】        図１
2012245142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線をＸ線検出器により検出することによりＸ線画像を撮影するＸ線撮影方法において、
Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線エネルギーの分布と、このＸ線エネルギーに対応する質量減衰係数とに基づいて、Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値を、軟部組織と骨部との厚さを変更して複数回演算する演算工程と、
前記演算工程における演算結果に基づいて、前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すデータをテーブルとして記憶する記憶工程と、
前記Ｘ線管に高電圧を付与したときの被検者を通過したＸ線を前記Ｘ線検出器により検出する高電圧撮影工程と、
前記Ｘ線管に低電圧を付与したときの被検者を通過したＸ線を前記Ｘ線検出器により検出する低電圧撮影工程と、
前記記憶工程で記憶した前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すデータと、前記高電圧撮影工程で検出したＸ線の検出値と、前記低電圧撮影工程で検出したＸ線の検出値とから、軟部組織および骨部の画像を作成する画像処理工程と、
前記画像処理工程において作成された軟部組織および骨部の画像を表示する表示工程と、
を備えたことを特徴とするＸ線撮影方法。
【請求項２】
請求項１に記載のＸ線撮影方法において、
Ｘ線管に高電圧を付与してＸ線管からＸ線検出器に直接Ｘ線を照射したときのＸ線検出器によるＸ線の検出値をＩＯＨ、Ｘ線管に低電圧を付与してＸ線管からＸ線検出器に直接Ｘ線を照射したときのＸ線検出器によるＸ線の検出値をＩＯＬ、Ｘ線管に高電圧を付与して軟部組織を厚さＬＳ  、骨部を厚さＬＢ  だけ通過したときのＸ線検出器によるＸ線の検出値をＩＨ  、Ｘ線管に低電圧を付与して軟部組織を厚さＬＳ  、骨部を厚さＬＢ  だけ通過したときのＸ線検出器によるＸ線の検出値をＩＬ  、Ｘ線管から照射されるＸ線が軟部組織を通過するときの質量減弱係数をμＳ  、Ｘ線管から照射されるＸ線が骨部を通過するときの質量減弱係数をμＢ  、Ｘ線エネルギーをＥとしたときに、前記演算工程においては、下記の式に基づいて演算を実行するＸ線撮影方法。
2012245142.tif 000013
2012245142.tif 000014
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のＸ線撮影方法において、
前記演算工程において演算したＸ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織と骨部との厚さとの関係を補完処理することにより、前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すデータを正規化する正規化工程をさらに備えるＸ線撮影方法。
【請求項４】
Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線をＸ線検出器により検出することによりＸ線画像を撮影するＸ線撮影方法において、
前記Ｘ線管に高電圧を付与したときの被検者を通過したＸ線を前記Ｘ線検出器により検出する高電圧撮影工程と、
前記Ｘ線管に低電圧を付与したときの被検者を通過したＸ線を前記Ｘ線検出器により検出する低電圧撮影工程と、
前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すテーブルと、前記高電圧撮影工程で検出したＸ線の検出値と、前記低電圧撮影工程で検出したＸ線の検出値とから、軟部組織および骨部の画像を作成する画像処理工程と、
前記画像処理工程において作成された軟部組織および骨部の画像を表示する表示工程と、
を備えたことを特徴とするＸ線撮影方法。
【請求項５】
請求項４に記載のＸ線撮影方法において、
前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すテーブルは、
Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線エネルギーの分布と、このＸ線エネルギーに対応する質量減衰係数とに基づいて、Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値を、軟部組織と骨部との厚さを変更して複数回演算する演算工程と、
前記演算工程における演算結果に基づいて、前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すデータをテーブルとして記憶する記憶工程と、
により作成されるＸ線撮影方法。
【請求項６】
請求項５に記載のＸ線撮影方法において、
Ｘ線管に高電圧を付与してＸ線管からＸ線検出器に直接Ｘ線を照射したときのＸ線検出器によるＸ線の検出値をＩＯＨ、Ｘ線管に低電圧を付与してＸ線管からＸ線検出器に直接Ｘ線を照射したときのＸ線検出器によるＸ線の検出値をＩＯＬ、Ｘ線管に高電圧を付与して軟部組織を厚さＬＳ  、骨部を厚さＬＢ  だけ通過したときのＸ線検出器によるＸ線の検出値をＩＨ  、Ｘ線管に低電圧を付与して軟部組織を厚さＬＳ  、骨部を厚さＬＢ  だけ通過したときのＸ線検出器によるＸ線の検出値をＩＬ  、Ｘ線管から照射されるＸ線が軟部組織を通過するときの質量減弱係数をμＳ  、Ｘ線管から照射されるＸ線が骨部を通過するときの質量減弱係数をμＢ  、Ｘ線エネルギーをＥとしたときに、前記演算工程においては、下記の式に基づいて演算を実行するＸ線撮影方法。
2012245142.tif 000015
2012245142.tif 000016
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載のＸ線撮影方法において、
前記演算工程において演算したＸ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織と骨部との厚さとの関係を補完処理することにより、前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すデータを正規化する正規化工程をさらに備えるＸ線撮影方法。
【請求項８】
Ｘ線管に高電圧と低電圧を付与したときに、Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線をＸ線検出器により検出することにより、サブトラクションＸ線画像を撮影するＸ線撮影方法に使用するサブトラクション撮影用データ作成方法において、
Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線エネルギーの分布と、このＸ線エネルギーに対応する質量減衰係数とに基づいて、Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値を、軟部組織と骨部との厚さを変更して複数回演算する演算工程と、
前記演算工程における演算結果に基づいて、前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すデータをテーブルとして記憶する記憶工程と、
を備えたことを特徴とするサブトラクション撮影用データ作成方法。
【請求項９】
被検体に向けてＸ線を照射するＸ線管と、
前記Ｘ線管に付与する管電圧を制御するＸ線管制御部と、
前記Ｘ線管から照射され被検体を通過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線エネルギーの分布と、このＸ線エネルギーに対応する質量減衰係数とに基づいて、Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値を、軟部組織と骨部との厚さを変更して複数回演算することにより、前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すデータを記録したテーブルを記憶する記憶部と、
前記Ｘ線管に高電圧値が付与されたときの前記Ｘ線検出器によるＸ線の測定値と、前記Ｘ線管に低電圧値が付与されたときの前記Ｘ線検出器によるＸ線の測定値と、前記記憶部に記憶した前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さの関係を示すデータとから、軟部組織および骨部の画像を作成する画像処理部と、
前記画像処理部により作成された軟部組織および骨部の画像を表示する表示部と、
を備えたことを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項１０】
被検体に向けてＸ線を照射するＸ線管と、
前記Ｘ線管に付与する管電圧を制御するＸ線管制御部と、
前記Ｘ線管から照射され被検体を通過したＸ線を検出するＸ線検出器と、
前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すデータを記憶する記憶部と、
前記Ｘ線管に高電圧値が付与されたときの前記Ｘ線検出器によるＸ線の測定値と、前記Ｘ線管に低電圧値が付与されたときの前記Ｘ線検出器によるＸ線の測定値と、前記記憶部に記憶した前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さの関係を示すデータとから、軟部組織および骨部の画像を作成する画像処理部と、
前記画像処理部により作成された軟部組織および骨部の画像を表示する表示部と、
を備えたことを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のＸ線撮影装置において、
前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さの関係を示すデータは、
前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線エネルギーの分布と、このＸ線エネルギーに対応する質量減衰係数とに基づいて、Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値を、軟部組織と骨部との厚さを変更して複数回演算することにより作成したテーブルから成るＸ線撮影装置。
【請求項１２】
Ｘ線管に高電圧と低電圧を付与したときに、Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線をＸ線検出器により検出することにより、サブトラクションＸ線画像を撮影するＸ線撮影方法に使用するサブトラクション撮影用データを記憶した記憶媒体であって、
Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線エネルギーの分布と、このＸ線エネルギーに対応する質量減衰係数とに基づいて、Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値を、軟部組織と骨部との厚さを変更して複数回演算し、
この演算結果に基づいて、前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すデータをテーブルとして記憶したことを特徴とするサブトラクション撮影用データを記憶した記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｘ線撮影方法、サブトラクション撮影用データ作成方法、Ｘ線撮影装置およびサブトラクション撮影用データを記憶した記憶媒体に関し、特に、デュアルエナジーサブトラクションを利用したＸ線撮影方法、サブトラクション撮影用データ作成方法、Ｘ線撮影装置およびサブトラクション撮影用データを記憶した記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなデュアルエネルギーサブトラクション撮影を行うためのＸ線撮影装置においては、Ｘ線管に高電圧値が付与されたときのＸ線の測定値とＸ線管に低電圧値が付与されたときのＸ線の測定値とに対してサブトラクション処理を行うことにより、Ｘ線吸収係数が異なる組織を抽出している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１６０１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来のＸ線撮影装置においては、Ｘ線としてスペクトル幅が極めて狭い単色Ｘ線を使用することが前提となっている。しかしながら、実際のＸ線は連続スペクトルを有していることから、それらを考慮しない場合には、より高精度のＸ線画像が得られない場合がある。例えば、被検者の胸部を撮影した場合に、肋骨の画像は高精度に得られたとしても、背骨の画像が不鮮明になる等の問題が生ずる場合がある。
【０００５】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、Ｘ線における連続スペクトルを考慮してより鮮明なサブトラクション画像を得ることが可能なＸ線撮影方法等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線をＸ線検出器により検出することによりＸ線画像を撮影するＸ線撮影方法において、Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線エネルギーの分布と、このＸ線エネルギーに対応する質量減衰係数とに基づいて、Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値を、軟部組織と骨部との厚さを変更して複数回演算する演算工程と、前記演算工程における演算結果に基づいて、前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すデータをテーブルとして記憶する記憶工程と、前記Ｘ線管に高電圧を付与したときの被検者を通過したＸ線を前記Ｘ線検出器により検出する高電圧撮影工程と、前記Ｘ線管に低電圧を付与したときの被検者を通過したＸ線を前記Ｘ線検出器により検出する低電圧撮影工程と、前記記憶工程で記憶した前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すデータと、前記高電圧撮影工程で検出したＸ線の検出値と、前記低電圧撮影工程で検出したＸ線の検出値とから、軟部組織および骨部の画像を作成する画像処理工程と、前記画像処理工程において作成された軟部組織および骨部の画像を表示する表示工程とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、Ｘ線管に高電圧を付与してＸ線管からＸ線検出器に直接Ｘ線を照射したときのＸ線検出器によるＸ線の検出値をＩＯＨ、Ｘ線管に低電圧を付与してＸ線管からＸ線検出器に直接Ｘ線を照射したときのＸ線検出器によるＸ線の検出値をＩＯＬ、Ｘ線管に高電圧を付与して軟部組織を厚さＬＳ  、骨部を厚さＬＢ  だけ通過したときのＸ線検出器によるＸ線の検出値をＩＨ  、Ｘ線管に低電圧を付与して軟部組織を厚さＬＳ  、骨部を厚さＬＢ  だけ通過したときのＸ線検出器によるＸ線の検出値をＩＬ  、Ｘ線管から照射されるＸ線が軟部組織を通過するときの質量減弱係数をμＳ  、Ｘ線管から照射されるＸ線が骨部を通過するときの質量減弱係数をμＢ  、Ｘ線エネルギーをＥとしたときに、前記演算工程においては、下記の式に基づいて演算を実行する。
【０００８】
2012245142.tif 000003
【０００９】
2012245142.tif 000004
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記演算工程において演算したＸ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織と骨部との厚さとの関係を補完処理することにより、前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すデータを正規化する正規化工程をさらに備える。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線をＸ線検出器により検出することによりＸ線画像を撮影するＸ線撮影方法において、前記Ｘ線管に高電圧を付与したときの被検者を通過したＸ線を前記Ｘ線検出器により検出する高電圧撮影工程と、前記Ｘ線管に低電圧を付与したときの被検者を通過したＸ線を前記Ｘ線検出器により検出する低電圧撮影工程と、前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すテーブルと、前記高電圧撮影工程で検出したＸ線の検出値と、前記低電圧撮影工程で検出したＸ線の検出値とから、軟部組織および骨部の画像を作成する画像処理工程と、前記画像処理工程において作成された軟部組織および骨部の画像を表示する表示工程とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すテーブルは、Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線エネルギーの分布と、このＸ線エネルギーに対応する質量減衰係数とに基づいて、Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値を、軟部組織と骨部との厚さを変更して複数回演算する演算工程と、前記演算工程における演算結果に基づいて、前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すデータをテーブルとして記憶する記憶工程とにより作成される。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、Ｘ線管に高電圧を付与してＸ線管からＸ線検出器に直接Ｘ線を照射したときのＸ線検出器によるＸ線の検出値をＩＯＨ、Ｘ線管に低電圧を付与してＸ線管からＸ線検出器に直接Ｘ線を照射したときのＸ線検出器によるＸ線の検出値をＩＯＬ、Ｘ線管に高電圧を付与して軟部組織を厚さＬＳ  、骨部を厚さＬＢ  だけ通過したときのＸ線検出器によるＸ線の検出値をＩＨ  、Ｘ線管に低電圧を付与して軟部組織を厚さＬＳ  、骨部を厚さＬＢ  だけ通過したときのＸ線検出器によるＸ線の検出値をＩＬ  、Ｘ線管から照射されるＸ線が軟部組織を通過するときの質量減弱係数をμＳ  、Ｘ線管から照射されるＸ線が骨部を通過するときの質量減弱係数をμＢ  、Ｘ線エネルギーをＥとしたときに、前記演算工程においては、下記の式に基づいて演算を実行する。
【００１４】
2012245142.tif 000005
【００１５】
2012245142.tif 000006
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載の発明において、前記演算工程において演算したＸ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織と骨部との厚さとの関係を補完処理することにより、前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すデータを正規化する正規化工程をさらに備える。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、Ｘ線管に高電圧と低電圧を付与したときに、Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線をＸ線検出器により検出することにより、サブトラクションＸ線画像を撮影するＸ線撮影方法に使用するサブトラクション撮影用データ作成方法において、Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線エネルギーの分布と、このＸ線エネルギーに対応する質量減衰係数とに基づいて、Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値を、軟部組織と骨部との厚さを変更して複数回演算する演算工程と、前記演算工程における演算結果に基づいて、前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すデータをテーブルとして記憶する記憶工程とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、被検体に向けてＸ線を照射するＸ線管と、前記Ｘ線管に付与する管電圧を制御するＸ線管制御部と、前記Ｘ線管から照射され被検体を通過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線エネルギーの分布と、このＸ線エネルギーに対応する質量減衰係数とに基づいて、Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値を、軟部組織と骨部との厚さを変更して複数回演算することにより、前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すデータを記録したテーブルを記憶する記憶部と、前記Ｘ線管に高電圧値が付与されたときの前記Ｘ線検出器によるＸ線の測定値と、前記Ｘ線管に低電圧値が付与されたときの前記Ｘ線検出器によるＸ線の測定値と、前記記憶部に記憶した前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さの関係を示すデータとから、軟部組織および骨部の画像を作成する画像処理部と、前記画像処理部により作成された軟部組織および骨部の画像を表示する表示部とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、被検体に向けてＸ線を照射するＸ線管と、前記Ｘ線管に付与する管電圧を制御するＸ線管制御部と、前記Ｘ線管から照射され被検体を通過したＸ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すデータを記憶する記憶部と、前記Ｘ線管に高電圧値が付与されたときの前記Ｘ線検出器によるＸ線の測定値と、前記Ｘ線管に低電圧値が付与されたときの前記Ｘ線検出器によるＸ線の測定値と、前記記憶部に記憶した前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さの関係を示すデータとから、軟部組織および骨部の画像を作成する画像処理部と、前記画像処理部により作成された軟部組織および骨部の画像を表示する表示部とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さの関係を示すデータは、前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線エネルギーの分布と、このＸ線エネルギーに対応する質量減衰係数とに基づいて、Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値を、軟部組織と骨部との厚さを変更して複数回演算することにより作成したテーブルから成る。
【００２１】
請求項１２に記載の発明は、Ｘ線管に高電圧と低電圧を付与したときに、Ｘ線管から照射され被検者を通過したＸ線をＸ線検出器により検出することにより、サブトラクションＸ線画像を撮影するＸ線撮影方法に使用するサブトラクション撮影用データを記憶した記憶媒体であって、Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線エネルギーの分布と、このＸ線エネルギーに対応する質量減衰係数とに基づいて、Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値を、軟部組織と骨部との厚さを変更して複数回演算し、この演算結果に基づいて、前記Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織および骨部の厚さとの関係を示すデータをテーブルとして記憶したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１乃至請求項１２に記載の発明によれば、Ｘ線が連続スペクトルをなしている場合においても、それを考慮した上で、より鮮明なサブトラクション画像を得ることが可能となる。
【００２３】
請求項３および請求項７に記載の発明によれば、Ｘ線管に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値と軟部組織と骨部との厚さとの関係のデータが少ない場合においても、想定される管電圧に対応した正規化されたデータを得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明に係るＸ線撮影装置の概要図である。
【図２】軟部組織と骨部とに対して、高電圧のＸ線と低電圧のＸ線を照射した状態を模式的に示す説明図である。
【図３】この発明に係るＸ線撮影方法のフローチャートである。
【図４】Ｘ線管３に１２０ｋＶの管電圧を付与した場合と、６０ｋＶの管電圧を付与した場合の、Ｘ線エネルギーと相対光子数の関係を示すグラフである。
【図５】軟部組織に相当する水と、骨部に相当する皮質骨の、質量減弱係数と光子エネルギーとの関係を示すグラフである。
【図６】ＩＨ  とＬＳ  およびＬＢ  との関係、および、ＩＬ  とＬＳ  およびＬＢ  との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係るＸ線撮影装置の概要図である。
【００２６】
このＸ線撮影装置は、デュアルエネルギーサブトラクション処理を利用してＸ線吸収係数が異なる組織を抽出することにより、例えば、軟部組織や骨部のＸ線画像を表示するためのものであり、被検体である被検者１を載置するテーブル２と、Ｘ線管３と、Ｘ線検出器としてのフラットパネルディテクタ４と、制御部５と、Ｘ線管３に付与する管電圧等を制御するＸ線管制御部６と、ＣＲＴ等の表示部７とを備える。
【００２７】
また、制御部５は、高電圧撮影時に使用される高電圧画像メモリ１１、ＬＯＧ変換部１２および重みづけ部１３と、低電圧撮影時に使用される低電圧画像メモリ１４、ＬＯＧ変換部１５および重みづけ部１６と、サブトラクション処理を実行するサブトラクション部１７と、後述する参照テーブル１８と、画像処理部１９とを備える。このＸ線撮影装置において、従来同様の一般的なデュアルエネルギーサブトラクション撮影を実行するときには、サブトラクション部１７が使用される。また、この発明に係るデュアルエネルギーサブトラクション撮影を実行するときには、参照テーブル１８が使用される。
【００２８】
最初に、一般的なデュアルエネルギーサブトラクション撮影を実行するときの動作について説明する。このＸ線撮影装置においては、Ｘ線管３に高電圧値が付与された場合には、フラットパネルディテクタ４により測定された高電圧画像が高電圧画像メモリ１１に記憶される。高電圧画像メモリ１１に記憶された高電圧画像は、ＬＯＧ変換部１２において対数処理が行われて画像信号に変換された後、重み付け部１３にて体厚情報等に応じた重み係数が乗算される。同様に、Ｘ線管３に低電圧値が付与された場合には、フラットパネルディテクタ４により測定された低電圧画像が低電圧画像メモリ１４に記憶される。低電圧画像メモリ１４に記憶された低電圧画像は、ＬＯＧ変換部１５において対数処理が行われた後、重みづけ部１６にて体厚情報等に応じた重み係数が乗算される。
【００２９】
対数処理および重みづけ処理された高電圧画像と低電圧画像に対しては、サブトラクション部１７において、減算処理であるサブトラクション処理がなされる。サブトラクション処理されたサブトラクション像は、画像処理部１９において画像処理され、表示部７において軟質組織または骨部のサブトラクション画像が表示される。
【００３０】
図２は、軟部組織と骨部とに対して、高電圧のＸ線と低電圧のＸ線を照射した状態を模式的に示す説明図である。
【００３１】
ここで、ＩＯＨはＸ線管３に高電圧を付与してＸ線管３からフラットパネルディテクタ４に直接Ｘ線を照射したときのフラットパネルディテクタ４によるＸ線の検出値を、ＩＯＬはＸ線管３に低電圧を付与してＸ線管３からフラットパネルディテクタ４に直接Ｘ線を照射したときのフラットパネルディテクタ４によるＸ線の検出値を、ＩＨ  はＸ線管３に高電圧を付与して軟部組織を厚さＬＳ  、骨部を厚さＬＢ  だけ通過したときのフラットパネルディテクタ４によるＸ線の検出値を、ＩＬ  はＸ線管３に低電圧を付与して軟部組織を厚さＬＳ  、骨部を厚さＬＢ  だけ通過したときのフラットパネルディテクタ４によるＸ線の検出値を、μＳＨはＸ線管３に高電圧を付与したときにＸ線管３から照射されるＸ線が軟部組織を通過するときの質量減弱係数を、μＳＬはＸ線管３に低電圧を付与したときにＸ線管３から照射されるＸ線が軟部組織を通過するときの質量減弱係数を、μＢＨはＸ線管３に高電圧を付与したときにＸ線管３から照射されるＸ線が骨部を通過するときの質量減弱係数を、μＢＬはＸ線管３に低電圧を付与したときにＸ線管３から照射されるＸ線が骨部を通過するときの質量減弱係数を、各々示している。
【００３２】
高電圧メモリ１１には、下記の数式１により演算される画素値ＩＨ  に基づいて得られた高電圧画像が記憶され、低電圧メモリ１４には、下記の数式２により演算される画素値ＩＬ  に基づいて得られた高電圧画像が記憶される。
【００３３】
【数１】
2012245142.tif 000007
【００３４】
【数２】
2012245142.tif 000008
【００３５】
ＬＯＧ変換部１２、１５においてこれらの式に対するＬＯＧをとることにより下記の数式３および数式４が導かれる。
【００３６】
【数３】
2012245142.tif 000009
【００３７】
【数４】
2012245142.tif 000010
【００３８】
重みづけ部１３において上記数式３に［μＳＬ／μＳＨ］を乗算し、サブトラクション部１７においてこの乗算結果より数式４を減算することで、軟部組織の質量減弱係数部分がなくなり、骨部の画像を得ることができる。同様に、重みづけ部１６において上記数式に［μＢＬ／μＢＨ］を乗算し、サブトラクション部１７においてこの乗算結果より数式４を減算することで、骨部の質量減弱係数部分がなくなり、軟部組織の画像を得ることができる。そして、これらの減算結果を、画像処理部１９を介して表示部７に送信し、表示部７に軟部組織または骨部のサブトラクション画像を表示する。また、そのときの画像データは、必要に応じ、図示しない記憶部に記憶される。
【００３９】
次に、この発明に係るデュアルエネルギーサブトラクション撮影を実行するときの動作について説明する。図３は、この発明に係るＸ線撮影方法のフローチャートである。
【００４０】
また、図４は、Ｘ線管３に１２０ｋＶ(キロボルト）の管電圧を付与した場合と、６０ｋＶの管電圧を付与した場合の、Ｘ線エネルギーと相対光子数の関係を示すグラフである。ここで、図４における横軸はＸ線エネルギーを示し、その単位はｋｅＶ(キロエレクトロンボルト）である。また、図４における縦軸は相対光子数を示し、その単位は無単位である。さらに、図５は、軟部組織に相当する水と、骨部に相当する皮質骨の、質量減弱係数と光子エネルギーとの関係を示すグラフである。ここで、図５における横軸は光子エネルギーを示し、その単位はｋｅＶである。また、図５における縦軸は質量減弱係数を示し、その単位は［ｃｍ２  ／ｇ］である。
【００４１】
スペクトル幅が極めて狭い単色Ｘ線を使用した場合には、被検者１を通過する前の高圧Ｘ線および低圧Ｘ線と被検者１を通過した後の被検者１を通過する前の高圧Ｘ線および低圧Ｘ線との関係、すなわち、ＩＨ  およびＩＬ  とＩＯＨおよびＩＯＬとの関係は、上述した数式１および数式２で計算できる。しかしながら、図４に示すように、Ｘ線管３に一定の管電圧を付与した場合であっても、Ｘ線エネルギーは連続スペクトルとして広い範囲に分布する。そして、軟部組織や骨部の減弱係数も、図５に示すように、Ｘ線エネルギーに相当する光子エネルギーに依存する。このため、この発明に係るＸ線撮影方法においては、上述した数式１および数式２に代えて、上述した数式１および数式２に対する積分値に相当する下記の数式５および数式６を使用している。
【００４２】
ここで、下記の数式５および数式６におけるμＳ  は、Ｘ線管から照射されるＸ線が軟部組織を通過するときの質量減弱係数を示し、μＢ  は、Ｘ線管から照射されるＸ線が骨部を通過するときの質量減弱係数を示している。またＥは、上述したＸ線エネルギーを示している。
【００４３】
従って、ＩＯＨ（Ｅ）は、Ｘ線管３に高電圧を付与してＸ線管３からフラットパネルディテクタ４に直接Ｘ線を照射したときのフラットパネルディテクタ４によるＸ線の検出値であるＩＯＨについて、連続スペクトルをなすＸ線をエネルギーにより積分した値を示し、より具体的には、連続スペクトルをなすＸ線に対して各エネルギー毎に積算値をとった値を示している。同様に、ＩＯＬ（Ｅ）は、Ｘ線管３に低電圧を付与してＸ線管３からフラットパネルディテクタ４に直接Ｘ線を照射したときのフラットパネルディテクタ４によるＸ線の検出値であるＩＯＬについて、連続スペクトルをなすＸ線をエネルギーにより積分した値を示し、より具体的には、連続スペクトルをなすＸ線に対して各エネルギー毎に積算値をとった値を示している。
【００４４】
また、μＳ  （Ｅ）は、Ｘ線管から照射されるＸ線が軟部組織を通過するときの質量減弱係数であるμＳ  について、連続スペクトルをなすＸ線をエネルギーにより積分した値を示し、より具体的には、連続スペクトルをなすＸ線に対して各エネルギー毎に積算値をとった値を示している。同様に、μＢ  （Ｅ）は、Ｘ線管から照射されるＸ線が骨部を通過するときの質量減弱係数であるμＢ  について、連続スペクトルをなすＸ線をエネルギーにより積分した値を示し、より具体的には、連続スペクトルをなすＸ線に対して各エネルギー毎に積算値をとった値を示している。
【００４５】
【数５】
2012245142.tif 000011
【００４６】
【数６】
2012245142.tif 000012
【００４７】
すなわち、この発明に係るＸ線撮影方法においては、最初に、上記数式５および数式６において、軟部組織の厚さ(距離)ＬＳ  と骨部の厚さ(距離)ＬＢ  を変化させることにより、Ｘ線管３に高電圧および低電圧を付与したときに検出されるべき画素値ＩＨ  とＩＬ  との関係を、厚さＬＳ  およびＬＢ  の組み合わせを何度も変化させて多数演算する（ステップＳ１）。そして、必要なデータ数が得られたら(ステップＳ２）、Ｘ線管３に高電圧と低電圧とを付与したときのフラットパネルディテクタ４の検出値である画素値ＩＨ  とＩＬ  と軟部組織および骨部の厚さＬＳ  およびＬＢ  との関係を示すデータを図１に示す参照テーブル１８として記憶する(ステップＳ３)。
【００４８】
図６は、ＩＨ  とＬＳ  およびＬＢ  との関係、および、ＩＬ  とＬＳ  およびＬＢ  との関係を示すグラフである。ここで、図６（ａ）におけるＺ軸はＩＨ  を、Ｘ軸はＬＳ  を、Ｙ軸はＬＢ  を示している。また、図６（ｂ）におけるＺ軸はＩＬ  を、Ｘ軸はＬＳ  を、Ｙ軸はＬＢ  を示している。なお、この図においては、ＬＳ  を０ｍｍから１６０ｍｍの範囲で、また、ＬＢ  を０ｍｍから１０ｍｍの範囲で変化させた状態を示している。また、この図におけるＩＨ  およびＩＬ  は、ＩＯＨおよびＩＯＬとの比で表現している。  このグラフは、上述したように、上記数式５および数式６において、軟部組織の厚さ(距離)ＬＳ  と骨部の厚さ(距離)ＬＢ  を変化させることにより、Ｘ線管３に高電圧および低電圧を付与したときに検出されるべき画素値ＩＨ  とＩＬ  との関係を、厚さＬＳ  およびＬＢ  の組み合わせを何度も変化させて多数演算する演算工程により得られるものである。そして、このグラフを作成するときには、演算工程において演算したＸ線管３に高電圧と低電圧とを付与したときのフラットパネルディテクタ４の検出値ＩＨ  とＩＬ  と軟部組織と骨部との厚さＬＳ  およびＬＢ  との関係を補完処理することにより、Ｘ線管３に高電圧と低電圧とを付与したときのＸ線検出器の検出値ＩＨ  とＩＬ  と軟部組織と骨部との厚さＬＳ  およびＬＢ  との関係を示すデータを正規化する。正規化後のデータは、上述した参照テーブル１８として記憶される。
【００４９】
次に、Ｘ線管３に高電圧を付与したときの被検者１を通過したＸ線をフラットパネルディテクタ４により検出するとともに（ステップＳ４）と、Ｘ線管３に低電圧を付与したときの被検者１を通過したＸ線をフラットパネルディテクタ４により検出する(ステップＳ５)。そして、これらの工程における各管電圧値と、フラットパネルディテクタ４の検出値である画素値ＩＨ  とＩＬ  の組み合わせに基づいて、参照テーブル１８を参照することにより、軟部組織の厚さＬＳ  および骨部の厚さＬＢ  を呼びだして認定することができる(ステップＳ６)。
【００５０】
この場合においては、図６に示すグラフにおいて、フラットパネルディテクタ４の検出値である画素値ＩＨ  とＩＬ  の組み合わせに基づいて、それらの画素値ＩＨ  とＩＬ  に対する共通する軟部組織の厚さＬＳ  および骨部の厚さＬＢ  の組を見いだす。より具体的には、例えば、ＩＨ  ＝０．３であり、ＩＬ  ＝０．５であった場合には、図６（ａ）においてＩＨ  ＝０．３を示すＸＹ平面に平行な平面とＩＨ  とＬＳ  およびＬＢ  との関係を示す曲面との交点からＸＹ平面へ下ろした垂線の位置が示すＬＳ  およびＬＢ  の組み合わせと、図６（ｂ）においてＩＬ  ＝０．５を示すＸＹ平面に平行な平面とＩＨ  とＬＳ  およびＬＢ  との関係を示す曲面との交点からＸＹ平面へ下ろした垂線の位置が示すＬＳ  およびＬＢ  の組み合わせのうち、互いに一致するＬＳ  およびＬＢ  の組み合わせを見いだし、これを軟部組織の厚さＬＳ  および骨部の厚さＬＢ  として認定する。
【００５１】
次に、画像処理部１９が、認定された軟部組織の厚さＬＳ  および骨部の厚さＬＢ  を元に画像処理を実行し(ステップＳ７)、表示部７に軟部組織または骨部のサブトラクション画像を表示する(ステップＳ８)。
【００５２】
以上のように、この発明に係るＸ線撮影方法およびＸ線撮影装置によれば、サブトラクション部１７を使用して実際にサブトラクション処理を実行することなく、参照テーブル１８に記憶したフラットパネルディテクタ４の検出値である画素値ＩＨ  とＩＬ  の組み合わせに基づいて軟部組織の厚さＬＳ  と骨部の厚さＬＢ  を特定し、これに基づいてサブトラクション画像を得ることが可能となる。このとき、Ｘ線における連続スペクトルを考慮することから、より鮮明なサブトラクション画像を得ることが可能となる。
【符号の説明】
【００５３】
１      被検者
２      テーブル
３      Ｘ線管
４      フラットパネルディテクタ
５      制御部
６      Ｘ線管制御部
７      表示部
１１    高電圧メモリ
１２    ＬＯＧ変換部
１３    重みづけ部
１４    高電圧メモリ
１５    ＬＯＧ変換部
１６    重みづけ部
１７    サブトラクション部
１８    参照テーブル
１９    画像処理部
【図１】
2012245142.tif 000017
【図２】
2012245142.tif 000018
【図３】
2012245142.tif 000019
【図４】
2012245142.tif 000020
【図５】
2012245142.tif 000021
【図６】
2012245142.tif 000022