CN101090668B - X射线摄影装置 - Google Patents

Abstract

一种即使在难以遮断电磁波噪声的情况下，也可以抑制因外因性噪声引起的S/N的降低，实现具有宽动态范围的X射线检测技术，和使用了该X射线检测技术的X射线摄影装置。根据由参照检测器(10A、10B)测定的电磁波噪声信号，对在X射线检测器(2)的检测信号中混入的电磁波噪声信号进行最小2乘推定，通过噪声除去运算降低电磁波噪声引起的S/N的降低。

Description

X射线摄影装置

技术领域

本发明涉及一种在图像诊断与工业检查中使用的X射线摄影技术。

背景技术

X射线摄影装置在图像诊断与工业检查领域中被广泛利用，但为了在大范围内对被摄体中以指数函数方式衰减的X射线信号进行测定，需要具有宽动态范围的计测系统。一般而言，动态范围的最大值由X射线产生源的最大输出容量与被摄体的最大曝光容许量决定，根据此时的最大入射线量来设计X射线检测器的最大检测容量。另一方面，由于动态范围的最小值由X射线检测器的噪声(noise)决定，所以，噪声的降低对动态范围的扩大是重要的。

作为这样的噪声，处理在检测器内部产生的电路噪声(内因性噪声)之外，还有来自检测器外部的电磁波的混入而引起的噪声(外因性噪声)。尤其是对于后者而言，由于X射线摄影装置存在多数X射线产生装置及其电源、机构系统等强力电磁波的产生源，所以，外因性噪声成为动态范围降低的主要原因的情况并不少。因此，采用了通过电磁屏蔽来覆盖X射线检测器等的对策(例如参照专利文献1、专利文献2)。

专利文献1：特开2002-595号公报

专利文献2：特开2004-325126号公报

为了降低外因性噪声，一般X射线检测器的侧面和背面被金属板等屏蔽。其中，X射线检测器的输入面为了避免因电磁屏蔽而引起X射线的衰减，一般不配置保护罩(shield)或配置比较薄的保护罩。因此，电磁波噪声的遮断进行得不充分，存在着难以降低外因性噪声的课题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种X射线检测技术和使用该X射线检测技术的X射线摄影装置，所述X射线检测技术是一种即使在难以遮断电磁波噪声的情况下，也可抑制因外因性噪声引起的S/N降低，从而具有宽的动态范围的技术。

为了达到上述目的，本发明的X射线摄影装置具有下述的特征。

(1)在具有产生X射线的机构、对所述X射线的照射范围进行限制的准直仪、和对所述X射线的被摄体透过像进行检测的X射线检测机构的X射线摄影装置中，包括：在所述X射线的非照射区域配置的N个(其中1≤N)参照信号检测机构；在通过所述准直仪大致遮断了对所述X射线检测机构的X射线照射的状态下，将由所述X射线检测机构检测出的噪声信号p(t)(其中t为时间)，用由所述参照信号检测机构检测出的N个参照信号q(t)(其中n＝1～N)的线性和p’(t)＝α₁q₁(t)+α₂q₂(t)+…+α_Nq_N(t)进行近似，计算使所述近似的平均2乘误差为最小的权重系数α_n(其中n＝1～N)的第一计算机构；对由所述第一计算机构计算出的所述权重系数α_n的值进行存储的存储机构；利用由所述X射线检测机构及所述参照信号检测机构分别计测出的信号f(t)及参照信号q_n(t)和存储于所述存储机构的所述权重系数α_n的值，计算噪声除去信号f(t)-p’(t)的第二计算机构。

由此，即使在电磁噪声混入到X射线检测机构的情况下，也可以使用由参照信号检测机构检测出的参照信号，从计测信号中除去外因性噪声，从而提高X射线检测器的S/N。

(2)在上述(1)的X射线摄影装置中，其特征在于，所述参照信号检测机构由构成所述X射线检测机构的多个检测元件的一部分构成。

由此，由于不需要准备外部的检测器作为参照信号检测机构，所以，可以使X射线检测器的构成简单化，并降低制作成本。

(3)在上述(1)或(2)的X射线摄影装置中，其特征在于，具有第一和第二准直仪，所述第一和第二准直仪分别配置在所述X射线产生机构与所述被摄体之间以及所述被摄体与所述参照信号检测机构之间，用于大致遮断X射线向所述参照信号检测机构的照射。

由此，不仅可以通过第一准直仪降低对被摄体的无效曝光，而且可以通过第二准直仪防止在被摄体中产生的散射线向参照信号检测机构的输入，因此，可提高参照信号检测机构的电磁噪声的计测精度。

(4)在上述(1)、(2)或(3)的X射线摄影装置中，其特征在于，所述参照信号检测机构由M个(其中N＜M)参照用检测元件构成，所述N个参照信号q_n(t)由预先指定的N个参照用检测元件的检测信号构成。

由此，在根据使用环境而变化的外因性噪声的降低中，可以限定特别重要的参照用检测元件的个数。其结果，能够降低噪声除去运算所需要的运算量，使运算时间高速化。

(5)在上述(4)的X射线摄影装置中，其特征在于，所述N个参照信号q_n(t)的一部分或全部由通过多个所述参照用检测元件检测出的信号的加法运算值构成。

由此，可降低在参照用检测元件内产生的电路噪声，能够降低噪声除去运算中的内因性噪声的增加。

(6)在上述(4)或(5)的X射线摄影装置中，其特征在于，能够针对构成所述X射线检测机构的各检测元件，变化所述被指定的N个参照用检测元件的组合。

由此，可以按构成X射线检测机构的检测元件，选择最佳的参照用检测元件的组合，所以，可提高外因性噪声的除去精度。

(7)在上述(6)的X射线摄影装置中，其特征在于，可针对构成所述X射线检测机构的各检测元件，指定距离最近的N个所述参照用检测元件的组合。

由此，由于可按构成X射线检测机构的检测元件，选择影响力最强的参照用检测元件，所以，可提高外因性噪声的除去精度。

(发明效果)

根据本发明，即使在难以遮断电磁波噪声的情况下，也可以抑制因外因性噪声引起的S/N的降低，实现具有宽动态范围的X射线检测技术，并能够提供使用了该X射线检测技术的X射线摄影装置。

附图说明

图1是用于说明本发明的实施例1所涉及的X射线摄影装置的正面示意图。

图2是用于说明实施例1的X射线检测器及参照检测器的配置的图。

图3是用于说明实施例1的X射线检测器及参照检测器的像素构成的图。

图4是用于说明图1所示的最佳系数运算机构的处理顺序的图。

图5是用于说明图1所示的噪声除去运算机构的处理顺序的图。

图6是用于说明本实施例1所示的X射线摄影装置的噪声降低效果的图。

图7是用于说明实施例1中的参照检测器的其他配置例的图。

图8是用于说明图7所示的参照检测器内的参照像素的选择方法的图。

图9是表示在实施例1中与X射线检测器独立构成的参照检测器R1～R6的配置例的图。

图10是用于说明本发明的实施例2所涉及的X射线摄影装置的示意图。

图11是用于说明实施例2的X射线检测器及参照检测器的配置的图。

图12是用于说明实施例2的X射线检测器及参照检测器的像素构成的图。

图13是用于说明图12所示的参照检测器内的参照像素的选择方法的图。

图14是表示在实施例2中与X射线检测器独立配置的参照检测器R1～R8的构成例的图。

图15是表示应用了本发明的X射线摄影装置的一般构成的图。

图中：1-X射线源，2、20-X射线检测器，3-被摄体，4-旋转板，5-台架(gantry)，6-孔，7-照射范围，10A、10B、1100A、1100B-参照检测器，11A、11B、1101A、1101B-散射线遮断准直仪，12-照射范围限制准直仪，20-X射线检测器，21-支柱，22-床顶板，23-床，100-帧存储器，101-最佳系数运算机构，102-最佳系数保存存储器，103-参照数据保存存储器，104-噪声除去运算机构，105-图像再构成机构，106-图像显示机构，R1～R8-参照像素。

具体实施方式

在说明本发明的实施例之前，参照图15，对本发明中的外因性噪声降低方法的原理进行说明。

图15是应用了本发明的X射线摄影装置的一般构成图。该X射线摄影装置由X射线源1、X射线检测器20、参照检测器R1～R8等构成。从X射线源1放射出的X射线通过未图示且公知的准直仪，将其照射范围7限制在X射线检测器20的检测面内，X射线不直接照射于参照检测器R1～R8。而且，在参照检测器R1～R8的前面配置有未图示的公知准直仪，使得在被摄体中产生的散射X射线不会入射。在外部产生的电磁波噪声入射到X射线检测器20及参照检测器R1～R8，通过各检测器中的各种信号线、电源线、接地线等作为外因性噪声而被检测出。假想多个产生源作为电磁波噪声源，这些噪声源在X射线检测器20及参照检测器R1～R8中分别以不同的强度被观测到。

以上述X射线摄影装置的构成为前提，下面对外因性噪声的除去方法进行说明。其中，在图15中设想了8个参照检测器R1～R8，以下一般具有N个(1≤N)参照检测器。现在，将在某一时间t中由X射线检测器20中的某个检测元件(像素)检测到的外因性噪声信号设为p(t)。其中，p(t)可以通过在利用未图示的准直仪遮断了入射于X射线检测器20的X射线的状态下进行摄影而取得。另外，此时同时将由各参照检测器检测到的外因性噪声(参照信号)设为q_n(t)(其中n＝1～N)。当通过X射线检测器20和各参照检测器观测同一产生源的电磁波噪声时，在p(t)与q_n(t)之间存在某种程度的相关性。因此，p(t)作为q_n(t)的线性和，可以由下式近似表示。

[数式1]

$p\left(t\right)\≅p^{\′}\left(t\right)=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_n{q}_n\left(t\right)$ ……(数式1)

其中，α_n是近似系数(权重系数)。如果使用最小2乘法，则各近似系数α_n的最佳值按照p(t)和其近似值p’(t)的平均最小2乘误差达到最小的方式被决定。即，下述公式成立。

[数式2]

$\frac{\∂}{{\∂\mathrm{\α}}_k}{\∫\{p\left(t\right)-\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_n{q}_n\left(t\right)\}}^2\mathrm{dt}=0$ ……(数式2)

如果相对各α_n计算(数式2)，则下述公式成立。

[数式3]

……(数式3)

其中，函数σ是互相关函数，由下述公式定义。

[数式4]

σ(f₁，f₂)＝∫f₁(t)f₂(t)dt    ……(数式4)

如果将(数式3)左边的矩阵表示为A，(数式3)右边第一项和第二项的矩阵分别表示为B、C，则将最佳近似系数作为要素的矩阵C可以通过C＝B^-1A进行计算。若采用以上的方法，则可以在摄影之前预先求出最佳近似系数。在摄影时，可通过X射线检测器20及各参照检测器分别计测摄影信号f(t)和外因性噪声q_n(t)。此时，由于摄影信号f(t)中含有的外因性噪声成分可以通过(数式1)推定，所以，能够使用下述公式计算噪声除去信号g(t)。

[数式5]

$g\left(t\right)=f\left(t\right)-\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_n{q}_n\left(t\right)$ ……(数式5)

以上所说明的噪声除去法能够适用于各种用途的X射线摄影装置。

下面，对本发明的实施例进行说明。

(实施例1)

图1是本发明的实施例1所涉及的X射线摄影装置的正面示意图。其中，在该实施例1中，设想了X射线CT(Computed Tomography)装置作为本发明的应用例。

该实施例1所涉及的X射线摄影装置由X射线源1、X射线检测器2、旋转板4、台架5、参照检测器10A及10B、散射线遮断准直仪11A及11B、照射范围限制准直仪12、帧存储器100、最佳系数运算机构101、最佳系数保存存储器102、参照数据保存存储器103、噪声除去运算机构104、图像再构成机构105、和图像显示机构106等构成。以下，将X射线源1及X射线检测器2统称为摄影系统。

摄影系统被固定于旋转板4，旋转板4及摄影系统整体被收纳在台架5的内部。在台架5的中央处设置有用于配置被摄体3的孔6。旋转板4在台架5的内部，能够以通过孔6的中心与纸面垂直的轴为旋转轴进行旋转。另外，旋转板4基于未图示且公知的驱动马达而旋转。在X射线检测器2的旋转面方向的两端配置有参照检测器10A及10B。在X射线源1的前面配置有照射范围限制准直仪12。照射范围限制准直仪12按照从X射线源1放射出的X射线不照射到X射线检测器2的检测区域之外的方式，对照射范围7进行限制。因此，X射线不直接照射于参照检测器10A及10B。另外，在参照检测器10A及10B的前面分别配置有散射线遮断准直仪11A及11B，使得在被摄体3的内部散射后的X射线不会入射到参照检测器10A及10B。

接着，对本实施例1所涉及的X射线摄影装置的动作进行说明。在该X射线摄影装置中准备了摄影模式和最佳系数测定模式这两种计测模式。另外，图1中实线箭头表示摄影模式中的数据流向，虚线箭头表示最佳系数测定模式中的数据流向。

最佳系数测定模式是用于导出所述最佳近似系数的测定模式，测定在摄影之前被实施。在测定中不配置被摄体3，而且，照射范围限制准直仪12按照全部遮断向X射线检测器2的X照射的方式限制照射范围7。在指示测定开始的同时，旋转板4开始旋转，在旋转板4的转速达到稳定状态的时刻，开始进行来自X射线源1的X射线放射。此时，X射线检测器2和参照检测器10A及10B，对由旋转板4的旋转驱动系统和X射线源1的未图示的电源等产生的电磁噪声(外因性噪声)进行计测。由X射线检测器2检测出的外因性噪声的数据被记录于帧存储器100，另外，由参照检测器10A及10B检测到的外因性噪声的数据被记录于参照数据保存存储器103。上述的数据收集通过旋转板4的几次旋转(通常为5～10次旋转)而进行，在收集了所有数据的时刻结束计测，停止X射线照射及旋转板4的旋转。另外，在计测结束的时刻，最佳系数运算机构101参照记录于帧存储器100及参照数据保存存储器103的数据，利用后述的方法计算X射线检测器2的最佳近似系数，并将结果记录于最佳系数保存存储器102。

在摄影模式下，配置被摄体3，而且照射范围限制准直仪12按照对X射线检测器2的整体或局部照射X射线的方式，限制照射范围7。在指示测定开始的同时，旋转板4开始旋转，在旋转板4的转速达到了稳定状态的时刻，开始来自X射线源1的X射线放射。此时，通过参照检测器10A及10B计测外因性噪声。另一方面，通过X射线检测器2计测被摄体3的X射线透过信号和上述外因性噪声。由X射线检测器2检测到的投影信号的数据被记录于帧存储器100，另外，由参照检测器10A及10B检测出的外因性噪声的数据被记录于参照数据保存存储器103。

每当记录上述各数据时，噪声除去运算机构104都从帧存储器100读出投影信号数据、从参照数据保存存储器103读出外因性噪声数据、从最佳系数保存存储器102读出最佳近似系数的数据，利用后述的方法，对投影信号数据进行噪声除去运算。噪声除去后的投影信号数据通过图像再构成机构105进行公知的图像再构成，来制作被摄体3的X射线断层像。所得到的X射线断层像通过公知的图像显示机构106进行图像显示。

图2是用于说明本发明实施例1所涉及的X射线检测器2及参照检测器10A及10B的配置的图。另外，图3是用于说明X射线检测器2及参照检测器10A和10B的像素构成的图。

如图3所示，X射线检测器2具有在信道(channel)方向(图3的水平方向)1024分割、在层面(slice)方向(图3的上下方向)8分割的多层面构造。而且，参照检测器10A及10B分别被配置在X射线检测器2的信道方向两端部，分别在信道方向被4分割，在层面方向被8分割。另外，上述信道方向及层面方向的分割数不限定于本例。此外，上述X射线检测器2及参照检测器10A、10B可以构成为一体型的传感器，也可以是分别制作的构件排列的结构。另外，如后所述，由构成参照检测器10A的32个像素PA(1，1)～PA(8，4)计测的信号后来被加法运算，作为一个信号进行处理。而且同样地，由构成参照检测器10B的32个像素PB(1，1)～PB(8，4)计测的信号也在后来被加法运算，作为一个信号被处理。即，在该构成中，参照检测器的个数为2个(在(数式1)～(数式5)中N＝2)，各自的加法运算信号作为q₁(t)和q₂(t)进行操作。这样。通过对由多个像素得到的信号进行加法运算，可以降低在各像素中产生的电路噪声(内因性噪声)。如后所述，最佳近似系数α₁和α₂可相对构成X射线检测器2的所有像素P(1，1)～P(8，1024)单独导出，保存于最佳系数保存存储器102。

图4是用于说明最佳系数运算机构101中的处理顺序的图。最佳系数运算机构101中的以下处理通过使用了专用运算器或通用运算器的软件处理等来实现。最佳系数运算机构101首先从参照数据保存存储器103读出构成参照检测器10A的各像素的信号PA(1，1)～PA(8，4)，进行像素加法运算，从而计算加法运算数据q₁(t)。同样，读出构成参照检测器10B的各像素的信号PB(1，1)～PB(8，4)，进行像素加法运算，从而计算加法运算数据q₂(t)(步骤400)。接着，对上述加法运算数据q₁(t)、q₂(t)进行数式4所示的互相关运算，作成(数式3)右边第一项所示的矩阵B(步骤401)。接着，使用公知的计算算法，作成矩阵B的逆矩阵B^-1(步骤402)。

然后，从摄影数据保存存储器100读出由X射线检测器2计测出的数据，作成由(数式3)左边所示的矩阵A(步骤403)。接着，计算矩阵C＝B^-1A，对作为矩阵C的要素的最佳近似系数α₁和α₂进行计算(步骤404)。其中，步骤403和404的处理对X射线检测器2的所有像素P(1，1)～P(8，1024)反复进行。针对各自的像素而计算出的最佳近似系数α₁和α₂的结果被保存于最佳系数保存存储器102。另外，在图4中，将针对像素P(i，j)而计算出的α₁和α₂值分别表示为α_A(i，j)、α_B(i，j)。

图5是用于说明噪声除去运算机构104中的处理顺序的图。噪声除去运算机构104中的以下处理通过使用了专用运算器或通用运算器的软件处理等实现。噪声除去运算机构104首先从参照数据保存存储器103读出构成参照检测器10A的各像素的信号PA(1，1)～PA(8，4)，进行像素加法运算，从而计算加法运算数据q₁(t)。同样，读出构成参照检测器10B的各像素的信号PB(1，1)～PB(8，4)，进行像素加法运算，从而计算加法运算数据q₂(t)(步骤500)。然后，从摄影数据保存存储器100读出由X射线检测器2计测出的数据，而且，读出对应的像素的最佳近似系数α₁和α₂的值，进而使用上述加法运算数据进行(数式5)所示的噪声除去运算(步骤501)。步骤501的运算针对X射线检测器2的所有像素P(1，1)～P(8，1024)反复进行。

图6是用于说明本实施例1所示的X射线摄影装置的噪声降低效果的图。图6中的曲线600表示X射线检测器2的中央层面中的噪声标准偏差的比率(噪声除去后/噪声除去前)。可知外来性噪声被有效除去，噪声的标准偏差缩小到噪声除去前的20～80％左右。

图7是用于说明参照检测器的其他配置例的图。本配置例中，在X射线检测器2的层面方向的两端部配置有参照检测器700A和700B。与图3所示的参照检测器的情况同样，可以对参照检测器700A和700B内的所有像素值进行加法运算，分别看作一个信号，也可以根据以噪声除去为对象的X射线检测器2内的像素位置，使构成参照检测器700A和700B的M个参照像素(参照用检测元件)中所指定的N个(N＜M)参照像素的位置变化。在后者的情况下，如果选择位于靠近以噪声除去为对象的像素的位置的参照像素，则可以提高由相互的像素测定的外因性噪声的相关性，从而提高噪声除去精度。

图8是用于说明参照检测器700A和700B内的参照像素的选择方法的图。在本例中，分别从参照检测器700A和700B中选择最靠近X射线检测器2内的像素位置的5个参照像素。例如，相对X射线检测器2的像素位置800，选择最近的5个参照像素800A和800B。而且，相对X射线检测器2的像素位置801，选择最近的5个参照像素801A和801B。上述5个参照像素的值被加法运算，分别看作一个参照信号。另外，本例中虽然选择了5个参照像素，但所选择的像素数不限定于此。而且，虽然在图3、图7和图8中表示了利用两个参照检测器(N＝2)的例子，但参照检测器的个数不限定于此。

图9是表示与X射线检测器2独立构成的参照检测器R1～R6的配置例的图。在本例的情况下，由于不需要将X射线检测器2的一部分像素利用为参照检测器，所以，具有可有效利用X射线检测器2的摄影视野的优点。另外，在噪声除去之际，可以利用所有的参照检测器R1～R6(N＝6)，也可以选择几个最靠近以噪声除去为对象的像素的参照像素进行利用。

以上，表示了实施例1所涉及的X射线摄影装置，但本发明并不仅限于实施例1，在不脱离其主旨的范围内可以进行各种变更。例如，在实施例1中设想了多层面CT传感器作为X射线检测器2，但在单层面CT传感器或锥面光束CT中所使用的二维X射线传感器也可以应用本发明。

(实施例2)

图10是本发明的实施例2所涉及的X射线摄影装置的示意图。其中，在该实施例2中，设想了图像诊断用的X射线摄影装置作为本发明的应用例。

该实施例2所涉及的X射线摄影装置由X射线源1、X射线检测器20、参照检测器1100A及1100B、照射范围限制准直仪12、散射线遮断准直仪1101A及1101B、支柱21、床顶板22、床23、帧存储器100、最佳系数运算机构101、最佳系数保存存储器102、参照数据保存存储器103、噪声除去运算机构104、和图像显示机构106等构成。作为X射线检测器20可使用公知的X射线FPD(Flat Panel Detector)等。在X射线检测器20的两端配置有参照检测器1100A及1100B。在X射线源1的前面配置有照射范围限制准直仪12，照射范围限制准直仪12按照从X射线源1放射出的X射线不照射在X射线检测器20的检测区域之外的方式，对照射范围7进行限制。因此，X射线不会直接照射于参照检测器1100A及1100B。另外，在参照检测器1100A及1100B的前面分别配置有散射线遮断准直仪1101A及1101B，使得在被摄体3的内部散射后的X射线不会入射到参照检测器1100A及1100B。

下面，对本实施例2所涉及的X射线摄影装置的动作进行说明。在该X射线摄影装置中准备有摄影模式和最佳系数测定模式这两种计测模式。其中，图10中实线箭头表示摄影模式中的数据流向，虚线箭头表示最佳系数测定模式中的数据流向。

最佳系数测定模式是用于导出所述最佳近似系数的测定模式，该测定在摄影之前被实施。在测定中不配置被摄体3，而且，照射范围限制准直仪12按照全部遮断向X射线检测器2的X照射的方式限制照射范围7。在指示测定开始的同时，开始来自X射线源1的X射线放射，X射线检测器20和参照检测器1100A及1100B通过连续摄影反复计测外因性噪声的数据。此时，由X射线检测器20检测出的外因性噪声的数据被记录于帧存储器100，另外，由参照检测器1100A及1100B检测到的外因性噪声的数据被记录于参照数据保存存储器103。上述的数据收集通过几十次～几百次的摄影而进行，在收集了所有数据的时刻结束计测，停止X射线照射。另外，在计测结束的时刻，最佳系数运算机构101参照记录于帧存储器100及参照数据保存存储器103的数据，利用与实施例1中所示的方法相同的方法，计算X射线检测器20的最佳近似系数，并将结果记录于最佳系数保存存储器102。

在摄影模式下，配置被摄体3，而且照射范围限制准直仪12按照对X射线检测器20的整体或局部照射X射线的方式，限制照射范围7。在指示测定开始的同时，从X射线源1放射X射线，进行一次摄影或连续摄影。此时，通过参照检测器1100A及1100B计测外因性噪声。另一方面，通过X射线检测器20计测被摄体3的X射线透过信号和上述外因性噪声。由X射线检测器20检测出的投影信号的数据被记录于帧存储器100，另外，由参照检测器1100A及1100B检测出的外因性噪声的数据被记录于参照数据保存存储器103。每当记录上述各数据时，噪声除去运算机构104都从帧存储器100读出投影信号数据，从参照数据保存存储器103读出外因性噪声数据，从最佳系数保存存储器102读出最佳近似系数的数据，使用和实施方式1所示的方法相同的方法，进行噪声除去运算。噪声除去后的摄影数据通过公知的图像显示机构106进行图像显示。

图11是用于说明本发明的实施例2所涉及的X射线检测器20和参照检测器1100A及1100B的配置的图。另外，图12是用于说明X射线检测器20和参照检测器1100A及1100B的像素构成的图。X射线检测器20的水平方向及垂直方向的像素分割数的代表例分别是3068像素和3072像素，但不限定于此。而且，参照检测器1100A及1100B分别配置在X射线检测器20的水平方向两端部，分别在水平方向具有2像素，在垂直方向具有3027像素。另外，上述参照检测器1100A及1100B的水平方向和垂直方向的分割数不限定于本例。

此外，上述X射线检测器20及参照检测器1100A、1100B可以构成为一体型的传感器，也可以是分别制作并排列的构造。构成参照检测器1100A及1100B的所有像素的信号值可以分别被加法运算，作为一个信号进行处理，也可以根据以噪声除去为对象的X射线检测器20内的像素位置，使参照检测器1100A及1100B内的参照像素的位置变化。在后者的情况下，如果选择位于靠近以噪声除去为对象的像素的位置的参照像素，则可以提高由相互的像素测定的外因性噪声的相关性，从而提高噪声除去精度。

图13是用于说明参照检测器1100A和1100B内的参照像素的选择方法的图。在本例中，分别从参照检测器1100A和1100B中选择最靠近X射线检测器20内的像素位置的10个参照像素。例如，相对X射线检测器20的像素位置1300，选择最近的10个参照像素1300A和1300B。而且，相对X射线检测器20的像素位置1301，选择最近的10个参照像素1301A和1301B。上述10个参照像素的值被加法运算，分别看作一个参照信号。另外，本例中虽然选择了10个参照像素，但所选择的像素数不限定于此。而且，虽然在图12和图13中表示了利用两个参照检测器(N＝2)的例子，但参照检测器的个数不限定于此。

图14是表示与X射线检测器20独立配置的参照检测器R1～R8的构成例的图。在本例的情况下，由于不需要将X射线检测器20的一部分像素利用为参照检测器，所以，具有可有效利用X射线检测器20的摄影视野的优点。另外，在噪声除去之际，可以利用所有的参照检测器R1～R8(N＝8)，也可以选择几个最靠近以噪声除去为对象的像素的参照像素进行利用。

在以上所述的实施例2中，举例说明了图像诊断用的X射线摄影装置，但本发明并不仅限定于实施例2，在不脱离其主旨的范围内可以进行各种变更。例如，在实施例2中设想了图像诊断用的X射线装置，当然也可以将本发明应用于工业检查用X射线摄影装置或安全防范用X射线摄影装置。

(工业上的可利用性)

综上所述，根据本发明，即使在难以遮断电磁波噪声的情况下，也可以抑制因外因性噪声引起的S/N的降低，实现具有宽动态范围的X射线检测器，并能够提供使用了该X射线检测器的X射线摄影技术。

Claims (10)

1.一种X射线摄影装置，其具有产生X射线的机构、对所述X射线的照射范围进行限制的准直仪、和对所述被摄体的X射线透过像进行检测的X射线检测机构，其特征在于，包括：

多个参照信号检测机构，其配置在所述X射线检测机构的端部，在X射线入射方向的面上具有对所述被摄体的透过X射线及来自所述被摄体的散射X射线进行遮断的准直仪，检测外部产生的电磁波噪声作为外因性噪声；

参照信号存储机构，其对由所述参照信号检测机构检测出的所述外因性噪声作为参照信号进行存储；

帧存储机构，其在所述X射线检测机构通过限制所述X射线的照射范围的准直仪限制了来自所述X射线产生机构的X射线照射的状态下，对由所述X射线检测机构检测出的投影信号数据进行存储；和

计算机构，其根据所述被存储的投影信号数据和参照信号计算噪声除去信号。

2.根据权利要求1所述的X射线摄像装置，其特征在于，

所述计算机构具有第一计算机构和第二计算机构，

所述第一计算机构通过限制所述X射线的照射范围的准直仪遮断了来自所述X射线产生机构的X射线照射的状态下，根据由所述X射线检测机构检测出的噪声信号和由所述参照信号存储机构存储的参照信号，计算用于噪声除去的最佳系数；

所述第二计算机构使用由所述第一计算机构计算出的最佳系数、所述参照信号及所述投影信号数据，计算噪声除去信号。

3.根据权利要求2所述的X射线摄像装置，其特征在于，

第一计算机构通过所述参照信号检测机构检测在X射线的非照射区域配置的N个参照信号，在利用所述准直仪大致遮断了对所述X射线检测机构的X射线照射的状态下，将由所述X射线检测机构检测出的噪声信号p(t)，用由所述参照信号检测机构检测出的N个参照信号q_n(t)的线性和p’(t)＝α₁q₁(t)+α₂q₂(t)+…+α_Nq_N(t)进行近似，计算使所述近似的平均2乘误差为最小的权重系数α_n，其中，1≤N，t为时间，n＝1～N。

4.根据权利要求2或3所述的X射线摄影装置，其特征在于，

所述第二计算机构使用由所述X射线检测机构及所述参照信号检测机构分别计测出的信号f(t)及参照信号q_n(t)和存储于所述存储机构的所述权重系数α_n的值，计算噪声除去信号f(t)-p’(t)。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的X射线摄影装置，其特征在于，

所述参照信号检测机构由构成所述X射线检测机构的多个检测元件的一部分构成。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的X射线摄影装置，其特征在于，

具有第一和第二准直仪，所述第一和第二准直仪分别配置在所述X射线产生机构与所述被摄体之间以及所述被摄体与所述参照信号检测机构之间，用于大致遮断X射线向所述参照信号检测机构的照射。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的X射线摄影装置，其特征在于，

所述参照信号检测机构由M个参照用检测元件构成，所述N个参照信号q_n(t)由预先指定的N个参照用检测元件的检测信号构成，其中，N＜M。

8.根据权利要求7所述的X射线摄影装置，其特征在于，

所述N个参照信号q_n(t)的一部分或全部，由通过多个所述参照用检测元件检测出的信号的加法运算值构成。

9.根据权利要求7或8所述的X射线摄影装置，其特征在于，

能够针对构成所述X射线检测机构的各检测元件，变化所述被指定的N个参照用检测元件的组合。

10.根据权利要求9所述的X射线摄影装置，其特征在于，

可针对构成所述X射线检测机构的各检测元件，指定距离最近的N个所述参照用检测元件的组合。

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