JP2007130232A - Radiation imaging device - Google Patents
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Abstract
【課題】放射線検出信号に含まれる大きい時間遅れ分を除去しつつ、放射線検出信号に含まれる時間遅れ分が小さい放射線検出信号については、ノイズの増大を抑制することができる放射線撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】所定のサンプリング時間間隔ΔtでFPD2から取り出されるX線画像取得用のX線検出信号に含まれる時間遅れ分を時間遅れ除去部10による再帰的演算処理により除去する際に、除去調整部11によって、時間遅れ分が大きい時だけ時間遅れ分が小さい時よりも時間遅れ分を除去する度合いを強くする調整を行なう構成である。したがって、放射線検出信号に含まれる大きい時間遅れ分を除去しつつ、放射線検出信号に含まれる時間遅れ分が小さいものについては、時間遅れ除去部10により時間遅れ分を除去する度合いが弱く、ノイズの増大を抑制することができる。
【選択図】 図1
A radiation imaging apparatus capable of suppressing an increase in noise for a radiation detection signal with a small time delay included in the radiation detection signal while removing a large time delay included in the radiation detection signal. For the purpose.
When a time delay included in an X-ray detection signal for X-ray image acquisition taken out from an FPD 2 at a predetermined sampling time interval Δt is removed by recursive calculation processing by a time delay removal unit 10, removal adjustment is performed. The unit 11 is configured to make an adjustment to increase the degree of removal of the time delay only when the time delay is large than when the time delay is small. Therefore, when the time delay included in the radiation detection signal is small while the large time delay included in the radiation detection signal is removed, the degree of time delay being removed by the time delay removal unit 10 is weak and noise is reduced. The increase can be suppressed.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、放射線照射手段による撮影対象の被検体への放射線照射に伴って放射線検出手段から放射線画像取得用の放射線検出信号が信号サンプリング手段によって所定のサンプリング時間間隔で取り出される医用ないし工業用などの放射線撮像装置に係り、特に、放射線検出手段から取り出された放射線検出信号から放射線検出手段に起因する放射線検出信号の時間遅れ分を除去するための技術に関する。 The present invention provides medical or industrial use in which a radiation detection signal for acquiring a radiation image is taken out from a radiation detection means at a predetermined sampling time interval from a radiation detection means in accordance with radiation irradiation to a subject to be imaged by the radiation irradiation means. In particular, the present invention relates to a technique for removing the time delay of the radiation detection signal caused by the radiation detection means from the radiation detection signal extracted from the radiation detection means.
放射線撮像装置の代表的な装置のひとつであるで医用のX線透視撮影装置において、最近、X線管によるX線照射に伴って生じる被検体の透過X線像を検出するX線検出器として、X線に有感な半導体等を利用した極めて多数個のX線検出素子をX線検出面に縦横に配列したフラットパネル型X線検出器(以下、適宜「FPD」という)が用いられている。 As an X-ray detector for detecting a transmitted X-ray image of a subject that has recently been generated in association with X-ray irradiation by an X-ray tube in a medical X-ray fluoroscopic apparatus, which is one of the representative devices of a radiation imaging apparatus. A flat panel X-ray detector (hereinafter referred to as “FPD” where appropriate) in which an extremely large number of X-ray detection elements using X-ray sensitive semiconductors are arranged vertically and horizontally on an X-ray detection surface is used. Yes.
すなわち、X線透視撮影装置では、X線管による被検体へのX線照射に伴ってFPDから所定のサンプリング時間間隔で取り出されるX線画像1枚分のX線検出信号に基づいて、被検体の透過X線像に相応するX線画像が所定のサンプリング時間間隔で取得される。FPDは、従来から用いられているイメージインテンシファイアなどと比べると、軽量であるうえに、複雑な検出歪みが発生しないので、装置構造の面や検出信号処理の面で有利である。 That is, in the X-ray fluoroscopic apparatus, the subject is based on the X-ray detection signal for one X-ray image taken out from the FPD at a predetermined sampling time interval with the X-ray irradiation to the subject by the X-ray tube. X-ray images corresponding to the transmitted X-ray images are acquired at predetermined sampling time intervals. The FPD is lighter than a conventionally used image intensifier or the like, and does not generate complicated detection distortion, so that it is advantageous in terms of apparatus structure and detection signal processing.
しかしながら、FPDを用いた場合、例えば、パニングする(すなわち、撮影位置を移動させる)時などX線管から照射されたX線の一部は被検体を透過せず直接FPDに入射し、FPDでは信号強度が大きいX線として検出し、さらに信号強度が大きいX線検出信号として出力される。このFPDから出力されたX線検出信号に基づくX線画像では、白く強い影として残ることになる。ここで、X線検出信号の強度が大きいほど、FPDから出力されるX線検出信号の時間遅れ分が大きくなるという関係がある。したがって、FPDからX線検出信号を取り出すサンプリング時間間隔が短い場合、取り出し切れない信号の残りが時間遅れ分として次のX線検出信号に加わる。そのため、例えばFPDから1秒間に30回のサンプリング時間間隔で画像1枚分のX線検出信号を取り出してX線画像を取得し動画表示する場合、時間遅れ分が前のX線画像の残像として出現し、画像のダブリ現象を生じる結果、動画像がボヤける等の不都合を生じる。 However, when the FPD is used, for example, when panning (that is, when the imaging position is moved), a part of the X-rays irradiated from the X-ray tube does not pass through the subject and directly enters the FPD. An X-ray with a high signal intensity is detected, and an X-ray detection signal with a higher signal intensity is output. In the X-ray image based on the X-ray detection signal output from the FPD, a white and strong shadow remains. Here, there is a relationship that the greater the intensity of the X-ray detection signal, the greater the time delay of the X-ray detection signal output from the FPD. Therefore, when the sampling time interval for extracting the X-ray detection signal from the FPD is short, the remainder of the signal that cannot be extracted is added to the next X-ray detection signal as a time delay. Therefore, for example, when an X-ray detection signal for one image is taken out from the FPD at a sampling time interval of 30 times per second to acquire an X-ray image and display a moving image, the time delay is an afterimage of the previous X-ray image. As a result of appearing and causing the image double phenomenon, the moving image is blurred.
そこで、従来の装置では、FPDから出力された全てのX線検出信号に対して一律に時間遅れ分を除去する再帰的演算処理を行い、この再帰的演算処理が行われたX線検出信号に基づくX線画像を取得し、時間遅れ分が残像として出現することを阻止している(特許文献1を参照)。 Therefore, in the conventional apparatus, recursive calculation processing for uniformly removing the time delay is performed on all X-ray detection signals output from the FPD, and the X-ray detection signals subjected to this recursive calculation processing are subjected to recursive calculation processing. The X-ray image based on this is acquired, and the time delay part is prevented from appearing as an afterimage (refer patent document 1).
しかしながら、従来のX線透視撮影装置では、次のような問題がある。すなわち、一部のX線検出信号に含まれる大きい時間遅れ分を除去するために、全てのX線検出信号に対して一律に時間遅れ分を除去するための再帰的演算処理を行うことに伴って、全てのX線検出信号にノイズが増加し、X線画像の画質が低下する。つまり、X線画像の関心領域に関わるX線検出信号では、通常、X線検出信号の強度は大きくなく、時間遅れ分を除去する必要がないのに関わらず、時間遅れ分を除去するための再帰的演算処理が行われ、この処理によりノイズが増加し、関心領域での画質が低下するという問題がある。 However, the conventional X-ray fluoroscopic apparatus has the following problems. In other words, in order to remove a large time delay included in a part of the X-ray detection signals, recursive calculation processing for uniformly removing the time delay is performed on all X-ray detection signals. As a result, noise increases in all X-ray detection signals, and the image quality of the X-ray image decreases. That is, in the X-ray detection signal related to the region of interest of the X-ray image, the intensity of the X-ray detection signal is usually not large, and it is not necessary to remove the time delay, so that the time delay can be removed. There is a problem in that recursive calculation processing is performed, noise increases due to this processing, and image quality in the region of interest deteriorates.
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、FPD等の放射線検出手段から取り出された放射線検出信号のうち、放射線検出信号に含まれる大きい時間遅れ分を除去しつつ、放射線検出信号に含まれる時間遅れ分が小さい放射線検出信号については、ノイズの増大を抑制することができる放射線撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and removes a large time delay included in the radiation detection signal from the radiation detection signal extracted from the radiation detection means such as the FPD. An object of the present invention is to provide a radiation imaging apparatus that can suppress an increase in noise for a radiation detection signal with a small time delay included in the detection signal.
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項1の発明に係る放射線撮像装置は、(A)撮影対象の被検体に放射線を照射する放射線照射手段と、(B)被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段と、(C)前記放射線検出手段から被検体の透過放射線像に相応する放射線画像取得用の放射線検出信号を所定のサンプリング時間間隔で取り出す信号サンプリング手段と、(D)前記信号サンプリング手段で所定のサンプリング時間間隔で取り出される放射線検出信号に含まれる時間遅れ分を、再帰的演算処理により放射線検出信号から除去する時間遅れ除去手段と、(E)前記時間遅れ除去手段で再帰的演算処理による時間遅れ分除去の際に、時間遅れ分が大きい場合は時間遅れ分が小さい場合よりも時間遅れ分を除去する度合いを強くする調整を行なう除去調整手段とを備えていることを特徴とするものである。
In order to achieve such an object, the present invention has the following configuration.
That is, a radiation imaging apparatus according to the invention of
[作用・効果]請求項1に記載の発明の装置によれば、放射線照射手段による撮影対象の被検体への放射線照射に伴って放射線検出手段から所定のサンプリング時間間隔で出力される放射線画像取得用の放射線検出信号に含まれる時間遅れ分を、時間遅れ除去手段が再帰的演算処理で除去する。但し、再帰的演算処理による時間遅れ分除去の際しては、除去調整手段が時間遅れ分が大きい場合は時間遅れ分が小さい場合よりも時間遅れ分を除去する度合いを強くする調整を行なう。そして、請求項1に記載の発明の装置の場合、こうして時間遅れ除去手段による再帰的演算処理により時間遅れが除去された放射線検出信号にしたがって放射線画像が取得される。 [Operation / Effect] According to the apparatus of the first aspect of the present invention, a radiological image is output that is output from the radiation detection means at a predetermined sampling time interval when the subject to be imaged is irradiated by the radiation irradiation means. The time delay included in the radiation detection signal for use is removed by a recursive calculation process by the time delay removal means. However, when removing the time delay by recursive calculation processing, the removal adjustment means performs an adjustment to increase the degree of removing the time delay when the time delay is large, compared to when the time delay is small. In the case of the apparatus according to the first aspect of the present invention, a radiation image is acquired in accordance with the radiation detection signal from which the time delay has been removed by the recursive arithmetic processing by the time delay removal means.
このように、請求項1の発明の装置は、撮影対象の被検体への放射線照射に伴って放射線検出手段から所定のサンプリング時間間隔で出力される放射線画像取得用の放射線検出信号に含まれる時間遅れ分を再帰的演算処理により除去する際、時間遅れ分が大きい場合は時間遅れ分が小さい場合よりも時間遅れ分を除去する度合いを強くする調整が行なわれる構成を備えている。また、再帰的演算処理に伴って加わる放射線検出信号のノイズは時間遅れ分を除去する度合いが強いほど増大するという相関関係がある。
したがって、請求項1の発明の装置の場合、放射線画像取得用の放射線検出信号に含まれる時間遅れ分を再帰的演算処理により除去する際に、時間遅れ分が大きい場合に時間遅れ分が小さい場合よりも時間遅れ分を除去する度合いを強くするので、放射線検出信号に含まれる大きい時間遅れ分を除去しつつ、放射線検出信号に含まれる時間遅れ分が小さいものについては、時間遅れ除去手段により時間遅れ分を除去する度合いが弱く、ノイズの増大を抑制することができる。
As described above, the apparatus according to the first aspect of the invention includes a time included in a radiation detection signal for acquiring a radiological image output at a predetermined sampling time interval from the radiation detection means in accordance with radiation irradiation to the subject to be imaged. When removing the delay by recursive calculation processing, a configuration is provided in which the degree of removal of the time delay is adjusted more strongly when the time delay is large than when the time delay is small. Further, there is a correlation that the noise of the radiation detection signal applied with the recursive calculation processing increases as the degree of removal of the time delay becomes stronger.
Therefore, in the case of the apparatus according to the first aspect of the present invention, when the time delay included in the radiation detection signal for acquiring the radiographic image is removed by recursive calculation processing, when the time delay is large, the time delay is small. The degree of time delay removal is stronger than that, so that the time delay included in the radiation detection signal is small while the time delay included in the radiation detection signal is small. The degree of removal of the delay is weak, and the increase in noise can be suppressed.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の放射線撮像装置において、時間遅れ除去手段は放射線検出信号から時間遅れ分を除去する再帰的演算処理を、次の式Aにしたがって行い、
X(n) = [1/(k/u)]I(n) −{([1−(k/u)]/(k/u)}I(n-1) ・・A
但し、
X(n) :n番目のサンプリング時点での時間遅れ分除去後の放射線検出信号(時間遅れが起こる前の放射線検出信号)
I(n) :n番目のサンプリング時点で取り出された放射線検出信号
I(n-1) :(n−1)番目のサンプリング時点で取り出された放射線検出信号
k:時間遅れの程度を規定するパラメータ(0<k<1の範囲)
u:時間遅れ分の除去度合いを調整するパラメータ(k<u<1の範囲)
除去調整手段での時間遅れ分の除去度合いの調整は、放射線検出信号I(n-1)又はこの放射線検出信号I(n-1)に対して時間的に近い放射線検出信号を用いた放射線検出信号の強度の大きさに基づいて、式Aの中のパラメータuを変化させることにより行なうものである。
According to a second aspect of the present invention, in the radiation imaging apparatus according to the first aspect, the time delay removing means performs recursive calculation processing for removing the time delay from the radiation detection signal according to the following equation A: ,
X (n) = [1 / (k / u)] I (n)-{([1- (k / u)] / (k / u)} I (n-1) .. A
However,
X (n): Radiation detection signal after removal of the time delay at the nth sampling time (radiation detection signal before the time delay occurs)
I (n): Radiation detection signal extracted at the nth sampling time point I (n-1): Radiation detection signal extracted at the (n-1) th sampling time point k: Parameter that defines the degree of time delay (0 <k <1 range)
u: a parameter for adjusting the degree of removal of the time delay (k <u <1 range)
The adjustment of the degree of removal of the time delay by the removal adjusting means is performed by radiation detection using a radiation detection signal I (n-1) or a radiation detection signal close in time to the radiation detection signal I (n-1). This is performed by changing the parameter u in the expression A based on the magnitude of the signal intensity.
[作用・効果]請求項2の発明の場合、式Aという簡潔な式によって時間遅れ分を除去した放射線検出信号が速やかに求められる。さらに、放射線検出信号I(n-1) 又はこの放射線検出信号I(n-1)に対して時間的に近い放射線検出信号を用いた放射線検出信号の強度の大きさに基づいて、式Aの中のパラメータuを変化させることにより行なうことができるので、除去調整手段による時間遅れ分の除去度合いの調整は、放射線検出信号の強度の大きさに対応した精度の高いものとすることができる。また、放射線検出信号I(n-1) 又はこの放射線検出信号I(n-1)に対して時間的に近い放射線検出信号を用いることができるので、除去調整手段での時間遅れ分の除去度合いの調整において、調整の精度や処理を検討し、最適な放射線検出信号を用いることができ、時間遅れ分の除去度合いの調整を多様に行なうことができる。
[Operation / Effect] In the case of the invention of
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の放射線撮像装置において、時間遅れ除去手段は放射線検出信号から時間遅れ分を除去する再帰的演算処理を、次の式Aにしたがって行い、
X(n) = [1/(k/u)]I(n) −{([1−(k/u)]/(k/u)}I(n-1) ・・A
但し、
X(n) :n番目のサンプリング時点での時間遅れ分除去後の放射線検出信号(時間遅れが起こる前の放射線検出信号)
I(n) :n番目のサンプリング時点で取り出された放射線検出信号
I(n-1) :(n−1)番目のサンプリング時点で取り出された放射線検出信号
k:時間遅れの程度を規定するパラメータ(0<k<1の範囲)
u:時間遅れ分の除去度合いを調整するパラメータ(k<u<1の範囲)
除去調整手段での時間遅れ分の除去度合いの調整は、式Aの中のパラメータuを、放射線検出信号I(n)以前に取り出された全放射線検出信号の平均の強度が大きい場合に、当該放射線検出信号の平均の強度が小さい場合よりも大きくすることにより行なうものである。
According to a third aspect of the present invention, in the radiation imaging apparatus according to the first aspect, the time delay removing means performs recursive calculation processing for removing the time delay from the radiation detection signal according to the following equation A: ,
X (n) = [1 / (k / u)] I (n)-{([1- (k / u)] / (k / u)} I (n-1) .. A
However,
X (n): Radiation detection signal after removal of the time delay at the nth sampling time (radiation detection signal before the time delay occurs)
I (n): Radiation detection signal extracted at the nth sampling time point I (n-1): Radiation detection signal extracted at the (n-1) th sampling time point k: Parameter that defines the degree of time delay (0 <k <1 range)
u: a parameter for adjusting the degree of removal of the time delay (k <u <1 range)
The adjustment of the removal degree for the time delay by the removal adjusting means is performed when the parameter u in the equation A is set when the average intensity of all the radiation detection signals extracted before the radiation detection signal I (n) is large. This is done by making the radiation detection signal larger than when the average intensity is small.
[作用・効果]請求項3の発明の場合、式Aという簡潔な式によって時間遅れ分を除去した放射線検出信号が速やかに求められる。加えて、放射線検出信号I(n)以前に取り出された全放射線検出信号の平均の強度(信号強度)が大きいほど放射線検出信号の時間遅れ分が大きくなるという相関関係にあるので、式Aの中のパラメータuを、放射線検出信号I(n)以前に取り出された全放射線検出信号の平均の強度が大きい場合に当該放射線検出信号の平均の強度が小さい場合よりも大きくすることによって除去調整手段による時間遅れ分の除去度合いの調整が簡単に行なうことができる。また、この時間遅れ分の除去度合いの調整は、放射線検出信号I(n)以前に取り出された全放射線検出信号の平均の強度を用いているので、取得された全放射線検出信号のうちの一つが何らかの問題により異常なものであったとしても、パラメータuは全放射線検出信号を平均したものより求められ、精度が高いものとすることができる。
[Operation / Effect] In the case of the invention of
また、請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の放射線撮像装置において、除去調整手段での時間遅れ分の除去度合いの調整は、式Aの中のパラメータuを、放射線検出信号I(n-1) の強度が大きい場合に放射線検出信号I(n-1) の強度が小さい場合よりも大きくすることにより行なうものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the radiation imaging apparatus according to the second aspect of the present invention, the adjustment of the degree of removal of the time delay by the removal adjustment means is performed by setting the parameter u in the expression A to the radiation detection signal I. This is performed by increasing the intensity of the radiation detection signal I (n-1) when the intensity of (n-1) is large than when the intensity of the radiation detection signal I (n-1) is small.
[作用・効果]請求項4の発明の場合、放射線検出信号I(n-1) の強度(信号強度)が大きいほど放射線検出信号の時間遅れ分が大きくなるという相関関係にあるので、式Aの中のパラメータuを、放射線検出信号I(n-1) の強度が大きい場合に放射線検出信号I(n-1) の強度が小さい場合よりも大きくすることによって除去調整手段による時間遅れ分の除去度合いの調整が簡単に行なうことができる。また、この時間遅れ分の除去度合いの調整は、n番目のサンプリングから一つ前((n−1)番目)でサンプリングされた放射線検出信号が用いられ、n番目と(n−1)番目との放射線検出信号は近似していることから精度の高い調整を行なうことができる。
[Operation / Effect] In the case of the invention of
また、請求項5に記載の発明は、請求項2から4のいずれか一つに記載の放射線撮像装置において、放射線検出信号の急激な強度変化に伴うパラメータuの急激な変化を抑えるパラメータ急変抑止手段を備えているものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the radiation imaging apparatus according to any one of the second to fourth aspects, a parameter sudden change suppression that suppresses a rapid change in the parameter u accompanying a sudden intensity change in the radiation detection signal. Means are provided.
[作用・効果]請求項3の発明の場合、放射線検出信号の急激な強度変化に伴う式Aの中のパラメータuの急激な変化は、往々にして放射線画像に好ましくない画像変化が生じる原因となるが、パラメータ急変抑止手段により放射線検出信号の急激な強度変化に伴う式Aの中のパラメータuの急激な変化が抑えられるので、パラメータuの急激な変化に起因する好ましくない画像変化が放射線画像に生じるのを回避することができる。
[Operation / Effect] In the case of the invention of
この発明の放射線撮像装置の場合、撮影対象の被検体への放射線照射に伴って放射線検出手段から所定のサンプリング時間間隔で出力される放射線画像取得用の放射線検出信号に含まれる時間遅れ分を再帰的演算処理により除去する際、時間遅れ分が大きい場合は時間遅れ分が小さい場合よりも時間遅れ分を除去する度合いを強くする調整が行なわれる構成を備えている。一方、再帰的演算処理に伴って加わる放射線検出信号のノイズは時間遅れ分を除去する度合いが強いほど増大するという相関関係がある。 In the case of the radiation imaging apparatus of the present invention, the time delay included in the radiation detection signal for acquiring a radiological image output at a predetermined sampling time interval from the radiation detection means in accordance with the radiation irradiation to the subject to be imaged is recursed. When the time delay is large, the adjustment is made so that the degree of removal of the time delay is stronger when the time delay is large than when the time delay is small. On the other hand, there is a correlation that the noise of the radiation detection signal applied with the recursive calculation processing increases as the degree of time delay removal increases.
したがって、この発明の放射線撮像装置では、放射線画像取得用の放射線検出信号に含まれる時間遅れ分を再帰的演算処理により除去する際に、時間遅れ分が大きい場合だけ時間遅れ分が小さい場合よりも時間遅れ分を除去する度合いを強くするので、時間遅れ分が大きい場合以外は再帰的演算処理に伴う放射線検出信号のノイズが増大するのを抑えることができる。
よって、この発明の放射線撮像装置によれば、FPD等の放射線検出手段から取り出された放射線検出信号から放射線検出手段に起因する放射線検出信号の時間遅れをノイズの増大を抑制しつつ除去することができる。
Therefore, in the radiation imaging apparatus of the present invention, when removing the time delay included in the radiation detection signal for acquiring the radiation image by recursive calculation processing, only when the time delay is large than when the time delay is small. Since the degree of removal of the time delay is strengthened, it is possible to suppress an increase in noise of the radiation detection signal accompanying the recursive calculation process except when the time delay is large.
Therefore, according to the radiation imaging apparatus of the present invention, it is possible to remove the time delay of the radiation detection signal caused by the radiation detection means from the radiation detection signal extracted from the radiation detection means such as the FPD while suppressing increase in noise. it can.
この発明の放射線撮像装置の実施例について図面を参照しながら詳しく説明する。図1は実施例に係る医用のX線透視撮影装置の全体構成を示すブロック図、図2は実施例のX線透視撮影装置に用いられているフラットパネル型X線検出器(放射線検出手段)の基本構成を示す平面図、図3は実施例のX線透視撮影装置によるX線画像の取得状況を示す模式図である。 Embodiments of the radiation imaging apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a medical X-ray fluoroscopic apparatus according to the embodiment, and FIG. 2 is a flat panel X-ray detector (radiation detection means) used in the X-ray fluoroscopic apparatus of the embodiment. FIG. 3 is a schematic view showing an X-ray image acquisition situation by the X-ray fluoroscopic apparatus of the embodiment.
図1のX線透視撮影装置は、撮影対照の被検体MにX線を照射するX線管(放射線照射手段)1と、被検体Mを透過したX線を検出するフラットパネル型X線検出器(以下、適宜「FPD」と略記)2と、FPD2から被検体Mの透過X線像に相応するX線画像取得用のX線検出信号(放射線検出信号)をディジタル信号化して所定のサンプリング時間間隔Δtで取り出す検出データ収集部(信号サンプリング手段)3と、検出データ収集部3により取り出されたX線検出信号(詳しくは後述する)に必要な信号処理を施してX線画像として出力する検出信号処理部4と、検出信号処理部4から出力されるX線画像を表示する画像モニタ5などを備えている。
The X-ray fluoroscopic apparatus of FIG. 1 includes an X-ray tube (radiation irradiating means) 1 that irradiates a subject M to be radiographed with X-rays, and a flat panel X-ray detection that detects X-rays transmitted through the subject M. And an X-ray detection signal (radiation detection signal) for acquiring an X-ray image corresponding to the transmitted X-ray image of the subject M from the
実施例の装置の場合、X線撮影中は、X線管1による被検体MへのX線照射に伴って、X線画像取得用のX線検出信号がFPD2から検出データ収集部3により所定のサンプリング時間間隔Δtで取り出されると共に、検出信号処理部4により必要な信号処理が行なわれてX線画像として画像モニタ5へ所定のサンプリング時間間隔Δtで出力されて表示される。例えば、サンプリング時間間隔Δtが(1/30)秒であれば、画像モニタ5で1秒間に30枚のX線画像が次々と映し出され、いわゆる動画像表示が行なわれる。
以下、さらに実施例のX線透視撮影装置の各部構成を具体的に説明する。
In the case of the apparatus of the embodiment, during X-ray imaging, an X-ray detection signal for X-ray image acquisition is sent from the
Hereinafter, the configuration of each part of the X-ray fluoroscopic apparatus according to the embodiment will be described in detail.
X線管1とFPD2は被検体Mを挟んで対向配置されていて、X線管1はX線撮影の際、X線照射制御部6の制御を受けながら被検体Mにコーンビーム状のX線を照射すると同時に、X線照射に伴って生じる被検体Mの透過X線像がFPD2のX線検出面に投影される配置関係となっている。X線照射線量などの照射条件は、操作部7等によってオペレータが入力し、X線照射制御部6は入力された照射条件にしたがってX線管1を制御する。例えば、連続的なX線透視照射と単発のX線撮影照射の場合とでの、X線管1から照射されるX線照射線量は、単発のX線撮影照射におけるX線照射線量の方が多くなるような制御がされる。なお、画像モニタ5にはX線撮影の実行に必要な操作メニューなども表示されると共に、表示された操作メニューにしたがって操作部7等によりX線撮影に関する設定条件や指令入力などの操作も行なわれる。
The
FPD2は、図2に示すように、被検体Mの透過X線像が投影されるX線検出面に多数のX線検出素子2aが被検体Mの体軸方向Xと体側方向Yに沿って縦横に配列された構成となっている。例えば、縦30cm×横30cm程の広さのX線検出面にX線検出素子2aが縦1000〜2000×横1000〜2000程度のマトリックスで縦横に配列されている。FPD2の各X線検出素子2aが検出信号処理部4で取得されるX線画像の各画素と対応関係にあり、FPD2から取り出されたX線検出信号に基づいて検出信号処理部4でX線検出面に投影された透過X線像に対応するX線画像が得られる。
なお、実施例の装置が備えているFPD2は、入射X線を直接キャリアに変換する直接変換型のX線検出器であるが、FPD2が、入射X線をいったん光に変換してから更にキャリアに変換する間接変換型のX線検出器であってもよい。
As shown in FIG. 2, the
The
検出データ収集部3は、電流・電圧変換型増幅器(図示省略)やマルチプレクサ(図示省略)およびA/D変換器(図示省略)などから構成されていて、X線画像1枚分ずつのX線検出信号をサンプリング時間間隔Δtで連続的に取り出して、後段の検出信号処理部4へ出力する。
すなわち、その時点の透過X線像についての全X線検出信号がサンプリング時間間隔Δtで収集されて検出信号処理部4へ出力されると共に、図3に示すように、検出信号処理部4でX線画像P(1),P(2),P(3) ・・・P(n-1),P(n) ・・・が所定のサンプリング時間間隔Δtで次々と取得出力されて画像モニタ5の画面に映し出される。
The detection
That is, all the X-ray detection signals for the transmitted X-ray image at that time are collected at the sampling time interval Δt and output to the detection
また、実施例の装置の場合、図1に示すように、検出信号処理部4には、n番目のサンプリング時点で取り出されたX線検出信号I(n) を記憶する第1検出信号メモリ8と、一番手前の(n−1)番目のサンプリング時点で取り出されたX線検出信号I(n-1) を記憶する第2検出信号メモリ9と、パラメータkを記憶するk値メモリ23と、X線検出信号I(n) とX線検出信号I(n-1) とに基づき、サンプリング時間間隔Δtで取り出されるX線検出信号に含まれる時間遅れ分を再帰的演算処理によりX線検出信号から除去してn番目のサンプリング時点での時間遅れ分除去後の(時間遅れ分の無い)X線検出信号X(n) を得る時間遅れ除去部10と、X線線検出信号の強度の大きさに基づいて、式Aの中のパラメータuを変化させることにより再帰的演算処理による時間遅れ分の除去度合いの調整を行なう除去調整部11とが配備されている。
In the case of the apparatus of the embodiment, as shown in FIG. 1, the detection
すなわち、時間遅れ除去部10は、X線検出信号から時間遅れ分を除去する再帰的演算処理を、次の式Aにしたがって行なう構成とされている。
X(n) = [1/(k/u)]I(n) −{([1−(k/u)]/(k/u)}I(n-1) ・・A
但し、
X(n) :n番目のサンプリング時点での時間遅れ分除去後のX線検出信号
I(n) :n番目のサンプリング時点で取り出されたX線検出信号
I(n-1) :(n−1)番目のサンプリング時点で取り出されたX線検出信号
k:時間遅れの程度を規定するパラメータ(0<k<1の範囲)
u:時間遅れ分の除去度合いを調整するパラメータ(k<u<1の範囲)
That is, the time
X (n) = [1 / (k / u)] I (n)-{([1- (k / u)] / (k / u)} I (n-1) .. A
However,
X (n): X-ray detection signal after removal of the time delay at the nth sampling time point I (n): X-ray detection signal taken out at the nth sampling time point I (n-1): (n− 1) X-ray detection signal taken out at the time of the first sampling k: parameter defining the degree of time delay (
u: a parameter for adjusting the degree of removal of the time delay (k <u <1 range)
そして、除去調整部11での時間遅れ分の除去度合いの調整は、再帰的演算処理による時間遅れ分除去の際に時間遅れ分が大きい場合は時間遅れ分が小さい場合よりも時間遅れ分を除去する度合いを強くする調整を行なうものである。具体的には、式Aの中のパラメータuを、X線検出信号I(n-1) の強度が大きい場合にX線検出信号I(n-1) の強度が小さい場合よりも大きくすることにより行なう構成とされている。
The adjustment of the degree of removal of the time delay in the
なお、パラメータkはFPD2の時間遅れ特性(応答速度)で決まる一定数であり、予め行われた測定などにより求められた値である。また、パラメータuは、例えば図4に示すような単調増加関数により求められるものであり、X線検出信号I(n-1) の強度が大きくなるに従って、パラメータuの値も単調増加するものである。なお、図4に示すような単調増加関数は、予め実験等により求められたものである。
The parameter k is a fixed number determined by the time delay characteristic (response speed) of the
また、この式Aの導出は次の通りにしてなされている。まず、全X線検出信号に対して一律に時間遅れ分を再帰的演算処理により除去するための式Bを求める。n番目のサンプリング時点で取り出されたX線検出信号I(n) と、1フレーム前の(n−1)番目のサンプリング時点で取り出されたX線検出信号I(n-1) は次式で表わされる。
I(n) = kX(n)+k(1−k)X(n-1)+k(1−k)(1−k)X(n-2)+・・・
I(n-1) = kX(n-1)+k(1−k)X(n-2)+k(1−k)(1−k)X(n-3)+・・・
さらに、I(n-1)の式の両辺に(1−k)を掛けると、
(1−k)I(n-1)=k(1−k)X(n-1)+k(1−k)(1−k)X(n-2)+k(1−k)(1−k)(1−k)X(n-3)+・・・
となり、さらにI(n)の式から、この(1−k)I(n-1)の式を引くと、
I(n)−(1−k)I(n-1) = kX(n)
となり、この式の両辺に(1/k)を掛けると、
X(n) =(1/k)I(n) −〔(1−k)/k〕I(n-1) ・・・・B
となる。
Further, the derivation of the formula A is performed as follows. First, Expression B for obtaining a uniform time delay for all X-ray detection signals by recursive calculation processing is obtained. The X-ray detection signal I (n) taken out at the nth sampling time and the X-ray detection signal I (n-1) taken out at the (n-1) th sampling time one frame before are expressed by the following equations. Represented.
I (n) = kX (n) + k (1-k) X (n-1) + k (1-k) (1-k) X (n-2) +.
I (n-1) = kX (n-1) + k (1-k) X (n-2) + k (1-k) (1-k) X (n-3) +.
Furthermore, multiplying both sides of the formula of I (n-1) by (1-k),
(1-k) I (n-1) = k (1-k) X (n-1) + k (1-k) (1-k) X (n-2) + k (1-k) (1- k) (1-k) X (n-3) + ...
Then, subtracting this (1-k) I (n-1) equation from the equation I (n)
I (n)-(1-k) I (n-1) = kX (n)
And multiplying both sides of this equation by (1 / k),
X (n) = (1 / k) I (n)-[(1-k) / k] I (n-1)... B
It becomes.
ここで、式Bを用いて再帰的演算処理を行う場合、量子ノイズはX(n) に含まれるものだけであり、再帰的演算処理で増大することはないが、X線検出信号の電気ノイズσはI(n) とI(n-1) の両方に含まれるので再帰的演算処理で増大する。ここで、I(n) とI(n-1) との電気ノイズの分散の和を求めると次の通りとなる。
(1/k)*σ*σ+[(1−k)k]*σ*σ=[(2−k)k]*σ*σ= (2K−1)*σ*σ
但し、K=1/kである。また、電気ノイズの分散は、電気ノイズを2乗した平均値として求められるものであることから、この電気ノイズの分散を単なる電気ノイズに戻すために、(2K−1)*σ*σ の平方根を求めると √(2K−1)*σとなる。つまり、再帰的演算処理でX線検出信号の電気ノイズσは、√(2K−1)倍に増大する。
Here, when recursive calculation processing is performed using Expression B, the quantum noise is only included in X (n) and does not increase in the recursive calculation processing. Since σ is included in both I (n) and I (n−1), it is increased by recursive computation. Here, the sum of the variance of electrical noise of I (n) and I (n-1) is obtained as follows.
(1 / k) * σ * σ + [(1−k) k] * σ * σ = [(2−k) k] * σ * σ = (2K−1) * σ * σ
However, K = 1 / k. In addition, since the variance of electrical noise is obtained as an average value obtained by squaring electrical noise, the square root of (2K−1) * σ * σ is used to return this electrical noise variance to simple electrical noise. Is obtained as √ (2K−1) * σ. That is, the electrical noise σ of the X-ray detection signal increases by √ (2K−1) times by recursive calculation processing.
したがって、再帰的演算処理が必要でないX線検出信号について再帰的演算処理を行うと、不必要にノイズを増加させることになる。そこで、時間遅れ除去は全X線検出信号について同じ度合いで行なわせないようにする。つまり、再帰的演算処理が必要である時間遅れ分が大きい場合には時間遅れ分を除去する度合いを強くし、再帰的演算処理が必要ではない時間遅れ分が小さい場合には時間遅れ分を除去する度合いを弱くする。そこで、このことを実現するために、X線検出信号I(n-1)の強度(大きさ)に依存するパラメータuを、式Bのパラメータkを除する形で式Bに入れることで、式Aを導き、この式Aの中のパラメータuを、X線検出信号I(n-1) の強度が大きい場合にX線検出信号I(n-1) の強度が小さい場合よりも大きくすることで実現される構成となっている。 Therefore, if the recursive calculation process is performed on an X-ray detection signal that does not require a recursive calculation process, noise is unnecessarily increased. Therefore, the time delay removal is not performed with the same degree for all X-ray detection signals. In other words, when the time delay that requires recursive computation is large, the degree of time delay removal is increased, and when the time delay that does not require recursive computation is small, the time delay is removed. Decrease the degree to do. Therefore, in order to realize this, by putting the parameter u depending on the intensity (magnitude) of the X-ray detection signal I (n-1) into the expression B by dividing the parameter k of the expression B, Formula A is derived, and the parameter u in Formula A is made larger when the intensity of the X-ray detection signal I (n-1) is larger than when the intensity of the X-ray detection signal I (n-1) is small. This is the configuration that is realized.
時間遅れ除去部10は、図5に示すように、第1検出信号メモリ8から読み出されるX線検出信号I(n) と除去調整部11から出力されるパラメータuとk値メモリ23に記憶されているパラメータkとに基づいて[1/(k/u)]I(n) なる演算を行なう第1演算部12と、第2検出信号メモリ9から読み出されるX線検出信号I(n-1) と除去調整部11から出力されるパラメータuとk値メモリ23に記憶されているパラメータkとに基づいて、([1−(k/u)]/(k/u))I(n-1) なる演算を行なう第2演算部13と、第1演算部12の演算結果から第2演算部13の演算結果を差し引きする減算部14とからなり、減算部14からn番目のサンプリング時点での時間遅れ分除去後のX線検出信号X(n) が出力される。
As shown in FIG. 5, the time
除去調整部11は、図6に示すように、第2検出信号メモリ9から読み出されるX線検出信号I(n-1) を図4に示す単調増加関数に従ってパラメータuに変換するI・u変換部15と、X線検出信号I(n-1) の急激な強度変化に伴うパラメータuの急激な変化を抑えるリカーシブフィルタ(パラメータ急変抑止手段)16とで構成されている。
As shown in FIG. 6, the
X線検出信号I(n-1) の急激な強度変化に伴う式Aの中のパラメータuの急激な変化は、往々にしてX線画像に好ましくない画像変化が生じる原因となるが、リカーシブフィルタ16によりX線検出信号I(n-1) の急激な強度変化に伴う式Aの中のパラメータuの急激な変化が抑えられるので、パラメータuの急激な変化に起因する好ましくない画像変化がX線画像に生じるのを回避することができる。 The rapid change of the parameter u in the expression A accompanying the rapid intensity change of the X-ray detection signal I (n-1) often causes an undesirable image change in the X-ray image. 16 suppresses an abrupt change in the parameter u in the equation A due to an abrupt intensity change in the X-ray detection signal I (n-1). It is possible to avoid the occurrence in the line image.
リカーシブフィルタ16は、I・u変換部15から出力されるパラメータuに定数m(0<m<1)を乗ずる第1乗算部17と、フレームメモリ20から出力される1時点手前のパラメータuに〔1−m(0<m<1)〕を乗ずる第2乗算部18と、第1乗算部17で乗算された値と第2乗算部18で乗算された値とを加算して現時点のパラメータuとしてフレームメモリ20へ出力する加算部19と、加算部19から出力されたパラメータuを記憶するフレームメモリ20とから構成されるものである。
The
つまり、現時点のパラメータuをu(n) とすると、フレームメモリ20から次式で表わされるパラメータu(n) が時間遅れ除去部10へ出力されることになる。
u(n) =mu(n) +m(1−m)u(n-1) +m(1−m)2 u(n-2) +・・・
但し、上式においてmは定数(0<m<1)
That is, if the current parameter u is u (n), the parameter u (n) represented by the following equation is output from the frame memory 20 to the time
u (n) = mu (n) + m (1-m) u (n-1) + m (1-m) 2 u (n-2) +.
Where m is a constant (0 <m <1)
時間遅れ除去部10から出力される時間遅れ分除去後のX線検出信号X(n) は、X線画像取得部21でX線画像に整えられて画像モニタ5の方へ出力される。
なお、主制御部22は、コンピュータとその作動プログラムを中心に構成されていて、X線撮影の進行状況や操作部7からの指令内容に応じて各部に命令信号やデータを送出し、装置を正常に稼働させる。
The X-ray detection signal X (n) after the time delay removal output from the time
The
次に、除去調整部11で行われた時間遅れ分の除去度合いの調整に基づいた、時間遅れ除去部10で再帰的演算処理による時間遅れ分除去の動作について図4,図5を用いて説明する。まず、図5に示すように、第1演算部12には、n番目のサンプリング時点で取り出されたX線検出信号I(n),時間遅れの程度を規定するパラメータk,時間遅れ分の除去度合いを調整するパラメータuとが入力され、第2演算部13には、(n−1)番目のサンプリング時点で取り出されたX線検出信号I(n-1) ,時間遅れの程度を規定するパラメータk,時間遅れ分の除去度合いを調整するパラメータuとが入力される。
Next, the operation of removing the time delay by the recursive calculation processing in the time
また、パラメータuは、図4に示すように、I(n-1)の値(強度)に応じてkから1まで変わるパラメータであり、I(n-1)の値が小さい場合、パラメータuはkに近い値となる。ここで、第1演算部12で行われる演算を示す式[1/(k/u)]I(n)と、第2演算部13で行われる演算を示す式 ([1−(k/u)]/(k/u))I(n-1)とにu=kを代入すると、
第1演算部12では、[1/(k/k)]I(n) = I(n)
第2演算部13では、 ([1−(k/k)]/(k/k))I(n-1) =0
となり、減算部14ではI(n)−0=I(n)の処理がされる。つまり、時間遅れ除去部10で再帰的演算処理による時間遅れ分除去をしないことになる。
Further, as shown in FIG. 4, the parameter u is a parameter that changes from k to 1 in accordance with the value (intensity) of I (n-1). When the value of I (n-1) is small, the parameter u Becomes a value close to k. Here, an expression [1 / (k / u)] I (n) indicating an operation performed by the
In the
In the
Thus, the
また、I(n-1)の値が大きい場合、パラメータuは1に近い値となる。ここで、第1演算部12で行われる演算を示す式[1/(k/u)]I(n)と、第2演算部13で行われる演算を示す式 ([1−(k/u)]/(k/u))I(n-1)とにu=1を代入すると、
第1演算部12では、[1/(k/1)]I(n) = (1/k)I(n)
第2演算部13では、 ([1−(k/1)]/(k/1))I(n-1) =〔(1−k)/k〕I(n-1)
となり、減算部14では(1/k)I(n) −〔(1−k)/k〕I(n-1)の処理が行われる。つまり、式Bに示されるものと同じ処理がされることになる。つまり、X線検出信号に含まれる時間遅れ分を除去する再帰的演算処理が行われる。
When the value of I (n−1) is large, the parameter u is close to 1. Here, an expression [1 / (k / u)] I (n) indicating an operation performed by the
In the
In the
Thus, the subtracting
したがって、時間遅れ除去部10の第1演算部12および第2演算部13では、パラメータuの値に基づいて、時間遅れ分が大きい場合は時間遅れ分が小さい場合よりも時間遅れ分を除去する度合いを強くする時間遅れ分の除去の調整が行われ、さらに、減算部14で第1演算部12の演算結果から第2演算部13の演算結果を差し引くことで、n番目のサンプリング時点での時間遅れ分除去後のX線検出信号X(n) が出力される。
Therefore, in the
以上のように、実施例の装置の場合、X線管1による撮影対象の被検体MへのX線照射に伴ってFPD2から所定のサンプリング時間間隔で出力されるX線画像取得用のX線検出信号に含まれる時間遅れ分を時間遅れ除去部10による再帰的演算処理により除去する際、時間遅れ分が大きい場合は時間遅れ分が小さい場合よりも時間遅れ分を除去する度合いを強くする調整が除去調整部11によって行なわれる構成を備えている。また、再帰的演算処理に伴って加わるX線検出信号のノイズは時間遅れ分を除去する度合いが強いほど増大するという相関関係がある。
As described above, in the case of the apparatus of the embodiment, X-rays for acquiring X-ray images output from the
したがって、実施例の装置では、X線画像取得用のX線検出信号に含まれる時間遅れ分を再帰的演算処理により除去する際に、時間遅れ分が大きい場合に時間遅れ分が小さい場合よりも時間遅れ分を除去する度合いを強くするので、線検出信号に含まれる大きい時間遅れ分を除去しつつ、X線検出信号に含まれる時間遅れ分が小さいものについては、時間遅れ除去部10により時間遅れ分を除去する度合いが弱く、ノイズの増大を抑制することができる。
Therefore, in the apparatus of the embodiment, when the time delay included in the X-ray detection signal for X-ray image acquisition is removed by recursive calculation processing, the time delay is larger than when the time delay is small. Since the degree of removal of the time delay is strengthened, the time
また、式Aという簡潔な式によって時間遅れ分を除去したX線検出信号が速やかに求められる。加えて、X線検出信号I(n-1) の強度(信号強度)が大きいほどX線検出信号の時間遅れ分が大きくなるという相関関係にあるので、式Aの中のパラメータuをX線検出信号I(n-1) の強度が大きい場合はX線検出信号I(n-1) の強度が小さい場合よりも大きくすることによって除去調整部11による時間遅れ分の除去度合いの調整が簡単に行なえる。また、この時間遅れ分の除去度合いの調整は、n番目のサンプリングから一つ前((n−1)番目)でサンプリングされた放射線検出信号が用いられ、n番目と(n−1)番目との放射線検出信号は近似していることから精度の高い調整を行なうことができる。
Further, an X-ray detection signal from which the time delay is removed is quickly obtained by a simple expression of Expression A. In addition, since there is a correlation that the time delay of the X-ray detection signal increases as the intensity (signal intensity) of the X-ray detection signal I (n-1) increases, the parameter u in equation A is expressed as X-ray. When the intensity of the detection signal I (n-1) is large, the
また、X線検出信号I(n-1) の急激な強度変化に伴う式Aの中のパラメータuの急激な変化は、往々にしてX線画像に好ましくない画像変化が生じる原因となるが、リカーシブフィルタ16によりX線検出信号I(n-1) の急激な強度変化に伴う式Aの中のパラメータuの急激な変化が抑えられるので、パラメータuの急激な変化に起因する好ましくない画像変化がX線画像に生じるのを回避することができる。
Further, a sudden change in the parameter u in the equation A accompanying a sudden intensity change of the X-ray detection signal I (n-1) often causes an undesirable image change in the X-ray image. Since the
この発明は、上記の実施例に限られるものではなく、以下のように変形実施することも可能である。
(1)上記実施例の装置は、除去調整部11での時間遅れ分の除去度合いの調整は、式Aの中のパラメータuを、X線検出信号I(n-1) の強度が大きい場合にX線検出信号I(n-1) の強度が小さい場合よりも大きくすることにより行なうようにしていたが、式Aの中のパラメータuを、X線検出信号I(n-1)に対して時間的に近いX線検出信号のいずれか一つから選択されたX線検出信号の強度が大きい場合に、当該選択されたX線検出信号の強度が小さい場合よりも大きくすることにより行なうようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.
(1) In the apparatus of the above embodiment, the adjustment of the removal degree for the time delay in the
具体的には、図7〜図9を用いて説明する。図7は、この変形例(1)の装置の検出信号処理部の詳細構成を示すブロック図である。図8は、この変形例(1)の装置のパラメータとX線検出信号の強度の相関関係を示すグラフである。図9は、変形例(1)の装置の第3検出信号メモリを備えた検出信号処理部の詳細構成を示すブロック図である。X線検出信号I(n-1)に対して時間的に近いX線検出信号には、例えばX線検出信号I(n),I(n-2)などがある。ここで、X線検出信号I(n-1)に対して時間的に近いX線検出信号がX線検出信号I(n)である場合には、除去調整部11は、図7に示すように、第1検出信号メモリ8から読み出されるX線検出信号I(n) を、図8(a)に示す単調増加関数に従ってパラメータuに変換するI・u変換部15と、X線検出信号I(n) の急激な強度変化に伴うパラメータuの急激な変化を抑えるリカーシブフィルタ16とで構成されている。
Specifically, it demonstrates using FIGS. 7-9. FIG. 7 is a block diagram showing a detailed configuration of the detection signal processing unit of the apparatus of the modification (1). FIG. 8 is a graph showing the correlation between the parameters of the apparatus of the modification (1) and the intensity of the X-ray detection signal. FIG. 9 is a block diagram illustrating a detailed configuration of a detection signal processing unit including a third detection signal memory of the apparatus of the modification example (1). Examples of X-ray detection signals that are close in time to the X-ray detection signal I (n-1) include X-ray detection signals I (n) and I (n-2). Here, when the X-ray detection signal that is close in time to the X-ray detection signal I (n−1) is the X-ray detection signal I (n), the
また、X線検出信号I(n-1)に対して時間的に近いX線検出信号が、X線検出信号I(n-2)である場合には、除去調整部11は、図9に示すように、第3検出信号メモリ24から読み出されるX線検出信号I(n-2)を、図8(b)に示す単調増加関数に従ってパラメータuに変換するI・u変換部15と、X線検出信号I(n-2)の急激な強度変化に伴うパラメータuの急激な変化を抑えるリカーシブフィルタ16とで構成されている。
Further, when the X-ray detection signal that is close in time to the X-ray detection signal I (n−1) is the X-ray detection signal I (n−2), the
X線検出信号I(n)およびX線検出信号I(n-2) の急激な強度変化に伴う式Aの中のパラメータuの急激な変化は、往々にしてX線画像に好ましくない画像変化が生じる原因となるが、リカーシブフィルタ16によりX線検出信号I(n) およびX線検出信号I(n-2) の急激な強度変化に伴う式Aの中のパラメータuの急激な変化が抑えられるので、パラメータuの急激な変化に起因する好ましくない画像変化がX線画像に生じるのを回避することができる。
The rapid change of the parameter u in the equation A accompanying the rapid intensity change of the X-ray detection signal I (n) and the X-ray detection signal I (n-2) is often an undesired image change in the X-ray image. However, the
ここで、X線検出信号I(n-1)に対して時間的に近いX線検出信号の強度(信号強度)が大きいほどX線検出信号の時間遅れ分が大きくなるという相関関係にある。したがって、X線検出信号I(n-1) の強度に基づくものだけでなく、X線検出信号I(n-1)に対して時間的に近いX線検出信号のいずれか一つから選択された、例えばX線検出信号I(n) ,X線検出信号I(n-2) などの強度に基づいて式Aの中のパラメータuを、X線検出信号I(n-1)に対して時間的に近いX線検出信号I(n) ,X線検出信号I(n-2) などの強度が大きい場合に当該選択されたX線検出信号I(n) ,X線検出信号I(n-2) などの強度が小さい場合よりも大きくすることによって、除去調整部11による時間遅れ分の除去度合いの調整が簡単に行なうことができる。また、X線検出信号I(n-1) 又はこのX線検出信号I(n-1)に対して時間的に近いX線検出信号を用いることができるので、除去調整部11での時間遅れ分の除去度合いの調整に用いるものとして、調整の精度や処理を検討し、最適な放射線検出信号を用いることができ、時間遅れ分の除去度合いの調整を多様に行なうことができる。また、式Aという簡潔な式によって時間遅れ分を除去したX線検出信号が速やかに求められる。
Here, there is a correlation that the time delay of the X-ray detection signal increases as the intensity (signal intensity) of the X-ray detection signal close in time to the X-ray detection signal I (n−1) increases. Therefore, it is selected not only based on the intensity of the X-ray detection signal I (n-1) but also from any one of the X-ray detection signals that are temporally close to the X-ray detection signal I (n-1). For example, the parameter u in the expression A is set to the X-ray detection signal I (n-1) based on the intensities of the X-ray detection signal I (n) and the X-ray detection signal I (n-2). When the intensities of the X-ray detection signal I (n) and the X-ray detection signal I (n-2) that are close in time are high, the selected X-ray detection signal I (n) and X-ray detection signal I (n The
(2)上記実施例の装置は、除去調整部11での時間遅れ分の除去度合いの調整は、式Aの中のパラメータuを、X線検出信号I(n-1) の強度が大きい場合にX線検出信号I(n-1) の強度が小さい場合よりも大きくすることにより行なうようにしていたが、式Aの中のパラメータuを、X線検出信号I(n)以前に取り出された全X線検出信号の平均の強度が大きい場合に、当該X線検出信号の平均の強度が小さい場合よりも大きくすることにより行なうようにしてもよい。
(2) In the apparatus of the above embodiment, the adjustment of the removal degree for the time delay in the
具体的には、図10〜図11を用いて説明する。図10は変形例(2)の装置の検出信号処理部の詳細構成を示すブロック図である。図11は変形例(2)の装置のパラメータとX線検出信号の強度の相関関係を示すグラフである。信号検出処理部4は、図10に示すように、過去に検出データ収集部で収集された検出データである、X線検出信号I(n)以前に取り出された全X線検出信号(I(n-1),I(n-2),I(n-3),・・・)を記憶する全X線検出信号メモリ25と、この全X線検出信号メモリ25に記憶されている全X線検出信号の平均の強度を算出する平均強度算出部26と、この平均強度算出部26で算出された全X線検出信号の平均の強度に基づいて、図11に示す単調増加関数に従ってパラメータuに変換するI・u変換部15と、X線検出信号I(n) の急激な強度変化に伴うパラメータuの急激な変化を抑えるリカーシブフィルタ16とを備えた構成である。
Specifically, description will be made with reference to FIGS. FIG. 10 is a block diagram showing a detailed configuration of the detection signal processing unit of the apparatus of the modification (2). FIG. 11 is a graph showing the correlation between the parameters of the apparatus of the modification (2) and the intensity of the X-ray detection signal. As shown in FIG. 10, the signal
全X線検出信号の平均の強度の急激な強度変化に伴う式Aの中のパラメータuの急激な変化は、往々にしてX線画像に好ましくない画像変化が生じる原因となるが、リカーシブフィルタ16により全X線検出信号の平均の強度の急激な強度変化に伴う式Aの中のパラメータuの急激な変化が抑えられるので、パラメータuの急激な変化に起因する好ましくない画像変化がX線画像に生じるのを回避することができる。
A sudden change in the parameter u in the equation A accompanying a sudden change in the average intensity of all the X-ray detection signals often causes an undesirable image change in the X-ray image, but the
ここで、X線検出信号I(n)以前に取り出された全X線検出信号の平均の強度(信号強度)が大きいほどX線検出信号の時間遅れ分が大きくなるという相関関係にある。したがって、X線検出信号I(n-1) の強度に基づくものだけでなく、X線検出信号I(n)以前に取り出された全X線検出信号の平均の強度に基づいて式Aの中のパラメータuを、X線検出信号I(n)以前に取り出された全X線検出信号の平均の強度が大きい場合に当該X線検出信号の平均の強度が小さい場合よりも大きくすることによって除去調整部11による時間遅れ分の除去度合いの調整が簡単に行なうことができる。また、式Aという簡潔な式によって時間遅れ分を除去したX線検出信号が速やかに求められる。また、この時間遅れ分の除去度合いの調整は、X線検出信号I(n)以前に取り出された全X線検出信号の平均の強度を用いているので、取得された全X線検出信号のうちの一つが何らかの問題により異常なものであったとしても、パラメータuは全X線検出信号を平均したものより求められ、精度が高いものとすることができる。
Here, there is a correlation that the time delay of the X-ray detection signal increases as the average intensity (signal intensity) of all the X-ray detection signals extracted before the X-ray detection signal I (n) increases. Therefore, not only based on the intensity of the X-ray detection signal I (n-1), but also based on the average intensity of all X-ray detection signals taken before the X-ray detection signal I (n), The parameter u is removed by increasing the average intensity of all X-ray detection signals extracted before the X-ray detection signal I (n) than when the average intensity of the X-ray detection signals is small. Adjustment of the degree of time delay removal by the
(3)上記実施例の装置は、時間遅れ除去部10が式Aにしたがって再帰的演算処理を行なう構成であったが、時間遅れ除去部10は式A以外の式にしたがって再帰的演算処理を行なうものであってもよい。
(3) The apparatus of the above embodiment has a configuration in which the time
(4)上記実施例の装置の場合、パラメータuとX線検出信号I(n-1) の強度の関係は、図4に示す通りであったが、パラメータuとX線検出信号I(n-1) の強度の関係は、図4に示すものに限られるものではない。 (4) In the case of the apparatus of the above embodiment, the relationship between the parameter u and the intensity of the X-ray detection signal I (n-1) is as shown in FIG. The strength relationship of -1) is not limited to that shown in FIG.
(5)上記実施例の装置では、FPD2によりX線を検出する構成であったが、この発明は、FPD以外のX線検出信号の時間遅れを生ずるX線検出器を用いた構成の装置にも適用できる。
(5) In the apparatus of the above embodiment, the X-ray is detected by the
(6)上記実施例の装置は、X線透視撮影装置であったが、この発明は例えばX線CT装置のようにX線透視撮影装置以外のものにも適用することができる。 (6) Although the apparatus of the above embodiment is an X-ray fluoroscopic apparatus, the present invention can be applied to devices other than the X-ray fluoroscopic apparatus such as an X-ray CT apparatus.
(7)上記実施例の装置は、医用装置であったが、この発明は、医用に限らず、非破壊検査機器などの工業用装置にも適用することができる。 (7) The apparatus of the above embodiment is a medical apparatus, but the present invention is not limited to medical use but can be applied to industrial apparatuses such as non-destructive inspection equipment.
(8)上記実施例の装置は、放射線としてX線を用いる装置であったが、この発明は、X線に限らず、X線以外の放射線を用いる装置にも適用することができる。 (8) Although the apparatus of the said Example was an apparatus which uses X-rays as a radiation, this invention is applicable not only to an X-ray but the apparatus which uses radiations other than an X-ray.
なお、請求項2に記載の「除去調整手段での時間遅れ分の除去度合いの調整は、放射線検出信号I(n-1)又はこの放射線検出信号I(n-1)に対して時間的に近い放射線検出信号を用いた」とは、除去調整部11での時間遅れ分の除去度合いの調整は、放射線検出信号I(n-1)又はこの放射線検出信号I(n-1)に対して時間的に近い放射線検出信号の、うちのいずれか一つから選択された値や平均値を用いてもよいが、これら以外にも、放射線検出信号I(n-1)又はこの放射線検出信号I(n-1)に対して時間的に近い放射線検出信号から時間遅れ分が大きい場合を示す値を用いる場合も権利範囲に含まれるものである。
It should be noted that the adjustment of the degree of removal of the time delay by the removal adjusting means according to
1 …X線管(放射線照射手段)
2 …FPD(放射線検出手段)
3 …検出データ収集部(信号サンプリング手段)
10 …時間遅れ除去部(時間遅れ除去手段)
11 …除去調整部(除去調整手段)
16 …リカーシブフィルタ(パラメータ急変抑止手段)
I(n) …n番目のサンプリング時点で取り出されたX線(放射線)検出信号
I(n-1) …(n−1)番目のサンプリング時点で取り出されたX線(放射線)検出信号
k …時間遅れの程度を規定するパラメータ
M …被検体
u …時間遅れ分の除去度合いを調整するパラメータ
X(n) …n番目のサンプリング時点での時間遅れ分除去後のX線(放射線)検出信号
Δt …所定のサンプリング時間間隔
1 X-ray tube (radiation irradiation means)
2 ... FPD (radiation detection means)
3 ... Detection data collection unit (signal sampling means)
10: Time delay removal unit (time delay removal means)
11: Removal adjustment unit (removal adjustment means)
16 ... Recursive filter (parameter sudden change suppression means)
I (n) ... X-ray (radiation) detection signal extracted at the nth sampling time point I (n-1) ... X-ray (radiation) detection signal extracted at the (n-1) th sampling time point k ... Parameter that defines the degree of time delay M ... Subject u ... Parameter that adjusts the degree of removal of time delay X (n) ... X-ray (radiation) detection signal Δt after removal of time delay at the n-th sampling time … Predetermined sampling time interval
Claims (5)
X(n) = [1/(k/u)]I(n) −{([1−(k/u)]/(k/u)}I(n-1) ・・A
但し、
X(n) :n番目のサンプリング時点での時間遅れ分除去後の放射線検出信号
I(n) :n番目のサンプリング時点で取り出された放射線検出信号
I(n-1) :(n−1)番目のサンプリング時点で取り出された放射線検出信号
k:時間遅れの程度を規定するパラメータ(0<k<1の範囲)
u:時間遅れ分の除去度合いを調整するパラメータ(k<u<1の範囲)
前記除去調整手段での時間遅れ分の除去度合いの調整は、放射線検出信号I(n-1)又はこの放射線検出信号I(n-1)に対して時間的に近い放射線検出信号を用いた放射線検出信号の強度の大きさに基づいて、式Aの中のパラメータuを変化させることにより行なう放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the time delay removing unit performs recursive calculation processing for removing a time delay from the radiation detection signal according to the following expression A:
X (n) = [1 / (k / u)] I (n)-{([1- (k / u)] / (k / u)} I (n-1) .. A
However,
X (n): Radiation detection signal after removal of the time delay at the nth sampling time point I (n): Radiation detection signal taken out at the nth sampling time point I (n-1): (n-1) Radiation detection signal taken out at the time of the first sampling k: parameter that defines the degree of time delay (range 0 <k <1)
u: a parameter for adjusting the degree of removal of the time delay (k <u <1 range)
The adjustment of the removal degree for the time delay by the removal adjusting means is performed by using a radiation detection signal I (n-1) or a radiation detection signal that is temporally close to the radiation detection signal I (n-1). A radiation imaging apparatus that is performed by changing the parameter u in Formula A based on the magnitude of the intensity of the detection signal.
X(n) = [1/(k/u)]I(n) −{([1−(k/u)]/(k/u)}I(n-1) ・・A
但し、
X(n) :n番目のサンプリング時点での時間遅れ分除去後の放射線検出信号
I(n) :n番目のサンプリング時点で取り出された放射線検出信号
I(n-1) :(n−1)番目のサンプリング時点で取り出された放射線検出信号
k:時間遅れの程度を規定するパラメータ(0<k<1の範囲)
u:時間遅れ分の除去度合いを調整するパラメータ(k<u<1の範囲)
前記除去調整手段での時間遅れ分の除去度合いの調整は、式Aの中のパラメータuを、放射線検出信号I(n)以前に取り出された全放射線検出信号の平均の強度が大きい場合に、当該全放射線検出信号の平均の強度が小さい場合よりも大きくすることにより行なう放射線撮像装置。 The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the time delay removing unit performs recursive calculation processing for removing a time delay from the radiation detection signal according to the following expression A:
X (n) = [1 / (k / u)] I (n)-{([1- (k / u)] / (k / u)} I (n-1) .. A
However,
X (n): Radiation detection signal after removal of the time delay at the nth sampling time point I (n): Radiation detection signal taken out at the nth sampling time point I (n-1): (n-1) Radiation detection signal taken out at the time of the first sampling k: parameter that defines the degree of time delay (range 0 <k <1)
u: a parameter for adjusting the degree of removal of the time delay (k <u <1 range)
The adjustment of the degree of removal of the time delay by the removal adjustment means is performed when the average intensity of all the radiation detection signals extracted before the radiation detection signal I (n) is set to the parameter u in the equation A. A radiation imaging apparatus which is performed by making the average of all the radiation detection signals larger than when the average intensity is small.
5. The radiation imaging apparatus according to claim 2, further comprising a parameter sudden change suppression unit that suppresses a sudden change in the parameter u accompanying a sudden change in intensity of the radiation detection signal.
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