CN101291625A - 放射线摄像装置以及放射线检测信号处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明的放射线摄像装置，在有关放射线摄像的规定的动作在放射线照射时被***的情况下，使照射暂时停止，并且使递归计算处理暂时停止，伴随规定动作的开始，再次使照射开始，再次开始递归计算处理。取得基于暂时停止的非照射时的放射线检测信号，根据从非照射时的放射线检测信号得到的初始值进行递归计算处理。因此，能够降低有关放射线摄像的规定动作在放射线照射时被***而引起的放射线图像的障碍，同时能够更正确地从放射线检测信号中除去时间滞后量。

Description

放射线摄像装置以及放射线检测信号处理方法

技术领域

本发明涉及一种医用或工业用的放射线摄像装置以及放射线检测信号处理方法，其构成为伴随向被检测体照射放射线，根据从放射线检测设备以规定的取样时间间隔输出的放射线检测信号得到放射线图像，尤其涉及一种用于从放射线检测设备输出的放射线检测信号中除去起因于放射线检测设备的时间滞后量的技术。

背景技术

在作为放射线摄像装置的代表装置之一的医用X射线诊断装置中，最近，作为对伴随基于X射线管照射X射线而产生的被检测体的X射线透过像进行检测的X射线检测器，使用的是在X射线检测面纵横排列利用了半导体等的很多个X射线检测元件的平板(flat panel)型X射线检测器(以下，有时称为“FPD”)。

即，在X射线诊断装置中，伴随X射线管向被检测体照射放射线，根据从FPD以取样时间间隔取出的一张X射线图像的X射线检测信号，得到与每个取样时间间隔的被检测体的X射线透过像相对应的X射线图像。使用FPD与以往使用的图像增强器(image intensifier)等相比，由于质轻，并且不发生复杂的检测变形，因此在装置构造方面以及图像处理方面有利。

但是在使用FPD的情况下，存在着起因于FPD的时间滞后带来的不良影响表现在X射线图像中的问题。具体来说，在从FPD取出X射线检测信号的取样时间间隔短时，没有完全取出的信号剩余作为时间滞后量被加到下一个X射线检测信号。因此，在从FPD以一秒钟30次的取样时间间隔取出一张图像的X射线检测信号来生成X射线图像并进行动画表示时，时间滞后量作为残像出现在前面的图像中，产生图像的叠影，结果产生动画图像模糊等问题。

对于该FPD的时间滞后问题，在美国专利说明书第5249123号中，提出一种在取得计算机截层图像(CT图像)时，从FPD以取样时间间隔Δt取出的放射线检测信号中，通过计算处理除去时间滞后量的技术。

即，在所述美国专利说明书中，使包含于以取样时间间隔取出的各放射线检测信号之中的时间滞后量，取决于时间滞后量由几个指数函数构成的脉冲响应，通过下式进行使其成为从放射线检测信号y_k除去时间滞后量的滞后除去放射线检测信号x_k的计算处理。

x_k＝[y_k-∑_n＝1 ^N[α_n·[1-exp(T_n)]·exp(T_n)·S_nk]]/∑_n＝1 ^Nβ_n

此处、T_n＝-Δt/τ_n，S_nk＝x_k-1+exp(T_n)·S_n(k-1)，

β_n＝α_n·[1-exp(T_n)]

其中，Δt：取样时间间隔

k：表示取样的时间轴内的第k个时间点的注脚

N：构成脉冲(impulse)响应的时间常数不同的指数函数的个数

n：表示构成脉冲响应的指数函数中的一个的注脚

α_n：指数函数n的强度

τ_n：指数函数n的衰减时间常数

但是，发明人在试用实施上述美国专利说明书提出的计算处理技术时，确认了不能避免起因于时间滞后的伪像(artifact)，并且只得到了不能得到很好的X射线图像的结果，FPD的时间滞后不能被消除(专利文献1)。

因此，发明人首先提出了日本特开2004-242741号公报的方法。根据该方法，相对于该FPD的时间滞后，通过以下的回归式a～c，除去起因于FPD的脉冲响应的时间滞后。

X_k＝Y_k-∑_n＝1 ^N[α_n·〔1-exp(T_n)〕·exp(T_n)·S_nk]…a

T_n＝-Δt/τ_n…b

S_nk＝X_k-1+exp(T_n)·S_n(k-1)…c

其中，Δt：取样时间间隔

k：表示取样的时间轴内的第k个时间点的注脚

Y_k：第k个取样时间点处取出的放射线检测信号

X_k：从Y_K除去时间滞后量后的滞后除去放射线检测信号

X_k-1：一个时间点前的X_K

S_n(k-1)：一个时间点前的S_nK

exp：指数函数

N：构成脉冲响应的时间常数不同的指数函数的个数

n：表示构成脉冲响应的指数函数中的一个的注脚

α_n：指数函数n的强度

τ_n：指数函数n的衰减时间常数

S_n0＝0

X₀＝0

在该回归式的计算中，事先求出FPD的脉冲响应系数即N、α_n、τ_n，在其固定的状态下将放射线检测信号Y_k适用于式a～c，结果计算出除去时间滞后量后的X_k(专利文献2)。并且，除去上述时间滞后量的修正，也叫做“延迟修正”。

除了上述的专利文献2的方法，也有利用背光谋求降低时间滞后量的长时间常数成分的技术(例如，参照专利文献3)。

但是，例如17英寸的FPD的纵横为3072×3072像素，在上述的专利文献2的方法中，进行递归计算处理的计算量变得很大。于是，在动画的透视摄像的情况下，进行像素相加的集中(ビニング)动作，实施减少计算量的对策。例如，在将纵横都是2×2像素集中为一个的集中动作中，集中动作可以将像素数减少为1/4，将计算量也减少为1/4。还有，在将纵为4像素横为2像素的4×2像素集中为一个的集中动作中，集中动作可以将像素数减少为1/8，将计算量也减少为1/8。

于是，成为集中对象的像素数少时，取得高分辨率的图像；成为集中对象的像素数多时，取得低分辨率的图像。进而，在比起取得高分辨率的图像更重视减少计算量的情况下，通过增多成为集中对象的像素数取得低分辨率的图像来减少计算量。相反，在比起减少计算量更重视取得高分辨率的图像的情况下，通过增加计算量，减少成为集中对象的像素数，取得高分辨率的图像。

另一方面，通过用准直管改变X射线的照射范围的大小，变更成为递归计算处理对象的图像范围，谋求计算量的增减。例如，从12英尺的方形照射范围扩大为15英寸或17英寸的方形照射范围时，成为递归计算处理对象的图像范围扩大，对此对应计算量与12英寸的方形的情况时相比相应变多。相反，从12英尺的方形照射范围缩小为9英寸的方形照射范围时，成为递归计算处理对象的图像范围缩小，对此对应计算量与12英寸的方形的情况时相比相应变少。

像这样，事先准备多个照射范围与集中的组合构成的模式，通过操作者根据需要来切换模式，保持动画的帧率(frame rate)。进而，在用高分辨率的图像观察时，为了抑制成为集中对象的像素数少而引起的计算量增大，缩小照射范围。例如，在用高分辨率图像观察时，使用2×1集中，但是取而代之使用将照射范围限制于9英尺方形的模式。相反，用宽照射范围的图像观察时，为了抑制照射范围扩大引起的计算量的增大，减少成为集中的对象的像素数量。例如，在用宽照射范围的图像观察时，扩大为17英寸方形的照射范围，但是取而代之使用限制为4×2集中的低分辨率的模式。

专利文献1：美国专利第5249123号(说明书中的公式以及附图)

专利文献2：日本特开2004-242741号公报(说明书中的公式以及附图)

专利文献3：日本特开平9-9153号公报(第3-8页，图1)

但是，在上述照射范围扩大时，存在着照射范围扩大前的照射范围的外框部分上有时间滞后量的时间常数成分(也称为“原点修正成分”)引起的高辉度残留的问题。关于该问题点，参照图11、图12进行说明。图11是模式表示照射范围扩大前后的图像的图；图12是照射范围扩大前后的照射状况和图像对应于时间轴的图。

即，如图11所示，设照射范围扩大前的图像为P₀，照射范围扩大后的图像为P₁，与准直管对应部分的图像为P_COL，位于照射范围扩大前的图像P₀和与准直管对应部分的图像P_COL之间的外框部分是P₂。还有，如图12所示，设照射范围扩大的指示时间为T₀，图12中ON时的照射信号表示放射线的照射状态，OFF时的照射信号表示放射线的非照射状态。并且，举例说明以12英寸方形的照射范围的图像作为照射范围扩大前图像P₀，并且举例说明以15英寸方形的照射范围的图像作为照射范围扩大后的图像P₁。

在照射范围扩大前，开始向被准直管集中为略大于12英寸方形照射范围的范围(例如13英寸)的状态下，开始照射放射线(参照图12中的由OFF向ON转移)，通过递归计算处理进行除去时间滞后量的延迟修正。此时，成为递归计算处理对象的图像范围是12英寸方形的照射范围即照射范围扩大前的图像P₀的范围。另一方面，外框部分P₂虽然是递归计算处理对象外，但是相比于集中为略大于12英寸方形的照射范围的准直管相比处于内侧，所以准直管不会妨碍照射，外框部分P₂一直处于被照射状态。

像这样，在成为递归计算处理对象的照射范围扩大前的(12英寸)图像P₀中，因为通过递归计算处理进行延迟修正，所以延迟成分不会残留。但是因为在外框部分P₂不进行递归计算处理就在被照射的状态下放置，所以处于延迟成分积累的状态。因为在照射范围扩大前只观察照射范围扩大前的(12英寸)图像P₀，所以外框部分P₂没什么问题，但是伴随着照射范围扩大的指示(参照图12中的T₀)，在照射范围正扩大为15英寸方形的瞬间，重叠于外框部分P₂的延迟成分作为高辉度显现。

因此，照射范围扩大时，形成延迟成分重叠于照射范围扩大前的照射范围外框部分P₂的状态，由于该延迟成分，放射线检测信号具有高的信号值(高像素值)，在外框部分P₂残留高辉度，在放射线图像中产生故障。像这样，以照射范围扩大为代表的放射线摄像相关的规定动作如果在放射线照射时被***，则放射线图像中会产生障碍。

但是，关于该高辉度，由于时间滞后量的长时间常数成分(也被称为“长期延迟”)越大的FPD越显著，因此采取的是通过严格出货检查时的延迟特性的合格基准，使出现高辉度的FPD不会出货的对策。但是，采取严格的合格基准，对FPD的成品率改善会产生障碍。

有时在这样的不自然高辉度依然存在的情况下也有可能出货，此时在直到高辉度衰减之前需要一定的等待时间。结果是也会产生放射线对被检测体的照射时间增大、或检查时间延长、或妨碍医生诊断的问题。因此，认为就算在延迟特性与以往相同程度的FPD中，不增大计算负担而除去不自然高辉度的方法是必要的。

发明内容

本发明鉴于这种情况，目的在于提供一种放射线摄像装置以及放射线检测信号处理方法，使与放射线摄像相关的规定动作在放射线照射时被***而引起的放射线图像的障碍降低，同时能够从放射线检测设备取出的放射线检测信号中除去起因于放射线检测设备的放射线检测信号的时间滞后。

本发明为了达成所述目的，采用如下构成。

即，本发明的放射线摄像装置，放射线摄像装置，根据放射线检测信号得到放射线图像，其特征在于，具备：

放射线照射设备，向被检测体照射放射线；

放射线检测设备，检测透过被检测体的放射线；

信号取样设备，从所述放射线检测设备以规定的取样时间间隔取出放射线检测信号，

所述装置构成为，伴随向被检测体照射放射线，根据从放射线检测设备以取样时间间隔输出的放射线检测信号得到放射线图像，

所述装置还具备：

时间滞后除去设备，使包含于以取样时间间隔取出的各放射线检测信号之中的时间滞后量取决于由单个或衰减时间常数不同的多个指数函数构成的脉冲响应并通过递归计算处理从各放射线检测信号中将所述时间滞后量除去；

照射控制设备，控制所述放射线照射设备的照射开始以及照射停止的时刻，

(A)在该照射控制设备使放射线照射设备的照射开始的状态下，所述时间滞后除去设备通过递归计算处理除去时间滞后量，求出修正后放射线检测信号，

(B)伴随与放射线摄像相关的规定动作的指示，照射控制设备暂时停止所述放射线照射设备的照射，并且时间滞后除去设备暂时停止递归计算处理，所述信号取样设备取得放射线照射设备的暂时停止的非照射时的放射线检测信号，

(C)伴随所述规定动作的开始，照射控制设备使放射线照射设备的照射再次开始，时间滞后除去设备根据从所述非照射时的放射线检测信号得到的初始值，再次开始递归计算处理。

在本发明的放射线摄像装置中，伴随基于放射线照射设备向被检测体照射的照射线，使包含于从放射线检测设备以规定的取样时间间隔输出的放射线检测信号之中的时间滞后量取决于由单个或衰减时间常数不同的多个指数函数构成的脉冲响应，时间滞后除去设备将其除去。在从各放射线检测信号除去时间滞后量时，通过递归计算处理进行。通过该递归计算处理从各放射线检测信号除去的处理，按以下过程执行。

即，(A)在从控制放射线照射设备的照射开始以及照射停止的时刻的照射控制设备开始进行放射线照射设备的照射的状态下，时间滞后除去设备通过递归计算处理除去时间滞后量，求出修正后放射线检测信号。然后，(B)伴随与放射线摄像相关的规定动作的指示，照射控制设备暂时停止放射线照射设备的照射，并且时间滞后除去设备暂时停止递归计算处理，信号取样设备取得放射线照射设备的暂时停止的非照射时的放射线检测信号。进一步，(C)伴随所述规定动作的开始，照射控制设备使放射线照射设备的照射再次开始，时间滞后除去设备根据从所述非照射时的放射线检测信号得到的初始值，再次开始递归计算处理。在规定动作前，时间滞后除去设备通过递归计算处理除去时间滞后量，从得到的修正后放射线检测信号取得放射线图像，并且在规定动作后，根据上述初始值，时间滞后除去设备通过递归计算处理除去时间滞后量，从得到的修正后放射线检测信号取得放射线图像。

如此，根据本发明的放射线摄像装置，在上述规定的动作在放射线的照射时被***的情况下，如上述(B)那样使照射暂时停止，并且使递归计算处理暂时停止，伴随规定动作的开始，如上述(C)那样再次使照射开始，根据从非照射时的放射线检测信号得到的初始值，再次开始递归计算处理。因此，通过(C)，在规定动作后，以与规定动作前相同的方式进行照射以及递归计算处理，通过(B)的暂时停止，规定动作前的照射以及递归计算处理的影响不会波及规定动作后的数据。另一方面，由于如(B)那样暂时停止，信号取样设备取得非照射时的放射线检测信号，根据从非照射时的放射线检测信号得到的初始值，如(C)那样进行递归计算处理，因此，就算在上述规定的动作在放射线照射时被***的情况下，也能够降低与放射线摄像相关的规定动作在放射线照射时被***而引起的放射线图像的障碍，同时能够更正确地从放射线检测信号中除去时间滞后量。

另外，本发明的放射线检测信号处理方法，将照射被检测体而检测出的放射线检测信号以规定的取样时间间隔取出，进行根据以取样时间间隔输出的放射线检测信号得到放射线图像的信号处理，其特征在于，

使包含于以取样时间间隔取出的各放射线检测信号中的时间滞后量取决于由单个或衰减时间常数不同的多个指数函数构成的脉冲响应并通过递归计算处理从各放射线检测信号中除去所述时间滞后量，该处理按照以下过程进行，

(A)在放射线照射开始的状态下，通过所述递归计算处理除去时间滞后量，求出修正后放射线检测信号，

(B)伴随与放射线摄像相关的规定动作的指示，暂时停止照射并且暂时停止递归计算处理，取得该暂时停止的非照射时的放射线检测信号，

(C)伴随所述规定动作的开始，再次开始照射，根据从所述非照射时的放射线检测信号得到的初始值，再次开始递归计算处理。

根据本发明的放射线检测信号处理方法，在与放射线摄像相关的规定动作在放射线照射时被***的情况下，如上述(B)那样使照射暂时停止，并且使递归计算处理暂时停止，伴随规定动作的开始，如上述(C)那样再次使照射开始，根据从非照射时的放射线检测信号得到的初始值，再次开始递归计算处理。因此，通过(C)，在规定动作后，以与规定动作前相同的方式进行照射以及递归计算处理，通过(B)的暂时停止，规定动作前的照射以及递归计算处理的影响不会波及规定动作后的数据。另一方面，由于如(B)那样暂时停止，取得非照射时的放射线检测信号，根据从非照射时的放射线检测信号得到的初始值，如(C)那样进行递归计算处理，因此，就算在上述规定的动作在放射线照射时被***的情况下，也能够降低与放射线摄像相关的规定动作在放射线照射时被***而引起的放射线图像的障碍，同时能够更正确地从放射线检测信号除去时间滞后量。

作为上述的这些放射线摄像装置以及放射线检测信号处理方法的一例，有如下例子。

即，在所述规定动作前，通过式A～C进行从放射线检测信号中除去时间滞后量的递归计算处理，

X_k＝Y_k-∑_n＝1 ^N[S_nk]…A

T_n＝-Δt/τ_n…B

S_nk＝exp(T_n)·{α_n·〔1-exp(T_n)〕·exp(T_n)·S_n(k-1)}…C

其中，Δt：取样时间间隔

k：表示取样的时间轴内的第k个时间点的注脚

Y_K：在第k个取样时间点处取出的放射线检测信号

X_K：从Y_K中除去了时间滞后量的修正后放射线检测信号

X_K-1：一个时间点前的X_K

S_n(K-1)：一个时间点前的S_nK

exp：指数函数

N：构成脉冲响应的时间常数不同的指数函数的个数

n：表示构成脉冲响应的指数函数中的一个的注脚

α_n：指数函数n的强度

τ_n：指数函数n的衰减时间常数

并且通过式D进行重新计算处理用的初始值

X₀＝O，S_n0＝γ_n·Y₀…D

其中，γ_n：某衰减时间常数τ_n的成分n的残留比率

Y₀：在所述规定动作前的递归计算处理的基点时即放射线非照射时残留的延迟信号值

在由所述式D决定的初始值的条件下，根据通过所述式A～C求出的所述脉冲响应，除去时间滞后量，求出修正后放射线检测信号。

根据该例，在上述规定的动作前，可以通过式A～C这些简洁的简化式，快速求出除去了时间滞后量的修正后放射线检测信号X_K。

此处，递归计算处理的基点时、即先头帧中的放射线非照射时为k＝0时，在进行递归计算处理时，如上述式D那样决定k＝0时的X_K、S_nK，即初始值。例如，如图10所示，当时间t0～t1处的摄影延迟透视重叠时，就算是递归计算处理的基点时即放射线非照射时(图10中参照k＝0)，也存在时间t0～t1处的摄影产生的时间滞后量引起的残留延迟(延迟信号值)。即，就算在放射线非照射时，放射线检测信号Y_K的初始值Y₀也不是0。

因此，如式D那样，通过X₀＝0，S_n0＝γ_n·Y₀(Y₀：递归计算处理的基点时即放射线非照射时残留的延迟信号值)来设定递归计算处理用的初始值，在由式D决定的初始值的条件下，根据通过式A～C求出的脉冲响应来除去时间滞后量，求出修正后放射线检测信号X_K。

另外，上述的规定动作的一例是放射线的照射范围扩大。照射范围扩大时，上述的(B)伴随照射范围扩大的指示，进行上述的(照射以及递归计算处理的)停止以及上述的(暂时停止引起的)非照射时的放射线检测信号的取得，上述的(C)伴随照射范围扩大的开始，进行上述的(照射以及递归计算处理的)再次开始，由此在照射范围扩大后，根据从上述非照射时的放射线检测信号得到的初始值，通过递归计算处理除去时间滞后量，求出修正后放射线检测信号。

此时，在照射范围扩大在放射线的照射时被***之际，如上述(B)那样暂时停止照射，并且使递归计算处理暂时停止，伴随照射范围扩大的开始，如上述(C)那样使照射再次开始，再次开始递归计算处理。因此，通过(C)，在照射范围扩大后，以与照射范围扩大前相同的方式进行照射以及递归计算处理，通过(B)的暂时停止，照射范围扩大前的照射以及递归计算处理的影响不会波及照射范围扩大后的数据。另一方面，由于如(B)那样暂时停止，取得非照射时的放射线检测信号，根据从非照射时的放射线检测信号得到的初始值，如(C)那样进行递归计算处理，因此，就算上述的照射范围扩大在放射线照射时被***的情况下，也能够降低照射范围扩大在放射线照射时被***而引起的放射线图像的障碍，同时能够更正确地从放射线检测信号中除去时间滞后量。

特别是，在操作照射范围的大小，使其在照射范围扩大前比成为递归计算处理对象的图像宽，并且在照射范围扩大后比成为递归计算处理对象的图像窄的情况下，起到以下效果。即，在照射范围扩大前比成为递归计算处理对象的图像宽，并且在照射范围扩大后比成为递归计算处理对象的图像窄的图像，成为从照射范围扩大后的图像(即照射范围扩大后，成为递归计算处理的对象的图像)中除去了与照射范围操作设备对应的部分的图像的图像，并且还成为合并了照射范围扩大前的图像(即照射范围扩大前，成为递归计算处理的对象的图像)、以及处于照射范围扩大前的图像·与照射范围操作设备对应的部分的图像之间的外框部分的图像。

如果在以往，作为递归计算处理对象外的外框部分不论照射范围扩大前后，都在被照射的状态下放置，表现出高辉度，但是通过上述(B)的暂时停止，照射范围扩大前的照射以及递归计算处理的影响不会波及照射范围扩大后的外框部分的数据。另一方面，如(B)那样暂时停止，取得非照射时的X射线检测信号，如上述的(C)那样进行基于从非照射时的放射线检测信号得到的初始值的递归计算处理，因此，就算在照射范围扩大后的外框部分，也能通过上述初始值基于递归计算处理更正确地除去时间滞后量。由此，就算在照射范围扩大在放射线照射时被***的情况下，也能够降低高辉度引起的放射线图像的障碍。另外，就算是时间滞后量的长时间常数成分(长期延迟)大的放射线检测设备，由于也不会出现上述的高辉度，因此到高辉度衰减之前不需要一定程度的等待时间，具有减轻被检测体的负担以及不妨碍医生诊断的效果。

另外，在设某衰减时间常数τ_n的成分n的残留比率为γ_n，用γ₁∶γ₂∶…∶γ_n∶…∶γ_N-1∶γ_N来表示各个时间常数成分量的比率时，视为该比率在所述照射范围扩大前后一定。因此，关于在照射范围扩大前后共用的像素，利用照射范围扩大前的照射时并且是即将变为所述非照射时的时间常数成分量的比率，将基于非照射时的放射线检测信号的像素值按每个衰减时间常数进行分割，将各个分割的值作为上述的(从基于暂时停止的非照射时的放射线检测信号中取得的)初始值，并且关于由于照射范围扩大而新增部分的像素，利用与上述共用像素相同的时间常数成分量的比率，将基于非照射时的放射线检测信号的像素值按每个衰减时间常数进行分割，将各个分割的值作为初始值，在照射范围扩大后，通过根据各初始值的递归计算处理除去时间滞后量，求出修正后放射线检测信号。更具体地说，如下这样进行。

即，在所述照射范围扩大后，通过式A～C进行从放射线检测信号之中除去时间滞后量的递归计算处理，

X_k＝Y_k-∑_n＝1 ^N[S_nk]…A

T_n＝-Δt/τ_n…B

S_nk＝exp(T_n)·{α_n·〔1-exp(T_n)〕·exp(T_n)·S_n(k-1)}…C

其中，Δt：取样时间间隔

k：表示取样的时间轴内的第k个时间点的注脚

Y_K：在第k个取样时间点处取出的放射线检测信号

X_K：从Y_K中除去了时间滞后量的修正后放射线检测信号

X_K-1：一个时间点前的X_K

S_n(K-1)：一个时间点前的S_nK

exp：指数函数

N：构成脉冲响应的时间常数不同的指数函数的个数

n：表示构成脉冲响应的指数函数中的一个的注脚

α_n：指数函数n的强度

τ_n：指数函数n的衰减时间常数

并且，在设所述照射范围扩大前的照射时并且是即将变为所述非照射时的取样地点为k′时，通过式D、H求出所述初始值，

X₀＝O，S_n0＝γ_n·Y₀…D

γ_n＝S_nk′/∑_n＝1 ^N[S_nk′]…H

其中，γ_n：某衰减时间常数τ_n的成分n的残留比率

Y₀：在所述照射范围扩大后的递归计算处理的基点时即放射线非照射时残留的延迟信号值(所述非照射时的放射线检测信号)

S_nk′：取样地点k′处的S_nk

在由所述式D、H决定的初始值的条件下，根据通过所述式A～C求出的所述脉冲响应，除去时间滞后量，求出修正后放射线检测信号。

此时，在上述的照射范围扩大后，可以通过式A～C这些简洁的简化式，快速求出除去了时间滞后量的修正后放射线检测信号X_K。此处，为了利用照射范围扩大前的照射时并且是即将变为非照射时(取样地点为k′)的时间常数成分量的比率求出初始值，可以通过利用上述式D、H来实现。

发明效果

根据本发明的放射线摄像装置以及放射线检测信号处理方法，在有关放射线摄像的规定动作在放射线照射时被***的情况下，如上述(B)那样使照射暂时停止，并且使递归计算处理暂时停止，伴随规定动作的开始，如上述(C)那样再次使照射开始，再次开始递归计算处理，由于如(B)那样取得基于暂时停止的非照射时的放射线检测信号，根据从非照射时的放射线检测信号得到的初始值，如(C)那样进行递归计算处理，因此，能够降低有关放射线摄像的规定动作在放射线照射时被***而引起的放射线图像的障碍，同时能够更正确地从放射线检测信号除去时间滞后量。

附图说明

图1是表示实施例的X射线透视摄影装置的整体构成的框图；

图2是表示用于实施例装置的FPD的构成的俯视图；

图3是在实施例装置执行X射线摄影时，表示X射线检测信号的取样状况的模式图；

图4是表示实施例的X射线检测信号处理方法的顺序的流程图；

图5是在实施例的X射线检测信号处理方法中，表示照射范围扩大前的时间滞后除去用的递归计算处理程序的流程图；

图6是在实施例的X射线检测信号处理方法中，表示照射范围扩大后的时间滞后除去用的递归计算处理程序的流程图；

图7是表示实施例的照射范围扩大前后、照射以及递归计算处理顺序的流程图；

图8是在实施例的照射范围扩大前后的照射状况和图像与时间轴相对应的图；

图9是表示与放射线入射状况相对应的时间滞后状况的图；

图10是表示摄影的延迟(时间滞后量)透视重合的时间滞后状况的图；

图11是模式表示照射范围扩大前后的图像的图；

图12是在以往的照射范围扩大前后的照射状况和图像与时间轴相对应的图。

图中，

1-X射线管；2-FPD(平板型X射线检测器)；3-A/D转换器；11-时间滞后除去部；12-照射控制部；13-准直管；M-被检测体。

具体实施方式

在照射范围扩大被***到以X射线等为代表的放射线照射时之中的情况下，如上述(B)那样使照射暂时停止，同时使递归计算处理暂时停止，伴随规定动作的开始，如上述(C)那样再次使照射开始，再次开始递归计算处理，取得基于(B)那样暂时停止的非照射时的X射线检测信号，根据从非照射时的X射线检测信号得到的初始值，如(C)那样进行递归计算处理，由此实现了以下目的：能够降低以照射范围扩大为代表的有关放射线摄像的规定动作在放射线照射时被***而引起的放射线图像的障碍，同时更正确地从放射线检测信号除去时间滞后量。

实施例

以下，参照附图说明本发明的实施例。图1是表示实施例的X射线透视摄影装置的整体构成的框图。

如图1所示，X射线透视摄影装置具备：X射线管1，向被检测体M照射X射线；FPD(平板型X射线检测器)2，检测透过被检测体M的X射线；A/D转换器3，从FPD2将X射线检测信号以规定的取样时间间隔Δt进行数据化取出；检测信号处理部4，根据从A/D转换器3输出的X射线检测信号生成X射线图像；以及图像监视器5，显示在检测信号处理部4处取得的X射线图像。即本实施例装置的构成是，伴随向被检测体M照射X射线，在A/D转换器3处基于从FPD2取出的X射线检测信号能够得到X射线图像，取得的X射线图像在图像监视器5的画面中反映出来。以下，具体说明本实施例装置的各部构成。X射线管1相当于本发明的放射线照射设备，FPD2相当于本发明的放射线检测设备，A/D转换器3相当于本发明的信号取样设备。另外，X射线检测信号相当于本发明的放射线检测信号，X射线图像相当于本发明的放射线图像。

X射线管1与FPD2隔着被检测体M相对配置。具体来说，相对配置X射线管1以及FPD2，使得在X射线摄影时，X射线管一面受X射线照射控制部6的控制，一面向被检测体M照射圆锥光束状的X射线，同时伴随X射线照射产生的被检测体M的透过X射线像被投影于FPD2的X射线检测面。

通过X射线管移动机构7以及X射线检测器移动机构8，X射线管1以及FPD2各自构成为可以沿着被检测体M往返移动。另外，X射线管1以及FPD2移动时，X射线管移动机构7以及X射线检测器移动机构8受照射检测***移动控制部9的控制，X射线的照射中心与FPD2的X射线检测面的中心被保持为恒常一致的状态，在维持X射线管1与FPD2的相向配置的状态下使其一起移动。随着X射线管1以及FPD2的移动，照射被检测体M的X射线照射位置发生变化，由此移动摄影位置。

FPD2，如图2所示，在来自被检测体M的透过X射线像被投影的X射线检测面上，沿着被检测体M的体轴方向X和体侧方向Y纵横排列有多个X射线检测原件2a。例如，在宽30cm×长30cm左右大小的X射线检测面上，以宽1536×长1536的矩阵纵横排列X射线检测原件2a。FPD2的各X射线检测原件2a处于与检测信号处理部4生成的X射线图像的各像素为对应关系，根据从FPD2取出的X射线检测信号，在检测信号处理部4处，生成与投影于X射线检测面的透过X射线像相对应的X射线图像。

A/D转换器3构成为，以取样时间间隔Δt将每张X射线图像的X射线检测信号连续取出，用后段的存储器部10存储X射线图像生成用的X射线检测信号，在X射线照射以前开始进行X射线检测信号的取样动作(取出)。

即，如图3所示，在取样时间间隔Δt，关于该时刻的透过X射线像的所有X射线检测信号被收集，逐次被保存于存储器部10。照射X射线以前的A/D转换器3进行的X射线检测信号的取出开始，可以是通过操作者手动操作进行，也可以是与X射线照射指示操作等连动来自动进行。

另外如图1所示，本实施例的X射线透视摄影装置，具备：时间滞后除去部11，通过递归计算处理，计算出从各X射线检测信号除去时间滞后量的修正后X射线检测信号；照射控制部12，控制X射线管1的照射开始以及照射停止的时刻；准直管13，操作从X射线管1照射的X射线的照射范围的大小；照射范围控制部14，控制该准直管13。时间滞后除去部11相当于本发明中的时间滞后除去设备，照射控制部12相当于本发明中的照射控制设备，准直管13相当于本发明中的照射范围操作设备。

时间滞后量包含于从FPD2以取样时间间隔取出的各X射线检测信号之中。使该时间滞后量取决于衰减时间常数由不同的单个或多个指数函数构成的脉冲响应，通过进行上述的递归计算处理，从各X射线检测信号除去时间滞后量。通过该递归计算处理，如图8所示，按下一过程执行各X射线检测信号除去的处理。

即，(A)在控制X射线管1的照射开始以及照射停止的时刻的照射控制部12使X射线管1的照射开始(参照图8中T₁，由OFF向ON转移)的状态下，时间滞后除去部11通过递归计算处理除去时间滞后量，求出修正后X射线检测信号。然后，(B)伴随关于放射线摄像的规定动作(在本实施例中是照射范围扩大)的指示，照射控制部12暂时停止照射，同时时间滞后除去部11暂时停止递归计算处理(参照图8中T₀，取样地点k′)，A/D转换器3取得基于X射线管1的暂时停止的非照射时的X射线检测信号。进而，(C)伴随上述规定动作(此处是照射范围扩大)的开始，照射控制部12使照射再次开始，时间滞后除去部11根据从上述非照射时(参照图8中T₀～T₂)的X射线检测信号得到的初始值，再次开始递归计算处理(参照图8中T₂，由OFF向ON转移)。

在FPD2的情况下，如图9所示，在各时刻的X射线检测信号中，作为时间滞后量(参照图9中的斜线部分)包含与过去的X射线照射对应的信号。该时间滞后量被时间滞后除去部11除去，成为没有时间滞后的修正后X射线检测信号。根据该修正后X射线检测信号，检测信号处理部4生成与投影于X射线检测面的透过X射线像相对应的X射线像。在本实施例中，在规定动作(此处是照射范围扩大)前，时间滞后除去部11通过递归计算处理除去时间滞后量，从得到的修正后X射线检测信号取得X射线图像，并且在规定动作(此处是照射范围扩大)后，通过基于上述的初始值的递归计算处理，时间滞后除去部11除去时间滞后量，从得到的修正后X射线检测信号取得X射线图像。

具体来说，时间滞后除去部11在上述的规定动作(此处是照射范围扩大)前，从各X射线检测信号除去时间滞后量的递归计算处理是利用下式A～C进行的。

X_k＝Y_k-∑_n＝1 ^N[S_nk]…A

T_n＝-Δt/τ_n…B

S_nk＝exp(T_n)·{α_n·〔1-exp(T_n)〕·exp(T_n)·S_n(k-1)}…C

其中，Δt：取样时间间隔

k：表示取样的时间轴内的第k个时间点的注脚

Y_K：第k个取样时间点处取出的X射线检测信号

X_K：从Y_K除去时间滞后量后的修正后X射线检测信号

X_K-1：一个时间点前的X_K

S_n(K-1)：一个时间点前的S_nK

exp：指数函数

N：构成脉冲响应的时间常数不同的指数函数的个数

n：表示构成脉冲响应的时间常数中的一个的注脚

α_n：指数函数n的强度

τ_n：指数函数n的衰减时间常数

即，式A右边的第二项以后、即在式C的『S_nk＝exp(T_n)·{α_n·〔1-exp(T_n)〕·exp(T_n)·S_n(k-1)}相当于时间滞后量，因此在本实施例装置中，在上述规定的动作(此处是照射范围扩大)前，可以通过式A～C这些简洁的简化式，快速求出除去了时间滞后量的修正后X射线检测信号X_K。

此处，递归计算处理的基点时，即先头帧中的X射线非照射时，为k＝0时，进行递归计算处理时，通过下述式D决定k＝0时的X_K、S_nK，即初始值。

X₀＝O，S_n0＝γ_n·Y₀…D

其中，γ₀：某衰减时间常数τ_n的成分n的残留比率

Y₀：递归计算处理的基点时即X射线非照射时残留的延迟信号值

例如，如图10所示，如果时间t0～t1处的摄影的延迟透视重叠，则就算是递归计算处理的基点时即X射线非照射时(图10中参照k＝0)，也存在时间t0～t1处的摄影产生的时间滞后量引起的残留延迟(延迟信号值)。即，就算在X射线非照射时，X射线检测信号Y_K的初始值Y₀也不是0。

于是如式D所示，通过X₀＝0，S_n0＝γ_n·Y₀(Y₀：递归计算处理基点时即X射线非照射时残留的延迟信号值)设定递归计算处理用的初始值，在由式D决定的初始值的条件下，根据通过式A～C求出的脉冲响应除去时间滞后量，求出修正后X射线检测信号X_K。

另一方面，时间滞后除去部11在上述的规定动作(此处是照射范围扩大)后，利用式A～C进行从各X射线检测信号除去时间滞后量的递归计算处理。在式A～C中，使用与上述照射范围扩大前的递归计算处理相同的公式。对于此处的取样时刻k，不使用照射范围扩大前的取样时刻，进行以下设定。即，在从暂时停止的非照射时(参照图8中T₀～T₂)向伴随照射范围开始扩大的照射以及递归计算处理再次开始(参照图8中T₂，由OFF向ON转移)的转移中，将即将再次开始的非照射时的取样时刻设定为k＝0，并且将刚再次开始不久的照射时的取样时刻设定为k＝1。如此，在照射范围扩大后，也可以通过式A～C这些简洁的简化式，快速求出除去了时间滞后量的修正后X射线检测信号X_K。

此处，利用在照射范围扩大前的照射时并且是即将变为非照射时(取样地点k′)的时间常数成量的比率，求得初始值。具体来说由式D决定即将再次开始的非照射时的取样时刻即k＝0时的X_K、即初始值，并且为了决定式D处的残留比率γ_n，利用照射范围扩大前的照射时并且是即将变为非照射时的样本k＝k′时的S′_nK，如下式H那样进行决定。

γ_n＝S_nk′/∑_n＝1 ^N[S_nk′]…H

其中，γ_n：某衰减时间常数τ_n的成分n的残留比率

Y₀：所述照射范围扩大后的递归计算处理的基点时即X射线非照射时残留的延迟信号值(所述非照射时的X射线检测信号)

S′_nK：取样地点k′处的S_nK

在式D中，使用与上述照射范围扩大前的初始值相同的公式。

另外，在本实施例装置中，A/D转换器3、检测信号处理部4、X射线照射控制部6、照射检测***移动控制部9、时间滞后除去部11、照射控制部12、照射范围控制部14，随着从操作部15输入的指示(例如照射范围扩大的指示)、数据或X射线摄影的进行，按照从主控制部16传出的各种命令执行控制和处理。

下面，关于利用上述的本实施例装置进行X射线摄影的情况，一面参照附图一面进行具体说明。图4是表示实施例的X射线检测信号处理方法的顺序的流程图。另外，此处的摄影也包括如图10所示的过去的摄影、本次的透视或摄影。

[步骤S1]在X射线未照射的状态下，A/D转换器3以取样时间间隔Δt(＝1/30秒)将一张X射线照射前的X射线图像的X射线检测信号Y_K从FPD2取出。将取出后的X射线检测信号存储于存储器部10。

[步骤S2]通过操作者的设定，与X射线连续或断续照射于被检测体M并行，同时继续进行基于A/D转换器3的以取样时间间隔Δt将一张X射线图像的X射线检测信号Y_K的取出以及向存储器部10的存储。

[步骤S3]如果X射线照射结束，前进到下一步骤S4；如果X射线照射没有结束，返回步骤S2。

[步骤S4]从存储器部10读出在一次取样收集的一张X射线图像的X射线检测信号Y_K。

[步骤S5]时间滞后除去部11根据式A～C进行递归计算处理，求出从各X射线检测信号Y_K除去了时间滞后量的修正后X射线检测信号X_K，即像素值。

[步骤S6]检测信号处理部4根据一次的取样量(一张X射线图像)的修正后X射线检测信号X_K，生成X射线图像。

[步骤S7]将生成的X射线图像在图像监视器5中显示。

[步骤S8]如果存储器部10中残留有未处理的X射线检测信号Y_K，则返回步骤S4；如果没有残留未处理的X射线检测信号，则结束X射线摄影。

另外，在本实施例装置中，对于一张X射线图像的X射线检测信号Y_K的基于时间滞后除去部11的修正后X射线检测信号X_K的计算以及基于检测信号处理部4的X射线图像的生成是以取样时间间隔Δt(＝1/30秒)进行的。即构成为：以1秒钟30张左右的X射线图像的速度连续生成X射线图像，生成后的X射线图像能够连续显示。因此，X射线图像的动画表示成为可能。

接着，关于图4中的步骤S5的基于时间滞后除去部11的递归计算处理的顺序，利用图5、图6的流程图进行说明，并且关于图5、图6中包括步骤T1、T1′的k＝0时的X射线检测信号Y_K(即Y₀)的收集的照射范围扩大前后、照射以及递归计算处理的顺序，利用图7的流程图以及图8进行说明。图5是表示在实施例的X射线检测信号处理方法中的照射范围扩大前的时间滞后除去用的递归计算处理程序的流程图；图6是表示在实施例的X射线检测信号处理方法中的照射范围扩大后的时间滞后除去用的递归计算处理程序的流程图；图7是表示在实施例的照射范围扩大前后的照射以及递归计算处理顺序的流程图；图8是表示在实施例的照射范围扩大前后的照射状况和图像与时间轴相对应的图。

[步骤U1]在照射范围扩大前的非照射时，收集过去的摄影产生的时间滞后量引起的残留延迟(延迟信号值)。此时，设定k＝0。K＝0时的X射线检测信号Y_K(即Y₀)的收集的处理，也是图5的步骤T1，因此在步骤T1中后述。

[步骤U2]在使照射开始(参照图8中T₁，由OFF向ON的转移)的状态下，通过递归计算处理除去时间滞后量，求出修正后X射线检测信号。关于更具体的处理，在图5的步骤T1～T6后述。

[步骤U3]在从操作部15(参照图1)有照射范围扩大的指示时，进入到步骤U4，在没有指示时，在步骤U3待机。

[步骤U4]伴随着照射范围扩大的指示，照射暂时停止，并且递归计算处理暂时停止(参照图8中T₀，取样地点k′)，取得该暂时停止的非照射时的X射线检测信号。在照射范围扩大的指示即将进入时，是照射范围扩大前的照射时，并且是即将进入非照射时。如上述设此时的取样时刻k＝k′。另一方面，照射范围扩大的指示刚进入后，就是暂时停止的非照射时。此时，设定k＝0。k＝0时的X射线检测信号Y_K(即Y₀)的收集的处理，也是图6的步骤T1′，因此在步骤T1′中后述。

[步骤U5]伴随着照射范围扩大的指示，通过再次开始照射，再次开始递归计算处理(参照图8中T₂，由OFF向ON的转移)，由此在照射范围扩大后，在上述非照射时(参照图8中T₀～T₂)取得X射线检测信号，从该X射线检测信号得到初始值，通过基于该初始值的递归计算处理除去时间滞后量，求出修正后X射线检测信号。关于更具体的处理，在图5的步骤T1′、T2～T6中后述。

接着，关于包括步骤T1、T1′的k＝0时的X射线检测信号Y_K(即Y₀)的收集的递归计算处理的具体顺序进行说明。首先，利用图5对照射范围扩大前进行说明，然后再利用图6对照射范围扩大后进行说明。

[步骤T1]收集在过去的摄影产生的时间滞后量引起的残留延迟(延迟信号值)。具体来说，在先头帧中，A/D转换器3从FPD2取出残留延迟引起的一张X射线图像的X射线检测信号Y₀。该X射线检测信号Y₀，也是递归计算处理的基点时即X射线非照射时残留的延迟信号值Y₀。

[步骤T2]设定k＝0，作为初始值设定式A的X₀＝0。一方面，通过把在步骤T1取得的延迟信号值Y₀代入式D，求出式C的S_n0。此处，优选在照射范围扩大前，将某衰减时间常数τ_n的成分n的残留比率γ_n设定为满足式E的条件。

即

∑_n＝1 ^N[γ_n]≤1，0≤γ_n…E

其中，优选设定满足∑_n＝1 ^N[γ_n]：成分n的残留比率γ_n的总和的条件。

当成分n的残留比率γ_n的总和超过1时，时间滞后量被过度除去，相反成分n的残留比率γ_n的总和是负值时，有时间滞后量反而被加上的顾虑。因此，通过使成分n的残留比率γ_n的总和为0以上且1以下，通过使残留比率γ_n为0以上，可以不多不少地除去时间滞后量。关于式E，可以采用下式E′，也可以采用下式E″。

即，在式E为下式E′时，式E在满足

∑_n＝1 ^N[γ_n]＝1…E′

的条件，同时设定各残留比率γ_n满足式F

γ₁＝γ₂＝…＝γ_n＝…＝γ_N-1＝γ_N…F

的条件。

通过将式F代入式E′，N·γ_N＝1。因此，各残留比率γ_n为γ_N＝1/N，各残留比率γ_n(构成脉冲响应的时间常数不相同)以指数函数的个数N被平均分配。由此，通过将γ_N＝1/N代入式D的S_n0＝γ_n·Y₀，式D以下式D′表示。

即，式D以

S_n0＝Y₀/N…D′

表示。指数函数的数为3个(N＝3)时，将S₁₀、S₂₀、S₃₀按照式D全部设为Y₀/3。

另外，在式E为下式E″时，式E在满足

∑_n＝1 ^N[γ_n]＜1…E″

的条件的同时，设定在某衰减时间常数τ_m的成分m的残留比率γ_M和除此以外的残留比率γ_N，以满足式G

0＜γ_M＜1，γ_N＝0…G

的条件。在指数函数的数为3个(N＝3)，在衰减时间常数τ₂的成分2的残留比率γ₂满足0＜γ₂＜1(例如γ₂＝0.1)，并且除此以外的残留比率满足γ₁＝γ₃＝0时，将S₁₀、S₃₀按照式G设为0，同时将S₂₀按照式G设为γ₂·Y₀(例如γ₂＝0.1)。

[步骤T3]在式A、C设k＝1。按照式C、即S_n1＝exp(T₁)·{α₁·[1-exp(T₁)]·exp(T₁)·S_n0}求出S₁₁、S₂₁、S₃₁，进一步通过将求出的S₁₁、S₂₁、S₃₁和X射线检测信号Y₁代入式A，计算出修正后X射线检测信号X₁。

[步骤T4]在式A、C中，k只增加1(k＝k+1)后，接着将一个时间点前的X_K-1代入式C求出S_1K、S_2K、S_3K，进一步通过将求出的S_1K、S_2K、S_3K和X射线检测信号Y_K代入式A，计算出修正后X射线检测信号X_K。

[步骤T5]在有未处理的X射线检测信号Y_K时，返回步骤T4；在没有未处理的X射线检测信号Y_K时，进入到下一步骤T6。

[步骤T6]计算出一次的取样量(一张X射线图像)的修正后除去X射线检测信号X_K，在照射范围扩大前，关于一次的摄影量的递归计算处理结束。

[步骤T1′]在伴随照射范围扩大的指示的暂时停止的非照射时，与照射范围扩大前的步骤T1同样收集残留延迟(延迟信号值)。该残留延迟也是k＝0处的非照射时的一张X射线图像的X射线检测信号Y₀，在该k＝0处取得的一张X射线图像，是包含了在照射范围扩大后的外框部分P₂的照射范围扩大后的图象P₁。

[步骤T2]由于与照射扩大前的步骤T2相同，因此省略其说明。但是关于残留比率γ_n，不用照射范围扩大前那样的式E来求，用上述的式H来求。

在用γ₁∶γ₂∶…∶γ_n∶…∶γ_N-1∶γ_N表示各时间常数成分的比率时，认为该比率在照射范围扩大前后恒定。因此，关于照射范围扩大前后共用的像素，利用照射范围扩大前的照射时并且是即将变为非照射时的取样k＝k′时的S′_Nk，利用由式H表示的时间常数成分的比率，将基于非照射时的X射线检测信号(此处是在步骤T1′取得的Y₀)的像素值按每个衰减时间常数进行分割。然后，将各个分割的值利用式D作为上述的(从暂时停止的非照射时的X射线检测信号取得的)初始值。

另一方面，关于由于照射范围扩大而新增部分的像素，利用与上述的共用像素相同的时间常数成分的比率，将基于非照射时的X射线检测信号(此处是在步骤T1′取得的Y₀)的像素值按每个衰减时间常数进行分割。然后，将各个分割的值作为上述的(从暂时停止的非照射时的X射线检测信号取得的)初始值。

例如，在指数函数的个数为3个(N＝3)，γ₁＝0.5，γ₂＝0.3，γ₃＝0.2，γ₁∶γ₂∶γ₃＝0.5∶0.3∶0.2，比率一定时，作为在γ₁的时间滞后量在X射线检测信号Y₀上乘以0.5，作为在γ₂的时间滞后量在X射线检测信号Y₀上乘以0.3，作为在γ₃的时间滞后量在X射线检测信号Y₀上乘以0.2，由此，可以将基于X射线检测信号Y₀的像素值按每个衰减时间常数进行分割。

综上，在本实施例中，不管是共用像素还是由于照射范围扩大而新增加部分的像素，如上述式D，通过将各残留比率γ₁，γ₂，...，γ_n，...，γ_N-1，γ_N以每像素为单位分别乘以非照射时的X射线检测信号Y₀，由此可以按每个衰减时间常数分割基于X射线检测信号Y₀的像素值。即，式D成为S_n0(i，j)＝γ_n·Y₀(i，j)。此处，设体轴方向X与体侧方向Y的坐标为(i，j)。另外，在照射范围扩大后进行像素求和的集中(ビニング)时，在加上成为集中对象的像素的状态下，只要在X射线检测信号Y₀上分别乘以各残留比率γ₁，γ₂，…，γ_n，…，γ_N-1，γ_N即可。

另外，关于k＝k′时的S′_nk，可以抽出照射范围扩大前的图像P₀内的一个像素值，为了提高精度也可以使用照射范围扩大前的图像P₀内的所有像素的平均值。

[步骤T3]与照射扩大前的步骤T3相同，因此省略其说明。

[步骤T4]与照射扩大前的步骤T4相同，因此省略其说明。

[步骤T5]与照射扩大前的步骤T5相同，因此省略其说明。

[步骤T6]与照射扩大前的步骤T6相同，因此省略其说明。经过步骤T1′、T2～T6，关于在照射范围扩大后的一次的摄影量的递归计算处理结束。

如上所述，根据本实施例的X射线透视摄影装置，在上述的规定动作(此处为照射范围扩大)在X射线的照射时被***之际，如上述(B)那样，暂时停止照射，同时暂时停止递归计算处理，伴随着规定动作(照射范围扩大)的开始，如上述(C)那样再次开始照射，再次开始递归计算处理。因此，通过(C)，在规定动作(照射范围扩大)后，以与规定动作(照射范围扩大)前相同的方式进行照射以及递归计算处理，通过(B)的暂时停止，规定动作(照射范围扩大)前的照射以及递归计算处理的影响不会波及规定动作(照射范围扩大)后的数据。另一方面，由于如(B)那样暂时停止，A/D转换器3取得非照射时的X射线检测信号，根据从非照射时的X射线检测信号得到的初始值，如(C)那样进行递归计算处理，因此，就算在上述的规定动作(照射范围扩大)在X射线照射时被***的情况下，也能够降低与X射线摄像相关的规定动作(照射范围扩大)在X射线照射时被***而引起的X射线图像的障碍，同时能够更正确地从X射线检测信号中除去时间滞后量。

特别是，为了在照射范围扩大前比成为递归计算处理对象的图像(例如12英寸)宽，并且为了在照射范围扩大后比成为递归计算处理对象的图像(例如15英寸)窄，而对照射范围的大小(例如13英寸)进行操作时，起到以下这样的效果。即，在照射范围扩大前比成为递归计算处理对象的图像宽，并且在照射范围扩大后比成为递归计算处理对象的图像窄的图像，如图8、图11所示，成为从照射范围扩大后的图像P₁(即照射范围扩大后，成为递归计算处理的对象的图像)中除去了与准直管13对应的部分的图像P_COL的图像，并且还成为合并了照射范围扩大前的图像P₀(即照射范围扩大前，成为递归计算处理的对象的图像)、以及处于照射范围扩大前的图像P₀·与准直管13对应的部分的图像P_COL之间的外框部分P₂的图像。

如果在以往，作为递归计算处理对象外的外框部分P₂不论照射范围扩大前后，都在被照射的状态下放置，表现出高辉度，但是通过上述(B)的暂时停止，照射范围扩大前的照射以及递归计算处理的影响不会波及照射范围扩大后的外框部分P₂的数据。另一方面，如(B)那样暂时停止，取得非照射时的X射线检测信号，如上述的(C)那样进行基于从非照射时的X射线检测信号得到的初始值的递归计算处理，因此，就算在照射范围扩大后的外框部分P₂，也能通过上述初始值更正确地除去基于递归计算处理的时间滞后量。

由此，就算在照射范围扩大在照射X射线时被***的情况下，也能够降低高辉度引起的X射线图像的障碍。另外，就算是时间滞后量的长时间常数成分(长期延迟)大的FPD2，由于也不会出现上述高辉度，因此直到高辉度衰减之前，不再需要一定程度的等待时间，起到减轻被检测体M的负担，以及不妨碍医生诊断的效果。

本发明不限于上述实施方式，可以如下述这样变形实施。

(1)在上述实施例中，放射线检测设备是FDP，但本发明也适用于应用FPD以外的产生X射线检测信号的时间滞后的放射线检测设备的结构的装置。

(2)上述实施例装置是X射线透视摄影装置，但本发明也可以适用于如X射线CT装置那样的X射线透视摄影装置以外的装置。

(3)上述实施例装置是医用装置，但本发明不限于医用，也适用于非破坏检查机器等工业用装置。

(4)上述实施例装置是使用X射线作为放射线的装置，但本发明不限于X射线，也可以适用于使用X射线以外的放射线(例如γ射线)的装置。

(5)在上述实施例中，由式D决定初始值，但是在照射范围扩大前，在作为递归计算处理的基点时的X射线非照射时，只要在图10所示的时间t0～t1处的摄影产生的时间滞后量引起的残留延迟(延迟信号值)不存在，也可以以式A的X₀＝0，式C的S_n0＝0作为X射线照射前的初始值来进行全部设定。

(6)在上述实施例中，根据由式A～C求出的脉冲响应来除去时间滞后量，求出修正后X射线检测信号。但是，如专利文献2(日本特开2004-242741号公报)的方法所述，也可以根据由式a～c求出的脉冲响应来除去时间滞后量。

(7)在上述实施例中，与放射线摄像相关的规定动作是照射范围扩大，但是除了照射范围扩大以外，只要是有关放射线摄像，规定动作不被特别限定。

工业实用性

如上所述，本发明适用于具备平板型X射线检测器(FPD)的放射线摄像装置。

Claims (14)

1.一种放射线摄像装置，根据放射线检测信号得到放射线图像，其特征在于，具备：

放射线照射设备，向被检测体照射放射线；

放射线检测设备，检测透过被检测体的放射线；

信号取样设备，从所述放射线检测设备以规定的取样时间间隔取出放射线检测信号，

所述装置构成为，伴随向被检测体照射放射线，根据从放射线检测设备以取样时间间隔输出的放射线检测信号得到放射线图像，

所述装置还具备：

时间滞后除去设备，使包含于以取样时间间隔取出的各放射线检测信号之中的时间滞后量取决于由单个或衰减时间常数不同的多个指数函数构成的脉冲响应，并通过递归计算处理从各放射线检测信号中将所述时间滞后量除去；

照射控制设备，控制所述放射线照射设备的照射开始以及照射停止的时刻，

(A)在该照射控制设备使放射线照射设备的照射开始的状态下，所述时间滞后除去设备通过递归计算处理除去时间滞后量，求出修正后放射线检测信号，

(B)伴随与放射线摄像相关的规定动作的指示，照射控制设备暂时停止所述放射线照射设备的照射，并且时间滞后除去设备暂时停止递归计算处理，所述信号取样设备取得基于放射线照射设备的暂时停止的非照射时的放射线检测信号，

(C)伴随所述规定动作的开始，照射控制设备使放射线照射设备的照射再次开始，时间滞后除去设备根据从所述非照射时的放射线检测信号得到的初始值，再次开始递归计算处理。

2.如权利要求1所述的放射线摄像装置，其特征在于，

在所述规定动作前，时间滞后除去设备通过式A～C进行从放射线检测信号中除去时间滞后量的递归计算处理，

X_k＝Y_k-∑_n＝1 ^N[S_nk]…A

T_n＝-Δt/τ_n…B

S_nk＝exp(T_n)·{α_n·〔1-exp(T_n)〕·exp(T_n)·S_n(k-1)}…C

其中，Δt：取样时间间隔

k：表示取样的时间轴内的第k个时间点的注脚

Y_K：在第k个取样时间点处取出的放射线检测信号

X_K：从Y_K中除去了时间滞后量的修正后放射线检测信号

X_K-1：一个时间点前的X_K

S_n(K-1)：一个时间点前的S_nK

exp：指数函数

N：构成脉冲响应的时间常数不同的指数函数的个数

n：表示构成脉冲响应的指数函数中的一个的注脚

α_n：指数函数n的强度

τ_n：指数函数n的衰减时间常数

并且通过式D求得重新计算处理用的初始值

X₀＝O，S_n0＝γ_n·Y₀…D

其中，γ_n：某衰减时间常数τ_n的成分n的残留比率

Y₀：在所述规定动作前的递归计算处理的基点时即放射线非照射时残留的延迟信号值

在由所述式D决定的初始值的条件下，根据通过所述式A～C求出的所述脉冲响应，除去时间滞后量，求出修正后放射线检测信号。

3.如权利要求1所述的放射线摄像装置，其特征在于，

所述装置还具备照射范围操作设备，操作从所述放射线照射设备照射的放射线的照射范围的大小，

所述规定动作是基于所述照射范围操作设备进行的照射范围扩大，

所述(B)伴随照射范围扩大的指示，进行所述停止以及所述非照射时的放射线检测信号的取得，所述(C)伴随照射范围扩大的开始而进行所述再次的开始，由此在照射范围扩大后，通过基于从所述非照射时的放射线检测信号得到的初始值的递归计算处理，时间滞后除去设备除去时间滞后量，求出修正后放射线检测信号。

4.如权利要求3所述的放射线摄像装置，其特征在于，

所述照射范围操作设备操作照射范围的大小，使其在所述照射范围扩大前比成为所述递归计算处理对象的图像宽，并且在照射范围扩大后比成为递归计算处理对象的图像窄。

5.如权利要求3所述的放射线摄像装置，其特征在于，

在设某衰减时间常数τ_n的成分n的残留比率为γ_n，用γ₁∶γ₂∶…∶γ_n∶…∶γ_N-1∶γ_N来表示各个时间常数成分量的比率时，当该比率在所述照射范围扩大前后一定时，所述时间滞后除去设备进行设定。

6.如权利要求5所述的放射线摄像装置，其特征在于，

对于在所述照射范围扩大前后共用的像素，利用照射范围扩大前的照射时并且是即将变为所述非照射时的所述时间常数成分量的比率，将基于非照射时的放射线检测信号的像素值按每个衰减时间常数进行分割，将各个分割的值作为所述初始值，对于由于照射范围扩大而新增部分的像素，利用与所述共用像素相同的时间常数成分量的比率，将基于非照射时的放射线检测信号的像素值按每个衰减时间常数进行分割，将各个分割的值作为初始值，在照射范围扩大后，时间滞后除去设备通过基于各初始值的递归计算处理除去时间滞后量，求出修正后放射线检测信号。

7.如权利要求6所述的放射线摄像装置，其特征在于，

在所述照射范围扩大后，时间滞后除去设备通过式A～C进行从放射线检测信号之中除去时间滞后量的递归计算处理，

X_k＝Y_k-∑_n＝1 ^N[S_nk]…A

T_n＝-Δt/τ_n…B

S_nk＝exp(T_n)·{α_n·〔1-exp(T_n)〕·exp(T_n)·S_n(k-1)}…C

其中，Δt：取样时间间隔

k：表示取样的时间轴内的第k个时间点的注脚

Y_K：在第k个取样时间点处取出的放射线检测信号

X_K：从Y_K中除去了时间滞后量的修正后放射线检测信号

X_K-1：一个时间点前的X_K

S_n(K-1)：一个时间点前的S_nK

exp：指数函数

N：构成脉冲响应的时间常数不同的指数函数的个数

n：表示构成脉冲响应的指数函数中的一个的注脚

α_n：指数函数n的强度

τ_n：指数函数n的衰减时间常数

并且，在设所述照射范围扩大前的照射时并且是即将变为所述非照射时的取样地点为k′时，通过式D、H求出所述初始值，

X₀＝O，S_n0＝γ_n·Y₀…D

γ_n＝S_nk′/∑_n＝1 ^N[S_nk′]…H

其中，γ_n：某衰减时间常数τ_n的成分n的残留比率

Y₀：在所述照射范围扩大后的递归计算处理的基点时即放射线非照射时残留的延迟信号值(所述非照射时的放射线检测信号)

S_nk′：取样地点k′处的S_nk

在由所述式D、H决定的初始值的条件下，根据通过所述式A～C求出的所述脉冲响应，除去时间滞后量，求出修正后放射线检测信号。

8.一种放射线检测信号处理方法，将照射被检测体而检测出的放射线检测信号以规定的取样时间间隔取出，进行根据以取样时间间隔输出的放射线检测信号来得到放射线图像的信号处理，其特征在于，

使包含于以取样时间间隔取出的各放射线检测信号中的时间滞后量取决于由单个或衰减时间常数不同的多个指数函数构成的脉冲响应，并通过递归计算处理从各放射线检测信号中除去所述时间滞后量，该处理按照以下过程进行，

(A)在放射线照射开始的状态下，通过所述递归计算处理除去时间滞后量，求出修正后放射线检测信号，

(B)伴随与放射线摄像相关的规定动作的指示，暂时停止照射并且暂时停止递归计算处理，取得基于该暂时停止的非照射时的放射线检测信号，

(C)伴随所述规定动作的开始，再次开始照射，根据从所述非照射时的放射线检测信号得到的初始值，再次开始递归计算处理。

9.如权利要求8所述的放射线检测信号处理方法，其特征在于，

在所述规定动作前，通过式A～C进行从放射线检测信号除去时间滞后量的递归计算处理，

X_k＝Y_k-∑_n＝1 ^N[S_nk]…A

T_n＝-Δt/τ_n…B

S_nk＝exp(T_n)·{α_n·〔1-exp(T_n)〕·exp(T_n)·S_n(k-1)}…C

其中，Δt：取样时间间隔

k：表示取样的时间轴内的第k个时间点的注脚

Y_K：在第k个取样时间点处取出的放射线检测信号

X_K：从Y_K中除去了时间滞后量的修正后放射线检测信号

X_K-1：一个时间点前的X_K

S_n(K-1)：一个时间点前的S_nK

exp：指数函数

N：构成脉冲响应的时间常数不同的指数函数的个数

n：表示构成脉冲响应的指数函数中的一个的注脚

α_n：指数函数n的强度

τ_n：指数函数n的衰减时间常数

并且通过式D求出重新计算处理用的初始值

X₀＝O，S_n0＝γ_n·Y₀…D

其中，γ_n：某衰减时间常数τ_n的成分n的残留比率

Y₀：递归计算处理的基点时即放射线非照射时残留的延迟信号值

在由所述式D决定的初始值的条件下，根据通过所述式A～C求出的所述脉冲响应，除去时间滞后量，求出修正后放射线检测信号。

10.如权利要求8所述的放射线检测信号处理方法，其特征在于，

所述规定动作是放射线的照射范围扩大，

所述(B)伴随照射范围扩大的指示，进行所述停止以及所述非照射时的放射线检测信号的取得，所述(C)伴随照射范围扩大的开始进行所述再次的开始，由此在照射范围扩大后，通过基于从所述非照射时的放射线检测信号得到的初始值的递归计算处理，除去时间滞后量，求出修正后放射线检测信号。

11.如权利要求10所述的放射线检测信号处理方法，其特征在于，

操作照射范围的大小，使其在所述照射范围扩大前比成为所述递归计算处理对象的图像宽，并且在照射范围扩大后比成为递归计算处理对象的图像窄。

12.如权利要求10所述的放射线检测信号处理方法，其特征在于，

在设某衰减时间常数τ_n的成分n的残留比率为γ_n，并用γ₁∶γ₂∶…∶γ_n∶…∶γ_N-1∶γ_N来表示各个时间常数成分量的比率时，当该比率在所述照射范围扩大前后一定时进行设定。

13.如权利要求12所述的放射线检测信号处理方法，其特征在于，

对于在所述照射范围扩大前后共用的像素，利用照射范围扩大前的照射时并且是即将变为所述非照射时的所述时间常数成分量的比率，将基于非照射时的放射线检测信号的像素值按每个衰减时间常数进行分割，将各个分割的值作为所述初始值，对于由于照射范围扩大而新增部分的像素，利用与所述共用像素相同的时间常数成分量的比率，将基于非照射时的放射线检测信号的像素值按每个衰减时间常数进行分割，将各个分割的值作为初始值，在照射范围扩大后，通过基于各初始值的递归计算处理除去时间滞后量，求出修正后放射线检测信号。

14.如权利要求13所述的放射线检测信号处理方法，其特征在于，

在所述照射范围扩大后，通过式A～C进行从放射线检测信号之中除去时间滞后量的递归计算处理，

X_k＝Y_k-∑_n＝1 ^N[S_nk]…A

T_n＝-Δt/τ_n…B

S_nk＝exp(T_n)·{α_n·〔1-exp(T_n)〕·exp(T_n)·S_n(k-1)}…C

其中，Δt：取样时间间隔

k：表示取样的时间轴内的第k个时间点的注脚

Y_K：在第k个取样时间点处取出的放射线检测信号

X_K：从Y_K中除去了时间滞后量的修正后放射线检测信号

X_K-1：一个时间点前的X_K

S_n(K-1)：一个时间点前的S_nK

exp：指数函数

N：构成脉冲响应的时间常数不同的指数函数的个数

n：表示构成脉冲响应的指数函数中的一个的注脚

α_n：指数函数n的强度

τ_n：指数函数n的衰减时间常数

并且在设所述照射范围扩大前的照射时并且是即将变为所述非照射时的取样地点为k′时，通过式D、H求出所述初始值，

X₀＝O，S_n0＝γ_n·Y₀…D

γ_n＝S_nk′/∑_n＝1 ^N[S_nk′]…H

其中，γ_n：某衰减时间常数τ_n的成分n的残留比率

Y₀：在所述照射范围扩大后的递归计算处理的基点时即放射线非照射时残留的延迟信号值(所述非照射时的放射线检测信号)

S_nk′：取样地点k′处的S_nk

在由所述式D、H决定的初始值的条件下，根据通过所述式A～C求出的所述脉冲响应，除去时间滞后量，求出修正后放射线检测信号。

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