JP2014217398A - Radiographic apparatus and method of radiography - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検体による放射線の位相変化に基づく画像を検出する放射線撮影装置及び放射線撮影方法に関する。 The present invention relates to a radiation imaging apparatus and a radiation imaging method for detecting an image based on a phase change of radiation by a subject.
放射線、例えばX線は、物質を構成する元素の重さ(原子番号)と物質の密度及び厚さとに依存して吸収され減衰するといった特性を有する。この特性に着目し、医療診断や非破壊検査等の分野において、被検体の内部を透視するためのプローブとしてX線が利用されている。 Radiation, such as X-rays, has a characteristic that it is absorbed and attenuated depending on the weight (atomic number) of the elements constituting the substance and the density and thickness of the substance. Focusing on this characteristic, X-rays are used as a probe for seeing through the inside of a subject in fields such as medical diagnosis and nondestructive inspection.
一般的なX線撮影装置では、X線を放射するX線源と、X線を検出するX線画像検出器との間に被検体を配置して、被検体を透過したX線の撮影を行う。この場合、X線源からX線画像検出器に向けて放射されたX線は、被検体を透過する際に吸収され減衰した後、X線画像検出器に入射する。この結果、被検体によるX線の強度変化に基づく画像がX線画像検出器により検出される。 In a general X-ray imaging apparatus, an object is placed between an X-ray source that emits X-rays and an X-ray image detector that detects X-rays, and X-rays transmitted through the object are imaged. Do. In this case, X-rays emitted from the X-ray source toward the X-ray image detector are absorbed and attenuated when passing through the subject, and then enter the X-ray image detector. As a result, an image based on an X-ray intensity change by the subject is detected by the X-ray image detector.
X線吸収能は、原子番号が小さい元素ほど低くなるため、生体軟部組織やソフトマテリアルなどでは、X線の強度変化が小さく、画像に十分なコントラストが得られないといった問題がある。例えば、人体の関節を構成する軟骨部とその周辺の関節液は、いずれも殆どの成分が水であり、両者のX線吸収能の差が小さいため、コントラストが得られにくい。 Since the X-ray absorptivity becomes lower with an element having a smaller atomic number, there is a problem that a change in X-ray intensity is small and sufficient contrast cannot be obtained in a soft tissue or soft material. For example, most of the components of the cartilage portion constituting the joint of the human body and the joint fluid in the vicinity thereof are water, and the difference in the X-ray absorption capacity between them is small, so that it is difficult to obtain contrast.
このような問題を背景に、被検体によるX線の強度変化に代えて、被検体によるX線の位相変化に基づいた画像を得るX線位相イメージングの研究が近年盛んに行われている。X線位相イメージングは、被検体に入射したX線の位相変化が強度変化より大きいことに基づき、X線の位相変化を画像化する方法であり、X線吸収能が低い被検体に対しても高コントラストの画像を得ることができる。X線位相イメージングの一種として、2枚の回折格子とX線画像検出器とを用いてX線タルボ干渉計を構成することにより、X線の位相変化を検出するX線撮影装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Against this background, research on X-ray phase imaging that obtains an image based on the phase change of the X-ray by the subject instead of the change in the intensity of the X-ray by the subject has been actively conducted in recent years. X-ray phase imaging is a method of imaging the X-ray phase change based on the fact that the phase change of the X-ray incident on the subject is larger than the intensity change. A high-contrast image can be obtained. As one type of X-ray phase imaging, an X-ray imaging apparatus that detects an X-ray phase change by configuring an X-ray Talbot interferometer using two diffraction gratings and an X-ray image detector is known. (For example, refer to Patent Document 1).
このX線撮影装置は、X線源から見て被検体の背後に第1の回折格子を配置し、第1の回折格子からタルボ距離だけ離れた位置に第2の回折格子を配置し、その背後にX線画像検出器を配置したものである。タルボ距離は、第1の回折格子を通過したX線が、タルボ効果によって第1の回折格子の自己像(縞画像)を形成する距離であり、第1の回折格子の格子ピッチとX線波長とに依存する。この自己像は、被検体でのX線の位相変化で屈折が生じることにより変調される。この変調量を検出することにより、X線の位相変化が画像化される。 In this X-ray imaging apparatus, the first diffraction grating is disposed behind the subject as viewed from the X-ray source, and the second diffraction grating is disposed at a position separated from the first diffraction grating by the Talbot distance. An X-ray image detector is arranged behind. The Talbot distance is the distance at which the X-rays that have passed through the first diffraction grating form a self-image (striped image) of the first diffraction grating due to the Talbot effect, and the grating pitch of the first diffraction grating and the X-ray wavelength Depends on and. This self-image is modulated by refraction caused by the phase change of X-rays in the subject. By detecting this modulation amount, the phase change of the X-ray is imaged.
上記変調量の検出方法として縞走査法が知られている。縞走査法とは、第1の回折格子に対して第2の回折格子を、第1の回折格子の面に平行でかつ第1の回折格子の格子線方向に垂直な方向に、所定の走査ピッチで並進移動(走査)させながら、各走査位置において、X線源からX線を放射し、被検体、第1及び第2の回折格子を通過したX線をX線画像検出器により撮影する方法である。このX線画像検出器により得られる各画素の画素値の上記走査に対する変化を表す信号(強度変調信号)について位相ズレ量(被検体が存在しない場合の初期位置からの位相差)を算出することにより、上記変調量に関連する画像が得られる。この画像は、被検体の屈折率を反映した画像であり、X線の位相変化(位相シフト)の微分量に対応するため、位相微分画像と呼ばれる。 A fringe scanning method is known as a method for detecting the modulation amount. In the fringe scanning method, the second diffraction grating is scanned with respect to the first diffraction grating in a direction parallel to the plane of the first diffraction grating and perpendicular to the grating line direction of the first diffraction grating. X-rays are radiated from the X-ray source at each scanning position while being translated (scanned) at a pitch, and the X-ray image passing through the subject and the first and second diffraction gratings is imaged by the X-ray image detector. Is the method. Calculating a phase shift amount (phase difference from an initial position when no subject exists) for a signal (intensity modulation signal) representing a change in the pixel value of each pixel obtained by the X-ray image detector with respect to the scanning. Thus, an image related to the modulation amount is obtained. This image is an image reflecting the refractive index of the subject, and corresponds to the differential amount of the X-ray phase change (phase shift), and is called a phase differential image.
特許文献1に示されているように、上記位相ズレ量は、複素数の偏角を抽出する関数(arg[…])や、逆正接関数(tan−1[…])を用いて算出される。このため、位相微分画像は、上記関数の値域(−πから+π、または、−π/2から+π/2)に畳み込まれた(ラップされた)値により表現される。このようにラップされた位相微分画像には、値域の上限から下限に変化する箇所、または下限から上限に変化する箇所で不連続点が生じることがあるため、この不連続点をなくして連続化するようにアンラップ処理を行うことが知られている(例えば、特許文献2参照)。
As shown in
このアンラップ処理は、光学的計測の分野等でも行われている(例えば、特許文献3参照)。一般に、アンラップ処理は、画像内の所定位置を起点とし、該起点から所定の経路に沿って順に行われる。この経路中に上記不連続点が検出されると、この不連続点以降のデータに、上記関数の値域に相当する値が一律に加算または減算される。これにより、不連続点がなくなり、データが連続化する。 This unwrapping process is also performed in the field of optical measurement or the like (see, for example, Patent Document 3). In general, unwrap processing is performed in order along a predetermined route from a starting point at a predetermined position in the image. When the discontinuous point is detected in the path, a value corresponding to the range of the function is uniformly added to or subtracted from data after the discontinuous point. Thereby, discontinuous points are eliminated and data is continuous.
また、X線位相イメージングでは、回折格子等の測定系に由来するノイズムラが位相微分画像に現れる。このノイズムラを除去するために、予め被検体のない状態で位相微分画像を取得して、これをオフセット画像として記憶しておき、被検体を配置した状態で取得された位相微分画像からオフセット画像を減算するオフセット補正が行われている(例えば、特許文献1参照)。 Further, in X-ray phase imaging, noise unevenness derived from a measurement system such as a diffraction grating appears in the phase differential image. In order to remove this noise unevenness, a phase differential image is acquired in the absence of the subject in advance, and this is stored as an offset image, and the offset image is obtained from the phase differential image acquired with the subject placed. Offset correction for subtraction is performed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、被検体に骨部等のX線吸収能が高い高吸収体が含まれる場合には、該高吸収体では、X線が大きく減衰して、上記強度変調信号の強度や振幅が低下するため、位相ズレ量の算出精度が低下してしまう。これにより、位相微分画像の高吸収体領域では、アンラップエラーが生じやすくなる。このアンラップエラーには、本来不連続点でない箇所に不連続性が生じて不連続点と見なされることによりアンラップ処理が行われるケースと、本来不連続点である箇所の不連続性が低下して不連続点と見なされないことによりアンラップ処理が行われないケースとがある。 However, when the subject includes a high-absorber having a high X-ray absorption capability such as a bone part, the X-ray is greatly attenuated in the high-absorber and the intensity and amplitude of the intensity modulation signal are reduced. Therefore, the calculation accuracy of the phase shift amount is lowered. Thereby, an unwrapping error is likely to occur in the high-absorber region of the phase differential image. In this unwrapping error, discontinuity occurs at a place that is not a discontinuous point and is considered as a discontinuous point. There are cases where the unwrapping process is not performed because it is not regarded as a discontinuous point.
図19に示すように、高吸収体である骨部の領域に起点を設定し、起点から一方向に伸びる経路に沿ってアンラップ処理を行う場合には、骨部領域ではアンラップエラーが生じやすいため、一旦アンラップエラーが生じると、アンラップエラーが生じた箇所以降の経路にエラー値(上記関数の値域に相当する値)が積算される。この結果、アンラップ処理後の位相微分画像にはアンラップ処理の経路方向に沿った筋状のノイズが生じ、このノイズが軟部組織である軟骨部の一部に重なるため、X線位相イメージングでの関心領域である肝心の軟部組織の画像化を阻害してしまうという問題がある。そこで、アンラップエラーが生じやすい領域(NG領域)を判別し、それ以外の領域(OK領域)をアンラップ処理する方法が考えられる。 As shown in FIG. 19, when a starting point is set in the bone region that is a high-absorbent body and unwrap processing is performed along a path extending in one direction from the starting point, an unwrapping error is likely to occur in the bone region. Once an unwrap error occurs, an error value (a value corresponding to the value range of the function) is accumulated in the path after the location where the unwrap error has occurred. As a result, streaky noise along the path direction of the unwrapping process is generated in the phase differential image after the unwrapping process, and this noise overlaps a part of the cartilage part that is a soft tissue. There is a problem in that imaging of the soft tissue of the heart, which is a region, is hindered. Therefore, a method is conceivable in which an area where an unwrap error is likely to occur (NG area) is determined, and the other area (OK area) is unwrapped.
しかし、位相微分画像をNG領域が分断し、複数のOK領域が生じた場合には、前述のノイズムラの除去を行うために、各OK領域にアンラップ処理を行った位相微分画像(図20(A)参照)から、全体にアンラップ処理を行ったオフセット画像(図20(B)参照)を減算すると、オフセット処理後の位相微分画像(図20(C)参照)には、OK領域間でデータに段差が生じるといった問題が発生する。 However, if the phase differential image is divided into NG regions and a plurality of OK regions are generated, in order to remove the noise unevenness described above, the phase differential images obtained by performing unwrap processing on each OK region (FIG. 20A When the offset image (see FIG. 20B) that has been subjected to the unwrap process is subtracted from the entire image, the phase differential image after the offset process (see FIG. 20C) contains data between the OK regions. There arises a problem that a step is generated.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、アンラップエラーによる軟部組織の画像化の阻害を防止するとともに、オフセット補正後の位相微分画像において、OK領域間でのデータの段差を低減することを可能とする放射線撮影装置及び放射線撮影方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and prevents the inhibition of soft tissue imaging due to an unwrapping error, and reduces the data step between OK regions in the phase differential image after offset correction. An object of the present invention is to provide a radiation imaging apparatus and a radiation imaging method that enable this.
上記目的を達成するために、本発明の放射線撮影装置は、放射線源から射出され、被検体を透過した放射線を検出して画像データを生成する放射線検出器と、前記放射線源と前記放射線検出器との間に配置された格子部と、前記画像データに基づき、所定の範囲にラップされた値で表現された位相微分画像を生成する位相微分画像生成部と、前記被検体を配置しない状態で行われるプレ撮影において、前記位相微分画像生成部により生成された前記位相微分画像をオフセット画像として記憶するオフセット画像記憶部と、前記被検体を配置した状態で行われる本撮影において、前記位相微分画像生成部により生成された前記位相微分画像からアンラップエラーが生じやすいNG領域を検出するとともに、それ以外の領域をOK領域として検出するOK/NG領域検出部と、前記本撮影により得られた前記位相微分画像について前記OK領域のみをアンラップ処理する第1のアンラップ処理部と、前記オフセット画像について前記OK領域のみをアンラップ処理する第2のアンラップ処理部と、前記第1のアンラップ処理部によりアンラップ処理が行われた前記位相微分画像から、前記第2のアンラップ処理部によりアンラップ処理が行われた前記オフセット画像を減算するオフセット補正を行うオフセット処理部と、を備えるものである。 In order to achieve the above object, a radiation imaging apparatus of the present invention includes a radiation detector that detects radiation emitted from a radiation source and transmitted through a subject to generate image data, and the radiation source and the radiation detector. A phase differential image generation unit that generates a phase differential image expressed by a value wrapped in a predetermined range based on the image data, and a state in which the subject is not arranged In the pre-imaging performed, in the main imaging performed in a state where the offset image storage unit that stores the phase differential image generated by the phase differential image generation unit as an offset image and the subject is arranged, the phase differential image An NG region where an unwrap error is likely to occur is detected from the phase differential image generated by the generation unit, and other regions are detected as OK regions. An OK / NG region detection unit, a first unwrap processing unit that unwraps only the OK region with respect to the phase differential image obtained by the main imaging, and a first unwrap processing unit that unwraps only the OK region with respect to the offset image. Offset correction for subtracting the offset image that has been unwrapped by the second unwrap processor from the phase differential image that has been unwrapped by the second unwrap processor and the first unwrap processor. And an offset processing unit to perform.
前記第2のアンラップ処理部は、前記OK/NG領域検出部により検出された前記OK領域が複数存在する場合には、前記オフセット画像の前記各OK領域のみをアンラップ処理し、前記OK領域が1つのみの場合には、前記オフセット画像の画像全体をアンラップ処理することが好ましい。 The second unwrap processing unit unwraps only each OK region of the offset image when there are a plurality of the OK regions detected by the OK / NG region detection unit, and the OK region is 1 In the case of only one, it is preferable to unwrap the entire offset image.
前記第2のアンラップ処理部は、前記第1のアンラップ処理部と同一の開始点を設定してアンラップ処理を行うことが好ましい。 The second unwrap processing unit preferably performs the unwrap process by setting the same start point as the first unwrap processing unit.
前記第1のアンラップ処理部によりアンラップ処理が行われた前記位相微分画像と、前記第2のアンラップ処理部によりアンラップ処理が行われた前記オフセット画像とについて、前記開始点の画素値の差を算出し、この差に基づいて前記オフセット画像の前記OK領域の較正を行う較正処理部を備えることが好ましい。 A difference in pixel value of the start point is calculated for the phase differential image that has been unwrapped by the first unwrap processor and the offset image that has been unwrapped by the second unwrap processor. It is preferable that a calibration processing unit that calibrates the OK region of the offset image based on the difference is provided.
前記オフセット処理部によりオフセット補正が行われた前記位相微分画像に残存するノイズを線形式または多項式でフィッティングすることにより、前記ノイズの傾向を表す補正データを求め、この補正データを用いて前記ノイズを除去する補正処理部を備えることが好ましい。 By fitting the noise remaining in the phase differential image that has been offset-corrected by the offset processing unit with a linear form or a polynomial, correction data representing a tendency of the noise is obtained, and the noise is calculated using the correction data. It is preferable to provide a correction processing unit to be removed.
前記アンラップ処理部は、前記OK領域のみを通り前記位相微分画像を一方向に貫通する貫通ラインに沿って起点群を設定し、前記起点群の各起点から前記貫通ラインに直交する直線経路に沿ったアンラップ処理と、前記起点群の隣接する起点間のアンラップ処理と、前記起点群から見て前記NG領域の背後に残存する前記OK領域内の画素に対するアンラップ処理とを行うことが好ましい。 The unwrap processing unit sets a starting point group along a penetrating line that passes only through the OK region and penetrates the phase differential image in one direction, and follows a straight path perpendicular to the penetrating line from each starting point of the starting point group. It is preferable to perform unwrapping processing, unwrapping processing between adjacent starting points of the starting point group, and unwrapping processing for pixels in the OK region remaining behind the NG region when viewed from the starting point group.
前記格子部は、放射線源からの放射線を通過させて第1の周期パターン像を生成する第1の格子と、前記第1の周期パターン像を部分的に遮蔽して第2の周期パターン像を生成する第2の格子と有し、前記放射線画像検出器は、前記第2の周期パターン像を検出して画像データを生成することが好ましい。 The grating unit partially shields the first periodic pattern image by passing the radiation from the radiation source to generate the first periodic pattern image, and displays the second periodic pattern image. It is preferable that the radiographic image detector generates the image data by detecting the second periodic pattern image.
前記格子部は、前記第1の格子または第2の格子を所定の走査ピッチで移動させ、複数の走査位置に順に設定する走査機構を備え、前記放射線画像検出器は、前記各走査位置で前記第2の周期パターン像を検出して画像データを生成し、前記位相微分画像生成部は、前記放射線画像検出器により生成される複数の画像データに基づいて位相微分画像を生成することが好ましい。この場合、前記走査機構は、前記第1の格子または第2の格子を、格子線に直交する方向に移動させることが好ましい。また、第1の格子または第2の格子を、格子線に対して傾斜する方向に移動させてもよい。 The grating unit includes a scanning mechanism that moves the first grating or the second grating at a predetermined scanning pitch and sequentially sets a plurality of scanning positions, and the radiological image detector includes the scanning mechanism at each scanning position. Preferably, the second periodic pattern image is detected to generate image data, and the phase differential image generation unit generates a phase differential image based on a plurality of image data generated by the radiation image detector. In this case, it is preferable that the scanning mechanism moves the first grating or the second grating in a direction orthogonal to the grating line. Further, the first grating or the second grating may be moved in a direction inclined with respect to the grating line.
前記位相微分画像生成部は、前記放射線検出器により得られる単一の画像データに基づいて前記位相微分画像を生成することが好ましい。 Preferably, the phase differential image generation unit generates the phase differential image based on single image data obtained by the radiation detector.
前記OK/NG領域検出部は、画素値の強度変化を表す強度変調信号の平均強度、振幅、ビジビリティのうち1つまたは複数の組み合わせに基づいてNG領域を検出することが好ましい。 It is preferable that the OK / NG area detection unit detects an NG area based on one or a combination of average intensity, amplitude, and visibility of an intensity modulation signal representing intensity change of a pixel value.
吸収画像、吸収画像の微分画像、小角散乱画像のうちいずれかを生成し、前記位相微分画像の前記NG領域を置換するNG領域画像置換部を備えることが好ましい。 It is preferable that an NG region image replacement unit that generates any one of an absorption image, a differential image of the absorption image, and a small angle scattered image and replaces the NG region of the phase differential image is provided.
前記第1の格子は、吸収型格子であり、入射した放射線を幾何光学的に投影することにより前記第1の周期パターン像を生成することが好ましい。また、前記第1の格子は、吸収型格子または位相型格子であり、入射した放射線にタルボ効果を生じさせて前記第1の周期パターン像を生成することも好ましい。 Preferably, the first grating is an absorption grating, and the first periodic pattern image is generated by geometrically optically projecting incident radiation. The first grating is preferably an absorption grating or a phase grating, and the first periodic pattern image is preferably generated by causing a Talbot effect to incident radiation.
前記放射線源から放射された放射線を部分的に遮蔽して焦点を分散化するマルチスリットを備えることも好ましい。 It is also preferable to provide a multi-slit that partially blocks the radiation emitted from the radiation source and disperses the focal point.
本発明の放射線撮影方法は、被検体を配置しない状態において、放射線源から射出され、格子部を通過した放射線を検出して画像データを生成し、この画像データに基づき、所定の範囲にラップされた値で表現された位相微分画像を生成して、これをオフセット画像として記憶するプレ撮影工程と、被検体を配置した状態において、前記放射線源から射出され、被検体及び前記格子部を通過した放射線を検出して画像データを生成し、この画像データに基づき、所定の範囲にラップされた値で表現された位相微分画像を生成する本撮影工程と、前記本撮影工程で生成された前記位相微分画像からアンラップエラーが生じやすいNG領域を検出するとともに、それ以外の領域をOK領域として検出するOK/NG領域検出工程と、前記本撮影工程で生成された前記位相微分画像について前記OK領域のみをアンラップ処理する第1のアンラップ処理工程と、前記プレ撮影工程で生成された前記オフセット画像について前記OK領域のみをアンラップ処理する第2のアンラップ処理工程と、前記第1のアンラップ処理工程でアンラップ処理が行われた前記位相微分画像から、前記第2のアンラップ処理工程でアンラップ処理が行われた前記オフセット画像を減算するオフセット補正を行うオフセット処理工程と、を備える。
The radiography method of the present invention generates image data by detecting radiation emitted from a radiation source and passing through a lattice portion in a state where no subject is arranged, and is wrapped in a predetermined range based on the image data. In the pre-imaging process in which the phase differential image expressed by the measured value is generated and stored as an offset image, and the subject is disposed, the radiation source is emitted from the radiation source and passes through the subject and the lattice unit. A main imaging step of generating image data by detecting radiation and generating a phase differential image expressed by a value wrapped in a predetermined range based on the image data, and the phase generated in the main imaging step An OK / NG area detecting step of detecting an NG area where an unwrapping error is likely to occur from the differential image and detecting the other area as an OK area; A first unwrap processing step for unwrapping only the OK region with respect to the phase differential image generated in
本発明によれば、本撮影で生成された位相微分画像についてOK領域のみをアンラップ処理し、プレ撮影で生成されたオフセット画像についてOK領域のみをアンラップ処理した後、アンラップ処理が行われた位相微分画像から、アンラップ処理が行われたオフセット画像を減算するので、アンラップエラーによる軟部組織の画像化の阻害を防止するとともに、オフセット補正後の位相微分画像におけるOK領域間でのデータの段差を低減することができる。 According to the present invention, only the OK region is unwrapped with respect to the phase differential image generated by the main photographing, and only the OK region is unwrapped with respect to the offset image generated by the pre-photographing, and then the phase differential is subjected to the unwrap processing. Since the offset image on which the unwrap processing has been performed is subtracted from the image, the inhibition of the soft tissue imaging due to the unwrap error is prevented, and the data level difference between the OK regions in the phase differential image after the offset correction is reduced. be able to.
図1において、X線撮影装置10は、X線源11、格子部12、X線画像検出器13、メモリ14、画像処理部15、画像記録部16、撮影制御部17、コンソール18、及びシステム制御部19を備える。X線源11は、例えば、回転陽極型のX線管と、X線の照射野を制限するコリメータとを有し、撮影制御部17の制御に基づき、被検体Hに向けてX線を放射する。
In FIG. 1, an X-ray imaging apparatus 10 includes an
格子部12は、第1の格子21、第2の格子22、及び走査機構23を備える。第1及び第2の格子21,22は、X線照射方向であるz方向に関してX線源11に対向配置されている。X線源11と第1の格子21との間には、被検体Hが配置可能な間隔が設けられている。X線画像検出器13は、例えば、半導体回路を用いたフラットパネル検出器であり、第2の格子22の背後に、検出面13aがz方向に直交するように配置されている。
The grating unit 12 includes a
第1の格子21は、z方向に直交する格子面内の一方向であるy方向に延伸された複数のX線吸収部21a及びX線透過部21bを備えた吸収型格子である。X線吸収部21a及びX線透過部21bは、z方向及びy方向に直交するx方向に交互に配列されており、縞状のパターンを形成している。第2の格子22は、第1の格子21と同様にy方向に延伸され、かつx方向に交互に配列された複数のX線吸収部22a及びX線透過部22bを備えた吸収型格子である。X線吸収部21a,22aは、金(Au)、白金(Pt)等のX線吸収性を有する材料により形成されている。X線透過部21b,22bは、シリコン(Si)や樹脂等のX線透過性を有する材料や空隙により形成されている。
The 1st grating |
第1の格子21は、X線源11から放射されたX線を部分的に通過させて第1の周期パターン像(以下、G1像という)を生成する。第2の格子22は、第1の格子21により生成されたG1像を部分的に透過させて第2の周期パターン像(以下、G2像という)を生成する。被検体Hが配置されていない場合において、G1像は、第2の格子22の格子パターンとほぼ一致する。
The
X線画像検出器13は、G2像を検出して画像データを生成する。メモリ14は、X線画像検出器13から読み出された画像データを一時的に記憶する。画像処理部15は、メモリ14に記憶された画像データに基づいて位相微分画像を生成し、この位相微分画像に基づいて位相コントラスト画像を生成する。画像記録部16は、位相微分画像と位相コントラスト画像とを記録する。
The
走査機構23は、第2の格子22をx方向に並進移動させ、第1の格子21に対する第2の格子22の相対位置を順次に変更する。走査機構23は、圧電アクチュエータや静電アクチュエータにより構成され、後述する縞走査を実行するために、撮影制御部17の制御に基づいて駆動される。メモリ14には、縞走査の各走査位置でX線画像検出器13により得られる画像データが一括して記憶される。
The
コンソール18は、操作部18a及びモニタ18bを備えている。操作部18aは、キーボードやマウス等により構成され、X線源11の管電圧、管電流、照射時間等の撮影条件の設定や、本撮影またはプレ撮影のモード選択、撮影実行指示等の操作入力を可能とする。本撮影とは、X線源11と第1の格子21との間に被検体Hを配置した状態で行う撮影モードである。プレ撮影とは、X線源11と第1の格子21との間に被検体Hを配置せずに行う撮影モードである。詳しくは後述するが、プレ撮影は、第1及び第2の格子21,22の製造誤差や配置誤差等により生じるバックグランド成分をオフセット画像として取得するために用いられる。
The
モニタ18bは、撮影条件等の撮影情報や、画像記録部16に記録された位相微分画像及び位相コントラスト画像の表示を行う。システム制御部19は、操作部18aから入力される信号に応じて各部を統括的に制御する。
The monitor 18b displays photographing information such as photographing conditions and a phase differential image and a phase contrast image recorded in the
図2において、X線画像検出器13は、入射X線により半導体膜(図示せず)に生じた電荷を収集する画素電極31と、画素電極31によって収集された電荷を読み出すためのTFT(Thin Film Transistor)32とを備えた画素部30が2次元状に多数配列されたものである。半導体膜は、例えば、アモルファスセレンにより形成されている。
In FIG. 2, an
また、X線画像検出器13は、ゲート走査線33、走査回路34、信号線35、及び読み出し回路36を備える。ゲート走査線33は、画素部30の行ごとに設けられている。走査回路34は、TFT32をオン/オフするための走査信号を各ゲート走査線33に付与する。信号線35は、画素部30の列ごとに設けられている。読み出し回路36は、各信号線35を介して画素部30から電荷を読み出し、画像データに変換して出力する。各画素部30の詳細な層構成については、例えば、特開2002−26300号公報に記載されている層構成と同様である。
The
読み出し回路36は、積分アンプ、A/D変換器、補正回路(いずれも図示せず)等を備える。積分アンプは、各画素部30から信号線35を介して出力された電荷を積分して画像信号を生成する。A/D変換器は、積分アンプにより生成された画像信号を、デジタル形式の画像データに変換する。補正回路は、画像データに対して、暗電流補正、ゲイン補正、リニアリティ補正等を行う。この補正後の画像データがメモリ14に記憶される。
The
X線画像検出器13は、入射X線を半導体膜で直接電荷に変換する直接変換型に限られず、ヨウ化セシウム(CsI)やガドリウムオキシサルファイド(GOS)等のシンチレータで入射X線を可視光に変換し、可視光をフォトダイオードで電荷に変換する間接変換型であってもよい。さらに、X線画像検出器13を、シンチレータとCMOSセンサを組み合わせて構成してもよい。
The
図3において、X線源11から照射されるX線は、X線焦点11aを発光点としたコーンビームである。第1の格子21は、タルボ効果が生じず、X線透過部21bを通過したX線を幾何光学的に投影するように構成される。具体的には、x方向へのX線透過部21bの幅を、X線源11から照射されるX線のピーク波長より十分大きな値とし、X線の大部分がX線透過部21bで回折しないようにすることで実現される。X線源11の回転陽極としてタングステンを用い、管電圧を50kVとした場合には、X線のピーク波長は約0.4Åである。この場合には、X線透過部21bの幅を1〜10μm程度とすればよい。
In FIG. 3, the X-rays emitted from the
これにより、G1像は、第1の格子21からz方向下流への距離に依らず、常に第1の格子21の自己像となる。G1像は、X線焦点11aからz方向下流への距離に比例して拡大される。
Thus, the G1 image is always a self-image of the
第2の格子22の格子ピッチp2は、前述のように、第2の格子22の格子パターンが第2の格子22の位置におけるG1像に一致するように設定されている。具体的には、第2の格子22の格子ピッチp2は、第1の格子21の格子ピッチp1、X線焦点11aと第1の格子21との間の距離L1、第1の格子21と第2の格子22との間の距離L2と、下式(1)をほぼ満たすように設定されている。
As described above, the grating pitch p 2 of the
G1像は、被検体HでX線に位相変化が生じて屈折することにより変調される。この変調量には、被検体HでのX線の屈折角φ(x)が反映される。同図には、被検体HでのX線の位相変化を表す位相シフト分布Φ(x)に応じて屈折するX線の経路が例示されている。符号X1は、被検体Hが存在しない場合にX線が直進する経路を示し、符号X2は、被検体Hにより屈折したX線の経路を示している。 The G1 image is modulated by being refracted by a phase change in the X-ray at the subject H. This modulation amount reflects the X-ray refraction angle φ (x) of the subject H. The figure illustrates an X-ray path that is refracted in accordance with a phase shift distribution Φ (x) representing a phase change of the X-ray in the subject H. Reference numeral X1 indicates a path along which the X-ray goes straight when the subject H does not exist, and reference numeral X2 indicates an X-ray path refracted by the subject H.
位相シフト分布Φ(x)は、X線の波長をλ、被検体Hの屈折率分布をn(x,z)として、下式(2)で表される。 The phase shift distribution Φ (x) is expressed by the following equation (2), where X-ray wavelength is λ and the refractive index distribution of the subject H is n (x, z).
上記屈折角φ(x)は、位相シフト分布Φ(x)と、下式(3)の関係にある。 The refraction angle φ (x) is related to the phase shift distribution Φ (x) by the following equation (3).
第2の格子22の位置において、X線は、屈折角φ(x)に応じた量だけx方向に変位する。この変位量Δxは、X線の屈折角φ(x)が微小であることに基づいて、近似的に下式(4)で表される。
At the position of the
このように、変位量Δxは、位相シフト分布Φ(x)の微分値に比例する。したがって、変位量Δxを後述する縞走査により検出することにより、位相シフト分布Φ(x)の微分値が得られ、位相微分画像が生成される。 Thus, the displacement amount Δx is proportional to the differential value of the phase shift distribution Φ (x). Therefore, by detecting the displacement amount Δx by fringe scanning, which will be described later, a differential value of the phase shift distribution Φ (x) is obtained, and a phase differential image is generated.
縞走査は、格子ピッチp2をM個に分割した値(p2/M)を走査ピッチとし、走査機構23により、この走査ピッチで第2の格子22を並進移動させ、第2の格子22を並進移動させるたびに、X線源11からX線を放射してG2像をX線画像検出器13により撮影することにより行われる。Mは3以上の整数であり、例えば、M=5であることが好ましい。
In the fringe scanning, a value obtained by dividing the grating pitch p 2 into M pieces (p 2 / M) is used as a scanning pitch, and the
上式(1)を僅かに満たさない場合や、第1の格子21と第2の格子22との間にz方向周りの回転や、xy平面に対する傾斜が僅かに生じている場合には、G2像にはモアレ縞が生じる。このモアレ縞は、第2の格子22の並進移動に伴って移動し、x方向への移動距離が格子ピッチp2に達すると元のモアレ縞に一致する。このモアレ縞の移動を確認することで、第2の格子22の並進移動量を検証することができる。
If the above equation (1) is not satisfied slightly, or if rotation around the z direction or slight inclination with respect to the xy plane occurs between the
上記縞走査により、X線画像検出器13の各画素部30について、M個の画素値が得られる。図4に示すように、M個の画素値Ikは、第2の格子22の走査位置kに対して周期的に変化する。走査位置kは、第2の格子22を一周期分並進移動させた場合の走査ピッチ(p2/M)ごとの各位置である。走査位置kに対する画素値Ikの変化を表す信号を強度変調信号と呼ぶ。
M pixel values are obtained for each pixel unit 30 of the
同図中の破線は、被検体Hを配置しない状態で得られる強度変調信号を示している。これに対して、実線は、被検体Hを配置した状態で、被検体Hにより位相ズレ量ψ(x)が生じた強度変調信号を示している。この位相ズレ量ψ(x)は、上記変位量Δxと下式(5)の関係にある。 A broken line in the figure indicates an intensity modulation signal obtained in a state where the subject H is not arranged. On the other hand, a solid line indicates an intensity modulation signal in which the phase difference amount ψ (x) is generated by the subject H in a state where the subject H is arranged. This phase shift amount ψ (x) is in the relationship of the displacement amount Δx and the following equation (5).
したがって、各画素部30について、縞走査で得られるM個の画素値Ikに基づき、強度変調信号の位相ズレ量ψ(x)を求めることにより、位相微分画像が得られる。 Therefore, for each pixel unit 30, a phase differential image is obtained by obtaining the phase shift amount ψ (x) of the intensity modulation signal based on the M pixel values I k obtained by the fringe scanning.
次に、位相ズレ量ψ(x)の算出方法について説明する。強度変調信号は、一般に下式(6)で表される。 Next, a method for calculating the phase shift amount ψ (x) will be described. The intensity modulation signal is generally expressed by the following formula (6).
ここで、A0は入射X線の平均強度を表し、Anは強度変調信号の振幅を表す。nは正の整数、iは虚数単位である。なお、図4に示すように、強度変調信号が正弦波を描く場合には、n=1である。 Here, A 0 represents the average intensity of the incident X-ray, A n represents the amplitude of the intensity-modulated signal. n is a positive integer and i is an imaginary unit. As shown in FIG. 4, when the intensity modulation signal draws a sine wave, n = 1.
本実施形態では、走査ピッチ(p2/M)が一定であるため、下式(7)が成立する。 In the present embodiment, since the scanning pitch (p 2 / M) is constant, the following expression (7) is established.
上式(7)を上式(6)に適用すると、位相ズレ量ψ(x)は、下式(8)で表される。 When the above equation (7) is applied to the above equation (6), the phase shift amount ψ (x) is expressed by the following equation (8).
ここで、arg[…]は、複素数の偏角を抽出する関数である。また、位相ズレ量ψ(x)は、逆正接関数を用いて下式(9)のように表すことも可能である。 Here, arg [...] is a function for extracting the argument of a complex number. Further, the phase shift amount ψ (x) can also be expressed by the following equation (9) using an arctangent function.
複素数の偏角は、値域が−πから+πの範囲であるため、上式(8)に基づいて位相ズレ量ψ(x)を算出した場合には、位相ズレ量ψ(x)は、−πから+πの範囲に畳み込まれた(ラップされた)値を取る。これに対して、逆正接関数は、通常、値域が−π/2から+π/2の範囲であるため、上式(9)に基づいて位相ズレ量ψ(x)を算出した場合には、位相ズレ量ψ(x)は、−π/2から+π/2の範囲に畳み込まれた値を取る。なお、上式(9)において、逆正接関数内の分母及び分子の正負を判別することにより、値域を−πから+πとすることができるため、−πから+πの範囲で位相ズレ量ψ(x)を算出することも可能である。 Since the declination angle of the complex number ranges from −π to + π, when the phase shift amount ψ (x) is calculated based on the above equation (8), the phase shift amount ψ (x) is − Take a value that is convolved (wrapped) in the range of π to + π. On the other hand, the arc tangent function usually has a range of −π / 2 to + π / 2. Therefore, when the phase shift amount ψ (x) is calculated based on the above equation (9), The phase shift amount ψ (x) takes a value convoluted in a range of −π / 2 to + π / 2. In the above formula (9), by determining the denominator and the sign of the numerator in the arctangent function, the value range can be changed from −π to + π, and therefore the phase shift amount ψ ( It is also possible to calculate x).
本実施形態では、各画素部30について位相ズレ量ψ(x)を算出することにより得られるデータを位相微分画像という。なお、位相ズレ量ψ(x)に定数を乗じたり加算したりしたデータで表される画像を位相微分画像としてもよい。 In the present embodiment, data obtained by calculating the phase shift amount ψ (x) for each pixel unit 30 is referred to as a phase differential image. Note that an image represented by data obtained by multiplying or adding a phase shift amount ψ (x) by a constant may be a phase differential image.
図5において、画像処理部15は、位相微分画像生成部40、オフセット画像記憶部41、OK/NG領域検出部42、第1のアンラップ処理部43、第2のアンラップ処理部44、オフセット処理部45、及び位相コントラスト画像生成部46を備える。位相微分画像生成部40は、本撮影またはプレ撮影において縞走査を行った結果、メモリ14に記憶されたM枚分の画像データを用い、上式(8)または上式(9)に基づいて演算を行うことにより位相微分画像を生成する。
In FIG. 5, the
プレ撮影時に位相微分画像生成部40により生成された位相微分画像は、オフセット画像としてオフセット画像記憶部41により記憶される。本撮影時に位相微分画像生成部40により生成された位相微分画像は、第1のアンラップ処理部43に入力される。なお、オフセット画像記憶部41は、位相微分画像生成部40から再度オフセット画像が入力された場合には、記憶中のオフセット画像を消去した後、入力されたオフセット画像を記憶する。
The phase differential image generated by the phase differential
OK/NG領域検出部42は、メモリ14に記憶されたM枚分の画像データに基づき、位相微分画像中においてアンラップエラーが生じやすい領域(以下、NG領域という)を検出し、NG領域以外の領域をOK領域として検出する。OK/NG領域検出部42は、各画素部30について、強度変調信号の平均強度A0が閾値より低い領域、振幅A1が閾値より低い領域、またはビジビリティA1/A0が閾値より低い領域をNG領域とする。
The OK / NG
このNG領域は、被検体Hに含まれる高吸収体領域(被検体Hが人体である場合には、X線吸収能が高い骨部等)に相当する。これは、X線が高吸収体で吸収されることにより、平均強度A0、振幅A1、またはビジビリティA1/A0が低下することに基づいている。なお、平均強度A0、振幅A1、ビジビリティA1/A0のうち2以上を組み合わせてNG領域を検出してもよい。また、NG領域が散在することにより、ある程度の大きさを有する集合領域として得られない場合には、上記閾値を変化させてNG領域の大きさを調整すればよい。 This NG region corresponds to a high-absorber region included in the subject H (when the subject H is a human body, a bone portion having a high X-ray absorption capability). This is based on the fact that the average intensity A 0 , the amplitude A 1 , or the visibility A 1 / A 0 decreases due to the X-rays being absorbed by the high absorber. The NG region may be detected by combining two or more of the average intensity A 0 , the amplitude A 1 , and the visibility A 1 / A 0 . Further, when the NG area is scattered and cannot be obtained as a gathering area having a certain size, the size of the NG area may be adjusted by changing the threshold value.
第1のアンラップ処理部43は、位相微分画像生成部40から入力された位相微分画像に対して、NG領域以外のOK領域のみを対象としてアンラップ処理を施す。第2のアンラップ処理部44は、オフセット画像記憶部41に記憶されたオフセット画像に対して、画像全体またはOK領域のみを対象としてアンラップ処理を施す。
The first
オフセット処理部45は、第1のアンラップ処理部43によりアンラップ処理が行われた位相微分画像から、第2のアンラップ処理部44によりアンラップ処理が行われたオフセット画像を減算するオフセット補正を行う。位相コントラスト画像生成部46は、オフセット補正後の位相微分画像をx方向に沿って積分処理することにより、位相シフト分布を表す位相コントラスト画像を生成する。オフセット補正後の位相微分画像と、位相コントラスト画像とが画像記録部16に記録される。
The offset
次に、図6及び図7を用いて、第1のアンラップ処理部43によるアンラップ処理方法をより詳細に説明する。まず、位相微分画像の各行または各列に、アンラップ処理を開始する起点が設定される(ステップS10)。これらの複数の起点を起点群という。
Next, the unwrap processing method by the first
図7は、説明の簡略化のため、位相微分画像を10×7画素の画像として表しており、位相微分画像にはOK/NG領域検出部42により検出されるNG領域が示されており、NG領域以外の領域がOK領域である。ステップS10では、OK領域のみを通り位相微分画像をx方向またはy方向に貫通する貫通ラインが探索され、そのうち1つの貫通ラインに起点群が設定される。本実施形態では、x方向とy方向とのそれぞれに貫通ラインが存在するが、短い方のy方向に沿う貫通ラインに沿って起点群P0〜P6が設定される。ここでは、起点群P0〜P6は、x方向の端部(短辺)に沿って設定される。
FIG. 7 shows the phase differential image as an image of 10 × 7 pixels for simplification of explanation, and the phase differential image shows the NG region detected by the OK / NG
起点群P0〜P6の設定の後、起点群P0〜P6を設定した貫通ラインと直交する方向(x方向)に、各起点群P0〜P6を起点とした直線状の直線経路R0〜R6が設定され、各直線経路R0〜R6に沿ってアンラップ処理が実行される(ステップS11)。直線経路R0〜R6は、NG領域には設定されない。このため、起点群P0〜P6側から見たNG領域の背後には、起点群P0〜P6と同一のOK領域に属するが、直線経路R0〜R6が設定されない画素が残存する。 After setting the starting point groups P0 to P6, linear straight paths R0 to R6 starting from the starting point groups P0 to P6 are set in the direction (x direction) orthogonal to the through line where the starting point groups P0 to P6 are set. Then, an unwrap process is executed along each straight path R0 to R6 (step S11). The straight paths R0 to R6 are not set in the NG area. For this reason, behind the NG area viewed from the starting point group P0 to P6, pixels that belong to the same OK area as the starting point groups P0 to P6 but do not have the straight paths R0 to R6 set remain.
具体的に、ステップS11では、まず、起点P0から直線経路R0に沿って順にアンラップ処理が行われ、直線経路R0のアンラップ処理が終了すると、起点P0を基準として起点P1のアンラップ処理が行われた後、起点P1から直線経路R1に沿って順にアンラップ処理が行われる。そして、直線経路R1と同一行でNG領域の背後に残存する画素についてはアンラップ処理が行われず、起点P1を基準として起点P2のアンラップ処理が行われる。この後、同様の手順でアンラップ処理が行われ、直線経路R6のアンラップ処理が終了するとステップS11は終了する。 Specifically, in step S11, first, unwrap processing is performed in order along the straight line route R0 from the starting point P0, and when the unwrap processing of the straight line route R0 ends, the unwrapping processing of the starting point P1 is performed with reference to the starting point P0. Thereafter, the unwrapping process is sequentially performed from the starting point P1 along the straight path R1. Then, the unwrapping process is not performed on the pixels remaining behind the NG area in the same row as the straight line R1, and the unwrapping process of the starting point P2 is performed with the starting point P1 as a reference. Thereafter, the unwrapping process is performed in the same procedure, and when the unwrapping process for the straight line route R6 ends, the step S11 ends.
この後、NG領域の背後に残存した画素に回り込み経路が設定され、この回り込み経路に沿ってアンラップ処理を行う回り込み処理が行われる(ステップS12)。具体的に、ステップS12では、直線経路R1と同一行に残存する画素に回り込み経路WR0が設定され、直線経路R5と同一行に残存する画素に回り込み経路WR1が設定される。回り込み経路WR0は、隣接する直線経路R0上の画素を起点としてアンラップ処理が行われる。回り込み経路WR1は、隣接する直線経路R6上の画素を起点としてアンラップ処理が行われる。 Thereafter, a wraparound path is set for the pixels remaining behind the NG area, and a wraparound process is performed for performing an unwrap process along the wraparound path (step S12). Specifically, in step S12, the wraparound path WR0 is set for pixels remaining in the same row as the straight line route R1, and the wraparound path WR1 is set for pixels remaining in the same row as the straight line route R5. The wraparound path WR0 is unwrapped from the pixel on the adjacent straight path R0. The wraparound path WR1 is subjected to unwrap processing starting from a pixel on the adjacent straight path R6.
図8に示すように、上記各経路上のアンラップ処理は、上式(8)または上式(9)の関数の値域の上限から下限、または下限から上限に変化する不連続点DPを検出し、検出した不連続点DP以降のデータに一律に該値域に相当する値を加算または減算することで不連続点DPをなくし、データを連続化する処理である。 As shown in FIG. 8, the unwrapping process on each path detects a discontinuous point DP that changes from the upper limit to the lower limit of the range of the function of the above equation (8) or the above equation (9), or from the lower limit to the upper limit. In this process, the data after the detected discontinuous point DP is uniformly added or subtracted with a value corresponding to the range to eliminate the discontinuous point DP and to make the data continuous.
図9に示すように、位相微分画像がNG領域により分断されて、複数のOK領域が検出されることがある。この場合には、各OK領域に対して、上記ステップS10〜S12が個別に実行される。同図の位相微分画像には、第1及び第2のOK領域が存在する。第1のOK領域には、x方向端においてy方向に貫通する貫通ラインに沿って起点群P0a〜P6aが設定されるとともに、各起点群P0a〜P6aからy方向に直線経路R0a〜R6aが設定される。そして、各直線経路R0a〜R6aに沿ったアンラップ処理と、起点群P0a〜P6aの隣接する起点間のアンラップ処理とが行われる。 As illustrated in FIG. 9, the phase differential image may be divided by the NG region, and a plurality of OK regions may be detected. In this case, the above steps S10 to S12 are individually executed for each OK area. The phase differential image shown in FIG. 2 includes first and second OK regions. In the first OK region, starting point groups P0a to P6a are set along the penetrating line penetrating in the y direction at the end in the x direction, and straight paths R0a to R6a are set from the starting point groups P0a to P6a in the y direction. Is done. And the unwrap process along each linear path | route R0a-R6a and the unwrap process between the adjacent starting points of the starting point groups P0a-P6a are performed.
同様に、第2のOK領域には、x方向端においてy方向に貫通する貫通ラインに沿って起点群P0b〜P6bが設定されるとともに、各起点群P0b〜P6bからy方向に直線経路R0b〜R6bが設定される。そして、各直線経路R0b〜R6bに沿ったアンラップ処理と、起点群P0b〜P6bの隣接する起点間のアンラップ処理とが行われる。なお、第1及び第2のOK領域に回り込み経路を設定する必要がある場合には適宜設定が行われ、設定された回り込み経路に沿ってアンラップ処理が行われる。 Similarly, in the second OK region, starting point groups P0b to P6b are set along penetrating lines penetrating in the y direction at the end in the x direction, and straight paths R0b to P6b from the starting point groups P0b to P6b in the y direction. R6b is set. And the unwrap process along each straight path R0b-R6b and the unwrap process between the adjacent starting points of the starting point groups P0b-P6b are performed. In addition, when it is necessary to set a wraparound path in the first and second OK regions, the setting is appropriately performed, and the unwrap process is performed along the set wraparound path.
第2のアンラップ処理部44は、位相微分画像がNG領域により分断されず、1つのOK領域のみが検出された場合には、NG領域及びOK領域の検出結果に関わらず、オフセット画像の全体にアンラップ処理を行う。具体的には、図10に示すように、第2のアンラップ処理部44は、オフセット画像のx方向端においてy方向に沿って起点群P0〜P6を設定するとともに、各起点群P0〜P6からy方向に直線経路R0〜R6を設定し、各直線経路R0〜R6に沿ったアンラップ処理と、起点群P0〜P6の隣接する起点間のアンラップ処理とを行う。この場合、オフセット画像に対してアンラップ処理を開始する起点(開始点)P0と、位相微分画像に対してアンラップ処理を開始する起点(開始点)P0とを同一画素位置とする。
When the phase differential image is not divided by the NG region and only one OK region is detected, the second
また、第2のアンラップ処理部44は、位相微分画像がNG領域により分断され、複数のOK領域が検出された場合には、第1のアンラップ処理部43により設定される起点群、直線経路、回り込み経路を、オフセット画像に対して同一の位置に設定し、第1のアンラップ処理部43によるアンラップ処理と同一の順序でアンラップ処理を行う。
In addition, the second
次に、図11及び図12に示すフローチャートを参照しながらX線撮影装置10の作用を説明する。操作部18aを用いて撮影モードの選択がなされると(ステップS20)、選択された撮影モードがプレ撮影であるか否かの判定が行われる(ステップS21)。プレ撮影である場合には、撮影指示の待受状態となる(ステップS22)。操作部18aを用いて撮影指示がなされると(ステップS22でYES)、走査機構23により第2の格子22が所定の走査ピッチずつ並進移動されながら、各走査位置kにおいて、X線源11によるX線照射及びX線画像検出器13によるG2像の検出が行われる(ステップS23)。この縞走査の結果、M枚の画像データが生成され、メモリ14に格納される。
Next, the operation of the X-ray imaging apparatus 10 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. When the shooting mode is selected using the operation unit 18a (step S20), it is determined whether or not the selected shooting mode is pre-shooting (step S21). If it is pre-photographing, a standby state for photographing instructions is entered (step S22). When an imaging instruction is given using the operation unit 18a (YES in step S22), the
この後、画像処理部15によりメモリ14に格納されたM枚の画像データが読み出される。画像処理部15内では、位相微分画像生成部40により位相微分画像が生成される(ステップS24)。この位相微分画像は、オフセット画像としてオフセット画像記憶部41に記憶される(ステップS25)。プレ撮影動作は、以上で終了する。なお、このプレ撮影は、X線撮影装置10の立ち上げ時等に被検体Hを配置しない状態で少なくとも一度行われればよく、本撮影の前に毎回行われる必要はない。
Thereafter, the M image data stored in the
次に、被検体Hが配置され、ステップS20の撮影モードの選択により本撮影が選択された場合には(ステップS21でNO)、撮影指示の待受状態となる(ステップS30)。操作部18aを用いて撮影指示がなされると(ステップS30でYES)、ステップS23と同様の縞走査が行われ(ステップS31)、メモリ14にM枚の画像データが格納される。この後、同様に、位相微分画像生成部40によって位相微分画像が生成される(ステップS32)。
Next, when the subject H is arranged and the main imaging is selected by selecting the imaging mode in step S20 (NO in step S21), the imaging instruction standby state is set (step S30). When a photographing instruction is given using the operation unit 18a (YES in step S30), the same stripe scanning as in step S23 is performed (step S31), and M pieces of image data are stored in the
そして、OK/NG領域検出部42により、メモリ14に格納された画像データに基づき、NG領域及びOK領域の検出が行われる(ステップS33)。この検出結果に基づき、第1のアンラップ処理部43により、ステップS32で生成された位相微分画像のOK領域のみがアンラップ処理される(ステップS34)。次いで、第2のアンラップ処理部44により、オフセット画像記憶部41に記憶されたオフセット画像に対してアンラップ処理が行われるが、OK領域が複数存在する場合には(ステップS35でYES)、オフセット画像のOK領域のみが、第1のアンラップ処理部43と同一の手順でアンラップ処理される(ステップS36)。一方、OK領域が1つのみの場合には(ステップS35でNO)、オフセット画像の画像全体についてアンラップ処理が行われる(ステップS37)。
Then, the OK / NG
この後、オフセット処理部45により、第1のアンラップ処理部43によりアンラップ処理が行われた位相微分画像から、第2のアンラップ処理部44によりアンラップ処理が行われたオフセット画像を減算するオフセット補正が行われる(ステップS38)。
Thereafter, the offset
このオフセット補正後の位相微分画像を位相コントラスト画像生成部46が積分処理することにより、位相コントラスト画像が生成され(ステップS39)、オフセット補正後の位相微分画像及び位相コントラスト画像が画像記録部16に記録された後、モニタ18bに画像表示される(ステップS40)。
The phase contrast
以上のように、第1及び第2のアンラップ処理部43,44によるアンラップ処理では、アンラップエラーが生じやすいNG領域以外のOK領域のみについてのみアンラップ処理を行っているため、アンラップエラーが生じ難く、ノイズの少ない位相微分画像が得られる。X線位相イメージングでの関心領域である軟部組織(軟骨部等)は、NG領域外に存在するため、アンラップエラーによるノイズで軟部組織の画像化が阻害されることは防止される。
As described above, in the unwrapping process by the first and second
また、第2のアンラップ処理部44は、OK領域が複数存在する場合に、第1のアンラップ処理部43と同一の手順(同一の開始点及び同一の処理経路)でアンラップ処理を行うため、図13(A)及び図13(B)に示すように、位相微分画像に含まれるノイズムラは、オフセット画像のノイズムラとほぼ同一となり、オフセット補正後の位相微分画像(差分画像)には、図13(C)に示すように、OK領域間でのデータの段差はほぼ生じないか、または軽減される。
The second
なお、上記のようにOK領域が複数存在する場合に、各OK領域に対して第1及び第2のアンラップ処理部43,44により同一のアンラップ処理を行ったとしても、位相微分画像とオフセット画像とで各OK領域の開始点P0の画素値が一致せず差がある場合には、この差が、差分画像の同一のOK領域内のデータに反映され、若干の段差が生じることが考えられる。このため、図14に示すように、オフセット処理部45の前段に、オフセット画像を較正する較正処理部47を設けることが好ましい。
In addition, when there are a plurality of OK regions as described above, even if the same unwrap processing is performed on each OK region by the first and second
較正処理部47は、アンラップ処理後の位相微分画像とオフセット画像との開始点P0における画素値の差を算出し、オフセット画像の該開始点P0を含むOK領域内の画素値を較正する。具体的には、各OK領域について、図15(A)及び図15(B)に示すように、位相微分画像の開始点P0の画素値に対するオフセット画像の開始点P0の画素値の差δを求め、図15(C)に示すように、差δをオフセット画像の該OK領域内の画素値に加算することで、両者のノイズムラを一致させる。この後、オフセット処理部45によりオフセット補正を行うことにより、開始点P0の画素値の不一致によるデータの段差が解消される。
The
また、アンラップ処理後の位相微分画像とオフセット画像とで、xy面内でのノイズムラの傾き(x方向及びy方向への画素値の増減率)が異なる場合には、オフセット補正後の差分画像に傾きを有するノイズが残存することが考えられる。このため、図16に示すように、オフセット処理部45の後段に、傾き補正処理部48をさらに設けることが好ましい。傾き補正処理部48は、オフセット補正後の差分画像の各OK領域について、x方向及びy方向に線形式または多項式でフィッティングを行うことにより、xy面内における傾きの傾向を表す2次元的な補正データを求め、この補正データを差分画像から減算することにより、上記傾きを除去する。これにより、ノイズムラの傾きの差異によるノイズが除去された位相微分画像が得られる。
In addition, when the slope of noise unevenness in the xy plane (the increase / decrease rate of the pixel value in the x direction and the y direction) differs between the phase differential image and the offset image after the unwrap processing, the difference image after the offset correction is displayed. It is conceivable that noise having an inclination remains. For this reason, as shown in FIG. 16, it is preferable to further provide an inclination
なお、上記実施形態では、第2のアンラップ処理部44は、OK領域が1つの場合には、オフセット画像の画像全体にアンラップ処理を行っているが、OK領域が1つの場合においても、OK領域が複数の場合と同様に、OK領域のみに対してアンラップ処理を行ってもよい。
In the above embodiment, the second
また、上記実施形態では、第1及び第2のアンラップ処理部43,44によるアンラップ処理において、複数の直線経路R0〜R6のうち1つの直線経路をアンラップ処理するたびに、その直線経路の起点と次の直線経路との起点とのアンラップ処理を行っているが、直線経路R0〜R6のアンラップ処理を行う前に、起点群P0〜P6を先にアンラップ処理し、アンラップ処理後の各起点群P0〜P6から直線経路R0〜R6のそれぞれをアンラップ処理してもよい。
Moreover, in the said embodiment, whenever it unwraps one linear path | route among several linear path | route R0-R6 in the unwrap process by the 1st and 2nd
また、逆に、各直線経路R0〜R6をアンラップ処理した後、各起点群P0〜P6をアンラップ処理し、アンラップ処理後の各直線経路R0〜R6のデータを、アンラップ処理後の各起点群P0〜P6のデータに合わせてシフトさせてもよい。 Conversely, after unwrapping each straight line route R0 to R6, each starting point group P0 to P6 is unwrapped, and the data of each straight line route R0 to R6 after the unwrapping process is obtained as each starting point group P0 after the unwrapping process. You may shift according to the data of -P6.
また、上記実施形態では、第1及び第2のアンラップ処理部43,44によるアンラップ処理において、x方向とy方向とのそれぞれに貫通ラインが存在する場合に、y方向を優先してy方向に沿うように起点群を設定しているが、x方向を優先してx方向に沿うように起点群を設定してもよい。
Moreover, in the said embodiment, in the unwrap process by the 1st and 2nd
また、起点群をy方向に設定するかx方向に設定するかを、NG領域の形状に基づいて決定してもよい。例えば、NG領域の背後に残存する画素に対して行う回り込み処理の回数が少なくなるように起点群の方向を決定する。図7に示すように起点群をy方向に設定した場合には、x方向に沿った2つのライン(起点P1,P5を含むライン)で回り込み処理が必要となるため、回り込み処理の回数は2である。これに対して、起点群をx方向に設定した場合には、y方向に沿った6つのラインで回り込み処理が必要となるため、回り込み処理の回数は6となる。したがって、同図に示すNG領域の形状の場合には、回り込み処理の回数が少なくなるy方向を起点群の方向として決定する。 Further, whether to set the starting point group in the y direction or the x direction may be determined based on the shape of the NG region. For example, the direction of the starting point group is determined so that the number of wraparound processes performed on the pixels remaining behind the NG area is reduced. As shown in FIG. 7, when the starting point group is set in the y direction, the wrapping process is required for two lines (lines including the starting points P1 and P5) along the x direction. It is. On the other hand, when the starting point group is set in the x direction, the wraparound process is required for six lines along the y direction, so the number of wraparound processes is six. Therefore, in the case of the shape of the NG area shown in the figure, the y direction in which the number of wraparound processes is reduced is determined as the direction of the starting point group.
また、上記実施形態では、第1及び第2のアンラップ処理部43,44によるアンラップ処理において、起点群をOK領域のx方向またはy方向の端部に設定しているが、必ずしも起点群をx方向またはy方向の端部に設定する必要はない。
In the above embodiment, in the unwrap processing by the first and second
また、上記実施形態では、第1及び第2のアンラップ処理部43,44によるアンラップ処理において、位相微分画像の各列または各行ごとにアンラップ処理を行うように、各列または各行に起点を設定しているが、これに代えて、OK領域に1つの起点(開始点)を設定し、この開始点から隣り合う画素を順にアンラップ処理してもよい。
Moreover, in the said embodiment, in the unwrap process by the 1st and 2nd
例えば、図17(A)に示すように、OK領域に開始点P0を設定し、この開始点P0からx方向及びy方向に隣接する画素をアンラップ処理する。次いで、図17(B)に示すように、アンラップ処理された各画素からx方向及びy方向に隣接する画素をアンラップ処理する。このとき、隣接画素がNG領域に属する画素である場合には対象とせず、アンラップ処理は行わない。また、隣接画素が、アンラップ処理された他の画素の隣接画素である場合にはいずれかを優先する。ここでは、x方向への隣接画素をy方向への隣接画素より優先している。この後、同様にアンラップ処理を進めて行けばよい。 For example, as shown in FIG. 17A, a start point P0 is set in the OK region, and pixels adjacent in the x direction and the y direction from this start point P0 are unwrapped. Next, as shown in FIG. 17B, the pixels adjacent in the x direction and the y direction are unwrapped from each unwrapped pixel. At this time, if the adjacent pixel is a pixel belonging to the NG area, it is not considered and the unwrapping process is not performed. Further, when the adjacent pixel is an adjacent pixel of another pixel that has been unwrapped, priority is given to one of them. Here, the adjacent pixels in the x direction have priority over the adjacent pixels in the y direction. Thereafter, the unwrapping process may be advanced in the same manner.
また、上記実施形態では、OK/NG領域検出部42は、強度変調信号の平均強度、振幅、またはビジビリティに基づいて、アンラップエラーが生じやすいNG領域を検出しているが、NG領域の検出基準はこれに限られず、強度変調信号の平均強度の画素間のばらつき(すなわち、吸収画像の画素間のばらつき)や、位相微分画像の画素間のばらつきが所定値より大きい領域をNG領域として検出してもよい。なお、この位相微分画像の画素間のばらつきは、第1及び第2の格子21,22の格子線に直交する方向(x方向)へのばらつきとすることが好ましい。
In the above-described embodiment, the OK / NG
また、位相微分画像の各画素について絶対値を取り、この絶対値が所定値を超える箇所を検出することにより、高吸収体領域のエッジ部分を検出することができるため、このエッジ部で囲われる領域をNG領域として検出してもよい。 In addition, an absolute value is taken for each pixel of the phase differential image, and an edge portion of the superabsorbent region can be detected by detecting a portion where the absolute value exceeds a predetermined value. The region may be detected as an NG region.
また、強度変調信号の平均強度や最大強度が所定値より大きく、強度変調信号に飽和が生じている領域をNG領域として検出してもよい。この強度変調信号の飽和は、被検体Hを透過せずに第1及び第2の格子21,22を介してX線画像検出器13に直接入射した画素領域(素抜け領域)で生じやすい。強度変調信号が飽和すると位相ズレ量ψ(x)が正確に得られなくなるため、この素抜け領域もアンラップエラーが生じやすい領域である。以上の検出基準を適宜組み合わせてもよい。
Alternatively, an area where the average intensity or the maximum intensity of the intensity modulation signal is larger than a predetermined value and the intensity modulation signal is saturated may be detected as an NG area. This saturation of the intensity modulation signal is likely to occur in a pixel region (elementary region) that is directly transmitted to the
さらに、X線画像検出器13、第1の格子21、第2の格子22に欠陥が生じたり、ゴミなどが付着したりした場合には、所定の画素部30の画素値が常に高く、または低くなることがある。このような画素欠陥が生じた領域は、強度変調信号の平均強度、振幅、またはビジビリティが異常値を示すため、アンラップエラーが生じやすい領域となる。このような画素欠陥領域についても、上記の検出基準を適宜組み合わせることにより、NG領域として検出可能である。
Furthermore, when a defect occurs in the
また、上記実施形態では、NG領域にはアンラップ処理が行われないため、最終的に画像記録部16に記録されモニタ18bに表示される位相微分画像のNG領域は、不連続点が残存したノイズの大きい画像となる可能性があるため、図18に示すように、画像処理部15にNG領域画像置換部50を設けてもよい。
In the above embodiment, since the unwrapping process is not performed in the NG area, the NG area of the phase differential image that is finally recorded in the
また、上記実施形態では、第1及び第2のアンラップ処理部43,44をそれぞれ別の処理部として設けているが、これらを統合して単一の処理部とし、本撮影で得られた位相微分画像に対して前述の第1のアンラップ処理部43の処理を実行し、オフセット画像に対して前述の第2のアンラップ処理部44の処理を実行するようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the 1st and 2nd
NG領域画像置換部50は、本撮影時にメモリ14に記憶されたM枚分の画像データに基づき、吸収画像、吸収画像の微分画像、または小角散乱画像を生成し、該画像のNG領域に対応する部分を、オフセット補正後の位相微分画像のNG領域に挿入して置換する。また、同様に、位相コントラスト画像のNG領域を置換してもよい。吸収画像は、強度変調信号の平均強度を画像化することにより生成される。吸収画像の微分画像は、吸収画像を所定方向(例えば、x方向)に微分処理することにより生成される。小角散乱画像は、強度変調信号の振幅を画像化することにより生成される。
The NG region
また、上記実施形態では、被検体HをX線源11と第1の格子21との間に配置しているが、被検体Hを第1の格子21と第2の格子22との間に配置してもよい。
In the above-described embodiment, the subject H is disposed between the
また、上記実施形態では、縞走査時に第2の格子22を格子線に直交する方向(x方向)に移動させているが、本出願人により特願2011−097090号として出願されているように、第2の格子22を格子線に対して傾斜する方向(xy平面内でx方向及びy方向に直交しない方向)に移動させてもよい。この場合には、第2の格子22の移動のx方向成分に基づいて、走査位置kを設定すればよい。第2の格子22を格子線に対して傾斜する方向に移動させることにより、縞走査の一周期分の走査に要するストローク(移動距離)が長くなるため、移動精度が向上するといった利点がある。
Moreover, in the said embodiment, although the 2nd grating |
また、上記実施形態では、縞走査時に第2の格子22を移動させているが、第2の格子22に代えて、第1の格子21を格子線に直交する方向または傾斜する方向に移動させてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the 2nd grating |
また、上記第実施形態では、X線源11から射出されるコーンビーム状のX線を射出するX線源11を用いているが、平行ビーム状のX線を射出するX線源を用いることも可能である。この場合には、上式(1)に代えて、p2=p1をほぼ満たすように第1及び第2の格子21,22を構成すればよい。
In the first embodiment, the
また、上記実施形態では、X線源11から射出されたX線を第1の格子21に入射させており、X線源11は単一焦点であるが、X線源11の射出側直後に、WO2006/131235号公報等に記されたマルチスリット(線源格子)を設けることにより、X焦点を分散化してもよい。これより、高出力のX線源を用いることが可能となり、X線量が向上するため、位相微分画像の画質が向上する。この場合、マルチスリットのピッチp0は、下式(10)を満たす必要がある。この場合、距離L1は、マルチスリットから第1の格子21までの距離を表す。
Moreover, in the said embodiment, the X-rays inject | emitted from the
また、上記実施形態では、第1の格子21が入射X線を幾何光学的に投影するように構成しているが、WO2004/058070号公報等で知られているように、第1の格子21をタルボ効果が生じる構成としてもよい。第1の格子21でタルボ効果を生じさせるためには、X線の空間干渉性を高めるように、小焦点のX線光源を用いるか、上記マルチスリットを用いればよい。
Moreover, in the said embodiment, although the 1st grating |
第1の格子21でタルボ効果が生じる場合には、第1の格子21の自己像(G1像)が、第1の格子21からz方向下流にタルボ距離Zmだけ離れた位置に生じるため、第1の格子21から第2の格子22までの距離L2をタルボ距離Zmとする必要がある。
When the Talbot effect is generated in the
タルボ距離Zmは、第1の格子21の構成とX線のビーム形状とに依存する。第1の格子21が吸収型格子であり、X線源11から射出されるX線がコーンビーム状である場合には、タルボ距離Zmは、下式(11)で表される。ここで、mは正の整数である。
Talbot distance Z m is dependent on the beam shape of the structure and the X-ray of the
また、第1の格子21がX線にπ/2の位相変調を与える位相型格子であり、X線源11から射出されるX線がコーンビーム状である場合には、タルボ距離Zmは、下式(12)で表される。ここで、mは0または正の整数である。
Further, when the
また、第1の格子21がX線にπの位相変調を与える位相型格子であり、X線源11から射出されるX線がコーンビーム状である場合には、タルボ距離Zmは、下式(13)で表される。ここで、mは0または正の整数である。
In addition, when the
また、第1の格子21が吸収型格子であり、X線源11から射出されるX線が平行ビーム状である場合には、タルボ距離Zmは、下式(14)で表される。ここで、mは正の整数である。
The
また、第1の格子21がX線にπ/2の位相変調を与える位相型格子であり、X線源11から射出されるX線が平行ビーム状である場合には、タルボ距離Zmは、下式(15)で表される。ここで、mは0または正の整数である。
Further, when the
そして、第1の格子21がX線にπの位相変調を与える位相型格子であり、X線源11から射出されるX線が平行ビーム状である場合には、タルボ距離Zmは、下式(16)で表される。ここで、mは0または正の整数である。
When the
また、上記実施形態では、格子部12に第1及び第2の格子21,22の2つの格子を設けているが、第2の格子22を省略し、第1の格子21のみとすることも可能である。
In the above embodiment, the grating portion 12 is provided with the two gratings of the first and
例えば、特開平2009−133823号公報に記されたX線画像検出器を用いることにより、第2の格子22を省略し、第1の格子21のみとすることが可能である。このX線画像検出器は、X線を電荷に変換する変換層と、変換層において変換された電荷を収集する電荷収集電極とを備えた直接変換型のX線画像検出器であり、各画素の電荷収集電極が複数の線状電極群を備える。1つの線状電極群は、一定の周期で配列された線状電極を互いに電気的に接続したものであり、他の線状電極群と互いに位相が異なるように配置されている。この線状電極群が第2の格子22として機能し、線状電極群が複数存在することにより、一度の撮影で位相の異なる複数のG2像の検出が行われる。したがって、この構成では、走査機構23を省略することが可能である。
For example, by using an X-ray image detector described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-133823, the
また、走査機構23を省略し、第1及び第2の格子21,22を介してX線画像検出器13により得られる単一の画像データに基づいて位相微分画像を生成する方法がある。この方法として、本出願人により特願2010−256241号として出願されている画素分割法がある。この画素分割法では、第1の格子21と第2の格子22とを、z方向の回りに僅かに回転させて、y方向に周期を有するモアレ縞をG2像に発生させる。X線画像検出器13により得られる単一の画像データを、該モアレ縞に対して互いに位相が異なる画素行(x方向に並ぶ画素)の群に分割し、分割された複数の画像データを、縞走査により互いに異なる複数のG2像に基づくものと見なして、上記縞走査法と同様な手順で位相微分画像を生成する。この画素分割法において、前述の強度変調信号は、単一の画像データに生じるモアレ縞の1周期分の画素値の強度変化として表される。
Further, there is a method of omitting the
さらに、画素分割法と同様に、走査機構23を省略し、第1及び第2の格子21,22を介してX線画像検出器13により得られる単一の画像データに基づいて位相微分画像を生成する方法として、WO2010/050483号公報に記載されたフーリエ変換法が知られている。このフーリエ変換法は、上記単一の画像データに対してフーリエ変換を行うことによりフーリエスペクトルを取得し、このフーリエスペクトルからキャリア周波数に対応したスペクトル(位相情報を担うスペクトル)を分離した後、逆フーリエ変換を行なうことにより位相微分画像を生成する方法である。なお、このフーリエ変換法において、前述の強度変調信号は、画素分割法の場合と同様に、単一の画像データに生じるモアレ縞の1周期分の画素値の強度変化として表される。
Further, similarly to the pixel division method, the
本発明は、医療診断用の放射線撮影装置の他に、工業用の放射線撮影装置等に適用することが可能である。また、放射線は、X線以外に、ガンマ線等を用いることも可能である。 The present invention can be applied to an industrial radiography apparatus and the like in addition to a radiography apparatus for medical diagnosis. In addition to X-rays, gamma rays or the like can be used as radiation.
10 X線撮影装置
12 格子部
20 X線画像検出器
21 第1の格子
21a X線吸収部
21b X線透過部
22 第2の格子
22a X線吸収部
22b X線透過部
30 画素
31 画素電極
33 ゲート走査線
35 信号線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 X-ray imaging apparatus 12 Grating part 20
Claims (17)
前記放射線源と前記放射線検出器との間に配置された格子部と、
前記画像データに基づき、所定の範囲にラップされた値で表現された位相微分画像を生成する位相微分画像生成部と、
前記被検体を配置しない状態で行われるプレ撮影において、前記位相微分画像生成部により生成された前記位相微分画像をオフセット画像として記憶するオフセット画像記憶部と、
前記被検体を配置した状態で行われる本撮影において、前記位相微分画像生成部により生成された前記位相微分画像からアンラップエラーが生じやすいNG領域を検出するとともに、それ以外の領域をOK領域として検出するOK/NG領域検出部と、
前記本撮影により得られた前記位相微分画像について前記OK領域のみをアンラップ処理する第1のアンラップ処理部と、
前記オフセット画像について前記OK領域のみをアンラップ処理する第2のアンラップ処理部と、
前記第1のアンラップ処理部によりアンラップ処理が行われた前記位相微分画像から、前記第2のアンラップ処理部によりアンラップ処理が行われた前記オフセット画像を減算するオフセット補正を行うオフセット処理部と、
を備えることを特徴とする放射線撮影装置。 A radiation detector that detects radiation emitted from the radiation source and transmitted through the subject to generate image data; and
A grating portion disposed between the radiation source and the radiation detector;
Based on the image data, a phase differential image generation unit that generates a phase differential image expressed by a value wrapped in a predetermined range;
In pre-imaging performed without placing the subject, an offset image storage unit that stores the phase differential image generated by the phase differential image generation unit as an offset image;
In main imaging performed with the subject placed, an NG region that is likely to cause an unwrapping error is detected from the phase differential image generated by the phase differential image generation unit, and other regions are detected as OK regions. An OK / NG region detection unit to perform,
A first unwrap processing unit that unwraps only the OK region with respect to the phase differential image obtained by the main photographing;
A second unwrap processing unit that unwraps only the OK region for the offset image;
An offset processing unit that performs offset correction to subtract the offset image that has been unwrapped by the second unwrapping unit from the phase differential image that has been unwrapped by the first unwrapping unit;
A radiation imaging apparatus comprising:
前記放射線画像検出器は、前記第2の周期パターン像を検出して画像データを生成することを特徴とする請求項1から6いずれか1項に記載の放射線撮影装置。 The grating unit partially shields the first periodic pattern image by passing the radiation from the radiation source to generate the first periodic pattern image, and displays the second periodic pattern image. A second grid to generate,
The radiation imaging apparatus according to claim 1, wherein the radiation image detector detects the second periodic pattern image to generate image data.
前記放射線画像検出器は、前記各走査位置で前記第2の周期パターン像を検出して画像データを生成し、
前記位相微分画像生成部は、前記放射線画像検出器により生成される複数の画像データに基づいて位相微分画像を生成することを特徴とする請求項7に記載の放射線撮影装置。 The grating unit includes a scanning mechanism that moves the first grating or the second grating at a predetermined scanning pitch and sequentially sets a plurality of scanning positions.
The radiation image detector detects the second periodic pattern image at each scanning position to generate image data;
The radiographic apparatus according to claim 7, wherein the phase differential image generation unit generates a phase differential image based on a plurality of image data generated by the radiological image detector.
被検体を配置した状態において、前記放射線源から射出され、被検体及び前記格子部を通過した放射線を検出して画像データを生成し、この画像データに基づき、所定の範囲にラップされた値で表現された位相微分画像を生成する本撮影工程と、
前記本撮影工程で生成された前記位相微分画像からアンラップエラーが生じやすいNG領域を検出するとともに、それ以外の領域をOK領域として検出するOK/NG領域検出工程と、
前記本撮影工程で生成された前記位相微分画像について前記OK領域のみをアンラップ処理する第1のアンラップ処理工程と、
前記プレ撮影工程で生成された前記オフセット画像について前記OK領域のみをアンラップ処理する第2のアンラップ処理工程と、
前記第1のアンラップ処理工程でアンラップ処理が行われた前記位相微分画像から、前記第2のアンラップ処理工程でアンラップ処理が行われた前記オフセット画像を減算するオフセット補正を行うオフセット処理工程と、
を備えることを特徴とする放射線撮影方法。 In a state in which the subject is not arranged, the radiation that has been emitted from the radiation source and passed through the grating portion is detected to generate image data, and based on this image data, a phase derivative expressed by a value wrapped in a predetermined range A pre-shooting step of generating an image and storing it as an offset image;
In the state in which the subject is arranged, image data is generated by detecting radiation emitted from the radiation source and passing through the subject and the lattice unit, and based on this image data, a value wrapped in a predetermined range is used. A main photographing process for generating a expressed phase differential image;
An OK / NG region detecting step of detecting an NG region in which an unwrapping error is likely to occur from the phase differential image generated in the main photographing step, and detecting other regions as OK regions;
A first unwrapping step of unwrapping only the OK region for the phase differential image generated in the main photographing step;
A second unwrap processing step of unwrapping only the OK region for the offset image generated in the pre-shooting step;
An offset processing step for performing offset correction for subtracting the offset image that has been unwrapped in the second unwrapping step from the phase differential image that has been unwrapped in the first unwrapping step; and
A radiation imaging method comprising:
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