JP2021021621A - X線位相差撮影装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1を参照して、一実施形態によるX線位相差撮影装置100の構成について説明する。
図2(A)は、被写体Tを正面からみた斜視図である。また、図2(B)は、被写体Tを側面から見た斜視図である。図2(A)および図2(B)に示すように、被写体Tは、板状形状を有している。被写体Tは、たとえば、板状の炭素繊維強化プラスチック(CFRP)である。被写体Tは、板状形状を有しているため、被写体Tの回動角度(配置される向き)に応じて、薄い面T1を撮影する場合と、厚い面T2を撮影する場合とがある。薄い面T1とは、被写体Tのうち、X線の透過長さが短くなる面である。また、厚い面T2とは、被写体Tのうち、X線の透過長さが長くなる面である。
図3(A)、図3(B)、および図3(C)は、画像処理部2が生成する位相コントラスト画像20の模式図である。また、図3(D)、図3(E)、および、図3(F)は、画像処理部2が生成する3次元位相コントラスト画像30の模式図である。
被写体Tが板状形状を有する場合、被写体Tを配置する角度によって、被写体Tを透過するX線の透過長さが変化する。X線の透過長さが変化した場合、被写体TによるX線の散乱度合いが変化する。
次に、図6〜図10、および、表1〜表4を参照して、制御部3が評価指標40および総合評価指標45を取得する構成について説明する。
まず、図6および図7と、表1とを参照して、制御部3が散乱評価指標42を取得する構成について説明する。
次に、図8、および、表2を参照して、制御部3が解像度評価指標43を取得する構成について説明する。
次に、図9、図10、および、表3を参照して、本実施形態による制御部3がノイズ評価指標44を取得する構成について説明する。
本実施形態では、制御部3は、散乱評価指標42、解像度評価指標43、および、ノイズ評価指標44に基づいて、総合評価指標45(図1参照)を取得するように構成されている。評価指標40(散乱評価指標42、解像度評価指標43、および、ノイズ評価指標44)は、数値指標である。そこで、制御部3は、以下に示す表4のように、散乱評価指標42、解像度評価指標43、および、ノイズ評価指標44を加算した数値指標を、総合評価指標45として取得するように構成されている。すなわち、本実施形態では、制御部3は、取得した総合評価指標45に基づいて、推奨される撮影条件41を取得するように構成されている。
本実施形態では、制御部3は、取得した撮影条件41を表示部4に表示することにより、ユーザに提示する制御を行うように構成されている。具体的には、図11に示すように、制御部3は、評価指標40に基づいて、推奨される複数の撮影条件41を、ユーザに選択可能に表示部4に表示する制御を行うように構成されている。なお、本実施形態では、制御部3は、評価指標40のうち、総合評価指標45に基づいて、推奨される撮影条件41を取得するように構成されている。また、制御部3は、推奨される複数の撮影条件41として、散乱評価指標42を優先した第1撮影条件41aと、解像度評価指標43を優先した第2撮影条件41bとを、ユーザに選択可能に表示部4に表示する制御を行うように構成されている。
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
たとえば、上記実施形態では、制御部3は、散乱評価指標42と解像度評価指標43とを加算することにより、評価指標40を取得するとともに、取得した評価指標40を表示部4に表示させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部3は、散乱評価指標42と解像度評価指標43とを、重み付け加算することにより、評価指標40を取得する制御を行うように構成されてもよい。具体的には、制御部3は、ユーザからの操作入力に基づいて、散乱評価指標42および解像度評価指標43に対する重みを決定する制御を行うように構成されていてもよい。
また、上記実施形態では、制御部3が、事前撮影として、被写体Tを透過するX線の透過長さが最も大きくなる角度付近に被写体Tを配置して位相コントラスト画像20を取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部3は、事前撮影として、任意の複数の角度に被写体Tを配置して、複数の位相コントラスト画像20を取得する制御を行うように構成されていてもよい。
また、上記実施形態では、制御部3が被写体移動機構7によって被写体Tを移動させながら、複数の撮影位置において事前撮影を行う構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、制御部3は、ユーザが所望の撮影条件41において事前撮影を行い、取得された位相コントラスト画像20に基づいて、ユーザが所望の撮影条件41が適切であるか否かを判定するとともに、判定結果を提示する制御を行うように構成されていてもよい。ユーザが所望の撮影条件41が適していない場合には、図17に示すように、撮影条件41が適していない旨のメッセージ91を表示するとともに、推奨される撮影条件41をユーザが選択可能に表示してもよい。また、ユーザが所望の撮影条件41が適している場合には、図18に示すように、撮影条件41が適している旨のメッセージ91を表示するように構成すればよい。
また、上記実施形態では、制御部3が、被写***置によるスコアに基づいて、解像度評価指標43を取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図20に示すグラフG7のように、解像度は、X線源10の管球電圧によっても変化する。グラフG7は、縦軸が解像度であり、横軸がX線源10の管球電圧である。第3変形例では、制御部3は、以下に示す表6のように、管球電圧によるスコアと、被写***置によるスコアとを加算することに、解像度評価指標43を取得するように構成されていてもよい。
また、上記実施形態では、制御部3が、評価指標40として、散乱評価指標42、解像度評価指標43、および、ノイズ評価指標44を取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。制御部3は、評価指標40として、散乱評価指標42および解像度評価指標43のうち、どちらか一方を取得するように構成されていてもよい。しかしながら、散乱評価指標42、解像度評価指標43、および、ノイズ評価指標44を取得する構成のほうが、より適した撮影条件41を提示することができる。そのため、制御部3は、評価指標40として、散乱評価指標42、解像度評価指標43、および、ノイズ評価指標44を取得するように構成されることが好ましい。
上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
X線源と、
前記X線源から照射されたX線を検出する検出器と、
前記X線源と前記検出器との間に配置された複数の格子と、
前記検出器により検出されたX線の強度分布に基づいて、位相コントラスト画像を生成する画像処理部と、
被写体の位置を変更しながら事前撮影を複数回行い、生成された前記位相コントラスト画像に基づいて、被写体によるX線の散乱の強さの指標である散乱評価指標と、前記位相コントラスト画像の解像度の指標である解像度評価指標とのうち、少なくともどちらかを含む前記位相コントラスト画像の画質の評価指標を取得するとともに、取得した前記評価指標に基づいて、推奨される撮影条件を取得し、取得した前記撮影条件を表示部に表示することにより、ユーザに提示する制御を行う制御部とを備える、X線位相差撮影装置。
前記評価指標は、前記散乱評価指標と、前記解像度評価指標とを含み、
前記制御部は、前記散乱評価指標および前記解像度評価指標を取得するとともに、取得した前記散乱評価指標および前記解像度評価指標に基づいて、前記評価指標を取得する制御を行うように構成されている、項目1に記載のX線位相差撮影装置。
被写体を移動させる被写体移動機構をさらに備え、
前記制御部は、被写体の位置を変更しながら前記事前撮影を複数回行うことによって取得された複数の前記位相コントラスト画像の各々において、前記位相コントラスト画像における被写体部分の画素の画素値に基づいて、各々の撮影位置における前記散乱評価指標を取得するとともに、前記被写体移動機構から取得した複数の前記事前撮影における被写体の位置情報に基づいて、各々の撮影位置における前記解像度評価指標を取得する制御を行うように構成されている、項目2に記載のX線位相差撮影装置。
前記制御部は、前記位相コントラスト画像の被写体部分の画素の画素値に基づいて前記位相コントラスト画像の暗視野信号または位相信号を含む画像信号値を取得するとともに、取得した前記画像信号値と閾値とを比較することにより、前記散乱評価指標を取得する制御を行うように構成されている、項目3に記載のX線位相差撮影装置。
前記制御部は、前記評価指標に基づいて、推奨される複数の前記撮影条件を、ユーザに選択可能に前記表示部に表示する制御を行うように構成されている、項目2〜4のいずれか1項に記載のX線位相差撮影装置。
前記制御部は、推奨される複数の前記撮影条件として、前記散乱評価指標を優先した第1撮影条件と、前記解像度評価指標を優先した第2撮影条件とを、ユーザに選択可能に前記表示部に表示する制御を行うように構成されている、項目5に記載のX線位相差撮影装置。
前記散乱評価指標および前記解像度評価指標の各々は、数値指標であり、
前記制御部は、前記散乱評価指標と前記解像度評価指標とを、重み付け加算することにより、前記評価指標を取得する制御を行うように構成されている、項目2〜6のいずれか1項に記載のX線位相差撮影装置。
ユーザの操作入力を受け付ける入力受付部をさらに備え、
前記制御部は、ユーザからの操作入力に基づいて、前記散乱評価指標および前記解像度評価指標に対する重みを決定する制御を行うように構成されている、項目7に記載のX線位相差撮影装置。
前記評価指標は、前記位相コントラスト画像に含まれるノイズの指標であるノイズ評価指標と、前記散乱評価指標と前記解像度評価指標と前記ノイズ評価指標とに基づく総合評価指標とをさらに含み、
前記制御部は、前記X線源の管球電圧に基づいて、前記ノイズ評価指標を取得するとともに、前記散乱評価指標、前記解像度評価指標、および、前記ノイズ評価指標に基づいて、前記総合評価指標を取得するとともに、取得した前記総合評価指標に基づいて、推奨される前記撮影条件を取得し、取得した前記撮影条件を前記表示部に表示することにより、ユーザに提示する制御を行うように構成されている、項目2〜8のいずれか1項に記載のX線位相差撮影装置。
被写体と、前記X線源と前記検出器と前記複数の格子とによって構成される撮像系とを相対的に回転させる回転機構をさらに備え、
前記制御部は、前記事前撮影として、被写体を透過するX線の透過長さが最も大きくなる角度付近に被写体を配置して前記位相コントラスト画像を取得するか、または、任意の複数の角度に被写体を配置して、複数の前記位相コントラスト画像を取得する制御を行うように構成されている、項目1〜9のいずれか1項に記載のX線位相差撮影装置。
前記制御部は、ユーザが所望の撮影条件において前記事前撮影を行い、取得された前記位相コントラスト画像に基づいて、ユーザが所望の前記撮影条件が適切であるか否かを判定するとともに、判定結果を提示する制御を行うように構成されている、項目1に記載のX線位相差撮影装置。
前記位相コントラスト画像は、暗視野像と、位相微分像とのうち、少なくともいずれかを含む、項目1〜11のいずれか1項に記載のX線位相差撮影装置。
前記撮影条件は、少なくとも、被写***置、前記X線源の管球電圧、および、前記複数の格子の各々の格子ピッチを組み合わせた条件である、項目1〜12のいずれか1項に記載のX線位相差撮影装置。
2 画像処理部
3 制御部
4 表示部
6 入力受付部
7 被写体移動機構
8 回転機構
10 X線源
11 検出器
12 第1格子(複数の格子)
13 第2格子(複数の格子)
14 第3格子(複数の格子)
20 位相コントラスト画像
22 位相微分像
23 暗視野像
35 被写体部分の画素
40 評価指標
41 撮影条件
41a 第1撮影条件
41b 第2撮影条件
42 散乱評価指標
43 解像度評価指標
44 ノイズ評価指標
45 総合評価指標
50 第1閾値(閾値)
51 第2閾値(閾値)
52 第3閾値(閾値)
100 X線位相差撮影装置
T 被写体
Claims (13)
- X線源と、
前記X線源から照射されたX線を検出する検出器と、
前記X線源と前記検出器との間に配置された複数の格子と、
前記検出器により検出されたX線の強度分布に基づいて、位相コントラスト画像を生成する画像処理部と、
被写体の位置を変更しながら事前撮影を複数回行い、生成された前記位相コントラスト画像に基づいて、被写体によるX線の散乱の強さの指標である散乱評価指標と、前記位相コントラスト画像の解像度の指標である解像度評価指標とのうち、少なくともどちらかを含む前記位相コントラスト画像の画質の評価指標を取得するとともに、取得した前記評価指標に基づいて、推奨される撮影条件を取得し、取得した前記撮影条件を表示部に表示することにより、ユーザに提示する制御を行う制御部とを備える、X線位相差撮影装置。 - 前記評価指標は、前記散乱評価指標と、前記解像度評価指標とを含み、
前記制御部は、前記散乱評価指標および前記解像度評価指標を取得するとともに、取得した前記散乱評価指標および前記解像度評価指標に基づいて、前記評価指標を取得する制御を行うように構成されている、請求項1に記載のX線位相差撮影装置。 - 被写体を移動させる被写体移動機構をさらに備え、
前記制御部は、被写体の位置を変更しながら前記事前撮影を複数回行うことによって取得された複数の前記位相コントラスト画像の各々において、前記位相コントラスト画像における被写体部分の画素の画素値に基づいて、各々の撮影位置における前記散乱評価指標を取得するとともに、前記被写体移動機構から取得した複数の前記事前撮影における被写体の位置情報に基づいて、各々の撮影位置における前記解像度評価指標を取得する制御を行うように構成されている、請求項2に記載のX線位相差撮影装置。 - 前記制御部は、前記位相コントラスト画像の被写体部分の画素の画素値に基づいて前記位相コントラスト画像の暗視野信号または位相信号を含む画像信号値を取得するとともに、取得した前記画像信号値と閾値とを比較することにより、前記散乱評価指標を取得する制御を行うように構成されている、請求項3に記載のX線位相差撮影装置。
- 前記制御部は、前記評価指標に基づいて、推奨される複数の前記撮影条件を、ユーザに選択可能に前記表示部に表示する制御を行うように構成されている、請求項2〜4のいずれか1項に記載のX線位相差撮影装置。
- 前記制御部は、推奨される複数の前記撮影条件として、前記散乱評価指標を優先した第1撮影条件と、前記解像度評価指標を優先した第2撮影条件とを、ユーザに選択可能に前記表示部に表示する制御を行うように構成されている、請求項5に記載のX線位相差撮影装置。
- 前記散乱評価指標および前記解像度評価指標の各々は、数値指標であり、
前記制御部は、前記散乱評価指標と前記解像度評価指標とを、重み付け加算することにより、前記評価指標を取得する制御を行うように構成されている、請求項2〜6のいずれか1項に記載のX線位相差撮影装置。 - ユーザの操作入力を受け付ける入力受付部をさらに備え、
前記制御部は、ユーザからの操作入力に基づいて、前記散乱評価指標および前記解像度評価指標に対する重みを決定する制御を行うように構成されている、請求項7に記載のX線位相差撮影装置。 - 前記評価指標は、前記位相コントラスト画像に含まれるノイズの指標であるノイズ評価指標と、前記散乱評価指標と前記解像度評価指標と前記ノイズ評価指標とに基づく総合評価指標とをさらに含み、
前記制御部は、前記X線源の管球電圧に基づいて、前記ノイズ評価指標を取得するとともに、前記散乱評価指標、前記解像度評価指標、および、前記ノイズ評価指標に基づいて、前記総合評価指標を取得するとともに、取得した前記総合評価指標に基づいて、推奨される前記撮影条件を取得し、取得した前記撮影条件を前記表示部に表示することにより、ユーザに提示する制御を行うように構成されている、請求項2〜8のいずれか1項に記載のX線位相差撮影装置。 - 被写体と、前記X線源と前記検出器と前記複数の格子とによって構成される撮像系とを相対的に回転させる回転機構をさらに備え、
前記制御部は、前記事前撮影として、被写体を透過するX線の透過長さが最も大きくなる角度付近に被写体を配置して前記位相コントラスト画像を取得するか、または、任意の複数の角度に被写体を配置して、複数の前記位相コントラスト画像を取得する制御を行うように構成されている、請求項1〜9のいずれか1項に記載のX線位相差撮影装置。 - 前記制御部は、ユーザが所望の撮影条件において前記事前撮影を行い、取得された前記位相コントラスト画像に基づいて、ユーザが所望の前記撮影条件が適切であるか否かを判定するとともに、判定結果を提示する制御を行うように構成されている、請求項1に記載のX線位相差撮影装置。
- 前記位相コントラスト画像は、暗視野像と、位相微分像とのうち、少なくともいずれかを含む、請求項1〜11のいずれか1項に記載のX線位相差撮影装置。
- 前記撮影条件は、少なくとも、被写***置、前記X線源の管球電圧、および、前記複数の格子の各々の格子ピッチを組み合わせた条件である、請求項1〜12のいずれか1項に記載のX線位相差撮影装置。
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