JP4357050B2 - 散乱防止グリッドを有するｘ線撮影のための方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、拡散防止または散乱防止のグリッドを含むＸ線撮影ユニットによって得られる対象のＸ線撮影の画質の改善に関する。
【０００２】
本発明は、胸部の内側の微小な石灰化像を検出するための***造影検査に適用されると有利であるが、これに限定されない。
【０００３】
【従来の技術】
特に***造影法で使用されるＸ線撮影ユニットは、Ｘ線撮影すべき対象、この場合は胸部と、Ｘ線撮影の受信機、例えばＣＣＤ（電荷結合）受信機との間に配列された拡散防止グリッドを備える。拡散防止グリッドは、一般的に、対象および画像受信機の方向に照射されたＸ線放射の焦点に向かって向けられた一連のプレートから構成される。したがって、拡散防止グリッドは拡散していない直接ビームを通し、拡散したビームはプレートに吸収される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
画像受信機の解像度は一般に、２枚のプレートの間の空間より細密に、通常は０．３ｍｍ程度である。その結果として、得られたＸ線撮影上にプレートの影が見え、これは微小な石灰化像の検出をより困難にするので、***造影を特に面倒なものにする。
【０００５】
この問題の１つの解決策は、露光中にグリッドをその平面内で、すなわち拡散防止グリッドの平面に対してほぼ直角に直線的に平行移動させて変位させることである。このような平行移動は、一方向のみに行うことも、両方向に行うこともできる。
【０００６】
このようにして画質は改善されるが、それでも依然不十分である。さらに、交互運動を発生させることは、機械的により複雑な解決策である。
【０００７】
本発明は、Ｘ線撮影フィルム上の拡散防止グリッドのプレートの影を可能な限り解消することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の一実施態様では、拡散防止グリッドを変位させるという機械的に簡単な解決策によって、このような画質の改善を得る。
【０００９】
本発明の一実施態様により、拡散防止グリッドの特定の変位プロフィルによって、改善された画質を得ることが可能となる。
【００１０】
より厳密に言うと、本発明は、対象とＸ線撮影の受信機との間に配列された拡散防止グリッドを含むＸ線ユニットによって得られた対象のＸ線撮影の画質を改善する方法であり、このグリッドは、画像撮影時に、開始位置と終了位置との間で、所定の変位の時間規則に従って、その平面内を直線的に平行移動して変位する。
【００１１】
本発明の一般的な特徴によれば、変位規則は、その時間座標が写真撮影所用時間の２分の１に等しく、かつその時間変数の空間微分がグリッドの変位領域の中心を通る対称軸について対称となる２つの（好ましくは直線の）部分となる点に対して点対称となる連続曲線である。さらに、この変位規則によれば、このグリッドは、開始位置および終了位置の付近では速い変位速度で変位する。
【００１２】
本発明の１つの実施方法によれば、この速い変位速度は、変位領域と写真撮影所用時間の比の値の約３倍〜約１０倍の間となる。換言すれば、この速い変位速度は、開始位置と写真撮影位置の間のグリッドの変位の直線速度の値の約３倍〜約１０倍の間となる。本発明の好ましい実施方法では、連続曲線は、その時間座標が前記写真撮影所用時間の２分の１に等しい点について対称な２つの部分から形成され、これらの各部分は、変数「時間」の平方根の関数である変数「位置」の変化のプロフィルを表す。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１で、参照符Ｆは、Ｘ線撮影すべき対象ＯＢＪの方向にＸ線のビームＲＸを照射するＸ線管の焦点を示す。Ｘ線撮影は、例えばＣＣＤセンサを含む受信機ＲＩで受信される。受信機ＲＩは、マイクロプロセッサの周りに構築された処理手段ＭＴに接続され、Ｘ線撮影はディスプレイスクリーンＥＣＲ上で視覚化することができる。Ｘ線撮影すべき対象ＯＢＪと受信機ＲＩの間に、照射された放射線に対してほぼ直角に、すなわち図１の方向ＸＸに平行移動することができる拡散防止グリッドＧＲが配列される。このグリッドは、全て焦点Ｆに向けられた複数のプレートＬＭから構成される。これらのプレートは、通常は０．３ｍｍ程度離間しており、対象によって拡散した放射線を吸収し、直接放射線のみを通すことを可能にする。
【００１４】
得られた画像上でプレートＬＭが視覚化されるのを防止するために、グリッドＧＲを、各画像を撮影した時点で予め決められた開始位置と終了位置の間のプロフィルに従って、その平面内で、すなわち方向ＸＸに直線的に平行移動させて変位させる。
【００１５】
グリッドの「周期(period)」が、あるプレートの縁部をそのすぐ隣のプレートの縁部から隔てる距離、すなわち隣接する２枚のプレート間の距離をプレートの厚さに加算したものに等しい距離として示される場合には、得られた画像上でプレートが視覚化される主な理由の１つは、Ｘ線放射と画像受信機の各ピクセルとの間を通るグリッドの周期の数が整数でないことであることが分かっている。換言すれば、放射線ＲＸと画像受信機のピクセルとの間を通過しないグリッドの周期の部分が、そのグリッドの対応するプレートを得られた画像上に見えるようにする。
【００１６】
さらに、開始位置および終了位置の付近でグリッドを速い変位速度で変位させる動作は、グリッドの両端に位置するそのグリッドの不完全な周期の露光時間を短縮することになるので、それによりＸ線撮影上でのグリッドの影の視覚化を低下させることができる。
【００１７】
しかし、変位領域の中央では、完全なグリッドの周期がＸ線放射と画像受信機の当該のピクセルとの間を通過するので、このゾーンでは変位速度を速くする必要はない。
【００１８】
換言すれば、グリッドに周期性があることから、画像受信機に到達するＸ線放射の強度は、減衰係数をかけた入射エネルギーの、露光時間にわたる時間積分である。この時間積分により、グリッドの不完全な周期を画像上に見えるようにし、放射線ＲＸとセンサＲＩのピクセルとの間で変位したグリッドの完全な周期に対応するプレートの影を解消することが可能になる。
【００１９】
一般的には、各画像の露光時間ＴＰ（ＴＰ＝Ｔ１−Ｔ０）中の、開始位置Ｘ０と終了位置ＸＭとの間のグリッドの変位プロフィルは、その時間座標がＴＰ／２に等しく、かつその時間変数の空間微分ｄｔ／ｄｘがグリッドの変位領域の中心を通る対称軸について対称な２つの部分を有する点について点対称となる連続曲線である。開始位置および終了位置の付近での変位速度Ｖ０は高速でなければならず、例えば変位領域と写真撮影所用時間の比の値（ＸＭ−Ｘ０／ＴＰ）の約３倍〜約１０倍、すなわち変位の直線速度の値の３倍〜１０倍高速にならなければならない。
【００２０】
図２および図３に記載の例は、この連続曲線ＣＢが、時間座標がＴ０＋ＴＰ／２である点ＳＰに対して対称な２つの部分から形成されることを示している。これらの部分ＣＢ１およびＣＢ２はそれぞれ、変数「時間」（ｔ）の平方根の関数である変数「位置」（Ｘ）の変化のプロフィルを表す。
【００２１】
より厳密に言えば、部分ＣＢ１の方程式は、下記の式（１）で与えられ、
ｔ≦Ｔ０＋ＴＰ／２に対してＸ（ｔ）＝Ａｏ＋ｂ（ｃｔ−ＴＣ０）^1/2 （１）
部分ＣＢ２の方程式は下記の式（２）で与えられる
ｔ＞Ｔ０＋ＴＰ／２に対してＸ（ｔ）＝Ａ１＋ｂ（−ｃｔ＋ＴＣ１）^1/2 （２）
【００２２】
これらの数式において、Ａｏ、Ａ１、ｂ、ｃ、ＴＣ０、およびＴＣ１は定数であり、瞬間Ｔ０のときに値Ｘ０に、また瞬間Ｔ１のときに値ＸＭにグリッドの位置を調節することができるようにし、また２つの部分ＣＢ１およびＣＢ２を点ＳＰで結合することができるようにする。
【００２３】
写真撮影開始の瞬間Ｔ０で高速Ｖ０を得るために、原点と位置Ｘ０の間で、放物線の形を有する変位曲線ＣＢ０に従ってグリッドの予備変位を行う。さらに、撮像終了時Ｔ１の後で、すなわちグリッドが位置ＸＭに到達した後で、グリッドは、直線的な下り勾配で（終端部分ＣＢ３）ゼロ位置に戻る。
【００２４】
図２に示す曲線ＣＢの時間変数の空間微分を図３に示す。これは、変位領域の中間点Ｘ０＋（ＸＭ−Ｘ０）／２を通る軸ＡＳについて対称な２つの直線部分ＣＰ１およびＣＰ２から構成される。
【００２５】
このような曲線プロフィルにより、得られた画像上のグリッドのプレートの可視性を低下させ、それによりその画質を改善して微小な石灰化像の検出を特に容易にすることができ、これは露光の持続時間と無関係である。さらに、本発明では交互運動を行わないので、これにより機械的パラメータの影響を受けにくくなる。
【００２６】
この画質の改善では、処理ソフトウェアおよび画像の獲得を修正する必要はない。
【００２７】
さらに、グリッドの変位は一般にステッピング・モータによって行われるが、これは本質的に、変位中に機械振動を発生させる。この振動の周波数がグリッドのプレート間隔の頻度（frequency）に対応するときには、画像上のプレートの可視性が高められて反射されたスクリーン・ピーク（screen peak）が得られる。本発明による変位プロフィルがこの望ましくない効果を最小限に抑えたことが観察された。
【００２８】
最後に、空間微分ｄｘ／ｄｔのプロフィルが必ずしも直線にならない部分で構成されていても、本発明によって画質を明らかに改善することはできるが、空間微分ｄｘ／ｄｔがこのような直線部分を有する場合にはプレートの可視性はさらに低下する。
【００２９】
当業者なら、本発明の範囲を逸脱することなく、構造および／またはステップおよび／または機能に様々な修正を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態による方法の実施を可能にするＸ線デバイスの概略図である。
【図２】 本発明の一実施形態による、グリッドの変位規則を示す図である。
【図３】 図２の変位規則の時間変数の空間微分を示す図である。
【符号の説明】
Ｆ 焦点
ＲＸ Ｘ線ビーム
ＧＲ 拡散防止グリッド
ＬＭ プレート
ＲＩ 受信機
ＭＴ 処理手段
ＥＣＲ ディスプレイスクリーン

Claims (6)

1. 対象とＸ線撮影の受信機との間に配列された拡散防止グリッドを含むＸ線撮影ユニットによって得られた対象のＸ線撮影の画質を改善する方法において、このグリッド（ＧＲ）が、画像撮影時に開始位置（Ｘ０）と終了位置（ＸＭ）の間で、その平面内を直線的に平行移動して変位させる方法であって、所定の変位規則に従ってグリッドを変位させるステップを有し、この変位規則が、時間座標が撮像所用時間（ＴＰ）の２分の１に等しく、かつ時間変数の空間微分（ｄｔ／ｄｘ）がグリッドの変位領域の中心を通る対称軸（ＡＳ）に対して対称となる２つの部分（ＣＰ１、ＣＰ２）となるような点について点対称となっている連続曲線（ＣＢ）であり、さらに開始位置（Ｘ０）と終了位置（ＸＭ）の付近で速い変位速度（Ｖ０）でグリッド（ＧＲ）を変位規則に従って変位させるステップを含む方法。
2. 速い変位速度（Ｖ０）が、変位領域（ＸＭ−Ｘ０）と撮像所用時間（ＴＰ）の比の値の約３倍〜約１０倍の間となる請求項１に記載の方法。
3. 時間変数の空間微分（ｄｔ／ｄｘ）の２つの部分（ＣＰ１、ＣＰ２）が直線である請求項１または２に記載の方法。
4. 前記連続曲線（ＣＢ）が、時間座標が前記写真撮影所用時間の２分の１に等しい点について対称な２つの部分（ＣＢ１、ＣＢ２）から形成され、これらの部分がそれぞれ、可変時間の平方根の関数である可変位置の変化のプロフィルを表す請求項１、２、または３のいずれか一項に記載の方法。
5. 請求項１に記載の方法を実行するＸ線撮影ユニット。
6. Ｘ線撮影ユニットで請求項１に記載の方法を使用する方法。

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