专利名称：X射线检查装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用X射线，γ射线等放射线的放射线检查装置，特别是，涉及非破坏检查用，医疗用的X射线检查装置。
背景技术：
以往，已经报告了去除各种散射X射线成分的方法和装置。例如，报告了在上述X射线检测器面上形成具有与X射线检测器的检测像素间距相同或者整数分之一的栅频率的X射线栅，去除对于检测器面倾斜入射的散射X射线成分的方法(现有技术1「特开平9-75332号公告」)。
另外，还报告了根据预先计测的散射X射线的点扩展函数，使用重叠滤波器去除散射X射线成分的方法(现有技术2「M.Honda，et al.，Med.Phys.，20(1)，59-69(1993)」)。
另外，还报告了通过扫描配置在被拍摄体前面的X射线栅，直接计测散射X射线成分，去除散射X射线成分的装置(现有技术3「K.Doi，et al.，Radiology，161，513-518(1986)」)。
另外，还报告了在对于具有周期构造的原图像数据实施小波变换得到缩小图像的情况下，获得没有莫尔条纹的高画质的缩小图像的方法(现有技术4「特开平10-031737号公报」)。
进而，还报告了在X射线管与被拍摄体之间配置X射线栅，修正X射线的线质或者线量对于放射角度依赖性的方法(现有技术5「特开2000-245731号公报」)。

发明内容
散射X射线成分根据使用情况，占检测出的X射线透射像的信号成分的50％以上，使得非破坏检查用检查装置，医疗用的X射线检查装置的对比度降低。
在现有技术1中，构成X射线栅的X射线透射材料由于不仅遮挡散射X射线还遮挡直接X射线成分，因此存在着用X射线检测器检测出的信号量减少的问题。为了增加检测信号量，需要增加入射到被拍摄体上的X射线量，其结果具有被拍摄体的X射线曝光量增加的问题。另外，具有不能够去除对检测器的入射角小的散射X射线，以及难以在接收器前面形成X射线栅这样的问题。
在现有技术2中，以一定的管电压，对于均匀的被拍摄体预先计测散射X射线成分的点扩展函数，进行散射X射线修正。另外，上述散射X射线修正根据被拍摄体的成分为均匀的假设下进行。但是，在实际的拍摄中，被拍摄体的成分及厚度发生种种变化，另外管电压也发生种种变化。从而，具有不能够完全去除散热X射线成分，修正的精度差这样的问题。
在现有技术3中，由于边扫描X射线缝隙边进行拍摄，因此具有不能够进行短时间的拍摄或者X射线透视这样的问题。
在现有技术4中，虽然得到高画质的观察用的缩小图像，但是并没有涉及去除包含在原图像中的散射X射线成分。
在现有技术5中，虽然由于减轻从旋转阳极X射线管放射的X射线的放射角度依赖性，能够得到均匀画质的高品位的X射线图像，但是也没有涉及去除散射X射线成分。
本发明的目的在于提供能够得到从用二维X射线检测器检测出的检查对象的X射线透射像的图像去除了散射X射线成分的X射线图像的X射线检查方法以及X射线检查装置。
本发明的另一个目的在于提供与减少检查对象的X射线曝光量的同时能够得到高品质的X射线图像的X射线检查方法以及X射线检查装置。
为了达到上述目的，在本发明中，在X射线源与检查对象之间配置X射线栅，用二维X射线检测器检测检查对象的X射线透射像。向检查对象入射的X射线是通过了X射线栅的缝隙状的X射线。透过检查对象的X射线包含缝隙状的高频成分(直接X射线成分)和由检查对象散射的非缝隙状的低频成分(散射X射线成分)。如果用二维X射线检测器检测检查对象的X射线透射像，则直接X射线成分在二维X射线检测器与X射线栅之间产生干涉条纹，散射X射线成分不产生干涉条纹。
现在，假设在与连接X射线源的焦点和二维X射线检测器的检测面中心方向大致正交的方向，使X射线栅的位置变化微小距离，则干涉条纹的相位变化。这时，干涉条纹的振幅反映直接X射线成分量。即，伴随着X射线栅位置的变化，变化的信号成分是直接X射线成分，不变化的信号成分相当于散射X射线成分。
根据以上所述，能够从干涉条纹的振幅求包含在检查对象的X射线透射像的图像中的散射X射线成分的分布图像(以下，称为散射X射线分布图像)。另外，能够从X射线透射像减去散射X射线分布图像，求直接X射线分布图像。以下把上述求直接X射线分布图像的作业称为散射X射线修正。
为了求干涉条纹的振幅，需要把计测图像分离成干涉条纹成分的图像(以下，称为干涉条纹图像)和除此以外成分的图像(以下，称为非干涉条纹图像)。为了获得干涉条纹图像，可以检测形成具有大致相差180度相位的干涉条纹的2个X射线透射像，生成2个X射线透射像的差分图像。另一方面，为了获得非干涉条纹图像，可以生成上述相位几乎相差180度的2个X射线透射像的相加图像。其中，在两个X射线透射像之间，为了形成相位几乎相差180度的干涉条纹，需要正确地控制X射线栅的位置的微小距离变化。
另一方面，相位几乎相差180度的2个X射线透射像也可以用以下方法生成。在以下的说明中，X射线栅的栅密度取为直接X射线成分难以发生在二维X射线检测器与X射线栅之间产生的干涉条纹(不引人注目)的值。另外，把X射线栅中的缝隙排列方向称为缝隙排列方向。
从X射线透射像，沿着缝隙排列方向，生成每隔1个像素抽取出像素的图像(以下，称为抽取图像)。通过每隔1个像素的抽取，在抽取图像中发生干涉条纹。生成2个抽取图像。其中，2个抽取图像是使像素的抽取位置沿着缝隙排列方向相互错开1个像素而生成。这时，在2个抽取图像中形成的干涉条纹具有大致相差180度的相位。从而，获得该2个抽取图像的差分，能够生成干涉条纹图像。另外，根据干涉条纹图像，能够进行散射X射线修正。
在散射X射线成分修正中，根据干涉条纹的振幅求直接X射线成分量。干涉条纹的振幅与直接X射线成分量成比例，其比例(以下，称为振幅比)预先根据计测求出。振幅比是使用在没有放置检查对象的状态下所得到的空间图像求出。空间图像是根据X射线管的1个或多个管电压、及1个或多个散射X射线去除率不同的X射线栅的组合检测出的1个或多个空间图像。对于各个空间图像使用与上述相同的方法生成干涉条纹图像。这时，作为直接X射线成分量对于干涉条纹图像振幅的比求出振幅比。其中，直接X射线成分量能够作为空间图像自身的信号量求出。
振幅比根据空间图像的位置变化。从而，把振幅比的分布作为定标图像生成振幅比的分布，预先保存在存储器中。为了生成定标图像，首先，对于空间图像生成干涉条纹图像。接着，根据上述干涉条纹图像生成干涉条纹图像的振幅分布图像。最后，把用振幅分布图像的像素值除空间图像的各像素值所生成的图像作为定标图像。
使用定标图像，对于任意的X射线透射像进行散射X射线修正的顺序如下。首先，对于X射线透射像(原图像)生成干涉条纹图像。接着，根据上述干涉条纹图像生成干涉条纹的振幅分布图像。进而，从存储器读出定标图像，从上述X射线透射像(原图像)减去上述定标图像与上述振幅分布图像的积求散射X射线分布图像。最后，从上述X射线透射像(原图像)减去上述散射X射线分布图像生成直接X射线分布图像。
在从存储器读出定标图像时，从存储器读出对应于检测出X射线透射像时的管电压与X射线栅的组合的定标图像。
在连续检测检查对象的几乎同一个部位时，隔开特定的时间间隔，使用同一个散射X射线分布图像，能够从多个X射线透射像的图像去除散射X射线成分。
作为以上的说明中使用的X射线栅，能够使用平行栅，或者带焦点栅。另外，能够使用把两片平行栅或者带焦点栅交叉重叠配置的交叉栅。
如以上说明的那样，在本发明中，通过简单的运算处理能够进行高精度的散射X射线修正。


图1是用于说明本发明第1实施例的X射线检查装置的结构的图。
图2是用于说明去除散射X射线的原理的图。
图3是用于说明X射线栅以及平面型X射线检测器的位置关系的图。
图4是用于说明在由平面型X射线检测器进行的X射线透射像的检测中，检测像素的位置的图。
图5是用于说明直接X射线成分以及散射X射线成分的空间频率分布与平面型X射线检测器的尼奎斯特频率的关系的图。
图6是用于说明对于检测出的X射线透射像的间隔抽样的图。
图7是用于说明间隔抽样时的尼奎斯特频率与直接X射线成分以及散射X射线成分的空间分布频率的关系的图。
图8是用于说明投影栅密度的其它设定方法的图。
图9是用于说明根据干涉条纹图像导出干涉条纹振幅的空间分布的方法的图。
图10是用于说明间隔抽样中的其它的抽样方法的图。
图11是用于说明求定标图像的顺序的框图。
图12是用于说明根据定标图像求散射X射线分布图像的顺序的框图。
图13是用于说明本发明第2实施例的X射线检查装置的结构的图。
图14是用于说明本发明第3实施例的X射线检查装置的结构的图。
图15是用于说明本发明第3实施例中投影栅密度与平面型X射线检测器的尼奎斯特频率的关系的图。
图16是用于说明在本发明第3实施例中的X射线栅的微小变动的图。
图17的用于说明本发明第3实施例的X射线检查装置的结构的图。
图18是用于说明本发明的4实施例的X射线检查装置的X射线栅以及X射线检测器的位置关系的图。
具体实施例方式
实施例1图1是用于说明本发明第1实施例的X射线检查装置的结构的图。另外，图1中，以纸面内的左右方向为y轴，纸面内的上下方向为z轴，垂直于纸面的方向为x轴。
实施例1的X射线检查装置由X射线管1，准直仪2，X射线栅3，平面型X射线检测器4，支柱5，被检测体(检查对象)6，床板7，床8，监视器9，控制台10，临床控制台11，图像存储器100，图像处理装置101，定标图像保存存储器102，散射X射线图像保存存储器103等构成。另外，上述各装置以及机构使用众所周知的装置和机构。以下，把由X射线管1，准直仪2，X射线栅3以及平面型X射线检测器4构成的系统称为拍摄系统。
拍摄系统固定在支柱5上。支柱5能够通过未图示的倾斜机构使床板7倾斜。其中，倾斜方向是与yz平面平行的方向。通过使支柱5倾斜，能够自由地改变对于被检测体6的X射线的照射方向。另外，由众所周知的移动机构沿着x，y以及z方向移动床板7以及在床板7上配置的被检测体6的位置。进而，X射线栅3对于支柱5的x，y以及z方向的位置能够由未图示的位置调节装置调节。
图1中，X射线管1的X射线发生点与平面型X射线检测器4的输入面的距离是100cm。另外，平面型X射线检测器4的X射线输入面是每边为204.8mm的正方形。平面型X射线检测器4的像素数1024×1024像素单元，各个像素的一条边的大小是200μm。另外，X射线透射时平面型X射线检测器4的代表性的帧率是30[帧/秒]，也能够取为7.5或者15[帧/秒]。另外，在平面型X射线检测器4中，使用已知的直接型X射线检测器或者间接型X射线检测器。作为直接型检测器或者间接型检测器的代表性的例子，分别能够举出「M.Choquette，et al.，SPIE Vol.3977，128～136(2000)」(以下，称为文献1)以及「Tom J.C.Bruijns，et al.，SPIE Vol.3977，117-127(2000)」(以下，称为文献2)等。
X射线管1的X射线发生点与X射线栅3的输入面的距离是40cm。X射线栅3是已知的栅，形成有X射线吸收体材料和X射线透射材料相互配置的多个缝隙。X射线栅3的缝隙方向仅形成在一个方向，配置支柱5使得上述缝隙方向成为与y轴平行。该X射线栅3在X射线吸收材料方面使用铅，在X射线透射材料方面使用纸，而并不限定于这些材料，例如也可以使用钨和铝等。栅比(网格比)是12∶1，栅密度是70[条/cm]，铅箔的厚度是50[μm]。另外，X射线栅3具有焦点，其焦点距离是40[cm]。
其次，说明本实施例1的X射线检查装置的动作。该X射线检查装置取得被检测体6的X射线透视图像以及X射线拍摄图像，在去除了包含在这些图像中的散射X射线成分以后在监视器9上显示。从X射线透视以及X射线拍摄时的X射线的照射，到散射X射线修正图像的显示为止的顺序如下。
首先，检查者(操作者)使用控制台10或者临床控制台11指示开始X射线透视或者拍摄，从X射线管1放射X射线。接着，用平面型X射线检测器4检测透过了被检测体6的X射线，直接记录在像素存储器100中。进而，图像处理装置101仅抽取记录在图像存储器100中的X射线透射像中的散射X射线成分，保存在散射X射线图像保存存储器103中。最后，减法器104从保存在图像存储器100中的X射线透射像减去保存在散射X射线图像保存存储器103中的散射X射线成分图像，生成散射X射线修正图像，在监视器9上显示。另外，在X射线透视时，直到由检查者指示结束透视为止，反复进行上述一系列的作业。
这时，散射X射线成分图像既可以在X射线透视像每次输入到图像存储器100时生成，也可以在每多个帧(通常2～30帧)生成。在每多个帧生成散射X射线成分图像时，至生成下一个散射X射线成分图像为止的期间，使用同一个散射X射线成分图像近似地进行散射X射线修正。以下，把X射线透视时这样的近似修正方法称为间隔修正。在被拍摄体6的移动相对于平面型X射线检测器4的帧率较大时，能够进行间隔修正。通过采用间隔修正，由于能够不降低图像处理装置101要求的处理速度，因此能够简化装置结构。
在上述散射X射线成分的抽取方面，使用保存在定标图像保存存储器102中的定标图像。关于由图像处理装置101进行的散射X射线成分抽取运算以及定标图像的详细情况在后面叙述。
图2是用于说明去除散射X射线的原理的图。其中，图2(A)表示透过被检测体6的直接X射线与平面型X射线检测器4的关系，另外图2(B)表示在被检测体6的内部散射的散射X射线与平面型X射线检测器4的关系。
首先，在图2(A)中，从X射线发生点20发生的一样的X射线200由X射线栅3内部的X射线吸收材料21遮挡一部分。从而，透过X射线栅3以后的X射线成为缝隙状的X射线201。以下，把这样的缝隙状的X射线201称为调制X射线。调制X射线201是大致正方形的X射线束，其自身具有高频的信号成分。因此透过了被检测体6的内部的X射线(直接X射线)在与平面型X射线检测器4的像素22之间引起干涉，发生干涉条纹(莫尔条纹)。另一方面，在图2(B)中，在被检测体6的内部散射的X射线(散射X射线)202由于散射而失去高频的信号成分，因此与像素22之间不发生干涉条纹。
根据以上所述可知，干涉条纹仅反映直接X射线，干涉条纹的振幅与直接X射线成分量成比例。从而，通过求干涉条纹的振幅，能够把检测信号分离为直接X射线成分和散射X射线成分，进行散射X射线修正。其中，为了进行散射X射线修正，需要解决以下2个问题。即，求干涉条纹的振幅与直接X射线成分之比(问题1)，以及求干涉条纹的振幅(问题2)。
关于问题1，能够使用在没有放置被检测体6的状态下检测出的X射线透射像(以下，作为空间图像)，求干涉条纹的振幅与直接X射线成分之比(以下，作为定标比)。即，由于包含在空间图像中的信号仅是直接X射线成分，因此如果能够求干涉条纹的振幅，则能够容易地求定标比。
关于问题2，例如通过把X射线栅3的位置沿着水平方向微小移动的同时观察干涉条纹的相位变化，能够求干涉条纹的振幅。但是，上述方法具有高速而且高精度地进行X射线栅3的移动这样的技术上的困难。因此，在本实施例1中，采用通过像素的间隔抽样计测干涉条纹的振幅的方法。关于间隔抽样的详细情况在后面叙述。
图3是用于说明X射线栅3以及平面型X射线检测器4的位置关系的图。把从X射线发生点20到X射线栅3的入射面的距离表示为d，把从X射线发生点20到平面型X射线检测器4的输入面的距离表示为D。本实施例1中的d的值是40[cm]，D的值是100[cm]。X射线栅3的缝隙方向配置成与y轴方向平行。
另外，X射线检测器4配置成使得像素的排列成为与x以及y方向平行。把上述排列的x以及y方向的位置分别表示为i，j方向，把其位置表现为(i，j)(i，j＝0，1，…，1023)。另外，在以下的说明中为了简单，作为被检测体6使用丙烯模型30。其中，丙烯模型30由丙烯板以及铅棒31构成。铅棒31配置在丙烯板的中心，使得其长边方向与y方向平行。
图4是说明在由平面型X射线检测器4进行的X射线透射像的检测中，检测像素的位置的图。如图4(A)所示，把X射线检测器4的i，j方向的像素间隔用Δd表示。其中，在本实施例1中，Δd是200[μm]。在X射线透视以及X射线拍摄时，在所有的像素位置(i，j)中检测X射线。图4(B)示出检测图像的剖面的一例。其中，图4(B)示出丙烯模型30的该方向的剖面。这时，如果根据后述的方法适当地设定X射线栅3的规格以及空间配置，则如图4(B)所示，能够把在i方向的剖面中发生的干涉条纹抑制为很小。图4(B)所示的信号是同时检测出图4(C)所示的直接X射线成分和图4(D)所示的散射X射线成分的信号。散射X射线修正处理与从图4(B)所示的检测信号抽取出图4(C)所示的直接X射线成分的处理相当。
图5是用于说明直接X射线成分以及散射X射线成分的空间频率分布与平面型X射线检测器4的尼奎斯特频率的关系的图。直接X射线的频率成分500中，包括调制X射线201的频率特性，透过被检测体6的直接X射线的频率特性以及平面型X射线检测器4的频率响应的信息。通常平面型X射线检测器4的频率响应随频率升高而下降。调制X射线201的频率特性表示X射线栅3的构造信息，包括多个关于栅的周期的信息。
如果把栅密度记为fg[条/cm]，则在平面型X射线检测器4的面上投影的栅密度fd用下面公式表示。
fd=dDfg]]>……(公式1)根据(公式1)，fd的值能够通过改变fg，d，D的值而任意设定。图5中，示出把fD的值设定为比检测器的尼奎斯特频率fq稍低的例子。频率fd中的频率强度502随着接近于尼奎斯特频率fq而减小。这意味着根据平面型X射线检测器4的模糊，X射线栅4的周期性的构造信息(以下，记为栅条纹)不再引人注目。这里，把尼奎斯特频率fq与投影栅密度fd的差作为拍频fb，用以下的公式定义。

fb＝|fq-fd| ……(公式2)即，由于包含在X射线透射像中的栅条纹不在醒目，因此可以尽可能减小fd。另一方面，在散射X射线的频率成分501中仅包含低频成分的信息。
图6是用于说明对于检测出的X射线透射像的间隔抽样的图。另外，图7是用于说明间隔抽样时的尼奎斯特频率与直接X射线成分以及散射X射线成分的空间频率分布的关系的图。如图4(A)说明的那样，使用平面型X射线检测器4的所有像素检测X射线透射像。即，如果把在像素位置(i，j)检查出的信号量记为f(i，j)，则X射线透射像能够表示为f(i，j)(i，j＝0～N)。其中，N作为平面型X射线检测器4的i，j方向的像素数。在本实施例1中，N＝1024。间隔抽样如图6(A)以及(C)所示，是从f(i，j)中沿着i方向每隔一个像素抽取出像素值，生成图像的方法。这时，根据像素的抽取位置，能够生成以下2种抽取图像。
f1(m，n)＝f(2m，n)(m＝0～N/2-1，n＝0～N-1)……(公式3)[公式4]f2(m，n)＝f(2m+1，n)(m＝0～N/2-1，n＝0～N-1)……(公式4)f1(m，n)以及f2(m，n)的m方向的尼奎斯特频率f’q(＝1/(4Δd))成为f(i，j)的尼奎斯特频率fq(＝1/(2Δd))的一半。即，是f’q＝fq/2。如图7所示，间隔抽样时的直接X射线成分500以f’q为中心线对称地折叠，发生混淆(エリアシング)。图7中，701是直接X射线成分500的混淆引起的折叠成分，另外，701是由散射X射线成分501的混淆引起的折叠成分。
其结果，投影栅密度fd的成分502成为频率fb的差拍成分702，形成在低频一侧，发生干涉条纹。从而，在抽取图像f1(m，n)以及f2(m，n)的m方向的剖面中包含干涉条纹(参照图6(B)以及(D))。
如上述那样，为了进行散射X射线修正可以计测上述干涉条纹的振幅。但是，在抽取图像f1(m，n)以及f2(m，n)中，由于除去各个干涉条纹信号以外，还包括被检测体6的构造信息，因此难以正确地抽取出干涉条纹成分的振幅。
为了正确地抽取出干涉条纹成分的振幅，通过以下公式生成f1(m，n)以及f2(m，n)的差分图像s(m，n)。
S(m，n)＝f1(m，n)-f2(m，n)(m＝0～N/2-1，n＝0～N-1)……(公式5)如(公式3)以及(公式4)所示，对于f1(m，n)以及f2(m，n)的f(i，j)抽样位置沿着i方向相互各错开1个像素。因此，包含在f1(m、n)以及f2(m，n)中的干涉条纹沿着m方向相互错开180度相位。从而，由于差分图像s(m，n)仅包含图6(E)所示那样的干涉条纹成分，因此能够从s(m、n)容易地求出干涉条纹的振幅。
在使用图4～图6的说明中，把投影栅密度fd设定为比尼奎斯特频率fq小拍频fb程度的值(以下，称为非混淆设定)。这时，形成在X射线透射像f(i，j)中的栅条纹的频率fd＝(fq-fb)，形成在抽取图像f1(m，n)以及f2(m，n)中的干涉条纹的频率是fb。如上所述，为了使栅条纹不醒目，需要尽可能减小fb。但是，这时同时干涉条纹的频率fb减小，其位置分辨率降低。这样，fb既不能过大，也不能过小。通常，fb最好设定为2～5[条/cm]左右。
图8是用于说明投影栅密度的其它设定方法的图。在非混淆设定中，把投影栅密度fd设定为比尼奎斯特频率fq低拍频fb程度的值。与此不同，以下，说明把投影栅密度fd设定为比尼奎斯特频率fq高拍频fb程度的值(以下，称为混淆设定)。在混淆设定时，在所有像素抽样中也发生混淆。这时，投影栅密度fd的频率成分502通过混淆成为频率(fq-fd)的成分702后能够观察到(参照图8(A))。
频率fq-fd的值是与非混淆设定时相同的值，而在混淆设定的情况下，作为以fq为中心的折叠成分，能观察到栅条纹，因此与图5的情况相比，频谱强度减小。即通过采用混淆设定，与非混淆设定的情况相比较能够使栅条纹不醒目。
另一方面，在间隔抽样时，投影栅密度fd中的频率成分502通过折叠作为频率fb的干涉条纹成分而被观察到。其中，该干涉条纹成分的频谱强度与非混淆设定的情况相比较也减小，因此也存在着干涉条纹振幅的测定精度降低的问题。如以上那样，投影栅密度的设定是根据优先抑制栅条纹，还是优先提高干涉条纹振幅的测定精度，选择混淆设定还是非混淆设定。
另外，本实施例1中，由于把栅密度fg取为70[条/cm]，把X射线发生点—栅距离d取为40[cm]，把X射线发生点—监视器距离D取为100[cm]，因此根据公式1，投影栅密度fd成为28[条/cm]。另一方面，由于像素间隔Δd是200[μm]，因此尼奎斯特频率fq是25[条/cm]。从而，预先混淆设定投影栅密度，其拍频是3[条/cm]。另外，为了非混淆设定投影栅密度fb，例如，在上述设定中，可以把d取为31.4[cm]。这时投影栅密度fd成为22[条/cm]，同样将发生拍频3[条/cm]的干涉条纹。
图9用于说明根据干涉条纹图像导出干涉条纹振幅的分布的方法。根据(公式5)得到的差分图像s(m，n)(m＝0～N/2-1，n＝0～N-1)是仅包括干涉条纹成分的干涉条纹图像90(图9中的(a))。干涉条纹振幅分布运算装置1104是根据干涉条纹图像90求干涉条纹的振幅分布图像95的装置，由以下的运算顺序构成。
首先，干涉条纹峰值检测装置91对于干涉条纹图像90的m方向的剖面检测干涉条纹99的峰值位置(极大值以及极小值(图9中的(b))。上述m方向的峰值检测对于所有的n(＝0～N-1)的位置进行。接着，峰值间像素内插装置92把沿着m方向的邻接的极大值之间以及极小值之间用直线连接，做成干涉条纹99的上限包络线96以及下限包络线97(图9中的(c))。
另外，上述内插值不仅在像素位置m(＝0～N/2-1)上的点，而且在沿着m方向邻接的像素的中间位置也能求出。通过在像素的中间位置求内插值，在间隔抽样以后能够再次把成为N/2的m方向的像素数返回到N。上述内插对于全部的n(＝0～N-1)的位置进行。n方向的位置由于与完全抽样图像的j方向的位置一致，因此在内插结束时能够把像素矩阵再次返回到(i，j)(i，j＝0～N-1)。上限包络线96和下限包络线97的差分图像98相当于干涉条纹99的振幅。
从而，接着振幅运算装置93在所有的位置(i，j)(i，j＝0～N-1)求差分图像98，做成各位置的干涉条纹振幅分布(图9中的(b))。其中，上述干涉条纹分布由于包括通过上述直线内插产生的高频成分，因此使用二维LPF(低通滤波器)94去除高频成分，得到最终的振幅分布图像A(i，j)(图9中的(e))。作为二维LPF94的例子，可以举出已知的移动平均处理(获得移动平均的像素区22像素数～5×5像素数)等。
图10是用于说明间隔抽样中的其它的抽样方法的图。在图6中，作为间隔抽样，示出沿着i方向每隔一个像素抽取像素的方法，而也可以扩展为一般每隔k个像素(k≤1)作为抽取间隔。作为一例，图10中示出每隔2个像素抽取的例子。这种情况下，存在图10(A)～(C)所示的3种抽取方法，抽样位置沿着i方向每移动一个像素，根据间隔抽样发生的干涉条纹的位移变化120度。
即，图10(A)与(B)之间、以及图10(B)与(C)之间的干涉条纹的相位移成为120度。另外，图10(A)与(C)之间的干涉条纹的相位移是240度。每一种情况下，如果生成2个像素的差分图像，则都能够去除信号中的被拍摄体的构造信息而仅抽取出干涉条纹。
另外，根据获得差分的图像之间的相位移量抽取出的干涉条纹的相位移发生变化，但是其振幅分布不变化。即，即使对于上述图10(A)～(C)的任一组合生成差分图像，在根据后述的图11中的干涉条纹振幅分布运算装置1104最终获得的振幅分布图像A(i，j)中都不产生很大的差异。其中，为了根据差分高精度地去除被拍摄体的构造信息，最好尽可能接近差分图像之间的像素抽取位置。即，最好使用像素抽取位置邻接的2个抽取图像进行差分。一般，如果每隔k个像素进行间隔抽样，则像素抽取位置邻接的2个抽取图像间的相位移量q用以下公式表示。
Q＝360/(K+1)(度)……(公式6)在差分图像中有时包含X射线的量子噪声，使干涉条纹振幅的测定精度恶化。因此，在进行间隔抽样之前，可以对于原图像f(i，j)(i，j＝0～N-1)进行移动平均处理减轻量子噪声。把沿着i，j方向获得移动平均的像素数分别记为2I+1，2J+1(I，J＝0，1，2，…)，则移动平均后的图像fm(i，j)用以下公式计算。
fm(i,j)=1(2I+1)(2J+1)Σk=i-Ii+IΣl=j-Jj+Jf(k,l)]]>……(公式7)但是，如果进行i方向的移动平均则高频成分降低，间隔图像中的干涉条纹长度降低。因此，一般不进行i方向的移动平均。另一方面，沿着j方向在通常在i＝5～10左右的范围内进行移动平均。
说明了上述移动平均处理、间隔抽样处理、振幅分布图像导出处理的X射线栅3的缝隙方向垂直于j方向的情况。与此不同，在i方向配置X射线栅3的缝隙方向的情况下，也可以在上述全部的处理中交换i方向与j方向。另外，在作为X射线栅3使用具有网格状缝隙的栅的情况下，也可以对于i方向以及j方向这2个方向进行上述全部的处理。
以上，使用间隔抽样示出了干涉条纹的振幅分布图像，下面，说明使用振幅分布图像进行散射X射线修正的方法。
如果把包含在X射线透射像中的某个像素值f(i，j)(i＝0～N-1)的直接X射线成分量记为fd(i，j)，则fd(i，j)与同一位置的干涉条纹的振幅A(i，j)成比例。从而，通过预先求干涉条纹的振幅与直接X射线成分量的比例(定标比)，能够求直接X射线分布图像fd(i，j)。
定标比能够使用空间图像求出。一般，定标比由于根据平面型X射线检测器4上的检测位置而多少不同，因此作为定标图像求其分布。如果用r(i，j)表示定标图像，则r(i，j)用下面公式求出。
r(i，j)＝fair(i，j)/Aair(i，j) ……(公式8)式中，fair(i，j)是没有放置被检测体6的状态下计测的空间图像，Aair(i，j)是对于fair(i，j)求出的振幅分布图像。
这时，对于任意的X射线透射像f(i，j)，能够用下面的公式大致计算其直接X射线成分量。
f’d(i，j)＝r(i，j)A(i，j) ……(公式9)这里，把(公式9)的计算结果作为直接X射线成分的概算值，是因为在f’d(i，j)中缺少高频成分。另外，上述高频成分的缺少起因于振幅分布图像A(i，j)中的高频成分的缺少，A(i，j)中的高频成分的缺少起因于由峰值间像素内插装置92进行的内插处理。为了从直接X射线成分概算值fd(i，j)获得正确的直接X射线分布图像fd(i，j)，可以首先求散射X射线分布图像fs(i，j)，然后从原图像f(i，j)减去fs(i，j)，散射X射线分布图像用以下公式求出。
fs(i，j)＝{fi，j)-f’d(i，j)}**g(i，j) ……(公式10)式中，g(i，j)是二维LPF(低通滤波器)，运算**是表示二维卷积。在(公式10)中，右边{}内的计算结果包括散射X射线成分和直接X射线的高频成分。因此，使用LPF去除高频成分(直接X射线成分)仅抽取出散射X射线成分。作为LPF，使用通常的数字滤波器或者移动平均处理等。如果求散射X射线分布图像fs(i，j)，则直接X射线分布图像fd(i，j)能够用下面公式求出。
fd(i，j)＝f(i，j)-fs(i，j) ……(公式11)。
以上，说明了使用定标图像进行散射X射线修正的方法。另外，在定标图像中的定标比的变化比较小的情况下，也可以近似为r(i，j)＝ro。这种情况下，在ro中，例如使用r(i，j)的平均值等。另外，r(i，j)或者ro的值随着X射线管1的管电压多少发生变化。从而，可以对于预定数目种类的管电压预先测定r(i，j)或者ro，根据拍摄或者透视时的管电压选择它们。
图11是用于说明求定标图像的顺序的框图。定标图像的生成首先从空间图像的拍摄进行。通过空间图像的拍摄，在图像存储器100中确保空间图像fair(i，j)。接着，使用移动平均运算装置1100进行i，j方向的移动平均。另外，在移动平均的计算中使用(公式7)。
接着，使用间隔图像生成装置1101以及1102，分别生成抽取图像f1(m，n)以及f2(m，n)。另外，在抽取图像的生成中，使用(公式3)以及(公式4)。接着，通过减法器1103获得抽取图像f1(m，n)以及f2(m，n)的差分，生成差分图像s(m，n)。然后，用干涉条纹振幅分布运算装置1104，生成对于空间图像的振幅分布图像Aair(i，j)。另外，关于由干涉条纹振幅分布运算装置1104进行的运算，已经使用图9说明了详细情况，因此在这里省略说明。
然后，由除法器1105计算振幅分布图像Aair(i，j)与fair(i，j)的比，生成定标图像r(i，j)。最后，定标图像r(i，j)与从控制台10输入的管电压的信息一起保存在定标图像保存存储器102中。
图12是说明根据定标图像求散射X射线分布图像的顺序的框图。首先，X射线透射像或者拍摄像f(i，j)确保在图像存储器100中。接着进行的从移动平均运算装置1100到干涉条纹振幅分布运算装置1104的过程，由于与图11所示的上述定标图像的生成装置相同，因此省略说明。通过上述过程生成振幅分布图像A(i，j)。
接着，累加器1200把振幅分布图像A(i，j)与定标图像保存存储器102中保存的定标图像r(i，j)累加，生成直接X射线成分概算图像fd(i，j)。另外，该累加相当于上述(公式9)的运算。另外在上述累加中，选择用与生成原图像f(i，j)时的管电压最接近的管电压生成的定标图像r(i，j)。然后，减法器1201从原图像f(i，j)减去直接X射线成分概算图像f’d(i，j)，然后，LPF 1202截止上述相减图像的高频成分，生成散射X射线成分图像fs(i，j)。另外，由上述减法器1201以及LPF1202进行的一系列的作业相当于(公式10)。最后，散射X射线成分图像fs(i、j)保存在散射X射线图像保存存储器103中。
如以上所示，在本实施例1中根据由间隔抽样生成的2片抽取图像计测干涉条纹的振幅分布，进行散射X射线修正。由于能够从1片X射线透射像正确地得到干涉条纹，因此能够进行高速而且高精度的散射X射线修正。
实施例2图13是用于说明本发明第2实施例的X射线检查装置的结构的图。
以下，如果仅说明与实施例1的X射线检查装置的不同点，则在实施例1中，在X射线检查装置中，在被检测体6的上面配置X射线管1，准直仪2以及X射线栅3(以下，作为上管结构)，而与此不同，在本实施例2的X射线检查装置中，X射线管1，准直仪2以及X射线栅3全部配置在床板7的下面(以下，作为下管结构)。
在上管结构的情况下，由于X射线栅3与被检测体6之间的距离狭窄，因此存在着被检测体6误接触X射线栅3的可能性高这样的问题，而通过做成下管结构，能够避免X射线栅3误接触被检测体6的危险。
实施例3图14是用于说明本发明第3实施例的X射线检查装置的结构的图。在本实施例3中，不使用间隔抽样而计测干涉条纹分布。以下，仅说明与实施例1的X射线检查装置的不同点。
实施例3的X射线检查装置具有栅位置控制器1400。栅位置控制器1400能够使用未图示的位置变动机构沿着x轴方向高速地变动X射线栅3的位置。X射线栅3的栅比是12∶1，栅密度是117.5[条/cm]，铅箔的厚度是40[μm]。另外，上述位置变动机构使用压电材料等实现。
在X射线拍摄时，隔开时间间隔Δt，放射2次脉冲形的X射线。另外，与上述2次脉冲X射线的放射相同步，平面型X射线检测器4检测2片X射线拍摄像。另一方面，在X射线透视时，每隔开时间间隔Δt，持续放射脉冲X射线。另外，与上述脉冲X射线的放射相同步，连续地进行由平面型X射线检测器4进行的X射线透视像的检测。上述拍摄以及透视时的X射线脉冲间隔Δt的代表例子是33.3[ms]，而也能够取为66.6[ms]。
栅位置控制器1400与拍摄时以及透视时的上述脉冲X射线的放射相同步，变动X射线栅3的x轴方向的位置。另外，关于这时的变动量在后面叙述。
图15是用于说明在本发明的实施例3中，投影栅密度与平面型X射线检测器4的尼奎斯特频率的关系的图。在本实施例3的X射线检查装置中，使X射线透射像本身发生干涉条纹。因此，设定为使得投影栅密度fd接近于尼奎斯特频率fq的2倍的值。假设2fq与fd的差为f’b，则在X射线透射像中通过混淆产生频率f’b的干涉条纹成分702。
另外，在本实施例3中，把X射线栅3的栅密度取得117.5[条/cm]，把X射线发生点—栅距离d取为40[cm]，把X射线发生点—检测器距离D取为100[cm]。从而，根据(公式1)，投影栅密度fd成为47[条/cm]。另一方面，由于像素间隔Δd是200[μm]，因此尼奎斯特频率fq是25[条/cm]。根据上述，在X射线透射像中发生的干涉条纹的频率f’b成为3[条/cm]。
图16是用于说明在本发明实施例3中的X射线栅的微小变动的图。如上所述，在本实施例3的X射线检查装置中，沿着x轴方向在X射线脉冲间隔Δt之间使X射线栅3微小移动。而且，其移动量由构成X射线栅3的X射线吸收体材料21的周期Δh规定。
首先，在拍摄时，2次照射X射线脉冲，计测2片拍摄图像。这时栅位置控制器1400控制X射线栅3的位置，使得在2次拍摄之间，沿着x轴方向使X射线栅3的位置移动Δh/2。即，如果把第1次拍摄时的X射线栅的位置取为图16(A)，则第2次拍摄时的X射线栅的位置是图16(B)。
另一方面，在透视时，连续地发生X射线脉冲。因此栅位置控制器1400使X射线栅振动，使得每次发生X射线脉冲时，X射线栅3的位置成为图16(A)→(B)→(A)→(B)→…。
伴随着上述X射线栅3的位置变动，在X射线透射像中发生的干涉条纹的相位沿着x方向移动180度。从而，能够得到具有相位互差180度的干涉条纹的2片X射线透射像。使用这2片X射线透射像的差分图像抽取干涉条纹进行散射X射线修正的方法，由于与在实施例1中说明过的方法相同因此省略说明。另外，为了去除X射线透射像中的干涉条纹成分，可以生成上述2片X射线透射像的相加图像。根据该加法运算，能够使包含在X射线透射像中的干涉条纹相互抵销而被去除。散射X射线修正对于上述相加图像进行。
实施例4图17是用于说明本发明第4实施例的X射线检查装置的结构的图。本实施例4是在X射线CT中使用了在实施例1中说明过的基于间隔抽样的散射X射线修正方法。因此，由于X射线透射像获得后的散射X射线修正处理与实施例1中所示的方法相同因此省略说明，仅说明装置结构以及拍摄方法中的不同点。
本实施例4的X射线检查装置由X射线管1，X射线滤波器12，准直仪2，X射线栅3，X射线检测器4，被检测体6，床板7，旋转板1701，机架1700，监视器9，控制台10，图像存储器100，图像处理装置101，定标图像保存存储器102，散射X射线图像保存存储器103，图像再构成装置1702等构成。另外，上述各装置以及机构使用众所周知的装置和机构。
以下，把由X射线管1，X射线滤波器12，准直仪2，X射线栅3以及X射线检测器4构成的系统称为拍摄系统。拍摄系统固定在旋转板1701上，由未图示的已知的驱动马达旋转。另外，以下，把旋转板1701的旋转轴作为Z轴。另外，把以旋转中心O为原点的水平以及垂直方向的坐标轴分别作为X轴，Y轴。旋转板1701总体由机架1700支撑。
在图17中，X射线发生点20与旋转板1701的旋转中心O的距离是69[cm]，X射线发生点20与X射线栅3的输入面的距离是32[cm]，X射线发生点20与X射线检测器4的输入面的距离是107[cm]，以X射线检测器4的旋转中心O为中心的有效视野是直径48[cm]，开口部分1703的直径是70[cm]。旋转板1701的一次旋转的扫描所需要的时间的代表例是0.6秒。X射线检测器4是由陶瓷闪烁元件构成的固体检测器，XY平面方向的像素数是896像素，Z轴方向的像素数是64像素。上述各元件间的XY面方向以及Z轴方向的尺寸是1[mm]。另外，各元件配置在距X射线发生点S大致相等距离的圆弧上。旋转板1701一次旋转的拍摄片数的代表例是900片，在旋转板1701每次旋转0.4度时进行一次拍摄。
在拍摄时，用X射线检测器4拍摄的拍摄图像通过未图示的已知的集流环机构，顺序保存在图像存储器100中。记录在图像存储器100中的X射线透射像使用与在实施例1中说明过的方法相同的方法，进行了散射X射线修正以后，输入到图像再构成装置1702中。图像再构成装置1702使用众所周知的图像再构成算法，生成被检测体6的CT断层像，在监视器9上显示。
图18是用于说明本发明实施例4的X射线检查装置的X射线栅3以及X射线检测器4的位置关系的图。X射线栅3在以X射线发生点20为中心的圆弧上交互地配置X射线吸收材料以及X射线透射材料，形成缝隙。另外，上述缝隙配置在与Z轴平行的方向。在本X射线栅3的X射线吸收材料中使用铅，在X射线透射材料中使用纸，但是并不限定于这些材料，例如也可以用钨和铝等代替。X射线栅3的栅比是14∶1，栅密度是27[条/cm]，铅箔的厚度是100[μm]。另外，X射线栅3具有焦点，该焦点距离是40[cm]。X射线检测器的像素配置成以旋转面方向的位置为i，以旋转轴(Z轴)方向的位置为j的矩阵形。X射线栅3的缝隙投影到j方向，产生i轴方向的干涉条纹。
在本实施例4中，由于把栅密度fg取为70[条/cm]，把X射线发生点—栅距离d取为32[cm]，把X射线发生点—检测器距离D取为107[cm]，因此根据(公式1)，投影栅密度fd成为8[条/cm]。另一方面，由于像素间隔Δd是1[mm]，因此尼奎斯特频率fq是5[条/cm]。从而，混淆设定投影栅密度，其拍频是3[条/cm]。使用该干涉条纹成分波形，使用在实施例1中说明过的间隔抽样能够进行散射X射线修正。
以上，根据实施例1～4具体地说明了本发明。在作为现有的散射X射线修正方法的射栅比方法中，由于难以在物理上制作栅比(网格比)大的X射线栅，因此不能够完全去除散射X射线。作为一个例子，在使用栅密度60[条/cm]，栅比10∶1，铅箔的厚度50[μm]的X射线栅，进行了厚度30[cm]的水槽的X射线拍摄时(管电压120[kV])，检测出的散射X射线成分占X射线信号的比例(散射X射线成分比)大约是50％。
与此不同，如果使用本发明，则能够把散射X射线成分比抑制到大约5％左右，因此能够大幅度地改善X射线透射像的画质。另外，在现有的X射线栅方法中，由于在X射线检测器与被检测体之间配置X射线栅，因此存在着产生被检测体的无效曝光的问题。与此不同，在本发明中，由于在X射线源与被检测体之间配置X射线栅，因此能够消除上述无效曝光，与上述X射线栅方法相比较，能够把被检测体的曝光量减少30～40％。
本发明不限定于上述实施例1～4，在不脱离其宗旨的范围内能够进行种种变更，这是不言而喻的。
例如，在本实施例中作为X射线源使用了X射线管，然而也可以用放射光等代替。另外，在X射线以外的放射线，可见光，紫外线，红外线等中也能够应用本方法。进而，本发明除去X射线CT装置，X射线透视拍摄装置以外，还能够适用在X射线非破坏检查装置，X射线行李检查装置等中。
最后，基于本发明的X射线检查方法示出如下。
(1)本发明的X射线检查方法具有如下过程在产生X射线的X射线源与检查对象之间配置X射线栅，向上述检查对象照射上述X射线，用二维X射线检测器检测上述检查对象的透射像的过程；以隔开预定个数的像素的间隔的抽样频率，在排列上述X射线栅的X射线吸收体栅的方向上，从上述透射像的图像中抽取像素，求出分别形成具有仅按预定角度程度不同的相位的干涉条纹的2个抽取图像的过程；根据上述2个抽取图像之间的像素值的差分求出表示干涉条纹的振幅分布的振幅分布图像的过程；使用上述振幅分布图像求出表示包含在上述透射像的图像中的散射X射线成分的分布的散射X射线分布图像的过程；从上述透射像的图像的像素值减去上述散射X射线分布图像的像素值，从上述透射像的图像去除上述散射X射线成分的过程。
(2)在(1)的X射线检查方法中，具有如下过程从上述透射像的图像的像素值中，减去从上述存储器读出的上述推断图像的像素值与上述振幅分布图像的像素值之积，求出表示包含在上述透射像的图像中的散射X射线成分的分布的散射X射线分布图像的过程，其中，上述存储器存储着为了推断包含在上述透射像的图像中的直接X射线成分的分布而预先求出的推断图像；及从上述透射像的图像的像素值减去上述散射X射线分布图像的像素值的过程，并从上述透射像的图像去除上述散射X射线成分。
(3)在(2)的X射线检查方法中，作为上述X射线源使用X射线管，从上述存储器读出与检测上述透射像时的上述X射线管的管电压以及上述X射线栅的组合所对应的上述推断图像，并去除上述散射X射线成分。
(4)在(2)的X射线检查方法中，具有如下过程以隔开上述预定个数的像素的间隔的上述抽样频率，在排列上述X射线吸收体栅的方向上，在没有放置上述检查对象的状态下，从检测出的空间图像抽取像素，求出分别形成具有仅按上述预定角度程度不同的相位的干涉条纹的2个空间抽取图像的过程；根据上述2个空间抽取图像之间的像素值的差分求出表示干涉条纹的振幅分布的空间振幅分布图像的过程；求出把表示通过了上述空间图像的上述X射线栅的直接X射线成分的分布的空间分布图像的像素值对于上述空间振幅分布图像的像素值之比作为像素值而具备的上述推断图像的过程，并把上述推断图像存储在上述存储器中。
(5)在(2)的X射线检查方法中，具有如下过程作为X射线源使用X射线管，根据1个或多个管电压与1个或多个散射X射线去除率不同的上述X射线栅的组合，对于在没有放置上述检查对象的状态下检测出的1个或多个空间图像，以隔开上述预定个数的像素的间隔的上述抽样频率，在排列上述X射线吸收体栅的方向上，从上述空间图像中抽取像素，求出分别形成具有仅按上述预定角度程度不同的相位的干涉条纹的2个空间抽取图像的过程；根据上述2个空间抽取图像之间的像素值的差分求出表示干涉条纹的振幅分布的空间振幅分布图像的过程；求出把表示上述空间图像的通过了上述X射线栅的直接X射线成分的分布的空间分布图像的像素值对于上述空间振幅分布图像的像素值之比作为像素值而具备的上述推断图像的过程，存储对于上述各个空间图像的上述推断图像。
(6)在(2)的X射线检查方法中，上述预定的个数是1，2，3中的某一个。
(7)在(2)的X射线检查方法中，上述预定的角度是90度，120度，180度，240度，270度中的某一个。
(8)在(2)的X射线检查方法中，使用预先求出的相同的上述推断图像，从多个上述透射像的图像去除上述散射X射线成分。
(9)在(2)的X射线检查方法中，上述二维X射线检测器的检测面中的排列上述X射线吸收体栅的空间频率与上述抽样频率的差小于抽样频率。
(10)在(2)的X射线检查方法中，设定上述空间频率，或者/以及，设定配置上述X射线栅的位置，使得上述二维X射线检测器的检测面中的排列上述X射线吸收体栅的空间频率与上述二维X射线检测器的尼奎斯特频率的差小于上述尼奎斯特频率的一半的值。
(11)在(2)的X射线检查方法中，具有在排列上述X射线吸收体栅排列的方向上，从把上述透射像的像素相邻接的多个像素的像素值相加而得到的相加图像中，以隔开上述预定个数的像素的间隔的上述抽样频率抽取像素，求出上述抽取图像的过程。
(12)本发明的X射线检查方法具有如下过程在产生X射线的X射线源与检查对象之间配置X射线栅，向检查对象照射上述X射线，用二维X射线检测器检测上述检查对象的透射像的过程；在排列上述X射线栅的X射线吸收体栅的方向上，从上述透射像图像中抽取像素，求出分别形成具有仅按预定角度程度不同的相位的干涉条纹的2个抽取图像的过程；使用表示根据上述2个抽取图像求出的干涉条纹的振幅分布的振幅分布图像，求出表示包含在上述透射像图像中的散射X射线成分的分布的散射X射线分布图像的过程；从上述透射像的图像的像素值减去上述散射X射线分布图像的像素值，从上述透射像的图像去除上述散射X射线成分的过程。
(13)本发明的X射线检查方法具有如下过程在产生X射线的X射线源与检查对象之间配置X射线栅，向检查对象照射上述X射线，用二维X射线检测器检测上述检查对象的透射像的过程；以n为整数，并以上述二维X射线检测器的上述空间抽样频率的(1/n)的空间抽样频率，把上述透射像的图像的像素数据进行抽样，求出分别形成具有预定的反转相位的干涉条纹的2个抽取图像的过程；根据上述2个抽取图像之间的像素值的差分求出表示干涉条纹的振幅分布的振幅分布图像的过程；使用上述振幅分布图像求出表示包含在上述透射像的图像中的散射X射线成分的分布的散射X射线分布图像的过程；从上述透射像的图像的像素值减去上述散射X射线分布图像的像素值，从上述透射像的图像去除上述散射X射线成分的过程。
(14)在(13)的X射线检查方法中，n是2，3，4中的某一个。
(15)本发明的X射线检查方法特征在于具有如下过程通过在发生X射线的X射线源与检查对象之间配置的X射线栅，向上述检查对象照射上述X射线的过程；由X射线检测器检测通过上述X射线照射得到的上述检查对象的透射像的过程；根据在上述检查对象的透射像中发生的干涉条纹的振幅，抽取出包含在上述透射像中的散射X射线成分并且进行去除的过程。
另外，以上的X射线检查方法当然能够适用于检查对象为人体的医用的X射线检查方法，以及除去人体以外以一般的检查对象为对象的行李检查方法等的非破坏检查方法。
如果依据本发明，则由于根据干涉条纹的振幅直接抽取包含在X射线透射像中的散射X射线成分以后进行清除，因此能够进行高精度的散射X射线修正。另外，由于把X射线栅配置在X射线源与被检测体之间，因此能够消除被检测体的无效曝光，能够抑制被曝光量。
权利要求
1.一种X射线检查装置，其特征在于具有产生X射线的X射线源；向检查对象照射上述X射线，检测上述检查对象的透射像的二维X射线检测器；配置在上述X射线源与上述检查对象之间的X射线栅；进行上述二维X射线检测器的输出的运算处理的运算处理装置，上述运算处理装置进行如下运算，即，以隔开预定个数的像素的间隔的抽样频率，在排列上述X射线栅的X射线吸收体栅的方向上，从上述透射像的图像中抽取像素，求出分别形成具有仅按预定角度程度不同的相位的干涉条纹的2个抽取图像的运算；根据上述2个抽取图像之间的像素值的差分求出表示干涉条纹的振幅分布的振幅分布图像的运算；使用上述振幅分布图像求出表示包含在上述透射像的图像中的散射X射线成分的分布的散射X射线分布图像的运算；从上述透射像的图像的像素值减去上述散射X射线分布图像的像素值，从上述透射像的图像去除上述散射X射线成分的运算。
2.根据权利要求1所述的X射线检查装置，其特征在于具有存储器，用于存储为了抽取包含在上述透射像的图像中的直接X射线成分的分布而预先求出的定标图像，上述运算处理装置进行如下运算，即，从上述透射像的图像的像素值中，减去从上述存储器读出的上述定标图像的像素值与上述振幅分布图像的像素值之积，求出表示包含在上述透射像的图像中的散射X射线成分的分布的散射X射线分布图像的运算；从上述透射像的图像的像素值减去上述散射X射线分布图像的像素值的运算，并从上述透射像的图像去除上述散射X射线成分。
3.根据权利要求2所述的X射线检查装置，其特征在于作为上述X射线源使用X射线管，上述运算处理装置进行如下运算，即从上述存储器读出与检测上述透射像时的上述X射线管的管电压以及上述X射线栅的组合所对应的上述定标图像，并去除上述散射X射线成分的运算。
4.根据权利要求2所述的时X射线检查装置，其特征在于上述运算处理装置进行如下运算，即，以隔开上述预定个数的像素的间隔的上述抽样频率，在排列上述X射线吸收体栅的方向上，从没有放置上述检查对象的状态下从检测出的空间图像中抽取像素，求出分别形成具有仅按上述预定角度程度不同的相位的干涉条纹的2个空间抽取图像的运算；根据上述2个空间抽取图像之间的像素值的差分求出表示干涉条纹的振幅分布的空间振幅分布图像的运算；求出把表示通过了上述空间图像的上述X射线栅的直接X射线成分的分布的空间分布图像的像素值对于上述空间振幅分布图像的像素值之比作为像素值而具备的上述定标图像的运算，并把上述定标图像存储在上述存储器中。
5.根据权利要求2所述的X射线检查装置，其特征在于上述运算处理装置对于上述各个空间图像进行以下的运算，即，作为X射线源使用X射线管，根据1个或多个管电压与1个或多个散射X射线成分去除率不同的上述X射线栅的组合，对于没有放置上述检查对象的状态下检测出的1个或多个空间图像，以隔开上述预定个数的像素的间隔的上述抽样频率，在排列上述X射线吸收体栅的方向上，从上述空间图像中抽取像素，求出分别形成具有仅按上述预定角度程度不同的相位的干涉条纹的2个空间抽取图像的运算；根据上述2个空间抽取图像之间的像素值的差分求出表示干涉条纹的振幅分布的空间振幅分布图像的运算；求出把表示上述空间图像的通过了上述X射线栅的直接X射线成分的分布的空间分布图像的像素值对于上述空间振幅分布图像的像素值之比作为像素值而具备的上述定标图像的运算，并且具有存储对于上述各个空间图像的上述定标图像的存储器。
6.根据权利要求2所述的X射线检查装置，其特征在于上述运算处理装置使用预先求出的相同的上述散射X射线分布图像，进行从多个上述透射像的图像去除上述散射X射线成分的运算。
7.根据权利要求2所述的X射线检查装置，其特征在于上述二维X射线检测器的检测面中的排列上述X射线吸收体栅的空间频率与上述二维X射线检测器的尼奎斯特频率的差小于上述尼奎斯特频率的一半的值。
8.根据权利要求2所述的X射线检查装置，其特征在于设定上述空间频率、或者/以及、设定配置上述X射线栅的位置，使得上述二维X射线检测器的检测面中的排列上述X射线吸收体栅的空间频率与上述二维X射线检测器的尼奎斯特频率的差小于上述尼奎斯特频率的一半的值。
9.根据权利要求2所述的X射线检查装置，其特征在于上述运算处理装置进行如下运算，即，在排列上述X射线吸收体栅的方向上，从把上述透射像的像素的相邻接的多个像素的像素值相加而得到的相加图像中，以隔开上述预定个数的像素的间隔的上述抽样频率抽取像素，求出上述抽取图像的运算。
10.一种X射线检查装置，其特征在于具有产生X射线的X射线源；向检查对象照射上述X射线，检测上述检查对象的透射像的二维X射线检测器；配置在上述X射线源与上述检查对象之间的X射线栅；进行上述二维X射线检测器的输出的运算处理的运算处理装置，上述运算处理装置进行如下运算，即，在排列上述X射线栅的X射线吸收体栅的方向上，从上述透射像图像中抽取像素，求出分别形成具有仅按预定角度程度不同的相位的干涉条纹的2个抽取图像的运算；使用表示根据上述2个抽取图像求出的干涉条纹的振幅分布的振幅分布图像，求出表示包含在上述透射像图像中的散射X射线成分的分布的散射X射线分布图像的运算；从上述透射像的图像的像素值减去上述散射X射线分布图像的像素值，从上述透射像的图像去除上述散射X射线成分的运算。
11.一种X射线检查装置，其特征在于具有产生X射线的X射线源；向检查对象照射上述X射线，以预先设定的空间抽样频率检测上述检查对象的透射像的二维X射线检测器；配置在上述X射线源与上述检查对象之间的X射线栅；进行上述二维X射线检测器的输出的运算处理的运算处理装置，上述运算处理装置进行如下运算，即，以n为整数，并以上述二维X射线检测器的上述空间抽样频率的(1/n)的空间抽样频率，把上述透射像的图像的像素数据进行抽样，求出分别形成具有预定的反转相位的干涉条纹的2个抽取图像的运算；根据上述2个抽取图像之间的像素值的差分求出表示干涉条纹的振幅分布的振幅分布图像的运算；使用上述振幅分布图像求出表示包含在上述透射像的图像中的散射X射线成分的分布的散射X射线分布图像的运算；从上述透射像的图像的像素值减去上述散射X射线分布图像的像素值，从上述透射像的图像去除上述散射X射线成分的运算。
12.根据权利要求11所述的X射线检查装置，其特征在于n是2、3、4中的某一个。
13.一种X射线检查装置，其特征在于具有产生X射线的X射线源；向检查对象照射上述X射线，检测上述检查对象的透射像的二维X射线检测器；支撑上述检查对象的检查对象支撑装置；进行上述二维X射线检测器的输出的运算处理的运算处理装置，上述检查对象配置在上述检查对象支撑装置的上面，在上述检查对象支撑装置的下面配置上述X射线源，在上述X射线源与上述检查对象支撑装置的下面之间配置X射线栅。
14.一种X射线检查装置，其特征在于具有产生X射线的X射线源；向上述检查对象照射上述X射线，检测上述检查对象的透射像的二维X射线检测器；使由上述X射线源和上述二维X射线检测器的对构成的拍摄系统在上述检查对象的周围旋转的拍摄系统旋转装置；进行上述二维检测器的输出的的运算处理的运算处理装置，在上述X射线源与上述检查对象之间配置X射线栅，上述拍摄系统旋转装置在使对于上述拍摄系统的上述X射线栅的位置大致保持恒定的状态下使上述拍摄系统旋转，对于上述检查对象从多个方向进行多片X射线透射像的拍摄，生成并显示上述检查对象的X射线断层像。
15.一种X射线检查装置，其特征在于具有发生X射线的X射线源；向检查对象照射上述X射线，检测上述检查对象的透射像的X射线检测器；配置在上述X射线源与上述检查对象之间的X射线栅，且构成为根据在上述检查对象的透射像中产生的干涉条纹的振幅抽取包含在上述透射像中的散射X射线成分并且进行清除。
全文摘要
在X射线检查装置中，去除包含在X射线图像中的散射X射线成分，得到高质量的X射线图像，在作为X射线源的X射线管(1)与被检查体(6)之间配置X射线栅(3)，构成为根据这时在X射线图像中产生的干涉条纹的振幅计算包含在X射线图像中的散射X射线成分并且进行去除，能够以较少的曝光线量，得到高品质的X射线拍摄像，X射线透视像，X射线CT像等。
文档编号G01N23/02GK1393205SQ0212216
公开日2003年1月29日 申请日期2002年5月31日 优先权日2001年7月3日
发明者植木広则, 冈岛健一 申请人:株式会社日立医药