[发明专利]放射线摄影装置、方法和程序

说明书

技术领域

本发明涉及用于获取多个放射源位置处的多个图像来实现例如层析摄影(tomosynthesis imaging)以生成层析图像的放射线摄影装置、方法和程序。

背景技术

近年来，已经提出了针对X射线摄影装置的层析摄影以更加精密地观察身体的患病部位。在层析摄影中，通过移动X射线管从不同角度向被摄体施加X射线来执行摄影操作，由此通过将所得到的图像相加来提供强调了期望的断层的图像。在层析摄影中，取决于摄影装置的特性以及需要的层析图像，X射线管可以与X射线检测器平行地移动或者可以做圆形或椭圆形移动，以获得从不同辐射角度拍摄的被摄体图像，并且重建这些图像以生成层析图像。

在执行这种层析摄影的情形下，有必要将通过摄影操作得到的图像对准以重建图像。为此，已经提出了下面这种技术，该技术包括通过按照摄影操作的次数(摄影次数)对X射线管的移动范围进行等分来计算X射线管在摄影操作期间的位置(此后将其称为“辐射源位置”)并且使用计算出的辐射源位置的信息来重建图像。

但是，由于受到摄影期间的振动、机械偏差等的影响，该技术难以将X射线管精确地移动到计算出的辐射源位置，因此摄影期间的辐射源位置偏离了计算出的辐射源位置。由于这种偏移，不能实现对象投影位置的精确对准，导致层析图像的图像质量劣化。

因此，在实践中，在层析摄影期间将标记物放置在被摄体上或载置被摄体的摄影台上，并且对标记物以及被摄体一起进行摄影以获得包含标记物图像的图像(参见日本特开2005-021345、2005-021675和10(1998)-295680，此后将它们称为专利文献1至3)。根据专利文献1至3中公开的技术，通过利用包含标记物的人体模型的位置信息来计算每一幅图像的精确辐射源位置，并且利用计算出的辐射源位置来重建图像以消除辐射源位置的偏移所带来的影响。此外，已经提出了一种在考虑到包含多个标记物在内的支撑物的位置偏移的同时估计支撑物位置和摄影位置的偏移参数的技术(参见日本特开2003-024321，此后将其称为专利文献4)。

另一方面，已经提出了这样一种校正多个图像之间的位置偏移的技术(参见美国专利No.6960020，此后将其称为专利文献5)，该技术并不使用标记物位置信息，而是利用图像之间的标记物图像的位置移动。现在对专利文献5中公开的技术进行描述。

图9用于说明在专利文献5公开的技术中如何实现对准。在图9中，将与X射线管的移动路径平行的方向表示为x方向，将与X射线管移动路径垂直的方向表示为z方向，并且将与图中平面垂直的方向表示为y方向。如图9所示，当X射线管被移动了量Δxs后从辐射源位置S11移动至辐射源位置S12时，置于摄影台上板104上的标记物M0的标记物图像移动了量Δxm，并且被摄体102中的作为重建对象的对象T0的投影位置移动了量Δxt。这里，假定在X射线管和检测器114的检测面之间的距离(即，辐射源距离)是sz，检测器114的检测面和对象T0所在的平面之间的距离是tz，并且检测器114的检测面与摄影台上板104的顶面之间的距离是mz，于是，通过使用标记物图像的移动量Δxm、辐射源距离sz和距离mz，由下面的方程式(1)表示辐射源位置的移动量Δxs：

Δxs＝Δxm×(sz-mz)/mz    (1)

此外，通过使用辐射源位置的移动量Δxs、辐射源距离sz和距离tz，由下面的方程式(2)表示对象的投影位置的移动量Δxt：

Δxt＝Δxs×tz/(sz-tz)(2)

根据方程式(1)和(2)，通过使用标记物图像的移动量Δxm、辐射源距离sz、距离mz和距离tz，由下面的方程式(3)表示对象的投影位置的移动量Δxt：

Δxt＝Δxm×(tz/mz)×(sz-mz)/(sz-tz)(3)

通过按照这种方式计算对象的每一个投影位置的移动量Δxt，可以实现图像中的对象的投影位置的对准以重建层析图像。

但是，在专利文献1至3中公开的技术使用标记物位置作为已知信息来计算辐射源位置。因此，为了发现精确的辐射源位置，需要精确制作包含有标记物的人体模型，其中，标记物被精确地置于人体模型的预定位置处。尽管可以通过将标记物固定在固定装置上来获取标记物的精确位置信息，但是由于这种固定装置在一定程度上很大，因此不适于拍摄不同的被摄体。此外，使用标记物固定装置限制了标记物的位置，因此，如果在摄影期间使用辐射场孔径的情形下，可能不能将标记物设置在辐射场内。另一方面，在专利文献4中公开的技术使用支撑物中的标记物的相对位置作为已知信息，因此必须将标记物精确地设置在支撑物中。