JP5090247B2 - 放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影方法 - Google Patents

Description

本発明は、放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影方法に係り、特に、放射線を被写体に向けて照射する放射線源の前記被写体を隔てた反対側に設けられ、前記放射線源から射出されて前記被写体を透過した放射線を検出することにより当該被写体の放射線画像を撮像する撮像手段を用いて放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影方法に関する。

近年、高齢化社会の進行に伴い、関節、脊椎などの整形外科疾患の患者数が増大している。

これらの整形外科疾患の診断のためにＸ線撮影が行われるのが一般的であるが、正確な診断や治療計画を立案するために、撮影された画像上で関節列隙などの各部位の正確な寸法を把握することが必要となる場合が多い。

ところが、通常のＸ線撮影では、Ｘ線を放射する線源と、撮影対象とされる被写体と、当該線源から放射されて当該被写体を透過したＸ線を検出することにより撮像するＸ線検出器との位置関係によって、Ｘ線検出器によって得られる画像は、当該Ｘ線検出器の受像面における線源との水平方向に対する距離が長くなるほど大きな拡大率とされた拡大画像となってしまう。

このため、関節列隙などの各部位の寸法の計測が必要なＸ線撮影を行う場合、一般的には線源とＸ線検出器の受像面との垂直方向に対する距離（以下、「ＳＩＤ」（Source Image Distance）ともいう。）を一定にし、拡大率も１．１倍などの固定値を想定して運用されていることが多い。しかしながら、この場合、ＳＩＤを固定することに伴うシステム使用上の制限や、撮影毎にＳＩＤの測定及び調整を行うことによる煩雑さが生じ、さらには撮影された画像内の拡大率の差から上記計測を正確に行うことが極めて困難であった。

その一方で、整形外科分野におけるＸ線撮影画像においては、骨梁などの骨部分の微細構造の観察が重要であり、Ｘ線が被写体を透過した際に発生する散乱線の影響が少ないことが望まれている。

以上のことから、ＳＩＤを厳密に調整することなく、簡易かつ正確に上記拡大率の差に対する補正が行え、さらには散乱線の少ない放射線画像を得ることは、特に整形外科領域での要求が大きい。

これらの要望に応えるために適用し得る技術として、特許文献１には、線源、スロット走査機構、及びＸ線を検出するフラット・パネル検出器（以下、「ＦＰＤ」（Flat Panel Detector）ともいう。）を有し、スロット走査に対応したＦＰＤ上のＸ線入射部分のデータを利用することにより、散乱線の影響を低減したシステムが開示されている。

また、特許文献２には、放射線検出器を、線源位置を中心とした略球面状にすることにより、ＳＩＤがＦＰＤ中央部と周辺部で異なることから発生する画像の歪みを低減するシステムが開示されている。

さらに、特許文献３には、線源を中心とした球面を仮想的に想定し、放射線検出器で検出した画像データを当該仮想球面上に投影した補正を行ってボリューム・データを得るシステムが開示されている。
特開２００６−１４２００９号公報 特開２０００−２１０２７４号公報 特開２０００−２６２５０７号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されている技術は、上記拡大率の差については考慮されておらず、当該拡大率の差を補正することができない、という問題点があった。

また、上記特許文献２に開示されている技術は、ＳＩＤを厳密に調整し、固定する必要があることに加え、放射線検出器を複雑な形状にする必要があり、手間がかかる、という問題点があった。

さらに、上記特許文献３に開示されている技術においても、上記特許文献２に開示されている技術と同様にＳＩＤの調整及び固定が必要であり、手間がかかる、という問題点があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、ＳＩＤの厳密な調整を行うことなく、放射線画像の拡大率の差に対する補正を容易に行うことのできる放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の放射線画像撮影装置は、放射線を被写体に向けて照射する放射線源の前記被写体を隔てた反対側に設けられ、前記放射線源から射出されて前記被写体を透過した放射線を検出することにより当該被写体の放射線画像を撮像する撮像手段と、前記放射線源と前記撮像手段との間に設けられ、前記放射線を透過する長尺状の透過部を有し、前記放射線が前記被写体を透過した際に発生する当該放射線の散乱成分を除去する散乱成分除去板と、前記撮像手段の受像面に平行で、かつ前記透過部の長手方向に直交する第１の方向における前記放射線源と前記透過部との間の第１の距離、前記受像面に垂直な第２の方向における前記被写体と前記受像面との間の第２の距離、前記第２の方向における前記透過部と前記受像面との間の第３の距離、及び前記第１の方向における前記放射線源と前記透過部を透過して前記撮像手段により撮像された放射線画像との間の第４の距離を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された第１の距離、第２の距離、第３の距離、及び第４の距離に基づいて、前記放射線画像の前記第１の方向に対する位置の補正を行う補正手段と、を備えている。

本発明の放射線画像撮影装置によれば、放射線を被写体に向けて照射する放射線源の前記被写体を隔てた反対側に設けられた撮像手段により、前記放射線源から射出されて前記被写体を透過した放射線が検出されることにより当該被写体の放射線画像が撮像される。

また、本発明では、前記放射線源と前記撮像手段との間に設けられ、前記放射線を透過する長尺状の透過部を有する散乱成分除去板により、前記放射線が前記被写体を透過した際に発生する当該放射線の散乱成分が除去される。

ここで、本発明では、前記撮像手段の受像面に平行で、かつ前記透過部の長手方向に直交する第１の方向における前記放射線源と前記透過部との間の第１の距離、前記受像面に垂直な第２の方向における前記被写体と前記受像面との間の第２の距離、前記第２の方向における前記透過部と前記受像面との間の第３の距離、及び前記第１の方向における前記放射線源と前記透過部を透過して前記撮像手段により撮像された放射線画像との間の第４の距離が取得手段によって取得される。

そして、本発明では、補正手段により、前記取得手段により取得された第１の距離、第２の距離、第３の距離、及び第４の距離に基づいて、前記放射線画像の前記第１の方向に対する位置の補正が行われる。

このように、本発明の放射線画像撮影装置では、撮像手段の受像面に平行で、かつ散乱成分除去板の透過部の長手方向に直交する第１の方向における放射線源と前記透過部との間の第１の距離、前記受像面に垂直な第２の方向における被写体と前記受像面との間の第２の距離、前記第２の方向における前記透過部と前記受像面との間の第３の距離、及び前記第１の方向における放射線源と前記透過部を透過して撮像手段により撮像された放射線画像との間の第４の距離に基づいて、放射線画像の前記第１の方向に対する位置の補正を行っているので、ＳＩＤの厳密な調整を行うことなく、放射線画像の拡大率の差に対する補正を容易に行うことができる。

なお、前記補正手段は、前記第１の距離をｂとし、前記第２の距離をｄとし、前記第３の距離をｅとし、前記第４の距離をｃとして、次の演算式により、前記放射線源と前記放射線画像との間の前記第１の方向に対する補正後の第５の距離ａを算出し、算出した距離ａの位置に前記放射線画像を位置させることにより前記補正を行ってもよい。

また、前記第１の距離、前記第３の距離、及び前記第４の距離に基づいて、前記第２の方向における前記放射線源と前記撮像手段の受像面との間の第６の距離を導出する導出手段をさらに備え、前記補正手段は、前記導出手段によって導出された第６の距離に基づいて、前記放射線画像の前記受像面に平行で、かつ前記透過部の長手方向である第３の方向に対する位置の補正をさらに行ってもよい。

また、前記導出手段は、前記第１の距離をｂとし、前記第３の距離をｅとし、前記第４の距離をｃとして、次の演算式により前記第６の距離ｆを算出することにより導出し、

前記補正手段は、前記第２の距離をｄとし、前記放射線源と前記放射線画像との間の前記第３の方向に対する第７の距離をｙとして、次の演算式により、前記放射線源と前記放射線画像との間の前記第３の方向に対する補正後の第８の距離ｘを算出し、算出した距離ｘの位置に前記放射線画像を位置させることにより前記放射線画像の前記第３の方向に対する位置の補正を行ってもよい。

また、前記被写体の前記第２の方向に対する中心位置を取得する第２の取得手段をさらに備え、前記取得手段は、前記被写体の前記第２の方向に対する位置として前記第２の取得手段によって取得された中心位置を適用してもよい。

また、前記散乱成分除去板は、前記透過部がスリットとされたスリット板であってもよく、前記透過部が前記放射線の吸収率が所定率未満であるものとされ、当該透過部と前記放射線の吸収率が前記所定率以上である吸収部とが交互に設けられたグリッド板であってもよい。

また、前記第１の距離、前記第２の距離、及び前記第３の距離が予め記憶された記憶手段をさらに備え、前記取得手段は、前記記憶手段から読み出すことにより前記第１の距離、前記第２の距離、及び前記第３の距離を取得してもよい。なお、上記記憶手段には、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）、フラッシュＥＥＰＲＯＭ（Flash EEPROM）等の半導体記憶素子、ＳＤメモリーカード（登録商標）、フレキシブル・ディスク等の可搬記録媒体やハードディスク等の固定記録媒体、或いはネットワークに接続されたサーバ・コンピュータ等に設けられた外部記憶装置が含まれる。

さらに、前記撮像手段により前記放射線画像を撮像する際に前記散乱成分除去板を前記第１の方向に移動させる移動手段をさらに備えてもよい。

一方、上記目的を達成するために、本発明の放射線画像撮影方法は、放射線を被写体に向けて照射する放射線源の前記被写体を隔てた反対側に設けられた撮像手段により、前記放射線源から射出されて前記被写体を透過すると共に、前記放射線源と前記撮像手段との間に設けられた、前記放射線を透過する長尺状の透過部を有する散乱成分除去板により、前記放射線が前記被写体を透過した際に発生する当該放射線の散乱成分が除去された放射線を検出することにより当該被写体の放射線画像を撮像する撮像工程と、前記撮像手段の受像面に平行で、かつ前記透過部の長手方向に直交する第１の方向における前記放射線源と前記透過部との間の第１の距離、前記受像面に垂直な第２の方向における前記被写体と前記受像面との間の第２の距離、前記第２の方向における前記透過部と前記受像面との間の第３の距離、及び前記第１の方向における前記放射線源と前記透過部を透過して前記撮像手段により撮像された放射線画像との間の第４の距離を取得する取得工程と、前記取得工程により取得された第１の距離、第２の距離、第３の距離、及び第４の距離に基づいて、前記放射線画像の前記第１の方向に対する位置の補正を行う補正工程と、を有するものである。

従って、本発明の放射線画像撮影方法では、本発明の放射線画像撮影装置と同様に作用するので、当該放射線画像撮影装置と同様に、ＳＩＤの厳密な調整を行うことなく、放射線画像の拡大率の差に対する補正を容易に行うことができる。

このように、本発明によれば、ＳＩＤの厳密な調整を行うことなく、放射線画像の拡大率の差に対する補正を容易に行うことができる、という優れた効果を有する。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下では、本発明を、Ｘ線による放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置に適用した場合について説明する。

図１には、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０の概略構成が示されている。

同図に示すように、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０は、被写体１２に対してＸ線１５を放射する管球１４と、被写体１２が載置される撮影テーブル１８と、被写体１２に対して管球１４の反対側に受像面が対向するように設けられ、当該受像面で受像されたＸ線を直接デジタルデータに変換するＸ線検出素子（ＦＰＤ）２０と、管球１４と被写体１２との間に設けられ、Ｘ線が被写体１２を透過した際に発生する当該Ｘ線の散乱成分を除去すると共に、Ｘ線の被写体１２に対する照射領域を必要最小限とするスリット板１６と、を備えている。

図２に示すように、本実施の形態に係るスリット板１６は、平面視長尺状のスリット１６ａが設けられた、Ｘ線を通過させない一種類または複数種類の材料（例えば、鉛、鋼、タングステン等）の組み合わせにより構成された板状部材１６ｂにより形成されている。

本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０では、放射線画像の撮影を行う際に、図１に示すように、管球１４からＸ線１５をスリット板１６に向けて放射させると共に、スリット板１６をＸ線検出素子２０の受像面に平行で、かつスリット１６ａの長手方向（以下、「スリット幅方向」という。）に直交する方向（以下、「スリット走査方向」という。）に移動させることにより被写体１２を走査して、Ｘ線検出素子２０により放射線画像を撮影するものとされている。このため、放射線画像撮影装置１０には、管球１４をＸ線１５がスリット板１６に照射されるように所定角度範囲内で回転させると共に、スリット板１６をスリット走査方向に移動させるための図示しない機構（以下、「スリット走査機構」という。）が備えられている。

なお、前述したように、スリット板１６はＸ線の散乱成分を除去する役割に加えて、Ｘ線の被写体１２に対する照射領域を必要最小限とするためのものであるため、スリット板１６は、管球１４から放射されたＸ線が外周部からはみ出さないものとして予め定められた大きさのものとされている。

管球１４から放射されたＸ線１５は、スリット走査方向に移動されているスリット板１６のスリット１６ａを通過し、さらに被写体１２を透過してＸ線検出素子２０に到達する。Ｘ線検出素子２０は、受像面にＸ線に対して感度を有する複数のセンサ部が２次元状に設けられ、当該受像面で受像された放射線画像を撮像する。

図３には、本実施の形態に係るＸ線検出素子２０の詳細な構成の一例が示されている。

同図に示すように、Ｘ線検出素子２０は、Ｘ線に対して感度を有し、照射されたＸ線の線量に応じた電荷を蓄積するセンサ部２２と、センサ部２２に蓄積された電荷を読み出すためのＴＦＴ（Thin film transistor）スイッチ２４と、を含んで構成される画素が２次元状に複数設けられている。

また、Ｘ線検出素子２０には、上記ＴＦＴスイッチ２４をオン（ＯＮ）／オフ（ＯＦＦ）するための複数の走査配線２６と、上記センサ部２２に蓄積された電荷を読み出すための複数の信号配線２８と、が互いに交差して設けられている。

各信号配線２８には、当該信号配線２８に接続された何れかのＴＦＴスイッチ２４がＯＮされることによりセンサ部２２に蓄積された電荷量に応じた電気信号が流れる。各信号配線２８には、各信号配線２８に流れ出した電気信号を検出する信号検出回路３０が接続されており、各走査配線２６には、各走査配線２６にＴＦＴスイッチ２４をＯＮ／ＯＦＦするための制御信号を出力するスキャン信号制御装置３２が接続されている。

信号検出回路３０は、各信号配線２８毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路を内蔵している。信号検出回路３０では、各信号配線２８より入力される電気信号を増幅回路により増幅して検出することにより、画像を構成する各画素の情報（画素値）として、各センサ部２２に蓄積された電荷量を検出する。

この信号検出回路３０及びスキャン信号制御装置３２には、信号検出回路３０において検出された電気信号に所定の処理を施すとともに、信号検出回路３０に対して信号検出のタイミングを示す制御信号を出力し、スキャン信号制御装置３２に対してスキャン信号の出力のタイミングを示す制御信号を出力する信号処理装置３４が接続されている。

管球１４から発せられたＸ線１５は被写体１２を透過する際に一部が散乱するが、スリット板１６のスリット１６ａによって被写体１２に入射されるＸ線１５の範囲が撮影に必要な最小限の範囲に制限されるため、この結果として、Ｘ線検出素子２０には散乱Ｘ線の成分が少ない鮮明な放射線画像が記録される。また、このように被写体１２に入射されるＸ線の範囲が撮影に必要な最小限の範囲に制限されるため、被写体１２によるＸ線の被爆量を最小限に抑えることができる。

なお、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０では、スリット１６ａの長手方向が走査配線２６の敷設方向となるようにスリット板１６及びＸ線検出素子２０が配置されている。

図４には、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０の動作を制御する制御部５０の構成が示されている。

同図に示すように、制御部５０は、放射線画像撮影装置１０全体の動作を司るＣＰＵ（中央処理装置）５２と、ＣＰＵ５２による各種処理プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）５４と、各種制御プログラムや各種処理プログラム、各種パラメータ等が予め記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）５６と、各種情報を記憶するＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）５８と、信号処理装置３４を制御することによりＸ線検出素子２０による撮像動作を制御する検出素子制御部６０と、管球１４によるＸ線の放射方向の制御、及び管球１４への電力供給の制御を行うことにより、管球１４からのＸ線の放射を制御する線源制御部６２と、表示部を有すると共に指示操作を受け付ける操作パネル６４の制御を行う操作パネル制御部６６と、を備えている。

ＣＰＵ５２、ＲＡＭ５４、ＲＯＭ５６、ＨＤＤ５８、検出素子制御部６０、線源制御部６２及び操作パネル制御部６６は、システムバスＢＵＳを介して相互に接続されている。

従って、ＣＰＵ５２は、ＲＡＭ５４、ＲＯＭ５６、及びＨＤＤ５８に対するアクセスと、検出素子制御部６０を介したＸ線検出素子２０の撮影動作の制御と、線源制御部６２を介した管球１４からのＸ線の放射の制御と、操作パネル制御部６６を介した操作パネル６４の制御と、を各々行うことができる。

本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０では、一例として図５に示されるように、Ｘ線検出素子２０の受像面に平行で、かつスリット板１６のスリット１６ａの長手方向に直交する第１の方向における管球１４とスリット１６ａとの間の第１の距離ｂ、上記受像面に垂直な第２の方向における被写体１２と上記受像面との間の第２の距離ｄ、上記第２の方向におけるスリット１６ａと上記受像面との間の第３の距離ｅ、及び上記第１の方向における管球１４とスリット１６ａを透過してＸ線検出素子２０により撮像された放射線画像との間の第４の距離ｃに基づいて、放射線画像の上記第１の方向に対する位置の補正を行う。

ここで、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０では、上記第１の距離ｂ、第２の距離ｄ、第３の距離ｅ、及び第４の距離ｃを用いて、次の（１）式により、管球１４と上記放射線画像との間の上記第１の方向に対する補正後の第５の距離ａを算出し、算出した距離ａの位置に前記放射線画像を位置させることにより前記補正を行う。

また、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０では、上記第１の距離ｂ、第３の距離ｅ、及び第４の距離ｃに基づいて、上記第２の方向における管球１４とＸ線検出素子２０の受像面との間の第６の距離ｆを導出し、導出した第６の距離ｆに基づいて、上記放射線画像の上記受像面に平行で、かつスリット１６ａの長手方向である第３の方向に対する位置の補正をさらに行う。

ここで、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０では、次の（２）式により上記第６の距離ｆを算出することにより導出する。

そして、放射線画像撮影装置１０では、管球１４と上記放射線画像との間の上記第３の方向に対する第７の距離ｙを用いて、次の（３）式により、管球１４と上記放射線画像との間の上記第３の方向に対する補正後の第８の距離ｘを算出し、算出した距離ｘの位置に上記放射線画像を位置させることにより当該放射線画像の上記第３の方向に対する位置の補正を行う。

このため、ＲＯＭ５６の所定領域には、放射線画像撮影装置１０における距離ｂ及び距離ｅと、撮影テーブル１８の上面とＸ線検出素子２０の受像面との間の上記第２の方向に対する第９の距離ｇの各距離を示す値が予め記憶されている。

なお、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０では、上記放射線画像の補正を精度よく行うため、被写体１２の体格に応じた当該被写体１２の上記第２の方向に対する中心位置を適用するべく、撮影テーブル１８の上面から当該中心位置までの上記第２の方向に対する第１０の距離ｈを特定し、当該第１０の距離ｈを上記第９の距離ｇに加算することにより上記第２の距離ｄを導出するようにしている。

本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０では、被写体１２を、大人の男性、子供の男性、大人の女性、及び子供の女性の４種類に区分し、各区分別に上記第１０の距離ｈを適用している。このため、ＲＯＭ５６の所定領域には、これらの各区分別の第１０の距離ｈを示す情報も予め記憶されている。

なお、上記第４の距離ｃ及び第７の距離ｙは、スリット１６ａを透過してＸ線検出素子２０により撮像された補正対象とする放射線画像の管球１４との間の距離であるため、当該放射線画像を撮像したＸ線検出素子２０のセンサ部２２の位置から一意に特定することができる。

次に、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０の作用を説明する。

放射線画像の撮影を行う場合、検査技師は、被写体１２を撮影テーブル１８の上に横たわらせ、放射線画像撮影装置１０に対し、操作パネル６４を介して撮影を指示する所定の指示操作を行う。

放射線画像撮影装置１０は、撮影を指示する所定の指示操作が行われると画像撮影処理を実行する。

以下、図６を参照して、画像撮影処理を実行する際の放射線画像撮影装置１０の作用を説明する。なお、図６は、当該画像撮影処理を実行する際に放射線画像撮影装置１０のＣＰＵ５２によって実行される画像撮影処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムはＲＯＭ５６の所定領域に予め記憶されている。

同図のステップ１００では、スリット板１６を、撮影を行う際の初期位置として予め定められたホーム・ポジションに移動させると共に、管球１４の回転角度を、ホーム・ポジションに移動されたスリット板１６に向けてＸ線を放射する角度として予め定められた角度に設定する初期設定を行う。

次のステップ１０２では、予め定められた被写体情報入力画面を操作パネル６４に設けられた表示部により表示させるように制御し、次のステップ１０４にて、操作パネル６４を介した所定情報の入力待ちを行う。

図７には、上記ステップ１０２の処理によって操作パネル６４の表示部６４ａによって表示される被写体情報入力画面の表示状態例が示されている。

同図に示されるように、本実施の形態に係る被写体情報入力画面では、撮影対象者（被写体１２）に関する情報の指定を促すメッセージと、指定可能な情報として予め定められた種類の情報（ここでは、「大人」，「子供」，「男性」，「女性」の４種類の情報。）が表示される。同図に示される被写体情報入力画面が操作パネル６４の表示部６４ａにより表示されると、検査技師は、被写体１２に対応する情報を指定し、その後に当該画面の最下に表示されている終了ボタンを指定する。これに応じて、上記ステップ１０４が肯定判定となってステップ１０６に移行する。

ステップ１０６では、上記被写体情報入力画面上で指定された情報に対応する第１０の距離ｈをＲＯＭ５６から読み出すことにより当該第１０の距離ｈを特定し、次のステップ１０８にて、所定の速度による管球１４の回転及びスリット板１６のスリット走査方向に対する移動を開始させた後、次のステップ１１０にて、管球１４に対してＸ線の放射を開始させ、さらに次のステップ１１２にて、Ｘ線検出素子２０に対して撮影動作を開始させる。これにより、Ｘ線検出素子２０の各センサ部２２には、スリット板１６のスリット１６ａを通過して照射されたＸ線の線量に応じた電荷が蓄積される。

次のステップ１１４では、スリット１６ａの上記第１の方向に対する幅に応じて、Ｘ線検出素子２０により一度に撮影されるものとして予め定められたライン数分（ここでは、５ライン分）の放射線画像（以下、「読み出し対象画像」という。）をＸ線検出素子２０から読み出す。

ここで、ＣＰＵ５２は、検出素子制御部６０を介して信号処理装置３４を制御し、スキャン信号制御装置３２から１ラインずつ順に読み出し対象画像に対応する各走査配線２６にＯＮ信号（一例として＋１０〜２０Ｖ）を出力させ、各走査配線２６に接続された各ＴＦＴスイッチ２４を１ラインずつ順にＯＮさせる。これにより、各信号配線２８には１ラインずつ各センサ部２２に蓄積された電荷量に応じた電気信号が流れ出す。信号検出回路３０は、信号配線２８に流れ出した電気信号に基づいて各センサ部２２に蓄積された電荷量を、画像を構成する各画素の画素値として検出する。これにより、読み出し対象画像を示す画像情報を得ることができる。

次のステップ１１６では、上記ステップ１１４の処理によって得られた画像情報をＲＡＭ５４に記憶させ、次のステップ１１８では、予め定められた撮影対象領域の全域における画像情報が得られたか否かを判定することにより、当該撮影対象領域の撮影が終了したか否かを判定して、否定判定となった場合は上記ステップ１１４に戻る一方、肯定判定となった時点でステップ１２０に移行する。以上の処理により、撮影対象領域の全域に対応する放射線画像を示す画像情報がＲＡＭ５４に記憶される。

ステップ１２０では、Ｘ線検出素子２０に対して撮影動作を停止させ、次のステップ１２２にて、管球１４に対してＸ線の放射を停止させた後、次のステップ１２４にて、管球１４の回転及びスリット板１６のスリット走査方向に対する移動を停止させる。

次のステップ１２６では、撮影対象領域の全域に対応する放射線画像を示す画像情報（以下、「処理対象画像情報」という。）をＲＡＭ５４から読み出し、次のステップ１２８では、距離ｂ、距離ｅ、及び距離ｇの各距離を示す値をＲＯＭ５６から読み出す。

次のステップ１３０では、処理対象画像情報の補正を次のように行う。

まず、上記ステップ１０６の処理によって特定した第１０の距離ｈを距離ｇに加算することにより第２の距離ｄを算出すると共に、処理対象画像情報の各ライン毎に上記第４の距離ｃを特定する。

次に、処理対象画像情報の各ライン毎に、算出した距離ｄ及び距離ｃと、上記ステップ１２８の処理によって読み出した距離ｂ及び距離ｅとを上記（１）式に代入することにより距離ａを算出し、算出した距離ａの位置に、対応する放射線画像を位置させることにより、当該放射線画像の上記第１の方向に対する補正を行う。

次に、距離ｂ、距離ｅ、及び距離ｃを上記（２）式に代入することにより距離ｆを算出し、処理対象画像情報の各画素毎に、距離ｄ、距離ｆ、及び距離ｙを上記（３）式に代入することにより距離ｘを算出し、算出した距離ｘの位置に、対応する放射線画像を位置させることにより、当該放射線画像の上記第３の方向に対する位置の補正を行う。

ステップ１３０の処理が終了すると、本画像撮影処理プログラムが終了する。

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、撮像手段（ここでは、Ｘ線検出素子２０）の受像面に平行で、かつ散乱成分除去板（ここでは、スリット板１６）の透過部（ここでは、スリット１６ａ）の長手方向に直交する第１の方向における放射線源（ここでは、管球１４）と前記透過部との間の第１の距離（ここでは、距離ｂ）、前記受像面に垂直な第２の方向における被写体と前記受像面との間の第２の距離（ここでは、距離ｄ）、前記第２の方向における前記透過部と前記受像面との間の第３の距離（ここでは、距離ｅ）、及び前記第１の方向における放射線源と前記透過部を透過して撮像手段により撮像された放射線画像との間の第４の距離（ここでは、距離ｃ）に基づいて、放射線画像の前記第１の方向に対する位置の補正を行っているので、ＳＩＤの厳密な調整を行うことなく、放射線画像の拡大率の差に対する補正を容易に行うことができる。

また、本実施の形態によれば、（１）式により距離ａを算出し、距離ａの位置に前記放射線画像を位置させることにより前記補正を行っているので、より簡易に当該補正を行うことができる。

また、本実施の形態によれば、前記第１の距離、前記第３の距離、及び前記第４の距離に基づいて、前記第２の方向における前記放射線源と前記撮像手段の受像面との間の第６の距離（ここでは、距離ｆ）を導出し、導出した第６の距離に基づいて、前記放射線画像の前記受像面に平行で、かつ前記透過部の長手方向である第３の方向に対する位置の補正をさらに行っているので、当該補正を容易に行うことができる。

また、本実施の形態によれば、（２）式により距離ｆを算出した後、（３）式により距離ｘを算出し、算出した距離ｘの位置に前記放射線画像を位置させることにより前記放射線画像の前記第３の方向に対する位置の補正を行っているので、より簡易に当該補正を行うことができる。

また、本実施の形態によれば、前記被写体の前記第２の方向に対する中心位置を取得し、前記被写体の前記第２の方向に対する位置として、取得した中心位置を適用しているので、より高精度に前記補正を行うことができる。

また、本実施の形態によれば、前記散乱成分除去板として、前記透過部がスリットとされたスリット板を適用しているので、当該スリット板を用いた装置に本発明を適用することができる。

また、本実施の形態によれば、前記第１の距離、前記第２の距離、及び前記第３の距離を記憶手段（ここでは、ＲＯＭ５６）により予め記憶しておき、前記記憶手段から読み出すことにより前記第１の距離、前記第２の距離、及び前記第３の距離を取得しているので、これらの距離を容易に取得することができる。

さらに、本実施の形態によれば、撮像手段により放射線画像を撮像する際に前記散乱成分除去板を前記第１の方向に移動させているので、２次元平面状の放射線画像の拡大率の差に対する補正を容易に行うことができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

また、上記の実施の形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組み合わせにより種々の発明を抽出できる。実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

例えば、上記実施の形態では、距離ａ、距離ｆ、及び距離ｘを（１）式〜（３）式の各演算式で算出することにより導出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、（１）式〜（３）式における代入値を入力値とし、対応する演算式による算出値を出力値とするテーブル情報（変換情報）をＲＯＭ５６，ＨＤＤ５８などの記憶手段により予め記憶しておき、当該テーブル情報を用いて距離ａ、距離ｆ、及び距離ｘを導出する形態とすることもできる。この場合、上記テーブル情報を記憶しておくための記憶容量が必要になるものの、演算式を用いる場合における演算時間や演算負荷を削減することができる。

また、上記実施の形態では、放射線画像の撮影を行う際に、スリット板１６の移動に同期させた状態で管球１４を回転させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、管球１４を回転させることなく、管球１４から被写体１２の全域をカバーできる範囲のＸ線を放射させた状態でスリット板１６のみを移動させつつ撮影を行う形態とすることもできる。なお、この場合、Ｘ線の被写体１２への不要な照射を防止するため、スリット板１６を、上記実施の形態に係るものに比較して大きくする必要があるが、管球１４を回転させる必要がなくなるため、当該回転のための機構を削減することができる結果、上記実施の形態に比較して、低コスト化を図ることができる。

また、上記実施の形態では、本発明を、ＦＰＤを用いた放射線画像撮影装置１０に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、イメージング・プレートを用いた放射線画像撮影装置に本発明を適用してもよい。この場合も、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。

また、上記実施の形態では、放射線としてＸ線による放射線画像を検出する放射線画像撮影装置１０に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、放射線としてはガンマ線や紫外線、赤外線など、他の放射線であってもよい。この場合も、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。

また、上記実施の形態では、本発明を、臥位で放射線撮影を行う放射線画像撮影装置１０に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、立位、座位等の他の体位で放射線撮影を行う放射線画像撮影装置に適用する形態とすることもできる。この場合も、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。

また、上記実施の形態では、被写体を、大人の男性、子供の男性、大人の女性、及び子供の女性の４種類に区分して各区分別に予め定められた第１０の距離ｈを適用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの性別、大人及び子供の別の各項目に加え、例えば、体重、年齢、身長等の他の項目を含めて単独または組み合わせた区分別に第１０の距離ｈを適用する形態とすることもできる。この場合も、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。

また、上記実施の形態では、被写体１２の種類に応じて第１０の距離ｈを設定する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１０の距離ｈとして人の平均的な値を適用することにより、第２の距離ｄを固定値として適用する形態とすることもできる。この場合も、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。

また、上記実施の形態では、複数ラインを１読み出し単位としてＸ線検出素子２０から画像情報を読み出す場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１ラインずつ画像情報を読み出してもよいし、撮影対象領域全域の撮影が終了した後に全体の画像情報を一度に読み出してもよい。これらの場合も、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。

また、上記実施の形態では、本発明の散乱成分除去板としてスリット板１６を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、前記透過部が放射線の吸収率が所定率未満であるものとされ、当該透過部と放射線の吸収率が前記所定率以上である吸収部とが交互に設けられたグリッド板を本発明の散乱成分除去板として適用する形態とすることもできる。

図８には、この場合のグリッド板４０の構成の一例が示されている。

同図に示すように、このグリッド板４０は、Ｘ線を吸収する鉛を主成分とする吸収部４２と、Ｘ線を透過するアルミニウムを主成分とする透過部４４と、が各々所定の幅で一方向に延伸されて帯状とされ、当該一方向に対する直交方向に吸収部４２が所定のピッチで交互に設けられたものである。このグリッド板４０を上記実施の形態に適用する場合、吸収部４２及び透過部４４が延伸された上記一方向がＸ線検出素子２０の走査配線方向となるように配置する。

また、図９に示されるように、吸収部４２は、管球１４から発せられたＸ線１５が各吸収部４２の間の透過部４４を通過してＸ線検出素子２０に真っ直ぐに入射するように、位置に応じて多少傾きをもって形成される。

従って、同図に示されるように、管球１４から放射され被写体１２を真っ直ぐに透過したＸ線１５（同図の実線）は、グリッド板４０の照射位置に応じて吸収部４２に吸収されて遮ぎられる一方、透過部４４を透過してＸ線検出素子２０に照射される。

一方、管球１４から発せられたＸ線１５は、被写体１２を透過する際に一部が散乱する。この被写体１２内で散乱した散乱Ｘ線１５ａ（同図の一点鎖線）は、吸収部４２の傾きに対して斜めに入射し、グリッド板４０内部で吸収部４２に吸収され、又はグリッド板４０の表面で反射されるため、Ｘ線検出素子２０には照射されない。従って、Ｘ線検出素子２０には散乱Ｘ線１５ａの照射の少ない鮮明な放射線画像が記録される。

なお、この形態に対して、上記実施の形態で適用したスリット板１６を併用してもよいことは言うまでもない。これらの場合も、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。

その他、上記実施の形態で説明した放射線画像撮影装置１０の構成（図１〜図４参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において新たな部材を設けたり、不要な部材を削除したり、各部材の位置関係を変更したりすることができることは言うまでもない。

また、上記実施の形態で説明した画像撮影処理プログラムの処理の流れ（図６参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において新たなステップを追加したり、不要なステップを削除したり、処理順序を変更したりすることができることは言うまでもない。

さらに、上記実施の形態で説明した（１）式〜（３）式の各演算式も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において新たなパラメータを追加したり、不要なパラメータを削除したりすることができることは言うまでもない。

実施の形態に係る放射線画像撮影装置の全体構成を示す図であり、（ａ）はスリット走査方向を水平方向とした側面断面図で、（ｂ）はスリット幅方向を水平方向とした側面断面図である。 実施の形態に係るスリット板の詳細な構成を示す平面図である。 実施の形態に係るＸ線検出素子の詳細な構成を示す構成図である。 実施の形態に係る制御部の電気的な要部構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る放射線画像撮影装置で適用している各種パラメータを示す図である。 実施の形態に係る画像撮影処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態に係る被写体情報入力画面の表示状態の一例を示す概略図である。 実施の形態の他の形態例に係るグリッド板の構成を示す平面図である。 図８に示したグリッド板を適用した場合の放射線画像撮影装置の構成例及び管球から放射されたＸ線の照射状態を示す図である。

符号の説明

１０ 放射線画像撮影装置
１２ 被写体
１４ 管球
１６ スリット板（散乱成分除去板）
１６ａ スリット（透過部）
２０ Ｘ線検出素子（撮像手段）
２２ センサ部
４０ グリッド板（散乱成分除去板）
４２ 吸収部
４４ 透過部
５２ ＣＰＵ（取得手段，補正手段，導出手段，第２の取得手段，移動手段）
５６ ＲＯＭ（記憶手段）
５８ ＨＤＤ

Claims (10)

1. 放射線を被写体に向けて照射する放射線源の前記被写体を隔てた反対側に設けられ、前記放射線源から射出されて前記被写体を透過した放射線を検出することにより当該被写体の放射線画像を撮像する撮像手段と、
   前記放射線源と前記撮像手段との間に設けられ、前記放射線を透過する長尺状の透過部を有し、前記放射線が前記被写体を透過した際に発生する当該放射線の散乱成分を除去する散乱成分除去板と、
   前記撮像手段の受像面に平行で、かつ前記透過部の長手方向に直交する第１の方向における前記放射線源と前記透過部との間の第１の距離、前記受像面に垂直な第２の方向における前記被写体と前記受像面との間の第２の距離、前記第２の方向における前記透過部と前記受像面との間の第３の距離、及び前記第１の方向における前記放射線源と前記透過部を透過して前記撮像手段により撮像された放射線画像との間の第４の距離を取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された第１の距離、第２の距離、第３の距離、及び第４の距離に基づいて、前記放射線画像の前記第１の方向に対する位置の補正を行う補正手段と、
   を備えた放射線画像撮影装置。
2. 前記補正手段は、前記第１の距離をｂとし、前記第２の距離をｄとし、前記第３の距離をｅとし、前記第４の距離をｃとして、次の演算式により、前記放射線源と前記放射線画像との間の前記第１の方向に対する補正後の第５の距離ａを算出し、算出した距離ａの位置に前記放射線画像を位置させることにより前記補正を行う
   

   

   請求項１記載の放射線画像撮影装置。
3. 前記第１の距離、前記第３の距離、及び前記第４の距離に基づいて、前記第２の方向における前記放射線源と前記撮像手段の受像面との間の第６の距離を導出する導出手段をさらに備え、
   前記補正手段は、前記導出手段によって導出された第６の距離に基づいて、前記放射線画像の前記受像面に平行で、かつ前記透過部の長手方向である第３の方向に対する位置の補正をさらに行う
   請求項１または請求項２記載の放射線画像撮影装置。
4. 前記導出手段は、前記第１の距離をｂとし、前記第３の距離をｅとし、前記第４の距離をｃとして、次の演算式により前記第６の距離ｆを算出することにより導出し、
   

   

   前記補正手段は、前記第２の距離をｄとし、前記放射線源と前記放射線画像との間の前記第３の方向に対する第７の距離をｙとして、次の演算式により、前記放射線源と前記放射線画像との間の前記第３の方向に対する補正後の第８の距離ｘを算出し、算出した距離ｘの位置に前記放射線画像を位置させることにより前記放射線画像の前記第３の方向に対する位置の補正を行う
   

   

   請求項３記載の放射線画像撮影装置。
5. 前記被写体の前記第２の方向に対する中心位置を取得する第２の取得手段をさらに備え、
   前記取得手段は、前記被写体の前記第２の方向に対する位置として前記第２の取得手段によって取得された中心位置を適用する
   請求項１〜請求項４の何れか１項記載の放射線画像撮影装置。
6. 前記散乱成分除去板は、前記透過部がスリットとされたスリット板である
   請求項１〜請求項５の何れか１項記載の放射線画像撮影装置。
7. 前記散乱成分除去板は、前記透過部が前記放射線の吸収率が所定率未満であるものとされ、当該透過部と前記放射線の吸収率が前記所定率以上である吸収部とが交互に設けられたグリッド板である
   請求項１〜請求項５の何れか１項記載の放射線画像撮影装置。
8. 前記第１の距離、前記第２の距離、及び前記第３の距離が予め記憶された記憶手段をさらに備え、
   前記取得手段は、前記記憶手段から読み出すことにより前記第１の距離、前記第２の距離、及び前記第３の距離を取得する
   請求項１〜請求項７の何れか１項記載の放射線画像撮影装置。
9. 前記撮像手段により前記放射線画像を撮像する際に前記散乱成分除去板を前記第１の方向に移動させる移動手段
   をさらに備えた請求項１〜請求項８の何れか１項記載の放射線画像撮影装置。
10. 放射線を被写体に向けて照射する放射線源の前記被写体を隔てた反対側に設けられた撮像手段により、前記放射線源から射出されて前記被写体を透過すると共に、前記放射線源と前記撮像手段との間に設けられた、前記放射線を透過する長尺状の透過部を有する散乱成分除去板により、前記放射線が前記被写体を透過した際に発生する当該放射線の散乱成分が除去された放射線を検出することにより当該被写体の放射線画像を撮像する撮像工程と、
    前記撮像手段の受像面に平行で、かつ前記透過部の長手方向に直交する第１の方向における前記放射線源と前記透過部との間の第１の距離、前記受像面に垂直な第２の方向における前記被写体と前記受像面との間の第２の距離、前記第２の方向における前記透過部と前記受像面との間の第３の距離、及び前記第１の方向における前記放射線源と前記透過部を透過して前記撮像手段により撮像された放射線画像との間の第４の距離を取得する取得工程と、
    前記取得工程により取得された第１の距離、第２の距離、第３の距離、及び第４の距離に基づいて、前記放射線画像の前記第１の方向に対する位置の補正を行う補正工程と、
    を有する放射線画像撮影方法。

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