JP2008246022A - 放射線撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高品質な断面画像を得ることができる放射線撮影装置を提供する。
【解決手段】被写体１の周囲を回転し、かつ複数の照射角度で被写体１に向けてＸ線を照射するＸ線源１２２と、被写体１を透過したＸ線量に応じた電気信号を生成し、該電気信号を増幅することにより、複数の照射角度それぞれ毎に撮影画像を生成する画像生成部１３０と、Ｘ線源１２２の照射角度に基づいて、電気信号の増幅率を撮影画像それぞれ毎に設定する制御部１０８と、複数の撮影画像を再構成することにより前記被写体の断面画像を生成する画像再構成部とを具備する。さらに、異なる照射エネルギーで生成した第１の断面画像及び第２の断面画像をサブトラクション処理したエネルギーサブトラクション画像を生成するサブトラクション処理部を具備してもよい。
【選択図】図３

Description

本発明は、被写体の被曝量を増加させずに高品質な断面画像を得ることができる放射線撮影装置に関する。

Ｘ線撮影装置において、患部をより詳しく観察するために、Ｘ線管を被写体の周囲で回転させつつ、異なる角度から被写体にＸ線を照射して撮影を行い、得た複数の画像を処理することにより、所望の断層面を強調した画像を得ることがある。このような場合、異なる照射角度で被写体を撮影しているが、照射角度が異なると、Ｘ線管と被写体の距離及び被写体の見かけ上の体厚それぞれが異なる。このため、照射角度それぞれ毎に照射線量及び被写体の透過率が変わり、照射角度それぞれ毎にＸ線検出器が検出できるＸ線量が変化する。具体的には、被写体を斜め方向から撮影した場合、被写体の正面から撮影した場合と比較して、Ｘ線検出器が検出できるＸ線量が低下する為、撮影画像の品質も低下してしまう。従って、再構成によって得られる断面画像の品質も低下してしまう。

このような問題点に対し、下記特許文献１では、プレ撮影した画像を解析して被写体の体型を推定し、撮影角度に応じてＸ線源の出力を制御する技術が開示されている。しかし、特許文献１に記載の技術では、被写体を斜め方向から撮影する場合、被写体に照射するＸ線量を、被写体の正面から撮影する場合と比較して増加させる必要がある。また、プレ撮影により被写体の被曝量が増加する。

特表２００２−２６３０９７号公報

上記したように、被写体を斜め方向から撮影した場合、被写体の正面（垂直方向）から撮影した場合と比較して、Ｘ線検出部が検出できるＸ線量が低下する為、撮影画像の品質も低下してしまう。従って、再構成によって得られる断面画像の品質も低下してしまう。
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、高品質な断面画像を得ることができる放射線撮影装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る放射線撮影装置は、被写体の周囲を一回転し、かつ複数の照射角度で前記被写体に向けてＸ線を照射するＸ線源と、
前記被写体を透過したＸ線量に応じた電気信号を生成し、該電気信号を増幅することにより、複数の照射角度それぞれ毎に撮影画像を生成する画像生成部と、
前記Ｘ線源の照射角度に基づいて、前記電気信号の増幅率を前記撮影画像それぞれ毎に設定する増幅率設定部と、
前記複数の撮影画像を再構成することにより前記被写体の断面画像を生成する画像再構成部とを具備する。

複数種類の基準体型それぞれ毎に、前記複数の照射角度それぞれ別に前記増幅率を定めた増幅率テーブルを保持する増幅率保持部と、前記被写体が属する基準体型を識別する基準体型識別情報が入力される入力部を更に具備してもよい。
前記増幅率設定部は、前記入力部に入力された前記基準体型識別情報に対応する増幅率テーブルを前記増幅率保持部から読み出し、該読み出した増幅率テーブルに従って前記増幅率を設定してもよい。

本発明に係る他の放射線撮影装置は、被写体の周囲を一回転し、かつ複数の照射角度で被写体に向けてＸ線を照射するＸ線源と、
前記被写体を透過したＸ線量に応じた電気信号を生成し、該電気信号を増幅することにより、複数の照射角度それぞれ毎に撮影画像を生成する画像生成部と、
前記複数の照射角度それぞれから見た場合の前記被写体の体厚を測定する体厚測定部と、
前記体厚測定部の測定結果に基づいて、前記電気信号の増幅率を前記撮影画像それぞれ毎に設定する増幅率設定部と、
前記複数の撮影画像を再構成することにより前記被写体の断面画像を生成する画像再構成部とを具備する。

上記した各実施形態において、前記Ｘ線源は、第１のエネルギーで複数の照射角度からＸ線を前記被写体に照射し、かつ前記第１のエネルギーより高い第２のエネルギーで複数の照射角度からＸ線を前記被写体に照射し、前記画像生成部は、前記第１のエネルギーのＸ線に対応して第１群の前記複数の撮影画像を生成し、かつ、前記第２のエネルギーのＸ線に対応して第２群の前記複数の撮影画像を生成し、前記画像再構成部は、前記第１群の複数の撮影画像を再構成することにより第１の前記断面画像を生成し、かつ前記第２群の複数の撮影画像を再構成することにより第２の前記断面画像を生成してもよい。そして、さらに、前記第１の断面画像及び前記第２の断面画像をサブトラクション処理したエネルギーサブトラクション画像を生成するサブトラクション処理部を具備してもよい。
この場合、前記増幅率設定部は、前記画像生成部が前記第１群の複数の撮影画像を生成するときには前記電気信号の増幅率を前記撮影画像それぞれ毎に設定し、前記画像生成部が前記第２群の複数の撮影画像を生成するときには前記電気信号の増幅率を前記撮影画像によらず定数にしてもよい。

上記した各放射線撮影装置において、前記画像生成部は、行列状に配置されており、それぞれが照射されたＸ線量に応じた電荷を生成する複数の画素と、前記複数の画素それぞれから前記電荷を読み出すことにより前記電気信号を生成する読出手段と、前記増幅率設定部が設定した増幅率に従って前記電気信号を増幅する増幅部とを有していてもよい。

前記画像生成部は、行列状に配置されており、それぞれが照射されたＸ線量に応じた電荷を生成する複数の画素と、互いに隣接する所定数の画素それぞれから前記電荷を読み出し、該所定数の前記電荷を加算することにより前記電気信号を生成する読出手段と、前記増幅率設定部が設定した増幅率に従って前記電気信号を増幅する増幅部と、前記増幅率に基づいて前記所定数を設定する隣接加算数設定部とを有していてもよい。

互いに隣接する所定数の画素データを平均化して一つの平均化画素データを生成する画像処理部と、前記増幅率に基づいて、前記所定数を前記複数の撮影画像それぞれ毎に設定する平均化数設定部とを具備してもよい。前記複数の撮影画像それぞれ毎に、該撮影画像生成時の前記増幅率に応じてコントラスト比を変更する画像処理部を具備してもよい。前記画像再構成部は、前記断面画像を生成するときの前記複数の撮影画像それぞれの寄与率を、当該撮影画像を生成するときの増幅率に基づいて設定してもよい。

本発明に係る他の放射線撮影装置は、被写体の周囲を回転し、かつ複数の照射角度で前記被写体に向けてＸ線を照射するＸ線源と、
前記被写体を透過したＸ線量に応じた電気信号を生成し、該電気信号を増幅することにより、複数の照射角度それぞれ毎に撮影画像を生成する画像生成部と、
前記複数の撮影画像を再構成することにより前記被写体の断面画像を生成する画像再構成部とを具備し、
前記画像再構成部は、前記断面画像を生成するときの前記複数の撮影画像それぞれの寄与率を、当該撮影画像を生成するときの照射角度又は前記被写体の見かけ上の体厚に基づいて設定する。

前記Ｘ線源、前記画像生成部、及び前記増幅率設定部を有する撮影部を複数具備してもよい。この場合、前記画像再構成部は、前記複数の撮影部それぞれ毎に、前記複数の撮影画像を再構成して前記断面画像を生成する。

本発明によれば、前記撮影画像を生成するときの前記電気信号の増幅率を、Ｘ線の前記照射角度又は前記被写体の体厚によって変更している。このため、被写体を斜め方向から撮影するときにＸ線の照射量を増加しなくても、撮影画像の品質が低下することを抑制できる。従って、前記被写体の被曝量を増加させずに高品質な前記断面画像を得ることができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮影システムの構成を説明するためのブロック図である。本図に示すＸ線撮影システムは、コーンビームＣＴであり、複数のＸ線撮影装置１０を、画像処理装置２０に通信線を介して接続したものである。Ｘ線撮影装置１０は、被写体の周囲でＸ線管を一回転させ、異なる角度から被写体にＸ線を照射して複数の撮影画像を生成する。画像処理装置２０は、Ｘ線撮影装置１０が生成した複数の撮影画像を処理することにより、被写体の所望の断面を示す断面画像を生成する。画像処理装置２０は、Ｘ線撮影装置１０それぞれ毎に、複数の撮影画像を処理して断面画像を生成する。

またＸ線撮影装置は、低エネルギーのＸ線照射により第１群の複数の撮影画像を生成し、第１群の撮影画像を処理することにより、第１の断面画像を生成し、かつ高エネルギーのＸ線照射により第２群の複数の撮影画像を生成し、第２群の撮影画像を処理することにより、第２の断面画像を生成する。そして、第１の断面画像及び第２の断面画像をサブトラクション処理することにより、エネルギーサブトラクション断面画像を生成する。

図２は、Ｘ線撮影装置１０の構成の一例を示すブロック図である。Ｘ線撮影装置１０には操作部１０６（入力部）が設けられており、操作部１０６を介して操作者が入力した情報に従って、Ｘ線撮影装置１０の各部が動作する。

Ｘ線撮影装置１０で被写体を撮像する場合、Ｘ線管１２２から被写体１にＸ線が照射される。被写体１へのＸ線照射量及び照射エネルギーは、制御部１０８が高圧発生部１２０の管電圧・管電流制御部１２１を制御することにより、制御される。

被写体１を透過したＸ線は、画像生成部１３０の平板状のＸ線検出部１３２で画素単位の電気信号に変換される。画像生成部１３０の信号処理部１３４は、Ｘ線検出部１３２が生成した画素単位の電気信号を増幅することにより撮影画像を生成し、画像処理部１１０に送信する。信号処理部１３４及びＸ線検出部１３２は、画像生成部１３０の制御部１３６を介して、制御部１０８によって制御される。

画像処理部１１０は、画像生成部１３０に起因した撮影画像の欠陥（例えば画素欠落など）を補正する。補正処理後の撮影画像は、制御部１０８からの指示に従って、画像生成時の電気信号の増幅率及び撮影角度に対応付けて、画像記憶部１０４に記憶される。画像記憶部１０４に記憶された撮影画像、増幅率、撮影角度、及び撮影時のＸ線の照射エネルギーは、通信部１１４を介して画像処理装置２０に送信される。また画像記憶部１０４に記憶された撮影画像は表示部１０７に表示される。

Ｘ線管１２２の被写体１へのＸ線照射角度は、機構駆動部１４０を用いて、Ｘ線管１２２及びＸ線検出部１３２を被写体１の周囲で回転させることにより、変更することができる。このためＸ線検出部１３２は、Ｘ線管１２２がいずれの角度にある場合でも、被写体１を介してＸ線管１２２に対向することができる。なお、機構駆動部１４０は、制御部１０８によって制御される。

またＸ線管１２２には、Ｘ線管１２２の照射角度を検出する角度センサ、及びＸ線管１２２から被写体１までの距離を測定する距離センサが取り付けられている。角度センサ及び距離センサの測定結果は角度体厚測定部１０２に出力される。角度体厚測定部１０２は、撮影画像それぞれ毎に、角度センサの測定値を受信し、受信した各測定値を制御部１０８に出力する。また角度体厚測定部１０２は、距離センサの測定結果から被写体の体厚を算出する処理を、撮影を行うＸ線管１２２の角度それぞれ毎に行い、算出した被写体の体厚を、撮影を行うＸ線管１２２の角度に対応付けて体厚記憶部１０３に記憶させる。なお、画像記憶部１０４に記憶された角度は、撮影画像に対応付けられた状態で、通信部１１４を介して画像処理装置２０に送信される。

上記したように、画像生成部１３０は、検出したＸ線量に応じた電気信号を生成し、該電気信号を増幅することにより撮影画像を生成する。Ｘ線の照射角度が異なると、Ｘ線管と被写体の距離及び被写体の見かけ上の体厚それぞれが異なる。このため、照射角度それぞれ毎に照射線量及び被写体の透過率が変わり、照射角度それぞれ毎にＸ線検出部１３２が検出できるＸ線量が変化する。これに対応する為に、本実施形態では、撮影画像を生成するときの増幅率を、撮影時のＸ線管１２２の角度、又は撮影時の被写体の体厚に基づいて設定する。制御パラメータ記憶部１１２は、Ｘ線管１２２の角度、若しくは撮影時の被写体の体厚それぞれ毎に増幅率を記憶している。また増幅率が上がると撮影画像のノイズが大きくなるが、これに対応する為に制御パラメータ記憶部１１２は、ノイズ抑制処理の強度を変えるためのパラメータ値を、増幅率に対応付けて記憶している。

図３は画像生成部１３０の具体的な構成の一例を説明するための平面概略図であり、図４は画像生成部１３０のＸ線検出部１３２の具体的な構成の一例を説明するための概略図である。図４に示す例では、Ｘ線検出部１３２は、Ｘ線の入射側から順に、Ｘ線感応型の半導体膜１３１、キャリア収集電極１３３ａ、及びアクティブマトリクス基板１３２ａを積層した構成を有している。

半導体膜１３１は、例えばＸ線を直接電荷に変換するアモルファスセレンである。キャリア収集電極１３３ａは、２次元マトリクス状に複数配置されている。また、アクティブマトリクス基板１３２ａは、例えば電気的絶縁性を有するガラスである。

アクティブマトリクス基板１３２ａには、キャリア収集電極１３３ａごとに、電荷を集めて蓄積するコンデンサと、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistors）が形成されている。薄膜トランジスタは、ソースにキャリア収集電極１３３ａ及びコンデンサが接続されている。１組のキャリア収集電極１３３ａとコンデンサと薄膜トランジスタによって、１個の画素１３３が構成される。平面視すると、図３に示すように、行列状に画素１３３が配列されている。なお、キャリア収集電極１３３ａとコンデンサは、図３において図示を省略している。

また、アクティブマトリクス基板１３２ａ上には、各行それぞれ毎に第１ゲートバスラインが形成されており、各列それぞれ毎に第２データバスラインが形成されている。各第１ゲートバスラインは、同一の行を構成する薄膜トランジスタそれぞれのゲートに接続されている。第１ゲートバスラインは、ゲートドライバ１３４ｃが生成したゲートパルスを各薄膜トランジスタに伝達する。また、第２データバスラインは、同一の列を構成する薄膜トランジスタそれぞれのドレインに接続されている。各コンデンサに蓄積された電荷は、行単位で第２データバスラインを介して電気信号として読み出される。

また、第２データバスラインそれぞれには、増幅器１３４ａが接続されている。増幅器１３４ａは、読み出された電気信号を増幅する。増幅された電気信号は、Ｓ／Ｈ回路１３４ｄでサンプルホールドされた後、Ａ／Ｄ変換器１３４ｂによって画素データに変換され、図２に示した画像処理部１１０に送信される。複数の画素データによって一つの撮影画像が構成される。なお、増幅器１３４ａの増幅率は、制御部１３６によって制御されている。
図３及び図４に示す例において、増幅器１３４ａ、Ａ／Ｄ変換器１３４ｂ、Ｓ／Ｈ回路１３４ｄ、及びゲートドライバ１３４ｃが、図２に示した信号処理部１３４を構成する。

なお、Ｘ線検出部１３２の構成は図３及び図４に示した構成に限定されるものではなく、例えば輝尽性蛍光体物質が塗布されたシートを有していてもよい。この場合、輝尽性蛍光体物質は、照射された放射線（Ｘ線）のエネルギーの一部を蓄積する。そして輝尽性蛍光体物質にレーザ光等の励起光を照射すると、蓄積されたエネルギーに応じて発光（輝尽発光）が生じる。この光を画素単位で光電変換素子によって電気信号に変換し、この電気信号を増幅すると、撮影画像が生成する。このときの増幅率は、制御部１３６によって制御される。

図５（Ａ）は、制御パラメータ記憶部１１２が記憶している増幅率テーブル１１２ａの一例を示す図である。本図に示す例において、増幅率テーブル１１２ａは、複数種類の基準体型（例えばやせ型、標準型、及び肥満型）を識別する基準体型識別情報それぞれごとに定められている。各増幅率テーブル１１２ａは、複数の照射角度それぞれ別に増幅率を定めている。増幅率テーブル１１２ａは、図２に示したＸ線の照射角度θが９０°から離れるに従って、増幅率を大きくしている。

図５（Ｂ）は、制御パラメータ記憶部１１２が記憶しているノイズ抑制パラメータテーブル１１２ｂの一例を示す図である。本図に示す例が適用される場合、ノイズ抑制処理は、Ｘ線検出部１３２の各画素から電荷を読み出して電気信号を生成する際に、隣接する画素から読み出された電荷を加算して一つの電気信号とする処理である。そしてノイズ抑制パラメータテーブル１１２ｂは、一つの電気信号を生成するために電荷を加算する画素数を、増幅率に対応付けて保持している。ノイズ抑制パラメータテーブル１１２ｂは、具体的には、増幅率が大きくなるにつれて画素数を大きくしている。

図６は、画像処理装置２０の構成を示すブロック図である。通信部２１０は、Ｘ線撮影装置１０から送信された複数の撮影画像を画像記憶部２０２に記憶させ、かつＸ線撮影装置１０から送信された撮影条件（例えば照射角度、増幅率、及びＸ線の照射エネルギー）を、撮影画像に対応付けて撮影条件記憶部２０４に記憶させる。画像記憶部２０２に記憶された撮影画像は、必要に応じて画像処理部２１２のノイズ抑制処理部２１２ａによってノイズ抑制処理される。このときのノイズ抑制処理条件は、撮影時の増幅率に基づいて定められる。画像処理パラメータ記憶部２０８には、ノイズ抑制処理条件と増幅率の対応を示すデータが記憶されている。そして画像処理部２１２の画像再構成部２１２ｂは、画像記憶部２０２に記憶されている複数の撮影画像を照射エネルギー別に再構成し、被写体の断層画像を照射エネルギー別に生成する。生成した断層画像は、例えば表示部２０７に表示される。そして画像処理部２１２のサブトラクション処理部２１２ｃは、照射エネルギー別の断面画像をサブトラクション処理し、エネルギーサブトラクション断面画像を生成する。

なお、画像処理装置２０は操作部２０６を有する。画像処理部２１２等は、操作部２０６を介して操作者が入力した情報に従って動作する。

図７は、画像処理パラメータ記憶部２０８が記憶するデータをテーブル形式で示す図である。本図に示す例が適用される場合において、ノイズ抑制処理は、隣接する複数の画素データを平均化して一つの平均化画素データにする処理、又はコントラスト比を変更する処理である。そして画像処理パラメータ記憶部２０８は、一つの平均化画素データを生成するために必要な画素データの数、及びコントラスト比の変更率それぞれを、増幅率に対応付けて保持している。本図に示す例では、増幅率が大きくなるにつれて、画素データの数を多くし、かつコントラスト比を大きくしている。

図８は、Ｘ線撮影装置１０の動作を示すフローチャートである。本図に示す例において、Ｘ線撮影装置１０は、撮影角度が変わるたびに、Ｘ線の照射エネルギーを第１の照射エネルギーと第２の照射エネルギーとの間で交互に切り替える。第２の照射エネルギーは第１の照射エネルギーより高い。そしてＸ線管１２２及びＸ線検出部１３２を被写体１の周囲を一回転させるのみで、第１の照射エネルギーに対応する第１群の複数の撮影画像、及び第２の照射エネルギーに対応する第２群の複数の撮影画像を生成する。

まず、被写体の識別情報、及び被写体の体型がいずれの基準体型に該当するかを示す基準体型識別情報が操作部１０６に入力される（Ｓ２）と、制御部１０８は、ノイズ抑制パラメータテーブル１１２ｂ、及び入力された基準体型識別情報に対応する増幅率テーブル１１２ａを制御パラメータ記憶部１１２から読み出す（Ｓ４）。

そして制御部１０８は、移動機構駆動部１４０を駆動させ、Ｘ線管１２２及びＸ線検出部１３２を所定の照射角度になるまで回転させる。また制御部１０８は、制御部１３６に、Ｘ線検出部１３２が生成した電気信号の増幅率（例えば図４に示した増幅器１３４ａの増幅率）、及び一つの電気信号を生成するために電荷を加算する画素数（隣接加算する画素数）を設定させる。このときの増幅率及び画素数は、増幅率テーブル１１２ａ及びノイズ抑制パラメータテーブル１１２ｂに従って、Ｘ線の照射角度に応じて設定される。さらに制御部１０８は、高圧発生部１２０の管電圧・管電流制御部１２１を制御し、Ｘ線の照射エネルギーを第１の照射エネルギー又は第２の照射エネルギーに定める（Ｓ６）。

次いで、制御部１０８は、Ｘ線管１２２から被写体１に向けてＸ線を照射させる（Ｓ８）。被写体１を透過したＸ線は、平板状の画像生成部１３０のＸ線検出部１３２で電荷に変換され、この電荷が画素単位で集められる。そして、信号処理部１３４は、この電荷を、設定された画素数単位で加算しつつ読み出すことにより、電気信号を生成し、この電気信号を設定された増幅率で増幅することにより、撮影画像を構成する複数の画素データを生成し、これら複数の画素データ（すなわち撮影画像）を画像処理部１１０に送信する（Ｓ１０）。

画像処理部１１０は、受信した撮影画像の欠陥補正処理を行う（Ｓ１２）。そして制御部１０８は、補正処理後の撮影画像を、被写体の識別情報、この撮影画像を生成するときに適用された増幅率、及びＸ線の照射エネルギーに対応付けて画像記憶部１０４に記憶させる。

Ｘ線撮影装置１０は、すべてのＸ線照射角度において撮影画像の生成、補正及び記憶が行われるまで、Ｓ６〜Ｓ１２に示した処理を、照射エネルギーを交互に切り替えつつ行う（Ｓ１４）。その後、Ｘ線撮影装置１０の通信部１１４は、すべての撮影画像並びにこれらに対応している増幅率及び照射エネルギーを、被写体の識別情報に対応付けて画像処理装置２０に送信する（Ｓ１６）。画像処理装置２０は、受信した撮影画像を、送信元のＸ線撮影装置１０の識別情報及び被写体の識別情報に対応付けて画像記憶部２０２に記憶し、かつ撮影画像それぞれごとの増幅率及び照射エネルギーを、撮影画像を識別する情報に対応付けて撮影条件記憶部２０４に記憶させる。

このように、本図に示す例では、撮影画像を生成するときの電気信号の増幅率を、Ｘ線照射角度によって変更している。具体的には、図２に示したＸ線の照射角度θが９０°から離れるに従って増幅率を大きくしている。従って、被写体を斜め方向から撮影するときにＸ線の照射量を増加しなくても、撮影画像の品質が低下することを抑制できる。

また、投下するＸ線量が低下することに起因してノイズが増大することもあるが、図８に示した処理例では、図２に示したＸ線の照射角度θが９０°から離れて増幅率が大きくなるに従って、一つの画素データを生成するために必要な画素数を多くしている。従って、生成された断面画像の品質が低下することを更に抑制できる。

図９は、画像処理装置２０が行う断面画像の生成処理を示すフローチャートである。まず画像処理部２１２のノイズ抑制処理部２１２ａは、断面画像を生成すべき被写体の識別情報に対応付けられている撮影画像のうちの一つを画像記憶部２０２から読み出し、かつこの撮影画像に対応する増幅率を、撮影条件記憶部２０４から読み出す（Ｓ２０）。次いでノイズ抑制処理部２１２ａは、読み出した増幅率に対応しているコントラスト比の変更率を、画像処理パラメータ記憶部２０８から読み出す（Ｓ２２）。そしてノイズ抑制処理部２１２ａは、Ｓ２０で読み出した撮影画像のコントラスト比を、Ｓ２２で読み出した変更率に従って変更し（Ｓ２４）、変更後の撮影画像を画像記憶部２０２に記憶させる（Ｓ２６）。ノイズ抑制処理部２１２ａは、Ｓ２０〜Ｓ２４に示した処理を、断面画像を生成すべき被写体の識別情報に対応付けられている撮影画像のすべてに行う（Ｓ２８）。

その後、画像処理部２１２の画像再構成部２１２ｂは、画像記憶部２０２に記憶されているコントラスト比変更後の撮影画像を、Ｘ線の照射エネルギー別に再構成処理し、照射エネルギーそれぞれ毎に断面画像を生成する（Ｓ３０）。なお画像再構成部２１２ｂは、断面画像を生成するときの各撮影画像の寄与度を、各撮影画像を生成したときの増幅率に応じて設定しても良い。例えば画像再構成部２１２ｂは、増幅率が高くなるにつれて、当該撮影画像の寄与度を低くする。

次いで画像処理部２１２のサブトラクション処理部２１２ｃは、生成した断面画像を用いてエネルギーサブトラクション処理を行い、エネルギーサブトラクション断面画像を生成する。次いで表示部２０７は、Ｓ３０で生成した断面画像、及びＳ３１で生成したエネルギーサブトラクション断面画像を表示する（Ｓ３２）。

以上、本実施形態では、上記したように、被写体を斜め方向から撮影するときにＸ線の照射量を増加しなくても、撮影画像の品質が低下することを抑制できる。従って、被写体の被曝量を増加させずに高品質な断面画像を得ることができる。

また、被写体を斜め方向から撮影した撮影画像において、投下するＸ線量が低下することに起因してコントラスト比が低下することもあるが、図１０に示した処理例では、図２に示したＸ線の照射角度θが９０°から離れて増幅率が大きくなるに従って、コントラスト比を大きくしている。従って、生成された断面画像の品質を更に高くすることができる。

次に、図１０を用いて本発明の第２の実施形態に係るＸ線撮影システムについて説明する。本実施形態は、Ｘ線撮影装置１０の動作を除いて、第１の実施形態と同様であるため、Ｘ線撮影装置１０の動作を除いて説明を省略する。本実施形態においてＸ線撮影装置１０は、複数の照射エネルギーそれぞれ毎に、撮影画像を生成しつつＸ線管１２２及びＸ線検出部１３２を一回転させる。

図１０は、本実施形態に係るＸ線撮影装置１０の動作を示すフローチャートである。本図に示すＸ線撮影装置１０において、被写体の識別情報、及び被写体の体型がいずれの基準体型に該当するかを示す基準体型識別情報が操作部１０６に入力される（Ｓ２）と、制御部１０８は、ノイズ抑制パラメータテーブル１１２ｂ、及び入力された基準体型識別情報に対応する増幅率テーブル１１２ａを制御パラメータ記憶部１１２から読み出す（Ｓ４）。その後、制御部１０８は、Ｘ線の照射エネルギーを第１の照射エネルギーに設定する（Ｓ５１）。

次いで制御部１０８は、移動機構駆動部１４０を駆動させ、Ｘ線管１２２及びＸ線検出部１３２を所定の照射角度になるまで回転させる。また制御部１０８は、制御部１３６に、Ｘ線検出部１３２が生成した電気信号の増幅率、及び隣接加算する画素数を設定させる（Ｓ５２）。次いで、図８のＳ８〜Ｓ１２に示した処理を、Ｘ線管１２２及びＸ線検出部１３２が一回転するまで、Ｘ線の照射エネルギーを変えずに行う（Ｓ１４）。その後、Ｘ線の照射エネルギーを第２の照射エネルギーに設定し（Ｓ５１）、Ｓ５２，Ｓ８〜Ｓ１４に示した処理を再度行う。Ｘ線撮影装置１０は、全ての照射エネルギーにおいて複数の撮影画像を生成するまで、上記した処理を行う（Ｓ１５）。
本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

次に、図１１及び図１２を用いて本発明の第３の実施形態に係るＸ線撮影システムについて説明する。本実施形態に係るＸ線撮影システムの構成は、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

図１１は、本実施形態に係るＸ線撮影装置１０の動作を示すフローチャートである。本図に示すＸ線撮影装置１０の動作は、Ｘ線管１２２を所定の照射角度になるまで移動させる際に、一つの電気信号を生成するために電荷を加算する画素数（隣接加算する画素数）を、Ｘ線の照射角度に応じて変化させずに一定数（例えば１つまたは２つ）にする点（Ｓ５）を除いて、図８に示した動作と同じである。以下、図８と同一の処理については同一のステップ番号を付して、説明を省略する。

図１２は、本実施形態に係る画像処理装置２０が行う断面画像の生成処理を示すフローチャートである。本図に示す画像処理装置２０の動作は、ノイズ抑制処理部２１２ａが、コントラスト比の変更率とともに、Ｓ２０で読み出した増幅率に対応している画素数を、画像処理パラメータ記憶部２０８から読み出す点（Ｓ２１）、及びＳ２１の後、Ｓ２６に示した処理の前に、隣接する複数の画素データを平均化して一つの平均化画素データを生成することによりノイズ抑制処理を行い（Ｓ２３）、かつノイズ抑制処理及びコントラスト比変更後の撮影画像を画像記憶部２０２に記憶させる点（Ｓ２３）を除いて、図１０に示した動作と同じである。本実施形態において画像再構成部２１２ｂは、ノイズ抑制処理及びコントラスト比変更後の撮影画像の再構成処理を行い、断面画像を生成する（Ｓ３０）。以下、同一の処理については同一のステップ番号を付して、説明を省略する。
以上、第３の実施形態においても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の第４の実施形態に係るＸ線撮影システムについて、図１３及び図１４を用いて説明する。本実施形態に係るＸ線撮影システムは、Ｘ線撮影装置１０の増幅率テーブル１１２ａが増幅率を被写体の体厚に対応付けて保持している点、及び制御部１０８が、画像生成部１３０に、撮影画像を生成するときの電気信号の増幅率を、Ｘ線照射角度それぞれごとにおける被写体の見かけ上の体厚に基づいて設定させている点を除いて、第１の実施形態に係るＸ線撮影システムと同様である。以下、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。

図１３は、本実施形態における増幅率テーブル１１２ａのデータ構成を示す図である。本図に示す例において増幅率テーブル１１２ａは、被写体の体厚がとり得る値の範囲を複数の区分に分割し、区分毎に増幅率を設定している。具体的には、被写体の体厚が厚くなるにつれて増幅率が高くなるように設定している。なお、本実施形態において制御パラメータ記憶部１１２は、増幅率テーブル１１２ａの代わりに体厚を増幅率に変換する変換式を記憶していても良い。

図１４は、本実施形態におけるＸ線撮影装置１０の動作を説明するためのフローチャートである。本実施形態において、Ｘ線撮影装置１０の角度体厚測定部１０２は、Ｘ線管１２２に取り付けられた距離センサの測定結果を用いて、あらかじめ定められている複数のＸ線の照射角度それぞれから見た場合の被写体の見かけ上の体厚を算出し、Ｘ線照射角度に対応付けて体厚記憶部１０３に記憶させる（Ｓ４０）。次いで制御部１０８は、体厚記憶部１０３に記憶されている体厚を、増幅率テーブル１１２ａに保持されているデータに従って増幅率に変換し、Ｘ線照射角度それぞれに増幅率が対応付けられた増幅率テーブルを生成する（Ｓ４２）。これ以降の処理（Ｓ６〜Ｓ１６）は、第１の実施形態と同様である。

また、本実施形態における画像処理装置２０の動作は第１の実施形態と同様である。
以上、本実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、被写体１の見かけ上の体厚を距離センサの測定値に基づいて算出しているため、プレ撮影を行う必要が無くなり、被写体の被曝量を削減することができる。

次に、本発明の第５の実施形態に係るＸ線撮影システムについて、図１５を用いて説明する。本実施形態に係るＸ線撮影システムは、Ｘ線撮影装置１０が行う処理のうち、Ｓ４２を行った後の処理が、第３の実施形態において図１１のＳ５〜Ｓ１６を用いて説明した処理になっている点、及び画像処理装置２０の動作が第２の実施形態と同様である点を除いて、第４の実施形態に係るＸ線撮影システムと同様である。
本実施形態によっても第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば画像処理装置２０の画像処理部２１２が有する機能を、Ｘ線撮影装置１０の画像処理部１１０が有していても良い。

また、上記した各実施形態において、相対的に照射エネルギーが低い第１の照射エネルギーに対応する第１群の撮影画像を生成する場合にのみ、増幅率をＸ線の照射角度によって変更し、相対的に照射エネルギーが高い第２の照射エネルギーに対応する第２群の撮影画像を生成する場合には増幅率を定数にしていてもよい。この場合、撮影条件の悪い第１の照射エネルギーに対応する撮影画像の品質を上げることができる。

また上記した各実施形態において、画像再構成部２１２ｂは、断面画像を生成するときの複数の撮影画像それぞれの寄与率を、当該撮影画像を生成するときの照射角度又は被写体１の見かけ上の体厚に基づいて設定してもよい。この場合、すべての撮影画像において増幅率は定数であっても良い。

本発明の第１の実施形態に係るＸ線撮影システムの構成を説明するブロック図。 Ｘ線撮影装置１０の構成の一例を示すブロック図。 画像生成部１３０の具体的な構成の一例を説明するための平面概略図。 Ｘ線検出部１３２の具体的な構成の一例を説明するための概略図。 （Ａ）は制御パラメータ記憶部１１２が記憶している増幅率テーブル１１２ａの一例を示す図、（Ｂ）は制御パラメータ記憶部１１２が記憶しているノイズ抑制パラメータテーブル１１２ｂの一例を示す図。 画像処理装置２０の構成を示すブロック図。 画像処理パラメータ記憶部２０８が記憶するデータをテーブル形式で示す図。 Ｘ線撮影装置１０の動作を示すフローチャート。 画像処理装置２０が行う断面画像の生成処理を示すフローチャート。 第２の実施形態に係るＸ線撮影装置１０の動作を示すフローチャート。 第３の実施形態に係るＸ線撮影装置１０の動作を示すフローチャート。 第３の実施形態に係る画像処理装置２０が行う断面画像の生成処理を示すフローチャート。 第４の実施形態に係る増幅率テーブル１１２ａを示す図。 第４の実施形態に係るＸ線撮影装置１０の動作を説明するためのフローチャート。 第５の実施形態に係るＸ線撮影装置１０の動作を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１…被写体、１０…Ｘ線撮影装置、２０…画像処理装置、１０２…角度体厚測定部、１０３…体厚記憶部、１０４…画像記憶部、１０６…操作部、１０７…表示部、１０８…制御部、１１０…画像処理部、１１２…制御パラメータ記憶部、１１２ａ…増幅率テーブル、１１２ｂ…ノイズ抑制パラメータテーブル、１１４…通信部、１２０…高圧発生部、１２１…管電圧・管電流制御部、１２２…Ｘ線管、１３０…画像生成部、１３１…半導体膜、１３２…Ｘ線検出部、１３２ａ…アクティブマトリクス基板、１３３…画素、１３３ａ…キャリア収集電極、１３４…信号処理部、１３４ａ…増幅器、１３４ｂ…Ａ／Ｄ変換器、１３４ｃ…ゲートドライバ、１３６…制御部、１４０…移動機構駆動部、２０２…画像記憶部、２０４…撮影条件記憶部、２０６…操作部、２０７…表示部、２０８…画像処理パラメータ記憶部、２１０…通信部、２１２…画像処理部、２１２ａ…ノイズ抑制処理部、２１２ｂ…画像再構成部、２１２ｃ…サブトラクション処理部

Claims (12)

1. 被写体の周囲を一回転し、かつ複数の照射角度で前記被写体に向けてＸ線を照射するＸ線源と、
   前記被写体を透過したＸ線量に応じた電気信号を生成し、該電気信号を増幅することにより、複数の照射角度それぞれ毎に撮影画像を生成する画像生成部と、
   前記Ｘ線源の照射角度に基づいて、前記電気信号の増幅率を前記撮影画像それぞれ毎に設定する増幅率設定部と、
   前記複数の撮影画像を再構成することにより前記被写体の断面画像を生成する画像再構成部と、
   を具備する放射線撮影装置。
2. 複数種類の基準体型それぞれ毎に、前記複数の照射角度それぞれ別に前記増幅率を定めた増幅率テーブルを保持する増幅率保持部と、
   前記被写体が属する基準体型を識別する基準体型識別情報が入力される入力部を更に具備し、
   前記増幅率設定部は、前記入力部に入力された前記基準体型識別情報に対応する増幅率テーブルを前記増幅率保持部から読み出し、該読み出した増幅率テーブルに従って前記増幅率を設定する請求項１に記載の放射線撮影装置。
3. 被写体の周囲を一回転し、かつ複数の照射角度で被写体に向けてＸ線を照射するＸ線源と、
   前記被写体を透過したＸ線量に応じた電気信号を生成し、該電気信号を増幅することにより、複数の照射角度それぞれ毎に撮影画像を生成する画像生成部と、
   前記複数の照射角度それぞれから見た場合の前記被写体の体厚を測定する体厚測定部と、
   前記体厚測定部の測定結果に基づいて、前記電気信号の増幅率を前記撮影画像それぞれ毎に設定する増幅率設定部と、
   前記複数の撮影画像を再構成することにより前記被写体の断面画像を生成する画像再構成部と、
   を具備する放射線撮影装置。
4. 前記Ｘ線源は、第１のエネルギーで複数の照射角度からＸ線を前記被写体に照射し、かつ前記第１のエネルギーより高い第２のエネルギーで複数の照射角度からＸ線を前記被写体に照射し、
   前記画像生成部は、前記第１のエネルギーのＸ線に対応して第１群の前記複数の撮影画像を生成し、かつ、前記第２のエネルギーのＸ線に対応して第２群の前記複数の撮影画像を生成し、
   前記画像再構成部は、前記第１群の複数の撮影画像を再構成することにより第１の前記断面画像を生成し、かつ前記第２群の複数の撮影画像を再構成することにより第２の前記断面画像を生成し、
   さらに、前記第１の断面画像及び前記第２の断面画像をサブトラクション処理したエネルギーサブトラクション画像を生成するサブトラクション処理部を具備する請求項１〜３のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
5. 前記増幅率設定部は、前記画像生成部が前記第１群の複数の撮影画像を生成するときには前記電気信号の増幅率を前記撮影画像それぞれ毎に設定し、前記画像生成部が前記第２群の複数の撮影画像を生成するときには前記電気信号の増幅率を前記撮影画像によらず定数にする請求項４に記載の放射線撮影装置。
6. 前記画像生成部は、
   行列状に配置されており、それぞれが照射されたＸ線量に応じた電荷を生成する複数の画素と、
   前記複数の画素それぞれから前記電荷を読み出すことにより前記電気信号を生成する読出手段と、
   前記増幅率設定部が設定した増幅率に従って前記電気信号を増幅する増幅部と、
   を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
7. 前記画像生成部は、
   行列状に配置されており、それぞれが照射されたＸ線量に応じた電荷を生成する複数の画素と、
   互いに隣接する所定数の画素それぞれから前記電荷を読み出し、該所定数の前記電荷を加算することにより前記電気信号を生成する読出手段と、
   前記増幅率設定部が設定した増幅率に従って前記電気信号を増幅する増幅部と、
   前記増幅率に基づいて前記所定数を設定する隣接加算数設定部と、
   を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
8. 互いに隣接する所定数の画素データを平均化して一つの平均化画素データを生成する画像処理部と、
   前記増幅率に基づいて、前記所定数を前記複数の撮影画像それぞれ毎に設定する平均化数設定部と、
   を具備する請求項１〜７のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
9. 前記複数の撮影画像それぞれ毎に、該撮影画像生成時の前記増幅率に応じてコントラスト比を変更する画像処理部を具備する請求項１〜８のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
10. 前記画像再構成部は、前記断面画像を生成するときの前記複数の撮影画像それぞれの寄与率を、当該撮影画像を生成するときの増幅率に基づいて設定する請求項１〜９のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。
11. 被写体の周囲を回転し、かつ複数の照射角度で前記被写体に向けてＸ線を照射するＸ線源と、
    前記被写体を透過したＸ線量に応じた電気信号を生成し、該電気信号を増幅することにより、複数の照射角度それぞれ毎に撮影画像を生成する画像生成部と、
    前記複数の撮影画像を再構成することにより前記被写体の断面画像を生成する画像再構成部と、
    を具備し、
    前記画像再構成部は、前記断面画像を生成するときの前記複数の撮影画像それぞれの寄与率を、当該撮影画像を生成するときの照射角度又は前記被写体の見かけ上の体厚に基づいて設定する放射線撮影装置。
12. 前記Ｘ線源、前記画像生成部、及び前記増幅率設定部を有する撮影部を複数具備し、
    前記画像再構成部は、前記複数の撮影部それぞれ毎に、前記複数の撮影画像を再構成して前記断面画像を生成する請求項１〜１１のいずれか一項に記載の放射線撮影装置。

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