JP2009291548A - 放射線撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放射線源と、ＦＰＤの介在する位置の部材に起因する放射線の透過ムラの分布がキャリブレーション補正に用いられる補正用データに重畳したとしても、診断に好適な放射線透視画像を形成できる放射線撮影装置を提供する。
【解決手段】本発明に備えられた補正用データ編集部１３は、補正用データ記憶部１２に記憶された補正用データを読み出して、補正用データに対して平滑化処理を行う。これにより、補正用データに写りこんだＸ線の透過ムラの分布を平滑化処理によりボカして、編集された補正用データを形成して、それを基にキャリブレーション補正が行われるので、Ｘ線透視画像において、その分布が転写されることがない。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射線源と、ＦＤＰとを備えた放射線撮影装置に関し、特に、キャリブレーション補正機能を備えた放射線撮影装置に関する。

被検体のＸ線透視画像を撮影するＸ線撮影装置には、コーン状のＸ線ビームを照射するＸ線源と、それを検出するフラットパネル・ディテクタ（以降、ＦＰＤと略記）が備えられたものがある。ＦＰＤは、Ｘ線検出面を有し、それはＸ線を検出する検出素子が２次元的に配列されて構成されている。この検出素子の感度にバラツキがある場合、そのバラツキの分布がＸ線透視画像に重畳してしまうので、Ｘ線撮影装置には、そのバラツキの分布を除去するキャリブレーション補正機能が備えられている。

この種のＸ線撮影装置の構成について説明する。従来のＸ線撮影装置５０は、図１１に示すように、被検体Ｍを載置する天板５１と、被検体Ｍに向けてコーン状のＸ線ビームを照射するＸ線管５２と、これを制御するＸ線管制御部５３と、散乱Ｘ線を吸収するＸ線グリッド５４と、Ｘ線を検知するＦＰＤ５５と、ＦＰＤ５５から取得された元画像にキャリブレーション補正を行うキャリブレーション補正部５６と、キャリブレーション補正に参照される補正用データを記憶する補正用データ記憶部５７と、各部を統括的に制御する主制御部５８と、Ｘ線透視画像を表示する表示部５９とを備えている（例えば、特許文献１参照）。

従来のＸ線撮影装置５０でＸ線透視画像を撮影するには、まず、補正用データの取得が行われる。具体的には、天板５１に被検体Ｍを載置しない状態で、Ｘ線管５２からＸ線ビームが照射され、それをＦＰＤ５５が検知する。このときＦＰＤ５５に入射するＸ線ビームの強度は、ＦＰＤ５５の部位に係らず一定であるとみなせるので、この状態で検出素子によってＸ線の検出感度が異なれば、それは、検出素子の間でのＸ線の検出感度のバラツキに起因することになる。そして、このとき得られたバラツキの分布を基に補正用データが形成され、補正用データ記憶部５７に記憶される。そして、被検体Ｍを天板５１に載置して補正前の元画像の取得を行う。ＦＰＤ５５から出力された元画像は、キャリブレーション補正部５６に送出され、補正用データ記憶部５７で記憶される補正用データを基に、元画像の補正が行われる。具体的には、元画像の有するバラツキの分布の反転パターンが元画像に重ねられることにより、Ｘ線感度のムラが打ち消されたうえで、Ｘ線透視画像が形成される。
特開２００５−２３７５１８号広報

しかしながら、従来の構成によれば、次のような問題点がある。
すなわち、従来の構成によれば、Ｘ線管５２は、天板５１を透過してＦＰＤ５５に入射するので、天板５１を透過したＸ線ビームには、天板５１における透過ムラが写りこんでいる。補正用データには、検出素子のＸ線感度のバラツキのみならず、天板５１の透過ムラが重畳してしまうことになる。この様な補正用データを用いてＸ線撮影画像データに補正を施すと、検出素子におけるＸ線感度のバラツキの分布と、天板５１の透過ムラの分布とが同時に除去されることになる。

ところで、Ｘ線撮影装置において、補正データの取得を行ったあと、天板５１を移動させて、Ｘ線透視画像を撮影する場合がある。この場合、天板５１におけるＸ線の透過ムラの分布は天板５１の位置によって異なっているので、補正用データに重畳した天板５１の透過ムラの分布と、元画像に重畳した天板５１の透過ムラの分布とは、一致したものとならない。したがって、キャリブレーション補正後のＸ線透視画像には、補正データに重畳した天板５１の透過ムラの分布（正確には、その反転パターン）が余計に元画像に重ね合わせられることになる。そして、元画像に重畳している天板５１の透過ムラの分布は、補正用データに重畳している天板５１の透過ムラを打ち消すことがない。

この様な問題は、被検体の断層撮影を行うデジタルトモシンセシス装置において更に顕著なものとなる。この種のＸ線撮影装置においては、複数枚のＸ線透視画像を重ね合わせて１枚のＸ線断層画像を取得する。このときに、補正用データに上述のような反転パターンが重畳していると、キャリブレーション補正後のＸ線透視画像の全てに、この反転パターンが転写されてしまう。このＸ線透視画像を重ね合わせてＸ線断層画像を取得しようとすれば、この反転パターンも重ね合わされてしまう。例えば、７４枚のＸ線透視画像を重ね合わせれば、反転パターンの強度が７４倍に増強されてＸ線断層画像に写りこんでしまい、不鮮明なＸ線断層画像しか得られない。

本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、Ｘ線源と、ＦＰＤの介在する位置の部材（例えば、天板）に起因するＸ線の透過ムラの分布がキャリブレーション補正に用いられる補正用データに重畳したとしても、診断に好適なＸ線透視画像を形成できるＸ線撮影装置を提供することにある。

本発明は、この様な目的を達成するために、次のような構成をとる。すなわち、請求項１に記載の放射線撮影装置は、放射線ビームを照射する放射線源と、放射線ビームを検出する放射線検出手段と、放射線源と放射線検出手段との介在する位置に設けられた被検体を載置する天板とを備え、キャリブレーション補正機能を有する放射線撮影装置において、（Ａ）放射線検出手段に対して放射線ビームを照射することでキャリブレーション補正に用いる補正用データを取得する補正用データ取得手段と、（Ｂ）補正用データに平滑化処理を行うことで補正用データに転写された天板の放射線透過ムラの分布を平滑化する補正用データ編集手段と、（Ｃ）放射線検出手段に対して放射線ビームを照射することで被検体の放射線像が写りこんだ元画像を形成する元画像形成手段と、（Ｄ）編集された補正用データを基に元画像を補正するキャリブレーション補正手段とを備えることを特徴とするものである。

［作用・効果］本発明の構成によれば、放射線源と、放射線検出手段の介在する位置の天板に起因する放射線の透過ムラの分布がキャリブレーション補正に用いられる補正用データに重畳したとしても、診断に好適な放射線透視画像を形成できる。キャリブレーション補正によって、被検体の関心部位が写りこんだ元画像に重畳した検出素子の感度のバラツキや、アンプ回路の増幅のバラツキに起因するバラツキの分布は除去される。しかしながら、補正用データには、天板に起因する放射線の透過ムラの分布も写りこんでいる。したがって、キャリブレーション補正によって放射線透視画像には、この透過ムラの分布（正確には、その反転パターン）が余計に転写されることになる。本発明の構成の補正用データ編集手段は、補正用データに写りこんだ放射線の透過ムラの分布を平滑化によりボカして、編集された補正用データを形成する。それを基にキャリブレーション補正が行われるので、放射線透視画像において、天板に起因する放射線の透過ムラ分布が転写されることがない。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の放射線撮影装置において、放射線検出手段は、第１方向にｐ列、および第２方向にｑ行の２次元的に配列された放射線検出素子と、放射線検出素子の放射線検出信号を増幅する第１方向に配列されたｐ個のアンプ回路とを備え、補正用データは、放射線検出素子の各々に対応したデータ成分がｐ列、およびｑ行の２次元的に配列されて構成され、補正用データ編集手段は、補正用データの各列ごとに平滑化を行うことを特徴とするものである。

［作用・効果］上記構成によれば、補正用データ編集ステップにおいて、補正用データは、補正用データの各列ごとに補正される。これにより、平滑化は、同一のアンプ回路に由来するデータ成分毎に行われるのである。つまり、補正用データを構成する各データ成分に含まれるアンプ回路の増幅のバラツキが平滑化されることがない。したがって、確実に天板に起因する放射線の透過ムラの分布をボカしつつ、アンプ回路の増幅のバラツキは、平滑化されない構成となっている。したがって、編集された補正用データを用いて元画像のキャリブレーション補正を行えば、元画像に重畳したアンプ回路の増幅のバラツキに起因するバラツキの分布は打ち消されるとともに、天板に起因する放射線の透過ムラが放射線透視画像に転写されることを確実に抑制することができる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の放射線撮影装置において、放射線源から照射される放射線ビームの中心と放射線検出器の中心とが互いに一致する状態で、所定方向に沿って放射線源と放射線検出器とを同期的、かつ互いに反対方向に対向移動させる同期移動制御手段と、放射線源と放射線検出器とを同期移動させながら一連の放射線透視画像を撮影し、これらを重ね合わせることで放射線断層画像を形成する重ね合わせ手段とを備えることを特徴とするものである。

［作用・効果］上記構成によれば、診断に好適な放射線断層画像が取得できる。上記構成は、放射線透視画像を重ね合わせて放射線断層画像を取得するようになっている。この放射線断層画像は、放射線透視画像を重ね合わせることで取得される。そのときに、放射線透視画像に天板に起因する透過ムラの分布が写りこんでいた場合、放射線断層画像には、透過ムラの分布の位置も変更されずに重ね合わせられ、放射線透視画像の枚数の分だけ透過ムラが増強されてしまう。上記構成によれば、そもそも重ね合わせられる放射線透視画像には天板に起因する透過ムラの分布が写りこんでいないので、放射線断層画像にそれが表れることがない。したがって、上記構成によれば、診断に好適な放射線断層画像が取得できる。

また、本明細書は、次のような放射線撮影装置に係る発明も開示している。

（１）請求項１ないし請求項３に記載の放射線撮影装置において、前記放射線源と前記放射線検出手段との介在する位置に散乱放射線を吸収する放射線グリッドを更に備えていることを特徴とする放射線撮影装置。

（１）に記載の構成は、放射線グリッドを備えている。この放射線グリッドには、天板と同様に、部分的に放射線を吸収しやすい部位と、放射線を吸収しにくい部位とが混在して分布している。したがって、放射線グリッドも天板とは独立して透過ムラの分布を有しており、補正用データには、放射線グリッドに起因する放射線の透過ムラの分布が重畳している。上記構成によれば、補正用データ編集手段によって、この放射線の透過ムラの分布も同時にボカされて、補正用データが編集される。したがって、放射線グリッドに起因する放射線の透過ムラの分布が放射線透視画像に転写されることを確実に抑制することができる。

本発明によれば、放射線源と、放射線検出手段の介在する位置の天板に起因する放射線の透過ムラの分布がキャリブレーション補正に用いられる補正用データに重畳したとしても、診断に好適な放射線透視画像を形成できる。キャリブレーション補正で用いられる補正用データには、天板に起因する放射線の透過ムラの分布が写りこんでいる。そうであっても、本発明の構成によれば、補正用データに写りこんだ放射線の透過ムラの分布を平滑化によりボカして、編集された補正用データを形成して、それを基にキャリブレーション補正が行われるので、放射線透視画像において、天板に起因する放射線の透過ムラの分布が転写されることがない。また、本発明の構成は、補正用データを編集する補正用データ編集手段を備えている。これにより、天板に起因する放射線の透過ムラの分布が写りこんでいない放射線透視画像が形成できる。この構成を放射線断層撮影装置に適応すれば、天板に起因する放射線の透過ムラの分布が重ね合わせられることがないので、診断に好適な放射線断層画像が形成できる。

以下、本発明に係る放射線撮影装置について、図面を参照しながら説明する。なお、実施例１では、本発明の構成を放射線断層撮影装置に採用した実施例である。

図１は、実施例１に係る放射線断層撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。図１に示すように、実施例１に係るＸ線断層撮影装置１は、Ｘ線断層撮影の対象である被検体Ｍを載置する天板２と、天板２の上部に設けられた被検体Ｍに対してコーン状のＸ線ビームを照射するＸ線管３と、天板２の下部に設けられ、被検体Ｍの透過Ｘ線像を検出するシート状のＸ線受像器であるフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、ＦＰＤと略記）５と、コーン状のＸ線ビームの中心とＦＰＤ５の中心が常に一致する状態でＸ線管３とＦＰＤ５との各々を被検体Ｍの関心部位を挟んで互いに反対方向に同期移動させる同期移動機構６と、これを制御する同期移動制御部７と、天板２の下部に設けられ、ＦＰＤ５のＸ線を検出するＸ線検出面を覆うように設けられており、散乱Ｘ線を吸収するＸ線グリッド８とを備えている。なお、Ｘ線は、本発明の放射線に相当する。

Ｘ線管３は、Ｘ線照射制御部４の制御にしたがってコーン状でパルス状のＸ線ビームを被検体Ｍに対して繰り返し照射する構成となっている。このＸ線管３には、Ｘ線ビームを角錐となっているコーン状にコリメートするコリメータが付属している。そして、このＸ線管３と、ＦＰＤ５はＸ線透視画像を撮像する撮像系を形成している。

そして、さらに実施例１に係るＸ線断層撮影装置１は、各制御部４，７を統括的に制御する主制御部１７と、Ｘ線断層画像を表示する表示部１８とを備えている。この主制御部１７は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより各制御部４，７および後述の天板移動制御部１０，補正用データ取得部１１，補正用データ編集部１３，元画像形成部１４，キャリブレーション補正部１５，および重ね合わせ部１６とを実現している。なお、Ｘ線管３，ＦＰＤ５，および同期移動機構６は、本発明の放射線源、放射線検出手段、および同期移動手段のそれぞれに相当する。また、補正用データ取得部１１、補正用データ編集部１３、元画像形成部１４、およびキャリブレーション補正部１５は、本発明の補正用データ取得手段、補正用データ編集手段、元画像形成手段、およびキャリブレーション補正手段のそれぞれに相当する。

天板２は、昇降自在、かつ被検体Ｍの体軸方向Ａに沿って摺動自在となっており、天板移動機構９によって駆動される。この天板移動機構９は、天板移動制御部１０の制御にしたがう。なお、この天板移動制御部１０も主制御部１３によって他の各制御部４，７，１０と共に統括的に制御される。

ＦＰＤ５は、Ｘ線を検出する検出素子が２次元的に配列されて構成されている。図２は、実施例１に係るＦＰＤの構成を説明する図である。図２に示すように、ＦＰＤ５は、２次元的に配置されたＸ線を検出する検出素子２０ａと、その側端には、アンプ回路２１ａがｘ方向に配列されたアンプ回路アレイ２１と、ゲートドライブ２２ａがｙ方向に配列されたゲートドライブアレイ２２とを有する。検出素子２０ａは、ゲートドライブ２２ａの各々によって駆動され、アンプ回路２１ａの各々に検出信号を出力する。検出信号は、アンプ回路２１ａによって増幅され、増幅信号に変換される。なお、ｘ方向、およびｙ方向は、本発明の第１方向、および第２方向に相当する。また、検出素子は、本発明の放射線検出素子に相当する。

図２においては、検出素子２０ａは、９個しか描かれていないが、実際のＦＰＤ５には、検出素子２０ａがｘ方向に１，０２４個、ｙ方向に１，０２４個配列されている。したがって、本発明のｐ列は、１，０２４列、ｑ行は、１，０２４行となっている。この行数と列数は用途に合わせて変更が可能である。

同期移動機構６は、Ｘ線管３とＦＰＤ５とを同期させて移動させる構成となっている。この同期移動機構６は、同期移動制御部７の制御にしたがって被検体Ｍの体軸方向Ａに平行な直線軌道に沿ってＸ線管３を直進移動させる。しかも、検査中、Ｘ線管３の照射するコーン状のＸ線ビームは、常に被検体Ｍの関心部位に向かって照射されるようになっており、このＸ線照射角度は、コリメータの角度を変更することによって、たとえば初期角度−２０°から最終角度２０°まで変更される。なお、体軸方向Ａは、本発明の所定方向に相当する。

また、同期移動機構６は、上述のＸ線管３の直進移動に同期して、天板２の下部に設けられたＦＰＤ５を被検体Ｍの体軸方向Ａに沿って直進移動させる。そして、その移動方向は、Ｘ線管３の移動方向と反対方向となっている。つまり、Ｘ線管３が移動することによって照射源位置と照射方向が変化するコーン状のＸ線ビームは、常にＦＰＤ５のＸ線検出面の全面で受光される構成となっている。このように、一度の検査において、ＦＰＤ５は、Ｘ線管３と互いに反対方向に同期して移動しながら、たとえば７４枚のＸ線透視画像を取得するようになっている。具体的には、Ｘ線管３とＦＰＤ５とは、破線で示した位置を介して、図１に示した一点鎖線で示す位置まで対向移動する。すなわち、Ｘ線管３とＦＰＤ５の位置を変化させながら複数のＸ線透視画像が撮影されることになる。ところで、コーン状のＸ線ビームは常にＦＰＤ５のＸ線検出面の全面で受光されるので、撮影中コーン状のＸ線ビームの中心は、常にＦＰＤ５の中心と一致している。また、撮影中ＦＰＤ５の中心は、直進移動するが、この移動はＸ線管３の移動の反対方向となっている。つまり、体軸方向Ａに沿って、Ｘ線管３とＦＰＤ５とを同期的、かつ互いに反対方向に移動させる構成となっている。

また、ＦＰＤ５の後段には、そこから出力される検出信号を基に被検体ＭのＸ線透視画像を形成する元画像形成部１４が備えられており、この元画像形成部１４の更に後段には、元画像形成部１４で形成された元画像に対してキャリブレーション補正を行って、Ｘ線透視画像を形成するキャリブレーション補正部１５を備えている。そして、完成した複数のＸ線透視画像を互いに重ね合わせることによって、所望の裁断位置における被検体ＭのＸ線断層画像を形成する重ね合わせ部１６が備えられている。

また、このキャリブレーション補正部１５で使用される補正用データＤ１は、補正用データ記憶部１２に記憶されている。この補正用データＤ１は、被検体のＸ線透視画像を撮影する前に予めＸ線ビームをＦＰＤ５に照射することにより得られたものである。

実施例１の特徴的な部位としては、補正用データ編集部１３が備えられている。この補正用データ編集部１３は、補正用データＤ１を補正用データ記憶部１２から読み出して、所定の演算処理を行った後、編集された補正用データＤ２を補正用データ記憶部１２に出力する構成となっている。

続いて、実施例１に係るＸ線断層撮影装置１の断層画像の取得原理について説明する。図３は、実施例１に係るＸ線断層撮影装置の断層画像の取得方法を説明する図である。例えば、天板２に平行な基準裁断面ＭＡについて説明すると、図３に示すように、基準裁断面ＭＡに位置する点Ｐ，Ｑが、常にＦＰＤ５のＸ線検出面の不動点ｐ，ｑのそれぞれに投影されるように、Ｘ線管３によるコーン状のＸ線ビーム１９の照射方向に合わせてＦＰＤ５をＸ線管３の反対方向に同期移動させながら連続的に複数枚の元画像Ｐ０が元画像形成部１４にて形成される。そして、この元画像Ｐ０に対してキャリブレーション補正を行って形成されたＸ線透視画像Ｐ１を重ね合わせ部１６にて重ね合わせれば、基準裁断面ＭＡに位置する像（たとえば、不動点ｐ，ｑ）が集積され、Ｘ線断層画像としてイメージングされることになる。一方、基準裁断面ＭＡに位置しない点Ｉは、ＦＰＤ５における投影位置を変化させながら一連のＸ線透視画像に点ｉとして写り込んでいる。この様な点ｉは、不動点ｐ，ｑとは異なり、重ね合わせ部１６でＸ線透視画像を重ね合わせる段階で像を結ばずにボケる。このように、Ｘ線透視画像の重ね合わせを行うことにより、被検体Ｍの基準裁断面ＭＡに位置する像のみが写り込んだＸ線断層画像が得られる。このように、Ｘ線透視画像を単純に重ね合わせると、基準裁断面ＭＡにおけるＸ線断層画像が得られる。

さらに、重ね合わせ部１６の設定を変更することにより、基準裁断面ＭＡに平行な任意の裁断位置においても、同様なＸ線断層画像を得ることができる。撮影中、ＦＰＤ５において上記点ｉの投影位置は移動するが、投影前の点Ｉと基準裁断面ＭＡとの離間距離が大きくなるにしたがって、この移動速度は増加する。これを利用して、取得された一連のＸ線透視画像から、移動方向と移動距離が同一となっている像を選択しながらＸ線透視画像を重ね合わせれば、基準裁断面ＭＡに平行な裁断位置におけるＸ線断層画像が得られる。このように、重ね合わせ部１６でＸ線透視画像を重ね合わせれば、所望のＸ線断層画像が得られる。

次に、実施例１におけるＸ線透視画像の方法について説明する。実施例１に係る放射線撮影装置のキャリブレーション方法は、図４に示すように、キャリブレーションに用いる補正用データを取得する補正用データ取得ステップＳ１と、取得された補正用データに平滑化処理を行って平滑化補正用データを取得する補正用データ編集ステップＳ２と、被検体を透視撮影し、元画像を取得する元画像形成ステップＳ３と、編集された補正用データを基に元画像を補正するキャリブレーション補正ステップＳ４とを備えている。なお、実施例１の補正用データ取得ステップＳ１は、補正用データ取得部１１が行い、補正用データ編集ステップＳ２は、補正用データ編集１３が行う。また、元画像形成ステップＳ３は、元画像形成部１４が行い、キャリブレーション補正ステップＳ４は、キャリブレーション補正部１５が行う構成となっている。これら各ステップについて順を追って説明する。

＜補正用データ取得ステップＳ１＞
図５は、実施例１に係るＸ線透視画像の取得のフローを説明するフローチャートである。実施例１に係るＸ線透視画像の取得方法は、まず、補正用データ取得ステップＳ１において、図５に示すように、Ｘ線ビームをＦＰＤ５に向けて照射する（ステップＴ１）。このとき、天板２は、被検体Ｍを載置していない。そして、ＦＰＤ５にＸ線ビームが到達し、ＦＰＤ５は、Ｘ線を検出する（ステップＴ２）。そして、ＦＰＤ５は、アンプ回路２１ａから出力された増幅信号を補正用データ取得部１１に出力し、この増幅信号を基に補正用データＤ１が取得される（ステップＴ３）。このときＦＰＤ５から出力された増幅信号は、ＦＰＤ５全体に亘って一定とならずバラツキを有している。このバラツキは、例えば、ＦＰＤ５を構成する検出素子２０ａの感度のバラツキや、アンプ回路２１ａの間における増幅のバラツキに起因する。

ここで、この増幅信号のバラツキについて説明する。ＦＰＤ５における検出素子ａに注目して、これにｙ方向に離間した検出素子ｍと、ｘ方向に離間した検出素子ｎとすると、検出素子ａからアンプ回路２１ａを介して出力される増幅信号の強度は、検出素子ｎのそれよりも、検出素子ｍのそれに類似している。その理由は、検出素子ａ、および検出素子ｍにおける検出信号の増幅を担当するアンプ回路は、同一であるので、両検出素子ａ，ｍによってアンプ回路２１ａに出力された検出信号は、同一の増幅特性でもって増幅信号に代えらるからである。ところが、検出素子ａ、および検出素子ｎにおける検出信号の増幅を担当するアンプ回路２１ａは、互いに異なっているために、両検出素子ａ，ｎによってアンプ回路２１ａに出力された検出信号は、互いに異なる増幅特性でもって増幅信号に代えられるということになる。

図７は、実施例１に係るＦＰＤが出力する増幅信号のムラについて説明する模式図である。補正用データ取得ステップＳ１において、ＦＰＤ５から得られる増幅信号を各検出素子で比較したとき、アンプ回路２１ａの配列方向と直交するｙ方向に似通った値が配列し、アンプ回路２１ａに沿ったｘ方向には互いに異なる値が配列していることになる。

本ステップで得られる補正用データＤ１は、増幅信号を基に形成される２次元データであり、補正用データＤ１も図７で示したような特性を有している。つまり、補正データＤ１を構成する各データ成分を比較したとき、ｙ方向に離間したデータ成分同士は、類似しており、ｘ方向に離間したデータ成分同士は互いに異なっている。いいかえれば、補正用データＤ１には、類似したデータ成分がｙ方向に配列している。補正用データＤ１におけるこのようなＦＰＤに起因するパターンＨ１を便宜上、図８（ａ）のようなストライプ状の模式図で表す。なお、実施例１においては、ＦＰＤ５におけるＸ線検出素子の配列方向と対応させるため、補正用データＤ１における各データ成分は、１，０２４列（ｐ列）、および１，０２４行（ｑ行）の２次元データとなっている。

ところで、補正用データＤ１には、予期せずして、天板２に起因する別のパターンＨ２が重畳してしまっている。この天板に起因するパターンＨ２について説明する。図１に示すように、Ｘ線管３と、ＦＰＤ５との介在する位置には、天板２が設けられている。したがって、Ｘ線ビームは、一旦この天板２を透過して、ＦＰＤ５に入射することになる。天板２は、極力Ｘ線を透過させるような材料で構成されるが、実際には、天板２は、ある程度のＸ線を吸収してしまう。しかも、天板２には、部分的にＸ線を吸収しやすい部位と、Ｘ線を吸収しにくい部位とが混在して分布しているので、天板２を透過したＸ線ビームには、このＸ線の透過ムラの分布が写りこむ。補正用データ取得ステップＳ１において、キャリブレーション補正に用いる補正用データを取得しようとしても、Ｘ線ビームには、ＦＰＤ５と関係のない天板２に起因するＸ線の透過ムラの分布が重畳しているので、得られる補正用データＤ１には、この天板２に起因するＸ線の透過ムラの分布が加算される。補正用データＤ１に写りこんだ天板２に起因するパターンを便宜上、図８（ｂ）のような粒状の模様が分布した模式図で表す。つまり、補正用データＤ１には、図８（ｃ）に示すように、ＦＰＤに起因するパターンＨ１に、天板２に起因するパターンＨ２が重畳してしまっており、ストライプ状のパターンと、粒状のパターンの両方が確認できる。補正用データ取得ステップＳ１では、この様な補正用データＤ１を補正用データ記憶部１２に格納させて終了となる。

＜補正用データ編集ステップＳ２＞
次に、補正用データＤ１に対して、平滑化処理を行う補正用データ編集ステップＳ２が行われる（図５においてはステップＴ４）。補正用データ編集部１３は、補正用データ記憶部１２に記憶された補正用データＤ１を読み出して、補正用データＤ１に対して平滑化処理を行う。図９は、実施例１に係る補正用データ編集ステップを説明する模式図である。図９は、２次元的にデータ成分が配列した補正用データＤ１の構成を示している。そのうちのデータ成分ｂに注目すると、データ成分ｂにとってｘ方向について同一位置である他のデータ成分を用いて平滑化演算を行い、データ成分ｃが形成される。このとき平滑化演算に参照されるデータ成分の集団ｒは、データ成分ｂを含んでｙ方向に配列された５１個のデータ成分であり、データ成分ｂは、このデータ成分の集団ｒのｙ方向における中間に位置している。したがって、データ成分ｃは、データ成分ｂと、そのｙ方向の前方に位置する２５個のデータ成分と、そのｙ方向の後方に位置する２５個のデータ成分とを参照して形成される。実際的に補正用データＤ１に対して行われる平滑化演算は、ｘ方向に１列、ｙ方向に５１行の変換行列を用いたフィルター処理であり、変換行列で規定される重み付けにしたがって各データ成分を足し合わせてデータ成分ｃが形成される。具体的には、データ成分ｂに近づくほど重み付けがされる。

この様なデータ処理が補正用データＤ１に属する全てのデータ成分について行い、その結果を補正用データＤ１と同一の配置で２次元的に配列する。この様にして、図９に示すような編集された補正用データＤ２が形成されることになる。つまり、実施例１に係る平滑化演算は、補正用データＤ１の各列にごとに行われる。こうして、編集された補正用データＤ２が補正用データ記憶部１２に記憶され、補正用データ編集ステップＳ２は終了となる。

また、データ成分ｂが補正用データＤ１の側端部に位置しているために、ｙ方向の前方または、後方に位置するデータ成分が２５個に満たない場合、不足分のデータ成分の個数だけデータ成分の集団ｒを縮小してデータ成分ｃが形成される。

この様な構成とすることで、補正用データＤ１に重畳した天板２に起因するＸ線の透過ムラが平滑化される。したがって、補正用データＤ１に現れた図８（ｂ）に示すような粒状のパターンＨ２は消去される。しかも、このときの平滑化演算は、アンプ回路２１ａの配列方向と直交するｙ方向に沿ってなされるので、ＦＰＤ５に起因する補正用データＤ１の特性が消去されることがない。補正用データＤ１は、アンプ回路２１ａ間で増幅のバラツキが反映されている。具体的には、補正用データＤ１を構成する各データ成分を比較したとき、ｙ方向に離間したデータ成分同士のバラツキは小さく、ｘ方向に離間したデータ成分同士のバラツキは大きい。

ｙ方向に配列したデータ成分の強度をグラフで表すと、図１０（ａ）のように小幅のバラツキとなる。各成分の強度ｋは、アンプ回路２１ａに起因する要素ｋ１と、その他の要素ｋ２との合計となっている。ｙ方向に配列したデータ成分を比較したとき、要素ｋ１は一定であり、要素ｋ２のみがバラツく。要素ｋ１は、単一のアンプ回路２１ａに由来するからである。一方、ｘ方向に配列したデータ成分の強度をグラフで表すと図１０（ｂ）のように大幅のバラツキとなる。この場合、要素ｋ１，要素ｋ２の両方がバラツく。なお、要素ｋ２の要因としては、検出素子の感度のバラツキがある。

実施例１の構成によれば、ｘ方向にデータ成分を平滑化しないので、編集された補正用データＤ２には、要素ｋ１のバラツキが平滑化されることがない。したがって、編集された補正用データＤ２は、アンプ回路２１ａに起因するバラツキが維持されている。

また、実施例１の構成によれば、要素ｋ１の強度が維持された状態で、要素ｋ２のみの平滑化が行われ、編集された補正用データＤ２が形成される（図５におけるステップＴ５）。ところで、天板２に起因する各データ成分の強度のバラツキは、要素ｋ２に含まれている。したがって、天板２に起因する要素は本ステップＳ２において確実にボカされ、編集された補正用データＤ２からは、図８（ｂ）に示すような粒状の天板に起因するパターンＨ２は消去されている。

＜元画像形成ステップＳ３＞
Ｘ線透視画像の取得に関する各ステップの説明に戻る。次に、被検体Ｍを天板２に仰臥させ、天板２を被検体Ｍの体軸方向Ａに移動させることで、被検体Ｍの関心部位を撮影位置にセットする（図５におけるステップＴ６）。そして、Ｘ線管３がＦＰＤ５とともに体軸方向Ａに同期的に、かつ対向方向に移動しながら、Ｘ線照射が開始される（ステップＴ７）。こうして、７４枚の元画像Ｐ０を連続的に形成する（ステップＴ８）。この元画像Ｐ０は、順次キャリブレーション補正部１５に出力される。

＜キャリブレーション補正ステップＳ４＞
キャリブレーション補正部１５は、元画像Ｐ０を受け取ると、補正用データ記憶部１２から編集された補正用データＤ２を読み出して、キャリブレーション補正を行い、Ｘ線透視画像Ｐ１を形成する（ステップＴ９）。具体的には、元画像Ｐ０に重畳した検出素子２０ａの感度のバラツキや、アンプ回路２１ａの増幅のバラツキに起因するバラツキの分布を除去すべく、このバラツキの分布の反転パターンが元画像Ｐ０に重ねあわされる。この反転パターンは、編集された補正用データＤ２から形成される。元画像Ｐ０に重畳したバラツキの分布は、その反転パターンによって打ち消される。このようにして形成されたＸ線透視画像Ｐ１は、順次重ね合わせ部１６に出力される。

＜後段のステップＳ５＞
重ね合わせ部１６は、７４枚のＸ線透視画像Ｐ１を重ね合わせて、Ｘ線断層画像Ｐ２を形成する（ステップＴ１０）。このときに重ね合わせられるＸ線透視画像Ｐ１には、天板２に起因する粒状の天板に起因するパターンＨ２を含んでいないので、Ｘ線断層画像Ｐ２にその像を結ぶことがない。したがって、診断に好適なＸ線断層画像Ｐ２を得ることができる。このＸ線断層画像Ｐ２が表示部１８で表示され、実施例１に係るＸ線断層撮影装置によるＸ線断層画像Ｐ２の取得は、終了となる。

以上のように、実施例１の構成によれば、Ｘ線管３と、ＦＰＤ５の介在する位置の天板２に起因するＸ線の透過ムラの分布がキャリブレーション補正に用いられる補正用データＤ１に重畳したとしても、診断に好適なＸ線透視画像を形成できる。キャリブレーション補正によって、被検体Ｍの関心部位が元画像Ｐ０に重畳した検出素子２０ａの感度のバラツキや、アンプ回路２１ａの増幅のバラツキに起因するバラツキの分布は除去されるが、補正用データＤ１には、余計な天板２に起因するＸ線の透過ムラの分布が写りこんでいる。したがって、Ｘ線透視画像には、この透過ムラの分布（正確には、その反転パターン）が余計に転写されることになる。実施例１の構成によれば、補正用データＤ１に写りこんだＸ線の透過ムラの分布を平滑化処理によりボカして、編集された補正用データＤ２を形成して、それを基にキャリブレーション補正が行われるので、Ｘ線透視画像においての分布が転写されることがない。

また、実施例１の構成によれば、編集された補正用データＤ２は、補正データＤ１の各列毎に行われる。これにより、補正用データＤ１を構成する各データ成分に含まれるアンプ回路２１ａの増幅のバラツキに起因する要素ｋ１が平滑化されずに編集された補正用データＤ２に維持される。つまり、平滑化は、同一のアンプ回路２１ａに由来するデータ成分毎に行われる。したがって、確実に天板２に起因するＸ線の透過ムラの分布を確実にボカしつつ、アンプ回路２１ａの増幅のバラツキに起因する要素ｋ１は、平滑化されない構成となっている。したがって、編集された補正用データＤ２を用いて元画像Ｐ０のキャリブレーション補正を行えば、元画像Ｐ０に重畳したアンプ回路２１ａの増幅のバラツキに起因するバラツキの分布は、打ち消されるとともに、天板２に起因するＸ線の透過ムラがＸ線透視画像Ｐ１に転写されることを確実に抑制することができる。

また、実施例１に構成は、Ｘ線グリッド８を備えている。これにより散乱Ｘ線がＦＰＤ５に入射するのが抑制され、高いコントラストのＸ線透視画像が取得される。このＸ線グリッド８は、補正用データＤ１を取得するためにＸ線照射を行ったときにもＸ線透視画像装置に搭載されている。天板２と同様に、Ｘ線グリッド８には、部分的にＸ線を吸収しやすい部位と、Ｘ線を吸収しにくい部位とが混在して分布している。したがって、Ｘ線グリッド８も独自の透過ムラの分布を有しており、補正用データＤ１には、Ｘ線グリッド８に起因するＸ線の透過ムラの分布が重畳している。実施例１の構成によれば、補正用データ編集ステップＳ２において、このＸ線の透過ムラの分布も同時にボカされて、編集された補正用データＤ２が形成される。したがって、Ｘ線グリッドに起因するＸ線の透過ムラの分布がＸ線透視画像Ｐ１に転写されることを確実に抑制することができる。

また、実施例１の構成は、Ｘ線透視画像Ｐ１を重ね合わせてＸ線断層画像Ｐ２を取得するようになっている。基準裁断面ＭＡにおけるＸ線断層画像Ｐ２を取得するとき、上述のように、Ｘ線透視画像Ｐ１を単純に重ね合わせることでＸ線断層画像Ｐ２が取得されることになる。そのときに、一連のＸ線透視画像Ｐ１は、その位置を変更させずに重ね合わせられるので、Ｘ線透視画像Ｐ１に天板２に起因する透過ムラの分布が写りこんでいた場合、Ｘ線断層画像Ｐ２には、透過ムラの分布の位置も変更されずに重ね合わせられ、Ｘ線透視画像Ｐ１の枚数の分だけ透過ムラが増強されてしまう。実施例１の構成によれば、そもそもＸ線透視画像Ｐ１には天板２に起因する透過ムラの分布が写りこんでいないので、Ｘ線断層画像Ｐ２にそれが表れることがない。したがって、実施例１の構成によれば、診断に好適なＸ線断層画像Ｐ２が取得できる。

本発明は、上記構成に限られず、以下のような変形実施が可能である。

（１）上述した実施例におけるデータ成分の集団ｒに属するデータ成分は、５１個であったが、本発明はこれに限られず、その個数は用途に合わせて自由に変更することができる。

（２）上述した実施例におけるＸ線断層撮影装置のＸ線管やＦＰＤは直線移動となっていたが、本発明はこれに限られない。直線移動に代えて円弧軌道に沿った移動や、渦巻き軌道に沿った移動とすることができる。

（３）上述した実施例におけるＸ線断層撮影装置は、医用であったが、本発明はこれに限られない。本発明は、工業用や原子力用の撮影装置に適応することができる。

実施例１に係る放射線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。 実施例１に係るＦＰＤの構成を説明する図である。 実施例１に係るＸ線断層撮影装置の断層画像の取得方法を説明する図である。 実施例１に係るＸ線透視画像の取得のフローを説明するフローチャートである。 実施例１に係るＸ線透視画像の取得のフローを説明するフローチャートである。 実施例１に係るＦＰＤから出力される増幅信号について説明する模式図である。 実施例１に係るＦＰＤが出力する増幅信号のムラについて説明する模式図である。 実施例１に係る補正用データに重畳した各パターンを表した模式図である。 実施例１に係る補正用データ編集ステップを説明する模式図である。 実施例１に係る補正用データを構成するデータ成分の強度のバラツキを説明する模式図である。 従来の放射線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。

符号の説明

Ｄ１ 補正用データ
Ｐ０ 元画像
Ｓ１ 補正用データ取得ステップ
Ｓ２ 補正用データ編集ステップ
Ｓ３ 元画像形成ステップ
Ｓ４ キャリブレーション補正ステップ
１ Ｘ線断層撮影装置（放射線撮影装置）
２ 天板
３ Ｘ線管（放射線源）
５ ＦＰＤ（放射線検出手段）

Claims (3)

1. 放射線ビームを照射する放射線源と、前記放射線ビームを検出する放射線検出手段と、前記放射線源と前記放射線検出手段との介在する位置に設けられた被検体を載置する天板とを備え、キャリブレーション補正機能を有する放射線撮影装置において、
   （Ａ）前記放射線検出手段に対して放射線ビームを照射することでキャリブレーション補正に用いる補正用データを取得する補正用データ取得手段と、
   （Ｂ）前記補正用データに平滑化処理を行うことで前記補正用データに転写された前記天板の放射線透過ムラの分布を平滑化する補正用データ編集手段と、
   （Ｃ）前記放射線検出手段に対して放射線ビームを照射することで被検体の放射線像が写りこんだ元画像を形成する元画像形成手段と、
   （Ｄ）編集された補正用データを基に元画像を補正するキャリブレーション補正手段とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。
2. 請求項１に記載の放射線撮影装置において、
   前記放射線検出手段は、第１方向にｐ列、および第２方向にｑ行の２次元的に配列された放射線検出素子と、前記放射線検出素子の放射線検出信号を増幅する前記第１方向に配列されたｐ個のアンプ回路とを備え、
   前記補正用データは、前記放射線検出素子の各々に対応したデータ成分がｐ列、およびｑ行の２次元的に配列されて構成され、
   前記補正用データ編集手段は、前記補正用データの各列ごとに平滑化を行うことを特徴とする放射線撮影装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の放射線撮影装置において、
   前記放射線源から照射される放射線ビームの中心と前記放射線検出器の中心とが互いに一致する状態で、所定方向に沿って前記放射線源と前記放射線検出器とを同期的、かつ互いに反対方向に対向移動させる同期移動制御手段と、
   前記放射線源と前記放射線検出器とを同期移動させながら一連の放射線透視画像を撮影し、これらを重ね合わせることで放射線断層画像を形成する重ね合わせ手段とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。

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