JP2009297273A - 放射線画像撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】放射線源と、被写体の放射線画像情報を取得する放射線画像情報検出器と、放射線画像情報検出器の放射線源側の面に配置され、放射線が被写体を透過する際に発生する散乱放射線を除去するグリッドと、グリッドを放射線画像情報検出器の放射線源側の面と平行な面上の少なくとも一方向に移動させるグリッド移動機構と、前記グリッドを放射線画像情報検出器の放射線源側の面に配置した状態、かつ、予め設定した曝射時間で、放射線画像を撮影させ、撮影時間に基づいて、グリッド移動機構で前記グリッドを移動させた状態で撮影した放射線画像からグリッドに起因する画像異常を検出する異常検出手段とを有することで上記課題を解決する。
【選択図】図1
Description
FPDを用いた放射線画像撮影装置では、放射線源から放射線を被写体に照射し、被写体を透過した放射線をFPDで電気信号に変換し、FPDから被写体の画像データに相当する電気信号を読み出して放射線画像を生成する。
これに対して、放射線の散乱線を除去するために、FPDと放射線源との間(具体的には、FPDの放射線源側の面)にグリッドを配置することが提案されている(特許文献1及び2参照)。このグリッドは、一般的に放射線遮蔽物質と放射線透過物質とを交互に配置した構成であり、特許文献1に記載されているような、所定位置に固定されたグリッド(以下「固定式グリッド」ともいう。)、特許文献2に記載されているような放射線源からFPDに向けて放射線が曝射されている間、移動するグリッド(以下「移動式グリッド」ともいう。)がある。
これに対して、特許文献1に記載されている装置では、被写体がない状態でグリッドを介して得られる放射線画像を取得し、取得した放射線画像データと撮影条件とに基づいて、撮影した画像に対応するグリッド像を予測して除去することが記載されている。
これに対して、特許文献2に記載されているような、移動式グリッドの場合は、撮影時にグリッドを移動させるため、基本的に特定の位置にグリッド像が形成されることはない。そのため、グリッドが固定式の装置と異なり、グリッド像を除去する必要はない。
また、移動式グリッドに起因する画像不良は、曝射時間等に応じて変化するという問題もある。
また、前記異常検出手段は、撮影時間から放射線画像上での移動グリッドの移動距離を算出し、前記放射線画像上での前記グリッドに起因する画像異常の大きさを算出し、算出した画像異常の大きさに基づいて前記移動グリッド状の欠陥を検出することが好ましい。
さらに、前記異常検出手段で検出した画像異常がしきい値以上の場合は、警告を発生する警告手段を有することが好ましい。
また、前記異常検出手段は、グリッドを配置していない状態で撮影した放射線画像に基づいて算出したオフセットデータを用いて、前記グリッド移動機構で前記グリッドを移動させた状態で撮影した放射線画像にオフセット補正を施すことが好ましい。
撮影手段12は、放射線をマンモHに照射し、マンモHを透過した放射線を検出することでマンモHの放射線画像を撮像する。撮像手段12は、さらに、マンモHが撮影された放射線画像のデータ(アナログデータ)をデジタルデータに変換し出力する。
ここで、アーム部材26は、放射線源収納部27及び撮影台28が固定された旋回軸25を中心として矢印A方向に旋回することで、被写体の乳房Hに対する撮影方向が調整可能に構成されている。
また、押圧板29は、アーム部材26に連結された状態で、放射線源収納部27と撮影台28との間に配設されており、撮影台28の表面に直交する方向(図2中矢印B方向)に変位可能に構成される。
また、表示操作部30は、基台24の所定の位置(本実施形態では、中心よりも放射線源収容部27側)に配置され、放射線撮影装置12によって検出された被写体32の撮像部位、撮影方向等の撮影情報、被写体32のID情報等を表示する表示部と、必要に応じてこれらの情報を変更させる設定入力部とを有する。
放射線源13は、放射線を発生する放射線照射機構であり、撮影台28に向けて放射線を照射する。放射線源13から照射された放射線は、撮影台28上のマンモHを透過して放射線検出部14に入射される。
ここで、放射線源13としては、撮像装置の放射線源として用いられる種々の放射線照射機構を用いることができる。また、本発明では、放射線として、X線、α線、β線、γ線、電子線、紫外線等を用いることができる。
照射制御部13aは、放射線源13を駆動して、撮影モードに応じて設定された強度の放射線が設定された時間だけ照射されるように照射量を制御する。
また、グリッド34を構成する棒状部材は、FPD32の線状電極と直交する向きに配置されている。
モータ116は、回転軸を回転駆動させるモータである。
カム120は、回転軸114に取り付けられ、グリッド押圧面118がグリッド34と接触している。
カム120は、図5に示すように、グリッド押圧面118が湾曲した形状であり、カム120が回転することで、グリッド34と接触している部分と回転軸114との距離が連続的に変化する。なお、図5に示すカム120の形状の例示は、あくまでもグリッド移動機構の構成を理解するためのものであって、誇張して示してある。
引っ張りばね122は、バネ部材であり、一方の端部がグリッド34に接続され、他方の端部が図示しない支持部材(例えば、筐体)に接続されている。引っ張りばね122は、グリッド34をカム120側に付勢している。
グリッド34は、引っ張りばね122によりカム120側に付勢されることで、グリッド押圧面118と常に接触した状態となる。
カム118を回転させ、グリッド34と接触する位置のグリッド押圧面118を移動させることで、回転軸114に垂直で、グリッド34のFPD30に対向する面に平行な方向(図4中、矢印D方向)に、グリッド34を移動させる。
その後、グリッド押圧面118のグリッド34との接触位置が、第1湾曲部124の終端124bまで移動する。グリッド34が第1湾曲部124の終端124bにて押圧されている状態では、グリッド34が初期位置に対して最大移動量だけ移動した位置に配置された状態となる。
その後、カム114が回転することで、グリッド押圧面118のグリッド34との接触位置が、第2湾曲部126上で終端124bから離れる方向に移動し、グリッド34が回転軸114に近づく方向に移動する。その後、グリッド押圧面118のグリッド34との接触位置が、始端124aまで移動する。
AECセンサ39は、各位置でマンモH及びFPD32を透過した放射線の放射線量を検出し、制御部に出力する。
パネル52は、板状の部材であり、FPD32と平行に配置された状態で撮影台28に収納されている。
LEDチップ54は、短時間で発光/消光し、且つ、残光の非常に小さいLEDチップであり、パネル52のFPD32側の面に配列されている。
次に、撮影データ処理部15は、放射線検出部14から出力された放射線画像データに対して、A/D(アナログ/デジタル)変換等のデータ処理を行う部位である。撮影データ処理部15からは、データ処理後のデジタルの画像データが出力される。
撮像手段12は、以上のような構成である。
また、制御手段22は、画像異常検出部60を有する。
画像異常検出部60は、グリッド34をFPD32に対向する位置に配置していない状態で撮影して取得した放射線画像から算出したオフセットデータ等でグリッド34をFPD32に対向する配置した状態かつ所定の撮影条件で撮影して取得した放射線画像を補正し、補正した放射線画像と撮影時の撮影条件とからグリッドに起因する画像異常を検出する。検出方法については、後ほど詳細に説明する。
また、制御手段22は、撮影時間(曝射時間)を制御するためのタイマ(図示せず)も有している。
さらに、制御手段22は、ACEセンサ39で検出した各位置の放射線量に基づいて、乳腺の位置を特定し、さらに乳腺位置の放射線量に基づいて最適な曝射時間を算出する。
撮影装置10は、基本的に以上のような構成である。
また、撮影方法には、医師によって指示された撮像部位、撮影方向等の情報があり、ネットワークに接続された上位の装置から取得し、あるいは、コンソールから放射線技師が入力することが可能である。これらの情報は、撮影手段12の表示操作部30に表示させて確認することができる。
以上の準備作業が完了した後、マンモHの撮影を開始する。
制御手段22は、照射制御部13aにより、放射線源74に供給する管電流を制御し、単位時間当たりの放射線量を少なく設定した状態で放射線をマンモHに曝射する。
次いで、本曝射を開始する。
本曝射が開始されると、撮像手段12において、放射線源13から、プレ曝射で設定された強度の放射線が設定された時間だけ照射される。照射された放射線は、撮影台28上のマンモHを透過して放射線検出部14のFPD32に入射され、マンモHを透過した放射線が電気信号(放射線画像データ)に変換される。
続いて、FPD32から、撮影された放射線画像のデータが読み出され、撮影データ処理部15によってA/D変換等のデータ処理が行われ、デジタルの画像データが生成される。
なお、オフセット補正、シェーディング補正等に用いるオフセットデータ、シェーディングデータ等は、予め、グリッドを配置していない状態の放射線画像を撮影して取得し、取得した放射線画像から各種データを算出し、記憶させておけばよい。
さらに、画像処理後の画像データは、出力手段18により出力される。具体的には、出力手段がモニタの場合には、モニタ上に表示され、出力手段がプリンタの場合には、プリント出力される。
撮影装置10は、以上のようにしてマンモHの放射線画像を撮影する。
ここで、図7は、画像異常の検出方法の一例を示すフロー図であり、図8は、画像異常の一例を示す正面図である。
まず、図7に示すように、装置のキャリブレーションとして、グリッド34がFPD32に対向する位置に配置されていない状態で放射線画像を取得する(ステップS10)。ここで、グリッド34は、グリッド移動機構36によりFPD32に対向する位置からFPD32に対向しない位置に移動させても、手動でFPD32に対向する位置から取り外すようにしてもよい。
次に、取得した放射線画像から、オフセットデータ、シェーディングデータ等の補正処理に用いるデータを作成する(ステップS12)。
具体的には、FPD32上でのグリッドの移動距離Rd[mm]は、撮影時間T秒に対応するグリッド34の移動量R[mm]、放射線源13とグリッド34との距離Lsg[mm]、線源26とFPD32との距離Lsd[mm]から、Rd=R×(Lsd/Lsg)で算出することができる。
ここで、画像異常検出部60は、欠陥及び/または異物がない場合はベタ画像となる放射線画像の中で一定のしきい値を超える画素(つまり、基準となる画素濃度から一定以上の変化がある画素)を欠陥及び/または異物として検出し、この欠陥及び/または異物のうちグリッド34の移動距離と長さが一致する欠陥及び/または異物を、グリッド34に起因する欠陥及び/または異物として検出する。
具体的には、図8に示すように、放射線画像において検出された欠陥及び/または異物deの長さがRdの場合は、欠陥及び/または異物deをグリッドに起因する欠陥及び/または異物として検出する。
なお、グリッドに起因する欠陥及び/または異物であるか否かは、欠陥及び/または異物の原因となる物質自体(例えば、グリッドに付着したゴミ、グリッドの抜け等)の大きさも加味する必要があるため、FPD32上でのグリッドの移動距離Rdに欠陥及び/または異物の原因となる物質自体分の誤差を加味して、グリッドに起因する欠陥を検出することが好ましい。
グリッド34に起因する欠陥及び/または異物が検出されている場合は、警告手段23で警告を行い(ステップS24)、処理を終了する。
グリッド34に起因する欠陥及び/または異物が検出されていなかった場合は、そのまま処理を終了する。
撮影装置10は、以上のようにして、グリッドに起因する画像異常を検出する。
また、グリットに起因する画像異常を他の要因(FPDの欠陥画素)の画像異常と切り分けて検出することができる。これにより、グリットの交換、メンテナンス時期を正確に把握することができる。
また、画像異常が検出された場合に警告を行うことで、画像異常のある放射線画像であることを利用者に通知することができ、また、グリッドの交換、メンテナンスが必要であることを利用者に通知することができる。
なお、撮影装置10では、警告を行ったが、グリットの動作を考慮して正確に画像を補正してもよい。グリッドに起因する画像異常を正確に把握できることで、撮影条件によって画像異常が発生する位置や長さ、画像異常の程度が変化する場合も適切に補正することができる。
図9は、画像異常の検出方法の他の一例を示すフロー図である。なお、図9に示す検出方法において、図7に示す検出方法と同様の工程には、同様のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。
なお、FFTは、縞を構成する1つの棒の延在方向に直交する方向について処理を行う。
FFTをかけることにより、図10に示すような放射線画像の画像濃度の変化の周波数と強度との関係が算出される。ここで、図10は、FFTをかけて算出した放射線画像の画像濃度の変化の周波数と強度との関係の一例を示すグラフである。図10では、横軸を周波数をとし、縦軸を強度とした。
周波数fの成分が、しきい値よりも高い場合、つまり、図10に示すグラフにおいて、所定の周波数における強度が一定値よりも高い場合は、グリッドの動作異常があるとして、警告手段23で警告を行い(ステップS24)、処理を終了する。
周波数fの成分が、しきい値よりも以下であった場合は、そのまま処理を終了する。
撮影装置10は、以上のようにして、グリッドに起因する画像異常を検出する。
具体的には、グリッドを固定した状態で放射線画像を取得し、放射線画像上のグリッドの位置と、想定したグリッドの位置とのずれを画像異常として検出すればよい。ここで、グリッドは、基本的に一定間隔が配置されているため、画像の縞の間隔を周波数で算出し、その周波数のずれを検出すればよい。
また、放射線画像上のグリッドの位置と、想定したグリッドの位置とのずれがしきい値以上である場合は、警告手段により警告を発生させることが好ましい。
図11は、本発明の撮影装置に用いることができるグリッド移動機構の他の一例の概略構成を示す正面図である。
図11に示すように、グリッド移動機構35は、矢印D方向に沿って軸方向が設定された送りねじ130と、送りねじ130を回転駆動するモータ132と、送りねじ130の回転力を直動運動に変換するねじブロック134と、グリッド34の矢印D方向への移動を案内する案内レール136と、グリッド34の移動を規制する規制部材138とを有する。また、ねじブロック134と案内レール136とは、グリッド34を間に挟むように、グリット34の対向する側面にそれぞれ配置されている。
また、規制部材138は、圧縮ばね、ダンパー等の弾性部材であり、一方の端部がグリッド34の端部(矢印D方向の先端部)に接続され、他方の端部が撮影台28に設けられた側板140に接続されている。規制部材138は、グリット34の表面がFPDの表面とが平行になるように、グリット34の向きを規制している。
また、撮影装置10では、グリッド移動機構によりグリッドをFPDの表面に平行な面上の一方向のみに移動させたが、複数方向に移動させるようにしてもよく、例えば、FPDの表面に平行な面上で円を描くように移動させてもよい。
また、グリッド移動機構によりグリッドを移動させるパターンは、特に限定されず、撮影装置10のように、カム構造により、滑らかに加減速させて移動させてもよく、等速で移動させてもよく、サインカーブを描くような速度で移動させてもよい。既知の移動パターンで移動させることで、曝射時間から移動距離を算出することができ、移動距離から放射線画像に対するグリッドの影響を算出することができる。
12 撮像手段
13 放射線源
13a 照射制御部
14 放射線検出部
15 撮影データ処理部
16 画像処理手段
18 出力手段
20 撮影指示手段
22 制御手段
23 警告手段
24 基台
25 旋回軸
26 アーム部材
27 放射線源収容部
28 撮影台
29 押圧板
30 表示操作部
32 FPD
34 グリッド
36 グリッド移動機構
38 読取光源部
39 ACEセンサ
40 消去光源部
52 パネル
54 LEDチップ
114 回転軸
116 モータ
118 グリッド押圧面
120 カム
122 引っ張りばね
124 第1湾曲部
124a 始端
124b 終端
126 第2湾曲部
H 被写体
Claims (7)
- 被写体に放射線を曝射する放射線源と、
前記被写体を透過した放射線を検出し、前記被写体の放射線画像情報を取得する放射線画像情報検出器と、
前記放射線画像情報検出器の放射線源側の面に配置され、前記放射線が前記被写体を透過する際に発生する散乱放射線を除去するグリッドと、
前記グリッドを前記放射線画像情報検出器の放射線源側の面と平行な面上の少なくとも一方向に移動させるグリッド移動機構と、
前記グリッドを前記放射線画像情報検出器の前記放射線源側の面に配置し、前記グリッド移動機構で前記グリッドを移動させた状態、かつ、予め設定した曝射時間で放射線画像を撮影させ、前記撮影時間に基づいて、前記グリッド移動機構で前記グリッドを移動させた状態で撮影した放射線画像から前記グリッドに起因する画像異常を検出する異常検出手段とを有することを特徴とする放射線画像撮影装置。 - 前記異常検出手段は、移動グリッド上の欠陥または異物を検出する請求項1に記載の放射線画像撮影装置。
- 前記異常検出手段は、撮影時間から放射線画像上での移動グリッドの移動距離を算出し、前記放射線画像上での前記グリッドに起因する画像異常の大きさを算出し、算出した画像異常の大きさに基づいて前記移動グリッド上の欠陥を検出する請求項2に記載の放射線画像撮影装置。
- 被写体に放射線を曝射する放射線源と、
前記被写体を透過した放射線を検出し、前記被写体の放射線画像情報を取得する放射線画像情報検出器と、
前記放射線画像情報検出器の放射線源側の面に配置され、前記放射線が前記被写体を透過する際に発生する散乱放射線を除去するグリッドと、
前記グリッドを前記放射線画像情報検出器の放射線源側の面と平行な面上の少なくとも一方向に移動させるグリッド移動機構と、
前記グリッド移動機構を配置した状態で撮影した放射線画像から前記グリッドに起因する画像異常を検出する異常検出手段とを有し、
前記異常検出手段は、前記グリッドのグリット縞の周波数に対応する画像異常を検出することを特徴とする放射線画像撮影装置。 - 前記異常検出手段は、前記グリッド移動機構で前記グリッドを移動させた状態で撮影した放射線画像から前記グリッドに起因する画像異常を検出する請求項4に記載の放射線画像記録装置。
- さらに、前記異常検出手段で検出した画像異常がしきい値以上の場合は、警告を発生する警告手段を有する請求項1〜5のいずれかに記載の放射線画像撮影装置。
- 前記異常検出手段は、あらかじめ撮影した放射線画像に基づいて算出したオフセットデータを用いて、前記グリッド移動機構で前記グリッドを移動させた状態で撮影した放射線画像にオフセット補正を施す請求項1〜6のいずれかに記載の放射線画像撮影装置。
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