JP2011072346A - Ｘ線画像撮影装置、撮影方法および撮影プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】トモシンセシス撮影では、得られた複数枚の投影データに対し補正処理を行うと、Ｘ線断層画像が再構成されるまで非常に時間が掛かり、補正処理に要する時間と画質とのバランスのとれた画像を提供するのは困難であった。
【解決手段】本発明は、トモシンセシス撮影をする撮影部と、撮影により得られた投影データを用いて画像処理を行って第１のＸ線断層画像を再構成する画像処理部とを備え、前記画像処理部は、所定の条件に従って、あらかじめ用意された複数種類の補正処理の中から、前記投影データに施される補正処理の補正フローを決定する補正フロー決定部、および、前記補正フローを前記投影データに施す補正処理実行部を有する第１の画像補正部と、前記補正処理後の投影データを用いて前記第１のＸ線断層画像を再構成する第１の画像再構成部とを備えていることを特徴とするＸ線画像撮影装置を提供することで上記課題を解決するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、トモシンセシス撮影により取得された複数枚のＸ線画像の投影データを用いて、被写体の任意高さの断面におけるＸ線断層画像を再構成するＸ線画像撮影装置、撮影方法および撮影プログラムに関するものである。

トモシンセシス撮影を行うＸ線画像撮影装置では、Ｘ線源を一方向に移動しつつ、異なる角度で被写体にＸ線を照射し、被写体に照射されたＸ線をフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）で検出することにより、１回の撮影操作で、被写体の、撮影角度の異なる複数枚のＸ線画像の投影データが取得される。そして、取得された複数枚のＸ線画像の投影データを用いて画像処理を行って、被写体の任意高さの断面におけるＸ線断層画像の再構成が行われる。

以下、Ｘ線断層画像の再構成について説明する。

図３（Ａ）に示すように、トモシンセシス撮影時に、Ｘ線源が一方的に移動されて、位置Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３から被写体３０にＸ線が照射され、それぞれ、被写体３０のＸ線画像（の投影データ）Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３において、２つの撮影対象物Ａ、Ｂはそれぞれ異なる位置に投影される。

例えば、Ｘ線画像Ｐ１の場合、Ｘ線源の位置Ｓ１が、Ｘ線源の移動方向に対して、撮影対象物Ａ、Ｂよりも左側に位置するため、撮影対象物Ａ、Ｂは、それぞれ、撮影対象物Ａ、Ｂよりも右側にずれたＰ１Ａ、Ｐ１Ｂの位置に投影される。同様に、Ｘ線画像Ｐ２の場合には、ほぼ直下のＰ２Ａ、Ｐ２Ｂの位置に、Ｘ線画像Ｐ３の場合には、左側にずれたＰ３Ａ、Ｐ３Ｂの位置に投影される。

撮影対象物Ａが存在する高さの断面におけるＸ線断層画像を再構成する場合、撮影対象物Ａの投影位置Ｐ１Ａ、Ｐ２Ａ、Ｐ３Ａが一致するように、例えば、同図（Ｂ）に示すように、Ｘ線画像Ｐ１を左へ、Ｘ線画像Ｐ３を右にシフトさせて合成する（シフト加算法）。これにより、撮影対象物Ａが存在する高さの断面が強調されたＸ線断層画像が再構成される。また、撮影対象物Ｂが存在する高さの断面を含む、任意高さの断面におけるＸ線断層画像も同様にして再構成することができる。

ところで、ＦＰＤは、Ｘ線画像の各画像に対応する複数の光電変換素子をマトリクス状に配列し、Ｘ線の受光面が複数のサブエリアに分割されて構成されている。また、ＦＰＤでは、サブエリア毎にデータ読み出し回路が設けられている。そのため、各光電変換素子、各データ読み出し回路等の特性のばらつきを解消するために、ＦＰＤから読み出される投影データに対して各種の補正処理が施される。

例えば、特許文献１は、放射線撮影装置のフラットパネル検出器により発生されるオフセット信号の補償に関するものである。同文献には、オフセット・マップを用いて、フラットパネル検出器のオフセット補正を行うことが開示されている。

また、特許文献２は、放射線等の撮像装置等において、補正に使うデータを得たときの条件と実際に撮影したときの条件が異なるために撮影出力に含まれる誤差を補正し、高Ｓ／Ｎの像情報を得られる撮像装置に関するものである。
同文献には、一次元または二次元配列した複数の光電変換素子を含む撮像手段を有する撮像装置において、撮影モード時の撮影出力を記憶しておく手段と、該撮影モード時の撮影条件を記憶しておく手段と、前記記憶しておいた撮影条件を用いて動作させる補正モード時の補正出力を得る手段と、前記補正出力を用いて前記撮影出力を補正する手段とを有することを特徴とする撮像装置が開示されている。

特開２００７−６３２号公報 特開平１０−３２７３１７号公報

ところが、トモシンセシス撮影では、前述のように、１回の撮影操作によって複数枚のＸ線画像の投影データが得られる上に、１枚１枚のＸ線画像のサイズが大きく、投影データのデータ量が多い。従って、オフセット補正に限らず、特許文献１が提案するように、トモシンセシス撮影のＸ線画像の投影データのような大規模な画像データに対して１枚ずつ補正処理を行うと、Ｘ線断層画像が再構成されるまで非常に時間がかかるという問題があった。

また、読影用単純Ｘ線撮影と同じ処理を行っても断層画像の画質には大きく影響しない補正処理もあり、また、トモシンセシス撮影においてのみ有効な補正処理も多数存在する。従って、撮影条件、画像データおよびユーザの要求等に応じて補正処理を変更することは非常に有用であるが、特許文献１および２に記載の発明においては、上記のような条件を基に、補正処理の切り替えまたは選択ができる構成となっていなかった。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解消し、トモシンセシス撮影により取得された複数枚のＸ線画像に、必要とされるＸ線断層画像の画質に応じた補正処理を行ってＸ線断層画像を再構成することができるＸ線画像撮影装置、撮影方法および撮影プログラムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、
トモシンセシス撮影により、Ｘ線源を一方向に移動しつつ、異なる角度で被写体にＸ線を照射し、前記被写体に照射されたＸ線をフラットパネル型検出器で検出して、撮影角度の異なる複数枚のＸ線画像の投影データを取得する撮影部と、
前記撮影部によって取得された複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第１のＸ線断層画像を再構成する画像処理部とを備え、
前記画像処理部は、所定の選択条件に従って、あらかじめ用意された複数種類の補正処理の中から、前記撮影部によって取得された複数枚のＸ線画像の投影データに行われる補正処理を決定する補正処理決定部と、
前記撮影部によって取得された複数枚のＸ線画像の投影データに、前記補正処理決定部によって決定された補正処理を行う第１の画像補正部と、
前記第１の画像補正部による補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて前記第１のＸ線断層画像を再構成する第１の画像再構成部とを備えていることを特徴とするＸ線画像撮影装置を提供するものである。

また、本発明の前記補正処理決定部は、前記選択条件に従って、あらかじめ用意された１種類以上の補正処理が設定された複数の補正処理テーブルの中から１つの補正処理テーブルを選択し、前記選択された補正処理テーブルに設定された補正処理を、前記撮影部によって取得された複数枚のＸ線画像のそれぞれの投影データに行われる補正処理として決定するものであることが好ましい。

さらに、本発明は、あらかじめ用意されたトモシンセシス撮影時の複数の撮影条件の中から１以上の撮影条件を選択し、前記選択条件として出力する撮影条件選択部を備えていることが好ましい。

また、本発明の前記撮影条件選択部は、外部から入力された指示に従って、前記１以上の撮影条件を選択するものであることが好ましい。

また、本発明の前記補正処理決定部は、前記選択条件に従って、前記撮影部によって取得された複数枚のＸ線画像の投影データに補正処理を行わないことを決定するものであることが好ましい。

また、本発明の前記画像処理部は、さらに、前記撮影部によって取得された複数枚のＸ線画像の投影データに、あらかじめ設定された補正処理を行う第２の画像補正部と、
前記第２の画像補正部による補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第２のＸ線断層画像を再構成する第２の画像再構成部と、
前記第１の画像再構成部によって再構成された第１のＸ線断層画像と前記第２の画像再構成部によって再構成された第２のＸ線断層画像とを所定のタイミングで切り替えて出力するセレクタとを備えていることが好ましい。

また、本発明の前記セレクタは、前記第１の画像再構成部で前記第１のＸ線断層画像の再構成が完了した後、前記第１のＸ線断層画像を出力し、前記第２の画像再構成部で前記第２のＸ線断層画像の再構成が完了した後、第２のＸ線断層画像を出力するものであることが好ましい。

また、本発明の前記セレクタは、前記第２のＸ線断層画像の再構成が完了してからあらかじめ設定された一定の時間が経過した後、前記第１のＸ線断層画像から前記第２のＸ線断層画像に切り替えて出力するものであることが好ましい。

また、本発明の前記セレクタは、前記第２のＸ線断層画像の再構成が完了した後、外部から入力された指示に従って、前記第１のＸ線断層画像と前記第２のＸ線断層画像とを切り替えて出力するものであることが好ましい。

また、本発明の前記セレクタは、前記第１の画像再構成部で前記第１のＸ線断層画像の再構成が完了した後、前記第１のＸ線断層画像を出力し、前記第２の画像再構成部で前記第２のＸ線断層画像の一部が再構成される毎に、前記再構成された第２のＸ線断層画像の一部を、これに対応する前記第１のＸ線断層画像の部分に切り替えることを、前記第２のＸ線断層画像の再構成が完了するまで繰り返し行うものであることが好ましい。

本発明の当該Ｘ線画像撮影装置は、さらに、各種の指示を入力するための入力部と、前記入力部から入力された指示に従って、当該Ｘ線画像撮影装置の動作を制御する制御部と、前記セレクタから出力されたＸ線断層画像を表示する表示部とを備え、
前記制御部は、前記第１のＸ線断層画像が表示されているのか前記第２のＸ線断層画像が表示されているのかの表示状態の情報を前記表示部に表示させるものであることが好ましい。

本発明の前記制御部は、前記入力部から、前記第１のＸ線断層画像と前記第２のＸ線断層画像とを切り替えて表示する指示を入力するための入力画面を前記表示部に表示させるものであることが好ましい。

本発明の前記あらかじめ設定されたトモシンセシス撮影時の撮影条件には、撮影枚数、撮影線量、撮影角度、撮影間隔、撮影目的、撮影部位、撮影範囲、撮影環境から選択される１以上が含まれることが好ましい。

また、本発明は、トモシンセシス撮影により、Ｘ線源を一方向に移動しつつ、異なる角度で被写体にＸ線を照射し、前記被写体に照射されたＸ線をフラットパネル型検出器で検出して、撮影角度の異なる複数枚のＸ線画像の投影データを取得し、
所定の選択条件に従って、あらかじめ用意された複数種類の補正処理の中から、前記取得された複数枚のＸ線画像の投影データに行われる補正処理の種類を決定し、
前記取得された複数枚のＸ線画像の投影データに、前記決定された第１の補正処理を行い、
前記第１の補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第１のＸ線断層画像を再構成することを特徴とするＸ線画像撮影方法を提供するものである。

さらに、本発明は、前記取得された複数枚のＸ線画像の投影データに、あらかじめ設定された第２の補正処理を行い、
前記第２の補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第２のＸ線断層画像を再構成し、
前記第１のＸ線断層画像と前記第２のＸ線断層画像とを所定のタイミングで切り替えて出力することが好ましい。

また、本発明は、トモシンセシス撮影により、Ｘ線源を一方向に移動しつつ、異なる角度で被写体にＸ線を照射し、前記被写体に照射されたＸ線をフラットパネル型検出器で検出して取得された、撮影角度の異なる複数枚のＸ線画像の投影データを受け取るステップと、
所定の選択条件に従って、あらかじめ用意された複数種類の補正処理の中から、前記取得された複数枚のＸ線画像の投影データに行われる補正処理の種類を決定するステップと、
前記取得された複数枚のＸ線画像の投影データに、前記決定された第１の補正処理を行うステップと、
前記補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第１のＸ線断層画像を再構成するステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とするＸ線画像撮影プログラムを提供するものである。

さらに、本発明は、前記取得された複数枚のＸ線画像の投影データに、あらかじめ設定された第２の補正処理を行うステップと、
前記第２の補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第２のＸ線断層画像を再構成するステップと、
前記第１のＸ線断層画像と前記第２のＸ線断層画像とを所定のタイミングで切り替えて出力するステップと、
をコンピュータに実行させることが好ましい。

本発明によれば、トモシンセシス撮影により取得された複数枚のＸ線画像に行われる補正処理を適宜変更することによって、必要に応じて適切な補正処理だけを行うことができるため、補正処理に要する時間と画質のバランスのとれたＸ線断層画像を提供することができる。

本発明に関わるＸ線画像撮影装置の構成を表す一実施形態のブロック図である。 図１に示す画像処理部の構成を表す一実施形態のブロック図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、トモシンセシス撮影によるＸ線断層画像の再構成時の様子を表す概念図である。

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明のＸ線画像撮影装置、撮影方法および撮影プログラムを詳細に説明する。

図１は、本発明に関わるＸ線画像撮影装置の構成を表す一実施形態のブロック図である。同図に示すＸ線画像撮影装置１０は、人体等の被写体３０をトモシンセシス撮影（Ｘ線撮影）して、被写体３０の任意高さの断面におけるＸ線断層画像を再構成するものである。撮影装置１０は、入力部１２と、制御部１４と、撮影部１６と、画像処理部１８と、表示部２０と、出力部２２とによって構成されている。

入力部１２は、撮影開始の指示や後述する撮影条件の指示、切替指示等を含む、各種の指示を入力するための部位であり、例えば、マウスやキーボード等を例示することができる。入力部１２からは指示信号が出力され、制御部１４に入力される。

制御部１４は、入力部１２から入力される指示信号および撮影部１６から入力される環境信号に従って、撮影部１６における撮影操作、画像処理部１８における画像処理、表示部２０における画面表示、および出力部２２における出力処理を含む、撮影装置１０の動作を制御する制御信号を出力する部位である。制御部１４から出力される制御信号は、図示を省略しているが、撮影部１６、画像処理部１８、表示部２０および出力部２２の各部位に入力される。
ここで、環境信号は、撮影時における撮影部１６の撮影環境を表す信号である。撮影環境については後述する。

撮影部１６は、制御部１４から入力される制御信号に従って、被写体３０をトモシンセシス撮影する部位であり、Ｘ線源２４と、Ｘ線源の移動機構（図示省略）と、撮影台２６と、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）２８とによって構成されている。

Ｘ線源２４は、撮影台２６の上面に位置決めされる被写体３０よりも所定間隔上方に離れた位置に配設されている。

ＦＰＤ２８は、Ｘ線の受光面を上向きにして撮影台２６の下面に配設されている。ＦＰＤ２８は、被写体３０を透過したＸ線を検出して光電変換し、撮影された被写体３０のＸ線画像に対応するデジタル画像データ（投影データ）を出力する。ＦＰＤ２８は、放射線を電荷に直接変換する直接方式や、放射線を一旦光に変換し、変換された光をさらに電気信号に変換する間接方式等、各種方式のものが利用可能である。また、Ｘ線源２４の移動方向に対してＦＰＤ２８を移動可能に構成してもよい。

トモシンセシス撮影を行う場合、移動機構の制御により、Ｘ線源２４を一方向に移動しつつ、被写体３０の方向にＸ線の照射角度を変えて、異なる撮影角度（一定の時間間隔）で被写体３０にＸ線が照射される。Ｘ線源２４から照射されたＸ線は、被写体３０を透過してＦＰＤ２８の受光面に入射され、ＦＰＤ２８により検出されて光電変換され、撮影された被写体３０のＸ線画像に対応する投影データが取得される。

トモシンセシス撮影の場合、１回の撮影操作により、被写体３０の、撮影角度の異なる複数枚（例えば、２０〜８０枚）のＸ線画像が撮影され、ＦＰＤ２８からは、撮影された複数枚のＸ線画像に対応する投影データが順次出力される。

続いて、画像処理部１８は、制御部１４から入力される制御信号に従って、撮影部１６により取得された複数枚のＸ線画像の投影データを受け取り、これら複数枚のＸ線画像の投影データを用いて画像処理（補正処理、画像合成処理等を含む）を行って、被写体３０の任意高さの断面におけるＸ線断層画像を再構成する部位である。画像処理部１８は、記憶部３２と、補正部３４と、再構成部３６とによって構成されている。

記憶部３２は、撮影部１６により取得された、複数枚のＸ線画像の投影データを記憶する。補正部３４は、記憶部３２に記憶された複数枚のＸ線画像の投影データに所定の補正処理を施す。再構成部３６は、補正部３４による補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて画像合成処理を施すことによって、被写体３０の任意高さの断面におけるＸ線断層画像を再構成する。画像処理部１８の詳細は後述する。

画像処理部１８は、ハードウェア（装置）で構成してもよいし、本発明に関わるＸ線画像処理方法の一部をコンピュータに実行させるためのプログラムによって構成することもできる。

続いて、表示部２０は、制御部１４から入力される制御信号に従って、画像処理部１８により再構成されたＸ線断層画像等を表示する部位であり、例えば、液晶ディスプレイ等のようなフラットパネル型ディスプレイを例示することができる。

また、出力部２２は、制御部１４から入力される制御信号に従って、画像処理部１８により再構成されたＸ線断層画像を出力する部位であり、例えば、Ｘ線断層画像をプリント出力するサーマルプリンタや、Ｘ線断層画像のデジタル画像データを各種の記録媒体に保存する記憶装置等を例示することができる。

次に、画像処理部１８について詳細に説明する。

図２は、図１に示す画像処理部１８の詳細構成を表すブロック図である。画像処理部１８は、記憶部３２と、補正処理決定部３８と、第１および第２の画像補正部４０，５０と、第１および第２の画像再構成部４２，５２と、補正処理テーブル４４と、撮影条件選択部４６と、セレクタ６０とによって構成されている。補正処理決定部３８と、第１および第２の画像補正部４０，５０と、補正処理テーブル４４と，撮影条件選択部４６は補正部３４に相当し、第１および第２の画像再構成部４２，５２とセレクタ６０は再構成部３６に相当するものである。

撮影条件選択部４６は、撮影条件の選択信号（制御信号）に従って、あらかじめ用意されたトモシンセシス撮影時の複数の撮影条件の中から１以上の撮影条件を選択し、選択された１以上の撮影条件に対応する補正処理テーブル４４を選択するための選択条件となる補正処理テーブル４４の選択信号を出力する。
ここで、撮影条件は、例えば、制御部１４の内部に記憶されており、制御部１４から撮影条件選択部４６に入力される。なお、撮影条件の詳細は後述する。
また、撮影条件の選択信号は、複数の撮影条件の中から１以上の撮影条件を選択するための制御信号であり、補正処理テーブル４４の選択信号は、後述する複数の補正処理テーブル４４の中から１つの補正処理テーブル４４を選択するための信号である。

続いて、補正処理決定部３８は、撮影条件選択部４６から入力された補正処理テーブル４４の選択信号に従って、あらかじめ用意された１種類以上の補正処理が設定された複数の補正処理テーブル４４の中から１つの補正処理テーブル４４を選択し、選択された補正処理テーブル４４に設定された補正処理を、撮影部１６によって取得された複数枚のＸ線画像のそれぞれの投影データに行われる補正処理として決定する。
ここで、それぞれの補正処理テーブル４４はその選択信号と１対１に対応付けされ、選択条件に従って一意に選択することができる。補正処理テーブル４４は、例えば、制御部１２の内部に記憶されている。
なお、補正処理テーブル４４に複数の補正処理が設定された場合、その実行順序を設定するようにしてもよい。また、補正処理テーブル４４を使用することは必須ではなく、補正処理決定部３８は、撮影条件選択部４６から入力された補正処理の選択信号に従って、あらかじめ用意された複数種類の補正処理の中から、撮影部１６によって取得された複数枚のＸ線画像の投影データに行われる補正処理を決定するようにしてもよい。
また、補正処理決定部３８は、補正処理テーブルの選択信号ないし補正処理の選択信号に従って、前記撮影部１６によって取得された複数枚のＸ線画像の投影データに補正処理を行わないことを決定してもよい。

続いて、第１の画像補正部４０は、画素情報マップを参照して、前記補正処理決定部３８により決定された補正処理を、撮影部１６によって取得された複数枚のＸ線画像の画像データに施す。

ここで、画像情報マップには、ＦＰＤ２８における各画素の位置情報、欠陥情報、ゲイン不良情報、シェーディング情報、オフセット情報および残像情報等が記憶されている。画素情報マップは、例えば、被写体３０が存在しない状態でＸ線撮影を行うことにより取得されたＸ線画像の投影データに基づいて作成することができる。また、画素情報マップは、例えば、ＦＰＤの内部、または、制御部１４の内部等に記憶されている。
位置情報は、ＦＰＤ全体に対する各画素位置の情報であり、欠陥情報は、製造技術の問題等によりＸ線を検出することができない画素の情報であり、ゲイン不良情報は、他の画素と比べてＸ線の検出感度が異なる画素等のように、正常画素のようなＸ線の受光量に比例した画素データを出力することができない画素の情報であり、シェーディング情報は、各画素における濃度ムラの情報であり、オフセット情報は、Ｘ線を照射しないでＦＰＤを空読みした場合に得られる各画素の出力の初期値に関する情報であり、そして、残像情報は、各画素におけるＸ線照射の影響の残存時間および残存量に関する情報である。
画素情報マップは、１つでもよいし、各画素の上記欠陥情報、ゲイン不良情報、シェーディング情報、オフセット情報および残像情報等に応じてそれぞれ異なる複数の画素情報マップを備えていてもよい。

続いて、第１の画像再構成部４２は、第１の画像処理部４０による補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて画像合成処理を行って第１のＸ線断層画像を再構成する。

一方、第２の画像補正部５０は、撮影部１６によって取得された複数枚のＸ線画像の投影データに、あらかじめ設定された補正処理、例えば、最高画質のＸ線断層画像が得られる複数種類の補正処理を行う。

第２の画像再構成部５２は、第２の画像処理部５０による補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて画像合成処理を行って、最高画質である第２のＸ線断層画像を再構成する。

第１のＸ線断層画像は、トモシンセシス撮影により取得された複数枚のＸ線画像に、必要とされるＸ線断層画像の画質に応じた補正処理を行って再構成されるため、第２のＸ線断層画像と比べて短時間で高速に所望の画質のＸ線断層画像を再構成することができる。一方、第２のＸ線断層画像は、最高画質のＸ線断層画像を得るための多数の補正処理を経て再構成されるため、第１のＸ線断層画像と比べると再構成に要する時間は長くなる。

続いて、セレクタ６０は、制御部１４から入力される切替信号（制御信号）に応じて、第１のＸ線断層画像と第２のＸ線断層画像とを所定のタイミングで切り替え、Ｘ線断層画像として出力する。

なお、画像処理部１８において、第２の画像補正部５０、第２の画像再構成部５２およびセレクタ６０は必須の構成要素ではない。これらの構成要素は、第２のＸ線断層画像の出力が必要な場合に適宜設けることが望ましい。

また、セレクタ６０において、切替信号に応じて、第１のＸ線断層画像と第２のＸ線断層画像とを切り替えるタイミングは何ら制限されず、各種のタイミングを採用することができる。

例えば、第１の画像再構成部４２で第１のＸ線断層画像の再構成が完了した後、セレクタ６０から第１のＸ線断層画像を出力し、第２の画像再構成部５２で第２のＸ線断層画像の再構成が完了した後、第２のＸ線断層画像を出力するようにしてもよい。この方式では、第１のＸ線断層画像が短時間で高速に表示部２０に表示された後、高画質の第２のＸ線断層画像が表示部２０に自動的に（無条件で）表示される。

また、第２のＸ線断層画像の再構成が完了してから、あらかじめ設定された一定の時間が経過した後、第１のＸ線断層画像から第２のＸ線断層画像に切り替えてセレクタ６０から出力するようにしてもよい。この方式では、複数枚の第１のＸ線断層画像が一定の時間よりも短時間で連続的に表示されると、第２のＸ線断層画像は表示されない。一方で、ユーザが関心を示して第１のＸ線断層画像が一定の時間以上表示されると、第２のＸ線断層画像が自動的に表示される。

また、第２のＸ線断層画像の再構成が完了した後、入力部１２を介して外部から入力された指示（切替指示）に従って、第１のＸ線断層画像と第２のＸ線断層画像とを切り替えてセレクタ６０から出力するようにしてもよい。この方式では、ユーザが、任意のＸ線断層画像について、任意のタイミングで第１のＸ線断層画像と第２のＸ線断層画像とを切り替えて表示させることができる。

また、第１の画像再構成部４２で第１のＸ線断層画像の再構成が完了した後、セレクタ６０から第１のＸ線断層画像を出力し、第２の画像再構成部５２で第２のＸ線断層画像の一部が再構成される毎にリアルタイムで、再構成された第２のＸ線断層画像の一部を、これに対応する第１のＸ線断層画像の部分に切り替えることを、第２のＸ線断層画像の再構成が完了するまで繰り返し行う。この方式では、第２のＸ線断層画像全体の再構成が完了するのを待って、第１のＸ線断層画像から第２のＸ線断層画像に切り替えるのではなく、第２のＸ線断層画像を再構成している最中に、所定の単位（画素単位、ライン単位等）で第１のＸ線断層画像から第２のＸ線断層画像に切り替える。これにより、再構成が完了した部分から順に高画質なＸ線断層画像を表示することができる。

次に、撮影条件について説明する。撮影条件として、例えば、ユーザの設定可能（変更可能）な撮影枚数、撮影角度、撮影間隔、撮影線量、撮影目的、撮影状況、撮影部位、および撮影範囲、ならびにユーザが設定することのできない撮影環境等が挙げられる。

ここで撮影枚数とは、１回のトモシンセシス撮影で撮影されるＸ線画像の枚数をいう。１回のトモシンセシス撮影で撮影されるＸ線画像の枚数は２枚以上であり、上限はないが、一般的には２０〜８０枚程度撮影される。

撮影角度とは、１回の撮影で複数枚のＸ線画像を撮影するトモシンセシス撮影において、各々の撮影の間で、Ｘ線源２４から被写体３０へ向って照射されるＸ線の照射角度の変化量（きざみ）をいう。撮影角度は、撮影枚数とＸ線源２４の移動方向の移動範囲（移動距離）によって決定される。

撮影間隔とは、１回の撮影で複数枚のＸ線画像を撮影するトモシンセシス撮影において、各々の撮影の間の時間間隔をいう。例えば、１０secで５０枚撮影すると、撮影間隔は、０．２sec／枚となる。撮影間隔は、撮影枚数とＸ線源２４の移動方向への移動範囲（移動距離）によって決定される。
撮影装置１０では、Ｘ線源２４の移動方向への移動範囲が固定であるとすると、撮影枚数、撮影角度、撮影間隔のうちの１つが決定されれば、他の２つは自動的に決定される。

また、撮影線量とは、撮影時にＸ線源２４から照射されるＸ線の線量をいい、Ｘ線管球の数、管電圧（ｋＶ）、管電流（ｍＡ）、撮影時間（ｍｓ）、管電流時間（ｍＡｓ）等によって決定される。

撮影目的とは、再構成されたＸ線断層画像を利用する目的をいう。具体的には、骨の長さの計測、骨折、微小骨折の診断等が挙げられる。

撮影状況とは、トモシンセシス撮影で許される時間（トモシンセシス撮影で使用可能な時間）の状況をいう。例えば、救急、定期健診および精密検査等が挙げられる。

撮影部位とは、肺、胸部、乳房、肝臓、腕等、撮影対象となる人体の各部位をいう。

撮影範囲とは、１回のトモシンセシス撮影で撮影される人体の範囲をいう。例えば、大（広）、中（並）、小（狭）の３段階の撮影範囲を例示するこができる。

また、撮影環境とは、ユーザが設定を変更することのできない各種の条件であり、例えば、Ｘ線源２４の種類、ＦＰＤ２８の種類、撮影時のＦＰＤ２８の温度、ＦＰＤ２８のＡ／Ｄ変換回路の種類、気温、湿度、気圧等をいう。

なお、撮影条件は、前記の具体例に限定されず、例えば、被写体３０の体格、ユーザまたは読影者の好み等のように、各種の条件を適宜採用することができる。例えば、撮影条件として撮影枚数が指定された場合に、撮影枚数として、２０枚、４０枚、８０枚の３種類の枚数があらかじめ設定されているとする。この場合、撮影枚数が多くなるに従って高画質なＸ線断層画像が求められていると考えられるため、撮影条件選択部４６からは、例えば、２０枚＜４０枚＜８０枚の順に、画質が高くなる種類の補正処理が設定された補正処理テーブル４４を選択するための選択信号が出力される。撮影角度、撮影間隔も同様である。
また、撮影線量の場合、例えば、線量が少ない＜線量が多い、の順に、画質が高くなる選択信号が出力される。
撮影目的の場合、例えば、骨の長さの計測＜大きな病変＜小さな病変の順に、画質が高くなる選択信号が出力される。骨の長さの計測の場合、補正処理は不要としてもよい。
撮影状況の場合、例えば、救急＜定期検診＜精密検査の順に、画質が高くなる選択信号が出力される。同様に、救急の場合、補正処理は不要としてもよい。
撮影部位の場合、例えば、腕＜胸部＜乳房の順に、画質が高くなる選択信号が出力される。同様に、骨の場合、補正処理は不要としてもよい。
撮影範囲の場合、例えば、範囲が広い＜範囲が狭い順に、画質が高くなる選択信号が出力される。
また、撮影条件として撮影環境が指定された場合、例えば、Ｘ線源２４の種類やＦＰＤ２８の種類に対応した補正処理が設定された補正処理テーブル４４を選択するための選択信号が出力される。
なお、それぞれの撮影条件について、その具体的な項目（例えば、撮影枚数の場合には、枚数）や、各々の項目に対する画質の関係は何ら制限されず、必要に応じて自由に設定することができる。

次に、画像処理部１８で行われる補正処理について、例えば、オフセット補正、残像補正、ゲイン補正、欠陥補正、段差補正、縦ムラ補正および横ムラ補正を例に挙げて説明する。

ＦＰＤ２８の各画素からは、ＦＰＤ２８が同じＸ線量のＸ線を受光した場合であっても、画素毎の特性のばらつきにより、画素毎に異なる画素データが出力される。オフセット補正は、ＦＰＤ２８のこの画素毎の画素データの違いを補正するものである。

ＦＰＤ２８では、Ｘ線撮影の後、撮影されたＸ線画像の読み出し間隔が短い場合、前のＸ線撮影時のＸ線画像の残像（電荷の残り）が読み出される場合がある。残像補正は、前のＸ線撮影時のＸ線画像による残像の影響を補正するものである。

ゲイン補正は、ＦＰＤ２８（光電変換素子）の画素のうち、他の正常画素とは検出感度が異なり、受光したＸ線のＸ線量に比例した画素データを出力することができない画素（ゲイン不良画素）に対応するデータを補正するものである。

欠陥画素補正は、ＦＰＤ２８の画素のうち、受光したＸ線を検出することができず、常に一定値に固定された画素データを出力する画素（欠陥画素）に対応する画素データを補正するものである。

ＦＰＤ２８は、Ｘ線の受光面が複数のサブエリアに分割され、サブエリア毎にデータ読み出し回路が設けられている。ＦＰＤ２８からは、ＦＰＤ２８が同じＸ線量のＸ線を受光した場合であっても、サブエリア毎の回路特性のばらつきにより、サブエリア毎に異なる画素データが出力される。段差補正は、サブエリア毎の画素データの違い（段差濃度）を補正するものである。

縦ムラ補正および横ムラ補正は、Ｘ線画像の不特定の場所で発生する縦ムラおよび横ムラを補正するものである。

なお、ここに例示したオフセット補正、残像補正、ゲイン補正、欠陥画素補正、段差補正、縦ムラ補正、横ムラ補正は、公知の補正処理であり、公知の手法を含む各種の手法で実施することができる。また、画像処理部１８で行われる補正処理は上記の具体例に制限されず、各種の補正処理を採用することができる。

前述のように、上記補正処理は、全てのＸ線画像に対して必要となるわけではなく、所望とする画質、観察対象とする部位などによっては、不要ないしは再構成後のＸ線断層画像の画質に影響を与えない処理も多い。例えば、欠陥画素補正や段差補正などは、補正処理に必要な時間は長いが、再構成後のＸ線断層画像の画質に対する貢献度は大きくないため、要求される画質と処理時間との関係に応じて選択的に実施することが望ましい。

次に、補正処理テーブル４４について説明する。下記（１）〜（５）の各モードの補正処理テーブル４４において、オフセット補正は１、残像補正は２、ゲイン補正は３、欠陥画素補正は４、段差補正は５、縦ムラ補正は６、横ムラ補正は７と表現されている。
（１）低速・高画質モード：１、２、３、４、５、６、７
（２）中速・中画質モード：１、２、３、４
（３）高速・低画質モード：１、３
（４）最速モード：補正処理なし
（５）マニュアル設定モード：外部から任意の補正処理が設定される
例えば、低速・高画質モードの補正処理テーブル４４の場合、補正処理１，２，３，４，５，６，７がこの順序で行われるように設定されている。中速・中画質モードおよび高速・低画質モードの補正処理テーブル４４の場合も同様である。
また、最速モードは、補正処理テーブル４４ではなく、補正処理決定部３８により、選択信号に従って、撮影部１６によって取得された複数枚のＸ線画像の投影データに補正処理を行わないことが決定されるモードである。この場合、空の補正処理テーブル４４（補正処理を行わないという補正処理が設定された補正処理テーブル４４）を使用してもよいし、補正処理テーブル４４を使用しなくてもよい。

マニュアル設定モードは、ユーザが入力部１２を介して外部から任意の補正処理を設定することができるモードである。マニュアル設定モードを採用することにより、例えば、病院・施設ごとに固有の補正処理を設定することもできるし、撮影技師や医師の好み、特定の患者（カルテの番号）毎等に、固有の補正処理を設定しておくことも可能である。なお、上記（１）〜（５）に例示した補正処理テーブル４４は一例であり、補正処理テーブル４４をどのように構成するかは適宜決定することができる。

次に、トモシンセシス撮影時の撮影装置１０の動作を説明する。

撮影時における撮影部１６の撮影環境を表す環境信号が撮影部１６から、制御部１４に入力される。また、制御部１４の制御により、入力部１２から撮影条件の指示情報（撮影条件選択部４６に入力される制御信号の生成に必要な情報）を入力するための入力画面が表示部２０に表示される。これに応じて、撮影装置１０のユーザにより、入力部１２から撮影条件の指示情報が入力されると、環境信号に対応する撮影環境の情報と入力された撮影条件の指示情報に対応した制御信号（撮影条件の選択信号）が制御部１４で生成され、撮影条件選択部４６に入力される。

続いて、被写体３０が撮影台２６の上面に位置決めされた後、入力部１２から撮影開始の指示が与えられると、制御部１４の制御によりトモシンセシス撮影が開始される。

撮影が開始されると、撮影部１６では、移動機構の制御により、Ｘ線源２４を一方向に移動しつつ、被写体３０の方向にＸ線源２４の照射角度を変えて、異なる照射角度でＸ線が被写体３０に照射され、１回の撮影操作で撮影角度の異なる複数枚のＸ線画像が撮影される。そして、被写体３０のＸ線画像の撮影が行われる度に、ＦＰＤ２８から、撮影されたＸ線画像に対応する投影データが出力される。

画像処理部１８では、撮影部１６により取得された複数枚のＸ線画像の投影データが記憶部３２に記憶される。

撮影条件選択部４６では、制御信号に従って、あらかじめ用意されたトモシンセシス撮影時の複数の撮影条件の中から１以上の撮影条件が選択され、選択された１以上の撮影条件に対応する補正処理テーブル４４の選択信号が出力される。

続いて、補正処理決定部３８において、撮影条件選択部４６から入力された補正処理テーブル４４の選択信号に従って、あらかじめ用意された複数の補正処理テーブル４４の中から１つの補正処理テーブル４４が選択され、選択された補正処理テーブル４４に設定された補正処理が、撮影部１６によって取得された複数枚のＸ線画像のそれぞれの投影データに行われる補正処理として決定される。

その後、第１の画像補正部４０により、前記記憶部３２に記憶された複数枚のＸ線画像の投影データに対して前記補正処理決定部３８で決定された補正処理が施され、第１の画像再構成部４２により、第１の画像補正部４０による補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて、被写体３０の任意高さの断面における第１のＸ線断層画像が再構成される。

また、第１のＸ線断層画像の再構成の処理と並行して、第２の画像補正部５０により、前記記憶部３２に記憶された複数枚のＸ線画像の投影データに対して、最高画質のＸ線断層画像を得るための所定の補正処理が施され、第２の画像再構成部５２により、第２の画像補正部５０による補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて、第１の画像構成部４２と同じ被写体３０の高さの断面における第２のＸ線断層画像が再構成される。

そして、セレクタ６０により、切替信号に応じて、第１のＸ線断層画像と第２のＸ線断層画像との切り替えが所定のタイミングで行われてＸ線断層画像として出力される。

セレクタ６０から出力されたＸ線断層画像は表示部２０に表示される。また、制御部１４の制御により、Ｘ線断層画像の表示状態の情報（第１のＸ線断層画像が表示されているのか第２のＸ線断層画像が表示されているのかを示す情報）が表示部２０に表示されるとともに、入力部１２から、第１のＸ線断層画像と第２のＸ線断層画像とを切り替えて表示する指示を入力するための入力画面が表示部２０に表示される。

また、セレクタ６０から出力されたＸ線断層画像は出力部２２に入力され、出力部２２において、例えば、Ｘ線断層画像がプリント出力されたり、Ｘ線断層画像のデジタル画像データが記録媒体に保存されたりする。

上記のように、撮影装置１０では、トモシンセシス撮影により取得された複数枚のＸ線画像に行われる補正処理を適宜変更することによって、必要に応じて適切な補正処理だけを行うことができる。そのため、補正処理に要する時間と画質とのバランスのとれたＸ線断層画像を提供することができる。
また、撮影装置１０のユーザは、Ｘ線断層画像の表示状態の情報を参照して、表示部２０に表示されているＸ線断層画像が第１のＸ線断層画像なのか第２のＸ線断層画像なのかを認識することができる。また、入力部１２から指示の入力画面を介して切替の指示を与えることにより、ユーザが任意のタイミングで第１のＸ線断層画像と第２のＸ線断層画像とを自由に切り替えることができる。

なお、本発明のＸ線画像撮影装置の各部位の具体的な構成は何ら制限されず、同様の機能を実現する各種の手段によって実現することができる。

本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１０ Ｘ線画像撮影装置
１２ 入力部
１４ 制御部
１６ 撮影部
１８ 画像処理部
２０ 表示部
２２ 出力部
２４ Ｘ線源
２６ 撮影台
２８ フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
３０ 被写体
３２ 記憶部
３４ 補正部
３６ 再構成部
３８ 補正処理決定部
４０ 第１の画像補正部
４２ 第１の画像再構成部
４４ 補正処理テーブル
４６ 撮影条件選択部
５０ 第２の画像補正部
５２ 第２の画像再構成部
６０ セレクタ

Claims (17)

1. トモシンセシス撮影により、Ｘ線源を一方向に移動しつつ、異なる角度で被写体にＸ線を照射し、前記被写体に照射されたＸ線をフラットパネル型検出器で検出して、撮影角度の異なる複数枚のＸ線画像の投影データを取得する撮影部と、
   前記撮影部によって取得された複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第１のＸ線断層画像を再構成する画像処理部とを備え、
   前記画像処理部は、所定の選択条件に従って、あらかじめ用意された複数種類の補正処理の中から、前記撮影部によって取得された複数枚のＸ線画像の投影データに行われる補正処理を決定する補正処理決定部と、
   前記撮影部によって取得された複数枚のＸ線画像の投影データに、前記補正処理決定部によって決定された補正処理を行う第１の画像補正部と、
   前記第１の画像補正部による補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて前記第１のＸ線断層画像を再構成する第１の画像再構成部とを備えていることを特徴とするＸ線画像撮影装置。
2. 前記補正処理決定部は、前記選択条件に従って、あらかじめ用意された１種類以上の補正処理が設定された複数の補正処理テーブルの中から１つの補正処理テーブルを選択し、前記選択された補正処理テーブルに設定された補正処理を、前記撮影部によって取得された複数枚のＸ線画像のそれぞれの投影データに行われる補正処理として決定するものであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
3. さらに、あらかじめ用意されたトモシンセシス撮影時の複数の撮影条件の中から１以上の撮影条件を選択し、前記選択条件として出力する撮影条件選択部を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線画像撮影装置。
4. 前記撮影条件選択部は、外部から入力された指示に従って、前記１以上の撮影条件を選択するものであることを特徴とする請求項３に記載のＸ線画像撮影装置。
5. 前記補正処理決定部は、前記選択条件に従って、前記撮影部によって取得された複数枚のＸ線画像の投影データに補正処理を行わないことを決定するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
6. 前記画像処理部は、さらに、前記撮影部によって取得された複数枚のＸ線画像の投影データに、あらかじめ設定された補正処理を行う第２の画像補正部と、
   前記第２の画像補正部による補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第２のＸ線断層画像を再構成する第２の画像再構成部と、
   前記第１の画像再構成部によって再構成された第１のＸ線断層画像と前記第２の画像再構成部によって再構成された第２のＸ線断層画像とを所定のタイミングで切り替えて出力するセレクタとを備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
7. 前記セレクタは、前記第１の画像再構成部で前記第１のＸ線断層画像の再構成が完了した後、前記第１のＸ線断層画像を出力し、前記第２の画像再構成部で前記第２のＸ線断層画像の再構成が完了した後、第２のＸ線断層画像を出力するものであることを特徴とする請求項６に記載のＸ線画像撮影装置。
8. 前記セレクタは、前記第２のＸ線断層画像の再構成が完了してからあらかじめ設定された一定の時間が経過した後、前記第１のＸ線断層画像から前記第２のＸ線断層画像に切り替えて出力するものであることを特徴とする請求項７に記載のＸ線画像撮影装置。
9. 前記セレクタは、前記第２のＸ線断層画像の再構成が完了した後、外部から入力された指示に従って、前記第１のＸ線断層画像と前記第２のＸ線断層画像とを切り替えて出力するものであることを特徴とする請求項６に記載のＸ線画像撮影装置。
10. 前記セレクタは、前記第１の画像再構成部で前記第１のＸ線断層画像の再構成が完了した後、前記第１のＸ線断層画像を出力し、前記第２の画像再構成部で前記第２のＸ線断層画像の一部が再構成される毎に、前記再構成された第２のＸ線断層画像の一部を、これに対応する前記第１のＸ線断層画像の部分に切り替えることを、前記第２のＸ線断層画像の再構成が完了するまで繰り返し行うものであることを特徴とする請求項６に記載のＸ線画像撮影装置。
11. 当該Ｘ線画像撮影装置は、さらに、各種の指示を入力するための入力部と、前記入力部から入力された指示に従って、当該Ｘ線画像撮影装置の動作を制御する制御部と、前記セレクタから出力されたＸ線断層画像を表示する表示部とを備え、
    前記制御部は、前記第１のＸ線断層画像が表示されているのか前記第２のＸ線断層画像が表示されているのかの表示状態の情報を前記表示部に表示させるものであることを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
12. 前記制御部は、前記入力部から、前記第１のＸ線断層画像と前記第２のＸ線断層画像とを切り替えて表示する指示を入力するための入力画面を前記表示部に表示させるものであることを特徴とする請求項１１に記載のＸ線画像撮影装置。
13. 前記あらかじめ設定されたトモシンセシス撮影時の撮影条件には、撮影枚数、撮影線量、撮影角度、撮影間隔、撮影目的、撮影部位、撮影範囲、撮影環境から選択される１以上が含まれることを特徴とする請求項３〜１２のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
14. トモシンセシス撮影により、Ｘ線源を一方向に移動しつつ、異なる角度で被写体にＸ線を照射し、前記被写体に照射されたＸ線をフラットパネル型検出器で検出して、撮影角度の異なる複数枚のＸ線画像の投影データを取得し、
    所定の選択条件に従って、あらかじめ用意された複数種類の補正処理の中から、前記取得された複数枚のＸ線画像の投影データに行われる補正処理の種類を決定し、
    前記取得された複数枚のＸ線画像の投影データに、前記決定された第１の補正処理を行い、
    前記第１の補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第１のＸ線断層画像を再構成することを特徴とするＸ線画像撮影方法。
15. さらに、前記取得された複数枚のＸ線画像の投影データに、あらかじめ設定された第２の補正処理を行い、
    前記第２の補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第２のＸ線断層画像を再構成し、
    前記第１のＸ線断層画像と前記第２のＸ線断層画像とを所定のタイミングで切り替えて出力することを特徴とする請求項１４に記載のＸ線画像撮影方法。
16. トモシンセシス撮影により、Ｘ線源を一方向に移動しつつ、異なる角度で被写体にＸ線を照射し、前記被写体に照射されたＸ線をフラットパネル型検出器で検出して取得された、撮影角度の異なる複数枚のＸ線画像の投影データを受け取るステップと、
    所定の選択条件に従って、あらかじめ用意された複数種類の補正処理の中から、前記取得された複数枚のＸ線画像の投影データに行われる補正処理の種類を決定するステップと、
    前記取得された複数枚のＸ線画像の投影データに、前記決定された第１の補正処理を行うステップと、
    前記補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第１のＸ線断層画像を再構成するステップと、
    をコンピュータに実行させることを特徴とするＸ線画像撮影プログラム。
17. さらに、前記取得された複数枚のＸ線画像の投影データに、あらかじめ設定された第２の補正処理を行うステップと、
    前記第２の補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第２のＸ線断層画像を再構成するステップと、
    前記第１のＸ線断層画像と前記第２のＸ線断層画像とを所定のタイミングで切り替えて出力するステップと、
    をコンピュータに実行させることを特徴とする請求項１６に記載のＸ線画像撮影プログラム。

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