JP2017225506A - 放射線撮影装置、放射線撮影方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 放射線発生部と放射線検出部の幾何関係情報に基づいてトモシンセシス撮影を行うことができる放射線撮影装置を提供する。【解決手段】 放射線発生部２と放射線検出部３とを備え、放射線発生部２と放射線検出部３の幾何関係情報に基づいてトモシンセシス撮影を行う放射線撮影装置において、放射線発生部２と放射線検出部３の幾何関係情報を校正するための校正部１３，２５と、校正部１３，２５の設置を検知する検知部と、検知部１３により校正部１３，２５の設置が検知された場合にトモシンセシス撮影を行う制御部４２とを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、放射線撮影装置、放射線撮影方法に関し、被検者に対して放射線焦点を相対的に移動させることにより、複数方向からの放射線画像を取得し、複数の放射線画像から断層画像を生成する。

放射線撮影装置は、放射線を照射して放射線画像を撮影する装置である。放射線撮影装置の一例である移動型放射線撮影装置は、手術室、ＩＣＵ、病室で被検者の放射線画像を撮影する装置である。放射線発生部（或いは放射線焦点）と放射線検出部は機械的に連結されていない。よって、操作者は、被検者との位置関係を把握しながら放射線発生部と放射線検出部を配置して、放射線画像を撮影する。

近年、移動型放射線撮影装置の放射線検出部にＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）センサが使用されるようになり、複数枚の放射線画像が撮影可能になった。放射線画像は透視的に利用する他に、撮影角度を変更した放射線画像を複数枚取得し、断層画像を提供することもできる。

移動型放射線撮影装置において、放射線検出部を保持する保持部と相対方向に放射線発生部を移動させる。そして、放射線検出部に放射線が照射されるように、放射線発生部の放射線の照射角度を調整して、トモシンセシス撮影が行われている。（例えば、特許文献１）

特開２０１２−５０５２３号公報

特許文献１の移動型放射線撮影装置では、ガイドレールに設けられた位置検出センサによって、放射線発生部と放射線検出部の位置を検出している。しかしながら、トモシンセシスの再構成を行う場合の位置情報（放射線発生部と放射線検出部の幾何関係情報（配置、傾きなど））としては、情報が不足している。

そこで本発明は、トモシンセシス撮影の再構成に必要な放射線発生部と放射線検出部の幾何関係情報を含む位置情報を取得するための校正部を設置した際にトモシンセシス撮影を行うことができる放射線撮影装置、放射線撮影方法を提供することを目的とする。

本発明の目的を達成するために、放射線撮影装置は、放射線発生部と放射線検出部とを備え、放射線発生部と放射線検出部の幾何関係情報を校正するための校正部と、校正部の設置を検知する検知部と、検知部により校正部の設置が検知された場合にトモシンセシス撮影を行う制御部とを備える。

本発明によれば、放射線発生部と放射線検出部の幾何関係情報を含む位置情報を取得するための校正部を設置した際にトモシンセシス撮影を行うことができる。

本発明の放射線撮影装置の全体構成を示す図。 本発明の放射線撮影装置の内部構成を示す図 本発明の放射線撮影装置の撮影形態を示す図。 本発明の放射線撮影装置における校正部を説明するための図。 本発明の放射線撮影装置における検知部を説明するための図。 本発明の放射線撮影装置における移動校正部を説明するための図。 本発明の放射線撮影装置の動作を示すフローチャート。 本発明の放射線撮影装置の動作を示すフローチャート。 本発明の放射線発生部と放射線検出部の幾何関係情報を計算する形態を示す図。 本発明の放射線発生部と放射線検出部の幾何関係情報を計算する形態を示す図。 本発明の放射線撮影装置の全体構成を示す図。 本発明の放射線撮影装置の撮影形態を示す図。

以下、添付図面を参照して、本発明の放射線撮影装置と放射線撮影方法の好適な実施形態について説明する。

図１は、放射線撮影装置の一例である移動型放射線撮影装置の全体構成を示す図である。図２は、放射線撮影装置の一例である移動型放射線撮影装置の内部構成を示す図である。

図１に示すように、移動型放射線撮影装置は、床面を移動可能な本体１と、本体１に対して設置された支持部材４とを備えている。また、移動型放射線撮影装置は、支持部材４に対して回動可能に設置され、放射線を発生する放射線発生部２を備えている。また、図２に示すように、移動型放射線撮影装置は、各構成要素を制御する制御部４２と後述する検知部４１を有している。各構成要素とは、放射線発生部２、放射線検出部３、表示入力部９などである。

図１に示すように、支持部材４は、本体１に対して軸周りに回転可能に支持されている。支持部材４は、本体１に対して鉛直方向に移動可能に支持されている。支持部材４は水平方向にも延びており、水平方向に伸縮可能である。支持部材４の先端には、管球（放射線源）を含む放射線発生部２が設置されている。つまり、本体１には、支持部材４が角度及び長さ調整可能に接続され、支持部材４の先端には放射線発生部２が連結される。

操作者は、支持部材４を水平方向に伸縮することにより、放射線発生部２を水平方向に移動することができる。また、操作者は、支持部材４を鉛直方向に移動することにより、放射線発生部２を鉛直方向に移動することができる。

図１、図２に示すように、移動型放射線撮影装置の本体１は、操作者が操作を行なうとともに、放射線検出部３によって検出された放射線画像を表示する表示入力部９を備えている。制御部４２は、本体１内に設置されている。制御部４２は、移動型放射線撮影装置の各構成要素に有線又は無線で接続されている。例えば、表示入力部９は、被検者情報、撮影条件の設定、撮影の開始終了、撮影画像の表示を行なうことができる。制御部４２は、放射線発生部２に対して、撮影条件、電力供給、放射線発生の可否、放射線発生のタイミングなどを制御することができる。

図１に示すように、本体１は、複数の車輪１０を備えている。操作者は、移動型放射線撮影装置を移動しながら撮影することができる。具体的には、本体１は、床面に対して回転する車輪１０を複数有している。車輪１０は、複数のタイヤ、もしくはキャスタであり、常に床面に置かれた状態である。車輪１０を回転させることにより、本体１を前後方向、左右方向に移動させることができる。また、本体１は、移動型放射線撮影装置を運搬する際に操作者が握るためのハンドル（図示しない。）を備えている。操作者は、ハンドルを握るとともに、ハンドルを押したり引いたりすることにより、本体１を移動させることができる。

また、本体１の内部には車輪１０を回転させるためのモータ１１の回転状況（例えば、回転方向、回転数など）を検出するエンコーダ（図示しない。）が設置されている。エンコーダは、制御部４２に接続されている。制御部４２は、車輪１０を回転させるためのモータの回転状況を把握することができる。

放射線発生部２には、放射線発生部２から放射線を発生させる曝射ボタン６が設置されている。また、放射線発生部２には、放射線の照射領域を設定するための放射線絞り部５が設置されている。

放射線絞り部５には、放射線発生部２と放射線検出部３の幾何関係情報（配置関係、傾きなど）を校正するための校正部１３を設置することができる。若しくは、放射線絞り部５に校正部１３（移動構成部２５）が内部に設置されていてもよい。校正部１３（移動構成部２５）の詳細は、後述する。

操作者は曝射ボタン６を押すことにより、放射線発生部２から放射線が発生され、放射線は放射線絞り部５で照射範囲が規定される。照射範囲が規定された放射線は放射線検出部３に到達する。

放射線検出部３は、例えば、ＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）である。放射線検出部３は、放射線エネルギーに応じて発光するシンチレータと、光を電気信号に変換する光電変換部とを有している。放射線検出部３は、放射線を電気信号に直接変換する方式であってもよい。放射線検出部３は、有線又は無線の通信手段（図示しない。）を介して本体１の制御部４２に通信可能に接続されている。放射線検出部３は、被検者の撮影部位に応じて、ベッドの上面若しくは内部に設置されて使用される。

移動型放射線撮影装置の放射線発生部２は、操作者が把持するための把持部７を有している。操作者は把持部７を把持して、本体１を移動させることができる。操作者は、把持部７を把持するとともに、把持部７を押したり引いたりすることにより、本体１を移動させることができる。

本体１を移動させながら、曝射ボタン６を押すことによって、被検者に対する放射線画像を複数撮影することができる。よって、移動型放射線撮影装置では、移動型放射線撮影装置を移動させながら、トモシンセシス撮影を行うことができる。トモシンセシス撮影は、放射線発生部２と放射線検出部３の幾何関係情報に基づいて、複数の角度で放射線を照射して、複数の放射線画像からボリュームデータを取得する撮影手法である。

また、移動型放射線撮影装置は、本体１の制御部４２と通信するリモコン８を備えている。操作者は、リモコン８によって、曝射ボタン６の操作及び本体１の移動を遠隔で操作することができる。つまり、操作者は、リモコン８を操作することにより、被検者に対してトモシンセシス撮影を行うことができる。

図３は、放射線撮影装置の一例である移動型放射線撮影装置の撮影形態を示す図である。

ベッド１２には、放射線撮影される被検者２０が臥位の状態となって、配置されている。被検者２０とベッド１２の間には、放射線検出部３が設置されている。

操作者は把持部７を把持して、本体１を被検者２０の体軸方向（ベッド１２の長手方向）に移動させる。図３では、移動前の移動型放射線撮影装置を実線で示している。移動後の移動型放射線撮影装置を破線で示している。

操作者は、把持部７を把持して、左側から右側に移動型放射線撮影装置を移動させながら、曝射ボタン６を押す。移動型放射線撮影装置を移動させている間に、被検者２０に対して放射線を照射して、複数の放射線画像を撮影する。若しくは、操作者は、リモコン８によって曝射ボタン６及び移動型放射線撮影装置の移動を遠隔で操作し、被検者２０に対して放射線を照射して、複数の放射線画像を撮影する。

移動型放射線撮影装置が被検者２０の体軸に沿って移動する際、放射線発生部２は、放射線ビーム２２をパルス状に発生させる。放射線発生部２から発生された放射線ビーム２２は、被検者２０を減衰透過して、被検者２０の下側に設置された放射線検出部３に到達する。

放射線発生部２から発生された放射線ビーム２２が放射線検出部３の有効領域の内側に到達するように、放射線絞り部５が調整されている。放射線絞り部５の調整は、例えば、制御部４２が放射線絞り部５の鉛板を移動することにより行われる。複数枚の鉛板によって放射線ビーム２２を形成する開口が決定される（図６参照）。放射線絞り部５の鉛板の移動は、放射線検出部３で検出される放射線に基づく放射線画像を処理することによって決定されてもよい。

図４は、本発明の移動型放射線撮影装置の放射線発生部２に設置された校正部１３を示す形態である。

制御部４２は、放射線発生部２に設置された校正部１３を用いて、放射線発生部２と放射線検出部３の幾何関係情報（配置関係、傾きなど）を算出する。具体的には、校正部１３は、放射線画像に陰影を与えるオブジェクトである。校正部１３が放射線検出部３においてどのように投影されたかを放射線画像から検出することができる。そして、放射線検出部３に投影された放射線画像における校正部１３の陰影に応じて、制御部４２は、放射線発生部２と放射線検出部３の幾何関係情報を算出することができる。制御部４２は、放射線画像の校正部１３の陰影２３の位置、長さ、配置間隔などに応じて、放射線発生部２と放射線検出部３の幾何関係情報を算出する。

このように、制御部４２は、放射線画像の校正部１３の陰影２３を検出することによって、放射線発生部２と放射線検出部３の幾何関係情報が決定される。制御部４２は、放射線発生部２と放射線検出部３の幾何関係情報に基づいて、放射線ビームを発生させる位置を推定する。制御部４２は、放射線発生部２と放射線検出部３の幾何関係情報を利用して、トモシンセシス撮影を行うことができる。具体的には、制御部４２は、当該位置で放射線が発生された場合の放射線ビームを計算して、開口の位置、形状を算出する。制御部４２は、決定された開口の位置、形状を基に、複数の鉛板の移動量（位置）を設定する。

図４（ａ）、（ｂ）は、校正部１３が有無（設置と非設置）による放射線画像の相違を示している。図４（ａ）は、校正部１３が設置されていない形態を示す。図４（ｂ）は、校正部１３が設置されている形態を示す。

放射線発生部２から放射線が発生され、放射線絞り部５で放射線ビーム２２の形状が決定される。そして、放射線ビーム２２は、被検者２０を減衰透過した後に放射線検出部３に到達して放射線画像として撮影される。

図４（ａ）に示すように、校正部１３が設置されていない場合、放射線画像には、校正部１３の陰影２３が写り込んでいない。

図４（ｂ）に示すように、校正部１３が設置されている場合、放射線発生部２から放射線ビーム２２は、校正部１３を経由して被検者２０に到達する。放射線ビーム２２は、被検者２０を減衰透過した後に放射線検出部３に到達して放射線画像として撮影される。つまり、図４（ｂ）に示すように、校正部１３が設置されている場合、放射線画像には、校正部１３の陰影２３が写り込んでいる。

校正部１３は、放射線ビーム２２の外周に濃度パターンを形成させる。校正部１３は、タングステンや鉛等の放射線吸収体によって形成される。例えば、校正部１３の周縁には、複数の放射線吸収体が設置されている。よって、校正部１３における放射線吸収体を透過した放射線ビーム２２によって、放射線ビーム２２の外周に濃度パターンが形成される。

校正部１３は、放射線ビーム２２の各辺が識別できるように、各辺で異なるように複数の放射線吸収体を設置している。具体的には、校正部１３において、放射線吸収体の長さ、放射線吸収体の配置間隔等が各辺で異なっている。制御部４２は、校正部１３を経由した放射線画像から、校正部１３の各辺を識別することができる。

ここで、校正部１３の濃度パターンの種類について説明する。校正部１３は、タングステンや鉛等の放射線吸収体の線材（ワイヤ）で構成される。各辺の濃度パターンは、複数本のワイヤで構成される。各辺の校正部（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４）の濃度パターン仕様は、ワイヤの長さ（ｄ１，ｄ２，ｄ３）及びワイヤの間隔（ｗ１，ｗ２）で規定される。図４では、放射線絞り部５で放射線ビームの整形が行われた後に、校正部１３によって放射線ビームに濃度パターンが形成される。

このように、図４（ｂ）に示すように、校正部１３が設置されている場合、放射線画像における各辺で異なる濃度パターンが生成される。校正部１３の各辺に濃度パターンが生成されるように、放射線吸収体を設置する必要はないが、濃度パターンが多い方が位置精度を向上させることができる。そのため、校正部１３の各辺に複数の放射線吸収体が設置されることが好ましい。

ここで、図２、図５に示すように、放射線絞り部５には、校正部１３が設置されているか否かを検知するための検知部４１が設置されている。図５は、校正部１３が設置されているか否かを検知するための検知部４１を示す図である。

放射線絞り部５は、放射線を通過させるための開口４０を有している。校正部１３は、嵌め込み機構、磁石機構等の着脱機構を利用して、放射線絞り部５に設置される。校正部１３は、放射線絞り部５に対して着脱可能に設置される。つまり、校正部１３は、放射線発生部２に着脱可能に設置される。校正部１３が放射線絞り部５に設置されると、開口４０が校正部１３によって覆われることになる。

放射線絞り部５の開口４０に検知部４１が設置される。言い換えれば、放射線絞り部５の開口４０の面に検知部４１が設置される。検知部４１は、複数設置されていてもよい。校正部１３が放射線絞り部５に設置されると、検知部４１が校正部１３によって覆われることになる。

検知部４１は、校正部１３によって覆われた形態を校正部１３が設置されたとみなして検知する。具体的には、検知部４１は、校正部１３が検知部４１に接触したかを検知する接触センサである。検知部４１は、外部からの光の性質の変化を検知する遮光センサでもよい。遮光センサは、外部からの光の性質を利用して校正部１３の設置を検出する。ここでは、検知部４１の一例を示したが、検知部４１は、校正部１３が放射線絞り部５に設置されているか否かを検知するものであれば、何でもよい。

制御部４２は、検知部４１により校正部１３の設置が検知された場合にトモシンセシス撮影を行うことを許可する。トモシンセシス撮影に必要な放射線発生部２と放射線検出部３の幾何関係情報を校正部１３によって取得することができるからである。なお、制御部４２は、検知部４１により校正部１３の設置が検知された
場合、静止画撮影、動画撮影などのトモシンセシス撮影以外の撮影を行うことを制限してもよい（許可しない）。校正部１３による陰影２３が静止画撮影、動画撮影の放射線画像に含まれてしまうためである。

一方、制御部４２は、検知部４１により校正部１３の設置が検知されない場合にトモシンセシス撮影を行うことを制限する（許可しない）。制御部４２は、検知部４１により校正部１３の設置が検知されない場合、静止画撮影、動画撮影などのトモシンセシス撮影以外の撮影を行うことを許可する。

また、制御部４２は、放射線検出部３で撮影される放射線画像から校正部１３が設置されているか否かを検知することもできる。図４に示すように、校正部１３が放射線絞り部５に設置されている場合、放射線検出部３で撮影される放射線画像に校正部１３の陰影２３が写り込んでいる。制御部４２は、放射線画像に校正部１３の陰影２３が写り込んでいるかどうかを検知することにより、校正部１３が放射線絞り部５に設置されているか否かを検知することができる。

具体的には、制御部４２は、放射線画像の各辺から直交する校正部１３の陰影２３を検知する。校正部１３は複数本のワイヤで構成されるため、校正部１３が放射線絞り部５に設置されている場合、放射線画像の各辺に直交するように校正部１３の陰影が放射線画像に写り込んでいる。制御部４２は、放射線画像の各辺に直交する成分から濃度パターンを検出する。濃度パターンは、複数の線状の陰影である。制御部４２は、放射線画像の各辺から直交するように、複数の線状の陰影２３が存在する場合、校正部１３が放射線絞り部５に設置されていると検知する。

具体的には、制御部４２は、放射線画像の各辺から直交するラインにおける画素値において、画素値が低い複数の画素を抽出する。そして、制御部４２は、抽出された画素における画素値を合計する。画素値の合計が所定値以下の場合、制御部４２は、抽出された画素は陰影として検知される。つまり、制御部４２は、校正部１３が設置されていると検知する。

図６は、放射線絞り部５と放射線発生部２（放射線源）の間に移動校正部２５が配置される形態を示す。ここでは、放射線絞り部５に、移動校正部２５が内蔵されている形態を示す。移動校正部２５は、校正部１３が移動する機能を備えたものである。移動校正部２５の仕様は、校正部１３と同様であるため、説明を省略する。

図６（ａ）は、移動校正部２５による濃度パターンが形成されない場合を示す。移動校正部２５は、放射線絞り部５を構成する鉛板の上部を移動可能に設置されている。移動校正部２５の移動形態は、放射線絞り部５を構成する鉛板の移動形態と同様である。放射線絞り部５は、放射線発生部２に設置されたつまみ（図示しない。）を回転させると、各辺の鉛板が同時に内側にスライドする。同様にして、放射線絞り部５は、放射線発生部２に設置されたつまみ（図示しない。）を回転させると、各辺の移動校正部２５が同時に内側にスライドする。

図６（ａ）では、移動校正部２５は鉛板に重なった状態になっており、４枚の鉛板で構成する放射線ビームの周辺部に移動校正部２５の濃度パターンは形成されない。放射線検出部３で撮影された放射線画像に移動校正部２５の陰影２３が写り込まない。

図６（ｂ）では、移動校正部２５はそれぞれ鉛板から飛び出た状態になっている。放射線検出部３で撮影された放射線画像に校正部１３の陰影２３が写り込む。図６（ｂ）の移動校正部２５は、放射線透過性の板（カーボン、アクリル等）にタングステンや鉛等の放射線吸収体を配置して構成される。移動校正部２５は電動或いは手動で放射線絞り部５の鉛板に重なるか否かが制御される。図６（ｂ）では、移動校正部２５の位置制御を行う機構は省略される。

移動校正部２５がサーボ系で制御される場合は、モータの回転状況（例えば、回転方向、回転数など）を検出するエンコーダの値で放射線絞り部５に移動校正部２５が検出可能に設置されているか否かを検知することもできる。

図７は、放射線撮影装置の動作を示すフローチャートを示す。移動型放射線撮影装置の起動完了後に、操作者は、表示入力部９の撮影ボタンを押すことで撮影を開始する（Ｓ１００）。操作者は、撮影する放射線画像と被検者を関連付けるために被検者情報を表示入力部９から入力する（Ｓ１０１）。

そして、操作者は、撮影モードを表示入力部９から選択する。撮影モードには、一般撮影（静止画撮影）、連続画像撮影（動画撮影）、及びトモシンセシス撮影がある。トモシンセシス撮影が放射線発生部２と放射線検出部３の正確な幾何関係情報を必要とする。トモシンセシス撮影では、逆投影等の再構成処理を行うからである。制御部４２は、選択された撮影がトモシンセシス撮影であるか否かを判断する（Ｓ１０３）。

操作者によって選択された撮影が一般撮影（静止画撮影）であれば、操作者は被検者に対して放射線発生部２と放射線検出部３を位置決めして、曝射ボタン６を押し下げる（Ｓ１０４）。一般撮影では、放射線が曝射され静止画像が撮影される（Ｓ１０５）。静止画像が表示入力部９に表示される。操作者が静止画像に支障のないことを確認して撮影が終了する（Ｓ１０６）。

Ｓ１０４で操作者が曝射ボタン６を押し下げた時に、校正部１３が設置されていないことを確認してもよい。校正部１３が設置されている場合は、放射線曝射を行わず校正部１３が外す旨のアラートを表示入力部９に表示してもよい。放射線画像中に不必要な校正部１３が写り込まないようにするためである。なお、校正部１３の有無を確認することなく静止画撮影を行う場合は、制御部４２は放射線画像中に校正部１３の濃度パターンがあるか否かを判断し、校正部１３の濃度パターンがある場合は削除する画像処理を行う。

Ｓ１０３で撮影モードがトモシンセシス撮影である場合は、操作者は放射線絞り部５の前面に校正部１３を設置する。校正部１３は、図６に示すように、放射線発生部２と放射線絞り部５の間に挿入された移動校正部２５であってもよい。

そして、操作者は、被検者に対して放射線発生部２と放射線検出部３を位置決めして、操作者は曝射ボタン６を押し下げる（Ｓ１１０）。曝射ボタンを押し下げると、制御部４２（検知部４１）は校正部１３の有無を確認する（Ｓ１１１）。操作者が校正部１３の設置を忘れる場合があるからである。移動型放射線撮影装置においては、一般撮影（静止画撮影）が９０％以上の頻度で行われ、トモシンセシス撮影は少ない頻度で使用される。操作者は、校正部１３の設置を忘れやすいのである。

Ｓ１１１において、校正部１３が設置されてない場合は、曝射ボタン６を押し下げても、制御部４２は、放射線曝射を行わせず、校正部１３を設置すべき旨のアラートを表示入力部９に表示する（Ｓ１１２）。制御部４２は、校正部１３が既に設置されたことの確認表示を表示入力部９に表示させ（Ｓ１１３）、操作者は校正部１３の設置を確認する。

Ｓ１１１において、校正部１３が設置されている場合はエンコーダ信号に同期して複数の放射線画像の撮影が行われる（Ｓ１２０）。エンコーダは本体１に内蔵されていて、本体１の移動に対応してエンコーダ信号を発生する。本体１の移動は、電動でも手動でもよい。手動の場合は、把持部７で本体１を移動させながら曝射ボタン６を押し続ける。エンコーダ信号のピッチＰ（単位ｍｍ）で放射線曝射と画像収集が行われる。ピッチＰの設定は表示入力部９から入力される。表示入力部９で、撮影される放射線画像の枚数、本体１の移動範囲を設定することができる。

本体１の移動を手動で行う場合は、設定した移動範囲を超えた場合は放射線曝射されない。移動範囲をＱ分割するように放射線曝射と画像収集を行うように設定することもできる。画像収集に並行して（リアルタイム）、放射線ビームが放射線検出部３上に形成する照射野の計算が行われる。照射野が想定される形状（四辺形）でない場合は、制御部４２は、放射線曝射が禁止されるように設定することもできる。被検者に無効な被曝をさせないためである。しかし、緊急を有する場合は、操作者の判断により若干の無効被曝を許容するように設定することができる。

Ｓ１２０の複数の放射線画像の撮影に並行して、或いは撮影後に各放射線画像の曝射位置の計算が行われる（Ｓ１２１）。Ｓ１２１は放射線発生部２と放射線検出部３の幾何関係情報を計算するのと同義である。以下、幾何関係情報の計算方法について簡単に説明する。ここでは、放射線絞り部５によって整形された放射線ビームは、放射線絞り部５から出た直後の断面は正方形（一辺がＬ）とする。放射線絞り部５の断面が長方形である場合も正方形の場合から容易できる。

Ｓ１２１について図８を使用して詳細に説明する。ここで、校正部１３は３本の放射線吸収体で構成されることを仮定する。撮影されたそれぞれの放射線画像にして、最初に照射野が抽出される（Ｓ１３１）。図９は、放射線発生部２と放射線検出部３の幾何関係情報を計算する形態を示す図である。照射野抽出は、ヒストグラムを用いて２値化の閾値を決定する方法や図９（ａ）に示すような放射線画像を回転させながらＸＹ方向にプロジェクション（投影）を計算することにより、制御部４２はエッジを検出することができる。照射野が決定されると照射野を構成する各辺（Ｆ１乃至Ｆ４）を決定し（Ｓ１３２）、制御部４２は、各辺の長さ（Ｌ１乃至Ｌ４）を求める（Ｓ１３３）。

Ｓ１３３では、各辺の長さ（Ｌ１乃至Ｌ４）を求めるのに続いて各辺に附帯している校正部１３の検出を行う。校正部１３は、各辺に対して直交する３本の放射線不透過のラインで構成される。校正部１３の検出は、各辺の伸びる方向に微分画像を計算することで求めることができる。３本の放射線不透過のラインが検出された後に、３本の放射線不透過のラインの間隔を求める。図１０は、図９（ａ）の詳細を示したものである。制御部４２は、Ｆ１の辺に対して、間隔Ｌ１１、Ｌ１２、Ｆ２の辺に対して間隔Ｌ２１、Ｌ２２、Ｆ３の辺に対して間隔Ｌ３１、Ｌ３２、Ｆ４の辺に対して間隔Ｌ４１、Ｌ４２を求める。

同様に、制御部４２は、Ｆ１の辺に対しては校正部１３の長さＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３を求める。そして、制御部４２は、Ｆ２の辺に対しては校正部１３の長さＧ２１、Ｇ２２、Ｇ２３、Ｆ３の辺に対しては校正部１３の長さＧ３１、Ｇ３２、Ｇ３３、Ｆ４の辺に対しては校正部１３の長さＧ４１、Ｇ４２、Ｇ４３を求める。ここでは、図示簡略ため、Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３のみ図示する。

次に、制御部４２は、各辺の拡大率（Ｍ１乃至Ｍ４）を計算する（Ｓ１３４）。図９（ａ）に放射線発生部２の焦点、放射線絞り部５（校正部１３）と放射線検出部３で形成する幾何系を示す。放射線絞り部５の各辺の長さはＬとしているので、辺Ｆ１乃至Ｆ４の拡大率は、Ｍｉ＝Ｌｉ／Ｌ 式（１）で計算できる。ただし、ｉ＝１〜４である。各辺Ｆｉの間隔を拡大率で補正した間隔Ｎｉを式（２）のように計算する。Ｎｉ＝（Ｌｉ１＋Ｌｉ２）／Ｍｉ 式（２）。ただし、ｉ＝１〜４である。Ｎｉを昇順並べると、画像上で規定したＦｉがどの校正部Ｂｉに対応するかが分かる。校正部Ｂｉの校正部がｄ１＞ｄ２＞ｄ３＞ｄ４の関係があるからである。ただし、ｉ＝１〜４である。

制御部４２は、同様に各辺Ｆｉの校正部の長さを拡大率で補正した長さＫｉを式（３）のように計算する。Ｋｉ＝（Ｇｉ１＋Ｇｉ２＋Ｇｉ３）／Ｍｉ 式（３）。ただし、ｉ＝１〜４である。Ｇｉを昇順並べると、画像上で規定したＦｉがどの校正部Ｂｉに対応するかが分かる。校正部Ｂｉがｗ１＞ｗ２＞ｗ３＞ｗ４の関係があるからである。ただし、ｉ＝１〜４である。補正した間隔Ｎｉと補正した長さＫｉは、校正部Ｂｉと辺Ｆｉの対応について同じ結果を出すはずである。しかし、校正部の検出を誤ると異なる対応結果を出す可能性がある。この場合は、表示入力部９にアラートを表示して操作者の判断によって、どちらを採用するかを決める。

図９（ｂ）に示すように、画像上で規定したＦｉがどの校正部Ｂｉに対応するか決定されると、各辺までの距離Ｄｉが式（４）で計算される（Ｓ１３５）。校正部Ｂｉ（ｉ＝１，，４）に対応するＦｋ（ｋ＝１，，４）が決まると、Ｆｋに対応する拡大率Ｍｋ（ｋ＝１，，４）が決まるからである。Ｄｉ＝Ｄ０＊Ｍｋ（ｉ＝１，，４，ｋ＝１，，４）式（４）。図９（ｃ）に示すように、校正部Ｂｉ（ｉ＝１，，４）を有する辺から放射線検出部３までの距離が決まると、放射線検出部３を基準とした焦点位置が決定される。Ｆｋの辺の辺から半径Ｄｋの球を描いて、３つの球面の交わった位置が焦点になる。Ｆｋが４辺あるので、３つの球面の交わった位置が４点できる。放射線焦点はこれらの点の平均値あるいは中間値を採用することができる（Ｓ１３６）。他方、図９（ｄ）に示すように、照射野が放射線検出部３からはみだす場合もある。この場合は、辺の欠落した部分を外挿して各辺を決定することができる。

Ｓ１２１で各放射線画像の曝射位置（放射線発生部と放射線検出部３の幾何関係情報が計算されると、制御部４２は、各放射線画像上から校正部１３の陰影を除去する（Ｓ１２２）。Ｓ１２２の校正部１３の陰影除去は２種類の方法がある。一つは、Ｓ１２１の処理中に検収した校正部１３を校正部１３の周辺画像を基に除去する方法（周辺画像基準の除去方法）である。他の一つは、Ｓ１２１で計算した幾何位置から校正部１３の陰影を予測して除去する方法（予測基準の除去方法）である。他方、再構成したトモシンセシス画像上での校正部１３のコントラスが小さいことから診断上問題なめればＳ１２２を省略することができる。周辺画像基準の除去方法では、Ｓ１３３で検出された校正部に対応する画素を周辺画素で補間した値と置換する。欠陥画素と同様の取り扱いである。予測基準の除去方法は、幾何学系から計算される校正部１３の画素を周辺画素で補間した値と置換する。

Ｓ１２３では、制御部４２は、各放射線画像上から校正部１３の陰影を除去した複数の放射線画像を使用した再構成処理を行う。本再構成処理は、様々な再構成処理を適宜使用することができる。再構成法として、シフト加算法、逆投影法（ＦＢＰ法）、逐次再構成法（ＭＬＥＭ法）が使用することができる。各再構成方法は公知技術であり具体的に説明しないが、Ｓ１２１で取得した放射線発生部２と放射線検出部３の幾何関係情報が必要になる。再構成画像の計算（Ｓ１２３）が開始されるか、或いは再構成画像が入出力部に表示されれば撮影が終了する（Ｓ１２４）。

以上、本実施例によれば、放射線発生部２と放射線検出部３とを備え、放射線発生部２と放射線検出部３の幾何関係情報に基づいてトモシンセシス撮影を行う放射線撮影装置において、放射線発生部２と放射線検出部３の幾何関係情報を校正するための校正部１３（移動校正部２５）と、校正部１３（移動校正部２５）の設置を検知する検知部と、検知部１３により校正部１３（移動校正部２５）の設置が検知された場合にトモシンセシス撮影を行う制御部４２とを備える。よって、トモシンセシス撮影の再構成に必要な放射線発生部２と放射線検出部３の幾何関係情報を含む位置情報を取得するための校正部１３（移動校正部２５）を設置した際にトモシンセシス撮影を行うことができる。

図１１は、実施例２における放射線撮影装置の一例である移動型放射線撮影装置の例を示す。実施例１と異なる点は、支持部材４が本体１に対して傾斜する点である。支持部材４が傾斜することにより、移動型放射線撮影装置を移動しなくてもトモシンセシス撮影を行うことができる。

本体１に支持部材４が角度及び長さ調整可能に接続され、支持部材４の先端には放射線発生部２が連結される。支持部材４は回転用のベアリングを有し、電動或いは手動で回転が可能である。本体１の内部には回転用のモータ及びエンコーダが配置されている。本体１には表示入力部９が連結されている。操作者は、表示入力部９を使用して被検者情報、撮影条件の設定、撮影の開始終了、撮影画像の表示を行うことができる。放射線発生部２には曝射ボタン６、把持部７、及び放射線絞り部５が設けられている。放射線絞り部５に校正部１３，２５が内蔵、或いは連結される。曝射ボタン６を押すことによって、放射線ビームが発生し、放射線絞り部５で照射範囲が整形され放射線検出部３に到達する。操作者は把持部７をもって支持部材４を回転させながら曝射ボタン６を押すことによって、被検者に対する複数の放射線画像を撮影できる。

図１２は、操作者は把持部７をもって支持部材４を回転させながら曝射ボタンを押すこと、或いはリモコン（図示しない。）によって曝射ボタン及び支持部材４の回転を遠隔で操作し、被検者に対する複数の放射線画像を撮影することを示す。移動型放射線撮影装置の支持部材４が、被検者の側面で体軸に沿って回転し、放射線ビーム２２をパルス状に発生させる。放射線ビーム２２は、被検者２０を減衰透過して被検者２０の下側に設置された放射線検出部３に到達する。放射線ビーム２２が放射線検出部３の有効領域の内側に到達するように、放射線絞り部５が調節される。調整は本体１内部の制御部４２が放射線絞り部５内の鉛板を移動することにより行われる。複数枚の鉛板によって放射線ビーム２２を形成する開口が決定される。鉛板の移動は放射線画像を処理することによって決定される。放射線画像中の校正部１３の陰影を検出することによって、放射線発生部２と放射線検出部３と幾何関係情報が決定される。この位置関係を基に次に放射線ビーム２２を発生させる位置を推定して、当該位置で放射線が発生された場合の放射線ビーム２２を計算して、開口の位置、形状を決定する。決定された開口の位置、形状を基に、複数の鉛板の移動量（位置）が決定される。

以上、本実施例によれば、支持部材４が傾斜することにより、移動型放射線撮影装置を移動しなくてもトモシンセシス撮影を行うことができる。

１ 本体
２ 放射線発生部
３ 放射線検出部
４ 支持部材
５ 放射線絞り部
６ 曝射ボタン
７ 把持部
８ リモコン
９ 表示入力部
１０ 車輪
１１ モータ
１２ ベッド
１３ 校正部
４１ 検知部
４２ 制御部

Claims (9)

1. 放射線発生部と放射線検出部とを備え、前記放射線発生部と前記放射線検出部の幾何関係情報に基づいてトモシンセシス撮影を行う放射線撮影装置において、
   前記放射線発生部と前記放射線検出部の幾何関係情報を校正するための校正部と、前記校正部の設置を検知する検知部と、前記検知部により前記校正部の設置が検知された場合にトモシンセシス撮影を行う制御部とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。
2. 前記放射線発生部からの放射線の照射領域を設定する放射線絞り部を備え、前記校正部は前記放射線絞り部に設置されることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
3. 前記制御部は、前記放射線検出部に投影された放射線画像における前記校正部の陰影に応じて、前記放射線発生部と前記放射線検出部の幾何関係情報を算出することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
4. 前記制御部は、前記放射線発生部と前記放射線検出部の幾何関係情報を利用して、トモシンセシス撮影を行うことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
5. 前記校正部は、各辺で異なるように複数の放射線吸収体を設置していることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
6. 前記制御部は、前記検知部により前記校正部の設置が検知された場合にトモシンセシス撮影を行うことを許可し、前記検知部により前記校正部の設置が検知されない場合にトモシンセシス撮影を行うことを許可しないことを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
7. 前記制御部は、前記放射線検出部で撮影される放射線画像から前記校正部が設置されているか否かを検知することを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影装置。
8. 放射線発生部と放射線検出部とを備え、前記放射線発生部と前記放射線検出部の幾何関係情報に基づいてトモシンセシス撮影を行う放射線撮影装置において、
   前記放射線発生部に着脱可能に設置され、前記放射線発生部と前記放射線検出部の幾何関係情報を校正するための校正部と、前記校正部の着脱を検知する検知部と、前記検知部により前記校正部の設置が検知された場合にトモシンセシス撮影を行う制御部とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。
9. 放射線発生部と放射線検出部の幾何関係情報に基づいてトモシンセシス撮影を行う放射線撮影方法において、
   前記放射線発生部と前記放射線検出部の幾何関係情報を校正するための校正部の設置を検知するステップと、前記校正部の設置を検知した場合、トモシンセシス撮影を行うステップとを含むことを特徴とする放射線撮影方法。

Images