JP2020146233A - 放射線撮影装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】被検体の被曝量を抑えることができるとともに、通常のＸ線画像と同様に差分長尺画像の画質の低下を抑制することが可能な放射線撮影装置を提供する。【解決手段】このＸ線撮影装置（放射線撮影装置）１００では、天板１と撮影部２との相対位置を変更させながら、画像間で共通している領域が含まれるように被検体１ａを撮影した複数のマスク画像１０と、天板１と撮影部２との相対位置を変更させながら撮影された複数のライブ画像２０とを生成する画像生成部５と、複数のマスク画像１０間の共通している領域の位置合わせを行い、複数の補正画像３０と複数の第２画像２０とを差分した画像を繋ぎ合わせて、差分長尺画像５０を生成する画像処理部６とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、放射線撮影装置に関し、特に、長尺画像を生成するＸ線透視撮影装置に関する。
従来、被検体にＸ線を照射し、長尺画像を生成するＸ線画像診断装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
上記特許文献１のＸ線画像診断装置は、天板と、撮影部と、制御部と、画像処理部とを備えている。制御部は、被検体の体軸方向に撮影部または天板の少なくとも一方をステップ移動させて、被検体を複数のステージで撮影するように制御するように構成されている。また、画像処理部は、複数のステージで撮影して得た画像データを処理し、長尺画像データを生成するように構成されている。
特許文献１には、下肢の血管のように、撮影対象の範囲が広い場合は、何度かに分けて撮影し、長尺画像を生成することが開示されている。また、特許文献１には、造影剤を注入する前のマスク像データと造影剤注入後のコントラスト像データとを減算し、造影部分を強調したサブトラクション像を得ることが開示されている。
特開２０１１−１７２６４４号公報
上記特許文献１には開示されていないが、Ｘ線画像にはノイズがランダムに発生する場合がある。ノイズの発生したＸ線画像を用いることにより、サブトラクション像の画質が落ちる場合がある。
ここで、特許文献１には開示されていないが、通常のＸ線画像で差分画像（サブトラクション像）を生成する場合は、被検体を複数回に亘って撮影したＸ線画像を用いてノイズを低減する補正を行う場合がある。しかしながら、差分長尺画像は、撮影位置を変えて撮影された複数のＸ線画像を繋げて生成することから、通常のＸ線撮影よりも被検体の被曝量が多くなる。そのため、ノイズを低減する補正のために、差分長尺画像を生成するためのＸ線画像の撮影と、補正を行うためのＸ線画像の撮影とを別々に行うと、長尺撮影の回数が増大して、被曝量が増加するという問題点がある。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、被検体の被曝量の増加を抑制しながら、差分長尺画像の画質の低下を抑制することが可能な放射線撮影装置を提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の一の局面における放射線撮影装置は、被検体を載置するための天板と、天板に載置された被検体に放射線を照射するとともに被検体を透過した放射線を検出して被検体を撮影する撮影部と、天板と撮影部との相対位置を変更させる移動機構と、移動機構により天板と撮影部との相対位置を変更させながら、画像間で共通している領域が含まれるように被検体を撮影した複数の第１画像と、移動機構により天板と撮影部との相対位置を変更させながら撮影された複数の第２画像とを生成する画像生成部と、複数の第１画像間の共通している領域の位置合わせを行い、位置合わせを行った複数の画像の共通している領域に基づいて、共通している領域に対してノイズを低減する補正を行った補正画像を生成し、複数の補正画像を繋ぎ合わせた画像と複数の第２画像を繋ぎ合わせた画像とに基づいて差分長尺画像を生成、または、複数の補正画像と複数の第２画像とを差分した画像を繋ぎ合わせて、差分長尺画像を生成する画像処理部とを備える
本発明によれば、放射線撮影装置は、画像間で共通している領域が含まれるように被検体を撮影した複数の第１画像と、天板と撮影部との相対位置を変更させながら撮影された複数の第２画像とを生成する画像生成部と、複数の第１画像間の共通している領域の位置合わせを行い、位置合わせを行った複数の画像の共通している領域に基づいて、共通している領域に対してノイズを低減する補正を行った補正画像を生成し、複数の補正画像と複数の第２画像とを差分した画像を繋ぎ合わせて、差分長尺画像を生成する画像処理部６を備える。これにより、画像処理部が、複数の第１画像間の共通している領域の位置合わせを行い、位置合わせを行った複数の画像の共通している領域に基づいて、共通している領域に対してノイズを低減する補正を行うことから、撮影位置を変えて撮影された第１画像に基づいて補正画像を生成することができる。そのため、１度の被検体の撮影に基づいて生成された第１画像から、補正画像を生成することができる。また、複数回に亘って被検体を撮影しないため、被検体の被曝量を抑えることができる。また、複数の画像の位置合わせを行い、補正画像を生成することにより、差分長尺画像を生成するためのＸ線画像の撮影と、補正を行うためのＸ線画像の撮影とを別々に行う場合と同じようにノイズを低減することができる。その結果、被検体の被曝量の増加を抑制しながら、差分長尺画像の画質の低下を抑制することがすることが可能な放射線撮影装置を提供することができる。
図１（ａ）は、Ｘ線透視撮影装置の全体構成を示す正面図である。図１（ｂ）は、Ｘ線透視撮影装置の全体構成を示す側面図である。 Ｘ線透視撮影装置の構成を示すブロック図である。 マスク画像およびライブ画像を説明するための図である。 複数の撮影部位を含むマスク画像を説明するための図である。 天板の移動と、画素との関係を示す図である。 重ね合わせたマスク画像を示す図である。 補正画像を示す図である。 ＤＳＡ画像を示す図である。 差分長尺画像を示す図である。 ライブ画像の画素とマスクにおける当該画素に対応する画素との比較を説明するための図である。 移動ベクトルの生成を説明するための図である。 平滑化移動ベクトルの生成を説明するための図である。 マスク画像の画素の移動量（移動ベクトル）の調整を説明するための図である。
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
［本実施形態］
図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態によるＸ線撮影装置１００の構成について説明する。なお、Ｘ線撮影装置１００は、特許請求の範囲の「放射線撮影装置」の一例である。
（Ｘ線透視撮影装置の構成）
図１および図２に示すように、本実施形態のＸ線撮影装置１００は、天板１と、Ｘ線源２１およびＸ線検出器２２を含む撮影部２と、移動機構３と、制御部４と、画像生成部５と、画像処理部６とを備えている。
天板１は、被検体１ａが載置される。天板１は、平面視において、長方形の平板状に形成されている。被検体１ａの頭足方向が長方形の長辺に沿う方向、かつ、被検体１ａの左右方向が長方形の短辺に沿う方向となるように、被検体１ａは、天板１上に載置される。なお、本明細書において、被検体１ａの頭足方向をＸ方向とし、被検体１ａの左右方向をＺ方向とし、Ｘ方向およびＺ方向と直交する方向をＹ方向とする。
Ｘ線源２１は、天板１のＹ方向の一方側に配置されている。Ｘ線源２１は、図示しないＸ線管駆動部によって電圧が印加されることにより、Ｘ線を照射することが可能である。Ｘ線源２１は、Ｘ線の照射範囲であるＸ線照射野を調節可能なコリメータを有している。本実施形態では、Ｘ線源２１は、図１（ｂ）に示すように、Ｃ字形状のアーム７の一方側（Ｙ２方向側）の先端に取り付けられている。
Ｘ線検出器２２は、アーム７の他方側（Ｘ線源２１とは反対側）の先端に取り付けられている。すなわち、Ｘ線検出器２２は、天板１を挟んで、天板１のＹ方向の他方側（Ｘ線源２１とは反対側）に配置されている。また、Ｘ線検出器２２は、Ｘ線を検出することができるように構成されている。Ｘ線検出器２２は、たとえば、ＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）である。本実施形態では、Ｘ線検出器２２は、アーム７のＹ１方向側に取り付けられている。
Ｘ線源２１は、天板１に被検体１ａを載置した状態においてＸ線を被検体１ａに向かって照射するように構成されている。Ｘ線検出器２２は、被検体１ａを透過したＸ線を検出し、検出信号を出力するように構成されている。
図２に示すように、移動機構３は、天板１および撮影部２のいずれか一方、または両方を、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向のいずれか（図１参照）に移動させるように構成されている。天板１と撮影部２との相対位置を変えることにより、被検体１ａが撮影される位置（撮影位置）を変えることが可能である。本実施形態では、移動機構３は、天板１だけを移動させるように構成されている。
制御部４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含んで構成されたコンピュータである。
制御部４は、移動機構３により移動された天板１の位置情報を取得するように構成されている。天板１の位置情報は、複数の位置座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が用いられる。制御部４は、天板１の相対位置座標を関連付けてマスク画像１０（図３（ａ）参照）とライブ画像２０（図３（ｂ）参照）を含むＸ線画像を生成するように画像生成部５を制御するように構成されている。撮影位置の天板１の相対位置座標が、Ｘ線画像に紐づけられる座標となる。なお、Ｘ線源２１から放射状にＸ線が照射されるため複数の相対位置座標を含む可能性があるが、Ｘ線源２１の光軸と天板１とが交わる相対位置座標が、Ｘ線画像と紐づけられる。ここで、マスク画像１０は、特許請求の範囲の「第１画像」の一例である。また、ライブ画像２０は、特許請求の範囲の「第２画像」の一例である。
画像生成部５は、Ｘ線検出器２２が出力するＸ線の検出信号に基づいてマスク画像１０とライブ画像２０とを生成するように構成されている。マスク画像１０は、被検体１ａに造影剤を投与せずに撮影された画像である。ライブ画像２０は、血管１ｂを撮影するために被検体１ａに造影剤を透視手撮影された画像である。被検体１ａに造影剤を投与しない状態において被検体１ａが撮影された場合、画像生成部５は、マスク画像１０を生成するように構成されている。被検体１ａに造影剤を投与した状態において、被検体１ａが撮影された場合、画像生成部５は、ライブ画像２０を生成するように構成されている。
図３は、下肢の血管１ｂを撮影した場合のマスク画像１０とライブ画像２０とを表す。図３（ａ）に示すように、血管１ｂと周囲の組織とでは、透過するＸ線の減衰量に大きな差がないため、マスク画像１０では被検体１ａの血管１ｂが、明瞭に撮影されない（なお、図３（ａ）では、血管１ｂが映っていない画像として表す）。図３（ｂ）に示すように、造影剤を投与し、透過するＸ線の減衰量を増加させて撮影されたライブ画像２０では、被検体１ａの血管１ｂが、明瞭に撮影される。
図２に示すように、画像処理部６は、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、または、画像処理用に構成されたＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などのプロセッサを含んで構成されたコンピュータである。画像処理部６は、画像処理プログラム実行することにより、画像処理装置として機能する。
（差分長尺画像の生成）
図４〜図９を参照して、本実施形態に係る差分長尺画像５０（図９参照）の生成について説明する。なお、本実施形態では、Ｘ線撮影装置１００は、天板１をＸ１方向に移動させながらマスク画像１０、およびライブ画像２０を撮影するように構成されている。また、マスク画像１０とライブ画像２０とは、撮影の開始位置の相対位置、移動機構３による天板１の撮影速度などの撮影条件が、すべて同じである。本実施形態では、マスク画像１０とライブ画像２０とは、天板１を連続的に移動させながら撮影される。
マスク画像１０およびライブ画像２０は、複数枚撮影される。撮影されたマスク画像１０およびライブ画像２０は、それぞれ相対位置座標が紐づけられている。撮影条件が同じであるため、マスク画像１０とライブ画像２０とは、同一の相対位置座標Ｘｎで撮影された画像となる。
まず、画像生成部５は、被検体１ａに造影剤を投与して撮影されたライブ画像２０を生成するように構成されている。そして、画像生成部５は、被検体１ａに造影剤を投与せずに撮影されたマスク画像１０を生成するように構成されている。撮影の順番は、特に限定されない。
図４に示すように、本実施形態におけるＸ線撮影装置１００の撮影部２は、マスク画像１０の各々において、被検体１ａを分割した撮影部位１１を複数ずつ含むとともに隣接するマスク画像１０間において少なくとも１つの撮影部位１１が共通している領域となるように被検体１ａを撮影するように構成されている。ここで、撮影部位１１は、差分長尺画像５０を生成するために使用される部分である。本実施形態では、マスク画像１０および差分長尺画像５０の中央に位置する撮影部位１１が、差分長尺画像５０の生成の際に用いられるように構成されている
図４〜図９を用いて、撮影位置が、天板１の相対位置座標Ｘ２と紐づけられているマスク画像１０から補正画像３０を作成する例に説明する。なお、天板１の相対位置座標Ｘ２には、撮影部位１１が、位置しているものとする。また、撮影部位１１には、ノイズ８が表れているとする。
図４に示すように、制御部４は、補正しようとするｎ枚目のマスク画像１０に紐づけられた天板１の相対位置座標をマスク画像１０から取得する制御を行うように構成されている。具体的には、マスク画像１０の中央に位置している（Ｘ線源２１の光軸および祖周辺が照射される領域）撮影部位１１を補正する。そして、制御部４は、所定枚数のマスク画像１０から画像間において共通している領域を特定する制御を行うように構成されている。
制御部４は、補正しようとするｎ枚目のマスク画像１０以外に所定枚数ｍ枚のマスク画像１０を用いる場合、ｎ枚目のマスク画像１０の前に撮影されたマスク画像１０をｍ/２枚とｎ枚目のマスク画像１０の後に撮影されたマスク画像１０をｍ/２枚ずつ用いる。なお、ｍが奇数の場合は、どちらかを１枚多く用いる。たとえば、所定枚数２枚用いる場合は、制御部４は、ｎ枚目のマスク画像１０のひとつ前に撮影されたｎ−１枚目のマスク画像１０、および、ｎ枚目のマスク画像１０の次に撮影されたｎ＋１枚目のマスク画像１０から共通している領域を特定する制御を行うように構成されている。以下、ｎ−１枚目とｎ＋１枚目のマスク画像１０を用いて、ｎ枚目のマスク画像１０の撮影部位１１を補正する場合について説明する。
制御部４は、天板１の相対位置座標とマスク画像１０の画素サイズとに基づいて、複数のマスク画像１０の共通している領域を特定する。
ここで、図５に基づいて、天板１の相対位置座標とマスク画像１０の画素サイズとの関係について説明する。図５（ａ）は、天板１の相対位置座標Ｘ１に被検体１ａを載置して撮影した後、天板１を相対位置座標Ｘ１からＸ２に移動して被検体１ａを撮影した様子を示す。図５（ａ）では、説明のため被検体１ａを正方形で表す。なお、Ｃ字状のアーム７は省略している。図５（ｂ）は、Ｘ線検出器２２の画素１２を簡略に表している。図５（ｂ）は、全体で１枚のマスク画像１０を表すとともに、小さい正方形がマスク画像１０の１画素を表すものとする。なお、画素サイズとは、１画素の１辺１２０の長さである。
図５に示すように、たとえば、天板１の相対位置座標Ｘ１から相対位置座標Ｘ２に、天板１を移動させて被検体１ａを撮影したときに、図５（ｂ）のように被検体１ａの影（ハッチングで示す）が、移動する。そうすると、２画素分移動したこととなるため、天板１の１座標分の移動に伴うマスク画像１０における被検体１ａの移動量１３は、２画素分の長さとなる。
このように、天板１の相対位置座標と、マスク画像１０の画素１２の画素サイズとの関係から、制御部４は、天板１の移動に対するマスク画像１０における被検体１ａの移動量１３を算出するように構成されている。
なお、図５を用いて、移動量１３の取得の方法を簡単に説明したが、天板１と、Ｘ線源２１と、Ｘ線検出器２２との相対位置（相対距離）、および、Ｘ線源２１の照射角度によって、マスク画像１０における被検体１ａの大きさが変わるため移動量１３が正確に取得できない。そのため、マスク画像１０の撮影開始から、終了まではＸ線源２１とＸ線検出器２２と天板１との相対位置（相対距離）は、固定されている。
また、本実施形態では、マスク画像１０における移動量１３を一定にするために、移動機構３は、一定の速度で天板１を移動させるように構成されている。
制御部４は、取得した移動量１３から複数のマスク画像１０の共通している領域を特定する。
天板１は、Ｘ１方向に移動するように構成されている。図４に示すように、ｎ−１枚目のマスク画像１０から、ｎ枚目のマスク画像１０までの間に共通の撮影部位１１は、移動量１３の分だけＸ１方向に移動する。そのため、制御部４は、ｎ枚目の画像における撮影部位１１の画素１２の領域からＸ２方向に移動量１３で移動した画素１２の領域を特定し、対応するｎ−１枚目のマスク画像１０の画素１２の領域を共通の領域として特定するように構成されている。
また、ｎ枚目のマスク画像１０から、ｎ＋１枚目のマスク画像１０までの間に共通の撮影部位１１は、移動量１３の分だけＸ１方向に移動する。そのため、制御部４は、ｎ枚目の画像における撮影部位１１の画素１２の領域からＸ１方向に移動量１３で移動した画素１２の領域を特定し、対応するｎ＋１枚目のマスク画像１０の画素１２を共通の領域として特定するように構成されている。
図６に示すように、制御部４は、ｎ＋１枚目のマスク画像１０、ｎ枚目のマスク画像１０およびｎ−１枚目のマスク画像１０の間で共通している領域を特定すると、ｎ−１枚目のマスク画像１０は、移動量１３の分だけＸ１方向に移動させて、ｎ+１枚目のマスク画像１０は、移動量１３の分だけＸ２方向に移動させてｎ枚目のマスク画像１０に重ね合わせることにより、共通している領域を重ね合わせるように画像処理部６を制御するように構成されている。また、図６では、すべての撮影部位１１を記載しているが、画像処理部６は、共通している領域（撮影部位１１）だけを抽出して重ね合わせる処理を行うように構成されていてもよい。
画像処理部６は、マスク画像１０の共通している領域を含む異なる画素１２を加算平均し、ノイズ８を低減する補正を行うように構成されている。加算平均すると、マスク画像１０間で共通している部分の画素１２の画素値に変化がなく、共通していない部分（ノイズ８）が低減された補正画像３０が生成される。たとえば、３枚のマスク画像１０を加算平均する場合、共通している部分の画素値（３枚のマスク画像間で画素値が略同じとする）は加算すると、１枚の時の画素値の略３倍となり、平均したとしても、元の値になる。一方、１枚の画像のみに現れたノイズ８は、３枚のマスク画像１０を加算しても元の画素値と同じであるため、平均すると３分の１に低減される。なお、図７では、低減されたことを示すためノイズ８を削除して表している。
画像処理部６は、差分長尺画像５０の生成に用いるマスク画像１０を補正し、補正画像３０を生成する。画像処理部６は、差分長尺画像５０の生成の際に用いられる撮影部位１１ごとに補正画像３０を生成するように構成されている。
図９に示すように、画像処理部６は、補正画像３０は、補正を行った撮影部位１１を抽出する。画像処理部６は、補正を行った撮影部位１１と同じ天板１の相対位置座標を有するライブ画像２０の撮影部位１１を抽出し、抽出した補正画像３０の撮影部位１１とライブ画像２０の撮影部位１１との間で減算処理を行い、血管１ｂだけを抽出したＤＳＡ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｏｎ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）画像４０を生成する。
ＤＳＡ画像４０は、撮影対象箇所である血管１ｂを明確にした画像である。画像処理部６は、血管１ｂと、血管１ｂ以外の骨などの組織とが撮影されたライブ画像２０から、血管１ｂ以外を撮影した（血管１ｂが明確でない）マスク画像１０または補正画像３０を減算することによりＤＳＡ画像４０を生成するように構成されている。画像処理部６は、天板１の相対位置座標毎にＤＳＡ画像４０を生成するように構成されている。
図８に示すように、画像処理部６は、ＤＳＡ画像４０を繋ぎ合わせて差分長尺画像５０を生成する。画像処理部６は、天板１の相対位置座標に基づいて、天板１の相対位置座標の順番にＤＳＡ画像４０を繋ぎ合わせて差分長尺画像５０を生成するように構成されている。
（アーチファクトの除去）
本実施形態では、下腹部から足先にかけて撮影部２と天板１との相対位置を変更しながらＸ線画像を撮影する。そのため、Ｘ線画像を撮影中に被検体１ａが動くことにより被検体１ａの位置が変わり、アーチファクトが発生する。また、ライブ画像２０を撮影後、マスク画像１０を撮影するまでの間に被検体１ａが動くことにより、被検体１ａの位置が変わりアーチファクトが発生する。アーチファクト（モーションアーチファクト）が発生することにより、血管１ｂの視認性が悪化する。ここで、アーチファクトは、被検体１ａの動きに起因して発生するものとし、ノイズ８は、被検体１ａの動きではなく画像生成時に発生するものとする。
画像処理部６は、ＤＳＡ画像４０を生成する際に、ライブ画像２０における被検体１ａの位置とマスク画像１０における被検体１ａの位置との位置ずれを、画素１２毎に補正する（マスク画像１０の画素１２を移動させる）ように構成されている。このとき、画像処理部６は、ライブ画像２０における画素値とマスク画像１０における画素値とに基づいて、位置ずれを画素１２毎に補正する（マスク画像１０の画素１２を移動させる）ように構成されている。
ライブ画像２０とマスク画像１０における被検体１ａの位置ずれを画素１２毎に補正することにより、造影剤の投与前後で、被検体１ａに非線形な動きがあった場合でも、ＤＳＡ画像４０に発生するアーチファクトを抑制することが可能となる。
図１０および図１１に示すように、制御部４は、ライブ画像２０の画素１２ａの画素値と、マスク画像１０の画素値とに基づいてマスク画像１０の画素１２の移動方向および移動量を表す移動ベクトル１５を生成する制御を行うように構成されている。マスク画像１０の画素値は、ライブ画像２０の画素１２に対して画素値の差が最も小さい画素値を用いるように構成されている。
制御部４は、ライブ画像２０のある画素１２ａの画素値と、当該画素１２ａに対応する（同一座標である）マスク画像１０の画素１２ｂの画素値を比較する制御を行うように構成されている。さらに、制御部４は、対応する画素１２ｂの所定の周辺領域（対応する画素１２の上、右上、右、右下、下、左下、左および左上の計８つ）の画素１２の計９つの画素１２と、ライブ画像２０のある画素１２ａの画素値と、各々の画素値で比較する制御を行うように構成されている。そして、制御部４は、マスク画像１０の９つの画素１２の中から、ライブ画像２０のある画素１２ａとの画素値の差が最小の画素１２を特定する制御を行うように構成されている。
制御部４は、ライブ画像２０のある画素１２と、その画素１２と同一座標およびその周囲のマスク画像１０における９つの画素１２とを比較することにより、ライブ画像２０の画素１２に対するマスク画像１０の位置ずれを取得する制御を行うように構成されている。制御部４は、マスク画像１０の画素値差の最小の画素１２をライブ画像２０の画素１２が位置ずれした可能性が最も高い画素１２とする制御を行うように構成されている。そして、制御部４は、図１１に示すように、画素値差が最小の画素１２を、ライブ画像２０の画素１２に対応する（同一座標である）マスク画像１０の画素１２の位置に移動させた場合の画素値差の最小の画素１２の移動方向および移動量を、マスク画像１０の画素１２に対応する移動ベクトル１５として取得する制御を行うように構成されている。
図１２に示すように、制御部４は、マスク画像１０における各々の画素１２に対応付けられた移動ベクトル１５を、その画素１２と周囲の８つの画素１２とで平滑化した平滑化移動ベクトル１６を算出する。なお、平滑化は、たとえば、９つの画素１２で単純に移動ベクトル１５を平均することによって行うことが可能である。これにより、９つの画素１２内に移動ベクトル１５が過度に異なるもの（移動ベクトル１５）が含まれていた場合であっても、移動ベクトル１５が平均されることにより、過度に異なる移動ベクトル１５の影響が低減される。
そして、制御部４は、生成された平滑化移動ベクトル１６を、ライブ画像２０の画素１２ａに対応するマスク画像１０の画素１２ｃに対応付ける制御を行うように構成されている。そして、制御部４が、この対応付ける制御をマスク画像１０の全ての画素１２に対して行うことにより、マスク画像１０の全ての画素１２に平滑化移動ベクトル１６が対応付けられた状態となる。
制御部４は、平滑化移動ベクトル１６に基づいてマスク画像１０の画素１２を移動させた画像を生成する制御を行うように構成されている。
具体的には、制御部４は、平滑化移動ベクトル１６に基づいて、マスク画像１０の画素１２を移動させる制御を行うように構成されている。すなわち、制御部４は、マスク画像１０において、ある画素１２に対応付けられた平滑化移動ベクトル１６の移動方向および移動量１３の分だけ、その画素１２をマスク画像１０上で移動させる制御を行うように構成されている。マスク画像１０は、この平滑化移動ベクトル１６に基づく画素１２の移動を、マスク画像１０の画素１２毎に、マスク画像１０全体で行うことにより、位置ずれ補正が行われたマスク画像１０となる。
また、制御部４は、図１３に示すように、ライブ画像２０の画素１２の画素値と、マスク画像１０における当該画素１２に対応する画素１２の画素値との画素値差が第１閾値Ｔ１以下の場合に、マスク画像１０の画素１２の移動量１３（移動ベクトル１５の大きさ）を０とする制御を行うように構成されている。すなわち、制御部４は、ライブ画像２０の画素１２とマスク画像１０における画素１２に対応する画素１２との間の画素値差が、予め設定された第１閾値Ｔ１以下の場合は、ライブ画像２０の画素１２とマスク画像１０における当該画素１２に対応する画素１２との間で殆ど位置ずれしていないと見なして、マスク画像１０の画素１２を移動させる制御を行わない。
また、制御部４は、ライブ画像２０を構成する画素１２の画素値と、マスク画像１０における当該画素１２に対応する画素１２の画素値との画素値差が第２閾値Ｔ２より小さい場合に、画素値差が小さくなるにしたがって、マスク画像１０の画素１２の移動量１３を徐々に大きくするように構成されている。第２閾値Ｔ２は、第１閾値Ｔ１よりも大きい。
また、複数のマスク画像１０を撮影中にも被検体１ａが、動くことによりアーチファクトが発生する。この場合も、マスク画像１０とライブ画像２０との間で行ったアーチファクトの除去と同じ処理がなされる。
制御部４は、マスク画像１０間のアーチファクトを除去する制御を行うように構成されている、制御部４は、撮影領域の位置合わせをした後、補正画像３０を生成する前に、マスク画像１０の補正を行う撮影部位１１のアーチファクトを除去する制御を行うように構成されている。アーチファクトの除去は、上記と同じである。そして、制御部４は、アーチファクトを除去したマスク画像１０を用いて、補正画像３０を生成するように画像処理部６を制御するように構成されている。
（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
本実施形態では、Ｘ線撮影装置１００は、画像間で共通している領域が含まれるように被検体１ａを撮影した複数のマスク画像１０と、天板１と撮影部２との相対位置を変更させながら撮影された複数のライブ画像２０とを生成する画像生成部５と、複数のマスク画像１０間の共通している領域の位置合わせを行い、位置合わせを行った複数の画像の共通している領域に基づいて、共通している領域に対してノイズ８を低減する補正を行った補正画像３０を生成し、複数の補正画像３０と複数のライブ画像２０とを差分した画像を繋ぎ合わせて、差分長尺画像５０を生成する画像処理部６を備える。これにより、画像処理部６が、複数のマスク画像１０間の共通している領域の位置合わせを行い、位置合わせを行った複数の画像の共通している領域に基づいて、共通している領域に対してノイズ８を低減する補正を行うことから、撮影位置を変えて撮影されたマスク画像１０に基づいて補正画像３０を生成することができる。そのため、１度の被検体１ａの撮影に基づいて生成されたマスク画像１０から、補正画像３０を生成することができる。また、複数回に亘って被検体１ａを撮影しないため、被検体１ａの被曝量を抑えることができる。また、複数の画像の位置合わせを行い、補正画像３０を生成することにより、差分長尺画像５０を生成するためのＸ線画像の撮影と、補正を行うためのＸ線画像の撮影とを別々に行う場合と同じようにノイズ８を低減することができる。その結果、被検体１ａの被曝量の増加を抑制しながら、差分長尺画像５０の画質の低下を抑制することができる。
本実施形態では、マスク画像１０は、被検体１ａに造影剤を投与せずに撮影した画像であり、ライブ画像２０は、被検体１ａに造影剤を投与しながら撮影された画像である。そのため、撮影部位１１とライブ画像２０の撮影部位１１との間で減算処理を行うことにより、血管１ｂだけを抽出したＤＳＡ画像４０を生成することができる。
本実施形態では、Ｘ線撮影装置１００は、天板１または撮影部２の相対位置座標とマスク画像１０の画素サイズとに基づいて、複数のマスク画像１０の共通している領域を特定する制御を行う制御部４をさらに備える。これにより、制御部４が、相対位置座標に基づいて共通している領域を特定する制御を行うため、画像処理部６は、マスク画像１０の位置合わせを確実に行うことができる。
本実施形態では、画像処理部６は、位置合わせを行ったマスク画像１０の共通の領域に対する互いに異なる画素１２の画素値を加算平均することによって、補正画像３０を生成するように構成されている。このように、マスク画像１０を加算平均することにより、マスク画像１０の同一画素に共通して現れる被検体１ａの画素値を変化させることなくマスク画像１０の各画素にランダムに現れるノイズ８の画素値を枚数分で平均化することができるため、画素値を平均した枚数の分だけノイズ８の画素値が小さくなるので、ノイズ８を低減することができる。
本実施形態では、撮影部２は、マスク画像１０の各々において、被検体１ａを分割した撮影部位１１を複数ずつ含むとともに隣接するマスク画像１０間において少なくとも１つの撮影部位１１が共通している領域となるように被検体１ａを撮影するように構成され、
画像処理部６は、複数のマスク画像１０において、少なくとも１つの撮影部位１１の全体を共通している領域として用いて位置合わせを行うとともに、撮影部位１１毎に補正画像３０を生成するように構成されている。これにより、隣接する（撮影タイミングが連続する）マスク画像１０間において少なくとも１つの撮影部位１１が共通しているため、画像処理部６は、隣接するマスク画像１０を用いることにより容易に位置合わせを行い、補正画像３０を生成することができる。
本実施形態では、撮影部２は、同一の相対位置においてマスク画像１０とライブ画像２０との撮影を開始するように構成されている。これにより、Ｘ線撮影装置１００は、マスク画像１０の撮影時に使用した撮影条件を、ライブ画像２０の撮影に用いることができる。その結果、ユーザは、撮影条件を改めて設定する必要がない。
本実施形態では、撮影部２は、マスク画像１０とライブ画像２０とを同一の撮影速度および同一の撮影位置で撮影するように構成されている。これにより、Ｘ線撮影装置１００は、ライブ画像２０の撮影条件と同じ撮影条件においてマスク画像１０の撮影を行うため、差分長尺画像５０を生成するためにマスク画像１０（補正画像３０）とライブ画像２０との位置合わせを行いやすくなる。
［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
たとえば、上記実施形態では、放射線撮影装置は、Ｘ線撮影装置である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ガンマ線など被検体に影響のない放射線を利用した撮影装置あってもよい。
また、上記実施形態では、天板の相対位置座標と、画素サイズに基づいて補正する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、画像認識によって、撮影位置が異なる各マスク画像から共通する領域を抽出し、抽出した領域同士が重なるように位置合わせをしてもよい。この場合、天板の相対位置座標および画素サイズは不要である。
また、上記実施形態では、移動機構は、天板を移動させる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、移動機構は、撮影部を移動させてもよい。または、天板と撮影部との両方を移動させてもよい。
また、上記実施形態では、マスク画像は、撮影部位を３つずつ含む例で示したが、本発明これに限られない。本発明では、マスク画像間において共通の領域があればよいため、マスク画像に含まれる撮影部位の数は、２または４以上であってもよい。
また、上記実施形態では、移動機構は、一定の速度で天板を移動させるように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ユーザが、天板を移動させてもよく、ユーザによって天板が移動されたときは、制御部が、相対位置座標に基づいて位置補正をする制御を行ってもよい。
また、上記実施形態では、補正画像に用いるマスク画像の所定枚数を２枚である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、所定枚数が、３枚以上であってもよい。
また、上記実施形態では、画像処理部は、ＤＳＡ画像を生成した後に長尺画像を生成するように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、画像処理部は、マスク画像の長尺画像とライブ画像の長尺画像とを差分して、ＤＳＡ画像を生成するように構成されていてもよい。また、画像処理部は、差分ではなく差分を行ってもよい。
また、上記実施形態では、Ｘ線撮影装置は、アーチファクトの除去を生成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、被検体の移動がない場合、Ｘ線撮影装置は、アーチファクトの除去を行わなくともよい。
［態様］
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
（項目１）
被検体を載置するための天板と、
前記天板に載置された前記被検体に放射線を照射するとともに前記被検体を透過した放射線を検出して前記被検体を撮影する撮影部と、
前記天板と前記撮影部との相対位置を変更させる移動機構と、
前記移動機構により前記天板と前記撮影部との相対位置を変更させながら、画像間で共通している領域が含まれるように前記被検体を撮影した複数の第１画像（マスク画像）と、前記移動機構により前記天板と前記撮影部との相対位置を変更させながら撮影された複数の第２画像（ライブ画像）とを生成する画像生成部と、
前記複数の第１画像間の共通している領域の位置合わせを行い、位置合わせを行った複数の画像の共通している領域に基づいて、共通している領域に対してノイズを低減する補正を行った補正画像を生成し、前記複数の第１画像（マスク画像）間の共通している領域の位置合わせを行い、位置合わせを行った複数の画像の共通している領域に基づいて、共通している領域に対してノイズを低減する補正を行った補正画像を生成し、前記複数の補正画像を繋ぎ合わせた画像と前記複数の第２画像（ライブ画像）を繋ぎ合わせた画像とに基づいて差分長尺画像を生成、または、前記複数の補正画像と前記複数の第２画像とを差分した画像を繋ぎ合わせて、差分長尺画像を生成する画像処理部とを備える、放射線撮影装置。
（項目２）
前記第１画像は、前記被検体に造影剤を投与せずに撮影した画像であり、
前記第２画像は、前記被検体に造影剤を投与しながら撮影された画像である、項目１に記載の放射線撮影装置。
（項目３）
前記天板１または前記撮影部２の相対位置座標と前記第１画像の画素サイズとに基づいて、前記複数の第１画像の共通している領域を特定する制御を行う制御部をさらに備える、項目１または２に記載の放射線撮影装置。
（項目４）
前記画像処理部は、位置合わせを行った前記複数の第１画像の共通の領域に対する互いに異なる画素の画素値を加算平均することによって、前記補正画像を生成するように構成されている、項目１〜３のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
（項目５）
前記撮影部は、前記第１画像の各々において、前記被検体を分割した撮影部位を複数ずつ含むとともに隣接する前記第１画像間において少なくとも１つの前記撮影部位が前記共通している領域となるように前記被検体を撮影するように構成され、
前記画像処理部は、前記複数の第１画像において、少なくとも１つの前記撮影部位の全体を前記共通している領域として用いて位置合わせを行うとともに、前記撮影部位毎に前記補正画像を生成するように構成されている、項目１〜４のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
（項目６）
前記撮影部は、同一の相対位置において前記第１画像と前記第２画像との撮影を開始するように構成されている、項目１〜５のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
（項目７）
前記撮影部は、前記第１画像と前記第２画像とを同一の撮影速度および同一の撮影位置で撮影するように構成されている、項目１〜６のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
１ 天板
１ａ 被検体
２ 撮影部
３ 移動機構
４ 制御部
５ 画像生成部
６ 画像処理部
１０ マスク画像（第１画像）
２０ ライブ画像（第２画像）
３０ 補正画像
５０ 差分長尺画像
１００ Ｘ線撮影装置（放射線撮影装置）

Claims (7)

  1. 被検体を載置するための天板と、
    前記天板に載置された前記被検体に放射線を照射するとともに前記被検体を透過した放射線を検出して前記被検体を撮影する撮影部と、
    前記天板と前記撮影部との相対位置を変更させる移動機構と、
    前記移動機構により前記天板と前記撮影部との相対位置を変更させながら、画像間で共通している領域が含まれるように前記被検体を撮影した複数の第１画像と、前記移動機構により前記天板と前記撮影部との相対位置を変更させながら撮影された複数の第２画像とを生成する画像生成部と、
    前記複数の第１画像間の共通している領域の位置合わせを行い、位置合わせを行った複数の画像の共通している領域に基づいて、共通している領域に対してノイズを低減する補正を行った補正画像を生成し、前記複数の補正画像を繋ぎ合わせた画像と前記複数の第２画像を繋ぎ合わせた画像とに基づいて差分長尺画像を生成、または、前記複数の補正画像と前記複数の第２画像とを差分した画像を繋ぎ合わせて、差分長尺画像を生成する画像処理部とを備える、放射線撮影装置。
  2. 前記第１画像は、前記被検体に造影剤を投与せずに撮影した画像であり、
    前記第２画像は、前記被検体に造影剤を投与しながら撮影された画像である、請求項１に記載の放射線撮影装置。
  3. 前記天板または前記撮影部の相対位置座標と前記第１画像の画素サイズとに基づいて、前記複数の第１画像の共通している領域を特定する制御を行う制御部をさらに備える、請求項１または２に記載の放射線撮影装置。
  4. 前記画像処理部は、位置合わせを行った前記複数の第１画像の共通の領域に対する互いに異なる画素の画素値を加算平均することによって、前記補正画像を生成するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
  5. 前記撮影部は、前記第１画像の各々において、前記被検体を分割した撮影部位を複数ずつ含むとともに隣接する前記第１画像間において少なくとも１つの前記撮影部位が前記共通している領域となるように前記被検体を撮影するように構成され、
    前記画像処理部は、前記複数の第１画像において、少なくとも１つの前記撮影部位の全体を前記共通している領域として用いて位置合わせを行うとともに、前記撮影部位毎に前記補正画像を生成するように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
  6. 前記撮影部は、同一の相対位置において前記第１画像と前記第２画像との撮影を開始するように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
  7. 前記撮影部は、前記第１画像と前記第２画像とを同一の撮影速度および同一の撮影位置で撮影するように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の放射線撮影装置。
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