JP4858616B2 - 放射線撮像装置 - Google Patents

Description

この発明は、検出された放射線に基づいて放射線画像を得ることで放射線撮像を行う放射線撮像装置に係り、特に、再構成処理を行って断層画像を得る技術に関する。

再構成処理を行って断層画像を得る放射線撮像装置として、Ｘ線ＣＴ(computed tomography)装置やＸ線断層撮影装置などがある。Ｘ線ＣＴ装置では、被検体の長手方向である体軸の軸心周りをＸ線管（放射線照射手段）とＸ線検出器（放射線検出手段）とが回転移動して断層画像を得る。Ｘ線断層撮影装置では、例えば図１１に示すように、被検体Ｍの体軸ｚ方向に沿ってＸ線管１０１およびＸ線検出器１０２が互いに逆方向に平行移動して断層画像を得る。Ｘ線ＣＴ装置と比較するとＸ線断層撮影装置の場合には、得られた断層画像の奥行き方向の解像度は劣るものの、面内方向の解像度に優れており、立位においても断層画像を得ることができるという利点がある。かかるＸ線ＣＴ装置やＸ線断層撮影装置で行われる撮像方式は、胸部、関節、消化器等の多くの部位で有効な撮像方法である。

一方、近年では、Ｘ線管およびＸ線検出器を被検体の体軸方向に沿って互いに同方向に平行移動させて、被検体の体軸に沿ったＸ線画像を得るＸ線撮影装置がある（例えば、特許文献１参照）。この装置で得られたＸ線画像は、Ｘ線が投影された投影データ（投影画像）であって、体軸方向に沿って互いに同方向にＸ線管およびＸ線検出器が平行移動するので、投影角度をほぼ同じ角度に保つことができる。したがって、体軸方向である長手方向に長尺領域のＸ線画像（長尺Ｘ線画像）を得ることができる。
特開２００４−２３６９２９号公報（第１−８頁、図１，６，１０）

しかし、上述したＸ線断層撮影装置の場合には視野が限られている。Ｘ線検出器として従来はイメージインテンシファイア(Ｉ．Ｉ)などが用いられていたが、近年は図１１に示すようにフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、「ＦＰＤ」と略記する）が用いられている。ＦＰＤの場合には検出面がフラットな面であるのでイメージインテンシファイアよりも視野が広くなるが、Ｘ線断層撮影装置では中心裁断面から離れる程に有効視野サイズが狭くなってしまう。その結果、ＦＰＤをＸ線検出器として用いた場合でもその視野は限られる。そこで、体軸方向に長い視野での断層撮影が望まれる。

そこで、出願人は、上述した特許文献１のように長手方向に長尺Ｘ線画像を得るＸ線撮影装置に着目して、以下のような手法（特願２００６−２１５９８２号）を提案している。すなわち、放射線照射手段（図６ではＸ線管２）および放射線検出手段（図６ではフラットパネル型Ｘ線検出器３：ＦＰＤ３）が被検体に対して所定距離（図６ではピッチｄ）毎に相対移動する度に放射線照射手段（Ｘ線管２）から放射線（Ｘ線）を照射して、照射された被検体を透過した放射線（Ｘ線）を放射線検出手段（ＦＰＤ３）が検出するように構成する。

装置は、放射線画像（図６ではＸ線画像Ｏ_１，Ｏ_２，…，Ｏ_Ｉ，…，Ｏ_Ｍ、ただし１≦Ｉ≦Ｍ）を所定距離（ピッチｄ）ごとに分解する画像分解手段（図１では画像分解部９ｂ）と、その分解された画像（図６では画像Ｏ_１１，Ｏ_１２，…，Ｏ_１Ｊ，…，Ｏ_{１（Ｎ−１）}，Ｏ_１Ｎ、画像Ｏ_２１，Ｏ_２２，…，Ｏ_２Ｊ，…，Ｏ_{２（Ｎ−１）}，Ｏ_２Ｎ、…、画像Ｏ_Ｉ１，Ｏ_Ｉ２，…，Ｏ_ＩＪ，…，Ｏ_{Ｉ（Ｎ−１）}，Ｏ_ＩＮ、…、画像Ｏ_Ｍ１，Ｏ_Ｍ２，…，Ｏ_ＭＪ，…，Ｏ_{Ｍ（Ｎ−１）}，Ｏ_ＭＮ）を同一の投影角度（図６では投影角度θ_１，θ_２，…，θ_Ｊ，…，θ_Ｎ−１，θ_Ｎ）毎に合成して投影角度毎の投影画像（図９、図１０では投影画像Ｐ_１，Ｐ_２，…，Ｐ_Ｊ，…、Ｐ_Ｎ）を得る画像合成手段（図１では画像合成部９ｃ）と、その合成された投影画像（投影画像Ｐ_１，Ｐ_２，…，Ｐ_Ｊ，…、Ｐ_Ｎ）に基づいて再構成処理を行って断層画像を得る再構成処理手段（図１では再構成処理部９ｄ）とを備えている。

このような手法によれば、放射線照射手段（Ｘ線管２）および放射線検出手段（ＦＰＤ３）が被検体の長手方向（図１では体軸ｚ）に沿って互いに同方向に相対的に平行移動するように構成することで、長手方向（体軸ｚ）の長い視野のデータを放射線検出手段（ＦＰＤ３）から得ることができる。一方、放射線照射手段（Ｘ線管２）および放射線検出手段（ＦＰＤ３）が所定距離（ピッチｄ）毎に相対移動するとともに放射線照射手段（Ｘ線管２）から放射線（Ｘ線）を照射して、照射された被検体を透過した放射線（Ｘ線）を放射線検出手段（ＦＰＤ３）が検出するように構成する。そして、放射線画像（Ｘ線画像）を所定距離（ピッチｄ）ごとに画像分解手段（画像分解部９ｂ）は分解し、その分解された画像を同一の投影角度毎に画像合成手段（画像合成部９ｃ）が合成して投影角度毎の投影画像を得る。したがって、その合成された投影画像に基づいて再構成処理手段（再構成処理部９ｄ）が再構成処理を行うことで、長手方向の長い視野の断層画像を得ることができる。

しかし、フレームごとに得られるＸ線画像Ｏ_１，Ｏ_２，…，Ｏ_Ｉ，…，Ｏ_Ｍにおいて、X線高電圧発生装置の出力の変動に起因するフレーム間の画素値の差（すなわち輝度差）は、長尺断層画像では帯状の明あるいは暗領域として現れ、再構成後の画像にも悪影響を与える。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、互いに異なる放射線画像間での輝度差を低減させることができる放射線撮像装置を提供することを目的とする。

この発明は、このよう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、この発明の放射線撮像装置は、被検体に向けて放射線を照射する放射線照射手段と、前記被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段とを備え、検出された放射線に基づいて放射線画像を得ることで放射線撮像を行う放射線撮像装置であって、前記放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向に相対的に平行移動するように構成し、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体に対して所定距離毎に相対移動するとともに放射線照射手段から放射線を照射して、照射された被検体を透過した放射線を放射線検出手段が検出するように構成し、前記装置は、前記同方向に相対移動する度に検出された放射線に基づく複数の放射線画像同士で重複する領域に基づいて放射線画像を補正する補正手段と、その補正された放射線画像を前記所定距離ごとに分解する画像分解手段と、その分解された画像を同一の投影角度毎に合成して投影角度毎の投影画像を得る画像合成手段と、その合成された投影画像に基づいて再構成処理を行って断層画像を得る再構成処理手段とを備えていることを特徴とするものである。

この発明の放射線撮像装置によれば、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向に相対的に平行移動するように構成することで、長手方向の長い視野のデータを放射線検出手段から得ることができる。一方、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体に対して所定距離毎に相対移動するとともに放射線照射手段から放射線を照射して、照射された被検体を透過した放射線を放射線検出手段が検出するように構成する。そして、上述した同方向に相対移動する度に検出された放射線に基づく放射線画像を上述した所定距離ごとに画像分解手段は分解し、その分解された画像を同一の投影角度毎に画像合成手段が合成して投影角度毎の投影画像を得る。したがって、その合成された投影画像に基づいて再構成処理手段が再構成処理を行うことで、長手方向の長い視野の断層画像を得ることができる。

上述した画像分解手段、画像合成手段および再構成処理手段は、「発明が解決しようとする課題」の段落で述べた手法である。この発明の放射線撮像装置では、画像分解手段が放射線画像を所定距離ごとに分解する前に以下のような構成を備えている。すなわち、同方向に相対移動する度に検出された放射線に基づく複数の放射線画像同士で重複する領域に基づいて放射線画像を補正手段が補正する。この補正によって使用される領域は相関性の強い領域であって、その領域を考慮して補正を行うので、互いに異なる放射線画像間での輝度差を低減させることができる。そして、この補正された放射線画像を所定距離ごとに画像分解手段は分解し、その分解された画像を同一の投影角度毎に画像合成手段が合成して投影角度毎の投影画像を得て、その合成された投影画像に基づいて再構成処理手段が再構成処理を行うことで、互いに異なる放射線画像間での輝度差を低減させつつ、長手方向の長い視野の断層画像を得ることができる。

上述したこの発明の一例は、Ｋを自然数としたときに、補正手段は、時間的に隣り合う２つのＫフレーム，（Ｋ＋１）フレームでの放射線画像のうち一方の放射線画像に基づいて他方の放射線画像を補正することである。このような時間的に隣り合う２つのＫフレーム，（Ｋ＋１）フレームでの放射線画像を用いて補正することで、フレーム間での輝度差を低減させることができる。

時間的に隣り合う２つのＫフレーム，（Ｋ＋１）フレームでの放射線画像を用いて補正する場合には、補正手段は、補正された放射線画像を含む時間的に隣り合う２つのフレームでの放射線画像のうち一方の上述した補正された放射線画像に基づいて他方の放射線画像を補正するという手順を繰り返し行えばよい。このように補正することで、フレーム間での輝度差を各々のフレームでの放射線画像において低減させることができる。

また、最初の１フレームでは、放射線の照射量が安定しておらず、逆に、最後のフレームをＭフレームとしたときにそのＭフレームでは、例えば照射中に照射ボタンを手から離すなどで不完全照射（曝射）となる可能性がある。したがって、最初の１フレームや最後のＭフレームを基準として補正しない方が好ましい。そこで、上述したＭをＫ＜Ｍを満たす自然数としたときに、補正手段は、(1)最初の１フレームおよび最後のＭフレームでの放射線画像を除いて、時間的に隣り合う２つのＫフレーム，（Ｋ＋１）フレームでの放射線画像のうち時間的に前のフレームであるＫフレームでの一方の放射線画像に基づいて時間的に後のフレームである（Ｋ＋１）フレームでの他方の放射線画像を補正する。そして、(2)その補正された放射線画像を時間的に前のフレームに含む時間的に隣り合う２つのフレームでの放射線画像のうち時間的に前のフレームである一方の上述した補正された放射線画像に基づいて時間的に後のフレームである他方の放射線画像を補正するという手順を繰り返し行って最後のＭフレームでの放射線画像まで補正する。

それとは別に、(3) 最初の１フレームおよび最後のＭフレームでの放射線画像を除いて、時間的に隣り合う２つの（Ｋ−１）フレーム，Ｋフレームでの放射線画像のうち時間的に後のフレームであるＫフレームでの一方の放射線画像に基づいて時間的に前のフレームである（Ｋ−１）フレームでの他方の放射線画像を補正する。(4) その補正された放射線画像を時間的に後のフレームに含む時間的に隣り合う２つのフレームでの放射線画像のうち時間的に後のフレームである一方の上述した補正された放射線画像に基づいて時間的に前のフレームである他方の放射線画像を補正するという手順を繰り返し行って最初の１フレームでの放射線画像まで補正する。このように、(1)〜(4)のように補正することで、Ｋフレームでの放射線画像を基準とした各々のフレームでの放射線画像の補正を補正手段が行う。このＫフレームは最初の１フレームや最後のＭフレームでないので、基準となる放射線画像として適切であって、したがって、補正を適切に行うことができる。

なお、上述した(1)と(3)とを並行に行うのが好ましい。(1)と(3)とを並行に行うことで補正手段での演算時間を短縮することができる。もちろん、(1),(2)の後に(3),(4)を行ってもよいし、逆に、(3),(4)の後に(1),(2)を行ってもよい。

また、(1)と(3)とを並行に行う場合において、Ｍが奇数の場合には、Ｋ＝（Ｍ＋１）／２を満たすように、補正の基準とする放射線画像を決定するのが好ましい。すなわち、Ｋ＝（Ｍ＋１）／２を満たすＫフレームでの放射線画像は時間的に中央となるので、(1)と(3)とを並行に行うことで(2)での最後のＭフレームでの放射線画像の補正と(4)での最初の１フレームでの放射線画像の補正とを同時に終了させることができ、補正手段での演算時間をより一層短縮することができる。

また、(1)と(3)とを並行に行う場合において、Ｍが偶数の場合には、Ｋ＝Ｍ／２＋１またはＫ＝Ｍ／２を満たすように、補正の基準とする放射線画像を決定するのが好ましい。すなわち、Ｋ＝Ｍ／２＋１またはＫ＝Ｍ／２を満たすＫフレームでの放射線画像は時間的にほぼ中央となるので、(1)と(3)とを並行に行うことで(2)での最後のＭフレームでの放射線画像の補正と(4)での最初の１フレームでの放射線画像の補正とをほぼ同時に終了させることができ、補正手段での演算時間をより一層短縮することができる。

また、上述したこれらの発明において、上述した複数の放射線画像同士で重複する領域からその領域よりも狭い所定の画素領域を選択して、選択された画素領域のみに基づいて、補正手段は放射線画像を補正するのが好ましい。重複する領域を全て用いずに補正することで、補正手段での演算処理を高速にすることができる。

上述したこれらの発明において、放射線照射手段および放射線検出手段は被検体に対して互いに同速度で相対的に平行移動するのが好ましい。放射線照射手段および放射線検出手段が被検体に対して互いに同速度で相対的に平行移動することで、投影角度を同じ角度に保つことができて、放射線照射手段および放射線検出手段をより長く相対移動させることができる。その結果、より長い視野の断層画像を得ることができる。

この発明に係る放射線撮像装置によれば、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向に相対的に平行移動するように構成するとともに、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体に対して所定距離毎に相対移動するとともに放射線照射手段から放射線を照射して、照射された被検体を透過した放射線を放射線検出手段が検出するように構成し、同方向に相対移動する度に検出された放射線に基づく複数の放射線画像同士で重複する領域に基づいて放射線画像を補正手段が補正し、その補正された放射線画像を上述した所定距離ごとに画像分解手段は分解し、その分解された画像を同一の投影角度毎に画像合成手段が合成して投影角度毎の投影画像を得る。したがって、その合成された投影画像に基づいて再構成処理手段が再構成処理を行うことで、互いに異なる放射線画像間での輝度差を低減させつつ、長手方向の長い視野の断層画像を得ることができる。

実施例に係るＸ線断層撮影装置のブロック図である。 フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の駆動に関するＦＰＤ駆動機構の概略構成を示す模式図である。 Ｘ線管の駆動に関するＸ線管駆動部の概略構成を示す模式図である。 側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の等価回路である。 平面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の等価回路である。 （ａ）〜（ｉ）は、Ｘ線管およびフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）による撮像原理をピッチ（所定距離）ごとに表した模式図である。 （ａ）、（ｂ）は、時間的に隣り合うフレーム間でのＸ線画像同士で重複する領域の説明に供する模式図である。 実施例に係る一連の補正のフローチャートである。 （ａ）〜（ｊ）は、画像の分離および投影画像への合成を表した模式図である。 （ａ）〜（ｊ）は、画像の分離および投影画像への合成を表した模式図である。 従来のＸ線断層撮影装置の概略構成を示した側面図である。

符号の説明

２ … Ｘ線管
３ … フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
１３ … モニタ
９ａ … 補正部
９ｂ … 画像分解部
９ｃ … 画像合成部
９ｄ … 再構成処理部
ｄ … ピッチ
ｚ … 体軸
Ｍ … 被検体

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。図１は、実施例に係るＸ線断層撮影装置のブロック図であり、図２は、フラットパネル型Ｘ線検出器の駆動に関するＦＰＤ駆動機構の概略構成を示す模式図であり、図３は、Ｘ線管の駆動に関するＸ線管駆動部の概略構成を示す模式図である。本実施例では放射線検出手段としてフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、「ＦＰＤ」と略記する）を例に採るとともに、放射線撮像装置としてＸ線断層撮影装置を例に採って説明する。

Ｘ線断層撮影装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１と、その被検体Ｍに向けてＸ線を照射するＸ線管２と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するＦＰＤ３とを備えている。Ｘ線管２は、この発明における放射線照射手段に相当し、ＦＰＤ３は、この発明における放射線検出手段に相当する。

Ｘ線断層撮影装置は、他に、天板１の昇降および水平移動を制御する天板制御部４や、ＦＰＤ３の走査を制御するＦＰＤ制御部５や、Ｘ線管２の管電圧や管電流を発生させる高電圧発生部６を有するＸ線管制御部７や、ＦＰＤ３から電荷信号であるＸ線検出信号をディジタル化して取り出すＡ／Ｄ変換器８や、Ａ／Ｄ変換器８から出力されたＸ線検出信号に基づいて種々の処理を行う画像処理部９や、これらの各構成部を統括するコントローラ１０や、処理された画像などを記憶するメモリ部１１や、オペレータが入力設定を行う入力部１２や、処理された画像などを表示するモニタ１３などを備えている。モニタ１３は、この発明における出力手段に相当する。

天板制御部４は、天板１を水平移動させて被検体Ｍを撮像位置にまで収容したり、昇降、回転および水平移動させて被検体Ｍを所望の位置に設定したり、水平移動させながら撮像を行ったり、撮像終了後に水平移動させて撮像位置から退避させる制御などを行う。これらの制御は、モータやエンコーダ（図示省略）などからなる天板駆動機構（図示省略）を制御することで行う。

ＦＰＤ制御部５は、ＦＰＤ３を被検体Ｍの長手方向である体軸ｚ方向に沿って平行移動させる制御を行う。この制御は、図２に示すように、ラック１４ａやピニオン１４ｂやモータ１４ｃやエンコーダ１４ｄなどからなるＦＰＤ駆動機構１４を制御することで行う。具体的には、ラック１４ａは被検体Ｍの体軸ｚ方向に沿って延在している。ピニオン１４ｂはＦＰＤ３を支持し、その一部はラック１４ａに嵌合しており、モータ１４ｃの回転によって回転する。例えば、モータ１４ｃを正転させると、図２中の一点鎖線に示すようにラック１４ａに沿ってＦＰＤ３が被検体Ｍの足元側に平行移動し、モータ１４ｃを逆転させると、図２中の二点鎖線に示すようにラック１４ａに沿ってＦＰＤ３が被検体Ｍの頭側に平行移動する。エンコーダ１４ｄはＦＰＤ３の移動方向と移動量（移動距離）に対応したモータ１４ｃの回転方向および回転量を検出する。エンコーダ１４ｄによる検出結果をＦＰＤ制御部５に送る。

高電圧発生部６は、Ｘ線を照射させるための管電圧や管電流を発生してＸ線管２に与える。Ｘ線管制御部７は、Ｘ線管２を被検体Ｍの体軸ｚ方向に沿って平行移動させる制御を行う。この制御は、図３に示すように、支柱１５ａやネジ棒１５ｂやモータ１５ｃやエンコーダ１５ｄなどからなるＸ線管駆動部１５を制御することで行う。具体的には、支柱１５ａはＸ線管２を上端側に装着支持し、下端側にネジ棒１５ｂにネジ結合している。ネジ棒１５ｂは被検体Ｍの体軸ｚ方向に沿って延在しており、モータ１５ｃの回転によって回転する。例えば、モータ１５ｃを正転させると、図３中の一点鎖線に示すように支柱１５ａとともにＸ線管２が被検体Ｍの足元側に平行移動し、モータ１５ｃを逆転させると、図３中の二点鎖線に示すように支柱１５ａとともにＸ線管２が被検体Ｍの頭側に平行移動する。エンコーダ１５ｄはＸ線管２の移動方向と移動量（移動距離）に対応したモータ１５ｃの回転方向および回転量を検出する。エンコーダ１５ｄによる検出結果をＸ線管制御部７に送る。

なお、図１に示すように、Ｘ線管２およびＦＰＤ３が被検体Ｍの体軸ｚ方向に沿って互いに同方向に平行移動するように構成するために、図２のモータ１４ｃの回転方向、および図３のモータ１５ｃの回転方向が同じになるように、ＦＰＤ制御部５およびＸ線管制御部７は制御する。また、本実施例では、Ｘ線管２およびＦＰＤ３は互いに同速度で平行移動するのが好ましい。すなわち、Ｘ線管２の移動量とＦＰＤ３の移動量とが同じになるように、ＦＰＤ制御部５はモータ１４ｃの回転量を制御するとともに、Ｘ線管制御部７はモータ１５ｃの回転量を制御する。

また、Ｘ線管制御部７は、Ｘ線管２側のコリメータ（図示省略）の照視野の設定の制御を行う。本実施例では、被検体Ｍの長手方向（体軸ｚ方向）および短手方向（体軸ｚに水平面内に直交する方向）に広がりを有するファンビーム状のＸ線を照射するようにコリメータを制御して照視野を設定する。また、Ｘ線管２およびＦＰＤ３が後述するピッチ（所定距離）毎に移動する度にＸ線管２から（ファンビーム状の）Ｘ線を間欠的に照射するようにＸ線管制御部７は制御する。また、ＦＰＤ制御部５は、間欠的に照射された被検体Ｍを透過したＸ線をＦＰＤ３が検出するように制御する。

コントローラ１０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されており、メモリ部１１は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体などで構成されている。また、入力部１２は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。

画像処理部９は、Ｘ線検出信号に対してラグ補正やゲイン補正などを行うとともに、後述する図８の補正を行って、ＦＰＤ３の検出面に投影されたＸ線画像を出力する補正部９ａと、補正されたＸ線画像をピッチごとに分解する画像分解部９ｂと、その分解された画像を同一の投影角度毎に合成して投影角度毎の投影画像を得る画像合成部９ｃと、その合成された投影画像に基づいて再構成処理を行って断層画像を得る再構成処理部９ｄとを備えている。補正部９ａは、この発明における補正手段に相当し、画像分解部９ｂは、この発明における画像分解手段に相当し、画像合成部９ｃは、この発明における画像合成手段に相当し、再構成処理部９ｄは、この発明における再構成処理手段に相当する。補正部９ａや画像分解部９ｂの具体的な機能については、図６〜図８で後述するとともに、画像合成部９ｃや再構成処理部９ｄの具体的な機能については、図９、図１０で後述する。

メモリ部１１は、画像処理部９で処理された各々の画像を書き込んで記憶するように構成されている。ＦＰＤ制御部５やＸ線管制御部７も、コントローラ１０と同様にＣＰＵなどで構成されている。

次に、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３の構造について、図４および図５を参照して説明する。図４は、側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の等価回路であり、図５は、平面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の等価回路である。

ＦＰＤ３は、図４に示すように、ガラス基板３１と、ガラス基板３１上に形成された薄膜トランジスタＴＦＴとから構成されている。薄膜トランジスタＴＦＴについては、図４、図５に示すように、縦・横式２次元マトリクス状配列でスイッチング素子３２が多数個（例えば、1024個×1024個）形成されており、キャリア収集電極３３ごとにスイッチング素子３２が互いに分離形成されている。すなわち、ＦＰＤ３は、２次元アレイ放射線検出器でもある。

図４に示すようにキャリア収集電極３３の上にはＸ線感応型半導体３４が積層形成されており、図４、図５に示すようにキャリア収集電極３３は、スイッチング素子３２のソースＳに接続されている。ゲートドライバ３５からは複数本のゲートバスライン３６が接続されているとともに、各ゲートバスライン３６はスイッチング素子３２のゲートＧに接続されている。一方、図５に示すように、電荷信号を収集して１つに出力するマルチプレクサ３７には増幅器３８を介して複数本のデータバスライン３９が接続されているとともに、図４、図５に示すように各データバスライン３９はスイッチング素子３２のドレインＤに接続されている。

図示を省略する共通電極にバイアス電圧を印加した状態で、ゲートバスライン３６の電圧を印加（または０Ｖに）することでスイッチング素子３２のゲートがＯＮされて、キャリア収集電極３３は、検出面側で入射したＸ線からＸ線感応型半導体３４を介して変換された電荷信号（キャリア）を、スイッチング素子３２のソースＳとドレインＤとを介してデータバスライン３９に読み出す。なお、スイッチング素子がＯＮされるまでは、電荷信号はキャパシタ（図示省略）で暫定的に蓄積されて記憶される。各データバスライン３９に読み出された電荷信号を増幅器３８で増幅して、マルチプレクサ３７で１つの電荷信号にまとめて出力する。出力された電荷信号をＡ／Ｄ変換器８でディジタル化してＸ線検出信号として出力する。

次に、補正部９ａや画像分解部９ｂの具体的な機能について、図６〜図８を参照して説明する。図６は、Ｘ線管およびフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）による撮像原理をピッチ（所定距離）ごとに表した模式図であり、図７は、時間的に隣り合うフレーム間でのＸ線画像同士で重複する領域の説明に供する模式図であり、図８は、実施例に係る一連の補正のフローチャートである。なお、ＦＰＤ３の検出面に投影されたＸ線画像は、補正部９ａによってラグ補正やゲイン補正などの処理が既に終了しているものとして説明する。

ＦＰＤ３の検出面に投影されたＸ線画像を、図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すように、Ｘ線管２およびＦＰＤ３がピッチｄ毎に移動する度に、図６（ｅ）〜図６（ｈ）に示すように、Ｏ_１，Ｏ_２，…，Ｏ_Ｉ，…，Ｏ_Ｍとする（１≦Ｉ≦Ｍ）。Ｘ線管２およびＦＰＤ３がピッチｄ毎に移動する度にＸ線管２はＸ線を間欠的に照射する。すなわち、ピッチｄ毎に移動する度にＸ線をパルス照射する。

具体的には、最初にＸ線管２およびＦＰＤ３が、図６（ａ）に示す位置でＸ線を照射した場合には、次に、ピッチｄを移動させた図６（ｂ）に示す位置でＸ線を照射する。図６（ａ）でＸ線をＦＰＤ３が検出することでＸ線画像Ｏ_１（図６（ｅ）を参照）が得られ、図６（ｂ）でＸ線をＦＰＤ３が検出することでＸ線画像Ｏ_２（図６（ｆ）を参照）が得られる。以下、同様にＸ線管２およびＦＰＤ３がピッチｄ毎に移動すると、（Ｉ−１）番目には、図６（ｃ）に示す位置でＸ線を照射し、図６（ｃ）でＸ線をＦＰＤ３が検出することでＸ線画像Ｏ_Ｉ（図６（ｇ）を参照）が得られる。最終的には、（Ｍ−１）番目には、図６（ｄ）に示す位置でＸ線を照射し、図６（ｄ）でＸ線をＦＰＤ３が検出することでＸ線画像Ｏ_Ｍ（図６（ｈ）を参照）が得られる。本実施例では図６（ａ）の撮像開始位置を被検体Ｍの頭部とし、図６（ｄ）の撮像終了位置を被検体Ｍの足部とし、図６（ａ）〜図６（ｄ）とＸ線管２およびＦＰＤ３が移動するのに伴って頭側から足元側に順に移動する。

Ｘ線管２およびＦＰＤ３がピッチｄ毎に移動することで、各Ｘ線画像Ｏ_１，Ｏ_２，…，Ｏ_Ｉ，…，Ｏ_Ｍをピッチｄ毎に画像分解部９ｂは分解することができる。具体的には、図６（ｉ）の拡大図に示すように、Ｘ線管２からＦＰＤ３を結ぶ照射軸と被検体の体軸ｚとのなす角度である投影角度をピッチｄ毎に、θ_１，θ_２，…，θ_Ｊ，…，θ_Ｎ−１，θ_Ｎとする（１≦Ｊ≦Ｎ）。すると、ピッチｄ毎に分解された画像は、同一の投影角度θ_１，θ_２，…，θ_Ｊ，…，θ_Ｎ−１，θ_Ｎとに分けられた画像にそれぞれ一致する。

図６（ｅ）に示すようにＸ線画像Ｏ_１は、ピッチｄ毎にＯ_１１，Ｏ_１２，…，Ｏ_１Ｊ，…，Ｏ_{１（Ｎ−１）}，Ｏ_１Ｎと分解され、分解された画像Ｏ_１１は投影角度θ_１で照射されて得られた画像となり、分解された画像Ｏ_１２は投影角度θ_２で照射されて得られた画像となり、以下、同様に分解された画像Ｏ_１Ｊは投影角度θ_Ｊで照射されて得られた画像となり、最終的に分解された画像Ｏ_１Ｎは投影角度θ_Ｎで照射されて得られた画像となる。

同様に、図６（ｆ）に示すようにＸ線画像Ｏ_２は、ピッチｄ毎にＯ_２１，Ｏ_２２，…，Ｏ_２Ｊ，…，Ｏ_{２（Ｎ−１）}，Ｏ_２Ｎと分解され、分解された画像Ｏ_２１は投影角度θ_１で照射されて得られた画像となり、分解された画像Ｏ_２２は投影角度θ_２で照射されて得られた画像となり、以下、同様に分解された画像Ｏ_２Ｊは投影角度θ_Ｊで照射されて得られた画像となり、最終的に分解された画像Ｏ_２Ｎは投影角度θ_Ｎで照射されて得られた画像となる。

（Ｉ−１）番目には、図６（ｇ）に示すようにＸ線画像Ｏ_Ｉは、ピッチｄ毎にＯ_Ｉ１，Ｏ_Ｉ２，…，Ｏ_ＩＪ，…，Ｏ_{Ｉ（Ｎ−１）}，Ｏ_ＩＮと分解され、分解された画像Ｏ_Ｉ１は投影角度θ_１で照射されて得られた画像となり、分解された画像Ｏ_Ｉ２は投影角度θ_２で照射されて得られた画像となり、以下、同様に分解された画像Ｏ_ＩＪは投影角度θ_Ｊで照射されて得られた画像となり、最終的に分解された画像Ｏ_ＩＮは投影角度θ_Ｎで照射されて得られた画像となる。

最終的には、（Ｍ−１）番目には、図６（ｈ）に示すようにＸ線画像Ｏ_Ｍは、ピッチｄ毎にＯ_Ｍ１，Ｏ_Ｍ２，…，Ｏ_ＭＪ，…，Ｏ_{Ｍ（Ｎ−１）}，Ｏ_ＭＮと分解され、分解された画像Ｏ_Ｍ１は投影角度θ_１で照射されて得られた画像となり、分解された画像Ｏ_Ｍ２は投影角度θ_２で照射されて得られた画像となり、以下、同様に分解された画像Ｏ_ＭＪは投影角度θ_Ｊで照射されて得られた画像となり、最終的に分解された画像Ｏ_ＭＮは投影角度θ_Ｎで照射されて得られた画像となる。

このような分解を実行する前に、各Ｘ線画像Ｏ_１，Ｏ_２，…，Ｏ_Ｉ，…，Ｏ_Ｍを補正する。最初の１フレームでのＸ線画像はＯ_１であり、２フレーム目でのＸ線画像はＯ_２である。最後のフレームでのＸ線画像をＯ_Ｍとする。つまり、最後のフレームをＭフレームとする。Ｋを自然数としたときに、補正部９ａは、図７（ａ）に示すように、時間的に隣り合う２つの（Ｋ−１）フレーム，ＫフレームでのＸ線画像Ｏ_Ｋ−１，Ｏ_Ｋのうち一方のＸ線画像に基づいて他方のＸ線画像を補正する。

２つの（Ｋ−１）フレーム，ＫフレームでのＸ線画像Ｏ_Ｋ−１，Ｏ_Ｋ同士で重複する領域をＲとすると、重複する領域Ｒは、図７（ａ）のクロスのハッチングで示す領域となる。同様に、時間的に隣り合う２つのＫフレーム，（Ｋ＋１）フレームでのＸ線画像Ｏ_Ｋ，Ｏ_Ｋ＋１同士で重複する領域Ｒも、図７（ｂ）のクロスのハッチングで示す領域となる。重複する領域Ｒでは、若干の投影角度の違いに起因する差が存在するが、ほぼ同一画像とみなすことができる。

このように隣り合う２つのＫフレーム，（Ｋ＋１）フレーム（あるいは（Ｋ−１）フレーム，Ｋフレーム）でのＸ線画像を用いて補正する場合には、補正部９ａは、図８に示すフローで補正を行う。Ｍが奇数の場合には、Ｋ＝（Ｍ＋１）／２を満たすように、補正の基準とするＸ線画像を決定し、Ｍが偶数の場合には、Ｋ＝Ｍ／２＋１またはＫ＝Ｍ／２を満たすように、補正の基準とするＸ線画像を決定する。本実施例では、最後のＭフレームでのＸ線画像Ｏ_Ｍの補正と最初の１フレームでのＸ線画像Ｏ_１の補正とを同時に終了させるために、Ｍが偶数の場合で、図８のステップＳ１とステップＴ１とを並行に行う場合を例に採って説明する。このとき、Ｋ＝（Ｍ＋１）／２を満たすＫフレームでのＸ線画像Ｏ_Ｋは時間的に中央となるので、このＸ線画像Ｏ_Ｋを中央のフレームでのＸ線画像と呼ぶ。

（ステップＳ１）中央のフレームで後のフレーム補正
最初の１フレームおよび最後のＭフレームでのＸ線画像を除いて、時間的に隣り合う２つのＫフレーム，（Ｋ＋１）フレームでのＸ線画像のうち時間的に前のフレームであるＫフレームでの一方のＸ線画像Ｏ_Ｋ（すなわち中央のフレームでのＸ線画像Ｏ_Ｋ）に基づいて時間的に後のフレームである（Ｋ＋１）フレームでの他方のＸ線画像Ｏ_Ｋ＋１を補正する。具体的には、Ｘ線画像Ｏ_ＫとＸ線画像Ｏ_Ｋ＋１との間で画素値の差（すなわち輝度差）が生じるが、輝度差を低減させるように重複する領域Ｒにおいて補正の対象となるＸ線画像Ｏ_Ｋ＋１を補正する。

もっとも簡単な手法としては、重複する領域ＲにおけるＸ線画像Ｏ_Ｋの画素値で、重複する領域ＲにおけるＸ線画像Ｏ_Ｋ＋１の画素値を同一画素ごとに置換すればよい。このような置換を行うことで重複する領域Ｒにおいて輝度差を“０”にしてＸ線画像Ｏ_Ｋ＋１を補正することができる。その他の手法として、例えばＸ線画像Ｏ_Ｋ＋１自身の画像特性をある程度重視するために、Ｘ線画像Ｏ_ＫとＸ線画像Ｏ_Ｋ＋１との間での画素値の差に１未満の定数を乗じて、乗じて得られたその値を重複する領域ＲにおけるＸ線画像Ｏ_Ｋ＋１の画素値に加算してもよい。

（ステップＳ２）補正後のフレームで後のフレーム補正
ステップＳ１で補正されたＸ線画像Ｏ_Ｋ＋１あるいはこのステップＳ２で補正されたＸ線画像（補正後のフレームでのＸ線画像）を時間的に前のフレームに含む時間的に隣り合う２つのフレームでのＸ線画像のうち時間的に前のフレームである一方の補正されたＸ線画像に基づいて時間的に後のフレームである他方のＸ線画像を補正する。具体的な補正の手法については、ステップＳ１で述べたのと同じ手法であるので、その説明を省略する。

（ステップＳ３）最後のフレーム？
補正の対象となるフレームでのＸ線画像が最後のＭフレームでのＸ線画像Ｏ_Ｍであるか否かを判定する。最後のＭフレームでなければ、中央のフレームでのＸ線画像Ｏ_Ｋ以降の各々のフレームでのＸ線画像の補正が終了していないとして、ステップＳ２に戻って、同様の補正を行う。つまり、ステップＳ２を繰り返し行って最後のＭフレームでのＸ線画像Ｏ_Ｍまで補正する。最後のＭフレームであれば、中央のフレームでのＸ線画像Ｏ_Ｋ以降の各々のフレームでのＸ線画像の補正が終了したとして、一連の補正を終了して、補正されたＸ線画像の分解を行う。

（ステップＴ１）中央のフレームで前のフレーム補正
ステップＳ１での処理と並行して、ステップＴ１での処理を行う。最初の１フレームおよび最後のＭフレームでのＸ線画像を除いて、時間的に隣り合う２つの（Ｋ−１）フレーム，ＫフレームでのＸ線画像のうち時間的に後のフレームであるＫフレームでの一方のＸ線画像Ｏ_Ｋ（すなわち中央のフレームでのＸ線画像Ｏ_Ｋ）に基づいて時間的に前のフレームである（Ｋ−１）フレームでの他方のＸ線画像Ｏ_Ｋ−１を補正する。具体的な補正の手法については、ステップＳ１で述べたのと同じ手法であるので、その説明を省略する。

（ステップＴ２）補正後のフレームで前のフレーム補正
ステップＴ１で補正されたＸ線画像Ｏ_Ｋ−１あるいはこのステップＴ２で補正されたＸ線画像（補正後のフレームでのＸ線画像）を時間的に後のフレームに含む時間的に隣り合う２つのフレームでのＸ線画像のうち時間的に後のフレームである一方の補正されたＸ線画像に基づいて時間的に前のフレームである他方のＸ線画像を補正する。具体的な補正の手法については、ステップＳ１で述べたのと同じ手法であるので、その説明を省略する。

（ステップＴ３）最初のフレーム？
補正の対象となるフレームでのＸ線画像が最初の１フレームでのＸ線画像Ｏ_１であるか否かを判定する。最初の１フレームでなければ、中央のフレームでのＸ線画像Ｏ_Ｋ以前の各々のフレームでのＸ線画像の補正が終了していないとして、ステップＴ２に戻って、同様の補正を行う。つまり、ステップＴ２を繰り返し行って最初の１フレームでのＸ線画像Ｏ_１でのＸ線画像Ｏ_１まで補正する。最初の１フレームであれば、中央のフレームでのＸ線画像Ｏ_Ｋ以前の各々のフレームでのＸ線画像の補正が終了したとして、一連の補正を終了して、補正されたＸ線画像の分解を行う。

次に、画像合成部９ｃや再構成処理部９ｄの具体的な機能について、図９、図１０を参照して説明する。図９、図１０は、画像の分離および投影画像への合成を表した模式図である。ステップＳ１〜Ｓ３，Ｔ１〜Ｔ３で補正されたＸ線画像を、図６でも述べたように分解する。このように分解された各画像を、図９、図１０に示すように同一の投影角度θ_１，θ_２，…，θ_Ｊ，…，θ_Ｎ−１，θ_Ｎ毎にそれぞれ画像合成部９ｃは合成する。上述したように補正された各Ｘ線画像Ｏ_１，Ｏ_２，…，Ｏ_Ｉ，…，Ｏ_Ｍは、各ピットｄごとに分解された（すなわち各投影角度θ_１，θ_２，…，θ_Ｊ，…，θ_Ｎ−１，θ_Ｎごとに分けられた）画像を、図９（ａ）〜図９（ｄ）、図９（ｆ）〜図９（ｉ）、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）、図１０（ｆ）〜図１０（ｉ）に示すように有している。

例えば、投影角度θ_１の場合には、図９（ａ）に示すＸ線画像Ｏ_１中の画像Ｏ_１１と、図９（ｂ）に示すＸ線画像Ｏ_２中の画像Ｏ_２１と、…、図９（ｃ）に示すＸ線画像Ｏ_Ｉ中の画像Ｏ_Ｉ１と、…、図９（ｄ）に示すＸ線画像Ｏ_Ｍ中の画像Ｏ_Ｍ１とを合成することで、図９（ｅ）に示すように投影角度θ_１での投影画像Ｐ_１を得る。

同様に、投影角度θ_２の場合には、図９（ｆ）に示すＸ線画像Ｏ_１中の画像Ｏ_１２と、図９（ｇ）に示すＸ線画像Ｏ_２中の画像Ｏ_２２と、…、図９（ｈ）に示すＸ線画像Ｏ_Ｉ中の画像Ｏ_Ｉ２と、…、図９（ｉ）に示すＸ線画像Ｏ_Ｍ中の画像Ｏ_Ｍ２とを合成することで、図９（ｊ）に示すように投影角度θ_２での投影画像Ｐ_２を得る。

（Ｊ−１）番目には、投影角度θ_Ｊの場合には、図１０（ａ）に示すＸ線画像Ｏ_１中の画像Ｏ_１Ｊと、図１０（ｂ）に示すＸ線画像Ｏ_２中の画像Ｏ_２Ｊと、…、図１０（ｃ）に示すＸ線画像Ｏ_Ｉ中の画像Ｏ_ＩＪと、…、図１０（ｄ）に示すＸ線画像Ｏ_Ｍ中の画像Ｏ_ＭＪとを合成することで、図１０（ｅ）に示すように投影角度θ_Ｊでの投影画像Ｐ_Ｊを得る。

最終的には、（Ｎ−１）番目には、投影角度θ_Ｎの場合には、図１０（ｆ）に示すＸ線画像Ｏ_１中の画像Ｏ_１Ｎと、図１０（ｇ）に示すＸ線画像Ｏ_２中の画像Ｏ_２Ｎと、…、図１０（ｈ）に示すＸ線画像Ｏ_Ｉ中の画像Ｏ_ＩＮと、…、図１０（ｉ）に示すＸ線画像Ｏ_Ｍ中の画像Ｏ_ＭＮとを合成することで、図１０（ｊ）に示すように投影角度θ_Ｎでの投影画像Ｐ_Ｎを得る。

以上をまとめると、画像合成部９ｃは、分解された各画像を同一の投影角度θ_１，θ_２，…，θ_Ｊ，…，θ_Ｎ−１，θ_Ｎ毎に合成して、図９（ｅ）、図９（ｊ）、図１０（ｅ）、図１０（ｊ）に示すように投影角度θ_１，θ_２，…，θ_Ｊ，…，θ_Ｎ−１，θ_Ｎ毎の投影画像Ｐ_１，Ｐ_２，…，Ｐ_Ｊ，…、Ｐ_Ｎを得る。

再構成処理部９ｄは、その合成された投影画像Ｐ_１，Ｐ_２，…，Ｐ_Ｊ，…、Ｐ_Ｎに基づいて再構成処理を行って断層画像を得る。再構成処理については、周知のフィルタード・バックプロジェクション（FBP: Filtered Back Projection）（「フィルタ補正逆投影法」とも呼ばれる）を用いて行えばよい。

投影画像Ｐ_１，Ｐ_２，…，Ｐ_Ｊ，…、Ｐ_Ｎの枚数はＮ［Frame］であって、Ｘ線管２およびＦＰＤ３の映像系の移動速度をｖ［mm/sec］とし、ＦＰＤ３の視野サイズをＶ［ｍｍ］とし、撮像周期（「パルス時間幅」とも呼ばれる）をＴ［sec/Frame］とすると、移動速度ｖ［mm/sec］はｖ［mm/sec］＝Ｖ［ｍｍ］／Ｎ［Frame］×１／Ｔ［sec/Frame］で表される。また、撮像周期の逆数は撮像速度であって、撮像速度をＦ［Frame/sec］とすると、移動速度ｖ［mm/sec］はｖ［mm/sec］＝Ｖ［ｍｍ］／Ｎ［Frame］×Ｆ［Frame/sec］とも表される。また、ピッチｄ［ｍｍ］はｄ［ｍｍ］＝Ｖ［ｍｍ］／Ｎ［Frame］で表される。

例えば、本実施例で用いられる視野サイズＶを１７インチ（＝４３０［mm］）とし、投影画像Ｐ_１，Ｐ_２，…，Ｐ_Ｊ，…、Ｐ_Ｎの枚数Ｎを５０［Frame］とし、撮像速度Ｆを１５［Frame/sec］とすると、移動速度ｖはｖ［mm/sec］＝４３０［ｍｍ］／５０［Frame］×１５［Frame/sec］＝１２９［mm/sec］となり、ピッチｄは４３０［ｍｍ］／５０［Frame］＝８．６［mm/ Frame］となる。したがって、Ｘ線管２およびＦＰＤ３を互いに同速度の１２９［mm/sec］で平行移動し、撮像速度１５［Frame/sec］のタイミングでＸ線を間欠的に照射することで、Ｘ線管２およびＦＰＤ３がピッチ８．６［mm/ Frame］毎に移動する度にＸ線管２からＸ線を間欠的に照射する。そして、５０枚の投影画像Ｐ_１，Ｐ_２，…，Ｐ_Ｊ，…、Ｐ_５０を得ることができる。また、Ｘ線管２およびＦＰＤ３が移動する距離が長くなるのにしたがって、図９、図１０に示すように各投影画像Ｐ_１，Ｐ_２，…，Ｐ_Ｊ，…、Ｐ_Ｎの領域も長尺状になる。

本実施例に係るＸ線断層撮影装置によれば、Ｘ線管２およびフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３が被検体Ｍの長手方向である体軸ｚに沿って互いに同方向に平行移動するように構成することで、長手方向である体軸ｚの長い視野のデータをＦＰＤ３から得ることができる。一方、Ｘ線管２およびＦＰＤ３がピッチ（所定距離）毎に移動する度にＸ線管２からＸ線を間欠的に照射して、間欠的に照射された被検体Ｍを透過したＸ線をＦＰＤ３が検出するように構成する。そして、Ｘ線画像を上述したピッチごとに画像分解部９ｂは分解し、その分解された画像を同一の投影角度毎に画像合成部９ｃが合成して投影角度毎の投影画像を得る。したがって、その合成された投影画像に基づいて再構成処理部９ｄが再構成処理を行うことで、長手方向の長い視野の断層画像を得ることができる。

上述した画像分解部９ｂ、画像合成部９ｃおよび再構成処理部９ｄは、「発明が解決しようとする課題」の段落で述べた手法である。本実施例では、画像分解部９ｂがＸ線画像をピッチごとに分解する前に以下のような構成を備えている。すなわち、同方向に移動する度に検出されたＸ線検出信号に基づく複数のＸ線画像同士で重複する領域に基づいてＸ線画像を補正部９ａが補正する。この補正によって使用される領域は相関性の強い領域であって、その領域を考慮して補正を行うので、互いに異なるＸ線画像間での輝度差を低減させることができる。そして、この補正されたＸ線画像をピッチごとに画像分解部９ｂは分解し、その分解された画像を同一の投影角度毎に画像合成部９ｃが合成して投影角度毎の投影画像を得て、その合成された投影画像に基づいて再構成処理部９ｄが再構成処理を行うことで、互いに異なるＸ線画像間での輝度差を低減させつつ、長手方向の長い視野の断層画像を得ることができる。

本実施例では、Ｋを自然数としたときに、補正部９ａは、時間的に隣り合う２つのＫフレーム，（Ｋ＋１）フレームでのＸ線画像のうち一方のＸ線画像に基づいて他方のＸ線画像を補正している（図８中のステップＳ１、Ｔ１）。このような時間的に隣り合う２つのＫフレーム，（Ｋ＋１）フレームでのＸ線画像を用いて補正することで、フレーム間での輝度差を低減させることができる。

本実施例では、時間的に隣り合う２つのＫフレーム，（Ｋ＋１）フレームでのＸ線画像を用いて補正する場合には、補正部９ａは、補正されたＸ線画像を含む時間的に隣り合う２つのフレームでのＸ線画像のうち一方の上述した補正されたＸ線画像に基づいて他方のＸ線画像を補正するという手順を繰り返っている（図８中のステップＳ２〜Ｓ３、Ｔ２〜Ｔ３）。このように補正することで、フレーム間での輝度差を各々のフレームでのＸ線画像において低減させることができる。

また、最初の１フレームでは、Ｘ線の照射量が安定しておらず、逆に、最後のフレームをＭフレームとしたときにそのＭフレームでは、例えば照射中に照射ボタンを手から離すなどで不完全照射（曝射）となる可能性がある。したがって、最初の１フレームや最後のＭフレームを基準として補正しない方が好ましい。そこで、本実施例では、上述したＭをＫ＜Ｍを満たす自然数としたときに、補正部９ａは、(1)最初の１フレームおよび最後のＭフレームでのＸ線画像を除いて、時間的に隣り合う２つのＫフレーム，（Ｋ＋１）フレームでのＸ線画像のうち時間的に前のフレームであるＫフレームでの一方のＸ線画像に基づいて時間的に後のフレームである（Ｋ＋１）フレームでの他方のＸ線画像を補正する（図８中のステップＳ１）。そして、(2)その補正されたＸ線画像を時間的に前のフレームに含む時間的に隣り合う２つのフレームでのＸ線画像のうち時間的に前のフレームである一方の上述した補正されたＸ線画像に基づいて時間的に後のフレームである他方のＸ線画像を補正するという手順を繰り返し行って最後のＭフレームでのＸ線画像まで補正する（図８中のステップＳ２、Ｓ３）。

それとは別に、(3) 最初の１フレームおよび最後のＭフレームでのＸ線画像を除いて、時間的に隣り合う２つの（Ｋ−１）フレーム，ＫフレームでのＸ線画像のうち時間的に後のフレームであるＫフレームでの一方のＸ線画像に基づいて時間的に前のフレームである（Ｋ−１）フレームでの他方のＸ線画像を補正する（図８中のステップＴ１）。(4) その補正されたＸ線画像を時間的に後のフレームに含む時間的に隣り合う２つのフレームでのＸ線画像のうち時間的に後のフレームである一方の上述した補正されたＸ線画像に基づいて時間的に前のフレームである他方のＸ線画像を補正するという手順を繰り返し行って最初の１フレームでのＸ線画像まで補正する（図８中のステップＴ２、Ｔ３）。このように、(1)〜(4)（図８中のステップＳ１〜Ｓ３、Ｔ１〜Ｔ３）のように補正することで、ＫフレームでのＸ線画像を基準とした各々のフレームでのＸ線画像の補正を補正部９ａが行う。このＫフレームは最初の１フレームや最後のＭフレームでないので、基準となるＸ線画像として適切であって、したがって、補正を適切に行うことができる。

本実施例のように、上述した(1)と(3)と（すなわち図８中のステップＳ１、Ｔ１）を並行に行うのが好ましい。(1)と(3)と（すなわち図８中のステップＳ１、Ｔ１）を並行に行うことで補正部９ａでの演算時間を短縮することができる。もちろん、(1),(2)（図８中のステップＳ１〜Ｓ３）の後に(3),(4)（図８中のステップＴ１〜Ｔ３）を行ってもよいし、逆に、(3),(4)（図８中のステップＴ１〜Ｔ３）の後に(1),(2)（図８中のステップＳ１〜Ｓ３）を行ってもよい。

また、(1)と(3)と（すなわち図８中のステップＳ１、Ｔ１）を並行に行う場合において、Ｍが奇数の場合には、Ｋ＝（Ｍ＋１）／２を満たすように、補正の基準とするＸ線画像を決定するのが好ましい。すなわち、Ｋ＝（Ｍ＋１）／２を満たすＫフレームでのＸ線画像は時間的に中央となるので、(1)と(3)と（すなわち図８中のステップＳ１、Ｔ１）を並行に行うことで(2)での最後のＭフレームでのＸ線画像の補正と(4)での最初の１フレームでのＸ線画像の補正とを同時に終了させることができ、補正部９ａでの演算時間をより一層短縮することができる。

また、(1)と(3)と（すなわち図８中のステップＳ１、Ｔ１）を並行に行う場合において、Ｍが偶数の場合には、Ｋ＝Ｍ／２＋１またはＫ＝Ｍ／２を満たすように、補正の基準とするＸ線画像を決定するのが好ましい。すなわち、Ｋ＝Ｍ／２＋１またはＫ＝Ｍ／２を満たすＫフレームでのＸ線画像は時間的にほぼ中央となるので、(1)と(3)と（すなわち図８中のステップＳ１、Ｔ１）を並行に行うことで(2)での最後のＭフレームでのＸ線画像の補正と(4)での最初の１フレームでのＸ線画像の補正とをほぼ同時に終了させることができ、補正部９ａでの演算時間をより一層短縮することができる。

本実施例では、Ｘ線管２およびＦＰＤ３は互いに同速度で平行移動している。Ｘ線管２およびＦＰＤ３が互いに同速度で平行移動することで、投影角度を同じ角度に保つことができて、Ｘ線管２およびＦＰＤ３をより長く移動させることができる。その結果、より長い視野の断層画像を得ることができる。

この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、放射線撮像装置としてＸ線断層撮影装置を例に採って説明したが、ＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置やＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission CT）装置などに代表されるＥＣＴ（Emission Computed Tomography）装置のように、Ｘ線以外の放射線（ＰＥＴ装置の場合にはγ線）を検出して、検出された放射線に基づいて放射線画像を得ることで放射線撮像を行う放射線撮像装置に適用してもよい。

（２）上述した実施例では、放射線検出手段としてフラットパネル型Ｘ線検出器を例に採って説明したが、イメージインテンシファイア(Ｉ．Ｉ)のように、通常において用いられるＸ線検出手段であれば特に限定されない。また、上述した変形例（１）のようにＥＣＴ装置に適用した場合のように、通常において用いられる放射線検出手段であれば特に限定されない。

（３）上述した実施例では、モニタ１３に代表される出力手段を備えたが、必ずしも出力手段を備える必要はない。

（４）上述した実施例では、Ｘ線管２に代表される放射線照射手段およびＦＰＤ３に代表される放射線検出手段は互いに同速度で平行移動したが、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向に相対的に平行移動するならば、いずれか一方を速く移動させて、他方を遅く移動させてもよい。

（５）上述した実施例では、Ｘ線管２に代表される放射線照射手段およびＦＰＤ３に代表される放射線検出手段のみを移動させて、被検体Ｍを載置する天板１を固定することで、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向に相対的に平行移動したが、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向に相対的に平行移動するのではあれば、具体的な移動については限定されない。例えば、Ｘ線管２に代表される放射線照射手段およびＦＰＤ３に代表される放射線検出手段を固定して、被検体Ｍを載置する天板１のみを長手方向に移動させることで、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向に相対的に平行移動してもよい。また、Ｘ線管２に代表される放射線照射手段およびＦＰＤ３に代表される放射線検出手段を移動させるとともに、被検体Ｍを載置する天板１も長手方向に移動させることで、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向に相対的に平行移動してもよい。

（６）上述した実施例では、重複する領域を全て用いて補正したが、全て用いて補正する必要はない。重複する領域からその領域よりも狭い所定の画素領域（例えば長手方向に水平面内に直交する短手方向に対して中心周辺の領域）を選択して、選択された画素領域のみに基づいて、補正部９ａはＸ線画像を補正してもよい。重複する領域を全て用いずに補正することで、補正部９ａでの演算処理を高速にすることができる。

（７）上述した実施例では、Ｍが奇数の場合には、Ｋ＝（Ｍ＋１）／２を満たし、Ｍが偶数の場合には、Ｋ＝Ｍ／２＋１またはＫ＝Ｍ／２を満たすように、補正の基準とする放射線画像（実施例ではＸ線画像）、すなわち中央のフレームを決定したが、補正の基準とする放射線画像（Ｘ線画像）は中央のフレームでの画像に限定されない。(2)での最後のＭフレームでのＸ線画像の補正と(4)での最初の１フレームでのＸ線画像の補正とを必ずしもほぼ同時に終了する必要がなければ、どのフレームの放射線画像（Ｘ線画像）を補正の基準としても構わない。

（８）上述した実施例では、最初の１フレームおよび最後のＭフレームでの放射線画像（実施例ではＸ線画像）を除いて、補正の基準とする放射線画像（Ｘ線画像）を決定して、放射線画像（Ｘ線画像）を基準とした各々のフレームでの放射線画像（Ｘ線画像）の補正を行ったが、最初の１フレームや最後のＭフレームを基準として補正しても問題がなければ、最初の１フレームでの放射線画像（Ｘ線画像）を基準として後のフレームでの放射線画像（Ｘ線画像）を順次に補正してもよいし、逆に最後のＭフレームでの放射線画像（Ｘ線画像）を基準として前のフレームでの放射線画像（Ｘ線画像）を順次に補正してもよい。

（９）上述した実施例では、時間的に隣り合う２つのＫフレーム，（Ｋ＋１）フレームでの放射線画像（実施例ではＸ線画像）のうち一方の放射線画像（Ｘ線画像）に基づいて他方の放射線画像（Ｘ線画像）を補正し、その補正された放射線画像（Ｘ線画像）を含む時間的に隣り合う２つのフレームでの放射線画像（Ｘ線画像）のうち一方の補正された放射線画像（Ｘ線画像）に基づいて他方の放射線画像（Ｘ線画像）を補正するという手順を繰り返し行って、全フレームでの放射線画像（Ｘ線画像）を補正したが、全フレームでの放射線画像（Ｘ線画像）を補正する必要はない。輝度差のあるフレームにおいて、時間的に隣り合う２つのＫフレーム，（Ｋ＋１）フレームでの放射線画像（Ｘ線画像）のうち一方の放射線画像（Ｘ線画像）に基づいて他方の放射線画像（Ｘ線画像）を補正するのみでもよい。

（１０）上述した実施例では、時間的に隣り合う２つのＫフレーム，（Ｋ＋１）フレームでの放射線画像（実施例ではＸ線画像）のうち一方の放射線画像（Ｘ線画像）に基づいて他方の放射線画像（Ｘ線画像）を補正したが、時間的に隣り合う２つのフレーム間での補正に限定されない。連続的に逐次に取得された放射線画像（Ｘ線画像）を所定フレーム毎に間引いて、間引かれた複数の放射線画像（Ｘ線画像）同士で重複する領域に基づいて放射線画像（Ｘ線画像）を補正してもよい。

Claims (9)

1. 被検体に向けて放射線を照射する放射線照射手段と、前記被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段とを備え、検出された放射線に基づいて放射線画像を得ることで放射線撮像を行う放射線撮像装置であって、前記放射線照射手段および放射線検出手段が被検体の長手方向に沿って互いに同方向に相対的に平行移動するように構成し、放射線照射手段および放射線検出手段が被検体に対して所定距離毎に相対移動するとともに放射線照射手段から放射線を照射して、照射された被検体を透過した放射線を放射線検出手段が検出するように構成し、前記装置は、前記同方向に相対移動する度に検出された放射線に基づく複数の放射線画像同士で重複する領域に基づいて放射線画像を補正する補正手段と、その補正された放射線画像を前記所定距離ごとに分解する画像分解手段と、その分解された画像を同一の投影角度毎に合成して投影角度毎の投影画像を得る画像合成手段と、その合成された投影画像に基づいて再構成処理を行って断層画像を得る再構成処理手段とを備えていることを特徴とする放射線撮像装置。
2. 請求項１に記載の放射線撮像装置において、Ｋを自然数としたときに、前記補正手段は、時間的に隣り合う２つのＫフレーム，（Ｋ＋１）フレームでの放射線画像のうち一方の放射線画像に基づいて他方の放射線画像を補正することを特徴とする放射線撮像装置。
3. 請求項２に記載の放射線撮像装置において、前記補正手段は、時間的に隣り合う２つのＫフレーム，（Ｋ＋１）フレームでの放射線画像のうち一方の放射線画像に基づいて他方の放射線画像を補正し、その補正された放射線画像を含む時間的に隣り合う２つのフレームでの放射線画像のうち一方の前記補正された放射線画像に基づいて他方の放射線画像を補正するという手順を繰り返し行うことを特徴とする放射線撮像装置。
4. 請求項３に記載の放射線撮像装置において、ＭをＫ＜Ｍを満たす自然数としたときに、前記補正手段は、(1)最初の１フレームおよび最後のＭフレームでの放射線画像を除いて、時間的に隣り合う２つのＫフレーム，（Ｋ＋１）フレームでの放射線画像のうち時間的に前のフレームであるＫフレームでの一方の放射線画像に基づいて時間的に後のフレームである（Ｋ＋１）フレームでの他方の放射線画像を補正し、(2)その補正された放射線画像を時間的に前のフレームに含む時間的に隣り合う２つのフレームでの放射線画像のうち時間的に前のフレームである一方の前記補正された放射線画像に基づいて時間的に後のフレームである他方の放射線画像を補正するという手順を繰り返し行って最後のＭフレームでの放射線画像まで補正し、(3) 最初の１フレームおよび最後のＭフレームでの放射線画像を除いて、時間的に隣り合う２つの（Ｋ−１）フレーム，Ｋフレームでの放射線画像のうち時間的に後のフレームであるＫフレームでの一方の放射線画像に基づいて時間的に前のフレームである（Ｋ−１）フレームでの他方の放射線画像を補正し、(4) その補正された放射線画像を時間的に後のフレームに含む時間的に隣り合う２つのフレームでの放射線画像のうち時間的に後のフレームである一方の前記補正された放射線画像に基づいて時間的に前のフレームである他方の放射線画像を補正するという手順を繰り返し行って最初の１フレームでの放射線画像まで補正することで、Ｋフレームでの放射線画像を基準とした各々のフレームでの放射線画像の補正を前記補正手段は行うことを特徴とする放射線撮像装置。
5. 請求項４に記載の放射線撮像装置において、前記補正手段は、前記(1)と前記(3)とを並行に行うことを特徴とする放射線撮像装置。
6. 請求項５に記載の放射線撮像装置において、Ｍが奇数の場合には、Ｋ＝（Ｍ＋１）／２を満たすように、補正の基準とする放射線画像を決定することを特徴とする放射線撮像装置。
7. 請求項５に記載の放射線撮像装置において、Ｍが偶数の場合には、Ｋ＝Ｍ／２＋１またはＫ＝Ｍ／２を満たすように、補正の基準とする放射線画像を決定することを特徴とする放射線撮像装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の放射線撮像装置において、前記複数の放射線画像同士で重複する領域からその領域よりも狭い所定の画素領域を選択して、選択された画素領域のみに基づいて、前記補正手段は放射線画像を補正することを特徴とする放射線撮像装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の放射線撮像装置において、前記放射線照射手段および放射線検出手段は前記被検体に対して互いに同速度で相対的に平行移動することを特徴とする放射線撮像装置。

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