JP5274116B2 - 放射線画像撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、放射線を被写体に照射し、被写体を透過した放射線を検出して電気信号に変換し、変換した電気信号に基づいて放射線画像を生成する放射線画像撮像装置に関するものである。

放射線画像撮影装置は、例えば、医療用の診断画像や工業用の非破壊検査などを含む各種の分野で利用されている。放射線画像撮影装置において、被写体を透過した放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、電子線、紫外線等）を検出する放射線画像情報検出器（放射線検出器）として、現在では、放射線を電気信号に変換するフラットパネル型検出器（ＦＰＤ（Flat Panel Detector））を用いるものがある。
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。

ここで、放射線画像の取得時、ＦＰＤには、被写体を透過した直線透過成分だけでなく、放射線が被写体を透過する際に発生する散乱成分も到達する。この散乱成分がＦＰＤに到達すると、画像がぼやけるという問題がある。
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。

このようなグリッドを設けることで、散乱線を除去することができるが、放射線画像にグリッドの像が写るという問題がある。
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。

また、ＦＰＤ自体の欠陥等により発生する欠陥画素の検出方法としては、特許文献３に、被写体を配置していない状態で、画像を取得し、その放射線画像から欠陥画素を検出する方法が記載されている。

特開平１０−３０５０３０号公報 特開平１０−２６２９６１号公報 特開２００５−２８４８７３号公報

ここで、固定式グリッドの場合は、グリッド像が形成される位置が特定できるため、特許文献１に記載の装置のように、被写体なしで測定したグリッド像と撮影時の条件から、放射線画像上のグリッド像を算出することができ、適切に除去することができる。
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。

しかしながら、撮影時にグリッドを移動させる場合も、グリッドにゴミが付着したり、移動式のグリッドの動作不良が発生したりすることにより、アーチファクトが発生する場合がある。グリッドが移動式の場合もアーチファクトは、画像不良の原因となる。また、グリッド自体にムラがある場合も画像不良の原因となる。
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。

本発明の目的は、上記従来技術に基づく問題点を解消し、撮影時に移動するグリッドにより発生する画像異常を適切に検出できる放射線画像撮影装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、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を提供するものである。

ここで、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ことが好ましい。
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。

また、上記課題を解決するために、本発明は、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を提供するものである。

ここで、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。

本発明によれば、撮影時にグリッドを移動させる装置の場合も、グリッドに起因する画像異常を検出することができ、グリッドの欠陥及び／またはグリッド上に付着した異物や、グリッドの移動の異常を適切に検出することができる。

本発明に係るに放射線画像撮影装置について、添付の図面に示す実施形態を基に詳細に説明する。

図１は、本発明の放射線画像撮影装置の一実施形態のマンモグラフィ装置の概略構成を示すブロック図であり、図２は、図１に示す撮影手段１２の概略構成を示す斜視図であり、図３は、図２に示す放射線検出部の周辺部の概略構成を示す断面図であり、図４は、図１に示す放射線検出器の概略構成を示す斜視図であり、図５は、図４に示すグリッド移動機構のカムの概略構成を示す正面図であり、図６は、図４に示す消去光源部の概略構成を示す斜視図である。

図１に示す放射線画像撮影装置１０は、被写体に放射線を照射し、被写体に照射された（透過した）放射線を検出した検出信号を取得し、取得した検出信号（画像データに相当する信号）をデジタル変換する撮像手段１２と、撮影手段１２で変換された画像データに画像処理を施す画像処理手段１６と、画像処理された画像データを出力する出力手段１８と、撮像手段１２等に撮影指示を入力する撮影指示手段２０と、各部を制御する制御手段２２とを有する。撮影装置１０は、放射線を被写体（被検者）Ｈに照射し、検出素子でマンモＨを透過した放射線を検出し、その検出素子で検出された信号に基づいて、マンモＨが撮影された放射線画像を生成する。

図１に示すように、撮像手段１２は、基本的に、被写体の撮像部位である乳房（マンモ）Ｈに対して放射線を曝射する放射線源１３と、放射線源の照射強度、照射時間、照射タイミングを制御する照射制御部１３ａと、乳房Ｈを透過した放射線を検出して放射線画像情報を取得する放射線検出部１４と、放射線検出部１４で検出されたアナログの検出信号をデジタル信号に変換する撮影データ処理部１５とを有する。
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。

さらに、撮影手段１２は、図２に示すように、上記の各部に加え、立設状態に設置される基台２４と、基台２４の略中央部に配設される旋回軸２５と、旋回軸２５に固定されるアーム部材２６と、放射線源１３を収納しアーム部材２６の一端部に固定される放射線源収納部２７と、放射線検出部１４を収納しアーム部材２６の他端部に固定される撮影台２８と、撮影台２８に対して乳房を押圧して保持する押圧板２９と、表示操作部３０とを備える。
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。

以下、撮影手段１２の放射線源１３、照射制御部１３ａ、放射線検出部１４、撮影データ処理部１５について詳細に説明する。
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。

放射線検出部１４は、放射線源収納部２７に内蔵された放射線源から出力された放射線に基づいて撮像された放射線画像情報を蓄積し、電気信号として出力するＦＰＤ３２と、ＦＰＤ３２の被写体側に配置され、マンモＨ等による散乱放射線を除去するためのグリッド３４と、グリッド３４を移動させるグリッド移動機構３６と、ＦＰＤ３２に蓄積記録された放射線画像情報を読み取るために、ＦＰＤ３２に読取光を照射する読取光源部３８と、マンモＨ及びＦＰＤ３２を透過した放射線の放射線量を検出する自動露出制御用放射線検出器（放射線量情報検出器）（以下「ＡＥＣセンサ３９」という。）と、ＦＰＤ３２に蓄積されている不要電荷を除去するために、ＦＰＤ３２に消去光を照射する消去光源部４０を有し、マンモＨを透過した放射線をＦＰＤ３２で検出して電気信号（検出信号、放射線画像のデータ）に変換する。放射線検出部１４からは、マンモＨが撮影されたアナログの放射線画像のデータ（以下、単に「画像データ」ともいう。）が出力される。

ＦＰＤ３２は、直接変換方式且つ光読出方式の放射線固体検出器であって、マンモＨを透過した放射線に基づく放射線画像情報を静電潜像として蓄積し、読取光源部３８からの読取光により走査されることで、静電潜像に応じた電流を発生する。

ＦＰＤ３２は、例えば、特開２００４−１５４４０９号公報に開示されたものを用いることができ、具体的には、ガラス基板上に形成され、放射線を透過する第１導電層と、放射線が照射されることで電荷を発生する記録用光導電層と、第１導電層に帯電される潜像極性電荷に対して略絶縁体として作用する一方、潜像極性電荷と逆極性の輸送極性電荷に対して略導電体として作用する電荷輸送層と、読取光が照射されることで電荷を発生して導電性を呈する読取用光導電層と、放射線を透過する第２導電層とを順に積層して構成される。記録用光導電層と電荷輸送層との界面には、蓄電部が形成される。

第１導電層及び第２導電層は、それぞれ電極を構成する。第１導電層の電極は、二次元状の平坦な平板電極とされ、第２導電層の電極は、記録される放射線画像情報を画像信号として検出するための所定の画素ピッチからなる多数の線状電極として構成される。線状電極の配列方向が主走査方向、線状電極の延在する方向が副走査方向に対応する。

グリッド３４は、放射線を透過しない物質（例えば、鉛）で形成された複数の棒状部材を所定間隔離間して互いに平行に配置した部材、つまり、グリッド３４は、放射線を透過しない物質を縞状に配置した部材である。このグリッド３４は、ＦＰＤ３２の放射線源１３側の面に配置されている。つまり、グリッド３４は、マンモＨとＦＰＤ３２との間に配置される。
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。

グリッド移動機構３６は、図４に示すように、撮影台２８の奥行き方向（矢印Ｃ方向）に沿って軸方向が設定された回転軸１１４と、該回転軸１１４を回転駆動するモータ１１６と、回転軸１１４に取り付けられ、外周面（以下「グリッド押圧面１１８」という。）がグリッド３４と摺動可能に接触しているカム１２０と、グリッド３４を回転軸１１４側に付勢する引っ張りばね１２２と、グリッド３４の矢印Ｄ方向（矢印Ｃ方向と直交する方向）への移動を案内する案内レール（図示せず）とを有する。

回転軸１１４は、グリッド３４の側面の一面に対向して配置されている、該側面とＦＰＤ３０と対向する面との接線に平行な方向が軸となる円柱部材である。
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。

グリッド移動機構３６は、以上のような構成であり、モータ１１６により回転軸１１４を回転させることで、カム１１８を回転させる。
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。

具体的には、図５に示すグリッド３４が第１湾曲部１２４の始端１２４ａにて押圧されている状態（つまり、グリッド３４と始端１２４ａが接触している状態）では、グリッド３４が初期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１湾曲部１２４上で始端１２４ａから離れる方向に移動し、グリッド３４が回転軸１１４から離れる方向に移動する。
その後、グリッド押圧面１１８のグリッド３４との接触位置が、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。

読取光源部３８は、例えば、複数のＬＥＤチップを撮影台２８の奥行き方向（矢印Ｃ方向）と直交する方向に一列に並べて構成されるライン光源と、該ライン光源から出力された読取光をＦＰＤ３２上に線状に照射させる光学系とを有し、該ライン光源を、撮影台２８の奥行き方向に移動させることでＦＰＤ３２の全面を露光走査する。

ＡＥＣセンサ３９は、放射線量を検出する検出器であり、読取光源部３８よりもＦＰＤ３２から離れた位置のＦＰＤ３２の表面と平行な平面上に、互いに所定間隔離間して、２次元上に複数個配置されている。つまり、例えば、ｎ×ｍ個のＡＣＥセンサ３９がマトリクス状に配置されている。
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。

消去光源部４０は、図６に示すように、パネル５２と、多数のＬＥＤチップ５４とを有する。
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。

画像処理手段１６は、撮影データ処理部１５で処理された画像データに、オフセット補正、残像補正、段差補正等を含む各種の画像処理を行う部位である。画像処理手段１６は、コンピュータ上で動作するプログラム（ソフトウェア）、専用のハードウェア、ないしは、両者を組み合わせて構成される。画像処理手段１６からは、画像処理後の画像データが出力される。

出力手段１８は、画像処理手段１６から供給された画像処理後の画像データを出力する部位である。出力手段１８は、例えば、放射線画像を画面上に表示するモニタ、放射線画像をプリント出力するプリンタ、放射線画像データを記憶する記憶装置等である。

ここで、撮影装置１０には、撮影モードとして、放射線の強度および照射時間（照射量）等の撮影条件を手動で設定する手動撮影モードの他に、あらかじめ所定の撮影条件が設定されている、複数の撮影モードが設けられている。

撮影指示手段２０は、撮影条件や撮影モードを設定し、マンモＨの撮影を指示する部位である。撮影指示手段２０として、撮影条件や撮影モードを設定するための入力キー、撮影の指示には、２段押し型の撮影ボタンが用いられている。撮影ボタンは、１段目まで押されると撮影の準備状態となり、２段目まで押されると撮影が開始される。撮影指示手段２０からは、撮影条件や撮影モード、撮影ボタンの状態を表す撮影指示信号が出力される。

制御手段２２は、撮影指示手段２０から供給された撮影指示信号に応じて、撮影装置１０の動作を制御する部位である。制御手段２２は、例えば、撮像手段１２における撮影の制御（具体的には、照射制御部１３ａによる放射線源１３の曝射、撮像手段１２のグリッド移動機構３６によるグリッド３４の移動、読取光源部３８による画像読取等の制御）、画像処理手段１６における画像処理の制御、出力手段１８における出力の制御を行う。
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。

警告手段２３は、画像異常検出部６０で検出した画像異常が一定以上であった場合には、ユーザに警告を通知する手段である。警告手段２３としては、音声で警告する手段、モニタやプリント等の出力手段１６から出力される出力結果に表示させる手段が例示される。
撮影装置１０は、基本的に以上のような構成である。

次に、撮影装置１０の動作について説明する。

まず、図示しないコンソール、ＩＤカード等を用いて、被写体に係るＩＤ情報、撮影方法等の設定を行う。この場合、ＩＤ情報には、被写体の氏名、年齢、性別等の情報があり、被写体が所持するＩＤカードから取得することができる。なお、撮影装置１０がネットワークに接続されている場合には、上位の装置から取得することも可能である。
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。

次に、オベレータは、指定された撮影方法に従って撮影装置１０を所定の状態に設定する。例えば、マンモＨの撮影方向としては、上部から放射線を照射して撮影を行う頭尾方向（ＣＣ）撮影、側面から放射線を照射して撮影を行う側面方向（ＭＬ）撮影、斜め方向から放射線を照射して撮影を行う内外側斜位（ＭＬＯ）撮影があり、これらの撮影方向に応じて旋回軸２５を中心としてアーム部材２６旋回させる。なお、図２は、頭尾方向（ＣＣ）撮影を行う場合の例である。

次に、撮影装置１０に対して被写体のマンモＨを位置決めする。すなわち、マンモＨを撮影台２８に載置した後、押圧板２９を押し下げ、撮影台２８及び押圧板２９間にマンモ４４を保持させる（図３参照）。
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。

撮影装置１０は、最初に、少なく放射線量の放射線をマンモＨに曝射し、注目部位である乳腺領域での露出制御条件を決定（以下、「プレ曝射」と記す）した後、決定された露出制御条件に従い、所定の放射線量からなる放射線をマンモＨに曝射（以下、「本曝射」と記す）してマンモＨの放射線画像を取得する。

先ず、プレ曝射について説明する。
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。

複数のＡＥＣセンサ３９は、それぞれの位置において、押圧板２９、マンモＨ及びＦＰＤ３２を透過した放射線の放射線量を検出し、制御手段２２に供給する。

制御手段２２は、ＡＥＣセンサ３９によって検出されたプレ曝射中の放射線量を算出し、この放射線量に基づいて乳腺位置を特定する。

制御手段２２は、さらに、乳腺位置を特定した後、乳腺位置においてＡＥＣセンサ３９で検出した放射線量に基づき、マンモＨの乳腺領域の適正な放射線画像情報を得るために必要な放射線量を曝射する有効曝射時間を露出制御条件として算出する。
次いで、本曝射を開始する。

以下、本曝射について説明する。
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。

また、放射線画像情報の読み取られたＦＰＤ３２には、次の撮影を行うため、消去光源部４０から発せられた消去光が照射され、蓄積されている不要電荷が除去される。

次に、画像処理手段１６は、生成された画像データに対して、オフセット補正、シェーディング補正、残像補正、段差補正などの画像処理を行う。
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。

次に、画像異常検出部６０によるグリッドに起因する画像異常の検出方法について説明する。
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）。

次に、グリッド３４をＦＰＤ３２に対向する位置に移動させ、グリッド３４をＦＰＤ３２に対向する位置に配置した状態で、グリッド３４を移動させつつ、放射線画像を取得する（ステップＳ１４）。この際、撮影時間（曝射時間）は、設定された時間とし、その他の撮影条件も予め設定された撮影条件とする。

次に、グリッドを配置した状態で取得した放射線画像（つまり、ステップＳ１４で取得した放射線画像）に補正処理を施す（ステップＳ１６）。ここで、放射線画像には、オフセット補正等の種々の補正処理を施すが、シェーディング補正は行わない。

次に、撮影条件からＦＰＤ３２上でのグリッドの移動距離を算出する（ステップＳ１８）。
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。

次に、グリッドを配置した状態で取得した放射線画像から、ＦＰＤ３２上でのグリッドの移動距離と長さが一致する欠陥及び／または異物を検出する（ステップＳ２０）。
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。

次に、ステップＳ２０で、グリッド３４に起因する欠陥及び／または異物が検出されたかを判定する（ステップＳ２２）。
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。

撮影装置１０に示すように、グリッドの移動距離からグリットに起因する欠陥及び／または異物を検出することで、グリッドを移動させつつ放射線画像を撮影する装置の場合も、グリットに起因する画像異常を適切に検出することができる。
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。

また、上記の検出方法では、グリッドに起因する画像異常として、グリッド上の欠陥を検出したが、本発明はこれに限定されず、グリッド上の欠陥に加えて、あるいは変えて、グリッドに起因する画像異常として、グリッドの動作異常を検出してもよい。
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。

まず、図９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）。 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）。

次に、グリッド３４をＦＰＤ３２に対向する位置に移動させ、グリッド３４をＦＰＤ３２に対向する位置に配置した状態で、グリッド３４を移動させつつ、放射線画像を取得する（ステップＳ１４）。ここで、本方法では、撮影時間（曝射時間）は、グリッドムラが生じ易い時間（例えば、最短の曝射時間）に設定する。また、その他の撮影条件も適宜設定する。

次に、グリッドを配置した状態で取得した放射線画像（つまり、ステップＳ１４で取得した放射線画像）に補正処理を施す（ステップＳ１６）。本方法においても、放射線画像には、オフセット補正等の種々の補正処理を施すが、シェーディング補正は行わない。

次に、グリッド３３のグリット縞（つまり、縞の間隔、リス目）の周波数をｆ［ｃ／ｍｍ］として、補正した放射線画像の所定の領域にＦＦＴ（高速フーリエ変換）をかける（ステップＳ３０）。
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。

次に、ＦＦＴをかけた算出結果の周波数ｆの成分が、しきい値よりも高いか否かを判定する（ステップＳ３２）。
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。

このように、既知の条件で放射線画像を取得し、その結果を分析することで、グリッド移動機構によるグリッドの移動動作の異常を予め検出することもできる。

なお、上記実施形態では、ステップＳ３０で放射線画像にＦＦＴをかけたが、本発明はこれに限定されず、ＦＦＴをかけることなく、放射線画像の低周波成分を除去した画像ムラの最大値と最小値との差や、ＲＭＳ（Root Mean Square）を算出し、算出した結果がしきい値以上であるか否かを判定するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、いずれもＦＰＤに対向する位置に配置されたグリッドを移動させた状態で撮影を行い、放射線画像を取得したが、本発明はこれに限定されず、グリッドを所定位置に固定して（つまり移動させずに）、放射線画像を取得し、グリッドに起因する画像異常を検出してもよい。
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。

また、撮影装置１０では、グリッド移動機構として、カム機構でグリッドを移動させる機構を用いたが本発明はこれに限定されない。
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。

グリット移動機構３５は、モータ１３２によって送りねじ１３０を回転させ、ねじブロック１３４を矢印Ｄ方向に摺動させることで、グリッド３４を矢印Ｄ方向に移動するさせることができる。また、グリット３４は、規制部材１３８により支持されており、ＦＰＤと平行な状態を維持して移動させることができる。

以上、本発明に係る放射線画像撮影装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。

例えば、撮影装置１０では、ＦＰＤ３２として、公知の直接方式および間接方式とは異なる方式で放射線を検出し、検出信号を生成する光読取方式のＦＰＤを用いた場合として説明したが本発明はこれに限定されず、種々の方式の放射線画像情報検出器を用いることができ、例えば、放射線を電荷に直接変換し、検出信号を生成する直接方式のＦＰＤ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して検出信号を生成する間接方式のＦＰＤも用いることができる。

ここで、直接方式のＦＰＤは、例えば、アモルファスセレン等の光導電膜、キャパシタ、スイッチ素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor）等によって構成される。例えば、Ｘ線等の放射線が入射されると、光導電膜から電子−正孔対（ｅ−ｈペア）が発せられる。その電子−正孔対はキャパシタに蓄積され、キャパシタに蓄積された電荷が、ＴＦＴを介して電気信号として読み出される。

一方、間接方式のＦＰＤは、例えば、「ＣｓＩ：Ｔｌ」等の蛍光体で形成されたシンチレータ層、フォトダイオード、キャパシタ、ＴＦＴ等によって構成される。例えば、放射線が入射されると、シンチレータ層が発光（蛍光）する。シンチレータ層による発光はフォトダイオードで光電変換されてキャパシタに蓄積され、キャパシタに蓄積された電荷が、ＴＦＴを介して電気信号として読み出される。

また、撮影装置１０では、グリットとして、放射線を透過しない棒状部材を縞状に配置したが、棒状部材を直交する２方向に配置しても、つまり格子状に配置してもよい。
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。

また、上記実施形態では、グリットの影響を確実に排除でき、適切な補正データを算出できるため、グリットを配置していない状態で撮影した放射線画像から算出したオフセットデータ等の補正データに基づいて、グリットに起因する画像異常を検出するための放射線画像を補正したが、本発明はこれに限定されず、補正データを予め算出しておけば、その算出方法は特に限定されず、例えば、グリットを配置した状態で検出したオフセットデータを用いてもよい。

また、画像異常を検出する際、警告を発生する際のしきい値は、種々の値とすることができ、例えば、製品出荷前の検品時にグリッドに起因する画像異常の検出を行う場合は、しきい値を低くし（つまり、小さいグリッドの欠陥や動作異常も検出できるようにし）、放射線画像撮影前にキャリブレーションとしてグリッドに起因する画像異常の検出を行う場合は、しきい値を高くしてもよい。

また、上記実施形態ではいずれも放射線画像撮影装置を、マンモの放射線画像を取得するマンモグラフィ装置に用いる場合で説明したが、本発明はこれに限定されず、人体の各部の放射線画像を取得する放射線画像撮影装置や、構造物の内部構造を非破壊で検査ために構造物の放射線画像を取得する放射線画像撮影装置等にも用いることができる。

本発明の放射線画像撮影装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図である。 図１に示す撮影手段の概略構成を示す斜視図である。 図２に示す放射線検出部の周辺部の概略構成を示す断面図である。 図１に示す放射線検出部の概略構成を示す斜視図である。 図４に示すグリッド移動機構のカムの概略構成を示す正面図である。 図４に示す消去光源部の概略構成を示す斜視図である。 画像異常の検出方法の一例を示すフロー図である。 画像異常を有する放射線画像の一例を示す正面図である。 画像異常の検出方法の他の一例を示すフロー図である。 放射線画像にＦＦＴをかけた結果の一例を示すグラフである。 グリッド移動機構の他の一例を示す正面図である。

符号の説明

１０ 放射線画像撮影装置
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 (6)

1. 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、予め設定した撮影時間で放射線画像を撮影させ、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、前記撮影時間を用いて、前記グリッド上の欠陥および異物の少なくとも一方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。
2. 前記異常検出手段は、前記撮影時間から放射線画像上での前記グリッドの移動距離を算出し、さらに、前記放射線画像上での画像異常の大きさを算出し、算出した前記グリッドの移動距離および画像異常の大きさに基づいて、前記グリッド上の欠陥および異物の少なくとも一方に起因する画像異常を検出する請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
3. 前記異常検出手段は、前記グリッドの移動距離と一致する長さの画像異常が検出された際に、前記グリッド上の欠陥および異物の少なくとも一方に起因する画像異常が検出されたとするものであり、
   さらに、前記異常検出手段が、前記グリッド上の欠陥および異物の少なくとも一方に起因する画像異常を検出した際に、警告を発生する警告手段を有する請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
4. 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により、前記グリッドの移動動作の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。
5. さらに、前記異常検出手段が検出した画像異常がしきい値以上の場合に、警告を発生する警告手段を有する請求項４に記載の放射線画像撮影装置。
6. 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１〜５のいずれかに記載の放射線画像撮影装置。

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