JP5844239B2 - 放射線画像処理装置、放射線画像撮影システム、プログラム及び放射線画像処理方法 - Google Patents
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- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Description
本発明は、放射線画像処理装置、放射線画像撮影システム、プログラム及び放射線画像処理方法に係り、特に、複数の放射線画像の各画像間の位置合わせを行う放射線画像処理装置、放射線画像撮影システム、プログラム及び放射線画像処理方法に関する。
従来、医療現場において放射線画像を撮影する装置として、ＦＰＤ（Flat Panel Detector）を有する放射線画像撮影装置が用いられている。この放射線画像撮影装置では、撮影を行うときに、放射線を出射させる管球部、及び当該管球部により出射された放射線が入射されるＦＰＤ間において被検体をポジショニングすれば良いため、撮影場所や被検体の姿勢等における制限が少ないといった利点がある。一方、この放射線画像撮影装置により撮影を行う度に被検体をポジショニングする場合、被検体における撮影対象領域が撮影の度に変化するため、異なるタイミングでの撮影で得られた複数の放射線画像の各画像間の位置関係の把握が難しいといった欠点もある。
そこで、この欠点を解消するために適用できる技術として、特許文献１には、複数の放射線画像において形態が類似する領域を各々切り出して拡大表示することで、手術における医師の診断能を高めた放射線画像撮影装置が開示されている。
すなわち、この放射線画像撮影装置は、撮像で得た第１の放射線画像から、観察範囲として関心のある領域を第１関心領域として決定して切り出し、第１関心領域から観察対象とする形態である第１形態を決定して拡大表示する。また、この放射線画像撮影装置は、撮像で得た第２の放射線画像から、第１の放射線画像の第１形態に類似する第２形態を検索し、第２形態を含むように第２関心領域を決定して切り出し第２形態を拡大表示する。
ところで、医療現場で放射線画像を撮影する際には、被検体が、撮影対象としない部位を放射線から防護するための放射線防護具を着用した状態で撮影する状況が想定される。また、被検体の体内に人工関節や体内固定ボルトが埋め込まれている状況も想定される。これらの状況で撮影された放射線画像は、放射線防護具、人工関節、体内固定ボルト等の人工物に対応する人工物領域を含んでいる場合が多い。
一方、複数回の撮影によって得られた複数の放射線画像を相互に比較する場合、複数の放射線画像を各画像間で位置合わせすることにより各画像を比較し易くした状態で表示させる場合がある。この場合、上記特許文献１に開示されている技術を利用して、複数の放射線画像において形態が類似する領域を検索し、当該領域に基づいて位置合わせを行う手法を用いることができる。
しかし、この手法では、人工物が放射線防護具であった場合には人工物の位置が撮影毎に異なる場合があるため、人工物領域に基づいて複数の放射線画像の位置合わせを行うと、被検体に対応する被検体領域の位置がずれてしまう場合がある。この場合、位置合わせの精度が低下する場合がある、という問題点があった。
また、人工物が人工関節、体内固定ボルト等の体内に設けられるものであった場合には、体内に人工物を設ける手術前の撮影で得た放射線画像には人工物領域が存在しない一方、当該手術後の撮影で得た放射線画像には人工物領域が存在する。そのため、上記手術の前後の放射線画像を含む複数の放射線画像の位置合わせを行うと、人工物領域と被検体領域とを誤って対応付けてしまう場合がある。この場合にも、位置合わせの精度が低下する場合がある、という問題点があった。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、複数の放射線画像の各画像間の位置合わせの精度を向上させることができる放射線画像処理装置、放射線画像撮影システム、プログラム及び放射線画像処理方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る放射線画像処理装置は、同一の被検体を異なるタイミングで撮影して得られ、かつ各々が放射線画像を示す画像情報であって、少なくとも１つの画像情報により示される放射線画像が人工物を示す人工物領域を含む画像情報を取得する取得手段と、前記放射線画像から前記人工物領域を検出する検出手段と、前記取得手段で取得した画像情報に基づいて位置合わせを行う際に、位置合わせ対象画像が、前記検出手段により前記人工物領域が検出された検出放射線画像の場合には、検出された前記人工物領域を除いた非人工物領域を基準として位置合わせを行う位置合わせ手段とを備えている。
本発明に係る放射線画像処理装置によれば、取得手段により、同一の被検体を異なるタイミングで撮影して得られ、かつ各々が放射線画像を示す画像情報であって、少なくとも１つの画像情報により示される放射線画像が人工物を示す人工物領域を含む画像情報が取得され、検出手段により、前記放射線画像から前記人工物領域が検出される。
ここで、本発明では、位置合わせ手段により、前記取得手段で取得した画像情報に基づいて位置合わせを行う際に、位置合わせ対象画像が、前記検出手段により前記人工物領域が検出された検出放射線画像の場合には、検出された前記人工物領域を除いた非人工物領域を基準として位置合わせが行われる。
このように、本発明の放射線画像処理装置によれば、非人工物領域を基準として複数の放射線画像の各々の位置合わせを行うので、複数の放射線画像の各画像間の位置合わせの精度を向上させることができる。
なお、本発明に係る放射線画像処理装置は、前記位置合わせ手段が、位置合わせ対象画像が、前記検出手段により前記人工物領域が検出されなかった非検出放射線画像の場合には、前記検出放射線画像で検出された前記人工物領域に対応する領域を除いた領域を前記非人工物領域として、当該非人工物領域を基準として位置合わせを行うようにしても良い。これにより、人工物領域が検出されなかった放射線画像内に探索点を設定する場合に比較して、人工物領域が検出されなかった放射線画像についても、高精度に位置合わせを行うことができる。
また、本発明に係る放射線画像処理装置は、前記位置合わせ手段が、前記非人工物領域の全領域を基準として粗い位置合わせを行った後、前記人工物領域からの距離が予め定められた閾値以下となる領域を基準として詳細な位置合わせを行うようにしても良い。これにより、人工物領域の全領域を基準にした位置合わせのみを行う場合に比較して、より高精度に、複数の放射線画像の各画像間の位置合わせを行うことができる。
また、本発明に係る放射線画像処理装置は、前記位置合わせ手段により位置合わせが行われた前記放射線画像の対応する各画素の画素値の差分値を各画素の画素値とした差分画像を表示手段に表示させる制御を行う表示制御手段を更に備えたようにしても良い。これにより、位置合わせを行った複数の放射線画像の差異を容易に確認することができる。
また、本発明に係る放射線画像処理装置は、前記人工物領域の各画素の差分値を予め定められた値としたようにしても良い。これにより、差分画像において、人工物領域により観察対象の視認性が低下することを防止することができる。
また、本発明に係る放射線画像処理装置は、前記予め定められた値が、前記非人工物領域の各画素の差分値の平均値であるようにしても良い。これにより、差分画像において、人工物領域により観察対象の視認性が低下することを防止することができる。
また、本発明に係る放射線画像処理装置は、前記予め定められた値が０を含む予め定められた範囲内の数値であるようにしても良い。これにより、差分画像において、人工物領域により観察対象の視認性が低下することを防止することができる。
また、本発明に係る放射線画像処理装置は、前記表示制御手段が、前記位置合わせ手段により位置合わせが行われた前記放射線画像の各々を表示手段に予め定められた順に複数回更に表示させるようにしても良い。これにより、位置合わせを行った複数の放射線画像を相互に比較しながら閲覧することができる。
また、本発明に係る放射線画像処理装置は、前記表示制御手段が、前記位置合わせ手段により位置合わせが行われた少なくとも１つの前記検出放射線画像について前記人工物領域を含む予め定められた領域を拡大して前記表示手段に更に表示させる制御を行うようにしても良い。これにより、位置合わせを行った複数の放射線画像における人工物領域の細部を確認することができる。
また、本発明に係る放射線画像処理装置は、前記表示制御手段が、前記位置合わせ手段により位置合わせが行われた少なくとも１つの前記検出放射線画像について前記人工物領域を含む予め定められた領域を拡大して前記表示手段に更に表示させる制御を行うようにしても良い。これにより、位置合わせを行った複数の放射線画像における非人工物領域の細部を確認することができる。
また、本発明に係る放射線画像処理装置は、前記放射線画像が、被検体に対する放射線を用いた撮影で得られた画像であり、前記人工物が、前記被検体の少なくとも一部を放射線から防護する放射線防護具であるようにしても良い。これにより、撮影時に被検体が放射線防護具を着用していても、高精度に複数の放射線画像の各画像間の位置合わせを行うことができる。
また、本発明に係る放射線画像処理装置は、前記放射線画像が、被検体に対する放射線を用いた撮影で得られた画像であり、前記人工物が、前記被検体の体内に設けられた人工関節、体内固定ボルト及びチタンプレートの少なくとも１つであるようにしても良い。これにより、被検体の体内に人工物が設けられていても、高精度に複数の放射線画像の各画像間の位置合わせを行うことができる。
また、本発明に係る放射線画像処理装置は、前記画像情報により示される各放射線画像が、前記被検体の体内に人工物を設ける手術の前後において各々前記被検体に対する放射線を用いた撮影で得られた画像であるようにしても良い。これにより、位置合わせを行った複数の放射線画像における手術前後の変化を容易に確認することができる。
一方、上記目的を達成するために、本発明に係る放射線画像撮影システムは、本発明に係る放射線画像処理装置と、放射線画像を撮影する撮影手段とを有し、前記放射線画像処理装置の取得手段は、前記撮影手段による撮影で得られた画像情報を取得する。
従って、本発明の放射線画像撮影システムによれば、本発明に係る放射線画像処理装置と同様に作用するので、当該放射線画像処理装置と同様に、複数の放射線画像の各画像間の位置合わせの精度を向上させることができる。
一方、上記目的を達成するために、本発明に係るプログラムは、コンピュータを、同一の被検体を異なるタイミングで撮影して得られ、かつ各々が放射線画像を示す画像情報であって、少なくとも１つの画像情報により示される放射線画像が人工物を示す人工物領域を含む画像情報を取得する取得手段と、前記放射線画像から前記人工物領域を検出する検出手段と、前記取得手段で取得した画像情報に基づいて位置合わせを行う際に、位置合わせ対象画像が、前記検出手段により前記人工物領域が検出された検出放射線画像の場合には、検出された前記人工物領域を除いた非人工物領域を基準として位置合わせを行う位置合わせ手段と、として機能させる。
従って、本発明に係るプログラムによれば、コンピュータを本発明に係る放射線画像処理装置と同様に作用させることができるので、当該放射線画像処理装置と同様に、複数の放射線画像の各画像間の位置合わせの精度を向上させることができる。
さらに、上記目的を達成するために、本発明に係る放射線画像処理方法は、同一の被検体を異なるタイミングで撮影して得られ、かつ各々が放射線画像を示す画像情報であって、少なくとも１つの画像情報により示される放射線画像が人工物を示す人工物領域を含む画像情報を取得する取得ステップと、前記放射線画像から前記人工物領域を検出する検出ステップと、前記取得ステップで取得した画像情報に基づいて位置合わせを行う際に、位置合わせ対象画像が、前記検出ステップにより前記人工物領域が検出された検出放射線画像の場合には、検出された前記人工物領域を除いた非人工物領域を基準として位置合わせを行う位置合わせステップと、を有している。
従って、本発明に係る放射線画像処理方法によれば、本発明に係る放射線画像処理装置と同様に作用するので、当該放射線画像処理装置と同様に、複数の放射線画像の各画像間の位置合わせの精度を向上させることができる。
本発明によれば、複数の放射線画像の各画像間の位置合わせの精度を向上させることができる、という効果を奏する。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
まず、図１を参照して、第１実施形態に係る放射線画像撮影システム（以下、単に「撮影システム」という。）１０の構成について説明する。
まず、図１を参照して、第１実施形態に係る放射線画像撮影システム（以下、単に「撮影システム」という。）１０の構成について説明する。
同図に示すように、本実施形態に係る撮影システム１０は、予め設定された撮影条件に従った放射線量からなる放射線Ｘを被検体１４に照射する放射線照射装置１８を有する。また、撮影システム１０は、可搬型撮影装置（以下、「電子カセッテ」という。）２０を有する。この電子カセッテ２０は、被検体１４を透過した放射線Ｘを検出して、検出した放射線量に応じた放射線画像を示す放射線画像情報（以下、単に「画像情報」という。）を生成し、当該画像情報を予め定められた記憶領域に記憶することにより撮影を行う。さらに、撮影システム１０は、放射線照射装置１８及び電子カセッテ２０を制御するコンソール２６とを備えている。
電子カセッテ２０は、図２に示すように、放射線Ｘを透過させる材料からなる略矩形平板状の筐体３０を備えている。電子カセッテ２０は、手術室等で使用されるとき、血液やその他の雑菌が付着するおそれがある。そこで、筐体３０を防水性、密閉性を有する構造として、必要に応じて殺菌洗浄することにより、１つの電子カセッテ２０を繰り返し続けて使用することができる。
また、電子カセッテ２０の筐体３０の側面には通信ケーブルを接続するための接続端子２０Ａが設けられている。また、筐体３０の内部には、放射線Ｘが照射される筐体３０の照射面３２側から、放射線Ｘの散乱線を除去するグリッド３４を備える。また、筐体３０の内部には、放射線Ｘが照射される略矩形状の照射面３６Ａを備え、被検体１４を透過して照射面３６Ａから照射された放射線Ｘの放射線量を検出して、当該放射線量に応じた放射線画像を示す画像情報を出力する放射線検出器３６を備える。さらに、筐体３０の内部には、放射線Ｘのバック散乱線を吸収する鉛板３８を備える。なお、筐体３０の内部において、グリッド３４、放射線検出器３６、鉛板３８は順に配設されている。
また、筐体３０の内部の一端側には、マイクロコンピュータを含む電子回路及び充電可能な二次電池を収容するケース４０が配置されている。放射線検出器３６及び電子回路は、ケース４０に収容された二次電池から供給される電力によって作動する。ここで、ケース４０内部に収容された各種回路が放射線Ｘの照射に伴って損傷することを回避するため、ケース４０の照射面３２側には鉛板等の放射線を遮蔽する遮蔽部材を配設しておくことが望ましい。
一方、放射線照射装置１８は、図３に示すように、放射線Ｘを射出する放射線源４２と、放射線源４２と電子カセッテ２０との間に設けられ、４枚のスリット板４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ，４４Ｄを含んで構成された絞り部４４（コリメータ）とを備えている。
各スリット板４４Ａ乃至４４Ｄは、鉛やタングステン等の放射線Ｘを遮蔽する材料で構成された、平面視矩形状の板状部材により構成されている。絞り部４４では、スリット板４４Ａとスリット板４４Ｂとの一側面同士が対向し、かつスリット板４４Ｃとスリット板４４Ｄとの一側面同士が対向するように各スリット板４４Ａ乃至４４Ｄが配置されている。また、各スリット板４４Ａ乃至４４Ｄの当該対向する各々の側面により平面視矩形状の開口領域５１が形成される。
ここで、スリット板４４Ａ及びスリット板４４Ｂは同図ｘ方向に移動可能に構成されているのに対し、スリット板４４Ｃ及びスリット板４４Ｄは上記ｘ方向とは直交する方向である同図ｙ方向に移動可能に構成されている。なお、本実施形態に係る絞り部４４では、各スリット板４４Ａ乃至４４Ｄの移動可能な範囲が、対向配置されているスリット板同士の先端部が接触する状態から、開口領域５１が平面視矩形状を保ち、かつ最大の面積となる状態までの範囲とされている。
また、後述する図５に示すように、本実施形態に係る放射線照射装置１８では、スリット板４４Ａがモータ１４６の駆動力が図示しない伝達手段を介して伝達されて移動する。また、放射線照射装置１８では、スリット板４４Ｂがモータ１４８の駆動力が図示しない伝達手段を介して伝達されて移動する。また、放射線照射装置１８では、スリット板４４Ｃがモータ１５０の駆動力が図示しない伝達手段を介して伝達されて移動し、さらに、スリット板４４Ｄがモータ１５２の駆動力が図示しない伝達手段を介して伝達されて移動する。
次に、図４を参照して、本実施形態に係る撮影システム１０の電気系の要部構成について説明する。
同図に示すように、本実施形態に係る放射線照射装置１８には、コンソール２６と通信を行うための接続端子１８Ａが設けられている。これに対し、本実施形態に係るコンソール２６には、放射線照射装置１８と通信を行うための接続端子２６Ａ、電子カセッテ２０と通信を行うための接続端子２６Ｂが設けられている。
放射線照射装置１８は、通信ケーブル７０を介してコンソール２６に接続されている。電子カセッテ２０は、放射線画像の撮影時に、接続端子２０Ａに通信ケーブル７２が接続され、当該通信ケーブル７２を介してコンソール２６に接続される。本実施形態では、電子カセッテ２０とコンソール２６との間のデータ転送の高速化を図るために、通信ケーブル７２に光ファイバーを採用した光通信ケーブルを用いていて、光通信によって電子カセッテ２０とコンソール２６との間でデータの転送を行っている。
電子カセッテ２０に内蔵された放射線検出器３６は、放射線をシンチレータで光に変換した後にフォトダイオード等の光電変換素子で電荷に変換する間接変換方式、放射線をアモルファスセレン等の半導体層で電荷に変換する直接変換方式の何れでもよい。直接変換方式の放射線検出器３６は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス基板７４上に、放射線Ｘを吸収し、電荷に変換する光電変換層が積層されて構成されている。光電変換層は例えばセレンを主成分（例えば含有率５０％以上）とする非晶質のａ−Ｓｅ（アモルファスセレン）から成る。光電変換層は、放射線Ｘが照射されると、照射された放射線量に応じた電荷量の電荷（電子−正孔の対）を内部で発生することで、照射された放射線Ｘを電荷へ変換する。間接変換方式の放射線検出器３６は、アモルファスセレンのような放射線Ｘを直接的に電荷に変換する放射線−電荷変換材料の代わりに、蛍光体材料と光電変換素子（フォトダイオード）を用いて間接的に電荷に変換してもよい。蛍光体材料としては、ガドリニウム硫酸化物（ＧＯＳ）やヨウ化セシウム（ＣｓＩ）がよく知られている。この場合、蛍光体材料によって放射線Ｘ−光変換を行い、光電変換素子のフォトダイオードによって光−電荷変換を行う。本実施形態に係る電子カセッテ２０は、間接変換方式の放射線検出器３６を内蔵するものとする。
また、ＴＦＴアクティブマトリクス基板７４上には、光電変換層で発生された電荷を蓄積する蓄積容量７６と、蓄積容量７６に蓄積された電荷を読み出すためのＴＦＴ７８とを備えた画素部８０がマトリクス状に多数個配置されている。なお、図４では個々の画素部８０に対応する光電変換層や光電変換素子を光電変換部８２として模式的に示している。電子カセッテ２０への放射線Ｘの照射に伴って光電変換層で発生された電荷は、個々の画素部８０の蓄積容量７６に蓄積される。これにより、電子カセッテ２０に照射された放射線Ｘに担持されていた画像情報は電荷情報へ変換されて放射線検出器３６に保持される。
また、ＴＦＴアクティブマトリクス基板７４には、一定方向（行方向）に延設され、個々の画素部８０のＴＦＴ７８をオンオフさせるための複数本のゲート配線８４と、ゲート配線８４と直交する方向（列方向）に延設される。また、ＴＦＴアクティブマトリクス基板７４には、オンされたＴＦＴ７８を介して蓄積容量７６から蓄積電荷を読み出すための複数本のデータ配線８６が設けられている。個々のゲート配線８４はゲート線ドライバ８８に接続されており、個々のデータ配線８６は信号処理部９０に接続されている。個々の画素部８０の蓄積容量７６に電荷が蓄積されると、個々の画素部８０のＴＦＴ７８は、ゲート線ドライバ８８からゲート配線８４を介して供給される信号により行単位で順にオンされる。ＴＦＴ７８がオンされた画素部８０の蓄積容量７６に蓄積されている電荷は、電荷信号としてデータ配線８６を伝送されて信号処理部９０に入力される。従って、個々の画素部８０の蓄積容量７６に蓄積されている電荷は行単位で順に読み出される。
図５に示すように、ＴＦＴ７８のソースは、データ配線８６に接続されており、このデータ配線８６は、信号処理部９０に接続されている。また、ＴＦＴ７８のドレインは蓄積容量７６及び光電変換部８２に接続され、ＴＦＴ７８のゲートはゲート配線８４に接続されている。
信号処理部９０は、個々のデータ配線８６毎にサンプルホールド回路９２を備えている。個々のデータ配線８６を伝送された電荷信号はサンプルホールド回路９２に保持される。サンプルホールド回路９２はオペアンプ９２Ａとコンデンサ９２Ｂを含んで構成され、電荷信号をアナログ電圧に変換する。また、サンプルホールド回路９２にはコンデンサ９２Ｂの両電極をショートさせ、コンデンサ９２Ｂに蓄積された電荷を放電させるリセット回路としてスイッチ９２Ｃが設けられている。
サンプルホールド回路９２の出力側にはマルチプレクサ９４、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器９６が順に接続されており、個々のサンプルホールド回路に保持された電荷信号はアナログ電圧に変換されてマルチプレクサ９４に順に（シリアルに）入力される。そして、入力された電荷信号は、Ａ／Ｄ変換器９６によってデジタルの画像情報へ変換される。
図４に示すように、信号処理部９０にはラインメモリ９８が接続されており、信号処理部９０のＡ／Ｄ変換器９６から出力された画像情報はラインメモリ９８に順に記憶される。ラインメモリ９８は放射線画像を示す画像情報を所定ライン分記憶可能な記憶容量を有しており、１ラインずつ電荷の読み出しが行われる毎に、読み出された１ライン分の画像情報がラインメモリ９８に順次記憶される。
ラインメモリ９８は電子カセッテ２０全体の動作を制御するカセッテ制御部１００と接続されている。カセッテ制御部１００は、マイクロコンピュータによって実現されており、光通信制御部１０２が接続されている。この光通信制御部１０２は、接続端子２０Ａに接続されており、接続端子２０Ａを介して接続された外部機器との間での各種情報の伝送の制御を行う。従って、カセッテ制御部１００は、光通信制御部１０２を介して外部機器との間で各種情報の送受信が可能とされている。
さらに、電子カセッテ２０は電源部１０６を備えている。上述した各種回路や各素子（ゲート線ドライバ８８、信号処理部９０、ラインメモリ９８、光通信制御部１０２やカセッテ制御部１００として機能するマイクロコンピュータ）は、電源部１０６から供給された電力によって作動する。電源部１０６は、電子カセッテ２０の可搬性を損なわないように、バッテリ（充電可能な二次電池）を内蔵しており、充電されたバッテリから各種回路や素子へ電力を供給する。
コンソール２６は、サーバ・コンピュータとして構成されており、ディスプレイ上に透過型のタッチパネルが重ねられたタッチパネルディスプレイ等から構成され、操作メニューや撮影された放射線画像等の各種情報がディスプレイの表示面に表示される。また、コンソール２６は、医師等がタッチペンで上記タッチパネルに触れることにより所望の情報や指示が入力されるＵＩ（User Interface）パネル１１０と、複数のキーを含んで構成され、各種の情報や操作指示が入力される操作パネル１１２と、を備えている。
また、コンソール２６は、装置全体の動作を司るＣＰＵ（Central Processing Unit）１１４と、制御プログラムを含む各種プログラム等が予め記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）１１６を備えている。さらに、コンソール２６は、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１１８と、各種データを記憶して保持するＨＤＤ（Hard Disk Drive）１２０と、を備えている。
また、コンソール２６は、ＵＩパネル１１０のディスプレイの制御を行うと共に、タッチパネルに対する操作状態を検出するＵＩパネル制御部１２２と、操作パネル１１２に対する操作状態を検出する操作入力検出部１２４とを備えている。また、コンソール２６は、接続端子２６Ａに接続され、接続端子２６Ａ及び通信ケーブル７０を介して放射線照射装置１８との間で曝射条件や放射線照射装置１８の状態情報等の各種情報の送受信を行う通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１２６を備えている。また、コンソール２６は、接続端子２６Ｂに接続され、接続端子２６Ｂ及び通信ケーブル７２を介して電子カセッテ２０との間で画像情報等の各種情報の送受信を行う光通信制御部１２８を備えている。
ＣＰＵ１１４、ＲＯＭ１１６、ＲＡＭ１１８、ＨＤＤ１２０、ＵＩパネル制御部１２２、操作入力検出部１２４、通信Ｉ／Ｆ部１２６、及び光通信制御部１２８は、システムバスＢＵＳを介して相互に接続されている。従って、ＣＰＵ１１４は、ＲＯＭ１１６、ＲＡＭ１１８、ＨＤＤ１２０へのアクセスを行うことができる。また、ＣＰＵ１１４は、ＵＩパネル制御部１２２を介したＵＩパネル１１０のディスプレイへの各種情報の表示の制御を行うことができる。また、ＣＰＵ１１４は、ＵＩパネル制御部１２２を介したＵＩパネル１１０のタッチパネルに対する医師等による操作状態の把握、操作入力検出部１２４を介した操作パネル１１２に対する医師等による操作状態の把握を行うことができる。さらに、ＣＰＵ１１４は、通信Ｉ／Ｆ部１２６を介した放射線照射装置１８との各種情報の送受信の制御、光通信制御部１２８を介した電子カセッテ２０との各種情報の送受信の制御を行うことができる。
なお、本実施形態に係るＵＩパネル１１０のタッチパネルは、透明電極を用いた多数のスイッチがマトリクス状に配列されて構成されている。ＵＩパネル１１０のディスプレイの画面に被検体１４の放射線画像が表示されている状態で、医師等がタッチペン（図示省略）でＵＩパネル１１０のディスプレイの画面に触れると、タッチパネルの多数のスイッチのうちの何れか１つがオンする。ＵＩパネル制御部１２２は、タッチパネルの何れかのスイッチがオンになると、オンになったスイッチの位置をマトリクスにおける２次元直交座標で表した座標情報をＣＰＵ１１４へ出力する。ＣＰＵ１１４は、ＵＩパネル制御部１２２から座標情報が入力されると、当該座標情報をＨＤＤ１２０に記憶する。
一方、放射線照射装置１８は、放射線照射装置１８全体の動作を制御する照射装置制御部１４０を備えている。照射装置制御部１４０はマイクロコンピュータによって実現されており、通信Ｉ／Ｆ部１４２が接続されている。通信Ｉ／Ｆ部１４２は、接続端子１８Ａに接続されており、接続端子１８Ａを介して接続されたコンソール２６との間での各種情報の伝送の制御を行う。従って、照射装置制御部１４０は、通信Ｉ／Ｆ部１４２を介してコンソール２６との間での各種情報の送受信が可能とされている。また、照射装置制御部１４０には放射線源４２が接続されており、照射装置制御部１４０は、通信Ｉ／Ｆ部１４２を介して受信した曝射条件に基づいて放射線源４２を制御する。
また、放射線照射装置１８は、スリット板４４Ａを移動させるための駆動力を発生するモータ１４６を備えている。また、放射線照射装置１８は、スリット板４４Ｂを移動させるための駆動力を発生するモータ１４８を備えている。さらに、放射線照射装置１８は、スリット板４４Ｃを移動させるための駆動力を発生するモータ１５０と、スリット板４４Ｄを移動させるための駆動力を発生するモータ１５２とを備えている。
また、放射線照射装置１８は、モータ１４６の駆動制御を行うモータドライバ１５４と、モータ１４８の駆動制御を行うモータドライバ１５６とを備えている。また、放射線照射装置１８は、モータ１５０の駆動制御を行うモータドライバ１５８と、モータ１５２の駆動制御を行うモータドライバ１６０とを備えている。
モータ１４６は、モータドライバ１５４を介して照射装置制御部１４０に接続されている。モータ１４８は、モータドライバ１５６を介して照射装置制御部１４０に接続されている。モータ１５０は、モータドライバ１５８を介して照射装置制御部１４０に接続されている。モータ１５２は、モータドライバ１６０を介して照射装置制御部１４０に接続されている。従って、モータ１４６，１４８，１５０，１５２の駆動は、コンソール２６からの指示に応じて、照射装置制御部１４０によって制御される。
次に、蛍光体材料と光電変換素子を用いて放射線を間接的に電荷に変換する間接変換方式とした場合の放射線検出器３６の構成について説明する。
図６に示すように、放射線検出器３６は、絶縁性の基板３００上に、信号出力部３０２、光電変換部８２、及びシンチレータ３０４が順次積層しており、信号出力部３０２、光電変換部８２により画素部が構成されている。画素部は、基板３００上に複数配列されており、各画素部における信号出力部３０２と光電変換部８２とが重なりを有するように構成されている。
シンチレータ３０４は、光電変換部８２上に透明絶縁膜３０６を介して形成されており、上方（基板３００と反対側）から入射してくる放射線を光に変換して発光する蛍光体を成膜したものである。このようなシンチレータ３０４を設けることで、被写体を透過した放射線を吸収して発光することになる。
シンチレータ３０４が発する光の波長域は、可視光域（波長３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）であることが好ましく、この放射線検出器３６によってモノクロ撮像を可能とするためには、緑色の波長域を含んでいることがより好ましい。
シンチレータ３０４に用いる蛍光体としては、具体的には、放射線としてＸ線を用いて撮像する場合、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を含むものが好ましく、Ｘ線照射時の発光スペクトルが４００ｎｍ〜７００ｎｍにあるＣｓＩ（Ｔｌ）を用いることが特に好ましい。なお、ＣｓＩ（Ｔｌ）の可視光域における発光ピーク波長は５６５ｎｍである。
シンチレータ３０４は、例えば、ＣｓＩ（Ｔｌ）等の柱状結晶で形成しようとする場合、蒸着基板への蒸着によって形成されてもよい。このように蒸着によってシンチレータ３０４を形成する場合、蒸着基板は、Ｘ線の透過率、コストの面からＡｌの板がよく使用されるがこれに限定されるものではない。なお、シンチレータ３０４としてＧＯＳを用いる場合、蒸着基板を用いずにＴＦＴアクティブマトリクス基板７４の表面にＧＯＳを塗布することにより、シンチレータ３０４を形成してもよい。
光電変換部８２は、上部電極３１０、下部電極３１２、及び該上下の電極間に配置された光電変換膜３１４を有している。
上部電極３１０は、シンチレータ３０４により生じた光を光電変換膜３１４に入射させる必要があるため、少なくともシンチレータ３０４の発光波長に対して透明な導電性材料で構成することが好ましい。具体的には、可視光に対する透過率が高く、抵抗値が小さい透明導電性酸化物（TCO;Transparent Conducting Oxide）を用いることが好ましい。なお、上部電極３１０としてＡｕなどの金属薄膜を用いることもできるが、透過率を９０％以上得ようとすると抵抗値が増大し易いため、ＴＣＯの方が好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ２等を好ましく用いることができ、プロセス簡易性、低抵抗性、透明性の観点からはＩＴＯが最も好ましい。なお、上部電極３１０は、全画素部で共通の一枚構成としてもよく、画素部毎に分割してもよい。
光電変換膜３１４は、シンチレータ３０４から発せられた光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する。光電変換膜３１４は、光が照射されることにより電荷を発生する材料により形成すればよく、例えば、アモルファスシリコンや有機光電変換材料などにより形成することができる。アモルファスシリコンを含む光電変換膜３１４であれば、幅広い吸収スペクトルを持ち、シンチレータ３０４による発光を吸収することができる。有機光電変換材料を含む光電変換膜３１４であれば、可視域にシャープな吸収スペクトルを持ち、シンチレータ３０４による発光以外の電磁波が光電変換膜３１４に吸収されることがほとんどない。よって、Ｘ線等の放射線が光電変換膜３１４で吸収されることによって発生するノイズを効果的に抑制することができる。
光電変換膜３１４を構成する有機光電変換材料は、シンチレータ３０４で発光した光を最も効率良く吸収するために、その吸収ピーク波長が、シンチレータ３０４の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光電変換材料の吸収ピーク波長とシンチレータ３０４の発光ピーク波長とが一致することが理想的であるが、双方の差が小さければシンチレータ３０４から発された光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光電変換材料の吸収ピーク波長と、シンチレータ３０４の放射線に対する発光ピーク波長との差が、１０ｎｍ以内であることが好ましく、５ｎｍ以内であることがより好ましい。
このような条件を満たすことが可能な有機光電変換材料としては、例えばキナクリドン系有機化合物及びフタロシアニン系有機化合物が挙げられる。例えばキナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍである。そのため、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、シンチレータ３０４の材料としてＣｓＩ（Ｔｌ）を用いれば、上記ピーク波長の差を５ｎｍ以内にすることが可能となり、光電変換膜３１４で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
次に、本実施形態に係る放射線検出器３６に適用可能な光電変換膜３１４について具体的に説明する。
本発明に係る放射線検出器３６における電磁波吸収／光電変換部位は、１対の下部電極３１２，上部電極３１０と、該下部電極３１２，上部電極３１０間に挟まれた光電変換膜３１４を含む有機層により構成することができる。この有機層は、より具体的には、電磁波を吸収する部位、光電変換部位、電子輸送部位、正孔輸送部位、電子ブロッキング部位、正孔ブロッキング部位、結晶化防止部位、電極、及び層間接触改良部位等の積み重ねもしくは混合により形成することができる。
上記有機層は、有機ｐ型化合物または有機ｎ型化合物を含有することが好ましい。
有機ｐ型半導体（化合物）は、主に正孔輸送性有機化合物に代表されるドナー性有機半導体（化合物）であり、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。したがって、ドナー性有機化合物としては、電子供与性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。
有機ｎ型半導体（化合物）は、主に電子輸送性有機化合物に代表されるアクセプター性有機半導体（化合物）であり、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。したがって、アクセプター性有機化合物は、電子受容性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。
この有機ｐ型半導体及び有機ｎ型半導体として適用可能な材料、及び光電変換膜３１４の構成については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。なお、光電変換膜３１４は、さらにフラーレン若しくはカーボンナノチューブを含有させて形成してもよい。
光電変換膜３１４の厚みは、シンチレータ３０４からの光を吸収する点では膜厚は大きいほど好ましい。しかし、ある程度以上厚くなると光電変換膜３１４の両端から印加されるバイアス電圧により光電変換膜３１４に発生する電界の強度が低下して電荷が収集できなくなる。そのため、光電変換膜３１４の厚みは、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは、５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下、特に好ましくは８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
なお、図６に示す放射線検出器３６では、光電変換膜３１４は、全画素部で共通の一枚構成であるが、画素部毎に分割してもよい。
下部電極３１２は、画素部毎に分割された薄膜とする。下部電極３１２は、透明又は不透明の導電性材料で構成することができ、アルミニウム、銀等を好適に用いることができる。また、下部電極３１２の厚みは、例えば、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることができる。
光電変換部８２では、上部電極３１０と下部電極３１２の間に所定のバイアス電圧を印加することで、光電変換膜３１４で発生した電荷（正孔、電子）のうちの一方を上部電極３１０に移動させ、他方を下部電極３１２に移動させることができる。本実施形態の放射線検出器３６では、上部電極３１０に配線が接続され、この配線を介してバイアス電圧が上部電極３１０に印加されるものとする。又、バイアス電圧は、光電変換膜３１４で発生した電子が上部電極３１０に移動し、正孔が下部電極３１２に移動するように極性が決められているものとするが、この極性は逆であっても良い。
各画素部を構成する光電変換部８２は、少なくとも下部電極３１２、光電変換膜３１４、及び上部電極３１０を含んでいればよい。しかし、暗電流の増加を抑制するため、各画素部を構成する光電変換部８２には、電子ブロッキング膜３１６及び正孔ブロッキング膜３１８の少なくともいずれかを設けることが好ましく、両方を設けることがより好ましい。
電子ブロッキング膜３１６は、下部電極３１２と光電変換膜３１４との間に設けることができる。電子ブロッキング膜３１６を設けることにより、下部電極３１２と上部電極３１０間にバイアス電圧を印加したときに、下部電極３１２から光電変換膜３１４に電子が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。
電子ブロッキング膜３１６には、電子供与性有機材料を用いることができる。
実際に電子ブロッキング膜３１６に用いる材料は、隣接する電極の材料及び隣接する光電変換膜３１４の材料等に応じて選択すれば良い。しかし、当該材料は、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上電子親和力（Ｅａ）が大きく、かつ、隣接する光電変換膜３１４の材料のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）と同等のＩｐもしくはそれより小さいＩｐを持つものが好ましい。この電子供与性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
電子ブロッキング膜３１６の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させるとともに、光電変換部８２の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましい。しかし、電子ブロッキング膜３１６の厚みは、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
正孔ブロッキング膜３１８は、光電変換膜３１４と上部電極３１０との間に設けることができる。正孔ブロッキング膜３１８は、下部電極３１２と上部電極３１０間にバイアス電圧を印加したときに、上部電極３１０から光電変換膜３１４に正孔が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。また、正孔ブロッキング膜３１８には、電子受容性有機材料を用いることができる。
正孔ブロッキング膜３１８の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させるとともに、光電変換部８２の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましい。しかし、正孔ブロッキング膜３１８の厚みは、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
実際に正孔ブロッキング膜３１８に用いる材料は、隣接する電極の材料及び隣接する光電変換膜３１４の材料等に応じて選択すれば良い。しかし、当該材料は、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が大きく、かつ、隣接する光電変換膜３１４の材料の電子親和力（Ｅａ）と同等のＥａもしくはそれより大きいＥａを持つものが好ましい。この電子受容性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
なお、光電変換膜３１４で発生した電荷のうち、正孔が上部電極３１０に移動し、電子が下部電極３１２に移動するようにバイアス電圧を設定する場合には、電子ブロッキング膜３１６と正孔ブロッキング膜３１８の位置を逆にすれば良い。又、電子ブロッキング膜３１６と正孔ブロッキング膜３１８は両方設けなくてもよく、いずれかを設けておけば、ある程度の暗電流抑制効果を得ることができる。
各画素部の下部電極３１２下方の基板３００の表面には信号出力部３０２が形成されている。
図７に示すように、下部電極３１２に対応して、下部電極３１２に移動した電荷を蓄積する蓄積容量７６と、蓄積容量７６に蓄積された電荷を電気信号に変換して出力するＴＦＴ７８が形成されている。蓄積容量７６及びＴＦＴ７８の形成された領域は、平面視において下部電極３１２と重なる部分を有しており、このような構成とすることで、各画素部における信号出力部３０２と光電変換部８２とが厚さ方向で重なりを有することとなる。なお、放射線検出器３６（画素部）の平面積を最小にするために、蓄積容量７６及びＴＦＴ７８の形成された領域が下部電極３１２によって完全に覆われていることが望ましい。
蓄積容量７６は、基板３００と下部電極３１２との間に設けられた絶縁膜３１９を貫通して形成された導電性材料の配線を介して対応する下部電極３１２と電気的に接続されている。これにより、下部電極３１２で捕集された電荷を蓄積容量７６に移動させることができる。
ＴＦＴ７８は、ゲート電極３２０、ゲート絶縁膜３２２、及び活性層（チャネル層）３２４が積層され、さらに、活性層３２４上にソース電極３２６とドレイン電極３２８が所定の間隔を開けて形成されている。活性層３２４は、例えば、アモルファスシリコンや非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブなどにより形成することができる。なお、活性層３２４を構成する材料は、これらに限定されるものではない。
活性層３２４を構成可能な非晶質酸化物としては、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｏ系）が好ましい。しかし、活性層３２４を構成可能な非晶質酸化物としては、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも２つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系）がより好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が特に好ましい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍは６未満の自然数）で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、ＩｎＧａＺｎＯ４がより好ましい。なお、活性層３２４を構成可能な非晶質酸化物は、これらに限定されるものではない。
活性層３２４を構成可能な有機半導体材料としては、フタロシアニン化合物や、ペンタセン、バナジルフタロシアニン等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。なお、フタロシアニン化合物の構成については、特開２００９−２１２３８９号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
ＴＦＴ７８の活性層３２４を非晶質酸化物や有機半導体材料、カーボンナノチューブで形成したものとすれば、Ｘ線等の放射線を吸収せず、あるいは吸収したとしても極めて微量に留まる。そのため、ＴＦＴ７８の活性層３２４を非晶質酸化物や有機半導体材料、カーボンナノチューブで形成したものとすれば、信号出力部３０２におけるノイズの発生を効果的に抑制することができる。
また、活性層３２４をカーボンナノチューブで形成した場合、ＴＦＴ７８のスイッチング速度の高速化することができ、また、可視光域での光の吸収度合の低いＴＦＴ７８を形成できる。なお、カーボンナノチューブで活性層３２４を形成する場合、活性層３２４に極微量の金属性不純物が混入するだけで、ＴＦＴ７８の性能は著しく低下するため、遠心分離などにより極めて高純度のカーボンナノチューブを分離・抽出して形成する必要がある。
ここで、上述した非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブや、有機光電変換材料は、いずれも低温での成膜が可能である。従って、基板３００としては、半導体基板、石英基板、及びガラス基板等の耐熱性の高い基板に限定されず、プラスチック等の可撓性基板、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド等の可撓性基板を用いることができる。また、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の可撓性基板も用いることができる。このようなプラスチック製の可撓性基板を用いれば、軽量化を図ることもでき、例えば持ち運び等に有利となる。
また、基板３００には、絶縁性を確保するための絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、平坦性あるいは電極等との密着性を向上するためのアンダーコート層等を設けてもよい。
アラミドは、２００度以上の高温プロセスを適用できるために，透明電極材料を高温硬化させて低抵抗化でき、また、ハンダのリフロー工程を含むドライバＩＣの自動実装にも対応できる。また、アラミドは、ＩＴＯ（indium tin oxide）やガラス基板と熱膨張係数が近いため、製造後の反りが少なく、割れにくい。また、アラミドは、ガラス基板等と比べて薄く基板を形成できる。なお、超薄型ガラス基板とアラミドを積層して基板３００を形成してもよい。
バイオナノファイバは、バクテリア(酢酸菌、Acetobacter Xylinum)が産出するセルロースミクロフィブリル束（バクテリアセルロース）と透明樹脂との複合したものである。セルロースミクロフィブリル束は、幅５０ｎｍと可視光波長に対して１／１０のサイズで、かつ、高強度、高弾性、低熱膨である。バクテリアセルロースにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を６０−７０％も含有しながら、波長５００nmで約９０％の光透過率を示すバイオナノファイバが得られる。バイオナノファイバは、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（３−７ｐｐｍ）を有し、鋼鉄並の強度(４６０ＭＰa)、高弾性(３０ＧＰａ)で、かつフレキシブルであることから、ガラス基板等と比べて薄く基板３００を形成できる。
本実施形態では、基板３００上に、信号出力部３０２、光電変換部８２、透明絶縁膜３０６を順に形成し、当該基板３００上に光吸収性の低い接着樹脂等を用いてシンチレータ３０４を貼り付けることにより放射線検出器３６を形成している。以下、透明絶縁膜３０６まで形成された基板３００をＴＦＴアクティブマトリクス基板（以下「ＴＦＴ基板」という。）７４と称する。
本実施形態に係る電子カセッテ２０では、放射線検出器３６がＴＦＴ基板７４側から放射線Ｘが照射されるように内蔵されている。
ここで、放射線検出器３６は、図８に示すように、シンチレータ３０４が形成された側から放射線が照射されて、当該放射線の入射面の裏面側に設けられたＴＦＴ基板７４により放射線画像を読み取る、いわゆる裏面読取方式とされたとする。なお、裏面読み取り方式とは、所謂ＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式である。この場合、シンチレータ３０４の同図上面側（ＴＦＴ基板７４の反対側）でより強く発光する。一方、ＴＦＴ基板７４側から放射線が照射されて、当該放射線の入射面の表面側に設けられたＴＦＴ基板７４により放射線画像を読み取る、いわゆる表面読取方式とされたとする、なお、表面読取方式は、所謂ＩＳＳ（Irradiation Side Sampling）方式である。この場合、ＴＦＴ基板７４を透過した放射線がシンチレータ３０４に入射してシンチレータ３０４のＴＦＴ基板７４側がより強く発光する。ＴＦＴ基板７４に設けられた各光電変換部８２には、シンチレータ３０４で発生した光により電荷が発生する。このため、放射線検出器３６は、表面読取方式とされた場合の方が裏面読取方式とされた場合よりもＴＦＴ基板７４に対するシンチレータ３０４の発光位置が近いため、撮影によって得られる放射線画像の分解能が高い。
また、放射線検出器３６は、光電変換膜３１４を有機光電変換材料により構成しており、光電変換膜３１４で放射線がほとんど吸収されない。このため、本実施形態に係る放射線検出器３６は、表面読取方式により放射線がＴＦＴ基板７４を透過する場合でも光電変換膜３１４による放射線の吸収量が少ないため、放射線Ｘに対する感度の低下を抑えることができる。表面読取方式では、放射線がＴＦＴ基板７４を透過してシンチレータ３０４に到達する。しかし、このように、ＴＦＴ基板７４の光電変換膜３１４を有機光電変換材料により構成した場合、光電変換膜３１４での放射線の吸収が殆どなく放射線の減衰を少なく抑えることができるため、表面読取方式に適している。
また、ＴＦＴ７８の活性層３２４を構成する非晶質酸化物や光電変換膜３１４を構成する有機光電変換材料は、いずれも低温での成膜が可能である。このため、基板３００を放射線の吸収が少ないプラスチック樹脂、アラミド、バイオナノファイバで形成することができる。このように形成された基板３００は放射線の吸収量が少ないため、表面読取方式により放射線がＴＦＴ基板７４を透過する場合でも、放射線Ｘに対する感度の低下を抑えることができる。
また、例えば、放射線検出器３６をＴＦＴ基板７４が照射面３２側となるように筐体３０内の照射面３２部分に貼り付けるものとし、基板３００を剛性の高いプラスチック樹脂やアラミド、バイオナノファイバで形成したとする。この場合、放射線検出器３６自体の剛性が高いため、筐体３０の照射面３２部分を薄く形成することができる。また、基板３００を剛性の高いプラスチック樹脂やアラミド、バイオナノファイバで形成した場合、放射線検出器３６自体が可撓性を有するため、照射面３２に衝撃が加わった場合でも放射線検出器３６が破損しづらい。
次に、本実施形態に係る撮影システム１０の作用を説明する。
撮影を行う医師、放射線技術者等の撮影者は、まず、被検体１４の検査対象とする部位（例えば、股関節）が電子カセッテ２０により撮影可能な位置となるように、放射線照射装置１８及び電子カセッテ２０間に被検体１４を誘導し、被検体１４のポジショニングを行う。その後、撮影者は、コンソール２６に対して放射線画像の撮影の開始を指示する指示操作を行う。
コンソール２６は、当該指示操作が行われると、放射線画像を撮影する撮影処理を実行する。
次に、図９を参照して、撮影処理の実行時におけるコンソール２６の作用を説明する。なお、図９は、この際にコンソール２６のＣＰＵ１１４によって実行される撮影処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムはＲＯＭ１１６の所定領域に予め記憶されている。
ステップＳ１０１では、静止画撮影を行う際の予め定められた曝射条件（本実施形態では、放射線源４２の管電流、管電圧及び放射線Ｘの射出時間）を放射線照射装置１８及び電子カセッテ２０へ送信することにより当該曝射条件を設定する。これに応じて照射装置制御部１４０は、受信した曝射条件での曝射準備を行う。
次のステップＳ１０３では、静止画撮影を行う際の予め定められた絞り部４４の開口状態の設定を指示する開口状態指示情報を放射線照射装置１８に送信する。
上記開口状態指示情報が受信されると、放射線照射装置１８では、照射装置制御部１４０により、絞り部４４の開口状態が指定された状態となるように各スリット板４４Ａ乃至４４Ｄの位置を制御する。
次のステップＳ１０５では、静止画撮影を行うことを指示する静止画撮影指示情報を電子カセッテ２０に送信した後、曝射開始指示を示す曝射開始指示情報を放射線照射装置１８及び電子カセッテ２０へ送信することで、静止画での放射線画像の撮影を実行させる。
これに応じて、放射線源４２は、放射線照射装置１８がコンソール２６から受信した曝射条件に応じた管電圧、管電流等で放射線Ｘを発生して射出する。放射線源４２から照射された放射線Ｘは、絞り部４４を介して被検体１４を透過した後に電子カセッテ２０に到達する。これにより、電子カセッテ２０に内蔵された放射線検出器３６の各画素部８０の蓄積容量７６には電荷が蓄積される。
電子カセッテ２０のカセッテ制御部１００は、静止画撮影指示情報を受信してから放射線検出器３６の各画素部８０の蓄積容量７６への電荷の蓄積が終了するまでの期間として予め定められた期間の経過後にゲート線ドライバ８８を制御する。カセッテ制御部１００は、この制御の際、ゲート線ドライバ８８から１ラインずつ順に各ゲート配線８４にオン信号を出力させ、各ゲート配線８４に接続された各ＴＦＴ７８を１ラインずつ順にオンさせる。
各ゲート配線８４に接続された各ＴＦＴ７８を１ラインずつ順にオンされると、１ラインずつ順に各蓄積容量７６に蓄積された電荷が電気信号として各データ配線８６に流れ出す。各データ配線８６に流れ出した電気信号は信号処理部９０でデジタルの画像情報に変換されて、ラインメモリ９８に記憶される。
カセッテ制御部１００は、ラインメモリ９８に記憶された画像情報に対し、予め定められた画像補正処理を施した後に光通信制御部１０２を介してコンソール２６へ送信する。
そこで、次のステップＳ１０７では、１フレーム分の画像情報が電子カセッテ２０から受信されるまで待機する。
次のステップＳ１０９では、受信した１フレーム分の画像情報をＨＤＤ１２０に記憶し、本撮影処理プログラムを終了する。
本実施形態に係るコンソール２６は、以上のような撮影処理によって同一の被検体１４に対する複数の放射線画像を記憶しているとする。この場合、コンソール２６は、医師等のユーザによるＵＩパネル１１０または操作パネル１１２を介する予め定められた操作に応じて、当該複数の放射線画像のうちの２枚の放射線画像について各画像間の位置合わせを行って表示させる位置合わせ処理を行う。
次に、図１０を参照して、位置合わせ処理の実行時におけるコンソール２６の作用を説明する。なお、図１０は、ユーザによって上記位置合わせ処理の実行を指示する操作がＵＩパネル１１０または操作パネル１１２を介して行われた際にコンソール２６のＣＰＵ１１４によって実行される位置合わせ処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。当該プログラムも、コンソール２６のＲＯＭ１１６の所定領域に予め記憶されている。なお、当該プログラムが実行されるタイミングは、予め定められたユーザ操作に応じたタイミングに限らず、電子カセッテ２０から１フレーム分の放射線画像の画像情報を受信したタイミングであっても良い。
まず、ステップＳ２０１では、位置合わせの対象とする放射線画像の選択を補助するための画像選択画面６０をＵＩパネル１１０のディスプレイに表示させる制御を行う。本実施形態に係る画像選択画面６０は、図１１に示すように、ＨＤＤ１２０に記憶されている複数の放射線画像を特定することができる情報が表示されると共に、表示された放射線画像毎の情報のうちの何れか２枚の放射線画像の情報を選択する選択欄６２を有する。また、本実施形態に係る画像選択画面６０は、選択が終了した旨を示す情報を入力するための選択終了ボタン６４を有する。
ユーザは、画像選択画面６０に対し、位置合わせを行って表示させたい２枚の放射線画像の情報に対応する選択欄６２を指定した後、選択終了ボタン６４を指定する。以下では、一例として図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、同一の被検体１４に対して同一の部位（例えば、股関節）を異なるタイミングで撮影して得た２枚の放射線画像１７０、１７２を示す情報がユーザにより指定された場合について例示する。
次のステップＳ２０３では、選択終了ボタン６４が指定されるまで待機することにより、ユーザにより２枚の放射線画像の情報が指定されるまで待機する。
次のステップＳ２０５では、ユーザにより指定された２枚の放射線画像の画像情報をＨＤＤ１２０から読み出す。
次のステップＳ２０７では、読み出した各画像情報により示される放射線画像（以下、「処理対象画像」という。）から人工物領域を検出する。ここで、処理対象画像から人工物領域を検出する方法について説明する。なお、本実施形態での人工物領域とは、処理対象画像において、放射線防護具、人工関節、体内固定ボルト、チタンプレート等の人工物に対応する領域である。
処理対象画像における各画素は、処理対象画像を区分けした複数の領域の何れかに属する。本実施形態では、処理対象画像は、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、人工物領域１７４、被検体領域１７４Ａ、及び素抜け領域１７４Ｂに区分けされる。人工物領域１７４は、放射線防護具等の人工物に対応する領域であり、被検体領域１７４Ａは、被検体１４に対応する領域であり、素抜け領域１７４Ｂは、放射線Ｘが人工物及び被検体１４の何れも通過せずに電子カセッテ２０に直接入射される領域である。よって、処理対象画像における各画素は、人工物領域１７４、被検体領域１７４Ａ、及び素抜け領域１７４Ｂのうちの何れかの領域に属する。
ここで、上記人工物領域１７４、被検体領域１７４Ａ及び素抜け領域１７４Ｂの各領域は、濃度や画素値分散（連続して配列された画素群の各画素の画素値の変化量やばらつき等）等において固有の特徴量を各々有している。
そこで、本実施形態では、ＣＰＵ１１４により、処理対象画像における各画素を順次選択し、選択した画素（以下、「特定画素」という。）及び特定画素の周辺の画素の特徴量を導出する。そして、ＣＰＵ１１４は、導出した特徴量に基づいて特定画素が何れの領域に属するかを判定する。
また、本実施形態では、ＣＰＵ１１４により、処理対象画像の各々について隣接する各画素の画素値の差が予め定められた閾値以上の画素群であるエッジ部分を検出することにより、上記各領域の境界線を検出する。そして、ＣＰＵ１１４は、上記境界線に基づいて各処理対象画像を上記各領域に区分けし、区分けされた領域の中から人工物領域を抽出することで人工物領域を検出する。
次のステップＳ２０９では、処理対象画像のうちの少なくとも１枚に人工物領域が存在するか否かを判定する。ステップＳ２０９で肯定判定となった場合はステップＳ２１０に移行する一方、否定判定となった場合は後述するステップＳ２１９に移行する。
ステップＳ２１０では、処理対象画像の各画像間の大まかな位置合わせを行う。
ここで、上記大まかな位置合わせの手法について説明する。まず、処理対象画像を複数に分割し、予め定められた複数の分割領域を生成する。この際、本実施形態では、図１２の正面視上下方向に半分に分割すると共に、左右方向に半分に分割することで、各処理対象画像から４つの分割領域を生成する。
次に、一方の処理対象画像の各分割領域に対してクロス型のフィルタを用いてフィルタリング処理を施し、フィルタの出力の最大値を与える点を検出する。なお、本実施形態に係るクロス型のフィルタは、フィルタのマトリクスをＡi,j（ｉ＝１，２，…ｎ、ｊ＝１，２，…ｎ）とし、要素ａ＝Ａi,j（ｉ＝ｊまたはｉ＝ｎ−ｊ−１）,ｂ＝Ａi,j（ｉ≠ｊかつｉ≠ｎ−ｊ−１) としたときにａ＞ｂであるマトリクス状のフィルタである。このクロス型のフィルタを用いることにより、処理対象画像において構造が複雑な部分の点や、周囲の領域に比較して極端に濃度が変化する点を検出することができる。
次に、上記一方の処理対象画像においてフィルタリング処理で検出した点を探索点とし、当該探索点を中心としたテンプレート領域を他方の処理対象画像上の対応する分割領域内で移動させてテンプレートマッチングを行い、他方の処理対象画像から対応点を検出する。テンプレートマッチングの手法は、相関法、ＳＳＤＡ（Sequential Similarity Detection Algorithm）等の既知の手法を用いて良い。
次に、一方の処理対象画像の探索点（ｘｉ，ｙｉ）を基準として、他方の処理対象画像の対応点（ｕｉ，ｖｉ）の座標を下記の（１）式を用いてアフィン変換する。
ただし、上記（１）式におけるｍは拡大率（縮小率）、θは回転量、Ａ及びＢは回転移動の補正と拡大率（縮小率）の補正とに関する係数、Ｃ及びＤは、平行移動の補正と拡大率（縮小率）の補正とに関する係数である。
探索点（ｘｉ，ｙｉ）と対応点（ｕｉ，ｖｉ）との誤差が最小となるように、係数Ａ乃至Ｄを最小二乗法により決定し、上記他方の処理対象画像を拡大（縮小）、回転移動、平行移動等により変形させることで、処理対象画像の各画像間の位置合わせを行う。なお、本実施形態では、一方の処理対象画像を変形させることで位置合わせを行うが、双方の処理対象画像を変形させる手法で位置合わせを行っても良い。
次のステップＳ２１１では、処理対象画像の全領域のうちの後述する第１の詳細な位置合わせの対象とする領域（以下、「第１の対象領域」という。）を決定する。
図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、上記ステップＳ２０７の処理により、処理対象画像である放射線画像１７０、１７２の双方から人工物領域１７４が検出されたとする。なお、図１２Ａ及び図１２Ｂにおける人工物領域１７４は、撮影の際に被検体１４が股関節の部分に着用している放射線防護具に対応する領域である。放射線防護具は、被検体１４が撮影に際して着用するため、撮影の度に、被検体１４の撮影対象とする部位に対してややずれた位置関係となる場合が多い。
そこで、本実施形態では、ＣＰＵ１１４は、一例として図１３Ａに示すように、一方の処理対象画像（例えば放射線画像１７０）から、図１３Ｂに示すように各処理対象画像における人工物領域１７４を重畳させた人工物領域１７４’を検出する。一例として図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、放射線画像１７０、１７２上の対応する点１７３は、放射線画像１７０においては人工物領域１７４に属さないが、放射線画像１７２においては人工物領域１７４に属する。この場合、放射線画像１７０、１７２上の対応する点１７３は、人工物領域１７４’に属する。
また、ＣＰＵ１１４は、一例として図１３Ｂに示すように、放射線画像１７０から、人工物領域１７４’を含む周辺領域１７４Ｄを除いた領域を第１の対象領域１７６とする。ここで、周辺領域１７４Ｄは、人工物領域１７４’に、人工物領域１７４’からの距離が予め定められた画素数（例えば１０画素）以下である領域を含めた領域である。なお、本実施形態では、処理対象画像から周辺領域１７４Ｄを除いた領域を第１の対象領域１７６とする。しかし、対象領域１７６はこれに限定されず、処理対象画像から人工物領域１７４’を除いた領域（以下、「非人工物領域」という。）を非人工物領域、すなわち第１の対象領域１７６としても良い。
次のステップＳ２１２では、第１の対象領域１７６に基づいて処理対象画像の画像間の第１の詳細な位置合わせを行う。なお、本実施形態では、上述したテンプレートマッチングを用いた第１の詳細な位置合わせの手法を例に挙げて説明する。
まず、ＣＰＵ１１４は、一例として図１３Ｂに示すように、一方の処理対象画像である放射線画像１７０の第１の対象領域１７６に対して上記ステップＳ２１０の処理と同様にフィルタリング処理を施し、複数の探索点を決定する。次に、ＣＰＵ１１４は、図１３Ｃに示すように、探索点１７８を中心としたテンプレート領域を他方の処理対象画像である放射線画像１７２の第１の対象領域１７６内で移動させてテンプレートマッチングを行い、放射線画像１７２から対応点を検出する。そして、ＣＰＵ１１４は、各探索点１７８と当該探索点１７８に対応する対応点１８０と誤差が最小となるように、少なくとも一方の処理対象画像（本実施形態では、放射線画像１７２）を変形させることで処理対象画像の第１の詳細な位置合わせを行う。
なお、第１の対象領域１７６としていない周辺領域１７４Ｄについては、Ｂ−Ｓｐｌｉｎｅ関数等により画素を補間することによって変形量を算出する。
次のステップＳ２１３では、処理対象画像の全領域のうちの後述する第２の詳細な位置合わせの対象とする領域（以下、「第２の対象領域」という。）を決定する。第１の詳細な位置合わせでは、周辺領域１７４Ｄに基づいた位置合わせを行っていないため、ここでは、周辺領域１７４Ｄを基準として、更に第２の詳細な位置合わせを行う。
本実施形態では、ＣＰＵ１１４は、一例として図１５に示すように、図１４Ａに示す処理対象画像（例えば放射線画像１７０）の周辺領域１７４Ｄから、図１４Ｂに示す当該処理対象画像における人工物領域１７４を除いた領域を第２の対象領域１７６Ａとする。人工物領域１７４においては対応する探索点及び対応点を検出できず、人工物領域１７４に基づいて位置合わせを行うことができない。しかし、人工物領域１７４の周辺領域においては対応する探索点及び対応点を検出することができるので、人工物領域１７４の周辺領域に基づいて位置合わせを行う。
次のステップＳ２１４では、第２の対象領域１７６Ａに基づいて処理対象画像の画像間の第２の詳細な位置合わせを行い、ステップＳ２１５に移行する。なお、本実施形態では、上述したテンプレートマッチングを用いた第２の詳細な位置合わせの手法を例に挙げて説明する。
まず、ＣＰＵ１１４は、一例として図１６Ａに示すように、一方の処理対象画像である放射線画像１７０の第２の対象領域１７６Ａに対して上記フィルタリング処理を施し、複数の探索点を決定する。次に、ＣＰＵ１１４は、図１６Ｂに示すように、探索点１７８を中心としたテンプレート領域を他方の処理対象画像である放射線画像１７２の第２の対象領域１７６Ａ内で移動させてテンプレートマッチングを行い、放射線画像１７２から対応点を検出する。なお、第２の詳細な位置合わせでは、テンプレート領域を、第１の詳細な位置合わせがされたと仮定した場合の放射線画像１７２上の対応点１８０の座標値を中心とした予め定められた領域内で移動させてテンプレートマッチングを行う。そして、ＣＰＵ１１４は、各探索点１７８と当該探索点１７８に対応する対応点１８０と誤差が最小となるように、少なくとも一方の処理対象画像（本実施形態では、放射線画像１７２）を変形させることで処理対象画像の第２の詳細な位置合わせを行う。
なお、上記第１の詳細な位置合わせ、及び上記第２の詳細な位置合わせの手法はこれらに限定されない。また、以下、上記大まかな位置合わせ、第１の詳細な位置合わせ、及び第２の詳細な位置合わせを順次行う位置合わせを、単に「位置合わせ」という。
なお、処理対象画像のうちの一方の処理対象画像のみに、人工物領域１７４が存在する場合であっても同様に、上記ステップＳ２１０乃至Ｓ２１４の処理を行う。
一例として図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、放射線画像１７０からは人工物領域が検出されず、放射線画像１７２からは人工物領域１７４が検出されたとする。なお、ここでは、図１７Ｂにおける人工物領域１７４が、被検体１４の体内（例えば、大腿部）に埋め込まれた人工関節に対応する領域である場合を例に挙げている。すなわち、放射線画像１７０は人工関節が埋め込まれる前の撮影で得られた画像であり、放射線画像１７２は、同一の被検体の同一の部位に対して手術により人工関節が埋め込まれた後の撮影で得られた画像である。
この場合には、ステップＳ２１０では、処理対象画像の全領域のうちの第１の詳細な位置合わせに用いる第１の対象領域１７６を、上記ステップＳ２１０と同様の処理により決定する。この際、一例として図１８Ａに示すように、人工物領域１７４が存在しない処理対象画像（本実施形態では、放射線画像１７０）においても、各処理対象画像における人工物領域１７４を重畳させた人工物領域１７４’を検出する。また、一例として図１７Ｂに示すように、人工物領域１７４が存在する処理対象画像（本実施形態では、放射線画像１７２）においては、検出された人工物領域１７４を人工物領域１７４’とする。
一方、ステップＳ２１９では、各処理対象画像の全領域を第１の対象領域１７６とし、ステップＳ２１２と同様の手法で、処理対象画像の各画像間の第１の詳細な位置合わせを行い、ステップＳ２１５に移行する。
ステップＳ２１５では、ステップＳ２１４及びＳ２１９の何れか一方の処理により位置合わせを行った各処理対象画像の差分画像を生成する。すなわち、ＣＰＵ１１４は、処理対象画像のうちの一方の画像と他方の画像との同一位置での画素値の差分を画素値とした差分画像を生成し、ＨＤＤ１２０に記憶する。これにより、処理対象画像の各画像間の差異が観察し易くなる。なお、ＣＰＵ１１４は、処理対象画像の各画素の画素値に、対象領域１７６の平均画素値が予め定められた範囲内の誤差で同一となる数値を加算または減算して上記各画素の濃度をシフトさせた後、当該位置合わせを行っても良い。これにより、各処理対象画像の差異がより明確に示される。また、被写体の変化を観察し易いよう、差分画像の各画素に予め定められた数値（例えば、処理対象画像の各画素の画素値の最大値及び最小値の中間値）を加算しても良い。
次のステップＳ２１７では、生成した差分画像をＵＩパネル１１０のディスプレイに表示させる制御を行い、本位置合わせ処理プログラムを終了する。
なお、本実施形態では、２枚の放射線画像を位置合わせの対象とした場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、３枚以上の放射線画像を位置合わせの対象としても良い。この場合、上記位置合わせ処理プログラムのステップＳ２０３において３枚以上の放射線画像が選択される。また、ＣＰＵ１１４は、選択された放射線画像のうちの２枚の放射線画像の組み合わせを順次選択し、組み合わせ毎にステップＳ２０７乃至ステップＳ２１４及びステップＳ２１９の処理を順次行う。ここで、組み合わせの選択の際には、予め定められた１枚の放射線画像に対して、他の放射線画像の各々を順次組み合わせていく。または、既に位置合わせが行われた放射線画像のうちの何れかの放射線画像に対して、位置合わせが行われていない他の放射線画像を組み合わせていっても良い。
また、図１９Ａ及び図１９Ｂに示すように、一方の処理対象画像に人工物領域１７４が含まれていた場合に、一方の処理対象画像では人工物領域に含まれるが他方の処理対象画像では人工物領域に含まれない領域が発生する。また、双方の処理対象画像に人工物領域１７４が含まれていた場合にも同様に、双方の処理対象画像で人工物領域に含まれる領域と、一方の処理対象画像では人工物領域に含まれるが他方の処理対象画像では人工物領域に含まれない領域とが発生する。差分画像において、一方の処理対象画像では人工物領域に含まれるが他方の処理対象画像では人工物領域に含まれない領域においては、図２０に示すように、各画素の濃度が極端に高くなったり低くなったりする。しかしながら、処理対象画像における観察対象が人工物領域１７４の有無とは無関係である場合等には、人工物領域１７４を差分画像に表示させる必要がない場合が多い。そこで、本実施形態では、図２１に示すように、差分画像において、各処理対象画像における人工物領域１７４を重畳させた人工物領域１７４’の差分値を予め定められた数値とする。当該予め定められた数値は、０を含む予め定められた範囲内の数値とされると良い。また、当該予め定められた数値は、非人工物領域の各画素の画素値の平均値とされても良い。
また、本実施形態では、撮影システム１０が有するコンソール２６で上記位置合わせ処理プログラムを実行するが、これに限定されず、撮影システム１０には属さない外部の制御装置で実行しても良い。この場合には、電子カセッテ２０による撮影で得られた画像情報、またはコンソール２６において記憶されている画像情報が、上記外部の制御装置に送信されて処理対象とされる。
また、本実施形態では、電子カセッテ２０による撮影で得られた複数の画像情報を用いて上記位置合わせ処理を行うが、各画像情報を得るための撮影装置はこれに限定されない。すなわち、コンソール２６は、外部の撮影装置による放射線を用いた撮影で得られた複数の画像情報を用いて上記位置合わせ処理を行っても良い。また、コンソール２６は、電子カセッテ２０による撮影で得られた画像情報と外部の撮影装置による放射線を用いた撮影で得られた画像情報との双方を含む複数の画像情報を用いて上記位置合わせ処理を行っても良い。
また、本実施形態では、位置合わせ処理における大まかな位置合わせの際に、処理対象画像から人工物領域１７４を含む周辺領域１７４Ｄを除いた第１の対象領域１７６を位置合わせの基準に用いるが、これに限定されない。すなわち、周辺領域１７４Ｄの画素値を第１の対象領域１７６の画素値に比較して重みを下げた状態で、上記ずれのベクトルの平均値を求め、処理対象画像の各画像間の位置合わせを行っても良い。
また、上記位置合わせを行う前に、処理対象画像に対して周波数強調処理、ノイズ除去処理等の画像処理を行っても良い。この場合、上記画像補正処理の処理条件が同一である場合には、処理対象画像の各画素の画素値に予め定められた数値を加算または減算して各画素の濃度をシフトさせる。
一方、処理対象画像が各々異なる撮影装置での撮影で得られた場合等には、各画像の上記画像補正処理の処理条件が異なっている可能性がある。この場合には、各処理対象画像の被検体１４に対応する領域におけるコントラストが異なっている可能性が高い。そのため、この場合には、ＣＰＵ１１４は、正確な差分画像を生成できていない可能性がある旨をＵＩパネル１１０のディスプレイに表示する制御を行うと良い。
また、処理対象画像に対して上記画像補正処理として階調処理を行う場合がある。階調処理は、放射線画像における画素値の最低値及び最高値を用いてダイナミックレンジを導出し、当該ダイナミックレンジを表示手段におけるダイナミックレンジに圧縮する処理である。階調処理において、ダイナミックレンジテーブルが処理対象画像の画素値範囲に階調カーブの肩及び足の両端に割り当てられて当該放射線画像における各画素値が変換される。
処理対象画像に対して階調処理が行われている場合、処理対象画像が各々異なる撮影装置での撮影で得られた場合等には、処理対象画像の上記画像補正処理の処理条件が異なっている可能性がある。この場合には、処理対象画像に対して逆階調処理を行うことで処理対象画像の各画像間の各画素の画素値の濃度差を補正しても良い。ここでいう逆階調処理とは、階調処理を施した放射線画像を、当該階調処理の処理条件に基づいて上記階調処理の前の放射線画像（原画像）を復元する処理である。この際、処理対象画像の各画像間の各画素における画素値の対応関係を取得し、階調特性の差分を算出し、差分を補正するための対応テーブルを生成して逆階調処理を行うと良い。また、各画像の階調特性がわかっている場合には、当該階調特性を用いて逆階調処理を行っても良い。
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る撮影システム１０について添付図面を用いて詳細に説明する。
以下、第２実施形態に係る撮影システム１０について添付図面を用いて詳細に説明する。
上記第１実施形態では、位置合わせを行った処理対象画像の差分画像を表示する一方、第２実施形態では、位置合わせを行った処理対象画像を交互に表示する。
まず、第２実施形態に係る撮影システム１０では、第１実施形態と同様に、撮影処理プログラムを実行し、放射線画像を撮影する。そして、本実施形態に係るコンソール２６は、当該撮影処理プログラムの実行によって同一の被検体１４に対する複数の放射線画像を記憶しているとする。この場合、ＵＩパネル１１０または操作パネル１１２を介する予め定められたユーザ操作に応じて、記憶している複数の放射線画像を相互に位置合わせして表示させる位置合わせ処理を行う。
次に、図２２を参照して、位置合わせ処理の実行時におけるコンソール２６の作用を説明する。なお、図２２は、ユーザによって上記位置合わせ処理の実行を指示する操作が、ＵＩパネル１１０または操作パネル１１２を介して行われた際にコンソール２６のＣＰＵ１１４によって実行される位置合わせ処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。当該プログラムは、コンソール２６のＲＯＭ１１６の所定領域に予め記憶されている。なお、当該プログラムが実行されるタイミングは、予め定められたユーザ操作に応じたタイミングに限らず、電子カセッテ２０から放射線画像の画像情報を受信したタイミングであっても良い。
まず、ステップＳ２０１乃至Ｓ２１９では、第１実施形態の位置合わせ処理のステップＳ２０１乃至Ｓ２１９と同様の処理を行う。なお、ステップＳ２１５では、位置合わせを行った処理対象画像の画像情報をＨＤＤ１２０に記憶する。
次にステップＳ３０１で、位置合わせを行った各処理対象画像をＵＩパネル１１０のディスプレイに予め定められた時間の経過毎に予め定められた順で複数回表示する制御を行い、本位置合わせ処理プログラムを終了する。なお、ＵＩパネル１１０または操作パネル１１２を介する予め定められたユーザ操作に応じて各処理対象画像の表示の切り替えを行っても良い。
また、ステップＳ３０１の処理を行う前に第１実施形態の位置合わせ処理のステップＳ２１５の処理を行っても良い。この場合、本ステップＳ３０１において、生成した差分画像、及び本第２実施形態の位置合わせ処理で位置合わせを行った処理対象画像をＵＩパネル１１０のディスプレイに予め定められた時間の経過毎に予め定められた順で複数回表示する制御を行うと良い。
ここで、例えば被検体１４の体内に人工関節や体内固定ボルト等の人工物を埋め込む手術を行った後に、骨と埋め込んだ人工物との間に緩み（ルースニング）が発生する場合がある。この場合、ルースニングが発生した後の撮影により得られた放射線画像において、人工物領域１７４の周辺の画素群の濃度が濃くなるため、当該画素群が、ルースニングが発生する前の撮影により得られた放射線画像と比較して黒く表示される。
そのため、ＣＰＵ１１４は、処理対象画像の人工物領域１７４周辺の画素群の画素値の平均値が、過去の撮影で得られた処理対象画像における当該平均値に比較して予め定められた第１閾値以上大きい場合、ＵＩパネル１１０のディスプレイに警告を表示する制御を行う。また、同一の被検体の部位について過去の撮影で得られた処理対象画像にルースニングが発生している場合、この処理対象画像に比較し、上記平均値が予め定められた第２閾値以上小さくない場合も、ＵＩパネル１１０のディスプレイに警告を表示する制御を行う。
なお、位置合わせを行った各処理対象画像を表示させる際、各処理対象画像の視認性を向上させるため、各処理対象画像に対して各種画像処理を施しても良い。
例えば、被検体領域１７４Ａにおける、画素値の最低値及び最高値を用いてダイナミックレンジを導出する。そして、当該ダイナミックレンジをＵＩパネル１１０のディスプレイにおけるダイナミックレンジに圧縮するように、ダイナミックレンジテーブルを被検体領域１７４Ａの画素値範囲に階調カーブの肩及び足の両端を割り当てて階調処理を行っても良い。
また、処理対象画像に対して、被検体領域１７４Ａの各帯域の周波数特性が所定の値になるように周波数強調の強調度を算出し、周波数強調処理を行っても良い。あるいは、処理対象画像に対して、被検体領域１７４Ａ内の各画素を対象にノイズ解析し、解析したノイズ情報に基づいてノイズ除去処理を行っても良い。
また、図２３Ａに示すように、処理対象画像における人工物領域１７４を含む予め定められた領域（図１７Ｂに示す領域１８２Ａ）を、ＵＩパネル１１０のディスプレイに拡大表示させる制御を行っても良い。この際、処理対象画像における人工物領域１７４を内包する最小サイズの矩形状の領域を、当該矩形状の領域より大きなサイズのウィンドウで人工物領域１７４を拡大表示すると良い。
なお、ウィンドウのサイズはこれに限定されず、対向する各辺の幅が上記矩形状の領域より予め定められた長さだけ長い矩形状のウィンドウであっても良い。また、拡大表示させる際に、撮影で得られた原画像のサイズであっても、撮影で得られた原画像を予め定められた倍率で拡大または縮小させたサイズであっても良い。また、処理対象画像において人工物領域１７４が複数存在する場合には、各人工物領域１７４を含む予め定められた領域を各々異なる複数のウィンドウで拡大表示させても良く、あるいは、１つのウィンドウで順次切り替えながら表示させても良い。さらに、ＵＩパネル１１０または操作パネル１１２を介するユーザ操作により指定された人工物領域１７４を含む予め定められた領域のみを拡大表示させても良い。人工物領域１７４を含む予め定められた領域を拡大表示させる方法は、ＵＩパネル１１０または操作パネル１１２を介するユーザ操作に基づいて決定されても良い。
また、図２３Ｂに示すように、処理対象画像における非人工物領域の一部（図１９Ｂに示す領域１８２Ｂ）を、ＵＩパネル１１０のディスプレイに拡大表示させる制御を行っても良い。人工物が放射線防護具である場合等には、人工物領域１７４の表示が不要である場合が多いため、処理対象画像における非人工物領域を内包する最小サイズの矩形状の領域を、当該矩形状の領域より大きなサイズのウィンドウで拡大表示すると良い。
また、処理対象画像における人工物領域１７４と他の領域との境界において、人工物領域１７４の画素値を隣接する非人工物領域の画素値に置き換えても良い。これにより、急激に濃度が変わることにより発生するオーバーシュートアーチファクト及びアンダーシュートアーチファクトが抑制される。
また、処理対象画像における人工物領域１７４の内部の画素値を、その近傍の非人工物領域の画素群の画素値の平均値等、より高濃度の画素値に置き換えても良い。なお、人工物領域１７４の内部の画素値を、その近傍の非人工物領域の画素群の画素値のメディアン値や中央値に置き換えても良い。これらによっても、上記オーバーシュートアーチファクト及びアンダーシュートアーチファクトが抑制される。
また、処理対象画像における人工物領域１７４と他の領域との境界の近傍では、人工物領域１７４を画像端と見なし、非人工物領域の画像で外挿しても良い。これによっても、上記オーバーシュートアーチファクト及びアンダーシュートアーチファクトが抑制される。
また、人工物によって放射線Ｘが遮蔽された場合には、処理対象画像における人工物領域１７４の各画素の濃度が他の領域に比べて著しく低いため、各処理対象画像を視認するユーザにとって人工物領域１７４が眩しく感じられる。
そこで、処理対象画像の人工物領域１７４の各画素の画素値を予め定められたグレイスケールの数値としても良い。当該グレイスケールの数値は、例えば、非人工物領域の画素群の画素値の平均値に基づいた色の補色となる色の画素値である。これにより、処理対象画像における人工物領域１７４の眩しさが低減される。また、処理対象画像における人工物領域１７４の各画素の画素値に予め定められた数値を加算することで当該各画素を高濃度にして表示させても良い。これにより、人工物領域１７４の構造情報を保持した状態で、処理対象画像における人工物領域１７４の眩しさが低減される。ＵＩパネル１１０または操作パネル１１２を介するユーザ操作に基づいて人工物領域１７４の出力濃度が決定されても良い。
１０ 放射線画像撮影システム
１４ 被検体
１８ 放射線照射装置
２０ 電子カセッテ
２６ コンソール
１１４ ＣＰＵ
１７０，１７２ 放射線画像
１７４，１７４’ 人工物領域
１７６ 対象領域
１４ 被検体
１８ 放射線照射装置
２０ 電子カセッテ
２６ コンソール
１１４ ＣＰＵ
１７０，１７２ 放射線画像
１７４，１７４’ 人工物領域
１７６ 対象領域
Claims (16)
- 同一の被検体を異なるタイミングで撮影して得られ、かつ各々が放射線画像を示す画像情報であって、少なくとも１つの画像情報により示される放射線画像が人工物を示す人工物領域を含む画像情報を取得する取得手段と、
前記放射線画像から前記人工物領域を検出する検出手段と、
前記取得手段で取得した画像情報に基づいて位置合わせを行う際に、位置合わせ対象画像が、前記検出手段により前記人工物領域が検出された検出放射線画像の場合には、検出された前記人工物領域を除いた非人工物領域を基準として位置合わせを行う位置合わせ手段と、
を備えた放射線画像処理装置。 - 前記位置合わせ手段は、位置合わせ対象画像が、前記検出手段により前記人工物領域が検出されなかった非検出放射線画像の場合には、前記検出放射線画像で検出された前記人工物領域に対応する領域を除いた領域を前記非人工物領域として、当該非人工物領域を基準として位置合わせを行う
請求項１記載の放射線画像処理装置。 - 前記位置合わせ手段は、前記非人工物領域の全領域を基準として粗い位置合わせを行った後、前記人工物領域からの距離が予め定められた閾値以下となる領域を基準として詳細な位置合わせを行う
請求項１または２記載の放射線画像処理装置。 - 前記位置合わせ手段により位置合わせが行われた前記放射線画像の対応する各画素の画素値の差分値を各画素の画素値とした差分画像を表示手段に表示させる制御を行う表示制御手段を更に備えた
請求項１乃至３の何れか１項記載の放射線画像処理装置。 - 前記人工物領域の各画素の差分値を予め定められた値とした
請求項４記載の放射線画像処理装置。 - 前記予め定められた値が、前記非人工物領域の各画素の差分値の平均値である
請求項５記載の放射線画像処理装置。 - 前記予め定められた値が０を含む予め定められた範囲内の数値である
請求項５記載の放射線画像処理装置。 - 前記表示制御手段は、前記位置合わせ手段により位置合わせが行われた前記放射線画像の各々を前記表示手段に予め定められた順に複数回更に表示させる
請求項４記載の放射線画像処理装置。 - 前記表示制御手段は、前記位置合わせ手段により位置合わせが行われた少なくとも１つの前記検出放射線画像について前記人工物領域を含む予め定められた領域を拡大して前記表示手段に更に表示させる制御を行う
請求項４乃至８の何れか１項記載の放射線画像処理装置。 - 前記表示制御手段は、前記位置合わせ手段により位置合わせが行われた少なくとも１つの前記検出放射線画像について前記非人工物領域内の予め定められた領域を拡大して前記表示手段に更に表示させる制御を行う
請求項４乃至９の何れか１項記載の放射線画像処理装置。 - 前記放射線画像は、被検体に対する放射線を用いた撮影で得られた画像であり、
前記人工物は、前記被検体の少なくとも一部を放射線から防護する放射線防護具である
請求項１乃至１０の何れか１項記載の放射線画像処理装置。 - 前記放射線画像は、被検体に対する放射線を用いた撮影で得られた画像であり、
前記人工物は、前記被検体の体内に設けられた人工関節、体内固定ボルト及びチタンプレートの少なくとも１つである
請求項１乃至１０の何れか１項記載の放射線画像処理装置。 - 前記画像情報により示される各放射線画像は、前記被検体の体内に前記人工物を設ける手術の前後において各々前記被検体に対する放射線を用いた撮影で得られた画像である
請求項１２記載の放射線画像処理装置。 - 請求項１乃至１３の何れか１項記載の放射線画像処理装置と、
放射線画像を撮影する撮影手段とを有し、
前記放射線画像処理装置の取得手段は、前記撮影手段による撮影で得られた画像情報を取得する
放射線画像撮影システム。 - コンピュータを、
同一の被検体を異なるタイミングで撮影して得られ、かつ各々が放射線画像を示す画像情報であって、少なくとも１つの画像情報により示される放射線画像が人工物を示す人工物領域を含む画像情報を取得する取得手段と、
前記放射線画像から前記人工物領域を検出する検出手段と、
前記取得手段で取得した画像情報に基づいて位置合わせを行う際に、位置合わせ対象画像が、前記検出手段により前記人工物領域が検出された検出放射線画像の場合には、検出された前記人工物領域を除いた非人工物領域を基準として位置合わせを行う位置合わせ手段と、
として機能させるためのプログラム。 - 同一の被検体を異なるタイミングで撮影して得られ、かつ各々が放射線画像を示す画像情報であって、少なくとも１つの画像情報により示される放射線画像が人工物を示す人工物領域を含む画像情報を取得する取得ステップと、
前記放射線画像から前記人工物領域を検出する検出ステップと、
前記取得ステップで取得した画像情報に基づいて位置合わせを行う際に、位置合わせ対象画像が、前記検出ステップにより前記人工物領域が検出された検出放射線画像の場合には、検出された前記人工物領域を除いた非人工物領域を基準として位置合わせを行う位置合わせステップと、
を有する放射線画像処理方法。
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