JP6313402B2 - 放射線画像撮影装置、放射線画像撮影方法、及び放射線画像撮影プログラム - Google Patents

Description

本発明は、放射線画像撮影装置、放射線画像撮影方法、及び放射線画像撮影プログラムに関する。

従来、被写体を透過した放射線により被写体の放射線画像を撮影する場合、特に被写体の厚さが厚い場合、被写体内において放射線が散乱し、この散乱放射線（以下、「散乱線」という）により、撮影される放射線画像のコントラストが低下するという場合がある。このため、放射線画像の撮影における、散乱線の影響を軽減するために、被写体と放射線検出器との間に散乱線除去用のグリッド（以下「グリッド」という）を配置して撮影を行うことがある。グリッドを用いて撮影を行うことによって被写体により散乱された放射線が放射線検出器に到達しにくくなるため、放射線画像のコントラストを向上させることができる（例えば、特許文献１〜３参照）

特公平５−８２１１１号公報 特開平１０−２６２９６１号公報 特開２００４−３２９７８３号公報

グリッド処理を用いた放射線画像の撮影を行う場合、撮影条件等に応じて、適切な特性のグリッドが用いられる。そのため、使用するグリッドの特性の設定を行うことにより、技師や医師等のユーザの作業負担が増加する場合がある。

一方、従来技術のように、グリッドを用いた撮影を行うと、被写体像とともにグリッドのピッチに対応した細かな縞模様（モアレ）が放射線画像に含まれてしまうため、撮影された放射線画像が見難いものとなってしまう場合がある。このような縞模様を除去する画像処理も周知であるが（例えば、特開２０１３−１７２８８１号公報参照）、処理時間が増大する場合がある。

そこで、放射線検出器との間にグリッドを設けずに撮影された放射線画像に対して、画像処理により、散乱線の影響を除去する技術がある。さらに、使用を想定するグリッドの特性を指定し、散乱線の除去量をコントロールすることが可能である。以下、画像処理によりグリッドを設けた場合と同様に、使用を想定したグリッドの特性に基づいて、散乱線の影響を除去する処理を、仮想グリッド処理という。

仮想グリッド処理を用いる撮影を行う場合も、グリッドを用いて撮影を行う場合と同様に、撮影条件等に応じて、適切な使用を想定する仮想グリッド特性を設定するため、ユーザの作業負担が増加する。

本発明は、撮影条件の設定に係るユーザの作業負担の軽減を図ることができる、放射線画像撮影装置、放射線画像撮影方法、及び放射線画像撮影プログラムを提供することを目的とする。

本発明の放射線画像撮影装置は、エネルギーが異なる放射線を被写体に照射することにより、第１放射線画像及び第２放射線画像を撮影し、第１放射線画像及び第２放射線画像に基づく差分画像を生成する放射線画像撮影装置であって、第１放射線画像の撮影条件である第１の管電圧に基づいて、第１放射線画像の撮影において散乱線を除去するために仮想的に使用したものとする第１のグリッドの特性であり、第１放射線画像における散乱線の除去量を設定するための第１の仮想グリッド特性、及び、第２放射線画像の撮影条件である第２の管電圧に基づいて、第２放射線画像の撮影において散乱線を除去するために仮想的に使用したものとする第２のグリッドの特性であり、第２放射線画像にける散乱線の除去量を設定するための第２の仮想グリッド特性、を導出する導出部と、第１の仮想グリッド特性に基づき第１放射線画像に第１の散乱線除去処理を行い、第２の仮想グリッド特性に基づき第２放射線画像に第２の散乱線除去処理を行う実行部と、実行部で第１の散乱線除去処理が実行された第１放射線画像、及び、実行部で第２の散乱線除去処理が実行された第２放射線画像の各画素同士を対応させて、重みを付けた差分計算処理を行い、差分画像を生成するエネルギーサブトラクション処理部と、を備える。
また、本発明の放射線画像撮影装置は、第１の管電圧、及び第２の管電圧を取得する取得部をさらに備え、導出部は、取得部で取得した、第１の管電圧から第１の仮想グリッド特性を導出し、第２の管電圧から第２の仮想グリッド特性を導出してもよい。
また、本発明の放射線画像撮影装置の取得部は、被写体に向けて放射線を照射する放射線源を制御する線源制御部から、第１放射線画像の撮影条件の実績値、及び第２放射線画像の撮影条件の実績値を取得してもよい。
また、本発明の放射線画像撮影装置の実行部は、第１放射線画像を解析することにより得られた第１の散乱成分情報と、第１の仮想グリッド特性とに基づいて、第１放射線画像における散乱線とみなせる周波数帯域の周波数成分を低減させることにより第１の散乱線除去処理を行い、第２放射線画像を解析することにより得られた第２の散乱成分情報と、第２の仮想グリッド特性とに基づいて、第２放射線画像における散乱線とみなせる周波数帯域の周波数成分を低減させることにより第２の散乱線除去処理を行ってもよい。
また、本発明の放射線画像撮影装置の実行部は、第１放射線画像を周波数分解して複数の周波数帯域毎の周波数成分を取得し、少なくとも１つの周波数成分のゲインを低減する処理を行い、処理済みの周波数成分及びこれ以外の周波数成分を合成する第１の散乱線除去処理を行い、第２放射線画像を周波数分解して複数の周波数帯域毎の周波数成分を取得し、少なくとも１つの周波数成分のゲインを低減する処理を行い、処理済みの周波数成分及びこれ以外の周波数成分を合成する第２の散乱線除去処理を行ってもよい。
また、本発明の放射線画像撮影装置の実行部は、散乱線透過率、一次線透過率、及び散乱線含有率分布から周波数成分を変換する変換係数を周波数帯域毎に導出し、周波数分解して得られた周波数成分に、対応する周波数帯域の変換係数を乗算することにより、当該周波数成分のゲインを低減してもよい。

また、本発明の放射線画像撮影装置は、撮影条件と、撮影条件に応じた仮想グリッド特性と、が対応付けられて記憶された記憶部をさらに備え、導出部は、
第１放射線画像の撮影条件に対応する仮想グリッド特性を第１の仮想グリッド特性として記憶部から読み出すことにより第１の仮想グリッド特性を導出し、第２放射線画像の撮影条件に対応する仮想グリッド特性を第２の仮想グリッド特性として記憶部から読み出すことにより第２の仮想グリッド特性を導出してもよい。

また、本発明の放射線画像撮影装置は導出部が、撮影条件に加えて被写体の体格に関する情報も使用して第１の仮想グリッド特性及び第２の仮想グリッド特性を導出してもよい。

また、本発明の放射線画像撮影装置の第１の仮想グリッド特性は、第１のグリッドのグリッド比であり、第２の仮想グリッド特性は、第２のグリッドのグリッド比であってもよい。

また、本発明の放射線画像撮影装置では、被写体に照射された放射線のエネルギーが高い方が、グリッド比が高くてもよい。

また、本発明の放射線画像撮影装置では、被写体に照射された放射線のエネルギーが高い方が、グリッド比が高くてもよい。

本発明の放射線画像撮影方法は、エネルギーが異なる放射線を被写体に照射することにより、第１放射線画像及び第２放射線画像を撮影し、第１放射線画像及び第２放射線画像に基づく差分画像を生成する放射線画像撮影装置による放射線画像撮影方法であって、第１放射線画像の撮影条件である第１の管電圧に基づいて、第１放射線画像の撮影において散乱線を除去するために仮想的に使用したものとする第１のグリッドの特性であり、第１放射線画像における散乱線の除去量を設定するための第１の仮想グリッド特性、及び、第２放射線画像の撮影条件である第２の管電圧に基づいて、第２放射線画像の撮影において散乱線を除去するために仮想的に使用したものとする第２のグリッドの特性であり、第２放射線画像にける散乱線の除去量を設定するための第２の仮想グリッド特性、を導出し、第１の仮想グリッド特性に基づき第１放射線画像に第１の散乱線除去処理を行い、第２の仮想グリッド特性に基づき第２放射線画像に第２の散乱線除去処理を行い第１の散乱線除去処理が実行された第１放射線画像、及び第２の散乱線除去処理が実行された第２放射線画像の各画素同士を対応させて、重みを付けた差分計算処理を行う、ことを含む処理を実行させる。

本発明の放射線画像撮影プログラムは、エネルギーが異なる放射線を被写体に照射することにより、第１放射線画像及び第２放射線画像を撮影し、第１放射線画像及び第２放射線画像に基づく差分画像を生成する放射線画像撮影装置による放射線画像撮影方法をコンピュータに実行させるための放射線画像撮影プログラムであって、第１放射線画像の撮影条件である第１の管電圧に基づいて、第１放射線画像の撮影において散乱線を除去するために仮想的に使用したものとする第１のグリッドの特性であり、第１放射線画像における散乱線の除去量を設定するための第１の仮想グリッド特性、及び、第２放射線画像の撮影条件である第２の管電圧に基づいて、第２放射線画像の撮影において散乱線を除去するために仮想的に使用したものとする第２のグリッドの特性であり、第２放射線画像にける散乱線の除去量を設定するための第２の仮想グリッド特性、を導出し、第１の仮想グリッド特性に基づき第１放射線画像に第１の散乱線除去処理を行い、第２の仮想グリッド特性に基づき第２放射線画像に第２の散乱線除去処理を行い第１の散乱線除去処理が実行された第１放射線画像、及び第２の散乱線除去処理が実行された第２放射線画像の各画素同士を対応させて、重みを付けた差分計算処理を行う、ことを含む処理を実行させるものである。

本発明では、撮影条件の設定に係るユーザの作業負担の軽減を図ることができる、という効果を奏する。

第１の実施の形態の放射線画像撮影装置の構成の一例を示す構成図である。 仮想グリッド特性と、被写体情報と、撮影条件との対応関係を表すテーブルの具体的一例を示す図である。 第１の実施の形態の撮影制御処理の一例のフローチャートを示す。 第２の実施の形態の撮影制御処理の一例のフローチャートを示す。 第３の実施の形態の撮影制御処理の一例のフローチャートを示す。 エネルギーと散乱線の関係の一例を説明するための説明図である。 エネルギー分布の異なる２種類の放射線Ｘのスペクトル分布の一例を説明するための説明図である。 高エネルギー及び低エネルギーの放射線Ｘのグリッド比と減弱係数との対応関係の一例を説明するための説明図である。 第４の実施の形態の撮影制御処理の一例のフローチャートを示す。 各実施の形態の放射線画像撮影装置を回診車に適用し、被写体の病室に配置した状態の具体例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態は本発明を限定するものではない。

［第１の実施の形態］
本実施の形態の放射線画像撮影装置は、放射線検出器と被写体との間にグリッドを配置せず、撮影された放射線画像に対して、画像処理により散乱線の影響を除去する仮想グリッド処理を行う機能を有する。

まず、本実施の形態の放射線画像撮影装置の構成について説明する。図１には、本実施の形態の放射線画像撮影装置の構成の一例を示す。図１に示すように、本実施の形態の放射線画像撮影装置１０は、画像処理装置１２、Ｕ／Ｉ（User Interface）部１３、制御装置１４、及び撮影装置１６を備える。

撮影装置１６は、放射線源１８及び放射線検出器２０を備える。放射線源１８は、線源制御部２２の制御に基づいて、被写体１９に放射線Ｘを照射する機能を有する。放射線検出器２０は、放射線源１８から照射され、被写体１９を透過した放射線Ｘを検出して被写体１９の放射線画像を出力する機能を有する。本実施の形態の放射検出器２０は、可搬型の電子カセッテであり、いわゆるＦＰＤ（Flat Panel Detector）である。

制御装置１４は、線源制御部２２及び検出器制御部２４を備える。線源制御部２２は、画像処理装置１２により設定された撮影条件に従って放射線源１８の駆動を制御する機能を有する。検出器制御部２４は、放射線検出器２０を制御し、放射線検出器２０から出力された放射線画像を取得して、画像処理装置１２に出力する機能を有する。

画像処理装置１２は、受付部２６、導出部２８、記憶部３０、実行部３２、及び取得部３３を備える。また、Ｕ／Ｉ部１３は、入力部３４及び表示部３６を備える。なお、画像処理装置１２、Ｕ／Ｉ部１３、及び制御装置１４を含んだ装置の具体的一例としては、放射線画像撮影に関するコンソールが挙げられる（後述、図１０参照）。

入力部３４は、ユーザが、放射線画像の撮影に関する指示を、画像処理装置１２に対して行うためのものである。入力部３４の具体例としては、キーボード、マウス、及びタッチパネル等が挙げられる。

受付部２６は、Ｕ／Ｉ部１３の入力部３４から放射線画像の撮影に対するユーザの指示を受け付ける機能を有する。なお、本実施の形態では、放射線技師や医師等、放射線画像撮影装置１０を操作する者や放射線画像の撮影を行う者を「ユーザ」という。

そのため、Ｕ／Ｉ部１３は、入力部３４に対してユーザが行った指示（操作）を検出する機能を有する。

本実施の形態の受付部２６は、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信回線やネットワーク回線等を介して、ＲＩＳ（Radiology Information System）等の外部のシステムから放射線画像の撮影に関するオーダ等の情報を取得する機能を有する。そのため、Ｕ／Ｉ部１３は、ネットワークＩ／Ｆ（Interface）機能を有する。

記憶部３０は被写体１９の被写体情報と、撮影条件と、仮想グリッド特性と、の対応関係をあらわすテーブルを記憶する機能を有する。また、本実施の形態の記憶部３０は、仮想グリッド特性と、実行部３２で仮想グリッド処理を行うための情報と、を対応付けたテーブルを記憶する機能を有する。なお、仮想グリッド処理を行うための情報としては、仮想グリッドについて散乱線透過率Ｔｓ、及び被写体１９を透過して直接、放射線検出器２０に照射される一次線の透過率である一次線透過率Ｔｐを含む。散乱線透過率Ｔｓ、及び一次線透過率Ｔｐは０以上、１以下の間の値をとる。なお仮想グリッド特性は、本実施の形態に限定されず、例えば、グリッド密度（格子密度）、収束型か平行型か、収束型の場合の集束距離、及び中間物質の材料等を含んでいてもよい。

記憶部３０は、不揮発性の記憶部であればよく、具体例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等が挙げられる。図２には、被写体情報と、撮影条件と、仮想グリッド特性との対応関係を表すテーブルの具体的一例を示す。

図２に示すように、本実施の形態では、開示の技術の被写体の体格に関する情報の一例である被写体情報とは、被写体１９の主に、体格に関する情報であり、具体例として、年齢、体型、及び撮影部位を含む。体型（例えば、普通や太め等）により、放射線Ｘの散乱線の量が異なる。体型が太め、すなわち被写体１９の厚み（照射方向の厚み）が大きい方が、散乱線が多くなる。また、撮影部位（例えば、胸部や腹部等）により、散乱線の分布が異なる。なお、被写体１９の体格（体型）は、被写体１９の身長及び体重から推定するようにしてもよい。また、被写体情報として、その他、被写体１９の放射線画像上での位置や、被写体１９の組成の分布等に関する情報を含んでいてもよい。

また、本実施の形態では、撮影条件として、放射線源１８の管電圧、及び被写体１９に向けて照射される放射線Ｘの線量（管電流×照射時間）を用いている。なお、撮影条件はこれに限らず、放射線源１８から放射線検出器２０までの距離や、被写体１９から放射線検出器２０までの距離等を含んでいてもよい。

また、仮想グリッド特性とは、撮影された放射線画像に対して、画像処理により散乱線の影響を除去する仮想グリッド処理を行うために使用が想定される、仮想的なグリッドの特性である。

仮想グリッド特性として、本実施の形態の放射線画像撮影装置１０では、グリッド比を用いている。一般に、グリッドは、放射線Ｘの吸収率が高い鉛の薄膜と、鉛薄膜間の中間物質（インタースペース）で放射線Ｘの吸収率が低い物質とが、例えば４．０本／ｍｍ程度の細かな格子密度で交互に配置されている。中間物質の材料としては、例えば、アルミニウム、紙、及び炭素繊維等が用いられている。グリッド比は、鉛と鉛間の距離(中間物質の厚さ)を「１」とした場合の、鉛の高さの比率で定義される。グリッド比が高いと、散乱線の減少に効果的であり、散乱線の除去量が多くなるため、一般的に、使用する放射線源１８の管電圧が高い（放射線Ｘのエネルギーが高くなる）ほど、散乱線が増加するため、高いグリッド比が用いられる。

取得部３３は、撮影条件を取得する機能を有する。本実施の形態の画像処理装置１２では、放射線画像の撮影の際に、実際に被写体１９に照射された撮影条件の実績値を取得部３３が取得する。実際の撮影においては、線源制御部２２にセットされた撮影条件と、撮影条件の実績値とが異なる場合がある。例えば、放射線源１８の管球の劣化により、線源制御部２２にセット（設定）したよりも多い、または少ない線量が被写体１９に照射される場合や、被写体１９の体厚が大きい場合等は、撮影するユーザが当初セットされた撮影条件から調整することにより、実績値がセットされた撮影条件と異なる場合がある。取得部３３による撮影条件の実績値の取得方法は、特に限定されない。例えば、線源制御部２２が放射線源１８等をモニタし、放射線Ｘを照射した場合の、放射線源１８の管電圧や管電流を取得し、取得部３３は、線源制御部２２を介して撮影条件の実績値を取得するようにしてもよい。

導出部２８は、取得部３３が取得した撮影条件に対応する仮想グリッド特性（グリッド比）を、記憶部３０に記憶されている対応関係を表すテーブルに基づいて導出する機能を有する。また、導出部２８は、撮影条件を制御装置１４（線源制御部２２）に対してセットする機能を有する。さらに、導出部２８は、導出した仮想グリッド特性（グリッド比）に関する情報を表示部３６に表示させる機能を有する。

実行部３２は、撮影装置１６により撮影された放射線画像、より詳しくは、放射線検出器２０が出力した放射線画像を検出器制御部２４を介して取得し、取得した放射線画像に対して、仮想グリッド処理を行う機能を有する。実行部３２により仮想グリッド処理が行われた放射線画像は、Ｕ／Ｉ部１３の表示部３６に表示される。表示部３６は、放射線画像の撮影に関する情報や、撮影された放射線画像等が表示される機能を有する。表示部３６の具体例としては、液晶等のディスプレイが挙げられる。

実行部３２で実行される散乱線を除去するための仮想グリッド処理の具体的一例について説明する。

実行部３２は、検出器制御部２４を介して放射線検出器２０から取得した放射線画像を解析することにより、散乱成分情報すなわち散乱線含有率分布を得る。本実施の形態の実行部３２では、放射線画像の解析は、放射線画像の撮影における照射野情報、被写体情報、及び撮影条件に基づいて行う。なお、照射野情報とは、照射野絞りを用いて撮影を行った場合における、放射線画像に含まれる照射野の位置、及び大きさに関する照射野分布を表す情報である。

照射野情報、被写体情報、及び撮影条件は、上述したように放射線画像に含まれる散乱線の分布を決める要因となっている。例えば、散乱線の大小は照射野の大きさにより左右され、被写体１９の体厚が大きいほど散乱線は多くなり、被写体１９と放射線検出器２０との間に空気が存在すると散乱線が減少する。したがって、これらの情報を用いることにより、より正確に散乱線含有率分布を得ることができる。

実行部３２は、放射線画像内の被写体１９の体厚分布Ｔ（ｘ，ｙ）から、下記の（１）及び（２）式に基づいて一次線像及び散乱線像を算出する。さらに、実行部３２は、算出した一次線像及び散乱線像から（３）式に基づいて、散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）を算出する。なお、散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）は０以上、１以下の間の値をとる。

Ip(x,y) = Io(x,y)×exp(-μ×T(x,y)) ・・・（１）
Is(x,y) = Io(x,y)＊Sσ(T(x,y)) ・・・（２）
S(x,y) = Is(x,y)/(Is(x,y)+Ip(x,y)) ・・・（３）

上記（１）〜（３）式において、（ｘ，ｙ）は放射線画像の画素位置の座標、Ｉｐ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における一次線像、Ｉｓ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における散乱線像である。また、Ｉｏ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における被写体１９の表面への入射線量、μは被写体の線減弱係数、及びＳσ（Ｔ（ｘ，ｙ））は画素位置（ｘ，ｙ）における被写体１９の体厚に応じた散乱の特性を表す畳みこみカーネルである。上記（１）式は公知の指数減弱則に基づく式であり、（２）式は、「J M Boon et al, An analytical model of the scattered radiation distribution in diagnostic radiolog, Med. Phys. 15(5), Sep/Oct 1988」（参考文献１）に記載された手法に基づく式である。なお、被写体１９の表面への入射線量Ｉｏ（ｘ，ｙ）は、どのような値を定義してもＳ（ｘ，ｙ）を算出する場合に除算によってキャンセルされるため、例えば、「１」とする等、任意の値とすればよい。

また、被写体１９の体厚分布Ｔ（ｘ，ｙ）は、放射線画像における輝度分布が被写体１９の体厚の分布と略一致するものと仮定し、放射線画像の画素値を線減弱係数値により厚さに変換することにより算出すればよい。なお、これに代えて、センサ等を用いて被写体１９の体厚を計測してもよいし、立方体あるいは楕円柱等のモデルで近似してもよい。

ここで、上記（２）式における「＊」は、畳みこみ演算を表す演算子である。カーネルの性質は、被写体１９の体厚の他に、照射野の分布、被写体１９の組成の分布、撮影条件、及び放射線検出器２０の特性等によっても変化する。上記の参考文献１に記載された手法によれば散乱線は一次線に対する点拡散関数（point spread function、上記（２）式におけるSσ（Ｔ（ｘ，ｙ）））の畳みこみにより近似することができる。なお、Sσ（Ｔ（ｘ，ｙ））は、照射野情報、被写体情報、及び撮影条件等に応じて実験的に求めることができる。

なお、撮影における照射野情報、被写体情報、及び撮影条件に基づいてSσ（Ｔ（ｘ，ｙ））を算出してもよいが、各種照射野情報、各種被写体情報、及び各種撮影条件とSσ（Ｔ（ｘ，ｙ））とを対応づけた対応関係を表すテーブルを記憶部３０に記憶しておき、撮影における照射野情報、被写体情報、及び撮影条件に基づいて、記憶部３０に記憶されている対応関係を表すテーブルを参照してSσ（Ｔ（ｘ，ｙ））を求めるようにしてもよい。なお、Sσ（Ｔ（ｘ，ｙ））をＴ（ｘ，ｙ）にて近似するようにしてもよい。

実行部３２は、仮想グリッド特性、及び散乱成分情報に基づいて、放射線画像における散乱線とみなせる周波数帯域の周波数成分を低減させることにより、散乱線除去処理を行う。このため、実行部３２は、放射線画像を周波数分解して複数の周波数帯域毎の周波数成分を取得し、少なくとも１つの周波数成分のゲインを低減する処理を行い、処理済みの周波数成分及びこれ以外の周波数成分を合成して、散乱線除去処理済みの放射線画像を取得する。なお、周波数分解の手法としては、放射線画像を多重解像度変換する手法の他、ウェーブレット変換、及びフーリエ変換等、公知の任意の手法を用いることができる。

実行部３２は、散乱線透過率Ｔｓ及び一次線透過率Ｔｐ、並びに散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）から、周波数成分を変換する変換係数Ｒ（ｘ，ｙ）を下記の（４）式により算出する。

R(x,y) = S(x,y)×Ts + (1-S(x,y))×Tp ・・・（４）

散乱線透過率Ｔｓ、一次線透過率Ｔｐ、及び散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）は０以上、１以下の間の値となるため、変換係数Ｒ（ｘ，ｙ）も０以上、１以下の間の値となる。実行部３２は、変換係数Ｒ（ｘ，ｙ）を複数の周波数帯域のそれぞれについて算出する。

なお、以下では、放射線画像の画素値をＩ（ｘ，ｙ）、周波数分解により得られる周波数成分画像をＩ（ｘ，ｙ，ｒ）、周波数合成をＩ（ｘ，ｙ）＝ΣｒＩ（ｘ，ｙ，ｒ）、周波数帯域毎の変換係数をＲ（ｘ，ｙ，ｒ）、周波数帯域毎の散乱線透過率、及び一次線透過率をＴｓ（ｒ）、Ｔｐ（ｒ）で表す。なお、ｒは周波数帯域の階層を表し、ｒが大きいほど低周波であることを表す。したがって、Ｉ（ｘ，ｙ，ｒ）は、ある周波数帯域の周波数成分画像となる。散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）は放射線画像に対するものをそのまま用いればよいが、散乱線透過率Ｔｓ、及び一次線透過率Ｔｐと同様に周波数帯域のそれぞれについて取得するようにしてもよい。

本実施の形態においては、周波数成分毎に変換係数Ｒ（ｘ，ｙ，ｒ）を算出し、周波数成分画像Ｉ（ｘ，ｙ，ｒ）に対して対応する周波数帯域の変換係数Ｒ（ｘ，ｙ，ｒ）を乗算して、周波数成分画像Ｉ（ｘ，ｙ，ｒ）の画素値を変換し、変換係数Ｒ（ｘ，ｙ，ｒ）が乗算された周波数成分画像Ｉ（ｘ，ｙ，ｒ）（すなわち、Ｉ（ｘ，ｙ，ｒ）×Ｒ（ｘ，ｙ，ｒ））を周波数合成して処理済みの放射線画像Ｉ′（ｘ，ｙ）を取得する。したがって、実行部３２において行われる処理は、下記の（５）式により表される。なお、変換係数Ｒ（ｘ，ｙ，ｒ）は０以上、１以下の間の値となるため、周波数成分（ｘ，ｙ，ｒ）に対して対応する周波数帯域の変換係数Ｒ（ｘ，ｙ，ｒ）を乗算することにより、その周波数成分の画素位置（ｘ，ｙ）における画素値、すなわちゲインが低減されることとなる。

I’(x,y)=Σr{I(x,y,r)×R(x,y,r)}
=Σr{I(x,y,r)×(S(x,y)×Ts(r)+(1-S(x,y))×Tp(r))} ・・・（５）

実行部３２では、上述のように算出した変換係数を用いて上記（５）式に示す処理を行うことにより取得された処理済みの放射線画像においては、使用が想定されるグリッドの特性（種類）に応じて散乱線成分が除去されたものとなる。

なお、本実施の形態の画像処理装置１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及びＨＤＤを備えたコンピュータ等により実現される。例えば、ＣＰＵが詳細を後述する撮影制御処理のプログラムを実行することにより、受付部２６、導出部２８、実行部２１、及び取得部３３としての機能が実現する。なお、撮影制御処理のプログラムは、予めＲＯＭ等の不揮発性の記憶部に記憶させておいてもよいし、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の可搬型の記憶部やネットワーク等の回線を通じて、画像処理装置１２にインストールするようにしてもよい。

次に、本実施の形態の放射線画像撮影装置１０の画像処理装置１２において実行される、撮影制御処理について説明する。撮影制御処理は、開示の技術の、放射線画像撮影方法の一例に対応している。

図３に、本実施の形態の撮影制御処理の一例のフローチャートを示す。図３に示した撮影制御処理は、例えば、受付部２６が放射線画像の撮影指示を受け付けた場合に実行される。

ステップＳ１００では、受付部２６は、外部のシステムや入力部３４から受け付けた、放射線画像の撮影に関するオーダ情報を表示部３６に表示させる。ここで、表示されるオーダ情報の具体例としては、被写体１９を識別するための、被写体１９の名前やＩＤ（identification）、撮影部位、撮影方向（正面等）、及び撮影枚数等が挙げられるが、特に限定されるものではなく、これから行われる放射線画像の撮影を特定するための情報であればよい。

オーダ表示に応じて、ユーザは、被写体１９を挟んで、放射線検出器２０及び放射線源１８を撮影位置にセットする。さらにユーザは、表示されたオーダ情報に基づいて、オーダ情報の指示を行う。なお、本実施の形態に限らず、上記ステップＳ１００におけるオーダ情報の表示を省略し、ここで、ユーザがオーダ情報の全てを入力部３４から指示するようにしてもよい。

次のステップＳ１０２では、表示されたオーダ情報に基づいてユーザが入力部３４により行ったオーダ情報を受付部２６が受け付ける。なお、受け付けた情報から順次、表示部３６に表示し、ユーザに確認を促すようにするとよい。

次のステップＳ１０４では、導出部２８が、受け付けたオーダ情報に対応する撮影条件を、例えば、図２に示した、記憶部３０に記憶させてあるテーブルに基づいて、取得する。例えば、被写体情報をオーダ情報として受け付けた場合は、受け付けた被写体情報に対応する撮影条件を取得する。例えば、図２に示した具体例１では、年齢が成人で、体型が普通で、撮影部位が胸部である被写体情報に対しては、撮影条件として、管電圧＝αｋＶｐ、管電流＝βｍＡ、及び照射時間＝γｍｓｅｃを取得する。なお、撮影条件を取得する場合、被写体情報、特に被写体１９の体格（体型等）を加味するようにしてもよい。上述したように、被写体１９の体厚が大きい場合、体厚が薄い場合に比べて、放射線源１８の管電圧を高くすることが好ましい。そのため、被写体情報、特に、被写体１９の体厚に対して、撮影条件（主に管電圧）を異ならせた、撮影条件を対応付けたテーブルを用いることが好ましい。例えば、図２に示した具体例２では、具体例１と異なり、体型が「太め」となっているため、撮影条件の管電圧は、α＋θ（θ＞０）ｋＶｐとなっており、具体例１よりも高くなっている。

なお、本実施の形態では、被写体情報等のオーダ情報から、導出部２８が撮影条件を取得しているがこれに限らず、ユーザが入力部３４から撮影条件を指示するようにしてもよい。

次のステップＳ１０６では、導出部２８は、取得した撮影条件を制御装置１４の線源制御部２２にセットする。線源制御部２２は、導出部２８によりセットされた撮影条件に応じて、放射線源１８を制御して放射線画像の撮影を行う。

撮影条件がセットされると、線源制御部２２は、放射線源１８を制御して、被写体１９に対して放射線Ｘを照射する。また、検出器制御部２４が、放射線検出器２０を制御することにより、被写体１９を透過した放射線Ｘを放射線検出器２０が検出し、被写体１９像を表す放射線画像を検出器制御部２４に出力する。

次のステップＳ１０８では、取得部３３が撮影条件の実績値を取得したか否かを判定する。未だ取得していない場合は、待機状態となる。一方、撮影条件の実績値を取得した場合は、ステップＳ１１０へ進む。

次のステップＳ１１０では、導出部２８が、取得部３３が取得した撮影条件の実績値に対応する仮想グリッド特性（グリッド比）を記憶部３０に記憶させてあるテーブルに基づいて導出する。導出部２８が、撮影条件の実績値として、管電圧＝α＋θｋＶｐ、管電流＝βｍＡ、及び照射時間＝γｍｓｅｃを取得した場合は、図２の具体例２に示すように、仮想グリッド特性（グリッド特性）＝４：１を導出する。なお、導出部２８は、被写体１９の体格を加味して仮想グリッド特性を導出するようにしてもよい。例えば、体型が普通で管電圧が７０ｋＶｐの場合、グリッド比は、４：１が好ましく、体型が太めで管電圧が７０ｋＶｐの場合は、放射線検出器２０に到達する放射線の線量が体型が普通の場合に比べて低減するため、グリッド比は、３：１が好ましいとする。このような場合、管電圧を７０ｋＶｐという情報を用い、体格（体型）に関する情報を用いずにグリッド比を導出した場合よりも、被写体１９の体型を加味することにより、より適切なグリッド比を導出することができる。

次のステップＳ１１２では、実行部３２が、検出器制御部２４を介して、放射線検出器２０から放射線画像を受信したか否かを判定する。未だ、放射線画像の撮影中の場合等、放射線画像を未だ受信していない場合は、待機状態になる。一方、放射線画像を受信した場合は、ステップＳ１１４へ進む。

ステップＳ１１４では、実行部３２が、上記ステップＳ１１０で導出部２８が導出した仮想グリッド特性に応じた仮想グリッド処理を、受信した放射線画像に対して行い、放射線画像から散乱線の影響を除去する。具体的には、実行部３２は、導出した仮想グリッド特性（グリッド比）に対応する散乱線透過率Ｔｓ、及び一次線透過率Ｔｐを記憶部３０に記憶されている対応関係を表すテーブルから取得する。また、実行部３２は、取得部３３から撮影条件の実績値を取得する。そして、散乱線透過率Ｔｓ、一次線透過率Ｔｐ、及び撮影条件に基づいて、上述した（１）〜（５）式を用いて、仮想グリッド処理を行う。

次のステップＳ１１６では、仮想グリッド処理により、実行部３２で散乱線の影響が除去された放射線画像を表示部３６に表示させた後、本処理を終了する。

なお、上記ステップＳ１０４の後、若しくは、ステップＳ１０６の後の、放射線画像の撮影を行う前に、ユーザにより撮影条件の微調整を行ってもよい。例えば、被写体１９の体格が普通であるが、撮影部位の体厚が普通の体型として想定しているものよりも若干、大きい場合等、ユーザの判断により、管電圧等の撮影条件を調整するようにしてもよい。調整を行う場合は、入力部３４によりユーザが行った調整指示を受付部２６を介して導出部２８が取得し、取得した調整指示に基づいて、線源制御部２２に対してセットされている撮影条件を調整するように指示すればよい。このようにして撮影条件の調整を行った場合は、ステップＳ１１４の実行部３２による仮想グリッド処理では、調整された撮影条件に応じて仮想グリッド処理を行う。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０と同様の部分については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

放射線画像撮影装置１０の構成は、第１の実施の形態（図１参照）と同様であるため、説明を省略する。本実施の形態の導出部２８は、放射線検出器２０が撮影した放射線画像に基づいて、被写体１９の体厚（体厚分布）を推定し、体厚の推定値、及び取得部３３が取得した撮影条件の実績値に基づいて仮想グリッド特性を導出する点で第１の実施の形態の導出部２８と異なっている。

本実施の形態の導出部２８における、被写体１９の体厚の推定について説明する。導出部２８は、仮想モデルＭを放射線撮影した場合に得られると推定される画像である、推定一次線画像Ｉｐと推定散乱線画像Ｉｓを合成した推定画像Ｉｍを生成して、推定画像Ｉｍと被写体１９の放射線画像Ｉｋとの違いが小さくなるように、仮想モデルＭの体厚分布を修正することにより、推定画像Ｉｍと被写体１９の放射線画像Ｉｋとの違いに基づいて、推定画像Ｉｍが被写体１９の放射線画像Ｉｋに近似するように正確に体厚分布Ｔ_ｎを修正する。修正した仮想モデルＭの体厚分布Ｔ_ｎを被写体Ｋの体厚分布Ｔｋとすることにより、被写体１９の放射線画像Ｉｋの体厚分布Ｔｋを決定する。

より詳しくは、導出部２８は、以下のように被写体１９の体厚の推定を行う。

記憶部３０には、複数の撮影条件ごとに濃度値（画素値）と体厚との対応関係を表すテーブルが予め作成されて記憶されている。また、記憶部３０には、初期体厚分布Ｔ_０（ｘ，ｙ）を有する被写体１９の仮想モデルＭが記憶される。また、記憶部３０には、各処理で必要とされる各種パラメータ、生成された画像（推定一次線画像、及び推定散乱線画像等）が適宜記憶されるものとする。なお、導出部２８が推定する体厚とは、照射された放射線Ｘの経路上における空気領域を除いた被写体領域の厚さの総計を意味する。

まず、導出部２８、記憶部３０、検出器制御部２４を介して放射線検出器２０から被写体１９の放射線画像Ｉｋを取得する。

次に、導出部２８は、記憶部３０から、初期体厚分布Ｔ_０（ｘ，ｙ）を有する仮想モデルＭを取得する。仮想モデルＭは、初期体厚分布Ｔ_０（ｘ，ｙ）に従った体厚がｘｙ平面上の各位置に対応付けられた被写体１９を仮想的に表すデータである。また、仮想モデルＭに含まれる構造物（ここでは肺野、骨、及び臓器等の解剖学的構造物）と構造物の配置と、構造物の放射線Ｘに対する特性等を示す特性情報は、比較用被写体の胸腹部の肺野、骨等どの解剖学的構造物の配置及び組成に基づいて設定されている。

また、仮想モデルＭの初期体厚分布Ｔ_０（ｘ，ｙ）は任意の分布とされてもよいが、本実施の形態では、初期体厚分布Ｔ_０が生成されて取得される。導出部２８は、撮影条件を取得し、記憶部３０から被写体１９の撮影条件に応じた画素値と体厚との対応関係を表すテーブルを取得する。記憶部３０から比較用被写体（人体）に放射線Ｘを照射して得られた画像データを取得し、上記対応関係を表すテーブルに基づいて、比較用被写体の画像データの各画素の画素値に対応する体厚を特定することにより比較用被写体の画像データの体厚分布を取得する。そして、導出部２８は、画像データの体厚分布を仮想モデルＭの初期体厚分布Ｔ_０（所定の体厚分布）として、下記の（６）式のように取得する。なお、初期体厚分布Ｔ_０は、本実施の形態のように仮想モデルＭの取得処理において生成されてもよいし、仮想モデルＭの取得処理に先立って予め設定されていてもよい。

・・・（６）

次いで導出部２８は、被写体１９の放射線画像と同等の撮影条件で仮想モデルＭを撮影した場合に得られる推定一次線画像Ｉｐと、被写体１９の放射線画像と同等の撮影条件で仮想モデルＭを撮影した場合に得られる推定散乱線画像Ｉｓとを合成した推定画像Ｉｍを生成する。

導出部２８は、仮想モデルＭを、被写体１９の放射線画像Ｉｋと同等の撮影条件で仮想モデルＭを撮影した場合に得られる推定一次線画像Ｉｐを、下記（７）式に従って生成し、生成した推定一次線画像Ｉｐを用いて、（８）式に従って推定散乱線画像Ｉｓを生成する。そして、導出部２８は、（９）式に示すように推定一次線画像Ｉｐと推定散乱線画像Ｉｓを合成することにより、推定画像Ｉｍを生成する。なお、推定一次線画像Ｉｐと推定散乱線画像Ｉｓを１回目に作成する場合には、（７）及び（８）式において初期体厚分布Ｔ_０（ｘ，ｙ）が用いられる（（７）及び（８）式においてｎ＝１である）。

・・・（７）

・・・（８）

・・・（９）

上記（７）〜（８）式において、（ｘ，ｙ）は被写体１９の放射線画像Ｉｋの画素位置の座標、Ｉｐ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における推定一次線画像、Ｉｓ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における推定散乱線画像、Ｉｏ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における線量、Ｉｍ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における推定画像、μは被写体の線減弱係数、Ｋ_ｓ(ｘ，ｙ，Ｔｎ（ｘ’，ｙ’），θ_{ｘ’，ｙ’})は画素位置（ｘ，ｙ）における被写体厚に応じた点拡散関数(Point Spread Function)を表す畳みこみカーネルである。なお、線量Ｉｏ（ｘ，ｙ）は、被写体１９が存在しないと仮定した場合に放射線Ｘが放射線検出器２０で検出される線量であり、撮影条件に応じて変化する。また、θ_{ｘ’，ｙ’}は、撮影条件や仮想モデルＭの特性情報によって特定されるパラメータを表している。

なお、推定画像Ｉｍは、仮想モデルＭに放射線Ｘを照射して撮影した場合に得られると推定される画像であればよく、推定一次線画像Ｉｐと推定散乱線画像Ｉｓを合成した画像と実質的に見なせるものであればよい。例えば、上記（７）〜（９）式に替えて下記の（１０）式を用いて、一次線成分と散乱線成分を合わせたカーネルを畳み込み積分して推定画像Ｉｍを生成してもよい。ここで、Ｋ_ｐ＋ｓ（ｘ，ｙ，Ｔ_ｎ−１（ｘ’，ｙ’），θ_{ｘ’，ｙ’})は、一次線成分と散乱線成分を合わせた点拡散関数を表すカーネルである。また、撮影により得られた放射線画像から推定一次線画像、及び推定散乱線画像を合成した推定画像を生成可能であれば、任意のモデル関数を用いてよい。

・・・（１０）

続いて、導出部２８は、被写体１９の放射線画像Ｉｋと推定画像Ｉｍとの違い（エラー値Ｖ_{ｅｒｒｏｒ}）が、許容可能な程度に十分小さくなった場合は、体厚分布Ｔ_ｎを被写体１９の放射線画像Ｉｋの体厚分布Ｔｋとして決定する。

なお、エラー値Ｖ_{ｅｒｒｏｒ}が許容可能な程度に十分小さいといえない場合は、導出部２８は、体厚分布Ｔ_ｎ−１（ｎ＝１の場合には、初期体厚分布Ｔ_０）を修正する。修正方法は、被写体１９の放射線画像Ｉｋと推定画像Ｉｍの違いが小さくなるように体厚分布Ｔ_ｎ−１の各位置の修正値を取得できる任意の方法であれば適用可能であり、特に限定されない。例えば、仮想モデルＭの一画素以上の部分領域ごとに、仮想モデルＭの体厚分布Ｔ_ｎ−１を変動させて、推定画像Ｉｍと被写体１９の放射線画像Ｉｋとの違いを小さくする部分領域の体厚を算出する処理を実施する。そして、算出された各部分領域の体厚によって仮想モデルＭの体厚分布を修正すればよい。

このようにして、本実施の形態の導出部２８は、検出器制御部２４を介して放射線検出器２０から取得した放射線画像に基づいて、被写体１９の体厚を取得することができる。なお、被写体１９の体厚の取得方法は、上記方法に限らない。例えば、第１の実施の形態の実行部３２で説明したように、被写体１９の体厚分布Ｔ（ｘ，ｙ）は、放射線画像における輝度分布が被写体１９の体厚の分布と略一致するものと仮定し、放射線画像の画素値を線減弱係数値により厚さに変換することにより算出すればよい。また、これに代えて、センサ等を用いて被写体１９の体厚を計測してもよいし、立方体あるいは楕円柱等のモデルで近似してもよい。

次に、本実施の形態の撮影制御処理について説明する。図４には、本実施の形態の撮影制御処理の一例のフローチャートを示す。本実施の形態の撮影制御処理は、第１の実施の形態の撮影制御処理（図３参照）におけるステップＳ１１０の替わりにステップＳ１１１が設けられている。また、ステップＳ１０８とステップＳ１１１との間に、ステップＳ１０９が設けられている。その他の撮影制御処理における各ステップは、第１の実施の形態と同様である。

まず、ステップＳ１００〜Ｓ１０８の各処理では、受付部２６は、放射線画像の撮影に関するオーダ情報を表示部３６に表示させる。オーダ表示に応じて、ユーザは、被写体１９を挟んで、放射線検出器２０及び放射線源１８を撮影位置にセットする。さらにユーザは、表示されたオーダ情報に基づいて、オーダ情報の指示を行う。次に、受付部２６がユーザにより指示されたオーダ情報を受け付ける。次に、導出部２８が、受け付けたオーダ情報に対応する撮影条件を、記憶部３０に記憶させてあるテーブルに基づいて、取得する。次に、導出部２８は、取得した撮影条件を制御装置１４の線源制御部２２にセットする。線源制御部２２は、導出部２８によりセットされた撮影条件に応じて、放射線源１８を制御して放射線画像の撮影を行う。検出器制御部２４が、放射線検出器２０を制御することにより、被写体１９を透過した放射線Ｘを放射線検出器２０が検出し、被写体１９像を表す放射線画像を検出器制御部２４に出力する。実行部３２は、放射線画像を受信したか否かを判定し、実行部３２が放射線画像を受信した場合は、ステップＳ１０８の次にステップＳ１０９へ進む。

ステップＳ１０９で、導出部２８は、上述したように、被写体１９の放射線画像から被写体１９の体厚を推定する。

次のステップＳ１１１では、導出部２８が、取得部３３が取得した撮影条件の実績値、及び上記ステップＳ１０９で推定した被写体１９の体厚の推定値に対応する仮想グリッド特性（グリッド比）を記憶部３０に記憶させてあるテーブルに基づいて導出する。

次のステップＳ１１２〜Ｓ１１６の各処理は、第１の実施の形態の撮影制御処理のステップＳ１１２〜Ｓ１１６の各処理と同様である。すなわち、実行部３２が、検出器制御部２４を介して、放射線検出器２０から放射線画像を受信した場合は、実行部３２が、上記ステップＳ１１１で導出部２８が導出した仮想グリッド特性に応じた仮想グリッド処理を、受信した放射線画像に対して行い、放射線画像から散乱線の影響を除去する。具体的には、実行部３２は、導出した仮想グリッド特性（グリッド比）に対応する散乱線透過率Ｔｓ、及び一次線透過率Ｔｐを記憶部３０に記憶されている対応関係を表すテーブルから取得する。また、実行部３２は、取得部３３から撮影条件の実績値を取得する。そして、散乱線透過率Ｔｓ、一次線透過率Ｔｐ、及び撮影条件に基づいて、上述した（１）〜（５）式を用いて、仮想グリッド処理を行う。なお、本実施の形態の実行部３２では、仮想グリッド処理を行う場合、被写体１９の体厚として、上記ステップＳ１０９の処理により、導出部２８が推定した推定値を用いる。実行部３２は、仮想グリッド処理により、散乱線の影響が除去された放射線画像を表示部３６に表示させた後、本処理を終了する。

このように本実施の形態の放射線画像撮影装置１０では、導出部２８が被写体１９の体厚を推定し、推定した体厚に基づいて仮想グリッド特性（グリッド比）を導出しているため、より適切な仮想グリッド特性（グリッド比）を導出することができる。また、導出部２８が推定した被写体１９の体厚を用いて実行部３２で仮想グリッド処理を行うことができるため、実行部３２の処理負荷を低減することができる。

［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。なお、上記各実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０と同様の部分については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

放射線画像撮影装置１０の構成は、上記各実施の形態（図１参照）と同様であるため、説明を省略する。一方、本実施の形態の放射線画像撮影装置１０は、撮影制御処理において、第２の実施の形態の撮影制御処理（図４参照）と異なる処理を含むため、異なる処理について説明する。

図５には、本実施の形態の撮影制御処理の一例のフローチャートを示す。本実施の形態の撮影制御処理は、第２の実施の形態の撮影制御処理においてステップＳ１１２とステップＳ１１４との間に、ステップＳ１１３の処理が設けられている点で、第２の実施の形態と異なっている。そのため、図５に示すように、本実施の形態の撮影制御処理のステップＳ１００〜Ｓ１１２、Ｓ１１４、及びＳ１１６の各処理は、第２の実施の形態のステップＳ１００〜Ｓ１１２、Ｓ１１４、及びＳ１１６の各処理と同様である。従って、ここでは、本実施の形態の放射線画像撮影装置１０における撮影制御処理のステップＳ１１３の処理について説明する。

ステップＳ１１２で実行部３２が検出器制御部２４を介して放射線検出器２０から放射線画像を取得した後のステップＳ１１３は、前回、実行部３２が行った仮想グリッド処理において用いた仮想グリッド特性を表示部３６に表示させる。例えば、同一の被写体１９においては、撮影された放射線画像の画質（見た目）を揃えるため、前回と同様の仮想グリッド処理を行うことをユーザが所望する場合がある。そのため、本実施の形態の放射線画像撮影装置１０では、前回、同一の被写体１９の放射線画像に対して行った仮想グリッド処理における仮想グリッド特性を取得し、表示部３６に表示させる。なお、前回に比して仮想グリッド特性が変化したことが解るように、例えば、前回の仮想グリッド特性と今回導出した仮想グリッド特性とを並べて表示する等とすることが好ましい。

なお、前回の仮想グリッド特性は、予めオーダ情報に含まれている場合は、オーダ情報から取得してもよいし、被写体１９を識別する情報（ＩＤ等）に対応付けて放射線画像撮影装置１０内（例えば、記憶部３０）に記憶しておくようにしてもよい。なお、今回が被写体１９の初回の撮影にあたる場合は、本ステップは省略すればよい。

また、表示部３６に表示させる仮想グリッド特性は、同一の被写体１９に対するものでなくてもよい。例えば、異なる被写体１９同士の比較を行いたい場合等は、先に放射線画像の撮影を行い、実行部３２により散乱線の影響を除去した放射線画像の生成における、仮想グリッド特性を表示するようにしてもよい。

ステップＳ１１３の処理により、表示部３６に表示された仮想グリッド特性を確認したユーザは、前回の仮想グリッド特性を用いたい場合は、入力部３４により、仮想グリッド特性を変更する旨を指示する。

次のステップＳ１１４では、導出部２８は、仮想グリッド特性に応じた、仮想グリッド処理を行った後、ステップＳ１１６で、仮想グリッド処理後の放射線画像を表示部３６に表示した後、本処理を終了する。なお、ステップＳ１１４において、導出部２８は、ステップＳ１１３の処理により仮想グリッド特性の変更が指示された場合は、指示された仮想グリッド特性（前回の仮想グリッド特性）に応じた仮想グリッド処理を行う。

このように、本実施の形態の放射線画像撮影装置１０では、前回、行った放射線画像の撮影における仮想グリッド処理に用いた仮想グリッド特性を表示部３６に表示させるため、ユーザは、仮想グリッド特性の確認を行い易くなる。そのため、例えば、放射線画像同士の画質（見た目）を揃えることが容易になる。

［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態について説明する。本実施の形態では、本発明を、エネルギーサブトラクション撮影を行う放射線画像撮影装置に適用した場合について説明する。なお、上記各実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０と同様の部分については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

エネルギーサブトラクション撮影とは、同一の被写体に対してエネルギーの異なる放射線を複数回照射して、複数（２枚）の放射線画像を取得し、２枚の放射線画像に対して差分計算処理を行うことで、放射線画像中の軟部組織に相当する画像部及び骨部等の硬部組織に相当する画像部の一方を強調して、他方を除去した差分画像（以下、「エネサブ画像」という）を取得するための撮影である。例えば、胸部の軟部組織に相当するエネサブ画像を用いると、肋骨で隠れていた病変を見ることが可能になり、診断性能を向上させることができる。以下では、２枚の放射線画像の各画素同士を対応させて、差分計算処理を行い、エネサブ画像を生成することをエネルギーサブトラクション処理という。

本実施の形態の放射線画像撮影装置１０では、エネルギーの異なる放射線を複数回照射するために、２枚の放射線画像を撮影するにあたり、それぞれ放射線源１８の管電圧を異ならせて放射線Ｘを照射している。以下では、放射線源１８の管電圧を高く（高エネルギー）して放射線Ｘを照射して撮影した放射線画像を高圧画像、高圧画像を撮影した場合よりも低い管電圧（低エネルギー）により放射線Ｘを照射して撮影した放射線画像を低圧画像という。

図６には、人体の骨部と軟部の放射線減弱係数と放射線源１８の管電圧（エネルギー）との関係の一例を示す。図６に示した通り、管電圧のエネルギーが低い、低圧の場合は、骨部及び軟部の差が大きく、両者のコントラストが高くなる。一方、管電圧のエネルギーが低い高圧の場合は、骨部及び軟部の差が小さく、両者のコントラストが低くなる。そのため、エネルギーサブトラクション処理では、例えば、低圧画像−（高圧画像×重み付け係数）とした差分計算処理を行うことで、軟部組織のみのエネサブ画像を生成することができる。

そのため、高圧画像及び低圧画像の撮影におけるエネルギー差を大きくして、エネルギーサブトラクション処理を行うことにより、エネルギー分離が良くなり、よりコントラストの高いエネサブ画像が得られる。

図７には、エネルギー分布の異なる２種類の放射線Ｘのスペクトル分布の一例を示す。図７に示した一例では、高エネルギーの放射線Ｘとして管電圧が１２０ｋＶｐで照射した場合と、低エネルギーの放射線Ｘとして管電圧が６０ｋＶｐで照射した場合を示している。図７に示した通り、高い管電圧で放射線Ｘを照射した場合、実際には、照射された放射線Ｘには、高エネルギー成分だけではなく、低エネルギー成分も含まれている。そのため、高圧画像から、低エネルギー成分を除去することが好ましい。

一方、図８には、高エネルギー及び低エネルギーの放射線Ｘのグリッド比と減弱係数との対応関係の一例を示す。図８に示した通り、グリッド比が高いほど、抵エネルギー成分の方が、高エネルギー成分に比べて、より除去されることがわかる。

また、上述したように、放射線Ｘのエネルギーが高くなるほど、散乱線が増加するため、グリッド比を高くすることが好ましい。

従って、高圧画像に対しては、低エネルギー成分の除去、及び散乱線の除去の観点から、高いグリッド比を用いてグリッド処理を行うことが好ましい。また、低圧画像に対しては、散乱線が少なく撮影にえられた画素値を減らしたくないため、低いグリッド比を用いてグリッド処理を行うことが好ましい。

そこで、本実施の形態の放射線画像撮影装置１０では、管電圧を異ならせて、高圧画像及び低圧画像を撮影し、高圧画像に対しては高いグリッド比で仮想グリッド処理を行い、低圧画像に対しては低いグリッド比で仮想グリッド処理を行い、仮想グリッド処理が行われた高圧画像及び低圧画像をエネルギーサブトラクション処理して、エネサブ画像を生成する。グリッド比としては、例えば、管電圧が４０ｋＶｐのときは３：１のグリッド比が用いられ、管電圧が１００ｋＶｐのときは１０：１のグリッド比が用いられる。

具体的には、本実施の形態の放射線画像撮影装置１０では、実行部３２がエネルギーサブトラクション処理部の一例として機能し、エネルギーサブトラクション処理を行う。

本実施の形態の放射線画像撮影装置１０におけるエネルギーサブトラクション撮影を行う場合の撮影制御処理について説明する。図９には、本実施の形態の撮影制御処理の一例のフローチャートを示す。第１の実施の形態の放射線画像撮影装置１０における撮影制御処理と同様の処理については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

エネルギーサブトラクション撮影を行う場合、図９に示した撮影制御処理では、ステップＳ１００〜Ｓ１５０の処理により、エネルギーサブトラクション撮影に関する情報を含んだオーダ情報を、受付部２６が受け付ける。そして、放射線画像撮影装置１０は、受け付けたオーダ情報に基づいて、撮影条件として放射線源１８の管電圧を異ならせて２枚の放射線画像（高圧画像及び低圧画像)を撮影し、実行部３２が、高圧画像及び低圧画像を受信する。

エネルギーサブトラクション撮影を行う場合、２枚の放射線画像（高圧画像及び低圧画像)が必要となるため、ステップＳ１１２の後に、ステップＳ１５０で２枚の放射線画像を受信したか否か判断し、受信していない場合は、ステップＳ１０６に戻り、２枚目の放射線画像の撮影を行うようにしている。

２枚の放射線画像（高圧画像及び低圧画像)を受信すると、ステップＳ１５０からステップＳ１５２へ進み、実行部３２が、高圧画像及び低圧画像の各々に対して、第１の実施の形態の撮影制御処理のステップＳ１１４と同様に、撮影条件に応じた仮想グリッド処理を行う。さらに、次のステップＳ１５４で、実行部３２は、仮想グリッド処理が行われた高圧画像及び低圧画像に対してエネルギーサブトラクション処理を行い、エネサブ画像を生成する。そして、次のステップＳ１５６で、生成されたエネサブ画像を表示部３６に表示させた後、本処理を終了する。

従来の放射線画像撮影装置におけるエネルギーサブトラクション撮影では、被写体の体動やコストの問題から、高圧画像及び低圧画像に応じたグリッド比が異なる２種類のグリッドを差し替えるのが困難なため、高圧画像及び低圧画像を撮影する場合にグリッドを用いずに撮影するか、または、１種類のグリッドを使用して高圧画像及び低圧画像を撮影することが通常であった。

これに対して本実施の形態の放射線画像撮影装置１０では、取得部３３が取得した撮影条件の実績値に基づいて導出部２８が高圧画像及び低圧画像の仮想グリッド特性を導出するため、ユーザが、グリッド比の変更等に係るユーザの作業負担の軽減を図ることができ、また、エネルギー分離がよいエネサブ画像を取得することができる。

以上説明したように上記各実施の形態の放射線画像撮影装置１０は、画像処理装置１２が、受付部２６、導出部２８、記憶部３０、実行部３２、及び取得部３３を備える。受付部２６は、入力部３４からオーダ情報を受け付ける。導出部２８は、受け付けたオーダ情報に対応する撮影条件を記憶部３０に記憶されているテーブルに基づいて、取得して線源制御部２２にセットする。線源制御部２２は、セットされた撮影条件に応じて放射線源１８を制御して、放射線画像の撮影を行う。取得部３３は、撮影における撮影条件の実績値を線源制御部２２から取得する。導出部２８は、取得部３３が取得した撮影条件の実績値に基づいて、仮想グリッド特性を導出する。実行部３２は、放射線検出器２０により撮影された放射線画像を、検出器制御部２４を介して取得する。実行部３２は、取得した放射線画像に対して、導出部２８が導出した仮想グリッド特性、及び導出部２８が取得した撮影条件に基づいて、仮想グリッド処理を行い、散乱線の影響を除去した放射線画像を生成し、表示部３６に表示させる。

このように上記各実施の形態の放射線画像撮影装置１０では、取得部３３が取得した撮影条件の実績値に基づいて導出部２８が仮想グリッド特性を導出するため、ユーザが、オーダ情報、または撮影条件を入力部３４から指示することにより、実行部３２で適切に仮想グリッド処理が行われる。従って、本実施の形態の放射線画像撮影装置１０では、撮影条件の設定に係るユーザの作業負担の軽減を図ることができる。

また、上記各実施の形態の放射線画像撮影装置１０では、実際に放射線検出器２０と被写体１９との間にグリッドを配置せずに撮影された放射線画像を実行部３２が取得し、取得した放射線画像に対して画像処理として仮想グリッド処理を行うことにより、放射線画像から散乱線の影響を除去している。放射線検出器２０と被写体１９との間に実際に配置されるグリッドは、上述したように、鉛とアルミニウム等の中間物質が細かな格子密度で交互に配置されているため、重量があるものとなっている。そのため、例えば、図１０のように、寝ている被写体１９と放射線検出器２０との間にグリッドを配置する必要があるが、配置の作業の負担、及び撮影における被写体１９の負担が大きいものとなる。また、収束型のグリッドの場合、放射線の斜入により放射線画像に濃度ムラが発生するおそれがある。また、放射線画像には被写体像とともにグリッドのピッチに対応した細かな縞模様（モアレ）が記録されてしまい、放射線画像が見づらいものとなってしまうおそれもある。縞模様を除去する画像処理は、従来技術として例えば、特開２０１３−１７２８８１号公報等に記載された技術等が周知であるが、従来の技術では、処理時間が増大する場合がある。これに対して、本実施の形態の放射線画像撮影装置１０では、実際のグリッドを用いずとも、グリッドを設けた場合と同様に、仮想グリッド特性に基づいた仮想グリッド処理により、放射線画像から散乱線の影響を除去しているため、被写体１９やユーザの負担をさらに低減することができる。また、放射線画像がモアレ等により見づらいものとなることを抑制することができる。

また、放射線画像撮影装置１０では、受付部２６で受け付けたグリッド特性に基づいて、実行部３２が仮想グリッド処理を行うため、使用を想定する仮想グリッド特性を指示することにより、散乱線の除去量をコントロールすることが可能である。

なお、上記各実施の形態では、放射線検出器２０がＦＰＤの場合について説明したがこれに限らず、その他の形態の放射線検出器であってもよい。また、放射線画像撮影装置１０の構成も特に限定されない。なお、放射線画像撮影装置１０として、回診車に適用することが好ましい。放射線画像撮影装置１０を回診車に適用し、被写体１９の病室に配置した状態の具体例を図１０に示す。

図１０に示すように、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１０は、放射線検出器２０及び回診車５０を備えている。また、回診車５０は、放射線源１８と、コンソールとして機能する画像処理装置１２、Ｕ／Ｉ部１３、及び制御装置１４と、を備えている。放射線検出器２０は、寝台５２と寝台５２に仰臥している被写体１９としての患者との間に配置される。一方、本実施の形態に係る回診車５０は、アーム５４を備えており、アーム５４の一端部には放射線源１８が設けられる。放射線源１８は、寝台５２に仰臥している被写体１９の上部に配置される。また、回診車５０は、本体部５８の底部に車輪６０が設けられており、病院内を移動可能とされている。回診車５０は、Ｕ／Ｉ部１３を介して放射線画像の撮影が指示されると、撮影条件に応じて、画像処理装置１２及び制御装置１４の制御により、放射線検出器２０を用いて放射線画像の撮影を行う。

また、上記各実施の形態では、取得部３３が取得した撮影条件の実績値に基づいて、導出部２８が仮想グリッド特性を導出しているがこれに限らない。例えば、オーダ情報に含まれる撮影条件やユーザが指示した撮影条件等、導出部２８が線源制御部２２に対してセットした撮影条件に基づいて導出部２８が仮想グリッド特性を導出するようにしてもよい。

また、上記各実施の形態における放射線Ｘは、特に限定されるものではなく、Ｘ線やγ線等を適用することができる。

その他、上記各実施の形態で説明した放射線画像撮影装置１０等の構成及び動作等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることはいうまでもない。

１０ 放射線画像撮影装置
１２ 画像処理装置
１３ Ｕ／Ｉ部
１４ 制御装置
２０ 放射線検出器
２６ 受付部
２８ 導出部
３０ 記憶部
３２ 実行部
３３ 取得部

Claims (13)

1. エネルギーが異なる放射線を被写体に照射することにより、第１放射線画像及び第２放射線画像を撮影し、前記第１放射線画像及び前記第２放射線画像に基づく差分画像を生成する放射線画像撮影装置であって、
   前記第１放射線画像の撮影条件である第１の管電圧に基づいて、前記第１放射線画像の撮影において散乱線を除去するために仮想的に使用したものとする第１のグリッドの特性であり、前記第１放射線画像における散乱線の除去量を設定するための第１の仮想グリッド特性、及び、前記第２放射線画像の撮影条件である第２の管電圧に基づいて、前記第２放射線画像の撮影において散乱線を除去するために仮想的に使用したものとする第２のグリッドの特性であり、前記第２放射線画像にける散乱線の除去量を設定するための第２の仮想グリッド特性、を導出する導出部と、
   前記第１の仮想グリッド特性に基づき前記第１放射線画像に第１の散乱線除去処理を行い、前記第２の仮想グリッド特性に基づき前記第２放射線画像に第２の散乱線除去処理を行う実行部と、
   前記実行部で前記第１の散乱線除去処理が実行された前記第１放射線画像、及び、前記実行部で前記第２の散乱線除去処理が実行された前記第２放射線画像の各画素同士を対応させて、重みを付けた差分計算処理を行い、前記差分画像を生成するエネルギーサブトラクション処理部と、
   を備えた放射線画像撮影装置。
2. 前記第１の管電圧、及び前記第２の管電圧を取得する取得部をさらに備え、
   前記導出部は、前記取得部で取得した、前記第１の管電圧から前記第１の仮想グリッド特性を導出し、前記第２の管電圧から前記第２の仮想グリッド特性を導出する、
   請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
3. 前記取得部は、被写体に向けて放射線を照射する放射線源を制御する線源制御部から、前記第１放射線画像の撮影条件の実績値、及び前記第２放射線画像の撮影条件の実績値を取得する、
   請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
4. 前記実行部は、前記第１放射線画像を解析することにより得られた第１の散乱成分情報と、前記第１の仮想グリッド特性とに基づいて、前記第１放射線画像における散乱線とみなせる周波数帯域の周波数成分を低減させることにより前記第１の散乱線除去処理を行い、第２放射線画像を解析することにより得られた第２の散乱成分情報と、前記第２の仮想グリッド特性とに基づいて、前記第２放射線画像における散乱線とみなせる周波数帯域の周波数成分を低減させることにより前記第２の散乱線除去処理を行う、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
5. 前記実行部は、前記第１放射線画像を周波数分解して複数の周波数帯域毎の周波数成分を取得し、少なくとも１つの周波数成分のゲインを低減する処理を行い、処理済みの周波数成分及びこれ以外の周波数成分を合成する前記第１の散乱線除去処理を行い、前記第２放射線画像を周波数分解して複数の周波数帯域毎の周波数成分を取得し、少なくとも１つの周波数成分のゲインを低減する処理を行い、処理済みの周波数成分及びこれ以外の周波数成分を合成する前記第２の散乱線除去処理を行う、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
6. 前記実行部は、散乱線透過率、一次線透過率、及び散乱線含有率分布から周波数成分を変換する変換係数を周波数帯域毎に導出し、前記周波数分解して得られた周波数成分に、対応する周波数帯域の変換係数を乗算することにより、当該周波数成分のゲインを低減する、
   請求項５に記載の放射線画像撮影装置。
7. 前記撮影条件と、当該撮影条件に応じた仮想グリッド特性と、が対応付けられて記憶された記憶部をさらに備え、
   前記導出部は、前記第１放射線画像の撮影条件に対応する前記仮想グリッド特性を前記第１の仮想グリッド特性として前記記憶部から読み出すことにより前記第１の仮想グリッド特性を導出し、前記第２放射線画像の撮影条件に対応する前記仮想グリッド特性を第２の仮想グリッド特性として前記記憶部から読み出すことにより前記第２の仮想グリッド特性を導出する、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
8. 前記導出部が、撮影条件に加えて前記被写体の体格に関する情報も使用して前記第１の仮想グリッド特性及び前記第２の仮想グリッド特性を導出する、
   請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
9. 前記第１の仮想グリッド特性は、前記第１のグリッドのグリッド比であり、
   前記第２の仮想グリッド特性は、前記第２のグリッドのグリッド比である、
   請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
10. 前記被写体に照射された放射線のエネルギーが高い方が、グリッド比が高い、
    請求項９に記載の放射線画像撮影装置。
11. 前記導出部は、さらに前記被写体の体厚の推定値に基づいて前記仮想グリッド特性を導出する、
    請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
12. エネルギーが異なる放射線を被写体に照射することにより、第１放射線画像及び第２放射線画像を撮影し、前記第１放射線画像及び前記第２放射線画像に基づく差分画像を生成する放射線画像撮影装置による放射線画像撮影方法であって、
    前記第１放射線画像の撮影条件である第１の管電圧に基づいて、前記第１放射線画像の撮影において散乱線を除去するために仮想的に使用したものとする第１のグリッドの特性であり、前記第１放射線画像における散乱線の除去量を設定するための第１の仮想グリッド特性、及び、前記第２放射線画像の撮影条件である第２の管電圧に基づいて、前記第２放射線画像の撮影において散乱線を除去するために仮想的に使用したものとする第２のグリッドの特性であり、前記第２放射線画像にける散乱線の除去量を設定するための第２の仮想グリッド特性、を導出し、
    前記第１の仮想グリッド特性に基づき前記第１放射線画像に第１の散乱線除去処理を行い、前記第２の仮想グリッド特性に基づき前記第２放射線画像に第２の散乱線除去処理を行い
    前記第１の散乱線除去処理が実行された前記第１放射線画像、及び前記第２の散乱線除去処理が実行された前記第２放射線画像の各画素同士を対応させて、重みを付けた差分計算処理を行う、
    ことを含む処理を実行させる放射線画像撮影方法。
13. エネルギーが異なる放射線を被写体に照射することにより、第１放射線画像及び第２放射線画像を撮影し、前記第１放射線画像及び前記第２放射線画像に基づく差分画像を生成する放射線画像撮影装置による放射線画像撮影方法をコンピュータに実行させるための放射線画像撮影プログラムであって、
    前記第１放射線画像の撮影条件である第１の管電圧に基づいて、前記第１放射線画像の撮影において散乱線を除去するために仮想的に使用したものとする第１のグリッドの特性であり、前記第１放射線画像における散乱線の除去量を設定するための第１の仮想グリッド特性、及び、前記第２放射線画像の撮影条件である第２の管電圧に基づいて、前記第２放射線画像の撮影において散乱線を除去するために仮想的に使用したものとする第２のグリッドの特性であり、前記第２放射線画像にける散乱線の除去量を設定するための第２の仮想グリッド特性、を導出し、
    前記第１の仮想グリッド特性に基づき前記第１放射線画像に第１の散乱線除去処理を行い、前記第２の仮想グリッド特性に基づき前記第２放射線画像に第２の散乱線除去処理を行い
    前記第１の散乱線除去処理が実行された前記第１放射線画像、及び前記第２の散乱線除去処理が実行された前記第２放射線画像の各画素同士を対応させて、重みを付けた差分計算処理を行う、
    ことを含む処理を実行させる放射線画像撮影プログラム。