JP6567094B2 - 放射線映像の処理方法及び放射線撮影システム - Google Patents

Description

本発明は、放射線映像の処理方法及び放射線撮影システムに係り、更に詳しくは、間接方式の放射線ディテクターの閃光体パネルから発せられる光の散乱に起因するボケ現象を補正することのできる放射線映像の処理方法及び放射線撮影システムに関する。

放射線を用いた医療用映像撮影には、放射線光子のエネルギーの一部のみが電子（ｅｌｅｃｔｒｏｎ）に伝達されるコンプトン効果（Ｃｏｍｐｔｏｎ ｅｆｆｅｃｔ）又は全てのエネルギーが電子に伝達され、放射線が完全に吸収される光電効果を用いて被写体物質を撮像する。このとき、一般に、１０ｋｅＶ〜２００ｋｅＶの放射線エネルギーを使用することになる。

放射線映像を得るためのデジタル放射線撮影装置は、間接方式（ｉｎｄｉｒｅｃｔ ｔｙｐｅ）の装備と、直接方式（ｄｉｒｅｃｔ ｔｙｐｅ）の装備と、に大別できる。間接方式の装備は、被写体を通過した放射線が閃光体パネルの閃光体（ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ）にぶつかって可視光線を作り出し、これを電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ；ＣＣＤ）付き薄膜トランジスター（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＴＦＴ）やフォトダイオード（Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）付き薄膜トランジスターなどを用いて画像信号に変換する。また、直接方式（ｄｉｒｅｃｔ ｔｙｐｅ）の装備は、被写体を通過した放射線が光導電体（Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）付き薄膜トランジスター若しくは光導電素子（Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔｏｒ）付き薄膜トランジスターに直接的に照射されてこれを画像信号にすることにより映像を取得する。

この種の放射線撮影装置は、放射線発生装置から放射される放射線が円錐状に一時的に広い面積に照射されて放射線の散乱による映像の歪みを招く。このような放射線の散乱線を取り除くための方法として、散乱線除去用グリッド （ａｎｔｉ−ｓｃａｔｔｅｒ ｇｒｉｄ）や空隙（ａｉｒ ｇａｐ）を用いた方式を採用している。

グリッド（Ｇｒｉｄ）方式は、放射線ディテクター（ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｏｒ）に略垂直に入射する１次放射線（ｐｒｉｍａｒｙ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）と、ランダムな方向に入射する散乱線成分（ｓｃａｔｔｅｒ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）との違いを用いた方式である。これは、散乱線除去用グリッドを被写体（ｐａｔｉｅｎｔ）と放射線ディテクターとの間に位置させて被写体を通過した放射線が格子を通過する過程で斜めに入射する散乱線成分が放射線ディテクターに達しないように物理的に遮断する方式である。ここで、散乱線除去用グリッドは、鉛及びアルミニウムにより構成される。

空隙を用いた方式は、被写体と放射線ディテクターとの間に空間を設けて撮影する方式である。散乱線の進行方法は、ディテクターに垂直に入射するわけではなく、斜めに入射するため、ディテクターと被写体との間に空隙を設ければ、被写体を通過した光子のうち１次放射線成分のみが放射線ディテクターに達することになる。これに対し、散乱線成分は周りに散らばって放射線ディテクターに達することができなくなる。

しかしながら、閃光体パネルを用いる間接方式の放射線ディテクターを用いる場合には、これらの方法を用いて被写体による散乱線成分は取り除くことができるとはいえ、放射線ディテクターの内部の閃光体（ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ）による散乱は取り除くことができなくなる。なお、この種の放射線撮影システムを用いて放射線映像を得れば、放射線映像にボケ（ｂｌｕｒ）現象が生じて放射線映像の鮮鋭度（ｓｈａｒｐｎｅｓｓ）が低くなるという不都合がある。

韓国公開特許第１０−２０１２−００１２７３６号公報

本発明は、間接方式の放射線ディテクターの閃光体パネルから発せられる光の散乱に起因するボケ現象を点状分布関数（ＰＳＦ）を用いたデコンヴォルーションで補正することのできる放射線映像の処理方法及び放射線撮影システムを提供する。

本発明の一実施形態による放射線映像の処理方法は、閃光体パネル及びピクセルアレイパネルを有する間接方式の放射線ディテクターを用いて放射線映像を取得するステップと、前記閃光体パネル又はピクセルアレイパネルに基づいて点状分布関数（ＰＳＦ）を定義するパラメータの値を決定するステップと、前記パラメータの値が適用された点状分布関数（ＰＳＦ）を用いて前記放射線映像をデコンヴォルーションして補正するステップと、を含むことを特徴とする。

好ましくは、前記放射線映像の処理方法は、前記放射線映像をデコンヴォルーションして補正するステップ前に、前記放射線映像から欠陥要素を取り除くステップを更に含む。
また、好ましくは、前記パラメータは、前記点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさ及び前記点状分布関数（ＰＳＦ）の形状を定義するものである。

更に、好ましくは、前記パラメータの値を決定するステップにおいては、点状分布関数（ＰＳＦ）を用いて前記放射線映像をデコンヴォルーションした補正映像が映像品質の基準を満たすパラメータの値に決定する。

更にまた、好ましくは、前記映像品質は、変調伝達関数（ＭＴＦ）、量子検出効率（ＤＱＥ）、正規化済み雑音パワースペクトル（ＮＮＰＳ）及び信号対雑音比（ＳＮＲ）のうちから選ばれた少なくともいずれか一つを測定して評価する。

更にまた、好ましくは、前記映像品質の基準は、前記補正映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値が同じ空間周波数における前記放射線映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値の９０〜１１０％の範囲内に属する条件を含む。

更にまた、好ましくは、前記映像品質の基準は、前記補正映像の空間周波数に対する変調伝達関数（ＭＴＦ）の値が空間周波数が増加するにつれて減少し、前記パラメータの値による前記補正映像のうち変調伝達関数（ＭＴＦ）の値が最も高い条件を含む。

更にまた、好ましくは、前記放射線映像の処理方法は、決定された前記パラメータの値をピクセルアレイパネルのピクセルサイズ、閃光体パネルの厚さ及び閃光体の種類のうちの少なくともいずれか一つに基づいて区分けして格納するステップを更に含み、前記放射線映像をデコンヴォルーションして補正するステップにおいては、格納された前記パラメータの値のうち前記放射線映像を取得するのに用いられたピクセルアレイパネルのピクセルサイズ、閃光体パネルの厚さ及び閃光体の種類のうちの少なくともいずれか一つに基づいて前記パラメータの値を選択して前記放射線映像を補正する。

更にまた、好ましくは、前記放射線映像をデコンヴォルーションして補正するステップにおいては、前記パラメータの値が適用された前記点状分布関数（ＰＳＦ）を用いたデコンヴォルーションを繰り返し行なって前記放射線映像を補正する。

本発明の他の実施形態による放射線撮影システムは、被写体に放射線を照射する放射線照射部と、前記被写体を通過して入射する放射線を可視光に変換する閃光体パネルと、前記可視光により生成された電荷をピクセル別に格納するピクセルアレイパネルと、を有し、前記ピクセル別の電荷の量に基づいて放射線映像を実現する間接方式の放射線ディテクターと、前記間接方式の放射線ディテクターにおいて取得した放射線映像を点状分布関数（ＰＳＦ）でデコンヴォルーションして前記放射線映像を補正する映像処理部と、を備えることを特徴とする。

好ましくは、前記映像処理部は、ピクセルアレイパネルのピクセルサイズ、閃光体パネルの厚さ及び閃光体の種類のうちの少なくともいずれか一つによる点状分布関数（ＰＳＦ）に適用されるパラメータの値がピクセルアレイパネルのピクセルサイズ、閃光体パネルの厚さ及び閃光体の種類のうちの少なくともいずれか一つに基づいて区分けされて格納されたデータ格納部と、前記ピクセルアレイパネルのピクセルサイズ、閃光体パネルの厚さ及び閃光体の種類のうちの少なくともいずれか一つに基づいて前記パラメータの値を選択するパラメータ選択部と、選ばれた前記パラメータの値が適用された点状分布関数（ＰＳＦ）を用いて前記放射線映像をデコンヴォルーションする映像補正部と、を備える。

また、好ましくは、前記映像処理部は、取得した前記放射線映像から欠陥要素を取り除く前処理部を更に備える。

更に、好ましくは、前記映像処理部は、前記放射線映像をデコンヴォルーションする回数を設定する繰り返し設定部を更に備える。

更にまた、好ましくは、前記繰り返し設定部は、前記放射線映像を点状分布関数（ＰＳＦ）でデコンヴォルーションして補正した放射線補正映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値が同じ空間周波数における前記放射線映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値の９０〜１１０％の範囲内に属する条件を満たすように前記回数を設定する。

本発明の一実施形態による放射線映像の処理方法は、点状分布関数（ＰＳＦ）を用いて放射線映像とデコンヴォルーションすることにより間接方式の放射線ディテクターの閃光体パネルから発せられる光の散乱に起因する放射線映像のボケ現象を補正することができる。これにより、間接方式の放射線ディテクターで鮮鋭度が向上した放射線映像を得ることができる。なお、高い量子検出効率（ＤＱＥ）を有する間接方式の放射線ディテクターで鮮鋭度が向上した放射線映像を得ることができるので、少ない放射線量でも鮮明な放射線映像を得ることができ、これにより、被検者の被曝線量を低めることができる。

また、ボケ現象が補正された放射線映像の映像品質を評価して人為的な鮮鋭度の向上を防ぎ、放射線映像においてボケ現象のみを補正することができる。なお、パラメータデータを用いて閃光体パネルの厚さに応じて映像品質を満たしながら鮮鋭度が最も高いパラメータの値を手軽に得ることもできる。

一方、放射線映像のボケ現象を補正する前に欠陥要素を取り除く放射線映像の前処理を通じて放射線映像のボケ現象を補正する過程で欠陥要素が増幅されることを防ぐことができる。なお、ボケ現象を人為的に削除するわけではなく、ボケ現象を緩和させて無くすので、放射線映像のデータ情報の損失を防ぐことができる。

本発明の一実施形態による放射線映像の処理方法を示す手順図。 本発明の一実施形態による薄い閃光体パネルにおける光の散乱度を示す概念図。 本発明の一実施形態による中間厚さの閃光体パネルにおける光の散乱度を示す概念図。 本発明の一実施形態による厚い閃光体パネルにおける光の散乱度を示す概念図。 本発明の一実施形態による、ピクセルサイズの大きなピクセルアレイパネルにおける点状分布関数の大きさを示す概念図。 本発明の一実施形態による、ピクセルサイズの小さなピクセルアレイパネルにおける点状分布関数の大きさを示す概念図。 本発明の一実施形態によるガウス状の点状分布関数を示す図。 本発明の一実施形態による点状分布関数のパラメータの値を選択する基準を説明するためのグラフ。 本発明の一実施形態による映像品質を評価するための変調伝達関数（ＭＴＦ）のグラフ。 本発明の一実施形態による映像品質を評価するための正規化済み雑音パワースペクトル（ＮＮＰＳ）のグラフ。 本発明の一実施形態による映像品質を評価するための量子検出効率（ＤＱＥ）のグラフ。 本発明の他の実施形態によるフォトダイオード型間接方式の放射線ディテクターを示す断面図。 本発明の他の実施形態による電荷結合素子型間接方式の放射線ディテクターを示す断面図。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態に係る放射線映像の処理方法及び放射線撮影システムについて詳細に説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。本発明の実施形態に係る放射線映像の処理方法及び放射線撮影システムについて説明するに当たって、同じ構成要素に対しては同じ参照符号を附し、本発明の実施形態に係る放射線映像の処理方法及び放射線撮影システムについて正確に説明するために図中の構成要素の大きさが部分的に誇張されていてもよく、図中、同じ参照符号は、同じ構成要素を示す。

点状分布関数（Ｐｏｉｎｔ Ｓｐｒｅａｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ；ＰＳＦ）は、映像内においてある点がボケにより表わされる形状を描いたものであり、点状分布関数（ＰＳＦ）の形状に応じてボケ現象の度合いが異なってくる。例えば、映像内の各点においてボケ面積が広くなればなるほど、映像のボケ現象が更に激しくなる。このため、点状分布関数（ＰＳＦ）の形状を調節してボケ現象の度合いを調節することができ、これを用いれば、鮮明な映像及び点状分布関数（ＰＳＦ）のコンヴォルーション（ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）演算を用いてボケ現象付き映像を作り出すことができる。

したがって、このような原理を用いて鮮明な映像にボケ効果を適用することができる。これだけではなく、本発明でのように、ボケ現象付き放射線映像を点状分布関数（ＰＳＦ）を用いてデコンヴォルーション（ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）することにより、放射線映像のボケ現象を補正することもできる。一方、ボケ現象入り放射線映像を点状分布関数（ＰＳＦ）を用いてデコンヴォルーションすることにより補正すれば、ボケ現象を人為的に削除するわけではなく、ボケ現象を緩和させて無くすので、前記放射線映像のデータ情報の損失がない。したがって、放射線映像を補正する場合、放射線映像の品質が低下しない。

図１は、本発明の一実施形態による放射線映像の処理方法を示す手順図である。

図１を参照すると、本発明の一実施形態による放射線映像の処理方法は、閃光体パネル１１０及びピクセルアレイパネル１２０を有する間接方式の放射線ディテクターを用いて放射線映像を取得するステップ（Ｓ１００）と、前記閃光体パネル１１０又はピクセルアレイパネル１２０に基づいて点状分布関数（ＰＳＦ）を定義するパラメータの値を決定するステップ（Ｓ２００）と、前記パラメータの値が適用された点状分布関数（ＰＳＦ）を用いて前記放射線映像をデコンヴォルーションして補正するステップ（Ｓ３００）と、を含んでいてもよい。

放射線映像の処理のために、閃光体パネル１１０及びピクセルアレイパネル１２０を有する間接方式の放射線ディテクターを用いて放射線映像を取得する（Ｓ１００）。閃光体パネル１１０を用いる間接方式の放射線ディテクターで放射線映像を撮影すれば、閃光体パネル１１０の閃光体１１１により光が散乱されて放射線映像のボケ現象が生じてしまう。このとき、閃光体１１１による光の散乱は、ガウス（Ｇａｕｓｓｉａｎ）状を呈していてもよい。このような放射線映像のボケ現象を補正して放射線映像の鮮鋭度を向上させるために、本発明においては、ボケ現象付き放射線映像を、鮮明な放射線映像と点状分布関数（ＰＳＦ）とをコンヴォルーションした映像として規定している。また、点状分布関数（ＰＳＦ）を用いてボケ現象付き放射線映像をデコンヴォルーションすることにより、放射線映像を補正する。

ピクセルアレイパネル１２０は、放射線が閃光体パネル１１０に照射されて変換された可視光により生成される電荷をピクセル別に格納してもよい。ここで、ピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズに応じて放射線映像の解像度（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）が異なってくることがある。

また、前記放射線映像を取得するステップ（Ｓ１００）と並列的に、前記閃光体パネル１１０又はピクセルアレイパネル１２０に基づいて点状分布関数（ＰＳＦ）を定義するパラメータの値を決定する（Ｓ２００）。前記パラメータの値を決定するステップ（Ｓ２００）においては、前記放射線映像を取得するステップ（Ｓ１００）と同時に前記パラメータの値を決定してもよい。また、前記放射線映像を取得するステップ（Ｓ１００）前に前記パラメータの値を決定してもよく、前記放射線映像を取得するステップ（Ｓ１００）後に前記パラメータの値を決定してもよい。ここで、閃光体パネル１１０又はピクセルアレイパネル１２０に基づいて点状分布関数（ＰＳＦ）を定義するパラメータの値を決定してもよい。このとき、ピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ、閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類に応じて点状分布関数（ＰＳＦ）を定義するパラメータの値を決定してもよい。

図２は、本発明の一実施形態による薄い閃光体パネルにおける光の散乱度を示す概念図であり、図３は、本発明の一実施形態による中間厚さの閃光体パネルにおける光の散乱度を示す概念図であり、図４は、本発明の一実施形態による厚い閃光体パネルにおける光の散乱度を示す概念図である。

線状分布関数（Ｌｉｎｅ Ｓｐｒｅａｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ；ＬＳＦ）は、ある任意の値の分布を１次元的に示すものであり、図２から図４は、いずれか一つの閃光体１１１から発せられた可視光１１の位置による分布（又は、強さ差）を示す。図２から図４を参照すると、線状分布関数（ＬＳＦ）を用いて光が散乱される度合いを確認することができるが、光の散乱度が大きくなればなるほど、線状分布関数（ＬＳＦ）のシグマ（又は、標準偏差）が広くなる。このため、図２から図４から明らかなように、閃光体パネル１１０が厚くなればなるほど、光の散乱が増加する。ここで、線状分布関数のシグマが狭くなればなるほど、鮮明な放射線映像であることを意味するが、線状分布関数のシグマが広くなればなるほど、光が散乱される度合いが高くなる。すなわち、閃光体パネル１１０が厚くなればなるほど、放射線１０が可視光１１に変換される変換効率が高くなるが、変換効率に従って光の散乱も増加されて放射線映像に更に激しいボケ現象が生じてしまう。

また、閃光体パネル１１０の厚さだけではなく、閃光体パネル１１０の種類（又は、閃光体の種類）に応じて光が散乱される度合いが異なってくることもある。図２から図４を参照すると、一直線状に入射する放射線１０が閃光体１１１にぶつかって閃光体１１１から四方に可視光１１が発せられる。このように四方に発せられる可視光１１のうち垂直に入射することなく、対角線状に入射する可視光１１により放射線映像にボケ現象が生じてしまう。閃光体１１１の種類（又は、閃光体パネルの種類）に応じて放射線１０を可視光１１に変換する変換効率が良くなれば、変換効率が良くなることに伴い、光の散乱が増加して放射線映像にボケ現象が激しく生じてしまう。

一方、放射線映像のボケ現象は、閃光体パネル１１０に入射する放射線１０の強さによって異なってくることもある。低いエネルギーの放射線１０が閃光体パネル１１０に入射する場合、閃光体パネル１１０が厚ければ、光の散乱が増加して放射線映像にボケ現象が激しく生じてしまうため空間分解能が減るが、感度（ｓｐｅｅｄ）は増加する。これに対し、高いエネルギーの放射線１０が閃光体パネル１１０に入射する場合、閃光体パネル１１０が厚くなればなるほど、放射線１０が閃光体１１１と反応する可能性が高くなるので、空間分解能がよくなる。換言すれば、各放射線１０の強さ毎に適正な閃光体パネル１１０の厚さが存在し、適正な閃光体パネル１１０の厚さよりも薄い場合には空間分解能が悪くなり、適正な閃光体パネル１１０の厚さよりも厚い場合には光の散乱が増加して放射線映像にボケ現象が激しく生じてしまう。

図５は、本発明の一実施形態による、ピクセルサイズの大きなピクセルアレイパネルにおける点状分布関数の大きさを示す概念図であり、図６は、本発明の一実施形態による、ピクセルサイズの小さなピクセルアレイパネルにおける点状分布関数の大きさを示す概念図である。

図５及び図６を参照すると、ピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズに応じて放射線映像の解像度（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）が異なってくることがある。図５及び図６は両方とも同じ面積に陰影が入っているが、図５は、ピクセルサイズが大きいため位置別の明暗をうまく表わすことができない。しかしながら、図６は、ピクセルサイズが図５よりも小さいため、外郭部分の明暗を低く表わすことができて、相対的に位置別の明暗をうまく表わすことができる。このように、ピクセルサイズが小さくなればなるほど、高い解像度を有することができる。

前記パラメータは、前記点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさ及び前記点状分布関数（ＰＳＦ）の形状を定義するものであってもよい。ここで、点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさ及び前記点状分布関数（ＰＳＦ）の形状は、閃光体パネル１１０による光の散乱形状を量子化してデジタル信号に変換した状況で光の散乱形状を描くパラメータである。

前記点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさは、デジタル値付きピクセルの数（又は、行列の大きさ）を意味してもよく、ある任意の点（ｐｏｉｎｔ）の光が閃光体パネル１１０により散乱された面積に相当するピクセルの数と対応してもよい。このため、同じ閃光体パネル１１０である場合、ピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズが大きければ、ピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズが小さなものよりもある任意の点の光が閃光体パネル１１０により散乱された面積に相当するピクセルの数が少ないため、点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさが相対的に小さくなることがある。点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさは、閃光体パネル１１０により散乱された面積を十分に含み得るほどの大きさになる必要があるため、ピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズに応じて点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさが異なってくることがある。

前記点状分布関数（ＰＳＦ）の形状は、前記点状分布関数（ＰＳＦ）の各ピクセル値（又は、行列値）が作り出すグラフの形状であってもよい。前記点状分布関数（ＰＳＦ）の形状は、前記点状分布関数（ＰＳＦ）の行列（ｍａｔｒｉｘ）により定められてもよい。前記点状分布関数（ＰＳＦ）の形状（又は、行列）により映像において各領域別に明度の変化量を異ならせてもよい。これを通じて、鮮明な映像に前記点状分布関数（ＰＳＦ）を適用して様々なボケ効果を与えることができ、ボケ現象付き放射線映像においてボケ形状に応じて前記点状分布関数（ＰＳＦ）の形状を異ならせてデコンヴォルーションすることにより、ボケ形状による効果的な補正を行うことができる。

本発明の一実施形態においては、前記点状分布関数（ＰＳＦ）の形状をガウス状にしてもよい。例えば、放射線１０が閃光体１１１にぶつかれば、閃光体１１１から四方に可視光１１が発せられるため、ある任意の点から四方に分散されることをうまく表わし得るガウス状に前記点状分布関数（ＰＳＦ）の形状を決定することが効果的であることがある。しかしながら、本発明はこれに何等限定されるものではなく、ボケ現象付き放射線映像のボケ形状に応じて前記点状分布関数（ＰＳＦ）の形状が定められてもよい。

前記点状分布関数（ＰＳＦ）の形状がガウス状である場合には、ガウス分布のシグマ（σ）によりガウスの形状が定められてもよいが、ガウス分布のシグマ（σ）を前記パラメータのうちの一つとして用いることができる。したがって、ガウス状の前記点状分布関数（ＰＳＦ）は、前記点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさ及びガウス分布のシグマ（σ）を前記パラメータとして用いることができる。
また、ガウス状の前記点状分布関数（ＰＳＦ）は、下記数１で表わされる。

式中、ｘ及びｙは、ｘ座標及びｙ座標を示し、σは、ガウス分布のシグマを示し、上記数１にｘ、ｙ及びσを代入すれば、（ｘ,ｙ）座標におけるガウス値を求めることができる。

一方、閃光体パネル１１０が厚くなればなるほど、前記点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさ及びガウス分布のシグマ（σ）が増加するが、閃光体パネル１１０が厚くなればなるほど、閃光体１１１から四方に発せられる可視光１１がフォトダイオード１２１に入射するまで更に広く広がることができて、ボケ現象の面積が増加する。これにより、前記点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさが大きくなり、前記点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさに応じてガウス分布のシグマ（σ）を増加することができて前記点状分布関数（ＰＳＦ）を用いてボケ現象を効率よく描くことができる。また、前記点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさ及び前記点状分布関数（ＰＳＦ）の形状は、縁部（ｅｄｇｅ）の映像から１次元の線状分布関数（ＬＳＦ）を求めた後、線状分布関数（ＬＳＦ）を２次元に拡張して得ることができる。

このように、点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさは、ピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ、閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類に応じて異なってくることがあり、ガウス分布のシグマ（σ）は、点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさが定められた場合、閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類に応じて異なってくることがある。このため、本発明においては、ピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ、閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類に応じて点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさ及びガウス分布のシグマ（σ）を求めることができ、これにより、より効率よい補正で最高の鮮鋭度を有する放射線映像を得ることができる。

次いで、前記パラメータの値が適用された点状分布関数（ＰＳＦ）を用いて前記放射線映像をデコンヴォルーションして補正する（Ｓ３００）。前記パラメータの値が適用された点状分布関数（ＰＳＦ）を用いて前記放射線映像をデコンヴォルーションして補正するが、前記パラメータの値さえ知っていれば、前記放射線映像及び点状分布関数（ＰＳＦ）をデコンヴォルーションして前記放射線映像を補正することができる。デコンヴォルーション過程は、ボケ現象付き映像を点状分布関数（ＰＳＦ）及び鮮明な映像間のコンヴォルーションにより生成されたものであることを想定し、撮影により得られた（すなわち、閃光体による光の散乱が含まれている）ボケ映像及びユーザーが推定したボケ映像間の残差（ｒｅｓｉｄｕａｌ ｅｒｒｏｒ）値が十分に小さくなるまでアルゴリズムを繰り返し行うことができる。また、デコンヴォルーションは、一つの点状分布関数（ＰＳＦ）を用いて映像の全体を復元する空間不変デコンヴォルーション（ｓｐａｔｉａｌ−ｉｎｖａｒｉａｎｔ ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）を用いることができる。一方、映像の位置に応じて個別的な多数の点状分布関数（ＰＳＦ）を用いて映像を復元する空間変異デコンヴォルーション（ｓｐａｔｉａｌ−ｖａｒｉａｎｔ ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）を用いることもできる。各位置に合わせて個別的な点状分布関数（ＰＳＦ）を用いる空間変異デコンヴォルーションは、空間不変デコンヴォルーションよりも鮮鋭度が高いとはいえ、各位置に合う個別的な点状分布関数（ＰＳＦ）を求める過程が複雑であるため、空間不変デコンヴォルーションを主として用いることができる。

間接方式の放射線ディテクターは、直接方式の放射線ディテクターに比べて高い量子検出効率（Ｄｅｔｅｃｔｉｖｅ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＤＱＥ）を有しているが、直接方式の放射線ディテクターに比べて低い鮮鋭度（又は、ＭＴＦ）を有する。ここで、量子検出効率（ＤＱＥ）は、放射線変換効率であって、量子検出効率（ＤＱＥ）が高くなればなるほど、少ない放射線量を用いても良好な映像が得られるということを意味する。したがって、本発明においては、間接方式の放射線ディテクターを用いるとき、ハードウェアの構造的な特徴により発生する閃光体による散乱（ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ ｓｃａｔｔｅｒ）をソフトウェアアルゴリズムで補正して間接方式の放射線ディテクターの高い量子検出効率（ＤＱＥ）を保ったままで直接方式の放射線ディテクターに準ずる高い鮮鋭度を得るようにしている。

本発明によるアルゴリズムを行ったところ、高い鮮鋭度を有しながらも直接方式の放射線ディテクターよりも高い量子検出効率（ＤＱＥ）を有する映像を得ることができた。この場合、更に少ない放射線量で更に鮮明で且つ高い品質の映像を得ることができるという効果がある。すなわち、高い量子検出効率（ＤＱＥ）の製品を使用する場合、少量の放射線量を照射しても済むので、患者の被曝線量が低くなり、鮮鋭度が高い場合、更に鮮明な映像が得られるので、診断時に有効に使用可能である。

特に、乳房Ｘ線撮影装置（マンモグラフィー装置）においては、微細石灰、乳房腫塊などを観察する過程で更に鮮明な放射線映像により非常に微細な部分まで観察することができる。

一方、本発明においては、放射線ディテクターの全領域に亘って閃光体パネル１１０の厚さは同じであることを想定し、想定による誤差が大きくないと定義してデコンヴォルーションに際して一つの点状分布関数（ＰＳＦ）及び取得された映像を用いて復元することができる。この過程で、映像の取得に際して照射された放射線量に応じて正規化済み雑音パワースペクトル（ＮＮＰＳ）、量子検出効率（ＤＱＥ）などの映像測定評価因子が変わってしまう。しかしながら、本発明による変調伝達関数（ＭＴＦ）の上昇には放射線量が影響を及ぼさない。変調伝達関数（ＭＴＦ）は、ピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ及び閃光体パネル１１０の構造（例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）の針（ｎｅｅｄｌｅ）構造）に影響を受ける。これにより、本発明においては、閃光体パネル１１０の構造により低下する変調伝達関数（ＭＴＦ）を復元して放射線映像の鮮鋭度を向上させることができる。このように、ノイズ成分を判断する正規化済み雑音パワースペクトル（ＮＰＳ）、総合性能を判断する量子検出効率（ＤＱＥ）などの放射線量に影響を受ける変数の代わりに、放射線量に影響を受けない変調伝達関数（ＭＴＦ）を用いて閃光体パネル１１０から発せられる光の散乱による影響を把握することができる。また、変調伝達関数（ＭＴＦ）を向上させて放射線映像の鮮鋭度を向上させることができる。更に、変調伝達関数（ＭＴＦ）は放射線量に影響を受けないので、放射線映像の鮮鋭度を測定する因子として用いて好適である。このため、本発明においては、変調伝達関数（ＭＴＦ）を用いて放射線映像の鮮鋭度を測定し、変調伝達関数（ＭＴＦ）を向上させて放射線映像の鮮鋭度を向上させる。放射線映像の鮮鋭度を測定する因子が放射線量に影響を受ければ、放射線映像の鮮鋭度が測定し難くなる。しかしながら、本発明においては、放射線量に影響を受けない変調伝達関数（ＭＴＦ）を放射線映像の鮮鋭度を測定する因子として用いて手軽に放射線映像の鮮鋭度を測定することができ、変調伝達関数（ＭＴＦ）を向上させて放射線映像の鮮鋭度を向上させることができる。

図７は、本発明の一実施形態によるガウス状の点状分布関数を示す図である。

図７を参照すると、点線の大きな目盛は、映像において、ｘ軸、ｙ軸及びピクセル値（又は、ｚ軸値）を示し、実線により画成されたピクセルの総面積が前記点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさとなり、各ピクセル値の組み合わせが前記点状分布関数（ＰＳＦ）の行列（ｍａｔｒｉｘ）となる。ここで、ピクセル値は、各ピクセルの明度値であってもよい。

鮮明な映像にこのようなガウス状の前記点状分布関数（ＰＳＦ）をコンヴォルーションすれば、ガウス分布の中央部の周りにボケ現象が生じてしまう。また、ボケ現象付き放射線映像をこのようなガウス状の前記点状分布関数（ＰＳＦ）でデコンヴォルーションすれば、ガウス分布の中央部の周りに生じたボケ現象が緩和されて前記放射線映像が補正可能になる。

前記パラメータの値を決定するステップ（Ｓ２００）においては、点状分布関数（ＰＳＦ）を用いて前記放射線映像をデコンヴォルーションした補正映像が映像品質の基準を満たすパラメータの値に決定してもよい。前記放射線映像をデコンヴォルーションして補正すれば、補正映像の鮮鋭度が前記放射線映像の鮮鋭度よりも高くなる。例えば、あまりにも人為的に鮮鋭度を向上させれば、放射線映像固有の特性を歪ませてしまう。また、放射線映像固有の特性が歪まれていれば、医療診断用映像としての値打ちが無くなるため、補正映像の映像品質を評価して放射線映像固有の特性が歪まれているか否かを判断することにより、放射線映像固有の特性が歪まれている補正映像を選び出すことができる。したがって、前記映像品質の基準を満たすパラメータの値で前記パラメータの値を決定すれば、放射線映像固有の特性が歪まれていないながらも、鮮鋭度が向上した補正映像で前記放射線映像を補正することができる。

前記映像品質は、変調伝達関数（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ；ＭＴＦ）、量子検出効率（Ｄｅｔｅｃｔｉｖｅ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ；ＤＱＥ）、正規化済み雑音パワースペクトル（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｎｏｉｓｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ；ＮＮＰＳ）及び信号対雑音比（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ；ＳＮＲ）のうちから選ばれた少なくともいずれか一つを測定して評価することができる。前記変調伝達関数（ＭＴＦ）、量子検出効率（ＤＱＥ）、正規化済み雑音パワースペクトル（ＮＮＰＳ）及び信号対雑音比（ＳＮＲ）の測定値は、映像評価ツールを用いて測定することができるが、各測定値の特性グラフを分析して前記映像品質を評価することができる。つまり、各測定値の特性グラフを通じて放射線映像固有の特性が歪まれているか否かを判断することができる。

変調伝達関数（ＭＴＦ）は、ある任意の映像システムの周波数応答を示すものであって、被写体対照度（ｓｕｂｊｅｃｔ ｃｏｎｔｒａｓｔ）に対する映像対照度（ｉｍａｇｅ ｃｏｎｔｒａｓｔ）の比であると定義することができるが、鮮鋭度に関する測定因子である。また、変調伝達関数（ＭＴＦ）は、映像の空間周波数を測定して各周波数に相当する領域の周波数の記録能力であって、映像システムが映像の空間的な変化に反応する度合いを表示して解像度を求めることができる。変調伝達関数（ＭＴＦ）は、映像の鮮鋭度を評価するのに広く用いられ、変調伝達関数（ＭＴＦ）を用いて鮮鋭度が向上したか否かを判断することができる。

量子検出効率（ＤＱＥ）は、信号対雑音比（ＳＮＲ）の伝達特性を示すものであって、最終映像により生じたノイズの量を表わしたパラメータである。すなわち、放射線ディテクターの全体的な信号対雑音比性能、信号対雑音比を伝達する放射線ディテクターの能力を測定するものである。なお、量子検出効率（ＤＱＥ）は、入力信号対雑音比（ＳＮＲ）に対する出力信号対雑音比（ＳＮＲ）の自乗であると定義され、下記数２のように表わされる。

また、量子検出効率（ＤＱＥ）は、放射線映像の品質を表わす総合的な指標であって、変調伝達関数（ＭＴＦ）、正規化済み雑音パワースペクトル（ＮＮＰＳ）及び信号対雑音比（ＳＮＲ）などにより求められるものである。このため、変調伝達関数（ＭＴＦ）、正規化済み雑音パワースペクトル（ＮＮＰＳ）及び信号対雑音比（ＳＮＲ）を含めて総合的に映像品質を評価することができ、効率よく映像固有の特性が歪まれているか否かを判断することができる。

雑音パワースペクトル（ＮＰＳ）は、雑音の分散値の分布を空間周波数の上に表わしたものであって、映像においてピクセル間の変動要因である雑音の空間周波数に対する依存度を示し、ノイズに関する測定因子である。なお、正規化済み雑音パワースペクトル（ＮＮＰＳ）とは、正規化された（ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ）雑音パワースペクトル（ＮＰＳ）のことをいうが、全てのスペクトルのサンプルを平均化して得ることができる。

映像の雑音（ｎｏｉｓｅ）は、映像信号における不確定性又は不正確性を意味し、大きく、映像情報を構成する光子の数に起因する雑音と、映像信号処理回路による雑音と、に大別できる。前者は、映像情報を構成する光子の数が少ないともにその不確定性の度合いが増加し、これに対し、光子の数が増えれば、映像信号として検出される可能性が高くなって映像信号に対する雑音の影響が減少することがある。放射線映像システムの信号対雑音比を評価するために、中心部分を切り取った鉛ファントムを用いて映像を取得することができ、指示線に倣って測定した取得映像のグレイスケール（ｇｒａｙ−ｓｃａｌｅ）値を用いることもできる。映像信号は、周りの鉛ファントム及び中心の円形領域におけるグレイスケール値の差（ΔＤ）を意味し、映像雑音は、取得映像のグレイスケール値の標準偏差（ｓ）を意味する。これらの比（ΔＤ／ｓ）が信号対雑音比（ＳＮＲ）であると定義可能であるが、このような信号対雑音比（ＳＮＲ）は、信号（Ｓｉｇｎａｌ）及びノイズ（Ｎｏｉｓｅ）に関する測定因子である。

図８は、本発明の一実施形態による点状分布関数のパラメータの値を選択する基準を説明するためのグラフである。

間接方式の放射線ディテクターは、直接方式の放射線ディテクターに比べて高い量子検出効率（ＤＱＥ）を有しているが、直接方式の放射線ディテクターに比べて低い鮮鋭度（又は、ＭＴＦ）を有する。このため、間接方式の放射線ディテクターの高い量子検出効率（ＤＱＥ）を保ったままで高い鮮鋭度が得られるようにする必要がある。したがって、前記パラメータを決定する場合には、点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさ及びガウス分布のシグマ（σ）の効率よい決定のために、最初に、前記映像品質の基準として鮮鋭度を確認する指標である変調伝達関数（ＭＴＦ）を確認することができる。

図８を参照すると、前記映像品質の基準は、前記補正映像の空間周波数に対する変調伝達関数（ＭＴＦ）の値が空間周波数が増加するにつれて減少し、前記パラメータの値による前記補正映像のうち変調伝達関数（ＭＴＦ）の値が最も高い条件を含み得る。前記放射線映像（補正前）のグラフは、空間周波数に対する変調伝達関数（ＭＴＦ）の値が空間周波数が増加するにつれて減少しながら右下がりになることを確認することができる。このように、ボケ現象付き前記放射線映像（補正前）は、空間周波数（Ｓｐａｔｉａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）が高くなれば、ボケ現象も増幅されて変調伝達関数（ＭＴＦ）が減ることになる。しかしながら、補正３のグラフは、取得された前記放射線映像（補正前）のグラフとは異なり、所定の区間（空間周波数が約０．７〜１．４ｌｐ／ｍｍ）において右下がりになることなく、上がりになることを確認することができる。これより、補正３のグラフを放射線映像固有の特性が歪まれているものであると推定することができる。これを検証するために、量子検出効率（ＤＱＥ）を分析してもよいが、補正３のグラフは、その形状が大幅に異なってきたように、補正映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値と前記放射線映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値との間に差分が発生して放射線映像固有の特性が歪まれていることが分かる。補正２のグラフも取得された前記放射線映像（補正前）のグラフとはその形状がやや異なってきたが、右下がりになる特性を有する。それ故に、補正２は、量子検出効率（ＤＱＥ）を分析したところ、補正映像が前記放射線映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値を保って放射線映像固有の特性が歪まれていない。このように、放射線映像固有の特性が歪まれたか否かが変調伝達関数（ＭＴＦ）のグラフを通じて分かる。すなわち、変調伝達関数（ＭＴＦ）のグラフが右下がりになる特性を有しておらず、上がりになるか否かを判断して放射線映像固有の特性が歪まれているか否かを判断することができる。一方、変調伝達関数（ＭＴＦ）のグラフだけではなく、正規化済み雑音パワースペクトル（ＮＮＰＳ）及び信号対雑音比（ＳＮＲ）のグラフの形状をもっても、放射線映像固有の特性が歪まれているか否かが分かる。

また、前記パラメータの値に基づいて補正された前記補正映像のうち、変調伝達関数（ＭＴＦ）の値が最も高い補正映像を前記映像品質の基準として設定することができる。例えば、変調伝達関数（ＭＴＦ）の値が最も高ければ、前記補正映像の鮮鋭度が最も良好であるため、前記パラメータの値による前記補正映像のうち鮮鋭度が最も良好な補正映像を得ることができる。しかしながら、鮮鋭度が高過ぎて放射線映像固有の特性が歪まれてはならないため、補正映像が前記放射線映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値を保ち、中でも前記補正映像の変調伝達関数（ＭＴＦ）の値が最も高い前記補正映像を選択することができる。更に、このような条件を満たす前記補正映像として取得された前記放射線映像をデコンヴォルーションするように前記パラメータを決定してもよい。これにより、放射線映像固有の特性が歪まれていないながらも、鮮鋭度が最も良好な補正映像を得ることができる。このように、本発明においては、少ない放射線量でも鮮明な放射線映像を得ることができ、これにより、被検者の被曝線量を低減することができ、鮮明な放射線映像をもってなお一層正確な診断を行うことができる。特に、乳房Ｘ線撮影装置においては、微細石灰、乳房腫塊などを観察する過程で更に鮮明な放射線映像により非常に微細な部分まで観察することができる。

図８は、ガウス状の前記点状分布関数（ＰＳＦ）において前記点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさを固定し、ガウス分布のシグマ（σ）を変化させながら得たグラフであって、補正１のグラフは、前記シグマ（σ）が０．５であるときのものであり、補正２のグラフは、前記シグマ（σ）が０．７であるときのものであり、補正３のグラフは、前記シグマ（σ）が１．０であるときのものである。前記補正１、補正２、補正３のグラフのうちでは、補正２のグラフを選択することができる。これは、変調伝達関数（ＭＴＦ）のグラフにおいて補正３のグラフが最も高いとはいえ、放射線映像固有の特性が歪まれているため、放射線映像固有の特性が歪まれていないもののうち変調伝達関数（ＭＴＦ）のグラフが最も高い補正２のグラフを選択することができる。このため、ガウス分布のシグマ（σ）値として０．７を決定することができ、固定された前記点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさを前記パラメータの値に決定することができる。一方、他のパラメータの値も前記方法を用いて実験を通じて決定することができる。

図９は、本発明の一実施形態による映像品質を評価するための変調伝達関数（ＭＴＦ）のグラフであり、図１０は、本発明の一実施形態による映像品質を評価するための正規化済み雑音パワースペクトル（ＮＮＰＳ）のグラフであり、図１１は、本発明の一実施形態による映像品質を評価するための量子検出効率（ＤＱＥ）のグラフである。

図９から図１１を参照すると、前記映像品質の基準を満たす補正映像は、鮮鋭度に関する測定因子である変調伝達関数のグラフが増加するが、正規化済み雑音パワースペクトル（ＮＮＰＳ）のグラフも増加するため、量子検出効率（ＤＱＥ）のグラフがほとんど変化しない。結果的に、前記映像品質の基準を満たす補正映像は、補正前の前記放射線映像と同じ量子検出効率（ＤＱＥ）特性を有する。これは、補正映像が前記放射線映像と放射線映像固有の特性が同じであり、補正により放射線映像固有の特性が歪まれていないことを意味する。したがって、量子検出効率（ＤＱＥ）が高い間接方式の放射線ディテクターの特性は保ちながらも鮮鋭度が向上した放射線映像を得ることができ、これにより、少ない放射線量でも鮮明な放射線映像を得ることができる。これを通じて、被検者の被曝線量を低減することができ、鮮明な放射線映像をもってなお一層正確な診断を行うことができる。特に、乳房Ｘ線撮影装置においては、微細石灰、乳房腫塊などを観察する過程で更に鮮明な放射線映像により非常に微細な部分まで観察することができる。

前記映像品質の基準は、前記補正映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値が同じ空間周波数における前記放射線映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値の９０〜１１０％の範囲内に属する条件を含み得る。量子検出効率（ＤＱＥ）は、変調伝達関数（ＭＴＦ）、正規化済み雑音パワースペクトル（ＮＮＰＳ）及び信号対雑音比（ＳＮＲ）などにより求められるものである。したがって、量子検出効率（ＤＱＥ）は、変調伝達関数（ＭＴＦ）、正規化済み雑音パワースペクトル（ＮＮＰＳ）及び信号対雑音比（ＳＮＲ）を含めて総合的に映像品質を評価することができ、効率よく映像固有の特性が歪まれているか否かを判断することができる。放射線映像の補正により量子検出効率（ＤＱＥ）が変わることは、放射線映像固有の特性が歪まれていることを意味するため、量子検出効率（ＤＱＥ）値の差分が生じないことが求められる。しかしながら、変調伝達関数（ＭＴＦ）を変化させながら量子検出効率（ＤＱＥ）を誤差なしに同じ値に保つことは困難であるため、±１０％の誤差範囲を設けてもよい。前記補正映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値が同じ空間周波数における前記放射線映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値の９０〜１１０％の範囲内に属すれば、前記補正映像の量子検出効率（ＤＱＥ）のグラフが取得された前記放射線映像の量子検出効率（ＤＱＥ）のグラフと同じ形状を保つことができる。これは、量子検出効率（ＤＱＥ）値のみがやや異なるため、前記補正映像及び取得された前記放射線映像の放射線映像固有の特性が同じであると判断することができる。これに対し、前記補正映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値が同じ空間周波数における前記放射線映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値の９０〜１１０％の範囲を逸脱すれば、前記補正映像の量子検出効率（ＤＱＥ）のグラフが取得された前記放射線映像の量子検出効率（ＤＱＥ）のグラフの形状とは異なるように変化してしまう。また、量子検出効率（ＤＱＥ）値の差分も大きいため、このような前記補正映像は、放射線映像固有の特性が歪まれていると判断することができる。このように、前記補正映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値が同じ空間周波数における前記放射線映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値の９０〜１１０％の範囲内に属する条件を満たさない補正映像は、放射線映像固有の特性が歪まれている補正映像であるため、医療診断用映像としての値打ちがない。このため、前記補正映像は、量子検出効率（ＤＱＥ）値が同じ空間周波数における前記放射線映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値の９０〜１１０％の範囲内に属する条件を必ず満たさなければならない。

前記量子検出効率（ＤＱＥ）値の条件は、前記補正映像が満たすべき必須条件であるが、量子検出効率（ＤＱＥ）は、変調伝達関数（ＭＴＦ）、正規化済み雑音パワースペクトル（ＮＮＰＳ）及び信号対雑音比（ＳＮＲ）をいずれも知っていなければ求めることができないため、最初に確認すべき値ではない。例えば、鮮鋭度を判断可能な変調伝達関数（ＭＴＦ）を最初に確認することができ、変調伝達関数（ＭＴＦ）のグラフの形状をもって放射線映像固有の特性が歪まれているか否かを推定することができる。しかしながら、正確な放射線映像固有の特性が歪まれているか否かを正確に知るために、量子検出効率（ＤＱＥ）を確認する必要がある。

一方、正規化済み雑音パワースペクトル（ＮＮＰＳ）及び変調伝達関数（ＭＴＦ）の測定用の映像は、互いに異なっていてもよい。正規化済み雑音パワースペクトル（ＮＮＰＳ）の測定用の映像は、被写体（ｏｂｊｅｃｔ）なしに撮影した映像であってもよく、変調伝達関数（ＭＴＦ）の測定用の映像は、被写体の縁部（Ｅｄｇｅ ｏｂｊｅｃｔ）を撮影した映像であってもよい。正規化済み雑音パワースペクトル（ＮＮＰＳ）は、被写体なしに撮影した映像において白色で表わされるノイズを測定して分析するものである。なお、変調伝達関数（ＭＴＦ）は、被写体の縁部において被写体有り部分と被写体無し部分との境界がはっきりとなっているか否かを判断してボケ現象の度合いを把握するものである。これを通じて、正規化済み雑音パワースペクトル（ＮＮＰＳ）及び変調伝達関数（ＭＴＦ）を測定し、正規化済み雑音パワースペクトル（ＮＮＰＳ）及び変調伝達関数（ＭＴＦ）を用いて量子検出効率（ＤＱＥ）を計算することができる。

決定された前記パラメータの値をピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ、閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類のうちの少なくともいずれか一つに基づいて区分けして格納するステップを更に含み、前記放射線映像をデコンヴォルーションして補正するステップ（Ｓ３００）においては、格納された前記パラメータの値のうち前記放射線映像を取得するのに用いられたピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ、閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類のうちの少なくともいずれか一つに基づいて前記パラメータの値を選択して前記放射線映像を補正してもよい。前記放射線映像を前記パラメータの値が適用された点状分布関数（ＰＳＦ）でデコンヴォルーションした補正映像が前記映像品質の基準を満たすか否かを検証するためには長時間がかかる。これにより、予めピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ、閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類のうちの少なくともいずれか一つに基づいてパラメータデータを生成してもよい。また、前記ピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ、前記閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類のうちの少なくともいずれか一つに対応する前記パラメータの値を選択して点状分布関数（ＰＳＦ）に適用してもよい。

前記パラメータデータは、前記放射線映像を取得するステップ（Ｓ１００）前にそれぞれのピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ、閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類のうちの少なくともいずれか一つ毎に全ての前記パラメータの値を適用して前記補正映像を生成した後、それぞれの前記補正映像に対する前記映像品質の基準を満たすか否かを判断してピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ、閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類のうちの少なくともいずれか一つに基づいて前記補正映像が前記映像品質の基準を満たす前記パラメータの値が格納されたものであってもよい。前記パラメータデータを用いてピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ、閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類のうちの少なくともいずれか一つに基づいて、対応する前記パラメータの値の組み合わせを得ることができる。なお、放射線映像固有の特性が歪まれていないながらも、変調伝達関数（ＭＴＦ）のグラフが高い補正映像を手軽に得ることができる。

一方、残りのパラメータを固定し、いずれか一つのパラメータを変化させながら量子検出効率（ＤＱＥ）の条件を満たし、且つ変調伝達関数（ＭＴＦ）の値が最も高いパラメータの値を見出し、残りのパラメータも上記の方法と同様にして量子検出効率（ＤＱＥ）の条件を満たし、且つ変調伝達関数（ＭＴＦ）の値が最も高いパラメータの値を見出した後、見出された前記パラメータの値を相対的に変化させながら量子検出効率（ＤＱＥ）の条件を満たし、且つ変調伝達関数（ＭＴＦ）の値が最も高い前記パラメータの値の組み合わせを得ることができる。このとき、点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさは、所定の大きさ（例えば、物理的な散乱の範囲を十分に含み得るほどの大きさ）以上にさえ定めればよいため、他のパラメータを固定した後、前記映像品質の評価を通じて点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさを先に決定してもよい。次いで、決定された点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさを用いてガウス分布のシグマ（σ）を決定してもよく、決定された点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさ及びガウス分布のシグマ（σ）を固定して量子検出効率（ＤＱＥ）の条件を満たし、且つ変調伝達関数（ＭＴＦ）の値が最も高くなるように他のパラメータを決定してもよい。このようにして得た前記パラメータの値の組み合わせは、決定された前記パラメータの値であってもよい。また、決定された前記パラメータの値がピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ、閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類のうちの少なくともいずれか一つに基づいて区分けされて格納されたものは、前記パラメータデータであってもよい。

前記放射線映像をデコンヴォルーションして補正するステップ（Ｓ３００）においては、前記パラメータの値が適用された前記点状分布関数（ＰＳＦ）を用いたデコンヴォルーションを繰り返し行なって前記放射線映像を補正してもよい。前記パラメータの値の組み合わせは、取得された前記放射線映像のデコンヴォルーションに際して補正映像の放射線映像固有の特性を歪ませない組み合わせではなければならない。このような組み合わせであれば、たとえ変調伝達関数（ＭＴＦ）のグラフが高くないとしても、前記パラメータの値が適用された前記点状分布関数（ＰＳＦ）を用いたデコンヴォルーションを繰り返し行なって前記放射線映像を放射線映像固有の特性を歪ませない補正映像のうち変調伝達関数（ＭＴＦ）のグラフが最も高い補正映像で前記放射線映像を補正することができる。このときにも、放射線映像固有の特性を歪ませないように補正映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値が同じ空間周波数における前記放射線映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値の９０〜１１０％である条件を満たさなければならない。このように、前記点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさ、前記点状分布関数（ＰＳＦ）の形状及びデコンヴォルーションの回数に基づいて前記放射線映像の補正度を調節してもよい。すなわち、前記放射線映像の補正度は、前記点状分布関数（ＰＳＦ）の形状及び大きさ、デコンヴォルーションの回数に基づいて定められてもよい。一方、デコンヴォルーションの回数も事前の実験を通じて前記パラメータの値の組み合わせにおける放射線映像固有の特性を歪ませない最大（ｍａｘｉｍｕｍ）の回数を確認して予め設定しておいてもよい。なお、ピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ、閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類のうちの少なくともいずれか一つに基づいて前記パラメータの値の組み合わせ及び前記最大の回数をルックアップテーブル（Ｌｏｏｋ−Ｕｐ Ｔａｂｌｅ；ＬＵＴ）などのように予め格納しておいてもよい。

前記放射線映像をデコンヴォルーションして補正するステップ前に、前記放射線映像から欠陥要素を取り除くステップを更に含んでいてもよい。前記欠陥要素は、フラットフィールド（Ｆｌａｔ Ｆｉｅｌｄ）、ゲイン（Ｇａｉｎ）及びディフェクト（ｄｅｆｅｃｔ）を含んでいてもよい。中でも、ディフェクトが前記放射線映像のデコンヴォルーションに際して前記放射線映像に最も大きな影響を及ぼす。ディフェクトは、ピクセル値が正常に出力されない部分であって、前記放射線映像のデコンヴォルーションに際して前記放射線映像内にディフェクトが存在すれば、ディフェクトが増幅される現象が生じて前記放射線映像の品質に悪影響を及ぼす虞がある。このため、前記放射線映像をデコンヴォルーションして補正する前に前記放射線映像内におけるディフェクトを取り除いてもよい。

前記ディフェクトを取り除くときには、点（ｐｏｉｎｔ／ｐｉｘｅｌ）又は線（ｌｉｎｅ）状のディフェクトを周りの情報を用いて補正してもよい。この場合、周りの情報を用いて補正するため、実際にピクセル値と略同じピクセル値を得ることができ、これにより、前記放射線映像の品質を向上させることができる。なお、前記ディフェクトが取り除かれてディフェクトが増幅される現象を防ぐことができる。

また、前記放射線映像の前処理過程としてフラットフィールド補正及びゲイン補正をも行ってもよい。フラットフィールド補正は、ハードウェア的な原因により発生するピクセルの線量反応性の違いを補正することである。なお、ゲイン補正は、放射線ソース（ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅ）により発生する線量ばらつきを補正することである。

図１２は、本発明の他の実施形態によるフォトダイオード型間接方式の放射線ディテクターを示す断面図であり、図１３は、本発明の他の実施形態による電荷結合素子型間接方式の放射線ディテクターを示す断面図である。

図１２及び図１３に基づいて、本発明の他の実施形態による放射線撮影システムについてより詳細に説明するが、本発明の一実施形態による放射線映像の処理方法に関して上述した部分と重複する事項についての説明は省略する。

本発明の他の実施形態による放射線撮影システムは、被写体に放射線１０を照射する放射線照射部と、前記被写体を通過して入射する放射線１０を可視光１１に変換する閃光体パネル１１０及び前記可視光１１により生成された電荷をピクセル別に格納するピクセルアレイパネル１２０を有し、前記ピクセル別の電荷の量に基づいて放射線映像を実現する間接方式の放射線ディテクター１００と、前記間接方式の放射線ディテクター１００において取得した放射線映像を点状分布関数（ＰＳＦ）でデコンヴォルーションして前記放射線映像を補正する映像処理部と、を備えていてもよい。

放射線照射部は、放射線１０の強さを調節してもよく、被写体に所定の強さの放射線１０を照射して前記被写体を通過した放射線１０が閃光体パネル１１０に入射しないようにしてもよい。

間接方式の放射線ディテクター１００は、閃光体パネル１１０を有していてもよいが、閃光体パネル１１０に入射した放射線１０が閃光体１１１にぶつかって可視光１１に変換される。ここで、間接方式の放射線ディテクター１００は、可視光１１に変換された光の強さをフォトダイオード１２１付き薄膜トランジスター１２２又は電荷結合素子１２０ｂ付き薄膜トランジスター１２２を用いて電気信号に変換して映像として実現してもよい。

映像処理部は、閃光体パネル１１０の閃光体１１１により光が散乱されて発生された放射線映像のボケ現象を点状分布関数（ＰＳＦ）でデコンヴォルーション（ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ）して補正してもよい。これにより、前記放射線映像の鮮鋭度が向上して前記放射線映像を用いた医療診断の正確度を向上させることができる。

前記映像処理部は、ピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ、閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類のうちの少なくともいずれか一つによる点状分布関数（ＰＳＦ）に適用されるパラメータの値がピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ、閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類のうちの少なくともいずれか一つに基づいて区分けされて格納されたデータ格納部と、前記ピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ、閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類のうちの少なくともいずれか一つに基づいて前記パラメータの値を選択するパラメータ選択部と、選ばれた前記パラメータの値が適用された点状分布関数（ＰＳＦ）を用いて前記放射線映像をデコンヴォルーションする映像補正部と、を備えていてもよい。

データ格納部は、予めピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ、閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類のうちの少なくともいずれか一つに基づいて区分けされて所定の条件を満たすパラメータの値の組み合わせを格納してもよい。このようなパラメータの値の組み合わせを点状分布関数（ＰＳＦ）に適用して前記放射線映像をデコンヴォルーションすれば、放射線映像固有の特性が歪まれていないながらも変調伝達関数（ＭＴＦ）のグラフが高い補正映像を得ることができる。なお、ピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ、閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類のうちの少なくともいずれか一つによる前記パラメータの値を手軽に選択することができる。

パラメータ選択部は、前記ピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ、閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類のうちの少なくともいずれか一つに基づいて前記パラメータの値を選択してもよい。ここで、前記データ格納部に格納されたパラメータの値（すなわち、パラメータデータ）を用いてピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ、閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類のうちの少なくともいずれか一つによる前記パラメータの値を選択してもよい。

映像補正部は、選ばれた前記パラメータの値が適用された点状分布関数（ＰＳＦ）を用いて前記放射線映像をデコンヴォルーションすることにより、前記放射線映像を補正してもよい。ボケ現象付き前記放射線映像を用いて鮮明な映像とのコンヴォルーションにより前記ボケ現象と同じボケ効果を発生する点状分布関数（ＰＳＦ）を見出して、このような点状分布関数（ＰＳＦ）を用いてボケ現象付き前記放射線映像をデコンヴォルーションすることにより、ボケ現象が緩和されるように補正してもよい。

前記映像処理部は、前記放射線映像をデコンヴォルーションする回数を設定する繰り返し設定部を更に備えていてもよい。１回のデコンヴォルーションで鮮鋭度の向上が僅かであれば、前記デコンヴォルーションを繰り返し行なって前記放射線映像の鮮鋭度を向上させてもよい。このように、繰り返し設定部は、デコンヴォルーションの回数に応じて前記放射線映像の補正度を調節できるようにしてもよい。一方、デコンヴォルーションする回数も事前の実験を通じて前記パラメータの値の組み合わせにおける放射線映像固有の特性を歪ませない最大（ｍａｘｉｍｕｍ）の回数を確認して予め設定しておいてもよい。なお、ピクセルアレイパネル１２０のピクセルサイズ、閃光体パネル１１０の厚さ及び閃光体１１１の種類のうちの少なくともいずれか一つに基づいて前記パラメータの値の組み合わせ及び前記最大の回数をルックアップテーブルなどのようにデータ格納部に予め格納しておいてもよい。

前記繰り返し設定部は、前記放射線映像を点状分布関数（ＰＳＦ）でデコンヴォルーションして補正した放射線補正映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値が同じ空間周波数における前記放射線映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値の９０〜１１０％の範囲内に属する条件を満たすように前記回数を設定してもよい。放射線補正映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値が同じ空間周波数における前記放射線映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値の９０〜１１０％の範囲を逸脱すれば、放射線補正映像の放射線映像固有の特性が歪まれる。このため、放射線補正映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値が同じ空間周波数における前記放射線映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値の９０〜１１０％の範囲内に属する条件を満たすようにしてもよい。鮮鋭度の向上のためのデコンヴォルーションの繰り返し回数が多過ぎると、放射線映像固有の特性が歪まれる。したがって、放射線補正映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値が同じ空間周波数における前記放射線映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値の９０〜１１０％の範囲内に属する条件を満たすように前記回数を設定してもよい。

前記映像処理部は、取得した前記放射線映像から欠陥要素を取り除く前処理部を更に備えていてもよい。前処理部は、取得した前記放射線映像を前処理してもよい。前記放射線映像のデコンヴォルーションに際して前記放射線映像内にディフェクト（ｄｅｆｅｃｔ）などの欠陥要素が存在すれば、ディフェクトなどの欠陥要素が増幅される現象が生じて前記放射線映像の品質に悪影響を及ぼす虞がある。このため、前記放射線映像をデコンヴォルーションして補正する前に前記放射線映像内におけるディフェクトなどの欠陥要素を取り除いても良い。前記欠陥要素は、ディフェクトだけではなく、フラットフィールド及びゲインを含んでいてもよいが、前記放射線映像のデコンヴォルーションに際してディフェクトが前記放射線映像に最も大きな影響を及ぼす。

このように、本発明においては、点状分布関数（ＰＳＦ）を用いて放射線映像とデコンヴォルーションすることにより、間接方式の放射線ディテクターの閃光体パネルから発せられる光の散乱による放射線映像のボケ現象を補正することができる。これにより、間接方式の放射線ディテクターで鮮鋭度が向上した放射線映像を得ることができる。なお、高い量子検出効率（ＤＱＥ）を有する間接方式の放射線ディテクターで鮮鋭度が向上した放射線映像を得ることができるので、少ない放射線量でも鮮明な放射線映像を得ることができる。これにより、被検者の被曝線量を低めることができ、鮮明な放射線映像でなお一層正確な診断を行うことができる。特に、乳房Ｘ線撮影装置（マンモグラフィー装置）においては、微細石灰、乳房腫塊などを観察する過程で更に鮮明な放射線映像により非常に微細な部分まで観察することができる。

また、ボケ現象が補正された放射線映像の映像品質を評価して人為的な鮮鋭度の向上を防ぎ、放射線映像においてボケ現象のみを補正してもよい。なお、パラメータデータを用いて閃光体パネルの厚さに応じて映像品質を満たしながら鮮鋭度が最も高いパラメータの値を手軽に得ることもできる。一方、放射線映像のボケ現象を補正する前にディフェクトなどの欠陥要素を取り除く放射線映像の前処理を行うことで、放射線映像のボケ現象を補正する過程でディフェクトなどの欠陥要素が増幅されることを防ぐことができる。更に、ボケ現象を人為的に削除するわけではなく、ボケ現象を緩和させて無くすので、放射線映像のデータ情報の損失を防ぐことができ、たとえ放射線映像を補正するとしても、放射線映像の品質が低下することがない。

以上、本発明の好適な実施形態について図示及び説明したが、本発明は上述した実施形態に何等限定されるものではなく、特許請求の範囲において請求する本発明の要旨を逸脱しない範囲内において当該本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、これより様々な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが理解できる筈である。よって、本発明の技術的な保護範囲は、下記の特許請求の範囲により定められるべきである。

Claims (12)

1. 閃光体パネル及びピクセルアレイパネルを有する間接方式の放射線ディテクターを用いて放射線映像を取得するステップと、
   前記閃光体パネル又はピクセルアレイパネルに基づいて点状分布関数（ＰＳＦ）を定義するパラメータの値を決定するステップと、
   前記パラメータの値が適用された点状分布関数（ＰＳＦ）を用いて前記放射線映像をデコンヴォルーションして補正するステップと、
   を含み、
   前記放射線映像をデコンヴォルーションして補正するステップにおいては、前記パラメータの値が適用された前記点状分布関数（ＰＳＦ）を用いたデコンヴォルーションを繰り返し行なって前記放射線映像を補正する
   放射線映像の処理方法。
2. 前記放射線映像をデコンヴォルーションして補正するステップ前に、前記放射線映像から欠陥要素を取り除くステップを更に含む請求項１に記載の放射線映像の処理方法。
3. 前記パラメータは、前記閃光体パネルにより光が散乱された面積に相当するピクセルの数に対応する前記点状分布関数（ＰＳＦ）の大きさ及び前記点状分布関数（ＰＳＦ）の形状を定義するものである請求項１に記載の放射線映像の処理方法。
4. 前記パラメータの値を決定するステップにおいては、点状分布関数（ＰＳＦ）を用いて前記放射線映像をデコンヴォルーションした補正映像が映像品質の基準を満たすパラメータの値に決定する請求項１に記載の放射線映像の処理方法。
5. 前記映像品質は、変調伝達関数（ＭＴＦ）、量子検出効率（ＤＱＥ）、正規化済み雑音パワースペクトル（ＮＮＰＳ）及び信号対雑音比（ＳＮＲ）のうちから選ばれた少なくともいずれか一つを測定して評価する請求項４に記載の放射線映像の処理方法。
6. 前記映像品質の基準は、前記補正映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値が同じ空間周波数における前記放射線映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値の９０〜１１０％の範囲内に属する条件を含む請求項４に記載の放射線映像の処理方法。
7. 前記映像品質の基準は、前記補正映像の空間周波数に対する変調伝達関数（ＭＴＦ）の値が空間周波数が増加するにつれて減少し、前記パラメータの値による前記補正映像のうち変調伝達関数（ＭＴＦ）の値が最も高い条件を含む請求項４に記載の放射線映像の処理方法。
8. 決定された前記パラメータの値をピクセルアレイパネルのピクセルサイズ、閃光体パネルの厚さ及び閃光体の種類のうちの少なくともいずれか一つに基づいて区分けして格納するステップを更に含み、
   前記放射線映像をデコンヴォルーションして補正するステップにおいては、格納された前記パラメータの値のうち前記放射線映像を取得するのに用いられたピクセルアレイパネルのピクセルサイズ、閃光体パネルの厚さ及び閃光体の種類のうちの少なくともいずれか一つに基づいて前記パラメータの値を選択して前記放射線映像を補正する請求項１に記載の放射線映像の処理方法。
9. 被写体に放射線を照射する放射線照射部と、
   前記被写体を通過して入射する放射線を可視光に変換する閃光体パネルと、前記可視光により生成された電荷をピクセル別に格納するピクセルアレイパネルと、を有し、前記ピクセル別の電荷の量に基づいて放射線映像を実現する間接方式の放射線ディテクターと、
   前記間接方式の放射線ディテクターにおいて取得した放射線映像を点状分布関数（ＰＳＦ）でデコンヴォルーションして前記放射線映像を補正する映像処理部と、
   を備え、
   前記映像処理部は、前記放射線映像をデコンヴォルーションする回数を設定する繰り返し設定部を備える
   放射線撮影システム。
10. 前記映像処理部は、
    ピクセルアレイパネルのピクセルサイズ、閃光体パネルの厚さ及び閃光体の種類のうちの少なくともいずれか一つによる点状分布関数（ＰＳＦ）に適用されるパラメータの値がピクセルアレイパネルのピクセルサイズ、閃光体パネルの厚さ及び閃光体の種類のうちの少なくともいずれか一つに基づいて区分けされて格納されたデータ格納部と、
    前記ピクセルアレイパネルのピクセルサイズ、閃光体パネルの厚さ及び閃光体の種類のうちの少なくともいずれか一つに基づいて前記パラメータの値を選択するパラメータ選択部と、
    選ばれた前記パラメータの値が適用された点状分布関数（ＰＳＦ）を用いて前記放射線映像をデコンヴォルーションする映像補正部と、
    を更に備える請求項９に記載の放射線撮影システム。
11. 前記映像処理部は、
    取得した前記放射線映像から欠陥要素を取り除く前処理部を更に備える請求項１０に記載の放射線撮影システム。
12. 前記繰り返し設定部は、前記放射線映像を点状分布関数（ＰＳＦ）でデコンヴォルーションして補正した放射線補正映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値が同じ空間周波数における前記放射線映像の量子検出効率（ＤＱＥ）値の９０〜１１０％の範囲内に属する条件を満たすように前記回数を設定する請求項９に記載の放射線撮影システム。

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