JP6582510B2 - 放射線画像撮影システム - Google Patents

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Description

本発明は、放射線画像撮影システムに関する。
照射されたＸ線等の放射線の線量に応じて放射線検出素子で電荷を発生させ、発生した電荷を画像データとして読み出す放射線画像撮影装置が種々開発されている。このタイプの放射線画像撮影装置はＦＰＤ（Flat Panel Detector）として知られており、従来は支持台等と一体的に形成された、いわゆる専用機型（固定型等ともいう。）として構成されていたが、近年、放射線検出素子等を筐体内に収納し、持ち運び可能とした可搬型（カセッテ型等ともいう。）の放射線画像撮影装置が開発され、実用化されている。
このような放射線画像撮影装置を用いて放射線画像撮影を行う場合、被写体により散乱された散乱線が放射線画像撮影装置に入射して、撮影された放射線画像の画質が低下することを防止するために、図１５に示すように、放射線画像撮影装置１の筐体２の放射線入射面Ｒ側にグリッドＧｒを取り付けて撮影が行われる場合が少なくない。
しかし、上記のように放射線画像撮影装置が持ち運び可能とされたことで、例えば可搬型の放射線画像撮影装置やポータブルの放射線照射装置を病室や患者の自宅等に持ち込んで撮影を行うことが可能となったが、そのような状況では、グリッドＧｒと放射線照射装置のＸ線管球とのアライメントが正確にとれない場合が多い。
そして、よく知られているように、グリッドＧｒと管球とのアライメントが正確にとれないと放射線画像の画質が低下してしまうため、このような場合には、グリッドＧｒが使用されない場合が多い。しかし、放射線画像撮影装置にグリッドＧｒを取り付けないと、散乱線により画像のコントラストが低下したりノイズが増えたりして放射線画像の画質が低下してしまう。
そこで、例えば特許文献１〜３では、放射線画像撮影装置にグリッドＧｒを取り付けずに撮影を行った場合でも、放射線画像に対して画像処理を行うことにより、グリッドＧｒを装着した場合と同等に散乱線を除去することを可能とする技術が開示されている。
特開昭６１−１３３８４７号公報 特開２０１４−２０７９５８号公報 特開２０１５−４３９５９号公報
ところで、撮影された放射線画像における散乱線含有率は、少なくとも被写体（患者）の体厚によって変わるため、上記の特許文献１〜３に記載された従来技術では、例えばセンサー等を用いて計測したり、立方体や円柱、楕円柱等のモデルで近似する等して被写体の体厚を推定していた。
本発明者らは、この被写体の体厚を推定する方法について研究を重ねた結果、撮影された放射線画像を画像解析することで、センサー等を用いることなく、被写体の体厚を的確に推定することができる方法を見出すことができた。
本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、撮影された放射線画像の画像解析により、センサー等を用いることなく、被写体の体厚を的確に推定することができ、且つそれを用いて散乱線成分が的確に除去された放射線画像を得ることが可能な放射線画像撮影システムを提供することを目的とする。
前記の問題を解決するために、本発明の放射線画像撮影システムは、
二次元状に配列され、照射された放射線の線量に応じた電荷を発生させる複数の放射線検出素子と、
放射線の照射により前記各放射線検出素子で発生した前記電荷を信号値として生成する制御手段と、
を備える放射線画像撮影装置と、
被写体を介して前記放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線照射装置と、
前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子の前記信号値に基づいて放射線画像を生成する画像処理装置と、
を備え、
前記画像処理装置は、
前記放射線画像撮影装置にグリッドを装着しない状態で前記放射線照射装置から放射線が照射されて生成された前記信号値に基づいて放射線画像を生成し、散乱カーネルを用いて前記放射線画像の画素値にローパスフィルター処理を施して低周波画像を生成するとともに、
前記放射線画像中の１箇所または複数箇所にそれぞれ関心領域を設定し、前記関心領域に属する各画素に対応する前記信号値をヒストグラムに投票した際に、前記ヒストグラムより算出される特徴量に基づいて前記被写体の体厚を推定し、
推定した前記被写体の体厚に基づいて散乱線含有率を推定し、
生成した前記低周波画像および推定した前記散乱線含有率に基づいて前記放射線画像における散乱線成分を算出し、
算出した散乱線成分を前記放射線画像から差し引くことで前記散乱線成分が除去された放射線画像を生成することを特徴とする。
また、本発明の放射線画像撮影システムは、
二次元状に配列され、照射された放射線の線量に応じた電荷を発生させる複数の放射線検出素子と、
放射線の照射により前記各放射線検出素子で発生した前記電荷を信号値として生成する制御手段と、
を備える放射線画像撮影装置と、
被写体を介して前記放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線照射装置と、
前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子の前記信号値に基づいて放射線画像を生成する画像処理装置と、
を備え、
前記画像処理装置は、
前記放射線画像撮影装置にグリッドを装着しない状態で前記放射線照射装置から放射線が照射されて生成された前記信号値に基づいて放射線画像を生成し、散乱カーネルを用いて前記放射線画像の画素値にローパスフィルター処理を施して低周波画像を生成するとともに、
前記放射線画像に撮影されている前記被写体の形状情報に基づいて前記被写体の体厚を推定し、
推定した前記被写体の体厚に基づいて散乱線含有率を推定し、
生成した前記低周波画像および推定した前記散乱線含有率に基づいて前記放射線画像における散乱線成分を算出し、
算出した散乱線成分を前記放射線画像から差し引くことで前記散乱線成分が除去された放射線画像を生成することを特徴とする。
また、本発明の放射線画像撮影システムは、
二次元状に配列され、照射された放射線の線量に応じた電荷を発生させる複数の放射線検出素子と、
放射線の照射により前記各放射線検出素子で発生した前記電荷を信号値として生成する制御手段と、
を備える放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子の前記信号値に基づいて放射線画像を生成する画像処理装置と、
を備え、
前記画像処理装置は、
前記放射線画像撮影装置にグリッドを装着しない状態で前記放射線照射装置から放射線が照射されて生成された前記信号値に基づいて放射線画像を生成し、散乱カーネルを用いて前記放射線画像の画素値にローパスフィルター処理を施して低周波画像を生成するとともに、
前記放射線画像中の１箇所または複数箇所にそれぞれ関心領域を設定し、前記関心領域に属する各画素に対応する前記信号値をヒストグラムに投票した際に、前記ヒストグラムより算出される特徴量に基づいて前記被写体の体厚を推定し、
推定した前記被写体の体厚に基づいて散乱線含有率を推定し、
生成した前記低周波画像および推定した前記散乱線含有率に基づいて前記放射線画像における散乱線成分を算出し、
算出した散乱線成分を前記放射線画像から差し引くことで前記散乱線成分が除去された放射線画像を生成することを特徴とする
本発明のような方式の放射線画像撮影システムによれば、撮影された放射線画像の画像解析により、センサー等を用いることなく、被写体の体厚を的確に推定することが可能となる。
また、本発明のような方式の放射線画像撮影システムによれば、上記のように推定された被写体の体厚を用いて散乱線成分が的確に除去された放射線画像を得ることが可能となる。
本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観を示す斜視図である。 放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。 放射線画像撮影システムを回診車上に構成した場合の構成例を示す図である。 放射線検出素子のリセット処理や電荷蓄積状態、画像データの読み出し処理において各走査線にオン電圧を印加するタイミング等を説明するタイミングチャートである。 オフセットデータの読み出し処理までに各走査線にオン電圧を印加するタイミング等を説明するタイミングチャートである。 本実施形態に係る放射線画像からの散乱線成分の除去処理の手順等を説明する図である。 （Ａ）、（Ｂ）放射線画像中の２箇所に設定された２つの関心領域の例を表す図である。 ヒストグラム上の度数の分布等を表す図であり、（Ａ）は被写体の体厚が厚い場合、（Ｂ）は被写体の体厚が薄い場合を表す。 ヒストグラム上の度数の分布等の別の例を表す図であり、（Ａ）は被写体の体厚が厚い場合、（Ｂ）は被写体の体厚が薄い場合を表す。 （Ａ）、（Ｂ）被写体の体厚Ｔｈと差ΔＶｃとの関係の一例を表すグラフである。 濃度補正値Ｓと補正値ΔＴｈとの関係の一例を表すグラフである。 （Ａ）放射線画像に撮影された被写体の腹部の位置における画素行を説明する図であり、（Ｂ）画素行の画素値のプロファイル等を表すグラフである。 被写体の腹部の横幅Ｗと被写体の体厚Ｔｈとの関係の一例を表すグラフである。 元の放射線画像（α）、散乱線成分が除去された放射線画像（β）、放射線画像撮影装置にグリッドを装着して撮影された放射線画像（γ）の各画素の画素値をイメージ的に表す図である。 放射線画像撮影装置に装着されたグリッドの例を表す図である。
以下、本発明に係る放射線画像撮影システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。また、本発明に係る体厚の推定方法は、本発明に係る放射線画像撮影システムの説明の中で説明する。
なお、以下では、センサーパネルが筐体内に収納されて持ち運び可能とされた、いわゆる可搬型の放射線画像撮影装置の場合について説明するが、例えば従来の、撮影室に設置され、支持台等と一体的に形成された放射線画像撮影装置に対しても、本発明を適用することが可能であり、また、可搬型の放射線画像撮影装置を、撮影室のブッキー装置に装填して撮影を行うような場合にも、本発明を適用することが可能である。
［放射線画像撮影装置］
まず、本実施形態に係る放射線画像撮影システムで用いられる放射線画像撮影装置１について説明する。図１は、放射線画像撮影装置の外観を示す斜視図である。
本実施形態では、放射線画像撮影装置１は、後述する放射線検出素子７等が筐体２内に収納されて構成されており、筐体２の一方の側面には、電源スイッチ２５や切替スイッチ２６、前述したコネクター２７、インジケーター２８等が配置されている。また、図示を省略するが、本実施形態では、筐体２の例えば反対側の側面等に、外部と無線通信を行うためのアンテナ２９（後述する図２参照）が設けられている。なお、外部と有線方式で通信を行う場合にはコネクター２７に図示しないケーブルを接続させて通信することができるようになっている。
図２は、放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。図２に示すように、放射線画像撮影装置１には、図示しないセンサー基板上に複数の放射線検出素子７が二次元状（マトリクス状）に配列されている。各放射線検出素子７は、照射された放射線の量に応じた電荷を発生させるようになっている。各放射線検出素子７には、バイアス線９が接続されており、バイアス線９は結線１０に接続されている。そして、結線１０はバイアス電源１４に接続されており、バイアス電源１４からバイアス線９等を介して各放射線検出素子７に逆バイアス電圧が印加されるようになっている。
各放射線検出素子７には、スイッチ素子として薄膜トランジスター（Thin Film Transistor。以下、ＴＦＴという。）８が接続されており、ＴＦＴ８は信号線６に接続されている。また、走査駆動手段１５は、配線１５ｃを介して電源回路１５ａから供給されたオン電圧とオフ電圧をゲートドライバー１５ｂで切り替えて走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加するようになっている。そして、各ＴＦＴ８は、走査線５を介してオン電圧が印加されるとオン状態になって、放射線検出素子７内に蓄積された電荷を信号線６に放出させ、また、走査線５を介してオフ電圧が印加されるとオフ状態になって、放射線検出素子７と信号線６との導通を遮断して、放射線検出素子７内で発生した電荷を放射線検出素子７内に蓄積させるようになっている。
読み出しＩＣ１６内には複数の読み出し回路１７が設けられており、読み出し回路１７にはそれぞれ信号線６が接続されている。そして、画像データＤの読み出し処理の際に、後述する制御手段２２の制御を受けて走査駆動手段１５のゲートドライバー１５ｂから走査線５を介してＴＦＴ８にオン電圧が印加されると、ＴＦＴ８がオン状態となって、放射線検出素子７から電荷が信号線６に放出される。
そして、放出された電荷は信号線６を介して読み出し回路１７に流れ込み、増幅回路１８では流れ込んだ電荷の量に応じた電圧値が出力される。そして、相関二重サンプリング回路（図２では「ＣＤＳ」と記載されている。）１９は、増幅回路１８から出力された電圧値をアナログ値の画像データＤとして読み出して下流側に出力する。そして、出力された画像データＤはアナログマルチプレクサー２１を介してＡ／Ｄ変換器２０に順次送信され、Ａ／Ｄ変換器２０でデジタル値の画像データＤに順次変換され、記憶手段２３に出力されて順次保存される。制御手段２２は、このようにして各放射線検出素子７から電荷を画像データＤとして読み出す画像データＤの読み出し処理を行わせるようになっている。
制御手段２２は、図示しないＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピューターや、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等で構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。そして、制御手段２２には、ＳＲＡＭ（Static ＲＡＭ）やＳＤＲＡＭ（Synchronous ＤＲＡＭ）、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリー等で構成される記憶手段２３が接続されている。
また、制御手段２２には、アンテナ２９やコネクター２７を介して外部と無線方式や有線方式で通信を行う通信部３０が接続されている。さらに、制御手段２２には、走査駆動手段１５や読み出し回路１７、記憶手段２３、バイアス電源１４等の各機能部に必要な電力を供給するリチウムイオンキャパシター等の内蔵電源２４等が接続されている。
［放射線画像撮影システム］
次に、本実施形態に係る放射線画像撮影システム５０の構成例について簡単に説明する。前述したように、本実施形態に係る放射線画像撮影システム５０は、撮影室内に設置された放射線画像撮影装置を用いたり、撮影室のブッキー装置に放射線画像撮影装置を装填して撮影を行うような場合もあるが、例えば図３に示すように回診車５１上に構成され、ポータブルの放射線照射装置を病室等に持ち込んで放射線画像を行う場合もある。
この場合、図３に示すように、ポータブルの放射線照射装置５２が例えば回診車５１に搭載される等して病室Ｒａや患者の自宅等に持ち込まれる。この場合、放射線照射装置５２は、任意の方向に放射線を照射できるように構成されており、病室ＲａのベッドＢ（或いは患者の自宅のベッドや布団等）と被写体Ｈとの間に差し込まれたり被写体Ｈにあてがわれたりした放射線画像撮影装置１に対して、被写体Ｈを介して、適切な距離や方向から放射線を照射することができるようになっている。
また、回診車５１には、放射線照射装置５２のほか、アクセスポイント５３を備える中継器５４や、放射線照射装置５２のジェネレーター５５、放射線照射装置５２から放射線を照射させる際に放射線技師等の操作者が操作する曝射スイッチ５６、放射線画像撮影装置１の動作を制御する等して放射線画像撮影を行わせるためのコンソールＣ等が搭載されている。
中継器５４は、アクセスポイント５３を介して放射線画像撮影装置１とコンソールＣや放射線照射装置５２Ａ等との間の無線通信を中継するようになっているが、中継器５４と放射線画像撮影装置１とを図示しないケーブル等で接続することで、中継器５４を介して放射線画像撮影装置１とコンソールＣ等との間の有線通信を行うこともできるようになっている。
コンソールＣは、ＣＰＵ等を備えるコンピューター等で構成されており、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等で構成された表示部Ｃａを備えている。また、図示を省略するが、マウスやキーボード等の入力手段や、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成された記憶手段等が接続されている。なお、本実施形態では、コンソールＣが画像処理装置として機能するように構成されており、以下、コンソールＣが画像処理装置として機能する場合は画像処理装置Ｃとして説明するが、画像処理装置をコンソールＣとは別体に構成することも可能である。
［放射線画像の生成処理までの各処理について］
放射線画像撮影が行われた際にコンソールＣで放射線画像Ｐが生成されるまでの放射線画像撮影装置１やコンソールＣ等での各処理については公知の内容であり、ここでは簡単に説明する。
上記のようにして、放射線画像撮影装置１がベッドＢと被写体Ｈとの間に差し込まれたり被写体Ｈにあてがわれたりしてポジショニングを完了して、放射線技師等の操作者が放射線照射装置５２の曝射スイッチ５６を操作すると、放射線照射装置５２のジェネレーター５５から放射線画像撮影装置１に照射開始信号が送信される。
放射線画像撮影装置１の制御手段２２は、照射開始信号を受信すると、図４に示すように、その時点で行っている放射線検出素子７のリセット処理を停止し、走査駆動手段１５のゲートドライバー１５ｂ（図２参照）から走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオフ電圧を印加させて各ＴＦＴ８をオフ状態として電荷蓄積状態に移行させる。
また、制御手段２２は、それとともに、放射線照射装置５２側にインターロック解除信号を送信する。そして、放射線照射装置５２のジェネレーター５５は、インターロック解除信号を受信した時点で、放射線照射装置５２から放射線を照射させる。図４の斜線部分は、放射線照射装置５２から放射線が照射されている期間を表す。
なお、このように放射線画像撮影装置１と放射線照射装置５２側との間で信号のやり取りを行いながら（すなわち同期をとりながら）撮影を行うように構成することも可能であるが、放射線画像撮影装置１と放射線照射装置５２側との間で信号等のやり取りを行わず、放射線画像撮影装置１が自ら放射線の照射開始を検出して、いわゆる非同期（非連携ともいう。）で撮影を行うように構成することも可能である。そして、このように非同期で撮影を行う場合については、特開２００９−２１９５３８号公報や国際公開第２０１１／１３５９１７号、国際公開第２０１１／１５２０９３号に詳しく記載されており、それらを参照されたい。
そして、放射線画像撮影装置１の制御手段２２は、図４に示すように、所定時間τだけ電荷蓄積状態を継続させた後、ゲートドライバー１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧を順次印加させて各放射線検出素子７からの画像データＤの読み出し処理を行わせる。
また、放射線画像撮影装置１では、撮影の前や後に、図５に示すよう、オフセットデータＯの読み出し処理が行われる。すなわち、放射線画像撮影装置１は、図４に示した画像データＤの読み出し処理までの処理シーケンスを繰り返し、放射線検出素子７のリセット処理を行い、放射線が照射されない状態で所定時間τだけ電荷蓄積状態を継続させた後、ゲートドライバー１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧を順次印加させて、上記の画像データＤの読み出し処理と同様にして各放射線検出素子７からオフセットデータＯを読み出す。
そして、放射線画像撮影装置１は、下記（１）式に従って、放射線検出素子７ごとに、すなわち画素ごとに、画像データＤからオフセットデータＯを減算して生成した信号値ＳｐをコンソールＣすなわち画像処理装置Ｃに転送する。なお、下記（１）式に基づく信号値Ｓｐの生成処理を画像処理装置Ｃで行うように構成することも可能である。その場合、放射線画像撮影装置１は、読み出した画像データＤとオフセットデータＯとを画像処理装置Ｃに転送する。
Ｓｐ＝Ｄ−Ｏ …（１）
画像処理装置Ｃは、放射線画像撮影装置１から転送されてきた画素ごとの信号値Ｓｐから異常値を除去して適切な値に補正（いわゆる欠陥画素補正）する等の処理を行った後、信号値Ｓｐを正規化する正規化処理を行う。正規化処理では、例えば信号値Ｓｐの最大値Ｓｐmaxと最小値Ｓｐminが予め定められた最大値ＳＨと最小値ＳＬになるように信号値Ｓｐが変換されて正規化される。具体的には、画像処理装置Ｃは、下記（２）式に従って各信号値Ｓｐを正規化データＳｐ＊に変換するが、その際の正規化データＳｐ＊の最大値および最小値がそれぞれＳＨおよびＳＬになるように定数Ｓ、Ｇが決められる。
Ｓｐ＊＝Ｇ×Ｓｐ＋Ｓ …（２）
上記（２）式における傾きＧはコントラスト値、切片Ｓは濃度補正値を表している。そして、画像処理装置Ｃは、正規化データＳｐ＊に対して撮影部位（例えば胸部正面等）に応じたＬＵＴ（Look Up Table）を用いた階調処理等の画像処理を行って画素ごとの画素値Ｖｐを算出して放射線画像Ｐを生成するように構成される。
なお、本実施形態では、以上のように、放射線画像撮影装置１の各放射線検出素子７（すなわち画素）で読み出された画像データＤからオフセットデータＯを減算して生成されるデータを信号値Ｓｐ（生（raw）データに対応する。）といい、信号値Ｓｐが正規化されたデータを正規化データＳｐ＊といい、正規化データＳｐ＊がＬＵＴ等により画像処理された後の最終的なデータを画素値Ｖｐという。
［画像処理装置における放射線画像からの散乱線成分の除去処理について］
次に、本実施形態に係る放射線画像撮影システム５０の画像処理装置Ｃにおける放射線画像からの散乱線成分の除去処理について説明する。本実施形態では、画像処理装置Ｃは、前述した特許文献１等に記載された処理と同様の画像処理を行うようになっている。
すなわち、仮に放射線画像撮影装置１にグリッドＧｒ（図１５参照）を装着して撮影を行った場合、グリッドＧｒは放射線画像Ｐ中に低周波成分として写り込む。そこで、本実施形態では、図６に示すように、画像処理装置Ｃは、放射線画像撮影装置１に図示しないグリッドＧｒを装着しない状態で放射線照射装置５２から放射線が照射されて放射線画像撮影装置１（或いは画像処理装置Ｃ）で生成された信号値Ｓｐに基づいて上記のようにして放射線画像Ｐを生成すると、散乱カーネル（畳み込みカーネルやコンボリューション行列、二次元畳み込み行列等ともいう。）を用いて放射線画像Ｐの各画素の画素値Ｖｐにローパスフィルター処理を施して低周波画像Ｐlfを生成する。
また、画像処理装置Ｃは、それとともに、生成した放射線画像Ｐに基づいて、或いは放射線画像Ｐの各画素に対応する信号値Ｓｐすなわち上記のようにして各画素の画素値Ｖｐを算出する基となった画素ごとの信号値Ｓｐに基づいて、被写体Ｈの体厚Ｔｈを推定する。そして、推定した被写体Ｈの体厚Ｔｈに基づいて画素ごとに散乱線含有率ｒを推定する。そして、上記のようにして生成した低周波画像Ｐlfと推定した散乱線含有率ｒに基づいて放射線画像Ｐにおける画素ごとの散乱線成分Ｃｓを算出し、算出した散乱線成分Ｃｓを放射線画像Ｐの画素値Ｖｐから画素ごとに差し引くことで、散乱線成分が除去された放射線画像Ｐ＊を生成するようになっている。
そして、本実施形態では、上記のように、画像処理装置Ｃは、放射線画像Ｐや、放射線画像Ｐの各画素に対応する信号値Ｓｐに基づいて被写体Ｈの体厚Ｔｈを推定するようになっている。以下、この被写体Ｈの体厚Ｔｈの推定方法について、いくつかの実施例を挙げて具体的に説明する。また、本実施形態に係る放射線画像撮影システム５０の作用についてもあわせて説明する。
［第１の実施の形態］
第１の実施形態では、画像処理装置Ｃは、図７（Ａ）に示すように、上記のようにして生成した放射線画像Ｐ中の２箇所のそれぞれ画素値Ｖｐが異なる部分に関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２を設定する。そして、関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２に属する各画素に対応する信号値Ｓｐ（すなわち各画素の画素値Ｖｐを算出する基となった画素ごとの信号値Ｓｐ）をヒストグラムに投票した際に、ヒストグラムより算出される特徴量に基づいて被写体Ｈの体厚Ｔｈを推定するようになっている。以下、具体的に説明する。
関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２としては、例えば、放射線画像Ｐにおいて全体的に画素値Ｖｐ（或いは信号値Ｓｐ）が小さい部分に関心領域ＲＯＩ１を設定し、関心領域ＲＯＩ１よりも全体的に画素値Ｖｐ（或いは信号値Ｓｐ）が大きい部分に関心領域ＲＯＩ２を設定するように構成される。すなわち、例えば図７（Ａ）に示すように、一方の関心領域ＲＯＩ１を、脊柱や椎体が撮影されている、画素値Ｖｐ（或いは信号値Ｓｐ）が小さい画素が多く含まれる領域に設定し、他方の関心領域ＲＯＩ２を、肺野が撮影されている、画素値Ｖｐ（或いは信号値Ｓｐ）が関心領域ＲＯＩ１より大きい画素が多く含まれる領域に設定する。
なお、上記の一方の関心領域ＲＯＩ１を、例えば脊柱や椎体以外の骨が撮影されている部分（例えば頭部における頭蓋骨や、腕や脚における上腕骨や大腿骨等）に設定してもよい。また、例えば放射線画像Ｐ中に肺野が撮影されていない場合には、例えば図７（Ｂ）に示すように、上記の他の関心領域ＲＯＩ２を、例えば側腹部（撮影部位が腹部正面等の場合）に設定したり、放射線画像Ｐにおける素抜け部すなわち放射線が被写体Ｈを介さずに放射線画像撮影装置１に直接入射した部分（頭部や腹部、腕、脚等の場合）に設定するように構成することも可能である。
また、本実施形態では、放射線画像Ｐ中に複数の関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２を設定する部分が撮影部位（頭部や胸部、腹部、腕、脚、手足等）ごとに予め決められている。そして、画像処理装置ＣであるコンソールＣは、撮影部位の情報を、撮影に関する撮影オーダー情報（撮影条件キー等ともいう。）等から入手すると、上記のようにして生成した放射線画像Ｐの、撮影部位に対応する各部分に、複数の関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２をそれぞれ設定するようになっている。
そして、画像処理装置Ｃは、関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２に属する各画素に対応する信号値Ｓｐをヒストグラムに投票する。なお、ヒストグラムの階級の幅は適宜決められる。そして、関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２に属する各画素に対応する信号値Ｓｐをヒストグラムに投票した場合の度数Ｆの分布は、例えば被写体Ｈの体厚Ｔｈが厚い場合は図８（Ａ）に示すような分布になり、被写体Ｈの体厚Ｔｈが薄い場合は図８（Ｂ）に示すような分布になる場合がある。
そして、上記のように関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２が、放射線画像Ｐにおいて全体的に画素値Ｖｐ（或いは信号値Ｓｐ）が小さい部分（ＲＯＩ１）と全体的に画素値Ｖｐ（或いは信号値Ｓｐ）が大きい部分（ＲＯＩ２）に設定されたことを反映して、上記の度数Ｆの分布に少なくとも２つのピークが現れる。なお、後述する図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、度数Ｆの分布に３つのピークが現れる場合もあり、また、図示を省略するが、度数Ｆの分布にピークが１つしか現れない場合もある。
そこで、画像処理装置Ｃは、例えば、前述したヒストグラムより算出される特徴量として、ヒストグラム上での度数Ｆの分布における２つの基準となる信号値の差を算出し、それに基づいて被写体Ｈの体厚Ｔｈを推定するように構成することが可能である。その際、度数Ｆの分布における２つの基準となる信号値の差としては、例えば、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように度数Ｆの分布に現れる各関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２の代表値に対応する各階級値Ｖｃ１、Ｖｃ２の差ΔＶｃとすることが可能である。
このように、例えば図７（Ａ）に示したように関心領域ＲＯＩ１を脊柱や椎体等、関心領域ＲＯＩ２を肺野等に設定した場合や、図７（Ｂ）に示したように関心領域ＲＯＩ１を脊柱や椎体等、関心領域ＲＯＩ２を側腹部等に設定した場合には、関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２の代表値に対応する各階級値Ｖｃ１、Ｖｃ２の差ΔＶｃの大きさは、被写体Ｈの体厚Ｔｈが厚い場合（図８（Ａ）参照）と薄い場合（図８（Ｂ）参照）とで異なり、体厚Ｔｈが厚いほど差ΔＶｃが小さくなる場合があることが分かっている。
一方、本発明者らの研究では、例えば図７（Ｂ）に示したように関心領域ＲＯＩ１を脊柱や椎体等に設定するが、関心領域ＲＯＩ２を素抜け部（なお素抜け部の信号値Ｓｐに飽和（saturation）が生じていない場合）に設定した場合にも、関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２の代表値に対応する各階級値Ｖｃ１、Ｖｃ２の差ΔＶｃの大きさは、被写体Ｈの体厚Ｔｈが厚い場合（図９（Ａ）参照）と薄い場合（図９（Ｂ）参照）とで異なるが、この場合は、体厚Ｔｈが厚いほど差ΔＶｃが大きくなる場合があることが分かっている。
このように、関心領域ＲＯＩ２を、素抜け部に設定した場合（図９（Ａ）、（Ｂ）参照）と、被写体Ｈの体内（すなわち肺野や側腹部等）に設定した場合で、上記の差ΔＶｃが、体厚Ｔｈが厚いほど小さくなる場合と大きくなる場合とが存在する理由は必ずしも明らかではないが、被写体Ｈの体厚Ｔｈが厚くなるほど、散乱線が多くなるため信号値Ｓｐが大きくなることと、その一方で被写体Ｈの体厚Ｔｈが薄い場合よりも厚い場合の方がそもそも信号値Ｓｐが小さくなることとの兼ね合いで、上記のような現象が現れると考えることもできる。
そして、第１の実施形態では、画像処理装置Ｃは、予め実験的に被写体Ｈの体厚Ｔｈと上記の差ΔＶｃとの関係を求めて、例えば図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すような関係を得ておき、ＲＯＭ等の記憶手段に記憶させておく。その際、上記の関係を、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示したようなグラフやテーブル等の形で有しておいてもよく、関数の形で有しておいてもよい。
なお、図１０（Ａ）に示す体厚Ｔｈと差ΔＶｃとの関係は、上記の体厚Ｔｈが厚いほど差ΔＶｃが小さくなるように関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２を設定した場合に対応し、図１０（Ｂ）に示す体厚Ｔｈと差ΔＶｃとの関係は、上記の体厚Ｔｈが厚いほど差ΔＶｃが大きくなるように関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２を設定した場合に対応する。また、上記の体厚Ｔｈと差ΔＶｃとの関係は、必ずしも図１０（Ａ）、（Ｂ）に示したように直線的な関係になるとは限らない。また、上記の関係は、撮影に使用された放射線照射装置５２（図３参照）や管球ごとに変わる可能性があり、そのような場合には、放射線照射装置５２や管球ごとに上記の関係を有しておくように構成することも可能である。
そして、画像処理装置Ｃは、上記のようにして階級値Ｖｃ１、Ｖｃ２の差ΔＶｃを算出すると、上記の体厚Ｔｈと差ΔＶｃとの関係を参照して、算出した差ΔＶｃに対応する被写体Ｈの体厚Ｔｈを割り出すことで、被写体Ｈの体厚Ｔｈを推定するように構成することが可能である。
［効果］
以上のように、第１の実施形態に係る放射線画像撮影システム５０や体厚Ｔｈの推定方法によれば、放射線画像Ｐ中の２箇所にそれぞれ関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２を設定し、関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２に属する各画素に対応する信号値Ｓｐをヒストグラムに投票した際に、ヒストグラムより算出される特徴量（例えば度数Ｆの分布に現れる関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２の代表値に対応する各階級値Ｖｃ１、Ｖｃ２の差ΔＶｃ）に基づいて被写体Ｈの体厚Ｔｈを推定するように構成することで、撮影された放射線画像Ｐの画像解析等により、センサー等を用いることなく、被写体Ｈの体厚Ｔｈを的確に推定することが可能となる。
また、的確に推定された被写体Ｈの体厚Ｔｈに基づいて放射線画像Ｐの画素ごとに散乱線含有率ｒを的確に推定することが可能となり、生成した低周波画像Ｐlf（図６参照）と推定した散乱線含有率ｒに基づいて放射線画像Ｐにおける画素ごとの散乱線成分Ｃｓを的確に算出し、算出した散乱線成分Ｃｓを放射線画像Ｐの画素値Ｖｐから画素ごとに差し引くことで、散乱線成分が除去された放射線画像Ｐ＊を的確に生成することが可能となる。
なお、上記の第１の実施形態では、生成した放射線画像Ｐ中の２箇所に関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２を設定する場合について説明したが、関心領域ＲＯＩを放射線画像Ｐ中に３箇所以上設定しても上記と同様に構成することができる。また、生成した放射線画像Ｐ中に関心領域ＲＯＩを１箇所だけ設定しても、その関心領域ＲＯＩに属する各画素に対応する信号値Ｓｐをヒストグラムに投票すると、図８（Ａ）、（Ｂ）や図９（Ａ）、（Ｂ）に示したように度数Ｆの分布に複数のピークが現れる等して関心領域ＲＯＩの代表値が複数得られる場合がある。そこで、それらの代表値の中から２つの代表値を抽出してそれらの差を特徴量とし、その特徴量に基づいて被写体Ｈの体厚Ｔｈを推定するように構成することも可能である。
また、上記の第１の実施形態では、ヒストグラムより算出される特徴量として、関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２の代表値に対応する各階級値Ｖｃ１、Ｖｃ２の差ΔＶｃの大きさに着目したが、この他にも、ヒストグラムより算出される特徴量を、例えば、関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２の代表値に対応する各階級値Ｖｃ１、Ｖｃ２の比や標準偏差としたり、或いは関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２に属する各画素の信号値Ｓｐの各平均値の差や比等とし、それらに基づいて被写体Ｈの体厚Ｔｈを推定するように構成することも可能である。
［変形例］
ところで、本発明者らの研究で、上記の第１の実施形態のようにして推定した被写体Ｈの体厚Ｔｈに誤差ΔＴｈが生じる場合があることが分かった。そして、この誤差ΔＴｈについてさらに研究したところ、前述したように、放射線画像撮影装置１の画素（放射線検出素子７）ごとに生成された信号値Ｓｐを正規化して正規化データＳｐ＊に変換する際に用いられる濃度補正値Ｓ（上記（２）式参照）が大きいほど誤差ΔＴｈが大きくなる傾向があることが分かってきた。
そこで、画像処理装置Ｃは、上記の被写体Ｈの体厚Ｔｈと差ΔＶｃとの関係（図１０（Ａ）、（Ｂ）参照）のほかに、予め実験的に上記の濃度補正値Ｓと誤差ΔＴｈ（すなわち補正値ΔＴｈ）との関係を求めて例えば図１１に示すような関係を得ておき、ＲＯＭ等の記憶手段に記憶させておく。その際、この関係も、図１１に示したようなグラフやテーブル等の形で有しておいてもよく、関数の形で有しておいてもよい。また、上記の関係を放射線照射装置５２や管球ごとに有しておくように構成することも可能である。
そして、画像処理装置Ｃは、濃度補正値Ｓと補正値ΔＴｈとの関係を参照して、信号値Ｓｐを正規化した際に用いた濃度補正値Ｓに基づいて補正値ΔＴｈを割り出す。そして、上記のように階級値Ｖｃ１、Ｖｃ２の差ΔＶｃに基づいて推定した被写体Ｈの体厚Ｔｈに、補正値ΔＴｈを加算することで、上記のように推定した被写体Ｈの体厚Ｔｈを補正値ΔＴｈで補正して、被写体Ｈの体厚Ｔｈ（この場合はＴｈ＋ΔＴｈ）を推定するように構成することも可能である。このように構成すれば、被写体Ｈの体厚Ｔｈをより的確に推定することが可能となる。
［第２の実施の形態］
一方、画像処理装置Ｃは、例えば図７（Ｂ）に示したように、放射線画像Ｐ中に被写体Ｈの腹部が撮影されている場合には、放射線画像Ｐに撮影されている被写体Ｈの形状に関する情報（以下、形状情報という。）に基づいて被写体Ｈの体厚Ｔｈを推定するように構成することが可能である。被写体Ｈの形状情報としては、例えば被写体Ｈの腹部の横幅Ｗとすることが可能である。
この場合、画像処理装置Ｃは、放射線画像Ｐに撮影されている被写体Ｈの腹部の位置を、放射線画像Ｐに撮影されている被写体Ｈの脊柱や椎体、肺野、骨盤等の各位置等に基づいて特定し、例えば図１２（Ａ）に示すように被写体Ｈの腹部の位置における画素行ｐｌの各画素（ｘ，ｙ）の画素値Ｖｐ(x,y)を抽出して、図１２（Ｂ）に示すように画素値Ｖｐ(x,y)をｙごとにプロットする。
そして、画像処理装置Ｃは、この画素値Ｖｐ(x,y)のプロファイルのうち被写体Ｈが撮影されている部分Ａを例えば二次関数で近似し、また、素抜け部Ｂの画素値Ｖｐ(x,y)を直線で近似し、二次関数と直線との２つの交点の間隔Δｙを求め、間隔Δｙを実際の被写体Ｈの腹部の横幅Ｗに換算して算出する。なお、この場合、画素値Ｖｐ(x,y)のプロファイルを二次関数で近似する代わりに、例えば四次関数や楕円等の他の曲線で近似するように構成することも可能である。
そして、画像処理装置Ｃは、例えば図１３に示すように、予め被写体Ｈの腹部の横幅Ｗと被写体Ｈの体厚Ｔｈとの関係を求めてＲＯＭ等の記憶手段に記憶させておき、上記のようにして被写体Ｈの腹部の横幅Ｗを算出すると、上記の関係を参照して、被写体Ｈの腹部の横幅Ｗに基づいて被写体Ｈの体厚Ｔｈを推定するように構成することが可能である。
なお、上記の構成例では、被写体Ｈの形状情報として被写体Ｈの腹部の横幅Ｗに基づいて被写体Ｈの体厚Ｔｈを推定するように構成した場合について説明したが、この他にも、例えば、上記のように画素値Ｖｐ(x,y)のプロファイルのうち被写体Ｈが撮影されている部分Ａを曲線近似にした場合の曲率や曲率半径等を被写体Ｈの形状情報とするように構成することも可能であり、被写体Ｈの形状情報は、それに基づいて被写体Ｈの体厚Ｔｈを推定することができるものであればよい。
［効果］
以上のように、第２の実施形態に係る放射線画像撮影システム５０や体厚Ｔｈの推定方法によれば、放射線画像Ｐに撮影されている被写体Ｈの形状情報（例えば被写体Ｈの腹部の横幅Ｗ）に基づいて被写体Ｈの体厚Ｔｈを的確に推定することが可能となる。
また、的確に推定された被写体Ｈの体厚Ｔｈに基づいて放射線画像Ｐの画素ごとに散乱線含有率ｒを的確に推定することが可能となり、生成した低周波画像Ｐlf（図６参照）と推定した散乱線含有率ｒに基づいて放射線画像Ｐにおける画素ごとの散乱線成分Ｃｓを的確に算出し、算出した散乱線成分Ｃｓを放射線画像Ｐの画素値Ｖｐから画素ごとに差し引くことで、散乱線成分が除去された放射線画像Ｐ＊を的確に生成することが可能となる。
［変形例］
なお、上記の第２の実施形態では、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示したように、被写体Ｈの形状情報として、画素値Ｖｐ(x,y)のプロファイルのうち被写体Ｈが撮影されている部分Ａを近似した曲線と、素抜け部Ｂの画素値Ｖｐ(x,y)を近似した直線との２つの交点の間隔Δｙから実際の被写体Ｈの腹部の横幅Ｗを算出する場合について説明した。しかし、被写体Ｈの横幅Ｗが大きすぎて、放射線画像Ｐに被写体Ｈの横方向の端部が撮影されていない場合がある。すなわち、放射線画像Ｐに素抜け部が撮影されていない場合がある。
そこで、そのような場合には、例えば、画像処理装置Ｃは、上記と同様にして被写体Ｈの脊柱や椎体、肺野、骨盤等の各位置等に基づいて放射線画像Ｐに撮影されている被写体Ｈの腹部の位置を特定し、上記と同様に、被写体Ｈの腹部の位置における画素行ｐｌの各画素（ｘ，ｙ）の画素値Ｖｐ(x,y)を抽出して、画素値Ｖｐ(x,y)をｙごとにプロットする。そして、上記と同様に、それを二次関数等の曲線で近似する。
また、この場合、放射線画像Ｐには素抜け部が撮影されていないため、上記の画素値Ｖｐ(x,y)のプロファイルを直線近似する等の処理を行うことができない。しかし、例えば、当該放射線画像Ｐを撮影した際に放射線照射装置５２（図３参照）に設定した管電圧やｍＡｓ値（すなわち管電流×照射時間）、放射線照射装置５２と放射線画像撮影装置１との距離ＳＩＤ等に基づいて放射線照射装置５２から放射線画像撮影装置１に照射された放射線の単位面積あたりの線量を算出することで、放射線照射装置５２から放射線画像撮影装置１に被写体Ｈを介さずに放射線が照射された場合の画素値（すなわちその状態で仮に素抜け部が撮影された場合の素抜け部の画素値）を推定することができる。
そこで、画像処理装置Ｃは、このようにして仮に放射線画像Ｐに素抜け部が撮影された場合の素抜け部の画素値を推定し、指定した画素値を表す直線と、上記の近似曲線との２つの交点の間隔Δｙを割り出して、図１３に示した関係から実際の被写体Ｈの腹部の横幅Ｗを算出することが可能である。
そのため、この変形例のように構成すれば、被写体Ｈの横幅Ｗが大きすぎて放射線画像Ｐに被写体Ｈの横方向の端部が撮影されていない場合でも、仮に放射線画像Ｐに素抜け部が撮影された場合の素抜け部と、上記のように放射線画像Ｐ上に特定した被写体Ｈの腹部の位置における画素行の各画素の画素値Ｖｐ(x,y)のプロファイルに基づいて、被写体Ｈの腹部の横幅Ｗを的確に推定して、被写体Ｈの体厚Ｔｈを的確に推定することが可能となる。
［第３の実施の形態］
一方、画像処理装置Ｃにおいて、上記の第１、第２の実施形態に係る被写体Ｈの体厚Ｔｈの推定処理のいずれか一方を採用して、被写体Ｈの体厚Ｔｈを推定するように構成することも可能であるが、上記の第１、第２の実施形態に係る被写体Ｈの体厚Ｔｈの推定処理を補完的に用いるように構成することも可能である。
すなわち、例えば、画像処理装置Ｃは、基本的には第１の実施形態に係る被写体Ｈの体厚Ｔｈの推定処理を行うように構成する。すなわち、放射線画像中の２箇所にそれぞれ関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２を設定し、関心領域ＲＯＩ１、ＲＯＩ２に属する各画素に対応する信号値Ｓｐをヒストグラムに投票した際に、ヒストグラムより算出される特徴量（例えば上記の差ΔＶｃ）に基づいて（或いはそれを補正値ΔＴｈで補正して）被写体Ｈの体厚Ｔｈを推定するように構成する。
しかし、例えば図７（Ａ）に示した場合において、被写体Ｈである患者の肺野に水が溜まっている等して、肺野に設定した関心領域ＲＯＩ２の各画素に対応する信号値Ｓｐと、椎体等の部分に設定した関心領域ＲＯＩ１の各画素に対応する信号値Ｓｐとの間で値にさほど差がなく、それらをヒストグラムに投票しても、２つのピークが現れず、ピークが１つになってしまったり、逆にピークが多数現れたり、或いは度数Ｆの分布が台形状になる等して、ヒストグラムより算出される特徴量を算出できず、被写体Ｈの体厚Ｔｈを推定できない場合や推定できたとしても推定した被写体Ｈの体厚Ｔｈが異常な値になる場合があり得る。
また、例えば図７（Ｂ）に示した場合においても、側腹部に設定された関心領域ＲＯＩ２の各画素に対応する信号値Ｓｐと、椎体等の部分に設定した関心領域ＲＯＩ１の各画素に対応する信号値Ｓｐとの間で値にさほど差がないような場合には、同様に被写体Ｈの体厚Ｔｈを推定できない場合があり得る。また、被写体Ｈの横幅Ｗが大きすぎて放射線画像Ｐに素抜け部が撮影されていないために関心領域ＲＯＩ２が設定できない場合もある。
そこで、画像処理装置Ｃは、上記のように第１の実施形態に係る被写体Ｈの体厚Ｔｈの推定処理を用いても被写体Ｈの体厚Ｔｈの推定を的確に行うことができないと判断した場合に、第２の実施形態に係る被写体Ｈの体厚Ｔｈの推定処理を用いて被写体Ｈの体厚Ｔｈの推定を行うように構成することが可能である。
一方、例えば、画像処理装置Ｃは、基本的には第２の実施形態に係る被写体Ｈの体厚Ｔｈの推定処理を行うように構成することも可能である。すなわち、画像処理装置Ｃは、基本的には、上記のようにして求めた被写体Ｈの腹部等の横幅Ｗ等の被写体Ｈの形状情報に基づいて被写体Ｈの体厚Ｔｈを推定する。
しかし、放射線画像Ｐに被写体Ｈの腹部等の、被写体Ｈの形状情報を割り出すための対象となる部位が撮影されていなかったり、或いは、上記のように例えば被写体Ｈの横幅Ｗが大きすぎて放射線画像Ｐからはみ出している等して、被写体Ｈの横幅Ｗに基づいて被写体Ｈの体厚Ｔｈを推定できなかったり、推定できたとしても推定した被写体Ｈの体厚Ｔｈが異常な値になる場合があり得る。
そこで、画像処理装置Ｃは、上記のように第２の実施形態に係る被写体Ｈの体厚Ｔｈの推定処理を用いても被写体Ｈの体厚Ｔｈの推定を的確に行うことができないと判断した場合に、第１の実施形態に係る被写体Ｈの体厚Ｔｈの推定処理を用いて被写体Ｈの体厚Ｔｈの推定を行うように構成することが可能である。
［効果］
以上のように、第３の実施形態に係る放射線画像撮影システム５０や体厚Ｔｈの推定方法によれば、画像処理装置Ｃで、上記の第１、第２の実施形態に係る被写体Ｈの体厚Ｔｈの推定処理を補完的に用いるように構成することで、一方の被写体Ｈの体厚Ｔｈの推定処理を用いることができない場合や一方の被写体Ｈの体厚Ｔｈの推定処理を用いても被写体Ｈの体厚Ｔｈを的確に推定することができない場合には、他方の被写体Ｈの体厚Ｔｈの推定処理を用いることで、被写体Ｈの体厚Ｔｈを的確に推定することが可能となる。
また、的確に推定された被写体Ｈの体厚Ｔｈに基づいて放射線画像Ｐの画素ごとに散乱線含有率ｒを的確に推定することが可能となり、生成した低周波画像Ｐlf（図６参照）と推定した散乱線含有率ｒに基づいて放射線画像Ｐにおける画素ごとの散乱線成分Ｃｓを的確に算出し、算出した散乱線成分Ｃｓを放射線画像Ｐの画素値Ｖｐから画素ごとに差し引くことで、散乱線成分が除去された放射線画像Ｐ＊を的確に生成することが可能となる。
なお、画像処理装置Ｃは、放射線画像Ｐを画像解析して得られた情報や、撮影オーダー情報等から得られる撮影条件、或いは放射線照射装置５２側から入手した撮影条件等に基づいて、上記の散乱線除去処理のアルゴリズム（図６参照）で用いられる種々のパラメーターを自動的に適宜変更するように構成することが可能である。
また、画像処理装置Ｃは、生成した放射線画像Ｐに適用してローパスフィルター処理を施して低周波画像Ｐlf（図６参照）を生成するために用いる前述した散乱カーネルを、上記のようにして推定した被写体Ｈの体厚Ｔｈに応じて切り替えるように構成することも可能である。
［散乱線成分が除去された放射線画像Ｐ＊に対する処理について］
ところで、上記のようにして被写体Ｈの体厚Ｔｈを推定し、推定された被写体Ｈの体厚Ｔｈに基づいて放射線画像Ｐの画素ごとに散乱線含有率ｒを推定して、図６に示したように、生成した低周波画像Ｐlfと推定した散乱線含有率ｒに基づいて放射線画像Ｐにおける画素ごとの散乱線成分Ｃｓを算出する。そして、算出した散乱線成分Ｃｓを放射線画像Ｐの画素値Ｖｐから画素ごとに差し引くことで、散乱線成分が除去された放射線画像Ｐ＊を的確に生成することができる。
しかし、散乱線成分が除去された放射線画像Ｐ＊においても、Ｘ線量子ノイズは重畳されたままである。しかも、上記のように放射線画像Ｐから散乱線成分Ｃｓを差し引くことで、図１４にイメージ的に示すように、元の放射線画像Ｐの各画素ｐの画素値Ｖｐ（図中α参照）が全体的に小さくなり（図中β参照）、放射線画像撮影装置１にグリッドＧｒを装着して撮影された放射線画像Ｐの各画素ｐの画素値Ｖｐ（図中γ参照）と変わらない程度の大きさになる。そのため、全体的に値が小さくなった画素値ＶｐにＸ線量子ノイズが同じ大きさのまま残るため、見かけ上のＳ／Ｎ比が悪化し、散乱線除去処理後の放射線画像Ｐ＊の粒状性が悪くなる場合がある。
そこで、そのような場合には、画像処理装置Ｃは、上記のようにして生成した散乱線除去処理後の放射線画像Ｐ＊の画素値Ｖｐに対してノイズ低減処理を施すように構成することが可能である。ノイズ低減処理としては、例えば、散乱線除去処理後の放射線画像Ｐ＊の各画素値Ｖｐに対してウィナーフィルター等の統計的フィルターを施して処理を行うように構成することが可能である。
そして、例えばウィナーフィルターを施す場合は、よく知られているように、ノイズ（この場合はＸ線量子ノイズ）の分散値σｖを設定することが必要になるが、上記の各実施形態や変形例では、例えば上記のようにして推定した画素ごとの散乱線成分Ｃｓの大きさに応じた値をノイズの分散値σｖとして設定するように構成することが可能である。
このように構成すれば、前述した散乱線除去処理により元の放射線画像Ｐから散乱線成分Ｃｓを差し引くことで、図１４に示したように元の画素値Ｖｐ（図中α参照）が全体的に小さくなって（図中β参照）、放射線画像撮影装置１にグリッドＧｒを装着して撮影された放射線画像Ｐにおける画素値Ｖｐ（図中γ参照）と変わらない程度の大きさになるうえ、ノイズ低減処理が行われて散乱線除去処理後の放射線画像Ｐ＊に重畳されているノイズが全体的に低減される。
そのため、散乱線除去処理後の放射線画像Ｐ＊に重畳されているノイズを、放射線画像撮影装置１にグリッドＧｒを装着して撮影された放射線画像Ｐに重畳されているノイズと同程度まで低減することが可能となり、上記のように散乱線除去処理後の放射線画像Ｐ＊の見かけ上のＳ／Ｎ比が悪化することを的確に防止することが可能となり、散乱線除去処理後の放射線画像Ｐ＊の粒状性を、放射線画像撮影装置１にグリッドＧｒを装着して撮影された放射線画像Ｐにおける粒状性と同程度とすることが可能となる。
一方、前述した特許文献２等にも記載されているが、放射線画像撮影装置１にグリッドＧｒを装着して撮影を行うと、グリッドＧｒにより被写体Ｈによる散乱線が除去される（すなわち散乱線が放射線画像撮影装置１に到達しない）が、放射線照射装置５２から照射され、被写体Ｈで散乱されずに被写体Ｈを透過して放射線画像撮影装置１に照射される直接線（一次線等ともいう。）もある程度カットされる。
また、図１４に示したように、生成された放射線画像Ｐから散乱線成分Ｃｓを差し引くことで、元の画素値Ｖｐ（図中α参照）が全体的に小さくなり（図中β参照）、放射線画像撮影装置１にグリッドＧｒを装着して撮影された放射線画像Ｐにおける画素値Ｖｐ（図中γ参照）に近い値にはなるが、放射線画像撮影装置１にグリッドＧｒを装着して撮影された放射線画像Ｐにおける画素値Ｖｐよりもやや大きな値になる場合がある。
そこで、上記のようにして散乱線成分Ｃｓが除去された散乱線除去処理後の放射線画像Ｐ＊（図６参照）から、或いはそれからさらに上記のようにしてＸ線量子ノイズが除去された放射線画像Ｐ＊＊（図示省略）から、さらに直接線の成分を除去するように構成することも可能である。
その際、例えば、上記のようにして散乱線成分Ｃｓが除去された放射線画像Ｐ＊、Ｐ＊＊の各画素ｐの画素値Ｖｐに、予め設定された一定の割合δ（０＜δ＜１）を乗算することで、直接線の成分を除去するように構成することが可能である。
また、放射線画像Ｐ＊、Ｐ＊＊の各画素ｐの画素値Ｖｐに乗算する割合δを、画素値Ｖｐに応じて可変させるように構成することも可能である。すなわち、例えば、放射線画像Ｐ＊、Ｐ＊＊の各画素ｐの画素値Ｖｐが大きいほど割合δも大きくなり画素値Ｖｐが小さいほど割合δも小さくなるように割合δを予め設定しておき、放射線画像Ｐ＊、Ｐ＊＊の各画素ｐの画素値Ｖｐに、画素値Ｖｐに応じた割合δを乗算するように構成することも可能である。
このように構成すれば、グリッドＧｒを用いずに撮影され散乱線除去処理を施された放射線画像Ｐ＊、或いはそれからさらに上記のようにしてＸ線量子ノイズが除去された放射線画像Ｐ＊＊の画素値Ｖｐを、放射線画像撮影装置１にグリッドＧｒを装着して撮影された放射線画像Ｐにおける画素値Ｖｐと同等の値にすることが可能となる。
そのため、例えば、同じ患者に対して、撮影室等で放射線画像撮影装置１にグリッドＧｒを装着して撮影を行って得られた放射線画像Ｐと、病室Ｒａ等で放射線画像撮影装置１にグリッドＧｒを装着しない状態で撮影を行い、上記のように散乱線除去処理等が施された放射線画像Ｐ＊、Ｐ＊＊とが同じような画像になるため、医師等が違和感を感じることなくそれらを見比べて的確に診断することが可能となる等のメリットがある。
なお、本発明が上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。
１ 放射線画像撮影装置
７ 放射線検出素子
２２ 制御手段
５０ 放射線画像撮影システム
５２ 放射線照射装置
Ｃ コンソール（画像処理装置）
Ｃｓ 散乱線成分
Ｆ 度数
Ｇｒ グリッド
Ｈ 被写体
Ｐ 放射線画像
ｐ 画素
Ｐ＊ 散乱線成分が除去された放射線画像
Ｐlf 低周波画像
ｒ 散乱線含有率
ＲＯＩ１、ＲＯＩ２ 関心領域
Ｓ 濃度補正値
Ｓｐ 信号値
Ｔｈ 体厚
Ｖｐ 画素値
Ｗ 横幅（形状情報）
ΔＶｃ 差（特徴量）

Claims (10)

  1. 二次元状に配列され、照射された放射線の線量に応じた電荷を発生させる複数の放射線検出素子と、
    放射線の照射により前記各放射線検出素子で発生した前記電荷を信号値として生成する制御手段と、
    を備える放射線画像撮影装置と、
    被写体を介して前記放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線照射装置と、
    前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子の前記信号値に基づいて放射線画像を生成する画像処理装置と、
    を備え、
    前記画像処理装置は、
    前記放射線画像撮影装置にグリッドを装着しない状態で前記放射線照射装置から放射線が照射されて生成された前記信号値に基づいて放射線画像を生成し、散乱カーネルを用いて前記放射線画像の画素値にローパスフィルター処理を施して低周波画像を生成するとともに、
    前記放射線画像中の１箇所または複数箇所にそれぞれ関心領域を設定し、前記関心領域に属する各画素に対応する前記信号値をヒストグラムに投票した際に、前記ヒストグラムより算出される特徴量に基づいて前記被写体の体厚を推定し、
    推定した前記被写体の体厚に基づいて散乱線含有率を推定し、
    生成した前記低周波画像および推定した前記散乱線含有率に基づいて前記放射線画像における散乱線成分を算出し、
    算出した散乱線成分を前記放射線画像から差し引くことで前記散乱線成分が除去された放射線画像を生成することを特徴とする放射線画像撮影システム。
  2. 前記画像処理装置は、前記ヒストグラムより算出される特徴量に基づいて前記被写体の体厚を推定することができない場合に、前記放射線画像に撮影されている前記被写体の形状情報に基づいて前記被写体の体厚を推定することを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影システム。
  3. 二次元状に配列され、照射された放射線の線量に応じた電荷を発生させる複数の放射線検出素子と、
    放射線の照射により前記各放射線検出素子で発生した前記電荷を信号値として生成する
    制御手段と、
    を備える放射線画像撮影装置と、
    被写体を介して前記放射線画像撮影装置に放射線を照射する放射線照射装置と、
    前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子の前記信号値に基づいて放射線画像を生成する画像処理装置と、
    を備え、
    前記画像処理装置は、
    前記放射線画像撮影装置にグリッドを装着しない状態で前記放射線照射装置から放射線が照射されて生成された前記信号値に基づいて放射線画像を生成し、散乱カーネルを用いて前記放射線画像の画素値にローパスフィルター処理を施して低周波画像を生成するとともに、
    前記放射線画像に撮影されている前記被写体の形状情報に基づいて前記被写体の体厚を推定し、
    推定した前記被写体の体厚に基づいて散乱線含有率を推定し、
    生成した前記低周波画像および推定した前記散乱線含有率に基づいて前記放射線画像における散乱線成分を算出し、
    算出した散乱線成分を前記放射線画像から差し引くことで前記散乱線成分が除去された放射線画像を生成することを特徴とする放射線画像撮影システム。
  4. 前記画像処理装置は、前記被写体の形状情報に基づいて前記被写体の体厚を推定することができない場合に、前記放射線画像中の１箇所または複数箇所にそれぞれ関心領域を設定し、前記関心領域に属する各画素に対応する前記信号値をヒストグラムに投票した際に、前記ヒストグラムより算出される特徴量に基づいて前記被写体の体厚を推定することを特徴とする請求項３に記載の放射線画像撮影システム。
  5. 前記ヒストグラムより算出される特徴量は、前記ヒストグラム上での度数の分布における２つの基準となる信号値の差であることを特徴とする請求項１または請求項４に記載の放射線画像撮影システム。
  6. 前記画像処理装置は、前記差に基づいて推定した前記被写体の体厚を、前記信号値を正規化した際に用いた濃度補正値に基づいて補正して、前記被写体の体厚を推定することを特徴とする請求項５に記載の放射線画像撮影システム。
  7. 前記画像処理装置は、前記被写体の形状情報として、前記被写体の腹部の横幅を用いることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の放射線画像撮影システム。
  8. 前記画像処理装置は、前記放射線画像に前記被写体の横方向の端部が撮影されていない場合には、前記放射線画像における前記被写体の腹部の位置を特定し、特定した前記被写体の腹部の位置における画素行の各画素の前記画素値のプロファイルに基づいて推定した前記被写体の腹部の横幅に基づいて前記被写体の体厚を推定することを特徴とする請求項７に記載の放射線画像撮影システム。
  9. 前記画像処理装置は、前記散乱線成分が除去された放射線画像の画素値に対してノイズ低減処理を施すことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の放射線画像撮影システム。
  10. 二次元状に配列され、照射された放射線の線量に応じた電荷を発生させる複数の放射線検出素子と、
    放射線の照射により前記各放射線検出素子で発生した前記電荷を信号値として生成する制御手段と、
    を備える放射線画像撮影装置と、
    前記放射線画像撮影装置の前記各放射線検出素子の前記信号値に基づいて放射線画像を生成する画像処理装置と、
    を備え、
    前記画像処理装置は、
    前記放射線画像撮影装置にグリッドを装着しない状態で前記放射線照射装置から放射線が照射されて生成された前記信号値に基づいて放射線画像を生成し、散乱カーネルを用いて前記放射線画像の画素値にローパスフィルター処理を施して低周波画像を生成するとともに、
    前記放射線画像中の１箇所または複数箇所にそれぞれ関心領域を設定し、前記関心領域に属する各画素に対応する前記信号値をヒストグラムに投票した際に、前記ヒストグラムより算出される特徴量に基づいて前記被写体の体厚を推定し、
    推定した前記被写体の体厚に基づいて散乱線含有率を推定し、
    生成した前記低周波画像および推定した前記散乱線含有率に基づいて前記放射線画像における散乱線成分を算出し、
    算出した散乱線成分を前記放射線画像から差し引くことで前記散乱線成分が除去された放射線画像を生成することを特徴とする放射線画像撮影システム。
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