JP6743975B2 - 断層像生成方法および放射線撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、断層像生成方法および放射線撮影装置に関し、特に、被検体にＸ線を照射することにより取得される投影像に基づいて断層像を取得する断層像生成方法および放射線撮影装置に関する。

従来、被写体（被検体）にＸ線（放射線）を照射することにより取得される透視像（投影像）に基づいてトモシンセシス像（断層像）を取得するＸ線透視装置が知られている。このようなＸ線透視装置は、たとえば、特開２０１６−１２７８７０号公報に開示されている。ここで、トモシンセシス像とは、異なった角度から撮影された被写体の投影像を再構成することにより得られる任意の高さの断層像である。

上記特開２０１６−１２７８７０号公報に記載のＸ線透視装置は、被写体にＸ線を照射するＸ線源と、Ｘ線を検出する検出器と、検出器により検出されたＸ線を強度に応じた電気信号に変換して投影像を取得する制御装置とを備えている。ここで、制御装置は、取得された投影像に対して前処理を施し、前処理を施した投影像を所定数用いてトモシンセシス像を生成するように構成されている。

上記特開２０１６−１２７８７０号公報に記載のＸ線透視装置における制御装置は、透視像に対してノイズを低減させるための前処理を行うように構成されている。具体的には、制御装置は、前処理において、所定数の透視像のそれぞれに対して構造領域とその他の領域とを判別する。より詳細には、制御装置は、取得された所定数の透視像に対して差分処理を行い、差分値が閾値より大きい領域を構造領域として判別している。そして、制御装置は、前処理において、構造領域に対して何も処理を行わず、その他の領域に対してのみ平滑化処理を行うように構成されている。

特開２０１６−１２７８７０号公報

しかしながら、上記特開２０１６−１２７８７０号公報に記載のＸ線透視装置における制御装置では、前処理において、差分値が閾値より大きい領域を構造領域として判別している。これにより、制御装置では、透視像の数が少ないため高コントラスト領域に起因するアーチファクトの影響が大きくなり、構造領域を判別するのが困難になる場合が発生するという不都合がある。また、制御装置は、構造領域において何も処理をしていないので、トモシンセシス像の構造領域に高コントラスト領域に起因するアーチファクトが生じるという不都合があると考えられる。このため、少ない数の透視像（投影像）であっても、画質の低下を抑制したトモシンセシス画像（断層像）を確実に取得することができないという問題点がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、少ない数の投影像であっても、高コントラスト領域に起因するアーチファクトによる、画質の低下を抑制した断層像を確実に取得することが可能な断層像生成方法および放射線撮影装置を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における断層像生成方法は、被検体に複数の異なる角度で放射線を照射することにより、被検体を透過した放射線を検出して微細構造情報を含む複数の投影像を取得し、複数の投影像をそのまま再構成することにより、微細構造情報および第１アーチファクト情報を含む第１断層像を取得し、複数の投影像のそれぞれに対して、高コントラスト領域を維持し、かつ、高コントラスト領域以外をぼかす第１ぼかし処理を行い、第１ぼかし処理を行った複数の投影像を再構成することにより、第２アーチファクト情報を含む第２断層像を取得し、第１断層像から第２断層像を減算することにより減算断層像を取得する。

この発明の第１の局面による断層像生成方法では、上記のように、複数の投影像に基づいて、微細構造情報および第１アーチファクト情報を含む第１断層像と、第２アーチファクト情報を含む第２断層像とを取得し、第１断層像から第２断層像を減算することにより減算断層像を取得している。ここで、第２断層像では、高コントラスト領域以外をぼかすことにより、高コントラスト領域に起因する第２アーチファクト情報を取得している。これらにより、第１断層像の第１アーチファクト情報から第２断層像の第２アーチファクト情報を減算することにより、減算断層像において高コントラスト領域に起因するアーチファクト情報を低減することができる。その結果、少ない数の投影像であっても、高コントラスト領域に起因するアーチファクトによる、画質の低下を抑制した減算断層像を確実に取得することが可能な断層像生成方法を得ることができる。

上記第１の局面による断層像生成方法において、好ましくは、第１断層像から第２断層像を減算することにより、第１アーチファクト情報と第２アーチファクト情報との差分と、微細構造情報とが含まれる減算断層像が取得される。このように構成すれば、第１アーチファクト情報という不要な情報が第２アーチファクト情報により低減されるので、高コントラスト領域に起因するアーチファクトによる画質の低下を抑制するとともに、必要な情報が残された減算断層像を取得することが可能な断層像生成方法を得ることができる。

この場合、好ましくは、複数の投影像のそれぞれに対して、全体的にぼかす第２ぼかし処理を行い、第２ぼかし処理を行った複数の投影像を再構成することにより第３断層像を取得し、減算断層像に第３断層像を加算することにより加算断層像を取得する。ここで、減算断層像では、微細構造情報が残り、高コントラスト領域以外の領域の情報が低減されている。一方、第３断層像では、高コントラスト領域以外の領域の情報を有している。したがって、減算断層像と第３断層像とを加算することにより、アーチファクト情報のみが低減され高コントラスト領域以外の領域の情報が含まれた加算断層像を取得することが可能な断層像生成方法を得ることができる。

上記第１断層像、第２断層像および第３断層像を有する断層像生成方法において、好ましくは、第１断層像が有する第１輝度値情報から第２断層像が有する第２輝度値情報を減算し、第３断層像が有する第３輝度値情報を加算することにより加算断層像を取得する。このように構成すれば、第１断層像、第２断層像および第３断層像のそれぞれが有する輝度値情報のみを演算することにより加算断層像を取得することができるので、簡易な方法により加算断層像を取得することが可能な断層像生成方法を得ることができる。

上記第１の局面による断層像生成方法において、好ましくは、第１ぼかし処理では、微細構造情報よりもコントラストが大きい領域を高コントラスト領域として維持し、それ以外の領域をぼかす。このように構成すれば、第１ぼかし処理により微細構造情報を確実に低減させることができるので、第１断層像から第２断層像を減算し減算断層像を取得する際に微細構造情報の低減を抑制することが可能な断層像生成方法を得ることができる。

上記第２の局面による放射線撮影装置は、被検体に複数の異なる角度で放射線を照射するとともに被検体を透過した放射線を検出して微細構造情報を含む複数の投影像を撮影する撮影部と、撮影部により撮影された複数の投影像を処理する画像処理部とを備え、画像処理部は、複数の投影像をそのまま再構成することにより、微細構造情報および第１アーチファクト情報を含む第１断層像を取得するとともに、複数の投影像のそれぞれに対して、高コントラスト領域を維持し、かつ、高コントラスト領域以外をぼかす第１ぼかし処理を行い、第１ぼかし処理を行った複数の投影像を再構成することにより、第２アーチファクト情報を含む第２断層像を取得し、第１断層像から第２断層像を減算することにより減算断層像を取得するように構成されている。

この発明の第２の局面による放射線撮影装置では、上記のように、画像処理部は、複数の投影像に基づいて、微細構造情報および第１アーチファクト情報を含む第１断層像と、第２アーチファクト情報を含む第２断層像とを取得し、第１断層像から第２断層像を減算することにより減算断層像を取得するように構成されている。ここで、第２断層像では、高コントラスト領域以外をぼかすことにより、高コントラスト領域に起因する第２アーチファクト情報を取得している。これらにより、第１断層像の第１アーチファクト情報から第２断層像の第２アーチファクト情報を減算することにより、減算断層像において高コントラスト領域に起因するアーチファクト情報を低減することができる。その結果、少ない数の投影像であっても、高コントラスト領域に起因するアーチファクトによる、画質の低下を抑制した減算断層像を確実に取得することができる。

上記第２の局面における放射線撮影装置において、好ましくは、減算断層像は、第１アーチファクト情報と第２アーチファクト情報との差分と、微細構造情報とを有する。このように構成すれば、第１アーチファクト情報という不要な情報が第２アーチファクト情報により低減されるとともに、微細構造情報という必要な情報を残しているので、高コントラスト領域に起因するアーチファクトによる画質の低下を抑制するとともに、必要な情報が残された減算断層像を取得することができる。

この場合、好ましくは、画像処理部は、複数の投影像のそれぞれに対して、全体的にぼかす第２ぼかし処理を行い、第２ぼかし処理を行った複数の投影像を再構成することにより第３断層像を取得し、減算断層像に第３断層像を加算することにより加算断層像を取得するように構成されている。ここで、減算断層像では、微細構造情報が残り、高コントラスト領域以外の領域の情報が低減されている。一方、第３断層像では、高コントラスト領域以外の領域の情報のみを有している。したがって、減算断層像と第３断層像とを加算することにより、アーチファクト情報のみが低減され必要な情報が含まれた加算断層像を取得することができる。

本発明によれば、上記のように、少ない数の投影像であっても、高コントラスト領域に起因するアーチファクトによる、画質の低下を抑制した断層像を確実に取得することができる。

本発明の一実施形態によるＸ線撮影装置の全体構成を示した模式図である。 図２（Ａ）はＸ線撮影装置により膝関節部分を３回の照射により撮影している状態を示した模式的な側面図である。図２（Ｂ）は図２（Ａ）において撮影したＸ線画像を再構成した断層像を示した模式的な正面図である。 図３（Ａ）はＸ線撮影装置により膝関節部分を複数の照射により撮影している状態を示した模式的な側面図である。図３（Ｂ）は図３（Ａ）において撮影したＸ線画像を再構成した断層像を示した模式的な正面図である。 本発明の一実施形態によるＸ線撮影装置により撮影された微細構造情報および第１リプルアーチファクトを含む第１断層像を示した模式的な正面図である。 本発明の一実施形態によるＸ線撮影装置により撮影された第２リプルアーチファクトを含む第２断層像を示した模式的な正面図である。 本発明の一実施形態によるＸ線撮影装置により撮影された微細構造情報を含む減算断層像を示した模式的な正面図である。 本発明の一実施形態によるＸ線撮影装置により撮影された第３断層像を示した模式的な正面図である。 本発明の一実施形態によるＸ線撮影装置により撮影された加算断層像を示した模式的な正面図である。 本発明の一実施形態によるＸ線撮影装置の断層像生成処理を示したフローチャートである。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

［本実施形態］
図１〜図９を参照して、本実施形態によるＸ線撮影装置１の構成について説明する。なお、Ｘ線撮影装置１は、特許請求の範囲の「放射線撮影装置」の一例である。

図１に示すように、Ｘ線撮影装置１は、撮影台１１に横臥した被検体１２にＸ線を照射し、被検体１２を透過したＸ線を検出することにより被検体１２を撮影するように構成されている。なお、Ｘ線は、特許請求の範囲の「放射線」の一例である。

具体的には、Ｘ線撮影装置１は、撮影部１３と、撮影台１１と、照射部移動機構１５と、制御部２と、表示部１６および操作部１７とを備えている。ここで、撮影部１３は、被検体１２に対して複数の異なる角度においてＸ線を照射するとともに被検体１２を透過したＸ線を検出して複数のＸ線画像を撮影するように構成されている。具体的には、撮影部１３は、Ｘ線照射部１８と、受像器１９とを含んでいる。

Ｘ線撮影装置１では、撮影台１１の上方に配置されたＸ線照射部１８から照射され、被検体１２を透過したＸ線を受像器１９により受像して、Ｘ線画像が撮影される。このＸ線撮影装置１は、いわゆるアイランド型のＸ線撮影装置１の例を示している。なお、Ｘ線画像は、特許請求の範囲の「投影像」の一例である。ここで、撮影台１１の長さ方向をＸ方向とし、その一方をＸ１方向とし、他方をＸ２方向とする。また、水平方向においてＸ方向に垂直な方向をＹ方向とし、その一方をＹ１方向とし、他方をＹ２方向とする。また、Ｘ方向およびＹ方向に垂直な方向をＺ方向（上下方向）とし、その一方をＺ１方向とし、他方をＺ２方向とする。

Ｘ線照射部１８は、Ｘ線を発生させるＸ線管１８ａと、Ｘ線を遮蔽することによりＸ線の照射範囲を制限するコリメータ１８ｂとを含んでいる。照射部移動機構１５は、Ｘ線照射部１８をＸ方向に移動させる第１ガイド機構１５ａと、Ｘ線照射部１８をＹ方向に移動させる第２ガイド機構１５ｂと、第１ガイド機構１５ａをＺ方向に移動させる第３ガイド機構１５ｃとを含んでいる。また、第１ガイド機構１５ａは、Ｘ線照射部１８を回転軸回りに回転させる回転機構１５ｄを有している。照射部移動機構１５は、制御部２により自動で制御される。

受像器１９は、Ｘ線照射部１８により照射されて被検体１２を透過したＸ線を受像して、受像したＸ線を電気信号に変換する。受像器１９は、ＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）などのＸ線検出器である。また、受像器１９は制御部２に電気的に接続され、電気信号に変換されたＸ線の情報（検出信号）は、制御部２に送信される。撮影台１１は、平坦な上面上に被検体１２をＸ方向に沿って体軸が延びる横臥状態（臥位）で被検体１２が載置されるように構成されている。

制御部２は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの情報処理装置からなり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの主制御部２１と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）およびメモリなどの記憶部２２と、画像処理部３とを主として含んでいる。主制御部２１は、Ｘ線照射部１８によるＸ線照射に関する制御や、受像器１９による検出信号の読み出し制御を行うように構成されている。具体的には、主制御部２１は、記憶部２２に格納された制御プログラム２ａを実行することによって、Ｘ線撮影装置１を制御する。画像処理部３は、撮影部１３により撮影された複数のＸ線画像を処理するように構成されている。画像処理部３は、受像器１９から取得された検出信号（電気信号）を処理しＸ線画像を生成する。また、画像処理部３は、記憶部２２に格納された断層像生成プログラム３ａを実行することによってＸ線画像から断層像Ｔ（トモシンセシス画像）を生成させる。なお、画像処理部３に関しては、後に詳細に説明する。記憶部２２には、撮影されたＸ線画像を含む各種のデータ２２ａが格納されている。

表示部１６は、たとえば液晶モニタなどの画像表示装置からなり、制御部２の画像出力に基づき画面表示を行う。また、操作部１７は、ユーザの操作入力を受け付けるキーボード、マウスおよび操作レバーなどからなる。制御部２は、この操作部１７を介して、撮影モードのモード選択、各種撮影条件の入力や撮影開始の指示を受け付けるように構成されている。

〈画像処理部〉
画像処理部３は、複数のＸ線画像に基づいて断層像Ｔを取得するように構成されている。一例として、画像処理部３では、図２（Ａ）に示すように、被検体１２（膝関節）に対して複数（３個）の異なる角度からＸ線を照射することにより、被検体１２を透過したＸ線を受像器１９が検出して複数（３枚）のＸ線画像が取得される。Ｘ線照射部１８は、頭側から順に第１照射位置Ｅ１、第２照射位置Ｅ２および第３照射位置Ｅ３の順に被検体１２に対してＸ線を照射する。このとき、Ｘ線照射部１８は、第１ガイド機構１５ａにより走査方向（Ｘ２方向）に沿って移動させられ、照射位置において回転機構１５ｄにより回動軸回りに適切な角度に回動させられる。

そして、画像処理部３では、取得された複数（３枚）のＸ線画像を再構成（たとえば、シフト加算法など）することにより断層像Ｔが取得される。ここで、第１照射位置Ｅ１において取得された被検体１２のＸ線画像を第１Ｘ線画像Ｘ１とし、第２照射位置Ｅ２において取得された被検体１２のＸ線画像を第２Ｘ線画像Ｘ２とし、第３照射位置Ｅ３において取得された被検体１２のＸ線画像を第３Ｘ線画像Ｘ３とする。しかし、受像器１９が検出する被検体１２のＸ線画像の位置が異なるので、図２（Ｂ）に示すように、取得された断層像Ｔでは、Ｘ線画像がリプルアーチファクトＲとして断層像Ｔ上に現れてしまう。すなわち、第１Ｘ線画像Ｘ１および第３Ｘ線画像Ｘ３が、第２Ｘ線画像Ｘ２からずれた位置に断層像Ｔ上に現れることになる。リプルアーチファクトＲは、断層像Ｔ上においてずれた位置に生成された被検体１２の虚像である。また、リプルアーチファクトＲは、Ｘ線画像における輝度値の差が大きい部分である高コントラスト領域ＨＣに起因して生成されるアーチファクトである。そのため、リプルアーチファクト自体も、他の領域よりも輝度値が高くなっている。

ここで、図２（Ｂ）に示すリプルアーチファクトＲを断層像Ｔ上に現れないようにするためには、図３（Ａ）に示すように、Ｘ線照射部１８が被検体１２に対してＸ線を照射する照射位置を増やすことが考えられる。なお、図３（Ａ）において、図面のスペースの関係上照射位置が５箇所となっているが、照射位置の数は６箇所以上であってもよい。これにより、図３（Ｂ）に示すように、断層像Ｔ上に現れていたリプルアーチファクトＲをぼかすことが可能となる。しかし、照射位置を増やすことにより、Ｘ線撮影装置１による被検体１２の断層像Ｔを得るための作業時間が増加することになってしまう。Ｘ線撮影装置１の受像器１９の読み込みの時間を短くすることにより、Ｘ線撮影装置１の作業時間の増加は抑制される。しかし、従前の設備では受像器１９の性能に起因して読み込みの時間を十分に短くすることができない場合も考えられ、この場合にはＸ線撮影装置１の設備を変更する必要が生じる。このため、リプルアーチファクトＲが十分に低減された断層像Ｔを得るためには、既存の設備を用いることができない可能性がある。

そこで、本実施形態のＸ線撮影装置１は、Ｘ線照射部１８の照射位置を増加させることなく、リプルアーチファクトＲを低減させた断層像Ｔを取得可能に構成されている。以下に、本実施形態のＸ線撮影装置１による画像処理部３について説明する。なお、以下の説明において、図４〜図８の断層像Ｔでは、図面の見やすさのため、実際の断層像Ｔ上では黒色に表示される部分を白色で示し、実際の断層像Ｔ上では白色に表示される部分を黒色で示している。

画像処理部３は、リプルアーチファクトＲを低減させた断層像Ｔを取得するため、図１に示すように、記憶部２２から画像再構成処理（画像再構成方法）に基づく断層像生成プログラム３ａを読み出して実行するように構成されている。具体的には、画像処理部３は、複数のＸ線画像から第１断層像Ｔ１（図４参照）、第２断層像Ｔ２（図５参照）および第３断層像Ｔ４（図７参照）を生成し、第１断層像Ｔ１から第２断層像Ｔ２を減算し減算断層像Ｔ３（図６参照）を生成し、減算断層像Ｔ３に第３断層像Ｔ４を加算し加算断層像Ｔ５（図８参照）を生成するように構成されている。

画像処理部３は、複数の異なる角度からＸ線照射部１８によりＸ線を照射させて、微細構造情報Ｍを含む複数のＸ線画像を取得する。ここで、微細構造情報Ｍは、たとえば骨の組織のうちのいわゆる骨梁の画像情報である。そして、画像処理部３は、図４に示すように、複数のＸ線画像をそのまま再構成することにより、微細構造情報Ｍおよび第１リプルアーチファクトＲ１を含む第１断層像Ｔ１を取得するように構成されている。このとき、画像処理部３は、第１断層像Ｔ１が有している第１輝度値情報を取得する。第１輝度値情報は、第１リプルアーチファクトＲ１および微細構造情報Ｍのそれぞれの輝度値情報を有している。なお、第１リプルアーチファクトＲ１は、特許請求の範囲の「第１アーチファクト情報」の一例である。

また、画像処理部３は、複数のＸ線画像のそれぞれに対して、高コントラスト領域ＨＣを維持し、かつ、高コントラスト領域ＨＣ以外をぼかす第１ぼかし処理を行う。ここで、高コントラスト領域ＨＣは、Ｘ線照射部１８から照射されるＸ線が被検体１２を透過する際に吸収され、Ｘ線画像において白く現れる部分と、Ｘ線が被検体１２を透過する際にＸ線が吸収されないため、Ｘ線画像において黒く現れる部分との輝度値の差が大きい部分である。また、第１ぼかし処理では、高コントラスト領域ＨＣを減衰させず、高コントラスト領域ＨＣ以外を減衰させる非線形フィルタ（たとえば、ＴＶＭ（Ｔｏｔａｌ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ Ｍｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎ）フィルタ）により処理が行なわれる。具体的には、第１ぼかし処理では、微細構造情報Ｍよりもコントラストが大きい領域を高コントラスト領域ＨＣとして維持し、それ以外の領域をぼかす処理が行なわれる。

そして、画像処理部３は、図５に示すように、第１ぼかし処理を行った複数のＸ線画像を再構成することにより、微細構造情報Ｍは低減されている（ぼかされている）が、第２リプルアーチファクトＲ２を含む第２断層像Ｔ２を取得する。このとき、画像処理部３は、第２断層像Ｔ２が有している第２輝度値情報を取得する。第２輝度値情報は、第２リプルアーチファクトＲ２および低減された微細構造情報Ｍの輝度値情報を有している。なお、第２リプルアーチファクトＲ２は、特許請求の範囲の「第２アーチファクト情報」の一例である。

また、画像処理部３は、図６に示すように、第１断層像Ｔ１から第２断層像Ｔ２を減算することにより減算断層像Ｔ３を取得する。すなわち、画像処理部３は、微細構造情報Ｍおよび第１リプルアーチファクトＲ１を含む第１断層像Ｔ１が有する第１輝度値情報から第２リプルアーチファクトＲ２を含む第２断層像Ｔ２が有する第２輝度値情報を減算する処理を行う。このとき、画像処理部３は、減算断層像Ｔ３が有している減算輝度値情報を取得する。減算輝度値情報は、第１リプルアーチファクトＲ１と第２リプルアーチファクトＲ２の差分情報および微細構造情報Ｍのそれぞれの差分情報を有している。

これにより、減算断層像Ｔ３には、第１リプルアーチファクトＲ１と第２リプルアーチファクトＲ２との差分情報と、微細構造情報Ｍの差分情報とが含まれている。ここで、第２断層像Ｔ２を生成するための複数のＸ線画像は、第１ぼかし処理を行っている。したがって、第１断層像Ｔ１の第１リプルアーチファクトＲ１と第２断層像Ｔ２の第２リプルアーチファクトＲ２とは略同じリプルアーチファクトＲとなっている。この結果、第１リプルアーチファクトＲ１と第２リプルアーチファクトＲ２との差分情報は十分に低減される。一方、微細構造情報Ｍの差分情報は、あまり低減されずに残る。

この結果、減算断層像Ｔ３は、図６に示すように、第１断層像Ｔ１から第１リプルアーチファクトＲ１が低減された断層像Ｔになる。しかし、第１断層像Ｔ１から第２断層像Ｔ２を減算した際に、第１リプルアーチファクトＲ１の情報だけでなく、画像のコントラスト情報も減算されてしまう。そのため、減算断層像Ｔ３は、十分に画像情報を含んでいる断層像Ｔであるとは言いがたい。そこで、本実施形態の画像処理部３は、減算断層像Ｔ３（Ｔ１−Ｔ２）に、コントラスト情報を含んだ断層像Ｔを加算するように構成されている。具体的には、画像処理部３は、コントラスト情報を含み、微細構造情報Ｍを保持し、リプルアーチファクトＲが低減された断層像Ｔを生成する。

画像処理部３は、複数のＸ線画像のそれぞれに対して、全体的にぼかす第２ぼかし処理を行うように構成されている。ここで、第２ぼかし処理では、微細構造情報ＭおよびリプルアーチファクトＲが低減された第３断層像Ｔ４を取得するための処理が行われる。具体的には、第２ぼかし処理では、Ｘ線画像の全体を減衰させるフィルタ（たとえば、平均化フィルタ）により処理が行なわれる。

そして、画像処理部３は、図７に示すように、第２ぼかし処理を行った複数のＸ線画像を再構成することにより第３断層像Ｔ４を取得する。このとき、画像処理部３は、第３断層像Ｔ４が有している第３輝度値情報を取得する。ここで、第３断層像Ｔ４は、微細構造情報ＭおよびリプルアーチファクトＲが低減された断層像Ｔである。第３断層像Ｔ４は、第２断層像Ｔ２と同程度の微細構造情報Ｍの輝度値情報を有している。

また、画像処理部３は、図８に示すように、減算断層像Ｔ３に第３断層像Ｔ４を加算することにより加算断層像Ｔ５を取得する。このとき、画像処理部３は、加算断層像Ｔ５が有している加算輝度値情報を取得する。加算輝度値情報は、微細構造情報Ｍの輝度値情報を有している。これにより、第２断層像Ｔ２の低減された微細構造情報Ｍの輝度値情報と、第３断層像Ｔ４の低減された微細構造情報Ｍの輝度値情報とが相殺されるので、第１断層像Ｔ１の微細構造情報Ｍが明確に表示されることになる。

すなわち、画像処理部３は、微細構造情報Ｍを含む減算断層像Ｔ３が有する減算輝度値情報に微細構造情報ＭおよびリプルアーチファクトＲが低減された第３断層像Ｔ４が有する第３輝度値情報を加算する処理を行う。このように、画像処理部３は、リプルアーチファクトＲが低減され、微細構造情報Ｍおよび低コントラスト領域の画像情報を含む加算断層像Ｔ５を生成することが可能となっている。

〈断層像生成処理のフローチャート〉
次に、図９を参照して、本実施形態の画像処理部３による断層像生成処理のフローチャートについて説明する。フローチャートの各処理は、画像処理部３により行われる。

図９に示すように、まず、ステップＳ１では、Ｘ線照射部１８が、被検体１２に対して複数の異なる角度でＸ線を照射する。ステップＳ２では、画像処理部３は、受像器１９により微細構造情報Ｍを含む複数のＸ線画像を取得する。ステップＳ３では、画像処理部３は、画像処理を行っていない複数のＸ線画像を再構成し、複数のＸ線画像を再構成することにより微細構造情報Ｍおよび第１リプルアーチファクトＲ１を含む第１断層像Ｔ１を取得する。ステップＳ４では、画像処理部３は、第１断層像Ｔ１の第１輝度値情報を取得する。

ステップＳ５では、画像処理部３は、複数のＸ線画像のそれぞれに対して第１ぼかし処理を行う。ステップＳ６では、画像処理部３は、第１ぼかし処理を行った複数のＸ線画像を再構成し、第２リプルアーチファクトＲ２を含む第２断層像Ｔ２を取得する。ステップＳ７では、画像処理部３は、第２断層像Ｔ２の第２輝度値情報を取得する。

ステップＳ８では、画像処理部３は、複数のＸ線画像のそれぞれに対して第２ぼかし処理を行う。ステップＳ９では、画像処理部３は、第２ぼかし処理を行った複数のＸ線画像を再構成し、微細構造情報ＭおよびリプルアーチファクトＲを低減した第３断層像Ｔ４を取得する。ステップＳ１０では、画像処理部３は、第３断層像Ｔ４の第３輝度値情報を取得する。

ステップＳ１１では、画像処理部３は、第１輝度値情報から第２輝度値情報を減算し、減算輝度値情報を取得する。ステップＳ１２では、画像処理部３は、減算輝度値情報を有する減算断層像Ｔ３を取得する。ステップＳ１３では、画像処理部３は、減算輝度値情報に第３輝度値情報を加算し、加算輝度値情報を取得する。ステップＳ１４では、画像処理部３は、加算輝度値情報を有する加算断層像Ｔ５を取得する。そして、加算断層像Ｔ５が、表示部１６に表示されて断層像生成処理が終了する。

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、画像処理部３は、複数のＸ線撮影像に基づいて、微細構造情報Ｍおよび第１リプルアーチファクトＲ１を含む第１断層像Ｔ１と、第２リプルアーチファクトＲ２を含む第２断層像Ｔ２とを取得し、第１断層像Ｔ１から第２断層像Ｔ２を減算することにより減算断層像Ｔ３を取得するように構成されている。ここで、第２断層像Ｔ２では、高コントラスト領域ＨＣ以外をぼかすことにより、高コントラスト領域ＨＣに起因するリプルアーチファクトＲを取得している。これらにより、第１断層像Ｔ１の第１リプルアーチファクトＲ１から第２断層像Ｔ２の第２リプルアーチファクトＲ２を減算することにより、減算断層像Ｔ３において高コントラスト領域に起因するリプルアーチファクトＲを低減することができる。その結果、少ない数のＸ線撮影像であっても、高コントラスト領域ＨＣに起因するリプルアーチファクトＲによる、画質の低下を抑制した減算断層像Ｔ３を確実に取得することができる。

また、本実施形態では、上記のように、画像処理部３では、第１断層像Ｔ１から第２断層像Ｔ２を減算することにより、第１リプルアーチファクトＲ１と第２リプルアーチファクトＲ２との差分と、微細構造情報Ｍとが含まれる減算断層像Ｔ３が取得される。これにより、第１リプルアーチファクトＲ１という不要な情報が第２リプルアーチファクトＲ２により低減されるとともに、微細構造情報Ｍという必要な情報を残しているので、リプルアーチファクトに起因する画質の低下を抑制するとともに必要な情報が残された減算断層像Ｔ３を取得することができる。

また、本実施形態では、上記のように、画像処理部３は、第２ぼかし処理を行った複数のＸ線画像を再構成することにより第３断層像Ｔ４を取得し、減算断層像Ｔ３に第３断層像Ｔ４を加算することにより加算断層像Ｔ５を取得するように構成されている。ここで、減算断層像Ｔ３では、微細構造情報Ｍが残り、第１断層像Ｔ１と第２断層像Ｔ２とが共通して有している情報が低減されている。一方、第３断層像Ｔ４では、コントラスト情報を有している。したがって、減算断層像Ｔ３と第３断層像Ｔ４とを加算することにより、アーチファクト情報のみが除かれ必要な情報が含まれた加算断層像Ｔ５を取得することができる。

また、本実施形態では、上記のように、画像処理部３は、第１輝度値情報から第２輝度値情報を減算し、第３輝度値情報を加算することにより加算断層像Ｔ５を取得する。これにより、第１断層像Ｔ１、第２断層像Ｔ２および第３断層像Ｔ４のそれぞれが有する輝度値情報のみを演算することにより加算断層像Ｔ５を取得することができるので、簡略な方法により加算断層像Ｔ５を取得することができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１ぼかし処理では、微細構造情報Ｍよりもコントラストが大きい領域を高コントラスト領域ＨＣとして維持し、それ以外の領域をぼかす。これにより、第１ぼかし処理により微細構造情報Ｍを確実に除くことができるので、第１断層像Ｔ１から第２断層像Ｔ２を減算する際に微細構造情報Ｍが低減してしまうことを抑制することができる。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記実施形態では、複数のＸ線画像から断層像Ｔを生成するにはシフト加算法を用いているが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数のＸ線画像から断層像を生成するには、フィルタ補正逆投影法、逐次近似法などを用いてもよい。

また、上記実施形態では、複数のＸ線画像のそれぞれに対して行われる第１ぼかし処理にはＴＶＭフィルタが用いられているが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１ぼかし処理にはＴＶＭフィルタ以外の非線形フィルタが用いられてもよい。

また、上記実施形態では、複数のＸ線画像のそれぞれに対して行われる第２ぼかし処理には平均化フィルタが用いられているが、本発明はこれに限られない。本発明では、平均化フィルタ以外のフィルタが用いられてもよい。

また、上記実施形態では、被検体１２として膝関節を示しているが、本発明はこれに限られない。本発明では、被検体は膝関節以外の体の部位であってもよい。

また、上記実施形態では、断層像ＴはリプルアーチファクトＲを含んでいるが、本発明はこれに限られない。本発明では、断層像はブラーアーチファクトを含んでいてもよい。

また、上記実施形態では、Ｘ線照射部１８は、制御部２により自動で制御される照射部移動機構１５により動かされているが、本発明はこれに限られない。本発明では、Ｘ線照射部は、手動で動かすように構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、画像処理部３は、加算断層像Ｔ５を生成し表示部１６に出力しているが、本発明はこれに限られない。本発明では、画像処理部は、減算断層像を生成し表示部に表示してもよい。この場合、減算断層像をそのまま表示部に表示してもよいし、画像処理部において画像処理（たとえば、低コントラスト領域を補充するようなプログラム処理）を行った上で処理後の減算断層像を表示部に表示してもよい。

また、上記実施形態では、微細構造情報Ｍは、たとえば骨の組織のうちのいわゆる骨梁の画像情報であるが、本発明はこれに限られない。本発明では、微細構造情報は、骨梁以外の画像情報（たとえば、骨折の画像情報）であってもよい。

また、上記実施形態では、第１リプルアーチファクトＲ１と第２リプルアーチファクトＲ２とは略同じアーチファクトとなっているが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１リプルアーチファクトと第２リプルアーチファクトとは同じアーチファクトとなっていてもよい。

また、上記実施形態では、画像処理部３は、複数のＸ線画像から第１断層像Ｔ１、第２断層像Ｔ２および第３断層像Ｔ４を生成し、第１断層像Ｔ１から第２断層像Ｔ２を減算し減算断層像Ｔ３を生成し、減算断層像Ｔ３に第３断層像Ｔ４を加算し加算断層像Ｔ５を生成するように構成されているが、本発明はこれに限られない。本発明では、画像処理部は、第１断層像、第２断層像および第３断層像を生成し、第１断層像から第２断層像を減算するとともに、減算結果に第３断層像を加算し加算断層像を生成するように構成されてもよい。

また、上記実施形態では、説明の便宜上、画像処理部３の制御処理を、処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明した例について示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、画像処理部の制御処理を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。

また、上記実施形態では、アイランド型のＸ線撮影装置を例に示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、回診用のＸ線撮影装置にも適用することができる。

１ Ｘ線撮影装置（放射線撮影装置）
３ 画像処理部
１２ 被検体
１３ 撮影部
ＨＣ 高コントラスト領域
Ｍ 微細構造情報
Ｒ１ 第１リプルアーチファクト（第１アーチファクト情報）
Ｒ２ 第２リプルアーチファクト（第２アーチファクト情報）
Ｔ１ 第１断層像
Ｔ２ 第２断層像
Ｔ３ 減算断層像
Ｔ４ 第３断層像
Ｔ５ 加算断層像

Claims (8)

1. 被検体に複数の異なる角度で放射線を照射することにより、前記被検体を透過した放射線を検出して微細構造情報を含む複数の投影像を取得し、
   前記複数の投影像をそのまま再構成することにより、前記微細構造情報および第１アーチファクト情報を含む第１断層像を取得し、
   前記複数の投影像のそれぞれに対して、高コントラスト領域を維持し、かつ、前記高コントラスト領域以外をぼかす第１ぼかし処理を行い、
   前記第１ぼかし処理を行った前記複数の投影像を再構成することにより、第２アーチファクト情報を含む第２断層像を取得し、
   前記第１断層像から前記第２断層像を減算することにより減算断層像を取得する、断層像生成方法。
2. 前記第１断層像から前記第２断層像を減算することにより、前記第１アーチファクト情報と前記第２アーチファクト情報との差分と、前記微細構造情報とが含まれる前記減算断層像が取得される、請求項１に記載の断層像生成方法。
3. 前記複数の投影像のそれぞれに対して、全体的にぼかす第２ぼかし処理を行い、
   前記第２ぼかし処理を行った前記複数の投影像を再構成することにより第３断層像を取得し、
   前記減算断層像に前記第３断層像を加算することにより加算断層像を取得する、請求項２に記載の断層像生成方法。
4. 前記第１断層像が有する第１輝度値情報から前記第２断層像が有する第２輝度値情報を減算し、前記第３断層像が有する第３輝度値情報を加算することにより前記加算断層像を取得する、請求項３に記載の断層像生成方法。
5. 前記第１ぼかし処理では、前記微細構造情報よりもコントラストが大きい領域を前記高コントラスト領域として維持し、それ以外の領域をぼかす、請求項１に記載の断層像生成方法。
6. 被検体に複数の異なる角度で放射線を照射するとともに前記被検体を透過した放射線を検出して微細構造情報を含む複数の投影像を撮影する撮影部と、
   前記撮影部により撮影された前記複数の投影像を処理する画像処理部とを備え、
   前記画像処理部は、前記複数の投影像をそのまま再構成することにより、前記微細構造情報および第１アーチファクト情報を含む第１断層像を取得するとともに、前記複数の投影像のそれぞれに対して、高コントラスト領域を維持し、かつ、前記高コントラスト領域以外をぼかす第１ぼかし処理を行い、前記第１ぼかし処理を行った前記複数の投影像を再構成することにより、第２アーチファクト情報を含む第２断層像を取得し、前記第１断層像から前記第２断層像を減算することにより減算断層像を取得するように構成されている、放射線撮影装置。
7. 前記減算断層像は、前記第１アーチファクト情報と前記第２アーチファクト情報との差分と、前記微細構造情報とを有する、請求項６に記載の放射線撮影装置。
8. 前記画像処理部は、前記複数の投影像のそれぞれに対して、全体的にぼかす第２ぼかし処理を行い、前記第２ぼかし処理を行った前記複数の投影像を再構成することにより第３断層像を取得し、前記減算断層像に前記第３断層像を加算することにより加算断層像を取得するように構成されている、請求項７に記載の放射線撮影装置。

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