JPWO2009040880A1 - 放射線撮像装置 - Google Patents

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Abstract

この発明の放射線撮像装置は、合成画像生成手段が、高圧／低圧画像取得手段で逐次に取得された複数の高圧／低圧画像に基づいて同じ高電圧／低電圧同士の時間毎の合成高圧／低圧画像を生成し、合成画像生成手段で生成された合成高圧／低圧画像に基づいて高圧画像および低圧画像に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理手段が行ってサブトラクション画像を取得するので、線量不足になることなく演算処理によるミスを目立たなくさせる。

Description

この発明は、放射線撮像を行う放射線撮像装置に係り、特に、サブトラクション処理を行う技術に関する。
放射線撮像では、軟部の画像や骨部の画像を抽出するために、エネルギーサブトラクションの手法が採用される。高圧画像および低圧画像を取得して、それらの画像のサブトラクション処理を行うことで、軟部や骨部のサブトラクション画像を出力することができる。近年では、エネルギーサブトラクションを動画で行うために、高電圧値に応じた放射線およびそれよりも低い低電圧値に応じた放射線を交互に切り換えながら照射して、高圧画像および低圧画像を交互に取得してサブトラクション画像を逐次に取得する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の手法では、（２ｍ−１）フレームの奇数フレームで高圧画像または低圧画像のいずれか一方を取得し、２ｍフレームの偶数フレームで高圧画像または低圧画像のいずれか他方を取得し、時間的に隣り合う（２ｍ−１）フレームでの画像および２ｍフレームでの画像のエネルギー差分を利用している。そして、（２ｍ−１）フレームでの画像および２ｍフレームでの画像に関するサブトラクション処理を行っている。
特開２００４−３２１３１０号公報（第１−６，１０−１２頁、図３）
しかしながら、動きのある被検体に対して、時間差のある画像についてサブトラクション処理を単純に行っても、演算処理によるミスが目立つことがある。かかるミスを最小化するために撮影レートを速めて時間差を最小にすると、撮影レートを速めた分、単位時間当たりに照射されるエネルギーが大きくなって、低電圧側が線量不足になる。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、線量不足になることなく演算処理によるミスを目立たなくさせる放射線撮像装置を提供することを目的とする。
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、この発明の放射線撮像装置は、被検体に向けて放射線を照射する放射線照射手段と、前記被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段とを備え、検出された放射線に基づいて放射線画像を得ることで放射線撮像を行う放射線撮像装置であって、前記放射線照射手段が高電圧値に応じた放射線およびそれよりも低い低電圧値に応じた放射線を交互に切り換えながら照射するように構成するとともに、前記放射線検出手段が前記高電圧値に応じた放射線および前記低電圧値に応じた放射線を交互に検出して、高電圧値に応じた放射線検出信号および低電圧値に応じた放射線検出信号を交互に出力するように構成し、前記装置は、検出された高電圧値に応じた放射線検出信号に基づいて高圧画像を取得する高圧画像取得手段と、検出された低電圧値に応じた放射線検出信号に基づいて低圧画像を取得する低圧画像取得手段と、前記高圧画像取得手段で逐次に取得された複数の高圧画像に基づいて同じ高電圧同士の時間毎の合成高圧画像を生成する、あるいは前記低圧画像取得手段で逐次に取得された複数の低圧画像に基づいて同じ低電圧同士の時間毎の合成低圧画像を生成する合成画像生成手段と、前記合成画像生成手段で生成された合成高圧画像または合成低圧画像に基づいて高圧画像および低圧画像に関するサブトラクション処理を行ってサブトラクション画像を取得するサブトラクション処理手段とを備えていることを特徴とするものである。
この発明の放射線撮像装置によれば、放射線照射手段は、高電圧値に応じた放射線およびそれよりも低い低電圧値に応じた放射線を交互に切り換えながら照射し、放射線検出手段は、上述した高電圧値に応じた放射線および低電圧値に応じた放射線を交互に検出して、高電圧値に応じた放射線検出信号および低電圧値に応じた放射線検出信号を交互に出力する。高圧画像取得手段は、検出された高電圧値に応じた放射線検出信号に基づいて高圧画像を取得するとともに、低圧画像取得手段は、検出された低電圧値に応じた放射線検出信号に基づいて低圧画像を取得する。ここで、合成画像生成手段は、高圧画像取得手段で逐次に取得された複数の高圧画像に基づいて同じ高電圧同士の時間毎の合成高圧画像を生成する、あるいは低圧画像取得手段で逐次に取得された複数の低圧画像に基づいて同じ低電圧同士の時間毎の合成低圧画像を生成する。そして、合成画像生成手段で生成された合成高圧画像または合成低圧画像に基づいて高圧画像および低圧画像に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理手段が行ってサブトラクション画像を取得する。このように、低電圧側が線量不足だとしても、合成画像生成手段が複数の高圧画像または低圧画像に基づいて合成（高圧／低圧）画像を生成することで線量不足を補うことができる。また、同じ高電圧同士あるいは同じ低電圧同士で合成（高圧／低圧）画像を生成しているので、被検体の動きによる演算処理のミスが平均化されて、ミスが目立たなくなる。その結果、線量不足になることなく演算処理によるミスを目立たなくさせる。
上述した発明の一例は、ｍを自然数としたときに、(A)低圧画像取得手段で取得された（２ｍ−１）フレームの低圧画像および（２ｍ＋１）フレームの低圧画像に基づいて２ｍフレームとした合成低圧画像を合成画像生成手段が生成し、高圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの高圧画像および合成画像生成手段で生成された２ｍフレームの合成低圧画像に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理手段が行う、あるいは(B)低圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの低圧画像および（２ｍ＋２）フレームの低圧画像に基づいて（２ｍ＋１）フレームとした合成低圧画像を合成画像生成手段が生成し、高圧画像取得手段で取得された（２ｍ＋１）フレームの高圧画像および合成画像生成手段で生成された（２ｍ＋１）フレームの合成低圧画像に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理手段が行うことである。
つまり、奇数フレームで低圧画像をそれぞれ取得した場合には、２ｍフレームの偶数フレームを挟んで時間的に隣り合う（２ｍ−１）フレームの低圧画像および（２ｍ＋１）フレームの低圧画像に基づいて合成低圧画像を生成し、その合成低圧画像を、間に挟まれた２ｍフレームでの画像と見なす。そして、２ｍフレーム同士で高圧画像および合成低圧画像に関するサブトラクション処理を行う。また、偶数フレームで低圧画像をそれぞれ取得した場合には、（２ｍ＋１）の奇数フレームを挟んで時間的に隣り合う２ｍフレームの低圧画像および（２ｍ＋２）フレームの低圧画像に基づいて合成低圧画像を生成し、その合成低圧画像を、間に挟まれた（２ｍ＋１）での画像と見なす。そして、（２ｍ＋１）フレーム同士で高圧画像および合成低圧画像に関するサブトラクション処理を行う。
この一例の場合には、(A)において、２ｍフレームのサブトラクション画像をそれぞれ得て、偶数フレームごとのサブトラクション画像をそれぞれ得る。また、(B)において、（２ｍ＋１）フレームのサブトラクション画像をそれぞれ得て、奇数フレームごとのサブトラクション画像をそれぞれ得る。
上述した発明の他の一例は、ｍを自然数としたときに、(C)高圧画像取得手段で取得された（２ｍ−１）フレームの高圧画像および（２ｍ＋１）フレームの高圧画像に基づいて２ｍフレームとした合成高圧画像を合成画像生成手段が生成し、低圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの低圧画像および合成画像生成手段で生成された２ｍフレームの合成高圧画像に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理手段が行う、あるいは(D)高圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの高圧画像および（２ｍ＋２）フレームの高圧画像に基づいて（２ｍ＋１）フレームとした合成高圧画像を合成画像生成手段が生成し、低圧画像取得手段で取得された（２ｍ＋１）フレームの低圧画像および合成画像生成手段で生成された（２ｍ＋１）フレームの合成高圧画像に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理手段が行うことである。
つまり、奇数フレームで高圧画像をそれぞれ取得した場合には、２ｍフレームの偶数フレームを挟んで時間的に隣り合う（２ｍ−１）フレームの高圧画像および（２ｍ＋１）フレームの高圧画像に基づいて合成高圧画像を生成し、その合成高圧画像を、間に挟まれた２ｍフレームでの画像と見なす。そして、２ｍフレーム同士で低圧画像および合成高圧画像に関するサブトラクション処理を行う。また、偶数フレームで高圧画像をそれぞれ取得した場合には、（２ｍ＋１）の奇数フレームを挟んで時間的に隣り合う２ｍフレームの高圧画像および（２ｍ＋２）フレームの高圧画像に基づいて合成高圧画像を生成し、その合成高圧画像を、間に挟まれた（２ｍ＋１）での画像と見なす。そして、（２ｍ＋１）フレーム同士で低圧画像および合成高圧画像に関するサブトラクション処理を行う。
この一例の場合には、(C)において、２ｍフレームのサブトラクション画像をそれぞれ得て、偶数フレームごとのサブトラクション画像をそれぞれ得る。また、(D)において、（２ｍ＋１）フレームのサブトラクション画像をそれぞれ得て、奇数フレームごとのサブトラクション画像をそれぞれ得る。
上述した発明のさらなる他の一例は、ｍを自然数としたときに、(E)高圧画像取得手段で取得された（２ｍ−１）フレームの高圧画像および（２ｍ＋１）フレームの高圧画像に基づいて２ｍフレームとした合成高圧画像を合成画像生成手段が生成するとともに、低圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの低圧画像および（２ｍ＋２）フレームの低圧画像に基づいて（２ｍ＋１）フレームとした合成低圧画像を合成画像生成手段が生成し、低圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの低圧画像および合成画像生成手段で生成された２ｍフレームの合成高圧画像に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理手段が行うとともに、高圧画像取得手段で取得された（２ｍ＋１）フレームの高圧画像および合成画像生成手段で生成された（２ｍ＋１）フレームの合成低圧画像に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理手段が行う、あるいは(F)低圧画像取得手段で取得された（２ｍ−１）フレームの低圧画像および（２ｍ＋１）フレームの低圧画像に基づいて２ｍフレームとした合成低圧画像を合成画像生成手段が生成するとともに、高圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの高圧画像および（２ｍ＋２）フレームの高圧画像に基づいて（２ｍ＋１）フレームとした合成高圧画像を合成画像生成手段が生成し、高圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの高圧画像および合成画像生成手段で生成された２ｍフレームの合成低圧画像に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理手段が行うとともに、低圧画像取得手段で取得された（２ｍ＋１）フレームの低圧画像および合成画像生成手段で生成された（２ｍ＋１）フレームの合成高圧画像に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理手段が行うことである。
つまり、奇数フレームで高圧画像をそれぞれ取得するとともに、偶数フレームで低圧画像をそれぞれ取得した場合には、２ｍフレームの偶数フレームを挟んで時間的に隣り合う（２ｍ−１）フレームの高圧画像および（２ｍ＋１）フレームの高圧画像に基づいて合成高圧画像を生成し、その合成高圧画像を、間に挟まれた２ｍフレームでの画像と見なすとともに、（２ｍ＋１）フレームの奇数フレームを挟んで時間的に隣り合う２ｍフレームの低圧画像および（２ｍ＋２）フレームの低圧画像に基づいて合成低圧画像を生成し、その合成低圧画像を、間に挟まれた（２ｍ＋１）フレームでの画像と見なす。そして、２ｍフレーム同士で低圧画像および合成高圧画像に関するサブトラクション処理を行うとともに、（２ｍ＋１）フレーム同士で高圧画像および合成低圧画像に関するサブトラクション処理を行う。また、奇数フレームで低圧画像をそれぞれ取得するとともに、偶数フレームで高圧画像をそれぞれ取得した場合には、２ｍフレームの偶数フレームを挟んで時間的に隣り合う（２ｍ−１）フレームの低圧画像および（２ｍ＋１）フレームの低圧画像に基づいて合成低圧画像を生成し、その合成低圧画像を、間に挟まれた２ｍフレームでの画像と見なすとともに、（２ｍ＋１）の奇数フレームを挟んで時間的に隣り合う２ｍフレームの高圧画像および（２ｍ＋２）フレームの高圧画像に基づいて合成高圧画像を生成し、その合成高圧画像を、間に挟まれた（２ｍ＋１）での画像と見なす。そして、２ｍフレーム同士で高圧画像および合成低圧画像に関するサブトラクション処理を行うとともに、（２ｍ＋１）フレーム同士で低圧画像および合成高圧画像に関するサブトラクション処理を行う。
この一例の場合には、(E),(F)のいずれにおいても、２ｍフレームおよび（２ｍ＋１）フレームのサブトラクション画像をそれぞれ得ることができ、各々のフレームごとのサブトラクション画像をそれぞれ得ることができる。
合成（高圧／低圧）画像生成の一例としては、以下のようなものがある。すなわち、合成画像生成手段は、高圧画像取得手段で逐次に取得された複数の高圧画像同士を加算することで合成高圧画像を生成する、あるいは低圧画像取得手段で逐次に取得された複数の低圧画像同士を加算することで合成低圧画像を生成する。
具体的には、（２ｍ−１）フレームの高圧画像および（２ｍ＋１）フレームの高圧画像を加算することで２ｍフレームとした合成高圧画像を生成する、あるいは２ｍフレームの高圧画像および（２ｍ＋２）フレームの高圧画像を加算することで（２ｍ＋１）フレームとした合成高圧画像を生成する。または、（２ｍ−１）フレームの低圧画像および（２ｍ＋１）フレームの低圧画像を加算することで２ｍフレームとした合成低圧画像を生成する、あるいは２ｍフレームの低圧画像および（２ｍ＋２）フレームの低圧画像を加算することで（２ｍ＋１）フレームとした合成低圧画像を生成する。
また、合成（高圧／低圧）画像生成の他の一例としては、以下のようなものがある。すなわち、合成画像生成手段は、高圧画像取得手段で逐次に取得された複数の高圧画像同士を加算して加算の対象となる高圧画像の個数で減算する加算平均（すなわち相加平均）を行うことで合成高圧画像を生成する、あるいは低圧画像取得手段で逐次に取得された複数の低圧画像同士を加算して加算の対象となる低圧画像の個数で減算する加算平均（相加平均）を行うことで合成低圧画像を生成する。
具体的には、（２ｍ−１）フレームの高圧画像および（２ｍ＋１）フレームの高圧画像を加算して加算の対象となる高圧画像の個数である２で減算する加算平均を行うことで２ｍフレームとした合成高圧画像を生成する。あるいは２ｍフレームの高圧画像および（２ｍ＋２）フレームの高圧画像を加算して加算の対象となる高圧画像の個数である２で減算する加算平均を行うことで（２ｍ＋１）フレームとした合成高圧画像を生成する。または、（２ｍ−１）フレームの低圧画像および（２ｍ＋１）フレームの低圧画像を加算して加算の対象となる低圧画像の個数である２で減算する加算平均を行うことで２ｍフレームとした合成低圧画像を生成する、あるいは低圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの低圧画像および（２ｍ＋２）フレームの低圧画像を加算して加算の対象となる低圧画像の個数である２で減算する加算平均を行うことで（２ｍ＋１）フレームとした合成低圧画像を生成する。
この発明に係る放射線撮像装置によれば、合成画像生成手段が、高圧画像取得手段で逐次に取得された複数の高圧画像に基づいて同じ高電圧同士の時間毎の合成高圧画像を生成する、あるいは低圧画像取得手段で逐次に取得された複数の低圧画像に基づいて同じ低電圧同士の時間毎の合成低圧画像を生成し、合成画像生成手段で生成された合成高圧画像または合成低圧画像に基づいて高圧画像および低圧画像に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理手段が行ってサブトラクション画像を取得するので、線量不足になることなく演算処理によるミスを目立たなくさせる。
実施例１〜３に係るＸ線撮像装置のブロック図である。 側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の等価回路である。 平面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の等価回路である。 画像処理部およびメモリ部に関するデータの流れを示した概略図である。 実施例１に係る各画像データの流れを示した模式図である。 実施例２に係る各画像データの流れを示した模式図である。 実施例３に係る各画像データの流れを示した模式図である。
符号の説明
２ … Ｘ線管
３ … フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
９ａ … 高低圧画像取得部
９ｂ … 合成画像生成部
９ｃ … サブトラクション処理部
Ｍ … 被検体
以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。図１は、実施例１〜３に係るＸ線撮像装置のブロック図である。後述する実施例２，３も含めて本実施例１では放射線検出手段としてフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、「ＦＰＤ」と略記する）を例に採るとともに、放射線撮像装置としてＸ線撮像装置を例に採って説明する。
Ｘ線撮像装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１と、その被検体Ｍに向けてＸ線を照射するＸ線管２と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するＦＰＤ３とを備えている。Ｘ線管２は、この発明における放射線照射手段に相当し、ＦＰＤ３は、この発明における放射線検出手段に相当する。
Ｘ線撮像装置は、他に、天板１の昇降および水平移動を制御する天板制御部４や、ＦＰＤ３の走査を制御するＦＰＤ制御部５や、Ｘ線管２の管電圧や管電流を発生させる高電圧発生部６を有するＸ線管制御部７や、ＦＰＤ３から電荷信号であるＸ線検出信号をディジタル化して取り出すＡ／Ｄ変換器８や、Ａ／Ｄ変換器８から出力されたＸ線検出信号に基づいて種々の処理を行う画像処理部９や、これらの各構成部を統括するコントローラ１０や、処理された画像などを記憶するメモリ部１１や、オペレータが入力設定を行う入力部１２や、処理された画像などを表示するモニタ１３などを備えている。
天板制御部４は、天板１を水平移動させて被検体Ｍを撮像位置にまで収容したり、昇降、回転および水平移動させて被検体Ｍを所望の位置に設定したり、水平移動させながら撮像を行ったり、撮像終了後に水平移動させて撮像位置から退避させる制御などを行う。ＦＰＤ制御部５は、ＦＰＤ３を水平移動させたり、被検体Ｍの体軸の軸心周りに回転移動させることによる走査に関する制御などを行う。高電圧発生部６は、Ｘ線を照射させるための管電圧や管電流を発生してＸ線管２に与え、Ｘ線管制御部７は、Ｘ線管２を水平移動させたり、被検体Ｍの体軸の軸心周りに回転移動させることによる走査に関する制御や、Ｘ線管２側のコリメータ（図示省略）の照視野の設定の制御などを行う。なお、Ｘ線管２やＦＰＤ３の走査の際には、Ｘ線管２から照射されたＸ線をＦＰＤ３が検出できるようにＸ線管２およびＦＰＤ３が互いに対向しながらそれぞれの移動を行う。
コントローラ１０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されており、メモリ部１１は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体などで構成されている。また、入力部１２は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。Ｘ線撮像装置では、被検体Ｍを透過したＸ線をＦＰＤ３が検出して、検出されたＸ線に基づいて画像処理部９で画像処理を行うことで被検体Ｍの撮像を行う。
画像処理部９は、後述する高圧画像や低圧画像を取得する高低圧画像取得部９ａと、同じ高電圧同士の時間毎の合成高圧画像または同じ低電圧同士の時間毎の合成低圧画像を生成する合成画像生成部９ｂと、合成高圧画像または合成低圧画像に基づいて高圧画像および低圧画像に関するサブトラクション処理を行ってサブトラクション画像を取得するサブトラクション処理部９ｃとを備えている。高低圧画像取得部９ａは、この発明における高圧画像取得手段および低圧画像取得手段に相当し、合成画像生成部９ｂは、この発明における合成画像生成手段に相当し、サブトラクション処理部９ｃは、サブトラクション処理手段に相当する。なお、高低圧画像取得部９ａは、この発明における高圧画像取得手段および低圧画像取得手段を兼用している。高低圧画像取得部９ａや合成画像生成部９ｂやサブトラクション処理部９ｃの具体的な機能については、図４、図５で後述する。
メモリ部１１は、画像処理部９で処理された各々の画像を書き込んで記憶するように構成されている。具体的には、メモリ部１１は、高低圧画像取得部９ａでそれぞれ取得された高圧画像や低圧画像を書き込んで記憶する高低圧画像メモリ部１１ａと、合成画像生成部９ｂでそれぞれ生成された合成高圧画像や合成低圧画像を書き込んで記憶する合成画像メモリ部１１ｂと、サブトラクション処理部９ｃで処理された画像をサブトラクション画像として書き込んで記憶するサブトラクション画像メモリ部１１ｃとを備えている。高低圧画像メモリ部１１ａや合成画像メモリ部１１ｂやサブトラクション画像メモリ部１１ｃの具体的な機能についても、図４、図５で後述する。
次に、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３の構造について、図２および図３を参照して説明する。図２は、側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の等価回路であり、図３は、平面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の等価回路である。
ＦＰＤ３は、図２に示すように、ガラス基板３１と、ガラス基板３１上に形成された薄膜トランジスタＴＦＴとから構成されている。薄膜トランジスタＴＦＴについては、図２、図３に示すように、縦・横式２次元マトリクス状配列でスイッチング素子３２が多数個（例えば、1024個×1024個）形成されており、キャリア収集電極３３ごとにスイッチング素子３２が互いに分離形成されている。すなわち、ＦＰＤ３は、２次元アレイ放射線検出器でもある。
図２に示すようにキャリア収集電極３３の上にはＸ線感応型半導体３４が積層形成されており、図２、図３に示すようにキャリア収集電極３３は、スイッチング素子３２のソースＳに接続されている。ゲートドライバ３５からは複数本のゲートバスライン３６が接続されているとともに、各ゲートバスライン３６はスイッチング素子３２のゲートＧに接続されている。一方、図３に示すように、電荷信号を収集して１つに出力するマルチプレクサ３７には増幅器３８を介して複数本のデータバスライン３９が接続されているとともに、図２、図３に示すように各データバスライン３９はスイッチング素子３２のドレインＤに接続されている。
図示を省略する共通電極にバイアス電圧を印加した状態で、ゲートバスライン３６の電圧を印加（または０Ｖに）することでスイッチング素子３２のゲートがＯＮされて、キャリア収集電極３３は、検出面側で入射したＸ線からＸ線感応型半導体３４を介して変換された電荷信号（キャリア）を、スイッチング素子３２のソースＳとドレインＤとを介してデータバスライン３９に読み出す。なお、スイッチング素子がＯＮされるまでは、電荷信号はキャパシタ（図示省略）で暫定的に蓄積されて記憶される。各データバスライン３９に読み出された電荷信号を増幅器３８で増幅して、マルチプレクサ３７で１つの電荷信号にまとめて出力する。出力された電荷信号をＡ／Ｄ変換器８でディジタル化してＸ線検出信号として出力する。
次に、高低圧画像取得部９ａや合成画像生成部９ｂやサブトラクション処理部９ｃの具体的な機能について、図４、図５を参照して説明する。図４は、画像処理部およびメモリ部に関するデータの流れを示した概略図であり、図５は、実施例１に係る各画像データの流れを示した模式図である。
高電圧発生部６（図１を参照）は管電圧のうち高電圧（例えば１２０ｋＶ）およびそれよりも低い低電圧（例えば６０ｋＶ）をＸ線管２（図１を参照）に付与する。Ｘ線管２は上述した高電圧値に応じたＸ線と低電圧値に応じたＸ線とを交互に切り換えながら照射する。例えば、最初の１フレームで高電圧値に応じたＸ線を照射した場合には、次の２フレーム目で低電圧値に応じたＸ線を照射する。以下、同様に交互に切り換えながら照射すると、ｍを自然数としたときに、（２ｍ−１）の奇数フレームで高電圧値に応じたＸ線を照射し、２ｍの偶数フレームで低電圧値に応じたＸ線を照射することになる。逆に、最初の１フレームで低電圧値に応じたＸ線を照射した場合には、次の２フレーム目で高電圧値に応じたＸ線を照射する。以下、同様に交互に切り換えながら照射すると、（２ｍ−１）の奇数フレームで低電圧値に応じたＸ線を照射し、２ｍの偶数フレームで高電圧値に応じたＸ線を照射することになる。ＦＰＤ３（図１〜図３を参照）は、高電圧値に応じたＸ線と低電圧値に応じたＸ線とを交互に検出して、高電圧値に応じたＸ線検出信号および低電圧値に応じたＸ線検出信号を交互に出力する。各Ｘ線検出信号をＡ／Ｄ変換器８（図１、図３を参照）でそれぞれディジタル化する。
図４に示すように、Ｘ線高低圧画像取得部９ａは、Ａ／Ｄ変換器８でそれぞれディジタル化されたＸ線検出信号のうち、高電圧値に応じたＸ線検出信号に基づいて高圧画像を取得するとともに、低電圧値に応じたＸ線検出信号に基づいて低圧画像を取得する。具体的には、Ｘ線検出信号の信号値に応じて画素値を求める。したがって、高電圧値に応じたＸ線検出信号では低電圧に応じたＸ線検出信号よりも信号値が高くなるので、高電圧値に応じたＸ線検出信号に基づいて取得された高圧画像の画素値は、低電圧値に応じたＸ線検出信号に基づいて取得された低圧画像の画素値よりも高くなる。高低圧画像取得部９ａでそれぞれ取得された高圧画像や低圧画像を、高低圧画像メモリ部１１ａにそれぞれ書き込んで記憶する。
上述したような（２ｍ−１）の奇数フレームで高電圧値に応じたＸ線を照射し、２ｍの偶数フレームで低電圧値に応じたＸ線を照射した場合には、（２ｍ−１）の奇数フレームで高圧画像がそれぞれ取得され、２ｍフレームで低圧画像がそれぞれ取得されて高低圧画像メモリ部１１ａに記憶されることになる。逆に、上述したような（２ｍ−１）の奇数フレームで低電圧値に応じたＸ線を照射し、２ｍの偶数フレームで高電圧値に応じたＸ線を照射した場合には、（２ｍ−１）の奇数フレームで低圧画像がそれぞれ取得され、２ｍフレームで高圧画像がそれぞれ取得されて高低圧画像メモリ部１１ａに記憶されることになる。
高低圧画像メモリ部１１ａにそれぞれ記憶された高圧画像や低圧画像を読み出して、複数の高圧画像に基づいて同じ高電圧同士の時間毎の合成高圧画像を合成画像生成部９ｂが生成する、あるいは複数の低圧画像に基づいて同じ低電圧同士の時間毎の合成低圧画像を合成画像生成部９ｂが生成する。図５に示すように、高圧画像をＨとし、低圧画像をＬとし、合成低圧画像をＬ´とし、サブトラクション画像をＢとすると、本実施例１では、２つの低圧画像Ｌに基づいて同じ低電圧同士の時間毎の合成低圧画像Ｌ´を合成画像生成部９ｂが生成する。なお、後述する実施例２では、２つの高圧画像Ｈに基づいて同じ高電圧同士の時間毎の合成高圧画像Ｈ´（図６を参照）を合成画像生成部９ｂが生成し、後述する実施例３では、２つの高圧画像Ｈに基づいて同じ高電圧同士の時間毎の合成高圧画像Ｈ´（図７を参照）を合成画像生成部９ｂが生成するとともに、２つの低圧画像Ｌに基づいて同じ低電圧同士の時間毎の合成低圧画像Ｌ´を合成画像生成部９ｂが生成する。
特に、本実施例１では、図５に示すように、（２ｍ−１）フレームの低圧画像Ｌおよび（２ｍ＋１）フレームの低圧画像Ｌに基づいて２ｍフレームとした合成低圧画像Ｌ´を合成画像生成部９ｂが生成する。生成の具体例としては、（２ｍ−１）フレームの低圧画像Ｌおよび（２ｍ＋１）フレームの低圧画像Ｌを加算することで２ｍフレームとした合成低圧画像Ｌ´を生成する。合成画像生成部９ｂで生成された２ｍフレームの合成低圧画像Ｌ´を、合成画像メモリ部１１ｂにそれぞれ書き込んで記憶する。なお、後述する実施例２では、合成画像生成部９ｂで生成された合成高圧画像Ｈ´を、合成画像メモリ部１１ｂにそれぞれ書き込んで記憶し、後述する実施例３では、合成画像生成部９ｂで生成された合成高圧画像Ｈ´および合成低圧画像Ｌ´を、合成画像メモリ部１１ｂにそれぞれ書き込んで記憶する。
合成画像メモリ部１１ｂにそれぞれ記憶された合成高圧画像または合成低圧画像を読み出して、合成高圧画像または合成低圧画像に基づいてサブトラクション処理部９ｃはサブトラクション処理を行う。本実施例１では、図５に示すように、高低圧画像メモリ部１１ａに記憶された高圧画像Ｈおよび合成低圧画像Ｌ´に基づいてサブトラクション処理部９ｃはサブトラクション処理を行う。なお、後述する実施例２では、高低圧画像メモリ部１１ａに記憶された低圧画像Ｌおよび合成高圧画像Ｈ´に基づいてサブトラクション処理部９ｃはサブトラクション処理を行い、後述する実施例３では、高低圧画像メモリ部１１ａに記憶された低圧画像Ｌおよび合成高圧画像Ｈ´に基づいてサブトラクション処理部９ｃはサブトラクション処理を行うとともに、高低圧画像メモリ部１１ａに記憶された高圧画像Ｈおよび合成低圧画像Ｌ´に基づいてサブトラクション処理部９ｃはサブトラクション処理を行う。
特に、本実施例１では、図５に示すように、２ｍフレームの高圧画像Ｈおよび２ｍフレームの合成低圧画像Ｌ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行う。サブトラクション処理の具体例としては、以下のようになる。
高圧画像Ｈの画素値をＸＨとするとともに、合成低圧画像Ｌ´の画素値をＸＬとし、サブトラクション処理で用いられる差分係数をＣとし、サブトラクション処理で用いられるノーマライズ係数をそれぞれＮ１，Ｎ２とし、ダイナミックレンジ調整前のサブトラクション画像の画素値をＸＲとすると、サブトラクション画像の画素値ＸＲは、下記（１）式のように表される。
ＸＲ＝｛Ｃ×Ｌｏｇ（ＸＨ／Ｎ１）−Ｌｏｇ（ＸＬ／Ｎ２）｝ …（１）
なお、上記（１）式中のＬｏｇ（ＸＨ／Ｎ１）は高圧画像Ｈの画素値ＸＨをノーマライズ係数Ｎ１で除算した対数値であって、Ｌｏｇ（ＸＬ／Ｎ２）は、合成低圧画像Ｌ´の画素値ＸＬをノーマライズ係数Ｎ２で除算した対数値である。
上記（１）式で求められたサブトラクション画像の画素値ＸＲについて、ダイナミックレンジを用いて調整する。調整後のサブトラクション画像の画素値をＸＬとし、ダイナミックレンジとして、スケールＳおよびオフセットＯを設定する。調整前および調整後におけるサブトラクション画像の画素値ＸＲ，ＸＬは、下記（２）式のような関係で表される。
ＸＬ＝ＸＲ×Ｓ＋Ｏ …（２）
すなわち、上記（２）式では、オフセットＯを切片として、傾きをスケールＳとした調整前のサブトラクション画像の画素値ＸＲの一次関数で、調整後のサブトラクション画像の画素値ＸＬを表す。このように、上記（１）式で求められたサブトラクション画像の画素値ＸＲについて、上記（２）式によって調整して、サブトラクション画像の画素値ＸＬを求める。
このようにして求められた画素値ＸＬから構成された画像は、図５に示すようにサブトラクション画像Ｂとなる。サブトラクション処理部９ｃで処理されたサブトラクション画像Ｂを、サブトラクション画像メモリ部１１ｃにそれぞれ書き込んで記憶する。なお、後述する実施例２では、低圧画像Ｌおよび合成高圧画像Ｈ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行い、サブトラクション処理部９ｃで処理されたサブトラクション画像Ｂを、サブトラクション画像メモリ部１１ｃにそれぞれ書き込んで記憶し、後述する実施例３では、低圧画像Ｌおよび合成高圧画像Ｈ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行うとともに、高圧画像Ｈおよび合成低圧画像Ｌ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行い、サブトラクション処理部９ｃで処理されたサブトラクション画像Ｂを、サブトラクション画像メモリ部１１ｃにそれぞれ書き込んで記憶する。
以上をまとめると、（２ｍ−１）の奇数フレームで低電圧値に応じたＸ線を照射し、２ｍの偶数フレームで高電圧値に応じたＸ線を照射した場合には、本実施例１では、（２ｍ−１）フレームの低圧画像Ｌおよび（２ｍ＋１）フレームの低圧画像Ｌに基づいて２ｍフレームとした合成低圧画像Ｌ´を合成画像生成部９ｂが生成し、２ｍフレームの高圧画像Ｈおよび２ｍフレームの合成低圧画像Ｌ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行う。逆に、（２ｍ−１）の奇数フレームで高電圧値に応じたＸ線を照射し、２ｍの偶数フレームで低電圧値に応じたＸ線を照射した場合には、本実施例１では、２ｍフレーム（図５中の「（or 2m）」を参照）の低圧画像Ｌおよび（２ｍ＋２）フレーム（図５中の「（or 2m+2）」を参照）の低圧画像Ｌに基づいて（２ｍ＋１）フレーム（図５中の「（or 2m+1）」を参照）とした合成低圧画像Ｌ´を合成画像生成部９ｂが生成し、（２ｍ＋１）フレーム（図５中の「（or 2m+1）」を参照）の高圧画像Ｈおよび（２ｍ＋１）フレーム（図５中の「（or 2m+1）」を参照）の合成低圧画像Ｌ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行う。
このように、フレームを奇数と偶数とに区別しているのは、奇数フレームが高圧画像のときには偶数フレームが低圧画像となり、奇数フレームが低圧画像のときには偶数フレームが高圧画像となるからである。また、合成（高圧／低圧）画像を生成するのに、奇数フレーム同士の高圧画像（あるいは低圧画像）を用いて、偶数フレーム同士の低圧画像（あるいは高圧画像）を用いて、フレームを奇数と偶数とに区別している。また、本実施例１では、奇数フレーム同士あるいは偶数フレーム同士で高圧画像および合成低圧画像に関するサブトラクションを行うために、フレームを奇数と偶数とに区別している。したがって、開始するフレームの時点が変わればフレームは奇数フレームまたは偶数フレームのいずれかになる。
本実施例１に係るＸ線撮像装置によれば、Ｘ線管２は、高電圧値に応じたＸ射線およびそれよりも低い低電圧値に応じたＸ線を交互に切り換えながら照射し、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３は、上述した高電圧値に応じたＸ線および低電圧値に応じたＸ線を交互に検出して、高電圧値に応じたＸ線検出信号および低電圧値に応じたＸ線検出信号を交互に出力する。高低圧画像取得部９ａは、検出された高電圧値に応じたＸ線検出信号に基づいて高圧画像を取得するとともに、検出された低電圧値に応じたＸ線検出信号に基づいて低圧画像を取得する。
ここで、合成画像生成部９ｂは、高低圧画像取得部９ａで逐次に取得された複数の高圧画像に基づいて同じ高電圧同士の時間毎の合成高圧画像を生成する、あるいは高低圧画像取得部９ａで逐次に取得された複数の低圧画像に基づいて同じ低電圧同士の時間毎の合成低圧画像を生成する。そして、合成画像生成部９ｂで生成された合成高圧画像または合成低圧画像に基づいて高圧画像および低圧画像に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行ってサブトラクション画像を取得する。このように、低電圧側が線量不足だとしても、合成画像生成部９ｂが複数の高圧画像または低圧画像に基づいて合成（高圧／低圧）画像を生成することで線量不足を補うことができる。また、同じ高電圧同士あるいは同じ低電圧同士で合成（高圧／低圧）画像を生成しているので、被検体Ｍの動きによる演算処理のミスが平均化されて、ミスが目立たなくなる。その結果、線量不足になることなく演算処理によるミスを目立たなくさせる。
本実施例１では、図５に示すように、高低圧画像取得部９ａで取得された（２ｍ−１）フレームの低圧画像Ｌおよび（２ｍ＋１）フレームの低圧画像Ｌに基づいて２ｍフレームとした合成低圧画像Ｌ´を合成画像生成部９ｂが生成し、高低圧画像取得部９ａで取得された２ｍフレームの高圧画像Ｌおよび合成画像生成部９ｂで生成された２ｍフレームの合成低圧画像Ｌ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行っている。あるいは、高低圧画像取得部９ａで取得された２ｍフレームの低圧画像Ｌおよび（２ｍ＋２）フレームの低圧画像Ｌに基づいて（２ｍ＋１）フレームとした合成低圧画像Ｌ´を合成画像生成部９ｂが生成し、高低圧画像取得部９ａで取得された（２ｍ＋１）フレームの高圧画像Ｈおよび合成画像生成部９ｂで生成された（２ｍ＋１）フレームの合成低圧画像Ｌ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行っている。
つまり、奇数フレームで低圧画像Ｌをそれぞれ取得した場合には、２ｍフレームの偶数フレームを挟んで時間的に隣り合う（２ｍ−１）フレームの低圧画像Ｌおよび（２ｍ＋１）フレームの低圧画像Ｌに基づいて合成低圧画像Ｌ´を生成し、その合成低圧画像Ｌ´を、間に挟まれた２ｍフレームでの画像と見なす。そして、２ｍフレーム同士で高圧画像Ｈおよび合成低圧画像Ｌ´に関するサブトラクション処理を行う。また、偶数フレームで低圧画像Ｌをそれぞれ取得した場合には、（２ｍ＋１）の奇数フレームを挟んで時間的に隣り合う２ｍフレームの低圧画像Ｌおよび（２ｍ＋２）フレームの低圧画像Ｌに基づいて合成低圧画像Ｌ´を生成し、その合成低圧画像Ｌ´を、間に挟まれた（２ｍ＋１）での画像と見なす。そして、（２ｍ＋１）フレーム同士で高圧画像Ｈおよび合成低圧画像Ｌ´に関するサブトラクション処理を行う。
本実施例1の場合には、図５に示すように、２ｍフレームのサブトラクション画像Ｂをそれぞれ得て、偶数フレームごとのサブトラクション画像Ｂをそれぞれ得る。また、（２ｍ＋１）フレーム（図５中の「（or 2m+1）」を参照）のサブトラクション画像Ｂをそれぞれ得て、奇数フレームごとのサブトラクション画像Ｂをそれぞれ得る。
次に、図面を参照してこの発明の実施例２を説明する。図６は、実施例２に係る各画像データの流れを示した模式図である。
図６に示すように、合成低圧画像をＨ´とすると、本実施例２では、２つの高圧画像Ｈに基づいて同じ高電圧同士の時間毎の合成高圧画像Ｈ´を合成画像生成部９ｂが生成する。特に、本実施例２では、図６に示すように、（２ｍ−１）フレームの高圧画像Ｈおよび（２ｍ＋１）フレームの高圧画像Ｈに基づいて２ｍフレームとした合成高圧画像Ｈ´を合成画像生成部９ｂが生成する。生成の具体例としては、（２ｍ−１）フレームの高圧画像Ｈおよび（２ｍ＋１）フレームの高圧画像Ｈを加算することで２ｍフレームとした合成高圧画像Ｈ´を生成する。合成画像生成部９ｂで生成された２ｍフレームの合成高圧画像Ｈ´を、合成画像メモリ部１１ｂにそれぞれ書き込んで記憶する。
高低圧画像メモリ部１１ａに記憶された低圧画像Ｌおよび合成高圧画像Ｈ´に基づいてサブトラクション処理部９ｃはサブトラクション処理を行う。つまり、低圧画像Ｌおよび合成高圧画像Ｈ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行い、サブトラクション処理部９ｃで処理されたサブトラクション画像Ｂを、サブトラクション画像メモリ部１１ｃにそれぞれ書き込んで記憶する。
以上をまとめると、（２ｍ−１）の奇数フレームで高電圧値に応じたＸ線を照射し、２ｍの偶数フレームで低電圧値に応じたＸ線を照射した場合には、本実施例２では、（２ｍ−１）フレームの高圧画像Ｈおよび（２ｍ＋１）フレームの高圧画像Ｈに基づいて２ｍフレームとした合成高圧画像Ｈ´を合成画像生成部９ｂが生成し、２ｍフレームの低圧画像Ｌおよび２ｍフレームの合成高圧画像Ｈ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行う。逆に、（２ｍ−１）の奇数フレームで低電圧値に応じたＸ線を照射し、２ｍの偶数フレームで高電圧値に応じたＸ線を照射した場合には、本実施例２では、２ｍフレーム（図６中の「（or 2m）」を参照）の高圧画像Ｈおよび（２ｍ＋２）フレーム（図６中の「（or 2m+2）」を参照）の高圧画像Ｈに基づいて（２ｍ＋１）フレーム（図６中の「（or 2m+1）」を参照）とした合成高圧画像Ｈ´を合成画像生成部９ｂが生成し、（２ｍ＋１）フレーム（図６中の「（or 2m+1）」を参照）の低圧画像Ｌおよび（２ｍ＋１）フレーム（図６中の「（or 2m+1）」を参照）の合成高圧画像Ｈ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行う。
本実施例２に係るＸ線撮像装置によれば、実施例１と同様に、合成画像生成部９ｂが、高低圧画像取得部９ａで逐次に取得された複数の高圧画像に基づいて同じ高電圧同士の時間毎の合成高圧画像を生成する、あるいは高低圧画像取得部９ａで逐次に取得された複数の低圧画像に基づいて同じ低電圧同士の時間毎の合成低圧画像を生成し、合成画像生成部９ｂで生成された合成高圧画像または合成低圧画像に基づいて高圧画像および低圧画像に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行ってサブトラクション画像を取得するので、線量不足になることなく演算処理によるミスを目立たなくさせる。
本実施例２では、図６に示すように、高低圧画像取得部９ａで取得された（２ｍ−１）フレームの高圧画像Ｈおよび（２ｍ＋１）フレームの高圧画像Ｈに基づいて２ｍフレームとした合成高圧画像Ｈ´を合成画像生成部９ｂが生成し、高低圧画像取得部９ａで取得された２ｍフレームの低圧画像Ｌおよび合成画像生成部９ｂで生成された２ｍフレームの合成高圧画像Ｈ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行っている。あるいは、高低圧画像取得部９ａで取得された２ｍフレームの高圧画像Ｈおよび（２ｍ＋２）フレームの高圧画像Ｈに基づいて（２ｍ＋１）フレームとした合成高圧画像Ｈ´を合成画像生成部９ｂが生成し、高低圧画像取得部９ａで取得された（２ｍ＋１）フレームの低圧画像Ｌおよび合成画像生成部９ｂで生成された（２ｍ＋１）フレームの合成高圧画像Ｈ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行っている。
つまり、奇数フレームで高圧画像Ｈをそれぞれ取得した場合には、２ｍフレームの偶数フレームを挟んで時間的に隣り合う（２ｍ−１）フレームの高圧画像Ｈおよび（２ｍ＋１）フレームの高圧画像Ｈに基づいて合成高圧画像Ｈ´を生成し、その合成高圧画像Ｈ´を、間に挟まれた２ｍフレームでの画像と見なす。そして、２ｍフレーム同士で低圧画像Ｌおよび合成高圧画像Ｈ´に関するサブトラクション処理を行う。また、偶数フレームで高圧画像Ｈをそれぞれ取得した場合には、（２ｍ＋１）の奇数フレームを挟んで時間的に隣り合う２ｍフレームの高圧画像Ｈおよび（２ｍ＋２）フレームの高圧画像Ｈに基づいて合成高圧画像Ｈ´を生成し、その合成高圧画像Ｈ´を、間に挟まれた（２ｍ＋１）での画像と見なす。そして、（２ｍ＋１）フレーム同士で低圧画像Ｌおよび合成高圧画像Ｈ´に関するサブトラクション処理を行う。
本実施例２の場合には、図６に示すように、２ｍフレームのサブトラクション画像Ｂをそれぞれ得て、偶数フレームごとのサブトラクション画像Ｂをそれぞれ得る。また、（２ｍ＋１）フレーム（図６中の「（or 2m+1）」を参照）のサブトラクション画像Ｂをそれぞれ得て、奇数フレームごとのサブトラクション画像Ｂをそれぞれ得る。
次に、図面を参照してこの発明の実施例３を説明する。図７は、実施例３に係る各画像データの流れを示した模式図である。
図７に示すように、本実施例３では、２つの高圧画像Ｈに基づいて同じ高電圧同士の時間毎の合成高圧画像Ｈ´を合成画像生成部９ｂが生成するとともに、２つの低圧画像Ｌに基づいて同じ低電圧同士の時間毎の合成低圧画像Ｌ´を合成画像生成部９ｂが生成する。特に、本実施例３では、図７に示すように、２ｍフレームの高圧画像Ｈおよび（２ｍ＋２）フレームの高圧画像Ｈに基づいて（２ｍ＋１）フレームとした合成高圧画像Ｈ´を合成画像生成部９ｂが生成するとともに、（２ｍ−１）フレームの低圧画像Ｌおよび（２ｍ＋１）フレームの低圧画像Ｌに基づいて２ｍフレームとした合成低圧画像Ｌ´を合成画像生成部９ｂが生成する。生成の具体例としては、２ｍフレームの高圧画像Ｈおよび（２ｍ＋２）フレームの高圧画像Ｈを加算することで（２ｍ＋１）フレームとした合成高圧画像Ｈ´を生成するとともに、（２ｍ−１）フレームの低圧画像Ｌおよび（２ｍ＋１）フレームの低圧画像Ｌを加算することで２ｍフレームとした合成低圧画像Ｌ´を生成する。合成画像生成部９ｂで生成された（２ｍ＋１）フレームの合成高圧画像Ｈ´および２ｍフレームの合成低圧画像Ｌ´を、合成画像メモリ部１１ｂにそれぞれ書き込んで記憶する。
高低圧画像メモリ部１１ａに記憶された低圧画像Ｌおよび合成高圧画像Ｈ´に基づいてサブトラクション処理部９ｃはサブトラクション処理を行うとともに、高低圧画像メモリ部１１ａに記憶された高圧画像Ｈおよび合成低圧画像Ｌ´に基づいてブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行う。つまり、低圧画像Ｌおよび合成高圧画像Ｈ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行うとともに、高圧画像Ｈおよび合成低圧画像Ｌ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行う。サブトラクション処理部９ｃで処理されたサブトラクション画像Ｂを、サブトラクション画像メモリ部１１ｃにそれぞれ書き込んで記憶する。
以上をまとめると、（２ｍ−１）の奇数フレームで低電圧値に応じたＸ線を照射し、２ｍの偶数フレームで高電圧値に応じたＸ線を照射した場合には、本実施例３では、（２ｍ−１）フレームの低圧画像Ｌおよび（２ｍ＋１）フレームの低圧画像Ｌに基づいて２ｍフレームとした合成低圧画像Ｌ´を合成画像生成部９ｂが生成するとともに、２ｍフレームの高圧画像Ｈおよび（２ｍ＋２）フレームの高圧画像Ｈに基づいて（２ｍ＋１）フレームとした合成高圧画像Ｈ´を合成画像生成部９ｂが生成し、２ｍフレームの高圧画像Ｈおよび２ｍフレームの合成低圧画像Ｌ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行うとともに、（２ｍ＋１）フレームの低圧画像Ｌおよび（２ｍ＋１）フレームの合成高圧画像Ｈ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行う。
逆に、（２ｍ−１）の奇数フレームで高電圧値に応じたＸ線を照射し、２ｍの偶数フレームで低電圧値に応じたＸ線を照射した場合には、本実施例２では、（２ｍ−１）フレームの高圧画像Ｈおよび（２ｍ＋１）フレーム（図７中の「（or 2m+1）」を参照）の高圧画像Ｈに基づいて２ｍフレームとした合成高圧画像Ｈ´を合成画像生成部９ｂが生成するとともに、２ｍフレーム（図７中の「（or 2m）」を参照）の低圧画像Ｌおよび（２ｍ＋２）フレーム（図７中の「（or 2m+2）」を参照）の低圧画像Ｌに基づいて（２ｍ＋１）フレーム（図７中の「（or 2m+1）」を参照）とした合成低圧画像Ｌ´を合成画像生成部９ｂが生成し、２ｍフレーム（図７中の「（or 2m）」を参照）の低圧画像Ｌおよび２ｍフレームの合成高圧画像Ｈ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行うとともに、（２ｍ＋１）フレーム（図７中の「（or 2m+1）」を参照）の高圧画像Ｈおよび（２ｍ＋１）フレーム（図７中の「（or 2m+1）」を参照）の合成低圧画像Ｌ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行う。
本実施例３に係るＸ線撮像装置によれば、実施例１、２と同様に、合成画像生成部９ｂが、高低圧画像取得部９ａで逐次に取得された複数の高圧画像に基づいて同じ高電圧同士の時間毎の合成高圧画像を生成する、あるいは高低圧画像取得部９ａで逐次に取得された複数の低圧画像に基づいて同じ低電圧同士の時間毎の合成低圧画像を生成し、合成画像生成部９ｂで生成された合成高圧画像または合成低圧画像に基づいて高圧画像および低圧画像に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行ってサブトラクション画像を取得するので、線量不足になることなく演算処理によるミスを目立たなくさせる。
本実施例３では、図７に示すように、高低圧画像取得部９ａで取得された（２ｍ−１）フレームの高圧画像Ｈおよび（２ｍ＋１）フレームの高圧画像Ｈに基づいて２ｍフレームとした合成高圧画像Ｈ´を合成画像生成部９ｂが生成するとともに、高低圧画像取得部９ａで取得された２ｍフレームの低圧画像Ｌおよび（２ｍ＋２）フレームの低圧画像Ｌに基づいて（２ｍ＋１）フレームとした合成低圧画像Ｌ´を合成画像生成部９ｂが生成し、高低圧画像取得部９ａで取得された２ｍフレームの低圧画像Ｌおよび合成画像生成部９ｂで生成された２ｍフレームの合成高圧画像Ｈ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行うとともに、高低圧画像取得部９ａで取得された（２ｍ＋１）フレームの高圧画像Ｈおよび合成画像生成部９ｂで生成された（２ｍ＋１）フレームの合成低圧画像Ｌ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行っている。
あるいは、高低圧画像取得部９ａで取得された（２ｍ−１）フレームの低圧画像Ｌおよび（２ｍ＋１）フレームの低圧画像Ｌに基づいて２ｍフレームとした合成低圧画像Ｌ´を合成画像生成部９ｂが生成するとともに、高低圧画像取得部９ａで取得された２ｍフレームの高圧画像Ｈおよび（２ｍ＋２）フレームの高圧画像Ｈに基づいて（２ｍ＋１）フレームとした合成高圧画像Ｈ´を合成画像生成部９ｂが生成し、高低圧画像取得部９ａで取得された２ｍフレームの高圧画像Ｈおよび合成画像生成部９ｂで生成された２ｍフレームの合成低圧画像Ｌ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ａが行うとともに、高低圧画像取得部９ａで取得された（２ｍ＋１）フレームの低圧画像Ｌおよび合成画像生成部９ｂで生成された（２ｍ＋１）フレームの合成高圧画像Ｈ´に関するサブトラクション処理をサブトラクション処理部９ｃが行っている。
つまり、奇数フレームで高圧画像Ｈをそれぞれ取得するとともに、偶数フレームで低圧画像Ｌをそれぞれ取得した場合には、２ｍフレームの偶数フレームを挟んで時間的に隣り合う（２ｍ−１）フレームの高圧画像Ｈおよび（２ｍ＋１）フレームの高圧画像Ｈに基づいて合成高圧画像Ｈ´を生成し、その合成高圧画像Ｈ´を、間に挟まれた２ｍフレームでの画像と見なすとともに、（２ｍ＋１）フレームの奇数フレームを挟んで時間的に隣り合う２ｍフレームの低圧画像Ｌおよび（２ｍ＋２）フレームの低圧画像Ｌに基づいて合成低圧画像Ｌ´を生成し、その合成低圧画像Ｌ´を、間に挟まれた（２ｍ＋１）フレームでの画像と見なす。そして、２ｍフレーム同士で低圧画像Ｌおよび合成高圧画像Ｈ´に関するサブトラクション処理を行うとともに、（２ｍ＋１）フレーム同士で高圧画像Ｈおよび合成低圧画像Ｌ´に関するサブトラクション処理を行う。
また、奇数フレームで低圧画像Ｌをそれぞれ取得するとともに、偶数フレームで高圧画像Ｈをそれぞれ取得した場合には、２ｍフレームの偶数フレームを挟んで時間的に隣り合う（２ｍ−１）フレームの低圧画像Ｌおよび（２ｍ＋１）フレームの低圧画像Ｌに基づいて合成低圧画像Ｌ´を生成し、その合成低圧画像Ｌ´を、間に挟まれた２ｍフレームでの画像と見なすとともに、（２ｍ＋１）の奇数フレームを挟んで時間的に隣り合う２ｍフレームの高圧画像Ｈおよび（２ｍ＋２）フレームの高圧画像Ｈに基づいて合成高圧画像Ｈ´を生成し、その合成高圧画像Ｈ´を、間に挟まれた（２ｍ＋１）での画像と見なす。そして、２ｍフレーム同士で高圧画像Ｈおよび合成低圧画像Ｌ´に関するサブトラクション処理を行うとともに、（２ｍ＋１）フレーム同士で低圧画像Ｌおよび合成高圧画像Ｈ´に関するサブトラクション処理を行う。
本実施例３の場合には、図７に示すように、２ｍフレームおよび（２ｍ＋１）フレームのサブトラクション画像Ｂをそれぞれ得ることができ、各々のフレームごとのサブトラクション画像Ｂをそれぞれ得ることができる。
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
（１）上述した各実施例では、放射線撮像装置としてＸ線撮像装置を例に採って説明したが、ＰＥＴ(Positron Emission Tomography)装置やＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission CT）装置などに代表されるＥＣＴ（Emission Computed Tomography）装置のように、Ｘ線以外の放射線（ＰＥＴ装置の場合にはγ線）を検出して、検出された放射線に基づいて放射線画像を得ることで放射線撮像を行う放射線撮像装置に適用してもよい。
（２）上述した各実施例では、図１に示すようなＸ線撮像装置を例に採って説明したが、この発明は、例えばＣ型アームに配設されたＸ線撮像装置にも適用してもよい。また、この発明は、Ｘ線ＣＴ装置にも適用してもよい。
（３）上述した各実施例では、放射線検出手段としてフラットパネル型Ｘ線検出器を例に採って説明したが、イメージインテンシファイア(Ｉ．Ｉ)のように、通常において用いられるＸ線検出手段であれば特に限定されない。また、上述した変形例（１）のようにＥＣＴ装置に適用した場合のように、通常において用いられる放射線検出手段であれば特に限定されない。
（４）上述した各実施例では、高低圧画像取得部９ａは、この発明における高圧画像取得手段および低圧画像取得手段を兼用していたが、高圧画像取得手段と低圧画像取得手段との機能を別々の画像取得部がそれぞれ独立して行ってもよい。
（５）上述した各実施例では、合成（高圧／低圧）画像生成の一例として、複数の高圧画像同士を加算することで合成高圧画像を生成する、あるいは複数の低圧画像同士を加算することで合成低圧画像を生成したが、合成（高圧／低圧）画像生成はこれに限定されない。例えば、複数の高圧画像同士を加算して加算の対象となる高圧画像の個数で減算する加算平均（すなわち相加平均）を行うことで合成高圧画像を生成する、あるいは複数の低圧画像同士を加算して加算の対象となる低圧画像の個数で減算する加算平均（相加平均）を行うことで合成低圧画像を生成してもよい。
具体的には、（２ｍ−１）フレームの高圧画像および（２ｍ＋１）フレームの高圧画像を加算して加算の対象となる高圧画像の個数である２で減算する加算平均を行うことで２ｍフレームとした合成高圧画像を生成する。あるいは２ｍフレームの高圧画像および（２ｍ＋２）フレームの高圧画像を加算して加算の対象となる高圧画像の個数である２で減算する加算平均を行うことで（２ｍ＋１）フレームとした合成高圧画像を生成する。
または、（２ｍ−１）フレームの低圧画像および（２ｍ＋１）フレームの低圧画像を加算して加算の対象となる低圧画像の個数である２で減算する加算平均を行うことで２ｍフレームとした合成低圧画像を生成する、あるいは低圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの低圧画像および（２ｍ＋２）フレームの低圧画像を加算して加算の対象となる低圧画像の個数である２で減算する加算平均を行うことで（２ｍ＋１）フレームとした合成低圧画像を生成する。
また、上述した加算や加算平均（相加平均）以外の手法で、合成（高圧／低圧）画像を生成してもよい。例えば、重み付け加算によって合成（高圧／低圧）画像を生成してもよい。また、高圧／低圧画像内を微小部分に分割して、分割された微小部分の動き量を求めて、画像モーヒングの技術を適用することも可能である。
（６）上述した各実施例では、２ｍフレームの偶数フレームを挟んで時間的に隣り合う（２ｍ−１）フレームの高圧／低圧画像および（２ｍ＋１）フレームの高圧／低圧画像に基づいて合成高圧／低圧画像を生成し、あるいは（２ｍ＋１）の奇数フレームを挟んで時間的に隣り合う２ｍフレームの高圧／低圧画像および（２ｍ＋２）フレームの高圧／低圧画像に基づいて合成高圧／低圧画像を生成したが、必ずしも、偶数あるいは奇数フレームを挟んで時間的に隣り合う２つのフレームの高圧／低圧画像に基づいて合成高圧／低圧画像を生成する必要はない。３つ以上の複数の高圧画像に基づいて同じ高電圧同士の時間毎の合成高圧画像を生成してもよいし、３つ以上の複数の低圧画像に基づいて同じ低電圧同士の時間毎の合成低圧画像を生成してもよい。例えば、偶数あるいは奇数フレームを挟んで時間的に隣り合う４つのフレームの高圧／低圧画像を用いたスプライン補間によって合成高圧／低圧画像を生成してもよい。

Claims (10)

  1. 被検体に向けて放射線を照射する放射線照射手段と、前記被検体を透過した放射線を検出する放射線検出手段とを備え、検出された放射線に基づいて放射線画像を得ることで放射線撮像を行う放射線撮像装置であって、前記放射線照射手段が高電圧値に応じた放射線およびそれよりも低い低電圧値に応じた放射線を交互に切り換えながら照射するように構成するとともに、前記放射線検出手段が前記高電圧値に応じた放射線および前記低電圧値に応じた放射線を交互に検出して、高電圧値に応じた放射線検出信号および低電圧値に応じた放射線検出信号を交互に出力するように構成し、前記装置は、検出された高電圧値に応じた放射線検出信号に基づいて高圧画像を取得する高圧画像取得手段と、検出された低電圧値に応じた放射線検出信号に基づいて低圧画像を取得する低圧画像取得手段と、前記高圧画像取得手段で逐次に取得された複数の高圧画像に基づいて同じ高電圧同士の時間毎の合成高圧画像を生成する、あるいは前記低圧画像取得手段で逐次に取得された複数の低圧画像に基づいて同じ低電圧同士の時間毎の合成低圧画像を生成する合成画像生成手段と、前記合成画像生成手段で生成された合成高圧画像または合成低圧画像に基づいて高圧画像および低圧画像に関するサブトラクション処理を行ってサブトラクション画像を取得するサブトラクション処理手段とを備えていることを特徴とする放射線撮像装置。
  2. 請求項１に記載の放射線撮像装置において、ｍを自然数としたときに、(A)前記低圧画像取得手段で取得された（２ｍ−１）フレームの低圧画像および（２ｍ＋１）フレームの低圧画像に基づいて２ｍフレームとした合成低圧画像を前記合成画像生成手段が生成し、前記高圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの高圧画像および前記合成画像生成手段で生成された２ｍフレームの合成低圧画像に関するサブトラクション処理を前記サブトラクション処理手段が行う、あるいは(B)前記低圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの低圧画像および（２ｍ＋２）フレームの低圧画像に基づいて（２ｍ＋１）フレームとした合成低圧画像を前記合成画像生成手段が生成し、前記高圧画像取得手段で取得された（２ｍ＋１）フレームの高圧画像および前記合成画像生成手段で生成された（２ｍ＋１）フレームの合成低圧画像に関するサブトラクション処理を前記サブトラクション処理手段が行うことを特徴とする放射線撮像装置。
  3. 請求項１に記載の放射線撮像装置において、ｍを自然数としたときに、(C)前記高圧画像取得手段で取得された（２ｍ−１）フレームの高圧画像および（２ｍ＋１）フレームの高圧画像に基づいて２ｍフレームとした合成高圧画像を前記合成画像生成手段が生成し、前記低圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの低圧画像および前記合成画像生成手段で生成された２ｍフレームの合成高圧画像に関するサブトラクション処理を前記サブトラクション処理手段が行う、あるいは(D)前記高圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの高圧画像および（２ｍ＋２）フレームの高圧画像に基づいて（２ｍ＋１）フレームとした合成高圧画像を前記合成画像生成手段が生成し、前記低圧画像取得手段で取得された（２ｍ＋１）フレームの低圧画像および前記合成画像生成手段で生成された（２ｍ＋１）フレームの合成高圧画像に関するサブトラクション処理を前記サブトラクション処理手段が行うことを特徴とする放射線撮像装置。
  4. 請求項１に記載の放射線撮像装置において、ｍを自然数としたときに、(E)前記高圧画像取得手段で取得された（２ｍ−１）フレームの高圧画像および（２ｍ＋１）フレームの高圧画像に基づいて２ｍフレームとした合成高圧画像を前記合成画像生成手段が生成するとともに、前記低圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの低圧画像および（２ｍ＋２）フレームの低圧画像に基づいて（２ｍ＋１）フレームとした合成低圧画像を前記合成画像生成手段が生成し、前記低圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの低圧画像および前記合成画像生成手段で生成された２ｍフレームの合成高圧画像に関するサブトラクション処理を前記サブトラクション処理手段が行うとともに、前記高圧画像取得手段で取得された（２ｍ＋１）フレームの高圧画像および前記合成画像生成手段で生成された（２ｍ＋１）フレームの合成低圧画像に関するサブトラクション処理を前記サブトラクション処理手段が行う、あるいは(F)前記低圧画像取得手段で取得された（２ｍ−１）フレームの低圧画像および（２ｍ＋１）フレームの低圧画像に基づいて２ｍフレームとした合成低圧画像を前記合成画像生成手段が生成するとともに、前記高圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの高圧画像および（２ｍ＋２）フレームの高圧画像に基づいて（２ｍ＋１）フレームとした合成高圧画像を前記合成画像生成手段が生成し、前記高圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの高圧画像および前記合成画像生成手段で生成された２ｍフレームの合成低圧画像に関するサブトラクション処理を前記サブトラクション処理手段が行うとともに、前記低圧画像取得手段で取得された（２ｍ＋１）フレームの低圧画像および前記合成画像生成手段で生成された（２ｍ＋１）フレームの合成高圧画像に関するサブトラクション処理を前記サブトラクション処理手段が行うことを特徴とする放射線撮像装置。
  5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の放射線撮像装置において、前記合成画像生成手段は、前記高圧画像取得手段で逐次に取得された複数の高圧画像同士を加算することで前記合成高圧画像を生成する、あるいは前記低圧画像取得手段で逐次に取得された複数の低圧画像同士を加算することで前記合成低圧画像を生成することを特徴とする放射線撮像装置。
  6. 請求項５に記載の放射線撮像装置において、ｍを自然数としたときに、前記高圧画像取得手段で取得された（２ｍ−１）フレームの高圧画像および（２ｍ＋１）フレームの高圧画像を加算することで２ｍフレームとした前記合成高圧画像を前記合成画像生成手段が生成する、あるいは前記高圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの高圧画像および（２ｍ＋２）フレームの高圧画像を加算することで（２ｍ＋１）フレームとした前記合成高圧画像を前記合成画像生成手段が生成することを特徴とする放射線撮像装置。
  7. 請求項５に記載の放射線撮像装置において、ｍを自然数としたときに、前記低圧画像取得手段で取得された（２ｍ−１）フレームの低圧画像および（２ｍ＋１）フレームの低圧画像を加算することで２ｍフレームとした前記合成低圧画像を前記合成画像生成手段が生成する、あるいは前記低圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの低圧画像および（２ｍ＋２）フレームの低圧画像を加算することで（２ｍ＋１）フレームとした前記合成低圧画像を前記合成画像生成手段が生成することを特徴とする放射線撮像装置。
  8. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の放射線撮像装置において、前記合成画像生成手段は、前記高圧画像取得手段で逐次に取得された複数の高圧画像同士を加算して加算の対象となる高圧画像の個数で減算する加算平均を行うことで前記合成高圧画像を生成する、あるいは前記低圧画像取得手段で逐次に取得された複数の低圧画像同士を加算して加算の対象となる低圧画像の個数で減算する加算平均を行うことで前記合成低圧画像を生成することを特徴とする放射線撮像装置。
  9. 請求項８に記載の放射線撮像装置において、ｍを自然数としたときに、前記高圧画像取得手段で取得された（２ｍ−１）フレームの高圧画像および（２ｍ＋１）フレームの高圧画像を加算して加算の対象となる高圧画像の個数である２で減算する加算平均を行うことで２ｍフレームとした前記合成高圧画像を前記合成画像生成手段が生成する、あるいは前記高圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの高圧画像および（２ｍ＋２）フレームの高圧画像を加算して加算の対象となる高圧画像の個数である２で減算する加算平均を行うことで（２ｍ＋１）フレームとした前記合成高圧画像を前記合成画像生成手段が生成することを特徴とする放射線撮像装置。
  10. 請求項９に記載の放射線撮像装置において、ｍを自然数としたときに、前記低圧画像取得手段で取得された（２ｍ−１）フレームの低圧画像および（２ｍ＋１）フレームの低圧画像を加算して加算の対象となる低圧画像の個数である２で減算する加算平均を行うことで２ｍフレームとした前記合成低圧画像を前記合成画像生成手段が生成する、あるいは前記低圧画像取得手段で取得された２ｍフレームの低圧画像および（２ｍ＋２）フレームの低圧画像を加算して加算の対象となる低圧画像の個数である２で減算する加算平均を行うことで（２ｍ＋１）フレームとした前記合成低圧画像を前記合成画像生成手段が生成することを特徴とする放射線撮像装置。
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