WO2010092615A1 - 放射線撮像装置 - Google Patents

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WO2010092615A1
WO2010092615A1 PCT/JP2009/000535 JP2009000535W WO2010092615A1 WO 2010092615 A1 WO2010092615 A1 WO 2010092615A1 JP 2009000535 W JP2009000535 W JP 2009000535W WO 2010092615 A1 WO2010092615 A1 WO 2010092615A1
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WO
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radiation
ray
intensity
unit
moving
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PCT/JP2009/000535
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English (en)
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Inventor
桑原章二
Original Assignee
株式会社島津製作所
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KTECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/02Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators
    • G21K1/025Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators using multiple collimators, e.g. Bucky screens; other devices for eliminating undesired or dispersed radiation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4291Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis the detector being combined with a grid or grating
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/30Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from X-rays
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/30Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/32Transforming X-rays
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/58Testing, adjusting or calibrating thereof
    • A61B6/582Calibration
    • A61B6/583Calibration using calibration phantoms
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/58Testing, adjusting or calibrating thereof
    • A61B6/588Setting distance between source unit and detector unit

Definitions

  • the present invention relates to a radiation imaging apparatus used in an X-ray fluoroscopic apparatus, an X-ray CT apparatus, and the like, and more particularly to a technique for removing scattered radiation.
  • scattered X-rays from a subject (hereinafter abbreviated as “scattered rays”) are prevented from entering an X-ray detector.
  • a grid scattering radiation removing means for removing scattered radiation is used.
  • a false image due to scattered rays that pass through the grid and a false image due to the absorbing foil that forms the grid are generated.
  • the applicant has also proposed a radiation imaging apparatus having a function of processing a false image and acquiring an image of only a direct line.
  • direct ray transmission which is a transmittance before and after transmission of a direct line through a grid
  • the rate and the rate of change regarding the transmitted scattered ray intensity which is the scattered ray intensity after passing through the grid, are obtained in advance. Then, by using a false image processing algorithm using them, it is possible to acquire an image of only a direct line without a false image due to the grid.
  • JP 2002-257939 A JP 2002-257939 A
  • diagnosis is usually performed using a C-arm (that is, X-ray imaging).
  • the C-type arm is literally curved with a “C” shape, and one end of the C-type arm is configured to support radiation irradiation means such as an X-ray tube, and the other end is configured to support an FPD.
  • the C-arm is rotated along the bending direction of the C-arm, the X-ray tube and the FPD are rotated along with the rotation, and the X-ray is irradiated from the X-ray tube, and the X-ray is irradiated with the FPD.
  • Detects X-ray imaging Even when the X-ray focus of the X-ray tube, the grid, and the FPD are supposed to have a constant positional relationship during X-ray imaging of the subject, the X-ray focus, grid, and FPD Deviation occurs in the positional relationship. Due to the deviation, the parameter value is changed from a value acquired in advance, and if a false image process is performed as it is using the changed parameter value, a large false image is generated. For this reason, for example, it is difficult to implement a part of the apparatus using a C-arm.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a radiation imaging apparatus that can reduce positional deviation.
  • the radiation imaging apparatus of the present invention is a radiation imaging apparatus that obtains a radiation image, and includes a radiation irradiation unit that irradiates radiation, a scattered radiation removal unit that removes scattered radiation, and a plurality of detection elements that detect radiation.
  • Radiation detection means configured in a matrix, wherein an arrangement direction of the absorption layer that absorbs the scattered radiation is parallel to at least one of the row direction and the column direction of the detection element, and each of the above-mentioned
  • the scattered radiation removing means is configured by arranging an absorbing layer in parallel with the detection surface of the radiation detecting means, and the apparatus moves the scattered radiation removing means in parallel with the arrangement direction of the absorbing layer.
  • a physical quantity calculating means for obtaining a physical quantity related to radiation intensity based on the fact that the radiation detected by the scattered radiation removing means is detected by the radiation detecting means;
  • the physical quantity when the radiation irradiating means is moved by a predetermined distance in the direction opposite to the moving direction by the moving means is the physical quantity when the scattered radiation removing means is moved by the predetermined distance by the moving means.
  • correcting means for correcting the physical quantity obtained by the physical quantity calculating means by irradiating radiation from the irradiating means.
  • the radiation irradiating means and the radiation detecting means are moved as in the prior art, positional deviation occurs as described above.
  • the radiation irradiating means is heavy, and if the radiation irradiating means having such a weight is moved in parallel with the arrangement direction of the absorbing layer (of the scattered radiation removing means), even if the moving distance is set finely, the actual movement The distance is different from the set movement distance. Therefore, the radiation irradiation means and the radiation detection means are moved to perform radiation imaging, or the idea of using the data obtained by moving the radiation irradiation means and the radiation detection means for radiation imaging is changed to change the radiation irradiation means and the radiation detection. The idea was to move the scattered radiation removal means, which is lighter than the means.
  • the arrangement direction of the absorption layer that absorbs scattered radiation is parallel to at least one of the row direction and the column direction of the detection element, and each absorption layer is irradiated with radiation.
  • the scattered radiation removing means is configured by being arranged parallel to the detection surface of the detecting means.
  • the moving means moves the scattered radiation removing means parallel to the arrangement direction of the absorption layer. Therefore, when the moving means moves the scattered radiation removing means by a predetermined distance and emits radiation from the radiation irradiating means, the moving means emits radiation from the radiation irradiating means in a state where the scattered radiation removing means has moved by the predetermined distance described above.
  • the physical quantity obtained by the physical quantity calculating means is obtained by irradiation.
  • the physical quantity that should be obtained in the virtual is the moving radiation means by the scattered radiation removing means by the predetermined distance described above. It can be considered that it is the same as the physical quantity obtained by the physical quantity calculating means by irradiating the radiation from the radiation irradiating means in the moved state. Therefore, the correction means is obtained by the physical quantity calculation means by irradiating the physical quantity that should be obtained virtually by the radiation irradiation means with the movement means moving the scattered radiation removal means by the predetermined distance described above.
  • the moving means when it is assumed that the radiation irradiating means is moved by the above-mentioned integer number of pixels in the direction opposite to the moving direction by the moving means is the state in which the scattered radiation removing means is moved by the integer number of pixels by the moving means.
  • the correcting means corrects the physical quantity obtained by the physical quantity calculating means by irradiating the radiation from the radiation irradiating means.
  • the predetermined distance moved by the moving means is set to an integral multiple of the pixel interval in this way, the interval between the position where the radiation irradiating means moves virtually and the position where the scattered radiation removing means actually moves is an integer. Because of the pixel relationship, the physical quantity can be accurately corrected without shifting between pixels.
  • an example of the physical quantity is a direct line transmittance that is a transmittance before and after transmission of direct radiation by the scattered radiation removing means obtained by actual measurement in a state where there is no subject.
  • the physical quantity calculation means obtains the direct line transmittance.
  • the direct ray transmittance when it is assumed that the radiation irradiating means is moved by a predetermined distance in the direction opposite to the moving direction by the moving means is the radiation in the state where the scattered radiation removing means has moved by the predetermined distance by the moving means.
  • the correction unit corrects the direct ray transmittance obtained by the physical quantity calculation unit by irradiating the irradiation unit with radiation.
  • the physical quantity calculation means obtains the rate of change.
  • the rate of change when it is assumed that the radiation irradiating means has been moved by a predetermined distance in the direction opposite to the moving direction by the moving means is the radiation irradiating means in a state where the scattered radiation removing means has been moved by the predetermined distance by the moving means.
  • the correction means corrects the rate of change obtained by the physical quantity calculation means by irradiating with radiation.
  • still another example of the physical quantity is the above-described direct ray transmittance and change rate of transmitted scattered ray intensity.
  • the physical quantity calculation means obtains the direct ray transmittance and the rate of change in transmitted scattered ray intensity. Then, when the radiation irradiating means is moved by a predetermined distance in the direction opposite to the moving direction by the moving means, the direct radiation transmittance and the rate of change of the transmitted scattered radiation intensity are determined by the moving means by the scattered radiation removing means.
  • the correction means corrects the direct ray transmittance and the change rate of the transmitted scattered ray intensity obtained by the physical quantity calculating means by irradiating the radiation from the radiation irradiating means in a state where it has moved by the distance.
  • the corrected direct ray transmittance and change rate of transmitted scattered ray intensity for radiation imaging, false image processing is performed using the direct ray transmittance and change rate of transmitted scattered ray intensity with no positional deviation. The false image due to the positional deviation can be removed.
  • still another example of the physical quantity is a pixel value assigned to each pixel constituting the radiation image and corresponding to the radiation intensity detected by the radiation detection means.
  • the physical quantity calculation means obtains a pixel value. Then, assuming that the radiation irradiation means is moved by the pixel corresponding to the predetermined distance in the direction opposite to the moving direction by the moving means, the pixel value when the scattered radiation removing means is equivalent to the pixel corresponding to the predetermined distance by the moving means.
  • the correction means corrects the pixel value obtained by the physical quantity calculation means by irradiating the radiation from the radiation irradiating means in a state where it has moved only.
  • the arrangement direction of the absorption layer that absorbs scattered radiation is parallel to at least one of the row direction and the column direction of the detection element, and each absorption layer is detected by radiation.
  • the scattered radiation removing unit is arranged in parallel to the detection surface of the unit, and the moving unit moves the scattered radiation removing unit in parallel to the arrangement direction of the absorption layer.
  • the physical quantity when the radiation irradiation means is moved by a predetermined distance in the direction opposite to the moving direction by the movement means is assumed to be a physical quantity when the scattered radiation removal means is moved by the predetermined distance by the movement means.
  • the correction means corrects the physical quantity obtained by the irradiation and the physical quantity calculated by the physical quantity calculation means, so that only the scattered radiation removal means can be moved without moving the radiation irradiation means. Therefore, a physical quantity equivalent to the physical quantity that should be obtained when the radiation irradiating means is moved can be obtained by moving the scattered radiation removing means, and the positional deviation can be reduced.
  • FIG. 1 is a block diagram of an X-ray imaging apparatus according to an embodiment. It is a schematic diagram of the detection surface of a flat panel X-ray detector (FPD). It is the schematic of a general grid.
  • A) is a perspective view showing an overall outline of a grid, an FPD and a marker absorber together with an X-ray tube,
  • B) is an enlarged view of the marker absorber and its periphery, and
  • (c) is (b). It is arrow sectional drawing from A of.
  • FIG. 1 is a block diagram of an X-ray imaging apparatus according to an embodiment
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a detection surface of a flat panel X-ray detector (FPD)
  • FIG. 4 is a schematic view of a grid provided with an absorber for a marker
  • FIG. 4A is an overall outline of the grid with an X-ray tube, an FPD, and an absorber for the marker
  • 4 (b) is an enlarged view of the marker absorber and its surroundings
  • FIG. 4 (c) is a cross-sectional view taken from A in FIG. 4 (b).
  • FIG. 5 is a schematic plan view of the FPD for explaining the effective visual field area of the FPD
  • FIG. 6 is a schematic diagram schematically showing a plurality of pixels centered on the shaded pixels
  • 7 is a perspective view showing an overall outline of a moving mechanism for moving the grid in each direction.
  • an explanation will be given by taking X-ray as an example of radiation.
  • the X-ray imaging apparatus includes a top plate 1 on which a subject M is placed, an X-ray tube 2 that irradiates the subject M with X-rays, and an X-ray tube.
  • 2 is a flat panel X-ray detector (hereinafter abbreviated as “FPD”) 3 that detects X-rays irradiated from 2 and transmitted through the subject M, and performs image processing based on the X-rays detected by the FPD 3.
  • An image processing unit 4 and a display unit 5 for displaying X-ray images subjected to various types of image processing by the image processing unit 4 are provided.
  • the display unit 5 includes display means such as a monitor and a television.
  • a grid 6 is disposed on the detection surface side of the FPD 3.
  • a moving mechanism 60 (see FIG. 7) that moves the grid 6 in each direction is disposed on each surface of an outer frame 61 (see FIG. 7) that surrounds the grid 6.
  • the X-ray tube 2 corresponds to the radiation irradiation means in this invention
  • the flat panel X-ray detector (FPD) 3 corresponds to the radiation detection means and the shadow pixel detection means in this invention
  • the grid 6 corresponds to this invention.
  • the moving mechanism 60 corresponds to the moving means in the present invention.
  • the image processing unit 4 includes a central processing unit (CPU).
  • CPU central processing unit
  • a program for performing various image processing is written and stored in a storage medium represented by ROM (Read-only Memory) and the like, and the CPU of the image processing unit 4 executes the program from the storage medium.
  • image processing corresponding to the program is performed.
  • a first intensity estimation unit 41, a shadow position calculation unit 42, a focus position calculation unit 43, a correction unit 44, a parameter calibration unit 45, a pixel specifying unit 51, a transmittance calculation unit 52, and a transmittance described later of the image processing unit 4 are described.
  • the interpolation unit 53, the second intensity estimation unit 54, the intensity interpolation unit 55, the change rate calculation unit 56, and the change rate interpolation unit 57 calculate the shadow position, the focus position, and parameters (direct line transmittance / transmitted scattered line intensity). ), Correction / calibration, identification of predetermined pixels, calculation of direct line transmittance, interpolation, intensity estimation, interpolation, and calculation of change rate, and calculation of shadow position according to the program And focal position calculation, parameter correction / calibration, specific pixel identification, direct line transmittance calculation / interpolation, intensity estimation / interpolation, and change rate calculation.
  • the image processing unit 4 obtains a shadow position, and a first intensity estimation unit 41 that estimates the intensity of the subject M in a certain state when it is assumed that the shadow is not applied to at least a part of the pixels that are shaded.
  • an intensity interpolating unit 55 that interpolates the intensity
  • a change rate calculating unit 56 that obtains the change rate
  • a change rate interpolating unit 57 that interpol
  • the correcting unit 44 corresponds to the correcting unit in the present invention
  • the transmittance calculating unit 52, the transmittance interpolating unit 53, the change rate calculating unit 56, and the change rate interpolating unit 57 correspond to the physical quantity calculating unit in the present invention.
  • the FPD 3 is configured by arranging a plurality of detection elements d sensitive to X-rays on a detection surface in a two-dimensional matrix form.
  • the detection element d detects the X-rays by converting the X-rays that have passed through the subject M into electrical signals, temporarily storing them, and reading the stored electrical signals.
  • An electrical signal detected by each detection element d is converted into a pixel value corresponding to the electrical signal, and an X-ray image is output by assigning the pixel value to each pixel corresponding to the position of the detection element d.
  • the X-ray image is transmitted to the first intensity estimating unit 41, the shadow position calculating unit 42, the pixel specifying unit 51, the transmittance calculating unit 52, and the second intensity estimating unit 54 (see FIGS. 1 and 8) of the image processing unit 4.
  • the FPD 3 includes a plurality of detection elements d that detect X-rays in a matrix (two-dimensional matrix).
  • the detection element d corresponds to the detection element in this invention.
  • the general grid 6 is configured by alternately arranging absorption foils 6 a that absorb scattered rays (scattered X-rays) and intermediate layers 6 c that transmit scattered rays.
  • the grid cover 6d that covers the absorbing foil 6a and the intermediate layer 6c sandwiches the absorbing foil 6a and the intermediate layer 6c from the X-ray incident surface and the opposite surface.
  • the grid cover 6d is shown by a two-dot chain line, and the illustration of other configurations of the grid 6 (such as a mechanism for supporting the absorbent foil 6a) is omitted.
  • the absorbent foil 6a corresponds to the absorbent layer in this invention.
  • the absorbent foil 6a and the intermediate layer 6c along the X direction in FIG. 3 are alternately arranged in the Y direction in FIG.
  • the X direction in FIG. 3 is parallel to the column direction of the detection element d (see FIG. 2) of the FPD 3
  • the Y direction in FIG. 3 is the detection element d (see FIG. 2) of the FPD 3.
  • Parallel to the row direction. Therefore, the arrangement direction of the absorption foil 6a is parallel to the row direction of the detection elements d.
  • the arrangement direction of the absorbent foil 6a is the Y direction
  • the longitudinal direction of the absorbent foil 6a is the X direction.
  • the arrangement direction (Y direction) of the absorbent foil 6a is parallel to the row direction of the detection element d in the row direction and the column direction. Further, as shown in FIG. 3, each absorbing foil 6 a is arranged in parallel to the detection surface of the FPD 3 to constitute a grid 6.
  • the absorbing foil 6a When the absorbing foil 6a absorbs X-rays, a shadow 32 (see FIGS. 4 and 6) is generated in the FPD 3 of the absorbing foil 6a.
  • the interval between the absorbent foils 6a is adjusted so that the shadow 32 is periodically projected for each of a plurality of pixels (four pixels in this embodiment).
  • the grid 6 When the pixel interval (pixel pitch) is Wd, the grid 6 is configured such that the interval between the absorbing foils 6a is larger than the pixel interval Wd.
  • the intermediate layer 6c is a void. Therefore, the grid 6 is also an air grid.
  • the absorbing foil 6a is not particularly limited as long as it is a substance that absorbs radiation represented by X-rays such as lead.
  • the intermediate layer 6c is not particularly limited as long as it is an intermediate material that transmits radiation typified by X-rays, such as aluminum or an organic material, in addition to the above-described voids.
  • the marker is separately provided so that the shadow width in the arrangement direction (Y direction) of the absorbent foil 6a is at least one pixel width or more.
  • the absorber 7 is provided.
  • the grid 6 is configured such that the width in the arrangement direction of some of the absorbent foils 6 a including the absorber 7 is larger than the interval between the pixels.
  • the marker absorber 7 is provided at the end in the effective visual field region 3A of the FPD 3 (see FIG. 4A and FIG. 5). Further, as shown in FIG. 4A, a marker absorber 7 is provided in a region including a perpendicular line PL from the focal point F of the X-ray tube 2 to the FPD 3. Therefore, in order to provide the marker absorber 7 in the end portion in the effective visual field region 3A of the FPD 3 and in the region including the vertical line PL, the place where the vertical line PL and the FPD 3 intersect is the end in the effective visual field region 3A.
  • the X-ray irradiation field from the X-ray tube 2 is controlled so that the positions of the X-ray tube 2, the FPD 3, and the grid 6 are set.
  • the marker absorber 7 is provided on the upper left absorber 71 attached to the upper left side of the absorbent foil 6a and on the lower right lower portion of the absorbent foil 6a.
  • the lower right absorbent body 72 is provided.
  • Reference numeral 31 is assigned to each pixel constituting the X-ray image
  • reference numeral 32 is assigned to the shadow of the absorption foil 6a
  • the upper left absorber 71, the lower right absorber 72, and the absorbers 71 and 72 are provided.
  • the shading of the absorbent foil 6a (hereinafter abbreviated as “shading of the marker absorber 7”) is denoted by reference numeral 33.
  • the area for the marker 33 so that the area where the width of the shadow 33 is at least one pixel or more is formed over at least two pixels along the length of the shadows 32 and 33 in the longitudinal direction (X direction).
  • An absorber 7 is provided.
  • the length in the longitudinal direction of the marker absorber 7 (the upper left absorber 71 and the lower right absorber 72) is Lg.
  • the distance (SID: “Source” Image “Distance) of the X-ray tube 2 in the perpendicular PL direction to the FPD 3 is L.
  • the width (thickness) of the absorbent foil 6a is t
  • the height of the absorbent foil 6a is h
  • the distance between the absorbent foil 6a and the FPD 3 is 3
  • the pixel pitch is Wd
  • the width of the shadow 33 is Wg
  • the height of the upper left absorber 71 and the lower right absorber 72 is H
  • the reference SID (L) is set to 1000 mm
  • the width of the shadow 32 that is periodically repeated instead of the shadow 33 of the marker absorber 7 is set to 0.6 mm
  • the pixel pitch Wd is set to 0.15 mm. . Therefore, when the shadow center of the absorption foil 6a is adjusted to the pixel center, the shadow 32 of the absorption foil 6a is applied every four pixels.
  • the width W of the upper left absorber 71 and the lower right absorber 72 is set to 0.1 mm
  • the height H of the upper left absorber 71 and the lower right absorber 72 is set to 1 mm
  • the marker absorber 7 is provided so as to be formed. As shown in FIG. 6, if the number of pixels in the longitudinal direction (X direction) on which the shadow 33 of the marker absorber 7 is applied is 13, and the average intensity of 13 pixels along the longitudinal direction is obtained, statistical error is obtained. Etc. can be reduced.
  • a plurality of pixels centered on the pixel row on which the shadow 33 of the marker absorber 7 is applied are horizontally (Y direction, that is, the arrangement direction of the absorbent foil 6a) 7 pixels ⁇ vertically (X direction, that is, the longitudinal direction).
  • the FPD 3 has a function of detecting the X-ray intensity of the shadow pixels 34 (refer to the thick frame in FIG. 6) of these 7 horizontal pixels ⁇ 13 vertical pixels (that is, the shadow pixel detection function). Yes.
  • the FPD 3 since the FPD 3 also functions as a shadow pixel detection function, it is not necessary to provide a separate detector for detecting the shadow position of the marker absorber 7.
  • the pixel columns that are the target of shadow pixel detection are a, b, c, d, e, f, and g in order from the left.
  • the shadow 32 of the absorbing foil 6a is applied every four pixels, as is clear from FIG. 6, the pixel column adjacent to the left side of the pixel column a at the left end in the shadow pixel 34 is absorbed.
  • the shadow 32 of the foil 6a is applied, and conversely, the shadow 32 of the absorbing foil 6a is applied to the pixel row adjacent to the right side of the pixel row g at the right end in the shadow pixel 34. Therefore, the shadow pixel 34 may be selected so as to be a pixel that includes the shadow 33 of the marker absorber 7 and does not include the next shadow 32.
  • the intermediate layer 6c is formed of an intermediate substance instead of a void
  • the intermediate layer 6c is formed in a recessed portion only at a portion constituting the marker absorber 7, and the marker portion is formed in the recessed portion.
  • the absorber 7 (for example, the upper left absorber 71 and the lower right absorber 72) may be disposed so as to be fitted.
  • only the intermediate layer 6c provided with the marker absorber 7 may be formed of a gap, and the other intermediate layer 6c may be formed of an intermediate substance.
  • a moving mechanism 60 that moves the grid 6 in each direction is provided around the grid 6.
  • a moving mechanism 60 is provided on each surface of the outer frame 61 surrounding the grid 6.
  • the grid cover 6d that covers the absorbent foil 6a and the intermediate layer 6c (see FIG. 3) is configured to be finely adjusted with respect to the outer frame 61, and is moved by a moving mechanism 60 provided on each surface of the outer frame 61. It is provided to move in each direction while being supported.
  • the moving mechanism 60 includes an X-direction adjusting screw 60x that finely adjusts and moves the grid 6 in parallel with the longitudinal direction (X direction) of the absorbent foil 6a, together with the absorbent foil 6a and the grid cover 6d, and the absorbent foil 6a.
  • the grid 6 together with the grid cover 6d is finely adjusted in parallel to the arrangement direction (Y direction) of the absorbent foil 6a (Y direction), and the Y direction adjusting screw 60y is moved in the vertical direction (Z direction) together with the absorbent foil 6a and the grid cover 6d.
  • a Z-direction adjusting screw 60z that moves up and down by fine adjustment in parallel.
  • the entire grid 6 moves together with the absorbing foil 6a and the grid cover 6d by moving the absorbing foil 6a and the grid cover 6d supported at the tip of the screw according to the direction of turning the screw.
  • the grid 6 moves in the back direction along the X direction
  • the Y direction adjusting screw 60z is turned in the right screw direction
  • the grid 6 is moved along the Y direction.
  • the grid 6 moves downward along the Z direction.
  • the grid cover 6d is illustrated as extending only inside the outer frame 61.
  • the grid cover 6d is actually a screw of the Z-direction adjusting screw 60z. Note that it extends to the tip. Further, the moving distance of the grid 6 is determined according to the turning angle of the screw. Therefore, in order to move the grid 6 by a predetermined distance, the screw is turned by an angle corresponding to the predetermined distance.
  • the Y-direction adjusting screw 60y is turned left and right so as to move parallel to the (Y-direction).
  • FIG. 8 is a block diagram showing a specific configuration of the image processing unit and the flow of data
  • FIG. 9 is a flowchart showing a flow of a series of X-ray imaging
  • FIG. 10 is a series of X-ray intensities.
  • 11 is a flowchart showing the flow of actual measurement of the relationship between the reference position and the reference position
  • FIG. 11 is a diagram schematically showing X-ray imaging in the absence of the subject
  • FIG. 12 is a diagram showing the SID and direct X-ray transmittance.
  • FIG. 13 schematically shows X-ray imaging in a certain state of the subject when an acrylic flat plate phantom is used as the subject.
  • FIG. 14 is a graph of the relationship between the X-ray intensity and the shadow position
  • FIG. 15 is a graph of the shadow pixel used for estimating the intensity assuming that no shadow is applied and the measurement result of each intensity.
  • Figure 16 shows the focal position
  • FIG. 17 is a side view schematically showing the relationship between the shadow positions and the focal positions used for obtaining the image
  • FIG. 17 is a diagram schematically showing the positional relationship between the discrete focal positions for each discrete SID.
  • FIG. 18 is a side view schematically showing the positional relationship between the grid absorption foil and the shadow position.
  • the FPD 3 detects the X-ray intensities of a plurality of pixels centered on the pixel on which the shadow 33 of the marker absorber 7 is applied.
  • the X-ray intensity of the shadow pixel 34 of 7 pixels wide ⁇ 13 pixels long shown in FIG. 6 is detected.
  • the first intensity estimating unit 41 obtains a plurality of pixels (here, FIG. 6) around the pixel to which the shadow 33 is applied, which is obtained by actual measurement of the FPD 3 with the subject M used for X-ray imaging.
  • the pixel rows that are not shaded 33 are a, b, f, and g, and the average intensities of X-ray intensities along the longitudinal direction of the pixel rows are Ia 0 , Ib 0 , If 0 , and Ig 0, respectively.
  • the first intensity estimating unit 41 Based on the X-ray intensities (here, average intensities) Ia 0 , Ib 0 , If 0 , Ig 0 of the pixel columns a, b, f, g around the pixel to which 33 is applied, the shadow 33 is at least partly
  • the pixel array c, d, and e, that is, the X-ray intensity (here, the average intensity) Ic, Id, and Ie are assumed to have no shade 33 on the pixel columns c, d, and e. presume.
  • the estimated intensities are sent to the shadow position calculation unit 42 as Ic 0 ′, Id 0 ′, and Ie 0 ′, respectively.
  • the shadow position calculation unit 42 obtains a shadow position in a state where the subject M is present based on (A), (B), and (C) described below. That is, (A) is the X-ray intensity of a pixel on which at least part of the shadow is obtained by actual measurement of the FPD 3 in a state where the subject M is present. (B) is the X-ray intensities Ic 0 ′, Id 0 ′, and Ie 0 ′ estimated by the first intensity estimator 41.
  • FIG. 14C shows the X-ray intensity of a pixel column (here, c, d, e) in FIG. It is the relationship of the attached shadow position. The relationship between the X-ray intensity and the shadow position in FIG. 14 will be described later.
  • the shadow position (denoted by “xg” in FIG. 8) in the state where the subject M is found, which is obtained by the shadow position calculation unit 42, is sent to the focus position calculation unit 43.
  • the focal position calculation unit 43 obtains the focal position of the FPD 3 with respect to the X-ray tube 2 in the state where the subject M is present, based on (a), (b) and (c) described below. That is, (a) is the shadow position xg in a state where the subject M is obtained by the shadow position calculation unit 42. (B) is the distance d between the absorbent foils 6a and FPD3. (C) is a shadow position xg with respect to the reference position where the perpendicular PL is lowered from the focal point F of the X-ray tube 2 to the FPD 3 in the absence of the subject.
  • the focal position of the FPD 3 with respect to the X-ray tube 2 in the state where the subject M exists is the focal position.
  • the calculation unit 43 obtains and sends it to the parameter calibration unit 45.
  • the correcting unit 44 corrects the direct ray transmittance and the change rate relating to the transmitted scattered ray intensity as follows as the physical quantity (parameter) relating to the intensity. That is, the focal point of the X-ray tube 2 in the opposite direction (also in the Y direction) to the moving direction (here, the Y direction, which is the arrangement direction of the absorbing foil 6a) by the Y direction adjusting screw 60y (see FIG. 7) of the moving mechanism 60.
  • the correction unit 44 corrects the direct line transmittance and the change rate when it is assumed that the position has moved.
  • X-rays are irradiated from the X-ray tube 2 while the grid 6 is moved by a predetermined distance by the Y-direction adjusting screw 60y of the moving mechanism 60, and the transmittance calculating unit 52 and the transmittance interpolating unit 53 obtain it.
  • Obtained or interpolated direct ray transmittance (indicated by “Cp” in FIG. 8), and transmitted scattered ray intensity obtained or interpolated by the change rate calculation unit 56 and change rate interpolation unit 57 (in FIG. 8).
  • the correction unit 44 corrects the change rate (indicated as “Rcs” in FIG. 8) related to “Sc”.
  • the direct ray transmittance and the change rate corrected by the correction unit 44 are determined based on the physical quantity obtained in advance before X-ray imaging shown in FIG. 17 to be described later and the focal position of the X-ray tube 2 with respect to the FPD 3 associated therewith. (The positional relationship of the discrete focal positions for each discrete SID).
  • the parameter calibration unit 45 calibrates the direct ray transmittance and the change rate relating to the transmitted scattered ray intensity as physical quantities (parameters) relating to the X-ray intensity during X-ray imaging based on ( ⁇ ) and ( ⁇ ) described below. . That is, ( ⁇ ) is a physical quantity obtained in advance before X-ray imaging (here, the rate of change with respect to direct ray transmittance and transmitted scattered ray intensity) and the focal position of the X-ray tube 2 relative to the FPD 3 associated therewith. It is a relationship. ( ⁇ ) is the focal position Xf obtained by the focal position calculation unit 43. The rate of change (“Rcs” in FIG. 8) related to the direct ray transmittance (indicated by “Cp” in FIG. 8) and the transmitted scattered radiation intensity (indicated by “Sc” in FIG. 8) calibrated by the parameter calibration unit 45. Is sent to the second intensity estimating unit 54.
  • ( ⁇ ) is a physical quantity obtained in advance before X-ray imaging (
  • the pixel specifying unit 51 specifies a predetermined pixel among the respective pixels constituting the X-ray image.
  • the pixel specifying unit 51 has a predetermined combination that is a combination of the simultaneous equations. Instead of selecting a pixel, another predetermined pixel is selected and specified as a combination. Since the simultaneous equations are obtained from the second intensity estimating unit 54 as will be apparent from the description to be described later, data relating to the denominator (denoted as “denominator” in FIG. 8) obtained from the second intensity estimating unit 54 is used as the pixel specifying unit 51. To send.
  • the direct ray transmittance Cp which is the transmittance before and after transmission of the direct line (direct X-ray) by the grid 6 obtained by actual measurement in a state where there is no subject, is a transmittance calculation unit for the discrete SID. 52 asks.
  • the transmittance calculation unit 52 obtains the direct line transmittance Cp and sends it to the parameter calibration unit 45, the transmittance interpolation unit 53, and the second intensity estimation unit 54.
  • the transmittance interpolating unit 53 interpolates the direct line transmittance Cp obtained by the transmittance calculating unit 52 with respect to the SIDs before and after the above-described discrete SIDs. Then, the interpolated direct line transmittance Cp is also sent to the parameter calibration unit 45 and the second intensity estimation unit 54.
  • the second intensity estimation unit 54 estimates the intensity of scattered radiation (scattered X-ray intensity) at a predetermined pixel specified by the pixel specifying unit 51 and the intensity of direct ray intensity (direct X-ray intensity) at a predetermined pixel.
  • the direct ray transmittance Cp obtained by the transmittance calculating unit 52 or the direct ray transmittance Cp interpolated by the transmittance interpolating unit 53 and the subject M (here, phantom) (phantom)) on the basis of the actually measured intensity (indicated as “G” in FIG.
  • the second intensity estimation unit 54 estimates an estimated direct line intensity (indicated by “P” in FIG. 8) that is a direct line intensity before transmission, and the intensity interpolation unit 55, the change rate calculation unit 56, the display unit 5, and the like. To send.
  • the line intensity P is estimated.
  • the second intensity estimating unit 54 estimates the transmitted scattered ray intensity Sc and the estimated direct line intensity P by solving the simultaneous equations, so that the data denominator relating to the denominator included in the solution of the simultaneous equations is also obtained. Data denominator regarding the denominator is sent to the pixel specifying unit 51.
  • the intensity interpolation unit 55 interpolates the scattered ray intensity (scattered X-ray intensity) at the predetermined pixel estimated by the second intensity estimating unit 54 and the intensity of the direct line intensity (direct X-ray intensity) at the predetermined pixel.
  • the intensity interpolating unit 55 interpolates the transmitted scattered ray intensity Sc or the estimated direct line intensity P estimated by the second intensity estimating unit 54 and sends it to the change rate calculating unit 56, the display unit 5, and the like.
  • the reference intensity for all pixels related to the intensity is obtained by an average value or smoothing / interpolation calculation.
  • the pixel value is obtained, and the change rate calculation unit 56 obtains the change rate of each pixel with respect to the value.
  • the change rate Rcs obtained by the change rate calculation unit 56 or the change rate Rcs interpolated by the change rate interpolation unit 57 is reflected in the X-ray imaging of another subject M.
  • the transmission scattered ray intensity Sc estimated by the second intensity estimating unit 54 and the transmitted scattered ray intensity Sc interpolated by the intensity interpolating unit 55 are used to obtain the rate of change Rcs during X-ray imaging. This is sent again to the 2-strength estimation unit 54.
  • actual X-ray imaging has a flow as shown in FIG.
  • Step S1 Actual measurement in the absence of the subject X-ray imaging is performed in the absence of the subject.
  • X-ray imaging is performed in a state, and actual measurement is performed without a subject. That is, the X-ray tube 2 irradiates X-rays in the absence of the subject and enters the FPD 3 through the grid 6 to obtain measured data in the absence of the subject.
  • the detection element d (see FIG. 3) of the FPD 3 converts the X-ray in the absence of the subject into an electrical signal, reads it, and converts it into a pixel value corresponding to the electrical signal.
  • Step S2 Calculation / Interpolation of Direct Line Transmittance
  • the pixel value is equivalent to the intensity after passing through the grid 6 obtained by actual measurement in the absence of the subject.
  • the direct line transmittance Cp which is the transmittance before passing through the grid 6 (before transmission) and after passing through the grid 6 (after transmission), is given by 6 is represented by the ratio between the intensity before passing through 6 and the intensity after passing through the grid 6 (that is, the pixel value detected by the FPD 3).
  • the transmittance calculating part 52 by transmitting the intensity after passing through the grid 6 equivalent to the pixel value from the FPD 3 and the intensity before passing through the known grid 6 to the transmittance calculating part 52, the transmittance calculating part 52 The direct line transmittance Cp represented by the ratio between the intensity before transmission by the grid 6 and the intensity after transmission is obtained.
  • the transmittance calculation unit 52 obtains the direct ray transmittance Cp for the discrete SID.
  • the SID changes as shown in FIG. 11 in actual X-ray imaging. Therefore, X-ray imaging is performed in the same manner in the absence of the subject, and as shown by the black circles in FIG. 12, the transmittance calculating unit 52 performs the direct line for each discrete distance L s + 1 , L s + 2 , L s + 3 ,.
  • the transmittance Cp is obtained.
  • Direct line transmittances Cp for the discrete distances L s + 1 , L s + 2 , L s + 3 ,... Are sent to the parameter calibration unit 45, the transmittance interpolation unit 53, and the second intensity estimation unit 54.
  • the transmittance calculation unit 52 calculates the direct line transmittance Cp and sends it to the parameter calibration unit 45, the transmittance interpolation unit 53, and the second intensity estimation unit 54.
  • the transmittance interpolating unit 53 interpolates the direct line transmittance Cp obtained by the transmittance calculating unit 52 with respect to the distances before and after the discrete distances L s + 1 , L s + 2 , L s + 3 ,.
  • the interpolation result is as shown by a solid line in FIG. 12, for example.
  • the interpolation method the value obtained by the arithmetic average (additional average) or the geometric average of the two direct line transmittances Cp with respect to the discrete distances (for example, L s + 1 , L s + 2 ) adjacent to each other is used.
  • the direct line transmittance Cp for a distance between discrete distances may be obtained, Lagrange interpolation may be used, or the approximate expression of the solid line in FIG. There is no particular limitation as long as it is an interpolation that is normally used, such as obtaining a value corresponding to the distance while riding in the solid line as the direct line transmittance Cp.
  • the direct line transmittance Cp interpolated by the transmittance calculation unit 52 is sent to the parameter calibration unit 45 and the second intensity estimation unit 54.
  • Step S3 Actual measurement with phantom
  • X-ray imaging is performed with the subject M present.
  • a water column may be used as the phantom Ph.
  • an acrylic flat plate phantom Ph is interposed between the X-ray tube 2 and the grid 6, and X-rays are irradiated from the X-ray tube 2 toward the grid 6 and the FPD 3.
  • X-ray imaging is performed in the state where the phantom Ph is present, and the state where the phantom Ph is present is actually measured. That is, the X-ray tube 2 is irradiated with X-rays in a state where the phantom Ph is present and is incident on the FPD 3 via the grid 6 so as to pass through the grid 6 actually measured in the state where the phantom Ph is present.
  • the actually measured intensity G which is the intensity, is obtained.
  • the detection element d (see FIG. 3) of the FPD 3 converts the X-ray in a state where the phantom Ph is present into an electric signal, reads it, and converts it into a pixel value corresponding to the electric signal.
  • Step S4 Intensity Estimation / Interpolation
  • the pixel value is equivalent to the actually measured intensity G, which is the intensity after passing through the grid 6 in the actual measurement with the phantom Ph.
  • the pixel specifying unit 51 specifies three adjacent pixels (n ⁇ 1), n, and (n + 1) as a combination of three pixels as described above.
  • the pixel The second intensity estimating unit 54 estimates the transmission scattered ray intensity Sc and the estimated direct line intensity P at the adjacent three pixels (n ⁇ 1), n, (n + 1) specified by the specifying unit 51.
  • the measured strength G is obtained by actual measurement in step S3 and is known.
  • the direct line transmittance Cp is obtained by actual measurement in step S1, and is calculated and interpolated in step S2, and is known.
  • the transmitted scattered ray intensity Sc and the estimated direct ray intensity P are values to be estimated by the second intensity estimating unit 54, and are unknown at this point. Therefore, the second intensity estimating unit 54 estimates the transmitted scattered ray intensity Sc and the estimated direct line intensity P by solving simultaneous equations for each of the three adjacent pixels (n ⁇ 1), n, and (n + 1).
  • the measured intensity G is set to G n ⁇ 1 , G n , G n + 1 and the direct line transmittance Cp is set to Cp n ⁇ 1 , Cp n , and Cp n + 1, the transmission scattered ray intensities Sc and Sc n-1, Sc n, and Sc n + 1, the estimated direct ray intensities P P n-1, P n , and P n + 1.
  • the transmitted scattered ray intensity Sc of each pixel changes between three adjacent pixels due to non-uniformity of the grid 6 (scattered radiation removing means), etc., but considering this, the transmitted scattered ray intensity Sc of the adjacent pixel is changed. It shall be obtained by interpolation calculation. In the present embodiment, it is assumed that the change in transmitted scattered ray intensity Sc in the adjacent three pixels (n ⁇ 1), n, (n + 1) can be linearly approximated as in the following equation (1).
  • the interpolation method of the transmitted scattered ray intensity Sc is the same as that described in the interpolation of the direct ray transmittance Cp.
  • Lagrangian interpolation may be used. It is not limited to.
  • the measured intensity G is assumed to be equal to the sum of the product of the estimated direct ray intensity P and the direct ray transmittance Cp and the transmitted scattered ray intensity Sc, and is set for each of three adjacent pixels (n ⁇ 1), n, (n + 1). It is expressed by equations (2) to (4).
  • G n + 1 P n + 1 ⁇ Cp n + 1 + Sc n + 1 (2)
  • G n P n ⁇ Cp n + Sc n ...
  • G n-1 P n-1 ⁇ Cp n-1 + Sc n-1 (4)
  • the estimated direct line intensity P is assumed to be equal between three adjacent pixels (5) It is represented by
  • the pixel specifying unit 51 determines the number of predetermined pixels to be specified according to the known number of known direct line transmittances Cp and the known number of known measured intensities G. Then, the second intensity estimation unit 54 is solved by solving simultaneous equations regarding the determined measured intensity G, direct ray transmittance Cp, transmitted scattered ray intensity Sc to be estimated, and estimated direct ray intensity P for each predetermined pixel. Will estimate the transmitted scattered radiation intensity Sc and the estimated direct line intensity P.
  • the transmitted scattered radiation intensity Sc of each pixel is an expression obtained by an interpolation calculation of the transmitted scattered radiation intensity Sc of the adjacent pixel, so that the unknown number can be reduced by one.
  • the above equation (5) is an equation in which the estimated direct line intensity P is equal between three adjacent pixels, so that the unknown number can be reduced to one. Therefore, in the simultaneous equations other than the above equations (1) and (5), it is only necessary to establish simultaneous equations for the number of specified pixels. In this case, if the pixel specifying unit 51 specifies an arbitrary number, Simultaneous equations can be solved. In this embodiment, the number is three, and simultaneous equations which are the above-described equations (2) to (4) are established.
  • the estimated direct line intensity P n should be the same value in all the combinations of the three pixels. However, in actuality, it differs depending on the influence of the change in the transmittance of scattered radiation at the periphery of the grid 6 or varies depending on the statistical fluctuation error. In order to reduce the influence of the installation state of the grid 6 and the statistical fluctuation error, an average value of the estimated direct line intensity P n in the center portion with a small experimental error is obtained.
  • the combination of the three pixels (n ⁇ 1), n, and (n + 1) in the central portion of the grid 6 using the above equation (6) is slightly different as described above.
  • a plurality of sets of estimated direct line intensities P n are respectively obtained at, to obtain an average value P ⁇ .
  • the average value P ⁇ is reassigned to the above equations (2) to (4) (that is, substituted into the following equations (10) to (12) obtained by modifying the above equations (7) to (9)), and again Then, all transmitted scattered ray intensities Sc n ⁇ 1 , Sc n , and Sc n + 1 of each set are obtained.
  • the second intensity estimating unit 54 estimates the transmission scattered ray intensities Sc n ⁇ 1 , Sc n , and Sc n + 1 by the above equations (10) to (12).
  • the transmitted scattered radiation intensities Sc n ⁇ 1 , Sc n , Sc n + 1 estimated by the second intensity estimating unit 54 are sent to the intensity interpolating unit 55, the change rate calculating unit 56, the display unit 5, and the like.
  • pixels for example, n, (n + 1), (n + 2) pixels, or (n ⁇ 2), (n -1), n pixels, etc.
  • pixels for example, n, (n + 1), (n + 2) pixels, or (n ⁇ 2), (n -1), n pixels, etc.
  • the simultaneous equations of the above expressions (1) to (5) of the other three specified pixels (n′ ⁇ 1), n ′, and (n ′ + 1) are solved.
  • the estimated direct line intensity P obtained from the above is subjected to smoothing / interpolation calculation, or the average value of the estimated direct line intensity P is obtained to obtain the estimated direct line intensity P (average value P ⁇ in this embodiment).
  • the change in the estimated direct line intensity P is smooth, and averaging or smoothing also has the effect of reducing variations due to statistical fluctuation errors, and the estimated direct line intensity P is a value close to the true value.
  • the transmitted scattered line intensity Sc is directly obtained, and the transmitted scattered intensity Sc is averaged or Since smoothing / interpolation calculation is not performed, there is a great advantage that the image of the transmitted scattered radiation intensity Sc has no degradation in resolution. In addition, the resolution of the transmitted scattered radiation intensity Sc is maintained, and a minute change in the transmitted scattered radiation intensity Sc due to deformation of the grid foil or the like can be accurately obtained.
  • the transmitted scattered line intensities Sc n ⁇ 1 , Sc n , Sc n + 1 when the denominator “Cp n + 1 + Cp n ⁇ 1 ⁇ 2Cp n ” is not “0” are preceded by the estimated direct line intensity P.
  • the transmission scattered ray intensities Sc n ⁇ 1 , Sc n , Sc n + 1 are obtained again, and the transmission thus obtained is obtained again.
  • the rate of change Rcs may be obtained in step S5 described later.
  • Step S5 Calculation / Interpolation of Change Rate Using the transmitted scattered ray intensity Sc (Sc n ⁇ 1 , Sc n , Sc n + 1 ) estimated by the second intensity estimating unit 54, the change rate calculating unit 56 calculates the change rate Rcs.
  • the change rate calculating unit 56 calculates the change rate Rcs.
  • 1) Use the average value by simply approximating the scattered radiation intensity distribution to be two-dimensionally constant. 2) Strictly consider changes in scattered radiation intensity due to the installation conditions such as the shape of the phantom and the periphery of the grid, There is a method using a value obtained by two-dimensionally smoothing / interpolating the estimated scattered radiation intensity of each pixel, and the average value of 1) can be said to be the simplest method of smoothing / interpolation calculation.
  • the change in the transmitted scattered radiation intensities Sc the installation state is considered a grid 6 that occurs due to the deformation of the absorbing foil 6a by taking the ratio of the reference value is represented by the rate of change Rcs n .
  • the change rate calculation unit 56 obtains the change rate Rcs n for all pixels.
  • the change rates Rcs n ⁇ 1 , Rcs n , and Rcs n + 1 obtained by the change rate calculation unit 56 are interpolated by the change rate interpolation unit 57 as necessary, and then sent to the second intensity estimation unit 54 again. Further, the change rate obtained by the change rate calculation unit 56 and the change rates Rcs n ⁇ 1 , Rcs n , Rcs n + 1 interpolated by the change rate interpolation unit 57 are also sent to the parameter calibration unit 45.
  • the change rate Rcs also changes at discrete distances L s + 1 , L s + 2 , L s + 3 ,...
  • the rate-of-change interpolation unit 57 interpolates the rate-of-change Rcs obtained by the rate-of-change calculating unit 56 with respect to distances around the discrete distances L s + 1 , L s + 2 , L s + 3 ,.
  • the interpolation result is, for example, as shown by the dotted line in FIG.
  • the values obtained by the arithmetic mean (additional average) or the geometric mean of the two change rates Rcs with respect to the discrete distances adjacent to each other are used as the above-described adjacent discrete values. May be obtained as a rate of change Rcs with respect to a certain distance between distances, Lagrange interpolation may be used, and the approximate value of the dotted line in FIG. In addition, there is no particular limitation as long as it is an interpolation that is normally used, such as obtaining a change rate Rcs as a value corresponding to the distance.
  • the interpolation is performed in consideration of the discrete distances L s + 1 , L s + 2 , L s + 3 ,... In both the case of the direct line transmittance Cp and the change rate Rcs.
  • the first intensity estimation unit 41 estimates the intensity assuming that no shadow is applied as in step S7 described later, and the shadow position calculation unit 42 obtains the shadow position as in step S8, as in step S9.
  • the focal position calculation unit 43 obtains the focal position.
  • the interpolation that also considers the arrangement direction of the absorbent foil 6a is defined as “calibration”, and the following will be described in distinction from the interpolation that considers only the distance SID.
  • step S8 In order to obtain the shadow position in the state where the actual subject M is present instead of the phantom Ph in step S8, actual measurement in the state where the actual subject is present (that is, actual X-ray imaging) as in step S6 described later.
  • the relationship between the X-ray intensity and the reference position is measured as in the flow of FIG.
  • the flow of FIG. 10 is before step S6, for example, it may be performed before step S1 of FIG. 9, may be performed after step S5 of FIG. 9, or may be performed after step S1 of FIG. It may be performed in parallel with ⁇ S5.
  • the relationship (graph) between the shadow position and the X-ray intensity shown in FIG. 14 is acquired.
  • the X-ray intensity of the pixel (in this case, the pixel column c, d, e) where the shadow 33 is applied to at least a part is the part where the shadow 33 is applied at each shadow position.
  • the shadow 33 is proportional to the ratio of the total area of pixels covered at least in part.
  • the ratio of the area of the shadow 33 portion to the total area of the pixel among the pixels to which the shadow 33 is applied can be obtained without actual measurement. Therefore, if the ratio is obtained each time the shadow position is virtually moved, the relationship between the shadow position and the ratio associated with the shadow position can be obtained without performing actual measurement. Further, it can be considered that the X-ray intensity is proportional to the ratio.
  • the ratio is small, the pixel 33 has many shadows 33 and the X-ray intensity is small. Conversely, if the ratio is large, the pixel has few shadows and the X-ray intensity is high.
  • the X-ray intensity is proportional to the ratio, the X-ray intensity of the pixel at least partially covered by the shadow 33 in the state where there is no subject without actual measurement, and the X-ray intensity. It is possible to obtain the relationship between the associated shadow positions. In the present embodiment, in order to create the relationship as shown in FIG. 14, the following will be described for the case of performing the flow (actual measurement) in FIG.
  • Step T1 Grid Movement
  • the entire grid 6 is moved in order to sequentially move the marker absorber 7 along the arrangement direction (Y direction) of the absorption foil 6a in the absence of the subject.
  • the entire grid 6 is moved in the B direction in FIG. 4C parallel to the Y direction.
  • the X-ray tube 2 and the FPD 3 remain fixed. Focusing on the pixel column c, starting from the position before the shadow 33 is applied to the pixel column c, the entire grid 6 is moved in the B direction, the shadow 33 is applied to the pixel column c, and all the shadows 33 are applied to the pixel column c.
  • the entire grid 6 is moved in the B direction to such a position (that is, covered).
  • the marker absorber 7 passes through the reference position where the perpendicular PL is lowered from the focal point F of the X-ray tube 2 to the FPD 3.
  • the grid 6 is moved along the Y direction, when it is moved by a minute distance, it may be moved by the Y direction adjusting screw 60y of the moving mechanism 60 shown in FIG. 7 described above, or the Y direction adjusting screw 60y. If the moving distance is longer than the moving distance (minute distance), the moving mechanism 60 may be moved using another moving means.
  • Step T2 Actual measurement in the absence of the subject
  • the grid 6 is moved every predetermined pitch (here, 0.0125 mm), and X-ray imaging is performed at the movement position without the subject.
  • the X-ray tube 2 irradiates X-rays in the absence of the subject and enters the FPD 3 through the grid 6 to obtain actually measured data in the absence of the subject.
  • the detection element d (see FIG. 3) of the FPD 3 converts the X-ray in the absence of the subject into an electrical signal, reads it, and converts it into a pixel value corresponding to the electrical signal.
  • the pixel value is equivalent to the intensity I after passing through the grid 6 obtained by actual measurement in the absence of the subject.
  • the FPD 3 detects the X-ray intensities of the pixel columns b, c, d, and the average X-ray intensity intensities Ib, Ic, Id along the longitudinal direction of the pixel columns b, c, d are actually measured. Ask. The shadow position at that time and the average intensities Ib, Ic, Id are plotted in correspondence with each other.
  • Step T3 All the shadows have moved to such a position?
  • the entire grid 6 is moved to the position where all the shadows 33 are applied to the pixel column c in step T1
  • the entire grid 6 has not moved to the position where all the shadows 33 are applied to the pixel row c in step T1
  • it is determined that the relationship (graph) as shown in FIG. 14 is not completed and the process returns to step T1. Steps T1 to T3 are repeated.
  • the shadow positions and the average intensities Ib, Ic, Id associated therewith are plotted, and the relationship shown in FIG. 14 is created.
  • the X-ray intensity here, the average intensity
  • Ic the X-ray intensity
  • the X-ray intensity Ic gradually decreases, and when all the shadow 33 is applied to the pixel column c, the X-ray intensity Ic becomes “0”. 6 shows that the shadow 33 is partially applied to the pixel column c when the reference position is reached.
  • the X-ray intensity Ic is smaller than Ic 0 and “0”. It is larger than "".
  • Step S6 Actual measurement in a state of an actual subject
  • X-ray imaging is performed in a state of a subject M different from the subject M (here, phantom Ph) used in steps S3 to S5.
  • a subject M used for actual X-ray imaging is used.
  • An actual subject M is interposed between the X-ray tube 2 and the grid 6, and X-rays are irradiated from the X-ray tube 2 toward the grid 6 and the FPD 3, so that the actual subject M is present.
  • X-ray imaging is performed to actually measure a certain state of the subject M.
  • the X-ray tube 2 irradiates X-rays in a state where there is an actual subject M (subject M used for actual X-ray imaging) and enters the FPD 3 through the grid 6, thereby
  • the measured intensity G which is the intensity after passing through the grid 6 in the actual measurement with the sample M, is obtained in the same manner as in step S3.
  • the detection element d (see FIG. 3) of the FPD 3 converts the X-ray in a certain state of the subject M into an electrical signal, reads it, and converts it into a pixel value corresponding to the electrical signal.
  • the X-ray intensity of the shadow pixel 34 shown in FIG. 6 is also detected, and the actually measured intensity of the shadow pixel 34 is also obtained.
  • the average intensities of the X-ray intensities along the longitudinal direction of the pixel rows a, b, f, and g where the shadow 33 is not applied are Ia 0 , Ib 0 , If 0 , and Ig 0 , respectively.
  • the average intensities of the X-ray intensities along the longitudinal direction of the pixel columns c, d, and e that are applied to the part are Ic, Id, and Ie, respectively.
  • Step S7 Intensity estimation assuming no shadow is applied X-ray intensities (here, average intensities) Ia 0 , Ib 0 , If 0 , Ig 0 of the pixel rows a, b, f, g obtained in step S6 Based on this, the first intensity is obtained by interpolating the X-ray intensities (here, average intensity) Ic, Id, Ie of the pixel columns c, d, e where the shadow 33 obtained in step S6 is at least partially applied.
  • the estimation unit 41 estimates X-ray intensities Ic 0 ′, Id 0 ′, and Ie 0 ′.
  • the X-ray intensities Ic 0 ′, Id 0 ′, and Ie 0 ′ in a state where the subject M is present when it is assumed that the shadow 33 is not applied to the pixel columns c, d, and e are estimated.
  • intensities Ia 0 Although a slight shift occurs with respect to the shadow position due to the movement of the focus position in the state where the subject M is present, in the pixel columns c, d, and e where the shadow 33 is applied, intensities Ia 0 , It shows that the intensities Ic, Id, and Ie are lower than those of Ib 0 , If 0 , and Ig 0 .
  • the X-ray intensities Ic 0 ′, Id 0 ′, Ie are obtained by the smoothing / interpolation calculation of the X-ray intensities Ia 0 , Ib 0 , If 0 , Ig 0 as in the case of the direct ray transmittance Cp and the change rate Rcs.
  • Estimate 0 ' The intensities Ic 0 ′, Id 0 ′, and Ie 0 ′ estimated by the first intensity estimating unit 41 are sent to the shadow position calculating unit 42.
  • Step S8 Calculation of shadow position X-ray intensity Ic (that is, actually measured intensity Ic) of pixel row c obtained in step S6, intensity Ic 0 ′, Id 0 ′, Ie 0 estimated by the first intensity estimating unit 41 ′, The relationship between the X-ray intensity and the shadow position of the pixel rows c, d, e where the shadow 33 in the absence of the subject obtained in steps T1 to T3 is at least partially applied (see FIG. 14). Based on this, the shadow position calculation unit 42 obtains the shadow position when the subject M is present.
  • Ic / Ic 0 ′ which is a ratio between the X-ray intensity Ic (that is, actually measured intensity Ic) of the pixel column c obtained in step S 6 and the intensity Ic 0 ′ estimated by the first intensity estimating unit 41, is obtained.
  • the actually measured intensity Ic of the pixel column c where the shadow 33 is at least partially covered is the X-ray intensity Ic of the pixel column c where the shadow 33 at each shadow position is at least partially applied to the pixel pixel concerned.
  • the ratio c is proportional to the ratio Ic / Ic 0 with respect to the X-ray intensity Ic 0 when no shadow 33 is applied to the column c
  • the marker absorber 7 is sequentially applied along the arrangement direction of the absorbent foil 6a.
  • the relationship between the X-ray intensity of the pixel column c in which the shadow 33 in the state where there is no subject is applied at least partially and the shadow position associated therewith can be obtained by the actual measurement performed.
  • the shadow position xg has been described from the intensity Ic of the pixel column c.
  • the shadow 33 is applied to other than the pixel column c.
  • the shadow position xg can be obtained from the intensities Id and Ie of the pixel columns d and e.
  • the shadow position calculation unit 42 obtains the shadow position xg when the subject M is present.
  • the shadow position xg in a state where the subject M is obtained by the shadow position calculation unit 42 is sent to the focus position calculation unit 43.
  • Step S9 Calculation of the focal position
  • the shadow position xg (x 0 L ′, x 0 R ′, which will be described later) in the state where the subject M is obtained by the shadow position calculation unit 42, between the absorption foils 6a and FPD3 And a shadow position xg with respect to a reference position obtained by dropping a perpendicular PL from the focal point F of the X-ray tube 2 to the FPD 3 in the absence of the subject (here, x 0 L , x 0 R described later)
  • the focal position calculation unit 43 obtains the focal position Xf of the FPD 3 with respect to the X-ray tube 2 when the sample M is present.
  • the distance from the center of the grid 6 to the left end of the upper left absorber 71 is Wg L
  • the distance from the center of the grid 6 to the right end of the lower right absorber 72 is Wg R.
  • the shadow position by the upper left absorber 71 is set to x 0 L
  • the shadow position by the lower right absorber 72 from the reference position X 0 is set to x 0 R.
  • the SID in the state where there is a subject M is L
  • the shadow position by the lower absorber 72 is assumed to be x 0 R ′.
  • the focal distance Xf is the distance moved between the irradiation axis connecting L 0 and X 0 on the perpendicular line PL in the absence of the object to the irradiation axis in the state where the subject M is present. Focusing on the shadow 33 due to the left end of the upper left absorbent body 71, the following expressions (14) and (15) are expressed by simple geometric calculation.
  • the shadow position x 0 L is obtained, and there is the shadow position x 0 L ′ by the upper left absorber 71 in the state where there is no obtained subject, and the subject M obtained by the shadow position calculation unit 42 in step S8.
  • the focal position Xf of the FPD 3 with respect to the X-ray tube 2 in the state where the subject M is present is obtained.
  • step S8 since the shadow position xg (x 0 L ′, x 0 R ′) in the state where the subject M exists is obtained in step S8, the obtained shadow position xg and the known distances Wg L and Wg R are obtained. Or by substituting the distance d between the absorbing foil 6a and the FPD 3 and the height h of the absorbing foil 6a into the above equation (18), the SID (L) in the state where the subject M is present is obtained.
  • the focal position Xf can be obtained by substituting the obtained SID (L) into the above equations (14), (15) or the above equations (16), (17).
  • the shadow position xg (x 0 L ′, x 0 R ′) in the state where the subject M is obtained by the shadow position calculation unit 42 (b) the distance between the absorption foils 6a and FPD3. d and (c) the subject based on the shadow position xg (x 0 L , x 0 R ) with respect to the reference position X 0 where the perpendicular PL is lowered from the focal point F of the X-ray tube 2 to the FPD 3 in the absence of the subject
  • the focal position calculation unit 43 obtains the focal position Xf of the FPD 3 with respect to the X-ray tube 2 in a state where M is present.
  • the focus position Xf in a state where the subject M is found by the focus position calculation unit 43 is sent to the parameter calibration unit 45.
  • Step S10 Parameter Calibration Direct ray transmittance Cp and change rate Rcs (related to transmitted scattered ray intensity Sc), which are physical quantities obtained in advance before X-ray imaging, and FPD 3 corresponding to FPD 3 associated therewith
  • the direct line transmittance Cp and the change rate Rcs are calibrated based on the relationship between the focal position Xf and the focal position Xf obtained by the focal position calculation unit 43 in a state where the subject M is present.
  • the discrete distances L s + 1 , L s + 2 , L s + 3 ,... are taken into consideration by the transmittance interpolation unit 53 and the change rate interpolation unit 57 in both the case of the direct line transmittance Cp and the change rate Rcs.
  • the arrangement direction of the absorbent foil 6a is not considered. Therefore, in order to perform interpolation (calibration) considering the arrangement direction of the absorbing foil 6a, the parameters (direct line transmittance Cp and change rate Rcs) are calibrated in step S10.
  • the transmittance interpolation unit 53 and the change rate interpolation unit It is not always necessary to perform interpolation in consideration of discrete distances in 57, and only the direct ray transmittance Cp obtained by the transmittance calculation unit 52 and the change rate Rcs obtained by the change rate calculation unit 56 are used as the parameter calibration unit 45. You may send it to.
  • discrete SIDs L 1 , L 2 ,..., L m , L m + 1 , etc.
  • discrete directions for the arrangement direction (Y direction) of the absorbent foil 6a X-rays of direct transmittance Cp and change rate Rcs for each focal position (Xf ⁇ n , Xf ⁇ n + 1 , Xf ⁇ n + 2 ,..., Xf 0 ,..., Xf n ⁇ 2 , Xf n ⁇ 1 , Xf n ) Obtained in advance before imaging.
  • the phantom Ph or the same subject M used for actual X-ray imaging is used, and the X-ray tube 2 is originally discrete as shown in FIG. It may be obtained in advance by performing steps S1 to S9 while moving to step S2. In this manner, the relationship between the parameters (direct ray transmittance Cp and change rate Rcs) and the focal position Xf of the X-ray tube 2 with respect to the FPD 3 associated therewith is obtained in advance before X-ray imaging.
  • the radiation irradiation means represented by the X-ray tube 2 is weight as described above, and the X-ray tube 2 having such weight is absorbed (by the grid 6).
  • the arrangement direction (Y direction) of the foil 6a there is a problem that even if the moving distance is set finely, the actual moving distance is different from the set moving distance. This problem applies not only to the X-ray tube 2 but also to radiation detection means represented by the FPD 3 that is linked to the movement of the X-ray tube 2.
  • the radiation irradiation means represented by the X-ray tube 2 and the radiation detection means represented by the FPD 3 are moved to perform radiation imaging (X-ray imaging in this embodiment), or radiation irradiation means (X in this embodiment).
  • the radiation irradiation means (in this embodiment) It has been conceived to move the scattered radiation removing means (grid 6 in this embodiment) that is lighter than the X-ray tube 2) and the radiation detection means (FPD 3 in this embodiment).
  • the Y-direction adjusting screw 60y (see FIG. 7) of the moving mechanism 60 moves the grid 6 in parallel with the arrangement direction (Y direction) of the absorption layer 6a.
  • the X-ray tube 2 of B in the Y direction as shown in FIG. 18 (b) from the state shown in FIG. 18 (a) - and want to move in the direction.
  • the reference position X 0 (see FIG. 4 and FIG. 6) where the shadow 32 (see also FIGS. 4 and 6) drops the perpendicular PL from the focal point F of the X-ray tube 2 to the FPD 3.
  • the pixel extends from a pixel to a pixel centered on the kth pixel.
  • a shadow 32 by the g-th absorption foil 6a of interest is applied to three pixels (k ⁇ 1), k, and (k + 1).
  • the width of the absorbent foil 6 a is shown thicker for the sake of convenience of illustrating the shadow 32 greatly, but it should be noted that the actual width of the absorbent foil 6 a is thin.
  • the parameters (direct ray transmittance Cp and change rate Rcs) at the three pixels (k ⁇ 1), k, and (k + 1) when the X-ray tube 2 is virtually moved only have to be finally obtained.
  • the parameters when the X-ray tube 2 is moved by Wd ⁇ m are obtained.
  • the g-th absorption foil 6a is also moved by Wd ⁇ m.
  • the absorption foil 6a after the movement and g m-th.
  • shadows 32 by absorbing foil 6a in the g m-th three pixels (k-1), k, (k + 1) pixels moved respectively by Wd ⁇ m fraction from (k -M-1), (km), (km-1).
  • the X-ray tube 2 irradiates X-rays while moving by Wd ⁇ m, and the three calculated by the transmittance calculation unit 52, the transmittance interpolation unit 53, the change rate calculation unit 56, and the change rate interpolation unit 57 are obtained.
  • This can be replaced by the calculation with the direct line transmittance Cp and the change rate Rcs at the pixels (km-1), (km), and (km + 1). That is, the correction unit 44 uses the Y-direction adjusting screw 60y of the moving mechanism 60 to calculate the direct line transmittance Cp and the change rate Rcs at the three pixels (k ⁇ 1), k, and (k + 1) that should be obtained virtually.
  • the direct ray transmittance Cp and the change rate Rcs can be corrected.
  • the positional relationship between the absorbent foil 6a of the grid 6 and the shadow position is the same, and B in the direction opposite to the B + direction, which is the moving direction by the Y-direction adjusting screw 60y.
  • the values of direct line transmittance Cp and change rate Rcs in each pixel obtained by virtually moving the X-ray tube 2 by Wd ⁇ m in the ⁇ direction are determined by moving the grid 6 in the B + direction with the Y direction adjusting screw 60y.
  • the shadow 32 of the absorbing foil 6a has been described as an example for actually moving the grid 6, the direct line transmittance at the pixels related to the shadow 33 of the marker absorber 7 used in this embodiment is described. You may correct
  • the shadow 33 of the marker absorber 7 extends over three pixels as shown in FIG. 6, and therefore can be applied to the shadow 33 of the marker absorber 7.
  • the direct line transmittance Cp is obtained (including the case of interpolation)
  • the direct line transmittance Cp can be obtained without the subject, but when the change rate Rcs is obtained (in some cases, interpolation is also performed).
  • the rate of change Rcs is acquired in a state where the phantom Ph is present as shown in FIG. Therefore, when the rate of change Rcs is obtained by actually moving the grid 6 as shown in FIG. 18C, the phantom Ph is also preferably moved by the same distance in the same direction as the moving direction of the grid 6. In the case of a phantom Ph with an acrylic flat plate having a uniform thickness, it is not always necessary to move the phantom Ph along with the movement of the grid 6, and the phantom Ph may be fixed.
  • FIG. 17 it is applied to which position in FIG. 17 the focus position Xf obtained with the subject M obtained by the focus position calculation unit 43 in step S9 corresponds, and the direct line transmittance Cp and the change rate Rcs at that position are determined.
  • the direct ray transmittance Cp and the change rate Rcs are acquired as values obtained after calibration.
  • the focal position Xf obtained by the focal position calculation unit 43 is between the discrete values in FIG. 17, the focal position Xf is obtained by smoothing / interpolation calculation.
  • the interpolation calculation is a two-dimensional interpolation that interpolates both the SID and the focal position (in the arrangement direction of the absorption foil 6a), and the simplest interpolation method is a linear approximation interpolation method. Since parameters obtained by actual measurement are interpolated in this way, the error of each parameter can be evaluated in advance, and the necessary accuracy can be obtained by reducing the pitch (interval) of discrete positions. It is done.
  • Step S11 Intensity Estimation / Interpolation
  • the pixel value obtained in step S6 is the actually measured intensity that is the intensity after passing through the grid 6 when the subject M is actually measured. Equivalent to G.
  • the pixel specifying unit 51 specifies three adjacent pixels (n ⁇ 1), n, (n + 1) as a combination of three pixels. Then, the change rate Rcs obtained by the change rate calculation unit 56, the change rate Rcs interpolated by the change rate interpolation unit 57, or the change rate Rcs calibrated by the parameter calibration unit 45, and the transmittance calculation unit 52.
  • the adjacent 3 specified by the pixel specifying unit 51 is used.
  • the second intensity estimating unit 54 again estimates the transmitted scattered ray intensity Sc and the estimated direct line intensity P at the two pixels (n ⁇ 1), n, and (n + 1).
  • step S4 the transmission scattered radiation intensity Sc and the estimated direct line intensity P are estimated by solving simultaneous equations.
  • the difference from step S4 is that the parameter of the rate of change Rcs is considered, and the transmission scattering
  • the expression relating to the line intensity Sc and the expression relating to the estimated direct line intensity P are different from each other. Note that a description of portions common to step S4 is omitted.
  • the transmitted scattered radiation intensity Sc is set to the transmitted scattered radiation intensity when the installation state is ideal without the foil non-uniformity such as deformation of the absorbing foil of the grid 6. Except for the rate of change that occurs due to the non-uniformity of the grid 6 in the transmitted scattered radiation intensity Sc, if the subject is a water column (for example, a water cylinder) or a human body, and the radiation is X-rays or ⁇ -rays, the change Is smooth, it is expressed by the following equation (1) ′′ that is equal between three adjacent pixels.
  • the measured intensity G is assumed to be equal to the sum of the product of the estimated direct ray intensity P and the direct ray transmittance Cp and the product of the transmitted scattered ray intensity Sc and the change rate Rcs, and adjacent three pixels (n ⁇ 1), n, It is expressed by simultaneous equations (2) ′′ to (4) ′′ for each (n + 1).
  • the estimated direct line intensity P of each pixel varies depending on the shape, material, etc. of the subject M, and the change is an interpolation of the estimated direct line intensity P of adjacent pixels. It can be expressed by calculation. In this embodiment, it is assumed that the change of the estimated direct line intensity P in the adjacent three pixels (n ⁇ 1), n, (n + 1) can be linearly approximated as in the following equation (5) ′′.
  • the interpolation method of the estimated direct line intensity P is the same as described in the interpolation of the direct line transmittance Cp and the transmission scattered ray intensity Sc in step S4.
  • Lagrangian interpolation may be used, which is normally used.
  • the interpolation is not particularly limited to the above equation (5) ′′.
  • the method 1) is a method for obtaining the transmission scattered ray intensity Sc first. Since the transmission scattering ray intensity Sc when the installation state of the grid 6 is ideal without deformation is used, first, a plurality of transmission scattering ray intensities Sc n obtained when the denominator is not “0” are used. , Including the pixels that have not yet been obtained because the denominator is “0”, the transmission scattered ray intensities Sc n ⁇ for all the pixels are obtained by appropriate smoothing / interpolation calculation. As described in the above formula (1) ′′, when the subject is a water column (for example, a water column) or a human body and the radiation is X-ray or ⁇ -ray, the change is smooth and the smoothing is statistical.
  • a water column for example, a water column
  • the radiation is X-ray or ⁇ -ray
  • the method 2) uses the estimated direct line intensities P n ⁇ 1 , P n , and P n + 1 already obtained by the above formulas (7) ′′ to (9) ′′, and has not yet been obtained.
  • the intensities P n ⁇ 1 , P n , and P n + 1 are interpolated in the same manner as the above equation (5) ′′. That is, the intensity interpolation unit 55 interpolates the estimated direct line intensities P n ⁇ 1 , P n , and P n + 1 estimated by the second intensity estimation unit 54.
  • the interpolation at this time is not particularly limited to the expression (5) ′′ as long as it is an interpolation that is normally used.
  • the estimated direct line intensities P n ⁇ 1 , P n , and P n + 1 interpolated by the intensity interpolating unit 55 are sent to the display unit 5 and the like.
  • the transmission scattered ray intensity Sc n may be obtained first, or the estimated direct ray intensity P n may be obtained first.
  • the estimated direct line intensity Pn obtained in step S11 is used as the pixel value, so that an X-ray image in which the scattered image and the false image due to the grid 6 are reduced is appropriately obtained. It is done.
  • Such an X-ray image may be displayed and output on the display unit 5 described above, or may be written and stored in a storage medium typified by a RAM (Random-Access Memory) or the like, and read as necessary. However, it may be printed out by a printing means represented by a printer or the like.
  • the arrangement direction (Y direction) of the absorbing foil 6a that absorbs scattered rays (scattered X-rays) is in the row direction of the detection elements d and the row direction out of the column direction.
  • the grid 6 is configured by being parallel to each other and arranging the respective absorbing foils 6a in parallel to the FPD3 detection surface.
  • the Y direction adjusting screw 60y of the moving mechanism 60 moves the grid 6 in parallel to the arrangement direction (Y direction) of the absorbent foil 6a.
  • the Y-direction adjusting screw 60y moves the grid 6 by a predetermined distance and irradiates X-rays from the X-ray tube 2
  • the Y-direction adjusting screw 60y moves the grid 6 by the predetermined distance as described above.
  • Physical quantities obtained by irradiating X-rays from the tube 2 with physical quantity calculation means in this embodiment, transmittance calculation unit 52, transmittance interpolation unit 53, change rate calculation unit 56, change rate interpolation unit 57), that is, parameters (In this embodiment, the direct line transmittance Cp and the change rate Rcs) are obtained.
  • the X-ray tube 2 in the direction opposite to the moving direction (for example, the B + direction) by the Y-direction adjusting screw 60y (when the moving direction by the Y-direction adjusting screw 60y is the B + direction, the reverse direction is the B - direction).
  • the parameter that should be obtained in the virtual is to irradiate X-rays from the X-ray tube 2 while the grid 6 has been moved by the predetermined distance with the Y-direction adjusting screw 60y.
  • the parameters can be regarded as the same as the parameters obtained by the physical quantity calculating means (the transmittance calculating unit 52, the transmittance interpolating unit 53, the change rate calculating unit 56, and the change rate interpolating unit 57). Therefore, the correction unit 44 irradiates the X-ray from the X-ray tube 2 with the Y-direction adjusting screw 60y and moves the grid 6 by the predetermined distance as described above, and the correction unit 44 calculates the physical quantity. Only the grid 6 is moved without moving the X-ray tube 2 by correcting the parameters obtained by the transmittance calculating unit 52, the transmittance interpolating unit 53, the change rate calculating unit 56, and the change rate interpolating unit 57. Can be moved. Therefore, a parameter equivalent to a parameter that should be obtained when the X-ray tube 2 is moved can be obtained by moving the grid 6, and positional deviation can be reduced.
  • the moving mechanism 60 is provided with the grid 6 as the absorbing foil 6a by an integral multiple of the interval between the pixels constituting the X-ray image (that is, the pixel pitch Wd) (Wd ⁇ m when the integer is m). It is possible to move in parallel with the arrangement direction (Y direction). Movement direction by the Y-direction adjusting screws 60y moving mechanism 60 (for example, B + direction) (when the moving direction by the Y-direction adjusting screw 60y of B + direction, the reverse direction B - direction) reverse to the X-ray It is assumed that the parameters (see FIG.
  • m pixels when the tube 2 is moved by the above-described integer pixels (here, m pixels) are set to the number of pixels in which the grid 6 is an integer (see FIG. 18B) (see FIG. 18B).
  • the correction unit 44 corrects the parameters obtained by irradiating X-rays from the X-ray tube 2 in a state of moving by (m pixels).
  • the predetermined distance moved by the Y-direction adjusting screw 60y is set to an integral multiple (Wd ⁇ m) of the pixel interval, the position where the X-ray tube 2 moves virtually and the position where the grid 6 actually moves Is an integer pixel relationship, the parameters can be accurately corrected without shifting between pixels.
  • the physical quantity (parameter) is a direct ray transmittance Cp, which is a transmittance before and after transmission of a direct line (direct X-ray) by the grid 6 obtained by actual measurement in a state where there is no subject.
  • the change rate Rcs related to the transmitted scattered ray intensity Sc which is the scattered ray (scattered X-ray) intensity after passing through the grid 6 obtained by actual measurement in a certain state of the subject.
  • the transmittance calculating unit 52 and the transmittance interpolating unit 53 obtain the direct ray transmittance Cp and calculate the change rate.
  • the unit 56 and the change rate interpolation unit 57 obtain the change rate Rcs. Then, the moving direction by the Y-direction adjusting screws 60y (e.g. B + direction) (when the moving direction by the Y-direction adjusting screw 60y of B + direction is the reverse direction B - direction) reverse to the X-ray tube 2 Is assumed to have been moved by a predetermined distance (Wd ⁇ m in the present embodiment), the direct line transmittance Cp and the change rate Rcs when the grid 6 is moved by a predetermined distance (Wd ⁇ m) by the Y-direction adjusting screw 60y.
  • B + direction when the moving direction by the Y-direction adjusting screw 60y of B + direction is the reverse direction B - direction
  • the correction unit 44 corrects the direct ray transmittance Cp and the change rate Rcs obtained by irradiating X-rays from the X-ray tube 2 in the moved state.
  • the direct ray transmittance Cp and the change rate Rcs corrected in this way are used for X-ray imaging (the positional relationship in FIG. 17 in the case of the present embodiment), so that the direct ray transmittance Cp and the change rate without positional deviation are obtained.
  • a false image process can be performed using Rcs, and a false image due to a positional shift can be removed.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as follows.
  • the X-ray is taken as an example of radiation, but it may be applied to radiation other than X-ray (for example, ⁇ -ray).
  • the radiation imaging apparatus has a structure in which imaging is performed by placing the subject on the top plate 1 as shown in FIG. 1 used for medical purposes, but is not limited thereto.
  • it may have a structure in which a subject (in this case, the subject to be examined is a subject) is transported on a belt and photographed, as in a non-destructive inspection apparatus used for industrial use, etc.
  • It may be a structure such as an X-ray CT apparatus used in the present invention.
  • the air grid is adopted as the scattered radiation removing means represented by the grid, but the invention is not limited to this.
  • a grid made of an intermediate material that transmits radiation represented by X-rays such as aluminum or an organic material may be used.
  • a cross grid may be used.
  • the absorbent foil 6a and the intermediate layer 6c along the X direction in FIG. 3 are alternately arranged in the Y direction in FIG. 3, and the absorbent foil 6b and the intermediate layer along the Y direction in FIG.
  • the absorbent foil 6a and the absorbent foil 6b are crossed with each other.
  • the arrangement direction of the absorption foils 6a and 6b is parallel to both the row direction and the column direction of the detection element d.
  • the marker absorber 7 is provided, but it is not always necessary.
  • the physical quantity (parameter) that is the target of the correction unit 44 is the direct ray transmittance and the change rate of the transmitted scattered ray intensity, but only the direct ray transmittance or the transmitted scattered ray intensity. Only the rate of change may be used.
  • the physical quantity (parameter) that is the target of the correction unit 44 is the direct ray transmittance and the change rate of the transmitted scattered ray intensity, but is not limited thereto.
  • the physical quantity is related to the radiation intensity, for example, the radiation intensity (X-ray in the embodiment) assigned to each pixel constituting the radiation image (X-ray image in the embodiment) and detected by the radiation detection means (FPD in the embodiment). It may be a pixel value (intensity) according to (image).
  • the physical quantity calculation means obtains the pixel value.
  • the radiation irradiating means (X-ray tube 2 in the embodiment) is moved by a pixel corresponding to a predetermined distance in the direction opposite to the moving direction by the moving means (Y-direction adjusting screw 60y of the moving mechanism 60 in the embodiment).
  • the pixel value at the time of hypothesis is the radiation irradiating means (X-ray tube 2) in a state in which the scattered radiation removing means (grid 6 in the embodiment) is moved by the pixel corresponding to the predetermined distance by the moving means (Y direction adjusting screw 60y).
  • the correction means (correction unit 44 in the embodiment) corrects the pixel value obtained by the physical quantity calculation means.

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Abstract

 この発明のX線撮像装置によれば、移動機構のY方向調整ネジによる移動方向であるB方向とは逆方向であるB方向にX線管2を画素ピッチWdの整数倍であるWd×m分だけ移動させたと仮想したときにおけるパラメータを、Y方向調整ネジでグリッド6がWd×m分だけ移動した状態でX線管2からX線を照射して求められたパラメータとして補正することで、X線管2を移動させることなく、グリッド6のみを移動させることができる。したがって、X線管2を移動させたときに得られるはずのパラメータと同等のパラメータが、グリッド6を移動させることで得られ、位置ズレを低減させることができる。

Description

放射線撮像装置
 この発明は、X線透視撮影装置やX線CT装置などに用いられる放射線撮像装置に係り、特に、散乱放射線を除去する技術に関する。
 従来、医用のX線透視撮影装置やX線CT(computed tomography)では、被検体からの散乱X線(以下、「散乱線」と略記する)がX線検出器に入射するのを防止するために、散乱線を除去するグリッド(散乱放射線除去手段)が用いられている。しかし、グリッドを用いてもグリッドを透過する散乱線による偽像、およびグリッドを構成する吸収箔による偽像が生じる。特に、検出素子が行列状(2次元マトリックス状)に構成されたフラットパネル型(2次元)X線検出器(FPD: Flat Panel Detector)をX線検出器として用いる場合には、グリッドの吸収箔の間隔とFPDの画素間隔とが異なることから生じるモアレ縞などの偽像が、散乱線による偽像の他にも生じる。かかる偽像を低減させるために偽像補正が必要となっている。また、最近、このようなモアレ縞を起こさないように、配置方向が検出素子の行列方向のいずれかに対して平行であり、かつFPDの画素間隔の整数倍で配置された吸収箔を有する同期型グリッドが提案されており、それを用いた補正法も必要となっている(例えば、特許文献1参照)。
 現在では、モアレ縞の補正についてはスムージングなどを含む画像処理による方法が行われているが、偽像補正が過剰の場合には、直接X線(以下、「直接線」と略記する)の分解能も低下する傾向にある。したがって、画像処理において偽像を確実に低減させようとすると直接線の分解能まで低下して画像が鮮明でなくなり、逆に、直接線の分解能を重視して画像を鮮明にさせようとすると画像処理において偽像が低減しなくなり、いわゆる画像処理と鮮明さとのトレードオフとなる。このようなことから、完全な偽像処理が困難となっている。また、グリッドを用いても残ってしまう散乱線の補正法についても、様々な方法が提案されているが、補正演算に時間がかかるなどの問題がある。
 本出願人は、偽像を処理して直接線だけの画像を取得する機能を備えた放射線撮像装置も提案している。この提案している放射線撮像装置(実施例ではX線撮像装置)においては、X線撮像の前に偽像処理パラメータとして、グリッドによる直接線の透過前および透過後の透過率である直接線透過率、およびグリッドを透過した後の散乱線強度である透過散乱線強度に関する変化率を事前に求める。そして、それらを使った偽像処理アルゴリズムにより、グリッドに起因した偽像のない、直接線だけの画像を取得することが可能になる。
特開2002-257939号公報
 しかしながら、実際の医用装置、例えば心臓血管の診断に用いられる装置(CVS: cardiovascular systems)に実施する場合には、通常ではC型アームを用いて診断(すなわちX線撮像)を行う。C型アームは文字通りに「C」の字で湾曲して形成されており、C型アームの一端はX線管のような放射線照射手段を支持し、他端はFPDを支持して構成されている。そして、C型アームの湾曲方向に沿ってC型アームを回転させると、その回転に伴ってX線管およびFPDが回転しながら、X線管からX線を照射して、そのX線をFPDが検出することでX線撮像を行う。被検体のX線撮像時に、本来ならばX線管のX線焦点、グリッドおよびFPDの位置関係が一定である筈の条件でも、C型アームの回転などにより、X線焦点、グリッドおよびFPDの位置関係にズレが生じる。そのズレにより、事前に取得された値からパラメータ値が変化してしまい、その変化したパラメータ値を用いて偽像処理をそのまま行うと大きな偽像が生じる。そのため、例えばC型アームを用いた一部の装置への実施を困難にしている。
 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、位置ズレを低減させることができ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、放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備え、前記散乱放射線を吸収する吸収層の配置方向が前記検出素子の行方向、列方向の少なくとも1つの方向に対して平行であり、かつ各々の前記吸収層を前記放射線検出手段の検出面に対して平行に配置して前記散乱放射線除去手段を構成し、前記装置は、前記散乱放射線除去手段を前記吸収層の配置方向に平行に移動させる移動手段と、前記散乱放射線除去手段による透過後の放射線を前記放射線検出手段で検出したことに基づいて放射線強度に関する物理量を求める物理量算出手段と、前記移動手段による移動方向とは逆方向に前記放射線照射手段を所定距離分だけ移動させたと仮想したときにおける物理量を、前記移動手段で前記散乱放射線除去手段が前記所定距離分だけ移動した状態で前記放射線照射手段から放射線を照射して前記物理量算出手段で求められた前記物理量として補正する補正手段とを備えることを特徴とするものである。
 従来のように放射線照射手段や放射線検出手段を移動させると、上述したように位置ズレが生じる。特に、放射線照射手段は重量であり、そのような重量の放射線照射手段を(散乱放射線除去手段の)吸収層の配置方向に平行に移動させると、移動距離を細かく設定したとしても、実際の移動距離は設定された移動距離とは異なるものとなってしまう。そこで、放射線照射手段や放射線検出手段を移動させて放射線撮像を行う、あるいは放射線照射手段や放射線検出手段を移動させて得られたデータを放射線撮像に供する発想を変えて、放射線照射手段や放射線検出手段よりも軽量の散乱放射線除去手段を移動させることに想到した。
 すなわち、この発明の放射線撮像装置によれば、散乱放射線を吸収する吸収層の配置方向が検出素子の行方向、列方向の少なくとも1つの方向に対して平行であり、かつ各々の吸収層を放射線検出手段の検出面に対して平行に配置して散乱放射線除去手段を構成する。移動手段は、散乱放射線除去手段を吸収層の配置方向に平行に移動させる。したがって、移動手段が散乱放射線除去手段を所定距離分だけ移動させて放射線照射手段から放射線を照射すると、移動手段で散乱放射線除去手段が上述した所定距離分だけ移動した状態で放射線照射手段から放射線を照射して物理量算出手段で求められた物理量が得られる。一方、移動手段による移動方向とは逆方向に放射線照射手段を所定距離分だけ移動させたと仮想すると、その仮想で得られるはずの物理量は、移動手段で散乱放射線除去手段が上述した所定距離分だけ移動した状態で放射線照射手段から放射線を照射して物理量算出手段で求められた物理量と同じと見なすことができる。したがって、補正手段は、その仮想で得られるはずの物理量を、移動手段で散乱放射線除去手段が上述した所定距離分だけ移動した状態で放射線照射手段から放射線を照射して物理量算出手段で求められた物理量として補正することで、放射線照射手段を移動させることなく、散乱放射線除去手段のみを移動させることができる。したがって、放射線照射手段を移動させたときに得られるはずの物理量と同等の物理量が、散乱放射線除去手段を移動させることで得られ、位置ズレを低減させることができる。
 上述した発明の放射線撮像装置において、移動手段を、放射線画像を構成する各々の画素の間隔の整数倍分だけ、散乱放射線除去手段を吸収層の配置方向に平行に移動可能に構成した場合には、下記のように補正することが可能である。すなわち、移動手段による移動方向とは逆方向に放射線照射手段を上述の整数の画素分だけ移動させたと仮想したときにおける物理量を、移動手段で散乱放射線除去手段が整数の画素分だけ移動した状態で放射線照射手段から放射線を照射して物理量算出手段で求められた物理量として補正手段は補正する。このように移動手段で移動させる所定距離を画素の間隔の整数倍に設定すれば、放射線照射手段が仮想で移動する位置と、散乱放射線除去手段が実際に移動した位置との間隔が、整数の画素の関係となるので、画素間でずれることなく、物理量を正確に補正することができる。
 上述した発明の放射線撮像装置において、物理量の一例は、被検体のない状態での実測により求められた散乱放射線除去手段による直接放射線の透過前および透過後の透過率である直接線透過率である。この一例の場合には、物理量算出手段は直接線透過率を求める。そして、移動手段による移動方向とは逆方向に放射線照射手段を所定距離分だけ移動させたと仮想したときにおける直接線透過率を、移動手段で散乱放射線除去手段が所定距離分だけ移動した状態で放射線照射手段から放射線を照射して物理量算出手段で求められた直接線透過率として補正手段は補正する。このように補正された直接線透過率を放射線撮像に供することで、位置ズレがない直接線透過率を用いて偽像処理を行い、位置ズレによる偽像を除去することができる。
 上述した発明の放射線撮像装置において、物理量の他の一例は、被検体のある状態での実測により求められた散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度に関する変化率である。この一例の場合には、物理量算出手段は変化率を求める。そして、移動手段による移動方向とは逆方向に放射線照射手段を所定距離分だけ移動させたと仮想したときにおける変化率を、移動手段で散乱放射線除去手段が所定距離分だけ移動した状態で放射線照射手段から放射線を照射して物理量算出手段で求められた変化率として補正手段は補正する。このように補正された変化率を放射線撮像に供することで、位置ズレがない変化率を用いて偽像処理を行い、位置ズレによる偽像を除去することができる。
 上述した発明の放射線撮像装置において、物理量のさらなる他の一例は、上述した直接線透過率および透過散乱線強度の変化率である。この一例の場合には、物理量算出手段は直接線透過率および透過散乱線強度の変化率を求める。そして、移動手段による移動方向とは逆方向に放射線照射手段を所定距離分だけ移動させたと仮想したときにおける直接線透過率および透過散乱線強度の変化率を、移動手段で散乱放射線除去手段が所定距離分だけ移動した状態で放射線照射手段から放射線を照射して物理量算出手段で求められた直接線透過率および透過散乱線強度の変化率として補正手段は補正する。このように補正された直接線透過率および透過散乱線強度の変化率を放射線撮像に供することで、位置ズレがない直接線透過率および透過散乱線強度の変化率を用いて偽像処理を行い、位置ズレによる偽像を除去することができる。
 上述した発明の放射線撮像装置において、物理量のさらなる他の一例は、放射線画像を構成する各々の画素に割り当てられ、放射線検出手段で検出された放射線強度に応じた画素値である。この一例の場合には、物理量算出手段は画素値を求める。そして、移動手段による移動方向とは逆方向に放射線照射手段を所定距離に相当する画素分だけ移動させたと仮想したときにおける画素値を、移動手段で散乱放射線除去手段が所定距離に相当する画素分だけ移動した状態で放射線照射手段から放射線を照射して物理量算出手段で求められた画素値として補正手段は補正する。
 この発明に係る放射線撮像装置によれば、散乱放射線を吸収する吸収層の配置方向が検出素子の行方向、列方向の少なくとも1つの方向に対して平行であり、かつ各々の吸収層を放射線検出手段の検出面に対して平行に配置して散乱放射線除去手段を構成し、移動手段は、散乱放射線除去手段を吸収層の配置方向に平行に移動させる。移動手段による移動方向とは逆方向に放射線照射手段を所定距離分だけ移動させたと仮想したときにおける物理量を、移動手段で散乱放射線除去手段が所定距離分だけ移動した状態で放射線照射手段から放射線を照射して物理量算出手段で求められた物理量として補正手段が補正することで、放射線照射手段を移動させることなく、散乱放射線除去手段のみを移動させることができる。したがって、放射線照射手段を移動させたときに得られるはずの物理量と同等の物理量が、散乱放射線除去手段を移動させることで得られ、位置ズレを低減させることができる。
実施例に係るX線撮像装置のブロック図である。 フラットパネル型X線検出器(FPD)の検出面の模式図である。 一般的なグリッドの概略図である。 (a)はX線管を併記したグリッド、FPDおよびマーカ用の吸収体の全体概略を示す斜視図、(b)はマーカ用の吸収体およびその周辺の拡大図、(c)は(b)のAからの矢視断面図である。 FPDの有効視野領域の説明に供するFPDの概略平面図である。 陰影がかかっている画素を中心とする複数の画素を模式的に示した概略図である。 グリッドを各方向に移動させる移動機構の全体概略を示す斜視図である。 実施例に係る具体的な画像処理部の構成およびデータの流れを示したブロック図である。 実施例に係る一連のX線撮像の流れを示すフローチャートである。 一連のX線強度および基準位置の関係の実測の流れを示すフローチャートである。 被検体のない状態でのX線撮像を模式的に示した図である。 SIDと直接X線透過率および透過散乱線強度の変化率との関係を模式的に示したグラフである。 アクリル平板のファントムを被検体として用いる場合の被検体のある状態でのX線撮像を模式的に示した図である。 X線強度および陰影位置の関係のグラフである。 陰影がかからないと仮定した強度の推定に用いられる陰影画素および各強度の実測結果のグラフである。 焦点位置を求めるために用いられる各陰影位置や焦点位置の関係を模式的に示した側面図である。 離散的なSID毎の離散的な焦点位置の位置関係を模式的に示した図である。 グリッドの吸収箔および陰影位置の位置関係を模式的に示した側面図である。 変形例に係るクロスグリッドの概略図である。
符号の説明
 2 … X線管
 3 … フラットパネル型X線検出器(FPD)
 d … 検出素子
 6 … グリッド
 6a … 吸収箔
 44 … 補正部
 52 … 透過率算出部
 53 … 透過率補間部
 56 … 変化率算出部
 57 … 変化率補間部
 60 … 移動機構
 60y … Y方向調整ネジ
 Wd … 画素ピッチ
 Cp … 直接線透過率
 Rcs … 変化率
 M … 被検体
 以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。図1は、実施例に係るX線撮像装置のブロック図であり、図2は、フラットパネル型X線検出器(FPD)の検出面の模式図であり、図3は、一般的なグリッドの概略図であり、図4は、マーカ用の吸収体を設けたグリッドの概略図であり、図4(a)は、X線管を併記したグリッド、FPDおよびマーカ用の吸収体の全体概略を示す斜視図であり、図4(b)は、マーカ用の吸収体およびその周辺の拡大図であり、図4(c)は、図4(b)のAからの矢視断面図であり、図5は、FPDの有効視野領域の説明に供するFPDの概略平面図であり、図6は、陰影がかかっている画素を中心とする複数の画素を模式的に示した概略図であり、図7は、グリッドを各方向に移動させる移動機構の全体概略を示す斜視図である。また、本実施例では、放射線としてX線を例に採って説明する。
 本実施例に係るX線撮像装置は、図1に示すように、被検体Mを載置した天板1と、被検体Mに向けてX線を照射するX線管2と、X線管2から照射されて被検体Mを透過したX線を検出するフラットパネル型X線検出器(以下、「FPD」と略記する)3と、FPD3によって検出されたX線に基づいて画像処理を行う画像処理部4と、画像処理部4によって各種の画像処理されたX線画像を表示する表示部5とを備えている。表示部5はモニタやテレビジョンなどの表示手段で構成されている。また、FPD3の検出面側にはグリッド6を配設している。この他に、グリッド6を各方向に移動させる移動機構60(図7を参照)を、グリッド6を囲う外枠61(図7を参照)の各面にそれぞれ配設している。X線管2は、この発明における放射線照射手段に相当し、フラットパネル型X線検出器(FPD)3は、この発明における放射線検出手段および陰影画素検出手段に相当し、グリッド6は、この発明における散乱放射線除去手段に相当し、移動機構60は、この発明における移動手段に相当する。
 画像処理部4は、中央演算処理装置(CPU)などで構成されている。なお、各種の画像処理を行うためのプログラム等をROM(Read-only Memory)などに代表される記憶媒体に書き込んで記憶し、その記憶媒体からプログラム等を読み出して画像処理部4のCPUが実行することでそのプログラムに応じた画像処理を行う。特に、画像処理部4の後述する第1強度推定部41や陰影位置算出部42や焦点位置算出部43や補正部44やパラメータ校正部45や画素特定部51や透過率算出部52や透過率補間部53や第2強度推定部54や強度補間部55や変化率算出部56や変化率補間部57は、陰影位置の算出や焦点位置の算出やパラメータ(直接線透過率・透過散乱線強度)の5や補正・校正や所定の画素の特定や直接線透過率の算出・補間や強度の推定・補間や変化率の算出に関するプログラムを実行することで、そのプログラムに応じた陰影位置の算出や焦点位置の算出やパラメータの補正・校正や所定の画素の特定や直接線透過率の算出・補間や強度の推定・補間や変化率の算出をそれぞれ行う。
 画像処理部4は、陰影が少なくとも一部にかかっている画素に陰影がかからないと仮定した場合での被検体Mのある状態での強度を推定する第1強度推定部41と、陰影位置を求める陰影位置算出部42と、焦点位置を求める焦点位置算出部43と、強度に関する物理量(パラメータ)を後述のように補正する補正部44と、同じくパラメータを後述のように校正するパラメータ校正部45と、所定の画素を特定する画素特定部51と、直接線透過率を求める透過率算出部52と、直接線透過率を補間する透過率補間部53と、強度(透過散乱線強度・推定直接線強度)を推定する第2強度推定部54と、強度を補間する強度補間部55と、変化率を求める変化率算出部56と、変化率を補間する変化率補間部57とを備えている。補正部44は、この発明における補正手段に相当し、透過率算出部52および透過率補間部53と変化率算出部56および変化率補間部57とは、この発明における物理量算出手段に相当する。
 FPD3は、図2に示すように、その検出面にはX線に有感な複数の検出素子dを2次元マトリックス状に配列して構成されている。検出素子dは、被検体Mを透過したX線を電気信号に変換して一旦蓄積して、その蓄積された電気信号を読み出すことで、X線を検出する。各々の検出素子dでそれぞれ検出された電気信号を、電気信号に応じた画素値に変換して、検出素子dの位置にそれぞれ対応した画素にその画素値を割り当てることでX線画像を出力して、画像処理部4の第1強度推定部41や陰影位置算出部42や画素特定部51や透過率算出部52や第2強度推定部54(図1、図8を参照)にX線画像を送り込む。このように、FPD3は、X線を検出する複数の検出素子dが行列状(2次元マトリックス状)に構成されている。検出素子dは、この発明における検出素子に相当する。
 一般的なグリッド6は、図3に示すように、散乱線(散乱X線)を吸収する吸収箔6aと散乱線を透過させる中間層6cとを交互に並べて構成されている。吸収箔6a、中間層6cを覆うグリッドカバー6dは、X線の入射面および逆側の面から吸収箔6a、中間層6cを挟み込む。吸収箔6aの図示を明確にするために、グリッドカバー6dについては二点鎖線で図示し、その他のグリッド6の構成(吸収箔6aを支持する機構等)については図示を省略する。吸収箔6aは、この発明における吸収層に相当する。
 また、図3中のX方向に沿った吸収箔6aと中間層6cとを図3中のY方向に順に交互に並べる。ここで、図3中のX方向は、FPD3の検出素子d(図2を参照)の列方向に平行であり、図3中のY方向は、FPD3の検出素子d(図2を参照)の行方向に平行である。したがって、吸収箔6aの配置方向が検出素子dの行方向に対して平行である。このように、吸収箔6aの配置方向はY方向となり、吸収箔6aの長手方向はX方向となる。以上をまとめると、吸収箔6aの配置方向(Y方向)が検出素子dの行方向、列方向のうち行方向に対して平行である。また、図3に示すように各々の吸収箔6aをFPD3の検出面に対して平行に配置してグリッド6を構成している。
 X線を吸収箔6aが吸収することにより吸収箔6aのFPD3に陰影32(図4、図6を参照)が生じる。複数画素(本実施例では4つの画素)毎に陰影32が周期的に投影されるように吸収箔6a間の間隔を調整する。画素の間隔(画素ピッチ)をWdとすると、グリッド6は、吸収箔6a間の間隔が画素の間隔Wdよりも大きくなるように構成されている。
 中間層6cは空隙になっている。したがって、グリッド6はエアグリッドでもある。なお、吸収箔6aについては、鉛などのようにX線に代表される放射線を吸収する物質であれば、特に限定されない。中間層6cについては、上述した空隙の他に、アルミニウムや有機物質などのようにX線に代表される放射線を透過させる中間物質であれば、特に限定されない。
 本実施例では、図4(a)~図4(c)に示すように、吸収箔6aの配置方向(Y方向)の陰影の幅が少なくとも一画素幅以上になるように、別途にマーカ用の吸収体7を設けている。このようなマーカ用の吸収体7を設けることで、吸収体7も含めて一部の吸収箔6aの配置方向の幅を各々の画素の間隔よりも大きくしてグリッド6を構成している。
 本実施例では、FPD3の有効視野領域3A(図4(a)および図5を参照)内の端部において、マーカ用の吸収体7を設けている。さらに、図4(a)に示すように、X線管2の焦点FからFPD3への垂線PLを含んだ領域にマーカ用の吸収体7を設けている。したがって、FPD3の有効視野領域3A内の端部において、かつ、垂線PLを含んだ領域にマーカ用の吸収体7を設けるために、垂線PLとFPD3とが交わる箇所が有効視野領域3A内の端部になるように、X線管2からのX線照視野を制御し、X線管2、FPD3およびグリッド6の位置をそれぞれ設定する。
 図4(b)、図4(c)に示すように、マーカ用の吸収体7は、吸収箔6aの左側面上部に付設された左上部吸収体71と、吸収箔6aの右下面下部に付設された右下部吸収体72とを備えて構成されている。X線画像を構成する各々の画素に符号31を付して、吸収箔6aによる陰影に符号32を付して、左上部吸収体71、右下部吸収体72およびそれら吸収体71,72を付設した吸収箔6aの陰影(以下、「マーカ用の吸収体7の陰影」と略記する)に符号33を付する。なお、陰影33の幅が少なくとも一画素以上になった区域が、長手方向(X方向)の陰影32,33の長さに沿って少なくとも二画素以上に亘って形成されるように、マーカ用の吸収体7を設けている。マーカ用の吸収体7(左上部吸収体71・右下部吸収体72)の長手方向の長さをLgとする。
 また、図4(a)に示すように、垂線PL方向のX線管2のFPD3に対する距離(SID: Source Image Distance)をLとする。また、図4(b)、図4(c)に示すように、吸収箔6aの幅(厚さ)をtとし、吸収箔6aの高さをhとし、吸収箔6a・FPD3間の距離をdとし、図3でも述べたように画素ピッチをWdとし、陰影33の幅をWgとし、左上部吸収体71・右下部吸収体72の高さをHとし、左上部吸収体71・右下部吸収体72の幅をWとする。
 本実施例では、基準のSID(L)=1000mmとし、マーカ用の吸収体7の陰影33でなく周期的に繰り返される陰影32の幅を0.6mmとし、画素ピッチWd=0.15mmとする。したがって、吸収箔6aの陰影中心を画素中心に調整した場合、4画素毎に吸収箔6aの陰影32がかかることになる。また、左上部吸収体71・右下部吸収体72の幅W=0.1mmとし、左上部吸収体71・右下部吸収体72の高さH=1mmとし、マーカ用の吸収体7(左上部吸収体71・右下部吸収体72)の長手方向の長さLg=2mmとすると、マーカ用の吸収体7の陰影33と吸収箔6aの陰影32との重なりを防ぐことができる。したがって、後述する陰影位置算出部42による陰影位置の算出が容易になる。さらに、図4(a)、図5に示すように、FPD3の有効視野領域3A内の端部において、マーカ用の吸収体7を設けているので、被検体MのX線画像には影響は殆どない。また、図4(a)に示すように、垂線PLを含んだ領域にマーカ用の吸収体7を設けているので、SIDが変化しても、マーカ用の吸収体7を設けた箇所の陰影位置は殆ど変化せず、着目する陰影画素を後述する画素列(a,b,c,d,e,f,g)のように狭い範囲に限定することができる。
 本実施例でのX線撮像時のSID(L)はL=900mm~1100mmの範囲で変化し、基準のSIDをL=1000mmとし、グリッド6の吸収箔6aの集束条件もSID(L)=1000mmに合わせて製作されている。また、吸収箔6a・FPD3間の距離d=20mmとし、吸収箔6aの高さh=5.7mmとし、吸収箔6aの厚さt=0.03mmとする。このような吸収箔6aの設計条件の場合、陰影33の幅Wgは全ての撮像条件、すなわちSID(L)=900mm~1100mmの範囲で最も小さくなるL=1100mmのときでも、簡単な幾何学計算からWg=0.235mmとなり、Wgが画素ピッチWd=0.15mm以上となるようにしている。したがって、SIDがL=1100mmと長い場合でもマーカ用の吸収体7の陰影33の幅Wgが画素ピッチWdよりも狭くなって陰影位置を特定することができないということがない。また、陰影33のWgが二画素幅以下(2×Wd=0.3mm)以下になるように、マーカ用の吸収体7を設けているので、マーカ用の吸収体7の陰影33による影響を受ける画素を少なくすることができる。
 さらに、マーカ用の吸収体7(左上部吸収体71・右下部吸収体72)の長手方向の長さLgは2mmとなっており、長さ方向に対しても二画素幅、すなわち2×Wd=0.3mm以上となっているので、陰影33の幅が少なくとも一画素以上になった区域が、長手方向(X方向)の陰影32,33の長さに沿って少なくとも二画素以上に亘って形成されるように、マーカ用の吸収体7を設けていることになる。図6に示すように、マーカ用の吸収体7の陰影33がかかっている長手方向(X方向)の画素数を13とし、その長手方向に沿った13画素の平均強度を求めれば、統計誤差などの変動要因を小さくすることができる。
 また、マーカ用の吸収体7の陰影33がかかっている画素列を中心とする複数の画素を横(Y方向、すなわち吸収箔6aの配置方向)7画素×縦(X方向、すなわち長手方向)13画素としており、FPD3は、これらの横7画素×縦13画素の陰影画素34(図6の太枠を参照)のX線強度をも検出する機能(すなわち陰影画素検出機能)を有している。このように、本実施例では、FPD3が陰影画素検出機能をも兼用しているので、マーカ用の吸収体7の陰影位置を検出するための検出器を別途に設ける必要がない。図6では、陰影画素検出の対象となる画素列を左から順にa,b,c,d,e,f,gとする。上述したように、4画素毎に吸収箔6aの陰影32がかかるので、図6からも明らかなように、陰影画素34内の左端部の画素列aよりも左側に隣接した画素列には吸収箔6aの陰影32がかかり、逆に陰影画素34内の右端部の画素列gよりも右側に隣接した画素列には吸収箔6aの陰影32がかかっている。したがって、陰影画素34としては、マーカ用の吸収体7の陰影33を含み、かつ次の陰影32が含まれないような画素になるように選択すればよい。
 なお、中間層6cが空隙でなく中間物質で形成されている場合には、マーカ用の吸収体7を構成している箇所のみ、中間層6cを窪ませて形成し、その窪み部分にマーカ用の吸収体7(例えば左上部吸収体71・右下部吸収体72)を嵌め込むように配置すればよい。また、マーカ用の吸収体7を設けた中間層6cのみを空隙で形成し、それ以外の中間層6cを中間物質で形成してもよい。
 グリッド6の周辺には、図7に示すように、グリッド6を各方向に移動させる移動機構60を備えている。グリッド6を囲う外枠61の各面に移動機構60をそれぞれ配設している。吸収箔6a、中間層6c(図3を参照)を覆うグリッドカバー6dは、外枠61に対して微調整するように構成されており、外枠61の各面に設けられた移動機構60によって支持されつつ、各方向に移動するように設けられている。具体的には、移動機構60は、吸収箔6aやグリッドカバー6dとともにグリッド6を吸収箔6aの長手方向(X方向)に平行に微調整して移動させるX方向調整ネジ60xと、吸収箔6aやグリッドカバー6dとともにグリッド6を吸収箔6aの配置方向(Y方向)に平行に微調整して移動させるY方向調整ネジ60yと、吸収箔6aやグリッドカバー6dとともにグリッド6を鉛直方向(Z方向)に平行に微調整して昇降移動させるZ方向調整ネジ60zとを備えて構成されている。
 各ネジ60x,60y,60zについては、ネジを回す方向に応じてネジの先端に支持された吸収箔6aやグリッドカバー6dが移動することで、吸収箔6aやグリッドカバー6dとともにグリッド6全体が移動する。例えば、X方向調整ネジ60xを右ネジ方向に回すとグリッド6がX方向に沿って奥方向に移動し、Y方向調整ネジ60zを右ネジ方向に回すとグリッド6がY方向に沿って図7の左方向に移動し、Z方向調整ネジ60zを右ネジ方向に回すとグリッド6がZ方向に沿って下方向に下降移動する。なお、図7ではグリッドカバー6dの図示を明確にするために、外枠61の内側にのみ延在するように図示しているが、実際にはグリッドカバー6dはZ方向調整ネジ60zのネジの先端にまで延在していることに留意されたい。また、ネジの回す角度に応じてグリッド6の移動距離が決まる。したがって、グリッド6を所定距離分だけ移動させるには、所定距離に応じた角度分だけネジを回す。本実施例では、各々の画素ピッチWd(図3、図4(c)を参照)の整数(例えば整数をmとしたときに、m=2)倍だけグリッド6を吸収箔6aの配置方向(Y方向)に平行に移動するように、Y方向調整ネジ60yを左右に回す。
 本実施例に係る実際のX線撮像およびデータの流れについて、図8~図18を参照して説明する。図8は、具体的な画像処理部の構成およびデータの流れを示したブロック図であり、図9は、一連のX線撮像の流れを示すフローチャートであり、図10は、一連のX線強度および基準位置の関係の実測の流れを示すフローチャートであり、図11は、被検体のない状態でのX線撮像を模式的に示した図であり、図12は、SIDと直接X線透過率および透過散乱線強度の変化率との関係を模式的に示したグラフであり、図13は、アクリル平板のファントムを被検体として用いる場合の被検体のある状態でのX線撮像を模式的に示した図であり、図14は、X線強度および陰影位置の関係のグラフであり、図15は、陰影がかからないと仮定した強度の推定に用いられる陰影画素および各強度の実測結果のグラフであり、図16は、焦点位置を求めるために用いられる各陰影位置や焦点位置の関係を模式的に示した側面図であり、図17は、離散的なSID毎の離散的な焦点位置の位置関係を模式的に示した図であり、図18は、グリッドの吸収箔および陰影位置の位置関係を模式的に示した側面図である。
 図8に示すように、FPD3は、マーカ用の吸収体7の陰影33がかかっている画素を中心とする複数の画素のX線強度を検出する。本実施例では、上述したように、図6に示す横7画素×縦13画素の陰影画素34のX線強度を検出する。第1強度推定部41は、X線撮像に用いられる被検体Mのある状態でのFPD3の実測により求められた、陰影33がかかっている画素の周囲にある複数の画素(ここでは図6のa,b,f,g)のX線強度に基づいて、陰影33が少なくとも一部にかかっている画素列(ここでは図6のc,d,e)に陰影がかからないと仮定した場合での被検体Mのある状態での強度を推定する。本実施例では、陰影33がかからない画素列はa,b,f,gであり、その画素列の長手方向に沿ったX線強度の平均強度をそれぞれIa,Ib,If,Igとし、陰影33が少なくとも一部にかかっている画素列c,d,eの長手方向に沿ったX線強度の平均強度をそれぞれIc,Id,Ieとすると、第1強度推定部41は、陰影33がかかっている画素の周囲にある画素列a,b,f,gのX線強度(ここでは平均強度)Ia,Ib,If,Igに基づいて、陰影33が少なくとも一部にかかっている画素列c,d,e、すなわちX線強度(ここでは平均強度)Ic,Id,Ieの画素列c,d,eに陰影33がかかっていないと仮定した場合での強度を推定する。この推定された強度をそれぞれIc´,Id´,Ie´として、陰影位置算出部42に送り込む。
 陰影位置算出部42は、下記に述べる(A),(B)および(C)に基づいて、被検体Mがある状態での陰影位置を求める。すなわち、(A)は、被検体Mのある状態でのFPD3の実測により求められた陰影が少なくとも一部にかかっている画素のX線強度である。(B)は、第1強度推定部41で推定されたX線強度Ic´,Id´,Ie´である。(C)は、図14に示すように、被検体がない状態での陰影33が少なくとも一部にかかっている画素列(ここでは図6のc,d,e)のX線強度およびそれに対応づけられた陰影位置の関係である。図14のX線強度および陰影位置の関係については後述する。陰影位置算出部42で求められた被検体Mがある状態での陰影位置(図8中では「xg」で表記)を焦点位置算出部43に送り込む。
 焦点位置算出部43は、下記に述べる(a),(b)および(c)に基づいて、被検体Mがある状態でのX線管2に対するFPD3の焦点位置を求める。すなわち、(a)は、陰影位置算出部42で求められた被検体Mがある状態での陰影位置xgである。(b)は、吸収箔6a・FPD3間の距離dである。(c)は、被検体がない状態でのX線管2の焦点FからFPD3へ垂線PLを下ろした基準位置に対する陰影位置xgである。(a),(b)および(c)を用いた幾何学計算により、被検体Mがある状態でのX線管2に対するFPD3の焦点位置(図8中では「Xf」で表記)を焦点位置算出部43は求めてパラメータ校正部45に送り込む。
 補正部44は、強度に関する物理量(パラメータ)として、直接線透過率および透過散乱線強度に関する変化率を下記のように補正する。すなわち、移動機構60のY方向調整ネジ60y(図7を参照)による移動方向(ここでは吸収箔6aの配置方向であるY方向)とは逆方向(同じくY方向)にX線管2の焦点位置が移動したと仮想したときにおける直接線透過率および変化率を、補正部44は補正する。具体的には、移動機構60のY方向調整ネジ60yでグリッド6が所定距離分だけ移動した状態でX線管2からX線を照射して透過率算出部52・透過率補間部53で求められたあるいは補間された直接線透過率(図8中では「Cp」で表記)、および変化率算出部56・変化率補間部57で求められたあるいは補間された透過散乱線強度(図8中では「Sc」で表記)に関する変化率(図8中では「Rcs」で表記)として補正部44は補正する。補正部44で補正された直接線透過率および変化率を、後述する図17に示されたX線撮像の前に予め求められた物理量およびそれに対応づけられたFPD3に対するX線管2の焦点位置の関係(離散的なSID毎の離散的な焦点位置の位置関係)の作成に供する。
 パラメータ校正部45は、下記に述べる(α)および(β)に基づいて、X線撮像時のX線強度に関する物理量(パラメータ)として、直接線透過率および透過散乱線強度に関する変化率を校正する。すなわち、(α)は、X線撮像の前に予め求められた物理量(ここでは直接線透過率および透過散乱線強度に関する変化率)およびそれに対応づけられたFPD3に対するX線管2の焦点位置の関係である。(β)は、焦点位置算出部43で求められた焦点位置Xfである。パラメータ校正部45で校正された直接線透過率(図8中では「Cp」で表記)および透過散乱線強度(図8中では「Sc」で表記)に関する変化率(図8中では「Rcs」で表記)を第2強度推定部54に送り込む。
 一方、X線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を画素特定部51は特定する。本実施例では、(n-1)番目の画素、それに隣接するn番目の画素、されにそれに隣接する(n+1)番目の画素からなる3つの画素の組み合わせ(図8中では「n-1」,「n」,「n+1」で表記)を画素特定部51は特定して第2強度推定部54に送り込む。なお、後述する連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値以下(本実施例では分母が“0”)の場合には、画素特定部51は、その連立方程式の組み合わせとなる所定の画素を選択せずに、別の所定の画素を組み合わせとして選択して特定する。連立方程式は後述する説明から明らかなように第2強度推定部54から求められるので、第2強度推定部54から求められる分母に関するデータ(図8中では「denominator」で表記)を画素特定部51に送り込む。
 被検体のない状態での実測により求められたグリッド6による直接線(直接X線)の透過前および透過後の透過率である直接線透過率Cpを離散的なSIDに対して透過率算出部52は求める。本実施例では、直接線透過率Cpを透過率算出部52は求めてパラメータ校正部45や透過率補間部53や第2強度推定部54に送り込む。
 透過率算出部52で求められた直接線透過率Cpを、上述した離散的なSIDに前後するSIDに対して透過率補間部53は補間する。そして、補間された直接線透過率Cpもパラメータ校正部45や第2強度推定部54に送り込む。
 画素特定部51で特定された所定の画素での散乱線強度(散乱X線強度)、所定の画素での直接線強度(直接X線強度)の強度を第2強度推定部54は推定する。本実施例では、X線撮像前では、透過率算出部52で求められた直接線透過率Cp,または透過率補間部53で補間された直接線透過率Cpと、被検体M(ここではファントム(phantom))のある状態での実測でのグリッド6を透過した後の強度である実測強度(図8中では「G」で表記)とに基づいて、透過散乱線強度Scや、グリッド6を透過する前の直接線強度である推定直接線強度(図8中では「P」で表記)を第2強度推定部54は推定して強度補間部55や変化率算出部56や表示部5などに送り込む。X線撮像時には、透過率算出部52で求められた直接線透過率Cp,または透過率補間部53で補間された直接線透過率Cpまたはパラメータ校正部45で校正された直接線透過率Cpと、変化率算出部56で求められた変化率Rcs,変化率補間部57で補間された変化率Rcsまたはパラメータ校正部45で校正された変化率Rcsと、実測強度Gとに基づいて、推定直接線強度Pを推定する。また、本実施例では、第2強度推定部54は連立方程式を解くことで透過散乱線強度Scや推定直接線強度Pを推定するので、連立方程式の解に含まれる分母に関するデータdenominatorも求まり、その分母に関するデータdenominatorを画素特定部51に送り込む。
 第2強度推定部54で推定された所定の画素での散乱線強度(散乱X線強度)、所定の画素での直接線強度(直接X線強度)の強度を強度補間部55は補間する。本実施例では、第2強度推定部54で推定された透過散乱線強度Scまたは推定直接線強度Pを強度補間部55は補間して変化率算出部56や表示部5などに送り込む。
 被検体Mのある状態での実測に基づいて第2強度推定部54で推定された強度を用いて、その強度に関する全ての画素についての基準強度として、平均値またはスムージング・補間計算により求められる各画素の値を求め、その値に対する各画素の変化率を変化率算出部56は求める。そして、変化率算出部56で求められた変化率Rcs、または変化率補間部57で補間された変化率Rcsを用いて、別の被検体Mに対するX線撮像に反映させる。本実施例では、第2強度推定部54で推定された透過散乱線強度Sc,強度補間部55で補間された透過散乱線強度Scを用いて、X線撮像時に変化率Rcsを求めて、第2強度推定部54に再度送り込む。
 本実施例では、実際のX線撮像は、図9に示すようなフローとなる。
 (ステップS1)被検体のない状態での実測
 被検体のない状態でX線撮像を行う。図11に示すように、X線管2とグリッド6との間に被検体を介在させずに、X線管2からX線をグリッド6およびFPD3に向けて照射することで、被検体のない状態でX線撮像を行って被検体のない状態での実測を行う。すなわち、X線管2は、被検体のない状態でX線を照射して、グリッド6を介してFPD3に入射させることで、被検体のない状態での実測データが得られる。具体的には、被検体のない状態でのX線をFPD3の検出素子d(図3を参照)は電気信号に変換して読み出して、電気信号に応じた画素値に変換する。
 (ステップS2)直接線透過率の算出・補間
 その画素値は、被検体のない状態での実測により求められたグリッド6を透過した後の強度と同等である。一方、グリッド6を透過する前の強度は既知であるので、グリッド6を透過する前(透過前)およびグリッド6を透過した後(透過後)の透過率である直接線透過率Cpは、グリッド6を透過する前の強度とグリッド6を透過した後の強度(すなわちFPD3で検出された画素値)との比率で表される。
 そこで、FPD3から画素値と同等であるグリッド6を透過した後の強度と、既知であるグリッド6を透過する前の強度とを透過率算出部52に送り込むことで、透過率算出部52は、グリッド6による透過前の強度と透過後の強度との比率で表された直接線透過率Cpを求める。かかる直接線透過率Cpを離散的なSIDに対して透過率算出部52は求める。
 SIDは、実際のX線撮像では、図11に示すように変化する。そこで、同じく被検体のない状態でX線撮像を行い、図12中の黒丸に示すように、離散的な距離Ls+1,Ls+2,Ls+3,…ごとに、透過率算出部52は直接線透過率Cpを求める。離散的な距離Ls+1,Ls+2,Ls+3,…に対する直接線透過率Cpをパラメータ校正部45や透過率補間部53や第2強度推定部54に送り込む。なお、各々の画素ごとにも透過率算出部52は直接線透過率Cpを求めてパラメータ校正部45や透過率補間部53や第2強度推定部54に送り込む。
 透過率算出部52で求められた直接線透過率Cpを、離散的な距離Ls+1,Ls+2,Ls+3,…に前後する距離に対して透過率補間部53は補間する。その補間結果は、例えば図12中の実線に示す通りである。補間の方法については、互いに隣接する離散的な距離(例えばLs+1,Ls+2)に対する2つの直接線透過率Cpの相加平均(加算平均)あるいは相乗平均によって得られた値を、上述した隣接する離散的な距離の間にある距離に対する直接線透過率Cpとして求めてもよいし、ラグランジェ補間を用いてもよいし、最小自乗法を用いて図12中の実線の近似式を用いて実線中に乗っていて距離に対応する値を直接線透過率Cpとして求めてもよいなど、通常において用いられる補間であれば特に限定されない。透過率算出部52で補間された直接線透過率Cpをパラメータ校正部45や第2強度推定部54に送り込む。
 (ステップS3)ファントムのある状態での実測
 次に、被検体Mのある状態でX線撮像を行う。図13に示すように、直接線の透過厚さが一定、すなわち各画素での推定直接線強度Pが全て同じ値とみなせるアクリル平板のファントムPhを被検体Mとして用いる。なお、水円柱をファントムPhとして用いてもよい。
 本実施例の説明に戻って、X線管2とグリッド6との間にアクリル平板のファントムPhを介在させて、X線管2からX線をグリッド6およびFPD3に向けて照射することで、ファントムPhのある状態でX線撮像を行ってファントムPhのある状態の実測を行う。すなわち、X線管2は、ファントムPhのある状態でX線を照射して、グリッド6を介してFPD3に入射させることで、ファントムPhのある状態での実測でのグリッド6を透過した後の強度である実測強度Gが得られる。具体的には、ファントムPhのある状態でのX線をFPD3の検出素子d(図3を参照)は電気信号に変換して読み出して、電気信号に応じた画素値に変換する。
 (ステップS4)強度の推定・補間
 その画素値は、ファントムPhのある状態での実測でのグリッド6を透過した後の強度である実測強度Gと同等である。一方、画素特定部51は、上述したように隣接する3つの画素(n-1),n,(n+1)を3つの画素の組み合わせとして特定する。そして、透過率算出部52で求められた直接線透過率Cp,透過率補間部53で補間された直接線透過率Cpと、FPD3から画素値と同等である実測強度Gとに基づいて、画素特定部51で特定された隣接する3つの画素(n-1),n,(n+1)での透過散乱線強度Scや推定直接線強度Pを第2強度推定部54は推定する。
 ここで、実測強度GはステップS3で実測によって求められており既知である。直接線透過率CpはステップS1で実測によって得られ、ステップS2で算出・補間されており既知である。一方、透過散乱線強度Scや推定直接線強度Pは第2強度推定部54で推定されるべき値であり、この時点では未知である。そこで、隣接する3つの画素(n-1),n,(n+1)毎の連立方程式を解くことで、第2強度推定部54は透過散乱線強度Scや推定直接線強度Pを推定する。
 隣接する3つの画素(n-1),n,(n+1)毎に、実測強度GをGn-1,G,Gn+1とするとともに、直接線透過率CpをCpn-1,Cp,Cpn+1とし、透過散乱線強度ScをScn-1,Sc,Scn+1とし、推定直接線強度PをPn-1,P,Pn+1とする。各画素の透過散乱線強度Scは、グリッド6(散乱放射線除去手段)の不均一性などにより隣接する3つの画素間で変化するが、それを考慮して隣接する画素の透過散乱線強度Scの補間演算により求められるものとする。本実施例では、隣接する3つの画素(n-1),n,(n+1)内での透過散乱線強度Scの変化は下記(1)式のように直線近似できるものとする。
 Sc=(Scn+1+Scn-1)/2                 …(1)
 透過散乱線強度Scの補間方法については、直接線透過率Cpの補間でも述べたのと同様で、例えばラグランジェ補間を用いてもよく、通常において用いられる補間であれば特に上記(1)式に限定されない。
 実測強度Gは推定直接線強度P・直接線透過率Cpの積と透過散乱線強度Scとの和に等しいとする、隣接する3つの画素(n-1),n,(n+1)毎の連立方程式(2)~(4)式で表される。
 Gn+1=Pn+1・Cpn+1+Scn+1                 …(2)
 G=P・Cp+Sc                      …(3)
 Gn-1=Pn-1・Cpn-1+Scn-1                 …(4)
 上述したようにファントムPhとして用いられるアクリル平板では直接線の透過厚さが一定となるように形成されているので、推定直接線強度Pは隣接する3つの画素間で等しいとする(5)式で表される。
 Pn-1=P=Pn+1                        …(5)
 このように、画素特定部51で特定された隣接する3つの画素(n-1),n,(n+1)での未知である透過散乱線強度Scや推定直接線強度Pを推定する際に、既知である直接線透過率Cpの既知の個数および既知である実測強度Gの既知の個数に応じて、画素特定部51は特定されるべき所定の画素の個数を決定する。そして、その決定された所定の画素毎の実測強度G,直接線透過率Cpおよび推定されるべき透過散乱線強度Scや推定直接線強度Pに関する連立方程式を解くことで、第2強度推定部54は透過散乱線強度Scや推定直接線強度Pを推定することになる。
 上記(1)式は、各画素の透過散乱線強度Scは、隣接する画素の透過散乱線強度Scの補間演算により求められる式であるので、未知の個数を1つ減らすことができる。一方、上記(5)式は、推定直接線強度Pは隣接する3つの画素間で等しいとする式であるので、未知の個数を1つにすることができる。したがって、上記(1)、(5)式以外の連立方程式では、特定される画素の個数分だけ連立方程式を立てればよいので、この場合には任意の個数だけ画素特定部51は特定すれば、連立方程式を解くことができる。本実施例では、その個数を3つとして、上記(2)~(4)式である連立方程式を立てている。
 このような上記(1)~(5)式から得られる連立方程式を解くことで、推定直接線強度P(=Pn+1=Pn-1)、透過散乱線強度Scn-1,Sc,Scn+1は、下記(6)~(9)式のように求められる。
 P=(Gn+1+Gn-1-2G)/(Cpn+1+Cpn-1-2Cp)  …(6)
 Scn+1=Gn+1-Pn+1・Cpn+1                 …(7)
 Sc=G-P・Cp                      …(8)
 Scn-1=Gn-1-Pn-1・Cpn-1                 …(9)
 上記(6)~(9)式では、先ず上記(6)式で既知である実測強度Gn-1,G,Gn+1と既知である直接線透過率Cpn-1,Cp,Cpn+1と用いて推定直接線強度Pを求めて、推定直接線強度Pを既知とした後に、その既知となった推定直接線強度P(=Pn+1=Pn-1)も用いて上記(7)~(9)式で透過散乱線強度Scn-1,Sc,Scn+1をそれぞれ求めている。
 このように、隣接する3つの画素(n-1),n,(n+1)の組み合わせを1組とすると、各々の組についてそれぞれ1つの推定直接線強度Pが求まるが、上記(5)式でも述べたように、本来は3つの画素の組み合わせにおいて全ての組で推定直接線強度Pは同じ値となるべきである。しかし、実際には、グリッド6の周辺部で散乱線の透過率変化の影響により異なっていたり、統計変動誤差により異なっていたりする。このようなグリッド6の設置状態や統計変動誤差による影響を低減させるため実験誤差の少ない中央部の推定直接線強度Pの平均値を求める。例えば、上述したようなグリッド6の周辺部で少しずつ異なる場合には、上記(6)式を用いて、グリッド6の中央部の3つの画素(n-1),n,(n+1)の組み合わせにおいて複数組の推定直接線強度Pをそれぞれ求めて、平均値P^を求める。その平均値P^を上記(2)~(4)式にそれぞれ再代入(すなわち、上記(7)~(9)式を変形した下記(10)~(12)式に代入)して、再度、各組の全ての透過散乱線強度Scn-1,Sc,Scn+1をそれぞれ求める。
 Scn+1=Gn+1-P^・Cpn+1                 …(10)
 Sc=G-P^・Cp                     …(11)
 Scn-1=Gn-1-P^・Cpn-1                 …(12)
 このように上記(10)~(12)式で透過散乱線強度Scn-1,Sc,Scn+1をそれぞれ求めることで第2強度推定部54は推定する。第2強度推定部54で推定された透過散乱線強度Scn-1,Sc,Scn+1を強度補間部55や変化率算出部56や表示部5などに送り込む。
 ここで、上記(1)~(5)式の連立方程式の解に含まれる分母に注目すると、本実施例では、上記(6)式から明らかなように“Cpn+1+Cpn-1-2Cp”である。上記(6)式を上記(7)~(9)式に代入した場合でも分母は“Cpn+1+Cpn-1-2Cp”である。分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cp”の絶対値が所定値以下の場合には、かかる連立方程式を解くことができない恐れがある。
 特に、分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cp”が“0”のときには、上記(1)~(5)式の連立方程式を解くことができない。分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cp”が“0”のとき、すなわち、各画素の中央画素における直接線透過率Cpが、隣接する画素の直接線透過率Cpn+1,Cpn-1の相加平均(Cpn+1+Cpn-1-2Cp=0、すなわちCp=(Cpn+1+Cpn-1)/2)のときには、そのときの連立方程式の組み合わせとなる3つの画素(n-1),n,(n+1)を画素特定部51は選択しても連立方程式を解くことができない。好ましくは、分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cp”が“0”のときには、画素特定部51は、その連立方程式の組み合わせとなる3つの画素(n-1),n,(n+1)を選択せずに、別の3つの画素(n´-1),n´,(n´+1)の画素(例えばn,(n+1),(n+2)の画素、あるいは(n-2),(n-1),nの画素など)を組み合わせとして選択して特定する。そして、その特定された別の3つの画素(n´-1),n´,(n´+1)の画素の上記(1)~(5)式の連立方程式を解く。
 上記のように特定された画素については、連立方程式を解くことができ、求められた推定直接線強度Pを用いて前述のような方法で推定直接線強度Pの平均値を求める。推定直接線強度Pの平均値P^が求まれば、分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cp”が“0”のときの組み合わせとなる3つの画素(n-1),n,(n+1)の透過散乱線強度Scn-1,Sc,Scn+1についても、上記(10)~(12)式で求めることができる。
 連立方程式を解くことのついての説明をまとめると、分母 “Cpn+1+Cpn-1-2Cp” が“0” でないときの推定直接線強度P(=Pn+1=Pn-1)を上記(6)式からそれぞれ求めて、平均値P^を求める。平均値P^を上記(10)~(12)式に代入して、分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cp”が“0” でないときの透過散乱線強度Scn-1,Sc,Scn+1をそれぞれ求める。分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cp”が“0” のときの透過散乱線強度Scn-1,Sc,Scn+1についても同様に上記(10)~(12)式に代入して、透過散乱線強度Scn-1,Sc,Scn+1をそれぞれ求めることができる。このように、分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cp”が“0” でないときに求められる推定直接線強度Pを先に求めて、平均値P^を求めてから、それを使って分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cp”が“0” でないときの透過散乱線強度Scn-1,Sc,Scn+1、および分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cp”が“0” のときの透過散乱線強度Scn-1,Sc,Scn+1も同様に求める。
 この方法では、被検体がアクリル平板のファントムPhであり、推定直接線強度Pの変化が既知で、滑らかであることを利用して、最初に画素特定部51で特定された画素(特定画素)について求められた推定直接線強度Pをスムージング・補間計算する、あるいは推定直接線強度Pの平均値を求めて、推定直接線強度P(本実施例では平均値P^)を求めている。推定直接線強度Pの変化が滑らかであることと、平均化あるいはスムージングは統計変動誤差によるバラツキを低減させる効果もあり、推定直接線強度Pは真値に近い値が得られる。その真値に近い推定直接線強度Pを上記(2)式~(4)式に代入することで透過散乱線強度Scを直接に求めており、透過散乱強度Scに対しては、平均化またはスムージング・補間計算を行っていないので、透過散乱線強度Scの画像に分解能の劣化が無いという大きな利点がある。また、透過散乱線強度Scの分解能が維持され、グリッド箔の変形などによる透過散乱線強度Scの微細な変化を正確に求めることができる。
 別の方法として、例えば、分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cp”が“0” でないときの透過散乱線強度Scn-1,Sc,Scn+1を推定直接線強度Pよりも先に求めて、透過散乱線強度Scn-1,Sc,Scn+1の補間で、分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cp”が“0” のときの透過散乱線強度Scn-1,Sc,Scn+1を求め、それぞれ求められた透過散乱線強度Scn-1,Sc,Scn+1を上記(7)~(9)式に代入することで、分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cp”が“0” でないとき、および分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cp”が“0” のときの推定直接線強度Pを求めて、分母“Cpn+1+Cpn-1-2Cp”が“0” のときも含めて、グリッド6の中央部の3つの画素(n-1),n,(n+1)の組み合わせにおける複数組の推定直接線強度Pの平均値P^を求めてもよい。また、この平均値P^を用いて上記(10)~(12)式に代入することで、透過散乱線強度Scn-1,Sc,Scn+1を再度求めて、その再度求められた透過散乱線強度Scn-1,Sc,Scn+1を用いて、後述するステップS5において変化率Rcsを求めてもよい。
 (ステップS5)変化率の算出・補間
 第2強度推定部54で推定された透過散乱線強度Sc(Scn-1,Sc,Scn+1)を用いて変化率算出部56は変化率Rcsを求める。具体的には、透過散乱線強度Scの基準強度として、全ての画素についてのその値に対する各画素の変化率Rcsを求めるために平均値Sc^またはスムージング・補間計算により求められる各画素の値Scを求める。各画素の透過散乱線強度Scと平均値Sc^または各画素の値Scとの比率を変化率Rcsとして、各画素の変化率RcsをRcsとすると、下記(13)式で表される。
 Rcs=Sc/Sc^ 
 または  Rcs=Sc/Sc                   …(13)
 透過散乱線の変化率を求める時に、分母に置く基準推定散乱強度については、散乱線強度は箔に歪などがなく、設置条件に拠らない理想的なグリッドの場合の散乱線強度に相当する。
 その方法として、
 1)簡便に散乱線強度分布を二次元的に一定と近似して平均値を用いる
 2)用いたファントムの形状やグリッドの周辺部など設置条件などによる散乱線強度変化を厳密に考慮して、各画素の推定された散乱線強度を二次元的にスムージング・補間して得られる値を用いる方法があり、1)の平均値はスムージング・補間計算の最も簡略な方法とも言える。
 このようにして、基準値との比を取ることにより吸収箔6aの変形などがあるために生じるグリッド6の設置状態が考慮された透過散乱線強度Scの変化は、変化率Rcsで表わされる。変化率Rcsを変化率算出部56は全ての画素で求める。変化率算出部56で求められた変化率Rcsn-1,Rcs,Rcsn+1を必要に応じて変化率補間部57で補間した後、第2強度推定部54に再度送り込む。また、変化率算出部56で求められた変化率,変化率補間部57で補間された変化率Rcsn-1,Rcs,Rcsn+1を、パラメータ校正部45にも送り込む。
 変化率Rcsも、直接線透過率Cpと同様に、図11中の黒塗りの方形に示すように、離散的な距離Ls+1,Ls+2,Ls+3,…ごとに変化する。変化率算出部56で求められた変化率Rcsを、離散的な距離Ls+1,Ls+2,Ls+3,…に前後する距離に対して変化率補間部57は補間する。その補間結果は、例えば図12中の点線に示す通りである。補間の方法については、互いに隣接する離散的な距離(例えばLs+1,Ls+2)に対する2つの変化率Rcsの相加平均(加算平均)あるいは相乗平均によって得られた値を、上述した隣接する離散的な距離の間にある距離に対する変化率Rcsとして求めてもよいし、ラグランジェ補間を用いてもよいし、最小自乗法を用いて図12中の点線の近似式を用いて点線中に乗っていて距離に対応する値を変化率Rcsとして求めてもよいなど、通常において用いられる補間であれば特に限定されない。
 このように、直接線透過率Cpの場合も、変化率Rcsの場合も、離散的な距離Ls+1,Ls+2,Ls+3,…を考慮して補間を行っている。この距離L(=Ls+1,Ls+2,Ls+3,…)は、上述したようにX線管2からFPD3への垂線PL方向のX線管2のFPD3に対する距離SIDであり、直接線透過率Cpや変化率RcsをSIDについて補間しても、吸収箔6aの配置方向からずれれば、同じSIDであっても補間する必要がある。そこで、吸収箔6aの配置方向についても直接線透過率Cpや変化率Rcsの補間を行うべく吸収箔6aの配置方向をも把握するために、ファントムPhとは別の被検体Mを用いたX線撮像時に、後述するステップS7のように陰影がかからないと仮定した強度の推定を第1強度推定部41により行い、ステップS8のように陰影位置を陰影位置算出部42により求め、ステップS9のように焦点位置を焦点位置算出部43により求める。なお、本明細書では、吸収箔6aの配置方向をも考慮した補間のことを「校正」と定義して、距離SIDのみを考慮した補間と区別して以下を説明する。
 ファントムPhではなく実際の被検体Mのある状態での陰影位置をステップS8で求めるためには、後述するステップS6のように実際の被検体のある状態での実測(すなわち実際のX線撮像)を行う前に、図10のフローのようにX線強度および基準位置の関係の実測を行う。この図10のフローについてはステップS6よりも前であれば、例えば図9のステップS1よりも前に行ってもよいし、図9のステップS5の後に行ってもよいし、図9のステップS1~S5と並行して行ってもよい。この実測により、図14に示す陰影位置とX線強度との関係(グラフ)を取得する。
 なお、被検体がない状態での陰影33が少なくとも一部にかかっている画素列(ここでは図6のc,d,e)のX線強度およびそれに対応づけられた陰影位置の関係については、図14に示すような関係(グラフ)に限定されず、かかる関係を作成するために、必ずしも図10のフロー(実測)を行う必要はない。例えば、かかる関係は、被検体がない状態での複数の陰影位置、および各々の陰影位置での陰影がかかっている部分の面積と陰影が少なくとも一部にかかっている画素の総面積との比の関係であってもよい。
 かかる関係の場合には、陰影33が少なくとも一部にかかっている画素(この場合には画素列c,d,e)のX線強度が、各々の陰影位置での陰影33がかかっている部分の面積と陰影33が少なくとも一部にかかっている画素の総面積との比に比例することを利用する。すなわち、陰影位置を仮想的に動かすと、陰影33がかかっている画素のうち、陰影33の部分の面積と当該画素の総面積との比を、実測を行わなくても求めることができる。したがって、陰影位置を仮想的に動かすたびに当該比を求めれば、陰影位置およびそれに対応づけられた当該比の関係を、実測を行わなくても求めることができる。また、当該比にX線強度が比例しているとみなすことができる。つまり、当該比が小さければ当該画素に陰影33がかかっている部分が多くX線強度も小さく、逆に当該比が大きければ当該画素に陰影がかかっている部分が少なくX線強度も大きくなる。このように当該比にX線強度が比例していることを利用して、実測を行わなくても被検体がない状態での陰影33が少なくとも一部にかかっている画素のX線強度およびそれに対応づけられた陰影位置の関係を求めることができる。本実施例では、図14に示すような関係を作成するために、図10のフロー(実測)を行う場合について、以下を説明する。
 (ステップT1)グリッドの移動
 被検体がない状態でマーカ用の吸収体7を吸収箔6aの配置方向(Y方向)に沿って逐次に移動させるために、グリッド6全体を移動させる。ここではY方向に平行な図4(c)中のB方向にグリッド6全体を移動させる。なお、X線管2およびFPD3については固定したままである。画素列cに着目すると、画素列cに陰影33がかかる前の位置を起点として、グリッド6全体をB方向に移動させて、陰影33が画素列cにかかり、画素列cに陰影33が全てかかる(すなわち覆う)位置にまでグリッド6全体をB方向に移動させる。このグリッド6の移動中に、X線管2の焦点FからFPD3へ垂線PLを下ろした基準位置をマーカ用の吸収体7が通過することになる。図13では、基準位置を“0”とした場合に、基準位置から-74μmの位置から、基準位置から+150μmの位置まで0.0125mm(=12.5μm)毎にグリッド6を移動させる。グリッド6をY方向に沿って移動させる際において、微小距離分だけ移動させる場合には上述した図7に示す移動機構60のY方向調整ネジ60yによって移動させればよいし、Y方向調整ネジ60yによる移動距離(微小距離)よりも長い場合には移動機構60とは別の移動手段を用いて移動させればよい。
 (ステップT2)被検体のない状態での実測
 ステップT1でグリッド6を所定ピッチ(ここでは0.0125mm)毎に移動させて、その移動位置で被検体のない状態でX線撮像を行う。ステップS1と同様に、X線管2は、被検体のない状態でX線を照射して、グリッド6を介してFPD3に入射させることで、被検体のない状態での実測データが得られる。具体的には、被検体のない状態でのX線をFPD3の検出素子d(図3を参照)は電気信号に変換して読み出して、電気信号に応じた画素値に変換する。
 その画素値は、被検体のない状態での実測により求められたグリッド6を透過した後の強度Iと同等である。本実施例では、FPD3は、画素列b,c,dのX線強度を検出し、画素列b,c,dの長手方向に沿ったX線強度の平均強度Ib,Ic,Idを実測により求める。そのときの陰影位置と平均強度Ib,Ic,Idとを対応させてプロットする。
 (ステップT3)陰影が全てかかる位置にまで移動?
 ステップT1で画素列cに陰影33が全てかかる位置にまでグリッド6全体が移動したら、図14に示すような関係(グラフ)が完成したとして、図10の一連のフローを終了する。一方、ステップT1で画素列cに陰影33が全てかかる位置にまでグリッド6全体が移動していない場合には、図14に示すような関係(グラフ)が完成していないとして、ステップT1に戻って、ステップT1~T3を繰り返す。
 上述のステップT1~T3を繰り返すことで、陰影位置とそれに対応づけられた平均強度Ib,Ic,Idとがそれぞれプロットされて、図14に示すような関係が作成される。画素列cに陰影33がかからないときのX線強度(ここでは平均強度)Icとすると、図14に示すように、画素列cに陰影33がかかる前の位置である起点のときにはX線強度IcはIcであり、画素列cに陰影33がかかり始めるとX線強度Icは徐々に小さくなり、画素列cに陰影33が全てかかるとX線強度Icは“0”となる。図6は基準位置のときであり、画素列cに陰影33が一部かかっていることを示し、図14においても陰影位置が基準位置のときには、X線強度IcはIcよりも小さく“0”よりも大きいことを示している。
 (ステップS6)実際の被検体のある状態での実測
 次に、ステップS3~S5で用いられた被検体M(ここではファントムPh)とは別の被検体Mのある状態でX線撮像を行う。図1に示すように、実際のX線撮像に用いられる被検体Mを用いる。X線管2とグリッド6との間に実際の被検体Mを介在させて、X線管2からX線をグリッド6およびFPD3に向けて照射することで、実際の被検体Mのある状態でX線撮像を行って実際の被検体Mのある状態の実測を行う。すなわち、X線管2は、実際の被検体M(実際のX線撮像に用いられる被検体M)のある状態でX線を照射して、グリッド6を介してFPD3に入射させることで、被検体Mのある状態での実測でのグリッド6を透過した後の強度である実測強度Gが、ステップS3と同様に得られる。具体的には、被検体Mのある状態でのX線をFPD3の検出素子d(図3を参照)は電気信号に変換して読み出して、電気信号に応じた画素値に変換する。
 このとき、図6に示す陰影画素34のX線強度も検出して、陰影画素34の実測強度も得られる。上述したように、陰影33がかからない画素列a,b,f,gの長手方向に沿ったX線強度の平均強度をそれぞれIa,Ib,If,Igとし、陰影33が少なくとも一部にかかっている画素列c,d,eの長手方向に沿ったX線強度の平均強度をそれぞれIc,Id,Ieとする。
 (ステップS7)陰影がかからないと仮定した強度の推定
 ステップS6で求められた画素列a,b,f,gのX線強度(ここでは平均強度)Ia,Ib,If,Igに基づいて、同じくステップS6で求められた陰影33が少なくとも一部にかかっている画素列c,d,eのX線強度(ここでは平均強度)Ic,Id,Ieを補間することで第1強度推定部41はX線強度Ic´,Id´,Ie´を推定する。すなわち、画素列c,d,eに陰影33がかからないと仮定した場合での被検体Mのある状態でのX線強度Ic´,Id´,Ie´を推定する。
 そのために、図15中の黒丸に示すように、ステップS6で求められた画素列a,b,f,gのX線強度Ia,Ib,If,Igと画素列a,b,f,gとを対応させてプロットするとともに、ステップS6で求められた画素列c,d,eのX線強度Ic,Id,Ieと画素列c,d,eとを対応させてプロットする。被検体Mがある状態で焦点位置が移動することで陰影位置に関して少しズレが生じるものの、陰影33がかかっている画素列c,d,eでは、図15では他の画素列の強度Ia,Ib,If,Igと比較して強度Ic,Id,Ieが落ち込んでいるのを示している。本実施例では、直接線透過率Cpや変化率Rcsと同様に、X線強度Ia,Ib,If,Igのスムージング・補間計算によりX線強度Ic´,Id´,Ie´を推定する。第1強度推定部41で推定された強度Ic´,Id´,Ie´を陰影位置算出部42に送り込む。
 (ステップS8)陰影位置の算出
 ステップS6で求められた画素列cのX線強度Ic(すなわち実測強度Ic)、第1強度推定部41で推定された強度Ic´,Id´,Ie´、ステップT1~T3で求められた被検体がない状態での陰影33が少なくとも一部にかかっている画素列c,d,eのX線強度および陰影位置の関係(図14を参照)に基づいて、被検体Mがある状態での陰影位置を陰影位置算出部42は求める。
 図14に示すような関係のグラフを用いる場合には、被検体のない状態でのステップT2の実測により求められた、陰影33が少なくとも一部にかかっている画素列cのX線強度Icと、当該画素列cに陰影33がかかっていないときのX線強度Icとの比であるIc/Icが図14から求まる。換言すれば、図14のグラフをIcで正規化(Icで除算)すると、被検体がない状態でマーカ用の吸収体7を吸収箔6aの配置方向(ここでは図6(c)中のB方向)に沿って逐次に移動させた場合での複数の陰影位置、および各々の陰影位置での陰影33が少なくとも一部にかかっている画素列cのX線強度Icと、当該画素列cに陰影33がかかっていないときのX線強度Icとの比Ic/Icのグラフとなる。一方、ステップS6で求められた画素列cのX線強度Ic(すなわち実測強度Ic)と第1強度推定部41で推定された強度Ic´との比であるIc/Ic´を求める。
 この被検体がない状態での比Ic/Icを図14のグラフから求め、被検体Mがある状態での比Ic/Ic´が、被検体がない状態での比Ic/Icに等しいと仮定し、ステップS6で求められた画素列cの実測強度Icと第1強度推定部41で推定された強度Ic´との比Ic/Ic´が等しくなるような(被検体がない状態での)比Ic/Icの陰影位置xgを図14から求める。このように陰影33が少なくとも一部にかかっている画素列cの実測強度Icが、各々の陰影位置での陰影33が少なくとも一部にかかっている画素列cのX線強度Icと当該画素画素列cに陰影33がかかっていないときのX線強度Icとの比Ic/Icに比例することを利用して、マーカ用の吸収体7を吸収箔6aの配置方向に沿って逐次に移動させた実測により、被検体がない状態での陰影33が少なくとも一部にかかっている画素列cのX線強度およびそれに対応づけられた陰影位置の関係を求めることができる。本実施例では、図14のグラフが画素列cに着目したグラフであることから画素列cの強度Icから陰影位置xgを求める説明を行ったが、画素列c以外で、陰影33がかかっている画素列d,eの強度Id,Ieからでも強度Icと同様に陰影位置xgを求めることができる。
 このように、(A)被検体Mのある状態でのFPD3の実測により求められた陰影が少なくとも一部にかかっている画素列cのX線強度Ic,(B)第1強度推定部41で推定されたX線強度Ic´,Id´,Ie´および(C)被検体がない状態での陰影33が少なくとも一部にかかっている画素列cのX線強度およびそれに対応づけられた陰影位置の関係(図14を参照)に基づいて、被検体Mがある状態での陰影位置xgを陰影位置算出部42は求める。陰影位置算出部42で求められた被検体Mがある状態での陰影位置xgを焦点位置算出部43に送り込む。
 (ステップS9)焦点位置の算出
 陰影位置算出部42で求められた被検体Mがある状態での陰影位置xg(ここでは後述するx ´,x ´)、吸収箔6a・FPD3間の距離d、被検体がない状態でのX線管2の焦点FからFPD3へ垂線PLを下ろした基準位置に対する陰影位置xg(ここでは後述するx ,x )に基づいて、被検体Mがある状態でのX線管2に対するFPD3の焦点位置Xfを焦点位置算出部43は求める。
 図16に示すように、グリッド6中心から左上部吸収体71の左端までの距離をWgとし、グリッド6中心から右下部吸収体72の右端までの距離をWgとする。また、被検体がない状態での基準SID(L)でのX線管2の焦点FからFPD3へ垂線PLを下ろした基準位置の座標をX=0とし、その基準位置Xからの左上部吸収体71による陰影位置をx とし、基準位置Xからの右下部吸収体72による陰影位置をx とする。また、被検体Mがある状態でのSIDをLとし、そのSID(L)での基準位置Xからの左上部吸収体71による陰影位置をx ´とし、基準位置Xからの右下部吸収体72による陰影位置をx ´とする。
 ここで、吸収箔6aの長手方向(X方向、図16では紙面に垂直な方向)に焦点位置が移動したとしても、その移動による校正パラメータに与える変化は実用レベルでは無視できるので、被検体がない状態での垂線PL上のLとXとを結ぶ照射軸から被検体Mがある状態での照射軸までの軸間の移動距離を焦点位置Xfとする。左上部吸収体71の左端による陰影33に着目して、簡単な幾何学計算により、下記(14)式、(15)式のように表わされる。
 x =L・Wg/(L-d-h)                 …(14)
 Xf=(x ´-x )・(L-d-h)/(d+h)        …(15)
 グリッド6中心から左上部吸収体71の左端までの距離Wg,吸収箔6a・FPD3間の距離d,吸収箔6aの高さhが既知である。X線撮像時である被検体Mがある状態でのSID(L)も装置のハード情報などから既知の場合には、上記(14)式から被検体がない状態での左上部吸収体71による陰影位置x を求め、その求められた被検体がない状態での左上部吸収体71による陰影位置x ´と、ステップS8で陰影位置算出部42で求められた被検体Mがある状態での左上部吸収体71による陰影位置x ´とを上記(15)式に代入して、被検体Mがある状態でのX線管2に対するFPD3の焦点位置Xfを求める。
 一方、X線撮像時である被検体Mがある状態でのSID(L)が未知の場合には、右下部吸収体72の右端による陰影33に着目した、上記(14)、(15)式と同様の下記(16)、(17)式によりLを求めた後に、焦点位置Xfを求める。
 x =L・Wg/(L-d)                   …(16)
 Xf=(x ´-x )・(L-d-h)/(d+h)        …(17)
 上記(14)~(17)式から、x ,x を消去して、下記(18)式が得られる。
 L=(x ´-x ´)・d・(d+h)/
   {(x ´-Wg)・d-(x ´-Wg)・(d+h)}     …(18)
 グリッド6中心から右下部吸収体72の右端までの距離Wgは既知であり、その既知である距離距離Wgを上記(18)式に代入するとともに、ステップS8で陰影位置算出部42で求められた被検体Mがある状態での右下部吸収体72による陰影位置x ´を代入して、被検体Mがある状態でのSID(L)を求める。すなわち、ステップS8で被検体Mがある状態での陰影位置xg(x ´,x ´)が求められているので、求められた陰影位置xgと既知である距離Wg,Wgや吸収箔6a・FPD3間の距離d,吸収箔6aの高さhを上記(18)式に代入することで、被検体Mがある状態でのSID(L)を求める。求められたSID(L)を上記(14)、(15)式あるいは上記(16)、(17)式に代入して、焦点位置Xfを求めることができる。
 このように、(a)陰影位置算出部42で求められた被検体Mがある状態での陰影位置xg(x ´,x ´),(b)吸収箔6a・FPD3間の距離dおよび(c)被検体がない状態でのX線管2の焦点FからFPD3へ垂線PLを下ろした基準位置Xに対する陰影位置xg(x ,x )に基づいて、被検体Mがある状態でのX線管2に対するFPD3の焦点位置Xfを焦点位置算出部43は求める。焦点位置算出部43で求められた被検体Mがある状態での焦点位置Xfをパラメータ校正部45に送り込む。
 (ステップS10)パラメータの校正
 X線撮像の前に予め求められた物理量である直接線透過率Cpおよび(透過散乱線強度Scに関する)変化率Rcsおよびそれに対応づけられたFPD3に対するX線管2の焦点位置Xfの関係、および焦点位置算出部43で求められた被検体Mがある状態での焦点位置Xfに基づいて、直接線透過率Cpおよび変化率Rcsを校正する。
 上述したように、直接線透過率Cpの場合も、変化率Rcsの場合も、透過率補間部53や変化率補間部57によって離散的な距離Ls+1,Ls+2,Ls+3,…を考慮して補間が行われているが、吸収箔6aの配置方向については考慮されていない。そこで、吸収箔6aの配置方向をも考慮した補間(校正)を行うべく、ステップS10でパラメータ(直接線透過率Cpおよび変化率Rcs)の校正を行う。なお、この校正では、SID(L)の離散的な値(L,L,…,L,Lm+1,…)についても考慮しているので、透過率補間部53や変化率補間部57で必ずしも離散的な距離を考慮した補間を行う必要はなく、透過率算出部52で求められた直接線透過率Cpおよび変化率算出部56で求められた変化率Rcsのみをパラメータ校正部45に送り込んでもよい。
 具体的には、図17に示すように、離散的なSID(L,L,…,L,Lm+1,…)毎、かつ吸収箔6aの配置方向(Y方向)毎の離散的な焦点位置(Xf-n,Xf-n+1,Xf-n+2,…,Xf,…,Xfn-2,Xfn-1,Xf)毎に直接線透過率Cpおよび変化率RcsをX線撮像前に予め求める。直接線透過率Cpおよび変化率Rcsの算出方法については、ファントムPhあるいは実際のX線撮像に用いられる同じ被検体Mを用いて、本来であればX線管2を図17のように離散的に移動させつつ、ステップS1~S9を行って予め求めればよい。このようにして、パラメータ(直接線透過率Cpおよび変化率Rcs)およびそれに対応づけられたFPD3に対するX線管2の焦点位置Xfの関係をX線撮像の前に予め求める。
 しかし実際には、X線管2を移動させると、上述したようにX線管2に代表される放射線照射手段は重量であり、そのような重量のX線管2を(グリッド6の)吸収箔6aの配置方向(Y方向)に平行に移動させると、移動距離を細かく設定したとしても、実際の移動距離は設定された移動距離とは異なるものとなってしまう問題がある。この問題については、X線管2のみならず、X線管2の移動に連動するFPD3に代表される放射線検出手段についても同様である。そこで、X線管2に代表される放射線照射手段やFPD3に代表される放射線検出手段を移動させて放射線撮像(本実施例ではX線撮像)を行う、あるいは放射線照射手段(本実施例ではX線管2)や放射線検出手段(本実施例ではFPD3)を移動させて得られたデータを放射線撮像(本実施例ではX線撮像)に供する発想を変えて、放射線照射手段(本実施例ではX線管2)や放射線検出手段(本実施例ではFPD3)よりも軽量の散乱放射線除去手段(本実施例ではグリッド6)を移動させることに想到した。
 すなわち、移動機構60のY方向調整ネジ60y(図7を参照)は、グリッド6を吸収層6aの配置方向(Y方向)に平行に移動させる。例えば、図18(a)に示すような状態から図18(b)に示すようにX線管2をY方向のうちB方向に移動させたいとする。g番目にある吸収箔6aに着目して、その吸収箔6aによる陰影32(図4、図6も参照)が、X線管2の焦点FからFPD3へ垂線PLを下ろした基準位置X(図16を参照)からk番目の画素を中心にして、複数画素にまたがっているとする。本実施例では、図18(a)に示すように3つの画素(k-1),k,(k+1)に、着目したg番目にある吸収箔6aによる陰影32がかかっているものとする。なお、図18では陰影32を大きく図示する都合上、吸収箔6aの幅を太く図示しているが、実際の吸収箔6aの幅は薄いことに留意されたい。
 図18(a)に示すような状態から図18(b)に示すようにX線管2をY方向のうちB方向に移動させたい場合には、各々の画素の間隔(すなわち画素ピッチWd)の整数(例えば整数をmとしたときに、m=2)倍だけX線管2を仮想的に移動させるとする。上述したように画素ピッチWd=0.15mmとして、m=2とした場合には、基準位置X=0から0.3mm(=0.15mm×2=Wd×m)間隔でX線管2が仮想的に移動する。そして、X線管2が仮想的に移動したときの3つの画素(k-1),k,(k+1)でのパラメータ(直接線透過率Cpおよび変化率Rcs)を最終的に求めさえすれば、図17に示されたパラメータおよびそれに対応づけられたFPD3に対するX線管2の焦点位置の関係のうち、X線管2がWd×m分だけ移動したときのパラメータが求まることになる。
 そのためには、X線管2を実際に動かさずに、図18(a)に示すような状態から図18(c)に示すように移動機構60のY方向調整ネジ60y(図7を参照)はグリッド6をY方向のうちB方向に移動させる。B方向は上述したB方向とは逆方向であって、B方向を基準にすると、移動機構60のY方向調整ネジ60yによる移動方向であるB方向とは逆方向のB方向にX線管2を、各々の画素の間隔(すなわち画素ピッチWd)の整数(例えばm=2)倍分だけ仮想的に移動させることになる。このB方向のグリッド6の移動によって、g番目にある吸収箔6aもWd×m分だけ移動する。この移動後の吸収箔6aをg番目とする。図18(c)に示すように、このg番目にある吸収箔6aによる陰影32は、3つの画素(k-1),k,(k+1)からWd×m分だけそれぞれ移動した画素(k-m-1),(k-m),(k-m+1)にかかる。
 図18(b)に示された、X線管2の焦点FからFPD3へ下ろした垂線Lと、FPD3の検出面と、g番目にある吸収箔6aによる陰影32(画素では(k-1),k,(k+1))からX線管2の焦点Fを結ぶ照射線とで形成される図形(直角三角形)と、図18(c)に示された、X線管2の焦点FからFPD3へ下ろした垂線Lと、FPD3の検出面と、g番目にある吸収箔6aによる陰影32(画素では(k-m-1),(k-m),(k-m+1))からX線管2の焦点Fを結ぶ照射線とで形成される図形(直角三角形)とは合同である。したがって、仮想で得られるはずの3つの画素(k-1),k,(k+1)での直接線透過率Cpおよび変化率Rcsでの算出は、移動機構60のY方向調整ネジ60yでグリッド6がWd×m分だけ移動した状態でX線管2からX線を照射して透過率算出部52・透過率補間部53・変化率算出部56・変化率補間部57で求められた3つの画素(k-m-1),(k-m),(k-m+1)での直接線透過率Cpおよび変化率Rcsでの算出に置き換えることができることになる。すなわち、補正部44は、仮想で得られるはずの3つの画素(k-1),k,(k+1)での直接線透過率Cpおよび変化率Rcsを、移動機構60のY方向調整ネジ60yでグリッド6がWd×m分だけ移動した状態でX線管2からX線を照射して求められた3つの画素(k-m-1),(k-m),(k-m+1)での直接線透過率Cpおよび変化率Rcsとして補正することができる。
 図16では図示していない他の吸収箔6aについて、グリッド6の吸収箔6aおよび陰影位置の位置関係も同様であり、Y方向調整ネジ60yによる移動方向であるB方向とは逆方向のB方向にX線管2をWd×m分だけ仮想的に移動させて得られる各画素での直接線透過率Cpおよび変化率Rcsの値は、Y方向調整ネジ60yによってグリッド6をB方向にWd×m分だけ移動させて得られる各画素での直接線透過率Cpおよび変化率Rcsの値で置き換えることができる。Y方向調整ネジ60yによってグリッド6をB方向に移動させる場合も同様である。
 なお、グリッド6を実際に移動させるのに吸収箔6aの陰影32を例に採って説明したが、本実施例で用いられるマーカ用の吸収体7の陰影33にかかる画素での直接線透過率Cpおよび変化率Rcsを用いて補正を行ってもよい。本実施例では、マーカ用の吸収体7の陰影33は、図6に示すように3画素にまたがるので、マーカ用の吸収体7の陰影33に適用可能である。また、直接線透過率Cpを求める場合(補間する場合も含む)には、被検体のない状態で直接線透過率Cpを取得することができるが、変化率Rcsを求める場合(補間する場合も含む)には、図13に示すようにファントムPhのある状態で変化率Rcsが取得される。したがって、図18(c)に示すようにグリッド6を実際に移動させて変化率Rcsを求める場合には、ファントムPhもグリッド6の移動方向と同方向に同距離だけ移動させるのが好ましい。なお、厚さが一様のアクリル平板のファントムPhの場合には、必ずしもグリッド6の移動とともにファントムPhを移動させる必要はなく、ファントムPhを固定させてもよい。
 このように、X線管2を実際に移動させてFPD3に対するX線管2の焦点位置Xf毎のパラメータを求める代わりに、グリッド6を移動させた状態で得られたパラメータを用いて補正することで、図17に示すパラメータおよびそれに対応づけられたFPD3に対するX線管2の焦点位置の関係を求める。
 ステップS9で焦点位置算出部43で求められた被検体Mがある状態での焦点位置Xfが、図17のどの位置に該当するのか当てはめ、その位置での直接線透過率Cpおよび変化率Rcsが校正後に得られた値であるとして、その直接線透過率Cpおよび変化率Rcsを取得する。なお、焦点位置算出部43で求められた焦点位置Xfが、図17の離散的な値の間にある場合には、スムージング・補間計算により焦点位置Xfを求める。補間計算は、SIDおよび(吸収箔6aの配置方向での)焦点位置の両方を補間する2次元補間であり、もっとも簡単な補間方法としては直線近似補間法がある。このように予め実測で求められたパラメータを補間して求めているので、各パラメータの誤差を前もって評価することができ、離散的な位置のピッチ(間隔)を小さくすることで必要な精度が得られる。
 (ステップS11)強度の推定・補間
 ステップS4でも述べたように、ステップS6で得られた画素値は、被検体Mのある状態での実測でのグリッド6を透過した後の強度である実測強度Gと同等である。同様に、画素特定部51は、隣接する3つの画素(n-1),n,(n+1)を3つの画素の組み合わせとして特定する。そして、変化率算出部56で求められた変化率Rcs、変化率補間部57で補間された変化率Rcsまたはパラメータ校正部45で校正された変化率Rcsと、透過率算出部52で求められた直接線透過率Cp、透過率補間部43で補間された直接線透過率Cpまたはパラメータ校正部45で校正された直接線透過率Cpとに基づいて、画素特定部51で特定された隣接する3つの画素(n-1),n,(n+1)での透過散乱線強度Scや推定直接線強度Pを第2強度推定部54は再度に推定する。
 ステップS4と同様に、連立方程式を解くことで透過散乱線強度Scや推定直接線強度Pを推定するが、ステップS4と異なる部分は、変化率Rcsというパラメータが考慮されている点と、透過散乱線強度Scに関する式と、推定直接線強度Pに関する式とがそれぞれ異なっている点である。なお、ステップS4と共通する箇所については、その説明を省略する。
 ステップS11では、透過散乱線強度Scは、グリッド6の吸収箔に変形などのような箔の不均一性がなく設置状態が理想的な場合の透過散乱線強度としている。透過散乱線強度Scがグリッド6の不均一性の為に生じる変化率を除けば、被検体が水柱(例えば水円柱)や人体などであり、放射線がX線やγ線の場合は、その変化が滑らかであることから、隣接する3つの画素間で等しいとする下記(1)´´式で表される。
 Scn-1=Sc=Scn+1                   …(1)´´
 実測強度Gは推定直接線強度P・直接線透過率Cpの積と透過散乱線強度Sc・変化率Rcsの積との和に等しいとする、隣接する3つの画素(n-1),n,(n+1)毎の連立方程式(2)´´~(4)´´式で表される。
 Gn+1=Pn+1・Cpn+1+Scn+1・Rcsn+1         …(2)´´
 G=P・Cp+Sc・Rcs               …(3)´´
 Gn-1=Pn-1・Cpn-1+Scn-1・Rcsn-1         …(4)´´
 各画素の推定直接線強度Pは、ステップS3のアクリル平板のファントムPhの場合と異なり、被検体Mの形状、材質などによる変化があり、その変化は隣接する画素の推定直接線強度Pの補間演算で表わせるものとする。本実施例では、隣接する3つの画素(n-1),n,(n+1)内での推定直接線強度Pの変化は下記(5)´´式のように直線近似できるものとする。
 P=(Pn+1+Pn-1)/2                  …(5)´´
 推定直接線強度Pの補間方法については、直接線透過率Cpの補間やステップS4の透過散乱線強度Scの補間でも述べたのと同様で、例えばラグランジェ補間を用いてもよく、通常において用いられる補間であれば特に上記(5)´´式に限定されない。
 このような上記(1)´´~(5)´´式から得られる連立方程式を解くことで、推定直接線強度Pn-1,P,Pn+1、透過散乱線強度Sc(=Scn+1=Scn-1)は、下記(6)´´~(9)´´式のように求められる。
 Sc=Gn+1/Rcsn+1-{(Cp・Rcsn-1-2Cpn-1・Rcs
     ・Gn+1+2Cpn-1・Rcsn+1・G-Cp・Rcsn+1
     Gn-1}/(Cpn+1・Cp・Rcsn+1・Rcsn-1-2Cpn+1
     ・Cpn-1・Rcsn+1・Rcs+Cp・Cpn-1
     ・Rcsn+1 )                    …(6)´´
 Pn-1={(Cp・Rcsn-1-2Cpn-1・Rcs)・Gn+1+2Cpn-1
     ・Rcsn+1・G-Cp・Rcsn+1・Gn-1}/(Cpn+1
     Cp・Rcsn-1-2Cpn+1・Cpn-1・Rcs+Cp
     Cpn-1・Rcsn+1)                …(7)´´
 P=G/Cp-Rcs・[Gn+1/Rcsn+1-{(Cp・Rcsn-1
    2Cpn-1・Rcs)・Gn+1+2Cpn-1・Rcsn+1・G-Cp
   Rcsn+1・Gn-1}/(Cpn+1・Cp・Rcsn+1・Rcsn-1
   2Cpn+1・Cpn-1・Rcsn+1・Rcs+Cp・Cpn-1
   Rcsn+1 )]                      …(8)´´
 Pn+1=Gn+1/Cpn+1-Rcsn-1・[{(Cp・Rcsn-1
     2Cpn-1・Rcs)・Gn+1+2Cpn-1・Rcsn+1・G-Cp
     Rcsn+1・Gn-1}/(Cpn+1・Cp・Rcsn+1・Rcsn-1
     2Cpn+1・Cpn-1・Rcsn+1・Rcs+Cp・Cpn-1
     Rcsn+1 )]                    …(9)´´
 上記(6)´´~(9)´´式を用いて求められた推定直接線強度Pn-1,P,Pn+1、透過散乱線強度Sc(=Scn+1=Scn-1)は、上記(1)´´~(5)´´式の連立方程式の解に含まれる分母が“0”でないときに求められる値である。
 上記(1)´´~(5)´´式の連立方程式の解に含まれる分母が“0”のときには、上記(1)´´~(5)´´式の連立方程式を解くことができないので、分母が“0”のときの組み合わせとなる3つの画素(n-1),n,(n+1)では、そのときの推定直接線強度Pn-1,P,Pn+1あるいは透過散乱線強度Scn-1,Sc,Scn+1が求められずに推定できないことになる。分母が“0”のときの組み合わせとなる3つの画素(n-1),n,(n+1)場合の推定直接線強度Pn-1,P,Pn+1あるいは透過散乱線強度Scn-1,Sc,Scn+1の推定方法には、例えば下記の1)、2)の2つの方法がある。
 1)の方法は、透過散乱線強度Scを先に求める方法である。グリッド6の吸収箔に変形などなく設置状態が理想的な場合の透過散乱線強度Scとしているので、先ず、分母が“0”でないときに得られた複数の透過散乱線強度Scを用いて、分母が“0” のため未だ得られていない画素を含め、適切なスムージング・補間計算により全ての画素に対する透過散乱線強度Sc を求める。上記(1)´´式でも述べたように、被検体が水柱(例えば水円柱)や人体などであり、放射線がX線やγ線の場合は、変化は滑らかであることと、スムージングは統計変動誤差によるバラツキを低減させる効果もあり、透過散乱線強度Scの真値に近い値Sc が得られる。このようにして求められた透過散乱線強度Sc を、全ての画素について上記(3)式のScに代入し、推定直接線強度Pを直接に求める。この方法では、上述のように、推定直接線強度Pに対して、分母が“0”でない画素の値からのスムージング・補間計算をしないので、推定直接線強度Pの画像に分解能の劣化が無いという大きな利点がある。
 2)の方法は、上記(7)´´~(9)´´式で既に得られた推定直接線強度Pn-1,P,Pn+1を用いて、未だ得られていない推定直接線強度Pn-1,P,Pn+1を、上記(5)´´式と同様に補間する方法である。すなわち、第2強度推定部54で推定された推定直接線強度Pn-1,P,Pn+1を強度補間部55は補間する。このときの補間についても、通常において用いられる補間であれば特に上記(5)´´式に限定されない。強度補間部55で補間された推定直接線強度Pn-1,P,Pn+1を表示部5などに送り込む。
 このように、ステップS4と同様に、上記のように、透過散乱線強度Scを先に求めてもよいし、推定直接線強度Pを先に求めてもよい。
 このように、ステップS1~S11を経て、ステップS11で求められた推定直接線強度Pを画素値として用いることで、散乱線やグリッド6による偽像を低減させたX線画像が適切に得られる。かかるX線画像を、上述した表示部5に表示出力してもよいし、RAM(Random-Access Memory)などに代表される記憶媒体に書き込んで記憶して、適宜必要に応じて読み出してもよいし、プリンタなどに代表される印刷手段に印刷出力してもよい。また、ステップS11の1)の方法で推定直接線強度Pよりも先に透過散乱線強度Scを求めた場合には、後で推定直接線強度Pを求めてからX線画像として表示部5や記憶媒体や印刷手段などに出力すればよい。
 本実施例に係るX線撮像装置によれば、散乱線(散乱X線)を吸収する吸収箔6aの配置方向(Y方向)が検出素子dの行方向、列方向のうち行方向に対して平行であり、かつ各々の吸収箔6aをFPD3検出面に対して平行に配置してグリッド6を構成している。移動機構60のY方向調整ネジ60yは、グリッド6を吸収箔6aの配置方向(Y方向)に平行に移動させる。したがって、Y方向調整ネジ60yは、グリッド6を所定距離分だけ移動させてX線管2からX線を照射すると、Y方向調整ネジ60yでグリッド6が上述した所定距離分だけ移動した状態でX線管2からX線を照射して物理量算出手段(本実施例では透過率算出部52・透過率補間部53・変化率算出部56・変化率補間部57)で求められた物理量、すなわちパラメータ(本実施例では直接線透過率Cpおよび変化率Rcs)が得られる。一方、Y方向調整ネジ60yによる移動方向(例えばB方向)とは逆方向(Y方向調整ネジ60yによる移動方向がB方向の場合には、逆方向はB方向)にX線管2を所定距離分だけ移動させたと仮想すると、その仮想で得られるはずのパラメータは、Y方向調整ネジ60yでグリッド6が上述した所定距離分だけ移動した状態でX線管2からX線を照射して物理量算出手段(透過率算出部52・透過率補間部53・変化率算出部56・変化率補間部57)で求められたパラメータと同じと見なすことができる。したがって、補正部44は、その仮想で得られるはずのパラメータを、Y方向調整ネジ60yでグリッド6が上述した所定距離分だけ移動した状態でX線管2からX線を照射して物理量算出手段(透過率算出部52・透過率補間部53・変化率算出部56・変化率補間部57)で求められたパラメータとして補正することで、X線管2を移動させることなく、グリッド6のみを移動させることができる。したがって、X線管2を移動させたときに得られるはずのパラメータと同等のパラメータが、グリッド6を移動させることで得られ、位置ズレを低減させることができる。
 本実施例では、移動機構60を、X線画像を構成する各々の画素の間隔(すなわち画素ピッチWd)の整数倍だけ(整数をmとしたときにWd×m)、グリッド6を吸収箔6aの配置方向(Y方向)に平行に移動可能に構成している。移動機構60のY方向調整ネジ60yによる移動方向(例えばB方向)とは逆方向(Y方向調整ネジ60yによる移動方向がB方向の場合には、逆方向はB方向)にX線管2を上述の整数の画素分(ここではm画素分)だけ移動させたと仮想したときにおけるパラメータ(図18(b)を参照)を、Y方向調整ネジ60yでグリッド6が整数の画素分(m画素分)だけ移動した状態でX線管2からX線を照射して求められたパラメータとして補正部44は補正する。このようにY方向調整ネジ60yで移動させる所定距離を画素の間隔の整数倍(Wd×m)に設定すれば、X線管2が仮想で移動する位置と、グリッド6が実際に移動した位置との間隔が、整数の画素の関係となるので、画素間でずれることなく、パラメータを正確に補正することができる。
 本実施例では、物理量(パラメータ)は、被検体のない状態での実測により求められたグリッド6による直接線(直接X線)の透過前および透過後の透過率である直接線透過率Cp、および被検体のある状態での実測により求められたグリッド6を透過した後の散乱線(散乱X線)強度である透過散乱線強度Scに関する変化率Rcsである。パラメータが、直接線透過率Cp、および(透過散乱線強度Scに関する)変化率Rcsの場合には、透過率算出部52・透過率補間部53は直接線透過率Cpを求めるとともに、変化率算出部56・変化率補間部57は変化率Rcsを求める。そして、Y方向調整ネジ60yによる移動方向(例えばB方向)とは逆方向(Y方向調整ネジ60yによる移動方向がB方向の場合には、逆方向はB方向)にX線管2を所定距離(本実施例ではWd×m)分だけ移動させたと仮想したときにおける直接線透過率Cpおよび変化率Rcsを、Y方向調整ネジ60yでグリッド6が所定距離(Wd×m)分だけ移動した状態でX線管2からX線を照射して求められた直接線透過率Cpおよび変化率Rcsとして補正部44は補正する。このように補正された直接線透過率Cpおよび変化率RcsをX線撮像(本実施例の場合には図17の位置関係)に供することで、位置ズレがない直接線透過率Cpおよび変化率Rcsを用いて偽像処理を行い、位置ズレによる偽像を除去することができる。
 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)上述した実施例では、放射線としてX線を例に採って説明したが、X線以外の放射線(例えばγ線など)に適用してもよい。
 (2)上述した実施例では、放射線撮像装置は、医用等に用いられる、図1に示すような天板1に被検体を載置して撮影を行う構造であったが、これに限定されない。例えば、工業用等に用いられる非破壊検査装置のように被検体(この場合には検査の対象物が被検体)をベルト上に運搬させて撮影を行う構造であってもよいし、医用等に用いられるX線CT装置などのような構造であってもよい。
 (3)上述した実施例では、グリッドに代表される散乱放射線除去手段として、エアグリッドを採用したが、これに限定されない。空隙の他に、アルミニウムや有機物質などのようにX線に代表される放射線を透過させる中間物質で構成されたグリッドでもよい。また、図19に示すように、クロスグリッドでもよい。具体的には、図3中のX方向に沿った吸収箔6aと中間層6cとを図3中のY方向に順に交互に並べるとともに、図3中のY方向に沿った吸収箔6bと中間層6cとを図3中のX方向に順に交互に並べることで、吸収箔6aと吸収箔6bとを互いにクロスさせる。ここで、図3中のX方向は、FPD3の検出素子d(図2を参照)の行方向に平行であり、図3中のY方向は、FPD3の検出素子d(図2を参照)の列方向に平行である。したがって、吸収箔6a,6bの配置方向が検出素子dの行方向および列方向の両方向に対して平行である。
 (4)上述した実施例では、マーカ用の吸収体7を設けたが必ずしも設ける必要はない。
 (5)上述した実施例では、補正部44の対象となった物理量(パラメータ)は直接線透過率および透過散乱線強度の変化率であったが、直接線透過率のみ、あるいは透過散乱線強度の変化率のみであってもよい。
 (6)上述した実施例では、補正部44の対象となった物理量(パラメータ)は直接線透過率および透過散乱線強度の変化率であったが、これらに限定されない。放射線強度に関する物理量であれば、例えば放射線画像(実施例ではX線画像)を構成する各々の画素に割り当てられ、放射線検出手段(実施例ではFPD)で検出された放射線強度(実施例ではX線画像)に応じた画素値(強度)であってもよい。パラメータが画素値の場合には、物理量算出手段は画素値を求める。そして、移動手段(実施例では移動機構60のY方向調整ネジ60y)による移動方向とは逆方向に放射線照射手段(実施例ではX線管2)を所定距離に相当する画素分だけ移動させたと仮想したときにおける画素値を、移動手段(Y方向調整ネジ60y)で散乱放射線除去手段(実施例ではグリッド6)が所定距離に相当する画素分だけ移動した状態で放射線照射手段(X線管2)から放射線(実施例ではX線)を照射して物理量算出手段で求められた画素値として補正手段(実施例では補正部44)は補正する。被検体Mがある状態で画素値を求める場合には、グリッド6の移動に連動して被検体Mを移動させるのが好ましい。

Claims (6)

  1.  放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備え、前記散乱放射線を吸収する吸収層の配置方向が前記検出素子の行方向、列方向の少なくとも1つの方向に対して平行であり、かつ各々の前記吸収層を前記放射線検出手段の検出面に対して平行に配置して前記散乱放射線除去手段を構成し、前記装置は、前記散乱放射線除去手段を前記吸収層の配置方向に平行に移動させる移動手段と、前記散乱放射線除去手段による透過後の放射線を前記放射線検出手段で検出したことに基づいて放射線強度に関する物理量を求める物理量算出手段と、前記移動手段による移動方向とは逆方向に前記放射線照射手段を所定距離分だけ移動させたと仮想したときにおける物理量を、前記移動手段で前記散乱放射線除去手段が前記所定距離分だけ移動した状態で前記放射線照射手段から放射線を照射して前記物理量算出手段で求められた前記物理量として補正する補正手段とを備え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、前記移動手段は、前記放射線画像を構成する各々の画素の間隔の整数倍分だけ、前記散乱放射線除去手段を前記吸収層の配置方向に平行に移動可能に構成され、前記移動手段による移動方向とは逆方向に前記放射線照射手段を前記整数の画素分だけ移動させたと仮想したときにおける物理量を、前記移動手段で前記散乱放射線除去手段が前記整数の画素分だけ移動した状態で前記放射線照射手段から放射線を照射して前記物理量算出手段で求められた前記物理量として前記補正手段は補正することを特徴とする放射線撮像装置。
  3.  請求項1または請求項2に記載の放射線撮像装置において、前記物理量は、被検体のない状態での実測により求められた前記散乱放射線除去手段による直接放射線の透過前および透過後の透過率である直接線透過率であり、前記物理量算出手段は前記直接線透過率を求め、前記移動手段による移動方向とは逆方向に前記放射線照射手段を前記所定距離分だけ移動させたと仮想したときにおける直接線透過率を、前記移動手段で前記散乱放射線除去手段が前記所定距離分だけ移動した状態で前記放射線照射手段から放射線を照射して前記物理量算出手段で求められた前記直接線透過率として前記補正手段は補正することを特徴とする放射線撮像装置。
  4.  請求項1または請求項2に記載の放射線撮像装置において、前記物理量は、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度に関する変化率であり、前記物理量算出手段は前記変化率を求め、前記移動手段による移動方向とは逆方向に前記放射線照射手段を前記所定距離分だけ移動させたと仮想したときにおける変化率を、前記移動手段で前記散乱放射線除去手段が前記所定距離分だけ移動した状態で前記放射線照射手段から放射線を照射して前記物理量算出手段で求められた前記変化率として前記補正手段は補正することを特徴とする放射線撮像装置。
  5.  請求項1または請求項2に記載の放射線撮像装置において、前記物理量は、被検体のない状態での実測により求められた前記散乱放射線除去手段による直接放射線の透過前および透過後の透過率である直接線透過率、および被検体のある状態での実測により求められた前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度に関する変化率であり、前記物理量算出手段は前記直接線透過率および前記変化率を求め、前記移動手段による移動方向とは逆方向に前記放射線照射手段を前記所定距離分だけ移動させたと仮想したときにおける直接線透過率および変化率を、前記移動手段で前記散乱放射線除去手段が前記所定距離分だけ移動した状態で前記放射線照射手段から放射線を照射して前記物理量算出手段で求められた前記直接線透過率および前記変化率として前記補正手段は補正することを特徴とする放射線撮像装置。
  6.  請求項1または請求項2に記載の放射線撮像装置において、前記物理量は、前記放射線画像を構成する各々の画素に割り当てられ、前記放射線検出手段で検出された放射線強度に応じた画素値であり、前記物理量算出手段は前記画素値を求め、前記移動手段による移動方向とは逆方向に前記放射線照射手段を前記所定距離に相当する画素分だけ移動させたと仮想したときにおける画素値を、前記移動手段で前記散乱放射線除去手段が所定距離に相当する画素分だけ移動した状態で前記放射線照射手段から放射線を照射して前記物理量算出手段で求められた前記画素値として前記補正手段は補正することを特徴とする放射線撮像装置。
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