(57)【要約】【課題】撮影した放射線画像と撮影プロトコルに基づいて到達線量あるいは到達線量に相当する画素値を取得こと。【解決手段】  複数の画素を含む放射線検出部から出力される放射線画像を処理する画像処理装置は、被写体を撮影するための撮影プロトコルを取得する撮影プロトコル取得部と、放射線画像の特徴量と、撮影プロトコルから取得した情報とに基づいて、放射線の線量情報を取得する線量取得部と、を備える。【選択図】図２
2020092774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を含む放射線検出手段から出力される放射線画像を処理する画像処理装置であって、
被写体を撮影するための撮影プロトコルを取得する撮影プロトコル取得手段と、
前記放射線画像の特徴量と、前記撮影プロトコルから取得した情報とに基づいて、放射線の線量情報を取得する線量取得手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記情報は、前記被写体の体厚情報および放射線の線質情報であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記線量取得手段は、前記線量情報として、前記放射線検出手段に到達した放射線の到達線量または到達線量に相当する画素値を取得することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記撮影プロトコルに基づいて前記被写体の体厚情報を取得する体厚情報取得手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記体厚情報取得手段は、前記撮影プロトコルに含まれる前記被写体の撮影部位または撮影方向に対応づけられた前記体厚情報を取得することを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記撮影プロトコルと前記体厚情報とを対応づける体厚情報テーブルを記憶する記憶手段を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記体厚情報取得手段は、前記撮影プロトコルに含まれる撮影部位と撮影方向を特定し、当該特定した撮影部位と撮影方向に対応する体厚情報を、体厚情報テーブルの参照により取得することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記撮影プロトコルに基づいて、前記放射線の線質情報を取得する線質情報取得手段を更に備えることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記線質情報取得手段は、前記撮影プロトコルに含まれる管電圧またはフィルタの種類に基づいて、予め設定されたスペクトル特性のテーブルから取得した前記放射線のスペクトル特性の情報を前記放射線の線質情報として取得することを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記線量取得手段は、放射線発生手段から前記放射線検出手段に放射線が直接到達する直接線領域と、当該直接線領域以外の非直接線領域とを前記放射線画像の画素値に基づいて判定する領域判定処理を行うことを特徴とする請求項８または９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記線量取得手段は、飽和画素値の基準値と、前記直接線領域における画素値とを比較し、当該直接線領域における画素値が基準値以上である場合、当該直接線領域の画素値は飽和していると判定し、前記直接線領域における画素値が基準値未満の場合、当該直接線領域の画素値は飽和していないと判定することを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記線量取得手段は、前記直接線領域の画素値が飽和していない場合、前記放射線画像の画素値を統計処理した情報を用いて、前記放射線検出手段に到達した放射線の到達線量または到達線量に相当する画素値を、前記線量情報として取得することを特徴とする請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記線量取得手段は、前記直接線領域がない場合または前記直接線領域の画素値が飽和している場合、前記放射線画像の特徴量と、前記撮影プロトコルに基づいて取得した減衰特性とに基づいて、前記放射線検出手段に到達した放射線の到達線量または到達線量に相当する画素値を、前記線量情報として取得することを特徴とする請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記線量取得手段は、前記減衰特性を、前記撮影プロトコルに基づいて取得した前記体厚情報と前記線質情報に基づいて、被写体の減衰率と空気の減衰率を取得することを特徴とする請求項１３に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記線量取得手段は、前記放射線画像の特徴量を、前記放射線画像の画素値またはＥＩ値に基づいて取得することを特徴とする請求項１３または１４に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記線量取得手段は、前記撮影プロトコルにより設定された撮影部位と撮影方向に対応した散乱線の影響を補正する補正係数に基づいて補正した到達線量または到達線量に相当する画素値を取得することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記線量取得手段で取得した線量情報に基づいて放射線画像の散乱線を低減する散乱線低減処理を行う散乱線低減手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１８】
複数の画素を含む放射線検出手段から出力される放射線画像を処理する画像処理方法であって、
被写体を撮影するための撮影プロトコルを取得する工程と、
前記放射線画像の特徴量と、前記撮影プロトコルから取得した情報とに基づいて、放射線の線量情報を取得する工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１９】
コンピュータを、請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年ではFlat Panel Detector(以下、「ＦＰＤ」と略す)と呼ばれる、放射線を電気信号に変換するための半導体素子を２次元行列状に多数配設させたものを用いた放射線撮影装置が広く普及している。
【０００３】
放射線撮影装置で被写体を撮影した際、ＦＰＤに入る放射線は、主に放射線源からＦＰＤまで直進して到達する１次放射線と、被写体内で放射線の方向が変化した後、ＦＰＤに到達する２次放射線（以降、「散乱線」と記す）と、主に２種類の成分に分けられる。
【０００４】
放射線撮影装置で撮影された放射線画像から散乱線成分を取得し、取得した散乱線成分を放射線画像から減算することで散乱線を低減する方法(以降、「散乱線低減処理」)には、様々な手法があるがその中にＦＰＤに到達した放射線の線量(以降、「到達線量」)を用いる手法がある。
【０００５】
到達線量を取得するには、例えば、放射線撮影装置に面積線量計を設置し線量情報を取得する方法や、管電流や照射時間に基づく線量情報やＳＩＤ（Source to Image Distance）などの撮影情報を放射線発生部から情報通信で取得する方法、放射線画像の画素値を用いて到達線量を取得する方法などがある。放射線画像の画素値から到達線量を取得する場合、放射線発生部から放射線検出部に放射線が直接到達する領域（以降、「直接線領域」）の画素値が到達線量と比例するため、直接線領域の画素値から線量を取得することが可能である。
【０００６】
特許文献１には、放射線画像の取得後にＦＰＤから別途取得した画像の残像成分を用いて、残像から元の画素値を取得した画素値を補正する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２０９７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来技術では、通信環境の影響などにより情報通信で撮影情報を取得することができない場合や、直接線領域の画素値が飽和している場合や直接線領域が無い場合には到達線量を推定することができないため、散乱線取得処理を実行することができない場合が生じ得る。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑み、撮影した放射線画像と撮影プロトコルに基づいて到達線量あるいは到達線量に相当する画素値を取得ことが可能な画像処理技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る画像処理装置は、複数の画素を含む放射線検出手段から出力される放射線画像を処理する画像処理装置であって、
被写体を撮影するための撮影プロトコルを取得する撮影プロトコル取得手段と、
前記放射線画像の特徴量と、前記撮影プロトコルから取得した情報とに基づいて、放射線の線量情報を取得する線量取得手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の態様に係る画像処理方法は、複数の画素を含む放射線検出手段から出力される放射線画像を処理する画像処理方法であって、
被写体を撮影するための撮影プロトコルを取得する工程と、
前記放射線画像の特徴量と、前記撮影プロトコルから取得した情報とに基づいて、放射線の線量情報を取得する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、撮影した放射線画像と撮影プロトコルに基づいて到達線量あるいは到達線量に相当する画素値を取得ことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る放射線撮影装置の構成例を示す図。
【図２】実施形態に係る画像処理部の各機能構成の概略的な処理の流れを説明する図。
【図３】撮影プロトコルに対応する体厚情報テーブルの構成を例示する図。
【図４Ａ】到達線量取得処理の流れを説明する図。
【図４Ｂ】直接線領域以外の領域（被写体領域）における放射線照射の状態を模式的に示す図。
【図４Ｃ】被写体到達線量と到達線量相当の画素値を模式的に示す図。
【図５】散乱線低減処理の流れを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【００１５】
図１は、実施形態に係る放射線撮影装置１０の構成例を示す図である。まず、放射線管１００から被写体１５の延長線上に配置されているＦＰＤ２００（放射線検出部）に放射線を照射する。放射線を照射されたＦＰＤ２００は、放射線を撮影画像に変換し、変換した撮影画像を画像処理部３００のＩ／Ｏ部３０１へ送信する。この時、複数の画素を含むＦＰＤ２００（放射線検出部）から出力される撮影画像（以降、放射線画像ともいう）を処理する画像処理部３００は、放射線管１００から、線量や管電圧などの画像撮影時の撮影条件等に関する撮影プロトコル（撮影情報）を取得することが可能である。操作部５００は、画像処理部３００の操作や撮影画像の入力等に使用される。
【００１６】
Ｉ／Ｏ部３０１（入出力部）は、ＦＰＤ２００から送信された撮影画像の取得と、放射線管１００から送信された撮影プロトコル（撮影情報）の取得を行い、記憶媒体３０２に保存する。記憶媒体３０２には、画像処理プログラムの実行により各種の処理を実行する機能構成として、放射線管１００の撮影プロトコルを取得する撮影プロトコル取得部３０３、被写体１５の体厚情報を取得する体厚情報取得部３０４、放射線管１００から照射される放射線の線質情報を取得する線質情報取得部３０５、放射線管１００（放射線発生部）からＦＰＤ２００（放射線検出部）に放射線が直接到達する到達線量を取得する線量取得部３０６、到達線量に基づいて散乱線を低減する散乱線低減部３０７とが保存されている。
【００１７】
制御部として機能するＣＰＵ３０９の制御の下に、各機能構成（撮影プロトコル取得部３０３、体厚情報取得部３０４、線質情報取得部３０５、線量取得部３０６、散乱線低減部３０７）は、記憶媒体３０２に保存されている撮影プロトコル（撮影情報）および撮影画像を、作業領域として機能するメモリ３０８に一時的に読み出し、各種の演算処理を実行することが可能である。
【００１８】
ＣＰＵ３０９（制御部）は画像処理の結果を表示部４００に表示するための表示制御を行うこが可能である。尚、ＣＰＵ３０９の代わりにＧＰＵや画像処理用チップ等の演算装置を用いることも可能である。
【００１９】
次に、画像処理部３００の各機能構成の概略的な処理の流れについて、図２に示したフローチャートを用いて説明する。まず、Ｓ１０１において、撮影プロトコル取得部３０３は、放射線撮影における撮影プロトコルを取得するために撮影プロトコル取得処理を行う。次に、Ｓ１０２において、ＦＰＤ２００から撮影画像（放射線画像）を取得する撮影画像取得処理を行う。撮影画像取得処理において、例えば、画像処理部３００は、ＦＰＤ２００からＩ／Ｏ部３０１を介して撮影画像を取得してもよいし、記憶媒体３０２に保存されている撮影画像を取得してもよい。
【００２０】
次に、Ｓ１０３において、体厚情報取得部３０４は、Ｓ１０１の撮影プロトコル取得処理で取得した撮影プロトコルに基づいて、被写体１５の体厚情報を取得する体厚情報取得処理を行う。また、Ｓ１０４において、線質情報取得部３０５は、Ｓ１０１の撮影プロトコル取得処理で取得した撮影プロトコルに基づいて、照射された放射線の線質情報を取得する線質情報取得処理を行う。
【００２１】
次にＳ１０５において、線量取得部３０６は、到達線量取得処理を行い、Ｓ１０２で取得した撮影画像と、Ｓ１０３で取得した体厚情報と、Ｓ１０４で取得した線質情報とに基づいて、放射線管１００（放射線発生部）からＦＰＤ２００（放射線検出部）に放射線が直接到達する到達線量を取得する。
【００２２】
そして、Ｓ１０６において、散乱線低減部３０７は、Ｓ１０５の到達線量取得処理で取得した到達線量を用いて散乱線低減処理を行う。散乱線低減部３０７は、到達線量を用いて散乱線を推定する散乱線推定処理を行い、散乱線推定処理で取得した散乱線推定画像を用いて、撮影画像から散乱線推定画像を除いた散乱線低減画像を取得する散乱線低減処理を行う。
【００２３】
［撮影プロトコル取得処理：Ｓ１０１］
次に、画像処理部３００の機能構成の処理として、撮影プロトコル取得部３０３の処理を説明する。ここで説明する撮影プロトコルとは、被写体を撮影するための撮影情報であり、例えば、主に胸部正面撮影や腹部側面撮影等の撮影手技ごとに設定された撮影情報を示す。撮影プロトコル取得部３０３は、被写体を撮影するための撮影プロトコル（撮影情報）を取得する。設定された撮影情報の内容としては、例えば、撮影部位や撮影方向、あるいは、撮影手技で用いる放射線管１００の管電圧と付加フィルタの種類の情報、画像の回転角度等の画像処理パラメータ、放射線のエネルギースペクトル特性の情報が含まれる。撮影プロトコルは撮影手技ごとに事前に設定可能である。
【００２４】
撮影プロトコル取得処理の具体例としては、撮影手技に応じて事前に設定された撮影プロトコルからユーザが操作部５００を用いて撮影プロトコルを選択すればよい。操作部５００から撮影プロトコルが選択されると、撮影プロトコル取得部３０３は、例えば、記憶媒体３０２に格納されている複数の撮影プロトコルから選択された撮影プロトコルを取得することが可能である。複数の撮影プロトコルの取得先は、記憶媒体３０２に限らず、ネットワークを介して、外部の装置（サーバ）から取得することも可能である。画像処理部３００がＩ／Ｏ部３０１を介してネットワークに接続している場合、撮影プロトコル取得部３０３は、ネットワークを介して、ユーザが操作部５００から選択した撮影手技の情報をサーバから取得し、撮影手技に対応する撮影プロトコルを設定することが可能である。
【００２５】
［撮影画像取得処理：Ｓ１０２］
次に、撮影画像を取得する撮影画像取得処理の説明を行う。撮影画像を取得する方法の一例として、例えば、画像処理部３００は、ＦＰＤ２００からＩ／Ｏ部３０１を介して撮影画像を取得してもよいし、記憶媒体３０２やメモリ３０８に保存されている撮影画像を取得してもよい。ＦＰＤ２００からの転送により撮影画像を取得する場合、撮影開始により、放射線管１００から照射された放射線が被写体１５を透過してＦＰＤ２００に到達すると、ＦＰＤ２００は、放射線を撮影画像に変換し、変換した撮影画像を画像処理部３００へ転送する。画像処理部３００は、Ｉ／Ｏ部３０１を介してＦＰＤ２００から転送された撮影画像を取得する。
【００２６】
［体厚情報取得処理：Ｓ１０３］
次に、画像処理部３００の機能構成の処理として、体厚情報取得部３０４の処理を説明する。ここで、体厚情報とは放射線管１００からＦＰＤ２００に向かう方向における被写体１５の厚さを示す情報である。体厚情報取得部３０４は、撮影プロトコル（撮影情報）に基づいて被写体１５の体厚情報を取得する。体厚情報取得部３０４は、撮影プロトコル取得処理（Ｓ１０１）で取得した撮影プロトコルに基づいて、体厚情報取得処理を行う。撮影プロトコルには、体厚情報を予め設定しておくことが可能である。体厚情報取得部３０４は、撮影プロトコル（撮影情報）に含まれる被写体１５の撮影部位または撮影方向に対応づけられた体厚情報を取得する。
【００２７】
体厚情報取得処理の具体的な方法として、撮影プロトコル取得処理（Ｓ１０１）で取得した撮影プロトコルの情報に体厚情報が含まれている場合、体厚情報取得部３０４は、撮影プロトコルから体厚情報を取得して、取得した体厚情報を線量取得部３０６に出力する。
【００２８】
あるいは、体厚情報取得部３０４は、Ｓ１０１で取得された撮影プロトコルの情報に含まれる撮影部位と撮影方向を特定し、特定した撮影部位と撮影方向に対応する体厚情報を、体厚情報テーブル３２０の参照により取得し、体厚情報取得部３０４は、取得した体厚情報を線量取得部３０６に出力することも可能である。
【００２９】
図３は、撮影プロトコル３１０に対応する体厚情報テーブル３２０の構成を例示する図である。体厚情報テーブル３２０に格納される体厚情報は、放射線管１００からＦＰＤ２００に向かう方向における被写体１５の厚さを示す情報である。図３に示すように、体厚情報を細かく被写体１５の組織ごとに分けて、例えば、脂肪の厚さ、骨の厚さ等、個々の組織の組織体厚情報を体厚情報テーブル３２０に格納しておくことも可能である。
【００３０】
図３に示すように、撮影プロトコル３１０に含まれる撮影部位および撮影方向に対応して、体厚情報が体厚情報テーブル３２０に格納されている。例えば、撮影プロトコルとして胸部１が選択されると、体厚情報取得部３０４は、体厚情報テーブル３２０を参照して、撮影プロトコル（胸部１）に含まれる撮影部位および撮影方向に対応する体厚情報（例えば、脂肪の厚さ：１７ｃｍ、骨の厚さ：３ｃｍ等・・・）を取得する。この場合、体厚情報取得部３０４は、個々の組織の組織体厚情報の合計を体厚情報として取得し、取得した体厚情報を線量取得部３０６に出力する。尚、図３に示している脂肪の厚さ、骨の厚さ等、個々の組織の組織体厚情報は例示的なものであり、図３の例に限定されるものではない。
【００３１】
撮影プロトコル（撮影情報）と体厚情報（脂肪の厚さ、骨の厚さ等）とを対応づける体厚情報テーブル３２０は、例えば、記憶媒体３０２に予め格納されておくことが可能であり、体厚情報取得部３０４は、記憶媒体３０２に格納されている体厚情報テーブル３２０から、撮影プロトコルに含まれる撮影部位および撮影方向に対応する体厚情報を取得することが可能である。また、体厚情報テーブル３２０の格納先は、記憶媒体３０２に限らず、ネットワークを介して、外部の装置（サーバ）から取得することも可能である。画像処理部３００がＩ／Ｏ部３０１を介してネットワークに接続している場合、体厚情報取得部３０４は、ネットワークを介して、撮影部位および撮影方向に対応する体厚情報を、外部の装置（サーバ）の体厚情報テーブル３２０から取得することも可能である。
【００３２】
［線質情報取得処理：Ｓ１０４］
次に、画像処理部３００の機能構成の処理として、線質情報取得部３０５の処理を説明する。線質情報取得部３０５は、撮影プロトコル取得処理（Ｓ１０１）で取得した撮影プロトコル（撮影情報）に基づいて、放射線の線質情報を取得する線質情報取得処理を行う。撮影プロトコルには、線質情報として、放射線のエネルギースペクトル特性(以降、スペクトル特性)の情報を、予め設定しておくことが可能である。
【００３３】
線質情報取得処理の具体的な方法として、撮影プロトコル取得処理（Ｓ１０１）で取得した撮影プロトコルの情報内にスペクトル特性の情報が含まれている場合、線質情報取得部３０５は、撮影プロトコルからスペクトル特性の情報を取得し、取得したスペクトル特性の情報を線量取得部３０６に出力する。
【００３４】
ここで、線質情報として、スペクトル特性の情報を予め記憶媒体３０２に保持しておくことが可能である。例えば、スペクトル特性をスペクトル単位（放射線のエネルギー成分単位）のビンに分け、放射線管１００から照射された放射線における各スペクトル単位の含有率を示すテーブルを記憶媒体３０２に格納しておくことが可能である。
【００３５】
放射線管１００の管電圧と付加フィルタの種類の情報のうち、少なくともいずれか一方を撮影プロトコルの情報に設定しておき、線質情報取得部３０５は、撮影プロトコル取得処理（Ｓ１０１）で取得した撮影プロトコル（撮影情報）に含まれる管電圧またはフィルタの種類に基づいて、予め設定されたスペクトル特性のテーブルから取得した放射線撮影における放射線のスペクトル特性の情報を放射線の線質情報として取得し、取得したスペクトル特性の情報（放射線の線質情報）を線量取得部３０６に出力することも可能である。
【００３６】
事前に設定したテーブルのスペクトル特性は、管電圧や付加フィルタによって照射される放射線の線質の変化に対応した特性情報であり、ＦＰＤ２００に到達する放射線のスペクトル特性を示す。事前にテーブルに設定されるスペクトル特性は、例えば、実験でスペクトルアナライザー等の計測器により取得することが可能であり、スペクトル特性は、複数の放射線管１００についてそれぞれ計測した計測情報の平均値や中央値等、計測情報を統計処理した情報に基づいてテーブルに設定してもよい。
【００３７】
［到達線量取得処理：Ｓ１０５］
次に、画像処理部３００の機能構成の処理として、線量取得部３０６の処理を説明する。線量取得部３０６は、撮影画像取得処理（Ｓ１０２）で取得した撮影画像と体厚情報取得処理（Ｓ１０３）で取得した体厚情報と線質情報取得処理（Ｓ１０４）で取得した線質情報とのうち、少なくともいずれかを用いて、到達線量取得処理を行う。図４Ａは、到達線量取得処理の流れを説明する図である。
【００３８】
（直接線領域判定処理：Ｓ２０１）
まず、Ｓ２０１において、線量取得部３０６は、放射線管１００（放射線発生部）からＦＰＤ２００（放射線検出部）に放射線が直接到達する直接線領域と、当該直接線領域以外の領域（非直接線領域）とを撮影画像（放射線画像）の画素値に基づいて判定する直接線領域判定処理を行う。この直接線領域判定処理では、線量取得部３０６は、撮影画像（放射線画像）の画素値に基づいて、例えば、撮影画像における画像値の上位から一定比率の値を閾値とし、閾値を超えた画素を直接線領域と判定することが可能である。あるいは、画素値のヒストグラムから直接線領域とそれ以外の画素値をｋ-means法によって、直接線領域と、直接線領域以外の領域とを分別してもよい。
【００３９】
線量取得部３０６は、判定の結果に基づいて、直接線領域の分布を示す直接線領域情報（直接線領域マップ）を取得することが可能である。直接線領域情報（直接線領域マップ）は、例えば直接線領域を示す画素を「１」、それ以外の領域を「０」とした画像として区別できるようにすることで実現できる。直接線領域を示す画素を「１」、それ以外の領域を「０」とした画像は、直接線領域マップとして取得され、直接線領域判定処理により、撮影画像を直接線領域と、それ以外の領域に分けることができる。
【００４０】
Ｓ２０２において、直接線領域判定処理の結果により直接線領域がない場合は（Ｓ２０２―Ｙｅｓ）、線量取得部３０６は、処理をＳ２０３に進め到達線量取得処理を行う。到達線量取得処理（Ｓ２０３）については、後に説明する。一方、Ｓ２０２において、直接線領域がある場合は（Ｓ２０２−Ｎｏ）、線量取得部３０６は、処理をＳ２０４に進め、直接線領域の画素が飽和しているかどうかを判定する飽和判定処理を行う。
【００４１】
（飽和判定処理：Ｓ２０４）
Ｓ２０４において、線量取得部３０６は、直接線領域におけるＦＰＤ２００の画素が飽和しているか否かを判定する飽和判定処理を行う。線量取得部３０６は、予め設定されているＦＰＤ２００における飽和画素値の理論値もしくは実測値（理論値もしくは実測値を、以下、「飽和画素値の基準値」）と、直接線領域における画素値とを比較し、直接線領域における画素値が基準値以上である場合、直接線領域の画素値は飽和していると判定し、直接線領域における画素値が基準値未満の場合、直接線領域の画素値は飽和していないと判定する。
【００４２】
Ｓ２０５において、飽和判定処理の結果により直接線領域の画素が飽和していない場合は（Ｓ２０５−Ｎｏ）、線量取得部３０６は、処理をＳ２０６に進め、直接線領域の線量取得処理を行う。
【００４３】
（直接線領域の線量取得処理：Ｓ２０６）
Ｓ２０６において、線量取得部３０６は、直接線領域の画素値が飽和していない場合、放射線画像の画素値を統計処理した情報を用いて、ＦＰＤ２００（放射線検出部）に到達した放射線の到達線量または到達線量に相当する画素値を、線量情報として取得する。線量取得部３０６は、Ｓ１０２で取得した撮影画像から直接線領域判定処理（Ｓ２０１）で得た直接線領域に該当する画像（画素群）の特徴量を取得し、到達線量に相当する画素値を求める。ここで、特徴量とは、例えば、直接線領域における放射線画像の画素値を統計処理した情報（最大値や平均値、中央値等の画素値情報）を用いることが可能である。更に、画素値と線量との間の変換は、例えば、事前に線量計等で線量と画素値の対応関係を取得しておき、この対応関係に基づいて、画素値を線量に変換すれば、直接線領域における到達線量を求めることができる。但し、到達線量を画像処理等で用いる場合、画素値を線量に変換せず、画素値のまま用いることが可能である。
【００４４】
一方、Ｓ２０５において、飽和判定処理の結果により直接線領域の画素が飽和している場合は（Ｓ２０５―Ｙｅｓ）、線量取得部３０６は、処理をＳ２０３に進め到達線量取得処理を行う。
【００４５】
（到達線量取得処理：Ｓ２０３）
Ｓ２０３において、線量取得部３０６は、撮影画像（放射線画像）の特徴量と、撮影プロトコルから取得した情報とに基づいて、放射線の線量情報を取得する。ここで、撮影プロトコルから取得した情報には、例えば、撮影画像（放射線画像）から取得した被写体１５の体厚情報および放射線の線質情報が含まれる。尚、撮影プロトコルから取得した情報として、被写体１５の体厚情報および放射線の線質情報は例示的なものであり、この例に限定されるものではない。線量取得部３０６は、線量情報として、ＦＰＤ２００（放射線検出部）に到達した放射線の到達線量または到達線量に相当する画素値を取得する。線量取得部３０６は、直接線領域がない場合または直接線領域の画素値が飽和している場合、撮影画像（放射線画像）の特徴量と、撮影プロトコル（撮影情報）に基づいて取得した減衰特性とに基づいて、ＦＰＤ２００（放射線検出部）に到達した放射線の到達線量または到達線量に相当する画素値を、線量情報として取得する。
【００４６】
ここで、線量取得部３０６は、減衰特性を、撮影プロトコル（撮影情報）に基づいて取得した体厚情報と線質情報に基づいて、被写体１５の減衰率（Ｒ１・Ｒ２）と空気の減衰率ＲＡｉｒを取得する。線量取得部３０６は、次の（１）式から（３）式に基づいた到達線量取得処理を行い、到達線量相当の画素値を求め、到達線量相当の画素値から線量に変換する線量変換処理を行う。画素値と線量との間の変換方法は、Ｓ２０６内での変換処理と同様である。すなわち、画素値と線量との間の変換は、例えば、事前に線量計等で線量と画素値の対応関係を取得しておき、この対応関係に基づいて、画素値を線量に変換すれば、画素値に相当する線量を求めることができる。また、この対応関係に基づいて、線量に相当する画素値を求めることができる。
【００４７】
図４Ｂ、図４Ｃは、到達線量相当の画素値を取得（推定）する処理の概要を模式的に示す図であり、図４Ｂは、直接線領域以外の領域（被写体領域）における放射線照射の状態を模式的に示す図である。図４Ｂでは、放射線管１００から照射された放射線３４は、被写体１５を透過してＦＰＤ２００に到達する。被写体１５を透過した放射線に基づく画素値は、放射線管１００からＦＰＤ２００まで直進して到達する１次放射線に基づいた画素値（到達線量相当の画素値）に比べて低い画素値となる。
【００４８】
図４Ｃは、被写体１５に到達した放射線の線量（被写体到達線量）と、ＦＰＤ２００に到達した１次放射線の線量に基づく画素値（到達線量相当の画素値）を模式的に示す図である。被写体１５に到達した放射線は被写体１５内で減衰するために、被写体１５を透過してＦＰＤ２００に到達する放射線の線量は、被写体到達線量に比べて減少する傾向を示す。
【００４９】
到達線量取得処理では、まず、被写体の特徴量や体厚情報、線質特性（放射線のスペクトル特性）、被写体における減衰率等に基づいて、被写体到達線量を取得（推定）し、被写体到達線量に基づいて、到達線量相当の画素値を取得（推定）する。以下、線量取得部３０６による具体的な処理の内容を説明する。
【００５０】
まず、線量取得部３０６は、（１）式の処理を実行して到達線量相当の画素値Ｄを取得する。（１）式において、Ｄは到達線量相当の画素値（推定値）を示し、Ａは被写体１５の特徴量を示す。また、ｖは線質情報取得処理（Ｓ１０４）で取得した放射線のスペクトル特性を示し、Ｌは体厚情報取得処理（Ｓ１０３）で取得した体厚情報を示す。具体的には、Ｌ１は体厚情報取得処理（Ｓ１０３）で取得した脂肪の厚さ、Ｌ２は体厚情報取得処理（Ｓ１０３）で取得した骨の厚さを示す。また、Ｒ１は脂肪の減衰率、Ｒ２は骨の減衰率を示し、ＲＡｉｒは空気の減衰率を示し、Ｂは、撮影プロトコル（撮影情報）により設定された撮影部位と撮影方向に対応した散乱線の影響を補正する補正係数を示す。以下の（１）式において、線量取得部３０６は、撮影プロトコル（撮影情報）により設定された撮影部位と撮影方向に対応した散乱線の影響を補正する補正係数Ｂに基づいて補正した到達線量または到達線量に相当する画素値を取得する。
【００５１】
【数１】
2020092774.tif 000003
【００５２】
（１）式において、被写体１５の特徴量Ａを被写体１５の減衰率（放射線が被写体１５を透過時の脂肪と骨の減衰率Ｒ１・Ｒ２）で除算する項（Ａ／（Ｒ１・Ｒ２））は、被写体で減衰する前の画素値（推定値）であり、被写体１５による減衰前の画素値を線量に変換すると被写体１５に到達した放射線の線量（被写体到達線量）となる。そして、被写体到達線量（Ａ／（Ｒ１・Ｒ２））に、空気の減衰率ＲＡｉｒを積算することで、ＦＰＤ２００の到達線量を取得することができる。そして、この演算結果に散乱線の影響を補正する補正係数を積算することで、補正後のＦＰＤ２００の到達線量を取得することができ、補正後の到達線量を画素値に変換することで、最終的な到達線量相当の画素値Ｄを求めることができる。
【００５３】
ここで、被写体の特徴量Ａは、被写体領域における画素値の代表値（例えば、平均値、中央値、最小値などの画素値情報）を用いることが可能である。また、ＦＰＤ２００への照射線量に比例するExposure Index（以下、「ＥＩ値」）に基づき特徴量Ａを定めてもよい。すなわち、線量取得部３０６は、撮影画像（放射線画像）の特徴量を、撮影画像（放射線画像）の画素値またはＥＩ値に基づいて取得することができる。
【００５４】
次に、（１）式のＲ１,Ｒ２,ＲＡｉｒ,で示された減衰率Ｒ（ｖ、Ｌ）の関数を説明する。減衰率Ｒ（ｖ、Ｌ）は以下の（２）式で求めることができる。
【００５５】
【数２】
2020092774.tif 000004
【００５６】
（２）式において、Ｅは放射線のスペクトル[ｅＶ]を示し、ｖ（Ｅ）はスペクトルＥのとき放射線のスペクトル特性を示す。また、ｒはスペクトルの減衰率を示し、Ｌは透過する物体の厚さを示し、Ｅmaxはスペクトル特性ｖのテーブルにおける最大スペクトル[ｅＶ]を示す。（２）式に示したように、減衰率Ｒ（ｖ、Ｌ）は、スペクトルＥに対するスペクトルの減衰率ｒ（Ｅ、Ｌ）と、スペクトル特性ｖ（Ｅ）との積算を求め、積算結果を総和することで求めることができる。ここで、スペクトル特性ｖ（Ｅ）の総和は１となる様に正規化したものを示す。
【００５７】
（２）式のスペクトルの減衰率ｒ（Ｅ,Ｌ）に示されたスペクトルに対する減衰率の関数は、以下の（３）式で示される。（３）式において、μ(Ｅ)は、スペクトルＥのときの減衰係数を示し、Ｌは体厚情報を示す。
【００５８】
【数３】
2020092774.tif 000005
【００５９】
（３）式に示したように、スペクトルＥに対するスペクトルの減衰率ｒ（Ｅ、Ｌ）は、一般的に用いられる放射線の物体透過時の減衰式を用いることが可能である。減衰係数μは、例えば、脂肪や骨、空気を物体ごと実測したものを用いてもよいし、減衰特性が近いファントムを代用して実測した減衰係数μを用いることも可能である。以上の演算を行うことにより、線量取得部３０６は、到達線量取得処理Ｓ１０５は実現できる。
【００６０】
最終的に、線量取得部３０６は、到達線量取得処理（Ｓ２０３）または直接線領域の線量取得処理（Ｓ２０６）のいずれかの処理により取得した線量を散乱線低減部３０７に出力する。
【００６１】
［散乱線低減処理：Ｓ１０６］
次に、画像処理部３００の機能構成の処理として、散乱線低減部３０７の処理を説明する。散乱線低減部３０７は、到達線量取得処理（Ｓ１０５）で取得した線量情報に基づいて撮影画像（放射線画像）の散乱線を低減する散乱線低減処理を行う。図５は、散乱線低減処理の流れを説明する図である。
【００６２】
（正規化処理：Ｓ３０１）
正規化処理では、散乱線が照射線量に比例する特性を利用して、到達線量で正規化することで線量成分の変化に影響しない画像を作成することを目的とものである。まず、Ｓ３０１において、散乱線低減部３０７は、到達線量取得処理（Ｓ１０５）で求めた到達線量相当の画素値で撮影画像の画素値を正規化し正規化画像を生成する正規化処理Ｓ３０１を行う。散乱線低減部３０７は、以下の（４）式に示すように、撮影画像の画素値を到達線量相当の画素値で除算する演算処理を行うことで、正規化画像Ｍ（ｘ、ｙ）を生成する。
【００６３】
【数４】
2020092774.tif 000006
【００６４】
（４）式において、ｘとｙはそれぞれＸ軸とＹ軸の座標を示し、Ｍは正規化画像を示し、Ｉは撮影画像を示し、Ｄは到達線量相当の画素値を示す。尚、図４Ａの処理で、Ｓ２０３ではなく、Ｓ２０６の処理により、直接線領域の線量取得処理が実行されている場合、散乱線低減部３０７は、（４）式におけるＤは、直接線領域の線量に相当する画素値を用いて、正規化画像Ｍ（ｘ、ｙ）を生成する。以下の説明では、以下の説明では、
Ｄの画素値として、
（散乱線推定処理：Ｓ３０２）
次に、Ｓ３０２において、散乱線低減部３０７は、正規化に使用した到達線量と正規化画像とに基づいて、散乱線を推定し散乱線推定画像を作成する散乱線取得処理を行う。散乱線低減部３０７は、例えば、以下の（５）式から（７）式のような数式モデルを用いて散乱線取得処理を行うことが可能であるが、散乱線低減部３０７による処理は、この例に限られず、種々の手法により行うことが可能である。
【００６５】
【数５】
2020092774.tif 000007
【００６６】
（５）式において、ｘとｙはそれぞれＸ軸とＹ軸の座標を示し、Ｓ（ｘ,ｙ）は散乱線推定画像の画素値であり、Ｄは到達線量相当の画素値を示す。Ｍ（ｘ,ｙ）は正規化画像の画素値を示し、Ｐ（ｘ,ｙ）は正規化１次放射線画像の画素値を示す。
【００６７】
散乱線推定画像の画素値Ｓ（ｘ,ｙ）は、（５）式に示したように正規化画像の画素値Ｍ（ｘ,ｙ）から正規化１次放射線画像の画素値Ｐ（ｘ,ｙ）を減算して正規化散乱線推定画像を求め、到達線量相当の画素値Ｄを積算することで正規化前の画素値に変換することで、散乱線推定画像の画素値を求めることができる。
【００６８】
次に、（５）式における正規化１次放射線画像の画素値Ｐ（ｘ,ｙ）の導出方法を（６）式を用いて説明する。
【００６９】
【数６】
2020092774.tif 000008
【００７０】
ここで、ｎは最尤法による反復回数を示し、Ｐｎ（ｘ,ｙ）は反復を行っている際の正規化１次放射線画像の画素値を示し、Ｍ（ｘ,ｙ）は正規化画像の画素値を示し、Ｓｎ（ｘ,ｙ）はＰｎ（ｘ,ｙ）から導出した仮の正規化散乱線推定画像を示す。
【００７１】
（５）式の正規化１次放射線画像Ｐ（ｘ,ｙ）は、（６）式のＰｎを最尤法による反復計算で収束した結果を示す。収束判定は、例えば、ＰｎとＰｎ＋１の差が一定値以下になった場合に反復計算を終了するように閾値を設定してもよいし、求める計算精度で収束する反復回数を事前に設定しておき、設定した回数分だけ反復計算を行うようにしてもよい。Ｐｎ＋１（ｘ,ｙ）の導出方法は、Ｍ（ｘ,ｙ）を、ＰｎとＳｎとの和（Ｐｎ＋Ｓｎ）で除算した除算結果を、反復前のＰｎ（ｘ,ｙ）に対して積算することで求めることができる。Ｍ（ｘ,ｙ）を、ＰｎとＳｎとの和（Ｐｎ＋Ｓｎ）で除算した除算結果は、撮影画像を正規化した正規化画像Ｍが正規化１次放射線画像Ｐと正規化散乱線画像Ｓの和となる形式を示したもので、最尤法で反復するほど、除算結果は１に収束する。また、Ｐｎ（ｘ,ｙ）の初期値の例としては、例えば、一律に０．５等と設定してもよいし、Ｍ（ｘ,ｙ）の値を与えてもよい。
【００７２】
次に（６）式における仮の正規化散乱線推定画像Ｓｎ（ｘ,ｙ）の導出方法の一例を（７）式を用いて説明する。（７）式において、ｘ、ｔｘ、はそれぞれＸ軸の座標を示し、ｙ、ｔｙはそれぞれＹ軸の座標を示し、ＷＡとＷＢとＷＣはパラメータを示す。
【００７３】
【数７】
2020092774.tif 000009
【００７４】
（６）式の仮の正規化散乱線推定画像Ｓｎ（ｘ,ｙ）は、（７）式のようにＰｎからなる因子とネイピア数ｅの指数関数の因子との畳込み積分の項と、ＷＣの項との和から導出できる。ここで、Ｐｎからなる因子「−Ｐｎ（ｔｘ、ｔｙ）ｌｏｇｅＰｎ（ｔｘ、ｔｙ）」は、ｔｘ、ｔｙ座標で発生する散乱線の強度の関数を近似している。ネイピア数ｅの指数関数の因子は、散乱線の広がり関数を近似している。Ｐｎからなる因子とネイピア数ｅの指数関数の因子の畳込み積分は、ｘ、ｙ座標の散乱線が周辺画素であるｔｘ、ｔｙの座標から発生した散乱線の和から計算されることを示している。直流成分のＷＣの項は、画像に含まれるオフセット成分を示している。
【００７５】
パラメータＷＡとＷＢとＷＣは、例えば、被写体１５に対する１次放射線画像と散乱線推定画像に（７）式を代入して非線形最小二乗法でフィッティングして導出することができる。１次放射線画像と散乱線推定画像は、例えば、散乱線が発生しないように被写体１５に極小範囲に細めた放射線を、ＦＰＤ２００にラスタスキャン状に照射した画像を１次放射線画像とし、ＦＰＤ２００全体に照射した撮影画像から１次放射線画像を除外した画像を散乱線推定画像として得ることができる。
【００７６】
（散乱線低減処理：Ｓ３０３）
そして、Ｓ３０３において、散乱線低減部３０７は、散乱線推定処理（Ｓ３０２）で取得した散乱線推定画像に基づいて、撮影画像（Ｓ１０２）に含まれる散乱線成分を減算（低減）する散乱線低減処理を実行する。具体的な例としては、（８）式のような計算式に基づいて、散乱線低減部３０７は、散乱線を低減した散乱線低減画像を取得することができる。
【００７７】
【数８】
2020092774.tif 000010
【００７８】
ここで、ｘとｙはそれぞれ画像のＸ軸とＹ軸の座標を示し、О（ｘ,ｙ）は散乱線低減画像の画素値であり、Ｉ（ｘ,ｙ）は撮影画像の画素値を示す。Ｋは散乱線低減率を示し、Ｓ（ｘ,ｙ）は散乱線推定画像の画素値を示す。
【００７９】
（８）式に示したように、散乱線低減画像Оは、撮影画像の画素値Ｉ（ｘ,ｙ）から、散乱線低減率Ｋを散乱線推定画像の画素値Ｓ（ｘ,ｙ）に積算した積算結果を減算することで取得することができる。散乱線低減率Ｋは０から１の範囲で設定可能な値であり、散乱線低減率Ｋは、例えば、ユーザが操作部５００から設定してもよいし、事前に撮影手技ごとに設定した値を用いることが可能である。
【００８０】
散乱線低減部３０７は、取得した散乱線低減画像をＩ／Ｏ部３０１（入出力部）を通して表示部４００に送り、ＣＰＵ３０９（制御部）は散乱線低減画像を表示部４００に表示するための表示制御を行うことが可能である。ここで、散乱線低減部３０７は、Ｉ／Ｏ部３０１に送る前に階調処理や周波数強調処理等の画像処理を散乱線低減画像に対して行いユーザに見やすい画像に調整することが可能である。
【００８１】
従来では直接線領域の画素値が飽和している場合や直接線領域が無い場合には到達線量を推定することができないが、以上説明したように、本実施形態によれば、係る場合であっても、撮影ごとに変化し易い情報（例えば、従来技術のＮＤＤ法では、管電流や照射時間、ＳＩＤの情報が必要とされる）を用いず撮影した放射線画像と画像処理装置内で事前に得られる情報からＦＰＤ２００に到達する到達線量を取得することができる。取得した到達線量の情報に基づき、散乱線推定処理を行い、撮影画像に含まれる散乱線成分を減算した散乱線低減画像を取得することが可能になる
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。散乱線推定処理における具体的な計算式は例示的なものであり、本発明の要旨はこれに限るものではない。
【００８２】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１５：被写体、１００：放射線管、２００：ＦＰＤ、３００：画像処理部、３０１：Ｉ／Ｏ部、３０２：記憶媒体、３０３：領域判定部、３０４：画素値修正部、３０５：散乱線取得部、３０６：散乱線減算部、３０７：調整処理部、３０８：メモリ、３０９：ＣＰＵ、４００：表示装置、５００：操作装置
【図１】
2020092774.tif 000011
【図２】
2020092774.tif 000012
【図３】
2020092774.tif 000013
【図４Ａ】
2020092774.tif 000014
【図４Ｂ】
2020092774.tif 000015
【図４Ｃ】
2020092774.tif 000016
【図５】
2020092774.tif 000017