(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を照射する撮影手段と、前記放射線を検出する放射線検出器と、前記撮影手段および／または前記放射線検出器を移動させる移動手段とを備え、前記撮影手段および／または前記放射線検出器を移動させて被写体に対して複数回撮影を行なう放射線画像撮影装置であって、
前記撮影を行う毎に前記放射線検出器から信号を読み出すことにより、前記被写体の複数の放射線画像を取得する画像取得手段と、
前記撮影手段および／または放射線検出器の機械的誤差を検出する機械的誤差検出手段と、
前記機械的誤差検出手段により求められた前記機械的誤差に基づいて、前記撮影時における前記被写体の体動量を取得する体動量取得手段とを備えたことを特徴とする放射線画像撮影装置。    
【請求項２】
放射線検出器を移動させ、該移動により位置を変える毎に被写体を透過した放射線を該放射線検出器に照射して、少なくとも一部の領域が重複した複数の放射線画像を取得する放射線画像撮影装置であって、
前記放射線検出器を所定の移動軸に沿って移動させ、該移動により位置を変える毎に前記被写体を透過した放射線を前記放射線検出器に照射する撮影手段と、
前記移動および前記放射線の照射を行う毎に前記放射線検出器から信号を読み出すことにより、前記被写体の複数の放射線画像を取得する画像取得手段と、
前記放射線検出器の機械的誤差を検出する機械的誤差検出手段と、
前記複数の放射線画像における前記機械的誤差を補正して機械的誤差補正済み放射線画像を取得する機械的誤差補正手段と、
前記機械的誤差補正済み放射線画像間の前記被写体のズレ量を検出するズレ量検出手段と、
前記ズレ量に基づいて、前記撮影時における前記被写体の体動量を取得する体動量取得手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影装置。
【請求項３】
前記体動量を表示する表示手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２記載の放射線画像撮影装置。
【請求項４】
前記体動量に基づいて、前記機械的誤差補正済み放射線画像間の前記被写体のズレ量を補正して、体動補正済み放射線画像を取得する体動補正手段と、
前記体動補正済み放射線画像を合成した体動補正済み合成画像を生成する画像合成手段とをさらに備え、
前記表示手段は、前記体動補正済み合成画像を表示する手段であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
【請求項５】
前記画像合成手段は、前記体動補正済み放射線画像の前記複数の体動補正済み放射線画像が重複する重複領域において、位置合わせの程度が視認可能なように、前記体動補正済み合成画像を生成する手段であることを特徴とする請求項４記載の放射線画像撮影装置。
【請求項６】
前記画像合成手段は、前記機械的誤差補正済み放射線画像を合成した機械的誤差補正済み合成画像をさらに生成する手段であり、
前記表示手段は、前記体動補正済み合成画像および前記機械的誤差補正済み合成画像を切り替え可能に表示する手段であることを特徴とする請求項４または５記載の放射線画像撮影装置。
【請求項７】
前記体動量が所定のしきい値を超えた場合に警告を行う警告手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
【請求項８】
前記撮影手段は、前記警告手段による警告が行われた場合に、前記被写体への前記放射線の照射を停止する手段であることを特徴とする請求項７記載の放射線画像撮影装置。
【請求項９】
前記機械的誤差が、前記撮像面の傾き、該撮像面の所定位置からの変位、前記複数の放射線画像間の相対ズレ、および前記被写体の基準となる被写体面と前記撮像面との平行な方向の変位の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１０】
放射線を照射する撮影手段および／または放射線を検出する放射線検出器を移動させて被写体に対して複数回撮影を行なう放射線画像撮影方法であって、
前記撮影を行う毎に前記放射線検出器から信号を読み出すことにより、前記被写体の複数の放射線画像を取得するステップと、
前記撮影手段および／または放射線検出器の機械的誤差を検出するステップと、
前記機械的誤差に基づいて、前記撮影時における前記被写体の体動量を取得するステップとを有することを特徴とする放射線画像撮影方法。    
【請求項１１】
放射線検出器を移動させ、該移動により位置を変える毎に被写体を透過した放射線を該放射線検出器に照射して、少なくとも一部の領域が重複した複数の放射線画像を取得する放射線画像撮影方法であって、
前記放射線検出器を所定の移動軸に沿って移動させ、該移動により位置を変える毎に前記被写体を透過した放射線を前記放射線検出器に照射するステップと、
前記移動および前記放射線の照射を行う毎に前記放射線検出器から信号を読み出すことにより、前記被写体の複数の放射線画像を取得するステップと、
前記放射線検出器の機械的誤差を検出するステップと、
前記複数の放射線画像における前記機械的誤差を補正して機械的誤差補正済み放射線画像を取得するステップと、
前記機械的誤差補正済み放射線画像間の前記被写体のズレ量を検出するステップと、
前記ズレ量に基づいて、前記撮影時における前記被写体の体動量を取得するステップとを有することを特徴とする請求項１０記載の放射線画像撮影方法。
【請求項１２】
放射線を照射する撮影手段および／または放射線を検出する放射線検出器を移動させて被写体に対して複数回撮影を行なう放射線画像撮影方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記撮影を行う毎に前記放射線検出器から信号を読み出すことにより、前記被写体の複数の放射線画像を取得する手順と、
前記撮影手段および／または放射線検出器の機械的誤差を検出する手順と、
前記機械的誤差に基づいて、前記撮影時における前記被写体の体動量を取得する手順とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１３】
放射線検出器を移動させ、該移動により位置を変える毎に被写体を透過した放射線を該放射線検出器に照射して、少なくとも一部の領域が重複した複数の放射線画像を取得する放射線画像撮影方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記放射線検出器を所定の移動軸に沿って移動させ、該移動により位置を変える毎に前記被写体を透過した放射線を前記放射線検出器に照射する手順と、
前記移動および前記放射線の照射を行う毎に前記放射線検出器から信号を読み出すことにより、前記被写体の複数の放射線画像を取得する手順と、
前記放射線検出器の機械的誤差を検出する手順と、
前記複数の放射線画像における前記機械的誤差を補正して機械的誤差補正済み放射線画像を取得する手順と、
前記機械的誤差補正済み放射線画像間の前記被写体のズレ量を検出する手順と、
前記ズレ量に基づいて、前記撮影時における前記被写体の体動量を取得する手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする請求項１２記載のプログラム。
【請求項１４】
放射線を発する放射線源と、前記放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線源および／または前記放射線検出手段を移動させる移動手段とを備え、前記放射線源および／または前記放射線検出手段を移動させて被写体に対して複数回撮影を行なう放射線画像撮影装置であって、
前記放射線源および／または前記放射線検出手段を所定のパターンに従って移動させて既知の位置に配された基準被写体に対して複数回撮影した際に得られる各画像上の前記基準被写体の投影位置に基づいて、実際の前記放射線源および／または前記放射線検出手段の実際移動量を算出する撮影系実際移動量算出手段と、
前記放射線源および／または前記放射線検出手段を前記所定のパターンに従って移動させて被写体に対して複数回撮影した際に得られる複数の画像間における、前記被写体の移動量を特定する被写体移動量特定手段と、
前記放射線源および／または前記放射線検出手段を前記実際移動量だけ前記所定のパターンに従って移動させて被写体に対して複数回撮影した際に得られる複数の画像間における、前記被写体の想定移動量を算出する被写体想定移動量算出手段と、
前記被写体移動量および前記被写体想定移動量の差分に基づいて、前記被写体の体動の大きさを示す体動評価値を算出する体動評価値算出手段とを備えたものであることを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項１５】
前記基準被写体と前記被写体とを同時に撮影することを特徴とする請求項１４記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１６】
放射線を発する放射線源と、前記放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線源および／または前記放射線検出手段を移動させる移動手段とを備え、前記放射線源および／または前記放射線検出手段を移動させて被写体に対して複数回撮影を行なう放射線画像撮影装置において前記被写体の体動の大きさを測る体動量測定方法であって、
前記放射線源および／または前記放射線検出手段を所定のパターンに従って移動させて既知の位置に配された基準被写体に対して複数回撮影した際に得られる各画像上の前記基準被写体の投影位置に基づいて、実際の前記放射線源および／または前記放射線検出手段の実際移動量を算出し、
前記放射線源および／または前記放射線検出手段を前記所定のパターンに従って移動させて被写体に対して複数回撮影した際に得られる複数の画像間における、前記被写体の移動量を特定し、
前記放射線源および／または前記放射線検出手段を前記実際移動量だけ前記所定のパターンに従って移動させて被写体に対して複数回撮影した際に得られる複数の画像間における、前記被写体の想定移動量を算出し、
前記被写体移動量および前記被写体想定移動量の差分に基づいて、前記被写体の体動の大きさを示す体動評価値を算出することを特徴とする体動量測定方法。
【請求項１７】
放射線を発する放射線源と、前記放射線を検出する放射線検出手段と、前記放射線源および／または前記放射線検出手段を移動させる移動手段とを備え、前記放射線源および／または前記放射線検出手段を移動させて被写体に対して複数回撮影を行なう放射線画像撮影装置において前記被写体の体動の大きさを測る体動量測定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記放射線源および／または前記放射線検出手段を所定のパターンに従って移動させて既知の位置に配された基準被写体に対して複数回撮影した際に得られる各画像上の前記基準被写体の投影位置に基づいて、実際の前記放射線源および／または前記放射線検出手段の実際移動量を算出する手順と、
前記放射線源および／または前記放射線検出手段を前記所定のパターンに従って移動させて被写体に対して複数回撮影した際に得られる複数の画像間における、前記被写体の移動量を特定する手順と、
前記放射線源および／または前記放射線検出手段を前記実際移動量だけ前記所定のパターンに従って移動させて被写体に対して複数回撮影した際に得られる複数の画像間における、前記被写体の想定移動量を算出する手順と、
前記被写体移動量および前記被写体想定移動量の差分に基づいて、前記被写体の体動の大きさを示す体動評価値を算出する手順とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線源および／または放射線検出手段を移動させて被写体に対して複数回撮影を行なう放射線撮影装置において、特に被写体の体動の検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野等において、被写体を透過した放射線の照射により被写体に関する放射線画像を記録する放射線検出器（いわゆる「Flat Panel Detector」 以下、ＦＰＤとする）が各種提案、実用化されている。このようなＦＰＤとしては、例えば、放射線の照射により電荷を発生するアモルファスセレン等の半導体を利用したＦＰＤがあり、そのようなＦＰＤとして、いわゆる光読取方式のものやＴＦＴ読取方式のものが提案されている。【０００３】
上述のような、ＦＰＤ（Flat Panel Detector）を用いた放射線撮影装置の普及に伴い、一連の撮影を複数回行なって複数の撮影画像を取得し、それらの撮影画像から合成画像を生成する機能（トモシンセシス撮影、長尺合成撮影、エネルギーサブトラクション撮影、ＣＴ撮影等、例えば特許文献２，４等）が注目されている。こうした撮影では各撮影の間に時間差があることからその間に被験者（被写体）が動いてしまうことがあり、このような被写体の体動があると合成画像を正確に生成することができなくなるという問題が生じる。【０００４】
また、上述した撮影においては、体動とは別に、装置の設置誤差や、装置の経年劣化により生じるガタツキ等に起因して生じる放射線源やＦＰＤ等の移動誤差等の機械的誤差により、画像の合成に悪影響を与えることがある。以下では、長尺撮影を例に挙げて、この機械的誤差について説明する。まず、長尺撮影とは、撮影したい対象より撮影可能な範囲が狭い場合にＦＰＤを所定の移動軸に沿って移動して、位置を変える毎に同一被写体を透過した放射線の照射を受けるようにする。そして、各回の放射線照射（放射線画像の記録）毎にＦＰＤから読取操作がなされて、各回の読取操作毎に放射線画像を示す画像データが取得される。そして、後にそれらの画像データをつなぎ合わせるように合成することにより、被写体の長い部分を示す画像データが得られるようになる。このような撮影が一般的に長尺撮影と呼ばれている。【０００５】
ところで、上記のようにして放射線画像を合成する場合は、ＦＰＤの撮像面の傾きのために、合成により取得される合成画像のつなぎ目にズレが生じることがある。この問題を起こす撮像面の傾きには何種類かのものがある。以下、撮像面の傾きについて図２７および図２８を参照して詳しく説明する。【０００６】
まず図２７のａは放射線画像の撮影系を側面から見た状態を概略的に示す図である。図中１００は放射線源、１０１は四辺形パネル状のＦＰＤ１１０の移動をガイドするスタンド、１０２はＦＰＤ１１０の撮像面を示している。なお、以降の説明においては、問題を分かりやすく説明するために、被写体として格子１０３を記録するものとする。すなわち、放射線源１００から発せられて格子１０３を透過した放射線１０４が、ＦＰＤ１１０の撮像面１０２に照射されるものとする。また、四辺形パネル状のＦＰＤ１１０は、パネル表面およびパネル一辺がスタンド１０１の延びる方向（矢印Ａ方向）と平行になる向きにセットされ、矢印Ａ方向に移動されるものとする。この場合は、矢印Ａ方向が移動軸となる。そしてその移動の前後において静止した状態のＦＰＤ１１０に、格子１０３を透過した放射線１０４が照射され、１回目、２回目の放射線画像の撮影がなされるものとする。【０００７】
ここで１つの問題として、ＦＰＤ１１０の組立誤差等のために、撮像面１０２が（つまりは、撮像面を構成する画素部の２次元マトリクスが）、角度α傾いていることがある。また、ＦＰＤ１１０の中で撮像面１０２が傾いていない場合、すなわち撮像面１０２を構成するマトリクスが四辺形パネル状のＦＰＤ１１０の表面および一辺に平行に形成されている場合でも、そのＦＰＤ１１０自体が移動軸に対して傾いて配設されている場合もある。このように撮像面１０２が傾いていると、１回目、２回目の撮影により取得された格子１０３の放射線画像はそれぞれ、図２７ｂ、ｃに示すようなものとなってしまう。すなわち、１回目の記録画像の下縁部近傍部分と、２回目の記録画像の上縁部近傍部分とで、テンプレートマッチング等を行って両画像をつなぎ合わせようとすると、それらの部分における被写体の横方向長さが異なって、つなぎ目にズレが発生してしまう。【０００８】
この場合、ＦＰＤ１１０は上述のようにセットされるので、撮像面１０２の傾き角αは、矢印Ａ方向に延びる移動軸に対する傾き角となる。【０００９】
次に図２８を参照して、別の問題について説明する。図２８ａは放射線画像の撮影系を正面から見た状態を概略的に示す図である。なお、図２８においては、放射線源は図示を省略してあるが、紙面に直角な照射軸に沿って放射線を照射するように配置される。図２８に示すように、別の問題として、ＦＰＤ１１０の組立誤差等のために、ＦＰＤ１１０のパネル表面に平行な面（紙面に平行な面）内において、撮像面１０２がパネル一辺に対して角度γ傾いていることがある。また、ＦＰＤ１１０の中で撮像面１０２が傾いていない場合、すなわち撮像面１０２を構成するマトリクスが四辺形パネル状のＦＰＤ１１０の表面および一辺に平行に形成されている場合でも、そのＦＰＤ１１０自体が移動軸に対して傾いて配設されている場合もある。なお図２８においては一部の画素部をＧで示してある。このように撮像面１０２が傾いていると、１回目、２回目の撮影により取得された格子１０３の放射線画像はそれぞれ、図２８ｂ、ｃに示すようなものとなってしまう。すなわち、１回目の記録画像の下縁部近傍部分と、２回目の記録画像の上縁部近傍部分とで両画像をつなぎ合わせようとすると、つなぎ目に断層ズレのようなズレが発生してしまう。【００１０】
なお、この場合も、ＦＰＤ１１０は図２７に示した場合と同様にセットされるため、撮像面１０２のパネル一辺に対する傾き角γは、矢印Ａ方向に延びる移動軸に対する傾き角となる。【００１１】
ここで、上述した合成画像間のつなぎ目のズレは、ＦＰＤ１１０のサイズが４０ｃｍ×４０ｃｍ、放射線源から撮像面までの距離（ＳＩＤ）が１８０ｃｍの場合を例に取ると、傾き角αが０．３１°のとき画像端で約０．５ｍｍ、傾き角γが０．０７°のとき画像端で約０．５ｍｍと、かなり顕著に生じるものである。【００１２】
なお、上記では、撮像面の傾きが、ＦＰＤの移動がなされても不変の場合について説明したが、ＦＰＤがその移動に伴って次第に傾いてしまうような場合は、撮像面の傾きがＦＰＤの移動に伴って変化することになるが、その場合も同様の問題が発生することになる。図２９は、そのような状況を概略的に示すものである。なお図２９に示す場合は、ＦＰＤ１１０の移動に伴って撮像面の傾きが発生するとともに、横方向に変位することにもなる。このような現象は、例えばＦＰＤ１１０の移動を案内するガイド機構の精度が低い、あるいはその機構を構成する例えばガイドロッドとそれに沿って摺動する案内部材との間の隙間が比較的大きく設定されている等の要因から発生する。【００１３】
このとき、１回目、２回目の撮影により取得された格子１０３の放射線画像はそれぞれ、図２９ｂ、ｃに示すようなものとなる。この場合も、１回目の記録画像の下縁部近傍部分と、２回目の記録画像の上縁部近傍部分とで両画像をつなぎ合わせようとすると、画像のつなぎ目に断層ズレのようなズレが発生してしまう。【００１４】
さらに、上述したように画像のつなぎ目にズレが生じる問題は、撮像面の傾きだけでなく、撮像面が放射線照射時に所定位置から変位している場合にも発生する。以下、この変位について詳しく説明する。【００１５】
図３０は、撮像面の変位が発生するときの状況を概略的に示すものである。図３０ａは放射線画像の撮影系を側方から見た状態を概略的に示す図である。長尺撮影を行う場合、ＦＰＤ１１０は１回目、２回目の撮影のとき、本来互いに矢印Ａ方向にある程度オーバーラップするような所定位置に配置される。しかしながら、例えばＦＰＤ１１０の移動機構に経年変化が生じていたりすると、各回の放射線照射のときＦＰＤ１１０が所定位置から矢印Ａ方向と平行な方向に変位してしまうことがある。図３０では、２回目の放射線照射のときＦＰＤ１１０が、所定位置から下方に長さΔｙ変位している例を示している。【００１６】
このとき、１回目、２回目の撮影により取得された格子１０３の放射線画像はそれぞれ、図３０ｂ、ｃに示すようなものとなる。この場合は、１回目撮影の画像の図中ｙ０で示す位置と、２回目撮影の画像の上端とが一致するものとして画像合成がなされるが、実際は２回目撮影の画像の上端が長さΔｙ変位しているために、画像のつなぎ目にズレが生じてしまう。【００１７】
さらに上述のような変位は、矢印Ａ方向と平行な方向だけでなく、矢印Ａ方向と直交する方向に発生することもある。図３１は、そのような変位が発生するときの状況を概略的に示すものである。図３１ａは放射線画像の撮影系を正面から見た状態を概略的に示す図である。なお、図３１においては、放射線源は図示を省いてあるが、紙面に直角な照射軸に沿って放射線を照射するように配置される。【００１８】
長尺撮影を行う場合、ＦＰＤ１１０は１回目、２回目の放射線照射のとき、本来矢印Ａ方向に直交する方向においては互いに揃った所定位置に配置される。しかしながら、例えばＦＰＤ１１０の移動機構に経年変化が生じていたり、あるいは図示するようにスタンド１０１が（より詳しくはＦＰＤ１１０の移動を案内するレールが）曲がっていたりすると、放射線照射のときＦＰＤ１１０が所定位置から矢印Ａ方向と直交する方向に変位してしまうことがある。図３１では、２回目の放射線照射のときＦＰＤ１１０が、所定位置から右側に長さΔｘ変位している例を示している。【００１９】
このとき、１回目、２回目の撮影により取得された格子１０３の放射線画像はそれぞれ、図３１ｂ、ｃに示すようなものとなる。この場合、１回目撮影の画像と２回目撮影の画像とが互いに左右方向に、すなわち矢印Ａ方向と直交する方向に一致しているものとして画像合成がなされるが、実際は２回目撮影の画像に長さΔｘの変位があるために、画像のつなぎ目にズレが生じてしまう。【００２０】
このため、上述したＦＰＤにおける撮像面の傾きや、所定位置からの変位（以下、撮像面の機械的誤差とする）に起因する合成画像間のつなぎ目のズレを解消する手法が提案されている（特許文献１参照）。【００２１】
一方、ＦＰＤを使用した長尺撮影では、撮影の間に上述したような被写体の体動が生じてしまう可能性があり、体動が生じた場合には、複数の放射線画像の合成を適正に行うことができず、正確な計測に支障をきたすため、再撮影をする必要がある。このため、被写体の体動を検出して撮影を停止したり、体動を警告する手法が提案されている（特許文献２，３参照）。【００２２】
なお、被写体が撮影時に動いてしまう体動による誤差や、撮影装置の機械的誤差に起因する問題は、ＦＰＤおよび／または線源を移動させながら複数の画像を撮影するトモシンセシス撮影でも同様に起こり得るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特願２００９−２００４２３号
【特許文献２】特開２００７−０８２９０７号公報
【特許文献３】特開２００９−２４０６５６号公報
【特許文献４】特開２００３−２４４５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
特許文献１の手法を用いることにより、機械的誤差に起因する、画像を合成する際のつなぎ目のズレを解消することができる。しかしながら、解消されるのは機械的誤差に起因するズレのみであり、被写体の体動に起因するつなぎ目のズレは残ってしまう。このように、体動に起因するズレが残った状態で画像を合成すると、画像を正確に合成することができない。【００２５】
また、周知のテンプレートマッチング等の手法を用いて、被写体の絵柄に基づいてズレを合わせるように画像をモーフィング等の技術により変形して合成することも考えられる。しかしながら、テンプレートマッチング等の手法を用いた場合、機械的誤差に起因するズレおよび体動に起因するズレの双方が解消されるように画像が変形されて合成されるため、計測結果が変わるほどの体動が起こっていても合成画像からはそれを確認することができず、その結果、合成画像を用いての正確な計測を行うことができなくなってしまう。【００２６】
このような被写体の体動を検出する方法としては、放射線画像撮影装置に被写体の体動を検出するセンサー等を取り付ける方法や、複数の撮影画像間で被写体の位置を比較して被写体の体動を検出する方法が考えられるが、別途センサー等を設ける必要が無いことから、撮影画像に基づいて被写体の体動を検出できることが好ましい。【００２７】
しかしながら、撮影画像から被写体の体動を検出する場合には、エネルギーサブトラクション撮影のように放射線源およびＦＰＤがともに動かないのであれば、撮影画像間の比較により被写体の体動を検出することができるが（例えば特許文献２、４等）、トモシンセシス撮影や長尺合成撮影やＣＴ撮影等のように、放射線源やＦＰＤの位置が撮影画像間で変化する場合には、各撮影画像の放射線源やＦＰＤの位置を考慮する必要があり、複数の撮影画像間での被写体投影位置の移動量には、放射線源やＦＰＤの移動と体動とが併せて反映されるため、体動のみを正しく検出できないという問題がある。【００２８】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、長尺撮影により取得した複数の放射線画像を合成するに際し、機械的誤差に起因する画像のつなぎ目のズレのみならず、被写体の体動によるズレを検出できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明による第１の放射線画像撮影装置は、放射線を照射する撮影手段と、放射線を検出する放射線検出器と、撮影手段および／または放射線検出器を移動させる移動手段とを備え、撮影手段および／または放射線検出器を移動させて被写体に対して複数回撮影を行なう放射線画像撮影装置であって、撮影を行う毎に放射線検出器から信号を読み出すことにより、被写体の複数の放射線画像を取得する画像取得手段と、撮影手段および／または放射線検出器の機械的誤差を検出する機械的誤差検出手段と、機械的誤差検出手段により求められた機械的誤差に基づいて、撮影時における被写体の体動量を取得する体動量取得手段とを備えたことを特徴とするものである。  【００３０】
本発明による第１の放射線画像撮影装置は、放射線検出器を移動させ、該移動により位置を変える毎に被写体を透過した放射線を該放射線検出器に照射して、少なくとも一部の領域が重複した複数の放射線画像を取得する放射線画像撮影装置であって、
前記放射線検出器を所定の移動軸に沿って移動させ、該移動により位置を変える毎に前記被写体を透過した放射線を前記放射線検出器に照射する撮影手段と、
前記移動および前記放射線の照射を行う毎に前記放射線検出器から信号を読み出すことにより、前記被写体の複数の放射線画像を取得する画像取得手段と、
前記放射線検出器の機械的誤差を検出する機械的誤差検出手段と、
前記複数の放射線画像における前記機械的誤差を補正して機械的誤差補正済み放射線画像を取得する機械的誤差補正手段と、
前記機械的誤差補正済み放射線画像間の前記被写体のズレ量を検出するズレ量検出手段と、
前記ズレ量に基づいて、前記撮影時における前記被写体の体動量を取得する体動量取得手段とを備えたものとしてもよい。【００３１】
なお、本発明による第１の放射線画像撮影装置においては、前記体動量を表示する表示手段をさらに備えるものとしてもよい。【００３２】
また、本発明による第１の放射線画像撮影装置においては、前記体動量に基づいて、前記機械的誤差補正済み放射線画像間の前記被写体のズレ量を補正して、体動補正済み放射線画像を取得する体動補正手段と、
前記体動補正済み放射線画像を合成した体動補正済み合成画像を生成する画像合成手段とをさらに備えるものとし、
前記表示手段を、前記体動補正済み合成画像を表示する手段としてもよい。【００３３】
また、本発明による第１の放射線画像撮影装置においては、前記画像合成手段を、前記体動補正済み放射線画像の前記複数の体動補正済み放射線画像が重複する重複領域において、位置合わせの程度が視認可能なように、前記体動補正済み合成画像を生成する手段としてもよい。【００３４】
また、本発明による第１の放射線画像撮影装置においては、前記画像合成手段を、前記機械的誤差補正済み放射線画像を合成した機械的誤差補正済み合成画像をさらに生成する手段とし、
前記表示手段を、前記体動補正済み合成画像および前記機械的誤差補正済み合成画像を切り替え可能に表示する手段としてもよい。【００３５】
また、本発明による第１の放射線画像撮影装置においては、前記体動量が所定のしきい値を超えた場合に警告を行う警告手段をさらに備えるものとしてもよい。【００３６】
この場合、前記撮影手段を、前記警告手段による警告が行われた場合に、前記被写体への前記放射線の照射を停止する手段としてもよい。【００３７】
警告としては、音声によるもの、表示によるもの、あるいは音声および表示の双方によるもの等、任意のものを用いることができる。【００３８】
また、本発明による第１の放射線画像撮影装置においては、前記機械的誤差を、前記撮像面の傾き、該撮像面の所定位置からの変位、前記複数の放射線画像間の相対ズレ、および前記被写体の基準となる被写体面と前記撮像面との平行な方向の変位の少なくとも１つとしてもよい。【００３９】
本発明による放射線画像撮影方法は、放射線を照射する撮影手段および／または放射線を検出する放射線検出器を移動させて被写体に対して複数回撮影を行なう放射線画像撮影方法であって、撮影を行う毎に放射線検出器から信号を読み出すことにより、被写体の複数の放射線画像を取得するステップと、撮影手段および／または放射線検出器の機械的誤差を検出するステップと、機械的誤差に基づいて、撮影時における被写体の体動量を取得するステップとを有することを特徴とするものである。【００４０】
本発明による放射線画像撮影方法は、放射線検出器を移動させ、該移動により位置を変える毎に被写体を透過した放射線を該放射線検出器に照射して、少なくとも一部の領域が重複した複数の放射線画像を取得する放射線画像撮影方法であって、
前記放射線検出器を所定の移動軸に沿って移動させ、該移動により位置を変える毎に前記被写体を透過した放射線を前記放射線検出器に照射するステップと、
前記移動および前記放射線の照射を行う毎に前記放射線検出器から信号を読み出すことにより、前記被写体の複数の放射線画像を取得するステップと、
前記放射線検出器の機械的誤差を検出するステップと、
前記複数の放射線画像における前記機械的誤差を補正して機械的誤差補正済み放射線画像を取得するステップと、
前記機械的誤差補正済み放射線画像間の前記被写体のズレ量を検出し、
前記ズレ量に基づいて、前記撮影時における前記被写体の体動量を取得するステップとを有するものとしてもよい。【００４１】
なお、本発明による放射線画像撮影方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。【００４２】
本発明による第２の放射線画像撮影装置は、放射線を発する放射線源と、放射線を検出する放射線検出手段と、放射線源および／または放射線検出手段を移動させる移動手段とを備え、放射線源および／または放射線検出手段を移動させて被写体に対して複数回撮影を行なう放射線画像撮影装置であって、放射線源および／または放射線検出手段を所定のパターンに従って移動させて既知の位置に配された基準被写体に対して複数回撮影した際に得られる各画像上の基準被写体の投影位置に基づいて、実際の放射線源および／または放射線検出手段の実際移動量を算出する撮影系実際移動量算出手段と、放射線源および／または放射線検出手段を所定のパターンに従って移動させて被写体に対して複数回撮影した際に得られる複数の画像間における、被写体の移動量を特定する被写体移動量特定手段と、放射線源および／または放射線検出手段を実際移動量だけ所定のパターンに従って移動させて被写体に対して複数回撮影した際に得られる複数の画像間における、被写体の想定移動量を算出する被写体想定移動量算出手段と、被写体移動量および被写体想定移動量の差分に基づいて、被写体の体動の大きさを示す体動評価値を算出する体動評価値算出手段とを備えたものであることを特徴とするものである。【００４３】
本発明による体動量測定方法は、放射線を発する放射線源と、放射線を検出する放射線検出手段と、放射線源および／または放射線検出手段を移動させる移動手段とを備え、放射線源および／または放射線検出手段を移動させて被写体に対して複数回撮影を行なう放射線画像撮影装置において被写体の体動の大きさを測る体動量測定方法であって、放射線源および／または放射線検出手段を所定のパターンに従って移動させて既知の位置に配された基準被写体に対して複数回撮影した際に得られる各画像上の基準被写体の投影位置に基づいて、実際の放射線源および／または放射線検出手段の実際移動量を算出し、放射線源および／または放射線検出手段を所定のパターンに従って移動させて被写体に対して複数回撮影した際に得られる複数の画像間における、被写体の移動量を特定し、放射線源および／または放射線検出手段を実際移動量だけ所定のパターンに従って移動させて被写体に対して複数回撮影した際に得られる複数の画像間における、被写体の想定移動量を算出し、被写体移動量および被写体想定移動量の差分に基づいて、被写体の体動の大きさを示す体動評価値を算出することを特徴とする方法である。【００４４】
なお、本発明による体動量測定方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。【００４５】
本発明による第２の放射線画像撮影装置および体動量測定方法並びにプログラムにおいて、「体動評価値」とは、被写体が実際に移動した距離を示す値に限らず、正規化された値としてもよいし、所定の閾値を設けてデジタル的に体動の有無のみを示す値としてもよい。【００４６】
また、放射線源および／または放射線検出手段の実際移動量の算出については、ある撮影位置および別の撮影位置において撮影された二枚の画像における基準被写体の投影位置（画像上の座標）から両画像間における基準被写体の移動量を特定し、この基準被写体移動量に基づいて実際の放射線源および／または放射線検出手段の実際移動量を算出するようにしてもよいし、ある撮影位置において撮影された一枚の画像における基準被写体の投影位置（画像上の座標）から直接撮影系の位置を算出して、各撮影位置間における撮影系の位置を比較することにより撮影系の実際移動量を算出するようにしてもよい。【００４７】
また、基準被写体と被写体とは個別に撮影することも可能であるが、基準被写体と被写体とを同時に撮影した方が、被写体の実際の撮影時に放射線源および／または放射線検出手段に生じている移動誤差を反映できるので、被写体の体動をより正確に検出することが可能となる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明による第１の放射線画像撮影装置および方法並びにプログラムによれば、例えば、放射線検出器を所定の移動軸に沿って移動させ、移動により位置を変える毎に被写体を透過した放射線が放射線検出器に照射され、移動および放射線の照射を行う毎に放射線検出器から信号を読み出すことにより、被写体の複数の放射線画像が取得され、放射線検出器の機械的誤差が検出され、この機械的誤差が補正されて機械的誤差補正済み放射線画像が取得される。そして、機械的誤差補正済み放射線画像間の被写体のズレ量が検出され、ズレ量に基づいて、撮影時における被写体の体動量が検出される等、先に機械的誤差を検出するようにしたため、被写体の体動によるズレを正確に検出することができる。【００４９】
また、体動量を表示することにより、被写体の体動によるズレがどの程度あるかを視認することができる。【００５０】
また、体動量に基づいて、機械的誤差補正済み放射線画像間の被写体のズレ量を補正して、体動補正済み放射線画像を取得することにより、体動補正済み放射線画像を精度良く合成して体動補正済み合成画像を生成することができ、その結果、体動補正済み合成画像を用いての診断を正確に行うことができる。【００５１】
また、体動補正済み放射線画像における重複領域において、位置合わせの程度が視認可能なように体動補正済み合成画像を生成することにより、どの程度正確に位置合わせできているのかを確認することができる。【００５２】
また、機械的誤差補正済み放射線画像を合成した機械的誤差補正済み合成画像をさらに生成し、体動補正済み合成画像および機械的誤差補正済み合成画像を切り替え可能に表示することにより、体動を正確に認識することができる。【００５３】
また、体動量が所定のしきい値を超えた場合に警告を行うことにより、操作者は撮影を停止する等の操作を行うことができるため、合成ができないほどの体動量があるにも拘わらず撮影を続けることにより、被写体が無用に被曝されることを防止できる。【００５４】
この場合において、被写体への放射線の照射を停止することにより、操作者に負担をかけることなく、被写体が無用に被曝されることを防止できる。【００５５】
本発明による第２の放射線画像撮影装置および体動量測定方法並びにプログラムによれば、放射線を発する放射線源と、放射線を検出する放射線検出手段と、放射線源および／または放射線検出手段を移動させる移動手段とを備え、放射線源および／または放射線検出手段を移動させて被写体に対して複数回撮影を行なう放射線画像撮影装置において、放射線源および／または放射線検出手段を所定のパターンに従って移動させて既知の位置に配された基準被写体に対して複数回撮影した際に得られる各画像上の基準被写体の投影位置に基づいて、実際の放射線源および／または放射線検出手段の実際移動量を算出し、放射線源および／または放射線検出手段を所定のパターンに従って移動させて被写体に対して複数回撮影した際に得られる複数の画像間における被写体の移動量を特定し、放射線源および／または放射線検出手段を実際移動量だけ所定のパターンに従って移動させて被写体に対して複数回撮影した際に得られる複数の画像間における被写体の想定移動量を算出し、被写体移動量および被写体想定移動量の差分に基づいて、被写体の体動の大きさを示す体動評価値を算出するようにしたので、撮影画像に基づいて被写体の体動を正確に検出することが可能となる。【００５６】
また、基準被写体と被写体とは個別に撮影することも可能であるが、基準被写体と被写体とを同時に撮影した方が、被写体の実際の撮影時に放射線源および／または放射線検出手段に生じている移動誤差を反映できるので、被写体の体動をより正確に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施の形態による放射線画像撮影装置の構成を示す概略図
【図２】撮像面傾き検出のための放射線画像の撮影を説明する概略図
【図３】放射線画像検出器の撮像面の傾きがある場合とない場合との放射線画像記録状態を説明する概略図
【図４】放射線画像の撮影の様子を示す概略側面図
【図５】放射線画像検出器の撮像面の傾きがある場合とない場合との放射線画像記録状態を説明する概略図
【図６】本発明による画像補正方法の一例を説明する概略図
【図７】本発明による画像補正方法の別の例を説明する概略図
【図８】本発明による画像補正方法のさらに別の例を説明する概略図
【図９】画像補正前と補正後の画像における座標系を示す図
【図１０】本発明による画像補正方法の一例を説明する概略図
【図１１】パラメータ算出の他の例を説明するための図
【図１２】パラメータ算出の他の例を説明するための図
【図１３】パラメータ算出の他の例を説明するための図
【図１４】テンプレートマッチングを説明するための図
【図１５】テンプレートマッチングを説明するための図
【図１６】体動補正を説明するための図
【図１７】本実施の形態において行われる処理を示すフローチャート
【図１８】画像表示部の表示画面における表示の例を示す図
【図１９】画像表示部の表示画面における表示の他の例を示す図
【図２０】画像表示部の表示画面における表示の他の例を示す図
【図２１】画像表示部の表示画面における表示の他の例を示す図
【図２２】画像表示部の表示画面における表示の他の例を示す図
【図２３】画像表示部の表示画面における表示の他の例を示す図
【図２４】オプティカルフローの表示の例を示す図
【図２５】撮像面の位置と機械的誤差との関係の一例を示すグラフ
【図２６】本発明の別の実施の形態を説明するための図
【図２７】従来技術の問題を説明するための図
【図２８】従来技術の別の問題を説明するための図
【図２９】従来技術の別の問題を説明するための図
【図３０】従来技術の別の問題を説明するための図
【図３１】従来技術の別の問題を説明するための図
【図３２】本発明の第２の実施の形態による放射線画像撮影装置を適用したＸ線撮影装置の概略図
【図３３】トモシンセシス撮影を説明するための図
【図３４】上記放射線画像撮影装置おいて撮影台天板の天板面を基準面とした場合におけるＸ線管の移動範囲の算出を説明するための図
【図３５】上記放射線画像撮影装置における体動評価値の算出方法を説明するための図
【図３６】本発明の第３の実施の形態による放射線画像撮影装置における体動評価値の算出方法を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００５８】
以下、図面を参照して本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は本発明の第１の実施の形態による放射線画像撮影装置の構成を示す概略図である。図１に示すように本実施の形態による放射線画像撮影装置１５０は、１つの放射線源１００と１つのＦＰＤ１１０とを用いて、被写体Ｎ中の隣接する複数の領域Ｎ１、Ｎ２・・・を順次撮影し、これにより取得した複数の放射線画像を合成して被写体Ｎの大部分を示す長尺の放射線画像を得るように構成されたものである。
【００５９】
なお、現実の長尺撮影システムにおいては、放射線源１００やＦＰＤ１１０等の設置誤差や、装置の経年劣化により生じるガタツキ等に起因して生じる放射線源１００やＦＰＤ１１０等の移動誤差等の種々の機械的誤差が考えられるが、ここでは説明の簡略化のため、ＦＰＤ１１０の設置に起因する機械的誤差のみが存在するものとして説明する。
【００６０】
具体的にこの放射線画像撮影装置１５０は、射出窓１１１からコリメータ１１２によって定められる照射範囲に放射線１０４を発する放射線源１００と、被写体Ｎを透過した放射線１０４の照射を受けてこの放射線１０４を検出する撮像面（放射線検出面）１０２を有するＦＰＤ１１０と、ＦＰＤ１１０を被写体Ｎに沿って移動させる検出器移動部２０と、射出窓１１１の位置および向きが所望状態となるように放射線源１００を配置する線源配置部２５とを備える。なお図１においては、コリメータ１１２によって照射範囲が定められる放射線１０４の放射中心軸をＣｒで示してある。
【００６１】
ＦＰＤ１１０は、被写体Ｎを透過した放射線１０４を検出して電気信号に変換し、その被写体Ｎの放射線画像を表す画像データを出力する。なお、ＦＰＤ１１０は、放射線を電荷に直接変換する直接方式のＦＰＤ、または放射線を一旦光に変換し、変換された光をさらに電気信号に変換する間接方式のＦＰＤのいずれも利用可能である。直接方式のＦＰＤは、アモルファスセレン等の光導電膜、キャパシタおよびスイッチ素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor）等によって構成される。例えば、Ｘ線等の放射線が入射されると、光導電膜から電子−正孔対（ｅ−ｈペア）が発せられる。その電子−正孔対はキャパシタに蓄積され、キャパシタに蓄積された電荷が、ＴＦＴを介して電気信号として読み出される。
【００６２】
一方、間接方式のＦＰＤは、蛍光体で形成されたシンチレータ層、フォトダイオード、キャパシタおよびＴＦＴ等によって構成される。例えば、「ＣｓＩ：Ｔｌ」等の放射線が入射されると、シンチレータ層が発光（蛍光）する。シンチレータ層による発光はフォトダイオードで光電変換されてキャパシタに蓄積され、キャパシタに蓄積された電荷が、ＴＦＴを介して電気信号として読み出される。
【００６３】
検出器移動部２０は、床面５Ｆから鉛直方向（図中矢印Ｙ方向）に起立して両者間にＦＰＤ１１０を保持する２つの支柱２１と、ＦＰＤ１１０を長尺方向である鉛直方向に移動させる移動機構２２とを備えている。移動機構２２としては、ＦＰＤ１１０を従来知られているリニアスライド機構等で支持し、モータ等の駆動源を用いて移動させるものを採用することができる。
【００６４】
合成に供する放射線画像を取得するための撮影を実施する際に、被写体ＮはＦＰＤ１１０の移動方向に沿って配置される。すなわち、被写体Ｎを床面に起立させた姿勢にして撮影が行われる。
【００６５】
線源配置部２５は、被写体Ｎを間に置いてＦＰＤ１１０の撮像面１０２に対向するように、すなわちＦＰＤ１１０の方向を向くように放射線源１００を保持し、かつ移動させるものである。この線源配置部２５は、天井５Ｅから鉛直方向に延びる支柱２６と、この支柱２６を天井５Ｅに沿って図中矢印Ｚ方向に移動させる天井ベース台２７と、支柱２６に係合されて図中矢印Ｙ方向へ移動可能であるとともに、紙面に垂直な軸の回りを回転可能な回転台２８とを有している。放射線源１００はこの回転台２８に搭載されている。これにより、放射線源１００は、上下方向（図中矢印Ｙ方向）および左右方向（図中矢印Ｚ方向）に移動可能、かつ放射線源１００の略中心を通る図中のＸ軸に平行な軸の周りに回転可能とされている。なお線源配置部２５も、従来知られているリニアスライド機構や回転機構、およびモータ等の駆動源を用いて形成することができる。
【００６６】
また、放射線画像撮影装置１５０は、検出器移動部２０および線源配置部２５の作動を制御する長尺撮影制御部３０を有している。この長尺撮影制御部３０は検出器移動部２０の作動を制御して、ＦＰＤ１１０を被写体Ｎの延びる方向に沿って放射線撮影を行うための各位置Ｑ１，Ｑ２・・・へ順次移動させる。それとともに長尺撮影制御部３０は線源配置部２５の作動を制御して、放射線源１００から発せられる放射線１０４の照射方向が、上記各位置に配置されたＦＰＤ１１０の撮像面１０２の方向を向くように放射線源１００を配置させる。こうした上で放射線源１００駆動されると、被写体Ｎ中の隣接する領域Ｎ１、Ｎ２・・・が順次撮影され、各回の撮影毎に、被写体Ｎの全体を表すための複数の部分的な放射線画像を表す画像データが取得される。
【００６７】
放射線画像撮影装置１５０はさらに、後述するように算出された、ＦＰＤ１１０の撮像面１０２の機械的誤差を補正するためのパラメータに基づいて、各回の撮影により取得した放射線画像に含まれる、撮像面の機械的誤差に起因する画像歪みを解消する補正を行うための機械的誤差補正部３４を備える。また、放射線画像撮影装置１５０は、撮像面の機械的誤差に起因する画像歪みが解消された機械的誤差補正済み画像に含まれる、被写体Ｎの体動に基づくズレ量を検出するズレ量検出部３５、およびズレ量検出部３５が検出したズレ量に基づいて、撮影時における被写体Ｎの体動量を取得する体動量取得部３６、および体動量に基づいて機械的誤差補正済み画像に含まれる被写体Ｎのズレ量を補正する体動補正部３７を備える。さらに、放射線画像撮影装置１５０は、上記各回の放射線撮影によって得られた各画像データを合成して、被写体Ｎの全体を表す長尺の放射線画像を生成する画像合成部３８を備える。ここで、画像合成部３８が生成した長尺の放射線画像は、例えばＣＲＴ表示装置、液晶表示装置等からなる画像表示器６０に表示される。
【００６８】
なお、放射線画像撮影装置１５０の全体の動作は、コンソール７０によって制御される。したがってコンソール７０には、被写体Ｎに関する情報や長尺の放射線画像を得るための撮影条件等が入力され、それらの情報は長尺撮影制御部３０や、コリメータ１１２によって定められる放射線照射範囲等を設定するための撮影調節部（図示せず）等に入力される。この撮影調節部は、例えば４回の放射線撮影毎に所定サイズの合成用放射線画像が得られるように、各放射線撮影時の放射線源１００の位置やコリメータ１１２の状態、そしてＦＰＤ１１０の位置等を調節する。その後、コンソール７０からの指令により、４つの放射線画像を撮影する動作が実行される。
【００６９】
なお、複数回撮影される放射線画像のサイズを決定するには、上述のようにコリメータ１１２等によって放射線照射範囲を規定する他、各回の撮影で得られた放射線画像の一部分を切り出して各画像部分の長さ、幅を調節するようにしてもよい。
【００７０】
次に、放射線画像撮影装置１５０において行われるＦＰＤ１１０の撮像面の機械的誤差検出処理について説明する。まず、機械的誤差自動検出装置８０によってこの処理を自動的に行う場合について説明する。この機械的誤差自動検出装置８０は、ＦＰＤ１１０から画像データを取得する手段であるキャリブレーション画像入力部８１と、このキャリブレーション画像入力部８１の出力を受けるマーカー検出部８２と、このマーカー検出部８２の出力を受ける機械的誤差検出部８３とから構成されている。そして機械的誤差検出部８３の出力は、パラメータ算出部８４に入力されるようになっている。
【００７１】
撮像面の機械的誤差検出を行う際には、例えばコンソール７０から入力される撮影メニューによって通常の被写体の撮影とは区別されて、この機械的誤差検出のための撮影および、その撮影によるＦＰＤ１１０からの放射線画像を表す画像データの読取操作が独自になされる。ここで、これらの操作から、補正のためのパラメータを求めるまでの一連の操作をキャリブレーションと称し、またこの操作で得られる放射線画像をキャリブレーション画像と称する。このキャリブレーション時にも、ＦＰＤ１１０は各位置Ｑ１，Ｑ２・・・へ順次移動され、各位置に停止したＦＰＤ１１０に対してマーカーＭ１，Ｍ２等のマーカーを透過させた放射線１０４が照射される。
【００７２】
図２はキャリブレーションにおける撮影を説明するための図である。なお、図２においては、説明を簡単にするために、キャリブレーションにおいて２回の撮影を行う状態を示している。また、図２においては、上記図２７等に示す格子１０３に代わるものとして、その位置に図２ａに示すような被写体面Ｂを配置し、この被写体面Ｂ上に水平方向に所定距離空けた状態で２個のマーカーＭ１、Ｍ２を付与する。そして、図２ｂに示すように、ＦＰＤ１１０が上から下に向けて移動され、その移動の前後の静止位置にあるＦＰＤ１１０に、マーカーＭ１、Ｍ２を透過した放射線が照射され、マーカーの放射線画像が２回撮影される。
【００７３】
なお、実際には、隣り合う２つの位置Ｑ１とＱ２に配置されたＦＰＤ１１０の重複領域にそれぞれ共通のマーカーＭ１，Ｍ２が撮影されるように放射線撮影がなされる。これは、４回撮影を行う場合においては、他の隣り合う２つの位置Ｑ２とＱ３、Ｑ３とＱ４についても同様である。このように放射線撮影を行うには、２つの位置のＦＰＤ１１０がどこで重複してもマーカーが写し込まれるように、上下方向に適宜間隔でマーカーを並設しておく方法や、各位置Ｑ１，Ｑ２・・・を予め正確に定めておき、それらの各位置に対応する重複位置にマーカーを設置しておく方法等を採用すればよい。
【００７４】
ここで、２回の撮影において、ＦＰＤ１１０は、１回目の撮影では図２ｂに右上がりのハッチングで示す位置に、また２回目の撮影では同図に左上がりのハッチングで示す位置に配され、これによりマーカーＭ１，Ｍ２は２回の撮影で重複して撮影される。また、それぞれの撮影においてＦＰＤ１１０および被写体面Ｂは、各々の幅方向中央位置が放射線の照射野中心（左右方向中心）と揃う状態にセットされる。また２つのマーカーＭ１、Ｍ２は、照射野中心から互いに等しい位置にあるようにセットされる。
【００７５】
なお、撮影メニューによってキャリブレーション画像の撮影が指示された場合は、マーカーを含む放射線画像の撮影範囲、重複の幅、さらには各画像のフレーム割り等を予め設定されたものに自動設定するようにしておくことが好ましい。また、上述のような複数のマーカーを衝立に設置しておき、キャリブレーション画像の撮影用にこの衝立が所定の受承部に設置されると衝立検出信号が発せられ、その信号をトリガーとしてキャリブレーション画像撮影の各種メニューが例えばコンソール７０の表示部に表示されるようにしてもよい。
【００７６】
このキャリブレーション画像の撮影時に、ＦＰＤ１１０を各位置Ｑ１，Ｑ２・・・にそれぞれ移動して撮影がなされると、各撮影毎に逐次ＦＰＤ１１０に読取操作がなされ、ＦＰＤ１１０から、マーカーが写し込まれたキャリブレーション画像を示す画像データが出力される。機械的誤差自動検出装置８０のキャリブレーション画像入力部８１は、これらの画像データを受けるとそれをマーカー検出部８２に送出する。マーカー検出部８２は、隣り合う２つの位置（例えばＱ１とＱ２）に配置されて放射線照射を受けたＦＰＤ１１０から逐次送られた画像データ（以下、それらが示す２つの画像を「上下画像」という）に基づいてマーカーの位置を検出し、そのマーカー位置を示す情報を機械的誤差検出部８３に入力する。なお各キャリブレーション画像におけるマーカーの位置を特定するには、公知のテンプレートマッチング等の手法を用いることができる。
【００７７】
機械的誤差検出部８３はマーカー位置を示す情報を受けると、それに基づいて、隣り合う２つの位置にあるＦＰＤ１１０の撮像面の機械的誤差を検出する。以下、機械的誤差の検出について説明する。なお、以降の説明においては、隣り合う２つの位置にあるＦＰＤ１１０により取得した２つのキャリブレーション画像を用いての機械的誤差の検出について説明する。
【００７８】
まず、図２７に示した傾き角αを求める点について説明する。上記２回の撮影により取得されたキャリブレーション画像は、図３ａに示すようなものとなる。図中上側のキャリブレーション画像が１回目の撮影によるもので、下側のキャリブレーション画像が２回目の撮影によるものである。どちらのキャリブレーション画像にもマーカーＭ１、Ｍ２が記録されているが、図２７に示すようにパネル表面に対して撮像面１０２が角度α傾いていると、両キャリブレーション画像間でマーカーＭ１、Ｍ２の像に互いにズレが生じることになる。これに対して、もし角度αの撮像面傾きが存在しなければ両キャリブレーション画像は図３ｂに示すものとなるため、図３ａ、ｂの関係から角度αを求めることができる。
【００７９】
上記角度αは、複数回の撮影における放射線照射軸を共に含む面内、すなわち図２７の紙面に平行な面内の角度である。また本実施の形態においてパネル状のＦＰＤ１１０は、その表面が検出器移動軸方向に対して平行となるように配置されているため、角度αは撮像面１０２の検出器移動軸方向に対する角度となる。
【００８０】
ここで、図３ａにおけるマーカーＭ１、Ｍ２の間の距離を、１回目取得の画像についてはＷ１、２回目取得の画像についてはＷ２とする。また図４に示すように、放射線照射方向における撮像面中心からマーカーＭ１、Ｍ２までの距離をｄ、放射線源１００から撮像面中心までの距離をＳＩＤとする。さらに図３および図４に示すように、撮像面１０２上における撮像面中心からマーカーＭ１、Ｍ２の中点までの距離の２倍をＦＯＶｈとする。以上の各距離についての関係は下記の（数１）の通りとなり、それらから（数２）が得られる。
【数１】
0005501443.tif 000002
【数２】
0005501443.tif 000003
【００８１】
このようにして上述の各距離から（数２）に基づいて、撮像面１０２の傾き角αを求めることができる。なお厳密には、ＦＰＤ１１０と放射線源１００との高さ位置関係に応じてＷ１とＷ２との差が変動し、導き出される角度αも変わることになる。しかしながら、通常はＳＩＤに対してｄが十分小さいことから、上記変動は無視して、（数２）式で近似して角度αを求めることができる。
【００８２】
次に、図２８に示す傾き角γを求める点について説明する。なおこの角度γは、撮像面１０２の面内における、検出器移動軸方向に対する撮像面１０２の角度である。
【００８３】
上記２回の撮影により取得されたキャリブレーション画像は、図５ａに示すようなものとなる。図中上側のキャリブレーション画像が１回目の撮影によるもので、下側のキャリブレーション画像が２回目の撮影によるものである。どちらのキャリブレーション画像にもマーカーＭ１、Ｍ２が記録されているが、図２８に示すように画素部Ｇの２次元マトリクスがパネル一辺に対して角度γ傾いていると、両キャリブレーション画像間においてマーカーＭ１、Ｍ２の像に互いにズレが生じることになる。それに対して、もし角度γの撮像面傾きが存在しなければ両キャリブレーション画像は図５ｂに示すものとなるため、図５ａ、ｂの関係から角度γを求めることができる。
【００８４】
すなわち、図５に破線で示すように、マーカーＭ１、Ｍ２の像の中心を結ぶ線分を一辺とする正方形の格子を考えたとき、その格子の中心位置が互いに一致するように、一方の放射線画像を他方に対して縦、横方向に移動させると、その２方向の移動量から角度γを求めることができる。
【００８５】
次に、以上のようにして求めた角度αおよびγに基づいて、それらの傾きに起因する放射線画像の歪みを補正する処理について説明する。一例として、図６ａに実線で示すように撮像面１０２が角度α傾いており、実際は図６ｂに示す状態で１、２回目の撮影がなされた場合を考える。この場合、撮像面１０２に記録された後に読み出された被写体の放射線画像を、図６ｃに示す状態で撮影された放射線画像のように補正できれば、角度αの傾きに起因する画像の歪みを無くすことができるため、２つの放射線画像を合成しても、つなぎ目でズレが生じることを防止できる。なお、本実施の形態では、撮像面１０２が角度γの方向に傾いていることに起因する画像の歪みも無くすように補正がなされる。
【００８６】
ここで、ＦＰＤ１１０の移動については再現性があることが前提であり、被写体を撮影する場合もＦＰＤ１１０の移動は、角度αおよびγを求めたときと同じようになされる。
【００８７】
次に、機械的誤差を補正する処理に用いるためのパラメータを求める点について説明する。ここでは、求めた角度αおよびγから変換行列を求める方法、より詳しくは、４点以上の対応点を設定して、それらの点の変換前後の対応から変換行列を求める方法を以下に示す。まず、角度αの方向の撮像面傾きによる画像歪みを補正するには、図７ａに黒丸で示す４つの対応点（それらは正しい記録状態では正方形を形作るものとする）が、図７ｂに示すように補正されるパラメータを求めればよい。そこで補正前の正方形の歪んだ下辺、上辺の長さをそれぞれＷ１、Ｗ２とし、補正後の下辺、上辺の長さをそれぞれＷ１′、Ｗ２′と′すると、下記の（数３）、（数４）の関係が成立する。なお、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ１′、Ｗ２′以外の変数は先に述べたものと同じである。
【数３】
0005501443.tif 000004
【数４】
0005501443.tif 000005
【００８８】
そして上記（数３）から下記（数５）の関係が、また（数４）から下記（数６）の関係が得られる。
【数５】
0005501443.tif 000006
【数６】
0005501443.tif 000007
【００８９】
そこで、求められた角度αと、既知のＳＩＤおよびＦＯＶｈとに基づいて、（数５）および（数６）の右辺のカッコ内の値を求め、それらの値をそれぞれ、Ｗ１をＷ１′に変換するためのパラメータ、Ｗ２をＷ２′ に変換するためのパラメータとする。そしてそれらのパラメータから、２次元放射線画像を示す画像データを図７ａと図７ｂとの間の関係で変換する（３×３）行列
【数７】
0005501443.tif 000008
を求める。
【００９０】
また、図８ａ、ｂはそれぞれ、前述した角度γで回転する前、後の放射線画像の関係を示しているが、２次元放射線画像を示す画像データをこれら両図間の回転関係で変換する（３×３）行列
【数８】
0005501443.tif 000009
を求める。なお、このように回転関係で画像を変換する行列は、従来知られている公知の方法によって求めることができる。
【００９１】
以上説明した角度α、γの２つの方向に関する撮像面１０２の傾きは、線形な現象の足し合わせであるので、下記の（数９）に示す行列の乗算により連結することができる。
【数９】
0005501443.tif 000010
【００９２】
そこで、この（数９）乗算後の行列
【数１０】
0005501443.tif 000011
を変換行列として、１回目の撮影により取得した被写体の放射線画像を表す画像データを変換すると、変換後の画像データは、角度α、γの２つの方向に関する撮像面１０２の傾きに起因する画像の歪みが共に解消されたものとなる。それは、２回目の撮影により取得した被写体の放射線画像を表す画像データに関して変換を行った場合も同様である。そこで、共にこの変換を行うことにより、２つの放射線画像の機械的誤差を解消することができる。したがって、機械的誤差補正済みの２つの放射線画像を合成すると、合成画像（長尺の放射線画像）において、つなぎ目にズレが生じることが防止される。
【００９３】
ここで、上述のような変換行列を用いる画像変換処理の具体的例として、２次元射影変換について説明する。図９ａ、ｂにそれぞれ示すように、変換行列
【数１１】
0005501443.tif 000012
による２次元射影変換処理がなされる前、後の座標系を各々ｘｙ座標系、ｘ＊ｙ＊座標系とする。この２次元射影変換は一般に同次座標系において、下式（数１２）で示される。
【数１２】
0005501443.tif 000013
【００９４】
なお同次（homogeneous）座標系とは、ｎ次元の問題を(ｎ＋１)次元の問題として処理することで演算の簡略化、一般化を図ろうとするものである。変換行列
【数１３】
0005501443.tif 000014
の要素は９個であるが自由度は８であり、最低４点の対応があれば求めることができる（つまり、１点対応につきｘｙ座標の２式が得られる）。
【００９５】
以上のようにして変換行列
【数１４】
0005501443.tif 000015
が求められたなら、元の画像データを
【数１５】
0005501443.tif 000016
として、補正後画像データ
【数１６】
0005501443.tif 000017
を、
【数１７】
0005501443.tif 000018
として求めることができる。
【００９６】
なお以上説明した実施の形態においては、求められた撮像面１０２の傾き角α、γに基づいて画像データを補正し、それらの傾きに起因する画像歪みを解消するようにしているが、そのような補正は行わないで、求められた撮像面１０２の傾き角α、γを解消するように手作業で撮像面１０２の取り付け位置を修正することも可能である。またこの撮像面１０２の取り付け位置の修正を、ＦＰＤ１１０の中に組み込まれた撮像面位置修正手段により、傾き角α、γに基づいて自動的に行うことも可能である。
【００９７】
また本実施の形態において用いるマーカーとしては、上に説明した２点を示すマーカーＭ１、Ｍ２の他に、前述したような格子も適用可能である。
【００９８】
次に、先に述べた傾き角α，γおよび図３０，３１にそれぞれ示した変位Δｙ、Δｘに起因する画像歪みの補正について説明する。なお以下では説明を明瞭かつ容易にするため、一方の傾き角αを特に「ピッチング傾き角」といい、またＦＰＤ１１０を単に「パネル」ということがある。この画像歪みの補正方法は、傾きや変位のあるパネルで取得された画像上の位置をｘｙ座標系で表し、最終的な補正後の画像上の位置をｘ″ｙ″座標系で表したとき、位置（ｘ，ｙ）にある画像データをどのような位置（ｘ″，ｙ″）に関する画像データとすればよいか求めるものである。
【００９９】
まず図１０に示すように、パネルがピッチング傾き角αで傾いているために、撮影画像が図２７に示したように台形に歪むことを補正する点について説明する。なお、この補正を以下「台形補正」という。ここでは、パネル内で撮像面の傾きはなく、該パネルのピッチング傾き角αがそのまま撮像面の、つまりその画素部の２次元マトリクスの傾き角αとなるものとする。また図１０中の「正規の撮像面」とは、ピッチング傾き角αが存在しない場合の撮像面を示しており、台形補正は、この正規の撮像面上の位置をｘ′ｙ′座標系で表したとき、位置（ｘ，ｙ）にある画像データをどのような位置（ｘ′，ｙ′）に関する画像データとすればよいか求めるものである。
【０１００】
ここで
【数１８】
0005501443.tif 000019
である。図１０より、ピッチング傾き角αが存在することによる、画像のｘ方向の拡縮率は以下となる。
【数１９】
0005501443.tif 000020
【０１０１】
座標の原点を、傾いた撮像面上にあって放射線源１００の中心を通る法線が立つ位置から、正規の撮像面上にあって放射線源１００の中心を通る法線が立つ位置、すなわち図１０中（０，０）で示す位置に移して考えると、上記（数１９）式から以下の通りとなる。
【数２０】
0005501443.tif 000021
【０１０２】
よって、位置（ｘ，ｙ）と位置（ｘ′，ｙ′）との関係は以下の通りとなる。
【数２１】
0005501443.tif 000022
【０１０３】
ただし、厳密にいえばｙ方向にも拡縮が発生するが、ここではこの拡縮は十分小さくてｙ′＝ｙと近似できるものとする。
【０１０４】
次に、図２８に示す傾き角γと、図３０，３１にそれぞれ示す変位Δｙ、Δｘに起因する画像歪みを補正することを考える。ここでは、変位Δｘ＝ｔｘ、Δｙ＝ｔｙと表す。各条件をまとめると、以下の通りである。
【数２２】
0005501443.tif 000023
【０１０５】
台形補正変換前の位置（ｘ，ｙ）と、台形補正変換後の位置（ｘ′，ｙ′）との関係は（数２１）の通りであるが、最終的な補正画像上の位置を前述したようにｘ″ｙ″座標系で表すと、その座標における位置（ｘ″，ｙ″）と台形補正変換後の位置（ｘ′，ｙ′）との関係は下記の通りとなる。
【数２３】
0005501443.tif 000024
【０１０６】
以上の通り、（数２１）および（数２３）で示す２つの変換を行うことにより、位置（ｘ，ｙ）にある画像データが、位置（ｘ″，ｙ″）にある画像データとして変換される。そこで、各回の放射線照射毎にＦＰＤ１１０に対して読取操作を行って得られた位置（ｘ，ｙ）に関するオリジナル画像データを、上記２つの変換により位置（ｘ″，ｙ″）に関する画像データとする補正を行えば、その補正後の画像データを合成して１つの長尺画像を形成したとき、つなぎ目にズレが発生することを防止できる。
【０１０７】
機械的誤差検出部８３は、以上のようにして、傾き角αおよびγ、並びに変位ΔｙおよびΔｘを求めると、これらの機械的誤差を示す情報をパラメータ算出部８４に入力する。パラメータ算出部８４はこの情報を受けると、それが示す傾き角αおよびγ、並びに変位ΔｙおよびΔｘから、画像変換処理を行うためのパラメータを算出し、そのパラメータを機械的誤差補正部３４に入力する。
【０１０８】
通常の放射線撮影つまり、長尺画像合成用に被写体Ｎ中の隣接する複数の領域Ｎ１、Ｎ２・・・を順次放射線撮影する操作は、基本的に上述したキャリブレーションがなされてから行われるが、通常の放射線撮影を日々行いながら、その途中で適宜キャリブレーションがなされても構わない。この通常の放射線撮影時に、隣り合う２つの位置（例えばＱ１とＱ２）に配置されて放射線照射を受けたＦＰＤ１１０から逐次送られた画像データは、画像合成部３８に送られて画像合成に供せられるが、その前に機械的誤差補正部３４において上記パラメータに基づいて、撮像面の機械的誤差に起因する画像歪みを解消するための補正が行われる。なお、機械的誤差補正部３４は、パラメータを記憶しておくための不図示の記憶部を備えてなる。
【０１０９】
この補正の処理は先に説明した通りの２次元射影変換処理であり、したがって上記各パラメータは具体的には、この２次元射影変換の（３×３）変換行列の値である。この補正を行った後の画像データは、撮像面１０２の機械的誤差が補正されたものとなっている。
【０１１０】
なお、パラメータとしては、上に例示したものの他にせん断係数などを適用して、画像歪み解消の精度をより高めることも可能である。すなわち２次元射影変換においては、上記（３×３）変換行列の係数ａ、ｂ、ｃおよびｄの比によってせん断変換が起きることが知られており、これらの係数ａ、ｂ、ｃおよびｄがせん断係数といわれるものである。これらのせん断係数を用いて、せん断変換も見込んで２次元射影変換を行えば、撮像面の機械的誤差に起因する画像歪みをより確実に解消可能となる。なお、上に述べたせん断変換およびせん断係数については、山口富士夫著「図形処理工学」日刊工業新聞社刊  1981年の73-75頁に詳しい記載がある。
【０１１１】
なお、パラメータの算出は上記手法に限定されるものではない。例えば、上下に並ぶ２つの放射線画像についてのパラメータを算出するに際し、図１１に示すように、６つのマーカーＭ１（Ｍ１１），Ｍ２（Ｍ１２），Ｍ３，Ｍ４，Ｍ１３，Ｍ１４を被写体面Ｂに配置して撮影を行ってパラメータを算出してもよい。この場合、マーカーＭ１（Ｍ１１），Ｍ２（Ｍ１２）が重複するようにＦＰＤ１１０を移動して撮影が行われる。図１２はキャリブレーションの撮影により取得された２つのキャリブレーション画像を示す図である。図１２ａに示すように、２つのキャリブレーション画像のうち、一方のキャリブレーション画像ＣＰ１には４つのマーカーＭ１〜Ｍ４の像が、他方のキャリブレーション画像ＣＰ２には４つのマーカーＭ１１〜Ｍ１４の像が含まれている。なお、マーカーＭ１とマーカーＭ１１およびマーカーＭ２とマーカーＭ１２とはそれぞれ同一マーカーであるが、説明を容易なものとするために、キャリブレーション画像ＣＰ１に含まれる像についてはＭ１，Ｍ２、キャリブレーション画像ＣＰ２に含まれる像についてはＭ１１，Ｍ１２の参照符号を用いるものとする。
【０１１２】
そして、キャリブレーション画像ＣＰ２について変換パラメータを算出し、キャリブレーション画像ＣＰ１，ＣＰ２間の相対的なズレを補正する３×３の変換行列Ｈ０を算出する。この場合、変換前の点と変換後の点を対応点として、４点以上の対応点から、キャリブレーション画像ＣＰ１に含まれるマーカーＭ１，Ｍ１２の位置と、キャリブレーション画像ＣＰ２に含まれるマーカーＭ１１，Ｍ１２の位置とが一致するように変換行列を求める。図１１に示すようにそれぞれのキャリブレーション画像ＣＰ１，ＣＰ２に４つのマーカーＭ１〜Ｍ４、Ｍ１１〜Ｍ１４が含まれるように撮影を行うことにより、対応点が４点存在することになるため、変換行列Ｈ０を算出することができる。このような変換行列Ｈ０を用いることにより、図１２ｂに示すキャリブレーション画像ＣＰ１，ＣＰ２に含まれるマーカーＭ１、Ｍ２およびマーカーＭ１１，Ｍ１２の位置が一致するように、キャリブレーション画像ＣＰ２を変換することができる。
【０１１３】
また、図１３ａに示すようにキャリブレーション画像ＣＰ１，ＣＰ２に含まれるマーカーＭ１〜Ｍ４、Ｍ１１〜Ｍ１４の像が並ぶ形状が、図１３ｂに示すように、被写体面Ｂ上のマーカーＭ１（Ｍ１１），Ｍ２（Ｍ１２），Ｍ３，Ｍ４，Ｍ１３，Ｍ１４が並ぶ形状と一致し、かつキャリブレーション画像ＣＰ１に含まれるマーカーＭ１，Ｍ１２の位置と、キャリブレーション画像ＣＰ２に含まれるマーカーＭ１１，Ｍ１２の位置とが一致するように、キャリブレーション画像ＣＰ１，ＣＰ２それぞれの変換パラメータを算出し、被写体面と撮像面１０２との平行度を補正する変換行列Ｈ１，Ｈ２（図１３ｃ）を算出するようにしてもよい。この場合においても、図１１に示すようにそれぞれのキャリブレーション画像ＣＰ１，ＣＰ２に４つのマーカーＭ１〜Ｍ４、Ｍ１１〜Ｍ１４が含まれるように撮影を行うことにより、対応点が４点存在することになるため、変換行列Ｈ１，Ｈ２を算出することができる。
【０１１４】
このような変換行列Ｈ１，Ｈ２を用いることにより、図１３ａに示すキャリブレーション画像ＣＰ１，ＣＰ２を、図１３ｂに示すように、マーカーＭ１〜Ｍ４、Ｍ１１〜Ｍ１４の像が並ぶ形状が被写体面Ｂ上のマーカーＭ１（Ｍ１１），Ｍ２（Ｍ１２），Ｍ３，Ｍ４，Ｍ１３，Ｍ１４が並ぶ形状と一致するように変換することができる。
【０１１５】
次に、ズレ量検出部３５による被写体Ｎの体動に基づくズレ量の検出について説明する。機械的誤差補正部３４により取得された機械的誤差補正済みの放射線画像は、撮像面の機械的誤差が補正されているため、各放射線画像に含まれる被写体のズレは、撮影中における被写体の体動を表すものとなっている。ズレ量検出部３５は、隣接する機械的誤差補正済みの放射線画像（以下単に放射線画像とする場合があるものとする）を用いて、画像間の重複領域の画像同士が最も一致するときの移動量を検出する。図１４は２つの放射線画像の重複領域Ｋの画像に基づく被写体の体動の検出を説明するための図である。
【０１１６】
図１４に示すように、被写体Ｎの体動によって表れる２つの放射線画像Ｓ１，Ｓ２の重複領域Ｋの画像の移動量を、一方の画像（放射線画像Ｓ１の重複領域中に存在するテンプレートＴ）と同じものが、他の画像（放射線画像Ｓ２の重複領域）中のどの部分に存在するか探索するテンプレートマッチングによって検出する。
【０１１７】
具体的には、テンプレートＴと、放射線画像Ｓ２の重複領域Ｋから順次探索される同一サイズの探索対象画像Ｉとの相関値を演算し、相関値が最大になったときのテンプレートＴの基準位置（体動がない場合に相関が最大になる位置）からの画素ずらし量（移動量）を、体動に基づくズレ量として検出する。
【０１１８】
なお、本実施の形態においては被写体面Ｂにマーカーを付与して撮影を行ってもよく、この場合、放射線画像Ｓ１，Ｓ２にはマーカーの像が含まれている。この場合、マーカーは被写体面Ｂの予め定められた範囲に付与されるものであるため、放射線画像Ｓ１，Ｓ２の対応する範囲においてマーカーを検出し、重複領域Ｋにおけるマーカーが含まれる領域以外の部分にテンプレートを設置してテンプレートマッチングを行うことが好ましい。
【０１１９】
また、図１５に示すように複数の（ここでは４つ）テンプレートＴ１〜Ｔ４を用いてテンプレートマッチングを行って、複数のズレ量を検出するようにしてもよい。また、段階的にサイズが異なるテンプレートを用いてテンプレートマッチングを行うようにしてもよい。
【０１２０】
次に体動量取得部３６による体動量の取得について説明する。体動量取得部３６は、ズレ量検出部３５が検出したズレ量に基づいて、被写体Ｎの体動量を取得する。ここで、ズレ量検出部３５が１つのテンプレートのみを用いてズレ量を検出するものである場合、体動量取得部３６は、ズレ量検出部３５が検出したズレ量をそのまま体動量として用いる。また、ズレ量検出部３５が複数のテンプレートを用いて複数のズレ量を検出するものである場合、複数のズレ量のそれぞれを体動量として用いる。なお、このようなテンプレートマッチングを行った際の相関値が最も大きいズレ量を体動量として取得してもよい。また、複数のズレ量の平均値を算出してこれを体動量としてもよい。また、複数のズレ量をそれぞれのズレ量を算出した際の相関値により重み付け加算して１つの体動量としてもよい。
【０１２１】
また、上記においては、あらかじめ機械的誤差を補正した補正済画像を入力画像として体動量を求めているが、機械的誤差を取り除く前の原画像から、上記と同様の手法により、重複領域のズレ量を求め、そこから機械的誤差と体動量の双方を含んだ移動量を決定し、その移動量からあらかじめわかっている機械的誤差を減算・除去したものを体動量としてもよい。
【０１２２】
また、上記のように原画像を入力してズレ量を求める際、重複領域に対して、あらかじめわかっている機械的誤差を適用してもよい。つまり、２つの隣接する画像中の重複領域についてのみ機械的誤差を補正した画像を作成してもよいし、テンプレートマッチングにより求まったズレ量に対してあらかじめわかっている機械的誤差を減算・除去した結果から、体動量を求めてもよい。
【０１２３】
なお、本実施例では、あらかじめ被写体なしでマーカーを用いたキャリブレーションを行って機械的誤差を求めているが、被写体撮影時に読影に邪魔にならないように隣接する複数の画像の重複部分にマーカーが写るようにマーカーを設置して撮影し、キャリブレーションと体動量の算出を被写体の撮影毎に行うようにしてもよい。これにより、撮影毎に精度高く体動量が検出できるとともに、撮影装置の主に稼動する部分の経年劣化も考慮して体動量が検出できることになる。
【０１２４】
体動補正部３７は、体動量取得部３６が取得した体動量に基づいて、被写体Ｎの体動に起因する画像歪みを解消するための補正を、機械的誤差補正済みの放射線画像に対して行う。ここで、２つの放射線画像の画像歪みを補正する場合について説明すると、図１６ａに示すように、体動量が１つの値として検出されている場合には、図１６ｂに示すように、体動量および体動の方向に基づいて、２つの放射線画像Ｓ１，Ｓ２を相対的にずらすことにより体動補正を行う。また、体動量が複数検出されている場合には、ズレ量を検出したテンプレートと探索対象画像との位置が一致するように、複数の放射線画像を相対的にワーピングすることにより、体動補正を行う。
【０１２５】
画像合成部３８は、体動補正済みの放射線画像をつなぎ合わせるように合成して合成画像Ｃ１を生成する。なお、画像合成部３８は、必要に応じて、機械的誤差補正済みの放射線画像を合成して合成画像Ｃ２を生成する。
【０１２６】
次いで、本実施の形態において行われる処理について説明する。図１７は本実施の形態において行われる処理を示すフローチャートである。なお、機械的誤差補正を行うためのパラメータは機械的誤差補正部３４に記憶されているものとする。まず、ＦＰＤ１１０を移動させつつ長尺撮影を行い、移動の各位置における放射線画像を取得する（ステップＳＴ１）。そして、機械的誤差補正部３４が複数の放射線画像の機械的誤差を補正して機械的誤差補正済みの放射線画像を取得する（ステップＳＴ２）。次いで、ズレ量検出部３５が、機械的誤差補正済みの放射線画像における被写体Ｎの体動に基づくズレ量を検出し（ステップＳＴ３）、さらに体動量取得部３６がズレ量に基づいて体動量を取得する（ステップＳＴ４）。
【０１２７】
そして、体動補正部３７が、機械的誤差補正済みの放射線画像の体動量を補正して体動量補正済みの放射線画像を取得し（ステップＳＴ５）、画像合成部３８が体動量補正済みの放射線画像を合成して合成画像Ｃ１を生成する（ステップＳＴ６）。そして、画像表示部６０が合成画像Ｃ１を表示し（ステップＳＴ７）、処理を終了する。
【０１２８】
図１８は画像表示部６０の表示画面における表示の例を示す図である。図１８に示すように表示画面６１には、合成画像Ｃ１を表示する画像表示領域６２と、合成画像Ｃ１における重複領域を拡大表示する拡大表示領域６３とが表示される。ここで、合成画像Ｃ１を合成した場合、体動量がどの程度補正されているかを合成画像Ｃ１を見たのみでは分かりにくい。このため、本実施の形態においては、合成画像Ｃ１における重複領域については、２つの放射線画像の対応する画素位置の差分値を表示するようにする。これにより、２つの画像の重複領域が完全に一致すると、拡大表示領域６３に表示される重複領域の画像は濃度が０の画像となる。このため、拡大表示領域６３に表示される重複領域の画像の濃度に応じて、合成画像Ｃ１においてどの程度２つの放射線画像が一致しているかを認識することができる。
【０１２９】
なお、差分値の表示に代えて、重複領域において２つの放射線画像の色を異なるものとしてもよい。この場合、拡大表示領域６３に表示される重複領域の画像は、２つの色が混ざった色となる。このため、拡大表示領域６３に表示される重複領域の画像の色に応じて、合成画像Ｃ１においてどの程度２つの放射線画像が一致しているかを認識することができる。
【０１３０】
また、重複領域における各画素位置の相関値を算出し、各画素位置の相関値の大きさを色により表して拡大表示領域６３に表示するようにしてもよい。
【０１３１】
また、図１９に示すように、拡大表示領域６３に代えて、重複領域の相関値を指標値として表示する指標値表示領域６４を表示するようにしてもよい。この場合、重複領域においては、対応する画素位置毎に相関値を算出することができるが、図１９においては、例えば相関値の最大値あるいは平均値等の１つの値を指標値として表示している。
【０１３２】
さらに、機械的誤差補正のみが施された放射線画像を合成して合成画像Ｃ２を生成し、体動補正がされた合成画像Ｃ１と合成画像Ｃ２との表示を操作者からの指示により切り替えるようにしてもよい。図２０，２１は、合成画像Ｃ１，Ｃ２の切り替え表示を説明するための図である。まず図２０に示すように、画像表示領域６２に体動補正がなされていない合成画像Ｃ２が表示されている場合、体動オン／オフ表示領域６５において、体動補正ＯＦＦが選択された状態となる。そして、図２１に示すように、操作者がコンソール７０を用いて合成画像Ｃ１の表示に切り替えると、画像表示領域６２に体動補正が施された合成画像Ｃ１が表示され、体動オン／オフ表示領域６５において、体動補正ＯＮが選択された状態となる。これにより、体動補正の有無により、合成画像Ｃ１，Ｃ２がどのように補正されているかを容易に視認することができる。
【０１３３】
このように、本実施の形態においては、機械的誤差補正済みの放射線画像間の被写体のズレ量を検出し、ズレ量に基づいて、撮影時における被写体の体動量が検出するようにしたため、被写体の体動によるズレを正確に検出することができる。
【０１３４】
また、体動量に基づいて、機械的誤差補正済みの放射線画像間の被写体のズレ量を補正して、体動補正済み放射線画像を取得することにより、体動補正済み放射線画像を精度良く合成して体動補正済みの合成画像Ｃ１を生成することができ、その結果、合成画像Ｃ１を用いての診断を正確に行うことができる。
【０１３５】
なお、上記実施の形態においては、合成画像Ｃ１とともに体動量を表示してもよい。図２２は合成画像Ｃ１とともに体動量が表示された表示画面を示す図である。図２２に示すように、表示画面６１の画像表示領域６２に合成画像Ｃ１が表示され、体動量表示領域６６に体動量が表示されている。このように、体動量を表示することにより、被写体の体動によるズレがどの程度あるかを視認することができる。
【０１３６】
また、複数の体動量が算出された場合には、図２３に示すように、２つの放射線画像のいずれか一方の重複領域の画像とともに、ズレ量算出時に使用したテンプレートの各位置において算出された体動量の大きさおよび方向を体動量ベクトルとして算出し、この体動量ベクトルからなるオプティカルフローをオプティカルフロー表示領域６７に表示するようにしてもよい。なお、図２３においては、４点における体動量ベクトルが表示された状態を示している。ここで、図２３に示す合成画像Ｃ１においては、平行移動する方向に体動が生じているため、オプティカルフローは平行移動を表すものとなっている。なお、オプティカルフローを表示することにより、体動がどのように生じているかを認識することが容易となる。
【０１３７】
図２４は各種オプティカルフローを示す図である。オプティカルフローが図２４ａに示すものである場合、重複領域における点Ｏ１を中心とした反時計回り方向の回転の体動が生じていることが分かる。また、オプティカルフローが図２４ｂに示すものである場合、重複領域における点Ｏ１を中心とした拡大の体動が生じていることが分かる。また、オプティカルフローが図２４ｃに示すものである場合、重複領域における点Ｏ１を中心とした縮小の体動が生じていることが分かる。なお、拡大および縮小の体動は、例えば被写体が呼吸をすることにより生じるものである。また、オプティカルフローが図２４ｄに示すものである場合、重複領域における点Ｏ２を中心とした回転の体動が生じていることが分かる。
【０１３８】
また、このようにオプティカルフローを求めることにより、体動補正部３７における体動補正処理に役立てることが可能となる。
【０１３９】
以上、体動が補正された放射線画像を合成して合成画像を表示する場合について説明したが、図１に示す装置はその他に、警告部３９も備えている。以下、警告部３９による警告を行う処理について説明する。
【０１４０】
警告部３９は、ＦＰＤ１１０の移動中において、２回目以降の移動の各位置毎、すなわち２回目の撮影以降の各撮影毎に体動量取得部３６が取得した体動量をしきい値Ｔｈ１と比較し、体動量がしきい値Ｔｈ１を超えた場合に警告を発生する。なお、しきい値Ｔｈ１としては、ＦＰＤ１１０を移動させた場合の位置決め誤差（例えば、０．５ｍｍ）に相当する画素数を用いればよい。また、警告としては、音声メッセージ（警告音声を含む）やブザー音（警告音）を用いることができる。また、画像表示部６０の表示画面上に警告マークや警告メッセージを表示するようにしてもよい。また、音および表示の双方によって警告を発生するようにしてもよい。
【０１４１】
操作者は、長尺撮影中に警告等によって被写体Ｎの体動を確認すると、コンソール７０に設けられた緊急停止スイッチを操作することによって、撮影を途中で停止させることができる。したがって、合成ができないほどの体動量があるにも拘わらず撮影を続けることにより、被写体Ｎが無用に被曝されることを防止できる。
【０１４２】
また、長尺撮影中に被写体の体動量がしきい値Ｔｈ１を超えた場合には、警告を発生させるようにしたが、警告の発生とともに、その後の撮影を自動的に停止させるようにしてもよい。これにより、操作者が警告等によって被写体の体動を確認してから、直ちに緊急停止スイッチを操作する必要がなくなり、あるいは緊急停止スイッチが操作されるまでの間に次の撮影が行われることを防止することができ、その結果、操作者に負担をかけることなく、被写体が無用に被曝されることを防止できる。
【０１４３】
なお、上記実施の形態においては、ＦＰＤ１１０の重複領域の全て、すなわち位置Ｑ１とＱ２の重複領域、位置Ｑ２とＱ３の重複領域、および位置Ｑ３とＱ４の重複領域において共通のマーカーを撮影し、その都度マーカー位置を検出するようにしているが、上記重複領域のうちの一部のみ（例えば位置Ｑ１とＱ２の重複領域、およびＱ３とＱ４の重複領域）でマーカーを撮影し、そのマーカー位置を検出するようにしてもよい。その場合、残りの重複領域、すなわち上記例でいえば位置Ｑ２とＱ３の重複領域におけるマーカー位置を、実際に求めたマーカー位置から補間して求めることも可能である。
【０１４４】
また、実際に求めたマーカー位置およびそれに基づいて求めた傾き角αおよびγ、並びに変位ΔｙおよびΔｘから、マーカーを撮影しない重複領域に関する傾き角αおよびγ、並びに変位ΔｙおよびΔｘを補間して求めることも可能である。この補間としては、直線補間やスプライン補間等の公知の手法を採用することができる。
【０１４５】
その場合、傾き角αおよびγ、並びに変位ΔｙおよびΔｘは、例えば移動機構２２を構成するリニアスライド機構の精度不足等に起因して、ＦＰＤ１１０の移動位置（パネル位置）に応じて変化することがある。なお図２５には、例えば傾き角αがパネル位置に応じて変化する特性の例を示してある。そこで、上述のような補間によって傾き角α等を求める場合は、図２５に示すような特性も考慮して補間を行うことが望ましい。
【０１４６】
また、上述のようにパネル位置に関連付けられた傾き角α等の撮像面機械的誤差から、画像の歪みを補正する変換処理のパラメータを算出するようにしてもよい。また、そのように算出されたパラメータを予めパネル位置と対応付けて、機械的誤差補正部３４の記憶部に記憶させておき、変換処理に際して逐一上記算出は行わないで、パネル位置を検出したなら、そのパネル位置に対応付けて記憶されている記憶部から読み出して変換処理に用いるようにしてもよい。
【０１４７】
さらに、上述のような補間は行わないで、傾き角α等の撮像面機械的誤差を何通りか求めた上でそれらを平均化し、その平均値を、ＦＰＤ１１０の全ての位置に関する撮像面機械的誤差として採用するようにしてもよい。
【０１４８】
以上、撮像面の機械的誤差を機械的誤差自動検出装置８０によって自動的に検出する場合について説明したが、図１の装置はその他に、ユーザー応答型の機械的誤差検出装置９５も備えている。以下、このユーザー応答型機械的誤差検出装置９５によって撮像面の機械的誤差を検出する点について説明する。
【０１４９】
ユーザー応答型機械的誤差検出装置９５は図示の通り、コンソール９０に加えて、それに各々接続された画像入力部９１、対応点入力部９２、機械的誤差検出部９３および機械的誤差保存部９４を備えている。ＦＰＤ１１０が出力した画像データを取得する手段である画像入力部９１は、先に説明した通りのキャリブレーション画像ＣＰをコンソール９０に入力させる。この入力は、機械的誤差自動検出装置８０におけるのと同様にオンラインでなされてもよいし、あるいは各種ディスクなどに記録してそれを読み取る等によりオフラインでなされてもよい。
【０１５０】
コンソール９０は入力されたキャリブレーション画像ＣＰのうちの２つをその画素表示部に表示させ、ユーザーがマウスなどからなる対応点入力部９２を用いて、キャリブレーション画像ＣＰ上に撮影されているマーカーＭ１，Ｍ２（図３等参照）等のマーカーの位置を対応点として入力できるようにする。なお上記２つのキャリブレーション画像ＣＰとしては、前述した場合と同様に、隣り合う２つの位置Ｑ１とＱ２に配置されたＦＰＤ１１０で撮影されたものが用いられる。
【０１５１】
機械的誤差検出部９３は、入力された上記対応点が示すマーカーの位置に基づいて、機械的誤差自動検出装置８０の機械的誤差検出部８３と同様にして、傾き角αおよびγ、並びに変位ΔｙおよびΔｘを求める。撮像面の機械的誤差であるこれらの傾き角αおよびγ、並びに変位ΔｙおよびΔｘは、機械的誤差保存部９４に記憶、保存される。その後、コンソール９０に適宜変換処理を行う指示が入力されると、コンソール９０は上記の記憶、保存されている機械的誤差ＥＰを機械的誤差保存部９４から読み出し、それをパラメータ算出部８４に入力する。
【０１５２】
それ以後は、先に説明した機械的誤差自動検出装置８０を用いる場合と同様にして、パラメータ算出部８４によるパラメータの算出がなされ、さらに、通常の放射線撮影で得られた放射線画像を示す画像データに対して、機械的誤差補正部３４において上記パラメータに基づく変換処理が施される。したがってこの場合も、上記変換処理がなされた後の画像データを用いて画像合成すれば、画像のつなぎ目にズレが発生することを防止できる。
【０１５３】
なお、機械的誤差を機械的誤差保存部９４に記憶、保存させる代わりに、パラメータ算出部８４が算出したパラメータを記憶手段に記憶、保存させ、機械的誤差補正部３４で上記変換処理を行うに当たって、それらのパラメータを記憶手段から読み出して用いるようにしても構わない。
【０１５４】
次に、ユーザー応答型機械的誤差検出装置９５が備えている機能について、図２６を参照して詳細に説明する。下に挙げた(1)〜(14)は、このユーザー応答型機械的誤差検出装置９５が備えている主な機能である。また図２６は、例えばコンソール９０が備える画像表示手段に示される、上記(1)〜(14)の機能を利用するための表示画面を示すものである。以下、それらの機能がどのようにして実現されるかについて説明する。
【０１５５】
(1)表示する入力画像を選択する機能
表示画面の(1)の部分をマウスクリックする等により現れる入力画像の識別番号等を再度マウスクリックする等により、入力画像が選択される。
【０１５６】
(2)画像と関連した撮像面高さ位置の情報を表示する機能
表示画面の(2)の部分に表示がなされる。
【０１５７】
(3)上下画像をそれぞれ表示する機能
表示画面の(3)の部分に表示がなされる。
【０１５８】
(4)上下画像の重複領域を上画像50％，下画像50％で表示する機能
これは上記(3)の機能と代替されるものであり、上画像と下画像が互いにシースルー状態になって、表示画面の(4)の部分に重複した状態で表示される。
【０１５９】
(5)表示画像を拡大縮小する機能
表示画面の(5)の部分をマウスクリックする等により、拡大表示あるいは縮小表示が選択される。
【０１６０】
(6)マウスクリックにより上下画像の対応点を入力する機能
表示画面の(6)のように対応点をカーソル等によって示し、その状態でマウスクリックする等により、対応点が入力される。
【０１６１】
(7)自動で対応点を検出する機能、または入力された対応点周辺からさらに詳細な対応点を自動で検出する機能
表示画面の(7)の部分をマウスクリックする等により、自動で対応点が検出される。
【０１６２】
(8)検出した機械的誤差からパラメータを算出し、そのパラメータで補正した画像を表示する機能
表示画面の(8)の部分に表示される。
【０１６３】
(9)補正画像表示の重複領域の透過割合を選択する機能
表示画面の(9)の部分をマウスクリックする等により現れる透過割合を再度マウスクリックする等により、その透過割合が選択される。この割合は例えば上画像50％，下画像50％等とされるが、一方の画像の透過割合Ｒを0％〜100％の範囲に亘って選択可能であり、そのとき別の画像の透過割合は（100％−Ｒ）となる。
【０１６４】
(10)機械的誤差を表示する機能
表示画面の(10)の部分に表示される。
【０１６５】
(11)手動で機械的誤差を調整し、それに連動して各画像に同様に補正を反映させる機能、また、個々に微調整可能な機能
表示画面の(11)の部分にカーソルを合わせ、マウスダイヤルを回転操作する等により調整される。
【０１６６】
(12)機械的誤差を検出・更新する機能（選択可能）
表示画面の(12)の部分をマウスクリックする等により検出・更新される。
【０１６７】
(13)機械的誤差をデフォルトに戻す初期化機能（選択可能）
表示画面の(13)の部分をマウスクリックする等により初期化される。
【０１６８】
(14)検出した機械的誤差を保存する機能（選択可能）
表示画面の(14)の部分をマウスクリックする等により保存される。
【０１６９】
以上述べた機能を有するユーザー応答型機械的誤差検出装置９５において、撮像面の機械的誤差の検出には、以下の(A)〜(D)に示す５通りの手順のいずれかが採用され得る。
(A)対応点自動検出
・前記(1)の機能で入力画像を選択
・自動で対応点を検出（所定範囲をテンプレートマッチングする等による）
・対応点から機械的誤差を検出
(B)対応点半自動検出
・前記(1) の機能で入力画像を選択
・縮小画像上において前記(6)の機能で対応点入力
・対応点周辺から自動でさらに詳細な対応点を検出（所定範囲をテンプレートマッチングする等による）
・対応点から機械的誤差を検出
(C)対応点手動入力
・前記(1) の機能で入力画像を選択
・前記(5) の機能で画像を拡大
・等倍精度で前記(6) の機能で対応点入力
・対応点から機械的誤差を検出
(D)機械的誤差の手動検出
・前記(1) の機能で入力画像を選択
・前記(9) の機能で手動にて補正後画像を合わせ、手動検出
【０１７０】
以上、立位で長尺撮影を行う放射線画像撮影装置について説明したが、本発明はこれに限らず臥位で長尺撮影を行う放射線画像撮影装置にも適用可能である。
【０１７１】
以上、本発明の第１の実施の形態に係る装置１５０について説明したが、コンピュータを、上記の機械的誤差補正部３４、ズレ量検出部３５、体動量取得部３６、体動補正部３７、画像合成部３８および警告部３９に対応する手段として機能させ、図１７に示すような処理を行わせるプログラムも、本発明の実施の形態の１つである。また、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体も、本発明の実施の形態の１つである。これらの場合においても、参照データは、プログラム内あるいは同一の記録媒体内に含まれているものであってもよいし、外部の装置や別個の媒体から提供されるものであってもよい。
【０１７２】
次いで、本発明の第２の実施の形態について説明する。図３２は本発明の第２の実施の形態による放射線画像撮影装置を適用したＸ線撮影装置の概略図、図３３はトモシンセシス撮影を説明するための図、図３４は上記放射線画像撮影装置おいて撮影台天板の天板面を基準面とした場合におけるＸ線管の移動範囲の算出を説明するための図である。
【０１７３】
図３２に示すように、本実施の形態によるＸ線撮影装置２１０は、Ｘ線管２１２およびフラットパネルＸ線検出器（以下、単に検出器とする）２１４を備える。Ｘ線管２１２は移動機構２１６により直線または円弧に沿って移動し、移動経路上の複数の位置において、撮影台天板２０４上の被写体２０２にＸ線を照射する。本実施の形態においては直線に沿って矢印Ａ方向にＸ線管２１２を移動させるものとする。なお、被写体２０２へのＸ線照射量は後述する制御部により所定量となるように制御される。また、Ｘ線管２１２にはコリメータ（照射野絞り）２０６が接続されており、被写体２０２に照射されるＸ線の範囲を操作者が設定できるようになっている。
【０１７４】
検出器２１４は、被写体２０２を透過したＸ線を検出するために、被写体２０２を載置する撮影台天板２０４を間に挟んでＸ線管２１２と対向するように配置されている。検出器２１４は、移動機構２１８により必要に応じて直線または円弧に沿って移動し、移動経路上の複数の位置において被写体２０２を透過したＸ線を検出する。本実施の形態においては直線に沿って矢印Ｂ方向に検出器２１４を移動させるものとする。
【０１７５】
また、Ｘ線撮影装置２１０は、画像取得部２２０および再構成部２２２を備える。画像取得部２２０は、直線に沿ってＸ線管２１２を移動させて異なる角度から被写体２０２にＸ線を照射し、被写体２０２を透過したＸ線を検出器２１４により検出して、移動中の複数の位置における複数の撮影画像を取得する。再構成部２２２は、画像取得部２２０が取得した複数の撮影画像を再構成することにより、被写体２０２の所望の断面を示す断層画像を生成する。以下に、断層画像を再構成する方法を説明する。
【０１７６】
図３３に示すように、Ｘ線管２１２をＳ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎの各位置から異なる照射角で被写体２０２を撮影すると、それぞれ撮影画像Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎが得られるものとする。そこで、例えば、線源の位置Ｓ１から、異なる深さに存在する対象物（Ｏ１、Ｏ２）を投影すると、撮影画像Ｇ１上にはＰ１１、Ｐ１２の位置に投影され、線源の位置Ｓ２から、対象物（Ｏ１、Ｏ２）を投影すると、撮影画像Ｇ２上にはＰ２１、Ｐ２２の位置に投影される。このように、繰り返し異なる線源位置Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎから投影を行うと、各線源位置に対応して対象物Ｏ１は、Ｐ１１、Ｐ２１、・・・、Ｐｎ１の位置に投影され、対象物Ｏ２は、Ｐ１２、Ｐ２２、・・・、Ｐｎ２の位置に投影される。
【０１７７】
対象物Ｏ１の存在する断面を強調したい場合には、撮影画像Ｇ２を（Ｐ２１−Ｐ１１）分移動させ、撮影画像Ｇ３を（Ｐ３１−Ｐ１１）分移動させ、・・・、撮影画像Ｇｎを（Ｐｎ１−Ｐ１１）分移動させた画像を加算することにより、対象物Ｏ１の深さにある断面上の構造物を強調した断層画像が作成される。また、対象物Ｏ２の存在する断面を強調したい場合には、撮影画像Ｇ２は（Ｐ２２−Ｐ１２）分移動させ、撮影画像Ｇ３を（Ｐ３２−Ｐ１２）分移動させ、・・・、撮影画像Ｇｎを（Ｐｎ２−Ｐ１２）分移動させて加算する。このようにして、必要とする断層の位置に応じて各撮影画像Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎを位置合わせして加算することにより、所望の位置における断層画像を強調した画像を取得することができる。
【０１７８】
また、Ｘ線撮影装置２１０は、操作部２２４、表示部２２５および記憶部２２６を備える。操作部２２４はキーボード、マウスあるいはタッチパネル方式の入力装置からなり、操作者によるＸ線撮影装置２１０の操作を受け付ける。また、断層画像を取得する範囲を定める所望断層角度の入力も受け付ける。本実施の形態においては、操作者が操作部２２４から入力した情報に従って、Ｘ線撮影装置２１０の各部が動作する。表示部２２５は液晶モニタ等の表示装置であり、画像取得部２２０が取得した撮影画像および再構成部２２２が再構成した断層画像の他、操作に必要なメッセージ等を表示する。記憶部２２６は、Ｘ線撮影装置２１０を動作させるために必要な各種パラメータ等を記憶している。
【０１７９】
また、Ｘ線撮影装置２１０は演算部２２８を備える。演算部２２８は、Ｘ線管２１２の移動範囲を、基準面とＸ線管２１２との距離および基準面上の所定の基準点を基準とした所望断層角度に基づいて算出する。図３４は第１の実施の形態におけるＸ線管２１２の移動範囲の算出を説明するための図である。なお、図３４においては基準面を撮影台天板２０４の天板面とする。ここで、撮影台天板２０４の天板面および検出器２１４の検出面とＸ線管２１２の移動経路とは平行となっているため、Ｘ線管２１２の移動経路上における撮影台天板２０４の天板面および検出器２１４の検出面に最も近い距離を、撮影台天板２０４の天板面および検出器２１４の検出面とＸ線管２１２との距離とする。また、後述する断層面もＸ線管２１２の移動経路と平行となっているため、Ｘ線管２１２の移動経路上における断層面に最も近い距離を、断層面とＸ線管２１２との距離とする。なお、Ｘ線管２１２が円弧に沿って移動する場合は、断層面、撮影台天板２０４の天板面および検出器２１４の検出面とＸ線管２１２との距離は、Ｘ線管２１２の移動経路上における断層面、撮影台天板２０４の天板面および検出器２１４の検出面から最も遠い距離である。
【０１８０】
ここで、図３４の説明においては、Ｘ線管２１２の移動範囲をｓ０、Ｘ線管２１２と検出器２１４の検出面との距離をｄ、所望断層角度をθ、検出器２１４の検出面と基準面（すなわち撮影台天板２０４の天板面）との距離をａとする。また、基準面上の所定の基準点Ｂ０として、検出器２１４の重心を通る垂線と基準面との交点を用いるものとする。また、所望断層角度θは操作部２２４から入力されるが、所望断層角度θそのものあるいは角度の振り角（すなわちθ／２）により入力される。本実施の形態においては、所望断層角度θそのものを入力するものとする。
【０１８１】
図３４に示す関係に基づいて、距離ｄ、距離ａおよび所望断層角度θから、Ｘ線管２１２の移動範囲ｓ０を算出することができる。すなわち、基準点Ｂ０を通る垂線とＸ線管２１２の移動経路との交点を原点Ｏとすると、基準面とＸ線管２１２との距離はｄ−ａとなるため、演算部２２８は、Ｘ線管２１２の移動範囲ｓ０を、-（ｄ−ａ）・ｔａｎ（θ／２）〜（ｄ−ａ）・ｔａｎ（θ／２）として算出する。なお、これにより、算出した移動範囲ｓ０の両端の位置が定まり、Ｘ線管２１２が両端位置にある場合における検出器２１４へのＸ線の照射範囲が重なる部分（グレーで示す）を、Ｘ線撮影装置２１０における断層画像を再構成可能な領域として求めることができる。
【０１８２】
また、演算部２２８は、被写体の体動の大きさを示す体動評価値を算出するが、これについては後で詳細に説明する。
【０１８３】
また、Ｘ線撮影装置２１０は選別部２３０を備える。選別部２３０は、ある断層面における断層画像を再構成部２２２が生成する際に、画像取得部２２０が取得したすべての撮影画像から、その断層画における断層画像を生成するために使用する撮影画像を選別する。
【０１８４】
また、Ｘ線撮影装置２１０は関心領域設定部２３２を備える。操作者は、操作部２２４を用いて、被写体２０２の深さ方向の範囲（例えば撮影台天板からの高さの範囲）を設定し、深さ方向に直交する面内の範囲をコリメータ２０６を用いて設定する。なお、コリメータ２０６を用いて範囲を設定する際には、Ｘ線に代えて可視光がコリメータ２０６を介して被写体２０２に照射される。これにより、操作者は被写体２０２に照射された可視光の範囲をコリメータ２０６を用いて調整すれば、深さ方向に直交する面内の範囲を設定することができる。関心領域設定部２３２は、操作者が操作部２２４を用いて設定した被写体２０２の深さ方向の範囲、および操作者がコリメータ２０６を用いて設定した深さ方向に直交する面内の範囲に基づいて、３次元状の関心領域を設定する。なお、関心領域を設定した場合、基準面は関心領域において検出器２１４の検出面に最も近い面となる。
【０１８５】
さらに、Ｘ線撮影装置２１０は、Ｘ線撮影装置２１０の各部を制御するための制御部２３４を備える。制御部２３４は、操作部２２４からの指示に応じてＸ線撮影装置２１０の各部を制御する。
【０１８６】
次いで第１の実施の形態において行われる処理について説明する。図３５は上記Ｘ線撮影装置２１０における体動評価値の算出方法を説明するための図である。なお、ここでは、撮影時に検出器２１４は固定とし、Ｘ線管２１２を検出器２１４に対して平行に移動させながら撮影を行なうトモシンセシス撮影を例に説明する。
【０１８７】
演算部２２８において体動評価値を算出するにあたり、本実施の形態では被写体２０２に対する本撮影の前に、予め既知の形状のファントム（基準被写体）の撮影を行なう。まず、Ｘ線管２１２を所定のパターンに従って移動させて既知の位置に配された基準被写体ｍに対して複数回撮影した際に得られる複数の画像間における、基準被写体ｍの移動量を特定し、次いで、基準被写体移動量に基づいて実際のＸ線管２１２の実際移動量を算出する。
【０１８８】
図３５に示すように、Ｘ線管２１２を位置Ｓ１から次の位置へ移動させて撮影を行なう場合、Ｘ線管２１２の機械的移動誤差が全く無い場合に本来であれば位置Ｓ２´に移動するところが、Ｘ線管２１２の機械的移動誤差により位置Ｓ２に移動したとすると、基準被写体ｍの撮影画像上での投影位置がずれることになる。
【０１８９】
しかしながら、検出器２１４の検出面と基準被写体ｍとの距離ｂ、および検出器２１４の検出面とＸ線管２１２との距離ｄは既知であるため、位置Ｓ１で撮影した撮影画像上の基準被写体ｍの投影位置と位置Ｓ２で撮影した撮影画像上の基準被写体ｍの投影位置との間隔に基づいて、実際のＸ線管２１２の実際移動量を算出することができる。なお、撮影画像上での基準被写体ｍの投影位置については、注目点抽出もしくはパターン認識等、既知の方法を用いて特定可能である。
【０１９０】
また、Ｘ線管２１２の実際移動量については、上記のように、ある撮影位置および別の撮影位置において撮影された二枚の画像における基準被写体の投影位置（画像上の座標）同士の間隔から両画像間における基準被写体の移動量を特定し、この基準被写体移動量に基づいて実際の撮影系（本実施の形態ではＸ線管２１２）の実際移動量を算出する態様に限定するものではなく、ある撮影位置において撮影された一枚の画像における基準被写体の投影位置（画像上の座標）から直接撮影系の位置を算出して、各撮影位置間における撮影系の位置を比較することにより撮影系の実際移動量を算出する態様とすることもできる。
【０１９１】
一枚の画像から撮影系の位置を直接算出する方法としては、例えば特開２００５−０２１６７５号公報に記載されているように、基準被写体として複数のマーカーが既知の位置関係で配置されたアセンブリを用いて１枚の画像上の基準被写体投影位置(各マーカーの投影位置)からその画像を撮影したときの撮影系の実際位置を求める等、どのような方法で行なってもよい。
【０１９２】
さらに、撮影系の位置を特定する別の例としては、撮影系の実際の位置を測定するセンサーを設けて特定する態様としてもよい。
【０１９３】
その後、被写体２０２に対する本撮影を行なう。ここでは、まずＸ線管２１２を所定のパターンに従って移動させて被写体２０２に対して複数回撮影した際に得られる複数の画像間における、被写体２０２の移動量を特定する。被写体２０２の移動量の特定については、図３５を用いて説明した基準被写体の移動量の特定と同様に、位置Ｓ１で撮影した撮影画像上の被写体２０２の投影位置と位置Ｓ２で撮影した撮影画像上の被写体２０２の投影位置との間隔を測ればよい。なお、撮影画像上での被写体２０２の投影位置については、注目点抽出もしくはパターン認識等、既知の方法を用いて特定可能である。
【０１９４】
次に、Ｘ線管２１２を実際移動量だけ移動させて被写体２０２に対して複数回撮影した際に得られる複数の画像間における被写体２０２の想定移動量を算出する。これについては、検出器２１４の検出面と被写体２０２（図３５中では基準被写体ｍと同位置）との距離ｂ、および検出器２１４の検出面とＸ線管２１２との距離ｄは既知であり、Ｘ線管２１２の実際移動量は予め算出しており、毎回同程度の移動誤差が生じるものと仮定すると、これらに基づいて下記の通り被写体２０２の想定移動量を算出することができる。
【０１９５】
Ｘ線管２１２および検出器２１４を互いに平行に移動させながら撮影を行なうトモシンセシス撮影においては、被写体２０２の想定移動量は通常（１）式に従って算出できるが、本実施の形態では撮影時に検出器２１４は固定(検出器の実際移動量＝０)であるため、本実施の形態では（２）式に従って算出することができる。
(E)（１）：  被写体の想定移動量＝検出器の実際移動量＋線源の実際移動量×（ｂ／（ｄ−ｂ））
(F)（２）：  被写体の想定移動量＝線源の実際移動量×（ｂ／（ｄ−ｂ））
【０１９６】
最後に、被写体移動量および被写体想定移動量の差分を取ることにより、被写体２０２の体動の大きさを示す体動評価値を算出することができる。この体動評価値は、被写体２０２に対する本撮影時に被写体２０２に体動が生じている場合には体動量に比例した値となり、被写体２０２に体動が生じていない場合には０となる。
【０１９７】
制御部２３４は、演算部２２８において算出された体動評価値を受け取り、体動評価値が所定値以上だった場合には、被写体２０２に対する本撮影終了後に、例えば「被写体の体動が検出されたので再撮影を行なって下さい。」のような再撮影を促すメッセージ等の警告を表示部２２５に表示させる。このとき、再撮影要否確認を支援するため、画像と注目点を合わせて順送り・逆送りで拡大表示するようにしてもよい。
【０１９８】
上記のような態様とすることにより、撮影画像に基づいて被写体の体動を正確に検出することが可能となり、また被写体の体動が検出された場合に自動的に再撮影を促す警告を表示させることができるので、取得画像の品質の向上を図ることができる。
【０１９９】
なお、体動評価値の利用方法は上記に限るものではなく、複数回の撮影中において各撮影が終了する毎（もしくは数回毎）に体動を検出するようにして撮影中の体動を監視するようにしてもよい。この場合、体動レベルを表示させたり、大きさが所定値を超えた場合に警告を表示したり、途中で撮影を停止させるようにしてもよい。
【０２００】
次いで、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、本発明の第３の実施の形態によるＸ線撮影装置は第２の実施の形態によるＸ線撮影装置２１０と同一の構成を有し、行われる処理のみが異なるため、ここでは構成についての詳細な説明は省略する。第３の実施の形態によるＸ線撮影装置２１０は、第２の実施の形態と比較して、演算部２２８における体動評価値の算出方法が異なるものである。
【０２０１】
以下、第３の実施の形態における体動評価値の算出方法について説明する。図３６は本実施の形態のＸ線撮影装置２１０における体動評価値の算出方法を説明するための図である。
【０２０２】
演算部２２８において体動評価値を算出するにあたり、本実施の形態では被写体２０２に対する本撮影の際に、撮影台天板２０４の天板面に既知の形状のマーカーｍ（基準被写体）を配置して、基準被写体と被写体について同時に撮影を行なう。これにより被写体２０２の実際の撮影時にＸ線管２１２に生じている移動誤差を反映できるので、上記第１の実施の形態と比較して、被写体２０２の体動をより正確に検出することが可能となる。
【０２０３】
ここで、マーカーｍ（基準被写体）の形状については、画像上で被写体２０２の特徴点ｏと識別可能とすることが好ましい。被写体２０２の特徴点ｏとしては、骨や臓器や血管の分岐点または交点等、生体構造における特徴的な部位を画像上のマーカーとして用いる態様としてもよいし、画像上でマーカーｍと識別可能（例えば形状が異なる等）な別のマーカーを配して特徴点を形成する態様としてもよい。
【０２０４】
図３６に示すように、Ｘ線管２１２を位置Ｓ１から次の位置へ移動させて撮影を行なう場合、Ｘ線管２１２の機械的移動誤差により位置Ｓ２に移動したとすると、それに伴って基準被写体（マーカー）ｍと被写体２０２の特徴点ｏの投影位置は移動する。
【０２０５】
このとき、基準被写体（マーカー）ｍは不動であり、検出器２１４の検出面と基準被写体ｍとの距離ａ、および検出器２１４の検出面とＸ線管２１２との距離ｄは既知であるため、位置Ｓ１で撮影した撮影画像上の基準被写体ｍの投影位置と位置Ｓ２で撮影した撮影画像上の基準被写体ｍの投影位置との間隔ｍ１２に基づいて、実際のＸ線管２１２の実際移動量Ｓ１２を算出することができる。
【０２０６】
次に、Ｘ線管２１２を実際移動量Ｓ１２だけ移動させて被写体２０２に対して複数回撮影した際に得られる複数の画像間における被写体２０２の想定移動量を算出する。これについては、検出器２１４の検出面と被写体２０２（特徴点ｏ）との距離ｂ、および検出器２１４の検出面とＸ線管２１２との距離ｄは既知であり、Ｘ線管２１２の実際移動量は予め算出しているため、これらに基づいて被写体２０２の想定移動量ｏａ１２（不図示）を算出することができる。
【０２０７】
最後に、被写体移動量および被写体想定移動量の差分を取って体動評価値を算出するが、ここでは、基準被写体（マーカー）ｍの移動量ｍ１２と被写体２０２（特徴点ｏ）の移動量ｏ１２の比に基づいて体動評価値を算出する。
【０２０８】
具体的には、基準被写体（マーカー）ｍの移動量ｍ１２と被写体２０２（特徴点ｏ）の移動量ｏ１２の比ｒ１２（ｒ１２＝ｏ１２／ｍ１２）および基準被写体（マーカー）ｍの移動量ｍ１２と被写体２０２（特徴点ｏ）の想定移動量ｏａ１２の比ｒａ１２（ｒａ１２＝ｏａ１２／ｍ１２）の差分を取ることにより、被写体２０２の体動の大きさを示す体動評価値を算出することができる。この体動評価値は、被写体２０２に対する本撮影時に被写体２０２に体動が生じている場合には体動量に比例した値となり、被写体２０２に体動が生じていない場合には０となる。なお、算出した体動評価値の利用方法は、上記第２の実施の形態と同様である。
【０２０９】
このような態様としても、上記第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０２１０】
以上、本発明の第２および第３の放射線画像撮影装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【０２１１】
例えば、上記実施の形態では直線軌道でトモシンセシス撮影を行なう装置について説明したが、これ以外にも円弧軌道や際差軌道等のトモシンセシス撮影を行なう装置に応用することも可能である。また、トモシンセシス撮影以外にも長尺合成撮影、エネルギーサブトラクション撮影、ＣＴ撮影を行なう装置に応用することも可能である。これらの場合、放射線源および／または放射線検出手段の移動軌跡の幾何学特性に応じて適宜計算式を変更すればよい。
【０２１２】
また、上記以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行なってもよいのは勿論である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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