(57)【要約】【課題】グリッド箔影除去方法において、グリッド箔ごとの形状や配列方向の不均一性によるグリッド箔影の歪みを補正して、これを除去する。【解決手段】  透視画像からグリッド箔影の影響を受けていない画素の検出信号を抽出して補間処理を実施することで近似透視画像を求め（Ｓ２またはＳ２’）、透視画像と近似透視画像との差を求めてグリッド箔影画像を求め（Ｓ３）、グリッド箔影画像をグリッド箔影の長さ方向に区分的かつ選択的に平均化して箔影標準画像を求め（Ｓ４）、透視画像と箔影標準画像との差を求めてグリッド箔影を除去する（Ｓ５）ことで放射線グリッドのグリッド箔影を除去することができる。 【選択図】  図１５
2014042559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出器の画素ピッチよりもグリッド箔のピッチが大きい放射線グリッドを備えた放射線撮影装置のグリッド箔影除去方法において、
透視画像から前記グリッド箔影の影響を受けていない画素の検出信号値を抽出して補間処理を実施することで近似透視画像を求める近似透視画像算出ステップと、
前記透視画像と前記近似透視画像との差を求めてグリッド箔影画像を求めるグリッド箔影画像算出ステップと、
前記グリッド箔影画像を前記グリッド箔影の長さ方向に平均化して箔影標準画像を求める箔影標準画像算出ステップと、
前記透視画像から前記グリッド箔影標準画像を除去する箔影除去ステップとを備え、
前記平均化は、対象画素に対して前記グリッド箔影の長さ方向に位置する画素群から、不適切と判断した画素を除外して平均化する処理を各画素について行うことを特徴とするグリッド箔影除去方法。
【請求項２】
請求項１に記載のグリッド箔影除去方法において、
前記箔影標準画像算出ステップは、
前記グリッド箔影画像の前記グリッド箔影を含むすべての画素を順次対象として、当該対象画素の値に基づいて許容箔影値の範囲を決定し、この許容箔影値に収まらない箔影値を有する画素は除外しながら、当該対象画素を中心に箔影の長さ方向に一定画素数だけ区分的に平均した値を算出し、当該画素の値をこの平均値に置き換えて箔影標準画像とすることを特徴とするグリッド箔影除去方法。
【請求項３】
請求項１に記載のグリッド箔影除去方法において、
前記箔影標準画像算出ステップは
前記グリッド箔影画像の前記グリッド箔影を含むすべての画素を順次対象として、各々隣接する箔影を含まない画素の値に対して各々の箔影画素の箔影の大きさを示す比率を算出し、当該箔影比率の値に基づいて許容箔影比率の範囲を決定し、この許容箔影比率に収まらない箔影を有する画素は除外しながら、当該対象箔影画素を中心に箔影の長さ方向に一定画素数だけ区分的に平均した箔影値を算出し、当該画素の値をこの平均値に置き換えて箔影標準画像とすることを特徴とするグリッド箔影除去方法。
【請求項４】
請求項１から３いずれか１つに記載のグリッド箔影除去方法において、
設定入力されたＳＩＤ量およびＣ型アームの移動量より、画素間の箔影の移動を補正しない通常補正モードまたは画素間の箔影の移動を補正する特殊補正モードのいずれかを選択する画像処理モード選択ステップと、
前記画像処理モード選択ステップにより通常補正モードが選択された場合、前記近似透視画像算出ステップは、予めグリッド箔影が映るように配置された画素以外の全ての画素の検出信号値を抽出して補間処理を実施し、
前記画像処理モード選択ステップにより特殊補正モードが選択された場合、前記近似透視画像算出ステップは、箔影が移動しても箔影が映らないグリッド箔間の中央に位置する画素の検出信号値を抽出して補間処理を実施する
ことを特徴とするグリッド箔影除去方法。
【請求項５】
被検体に放射線を照射する放射線照射手段と、
被検体を透過した放射線を検出する画素を２次元アレイ状に配置した放射線検出手段と、
検出器の画素ピッチよりもグリッド箔のピッチが大きい放射線グリッドと、
被検体を透過して検出した透視画像からグリッド箔影の影響を受けていない画素集合を抽出して補間処理を施して近似透視画像を算出する近似透視画像算出部と、
前記透視画像と前記近似透視画像との差を求めてグリッド箔影画像を求めるグリッド箔影画像算出部と、
前記グリッド箔影画像をグリッド箔影の長さ方向に平均化してグリッド箔影標準画像を求める箔影標準画像算出部と、
前記透視画像から前記グリッド箔影標準画像を除去して箔影除去画像を求める箔影除去画像算出部とを備え、
前記平均化は、対象画素に対して前記グリッド箔影の長さ方向に位置する画素群から、不適切と判断した画素を除外して平均化する処理を各画素について行うことを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項６】
請求項５に記載の放射線撮影装置において、
前記箔影標準画像算出部は
前記グリッド箔影画像の前記グリッド箔影を含むすべての画素を順次対象として、当該対象画素の値に基づいて許容箔影値の範囲を決定し、この許容箔影値に収まらない箔影値を有する画素は除外しながら、当該対象画素を中心に箔影の長さ方向に一定画素数だけ区分的に平均した値を算出し、当該画素の値をこの平均値に置き換えて箔影標準画像とすることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項７】
請求項５に記載の放射線撮影装置において、
前記箔影標準画像算出部は
前記グリッド箔影画像の前記グリッド箔影を含むすべての画素を順次対象として、各々隣接する箔影を含まない画素の値に対して各々の箔影画素の箔影の大きさを示す比率を算出し、当該箔影比率の値に基づいて許容箔影比率の範囲を決定し、この許容箔影比率に収まらない箔影を有する画素は除外しながら、当該対象画素を中心に箔影の長さ方向に一定画素数だけ区分的に平均した箔影値を算出し、当該画素の値をこの平均値に置き換えて箔影標準画像とすることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項８】
請求項５から７のいずれか１つに記載の放射線撮影装置において、
ＳＩＤ量およびＣ型アームの移動量を入力設定する入力部と、
設定入力されたＳＩＤ量およびＣ型アームの移動量より通常補正モードまたは特殊補正モードのいずれかの補正モードを選択する補正モード選択部を備え、
前記近似透視画像算出部は、前記補正モードが通常補正モードを選択した場合、予めグリッド箔影が映るように配置された画素以外の全ての画素の検出信号値を抽出して補間処理を実施し、前記補正モードが特殊補正モードを選択した場合、箔影が移動しても箔影が映らないグリッド箔間の中央に位置する画素の検出信号値を抽出して補間処理を実施する
ことを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項９】
請求項５から８のいずれか１つに記載の放射線撮影装置において、
前記放射線グリッドと前記放射線検出器とは、グリッド箔のピッチが検出器の画素ピッチの4倍となるように予め配置されている
ことを特徴とする放射線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮影装置の散乱放射線を除去する放射線グリッドの箔影除去方法およびそれを用いた放射線撮影装置に係り、特に、画像処理による放射線グリッドの箔影除去方法およびそれを用いた放射線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線撮影装置には、散乱Ｘ線による画質低下を低減するためにグリッドを備えている。しかし、グリッドを用いた場合、グリッド箔の影による細かな縦状のパターンが撮影画像に重畳される。
【０００３】
また、近年、Ｘ線検出器としてＦＰＤ（Flat Panel Detector）が汎用されている。ＦＰＤは、撮影画像の空間分解能およびＸ線感度向上をもたらし、その利用が急速に増加している。しかしながら、Ｘ線検出器の空間分解能およびＸ線感度が向上するほどグリッド箔影が鮮明になり、撮影画像を読影する際の邪魔となる。このグリッド箔影を除去するために、周波数変換を利用して画像処理にて除去する方法が特許文献１に開示されている。
【０００４】
一方、ＦＰＤに対して、エアグリッドが特許文献２に開示されている。図１８に示すように、エアグリッド３は、グリッド箔３ａのそれぞれの平坦面がＸ線源１の焦点ＦとＦＰＤ４のＸ線検出面とを結ぶ直線２に沿うように傾斜するように配置されている。すなわち、グリッド箔３ａは直接Ｘ線に沿うように傾斜されている。
【０００５】
また、説明を容易にするためにエアグリッド３は、図１９に示すように、グリッド箔影がＦＰＤ４の検出画素DUの中央に映るようにグリッド箔３ａを配列している。しかし、後述するように、本特許で提案する箔影除去方法は必ずしもグリッド箔影が検出画素の中央にある必用はなく、グリッド箔３ａと検出画素DUとの位置が同期している必要もない。このグリッド箔３ａにより散乱Ｘ線２５を吸収することができるので、散乱Ｘ線２５によるノイズを除去することができる。また、エアグリッド３は従来型グリッドと異なり、グリッド箔３ａの間にグラファイト等のスペーサを使用しないので、直接Ｘ線２６が吸収されることなく、直接Ｘ線２６の検出効率を増加することができる。
【０００６】
エアグリッドのグリッド箔は、従来型グリッド箔に対してグリッド箔の間隔が異なるにもかかわらずグリッド比が同じである。エアグリッドでは、グリッド箔の間隔Ｇｐが、従来型グリッドのものよりも長い。しかし、直線Ｘ線の入射方向に沿う方向のグリッド箔の高さＡはエアグリッドの方が従来型グリッドのものよりも高い。こうすることでエアグリッドのグリッド比Ａ／Ｇｐは従来型グリッド比と等しく設定することができる。このように、エアグリッドにおけるグリッド箔Ｇｐの間隔が従来のものよりも長くても、グリッド箔の高さＡを高くすることで、散乱Ｘ線２５のノイズ除去の性能を同じにすることができる。
【０００７】
一方、エアグリッドは、グリッド箔の製作上およびグリッド箔を整列する構造上の理由のために直線状のグリッド箔の若干の歪みや配列位置の微小なずれを持つ。また、エアグリッドのグリッド箔の高さＡは従来型グリッドのものよりも高いので、エアグリッドの箔影はグリッド箔の歪みの影響を受けやすい。このグリッド箔の歪みや位置ずれを起因として、グリッド箔影にも歪みが生じる。この結果、グリッド箔影の筋ごとに箔影の測定値にバラツキが生じ、グリッド箔影に濃淡が生じる。これより、グリッド箔影を除去するのに周波数変換を利用しても、縦状パターンのグリッド箔影を十分に除去することができない。また、除去しきれなかったグリッド箔影を原因としてアーチファクトも出現する。
【０００８】
また、Ｃ型アームＸ線撮影装置では、Ｃ型アームの両端に大重量のＸ線管とＦＰＤが搭載されている。これより、Ｃ型アームの旋回等の移動にともない、Ｃ型アームの微小なたわみが発生し、ＦＰＤに対するＸ線管焦点の位置が少し（最大でも２ｍｍ程度）移動する。Ｘ線管焦点が移動すると、ＦＰＤ上のグリッド箔影も移動するのでグリッド箔影を十分に除去できない。
【０００９】
このようなエアグリッドの欠点に対して、エアグリッドのグリッド箔の歪みによるノイズを除去することができる箔影除去方法が特許文献３で提案されている。
この特許文献３は、透視画像中でグリッド箔影画像を推定して分離除去することに基づいており、一般的な撮影条件で人体を撮影した場合の画像においては、箔影画像を適切に算出して十分に消去できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−８３９５１号公報
【特許文献２】特開２００２−２５７９３９号公報
【特許文献３】特願２０１１−５１４３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献３は次のような問題を持つ。
すなわち、画像の一部が人体の外側の空気層である場合、すなわち、X線が人体を通らずに直接検出器に入射し、かつ、比較的強力なX線条件で撮影した場合は、画像中の人体と空気領域との境界部分でアーチファクトが発生する。
これは、画像中の空気領域の画素値が検出器の扱える画像最高値を超えてオーバーフローするために、グリッド箔の有無に拘らず空気層部の画素値は画像最高値となり、このためにグリッド箔影を算出できないことによる。
人体の心臓部を精細に描出することを目的として、比較的強力なX線条件で撮影した場合に、その周辺の肺野部のX線吸収程度は低く空気層と同様に強いX線が検出器に入射するために境界部分でアーチファクトが発生する。
また、人体の一部に銅板のようなX線吸収が非常に大きい金属体を重ねて、比較的弱いX線条件で撮影した場合は、画像中の金属体領域の境界部分でアーチファクトが発生する。
これは、金属体によるX線吸収が大きく、グリッド箔の有無に拘らず画像中の金属体領域の画素値が零になってしまい、金属体領域ではグリッド箔影を算出できないことによる。
【００１２】
もちろん、空気層の部分が完全にオーバーフローしてなくても一部で画像最高値を超える場合には、グリッド箔影の算出が不正確になり、人体と空気層との境界部分でアーチファクトが発生する。
また、金属体領域の画素値が完全に零でなくても零に近い場合には、ノイズの影響のためにグリッド箔影の算出が不正確になり、金属体境界部分でアーチファクトが発生する。
以上のように、画像中でグリッド箔影の有無に関わらず輝度がほとんど変化しない領域、すなわち、グリッド箔影が算出できない飽和輝度領域の存在のために、この飽和輝度領域の境界部でアーチファクトが発生する。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、上記特許文献３の手法を基にして、箔影画像の算出方法を改良することによって、上記のように画像中の非常に明るい領域および非常に暗い領域、すなわちグリッド箔の有無によって画素の検出信号値がほとんど変化しない飽和輝度領域の周囲で発生するアーチファクトを抑制できるエアグリッドの箔影除去方法およびエアグリッドの箔影除去装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（請求項１）
本発明は、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、第１の発明は、検出器の画素ピッチよりもグリッド箔のピッチが大きい放射線グリッドを備えた放射線撮影装置のグリッド箔影除去方法において、透視画像から前記グリッド箔影の影響を受けていない画素の検出信号値を抽出して補間処理を実施することで近似透視画像を求める近似透視画像算出ステップと、前記透視画像と前記近似透視画像との差を求めてグリッド箔影画像を求めるグリッド箔影画像算出ステップと、
前記グリッド箔影画像を前記グリッド箔影の長さ方向に平均化して箔影標準画像を求める箔影標準画像算出ステップと、
前記透視画像から前記グリッド箔影標準画像を除去する箔影除去ステップとを備え、
前記平均化は、対象画素に対して前記グリッド箔影の長さ方向に位置する画素群から不適切と判断した画素を除外して平均化する処理を各画素について行うことを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、グリッド箔影が放射線を検出する画素に一定間隔で映るようにグリッド箔を配置したエアグリッドを備えた放射線撮影装置のグリッド箔影除去方法において、近似透視画像算出ステップにより、透視画像からグリッド箔影の影響を受けていない画素の検出信号を抽出して補間処理を実施することで近似透視画像を求める。次に、グリッド箔影画像算出ステップにより、透視画像と近似透視画像との差を求めることでグリッド箔影画像を求める。さらに、箔影標準画像算出ステップにより、グリッド箔影画像をグリッド箔影の長さ方向に平均化することにより箔影標準画像を求める。その平均化は、対象画素に対して前記グリッド箔影の長さ方向に位置する画素群から、不適切と判断した画素を除外して平均化する処理を各画素について行う。そして、箔影除去ステップにより、透視画像からグリッド箔影標準画像を除去する。
【００１６】
グリッド箔は箔方向に引っ張られて配列されているために、グリッド箔の長さ方向のグリッド箔影の変化は比較的少ない。一方、グリッド箔ごとには形状や捩れによる誤差や微小な配列方向や位置誤差を持つ。グリッド箔ごとにグリッド箔影の大きさに不均一が存在しても、グリッド箔影をグリッド箔影の長さ方向に平均化した箔影標準画像を使用して透視画像からグリッド箔影を除去する。箔影の長さ方向に平均化を行うことで画素ごとにランダムに混入するアンプノイズや量子ノイズ等も除去できるし、近似透視画像を算出する際に含まれる補間誤差も除去できる。一方、例えば、対象画素が通常輝度領域の場合には、飽和輝度領域の画素を不適切な画素として除外して、平均化を実施する。また、対象画素が飽和輝度領域の場合には、通常輝度領域の画素を不適切な画素として除外して、平均化を実施する。両方の領域の箔影を平均化することを阻止することによって、特許文献３の手法では飽和輝度領域と通常輝度領域の境界で発生したアーチファクトを抑制することができる。更に、グリッド箔影の長さ方向に平均化する場合、画像の一列に沿った全画素を平滑化するのでなくて、対象画素から離れた画素を不適切な画素として一律に除外して対象画素の近傍の画素のみで平均化を実施する。これによって、わずかな箔の歪みや捩れでも対象画素から離れた部位で大きくなる誤差の混入を防ぐことができる。また、グリッド箔が画素列に対して傾斜している場合についても、対象画素から離れた画素を不適切な画素として一律に除外できる。このように、グリッド箔影をグリッド箔影の長さ方向に平均化する際に、不適切と判断した画素を除外した上で平均化を行うことにより、アーチファクトを透視画像からグリッド箔影を除去する際に生ずるアーチファクトを抑制することができる。
【００１７】
（請求項２）
前記箔影標準画像算出ステップは
前記グリッド箔影画像の前記グリッド箔影を含むすべての画素を順次対象として、当該対象画素の値に基づいて許容箔影値の範囲を決定し、この許容箔影値に収まらない箔影値を有する画素は除外しながら、当該対象画素を中心に箔影の長さ方向に一定画素数だけ区分的に平均した値を算出し、当該画素の値をこの平均値に置き換えて箔影標準画像とすることを特徴とする。
【００１８】
前記の飽和輝度領域では箔影の有無によって画素の輝度があまり変化しないので、透視画像と近似透視画像との差で求めたグリッド箔影は零に近い値を持つ。一方、通常輝度領域の箔影は飽和輝度領域の箔影よりも十分大きな値を持つ。そこで元の透視画像のノイズレベルを考慮して適切な箔影閾値を選択すれば、飽和輝度領域の箔影画素は閾値より小さな値を持ち、通常輝度領域箔影の画素は閾値より大きな値を持つ。グリッド箔影内に含まれる画素を対象として順次処理を進めて、対象画素を中心として箔影の長さ方向に一定画素数内の画素を平均化するが、対象画素が当該閾値より大きい場合は当該閾値より大きい画素を平均化に含め、当該閾値より小さい画素は除外する。
逆に対象画素が当該閾値より小さい場合は、当該閾値より大きい画素は除外して平均化を実施する。
【００１９】
（請求項３）
前記箔影標準画像算出ステップは
前記グリッド箔影画像の前記グリッド箔影を含むすべての画素を順次対象として、各々隣接する箔影を含まない画素の値に対して各々の箔影画素の箔影の大きさを示す比率を算出し（以下箔影比率と言う）、当該箔影比率の値に基づいて許容箔影比率の範囲を決定し、この許容箔影比率に収まらない箔影を有する画素は除外しながら、当該対象箔影画素を中心に箔影の長さ方向に一定画素数だけ区分的に平均した箔影値を算出し、当該画素の値をこの平均値に置き換えて箔影標準画像とすることを特徴とする。
【００２０】
隣接する箔影の影響を受けない画素値に対する箔影画素値の比率は、当該画素の箔影の比率を表して０から１の間の値となる。通常輝度領域の箔影比率は飽和輝度領域の箔影比率よりも十分大きな値を持つために、透視画像のノイズレベルを考慮して適切な閾値を選択できる。グリッド箔影内に含まれる画素を対象として順次処理を進めて、対象箔影画素を中心として箔影の長さ方向に一定画素数内の画素を平均化するが、対象画素が当該閾値より大きい箔影比率を持てば、当該閾値より大きい箔影比率を持つ画素を平均化に含め、当該閾値より小さい箔影比率の画素は除外する。
逆に対象箔影画素の箔影比率が当該閾値より小さい場合は、当該閾値より大きい箔影比率の画素は除外して平均化を実施する。
隣接する箔影の影響を受けない画素の信号値としては、近似透視画像算出ステップで用いた左右両側に隣接する箔影の影響を受けない画素の平均値を使うことが望ましい。
【００２１】
（請求項４）
また、設定入力されたＳＩＤ量およびＣ型アームの移動量より、画素間の箔影の移動を補正しない通常補正モードまたは画素間の箔影の移動を補正する特殊補正モードのいずれかを選択する画像処理モード選択ステップと、前記画像処理モード選択ステップにより通常補正モードが選択された場合、前記近似透視画像算出ステップは、予めグリッド箔影が映るように配置された画素以外の全ての画素の検出信号を抽出して補間処理を実施し、前記画像処理モード選択ステップにより特殊補正モードが選択された場合、前記近似透視画像算出ステップは、箔影が移動しても箔影が映らないグリッド箔間の中央に位置する画素の検出信号を抽出して補間処理を実施することが好ましい。
【００２２】
上記構成によれば、画像処理モード選択ステップにより、設定入力されたＳＩＤ量およびＣ型アームの移動量により、箔影が画素を跨いで移動しない場合には通常補正モードが選択され、箔影が画素を跨いで移動する場合には、画素間の箔影の移動を補正する特殊補正モードが選択される。通常補正モードが選択された場合、近似透視画像算出ステップは、予めグリッド箔影が映るように配置された画素以外の全ての画素をグリッド箔影の影響を受けていない画素としてこれらの画素の検出信号を抽出して補間処理を実施する。これに対して、特殊補正モードが選択された場合、箔影が移動しても箔影が映らないグリッド箔間の中央に位置する画素をグリッド箔影の影響を受けていない画素としてこれらの画素の検出信号を抽出して補間処理を実施する。これより、箔影が画素を跨いで移動しない場合も、移動する場合にも、適切に補間処理を実施して近似透視画像を算出することができる。
【００２３】
（請求項５）
また、第２の発明は、放射線撮影装置において、被検体に放射線を照射する放射線照射手段と、被検体を透過した放射線を検出する画素を２次元アレイ状に配置した放射線検出手段と、検出器の画素ピッチよりもグリッド箔のピッチが大きい放射線グリッドと、被検体を透過して検出した透視画像からグリッド箔影の影響を受けていない画素集合を抽出して補間処理を施して近似透視画像を算出する近似透視画像算出部と、前記透視画像と前記近似透視画像との差を求めてグリッド箔影画像を求めるグリッド箔影画像算出部と、前記グリッド箔影画像をグリッド箔影の長さ方向に平均化してグリッド箔影標準画像を求める箔影標準画像算出部と、前記透視画像から前記グリッド箔影標準画像を除去して箔影除去画像を求める箔影除去画像算出部とを備え、前記平均化は、対象画素に対して前記グリッド箔影の長さ方向に位置する画素群から、不適切と判断した画素を除外して平均化する処理を各画素について行うことを特徴とする。
【００２４】
上記構成によれば、放射線撮影装置において、放射線照射手段により被検体に放射線を照射し、放射線を検出する画素を２次元アレイ状に配置した放射線検出手段により被検体を透過した放射線を検出し、エアグリッドのグリッド箔影は検出手段上に一定間隔に配置される。近似透視画像算出部では、被検体を透過して検出した透視画像からグリッド箔影の影響を受けていない画素集合を抽出して補間処理を施して近似透視画像を算出する。グリッド箔影画像算出部では、透視画像と近似透視画像との差を求めてグリッド箔影画像を求める。箔影標準画像算出部では、グリッド箔影画像をグリッド箔影の長さ方向に平均化してグリッド箔影標準画像を求める。その平均化は、対象画素に対して前記グリッド箔影の長さ方向に位置する画素群から不適切と判断した画素を除外して平均化する処理を各画素について行う。箔影除去画像算出部では、透視画像からグリッド箔影標準画像を除去して箔影除去画像を求める。
【００２５】
これより、例えば、対象画素が通常輝度領域の場合には、飽和輝度領域の画素を不適切な画素として除外して、平均化を実施する。また、対象画素が飽和輝度領域の場合には、通常輝度領域の画素を不適切な画素として除外して、平均化を実施する。両方の領域の箔影を平均化することを阻止することによって、特許文献３の手法では飽和輝度領域と通常輝度領域の境界で発生したアーチファクトを抑制することができる。更に、わずかな歪みや捩れでも対象画素から離れるに従い大きくなる誤差を持つ場合や、グリッド箔が画素列に対して傾斜している場合を考慮し、対象画素から離れた画素を不適切な画素として一律に除外して、すなわち、対象画素の近傍の画素のみで平均化を実施する。このように、グリッド箔影をグリッド箔影の長さ方向に平均化する際に、不適切と判断した画素を除外した上で平均化を行うことにより、アーチファクトを透視画像からグリッド箔影を除去する際に生ずるアーチファクトを抑制することができる。
【００２６】
（請求項６）
前記放射線撮影装置における前記箔影標準画像算出部は
前記グリッド箔影画像の前記グリッド箔影を含むすべての画素を順次対象として、当該対象画素の値に基づいて許容箔影値の範囲を決定し、この許容箔影値に収まらない箔影値を有する画素は除外しながら、当該対象画素を中心に箔影の長さ方向に一定画素数だけ区分的に平均した値を算出し、当該画素の値をこの平均値に置き換えて箔影標準画像とすることが好ましい。
【００２７】
（請求項７）
前記放射線撮影装置における前記箔影標準画像算出部は
前記グリッド箔影画像の前記グリッド箔影を含むすべての画素を順次対象として、各々隣接する箔影を含まない画素の値に対して各々の箔影画素の箔影の大きさを示す比率を算出し、当該箔影比率の値に基づいて許容箔影比率の範囲を決定し、この許容箔影比率に収まらない箔影を有する画素は除外しながら、当該対象画素を中心に箔影の長さ方向に一定画素数だけ区分的に平均した箔影値を算出し、当該画素の値をこの平均値に置き換えて箔影標準画像とすることもできる。
【００２８】
（請求項８）
また、前記放射線撮影装置はＳＩＤ量およびＣ型アームの移動量を入力設定する入力部と、設定入力されたＳＩＤ量およびＣ型アームの移動量より通常補正モードまたは特殊補正モードのいずれかの補正モードを選択する補正モード選択部とを備え、前記近似透視画像算出部は、前記補正モードが通常補正モードを選択した場合、予めグリッド箔影が映るように配置された画素以外の全ての画素の検出信号値を抽出して補間処理を実施し、前記補正モードが特殊補正モードを選択した場合、箔影が移動しても箔影が映らないグリッド箔間の中央に位置する画素の検出信号値を抽出して補間処理を実施することが好ましい。
【００２９】
上記構成によれば、入力部にて、ＳＩＤ量およびＣ型アームの移動量が入力設定される。補正モード選択部では、設定入力されたＳＩＤ量およびＣ型アームの移動量より通常補正モードまたは特殊補正モードのいずれかの補正モードを選択する。近似透視画像算出部は、補正モードとして通常補正モードを選択した場合、予めグリッド箔影が映るように配置された画素以外の全ての画素の検出信号値を抽出して補間処理を実施する。また、補正モードとして特殊補正モードを選択した場合、箔影が移動しても箔影が映らないグリッド箔間の中央に位置する画素の検出信号値を抽出して補間処理を実施する。これより、箔影が画素を跨いで移動しない場合も、移動する場合にも、適切に補間処理を実施して近似透視画像を算出することができる。
【００３０】
（請求項９）
また、前記放射線グリッドと前記放射線検出器とは、グリッド箔のピッチが検出器の画素ピッチの4倍となるように予め配置されていることが好ましい。この構成によれば、グリッド箔影が予め４画素おきに映るように配置される。これより、グリッド箔影が移動しても、予めグリッド箔が映るように配置された画素の両隣の画素内でグリッド箔影の移動が収まるので、グリッド箔影が必ず映らない画素を構成することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る放射線グリッドの箔影除去方法および放射線グリッドの箔影除去装置によれば、特にX線の吸収が大きな領域または特にX線の吸収が小さい領域を含んで撮影された画像においても、これらの飽和輝度領域の周囲で発生するアーチファクトを抑制することができ、また、エアグリッドのグリッド箔歪みに影響されることなく箔影を除去することができる
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例に係るＸ線透視撮影装置の全体図である。
【図２】実施例に係るＸ線透視撮影装置のグリッドの概略断面図である。
【図３】実施例に係るＸ線透視撮影装置のグリッド箔の斜視図である。
【図４】実施例に係るＸ線透視撮影装置のグリッドおよびＦＰＤの概略断面図である。
【図５】実施例に係るＸ線透視撮影装置のＳＩＤの説明図である。
【図６】実施例に係るＸ線透視撮影装置の概略図である。
【図７】実施例に係るＸ線透視撮影装置のＸ線焦点の移動を説明する説明図である。
【図８】実施例に係るＸ線透視撮影装置のＸ線焦点の移動を説明する説明図である。
【図９】実施例に係るＦＰＤの画素上の箔影の移動を説明する説明図である。
【図１０】実施例に係る画像処理部の構成を示すブロック図である。
【図１１】実施例に係る箔影が映されたＦＰＤの画素を示す説明図である。
【図１２】実施例に係る箔影が映されたＦＰＤの画素を示す説明図である。
【図１３】実施例に係る箔影が映る画素の検出値を示す説明図である。
【図１４】実施例に係る箔影が映る画素の検出値を示す説明図である。
【図１５】実施例１に係る箔影補正処理の流れを示すフローチャート図である。
【図１６】実施例による効果を示す箔影除去したファントム画像である。
【図１７】実施例による効果を示す箔影除去した胸部ファントム画像である。
【図１８】従来例に係るＸ線透視撮影装置のグリッドの概略断面図である。
【図１９】従来例に係るＸ線透視撮影装置のグリッドの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００３３】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１はＸ線透視撮影装置の全体図であり、図２はグリッドの概略断面図であり、図３はグリッド箔の斜視図であり、図４はグリッドおよびＦＰＤの概略断面図である。
【００３４】
図１に示すように、Ｘ線透視撮影装置１には、被検体ＭにＸ線を照射するＸ線管２と、被検体Ｍを透過した透過Ｘ線の散乱Ｘ線を除去するエアグリッド３と、散乱Ｘ線が除去された透過Ｘ線を検出する平面検出器（フラットパネルディテクタ：以後ＦＰＤと称す）４とが備えられている。Ｘ線管２とエアグリッド３およびＦＰＤ４とは、互いに対向配置するようにＣ型アーム５の両端に取り付けられている。このＣ型アーム５は、Ｃ型アーム移動機構６により移動させられ、Ｃ型アーム移動機構６の移動量はＣ型アーム移動制御部７により制御される。Ｘ線管２は本発明における放射線照射手段に相当し、ＦＰＤ４は本発明における放射線検出手段に相当する。
【００３５】
Ｃ型アーム５は、被検体Ｍが載置されている天板８に対して、鉛直方向に昇降可能（Ｒ１）に構成されている。さらに、Ｃ型アーム５を支持するアーム支持体９は、鉛直方向の軸心周りに回転可能（Ｒ２）に取り付けられている。また、Ｃ型アーム５は、水平方向の軸心周りに回転可能（Ｒ３）であって、アーム支持体９に対して円弧状（Ｒ４）に移動可能に取り付けられている。さらに、Ｘ線管２とエアグリッド３およびＦＰＤ４との距離であるＳＩＤ（Source
Image Distance）を調節するために、Ｃ型アーム移動機構６によりエアグリッド３およびＦＰＤ４は鉛直方向（Ｒ５）に移動可能である。
【００３６】
また、Ｘ線透視撮影装置１には、他にも、Ｘ線管２に出力する管電圧や管電流を制御するＸ線管制御部１０や、ＦＰＤ４から出力されるアナログのＸ線検出信号をデジタルのＸ線検出信号に変換するＡ／Ｄ変換器１１と、デジタルのＸ線検出信号から種々の画像処理を行う画像処理部１２と、これらの各構成部を統括する主制御部１３と、撮影者が様々な入力設定を行う入力部１４と、Ｘ線診断操作画面および画像処理されたＸ線透過画像などを表示するモニタ１５と、Ｘ線透過画像や他の撮影データを保管する記憶部１６などを備えている。
【００３７】
主制御部１３は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。また、入力部１４は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。撮影者は、ＳＩＤやＣ型アームの移動量を入力部１４により設定入力することができる。モニタ１５として、たとえば、液晶表示装置またはＣＲＴディスプレイが挙げられ、記憶部１６としてはハードディスクやメモリが挙げられる。
【００３８】
エアグリッド３は、図２および図３に示すように、ＦＰＤ４のＸ線検出面を覆うように配置されている。また、エアグリッド３は縦（Ｙ）方向に延伸した短冊状のＸ線を吸収するグリッド箔３ａを備えている。グリッド箔３ａのそれぞれの平坦面が、Ｘ線管２のＸ線源の焦点ＦとＦＰＤ４のＸ線検出面とを結ぶ直線に沿うように傾斜するように配置されている。すなわち、グリッド箔３ａは直接透過Ｘ線Ｄｘに沿うように傾斜されている。また、エアグリッド３は、説明の便宜上、グリッド箔影（以後単に箔影と称す）がＦＰＤ４のＸ線検出画素ＤＵの中央に映るようにグリッド箔３ａを配列している。
【００３９】
図３および図４においては、グリッド箔３ａは横（Ｘ）方向に所定間隔をあけて配列されており、配列ピッチＧｐは、実施例では４００μｍである。この配列ピッチＧｐは、ＦＰＤ４のＸ線検出画素ＤＵの幅ＷＤＵに対して適宜設計される。すなわち、基準ＳＩＤにおけるＣ型アーム標準位置においてグリッド箔３ａの箔影がＸ線検出画素ＤＵ上に予め決められた画素間隔で映されるように配置されている。実施例においては、Ｘ線検出画素ＤＵの幅ＷＤＵが１００μｍであるので、Ｘ線検出画素ＤＵに対して横方向に４個に１個の割合で箔影が映される。
【００４０】
グリッド箔３ａは、モリブデン、タングステン、鉛、タンタル等の単体、あるいはこれらを主成分とする合金から形成されている。この金属は、原子番号が大きくＸ線吸収の大きい材料を選択することが好ましく、通常２０〜５０μｍの厚みである。また、グリッド箔３ａは圧延や切断等により製作されるが、前述した通り重金属あるいは重金属の合金であるので、グリッド箔３ａの厚みや幅などの形状均一性を厳密に求めることは非常に困難である。このグリッド箔３ａの形状の不均一性が箔影の検出値にバラツキを生じさせる原因となる。
【００４１】
ＦＰＤ４には、Ｘ線を電荷信号へ変換するＸ線検出画素ＤＵが二次元アレイ状に例えば２０００×２０００個配置されている。Ｘ線検出画素ＤＵはＸ線が照射されると電荷信号を発生するＸ線検出素子からなる。
【００４２】
また、ＳＩＤとは、Ｘ線管２内のＸ線源の焦点とＦＰＤ４との垂線距離のことである。ＳＩＤが短いと被検体Ｍの拡大透視画像を得ることができ、ＳＩＤが長いと被検体Ｍの広角透視画像を得ることができる。つまり、ＳＩＤを調整することで、透視画像のズーム調整をすることができる。実施例では、ＳＩＤが１０００ｍｍの場合を基準ＳＩＤとして設定している。この基準ＳＩＤ時のＣ型アーム標準位置において、エアグリッド３の箔影がＦＰＤ４のＸ線検出画素上に横方向に４個に１個の割合で映るようにグリッド箔３ａとＦＰＤ４とが位置合わせされている。また、Ｃ型アーム標準位置とは、図１のようにＣ型アーム５がベッドおよび天板８や検査室に対して３次元的に決まった位置関係にあり、検査のたびにＣ型アーム５の初期設定の位置となる。この位置においてエアグリッド３とＦＰＤ４との位置合わせを行うために、Ｃ型アーム５のたわみが無いと考えられる標準位置である。
【００４３】
このＳＩＤを変化させるとＸ線検出面上の箔影が移動する。図５に示すように、例えば、基準ＳＩＤよりもＳＩＤを延伸した場合、ＦＰＤ４の中央部の箔影はあまり影響を受けないが、ＦＰＤ４の側端部に近づくにつれ箔影はＦＰＤ４の内側へ移動する。また逆に、基準ＳＩＤよりもＳＩＤを短くした場合、箔影はＦＰＤ４の外側へ移動する。
【００４４】
箔影の移動は、Ｃ型アーム５を旋回等の移動をさせた時にも発生する。図６に示すようにＣ型アーム５を旋回させると、Ｃ型アーム５の剛性よりたわみがＣ型アーム５に必然的に発生する。このたわみにより、Ｘ線管２のＸ線焦点が移動すると、基準ＳＩＤにおいても箔影が微小に移動する。Ｃ型アーム５のたわみによるＸ線焦点の移動量は最大でも２ｍｍ程度である。例えば、図７に示すように、Ｘ線管２内のＸ線焦点Ｆが微小に移動すると、Ｘ線焦点ＦとＦＰＤ４の検出面とを結ぶ直線とグリッド箔３ａの平坦面の傾斜角度とが一致しなくなる。これより、箔影がＸ線検出面上を微小に移動する。箔影の移動量は、図８に示すように、ＳＩＤが１０００ｍｍであり、エアグリッド３とＦＰＤ４との距離が２０ｍｍの場合、Ｘ線管２の焦点Ｆからエアグリッド３までの距離と、エアグリッド３からＦＰＤ４までの距離の比は、約５０：１である。これより、Ｘ線源が２ｍｍ移動した場合、ＦＰＤ４の検出面ではグリッド箔３ａの箔影は約４０μｍ移動する。
【００４５】
グリッド箔３ａの厚みを３０μｍとし、箔影の幅も３０μｍとすると、基準ＳＩＤにおいてＸ線管焦点が移動していない場合、箔影が画素の中央に位置するように設定されているので、箔影から隣の画素まで３５μｍの余裕がある。しかし、上記のように、箔影が４０μｍ移動すると、図９に示すように、箔影が予め映されるように配置された画素から隣の画素へ箔影がはみ出す。
【００４６】
このように、箔影が予め映るように同期された画素内にある場合と、箔影が画素を跨ぐ場合または同期された画素の隣の画素に完全に移動する場合との２通りが生じ得る。そこで、それぞれの場合に適した箔影補正を画像処理部１２にて実施する。
【００４７】
次に図１０を参照する。図１０は、画像処理部の構成を示すブロック図である。画像処理部１２には、Ａ／Ｄ変換器１１により変換されたデジタルのＸ線検出信号をＬＯＧ変換するＬＯＧ変換部１７と、ＬＯＧ変換されたＸ線検出信号をいくつかの枚数分保管する画像メモリ部１８と、入力部１４に設定されたＳＩＤ量またはＣ型アーム５の移動量より箔影の補正モードを選択する補正モード選択部１９と、画像メモリ部１８に保管されたＸ線検出画像から箔影の影響を受けていない画素集合を選出して被検体Ｍの近似透視画像を算出する第１近似透視画像算出部２０および第２近似透視画像算出部２１と、Ｘ線検出画像と近似透視画像との差分によりグリッド箔影画像を算出する箔影画像算出部２２と、グリッド箔影画像を平均化することでグリッド箔影標準画像を算出する箔影標準画像算出部２３と、画像メモリ部１８に保管されたＸ線検出画像とグリッド箔影標準画像との差分を演算して箔影除去Ｘ線検出画像を算出する減算部２４とを備えている。
【００４８】
ＬＯＧ変換部１７は、Ａ／Ｄ変換器１１により変換されたデジタルのＸ線検出信号をＬＯＧ変換する。これにより、Ｘ線検出信号を線形和で演算することができるので、後の演算を簡易にすることができる。
【００４９】
画像メモリ部１８は、ＬＯＧ変換部１７にてＬＯＧ変換されたＸ線検出信号より構成されるＸ線検出画像をいくつかの枚数分保管する。画像メモリ部１８は、バッファとしても機能している。
【００５０】
補正モード選択部１９は、箔影の補正モードとして通常補正モードか特殊補正モードかを選択する。この選択は、主制御部１３を介して送られる入力部１４に入力設定されたＳＩＤ量およびＣ型アーム５の移動量を基に実施される。ここで、移動量とはＣ型アーム５のＣ型アーム標準位置からの移動量である。
【００５１】
通常補正モードとは、ＳＩＤが基準ＳＩＤであり、Ｃ型アーム５のたわみによる箔影の移動も無視できる場合に選択する補正モードである。つまり、箔影が映されるように予め配置された画素から、箔影がはみでない場合における補正モードである。図１１に示すように、箔影が映されるように予め配置された画素を行方向つまり横方向にＰ４ｎ＋１（但しｎは０以上の整数）とすると、４画素置きにＰ４ｎ＋１で表わされる画素上には必ず箔影が映し出される。また、グリッド箔３ａの形状が厳密に均一ではなく、グリッド箔３ａの配列にも微小なずれがあるので、箔影２７や箔影２８に示すように、箔影の幅にバラつきが発生する。しかしながら、画素Ｐ４ｎ＋１以外の横隣りのＰ４ｎ＋２、Ｐ４ｎ＋３、およびＰ４ｎ＋４で表わされる画素上には箔影が映らない。そこで、箔影間の３つの画素集合である画素Ｐ４ｎ＋２、Ｐ４ｎ＋３、およびＰ４ｎ＋４を抽出した画素集合を用いて箔影補正をする。この補正方法が通常補正モードである。
【００５２】
特殊補正モードとは、ＳＩＤを基準ＳＩＤから移動させた場合やＣ型アーム５のたわみによりＸ線管焦点が移動した場合に、箔影が映るように予め配置された画素をはみ出して隣の画素にまで映る場合における補正方法である。箔影が映るように予め配置された画素を横方向にＰ４ｎ＋１（但しｎは０以上の整数）とすると、図１２に示すように、ＳＩＤ移動やＣ型アーム５のたわみにより箔影が画素Ｐ４ｎ＋１上から移動する。例えば、箔影２９は、画素Ｐ４ｎ＋１と横隣りの画素Ｐ４ｎ＋２とにまたがって映っている。また、箔影３０は、素Ｐ４（ｎ＋１）＋１上から画素Ｐ４ｎ＋４上に完全に移動している。このように、４０μｍ程度の移動で箔影が確実に映らないのは、箔影が映るように予め配置された画素間の中央に位置する画素Ｐ４ｎ＋３である。そこで、箔影が予め映されるように配置された画素間の中央に位置する画素Ｐ４ｎ＋３を抽出した画素集合を用いて箔影補正をする。この補正方法が特殊補正モードである。
【００５３】
第１近似透視画像算出部２０は、補正モード選択部１９が通常補正モードを選択した場合に、画像メモリ部１８に保管されたＸ線検出画像から箔影の影響を受けていない画素Ｐ４ｎ＋２、Ｐ４ｎ＋３、およびＰ４ｎ＋４を抽出した画素集合を選出して被検体Ｍの第１近似透視画像を算出する。このように、箔影の影響を受けていない画素集合の選出は、箔影が映されることが予め決められている画素Ｐ４ｎ＋１以外の全ての画素を選出する。
【００５４】
図１３（ａ）に示すように、被検体Ｍを天板８に載置しないでＸ線撮影を実施した場合、グリッド箔３ａの箔影が映される画素Ｐ４ｎ＋１でのＸ線検出信号値（●印）は、他の画素でのＸ線検出信号値（△印および□印）よりも図１３（ｂ）に示すように約２０％ほど低減した値である。
【００５５】
次に、図１４（ａ）に示すように、被検体Ｍを天板８に載置してＸ線撮影を実施した場合、上記と同様に、グリッド箔３ａの箔影が映される画素Ｐ４ｎ＋１でのＸ線検出信号値（●印）は、図１４（ｂ）に示すように他の画素でのＸ線検出信号値（△印および□印）よりも低減した値である。そこで、箔影の影響を受けていない画素Ｐ４ｎ＋２、Ｐ４ｎ＋３、およびＰ４ｎ＋４を抽出した画素集合を選出して、これらの画素集合のＸ線検出信号値（△印および□印）より、グリッド箔３ａの箔影が映される画素Ｐ４ｎ＋１でのＸ線検出信号値（●印）を補間する。この補間方法は、２次補間又はキュービック・スプライン法など３次補間により精度よく被検体Ｍの透視画像を推定することができる。このようにして推定された透視画像である第１次近似画像を算出することができる。補間により算出された第１次近似画像には、補間誤差が含まれる。
【００５６】
第２近似透視画像算出部２１は、補正モード選択部１９が特殊補正モードを選択した場合に、画像メモリ部１８に保管されたＸ線検出画像から箔影の影響を受けていない画素集合を選出して被検体Ｍの第２近似透視画像を算出する。特殊補正モードでは、グリッド箔３ａの箔影が映される画素Ｐ４ｎ＋１の両隣の画素Ｐ４ｎ＋２またはＰ４（ｎ-１）＋４にも箔影が移動している可能性がある。そこで、第２近似透視画像算出部２１は、ＳＩＤやＣ型アーム５の移動により箔影が移動しても箔影が映らない画素Ｐ４ｎ＋３を抽出した画素集合を選出して、これらの画素集合のＸ線検出信号値（△印）より、グリッド箔３ａの箔影が映される画素Ｐ４ｎ＋１および、箔影が移動するかもしれない画素Ｐ４ｎ＋２またはＰ４ｎ＋４でのＸ線検出信号値（●印および□印）を補間する。この補間方法は、キュービック・スプライン法など３次補間により精度よく被検体Ｍの透視画像を推定することができる。このようにして推定された透視画像である第２次近似画像を算出することができる。補間により算出された第２次近似画像にも、補間誤差が含まれる。
【００５７】
なお、第１近似透視画像と第２近似透視画像との両方を指す場合には、単に近似透視画像と記載する。また、第１近似透視画像算出部および第２近似透視画像算出部は、本発明における近似透視画像算出部に相当する。
【００５８】
箔影画像算出部２２は、Ｘ線検出画像と近似透視画像との差分によりグリッド箔影画像を算出する。つまり、箔影が重畳して減少した分のＸ線検出信号からなる画像を算出するので、箔影のみを表す画像であるグリッド箔影画像を得ることができる。箔影がグリッド箔３ａに沿って縦方向に形成されるので、グリッド箔影画像も縦方向に検出値が並ぶ画像データである。グリッド箔影画像は量子ノイズや補間誤差を含む近似透視画像を基に算出しているので、グリッド箔影画像にも誤差が含まれる。
【００５９】
箔影標準画像算出部２３は、縦方向に検出値が並ぶグリッド箔影画像を縦方向に区分的に  かつ  箔影の信号値に選択的に平均化することでグリッド箔影標準画像を算出する。
グリッド箔影画像を箔影の長手方向つまり長さ方向に平均化することで、グリッド箔影画像に含まれる量子ノイズや補間誤差を除去することができる。
すなわち、図１１や図１２に示すように、箔影の形状不均一性に起因する箔影の検出値のバラつきを平均化することにより補正する。例えば、補正対象となる画素の上下３０画素における検出画素の検出値（画素値）の区分的平均値を算出し、この平均値を補正対象となる画素の画素値と置き換える。
【００６０】
さらに箔影平均化については、箔影がノイズレベルより大きな値を持ち容易に識別できる通常輝度領域と、箔影がノイズレベルの小さい値を持つために識別が難しい飽和輝度領域とに分離する。すなわちノイズレベルと分離する通常輝度領域の許容箔影の範囲を決定する。補正対象画素が通常輝度領域に属する、すなわち、箔影値が許容箔影の範囲に属する場合には、飽和輝度領域に属する画素は除外して、通常輝度領域内の上下数十画素の箔影検出値の平均値を求めて、この平均値を補正対象画素値と置き換える。逆に、補正対象画素が飽和輝度領域に属する場合には、通常輝度領域に属する画素は除外して、飽和輝度領域内の上下数十画素の箔影検出値の平均値を求めて、この平均値を補正対象画素値と置き換える。
これらの処理を全検出画素に対して実施することで、グリッド箔影標準画像を算出することができる。
【００６１】
減算部２４は、画像メモリ部１８に保管されたＸ線検出画像とグリッド箔影標準画像との差分により箔影除去透視画像を算出する。Ｘ線検出画像から標準化された箔影を除去することで、量子ノイズや補間誤差の影響を除去した被検体の透視画像を取得することができる。減算部２４は本発明における箔影除去画像算出部に相当する。
【００６２】
減算部２４により箔影が除去された被検体の透視画像は主制御部１３を介して、モニタ１５に表示されるか記憶部１６に保管される。
【００６３】
次に、実施例によりＸ線透視撮影が実施される場合の動作を説明する。
【００６４】
まず、撮影者は入力部１４にＳＩＤ量およびＣ型アーム５の移動量を設定する。これより、主制御部１３は設定されたＳＩＤ量およびＣ型アーム５の移動量をＣ型アーム移動制御部７へ転送する。Ｃ型アーム移動制御部７はＣ型アーム移動機構６にそれぞれの設定量を反映してＣ型アーム５を移動させる。次に、入力部１４にＸ線撮影の開始の指示がされると、主制御部１３は、Ｘ線管制御部１０とＦＰＤ４を制御する。Ｘ線管制御部１０は、主制御部１３からの指示に基づいてＸ線管２に管電圧や管電流を印加して、Ｘ線管２からＸ線が被検体Ｍに照射される。被検体Ｍを透過したＸ線はエアグリッド３にて散乱Ｘ線が除去させられ、ＦＰＤ４に入射してＸ線検出画素ＤＵにて検出される。Ｘ線検出画素ＤＵにて検出されたＸ線検出信号はＡ／Ｄ変換器１１にてアナログからデジタルへ変換される。デジタルへ変換されたＸ線検出信号は、画像処理部１２へ転送されＬＯＧ変換部１７にてＬＯＧ変換される。ＬＯＧ変換されたＸ線検出信号は、画像メモリ部１８にてＸ線検出画像として保管される。
【００６５】
次に、図１５に示すフローチャートに従って箔影の補正がなされる。なお、通常撮影時には通常補正モードで箔影が補正される。ここで通常撮影とは、ＳＩＤが基準ＳＩＤであり、Ｃ型アーム５のたわみが箔影に影響しない場合をいう。基準ＳＩＤは実施例では１０００ｍｍであるが、適宜設定してもよい。ＳＩＤを基準ＳＩＤより移動する場合、およびＣ型アームのたわみが無視できない場合では特殊補正モードで箔影が補正される。
【００６６】
ステップＳ１（補正モード選択）
撮影者が入力部１４に設定したＳＩＤ量、およびＣ型アーム５の移動設定量が主制御部１３を介して、画像処理部５内の補正モード選択部１９に送られる。これらの情報により、補正モード選択部１９は通常補正モードか特殊補正モードかを選択する。ＳＩＤ量およびＣ型アーム５の移動量が箔影に影響しない場合、つまり箔影が予め映るように設定された画素からはみでない場合には通常補正モードを選択する。また、ＳＩＤ量およびＣ型アーム５の移動量が箔影に影響する場合、つまり箔影が予め映るように設定された画素からはみでる場合には特殊補正モードを選択する。
【００６７】
ステップＳ２（第１近似透視画像算出）
ステップＳ１にて通常補正モードが選択された場合、第１近似透視画像算出部２０は箔影が映らない箔影間の３つの検出画素を抽出した画素集合を選出する。さらに、この画素集合の画素値から選出しなかった検出画素の検出値を補間し、被検体Ｍを透視した第１近似透視画像を算出する。
【００６８】
ステップＳ２’（第２近似透視画像算出）
ステップＳ１にて特殊補正モードが選択された場合、第２近似透視画像算出部２１は箔影が映らない箔影間の中央の検出画素を抽出した画素集合を選出する。さらに、この画素集合の画素値から選出しなかった検出画素の検出値を補間し、被検体Ｍを透視した第２近似透視画像を算出する。
【００６９】
ステップＳ３（箔影画像算出）
箔影画像算出部２２にて、画像メモリ部１８に保管されているＸ線検出画像と、第１近似透視画像算出部２０または第２近似透視画像算出部２１にて算出された近似透視画像との差分によりグリッド箔影画像を算出する。つまり、箔影の影となった検出画素からのＸ線検出信号のみからなる画像を算出するので、グリッド箔影画像を得ることができる。
【００７０】
ステップＳ４（箔影標準画像算出）
箔影標準画像算出部２３にて、縦方向に検出値が並ぶグリッド箔影画像を縦方向に平均化することでグリッド箔影標準画像を算出する。それぞれのグリッド箔３ａは縦方向つまり箔方向に引っ張られて保持されているので、グリッド箔３ａの長さ方向の箔影の変化は比較的少ない。箔影中の画素の値を前後にある一定の画素数だけ平均化して元の画素の値に置き換える、すなわち、区分的に平均化することにより、アンプノイズや量子ノイズや補間による誤差を補正できる。例えば、補正対象となる画素の上下数十画素の箔影検出値の平均値を求めて、この平均値を補正対象となる画素値と置き換える。
【００７１】
さらに箔影平均化については、算出された箔影がノイズレベルより十分大きな値を持ち容易に識別できる通常輝度領域と、グリッド箔影の有無に関わらず輝度がほとんど変化しない  すなわち  箔影がノイズレベルの小さい値を持つ飽和輝度領域とに分離して実施する。
【００７２】
このための詳細フローを図１５に示す。
Ｓ４１では通常輝度領域内の箔影推定値を算出する。
たとえば元の透視画像の検出値が１６ビット
すなわち0〜65535である場合には、5000から55000の検出値を持つ画素領域により通常輝度領域を近似する。この近似通常輝度領域を対象にして箔影画像の箔影に添った画素列毎に箔影平均値を算出して、その画素列の通常輝度領域の箔影平均の推定値とすることができる。
図11では箔影27を含む縦１列、箔影28を含む縦１列に対して夫々箔影平均値を算出する。
図12では箔影29に対してはこの箔影を含む縦2列、および、箔影30を含む縦１列に対して夫々箔影平均値を算出する。
近似通常輝度領域としては、通常輝度領域に含まれるが、通常輝度領域にできるだけ近いものを経験的に選択するのが望ましい。
Ｓ４２では画素列毎に通常輝度領域と飽和輝度領域を分ける箔影閾値を決定する。
たとえば、箔影推定値の半分を箔影閾値とできる。
Ｓ４３では画素列毎に処理対象画素の箔影値を箔影閾値と比較する。
閾値より大きい場合は、Ｓ４４で区分的箔影平均値を通常輝度領域内の当該画素列から算出する。すなわち、処理対象画素を中心に上下数十画素に渡って閾値より大きい値を持つ画素のみを対象として平均値を算出する。
閾値より小さい場合は、Ｓ４５で区分的箔影平均値を飽和輝度領域内の当該画素列から算出する。すなわち、処理対象画素を中心に上下数十画素に渡って閾値より小さい値を持つ画素のみを対象として平均値を算出する。
Ｓ４６では処理対象画素を選択的区分的に算出した平均値に置き換える。
もし、対象画素を含む画素列に近似通常輝度領域が存在しない場合は、処理対象画素を中心に全ての上下数十画素に渡って平均値を算出する。
【００７３】
ステップＳ５（箔影除去画像算出）
減算部２４にて、Ｘ線検出画像とグリッド箔影標準画像との差分することで箔影除去透視画像を算出する。これより、箔影が除去された被検体の透視画像を取得することができる。減算部２４により箔影が除去された被検体の透視画像は主制御部１３を介して、モニタ１５に表示されるか記憶部１６に保管される。
【００７４】
このように、実施例のＸ線透視撮影装置１によれば、Ｘ線検出画素ＤＵに映る箔影画像を縦方向に平均化することで、アンプノイズや量子ノイズ、近似透視画像を算出する際に含まれる補間誤差を除去して精度の良い箔影の画像を得ることができる。さらに平均化を長さ方向に区分的にかつ箔影の信号値に選択的に実施することによって、箔影が正しく算出されてノイズレベルより十分大きな値を持つ通常輝度領域においても、箔影がノイズレベルの小さい値を持つ飽和輝度領域においても、適切な平均値を持つ箔影標準画像を得ることができる。Ｘ線検出画像と当該箔影標準画像の差分によりアーチファクトを出現させることなく、透視画像からエアグリッドの箔影を除去することができる。
【００７５】
図１６の(c)はＸ線検出画像からエアグリッド箔影を除去したファントム画像であるが、単純に箔方向に平均化した箔影標準画像を用いて処理を行っている。この画像の左上部分の拡大画像を(a)に示す。楕円部は銅円盤に相当する飽和輝度領域であり、この周囲にまつ毛状アーチファクトが発生している。(b)は当該特許により区分的かつ選択的平均化した箔影標準画像を用いた処理画像の拡大図であり、飽和輝度領域周囲のまつ毛状アーチファクトが抑制されている。
図１７の(c)はＸ線検出画像からエアグリッド箔影を除去した胸部ファントム画像であるが、単純に箔方向に平均化した箔影標準画像を用いて処理を行っている。この画像の右端部分の拡大画像を(a)に示す。肺野部に強いX線が照射されたために飽和輝度領域が発生して、縦縞状アーチファクトが発生している。(b)は当該特許により区分的かつ選択的平均化した箔影標準画像を用いた処理画像の拡大図であり、肺野部での縦縞状アーチファクトが抑制されている。
【００７６】
さらに、ＳＩＤやＣ型アーム５を移動させた場合などに、箔影が映るように予め配置したＸ線検出画素ＤＵから隣の検出画素に箔影が移動する場合でも、箔影が映らないことが確定している画素を抽出した画素集合から、透視画像を補間により近似することで、箔影画像を求めるので、精度よく箔影を除去することができる。このように、Ｘ線管焦点の微小な制御できない移動が伴う場合にも、十分に箔影を除去することができる。これより、箔影が画素を跨いで移動しない場合も、移動する場合にも、適切に補間処理を実施することができ、さらに、従来型グリッドに対して直接Ｘ線感度が２０％程度高いエアグリッドの効果によって、信号ノイズ比に勝る画像を取得することができる。
【００７７】
また、エアグリッド３および放射線検出器（ＦＰＤ４）が、箔影が予め４画素おきに映るように配置されているので、箔影が移動しても、予めグリッド箔が映るように配置された画素の両隣の画素内で箔影の移動が収まり、箔影が必ず映らない画素を構成することができる。
【００７８】
本発明は、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。
【００７９】
（１）上述した実施例では、画素４つに対してグリッド箔３ａが１枚配置されていたが、これに限るものではない。また、画素ピッチに対してグリッド箔ピッチを整数倍にする必用はない。たとえば、実施例においてグリッド箔ピッチのみを４５０μｍ、すなわち画素ピッチの4.5倍に変更しても、グリッド箔３ａ間に箔影の移動の影響を受けない画素が存在するので上記の箔影除去を実施することができる。
【００８０】
（２）上述した実施例では、検出したデジタルのＸ線検出信号をＬＯＧ変換していたが、演算処理に余裕がある場合は、ＬＯＧ変換することなく演算してもよい。
【００８１】
（３）上述した実施例では、入力部１４に設定入力されたＳＩＤ量およびＣ型アーム５の移動量から、補正モード選択部１９にて、第１近似画像算出か第２近似画像算出かを自動的に選択していたが、操作者が入力部１４にてどちらの補正モードかを選択できる構成でもよい。また、補正モードの選択を省略して、常に第２近似画像を算出して使用することもできる。ＳＩＤ量およびＣ型アーム５の移動量から補正モードを選択する方法としては、予め両方の値を変化させ、被検体Ｍを天板８に載置しないで撮影を行い、箔影のパターンより選択する補正モードを決めておけば良い。
【００８２】
（４）上述した実施例では、箔影が予め映されるように配置された画素の配列を基準に、箔影の影響を受けない画素の抽出を実施していたが、画像処理によって実際に箔影が映されている画素を検出することで、それ以外の箔影の影響を受けない画素集合を抽出してもよい。このように画像処理によって箔影が映されている画素を検出して、その結果により通常補正モードと特殊補正モードとの切り換えを行っても良い。特殊補正モードの場合は、箔影の中心が映った画素の２つ隣の画素を抽出した画素集合を採用すればよい。
【符号の説明】
【００８３】
１  …  Ｘ線撮影装置
２  …  Ｘ線管
３  …  エアグリッド
４  …  ＦＰＤ
５  …  Ｃ型アーム
１２  …  画像処理部  
１９  …  補正モード選択部
２０  …  第１近似画像算出部
２１  …  第２近似画像算出部
２２  …  箔影画像算出部
２３  …  箔影標準画像算出部
２４  …  減算部
ＤＵ  …  Ｘ線検出画素
【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１８】
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【図１９】
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【図１６】
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【図１７】
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