(57)【要約】【課題】放射線検出手段に対する散乱放射線除去手段の位置ズレが生じたとしても、当該位置ズレに応じたパターン数を用意することなく散乱放射線およびグリッド箔を除去することができる放射線撮影装置を提供することを目的とする。【解決手段】被検体を介在させずに撮影したときと被検体を介在させて撮影したときとの個々のグリッド箔における直接Ｘ線の吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ），Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）をそれぞれ算出し、これら吸収比率に基づく距離関数Ｄ（ｃ）を算出する。この距離関数Ｄ（ｃ）が最も小さくなる箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）を複数の箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）から選択すれば、たとえＦＰＤ３に対するグリッドの位置ズレが生じたとしても、当該位置ズレに応じたパターン数を用意することなく、散乱Ｘ線およびグリッド箔を除去することができる。【選択図】図４
2014131545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線画像を得る放射線撮影装置であって、
放射線を照射する放射線源と、
照射された放射線を検出する放射線検出素子を縦横に配置して構成された放射線検出手段と、
その放射線検出手段の検出側に設けられ、散乱放射線を吸収するグリッド箔を、前記放射線検出素子の縦横のいずれか少なくとも一方の方向に平行に並べて構成された散乱放射線除去手段と、
前記放射線検出手段で検出された放射線検出信号に基づいて放射線画像を生成する画像生成手段と
を備え、
さらに、前記放射線撮影装置は、
前記放射線源と前記放射線検出手段との間に被検体を介在させずに被検体のない状態で検出された放射線検出信号に基づく複数枚の被検体なしの放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率を第１吸収比率として算出する第１吸収比率算出手段と、
前記放射線源と前記放射線検出手段との間に被検体を介在させて当該被検体のある状態で検出された放射線検出信号に基づく被検体の放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率を第２吸収比率として算出する第２吸収比率算出手段と、
第１吸収比率算出手段で算出された前記第１吸収比率、および前記第２吸収比率算出手段で算出された前記第２吸収比率に基づいて、前記被検体なしの放射線画像および前記被検体の放射線画像の相関の度合いを示すとともに、理想値からのグリッド箔の距離を示す距離関数を算出する距離関数算出手段と、
その距離関数算出手段で算出された前記距離関数が最も小さくなる前記第１吸収比率を複数の第１吸収比率から選択する選択手段と、
その選択手段で選択された前記第１吸収比率および前記被検体の放射線画像に基づいて、当該被検体の放射線画像のグリッド箔による箔影を除去して、被検体の直接放射線の成分を算出して、前記箔影を除去した放射線画像を取得する画像処理を行う画像処理手段と
を備えることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線撮影装置において、
前記第１吸収比率算出手段は、
複数枚の前記被検体なしの放射線画像の各画素における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率を算出し、
複数枚の前記被検体なしの放射線画像の画素のうち、各グリッド箔による箔影の影響を最も受けない画素間を１つの単位として、その単位画素間ごとに各グリッド箔の吸収比率の和を算出し、
前記第２吸収比率算出手段は、
前記被検体の放射線画像の各画素における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率を算出し、
前記被検体の放射線画像の画素のうち、各グリッド箔による箔影の影響を最も受けない画素間を１つの単位として、その単位画素間ごとに各グリッド箔の吸収比率の和を算出し、
前記距離関数算出手段は、第１吸収比率算出手段で算出された各グリッド箔の前記吸収比率の和、および前記第２吸収比率算出手段で算出された各グリッド箔の前記吸収比率の和に基づいて、前記距離関数を算出する
ことを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の放射線撮影装置において、
前記第１吸収比率算出手段で算出された複数枚の前記被検体なしの放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率、および前記第２吸収比率算出手段で算出された前記被検体の放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率に基づいて、前記被検体なしの放射線画像に対する前記被検体の放射線画像の変化率を算出する変化率算出手段を備え、
前記距離関数算出手段は、前記変化率算出手段で算出された前記変化率に基づいて前記距離関数を算出する
ことを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項４】
請求項３に記載の放射線撮影装置において、
前記散乱放射線除去手段は、前記放射線検出素子の縦横のいずれか一方のみの方向に平行に前記グリッド箔を並べて構成されており、
さらに、前記放射線撮影装置は、
前記変化率算出手段で算出された前記変化率を、グリッド箔が延在する方向に沿って加算して、あるいは加算して平均する相加平均を行い、当該加算あるいは当該相加平均による加算値を算出する加算値算出手段を備え、
前記距離関数算出手段は、前記加算値算出手段で算出された前記加算値に基づいて前記距離関数を算出する
ことを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記第１吸収比率算出手段で算出された前記第１吸収比率を書き込んで記憶する第１吸収比率記憶手段を備え、
その第１吸収比率記憶手段に記憶された前記第１吸収比率を読み出して用いて各種の演算を行う
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】
この発明は、放射線画像を得る放射線撮影装置に係り、特に、散乱放射線除去手段を用いて散乱放射線を除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の放射線撮影装置は、医用放射線画像診断装置や産業用放射線画像検査装置などに用いられる。産業用放射線画像検査装置としては、非破壊検査装置や、基板の集積回路や半田接合部などを検査するＸ線検査装置などがある。医用放射線画像診断装置としては、被検体を人体としてＸ線による透視撮影を行う医用Ｘ線透視撮影装置などがある。以下では、放射線としてＸ線を例に採って説明するとともに、放射線撮影装置として医用Ｘ線透視撮影装置を例に採って説明する。
【０００３】
医用Ｘ線透視撮影装置の場合には、人体である被検体をＸ線が透過する際に散乱Ｘ線が生じる。この被検体からの散乱Ｘ線により画質低下が生じる。そこで、散乱Ｘ線による画質低下を低減させるために、散乱放射線を吸収するグリッド箔と放射線を透過する中間層とを交互に並べて構成されたグリッド（散乱放射線除去手段）が用いられている。グリッド箔は、鉛などのようにＸ線に代表される放射線を吸収する物質で形成され、中間層は、アルミニウムや有機物質やグラファイトなどのようにＸ線に代表される放射線を透過させる中間物質（スペーサ）で形成されている。ただし、中間層をＸ線が通過する際に、散乱Ｘ線以外のＸ線（直接Ｘ線）も中間物質（スペーサ）によって吸収されてしまう。そこで、中間層を空隙にすることで、散乱Ｘ線以外のＸ線（直接Ｘ線）を確実に透過させるエアグリッドが、グリッドとして近年用いられている。
【０００４】
ところで、直接Ｘ線がグリッド箔によって遮られる部分では、グリッド箔による箔影が細かな格子状パターンとしてＸ線画像（撮影画像）に映り込んで重畳される。近年、Ｘ線検出器としてフラットパネル型Ｘ線検出器（FPD: Flat Panel Detector）が用いられ、ＦＰＤにより撮影画像の空間分解能および感度の向上をもたらし、その利用が急速に増加している。一方、Ｘ線検出器の空間分解能および感度が向上するほど箔影は鮮明になり画像診断の邪魔になる。そこで、これを除去するために、周波数変換を利用して画像処理にてグリッド箔による箔影を除去する手法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
一方で、撮影画像の画素間の距離（画素ピッチ）の整数倍に箔影が映り込むようにグリッド箔が配置された同期型グリッドがある（例えば、特許文献２参照）。同期型グリッドとして、上述したエアグリッドが用いられる。同期型グリッドとしてエアグリッドを用いた場合には、上述したように、アルミニウムや有機物質やグラファイトなどのスペーサを使用しない。よって、直接Ｘ線の検出効率を向上させることができる。一方、その製作上および構造上の理由によりグリッド箔はスペーサに支持されず、直線状のグリッド箔に若干の歪みが生じることにより箔影にも若干の歪みが生じることがある。したがって、上述の周波数変換を利用するグリッド箔影除去法では格子状パターンの箔影を十分に除去することができない。
【０００６】
そこで、この同期型グリッドに対する箔影を除去する手法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。この特許文献３での箔影除去手法では、同期型グリッドを搭載したＸ線透視撮影装置に対して、被検体を予め置かないで被検体なしのＸ線画像（「エアー画像」とも呼ばれている）および被検体としてアクリル板を置いたファントム画像を撮影し、これらの画像に基づいて、直接線透過係数（特許文献３では「直接線透過率」）を表す画像および散乱線透過係数を表す画像を計算する。次に所望の被検体のＸ線画像（単に「被検体画像」と略記する）を撮影する。
【０００７】
そして、直接線透過係数の画像，散乱線透過係数の画像および被検体画像の個々の画素値から構成される連立方程式を解いて、被検体の直接Ｘ線の画像および散乱Ｘ線の画像を計算する。ここでの直接Ｘ線の画像は、被検体を透過して、同期型グリッドに入る直前の直接Ｘ線の画像を表しており、それ故に箔影を除去した画像を取得することができる。
【０００８】
しかし、例えば、一端でＸ線管を保持し、他端でＦＰＤを保持したＣ状に湾曲されたＣアームＸ線透視撮影装置では、Ｘ線管やＦＰＤの重量により、Ｃアームの回転や移動に伴いＣアームに微小な撓みなどが発生する。この撓みなどによって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。
【０００９】
Ｘ線管焦点が移動した直接線透過係数の画像および散乱線透過係数の画像は、予め用意した直接線透過係数の画像および散乱線透過係数の画像に対して微妙に変化する。その結果、予め計測された直接線透過係数の画像および散乱線透過係数の画像と、Ｘ線管焦点が移動した被検体画像との画素値から構成された連立方程式を解くと、グリッド箔影を十分に除去することができないだけでなく、アーティファクト（偽像）も出現する。したがって、特許文献３での箔影除去法は、ＦＰＤに対するＸ線管焦点の位置が変化するようなＸ線透視撮影装置には適用することができない。
【００１０】
これに対して、ＦＰＤに対してＸ線管焦点の位置が変化する場合であっても箔影を除去することができる手法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。この特許文献４による手順は以下の(1)~ (4)の通りである。
すなわち(1)Ｘ線管焦点の位置を、ＦＰＤの検出面に平行な面で、かつグリッド箔の配置方向（グリッド箔が延在する方向に直交する方向）に沿って少しずつ変化させて移動させて、複数枚のエアー画像（被検体なしのＸ線画像）を予め撮影する。(2)被検体画像の撮影後に、被検体画像中のある１行から被検体行データを選択し、選択された被検体行データに対応する行における複数枚のエアー画像から同数のエアー行データをそれぞれ作成する。(3)１つの被検体行データおよび複数のエアー行データからグリッド箔影に関する相関値をそれぞれ計算する。(4)相関値が最大となるエアー画像を選択して、上述のグリッド箔影除去計算を実施する。
【００１１】
上記(1)~ (4)の手順で計算される相関値は、被検体行データを撮影したＸ線管焦点の位置と、エアー行データを撮影したＸ線管焦点の位置とが同一の場合に最も大きくなり、Ｘ線管焦点の位置のズレが大きくなれば小さくなる。したがって、相関値を比較することにより、同一位置または最も近い位置で撮影されたエアー行データ、すなわち対応するエアー画像を選択することができる。
【００１２】
この手法を用いることで、ＣアームＸ線透視撮影装置のように、被検体の撮影時に制御することができないＦＰＤに対するＸ線管焦点の微小位置ズレ（最大でも２ｍｍ程度）が発生する場合においても、予め複数の適当な間隔で移動させた各々のＸ線管焦点のエアー画像をそれぞれ撮影して保持しておけば、被検体の撮影後にリアルタイムで最適のエアー画像を選択することができ、アーティファクトのない箔影除去を実施することができる。
【００１３】
なお、被検体画像およびエアー画像から被検体の直接線透過係数の画像、すなわちグリッドがない場合の直接Ｘ線量を“１．０”としたときの１画素中における直接Ｘ線透過率（「ＣＰ値」とも呼ぶ）を得る手法が提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【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】特開２００９−１７２１８４号公報
【特許文献４】特開２０１１−１０１６８６号公報
【特許文献５】特開２０１０−２１３９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上述した特許文献４の場合には、次のような制約がある。
すなわち、ＦＰＤとグリッドとの位置関係は、エアー画像撮影時と被検体撮影時と同じであるという制約がある。つまり、被検体撮影時には、エアー画像撮影時のＦＰＤとグリッドとの位置関係を保持しなければならない。これに対して、ＣアームＸ線透視撮影装置のようなＸ線管やＦＰＤを保持するＣアームの回転や移動を伴う装置では、ＦＰＤに対してグリッドの位置がずれる場合がある。
【００１６】
ＦＰＤに対するグリッドの位置にズレが生じると、たとえエアー画像撮影時と被検体撮影時とでＸ線焦点の位置が互いに同一であっても、図７の下段に示すようにグリッド箔影のプロファイルは変化する。よって、Ｘ線焦点位置と行データ（グリッド箔影のプロファイル）との間に相関がなくなる。その結果、エアー画像撮影時と被検体撮影時とでＸ線焦点の位置が互いに同一であれば行データ（グリッド箔影のプロファイル）も同一であることを前提とする特許文献４の手法では、最適なエアー画像を選択することができない。
【００１７】
したがって、特許文献４による手法を適用するには、ＦＰＤに対するＸ線管焦点の位置ズレだけではなく、ＦＰＤに対するグリッドの位置ズレも考慮しなければならない。具体的には、ＮＡを、ＦＰＤに対するＸ線管焦点の位置ズレのパターン数とし、ＮＢを、ＦＰＤに対するグリッドの位置ズレのパターン数としたときに、ＮＡ×ＮＢの枚数のエアー画像を予め撮影しなければならない。そのために、エアー画像の撮影回数の増加や、エアー画像保持のためのメモリ領域の増加は避けられない。このように、ＦＰＤに対するグリッドの位置ズレに応じてパターン数が増えるという課題がある。
【００１８】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、放射線検出手段に対する散乱放射線除去手段の位置ズレが生じたとしても、当該位置ズレに応じたパターン数を用意することなく散乱放射線およびグリッド箔を除去することができる放射線撮影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】
【００１９】
発明者は、上記の問題を解決するために鋭意研究した結果、次のような知見を得た。
すなわち、特許文献４ではエアー画像撮影時（被検体を介在させずに撮影したとき）と被検体撮影時（被検体を介在させて撮影したとき）とのグリッド箔影のパターン（グリッド箔影のプロファイル）を相互に比較して相関値を算出する手法であったが、段落番号「００６４」〜「００６６」の式に示すように全てのグリッド箔に関する画素値の二乗和を相関値として求めている。このような二乗和を相関値として求めると、ＦＰＤ（放射線検出手段）に対してグリッド（散乱放射線除去手段）の位置がずれて変化した場合には、個々のグリッド箔における相関の度合いがわからない。
【００２０】
そこで、発想を変えて個々のグリッド箔に注目してみた。具体的に、エアー画像撮影時（被検体を介在させずに撮影したとき）と被検体撮影時（被検体を介在させて撮影したとき）との個々のグリッド箔における直接放射線の吸収比率をそれぞれ算出し、これら吸収比率に基づく距離関数を算出する。この距離関数は、被検体なしの放射線画像および被検体の放射線画像の相関の度合いを示すとともに、理想値からのグリッド箔の距離を示すパラメータ（物理量）である。この距離関数に基づいて複数の被検体なしの放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率から選択すれば、たとえＦＰＤ（放射線検出手段）に対するグリッド（散乱放射線除去手段）の位置ズレが生じたとしても、当該位置ズレに応じたパターン数を用意することなく従来のパターン数のみで吸収比率を選択することができ、選択された吸収比率および被検体の放射線画像に基づいて散乱放射線およびグリッド箔を除去することができる筈という知見を得た。
【００２１】
このような知見に基づくこの発明は、次のような構成をとる。
すなわち、この発明に係る放射線撮影装置は、放射線画像を得る放射線撮影装置であって、放射線を照射する放射線源と、照射された放射線を検出する放射線検出素子を縦横に配置して構成された放射線検出手段と、その放射線検出手段の検出側に設けられ、散乱放射線を吸収するグリッド箔を、前記放射線検出素子の縦横のいずれか少なくとも一方の方向に平行に並べて構成された散乱放射線除去手段と、前記放射線検出手段で検出された放射線検出信号に基づいて放射線画像を生成する画像生成手段とを備え、さらに、前記放射線撮影装置は、前記放射線源と前記放射線検出手段との間に被検体を介在させずに被検体のない状態で検出された放射線検出信号に基づく複数枚の被検体なしの放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率を第１吸収比率として算出する第１吸収比率算出手段と、前記放射線源と前記放射線検出手段との間に被検体を介在させて当該被検体のある状態で検出された放射線検出信号に基づく被検体の放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率を第２吸収比率として算出する第２吸収比率算出手段と、第１吸収比率算出手段で算出された前記第１吸収比率、および前記第２吸収比率算出手段で算出された前記第２吸収比率に基づいて、前記被検体なしの放射線画像および前記被検体の放射線画像の相関の度合いを示すとともに、理想値からのグリッド箔の距離を示す距離関数を算出する距離関数算出手段と、その距離関数算出手段で算出された前記距離関数が最も小さくなる前記第１吸収比率を複数の第１吸収比率から選択する選択手段と、その選択手段で選択された前記第１吸収比率および前記被検体の放射線画像に基づいて、当該被検体の放射線画像のグリッド箔による箔影を除去して、被検体の直接放射線の成分を算出して、前記箔影を除去した放射線画像を取得する画像処理を行う画像処理手段とを備えることを特徴とするものである。
【００２２】
［作用・効果］この発明に係る放射線撮影装置によれば、第１吸収比率算出手段は、放射線源と放射線検出手段との間に被検体を介在させずに被検体のない状態で検出された放射線検出信号に基づく複数枚の被検体なしの放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率を第１吸収比率として算出する。一方、第２吸収比率算出手段は、放射線源と放射線検出手段との間に被検体を介在させて当該被検体のある状態で検出された放射線検出信号に基づく被検体の放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率を第２吸収比率として算出する。
【００２３】
そして、第１吸収比率算出手段で算出された第１吸収比率、および第２吸収比率算出手段で算出された第２吸収比率に基づいて、距離関数算出手段は距離関数を算出する。上述したように、この距離関数は、被検体なしの放射線画像および被検体の放射線画像の相関の度合いを示すとともに、理想値からのグリッド箔の距離を示すパラメータである。
【００２４】
その距離関数算出手段で算出された距離関数が最も小さくなる第１吸収比率を選択手段は複数の第１吸収比率から選択する。すなわち、被検体なしの放射線画像および被検体の放射線画像の相関が大きいほど、距離は理想値に近づき、距離関数は“０”に近づく。よって、距離関数が最小となる第１吸収比率を最適な第１吸収比率として選択する。そして、選択手段で選択された第１吸収比率および被検体の放射線画像に基づいて、画像処理手段は、当該被検体の放射線画像のグリッド箔による箔影を除去して、被検体の直接放射線の成分を算出して、箔影を除去した放射線画像を取得する画像処理を行う。
【００２５】
このように、距離関数に基づいて複数の第１吸収比率から選択すれば、たとえ放射線検出手段に対する散乱放射線除去手段の位置ズレが生じたとしても、当該位置ズレに応じたパターン数を用意することなく散乱放射線およびグリッド箔を除去することができる。
【００２６】
この発明に係る放射線撮影装置において、第１吸収比率算出手段，第２吸収比率算出手段および距離関数算出手段は以下のように具体的に算出する。すなわち、第１吸収比率算出手段は、複数枚の被検体なしの放射線画像の各画素における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率を算出し、複数枚の被検体なしの放射線画像の画素のうち、各グリッド箔による箔影の影響を最も受けない画素間を１つの単位として、その単位画素間ごとに各グリッド箔の吸収比率の和を算出する。第１吸収比率算出手段とほぼ同様に、第２吸収比率算出手段は、被検体の放射線画像の各画素における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率を算出し、被検体の放射線画像の画素のうち、各グリッド箔による箔影の影響を最も受けない画素間を１つの単位として、その単位画素間ごとに各グリッド箔の吸収比率の和を算出する。距離関数算出手段は、第１吸収比率算出手段で算出された各グリッド箔の吸収比率の和、および第２吸収比率算出手段で算出された各グリッド箔の吸収比率の和に基づいて、距離関数を算出する。
【００２７】
これらの発明に係る放射線撮影装置において、下記のような変化率算出手段を備えるのが好ましい。すなわち、第１吸収比率算出手段で算出された複数枚の被検体なしの放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率、および第２吸収比率算出手段で算出された被検体の放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率に基づいて、変化率算出手段は、被検体なしの放射線画像に対する被検体の放射線画像の変化率を算出する。変化率は、理想的には“１”となる。距離関数算出手段は、変化率算出手段で算出された変化率に基づいて距離関数を算出するので、被検体なしの放射線画像および被検体の放射線画像の相関が大きいほど、変化率は“１”に近づくとともに距離は理想値に近づき、距離関数は“０”に近づく。このように変化率を用いて距離関数を算出するのが可能となる。
【００２８】
特に、変化率を用いて距離関数を算出する場合には、放射線検出素子の縦横のいずれか一方のみの方向（例えば行方向）に平行にグリッド箔を並べて構成された散乱放射線除去手段を用いるときに有用である。この構造の散乱放射線除去手段では、グリッド箔が延在する方向（行方向に平行にグリッド箔を並べたときにはグリッド箔が延在する方向は列方向）にグリッド箔が交差せずに、延在する方向に統計誤差（すなわちノイズ）が生じる。そこで、画像のノイズによる影響を軽減させるために、変化率算出手段で算出された変化率を、加算値算出手段は、グリッド箔が延在する方向に沿って加算して、あるいは加算して平均する相加平均（「加算平均」とも呼ばれる）を行い、当該加算あるいは当該相加平均による加算値を算出する。この加算値算出手段で算出された加算値に基づいて距離関数算出手段は距離関数を算出することで、画像のノイズによる影響が軽減する効果がある。
【００２９】
上述したこれらの発明に係る放射線撮影装置において、第１吸収比率算出手段で算出された第１吸収比率を書き込んで記憶する第１吸収比率記憶手段を備え、その第１吸収比率記憶手段に記憶された第１吸収比率を読み出して用いて各種の演算を行うのが好ましい。もし被検体なしの放射線画像を書き込んで記憶する場合には、第１吸収比率算出手段で第１吸収比率を算出する度に、被検体なしの放射線画像を読み出して第１吸収比率を演算しなければならないが、第１吸収比率を予め算出して書き込んで記憶することで演算回数を低減させることができるという効果を奏する。また、被検体なしの放射線画像を書き込んで記憶するためのメモリ領域では全画素のサイズが必要であるが、第１吸収比率を書き込んで記憶するためのメモリ領域の場合にはグリッド箔のみのサイズにまで低減させることができ、第１吸収比率記憶手段のメモリ領域のサイズを低減させることができるという効果をも奏する。
【発明の効果】
【００３０】
この発明に係る放射線撮影装置によれば、被検体を介在させずに撮影したときと被検体を介在させて撮影したときとの個々のグリッド箔における直接放射線の吸収比率をそれぞれ算出し、これら吸収比率に基づく距離関数を算出する。この距離関数は、被検体なしの放射線画像および被検体の放射線画像の相関の度合いを示すとともに、理想値からのグリッド箔の距離を示すパラメータである。この距離関数が最も小さくなる被検体なしの放射線画像における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率（第１吸収比率）を複数の第１吸収比率から選択すれば、たとえ放射線検出手段に対する散乱放射線除去手段の位置ズレが生じたとしても、当該位置ズレに応じたパターン数を用意することなく従来のパターン数のみで吸収比率を選択することができ、散乱放射線およびグリッド箔を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例に係るＸ線撮影装置の概略構成図およびブロック図である。
【図２】フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の検出面の模式図である。
【図３】グリッドの概略図である。
【図４】実施例に係る具体的な画像生成・処理部のブロック図である。
【図５】一連の画像処理のフローチャートである。
【図６】ピーク画素座標・箔影座標の位置関係の一例、ＣＰ値（直接Ｘ線透過率）および箔影量を模式的に示した概略図である。
【図７】ＦＰＤ・グリッドの位置ズレによるグリッド箔影および直接Ｘ線透過率のプロファイルの変化を模式的に示した概略図である。
【実施例】
【００３２】
以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係るＸ線撮影装置の概略構成図およびブロック図であり、図２は、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の検出面の模式図であり、図３は、グリッドの概略図である。本実施例では、放射線としてＸ線を例に採って説明するとともに、放射線撮影装置として、例えば心臓血管の診断に用いられる装置(CVS: cardiovascular systems)に実施するためのＣアームを備えたＣアームＸ線透視撮影装置を例に採って説明する。また、散乱放射線除去手段として、Ｘ線管の焦点を結ぶ射線に沿ってグリッド箔を配置した集束グリッドで、中間層を空隙としたエアグリッドを例に採って説明する。このエアグリッドは、撮影画像の画素間の距離（画素ピッチ）の整数倍に箔影が映り込むようにグリッド箔が配置された同期型グリッドでもある。
【００３３】
本実施例に係るＸ線撮影装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置した天板１と、Ｘ線を照射するＸ線管２と、照射されたＸ線を検出するフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、「ＦＰＤ」と略記する）３と、そのＦＰＤ３の検出側に設けられ、散乱Ｘ線を吸収するグリッド箔４ａ（図３などを参照）を、Ｘ線検出素子ｄ（図２を参照）の縦横のいずれか少なくとも一方の方向（本実施例では行方向）に平行に並べて構成されたグリッド４とを備えている。Ｘ線管２は、この発明における放射線源に相当し、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３は、この発明における放射線検出手段に相当し、グリッド４は、この発明における散乱放射線除去手段に相当する。
【００３４】
この他に、Ｘ線撮影装置は、一端でＸ線管２を保持し、他端でＦＰＤ３をグリッド４とともに保持するＣアーム５を備えている。図１では、Ｃアーム５は、被検体Ｍの体軸方向に湾曲状（Ｃ状に湾曲されて）形成されている。Ｃアーム５は、Ｃアーム５自身に沿って被検体Ｍの体軸と直交する回転中心軸の軸心周りに回転する（図１中のアーム送りθＳ）ことで、Ｃアーム５に保持されたＸ線管２，ＦＰＤ３およびグリッド４も同方向に回転することが可能である。さらに、Ｃアーム５は被検体Ｍの体軸の軸心周りに回転する（図１中のアーム回転θＲ）ことで、Ｘ線管２，ＦＰＤ３およびグリッド４も同方向に回転することが可能である。
【００３５】
具体的には、Ｃアーム５は、床面に固定配置された基台６に、支柱７およびアーム保持部８を介して保持される。基台６に対して支柱７は、鉛直軸の軸心周りに回転可能で、この回転により支柱７に保持されたＣアーム５ごとＸ線管２，ＦＰＤ３およびグリッド４も同方向に回転することが可能である。また、支柱７に対してアーム保持部８を被検体Ｍの体軸の軸心周りに回転可能に保持することで、アーム保持部８に保持されたＣアーム５ごとＸ線管２，ＦＰＤ３およびグリッド４も同方向に回転することができる。また、アーム保持部８に対してＣアーム５を被検体Ｍの体軸と直交する回転中心軸の軸心周りに回転可能に保持することで、Ｃアーム５ごとＸ線管２，ＦＰＤ３およびグリッド４も同方向に回転することができる。
【００３６】
さらに、ＦＰＤ３を、Ｘ線管２とＦＰＤ３とを結ぶＸ線の照射軸に沿って接近・離反させる、あるいは照射軸と直交する集束ライン方向（グリッド箔の配置方向）に接近・離反させるように構成する。照射軸に沿って接近・離反させることで、ＳＩＤをＺｆ毎に変化させる。なお、ＳＩＤは、Ｘ線管２の焦点位置からＦＰＤ３に垂線を下ろしたときに、当該垂線方向の焦点位置からＦＰＤ３までの距離（SID: Source Image Distance）である。また、Ｘ線管２，ＦＰＤ３およびグリッド４の位置関係が一定である筈の条件でも、Ｘ線管２やＦＰＤ３の重量により、Ｃアーム５の回転や移動に伴いＣアーム５に微小な撓みなどが発生し、Ｘ線管２，ＦＰＤ３およびグリッド４の位置関係にズレが生じる場合がある。
【００３７】
さらに、Ｘ線撮影装置は、ＦＰＤ３で検出されたＸ線検出信号に基づいてＸ線画像を生成し、各種の画像処理を行う画像生成・処理部１１と、被検体画像やエアー画像や、後述する吸収比率や変化率や加算値や距離関数や、箔影を除去したＸ線画像などのデータを書き込んで記憶するメモリ部１２と、データや命令を入力する入力部１３と、画像生成・処理部１１で得られた画像を表示する表示部１４と、これらを統括制御するコントローラ１５とを備えている。その他にも、高電圧を発生して管電流や管電圧をＸ線管２に与える高電圧発生部などを備えているが、この発明の特徴部分あるいは特徴部分に関連する構成でないので、図示を省略する。
【００３８】
メモリ部１２は、コントローラ１５を介して、画像生成・処理部１１で得られたデータを書き込んで記憶し、適宜必要に応じて読み出して、コントローラ１５を介して、これらのデータを表示部１４に送り込んで表示する。メモリ部１２は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）やハードディスクなどに代表される記憶媒体で構成されている。特に、本実施例では、後述する第１吸収比率メモリ領域１２ａ（図４を参照）および第２画像メモリ領域１２ｂ（図４を参照）を、メモリ部１２は有している。
【００３９】
入力部１３は、オペレータが入力したデータや命令をコントローラ１５に送り込む。入力部１３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。表示部１４は、モニタで構成されている。
【００４０】
上述の画像生成・処理部１１やコントローラ１５は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。画像生成・処理部１１で得られたデータを、コントローラ１５を介して、メモリ部１２に書き込んで記憶、あるいは表示部１４に送り込んで表示する。画像生成・処理部１１の具体的な構成については詳しく後述する。
【００４１】
ＦＰＤ３は、図２に示すように、その検出面にはＸ線に有感な複数のＸ線検出素子ｄを２次元マトリックス状（縦横）に配列して構成されている。Ｘ線検出素子ｄは、被検体Ｍを透過したＸ線をＸ線検出信号（電気信号）に変換して一旦蓄積して、その蓄積されたＸ線検出信号を読み出すことで、Ｘ線を検出する。各々のＸ線検出素子ｄでそれぞれ検出されたＸ線検出信号を、Ｘ線検出信号に応じた画素値に変換して、Ｘ線検出素子ｄの位置にそれぞれ対応した画素にその画素値を割り当てることで画像生成・処理部１１の画像生成部２１（図４を参照）はＸ線画像を生成する。
【００４２】
グリッド４は、図３に示すように、散乱Ｘ線を吸収するグリッド箔４ａとＸ線を透過させる中間層４ｂとを交互に並べて構成されている。グリッド箔４ａ，中間層４ｂを覆うグリッドカバー４ｃは、Ｘ線の入射面および逆側の面からグリッド箔４ａ，中間層４ｂを挟み込む。グリッド箔４ａの図示を明確にするために、グリッドカバー４ｃについては二点鎖線で図示し、その他のグリッド４の構成（グリッド箔４ａを支持する機構等）については図示を省略する。グリッド箔４ａは、この発明におけるグリッド箔に相当する。
【００４３】
また、図３に示すように各々のグリッド箔４ａをＦＰＤ３の検出面に対して平行に配置してグリッド４を配置している。なお、本実施例では中間層４ｂは空隙となっており、グリッド４はエアグリッドでもある。グリッド箔４ａについては、鉛などのようにＸ線に代表される放射線を吸収する物質であれば、特に限定されない。また、本実施例では、Ｘ線管２（図１を参照）の焦点を結ぶ射線に沿ってグリッド箔４ａを配置した集束グリッドであるが、図３では図示の便宜上、各々のグリッド箔４ａを平行配置としている。
【００４４】
図３に示すように各々の画素サイズをΔＸとすると、各々の画素に同期して箔影が映り込むようにグリッド箔４ａが配置されている。複数（例えば４つ）の画素に同期して箔影が映り込むようにグリッド箔４ａが配置されている。したがって、Ｘ線をグリッド箔４ａが吸収することによりＦＰＤ３に箔影が生じて、箔影がＸ線画像に映り込むが、各々の画素に同期して箔影が映り込むようにグリッド箔４ａが配置される。このように、グリッド４は、画素間の距離（画素ピッチ）の整数倍（例えば４倍）に箔影が映り込むようにグリッド箔４ａが配置された同期型グリッドである。
【００４５】
図３では、グリッド箔４ａをｘ方向（行方向）に平行に並べることで、グリッド箔４ａはｙ方向（列方向）に延在することになる。また、Ｘ線検出素子ｄ（図２を参照）は、ｘ，ｙ方向に縦横に平行に並んでいるので、グリッド箔４ａは、Ｘ線検出素子ｄのｘ方向（行方向）に平行に並んで配置されることになる。
【００４６】
次に、画像生成・処理部および一連の画像処理のフローについて、図４〜図７を参照して説明する。図４は、実施例に係る具体的な画像生成・処理部のブロック図であり、図５は、一連の画像処理のフローチャートであり、図６は、ピーク画素座標・箔影座標の位置関係の一例、ＣＰ値（直接Ｘ線透過率）および箔影量を模式的に示した概略図であり、図７は、ＦＰＤ・グリッドの位置ズレによるグリッド箔影および直接Ｘ線透過率のプロファイルの変化を模式的に示した概略図である。
【００４７】
画像生成・処理部１１は、図４に示すように、画像生成部２１と第１吸収比率算出部２２と第２吸収比率算出部２３と変化率算出部２４と加算値算出部２５と距離関数算出部２６と選択部２７と画像処理部２８とを備えている。また、メモリ部１２は、第１吸収比率メモリ領域１２ａと第２画像メモリ領域１２ｂとを有している。画像生成部２１は、この発明における画像生成手段に相当し、第１吸収比率算出部２２は、この発明における第１吸収比率算出手段に相当し、第２吸収比率算出部２３は、この発明における第２吸収比率算出手段に相当し、変化率算出部２４は、この発明における変化率算出手段に相当し、加算値算出部２５は、この発明における加算値算出手段に相当し、距離関数算出部２６は、この発明における距離関数算出手段に相当し、選択部２７は、この発明における選択手段に相当し、画像処理部２８は、この発明における画像処理手段に相当し、第１吸収比率メモリ領域１２ａは、この発明における第１吸収比率記憶手段に相当する。
【００４８】
ここで、本明細書中において本実施例を説明するための言葉を定義する。グリッド箔４ａ（図３を参照）による箔影の影響を最も受けない画素をピーク画素とし、この画素は箔影とそれに隣接する箔影との中間部分に位置し、箔影から可能な限り遠い画素である。このピーク画素のｘ座標をピーク画素座標とする。逆に、グリッド箔４ａによる箔影の影響を最も受けやすい画素を箔影画素とし、この画素は箔影上に位置し、箔影から可能な限り近い画素である。この箔影画素のｘ座標を箔影座標とする。上述したように、グリッドがない場合の直接Ｘ線量を“１．０”としたときの１画素中における直接Ｘ線透過率をＣＰ値とする。また、１画素中におけるグリッド箔４ａの直接Ｘ線の吸収比率を箔影量とし、グリッド箔影がない画素では“０．０”となり、グリッド箔影がある画素では、「１．０−ＣＰ値」となる。また、画素行における１行中のある１つのピーク画素座標間に注目したときの注目ピーク画素座標間にある画素の箔影量の和を箔影積算値とする。ただし、ピーク画素は箔影から可能な限り遠い画素であるので、歪み等があったとしても箔影がピーク画素上に映り込まないとして、箔影積算値は、ピーク画素上の箔影量を含まないとする。
【００４９】
また、本明細書中において本実施例を説明するための文字を定義する。ある画素のｘ座標をｘとし、ある画素のｙ座標をｙとし、あるグリッド箔４ａをｇ本目とし、１行中のあるピーク画素をｐ番目とし、ある所定条件で得られたときの被検体なしのＸ線画像（エアー画像）をａ枚目とし、撮影画像の横サイズ（ｘ方向のサイズ）の全ピクセル数（全画素数）をＸSIZEとし、撮影画像の縦サイズ（ｙ方向のサイズ）の全ピクセル数（全画素数）をＹSIZEとし、グリッド箔４ａの全本数をＮＧとし、ピーク画素列の全本数をＮＰ（ただしＮＰ＝ＮＧ＋１）とし、エアー画像の全枚数をＮＡとする。すると、０≦ｘ＜ＸSIZE，０≦ｙ＜ＹSIZE，０≦ｇ＜ＮＧ，０≦ｐ＜ＮＰ，０≦ａ＜ＮＡとなる。
【００５０】
本実施例の場合には、上述したようにＮＡをＦＰＤ３に対するＸ線管２焦点の位置ズレのパターン数とする。このとき、ＳＩＤをＺｆ（図１を参照）毎に変化させつつ、各々のＳＩＤ毎にＦＰＤ３に対するＸ線管２焦点の位置ズレのパターン数におけるエアー画像をそれぞれ撮影して、合計ＮＡ枚のエアー画像を取得する。
【００５１】
また、Ａ（ｘ，ｙ，ａ）をａ枚目のときにおけるエアー画像の画素値（以下、単に「エアー画像」とする）とし、Ｉ（ｘ，ｙ）を被検体画像の画素値（以下、単に「被検体画像」とする）とし、Ａ＿ＣＰ（ｘ，ｙ，ａ）をエアー画像から算出したＣＰ値を画素に割り当てて並べた画像（以下、単に「ＣＰ値画像」とする）とし、Ｉ＿ＣＰ（ｘ，ｙ，ａ）を被検体画像から算出したＣＰ値画像とする。
【００５２】
画像生成部２１は、図４に示すように、ＦＰＤ３（図１〜図３を参照）で検出されたＸ線検出信号に基づいてＸ線画像を生成する。具体的には、Ｘ線管２（図１を参照）とＦＰＤ３との間に被検体を介在させずに被検体のない状態で検出されたＸ線検出信号に基づく複数枚の被検体なしのＸ線画像（すなわちエアー画像Ａ（ｘ，ｙ，ａ））を画像生成部２１はそれぞれ生成する。一方、Ｘ線管２とＦＰＤ３との間に被検体Ｍ（図１を参照）を介在させて当該被検体Ｍのある状態で検出されたＸ線検出信号に基づく被検体ＭのＸ線画像（すなわち被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ））を画像生成部２１は生成する。
【００５３】
このようにして、画像生成部２１は、複数枚のエアー画像Ａ（ｘ，ｙ，ａ）をそれぞれ生成するとともに、被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ）を生成する。コントローラ１５（図４では図示省略）を介して、被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ）をメモリ部１２の第２画像メモリ領域１２ｂに書き込んで記憶する。被検体撮影時よりも事前に、複数枚のエアー画像Ａ（ｘ，ｙ，ａ）をそれぞれ生成するエアー画像撮影を行い、その後に、被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ）を生成して第２画像メモリ領域１２ｂに記憶する被検体撮影を行う。
【００５４】
第１吸収比率算出部２２は、エアー画像Ａ（ｘ，ｙ，ａ）における各グリッド箔４ａの直接Ｘ線の吸収比率を算出する。つまり、エアー画像Ａ（ｘ，ｙ，ａ）における各グリッド箔４ａの直接Ｘ線の吸収比率は、上述したようにグリッド箔影がある画素では“０．０”となり、グリッド箔影がない画素では「１．０−ＣＰ値」となるので、第１吸収比率算出部２２は、エアー画像から算出したＣＰ値画像Ａ＿ＣＰ（ｘ，ｙ，ａ）に基づいて直接Ｘ線の吸収比率を求める。エアー画像から算出したＣＰ値画像Ａ＿ＣＰ（ｘ，ｙ，ａ）は、下記（１）式で表される。
【００５５】
Ａ＿ＣＰ（ｘ，ｙ，ａ）
＝Ａ（ｘ，ｙ，ａ）／Spline{Ａ（ｘ，ｙ，ａ）}                …（１）式
ここで、Spline{Ａ（ｘ，ｙ，ａ）}は、ｘ軸方向のエアー画像Ａ（ｘ，ｙ，ａ）のスプライン補間である。ただし、後述する下記（４）式および（５）式と相違して、上記（１）式では、被検体が介在せずに散乱Ｘ線が生じないので、エアー画像は散乱Ｘ線Ｓ{Ｉ（ｘ，ｙ），Ａ（ｘ，ｙ，ａ）}の成分を含まない。
【００５６】
（ステップＳ１）Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）を算出する
さらに、図５のフローチャートのステップＳ１に示すように、第１吸収比率算出部２２は、複数枚のエアー画像Ａ（ｘ，ｙ，ａ）の画素のうち、各グリッド箔４ａによる箔影の影響を最も受けない画素間（すなわちピーク画素間）を１つの単位として、その単位画素間ごとに各グリッド箔４ａの吸収比率の和を算出する。本明細書中では、この吸収比率の和をグリッド箔４ａによる箔影毎にそれぞれ求めて画素に割り当てることで画像を生成する。この生成された吸収比率の和に関する画像を、エアー画像から算出した箔影積算値画像とし、Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）をエアー画像から算出した箔影積算値画像とする。箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）は、この発明における第１吸収比率に相当する。
【００５７】
ここで、ＰＡ（ｐ，ａ）をａ枚目のときにおけるエアー画像のピーク画素座標とする。エアー画像のピーク画素座標は、エアー画像の枚数分（ＮＡ通り）存在するので、ｐ，ａの２変数関数で表す。
【００５８】
各々のエアー画像Ａ（ｘ，ｙ，ａ）から箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）を下記（２）式を用いて算出する。
【００５９】
【数１】
2014131545.tif 000003
【００６０】
ここで、上記（３）式のｗは、画素行における１行中にある箔影画素とそれに隣接する箔影画素との間の画素数であり、箔影画素と隣接する箔影画素との間にはピーク画素も含まれている。
【００６１】
エアー画像から算出したＣＰ値画像Ａ＿ＣＰ（ｇ，ｙ，ａ）は直接Ｘ線透過率でもあり、直接Ｘ線量の最大値（すなわち箔影がないときの直接Ｘ線量）が“１．０”に正規化されたパラメータでもある。したがって、上記（２）式の右辺における第１項である画素数ｗは、画素行における１行中にある箔影画素とそれに隣接する箔影画素との間での総線量を正規化したパラメータとなり、箔影がないときの１画素は直接Ｘ線量の最大値“１．０”に一致する。一方、上記（２）式の右辺における第２項は、画素行における１行中にある箔影画素とそれに隣接する箔影画素との間にある画素でのＣＰ値画像Ａ＿ＣＰ（ｇ，ｙ，ａ）の総和であるので、上記（２）式の右辺における第１項から第２項を減算することで、単位画素間ごとにおける各グリッド箔４ａの吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）を求めることができる。
【００６２】
このようにして、第１吸収比率算出部２２は、エアー画像Ａ（ｘ，ｙ，ａ）における各グリッド箔４ａの直接Ｘ線の吸収比率を算出し、単位画素間ごとに各グリッド箔４ａの吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）を算出する。コントローラ１５（図４では図示省略）を介して、箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）をメモリ部１２の第１吸収比率メモリ領域１２ａに書き込んで記憶する。
【００６３】
なお、被検体撮影の直前にエアー画像撮影をその都度行い、箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）をその都度算出して、箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）をその都度用いて後述の各種の演算を行う必要はない。過去にエアー画像撮影を行って、箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）を算出して第１吸収比率メモリ領域１２ａに書き込んで記憶し、第１吸収比率メモリ領域１２ａに記憶された箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）を共通して用いて後述の各種の演算を行う方がより好ましい。すなわち、図４のように第１吸収比率メモリ領域１２ａを備え、箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）を予め算出して第１吸収比率メモリ領域１２ａに書き込んで記憶することで各種の演算回数を低減させることができる。
【００６４】
第１吸収比率算出部２２で算出され、第１吸収比率メモリ領域１２ａに記憶された箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）を、第１吸収比率メモリ領域１２ａから読み出して、第２吸収比率算出部２３，変化率算出部２４および選択部２７に送り込む。
【００６５】
一方、第２画像メモリ領域１２ｂに記憶された被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ）を読み出して、第２吸収比率算出部２３は、被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ）における各グリッド箔４ａの直接Ｘ線の吸収比率を算出する。つまり、被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ）における各グリッド箔４ａの直接Ｘ線の吸収比率は、上述したようにグリッド箔影がある画素では“０．０”となり、グリッド箔影がない画素では「１．０−ＣＰ値」となるので、第２吸収比率算出部２３は、被検体画像から算出したＣＰ値画像Ｉ＿ＣＰ（ｘ，ｙ，ａ）に基づいて直接Ｘ線の吸収比率を求める。被検体画像から算出したＣＰ値画像Ｉ＿ＣＰ（ｘ，ｙ，ａ）は、下記（４）式で表される。
【００６６】
Ｉ＿ＣＰ（ｘ，ｙ，ａ）
＝Ｇ（ｘ，ｙ，ａ）／Spline{Ｇ（ｘ，ｙ，ａ）}                …（４）式
Ｇ（ｘ，ｙ，ａ）
＝Ｉ（ｘ，ｙ）−Ｓ{Ｉ（ｘ，ｙ），Ａ（ｘ，ｙ，ａ）}          …（５）式
ここで、上記（４）式および（５）式では、被検体Ｍが介在することで散乱Ｘ線が生じるので、被検体画像は散乱Ｘ線Ｓ{Ｉ（ｘ，ｙ），Ａ（ｘ，ｙ，ａ）}の成分を含む。よって、上記（５）式のように、被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ）から散乱Ｘ線Ｓ{Ｉ（ｘ，ｙ），Ａ（ｘ，ｙ，ａ）}の成分を除去した画像をＧ（ｘ，ｙ，ａ）とする。Spline{Ｇ（ｘ，ｙ，ａ）}は、ｘ軸方向のＧ（ｘ，ｙ，ａ）のスプライン補間である。なお、散乱Ｘ線Ｓ{Ｉ（ｘ，ｙ），Ａ（ｘ，ｙ，ａ）}は、上述した箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）から求められる。
【００６７】
したがって、第２吸収比率算出部２３は、第２画像メモリ領域１２ｂに記憶された被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ）の他に、第１吸収比率メモリ領域１２ａに記憶された箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）をも読み出して、被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ）および箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）に基づく散乱Ｘ線Ｓ{Ｉ（ｘ，ｙ），Ａ（ｘ，ｙ，ａ）}を算出する。そして、その散乱Ｘ線Ｓ{Ｉ（ｘ，ｙ），Ａ（ｘ，ｙ，ａ）}をも用いて、被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ）における各グリッド箔４ａの直接Ｘ線の吸収比率を算出する。このように、第２吸収比率算出部２３は、第１吸収比率メモリ領域１２ａに記憶された第１吸収比率（箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ））を読み出して用いて後述する第２吸収比率（箔影積算値画像Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ））を算出する演算を行う。
【００６８】
（ステップＳ２）Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）を算出する
さらに、図５のフローチャートのステップＳ２に示すように、第２吸収比率算出部２３は、被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ）の画素のうち、各グリッド箔４ａによる箔影の影響を最も受けない画素間（すなわちピーク画素間）を１つの単位として、その単位画素間ごとに各グリッド箔４ａの吸収比率の和を算出する。本明細書中では、この吸収比率の和をグリッド箔４ａによる箔影毎にそれぞれ求めて画素に割り当てることで画像を生成する。この生成された吸収比率の和に関する画像を、被検体画像から算出した箔影積算値画像とし、Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）を被検体画像から算出した箔影積算値画像とする。箔影積算値画像Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）は、この発明における第２吸収比率に相当する。
【００６９】
ここで、ＰＩ（ｐ）を被検体画像のピーク画素座標とする。エアー画像のピーク画素座標と相違し、被検体画像は１枚分のみのデータであるので、被検体画像のピーク画素座標をｐのみの１変数関数で表す。
【００７０】
被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ）から箔影積算値画像Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）を下記（６）式を用いて算出する。
【００７１】
【数２】
2014131545.tif 000004
【００７２】
ここで、上記（７）式のｗは、上記（３）式のｗでも述べたように、画素行における１行中にある箔影画素とそれに隣接する箔影画素との間の画素数であり、箔影画素と隣接する箔影画素との間にはピーク画素も含まれている。
【００７３】
エアー画像でも述べたように、被検体画像から算出したＣＰ値画像Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）は直接Ｘ線透過率でもあり、直接Ｘ線量の最大値（すなわち箔影がないときの直接Ｘ線量）が“１．０”に正規化されたパラメータでもある。したがって、上記（６）式の右辺における第１項である画素数ｗは、画素行における１行中にある箔影画素とそれに隣接する箔影画素との間での総線量を正規化したパラメータとなり、箔影がないときの１画素は直接Ｘ線量の最大値“１．０”に一致する。一方、上記（６）式の右辺における第２項は、画素行における１行中にある箔影画素とそれに隣接する箔影画素との間にある画素でのＣＰ値画像Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）の総和であるので、上記（６）式の右辺における第１項から第２項を減算することで、単位画素間ごとにおける各グリッド箔４ａの吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）を求めることができる。
【００７４】
このようにして、第２吸収比率算出部２３は、被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ）における各グリッド箔４ａの直接Ｘ線の吸収比率を算出し、単位画素間ごとに各グリッド箔４ａの吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）を算出する。第２吸収比率算出部２３で算出された箔影積算値画像Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）を変化率算出部２４に送り込む。実際には、第２吸収比率算出部２３で算出された箔影積算値画像Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）を、コントローラ１５（図４では図示省略）を介してメモリ部１２に書き込んで記憶し、後述の変化率算出部２４による変化率を算出する際に、メモリ部１２に記憶された箔影積算値画像Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）を読み出して用いる。
【００７５】
エアー画像のピーク画素座標ＰＡ（ｐ，ａ）を、図６ではｐ［ａ］，ｐ［ａ＋１］とし、図７ではｐｎ，ｐｎ＋１としている。図６の左上段に示すように、グリッド箔４ａ（図３を参照）の全本数がＮＧのとき、箔番号を左端から順に“０”，“１”，“２”，…と付けていくと右端は“ＮＧ−１”となる。図６の右上段におけるエアー画像での画素行を拡大したのが図６の中段である。図６の中段に示すように、画素座標を左端から順に“０”，“１”，“２”，…と付けて、箔番号ａの箔影座標をｇ［ａ］とし、箔番号（ａ−１）の箔影座標ｇ［ａ−１］と箔番号ａの箔影座標ｇ［ａ］との間にあるピーク画素座標をｐ［ａ］とし、箔番号ａの箔影座標ｇ［ａ］と箔番号（ａ＋１）の箔影座標ｇ［ａ＋１］との間にあるピーク画素座標をｐ［ａ＋１］としている。図６の中段における箔番号“ＮＸ−１”の箔影画素をさらに拡大したのが図６の下段である。
【００７６】
図６の下段に示すように、画素幅をｔとし、ｕ，ｖをＸ線透過幅とすると、ＣＰ値はＣＰ値＝（ｕ＋ｖ）／ｔとなり、箔影量は箔影量＝{ｔ−（ｕ＋ｖ）}ｔ＝１．０−ＣＰ値となる。なお、図６では、図示の便宜上、箔影画素に{ｔ−（ｕ＋ｖ）}の幅を有する箔影が映り込む様子を図示したが、最小幅である画素幅ｔを有するピクセルで画素は構成されるので、実際の画素には画素幅ｔ未満の箔影が映り込まずに、グリッド箔によってＸ線が吸収された画素値が１画素分の箔影画素に一様に出力されることに留意されたい。
【００７７】
また、図７の左上段をＦＰＤ・グリッドの位置ズレなしとし、図７の左下段をＦＰＤ・グリッドの位置ズレなしのときにおけるグリッド箔影および直接Ｘ線透過率のプロファイルとし、図７の右上段をＦＰＤ・グリッドの位置ズレありとし、図７の右下段をＦＰＤ・グリッドの位置ズレありのときにおけるグリッド箔影および直接Ｘ線透過率のプロファイルとする。図７の左下段および右下段に示すように、ピーク画素座標ｐｎとピーク画素座標ｐｎ＋１との間にある画素座標を、左から順にａ，ｂ，ｃとする。図７に示すように、４つの画素に同期して箔影が映り込むとする。
【００７８】
このとき、ＦＰＤ・グリッドの位置ズレなしのときには、グリッド箔影は、ピーク画素座標ｐｎとピーク画素座標ｐｎ＋１との間の中央にある画素座標ｂに該当する画素のみに映り込み、直接Ｘ線透過率のプロファイルは、画素座標ｂに該当する画素のみの箇所で落ち込むが、それ以外の画素座標ａや画素座標ｃに該当する画素の箇所では“１．０”のままである。一方、ＦＰＤ・グリッドの位置ズレありのときには、グリッド箔影が、ピーク画素座標ｐｎとピーク画素座標ｐｎ＋１との間にある画素座標ｂと画素座標ｃとの両方に跨って映り込んだとすると、直接Ｘ線透過率のプロファイルは、画素座標ａに該当する画素の箇所では“１．０”のままであるが、画素座標ｂや画素座標ｃに該当する画素の箇所で落ち込む。
【００７９】
このように、「発明が解決しようとする課題」の欄でも述べたように、ＦＰＤに対するグリッドの位置にズレが生じると、図７の下段に示すようにグリッド箔影のプロファイルは変化する。その一方で、グリッド箔による箔影の影響を最も受けないピーク画素（ｐｎ，ｐｎ＋１）間に着目すると、グリッド箔により吸収する直接Ｘ線量（箔影量）の和（図７の下段における灰色部分の面積を参照）は、ＦＰＤに対してグリッドの位置がずれた場合でも変化しないことがわかる。具体的には、ＦＰＤ・グリッドの位置ズレなしのときには、図７の左下段における箔影量の和（すなわち吸収比率の和）は、ａ，ｂ，ｃで囲まれた三角形の面積となるが、ＦＰＤ・グリッドの位置ズレありのときには、図７の右下段における箔影量の和（すなわち吸収比率の和）は、ａ，ｂ，ｃ，ｐｎ＋１で囲まれた四角形の面積となり、両者の面積は変化しない。
【００８０】
以上の理由により、各画像の画素のうち、各グリッド箔による箔影の影響を最も受けない画素間（ピーク画素間）を１つの単位として、その単位画素間ごとに各グリッド箔の吸収比率の和を算出して後述する距離関数を算出することにより相関をとることで、ＦＰＤとグリッドとの位置関係は、エアー画像撮影時と被検体撮影時と同じであるという制約を緩和する。本実施例では、図５のフローチャートのステップＳ１、Ｓ２で述べたように、単位画素間ごとに各グリッド箔４ａの吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）および箔影積算値画像Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）をそれぞれ算出する。
【００８１】
図４および図５の説明に戻る。
変化率算出部２４は、図４に示すように、第１吸収比率算出部２２で算出され、第１吸収比率メモリ領域１２ａに記憶され読み出された複数枚のエアー画像Ａ（ｘ，ｙ，ａ）における各グリッド箔４ａ（図３を参照）の直接Ｘ線の吸収比率、および第２吸収比率算出部２３で算出された被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ）における各グリッド箔４ａの直接Ｘ線の吸収比率に基づいて、エアー画像に対する被検体画像の変化率を算出する。
【００８２】
（ステップＳ３）Ｒ（ｇ，ｙ，ａ）を算出する
本実施例では、図５のフローチャートのステップＳ３に示すように、それぞれのエアー画像から算出したＮＡ枚の箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）、および被検体画像から算出した箔影積算値画像Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）に基づいて、変化率を算出する。Ｒ（ｇ，ｙ，ａ）を変化率とすると、各グリッド箔４ａの吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）および箔影積算値画像Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）から変化率Ｒ（ｇ，ｙ，ａ）を下記（８）式を用いて算出する。
【００８３】
Ｒ（ｇ，ｙ，ａ）
＝Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）／Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）…（８）式
上記（８）式のように、被検体画像から算出した箔影積算値画像Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）を、それぞれのエアー画像から算出した箔影積算値画像Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）で除算することで、変化率Ｒ（ｇ，ｙ，ａ）を求める。
【００８４】
このようにして、変化率算出部２４は、エアー画像に対する被検体画像の変化率Ｒ（ｇ，ｙ，ａ）を算出する。変化率算出部２４で算出された変化率Ｒ（ｇ，ｙ，ａ）を加算値算出部２５に送り込む。実際には、変化率算出部２４で算出された変化率Ｒ（ｇ，ｙ，ａ）を、コントローラ１５（図４では図示省略）を介してメモリ部１２に書き込んで記憶し、後述の加算値算出部２５による加算値を算出する際に、メモリ部１２に記憶された変化率Ｒ（ｇ，ｙ，ａ）を読み出して用いる。このように、変化率算出部２４は、第１吸収比率メモリ領域１２ａに記憶された第１吸収比率（箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ））を読み出して用いて変化率Ｒ（ｇ，ｙ，ａ）を算出する演算を行う。
【００８５】
加算値算出部２５は、変化率算出部２４で算出された変化率Ｒ（ｇ，ｙ，ａ）を、グリッド箔４ａが延在する方向（本実施例では、図３のｙ方向である列方向）に沿って加算する、あるいは加算して平均する相加平均（加算平均）を行う。そして、当該加算あるいは当該相加平均（加算平均）による加算値を算出する。本実施例では、ｙ方向に関して中央の画素座標を“０”として、１ライン分に相当する上下６４画素（中央の画素座標“０”に該当する画素を含めて合計１２９画素）の加算平均処理を変化率Ｒ（ｇ，ｙ，ａ）に対して施し、ＣＰ積算値の平均変化率を算出する。ＡｖｅＲ（ｇ，ａ）を平均変化率とすると、平均変化率ＡｖｅＲ（ｇ，ａ）を下記（９）式を用いて算出する。
【００８６】
【数３】
2014131545.tif 000005
【００８７】
ここで、上記（９）式のtargetｙは、注目ｙ座標であり、中央の画素座標“０”である。なお、注目ｙ座標は中央の画素座標“０”に限定されず、下端の画素座標を注目ｙ座標としてもよいし、上端の画素座標を注目ｙ座標としてもよい。また、平均変化率ＡｖｅＲ（ｇ，ａ）は１ライン分の加算値（加算平均値）に限定されず、上端および下端を除いて、注目ｙ座標を中心にして上下数画素を加算平均範囲としてもよい。また、加算平均範囲を上記（９）式では上下６４画素としたが、加算平均範囲の具体的な範囲については特に限定されない。
【００８８】
上下加算平均処理は、後述する距離関数を算出する際に、画像のノイズによる影響が軽減する効果がある。よって、ノイズレベルに合わせて加算平均範囲を調節し、加算平均範囲に合わせて、箔影積算値，ＣＰ値，ＣＰ積算値の算出範囲を限定すれば、処理の高速化が見込まれる。
【００８９】
このようにして、加算値算出部２５は、当該加算あるいは当該相加平均（加算平均）による加算値として平均変化率ＡｖｅＲ（ｇ，ａ）を算出する。加算値算出部２５で算出された平均変化率ＡｖｅＲ（ｇ，ａ）を距離関数算出部２６に送り込む。実際には、加算値算出部２５で算出された平均変化率ＡｖｅＲ（ｇ，ａ）を、コントローラ１５（図４では図示省略）を介してメモリ部１２に書き込んで記憶し、後述の距離関数算出部２６による距離関数を算出する際に、メモリ部１２に記憶された平均変化率ＡｖｅＲ（ｇ，ａ）を読み出して用いる。
【００９０】
距離関数算出部２６は、加算値算出部２５で算出された加算値である平均変化率ＡｖｅＲ（ｇ，ａ）に基づいて距離関数を算出する。平均変化率ＡｖｅＲ（ｇ，ａ）は、理想的には“１．０”となる。そこで、グリッド箔４ａ毎に理想値からの距離を算出し、その平均値を距離Ｄとし、距離関数をＤ（ｃ）とすると、距離関数Ｄ（ｃ）を下記（１０）式を用いて算出する。
【００９１】
【数４】
2014131545.tif 000006
【００９２】
ここで、上記（９）式の分母はグリッド箔４ａの全本数ＮＧであって、グリッド箔４ａの全本数ＮＧで除算することにより各箔毎の平均値となる。
【００９３】
このようにして、距離関数算出部２６は、エアー画像および被検体画像の相関の度合いを示すとともに、理想値からのグリッド箔４ａの距離を示す距離関数Ｄ（ｃ）を算出する。距離関数算出部２６で算出された距離関数Ｄ（ｃ）を選択部２７に送り込む。実際には、距離関数算出部２６で算出された距離関数Ｄ（ｃ）を、コントローラ１５（図４では図示省略）を介してメモリ部１２に書き込んで記憶し、後述の選択部２７による第１吸収比率を選択する際に、メモリ部１２に記憶された距離関数Ｄ（ｃ）を読み出して用いる。
【００９４】
（ステップＳ４）距離関数Ｄ（ｃ）の最小値を検索する
図５のフローチャートのステップＳ４に示すように、第１吸収比率メモリ領域１２ａに記憶された箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）を読み出して、選択部２７は、距離関数算出部２６で算出された距離関数Ｄ（ｃ）が最も小さくなる第１吸収比率（箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ））を複数の箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）から選択する。つまり、距離Ｄの範囲は０≦Ｄであり、エアー画像と被検体画像とのＣＰ積算値の相関が大きいほど、距離Ｄは“０”に近づく。よって、距離関数Ｄ（ｃ）が最小となる第１吸収比率を最適な第１吸収比率として選択する。図５のフローチャートに示すように、選択の対象となるときをoptimum（ただし、０≦optimum＜ＮＡ）とし、選択された第１吸収比率をＡ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，optimum）とする。
【００９５】
このようにして、選択部２７は、距離関数算出部２６で算出された距離関数Ｄ（ｃ）が最も小さくなる第１吸収比率を最適な箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，optimum）として、複数の箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）から選択する。選択部２７で選択された箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，optimum）を画像処理部２８に送り込む。実際には、選択部２７で選択された箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，optimum）を、コントローラ１５（図４では図示省略）を介してメモリ部１２に書き込んで記憶し、後述の画像処理部２８による画像処理を行う際に、メモリ部１２に記憶された箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，optimum）を読み出して用いる。なお、選択部２７で選択された箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，optimum）を、第１吸収比率メモリ領域１２ａに書き込んで記憶してもよいが、選択前の箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）と区別するために、選択された箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，optimum）を別の領域に書き込んで記憶するのが好ましい。このように、選択部２７は、第１吸収比率メモリ領域１２ａに記憶された第１吸収比率（箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ））を読み出して用いて距離関数Ｄ（ｃ）が最も小さくなる第１吸収比率を最適な箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，optimum）として選択する演算を行う。
【００９６】
選択部２７で選択され、メモリ部１２に記憶された箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，optimum）を読み出すとともに、第２画像メモリ領域１２ｂに記憶された被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ）を読み出す。そして、画像処理部２８は、選択部２７で選択された箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，optimum）および被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ）に基づいて、当該被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ）のグリッド箔４ａによる箔影を除去して、被検体Ｍの直接Ｘ線の成分を算出して、箔影を除去したＸ線画像を取得する画像処理を行う。
【００９７】
箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，optimum）および被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ）に基づいて、箔影を除去したＸ線画像を取得する画像処理の手法については、特に限定されない。例えば、箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，optimum）に基づいて最適化されたＣＰ値を算出して、被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ）から、最適化されたＣＰ値を除算することにより、箔影を除去したＸ線画像を取得してもよい。この場合、距離関数Ｄ（ｃ）が最小となる第１吸収比率を最適な箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，optimum）として選択しているので、被検体画像Ｉ（ｘ，ｙ）の各箔影画素は箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，optimum）の各箔影画素にそれぞれ対応しており、箔影画素のみ単純な画素値の除算により箔影を簡易に除去することができるという効果をも奏する。
【００９８】
このようにして、画像処理部２８は、箔影を除去したＸ線画像を、コントローラ１５（図４では図示省略）を介してメモリ部１２に書き込んで記憶する。適宜必要に応じて、メモリ部１２に記憶されたＸ線画像を読み出して表示部１４（図１を参照）に表示出力してもよいし、プリンタなどに代表される印刷手段に印刷出力してもよい。
【００９９】
本実施例に係るＸ線撮影装置によれば、第１吸収比率算出部２２は、Ｘ線管２とＦＰＤ３との間に被検体を介在させずに被検体のない状態で検出されたＸ線検出信号に基づく複数枚の被検体なしのＸ線画像（エアー画像）における各グリッド箔４ａの直接Ｘ線の吸収比率を第１吸収比率として算出する。一方、第２吸収比率算出部２３は、Ｘ線管２とＦＰＤ３との間に被検体Ｍを介在させて当該被検体Ｍのある状態で検出されたＸ線検出信号に基づく被検体ＭのＸ線画像（被検体画像）における各グリッド箔４ａの直接Ｘ線の吸収比率を第２吸収比率として算出する。
【０１００】
そして、第１吸収比率算出部２２で算出された第１吸収比率、および第２吸収比率算出部２３で算出された第２吸収比率に基づいて、距離関数算出部２６は距離関数を算出する。上述したように、この距離関数は、エアー画像および被検体画像の相関の度合いを示すとともに、理想値からのグリッド箔４ａの距離を示すパラメータである。
【０１０１】
その距離関数算出部２６で算出された距離関数が最も小さくなる第１吸収比率を選択部２７は複数の第１吸収比率から選択する。すなわち、エアー画像および被検体画像の相関が大きいほど、距離は理想値に近づき、距離関数は“０”に近づく。よって、距離関数が最小となる第１吸収比率を最適な第１吸収比率として選択する。そして、選択部２７で選択された第１吸収比率および被検体画像に基づいて、画像処理部２８は、当該被検体画像のグリッド箔４ａによる箔影を除去して、被検体Ｍの直接Ｘ線の成分を算出して、箔影を除去したＸ線画像を取得する画像処理を行う。
【０１０２】
このように、距離関数に基づいて複数の第１吸収比率から選択すれば、たとえＦＰＤ３に対するグリッド４の位置ズレが生じたとしても、当該位置ズレに応じたパターン数を用意することなく散乱Ｘ線およびグリッド箔４ａを除去することができる。また、本実施例の場合には、ＮＡの枚数のエアー画像のみを予め撮影すればよく、エアー画像の撮影回数を削減することができ、エアー画像保持のためのメモリ領域を削減することができるという効果をも奏する。
【０１０３】
本実施例では、第１吸収比率算出部２２，第２吸収比率算出部２３および距離関数算出２６は上述したように具体的に算出している。すなわち、第１吸収比率算出部２２は、複数枚のエアー画像の各画素における各グリッド箔４ａの直接Ｘ線の吸収比率を算出し、複数枚のエアー画像の画素のうち、各グリッド箔４ａによる箔影の影響を最も受けない画素間（すなわちピーク画素間）を１つの単位として、その単位画素間ごとに各グリッド箔４ａの吸収比率の和（本実施例では吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ））を算出する。第１吸収比率算出部２２とほぼ同様に、第２吸収比率算出部２３は、被検体画像の各画素における各グリッド箔４ａの直接Ｘ線の吸収比率を算出し、被検体画素のうち、各グリッド箔４ａによる箔影の影響を最も受けない画素間（ピーク画素間）を１つの単位として、その単位画素間ごとに各グリッド箔４ａの吸収比率の和（本実施例では吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ））を算出する。距離関数算出部２６は、第１吸収比率算出部２２で算出された各グリッド箔４ａの吸収比率の和（箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ））、および第２吸収比率算出部２３で算出された各グリッド箔４ａの吸収比率の和（箔影積算値画像Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ））に基づいて、距離関数を算出する。
【０１０４】
本実施例では、変化率算出部２４を備えるのが好ましい。すなわち、第１吸収比率算出部２２で算出された複数枚のエアー画像における各グリッド箔４ａの直接Ｘ線の吸収比率（本実施例では吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ））、および第２吸収比率算出部２３で算出された被検体画像における各グリッド箔４ａの直接Ｘ線の吸収比率（本実施例では吸収比率の和に正規化された箔影積算値画像Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ））に基づいて、変化率算出部２４は、エアー画像に対する被検体画像の変化率を算出する。変化率は、理想的には“１”となる。距離関数算出部２６は、変化率算出部２４で算出された変化率に基づいて距離関数を算出するので、エアー画像および被検体画像の相関が大きいほど、変化率は“１”に近づくとともに距離は理想値に近づき、距離関数は“０”に近づく。このように変化率を用いて距離関数を算出するのが可能となる。
【０１０５】
特に、変化率を用いて距離関数を算出する場合には、本実施例のように、図３に示すようにＸ線検出素子ｄ（図２を参照）の縦横のいずれか少なくとも一方の方向（本実施例では行方向）に平行にグリッド箔４ａを並べて構成されたグリッド４を用いるときに有用である。この構造のグリッド４では、グリッド箔４ａが延在する方向（行方向であるｘ方向に平行にグリッド箔４ａを並べたときにはグリッド箔４ａが延在する方向は列方向であるｙ方向）にグリッド箔４ａが交差せずに、延在する方向に統計誤差（すなわちノイズ）が生じる。そこで、画像のノイズによる影響を軽減させるために、変化率算出部２４で算出された変化率を、加算値算出部２５は、グリッド箔４ａが延在する方向に沿って加算して、あるいは加算して平均する相加平均（加算平均）を行い、当該加算あるいは当該相加平均（加算平均）による加算値を算出する。本実施例では、１ライン分に相当する上下６４画素（中央の画素座標“０”に該当する画素を含めて合計１２９画素）の加算平均処理を変化率Ｒ（ｇ，ｙ，ａ）に対して施し、平均変化率ＡｖｅＲ（ｇ，ａ）を算出している。この加算値算出部２５で算出された加算値（平均変化率ＡｖｅＲ（ｇ，ａ））に基づいて距離関数算出部２５は距離関数を算出することで、画像のノイズによる影響が軽減する効果がある。
【０１０６】
本実施例では、図４に示すように、第１吸収比率算出部２２で算出された第１吸収比率（箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ））を書き込んで記憶する第１吸収比率メモリ領域１２ａを備え、その第１吸収比率メモリ領域１２ａに記憶された第１吸収比率（箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ））を読み出して用いて各種の演算（本実施例では第２吸収比率算出部２３，変化率算出部２４および選択部２７による演算）を行うのが好ましい。もしエアー画像を書き込んで記憶する場合には、第１吸収比率算出部２２で第１吸収比率（箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ））を算出する度に、エアー画像を読み出して第１吸収比率（箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ））を演算しなければならないが、第１吸収比率（箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ））を予め算出して書き込んで記憶することで演算回数を低減させることができるという効果を奏する。また、エアー画像を書き込んで記憶するためのメモリ領域では全画素のサイズ（ＸSIZE×ＹSIZE×ＮＡ）が必要であるが、第１吸収比率（箔影積算値画像Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ））を書き込んで記憶するためのメモリ領域の場合にはグリッド箔のみのサイズ（ＮＧ×ＹSIZE×ＮＡ）にまで低減させることができ、第１吸収比率メモリ領域１２ａのメモリ領域のサイズを低減させることができるという効果をも奏する。
【０１０７】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【０１０８】
（１）上述した実施例では、放射線としてＸ線を例に採って説明したが、Ｘ線以外の放射線（例えばγ線など）に適用してもよい。
【０１０９】
（２）上述した実施例では、Ｘ線撮影装置は、ＣＶＳ装置に実施するためのＣアームを備えたＣアームＸ線透視撮影装置であったが、これに限定されない。例えば、工業用等に用いられる非破壊検査装置のように被検体（この場合には検査の対象物が被検体）をベルト上に運搬させて撮影を行う構造であってもよいし、医用等に用いられるＸ線ＣＴ装置などのような構造であってもよい。
【０１１０】
（３）上述した実施例では、散乱放射線除去手段としてエアグリッドを採用したが、これに限定されない。空隙の他に、アルミニウムや有機物質などのようにＸ線に代表される放射線を透過させる中間物質（スペーサ）で構成されたグリッドでもよい。また、放射線検出素子の縦横の両方向（ｘ、ｙ方向）に平行にグリッド箔を並べて構成されたクロスグリッドでもよい。
【０１１１】
（４）上述した実施例では、集束グリッドであったが、グリッド箔が平行配置された散乱放射線除去手段にも適用することができる。
【０１１２】
（５）上述した実施例では、撮影画像の画素間の距離（画素ピッチ）の整数倍に箔影が映り込むようにグリッド箔が配置された同期型グリッドについて述べたが、非同期型グリッドに適用してもよい。また、エアグリッド以外のグリッドの場合には、１つの画素に複数のグリッド箔が並設される構造のグリッドに適用してもよい。ただし、１つの画素に複数のグリッド箔をまんべんなく全領域にわたって配置すると、全体が箔影画素となり、ピーク画素が存在しなくなり、この発明を適用することができない。１つの画素に複数のグリッド箔を並設する場合には、グリッド箔の近傍にピーク画素が存在するように１画素以上にわたってグリッド箔が配置されないようにすることが前提である。
【０１１３】
（６）上述した実施例では、被検体なしの放射線画像（エアー画像）における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率、および被検体の放射線画像（被検体画像）における各グリッド箔の直接放射線の吸収比率に基づいて、距離関数を算出する際に、変化率を用いて算出したが、必ずしも変化率を用いる必要はない。例えば、各々の吸収比率をそれぞれ正規化して差分値を求め、この差分値を変数とした距離関数を算出してもよい。
【０１１４】
（７）上述した実施例では、クロスグリッドでなく、図３に示すグリッド４を用いて、グリッド箔が延在する方向に沿って加算あるいは加算平均された加算値に基づいて距離関数を算出したが、これに限定されない。延在する方向に生じるノイズが小さい場合、あるいはクロスグリッドを用いる場合には、加算する前の変化率Ｒ（ｇ，ｙ，ａ）を用いて距離関数を算出してもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
２  …  Ｘ線管
３  …  フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
４  …  グリッド
４ａ  …  グリッド箔
１２ａ  …  第１吸収比率メモリ領域
２１  …  画像生成部
２２  …  第１吸収比率算出部
２３  …  第２吸収比率算出部
２４  …  変化率算出部
２５  …  加算値算出部
２６  …  距離関数算出部
２７  …  選択部
２８  …  画像処理部
Ａ（ｘ，ｙ，ａ）  …  エアー画像
Ｉ（ｘ，ｙ）  …  被検体画像
Ａ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ），Ｉ＿ＳＨｓｕｍ（ｇ，ｙ，ａ）  …  箔影積算値画像
Ｒ（ｇ，ｙ，ａ）  …  変化率
ＡｖｅＲ（ｇ，ａ）  …  平均変化率
Ｄ（ｃ）  …  距離関数
Ｍ  …  被検体
【図１】
2014131545.tif 000007
【図２】
2014131545.tif 000008
【図３】
2014131545.tif 000009
【図４】
2014131545.tif 000010
【図５】
2014131545.tif 000011
【図６】
2014131545.tif 000012
【図７】
2014131545.tif 000013