(57)【要約】【課題】第２放射線検出器に照射される放射線の線量が、第１放射線検出器に照射される放射線の線量より少なくても、取得した放射線画像に対し、適切な画像処理を可能とする放射線画像撮影システム、画像処理方法、及び画像処理プログラムを提供する。【解決手段】放射線画像撮影装置１６は、第１放射線検出器２０Ａと、第１放射線検出器２０Ａの放射線Ｒが透過されて出射される側に積層されて配置された第２放射線検出器２０Ｂと、を備える。コンソール１８の制御部８０は、散乱線を除去するグリッド２３を用いて、第１放射線検出器２０Ａにより撮影された第１放射線画像１００Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂにより撮影された第２放射線画像１００Ｂを取得し、第１放射線画像１００Ａから第１グリッド画像を検出して除去し、第１グリッド画像を用いて、第２放射線画像１００Ｂからグリッド２３の画像を除去する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射された放射線の線量の増加で、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が２次元状に配置される第１放射線検出器と、前記第１放射線検出器の前記放射線が透過されて出射される側に積層されて配置され、かつ照射された放射線の線量の増加で、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が２次元状に配置される第２放射線検出器と、を備えた放射線画像撮影装置と、
被検体を透過した放射線に含まれる散乱線を除去するグリッドを用いて、前記第１放射線検出器により撮影された第１放射線画像及び前記第２放射線検出器により撮影された第２放射線画像を取得する取得部と、
前記取得部が取得した前記第１放射線画像から前記グリッドの画像である第１グリッド画像を検出して除去し、前記第１グリッド画像を用いて、前記取得部が取得した前記第２放射線画像から前記グリッドの画像を除去する除去部と、
を備えた放射線画像撮影システム。
【請求項２】
前記除去部は、前記第１グリッド画像を用いて、前記第１グリッド画像から前記第２放射線画像に含まれる前記グリッドの画像の擬似的な画像である擬似第２グリッド画像を生成し、生成した前記擬似第２グリッド画像を前記グリッドの画像として前記第２放射線画像から除去する、
請求項１に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項３】
前記除去部は、前記第１放射線検出器と前記第２放射線検出器との積層方向と交差する方向のずれ量と、前記第１放射線画像に対する前記第２放射線画像の拡大率とを用いて前記第１グリッド画像から前記擬似第２グリッド画像を生成する、
請求項２に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項４】
前記除去部は、前記第１放射線検出器に対する前記第２放射線検出器の回転角度を前記積層方向と交差する方向のずれ量として導出し、
前記第１放射線検出器の前記複数の画素の隣り合う画素の画素間隔によって規定されるナイキスト周波数による折返しと、前記回転角度と、前記拡大率と、を用いて前記第１グリッド画像から前記擬似第２グリッド画像を生成する、
請求項３に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項５】
前記除去部は、前記第２放射線画像から前記グリッドの画像である第２グリッド画像が検出でき、当該第２グリッド画像と前記擬似第２グリッド画像との前記グリッドに関する差分が予め定められた範囲内の場合は、前記第１グリッド画像を用いることなく、当該第２グリッド画像を前記グリッドの画像として前記第２放射線画像から除去する、
請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項６】
前記差分は、前記第２グリッド画像におけるグリッドの本数と前記擬似第２グリッド画像におけるグリッドの本数との差分、及び前記第２グリッド画像と前記擬似第２グリッド画像との間のグリッドの相対角度の少なくとも一方である、
請求項５に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項７】
前記第１放射線検出器及び前記第２放射線検出器の各々は、放射線が照射されることにより光を発する発光層を備え、
前記第１放射線検出器及び前記第２放射線検出器の各々の前記複数の画素は、前記光を受光することにより電荷が発生して蓄積され、
前記第１放射線検出器の発光層と、前記第２放射線検出器の発光層とは、発光層の組成が異なる
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項８】
前記第１放射線検出器の発光層は、ＣｓＩを含んで構成され、
前記第２放射線検出器の発光層は、ＧＯＳを含んで構成されている
請求項７に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項９】
前記除去部により前記グリッドの画像が除去された前記第１放射線画像及び前記第２放射線画像を用いて骨塩定量及び骨密度の少なくとも一方を導出する導出部をさらに備えた、
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項１０】
前記放射線画像撮影装置は、前記第１放射線検出器と前記第２放射線検出器との間に、前記放射線を構成するエネルギーのうち、特定の成分を他の成分に比べて多く吸収する放射線制限部材をさらに備える、
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項１１】
照射された放射線の線量の増加で、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が２次元状に配置される第１放射線検出器と、前記第１放射線検出器の前記放射線が透過されて出射される側に積層されて配置され、かつ照射された放射線の線量の増加で、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が２次元状に配置される第２放射線検出器と、を備えた放射線画像撮影装置から、被検体を透過した放射線に含まれる散乱線を除去するグリッドを用いて、前記第１放射線検出器により撮影された第１放射線画像及び前記第２放射線検出器により撮影された第２放射線画像を取得し、
前記第１放射線画像から前記グリッドの画像である第１グリッド画像を検出して除去し、前記第１グリッド画像を用いて、前記第２放射線画像から前記グリッドの画像である第２グリッド画像を除去する、
処理を含む画像処理方法。
【請求項１２】
照射された放射線の線量の増加で、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が２次元状に配置される第１放射線検出器と、前記第１放射線検出器の前記放射線が透過されて出射される側に積層されて配置され、かつ照射された放射線の線量の増加で、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が２次元状に配置される第２放射線検出器と、を備えた放射線画像撮影装置から、被検体を透過した放射線に含まれる散乱線を除去するグリッドを用いて、前記第１放射線検出器により撮影された第１放射線画像及び前記第２放射線検出器により撮影された第２放射線画像を取得し、
前記第１放射線画像から前記グリッドの画像である第１グリッド画像を検出して除去し、前記第１グリッド画像を用いて、前記第２放射線画像から前記グリッドの画像である第２グリッド画像を除去する、
ことを含む処理をコンピュータに実行させる画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、放射線画像撮影システム、画像処理方法、及び画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１に記載されているように、照射された放射線の線量が増加するほど増加する電荷を蓄積する複数の画素を含む放射線検出器を２つ備え、これらの２つの放射線検出器が積層されて配置された放射線画像撮影装置が知られている。
【０００３】
また、例えば、特許文献１に記載されているように、放射線が被検体を透過することにより発生した散乱線を、被検体を透過した放射線から除去するグリッドを設ける技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０４７１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、特許文献１に記載の技術のように、グリッドを設けて放射線画像の撮影を行う場合、撮影された放射線画像には、グリッドの影が縞模様の画像として写り込んでしまう。そのため、従来、撮影された放射線画像からグリッド画像を除去する画像処理が一般に行われている。
【０００６】
ところで、前述の特許文献１等により開示されている、２つの放射線検出器を用いて放射線画像の撮影を行う場合、放射線の入射側に設けられた放射線検出器を透過した放射線が、放射線の出射側に設けられた放射線検出器に到達する。従って、放射線の出射側に設けられた放射線検出器に到達する放射線の線量は、入射側に設けられた放射線検出器と比較して少なくなり、放射線画像の生成に用いられる放射線量が少なくなる。
【０００７】
そのため、放射線の出射側に設けられた放射線検出器により撮影された放射線画像からグリッド除去をするためのグリッド情報を適切に抽出することができず、放射線画像からグリッド画像を除去する画像処理が適切に行えない場合がある。
【０００８】
本開示は、以上の事情を鑑みて成されたものであり、第２放射線検出器に照射される放射線の線量が、第１放射線検出器に照射される放射線の線量より少なくても、取得した放射線画像に対し、適切な画像処理を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本開示の放射線画像撮影システムは、照射された放射線の線量が増加するほど増加する電荷を蓄積する複数の画素を含む第１放射線検出器と、第１放射線検出器の放射線が透過されて出射される側に積層されて配置され、かつ照射された放射線の線量が増加するほど増加する電荷を蓄積する複数の画素を含む第２放射線検出器と、を備えた放射線画像撮影装置と、照射された放射線の線量の増加で、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が２次元状に配置される第１放射線検出器と、第１放射線検出器の放射線が透過されて出射される側に積層されて配置され、かつ照射された放射線の線量の増加で、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が２次元状に配置される第２放射線検出器と、を備えた放射線画像撮影装置と、被検体を透過した放射線に含まれる散乱線を除去するグリッドを用いて、第１放射線検出器により撮影された第１放射線画像及び第２放射線検出器により撮影された第２放射線画像を取得する取得部と、取得部が取得した第１放射線画像からグリッドの画像である第１グリッド画像を検出して除去し、第１グリッド画像を用いて、取得部が取得した第２放射線画像からグリッドの画像を除去する除去部と、を備える。
【００１０】
また、本開示の放射線画像撮影システムの除去部は、第１グリッド画像を用いて、第１グリッド画像から第２放射線画像に含まれるグリッドの画像の擬似的な画像である擬似第２グリッド画像を生成し、生成した擬似第２グリッド画像をグリッドの画像として第２放射線画像から除去してもよい。
【００１１】
また、本開示の放射線画像撮影システムの除去部は、第１放射線検出器と第２放射線検出器との積層方向と交差する方向のずれ量と、第１放射線画像に対する第２放射線画像の拡大率とを用いて第１グリッド画像から擬似第２グリッド画像を生成してもよい。
【００１２】
また、本開示の放射線画像撮影システムの除去部は、第１放射線検出器に対する第２放射線検出器の回転角度を積層方向と交差する方向のずれ量として導出し、第１放射線検出器の複数の画素の隣り合う画素の画素間隔によって規定されるナイキスト周波数による折返しと、回転角度と、拡大率と、を用いて第１グリッド画像から擬似第２グリッド画像を生成してもよい。
【００１３】
また、本開示の放射線画像撮影システムの除去部は、第２放射線画像からグリッドの画像である第２グリッド画像が検出でき、第２グリッド画像と擬似第２グリッド画像とのグリッドに関する差分が予め定められた範囲内の場合は、第１グリッド画像を用いることなく、第２グリッド画像をグリッドの画像として第２放射線画像から除去してもよい。
【００１４】
また、本開示の放射線画像撮影システムにおいて用いられる差分は、第２グリッド画像におけるグリッドの本数と擬似第２グリッド画像におけるグリッドの本数との差分、及び第２グリッド画像と擬似第２グリッド画像との間のグリッドの相対角度の少なくとも一方であってもよい。
【００１５】
また、本開示の放射線画像撮影システムの第１放射線検出器及び第２放射線検出器の各々は、放射線が照射されることにより光を発する発光層を備え、第１放射線検出器及び第２放射線検出器の各々の複数の画素は、光を受光することにより電荷が発生して蓄積され、第１放射線検出器の発光層と、第２放射線検出器の発光層とは、発光層の組成が異なっていてもよい。
【００１６】
また、本開示の放射線画像撮影システムの第１放射線検出器の発光層は、ＣｓＩを含んで構成され、第２放射線検出器の発光層は、ＧＯＳを含んで構成されていてもよい。
【００１７】
また、本開示の放射線画像撮影システムは、除去部によりグリッドの画像が除去された第１放射線画像及び第２放射線画像を用いて骨塩定量及び骨密度の少なくとも一方を導出する導出部をさらに備えていてもよい。
また、本開示の放射線画像撮影システムの放射線画像撮影装置は、第１放射線検出器と第２放射線検出器との間に、放射線を構成するエネルギーのうち、特定の成分を他の成分に比べて多く吸収する放射線制限部材をさらに備えてもよい。
【００１８】
上記目的を達成するために、本開示の画像処理方法は、照射された放射線の線量の増加で、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が２次元状に配置される第１放射線検出器と、第１放射線検出器の放射線が透過されて出射される側に積層されて配置され、かつ照射された放射線の線量の増加で、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が２次元状に配置される第２放射線検出器と、を備えた放射線画像撮影装置から、被検体を透過した放射線に含まれる散乱線を除去するグリッドを用いて、第１放射線検出器により撮影された第１放射線画像及び第２放射線検出器により撮影された第２放射線画像を取得し、第１放射線画像からグリッドの画像である第１グリッド画像を検出して除去し、第１グリッド画像を用いて、第２放射線画像からグリッドの画像である第２グリッド画像を除去する、処理を含む。
【００１９】
上記目的を達成するために、本開示の画像処理プログラムは、照射された放射線の線量の増加で、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が２次元状に配置される第１放射線検出器と、第１放射線検出器の放射線が透過されて出射される側に積層されて配置され、かつ照射された放射線の線量の増加で、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が２次元状に配置される第２放射線検出器と、を備えた放射線画像撮影装置から、被検体を透過した放射線に含まれる散乱線を除去するグリッドを用いて、第１放射線検出器により撮影された第１放射線画像及び第２放射線検出器により撮影された第２放射線画像を取得し、第１放射線画像からグリッドの画像である第１グリッド画像を検出して除去し、第１グリッド画像を用いて、第２放射線画像からグリッドの画像である第２グリッド画像を除去する、ことを含む処理をコンピュータに実行させるためのものである。
【発明の効果】
【００２０】
本開示によれば、第２放射線検出器に照射される放射線の線量が、第１放射線検出器に照射される放射線の線量より少なくても、取得した放射線画像に対し、適切な画像処理を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本実施形態の放射線画像撮影システムの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の放射線画像撮影装置の構成の一例を示す側面断面図である。
【図３】本実施形態の放射線画像撮影装置の電気系の要部構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本実施形態のコンソールの電気系の要部構成の一例を示すブロック図である。
【図５】本実施形態の第１放射線検出器及び第２放射線検出器の各々に到達する放射線量の説明に供するグラフである。
【図６】本実施形態の全体撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態の全体撮影処理における画像生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図８】本実施形態の画像生成処理における擬似第２グリッド画像生成処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図９】第１放射線検出器と第２放射線検出器との位置ずれを説明するための模式図である。
【図１０】図９に示した一例のように設けられた第１放射線検出器及び第２放射線検出器により撮影された第１放射線画像及び第２放射線画像を重ね合わせた状態を示した模式図である。
【図１１】ナイキスト周波数による周波数の折返しを説明するための模式図である。
【図１２】本実施形態の骨部組織の領域及び軟部組織の領域の説明に供する概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態例を詳細に説明する。
【００２３】
まず、図１を参照して、本実施形態の放射線画像撮影システム１０の構成について説明する。図１に示すように、放射線画像撮影システム１０は、放射線照射装置１２、放射線画像撮影装置１６、及びコンソール１８を備えている。なお、本実施形態のコンソール１８が、本発明の画像処理装置の一例である。
【００２４】
本実施形態の放射線照射装置１２は、例えばエックス線（Ｘ線）等の放射線Ｒを撮影対象の一例である被検体Ｗに照射する放射線源１４を備えている。放射線照射装置１２の一例としては、回診車等が挙げられる。なお、放射線照射装置１２に対して放射線Ｒの照射を指示する方法は、特に限定されない。例えば、放射線照射装置１２が照射ボタン等を備えている場合は、医師及び放射線技師等のユーザが照射ボタンにより放射線Ｒの照射の指示を行うことで、放射線照射装置１２から放射線Ｒを照射してもよい。また、例えば、ユーザが、コンソール１８を操作して放射線Ｒの照射の指示を行うことで、放射線照射装置１２から放射線Ｒを照射してもよい。
【００２５】
放射線照射装置１２は、放射線Ｒの曝射開始の指示を受信すると、管電圧、管電流、及び照射期間等の曝射条件に従って、放射線源１４から放射線Ｒを照射する。
【００２６】
本実施形態の放射線画像撮影装置１６は、放射線照射装置１２から照射され、被検体Ｗを透過した放射線Ｒを各々検出する第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂを備えている。放射線画像撮影装置１６は、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂを用いて、被検体Ｗの放射線画像を撮影する。なお、以下では、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂを区別せずに総称する場合は、「放射線検出器２０」という。
【００２７】
次に、図２を参照して、本実施形態の放射線画像撮影装置１６の構成について説明する。図２に示すように、放射線画像撮影装置１６は、放射線Ｒを透過する平板状の筐体２１を備え、防水性、抗菌性、及び密閉性を有する構造とされている。筐体２１内には、第１放射線検出器２０Ａ、第２放射線検出器２０Ｂ、グリッド２３、放射線制限部材２４、制御基板２６Ａ、制御基板２６Ｂ、及びケース２８が設けられている。
【００２８】
第１放射線検出器２０Ａは、放射線画像撮影装置１６における放射線Ｒの入射側に配置され、第２放射線検出器２０Ｂは、第１放射線検出器２０Ａの放射線Ｒが透過されて出射される側に積層されて配置されている。また、第１放射線検出器２０Ａは、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板３０Ａ、及び放射線Ｒが照射されることにより、照射された放射線Ｒの線量に応じた光を発する発光層の一例としてのシンチレータ２２Ａを備えている。また、ＴＦＴ基板３０Ａ及びシンチレータ２２Ａは、放射線Ｒの入射側からＴＦＴ基板３０Ａ及びシンチレータ２２Ａの順番で積層されている。なお、上記「積層」とは、放射線画像撮影装置１６における放射線Ｒの入射側または出射側から視認した場合に、第１放射線検出器２０Ａと第２放射線検出器２０Ｂとが重なって視認される状態のことをいい、具体的にどのように重なっているかは問わない。例えば、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂ、または、第１放射線検出器２０Ａ、放射線制限部材２４、及び第２放射線検出器２０Ｂが、互いに接触した状態で重なっていてもよいし、積層方向に空間を有した状態で重なっていてもよい。
【００２９】
また、第２放射線検出器２０Ｂは、ＴＦＴ基板３０Ｂ、及び上記発光層の一例としてのシンチレータ２２Ｂを備えている。また、ＴＦＴ基板３０Ｂ及びシンチレータ２２Ｂは、放射線Ｒの入射側からＴＦＴ基板３０Ｂ及びシンチレータ２２Ｂの順番で積層されている。
【００３０】
すなわち、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂは、ＴＦＴ基板３０Ａ、３０Ｂ側から放射線Ｒが照射される表面読取方式（所謂ＩＳＳ（Irradiation Side Sampling）方式）の放射線検出器である。
【００３１】
本実施形態の放射線画像撮影装置１６では、第１放射線検出器２０Ａのシンチレータ２２Ａと、第２放射線検出器２０Ｂのシンチレータ２２Ｂとでは、シンチレータの組成が異なる。具体的には、一例として、シンチレータ２２Ａの組成は、ＣｓＩ（Ｔｌ）（タリウムが添加されたヨウ化セシウム）を主成分として含んでおり、シンチレータ２２Ｂの組成は、ＧＯＳ（ガドリニウム硫酸化物）を主成分として含んでいる。ＧＯＳは、ＣｓＩよりも高エネルギー側の放射線Ｒに対する感度が高い。なお、シンチレータ２２Ａの組成及びシンチレータ２２Ｂの組成の組み合わせは、上記の例に限定されず、他の組成の組み合わせでもよいし、同じ組成の組み合わせでもよい。
【００３２】
また、第１放射線検出器２０Ａにおける放射線Ｒの入射側には、放射線Ｒが被検体Ｗを透過することにより発生した散乱線を、被検体Ｗを透過した放射線Ｒから除去するグリッド２３が設けられている。放射線Ｒから散乱線を除去することにより、放射線画像のコントラストの低下を抑制する等の効果が得られ、放射線画像の画質が向上する。
【００３３】
また、第１放射線検出器２０Ａと第２放射線検出器２０Ｂとの間には、放射線Ｒの透過を制限する放射線制限部材２４が設けられている。放射線制限部材２４の一例としては、銅または錫等の金属板が挙げられる。また、放射線制限部材２４は、放射線の制限（透過率）を均一とするため、放射線Ｒの入射方向における厚みのばらつきが１％以下であることが好ましい。
【００３４】
制御基板２６Ａは、第１放射線検出器２０Ａに対応して設けられ、後述する画像メモリ５６Ａ及び制御部５８Ａ等の電子回路が形成された基板である。また、制御基板２６Ｂは、第２放射線検出器２０Ｂに対応して設けられ、後述する画像メモリ５６Ｂ及び制御部５８Ｂ等の電子回路が形成された基板である。また、制御基板２６Ａ及び制御基板２６Ｂは、第２放射線検出器２０Ｂにおける放射線Ｒの入射側の反対側に配置されている。
【００３５】
ケース２８は、図２に示すように、筐体２１内の一端側の放射線検出器２０とは重ならない位置（すなわち、撮影領域の範囲外）に配置され、後述する電源部７０等が収容される。なお、ケース２８の設置位置は特に限定されず、例えば、第２放射線検出器２０Ｂの放射線の入射側の反対側の位置であって、放射線検出器２０と重なる位置に配置されてもよい。
【００３６】
次に、図３を参照して、本実施形態の放射線画像撮影装置１６の電気系の要部構成について説明する。
【００３７】
図３に示すように、ＴＦＴ基板３０Ａには、画素３２が一方向（図３の行方向）及び一方向に交差する交差方向（図３の列方向）に２次元状に複数設けられている。画素３２は、センサ部３２Ａ、コンデンサ３２Ｂ、及び電界効果型薄膜トランジスタ（ＴＦＴ、以下、単に「薄膜トランジスタ」という。）３２Ｃを含む。本実施形態のセンサ部３２Ａが本発明の変換素子の一例である。
【００３８】
センサ部３２Ａは、図示しない上部電極、下部電極、及び光電変換膜等を含み、シンチレータ２２Ａが発する光を吸収して電荷を発生させる。コンデンサ３２Ｂは、センサ部３２Ａにより発生した電荷を蓄積する。薄膜トランジスタ３２Ｃは、コンデンサ３２Ｂに蓄積された電荷を制御信号に応じて読み出して出力する。以上の構成により、本実施形態の画素３２には、照射された放射線量が増加するほど増加する電荷が蓄積される。
【００３９】
また、ＴＦＴ基板３０Ａには、上記一方向に配設され、各薄膜トランジスタ３２Ｃをオン及びオフさせるための複数本のゲート配線３４が設けられている。また、ＴＦＴ基板３０Ａには、上記交差方向に配設され、オン状態の薄膜トランジスタ３２Ｃにより読み出された電荷が出力される複数本のデータ配線３６が設けられている。
【００４０】
また、ＴＦＴ基板３０Ａの隣り合う２辺の一辺側にゲート配線ドライバ５２Ａが配置され、他辺側に信号処理部５４Ａが配置されている。ＴＦＴ基板３０Ａの個々のゲート配線３４はゲート配線ドライバ５２Ａに接続され、ＴＦＴ基板３０Ａの個々のデータ配線３６は信号処理部５４Ａに接続されている。
【００４１】
ＴＦＴ基板３０Ａの各薄膜トランジスタ３２Ｃは、ゲート配線ドライバ５２Ａからゲート配線３４を介して供給される制御信号により各ゲート配線３４毎（本実施形態では、図３に示した行単位）で順にオン状態とされる。そして、オン状態とされた薄膜トランジスタ３２Ｃによって読み出された電荷は、電気信号としてデータ配線３６を伝送されて信号処理部５４Ａに入力される。これにより、電荷が各ゲート配線３４毎（本実施形態では、図３に示した行単位）で順に読み出され、二次元状の放射線画像を示す画像データが取得される。
【００４２】
信号処理部５４Ａは、個々のデータ配線３６毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路及びサンプルホールド回路（いずれも図示省略）を備えており、個々のデータ配線３６を伝送された電気信号は増幅回路で増幅された後にサンプルホールド回路に保持される。また、サンプルホールド回路の出力側にはマルチプレクサ、及びＡ／Ｄ（Analog／Digital）変換器（いずれも図示省略）が順に接続されている。そして、個々のサンプルホールド回路に保持された電気信号はマルチプレクサに順に（シリアルに）入力され、マルチプレクサにより順次選択された電気信号がＡ／Ｄ変換器によってデジタルの画像データへ変換される。
【００４３】
信号処理部５４Ａには制御部５８Ａを介して画像メモリ５６Ａが接続されており、信号処理部５４ＡのＡ／Ｄ変換器から出力された画像データは制御部５８Ａに順次出力される。制御部５８Ａには画像メモリ５６Ａが接続されており、信号処理部５４Ａから順次出力された画像データは、制御部５８Ａによる制御によって画像メモリ５６Ａに順次記憶される。画像メモリ５６Ａは所定の枚数分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮影が行われる毎に、撮影によって得られた画像データが画像メモリ５６Ａに順次記憶される。また、画像メモリ５６Ａは制御部５８Ａにも接続されている。
【００４４】
制御部５８Ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０、ＲＯＭ（Read Only Memory）とＲＡＭ（Random Access Memory）等を含むメモリ６２、及びフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶部６４を備えている。制御部５８Ａの一例としては、マイクロコンピュータ等が挙げられる。
【００４５】
通信部６６は、制御部５８Ａに接続され、無線通信及び有線通信の少なくとも一方により、放射線照射装置１２及びコンソール１８等の外部の装置との間で各種情報の送受信を行う。電源部７０は、前述した各種回路及び各素子(ゲート配線ドライバ５２Ａ、信号処理部５４Ａ、画像メモリ５６Ａ、制御部５８Ａ、及び通信部６６等）に電力を供給する。なお、図３では、錯綜を回避するために、電源部７０と各種回路及び各素子を接続する配線の図示を省略している。
【００４６】
なお、第２放射線検出器２０ＢのＴＦＴ基板３０Ｂ、ゲート配線ドライバ５２Ｂ、信号処理部５４Ｂ、画像メモリ５６Ｂ、及び制御部５８Ｂの各構成部品については、各々第１放射線検出器２０Ａの対応する構成部品と同様であるため、ここでの説明を省略する。なお、制御部５８Ａ及び制御部５８Ｂは、互いに通信可能に接続されている。
【００４７】
以上の構成により、本実施形態の放射線画像撮影装置１６は、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの各々を用いて、放射線画像の撮影を行う。
【００４８】
次に、図４を参照して、本実施形態のコンソール１８の構成について説明する。図４に示すように、コンソール１８は、制御部８０を備える。制御部８０は、コンソール１８の全体的な動作を司るＣＰＵ８０Ａ、各種プログラム及び各種パラメータ等が予め記憶されたＲＯＭ８０Ｂ、及びＣＰＵ８０Ａによる各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ８０Ｃを備える。
【００４９】
また、コンソール１８は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の不揮発性の記憶部８６を備える。記憶部８６は、第１放射線検出器２０Ａにより撮影された放射線画像を示す画像データ、第２放射線検出器２０Ｂにより撮影された放射線画像を示す画像データ、及びその他の各種データを記憶して保持する。なお、以下では、第１放射線検出器２０Ａにより撮影された放射線画像を「第１放射線画像」といい、第１放射線画像を示す画像データを「第１放射線画像データ」という。また、以下では、第２放射線検出器２０Ｂにより撮影された放射線画像を「第２放射線画像」といい、第２放射線画像を示す画像データを「第２放射線画像データ」という。また、「第１放射線画像」及び「第２放射線画像」を総称する場合は、単に「放射線画像」という。
【００５０】
また、コンソール１８は、表示部８８、操作部９０、及び通信部９２を備えている。表示部８８は、撮影に関する情報等及び撮影により得られた放射線画像等を表示する。操作部９０は、放射線画像の撮影の指示操作及び撮影された放射線画像の画像処理に関する指示等を、ユーザが入力するために用いられる。操作部９０は、一例としてキーボードの形態を有するものであってもよいし、表示部８８と一体化されたタッチパネルの形態を有するものであってもよい。通信部９２は、無線通信及び有線通信の少なくとも一方により、放射線画像撮影装置１６及び放射線照射装置１２との間で各種情報の送受信を行う。また、通信部９２は、無線通信及び有線通信の少なくとも一方により、ＰＡＣＳ(Picture Archiving and Communication System：画像保存通信システム）及びＲＩＳ（Radiology Information System：放射線情報システム）等の外部のシステムとの間で各種情報の送受信を行う。
【００５１】
制御部８０、記憶部８６、表示部８８、操作部９０、及び通信部９２の各部が、バス９４を介して互いに接続されている。
【００５２】
ところで、本実施形態の放射線画像撮影装置１６では、第１放射線検出器２０Ａ及び放射線制限部材２４により放射線Ｒが吸収されるため、第２放射線検出器２０Ｂに到達する放射線量は、第１放射線検出器２０Ａに到達する放射線量よりも少なくなる。さらに放射線制限部材２４は、それを構成する素材にもよるが一般に、放射線Ｒを構成するエネルギーのうち、軟線成分を硬線成分よりも多く吸収すると言う特徴を持つ。そのため第２放射線検出器２０Ｂに到達する放射線Ｒのエネルギー分布は、第１放射線検出器２０Ａに到達する放射線Ｒのエネルギー分布に比べると、硬線成分に偏った分布を持つ。
【００５３】
本実施形態では、一例として、第１放射線検出器２０Ａに到達した放射線Ｒは、第１放射線検出器２０Ａにより約５０％吸収されて放射線画像の撮影に用いられる。また、第１放射線検出器２０Ａを透過して放射線制限部材２４に到達した放射線Ｒは、放射線制限部材２４により約６０％吸収される。また、第１放射線検出器２０Ａ及び放射線制限部材２４を透過して第２放射線検出器２０Ｂに到達した放射線Ｒは、第２放射線検出器２０Ｂにより約５０％吸収されて放射線画像の撮影に用いられる。
【００５４】
すなわち、第２放射線検出器２０Ｂによる放射線画像の撮影に用いられる放射線量（第２放射線検出器２０Ｂで発生する電荷量）は、第１放射線検出器２０Ａによる放射線画像の撮影に用いられる放射線量の約２０％となる。なお、第１放射線検出器２０Ａによる放射線画像の撮影に用いられる放射線量と、第２放射線検出器２０Ｂによる放射線画像の撮影に用いられる放射線量との比は、上記の比に限らない。但し、第２放射線検出器２０Ｂによる放射線画像の撮影に用いられる放射線量は、診断の観点から、第１放射線検出器２０Ａによる放射線画像の撮影に用いられる放射線量の１０％以上であることが好ましい。
【００５５】
また、放射線Ｒは低エネルギーの成分から吸収される。このため、一例として図５に示すように、第２放射線検出器２０Ｂに到達する放射線Ｒのエネルギー成分は、第１放射線検出器２０Ａに到達する放射線Ｒのエネルギー成分の低エネルギー成分が除かれたものとなる。なお、図５は、放射線源１４の管電圧を８０ｋＶとした場合において、縦軸は放射線Ｒの単位面積当たりの吸収量を示し、横軸は放射線Ｒのエネルギーを示している。また、図５の実線Ｌ１は、第１放射線検出器２０Ａが吸収する放射線Ｒについてのエネルギーと単位面積当たりの吸収量との関係を示している。また、図５の実線Ｌ２は、第２放射線検出器２０Ｂが吸収する放射線Ｒについてのエネルギーと単位面積当たりの吸収量との関係を示している。
【００５６】
次に、本実施形態の放射線画像撮影システム１０の作用を説明する。なお、図６は、コンソール１８の制御部８０により実行される全体撮影処理の流れの一例を示すフローチャートである。具体的には、制御部８０のＣＰＵ８０Ａによって全体撮影処理プログラムが実行されることにより、図６に示した全体撮影処理が実行される。なお全体撮影処理プログラムが本発明の画像処理プログラムの一例である。また、ＣＰＵ８０Ａが全体撮影処理プログラムを実行することにより、制御部８０が、本発明の取得部及び除去部の一例として機能する。
【００５７】
なお、本実施形態では、図６に示した全体撮影処理は、コンソール１８の制御部８０が、ユーザにより操作部９０を介して被検体Ｗの氏名、撮影部位、及び放射線Ｒの曝射条件等を含む撮影メニューを取得した場合に実行される。制御部８０は、ＲＩＳ等の外部のシステムから撮影メニューを取得してもよいし、操作部９０を介してユーザが入力した撮影メニューを取得してもよい。
【００５８】
図６のステップＳ１００でコンソール１８の制御部８０は、撮影メニューに含まれる情報を放射線画像撮影装置１６に通信部９２を介して送信し、かつ放射線Ｒの曝射条件を放射線照射装置１２に通信部９２を介して送信する。そして、制御部８０は、放射線Ｒの曝射開始の指示を放射線画像撮影装置１６及び放射線照射装置１２に通信部９２を介して送信する。放射線照射装置１２は、コンソール１８から送信された曝射条件及び曝射開始の指示を受信すると、受信した曝射条件に従って放射線Ｒの曝射を開始する。なお、放射線照射装置１２が照射ボタンを備えている場合は、放射線照射装置１２は、コンソール１８から送信された曝射条件及び曝射開始の指示を受信し、かつ照射ボタンが押圧操作された場合に、受信した曝射条件に従って放射線Ｒの曝射を開始する。
【００５９】
放射線画像撮影装置１６では、コンソール１８から送信された撮影メニューに含まれる情報に従って、第１放射線検出器２０Ａにより第１放射線画像を撮影し、第２放射線検出器２０Ｂにより第２放射線画像を撮影する。放射線画像撮影装置１６では、制御部５８Ａ、５８Ｂが、各々撮影された第１放射線画像を示す第１放射線画像データ及び第２放射線画像を示す第２放射線画像データに対して、オフセット補正及びゲイン補正等の各種補正を行った後、記憶部６４に記憶させる。
【００６０】
次のステップＳ１０２で制御部８０は、放射線画像撮影装置１６における放射線画像の撮影が終了したか否かを判定する。放射線画像の撮影が終了したか否かの判定方法は特に限定されず、例えば、放射線画像撮影装置１６の制御部５８Ａ、５８Ｂの各々が、通信部６６を介して撮影が終了したことを表す終了情報をコンソール１８に送信する場合、コンソール１８の制御部８０は、終了情報を受信した場合に、放射線画像撮影装置１６における撮影が終了したと判定する。
【００６１】
また、例えば、制御部５８Ａ、５８Ｂの各々が、通信部６６を介して撮影終了後に第１放射線画像データ及び第２放射線画像データをコンソール１８に送信する場合、制御部８０は、第１放射線画像データ及び第２放射線画像データを受信した場合に、放射線画像撮影装置１６における撮影が終了したと判定する。なお、コンソール１８は、第１放射線画像データ及び第２放射線画像データを受信した場合、受信した第１放射線画像データ及び第２放射線画像データを記憶部８６に記憶させる。
【００６２】
制御部８０は、放射線画像撮影装置１６における撮影が終了するまで否定判定となり待機状態となる。一方、放射線画像撮影装置１６における撮影が終了した場合、制御部８０は、肯定判定となりステップＳ１０４へ移行する。
【００６３】
ステップＳ１０４で制御部８０は、図７に示す画像生成処理を実行した後、本全体撮影処理を終了する。
【００６４】
次に、全体撮影処理（図６参照）のステップＳ１０４の処理によって実行される画像生成処理について、図７を参照して説明する。
【００６５】
本実施形態の放射線画像撮影装置１６では、グリッド２３を透過した放射線Ｒが、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂに照射されるため、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂで撮影された放射線画像には、グリッド２３が縞模様の画像として写り込んでしまう。そのため、図７に示した画像生成処理では、第１放射線画像及び第２放射線画像の各々に写り込んだグリッド２３の画像を除去する画像処理を行う。
【００６６】
以下では、第１放射線画像に写り込んだグリッド２３の画像を「第１グリッド画像」といい、第２放射線画像に写り込んだグリッド２３の画像を「第２グリッド画像」という。
【００６７】
図７のステップＳ２００でコンソール１８の制御部８０は、第１放射線画像データ及び第２放射線画像データを取得する。制御部８０は、第１放射線画像データ及び第２放射線画像データが記憶部８６に記憶されている場合、記憶部８６から第１放射線画像データ及び第２放射線画像データを読み出すことにより取得する。また、制御部８０は、記憶部８６に第１放射線画像データ及び第２放射線画像データが記憶されていない場合、第１放射線検出器２０Ａから第１放射線画像データを取得し、第２放射線検出器２０Ｂから第２放射線画像データを取得する。
【００６８】
次のステップＳ２０２で制御部８０は、第１放射線画像から第１グリッド画像を検出する。制御部８０が第１放射線画像から第１グリッド画像を検出する方法は特に限定されない。例えば、制御部８０は、グリッドの周波数成分に応じたバンドパスフィルタに放射線画像を通過させることにより抽出したグリッドの周波数成分によってグリッド画像を生成してもよい。なお、本実施形態において「周波数」とは、空間周波数のことをいう。
【００６９】
次のステップＳ２０４で制御部８０は、第２放射線画像から第２グリッド画像を、上記ステップＳ２０２と同様に検出する。
【００７０】
次のステップＳ２０６で制御部８０は、図８に示した擬似第２グリッド画像生成処理を実行して、第１グリッド画像から擬似第２グリッド画像を生成する。なお、「擬似第２グリッド画像」とは、第２放射線画像に含まれるグリッド２３の画像の擬似的な画像である。本実施形態の擬似第２グリッド画像は、第２放射線画像から直接検出されたグリッド画像ではなく、第１グリッド画像から生成された画像である。
【００７１】
図８のステップＳ２５０で制御部８０は、第１放射線画像に対する第２放射線画像の拡大率及び回転角度を導出する。なお、本実施形態では、拡大率及び回転角度を導出する形態について説明するが、本実施形態の形態に限らず、例えば、拡大率、回転角度、及び回転の中心となる中心位置のずれを導出してもよい。
【００７２】
上述したように、第２放射線検出器２０Ｂは、第１放射線検出器２０Ａの放射線Ｒが透過されて出射される側に積層されて配置されている。そのため、第１放射線検出器２０Ａと第２放射線検出器２０Ｂとでは、放射線源１４からの距離が異なり、第２放射線検出器２０Ｂで撮影された第２放射線画像（被検体Ｗの画像）は、第１放射線検出器２０Ａで撮影された第１放射線画像（被検体Ｗの画像）を拡大した画像となる。そのため、本ステップでは、第１放射線画像に対する第２放射線画像の拡大率を導出する。
【００７３】
また、第１放射線検出器２０Ａと第２放射線検出器２０Ｂとは、第１放射線画像及び第２放射線画像において同様の位置に被検体Ｗの画像を写り込ませるために、各々の撮影領域の放射線Ｒの入射方向に対する位置が位置合わせされた状態で、筐体２１内に設けられている。しかしながら、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの筐体２１内への取り付け誤差等により、第１放射線検出器２０Ａと第２放射線検出器２０Ｂとの位置がずれてしまう場合がある。例えば、図９には、放射線Ｒが入射される側から見た第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの取り付け状態の一例を示している。なお、図９に示す例では、第１放射線検出器２０Ａに対して、第２放射線検出器２０Ｂが平面視反時計回りに回転した位置にずれて取り付けられた状態とされている。この場合、第２放射線画像に写り込む被検体Ｗの画像は、第１放射線画像に写り込む被検体Ｗの画像に対して、時計回りに回転した画像となる。換言すれば、第２放射線画像は、第１放射線画像に対して時計回りに回転した画像となる。そのため、本ステップＳ２５０では、第１放射線検出器２０Ａと第２放射線検出器２０Ｂとの積層方向と交差する方向のずれ量として、第１放射線画像に対する第２放射線画像の回転角度、換言すれば、第１放射線画像と第２放射線画像との間の相対角度を導出する。
【００７４】
第１放射線画像に対する第２放射線画像の拡大率及び回転角度を導出する方法は特に限定されない。
【００７５】
例えば、事前にマーカーが写り込む状態で放射線画像撮影装置１６により撮影を行って得られた第１放射線画像と第２放射線画像とにおける上記マーカーの画像の大きさ及び位置の差異から、第１放射線画像に対する第２放射線画像の拡大率及び回転角度を導出してもよい。また、例えば、被検体Ｗを撮影して得られた第１放射線画像と第２放射線画像に写り込む被検体Ｗの同一の特徴的な構造物の画像に基づいて、第１放射線画像に対する第２放射線画像の拡大率及び回転角度を導出してもよい。
【００７６】
図１０を参照して、第１放射線画像に対する第２放射線画像の拡大率及び回転角度を導出する具体例について説明する。なお、図１０に示した例は、図９に示したようにずれた状態で設けられた第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂにより撮影された第１放射線画像１００Ａ及び第２放射線画像１００Ｂを、そのまま重ね合わせた状態を示している。
【００７７】
図１０に示した例では、被検体Ｗの特徴的な２つの構造物が、第１放射線画像１００Ａには被検体画像１０２Ａ及び被検体画像１０４Ｂとして写り込んでおり、第２放射線画像１００Ｂには被検体画像１０２Ｂ及び被検体画像１０４Ｂとして写り込んだ状態を示している。ここで、被検体画像１０２Ａと被検体画像１０２Ｂとは、同一の構造物の画像であり、被検体画像１０４Ａと被検体画像１０４Ｂとは、同一の構造物の画像である。
【００７８】
この場合、被検体画像１０２Ａと被検体画像１０４Ａとを結んだ直線Ｍ１の長さに対する、被検体画像１０２Ｂと被検体画像１０４Ｂとを結んだ直線Ｍ２の長さの倍率を導出することにより、拡大率が得られる。また、直線Ｍ１に対する直線Ｍ２の角度を導出することにより、回転角度が得られる。
【００７９】
次のステップＳ２５２で制御部８０は、第１グリッド画像からグリッド２３による縞の本数（以下、「グリッドの本数」という）及び放射線画像の画素の配列方向に対するグリッド２３による縞模様の角度（以下、「グリッドの角度」という）を導出する。上述した第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの取り付けずれと同様に、グリッド２３についても、筐体２１内への取り付け誤差等により、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂとの画素３２の配列方向に対する位置がずれてしまう場合がある。この場合、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの画素３２の配列方向に対して、グリッド２３の配列方向が斜めになる。そのため、第１グリッド画像及び第２グリッド画像は、第１放射線画像１００Ａ及び第２放射線画像１００Ｂにおいて、斜めの縞模様を有する画像として写り込む。
【００８０】
そこで、本ステップにおいて制御部８０は、第１グリッド画像に対して一例として、周波数解析を行うことにより、第１グリッド画像の縞模様における縞の数をグリッドの本数として検出し、画像解析を行うことにより、画素３２の配列に対する縞模様の角度をグリッドの角度として導出する。
【００８１】
次のステップＳ２５４では、上記ステップＳ２５２と同様に、第２グリッド画像からグリッドの本数及びグリッドの角度を導出する。
【００８２】
ところで、一般に、放射線画像データには、ナイキスト周波数以上の高周波成分が含まれている。画素間隔Δ［ｃｍ］の放射線検出器のナイキスト周波数ｆＮ［本／ｃｍ］は、下記（１）式で表される。
【００８３】
ｆＮ＝１／（２×Δ）    ・・・（１）
【００８４】
例えば、画素間隔Δが１５０［μｍ］であれば、ナイキスト周波数ｆＮは、３３．３３［本／ｃｍ］となる。
【００８５】
ナイキスト周波数以上の高周波は、ナイキスト周波数を境に低周波側に折り返したものが画像として記録される。ナイキスト周波数以上の高周波における折り返しについては、例えば、特許公報第５４３６４８３号公報に記載されている。具体的には、一例として図１１に示すように、周波数ｆＧ及び周波数２ｆＧは、ナイキスト周波数ｆＮ及び周波数ｆ＝０を壁として反射し、周波数ｆＧｒ及び周波数２ｆＧｒとなる。
【００８６】
例えば、図１１を第１放射線画像１００Ａの第１グリッド画像における周波数ｆＧ及び周波数２ｆＧについての模式図とした場合、実際のグリッド２３と第１放射線検出器２０Ａとの相対角度θｒは、周波数ｆＧについては相対角度θｒ１となり、周波数２ｆＧについては相対角度θｒ２となる。
【００８７】
そこで、本実施形態の制御部８０では、このナイキスト周波数による折返しを考慮して、第１グリッド画像から擬似第２グリッド画像を生成するために、以下の処理を行う。
【００８８】
次のステップＳ２５６で制御部８０は、周波数Ｆ及び周波数Ｆの高調波（２Ｆ、３Ｆ・・・）について、上記ステップＳ２５２で導出した第１グリッド画像のグリッドの角度を、ナイキスト周波数による折返しがない角度に修正する。例えば、図１１に示した例では、相対角度θｒ１及び相対角度θｒ２について、相対角度θｒに修正する。
【００８９】
次のステップＳ２５８で制御部８０は、第１グリッド画像を擬似第２グリッド画像に変換する。本実施形態では、上記ステップＳ２５２で導出したグリッドの本数をｂ本とし、上記ステップＳ２５２で導出した拡大率をａ％とした場合、下記（２）式により、擬似第２グリッド画像のグリッドの本数に変換する。
【００９０】
グリッドの本数＝ｂ／（１＋ａ／１００）    ・・・（２）
【００９１】
また、上記ステップＳ２５６の処理によって修正した第１グリッド画像のグリッドの角度に上記ステップＳ２５０で導出した回転角度を加算することにより、ナイキスト周波数による折返しがない擬似第２グリッド画像のグリッド角度に変換する。
【００９２】
次のステップＳ２６０で制御部８０は、各周波数（Ｆ、２Ｆ、３Ｆ・・・）の各々について、何回ナイキスト周波数で折り返したかを見積もり、上記ステップＳ２５８の処理で得られた擬似第２グリッド画像のグリッドの角度に応じて周波数毎に、ナイキスト周波数で折り返す。これにより、擬似第２グリッド画像の周波数毎のグリッドの角度が導出される。
【００９３】
制御部８０が、このようにして導出したグリッドの角度及び本数を用いて擬似第２グリッド画像を生成すると、本擬似第２グリッド画像生成処理を終了して、図７に示した画像生成処理のステップＳ２０８へ移行する。
【００９４】
ステップＳ２０８で制御部８０は、上記ステップＳ２０６の擬似第２グリッド画像生成処理のステップＳ２５４で導出した第２グリッド画像のグリッドの本数と、擬似第２グリッド画像のグリッドの本数との差（以下、「本数差」という）が、所定の範囲内であるか否かを判定する。本数差が所定の範囲内ではない場合、否定判定となりステップＳ２１２へ移行する。一方、本数差が所定の範囲内である場合、肯定判定となりステップＳ２１０へ移行する。
【００９５】
ステップＳ２１０で制御部８０は、上記ステップＳ２０６の擬似第２グリッド画像生成処理のステップＳ２５４で導出した第２グリッド画像のグリッドの角度と、擬似第２グリッド画像のグリッドの角度との差（以下、「角度差」という）が、所定の範囲内であるか否かを判定する。角度差が所定の範囲内の場合、肯定判定となりステップＳ２１２へ移行する。
【００９６】
ステップＳ２１２で制御部８０は、第１放射線画像１００Ａから第１グリッド画像を除去する。次のステップＳ２１４で制御部８０は、第２放射線画像１００Ｂから上記ステップＳ２０６で生成した擬似第２グリッド画像を除去した後、ステップＳ２２０へ移行する。なお、第２放射線画像１００Ｂから擬似第２グリッド画像を除去する等、放射線画像からグリッド２３の画像を除去する方法は特に限定されない。例えば、グリッド２３の画像の反転パターンを、放射線画像に重畳することにより、放射線画像からグリッド２３の画像を除去してもよい。
【００９７】
このように、本実施形態の画像生成処理では、第２放射線画像１００Ｂから検出した第２グリッド画像と、擬似第２グリッド画像とのグリッドに関する差分が大きい場合、第２グリッド画像が適切な画像ではない可能性が高いため、擬似第２グリッド画像を除去することにより、第２放射線画像１００Ｂからグリッド２３が写り込んだ画像を除去する。
【００９８】
なお、上述した本数差における所定の範囲、及び角度差における所定の範囲は、第１放射線検出器２０Ａと第２放射線検出器２０Ｂとの筐体２１内への取り付け誤差等を考慮し、予め得ておいた値を用いればよい。
【００９９】
一方、角度差が所定の範囲内である場合、肯定判定となりステップＳ２１６へ移行する。
【０１００】
ステップＳ２１６で制御部８０は、第１放射線画像１００Ａから第１グリッド画像を除去する。次のステップＳ２１８で制御部８０は、第２放射線画像１００Ｂから上記ステップＳ２０４で検出した第２グリッド画像を除去した後、ステップＳ２２０へ移行する。
【０１０１】
次のステップＳ２２０で制御部８０は、以上の処理によりグリッド２３の画像が除去された第１放射線画像データ及び第２放射線画像データを用いて、エネルギーサブトラクション画像を示す画像データを生成する。なお、以下では、エネルギーサブトラクション画像を「ＥＳ（Energy Subtraction）画像」といい、エネルギーサブトラクション画像を示す画像データを「ＥＳ画像データ」という。
【０１０２】
本実施形態では、制御部８０は、第１放射線画像データに所定の係数を乗算して得られた画像データを、第２放射線画像データに所定の係数を乗算して得られた画像データから対応する画素毎に減算する。この減算を行うことにより、制御部８０は、軟部組織を除去し、骨部組織を強調したＥＳ画像を示すＥＳ画像データを生成する。なお、第１放射線画像データと第２放射線画像データとの対応する画素の決定方法は特に限定されない。例えば、上記擬似第２グリッド画像生成処理のステップＳ２５０で第１放射線画像に対する第２放射線画像の拡大率及び回転角度を導出した方法と同様に、被検体Ｗの特徴的な構造物またはマーカーの位置の差異から位置ずれ量を算出し、算出した位置ずれ量に基づいて、第１放射線画像データと第２放射線画像データとの対応する画素を決定してもよい。
【０１０３】
次のステップＳ２２２で、制御部８０は、上記ステップＳ２２０で生成されたＥＳ画像データにより示されるＥＳ画像における骨部組織の領域（以下、「骨部領域」という）を決定する。本実施形態では、例えば、制御部８０は、撮影メニューに含まれる撮影部位に基づいて、おおよその骨部領域の範囲を推定する。そして、制御部８０は、推定した範囲内において、周辺画素の微分値が所定値以上の画素を、骨部領域のエッジ（端部）を構成する画素として検出することで、骨部領域を決定する。
【０１０４】
一例として図１２に示すように、本ステップＳ２２２の処理により、制御部８０は、骨部領域ＢのエッジＥを検出し、エッジＥ内の領域を骨部領域Ｂと決定する。図１２では、一例として、被検体Ｗの上半身の背骨部分を撮影した場合のＥＳ画像を示している。
【０１０５】
なお、骨部領域Ｂの決定方法は上記の例に限定されない。例えば、制御部８０は、上記ステップＳ２２０で生成されたＥＳ画像データにより示されるＥＳ画像を表示部８８に表示する。ユーザは表示部８８に表示されたＥＳ画像に対して、操作部９０を介して骨部領域ＢのエッジＥを指定する。そして、制御部８０は、ユーザにより指定されたエッジＥ内の領域を骨部領域Ｂと決定してもよい。
【０１０６】
また、制御部８０は、ＥＳ画像と、上記ステップＳ２２２で検出されたエッジＥとを重畳させた画像を表示部８８に表示してもよい。この場合、ユーザは、表示部８８に表示されたエッジＥを修正する必要がある場合は、操作部９０を介してエッジＥの位置を修正する。そして、制御部８０は、ユーザにより修正されたエッジＥ内の領域を骨部領域Ｂと決定してもよい。
【０１０７】
次のステップＳ２２４で、制御部８０は、上記ステップＳ２２０で生成されたＥＳ画像データにより示されるＥＳ画像における軟部組織の領域（以下、「軟部領域」という。）を決定する。本実施形態では、例えば、制御部８０は、エッジＥから所定の方向に対して所定の画素数を空けた位置の画素を含む所定の面積の領域であって、骨部領域Ｂを除く領域を軟部領域と決定する。一例として図１２に示すように、本ステップＳ２２４の処理により、制御部８０は、複数（図１２に示す例では６つ）の軟部領域Ｓを決定する。
【０１０８】
なお、上記所定の方向及び所定の画素数は、放射線画像撮影装置１６の実機を用いた実験等により、撮影部位等に応じて予め定めておけばよい。また、上記所定の面積は、予め定めておいてもよいし、ユーザに指定させてもよい。また、例えば、制御部８０は、ＥＳ画像データにおける最小の画素値（骨部領域Ｂを除いた被検体Ｗの体厚が最も厚い位置に対応する画素値）を下限値とした所定の範囲内の画素値の画素を軟部領域Ｓと決定してもよい。また、ステップＳ２２４で決定する軟部領域Ｓの数は、図１２に示した例の数に限定されないことは言うまでもない。
【０１０９】
次のステップＳ２２６で、制御部８０は、上記ステップＳ２２０で生成されたＥＳ画像データに対し、ＥＳ画像の撮影毎のばらつきが許容範囲内となる補正を行う。本実施形態では、一例として、制御部８０は、ＥＳ画像データの全周波数帯域に対し、画像のムラを除去する補正を行う。なお、本ステップＳ２２６の処理により補正が行われて得られた画像データは、後述するステップＳ２２８からステップＳ２３２までの処理による骨密度の算出に用いられるため、以下では「ＤＸＡ（Dual-energy X-ray Absorptiometry）画像データ」という。
【０１１０】
次のステップＳ２２８で、制御部８０は、ＤＸＡ画像データにおける骨部領域Ｂの画素値の平均値Ａ１を算出する。次のステップＳ２３０で、制御部８０は、ＤＸＡ画像データにおける全ての軟部領域Ｓの画素値の平均値Ａ２を算出する。ここで、本実施形態では、一例として、制御部８０は、エッジＥから遠い軟部領域Ｓほど画素値が小さくなる重み付けを行って、平均値Ａ２を算出する。なお、ステップＳ２２８及びステップＳ２３０で平均値Ａ１、Ａ２を算出する前に、メディアンフィルタ等を用いて骨部領域Ｂの画素値及び軟部領域Ｓの画素値の異常値を除去してもよい。
【０１１１】
次のステップＳ２３２で、制御部８０は、被検体Ｗの撮影部位の骨密度を算出する。本実施形態では、一例として、制御部８０は、上記ステップＳ２２８で算出された平均値Ａ１と上記ステップＳ２３０で算出された平均値Ａ２との差分を算出する。また、制御部８０は、算出した差分に対し、画素値を骨量［ｇ］に変換する変換係数を乗算することにより、骨量を算出する。そして、制御部８０は、算出した骨量を、骨部領域Ｂの面積［ｃｍ２］で除算することにより、骨密度［ｇ／ｃｍ２］を算出する。なお、上記変換係数は、放射線画像撮影装置１６の実機を用いた実験等により、撮影部位等に応じて予め定めておけばよい。
【０１１２】
次のステップＳ２３４で、制御部８０は、上記ステップＳ２２０で生成されたＥＳ画像データ、及び上記ステップＳ２３２で算出された骨密度を、被検体Ｗを識別する情報に対応付けて、記憶部８６に記憶する。なお、上記ステップＳ２２０で生成されたＥＳ画像データ、及びステップＳ２３２で算出された骨密度と、第１放射線画像データ及び第２放射線画像データとの双方を、被検体Ｗを識別する情報に対応付けて、記憶部８６に記憶してもよい。
【０１１３】
次のステップＳ２３６で、制御部８０は、上記ステップＳ２２０で生成されたＥＳ画像データにより示されるＥＳ画像、及びステップＳ２３２で算出された骨密度を表示部８８に表示した後、本画像生成処理を終了する。
【０１１４】
以上説明したように、本実施形態の放射線画像撮影システム１０は、照射された放射線Ｒの線量の増加で、発生する電荷が増加するセンサ部３２Ａを含んで構成される複数の画素３２が２次元状に配置される第１放射線検出器２０Ａと、第１放射線検出器２０Ａの放射線Ｒが透過されて出射される側に積層されて配置され、かつ照射された放射線Ｒの線量の増加で、発生する電荷が増加するセンサ部３２Ａを含んで構成される複数の画素３２が２次元状に配置される第２放射線検出器２０Ｂと、を備えた放射線画像撮影装置１６と、制御部８０を有するコンソール１８と、を備える。コンソール１８の制御部８０は、被検体Ｗを透過した放射線Ｒに含まれる散乱線を除去するグリッド２３を用いて、第１放射線検出器２０Ａにより撮影された第１放射線画像１００Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂにより撮影された第２放射線画像１００Ｂを取得する。また、制御部８０は、取得した第１放射線画像１００Ａからグリッド２３の画像である第１グリッド画像を検出して除去し、第１グリッド画像を用いて、第２放射線画像１００Ｂからグリッド２３の画像を除去する。
【０１１５】
本実施形態の放射線画像撮影装置１６では、第２放射線検出器２０Ｂに到達する放射線量は、第１放射線検出器２０Ａに到達する放射線量よりも少なくなる。そのため、第２放射線検出器２０Ｂにより撮影された第２放射線画像１００Ｂから検出した第２グリッド画像がグリッド２３の画像として適切ではない場合がある。コンソール１８の制御部８０は、このような場合、第１放射線検出器２０Ａにより撮影された第１放射線画像１００Ａから検出された第１グリッド画像を用いて、第２放射線画像１００Ｂに含まれるグリッド２３の画像の擬似的な画像である擬似第２グリッド画像を生成する。そして、制御部８０は、第２放射線画像１００Ｂから第２放射線画像を除去する画像処理を行う。
【０１１６】
従って、本実施形態の放射線画像撮影システム１０によれば、第２放射線検出器２０Ｂに照射される放射線Ｒの線量が、第１放射線検出器２０Ａに照射される放射線Ｒの線量より少なくても、取得した放射線画像に対し、適切な画像処理を可能とすることができる。
【０１１７】
なお、本実施形態の画像生成処理では、第２放射線画像１００Ｂから擬似第２グリッド画像を除去する場合として、第２放射線画像１００Ｂから検出した第２グリッド画像と、擬似第２グリッド画像とのグリッドに関する差分が大きい場合に、について説明したがこの場合に限らない。例えば、第２グリッド画像におけるグリッドの本数やグリッドの角度が、実験等により得られた想定される値と大きく異なる場合、第２グリッド画像と擬似第２グリッド画像との差分を判定せずに、第２放射線画像１００Ｂから擬似第２グリッド画像を除去する処理を行ってもよい。また、第２放射線画像１００Ｂから第２グリッド画像が検出できなかった場合も、第２放射線画像１００Ｂから擬似第２グリッド画像を除去する処理を行うとよい。
【０１１８】
また、本実施形態では、第２グリッド画像と第２放射線画像との差分として、グリッドの本数及びグリッドの角度を用いる場合について説明したが、これに限らず、例えば、グリッドの本数及びグリッドの角度のいずれか一方であってもよい。また、上記差分は、例えば、第２放射線画像１００Ｂに対する、縞模様の位置であってもよい。
【０１１９】
また、本実施形態では、第１放射線画像１００Ａに対する第２放射線画像１００Ｂの拡大率及び回転角度を導出する場合について説明したが、第２放射線画像１００Ｂに対する第１放射線画像１００Ａの縮小率及び回転角度を導出してもよい。
【０１２０】
また、本実施形態の制御部８０は、グリッド２３の画像を除去した第１放射線画像１００Ａ及び第２放射線画像１００Ｂを記憶部８６に記憶させてもよい。また、この場合、第２放射線画像１００Ｂについては、第２グリッド画像及び擬似第２グリッド画像のいずれを除去したかを表す情報を対応付けて記憶させてもよい。
【０１２１】
また、本実施形態では、第２グリッド画像を除去した第２放射線画像１００Ｂ及び、擬似第２グリッド画像を除去した第２放射線画像１００Ｂを生成する場合について説明したが、これに限らず、両方の第２放射線画像１００Ｂを生成してもよい。この場合、例えば、第２グリッド画像を除去した第２放射線画像１００Ｂ及び、擬似第２グリッド画像を除去した第２放射線画像１００Ｂの両方をユーザに提示し、いずれを用いて骨密度を導出するかユーザによる選択が可能としてもよい。
【０１２２】
また、本実施形態では、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの双方に、放射線を一旦光に変換し、変換した光を電荷に変換する間接変換型の放射線検出器を適用した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの少なくとも一方に、放射線を電荷へ直接変換する直接変換型の放射線検出器を適用する形態としてもよい。
【０１２３】
また、本実施形態では、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの双方に、ＴＦＴ基板３０Ａ、３０Ｂ側から放射線Ｒが入射される表面読取方式の放射線検出器を適用した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの少なくとも一方に、シンチレータ２２Ａ、２２Ｂ側から放射線Ｒが入射される裏面読取方式（所謂ＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式）の放射線検出器を適用する形態としてもよい。
【０１２４】
また、本実施形態では、２つの制御部（制御部５８Ａ、５８Ｂ）により放射線画像撮影装置１６の制御を実現する場合について説明したが、これに限定されない。例えば１つの制御部により放射線画像撮影装置１６の制御を実現する形態としてもよい。また、本実施形態では、コンソール１８の制御部８０が、本発明の取得部及び除去部の一例として機能する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、取得部及び除去部の少なくとも機能を、制御部５８Ａ及び制御部５８Ｂの一方が有していてもよいし、放射線画像撮影装置１６及びコンソール１８と異なる、読影装置等の他の装置が有していてもよい。
【０１２５】
また、本実施形態では、第１放射線画像１００Ａ及び第２放射線画像１００Ｂを用いて、骨密度を導出する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、第１放射線画像１００Ａ及び第２放射線画像１００Ｂを用いて、骨塩定量を導出してもよいし、骨密度及び骨塩定量の双方を導出してもよい。
【０１２６】
また、本実施形態では、全体撮影処理プログラムがＲＯＭ８０Ｂに予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、これに限定されない。全体撮影処理プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disk Read Only Memory）、及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、全体撮影処理プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。
【符号の説明】
【０１２７】
１０  放射線画像撮影システム
１２  放射線照射装置
１４  放射線源
１６  放射線画像撮影装置
１８  コンソール
２０Ａ  第１放射線検出器
２０Ｂ  第２放射線検出器
２１  筐体
２２Ａ、２２Ｂ  シンチレータ
２３  グリッド
２４  放射線制限部材
２６Ａ、２６Ｂ  制御基板
２８  ケース
３０Ａ、３０Ｂ  ＴＦＴ基板
３２  画素
３２Ａ  センサ部
３２Ｂ  コンデンサ
３２Ｃ  薄膜トランジスタ
３４  ゲート配線
３６  データ配線
５２Ａ、５２Ｂ  ゲート配線ドライバ
５４Ａ、５４Ｂ  信号処理部
５６Ａ、５６Ｂ  画像メモリ
５８Ａ、５８Ｂ、８０  制御部
６０、８０Ａ  ＣＰＵ
６２  メモリ
６４、８６  記憶部
６６、９２  通信部
７０  電源部
８０Ｂ  ＲＯＭ
８０Ｃ  ＲＡＭ
８８   表示部
９０   操作部
９４   バス
１００Ａ  第１放射線画像
１００Ｂ  第２放射線画像
１０２Ａ、１０２Ｂ、１０４Ａ、１０４Ｂ  被検体画像
Ｂ  骨部領域
Ｅ  エッジ
ｆＮ  ナイキスト周波数
ｆＧ、２ｆＧ、ｆＧｒ、２ｆＧｒ  周波数
Ｌ１、Ｌ２  実線
Ｍ１、Ｍ２  直線
Ｒ  放射線
Ｓ  軟部領域
Ｗ  被検体
θｒ、θｒ１、θｒ２  相対角度
【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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