(57)【要約】【課題】トモシンセシス撮影によるＸ線断層画像を短時間で高速に再構成することができるＸ線画像撮影装置、撮影方法および撮影プログラムを提供する。【解決手段】Ｘ線画像撮影装置は、トモシンセシス撮影により、Ｘ線源を一方向に移動しつつ、異なる角度で被写体にＸ線を照射し、被写体に照射されたＸ線をフラットパネル型検出器で検出して、撮影角度の異なる複数枚のＸ線画像の投影データを取得する撮影部と、フラットパネル型検出器および周辺回路に起因する欠陥画素の情報が記憶された欠陥画素マップと、欠陥画素マップを参照して、撮影部によって取得された複数枚のＸ線画像のそれぞれの投影データを構成する画素データのうち、欠陥画素に対応する異常画素データを使用せず、正常画素に対応する画素データだけを用いてＸ線断層画像を再構成する画像処理部とを備えている。【選択図】  図２
2011072538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トモシンセシス撮影により、Ｘ線源を一方向に移動しつつ、異なる角度で被写体にＸ線を照射し、前記被写体に照射されたＸ線をフラットパネル型検出器で検出して、撮影角度の異なる複数枚のＸ線画像の投影データを取得する撮影部と、
前記フラットパネル型検出器および周辺回路に起因する欠陥画素の情報が記憶された欠陥画素マップを参照して、前記撮影部によって取得された複数枚のＸ線画像のそれぞれの投影データを構成する画素データのうち、前記欠陥画素に対応する異常画素データを使用せず、正常画素に対応する画素データだけを用いてＸ線断層画像を再構成する画像処理部とを備えていることを特徴とするＸ線画像撮影装置。
【請求項２】
前記画像処理部は、
前記欠陥画素マップを参照して、前記撮影部によって取得された複数枚のＸ線画像のそれぞれの投影データの画素データのうち、前記フラットパネル型検出器および周辺回路に起因する欠陥画素に対応する異常画素データを特定する異常画素データ特定部と、
前記異常画素データ特定部により特定された欠陥画素に対応する異常画素データをマスクする補正処理を行う第１の画像補正部と、
前記第１の画像補正部による補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第１のＸ線断層画像を再構成する第１の画像再構成部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項３】
前記画像処理部は、さらに、
前記撮影部によって取得された複数枚のＸ線画像のそれぞれについて、前記異常画素データ特定部により特定された欠陥画素に対応する異常画素データを補正する補正処理を行う第２の画像補正部と、
前記第２の画像補正部による補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第２のＸ線断層画像を再構成する第２の画像再構成部と、
前記第１の画像再構成部によって再構成された第１のＸ線断層画像と前記第２の画像再構成部によって再構成された第２のＸ線断層画像とを所定のタイミングで切り替えて出力するセレクタとを備えていることを特徴とする請求項２に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項４】
前記セレクタは、前記第１の画像再構成部で前記第１のＸ線断層画像の再構成が完了した後、前記第１のＸ線断層画像を出力し、前記第２の画像再構成部で前記第２のＸ線断層画像の再構成が完了した後、前記第２のＸ線断層画像を出力するものであることを特徴とする請求項３に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項５】
前記セレクタは、前記第２のＸ線断層画像の再構成が完了してからあらかじめ設定された一定の時間が経過した後、前記第１のＸ線断層画像から前記第２のＸ線断層画像に切り替えて出力するものであることを特徴とする請求項４に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項６】
前記セレクタは、前記第２のＸ線断層画像の再構成が完了した後、外部から入力された指示に従って、前記第１のＸ線断層画像と前記第２のＸ線断層画像とを切り替えて出力するものであることを特徴とする請求項３に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項７】
前記セレクタは、前記第１の画像再構成部で前記第１のＸ線断層画像の再構成が完了した後、前記第１のＸ線断層画像を出力し、前記第１のＸ線断層画像において前記異常画素データ部を使用せずに再構成された部分が、前記第２の画像再構成部で前記第２のＸ線断層画像の異常画素データ部が再構成される毎に、前記再構成された第２のＸ線断層画像の異常画素データ部を、これに対応する前記第１のＸ線断層画像の異常画素データ部に切り替えることを、前記第２のＸ線断層画像の再構成が完了するまで繰り返し行うものであることを特徴とする請求項３に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項８】
当該Ｘ線画像撮影装置は、さらに、各種の指示を入力するための入力部と、前記入力部から入力された指示に従って、当該Ｘ線画像撮影装置の動作を制御する制御部と、前記セレクタから出力されたＸ線断層画像を表示する表示部とを備え、
前記制御部は、前記第１のＸ線断層画像が表示されているのか前記第２のＸ線断層画像が表示されているのかの表示状態の情報を前記表示部に表示させるものであることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記入力部から、前記第１のＸ線断層画像と前記第２のＸ線断層画像とを切り替えて表示する指示を入力するための入力画面を前記表示部に表示させるものであることを特徴とする請求項８に記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項１０】
前記第２の画像再構成部は、前記異常画素データ特定部により特定された欠陥画素に対応する異常画素データを利用して、前記欠陥画素に対応する第２のＸ線断層画像の画素だけを再構成するものであることを特徴とする請求項３〜９のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項１１】
前記第２の画像補正部は、同一Ｘ線画像上にある異常画素周辺の正常画素の画素データを用いて、欠陥画素に対応する異常画素データを補正するものであることを特徴とする請求項３〜１０のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項１２】
前記第２の画像補正部は、異なる角度で撮影して取得された別のＸ線画像の投影データを用いて、異常画素に対応する別のＸ線画像の正常画素およびその周辺の正常画素の画素データを用いて、欠陥画素に対応する異常画素データを補正するものであることを特徴とする請求項３〜１０のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
【請求項１３】
トモシンセシス撮影により、Ｘ線源を一方向に移動しつつ、異なる角度で被写体にＸ線を照射し、前記被写体に照射されたＸ線をフラットパネル型検出器で検出して、撮影角度の異なる複数枚のＸ線画像の投影データを取得し、
前記フラットパネル型検出器および周辺回路に起因する欠陥画素の情報が記憶された欠陥画素マップを参照して、前記取得された複数枚のＸ線画像のそれぞれの投影データを構成する画素データのうち、前記欠陥画素に対応する異常画素データを使用せず、正常画素に対応する画素データだけを用いてＸ線断層画像を再構成することを特徴とするＸ線画像撮影方法。
【請求項１４】
前記Ｘ線断層画像を再構成することは、
前記欠陥画素マップを参照して、前記取得された複数枚のＸ線画像のそれぞれの投影データを構成する画素データのうち、前記フラットパネル型検出器の欠陥画素に対応する異常画素データを特定し、
前記特定された欠陥画素に対応する異常画素データをマスクする第１の補正処理を行い、
前記第１の補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第１のＸ線断層画像を再構成することを含むことを特徴とする請求項１３に記載のＸ線画像撮影方法。
【請求項１５】
さらに、前記特定された欠陥画素に対応する異常画素データを補正する第２の補正処理を行い、
前記第２の補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第２のＸ線断層画像を再構成し、
前記第１のＸ線断層画像と前記第２のＸ線断層画像とを所定のタイミングで切り替えて出力することを含むことを特徴とする請求項１４に記載のＸ線画像撮影方法。
【請求項１６】
トモシンセシス撮影により、Ｘ線源を一方向に移動しつつ、異なる角度で被写体にＸ線を照射し、前記被写体に照射されたＸ線をフラットパネル型検出器で検出して取得された、撮影角度の異なる複数枚のＸ線画像の投影データを受け取るステップと、
フラットパネル型検出器および周辺回路に起因する欠陥画素の情報が記憶された欠陥画素マップを参照して、前記受け取った複数枚のＸ線画像のそれぞれの投影データを構成する画素データのうち、前記フラットパネル型検出器の欠陥画素に対応する異常画素データを特定するステップと、
前記特定された欠陥画素に対応する異常画素データをマスクする第１の補正処理を行うステップと、
前記第１の補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第１のＸ線断層画像を再構成するステップと、
をコンピュータに実行させるためのＸ線画像撮影プログラム。
【請求項１７】
さらに、前記特定された欠陥画素に対応する異常画素データを補正する第２の補正処理を行うステップと、
前記第２の補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第２のＸ線断層画像を再構成するステップと、
前記第１のＸ線断層画像と前記第２のＸ線断層画像とを所定のタイミングで切り替えて出力するステップと、
をコンピュータに実行させるための請求項１６に記載のＸ線画像撮影プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トモシンセシス撮影により取得された複数枚のＸ線画像の投影データを用いて、被写体の任意高さの断面におけるＸ線断層画像を再構成するＸ線画像撮影装置、撮影方法および撮影プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トモシンセシス撮影を行うＸ線画像撮影装置では、Ｘ線源を一方向に移動しつつ、異なる角度で被写体にＸ線を照射し、被写体に照射されたＸ線をフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）で検出することにより、１回の撮影操作で、被写体の、撮影角度の異なる複数枚のＸ線画像の投影データが取得される。そして、取得された複数枚のＸ線画像の投影データを用いて画像処理を行って、被写体の任意高さの断面におけるＸ線断層画像の再構成が行われる。
【０００３】
以下、Ｘ線断層画像の再構成について説明する。
【０００４】
図５（Ａ）に示すように、トモシンセシス撮影時に、Ｘ線源が一方向に移動されて、位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から被写体３０にＸ線が照射され、それぞれ、被写体３０のＸ線画像（の投影データ）Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が得られるとする。
【０００５】
ここで、図５（Ａ）に示すように、被写体３０の高さの異なる２つの位置に撮影対象物Ａ，Ｂが存在する場合を考えてみる。各撮影位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３において、Ｘ線源から照射されたＸ線は、被写体３０を透過してＦＰＤに入射される。その結果、各撮影位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に対応するＸ線画像Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３において、２つの撮影対象物Ａ，Ｂは、それぞれ異なる位置に投影される。
【０００６】
例えば、Ｘ線画像Ｐ１の場合、Ｘ線源の位置Ｓ１が、Ｘ線源の移動方向に対して、撮影対象物Ａ，Ｂよりも左側に位置するため、撮影対象物Ａ，Ｂは、それぞれ、撮影対象物Ａ，Ｂよりも右側にずれたＰ１Ａ，Ｐ１Ｂの位置に投影される。同様に、Ｘ線画像Ｐ２の場合には、ほぼ直下のＰ２Ａ，Ｐ２Ｂの位置に、Ｘ線画像Ｐ３の場合には、左側にずれたＰ３Ａ，Ｐ３Ｂの位置に投影される。
【０００７】
撮影対象物Ａが存在する高さの断面におけるＸ線断層画像を再構成する場合、撮影対象物Ａの投影位置Ｐ１Ａ，Ｐ２Ａ，Ｐ３Ａが一致するように、例えば、同図（Ｂ）に示すように、Ｘ線画像Ｐ１を左へ、Ｘ線画像Ｐ３を右にシフトさせて合成する（シフト加算法）。これにより、撮影対象物Ａが存在する高さの断面が強調されたＸ線断層画像が再構成される。また、撮影対象物Ｂが存在する高さの断面を含む、任意高さの断面におけるＸ線断層画像も同様にして再構成することができる。
【０００８】
ところで、ＦＰＤは、Ｘ線画像の各画素に対応する複数の光電変換素子をマトリクス状に配列して構成されている。ところが、主に製造技術や周辺回路の問題により、Ｘ線を検出することができない画素や、他の画素と比べてＸ線の検出感度が異なる素子が存在する。以降、このような素子およびこの素子から生成される画像の画素を欠陥画素と呼ぶ。この欠陥画素の画像上での影響を軽減・解消するために、予めＦＰＤのパネル上の欠陥画素を覚えておきＦＰＤから読み出される投影データに対して各種の補正処理を施すことが行われている。
【０００９】
例えば、特許文献１は、放射線撮影装置のフラット・パネル検出器により発生されるオフセット信号の補償に関するものである。同文献には、オフセット・マップを用いて、フラット・パネル検出器のオフセット補正を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、トモシンセシス撮影では、前述のように、１回の撮影操作によって複数枚のＸ線画像の投影データが得られる上に、１枚１枚のＸ線画像のサイズが大きく、投影データのデータ量が多い。従って、オフセット補正に限らず、特許文献１が提案するように、トモシンセシス撮影のＸ線画像の投影データのような大規模な画像データに対して１枚ずつ補正処理を行うと、Ｘ線断層画像が再構成されるまでに長い時間がかかるという問題があった。
【００１２】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解消し、トモシンセシス撮影によるＸ線断層画像を短時間で高速に再構成することができるＸ線画像撮影装置、撮影方法および撮影プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、トモシンセシス撮影により、Ｘ線源を一方向に移動しつつ、異なる角度で被写体にＸ線を照射し、前記被写体に照射されたＸ線をフラットパネル型検出器で検出して、撮影角度の異なる複数枚のＸ線画像の投影データを取得する撮影部と、
前記フラットパネル型検出器および周辺回路に起因する欠陥画素の情報が記憶された欠陥画素マップを参照して、前記撮影部によって取得された複数枚のＸ線画像のそれぞれの投影データを構成する画素データのうち、前記欠陥画素に対応する異常画素データを使用せず、正常画素に対応する画素データだけを用いてＸ線断層画像を再構成する画像処理部とを備えていることを特徴とするＸ線画像撮影装置を提供するものである。
【００１４】
ここで、前記画像処理部は、
前記欠陥画素マップを参照して、前記撮影部によって取得された複数枚のＸ線画像のそれぞれの投影データの画素データのうち、前記フラットパネル型検出器および周辺回路に起因する欠陥画素に対応する異常画素データを特定する異常画素データ特定部と、
前記異常画素データ特定部により特定された欠陥画素に対応する異常画素データをマスクする補正処理を行う第１の画像補正部と、
前記第１の画像補正部による補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第１のＸ線断層画像を再構成する第１の画像再構成部とを備えていることが好ましい。
【００１５】
また、前記画像処理部は、さらに、
前記撮影部によって取得された複数枚のＸ線画像のそれぞれについて、前記異常画素データ特定部により特定された欠陥画素に対応する異常画素データを補正する補正処理を行う第２の画像補正部と、
前記第２の画像補正部による補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第２のＸ線断層画像を再構成する第２の画像再構成部と、
前記第１の画像再構成部によって再構成された第１のＸ線断層画像と前記第２の画像再構成部によって再構成された第２のＸ線断層画像とを所定のタイミングで切り替えて出力するセレクタとを備えていることが好ましい。
【００１６】
また、前記セレクタは、前記第１の画像再構成部で前記第１のＸ線断層画像の再構成が完了した後、前記第１のＸ線断層画像を出力し、前記第２の画像再構成部で前記第２のＸ線断層画像の再構成が完了した後、前記第２のＸ線断層画像を出力するものであることが好ましい。
【００１７】
さらに、前記セレクタは、前記第２のＸ線断層画像の再構成が完了してからあらかじめ設定された一定の時間が経過した後、前記第１のＸ線断層画像から前記第２のＸ線断層画像に切り替えて出力するものであることが好ましい。
【００１８】
また、前記セレクタは、前記第２のＸ線断層画像の再構成が完了した後、外部から入力された指示に従って、前記第１のＸ線断層画像と前記第２のＸ線断層画像とを切り替えて出力するものであることが好ましい。
【００１９】
また、前記セレクタは、前記第１の画像再構成部で前記第１のＸ線断層画像の再構成が完了した後、前記第１のＸ線断層画像を出力し、前記第１のＸ線断層画像において異常画素データ部を含んで再構成された部分（画素）が、前記第２の画像再構成部で再構成される毎に、前記再構成された第２のＸ線断層画像の異常画素データ部を、これに対応する前記第１のＸ線断層画像の異常画素データ部に切り替えることを、前記第２のＸ線断層画像の再構成が完了するまで繰り返し行うものであることが好ましい。
【００２０】
また、当該Ｘ線画像撮影装置は、さらに、各種の指示を入力するための入力部と、前記入力部から入力された指示に従って、当該Ｘ線画像撮影装置の動作を制御する制御部と、前記セレクタから出力されたＸ線断層画像を表示する表示部とを備え、
前記制御部は、前記第１のＸ線断層画像が表示されているのか前記第２のＸ線断層画像が表示されているのかの表示状態の情報を前記表示部に表示させるものであることが好ましい。
【００２１】
さらに、前記制御部は、前記入力部から、前記第１のＸ線断層画像と前記第２のＸ線断層画像とを切り替えて表示する指示を入力するための入力画面を前記表示部に表示させるものであることが好ましい。
【００２２】
また、前記第２の画像再構成部は、前記異常画素データ特定部により特定された欠陥画素に対応する異常画素データを利用して、前記欠陥画素に対応する第２のＸ線断層画像の画素だけを再構成するものであることが好ましい。
【００２３】
また、前記第２の画像補正部は、同一Ｘ線画像上にある異常画素周辺の正常画素の画素データを用いて、欠陥画素に対応する異常画素データを補正するものであることが好ましい。
【００２４】
また、前記第２の画像補正部は、異なる角度で撮影して取得された別のＸ線画像の投影データを用いて、異常画素に対応する別のＸ線画像の正常画素およびその周辺の正常画素の画素データを用いて、欠陥画素に対応する異常画素データを補正するものであることが好ましい。
【００２５】
また、本発明は、トモシンセシス撮影により、Ｘ線源を一方向に移動しつつ、異なる角度で被写体にＸ線を照射し、前記被写体に照射されたＸ線をフラットパネル型検出器で検出して、撮影角度の異なる複数枚のＸ線画像の投影データを取得し、
前記フラットパネル型検出器および周辺回路に起因する欠陥画素の情報が記憶された欠陥画素マップを参照して、前記取得された複数枚のＸ線画像のそれぞれの投影データを構成する画素データのうち、前記欠陥画素に対応する異常画素データを使用せず、正常画素に対応する画素データだけを用いてＸ線断層画像を再構成することを特徴とするＸ線画像撮影方法を提供する。
【００２６】
ここで、前記Ｘ線断層画像を再構成することは、
前記欠陥画素マップを参照して、前記取得された複数枚のＸ線画像のそれぞれの投影データを構成する画素データのうち、前記フラットパネル型検出器の欠陥画素に対応する異常画素データを特定し、
前記特定された欠陥画素に対応する異常画素データをマスクする第１の補正処理を行い、
前記第１の補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第１のＸ線断層画像を再構成することを含むことが好ましい。
【００２７】
さらに、前記特定された欠陥画素に対応する異常画素データを補正する第２の補正処理を行い、
前記第２の補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第２のＸ線断層画像を再構成し、
前記第１のＸ線断層画像と前記第２のＸ線断層画像とを所定のタイミングで切り替えて出力することを含むことが好ましい。
【００２８】
また、本発明は、トモシンセシス撮影により、Ｘ線源を一方向に移動しつつ、異なる角度で被写体にＸ線を照射し、前記被写体に照射されたＸ線をフラットパネル型検出器で検出して取得された、撮影角度の異なる複数枚のＸ線画像の投影データを受け取るステップと、
フラットパネル型検出器および周辺回路に起因する欠陥画素の情報が記憶された欠陥画素マップを参照して、前記受け取った複数枚のＸ線画像のそれぞれの投影データを構成する画素データのうち、前記フラットパネル型検出器の欠陥画素に対応する異常画素データを特定するステップと、
前記特定された欠陥画素に対応する異常画素データをマスクする第１の補正処理を行うステップと、
前記第１の補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第１のＸ線断層画像を再構成するステップと、
をコンピュータに実行させるためのＸ線画像撮影プログラムを提供する。
【００２９】
ここで、さらに、前記特定された欠陥画素に対応する異常画素データを補正する第２の補正処理を行うステップと、
前記第２の補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて第２のＸ線断層画像を再構成するステップと、
前記第１のＸ線断層画像と前記第２のＸ線断層画像とを所定のタイミングで切り替えて出力するステップと、
をコンピュータに実行させることが好ましい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、フラットパネル型検出器の欠陥画素に対応するＸ線画像の画素データを使用せず、正常画素に対応する画素データだけを用いてＸ線断層画像を再構成するため、短時間で高速にＸ線断層画像を再構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に関わるＸ線画像撮影装置の構成を表す一実施形態のブロック図である。
【図２】図１に示す画像処理部の詳細構成を表すブロック図である。
【図３】トモシンセシス撮影時における、Ｘ線源と被写体とＦＰＤの欠陥画素との間の位置関係を表す概念図である。
【図４】図１に示す撮影装置における、Ｘ線源と被写体の撮影対象物とＦＰＤの欠陥画素との間の位置関係を表す概念図である。
【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、トモシンセシス撮影によるＸ線断層画像の再構成時の様子を表す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明のＸ線画像撮影装置、撮影方法および撮影プログラムを詳細に説明する。
【００３３】
図１は、本発明に関わるＸ線画像撮影装置の構成を表す一実施形態のブロック図である。同図に示すＸ線画像撮影装置１０は、人体等の被写体３０をトモシンセシス撮影（Ｘ線撮影）して、被写体３０の任意高さの断面におけるＸ線断層画像を再構成するものである。撮影装置１０は、入力部１２と、制御部１４と、撮影部１６と、画像処理部１８と、表示部２０と、出力部２２とによって構成されている。
【００３４】
入力部１２は、撮影開始の指示や後述する切替指示等を含む、各種の指示を入力するための部位であり、例えば、マウスやキーボード等を例示することができる。入力部１２からは指示信号が出力され、制御部１４に入力される。
【００３５】
制御部１４は、入力部１２から入力される指示信号に従って、撮影部１６における撮影操作、画像処理部１８における画像処理、表示部２０における画面表示、および出力部２２における出力処理を含む、撮影装置１０の動作を制御する制御信号を出力する部位である。制御部１４から出力される制御信号は、図示を省略しているが、撮影部１６、画像処理部１８、表示部２０および出力部２２の各部位に入力される。
【００３６】
撮影部１６は、制御部１４から入力される制御信号に従って、被写体３０をトモシンセシス撮影する部位であり、Ｘ線源２４と、Ｘ線源２４の移動機構（図示省略）と、撮影台２６と、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）２８とによって構成されている。
【００３７】
Ｘ線源２４は、撮影台２６の上面に位置決めされる被写体３０よりも所定間隔上方に離れた位置に配設されている。
【００３８】
ＦＰＤ２８は、Ｘ線の受光面を上向きにして撮影台２６の下面に配設されている。ＦＰＤ２８は、被写体３０を透過したＸ線を検出して光電変換し、撮影された被写体３０のＸ線画像に対応するデジタル画像データ（投影データ）を出力する。ＦＰＤ２８は、放射線を電荷に直接変換する直接方式や、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等、各種方式のものが利用可能である。また、Ｘ線源２４の移動方向に対してＦＰＤ２８を移動可能に構成してもよい。
【００３９】
トモシンセシス撮影を行う場合、移動機構の制御により、Ｘ線源２４を一方向に移動しつつ、被写体３０の方向にＸ線の照射角度を変えて、異なる撮影角度（一定の時間間隔）で被写体３０にＸ線が照射される。Ｘ線源２４から照射されたＸ線は、被写体３０を透過してＦＰＤ２８の受光面に入射され、ＦＰＤ２８により検出されて光電変換され、撮影された被写体３０のＸ線画像に対応する投影データが取得される。
【００４０】
トモシンセシス撮影の場合、１回の撮影操作により、被写体３０の、撮影角度の異なる複数枚（例えば、２０〜８０枚）のＸ線画像が撮影され、ＦＰＤ２８からは、撮影された複数枚のＸ線画像に対応する投影データが順次出力される。
【００４１】
続いて、画像処理部１８は、制御部１４から入力される制御信号に従って、撮影部１６により取得された複数枚のＸ線画像の投影データを受け取り、これら複数枚のＸ線画像の投影データを用いて画像処理（補正処理、画像合成処理等を含む）を行って、被写体３０の任意高さの断面におけるＸ線断層画像を再構成する部位である。画像処理部１８は、記憶部３２と、補正部３４と、再構成部３６とによって構成されている。
【００４２】
記憶部３２は、撮影部１６により取得された、複数枚のＸ線画像の投影データを記憶する。補正部３４は、記憶部３２に記憶された複数枚のＸ線画像の投影データに所定の補正処理を施す。再構成部３６は、補正部３４による補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて画像合成処理を施すことによって、被写体３０の任意高さの断面におけるＸ線断層画像を再構成する。画像処理部１８の詳細は後述する。
【００４３】
画像処理部１８は、ハードウェア（装置）で構成してもよいし、本発明に関わるＸ線画像処理方法の一部をコンピュータに実行させるためのプログラムによって構成することもできる。
【００４４】
続いて、表示部２０は、制御部１４から入力される制御信号に従って、画像処理部１８により再構成されたＸ線断層画像等を表示する部位であり、例えば、液晶ディスプレイ等のようなフラットパネル型ディスプレイを例示することができる。
【００４５】
また、出力部２２は、制御部１４から入力される制御信号に従って、画像処理部１８により再構成されたＸ線断層画像を出力する部位であり、例えば、Ｘ線断層画像をプリント出力するサーマルプリンタや、Ｘ線断層画像のデジタル画像データを各種の記録媒体に保存する記憶装置等を例示することができる。
【００４６】
次に、画像処理部１８について詳細に説明する。
【００４７】
図２は、図１に示す画像処理部の詳細構成を表すブロック図である。同図に示すように、画像処理部１８は、記憶部３２と、異常画素データ特定部３８と、第１および第２の画像補正部４０，４２と、第１および第２の画像再構成部４４，４６と、セレクタ４８とによって構成されている。異常画素データ特定部３８と第１および第２の画像補正部４０，４２は補正部３４に相当し、第１および第２の画像再構成部４２，４６とセレクタ４８は再構成部３６に相当するものである。
【００４８】
異常画素データ特定部３８は、欠陥画素マップを参照して、撮影部１６によって取得され、記憶部３２に記憶された、撮影角度の異なる複数枚のＸ線画像のそれぞれの投影データの画素データのうち、ＦＰＤ２８およびその周辺回路に起因する欠陥画素に対応する異常画素データを特定する。
【００４９】
ここで、欠陥画素マップには、ＦＰＤ２８およびその周辺回路に起因する欠陥画素の情報（位置情報、欠陥画素の状態の情報等を含む）が記憶されている。欠陥画素マップは、例えば、被写体３０が存在しない状態でＸ線撮影を行うことにより取得されたＸ線画像の投影データに基づいて作成することができる。また、欠陥画素マップは、例えば、ＦＰＤ２８の内部、または、制御部１４の内部等に記憶されている。
【００５０】
ここで、欠陥画素は、例えば、製造技術の問題等によりＸ線を検出することができない画素や、他の画素と比べてＸ線の検出感度が異なる画素等のように、正常画素のようなＸ線の受光量に比例した画素データを出力することができない画素である。欠陥画素マップは、１つでもよいし、後述する補正処理のために、欠陥画素の状態（例えば、画素の欠陥、ゲイン不良等）に応じてそれぞれ異なる複数の欠陥画素マップを備えていてもよい。
【００５１】
続いて、第１の画像補正部４０は、異常画素データ特定部３８により特定された欠陥画素に対応する異常画素データ（画素値）をマスクする補正処理を行う。欠陥画素に対応する異常画素データをマスクする方法は何ら制限されないが、例えば、画素データの範囲を０〜ｎ（０は最小濃度（透明）、ｎは最大濃度）とすると、欠陥画素に対応する異常画素データを０に設定することにより、欠陥画素に対応する異常画素データをマスクすることができる。
【００５２】
第１の画像再構成部４４は、第１の画像補正部４０による補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて画像合成処理を行って第１のＸ線断層画像を再構成する。つまり、第１の画像再構成部４４では、欠陥画素に対応する異常画素データを使用せず、正常画素に対応する画素データだけを用いて、被写体３０の任意高さの断面における第１のＸ線断層画像が再構成される。
【００５３】
トモシンセシス撮影では、図３に示すように、１回の撮影操作で取得される複数枚のＸ線画像のそれぞれは撮影角度が異なるため、それぞれのＸ線画像において、被写体３０とＦＰＤ２８の欠陥画素との間の位置関係が異なっている（ずれている）。このため、欠陥画素に対応する異常画素データを使用しなくても、他の複数枚のＸ線画像の投影データの正常画素に対応する画素データを使用して、被写体の任意の高さの断面におけるＸ線断層画像を再構成することができる。
【００５４】
ここで、図３は、トモシンセシス撮影時における、Ｘ線源と被写体とＦＰＤの欠陥画素との間の位置関係を表す概念図である。同図に示すように、ＦＰＤ２８には、欠陥画素マップから既知となっている欠陥画素が、Ｘ線源の移動方向に対して、被写体３０よりも右側の位置に存在するものとする。また、トモシンセシス撮影時には、Ｘ線源が一方向に移動されて、位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から被写体３０にＸ線が照射されるものとする。
【００５５】
同図に示すように、撮影位置Ｓ１から被写体３０にＸ線が照射された場合、被写体のＸ線画像の中央よりも左側にＦＰＤ２８の欠陥画素が位置し、撮影位置Ｓ２から被写体３０にＸ線が照射された場合、被写体３０のＸ線画像の中央よりも右側に欠陥画素が投影される。なお、撮影位置Ｓ３から被写体３０にＸ線が照射された場合、欠陥画素は、被写体３０のＸ線画像の中に含まれていない。
【００５６】
また、図４は、図１に示す撮影装置における、Ｘ線源と被写体の撮影対象物とＦＰＤの欠陥画素との間の位置関係を表す概念図である。撮影位置Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３およびＦＰＤ２８の欠陥画素の位置は図３と同様である。図４では、撮影対象物Ｃが、Ｘ線源の移動方向に対して、被写体３０の中央よりも左側に位置し、撮影位置Ｓ１から被写体３０にＸ線が照射された場合、撮影対象物ＣのＸ線画像がＦＰＤ２８の欠陥画素上に投影されるものとする。
【００５７】
撮影装置１０では、撮影対象物Ｃが存在する高さの断面におけるＸ線断層画像を再構成する場合、撮影位置Ｓ１で取得された撮影対象物ＣのＸ線画像の画素データのうち、ＦＰＤ２８の欠陥画素に対応する異常画素データを使用せず（マスクし）、他の撮影位置Ｓ２，Ｓ３で取得された撮影対象物ＣのＸ線画像の正常画素に対応する画素データのみを使用して、撮影対象物Ｃが存在する高さの断面が強調されたＸ線断層画像が再構成される。
【００５８】
一方、第２の画像補正部４２は、複数枚のＸ線画像のそれぞれについて、異常画素データ特定部３８により特定された欠陥画素に対応する異常画素データを補正する補正処理を行う。異常画素データの補正は、同一Ｘ線画像上にある異常画素周辺の正常画素（例えば、異常画素に隣接する周囲の８画素）の画素データを用いて補正（例えば、置換、補間等）する方法や、異なる角度で撮影して取得された別のＸ線画像の投影データを用いて、異常画素に対応する別のＸ線画像の正常画素およびその周辺の正常画素の画素データを用いて補正（例えば、置換、補間等）する方法等が考えられる。また、このような補正処理は、公知の手法を含む各種の手法を採用することができる。
【００５９】
第２の画像再構成部４６は、第２の画像補正部４２による補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて画像合成処理を行って第２のＸ線断層画像を再構成する。つまり、第２の画像再構成部４６では、それぞれのＸ線画像における、正常画素に対応する画素データ、および、補正後の欠陥画素に対応する異常画素データを用いて、第１の画像再構成部４４と同じ被写体３０の高さの断面における第２のＸ線断層画像が再構成される。
【００６０】
また、第１および第２の画像補正部４０，４２では、複数枚のＸ線画像のそれぞれについて、例えば、オフセット補正、残像補正、ゲイン補正、欠陥画素補正、段差補正、縦ムラ補正、横ムラ補正を含む各種の補正処理が行われる。なお、ここに例示したオフセット補正、残像補正、ゲイン補正、欠陥画素補正、段差補正、縦ムラ補正、横ムラ補正は、公知の補正処理であり、公知の手法を含む各種の手法で実施することができる。
【００６１】
ここで、第１のＸ線断層画像は、ＦＰＤ２８の欠陥画素に対応する異常画素データを使用せずに再構成されるため、第２のＸ線断層画像と比べると画質は劣るが、短時間で高速に再構成することができる。一方、第２のＸ線断層画像は、ＦＰＤ２８の欠陥画素に対応する異常画素データが補正されてから再構成されるため、第１のＸ線断層画像と比べると再構成に要する時間は長くなるが、高画質である。
【００６２】
続いて、セレクタ４８は、制御部１４から入力される切替信号（制御信号）に応じて、第１のＸ線断層画像と第２のＸ線断層画像とを所定のタイミングで切り替えて出力する。
【００６３】
なお、画像処理部１８において、第２の画像補正部４２、第２の画像再構成部４６およびセレクタ４８は必須の構成要素ではない。これらの構成要素は、第２のＸ線断層画像の出力が必要な場合に適宜設けることが望ましい。
【００６４】
また、セレクタ４８において、切替信号に応じて、第１のＸ線断層画像と第２のＸ線断層画像とを切り替えるタイミングは何ら制限されず、各種のタイミングを採用することができる。
【００６５】
例えば、第１の画像再構成部４４で第１のＸ線断層画像の再構成が完了した後、セレクタ４８から第１のＸ線断層画像を出力し、第２の画像再構成部４６で第２のＸ線断層画像の再構成が完了した後、第２のＸ線断層画像を出力するようにしてもよい。この方式では、第１のＸ線断層画像が短時間で高速に表示部２０に表示された後、高画質の第２のＸ線断層画像が表示部２０に自動的に（無条件で）表示される。
【００６６】
また、第２のＸ線断層画像の再構成が完了してから、あらかじめ設定された一定の時間が経過した後、第１のＸ線断層画像から第２のＸ線断層画像に切り替えてセレクタ４８から出力するようにしてもよい。この方式では、複数枚の第１のＸ線断層画像が一定の時間よりも短時間で連続的に表示されると、第２のＸ線断層画像は表示されない。一方で、ユーザが関心を示して第１のＸ線断層画像が一定の時間以上表示されると、第２のＸ線断層画像が自動的に表示される。
【００６７】
また、第２のＸ線断層画像の再構成が完了した後、入力部１２を介して外部から入力された指示（切替指示）に従って、第１のＸ線断層画像と第２のＸ線断層画像とを切り替えてセレクタ４８から出力するようにしてもよい。この方式では、ユーザが、任意のＸ線断層画像について、任意のタイミングで第１のＸ線断層画像と第２のＸ線断層画像とを切り替えて表示させることができる。
【００６８】
また、第１の画像再構成部４４で第１のＸ線断層画像の再構成が完了した後、セレクタ４８から第１のＸ線断層画像を出力し、第１のＸ線断層画像において異常画素データ部を使用せずに再構成された部分（画素）が、第２の画像再構成部４６で第２のＸ線断層画像の異常画素データ部（第１のＸ線断層画像の異常画素データに対応する第２のＸ線断層画像の画素データ部分）が再構成される毎にリアルタイムで、再構成された第２のＸ線断層画像の異常画素データ部を、これに対応する第１のＸ線断層画像の異常画素データ部に切り替えることを、第２のＸ線断層画像の再構成が完了するまで繰り返し行うようにしてもよい。この方式では、第２のＸ線断層画像全体の再構成が完了するのを待って、第１のＸ線断層画像から第２のＸ線断層画像に切り替えるのではなく、第２のＸ線断層画像を再構成している最中に、所定の単位（画素単位、ライン単位等）で第１のＸ線断層画像から第２のＸ線断層画像に切り替える。これにより、再構成が完了した部分から順に高画質なＸ線断層画像を表示することができる。
【００６９】
また、第２の画像再構成部４６は、複数枚のＸ線画像のそれぞれについて、異常画素データ特定部３８により特定された欠陥画素に対応する異常画素データを利用して、第２のＸ線断層画像のうち、欠陥画素に対応する画素だけを再構成するようにしてもよい。これにより、第２の画像再構成部４６は、ＦＰＤ２８の欠陥画素に対応する画素のみを再構成すればよいことになるので、さらなる高速化が可能となる。
【００７０】
次に、トモシンセシス撮影時の撮影装置１０の動作を説明する。
【００７１】
被写体３０が撮影台２６の上面に位置決めされた後、入力部１２から撮影開始の指示が与えられると、制御部１４の制御によりトモシンセシス撮影が開始される。
【００７２】
撮影が開始されると、撮影部１６では、移動機構の制御により、Ｘ線源２４を一方向に移動しつつ、被写体３０の方向にＸ線源２４の照射角度を変えて、異なる照射角度でＸ線が被写体３０に照射され、１回の撮影操作で撮影角度の異なる複数枚のＸ線画像が撮影される。そして、被写体３０のＸ線画像の撮影が行われる度に、ＦＰＤ２８から、撮影されたＸ線画像に対応する投影データが出力される。
【００７３】
画像処理部１８では、撮影部１６により取得された複数枚のＸ線画像の投影データが記憶部３２に記憶される。
【００７４】
続いて、異常画素データ特定部３８により、欠陥画素マップを参照して、記憶部３２に記憶された複数枚のＸ線画像のそれぞれの投影データを構成する画素データのうち、ＦＰＤ２８の欠陥画素に対応する異常画素データが特定される。
【００７５】
続いて、第１の画像補正部４０により、特定された欠陥画素に対応する異常画素データをマスクする補正処理が行われ、第１の画像再構成部４４により、第１の画像補正部４０による補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて、被写体３０の任意高さの断面における第１のＸ線断層画像が再構成される。
【００７６】
また、第１のＸ線断層画像の再構成の処理と並行して、第２の画像補正部４２により、特定された欠陥画素に対応する異常画素データを補正する補正処理が行われ、第２の画像再構成部４６により、第２の画像補正部４２による補正処理後の複数枚のＸ線画像の投影データを用いて、第１の画像再構成部４４と同じ被写体３０の高さの断面における第２のＸ線断層画像が再構成される。
【００７７】
そして、セレクタ４８により、切替信号に応じて、第１のＸ線断層画像と第２のＸ線断層画像との切り替えが所定のタイミングで行われて出力される。
【００７８】
セレクタ４８から出力されたＸ線断層画像は表示部２０に表示される。また、制御部１４の制御により、Ｘ線断層画像の表示状態の情報（第１のＸ線断層画像が表示されているのか第２のＸ線断層画像が表示されているのかを示す情報）が表示部２０に表示されるとともに、入力部１２から、第１のＸ線断層画像と第２のＸ線断層画像とを切り替えて表示する指示を入力するための入力画面が表示部２０に表示される。
【００７９】
これにより、撮影装置１０のユーザは、Ｘ線断層画像の表示状態の情報を参照して、表示部２０に表示されているＸ線断層画像が第１のＸ線断層画像なのか第２のＸ線断層画像なのかを認識することができる。また、入力部１２から指示の入力画面を介して切替の指示を与えることにより、ユーザが任意のタイミングで第１のＸ線断層画像と第２のＸ線断層画像とを自由に切り替えることができる。
【００８０】
また、セレクタ４８から出力されたＸ線断層画像は出力部２２に入力され、出力部２２において、例えば、Ｘ線断層画像がプリント出力され、Ｘ線断層画像のデジタル画像データが記録媒体に保存される。
【００８１】
撮影装置１０では、欠陥画素に対応する異常画素データを使用せず、正常画素に対応する画素データだけを用いて画像処理を行って、被写体３０の任意高さの断面のＸ線断層画像を再構成するため、短時間で高速に第１のＸ線断層画像を表示することができる。また、第１のＸ線断層画像から高画質な第２のＸ線断層画像に切り替えて表示させることもできるし、両者を任意のタイミングで切り替えて表示させることもできる。
【００８２】
なお、本発明のＸ線画像撮影装置の各部位の具体的な構成は何ら制限されず、同様の機能を実現する各種の手段によって実現することができる。また、第１の画像補正部４０における補正処理はマスク処理に限定されず、第１の画像再構成部４４において、欠陥画素に対応する異常画素データを使用せず、正常画素に対応する画素データだけを使用してＸ線断層画像の再構成を行うことができるような補正処理であればよい。
【００８３】
本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００８４】
１０  Ｘ線画像撮影装置
１２  入力部
１４  制御部
１６  撮影部
１８  画像処理部
２０  表示部
２２  出力部
２４  Ｘ線源
２６  撮影台
２８  フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
３０  被写体
３２  記憶部
３４  補正部
３６  再構成部
３８  異常画素データ特定部
４０，４２  画像補正部
４４，４６  画像再構成部
４８  セレクタ
【図１】
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【図２】
2011072538.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011072538.tif 000006
【図５】
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