(57)【要約】【課題】素抜け部に発生した残像量を取得するとともに、その残像量に基づいて適切な残像補正を行う。【解決手段】予め取得した放射線画像検出器における放射線強度分布に基づいて、被写体を透過することなく放射線画像検出器に到達した放射線の線量を推定し、その推定した放射線の線量と予め設定された放射線画像検出器の残像の減衰特性とに基づいて残像電荷量を取得し、その取得した残像電荷量と放射線画像検出器によって検出される放射線画像信号の最大値との和に基づいて、放射線画像検出器の出力が飽和しないように次回以降の放射線画像の撮影の間隔を取得する。【選択図】図６
2011212434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源から射出され、被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、前記被写体の放射線画像を表す放射線画像信号を出力する放射線画像検出器であって、繰り返して放射線画像の撮影に用いられる放射線画像検出器と、該放射線画像検出器から出力された放射線画像信号に対して所定の信号処理を施す信号処理部とを備えた放射線画像撮影装置における放射線画像の撮影方法において、
予め取得した前記放射線画像検出器における放射線強度分布に基づいて、前記被写体を透過することなく前記放射線画像検出器に到達した放射線の線量を推定し、
該推定した放射線の線量と予め設定された前記放射線画像検出器の残像の減衰特性とに基づいて残像電荷量を取得し、
該取得した残像電荷量と前記放射線画像検出器によって検出される放射線画像信号の最大値との和に基づいて、前記放射線画像検出器の出力が飽和しないように次回以降の放射線画像の撮影の間隔を取得することを特徴とする放射線画像撮影方法。
【請求項２】
放射線源から射出され、被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、前記被写体の放射線画像を表す放射線画像信号を出力する放射線画像検出器であって、繰り返して放射線画像の撮影に用いられる放射線画像検出器と、該放射線画像検出器から出力された放射線画像信号に対して所定の信号処理を施す信号処理部とを備えた放射線画像撮影装置における放射線画像の撮影方法において、
予め取得した前記放射線画像検出器における放射線強度分布に基づいて、前記被写体を透過することなく前記放射線画像検出器に到達した放射線の線量を推定し、
該推定した放射線の線量と予め設定された前記放射線画像検出器の残像の減衰特性とに基づいて残像電荷量を取得し、
該取得した残像電荷量と前記放射線画像検出器によって検出される放射線画像信号の最大値との和に基づいて、前記放射線画像検出器の出力が飽和しないように次回以降の放射線画像の撮影に用いる前記放射線の照射条件を取得することを特徴とする放射線画像撮影方法。
【請求項３】
放射線源から射出され、被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、前記被写体の放射線画像を表す放射線画像信号を出力する放射線画像検出器であって、繰り返して放射線画像の撮影に用いられる放射線画像検出器と、該放射線画像検出器から出力された放射線画像信号に対して所定の信号処理を施す信号処理部とを備えた放射線画像撮影装置において、
予め取得した前記放射線画像検出器における放射線強度分布に基づいて、前記被写体を透過することなく前記放射線画像検出器に到達した放射線の線量を推定する放射線量推定部と、
該放射線量推定部によって推定された放射線の線量と予め設定された前記放射線画像検出器の残像の減衰特性とに基づいて残像電荷量を取得する残像電荷量取得部と、
該残像電荷量取得部によって取得された残像電荷量と前記放射線画像検出器によって検出される放射線画像信号の最大値との和に基づいて、前記放射線画像検出器の出力が飽和しないように次回以降の放射線画像の撮影の間隔を取得する撮影間隔取得部とを備えたことを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項４】
放射線源から射出され、被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、前記被写体の放射線画像を表す放射線画像信号を出力する放射線画像検出器であって、繰り返して放射線画像の撮影に用いられる放射線画像検出器と、該放射線画像検出器から出力された放射線画像信号に対して所定の信号処理を施す信号処理部とを備えた放射線画像撮影装置において、
予め取得した前記放射線画像検出器における放射線強度分布に基づいて、前記被写体を透過することなく前記放射線画像検出器に到達した放射線の線量を推定する放射線量推定部と、
該放射線量推定部によって推定された放射線の線量と予め設定された前記放射線画像検出器の残像の減衰特性とに基づいて残像電荷量を取得する残像電荷量取得部と、
該残像電荷量取得部によって取得された残像電荷量と前記放射線画像検出器によって検出される放射線画像信号の最大値との和に基づいて、前記放射線画像検出器の出力が飽和しないように次回以降の放射線画像の撮影に用いる前記放射線の照射条件を取得する放射線量取得部とを備えたことを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項５】
前記放射線強度分布が、前記放射線画像検出器によって検出された放射線画像信号に基づいて取得されたものであることを特徴とする請求項３または４記載の放射線画像撮影装置。
【請求項６】
前記放射線画像検出器における画像領域以外の領域に設けられた放射線吸収部材を備え、
前記放射線強度分布が、前記放射線吸収部材を透過した放射線の照射に応じて前記放射線画像検出器から出力された放射線画像信号に基づいて取得されたものであることを特徴とする請求項５記載の放射線画像撮影装置。
【請求項７】
前記放射線画像検出器が、互いに異なる方向から前記被写体に照射された放射線を順次検出するものであり、
前記放射線量推定部が、前記被写体を透過することなく前記放射線画像検出器に到達する放射線の照射範囲が最大となる方向からの放射線の照射に応じた放射線強度分布を用いて、前記放射線の線量の推定を行うものであることを特徴とする請求項３から６いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
【請求項８】
前記放射線画像検出器が、互いに異なる方向から前記被写体に照射された放射線を順次検出するものであり、
前記放射線量推定部が、前記被写体の体厚が最も厚くなる方向からの放射線の照射に応じた放射線強度分布を用いて、前記放射線の線量の推定を行うものであることを特徴とする請求項３から６いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
【請求項９】
前記放射線強度分布が、前記放射線源の管電流、管電圧、放射線の照射時間および付加フィルタの種類のうちの少なくとも１つの条件に基づいて取得されたものであることを特徴とする請求項３または４記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１０】
前記残像電荷量取得部が、前記放射線源の管電圧、管電流、放射線の照射時間および付加フィルタの種類のうちの少なくとも１つの条件に対応する残像減衰特性を取得するものであることを特徴とする請求項３から８いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１１】
前記撮影間隔取得部が、前記放射線画像検出器を構成する各画素について取得された前記残像電荷量のうちの最大の残像電荷量に基づいて前記撮影間隔を取得するものであることを特徴とする請求項３記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１２】
前記放射線量取得部が、前記放射線画像検出器を構成する各画素について取得された前記残像電荷量のうちの最大の残像電荷量に基づいて前記放射線の線量を取得するものであることを特徴とする請求項４記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１３】
前記残像電荷量取得部によって取得された残像電荷量に基づいて、前記放射線画像検出器から出力された放射線画像信号に残像補正を施す残像補正部を備えたことを特徴とする請求項３から１２いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１４】
前記放射線画像検出器が、互いに異なる方向から前記被写体に照射された放射線を順次検出するものであり、
前記残像補正部が、予め設定された前記放射線画像検出器の残像の減衰特性と前記残像補正の対象の放射線画像信号の撮影時までの撮影時間とに基づいて残像補正量を取得し、該残像補正量に基づいて前記残像補正を施すものであることを特徴とする請求項１３記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１５】
互いに異なる方向からの前記被写体への放射線の照射により前記放射線画像検出器によって検出された複数の画像信号に基づいて断層画像を再構成する放射線ＣＴ撮影装置であることを特徴とする請求項３から１４いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１６】
互いに異なる方向からの前記被写体への放射線の照射により前記放射線画像検出器によって検出された複数の画像信号に基づいて断層画像を再構成する放射線トモシンセシス撮影装置であることを特徴とする請求項３から１４いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１７】
前記放射線量推定部が、前記繰り返しの放射線画像の撮影の過程において、前記放射線が前記被写体を透過することなく前記放射線画像検出器に到達した領域と前記放射線が前記被写体を透過して前記放射線画像検出器に到達した領域とが入れ替わる領域を取得し、
該取得した領域と前記放射線強度分布とに基づいて、前記被写体を透過することなく前記放射線画像検出器に到達した放射線の線量を推定するものであることを特徴とする請求項３から１６いずれか１項記載の放射線画像撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繰り返して放射線画像の撮影に用いられる放射線画像検出器から読み出された放射線画像信号に残像補正を施す放射線画像撮影方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射線源と放射線画像検出器とを被験者を中心として対向させて配置し、これらの組を被験者を中心として周回させて、様々な角度から放射線を照射して放射線画像を撮像し、その各角度の放射線画像を用いて断層画像を再構成して任意断面を表示する放射線ＣＴ画像撮影システムが臨床で広く利用されている。
【０００３】
ここで、上記のような放射線ＣＴ画像撮影システムにおいては、より画質のよい放射線ＣＴ画像を取得するために角度分解能をあげることが望まれるが、角度分解能をあげると撮影枚数の増加につながるため、患者の拘束時間、息止め時間などによって現実的に制約された撮影時間内で撮影するためには、各放射線画像の撮影間隔を短く、連続で撮影する必要がある。
【０００４】
しかしながら、一般的に、放射線画像検出器には、直前もしくは直前よりも前に撮影された放射線画像の情報が残留しており、これが残像となって真の放射線画像に重畳されることになる。そして、この残像は、特に再構成して断層画像を作成する際にアーチファクトとなり問題である。
【０００５】
そこで、このような残像の影響を回避するため、残像は時間とともに指数関数的に減衰するので、単純に残像が十分減衰してから次の撮影を行うような適当な撮影間隔を設定する方法が考えられる。
【０００６】
しかしながら、このように単に撮影間隔を長くする方法は、上述したような撮影時間の制約があるため適切ではない。
【０００７】
そこで、直前に撮影した放射線画像とその撮影からの経過時間とに基づいて、放射線画像に含まれる残像を補正する方法が提案されている。また、多数の放射線画像の連続撮影においては、さらに前回、前々回・・・の撮影での残像が、それぞれの撮影からの時間経過の違いによって異なるレベルの残像となって混在するため、それぞれの撮影からの時間経過に対する減衰を考慮して残像補正を行う方法も種々提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３３４１５４号公報
【特許文献２】特開平１０−１９２２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、上述した放射線ＣＴ画像撮影システムのように、放射線源および放射線画像検出器の組が被験者を中心として周回する場合、たとえば、被験者の腹部を撮影する場合のように撮影対象の体厚が撮影する方向によって変化する場合、所定の撮影方向での撮影において素抜け部となる領域が、別の撮影方向では撮影対象の画像領域となる場合がある。具体的には、図１４に示すように、放射線源１と放射線画像検出器２とが水平方向に対向して配置されているときの素抜け部は、放射線源１と放射線画像検出器２とが垂直方向に対向して配置されているときの撮影対象Ｐの画像領域となる。なお、素抜け部とは、撮影対象を透過することなく直接放射線が放射線画像検出器に照射される領域のことをいう。
【００１０】
そして、残像は、放射線の露光量が多いほど多くなるため、特に素抜け部となった放射線画像検出器の領域が画像領域として利用される場合には、素抜け部に照射された放射線の線量に応じた残像補正を行う必要がある。
【００１１】
しかしながら、半導体材料を利用したいわゆるＦＰＤと呼ばれる放射線画像検出器を用いる場合、一般的に、素抜け部に到達する線量で発生する電荷量は、個別の画素に用意された電荷蓄積容量に比較して大きく、また、個別の画素に用意された電荷蓄積量を大きくすることは構造上難しい。このため、過剰に発生した電荷で回路が破壊されないようにそれを逃す回路構成となっており、電荷蓄積容量以上に発生した電荷は画像信号として取り出すことができない。
【００１２】
同様に、後段の電荷電圧変換回路やＡＤ変換回路などでもそれぞれの回路設計上の制約から、放射線によって発生する電荷量の範囲すべてを画像信号に割り付けることは通常なされず、通常は被写体部の濃度分解能が十分得られるように信号収録範囲が割り付けられる。被写体部の放射線量は、素抜け部よりも一般的に１桁〜３桁低い放射線量である。
【００１３】
したがって、残像補正の基準となる素抜け部の放射線の露光量や残像量を、放射線画像検出器の素抜け部から読み出された画素信号から直接求めることは困難である。
【００１４】
すなわち、素抜け部のように画像信号の収録範囲を超える画像領域では、その領域での放射線の露光量がわからないと十分な残像補正量を求めることができず、補正不足となってアーチファクトを発生してしまう。
【００１５】
また、残像補正の対象の画素が累積された残像によって飽和してしまうと、過去に撮影された放射線画像から仮に残像量を推定できたとしても、残像を補正する段階において、図１５に示すように、放射線画像検出器の出力が、真の放射線画像を表す信号部分と残像成分とが加算されたものとなって画像信号の収録範囲を超えてしまうため、真の放射線画像を表す信号部分がつぶれてしまい、補正によって真の放射線画像を表す信号部分を取り出すことができない。
【００１６】
また、たとえば、特許文献１および特許文献２には、撮影画像信号の飽和防止のために撮影時の線量を撮影直前の放射線画像の画素値に基づいて決定することが提案されているが、上述したような残像補正を考慮して線量を決定する方法については何の提案もなされていない。
【００１７】
本発明は、上記の事情に鑑み、素抜け部に発生した残像量を取得することができるとともに、その残像量に基づいて適切な残像補正を行うことができる放射線画像撮影方法および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】
【００１８】
本発明の放射線画像撮影方法は、放射線源から射出され、被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、被写体の放射線画像を表す放射線画像信号を出力する放射線画像検出器であって、繰り返して放射線画像の撮影に用いられる放射線画像検出器と、放射線画像検出器から出力された放射線画像信号に対して所定の信号処理を施す信号処理部とを備えた放射線画像撮影装置における放射線画像の撮影方法において、予め取得した放射線画像検出器における放射線強度分布に基づいて、被写体を透過することなく放射線画像検出器に到達した放射線の線量を推定し、その推定した放射線の線量と予め設定された放射線画像検出器の残像の減衰特性とに基づいて残像電荷量を取得し、その取得した残像電荷量と放射線画像検出器によって検出される放射線画像信号の最大値との和に基づいて、放射線画像検出器の出力が飽和しないように次回以降の放射線画像の撮影の間隔を取得することを特徴とする。
【００１９】
本発明の放射線画像撮影方法は、放射線源から射出され、被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、被写体の放射線画像を表す放射線画像信号を出力する放射線画像検出器であって、繰り返して放射線画像の撮影に用いられる放射線画像検出器と、放射線画像検出器から出力された放射線画像信号に対して所定の信号処理を施す信号処理部とを備えた放射線画像撮影装置における放射線画像の撮影方法において、予め取得した放射線画像検出器における放射線強度分布に基づいて、被写体を透過することなく放射線画像検出器に到達した放射線の線量を推定し、その推定した放射線の線量と予め設定された放射線画像検出器の残像の減衰特性とに基づいて残像電荷量を取得し、その取得した残像電荷量と放射線画像検出器によって検出される放射線画像信号の最大値との和に基づいて、放射線画像検出器の出力が飽和しないように次回以降の放射線画像の撮影に用いる放射線の照射条件を取得することを特徴とする。
【００２０】
本発明の放射線画像撮影装置は、放射線源から射出され、被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、被写体の放射線画像を表す放射線画像信号を出力する放射線画像検出器であって、繰り返して放射線画像の撮影に用いられる放射線画像検出器と、放射線画像検出器から出力された放射線画像信号に対して所定の信号処理を施す信号処理部とを備えた放射線画像撮影装置において、予め取得した放射線画像検出器における放射線強度分布に基づいて、被写体を透過することなく放射線画像検出器に到達した放射線の線量を推定する放射線量推定部と、放射線量推定部によって推定された放射線の線量と予め設定された放射線画像検出器の残像の減衰特性とに基づいて残像電荷量を取得する残像電荷量取得部と、残像電荷量取得部によって取得された残像電荷量と放射線画像検出器によって検出される放射線画像信号の最大値との和に基づいて、放射線画像検出器の出力が飽和しないように次回以降の放射線画像の撮影の間隔を取得する撮影間隔取得部とを備えたことを特徴とする。
【００２１】
本発明の放射線画像撮影装置は、放射線源から射出され、被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、被写体の放射線画像を表す放射線画像信号を出力する放射線画像検出器であって、繰り返して放射線画像の撮影に用いられる放射線画像検出器と、放射線画像検出器から出力された放射線画像信号に対して所定の信号処理を施す信号処理部とを備えた放射線画像撮影装置において、予め取得した放射線画像検出器における放射線強度分布に基づいて、被写体を透過することなく放射線画像検出器に到達した放射線の線量を推定する放射線量推定部と、放射線量推定部によって推定された放射線の線量と予め設定された放射線画像検出器の残像の減衰特性とに基づいて残像電荷量を取得する残像電荷量取得部と、残像電荷量取得部によって取得された残像電荷量と放射線画像検出器によって検出される放射線画像信号の最大値との和に基づいて、放射線画像検出器の出力が飽和しないように次回以降の放射線画像の撮影に用いる放射線の照射条件を取得する放射線量取得部とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、上記本発明の放射線画像撮影装置においては、放射線強度分布を、放射線画像検出器によって検出された放射線画像信号に基づいて取得することができる。
【００２３】
また、放射線画像検出器における画像領域以外の領域に放射線吸収部材を設け、放射線強度分布を、その放射線吸収部材を透過した放射線の照射に応じて放射線画像検出器から出力された放射線画像信号に基づいて取得することができる。
【００２４】
また、放射線画像検出器を、互いに異なる方向から被写体に照射された放射線を順次検出するものとし、放射線量推定部を、被写体を透過することなく放射線画像検出器に到達する放射線の照射範囲が最大となる方向からの放射線の照射に応じた放射線強度分布を用いて、放射線の線量の推定を行うものとすることができる。
【００２５】
また、放射線画像検出器を、互いに異なる方向から被写体に照射された放射線を順次検出するものとし、放射線量推定部を、被写体の体厚が最も厚くなる方向からの放射線の照射に応じた放射線強度分布を用いて、放射線の線量の推定を行うものとすることができる。
【００２６】
また、放射線強度分布を、放射線源の管電流、管電圧、放射線の照射時間、および付加フィルタの種類のうちの少なくとも１つの条件に基づいて取得されたものとすることができる。
【００２７】
また、残像電荷量取得部を、放射線源の管電圧、管電流、放射線の照射時間、および付加フィルタの種類のうちの少なくとも１つの条件に対応する残像減衰特性を取得するものとすることができる。
【００２８】
また、撮影間隔取得部を、放射線画像検出器を構成する各画素について取得された残像電荷量のうちの最大の残像電荷量に基づいて撮影間隔を取得するものとすることができる。
【００２９】
また、放射線量取得部が、放射線画像検出器を構成する各画素について取得された残像電荷量のうちの最大の残像電荷量に基づいて放射線の線量を取得するものとすることができる。
【００３０】
また、残像電荷量取得部によって取得された残像電荷量に基づいて、放射線画像検出器から出力された放射線画像信号に残像補正を施す残像補正部をさらに設けることができる。
【００３１】
また、放射線画像検出器を、互いに異なる方向から被写体に照射された放射線を順次検出するものとし、残像補正部を、予め設定された放射線画像検出器の残像の減衰特性と残像補正の対象の放射線画像信号の撮影時までの撮影時間とに基づいて残像補正量を取得し、その残像補正量に基づいて残像補正を施すものとすることができる。
【００３２】
また、上記本発明の放射線画像撮影装置は、互いに異なる方向からの被写体への放射線の照射により放射線画像検出器によって検出された複数の画像信号に基づいて断層画像を再構成する放射線ＣＴ撮影装置とすることができる。
【００３３】
また、上記本発明の放射線画像撮影装置は、互いに異なる方向からの  被写体への放射線の照射により放射線画像検出器によって検出された複数の画像信号に基づいて断層画像を再構成する放射線トモシンセシス撮影装置とすることができる。
【００３４】
また、放射線量推定部を、繰り返しの放射線画像の撮影の過程において、放射線が被写体を透過することなく放射線画像検出器に到達した領域と放射線が被写体を透過して放射線画像検出器に到達した領域とが入れ替わる領域を取得し、その取得した領域と放射線強度分布とに基づいて、被写体を透過することなく放射線画像検出器に到達した放射線の線量を推定するものとできる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の放射線画像撮影方法および装置によれば、予め取得した放射線画像検出器における放射線強度分布に基づいて、被写体を透過することなく放射線画像検出器に到達した放射線の線量を推定し、その推定した放射線の線量と予め設定された放射線画像検出器の残像の減衰特性とに基づいて残像電荷量を取得し、その取得した残像電荷量と放射線画像検出器によって検出される放射線画像信号の最大値との和に基づいて、放射線画像検出器の出力が飽和しないように次回以降の放射線画像の撮影の間隔または放射線の線量を取得するようにしたので、いわゆる素抜け部のような画像信号の収録範囲以上の放射線が照射された領域の残像量を取得することができるとともに、放射線画像検出器の出力を飽和させることなく補正対象の放射線画像信号を取得することができ、適切な残像補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の放射線画像撮影装置の一実施形態を用いた放射線ＣＴ画像撮影システムの概略構成図
【図２】本発明の放射線画像撮影装置の第１の実施形態を用いた放射線ＣＴ画像撮影システムにおける放射線検出部とコンピュータの内部構成を示すブロック図
【図３】所定のｍＡｓ値に応じた放射線の相対強度分布の一例を示す図
【図４】管電圧およびｍＡｓ値毎に設定された放射線の相対強度分布を示す図
【図５】残像電荷量の時間変化と放射線画像検出器の各画素で発生する最大電荷量とに基づいて放射線画像の撮影の間隔を取得する作用を説明するための図
【図６】本発明の放射線画像撮影装置の第１の実施形態を用いた放射線ＣＴ画像撮影システムの作用を説明するためのフローチャート
【図７】各撮影角度で撮影された放射線画像信号の残像特性の一例を示す図
【図８】残像補正の作用を説明するための図
【図９】放射線吸収部材の設置された放射線画像検出器を示す斜視図
【図１０】被験者Ｐを設置した状態で撮影された計測用放射線画像信号の一例を示す図
【図１１】本発明の放射線画像撮影装置の第２の実施形態を用いた放射線ＣＴ画像撮影システムにおける放射線検出部とコンピュータの内部構成を示すブロック図
【図１２】本発明の放射線画像撮影装置の第２の実施形態を用いた放射線ＣＴ画像撮影システムの作用を説明するためのフローチャート
【図１３】各撮影線量に対応する残像電荷量と放射線画像検出器の各画素で発生する最大電荷量とに基づいて放射線画像の撮影線量を取得する作用を説明するための図
【図１４】所定の撮影方向における素抜け部が他の撮影方向において画像領域となることを説明するための図
【図１５】画像信号の収録範囲以上の放射線照射による残像によって補正対象の放射線画像信号が飽和することを説明するための図
【図１６】本発明の放射線画像撮影装置の一実施形態を用いた放射線トモシンセシス撮影装置の概略構成図
【図１７】本発明の放射線画像撮影装置の一実施形態を用いた放射線トモシンセシス撮影装置の概略構成図
【図１８】放射線トモシンセシス撮影装置によって取得された複数の放射線画像における素抜け部と被写体領域とを示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、図面を参照して本発明の放射線画像撮影装置の第１の実施形態を用いた放射線ＣＴ画像撮影システムについて説明する。まず、本放射線ＣＴ画像撮影システム全体の概略構成について説明する。図１は、本放射線ＣＴ画像撮影システムの概略構成を示す図である。
【００３８】
本放射線ＣＴ画像撮影システムは、図１に示すように、被験者Ｐの放射線画像の撮影を行なう撮影装置１と、被験者Ｐを支持するための支持台であるベッド２２と、撮影装置１に接続され、撮影装置１の制御を行うとともに、撮影により得られた放射線画像信号の処理を行うコンピュータ３０と、このコンピュータ３０に接続されたモニタ３１とを備えている。
【００３９】
撮影装置１は、円錐状の放射線を射出する放射線源１０、放射線源１０から射出された放射線を検出する放射線検出部１１、放射線源１０および放射線検出部１１が端部にそれぞれ対向して設けられ、これらを保持するＣアーム１２と、このＣアーム１２を回転させる駆動部１５と、駆動部１５を保持するアーム２０と備えている。
【００４０】
Ｃアーム１２は、駆動部１５に対して、回転軸Ｃの周りに３６０°回転可能に取り付けられている。また、アーム２０は可動部２０ａを備えるとともに、天井に対して移動可能に設置された基部２１に保持されている。そして、Ｃアーム１２は、基部２１を移動させることによって撮影室内において広範の位置に移動可能であるとともに、アーム２０の可動部２０ａを可動させることによって回転方向（回転軸角度）も変更可能に構成されている。
【００４１】
放射線源１０と放射線検出部１１とは回転軸Ｃを間に挟んで対向配置されており、放射線ＣＴ画像撮影を行うときには、回転軸Ｃ、放射線源１０、放射線検出部１１の互いの位置関係は固定された状態で、Ｃアーム１２が駆動部１５によって３６０°回転させられる。
【００４２】
図２に、放射線検出部１１とコンピュータ３０の内部の概略構成を示すブロック図を示す。
【００４３】
放射線検出部１１は、図２に示すように、被験者Ｐを透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、被験者Ｐの放射線画像を表す放射線画像信号を出力する放射線画像検出器１１ａと、放射線画像検出器１１ａから出力された放射線画像信号に対して所定の信号処理を施す信号処理部１１ｂとを備えている。
【００４４】
放射線画像検出器１１ａは、放射線画像の記録と読出しを繰り返して行うことができるものであり、放射線の照射を直接受けて電荷を発生する、いわゆる直接型の放射線画像検出器を用いてもよいし、放射線を一旦可視光に変換し、その可視光を電荷信号に変換する、いわゆる間接型の放射線画像検出器を用いるようにしてもよい。また、放射線画像信号の読出方式としては、ＴＦＴ（thin film transistor）スイッチをオン・オフされることによって放射線画像信号が読みだされる、いわゆるＴＦＴ読出方式のものを用いることが好ましいが、これに限らない。
【００４５】
また、間接型の放射線画像検出器としては、たとえば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサやＣＣＤ（Charge Coupled Device Image Sensor）を用いたものを利用することができる。ＣＭＯＳセンサを用いたものとしては、たとえば、特開２００９−２１２３７７号公報に記載のような有機光電変換材料（ＯＰＣ（Organic Photoconductor））を用いたものを利用することが望ましい。また、放射線を可視光に変換するシンチレータとしては、たとえば、特開２０１１−１７６８３号公報に記載されているような、ＣｓＩなどの柱状結晶により構成されたもの用いることが好ましい。このようなシンチレータを用いることによって、より鮮鋭度の高い放射線画像を取得することができ、特に連続して複数の放射線画像を撮影する際にその効果が顕著である。
【００４６】
信号処理部１１ｂは、放射線画像検出器１１ａから読み出された電荷信号を電圧信号に変換するチャージアンプなどからなるアンプ部や、アンプ部から出力された電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部などを備えている。
【００４７】
コンピュータ３０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、およびＨＤＤやＳＳＤ等のストレージデバイスなどを備えており、これらのハードウェアによって、残像補正部３０ａ、再構成部３０ｂ、表示信号生成部３０ｃ、放射線量推定部３０ｄ、残像電荷量取得部３０ｅ、撮影間隔取得部３０ｆ、撮影制御部３０ｇ、および撮影条件入力部３０ｈが構成されている。
【００４８】
残像補正部３０ａは、信号処理部１１ｂから出力された被験者Ｐの放射線画像を表す放射線画像信号に対して残像補正を施すものである。残像補正の方法については、後で詳述する。なお、ここでは補正処理を行うものとして残像補正部３０ａのみを示しているが、実際には、残像補正の前後において感度補正や欠陥補正などの公知な補正処理を行うものとする。
【００４９】
再構成部３０ｂは、残像補正部３０ａにおいて残像補正の施された各撮影角度の放射線画像信号に基づいて、放射線ＣＴ画像信号を再構成するものである。
【００５０】
表示信号生成部３０ｃは、再構成部３０ｂから出力された放射線ＣＴ画像信号に基づいて表示制御信号を生成し、その表示制御信号をモニタ３１に出力するものである。
【００５１】
放射線量推定部３０ｄは、撮影条件入力部３０ｈを用いて撮影者によって入力された放射線源１０の管電流および１回の撮影の放射線の照射時間などの照射条件の情報を受け付け、この情報に基づいて、被験者Ｐを透過することなく、放射線画像検出器１１ａに直接到達する放射線の放射線強度分布を取得し、その取得した放射線強度分布に基づいて、いわゆる素抜け部に照射された放射線の線量を推定するものである。
【００５２】
より具体的には、放射線量推定部３０ｄには、放射線源１０の管電流と放射線の照射時間とを掛け合わせたｍＡｓ値に対応する放射線強度分布が予め設定されている。図３に、その放射線強度分布の一例を示す。図３に示す放射線強度分布の縦軸は放射線強度を示しており、横軸は放射線画像検出器１１ａを構成する画素の位置を示しており、放射線強度分布は、一般的に、放射線画像検出器１１ａの略中央部分から周辺に向かって次第に放射線強度が小さくなる分布となる。なお、図３には１次元方向の放射線の相対強度分布を示しているが、２次元方向についての放射線の相対強度分布を予め設定するようにしてもよい。
【００５３】
また、放射線強度分布は複数のｍＡｓ値毎に設定されるが、放射線強度分布はｍＡｓ値に比例して大きくなるので、たとえば、撮影条件入力部３０ｈによって入力されたｍＡｓ値が、予め設定されたｍＡｓ値ではない場合には、その入力されたｍＡｓ値に近い予め設定されたｍＡｓ値の放射線強度分布を用いて補間して取得するようにしてもよい。
【００５４】
また、所定のｍＡｓ値に対応する放射線強度分布は、放射線源１０の管電圧によっても変化する。したがって、放射線源１０の管電圧も変更できる構成とした場合には、図３に示すように、管電圧Ｖ１〜Ｖｍ毎にそれぞれｍＡｓ値Ｉ１〜Ｉｎに対応する放射線強度分布Ｄ１−１〜Ｄｍ−ｎを予め設定するようにしてもよい。
【００５５】
また、放射線強度分布は、放射線源２０に設けられる付加フィルタの材質や厚さによっても変化する。したがって、付加フィルタの種類を変更できる構成とした場合には、そのフィルタの種類毎の放射線強度分布を予め取得し、設定するようにしてもよい。
【００５６】
また、放射線量推定部３０ｄは、上述したようにして取得された放射線強度分布を用いて素抜け部の範囲に対応する放射線強度分布を取得するが、その他の方法としては、たとえば、撮影対象（太めの人、細めの人など）の情報や撮影部位（胸部、腹部、頭部、頚部、下肢など）の情報などに対応する素抜け部の範囲を予め設定しておき、撮影条件入力部３０ｈによって撮影対象や撮影部位の情報の入力を受け付けることによって素抜け部の範囲を取得するようにしてもよいし、予め被験者を設置した状態でプレ撮影を行い、そのプレ撮影の放射線画像信号の値が所定の閾値よりも大きい範囲を素抜け部として予め取得しておくようにしてもよい。
【００５７】
また、素抜け部の範囲は、Ｃアーム１２の撮影角度、すなわち撮影方向によって異なることになるが、本実施形態においては、素抜け部の範囲が最大となるときの撮影角度に応じた素抜け部の範囲を、素抜け部の放射線量推定対象の範囲として採用する。そして、その放射線量推定対象の素抜け部における各画素の放射線強度分布の値のうち、最大値となる画素の放射線強度分布の値を取得し、その値を残像電荷量取得部３０ｅに出力する。なお、以下、この値を素抜け部の推定放射線量という。
【００５８】
また、被験者Ｐの体厚が最も厚くなる撮影角度における画像信号の収録範囲以上の領域を、素抜け部の放射線量推定対象の範囲として採用するようにしてもよい。
【００５９】
残像電荷量取得部３０ｅは、入力された素抜け部の推定放射線量に基づいて、その推定放射線量に応じた放射線画像検出器１１ａの出力信号を算出し、その出力信号と放射線画像検出器１１ａの画素毎に予め設定された残像の減衰特性とに基づいて、残像電荷量の時間変化を取得し、その残像電荷量の時間変化を撮影間隔取得部３０ｆに出力するものである。
【００６０】
ここで、放射線画像検出器１１ａの画素毎の残像の減衰特性は、たとえば、ベタ画像などを放射線画像検出器１１ａに記録し、その出力信号の画素毎の時間変化を求めることによって予め取得されているものとする。なお、本実施形態においては、画素毎の残像の減衰特性を予め設定するようにしたが、これに限らず、たとえば、複数の画素を含む所定のエリア毎の残像の減衰特性を取得し、これを予め設定するようにしてもよい。
【００６１】
また、放射線画像検出器１１ａの画素毎の残像の減衰特性は、放射線源１０のｍＡｓ値や管電圧の大きさに応じて変化するので、ｍＡｓ値毎の減衰特性を予め設定しておき、
撮影条件入力部３０ｈを用いて撮影者によって入力されたｍＡｓ値の情報に基づいて減衰特性を選択するようにしてもよい。また、放射線源１０の管電圧が変更できる構成とした場合には、さらに管電圧毎の減衰特性を予め設定しておき、撮影条件入力部３０ｈを用いて撮影者によって入力された管電圧の情報に基づいて減衰特性を選択するようにしてもよい。また、放射線源１０の付加フィルタの種類を変更できる構成とした場合には、さらに付加フィルタの種類毎の減衰特性を予め設定しておき、撮影条件入力部３０ｈを用いて撮影者によって入力された付加フィルタの種類の情報に基づいて減衰特性を選択するようにしてもよい。
【００６２】
撮影間隔取得部３０ｆは、入力された残像電荷量の時間変化と放射線照射により放射線画像検出器１１ａの各画素で発生する最大電荷量とに基づいて、放射線画像検出器１１ａの出力が飽和しないように放射線画像の撮影の間隔を取得するものである。なお、放射線画像検出器１１ａの出力が飽和しないとは、放射線画像検出器１１ａ内における各画素の電荷蓄積量が飽和することなく、さらに放射線画像検出器１１ａの後段に接続される信号処理回路などにおいてもダイナミックレンジが飽和しないことをいう。
【００６３】
具体的には、撮影間隔取得部３０ｆは、図５に示すように、入力された残像電荷Ｑｒｅｓと被写体部の画像形成に必要な蓄積電荷量Ｑｓｕｂとの和が、放射線画像検出器１１ａの飽和出力Ｑｓａｔを超えないような許容撮影間隔Δｔを取得し、撮影制御部３０ｇに出力するものである。実際には、下式を満たすような許容撮影間隔を取得する。
【００６４】
Ｑｓｕｂ（ｃ）＋Ｑｒｅｓ（ｃ）＜Ｑｓａｔ（ｃ）
撮影制御部３０ｇは、撮影間隔取得部３０ｆから出力された許容撮影間隔から撮影間隔し設定し、撮影条件入力部３０ｈにおいて入力されたｍＡｓ値とに基づいて、放射線源１０から射出される放射線の線量および照射タイミングと、駆動部１５によるＣアーム１２の回転の速度を制御するものである。このとき設定される撮影間隔は、許容撮影間隔のうち、放射線ＣＴ画像撮影システムが動作可能な最小値に設定することが好ましい。
【００６５】
次に、本放射線ＣＴ画像撮影システムの作用について、図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。本放射線ＣＴ撮影システムは、被験者Ｐに対してＣアーム１２を３６０°もしくは１８０°回転させながら、所定の角度毎に所定の撮影間隔で放射線を照射して放射線ＣＴ画像を再構成するための複数の放射線画像の撮影を行うが、その本撮影の前に、素抜け部の残像信号によって被験者の画像領域の放射線画像信号が飽和することなく残像補正を適切に行うことが可能な撮影間隔が予め設定される。まずは、その撮影間隔を取得する作用について説明する。
【００６６】
まず、撮影条件入力部３０ｈにおいて、撮影者によって放射線の照射条件が入力される。具体的には、放射線源１０の管電圧（ｋＶ）、管電流（ｍＡ）および一回の撮影辺りの照射時間（ｓ）、付加フィルタの種類の条件が入力される。なお、撮影条件入力部３０ｈにおいてこれらの値を直接入力しても良いし、たとえば、撮影対象の情報（太めの人、細めの人）や撮影部位の情報（胸部、腹部、頭部、頚部、下肢など）と照射条件とを対応づけたテーブルを予め設定しておき、撮影対象や撮影部位の情報の入力を受け付けてテーブルを参照して照射条件を求めることによって、間接的に照射条件の入力を受け付けるようにしてもよい（Ｓ１０）。
【００６７】
そして、撮影条件入力部３０ｈにおいて受け付けられた照射条件は、放射線量推定部３０ｄに入力され、放射線量推定部３０ｄにおいて、照射条件に基づいて、上述した素抜け部の推定放射線量が取得される（Ｓ１２）。なお、素抜け部の推定放射線量の取得方法については、上述したとおりである。
【００６８】
そして、放射線量推定部３０ｄによって取得された推定放射線量は、残像電荷量取得部３０ｅに入力され、残像電荷量取得部３０ｅにおいて、入力された素抜け部の推定放射線量に基づいて、その推定放射線量に応じた放射線画像検出器１１ａの出力信号が算出され、その出力信号と放射線画像検出器１１ａの画素毎に予め設定された残像の減衰特性とに基づいて、残像電荷量の時間変化が取得され、その残像電荷量の時間変化が撮影間隔取得部３０ｆに出力される（Ｓ１４）。
【００６９】
そして、撮影間隔取得部３０ｆは、入力された残像電荷量の時間変化と放射線画像検出器１１ａの各画素で発生する最大電荷量とに基づいて、放射線画像検出器１１ａの出力が飽和しないような放射線画像の撮影の間隔を取得する（Ｓ１６）。なお、撮影間隔の具体的な取得方法については、上述したとおりである。
【００７０】
そして、撮影間隔取得部３０ｆにおいて取得された撮影間隔は撮影制御部３０ｇに出力され、撮影制御部３０ｇは、入力された撮影間隔に基づいてＣアーム１２の回転速度を算出して設定する。なお、Ｃアーム１２が３６０°または１８０°回転する間に撮影する放射線画像の枚数は予め設定されており、その枚数と撮影間隔とに基づいてＣアーム１２の回転速度が算出される。
【００７１】
以上が、残像補正を適切に行うことが可能な撮影間隔の取得方法の説明である。
【００７２】
次に、上述したようにして取得された撮影間隔に応じて放射線画像を撮影し、その放射線画像に対して残像補正を施した後、放射線ＣＴ画像を再構成する作用について説明する。
【００７３】
まず、被験者Ｐをベッド２２上に横たわらせ、被験者Ｐの体の略中心を回転軸Ｃとして、この回転軸Ｃを挟んで放射線源１０と放射線検出部１１とが対称位置に配されるようにＣアーム１２の位置決めが行なわれる。Ｃアーム１２の移動は、撮影者によるコンピュータ３０の操作に基づいて行なわれる。
【００７４】
そして、コンピュータ３０において撮影者によって撮影開始指示が入力されると、撮影制御部３０ｇは、撮影条件入力部３０ｈにおいて入力された放射線の照射線量の条件を取得し、その照射線量の条件に応じた制御信号を放射線源１０に出力するとともに、上述したようにして取得された撮影間隔に基づくＣアーム１２の回転速度に応じた制御信号をＣアーム１２を駆動する駆動部１５に出力する。そして、これらの制御信号に基づいて放射線源１０と駆動部１５が駆動制御されて被験者Ｐの放射線画像の撮影が行なわれる（Ｓ１８）。
【００７５】
具体的には、入力された制御信号に基づいて駆動部１５によってＣアーム１２が回転させられ、被験者Ｐを通る回転軸Ｃの回りに放射線源１０と放射線検出部１１とが一体的に回転させられるとともに、入力された制御信号に基づいて放射線源１０から放射線が射出される。
【００７６】
そして、Ｃアーム１２の所定角度毎に、放射線源１０から射出され被験者Ｐを通った円錐状放射線の放射線画像検出器１１ａへの曝射と放射線画像検出器１１ａに記録された電荷信号の読出しとが行われ、被験者Ｐを互いに異なる角度から撮影した複数の電荷信号が順次読み出される。
【００７７】
そして、上述したようにして読み出された電荷信号は、信号処理部１１ｂのアンプ部において電圧信号である放射線画像信号に変換され、ＡＤ変換部においてデジタル信号に変換された後、コンピュータ３０の残像補正部３０ａに出力される。
【００７８】
そして、残像補正部３０ａは、入力された複数の放射線画像信号を一旦記憶した後、これらの放射線画像信号に対して残像補正を施す（Ｓ２０）。
【００７９】
ここで、Ｎ番目に撮影された放射線画像信号の残像補正について説明する。図７は、各角度で撮影された放射線画像信号の残像特性を示している。図７に示すように、Ｎ番目の放射線画像信号は、真の放射線画像信号（図７に点線で示す）に対して、１番目〜Ｎ−１番目までに撮影された各放射線画像信号の累積残像量ｓｈが加算された大きさとなる。したがって、１番目〜Ｎ−１番目までに撮影された各放射線画像信号の残像信号を減算することによって残像補正を行う。
【００８０】
具体的には、図８に示すように、Ｎ枚目の放射線画像における残像の補正に際し、１枚目〜Ｎ−１枚目までに撮影された各放射線画像に対し、Ｎ枚目の放射線画像の撮影までの各々の時間経過に応じた重み係数Ｗ（Ｎ，１）〜Ｗ（Ｎ，Ｎ−１）がそれぞれ乗算され、その乗算された値が加算されてＮ枚目の放射線画像の残像補正データが生成される。そして、その生成した残像補正データをＮ枚目の放射線画像から減算することによりＮ枚目の放射線画像の残像が補正される。ただし、Ｎ枚目の放射線画像の残像補正データ生成に用いられる１枚目〜Ｎ−１枚目の放射線画像は、同様の方法によって残像補正が施されたものを用いる。また、１枚目の放射線画像は、１枚目の放射線画像の撮影に先立って取得された直前のダークフレームの画像を用いていくつかの公知の方法によって残像補正を施したものとすることもできるし、１枚目は残像補正を施していない画像とすることもできる。
【００８１】
なお、重み係数については、各時間経過に応じた値が予め設定されているものとする。また、重み係数は、放射線画像検出器１１ａの画素毎に、その残像特性に応じてそれぞれ設定されているものとする。また、Ｎ枚目の放射線画像の残像補正方法は、本実施例記載の方法に限定されるものではなく、他の方法で行うことを除外するものではない。
【００８２】
残像補正部３０ａは、放射線画像信号に対して、上述したようにして残像補正を施すが、補正対象となる各画素の信号において、出力が飽和している画素は残像補正を施すべきでないことに注意する。そして、残像補正部３０ａは、残像補正済の放射線画像信号を再構成部３０ｂに出力する。
【００８３】
再構成部３０ｂは、入力された各撮影角度の複数の補正済放射線画像信号を用いて、放射線ＣＴ画像信号を再構成する（Ｓ２２）。
【００８４】
そして、再構成部３０ｂにおいて生成された放射線ＣＴ画像信号は、表示信号生成部３０ｃに出力され、表示信号生成部３０ｃにおいて放射線ＣＴ画像信号に基づいて表示制御信号が生成されてモニタ３１に出力される。そして、モニタ３１は、入力された表示制御信号に基づいて被験者Ｐの放射線ＣＴ画像を表示する。
【００８５】
また、上記第１の実施形態の放射線ＣＴ画像撮影システムにおいては、撮影条件入力部３０ｈにおいて入力された放射線の照射条件に基づいて素抜け部の推定放射線量を取得するようにしたが、推定放射線量を取得する方法としてはこれに限らない。以下に、推定放射線量の取得する別の方法について説明する。
【００８６】
この方法においては、実際に放射線源１０から射出された放射線を放射線画像検出器１１ａによって検出することによって推定放射線量を取得する。
【００８７】
具体的には、図９に示すように、放射線画像検出器１１ａの放射線照射側の表面に、放射線を吸収する放射線吸収部材４０を設置し、この放射線吸収部材４０が設定された放射線画像検出器１１ａに対し、撮影条件入力部３０ｈにおいて入力された放射線の照射線量の条件に基づいて放射線を照射して推定放射線量を取得するための計測用放射線画像を撮影する。なお、放射線吸収部材４０は、実際に被験者Ｐの放射線画像が記録されうる範囲である画像領域以外の範囲に設置される。放射線吸収部材４０の形状については、図９に示すように放射線画像検出器１１ａの対向する２辺に沿って細長い矩形状のものを設けるようにしてもよいし、放射線画像検出器１１ａの４辺に沿って枠状に設けるようにしてもよい。
【００８８】
また、この計測用放射線画像の撮影は、被験者Ｐを設置した状態で行ってもよいし、被験者Ｐを設置しない状態で行ってもよい。
【００８９】
ただし、本実施形態においては、いずれの場合においても、実際に被験者Ｐを設置して放射線画像の本撮影を行ったときに、素抜け部の範囲が最も広くなるような撮影角度にＣアーム１２が回転した状態で撮影が行われるものとする。
【００９０】
または、実際に被験者Ｐを設置して放射線画像の本撮影を行ったときに、被験者Ｐの体厚が最も厚くなるような撮影角度にＣアーム１２が回転した状態で撮影を行うようにしてもよい。
【００９１】
素抜け部の範囲が最も広くなるような撮影角度または被験者Ｐの体厚が最も厚くなるような撮影角度については、たとえば、撮影対象（太めの人、細めの人など）の情報や撮影部位（胸部、腹部、頭部、頚部、下肢など）の情報などに対応する上記撮影角度を予め設定しておき、撮影条件入力部３０ｈによって撮影対象や撮影部位の情報の入力を受け付けることによって上記撮影角度を取得するようにすればよい。
【００９２】
また、被験者Ｐを設置した状態で計測用放射線画像の撮影を行う場合には、予め設定された複数の撮影角度で計測用放射線画像を複数撮影し、その複数の計測用放射線画像中から素抜け部の範囲が最も広いものを選択するようにしてもよい。
【００９３】
そして、上述したようにして放射線画像検出器１１ａに記録され、読み出された計測用放射線画像を表す電荷信号は、信号処理部１１ｂのアンプ部によって電圧信号に変換され、ＡＤ変換部によってデジタル信号に変換された後、放射線量推定部３０ｄに入力される。
【００９４】
図１０に、被験者Ｐを設置した状態で撮影された計測用放射線画像信号の一例を実線で示す。図１０における横軸は、放射線吸収部材４０の長さ方向に直交する方向の画素位置を示し、縦軸は各画素の出力を示している。また、図１０に示す飽和レベルとは、放射線画像検出器１１ａの出力の飽和レベルである。
【００９５】
図１０に示すように、素抜け部の範囲ＤＲのうち放射線吸収部材４０を透過した範囲の出力信号ＦＳは飽和することなく、放射線源１０から射出された放射線の線量に比例する大きさで検出することができる。
【００９６】
そして、放射線量推定部３０ｄは、この放射線吸収部材４０を透過した範囲の出力信号ＦＳと放射線吸収部材４０の放射線の吸収特性とに基づいて、素抜け部の範囲ＤＲの放射線強度分布ＸＤを推定する。なお、図１０においては、素抜け部以外の範囲の放射線強度分布も示しているが、この部分は推定しても推定しなくてもよい。
【００９７】
そして、放射線量推定部３０ｄは、素抜け部の範囲ＤＲの放射線強度分布ＸＤにおける各画素の放射線強度分布の値のうち、最大値となる画素の放射線強度分布の値を素抜け部の推定放射線量として取得する。
【００９８】
なお、上述した方法によって推定放射線量を取得する場合、１つの放射線の照射条件によって撮影された計測用放射線画像に基づいて、実際の本撮影の放射線の照射条件に応じた推定放射線量を取得するが、異なるｍＡｓ値によって撮影された計測用放射線画像に基づいて、複数の推定放射線量を取得してもよい。また、放射線吸収部材４０によってビームハードニングを生じるので、少なくとも互いに異なる管電圧または付加フィルタの種類によって撮影された計測用放射線画像に基づいて、実際の本撮影の管電圧または付加フィルタの種類に応じた推定放射線量を選択して取得するようにすることが望ましい。
【００９９】
次に、本発明の放射線画像撮影装置の第２の実施形態を用いた放射線ＣＴ画像撮影システムについて説明する。第２の実施形態の放射線ＣＴ画像撮影システム全体の概略構成については、図１に示す第１の実施形態の放射線ＣＴ画像撮影システムと同様である。
【０１００】
第１の実施形態の放射線ＣＴ画像撮影システムにおいては、素抜け部の推定放射線量に基づいて放射線画像の撮影間隔を取得し、その撮影間隔に応じたＣアーム１２の回転速度で放射線画像の撮影を行うようにしたが、第２の実施形態の放射線ＣＴ画像撮影システムにおいては、素抜け部の推定放射線量に基づいて、素抜け部の残像信号によって被験者の画像領域の放射線画像信号が飽和することない撮影線量を取得し、その撮影線量によって放射線画像の撮影を行うようにしたものである。
【０１０１】
したがって、図１１に示すように、第２の実施形態の放射線ＣＴ画像撮影システムのコンピュータ３０には、第１の実施形態のコンピュータ３０における撮影間隔取得部３０ｆの代わりに、残像電荷量取得部３０ｅによって取得された残像電荷量に基づいて、本撮影における各放射線画像の撮影線量を取得する撮影線量取得部ｉが設けられている。
【０１０２】
また、コンピュータ３０内のその他の各部についても、その作用が第１の実施形態とは異なるので、その作用について、図１２に示すフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【０１０３】
第２の実施形態の放射線ＣＴ画像撮影システムにおいては、まず、放射線量推定部３０ｄにおいて、素抜け部の推定放射線量が取得される（Ｓ３０）。具体的には、放射線量推定部３０ｄには、図３に示すような放射線強度分布が撮影線量毎に予め設定されており、この各放射線強度分布と素抜け部の範囲の情報とに基づいて、撮影線量毎の素抜け部の範囲に対応する放射線強度分布を取得する。
【０１０４】
素抜け部の範囲の情報については、第１の実施形態と同様に、たとえば、撮影対象（太めの人、細めの人など）の情報や撮影部位（胸部、腹部、頭部、頚部、下肢など）の情報などに対応する素抜け部の範囲を予め設定しておき、撮影条件入力部３０ｈによって撮影対象や撮影部位の情報の入力を受け付けることによって素抜け部の範囲を取得するようにしてもよいし、予め被験者を設置した状態でプレ撮影を行い、そのプレ撮影の放射線画像信号の値が所定の閾値よりも大きい範囲を素抜け部として予め取得しておくようにしてもよい。
【０１０５】
また、素抜け部の範囲は、Ｃアーム１２の撮影角度、すなわち撮影方向によって異なることになるが、本実施形態においても第１の実施形態と同様に、素抜け部の範囲が最大となるときの撮影角度に応じた素抜け部の範囲を、素抜け部の放射線量推定対象の範囲として採用する。そして、その放射線量推定対象の素抜け部における各画素の放射線強度分布の値のうち、最大値となる画素の放射線強度分布の値を推定放射線量として取得する。
【０１０６】
上述したようにして、各撮影線量に対応する素抜け部の推定放射線量が取得される。そして、放射線量推定部３０ｄにおいて取得された各撮影線量に対応する素抜け部の推定放射線量は、残像電荷量取得部３０ｅに出力される。
【０１０７】
次に、撮影条件入力部３０ｈにおいて、撮影者によって撮影間隔の条件が入力される（Ｓ３２）。なお、撮影間隔の条件については、撮影条件入力部３０ｈにおいてこれらの値を直接入力しても良いし、たとえば、撮影部位の情報と撮影間隔の条件とを対応づけたテーブルを予め設定しておき、撮影部位の情報の入力を受け付けてテーブルを参照して撮影間隔の条件を求めることによって、間接的に撮影間隔の条件の入力を受け付けるようにしてもよい。たとえば、撮影部位が胸部である場合には、心臓の動きがアーチファクトになるので撮影間隔（周回時間）は短く設定される。また、高速撮影モード、中速撮影モードや低速撮影モードなどの撮影速度の情報と撮影間隔の条件とを対応づけたテーブルを予め設定しておき、撮影速度の情報の入力を受け付けて撮影間隔の条件を求めるようにしてもよい。
【０１０８】
そして、撮影条件入力部３０ｈにおいて受け付けられた撮影間隔の条件は、残像電荷量取得部３０ｅに入力され、残像電荷量取得部３０ｅにおいて、入力された撮影間隔の条件と各撮影線量の素抜け部の推定放射線量とに基づいて、各撮影線量の残像電荷量が算出される（Ｓ３４）。具体的には、残像電荷量取得部３０ｅは、入力された各撮影線量の素抜け部の推定放射線量に基づいて、その推定放射線量に応じた放射線画像検出器１１ａの出力信号を算出し、その出力信号と放射線画像検出器１１ａの画素毎に予め設定された残像の減衰特性とに基づいて、各撮影線量の残像電荷量を算出し、その各撮影線量の残像電荷量を撮影線量取得部３０ｉに出力する。ここで、放射線画像検出器１１ａの画素毎の残像の減衰特性の取得方法については、上記第１の実施形態と同様であり、また、第２の実施形態においても、複数の画素を含む所定のエリア毎の残像の減衰特性を取得し、これを予め設定するようにしてもよい。
【０１０９】
そして、撮影線量取得部３０ｉは、入力された各撮影線量の残像電荷量と放射線照射により放射線画像検出器１１ａの各画素で発生する最大電荷量とに基づいて、放射線画像検出器１１ａの出力が飽和しないような放射線画像の撮影線量を取得する（Ｓ３６）。
【０１１０】
具体的には、撮影線量取得部３０ｉは、図１３に示すように、入力された各撮影線量の残像電荷Ｑｒｅｓと被写体部の画像形成に必要な蓄積電荷量Ｑｓｕｂとの和が放射線画像検出器１１ａの飽和出力Ｑｓａｔを超えないような許容撮影線量を取得し、撮影制御部３０ｅに出力する。実際には、下式を満たすような許容撮影線量を取得する。
【０１１１】
Ｑｓｕｂ（ｃ）＋Ｑｒｅｓ（ｃ）＜Ｑｓａｔ（ｃ）
そして、撮影制御部３０ｇは、入力された許容撮影線量に基づいて、放射線源１０の放射線の照射条件を設定する。
【０１１２】
そして、次に、上述したようにして取得された放射線の照射条件の情報に基づいて、放射線画像の撮影が行われる（Ｓ３８）。
【０１１３】
まず、被験者Ｐをベッド２２上に横たわらせ、被験者Ｐの体の略中心を回転軸Ｃとして、この回転軸Ｃを挟んで放射線源１０と放射線検出部１１とが対称位置に配されるようにＣアーム１２の位置決めが行なわれる。
【０１１４】
そして、コンピュータ３０において撮影者によって撮影開始指示が入力されると、撮影制御部３０ｇは、撮影条件入力部３０ｈにおいて入力された撮影間隔の条件を取得し、その撮影間隔に基づくＣアーム１２の回転速度に応じた制御信号を、Ｃアーム１２を駆動する駆動部１５に出力するとともに、上述したようにして設定された管電圧および管電流に基づく制御信号を放射線源１０に出力し、これらの制御信号に基づいて放射線源１０と駆動部１５が駆動制御されて被験者Ｐの放射線画像の撮影が行なわれる。
【０１１５】
具体的には、入力された制御信号に基づいて駆動部１５によってＣアーム１２が回転させられ、被験者Ｐを通る回転軸Ｃの回りに放射線源１０と放射線検出部１１とが一体的に回転させられるとともに、入力された制御信号に基づいて放射線源１０から放射線が射出される。
【０１１６】
そして、Ｃアーム１２の所定角度毎に、放射線源１０から射出され被験者Ｐを通った円錐状放射線の放射線画像検出器１１ａへの曝射と放射線画像検出器１１ａに記録された電荷信号の読出しとが行われ、被験者Ｐを互いに異なる角度から撮影した複数の電荷信号が順次読み出される。
【０１１７】
そして、上述したようにした読み出された電荷信号は、信号処理部１１ｂのアンプ部において電圧信号である放射線画像信号に変換され、ＡＤ変換部においてデジタル信号に変換された後、コンピュータ３０の残像補正部３０ａに出力される。
【０１１８】
そして、残像補正部３０ａは、入力された複数の放射線画像信号を一旦記憶した後、これらの放射線画像信号に対して残像補正を施す（Ｓ４０）。なお、残像補正の作用については、上記第１の実施形態と同様である。
【０１１９】
残像補正部３０ａは、放射線画像信号に対して残像補正を施すが、補正対象となる各画像の信号において、出力が飽和している画素は残像補正を施すべきではないことに注意する。そして、残像補正部３０ａは、残像補正済の放射線画像信号を再構成部３０ｂに出力する。
【０１２０】
再構成部３０ｂは、入力された各撮影角度の複数の補正済放射線画像信号を用いて、放射線ＣＴ画像信号を再構成する（Ｓ４２）。
【０１２１】
そして、再構成部３０ｂにおいて生成された放射線ＣＴ画像信号は、表示信号生成部３０ｃに出力され、表示信号生成部３０ｃにおいて放射線ＣＴ画像信号に基づいて表示制御信号が生成されてモニタ３１に出力される。そして、モニタ３１は、入力された表示制御信号に基づいて被験者Ｐの放射線ＣＴ画像を表示する。
【０１２２】
また、上記第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、実際に放射線源１０から射出された各撮影線量の放射線を、放射線吸収部材４０が設けられた放射線画像検出器１１ａによって検出することによって推定放射線量を取得するようにしてもよい。
【０１２３】
具体的には、放射線吸収部材４０が設定された放射線画像検出器１１ａに対し、各撮影線量の放射線を照射して推定放射線量を取得するための計測用放射線画像を複数撮影する。
【０１２４】
なお、このとき本実施形態においても、実際に被験者Ｐを設置して放射線画像の本撮影を行ったときに、素抜け部の範囲が最も広くなるような撮影角度にＣアーム１２が回転した状態で計測用放射線画像の撮影が行われるものとする。
【０１２５】
そして、放射線画像検出器１１ａから読み出された各撮影線量の計測用放射線画像を表す電荷信号は、信号処理部１１ｂのアンプ部によって電圧信号に変換され、ＡＤ変換部によってデジタル信号に変換された後、放射線量推定部３０ｄに入力される。
【０１２６】
そして、放射線量推定部３０ｄは、図１０に示すような、各撮影線量の計測用放射線画像信号について、放射線吸収部材４０を透過した範囲の出力信号ＦＳと放射線吸収部材４０の放射線の吸収特性とに基づいて、素抜け部の範囲ＤＲの放射線強度分布ＸＤを推定する。なお、図１０においては、素抜け部以外の範囲の放射線強度分布も示しているが、この部分は推定しても推定しなくてもよい。
【０１２７】
そして、放射線量推定部３０ｄは、素抜け部の範囲ＤＲの放射線強度分布ＸＤにおける各画素の放射線強度分布の値のうち、最大値となる画素の放射線強度分布の値を素抜け部の推定放射線量として取得する。このようにして各撮影線量に対する推定放射線量が取得される。
【０１２８】
また、上記説明においては、本発明の放射線画像撮影装置の一実施形態を放射線ＣＴ画像撮影システムに用いたものについて説明したが、これに限らず、放射線画像検出器を繰り返して使用して放射線画像の撮影を行うとともに、残像補正を行う放射線画像撮影装置であればその他の装置に適用してもよい。
【０１２９】
たとえば、断層画像を撮影可能な放射線トモシンセシス撮影装置にも適用可能である。図１６は放射線トモシンセシス撮影装置の一例を示すものである。この装置においては、撮影台２３上の被写体Ｐの中に設定された点Ｑを中心とする弧状の軌跡Ｍに沿って放射線源１０が移動され、その移動位置が変わる毎に、つまり放射線照射軸Ｏと撮影台２３とがなす角度が変わる毎に放射線画像の撮影がなされる。こうして得られた複数の放射線画像に基づいて再構成演算を行うことによって、断層画像や３次元画像を再構成することができる。
【０１３０】
また、図１７は、放射線トモシンセシス撮影装置の別の例を示すものである。この装置においては、たとえば、天井などに設置された走行系によって放射線源１０を移動可能に支持し、放射線源１０を撮影台２２と平行な方向に、つまり直線状の軌跡Ｎに沿って移動させる。そして、その移動位置が変わる毎に放射線源１０のあおり角度、つまり放射線照射軸Ｏと撮影台２２とがなす角度が変えられて、その都度放射線画像の撮影がなされる。この場合も、撮影によって得られた複数の放射線画像に基づいて再構成演算を行うことによって、断層画像や３次元画像を再構成することができる。
【０１３１】
ここで、上記第１および第２の実施形態の放射線ＣＴ画像撮影システムにおいては、放射線量推定部３０ｄが、素抜け部の範囲が最大となるときのＣアーム１２の撮影角度に応じた素抜け部の範囲を素抜け部の放射線量推定対象の範囲として採用し、その放射線量推定対象の素抜け部における各画素の放射線強度分布の値のうち、最大値となる画素の放射線強度分布を素抜け部の推定放射線量として取得するようにしたが、図１６や図１７に示した放射線トモシンセシス撮影装置においては、複数の放射線画像の撮影毎に放射線照射軸Ｏと放射線画像検出器１１ａの検出面とがなす角度が変わり、これにより素抜け部の範囲が変化することになるので、以下のようにして素抜け部の放射線量推定対象の範囲を決定する。
【０１３２】
より具体的には、たとえば、図１６または図１７に示す放射線トモシンセシス撮影装置
において、被写体Ｐの正面から撮影した際の被写体領域と素抜け部との関係は図１８（Ａ）に示すようになり、被写体Ｐを図１６（図１７）に示す右側の斜め方向から撮影した際の被写体領域と素抜け部との関係は図１８（Ｂ）に示すようになり、被写体Ｐを図１６（図１７）に示す左側の斜め方向から撮影した際の被写体領域と素抜け部との関係は図１８（Ｃ）に示すようになる。なお、図１８（Ａ）〜（Ｃ）は放射線画像上の被写体領域と素抜け部を模式的に示したものであり、その大きさや形状は正確なものではない。
【０１３３】
そして、素抜け部の推定放射線量を取得する際に必要なのは、一連の複数の放射線画像の撮影過程において素抜け部と被写体領域とが入れ替わる範囲である。したがって、まず、図１８（Ａ）〜（Ｃ）に示す各放射線画像の素抜け部をＯＲ演算した領域を取得するとともに、各放射線画像の被写体領域をＯＲ演算した領域とを取得する。そして、上記素抜け部のＯＲ演算領域と上記被写体領域のＯＲ演算領域とをＡＮＤ演算した領域を、素抜け部と被写体領域とが入れ替わる領域として取得する。すなわち、このＡＮＤ演算領域を、素抜け部の放射線量推定対象の範囲として取得する。
【０１３４】
そして、放射線量推定部３０ｄが、上記のようにして取得した放射線量推定対象の素抜け部における各画素の放射線強度分布の値のうち、最大値となる画素の放射線強度分布を素抜け部の推定放射線量として取得する。
【０１３５】
なお、素抜け部の推定放射線量を取得した後の残像電荷量の取得、撮影間隔や撮影線量の取得、および残像補正の方法については、上記第１および第２の実施形態と同様である。
【０１３６】
また、上記第１よび第２の実施形態の放射線ＣＴ画像撮影システムにおいても、上述したように素抜け部と被写体領域とが入れ替わる領域を素抜け部の放射線量推定対象の範囲として取得し、その放射線量推定対象の素抜け部における各画素の放射線強度分布の値のうち、最大値となる画素の放射線強度分布を素抜け部の推定放射線量として取得するようにしてもよい。このようにして素抜け部の推定放射線量を取得することにより、より正確な素抜け部の推定放射線量を取得することができる。
【符号の説明】
【０１３７】
１     撮影装置
１０   放射線源
１１   放射線検出部
１１ａ 放射線画像検出器
１１ｂ 信号処理部
１２   Ｃアーム
１５   駆動部
３０   コンピュータ
３０ａ 残像補正部
３０ｂ 再構成部
３０ｃ 表示信号生成部
３０ｄ 放射線量推定部
３０ｅ 残像電荷量取得部
３０ｅ 撮影制御部
３０ｆ 撮影間隔取得部
３０ｇ 撮影制御部
３０ｈ 撮影条件入力部
３０ｉ 撮影線量取得部
３１   モニタ
４０   放射線吸収部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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