(57)【要約】【課題】周囲の正常画素に比べて感度の異なる一部の非正常画素の感度が撮影時の管電圧によって変動し得る放射線画像撮影装置において、ゲイン補正の精度を向上させる。【解決手段】被写体が存在しない状態で撮影を行うことにより生成される、放射線画像撮影装置の各画素の相対的な感度を表す補正用画像データを記憶する記憶手段と、被写体が存在する状態で撮影を行うことにより放射線画像撮影装置が出力した被写体画像データを取得する取得手段と、放射線画像撮影装置に到達する放射線のスペクトルの変化に応じた、正常画素の感度に対する非正常画素の感度の変化の傾向を推定する推定手段と、被写体画像データを取得する度に、推定した前記非正常画素の感度の変化の傾向に基づいて、補正用画像データを校正する校正手段と、校正した補正用画像データを用いて、取得した被写体画像データにゲイン補正を施す補正手段と、を備える。【選択図】図８
2019084307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体が存在しない状態で放射線画像撮影装置を用いた撮影を行うことにより生成される、当該放射線画像撮影装置の各画素の相対的な感度を表す補正用画像データを記憶する記憶手段と、
被写体が存在する状態で前記放射線画像撮影装置を用いた撮影を行うことにより当該放射線画像撮影装置が出力した被写体画像データを取得する取得手段と、
前記放射線画像撮影装置に到達する放射線のスペクトルの変化に応じた、当該放射線画像撮影装置における正常画素の感度に対する非正常画素の感度の変化の傾向を推定する推定手段と、
前記取得手段が被写体画像データを取得する度に、前記推定手段が推定した前記非正常画素の感度の変化の傾向に基づいて、前記補正用画像データを校正する校正手段と、
前記校正手段が校正した補正用画像データを用いて、前記取得手段が取得した被写体画像データにゲイン補正を施す補正手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
放射線を受けたことに基づく電荷の蓄積と蓄積した電荷の放出とを行うことが可能な複数の画素が二次元的に配列された基板と、
前記複数の画素から放出された電荷の量に基づいて被写体画像データを生成するデータ生成手段と、
被写体が存在しない状態で撮影を行うことにより前記データ生成手段が生成した、前記複数の画素の相対的な感度を表す補正用画像データを記憶する記憶手段と、
外部から到達する放射線のスペクトルの変化に応じた正常画素の感度に対する非正常画素の感度の変化の傾向を推定する推定手段と、
前記データ生成手段が被写体画像データを生成する度に、前記推定手段が推定した前記非正常画素の感度の変化の傾向に基づいて、前記補正用画像データを校正する校正手段と、
前記校正手段が校正した補正用画像データを用いて、前記データ生成手段が生成した被写体画像データにゲイン補正を施す補正手段と、を備えることを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項３】
管電圧を含む撮影時の動作モードを選択するモード選択手段と、
被写体の体厚を設定する体厚設定手段と、を備え、
前記記憶手段は、
被写体が存在しない状態、かつ前記補正用画像データを取得したときと異なる管電圧で撮影を行うことにより前記データ生成手段が生成した、少なくとも一つ以上の第１校正用画像データと、
被写体が存在する状態、かつ前記補正用画像データを取得したときの管電圧と前記第１校正用画像データを取得したときの管電圧の少なくともいずれかを含む管電圧で撮影を行うことにより前記データ生成手段が生成した第２校正用画像データと、を記憶し、
前記推定手段は、前記補正用画像データと前記第１校正用画像データとの差、及び前記補正用画像データ又は前記第１校正用画像データと前記第２校正用画像データとの差を用いて、外部から到達する放射線のスペクトルの変化に応じた正常画素の感度に対する非正常画素の感度の変化の傾向を推定し、
前記校正手段は、前記補正用画像データを、前記モード選択手段が選択した動作モード及び前記体厚設定手段が設定した体厚に対応するよう校正することを特徴とする請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項４】
管電圧を含む撮影時の動作モードを選択するモード選択手段と、
被写体の体厚を設定する体厚設定手段と、を備え、
前記記憶手段は、外部から到達する放射線のスペクトルの変化に応じた正常画素の感度に対する非正常画素の感度の変化の傾向に基づいて得た複数の補正係数をテーブルとして記憶し、
前記校正手段は、前記テーブルを参照して、前記モード選択手段が選択した動作モード及び前記体厚設定手段が設定した体厚に対応する補正係数を選択し、選択した補正係数を用いて前記補正用画像データを校正することを特徴とする請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項５】
前記体厚設定手段は、
前記被写体の性別、体重、撮影部位、身長、年齢のいずれか一つ以上の情報を取得する情報取得手段と、
前記情報取得手段が取得した情報に基づいて前記被写体の体厚を推定する体厚推定手段と、を備え、
前記体厚推定手段が推定した体厚を設定することを特徴とする請求項３又は４に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項６】
前記体厚設定手段は、被写体が存在しない状態で撮影を行うことにより前記データ生成手段が生成した画像データ、及び被写体が存在する状態で撮影を行うことにより前記データ生成手段が生成した画像データに基づいて、前記被写体の体厚を推定する体厚推定手段を備え、
前記体厚推定手段が推定した体厚を設定することを特徴とする請求項３又は４に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項７】
前記記憶手段は、前記非正常画素の位置情報を記録した補正情報を記憶し、
前記補正手段は、前記補正情報に基づいて、前記非正常画素の信号値のみにゲイン補正を施すことを特徴とする請求項２から６のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項８】
前記基板と対向するよう配置され、放射線を受けることで線量に応じた強度の光を発するシンチレーターを備え、
前記画素は、前記シンチレーターが発した光を受けることで光の強度に応じた電荷を生成するものであり、
前記非正常画素は、前記シンチレーターの表面に存在する微小な変形部と対向することにより、前記正常画素と感度が異なるとともに、外部から到達する放射線のスペクトルの変化に応じて感度を変化させることを特徴とする請求項２から７のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項９】
請求項１に記載の画像処理装置と、
放射線を受けたことに基づく電荷の蓄積と蓄積した電荷の放出とを行うことが可能な複数の画素が二次元的に配列された基板と、前記複数の画素から放出された電荷の量に基づいて画像データを生成するデータ生成手段と、前記データ生成手段が生成した画像データを前記画像処理装置へ出力する出力手段と、を有する放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置へ向けて放射線を照射する放射線照射装置と、を備えることを特徴とする放射線画像撮影システム。
【請求項１０】
請求項２から８のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置へ向けて放射線を照射する放射線照射装置と、を備えることを特徴とする放射線画像撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、放射線画像撮影装置及び放射線画像撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画素が二次元的に複数配列された基板を備える放射線画像撮影装置では、入力（受けた放射線の線量）に対する信号値の出力（ゲイン）が画素毎にばらついてしまうことがある。このような画素毎のゲインのばらつきにより画像に生じるムラは「ゲインムラ」と呼ばれる。
ゲインムラの原因の一つに、放射線を光に変換するシンチレーターの表面に存在する微小な突起がある。この突起と対向する画素は、突起と対向しない正常画素に対して感度が低下する特性が有るのだが、シンチレーター製造工程において突起を完全になくすことは困難である（突起の大きさをある範囲内に収めるのが限界である）。
そこで、従来、ゲインばらつきを補正する係数を画素毎に予め算出しておき、撮影された画像に対して算出した係数を掛けることで画素毎のゲインばらつきを打ち消すゲイン補正と呼ばれる補正を施すことにより、画像からゲインムラを消すという対応が採られている。
【０００３】
ところで、シンチレーターの突起による正常画素に対する感度低下の度合いは、撮影時の管電圧によって変化することが知られている。つまり、固定の補正係数を用いたゲイン補正では、撮影時の管電圧によってはゲインムラを消すことができなかったり、ゲインムラを却って強調してしまったりする場合がある。
こうしたことを防ぐため、例えば、被写体が存在しない状態で、Ｘ線発生装置の照射条件やＸ線撮像装置の駆動条件を変えて撮影して得られた複数種類の補正用画像データを予め記憶しておき、動作モードが選択されたことに基づいて対応する補正用画像データを抽出し、抽出した補正用画像データを用いて撮影した画像にゲイン補正を行なう放射線撮像システム（特許文献１参照）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３３０６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されたシステムを用いて所定の管電圧で撮影を行い、得られた画像に対応する補正用画像データを用いてゲイン補正を行っても、ゲインムラを十分に消すことができない場合があることを発見した。
その原因を突き止めるべく研究を行った結果、シンチレーターの異常突起によるゲインは、管電圧だけでなく、被写体の有無やその体厚によっても変化することが分かってきた。
すなわち、特許文献１に記載されたようなシステムによる、被写体が存在しない状態で撮影して得た補正用画像データを用いるゲイン補正は、その精度が十分ではなかった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、周囲の正常画素に比べて感度の異なる一部の非正常画素の感度が撮影時の管電圧によって変動し得る放射線画像撮影装置において、ゲイン補正の精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係る放射線画像撮影装置は、
被写体が存在しない状態で放射線画像撮影装置を用いた撮影を行うことにより生成される、当該放射線画像撮影装置の各画素の相対的な感度を表す補正用画像データを記憶する記憶手段と、
被写体が存在する状態で前記放射線画像撮影装置を用いた撮影を行うことにより当該放射線画像撮影装置が出力した被写体画像データを取得する取得手段と、
前記放射線画像撮影装置に到達する放射線のスペクトルの変化に応じた、当該放射線画像撮影装置における正常画素の感度に対する非正常画素の感度の変化の傾向を推定する推定手段と、
前記取得手段が被写体画像データを取得する度に、前記推定手段が推定した前記非正常画素の感度の変化の傾向に基づいて、前記補正用画像データを校正する校正手段と、
前記校正手段が校正した補正用画像データを用いて、前記取得手段が取得した被写体画像データにゲイン補正を施す補正手段と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ゲイン補正の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観を表す斜視図である。
【図２】図１の放射線画像撮影装置に内蔵される放射線検出部の平面図である。
【図３】図１の放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。
【図４】図１の放射線画像撮影装置に内蔵されるシンチレーター及び基板をこれらが並ぶ方向に切断したときの断面図である。
【図５】補正用画像データ及び校正用画像データの取得方法の一例を示した模式図である。
【図６】図１の放射線画像撮影装置に記憶させる体厚のテーブルの一例を示した図である。
【図７】体厚の推定方法の一例を説明するための図である。
【図８】非正常画素の感度の変化の傾向の推定方法及び補正用画像データの校正方法を説明するための概念図である。
【図９】補正用画像データの他の校正方法を説明するための図である。
【図１０】図１の放射線画像撮影装置を備えた放射線画像撮影システムの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲は図示したものに限定されない。
【００１１】
〔放射線画像撮影装置の構成〕
まず、本発明の実施形態に係る放射線画像撮影装置（以下撮影装置２０）について説明する。図１は撮影装置２０の斜視図、図２は撮影装置２０が備える基板３１の正面図、図３は撮影装置２０の概略回路構成を表すブロック図である。
なお、撮影装置２０は、放射線が照射されたことを自ら検知する非連携方式のものであってもよいし、外部からの信号に基づいて動作する連携方式のものであってもよい。
【００１２】
本実施形態に係る撮影装置２０は、放射された放射線（Ｘ線等）を可視光等の他の波長の電磁波に変換して電気信号を得るいわゆる間接型のもので、図１〜３に示したように、筐体１の他、この筐体１に収納される、シンチレーター２、放射線検出部３、走査駆動部４、読み出し部５、制御部６、記憶部７、通信部８、内蔵電源９Ａ等を備えている。
筐体１の一側面には、図１に示したように、電源スイッチ１１や操作スイッチ１２、インジケーター１３、コネクター８２等が設けられている。
【００１３】
シンチレーター２は、放射線を受けることで、線量に応じた強度の、放射線よりも波長の長い電磁波（例えば可視光等）を発するようになっている。
なお、放射線検出部３により多くの電磁波が伝わるように、放射線検出部３と対向する面に反射面を構成してもよい。
また、電磁波の拡散を低減するため、ＣｓＩを用いた柱状結晶とすることも可能である。
【００１４】
放射線検出部３は、図２に示したように、基板３１や、複数の走査線３２、複数の信号線３３、複数の放射線検出素子３４、複数のＴＦＴ３５（スイッチ素子）、複数のバイアス線３６、結線３７等で構成されている。
【００１５】
基板３１は、ガラスや、ベースフィルム、シリコン等の半導体材料等を用いて板状に形成され、シンチレーター２と並行に対抗するよう配置されている。
基板３１上には、複数の放射線検出素子３４が二次元的に配置されている。
放射線検出素子３４の一方の端子には、スイッチ素子であるＴＦＴ３５のドレイン端子が、他方の端子にはバイアス線がそれぞれ接続されている。
走査線３２は、複数のＴＦＴ３５のゲート端子と接続されている。
各信号線３３は、走査線３２と直行する様に配置され、複数のＴＦＴ３５のソース端子と接続されている。
各走査線３２と各信号線３３のそれぞれの端部には、端子３２ａ、３３aが形成され、基板３１から配線を引き出せる構成となっている。
【００１６】
複数のバイアス線３６は、結線３７で接続され、同様に端子３７ａが形成されている。
なお、本実施形態のバイアス線３６は、結線３７で接続する構成としているが、各バイアス線に端子３７ａを構成しても良いし、所定の本数毎に結線３７で接続し、複数の端子３７ａを構成しても良い。結線３７で接続するとバイアス線３６を流れる電流が集中し、配線抵抗による電圧降下が大きくなってしまうが、分割することで、電圧降下を低減する効果が得られる。
また、バイアス線３６は、配線抵抗の影響を低減するため、全面に面形状となるように配置しても良いし、縦横に配置した配線が交差部で接続した井桁形状となるように配置しても良い。
【００１７】
放射線検出素子３４は、シンチレーター２が発した電磁波（光）を受けることで、その強度（放射線検出素子３４が受けた放射線の線量）に応じた電気信号（電流、電荷）を生成するものである。こうした放射線検出素子３４は、例えばフォトダイオードや、フォトトランジスター等で構成することができる。なお、構成が異なるＣＣＤ方式としてもよい。
各放射線検出素子３４は、複数の走査線３２及び複数の信号線３３によって区画された複数の領域ｒにそれぞれ設けられている。この領域を画素ｒと称する。放射線検出素子３４とＴＦＴ３５から構成されている。筐体１に収納された放射線検出部３の各放射線検出素子３４は、シンチレーター２と対向するようになっている。
【００１８】
ＴＦＴ３５は、放射線検出素子３４と同様、複数の画素ｒにそれぞれ設けられている。各ＴＦＴ３５は、ゲート電極が近接する走査線３２に、ソース電極が近接する信号線３３に、ドレイン電極が同じ画素ｒ内の放射線検出素子３４にそれぞれ接続されている。このため、放射線検出素子３４は、走査線３２や信号線３３と間接的に接続されることとなる。
なお、ＴＦＴ３５は、複数の画素ｒの内の幾つかに対しては、放射線検出素子３４と信号線３３を配線で接続し、ＴＦＴ３５を配置しないものを設けてもよい。
また、ＴＦＴ３５のソースとドレインは同じ機能をするため、入れ替えても良い。
【００１９】
また、複数のバイアス線３６は、各信号線３３と信号線３３との間に信号線３３と平行になるように、かつ交差する走査線３２と導通しないように設けられている。
結線３７は、基板３１の縁部において、走査線３２と平行に延びるように設けられている。結線３７には、複数のバイアス線３６が接続されている。また、結線３７の端部には、端子３７ａが形成されている。
【００２０】
走査駆動部４は、図３に示したように、電源回路４１や、ゲートドライバー４２等で構成されている。
電源回路４１は、それぞれ電圧の異なるオン電圧とオフ電圧を生成し、ゲートドライバー４２に供給するようになっている。
ゲートドライバー４２は、走査線３２の各ラインに印加する電圧をオン電圧かオフ電圧に切り替えるようになっている。
【００２１】
読み出し部５は、複数の読み出し回路５１や、アナログマルチプレクサー５２、Ａ／Ｄ変換器５３等を備えている。
各読み出し回路５１は、各信号線３３にそれぞれ接続されている。
また、各読み出し回路５１は、積分回路５１ａと相関二重サンプリング回路（以下、ＣＤＳ回路）５１ｂ等で構成されている。
【００２２】
積分回路５１ａは、信号線３３に放出された電荷を積分し、積分された電荷量に応じた電圧値をＣＤＳ回路５１ｂへ出力するようになっている。
ＣＤＳ回路５１ｂは、信号を読み出す対象の放射線検出素子３４が接続された走査線３２にオン電圧を印可する前（オフ電圧を印加している間）に、積分回路５１ａの出力電圧をサンプリングホールドし、該当の走査線３２にオン電圧を印可して放射線検出素子の信号電荷を読み出し、該当の走査線３２にオフ電圧を印加した後の積分回路５１ａの出力電圧の差分を出力するようになっている。
なお、信号電荷を読み出した後の積分回路５１ａの出力電圧もサンプリングホールドして差分するようにしても良い。
【００２３】
アナログマルチプレクサー５２は、ＣＤＳ回路５１ｂから出力された複数の差分信号を一つずつＡ／Ｄ変換器５３へ出力するようになっている。なお、複数の画素から１つの画素（例えば、４画素を平均化した１画素）を生成するため、入力された複数の入力信号のうち２つ以上をＡ／Ｄ変換器５３へ出力できるようにしても良い。
Ａ／Ｄ変換器５３は、入力されたアナログ電圧値の画像データをデジタル値の画像データに順次変換するようになっている。なお、アナログマルチプレクサー５２を利用する構成だけでなく、ＣＤＳ回路毎にＡ／Ｄ変換機を構成してもよい。
【００２４】
制御部６は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピューターや、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等で構成されている。なお、専用の制御回路で構成されていてもよい。
【００２５】
記憶部７は、ＳＲＡＭ（Static ＲＡＭ）やＳＤＲＡＭ（Synchronous ＤＲＡＭ）、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリー、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成されている。
通信部８は、アンテナ８１やコネクター８２を介して無線方式又は有線方式で外部と通信を行うようになっている。
内蔵電源９Ａは、リチウムイオン電池やリチウムイオンキャパシタ等で構成され、放射線検出部３や走査駆動部４等に電力を供給するようになっている。
【００２６】
〔放射線画像撮影装置の基本動作〕
次に、上記撮影装置２０の基本的な動作について説明する。
まず、電源スイッチ１１が入れられると、バイアス電源９Ｂから結線３７やバイアス線３６を介して、各放射線検出素子３４に逆バイアス電圧を印加する。
また、読み出し回路５１を介して、信号線に基準電圧を印可する。
そして、暗電荷のリセットを繰り返し行う。
【００２７】
この暗電荷リセットが繰り返されている途中のあるタイミングで、例えば、放射線照射装置から放射線が照射されたことを検知した（非連携方式の場合）、又は同期制御信号を受信した（連携方式の場合）ことに基づいて、リセット処理を終了し、少なくとも診断画像に用いる領域の走査線へのオン電圧の印加を停止して電荷蓄積状態に移行する。すなわち、放射線の照射により各放射線検出素子３４内で生成した電荷を、各画素ｒ内に蓄積する。
放射線の照射が終了した後は、画像データの読み出しを開始する。具体的には、暗電荷リセットと同じ流れで、ゲートライン上の各ＴＦＴ３５にオン電圧を印加し、ゲートラインに蓄積された電荷を信号線３３に放出させる。
【００２８】
そして、各読み出し回路５１の積分回路５１ａが信号線３３に放出された電荷を積分し、積分した電荷の量に応じた電圧値を出力する。そして、ＣＤＳ回路５１ｂが、アナログ電圧の画像データを出力する。出力された各画像データは、アナログマルチプレクサー５２を介してＡ／Ｄ変換器５３に順次送信される。そして、Ａ／Ｄ変換器５３が、アナログマルチプレクサー５２から出力されたアナログ値の画像データをデジタル値の画像データに順次変換する。こうして、画像データの読み出しが行われる。
【００２９】
そして、読み出したデジタル値の画像データに、必要に応じて、オフセット成分を減算するオフセット補正を施し、その後ゲイン補正を施す。
なお、ゲイン補正の詳細については後述する。
最後に、各種補正処理を施した画像データを、記憶部７に記憶したり、通信部８を介して外部（コンソール等）へ送信したりする。
この一連の動作を、放射線照射装置と撮影装置２０との間に被写体を介在させて行うことで、撮影装置２０は被写体の放射線画像の画像データ（被写体画像データ）を生成する。すなわち、撮影装置２０は、本発明におけるデータ生成手段をなす。
【００３０】
〔ゲイン補正の詳細〕
次に、上記撮影装置２０がゲイン補正を行うための構成や動作の詳細について説明する。
撮影装置２０は、入力（線量）に対する信号値の出力（ゲイン）が画素ｒ毎にばらついてしまうことがある。その原因の一つとして、図４（ａ）に示したような、シンチレーター２の表面に存在する微小な突起２１や、図４（ｂ）に示したような、シンチレーターの製造工程でこの突起２１が取れる等して生じる微小な窪み２２の存在が挙げられる。以下、この突起２１及び窪み２２をまとめて変形部２１，２２と称する。
基板３１上の一部の画素ｒは、この変形部２１，２２と対向することにより、周囲の画素ｒと感度が異なって（低下して）しまう。こうした感度のばらつきは、入力（線量）に対する信号値の出力（ゲイン）のばらつきとなって現れる。以下、この変形部２１，２２と対向していない画素を正常画素ｒ１、変形部２１，２２と対向する画素を非正常画素ｒ２と称する。
【００３１】
また、このような非正常画素ｒ２は、外部から到達する放射線のスペクトルの変化に応じて感度を変化させる。スペクトルを変化させる具体的な要因は、放射線照射装置の管電圧や、被写体の体厚等複数ある。
本発明は、こうした管電圧や体厚の影響を考慮したゲイン補正を行うものである。
【００３２】
本実施形態の撮影装置２０は、被写体が存在しない状態、かつ所定管電圧（例えば４０ｋＶ）で撮影を行うことにより生成した、複数の画素の相対的な感度を表すゲインデータＡ１を記憶部７に記憶している。
また、撮影装置２０は、被写体が存在しない状態、かつゲインデータＡ１を取得したときと異なる管電圧（例えば８０ｋＶ、１４０ｋＶ）で撮影を行うことにより生成した、少なくとも一つ以上のゲインデータＡ２，Ａ３を記憶部７に記憶している。これらのゲインデータＡ１〜Ａ３のうちのいずれか一つが、本発明における補正用画像データに相当し、それ以外が、本発明における第１校正用画像データに相当する。
なお、図５には、第１校正用画像データに相当するゲインデータが二つある場合について例示したが、このゲインデータは一つでも３つ以上でもよい。
【００３３】
また、撮影装置２０は、被写体が存在する状態、かつゲインデータＡ１〜Ａ３を取得したときの管電圧の少なくともいずれかを含む管電圧で撮影を行うことにより生成したゲインデータＢ１〜Ｂ３を記憶部７に記憶している。このゲインデータＢ１〜Ｂ３は、本発明における第２校正用画像データに相当する。
なお、図５には、第２校正用画像データに相当するゲインデータが、ゲインデータＡ１〜Ａ３を得たときの各管電圧で撮影していた三つある場合について例示したが、このゲインデータは少なくとも一つあればよい。
このような機能を有する撮影装置２０は、本発明における記憶手段をなす。
【００３４】
こうしたゲインデータＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３を取得する方法としては、例えば、図５に示したようなものが挙げられる。
具体的には、図５（ａ）に示したように、放射線照射装置１０及び撮影装置２０を撮影位置に配置し、所定管電圧（例えば４０ｋＶ）、及び所定管電圧よりも高い管電圧（８０ｋＶ、１４０ｋＶ）で撮影を行うことにより、ゲインデータＡ１〜Ａ３が得られる。
【００３５】
また、図５（ｂ）に示したように、撮影位置に配置された放射線照射装置１０と撮影装置２０との間であって撮影装置２０寄りの位置に被験者の平均的な体厚と同程度もしくはその前後の厚さ（例えば３０ｃｍ程度）のアクリル板Ａを配置し、ゲインデータＡ１〜Ａ３を得たとき同じ管電圧（４０ｋＶ、８０ｋＶ、１４０ｋＶ）で撮影を行うことにより、ゲインデータＢ１〜Ｂ３が得られる。
なお、ゲインデータＢ１〜Ｂ３は、図５（ｃ）に示したように、アクリル板Ａと同程度に放射線を減衰させるフィルターＦを撮影装置２０に配置して撮影を行うことにより得ることもできる。ここで、アクリル板Ａ及びフィルターＦは、不均一箇所で新たなゲインムラを発生させることがないように、厚みが均一なものを使用することが望ましい。
【００３６】
また、このようにして得られたゲインデータＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３には、放射線ヒール効果、アクリル板Ａ又はフィルターＦを透過する際に生じる散乱線の影響によって低周波ゲインムラが含まれる。この低周波ゲインムラは、シンチレーター２の変形部２１，２２によって生じるゲインムラに対して十分に周波数が低い為、ゲインデータＡ１〜Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３から低周波ゲインムラを除去することで、ゲインデータの校正精度を向上させることができる。具体的には、ゲインデータＡに対して臨床上問題となるゲインムラよりも十分に大きいマスクサイズで移動平均フィルター、メディアンフィルタ処理を実施することにより、臨床上問題となるゲインムラが除去されたゲインデータＡ’を作成する。そして、ゲインデータＡをゲインデータＡ’で除することで、臨床上問題となる高周波なゲインムラ成分だけが残存したゲインデータＡ’’を作成することができる。なお、ゲインデータＡ’には、演算上の齟齬が発生しないように適宜正規化を実施しても良い。
【００３７】
また、撮影装置２０は、管電圧の他、画像サイズ（画素数）の他、撮影する画像が静止画であるか動画であるか等を含む撮影時の動作モードを選択するようになっている。
具体的には、外部（放射線照射装置１０等）から信号を受信したことや、ユーザーの操作スイッチ１２等を用いた数値等の手入力がなされたこと、予め設定しておいた複数のプリセットの中からいずれかが選択されたこと等に基づいて選択する。
すなわち、撮影装置２０は、本発明におけるモード選択手段をなす。
そして、撮影装置２０は、選択した動作モードにて撮影を行うようになっている。
【００３８】
また、撮影装置２０は、被写体の体厚を設定するようになっている。
具体的には、外部（コンソール等）から数値を受信したことや、ユーザーの操作スイッチ１２等を用いた測定値の手入力がなされたこと、予め設定しておいた複数のプリセットの中からいずれかが選択されたこと等に基づいて設定する。
すなわち、撮影装置２０は、本発明における体厚設定手段をなす。
【００３９】
なお、被写体の性別、体重、撮影部位、身長、年齢のいずれか一つ以上の情報を取得し、取得した情報に基づいて被写体の体厚を推定し、推定した体厚を設定するようにしてもよい。具体的には、図６に示したような、被写体条件（性別、体重、撮影部位、身長等）と、その条件における平均的な体厚をテーブルとして記憶部７に記憶しておき、ユーザーが入力した被写体条件に合致する体厚を設定する。
ここで、被写体条件と合致した体厚がテーブルに存在しない場合には、最も近しい値を参照するようにしてもよい。また、近しい条件が複数ある場合には、算術平均を用いた推定や、特定の条件に重み付けをした推定等を行うようにしてもよい。
この場合、撮影装置２０は、本発明における情報取得手段及び体厚推定手段もなすこととなる。
なお、体厚のテーブルには、被写体の年齢を加味したデータを加えるようにしても良い。
【００４０】
また、被写体が存在しない状態で撮影を行うことにより生成した画像データ、及び被写体が存在する状態で撮影を行うことにより生成した画像データに基づいて、被写体の体厚を推定するようにしてもよい。
撮影した被写体の画像を濃度ヒストグラムにすると、図７に示したように、３つの極大を持つ曲線を描くことが多い。一番左（低信号値側）の極大ＭＬは骨や体厚の大きい部位を写した画素が多く集まることでできるもので、一番右（高信号値側）の極大ＭＨは被写体の外側の領域を写した画素が多く集まることでできるもの、中央の極大ＭＭは被写体の関心領域を写した画素が多く集まることでできるものとなっている。そして、この三つの極大のうち、中央の極大ＭＭと一番右の極大ＭＨとの距離Ｄは、被写体の体厚と相関関係を有することが知られている。つまり、距離Ｄに基づいて体厚を算出することが可能である。
【００４１】
しかし、信号値が飽和してしまうと、一番右の極大ＭＨは動かないのに、中央の極大ＭＭは被写体の体厚に応じて移動するという事態が生じるため、距離Ｄの測定誤差が大きくなってしまう。このため、予め設定しておいたｍＡｓ値から算出した信号値（極大ＭＨの位置）、及び実際に曝射したときのｍＡｓ値から被写体が存在しない場合の信号値を算出し、実際の信号値と比較し、その減衰率から体厚を逆算するようにしてもよい。
なお、ここでは、３つの極大をもつ例で説明したが、複数の極大を持つヒストグラムであればどのような濃度ヒストグラムでも算出可能である。
また、中間の極大ＭＭと最も右端（信号値の大きい）極大ＭＨとの関係を用いて説明したが、最も左端（信号値の小さい）極大ＭＬと極大ＭＨの関係から体厚を算出してもよい。
【００４２】
また、撮影装置２０は、外部から到達する放射線のスペクトルの変化に応じた正常画素ｒ１の感度に対する非正常画素ｒ２の感度（以下相対感度）の変化の傾向を推定するようになっている。
推定には、例えば、いずれかのゲインデータＡ１と他のゲインデータＡ２，Ａ３との差、及びゲインデータＡ１〜Ａ３とゲインデータＢ１〜Ｂ３との差を用いる。
例えば、図８（ａ），（ｂ）に示したように、ゲインデータＡ２における非正常画素ｒ２の相対感度が０．９、ゲインデータＡ３における非正常画素ｒ２の相対感度が０．８５であったとすると、両者の差は０．０５となる。また、両者の撮影時の管電圧の差は６０ｋであるから、管電圧が６０ｋＶ変化すると非正常画素ｒ２の相対感度が０．５変化する、ということが言える。
【００４３】
この間の管電圧と相対感度との関係は、場合によって線形となることもあれば、非線形となることもある。例えば、それらの関係がほぼ線形とみなすことができる場合には、相対感度の差（０．０５）を管電圧の差（６０）で除することにより、管電圧が１ｋＶ増加する毎に非正常画素ｒ２の相対感度が約０．０００８低下するという変化の傾向を推定することができる。
【００４４】
また、ゲインデータＡ３における非正常画素ｒ２の相対感度が０．８５、図８（ｃ）に示したように、ゲインデータＢ３における非正常画素ｒ２の相対感度が０．５５であったとすると、両者の差は０．３となる。また、両者の体厚の差は３０ｃｍであるから、体厚が３０ｃｍ変化すると非正常画素ｒ２の相対感度が０．３変化する、ということが言える。
この間の体厚と相対感度との関係も、場合によって線形となることもあれば、非線形となることもある。例えば、それらの関係もほぼ線形とみなすことができる場合には、相対感度の差（０．３）を体厚の差（３０）で除することにより、体厚が１ｃｍ増加する毎に非正常画素ｒ２の相対感度が約０．０１低下するという変化の傾向を推定することができる。
すなわち、撮影装置２０は、本発明における推定手段をなす。
【００４５】
また、撮影装置２０は、被写体を撮影する度、すなわち被写体画像データを生成する度に、推定した非正常画素ｒ２の感度の変化の傾向に基づいて、ゲインデータＡ１〜Ａ３のうち、推定の基準にしたゲインデータを、選択した動作モード及び設定した体厚に対応するよう校正する。
具体的には、推定した変化の傾向が上述したような線形である場合には、線形補間を行う。
【００４６】
例えば、一般的な体格をした被写体の胸部（体厚２０ｃｍ）を、その際の一般的な撮影条件（管電圧１２０ｋＶ）で撮影した場合、すなわち、選択された動作モードの管電圧が１２０ｋＶ、設定された体厚が２０ｃｍであった場合、まず、予め推定しておいた、管電圧が１ｋＶ増加する毎に相対感度が約０．０００８低下するという変化の傾向を利用して、ゲインデータＡ２（管電圧８０ｋＶ、相対感度０．９）の状態から、管電圧を１２０ｋＶに増加させた場合の相対感度の低下量を算出する。この場合、０．０００８に管電圧の差（４０）を乗じることにより、０．０３２となるため、管電圧１２０ｋＶにおける相対感度は、０．９から０．０３２を減じることにより約０．８７となる。
こうして、ゲインデータＡ２が、図８（ｄ）に示したような、管電圧１２０ｋＶにおけるゲインデータＡ４に校正される。
【００４７】
次に、予め推定しておいた、体厚が１ｃｍ増加する毎に相対感度が約０．０１低下するという変化の傾向を利用して、ゲインデータＡ４（体厚０ｃｍ（被写体なし）、相対感度０．８７）の状態から、体厚を２０ｃｍに増加させた場合の相対感度の低下量を算出する。この場合、０．０１に体厚の差（２０）を乗じることにより、０．２となるため、体厚２０ｃｍにおける相対感度は、０．８７から０．２を減じることにより約０．６７となる。
こうして、ゲインデータＡ４が、図８（ｅ）に示したような、管電圧１２０ｋＶ、体厚２０ｃｍにおけるゲインデータＢ４に校正される。
同様の考え方により、例示した以外の管電圧、体厚の場合であってもゲインデータを校正することができる。
このような機能を有する撮影装置２０は、本発明における校正手段をなす。
【００４８】
なお、ここでは、二つのゲインデータＡ２とＡ３，Ａ３とＢ３に基づいて線形補間する場合を例に説明したが、三つ以上のゲインデータに基づいて多項式補間、スプライン補間、ラグランジュ補間等を行えば、精度をより向上させることができる。
また、ここでは、管電圧と相対感度に関する補間を行った後、体厚と相対感度に関する補間を行ったが、順番を逆にしてもよい。
【００４９】
また、外部から到達する放射線のスペクトルの変化に応じた正常画素ｒ１の感度に対する非正常画素ｒ２の感度の変化の傾向に基づいて得た複数の校正係数をテーブルとして記憶し、テーブルを参照して、選択した動作モード及び設定した体厚に対応する校正係数を選択し、選択した校正係数を用いてゲインデータＡｎを校正するようにしてもよい。
具体的には、非正常画素ｒ２の位置情報を記録した補正マップＭ（例えば、図９（ａ）に示したように、非正常画素ｒ２を１、それ以外の画素を０で表した画像データ）を記憶しゲインデータＡ１における非正常画素ｒ２の相対感度に対する、他のゲインデータＡ２，Ａ３，Ｂ１〜Ｂ３における相対感度あるいは校正したゲインデータＡ４，Ｂ４における相対感度の低下率をそれぞれ算出し、得られた複数の数値を、図９（ｂ）に示したようなテーブルの形で記憶しておく。そして、補正マップ及びテーブルに基づいて、図９（ｃ）に示したゲインデータＡｎの非正常画素ｒ２の感度のみを校正することで、図９（ｄ）に示したようなゲインデータＢｎとする。このようにすれば、全画素に対してゲインデータを校正する場合に比べ、校正処理する画素を限定でき処理負荷が減少するためゲインデータＡｎの校正をより短時間で行うことができる。
【００５０】
また、撮影装置２０は、校正したゲインデータＡ４，Ｂ４を用いて、生成した被写体画像データにゲイン補正を施す。具体的には、校正したゲインデータＡ４，Ｂ４における非正常画素ｒ２の相対感度が１（正常画素ｒ１の感度と同じ）になるような補正係数を非正常画素ｒ２の信号値に乗じる。例えば、体厚２０ｃｍの被写体を管電圧１２０ｋＶで撮影したときに得られる被写体画像データにゲイン補正を施す場合、校正により得られるのは上述したゲインデータＢ４（非正常画素ｒ２の相対感度０．６７）となるため、非正常画素ｒ２の信号値に乗じる補正係数は、約１．５となる。
このような機能を有する撮影装置２０は、本発明における補正手段をなす。
【００５１】
なお、ここまで被写体が存在しない状態で取得したゲインデータＡｎをもとにして、本実施形態におけるゲイン補正の方法について説明してきたが、本発明には、被写体が存在しない状態に対して、正常画素ｒ１と非正常画素ｒ２の感度差を変化させない材質の部材を放射線照射装置１０と撮影装置２０の間に介在させることにより取得したゲインデータを上記ゲインデータＡｎとして扱う場合も含まれる。
【００５２】
〔放射線画像撮影システムの構成１〕
次に、上記撮影装置２０を用いて構成した放射線画像撮影システム１００の構成について説明する。図１０は、放射線画像撮影システム１００の模式図である。
【００５３】
本実施形態の放射線画像撮影システム１００は、図１０に示したように、放射線照射装置１０や、撮影装置２０、コンソール３０、中継器４０等で構成されている。
また、放射線画像撮影システム１００には、必要に応じて、図示しない放射線科情報システム（Radiology Information System、ＲＩＳ）や、画像保存通信システム（Picture Archiving and Communication System：ＰＡＣＳ）等が接続される。
【００５４】
放射線照射装置１０は、撮影装置２０へ向けて放射線を照射するもので、放射線源１０ａや、ジェネレーター１０ｂ、操作卓１０ｃ等を備えている。
放射線源１０ａは、放射線を生成可能な図示しない回転陽極や回転陽極に電子ビームを照射するフィラメント等を有している。
ジェネレーター１０ｂは、放射線源１０ａが設定された管電圧や管電流、照射時間（ｍＡｓ値）等に応じた線量の放射線を照射するように制御する。
操作卓１０ｃは、放射線技師等のユーザーが操作可能な曝射スイッチ１０ｄを備えている。そして、操作卓１０ｃは、曝射スイッチ１０ｄが操作されたことに基づいて、ジェネレーター１０ｂに対し放射線の照射開始等を指示するようになっている。
【００５５】
コンソール３０は、コンピューターや専用の装置等で構成されており、図示しない制御部や、記憶部等の他、表示部３０ａ、操作部３０ｂ等を備えている。
表示部３０ａは、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等で構成されている。
操作部３０ｂは、マウスやキーボード、タッチパネル等で構成されている。
【００５６】
中継器４０は、撮影装置２０とコンソール３０の間で、無線方式や有線方式での通信等を中継するためのアクセスポイントやハブの機能を備えている。
なお、中継器４０を介すことなく、撮影装置２０とコンソール３０間で直接に送受信するように構成してもよい。
【００５７】
このように構成された放射線画像撮影システム１００は、ユーザーが曝射スイッチ１０ｄを操作すると、放射線照射装置１０が、操作卓１０ｃで設定した条件で放射線を患者へと照射する。そして、患者の背後に位置する撮影装置２０が患者を透過してきた放射線を受け、それに基づいて画像データを読み出し、読み出した画像データを、中継器４０を介してコンソール３０に送信するようになっている。
【００５８】
なお、本実施形態の放射線画像撮影システム１００は、例えば、図６に示したように、固定された放射線照射装置１０と組み合わせることも可能であるし、図示しない回診車と組み合わせて用いることも可能である。
【００５９】
放射線画像撮影システム１００を建物内に設置する場合は、例えば図６に示したように、放射線照射装置１０の放射線源１０ａや、ジェネレーター１０ｂ、撮影装置２０、中継器４０等を撮影室Ｒａ内に配置し、放射線照射装置１０の操作卓１０ｃや、コンソール３０等を前室Ｒｂ（操作室等ともいう。）に設置するようにする。その際、撮影装置２０を、撮影台（立位撮影用の撮影台５０Ａや臥位撮影用の撮影台５０Ｂ）のカセッテホルダー５０ａに装填して用いるように構成することが可能である。中継器４０を撮影室Ｒａ内に配置することで、コンソール３０を前室Ｒｂに設置しても、無線通信性能を維持したり、有線ケーブルの接続を容易にしたりすることが可能となる。
【００６０】
一方、放射線画像撮影システム１００を回診車と組み合わせる場合は、撮影装置２０以外の構成を回診車の本体内に内蔵し、撮影装置２０を持ち運べるようにしておく。そして、この回診車を用いて放射線画像の撮影を行う際には、撮影装置２０を、例えば、ベッドとその上に横たわる患者との間に差し込んだり、患者にあてがったりする。撮影装置２０とコンソール３０間を直接通信することで、中継器４０を必要としない構成としても良いし、図示しない中継器４０を介して通信することも可能である。
【００６１】
〔放射線画像撮影システムの構成２〕
なお、図示は省略するが、上述した撮影装置２０を用いずに、撮影装置２０が有していた、補正用画像データを記憶する機能、非正常画素の感度の変化の傾向を推定する機能、補正用画像データを校正する機能、被写体画像データにゲイン補正を施す機能を備えた画像処理装置と、これらの機能を有していない撮影装置と、によって放射線画像撮影システムを構成するようにしてもよい。
その場合、撮影装置２０は、生成した画像データを画像処理装置へ出力する本発明における出力手段としての機能を有することとなる。一方、画像処理装置は、撮影装置２０が出力した画像データを取得する本発明における取得手段としての機能を有することとなる。
なお、このような画像処理装置をコンソールに組み込んでもよい。
【００６２】
以上、本発明を実施形態に即して説明してきたが、本発明は、例えば、上記実施形態では、シンチレーターを用いた間接型の放射線画像撮影装置について説明したが、放射線を放射線検出素子において直接電気信号に変換するいわゆる直接型の放射線画像撮影装置であっても、周囲の正常画素に比べて感度の異なる非正常画素が存在し、その感度が撮影時の管電圧や被写体の体厚によって変動するものである場合には、適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１００  放射線画像撮影システム
１０  放射線照射装置
１０ａ  放射線源
１０ｂ  ジェネレーター
１０ｃ  操作卓
１０ｄ曝射スイッチ
２０  放射線画像撮影装置
１筐体
１１  電源スイッチ
１２  切替スイッチ
１３  インジケーター
２シンチレーター
２１  突起（変形部）
２２  窪み（変形部）
３放射線検出部
３１  基板
ｒ  画素
ｒ１  正常画素
ｒ２  非正常画素
３２  走査線
３３  信号線
３４  放射線検出素子
３５  ＴＦＴ（スイッチ素子）
３６  バイアス線
３７  結線
４  走査駆動部
４１  電源回路
４２  ゲートドライバー
５  読み出し部
５１  読み出し回路
５１ａ  積分回路
５１ｂ  相関二重サンプリング回路
５２  アナログマルチプレクサー
５３  Ａ／Ｄ変換器
６  制御部
７  記憶部
８  通信部
８１  アンテナ
８２  コネクター
９Ａ  内蔵電源
９Ｂ  バイアス電源
３０  コンソール
３０ａ  表示部
３０ｂ  操作部
４０  中継器
５０Ａ，５０Ｂ  撮影台
５０ａ  カセッテホルダー
Ａ  アクリル板
Ａ１-Ａ３  ゲインデータ（補正用画像データ、第１校正用画像データ）
Ｂ１-Ｂ３  ゲインデータ（第２校正用画像データ）
Ａ４，Ｂ４  校正されたゲインデータ
Ｄ  距離
Ｆ  フィルター
ＭＨ，ＭＬ，ＭＭ  極大
Ｘ  放射線
【図１】
2019084307.tif 000003
【図２】
2019084307.tif 000004
【図３】
2019084307.tif 000005
【図４】
2019084307.tif 000006
【図５】
2019084307.tif 000007
【図６】
2019084307.tif 000008
【図７】
2019084307.tif 000009
【図８】
2019084307.tif 000010
【図９】
2019084307.tif 000011
【図１０】
2019084307.tif 000012