(57)【要約】      （修正有）【課題】グリッド揺動機構を備えるＸ線画像診断装置において、モアレ成分（グリッド縞）のないゲインキャリブレーション画像から高精度な感度情報を得、最終的に得られるＸ線画像の画質を向上させる。【解決手段】ゲインキャリブレーション時に取得した画像において、グリッドによる縞（グリッド縞）の有無を判別し、グリッド縞のない画像のみをゲインキャリブレーション画像に用いる。グリッド縞の有無の判別は、取得した画像に対する画像処理、または、画像取得の際のＸ線平面検出器とグリッドとの相対位置に応じて行う。【選択図】図１
2015008884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を照射するＸ線源と、
前記Ｘ線源に対向配置され、前記照射されたＸ線を検出してＸ線出力画像として出力するＸ線平面検出器と、
前記Ｘ線平面検出器に入力する散乱線成分を除去するグリッドと、
前記グリッドを揺動させる揺動機構と、
被検体を配置せずに取得した前記Ｘ線出力画像を用いて、前記Ｘ線平面検出器の感度情報を取得する感度情報取得部と、を備え、
前記感度情報取得部は、前記Ｘ線出力画像上の前記グリッドによる縞の有無を判別するグリッド縞判別部を備え、当該グリッド縞判別部によりグリッドによる縞無し、と判別されたＸ線出力画像を用い、前記感度情報を取得すること
を特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項２】
請求項１記載のＸ線画像診断装置であって、
前記グリッド縞判別部は、前記Ｘ線出力画像上の前記グリッドにより生じるパターンの有無を検出することにより、前記グリッドによる縞の有無を判別すること
を特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項３】
請求項２記載のＸ線画像診断装置であって、
前記Ｘ線出力画像上のグリッドにより生じるパターンの有無は、当該Ｘ線出力画像を周波数解析することにより得た周波数レスポンスにより判別されること
を特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項４】
請求項３記載のＸ線画像診断装置であって、
前記グリッド縞判別部は、前記周波数レスポンスの、予め定めた周波数帯域にピークがある場合、当該Ｘ線出力画像上に前記グリッドによる縞有りと判別すること
を特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項５】
請求項２記載のＸ線画像診断装置であって、
前記Ｘ線出力画像上のグリッドにより生じるパターンの有無は、当該Ｘ線出力画像に対し、パターンマッチングを行うことにより判別されること
を特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項６】
請求項１記載のＸ線画像診断装置であって、
前記グリッド縞判別部は、前記Ｘ線出力画像取得時の、前記Ｘ線平面検出器と前記グリッドとの相対位置によって、当該Ｘ線出力画像上の前記グリッドによる縞の有無を判別すること
を特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項７】
請求項１記載のＸ線画像診断装置であって、
前記グリッド縞判別部は、前記揺動による折り返し位置から所定の範囲内に前記グリッドがあるとき取得した前記Ｘ線出力画像については、前記グリッドによる縞有りと判別すること
を特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項８】
請求項６または７記載のＸ線画像診断装置であって、
前記グリッド縞判別部は、前記相対位置によって前記グリッドによる縞無し、と判別されたＸ線出力画像において、当該画像上の前記グリッドによるパターンの有無を検出することにより、前記グリッドによる縞の有無を判別すること
を特徴とするＸ線画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線平面検出器を使用したＸ線画像診断装置に関する。特に、Ｘ線平面検出器の感度分布を補正するゲインキャリブレーション技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線画像診断装置では、被検者を透過した放射線（Ｘ線）に含まれる散乱線を除去するため、Ｘ線平面検出器の入射側に散乱線除去グリッド（以下、単にグリッドと呼ぶ。）を配置する。グリッドは、所定の配置間隔（ピッチ）で配置される板状のＸ線遮断部材により構成され、この遮断部材により散乱線を遮断し、散乱線による画質の低下を抑制する。しかしながら、グリッドを配置することにより、Ｘ線遮断部材の配置ピッチと、Ｘ線平面検出器における画素ピッチ（ＣＣＤの配置ピッチ、フォトダイオードの配置ピッチ）との相関により取得画像にモアレが発生する。
【０００３】
このモアレの発生を、グリッドを揺動させて防止する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２８５４８６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、Ｘ線画像診断装置では、被検体の撮影（本撮影）の前に、Ｘ線平面検出器の感度情報を得、本撮影の際には、この感度情報を用いて、検出信号を補正する。これは、Ｘ線平面検出器の検出素子を構成するシンチレータやフォトダイオードなどの感度特性のばらつきにより、Ｘ線平面検出器ごとに感度分布が異なるためである。この感度情報を得るための処理をゲインキャリブレーションと呼ぶ。ゲインキャリブレーションでは、被検者やオブジェクトが存在しない状態で所定の強度のＸ線をＸ線平面検出器に照射し、複数枚の画像（ゲインキャリブレーション画像）を得、それらからそのＸ線平面検出器の感度情報を得る。
【０００６】
ところが、上記特許文献１に記載の手法でグリッドを揺動させると、折り返し時にグリッドが停止する。このため、取得した複数枚のゲインキャリブレーション画像の中には、このグリッドが停止したタイミングで取得され、モアレ成分を有する画像が含まれることがある。このような画像が含まれると、適切な感度情報が得られず、それを用いて補正された信号により得る画像の質も向上しない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、グリッド揺動機構を備えるＸ線画像診断装置において、モアレ成分（グリッド縞）のないゲインキャリブレーション画像から高精度な感度情報を得、最終的に得られるＸ線画像の画質を向上させる技術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】
【０００８】
本発明は、ゲインキャリブレーション時に取得した画像において、グリッドによる縞（グリッド縞）の有無を判別し、グリッド縞のない画像のみをゲインキャリブレーション画像に用いる。グリッド縞の有無の判別は、取得した画像に対する画像処理、または、画像取得の際のＸ線平面検出器とグリッドとの相対位置に応じて行う。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、グリッド揺動機構を備えるＸ線画像診断装置において、モアレ成分（グリッド縞）のないゲインキャリブレーション画像から高精度な感度情報を得、最終的に得られるＸ線画像の画質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一の実施形態のＸ線画像診断装置のブロック図である。
【図２】第一の実施形態のグリッドの構成を説明するための説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、第一の実施形態のグリッド縞判別処理を説明するための説明図である。
【図４】第一の実施形態の感度情報取得処理のフローチャートである。
【図５】第一の実施形態のグリッド縞判別処理のフローチャートである。
【図６】第二の実施形態のグリッドの揺動とグリッド縞発生との関係を説明するための説明図である。
【図７】第二の実施形態の感度情報取得処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜＜第一の実施形態＞＞
以下、添付図面に従って本発明の第一の実施形態について詳説する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、特に断らない限り、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１２】
本実施形態では、ゲインキャリブレーション時に取得した画像にモアレ成分が含まれるか、すなわち、グリッド縞があるか否かを、画像処理により判別する。そして、グリッド縞無し、と判別された画像のみ、ゲインキャリブレーションに用いる。
【００１３】
＜装置構成＞
まず、本実施形態のＸ線画像診断装置の構成を説明する。図１は、本実施形態のＸ線画像診断装置１００の全体構成を示すブロック図である。本実施形態のＸ線画像診断装置１００は、Ｘ線を照射するＸ線源１１１と、Ｘ線源に対向配置され、照射されたＸ線を検出してＸ線出力画像として出力するＸ線平面検出器１１４と、Ｘ線平面検出器１１４に入力する散乱線成分を除去するグリッド１１２と、グリッド１１２を揺動させる揺動機構１１３と、Ｘ線画像診断装置１００全体の制御を行うとともに、Ｘ線平面検出器１１４が検出したＸ線出力画像に対し、画像処理を行い、Ｘ線撮影画像またはＸ線透視画像（両者を区別する必要がない場合、Ｘ線画像と呼ぶ。）を生成する制御部１１５と、Ｘ線平面検出器１１４が出力するＸ線出力画像など、処理中に生成される各種のデータ、Ｘ線画像取得時に必要な各種のデータを記憶する記憶装置１１６と、生成されたＸ線画像等を表示する表示装置１１７と、ユーザからの指示、各種のデータの入力を受け付ける操作装置１１８と、を備える。
【００１４】
また、本実施形態の制御部１１５は、Ｘ線源１１１からの照射を制御する照射制御部１２１と、揺動機構１１３の動作を制御する揺動制御部１２２と、被検体を配置せずに取得したＸ線出力画像を用いて、Ｘ線平面検出器１１４の感度情報を取得する感度情報取得部１２３と、Ｘ線出力画像と感度情報とからＸ線画像を生成する画像生成部１２４と、を備える。
【００１５】
Ｘ線源１１１は、Ｘ線管、およびＸ線高電圧装置を備え、照射制御部１２１の指示に従って、Ｘ線を連続的または断続的に照射する。照射制御部１２１からの指示は、Ｘ線高電圧装置になされ、Ｘ線高電圧装置は、その指示に従って、Ｘ線管に所定のＸ線管電圧を印加する。
【００１６】
Ｘ線平面検出器１１４は、被検体１０１を介してＸ線源１１１のＸ線管に対向するように配置される。Ｘ線平面検出器１１４はＸ線源１１１から放射されて被検体１０１を透過したＸ線の減弱量を検出し、検出したＸ線減弱量を、Ｘ線データとして制御部１１５および記憶装置１１６に出力する。
【００１７】
Ｘ線平面検出器１１４は、被検体１０１を透過したＸ線を光に変換するシンチレータと、シンチレータの発光を電気信号に変換する検出素子と、を備える。検出素子は、所定数のライン上に夫々複数配置され、全体として２次元マトリクス状をなす。本実施の形態のＸ線平面検出器１１４は、一例として、１ラインに２５６個の検出素子を有するものとする。なお、Ｘ線平面検出器１１４のライン方向をＸ方向とし、ラインに直交する方向をＹ方向とする。
【００１８】
一つの検出素子は１画素を構成する。各検出素子は、シンチレータから出力される光を電荷に変換するフォトダイオードと、電荷を蓄積するコンデンサと、蓄積された電荷を読み出すスイッチング素子（例えばＴＦＴ）と、を備える。なお、シンチレータとフォトダイオードとの組み合わせに代えて、Ｘ線を直接電荷に変換する直接変換方式の検出素子を用いてもよい。
【００１９】
各検出素子により検出された検出信号は、図示しないデータ収集装置により収集され、Ｘ線データ（Ｘ線出力画像）として出力される。してＸ線を照射しＸ線透過画像を得る場合、例えば、３３ｍｓｅｃ毎に、静止画像として、Ｘ線出力画像を出力する。
【００２０】
グリッド１１２は、照射Ｘ線の散乱線を除去するためのものであり、図２に示すように、板状のＸ線遮蔽部材２０１と、板状のＸ線透過部材２０２とを交互に貼り合わせた構造を有する。Ｘ線遮蔽部材２０１としては鉛が、また、Ｘ線透過部材２０２としてはアルミニュームや木材が一般的に用いられる。Ｘ線遮蔽部材２０１の間隔（ピッチ）２１１を示すグリッド周波数は、臨床目的及びＸ線診断装置の種類に応じて種々の設定がなされる。例えば、グリッド周波数として４〜６ｌｐ／ｍｍ（ラインペア／ｍｍ）のものが使用される。板状のＸ線遮蔽部材２０１は、Ｘ線源１１１からの直接線を透過させるよう、グリッド１１２の中心から離れるに従って中心に向けて傾斜させて構成される。
【００２１】
本実施形態では、グリッド１１２は、Ｘ線平面検出器１１４のＸ線照射空間側の面に取り付けられる。このとき、グリッド１１２の向きとＸ線平面検出器１１４のＸ方向、Ｙ方向との向きとは問わない。ただし、グリッド１１２は、Ｘ線透過部材２０２およびＸ線遮蔽部材２０１の長手方向がＸ線平面検出器１１４の画素（検出素子）のＸ方向、Ｙ方向および対角線方向（斜め方向）のいずれかに一致するよう配置されることが望ましい。
【００２２】
揺動機構１１３は、グリッド１１２を、ピッチ２１１の整数倍の振幅で、ピッチ方向（図２の矢印Ａ方向）に揺動させる。揺動は、揺動制御部１２２からの指示に従って行われる。揺動時の揺動周期、揺動振幅は、予めシステム情報として、記憶装置１１６に保持される。なお、グリッド１１２のサイズ、初期位置、停止位置も合わせて保持される。
【００２３】
Ｘ線平面検出器１１４の画素間隔（画素ピッチ）とグリッド１１２のピッチ（グリッド周波数）２１１との関係で、Ｘ線遮蔽部材２０１が存在しない画素と、存在する画素とが生じると、Ｘ線遮蔽部材２０１による入射Ｘ線強度の低下が周期的に発生し、Ｘ線平面検出器１１４の出力画像において、モアレ縞（グリッド縞）が発生する。
【００２４】
揺動機構１１３により、グリッド１１２を、上述のようにピッチ２１１の整数倍の振幅で振動させることにより、グリッド１１２の停止位置（初期位置）においてＸ線遮蔽部材２０１が位置しない画素に対し、Ｘ線遮蔽部材２０１の影響が略均等に分散される。これにより、Ｘ線遮蔽部材２０１の影響を受けて特定画素に対応するＸ線強度が低下することがなく、各画素に対応する入射Ｘ線強度を均等化してグリッド縞の発生を防止できる。
【００２５】
揺動機構１１３によるグリッド１１２の振動は、Ｘ線源１１１のＸ線照射に同期して行う。Ｘ線照射期間の終了時点で、初期位置と該初期位置からピッチ２１１の整数倍だけ離れた最大移動位置とのいずれか一方に位置していることが最も好ましく、初期位置と最大移動位置との間の移動はＸ線照射期間中に少なくとも１回行われれば良い。但し、初期位置と最大移動位置との間の移動が少なくとも１回行われた後であれば、Ｘ線照射期間の終了時点でグリッド１１２が前記初期位置と最大移動位置との間の中間位置に位置していても良い。
【００２６】
表示装置１１７は、液晶パネル、ＣＲＴモニタ等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路と、で構成され、制御部１１５に接続される。表示装置１１７は画像生成部１２４から出力されるＸ線画像、並びに制御部１１５が取り扱う種々の情報を表示する。
【００２７】
操作装置１１８は、例えば、キーボード、マウス、テンキー等の入力装置、及び各種スイッチボタン等により構成され、操作者によって入力される各種の指示や情報を制御部１１５に出力する。操作者は、表示装置１１７及び操作装置１１８を使用して対話的にＸ線画像診断装置１００を操作する。
【００２８】
記憶装置１１６は、ハードディスク等により構成され、制御部１１５に接続される。記憶装置１１６には、例えば、Ｘ線平面検出器１１４で取得されたＸ線出力画像、感度情報取得部１２３で生成されたＸ線平面検出器１１４の感度情報、画像生成部１２４により生成されたＸ線画像等が記憶される。感度情報は、画像生成部１２４がＸ線画像を生成する際に参照され、感度補正に使用される。また、記憶装置１１６は、これらの各種データの他、Ｘ線画像診断装置１００の機能を実現するためのプログラム等を記憶する。
【００２９】
制御部１１５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等により構成され、Ｘ線画像診断装置１００の各部の動作を制御する。照射制御部１２１は、上述のように、Ｘ線高電圧装置に指示を与え、Ｘ線源１１１からＸ線を照射させる。揺動制御部１２２は、揺動機構１１３に指示を与え、グリッド１１２を揺動させる。画像生成部１２４は、本撮影時、Ｘ線平面検出器１１４が検出したＸ線出力画像からＸ線画像を生成する。このとき、感度情報取得部１２３が取得したＸ線平面検出器１１４の感度情報を、Ｘ線出力画像から減算することにより感度補正を行う。感度情報取得部１２３の処理の詳細は後述する。
【００３０】
制御部１１５の各機能は、記憶装置１１６に記憶されるプログラムを、ＣＰＵがメモリにロードして実行することにより、実現される。制御部１１５が実現する各機能の詳細は、後述する。
【００３１】
なお、表示装置１１７、操作装置１１８、制御部１１５は、操作コンソールとして一体に構成されてもよい。操作コンソールは、Ｘ線源１１１およびＸ線平面検出器１１４に接続される。
【００３２】
次に、本実施形態の感度情報取得部１２３による、Ｘ線平面検出器１１４の感度情報取得処理の詳細を説明する。感度情報は、本撮影に先立って行われる、ゲインキャリブレーションにより得る。ゲインキャリブレーション時は、被検体１０１を配置せずに行うエア撮影を実行し、異なるタイミングで複数のＸ線出力画像を得る。本実施形態の感度情報取得部１２３は、得られた複数のＸ線出力画像の中から、グリッド縞のないもののみをゲインキャリブレーション画像として採用する。
【００３３】
なお、感度情報は、得られた複数のゲインキャリブレーション画像を加算平均することにより得る。加算するゲインキャリブレーション画像は、ノイズを低減するため、例えば、１０〜３０枚程度とする。
【００３４】
本実施形態の感度情報取得部１２３は、取得したＸ線出力画像上のグリッド縞の有無を、画像処理により判別する。このため、本実施形態の感度情報取得部１２３は、Ｘ線出力画像上のグリッドによる縞（グリッド縞）の有無を判別するグリッド縞判別部１３１を備え、グリッド縞判別部１３１によりグリッド縞無し、と判別されたＸ線出力画像を用い、前記感度情報を取得する。なお、以後、本明細書では、グリッド縞判別部１３１により、グリッド縞無し、と判別されたＸ線出力画像を、ゲインキャリブレーション画像と呼ぶ。
【００３５】
本実施形態のグリッド縞判別部１３１は、取得した各Ｘ線出力画像を周波数解析することにより、グリッド縞の有無を判別する。判別は、Ｘ線出力画像の各方向の１ラインを高速フーリエ変換（ＦＦＴ）し、周波数空間に置き換えた結果を表す周波数レスポンスを用いて行う。判別結果は、フラグで示す。
【００３６】
例えば、Ｘ線出力画像の中の、図３（ａ）に示すＸ線平面検出器１１４の１ライン３１１に相当するＸ線出力データを読み出し、ＦＦＴを行う。図３（ｂ）に、１ライン３１１に対してＦＦＴを行い、周波数空間に置き換えた結果を表わす周波数レスポンス３２１を示す。図３（ｂ）において、縦軸は、周波数レスポンス値（強度）、横軸は、周波数帯域（ｌｐ／ｍｍ）である。
【００３７】
図３（ｃ）に示すようなグリッド縞の発生しているＸ線出力画像３３１では、グリッド１１２のＸ線遮蔽部材２０１の配置方向に直交する１ライン３１１のプロファイルを周波数空間に置き換えると、所定の周波数帯域（ｆｇ）に、ピークが現れる。ピークが現れる周波数帯域（グリッドピーク）ｆｇは、グリッド１１２のＸ線遮蔽部材２０１の本数と、Ｘ線平面検出器１１４のピクセルサイズとにより決まる。
【００３８】
従って、本実施形態のグリッド縞判別部１３１は、グリッドピークｆｇの周波数レスポンス値Ｒｇにピークがあるか否かにより、グリッド縞の有無を判別する。すなわち、グリッド縞判別部１３１は、周波数レスポンス上の、予め定めた周波数帯域にピークがある場合、当該Ｘ線出力画像上にグリッド縞有り、と判別する。ピークの有無は、グリッドピークｆｇの周波数レスポンスの値Ｒｇと、近隣の周波数帯域ｆａの周波数レスポンスの値Ｒａの比（Ｒｇ／Ｒａ）を算出し、判別する。本実施形態では、比の値が、予め定めた閾値以上の場合、ピーク有り、すなわち、グリッド縞有りと判別する。
【００３９】
本実施形態では、上述のように、Ｘ線平面検出器１１４に対するグリッド１１２の配置方向は不明とする。従って、本実施形態では、Ｘ線平面検出器１１４のＸ方向、Ｙ方向、および斜め方向について、グリッドピークにピークが現れているか否かを判別する。このため、Ｘ線平面検出器１１４のＸ方向のグリッドピークｆｇｘ、Ｙ方向のグリッドピークｆｇｙおよび斜め方向のグリッドピークｆｇｄ、および比較する周波数帯域ｆａｘ、ｆａｙ、ｆａｄ、および判別に用いる閾値を、それぞれ予め記憶装置１１６に記憶する。本実施形態では、閾値として。例えば、２．０を用いる。
【００４０】
次に、本実施形態の感度情報取得部１２３による感度情報取得処理を含む、ゲインキャリブレーション処理の流れを説明する。図４は、本実施形態のゲインキャリブレーション処理の処理フローである。ここでは、感度情報は、Ｍ枚のゲインキャリブレーション画像から取得するものとする。なお、Ｍは、２以上の整数である。以下のゲインキャリブレーション処理は、ユーザからの処理開始の指示を契機として開始する。
【００４１】
まず、照射制御部１２１は、Ｘ線照射を開始する指示をＸ線源１１１に行い、感度情報取得部１２３は、ゲインキャリブレーション画像の収集を開始する（ステップＳ１００１）。このとき、被検体１０１を配置しないエア撮影とする。また、揺動制御部１２２は、揺動機構１１３にグリッド１１２の揺動を開始させる。そして、感度情報取得部１２３は、収集するゲインキャリブレーション画像の枚数をカウントする画像カウンタｍを０とする（ステップＳ１００２）。
【００４２】
感度情報取得部１２３は、収集されたゲインキャリブレーション画像の枚数が、予め定めた収集枚数に達しているか否かを判別する（ステップＳ１００３）。具体的には、画像カウンタｍ＝Ｍであるか否かを判別する。達していない場合、感度情報取得部１２３は、Ｘ線平面検出器１１４から出力される毎に、Ｘ線出力画像を取得する（ステップＳ１００４）。
【００４３】
感度情報取得部１２３は、グリッド縞判別部１３１に、取得したＸ線出力画像にグリッド縞があるか否かを判別するグリッド縞判別処理を行わせる（ステップＳ１００５）。
【００４４】
グリッド縞判別処理において、グリッド無し、と判別された場合（ステップＳ１００６）、感度情報取得部１２３は、当該Ｘ線出力画像をゲインキャリブレーション画像として記憶装置１１６に格納する（ステップＳ１００７）。そして、画像カウンタｍを１インクリメントし（ステップＳ１００９）、ステップＳ１００３へ戻り、処理を繰り返す。
【００４５】
一方、ステップＳ１００５のグリッド縞判別処理において、グリッド有り、と判別された場合、感度情報取得部１２３は、当該Ｘ線出力画像を廃棄し（ステップＳ１００８）、ステップＳ１００３へ戻り、処理を繰り返す。
【００４６】
また、ステップＳ１００３において、収集された画像枚数ｍが、予め定めた収集画像数Ｍに達したと判別された場合、感度情報取得部１２３は、記憶装置１１６に格納されたゲインキャリブレーション画像を加算平均し、感度情報を算出し（ステップＳ１００９）、ゲインキャリブレーション処理を終了する。このとき、照射制御部１２１は、透過Ｘ線の照射を停止させ、揺動制御部１２２は、グリッド１１２の揺動を停止させる。
【００４７】
次に、上記感度情報取得処理内の、グリッド縞判別部１３１によるグリッド縞判別処理の流れを説明する。図５は、本実施形態のグリッド縞判別部１３１によるグリッド縞判別処理の処理フローである。
【００４８】
まず、Ｘ線出力画像からＸ方向の１ラインを抽出し（ステップＳ１１０１）、ＦＦＴを行う（ステップＳ１１０２）。
【００４９】
記憶装置１１６から、Ｙ方向のグリッドピークｆｇｙ、比較用の周波数帯域ｆａｙおよびＹ方向の閾値を読み出す（ステップＳ１１０３）。ＦＦＴ結果から、それぞれの周波数帯域のレスポンス値Ｒｇｙ、Ｒａｙを読み取り、比（Ｒｇｙ／Ｒａｙ）を算出し、Ｙ方向の閾値と比較する（ステップＳ１１０４）。算出した比が閾値以上であれば、グリッド縞有りのフラグを設定する（ステップＳ１１１１）。
【００５０】
一方、閾値未満であれば、記憶装置１１６から、斜め方向のグリッドピークｆｇｄ、比較用の周波数帯域ｆａｄおよび斜め方向の閾値を読み出し（ステップＳ１１０５）、ステップＳ１１０２におけるＦＦＴ結果の、それぞれの周波数レスポンス値Ｒｇｄ、Ｒａｄを読み取り、比（Ｒｇｄ／Ｒａｄ）を算出し、斜め方向の閾値と比較する（ステップＳ１１０６）。算出した比が閾値以上であれば、ステップＳ１１１１へ移行し、グリッド縞有りのフラグを設定する。
【００５１】
斜め方向も閾値未満であれば、Ｘ線出力画像からＹ方向の１ラインを抽出し（ステップＳ１１０７）、ＦＦＴを行う（ステップＳ１１０８）。記憶装置１１６から、Ｘ方向のグリッドピークｆｇｘ、比較用のｆａｘおよびＸ方向の閾値を読み出し（ステップＳ１１０９）、ステップＳ１１０８におけるＦＦＴ結果の、その周波数レスポンス値Ｒｇｘ、Ｒａｘの比（Ｒｇｘ／Ｒａｘ）を算出し、Ｘ方向の閾値と比較する（ステップＳ１１１０）。算出した比が閾値以上であれば、ステップＳ１１１１へ移行し、グリッド縞有りのフラグを設定する。
【００５２】
一方、ステップＳ１１１０で、比が閾値未満である場合、グリッド縞無しのフラグを設定し（ステップＳ１１１２）、処理を終了する。
【００５３】
なお、上記グリッド縞判別処理において、ノイズ成分を除去するため、ＦＦＴ処理後に平滑化処理等を施しても良い。
【００５４】
また、上記グリッド縞判別処理では、Ｘ線出力画像の１ラインにＦＦＴを施し、その結果からグリッド縞が発生しているか否かを判別したが、画像上のグリッド縞（グリッドパターン）の抽出は、この手法に限定されない。グリッド縞判別部１３１は、Ｘ線出力画像上の前記グリッドによるパターンの有無を検出することにより、グリッドによる縞の有無を判別すればよく、各種の画像処理手法を用いることができる。例えば、パターンマッチングにより判別してもよい。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態のＸ線画像診断装置１００は、Ｘ線を照射するＸ線源１１１と、前記Ｘ線源１１１に対向配置され、前記照射されたＸ線を検出してＸ線出力画像として出力するＸ線平面検出器１１４と、前記Ｘ線平面検出器１１４に入力する散乱線成分を除去するグリッド１１２と、前記グリッド１１２を揺動させる揺動機構１１３と、被検体１０１を配置せずに取得した前記Ｘ線出力画像を用いて、前記Ｘ線平面検出器１１４の感度情報を取得する感度情報取得部１２３と、を備え、前記感度情報取得部１２３は、前記Ｘ線出力画像上の前記グリッド１１２による縞の有無を判別するグリッド縞判別部１３１を備え、当該グリッド縞判別部１３１によりグリッドによる縞無し、と判別されたＸ線出力画像を用い、前記感度情報を取得する。このとき、グリッド縞判別部１３１は、前記Ｘ線出力画像上の前記グリッド１１２によるパターンの有無を検出することにより、前記グリッド１１２による縞の有無を判別する。
【００５６】
このため、本実施形態によれば、ゲインキャリブレーション時に、ゲインキャリブレーション用に取得したＸ線出力画像にグリッド縞が発生しているか否かを判別し、グリッド縞が発生していないＸ線出力画像のみをゲインキャリブレーション画像とする。従って、グリッド縞のないゲインキャリブレーション画像を用いて感度情報を算出するため、得られる感度情報の精度が向上する。実際の撮影時は、高い精度の感度情報を用いて、Ｘ線出力画像を補正し、Ｘ線透過画像またはＸ線撮影画像を得るため、得られるＸ線透過画像またはＸ線撮影画像の画質も向上する。
【００５７】
また、本実施形態によれば、Ｘ線出力画像上のグリッド縞の有無は、画像処理により判別する。従って、特別なハードウェアを追加すること無しにグリッド縞の有無を判別できる。
【００５８】
＜＜第二の実施形態＞＞
本発明の第二の実施形態を説明する。第一の実施形態では、ゲインキャリブレーション時のＸ線出力画像上のグリッド縞の有無の判別を画像処理により行っているが、本実施形態では、当該画像取得時の、Ｘ線平面検出器１１４とグリッド１１２との相対位置により判別する。
【００５９】
本実施形態のＸ線画像診断装置１００の構成は、基本的に第一の実施形態と同様である。ただし、上述のように、取得したＸ線出力画像上のグリッド縞の有無の別手法が異なるため、感度情報取得部１２３およびグリッド縞判別部１３１の処理が異なる。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて、説明する。
【００６０】
本実施形態のグリッド縞判別部１３１は、Ｘ線出力画像取得時の、Ｘ線平面検出器１１４とグリッド１１２との相対位置によって、当該Ｘ線出力画像上のグリッド縞の有無を判別する。本実施形態では、相対位置は、ゲインキャリブレーション時にＸ線出力画像を収集したタイミングによって、判別する。本実施形態においても、感度情報取得部１２３は、グリッド縞無し、と判別されたＸ線画像のみ、ゲインキャリブレーション画像として、感度情報算出に用いる。
【００６１】
Ｘ線出力画像取得時、図６に示すように、揺動機構１１３により、グリッド１１２は水平方向に揺動する。グリッド１１２の水平揺動範囲を、ＢからＣとすると、水平揺動の折り返し時、すなわち、グリッド１１２の図中左側の端部がＢに位置する場合、および、図中右側の端部がＣに位置する場合（グリッド１１２の右側の端部がＢ’に位置する場合）、グリッドは一旦停止し、このタイミングで取得したＸ線出力画像には、グリッド縞が含まれる。
【００６２】
本実施形態のグリッド縞判別部１３１は、揺動による折り返し位置から所定の範囲内にグリッド１１２があるとき取得したＸ線出力画像については、グリッドによる縞有りと判別する。
【００６３】
グリッド縞判別部１３１は、Ｘ線平面検出器１１４のサイズ（グリッド１１２の揺動方向の長さ）、グリッド１１２のサイズ（揺動方向の長さ）、揺動周期、揺動振幅といったシステム情報およびグリッド１１２の初期位置を用い、ゲインキャリブレーション処理開始から、グリッド１１２が折り返し位置となるタイミングを算出する。そして、そのタイミングで得たＸ線出力画像を、グリッド縞ありと判別する。なお、Ｘ線平面検出器１１４のサイズ、グリッド１１２のサイズ（横幅）、揺動周期、揺動振幅といったシステム情報およびグリッド１１２の初期位置は、記憶装置１１６に予め保持される。
【００６４】
ここで、グリッド位置判定の具体例を図６に示す。Ｘ線平面検出器１１４のサイズを、４３０ｍｍ×４３０ｍｍ、グリッド１１２のサイズを４８０ｍｍ×４８０ｍｍとする。また、グリッド１１２の揺動振幅（揺動範囲）を５２０ｍｍとする。グリッド１１２の初期位置を、図６の最上段の位置、すなわち、グリッド１１２の左端部がＢの位置、とする。グリッド１１２の左端部は、位置Ｂから位置Ｂ’まで移動し、また、位置Ｂに戻る。
【００６５】
グリッド１１２が初期位置にある際の、左端部の位置を０ｍｍとすると、揺動中、グリッド１１２の左端部は、Ｘ方向に、０ｍｍから４０ｍｍの範囲で移動する。グリッド１１２が停止する際の左端部の位置（折り返し位置）は、０ｍｍと４０ｍｍとである。グリッド縞判別部１３１は、折り返し位置近傍、例えば、減速する０から５ｍｍ、３５から４０ｍｍの位置で取得したＸ線出力画像を、グリッド縞ありと判別する。グリッド縞有りと判別するグリッド１１２の範囲は、予め定めておく。
【００６６】
本実施形態では、上述のように、グリッド縞判別部１３１は、グリッド縞の有無をＸ線出力画像の取得タイミングで判別する。従って、本実施形態では、感度情報取得部１２３は、各Ｘ線出力画像の取得タイミングを特定し、グリッド縞判別部１３１に通知する。取得タイミングは、グリッド１１２の揺動開始タイミングからの経過時間とする。
【００６７】
グリッド縞判別部１３１は、グリッド１１２が折り返し位置近傍に位置するグリッド縞発生期間Ｔｄを、予め算出し、記憶装置１１６に保持しておく。グリッド縞発生期間Ｔｄは、グリッド１１２の初期位置、揺動周期、揺動振幅などのシステム情報と、上記グリッド縞ありと判別するグリッド１１２の折り返し位置範囲の情報とから算出する。また、グリッド縞発生期間Ｔｄは、揺動回数に応じ、複数期間、算出しておく。
【００６８】
以下、本実施形態のゲインキャリブレーション処理の流れを説明する。図７は、本実施形態のゲインキャリブレーション処理の処理フローである。
【００６９】
まず、照射制御部１２１は、Ｘ線照射を開始する指示をＸ線源１１１に行い、揺動制御部１２２は、揺動機構１１３にグリッド１１２の揺動を開始させ、感度情報取得部１２３は、ゲインキャリブレーション画像の収集を開始する（ステップＳ１２０１）。このとき、被検体１０１を配置しないエア撮影とする。また、感度情報取得部１２３は、グリッド１１２の揺動開始とともに、Ｘ線出力画像の収集タイミングを計測するタイマを始動させる。そして、感度情報取得部１２３は、収集するゲインキャリブレーション画像の枚数をカウントする画像カウンタｍを０とする（ステップＳ１２０２）。
【００７０】
感度情報取得部１２３は、収集されたゲインキャリブレーション画像の枚数が、予め定めた収集枚数に達しているか否かを判別する（ステップＳ１２０３）。具体的には、画像カウンタｍ＝Ｍであるか否かを判別する。達していない場合、感度情報取得部１２３は、Ｘ線平面検出器１１４から出力される毎に、Ｘ線出力画像を取得する（ステップＳ１２０４）。このとき、本実施形態の感度情報取得部１２３は、その取得タイミングＴｉを検出し、グリッド縞判別部１３１に通知する。
【００７１】
グリッド縞判別部１３１は、取得タイミングが、予め定めた、いずれかのグリッド発生期間Ｔｄ内でるか否かを判別する（ステップＳ１２０５）。いずれかのグリッド発生期間Ｔｄ内と判別された場合、感度情報取得部１２３は、当該Ｘ線出力画像を廃棄する（ステップＳ１２０７）。そして、ステップＳ１２０３へ戻り、処理を繰り返す。
【００７２】
一方、グリッド縞発生期間Ｔｄ外と判別された場合、感度情報取得部１２３は、当該Ｘ船出力画像を、ゲインキャリブレーション画像として記憶装置１１６に格納する（ステップＳ１２０６）。そして、画像カウンタｍを１インクリメントし（ステップＳ１２０８）、ステップＳ１２０３へ戻り、処理を繰り返す。
【００７３】
また、ステップＳ１２０３において、収集された画像枚数ｍが、予め定めた収集画像数Ｍに達したと判別された場合、感度情報取得部１２３は、記憶装置１１６に格納されたゲインキャリブレーション画像を加算平均し、感度情報を算出し（ステップＳ１２０９）、ゲインキャリブレーション処理を終了する。このとき、照射制御部１２１は、透過Ｘ線の照射を停止させ、揺動制御部１２２は、グリッド１１２の揺動を停止させる。
【００７４】
なお、上記実施形態では、グリッド縞判別部１３１は、Ｘ線出力画像の取得タイミングにより、グリッド１１２の位置を判別しているが、グリッド１１２の位置の判別手法はこれに限られない。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態のＸ線画像診断装置１００は、Ｘ線を照射するＸ線源１１１と、前記Ｘ線源１１１に対向配置され、前記照射されたＸ線を検出してＸ線出力画像として出力するＸ線平面検出器１１４と、前記Ｘ線平面検出器１１４に入力する散乱線成分を除去するグリッド１１２と、前記グリッド１１２を揺動させる揺動機構１１３と、被検体１０１を配置せずに取得した前記Ｘ線出力画像を用いて、前記Ｘ線平面検出器１１４の感度情報を取得する感度情報取得部１２３と、を備え、前記感度情報取得部１２３は、前記Ｘ線出力画像上の前記グリッド１１２による縞の有無を判別するグリッド縞判別部１３１を備え、当該グリッド縞判別部１３１によりグリッドによる縞無し、と判別されたＸ線出力画像を用い、前記感度情報を取得する。このとき、前記Ｘ線出力画像取得時の、前記Ｘ線平面検出器１１４と前記グリッド１１２との相対位置によって、当該Ｘ線出力画像上の前記グリッド１１２による縞の有無を判別する。
【００７６】
このため、本実施形態によれば、第一の実施形態同様、ゲインキャリブレーション時に、取得した画像にグリッド縞が発生しているか否かを判別し、グリッド縞が発生していない画像のみを用いてゲインキャリブレーションを行う。このため、第一の実施形態同様の効果が得られる。
【００７７】
さらに、本実施形態によれば、Ｘ線平面検出器１１４とグリッド１１２との相対位置に応じて判別する。従って、処理が簡易であるとともに、画像処理を伴わないため、ノイズの多い環境であっても、確実にグリッド縞の無い画像のみをピックアップできる。
【００７８】
なお、上記２つの実施形態の手法は、組み合わせて用いてもよい。すなわち、グリッド縞判別部１３１は、相対位置によってグリッド縞無し、と判別されたＸ線出力画像において、当該Ｘ線出力画像上のグリッド１１２によるパターンの有無を検出することにより、グリッド縞の有無を判別する。具体的には、例えば、キャリブレーション時に取得したＸ線出力画像について、まず、グリッド１１２の位置が、折り返し位置範囲であるか否かを判別し、折り返し位置でないと判別した画像に対し、画像処理により、グリッド縞が発生しているか否かを判別する。そして、グリッド縞無し、と判別された画像のみをゲインキャリブレーションに採用する。
【符号の説明】
【００７９】
１００：Ｘ線画像診断装置、１０１：被検体、１１１：Ｘ線源、１１２：グリッド、１１３：揺動機構、１１４：Ｘ線平面検出器、１１５：制御部、１１６：記憶装置、１１７：表示装置、１１８：操作装置、１２１：照射制御部、１２２：揺動制御部、１２３：感度情報取得部、１２４：画像生成部、１３１：グリッド縞判別部、２０１：Ｘ線遮蔽部材、２０２：Ｘ線透過部材、２１１：ピッチ、３１１：ライン、３２１：周波数レスポンス、３３１：Ｘ線出力画像
【図１】
2015008884.tif 000003
【図２】
2015008884.tif 000004
【図４】
2015008884.tif 000005
【図５】
2015008884.tif 000006
【図６】
2015008884.tif 000007
【図７】
2015008884.tif 000008
【図３】
2015008884.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月19日(2014.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線を照射するＸ線源と、
前記Ｘ線源に対向配置され、前記照射されたＸ線を検出してＸ線出力画像として出力するＸ線平面検出器と、
前記Ｘ線平面検出器に入力する散乱線成分を除去するグリッドと、
前記グリッドを揺動させる揺動機構と、
被検体を配置せずに取得した前記Ｘ線出力画像である感度情報取得用Ｘ線出力画像を用いて、前記Ｘ線平面検出器の感度情報を取得する感度情報取得部と、
前記感度情報取得部により取得された感度情報を、本撮像時に前記Ｘ線平面検出器から出力されたＸ線出力画像である本撮像Ｘ線出力画像から減算することにより感度補正を行う画像生成部と、を備え、
前記感度情報取得部は、前記感度情報取得用Ｘ線出力画像上の前記グリッドによる縞の有無を判別するグリッド縞判別部を備え、当該グリッド縞判別部によりグリッドによる縞無し、と判別された前記感度情報取得用Ｘ線出力画像を用い、前記感度情報を取得すること
を特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項２】
請求項１記載のＸ線画像診断装置であって、
前記グリッド縞判別部は、前記感度情報取得用Ｘ線出力画像上の前記グリッドにより生じるパターンの有無を検出することにより、前記グリッドによる縞の有無を判別すること
を特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項３】
請求項２記載のＸ線画像診断装置であって、
前記感度情報取得用Ｘ線出力画像上のグリッドにより生じるパターンの有無は、当該感度情報取得用Ｘ線出力画像を周波数解析することにより得た周波数レスポンスにより判別されること
を特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項４】
請求項３記載のＸ線画像診断装置であって、
前記グリッド縞判別部は、前記周波数レスポンスの、予め定めた周波数帯域にピークがある場合、当該感度情報取得用Ｘ線出力画像上に前記グリッドによる縞有りと判別すること
を特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項５】
請求項２記載のＸ線画像診断装置であって、
前記感度情報取得用Ｘ線出力画像上のグリッドにより生じるパターンの有無は、当該Ｘ線出力画像に対し、パターンマッチングを行うことにより判別されること
を特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項６】
請求項１記載のＸ線画像診断装置であって、
前記グリッド縞判別部は、前記感度情報取得用Ｘ線出力画像取得時の、前記Ｘ線平面検出器と前記グリッドとの相対位置によって、当該感度情報取得用Ｘ線出力画像上の前記グリッドによる縞の有無を判別すること
を特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項７】
請求項１記載のＸ線画像診断装置であって、
前記グリッド縞判別部は、前記揺動による折り返し位置から所定の範囲内に前記グリッドがあるとき取得した前記感度情報取得用Ｘ線出力画像については、前記グリッドによる縞有りと判別すること
を特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項８】
請求項６または７記載のＸ線画像診断装置であって、
前記グリッド縞判別部は、前記相対位置によって前記グリッドによる縞無し、と判別された前記感度情報取得用Ｘ線出力画像において、当該画像上の前記グリッドによるパターンの有無を検出することにより、前記グリッドによる縞の有無を判別すること
を特徴とするＸ線画像診断装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
以上説明したように、本実施形態のＸ線画像診断装置１００は、Ｘ線を照射するＸ線源１１１と、前記Ｘ線源１１１に対向配置され、前記照射されたＸ線を検出してＸ線出力画像として出力するＸ線平面検出器１１４と、前記Ｘ線平面検出器１１４に入力する散乱線成分を除去するグリッド１１２と、前記グリッド１１２を揺動させる揺動機構１１３と、被検体１０１を配置せずに取得した前記Ｘ線出力画像である感度情報取得用Ｘ線出力画像を用いて、前記Ｘ線平面検出器１１４の感度情報を取得する感度情報取得部１２３と、前記感度情報取得部１２３により取得された感度情報を、本撮像時に前記Ｘ線平面検出器１１４から出力されたＸ線出力画像である本撮像Ｘ線出力画像から減算することにより感度補正を行う画像生成部１２４と、を備え、前記感度情報取得部１２３は、前記感度情報取得用Ｘ線出力画像上の前記グリッド１１２による縞の有無を判別するグリッド縞判別部１３１を備え、当該グリッド縞判別部１３１によりグリッドによる縞無し、と判別された前記感度情報取得用Ｘ線出力画像を用い、前記感度情報を取得する。このとき、グリッド縞判別部１３１は、前記感度情報取得用Ｘ線出力画像上の前記グリッド１１２によるパターンの有無を検出することにより、前記グリッド１１２による縞の有無を判別する。