(57)【要約】【課題】被写体の厚み方向における診断対象の位置に関わらず、簡易な処理により高精細な放射線撮影画像を得ることを可能とする。【解決手段】放射線画像撮影システム１に、Ｘ線管４及び画像検出器５ａを備え、放射線撮影画像を出力する撮影装置２と、所定の画像復元パラメータを記憶する記憶部３ｄ及び記憶部３ｄから読み出した画像復元パラメータを用いて撮影装置２から出力された放射線撮影画像に対して劣化復元処理を行う画像処理部３ｅを有する画像処理装置３とを設け、被写体を所定位置に固定する固定部材７を使用し、Ｘ線管４と固定部材７に固定された被写体の所定位置との距離をＲ１ｍ、被写体Ｈの所定位置と画像検出器５ａとの距離をＲ２ｍ、Ｘ線管４の焦点径をＤμｍとしたときに、下記式（１）の関係となるようにする。【数１】2008073342.tif 000010  但し、Ａは０．０５以上の定数である。【選択図】図１
2008073342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に放射線を照射する放射線源及び被写体に照射された放射線を検出する画像検出器を有し、前記画像検出器で検出された放射線を放射線撮影画像として出力する撮影装置と、
所定の画像復元パラメータを記憶する記憶部と、
前記記憶部から読み出した画像復元パラメータを用いて前記撮影装置から出力された放射線撮影画像に対して劣化復元処理を行う画像処理部とを備えた放射線画像撮影システムにおいて、
被写体を所定位置に固定する固定部材を有し、
前記放射線源と前記固定部材に固定された前記被写体の所定位置との距離をＲ１ｍ、前記被写体の所定位置と前記画像検出器との距離をＲ２ｍ、前記放射線源の焦点径をＤμｍとしたときに、下記式（１）の関係を有することを特徴とする放射線画像撮影システム。
【数１】
2008073342.tif 000008
但し、Ａは０．０５以上の定数である。
【請求項２】
前記被写体の第１の診察対象位置の、前記画像検出器で検出された放射線撮影画像の点像分布をσ１、前記第１の診察対象位置よりも前記画像検出器から離間している、前記被写体の第２の診察対象位置の、前記画像検出器で検出された放射線撮影画像の点像分布をσ２としたとき、σ１／σ２≦５であることを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮影システム。
【請求項３】
前記第１の診察対象位置と前記第２の診察対象位置との離間距離は、前記放射線の照射方向で３００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の放射線画像撮影システム。
【請求項４】
前記撮影装置で撮影された被写体の参照放射線撮影画像に基づいて、前記画像復元パラメータを生成する画像復元パラメータ生成部を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３いずれか一項に記載の放射線画像撮影システム。
【請求項５】
被写体に放射線を照射する放射線源及び被写体に照射された放射線を検出する画像検出器を有し、前記画像検出器で検出された放射線を放射線撮影画像として出力する撮影装置と、
所定の画像復元パラメータを記憶する記憶部と、
前記記憶部から読み出した画像復元パラメータを用いて前記撮影装置から出力された放射線撮影画像に対して劣化復元処理を行う画像処理部とを使用する放射線画像撮影方法であって、
被写体を所定位置に固定する固定部材を使用し、
前記放射線源と前記固定部材に固定した前記被写体の所定位置との距離をＲ１ｍ、前記被写体の所定位置と前記画像検出器との距離をＲ２ｍ、前記放射線源の焦点径をＤμｍとしたときに、下記式（１）の関係とすることを特徴とする放射線画像撮影方法。
【数２】
2008073342.tif 000009
但し、Ａは０．０５以上の定数である。
【請求項６】
前記被写体の第１の診察対象位置の、前記画像検出器で検出された放射線撮影画像の点像分布をσ１、前記第１の診察対象位置よりも前記画像検出器から離間している、前記被写体の第２の診察対象位置の、前記画像検出器で検出された放射線撮影画像の点像分布をσ２としたとき、σ１／σ２≦５とすることを特徴とする請求項５記載の放射線画像撮影方法。
【請求項７】
前記第１の診察対象位置と前記第２の診察対象位置との離間距離を、前記放射線の照射方向で３００ｍｍ以下とすることを特徴とする請求項６記載の放射線画像撮影方法。
【請求項８】
前記撮影装置で撮影された被写体の参照放射線撮影画像に基づき、前記画像復元パラメータを生成することを特徴とする請求項５〜請求項７いずれか一項に記載の放射線画像撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体に放射線を照射し、その放射線画像を撮影する放射線画像撮影システム及び放射線画像撮影方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、放射線画像撮影システムに用いられる放射線照射装置や放射線検出器の性能は向上しており、また、ＣＡＤ（Computer-Aided Diagnosis）との連動により、放射線撮影画像から微細な病変を早期に発見することができるようになっている。更に、放射線画像撮影システムにおいては、低被曝線量でも微細な病変を高精度に診断可能な高精細な画像を得ることが求められている。
【０００３】
ここで、放射線撮影画像には、通常、被写体の内部で発生する散乱放射線などに起因するボケが発生する。そこで、このボケをなくして高精細な放射線撮影画像を得るために、撮影した放射線画像について点像分布関数（Point Spread Function；以下、ＰＳＦという）を画像復元パラメータとして用いた復元処理を施す放射線画像撮影システムが提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、Ｘ線原画像の撮影条件に応じ、被写体への入射Ｘ線に対する検出器面上での散乱Ｘ線分布を示すＰＳＦを補正してフィルタ係数を出力し、このフィルタ係数とＸ線原画像とをコンボリューションして散乱Ｘ線画像を求め、Ｘ線原画像から散乱Ｘ線画像を減じて直接Ｘ線画像を求める放射線画像撮影システムが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、被検体がない状態の拡散光の強度比と拡散光の点像分布関数（ＰＳＦ）との積により拡散光の強度分布関数を求めて拡散光成分の画像を算出し、更に、均一な厚さの人体模擬被写体を配置した状態の散乱線の点像分布関数（ＰＳＦ）と被検体の画像とその撮影条件から求めた散乱線の強度比との積により散乱線の強度分布関数を求めて散乱線成分の画像を算出して、前記被検体の画像から前記拡散光成分の画像及び前記散乱線成分の画像を減算することにより、Ｘ線撮影画像を劣化復元する放射線画像撮影システムが記載されている。
【特許文献１】特許第２５０９１８１号公報
【特許文献２】特許第３４２３８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、診察では患者ごとに異なる病変部位や臓器を診ることになるため、被写体の体形が異なるなど、診断対象となる病変部位や臓器が被写体内部に偏在している場合は、特許文献１又は特許文献２に記載のように、撮影条件と対応づけられた所定のＰＳＦを画像復元パラメータとして劣化復元処理を行っても、ボケ画像を正確に劣化復元することができない場合があった。
【０００７】
すなわち、患者ごとに被写体の厚み方向における診断対象の位置が異なると、各診断対象を通過したＸ線の点像分布は異なることから、各診断対象のボケ画像を劣化復元するための画像復元パラメータも異なり、１つの画像復元パラメータを用いた劣化復元処理では各診断対象のＸ線撮影画像を正確に劣化復元することができないという問題があった。
【０００８】
その一方で、被写体の厚み方向における診断対象の位置ごとに異なる画像復元パラメータを用いて劣化復元処理を行うとすると、処理内容が複雑化してコストがかかり、また、処理の効率化を図ることができないという問題があった。
【０００９】
本発明の課題は、被写体の厚み方向における診断対象の位置に関わらず、簡易な処理により高精細な放射線撮影画像を得ることを可能とする放射線画像撮影システム及び放射線画像撮影方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、被写体に放射線を照射する放射線源及び被写体に照射された放射線を検出する画像検出器を有し、前記画像検出器で検出された放射線を放射線撮影画像として出力する撮影装置と、所定の画像復元パラメータを記憶する記憶部と、前記記憶部から読み出した画像復元パラメータを用いて前記撮影装置から出力された放射線撮影画像に対して劣化復元処理を行う画像処理部とを備えた放射線画像撮影システムにおいて、被写体を所定位置に固定する固定部材を有し、前記放射線源と前記固定部材に固定された前記被写体の所定位置との距離をＲ１ｍ、前記被写体の所定位置と前記画像検出器との距離をＲ２ｍ、前記放射線源の焦点径をＤμｍとしたときに、下記式（１）の関係を有することを特徴とする。
【００１１】
【数１】
2008073342.tif 000003
但し、Ａは０．０５以上の定数である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の放射線画像撮影システムであって、前記被写体の第１の診察対象位置の、前記画像検出器で検出された放射線撮影画像の点像分布をσ１、前記第１の診察対象位置よりも前記画像検出器から離間している、前記被写体の第２の診察対象位置の、前記画像検出器で検出された放射線撮影画像の点像分布をσ２としたとき、σ１／σ２≦５であることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の放射線画像撮影システムであって、前記第１の診察対象位置と前記第２の診察対象位置との離間距離は、前記放射線の照射方向で３００ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３いずれか一項に記載の放射線画像撮影システムであって、前記撮影装置で撮影された被写体の参照放射線撮影画像に基づいて、前記画像復元パラメータを生成する画像復元パラメータ生成部を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、被写体に放射線を照射する放射線源及び被写体に照射された放射線を検出する画像検出器を有し、前記画像検出器で検出された放射線を放射線撮影画像として出力する撮影装置と、所定の画像復元パラメータを記憶する記憶部と、前記記憶部から読み出した画像復元パラメータを用いて前記撮影装置から出力された放射線撮影画像に対して劣化復元処理を行う画像処理部とを使用する放射線画像撮影方法であって、被写体を所定位置に固定する固定部材を使用し、前記放射線源と前記固定部材に固定した前記被写体の所定位置との距離をＲ１ｍ、前記被写体の所定位置と前記画像検出器との距離をＲ２ｍ、前記放射線源の焦点径をＤμｍとしたときに、下記式（１）の関係とすることを特徴とする。
【００１６】
【数２】
2008073342.tif 000004
但し、Ａは０．０５以上の定数である。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項５記載の放射線画像撮影方法であって、前記被写体の第１の診察対象位置の、前記画像検出器で検出された放射線撮影画像の点像分布をσ１、前記第１の診察対象位置よりも前記画像検出器から離間している、前記被写体の第２の診察対象位置の、前記画像検出器で検出された放射線撮影画像の点像分布をσ２としたとき、σ１／σ２≦５とすることを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項６記載の放射線画像撮影方法であって、前記第１の診察対象位置と前記第２の診察対象位置との離間距離を、前記放射線の照射方向で３００ｍｍ以下とすることを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項５〜請求項７いずれか一項に記載の放射線画像撮影方法であって、前記撮影装置で撮影された被写体の参照放射線撮影画像に基づき、前記画像復元パラメータを生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、被写体の厚み方向における診断対象の位置が異なる場合、各診断対象を通過した光の点像分布が異なることにより、各診断対象の放射線撮影画像の復元処理に用いるべき画像復元パラメータも異なり、１つの画像復元パラメータのみでは正確な劣化復元処理を行うことができなかったが、上記式（１）を満足するように被写体を所定位置に固定して撮影すると、各診断対象の放射線撮影画像のボケの差を無視することができるほど両者のボケの比が小さくなることから、被写体の厚み方向における診断対象の位置に関わらず、１つの画像復元パラメータを用いた復元処理で高精細なＸ線撮影画像を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る放射線画像撮影システムの実施形態について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではない。
【００２２】
図１に、本実施形態に係る放射線画像撮影システム１の全体構成を示す。
【００２３】
放射線画像撮影システム１は、被写体ＨにＸ線を照射してＸ線画像を撮影し、撮影したＸ線画像について劣化復元などの画像処理を行うものであり、図１に示すように、被写体ＨのＸ線画像を撮影する撮影装置２と、各種画像処理を行う画像処理装置３とを備えて構成されている。なお、放射線はＸ線に限られず、ガンマ線、電子線などであってもよい。
【００２４】
撮影装置２は、放射線源としてのＸ線管４、撮影部５及び制御装置６を備えて構成されており、固定部材７により所定位置に固定された被写体ＨのＸ線画像を撮影するようになっている。固定部材７は、例えば、樹脂などの放射線を透過する材料で構成されている。
【００２５】
Ｘ線管４は、被写体Ｈの背後側に設置され、所定の焦点径のＸ線を発生させて被写体Ｈに向けて照射するようになっている。Ｘ線管４では、この焦点径が大きくなるほど一定時間内に照射されるＸ線量が大きくなる。
【００２６】
撮影部５は、被写体Ｈの正面側に設置され、撮影部位に合わせてその高さ位置を調整することができるように構成されている。また、撮影部５は、画像検出器５ａを内蔵している。
【００２７】
画像検出器５ａは、照射されるＸ線を検出するようになっている。画像検出器５ａとしては、Ｘ線エネルギーを吸収、蓄積可能な揮尽性蛍光体プレートやＦＰＤ（Flat Panel Detector）などを適用することができる。揮尽性蛍光体プレートを適用する場合、揮尽性蛍光体プレートにレーザ光などの励起光を照射し、この輝尽性蛍光体プレートから出射される輝尽光を画像信号に光電変換する図示しない読取部が撮影部５に設けられ、この読取部により生成された画像信号（アナログ信号）が制御装置６に出力される。
【００２８】
一方、ＦＰＤは入射したＸ線量に応じて電気信号を生成する変換素子がマトリクス状に配設されたものであり、ＦＰＤ内で電気信号を直接生成する点で輝尽性蛍光体プレートと異なる。ＦＰＤを適用する場合は、ＦＰＤ内で生成された電気信号が図示しないＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換され、Ａ／Ｄ変換により得られたデジタル画像データが制御装置６に出力される。
【００２９】
本発明の画像検出器５ａは、Ｘ線管４と、固定部材７により固定された被写体Ｈの所定位置、例えば固定部材７と接触する位置（被写体基準位置ＨＢ）との距離をＲ１、被写体基準位置ＨＢと、画像検出器５ａの検出面５Ｈとの距離をＲ２、Ｘ線管４の焦点径をＤμｍとして、下記式（１）の条件を満足するように設置されている。
【００３０】
【数３】
2008073342.tif 000005
但し、Ａは０．０５以上の定数である。
【００３１】
これにより、被写体Ｈの厚み方向における診断対象の位置に関わらず、１つの画像復元パラメータを用いた劣化復元処理で高精細なＸ線撮影画像を得ることができるようになっている。なお、Ｒ１，Ｒ２の上限は撮影装置２の設置場所などにより適宜定められるが、本実施形態では、Ｘ線管４と検出面５Ｈとの距離をＲ３としてＲ３＝Ｒ１＋Ｒ２≦３ｍ、好ましくはＲ３≦１．５ｍとされている。
【００３２】
ここで、Ｘ線管４、画像検出器５ａ及び固定部材７を上記式（１）の関係となるように設置することにより、被写体Ｈの厚み方向における診断対象の位置に関わらず、１つの画像復元パラメータを用いた劣化復元処理で高精細なＸ線撮影画像を得ることができる理由について説明する。
【００３３】
図２は、図１に示す撮影装置２におけるＸ線管４、被写体Ｈ及び画像検出器５ａの位置関係を模式的に示した平面図である。図２において、被写体Ｈは、画像検出器５ａの検出面５ＨからＲ２ｍ離間された被写体基準面ＨＢにおいて、固定部材７と接触している。
【００３４】
本発明では、被写体Ｈの第１の診察対象位置と、第１の診察対象位置よりも画像検出器５ａから離間している第２の診察対象位置との離間距離を、放射線の照射方向で３００ｍｍ以下とする。本実施形態では、被写体基準面ＨＢからＸ線管４側に１０ｍｍ変位した位置を診察対象位置Ａとし、被写体基準面ＨＢからＸ線管４側に３１０ｍｍ変位した位置を診察対象位置Ｂとしている。本実施形態において、診察対象位置Ａを被写体基準面ＨＢから１０ｍｍ離間させ、診察対象位置Ａと診察対象位置Ｂとを３００ｍｍ離間させているのは、胸部正面画像のＸ線撮影画像を想定したからである。
【００３５】
診察対象位置Ａ及び診察対象位置Ｂのそれぞれに同じ大きさの観察対象物を配置した場合、図２に示すように、画像検出器５ａには、診察対象位置Ａの観察対象物については点像分布σ２を有する撮影画像ａが、診察対象位置Ｂの診察対象位置Ｂの観察対象物については点像分布σ１を有する撮影画像ｂが検出される。
【００３６】
ここで、被写体Ｈの厚み方向における診断対象の位置が異なる場合、Ｘ線管４から照射されるＸ線の拡がりによるＸ線撮影画像のボケの程度は相違する。図２の例では、診察対象位置Ｂを通過したＸ線による撮影画像ｂの点像分布σ１の値は比較的大きく、診察対象位置Ａを通過したＸ線による撮影画像ａの点像分布σ２の値は比較的小さくなっている。このように診察対象位置Ａ及び診察対象位置Ｂの点像分布δ１，δ２の値が異なり、診察対象位置Ａ及び診察対象位置ＢのＸ線撮影画像の劣化復元処理に用いるべき画像復元パラメータが各々異なると、１つの画像復元パラメータを用いるのみでは、診察対象位置Ａ又は診察対象位置Ｂのいずれか一方についてしか正確な劣化復元処理を行うことができなかった。
【００３７】
図３に、図２の例におけるＲ２の変化に応じた撮影画像ａの点像分布σ１と撮影画像ｂの点像分布σ２とのボケの比を示す。なお、Ｘ線管４の焦点径Ｄは１００μｍとし、Ｒ１を０．６５ｍ、１．０ｍ、２．０ｍと変化させた。
【００３８】
図３に示すように、撮影画像ａと撮影画像ｂとのＸ線撮影画像のボケの比は、Ｒ１及びＲ２が小さくなるほど、大きくなることがわかった。なお、ボケの比（σ１／σ２）は、σ１／σ２＝５．０以下の場合に、ボケの差を無視できるほど小さく、同一の画像復元パラメータを用いて劣化復元処理を行っても実用上問題ないことが経験上わかっている。本実施形態では、診察対象位置ＡのＸ線撮影画像の点像分布σ２、診察対象位置Ａよりも画像検出器５ａから離間している診察対象位置ＢのＸ線撮影画像の点像分布をσ１として、σ１／σ２≦５としている。より好ましくは、σ１／σ２＝２．５以下である。
【００３９】
図４には、Ｒ１＝０．６５ｍとして、図２の例における焦点径Ｄの変化に応じた撮影画像ａの点像分布σ２及び撮影画像ｂの点像分布σ１のボケの比を、異なる被写体基準面ＨＢから検出面５Ｈまでの距離Ｒ２について示した。図４に示すように、撮影画像ａと撮影画像ｂとのＸ線撮影画像のボケの比は、焦点径Ｄの常用対数に対しておよそ線形に変化することがわかった。
【００４０】
そこで本発明では、図３及び図４に示したボケの比と、Ｒ１、Ｒ２及びＤの対数それぞれの関係に基づき、上記式（１）を満足することにより、Ｘ線撮影画像のボケの差を無視できるほど小さくしている。これにより、被写体Ｈの厚み方向における診断対象の位置に関わらず、１つの画像復元パラメータを用いた劣化復元処理で高精細なＸ線撮影画像を得ることが可能となる。なお、定数Ａを２．０以上とすると、図２の例においてボケの比を２．５以下とすることが可能となり、例えば、胸部側面を撮影する場合のように、診察対象位置Ａと診察対象位置Ｂとの離間距離が３００ｍｍ以上となる場合であっても、被写体Ｈの厚み方向における診断対象の位置に関わらず、実用上問題のない劣化復元処理が可能となる。
【００４１】
図１に戻り、Ｘ線管４及び撮影部５の各々には制御装置６が電気的に接続されている。また、制御装置６には画像処理装置３が電気的に接続されている。
【００４２】
次に、放射線画像撮影システム１の制御構成について、図５を参照して説明する。
【００４３】
図５に示すように、放射線画像撮影システム１は撮影装置２及び画像処理装置３を備えて構成されており、撮影装置２は制御装置６を備えている。制御装置６は、Ｘ線管４及び撮影部５の各々と電気的に接続されており、Ｘ線管４及び撮影部５の撮影動作の制御操作を行うための操作部６ａ、画像信号をデジタルデータに変換するなどの各種信号処理やデータ処理を行う処理部６ｂ、撮影装置２の各部を集中制御する制御部６ｃ及び他の外部装置と通信を行う通信部６ｄを備えている。
【００４４】
また、画像処理装置３は、撮影部５の画像検出器５ａで読み取られた画像データ（画像信号若しくはデジタル画像データ）が通信部６ｄを介して入力される入力部３ａと、各種指示が入力される操作部３ｂと、画像処理装置３の各構成部分を制御する制御部３ｃと、各種制御データや画像データを記憶する記憶部３ｄと、記憶部３ｄに記憶された制御データを基に画像データに対して画像処理を施す画像処理部３ｅと、画像処理が施された画像データを表示する表示部３ｆとを備えて構成されている。
【００４５】
入力部３ａは、撮影装置２の通信部６ｄと電気的に接続されており、画像検出器５ａで読み取られた画像データが入力されるようになっている。
【００４６】
操作部３ｂは、周知のマウス、キーボード又はタッチパネル式の操作パネルなどから構成されており、ユーザにより画像処理に関する指示入力を行うことが可能となっている。
【００４７】
制御部３ｃは、ＣＰＵ及びＲＡＭ（Random Access Memory）などからなり、記憶部３ｄに記憶された各種制御プログラムをＣＰＵにより読み出してＲＡＭに展開し、これらプログラムに従って各種演算や上記各構成部分の集中制御を行うようになっている。
【００４８】
また、制御部３ｃは、撮像装置２で撮影された被写体の参照放射線画像に基づき、記憶部３ｄに記憶される点像分布関数（ＰＳＦ）の算出処理、すなわち画像復元パラメータ生成処理を行う画像復元パラメータ生成部としての機能を果たすようになっている。ＰＳＦとは、ボケ画像について劣化復元処理を行う際に用いられる関数である。また、参照放射線画像とは、ＰＳＦの算出に用いられる、被写体Ｈの厚み方向の所定位置の放射線画像をいう。ＰＳＦの算出処理は、被写体撮影の前（例えば装置設置時、メンテナンス時、Ｘ線管４や画像検出器５ａの交換時期など）に実行される。
【００４９】
ＰＳＦの算出は、例えば、図６に示す板材８ａ（遮蔽部材）の貫通孔８ｂが、所定位置に設置された状態で行う。板材８ａとしては、例えば図６に示すように、鉛などの放射線を遮蔽する材料から成り、貫通孔８ｂが形成された板材８ａなどを使用することが可能である。図６の例では、板材８ａの厚さ寸法は０．０１〜０．１ｍｍ、貫通孔８ｂの直径は数μｍ〜５０μｍとなっている。制御部３ｃは、操作部３ｂからＰＳＦ作成開始指示信号の入力を受けると、Ｘ線管４と撮影装置２の撮影部５とを制御して、板材８ａの貫通孔８ｂの画像撮影を行う。また、制御部３ｃは、撮影部５により取得されたＸ線撮影画像データが参照画像データとして入力部３ａに入力されると、その参照画像データから輝度分布を作成し、その輝度分布の線形形状に近似した関数を作成する。この作成された関数が診断対象の各診察対象位置のＰＳＦである。作成されたＰＳＦは画像復元パラメータとして記憶部３ｄに記憶される。
【００５０】
ＰＳＦは、例えば、図７に示すような分布関数となる。図７において、横軸は貫通孔８ｂの中心位置を０としたときの画像検出器５ａの検出面５Ｈ上での変位量、縦軸は当該変位量において検出される放射線強度を最大値１．０として示したＰＳＦである。なお、図７において示したＰＳＦは、Ｘ線管４の焦点径５００μｍ、Ｘ線管４から画像検出器５ａまでの距離９００ｍｍ、貫通孔８ｂの直径１０μｍでの参照画像データに基づいて算出したものである。
【００５１】
なお、本実施形態では、焦点径に起因するぼけに応じたＰＳＦが使用されているが、焦点径に起因するぼけに加えて、被写体内の散乱線に起因するぼけを含んだＰＳＦを使用するようにしてもよい。
【００５２】
記憶部３ｄは、制御部３ｃにより実行される各種プログラムや、画像処理部３ｅにより実行される画像処理プログラム、その実行に必要なパラメータやデータなどを記憶している。また、本実施形態の記憶部３ｄは、撮影装置２で撮影されたＸ線撮影画像データを撮影条件と共に記憶していると共に、画像復元パラメータとして、例えばＰＳＦを記憶している。
【００５３】
画像処理部３ｅは、撮影装置２で撮影されたＸ線画像について、所定のＰＳＦを画像復元パラメータとして用いた劣化復元処理を行うようになっている。具体的に、画像処理部３ｅは、撮影条件と対応づけられた所定のＰＳＦを記憶部３ｄから読み出し、当該ＰＳＦに基づく画像復元パラメータと記憶部３ｄに記憶された画像データとを基に劣化復元画像を生成する。この際、Ｘ線管４、画像検出器５ａ及び固定部材７を上記式（１）の関係となるように設置することにより、各診断対象のボケの差は無視できるほど小さくなっていることから、被写体Ｈの厚み方向における診断対象の位置に関わらず、１つの画像復元パラメータを用いた劣化復元処理で高精細なＸ線撮影画像を得ることが可能である。また、画像処理部３ｅは、階調補正などの他の画像処理も行うようになっている。
【００５４】
画像処理部３ｅによる劣化復元処理とは、入力部３ａから入力されたＸ線撮影画像データに対して、画像復元パラメータであるＰＳＦでデコンボリューションして劣化復元画像を得る処理である。すなわち、画像処理部３ｅは、入力部３ａから入力されたＸ線撮影画像データに対してフーリエ変換を行う一方で、撮影条件と対応づけられた所定のＰＳＦを記憶部３ｄから読み出してフーリエ変換を行い、フーリエ変換されたＸ線撮影画像データをフーリエ変換されたＰＳＦで除算することにより、劣化復元画像を生成するようになっている。
【００５５】
なお、単にデコンボリューションをするよりも、ベイズ推定に基づく下記式（２）を実行することが好ましい。なお、下記式（２）において、ＨはＸ線撮影画像、Ｗは劣化復元画像、ＳはＰＳＦである。また、下記式（２）のａ＝（１，ｋ−Ｋ+１）ｍａｘ、ｂ＝（ｋ，Ｉ）ｍｉｎ、ｃ＝ｉ+Ｋ−１である。なお、ＫはベクトルＳの要素数、ＩはベクトルＷの要素数であり、ｋ＝{１、２、・・・Ｋ}、ｉ＝{１、２、・・・Ｉ}である。ｒは繰り返し回数を表す０以上の整数である。そして、下記式（２）の初期値は下記式（３）である。
【００５６】
【数４】
2008073342.tif 000006
【００５７】
【数５】
2008073342.tif 000007
【００５８】
表示部３ｆは、ディスプレイを備えて構成されており、画像処理部３ｅによる画像処理後のＸ線撮影画像データや各種表示画面を表示するようになっている。
【００５９】
次に、放射線画像撮影システム１による放射線画像撮影方法について説明する。
【００６０】
まず、ユーザは、Ｒ１及びＲ２が上記式（１）の条件を満足するように、被写体Ｈを固定部材７に固定する。例えば、Ｄ＝１００μｍで、Ｒ１＝０．６５ｍであればＲ２≧０．１５ｍ、Ｒ１＝１．０ｍであればＲ２≧０．１０ｍ、Ｒ１＝２．０ｍであればＲ２≧０．０５ｍとする。
【００６１】
次に、ユーザは、図６に示す板材８ａの貫通孔８ｂが、診察対象位置のいずれかに合うように設置する。次に、ユーザが操作部３ｂにおいてＰＳＦ作成開始指示信号を入力すると、制御部３ｃは、Ｘ線管４と撮像装置２の撮影部５とを制御して、板材８ａの貫通孔８ｂの画像を撮影させる。撮影部５は、取得した参照画像データを入力部３ａに入力させる（参照画像データ入力工程）。続いて、制御部３ｃは、入力部３ａから入力された参照画像データから輝度分布を作成し、その輝度分布の線形形状に近似した関数、すなわち診断対象の各診察対象位置のＰＳＦを作成する。また、制御部３ｃは、作成したＰＳＦを画像復元パラメータとして記憶部３ｄに記憶する。
【００６２】
次に、制御装置６の制御によりＸ線管４がＸ線を発生させて被写体Ｈに照射すると、撮影部５の画像検出器５ａは照射されるＸ線を検出する。この際、画像検出器５ａとして揮尽性蛍光体プレートを適用すると、揮尽性蛍光体プレートはＸ線エネルギーを蓄積し、励起光の照射により出射された輝尽光を図示しない読取部が光電変換して、生成した画像信号（アナログ信号）を制御装置６に出力する。また、画像検出器５ａとしてＦＰＤを適用すると、ＦＰＤ内で生成された電気信号を図示しないＡ／Ｄ変換器がＡ／Ｄ変換し、Ａ／Ｄ変換で得られたデジタル画像データを制御装置６に出力する。
【００６３】
次に、制御装置６の通信部６ｄは、撮影部５において得られたＸ線撮影画像データを画像処理装置３に送信する。続いて、画像処理装置３の入力部３ａから制御部３ｃを介してＸ線撮影画像データが入力されると、記憶部３ｄはそのＸ線撮影画像データを撮影条件と共に記憶する。
【００６４】
次に、画像処理部３ｅは画像処理を行う。図８は、画像処理部３ｅによる画像処理を示すフローチャートである。画像処理部３ｅは、入力部３ａから制御部３ｃを介してＸ線撮影画像データが入力されると（ステップＳ１）、そのＸ線撮影画像データに対してフーリエ変換を行う（ステップＳ２）。その後、画像処理部３ｅは、記憶部３ｄから撮影条件と対応づけられた所定のＰＳＦを読み出すと（ステップＳ３）、当該ＰＳＦをフーリエ変換し（ステップＳ４）、ステップＳ２でフーリエ変換されたＸ線撮影画像データをステップＳ４でフーリエ変換されたＰＳＦで除算する（ステップＳ５）。そして、ステップＳ５の演算結果に対して逆フーリエ変換を行うことにより（ステップＳ６）、劣化復元画像の画像データが生成される。続いて、画像処理部３ｅは、他のＸ線撮影画像データがあればステップＳ２に戻り、なければ処理を終了する（ステップＳ７）。
【００６５】
続いて、制御部３ｃは画像処理部３ｅによる画像処理後のＸ線撮影画像データを表示部３ｆに表示する。
【００６６】
このように本実施形態の放射線画像撮影システム１及び放射線画像撮影方法によれば、被写体Ｈの厚み方向における診断対象の位置が異なる場合、各診断対象を通過した光の点像分布が異なることにより、各診断対象の放射線撮影画像の復元処理に用いるべき画像復元パラメータも異なり、１つの画像復元パラメータのみでは正確な劣化復元処理を行うことができなかったが、上記式（１）を満足するように被写体Ｈを所定位置に固定して撮影すると、各診断対象の放射線撮影画像のボケの差を無視することができるほど両者のボケの比が小さくなることから、被写体Ｈの厚み方向における診断対象の位置に関わらず、１つの画像復元パラメータを用いた復元処理で高精細なＸ線撮影画像を得ることが可能となる。
【００６７】
また、被写体Ｈの第１の診断対象位置の、画像検出器５ａで検出された放射線撮影画像である撮影画像ａの点像分布をσ２、被写体Ｈの第２の診断対象位置の、画像検出器５ａで検出された放射線撮影画像である撮影画像ｂの点像分布をσ１としたとき、σ１／σ２≦５となっているので、放射線撮影画像のボケの差を無視できるほど小さくして、被写体Ｈの厚み方向における診断対象の位置に関わらず、１つの画像復元パラメータを用いた劣化復元処理で高精細な放射線画像を得ることが可能となる。
【００６８】
また、第１の診断対象位置と第２の診断対象位置の離間距離は、放射線の照射方向で３００ｍｍ以下の範囲であれば、被写体Ｈの厚み方向における診断対象の位置に関わらず、実用上問題のない劣化復元処理が可能となる。
【００６９】
また、撮影装置２で撮影された被写体の参照放射線撮影画像に基づいて、復元パラメータを生成するので、Ｘ線管４や画像検出器５ａの個体差に応じた復元画像を生成することが可能となる。
【００７０】
以上詳細に説明したように、本発明の放射線画像撮影システム及び放射線画像撮影方法によれば、被写体の厚み方向における診断対象の位置に関わらず、簡易な処理により高精細な放射線撮影画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本実施形態の放射線画像撮影システムの全体構成を示す図である。
【図２】本実施形態のＸ線管、被写体及び画像検出器の位置関係を示す図である。
【図３】診察対象位置ごとのＸ線撮影画像のボケの比を示すグラフである。
【図４】診察対象位置ごとのＸ線撮影画像のボケの比を示すグラフである。
【図５】本実施形態の放射線画像撮影システムの制御構成を示すブロック図である。
【図６】本実施形態の遮蔽部材の構成を示す正面図である。
【図７】本実施形態のＰＳＦの一例を示すグラフである。
【図８】本実施形態の画像処理部による画像処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１  放射線画像撮影システム
２  撮影装置
３  画像処理装置
３ａ  入力部
３ｂ  操作部
３ｃ  制御部
３ｄ  記憶部
３ｅ  画像処理部
３ｆ  表示部
４  Ｘ線管
５  撮影部
５ａ  画像検出器
５Ｈ  検出面
６  制御装置
６ａ  操作部
６ｂ  処理部
６ｃ  制御部
６ｄ  通信部
７  固定部材
８ａ  板材
８ｂ  貫通孔
【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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