(57)【要約】【課題】汎用性を有する散乱線除去グリッドを装着可能な画像取得装置で取得された画像データから散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞模様の影響を有効に除去することが可能な放射線画像撮影装置を提供する。【解決手段】放射線画像撮影装置１は、散乱線除去グリッド５を装着して、被写体Ｓを透過した放射線Ｒｔを二次元的にサンプリングし、少なくとも散乱線除去グリッド５を構成する各グリッド５１の配列に起因する縞を横切る方向Ｘには第１間隔Ａでサンプリングして元画像データを取得する画像取得装置４と、元画像データから前記縞の成分を画像処理により除去して処理画像データを形成する画像処理装置７と、処理画像データに対して少なくとも前記縞を横切る方向Ｘについて第１間隔Ａより大きい第２間隔Ｂで再サンプリングして最終画像データを取得する再サンプリング装置８とを備える。【選択図】図１
2009011596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
散乱放射線を除去するための散乱線除去グリッドを装着して、被写体を透過した放射線を二次元的にサンプリングし、少なくとも前記散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞を横切る方向には第１間隔でサンプリングして元画像データを取得する画像取得装置と、
前記取得された前記元画像データから前記散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞の成分を画像処理により除去して処理画像データを形成する画像処理装置と、
前記処理画像データに対して少なくとも前記散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞を横切る方向について前記第１間隔より大きい第２間隔で再サンプリングして最終画像データを取得する再サンプリング装置と
を備えることを特徴とする放射線画像撮影装置。
【請求項２】
前記画像取得装置では、前記散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞を横切る方向に、前記第１間隔として画素サイズＡ［μｍ］でサンプリングして前記元画像データを取得し、前記再サンプリング装置では、前記第１間隔の逆数である第１周波数をｆｓ［ｍｍ−１］とし、前記第２間隔の逆数である第２周波数をｆｔ［ｍｍ−１］としたとき、前記第２間隔として、前記画素サイズＡと
Ｂ＝Ａ×ｆｓ／ｆｔ    …（１）
の関係を有する画素サイズＢ［μｍ］の間隔で再サンプリングして最終画像データを取得する場合、
前記画像取得装置における前記各グリッドの配列に起因する縞に平行な方向には前記画素サイズＢ［μｍ］の間隔でサンプリングして前記元画像データを取得することを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項３】
前記画像処理装置は、前記画像取得装置により取得された前記元画像データを周波数変換し、前記周波数変換により得られた周波数データに対してローパスフィルタによる処理により前記散乱線除去グリッドの各グリッドの配列に起因する縞の成分を除去することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項４】
前記画像処理装置における前記ローパスフィルタの遮断周波数をｆｄ［ｍｍ−１］とし、前記第１間隔の逆数である第１周波数をｆｓ［ｍｍ−１］とし、前記第２間隔の逆数である第２周波数をｆｔ［ｍｍ−１］としたとき、
ｆｓ／２＞ｆｄ    …（２）
ｆｔ≧ｆｄ    …（３）
ｆｓ＞ｆｔ    …（４）
の条件を満足することを特徴とする請求項３に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項５】
前記画像処理装置における前記ローパスフィルタによる処理は、前記ローパスフィルタの遮断周波数をｆｄ［ｍｍ−１］とし、前記画像取得装置に装着されている前記散乱線除去グリッドを構成する各グリッドのグリッド間隔の逆数をｆｇ［ｍｍ−１］としたとき、
ｆｇ＞ｆｄ    …（５）
の条件を満足するように行われることを特徴とする請求項３に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項６】
前記画像処理装置における前記ローパスフィルタによる処理は、前記ローパスフィルタの遮断周波数をｆｄ［ｍｍ−１］とし、前記画像取得装置に装着可能な前記散乱線除去グリッドの中で前記散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの本数が最も少ない散乱線除去グリッドのグリッド間隔の逆数をｆｇmin［ｍｍ−１］としたとき、
ｆｇmin＞ｆｄ    …（６）
の条件を満足するように行われることを特徴とする請求項５に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項７】
前記画像処理装置における前記ローパスフィルタによる処理は、前記ローパスフィルタの遮断周波数をｆｄ［ｍｍ−１］とし、前記画像取得装置に装着されている前記散乱線除去グリッドを構成する各グリッドのグリッド間隔の逆数をｆｇ［ｍｍ−１］とし、前記第１間隔の逆数である第１周波数をｆｓ［ｍｍ−１］としたとき、
ｆｓ−ｆｇ＞ｆｄ    …（７）
の条件を満足するように行われることを特徴とする請求項３に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項８】
前記画像処理装置における前記ローパスフィルタによる処理は、前記ローパスフィルタの遮断周波数をｆｄ［ｍｍ−１］とし、前記画像取得装置に装着可能な前記散乱線除去グリッドの中で前記散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの本数が最も多い散乱線除去グリッドのグリッド間隔の逆数をｆｇmax［ｍｍ−１］とし、前記第１間隔の逆数である第１周波数をｆｓ［ｍｍ−１］としたとき、
ｆｓ−ｆｇmax＞ｆｄ    …（８）
の条件を満足するように行われることを特徴とする請求項７に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項９】
前記画像取得装置に前記散乱線除去グリッドが装着されていることを検知するグリッド検知手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１０】
前記画像取得装置は、前記画像取得装置に対して前記散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列の方向が適切な方向を向くように装着させるための誤装着防止手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
【請求項１１】
前記画像取得装置に装着された前記散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列の方向を識別するグリッド方向識別手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に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、放射線画像撮影装置に係り、特に、散乱線除去グリッドを装着して二次元的なサンプリングにより画像を取得する画像取得装置を用いて放射線画像を取得する放射線画像撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、医療診断を目的とする放射線画像撮影の分野においては、被写体に放射線を照射してその被写体を透過した放射線の強度分布を検出することにより、当該被写体の放射線画像を得る放射線画像撮影装置が広く知られている。また、このような放射線画像撮影装置では、従来、増感紙と放射線写真フィルムを組み合わせた、いわゆるスクリーンフィルム方式が用いられることが多かったが、近年、放射線画像をデジタル的に取り込む手法やそのための画像取得装置が種々開発されている。
【０００３】
中でも、多数の光電変換素子をマトリクス状に配した薄型平板状のいわゆるフラットパネルディテクタ（Flat Panel Detector。以下、ＦＰＤという）と呼ばれる画像取得装置は、被写体を透過した放射線を検出して電気信号に光電変換して放射線画像を電気信号として取得するものであり、ＦＰＤから出力される電気信号を画像処理することにより容易かつ迅速に被写体の放射線画像を得ることができる（例えば、特許文献１等参照）。
【０００４】
一方、人体等の被写体に対して放射線を照射して放射線画像撮影を行う場合、体内を透過する放射線が体内組織で散乱される。そして、このような散乱放射線が画像取得装置に入射すると放射線画像にノイズが発生するため、図１６（Ａ）に示すように、画像取得装置ＦＰＤの被写体側の面、すなわち被写体を透過した放射線が入射する側の面に、散乱線除去グリッドＧが配設されることがある。
【０００５】
散乱線除去グリッドＧは、同図に示すように、その面内で、Ｘ線等の放射線を遮蔽する鉛等の材質からなるグリッドｇと、放射線を透過するアルミニウム等の材質からなる透過部ｔとが一定の方向に延在するように配列されて構成されている。例えば同図に示すように空間内に互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸をとった場合、散乱線除去グリッドＧを構成する各グリッドｇの配列の方向はＹ軸方向であり、Ｘ軸方向はその配列を横切る方向ということになる。
【０００６】
また、散乱線除去グリッドＧは、図１６（Ｂ）の拡大断面図に示すように、グリッドｇと透過部ｔとが交互に配列された構成となっており、図示しない被写体を透過し、ほぼ直進して入射する透過放射線Ｒｔについては透過部ｔを透過させるが、被写体内で散乱されて、ある角度を有して入射してくる散乱放射線Ｒｄについてはグリッドｇで吸収して遮蔽することで散乱放射線Ｒｄの大半が除去されるようになっている。
【０００７】
しかし、このように画像取得装置に散乱線除去グリッドを配設すると、散乱放射線を有効に遮蔽する一方で、被写体を透過した透過放射線Ｒｔの一部をも遮蔽してしまい、得られる放射線画像中に、散乱線除去グリッドを構成する各グリッドｇの配列に起因する縞模様が現れるという問題がある。この各グリッドｇの配列に起因する縞模様には、グリッドｇそのものによる像、すなわちいわゆるグリッド像のほか、画像取得装置を構成する各画素の画素サイズとグリッドｇの間隔（グリッド間隔）との干渉縞、すなわちいわゆるモアレ縞も含まれる。
【０００８】
放射線画像中にこのような散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞模様が現れると放射線画像を用いた診断等に悪影響が生じるため、グリッド像やモアレ縞が発生しないように構成された画像取得装置や放射線画像撮影装置が種々開発されている。
【０００９】
例えば、特定の画像取得装置に対して専用の散乱線除去グリッドを装着できるように構成し、或いはそれらを一体的に構成することで、グリッド像やモアレ縞の発生を防止することが可能である。また、特許文献２に記載のＸ線診断装置や特許文献３に記載のＸ線撮影装置では、散乱線除去グリッドの各グリッドの配列の間隔、すなわちグリッド間隔が、画像取得装置の画素サイズと同じまたは画素サイズの整数分の１になるように正確に形成することでグリッド像やモアレ縞の発生を防止することが提案されている。
【特許文献１】特開２００１−２１２１１９号公報
【特許文献２】特開平９−７５３３２号公報
【特許文献３】特開平９−９８９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、まず、特定の画像取得装置に対して専用の散乱線除去グリッドを装着させたり一体的に構成する場合、使用できる画像取得装置や散乱線除去グリッドが制限され、それらの汎用性が失われてしまう。すなわち、１ｃｍあたりのグリッドの本数が３４本や４０本、６０本等の散乱線除去グリッドが、現在、広く流通しているが、そのような汎用性のある散乱線除去グリッドを用いることができない。
【００１１】
また、特許文献２や特許文献３で提案されているように散乱線除去グリッドのグリッド間隔を画像取得装置の画素サイズと全く同一またはその整数分の１に正確に形成することは散乱線除去グリッドの製造プロセス上極めて困難であり、歩留まりの低下やコスト増加が避けられない。また、上記と同様に汎用性のある散乱線グリッドを用いることができない。
【００１２】
さらに、散乱線除去グリッドのグリッド間隔を画像取得装置の画素サイズの整数分の１に形成する場合、グリッド間隔が１ｃｍあたり１００本以上とされる場合がある。すなわち、１ｍｍあたりに１０本以上という非常に目の細かなグリッドを形成することが要求される場合があるが、グリッドを構成する鉛板の薄板化には限界があり、その厚さは一定以上の厚さにならざるを得ない。そのため、散乱線除去グリッドの透過部ｔ（図１６（Ｂ）参照）の厚さ、すなわち本来画像取得装置に入射すべき透過放射線Ｒｔが透過する領域が狭まり、放射線源から照射された放射線の利用効率が極端に低下して、良好な撮影を行うことができなくなる。
【００１３】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、汎用性を有する散乱線除去グリッドを装着可能な画像取得装置で取得された画像データから散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞模様の影響を有効に除去することが可能な放射線画像撮影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】
【００１４】
前記の問題を解決するために、請求項１に記載の放射線画像撮影装置は、
散乱放射線を除去するための散乱線除去グリッドを装着して、被写体を透過した放射線を二次元的にサンプリングし、少なくとも前記散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞を横切る方向には第１間隔でサンプリングして元画像データを取得する画像取得装置と、
前記取得された前記元画像データから前記散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞の成分を画像処理により除去して処理画像データを形成する画像処理装置と、
前記処理画像データに対して少なくとも前記散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞を横切る方向について前記第１間隔より大きい第２間隔で再サンプリングして最終画像データを取得する再サンプリング装置と
を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の放射線画像撮影装置において、前記画像取得装置では、前記散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞を横切る方向に、前記第１間隔として画素サイズＡ［μｍ］でサンプリングして前記元画像データを取得し、前記再サンプリング装置では、前記第１間隔の逆数である第１周波数をｆｓ［ｍｍ−１］とし、前記第２間隔の逆数である第２周波数をｆｔ［ｍｍ−１］としたとき、前記第２間隔として、前記画素サイズＡと
Ｂ＝Ａ×ｆｓ／ｆｔ    …（１）
の関係を有する画素サイズＢ［μｍ］の間隔で再サンプリングして最終画像データを取得する場合、
前記画像取得装置における前記各グリッドの配列に起因する縞に平行な方向には前記画素サイズＢ［μｍ］の間隔でサンプリングして前記元画像データを取得することを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の放射線画像撮影装置において、前記画像処理装置は、前記画像取得装置により取得された前記元画像データを周波数変換し、前記周波数変換により得られた周波数データに対してローパスフィルタによる処理により前記散乱線除去グリッドの各グリッドの配列に起因する縞の成分を除去することを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の放射線画像撮影装置において、前記画像処理装置における前記ローパスフィルタの遮断周波数をｆｄ［ｍｍ−１］とし、前記第１間隔の逆数である第１周波数をｆｓ［ｍｍ−１］とし、前記第２間隔の逆数である第２周波数をｆｔ［ｍｍ−１］としたとき、
ｆｓ／２＞ｆｄ    …（２）
ｆｔ≧ｆｄ    …（３）
ｆｓ＞ｆｔ    …（４）
の条件を満足することを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の放射線画像撮影装置において、前記画像処理装置における前記ローパスフィルタによる処理は、前記ローパスフィルタの遮断周波数をｆｄ［ｍｍ−１］とし、前記画像取得装置に装着されている前記散乱線除去グリッドを構成する各グリッドのグリッド間隔の逆数をｆｇ［ｍｍ−１］としたとき、
ｆｇ＞ｆｄ    …（５）
の条件を満足するように行われることを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の放射線画像撮影装置において、前記画像処理装置における前記ローパスフィルタによる処理は、前記ローパスフィルタの遮断周波数をｆｄ［ｍｍ−１］とし、前記画像取得装置に装着可能な前記散乱線除去グリッドの中で前記散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの本数が最も少ない散乱線除去グリッドのグリッド間隔の逆数をｆｇmin［ｍｍ−１］としたとき、
ｆｇmin＞ｆｄ    …（６）
の条件を満足するように行われることを特徴とする。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項３に記載の放射線画像撮影装置において、前記画像処理装置における前記ローパスフィルタによる処理は、前記ローパスフィルタの遮断周波数をｆｄ［ｍｍ−１］とし、前記画像取得装置に装着されている前記散乱線除去グリッドを構成する各グリッドのグリッド間隔の逆数をｆｇ［ｍｍ−１］とし、前記第１間隔の逆数である第１周波数をｆｓ［ｍｍ−１］としたとき、
ｆｓ−ｆｇ＞ｆｄ    …（７）
の条件を満足するように行われることを特徴とする。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の放射線画像撮影装置において、前記画像処理装置における前記ローパスフィルタによる処理は、前記ローパスフィルタの遮断周波数をｆｄ［ｍｍ−１］とし、前記画像取得装置に装着可能な前記散乱線除去グリッドの中で前記散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの本数が最も多い散乱線除去グリッドのグリッド間隔の逆数をｆｇmax［ｍｍ−１］とし、前記第１間隔の逆数である第１周波数をｆｓ［ｍｍ−１］としたとき、
ｆｓ−ｆｇmax＞ｆｄ    …（８）
の条件を満足するように行われることを特徴とする。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置において、前記画像取得装置に前記散乱線除去グリッドが装着されていることを検知するグリッド検知手段を備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置において、前記画像取得装置は、前記画像取得装置に対して前記散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列の方向が適切な方向を向くように装着させるための誤装着防止手段を備えることを特徴とする。
【００２４】
請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置において、前記画像取得装置に装着された前記散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列の方向を識別するグリッド方向識別手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１に記載の発明によれば、画像取得装置における元画像データの取得において、少なくとも散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞を横切る方向については最終的に取得される放射線画像に必要な分解能よりさらに細かい第１間隔でサンプリングすることで、第１間隔に由来するナイキスト周波数をより高い周波数領域に生じさせることができる。すなわち、そのナイキスト周波数に折り返されて生じるモアレ縞に対応する周波数をより高い周波数領域に現れさせることが可能となり、医師が被写体の病変部を診断するのに必要な画像情報を含む放射線画像の周波数領域の周波数成分と、グリッド像やモアレ縞に対応する周波数成分とを分離し、或いは医師が被写体の病変部を診断する上で障害とならないような高周波数領域にのみモアレ縞に対応する周波数成分が存在する状態とすることが可能となる。
【００２６】
そのため、画像処理装置による画像処理により、医師が被写体の病変部を診断するのに必要な画像情報を含む放射線画像の周波数領域の周波数成分がカットされることが防止され、或いはカットされる成分をより少なくすることが可能となるため、最終的に取得される画像データ中から散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞模様の影響を有効に除去することが可能となる。
【００２７】
また、種々のグリッド間隔を有する汎用的な散乱線除去グリッドを用いる場合にも、画像処理を適切に行うことで、画像取得装置に装着された散乱線除去グリッドに対応して、或いは画像取得装置に装着可能なすべての散乱線除去グリッドに一律に対応して、元画像データから散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞模様の影響を有効に除去して、良質の放射線画像を得ることが可能となる。
【００２８】
請求項２に記載の発明によれば、前記発明の効果に加えて、画像取得装置において、散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞に平行な方向に、後で行われる再サンプリング装置における再サンプリングの画素サイズＢと同じ画素サイズで予めサンプリングを行っておくことで、画像処理装置や再サンプリング装置における処理量を軽減することが可能となり、画像処理装置や再サンプリング装置のメモリの使用効率を向上させることが可能となるとともに、各処理をより高速に行わせることが可能となる。
【００２９】
請求項３に記載の発明によれば、ローパスフィルタ処理を用いれば、前記各発明により高い周波数領域に生じさせたナイキスト周波数に折り返されて生じるモアレ縞に対応する周波数がより高い周波数領域に現れるから、ローパスフィルタの遮断周波数をより高い周波数に設定して、グリッド像に対応する周波数の成分やモアレ縞に対応する周波数の成分を効果的に除去することが可能となる。そのため、医師が被写体の病変部を診断するのに必要な画像情報を含む放射線画像の周波数領域の周波数成分がローパスフィルタによりカットされることが防止され、或いはカットされる成分をより少なくすることが可能となるため、良質の放射線画像を得ることが可能となる。
【００３０】
また、ローパスフィルタの遮断周波数を設定するだけで、画像取得装置に装着された散乱線除去グリッドに対応して、或いは画像取得装置に装着可能なすべての散乱線除去グリッドに一律に対応して、グリッド像やモアレ縞に対応する周波数の成分を効果的に除去することが可能となるため、汎用性を有する散乱線除去グリッドを装着可能な画像取得装置で取得された画像データから散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞模様の影響を容易かつ有効に除去することが可能となる。
【００３１】
請求項４に記載の発明によれば、ローパスフィルタの遮断周波数ｆｄと、第１周波数をｆｓと、第２周波数ｆｔとが前記（１）〜（３）式を満たす条件の下でローパスフィルタ処理を行い、再サンプリング処理を行うことで、画像取得装置に装着される散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞の周波数の成分を周波数データから効果的に除去することが可能となり、前記各発明の効果が的確に発揮される。
【００３２】
請求項５に記載の発明によれば、ローパスフィルタの遮断周波数ｆｄとグリッド像に対応する周波数ｆｇとが前記（５）式を満たす条件の下でローパスフィルタ処理を行うことで、画像取得装置に現に装着されている散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞であるグリッド像の周波数の成分を周波数データから除去することが可能となり、前記各発明の効果が的確に発揮される。
【００３３】
請求項６に記載の発明によれば、ローパスフィルタの遮断周波数ｆｄと、画像取得装置に装着可能な散乱線除去グリッドの中でグリッドの本数が最も少ない散乱線除去グリッドのグリッド像に対応する周波数ｆｇminとが前記（６）式を満たす条件の下でローパスフィルタ処理を行うことで、画像取得装置に装着可能なすべての散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞であるグリッド像のすべての周波数の成分を一律に周波数データから除去することが可能となり、前記各発明の効果がより的確に発揮される。
【００３４】
請求項７に記載の発明によれば、第１周波数ｆｓと、ローパスフィルタの遮断周波数ｆｄと、グリッド像に対応する周波数ｆｇとが、前記（７）式を満たす条件の下でローパスフィルタ処理を行うことで、画像取得装置に現に装着されている散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞のうちグリッド像の周波数の成分のみならず、モアレ縞に対応する周波数の成分を周波数データから除去することが可能となり、前記各発明の効果がより的確に発揮される。
【００３５】
請求項８に記載の発明によれば、第１周波数ｆｓと、ローパスフィルタの遮断周波数ｆｄと、画像取得装置に装着可能な散乱線除去グリッドの中でグリッドの本数が最も多い散乱線除去グリッドのグリッド像に対応する周波数ｆｇmaxとが前記（８）式を満たす条件の下でローパスフィルタ処理を行うことで、画像取得装置に装着可能なすべての散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞であるグリッド像とモアレ縞のすべての周波数の成分を一律に周波数データから除去することが可能となり、前記各発明の効果がより的確に発揮される。
【００３６】
請求項９に記載の発明によれば、前記各発明の効果に加えて、散乱線除去グリッドが装着されている場合にだけ前記各発明を行い、散乱線除去グリッドが装着されていない場合には前記各発明を行わないようにすることが可能となるため、散乱線除去グリッドが装着されていない場合に不要な画像処理や再サンプリング処理を行うことが防止され、放射線画像撮影装置を効率よく使用することが可能となる。
【００３７】
請求項１０に記載の発明によれば、散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞を横切る方向やそれに平行な方向を取り違えて不適切に画素サイズＡや画素サイズＢを設定することが防止されるため、前記各発明の効果がより確実に発揮されるようになる。
【００３８】
請求項１１に記載の発明によれば、グリッド方向識別手段により散乱線除去グリッドを構成する各グリッドの配列に起因する縞を横切る方向やそれに平行な方向を的確に識別して上記の各処理を行うことが可能となるため、前記各発明の効果がより確実に発揮されるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明に係る放射線画像撮影装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００４０】
なお、以下の実施形態では、撮影室内に１機の放射線画像撮影装置が設置される場合が示されるが、撮影室内に複数の放射線画像撮影装置を備えてもよく、また、複数の放射線画像撮影装置の各部材を装置間で共有して用いるように構成することも可能である。さらに、例えば放射線画像撮影装置のコンピュータを撮影室とは別室に設けるように構成してもよい。
【００４１】
本実施形態に係る放射線画像撮影装置１は、図１に示すように、放射線発生装置２と、寝台３と、画像取得装置４と、散乱線除去グリッド５と、画像処理装置７および再サンプリング装置８として機能するコンピュータ６を備えている。本実施形態では、コンピュータ６は、放射線画像撮影装置１による撮影を操作、制御する撮影操作装置をも兼ねており、放射線発生装置２や画像取得装置４はコンピュータ６とＬＡＮ（Local Area Network）等の通信方式により接続されている。
【００４２】
放射線発生装置２は、図示しない放射線源を備えており、撮影操作装置であるコンピュータ６からの指示に従って放射線源に図示しない電源部から管電圧が印加されることによって放射線が発生するようになっている。放射線源としては、例えば、放射線管が用いられ、放射線管は熱励起によって生ずる電子を高電圧で加速して陰極に衝突させることで、放射線を発生するようになっている被験者である被写体Ｓに向かってＸ線等の放射線を照射するようになっている。
【００４３】
寝台３には、支持部３ａと、被写体Ｓを載置する載置台３ｂと、支持部３ａと載置台３ｂとの空隙であり画像取得装置４を被写体Ｓ下方の任意の位置に配置するための空隙部３ｃとが設けられている。なお、本実施形態のように画像取得装置４を任意の位置に配置できる空隙部３ｃを設ける代わりに、画像取得装置４を載置台３ｂ下方の所定の位置にのみ配置できるように構成することも可能である。
【００４４】
また、本実施形態では、このように寝台３の載置台３ｂ上に横臥した被写体Ｓに対して放射線を照射する場合について説明するが、本発明は、この形態に限定されず、散乱線除去グリッドを装着した画像取得装置に対して被写体を介して放射線を照射するものであればいかなる放射線画像撮影装置にも適用される。例えば、通常のレントゲン撮影のように散乱線除去グリッドを装着した画像取得装置を起立させて横向きとし、それに被験者が胸部等を押し当てて撮影を行う放射線画像撮影装置や、図２に示すように被験者が散乱線除去グリッド１０１を装着した画像取得装置１０２上に被写体Ｓである手等を載置し、それに対して放射線発生装置１０３から放射線を照射するような放射線画像撮影装置１００にも本発明は適用される。
【００４５】
画像取得装置４（図１参照）は、本実施形態では、ＦＰＤ（フラットパネルディテクタ）で構成されており、前述したように寝台３の空隙部３ｃに挿入されて配置される、いわゆるカセッテとして携帯可能な可搬型のＦＰＤが用いられている。なお、画像取得装置４を寝台３の載置台３ｂ下方に位置固定して用いる、いわゆる据え付け型とすることも可能である。
【００４６】
以下、図３〜図７を用いて、画像取得装置４の構造について説明する。
【００４７】
画像取得装置４は、図３に示すように、内部を保護する筐体１０を備えており、筐体１０の内部には、照射された放射線を電気信号に変換する撮像パネル１１が層をなして形成されている。撮像パネル１１における放射線の照射面側には、入射された放射線の強度に応じて発光を行う図示しない発光層が設けられている。
【００４８】
発光層は、一般にシンチレータ層と呼ばれるものであり、例えば、蛍光体を主たる成分とし、入射した放射線に基づいて、波長が３００ｎｍから８００ｎｍの電磁波、すなわち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる電磁波（光）を出力するようになっている。この発光層で用いられる蛍光体は、例えば、ＣａＷＯ４等を母体とするものや、ＣｓＩ：ＴｌやＣｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ、ＺｎＳ：Ａｇ等の母体内に発光中心物質が付活されたものを用いることができる。また、希土類元素をＭとしたとき、（Ｇｄ，Ｍ，Ｅｕ）２Ｏ３の一般式で示される蛍光体を用いることができる。特に、放射線吸収及び発光効率が高いことよりＣｓＩ：ＴｌやＣｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂが好ましく、これらを用いることで、ノイズの低い高画質の画像を得ることができる。
【００４９】
この発光層の放射線が照射される側の面と反対側の面には、発光層から出力された電磁波（光）を電気エネルギーに変換して蓄積し、蓄積された電気エネルギーに基づく画像データの出力を行う信号検出部１２が形成されている。
【００５０】
ここで、撮像パネル１１の回路構成について説明する。図４は、信号検出部１２を構成する１画素分の光電変換部の等価回路図である。図４に示すように、１画素分の光電変換部の構成は、フォトダイオード１３と、フォトダイオード１３で蓄積された電気エネルギーをスイッチングにより電気信号として取り出す薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）１４とから構成されている。取り出された電気信号は、増幅器１５により後述する信号読み出し回路１９が検出可能なレベルにまで電気信号を増幅するようになっている。
【００５１】
増幅器１５には、ＴＦＴ１４とコンデンサで構成された図示しないリセット回路が接続されており、ＴＦＴ１４にスイッチを入れることにより蓄積された電気信号をリセットするリセット動作が行われるようになっている。また、フォトダイオード１３は、単に規制キャパシタンスを有した光ダイオードでもよいし、フォトダイオード１３と光電変換部のダイナミックレンジを改良するように追加コンデンサを並列に含んでいるものでもよい。
【００５２】
図５は、このような光電変換部を二次元に配列した等価回路図であり、画素間には、走査線Ｌｌと信号線Ｌｒが直交するように配設されている。前述のフォトダイオード１３には、ＴＦＴ１４が接続されており、ＴＦＴ１４が接続されている側のフォトダイオード１３の一端はＴＦＴ１４を介して信号線Ｌｒに接続されている。一方、フォトダイオード１３の他端は、各行に配された隣接するフォトダイオード１３の一端と接続されて共通のバイアス線Ｌｂを通じてバイアス電源１６に接続されている。
【００５３】
このバイアス電源１６の一端は制御部１７に接続され、制御部１７からの指示によりバイアス線Ｌｂを通じてフォトダイオード１３に電圧がかかるようになっている。また各行に配されたＴＦＴ１４は、共通の走査線Ｌｌに接続されており、走査線Ｌｌは走査駆動回路１８を介して制御部１７に接続されている。同様に、各列に配されたフォトダイオード１３は、共通の信号線Ｌｒに接続されて制御部１７に制御される信号読み出し回路１９に接続されている。
【００５４】
信号読み出し回路１９には、前述した共通の信号線Ｌｒごとの増幅器１５が設けられており、各増幅器１５にはそれぞれサンプルホールド回路２０が接続されている。各サンプルホールド回路２０は信号読み出し回路１９に設けられたアナログマルチプレクサ２１に接続され、アナログマルチプレクサ２１からＡ／Ｄ変換機２２を介して前述した制御部１７に出力されるようになっている。
【００５５】
なお、ＴＦＴ１４は、液晶ディスプレイ等に使用されている無機半導体系のもの、有機半導体を用いたもののいずれであってもよい。また、本実施形態では光電変換素子としてのフォトダイオード１３を用いた場合を例示したが、光電変換素子はフォトダイオード以外の固体撮像素子を用いてもよい。
【００５６】
また、画像取得装置４の制御部１７は、例えばいずれも図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等がバスで接続されてなるコンピュータで構成されており、ＲＯＭに格納される所定のプログラムを読み出してＲＡＭの作業領域に展開し、当該プログラムに従ってＣＰＵが各種処理を実行するようになっている。
【００５７】
この信号検出部１２の側部には、図３に示すように、各光電変換素子にパルスを送って当該各光電変換素子を走査・駆動させる前述した走査駆動回路１８と、各光電変換素子に蓄積された電気エネルギーを読み出す前述した信号読出し回路１９とが配されている。
【００５８】
また、画像取得装置４は、ＲＡＭやフラッシュメモリなどの書き換え可能な読み出し専用メモリ等からなる画像記憶部２３を備えており、画像記憶部２３は、撮像パネル１１から出力された画像データを記憶するようになっている。画像記憶部２３は内蔵型のメモリでもよいし、メモリカード等の着脱可能なメモリでもよい。また、画像取得装置４には、画像取得装置４を構成する走査駆動回路１８や信号読出し回路１９等の駆動部に電力を供給する電力供給源として充電池２４が設けられている。
【００５９】
筐体１０の一端には通信および充電用の端子２５が形成されており、また、筐体１０の表面一端には、各種の操作状況等を表示するインジケータ２６が設けられている。さらに、筐体１０の外部には、放射線技師等の操作者が撮影条件や患者の識別情報や各種の指示等を入力設定する入力操作部２７が設けられている。
【００６０】
このように、本実施形態に係る画像取得装置４は、被写体Ｓを透過した放射線を、１つのフォトダイオード１３と１つのＴＦＴ１４からなる各画素が二次元的に配列された信号検出部１２を有する撮像パネル１１で画素ごとに電気信号に変換して画像データとして出力するものである。
【００６１】
しかし、画像取得装置４の制御部１７への入力操作部２７を介して入力される指示や端子２５を介してのコンピュータ６から送信されてくる指示により、画像取得装置４では、少なくとも後述する散乱線除去グリッド５の各グリッド５１の配列を横切る方向には所望の間隔（以下、第１間隔という）でサンプリングするように設定することができるようになっている。
【００６２】
ここで、第１間隔について説明する。
【００６３】
なお、本実施形態では、後述する図８に示すように空間内に互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸をとり、画像取得装置４に散乱線除去グリッド５が装着された際に、散乱線除去グリッド５の各グリッド５１の配列が延在する方向をＹ軸方向、各グリッド５１の配列を横切る方向をＸ軸方向とする。また、本実施形態では、後述するようにコンピュータ６内に構築された再サンプリング装置８で上記の画像取得装置４で取得された画像データの再サンプリングを行うようになっている。
【００６４】
このとき、本実施形態では、少なくとも散乱線除去グリッド５の各グリッド５１の配列を横切る方向（Ｘ軸方向）については、前述した画像取得装置４におけるサンプリングの間隔と再サンプリング装置８における再サンプリングの間隔とが異なる間隔に設定されるようになっており、それらを区別する目的で、前記の画像取得装置４におけるサンプリングのＸ軸方向の間隔を第１間隔、再サンプリング装置８における再サンプリングのＸ軸方向の間隔を第２間隔という。
【００６５】
また、画像取得装置４におけるサンプリングの第１間隔としては、具体的には、例えば図６（Ａ）に示すように、散乱線除去グリッド５の各グリッド５１の配列を横切る方向（Ｘ軸方向）の信号検出部１２の１画素分の間隔が設定され、また、例えば図６（Ｂ）に示すように、Ｘ軸方向に２画素分の間隔が設定される。
【００６６】
このように、第１間隔は、散乱線除去グリッド５の各グリッド５１の配列を横切る方向（Ｘ軸方向）の画素サイズで表すことができる。そのため、以下、第１間隔を画素サイズＡ［μｍ］と表す場合がある。それに対し、画像取得装置４でのサンプリングにおける散乱線除去グリッド５の各グリッド５１の配列の方向（Ｙ軸方向）の間隔も画素サイズで表すことができる。そのため、以下、Ｙ軸方向についてのサンプリングの間隔を画素サイズＢ［μｍ］と表す場合がある。
【００６７】
これらの画素サイズＡ、Ｂが、前述したように、入力操作部２７を介した指示入力や通信用端子２５を介するコンピュータ６からの指示により、画像取得装置４に設定されるようになっている。
【００６８】
また、Ｘ軸方向の画素サイズＡ［μｍ］が画像取得装置４の同方向の１画素分のサイズのａ個分に相当し、Ｙ軸方向の画素サイズＢ［μｍ］が画像取得装置４の同方向の１画素分のサイズのｂ個分に相当するとした場合、画像取得装置４は、上記のようにサンプリングの各間隔すなわち画素サイズＡ、Ｂが設定されると、そのａ×ｂ個の各画素の画像データを合算し、ａ×ｂ画素ごとに合算した画像データをそれぞれ元画像データとして取得してコンピュータ６に出力するようになっている。
【００６９】
また、画像取得装置４の筐体１０の放射線が照射される面２８には、図７に示すように、画像取得装置４に対して散乱線除去グリッド５を構成する各グリッド５１の配列の方向が適切な方向を向いて装着されるようにするための誤装着防止手段２９が取り付けられている。本実施形態では、誤装着防止手段２９は、画像取得装置４の面２８から側面３０を経て図示しない底面に至る略コ字状に形成されており、画像取得装置４に側方から嵌合させて取り付けるようになっている。
【００７０】
なお、例えば、誤装着防止手段２９に接触を感知するセンサ等を取り付ける等して、誤装着防止手段２９を、画像取得装置４に散乱線除去グリッド５が装着されていることを検知するグリッド検知手段として機能させることも可能である。また、誤装着防止手段２９とは別体としてグリッド検知手段を設けることもでき、例えば、画像取得装置４の放射線が照射される面２８にセンサ等を取り付けてグリッド検知手段とすることも可能である。
【００７１】
また、グリッド検知手段を設ける代わりに、画像取得装置４に散乱線除去グリッド５を装着した時点で、撮影者が確認の意味も含めてコンピュータ６に散乱線除去グリッド５を装着したことを示す信号を入力するように構成することも可能である。
【００７２】
さらに、例えば、画像取得装置４の前記面２８や、寝台３の載置台３ｂ（図１参照）の下面に、散乱線除去グリッド５の各グリッドを撮影する手段等を配設する等して、画像取得装置４に装着された散乱線除去グリッド５を構成する各グリッド５１の配列の方向を識別する図示しないグリッド方向識別手段を設けることも可能である。グリッド検知手段やグリッド方向識別手段による検知、識別結果を、コンピュータ６に送信して、モニタ６１の画面に表示されるように構成すれば、撮影者がその結果を認識して確認することが可能となる。
【００７３】
散乱線除去グリッド５は、図８に示すように、画像取得装置４の筐体１０の放射線が照射される面２８に配設されるようになっている。散乱線除去グリッド５の構造やそれを構成するグリッド５１や透過部５２の構造、材質は、前述した図１６（Ａ）、（Ｂ）に示したとおりであり、ここでは説明を省略する。なお、図８における散乱線除去グリッド５、グリッド５１、透過部５２が図１６（Ａ）、（Ｂ）における散乱線除去グリッドＧ、グリッドｇ、透過部ｔにそれぞれ対応している。
【００７４】
また、散乱線除去グリッド５として、専用の特殊な散乱線除去グリッドが用いられることは排除されないが、本実施形態では、１ｃｍあたりのグリッド５１の本数が３４本や４０本、６０本等の汎用性のある散乱線除去グリッドを用いることが想定されている。
【００７５】
コンピュータ６は、いずれも図示しないＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等がバスで接続されて構成されており、画像取得装置４の制御部１７を構成するコンピュータとは別体に構成されている。コンピュータ６は、ＲＯＭに格納される所定のプログラムを読み出してＲＡＭの作業領域に展開し、当該プログラムに従ってＣＰＵが放射線画像撮影装置１に関する各種処理を実行するようになっている。また、コンピュータ６には、処理の結果を画面に表示するＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のモニタ６１や、キーボードやマウス等の入力手段６２が接続されている。
【００７６】
本実施形態では、コンピュータ６のＲＯＭには、特にコンピュータ６を画像処理装置７および再サンプリング装置８として機能させるプログラムが格納されており、コンピュータ６は、それらのプログラムに従って、下記に述べるように画像取得装置４で取得された元画像データに対して画像処理を行い、再サンプリング処理を行うようになっている。
【００７７】
以下では、コンピュータ６をその機能に応じて画像処理装置７や再サンプリング装置８として説明し、あわせて本実施形態に係る放射線画像撮影装置１の作用について説明する。図９に、放射線画像撮影装置１における処理手順のフローチャートを示す。
【００７８】
放射線画像撮影装置１の放射線発生装置２から被写体Ｓに対して放射線が照射されると、画像取得装置４で被写体Ｓを透過した放射線を二次元的にサンプリングし、少なくとも散乱線除去グリッド５を構成する各グリッド５１の配列に起因する縞を横切る方向には第１間隔でサンプリングして元画像データを取得する（ステップＳ１）。
【００７９】
前述したように、画像取得装置４に散乱線除去グリッド５を配設すると、被写体を透過した透過放射線の一部がグリッド５１で遮蔽されてしまうため、取得される放射線画像中には、散乱線除去グリッド５の各グリッド５１の配列に起因する縞模様、すなわちグリッド像やモアレ縞が現れる。図示を省略するが、この散乱線除去グリッド５の各グリッド５１の配列に起因する縞模様は、散乱線除去グリッド５の各グリッド５１の配列の方向（図８のＹ軸方向）に平行に現れる。
【００８０】
画像取得装置４は、取得した元画像データをコンピュータ６に送信する。コンピュータ６では、続いて、グリッド検知手段からの装着信号の送信や撮影者による散乱線除去グリッド５を装着したことを示す信号の入力があったか否かを判断し（ステップＳ２）、画像取得装置４に散乱線除去グリッド５が装着されていないと判断すると（ステップＳ２；ＮＯ）、本実施形態に係る画像処理装置７や再サンプリング装置８での処理を行わずに、画像取得装置４から送信されてきた元画像データを最終的な画像データとして出力したりコンピュータ６のメモリに記憶させる等して処理を終了する。
【００８１】
また、コンピュータ６が画像取得装置４に散乱線除去グリッド５が装着されていると判断すると（ステップＳ２；ＹＥＳ）、続いて、画像処理装置７による画像処理作業に移る（ステップＳ３）。
【００８２】
画像処理装置７は、画像取得装置４で上記のようにＸ軸方向およびＹ軸方向に二次元的にサンプリングされて取得された元画像データから、散乱線除去グリッド５を構成する各グリッド５１の配列に起因する縞の成分を画像処理により除去して処理画像データを形成するように構成されている。
【００８３】
本実施形態では、画像処理装置７は、この画像処理において、画像取得装置４で取得されたＸ軸方向およびＹ軸方向の画素サイズＡ、Ｂ［μｍ］に相当するａ×ｂ画素ごとの元画像データを周波数変換し、この周波数変換により得られた空間周波数のデータに対してローパスフィルタによる処理により散乱線除去グリッド５の各グリッド５１の配列に起因する縞の成分を除去するようになっている。なお、この周波数変換により得られる周波数は前述のように空間周波数［ｍｍ−１］であるが、以下、単に周波数或いは周波数データという場合がある。
【００８４】
以下、このローパスフィルタを用いた画像処理について具体的に説明する。
【００８５】
画像処理装置７は、まず、画像取得装置４から送信されてきたａ×ｂ画素ごとの元画像データに例えば離散的フーリエ変換等の周波数変換処理を施して周波数データを得る。
【００８６】
その際、散乱線除去グリッド５の各グリッド５１同士の間隔、すなわち図１６（Ｂ）に示した散乱線除去グリッドＧの透過部ｔ（散乱線除去グリッド５の透過部５２）の厚さが大きいと、図１０に示すように、医師が被写体Ｓの病変部を診断するのに必要な画像情報を含む放射線画像の周波数領域Ｒｆ内に、各グリッド５１同士の間隔（以下、グリッド間隔という）の逆数で表されるグリッド像の周波数ｆｇの部分が強いピークとなって現れる。
【００８７】
そのため、画像処理装置７では、入力手段６２から画像取得装置４に装着されている散乱線除去グリッド５の各グリッド５１の１ｃｍあたりの本数が入力されると、その散乱線除去グリッド５のグリッド間隔の逆数であるグリッド像の周波数ｆｇを算出し、図１１に示すように、ローパスフィルタの遮断周波数ｆｄをグリッド像の周波数ｆｇより所定値だけ低い値に設定する。すなわち、
ｆｇ＞ｆｄ    …（９）
そして、得られた周波数データに対してローパスフィルタ処理を行うことで、グリッド像の周波数ｆｇを含む高周波数領域をカットするように構成することができる。
【００８８】
このように構成すれば、画像取得装置４に装着されている散乱線除去グリッド５を構成する各グリッド５１の配列に起因する縞であるグリッド像の空間周波数ｆｇの成分を周波数データから除去することが可能となる。
【００８９】
また、その際、前述したように、汎用的な散乱線除去グリッド５では各グリッド５１の１ｃｍあたりの本数が種々のものがあるから、画像処理装置７で、画像取得装置４に装着できる種々の散乱線除去グリッド５の中で、グリッド間隔が最も広く、グリッド５１の１ｃｍあたりの本数が最も少ない散乱線除去グリッド５、すなわちグリッド像の周波数ｆｇが最も低い散乱線除去グリッド５のグリッド像の周波数をｆｇmin［ｍｍ−１］としたとき、
ｆｇmin＞ｆｄ    …（１０）
の条件を満足するような遮断周波数ｆｄのローパスフィルタによる処理を行うように構成することもできる。
【００９０】
このように構成すれば、画像取得装置４に装着できるすべての散乱線除去グリッド５について、それらを構成する各グリッド５１の配列に起因する縞であるすべてのグリッド像の空間周波数の成分を一律に周波数データから除去することが可能となる。
【００９１】
一方、一般的な汎用の散乱線除去グリッド５では、図１０に示したようにグリッド像に対応する周波数ｆｇが、医師が被写体Ｓの病変部を診断するのに必要な画像情報を含む放射線画像の周波数領域Ｒｆ内に現れないように、各グリッド５１の１ｃｍあたりの本数が設定されているものもある。このような散乱線除去グリッド５では、グリッド像に対応する周波数ｆｇが、図１２に示すように被写体Ｓに関する情報を含む放射線画像の周波数領域Ｒｆ内には現れず、より高い周波数領域に出現するようになっている。
【００９２】
しかし、画像取得装置４でａ×ｂ画素ごとにサンプリングされ、特に散乱線除去グリッド５の各グリッド５１の配列に起因する縞を横切る方向（例えば図８のＸ軸方向）には第１間隔ごとに、すなわち画素サイズＡごとにサンプリングされるため、図１２に示すように、エリアシングにより、グリッド像に対応する周波数ｆｇが、画素サイズＡの逆数で表されるサンプリング周波数ｆｓ（以下、第１周波数ｆｓという）の１／２の周波数であるナイキスト周波数ｆnq（ｆnq＝ｆｓ／２）で折り返され、空間周波数に対する放射線強度分布中の周波数ｆｓ−ｆｇの部分に強いピークが現れる。
【００９３】
この周波数ｆｓ−ｆｇの強いピークがいわゆるモアレ縞に対応する空間周波数である。そして、このモアレ縞に対応する周波数ｆｓ−ｆｇが、図１２に示すように、被写体Ｓに関する情報を含む放射線画像の周波数領域Ｒｆ内に現れてしまう場合がある。
【００９４】
そこで、本実施形態では、モアレ縞に対応する周波数の折り返し中心となるナイキスト周波数ｆnqをより高い周波数領域に存在させるために、画素サイズＡ、すなわち画像取得装置４における散乱線除去グリッド５の各グリッド５１の配列を横切る方向（図６や図８等のＸ軸方向）のサンプリングの第１間隔を、画像処理装置７における処理量が大きくなり過ぎない範囲内でできるだけ小さくとるようにしている。
【００９５】
このように、画素サイズＡを小さくとることでその逆数で表される第１周波数ｆｓがより高くなり、図１３に示すように、その１／２の周波数であるナイキスト周波数ｆnqがより高い周波数領域に存在するようになる。そのため、ナイキスト周波数ｆnqで折り返されるモアレ縞に対応する周波数ｆｓ−ｆｇを被写体Ｓに関する情報を含む放射線画像の周波数領域Ｒｆより高い周波数領域に出現させることが可能となる。
【００９６】
そして、画像処理装置７では、画像取得装置４に装着されている散乱線除去グリッド５の各グリッド５１の１ｃｍあたりの本数から算出したグリッド間隔の逆数であるグリッド像の周波数ｆｇと、画素サイズＡから算出される第１周波数ｆｓからｆｓ−ｆｇを算出し、図１４に示すように、ローパスフィルタの遮断周波数ｆｄをモアレ縞の周波数ｆｓ−ｆｇより所定値だけ低い値に設定する。すなわち、
ｆｓ−ｆｇ＞ｆｄ    …（１１）
そして、得られた周波数データに対してローパスフィルタ処理を行うことで、モアレ縞に対応する周波数ｆｓ−ｆｇを含む高周波数領域をカットするように構成することができる。
【００９７】
このように構成すれば、画像取得装置４に装着されている散乱線除去グリッド５を構成する各グリッド５１の配列に起因する縞であるグリッド像の空間周波数ｆｇだけでなく、モアレ縞の空間周波数ｆｓ−ｆｇの成分も周波数データから除去することが可能となる。
【００９８】
また、その際、前述したように、汎用的な散乱線除去グリッド５では各グリッド５１の１ｃｍあたりの本数が種々のものがあり、画像処理装置７で、画像取得装置４に装着できる種々の散乱線除去グリッド５の中で、グリッド間隔が最も狭く、グリッド５１の１ｃｍあたりの本数が最も多い散乱線除去グリッド５では、図１５に示すように、グリッド像の周波数ｆｇmax［ｍｍ−１］が最も高い周波数領域に現れる。そのため、エリアシングによりナイキスト周波数ｆnqで折り返されて出現するモアレ縞の空間周波数ｆｓ−ｆｇmaxは、画像取得装置４に装着できる種々の散乱線除去グリッド５の中で最も低い周波数領域に現れる。
【００９９】
従って、画像処理装置７では、画像取得装置４に装着可能な各散乱線除去グリッド５のグリッド５１の１ｃｍあたりの本数から算出した各グリッド間隔の逆数であるグリッド像の周波数ｆｇのうちの最大値ｆｇmaxと、画素サイズＡから算出される第１周波数ｆｓからｆｓ−ｆｇmaxを算出し、図１５に示すように、ローパスフィルタの遮断周波数ｆｄをモアレ縞の周波数ｆｓ−ｆｇの最小値ｆｓ−ｆｇmaxより所定値だけ低い値に設定する。すなわち、
ｆｓ−ｆｇmax＞ｆｄ    …（１２）
そして、得られた周波数データに対してローパスフィルタ処理を行うことで、モアレ縞に対応する周波数ｆｓ−ｆｇmaxを含む高周波数領域をカットするように構成することができる。
【０１００】
このように構成すれば、画像取得装置４に装着できるすべての散乱線除去グリッド５について、それらを構成する各グリッド５１の配列に起因する縞であるすべてのグリッド像の空間周波数の成分のほか、モアレ縞の空間周波数の成分を一律に周波数データから除去することが可能となる。
【０１０１】
本実施形態に係る画像処理装置７は、入力手段６２から画像取得装置４に装着されている散乱線除去グリッド５の情報を入手して上記（９）式と（１１）式の両方の条件も満たす遮断周波数ｆｄを設定し、画像取得装置４に装着されている散乱線除去グリッド５を構成する各グリッド５１の配列に起因する縞であるグリッド像やモアレ縞の空間周波数の成分を周波数データから同時に除去するようになっている。
【０１０２】
なお、画像処理装置７を、入力手段６２から画像取得装置４に装着可能なすべての散乱線除去グリッド５の情報を入手して上記（１０）式と（１２）式の両方の条件も満たす遮断周波数ｆｄを設定し、画像取得装置４に装着可能なすべての散乱線除去グリッド５についてグリッド像やモアレ縞の空間周波数の成分を周波数データから一律に除去できるように構成することも可能である。
【０１０３】
画像処理装置７は、さらに、グリッド像やモアレ縞の空間周波数の成分が除去された周波数データに対して例えば逆フーリエ変換等の周波数変換処理を施して、撮像パネル１１の信号検出部１２のＸ軸方向およびＹ軸方向の画素サイズＡ、Ｂ［μｍ］に相当するａ×ｂ画素ごとに、グリッド像やモアレ縞の空間周波数の成分が除去された処理画像データを形成するようになっている。
【０１０４】
画像処理装置７による画像処理作業（ステップＳ３）が終了すると、続いて、再サンプリング装置８による再サンプリング処理が行われる（ステップＳ４）。再サンプリング装置８は、上記のようにして画像処理装置７で形成されたａ×ｂ画素ごとの処理画像データを再サンプリングして最終的な画像データを取得するようになっている。
【０１０５】
再サンプリング装置８における再サンプリング処理では、散乱線除去グリッド５を構成する各グリッド５１の配列に起因する縞を横切る方向（図６や図８のＸ軸方向）については、画像取得装置４で設定された第１間隔すなわち画素サイズＡ［μｍ］よりも大きい第２間隔で再サンプリングを行うようになっている。これは、最終的に必要とされる放射線画像が画素サイズＡ［μｍ］ほど細かい分解能を必要としないためである。
【０１０６】
逆の言い方をすれば、画像取得装置４で設定される画素サイズＡ（第１間隔）は、最終的に必要とされる放射線画像の分解能より細かくなるように設定される。このように画素サイズＡを細かく設定することで、ナイキスト周波数ｆnqが高い周波数領域に現れ、それによりナイキスト周波数で折り返されて形成されるモアレ縞に対応する周波数ｆｓ−ｆｇがより高い周波数領域に現れるため、ローパスフィルタの遮断周波数ｆｄをより高い周波数に設定することが可能となることは前述したとおりである。また、それにより、医師が被写体Ｓの病変部を診断するのに必要な画像情報を含む放射線画像の周波数領域Ｒｆの周波数成分がローパスフィルタによりカットされることが防止され、或いはカットされる成分をより少なくすることができる。
【０１０７】
しかし、その一方で、散乱線除去グリッド５の各グリッド５１が延在する方向（図６や図８等のＹ軸方向）には、グリッド像やモアレ縞は現れない。従って、Ｙ軸方向についてのサンプリングの間隔である画素サイズＢは、画素サイズＡほど細かく設定する必要はない。
【０１０８】
従って、再サンプリング装置８では、このように第１間隔に対応する細かい分解能で形成された処理画像データを、第２間隔に対応する分解能まで落とし、いわば分解能を粗くして最終的な画像データを取得するが、この粗い分解能に対応する第２間隔を、画像取得装置４の画素サイズＢとして設定しておくことができる。
【０１０９】
すなわち、予め最終的な分解能に対応する第２間隔を定め、それを画像取得装置４における散乱線除去グリッド５の各グリッド５１の配列の方向（Ｙ軸方向）の画素サイズＢとして設定する。そして、画像取得装置４における散乱線除去グリッド５の各グリッド５１の配列を横切る方向（Ｘ軸方向）の画素サイズＡ（第１間隔）として、設定された画素サイズＢより小さい画素数を設定する。
【０１１０】
そして、画像取得装置４で被写体Ｓを透過した放射線を二次元的にサンプリングしてＸ軸方向およびＹ軸方向の画素サイズＡ、Ｂ［μｍ］に相当するａ×ｂ画素ごとに元画像データを取得し、画像処理装置７でローパスフィルタ処理によりａ×ｂ画素ごとにグリッド像やモアレ縞の空間周波数の成分を除去して処理画像データを形成し、散乱線除去グリッド５を構成する各グリッド５１の配列に起因する縞を横切る方向（Ｘ軸方向）については画素サイズＡ（第１間隔）より大きい第２間隔である画素サイズＢで再サンプリングし、すなわちａ×ｂ画素ごとの処理画像データをｂ×ｂ画素ごとに再サンプリングして最終画像データを取得する。
【０１１１】
その際、画素サイズＡと画素サイズＢとの関係を空間周波数を用いて表せば、第２間隔である画素サイズＢによる再サンプリングの空間周波数（第２周波数）をｆｔとし、前述したように画素サイズＡ（第１間隔）の逆数で表される第１周波数（サンプリング周波数）をｆｓとしたとき、画素サイズＡと画素サイズＢとの関係は、
Ｂ＝Ａ×ｆｓ／ｆｔ    …（１３）
の関係を有する。
【０１１２】
また、このように、散乱線除去グリッド５の各グリッド５１が延在する方向（Ｙ軸方向）について画像取得装置４に設定される画素サイズＢを、予め最終的に取得される放射線画像に必要な分解能に対応する第２間隔を定めておくことで、画像処理装置７や再サンプリング装置８における処理量を軽減することが可能となり、コンピュータ６のＲＡＭ等のメモリの使用効率を向上させることが可能となるとともに、各処理をより高速に行わせることが可能となる。
【０１１３】
また、画像取得装置４において元画像データを細かい画素サイズＡ、Ｂで取得するとＳ／Ｎが悪化する場合があるが、上記のように、少なくとも画素サイズＢについて予め大きな画素サイズに設定しておくことで、Ｓ／Ｎの悪化を防止することが可能となる。
【０１１４】
再サンプリング装置８は、上記の再サンプリング作業を終了すると、取得した最終画像データを出力したりコンピュータ６のメモリに記憶させる等して処理を終了する。
【０１１５】
なお、上記では、画像処理装置７において、放射線強度分布中から、画像取得装置４に装着されている或いは装着可能な散乱線除去グリッド５を構成する各グリッド５１の配列に起因する縞であるグリッド像やモアレ縞の空間周波数ｆｇ、ｆｓ−ｆｇをすべて除去する場合について説明し、ローパスフィルタの遮断周波数ｆｄについての最も厳しい条件についていくつか説明した。
【０１１６】
しかし、本実施形態では、図１３等に示したように、画像取得装置４における第１間隔すなわち画素サイズＡを細かく設定してナイキスト周波数ｆｓ／２を高い周波数領域に存在させることができる。また、再サンプリング装置８における第２周波数ｆｔは画像取得装置４における第１周波数ｆｓより小さい、すなわち
ｆｓ＞ｆｔ    …（１４）
の関係がある。
【０１１７】
そのため、画像処理装置７におけるローパスフィルタの遮断周波数ｆｄを、
ｆｓ／２＞ｆｄ    …（１５）
ｆｔ≧ｆｄ    …（１６）
の条件を満足するように設定することで、ローパスフィルタによりグリッド像やモアレ縞の空間周波数ｆｇ、ｆｓ−ｆｇの成分を効率よく除去することが可能となり、また、ローパスフィルタにより除去されなかったグリッド像やモアレ縞の空間周波数ｆｇ、ｆｓ−ｆｇの成分の放射線強度分布における被写体Ｓに関する情報を含む放射線画像の周波数領域Ｒｆに対する悪影響が有効に抑えられた状態で最終的な画像データを得ることが可能となる。
【０１１８】
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１によれば、画像取得装置４における元画像データの取得において、少なくとも散乱線除去グリッド５を構成する各グリッド５１の配列に起因する縞を横切る方向（Ｘ軸方向）については、最終的に取得される放射線画像に必要な分解能よりさらに細かい第１間隔でサンプリングすることで、第１間隔に由来するナイキスト周波数ｆnqをより高い周波数領域に生じさせることができ、そのナイキスト周波数ｆnqに折り返されて生じるモアレ縞に対応する周波数ｆｓ−ｆｇをより高い周波数領域に現れさせることが可能となる。
【０１１９】
それにより、医師が被写体Ｓの病変部を診断するのに必要な画像情報を含む放射線画像の周波数領域Ｒｆの周波数成分と、グリッド像やモアレ縞に対応する周波数成分ｆｇ、ｆｓ−ｆｇとを分離し、或いは図１５に示したように周波数領域Ｒｆの周波数成分のうち医師が被写体Ｓの病変部を診断する上で障害とならないような高周波数領域にのみモアレ縞に対応する周波数成分が存在する状態とすることが可能となる。
【０１２０】
そのため、画像処理装置による画像処理により、放射線強度分布中の被写体に関する情報を含む放射線画像の周波数領域Ｒｆの周波数成分が除去されることが防止され、或いは除去される成分をより少なくすることが可能となるため、最終的に取得される画像データ中から散乱線除去グリッド５を構成する各グリッド５１の配列に起因する縞模様の影響を有効に除去することが可能となる。
【０１２１】
また、種々のグリッド間隔を有する汎用的な散乱線除去グリッド５を用いる場合にも、画像処理を適切に行うことで、画像取得装置４に現に装着されている散乱線除去グリッド５に対応して、或いは画像取得装置４に装着可能なすべての散乱線除去グリッド５に一律に対応して、元画像データから散乱線除去グリッド５を構成する各グリッド５１の配列に起因する縞模様の影響を有効に除去して、良質の放射線画像を得ることが可能となる。
【０１２２】
さらに、本実施形態に示したように、画像処理装置７においてローパスフィルタ処理を用いれば、上記のように高い周波数領域に生じさせたナイキスト周波数ｆnqに折り返されて生じるモアレ縞に対応する周波数ｆｓ−ｆｇがより高い周波数領域に現れるから、ローパスフィルタの遮断周波数ｆｄをより高い周波数に設定して、グリッド像に対応する周波数ｆｇの成分やモアレ縞に対応する周波数ｆｓ−ｆｇの成分を効果的に除去することが可能となる。そのため、医師が被写体の病変部を診断するのに必要な画像情報を含む放射線画像の周波数領域Ｒｆの周波数成分がローパスフィルタによりカットされることが防止され、或いはカットされる成分をより少なくすることが可能となるため、良質の放射線画像を得ることが可能となる。
【０１２３】
また、ローパスフィルタの遮断周波数ｆｄを設定するだけで、画像取得装置４に現に装着されている散乱線除去グリッド５に対応して、或いは画像取得装置４に装着可能なすべての散乱線除去グリッド５に一律に対応して、グリッド像やモアレ縞に対応する周波数ｆｇ、ｆｓ−ｆｇの成分を効果的に除去することが可能となるため、汎用性を有する散乱線除去グリッド５を装着可能な画像取得装置４で取得された画像データから散乱線除去グリッド５を構成する各グリッド５１の配列に起因する縞模様の影響を容易かつ有効に除去することが可能となる。
【０１２４】
なお、本実施形態では、画像処理装置７における画像取得として、ローパスフィルタを用いる場合について説明したが、これに限定されず、例えば、図１２等のように得られる放射線強度分布において、空間周波数に対する放射線強度の変化率等を計算し、放射線強度の値が大きく変化して周囲の周波数における放射線強度より突出して大きくなる周波数ｆｇや周波数ｆｓ−ｆｇにおける突出部分を、周囲の周波数における放射線強度にスムーズにつながるようにカットして修正するように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本実施形態に係る放射線画像撮影装置の概略構成を示す図である。
【図２】放射線画像撮影装置の別の構成例を示す図である。
【図３】画像取得装置の要部構成を示す斜視図である。
【図４】光電変換層を構成する光電変換部の１画素分の等価回路構成図である。
【図５】図４に示す光電変換部を二次元に配列した等価回路構成図である。
【図６】画像取得装置でのサンプリングにおける画素サイズを説明する図であり、（Ａ）１×２画素ごとに行う場合、（Ｂ）２×６画素ごとに行う場合を表す。
【図７】画像取得装置に取り付けられた誤装着防止手段の構成を示す図である。
【図８】画像取得装置の放射線が照射される面に配設された散乱線除去グリッド、グリッドおよび透過部を表す図である。
【図９】本実施形態に係る放射線画像撮影装置における処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】放射線強度分布にピークとなって現れるグリッド像の周波数を表すグラフである。
【図１１】ローパスフィルタ処理により除去されたグリッド像の周波数を含む高周波数領域を表すグラフである。
【図１２】ナイキスト周波数、グリッド像の周波数、およびモアレ縞に対応する周波数を表すグラフである。
【図１３】図１２に示した周波数より高い周波数領域に存在し現れるナイキスト周波数およびモアレ縞に対応する周波数を表すグラフである。
【図１４】ローパスフィルタ処理により除去されたグリッド像の周波数およびモアレ縞に対応する周波数を表すグラフである。
【図１５】ローパスフィルタ処理により除去されたモアレ縞に対応する周波数を含む高周波数領域を表すグラフである。
【図１６】（Ａ）は画像取得装置の被写体側の面に配設された散乱線除去グリッドを表す図であり、（Ｂ）は（Ａ）の散乱線除去グリッドの拡大断面図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１  放射線画像撮影装置
４  画像取得装置
５  散乱線除去グリッド
７  画像処理装置
８  再サンプリング装置
２９  誤装着防止手段（グリッド検知手段）
５１  グリッド
Ａ  第１間隔（画素サイズ）
Ｂ  第２間隔（画素サイズ）
ｆｄ  ローパスフィルタの遮断周波数
ｆｇ  各グリッドのグリッド間隔の逆数（各グリッドの配列に起因する縞の成分）
ｆｇmax  各グリッドの本数が最も多い散乱線除去グリッドのグリッド間隔の逆数
ｆｇmin  各グリッドの本数が最も少ない散乱線除去グリッドのグリッド間隔の逆数
ＦＰＤ  フラットパネルディテクタ
ｆｓ  第１周波数
ｆｓ−ｆｇ  各グリッドの配列に起因する縞の成分
ｆｔ  第２周波数
Ｒｄ  散乱放射線
Ｒｔ  被写体を透過した放射線（透過放射線）
Ｓ  被写体
Ｘ  各グリッドの配列に起因する縞を横切る方向
Ｙ  各グリッドの配列に起因する縞に平行な方向
【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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