(57)【要約】【課題】大線量の放射線の照射により得られる画像に重畳する残像を抑制する。【解決手段】エネルギーサブトラクション処理のために行われる撮影は、撮影の間の被検体の体動の影響（モーションアーチファクト）を抑制する観点から、高フレームレートの撮影が要される。このため、２枚目の画像には１枚目の画像の残像が重畳する問題が発生する可能性がある。この問題の発生は、１枚目の撮影時に大線量の放射線を照射することにより回避することが可能である。上記の理由から、本実施の形態においては、２回の撮影のうち、前の撮影時に照射する放射線の線量が大線量となり、後の撮影時に照射する放射線の線量が低線量となるように放射線発生部１２によって発生される放射線の線質を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定線量で、かつ所定エネルギーの大線量放射線を照射すると共に、前記大線量放射線の照射後に、前記所定線量よりも線量が小さく、かつ前記所定エネルギーと異なるエネルギーの低線量放射線を照射する放射線照射手段と、
受けた放射線量に応じた電荷を発生する多数の電荷発生層を備え、前記放射線照射手段から照射されて被写体を透過した放射線を検出する検出手段と、
前記大線量放射線が照射されてから読み出しを開始するまでの時間と前記低線量放射線が照射されてから読み出しを開始するまでの時間とを異ならせて前記検出手段から検出結果を読み出す第１の読出処理、前記大線量放射線の照射時の読出時間と前記低線量放射線の照射時の読出時間とを異ならせて前記検出手段から検出結果を読み出す第２の読出処理、及び前記大線量放射線の照射時の読み出しの画像解像度と前記低線量放射線の照射時の読み出しの画像解像度とを異ならせて前記検出手段から検出結果を読み出す第３の読出処理の各々の読出処理の実行が可能な読出手段と、
前記低線量放射線の照射時に前記読出手段によって読み出された低線量画像信号の増幅率と、前記大線量放射線の照射時に前記読出手段によって読み出された大線量画像信号の増幅率とを異ならせた増幅処理の実行が可能な増幅手段と、
増幅後の画像信号から低い周波数成分を抽出する抽出手段であって、前記大線量画像信号の低い周波数成分の抽出における前記低い周波数成分の特徴的な量と、前記低線量画像信号の低い周波数成分の抽出における前記低い周波数成分の特徴的な量とを異ならせた抽出処理の実行が可能な抽出手段と、
前記大線量画像信号のアナログ−デジタル変換におけるサンプリング回数と、前記低線量画像信号のアナログ−デジタル変換におけるサンプリング回数とを異ならせたアナログ−デジタル変換処理の実行が可能なアナログ−デジタル変換手段と、
前記第１の読出処理、前記第２の読出処理、前記第３の読出処理、前記増幅処理、前記抽出処理、及び前記アナログ−デジタル変換処理の少なくとも１つの処理が実行されるように、前記読出手段、前記増幅手段、抽出手段、及び前記アナログ−デジタル変換手段の少なくとも１つを制御する制御手段と、
前記大線量画像データと前記低線量画像データとを用いた画像処理を行う画像処理手段と、
を備えた放射線画像処理装置。
【請求項２】
前記放射線照射手段は、低いエネルギーの放射線の照射により撮影された画像を診断画像とする場合に、大線量かつ低いエネルギーの放射線の照射を行った後に、低線量かつ高いエネルギーの放射線の照射を行う請求項１に記載の放射線画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放射線画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線画像の撮影において、被撮影者の同一の部位を異なる管電圧で撮影し、各管電圧での撮影によって得られた画像に重みを付けて差分を演算することで、画像中の骨部等の硬部組織に相当する画像部、及び軟部組織に相当する画像部の一方を強調して他方を除去した画像（以下、「エネルギーサブトラクション画像」と呼ぶ）を得る技術が知られている。例えば、胸部の軟部組織に相当するエネルギーサブトラクション画像を用いると、肋骨で隠れていた病変を見ることが可能になり、診断性能を向上させることができる。
【０００３】
エネルギーサブトラクション画像の生成方法として、Ｘ線検出器に輝尽性発光体を用い、２枚の検出器の間に銅板などのフィルタを入れることで、１回の撮影により実質的に管電圧を変えた２枚の画像を得て、この画像からエネルギーサブトラクション画像を生成する処理（以下、「エネルギーサブトラクション処理」と呼ぶ）の技術が従来より知られている。
【０００４】
一方、半導体検出器を使ったＸ線撮像システムが使われるようになり、短時間でＸ線の連射が可能となり、放射線量、及び管電圧を変えて連続的に２回撮影した画像を用いてエネルギーサブトラクション処理が行われるようになってきた。
【０００５】
ところで、一般的に、特許文献１にも開示されているように、エネルギーサブトラクション処理を行うための撮影では、低線量の放射線の照射により１枚目の画像を取得して、大線量の放射線の照射により２枚目の画像を取得することにより、エネルギーサブトラクション画像を生成する場合が多い。
【０００６】
そして、２枚の画像のうち、大線量の放射線の照射により撮影した画像がそのまま診断画像として用いられる。
【０００７】
しかし、エネルギーサブトラクション処理のために行われる撮影は、撮影の間の被検体の体動の影響（モーションアーチファクト）を抑制する観点から、高フレームレートの撮影が要されるため、２枚目の画像には１枚目の画像の残像が重畳する可能性がある。
【特許文献１】特開２００２−２４３８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記事実を考慮して成されたもので、大線量の放射線の照射により得られる画像に重畳する残像を抑制する放射線画像処理装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明に係る放射線画像処理装置は、所定線量で、かつ所定エネルギーの大線量放射線を照射すると共に、前記大線量放射線の照射後に、前記所定線量よりも線量が小さく、かつ前記所定エネルギーと異なるエネルギーの低線量放射線を照射する放射線照射手段と、受けた放射線量に応じた電荷を発生する多数の電荷発生層を備え、前記放射線照射手段から照射されて被写体を透過した放射線を検出する検出手段と、前記大線量放射線が照射されてから読み出しを開始するまでの時間と前記低線量放射線が照射されてから読み出しを開始するまでの時間とを異ならせて前記検出手段から検出結果を読み出す第１の読出処理、前記大線量放射線の照射時の読出時間と前記低線量放射線の照射時の読出時間とを異ならせて前記検出手段から検出結果を読み出す第２の読出処理、及び前記大線量放射線の照射時の読み出しの画像解像度と前記低線量放射線の照射時の読み出しの画像解像度とを異ならせて前記検出手段から検出結果を読み出す第３の読出処理の各々の読出処理の実行が可能な読出手段と、前記低線量放射線の照射時に前記読出手段によって読み出された低線量画像信号の増幅率と、前記大線量放射線の照射時に前記読出手段によって読み出された大線量画像信号の増幅率とを異ならせた増幅処理の実行が可能な増幅手段と、増幅後の画像信号から低い周波数成分を抽出する抽出手段であって、前記大線量画像信号の低い周波数成分の抽出における前記低い周波数成分の特徴的な量と、前記低線量画像信号の低い周波数成分の抽出における前記低い周波数成分の特徴的な量とを異ならせた抽出処理の実行が可能な抽出手段と、前記大線量画像信号のアナログ−デジタル変換におけるサンプリング回数と、前記低線量画像信号のアナログ−デジタル変換におけるサンプリング回数とを異ならせたアナログ−デジタル変換処理の実行が可能なアナログ−デジタル変換手段と、前記第１の読出処理、前記第２の読出処理、前記第３の読出処理、前記増幅処理、前記抽出処理、及び前記アナログ−デジタル変換処理の少なくとも１つの処理が実行されるように、前記読出手段、前記増幅手段、抽出手段、及び前記アナログ−デジタル変換手段の少なくとも１つを制御する制御手段と、前記大線量画像データと前記低線量画像データとを用いた画像処理を行う画像処理手段と、を備えている。
【００１０】
前記抽出手段は、大線量画像では低い周波数成分の特徴的な量を大きくしてノイズを減らすことを重視する一方で、低線量画像では低い周波数成分の特徴的な量を小さくして読み取り速度を速くすることを重視するとよい。
【００１１】
放射線照射手段は、低いエネルギーの放射線の照射により撮影された画像を診断画像とする場合に、大線量かつ低いエネルギーの放射線の照射を行った後に、低線量かつ高いエネルギーの放射線の照射を行うとよい。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように本発明は、大線量の放射線の照射により得られる画像に重畳する残像を抑制することができる、という優れた効果を有する。
【００１３】
さらに、低いエネルギーの放射線を照射した後に、高いエネルギーの放射線を照射することで、放射線のエネルギーの切換の遅延を回避できる、という優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１には本実施形態に係る放射線画像撮影システム１０が示されている。放射線画像撮影システム１０は、放射線（例えばエックス線（Ｘ線）等）を発生する放射線発生部１２と、放射線発生部１２と間隔を隔てて配置された放射線検出パネル１４と、放射線検出パネル１４から画像情報を取得して各種の処理を行うマイクロコンピュータや各種の電気回路を含んで構成された制御装置１６を備えている。放射線発生部１２と放射線検出パネル１４との間には、撮影時に被写体１８が位置する撮影位置が形成され、放射線発生部１２から照射され撮影位置に位置している被写体１８を透過することで画像情報を担持した放射線は放射線検出パネル１４に照射される。
【００１５】
制御装置１６は、放射線発生制御部２０、信号検出補正部２２、制御部２４、画像等を表示可能なディスプレイ２６、及びキーボード等の入力デバイスやマウス等のポインティングデバイスを含む操作パネル２８を備えている。放射線発生制御部２０は放射線発生部１２、及び制御部２４に接続されており、制御部２４からの指示に応じて、放射線発生部１２による放射線発生時の管電圧、管電流、及び放射線発生時間を制御することで、放射線発生部１２によって発生される放射線の線質を制御する。
【００１６】
ところで、エネルギーサブトラクション処理のために行われる２回の撮影によって得られる２枚の画像のうち、診断画像としては大線量の放射線の照射により撮影した画像が用いられる。
【００１７】
しかし、エネルギーサブトラクション処理のために行われる撮影は、撮影の間の被検体の体動の影響（モーションアーチファクト）を抑制する観点から、高フレームレートの撮影が要される。このため、２枚目の画像には１枚目の画像の残像が重畳する問題が発生する可能性がある。この問題の発生は、１枚目の撮影時に大線量の放射線を照射することにより回避することが可能である。上記の理由から、本実施の形態においては、２回の撮影のうち、前の撮影時に照射する放射線の線量が大線量となり、後の撮影時に照射する放射線の線量が低線量となるように放射線発生部１２によって発生される放射線の線質を制御する場合がある。
【００１８】
また、エネルギーサブトラクション処理のための撮影において、高圧の管電圧の放射線の照射に続けて低圧の管電圧の放射線の照射すると、高圧の管電圧が短時間で低圧に下がりきらない。従って、モーションアーチファクトの観点からは、低圧の管電圧の放射線の照射に続けて高圧の管電圧の放射線の照射することが望ましい。特に、腰椎や四肢骨の撮影時には、低圧の管電圧の放射線によって撮影された画像を診断画像として用いるため、１回目の撮影では低圧の管電圧、及び大線量の放射線を照射して、２回目の撮影では高圧の管電圧、及び低線量の放射線を照射するとよい。
【００１９】
また、信号検出部２２は、被写体１８が撮影される毎に、放射線検出パネル１４から画像信号を読み出してデジタルの画像データへ変換すると共に、変換によって得られた画像データに対してオフセット補正、及びゲイン補正等の補正処理を行なう。
【００２０】
制御部２４は、操作パネル２８を介して入力された指示に応じて被写体１８の撮影を制御したり、信号検出補正部２２から入力された画像データを用いてエネルギーサブトラクション画像の生成等の画像処理を行ったり、ディスプレイ２６、及び操作パネル２８を介して所定のユーザＩ／Ｆを提供するための処理等を行う。また、制御部２４はＨＤＤやフラッシュメモリ等から成る不揮発性の記憶部２４Ａを備えており、この記憶部２４Ａには撮影条件情報ＤＢ（データベース）が記憶されている。また、記憶部２４Ａには、制御部２４がエネルギーサブトラクション処理を行うためのプログラムも記憶されている。
【００２１】
また、放射線画像撮影システム１０は撮影部位移動部３０を備えている。撮影部位移動部３０は、放射線発生部１２、及び放射線検出パネル１４を移動可能なアクチュエータ等から成り、被写体１８のうちの撮影対象の部位（撮影部位：例えば胸部や腰椎、四肢骨、乳房等）が制御装置１６から通知されると、被写体１８のうち通知された撮影部位を撮影するための位置へ放射線発生部１２、及び放射線検出パネル１４を移動させる。なお、被写体１８のうちのある撮影部位を撮影するための放射線発生部１２、及び放射線検出パネル１４の位置は、被写体１８の体格等によっても相違するので、撮影部位移動部３０は、操作パネル２８を介して撮影位置の調整が指示されると、当該指示に応じて放射線発生部１２、及び放射線検出パネル１４の位置を調整するように構成されている。
【００２２】
次に、放射線検出パネル１４、及び信号検出補正部２２の構成を説明する。放射線検出パネル１４は、図２に示すＴＦＴアクティブマトリクス基板３４上に、放射線を吸収して受けた放射線量に応じた電荷に変化し、電荷を発生する光電変換層（電荷発生層）４２が形成され、更にその上方に、高圧電源に接続されたバイアス電極（図示省略）が形成されて構成されている。光電変換層は例えばセレンを主成分（例えば含有率５０％以上）とする非晶質のａ−Ｓｅ（アモルファスセレン）から成り、放射線が照射されると、照射された放射線量に応じた電荷量の電荷（電子−正孔の対）を内部で発生することで、照射された放射線を電荷へ変換する。これにより、照射された放射線が担持している画像情報が電荷情報へ変換されることになる。
【００２３】
また、ＴＦＴアクティブマトリクス基板３４上には、光電変換層で発生された電荷を蓄積する蓄積容量３６と、蓄積容量３６に蓄積された電荷を読み出すためのＴＦＴ３８を備えた画素部４０（なお、図２では個々の画素部４０に対応するバイアス電極、及び光電変換層を光電変換部４２として模式的に示している）がマトリクス状に多数個配置されており、さらに、図２の矢印Ａ方向に沿って延設され個々の画素部４０のＴＦＴ３８をオンオフさせるための複数本のゲート配線４４と、図２の矢印Ａ方向と直交する矢印Ｂ方向に沿って延設されオンされたＴＦＴ３８を介して蓄積容量３６から蓄積電荷を読み出すための複数本のデータ配線４６も設けられている。
【００２４】
一方、信号検出補正部２２は、放射線検出パネル１４の個々のゲート配線４４に各々接続されたゲート線ドライバ４８を備えている。ゲート線ドライバ４８は、放射線検出パネル１４からの信号電荷の読出時に、特定のゲート配線４４にハイレベルの電圧信号（オン信号）を供給することで、オン信号を供給したゲート配線４４に接続されている各画素部４０のＴＦＴ３８をオフからオンへ変化させ、一定時間後に、上記ゲート配線４４へのオン信号の供給を停止することで、オン信号を供給していたゲート配線４４に接続されている各画素部４０のＴＦＴ３８をオンからオフへ変化させるゲート線駆動処理を、個々のゲート配線４４に対して順に行う。
【００２５】
ここで、放射線検出パネル１４からの信号電荷の読み出しは、放射線発生部１２から大線量の放射線（以下、「大線量放射線」と呼ぶ）が照射されてから読み出しを開始するまでの時間と、放射線発生部１２から低線量の放射線（以下、「低線量放射線」と呼ぶ）が照射されてから読み出しを開始するまでの時間とが異なるように行う。
【００２６】
大線量放射線の照射時に、ＴＦＴに起因して発生するリーク電荷（ＴＦＴを保護するためにも、大線量放射線の照射時にバックゲートから電荷をリークさせる電荷である。リーク電流は時間と共に指数関数的に減衰する（例えば、特開２０００−７５０３９号公報参照）。）によるアーチファクトが画像に重畳されるのを防ぐために、大線量放射線の照射後から読み出し開始までの待ち時間を設ける場合がある。
【００２７】
また、読み出しは、大線量放射線が照射された場合の読出時間と、低線量放射線が照射された場合の読出時間とが異なるように行う。
【００２８】
さらに、読み出しは、大線量放射線が照射された場合の読み出しの画像解像度と、低線量放射線が照射された場合の読み出しの画像解像度とが異なるように行う。
【００２９】
特に、１回目の撮影では低圧の管電圧、及び大線量の放射線を照射して、２回目の撮影では高圧の管電圧、及び低線量の放射線を照射する場合には、低線量放射線の照射により得られた画像（以下、「低線量画像」と呼ぶ）は、骨部と軟部とを分離するためにのみ必要な非診断画像であり、画像の解像度を高くする必要はない。従って、低線量画像はビニングして読み出すとよい。これにより、撮影にかかる時間を減らすことができ、技師や患者の待ち時間の減少が期待できる。例えば、２行をビニングすると、読み出し時間は半分となる。
【００３０】
また、信号検出補正部２２は、ＴＦＴアクティブマトリクス基板３４に設けられたデータ配線４６の数と同数のオペアンプ５０を備えており、放射線検出パネル１４の個々のデータ配線４６は互いに異なるオペアンプ５０の反転入力端に各々接続されている。個々のオペアンプ５０は、非反転入力端がＧＮＤ配線（接地配線）に各々接続されており、反転入力端にコンデンサ５２の一端が各々接続され、コンデンサ５２の他端は出力端に接続されている。上記構成により、個々のオペアンプ５０、及びコンデンサ５２は、反転入力端に接続されたデータ配線４６を流れる電流（信号電荷）を積分し、積分結果に相当するレベルの信号を出力するチャージアンプとして機能する。
【００３１】
個々のオペアンプ５０（チャージアンプ）の出力端は、図示しない増幅器を介し、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５３の入力端に接続されている。
【００３２】
ＬＰＦ５３は、信号から低い周波数成分の抽出処理を行う。本実施の形態におけるＬＰＦ５３は、大線量放射線の照射により得られた信号の低い周波数成分の抽出処理における低い周波数成分の特徴的な量と、低線量放射線の照射により得られた信号の低い周波数成分の抽出処理における低い周波数成分の特徴的な量とが異なるように抽出処理を行うことができる。
【００３３】
すなわち、低線量画像の読み出しを行う時に、ＡＳＩＣのＬＰＦ時定数を小さくするとよい。ＬＰＦ時定数を小さくすると、１ラインの読出時間を減少させることができる。これにより、撮影にかかる時間を減らすことができる。
【００３４】
ＬＰＦ５３の出力端はマルチプレクサ（ＭＵＸ）５４の複数個の入力端の何れかに各々接続されており、個々の出力信号はＭＵＸ５４に並列に入力される。
【００３５】
ここで、増幅器は、低線量画像の撮影時に出力する信号の増幅率と、大線量画像の撮影時に出力する信号の増幅率とが異なるように信号の増幅を行うことができる。低線量画像の読み出し時に利得を上げると、低線量画像の電気ノイズを相対的に減らすことができる。これにより、結果としてエネルギーサブトラクション画像のノイズを減らすことができる。なお、放射線の線量が低線量なので利得を上げた場合にも飽和は起こらない。
【００３６】
ＭＵＸ５４の出力端はアナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器５６の入力端に接続されている。Ａ／Ｄ変換器５６は、大線量放射線が照射された場合のＡ／Ｄ変換におけるサンプリング回数と、低線量放射線が照射された場合のＡ／Ｄ変換におけるサンプリング回数とが異なるようにＡ／Ｄ変換を実行することができる。
【００３７】
特に、大線量放射線の照射により得られた画像（以下、「大線量画像」と呼ぶ）の読み出しを行う時に、Ａ／Ｄ変換のサンプリング回数を多くしてノイズを減らす、いわゆるオーバーサンプリングを行い、低線量画像の読み出しを行う時には、Ａ／Ｄ変換のサンプリング回数を減らす。これにより、画像の読取時間を短くすることができ、診断画像のノイズ低減とエネルギーサブトラクション処理に要する時間の短縮を図ることができる。
【００３８】
上記の処理により、ＭＵＸ５４に並列に入力された複数（データ配線４６の数と同数）の信号に対し、パラレル−シリアル変換及びＡ／Ｄ変換が順に行われることになる。
【００３９】
Ａ／Ｄ変換器５６の出力端は画質補正処理部５８の入力端に接続されており、画質補正処理部５８の出力端は制御部２４（図１参照）の入力端に接続されている。画質補正処理部５８は、画像の画質を向上させるための画質補正処理として例えば基本的な補正であるオフセット補正、及びゲイン補正等を行なう。
【００４０】
制御部２４は、大線量画像を表す画像データ、及び低線量画像を表す画像データを用いてエネルギーサブトラクション処理を行い、エネルギーサブトラクション画像を得る。
【００４１】
このように、大線量画像を低線量画像よりも先に得ることにより、大線量放射線の照射により得られる大線量画像に重畳する残像を抑制することができる。
【００４２】
また、低圧の管電圧の放射線を照射した後に、高圧の管電圧の放射線を照射することで、放射線の管電圧の切換の遅延を回避できる。
【００４３】
なお、上記では、放射線が照射されてから読み出しを開始するまでの時間、読出時間、読み出しの画像解像度、増幅時の増幅率、低い周波数成分の抽出処理時の周波数成分の特徴的な量、及びＡ／Ｄ変換時のサンプリング回数の各々を、大線量放射線照射時と低線量放射線照射時とで異ならせる場合を記載したが、少なくとも１つが異なっていればよく、幾つかの組合せであってもよい。
【００４４】
また、上記では、本発明に係る画像検出手段の一例として、照射された放射線を電荷へ直接変換する光電変換層が設けられた放射線検出パネル１４を用いる場合を説明したが、これに限定されるものではなく、画像検出手段のうち照射された放射線を電荷へ変換する光電変換部は、照射された放射線を電磁波（例えば可視光等）へ一旦変換した後に、変換後の電磁波を電荷へ変換する構成（間接変換方式）であってもよい。また上記では、光電変換層がＴＦＴアクティブマトリクス基板３４上に形成された構成を説明したが、上記の光電変換部は、蓄積容量及びスイッチング手段を各々備えた複数の画素部が配列された基板と別体であってもよい。
【００４５】
また、上記では多数個の画素部４０（ＴＦＴ３８や蓄積容量３６）がマトリクス状に（２次元に）配置された構成の放射線検出パネル１４を例に説明したが、これに限定されるものではなく、放射線検出パネルは複数個の画素部が一列に（１次元に）配置された構成であってもよい。
【００４６】
また、上記では、本発明に係る放射線発生手段が発生する放射線の一例としてエックス線を記載したが、本発明はこれに限定されるものではなく、画像検出手段で電荷へ変換されて蓄積容量にその電荷が蓄積されるものであれば、例えば電子線やα線等の他の放射線であってもよい。
【００４７】
また、上記では、画像処理として２枚の画像を用いたエネルギーサブトラクション処理を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば３枚以上の画像を用いたエネルギーサブトラクション処理であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態に係る放射線画像撮影システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】放射線検出パネル及び信号検出補正部の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０   放射線画像撮影システム
１２   放射線発生部
１４   放射線検出パネル
１６   制御装置
２０   放射線発生制御部
２２   信号検出補正部
２４Ａ  記憶部
２４   制御部
【図１】
2009240420.tif 000003
【図２】
2009240420.tif 000004