JP6780065B2 - 放射線撮影システム及び放射線撮影方法 - Google Patents

Description

本発明は、放射線を用いて撮影を行う放射線撮影システム及び放射線撮影方法に関するものである。

近年、例えば医療分野では被検者の脊髄や下肢の全体や全身を撮影するといった、観察領域が広い撮影（以下、長尺撮影と称する）が行われている。特許文献１には、複数の放射線検出装置（放射線撮影装置）を並べて撮影することで、長尺撮影を行うことができる放射線撮影システムが開示されている。

特開２０１２−０４０１４０号公報

特許文献１において、放射線検出装置の一部を重ねながら複数の放射線検出装置を並べて撮影する際、放射線発生部から遠い位置に配置された放射線検出装置に放射線発生部に近い位置に配置された放射線検出装置の一部が写り込んでしまう。すなわち、一方の放射線検出装置が出力する放射線画像には他方の放射線検出装置の構造物が写り込む。放射線検出装置の構造物は、診断対象である被検者とは関係のない構造であり、欠陥領域といえる。欠陥領域は、複数の放射線画像を合成して長尺画像（合成画像）としても残ってしまう。しかしながら、特許文献１には、この写り込みに対する対策については言及されていない。

そこで本発明は、放射線検出装置の構造物に起因する欠陥領域を含んだ長尺画像の画質を向上させる放射線撮影システム及び放射線撮影方法を提供することを目的とする。

本発明の目的を達成する放射線撮影システムは、放射線を検出する複数の放射線検出装置と、複数の放射線検出装置から取得される複数の放射線画像の拡大率を調整して合成することにより長尺画像を生成する合成処理部と、一方の放射線検出装置から取得される放射線画像から他方の放射線検出装置の構造情報を示す欠陥領域を取得する欠陥領域取得部と、前記長尺画像における、前記欠陥領域を補正する画像補正部と、を備える。

本発明によれば、放射線検出装置の構造物に起因する欠陥領域を含んだ長尺画像（合成画像）の画質を向上させることができる。

本発明の放射線撮影システムの概略構成を示す図。 本発明の放射線撮影システムの放射線検出装置と画像データの関係を示す図。 本発明の放射線撮影システム（主に画像表示制御部）の構成を示す図。 本発明の放射線撮影システムの長尺画像の欠陥領域を示す図。 本発明の放射線撮影システムの画像補正部における補正処理を示す図。 本発明の放射線撮影システムの画像補正部における補正処理を示す図。 本発明の放射線撮影システムの画像補正部における補正処理を示す図。 本発明の放射線撮影システムの動作を示すフローチャート。 本発明の実施例３の放射線撮影システムの構成を示す図。

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。

図１は、本発明の放射線撮影システムの概略構成を示す図である。複数の放射線検出装置を並べて行われる長尺撮影に用いられる放射線撮影システムの概略構成を示す図である。

放射線撮影システムは、放射線を発生させる放射線発生部１１２を備えている。放射線発生部１１２は、照射範囲１１４に放射線を照射することができる。放射線発生部１１２は、床面又は天井に設置された支持部（図示しない。）を介して設置されている。放射線発生部１１２の照射面には、放射線を遮蔽する絞り（図示しない。）が設置されている。操作者は、放射線を遮蔽する絞りを制御することにより、放射線発生部１１２から照射される放射線の照射範囲１１４を設定することができる。

放射線撮影システムは、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４を備えている。ここでは、３つの放射線検出装置１２０、１２２、１２４を備えた形態を示すが、２つの放射線検出装置、４つ以上の放射線検出装置であってもよい。複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４は、被検者１００を通過した放射線を検出し、放射線に応じた画像データを出力するものである。なお、画像データを放射線画像と言い換えることもできる。

具体的には、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４は、被検者を透過した放射線を、透過放射線量に相当する電荷として検出する。例えば、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４には、放射線を電荷に変換するａ−Ｓｅなどの放射線を直接的に電荷に変換する直接変換型センサや、ＣｓＩなどのシンチレータとａ−Ｓｉなどの光電変換素子を用いた間接型センサが用いられる。さらに、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４は、検出された電荷をＡ／Ｄ変換することにより、画像データを生成し、画像表示制御部１３０へ出力する。

複数の放射線検出装置は、撮影台１１０内に収納されている。撮影台１１０は、矩形の筐体であり、筐体内は中空である。また、撮影台１１０は、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４を保持する機能を有している。

図１に示すように、撮影台１１０を床面に対して直立させ、撮影台１１０が設置される。被検者１００は、撮影台１１０の長手方向に沿って設置される。撮影台１１０は、被検者１００を支える支持機能を有している。

図１では、撮影台１１０の長手方向が鉛直方向となるように、すなわち、撮影台１１０が床面に対して直立するように撮影台１１０が設置される。なお、撮影台１１０の長手方向が水平方向となるように、すなわち、撮影台１１０が床面に対して平行となるように撮影台１１０が設置されてもよい。

撮影台１１０には、放射線検出装置１２０、放射線検出装置１２２、放射線検出装置１２４が撮影台１１０の長手方向に沿ってそれぞれ配置される。このとき、放射線検出装置の一部を重ねながら複数の放射線検出装置が配置される。例えば、図１に示すように、放射線検出装置１２０と放射線検出装置１２２は、一部が空間的に互いに重なるように配置される。このとき、放射線検出装置１２０と放射線検出装置１２２の撮影可能領域は互いに重なっている。同様にして、放射線検出装置１２２と放射線検出装置１２４は、一部が空間的に互いに重なるように配置される。このとき、放射線検出装置１２２と放射線検出装置１２４の撮影可能領域は互いに重なっている。また、放射線検出装置１２２は、放射線検出装置１２０と放射線検出装置１２４の背面側、つまり放射線発生部１１２から遠い位置に配置されている。

また、放射線撮影システムは、放射線検出装置から出力された画像データに対して画像処理を行ない、画像を生成する画像表示制御部１３０と、画像を表示する表示部１３２と、操作者から指示を行うための操作部１３４とを備えている。また、画像表示制御部１３０は、各構成要素を制御する機能を有している。

画像表示制御部１３０は、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４に接続されている。具体的には、画像表示制御部１３０は、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４と有線または無線のネットワークもしくは専用線で接続されている。複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４は、放射線発生部１１２で発生した放射線を撮像し、画像データを画像表示制御部１３０に出力する。画像表示制御部１３０は、コンピュータ上で動作するアプリケーション機能を有している。画像表示制御部１３０は、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４の動作を制御しつつ、表示部１３２へ画像を出力したり、グラフィカルユーザーインターフェースを出力したりする。

画像表示制御部１３０は、放射線発生部１１２の放射線を発生するタイミングと放射線の撮影条件を制御する。また、画像表示制御部１３０は、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４の画像データを撮影するタイミング及び出力するタイミングを制御する。画像表示制御部１３０は、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４に対して同時に撮影を行わせ、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４に対して同時に画像データを出力させることができる。

画像表示制御部１３０は、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４から出力された画像データに対して、ノイズ除去などの画像処理を行う機能を有している。また、画像表示制御部１３０は、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４から出力された画像に対してトリミングや回転といった画像処理を行なうこともできる。表示部１３２は、画像表示制御部１３０から出力される当該画像を表示させる。

被検者１００は、撮影台１１０に置かれた踏み台上に立ち、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４および放射線発生部１１２に対して位置決めされる。本実施例では、放射線検出装置１２２の中心に垂直に放射線が入射する角度となっている。放射線発生部１１２から複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４に向け照射された放射線は、被検者１００を透過して複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４に到達して検出される。複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４で得られた画像データは、画像表示制御部１３０で合成処理され、被検者１００の合成画像が生成される。合成画像は、観察領域が広い長尺撮影によって取得される長尺画像である。表示部１３２は、画像表示制御部１３０から出力される長尺画像を表示させる。

本発明の放射線撮影システムでは、１回の放射線の照射によって、被検者１００の脊髄や下肢の全体や全身を撮影する長尺撮影を行うことができる。放射線発生部１１２から照射される放射線（照射範囲１１４）が複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４に同時に照射される。例えば、操作者は、放射線を遮蔽する絞りを制御したり、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４と放射線発生部１１２との距離を調整したりする。

なお、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４は、放射線発生部１１２からの放射線の照射を自動検知する検知機能を有していてもよい。自動検知する検知機能は、放射線発生部１１２から放射線が照射された際、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４が放射線を検知して放射線に起因する電荷を蓄積する機能である。複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４のいずれかに１つより放射線の照射を検知した際、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４は、本読み動作を開始させて画像データを取得する。

上述した放射線撮影システムでは、放射線検出装置１２０、１２４の背後に放射線検出装置１２２が重なり合うように配置されている。このため、放射線検出装置１２２が出力する画像データには、放射線検出装置１２０、１２４の内部構成要素である放射線検出パネル、基板、筐体などの構造物（構造情報）が写り込んだ欠陥領域が生じる。この欠陥領域について、本発明の放射線撮影システムの放射線検出装置と放射線画像の関係を示す図２を用いて説明する。

放射線検出装置１２０は、放射線入射面側から、放射線を検出する放射線検出パネル１５０、放射線検出パネル１５０を粘着してパネル基台１５８に設置させる粘着材１５６と、放射線検出パネル１５０を支持するパネル基台１５８、放射線検出パネル１５０から電気信号を出力させる制御基板１５４の順に積層された結合体が内包される。放射線検出パネル１５０と制御基板１５４は、フレキシブル基板１５２を介して接続されている。

また、放射線検出装置１２０の外装筺体は、金属から成る金属筺体１６０と、放射線を透過させる放射線透過部材から成る放射線透過部１６２とから構成される。放射線検出パネル１５０の放射線入射面には、放射線透過部１６２が設置され、放射線発生部１１２からの放射線の減衰を抑える。放射線検出パネル１５０は、放射線を検出可能な有効画素領域と、該有効画素領域の外周に辺縁部を有する。

なお、説明は省略するが、放射線検出装置１２２及び放射線検出装置１２４は、放射線検出装置１２０の構成と同様である。

放射線検出装置１２２は、その有効画素領域が放射線検出装置１２０の有効画素領域と一部重なるように配置され、どのラインにおいても放射線検出装置１２０、１２２のいずれかの有効画素領域が確実に画像情報を取得するように構成される。長尺画像は、放射線検出装置１２０から出力される画像データ（放射線画像）と、放射線検出装置１２２から出力される画像データのうちの放射線検出装置１２０が取得していない画像領域の画像データ（放射線画像）から生成される。

ここで、放射線検出装置１２２から取得される画像データ３０２には、放射線検出装置１２０の構造物が写り込んでいる。放射線検出装置１２２の有効画素領域の端部から放射線検出装置１２２の外装筺体の端部までの領域４１０は、放射線検出装置１２０の構造物が放射線検出装置１２２に写り込んでしまう領域である。放射線検出装置１２２から取得される画像データ３０２には、放射線検出装置１２０の構造物の写り込みによる欠陥領域４１２が生じてしまう。すなわち、合成処理部１４２において、放射線検出装置１２２から取得される画像データ３０２から生成される長尺画像にも欠陥領域４１２が生じてしまう。

放射線検出装置１２２から取得される画像データ３０２の欠陥領域４１２には、放射線検出装置１２０における放射線検出パネル１５０、フレキシブル基板１５２、粘着材１５６、パネル基台１５８、金属筺体１６０の一部が画像情報として含まれる。また、欠陥領域４１２には、フレキシブル基板１５２上の基板や、ネジなどに起因する画像情報が含まれる。

なお、図示はしないが、放射線検出装置１２２から取得される画像データ３０２には、放射線検出装置１２４の構造物の写り込みによる欠陥領域が生じている。

以上説明した通り、欠陥領域は放射線透過率が低い構造物によって生じる画像情報の欠損であり、欠陥領域からは被検者情報が失われてしまうため、長尺画像を用いる診断時の妨げとなる可能性がある。

次に、図３に示す本発明の放射線撮影システムの構成図を用いて、上述した放射線検出装置の重ね合わせに起因する長尺画像の欠陥領域を低減し、画質を向上させる形態を説明する。

画像表示制御部１３０は、放射線検出装置から出力された画像データを記憶する記憶部１４０と、画像データを合成して長尺画像を生成する合成処理部１４２と、長尺画像に生じる欠陥領域を目立たないように補正する画像補正部１４６と、画像補正部１４６によって補正された長尺画像に対して階調処理を行う階調処理部１４８とを備えている。

記憶部１４０は、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４から出力される画像データ（放射線画像）を記憶する。図３に示すように、放射線検出装置１２０、１２２、１２４は、それぞれ、放射線検出装置（Ｄ１）、放射線検出装置（Ｄ２）、放射線検出装置（Ｄ３）としている。

記憶部１４０は、放射線検出装置１２０、１２２、１２４から出力される画像データを時間情報とともに記憶することができる。よって、記憶部１４０は、放射線画像が取得された時間情報によって、放射線検出装置１２０、１２２、１２４から出力された放射線画像が同時に取得されたものであるかどうかを区別して記憶することができる。記憶部１４０は、被検者の画像情報が含まれた放射線画像であるのか、被検者の画像情報が含まれていない放射線画像であるのか区別して記憶することができる。

また記憶部１４０は、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４によって同時に撮影された複数の放射線画像を、放射線検出装置の位置情報（空間的配置情報）と関連付けて記憶することができる。例えば、記憶部１４０は、放射線検出装置１２０から出力される画像データと放射線検出装置１２２から出力される画像データとが隣接していることを関連付けて記憶することができる。同様にして、記憶部１４０は、放射線検出装置１２２から出力される画像データと放射線検出装置１２４から出力される画像データとが隣接していることを関連付けて記憶することができる。さらに記憶部１４０は、放射線検出装置１２２が放射線検出装置１２０、１２４の背面側に配置されていることを関連付けて記憶することができる。記憶部１４０は、合成処理部１４２に対して、複数の画像データとその位置情報を出力することができる。

合成処理部１４２は、記憶部１４０に記憶された複数の画像データを合成して、長尺画像を生成する。このとき、合成処理部１４２は、被検者１００の画像情報が含まれた複数の画像データについて合成して、長尺画像を生成する。

合成処理部１４２は、放射線検出装置１２０、１２２、１２４から出力された複数の画像データとその時間情報及び位置情報に基づいて合成することにより、長尺画像を生成する。具体的には、合成処理部１４２は、放射線検出装置１２０、１２２、１２４から時間情報に基づいて同時に出力された複数の画像データ（放射線画像）を合成対象と判別し、複数の画像データを合成する。合成処理部１４２は、位置情報に基づいて放射線検出装置１２０、１２２、１２４から出力された複数の画像データの位置関係を決定して合成する。

例えば、図１に示す例では、放射線検出装置１２０から出力された画像データが上方に、放射線検出装置１２４から出力された画像データが下方に、放射線検出装置１２２から出力された画像データがその間に位置決めされる。さらに位置情報が示す重なり方も考慮して合成が行われる。例えば、放射線発生部１１２から遠い位置に他の放射線検出装置に重なり合うように配置された放射線検出装置１２２には、上下に欠陥領域が生じる。しかし、放射線検出装置１２０、１２４には欠陥領域は生じない。そこで、合成処理部１４２は、放射線検出装置が重なり合う範囲では放射線検出装置１２０、１２４が生成する画像データを用いて長尺画像を生成することで長尺画像に生じる欠陥領域の面積を最小化することができる。このように、合成処理部１４２は、隣接する複数の撮影領域を撮影して得た複数の画像データを合成することにより、長尺画像を生成することができる。

画像補正部１４６は、合成処理部１４２から出力された合成画像に対して、欠陥領域を目立たないように補正する処理を行う。具体的には、画像補正部１４６は、欠陥領域を放射線検出装置の構造物を表す構造情報と欠陥領域に隣接する正常領域の画素値分布を用いて補正する。言い換えれば、画像補正部１４６は、長尺画像の欠陥領域を、欠陥領域に隣接する正常な画像領域の情報を利用して補正する。

ここで構造情報とは、放射線画像に写り込む可能性のある放射線検出装置の構造物を表す情報である。構造情報には、放射線検出装置の内部に存在する物質の放射線源弱係数、厚み、位置などの情報が含まれている。長尺画像上の欠陥領域を補正する場合、欠陥領域の端は空間的に隣接する正常領域の画素値分布と写り込みが無ければ相関があることが期待される。従って、写り込みが生じている構造情報を考慮した上で、画像補正部１４６は、欠陥領域の画素値分布が正常領域の画素値分布に近づくような補正を行うことで欠陥領域を低減することができる。

ここでは説明を簡易にするために、被検者が無い状態で複数の放射線検出装置を重ね合わせて撮影した画像データを取得して構造情報として利用する方法を説明する。構造情報は、放射線検出装置の構造物の写り込みが画素値という形で表される。この画素値は例えば放射線源弱係数が大きく厚い構造物による写り込みが生じている画素では小さな値を、放射線源弱係数が小さく薄い構造物による写り込みが生じている画素では大きな値となる。

画像データに構造情報が含まれる場合について図４を用いて説明する。図４は、本発明の放射線撮影システムの構成と画像データ（欠陥領域を含む）の形態を模式的に示すものである。図４で示すような形態で複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４を配置し、被検者が無い状態で撮影すると、放射線検出装置１２２から取得される画像データ３０２には、放射線検出装置１２０、１２４の構造情報が写り込む。

具体的には、放射線検出装置１２２から取得される画像データ３０２には、重複する放射線検出装置１２０の下端部おける構造情報の写り込み領域３０６が含まれている。また、放射線検出装置１２２から取得される画像データ３０２には、重複する放射線検出装置１２４の上端部における構造情報の写り込み領域３０８が含まれている。

なお、放射線検出装置１２０から取得される画像データ（放射線画像）３００には、他の放射線検出装置の構造情報の写り込みは生じない。また、放射線検出装置１２４から取得される画像データ（放射線画像）３０４には、他の放射線検出装置の構造情報の写り込みは生じない。そのため、画像データ３０２が、画像上の写り込み方を位置・画素値情報として持つ構造データに相当する。写り込み領域３０６及び写り込み領域３０８を構造情報と見なすこともできる。

欠陥領域の長尺画像上での位置は記憶部１４０が保持する放射線検出装置の位置情報から求めてもよいが、構造情報を用いて求めることもできる。すなわち構造情報が示す長尺画像上で生じる情報欠損を長尺画像上で検出すれば、その検出領域が欠陥領域である。例えば構造情報として上述の写り込み領域３０６及び３０８を用いる場合、画像補正部１４６は、構造情報をテンプレート画像として長尺画像上でテンプレートマッチングを行う。そして最も相関が高い位置を欠陥領域として取得して、画像補正部１４６による補正対象とする。

図５は、本発明の放射線撮影システムの画像補正部１４６における補正処理を示す図である。特に画像データから放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４の構造物の写り込みに基づく欠陥領域（画像欠陥領域）を低減させる形態を示すものである。

図５（ａ）は、合成処理部１４２によって、複数の画像データ（放射線画像）を合成して生成された長尺画像５１０を表している。長尺画像５１０は、合成処理部１４２によって生成され、画像補正部１４６に出力される。

図５（ｂ）は、画像補正部１４６における補正処理に用いられる構造情報の一例を表している。ここでは、被検者１００無しで撮影を行い、放射線検出装置１２２から取得された画像データを構造情報３０２とする。

図５（ｃ）は、図５（ａ）の長尺画像５１０に対して、放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４の構造が写り込んだ欠陥領域が補正された補正済み長尺画像５１２である。補正済み長尺画像５１２は、画像補正部１４６の出力である。また、図５（ａ）に示す画像５００は、放射線検出装置１２０から出力される画像データであり、この例では主に被検者１００の頭部と肩が含まれている。続いて図５（ａ）に示す画像５０２は、放射線検出装置１２２から出力される画像データであり、この例では主に被検者１００の胴体と手が含まれている。画像５０２の上端部と下端部は、それぞれ放射線検出装置１２０、１２４の構造情報が写り込んでおり欠陥領域を生じている。合成処理部１４２は、放射線検出部の配置関係に基づいて、欠陥領域が長尺画像上で占める面積が最小となるように合成する。

図５（ａ）に示す画像５０４は、放射線検出装置１２４から出力される画像データであり、この例では主に被検者１００の脚部が含まれている。

図５（ａ）に示すように、合成処理部１４２は、画像５００と画像５０２と画像５０４を合成して長尺画像５１０を生成することにより、被検者１００の全身画像を取得する。

図５（ｃ）に示すように、画像補正部１４６は、図５（ａ）に示される長尺画像５１０に対して、放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４の構造物の写り込みによる欠陥領域を低減させる補正処理を行う。つまり、画像補正部１４６は、放射線検出装置の一部（放射線検出装置の構造物）が写り込んだ欠陥領域を補正した長尺画像５１２を生成する。

ここで、画像補正部１４６の補正処理について、図６、７を用いて説明する。図６は図５の破線領域６００を、図７は図５の破線領域７００を拡大したものである。

画像補正部１４６は、長尺画像の欠陥領域の欠陥行に対して、欠陥行に隣接する正常な画像領域を有した正常行を用いて補正する。画像補正部１４６は、正常行の放射線画像を欠陥行の放射線画像と相関を取りながら欠陥行の放射線画像にブレンドして、欠陥行を補正する。画像補正部１４６は、長尺画像の欠陥領域と構造情報との位置合わせを行い、長尺画像内の欠陥行と対応する構造情報内の欠陥情報を用いて、長尺画像を補正する。

画像補正部１４６による補正対象である欠陥領域は、図６に示すように長尺画像上の行Ｙ（１）から行Ｙ（Ｎ）までという行番号で範囲が特定される領域である。欠陥領域内の行Ｙ（ｎ）（１≦ｎ≦Ｎ）を欠陥行と呼ぶ。ここで、欠陥領域の終端行であるＹ（１）、Ｙ（Ｎ）に隣接する正常領域の行Ｙ（０）およびＹ（Ｎ＋１）を正常行と呼ぶ。

画像補正部１４６は、欠陥行を１行ずつ隣接する正常行を用いて補正するものである。補正された欠陥行は新しい正常行となり次の欠陥行の補正に利用される。１行ずつ欠陥行を正常行へと補正する処理を欠陥領域全体が処理されるように繰り返すことによって補正が行われる。すなわち、画像補正部１４６は、長尺画像の欠陥領域を行単位の欠陥行に分割し、欠陥領域の端行から、端行に隣接する正常領域の一部である正常行あるいは補正済みの欠陥行の画素値分布に近付ける補正処理を行毎に繰り返す。

例えば、画像の上から下へ補正を行う時、欠陥行Ｙ（１）は正常行Ｙ（０）を用いて補正される。そして欠陥行Ｙ（２）は補正された欠陥行Ｙ（１）を正常行とすることで補正される。従って１≦ｎ≦Ｎについて欠陥行Ｙ（ｎ）の補正はＹ（ｎ−１）を正常行として順次補正を行うことができる。下から上へ補正を行う場合は欠陥行Ｙ（ｎ）の補正はＹ（ｎ＋１）を正常行としてｎ＝Ｎから順次補正を行う。

ここで行う補正処理は、隣接する画素に相関があることを利用するものであればどのような方法でもよい。例えば、長尺画像の行Ｙ（ｎ）のｘ番目（１≦ｘ≦Ｗ）を座標（ｘ，Ｙ（ｎ））で表し、その座標における補正前の画素値をＩ（ｘ，Ｙ（ｎ））とする。そして補正後の画素値をＯ（ｘ，Ｙ（ｎ））として次式で表す。
Ｏ（ｘ，Ｙ（ｎ））＝ｆ（Ｉ（ｘ，Ｙ（ｎ）））
上式において関数ｆは次式を最小化する関数である。

上式においてＹ（ｍ）はＹ（ｎ）に隣接する正常行を表す。例えば関数ｆを多項式で表し、最小二乗法により多項式係数を求めることで行毎に欠陥行を正常行に変換する関数を得ることができる。この関数を用いて式１を計算することにより補正を行うことが可能になる。

また、さらに構造データを利用して補正を行ってもよい。座標（ｘ，Ｙ（ｎ））に対応する構造データ上の画素値をＰ（ｘ，Ｙ（ｎ））とする。構造データの画素値Ｐ（ｘ，Ｙ（ｎ））は、長尺画像の画素値Ｉ（ｘ，Ｙ（ｎ））に写り込んだ放射線検出装置の構造に関する情報を持つものとする。このとき、補正後の座標の画素値Ｏ（ｘ，Ｙ（ｎ））を次式で表す。
Ｏ（ｘ，Ｙ（ｎ））＝ｇ（Ｉ（ｘ，Ｙ（ｎ）），Ｐ（ｘ，Ｙ（ｎ）））
上式において関数ｇは次式を最小化する関数である。

上式においてＹ（ｍ）はＹ（ｎ）に隣接する正常行を表す。例えば関数ｇを多項式で表し、最小二乗法により多項式係数を求めることで行毎に欠陥行を正常行に変換する関数を得ることができる。関数ｇは構造データの情報も用いて補正を行うためより良好な補正を行うことが可能になる。

なお、画像補正部１４６は、１方向の補正結果のみを用いてもよいが、上下２方向の補正結果をブレンドすることもできる。画像補正部１４６は、長尺画像の欠陥領域を挟み込む上下の隣接行から、双方向に補正を行うことで二つの補正結果を生成して長尺画像を補正する。例えば、画像補正部１４６は、上方向から補正された欠陥領域の画像データと下方向から補正された欠陥領域の画像データ二つを生成する。上方向から補正された欠陥行と下方向から補正された欠陥行は、欠陥領域（重複領域）における同じ行である。具体的には、画像補正部１４６は、上方向から補正された欠陥行の画像データと下方向から補正された欠陥行の画像データとの平均をとって、欠陥行の画像データを補正する。また、補正された欠陥行は、欠陥領域の終端に隣接する正常行に近いほど補正精度が高いと考えられることから、補正開始行からの距離に基づく重みを考慮して補正結果をブレンドしてもよい。この場合、欠陥領域の行数をＮ−１、上方向から補正した結果をＯ１、下方向から補正した結果をＯ２とすると、ｎ行目の補正結果Ｏ（ｎ）は例えば次式で表すことができる。

図７は、表示部１３２に表示される補正後の長尺画像を示している。欠陥領域（重複領域）に対して、長尺画像を補正することにより、放射線検出装置の構造物が写り込んだ欠陥領域による画像欠陥を低減させ、長尺画像の画質を向上させることができる。

階調処理部１４８は、複数の画像データ（放射線画像）を合成して得られた長尺画像に対して、階調処理を行なう。具体的には、階調処理部１４８は、放射線検出装置１２０、１２２、１２４から取得された複数の画像データを記憶部１４０から取得する。階調処理部１４８は、放射線検出装置１２０、１２２、１２４から取得された複数の画像データの特徴量をそれぞれ解析して、表示部１３２のダイナミックレンジを有効に利用することができるように、長尺画像の階調変換特性を決定する。

そして、階調処理部１４８は、決定された階調変換特性を用いて長尺画像の階調を変換する。特徴量には、各画像データのヒストグラム、最大画素値、最小画素値が含まれ、放射線検出装置１２０、１２２、１２４から取得された複数の画像データに対して解析処理を実行することにより、特徴量を算出している。

階調処理部１４８は、画像補正部１４６によって補正が行われた長尺画像に対して、階調処理を行うことができる。このように、欠陥領域が低減された長尺画像に対して階調処理を行うため、長尺画像の階調処理を適切に行うことができる。つまり、階調処理部１４８は、放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４の構造物の写り込みの影響を抑えて、長尺画像の階調処理を行うことができる。

表示部１３２は、欠陥領域が低減された長尺画像を表示することができる。つまり、放射線検出装置の構造物の写り込みを含んだ長尺画像の画質を向上させることができる。

次に、放射線撮影システムの動作手順について図８のフローチャートを用いて説明する。

ステップ（Ｓ８０１）：操作者は、撮影台１１０に複数の放射線検出装置を配置する。操作者は、撮影台１１０には、放射線検出装置１２０、１２２、１２４を撮影台１１０の長手方向に沿ってそれぞれ配置する。このとき、操作者は、放射線を検出可能な有効画素領域が重なるように、放射線検出装置の一部を重ねながら複数の放射線検出装置を配置する。

ステップ（Ｓ８０２）：操作者は、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４に対して同時に撮影を行わせ、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４に対して同時に画像データを合成処理部１４２に出力させる。合成処理部１４２は、画像データを合成して長尺画像を生成する。

ステップ（Ｓ８０３）：操作者は、長尺画像に対して補正処理を行うかどうかについて、操作部１３４を介して選択する。例えば、放射線検出装置の構造物の写り込みが写り込んだ欠陥領域が診断領域から外れる場合、補正処理を行わなくてもよい。長尺画像の補正処理を行わない場合、ステップ（Ｓ８０５）に進む。長尺画像の補正処理を行なう場合、ステップ（Ｓ８０４）に進む。

ステップ（Ｓ８０４）：画像補正部１４６は、合成処理部１４２から出力された長尺画像に対して、放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４の構造物の写り込みによる欠陥領域を低減させる処理を行う。

ステップ（Ｓ８０５）：階調処理部１４８は、合成処理部１４２から出力された長尺画像に対して、階調処理を行なう。若しくは、階調処理部１４８は、画像補正部１４６によって補正が行われた長尺画像に対して、階調処理を行なう。

以上、本実施例によれば、放射線を検出する複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４と、複数の放射線検出装置から取得される複数の放射線画像を合成して長尺画像を生成する合成処理部１４２を有した放射線撮影システムにおいて、長尺画像における、放射線検出装置が重ね合わせられた領域の欠陥領域を補正する画像補正部１４６を備える。

言い換えれば、一部が重なり合う複数の放射線検出部に同時に被検者を透過した放射線を照射して得られる複数の放射線画像を合成して長尺画像を生成する合成処理部１４２を有する放射線撮影システムにおいて、長尺画像における、放射線検出部の構造物が写り込んだ欠陥領域を補正する画像補正部１４６を備える。

欠陥領域の補正には放射線検出装置の写り込みに関する構造情報を用いる。これにより、欠陥領域を含んだ長尺画像の画質を向上させることができる。

次に実施例２について説明する。実施例１と異なる点は、合成処理部１４２は、放射線検出装置の配置関係に応じて、各画像データ（放射線画像）を調整して長尺画像を生成する点である。

具体的には、合成処理部１４２は、放射線検出装置の配置関係に応じて、各画像データの拡大率を調整して長尺画像を生成する。

撮影台１１０には、放射線検出装置の一部を重ねながら複数の放射線検出装置が配置され、放射線発生部１１２に対する距離が異なるため、画像データ上の被検者の拡大率が異なる。具体的には、放射線発生部１１２からの距離が放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４と比較して遠い放射線検出装置１２２で取得される画像データ上では被検者が拡大されて撮像される。そこで、合成処理部１４２は、放射線検出装置１２２で取得される画像データに合わせて、放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４で取得される画像データを拡大する。

また、合成処理部１４２は、放射線検出装置１２２で取得される画像データに合わせて、放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４で取得される画像データの相対位置を調整してもよい。撮影台への放射線検出装置の配置は、相対位置が一定となるように厳密に行うことは難しいため、数ミリの位置ずれが発生する可能性がある。そこで合成処理部１４２は、放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４で取得され、拡大された画像データを、放射線検出装置１２２で取得される画像データに合わせた位置合わせを行い、合成することができる。

なお、合成処理部１４２は、合成処理部１４２は、放射線検出装置１２２で取得される画像データに合わせて、放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４で取得される画像データを回転してもよい。これも上述した撮影台への放射線検出装置の配置の際に生じる位置ずれに対応するものである。

以上の拡大率・相対位置・回転量は、重ね合わせられた領域における画像データ間の画像解析を行うことで求めることができる。例えば、拡大率・相対位置・回転量を所定範囲で微小に変動させながら重ね合わされた領域間の相関値を求め、相関値が最大になる拡大率・相対位置・回転量を求めればよい。

よって、本実施例によれば、合成処理部１４２は、複数の画像データを適切に合成して長尺画像を生成することができる。

次に実施例３について、図９を用いて説明する。実施例１、２と異なる点は、画像データから放射線検出装置が重ね合わせられた領域における欠陥領域を取得する欠陥領域取得部１４４を有した点である。

欠陥領域取得部１４４は、一方の放射線検出装置１２２から取得される画像データ（放射線画像）から他方の放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４の構造物（構造情報）を示す欠陥領域を取得する。

具体的には、欠陥領域取得部１４４は、記憶部１４０から被検者１００の画像情報が含まれていない放射線検出装置１２２の画像データを取得する。欠陥領域取得部１４４は、放射線検出装置１２２から取得される画像データのどの領域に放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４の構造情報があるのかを認識する。つまり、欠陥領域取得部１４４は、放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４の構造情報の領域情報を認識する。放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４の構造情報の領域情報には、画像データにおける位置情報が含まれる。そして、欠陥領域取得部１４４は、欠陥領域を位置情報とともに画像補正部１４６に出力する。

放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４が、放射線検出装置１２２の一部と重なるように配置される場合、放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４から取得される画像データから放射線検出装置１２２の欠陥領域を取得する。つまり、欠陥領域取得部１４４は、複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４の配置関係によって、どの放射線検出装置の画像データから欠陥領域を取得するのか決定する。ここでは、欠陥領域取得部１４４は、ある放射線検出装置よりも放射線発生部１１２に遠い側に配置された放射線検出装置から取得される画像データから放射線検出装置の欠陥領域を取得する。言い換えれば、欠陥領域取得部１４４は、ある放射線検出装置よりも放射線発生部１１２に近い側に配置された放射線検出装置から取得される画像データから放射線検出装置の欠陥領域を取得しない。

欠陥領域取得部１４４は、放射線検出装置１２２から取得される画像データ３０２から欠陥領域を取得する。図４で示すような形態で複数の放射線検出装置１２０、１２２、１２４を配置して撮影した場合、放射線検出装置１２２は、放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４の一部と重なるように配置される。そのため、放射線検出装置１２２から取得される画像データには、放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４の構造情報が含まれている。欠陥領域取得部１４４は、放射線検出装置１２２から取得される画像データから放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４の欠陥領域を取得する。

図９に示すように、画像補正部１４６は、合成処理部１４２から出力された長尺画像に対して、放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４の構造情報における欠陥領域を低減させる処理を行う。つまり、画像補正部１４６は、放射線検出装置の一部（放射線検出装置の構造情報）が写り込んだ欠陥領域を補正する。

具体的には、画像補正部１４６は、欠陥領域取得部１４４から出力された放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４の構造情報の欠陥領域を認識し、合成画像に写り込まれた欠陥領域に対して補正を行う。画像補正部１４６は、放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４の構造情報の周囲の画像情報から欠陥領域における画像情報を低減して、長尺画像を補正する。放射線検出装置１２０及び放射線検出装置１２４の構造情報の周囲の画像情報とは、正常な画像情報であり、構造情報が含まれていない画像情報である。このように、画像補正部１４６は、欠陥領域における画像欠陥を低減させ、長尺画像を補正することができる。

１００ 被検者
１１０ 撮影台
１１２ 放射線発生部
１１４ 照射範囲
１２０ 放射線検出装置（Ｄ１）
１２２ 放射線検出装置（Ｄ２）
１２４ 放射線検出装置（Ｄ３）
１３０ 画像表示制御部
１３２ 表示部
１３４ 操作部
１４０ 記憶部
１４２ 合成処理部
１４４ 欠陥領域取得部
１４６ 画像補正部
１４８ 階調処理部

Claims (32)

1. 放射線を検出する複数の放射線検出装置と、
   複数の放射線検出装置から取得される複数の放射線画像の拡大率を調整して合成することにより長尺画像を生成する合成処理部と、
   一方の放射線検出装置から取得される放射線画像から他方の放射線検出装置の構造情報を示す欠陥領域を取得する欠陥領域取得部と、
   前記長尺画像における、前記欠陥領域を補正する画像補正部と、
   を備えることを特徴とする放射線撮影システム。
2. 前記放射線検出装置の一部を重ねながら複数の放射線検出装置を配置する撮影台を備えることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影システム。
3. 放射線を照射する放射線発生部を備え、前記放射線発生部から照射される放射線が複数の放射線検出装置に同時に照射されることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮影システム。
4. 前記合成処理部が、前記撮影台における前記複数の放射線検出装置の配置関係に基づいて前記拡大率の調整を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線撮影システム。
5. 前記画像補正部によって補正された長尺画像に対して階調処理を行う階調処理部を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の放射線撮影システム。
6. 放射線を検出する複数の放射線検出装置と、
   複数の放射線検出装置から取得される複数の放射線画像の拡大率を調整して合成することにより長尺画像を生成する合成処理部と、
   前記長尺画像における、前記放射線検出装置の構造物が写り込んだ欠陥領域を補正する画像補正部と、
   前記複数の放射線検出装置から出力される放射線画像を、被検者の画像情報が含まれた放射線画像であるのか、被検者の画像情報が含まれていない放射線画像であるのか区別して記憶する記憶部と、
   を備えることを特徴とする放射線撮影システム。
7. 前記記憶部は、前記複数の放射線検出装置によって同時に撮影された複数の放射線画像を関連付けて記憶し、前記合成処理部は関連付けられた放射線画像を合成することを特徴とする請求項６に記載の放射線撮影システム。
8. 放射線を検出する複数の放射線検出装置と、
   複数の放射線検出装置から取得される複数の放射線画像の拡大率を調整して合成することにより長尺画像を生成する合成処理部と、
   前記長尺画像における、前記放射線検出装置の構造物が写り込んだ欠陥領域を補正する画像補正部と、を備え、
   前記画像補正部は、前記欠陥領域を、前記欠陥領域に隣接する正常な画像領域の情報を利用して補正することを特徴とする放射線撮影システム。
9. 放射線を検出する複数の放射線検出装置と、
   複数の放射線検出装置から取得される複数の放射線画像の拡大率を調整して合成することにより長尺画像を生成する合成処理部と、
   前記長尺画像における、前記放射線検出装置の構造物が写り込んだ欠陥領域を補正する画像補正部と、を備え、
   前記画像補正部は、前記欠陥領域の欠陥行に対して、欠陥行に隣接する正常な画像領域を有した正常行を用いて補正することを特徴とする放射線撮影システム。
10. 放射線を検出する複数の放射線検出装置と、
    複数の放射線検出装置から取得される複数の放射線画像の拡大率を調整して合成することにより長尺画像を生成する合成処理部と、
    前記長尺画像における、前記放射線検出装置の構造物が写り込んだ欠陥領域を補正する画像補正部と、を備え、
    前記画像補正部は、前記正常行の放射線画像を欠陥行の放射線画像とブレンドして、前記欠陥行を補正することを特徴とする請求項９に記載の放射線撮影システム。
11. 前記画像補正部は、前記欠陥領域を行単位の欠陥行に分割し、前記欠陥領域の端行から、端行に隣接する正常領域の一部である正常行あるいは補正済みの欠陥行の画素値分布に近付ける補正処理を行毎に繰り返すことを特徴とする請求項９に記載の放射線撮影システム。
12. 前記画像補正部は、前記欠陥領域と、前記放射線撮影装置の構造物を示す構造情報との位置合わせを行い、前記長尺画像内の欠陥行と対応する構造情報内の欠陥情報を用いて、前記長尺画像を補正することを特徴とする請求項９に記載の放射線撮影システム。
13. 放射線を検出する複数の放射線検出装置と、
    複数の放射線検出装置から取得される複数の放射線画像の拡大率を調整して合成することにより長尺画像を生成する合成処理部と、
    前記長尺画像における、前記放射線検出装置の構造物が写り込んだ欠陥領域を補正する画像補正部と、を備え、
    前記画像補正部は、前記欠陥領域を挟み込む、前記欠陥領域の隣接行から、双方向に補正を行うことで二つの補正結果を生成して前記長尺画像を補正することを特徴とする放射線撮影システム。
14. 放射線を検出する複数の放射線検出装置と、
    複数の放射線検出装置から取得される複数の放射線画像の拡大率を調整して合成することにより長尺画像を生成する合成処理部と、
    前記長尺画像における、前記放射線検出装置の構造物が写り込んだ欠陥領域を補正する画像補正部と、を備え、
    前記合成処理部は、前記放射線検出装置の配置関係に基づいて、前記欠陥領域が前記長尺画像上で占める面積が最小となるように前記複数の放射線画像を合成することを特徴とする放射線撮影システム。
15. 一部が重なり合う複数の放射線検出装置に同時に被検者を透過した放射線を照射して得られる複数の放射線画像の拡大率を調整して合成することにより長尺画像を生成する合成処理部と、
    一方の放射線検出装置から取得される放射線画像から他方の放射線検出装置の構造情報を示す欠陥領域を取得する欠陥領域取得部と、
    前記長尺画像における、前記欠陥領域を補正する画像補正部と、を備えること
    を特徴とする画像処理装置。
16. 前記合成処理部が、前記複数の放射線検出装置の配置関係に基づいて前記拡大率の調整を行うことを特徴とする請求項１５に記載の画像処理装置。
17. 前記画像補正部によって補正された長尺画像に対して階調処理を行う階調処理部を備えることを特徴とする請求項１５または１６に記載の画像処理装置。
18. 一部が重なり合う複数の放射線検出装置に同時に被検者を透過した放射線を照射して得られる複数の放射線画像の拡大率を調整して合成することにより長尺画像を生成する合成処理部と、
    前記長尺画像における、前記放射線検出装置の構造物が写り込んだ欠陥領域を補正する画像補正部と、を備え、
    前記画像補正部は、前記欠陥領域を、前記欠陥領域に隣接する正常な画像領域の情報を利用して補正することを特徴とする画像処理装置。
19. 一部が重なり合う複数の放射線検出装置に同時に被検者を透過した放射線を照射して得られる複数の放射線画像の拡大率を調整して合成することにより長尺画像を生成する合成処理部と、
    前記長尺画像における、前記放射線検出装置の構造物が写り込んだ欠陥領域を補正する画像補正部と、を備え、
    前記画像補正部は、前記欠陥領域の欠陥行に対して、欠陥行に隣接する正常な画像領域を有した正常行を用いて補正することを特徴とする画像処理装置。
20. 一部が重なり合う複数の放射線検出装置に同時に被検者を透過した放射線を照射して得られる複数の放射線画像の拡大率を調整して合成することにより長尺画像を生成する合成処理部と、
    前記長尺画像における、前記放射線検出装置の構造物が写り込んだ欠陥領域を補正する画像補正部と、を備え、
    前記画像補正部は、前記正常行の放射線画像を欠陥行の放射線画像と相関を取りながら欠陥行の放射線画像にブレンドして、前記欠陥行を補正することを特徴とする画像処理装置。
21. 前記画像補正部は、前記欠陥領域を行単位の欠陥行に分割し、前記欠陥領域の端行から、端行に隣接する正常領域の一部である正常行あるいは補正済みの欠陥行の画素値分布に近付ける補正処理を行毎に繰り返すことを特徴とする請求項１９に記載の画像処理装置。
22. 前記画像補正部は、前記欠陥領域と、前記放射線撮影装置の構造物を示す構造情報との位置合わせを行い、前記長尺画像内の欠陥行と対応する構造情報内の欠陥情報を用いて、前記長尺画像を補正することを特徴とする請求項１９に記載の画像処理装置。
23. 一部が重なり合う複数の放射線検出装置に同時に被検者を透過した放射線を照射して得られる複数の放射線画像の拡大率を調整して合成することにより長尺画像を生成する合成処理部と、
    前記長尺画像における、前記放射線検出装置の構造物が写り込んだ欠陥領域を補正する画像補正部と、を備え、
    前記画像補正部は、前記欠陥領域を挟み込む、前記欠陥領域の隣接行から、双方向に補正を行うことで二つの補正結果を生成して前記長尺画像を補正することを特徴とする画像処理装置。
24. 一部が重なり合う複数の放射線検出装置に同時に被検体を透過した放射線を照射して得られる複数の放射線画像の拡大率を調整して合成するステップと、
    一方の放射線検出装置から取得される放射線画像から他方の放射線検出装置の構造情報を示す欠陥領域を取得するステップと、
    前記長尺画像における、前記欠陥領域を補正するステップと、を有すること
    を特徴とする画像処理方法。
25. 前記合成するステップにおいて、前記複数の放射線検出装置の配置関係に基づいて前記拡大率の調整を行うことを特徴とする請求項２４に記載の画像処理方法。
26. 前記画像補正部によって補正された長尺画像に対して階調処理を行うステップをさらに有することを特徴とする請求項２４または２５に記載の画像処理方法。
27. 一部が重なり合う複数の放射線検出装置に同時に被検体を透過した放射線を照射して得られる複数の放射線画像の拡大率を調整して合成するステップと、
    前記長尺画像における、前記放射線検出装置の構造物が写り込んだ欠陥領域を補正するステップと、を有し、
    前記補正するステップにおいて、前記欠陥領域を、前記欠陥領域に隣接する正常な画像領域の情報を利用して補正することを特徴とする画像処理方法。
28. 一部が重なり合う複数の放射線検出装置に同時に被検体を透過した放射線を照射して得られる複数の放射線画像の拡大率を調整して合成するステップと、
    前記長尺画像における、前記放射線検出装置の構造物が写り込んだ欠陥領域を補正するステップと、を有し、
    前記補正するステップにおいて、前記欠陥領域の欠陥行に対して、欠陥行に隣接する正常な画像領域を有した正常行を用いて補正することを特徴とする画像処理方法。
29. 前記補正するステップにおいて、前記正常行の放射線画像を欠陥行の放射線画像と相関を取りながら欠陥行の放射線画像にブレンドして、前記欠陥行を補正することを特徴とする請求項２８に記載の画像処理方法。
30. 前記補正するステップにおいて、前記欠陥領域を行単位の欠陥行に分割し、前記欠陥領域の端行から、端行に隣接する正常領域の一部である正常行あるいは補正済みの欠陥行の画素値分布に近付ける補正処理を行毎に繰り返すことを特徴とする請求項２８に記載の画像処理方法。
31. 前記補正するステップにおいて、前記欠陥領域と、前記放射線撮影装置の構造物を示す構造情報との位置合わせを行い、前記長尺画像内の欠陥行と対応する構造情報内の欠陥情報を用いて、前記長尺画像を補正することを特徴とする請求項２８に記載の画像処理方法。
32. 一部が重なり合う複数の放射線検出装置に同時に被検体を透過した放射線を照射して得られる複数の放射線画像の拡大率を調整して合成するステップと、
    前記長尺画像における、前記放射線検出装置の構造物が写り込んだ欠陥領域を補正するステップと、を有し、
    前記画像補正部は、前記欠陥領域を挟み込む、前記欠陥領域の隣接行から、双方向に補正を行うことで二つの補正結果を生成して前記長尺画像を補正することを特徴とする画像処理方法。

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