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JP6855406B2 - 画像処理装置、放射線画像撮影システム、画像処理方法、及び画像処理プログラム - Google Patents

画像処理装置、放射線画像撮影システム、画像処理方法、及び画像処理プログラム Download PDF

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Description

本開示は、画像処理装置、放射線画像撮影システム、画像処理方法、及び画像処理プログラムに関する。
従来、医用画像を構成する複数の画素値のうち、基準値より高い画素値を、より低い画素値に変換した変換画像を、散乱関数に基づいて医用画像における散乱線画像に変換する画像処理装置が開示されている（特許文献１参照）。この画像処理装置は、医用画像から散乱線画像を減算することにより、散乱線を低減した散乱線低減画像を生成する。
特開２０１７−１６４６２６号公報
ところで、近年、放射線画像に含まれる放射線の散乱線に起因する成分を安定して精度良く補正することが望まれている。例えば、放射線画像から被検体の骨密度を導出するＤＸＡ（Dual-energy X-ray Absorptiometry）法等の放射線画像から何らかの数値を求める手法では、より高い精度で放射線画像に含まれる放射線の散乱線に起因する成分を安定して精度良く補正することが望まれている。
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、領域毎の散乱線の違いについては考慮されていないため、放射線画像に含まれる放射線の散乱線に起因する成分を精度良く補正できない場合がある。
本開示は、以上の事情を鑑みて成されたものであり、放射線画像に含まれる放射線の散乱線に起因する成分を精度良く補正することができる画像処理装置、放射線画像撮影システム、画像処理方法、及び画像処理プログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本開示の画像処理装置は、照射された放射線の線量の増加に伴って、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が配置された放射線検出器を含む放射線画像撮影装置から、放射線が照射されることにより放射線検出器によって生成された放射線画像を取得する取得部と、放射線画像における複数の領域の各々に対応付けられた散乱線補正用の補正用データを用いて、放射線画像に含まれる放射線の散乱線に起因する散乱線成分を補正する補正部と、を備えている。
なお、本開示の画像処理装置は、放射線画像撮影装置が、第１放射線検出器及び第２放射線検出器の２つの放射線検出器を含み第１放射線検出器及び第２放射線検出器が、放射線が照射される方向に沿って配置され、取得部が、第１のエネルギーの放射線が照射されることにより第１放射線検出器によって生成された第１放射線画像、及び第１のエネルギーとは異なる第２のエネルギーの放射線が照射されることにより第２放射線検出器によって生成された第２放射線画像を取得し、補正部が、複数の領域の各々及び第１放射線検出器に対応付けられた第１の補正用データを用いて、第１放射線画像に含まれる散乱線成分を補正し、かつ複数の領域の各々及び第２放射線検出器に対応付けられたデータであって、第１の補正用データとは異なる第２の補正用データを用いて、第２放射線画像に含まれる散乱線成分を補正してもよい。
また、本開示の画像処理装置は、取得部が、第１のエネルギーの放射線が照射されることにより放射線検出器によって生成された第１放射線画像、及び第１のエネルギーとは異なる第２のエネルギーの放射線が照射されることにより放射線検出器によって生成された第２放射線画像を取得し、補正部が、複数の領域の各々及び第１のエネルギーに対応付けられた第１の補正用データを用いて、第１放射線画像に含まれる散乱線成分を補正し、かつ複数の領域の各々及び第２のエネルギーに対応付けられたデータであって、第１の補正用データとは異なる第２の補正用データを用いて、第２放射線画像に含まれる散乱線成分を補正してもよい。
また、本開示の画像処理装置は、補正部による補正を経た第１放射線画像及び第２放射線画像を用いて、骨密度及び骨塩定量の少なくとも一方を導出する導出部を更に備えてもよい。
また、本開示の画像処理装置は、補正用データが、散乱線の強度を表す情報、及び散乱線の拡がりを表す情報を含んでもよい。
また、本開示の画像処理装置は、複数の領域が、放射線画像における放射線が直接照射された直接照射領域、及び放射線が被検体を透過して照射された被検体領域を含んでもよい。
また、本開示の画像処理装置は、被検体領域が、被検体の複数の部位の各々に対応する領域を含んでもよい。
また、本開示の画像処理装置は、被検体領域に対応する補正用データが、被検体の体厚に更に対応付けられていてもよい。
また、本開示の画像処理装置は、放射線画像における被検体領域の画素値から、被検体の体厚を推定する推定部を更に備えてもよい。
また、本開示の画像処理装置は、補正用データが、撮影条件に更に対応付けられていてもよい。
また、本開示の画像処理装置は、撮影条件が、放射線源の管球の材料、管電圧、放射線制限部材の材料、グリッドの特性、放射線源から放射線画像撮影装置における放射線の検出面までの距離、及び放射線画像撮影装置が収納される収納体の放射線が入射される面の材質の少なくとも１つを含んでもよい。
また、本開示の画像処理装置は、補正部が、被検体の放射線画像撮影装置に対向する表面と、放射線画像撮影装置が収納される収納体における放射線が入射される面との空隙の距離に対応付けられた補正用データを用いて、放射線画像に含まれる散乱線成分を更に補正してもよい。
また、本開示の画像処理装置は、放射線画像における被検体に対応する領域の画素値を用いて、被検体が収納体における放射線が入射される面に接する部分の被検体の第１の体厚と、空隙が存在する部分における被検体の第２の体厚とを導出し、被検体の体厚が対称的に薄くなると見なして、第１の体厚と第２の体厚とを用いて空隙の距離を導出する導出部を更に備えてもよい。
また、本開示の画像処理装置は、第１放射線検出器及び第２放射線検出器の各々が、放射線が照射されることにより光を発する発光層を備え、第１放射線検出器及び第２放射線検出器の各々の複数の画素が、光を受光することにより電荷が発生して蓄積され、第１放射線検出器及び第２放射線検出器のうち、放射線が入射する側に配置された一方の放射線検出器の発光層が、ＣｓＩを含んで構成され、他方の放射線検出器の発光層が、ＧＯＳを含んで構成されていてもよい。
一方、上記目的を達成するために、本開示の放射線画像撮影システムは、本開示の画像処理装置と、画像処理装置に放射線画像を出力する放射線画像撮影装置と、を含む。
また、上記目的を達成するために、本開示の画像処理方法は、照射された放射線の線量の増加に伴って、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が配置された放射線検出器を含む放射線画像撮影装置から、放射線が照射されることにより放射線検出器によって生成された放射線画像を取得し、放射線画像における複数の領域の各々に対応付けられた散乱線補正用の補正用データを用いて、放射線画像に含まれる放射線の散乱線に起因する散乱線成分を補正する処理をコンピュータが実行するものである。
また、上記目的を達成するために、本開示の画像処理プログラムは、照射された放射線の線量の増加に伴って、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が配置された放射線検出器を含む放射線画像撮影装置から、放射線が照射されることにより放射線検出器によって生成された放射線画像を取得し、放射線画像における複数の領域の各々に対応付けられた散乱線補正用の補正用データを用いて、放射線画像に含まれる放射線の散乱線に起因する散乱線成分を補正する処理をコンピュータに実行させるためのものである。
本開示によれば、放射線画像に含まれる放射線の散乱線に起因する成分を精度良く補正することができる。
各実施形態に係る放射線画像撮影システムの構成の一例を示すブロック図である。 第１実施形態に係る放射線画像撮影装置の構成の一例を示す側面断面図である。 各実施形態に係る放射線画像撮影装置の電気系の要部構成の一例を示すブロック図である。 各実施形態に係るコンソールの電気系の要部構成の一例を示すブロック図である。 第１放射線検出器及び第２放射線検出器の各々に到達する放射線量を説明するためのグラフである。 骨密度の導出に用いるＤＸＡプロファイルの導出対象とする領域の一例を示す正面図である。 骨密度の導出処理を説明するためのグラフである。 各実施形態に係るキャリブレーションを説明するための斜視図である。 各実施形態に係る被検体領域におけるキャリブレーションを説明するための側面図である。 各実施形態に係る直接照射領域におけるキャリブレーションを説明するための側面図である。 第１実施形態に係る補正用データの一例を示すグラフである。 第１実施形態に係る補正用データの一例を示すグラフである。 各実施形態に係る被検体と収納体との空隙を説明するための図である。 第１実施形態に係る全体撮影処理の一例を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る個別撮影処理の一例を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る骨密度導出処理の一例を示すフローチャートである。 放射線が直接照射されることに起因する散乱線を補正する処理を説明するための図である。 被検体の体厚に応じた散乱線を補正する処理を説明するための図である。 空隙導出用プロファイルの一例を示すグラフである。 体厚と画素値との関係の一例を示すグラフである。 空隙の距離を導出する処理を説明するための図である。 第２実施形態に係る放射線画像撮影装置の構成の一例を示す側面断面図である。 異なる管電圧で放射線が照射された場合の放射線検出器により吸収される放射線量を説明するためのグラフである。 第２実施形態に係る全体撮影処理の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る個別撮影処理の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る骨密度導出処理の一例を示すフローチャートである。
以下、図面を参照して、本開示の技術を実施するための形態例を詳細に説明する。
［第１実施形態］
まず、図１を参照して、本実施形態に係る放射線画像撮影システム１０の構成について説明する。図１に示すように、放射線画像撮影システム１０は、放射線照射装置１２、放射線画像撮影装置１６、及びコンソール１８を備えている。なお、コンソール１８が、本開示の画像処理装置の一例である。
本実施形態に係る放射線照射装置１２は、例えばエックス線（Ｘ線）等の放射線Ｒを撮影対象の一例である被検体Ｗに照射する放射線源１４を備えている。本実施形態に係る放射線照射装置１２は、コーンビーム状の放射線Ｒを照射する。放射線照射装置１２の一例としては、回診車等が挙げられる。なお、放射線照射装置１２に対して放射線Ｒの照射を指示する方法は、特に限定されない。例えば、放射線照射装置１２が照射ボタン等を備えている場合は、放射線技師等のユーザが照射ボタンにより放射線Ｒの照射の指示を行うことで、放射線照射装置１２から放射線Ｒを照射してもよい。また、例えば、放射線技師等のユーザが、コンソール１８を操作して放射線Ｒの照射の指示を行うことで、放射線照射装置１２から放射線Ｒを照射してもよい。
放射線照射装置１２は、放射線Ｒの照射の指示を受け付けると、設定された管電圧、管電流、及び照射期間等の照射条件に従って、放射線源１４から放射線Ｒを照射する。なお、以下では、放射線Ｒの線量を、「放射線量」という。
次に、図２を参照して、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１６の構成について説明する。図２に示すように、放射線画像撮影装置１６は、放射線Ｒを透過する平板状の筐体２１を備え、防水性、抗菌性、及び密閉性を有する構造とされている。筐体２１内には、被検体Ｗを透過した放射線Ｒを各々検出する第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂが設けられている。また、筐体２１内には、放射線制限部材２４、制御基板２６Ａ、制御基板２６Ｂ、及びケース２８が設けられている。放射線画像撮影装置１６は、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂを用いて、被検体Ｗの放射線画像を撮影する。なお、以下では、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂを区別せずに総称する場合は、「放射線検出器２０」という。なお、筐体２１と被検体Ｗとの間には、散乱線を除去するためのグリッド２３が配置される。
第１放射線検出器２０Ａは、放射線Ｒの入射側に配置され、第２放射線検出器２０Ｂは、第１放射線検出器２０Ａの放射線Ｒが透過されて出射される側に積層されて配置されている。また、第１放射線検出器２０Ａは、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板３０Ａ、及び放射線Ｒが照射されることにより光を発する発光層の一例としてのシンチレータ２２Ａを備えている。また、ＴＦＴ基板３０Ａ及びシンチレータ２２Ａは、放射線Ｒの入射側からＴＦＴ基板３０Ａ及びシンチレータ２２Ａの順番で積層されている。なお、上記「積層」とは、放射線画像撮影装置１６における放射線Ｒの入射側又は出射側から視認した場合に、第１放射線検出器２０Ａと第２放射線検出器２０Ｂとが重なって視認される状態のことをいい、具体的にどのように重なっているかは問わない。例えば、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂ、又は、第１放射線検出器２０Ａ、放射線制限部材２４、及び第２放射線検出器２０Ｂが、互いに接触した状態で重なっていてもよいし、積層方向に空間を有した状態で重なっていてもよい。
また、第２放射線検出器２０Ｂは、ＴＦＴ基板３０Ｂ、及び上記発光層の一例としてのシンチレータ２２Ｂを備えている。また、ＴＦＴ基板３０Ｂ及びシンチレータ２２Ｂは、放射線Ｒの入射側からＴＦＴ基板３０Ｂ及びシンチレータ２２Ｂの順番で積層されている。
すなわち、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂは、ＴＦＴ基板３０Ａ、３０Ｂ側から放射線Ｒが照射されるＩＳＳ（Irradiation Side Sampling）方式の放射線検出器である。
本実施形態に係る放射線画像撮影装置１６では、第１放射線検出器２０Ａのシンチレータ２２Ａと、第２放射線検出器２０Ｂのシンチレータ２２Ｂとは、シンチレータの組成が異なる。具体的には、一例として、シンチレータ２２Ａは、ＣｓＩ（Ｔｌ）（タリウムが添加されたヨウ化セシウム）を含んで構成され、シンチレータ２２Ｂは、ＧＯＳ（ガドリニウム硫酸化物）を含んで構成されている。なお、シンチレータ２２Ａの組成及びシンチレータ２２Ｂの組成の組み合わせは、上記の例に限定されず、他の組成の組み合わせでもよいし、同じ組成の組み合わせでもよい。
また、例えば、シンチレータ２２Ａ、２２Ｂは、厚みによっても発光特性が変化し、厚くなる程、発光量が多く、感度が高くなるが光散乱等で画質が低下する。
また、シンチレータ２２Ａ、２２Ｂは、例えば、上記ＧＯＳ等、放射線Ｒが照射されることにより発光する粒子を充填して形成する場合、粒子の粒径が大きい程、発光量が多く、感度が高くなるが、光散乱が多くなって隣接する画素３２（図３も参照）に影響を与えるため、画質が低下する。
また、シンチレータ２２Ａ、２２Ｂは、小粒子と大粒子の重層構造とすることができる。例えば、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１６と異なり、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの各々において、シンチレータ２２Ａ、２２Ｂ側からＴＦＴ基板３０Ａ、３０Ｂ側に向けて放射線Ｒが照射される場合、以下に示すようになる。すなわち、この場合、シンチレータ２２Ａ、２２Ｂは放射線Ｒの照射側に近い側を小粒子が充填された領域とし、放射線Ｒが出射する側であるＴＦＴ基板３０側を大粒子が充填された領域とした方が画像のボケが少ないが、小粒子で放射状に発した光の斜め成分がＴＦＴ基板３０Ａ、３０Ｂまで届き難く感度が低下する。また、小粒子が充填された領域と大粒子が充填された領域との比率を異ならせて、小粒子が充填された領域による層に対して大粒子が充填された領域による層を多くすることにより感度が高くなるが、光散乱が隣接する画素３２に影響を与えるので、画質が低下する。
また、シンチレータ２２Ａ、２２Ｂは、上記粒子の充填率が高いほど感度が高くなるが、光の散乱が多くなり画質が低下する。ここで、充填率とは、シンチレータ２２Ａ、２２Ｂの粒子の総体積の各々をシンチレータ２２Ａ、２２Ｂの体積で除した後、１００を乗じた値（シンチレータ２２Ａ、２２Ｂの粒子の総体積／シンチレータ２２Ａ、２２Ｂの体積×１００）である。なお、シンチレータ２２Ａ、２２Ｂは、粉体を取り扱う上、充填率が８０％を超えると製造上困難であるため、充填率が５０体積％〜８０体積％であることが好ましい。
また、シンチレータ２２Ａ、２２Ｂは、付活剤のドープ量によっても発光特性が変化し、付活剤のドープ量が多くなるほど発光量が増加する傾向があるが、光の散乱が多くなり画質が低下する。
また、シンチレータ２２Ａ、２２Ｂは、用いる材料を変えることにより、放射線Ｒに対する発光特性が異なる。例えば、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１６と異なり、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの各々において、シンチレータ２２Ａ、２２Ｂ側からＴＦＴ基板３０Ａ、３０Ｂ側に向けて放射線Ｒが照射される場合、シンチレータ２２ＡをＣｓＩ（Ｔｌ）で形成し、シンチレータ２２ＢをＧＯＳで形成することにより、シンチレータ２２Ａは画質重視かつ低エネルギーの放射線Ｒの吸収率が相対的に高くなり、シンチレータ２２Ｂは高エネルギーの放射線Ｒの吸収率が相対的に高くなる。
また、シンチレータ２２Ａを柱状分離の層構造とすることにより、より高画質にできる。
また、シンチレータ２２Ａ、２２ＢのＴＦＴ基板３０Ａ、３０Ｂと反対側の面に放射線Ｒを透過し、可視光を反射する反射層を形成することにより、シンチレータ２２Ａ、２２Ｂにより発生した光をより効率的にＴＦＴ基板３０Ａ、３０Ｂへ導けるため、感度が向上する。なお、反射層を設ける方法は、スパッタ法、蒸着法、及び塗布法の何れでもよく、特に限定されない。反射層としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｎｉ、及びＴｉ等、使用するシンチレータ２２Ａ、２２Ｂの発光波長領域での反射率の高い物質が好ましい。例えば、シンチレータ２２Ａ、２２ＢがＧＯＳ：Ｔｂの場合、波長は４００ｎｍ〜６００ｎｍにおいて反射率の高いＡｇ、Ａｌ、及びＣｕ等がよく、厚さは、０．０１μｍ未満では反射率が得られず、３μｍを超えても反射率の向上で更なる効果が得られないため、０．０１μｍ〜３μｍが好ましい。
そのため、シンチレータ２２Ａ、２２Ｂは、粒子の粒径、粒子の重層構造、粒子の充填率、付活剤のドープ量、材料、層構造の変更、及び反射層の形成に応じて、特性を異ならせてもよいことはいうまでもない。
また、第１放射線検出器２０Ａにおける放射線Ｒの入射側には、放射線Ｒが被検体Ｗを透過することにより発生した散乱線を、被検体Ｗを透過した放射線Ｒから除去するグリッド２３が設けられている。放射線Ｒから散乱線を除去することにより、放射線画像のコントラストの低下を抑制する等の効果が得られ、放射線画像の画質が向上する。
また、第１放射線検出器２０Ａと第２放射線検出器２０Ｂとの間には、放射線Ｒの透過を制限する放射線制限部材２４が設けられている。放射線制限部材２４の一例としては、銅又はすず等の板状部材が挙げられる。また、この板状部材の厚みは、厚みのばらつきの誤差が１％以下の範囲内で均一であることが好ましい。なお、第１放射線検出器２０Ａで十分に放射線Ｒが吸収される場合は、放射線制限部材２４は設けなくてもよい。
制御基板２６Ａは、第１放射線検出器２０Ａに対応して設けられ、後述する画像メモリ５６Ａ及び制御部５８Ａ等の電子回路が基板上に形成されている。また、制御基板２６Ｂは、第２放射線検出器２０Ｂに対応して設けられ、後述する画像メモリ５６Ｂ及び制御部５８Ｂ等の電子回路が基板上に形成されている。また、制御基板２６Ａ及び制御基板２６Ｂは、第２放射線検出器２０Ｂにおける放射線Ｒの入射側の反対側に配置されている。
ケース２８は、筐体２１内の一端側の放射線検出器２０とは重ならない位置（すなわち、撮影領域の範囲外）に配置され、後述する電源部７０等が収容される。なお、ケース２８の設置位置は特に限定されず、例えば、第２放射線検出器２０Ｂの放射線の入射側の反対側の位置であって、放射線検出器２０と重なる位置に配置されてもよい。
次に、図３を参照して、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１６の電気系の要部構成について説明する。
図３に示すように、ＴＦＴ基板３０Ａには、画素３２が一方向（図３の行方向）及び一方向に交差する交差方向（図３の列方向）に２次元状に複数設けられている。画素３２は、センサ部３２Ａ、及び電界効果型薄膜トランジスタ（ＴＦＴ、以下、単に「薄膜トランジスタ」という。）３２Ｂを含んで構成される。
センサ部３２Ａは、図示しない上部電極、下部電極、及び光電変換膜等を含み、シンチレータ２２Ａが発する光を吸収して電荷を発生させ、発生させた電荷を蓄積する。薄膜トランジスタ３２Ｂは、センサ部３２Ａに蓄積された電荷を電気信号に変換して出力する。なお、センサ部３２Ａが放射線量の増加に伴い、発生する電荷が増加する変換素子の一例である。
また、ＴＦＴ基板３０Ａには、上記一方向に延設され、各薄膜トランジスタ３２Ｂをオン及びオフさせるための複数本のゲート配線３４が設けられている。また、ＴＦＴ基板３０Ａには、上記交差方向に延設され、オン状態の薄膜トランジスタ３２Ｂを介して電荷を読み出すための複数本のデータ配線３６が設けられている。
また、ＴＦＴ基板３０Ａの隣り合う２辺の一辺側にゲート線ドライバ５２Ａが配置され、他辺側に信号処理部５４Ａが配置されている。ＴＦＴ基板３０Ａの個々のゲート配線３４はゲート線ドライバ５２Ａに接続され、ＴＦＴ基板３０Ａの個々のデータ配線３６は信号処理部５４Ａに接続されている。
ＴＦＴ基板３０Ａの各薄膜トランジスタ３２Ｂは、ゲート線ドライバ５２Ａからゲート配線３４を介して供給される電気信号により行単位で順にオン状態とされる。そして、オン状態とされた薄膜トランジスタ３２Ｂによって読み出された電荷は、電気信号としてデータ配線３６を伝送されて信号処理部５４Ａに入力される。これにより、電荷は行単位で順に読み出され、二次元状の放射線画像を示す画像データが取得される。
信号処理部５４Ａは、個々のデータ配線３６毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路及びサンプルホールド回路（何れも図示省略）を備えており、個々のデータ配線３６を伝送された電気信号は増幅回路で増幅された後にサンプルホールド回路に保持される。また、サンプルホールド回路の出力側にはマルチプレクサ、及びＡ／Ｄ（Analog／Digital）変換器が順に接続されている。そして、個々のサンプルホールド回路に保持された電気信号はマルチプレクサに順に（シリアルに）入力され、マルチプレクサにより順次選択された電気信号がＡ／Ｄ変換器によってデジタルの画像データへ変換される。
信号処理部５４Ａには後述する制御部５８Ａが接続されており、信号処理部５４ＡのＡ／Ｄ変換器から出力された画像データは制御部５８Ａに順次出力される。制御部５８Ａには画像メモリ５６Ａが接続されており、信号処理部５４Ａから順次出力された画像データは、制御部５８Ａによる制御によって画像メモリ５６Ａに順次記憶される。画像メモリ５６Ａは所定の枚数分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮影が行われる毎に、撮影によって得られた画像データが画像メモリ５６Ａに順次記憶される。
制御部５８Ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６０、ＲＯＭ（Read Only Memory）とＲＡＭ（Random Access Memory）等を含むメモリ６２、及びフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶部６４を備えている。制御部５８Ａの一例としては、マイクロコンピュータ等が挙げられる。
通信部６６は、制御部５８Ａに接続され、無線通信及び有線通信の少なくとも一方により、放射線照射装置１２及びコンソール１８等の外部の装置との間で各種情報の送受信を行う。電源部７０は、前述した各種回路や各素子(ゲート線ドライバ５２Ａ、信号処理部５４Ａ、画像メモリ５６Ａ、制御部５８Ａ、及び通信部６６等）に電力を供給する。なお、図３では、錯綜を回避するために、電源部７０と各種回路や各素子を接続する配線の図示を省略している。
なお、第２放射線検出器２０ＢのＴＦＴ基板３０Ｂ、ゲート線ドライバ５２Ｂ、信号処理部５４Ｂ、画像メモリ５６Ｂ、及び制御部５８Ｂの各構成部品については、各々第１放射線検出器２０Ａの対応する構成部品と同様であるため、ここでの説明を省略する。なお、制御部５８Ａ及び制御部５８Ｂは、互いに通信可能に接続されている。
以上の構成により、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１６は、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの各々を用いて、放射線画像の撮影を行う。なお、以下では、第１放射線検出器２０Ａによる撮影により得られた放射線画像を「第１放射線画像」といい、第１放射線画像を示す画像データを「第１放射線画像データ」という。また、以下では、第２放射線検出器２０Ｂによる撮影により得られた放射線画像を「第２放射線画像」といい、第２放射線画像を示す画像データを「第２放射線画像データ」という。
次に、図４を参照して、本実施形態に係るコンソール１８の構成について説明する。図４に示すように、コンソール１８は、コンソール１８の全体的な動作を司るＣＰＵ８０、及び各種プログラムや各種パラメータ等が予め記憶されたＲＯＭ８２を備えている。また、コンソール１８は、ＣＰＵ８０による各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ８４、及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の不揮発性の記憶部８６を備えている。
また、コンソール１８は、操作メニュー及び撮影により得られた放射線画像等を表示する表示部８８と、複数のキーを含んで構成され、各種の情報や操作指示が入力される操作パネル９０と、を備えている。また、コンソール１８は、無線通信及び有線通信の少なくとも一方により、放射線照射装置１２及び放射線画像撮影装置１６等の外部の装置との間で各種情報の送受信を行う通信部９２を備えている。そして、ＣＰＵ８０、ＲＯＭ８２、ＲＡＭ８４、記憶部８６、表示部８８、操作パネル９０、及び通信部９２の各部が、バス９４を介して互いに接続されている。
記憶部８６には、散乱線補正用の補正用データ９５が複数記憶されている。なお、補正用データ９５の詳細については後述する。
ところで、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１６では、第１放射線検出器２０Ａ及び放射線制限部材２４により放射線Ｒが吸収されるため、第２放射線検出器２０Ｂに到達する放射線量は、第１放射線検出器２０Ａに到達する放射線量よりも少なくなる。さらに、放射線制限部材２４は、それを構成する素材にもよるが、一般に、放射線Ｒを構成するエネルギーのうち、軟線成分を硬線成分よりも多く吸収するという特徴を持つ。そのため、第２放射線検出器２０Ｂに到達する放射線Ｒのエネルギー分布は、第１放射線検出器２０Ａに到達する放射線Ｒのエネルギー分布に比べると、硬線成分に偏った分布を持つ。
本実施形態では、一例として、第１放射線検出器２０Ａに到達した放射線Ｒは、第１放射線検出器２０Ａにより約５０％吸収されて放射線画像の撮影に用いられる。また、第１放射線検出器２０Ａを透過して放射線制限部材２４に到達した放射線Ｒは、放射線制限部材２４により約６０％吸収される。また、第１放射線検出器２０Ａ及び放射線制限部材２４を透過して第２放射線検出器２０Ｂに到達した放射線Ｒは、第２放射線検出器２０Ｂにより約５０％吸収されて放射線画像の撮影に用いられる。なお、放射線Ｒのエネルギーによっては放射線検出器２０及び放射線制限部材２４による放射線の吸収率は異なるため、スペクトルの形状は変化する。
すなわち、第２放射線検出器２０Ｂによる放射線画像の撮影に用いられる放射線量は、第１放射線検出器２０Ａによる放射線画像の撮影に用いられる放射線量の約２０％となる。なお、第１放射線検出器２０Ａによる放射線画像の撮影に用いられる放射線量と、第２放射線検出器２０Ｂによる放射線画像の撮影に用いられる放射線量との比は、上記の比に限らない。但し、第２放射線検出器２０Ｂによる放射線画像の撮影に用いられる放射線量は、診断の観点から、第１放射線検出器２０Ａによる放射線画像の撮影に用いられる放射線量の１０％以上であることが好ましい。
また、放射線Ｒは低エネルギーの成分から吸収される。図５を参照して、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの各々により吸収される放射線Ｒについて説明する。なお、図５は、放射線源１４の管電圧を８０ｋＶとした場合において、縦軸は放射線Ｒの吸収量を示し、横軸は放射線Ｒのエネルギーを示している。また、図５の実線Ｌ１は、第１放射線検出器２０Ａが吸収する放射線Ｒについてのエネルギーと吸収量との関係を示している。また、図５の実線Ｌ２は、第２放射線検出器２０Ｂが吸収する放射線Ｒについてのエネルギーと吸収量との関係を示している。放射線Ｒは低エネルギーの成分から吸収されるため、一例として図５に示すように、第２放射線検出器２０Ｂに到達する放射線Ｒのエネルギー成分は、第１放射線検出器２０Ａに到達する放射線Ｒのエネルギー成分の低エネルギー成分が除かれたものとなる。すなわち、第１放射線検出器２０Ａに照射される放射線Ｒと、第１放射線検出器２０Ａを透過して第２放射線検出器２０Ｂに照射される放射線Ｒとは、エネルギーが異なる。従って、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１６では、エネルギーの異なる放射線Ｒ（第１のエネルギーの放射線Ｒ及び第２のエネルギーの放射線Ｒ）が各放射線検出器２０に照射されることによって、各放射線検出器２０により放射線画像が生成される。
ところで、本実施形態に係るコンソール１８は、エネルギーの異なる放射線Ｒが各放射線検出器２０に照射されることによって、各放射線検出器２０により生成された放射線画像データを各々取得する。また、コンソール１８は、第１放射線画像データと第２放射線画像データとの対応する画素毎に画素値の比を導出することによって、被検体Ｗの骨密度を導出するための画像データを生成する。なお、以下では、被検体Ｗの骨密度を導出するための画像データを「ＤＸＡ画像データ」といい、ＤＸＡ画像データが示す画像を「ＤＸＡ画像」という。具体的には、コンソール１８は、第１放射線画像データ及び第２放射線画像データの各々の各画素値に対してログ変換を行う。そして、コンソール１８は、第１放射線画像データに対してログ変換を行って得られた画像データから、第２放射線画像データに対してログ変換を行って得られた画像データを、対応する画素毎に減算するエネルギーサブトラクション処理を行うことによりＤＸＡ画像データを生成する。
また、本実施形態に係るコンソール１８は、一例として図６に示すように、ＤＸＡ画像における被検体Ｗの骨部の断面方向（図６の例では横方向）の各画素値（すなわち、第１放射線画像と第２放射線画像との対応する画素の画素値の比で、ログ画像では画素値の差分値となる）から骨密度を導出する。
図７に、図６に示すＤＸＡ画像における領域Ｒ１の各画素の画素値を示す。なお、図７の横軸は、図６の横方向の画素位置を示す。また、図７の縦軸は、図６の横方向の各画素位置における図６の縦方向の複数の画素の画素値の平均値を示す。なお、以下では、図７に示す図６の横方向に沿った各画素位置の画素値のデータ群を「ＤＸＡプロファイル」という。
図７に示すように、ＤＸＡプロファイルにおける画素値は、被検体Ｗの骨部組織に対応する画素位置において、軟部組織に対応する画素位置の画素値よりも小さくなる。本実施形態に係るコンソール１８は、骨部組織の領域（以下、「骨部領域」という）の両側の軟部組織の領域（以下、「軟部領域」という）の各々について、画素値の平均値を導出し、各軟部領域の中央部の画素位置における導出した平均値同士を結んだ直線（以下、「基準線」という）Ｋを導出する。また、コンソール１８は、骨部領域の各画素位置について、基準線Ｋと画素値との差を積算することによって、骨部領域の面積（図７に示す斜線部分の面積）を導出する。この面積が、被検体Ｗの骨量に応じた値となる。
また、コンソール１８は、導出した面積を骨部領域の幅に対応する画素数で除算することによって、単位画素数当たりの骨部領域と軟部領域との画素値の差を導出する。この差が、被検体Ｗの骨密度に応じた値となる。そして、コンソール１８は、導出した単位画素数当たりの骨部領域と軟部領域との画素値の差に、所定の単位変換係数を乗算することによって、被検体Ｗの骨密度を導出する。なお、本実施形態では、ＤＸＡプロファイルの導出に用いられる領域Ｒ１のＤＸＡ画像データ内の画素位置、ＤＸＡプロファイルにおける軟部領域の画素位置、及び骨部領域の画素位置は、被検体Ｗ及び撮影部位等に応じて予め定められている。
ところで、グリッド２３により一定量の散乱線は除去されるが、第１放射線画像及び第２放射線画像には、グリッド２３により除去しきれなかった散乱線に起因する成分（以下、「散乱線成分」という）が含まれる。特に、被検体Ｗの骨密度を導出するＤＸＡ法では、グリッド２３により除去しきれなかった量の散乱線でも、導出される骨密度の数値に影響を及ぼす。そこで、本実施形態に係るコンソール１８は、補正用データ９５を用いて、第１放射線画像及び第２放射線画像に含まれる散乱線成分を補正する。また、散乱線の強度及び拡がりは、種々の条件によって異なる。そこで、本実施形態では、種々の条件に従ってキャリブレーションを行い、キャリブレーションにより得られた補正用データ９５を、その条件の組み合わせ毎に対応付けて記憶部８６に記憶する。以下、キャリブレーションの詳細について説明する。
図８〜図１０を参照して、本実施形態に係る補正用データ９５について説明する。本実施形態では、図８Ａに示すように、人体を模擬したファントムＰＴ及び放射線Ｒを遮蔽する平板状の放射線遮蔽部材Ｂを用いたキャリブレーションによって予め得られた複数の補正用データ９５が記憶部８６に記憶される。放射線遮蔽部材Ｂの中央部には、ピンホールＰＨが開けられている。ファントムＰＴは、人体の軟部組織に相当する物質及び骨部組織に相当する物質を用いて人体が模擬されている。なお、人体の軟部組織に相当する物質としては、例えば、アクリル又はウレタン等を適用することができる。また、人体の骨部組織に相当する物質としては、例えば、ハイドロキシアパタイト等を適用することができる。以下、補正用データ９５の詳細について説明する。
各放射線検出器２０において、放射線Ｒが被検体Ｗを透過して照射された領域（以下、「被検体領域」という）と、放射線Ｒが被検体Ｗを透過せずに直接照射された領域（以下、「直接照射領域」という）とで、発生する散乱線は異なる。また、被検体領域においても、軟部組織、骨部組織、及び肺等の被検体Ｗの部位毎に発生する散乱線は異なる。そこで、本実施形態では、被検体領域に関するキャリブレーションとして、図８Ｂに示すように、放射線画像撮影装置１６の放射線Ｒが入射される側にファントムＰＴを配置し、ファントムＰＴの放射線Ｒが入射される側に放射線遮蔽部材Ｂを配置し、放射線照射装置１２から放射線Ｒを所定期間照射させる。コンソール１８は、この場合に各放射線検出器２０から得られた画像データを用いて、補正用データ９５を生成し、生成した補正用データ９５を被検体領域及び各放射線検出器２０に対応するデータとして記憶部８６に記憶する。
本実施形態では、この被検体領域に関するキャリブレーションの際に、被検体Ｗの各部位に対応する物質を用いたファントムＰＴを用いて、各部位に対応する放射線画像の領域毎に補正用データ９５を生成する。そして、生成した補正用データ９５を各領域に対応付けて記憶部８６に記憶する。
各領域に対応する補正用データ９５は、一例として図９Ａに示す散乱線の拡がりを表す情報と、一例として図９Ｂに示す散乱線の強度を表す情報とを含む。この散乱線の拡がりを表す情報は、ＰＳＦ（Point Spread Function）とも称される。また、この散乱線の強度を表す情報は、単位放射線量当たりの画素値と、その画素値における散乱線の比率とが対応付けられた情報である。
前述したように、第１放射線検出器２０Ａに照射される放射線Ｒのエネルギーと、第２放射線検出器２０Ｂに照射される放射線Ｒのエネルギーとは異なる。従って、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、散乱線の拡がりを表す情報及び散乱線の強度を表す情報も、第１放射線検出器２０Ａと第２放射線検出器２０Ｂとで異なる。そこで、本実施形態では、キャリブレーションにより第１放射線検出器２０Ａから得られた補正用データ９５は第１放射線検出器２０Ａに対応付けて記憶部８６に記憶する。また、キャリブレーションにより第２放射線検出器２０Ｂから得られた補正用データ９５は第２放射線検出器２０Ｂに対応付けて記憶部８６に記憶する。
また、被検体領域内の軟部領域では、被検体Ｗの体厚によっても発生する散乱線は異なる。そこで、本実施形態では、図８Ｂに示すように、軟部領域については、複数種類の体厚のファントムＰＴを用いたキャリブレーションにより得られた補正用データ９５を、それぞれの体厚にも対応付けて記憶部８６に記憶する。
一方、直接照射領域に関するキャリブレーションとして、図８Ｃに示すように、放射線画像撮影装置１６の放射線Ｒが入射される側に放射線遮蔽部材Ｂを配置し、放射線照射装置１２から放射線Ｒを所定期間照射させる。コンソール１８は、この場合に各放射線検出器２０から得られた画像データを用いて、散乱線の拡がりを表す情報を導出する。また、コンソール１８は、放射線量から散乱線量を導出し、散乱線の強度を表す情報として、単位放射線量当たりの散乱線量を導出する。そして、コンソール１８は、導出した散乱線の拡がりを表す情報及び散乱線の強度を表す情報を、直接照射領域及び各放射線検出器２０に対応する補正用データ９５として記憶部８６に記憶する。
また、撮影条件によっても発生する散乱線は異なる。そこで、本実施形態では、放射線画像撮影システム１０が設けられている施設で使用し得る撮影条件毎にキャリブレーションを行い、撮影条件にも対応付けて補正用データ９５を記憶部８６に記憶する。なお、撮影条件には、例えば、放射線源１４の管球の材料（例えば、タングステン等）、管電圧、放射線制限部材２４の材料（例えば、銅等）、グリッド２３の特性（例えば、グリッド比、グリッド密度、及び収束距離等）、及びＳＩＤ（Source Image Distance）が含まれる。ここでいうＳＩＤとは、放射線源１４から第１放射線検出器２０Ａにおける放射線Ｒの検出面までの距離を表す。また、撮影条件には、放射線画像撮影装置１６が収納される収納体の放射線Ｒが入射される面の材質（例えば、カーボン等）等も含まれる。放射線画像撮影装置１６が収納される収納体の放射線Ｒが入射される面としては、例えば、臥位撮影台では天板が挙げられ、立位撮影台では化粧カバーが挙げられる。
また、図１０に示すように、放射線画像を撮影する場合に、被検体Ｗの放射線画像撮影装置１６に対向する表面と、上記収納体における放射線Ｒが入射される面Ｓとの間には空隙が生じる。また、この空隙の距離ｄが大きいほど、散乱線が広がり、散乱線の強度が低下する。そこで、本実施形態では、複数の距離ｄの各々についてキャリブレーションを行い、各放射線検出器２０について、複数の距離ｄの各々に対応付けて補正用データ９５を記憶部８６に記憶する。なお、本実施形態における空隙の距離ｄとは、被検体Ｗの放射線画像撮影装置１６に対向する表面と、上記収納体における放射線Ｒが入射される面Ｓとの間の体厚方向における距離を意味する。
次に、図１１〜図１３を参照して、本実施形態に係る放射線画像撮影システム１０の作用を説明する。なお、図１１は、ユーザにより操作パネル９０を介して被検体Ｗの氏名、撮影部位、及び撮影メニューが入力された場合等にコンソール１８のＣＰＵ８０によって実行される全体撮影処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。また、この全体撮影処理プログラムはコンソール１８の記憶部８６に予めインストールされている。
また、図１２は、放射線画像撮影装置１６の電源がオン状態とされた場合に放射線画像撮影装置１６の制御部５８Ａによって実行される個別撮影処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。また、この個別撮影処理プログラムは制御部５８Ａのメモリ６２のＲＯＭに予めインストールされている。なお、この個別撮影処理プログラムは制御部５８Ｂのメモリ６２のＲＯＭにも予めインストールされており、放射線画像撮影装置１６の電源がオン状態とされた場合に放射線画像撮影装置１６の制御部５８Ｂによっても実行される。また、図１２に示す個別撮影処理は、制御部５８Ａ及び制御部５８Ｂの各々によって同一の処理が実行されるため、以下では制御部５８Ａによって実行される場合について説明し、制御部５８Ｂによって実行される場合の説明を省略する。
図１１のステップ１００で、ＣＰＵ８０は、入力された撮影メニューに含まれる情報を放射線画像撮影装置１６に通信部９２を介して送信し、かつ放射線Ｒの照射条件を放射線照射装置１２に通信部９２を介して送信する。そして、ＣＰＵ８０は、放射線Ｒの照射開始の指示を放射線画像撮影装置１６及び放射線照射装置１２に通信部９２を介して送信する。放射線照射装置１２は、コンソール１８から送信された照射条件及び照射開始の指示を受信すると、受信した照射条件に従って放射線Ｒの照射を開始する。なお、放射線照射装置１２が照射ボタンを備えている場合は、放射線照射装置１２は、コンソール１８から送信された照射条件及び照射開始の指示を受信し、かつ照射ボタンが押圧操作された場合に、受信した照射条件に従って放射線Ｒの照射を開始する。
ステップ１０２で、ＣＰＵ８０は、第１放射線検出器２０Ａによる撮影により得られた第１放射線画像データ、及び第２放射線検出器２０Ｂによる撮影により得られた第２放射線画像データを受信するまで待機する。ＣＰＵ８０が、第１放射線画像データ及び第２放射線画像データを、通信部９２を介して受信するとステップ１０２の判定が肯定判定となり、処理はステップ１０４に移行する。
ステップ１０４で、ＣＰＵ８０は、図１３に示す骨密度導出処理を実行した後、本全体撮影処理を終了する。
一方、図１２のステップ１２０で、制御部５８Ａは、第１放射線検出器２０Ａの各画素３２のセンサ部３２Ａに蓄積された電荷を取り出して除去するリセット動作を行う。なお、制御部５８Ａは、本ステップ１２０でのリセット動作を、１回のみ行ってもよいし、予め定められた複数回繰り返して行ってもよいし、後述するステップ１２２の判定が肯定判定となるまで繰り返して行ってもよい。
ステップ１２２で、制御部５８Ａは、放射線Ｒの照射開始の指示を受信するまで待機する。上記全体撮影処理のステップ１００の処理によりコンソール１８から送信された照射開始の指示を制御部５８Ａが通信部６６を介して受信すると、ステップ１２２の判定が肯定判定となり、処理はステップ１２４に移行する。なお、放射線照射装置１２が照射ボタンを備えている場合は、コンソール１８から送信された照射開始の指示、及び照射ボタンが押圧操作されたことを示す情報を制御部５８Ａが通信部６６を介して受信した場合に、ステップ１２２の判定が肯定判定となる。この場合、例えば、放射線照射装置１２は、照射ボタンが押圧操作された場合に、照射ボタンが押圧操作されたことを示す情報を、放射線画像撮影装置１６に直接送信してもよいし、コンソール１８を介して放射線画像撮影装置１６に送信してもよい。
ステップ１２４で、制御部５８Ａは、上記全体撮影処理のステップ１００の処理によりコンソール１８から送信された情報に含まれる照射期間の間待機する。
ステップ１２６で、制御部５８Ａは、ゲート線ドライバ５２Ａを制御し、ゲート線ドライバ５２Ａから第１放射線検出器２０Ａの各ゲート配線３４に１ラインずつ順に所定期間オン信号を出力させる。これにより、各ゲート配線３４に接続された各薄膜トランジスタ３２Ｂが１ラインずつ順にオン状態とされ、１ラインずつ順に各センサ部３２Ａに蓄積された電荷が電気信号として各データ配線３６に流れ出す。そして、各データ配線３６に流れ出した電気信号は信号処理部５４Ａでデジタルの画像データに変換されて、画像メモリ５６Ａに記憶される。
ステップ１２８で、制御部５８Ａは、ステップ１２６で画像メモリ５６Ａに記憶された画像データに対し、オフセット補正及びゲイン補正等の各種補正を行う画像処理を実行する。ステップ１３０で、制御部５８Ａは、ステップ１２８による画像処理を経た画像データ（第１放射線画像データ）をコンソール１８に通信部６６を介して送信した後、本個別撮影処理を終了する。
ステップ１３０の処理により送信された第１放射線画像データ及び第２放射線画像データをコンソール１８が受信すると、ステップ１０２の判定が肯定判定となり、図１３に示す骨密度導出処理が実行される。
図１３のステップ１４０で、ＣＰＵ８０は、ステップ１０２の処理により受信された第１放射線画像データ及び第２放射線画像データを、各々記憶部８６に記憶する。ステップ１４２で、ＣＰＵ８０は、ステップ１０２の処理により受信された第１放射線画像データを用いて、第１放射線画像における放射線Ｒが遮蔽された領域（以下、「放射線遮蔽領域」という）、直接照射領域、及び被検体領域を特定する。なお、放射線遮蔽領域とは、例えば、コリメーターにより放射線Ｒが照射されない領域に相当する。
具体的には、ＣＰＵ８０は、第１放射線画像データにおける画素値が、放射線Ｒが照射されない領域の画素値として予め定められた画素値に所定のマージンを加味した画素値以下の領域を放射線遮蔽領域と特定する。なお、コンソール１８が、放射線源１４と、コリメーターと、放射線画像撮影装置１６との距離及び位置関係とコリメーターのサイズ等の構成情報を取得可能な場合は、この構成情報から放射線遮蔽領域を特定してもよい。
また、ＣＰＵ８０は、第１放射線画像データにおける画素値が飽和した領域を直接照射領域と特定する。また、ＣＰＵ８０は、第１放射線画像における放射線遮蔽領域及び直接照射領域以外の領域を被検体領域と特定する。また、ＣＰＵ８０は、第１放射線画像における被検体領域の部分に対し、画像解析処理を行うことによって、軟部領域、骨部領域、及び肺の領域等の撮影部位に応じた被検体Ｗの部位毎の領域を特定する。また、ＣＰＵ８０は、第１放射線画像と同様に、ステップ１０２の処理により受信された第２放射線画像データを用いて、第２放射線画像における放射線遮蔽領域、直接照射領域、被検体領域、及び被検体領域内の被検体Ｗの部位毎の領域の各領域を特定する。なお、例えば、ユーザが、操作パネル９０を介して各領域を表す情報を入力してもよい。
ステップ１４４で、ＣＰＵ８０は、一例として図１４に示すように、第１放射線画像から直接照射領域を抽出した画像（以下、「直接照射領域画像」という）を生成する。また、ＣＰＵ８０は、撮影条件、直接照射領域、及び第１放射線検出器２０Ａに対応付けられた補正用データ９５を記憶部８６から取得する。そして、ＣＰＵ８０は、直接照射領域画像と、取得した補正用データ９５とを用いて、直接照射領域に起因する散乱線画像を生成する。具体的には、ＣＰＵ８０は、直接照射領域画像の直接照射領域の各画素について、補正用データ９５を用いて散乱線の量及び拡がりを導出し、導出した散乱線の量及び拡がりを畳み込み演算することによって直接照射領域に起因する散乱線画像を生成する。なお、コンソール１８は、補正用データ９５を、例えば、ネットワークを介して接続された外部のシステムから取得してもよい。
また、ＣＰＵ８０は、第２放射線画像についても同様に、直接照射領域画像と、撮影条件、直接照射領域、及び第２放射線検出器２０Ｂに対応付けられた補正用データ９５とを用いて、直接照射領域に起因する散乱線画像を生成する。
ステップ１４６で、ＣＰＵ８０は、ステップ１４２の処理により特定された被検体領域内の被検体Ｗの部位毎の各領域に起因する散乱線画像を生成する。例えば、ＣＰＵ８０は、軟部領域については、一例として図１５に示すように、第１放射線画像から、被検体Ｗの体厚に応じた画素値を画素毎に有する画像（以下、「体厚画像」という）を生成する。放射線Ｒは、被検体Ｗの体厚が厚いほど多く吸収されるため、軟部領域の画素値は、被検体Ｗの体厚が厚いほど小さくなる場合が多い。従って、例えば、ＣＰＵ８０は、体厚と軟部領域の画素値とが対応付けられた情報を用いて、軟部領域の画素値から被検体Ｗの体厚を推定し、推定した体厚に応じて体厚画像を生成する。
そして、ＣＰＵ８０は、体厚画像の各画素について、撮影条件、体厚、及び第１放射線検出器２０Ａに対応付けられた補正用データ９５を用いて、ステップ１４４と同様に畳み込み演算を行うことによって、軟部領域に起因する散乱線画像を生成する。ＣＰＵ８０は、第２放射線画像についても同様に、体厚画像の各画素について、撮影条件、体厚、及び第２放射線検出器２０Ｂに対応付けられた補正用データ９５を用いて、軟部領域に起因する散乱線画像を生成する。
また、ＣＰＵ８０は、被検体領域の軟部領域以外の各領域について、ステップ１４４と同様に、第１放射線画像から各領域を抽出した画像を各々生成する。そして、ＣＰＵ８０は、生成した各領域の画像と、撮影条件、対応する各領域、及び第１放射線検出器２０Ａに対応付けられた補正用データ９５とを用いて、各領域に起因する散乱線画像を各々生成する。ＣＰＵ８０は、第２放射線画像についても同様に、第２放射線画像から生成した各領域の画像と、撮影条件、対応する各領域、及び第２放射線検出器２０Ｂに対応付けられた補正用データ９５とを用いて、各領域に起因する散乱線画像を各々生成する。
ステップ１４８で、ＣＰＵ８０は、第１放射線画像を用いて、距離ｄを導出する。図１６〜図１８を参照して、距離ｄを導出する処理の詳細について説明する。
ＣＰＵ８０は、第１放射線画像データ及び第２放射線画像データを用いて、エネルギーサブトラクション画像（以下、「ＥＳ（Energy Subtraction）画像」という）を生成する。具体的には、ＣＰＵ８０は、第１放射線画像データに所定の係数を乗算して得られた画像データを、第２放射線画像データに所定の係数を乗算して得られた画像データから対応する画素毎に減算する。この減算を行うことにより、ＣＰＵ８０は、骨部組織を除去し、軟部組織を強調したＥＳ画像を生成する。
また、ＣＰＵ８０は、生成したＥＳ画像に対し、被検体Ｗの部位毎の影響を平滑化するためのローパスフィルターを適用することにより、空隙を導出するための画像（以下、空隙導出用画像」という）を生成する。また、ＣＰＵ８０は、一例として図１６に示すように、前述したＤＸＡプロファイルと同様に、空隙導出用画像における骨密度の導出対象とする領域の骨部の断面方向の各画素位置における断面方向に直交する方向の複数の画素の画素値の平均値を導出する。なお、以下では、図１６に示す画素値のデータ群を「空隙導出用プロファイル」という。
図１６に示すように、空隙導出用プロファイルは、被検体Ｗが面Ｓに接している部分に対応する画素位置では、略平らな形状となり、距離ｄが長くなるほど画素値が大きくなる。また、図１７に示すように、この画素値は、体厚が厚くなるほど指数関数に従って小さくなる性質を有する。従って、図１８に示すように、ＣＰＵ８０は、空隙導出用プロファイルの形状が略平らな部分の中央の画素値ＱＬ１から、被検体Ｗの中央部の第１の体厚ｄ１を導出することができる。また、ＣＰＵ８０は、空隙導出用プロファイルの画素値が徐々に大きくなる画素位置の画素値ＱＬ２から、被検体Ｗの表面と面Ｓとの間に空隙が存在する部分の被検体Ｗの第２の体厚ｄ２を導出することができる。
また、図１８に示すように、ＣＰＵ８０は、被検体Ｗの体厚が、面Ｓ側と反対側とから対称的に薄くなると見なして、以下の（１）式に従って、第１の体厚ｄ１及び第２の体厚ｄ２から、距離ｄを導出する。
ｄ＝（ｄ１−ｄ２）÷２ ・・・（１）
なお、ＣＰＵ８０は、空隙導出用プロファイルの画素値が徐々に大きくなる各画素位置について、距離ｄを導出する。
ステップ１５０で、ＣＰＵ８０は、第１放射線画像における距離ｄが導出された画素位置に対応する領域の各画素について、撮影条件、距離ｄ、及び第１放射線検出器２０Ａに対応付けられた補正用データ９５を用いて、畳み込み演算を行うことによって、距離ｄに起因する散乱線画像を生成する。また、ＣＰＵ８０は、第２放射線画像についても同様に、撮影条件、距離ｄ、及び第２放射線検出器２０Ｂに対応付けられた補正用データ９５を用いて、畳み込み演算を行うことによって、距離ｄに起因する散乱線画像を生成する。
ステップ１５２で、ＣＰＵ８０は、第１放射線画像データから、ステップ１４４、１４６、１５０の処理により第１放射線画像から生成された各散乱線画像を示す画像データを、対応する画素毎に減算することによって、第１放射線画像の散乱線成分を補正する。また、ＣＰＵ８０は、第２放射線画像データから、ステップ１４４、１４６、１５０の処理により第２放射線画像から生成された各散乱線画像を示す画像データを、対応する画素毎に減算することによって、第２放射線画像の散乱線成分を補正する。
ステップ１５４で、ＣＰＵ８０は、ステップ１５２の処理による補正を経た補正後の第１放射線画像データ及び第２放射線画像データを用いて、ＤＸＡ画像データを生成する。なお、以降、ステップ１５４〜１６０において、単に第１放射線画像データ及び第２放射線画像データと表記した場合は、それぞれステップ１５２の処理による補正を経た補正後の第１放射線画像データ及び第２放射線画像データを表すものとする。
ＣＰＵ８０は、第１放射線画像データ及び第２放射線画像データの各々の各画素値に対してログ変換を行う。そして、ＣＰＵ８０は、第１放射線画像データに対してログ変換を行って得られた画像データから、第２放射線画像データに対してログ変換を行って得られた画像データを、対応する画素毎に減算するエネルギーサブトラクション処理を行うことによりＤＸＡ画像データを生成する。そして、ＣＰＵ８０は、生成したＤＸＡ画像データを記憶部８６に記憶する。
なお、第１放射線画像データと第２放射線画像データとの対応する画素の決定方法は特に限定されない。例えば、事前にマーカーが写り込む状態で放射線画像撮影装置１６により撮影を行って得られた第１放射線画像データと第２放射線画像データとにおけるマーカーの位置の差異から、第１放射線画像データと第２放射線画像データとの位置ずれ量を算出する。そして、算出した位置ずれ量に基づいて、第１放射線画像データと第２放射線画像データとの対応する画素を決定する形態が例示される。
この場合、例えば、被検体Ｗの撮影時に、被検体Ｗと一緒にマーカーも撮影して得られた第１放射線画像データと第２放射線画像データとにおけるマーカーの位置の差異から、第１放射線画像データと第２放射線画像データとの位置ずれ量を算出してもよい。また、例えば、被検体Ｗを撮影して得られた第１放射線画像データと第２放射線画像データとにおける被検体Ｗの構造に基づいて、第１放射線画像データと第２放射線画像データとの位置ずれ量を算出してもよい。
ステップ１５６で、ＣＰＵ８０は、ステップ１５４の処理により生成されたＤＸＡ画像データを用いて、ＤＸＡプロファイルを導出する。ステップ１５８で、ＣＰＵ８０は、ステップ１５６の処理により導出されたＤＸＡプロファイルにおける基準線Ｋと骨部領域における画素値との差の積算値を導出する。また、ＣＰＵ８０は、導出した積算値をＤＸＡプロファイルにおける骨部領域の幅に対応する画素数で除算する。そして、ＣＰＵ８０は、除算して得られた値に、単位変換係数を乗算することによって、被検体Ｗの骨密度を導出する。
ステップ１６０で、ＣＰＵ８０は、第１放射線画像データが示す第１放射線画像を診断用画像として表示部８８に表示し、かつステップ１５８の処理により導出された骨密度を表示部８８に表示した後、本骨密度導出処理を終了する。
なお、ＣＰＵ８０は、ステップ１５２の処理による補正を経た補正後の第１放射線画像データ及び第２放射線画像データを用いて、ＥＳ画像を生成してもよい。この場合、ＣＰＵ８０は、第１放射線画像データに所定の係数を乗算して得られた画像データを、第２放射線画像データに所定の係数を乗算して得られた画像データから対応する画素毎に減算する形態が例示される。この減算を行うことにより、ＣＰＵ８０は、軟部組織を除去し、骨部組織を強調したＥＳ画像を生成する。この形態例において、ＣＰＵ８０は、ステップ１５８において、診断用画像に代えて、骨部組織を強調したＥＳ画像を表示部８８に表示してもよい。
また、ＣＰＵ８０は、骨部組織を強調したＥＳ画像から骨部領域のエッジを特定し、特定した結果をＤＸＡ画像データにおける骨部領域に対応する画素位置として用いてもよい。この場合、例えば、ＣＰＵ８０は、撮影メニューに含まれる撮影部位に基づいて、おおよその骨部領域の範囲を推定する。そして、ＣＰＵ８０は、推定した範囲内において、周辺画素の微分値が所定値以上の画素を、骨部領域のエッジ（端部）を構成する画素として検出することで、骨部領域を特定する形態が例示される。
さらに、この場合、ＣＰＵ８０は、特定した骨部領域のエッジから、骨部から離れる所定の方向に対して所定の画素数を空けた位置の画素を含む所定の面積の領域を軟部領域として特定してもよい。この場合、ＣＰＵ８０は、特定した結果をＤＸＡ画像データにおける軟部組織に対応する画素位置として用いてもよい。
以上説明したように、本実施形態によれば、放射線画像における複数の領域の各々に対応付けられた散乱線補正用の補正用データ９５を用いて、放射線画像に含まれる散乱線成分を補正している。従って、放射線画像に含まれる放射線Ｒの散乱線に起因する成分を精度良く補正することができる。
また、本実施形態によれば、放射線画像撮影装置１６が備える２つの放射線検出器２０の各々によって生成された放射線画像を用いて、被検体Ｗの骨密度を導出している。従って、１度の放射線Ｒの照射によって被検体Ｗの骨密度を導出することができる結果、被検体Ｗへの放射線Ｒの照射量を低減して、被検体Ｗの骨密度を導出することができる。
［第２実施形態］
以下、本開示の技術に係る第２実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態に係る放射線画像撮影システム１０の構成は、放射線画像撮影装置１６の構成以外は第１実施形態と同様（図１、図３、及び図４参照）であるため、ここでの説明を省略する。また、上記第１実施形態と同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
図１９に示すように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１６の筐体２１内には、被検体Ｗを透過した放射線Ｒを検出する放射線検出器２０Ｃ、及び制御基板２６Ｃが設けられている。放射線検出器２０Ｃの構成は、第１実施形態に係る第１放射線検出器２０Ａと同様であるため、ここでの説明を省略する。また、制御基板２６Ｃの構成も上記第１実施形態に係る制御基板２６Ａと同様であるため、ここでの説明を省略する。なお、筐体２１と被検体Ｗとの間には、散乱線を除去するためのグリッド２３が配置される。
本実施形態に係る放射線画像撮影システム１０では、異なる管電圧で２回の放射線画像の撮影を行い、放射線検出器２０Ｃによる２回の撮影により得られた放射線画像データの各々を用いて、骨密度の導出を行う。２回の撮影において管電圧が異なることにより、放射線検出器２０Ｃには、エネルギーの異なる放射線Ｒが照射される。図２０を参照して、放射線検出器２０Ｃにより吸収される放射線Ｒについて説明する。なお、図２０は、縦軸は放射線Ｒの吸収量を示し、横軸は放射線Ｒのエネルギーを示している。また、図２０の実線Ｌ３は、放射線源１４の管電圧を１４０ｋＶとした場合の放射線検出器２０Ｃが吸収する放射線Ｒについてのエネルギーと吸収量との関係を示している。また、図２０の実線Ｌ４は、放射線源１４の管電圧を１００ｋＶとした場合の放射線検出器２０Ｃが吸収する放射線Ｒについてのエネルギーと吸収量との関係を示している。図２０に示すように、放射線源１４の管電圧が異なることにより、１回目の照射と２回目の照射とで放射線検出器２０Ｃに対してエネルギーの異なる放射線Ｒが各々照射される。
本実施形態に係る補正用データ９５は、少なくとも管電圧が異なる複数の撮影条件に対応付けられて記憶部８６に記憶されている。換言すると、補正用データ９５は、管電圧に応じた異なる複数のエネルギーに対応付けられて記憶部８６に記憶されている。また、本実施形態に係る補正用データ９５も、第１実施形態と同様のキャリブレーションにより得られたものである。
次に、図２１〜図２３を参照して、本実施形態に係る放射線画像撮影システム１０の作用を説明する。なお、図２１における図１１と同一の処理を実行するステップについては図１１と同一の符号を付して、その説明を省略する。また、図２２における図１２と同一の処理を実行するステップについては図１２と同一の符号を付して、その説明を省略する。また、図２３における図１３と同一の処理を実行するステップについては図１３と同一の符号を付して、その説明を省略する。
図２１のステップ１０３で、ＣＰＵ８０は、放射線検出器２０Ｃによる撮影により得られた放射線画像データを受信するまで待機する。ＣＰＵ８０が、放射線画像データを、通信部９２を介して受信するとステップ１０３の判定が肯定判定となり、処理はステップ１０５に移行する。ステップ１０５で、ＣＰＵ８０は、ステップ１０３で受信された放射線画像データを記憶部８６に記憶した後、本全体撮影処理を終了する。
本実施形態では、ユーザは、一連の放射線画像の撮影処理で、本全体撮影処理を２回実行させる。この場合、ユーザは、１回目と２回目で管電圧を異ならせる。本実施形態では、１回目の管電圧を２回目の管電圧よりも低い電圧（例えば７０［ｋＶ］）とし、２回目の管電圧を１回目の管電圧よりも高い電圧（例えば１００［ｋＶ］）とした場合について説明する。なお、１回目の管電圧を２回目の管電圧よりも高い電圧としてもよい。
図２２のステップ１３１で、制御部５８Ａは、ステップ１２０〜ステップ１３０の処理を２回繰り返して実行したか否かを判定する。この判定が否定判定となった場合は、処理はステップ１２０に戻り、肯定判定となった場合は、本個別撮影処理が終了する。
コンソール１８のＣＰＵ８０は、１回目のステップ１３０の処理により放射線画像撮影装置１６から送信された放射線画像データを第２放射線画像データとして、以下に示す処理を行う。すなわち、この場合、ＣＰＵ８０は、２回目のステップ１３０の処理により放射線画像撮影装置１６から送信された放射線画像データを第１放射線画像データとして、図２３に示す骨密度導出処理を実行する。
図２３のステップ１４４Ａで、ＣＰＵ８０は、第１実施形態に係るステップ１４４と同様に、第１放射線画像から直接照射領域画像を生成する。また、ＣＰＵ８０は、２回目の撮影条件及び直接照射領域に対応付けられた補正用データ９５を記憶部８６から取得する。そして、ＣＰＵ８０は、直接照射領域画像と、取得した補正用データ９５とを用いて、直接照射領域に起因する散乱線画像を生成する。また、ＣＰＵ８０は、第２放射線画像についても同様に、直接照射領域画像と、１回目の撮影条件及び直接照射領域に対応付けられた補正用データ９５とを用いて、直接照射領域に起因する散乱線画像を生成する。
ステップ１４６Ａで、ＣＰＵ８０は、ステップ１４２の処理により特定された被検体領域内の被検体Ｗの部位毎の各領域に起因する散乱線画像を生成する。例えば、ＣＰＵ８０は、第１実施形態に係るステップ１４６と同様に、第１放射線画像から体厚画像を生成する。そして、ＣＰＵ８０は、体厚画像の各画素について、２回目の撮影条件及び体厚に対応付けられた補正用データ９５を用いて、ステップ１４４Ａと同様に畳み込み演算を行うことによって、軟部領域に起因する散乱線画像を生成する。ＣＰＵ８０は、第２放射線画像についても同様に、体厚画像が示す画像の各画素について、１回目の撮影条件及び体厚に対応付けられた補正用データ９５を用いて、軟部領域に起因する散乱線画像を生成する。
また、ＣＰＵ８０は、被検体領域の軟部領域以外の各領域について、ステップ１４４Ａと同様に、第１放射線画像から各領域を抽出した画像を各々生成する。そして、ＣＰＵ８０は、生成した各領域の画像と、２回目の撮影条件及び対応する各領域に対応付けられた補正用データ９５とを用いて、各領域に起因する散乱線画像を各々生成する。同様に、ＣＰＵ８０は、第２放射線画像から生成した各領域の画像と、１回目の撮影条件及び対応する各領域に対応付けられた補正用データ９５とを用いて、各領域に起因する散乱線画像を各々生成する。
ステップ１５０Ａで、ＣＰＵ８０は、第１放射線画像における距離ｄが導出された画素位置に対応する領域の各画素について、２回目の撮影条件及び距離ｄに対応付けられた補正用データ９５を用いて、畳み込み演算を行うことによって、距離ｄに起因する散乱線画像を生成する。また、ＣＰＵ８０は、第２放射線画像についても同様に、１回目の撮影条件及び距離ｄに対応付けられた補正用データ９５を用いて、畳み込み演算を行うことによって、距離ｄに起因する散乱線画像を生成する。
なお、本実施形態において、上記第１実施形態と同一の放射線画像撮影装置１６を用いてもよい。この場合、放射線Ｒの入射側に配置された第１放射線検出器２０Ａにエネルギーの異なる放射線Ｒが照射されることによって生成された放射線画像の各々からＤＸＡ画像を生成する形態が例示される。
以上説明したように、本実施形態によれば、放射線検出器を１つ備えた放射線画像撮影装置においても、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、上記各実施形態では、一連の撮影で撮影された２枚の放射線画像の各々に含まれる散乱線成分を補正する場合について説明したが、これに限定されない。一連の撮影で撮影された１枚の放射線画像に含まれる散乱線成分を補正し、補正を経た放射線画像を診断用画像として用いる形態としてもよい。この場合、例えば、上記第１実施形態では、第１放射線検出器２０Ａにより生成された放射線画像を用いる形態が例示される。
また、上記各実施形態では、第１放射線画像データ及び第２放射線画像データの対応する画素の画素値毎にログ変換を行って差分を取ることによって画素同士の画素値の比を導出する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、第１放射線画像データ及び第２放射線画像データの対応する画素の画素値毎に重み付け係数を乗算したうえでログ変換を行って差分を取ることによって画素同士の画素値の比を導出する形態としてもよい。この場合の重み付け係数は、放射線画像撮影装置１６の実機を用いた実験等によって、骨密度が精度良く導出される係数として予め得られた値を適用すればよい。また、例えば、この場合で、かつ撮影部位が腹部等のガスを含む領域（例えば腸管に対応する領域）を含む部位である場合は、ガスを含む領域の画素値を除去するような重み付け係数を用いてもよい。
また、上記各実施形態において、コンソール１８が実行した骨密度導出処理を、放射線画像撮影装置１６の制御部５８Ａ又は制御部５８Ｂが実行してもよい。また、放射線画像撮影装置１６が制御部５８Ａ及び制御部５８Ｂを統括する統括制御部を有する構成の場合は、統括制御部が骨密度導出処理を実行してもよい。また、例えば、コンソール１８とネットワークを介して接続された情報処理装置が骨密度導出処理を実行してもよい。
また、上記第１実施形態では、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの双方に、放射線を一旦光に変換し、変換した光を電荷に変換する間接変換型の放射線検出器を適用した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの少なくとも一方に、放射線を電荷へ直接変換する直接変換型の放射線検出器を適用する形態としてもよい。なお、直接変換型の放射線検出器における放射線を吸収して電荷に変換する変換層としては、ａ−Ｓｅ（アモルファスセレン）及び結晶ＣｄＴｅ（結晶テルル化カドミウム）等が例示される。
また、上記第１実施形態では、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの双方に、ＴＦＴ基板３０Ａ、３０Ｂ側から放射線Ｒが入射されるＩＳＳ方式の放射線検出器を適用した場合について説明したが、これに限定されない。例えば、第１放射線検出器２０Ａ及び第２放射線検出器２０Ｂの少なくとも一方に、シンチレータ２２Ａ、２２Ｂ側から放射線Ｒが入射されるＰＳＳ（Penetration Side Sampling）方式の放射線検出器を適用する形態としてもよい。
また、上記各実施形態では、第１放射線画像データ及び第２放射線画像データを用いて、骨密度を導出する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、第１放射線画像データ及び第２放射線画像データを用いて、骨塩定量を導出してもよいし、骨密度及び骨塩定量の双方を導出してもよい。
また、上記各実施形態でＣＰＵがソフトウェア（プログラム）を実行することにより実行した各種処理を、ＣＰＵ以外の各種のプロセッサが実行してもよい。この場合のプロセッサとしては、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等の製造後に回路構成を変更可能なＰＬＤ（Programmable Logic Device）、及びＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が例示される。また、上記各種処理を、これらの各種のプロセッサのうちの１つで実行してもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡ、及びＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ等）で実行してもよい。また、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。
また、上記各実施形態では、全体撮影処理プログラムが記憶部８６に予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、これに限定されない。全体撮影処理プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disk Read Only Memory）、及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等の記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、全体撮影処理プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。
また、上記各実施形態では、個別撮影処理プログラムが制御部５８Ａ（制御部５８Ｂ）のメモリ６２のＲＯＭに予め記憶されている態様を説明したが、これに限定されない。個別撮影処理プログラムは、上記記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。また、個別撮影処理プログラムは、ネットワークを介して外部装置からダウンロードされる形態としてもよい。
１０ 放射線画像撮影システム
１２ 放射線照射装置
１４ 放射線源
１６ 放射線画像撮影装置
１８ コンソール
２０Ａ 第１放射線検出器
２０Ｂ 第２放射線検出器
２０Ｃ 放射線検出器
２１ 筐体
２２Ａ、２２Ｂ シンチレータ
２３ グリッド
２４ 放射線制限部材
２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ 制御基板
２８ ケース
３０Ａ、３０Ｂ ＴＦＴ基板
３２ 画素
３２Ａ センサ部
３２Ｂ 薄膜トランジスタ
３４ ゲート配線
３６ データ配線
５２Ａ、５２Ｂ ゲート線ドライバ
５４Ａ、５４Ｂ 信号処理部
５６Ａ、５６Ｂ 画像メモリ
５８Ａ、５８Ｂ 制御部
６０、８０ ＣＰＵ
６２ メモリ
６４、８６ 記憶部
６６、９２ 通信部
７０ 電源部
８２ ＲＯＭ
８４ ＲＡＭ
８８ 表示部
９０ 操作パネル
９４ バス
９５ 補正用データ
Ｂ 放射線遮蔽部材
ｄ 距離
ｄ１ 第１の体厚
ｄ２ 第２の体厚
Ｋ 基準線
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４ 実線
ＰＨ ピンホール
ＰＴ ファントム
ＱＬ１、ＱＬ２ 画素値
Ｒ 放射線
Ｒ１ 領域
Ｓ 面
Ｗ 被検体

Claims (16)

  1. 照射された放射線の線量の増加に伴って、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が配置された放射線検出器を含む放射線画像撮影装置から、放射線が照射されることにより前記放射線検出器によって生成された放射線画像を取得する取得部と、
    前記放射線画像における複数の領域の各々に対応付けられた散乱線補正用の補正用データであって、散乱線の強度を表す情報、及び散乱線の拡がりを表す情報を含む補正用データを用いて、前記放射線画像に含まれる前記放射線の散乱線に起因する散乱線成分を補正する場合に、前記補正用データを用いて散乱線の量及び拡がりを導出し、導出した散乱線の量及び拡がりを畳み込み演算することによって前記散乱線成分を補正する補正部と、
    を備えた画像処理装置。
  2. 前記放射線画像撮影装置は、第１放射線検出器及び第２放射線検出器の２つの前記放射線検出器を含み
    前記第１放射線検出器及び前記第２放射線検出器は、放射線が照射される方向に沿って配置され、
    前記取得部は、第１のエネルギーの放射線が照射されることにより前記第１放射線検出器によって生成された第１放射線画像、及び前記第１のエネルギーとは異なる第２のエネルギーの放射線が照射されることにより前記第２放射線検出器によって生成された第２放射線画像を取得し、
    前記補正部は、前記複数の領域の各々及び前記第１放射線検出器に対応付けられた第１の前記補正用データを用いて、前記第１放射線画像に含まれる前記散乱線成分を補正し、かつ前記複数の領域の各々及び前記第２放射線検出器に対応付けられたデータであって、前記第１の前記補正用データとは異なる第２の前記補正用データを用いて、前記第２放射線画像に含まれる前記散乱線成分を補正する
    請求項１に記載の画像処理装置。
  3. 前記取得部は、第１のエネルギーの放射線が照射されることにより前記放射線検出器によって生成された第１放射線画像、及び前記第１のエネルギーとは異なる第２のエネルギーの放射線が照射されることにより前記放射線検出器によって生成された第２放射線画像を取得し、
    前記補正部は、前記複数の領域の各々及び前記第１のエネルギーに対応付けられた第１の前記補正用データを用いて、前記第１放射線画像に含まれる前記散乱線成分を補正し、かつ前記複数の領域の各々及び前記第２のエネルギーに対応付けられたデータであって、前記第１の前記補正用データとは異なる第２の前記補正用データを用いて、前記第２放射線画像に含まれる前記散乱線成分を補正する
    請求項１に記載の画像処理装置。
  4. 前記補正部による補正を経た第１放射線画像及び第２放射線画像を用いて、骨密度及び骨塩定量の少なくとも一方を導出する導出部を更に備えた
    請求項２又は請求項３に記載の画像処理装置。
  5. 前記複数の領域は、前記放射線画像における放射線が直接照射された直接照射領域、及び放射線が被検体を透過して照射された被検体領域を含む
    請求項１から請求項４の何れか１項に記載の画像処理装置。
  6. 前記被検体領域は、被検体の複数の部位の各々に対応する領域を含む
    請求項５に記載の画像処理装置。
  7. 前記被検体領域に対応する前記補正用データは、被検体の体厚に更に対応付けられている
    請求項５又は請求項６に記載の画像処理装置。
  8. 前記放射線画像における前記被検体領域の画素値から、前記被検体の体厚を推定
    し、画素毎に推定した体厚を有する体厚画像を生成する推定部を更に備えた
    請求項７に記載の画像処理装置。
  9. 前記補正用データは、撮影条件に更に対応付けられている
    請求項１から請求項８の何れか１項に記載の画像処理装置。
  10. 前記撮影条件は、放射線源の管球の材料、管電圧、放射線制限部材の材料、グリッドの特性、放射線源から前記放射線画像撮影装置における放射線の検出面までの距離、及び前記放射線画像撮影装置が収納される収納体の放射線が入射される面の材質の少なくとも１つを含む
    請求項９に記載の画像処理装置。
  11. 前記補正部は、被検体の前記放射線画像撮影装置に対向する表面と、前記放射線画像撮影装置が収納される収納体における前記放射線が入射される面との空隙の距離に対応付けられた前記補正用データを用いて、前記放射線画像に含まれる前記散乱線成分を更に補正する
    請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の画像処理装置。
  12. 前記放射線画像における被検体に対応する領域の画素値を用いて、被検体が前記収納体における前記放射線が入射される面に接する部分における被検体の第１の体厚と、前記空隙が存在する部分における被検体の第２の体厚とを導出し、前記被検体の体厚が対称的に薄くなると見なして、前記第１の体厚と前記第２の体厚とを用いて前記空隙の距離を導出する導出部を更に備えた
    請求項１１に記載の画像処理装置。
  13. 前記第１放射線検出器及び前記第２放射線検出器の各々は、放射線が照射されることにより光を発する発光層を備え、
    前記第１放射線検出器及び前記第２放射線検出器の各々の前記複数の画素は、前記光を受光することにより電荷が発生して蓄積され、
    前記第１放射線検出器及び前記第２放射線検出器のうち、前記放射線が入射する側に配置された一方の放射線検出器の発光層は、ＣｓＩを含んで構成され、他方の前記放射線検出器の発光層は、ＧＯＳを含んで構成されている
    請求項２に記載の画像処理装置。
  14. 請求項１から請求項１３の何れか１項に記載の画像処理装置と、
    前記画像処理装置に放射線画像を出力する放射線画像撮影装置と、
    を含む放射線画像撮影システム。
  15. 照射された放射線の線量の増加に伴って、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が配置された放射線検出器を含む放射線画像撮影装置から、放射線が照射されることにより前記放射線検出器によって生成された放射線画像を取得し、
    前記放射線画像における複数の領域の各々に対応付けられた散乱線補正用の補正用データであって、散乱線の強度を表す情報、及び散乱線の拡がりを表す情報を含む補正用データを用いて、前記放射線画像に含まれる前記放射線の散乱線に起因する散乱線成分を補正する場合に、前記補正用データを用いて散乱線の量及び拡がりを導出し、導出した散乱線の量及び拡がりを畳み込み演算することによって前記散乱線成分を補正する
    処理をコンピュータが実行する画像処理方法。
  16. 照射された放射線の線量の増加に伴って、発生する電荷が増加する変換素子を含んで構成される複数の画素が配置された放射線検出器を含む放射線画像撮影装置から、放射線が照射されることにより前記放射線検出器によって生成された放射線画像を取得し、
    前記放射線画像における複数の領域の各々に対応付けられた散乱線補正用の補正用データであって、散乱線の強度を表す情報、及び散乱線の拡がりを表す情報を含む補正用データを用いて、前記放射線画像に含まれる前記放射線の散乱線に起因する散乱線成分を補正する場合に、前記補正用データを用いて散乱線の量及び拡がりを導出し、導出した散乱線の量及び拡がりを畳み込み演算することによって前記散乱線成分を補正する
    処理をコンピュータに実行させるための画像処理プログラム。
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