特許 6223781 放射線画像処理装置および方法並びにプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6223781

(24)【登録日】2017年10月13日

(45)【発行日】2017年11月1日

(54)【発明の名称】放射線画像処理装置および方法並びにプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20060101AFI20171023BHJP

【ＦＩ】

   A61B6/00 350M

【請求項の数】23

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2013-229943(P2013-229943)

(22)【出願日】2013年11月6日

(65)【公開番号】特開2015-89428(P2015-89428A)

(43)【公開日】2015年5月11日

【審査請求日】2016年3月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】榎本 淳

(72)【発明者】

【氏名】田島 崇史

(72)【発明者】

【氏名】小石 毅

(72)【発明者】

【氏名】中津川 晴康

(72)【発明者】

【氏名】澤田 浩史

(72)【発明者】

【氏名】原田 泰樹

(72)【発明者】

【氏名】川村 隆浩

(72)【発明者】

【氏名】内藤 慧

(72)【発明者】

【氏名】山岸 栄輝

(72)【発明者】

【氏名】位田 憲昭

【審査官】 福田 裕司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−００８８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１７９０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１３６７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００４６８２２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ６／００；６／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像を取得する画像取得手段と、
前記放射線画像における、撮影時に使用するグリッドに起因する縞模様であるグリッド縞の有無を検出するグリッド縞検出手段と、
前記グリッド縞が検出された場合、前記放射線画像に対してグリッド縞除去処理を行うグリッド縞除去手段と、
前記グリッド縞が検出されなかった場合、前記放射線画像の散乱線量を推定する散乱線量推定手段と、
前記散乱線量に基づいて前記グリッドの使用の有無を判定する判定手段と、
前記グリッドの使用がないと判定された場合に、前記撮影時に前記被写体を透過した放射線に含まれる散乱成分を前記放射線画像から除去する散乱線除去処理を行う散乱線除去手段とを備えたことを特徴とする放射線画像処理装置。

【請求項2】

前記グリッド縞が検出された場合、前記グリッド縞除去処理が行われた放射線画像を表示手段に表示し、前記グリッド縞が検出されなかった場合、前記散乱線除去処理が行われた放射線画像および該散乱線除去処理が行われる前の放射線画像を、前記表示手段に表示する表示制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の放射線画像処理装置。

【請求項3】

被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像を取得する画像取得手段と、
前記放射線画像における、撮影時に使用するグリッドに起因する縞模様であるグリッド縞の有無を検出するグリッド縞検出手段と、
前記グリッド縞が検出された場合、前記放射線画像に対してグリッド縞除去処理を行うグリッド縞除去手段と、
前記グリッド縞が検出されなかった場合、前記撮影時に前記被写体を透過した放射線に含まれる散乱成分を前記放射線画像から除去する散乱線除去処理を行う散乱線除去手段と、
前記グリッド縞が検出されなかった場合、前記放射線画像の散乱線量を推定する散乱線量推定手段と、
該散乱線量に基づいて前記グリッドの使用の有無を判定する判定手段と、
前記グリッド縞が検出された場合、前記グリッド縞除去処理が行われた放射線画像を表示手段に表示し、前記グリッド縞が検出されなかった場合、前記判定結果に基づいて、前記散乱線除去処理が行われた放射線画像および該散乱線除去処理が行われる前の放射線画像のいずれを表示するかを決定し、該決定された放射線画像を、前記表示手段に表示する表示制御手段とを備えたことを特徴とする放射線画像処理装置。

【請求項4】

前記グリッド縞が検出されなかった場合、操作者の操作により前記散乱線除去処理が行われる前の放射線画像を削除する制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の放射線画像処理装置。

【請求項5】

前記操作者の操作は、前記放射線画像を確認後に行う画像確定の操作であることを特徴とする請求項４記載の放射線画像処理装置。

【請求項6】

前記グリッド縞が検出されなかった場合、前記散乱線除去処理が行われた放射線画像および該散乱線除去処理が行われる前の放射線画像を記憶し、一定時間経過後に前記散乱線除去処理が行われる前の放射線画像を削除する記憶手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の放射線画像処理装置。

【請求項7】

前記散乱線除去手段は、前記散乱成分を除去するために使用が想定されるグリッドの特性である仮想グリッド特性に基づいて、前記散乱線除去処理を行う手段であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の放射線画像処理装置。

【請求項8】

前記散乱線除去手段は、前記使用が想定されるグリッドを使用した場合と使用しない場合とのコントラストの比率に基づいて、前記仮想グリッド特性を取得する手段であることを特徴とする請求項７記載の放射線画像処理装置。

【請求項9】

コンピュータが、被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像を取得し、
前記放射線画像における、撮影時に使用するグリッドに起因する縞模様であるグリッド縞の有無を検出し、
前記グリッド縞が検出された場合、前記放射線画像に対してグリッド縞除去処理を行い、
前記グリッド縞が検出されなかった場合、前記放射線画像の散乱線量を推定し、
前記散乱線量に基づいて前記グリッドの使用の有無を判定し、
前記グリッドの使用がないと判定された場合に、前記撮影時に前記被写体を透過した放射線に含まれる散乱成分を前記放射線画像から除去する散乱線除去処理を行うことを特徴とする放射線画像処理方法。

【請求項10】

コンピュータが、被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像を取得し、
前記放射線画像における、撮影時に使用するグリッドに起因する縞模様であるグリッド縞の有無を検出し、
前記グリッド縞が検出された場合、前記放射線画像に対してグリッド縞除去処理を行い、
前記グリッド縞が検出されなかった場合、前記撮影時に前記被写体を透過した放射線に含まれる散乱成分を前記放射線画像から除去する散乱線除去処理を行い、
前記グリッド縞が検出されなかった場合、前記放射線画像の散乱線量を推定し、
該散乱線量に基づいて前記グリッドの使用の有無を判定し、
前記グリッド縞が検出された場合、前記グリッド縞除去処理が行われた放射線画像を表示手段に表示し、前記グリッド縞が検出されなかった場合、前記判定結果に基づいて、前記散乱線除去処理が行われた放射線画像および該散乱線除去処理が行われる前の放射線画像のいずれを表示するかを決定し、該決定された放射線画像を、前記表示手段に表示することを特徴とする放射線画像処理方法。

【請求項11】

被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像を取得する手順と、
前記放射線画像における、撮影時に使用するグリッドに起因する縞模様であるグリッド縞の有無を検出する手順と、
前記グリッド縞が検出された場合、前記放射線画像に対してグリッド縞除去処理を行う手順と、
前記グリッド縞が検出されなかった場合、前記放射線画像の散乱線量を推定する手順と、
前記散乱線量に基づいて前記グリッドの使用の有無を判定する手順と、
前記グリッドの使用がないと判定された場合に、前記撮影時に前記被写体を透過した放射線に含まれる散乱成分を前記放射線画像から除去する散乱線除去処理を行う手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする放射線画像処理プログラム。

【請求項12】

被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像を取得する手順と、
前記放射線画像における、撮影時に使用するグリッドに起因する縞模様であるグリッド縞の有無を検出する手順と、
前記グリッド縞が検出された場合、前記放射線画像に対してグリッド縞除去処理を行う手順と、
前記グリッド縞が検出されなかった場合、前記撮影時に前記被写体を透過した放射線に含まれる散乱成分を前記放射線画像から除去する散乱線除去処理を行う手順と、
前記グリッド縞が検出されなかった場合、前記放射線画像の散乱線量を推定する手順と、
該散乱線量に基づいて前記グリッドの使用の有無を判定する手順と、
前記グリッド縞が検出された場合、前記グリッド縞除去処理が行われた放射線画像を表示手段に表示し、前記グリッド縞が検出されなかった場合、前記判定結果に基づいて、前記散乱線除去処理が行われた放射線画像および該散乱線除去処理が行われる前の放射線画像のいずれを表示するかを決定し、該決定された放射線画像を、前記表示手段に表示する手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする放射線画像処理プログラム。

【請求項13】

被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像を取得する画像取得手段と、
前記放射線画像における、撮影時に使用するグリッドに起因する縞模様であるグリッド縞の有無を検出するグリッド縞検出手段と、
前記撮影時に前記被写体を透過した放射線に含まれる散乱成分を除去するために使用が想定されるグリッドの特性である第１の仮想グリッド特性を取得する特性取得手段と、
前記グリッド縞が検出された場合、前記放射線画像に対してグリッド縞除去処理を行うグリッド縞除去手段と、
前記グリッド縞が検出されなかった場合、前記第１の仮想グリッド特性に基づいて前記散乱成分を前記放射線画像から除去する散乱線除去処理を行う散乱線除去手段とを備えたことを特徴とする放射線画像処理装置。

【請求項14】

被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像を取得する画像取得手段と、
前記放射線画像における、撮影時に使用するグリッドに起因する縞模様であるグリッド縞の有無を検出するグリッド縞検出手段と、
前記撮影時に前記被写体を透過した放射線に含まれる散乱成分を除去するために使用が想定されるグリッドの特性である第１の仮想グリッド特性を取得する特性取得手段と、
前記グリッド縞が検出された場合、前記放射線画像に対してグリッド縞除去処理を行うグリッド縞除去手段と、
前記撮影時に使用したグリッドおよび前記第１の仮想グリッド特性に基づいて、散乱成分を前記グリッド縞除去処理が行われた放射線画像から除去する散乱線除去処理を行う散乱線除去手段とを備えたことを特徴とする放射線画像処理装置。

【請求項15】

前記グリッド縞が検出された場合、前記グリッド縞除去処理が行われた放射線画像を表示手段に表示し、前記グリッド縞が検出されなかった場合、前記散乱線除去処理が行われた放射線画像および該散乱線除去処理が行われる前の放射線画像を、前記表示手段に表示する表示制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１３または１４記載の放射線画像処理装置。

【請求項16】

前記特性取得手段は、前記使用が想定されるグリッドを使用した場合と使用しない場合とのコントラストの比率に基づいて、前記第１の仮想グリッド特性を取得する手段であることを特徴とする請求項１３から１５のいずれか１項記載の放射線画像処理装置。

【請求項17】

前記グリッド縞が検出されなかった場合、操作者の操作により前記散乱線除去処理が行われる前の放射線画像を削除する制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１３から１６のいずれか１項記載の放射線画像処理装置。

【請求項18】

前記操作者の操作は、前記放射線画像を確認後に行う画像確定の操作であることを特徴とする請求項１７記載の放射線画像処理装置。

【請求項19】

前記グリッド縞が検出されなかった場合、前記散乱線除去処理が行われた放射線画像および該散乱線除去処理が行われる前の放射線画像を記憶し、一定時間経過後に前記散乱線除去処理が行われる前の放射線画像を削除する記憶手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１３から１６のいずれか１項記載の放射線画像処理装置。

【請求項20】

コンピュータが、被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像を取得し、
前記放射線画像における、撮影時に使用するグリッドに起因する縞模様であるグリッド縞の有無を検出し、
前記グリッド縞が検出された場合、前記放射線画像に対してグリッド縞除去処理を行い、
前記撮影時に前記被写体を透過した放射線に含まれる散乱成分を除去するために使用が想定されるグリッドの特性である第１の仮想グリッド特性を取得し、
前記グリッド縞が検出されなかった場合、前記第１の仮想グリッド特性に基づいて前記散乱成分を前記放射線画像から除去する散乱線除去処理を行うことを特徴とする放射線画像処理方法。

【請求項21】

コンピュータが、被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像を取得し、
前記放射線画像における、撮影時に使用するグリッドに起因する縞模様であるグリッド縞の有無を検出し、
前記撮影時に前記被写体を透過した放射線に含まれる散乱成分を除去するために使用が想定されるグリッドの特性である第１の仮想グリッド特性を取得し、
前記グリッド縞が検出された場合、前記放射線画像に対してグリッド縞除去処理を行い、
前記撮影時に使用したグリッドおよび前記第１の仮想グリッド特性に基づいて、散乱成分を前記グリッド縞除去処理が行われた放射線画像から除去する散乱線除去処理を行うことを特徴とする放射線画像処理方法。

【請求項22】

被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像を取得する手順と、
前記放射線画像における、撮影時に使用するグリッドに起因する縞模様であるグリッド縞の有無を検出する手順と、
前記グリッド縞が検出された場合、前記放射線画像に対してグリッド縞除去処理を行う手順と、
前記撮影時に前記被写体を透過した放射線に含まれる散乱成分を除去するために使用が想定されるグリッドの特性である第１の仮想グリッド特性を取得する手順と、
前記グリッド縞が検出されなかった場合、前記第１の仮想グリッド特性に基づいて前記散乱成分を前記放射線画像から除去する散乱線除去処理を行う手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする放射線画像処理プログラム。

【請求項23】

被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像を取得する手順と、
前記放射線画像における、撮影時に使用するグリッドに起因する縞模様であるグリッド縞の有無を検出する手順と、
前記撮影時に前記被写体を透過した放射線に含まれる散乱成分を除去するために使用が想定されるグリッドの特性である第１の仮想グリッド特性を取得する手順と、
前記グリッド縞が検出された場合、前記放射線画像に対してグリッド縞除去処理を行う手順と、
前記撮影時に使用したグリッドおよび前記第１の仮想グリッド特性に基づいて、散乱成分を前記グリッド縞除去処理が行われた放射線画像から除去する散乱線除去処理を行う手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする放射線画像処理プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放射線画像に対して散乱線除去グリッドに関連する画像処理を行う放射線画像処理装置および方法並びに放射線画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、被写体を透過した放射線により被写体の放射線画像を撮影する際、被写体内において放射線が散乱し、この散乱放射線（以下散乱線とする）により、取得される放射線画像のコントラストが低下するという問題がある。このため、放射線画像の撮影時には、放射線を検出して放射線画像を取得するための放射線検出器に散乱線が照射されないように、被写体と放射線検出器との間に散乱線除去グリッド（以下単にグリッドとする）を配置して撮影を行うことがある。グリッドを用いて撮影を行うと被写体により散乱された放射線が放射線検出器に照射されにくくなるため、放射線画像のコントラストを向上させることができる。

【0003】

一方、グリッドを用いた撮影を行うと、被写体像とともにグリッドに対応した縞模様（グリッド縞）が放射線画像に含まれてしまうため、画像が見難いものとなってしまう。このため、グリッド縞を放射線画像から除去する処理が知られている（特許文献１参照）。また、グリッド縞は、静止させて撮影を行う静止グリッドを使用した場合に発生するものであり、揺動させて使用する揺動グリッド（ブッキーグリッド）を使用した場合には、放射線画像にはグリッド縞は発生することが無くなるため、上述したグリッド縞除去処理を行うことなく、グリッド縞のない高画質の放射線画像を取得することができる。

【0004】

ところで、グリッドは、放射線を透過しない鉛等と、放射線を透過しやすいアルミニウムやファイバー等のインタースペース素材とが、例えば４．０本／ｍｍ程度の細かな格子密度で交互に配置されて構成されていることから、重量があるものとなっている。病室等において行うポータブル撮影では、寝ている患者と放射線検出器との間にグリッドを配置する必要があり、グリッドの重量は、撮影者の配置の作業の負担、および撮影時の患者の負担を大きくする要因となっている。また、収束型のグリッドの場合、放射線の斜入により放射線画像に濃度ムラが発生するおそれがある。

【0005】

このため、グリッドを使用することなく放射線画像の撮影を行い、グリッドによる散乱線の除去による画質改善の効果を、画像処理により放射線画像に対して付与する処理が提案されている（特許文献２および非特許文献１参照）。特許文献２および非特許文献１の手法は、放射線画像を複数の周波数成分に周波数分解し、散乱線の成分と見なせる低周波成分に対して、コントラストまたはラチチュードを制御する散乱線除去処理を行い、処理後の周波数成分を合成することにより、散乱線の成分が除去された放射線画像を取得するものである。なお、上記特許文献２に記載された手法は、低周波成分の階層および低周波成分の画素値に応じたゲインを低周波成分に乗算することにより、散乱線除去処理を行っている。ここで、ゲインは１未満の値であり、低周波帯域ほど、また明るい画素値ほど小さな値となっている。また、非特許文献１に記載された手法では、低周波成分をその画素値に応じて変換するテーブルを用いて、低周波帯域ほど等比数列的に大きく抑制されるようにしている。

【0006】

特許文献２および非特許文献１の手法によれば、撮影時にグリッドが不要となるため、撮影時の患者の負担を軽減することができ、かつ濃度ムラおよびグリッド縞による画質の低下を防止することができる。

【0007】

一方、一般的な放射線撮影システムにおいては、静止グリッドを用いて撮影された放射線画像、ブッキーグリッドを用いて撮影された放射線画像、およびグリッドなしで撮影された放射線画像という、３種類の放射線画像が取得される。このような状況において、取得された放射線画像に対してグリッド縞を除去する処理を行うようにした場合、グリッド無しで撮影された放射線画像に対してもグリッド縞除去処理が行われてしまうこととなる。逆に、散乱線除去処理を行うようにした場合、グリッドを用いて撮影された放射線画像に対しても散乱線除去処理が行われてしまうこととなる。このように、放射線画像に対してその放射線画像には必要のない処理が行われると、放射線画像の画質が大幅に低下し診断を効率よく行うことができなくなってしまう。

【0008】

このため、グリッドを使用したり、グリッドを使用しなかったり、複数のグリッド種類が混在するシステムにおいて、マイクロスイッチ、グリッドの種類に応じてグリッドに形成された突起あるいはグリッド重量等に基づいて、グリッドの有無およびグリッドの種類を検出し、グリッドの有無およびグリッドの種類に応じた画像処理を行う手法が提案されている（特許文献３参照）。とくに特許文献３には、グリッドの有無の情報に基づいて、グリッド縞を除去する処理を行うか否かを選択する手法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１２−２０３５０４号公報

【特許文献2】米国特許第８０６４６７６号明細書

【特許文献3】特開２００３−２６００５３号公報

【非特許文献1】C Fivez et al, Multi-resolution contrast amplification in digital radiography with compensation for scattered radiation, 1996 IEEE, pp339-342.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、特許文献３に記載された手法は、システムにマイクロスイッチおよびグリッドの重量を計測する手段を設ける必要があるため、システムの構成が大がかりなものとなる。このため、操作者が放射線画像を確認して、必要な処理を行うようにすることが考えられる。しかしながら、このように操作者に確認を求めることは、操作者の負担が大きくなる。とくにブッキーグリッドを用いて撮影を行った場合、取得される放射線画像にはグリッド縞は含まれないため、操作者が確認したとしても、散乱線除去処理が行われてしまうおそれがある。

【0011】

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、撮影時におけるグリッドの使用の有無に応じて、撮影者の負担を軽減しつつ、効率よくグリッド縞除去処理および散乱線除去処理を行うようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明による放射線画像処理装置は、被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像を取得する画像取得手段と、
放射線画像における、撮影時に使用するグリッドに起因する縞模様であるグリッド縞の有無を検出するグリッド縞検出手段と、
グリッド縞が検出された場合、放射線画像に対してグリッド縞除去処理を行うグリッド縞除去手段と、
グリッド縞が検出されなかった場合、撮影時に被写体を透過した放射線に含まれる散乱成分を放射線画像から除去する散乱線除去処理を行う散乱線除去手段と、
グリッド縞が検出された場合、グリッド縞除去処理が行われた放射線画像を表示手段に表示し、グリッド縞が検出されなかった場合、散乱線除去処理が行われた放射線画像および散乱線除去処理が行われる前の放射線画像を、表示手段に表示する表示制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

【0013】

「撮影時に使用するグリッドに起因する縞模様であるグリッド縞」とは、グリッドの周期に起因する周期縞および周期縞に起因して放射線画像のサンプリングにより発生するモアレを含む。

【0014】

「グリッド除去処理」とは、放射線画像からグリッドに起因する縞模様を除去する処理をいう。

【0015】

なお、本発明による放射線画像処理装置においては、グリッド縞が検出されなかった場合、操作者の操作により散乱線除去処理が行われる前の放射線画像を削除する制御手段をさらに備えるものとしてもよい。

【0016】

この場合、操作者の操作を、放射線画像を確認後に行う画像確定の操作としてもよい。

【0017】

「画像確定の操作」とは、操作者が表示された画像を確認した結果、当該被写体の撮影部位における目的の撮影について、再撮影が不要であることを確定させるための操作である。

【0018】

また、本発明による放射線画像処理装置においては、グリッド縞が検出されなかった場合、散乱線除去処理が行われた放射線画像および散乱線除去処理が行われる前の放射線画像を記憶し、一定時間経過後に散乱線除去処理が行われる前の放射線画像を削除する記憶手段をさらに備えるものとしてもよい。

【0019】

また、本発明による放射線画像処理装置においては、グリッド縞が検出されなかった場合、放射線画像の散乱線量を推定する散乱線量推定手段と、
散乱線量に基づいてグリッドの使用の有無を判定する判定手段とをさらに備えるものとし、
散乱線除去処理手段を、グリッドの使用がないと判定された場合に、散乱線除去処理を行う手段としてもよい。

【0020】

また、本発明による放射線画像処理装置においては、グリッド縞が検出されなかった場合、放射線画像の散乱線量を推定する散乱線量推定手段と、
散乱線量に基づいてグリッドの使用の有無を判定する判定手段とをさらに備えるものとし、
表示制御手段を、判定結果に基づいて、散乱線除去処理が行われた放射線画像および散乱線除去処理が行われる前の放射線画像のいずれを表示するかを決定する手段としてもよい。

【0021】

本発明による放射線画像処理方法は、コンピュータが、被写体に放射線を照射することにより撮影された放射線画像を取得し、
放射線画像における、撮影時に使用するグリッドに起因する縞模様であるグリッド縞の有無を検出し、
グリッド縞が検出された場合、放射線画像に対してグリッド縞除去処理を行い、
グリッド縞が検出されなかった場合、撮影時に被写体を透過した放射線に含まれる散乱成分を放射線画像から除去する散乱線除去処理を行い、
グリッド縞が検出された場合、グリッド縞除去処理が行われた放射線画像を表示手段に表示し、グリッド縞が検出されなかった場合、散乱線除去処理が行われた放射線画像および散乱線除去処理が行われる前の放射線画像を、表示手段に表示することを特徴とするものである。

【0022】

なお、本発明による放射線画像処理方法をコンピュータに実行させるための放射線画像処理プログラムとして提供してもよい。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、放射線画像において、撮影時に使用するグリッドに起因する縞模様であるグリッド縞の有無が検出され、グリッド縞が検出された場合、グリッド縞除去処理が行われる。また、グリッド縞が検出されなかった場合、散乱線除去処理が行われる。そして、グリッド縞が検出された場合、グリッド縞除去処理が行われた放射線画像が表示手段に表示され、グリッド縞が検出されなかった場合、散乱線除去処理が行われた放射線画像および散乱線除去処理が行われる前の放射線画像が表示手段に表示される。このため、操作者は何ら操作を行わなくても、撮影時におけるグリッドの使用の有無に応じた適切な処理を放射線画像に対して行うことができるため、操作者の負担を軽減し、かつ効率よくグリッド縞除去処理および散乱線除去処理を行うことができる。

【0024】

なお、ブッキーグリッドを使用した場合、放射線画像からはグリッド縞は検出されないため、散乱線除去処理が行われてしまう。ブッキーグリッドを使用して撮影を行うことにより取得した放射線画像は散乱線が除去されているため、そのような放射線画像に対してさらに散乱線除去処理を行うと、非常に低線量にて撮影したような、ノイズの多い画像となってしまう。本発明によれば、散乱線除去処理が行われた放射線画像および散乱線除去処理が行われる前の放射線画像を表示するようにしたため、操作者は、表示された画像がブッキーグリッドを使用して撮影を行うことにより取得した放射線画像に対して散乱線除去処理を行ったものか否かを確認することができ、さらにブッキーグリッドを使用して撮影を行うことにより取得した放射線画像に対して散乱線除去処理を行った画像を削除する等の処理を行うことができる。したがって、ブッキーグリッドを使用して撮影を行うことにより取得した放射線画像に対して散乱線除去処理を行った放射線画像が残ってしまい、診断に供されることを防止することができる。

【0025】

また、グリッド縞が検出されなかった場合、操作者の操作により散乱線除去処理が行われる前の放射線画像を削除することにより、ブッキーグリッドを使用して撮影を行うことにより取得した放射線画像に対して散乱線除去処理を行った放射線画像が残ってしまい、診断に供されることを防止することができる。

【0026】

また、グリッド縞が検出されなかった場合、散乱線除去処理が行われた放射線画像および散乱線除去処理が行われる前の放射線画像を記憶し、一定時間経過後に散乱線除去処理が行われる前の放射線画像を削除することにより、ブッキーグリッドを使用して撮影を行うことにより取得した放射線画像に対して散乱線除去処理を行った放射線画像が残ってしまい、診断に供されることを確実に防止することができる。

【0027】

また、放射線画像の散乱線量を推定し、散乱線量に基づいてグリッドの使用の有無を判定し、グリッドの使用がないと判定された場合に、散乱線除去処理を行うことにより、ブッキーグリッドを使用した場合のように、放射線画像に含まれる散乱線量が少ない場合には、散乱線除去処理を行わないようにすることができる。したがって、ブッキーグリッドを使用して撮影を行うことにより取得した放射線画像に対して、散乱線除去処理を行うことを防止することができる。

【0028】

また、放射線画像の散乱線量を推定し、散乱線量に基づいてグリッドの使用の有無を判定し、判定結果に基づいて、散乱線除去処理が行われた放射線画像および散乱線除去処理が行われる前の放射線画像のいずれを表示するかを決定することにより、ブッキーグリッドを使用した場合のように、放射線画像に含まれる散乱線量が少ない場合には、散乱線除去処理を行わなかった放射線画像のみを表示するようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の第１の実施形態による放射線画像処理装置を適用した放射線画像撮影システムの構成を示す概略ブロック図

【図2】第１の実施形態における放射線画像撮影システムのコンピュータ内部の概略構成を示すブロック図

【図3】散乱線除去部の構成を示す概略ブロック図

【図4】胸部の放射線画像における散乱線含有率分布を示す図

【図5】図４に示す散乱線含有率分布を示す場合において算出した変換係数を示す図

【図6】第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャート（その１）

【図7】第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャート（その２）

【図8】確認画面の例を示す図

【図9】散乱線除去処理および画像処理が施された放射線画像を示す図

【図10】画像処理のみが施された放射線画像を示す図

【図11】第２の実施形態における放射線画像撮影システムのコンピュータ内部の概略構成を示すブロック図

【図12】散乱線量推定部の構成を示す概略ブロック図

【図13】第２の実施形態において行われる処理を示すフローチャート

【図14】散乱線量推定処理のフローチャート

【図15】体厚分布の対応付けテーブルの例を示す図

【図16】推定画像の生成方法の例を説明するための図

【図17】推定画像の生成方法の他の例を説明するための図

【図18】第３の実施形態において行われる処理を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態による放射線画像処理装置を適用した放射線画像撮影システムの構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、本実施形態による放射線画像撮影システムは、放射線源２と、ラック（立位撮影台）３に保持された放射線検出器４と、自由な位置において撮影を行うための放射線検出器５と、システムの制御を行うためのコンソール６とを備える。なお、コンソール６は、コンピュータ７と、コンピュータ７に接続された表示部８および入力部９とを備える。なお、図１においては、放射線検出器５は、患者である被写体Ｍが横臥するためのベッド（臥位撮影台）１０に設置された状態を示している。また、ラック３の前方空間は立位での放射線撮影を行う際の被写体Ｍの撮影位置１１とされ、ベッド１０の上方空間は臥位での放射線撮影を行う際の被写体Ｍの撮影位置１２とされている。

【0031】

なお、放射線検出器４，５の被写体側には、被写体Ｍにおいて散乱した放射線の放射線検出器４，５への入射を防止するためのグリッド１４，１５が、出し入れ自在に設けられている。本実施形態においては、グリッド１４は揺動可能なブッキーグリッドであり、グリッド１５は静止グリッドである。

【0032】

また、放射線撮影室１には、単一の放射線源２からの放射線によって立位および臥位の双方での放射線撮影を可能とするために、放射線源２を、水平な軸回り（図２の矢印Ａ方向）に回動可能で、鉛直方向（図２の矢印Ｂ方向）に移動可能で、さらに水平方向（図２の矢印Ｃ方向）に移動可能に支持する支持移動機構１７が設けられている。

【0033】

支持移動機構１７は、放射線源２を水平な軸回りに回動させる駆動源と、放射線源２を鉛直方向に移動させる駆動源と、放射線源２を水平方向に移動させる駆動源とを備えている。なお、放射線源２および支持移動機構１７の駆動は、放射線源２に設けられた放射線コントローラ２０、および駆動コントローラ２１によりそれぞれ行われる。

【0034】

放射線検出器４，５は、放射線画像の記録と読み出しを繰り返して行うことができるものであり、放射線の照射を直接受けて電荷を発生する、いわゆる直接型の放射線検出器を用いてもよいし、放射線を一旦可視光に変換し、その可視光を電荷信号に変換する、いわゆる間接型の放射線検出器を用いるようにしてもよい。また、放射線画像信号の読出方式としては、ＴＦＴ（thin film transistor）スイッチをオン・オフさせることによって放射線画像信号が読み出される、いわゆるＴＦＴ読出方式のものや、読取光を照射することによって放射線画像信号が読み出される、いわゆる光読出方式のものを用いることが望ましいが、これに限らずその他のものを用いるようにしてもよい。

【0035】

放射線検出器４は、ラック３の予め定められた位置に位置決めされる。放射線検出器５は、自由な位置に設置して使用することが可能である。放射線検出器４，５からの電荷信号の読み出しは、コンソール６からの指示により行われる。

【0036】

本実施形態による放射線画像撮影システムでは、放射線源２および支持移動機構１７とコンソール６とをケーブルで接続して有線通信により各種情報の送受信を行う。なお、本実施形態では、放射線検出器４，５とコンソール６とは、ケーブルを用いて有線通信により各種情報の送受信を行うようにしているが、無線通信によって各種情報の送受信を行うようにしてもよい。

【0037】

コンソール６のコンピュータ７は、中央処理装置（ＣＰＵ）、半導体メモリ、通信インターフェースおよびハードディスクやＳＳＤ等のストレージデバイス等を備えており、これらのハードウェアによって、図２に示すような制御部３１、画像取得部３２、グリッド縞検出部３３、グリッド縞除去部３４、散乱線除去部３５、画像処理部３６、表示制御部３７および記憶部３８が構成されている。なお、制御部３１、画像取得部３２、グリッド縞検出部３３、グリッド縞除去部３４、散乱線除去部３５、表示制御部３７および記憶部３８が、本発明の放射線画像処理装置を構成する。

【0038】

制御部３１は、各種のコントローラ２０，２１に対して所定の制御信号を出力してこれらの制御を行ったり、システム全体の制御を行ったりするものである。

【0039】

画像取得部３２は、放射線検出器４，５から電荷信号を読み出して被写体Ｍの放射線画像を取得する。なお、画像取得部３２は、放射線検出器４，５から読み出された電荷信号を電圧信号に変換するチャージアンプや、チャージアンプから出力された電圧信号をサンプリングする相関２重サンプリング回路や、電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部等が設けられた回路基板等からなる。

【0040】

グリッド縞検出部３３は、放射線画像において、撮影時に使用するグリッドに起因する縞模様であるグリッド縞の有無を検出する。具体的には、放射線画像を周波数解析して周波数スペクトルを求め、周波数スペクトルにおけるある周波数成分にピークが存在するか否かを判定する。ここで、グリッドを使用して撮影を行うことにより取得した放射線画像においては、グリッドの周期に起因する周期縞および周期縞に起因して放射線画像のサンプリングにより発生するモアレが含まれるため、周波数スペクトルにおいては、グリッドの周期およびモアレに対応する周波数成分にピークが存在することとなる。したがって、グリッド縞検出部３３は、求めた周波数スペクトルにピークが存在するか否かを判定することにより、放射線画像におけるグリッド縞の有無を検出する。

【0041】

グリッド縞除去部３４は、グリッド縞検出部３３により放射線画像にグリッド縞が検出された場合に、放射線画像に対してグリッド縞を除去するグリッド縞除去処理を行う。グリッド縞除去処理としては、例えばグリッド縞に対応する周波数成分を低減するためのフィルタによるフィルタリング処理を用いることができる。

【0042】

散乱線除去部３５は、グリッド縞検出部３３により放射線画像にグリッド縞が検出されなかった場合に、放射線画像に対して散乱線を除去する散乱線除去処理を行う。図３は散乱線除去部の構成を示す概略ブロック図である。図３に示すように、散乱線除去部３５は、放射線画像の撮影時に、散乱線を除去するために使用が想定される、仮想的なグリッドの特性である仮想グリッド特性を取得する特性取得部４１と、放射線画像に含まれる放射線の散乱成分を表す散乱成分情報を取得する散乱情報取得部４２と、特性取得部４１が取得した仮想グリッド特性および散乱情報取得部４２が取得した散乱成分情報に基づいて、放射線検出器４，５により取得された放射線画像の散乱線除去処理を行う除去処理部４３とを備える。

【0043】

特性取得部４１は、操作者による入力部９からの入力により仮想グリッド特性を取得する。本実施形態においては、仮想グリッド特性は、仮想グリッドについての散乱線透過率Ｔｓ、および被写体Ｍを透過して直接放射線検出器４，５に照射される一次線の透過率（一次線透過率）Ｔｐとする。なお、散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐは０〜１の間の値をとる。

【0044】

特性取得部４１は、散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐの値の入力を直接受け付けることにより仮想グリッド特性を取得してもよいが、本実施形態においては、グリッドの種類を表すグリッド情報、被写体についての情報（被写体情報）、および放射線画像の取得時の撮影条件の少なくとも１つの指定を受け付けることにより、仮想グリッド特性、すなわち散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐを取得する。

【0045】

ここで、グリッド情報とは、グリッド比、グリッド密度、収束型か平行型か、収束型の場合の集束距離、インタースペース素材（アルミニウム、ファイバー、ベークライト等）等の、グリッドの種類を特定する情報の少なくとも１つを含む。散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐはグリッドの種類に応じて異なるものとなる。このため、グリッド情報に関して、各種グリッド情報の少なくとも１つと仮想グリッド特性とを対応付けたテーブルが記憶部３８に記憶されている。

【0046】

被写体情報は、胸部、腹部および頭部等の被写体の種類を含む。ここで、放射線画像の撮影時には、一般的に撮影部位に応じて使用するグリッドの種類が決められており、グリッドの種類に応じて散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐが異なるものとなる。このため、被写体情報に関して、各種被写体情報と仮想グリッド特性とを対応付けたテーブルが記憶部３８に記憶されている。

【0047】

撮影条件は、撮影時の撮影距離（ＳＩＤ）、撮影線量、管電圧、線源のターゲットおよびフィルタの材質、並びに撮影に使用される放射線検出器の種類等のうちの少なくとも１つを含む。ここで、放射線画像の撮影時には、一般的に撮影条件に応じて使用するグリッドの種類が決められており、グリッドの種類に応じて散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐが異なるものとなる。このため、撮影条件に関して、各種撮影条件と仮想グリッド特性とを対応付けたテーブルが記憶部３８に記憶されている。なお、各種撮影条件は、放射線画像撮影システムが設置される施設に応じて決まっていることが多い。このため、実際の撮影時の撮影条件が不明である場合は、施設に応じた撮影条件を使用すればよい。

【0048】

特性取得部４１は、記憶部３８に記憶されたテーブルを参照して、入力部９から入力されたグリッド情報、被写体情報および撮影条件の少なくとも１つに基づいて、仮想グリッド特性を取得する。なお、グリッド情報、被写体情報および撮影条件は、入力部９の直接の入力を受け付ければよいが、各種グリッド情報、各種被写体情報および各種撮影条件のリストを表示部８に表示し、リストからのグリッド情報、被写体情報および撮影条件の少なくとも１つの選択を受け付けることにより、グリッド情報、被写体情報および撮影条件の入力を行うようにしてもよい。また、撮影条件については、放射線コントローラ２０から取得するようにしてもよい。

【0049】

なお、撮影条件が撮影線量である場合、厚さが既知のアクリルモデルを被写体とともに撮影し、取得された放射線画像におけるアクリルモデルの部分の濃度に基づいて、撮影線量を取得するようにしてもよい。この場合、アクリルモデルの濃度と撮影線量とを対応付けたテーブルを記憶部３８に記憶しておき、アクリルモデルの濃度に基づいてこのテーブルを参照して撮影線量を取得すればよい。また、放射線検出器４，５に直接放射線が照射することにより得られる素抜け領域が放射線画像に含まれる場合、素抜け領域の濃度に基づいて、撮影線量を取得するようにしてもよい。この場合、素抜け領域の濃度と撮影線量とを対応付けたテーブルを記憶部３８に記憶しておき、素抜け領域の濃度に基づいてこのテーブルを参照して撮影線量を取得すればよい。また、線量計を用いて撮影線量を測定し、測定した撮影線量を撮影条件として用いてもよい。

【0050】

また、本実施形態においては，散乱線除去処理は、後述するように放射線画像を周波数分解することにより行われる。本実施形態においては、仮想グリッド特性は、周波数分解による得られる放射線画像の複数の周波数帯域のそれぞれについて取得される。このため、上記テーブルにおける仮想グリッド特性は、複数の周波数帯域のそれぞれに対応付けられたものとなっている。

【0051】

また、グリッド情報、被写体情報および撮影条件のすべてと仮想グリッド特性とを対応付けたテーブルを記憶部３８に記憶しておき、グリッド情報、被写体情報および撮影条件のすべてに基づいて仮想グリッド特性を取得するようにしてもよい。この場合、テーブルは、各種グリッド情報、各種被写体情報および各種撮影条件と、仮想グリッド特性とを対応付けた少なくとも４次元のテーブルとなる。

【0052】

なお、グリッドを使用することによって増加する照射線量の増加率である露出倍数、グリッドを使用した場合と使用しない場合とのコントラストの比率であるコントラスト改善係数、および一次Ｘ線透過率の散乱Ｘ線透過率に対する比率である選択度は、グリッドの特性を表す特性値であり、これらの特性値から散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐを算出することができる。このため、特性取得部４１において、露出倍数、コントラスト改善係数および選択度の少なくとも１つの指定を受け付けることにより、仮想グリッド特性、すなわち散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐを算出して取得するようにしてもよい。

【0053】

また、本実施形態において散乱線除去部３５は、仮想グリッド特性のみならず、散乱成分情報にも基づいて散乱線除去処理を行う。このため、散乱情報取得部４２は散乱成分情報を取得する。本実施形態においては、散乱成分情報は、例えば被写体Ｍが胸部であれば、縦隔が存在する放射線画像の中央部分ほど散乱線が多く、肺野が存在する周辺部ほど散乱線が散乱線が少ないという、放射線画像における散乱線含有率分布とする。

【0054】

散乱情報取得部４２は、撮影により取得された放射線画像を解析することにより、散乱成分情報すなわち散乱線含有率分布を取得する。放射線画像の解析は、放射線画像の撮影時における照射野情報、被写体情報および撮影条件に基づいて行う。

【0055】

照射野情報とは、照射野絞りを用いて撮影を行った場合における、放射線画像に含まれる照射野の位置および大きさに関する照射野分布を表す情報である。被写体情報とは、上述した胸部、腹部および頭部等の被写体の種類に加えて、被写体の放射線画像上での位置、被写体の組成の分布、被写体の大きさおよび被写体の厚さ等に関する情報である。撮影条件とは、撮影時の照射線量（管電流×照射時間）、管電圧、撮影距離（放射線源から被写体までの距離と被写体から放射線検出器までの距離との合計）、エアギャップ量（被写体から放射線検出器までの距離）、および放射線検出器の特性等に関する情報である。これらの照射野情報、被写体情報および撮影条件は、放射線画像に含まれる散乱線の分布を決める要因となっている。例えば、散乱線の大小は照射野の大きさにより左右され、被写体の厚さが大きいほど散乱線は多くなり、被写体と放射線検出器との間に空気が存在すると散乱線が減少する。したがって、これらの情報を用いることにより、より正確に散乱線含有率分布を取得することができる。

【0056】

散乱情報取得部４２は、撮影により取得した放射線画像内の被写体厚の分布Ｔ（ｘ，ｙ）から、下記の式（１）、（２）にしたがって一次線像および散乱線像を算出し、算出した一次線像および散乱線像から式（３）に基づいて、散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）を算出する。なお、散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）は０〜１の間の値をとる。

【0057】

Icp(x,y) = Io(x,y)×exp(-μ×T(x,y)) …（１）
Ics(x,y) = Io(x,y)＊Sσ(T(x,y)) …（２）
S(x,y) = Ics(x,y)/(Ics(x,y)+Icp(x,y)) …（３）
ここで、（ｘ，ｙ）は放射線画像の画素位置の座標、Ｉｃｐ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における一次線像、Ｉｃｓ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における散乱線像、Ｉｏ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における被写体表面への入射線量、μは被写体の線減弱係数、Ｓσ（Ｔ（ｘ，ｙ））は画素位置（ｘ，ｙ）における被写体厚に応じた散乱の特性を表す畳みこみカーネルである。式（１）は公知の指数減弱則に基づく式であり、式（２）は「J M Boon et al, An analytical model of the scattered radiation distribution in diagnostic radiolog, Med. Phys. 15(5), Sep/Oct 1988」（参考文献１）に記載された手法に基づく式である。なお、被写体表面への入射線量Ｉｏ（ｘ，ｙ）は、どのような値を定義してもＳ（ｘ，ｙ）を算出する際に除算によってキャンセルされるため、例えば値を１とする等、任意の値とすればよい。

【0058】

また、被写体厚の分布Ｔ（ｘ，ｙ）は、放射線画像における輝度分布が被写体の厚さの分布と略一致するものと仮定し、放射線画像の画素値を線減弱係数値により厚さに変換することにより算出すればよい。これに代えて、センサ等を用いて被写体の厚さを計測してもよく、立方体あるいは楕円柱等のモデルで近似してもよい。

【0059】

ここで、式（２）における＊は畳みこみ演算を表す演算子である。カーネルの性質は、被写体の厚さの他に、照射野の分布、被写体の組成の分布、撮影時の照射線量、管電圧、撮影距離、エアギャップ量、および放射線検出器の特性等によっても変化する。参考文献１に記載された手法によれば散乱線は一次線に対する位置拡張関数（point spread function、式（２）におけるSσ（Ｔ（ｘ，ｙ）））の畳みこみにより近似することができる。なお、Sσ（Ｔ（ｘ，ｙ））は、照射野情報、被写体情報および撮影条件等に応じて実験的に求めることができる。

【0060】

本実施形態においては、撮影時の照射野情報、被写体情報および撮影条件に基づいてSσ（Ｔ（ｘ，ｙ））を算出してもよいが、各種照射野情報、各種被写体情報および各種撮影条件とSσ（Ｔ（ｘ，ｙ））とを対応付けたテーブルを記憶部３８に記憶しておき、撮影時の照射野情報、被写体情報および撮影条件に基づいて、このテーブルを参照してSσ（Ｔ（ｘ，ｙ））を求めるようにしてもよい。なお、Sσ（Ｔ（ｘ，ｙ））をＴ（ｘ，ｙ）にて近似するようにしてもよい。

【0061】

除去処理部４３は、仮想グリッド特性および散乱成分情報に基づいて、放射線画像における散乱線と見なせる周波数帯域の周波数成分を低減させることにより、散乱線除去処理を行う。このため、除去処理部４３は、放射線画像を周波数分解して複数の周波数帯域毎の周波数成分を取得し、少なくとも１つの周波数成分のゲインを低減する処理を行い、処理済みの周波数成分およびこれ以外の周波数成分を合成して、散乱線除去処理済みの放射線画像を取得する。なお、周波数分解の手法としては、放射線画像を多重解像度変換する手法の他、ウェーブレット変換、フーリエ変換等、公知の任意の手法を用いることができる。

【0062】

除去処理部４３は、仮想グリッド特性である散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐ、並びに散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）から、周波数成分を変換する変換係数Ｒ（ｘ，ｙ）を下記の式（４）により算出する。

【0063】

R(x,y) = S(x,y)×Ts + (1-S(x,y))×Tp …（４）
散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐ、並びに散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）は０〜１の間の値となるため、変換係数Ｒ（ｘ，ｙ）も０〜１の間の値となる。除去処理部４３は、変換係数Ｒ（ｘ，ｙ）を複数の周波数帯域のそれぞれについて算出する。

【0064】

なお、以降の説明において、放射線画像の画素値をＩ（ｘ，ｙ）、周波数分解により得られる周波数成分画像をＩ（ｘ，ｙ，ｒ）、周波数合成をＩ（ｘ，ｙ）＝ΣｒＩ（ｘ，ｙ，ｒ）、周波数帯域毎の変換係数をＲ（ｘ，ｙ，ｒ）、周波数帯域毎の散乱線透過率および一次線透過率をＴｓ（ｒ）、Ｔｐ（ｒ）で表すものとする。なお、ｒは周波数帯域の階層を表し、ｒが大きいほど低周波であることを表すものとする。したがって、Ｉ（ｘ，ｙ，ｒ）は、ある周波数帯域の周波数成分画像となる。散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）は放射線画像についてのものをそのまま用いればよいが、散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐと同様に周波数帯域のそれぞれについて取得するようにしてもよい。

【0065】

本実施形態においては、周波数成分毎に変換係数Ｒ（ｘ，ｙ，ｒ）を算出し、周波数成分画像Ｉ（ｘ，ｙ，ｒ）に対して対応する周波数帯域の変換係数Ｒ（ｘ，ｙ，ｒ）を乗算して、周波数成分画像Ｉ（ｘ，ｙ，ｒ）の画素値を変換し、変換係数Ｒ（ｘ，ｙ，ｒ）が乗算された周波数成分画像Ｉ（ｘ，ｙ，ｒ）（すなわち、Ｉ（ｘ，ｙ，ｒ）×Ｒ（ｘ，ｙ，ｒ））を周波数合成して処理済みの放射線画像Ｉ′（ｘ，ｙ）を取得する。したがって、除去処理部４３において行われる処理は、下記の式（５）により表される。なお、変換係数Ｒ（ｘ，ｙ，ｒ）は０〜１の間の値となるため、周波数成分（ｘ，ｙ，ｒ）に対して対応する周波数帯域の変換係数Ｒ（ｘ，ｙ，ｒ）を乗算することにより、その周波数成分の画素位置（ｘ，ｙ）における画素値すなわちゲインが低減されることとなる。

【0066】

I’(x,y)=Σr{I(x,y,r)×R(x,y,r)}
=Σr{I(x,y,r)×(S(x,y)×Ts(r)+(1-S(x,y))×Tp(r))} …（５）
ここで、本実施形態においては、放射線画像を６つの周波数帯域に周波数分解するものとし、散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐは６つの周波数帯域について取得されるものとする。この場合、散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐは、例えば下記式（６）に示す値となる。なお、式（６）では右側ほど低周波数帯域の値を表すものとする。

【0067】

Ts={0.7, 0.7, 0.7, 0.7, 0.3, 0.2}
Tp={0.7, 0.7, 0.7, 0.7, 0.7, 0.7} …（６）
式（６）に示すように、散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐは、高周波数帯域（ｒ＝１〜４）では同一の値であるが、低周波数帯域（ｒ＝５〜６）においては、散乱線透過率Ｔｓの方が低い値となる。これはグリッドは散乱線の周波数成分が支配的である低周波帯域ほどその除去率が高いが、一次線については除去率の周波数依存性が小さいからである。

【0068】

図４は胸部の放射線画像における散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）を示す図である。図４においては、散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）が高いほど各画素位置における輝度が高くなっている。図４より胸部の画像においては縦隔部および肺野の周囲において散乱線の含有率が高いことが分かる。このような散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）を示す場合において、式（４）、（６）に基づいて算出した変換係数を図５に示す。図５において、輝度が低いほど値が小さく、より大きく画素値が低減されることとなる。図４および図５を比較すると、散乱線の含有率が高い縦隔部および肺野の周囲において、変換係数の値が小さくなっていることが分かる。したがって、このように算出した変換係数を用いて式（５）に示す処理を行うことにより取得された処理済みの放射線画像においては、使用が想定されるグリッドの種類に応じて散乱線成分が除去されたものとなる。

【0069】

なお、除去処理部４３においては、下記のようにして放射線画像の散乱線を除去するようにしてもよい。まず、上記と同様に周波数合成をＩ（ｘ，ｙ）＝ΣｒＩ（ｘ，ｙ，ｒ）で表すとすると、除去処理部４３は、周波数成分画像Ｉ（ｘ，ｙ，ｒ）を、下記の式（７）により、散乱線含有率分布Ｓ（ｘ，ｙ）を用いて、散乱成分Ｉｃｓ（ｘ，ｙ，ｒ）と一次線成分Ｉｃｐ（ｘ，ｙ，ｒ）とに分解する。

【0070】

Ics(x,y,r)= S(x,y)×I(x,y,r)
Icp(x,y,r)=(1-S(x,y))×I(x,y,r) …（７）
さらに除去処理部４３は、下記の式（８）により、散乱成分Ｉｃｓ（ｘ，ｙ，ｒ）および一次線成分Ｉｃｐ（ｘ，ｙ，ｒ）のそれぞれに対して、仮想グリッド特性である散乱線透過率Ｔｓ（ｒ）および一次線透過率Ｔｐ（ｒ）を適用して画像変換し、変換された散乱成分Ｉｃｓ′（ｘ，ｙ，ｒ）および一次線成分Ｉｃｐ′（ｘ，ｙ，ｒ）を算出する。

【0071】

Ics′(x,y,r)=Ics(x,y,r)×Ts(r)=S(x,y)×I(x,y,r)×Ts(r)
Icp′(x,y,r)=Icp(x,y,r)×Tp(r)=(1-S(x,y))×I(x,y,r)×Tp(r) …（８）
そして下記の式（９）により、Ｉｃｓ′（ｘ，ｙ，ｒ）および一次線成分Ｉｃｐ′（ｘ，ｙ，ｒ）を周波数合成して、処理済みの放射線画像Ｉ（ｘ，ｙ）′を算出する。

【0072】

I′(x,y)=Σr{Ics′(x,y,r)+Icp′(x,y,r)}
=Σr{S(x,y)×I(x,y,r)×Ts(r)+(1-S(x,y))×I(x,y,r)×Tp(r)}
=Σr{I(x,y,r)×(S(x,y)×Ts(r)+(1-S(x,y))×Tp(r))} …（９）
画像処理部３６は、グリッド縞除去処理が行われた放射線画像、散乱線除去処理が行われた放射線画像、および処理前の放射線画像に対して、ノイズを除去するノイズ除去処理、階調処理および周波数処理等の画像処理を行って処理済みの放射線画像を取得する。

【0073】

表示制御部３７は、グリッド縞が検出された場合、グリッド縞除去処理が行われた放射線画像を表示部８に表示し、グリッド縞が検出されなかった場合、散乱線除去処理が行われた放射線画像および散乱線除去処理が行われる前の放射線画像を表示部８に表示する。なお、グリッド縞除去処理が行われた放射線画像、散乱線除去処理が行われた放射線画像および処理前の放射線画像は、画像処理が行われて表示部８に表示される。以降の説明において、グリッド縞除去処理および画像処理が行われた放射線画像を放射線画像Ｇ１、散乱線除去処理および画像処理が行われた放射線画像を放射線画像Ｇ２、画像処理のみが行われた放射線画像を放射線画像Ｇ０とする。

【0074】

次いで、第１の実施形態において行われる処理について説明する。図６，７は第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。画像取得部３２が、放射線検出器４，５から放射線画像を取得すると（ステップＳＴ１）、グリッド縞検出部３３が、放射線画像のグリッド縞の有無を検出する（ステップＳＴ２）。グリッド縞が検出されると（ステップＳＴ２：肯定）、グリッド縞除去部３４が放射線画像にグリッド縞除去処理を行い（ステップＳＴ３）、画像処理部３６がグリッド縞除去処理が行われた放射線画像に画像処理を行って処理済みの放射線画像Ｇ１を生成する（ステップＳＴ４）。また、制御部３１が、処理前の放射線画像を削除する（ステップＳＴ５）。そして、表示制御部３７が、放射線画像Ｇ１を表示部８に表示する（ステップＳＴ６）。

【0075】

図８は放射線画像Ｇ１の確認画面を示す図である。図８に示すように、確認画面５０には、処理済みの放射線画像を表示する画像表示領域５１、確認完了ボタン５２および再撮影ボタン５３が表示されている。また、画像表示領域５１には放射線画像Ｇ１とともに放射線画像に対して行われた処理を示すアイコンが表示される。なお、図８に示す確認画面５０において、画像表示領域５１に表示される放射線画像Ｇ１には、グリッド縞除去処理が行われたことを示す、「Ｇ」の文字を含むアイコン５４が表示される。

【0076】

次いで、制御部３１は再撮影ボタン５３が選択されたか否かを判定し（ステップＳＴ７）、ステップＳＴ７が肯定されると、再撮影を行うべく処理を終了する。ステップＳＴ７が否定されると、制御部３１は確認完了ボタン５２が選択されたか否かを判定し（ステップＳＴ８）、ステップＳＴ８が否定されるとステップＳＴ７に戻る。一方、ステップＳＴ８が肯定されると処理を終了する。なお、処理済みの放射線画像Ｇ１は、記憶部３８に保存されるか、コンソール６とネットワーク接続されたサーバに送信されて保存される。

【0077】

一方、グリッド縞が検出されないと（ステップＳＴ２：否定）、散乱線除去部３５が放射線画像に散乱線除去処理を行い（ステップＳＴ１１）、画像処理部３６が散乱線除去処理が行われた放射線画像および処理前の放射線画像に画像処理を行って、処理済みの放射線画像Ｇ０，Ｇ２を生成する（ステップＳＴ１２）。そして、表示制御部３７が、放射線画像Ｇ２を表示部８に表示する（ステップＳＴ１３）。この場合、確認画面５０の画像表示領域５１には、図９に示すように、放射線画像に対して行われた処理が散乱線除去処理および画像処理であることを示す、「Ｓ」の文字を含むアイコン５５が付与された放射線画像Ｇ２が表示される。

【0078】

制御部３１は、アイコン５５が選択されたか否かを判定する（ステップＳＴ１４）。ステップＳＴ１４が肯定されると、表示制御部３７は、表示部８に表示する放射線画像を切り替え（ステップＳＴ１５）、ステップＳＴ１４に戻る。この場合、放射線画像Ｇ２に代えて、画像処理のみが施された放射線画像Ｇ０が表示部８に表示される。なお、確認画面５０の画像表示領域５１には、図１０に示すように、放射線画像に対して行われた処理が画像処理のみであることを示す、「Ｏ」の文字を含むアイコン５６が付与された放射線画像Ｇ０が表示される。一方、制御部３１は、ステップＳＴ１４においてアイコン５６が選択されたか否かを判定し、ステップＳＴ１４が肯定されると、放射線画像Ｇ２を再度表示部８に表示する。

【0079】

ステップＳＴ１４が否定されると、制御部３１は再撮影ボタン５３が選択されたか否かを判定し（ステップＳＴ１６）、ステップＳＴ１６が肯定されると、再撮影を行うべく処理を終了する。ステップＳＴ１６が否定されると、制御部３１は確認完了ボタン５２が選択されたか否かを判定し（ステップＳＴ１７）、ステップＳＴ１７が否定されるとステップＳＴ１４に戻る。一方、ステップＳＴ１７が肯定されると、表示されていない方の放射線画像を削除し（ステップＳＴ１８）、処理を終了する。すなわち、放射線画像Ｇ２が表示されていれば放射線画像Ｇ０を削除し、放射線画像Ｇ０が表示されていれば放射線画像Ｇ２を削除する。なお、削除されなかった処理済みの放射線画像は、記憶部３８に保存されるか、コンソール６とネットワーク接続されたサーバに送信されて保存される。

【0080】

このように、第１の実施形態においては、グリッド縞の有無を検出し、グリッド縞が検出された場合、グリッド縞除去処理を行い、グリッド縞が検出されなかった場合、散乱線除去処理を行い、グリッド縞が検出された場合、グリッド縞が除去された放射線画像Ｇ１を表示し、グリッド縞が検出されなかった場合、散乱線除去処理が行われた放射線画像Ｇ２および散乱線除去処理が行われる前の放射線画像Ｇ０を表示するようにしたものである。このため、操作者は何ら操作を行わなくても、撮影時におけるグリッドの使用の有無に応じた適切な処理を放射線画像に対して行うことができるため、操作者の負担を軽減し、かつ効率よくグリッド縞除去処理および散乱線除去処理を行うことができる。

【0081】

ここで、本実施形態においては、ブッキーグリッドを使用した場合、放射線画像からはグリッド縞は検出されないため、散乱線除去処理が行われてしまう。ブッキーグリッドを使用して撮影を行うことにより取得した放射線画像は散乱線が除去されているため、散乱線除去処理を行うと、非常に低線量にて撮影したようなノイズの多い画像となる。本実施形態によれば、散乱線除去処理が行われた放射線画像Ｇ２および散乱線除去処理が行われる前の放射線画像Ｇ０を表示するようにしたため、操作者は、表示された画像がブッキーグリッドを使用して撮影を行うことにより取得した放射線画像に対して散乱線除去処理を行ったものか否かを確認することができ、さらに操作者の操作により散乱線除去処理が行われる前の放射線画像を削除することができる。これにより、ブッキーグリッドを使用して撮影を行うことにより取得した放射線画像に対して散乱線除去処理を行った放射線画像が残ってしまい、診断に供されることを防止することができる。

【0082】

なお、上記第１の実施形態においては、グリッド縞が検出されなかった場合に、確認完了ボタン５２が選択されると、表示されていない方の放射線画像を削除しているが、双方の放射線画像Ｇ０，Ｇ２を保存するようにしてもよい。また、双方の放射線画像Ｇ０，Ｇ２が保存された場合、保存してから一定時間経過後に、表示されなかった方の放射線画像を削除するようにしてもよい。

【0083】

また、上記第１の実施形態においては、放射線画像Ｇ０，Ｇ２を並べて表示し、不要な放射線の画像の選択を受け付けることにより、選択された方の放射線画像を削除するようにしてもよい。

【0084】

次いで、本発明の第２の実施形態について説明する。図１１は、本発明の第２の実施形態における放射線画像撮影システムのコンピュータ内部の概略構成を示すブロック図である。なお、図１１において図２と同一の構成については同一の参照番号を付与し、詳細な説明は省略する。第２の実施形態においては、放射線画像にグリッド縞が検出されなかった場合に、放射線画像の散乱線量を推定する散乱線量推定部３９と、推定した散乱線量に基づいてグリッドの使用の有無を判定する判定部４０とを備えた点が第１の実施形態と異なる。

【0085】

図１２は散乱線量推定部３９の構成を示す概略ブロック図である。図１２に示すように、散乱線量推定部３９は、仮想モデル取得部６１、推定画像生成部６２、修正部６３および散乱線量決定部６４を備える。

【0086】

仮想モデル取得部６１は、初期体厚分布Ｔ０（所定の体厚分布）を有する被写体Ｍの仮想モデルＫを取得する。

【0087】

推定画像生成部６２は、仮想モデルＫに基づいて、仮想モデルの放射線撮影により得られる一次線画像を推定した推定一次線画像Ｉｐと、仮想モデルの放射線撮影により得られる散乱線画像を推定した推定散乱線画像Ｉｓとを合成した画像を、被写体Ｍの放射線撮影により得られる放射線画像を推定した推定画像Ｉｍとして生成する。

【0088】

修正部６３は、推定画像Ｉｍと放射線画像とに基づいて、推定画像Ｉｍと放射線画像の違いが小さくなるように仮想モデルＫの初期体厚分布Ｔ０を修正する。

【0089】

散乱線量決定部６４は、修正された体厚分布Ｔｎ−１（ｎは自然数）に基づいて、放射線画像の散乱線量を決定する。

【0090】

また、第２の実施形態においては、記憶部３８には、初期体厚分布Ｔ０（ｘ，ｙ）を有する被写体Ｍの仮想モデルＫが記憶される。なお、体厚とは、照射された放射線の経路上における空気領域を除いた被写体領域の厚さの総計を意味する。

【0091】

次いで、第２の実施形態において行われる処理について説明する。図１３は第２の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。なお、図１３に示すフローチャートは第１の実施形態におけるステップＳＴ２が否定された場合に行われる処理であるため、ステップＳＴ２が否定された以降の処理を表すものとなっている。ステップＳＴ２が否定されると、散乱線量推定部３９が散乱線量の推定処理を行う（ステップＳＴ３１）。

【0092】

図１４は散乱線量推定処理のフローチャートである。散乱線量推定部３９の仮想モデル取得部６１は、記憶部３８から、初期体厚分布Ｔ０（ｘ，ｙ）を有する被写体Ｍの仮想モデルＫを取得する（ステップＳＴ４１）。仮想モデルＫは、初期体厚分布Ｔ０（ｘ，ｙ）に従った体厚がｘｙ平面上の各位置に対応付けられた被写体Ｍを仮想的に表すデータである。また、仮想モデルＫに含まれる構造物（ここでは肺野、骨、臓器等の解剖学的構造物）と構造物の配置と、構造物の放射線に対する特性等を示す特性情報は、比較用被写体の胸腹部の肺野、骨等の解剖学的構造物の配置および組成に基づいて設定されている。

【0093】

また、仮想モデルＫの初期体厚分布Ｔ０（ｘ，ｙ）は任意の分布とされてよいが、本実施形態においては、仮想モデル取得部６１によって初期体厚分布Ｔ０が生成されて取得される。仮想モデル取得部６１は、被写体Ｍの撮影線量、管電圧、ＳＩＤ等の撮影条件を取得し、記憶部３８から被写体Ｍの撮影条件に応じた画素値と体厚とを対応付けたテーブルを取得する。図１５に画素値と体厚とを対応付けたテーブルの例を示す。そして、仮想モデル取得部６１は、図１５に示すテーブルに基づいて、被写体Ｍの放射線画像の各画素の画素値に対応する体厚を特定することにより、放射線画像の体厚分布を取得する。そして、仮想モデル取得部６１は、放射線画像の体厚分布を仮想モデルＫの初期体厚分布Ｔ０（所定の体厚分布）として取得する。なお、初期体厚分布Ｔ０は、本実施形態のように仮想モデルＫの取得処理の際に生成されてもよく、仮想モデルＫの取得処理に先立って予め設定されていてもよい。以上の処理は下記の式（１１）により表される。なお、Ｉ（ｘ，ｙ）は、放射線画像における各画素の画素値、Ｔ０（ｘ，ｙ）は各画素位置における初期体厚分布を示す。

【数1】

【0094】

次いで推定画像生成部６２は、放射線画像と同等の撮影条件で仮想モデルＫを撮影した場合に得られる推定一次線画像Ｉｐと、放射線画像と同等の撮影条件で仮想モデルＫを撮影した場合に得られる推定散乱線画像Ｉｓとを合成した推定画像Ｉｍを生成する（ステップＳＴ４２）。図１６および図１７は、推定画像Ｉｍの生成方法を説明するための図である。

【0095】

図１６に示すように、推定画像生成部６２は、放射線画像と同等の撮影条件で仮想モデルＫを撮影した場合に得られる推定一次線画像Ｉｐを下記式（１２）に従って生成し、生成した推定一次線画像Ｉｐを用いて、式（１３）に従って推定散乱線画像Ｉｓを生成する。そして、推定画像生成部６２は、式（１４）に示すように推定一次線画像Ｉｐと推定散乱線画像Ｉｓとを合成することにより、推定画像Ｉｍを生成する（ステップＳＴ４２）。なお、推定一次線画像Ｉｐと推定散乱線画像Ｉｓとを１回目に作成する際には、推定式（１２）、式（１３）において初期体厚分布Ｔ０（ｘ，ｙ）が用いられる（式（１２）、（１３）においてｎ＝１である）。

【数2】

【数3】

【数4】

【0096】

ここで、（ｘ，ｙ）は放射線画像の画素位置の座標、Ｉｐ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における推定一次線画像、Ｉｓ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における推定散乱線画像、Ｉｏ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における線量、Ｉｍ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における推定画像、μは被写体の線減弱係数、Ｋｓ(ｘ，ｙ，Ｔｎ（ｘ’，ｙ’），θｘ’，ｙ’)は画素位置（ｘ，ｙ）における被写体厚に応じた点拡散関数(Point Spread Function)を表す畳みこみカーネルである。なお、線量Ｉｏ（ｘ，ｙ）は、被写体が存在しないと仮定した際に放射線検出器４，５により検出される放射線の線量であり、放射線源２と放射線検出器４，５の検出面との距離（ＳＩＤ）、管電圧およびｍＡｓ値に応じて変化する。また、θｘ’，ｙ’は、管電圧等の撮影条件や仮想モデルＫの特性情報によって特定されるパラメータを表している。

【0097】

なお、推定画像Ｉｍは、仮想モデルＫを放射線撮影した場合に得られると推定される画像であればよく、推定一次線画像Ｉｐと推定散乱線画像Ｉｓとを合成した画像と実質的に見なせるものであればよい。例えば、図１７に示すように、式（１２）〜（１４）に替えて下記式（１５）を用いて、一次線成分と散乱成分とを合わせたカーネルを畳みこみ積分して推定画像Ｉｍを生成してもよい。ここで、Ｋｐ＋ｓ（ｘ，ｙ，Ｔｎ−１（ｘ’，ｙ’），θｘ’，ｙ’)は、一次線成分と散乱成分とを合わせた点拡散関数を表すカーネルである。また、放射線撮影により得られた画像から推定一次線画像および推定散乱線画像を合成した推定画像を生成可能であれば、任意のモデル関数を用いてよい。

【0098】

なお、Ｋｓ(ｘ，ｙ，Ｔｎ（ｘ’，ｙ’），θｘ’，ｙ’)、Ｋｐ＋ｓ（ｘ，ｙ，Ｔｎ−１（ｘ’，ｙ’），θｘ’，ｙ’)は、撮影条件等に応じて実験的に求めることができる。

【0099】

本実施形態においては、撮影時の撮影条件に基づいてカーネルＫｓ(ｘ，ｙ，Ｔｎ（ｘ’，ｙ’），θｘ’，ｙ’)、Ｋｐ＋ｓ（ｘ，ｙ，Ｔｎ−１（ｘ’，ｙ’），θｘ’，ｙ’)を算出してもよいが、各種撮影条件とカーネルＫｓ(ｘ，ｙ，Ｔｎ（ｘ’，ｙ’），θｘ’，ｙ’)、Ｋｐ＋ｓ（ｘ，ｙ，Ｔｎ−１（ｘ’，ｙ’），θｘ’，ｙ’)とを対応付けたテーブルを記憶部３８に記憶しておき、撮影時の照射野情報、被写体情報および撮影条件に基づいて、このテーブルを参照してカーネルＫｓ(ｘ，ｙ，Ｔｎ（ｘ’，ｙ’），θｘ’，ｙ’)、Ｋｐ＋ｓ（ｘ，ｙ，Ｔｎ−１（ｘ’，ｙ’），θｘ’，ｙ’)を求める。

【数5】

【0100】

図１４のフローチャートに従って、続く処理を説明する。続いて、散乱線量決定部６４は、放射線画像と推定画像Ｉｍとの違いが終了条件を満たすか否かを判定する（ステップＳＴ４３）。ここでは、式（１６）および式（１７）に示すように、下記の放射線画像と推定画像Ｉｍとの違いを表すエラー値Ｖｅｒｒｏｒを定義し、終了条件としてエラー値Ｖｅｒｒｏｒがしきい値以下であるか否かを判定する。また、式（１７）に示すように、放射線画像から推定画像Ｉｍを減算した差分画像Ｉｄの各画素値の２乗和をエラー関数ｆｅｒｒｏｒとして規定する。なお、終了条件として、放射線画像と推定画像Ｉｍとの違いが許容可能な程度に十分小さくなったことを判定可能なあらゆる判定手法を適用可能である。

【数6】

【数7】

【0101】

また、上記例に限定されず、エラー関数ｆｅｒｒｏｒを、放射線画像と推定画像Ｉｍとの違いを表すあらゆる方法で規定することができる。例えば、下記式（１８）に示すように、放射線画像から推定画像Ｉｍを減算した差分画像Ｉｄの各画素値の絶対値の総和をエラー関数ｆｅｒｒｏｒとしてもよい。

【数8】

【0102】

散乱線量決定部６４は、エラー値Ｖｅｒｒｏｒが終了条件を満たさない場合には（ステップＳＴ４３：Ｎｏ）、体厚分布Ｔｎ−１（ｎ＝１の場合には、初期体厚分布Ｔ０）を修正する修正処理を行う（ステップＳＴ４４）。

【0103】

体厚分布Ｔｎ−１の修正処理を行うために、放射線画像と推定画像Ｉｍとの違いが小さくなるように体厚分布Ｔｎ−１の各位置の修正値を取得できる任意の方法を適用可能である。本実施形態では、仮想モデルＫの一画素以上の部分領域毎に、仮想モデルＫの体厚分布Ｔｎ−１を変動させて、推定画像Ｉｍと放射線画像との違いを小さくする部分領域の体厚を算出する処理を実施する。そして、算出された各部分領域の体厚によって仮想モデルの体厚分布を修正する。

【0104】

具体的には、本実施形態は、最急降下法を用いて体厚分布Ｔｎ−１の体厚の修正値を求めるものとする。下記式（１９）、（２０）を用いて、仮想モデルＫの画素のうち、Ｔｎ−１（ｘ，ｙ）において１つの特定の座標の体厚のみを変動させて、エラー関数ｆｅｒｒｏｒの一次偏微分（勾配）に基づいて繰り返しｄＴｎ−１（ｘ，ｙ）を算出することにより、エラー関数ｆｅｒｒｏｒの出力値を最小化することができる。そして、エラー関数ｆｅｒｒｏｒの出力値を最小化した際の、１つの特定の座標の体厚を、その特定の座標の体厚の修正値として決定する。また、他の画素についても同様に、それぞれ体厚の修正値を求めることにより、各画素の体厚分布を修正し、修正した体厚分布Ｔｎを取得する。

【数9】

【数10】

【数11】

【0105】

ただし、式（１９）において、αは、体厚の更新速度を表すパラメータである更新係数である。式（２０）に示すＫｐ＋ｓの微分値部分の算出方法の一例として、例えば、Ｔｎ−１（ｘ，ｙ）に極めて小さい値ｄｔを加えたとき値の変化を式（２１）によって算出して、式（２０）のＫｐ＋ｓの値とすることができる。なお、式（１１）〜（２１）において、同じ要素には同じ符号を付して、説明を省略する。放射線画像と推定画像Ｉｍとの違いを表すエラー値Ｖｅｒｒｏｒを最小化するあらゆる最適化手法を適用可能であり、例えば、シンプレックス法や最急降下法、共役勾配法を用いることができる。

【0106】

修正された体厚分布Ｔｎを取得すると、散乱線量決定部６４は、ｎの値を１つ増加して更新し（ｎ＝ｎ＋１とする）、仮想モデル取得部６１は修正された体厚分布Ｔｎを取得する（ステップＳＴ４１）。そして、取得された体厚分布Ｔｎに対して、推定画像生成部６２および散乱線量決定部６４はステップＳＴ４１〜ステップＳＴ４３の処理をそれぞれ上記と同様に実行する。そして、放射線画像と推定画像Ｉｍとの違いを示すエラー値Ｖｅｒｒｏｒが終了条件を満たすまで、上記同様に、体厚分布Ｔｎの修正処理（ステップＳＴ４４）と、修正された体厚分布Ｔｎを有する仮想モデルＫの取得処理（ステップＳＴ４１）と、体厚分布Ｔｎを用いた新たな推定画像Ｉｍの生成処理（ステップＳＴ４２）と、新たに生成された推定画像Ｉｍと放射線画像との違いが終了条件を満たすかを判定する処理（ステップＳＴ４３）の処理とが繰り返される。

【0107】

一方、散乱線量決定部６４は、エラー値Ｖｅｒｒｏｒが終了条件を満たしていることを判定した場合には（ステップＳＴ４３：Ｙｅｓ）、終了条件を満たした際にエラー値Ｖｅｒｒｏｒに用いられた体厚分布Ｔｎを放射線画像の体厚分布Ｔｋとして決定し、体厚分布Ｔｋを得た際に、推定画像生成部６２が生成した推定散乱線画像Ｉｓの代表値を、放射線画像の散乱線量に決定して散乱線量推定処理を終了する（ステップＳＴ４５）。ここで、推定散乱線画像Ｉｓの代表値としては、推定散乱線画像Ｉｓの画素値の平均値、分散値、中央値、最大値、および最頻度値等の種々の値を用いることができる。

【0108】

なお、散乱線量推定処理としては、上記の手法に限定されるものではなく、放射線画像においては、被写体が存在しない直接放射線領域と被写体領域との境界部分で散乱線が多く発生するという事実に基づいて、放射線画像に対して被写体認識処理を行い、認識した被写体の境界付近の画素値の分散を算出し、これを散乱線量として用いる手法等、任意の手法を用いることが可能である。

【0109】

図１３に戻り、散乱線量推定処理に続いて、判定部４０が、散乱線量が予め定められたしきい値Ｔｈ１より大きいか否かを判定することにより、放射線画像がグリッドを使用して取得されたものであるか否かを判定する（ステップＳＴ３２）。散乱線量がしきい値Ｔｈ１よりも大きい場合、取得された放射線画像は散乱線が多く含まれていることから、グリッドを使用しないで取得されたものであると判定される。このため、ステップＳＴ３２が肯定され、散乱線除去部３５が放射線画像に散乱線除去処理を行い（ステップＳＴ３３）、画像処理部３６が散乱線除去処理が行われた放射線画像に画像処理を行って処理済みの放射線画像Ｇ２を生成する（ステップＳＴ３４）。なお、この場合、処理前の放射線画像は削除しても削除しなくてもよい。

【0110】

一方、散乱線量がしきい値Ｔｈ１以下の場合、取得された放射線画像は散乱線量が少なく、かつグリッド縞も含まれないことから、ブッキーグリッドを使用して撮影を行うことにより取得されたものと判定される。このため、ステップＳＴ３２が否定され、画像処理部３６が放射線画像に画像処理のみを行って処理済みの放射線画像Ｇ０を生成する（ステップＳＴ３５）。

【0111】

そして、表示制御部３７が、放射線画像Ｇ２または放射線画像Ｇ０を表示部８に表示する（ステップＳＴ３６）。放射線画像Ｇ２が表示された場合には、放射線画像Ｇ２には、図９に示すように、放射線画像に対して行われた処理が散乱線除去処理および画像処理であることを示す、「Ｓ」の文字を含むアイコン５５が付与され、放射線画像Ｇ０が表示された場合には、図１０に示すように、放射線画像Ｇ０には、放射線画像に対して行われた処理が画像処理のみであることを示す、「Ｏ」の文字を含むアイコン５６が付与される。

【0112】

続いて、制御部３１は再撮影ボタン５３が選択されたか否かを判定し（ステップＳＴ３７）、ステップＳＴ３７が肯定されると、再撮影を行うべく処理を終了する。ステップＳＴ３７が否定されると、制御部３１は確認完了ボタン５２が選択されたか否かを判定し（ステップＳＴ３８）、ステップＳＴ３８が否定されるとステップＳＴ３７に戻る。一方、ステップＳＴ３８が肯定されると処理を終了する。なお、処理済みの放射線画像は、記憶部３８に保存されるか、コンソール６とネットワーク接続されたサーバに送信されて保存される。

【0113】

このように、第２の実施形態においては、グリッド縞が検出されなかった場合、放射線画像の散乱線量を推定し、散乱線量に基づいてグリッドの使用の有無を判定し、グリッドの使用がないと判定された場合に、散乱線除去処理を行うようにしたため、ブッキーグリッドを使用した場合のように、放射線画像に含まれる散乱線量が少ない場合には、散乱線除去処理を行わないようにすることができる。したがって、ブッキーグリッドを使用して撮影を行うことにより取得した放射線画像に対して、散乱線除去処理が行われてしまうことを防止することができる。

【0114】

次いで、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、第３の実施形態においては、第２の実施形態と行われる処理のみが異なるため、ここでは構成についての詳細な説明は省略する。図１８は第３の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。なお、図１８に示すフローチャートは第１の実施形態におけるステップＳＴ２が否定された場合に行われる処理であるため、ステップＳＴ２が否定された以降の処理を表すものとなっている。ステップＳＴ２が否定されると、散乱線量推定部３９が散乱線量の推定処理を行う（ステップＳＴ５１）。

【0115】

次いで、散乱線除去部３５が放射線画像に散乱線除去処理を行い（ステップＳＴ５２）、画像処理部３６が散乱線除去処理が行われた放射線画像および処理前の放射線画像に画像処理を行って処理済みの放射線画像Ｇ０，Ｇ２を生成する（ステップＳＴ５３）。続いて、判定部４０が、散乱線量が予め定められたしきい値Ｔｈ１より大きいか否かを判定することにより、放射線画像がグリッドを使用して取得されたものであるか否かを判定する（ステップＳＴ５４）。散乱線量がしきい値Ｔｈ１よりも大きい場合、取得された放射線画像は散乱線が多く含まれていることから、グリッドを使用しないで取得されたものであると判定される。このため、ステップＳＴ５４が肯定され、表示制御部３７が、放射線画像Ｇ２を表示部８に表示する（ステップＳＴ５５）。この場合、放射線画像Ｇ２には、図９に示すように、放射線画像に対して行われた処理が散乱線除去処理および画像処理であることを示す、「Ｓ」の文字を含むアイコン５５が付与される。

【0116】

一方、散乱線量がしきい値Ｔｈ１以下の場合、取得された放射線画像は散乱線量が少なく、かつグリッド縞も含まれないことから、ブッキーグリッドを使用して撮影を行うことにより取得されたものと判定される。このため、ステップＳＴ５４が否定され、表示制御部３７が、放射線画像Ｇ０を表示部８に表示する（ステップＳＴ５６）。この場合、放射線画像Ｇ０には、図１０に示すように、放射線画像に対して行われた処理が画像処理のみであることを示す、「Ｏ」の文字を含むアイコン５６が付与される。

【0117】

制御部３１は、アイコンが選択されたか否かを判定する（ステップＳＴ５７）。ステップＳＴ５７が肯定されると、表示制御部３７は、表示部８に表示する放射線画像を切り替え（ステップＳＴ５８）、ステップＳＴ５７に戻る。

【0118】

ステップＳＴ５７が否定されると、制御部３１は再撮影ボタン５３が選択されたか否かを判定し（ステップＳＴ５９）、ステップＳＴ５９が肯定されると、再撮影を行うべく処理を終了する。ステップＳＴ５９が否定されると、制御部３１は確認完了ボタン５２が選択されたか否かを判定し（ステップＳＴ６０）、ステップＳＴ６０が否定されるとステップＳＴ５７に戻る。一方、ステップＳＴ６０が肯定されると、表示されていない方の放射線画像を削除し（ステップＳＴ６１）、処理を終了する。すなわち、放射線画像Ｇ２が表示されていれば放射線画像Ｇ０を削除し、放射線画像Ｇ０が表示されていれば放射線画像Ｇ２を削除する。なお、削除されなかった処理済みの放射線画像は、記憶部３８に保存されるか、コンソール６とネットワーク接続されたサーバに送信されて保存される。

【0119】

このように、第３の実施形態においては、放射線画像の散乱線量を推定し、散乱線量に基づいてグリッドの使用の有無を判定し、判定結果に基づいて、散乱線除去処理が行われた放射線画像および散乱線除去処理が行われる前の放射線画像のいずれを表示するかを決定するようにしたものである。このため、ブッキーグリッドを使用した場合のように、放射線画像に含まれる散乱線量が少ない場合には、散乱線除去処理を行わなかった放射線画像を先に表示するようにすることができる。

【0120】

なお、上記実施形態においては、２つの放射線検出器４，５を使用して、グリッド無し撮影、静止グリッドを使用した撮影およびブッキーグリッドを使用した撮影を行っているが、１つの放射線検出器のみを使用して、グリッド無し撮影、静止グリッドを使用した撮影およびブッキーグリッドを使用した撮影を行うようにしてもよい。この場合、静止グリッドおよびブッキーグリッドの双方が、放射線検出器に取り外し自在に設けられることとなる。

【0121】

また、上記実施形態においては、グリッド縞が検出されなかった放射線画像に対して散乱線除去処理を行っているが、グリッド縞が検出された放射線画像に対して散乱線除去処理を行うようにしてもよい。この場合、放射線画像に対して、グリッド縞除去処理を行った後に散乱線除去処理を行う。

【0122】

このような処理を行うことにより、例えば、グリッド比が３：１であるグリッドを用いて撮影した放射線画像に基づいて、使用したグリッドとは異なる、１０：１のグリッド比をもつグリッドを用いて撮影したかのような放射線画像を仮想的に取得することが可能となる。具体的には、式（６）に示す周波数帯域毎の散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐを、撮影時のグリッド情報と仮想的に使用を所望するグリッドのグリッド情報と対応付けたテーブルを、予め実験的に作成して記憶部３８に記憶しておく。そして、撮影時に使用したグリッドの種類を表すグリッド情報を取得し、取得したグリッド情報と仮想的に使用を所望するグリッドのグリッド情報に基づいて、上記テーブルを参照して散乱線透過率Ｔｓおよび一次線透過率Ｔｐを取得し、散乱線除去処理を行えばよい。なお、グリッド情報は、入力部９からの入力により取得してもよく、例えば特許文献３に記載されたように、グリッドの種類に応じた突起をグリッドに形成しておき、その突起を検出することによりグリッド情報を取得するようにしてもよい。

【0123】

また、病気の治癒状況あるいは進行状況の診断を行うために、過去の放射線画像を用いて経時比較観察を行う場合がある。このような場合において、散乱線除去グリッドを使用せずに撮影を行うことにより取得した放射線画像（第１の放射線画像とする）と、散乱線除去グリッドを使用して撮影を行うことにより取得した放射線画像（第２の放射線画像とする）とを比較する場合には、第１の放射線画像に対してグリッドに起因する縞模様を除去する処理を施した際の処理条件に応じて、本実施形態の散乱線除去処理の条件を修正し、第１および第２の放射線画像の画質を一致させるようにすることが好ましい。

【0124】

また、上記実施形態においては、放射線検出器４，５を用いて被写体の放射線画像を撮影する撮影装置１０において取得した放射線画像を用いて散乱線除去処理を行っているが、特開平８−２６６５２９号公報、特開平９−２４０３９号公報等に示される放射線検出体としての蓄積性蛍光体シートに被写体の放射線画像情報を蓄積記録し、蓄積性蛍光体シートから光電的に読み取ることにより取得した放射線画像を用いた場合においても、本発明を適用できることはもちろんである。

【符号の説明】

【0125】

２ 放射線源
４，５ 放射線検出器
６ コンソール
７ コンピュータ
８ 表示部
９ 入力部
３１ 制御部
３２ 画像取得部
３３ グリッド縞検出部
３４ グリッド縞除去部
３５ 散乱線除去部
３６ 画像処理部
３７ 表示制御部
３８ 記憶部
３９ 散乱線量推定部
４０ 判定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】