特許 6995653 放射線検査装置及び放射線検査方法

(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】

(24)【登録日】2021-12-17

(45)【発行日】2022-01-14

(54)【発明の名称】放射線検査装置及び放射線検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/18 20180101AFI20220106BHJP

   G01N 23/04 20180101ALI20220106BHJP

【ＦＩ】

G01N23/18

G01N23/04

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018015631

(22)【出願日】2018-01-31

(65)【公開番号】P2019132727

(43)【公開日】2019-08-08

【審査請求日】2020-10-15

(73)【特許権者】

【識別番号】391017540

【氏名又は名称】東芝ＩＴコントロールシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(72)【発明者】

【氏名】富澤 雅美

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 洋貴

【審査官】小澤 瞬

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－１４６１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２３６６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－１１４４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１８４２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００６０６３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－２３３９９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１９１２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０４８６２９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／１２８９６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－９７６８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ６／００ － Ａ６１Ｂ ６／１４

Ｇ０１Ｂ １５／００ － Ｇ０１Ｂ １５／０８

Ｇ０１Ｎ ２３／００ － Ｇ０１Ｎ ２３／２２７６

Ｇ２１Ｋ １／００ － Ｇ２１Ｋ ３／００

Ｇ２１Ｋ ５／００ － Ｇ２１Ｋ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射線を照射する放射線源と、
前記放射線源の照射範囲に位置し、被検体を載置可能なステージと、
前記ステージを挟んで前記放射線源とは反対側に位置し、前記被検体を透過した放射線を検出する検出器と、
前記検出器から得た前記被検体の二次元の透視情報を画像化する処理装置と、
前記処理装置により得られた画像を表示する表示装置と、
を備え、
前記ステージは、前記被検体の位置をずらすように、前記被検体内の空孔又は異物の大きさ以下の距離を移動し、
前記放射線源は、前記ステージの移動前後で放射線を照射し、
前記検出器は、前記ステージの移動前後で前記被検体を透過した放射線を各々検出し、
前記処理装置は、
前記ステージの移動前後の前記被検体の位置が異なる二つの前記透視情報の比を算出し、二次元の比画像を生成する演算部を有し、
前記表示装置は、
前記演算部が生成した前記比画像を表示すること、
を特徴とする放射線検査装置。

【請求項2】

前記演算部は、
前記透視情報を対数変換する対数変換回路と、
２つの前記対数変換した前記透視情報の差を演算する差分回路と、
前記差分回路により得た値を指数変換する指数変換回路と、
を有すること、
を特徴とする請求項１記載の放射線検査装置。

【請求項3】

前記検出器及び前記処理装置を含むフラットパネルディテクタを有し、
前記フラットパネルディテクタは、
前記被検体を前記ステージ上に載置した状態で、各画素値を同一値にするゲイン補正値を取得するゲイン補正取得部と、
前記ゲイン補正値を記憶する記憶部と、
を更に有し、
前記演算部は、前記ゲイン補正値を取得する時とは異なる位置に前記被検体を移動させて得た前記透視情報と前記ゲイン補正値とを乗算することで、前記比画像を生成すること、
を特徴とする請求項１記載の放射線検査装置。

【請求項4】

前記ステージを移動させる移動機構を有し、
前記移動機構は、前記被検体が位置の移動前後における前記透視情報の変化が少ない方向に、前記被検体を移動させること、
を特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の放射線検査装置。

【請求項5】

放射線源、検出器及び表示装置を有する放射線検査装置を用いた放射線検査方法であって、
前記放射線源により照射され、被検体を透過した放射線を前記検出器により検出し、第１の透視情報を取得する第１の取得ステップと、
前記第１の取得ステップの後、前記被検体内の空孔又は異物の大きさ以下の距離分、前記被検体を移動させる移動ステップと、
前記移動ステップの後、前記放射線源により照射され、前記移動ステップで移動させた前記被検体を透過した放射線を前記検出器により検出し、第２の透視情報を取得する第２の取得ステップと、
前記第１の透視情報と前記第２の透視情報との比を算出し、二次元の比画像を生成する演算ステップと、
前記比画像を前記表示装置に表示させる表示ステップと、
を有すること、
を特徴とする放射線検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、被検体を透過した放射線を検出して被検体の画像を形成する放射線検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線で代表される放射線を被検体に照射し、被検体を透過することによって減弱した放射線の二次元分布を検出して画像化することで、被検体の非破壊検査を行う放射線検査装置が知られている。例えば、この放射線検査装置により被検体内部に存在するボイドとも呼ばれる空孔や、被検体の表面又は内部の異物を発見することができる。

【0003】

しかし、空孔や異物は一般に非常に小さく、その周囲とのコントラストが低い。そのため、透視画像を一見しただけで空孔や異物を検出することは容易ではない。そこで、その検出精度を向上させるために、差分画像を用いる手法が知られている。

【0004】

差分画像は、同一被検体の位置を少しずらして撮像した２枚の透視画像間で、画素値の差分を取ることで得られる画像である。空孔や異物の背景となる被検体を示す画素値は、２枚の透視画像間でほぼ同じである。従って、差分画像では、背景となる被検体が相殺され、空孔や異物が目立つ画像となる。この差分画像を参照することで、空孔や異物の検出精度は向上する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第３５４５０７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、差分画像を用いる手法では、同じ空孔や異物であっても、被検体のどの箇所に存在しているかによって、検出精度が変わることが分かった。その理由は、被検体の厚み、すなわち放射線の透過距離が異なると、背景となる被検体の透過距離が変わることで、厚みの薄い部分の放射線透過強度と、厚みの厚い部分の放射線透過強度が変わるからであり、その影響が差分画像にも反映されるからである。特に、被検体の厚い部分に空孔や異物が存在すると、当該部分の放射線透過強度は、同じ空孔や異物が被検体の薄い部分に存在する場合よりも低くなり、従って差分画像上に現れるコントラストも低いものになってしまい、検出精度にムラがあった。

【0007】

本実施形態は、上述の課題を解決すべく、空孔や異物の存在位置に関わらず、空孔や異物の検出精度を向上させることのできる放射線検査装置及び放射線検査方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するために、本実施形態に係る放射線検査装置は、放射線を照射する放射線源と、前記放射線源の照射範囲に位置し、被検体を載置可能なステージと、前記ステージを挟んで前記放射線源とは反対側に位置し、前記被検体を透過した放射線を検出する検出器と、前記検出器から得た前記被検体の二次元の透視情報を画像化する処理装置と、前記処理装置により得られた画像を表示する表示装置と、を備え、前記処理装置は、前記被検体の位置が異なる二つの前記透視情報の比を算出し、二次元の比画像を生成する演算部を有し、前記表示装置は、前記演算部が生成した前記比画像を表示すること、を特徴とする。

【0009】

本実施形態に係る放射線検査方法は、放射線源、検出器及び表示装置を有する放射線検査装置を用いた放射線検出方法であって、前記放射線源により照射され、前記被検体を透過した放射線を前記検出器により検出し、第１の透視情報を取得する第１の取得ステップと、前記第１の取得ステップの後、前記被検体を移動させる移動ステップと、前記移動ステップの後、前記放射線源により照射され、前記移動ステップで移動させた前記被検体を透過した放射線を前記検出器により検出し、第２の透視情報を取得する第２の取得ステップと、前記第１の透視情報と前記第２の透視情報との比を算出し、二次元の比画像を生成する演算ステップと、前記比画像を前記表示装置に表示させる表示ステップと、を有すること、を特徴とする。

【0010】

また、本実施形態に係る放射線検査方法は、放射線源、及び、各画素の感度バラツキを補正するゲイン補正値設定モードを備えたフラットパネルディテクタを有する放射線検査装置を用いた放射線検出方法であって、前記ゲイン補正値設定モードを起動させる起動ステップと、前記放射線源により照射され、被検体を透過した放射線を前記フラットパネルディテクタにより検出し、ゲイン補正値を取得するゲイン補正取得ステップと、前記被検体を移動させる移動ステップと、前記移動ステップで移動させた前記被検体を透過した放射線を、前記フラットパネルディテクタにより検出し、透視画像を取得する透視画像取得ステップと、を有すること、を特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１の実施形態に係る放射線検査装置の構成の一例を示す図である。

【図2】第１の実施形態に係る放射線検査装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【図3】放射線の透過方向に対して厚みが異なる被検体を示した図であり、内部に空孔が存在する被検体を示す。

【図4】放射線の透過方向に対して厚みが異なる被検体を示した図であり、表面に異物が存在する被検体を示す。

【図5】放射線の透過方向に対して厚みが異なる被検体を示した図であり、内部に異物が存在する被検体を示す。

【図6】第２の実施形態に係る放射線検査装置の構成の一例を示す図である。

【図7】ゲイン補正について説明するための図である。

【図8】フラットパネルディテクタの機能ブロック図である。

【図9】被検体をステージに置いた状態でのゲイン補正について説明するための図である。

【図10】第２の実施形態に係る放射線検査装置の動作の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る放射線検査装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0013】

（構成）
図１は、本実施形態に係る放射線検査装置の構成の一例を示す図である。放射線検査装置は、被検体１に放射線を照射し、被検体１を透過した放射線を検出し、検出結果によって被検体１内の透視画像を形成する。この放射線検査装置は、放射線源２、検出器３、ステージ４、移動機構５、処理装置６、及び表示装置７を有する。

【0014】

放射線源２は、被検体１に向けて放射線ビーム２２を照射する。放射線は例えばＸ線である。放射線ビーム２２は、焦点２１を頂点として角錐形状に拡大する放射線の束であり、円錐形状に拡がる放射線がコリメータで絞り込まれた結果である。この放射線源２は例えばＸ線管である。代表的なＸ線管は、真空内にフィラメントとタングステン等のターゲットとを対向させている。フィラメントは電子を照射し、その電子は、フィラメントとターゲット間の管電圧によって加速され、ターゲットに向かって進み、ターゲットに当たってＸ線を照射する。この電子の流れが管電流であり、管電流はこの電子の流れと反対向きである。

【0015】

検出器３は、放射線源２の焦点２１と対向して配置される。この検出器３は、例えばイメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）とカメラ、又はフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）により構成される。Ｉ．Ｉ．は、放射線に励起されると発光するヨウ化セシウム等により成るシンチレータ面を二次元状に拡げ、入射した放射線の二次元分布を蛍光像に変換しつつ、蛍光像の光度を増倍させる。カメラは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を並設し、蛍光像を撮像する。ＦＰＤは、シンチレータ面に沿って例えばフォトダイオードとＴＦＴスイッチを有する。フォトダイオードは、蛍光像を電荷に変換して蓄積し、ＴＦＴスイッチは、ＯＮ信号を与えられると、フォトダイオードに蓄積されていた電荷を出力させる。

【0016】

即ち、検出器３は、放射線の透過経路に応じて減弱した放射線強度の二次元分布を検出し、当該放射線強度に比例した透過データを出力する。そして、透過データは、放射線強度、放射線強度を示す電荷量、又は放射線強度を示す輝度値であり、例えば２５６階調等にデジタル化される。

【0017】

ステージ４は、被検体１の載置台である。ステージ４は、放射線源２と検出器３との間に介在し、載置面を放射線源２に向け、当該載置面が放射線ビームの光軸と直交して拡がる。このステージ４は、移動機構５により、放射線源２及び検出器３に対して位置可変である。

【0018】

移動機構５は、ステージ４を直線移動及び昇降させる。直線移動方向はＸ軸方向及びＹ軸方向である。Ｘ軸方向は、ステージ４が拡がる平面に沿う一方向である。Ｙ軸方向は、ステージ４が拡がる平面に沿い、Ｘ軸方向と直交する方向である。昇降方向はＺ軸方向である。Ｚ軸方向は、ステージ４と直交し、換言すると放射線源２に接離する方向である。

【0019】

処理装置６は、放射線源２、検出器３及び移動機構５を制御し、被検体１を撮影させ、また被検体１内の画像を生成する。この処理装置６は、所謂コンピュータ及び当該コンピュータと信号線で接続されたドライバ回路であり、コンピュータ部分はＣＰＵ、ＨＤＤ又はＳＳＤといったストレージ、ＲＡＭで構成される。ストレージはプログラムを記憶し、ＲＡＭにはプログラムが展開され、またＲＡＭにはデータが一時的に記憶され、ＣＰＵはプログラムを処理し、ドライバ回路は、例えばモータドライバであり、ＣＰＵの処理結果に従って各部に電力を供給する。

【0020】

この処理装置６は、被検体１内の画像として比画像を生成する。比画像は、同一の被検体１が位置をずらして撮影することで得られる二つの透過データの比を計算して生成された画像であり、当該二つの透過データの比の値を濃淡で二次元面上に示している。空孔又は異物は同じものであっても被検体１の位置が異なるので、比画像上には、空孔又は異物の像として一対の像が現れる。この処理装置６は、記憶部６１、演算部６２及び撮影制御部６３を有する。

【0021】

撮影制御部６３は、ドライバ回路を含み構成され、移動機構５を制御して被検体１の位置をずらすとともに、この移動前後で放射線ビームを照射させて二つの透過データを得る。記憶部６１は、ストレージを含み構成され、少なくとも位置をずらす前に得た被検体１の透過データを記憶する。

【0022】

演算部６２は、ＣＰＵを含み構成され、被検体１の位置が異なる二つの透過データの比を算出し、二次元の比画像を生成する。この演算部６２は、例えば、記憶部６１に記憶された被検体１の輝度値と、当該被検体１をわずかに移動させた位置の異なる被検体１の輝度値との比を、同一座標の画素において求める。そして、演算部６２は、検出器３の載置面に拡がる各画素において当該比を求めることで、二次元の輝度値の比からなる比画像を生成する。

【0023】

表示装置７は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイといったモニタである。この表示装置７は、演算部６２で求めた比画像を画面上に表示する。

【0024】

（動作）
このような放射線検査装置の動作を図２のフローチャートに示す。まずステージ４に被検体１を載置する（ステップＳ１）。そして、放射線により、ステージ４上の被検体１を撮影する（ステップＳ２）。すなわち、放射線源２により放射線ビーム２２を被検体１に照射し、被検体１を透過した放射線を検出器３により検出する。このとき、ここでは、検出器３は、入射された放射線強度を、当該強度に比例する電荷量に変換し、更に当該電荷量に応じて離散的な画素値とする。検出器３は、画素値の二次元分布を透過データとして処理装置６に出力する。そして、処理装置６は、入力された透過データを記憶部６１に記憶する（ステップＳ３）。

【0025】

次に、移動機構５により、ステージ４を移動させることで被検体１をわずかに移動させる（ステップＳ４）。ここで、「わずかに移動させる」距離は、例えば、空孔Ｖ又は異物Ｆ（図３及び図４参照）の大きさ程度の距離であり、好ましくは、空孔Ｖ又は異物Ｆの大きさ未満の距離であり、また移動距離と同一幅の大きさを有する像が表示装置７に表示された際、観察者がこの像を明確に把握できる程度である。例えば検出したい異物Ｆの大きさが１００μｍであるとすると、１００μｍよりも小さい距離である。

【0026】

このように被検体１をわずかに移動させた後、放射線により、ステージ４上の被検体１を撮影する（ステップＳ５）。すなわち、放射線源２により放射線ビーム２２を被検体１に照射し、被検体１を透過した放射線を検出器３により検出する。検出器３は、透過データを処理装置６に出力する。

【0027】

そして、演算部６２は、記憶部６１に記憶された透過データと、ステップＳ５により検出器３から得られた透過データとの比を、同一座標の画素同士において計算し、比画像を生成する（ステップＳ６）。演算部６２は、生成した比画像を表示装置７に出力し、当該比画像を画面上に表示する（ステップＳ７）。

【0028】

これにより、空孔Ｖ、異物Ｆの存在位置に関わらず、空孔Ｖ、異物Ｆの固有のコントラストの比画像が得られるので、空孔Ｖ、異物Ｆを検出する精度を向上させることができる。この空孔、異物の検出精度の向上原理について図３及び図４を用いて説明する。

【0029】

（作用）
図３及び図４は、放射線の透過方向に対して厚みが異なる被検体１を示した図であり、図３の被検体１は内部に空孔Ｖが存在し、図４の被検体１は表面に異物Ｆが存在する。被検体１を透過して、検出器３の任意の画素に入射する放射線強度をＩ_Ａとし、被検体１が存在しないときに当該画素に入射する放射線強度をＩ_０とすると、放射線強度Ｉ_Ａは、式（１）のように表せる。

【0030】

μ_Ａは、被検体１の線減弱係数であり、ｔ_Ａは、放射線が被検体１を透過する透過距離、すなわち被検体１の厚みである。

【0031】

図３に示すように、被検体１の厚みが薄い背景部分Ｉのみを透過した放射線強度Ｉ_１は、式（２）のように表すことができ、背景部分Ｉと空孔Ｖを透過した放射線強度Ｉ_１＋Ｖは、式（３）のように表すことができる。

【0032】

ｔ_１は、背景部分Ｉの透過距離であり、ｔ_Ｖは、空孔Ｖの透過距離である。

【0033】

従って、式（２）及び式（３）から、放射線強度の比Ｉ_１＋Ｖ／Ｉ_１は、式（４）の通りとなる。

【0034】

【0035】

一方、被検体１の厚みが厚い背景部分ＩＩのみを透過した放射線強度Ｉ_２は、式（５）のように表すことができ、背景部分ＩＩと空孔Ｖを透過した放射線強度Ｉ_２＋Ｖは、式（６）のように表すことができる。

【0036】

ｔ_２は、背景部分ＩＩの透過距離であり、ｔ_Ｖは、空孔Ｖの透過距離である。

【0037】

従って、式（５）及び式（６）から、放射線強度の比Ｉ_２＋Ｖ／Ｉ_２は、式（７）の通りとなる。

【0038】

【0039】

上記式（４）及び式（７）から明らかなように、放射線強度の比Ｉ_１＋Ｖ／Ｉ_１及びＩ_２＋Ｖ／Ｉ_２は等しい。つまり、被検体１の背景部分のみを透過した放射線強度に対する、背景部分と空孔Ｖとを透過した放射線強度との比は、背景となる被検体１の厚みに影響されず、被検体１の線減弱係数μ_Ａと、空孔Ｖの透過距離ｔ_Ｖとによって決まる固有の値となる。そのため、空孔Ｖを透過する場合の放射線強度と空孔Ｖを透過しない場合の放射線強度との比を計算して当該比を反映させた画像を生成することで、空孔Ｖの存在の有無を検出することができる。

【0040】

また、図４に示すように、被検体１の表面に異物Ｆが存在する場合も同様に、厚みの異なる放射線強度の比Ｉ_１＋Ｆ／Ｉ_１及びＩ_２＋Ｆ／Ｉ_２は等しい。すなわち、被検体１の厚みが薄い背景部分Ｉと異物Ｆを透過した放射線強度Ｉ_１＋Ｆは、式（８）のように表すことができ、被検体１の厚みが厚い背景部分ＩＩと異物Ｆを透過した放射線強度Ｉ_２＋Ｆは、式（９）のように表すことができる。

【0041】

μ_Ｆは異物Ｆの線減弱係数であり、ｔ_Ｆは異物Ｆの透過距離、すなわち異物Ｆの厚みである。

【0042】

従って、式（２）、式（５）、式（８）、及び式（９）から、各背景部分Ｉ、ＩＩにおける放射線強度の比は、式（１０）の通りとなる。

【0043】

【0044】

式（１０）から明らかなように、被検体１の背景部分のみを透過した放射線強度に対する、背景部分と異物Ｆとを透過した放射線強度との比は、背景となる被検体１の厚みに依存せず、異物Ｆの線減弱係数μ_Ｆと、異物Ｆの透過距離ｔ_Ｆとによって決まる固有の値となる。そのため、異物Ｆを透過する場合の放射線強度と異物Ｆを透過しない場合の放射線強度との比を計算して当該比を反映させた画像を生成することで、異物Ｆの存在の有無を検出することができる。

【0045】

また、図５に示すように、被検体１の内部に異物Ｆが存在する場合も同様に、厚みの異なる放射線強度の比Ｉ_１＋Ｆ／Ｉ_１及びＩ_２＋Ｆ／Ｉ_２は等しい。すなわち、被検体１の厚みが薄い背景部分Ｉと異物Ｆを透過した放射線強度Ｉ_１＋Ｆは、式（１１）のように表すことができ、被検体１の厚みが厚い背景部分ＩＩと異物Ｆを透過した放射線強度Ｉ_２＋Ｆは、式（１２）のように表すことができる。

【0046】

μ_Ａは、被検体１の線減弱係数であり、ｔ_１は、放射線が被検体１の背景部分Ｉを透過する透過距離、すなわち被検体１の背景部分Ｉの厚みである。ｔ_２は、放射線が被検体１の背景部分ＩＩを透過する透過距離、すなわち被検体１の背景部分ＩＩの厚みである。μ_Ｆは異物Ｆの線減弱係数であり、ｔ_Ｆは異物Ｆの透過距離、すなわち異物Ｆの厚みである。

【0047】

従って、式（２）、式（５）、式（１１）、及び式（１２）から、各背景部分Ｉ、ＩＩにおける放射線強度の比は、式（１３）の通りとなる。

【0048】

【0049】

式（１３）から明らかなように、被検体１の背景部分のみを透過した放射線強度に対する、背景部分と異物Ｆとを透過した放射線強度との比は、背景となる被検体１の厚みに依存せず、被検体の線減弱係数μ_Ａと、異物Ｆの線減弱係数μ_Ｆと、異物Ｆの透過距離ｔ_Ｆとによって決まる固有の値となる。そのため、異物Ｆを透過する場合の放射線強度と異物Ｆを透過しない場合の放射線強度との比を計算して当該比を反映させた画像を生成することで、異物Ｆの存在の有無を検出することができる。

【0050】

即ち、この放射線検査装置においては、ステージ４をわずかに移動させて、移動前後の透過データの比を計算することで、空孔Ｖ又は異物Ｆを透過する場合の放射線強度と空孔Ｖ又は異物Ｆを透過しない場合の放射線強度との比が計算されることになるものである。

【0051】

そして、ステージ４を移動させるのをわずかにするのは、例えば、被検体１の背景部分ＩＩのみを透過した放射線強度と、背景部分Ｉと空孔Ｖ又は異物Ｆとを透過した放射線強度の比となることを回避するためである。但し、空孔Ｖ又は異物Ｆを透過する場合の放射線強度と空孔Ｖ又は異物Ｆを透過しない場合の放射線強度との比が計算された画素領域が画像上で把握可能となる程度の移動が望ましい。わずかな移動量として具体的には空孔Ｖ又は異物Ｆが存在する位置における検出器３の画素ピッチの例えば３倍程度とするのが望ましい。ここで、空孔Ｖ又は異物Ｆが存在する位置における検出器３の画素ピッチとは、検出器３の画素ピッチを、焦点２１と検出器３の放射線入力面との距離ＦＤＤと焦点２１と空孔Ｖ又は異物Ｆが存在する位置との距離ＦＯＤとの比ＦＤＤ／ＦＯＤで除した値である。

【0052】

尚、移動機構５は、被検体１が並進対称性を有する方向に被検体１を移動させることが望ましい。並進対称性を有する方向とは、被検体１の移動前後における透過データの変化が少ない方向である。そのため、この放射線検査装置は、例えば、陽極箔及び陰極箔が巻回された内部構造を有する円柱形状の電池等の被検体１に特に有効である。この電池は、軸に直交する各断面が同じ構造を有し、その円柱軸方向が並進対称性を有する方向である。

【0053】

（効果）
このように、本実施形態の放射線検査装置は、放射線を照射する放射線源２と、放射線源２の照射範囲に位置し、被検体１を載置可能なステージ４と、ステージ４を挟んで放射線源２とは反対側に位置し、被検体１を透過した放射線を検出する検出器３と、検出器３から得た被検体１の二次元の透視情報を画像化する処理装置６と、処理装置６により得られた画像を表示する表示装置７と、を備える。そして、処理装置６は、被検体１の位置が異なる二つの透過データの比を算出し、二次元の比画像を生成する演算部６２を有し、表示装置７は、演算部６２が生成した比画像を表示するようにした。

【0054】

これにより、空孔、異物の存在位置に関わらず、空孔、異物の固有のコントラストの比画像が得られるので、空孔、異物を検出する精度を向上させることができる。例えば、透視画像を見たときには、空孔、異物以外の背景部分は、ほぼ均一な濃淡であるため、被検体１の位置が異なる二つの透過データの比を計算することで、背景部分の情報を相殺することができる。その一方、空孔、異物の部分は背景部分のＸ線透過厚に依存しない固有の値となるので、顕著な濃淡差を持ち、目立たせることができる。したがって、空孔又は異物を検出する精度を向上させることができる。

【0055】

尚、本実施形態では、検出器３から出力された透過データの比を計算したが、放射線強度の二次元分布を由来とする透視情報であれば、空孔、異物の存在位置に関わらず、空孔、異物の固有のコントラストの比画像が得られるので、空孔、異物を検出する精度を向上させることができる。透視情報としては、透過データの他、透過データの画素値をグレースケール等の輝度値に変換して表示装置７に表示可能にした透視画像が挙げられる。

【0056】

また、本実施形態の放射線検査装置は、ステージ４を移動させる移動機構５を有し、移動機構５は、被検体１が並進対称性を有する方向に、被検体１を移動させるようにした。これにより、空孔、異物以外の背景部分の透視情報は、被検体１の移動前後において、ほぼ同じにすることができるので相殺することができ、空孔、異物を目立たせることができる。その結果として、空孔、異物の検出精度を向上させることができる。

【0057】

（第２の実施形態）
（構成）
次に、第２の実施形態に係る放射線検査装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。第１の実施形態と同一構成及び同一機能については同一符号を付して詳細な説明を省略する。

【0058】

図６は、第２の実施形態に係る放射線検査装置の構成の一例を示す図である。図６に示すように、本実施形態の放射線検査装置は、フラットパネルディテクタ８を有する。フラットパネルディテクタ８は、ゲイン補正値設定モードを有する。ゲイン補正値設定モードとは、各画素の感度のバラツキを補正するゲイン補正値を設定するモードである。図７に示すように、各画素は感度にバラツキがあり、入射した放射線強度が同じでも、出力値である透視情報の値が異なる。そのため、フラットパネルディテクタ８が出力する透視情報の値を各画素で一定の値が出力されるように、ゲイン補正値を求め、フラットパネルディテクタ８の検出量にゲイン補正値を乗算することで感度を一定にする補正をする。各画素の出力値を一定にするため、例えば出力値を１として正規化すると、ゲイン補正値は、フラットパネルディテクタ８の検出量の逆数であり、図７に示すように、各画素の検出感度と相補的な関係にある。

【0059】

図８は、フラットパネルディテクタ８の機能ブロック図である。図８に示すように、このフラットパネルディテクタ８は、Ｘ線検出部３ａとともに、ゲイン補正取得部８１、記憶部８２、演算部８３を有する。

【0060】

Ｘ線検出部３ａは、フラットパネルディテクタ８の放射線検出要素であり、シンチレータ面に沿ってフォトダイオードとＴＦＴスイッチを有する。

【0061】

ゲイン補正取得部８１は、被検体１をステージ４上に載置した状態で、被検体１を透過させた放射線を検出し、各画素値を同一値にするゲイン補正値を取得する。このゲイン補正値は、二次元分布であり、当該被検体１が反映される。例えば、図９に示すように、被検体１をステージ４上に載置して被検体１を透過させた放射線を検出すると、透視情報には、各画素の感度のバラツキと被検体１の厚みに合わせた形状が現れる。ゲイン補正取得部８１は、当該透視情報の逆数としてゲイン補正値を取得する。記憶部８２は、ストレージを含み構成され、ゲイン補正取得部８１により取得したゲイン補正値を記憶する。演算部８３は、ＣＰＵを含み構成され、Ｘ線検出部３ａで得られた透視情報に対してゲイン補正値を乗算する。

【0062】

（作用）
図１０は、本実施形態に係る放射線検査装置の動作の一例を示すフローチャートである。図１０に示すように、まず、ゲイン補正値設定モードを起動させる（ステップＳ２１）。次に、被検体１をステージ４上に載置する（ステップＳ２２）。そして、放射線源２により照射され、被検体１を透過した放射線をフラットパネルディテクタ８により検出し、ゲイン補正取得部８１によりゲイン補正値を取得する（ステップＳ２３）。更に、取得したゲイン補正値を記憶部８２に記憶する（ステップＳ２４）。

【0063】

次に、ゲイン補正値設定モードを終了し（ステップＳ２５）、移動機構５により、ステージ４を移動させることで被検体１をわずかに移動させる（ステップＳ２６）。被検体１をわずかに移動させた後、検査モードを起動し（ステップＳ２７）、放射線により、ステージ４上の被検体１を撮影する（ステップＳ２８）。すなわち、放射線源２により放射線ビーム２２を被検体１に照射し、被検体１を透過した放射線をフラットパネルディテクタ８により検出する。その検出結果である透視情報は、演算部８３に出力される。

【0064】

そして、演算部８３は、ステップＳ２８によりＸ線検出部３ａから得られた二次元の輝度値と、記憶部８２に記憶されたゲイン補正値とを、同一座標の画素同士で乗算する。このとき、ゲイン補正値は、被検体１の透視情報の逆数であるから、この乗算は比画像を生成することになる（ステップＳ２９）。演算部８３は、生成した比画像を表示装置７に出力し、当該比画像を画面上に表示する（ステップＳ３０）。

【0065】

（効果）
本実施形態の放射線検査装置は、フラットパネルディテクタ８を有し、フラットパネルディテクタ８は、被検体１をステージ４上で載置した状態で、各画素値を同一値にするゲイン補正値を取得するゲイン補正取得部８１と、ゲイン補正値を記憶する記憶部８２と、演算部８３を有する。演算部８３は、ゲイン補正値を取得する時とは異なる位置に被検体１を移動させて得た透視情報とゲイン補正値とを乗算することで、比画像を生成するようにした。

【0066】

これにより、フラットパネルディテクタ８の出力がそのまま比画像であり、比の画像を計算する構成と時間を削減することができる。すなわち、ステージ４に何も載置しない状態でゲイン補正値を取得し、当該ゲイン補正値を、ステージ４に被検体１を載置した状態の透視情報に乗算することでゲイン補正を行い、その結果をフラットパネルディテクタ８の出力値とする従来の使用方法の場合、１回目の撮像による透視情報と、位置をずらした２回目の撮像による透視情報との比を計算する必要がある。

【0067】

これに対し、本実施形態では、ステージ４に被検体１を置いた状態でゲイン補正値を取得しているので、このゲイン補正値には、各画素の感度のバラツキと、被検体１とが反映されており、ゲイン補正値が、例えば第１の実施形態における１回目の撮像による透視情報の逆数になっている。そのため、このゲイン補正値を、位置をずらした撮像による透視情報に乗算するというゲイン補正を行うことで得られる結果は、比画像そのものになっている。

【0068】

したがって、実際に比画像を計算するまでもなく、ゲイン補正機能を有する一般的なフラットパネルディテクタを用いて、ゲイン補正を行うことで、実質的に比画像を計算したことと同じ効果を得ることができる。換言すれば、演算部８３は、演算部６２と実質的に同一であり、記憶部６１にゲイン補正取得部８１により取得したゲイン補正値を記憶させることで、フラットパネルディテクタ８は、検出器３及び処理装置６を含み構成することができる。

【0069】

また、ステージ４に何も載置しない状態の空気を透過させたゲイン補正を用いてゲイン補正するより、ＳＮの良い比画像を得ることができる利点がある。更に、ステージ４に何も載置しない状態の空気を透過させたゲイン補正を用いる従来の方法であると、被検体１が変わっても同じゲイン補正を使用し続けるため、各画素等の経時変化が反映されない。これに対し本実施形態では、被検体１が変わる毎にステージ４に被検体１を置いた状態でゲイン補正値を取得しているので、フラットパネルディテクタ８の経時変化をも考慮した比画像を得ることができ、空孔Ｖ、異物Ｆを検出する精度をより向上させることができる。

【0070】

（他の実施形態）
本明細書においては、本発明に係る実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【0071】

例えば、第１及び第２の実施形態では、演算部６２，８３はコンピュータとして構成したが、専用の電子回路により構成しても良い。演算部６２は、透視情報を対数変換する対数変換回路と、２つの対数変換した透視情報の差を演算する差分回路と、差分回路により得た値を指数変換する指数変換回路とを有するように構成しても良い。これにより、より高速に比画像を生成することができる。

【0072】

第１及び第２の実施形態では、被検体１を移動機構５により移動させたが、作業員が移動させるようにしても良い。

【符号の説明】

【0073】

１ 被検体
２ 放射線源
２１ 焦点
２２ 放射線ビーム
３ 検出器
３ａ Ｘ線検出部
４ ステージ
５ 移動機構
６ 処理装置
６１ 記憶部
６２ 演算部
６３ 撮影制御部
７ 表示装置
８ フラットパネルディテクタ
８１ ゲイン補正取得部
８２ 記憶部
８３ 演算部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】