放射線撮像装置
【課題】汎用の散乱放射線除去手段にも適用することができ、散乱放射線除去手段の設置状態に依存せずに、適切な放射線画像を得ることができる放射線撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】Ｘ線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を画素特定部４１は特定する。その画素特定部４１で特定された所定の画素での散乱Ｘ線強度（散乱線強度）、所定の画素での直接Ｘ線強度（直接線強度）の少なくとも１つの強度を強度推定部４４は推定する。したがって、グリッド（散乱放射線除去手段）の設置状態が考慮された所定の画素での散乱Ｘ線強度、直接Ｘ線強度の少なくとも１つの強度を適切に推定することができる。
【解決手段】Ｘ線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を画素特定部４１は特定する。その画素特定部４１で特定された所定の画素での散乱Ｘ線強度（散乱線強度）、所定の画素での直接Ｘ線強度（直接線強度）の少なくとも１つの強度を強度推定部４４は推定する。したがって、グリッド（散乱放射線除去手段）の設置状態が考慮された所定の画素での散乱Ｘ線強度、直接Ｘ線強度の少なくとも１つの強度を適切に推定することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｘ線透視撮影装置やＸ線ＣＴ装置などに用いられる放射線撮像装置に係り、特に、散乱放射線を除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医用のＸ線透視撮影装置やＸ線ＣＴ(computed tomography)では、被検体からの散乱Ｘ線（以下、「散乱線」と略記する）がＸ線検出器に入射するのを防止するために、散乱線を除去するグリッド（散乱放射線除去手段）が用いられている。しかし、グリッドを用いてもグリッドを透過する散乱線による偽像、およびグリッドを構成する吸収箔による偽像が生じる。特に、検出素子が行列状（２次元マトリックス状）に構成されたフラットパネル型（２次元）Ｘ線検出器（FPD: Flat Panel Detector）をＸ線検出器として用いる場合には、グリッドの吸収箔の間隔とＦＰＤの画素間隔とが異なることから生じるモアレ縞などの偽像が、散乱線による偽像の他にも生じる。かかる偽像を低減させるために偽像補正が必要となっている。また、最近、このようなモアレ縞を起こさないように、配置方向が検出素子の行列方向のいずれかに対して平行であり、かつＦＰＤの画素間隔の整数倍で配置された吸収箔を有する同期型グリッドが提案されており、それを用いた補正法も必要となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
現在では、モアレ縞の補正についてはスムージングなどを含む画像処理による方法が行われているが、偽像補正が過剰の場合には、直接Ｘ線（以下、「直接線」と略記する）の分解能も低下する傾向にある。したがって、画像処理において偽像を確実に低減させようとすると直接線の分解能まで低下して画像が鮮明でなくなり、逆に、直接線の分解能を重視して画像を鮮明にさせようとすると画像処理において偽像が低減しなくなり、いわゆる画像処理と鮮明さとのトレードオフとなる。このようなことから、完全な偽像処理が困難となっている。また、グリッドを用いても残ってしまう散乱線の補正法についても、様々な方法が提案されているが、補正演算に時間がかかるなどの問題がある。
【０００４】
本出願人は、既に、上述した同期型グリッドを用いた補正法について、直接線が吸収箔により遮蔽される画素について補正し、その遮蔽された画素列あるいは画素行から、グリッドを透過した散乱線分布を求め、その分布に基づいて他の画素の信号を補正する方法を提案している。また、その方法では、グリッドとＸ線検出器との距離を吸収箔の高さの整数倍にすることや、Ｘ線管のような放射線照射手段、グリッドおよびＸ線検出器の位置が変化しても、吸収箔の陰影が一定の画素列あるいは画素行内に収まるようなグリッドの位置および吸収箔の形状が設定されていることなどが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２５７９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、１．同期型グリッド以外のグリッドが多用されており、それらを用いた場合には本出願人が提案した上述した方法は適用することができない。２．また、同期型グリッドを適用するとしても、グリッドを構成する吸収箔の変形による位置ズレや、それを構成する吸収箔の並びが検出器の行列方向のいずれにも完全に平行でないことで生じるグリッド全体の位置・向きのズレによる影響が考慮されていない。
【０００７】
３．また、本出願人が提案した上述した方法では、吸収箔による遮蔽画素列あるいは画素行に対してのみ補正を加えると限定しているが、それ以外の画素列あるいは画素行においても、直接線は吸収箔以外のグリッドの構成によって吸収されて減衰してしまう。具体的には、吸収箔等を覆うグリッドカバーは、実際には、カーボンファイバやアルミニウム薄板で形成されており、グリッドカバーによる吸収がある。また、吸収箔の間に配置され、Ｘ線を透過させる中間物質がアルミニウムや有機物質で形成されている場合には、中間物質による吸収がある。それらによる吸収・減衰を考慮していないので、遮蔽画素も含め、全ての画素の推定直接線強度評価に誤差が生じる可能性がある。
【０００８】
４．さらに、本出願人が提案した上述した方法では、遮蔽された画素列あるいは画素行から、グリッドを透過した散乱線分布を求め、その分布に基づいて他の画素の信号を補正するとしているが、吸収箔の変形による位置ズレの散乱線への影響が考慮されていない。したがって、その影響による散乱線強度分布の誤差によって、逆に偽像が生じる恐れがある。
【０００９】
５．また、本出願人が提案した上述した方法では、各画素からのグリッド見込み角の総和をほぼ同じにするために、上述したようにグリッドとＸ線検出器との距離を吸収箔の高さの整数倍（その方法では、グリッドとＸ線検出器との距離が吸収箔の高さと同じ例が記述）にしている。しかし、実際には、各画素のグリッド見込み角が角度分布を持っており、実際の散乱線強度が画素からの見込み角に対して強度分布を持っている。したがって、補正演算で求められる散乱線強度分布に誤差が生じる可能性が高い。
【００１０】
６．また、本出願人が提案した上述した方法では、放射線照射手段、グリッドおよびＸ線検出器の位置が変化しても、吸収箔の陰影が一定の画素列あるいは画素行内に収まるようなグリッドの位置および吸収箔の形状が設定されているとしているが、現実には、循環器撮影装置などでは、放射線照射手段、グリッドおよびＸ線検出器の距離をその都度変更して撮影することが多い。したがって、吸収箔の陰影が一定の画素列あるいは画素行内に収まるような条件を満足するためには限定された範囲でしか使えないことになる。さらに、グリッドを構成する吸収箔の変形や設計位置からのズレもその条件内に収める必要があり、機械精度や組み立て精度が厳しくなり、コストや技術的な面で実用化が困難である。
【００１１】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、汎用の散乱放射線除去手段にも適用することができ、散乱放射線除去手段の設置状態に依存せずに、適切な放射線画像を得ることができる放射線撮像装置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】
【００１２】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備えるとともに、前記放射線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を特定する画素特定手段と、その画素特定手段で特定された前記所定の画素での散乱放射線強度、前記所定の画素での直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度を推定する強度推定手段と、その強度推定手段で推定された散乱放射線強度、直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度に基づいて、特定されなかった画素での散乱放射線強度、特定されなかった画素での直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度を補間する強度補間手段とを備え、
被検体のない状態での実測により求められた前記散乱放射線除去手段による直接放射線の透過前および透過後の透過率である直接線透過率を求める透過率算出手段を備え、
前記透過率算出手段で求められた直線透過率と、被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での放射線強度を推定することを特徴とするものである。
【００１３】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、放射線照射手段から放射線を照射して、散乱放射線除去手段を介して放射線検出手段に入射させる。一部の散乱放射線が散乱放射線除去手段によって除去されて、放射線検出手段は放射線を検出して放射線画像を得る。このとき、放射線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を画素特定手段は特定する。その画素特定手段で特定された所定の画素での散乱放射線強度、所定の画素での直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度を強度推定手段は推定する。したがって、散乱放射線除去手段の設置状態が考慮された所定の画素での散乱放射線強度、直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度を適切に推定することができる。一方で、特定されなかった画素については以下のようにする。すなわち、強度推定手段で推定された散乱放射線強度、直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度に基づいて、特定されなかった画素での散乱放射線強度、特定されなかった画素での直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度を強度補間手段は補間する。したがって、特定された画素については強度推定手段によって放射線強度が推定され、特定されなかった画素については強度補間手段によって放射線強度が補間される。そして、このような放射線強度に基づいて放射線画像が適切に得られ、散乱放射線除去手段の陰影が消え、散乱放射線が完全に除去された直接放射線だけの放射線画像が得られる。かかる画素特定手段、強度推定手段および強度補間手段によって得られる放射線画像では、特別な散乱放射線除去手段（例えば同期型グリッド）に依らずに、いずれの散乱放射線除去手段においても適切に得られる。その結果、汎用の散乱放射線除去手段にも適用することができ、散乱放射線除去手段の設置状態に依存せずに、適切な放射線画像を得ることができる。また、全ての画素について放射線強度を推定する必要はなく、特定された所定の画素での放射線強度のみを推定して、残りの特定されなかった画素での放射線強度については補間を行って求めればよいので、演算処理を軽減化、短時間化することができるという効果をも奏する。
また、被検体のない状態で放射線撮像を予め行って、透過率を予め求める。すなわち、放射線照射手段は、被検体のない状態で放射線を照射して、散乱放射線除去手段を介して放射線検出手段に入射させることで、被検体のない状態での実測データが得られる。その被検体のない状態での実測により求められた散乱放射線除去手段による直接放射線の透過前および透過後の透過率である直接線透過率を求める透過率算出手段を備える。このように透過率算出手段を備えることで、直接線透過率を求めることができる。
また、この直接線透過率を用いて、実際の被検体（例えばファントム(phantom)）のある状態での放射線撮像に反映させる。すなわち、放射線照射手段は、実際の被検体のある状態で放射線を照射して、散乱放射線除去手段を介して放射線検出手段に入射させることで、被検体のある状態での実測での散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度が得られる。透過率算出手段で求められた直接線透過率と、被検体のある状態での実測での上述した実測強度とに基づいて、強度推定手段は、画素特定手段で特定された所定の画素での放射線強度を推定する。このように、被検体のない状態での実測データに基づいて直接線透過率が求められ、その直接線透過率を用いて、被検体のある状態での実測強度に基づいて放射線強度を推定することができる。
【００１４】
上述した発明において用いられる散乱放射線除去手段の一例は以下の通りである。すなわち、散乱放射線を吸収する吸収層の配置方向が検出素子の行方向、列方向の少なくとも１つの方向に対して平行であり、かつ互いに隣接する吸収層間の間隔が、互いに隣接する画素間の間隔の整数倍となるように、散乱放射線除去手段を構成する（請求項２に記載の発明）。すなわち、このように構成された散乱放射線除去手段は同期型グリッドである。同期型グリッドの場合には、吸収層とそれ以外の層（中間層）との画素の落差が、各々の画素間で一致して周期性を有するので、規則的に、かつ周期的に演算を行うことができる。したがって、処理が簡単になり、演算処理を単純化、短時間化することができる。その結果、より簡単に放射線強度を推定することができるとともに、放射線強度を補間することができる。
【００１５】
具体的には、強度推定手段が、画素特定手段で特定された所定の画素での未知である放射線強度を推定する際に、既知である直接線透過率の既知の個数および既知である実測強度の既知の個数に応じて、画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を決定して、その決定された所定の画素毎の実測強度，直接線透過率および推定されるべき放射線強度に関する連立方程式を解くことで、強度推定手段は放射線強度を推定する（請求項３に記載の発明）。このような連立方程式を解くことで放射線強度を簡易に推定することができる。
【００１６】
また、連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値以下の場合には、かかる連立方程式を正確に解くことができない恐れがあるので、下記のようにするのが好ましい。すなわち、かかる場合には、画素特定手段は、その連立方程式の組み合わせとなる所定の画素を選択せずに、別の所定の画素を組み合わせとして選択して特定して、その特定された所定の画素毎の連立方程式を解くことで、強度推定手段は放射線強度を推定し、選択されなかった画素での放射線強度については、強度補間手段によって補間するのが好ましい（請求項４に記載の発明）。
【００１７】
連立方程式を解く場合において、より具体的な一例として下記のような推定がある。すなわち、推定されるべき放射線強度が、散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度のときには、既知である直接線透過率の既知の個数および既知である実測強度の既知の個数に応じて、画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を３つと決定する。そして、（ｎ−１）番目の画素、それに隣接するｎ番目の画素、さらにそれに隣接する（ｎ＋１）番目の画素からなる３つの画素の組み合わせを特定する。上述した隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、実測強度をＧｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１とするとともに、直接線透過率をＣｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１とし、透過散乱線強度をＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１とし、推定直接線強度をＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１としたときに、下記（Ａ）式と、（Ｂ−１），（Ｂ−２），（Ｂ−３）式と、（Ｃ）式とから得られる連立方程式を解くことで、強度推定手段は、透過散乱線強度または推定直接線強度を推定する。
（Ａ）式は、各画素の透過散乱線強度は、隣接する画素の透過散乱線強度の補間演算により求められる式で、
Ｓｃｎ＝（Ｓｃｎ＋１＋Ｓｃｎ−１）／２ …（Ａ）
で表される。
（Ｂ−１），（Ｂ−２），（Ｂ−３）式は、実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度との和に等しいとする、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の連立方程式で、
Ｇｎ＋１＝Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１ …（Ｂ−１）
Ｇｎ＝Ｐｎ・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ …（Ｂ−２）
Ｇｎ−１＝Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１ …（Ｂ−３）
でそれぞれ表される。
また、（Ｃ）式は、推定直接線強度は隣接する３つの画素間で等しいとする式で、
Ｐｎ−１＝Ｐｎ＝Ｐｎ＋１ …（Ｃ）
で表される（請求項５に記載の発明）。このような（Ａ）式と、（Ｂ−１），（Ｂ−２），（Ｂ−３）式と、（Ｃ）式とから得られる連立方程式を解くことで透過散乱線強度または推定直接線強度を簡易に推定することができる。また、このような連立方程式は、直接線の透過厚さが一定、すなわち各画素での推定直接線強度が全て同じ値とみなせる、例えばアクリル平板のファントムを被検体として用いる場合に有用である。なお、本明細書では「画素」とは、束ね処理（すなわちビニング処理）されていない１画素はもちろんのこと、複数の画素を束ねて（すなわちビニング）１画素扱いする画素も含む。
【００１８】
また、連立方程式を解く場合において、より具体的な他の一例として下記のような推定がある。すなわち、上記の一例と同様に、推定されるべき放射線強度が、散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度のときには、既知である直接線透過率の既知の個数および既知である実測強度の既知の個数に応じて、画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を３つと決定する。そして、（ｎ−１）番目の画素、それに隣接するｎ番目の画素、さらにそれに隣接する（ｎ＋１）番目の画素からなる３つの画素の組み合わせを特定する。上述した隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、実測強度をＧｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１とするとともに、直接線透過率をＣｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１とし、透過散乱線強度をＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１とし、推定直接線強度をＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１としたときに、連立方程式を解くことで透過散乱線強度または推定直接線強度を推定するのは、上述した一例と同様であるが、さらに下記のような条件が加わる。すなわち、推定直接線強度は既知である推定直接線分布とその変換係数との積で表され、変換係数をａｎとし、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、推定直接線分布をＰ（ｎ−１），Ｐ（ｎ），Ｐ（ｎ＋１）とする。このときに、下記（Ａ）式と、（Ｂ−１）´，（Ｂ−２）´，（Ｂ−３）´式とから得られる連立方程式を解くことで、強度推定手段は、透過散乱線強度または推定直接線強度を推定する。
上述した一例と同様に、（Ａ）式は、各画素の透過散乱線強度は、隣接する画素の透過散乱線強度の補間演算により求められる式で、
Ｓｃｎ＝（Ｓｃｎ＋１＋Ｓｃｎ−１）／２ …（Ａ）
で表される。
（Ｂ−１）´，（Ｂ−２）´，（Ｂ−３）´式は、実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度との和に等しいとする、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の連立方程式で、
Ｇｎ＋１＝ａｎ・Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１ …（Ｂ−１）´
Ｇｎ＝ａｎ・Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ …（Ｂ−２）´
Ｇｎ−１＝ａｎ・Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１ …（Ｂ−３）´
でそれぞれ表される（請求項６に記載の発明）。このような（Ａ）式と、（Ｂ−１）´，（Ｂ−２）´，（Ｂ−３）´式とから得られる連立方程式を解くことで透過散乱線強度または推定直接線強度を簡易に推定することができる。また、このような連立方程式は、実際の被検体に近いファントム（例えば人体の胴部の撮影が目的の場合には、それとほぼ同じ透過率の水円柱）を被検体として用いる場合に有用である。かかるファントムの場合には、シミュレーション演算により、各画素ｎでの推定直接線分布Ｐ（ｎ）を求めることができて、その既知である推定直接線分布を用いて連立方程式を解くことができる。
【００１９】
上述したこれらの発明において、被検体のない状態で放射線撮像を予め行って、直接線透過率を予め求め、さらに被検体（例えば、アクリル平板のファントムや水円柱のファントム）のある状態で放射線撮像を行って、放射線強度に関する全ての画素についての基準強度として、平均値またはスムージング・補間計算により求められる各画素の値を求め、その値対する各画素の変化率を求めるのがより好ましい（請求項７に記載の発明）。あるいは、被検体のない状態で、模擬的な散乱線源を用いた実測に基づいて推定された透過散乱線強度に関する全ての画素についての基準強度として、平均値またはスムージング・補間により求められる各画素の値を求め、その値に対する各画素の変化率を求めるのがより好ましい（請求項８に記載の発明）。すなわち、前者の場合には、放射線照射手段は、被検体（ここではファントム）のある状態で放射線を照射して、散乱放射線除去手段を介して放射線検出手段に入射させることで、被検体（ファントム）のある状態での実測に基づいて強度推定手段で推定された放射線強度が得られる。後者の場合には、被検体のない状態で、模擬的な散乱線源を用いた実測により、散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度を推定し、その推定された透過散乱線強度が得られる。その放射線強度または透過散乱線強度に関する上述した変化率を求める変化率算出手段を備え、その変化率算出手段で求められた変化率を用いて、別の被検体（実際の放射線撮像に用いられる被検体）に対する放射線撮像に反映させる（請求項７、または請求項８に記載の発明）。
【００２０】
放射線照射手段と散乱放射線除去手段および放射線検出手段との距離が変化する場合には、上述した変化率算出手段は、放射線照射手段と散乱放射線除去手段および放射線検出手段との離散的な距離に対して変化率を求め、その変化率を、上述した離散的な距離に前後する距離に対して補間する変化率補間手段を備えるのがより好ましい（請求項９に記載の発明）。このように変化率算出手段および変化率補間手段を備えることで、放射線照射手段と散乱放射線除去手段および放射線検出手段との距離が変化したとしても、その距離に対応した変化率を求めることができる。
【００２１】
このように反映させる具体的な内容は以下の通りである。すなわち、放射線照射手段は、別の被検体（ここでは実際の放射線撮像に用いられる被検体）のある状態で放射線を照射して、散乱放射線除去手段を介して放射線検出手段に入射させることで、被検体のある状態での実測での散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度が得られる。変化率算出手段で求められた変化率（請求項１０、１１に記載の発明）、または、変化率補間手段で補間された変化率（請求項１２、１３に記載の発明）と、透過率算出手段で求められた直接線透過率（請求項１０、１２に記載の発明），または、透過率補間手段で補間された直接線透過率（請求項１１、１３に記載の発明）と、別の被検体（実際の放射線撮像に用いられる被検体）のある状態での実測での上述した実測強度とに基づいて、強度推定手段は、画素特定手段で特定された所定の画素での放射線強度を推定する（請求項１０〜１３に記載の発明）。このように、被検体のない状態での実測データに基づいて直接線透過率が求められ、その直接線透過率を用いて、被検体（ここではファントム）のある状態で放射線撮像を行って変化率が求められ、その変化率、または変化率補間手段により補間された変化率を用いて、別の被検体（ここでは実際の放射線撮像に用いられる被検体）のある状態で放射線撮像を行って、その被検体（実際の放射線撮像に用いられる被検体）のある状態での実測強度に基づいて放射線強度を推定することができる。
【００２２】
具体的には、強度推定手段が、画素特定手段で特定された所定の画素での未知である放射線強度を推定する際に、既知である変化率の既知の個数，既知である直接線透過率の既知の個数および既知である実測強度の既知の個数に応じて、画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を決定して、その決定された所定の画素毎の実測強度，変化率，直接線透過率および推定されるべき放射線強度に関する連立方程式を解くことで、強度推定手段は放射線強度を推定する（請求項１４に記載の発明）。このような連立方程式を解くことで放射線強度を簡易に推定することができる。
【００２３】
また、連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値以下の場合には、請求項４に記載の発明と同様に、かかる連立方程式を正確に解くことができない恐れがあるので、下記のようにするのが好ましい。すなわち、かかる場合には、画素特定手段は、その連立方程式の組み合わせとなる所定の画素を選択せずに、別の所定の画素を組み合わせとして選択して特定して、その特定された所定の画素毎の連立方程式を解くことで、強度推定手段は放射線強度を推定し、選択されなかった画素での放射線強度については、強度補間手段によって補間するのが好ましい（請求項１５に記載の発明）。
【００２４】
連立方程式を解く場合において、より具体的な例として下記のような推定がある。すなわち、変化率が（散乱放射線除去手段の箔の不均一性などによる）散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度の変化率、推定されるべき放射線強度が、別の被検体で散乱・透過し、散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および、その被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度のときには、既知である変化率の既知の個数，既知である直接線透過率の既知の個数および既知である実測強度の既知の個数に応じて、画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を３つと決定する。そして、（ｎ−１）番目の画素、それに隣接するｎ番目の画素、さらにそれに隣接する（ｎ＋１）番目の画素からなる３つの画素の組み合わせを特定する。上述した隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、実測強度をＧｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１とするとともに、変化率をＲｃｓｎ−１，Ｒｃｓｎ，Ｒｃｓｎ＋１とし、直接線透過率をＣｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１とし、（散乱放射線除去手段が箔の不均一性などの無い理想的な設置状態での）透過散乱線強度をＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１とし、推定直接線強度をＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１としたときに、下記（Ａ）´´式と、（Ｂ−１）´´，（Ｂ−２）´´，（Ｂ−３）´´式と、（Ｃ）´´式とから得られる連立方程式を解くことで、強度推定手段は、透過散乱線強度または推定直接線強度を推定する。
（Ａ）´´式は、透過散乱線強度が散乱放射線除去手段の不均一性の為に生じる変化率を除けば、滑らかにしか変化しないので、透過散乱線強度は隣接する３つの画素間で等しいとする式で、
Ｓｃｎ−１＝Ｓｃｎ＝Ｓｃｎ＋１ …（Ａ）´´
で表される。
（Ｂ−１）´´，（Ｂ−２）´´（Ｂ−３）´´式は、実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度・変化率の積との和に等しいとする、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の連立方程式で、
Ｇｎ＋１＝Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１・Ｒｃｓｎ＋１ …（Ｂ−１）´´
Ｇｎ＝Ｐｎ・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ・Ｒｃｓｎ …（Ｂ−２）´´
Ｇｎ−１＝Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１・Ｒｃｓｎ−１ …（Ｂ−３）´´
でそれぞれ表される。
また、（Ｃ）´´式は、各画素の推定直接線強度は、隣接する画素の推定直接線強度の補間演算により求められる式で、
Ｐｎ＝（Ｐｎ＋１＋Ｐｎ−１）／２ …（Ｃ）´´
で表される（請求項１６に記載の発明）。このような（Ａ）´´式と、（Ｂ−１）´´，（Ｂ−２）´´，（Ｂ−３）´´式と、（Ｃ）´´式とから得られる連立方程式を解くことで透過散乱線強度または推定直接線強度を簡易に推定することができる。
【００２５】
また、請求項１７に記載の発明は、放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備えるとともに、被検体を透過し、かつ前記散乱放射線除去手段を透過する前の直接線放射線強度である推定直接線強度を、平均またはスムージング・補間により求める推定直接線強度算出手段と、その推定直接線強度算出手段で求められた推定直接線強度に基づいて、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度を求める透過散乱線強度算出手段とを備えることを特徴とするものである。
【００２６】
［作用・効果］請求項１７に記載の発明によれば、もし被検体が平板や水柱など既知の形状、材質であり、推定直接線強度が滑らかな変化であることが既知であれば、その推定直接線強度を平均またはスムージング・補間により求める。平均化あるいはスムージングは統計変動誤差によるバラツキを低減させる効果もあり、推定直接線強度は真値に近い値が得られる。その真値に近い推定直接線強度に基づいて透過散乱線強度を求める。透過散乱線強度に対しては、平均化またはスムージング・補間計算を行っていないので、透過散乱線強度の画像に分解能の劣化が無い。また、透過散乱線強度の分解能が維持され、散乱放射線除去手段のグリッド箔の変形などによる透過散乱線強度の微細な変化を正確に求めることができる。
【００２７】
また、請求項１８に記載の発明は、放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備えるとともに、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度を、平均またはスムージング・補間により求める透過散乱線強度算出手段と、その透過散乱線強度算出手段で求められた透過散乱線強度に基づいて、被検体を透過し、かつ前記散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度を求める推定直接線強度算出手段とを備えることを特徴とするものである。
【００２８】
［作用・効果］請求項１８に記載の発明によれば、もし放射線がＸ線やγ線であり、被検体が水柱や人体などであれば透過散乱線強度は推定直接線強度に比べ滑らかに変化することが既知であり、その透過散乱線強度を平均またはスムージング・補間により求める。平均化あるいはスムージングは統計変動誤差によるバラツキを低減させる効果もあり、透過散乱線強度は真値に近い値が得られる。その真値に近い透過散乱線強度に基づいて推定直接線強度を求める。推定直接線強度に対しては、平均化またはスムージング・補間計算を行っていないので、推定直接線強度の画像に分解能の劣化が無く、被検体の形状、材質の微細な変化に対する微細な変化を正確に求めることができる。
【００２９】
また、上述したこれらの発明（前者）に係る放射線撮像装置（請求項１〜１６に記載の発明）とは別の発明は、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１９に記載の発明は、放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備えるとともに、前記放射線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を特定する画素特定手段と、その画素特定手段で特定された前記所定の画素での直接放射線強度を少なくとも推定する強度推定手段と、その強度推定手段で推定された少なくとも直接放射線強度に基づいて、特定されなかった画素での少なくとも直接放射線強度を補間する強度補間手段とを備えることを特徴とするものである。
【００３０】
［作用・効果］請求項１９に記載の発明によれば、放射線照射手段から放射線を照射して、散乱放射線除去手段を介して放射線検出手段に入射させる。一部の散乱放射線が散乱放射線除去手段によって除去されて、放射線検出手段は放射線を検出して放射線画像を得る。このとき、放射線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を画素特定手段は特定する。その画素特定手段で特定された所定の画素での直接放射線強度を少なくとも強度推定手段は推定する。したがって、散乱放射線除去手段の設置状態が考慮された所定の画素での少なくとも直接放射線強度を適切に推定することができる。一方で、特定されなかった画素については以下のようにする。すなわち、強度推定手段で推定された少なくとも直接放射線強度に基づいて、特定されなかった画素での少なくとも直接放射線強度を強度補間手段は補間する。したがって、特定された画素については強度推定手段によって直接放射線強度が推定され、特定されなかった画素については強度補間手段によって直接放射線強度が補間される。そして、このような直接放射線強度に基づいて放射線画像が適切に得られ、散乱放射線除去手段の陰影が消え、散乱放射線が完全に除去された直接放射線だけの放射線画像が得られる。かかる画素特定手段、強度推定手段および強度補間手段によって得られる放射線画像では、特別な散乱放射線除去手段（例えば同期型グリッド）に依らずに、いずれの散乱放射線除去手段においても適切に得られる。その結果、汎用の散乱放射線除去手段にも適用することができ、散乱放射線除去手段の設置状態に依存せずに、適切な放射線画像を得ることができる。また、全ての画素について放射線強度（直接放射線強度）を推定する必要はなく、特定された所定の画素での放射線強度（直接放射線強度）のみを推定して、残りの特定されなかった画素での放射線強度（直接放射線強度）については補間を行って求めればよいので、演算処理を軽減化、短時間化することができるという効果をも奏する。
【発明の効果】
【００３１】
この発明（前者）に係る放射線撮像装置によれば、放射線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を画素特定手段は特定し、その画素特定手段で特定された所定の画素での散乱放射線強度、所定の画素での直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度を強度推定手段は推定し、強度推定手段で推定された散乱放射線強度、直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度に基づいて、特定されなかった画素での散乱放射線強度、特定されなかった画素での直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度を強度補間手段は補間することで、汎用の散乱放射線除去手段にも適用することができ、散乱放射線除去手段の設置状態に依存せずに、適切な放射線画像を得ることができる。
また、放射線照射手段は、被検体のない状態で放射線を照射して、散乱放射線除去手段を介して放射線検出手段に入射させることで、被検体のない状態での実測データが得られる。その被検体のない状態での実測により求められた散乱放射線除去手段による直接放射線の透過前および透過後の透過率である直接線透過率を求める透過率算出手段を備える。このように透過率算出手段を備えることで、直接線透過率を求めることができる。
また、放射線照射手段は、実際の被検体のある状態で放射線を照射して、散乱放射線除去手段を介して放射線検出手段に入射させることで、被検体のある状態での実測での散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度が得られる。透過率算出手段で求められた直接線透過率と、被検体のある状態での実測での上述した実測強度とに基づいて、強度推定手段は、画素特定手段で特定された所定の画素での放射線強度を推定する。このように、被検体のない状態での実測データに基づいて直接線透過率が求められ、その直接線透過率を用いて、被検体のある状態での実測強度に基づいて放射線強度を推定することができる。
また、前者に係る放射線撮像装置とは別の発明（後者）に係る放射線撮像装置によれば、放射線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を画素特定手段は特定し、その画素特定手段で特定された所定の画素での直接放射線強度を少なくとも強度推定手段は推定し、強度推定手段で推定された少なくとも直接放射線強度に基づいて、特定されなかった画素での少なくとも直接放射線強度を強度補間手段は補間することで、汎用の散乱放射線除去手段にも適用することができ、散乱放射線除去手段の設置状態に依存せずに、適切な放射線画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１，２に係るＸ線撮像装置のブロック図である。
【図２】フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の検出面の模式図である。
【図３】同期型クロスグリッドの概略図である。
【図４】実施例１，２に係る具体的な画像処理部の構成およびデータの流れを示したブロック図である。
【図５】実施例１，２に係る一連のＸ線撮像の流れを示すフローチャートである。
【図６】被検体のない状態でのＸ線撮像を模式的に示した図である。
【図７】ＳＩＤと直接線透過率および変化率との関係を模式的に示したグラフである。
【図８】アクリル平板のファントムを被検体として用いる場合の実施例１に係る被検体のある状態でのＸ線撮像を模式的に示した図である。
【図９】水円柱のファントムを被検体として用いる場合の実施例２に係る被検体のある状態でのＸ線撮像を模式的に示した図である。
【図１０】（ａ），（ｂ）は、変形例に係る同期型グリッドの概略図である。
【実施例１】
【００３３】
以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。
図１は、後述する実施例２を含んだ実施例１に係るＸ線撮像装置のブロック図であり、図２は、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の検出面の模式図であり、図３は、同期型クロスグリッドの概略図である。また、後述する実施例２も含めて、本実施例１では、放射線としてＸ線を例に採って説明する。
【００３４】
後述する実施例２も含めて、本実施例１に係るＸ線撮像装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置した天板１と、被検体Ｍに向けてＸ線を照射するＸ線管２と、Ｘ線管２から照射されて被検体Ｍを透過したＸ線を検出するフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、「ＦＰＤ」と略記する）３と、ＦＰＤ３によって検出されたＸ線に基づいて画像処理を行う画像処理部４と、画像処理部４によって各種の画像処理されたＸ線画像を表示する表示部５とを備えている。表示部５はモニタやテレビジョンなどの表示手段で構成されている。また、ＦＰＤ３の検出面側にはグリッド６を配設している。Ｘ線管２は、この発明における放射線照射手段に相当し、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３は、この発明における放射線検出手段に相当し、グリッド６は、この発明における散乱放射線除去手段に相当する。
【００３５】
画像処理部４は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。なお、各種の画像処理を行うためのプログラム等をＲＯＭ（Read-only Memory）などに代表される記憶媒体に書き込んで記憶し、その記憶媒体からプログラム等を読み出して画像処理部４のＣＰＵが実行することでそのプログラムに応じた画像処理を行う。特に、画像処理部４の後述する画素特定部４１や透過率算出部４２や透過率補間部４３や強度推定部４４や強度補間部４５や変化率算出部４６や変化率補間部４７は、所定の画素の特定や直接線透過率の算出・補間や強度の推定・補間や変化率の算出に関するプログラムを実行することで、そのプログラムに応じた所定の画素の特定や直接線透過率の算出・補間や強度の推定・補間や変化率の算出・補間をそれぞれ行う。
【００３６】
画像処理部４は、所定の画素を特定する画素特定部４１と、直接線透過率を求める透過率算出部４２と、直接線透過率を補間する透過率補間部４３と、強度を推定する強度推定部４４と、強度を補間する強度補間部４５と、変化率を求める変化率算出部４６と、変化率を補間する変化率補間部４７とを備えている。画素特定部４１は、この発明における画素特定手段に相当し、透過率算出部４２は、この発明における透過率算出手段に相当し、透過率補間部４３は、この発明における透過率補間手段に相当し、強度推定部４４は、この発明における強度推定手段に相当し、強度補間部４５は、この発明における強度補間手段に相当し、変化率算出部４６は、この発明における変化率算出手段に相当し、変化率補間部４７は、この発明における変化率補間手段に相当する。また、強度推定部４４は、この発明における推定直接線強度算出手段および透過散乱線強度算出手段にも相当する。
【００３７】
ＦＰＤ３は、図２に示すように、その検出面にはＸ線に有感な複数の検出素子ｄを２次元マトリックス状に配列して構成されている。検出素子ｄは、被検体Ｍを透過したＸ線を電気信号に変換して一旦蓄積して、その蓄積された電気信号を読み出すことで、Ｘ線を検出する。各々の検出素子ｄでそれぞれ検出された電気信号を、電気信号に応じた画素値に変換して、検出素子ｄの位置にそれぞれ対応した画素にその画素値を割り当てることでＸ線画像を出力して、画像処理部４の画素特定部４１や透過率算出部４２や強度推定部４４（図１、図４を参照）にＸ線画像を送り込む。このように、ＦＰＤ３は、Ｘ線を検出する複数の検出素子ｄが行列状（２次元マトリックス状）に構成されている。検出素子ｄは、この発明における検出素子に相当する。
【００３８】
グリッド６は、図３に示すように、散乱線（散乱Ｘ線）を吸収する吸収箔６ａ，６ｂと散乱線を透過させる中間層６ｃとを交互に並べて構成されている。吸収箔６ａ，６ｂ、中間層６ｃを覆うグリッドカバー６ｄは、Ｘ線の入射面および逆側の面から吸収箔６ａ，６ｂ、中間層６ｃを挟み込む。吸収箔６ａ，６ｂの図示を明確にするために、グリッドカバー６ｄについては二点鎖線で図示し、その他のグリッド６の構成（吸収箔６ａ，６ｂを支持する機構等）については図示を省略する。吸収箔６ａ，６ｂは、この発明における吸収層に相当する。
【００３９】
後述する実施例２も含めて、本実施例１では、グリッド６として同期型クロスグリッドを採用している。具体的には、図３中のＸ方向に沿った吸収箔６ａと中間層６ｃとを図３中のＹ方向に順に交互に並べるとともに、図３中のＹ方向に沿った吸収箔６ｂと中間層６ｃとを図３中のＸ方向に順に交互に並べることで、吸収箔６ａと吸収箔６ｂとを互いにクロスさせる。ここで、図３中のＸ方向は、ＦＰＤ３の検出素子ｄ（図２を参照）の行方向に平行であり、図３中のＹ方向は、ＦＰＤ３の検出素子ｄ（図２を参照）の列方向に平行である。したがって、本実施例１では、吸収箔６ａ，６ｂの配置方向が検出素子ｄの行方向および列方向の両方向に対して平行である。
【００４０】
また、Ｙ方向において互いに隣接する吸収箔６ａ間の間隔Ｋｇｙが、互いに隣接する画素間の間隔Ｋｆｙの整数倍になって同期している（図３では２倍で図示）。同様に、Ｘ方向において互いに隣接する吸収箔６ｂ間の間隔Ｋｇｘが、互いに隣接する画素間の間隔Ｋｆｘの整数倍になって同期している（図３では２倍で図示）。このように、吸収箔６ａ，６ｂの配置方向が検出素子ｄの行方向および列方向の両方向に対して平行でであり、かつ互いに隣接する吸収箔６ａ，６ｂの間隔Ｋｇｙ，Ｋｇｘが、互いに隣接する画素間の間隔Ｋｆｙ，Ｋｆｘの整数倍になるように、同期型クロスグリッドは構成されている。
【００４１】
後述する実施例２も含めて、本実施例１では、中間層６ｃは空隙になっている。したがって、グリッド６はエアグリッドでもある。なお、吸収箔６ａ，６ｂについては、鉛などのようにＸ線に代表される放射線を吸収する物質であれば、特に限定されない。中間層６ｃについては、上述した空隙の他に、アルミニウムや有機物質などのようにＸ線に代表される放射線を透過させる中間物質であれば、特に限定されない。
【００４２】
後述する実施例２も含めて、本実施例１に係る実際のＸ線撮像およびデータの流れについて、図４〜図８を参照して説明する。図４は、具体的な画像処理部の構成およびデータの流れを示したブロック図であり、図５は、一連のＸ線撮像の流れを示すフローチャートであり、図６は、被検体のない状態でのＸ線撮像を模式的に示した図であり、図７は、ＳＩＤと直接線透過率および変化率との関係を模式的に示したグラフであり、図８は、アクリル平板のファントムを被検体として用いる場合の実施例１に係る被検体のある状態でのＸ線撮像を模式的に示した図である。
【００４３】
図４に示すように、Ｘ線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を画素特定部４１は特定する。後述する実施例２も含めて、本実施例１では、（ｎ−１）番目の画素、それに隣接するｎ番目の画素、されにそれに隣接する（ｎ＋１）番目の画素からなる３つの画素の組み合わせ（図４中では「ｎ−１」，「ｎ」，「ｎ＋１」で表記）を画素特定部４１は特定して強度推定部４４に送り込む。なお、後述する連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値以下（後述する実施例２も含めて、本実施例１では分母が“０”）の場合には、画素特定部４１は、その連立方程式の組み合わせとなる所定の画素を選択せずに、別の所定の画素を組み合わせとして選択して特定する。連立方程式は後述する説明から明らかなように強度推定部４４から求められるので、強度設定部４４から求められる分母に関するデータ（図４中では「denominator」で表記）を画素特定部４１に送り込む。
【００４４】
被検体のない状態での実測により求められたグリッド６による直接線（直接Ｘ線）の透過前および透過後の透過率である直接線透過率を、Ｘ線管２とグリッド６およびＦＰＤ３との離散的な距離に対して透過率算出部４２は求める。後述する実施例２も含めて、本実施例１では、直接線透過率（図４中では「Ｃｐ」で表記）を透過率算出部４２は求めて透過率補間部４３や強度推定部４４に送り込む。
【００４５】
透過率算出部４２で求められた直接線透過率Ｃｐを、上述した離散的な距離に前後する距離に対して透過率補間部４３は補間する。そして、補間された直接線透過率Ｃｐも強度推定部４４に送り込む。
【００４６】
画素特定部４１で特定された所定の画素での散乱線強度（散乱Ｘ線強度）、所定の画素での直接線強度（直接Ｘ線強度）の少なくとも１つの強度を強度推定部４４は推定する。後述する実施例２も含めて、本実施例１では、透過率算出部４２で求められた直接線透過率Ｃｐ，または、透過率補間部４３で補間された直接線透過率Ｃｐと、被検体Ｍのある状態での実測でのグリッド６を透過した後の強度である実測強度（図４中では「Ｇ」で表記）とに基づいて、透過散乱線強度（図４中では「Ｓｃ」で表記）や推定直接線強度（図４中では「Ｐ」で表記）を強度推定部４４は推定して強度補間部４５や変化率算出部４６や表示部５などに送り込む。また、後述する実施例２も含めて、本実施例１では、強度推定部４４は連立方程式を解くことで透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐを推定するので、連立方程式の解に含まれる分母に関するデータdenominatorも求まり、その分母に関するデータdenominatorを画素特定部４１に送り込む。
【００４７】
強度推定部４４で推定された所定の画素での散乱線強度（散乱Ｘ線強度）、所定の画素での直接線強度（直接Ｘ線強度）の少なくとも１つの強度を強度補間部４５は補間する。後述する実施例２も含めて、本実施例１では、強度推定部４４で推定された透過散乱線強度Ｓｃまたは推定直接線強度Ｐを強度補間部４５は補間して変化率算出部４６や表示部５などに送り込む。
【００４８】
被検体Ｍのある状態での実測に基づいて強度推定部４４で推定された強度を用いて、その強度に関する全ての画素についての基準強度として、平均値またはスムージング・補間計算により求められる各画素の値を求め、その値に対する各画素の変化率を変化率算出部４６は求める。そして、強度推定部４４で推定された変化率、または変化率補間部４７で補間された変化率を用いて、別の被検体Ｍに対するＸ線撮像に反映させる。後述する実施例２も含めて、本実施例１では、強度推定部４４で推定された透過散乱線強度Ｓｃ，強度補間部４５で補間された透過散乱線強度Ｓｃを用いて、変化率（図４中では「Ｒｃｓ」で表記）を求めて、強度推定部４４に再度送り込む。
【００４９】
後述する実施例２も含めて、本実施例１では、実際のＸ線撮像は、図５に示すようなフローとなる。
【００５０】
（ステップＳ１）被検体のない状態での実測
被検体のない状態でＸ線撮像を行う。図６に示すように、Ｘ線管２とグリッド６との間に被検体を介在させずに、Ｘ線管２からＸ線をグリッド６およびＦＰＤ３に向けて照射することで、被検体のない状態でＸ線撮像を行って被検体のない状態での実測を行う。すなわち、Ｘ線管２は、被検体のない状態でＸ線を照射して、グリッド６を介してＦＰＤ３に入射させることで、被検体のない状態での実測データが得られる。具体的には、被検体のない状態でのＸ線をＦＰＤ３の検出素子ｄ（図３を参照）は電気信号に変換して読み出して、電気信号に応じた画素値に変換する。
【００５１】
（ステップＳ２）直接線透過率の算出・補間
その画素値は、被検体のない状態での実測により求められたグリッド６を透過した後の強度と同等である。一方、グリッド６を透過する前の強度は既知であるので、グリッド６を透過する前（透過前）およびグリッド６を透過した後（透過後）の透過率である直接線透過率Ｃｐは、グリッド６を透過する前の強度とグリッド６を透過した後の強度（すなわちＦＰＤ３で検出された画素値）との比率で表される。
【００５２】
そこで、ＦＰＤ３から画素値と同等であるグリッド６を透過した後の強度と、既知であるグリッド６を透過する前の強度とを透過率算出部４２に送り込むことで、透過率算出部４２は、グリッド６による透過前の強度と透過後の強度との比率で表された直接線透過率Ｃｐを求める。かかる直接線透過率ＣｐをＸ線管２とグリッド６およびＦＰＤ３との離散的な距離に対して透過率算出部４２は求める。Ｘ線管２とグリッド６およびＦＰＤ３との距離は、グリッド６およびＦＰＤ３が互いに近接して配置されているので、Ｘ線管２の焦点からＦＰＤ３までの検出面（入射面）までの距離（SID: Source Image Distance）となる。
【００５３】
Ｘ線管２の焦点からＦＰＤ３までの検出面までの距離ＳＩＤは、実際のＸ線撮像では、図６に示すように変化する。そこで、同じく被検体のない状態でＸ線撮像を行い、図７中の黒丸に示すように、離散的な距離Ｌｓ＋１，Ｌｓ＋２，Ｌｓ＋３，…ごとに、透過率算出部４２は直接線透過率Ｃｐを求める。離散的な距離Ｌｓ＋１，Ｌｓ＋２，Ｌｓ＋３，…に対する直接線透過率Ｃｐを透過率補間部４３や強度推定部４４に送り込む。なお、各々の画素ごとにも透過率算出部４２は直接線透過率Ｃｐを求めて透過率補間部４３や強度推定部４４に送り込む。
【００５４】
透過率算出部４２で求められた直接線透過率Ｃｐを、離散的な距離Ｌｓ＋１，Ｌｓ＋２，Ｌｓ＋３，…に前後する距離に対して透過率補間部４３は補間する。その補間結果は、例えば図７中の実線に示す通りである。補間の方法については、互いに隣接する離散的な距離（例えばＬｓ＋１，Ｌｓ＋２）に対する２つの直接線透過率Ｃｐの相加平均（加算平均）あるいは相乗平均によって得られた値を、上述した隣接する離散的な距離の間にある距離に対する直接線透過率Ｃｐとして求めてもよいし、ラグランジェ補間を用いてもよいし、最小自乗法を用いて図７中の実線の近似式を用いて実線中に乗っていて距離に対応する値を直接線透過率Ｃｐとして求めてもよいなど、通常において用いられる補間であれば特に限定されない。透過率算出部４２で補間された直接線透過率Ｃｐを強度推定部４４に送り込む。
【００５５】
（ステップＳ３）ファントムのある状態での実測
次に、被検体Ｍのある状態でＸ線撮像を行う。図８に示すように、直接線の透過厚さが一定、すなわち各画素での推定直接線強度Ｐが全て同じ値とみなせるアクリル平板のファントムＰｈを被検体Ｍとして用いる。なお、本実施例１では、図８に示すようにファントムＰｈがアクリル平板であったのに対して、後述する実施例２では、図９に示すようにファントムＰｈが水円柱である。
【００５６】
本実施例１の説明に戻って、Ｘ線管２とグリッド６との間にアクリル平板のファントムＰｈを介在させて、Ｘ線管２からＸ線をグリッド６およびＦＰＤ３に向けて照射することで、ファントムＰｈのある状態でＸ線撮像を行ってファントムＰｈのある状態の実測を行う。すなわち、Ｘ線管２は、ファントムＰｈのある状態でＸ線を照射して、グリッド６を介してＦＰＤ３に入射させることで、ファントムＰｈのある状態での実測でのグリッド６を透過した後の強度である実測強度Ｇが得られる。具体的には、ファントムＰｈのある状態でのＸ線をＦＰＤ３の検出素子ｄ（図３を参照）は電気信号に変換して読み出して、電気信号に応じた画素値に変換する。
【００５７】
（ステップＳ４）強度の推定・補間
その画素値は、ファントムＰｈのある状態での実測でのグリッド６を透過した後の強度である実測強度Ｇと同等である。一方、画素特定部４１は、上述したように隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）を３つの画素の組み合わせとして特定する。そして、透過率算出部４２で求められた直接線透過率Ｃｐ，透過率補間部４３で補間された直接線透過率Ｃｐと、ＦＰＤ３から画素値と同等である実測強度Ｇとに基づいて、画素特定部４１で特定された隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）での透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐを強度推定部４４は推定する。
【００５８】
ここで、実測強度ＧはステップＳ３で実測によって求められており既知である。直接線透過率ＣｐはステップＳ１で実測によって得られ、ステップＳ２で算出・補間されており既知である。一方、透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐは強度推定部４４で推定されるべき値であり、この時点では未知である。そこで、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の連立方程式を解くことで、強度推定部４４は透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐを推定する。
【００５９】
隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、実測強度ＧをＧｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１とするとともに、直接線透過率ＣｐをＣｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１とし、透過散乱線強度ＳｃをＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１とし、推定直接線強度ＰをＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１とする。各画素の透過散乱線強度Ｓｃは、グリッド６（散乱放射線除去手段）の不均一性などにより隣接する３つの画素間で変化するが、それを考慮して隣接する画素の透過散乱線強度Ｓｃの補間演算により求められるものとする。本実施例１では、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）内での透過散乱線強度Ｓｃの変化は下記（１）式のように直線近似できるものとする。
【００６０】
Ｓｃｎ＝（Ｓｃｎ＋１＋Ｓｃｎ−１）／２ …（１）
上記（１）式は、この発明における（Ａ）式に相当する。また、透過散乱線強度Ｓｃの補間方法については、直接線透過率Ｃｐの補間でも述べたのと同様で、例えばラグランジェ補間を用いてもよく、通常において用いられる補間であれば特に上記（１）式に限定されない。
【００６１】
実測強度Ｇは推定直接線強度Ｐ・直接線透過率Ｃｐの積と透過散乱線強度Ｓｃとの和に等しいとする、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の連立方程式（２）〜（４）式で表される。
【００６２】
Ｇｎ＋１＝Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１ …（２）
Ｇｎ＝Ｐｎ・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ …（３）
Ｇｎ−１＝Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１ …（４）
上記（２）式は、この発明における（Ｂ−１）式に相当し、上記（３）式は、この発明における（Ｂ−２）式に相当し、上記（４）式は、この発明における（Ｂ−３）式に相当する。
【００６３】
上述したようにファントムＰｈとして用いられるアクリル平板では直接線の透過厚さが一定となるように形成されているので、推定直接線強度Ｐは隣接する３つの画素間で等しいとする（５）式で表される。
【００６４】
Ｐｎ−１＝Ｐｎ＝Ｐｎ＋１ …（５）
上記（５）式は、この発明における（Ｃ）式に相当する。
【００６５】
このように、画素特定部４１で特定された隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）での未知である透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐを推定する際に、既知である直接線透過率Ｃｐの既知の個数および既知である実測強度Ｇの既知の個数に応じて、画素特定部４１は特定されるべき所定の画素の個数を決定する。そして、その決定された所定の画素毎の実測強度Ｇ，直接線透過率Ｃｐおよび推定されるべき透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐに関する連立方程式を解くことで、強度推定部４４は透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐを推定することになる。
【００６６】
上記（１）式は、各画素の透過散乱線強度Ｓｃは、隣接する画素の透過散乱線強度Ｓｃの補間演算により求められる式であるので、未知の個数を１つ減らすことができる。一方、上記（５）式は、推定直接線強度Ｐは隣接する３つの画素間で等しいとする式であるので、未知の個数を１つにすることができる。したがって、上記（１）、（５）式以外の連立方程式では、特定される画素の個数分だけ連立方程式を立てればよいので、この場合には任意の個数だけ画素特定部４１は特定すれば、連立方程式を解くことができる。本実施例１では、その個数を３つとして、上記（２）〜（４）式である連立方程式を立てている。
【００６７】
このような上記（１）〜（５）式から得られる連立方程式を解くことで、推定直接線強度Ｐｎ（＝Ｐｎ＋１＝Ｐｎ−１）、透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１は、下記（６）〜（９）式のように求められる。
【００６８】
Ｐｎ＝（Ｇｎ＋１＋Ｇｎ−１−２Ｇｎ）／（Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ） …（６）
Ｓｃｎ＋１＝Ｇｎ＋１−Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１ …（７）
Ｓｃｎ＝Ｇｎ−Ｐｎ・Ｃｐｎ …（８）
Ｓｃｎ−１＝Ｇｎ−１−Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１ …（９）
上記（６）〜（９）式では、先ず上記（６）式で既知である実測強度Ｇｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１と既知である直接線透過率Ｃｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１と用いて推定直接線強度Ｐを求めて、推定直接線強度Ｐを既知とした後に、その既知となった推定直接線強度Ｐｎ（＝Ｐｎ＋１＝Ｐｎ−１）も用いて上記（７）〜（９）式で透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１をそれぞれ求めている。
【００６９】
このように、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）の組み合わせを１組とすると、各々の組についてそれぞれ１つの推定直接線強度Ｐｎが求まるが、上記（５）式でも述べたように、本来は３つの画素の組み合わせにおいて全ての組で推定直接線強度Ｐｎは同じ値となるべきである。しかし、実際には、グリッド６の周辺部で散乱線の透過率変化の影響により異なっていたり、統計変動誤差により異なっていたりする。このようなグリッド６の設置状態や統計変動誤差による影響を低減させるため実験誤差の少ない中央部の推定直接線強度Ｐｎの平均値を求める。例えば、上述したようなグリッド６の周辺部で少しずつ異なる場合には、上記（６）式を用いて、グリッド６の中央部の３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）の組み合わせにおいて複数組の推定直接線強度Ｐｎをそれぞれ求めて、平均値Ｐ＾を求める。その平均値Ｐ＾を上記（２）〜（４）式にそれぞれ再代入（すなわち、上記（７）〜（９）式を変形した下記（１０）〜（１２）式に代入）して、再度、各組の全ての透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１をそれぞれ求める。
【００７０】
Ｓｃｎ＋１＝Ｇｎ＋１−Ｐ＾・Ｃｐｎ＋１ …（１０）
Ｓｃｎ＝Ｇｎ−Ｐ＾・Ｃｐｎ …（１１）
Ｓｃｎ−１＝Ｇｎ−１−Ｐ＾・Ｃｐｎ−１ …（１２）
このように上記（１０）〜（１２）式で透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１をそれぞれ求めることで強度推定部４４は推定する。強度推定部４４で推定された透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を強度補間部４５や変化率算出部４６や表示部５などに送り込む。
【００７１】
ここで、上記（１）〜（５）式の連立方程式の解に含まれる分母に注目すると、本実施例１では、上記（６）式から明らかなように“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”である。上記（６）式を上記（７）〜（９）式に代入した場合でも分母は“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”である。分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”の絶対値が所定値以下の場合には、かかる連立方程式を解くことができない恐れがある。
【００７２】
特に、分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０”のときには、上記（１）〜（５）式の連立方程式を解くことができない。分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０”のとき、すなわち、各画素の中央画素における直接線透過率Ｃｐｎが、隣接する画素の直接線透過率Ｃｐｎ＋１，Ｃｐｎ−１の相加平均（Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ＝０、すなわちＣｐｎ＝（Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１）／２）のときには、そのときの連立方程式の組み合わせとなる３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）を画素特定部４１は選択しても連立方程式を解くことができない。好ましくは、分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０”のときには、画素特定部４１は、その連立方程式の組み合わせとなる３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）を選択せずに、別の３つの画素（ｎ´−１），ｎ´，（ｎ´＋１）の画素（例えばｎ，（ｎ＋１），（ｎ＋２）の画素、あるいは（ｎ−２），（ｎ−１），ｎの画素など）を組み合わせとして選択して特定する。そして、その特定された別の３つの画素（ｎ´−１），ｎ´，（ｎ´＋１）の画素の上記（１）〜（５）式の連立方程式を解く。
【００７３】
上記のように特定された画素については、連立方程式を解くことができ、求められた推定直接線強度Ｐｎを用いて前述のような方法で推定直接線強度Ｐｎの平均値を求める。推定直接線強度Ｐｎの平均値Ｐ＾が求まれば、分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０”のときの組み合わせとなる３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）の透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１についても、上記（１０）〜（１２）式で求めることができる。
【００７４】
連立方程式を解くことのついての説明をまとめると、分母 “Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ” が“０” でないときの推定直接線強度Ｐｎ（＝Ｐｎ＋１＝Ｐｎ−１）を上記（６）式からそれぞれ求めて、平均値Ｐ＾を求める。平均値Ｐ＾を上記（１０）〜（１２）式に代入して、分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０” でないときの透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１をそれぞれ求める。分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０” のときの透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１についても同様に上記（１０）〜（１２）式に代入して、透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１をそれぞれ求めることができる。このように、分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０” でないときに求められる推定直接線強度Ｐを先に求めて、平均値Ｐ＾を求めてから、それを使って分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０” でないときの透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１、および分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０” のときの透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１も同様に求める。
【００７５】
この方法では、被検体がアクリル平板のファントムＰｈ（後述する実施例２では水円柱のファントムＰｈ）であり、推定直接線強度Ｐの変化が既知で、滑らかであることを利用して、最初に画素特定部４１で特定された画素（特定画素）について求められた推定直接線強度Ｐをスムージング・補間計算する、あるいは推定直接線強度Ｐの平均値を求めて、推定直接線強度Ｐ（本実施例１では平均値Ｐ＾）を求めている。推定直接線強度Ｐの変化が滑らかであることと、平均化あるいはスムージングは統計変動誤差によるバラツキを低減させる効果もあり、推定直接線強度Ｐは真値に近い値が得られる。その真値に近い推定直接線強度Ｐを上記（２）式〜（４）式に代入することで透過散乱線強度Ｓｃを直接に求めており、透過散乱強度Ｓｃに対しては、平均化またはスムージング・補間計算を行っていないので、透過散乱線強度Ｓｃの画像に分解能の劣化が無いという大きな利点がある。また、透過散乱線強度Ｓｃの分解能が維持され、グリッド箔の変形などによる透過散乱線強度Ｓｃの微細な変化を正確に求めることができる。
【００７６】
別の方法として、例えば、分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０” でないときの透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を推定直接線強度Ｐよりも先に求めて、透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１の補間で、分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０” のときの透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を求め、それぞれ求められた透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を上記（７）〜（９）式に代入することで、分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０” でないとき、および分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０” のときの推定直接線強度Ｐを求めて、分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０” のときも含めて、グリッド６の中央部の３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）の組み合わせにおける複数組の推定直接線強度Ｐｎの平均値Ｐ＾を求めてもよい。また、この平均値Ｐ＾を用いて上記（１０）〜（１２）式に代入することで、透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を再度求めて、その再度求められた透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を用いて、後述するステップＳ５において変化率Ｒｃｓを求めてもよい。
【００７７】
（ステップＳ５）変化率の算出・補間
強度推定部４４で推定された透過散乱線強度Ｓｃ（Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１）を用いて変化率算出部４６は変化率Ｒｃｓを求める。具体的には、透過散乱線強度Ｓｃの基準強度として、全ての画素についてのその値に対する各画素の変化率Ｒｃｓを求めるために平均値Ｓｃ＾またはスムージング・補間計算により求められる各画素の値Ｓｃ〜を求める。各画素の透過散乱線強度Ｓｃｎと平均値Ｓｃ＾または各画素の値Ｓｃ〜との比率を変化率Ｒｃｓとして、各画素の変化率ＲｃｓをＲｃｓｎとすると、下記（１３）式で表される。
【００７８】
Ｒｃｓｎ＝Ｓｃｎ／Ｓｃ＾
または Ｒｃｓｎ＝Ｓｃｎ／Ｓｃ〜 …（１３）
透過散乱線の変化率を求める時に、分母に置く基準推定散乱強度については、散乱線強度は箔に歪などがなく、設置条件に拠らない理想的なグリッドの場合の散乱線強度に相当する。
【００７９】
その方法として、
１）簡便に散乱線強度分布を二次元的に一定と近似して平均値を用いる
２）用いたファントムの形状やグリッドの周辺部など設置条件などによる散乱線強度変化を厳密に考慮して、各画素の推定された散乱線強度を二次元的にスムージング・補間して得られる値を用いる方法があり、１）の平均値はスムージング・補間計算の最も簡略な方法とも言える。
【００８０】
このようにして、基準値との比を取ることにより吸収箔６ａ，６ｂの変形などがあるために生じるグリッド６の設置状態が考慮された透過散乱線強度Ｓｃの変化は、変化率Ｒｃｓｎで表わされる。変化率Ｒｃｓｎを変化率算出部４６は全ての画素で求める。変化率算出部４６で求められた変化率Ｒｃｓｎ−１，Ｒｃｓｎ，Ｒｃｓｎ＋１を必要に応じて変化率補間部４７で補間した後、強度推定部４４に再度送り込む。
【００８１】
変化率Ｒｃｓも、直接線透過率Ｃｐと同様に、図７中の黒塗りの方形に示すように、離散的な距離Ｌｓ＋１，Ｌｓ＋２，Ｌｓ＋３，…ごとに変化する。変化率算出部４６で求められた変化率Ｒｃｓを、離散的な距離Ｌｓ＋１，Ｌｓ＋２，Ｌｓ＋３，…に前後する距離に対して変化率補間部４７は補間する。その補間結果は、例えば図７中の点線に示す通りである。補間の方法については、互いに隣接する離散的な距離（例えばＬｓ＋１，Ｌｓ＋２）に対する２つの変化率Ｒｃｓの相加平均（加算平均）あるいは相乗平均によって得られた値を、上述した隣接する離散的な距離の間にある距離に対する変化率Ｒｃｓとして求めてもよいし、ラグランジェ補間を用いてもよいし、最小自乗法を用いて図７中の点線の近似式を用いて点線中に乗っていて距離に対応する値を変化率Ｒｃｓとして求めてもよいなど、通常において用いられる補間であれば特に限定されない。
【００８２】
（ステップＳ６）実際の被検体のある状態での実測
次に、ステップＳ３〜Ｓ５で用いられた被検体Ｍ（ここではファントムＰｈ）とは別の被検体Ｍのある状態でＸ線撮像を行う。図１に示すように、実際のＸ線撮像に用いられる被検体Ｍを用いる。Ｘ線管２とグリッド６との間に実際の被検体Ｍを介在させて、Ｘ線管２からＸ線をグリッド６およびＦＰＤ３に向けて照射することで、実際の被検体Ｍのある状態でＸ線撮像を行って実際の被検体Ｍのある状態の実測を行う。すなわち、Ｘ線管２は、実際の被検体Ｍ（実際のＸ線撮像に用いられる被検体Ｍ）のある状態でＸ線を照射して、グリッド６を介してＦＰＤ３に入射させることで、被検体Ｍのある状態での実測でのグリッド６を透過した後の強度である実測強度Ｇが、ステップＳ３と同様に得られる。具体的には、被検体Ｍのある状態でのＸ線をＦＰＤ３の検出素子ｄ（図３を参照）は電気信号に変換して読み出して、電気信号に応じた画素値に変換する。
【００８３】
（ステップＳ７）強度の推定・補間
ステップＳ４でも述べたように、その画素値は、被検体Ｍのある状態での実測でのグリッド６を透過した後の強度である実測強度Ｇと同等である。同様に、画素特定部４１は、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）を３つの画素の組み合わせとして特定する。そして、変化率算出部４６で求められた変化率Ｒｃｓ、または変化率補間部４７で補間された変化率Ｒｃｓと、透過率算出部４２で求められた直接線透過率Ｃｐ，または透過率補間部４３で補間された直接線透過率Ｃｐと、ＦＰＤ３から画素値と同等である実測強度Ｇとに基づいて、画素特定部４１で特定された隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）での透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐを強度推定部４４は再度に推定する。
【００８４】
ステップＳ４と同様に、連立方程式を解くことで透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐを推定するが、ステップＳ４と異なる部分は、変化率Ｒｃｓというパラメータが考慮されている点と、透過散乱線強度Ｓｃに関する式と、推定直接線強度Ｐに関する式とがそれぞれ異なっている点である。なお、ステップＳ４と共通する箇所については、その説明を省略する。
【００８５】
ステップＳ７では、透過散乱線強度Ｓｃは、グリッド６の吸収箔に変形などのような箔の不均一性がなく設置状態が理想的な場合の透過散乱線強度としている。透過散乱線強度Ｓｃがグリッド６の不均一性の為に生じる変化率を除けば、被検体が水柱（例えば水円柱）や人体などであり、放射線がＸ線やγ線の場合は、その変化が滑らかであることから、隣接する３つの画素間で等しいとする下記（１）´´式で表される。
【００８６】
Ｓｃｎ−１＝Ｓｃｎ＝Ｓｃｎ＋１ …（１）´´
上記（１）´´は、この発明における（Ａ）´´式に相当する。
【００８７】
実測強度Ｇは推定直接線強度Ｐ・直接線透過率Ｃｐの積と透過散乱線強度Ｓｃ・変化率Ｒｃｓの積との和に等しいとする、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の連立方程式（２）´´〜（４）´´式で表される。
【００８８】
Ｇｎ＋１＝Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１・Ｒｃｓｎ＋１ …（２）´´
Ｇｎ＝Ｐｎ・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ・Ｒｃｓｎ …（３）´´
Ｇｎ−１＝Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１・Ｒｃｓｎ−１ …（４）´´
上記（２）´´式は、この発明における（Ｂ−１）´´式に相当し、上記（３）´´式は、この発明における（Ｂ−２）´´式に相当し、上記（４）´´式は、この発明における（Ｂ−３）´´式に相当する、
【００８９】
各画素の推定直接線強度Ｐは、ステップＳ３のアクリル平板のファントムＰｈの場合と異なり、被検体Ｍの形状、材質などによる変化があり、その変化は隣接する画素の推定直接線強度Ｐの補間演算で表わせるものとする。本実施例１では、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）内での推定直接線強度Ｐの変化は下記（５）´´式のように直線近似できるものとする。
【００９０】
Ｐｎ＝（Ｐｎ＋１＋Ｐｎ−１）／２ …（５）´´
上記（５）´´式は、この発明における（Ｃ）´´に相当する。また、推定直接線強度Ｐの補間方法については、直接線透過率Ｃｐの補間やステップＳ４の透過散乱線強度Ｓｃの補間でも述べたのと同様で、例えばラグランジェ補間を用いてもよく、通常において用いられる補間であれば特に上記（５）´´式に限定されない。
【００９１】
このような上記（１）´´〜（５）´´式から得られる連立方程式を解くことで、推定直接線強度Ｐｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１、透過散乱線強度Ｓｃｎ（＝Ｓｃｎ＋１＝Ｓｃｎ−１）は、下記（６）´´〜（９）´´式のように求められる。
【００９２】
Ｓｃｎ＝Ｇｎ＋１／Ｒｃｓｎ＋１−｛（Ｃｐｎ・Ｒｃｓｎ−１−２Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ）
・Ｇｎ＋１＋２Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ＋１・Ｇｎ−Ｃｐｎ・Ｒｃｓｎ＋１・
Ｇｎ−１｝／（Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ・Ｒｃｓｎ＋１・Ｒｃｓｎ−１−２Ｃｐｎ＋１
・Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ＋１・Ｒｃｓｎ＋Ｃｐｎ・Ｃｐｎ−１
・Ｒｃｓｎ＋１２） …（６）´´
Ｐｎ−１＝｛（Ｃｐｎ・Ｒｃｓｎ−１−２Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ）・Ｇｎ＋１＋２Ｃｐｎ−１
・Ｒｃｓｎ＋１・Ｇｎ−Ｃｐｎ・Ｒｃｓｎ＋１・Ｇｎ−１｝／（Ｃｐｎ＋１・
Ｃｐｎ・Ｒｃｓｎ−１−２Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ＋Ｃｐｎ・
Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ＋１） …（７）´´
Ｐｎ＝Ｇｎ／Ｃｐｎ−Ｒｃｓｎ・［Ｇｎ＋１／Ｒｃｓｎ＋１−｛（Ｃｐｎ・Ｒｃｓｎ−１−
２Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ）・Ｇｎ＋１＋２Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ＋１・Ｇｎ−Ｃｐｎ・
Ｒｃｓｎ＋１・Ｇｎ−１｝／（Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ・Ｒｃｓｎ＋１・Ｒｃｓｎ−１−
２Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ＋１・Ｒｃｓｎ＋Ｃｐｎ・Ｃｐｎ−１・
Ｒｃｓｎ＋１２）］ …（８）´´
Ｐｎ＋１＝Ｇｎ＋１／Ｃｐｎ＋１−Ｒｃｓｎ−１・［｛（Ｃｐｎ・Ｒｃｓｎ−１−
２Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ）・Ｇｎ＋１＋２Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ＋１・Ｇｎ−Ｃｐｎ・
Ｒｃｓｎ＋１・Ｇｎ−１｝／（Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ・Ｒｃｓｎ＋１・Ｒｃｓｎ−１−
２Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ＋１・Ｒｃｓｎ＋Ｃｐｎ・Ｃｐｎ−１・
Ｒｃｓｎ＋１２）］ …（９）´´
上記（６）´´〜（９）´´式を用いて求められた推定直接線強度Ｐｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１、透過散乱線強度Ｓｃｎ（＝Ｓｃｎ＋１＝Ｓｃｎ−１）は、上記（１）´´〜（５）´´式の連立方程式の解に含まれる分母が“０”でないときに求められる値である。
【００９３】
上記（１）´´〜（５）´´式の連立方程式の解に含まれる分母が“０”のときには、上記（１）´´〜（５）´´式の連立方程式を解くことができないので、分母が“０”のときの組み合わせとなる３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）では、そのときの推定直接線強度Ｐｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１あるいは透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１が求められずに推定できないことになる。分母が“０”のときの組み合わせとなる３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）場合の推定直接線強度Ｐｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１あるいは透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１の推定方法には、例えば下記の１）、２）の２つの方法がある。
【００９４】
１）の方法は、透過散乱線強度Ｓｃを先に求める方法である。グリッド６の吸収箔に変形などなく設置状態が理想的な場合の透過散乱線強度Ｓｃとしているので、先ず、分母が“０”でないときに得られた複数の透過散乱線強度Ｓｃｎを用いて、分母が“０” のため未だ得られていない画素を含め、適切なスムージング・補間計算により全ての画素に対する透過散乱線強度Ｓｃｎ〜を求める。上記（１）´´式でも述べたように、被検体が水柱（例えば水円柱）や人体などであり、放射線がＸ線やγ線の場合は、変化は滑らかであることと、スムージングは統計変動誤差によるバラツキを低減させる効果もあり、透過散乱線強度Ｓｃｎの真値に近い値Ｓｃｎ〜が得られる。このようにして求められた透過散乱線強度Ｓｃｎ〜を、全ての画素について上記（３）式のＳｃｎに代入し、推定直接線強度Ｐｎを直接に求める。この方法では、上述のように、推定直接線強度Ｐに対して、分母が“０”でない画素の値からのスムージング・補間計算をしないので、推定直接線強度Ｐの画像に分解能の劣化が無いという大きな利点がある。
【００９５】
２）の方法は、上記（７）´´〜（９）´´式で既に得られた推定直接線強度Ｐｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１を用いて、未だ得られていない推定直接線強度Ｐｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１を、上記（５）´´式と同様に補間する方法である。すなわち、強度推定部４４で推定された推定直接線強度Ｐｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１を強度補間部４５は補間する。このときの補間についても、通常において用いられる補間であれば特に上記（５）´´式に限定されない。強度補間部４５で補間された推定直接線強度Ｐｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１を表示部５などに送り込む。
【００９６】
このように、ステップＳ４と同様に、上記のように、透過散乱線強度Ｓｃｎを先に求めてもよいし、推定直接線強度Ｐｎを先に求めてもよい。
【００９７】
このように、ステップＳ１〜Ｓ７を経て、ステップＳ７で求められた推定直接線強度Ｐｎを画素値として用いることで、散乱線やグリッド６による偽像を低減させたＸ線画像が適切に得られる。かかるＸ線画像を、上述した表示部５に表示出力してもよいし、ＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体に書き込んで記憶して、適宜必要に応じて読み出してもよいし、プリンタなどに代表される印刷手段に印刷出力してもよい。また、ステップＳ７の１）の方法で推定直接線強度Ｐｎよりも先に透過散乱線強度Ｓｃｎを求めた場合には、後で推定直接線強度Ｐｎを求めてからＸ線画像として表示部５や記憶媒体や印刷手段などに出力すればよい。
【００９８】
また、Ｘ線管２の焦点からＦＰＤ３までの検出面までの距離ＳＩＤごとに、ステップＳ２で直接線透過率Ｃｐを求めているので、ステップＳ３〜Ｓ７で求められるパラメータは、距離ＳＩＤごとに適切に得られる値である。さて、距離ＳＩＤが変化しても被検体ＭとＦＰＤ３との距離が変化しなければ、直接線透過率Ｃｐと異なり散乱線分布の変化は少なく、透過散乱線強度Ｓｃの変化率Ｒｃｓｎの変化は殆ど無視できる。その場合には、あるＳＩＤで変化率Ｒｃｓｎを求めておけば、異なる距離ＳＩＤに対してもその値を使用できるので、ステップＳ３〜Ｓ５を省略することができる。そして、ステップ６以降の実際の被検体Ｍのある状態での実測以降を行えばよい。さらに、距離ＳＩＤの変化に対する変化率Ｒｃｓｎの変化が無視できない場合には、離散的な距離Ｌｓ＋１，Ｌｓ＋２，Ｌｓ＋３，…ごとに、変化率Ｒｃｓｎを求めておき、実際の距離ＳＩＤに対してはそれらの補間計算により求めれば、やはりステップＳ３〜Ｓ５を省略することができる。そして、ステップ６以降の実際の被検体Ｍのある状態での実測以降を行えばよい。したがって、実際のＸ線撮像において、距離ＳＩＤが図６に示すように変化しても、その距離ＳＩＤごとに考慮された直接線透過率Ｃｐと透過散乱線強度Ｓｃの変化率Ｒｃｓを用いることで、循環器撮影装置などのように、Ｘ線管２、グリッド６およびＦＰＤ３の距離をその都度変更して撮影する場合においても適用することができる。
【００９９】
本実施例１に係るＸ線撮像装置によれば、Ｘ線管２からＸ線を照射して、グリッド６を介してＦＰＤ３に入射させる。一部の散乱Ｘ線（散乱線）がグリッド６によって除去されて、ＦＰＤ３はＸ線を検出してＸ線画像を得る。このとき、Ｘ線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を画素特定部４１は特定する。その画素特定部４１で特定された所定の画素での散乱Ｘ線強度（散乱線強度）、所定の画素での直接Ｘ線強度（直接線強度）の少なくとも１つの強度を強度推定部４４は推定する。したがって、グリッド６の設置状態が考慮された所定の画素での散乱Ｘ線強度、直接Ｘ線強度の少なくとも１つの強度を適切に推定することができる。
【０１００】
一方で、特定されなかった画素については以下のようにする。すなわち、強度推定部４４で推定された散乱Ｘ線強度、直接Ｘ線強度の少なくとも１つの強度に基づいて、特定されなかった画素での散乱Ｘ線強度、特定されなかった画素での直接Ｘ線強度の少なくとも１つの強度を強度補間部４５は補間する。したがって、特定された画素については強度推定部４４によって強度が推定され、特定されなかった画素については強度補間部４５によって強度が補間される。そして、このようなＸ線強度に基づいてＸ線画像が適切に得られ、グリッド６の陰影が消え、グリッド６を透過した散乱Ｘ線（散乱線）も含めて散乱線が完全に除去された直接Ｘ線（直接線）だけのＸ線画像が得られる。かかる画素特定部４１、強度推定部４４および強度補間部４５によって得られるＸ線画像では、特別なグリッド（例えば本実施例１のような同期型グリッド６）に依らずに、いずれの散乱放射線除去手段においても適切に得られる。その結果、汎用の散乱放射線除去手段にも適用することができ、グリッド６に代表される散乱放射線除去手段の設置状態に依存せずに、適切なＸ線画像を得ることができる。また、全ての画素について強度を推定する必要はなく、特定された所定の画素での強度のみを推定して、残りの特定されなかった画素での強度については補間を行って求めればよいので、演算処理を軽減化、短時間化することができるという効果をも奏する。
【０１０１】
また、ステップ７の１）の方法では、特定された画素の透過散乱線強度Ｓｃｎからスムージング・補間計算によりＳｃｎ〜を求めているが、前述のように透過散乱線強度分布の変化は滑らかであることと、平均化あるいはスムージングは統計変動誤差によるバラツキを低減させる効果もあり、透過散乱線強度Ｓｃｎ〜は真値に近い値が得られる。その真値に近い透過散乱線強度Ｓｃｎ〜を（３）式のＳｃｎに代入して推定直接線強度Ｐを直接に求めており、推定直接線強度Ｐに対しては、分母が“０”でない画素の値からのスムージング・補間計算を行っていないので、推定直接線強度Ｐの画像に分解能の劣化が無いという大きな利点がある。また、推定直接線強度Ｐの分解能が維持され、被検体の形状、材質の微細な変化に対する推定直接線強度Ｐの微細な変化を正確に求めることができる。
【０１０２】
グリッド６の設置状態に依存せずに、適切なＸ線画像を得る具体的な効果としては、グリッド６と画素行あるいは画素列との全体的な位置ズレがある場合でも、グリッド６を構成する吸収箔６ａ，６ｂの個別の変形による位置ズレがある場合でも適用することができる。また、グリッド６を構成する吸収箔６ａ，６ｂの変形によるズレや、被検体Ｍからの散乱線の角度分布があっても、全ての画素の強度（例えば推定直接線強度Ｐ）を正確に求めることができる。これは、全ての画素に対してグリッドによる直接線透過率Ｃｐを考慮しているだけでなく、透過散乱線強度Ｓｃとその変化率Ｒｃｓも考慮しているからである。
【０１０３】
また、全ての画素について強度を推定する必要はなく、特定された所定の画素での強度のみを推定して、残りの特定されなかった画素での強度については補間を行っているので、上述したように演算処理を軽減化、短時間化することができ、透過散乱線強度Ｓｃの変化率Ｒｃｓを考慮しない場合に生じるスムージングなどによる散乱線分布の誤差が、逆に偽像の原因になる恐れがない。
【０１０４】
また、Ｘ線管２、グリッド６およびＦＰＤ３の位置が変化した場合や、吸収箔６ａ，６ｂの変形による位置ズレによって、吸収箔６ａ，６ｂの陰影が一定の画素行や画素列内に収まらない場合でも、適用することができる。上述したように、循環器撮影装置などのように、Ｘ線管２、グリッド６およびＦＰＤ３の距離をその都度変更して撮影する場合においても適用することができる。さらに、吸収箔６ａ，６ｂの変形による位置ズレの許容値をその条件で設定する必要がなく、低コスト化や技術的容易さの面で効果が大きい。
【０１０５】
また、吸収箔６ａ，６ｂの変形による位置ズレの許容値は、被検体Ｍからの散乱線の角度分布の影響とともに、位置ズレの影響を補正することができるので、実際的な機械強度や組み立て精度に合わせて許容値を決定することができる。したがって、上の段落と同じく低コスト化や技術的容易さの面で効果が大きい。
【０１０６】
本実施例１では、散乱放射線除去手段として、散乱線を吸収する吸収箔６ａ，６ｂの配置方向が検出素子ｄの行方向および列方向の両方向に対してそれぞれ平行であり、かつ互いに隣接する吸収箔６ａ，６ｂ層間の間隔Ｋｇｙ，Ｋｇｘが、互いに隣接する画素間の間隔Ｋｆｙ，Ｋｆｘの整数倍（図３では２倍で図示）となるように構成された同期型クロスグリッド６を用いている。このような同期型グリッドの場合には、吸収箔６ａ，６ｂとそれ以外の層（中間層６ｃ）との画素の落差が、各々の画素間で一致して周期性を有するので、規則的に、かつ周期的に演算を行うことができる。したがって、処理が簡単になり、演算処理を単純化、短時間化することができる。その結果、より簡単に強度を推定することができるとともに、強度を補間することができる。
【０１０７】
さらに、上述したようにＸ線管２、グリッド６およびＦＰＤ３の距離が変化した場合でも、上述した連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値（本実施例１では“０”）以下のときの組み合わせとなる所定の画素と、所定値を超えたときの組み合わせとなる画素との設定が、実測で得られる各画素の直接線の透過率（直接線透過率Ｃｐ）および変化率Ｒｃｓからだけでなく、幾何学的なシミュレーション演算から予測することができるという効果をも奏する。
【０１０８】
好ましくは、被検体のない状態でＸ線撮像を予め行って、透過率を予め求めている。すなわち、Ｘ線管２は、被検体のない状態でＸ線を照射して、グリッド６を介してＦＰＤ３に入射させることで、被検体のない状態での実測データが得られる。その被検体のない状態での実測により求められたグリッド６による直接線の透過前および透過後の透過率である直接線透過率Ｃｐを求める透過率算出部４２を備えている。このように透過率算出部４２を備えることで、直接線透過率Ｃｐを求めることができる。
【０１０９】
Ｘ線管２とグリッド６およびＦＰＤ３との距離が変化する場合には、上述した透過率算出部４２は、Ｘ線管２とグリッド６およびＦＰＤ３との離散的な距離に対して直接線透過率Ｃｐを求め、より好ましくは、その透過率算出部４２で求められた直接線透過率Ｃｐに基づいて、直接線透過率Ｃｐを、上述した離散的な距離に前後する距離に対して補間する透過率補間部４３を備えている。このように透過率算出部４２および透過率補間部４３を備えることで、Ｘ線管２とグリッド６およびＦＰＤ３との距離が変化したとしても、その距離に対応した直接線透過率Ｃｐを求めることができる。
【０１１０】
また、吸収箔６ａ，６ｂによる遮蔽がある画素行あるいは画素列に対してのみでなく、直接線のグリッドカバー６ｄ、中間物質による吸収による減衰も含めて全ての画素に対する直接線の透過率（直接線透過率Ｃｐ）も考慮しており、その値を使って求める推定直接線強度Ｐが全ての画素について正確に求めることができる。
【０１１１】
この直接線透過率Ｃｐを用いて、実際の被検体Ｍ（本実施例１ではファントムＰｈ）のある状態でのＸ線撮像に反映させる。すなわち、Ｘ線管２は、実際のファントムＰｈのある状態でＸ線を照射して、グリッド６を介してＦＰＤ３に入射させることで、ファントムＰｈのある状態での実測でのグリッド６を透過した後の強度である実測強度Ｇが得られる。透過率算出部４２で求められた直接線透過率Ｃｐ，または、透過率補間部４３で補間された直接線透過率Ｃｐと、ファントムＰｈのある状態での実測での上述した実測強度Ｇとに基づいて、強度推定部４４は、画素特定部４１で特定された所定の画素での強度を推定する。このように、被検体のない状態での実測データに基づいて直接線透過率Ｃｐが求められ、その直接線透過率Ｃｐを用いて、ファントムＰｈのある状態での実測強度Ｇに基づいて強度を推定することができる。
【０１１２】
具体的には、強度推定部４４が、画素特定部４１で特定された所定の画素での未知である強度を推定する際に、既知である直接線透過率Ｃｐの既知の個数および既知である実測強度Ｇの既知の個数に応じて、画素特定部４１は特定されるべき所定の画素の個数を決定して、その決定された所定の画素毎の実測強度Ｇ，直接線透過率Ｃｐおよび推定されるべき強度に関する連立方程式を解くことで、強度推定部４４は強度を推定する。このような連立方程式を解くことで強度を簡易に推定することができる。
【０１１３】
上記（１）〜（５）式から得られる連立方程式を解くことで透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐを簡易に推定することができる。また、このような連立方程式は、直接線の透過厚さが一定、すなわち各画素での推定直接線強度Ｐが全て同じ値とみなせる、例えばアクリル平板のファントムＰｈを被検体Ｍとして用いる場合に有用である。
【０１１４】
好ましくは、被検体のない状態でＸ線撮像を予め行って、直接線透過率Ｃｐを予め求め、さらに被検体Ｍ（例えば、アクリル平板のファントムＰｈや水円柱のファントムＰｈ）のある状態でＸ線撮像を行って、強度に関する全ての画素についての基準値（平均値、または、スムージング・補間計算により求められる各画素の値）に対する各画素の変化率Ｒｃｓを求めている。すなわち、Ｘ線管２は、ファントムＰｈのある状態でＸ線を照射して、グリッド６を介してＦＰＤ３に入射させることで、ファントムＰｈのある状態での実測に基づいて強度推定部４４で推定された強度が得られる。その強度に関する上述した変化率Ｒｃｓを求める変化率算出部４６を備え、その変化率算出部４６で求められた変化率Ｒｃｓを用いて、別の被検体Ｍ（実際のＸ線撮像に用いられる被検体Ｍ）に対するＸ線撮像に反映させる。
【０１１５】
Ｘ線管２とグリッド６およびＦＰＤ３との距離が変化する場合には、上述した変化率算出部４６は、Ｘ線管２とグリッド６およびＦＰＤ３との離散的な距離に対して変化率を求め、より好ましくは、その変化率を、上述した離散的な距離に前後する距離に対して補間する変化率補間部４７を備えている。このように変化率算出部４６および変化率補間部４７を備えることで、Ｘ線管２とグリッド６およびＦＰＤ３との距離が変化したとしても、その距離に対応した変化率を求めることができる。
【０１１６】
Ｘ線管２は、別の被検体Ｍ（ここでは実際のＸ線撮像に用いられる被検体Ｍ）のある状態でＸ線を照射して、グリッド６を介してＦＰＤ３に入射させることで、被検体Ｍのある状態での実測でのグリッド６を透過した後の強度である実測強度Ｇが得られる。変化率算出部４６で求められた変化率Ｒｃｓ，変化率補間部４７で補間された変化率Ｒｃｓと、透過率算出部４２で求められた直接線透過率Ｃｐ，透過率補間部４３で補間された直接線透過率Ｃｐと、別の被検体Ｍ（実際のＸ線撮像に用いられる被検体Ｍ）のある状態での実測での上述した実測強度Ｇとに基づいて、強度推定部４４は、画素特定部４１で特定された所定の画素での強度を推定する。このように、被検体のない状態での実測データに基づいて直接線透過率Ｃｐが求められ、その直接線透過率Ｃｐを用いて、被検体Ｍ（ここではファントムＰｈ）のある状態でＸ線撮像を行って変化率Ｒｃｓが求められ、その変化率Ｒｃｓ、または変化率補間部４７により補間された変化率を用いて、別の被検体Ｍ（ここでは実際のＸ線撮像に用いられる被検体Ｍ）のある状態でＸ線撮像を行って、その被検体Ｍ（実際のＸ線撮像に用いられる被検体Ｍ）のある状態での実測強度Ｇに基づいて強度を推定することができる。
【０１１７】
具体的には、強度推定部４４が、画素特定部４１で特定された所定の画素での未知である強度を推定する際に、既知である変化率Ｒｃｓの既知の個数，既知である直接線透過率Ｃｐの既知の個数および既知である実測強度Ｇの既知の個数に応じて、画素特定部４１は特定されるべき所定の画素の個数を決定して、その決定された所定の画素毎の実測強度Ｇ，変化率Ｒｃｓ，直接線透過率Ｃｐおよび推定されるべき強度に関する連立方程式を解くことで、強度推定部４４は強度を推定する。このような連立方程式を解くことで強度を簡易に推定することができる。
【０１１８】
上記（１）´´〜（５）´´式から得られる連立方程式を解くことで透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐを簡易に推定することができる。
【実施例２】
【０１１９】
次に、図面を参照してこの発明の実施例２を説明する。
図９は、水円柱のファントムを被検体として用いる場合の実施例２に係る被検体のある状態でのＸ線撮像を模式的に示した図である。なお、上述した実施例１と共通する箇所については、同じ符号を付して、その説明を省略するとともに、図示を省略する。本実施例２においても、実施例１と同じＸ線撮像装置を用いて（図１を参照）、実施例１と同じＦＰＤ３を用いて（図２を参照）、実施例１と同じ同期型クロスグリッド６を用いる（図３を参照）。
【０１２０】
また、本実施例２においても、具体的な画像処理部４の構成およびデータの流れは、実施例１と同じであり（図４を参照）、実際のＸ線撮像は、実施例１と同じフローとなる（図５を参照）。実施例１との相違点は、ステップＳ３（図５を参照）でのファントムのある状態での実測において、上述した実施例１では、図８に示すようにファントムＰｈがアクリル平板であったのに対して、本実施例２では、図９に示すようにファントムＰｈが水円柱である点である。したがって、ステップＳ３およびそれに関するステップＳ４以外のフローについてはその説明を省略する。
【０１２１】
（ステップＳ３）ファントムのある状態での実測
被検体Ｍのある状態でＸ線撮像を行う。図９に示すように、実際の被検体Ｍに近いファントムＰｈを被検体Ｍとして用いる。例えば、人体の胴部の撮影が目的の場合には、それとほぼ同じ透過率の水円柱のファントムＰｈを被検体Ｍとして用いる。このステップＳ３での実測によって、実施例１と同様に実測強度Ｇが得られる。
【０１２２】
（ステップＳ４）強度の推定・補間
実測強度ＧはステップＳ３で実測によって求められており既知である。直接線透過率ＣｐはステップＳ１で実測によって得られ、ステップＳ２で算出・補間されており既知である。推定直接線強度Ｐそのものは未知であるが、既知のファントムＰｈを利用していることで、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、推定直接線分布をＰ（ｎ−１），Ｐ（ｎ），Ｐ（ｎ＋１）としたときに、この推定直接線分布Ｐ（ｎ−１），Ｐ（ｎ），Ｐ（ｎ＋１）は既知である。ＦＰＤ３の中心の直上に水円柱のファントムＰｈを置いたときに、ＦＰＤ３の中心からの距離をｘとし、透過前のＸ線強度をＩ０として、ＦＰＤ３の中心からの距離ｘにおける推定直接線分布Ｐ（ｘ）、すなわち距離ｘで透過後のＸ線強度をＩｘとして、水の減衰率をμＨ２Ｏとして、水円柱をＸ線が透過する長さである透過長をＬとすると、距離ｘにおける推定直接線分布Ｐ（ｘ）（＝距離ｘで透過後のＸ線強度Ｉｘ）は、下記（１４）式で表される。
【０１２３】
Ｐ（ｘ）＝Ｉｘ＝Ｉ０・ｅｘｐ（−μＨ２Ｏ・Ｌ） …（１４）
上記（１４）式で求められる推定直接線分布Ｐ（ｘ）が既知であることから、３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の推定直接線分布Ｐ（ｎ−１），Ｐ（ｎ），Ｐ（ｎ＋１）も既知である。ただ、最終的に推定される推定直接線強度Ｐは既知であり、推定直接線強度Ｐは既知である推定直接線分布Ｐ（ｎ−１），Ｐ（ｎ），Ｐ（ｎ＋１）とその変換係数との積で表される。変換係数をａｎとしたときに、この変換係数も当然未知である。このように、実施例１で用いられる上記（２）〜（４）式中の推定直接線強度Ｐｎ，Ｐｎ＋１，Ｐｎ−１は、それぞれＰｎ＋１＝ａｎ・Ｐ（ｎ＋１）、Ｐｎ＝ａｎ・Ｐ（ｎ）、Ｐｎ−１＝ａｎ・Ｐ（ｎ−１）で表される。この式と実施例１で用いられる上記（２）〜（４）式とを組み合わせた式は、連立方程式（２）´〜（４）´式で表される。
【０１２４】
なお、本実施例２でも、上述した実施例１と同様に、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）内での透過散乱線強度Ｓｃの変化は下記（１）式のように直線近似できるものとする。
【０１２５】
Ｓｃｎ＝（Ｓｃｎ＋１＋Ｓｃｎ−１）／２ …（１）
上記（１）式は、この発明における（Ａ）式に相当する。また、上記（１）式は、実施例１で述べた上記（１）式と同一である。実測強度Ｇは推定直接線強度Ｐ・直接線透過率Ｃｐの積と透過散乱線強度Ｓｃとの和に等しいとする、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の連立方程式（２）´〜（４）´式で表される。
【０１２６】
Ｇｎ＋１＝ａｎ・Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１ …（２）´
Ｇｎ＝ａｎ・Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ …（３）´
Ｇｎ−１＝ａｎ・Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１ …（４）´
上記（２）´式は、この発明における（Ｂ−１）´式に相当し、上記（３）´式は、この発明における（Ｂ−２）´式に相当し、上記（４）´式は、この発明における（Ｂ−３）´式に相当する。
【０１２７】
このような上記（１），（２）´〜（４）´式から得られる連立方程式を解くことで、変換係数ａｎ、透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１は、下記（６）´〜（９）´式のように求められる。
【０１２８】
ａｎ＝（Ｇｎ＋１＋Ｇｎ−１−２Ｇｎ）／｛Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｐ（ｎ−１）
・Ｃｐｎ−１−２Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ｝ …（６）´
Ｓｃｎ＋１＝Ｇｎ＋１−ａｎ・Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１ …（７）´
Ｓｃｎ＝Ｇｎ−ａｎ・Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ …（８）´
Ｓｃｎ−１＝Ｇｎ−１−ａｎ・Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１ …（９）´
上記（６）´〜（９）´式では、先ず上記（６）´式で既知である実測強度Ｇｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１と既知である直接線透過率Ｃｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１と用いて変換係数ａｎを求めて、変換係数ａｎを既知とした後に、その既知となった変換係数ａｎも用いて上記（７）´〜（９）´式で透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１をそれぞれ求めている。
【０１２９】
このように、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）の組み合わせを１組とすると、各々の組についてそれぞれ１つの変換係数ａｎが求まるが、本来は３つの画素の組み合わせにおいて全ての組で変換係数ａｎは同じ値となるべきである。しかし、実際には、上述した実施例１でも述べたようにグリッド６の周辺部で少しずつ異なっていたり、統計変動誤差により異なっていたりする。このようなグリッド６の設置状態や統計変動誤差による影響を低減させるには変換係数ａｎの平均値を求めればよい。例えば、上述したようなグリッド６の周辺部で少しずつ異なる場合には、上記（６）´式を用いて、グリッド６の中央部の３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）の組み合わせにおいて複数組の変換係数ａｎをそれぞれ求めて、平均値ａ＾を求める。その平均値ａ＾を上記（２）´〜（４）´式にそれぞれ再代入（すなわち、上記（７）´〜（９）´式を変形した下記（１０）´〜（１２）´式に代入）して、再度、各組の全ての透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１をそれぞれ求める。
【０１３０】
Ｓｃｎ＋１＝Ｇｎ＋１−ａ＾・Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１ …（１０）´
Ｓｃｎ＝Ｇｎ−ａ＾・Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ …（１１）´
Ｓｃｎ−１＝Ｇｎ−１−ａ＾・Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１ …（１２）´
このように上記（１０）´〜（１２）´式で透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１をそれぞれ求めることで強度推定部４４は推定する。
【０１３１】
上述した実施例１と同様に、上記（１），（２）´〜（４）´式の連立方程式の解に含まれる分母に注目し、分母“｛Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１−２Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ｝”が“０”のときの組み合わせとなる３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）では、そのときの透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１が求められずに推定できないことになる。そこで、先ず、分母が０”でないときの変換係数ａｎを上記（６）´式からそれぞれ求めて、それらから平均値ａ＾を求め、その値を、分母が０”でない組み合わせ画素に対してだけでなく、“０”のときの組み合わせ画素も含め、全ての画素の透過散乱線強度Ｓｃｎを、上記（１０）〜（１２）式に代入することにより求める。
【０１３２】
連立方程式を解くことのついての説明をまとめると、分母 “｛Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１−２Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ｝”が“０” でないときの変換係数ａｎを上記（６）´式からそれぞれ求めて、平均値ａ＾を求める。この平均値ａ＾を全ての画素に対する上記（１０）´〜（１２）´式に代入して、透過散乱線強度Ｓｃｎを求める。このように、分母“｛Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１−２Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ｝”が“０” でないときに求められる変換係数ａｎから、平均値ａ＾を求めてから、分母“｛Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１−２Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ｝”が“０” のときを含む全ての透過散乱線強度Ｓｃｎを（１０）´〜（１２）´式より求めたが、これに限定されない。
【０１３３】
例えば、分母“｛Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１−２Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ｝”が“０” でないときの透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を変換係数ａｎよりも先に求めて、透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１の補間で、分母“｛Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１−２Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ｝”が“０” のときの透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を求め、それぞれ求められた透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を上記（７）´〜（９）´式に代入することで、分母“｛Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１−２Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ｝”が“０” でないとき、および分母“｛Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１−２Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ｝”が“０” のときの変換係数ａｎを求めて、分母“｛Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１−２Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ｝”が“０” のときも含めて、グリッド６の中央部の３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）の組み合わせにおける複数組の変換係数ａｎの平均値ａ＾を求めてもよい。また、この平均値ａ＾を用いて上記（１０）´〜（１２）´式に代入することで、透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を再度求めて、その再度求められた透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を用いて、変化率Ｒｃｓを求めてもよい。
【０１３４】
このように求められた透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を用いて、上述した実施例１と同様に、実施例１のステップＳ５で述べた上記（１３）式を用いて変化率Ｒｃｓを求めて、さらにステップＳ６で実際の被検体Ｍのある状態での実測によって求められた実測強度Ｇ、ステップＳ５で算出・補間された変化率ＲｃｓおよびステップＳ１で算出・補間された直接線透過率Ｃｐを用いて、ステップＳ７で述べた上記（１）´´〜（５）´´式式から得られる連立方程式を解くことで、推定直接線強度Ｐｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１、透過散乱線強度Ｓｃｎ（＝Ｓｃｎ＋１＝Ｓｃｎ−１）を推定するのは、実施例１と同様なので、その説明を省略する。
【０１３５】
本実施例２に係るＸ線撮像装置では、実施例１に係るＸ線撮像装置と同様の作用・効果を奏するので、作用・効果については省略する。
【０１３６】
本実施例２では、上記（１），（２）´〜（４）´式から得られる連立方程式を解くことで透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐを簡易に推定することができる。また、このような連立方程式は、実際の被検体Ｍに近いファントムＰｈ（例えば人体の胴部の撮影が目的の場合には、それとほぼ同じ透過率の水円柱）を被検体Ｍとして用いる場合に有用である。
【０１３７】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【０１３８】
（１）上述した各実施例では、放射線としてＸ線を例に採って説明したが、Ｘ線以外の放射線（例えばγ線など）に適用してもよい。
【０１３９】
（２）上述した各実施例では、放射線撮像装置は、医用等に用いられる、図１に示すような天板１に被検体を載置して撮影を行う構造であったが、これに限定されない。例えば、工業用等に用いられる非破壊検査装置のように被検体（この場合には検査の対象物が被検体）をベルト上に運搬させて撮影を行う構造であってもよいし、医用等に用いられるＸ線ＣＴ装置などのような構造であってもよい。
【０１４０】
（３）上述した各実施例では、グリッドに代表される散乱放射線除去手段として、同期型クロスグリッドで、かつエアグリッドを採用したが、これに限定されない。空隙の他に、アルミニウムや有機物質などのようにＸ線に代表される放射線を透過させる中間物質で構成されたグリッドでもよいし、グリッドを構成する吸収箔や中間層の配置方向についても検出素子の行方向、列方向に必ずしも平行になる必要はない。また、図１０（ａ）や図１０（ｂ）に示すように、クロスグリッド以外に、吸収箔の配置方向が、検出素子の行方向、列方向の少なくとも１つの方向に対して平行であり、かつ互いに隣接する吸収箔間の間隔が、互いに隣接する画素間の間隔の整数倍となるように構成された同期型グリッドであってもよい。
【０１４１】
（４）上述した各実施例では、透過散乱線の変化率を被検体のある状態での実測に基づいて推定された透過散乱線強度Ｓｃを用いて、その透過散乱線強度Ｓｃに関する全ての画素についての平均値に対する各画素の変化率を求める方法について述べた。しかし、透過散乱線の変化率を求める方法としては、被検体のない状態での実測により、変化率Ｒｃｓを求める方法として、グリッドに対し、放射線照射源を二次元的にスキャンして散乱線と同等の広い方向からの直接線が散乱放射線除去手段に入射するようにして模擬的な散乱線源（直接線のない）とし、その積算値から、全画素の平均値との比を求めて変化率Ｒｃｓを求める方法があり、いずれの方法を用いてもよい。
【０１４２】
（５）上述した各実施例では、画素特定手段（各実施例では画素特定部４１）が特定されるべき所定の画素の個数を３つとしたが、３つに限定されない。連立方程式に応じて個数を決定すればよい。
【０１４３】
（６）上述した各実施例では、連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値以下の場合には、画素特定手段（各実施例では画素特定部４１）は、その連立方程式の組み合わせとなる所定の画素を選択しなかったが、その所定値については上述した“０”に限定されない。上述した各実施例で連立方程式の解に含まれる分母は、（ステップＳ２）直接線透過率Ｃｐの算出・補間での推定直接線強度Ｐｎに含まれる分母と、（ステップＳ７）強度の推定・補間での被検体の透過散乱線強度Ｓｃに含まれる分母とがあり、比較的簡単な、（ステップＳ２）直接線透過率Ｃｐの算出・補間での推定直接線強度Ｐｎに含まれる分母（Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ）の場合について説明する。
【０１４４】
例えばグリッド箔による遮蔽画素をｎ、遮蔽画素でない画素をｎ＋１、ｎ−１とすると、箔に歪などの無い場合は、その時のそれぞれの直接線透過率Ｃｐの値は予め計算できる。例えば、画素の幅が150μm、グリッド箔の厚みが30μm、中間物質がエアーの場合は、グリッドカバーの吸収を無視すると、Ｃｐｎ＋１=1, Ｃｐｎ−１=1, Ｃｐｎ=0.7となる。したがって、この時の分母は、Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ=1+1-2x0.7=0.6となる。
【０１４５】
一方、Ｐｎの分子は（Ｇｎ＋１＋Ｇｎ−１−２Ｇｎ）であるが、その統計変動誤差はＧｎ＋１，Ｇｎ−１，Ｇｎの統計変動誤差から予測でき、最終的に得られるＰｎの統計変動誤差は分母の値で割った値となる。上記の例では、理想的な箔の設置状態で０．６であり、箔に歪などがあればその値が小さくなる場合があり、分子の統計変動誤差をその値で割った場合に、統計変動誤差が大きくなり、後で求めるＰｎの平均値に大きな誤差を与えることになる。したがって、例えば、その許容値を理想的な場合の３倍とすると、分母の所定値が０．２となり、信頼性の高いＰｎの値だけを求めることができる。このようにして、所定値を決め、画素を特定することができる。
【０１４６】
（ステップＳ７）の場合も同様に、正常な場合の分母の値と比較して、所定値を、最終的に得られるＳｎの統計変動誤差の許容値から決定することができる。上記はいずれも、求めたい値の統計変動誤差の許容値を基準に所定値を決めたが、別の基準値から所定値を決めてもよい。
【０１４７】
（７）上述した各実施例では、透過散乱線強度および推定直接線強度を推定したが、いずれか一方の強度のみを推定してもよい。
【０１４８】
（８）上述したように、本明細書では「画素」とは、束ね処理（ビニング処理）されていない１画素はもちろんのこと、複数の画素を束ねて（ビニング）１画素扱いする画素も含む。したがって、画素を特定する場合や、特定された特定画素を用いる場合には、ビニングされた画素に適用してもよいし、ビニングされていない画素に適用してもよい。
【符号の説明】
【０１４９】
２ … Ｘ線管
３ … フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
ｄ … 検出素子
６ … グリッド
６ａ，６ｂ … 吸収箔
４１ … 画素特定部
４２ … 透過率算出部
４３ … 透過率補間部
４４ … 強度推定部
４５ … 強度補間部
４６ … 変化率算出部
４７ … 変化率補間部
Ｋｇｘ，Ｋｇｙ … 吸収箔間の間隔
Ｋｆｘ，Ｋｆｙ … 画素間の間隔
（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１） … 画素
Ｇ，Ｇｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１ … 実測強度
Ｃｐ，Ｃｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１ … 直接線透過率
Ｓｃ，Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１ … 透過散乱線強度
Ｐ，Ｐｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１ … 推定直接線強度
Ｐ（ｎ−１），Ｐ（ｎ），Ｐ（ｎ＋１） … 推定直接線分布
ａｎ … 変換係数
Ｒｃｓ，Ｒｃｓｎ−１，Ｒｃｓｎ，Ｒｃｓｎ＋１ … 変化率
Ｍ … 被検体
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｘ線透視撮影装置やＸ線ＣＴ装置などに用いられる放射線撮像装置に係り、特に、散乱放射線を除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医用のＸ線透視撮影装置やＸ線ＣＴ(computed tomography)では、被検体からの散乱Ｘ線（以下、「散乱線」と略記する）がＸ線検出器に入射するのを防止するために、散乱線を除去するグリッド（散乱放射線除去手段）が用いられている。しかし、グリッドを用いてもグリッドを透過する散乱線による偽像、およびグリッドを構成する吸収箔による偽像が生じる。特に、検出素子が行列状（２次元マトリックス状）に構成されたフラットパネル型（２次元）Ｘ線検出器（FPD: Flat Panel Detector）をＸ線検出器として用いる場合には、グリッドの吸収箔の間隔とＦＰＤの画素間隔とが異なることから生じるモアレ縞などの偽像が、散乱線による偽像の他にも生じる。かかる偽像を低減させるために偽像補正が必要となっている。また、最近、このようなモアレ縞を起こさないように、配置方向が検出素子の行列方向のいずれかに対して平行であり、かつＦＰＤの画素間隔の整数倍で配置された吸収箔を有する同期型グリッドが提案されており、それを用いた補正法も必要となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
現在では、モアレ縞の補正についてはスムージングなどを含む画像処理による方法が行われているが、偽像補正が過剰の場合には、直接Ｘ線（以下、「直接線」と略記する）の分解能も低下する傾向にある。したがって、画像処理において偽像を確実に低減させようとすると直接線の分解能まで低下して画像が鮮明でなくなり、逆に、直接線の分解能を重視して画像を鮮明にさせようとすると画像処理において偽像が低減しなくなり、いわゆる画像処理と鮮明さとのトレードオフとなる。このようなことから、完全な偽像処理が困難となっている。また、グリッドを用いても残ってしまう散乱線の補正法についても、様々な方法が提案されているが、補正演算に時間がかかるなどの問題がある。
【０００４】
本出願人は、既に、上述した同期型グリッドを用いた補正法について、直接線が吸収箔により遮蔽される画素について補正し、その遮蔽された画素列あるいは画素行から、グリッドを透過した散乱線分布を求め、その分布に基づいて他の画素の信号を補正する方法を提案している。また、その方法では、グリッドとＸ線検出器との距離を吸収箔の高さの整数倍にすることや、Ｘ線管のような放射線照射手段、グリッドおよびＸ線検出器の位置が変化しても、吸収箔の陰影が一定の画素列あるいは画素行内に収まるようなグリッドの位置および吸収箔の形状が設定されていることなどが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２５７９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、１．同期型グリッド以外のグリッドが多用されており、それらを用いた場合には本出願人が提案した上述した方法は適用することができない。２．また、同期型グリッドを適用するとしても、グリッドを構成する吸収箔の変形による位置ズレや、それを構成する吸収箔の並びが検出器の行列方向のいずれにも完全に平行でないことで生じるグリッド全体の位置・向きのズレによる影響が考慮されていない。
【０００７】
３．また、本出願人が提案した上述した方法では、吸収箔による遮蔽画素列あるいは画素行に対してのみ補正を加えると限定しているが、それ以外の画素列あるいは画素行においても、直接線は吸収箔以外のグリッドの構成によって吸収されて減衰してしまう。具体的には、吸収箔等を覆うグリッドカバーは、実際には、カーボンファイバやアルミニウム薄板で形成されており、グリッドカバーによる吸収がある。また、吸収箔の間に配置され、Ｘ線を透過させる中間物質がアルミニウムや有機物質で形成されている場合には、中間物質による吸収がある。それらによる吸収・減衰を考慮していないので、遮蔽画素も含め、全ての画素の推定直接線強度評価に誤差が生じる可能性がある。
【０００８】
４．さらに、本出願人が提案した上述した方法では、遮蔽された画素列あるいは画素行から、グリッドを透過した散乱線分布を求め、その分布に基づいて他の画素の信号を補正するとしているが、吸収箔の変形による位置ズレの散乱線への影響が考慮されていない。したがって、その影響による散乱線強度分布の誤差によって、逆に偽像が生じる恐れがある。
【０００９】
５．また、本出願人が提案した上述した方法では、各画素からのグリッド見込み角の総和をほぼ同じにするために、上述したようにグリッドとＸ線検出器との距離を吸収箔の高さの整数倍（その方法では、グリッドとＸ線検出器との距離が吸収箔の高さと同じ例が記述）にしている。しかし、実際には、各画素のグリッド見込み角が角度分布を持っており、実際の散乱線強度が画素からの見込み角に対して強度分布を持っている。したがって、補正演算で求められる散乱線強度分布に誤差が生じる可能性が高い。
【００１０】
６．また、本出願人が提案した上述した方法では、放射線照射手段、グリッドおよびＸ線検出器の位置が変化しても、吸収箔の陰影が一定の画素列あるいは画素行内に収まるようなグリッドの位置および吸収箔の形状が設定されているとしているが、現実には、循環器撮影装置などでは、放射線照射手段、グリッドおよびＸ線検出器の距離をその都度変更して撮影することが多い。したがって、吸収箔の陰影が一定の画素列あるいは画素行内に収まるような条件を満足するためには限定された範囲でしか使えないことになる。さらに、グリッドを構成する吸収箔の変形や設計位置からのズレもその条件内に収める必要があり、機械精度や組み立て精度が厳しくなり、コストや技術的な面で実用化が困難である。
【００１１】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、汎用の散乱放射線除去手段にも適用することができ、散乱放射線除去手段の設置状態に依存せずに、適切な放射線画像を得ることができる放射線撮像装置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】
【００１２】
この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備えるとともに、前記放射線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を特定する画素特定手段と、その画素特定手段で特定された前記所定の画素での散乱放射線強度、前記所定の画素での直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度を推定する強度推定手段と、その強度推定手段で推定された散乱放射線強度、直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度に基づいて、特定されなかった画素での散乱放射線強度、特定されなかった画素での直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度を補間する強度補間手段とを備え、
被検体のない状態での実測により求められた前記散乱放射線除去手段による直接放射線の透過前および透過後の透過率である直接線透過率を求める透過率算出手段を備え、
前記透過率算出手段で求められた直線透過率と、被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での放射線強度を推定することを特徴とするものである。
【００１３】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、放射線照射手段から放射線を照射して、散乱放射線除去手段を介して放射線検出手段に入射させる。一部の散乱放射線が散乱放射線除去手段によって除去されて、放射線検出手段は放射線を検出して放射線画像を得る。このとき、放射線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を画素特定手段は特定する。その画素特定手段で特定された所定の画素での散乱放射線強度、所定の画素での直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度を強度推定手段は推定する。したがって、散乱放射線除去手段の設置状態が考慮された所定の画素での散乱放射線強度、直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度を適切に推定することができる。一方で、特定されなかった画素については以下のようにする。すなわち、強度推定手段で推定された散乱放射線強度、直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度に基づいて、特定されなかった画素での散乱放射線強度、特定されなかった画素での直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度を強度補間手段は補間する。したがって、特定された画素については強度推定手段によって放射線強度が推定され、特定されなかった画素については強度補間手段によって放射線強度が補間される。そして、このような放射線強度に基づいて放射線画像が適切に得られ、散乱放射線除去手段の陰影が消え、散乱放射線が完全に除去された直接放射線だけの放射線画像が得られる。かかる画素特定手段、強度推定手段および強度補間手段によって得られる放射線画像では、特別な散乱放射線除去手段（例えば同期型グリッド）に依らずに、いずれの散乱放射線除去手段においても適切に得られる。その結果、汎用の散乱放射線除去手段にも適用することができ、散乱放射線除去手段の設置状態に依存せずに、適切な放射線画像を得ることができる。また、全ての画素について放射線強度を推定する必要はなく、特定された所定の画素での放射線強度のみを推定して、残りの特定されなかった画素での放射線強度については補間を行って求めればよいので、演算処理を軽減化、短時間化することができるという効果をも奏する。
また、被検体のない状態で放射線撮像を予め行って、透過率を予め求める。すなわち、放射線照射手段は、被検体のない状態で放射線を照射して、散乱放射線除去手段を介して放射線検出手段に入射させることで、被検体のない状態での実測データが得られる。その被検体のない状態での実測により求められた散乱放射線除去手段による直接放射線の透過前および透過後の透過率である直接線透過率を求める透過率算出手段を備える。このように透過率算出手段を備えることで、直接線透過率を求めることができる。
また、この直接線透過率を用いて、実際の被検体（例えばファントム(phantom)）のある状態での放射線撮像に反映させる。すなわち、放射線照射手段は、実際の被検体のある状態で放射線を照射して、散乱放射線除去手段を介して放射線検出手段に入射させることで、被検体のある状態での実測での散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度が得られる。透過率算出手段で求められた直接線透過率と、被検体のある状態での実測での上述した実測強度とに基づいて、強度推定手段は、画素特定手段で特定された所定の画素での放射線強度を推定する。このように、被検体のない状態での実測データに基づいて直接線透過率が求められ、その直接線透過率を用いて、被検体のある状態での実測強度に基づいて放射線強度を推定することができる。
【００１４】
上述した発明において用いられる散乱放射線除去手段の一例は以下の通りである。すなわち、散乱放射線を吸収する吸収層の配置方向が検出素子の行方向、列方向の少なくとも１つの方向に対して平行であり、かつ互いに隣接する吸収層間の間隔が、互いに隣接する画素間の間隔の整数倍となるように、散乱放射線除去手段を構成する（請求項２に記載の発明）。すなわち、このように構成された散乱放射線除去手段は同期型グリッドである。同期型グリッドの場合には、吸収層とそれ以外の層（中間層）との画素の落差が、各々の画素間で一致して周期性を有するので、規則的に、かつ周期的に演算を行うことができる。したがって、処理が簡単になり、演算処理を単純化、短時間化することができる。その結果、より簡単に放射線強度を推定することができるとともに、放射線強度を補間することができる。
【００１５】
具体的には、強度推定手段が、画素特定手段で特定された所定の画素での未知である放射線強度を推定する際に、既知である直接線透過率の既知の個数および既知である実測強度の既知の個数に応じて、画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を決定して、その決定された所定の画素毎の実測強度，直接線透過率および推定されるべき放射線強度に関する連立方程式を解くことで、強度推定手段は放射線強度を推定する（請求項３に記載の発明）。このような連立方程式を解くことで放射線強度を簡易に推定することができる。
【００１６】
また、連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値以下の場合には、かかる連立方程式を正確に解くことができない恐れがあるので、下記のようにするのが好ましい。すなわち、かかる場合には、画素特定手段は、その連立方程式の組み合わせとなる所定の画素を選択せずに、別の所定の画素を組み合わせとして選択して特定して、その特定された所定の画素毎の連立方程式を解くことで、強度推定手段は放射線強度を推定し、選択されなかった画素での放射線強度については、強度補間手段によって補間するのが好ましい（請求項４に記載の発明）。
【００１７】
連立方程式を解く場合において、より具体的な一例として下記のような推定がある。すなわち、推定されるべき放射線強度が、散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度のときには、既知である直接線透過率の既知の個数および既知である実測強度の既知の個数に応じて、画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を３つと決定する。そして、（ｎ−１）番目の画素、それに隣接するｎ番目の画素、さらにそれに隣接する（ｎ＋１）番目の画素からなる３つの画素の組み合わせを特定する。上述した隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、実測強度をＧｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１とするとともに、直接線透過率をＣｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１とし、透過散乱線強度をＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１とし、推定直接線強度をＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１としたときに、下記（Ａ）式と、（Ｂ−１），（Ｂ−２），（Ｂ−３）式と、（Ｃ）式とから得られる連立方程式を解くことで、強度推定手段は、透過散乱線強度または推定直接線強度を推定する。
（Ａ）式は、各画素の透過散乱線強度は、隣接する画素の透過散乱線強度の補間演算により求められる式で、
Ｓｃｎ＝（Ｓｃｎ＋１＋Ｓｃｎ−１）／２ …（Ａ）
で表される。
（Ｂ−１），（Ｂ−２），（Ｂ−３）式は、実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度との和に等しいとする、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の連立方程式で、
Ｇｎ＋１＝Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１ …（Ｂ−１）
Ｇｎ＝Ｐｎ・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ …（Ｂ−２）
Ｇｎ−１＝Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１ …（Ｂ−３）
でそれぞれ表される。
また、（Ｃ）式は、推定直接線強度は隣接する３つの画素間で等しいとする式で、
Ｐｎ−１＝Ｐｎ＝Ｐｎ＋１ …（Ｃ）
で表される（請求項５に記載の発明）。このような（Ａ）式と、（Ｂ−１），（Ｂ−２），（Ｂ−３）式と、（Ｃ）式とから得られる連立方程式を解くことで透過散乱線強度または推定直接線強度を簡易に推定することができる。また、このような連立方程式は、直接線の透過厚さが一定、すなわち各画素での推定直接線強度が全て同じ値とみなせる、例えばアクリル平板のファントムを被検体として用いる場合に有用である。なお、本明細書では「画素」とは、束ね処理（すなわちビニング処理）されていない１画素はもちろんのこと、複数の画素を束ねて（すなわちビニング）１画素扱いする画素も含む。
【００１８】
また、連立方程式を解く場合において、より具体的な他の一例として下記のような推定がある。すなわち、上記の一例と同様に、推定されるべき放射線強度が、散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度のときには、既知である直接線透過率の既知の個数および既知である実測強度の既知の個数に応じて、画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を３つと決定する。そして、（ｎ−１）番目の画素、それに隣接するｎ番目の画素、さらにそれに隣接する（ｎ＋１）番目の画素からなる３つの画素の組み合わせを特定する。上述した隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、実測強度をＧｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１とするとともに、直接線透過率をＣｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１とし、透過散乱線強度をＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１とし、推定直接線強度をＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１としたときに、連立方程式を解くことで透過散乱線強度または推定直接線強度を推定するのは、上述した一例と同様であるが、さらに下記のような条件が加わる。すなわち、推定直接線強度は既知である推定直接線分布とその変換係数との積で表され、変換係数をａｎとし、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、推定直接線分布をＰ（ｎ−１），Ｐ（ｎ），Ｐ（ｎ＋１）とする。このときに、下記（Ａ）式と、（Ｂ−１）´，（Ｂ−２）´，（Ｂ−３）´式とから得られる連立方程式を解くことで、強度推定手段は、透過散乱線強度または推定直接線強度を推定する。
上述した一例と同様に、（Ａ）式は、各画素の透過散乱線強度は、隣接する画素の透過散乱線強度の補間演算により求められる式で、
Ｓｃｎ＝（Ｓｃｎ＋１＋Ｓｃｎ−１）／２ …（Ａ）
で表される。
（Ｂ−１）´，（Ｂ−２）´，（Ｂ−３）´式は、実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度との和に等しいとする、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の連立方程式で、
Ｇｎ＋１＝ａｎ・Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１ …（Ｂ−１）´
Ｇｎ＝ａｎ・Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ …（Ｂ−２）´
Ｇｎ−１＝ａｎ・Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１ …（Ｂ−３）´
でそれぞれ表される（請求項６に記載の発明）。このような（Ａ）式と、（Ｂ−１）´，（Ｂ−２）´，（Ｂ−３）´式とから得られる連立方程式を解くことで透過散乱線強度または推定直接線強度を簡易に推定することができる。また、このような連立方程式は、実際の被検体に近いファントム（例えば人体の胴部の撮影が目的の場合には、それとほぼ同じ透過率の水円柱）を被検体として用いる場合に有用である。かかるファントムの場合には、シミュレーション演算により、各画素ｎでの推定直接線分布Ｐ（ｎ）を求めることができて、その既知である推定直接線分布を用いて連立方程式を解くことができる。
【００１９】
上述したこれらの発明において、被検体のない状態で放射線撮像を予め行って、直接線透過率を予め求め、さらに被検体（例えば、アクリル平板のファントムや水円柱のファントム）のある状態で放射線撮像を行って、放射線強度に関する全ての画素についての基準強度として、平均値またはスムージング・補間計算により求められる各画素の値を求め、その値対する各画素の変化率を求めるのがより好ましい（請求項７に記載の発明）。あるいは、被検体のない状態で、模擬的な散乱線源を用いた実測に基づいて推定された透過散乱線強度に関する全ての画素についての基準強度として、平均値またはスムージング・補間により求められる各画素の値を求め、その値に対する各画素の変化率を求めるのがより好ましい（請求項８に記載の発明）。すなわち、前者の場合には、放射線照射手段は、被検体（ここではファントム）のある状態で放射線を照射して、散乱放射線除去手段を介して放射線検出手段に入射させることで、被検体（ファントム）のある状態での実測に基づいて強度推定手段で推定された放射線強度が得られる。後者の場合には、被検体のない状態で、模擬的な散乱線源を用いた実測により、散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度を推定し、その推定された透過散乱線強度が得られる。その放射線強度または透過散乱線強度に関する上述した変化率を求める変化率算出手段を備え、その変化率算出手段で求められた変化率を用いて、別の被検体（実際の放射線撮像に用いられる被検体）に対する放射線撮像に反映させる（請求項７、または請求項８に記載の発明）。
【００２０】
放射線照射手段と散乱放射線除去手段および放射線検出手段との距離が変化する場合には、上述した変化率算出手段は、放射線照射手段と散乱放射線除去手段および放射線検出手段との離散的な距離に対して変化率を求め、その変化率を、上述した離散的な距離に前後する距離に対して補間する変化率補間手段を備えるのがより好ましい（請求項９に記載の発明）。このように変化率算出手段および変化率補間手段を備えることで、放射線照射手段と散乱放射線除去手段および放射線検出手段との距離が変化したとしても、その距離に対応した変化率を求めることができる。
【００２１】
このように反映させる具体的な内容は以下の通りである。すなわち、放射線照射手段は、別の被検体（ここでは実際の放射線撮像に用いられる被検体）のある状態で放射線を照射して、散乱放射線除去手段を介して放射線検出手段に入射させることで、被検体のある状態での実測での散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度が得られる。変化率算出手段で求められた変化率（請求項１０、１１に記載の発明）、または、変化率補間手段で補間された変化率（請求項１２、１３に記載の発明）と、透過率算出手段で求められた直接線透過率（請求項１０、１２に記載の発明），または、透過率補間手段で補間された直接線透過率（請求項１１、１３に記載の発明）と、別の被検体（実際の放射線撮像に用いられる被検体）のある状態での実測での上述した実測強度とに基づいて、強度推定手段は、画素特定手段で特定された所定の画素での放射線強度を推定する（請求項１０〜１３に記載の発明）。このように、被検体のない状態での実測データに基づいて直接線透過率が求められ、その直接線透過率を用いて、被検体（ここではファントム）のある状態で放射線撮像を行って変化率が求められ、その変化率、または変化率補間手段により補間された変化率を用いて、別の被検体（ここでは実際の放射線撮像に用いられる被検体）のある状態で放射線撮像を行って、その被検体（実際の放射線撮像に用いられる被検体）のある状態での実測強度に基づいて放射線強度を推定することができる。
【００２２】
具体的には、強度推定手段が、画素特定手段で特定された所定の画素での未知である放射線強度を推定する際に、既知である変化率の既知の個数，既知である直接線透過率の既知の個数および既知である実測強度の既知の個数に応じて、画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を決定して、その決定された所定の画素毎の実測強度，変化率，直接線透過率および推定されるべき放射線強度に関する連立方程式を解くことで、強度推定手段は放射線強度を推定する（請求項１４に記載の発明）。このような連立方程式を解くことで放射線強度を簡易に推定することができる。
【００２３】
また、連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値以下の場合には、請求項４に記載の発明と同様に、かかる連立方程式を正確に解くことができない恐れがあるので、下記のようにするのが好ましい。すなわち、かかる場合には、画素特定手段は、その連立方程式の組み合わせとなる所定の画素を選択せずに、別の所定の画素を組み合わせとして選択して特定して、その特定された所定の画素毎の連立方程式を解くことで、強度推定手段は放射線強度を推定し、選択されなかった画素での放射線強度については、強度補間手段によって補間するのが好ましい（請求項１５に記載の発明）。
【００２４】
連立方程式を解く場合において、より具体的な例として下記のような推定がある。すなわち、変化率が（散乱放射線除去手段の箔の不均一性などによる）散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度の変化率、推定されるべき放射線強度が、別の被検体で散乱・透過し、散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および、その被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度のときには、既知である変化率の既知の個数，既知である直接線透過率の既知の個数および既知である実測強度の既知の個数に応じて、画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を３つと決定する。そして、（ｎ−１）番目の画素、それに隣接するｎ番目の画素、さらにそれに隣接する（ｎ＋１）番目の画素からなる３つの画素の組み合わせを特定する。上述した隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、実測強度をＧｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１とするとともに、変化率をＲｃｓｎ−１，Ｒｃｓｎ，Ｒｃｓｎ＋１とし、直接線透過率をＣｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１とし、（散乱放射線除去手段が箔の不均一性などの無い理想的な設置状態での）透過散乱線強度をＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１とし、推定直接線強度をＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１としたときに、下記（Ａ）´´式と、（Ｂ−１）´´，（Ｂ−２）´´，（Ｂ−３）´´式と、（Ｃ）´´式とから得られる連立方程式を解くことで、強度推定手段は、透過散乱線強度または推定直接線強度を推定する。
（Ａ）´´式は、透過散乱線強度が散乱放射線除去手段の不均一性の為に生じる変化率を除けば、滑らかにしか変化しないので、透過散乱線強度は隣接する３つの画素間で等しいとする式で、
Ｓｃｎ−１＝Ｓｃｎ＝Ｓｃｎ＋１ …（Ａ）´´
で表される。
（Ｂ−１）´´，（Ｂ−２）´´（Ｂ−３）´´式は、実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度・変化率の積との和に等しいとする、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の連立方程式で、
Ｇｎ＋１＝Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１・Ｒｃｓｎ＋１ …（Ｂ−１）´´
Ｇｎ＝Ｐｎ・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ・Ｒｃｓｎ …（Ｂ−２）´´
Ｇｎ−１＝Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１・Ｒｃｓｎ−１ …（Ｂ−３）´´
でそれぞれ表される。
また、（Ｃ）´´式は、各画素の推定直接線強度は、隣接する画素の推定直接線強度の補間演算により求められる式で、
Ｐｎ＝（Ｐｎ＋１＋Ｐｎ−１）／２ …（Ｃ）´´
で表される（請求項１６に記載の発明）。このような（Ａ）´´式と、（Ｂ−１）´´，（Ｂ−２）´´，（Ｂ−３）´´式と、（Ｃ）´´式とから得られる連立方程式を解くことで透過散乱線強度または推定直接線強度を簡易に推定することができる。
【００２５】
また、請求項１７に記載の発明は、放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備えるとともに、被検体を透過し、かつ前記散乱放射線除去手段を透過する前の直接線放射線強度である推定直接線強度を、平均またはスムージング・補間により求める推定直接線強度算出手段と、その推定直接線強度算出手段で求められた推定直接線強度に基づいて、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度を求める透過散乱線強度算出手段とを備えることを特徴とするものである。
【００２６】
［作用・効果］請求項１７に記載の発明によれば、もし被検体が平板や水柱など既知の形状、材質であり、推定直接線強度が滑らかな変化であることが既知であれば、その推定直接線強度を平均またはスムージング・補間により求める。平均化あるいはスムージングは統計変動誤差によるバラツキを低減させる効果もあり、推定直接線強度は真値に近い値が得られる。その真値に近い推定直接線強度に基づいて透過散乱線強度を求める。透過散乱線強度に対しては、平均化またはスムージング・補間計算を行っていないので、透過散乱線強度の画像に分解能の劣化が無い。また、透過散乱線強度の分解能が維持され、散乱放射線除去手段のグリッド箔の変形などによる透過散乱線強度の微細な変化を正確に求めることができる。
【００２７】
また、請求項１８に記載の発明は、放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備えるとともに、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度を、平均またはスムージング・補間により求める透過散乱線強度算出手段と、その透過散乱線強度算出手段で求められた透過散乱線強度に基づいて、被検体を透過し、かつ前記散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度を求める推定直接線強度算出手段とを備えることを特徴とするものである。
【００２８】
［作用・効果］請求項１８に記載の発明によれば、もし放射線がＸ線やγ線であり、被検体が水柱や人体などであれば透過散乱線強度は推定直接線強度に比べ滑らかに変化することが既知であり、その透過散乱線強度を平均またはスムージング・補間により求める。平均化あるいはスムージングは統計変動誤差によるバラツキを低減させる効果もあり、透過散乱線強度は真値に近い値が得られる。その真値に近い透過散乱線強度に基づいて推定直接線強度を求める。推定直接線強度に対しては、平均化またはスムージング・補間計算を行っていないので、推定直接線強度の画像に分解能の劣化が無く、被検体の形状、材質の微細な変化に対する微細な変化を正確に求めることができる。
【００２９】
また、上述したこれらの発明（前者）に係る放射線撮像装置（請求項１〜１６に記載の発明）とは別の発明は、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１９に記載の発明は、放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備えるとともに、前記放射線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を特定する画素特定手段と、その画素特定手段で特定された前記所定の画素での直接放射線強度を少なくとも推定する強度推定手段と、その強度推定手段で推定された少なくとも直接放射線強度に基づいて、特定されなかった画素での少なくとも直接放射線強度を補間する強度補間手段とを備えることを特徴とするものである。
【００３０】
［作用・効果］請求項１９に記載の発明によれば、放射線照射手段から放射線を照射して、散乱放射線除去手段を介して放射線検出手段に入射させる。一部の散乱放射線が散乱放射線除去手段によって除去されて、放射線検出手段は放射線を検出して放射線画像を得る。このとき、放射線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を画素特定手段は特定する。その画素特定手段で特定された所定の画素での直接放射線強度を少なくとも強度推定手段は推定する。したがって、散乱放射線除去手段の設置状態が考慮された所定の画素での少なくとも直接放射線強度を適切に推定することができる。一方で、特定されなかった画素については以下のようにする。すなわち、強度推定手段で推定された少なくとも直接放射線強度に基づいて、特定されなかった画素での少なくとも直接放射線強度を強度補間手段は補間する。したがって、特定された画素については強度推定手段によって直接放射線強度が推定され、特定されなかった画素については強度補間手段によって直接放射線強度が補間される。そして、このような直接放射線強度に基づいて放射線画像が適切に得られ、散乱放射線除去手段の陰影が消え、散乱放射線が完全に除去された直接放射線だけの放射線画像が得られる。かかる画素特定手段、強度推定手段および強度補間手段によって得られる放射線画像では、特別な散乱放射線除去手段（例えば同期型グリッド）に依らずに、いずれの散乱放射線除去手段においても適切に得られる。その結果、汎用の散乱放射線除去手段にも適用することができ、散乱放射線除去手段の設置状態に依存せずに、適切な放射線画像を得ることができる。また、全ての画素について放射線強度（直接放射線強度）を推定する必要はなく、特定された所定の画素での放射線強度（直接放射線強度）のみを推定して、残りの特定されなかった画素での放射線強度（直接放射線強度）については補間を行って求めればよいので、演算処理を軽減化、短時間化することができるという効果をも奏する。
【発明の効果】
【００３１】
この発明（前者）に係る放射線撮像装置によれば、放射線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を画素特定手段は特定し、その画素特定手段で特定された所定の画素での散乱放射線強度、所定の画素での直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度を強度推定手段は推定し、強度推定手段で推定された散乱放射線強度、直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度に基づいて、特定されなかった画素での散乱放射線強度、特定されなかった画素での直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度を強度補間手段は補間することで、汎用の散乱放射線除去手段にも適用することができ、散乱放射線除去手段の設置状態に依存せずに、適切な放射線画像を得ることができる。
また、放射線照射手段は、被検体のない状態で放射線を照射して、散乱放射線除去手段を介して放射線検出手段に入射させることで、被検体のない状態での実測データが得られる。その被検体のない状態での実測により求められた散乱放射線除去手段による直接放射線の透過前および透過後の透過率である直接線透過率を求める透過率算出手段を備える。このように透過率算出手段を備えることで、直接線透過率を求めることができる。
また、放射線照射手段は、実際の被検体のある状態で放射線を照射して、散乱放射線除去手段を介して放射線検出手段に入射させることで、被検体のある状態での実測での散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度が得られる。透過率算出手段で求められた直接線透過率と、被検体のある状態での実測での上述した実測強度とに基づいて、強度推定手段は、画素特定手段で特定された所定の画素での放射線強度を推定する。このように、被検体のない状態での実測データに基づいて直接線透過率が求められ、その直接線透過率を用いて、被検体のある状態での実測強度に基づいて放射線強度を推定することができる。
また、前者に係る放射線撮像装置とは別の発明（後者）に係る放射線撮像装置によれば、放射線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を画素特定手段は特定し、その画素特定手段で特定された所定の画素での直接放射線強度を少なくとも強度推定手段は推定し、強度推定手段で推定された少なくとも直接放射線強度に基づいて、特定されなかった画素での少なくとも直接放射線強度を強度補間手段は補間することで、汎用の散乱放射線除去手段にも適用することができ、散乱放射線除去手段の設置状態に依存せずに、適切な放射線画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例１，２に係るＸ線撮像装置のブロック図である。
【図２】フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の検出面の模式図である。
【図３】同期型クロスグリッドの概略図である。
【図４】実施例１，２に係る具体的な画像処理部の構成およびデータの流れを示したブロック図である。
【図５】実施例１，２に係る一連のＸ線撮像の流れを示すフローチャートである。
【図６】被検体のない状態でのＸ線撮像を模式的に示した図である。
【図７】ＳＩＤと直接線透過率および変化率との関係を模式的に示したグラフである。
【図８】アクリル平板のファントムを被検体として用いる場合の実施例１に係る被検体のある状態でのＸ線撮像を模式的に示した図である。
【図９】水円柱のファントムを被検体として用いる場合の実施例２に係る被検体のある状態でのＸ線撮像を模式的に示した図である。
【図１０】（ａ），（ｂ）は、変形例に係る同期型グリッドの概略図である。
【実施例１】
【００３３】
以下、図面を参照してこの発明の実施例１を説明する。
図１は、後述する実施例２を含んだ実施例１に係るＸ線撮像装置のブロック図であり、図２は、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の検出面の模式図であり、図３は、同期型クロスグリッドの概略図である。また、後述する実施例２も含めて、本実施例１では、放射線としてＸ線を例に採って説明する。
【００３４】
後述する実施例２も含めて、本実施例１に係るＸ線撮像装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置した天板１と、被検体Ｍに向けてＸ線を照射するＸ線管２と、Ｘ線管２から照射されて被検体Ｍを透過したＸ線を検出するフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、「ＦＰＤ」と略記する）３と、ＦＰＤ３によって検出されたＸ線に基づいて画像処理を行う画像処理部４と、画像処理部４によって各種の画像処理されたＸ線画像を表示する表示部５とを備えている。表示部５はモニタやテレビジョンなどの表示手段で構成されている。また、ＦＰＤ３の検出面側にはグリッド６を配設している。Ｘ線管２は、この発明における放射線照射手段に相当し、フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３は、この発明における放射線検出手段に相当し、グリッド６は、この発明における散乱放射線除去手段に相当する。
【００３５】
画像処理部４は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されている。なお、各種の画像処理を行うためのプログラム等をＲＯＭ（Read-only Memory）などに代表される記憶媒体に書き込んで記憶し、その記憶媒体からプログラム等を読み出して画像処理部４のＣＰＵが実行することでそのプログラムに応じた画像処理を行う。特に、画像処理部４の後述する画素特定部４１や透過率算出部４２や透過率補間部４３や強度推定部４４や強度補間部４５や変化率算出部４６や変化率補間部４７は、所定の画素の特定や直接線透過率の算出・補間や強度の推定・補間や変化率の算出に関するプログラムを実行することで、そのプログラムに応じた所定の画素の特定や直接線透過率の算出・補間や強度の推定・補間や変化率の算出・補間をそれぞれ行う。
【００３６】
画像処理部４は、所定の画素を特定する画素特定部４１と、直接線透過率を求める透過率算出部４２と、直接線透過率を補間する透過率補間部４３と、強度を推定する強度推定部４４と、強度を補間する強度補間部４５と、変化率を求める変化率算出部４６と、変化率を補間する変化率補間部４７とを備えている。画素特定部４１は、この発明における画素特定手段に相当し、透過率算出部４２は、この発明における透過率算出手段に相当し、透過率補間部４３は、この発明における透過率補間手段に相当し、強度推定部４４は、この発明における強度推定手段に相当し、強度補間部４５は、この発明における強度補間手段に相当し、変化率算出部４６は、この発明における変化率算出手段に相当し、変化率補間部４７は、この発明における変化率補間手段に相当する。また、強度推定部４４は、この発明における推定直接線強度算出手段および透過散乱線強度算出手段にも相当する。
【００３７】
ＦＰＤ３は、図２に示すように、その検出面にはＸ線に有感な複数の検出素子ｄを２次元マトリックス状に配列して構成されている。検出素子ｄは、被検体Ｍを透過したＸ線を電気信号に変換して一旦蓄積して、その蓄積された電気信号を読み出すことで、Ｘ線を検出する。各々の検出素子ｄでそれぞれ検出された電気信号を、電気信号に応じた画素値に変換して、検出素子ｄの位置にそれぞれ対応した画素にその画素値を割り当てることでＸ線画像を出力して、画像処理部４の画素特定部４１や透過率算出部４２や強度推定部４４（図１、図４を参照）にＸ線画像を送り込む。このように、ＦＰＤ３は、Ｘ線を検出する複数の検出素子ｄが行列状（２次元マトリックス状）に構成されている。検出素子ｄは、この発明における検出素子に相当する。
【００３８】
グリッド６は、図３に示すように、散乱線（散乱Ｘ線）を吸収する吸収箔６ａ，６ｂと散乱線を透過させる中間層６ｃとを交互に並べて構成されている。吸収箔６ａ，６ｂ、中間層６ｃを覆うグリッドカバー６ｄは、Ｘ線の入射面および逆側の面から吸収箔６ａ，６ｂ、中間層６ｃを挟み込む。吸収箔６ａ，６ｂの図示を明確にするために、グリッドカバー６ｄについては二点鎖線で図示し、その他のグリッド６の構成（吸収箔６ａ，６ｂを支持する機構等）については図示を省略する。吸収箔６ａ，６ｂは、この発明における吸収層に相当する。
【００３９】
後述する実施例２も含めて、本実施例１では、グリッド６として同期型クロスグリッドを採用している。具体的には、図３中のＸ方向に沿った吸収箔６ａと中間層６ｃとを図３中のＹ方向に順に交互に並べるとともに、図３中のＹ方向に沿った吸収箔６ｂと中間層６ｃとを図３中のＸ方向に順に交互に並べることで、吸収箔６ａと吸収箔６ｂとを互いにクロスさせる。ここで、図３中のＸ方向は、ＦＰＤ３の検出素子ｄ（図２を参照）の行方向に平行であり、図３中のＹ方向は、ＦＰＤ３の検出素子ｄ（図２を参照）の列方向に平行である。したがって、本実施例１では、吸収箔６ａ，６ｂの配置方向が検出素子ｄの行方向および列方向の両方向に対して平行である。
【００４０】
また、Ｙ方向において互いに隣接する吸収箔６ａ間の間隔Ｋｇｙが、互いに隣接する画素間の間隔Ｋｆｙの整数倍になって同期している（図３では２倍で図示）。同様に、Ｘ方向において互いに隣接する吸収箔６ｂ間の間隔Ｋｇｘが、互いに隣接する画素間の間隔Ｋｆｘの整数倍になって同期している（図３では２倍で図示）。このように、吸収箔６ａ，６ｂの配置方向が検出素子ｄの行方向および列方向の両方向に対して平行でであり、かつ互いに隣接する吸収箔６ａ，６ｂの間隔Ｋｇｙ，Ｋｇｘが、互いに隣接する画素間の間隔Ｋｆｙ，Ｋｆｘの整数倍になるように、同期型クロスグリッドは構成されている。
【００４１】
後述する実施例２も含めて、本実施例１では、中間層６ｃは空隙になっている。したがって、グリッド６はエアグリッドでもある。なお、吸収箔６ａ，６ｂについては、鉛などのようにＸ線に代表される放射線を吸収する物質であれば、特に限定されない。中間層６ｃについては、上述した空隙の他に、アルミニウムや有機物質などのようにＸ線に代表される放射線を透過させる中間物質であれば、特に限定されない。
【００４２】
後述する実施例２も含めて、本実施例１に係る実際のＸ線撮像およびデータの流れについて、図４〜図８を参照して説明する。図４は、具体的な画像処理部の構成およびデータの流れを示したブロック図であり、図５は、一連のＸ線撮像の流れを示すフローチャートであり、図６は、被検体のない状態でのＸ線撮像を模式的に示した図であり、図７は、ＳＩＤと直接線透過率および変化率との関係を模式的に示したグラフであり、図８は、アクリル平板のファントムを被検体として用いる場合の実施例１に係る被検体のある状態でのＸ線撮像を模式的に示した図である。
【００４３】
図４に示すように、Ｘ線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を画素特定部４１は特定する。後述する実施例２も含めて、本実施例１では、（ｎ−１）番目の画素、それに隣接するｎ番目の画素、されにそれに隣接する（ｎ＋１）番目の画素からなる３つの画素の組み合わせ（図４中では「ｎ−１」，「ｎ」，「ｎ＋１」で表記）を画素特定部４１は特定して強度推定部４４に送り込む。なお、後述する連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値以下（後述する実施例２も含めて、本実施例１では分母が“０”）の場合には、画素特定部４１は、その連立方程式の組み合わせとなる所定の画素を選択せずに、別の所定の画素を組み合わせとして選択して特定する。連立方程式は後述する説明から明らかなように強度推定部４４から求められるので、強度設定部４４から求められる分母に関するデータ（図４中では「denominator」で表記）を画素特定部４１に送り込む。
【００４４】
被検体のない状態での実測により求められたグリッド６による直接線（直接Ｘ線）の透過前および透過後の透過率である直接線透過率を、Ｘ線管２とグリッド６およびＦＰＤ３との離散的な距離に対して透過率算出部４２は求める。後述する実施例２も含めて、本実施例１では、直接線透過率（図４中では「Ｃｐ」で表記）を透過率算出部４２は求めて透過率補間部４３や強度推定部４４に送り込む。
【００４５】
透過率算出部４２で求められた直接線透過率Ｃｐを、上述した離散的な距離に前後する距離に対して透過率補間部４３は補間する。そして、補間された直接線透過率Ｃｐも強度推定部４４に送り込む。
【００４６】
画素特定部４１で特定された所定の画素での散乱線強度（散乱Ｘ線強度）、所定の画素での直接線強度（直接Ｘ線強度）の少なくとも１つの強度を強度推定部４４は推定する。後述する実施例２も含めて、本実施例１では、透過率算出部４２で求められた直接線透過率Ｃｐ，または、透過率補間部４３で補間された直接線透過率Ｃｐと、被検体Ｍのある状態での実測でのグリッド６を透過した後の強度である実測強度（図４中では「Ｇ」で表記）とに基づいて、透過散乱線強度（図４中では「Ｓｃ」で表記）や推定直接線強度（図４中では「Ｐ」で表記）を強度推定部４４は推定して強度補間部４５や変化率算出部４６や表示部５などに送り込む。また、後述する実施例２も含めて、本実施例１では、強度推定部４４は連立方程式を解くことで透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐを推定するので、連立方程式の解に含まれる分母に関するデータdenominatorも求まり、その分母に関するデータdenominatorを画素特定部４１に送り込む。
【００４７】
強度推定部４４で推定された所定の画素での散乱線強度（散乱Ｘ線強度）、所定の画素での直接線強度（直接Ｘ線強度）の少なくとも１つの強度を強度補間部４５は補間する。後述する実施例２も含めて、本実施例１では、強度推定部４４で推定された透過散乱線強度Ｓｃまたは推定直接線強度Ｐを強度補間部４５は補間して変化率算出部４６や表示部５などに送り込む。
【００４８】
被検体Ｍのある状態での実測に基づいて強度推定部４４で推定された強度を用いて、その強度に関する全ての画素についての基準強度として、平均値またはスムージング・補間計算により求められる各画素の値を求め、その値に対する各画素の変化率を変化率算出部４６は求める。そして、強度推定部４４で推定された変化率、または変化率補間部４７で補間された変化率を用いて、別の被検体Ｍに対するＸ線撮像に反映させる。後述する実施例２も含めて、本実施例１では、強度推定部４４で推定された透過散乱線強度Ｓｃ，強度補間部４５で補間された透過散乱線強度Ｓｃを用いて、変化率（図４中では「Ｒｃｓ」で表記）を求めて、強度推定部４４に再度送り込む。
【００４９】
後述する実施例２も含めて、本実施例１では、実際のＸ線撮像は、図５に示すようなフローとなる。
【００５０】
（ステップＳ１）被検体のない状態での実測
被検体のない状態でＸ線撮像を行う。図６に示すように、Ｘ線管２とグリッド６との間に被検体を介在させずに、Ｘ線管２からＸ線をグリッド６およびＦＰＤ３に向けて照射することで、被検体のない状態でＸ線撮像を行って被検体のない状態での実測を行う。すなわち、Ｘ線管２は、被検体のない状態でＸ線を照射して、グリッド６を介してＦＰＤ３に入射させることで、被検体のない状態での実測データが得られる。具体的には、被検体のない状態でのＸ線をＦＰＤ３の検出素子ｄ（図３を参照）は電気信号に変換して読み出して、電気信号に応じた画素値に変換する。
【００５１】
（ステップＳ２）直接線透過率の算出・補間
その画素値は、被検体のない状態での実測により求められたグリッド６を透過した後の強度と同等である。一方、グリッド６を透過する前の強度は既知であるので、グリッド６を透過する前（透過前）およびグリッド６を透過した後（透過後）の透過率である直接線透過率Ｃｐは、グリッド６を透過する前の強度とグリッド６を透過した後の強度（すなわちＦＰＤ３で検出された画素値）との比率で表される。
【００５２】
そこで、ＦＰＤ３から画素値と同等であるグリッド６を透過した後の強度と、既知であるグリッド６を透過する前の強度とを透過率算出部４２に送り込むことで、透過率算出部４２は、グリッド６による透過前の強度と透過後の強度との比率で表された直接線透過率Ｃｐを求める。かかる直接線透過率ＣｐをＸ線管２とグリッド６およびＦＰＤ３との離散的な距離に対して透過率算出部４２は求める。Ｘ線管２とグリッド６およびＦＰＤ３との距離は、グリッド６およびＦＰＤ３が互いに近接して配置されているので、Ｘ線管２の焦点からＦＰＤ３までの検出面（入射面）までの距離（SID: Source Image Distance）となる。
【００５３】
Ｘ線管２の焦点からＦＰＤ３までの検出面までの距離ＳＩＤは、実際のＸ線撮像では、図６に示すように変化する。そこで、同じく被検体のない状態でＸ線撮像を行い、図７中の黒丸に示すように、離散的な距離Ｌｓ＋１，Ｌｓ＋２，Ｌｓ＋３，…ごとに、透過率算出部４２は直接線透過率Ｃｐを求める。離散的な距離Ｌｓ＋１，Ｌｓ＋２，Ｌｓ＋３，…に対する直接線透過率Ｃｐを透過率補間部４３や強度推定部４４に送り込む。なお、各々の画素ごとにも透過率算出部４２は直接線透過率Ｃｐを求めて透過率補間部４３や強度推定部４４に送り込む。
【００５４】
透過率算出部４２で求められた直接線透過率Ｃｐを、離散的な距離Ｌｓ＋１，Ｌｓ＋２，Ｌｓ＋３，…に前後する距離に対して透過率補間部４３は補間する。その補間結果は、例えば図７中の実線に示す通りである。補間の方法については、互いに隣接する離散的な距離（例えばＬｓ＋１，Ｌｓ＋２）に対する２つの直接線透過率Ｃｐの相加平均（加算平均）あるいは相乗平均によって得られた値を、上述した隣接する離散的な距離の間にある距離に対する直接線透過率Ｃｐとして求めてもよいし、ラグランジェ補間を用いてもよいし、最小自乗法を用いて図７中の実線の近似式を用いて実線中に乗っていて距離に対応する値を直接線透過率Ｃｐとして求めてもよいなど、通常において用いられる補間であれば特に限定されない。透過率算出部４２で補間された直接線透過率Ｃｐを強度推定部４４に送り込む。
【００５５】
（ステップＳ３）ファントムのある状態での実測
次に、被検体Ｍのある状態でＸ線撮像を行う。図８に示すように、直接線の透過厚さが一定、すなわち各画素での推定直接線強度Ｐが全て同じ値とみなせるアクリル平板のファントムＰｈを被検体Ｍとして用いる。なお、本実施例１では、図８に示すようにファントムＰｈがアクリル平板であったのに対して、後述する実施例２では、図９に示すようにファントムＰｈが水円柱である。
【００５６】
本実施例１の説明に戻って、Ｘ線管２とグリッド６との間にアクリル平板のファントムＰｈを介在させて、Ｘ線管２からＸ線をグリッド６およびＦＰＤ３に向けて照射することで、ファントムＰｈのある状態でＸ線撮像を行ってファントムＰｈのある状態の実測を行う。すなわち、Ｘ線管２は、ファントムＰｈのある状態でＸ線を照射して、グリッド６を介してＦＰＤ３に入射させることで、ファントムＰｈのある状態での実測でのグリッド６を透過した後の強度である実測強度Ｇが得られる。具体的には、ファントムＰｈのある状態でのＸ線をＦＰＤ３の検出素子ｄ（図３を参照）は電気信号に変換して読み出して、電気信号に応じた画素値に変換する。
【００５７】
（ステップＳ４）強度の推定・補間
その画素値は、ファントムＰｈのある状態での実測でのグリッド６を透過した後の強度である実測強度Ｇと同等である。一方、画素特定部４１は、上述したように隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）を３つの画素の組み合わせとして特定する。そして、透過率算出部４２で求められた直接線透過率Ｃｐ，透過率補間部４３で補間された直接線透過率Ｃｐと、ＦＰＤ３から画素値と同等である実測強度Ｇとに基づいて、画素特定部４１で特定された隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）での透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐを強度推定部４４は推定する。
【００５８】
ここで、実測強度ＧはステップＳ３で実測によって求められており既知である。直接線透過率ＣｐはステップＳ１で実測によって得られ、ステップＳ２で算出・補間されており既知である。一方、透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐは強度推定部４４で推定されるべき値であり、この時点では未知である。そこで、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の連立方程式を解くことで、強度推定部４４は透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐを推定する。
【００５９】
隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、実測強度ＧをＧｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１とするとともに、直接線透過率ＣｐをＣｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１とし、透過散乱線強度ＳｃをＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１とし、推定直接線強度ＰをＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１とする。各画素の透過散乱線強度Ｓｃは、グリッド６（散乱放射線除去手段）の不均一性などにより隣接する３つの画素間で変化するが、それを考慮して隣接する画素の透過散乱線強度Ｓｃの補間演算により求められるものとする。本実施例１では、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）内での透過散乱線強度Ｓｃの変化は下記（１）式のように直線近似できるものとする。
【００６０】
Ｓｃｎ＝（Ｓｃｎ＋１＋Ｓｃｎ−１）／２ …（１）
上記（１）式は、この発明における（Ａ）式に相当する。また、透過散乱線強度Ｓｃの補間方法については、直接線透過率Ｃｐの補間でも述べたのと同様で、例えばラグランジェ補間を用いてもよく、通常において用いられる補間であれば特に上記（１）式に限定されない。
【００６１】
実測強度Ｇは推定直接線強度Ｐ・直接線透過率Ｃｐの積と透過散乱線強度Ｓｃとの和に等しいとする、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の連立方程式（２）〜（４）式で表される。
【００６２】
Ｇｎ＋１＝Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１ …（２）
Ｇｎ＝Ｐｎ・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ …（３）
Ｇｎ−１＝Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１ …（４）
上記（２）式は、この発明における（Ｂ−１）式に相当し、上記（３）式は、この発明における（Ｂ−２）式に相当し、上記（４）式は、この発明における（Ｂ−３）式に相当する。
【００６３】
上述したようにファントムＰｈとして用いられるアクリル平板では直接線の透過厚さが一定となるように形成されているので、推定直接線強度Ｐは隣接する３つの画素間で等しいとする（５）式で表される。
【００６４】
Ｐｎ−１＝Ｐｎ＝Ｐｎ＋１ …（５）
上記（５）式は、この発明における（Ｃ）式に相当する。
【００６５】
このように、画素特定部４１で特定された隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）での未知である透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐを推定する際に、既知である直接線透過率Ｃｐの既知の個数および既知である実測強度Ｇの既知の個数に応じて、画素特定部４１は特定されるべき所定の画素の個数を決定する。そして、その決定された所定の画素毎の実測強度Ｇ，直接線透過率Ｃｐおよび推定されるべき透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐに関する連立方程式を解くことで、強度推定部４４は透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐを推定することになる。
【００６６】
上記（１）式は、各画素の透過散乱線強度Ｓｃは、隣接する画素の透過散乱線強度Ｓｃの補間演算により求められる式であるので、未知の個数を１つ減らすことができる。一方、上記（５）式は、推定直接線強度Ｐは隣接する３つの画素間で等しいとする式であるので、未知の個数を１つにすることができる。したがって、上記（１）、（５）式以外の連立方程式では、特定される画素の個数分だけ連立方程式を立てればよいので、この場合には任意の個数だけ画素特定部４１は特定すれば、連立方程式を解くことができる。本実施例１では、その個数を３つとして、上記（２）〜（４）式である連立方程式を立てている。
【００６７】
このような上記（１）〜（５）式から得られる連立方程式を解くことで、推定直接線強度Ｐｎ（＝Ｐｎ＋１＝Ｐｎ−１）、透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１は、下記（６）〜（９）式のように求められる。
【００６８】
Ｐｎ＝（Ｇｎ＋１＋Ｇｎ−１−２Ｇｎ）／（Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ） …（６）
Ｓｃｎ＋１＝Ｇｎ＋１−Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１ …（７）
Ｓｃｎ＝Ｇｎ−Ｐｎ・Ｃｐｎ …（８）
Ｓｃｎ−１＝Ｇｎ−１−Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１ …（９）
上記（６）〜（９）式では、先ず上記（６）式で既知である実測強度Ｇｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１と既知である直接線透過率Ｃｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１と用いて推定直接線強度Ｐを求めて、推定直接線強度Ｐを既知とした後に、その既知となった推定直接線強度Ｐｎ（＝Ｐｎ＋１＝Ｐｎ−１）も用いて上記（７）〜（９）式で透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１をそれぞれ求めている。
【００６９】
このように、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）の組み合わせを１組とすると、各々の組についてそれぞれ１つの推定直接線強度Ｐｎが求まるが、上記（５）式でも述べたように、本来は３つの画素の組み合わせにおいて全ての組で推定直接線強度Ｐｎは同じ値となるべきである。しかし、実際には、グリッド６の周辺部で散乱線の透過率変化の影響により異なっていたり、統計変動誤差により異なっていたりする。このようなグリッド６の設置状態や統計変動誤差による影響を低減させるため実験誤差の少ない中央部の推定直接線強度Ｐｎの平均値を求める。例えば、上述したようなグリッド６の周辺部で少しずつ異なる場合には、上記（６）式を用いて、グリッド６の中央部の３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）の組み合わせにおいて複数組の推定直接線強度Ｐｎをそれぞれ求めて、平均値Ｐ＾を求める。その平均値Ｐ＾を上記（２）〜（４）式にそれぞれ再代入（すなわち、上記（７）〜（９）式を変形した下記（１０）〜（１２）式に代入）して、再度、各組の全ての透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１をそれぞれ求める。
【００７０】
Ｓｃｎ＋１＝Ｇｎ＋１−Ｐ＾・Ｃｐｎ＋１ …（１０）
Ｓｃｎ＝Ｇｎ−Ｐ＾・Ｃｐｎ …（１１）
Ｓｃｎ−１＝Ｇｎ−１−Ｐ＾・Ｃｐｎ−１ …（１２）
このように上記（１０）〜（１２）式で透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１をそれぞれ求めることで強度推定部４４は推定する。強度推定部４４で推定された透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を強度補間部４５や変化率算出部４６や表示部５などに送り込む。
【００７１】
ここで、上記（１）〜（５）式の連立方程式の解に含まれる分母に注目すると、本実施例１では、上記（６）式から明らかなように“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”である。上記（６）式を上記（７）〜（９）式に代入した場合でも分母は“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”である。分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”の絶対値が所定値以下の場合には、かかる連立方程式を解くことができない恐れがある。
【００７２】
特に、分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０”のときには、上記（１）〜（５）式の連立方程式を解くことができない。分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０”のとき、すなわち、各画素の中央画素における直接線透過率Ｃｐｎが、隣接する画素の直接線透過率Ｃｐｎ＋１，Ｃｐｎ−１の相加平均（Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ＝０、すなわちＣｐｎ＝（Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１）／２）のときには、そのときの連立方程式の組み合わせとなる３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）を画素特定部４１は選択しても連立方程式を解くことができない。好ましくは、分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０”のときには、画素特定部４１は、その連立方程式の組み合わせとなる３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）を選択せずに、別の３つの画素（ｎ´−１），ｎ´，（ｎ´＋１）の画素（例えばｎ，（ｎ＋１），（ｎ＋２）の画素、あるいは（ｎ−２），（ｎ−１），ｎの画素など）を組み合わせとして選択して特定する。そして、その特定された別の３つの画素（ｎ´−１），ｎ´，（ｎ´＋１）の画素の上記（１）〜（５）式の連立方程式を解く。
【００７３】
上記のように特定された画素については、連立方程式を解くことができ、求められた推定直接線強度Ｐｎを用いて前述のような方法で推定直接線強度Ｐｎの平均値を求める。推定直接線強度Ｐｎの平均値Ｐ＾が求まれば、分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０”のときの組み合わせとなる３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）の透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１についても、上記（１０）〜（１２）式で求めることができる。
【００７４】
連立方程式を解くことのついての説明をまとめると、分母 “Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ” が“０” でないときの推定直接線強度Ｐｎ（＝Ｐｎ＋１＝Ｐｎ−１）を上記（６）式からそれぞれ求めて、平均値Ｐ＾を求める。平均値Ｐ＾を上記（１０）〜（１２）式に代入して、分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０” でないときの透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１をそれぞれ求める。分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０” のときの透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１についても同様に上記（１０）〜（１２）式に代入して、透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１をそれぞれ求めることができる。このように、分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０” でないときに求められる推定直接線強度Ｐを先に求めて、平均値Ｐ＾を求めてから、それを使って分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０” でないときの透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１、および分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０” のときの透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１も同様に求める。
【００７５】
この方法では、被検体がアクリル平板のファントムＰｈ（後述する実施例２では水円柱のファントムＰｈ）であり、推定直接線強度Ｐの変化が既知で、滑らかであることを利用して、最初に画素特定部４１で特定された画素（特定画素）について求められた推定直接線強度Ｐをスムージング・補間計算する、あるいは推定直接線強度Ｐの平均値を求めて、推定直接線強度Ｐ（本実施例１では平均値Ｐ＾）を求めている。推定直接線強度Ｐの変化が滑らかであることと、平均化あるいはスムージングは統計変動誤差によるバラツキを低減させる効果もあり、推定直接線強度Ｐは真値に近い値が得られる。その真値に近い推定直接線強度Ｐを上記（２）式〜（４）式に代入することで透過散乱線強度Ｓｃを直接に求めており、透過散乱強度Ｓｃに対しては、平均化またはスムージング・補間計算を行っていないので、透過散乱線強度Ｓｃの画像に分解能の劣化が無いという大きな利点がある。また、透過散乱線強度Ｓｃの分解能が維持され、グリッド箔の変形などによる透過散乱線強度Ｓｃの微細な変化を正確に求めることができる。
【００７６】
別の方法として、例えば、分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０” でないときの透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を推定直接線強度Ｐよりも先に求めて、透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１の補間で、分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０” のときの透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を求め、それぞれ求められた透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を上記（７）〜（９）式に代入することで、分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０” でないとき、および分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０” のときの推定直接線強度Ｐを求めて、分母“Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ”が“０” のときも含めて、グリッド６の中央部の３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）の組み合わせにおける複数組の推定直接線強度Ｐｎの平均値Ｐ＾を求めてもよい。また、この平均値Ｐ＾を用いて上記（１０）〜（１２）式に代入することで、透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を再度求めて、その再度求められた透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を用いて、後述するステップＳ５において変化率Ｒｃｓを求めてもよい。
【００７７】
（ステップＳ５）変化率の算出・補間
強度推定部４４で推定された透過散乱線強度Ｓｃ（Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１）を用いて変化率算出部４６は変化率Ｒｃｓを求める。具体的には、透過散乱線強度Ｓｃの基準強度として、全ての画素についてのその値に対する各画素の変化率Ｒｃｓを求めるために平均値Ｓｃ＾またはスムージング・補間計算により求められる各画素の値Ｓｃ〜を求める。各画素の透過散乱線強度Ｓｃｎと平均値Ｓｃ＾または各画素の値Ｓｃ〜との比率を変化率Ｒｃｓとして、各画素の変化率ＲｃｓをＲｃｓｎとすると、下記（１３）式で表される。
【００７８】
Ｒｃｓｎ＝Ｓｃｎ／Ｓｃ＾
または Ｒｃｓｎ＝Ｓｃｎ／Ｓｃ〜 …（１３）
透過散乱線の変化率を求める時に、分母に置く基準推定散乱強度については、散乱線強度は箔に歪などがなく、設置条件に拠らない理想的なグリッドの場合の散乱線強度に相当する。
【００７９】
その方法として、
１）簡便に散乱線強度分布を二次元的に一定と近似して平均値を用いる
２）用いたファントムの形状やグリッドの周辺部など設置条件などによる散乱線強度変化を厳密に考慮して、各画素の推定された散乱線強度を二次元的にスムージング・補間して得られる値を用いる方法があり、１）の平均値はスムージング・補間計算の最も簡略な方法とも言える。
【００８０】
このようにして、基準値との比を取ることにより吸収箔６ａ，６ｂの変形などがあるために生じるグリッド６の設置状態が考慮された透過散乱線強度Ｓｃの変化は、変化率Ｒｃｓｎで表わされる。変化率Ｒｃｓｎを変化率算出部４６は全ての画素で求める。変化率算出部４６で求められた変化率Ｒｃｓｎ−１，Ｒｃｓｎ，Ｒｃｓｎ＋１を必要に応じて変化率補間部４７で補間した後、強度推定部４４に再度送り込む。
【００８１】
変化率Ｒｃｓも、直接線透過率Ｃｐと同様に、図７中の黒塗りの方形に示すように、離散的な距離Ｌｓ＋１，Ｌｓ＋２，Ｌｓ＋３，…ごとに変化する。変化率算出部４６で求められた変化率Ｒｃｓを、離散的な距離Ｌｓ＋１，Ｌｓ＋２，Ｌｓ＋３，…に前後する距離に対して変化率補間部４７は補間する。その補間結果は、例えば図７中の点線に示す通りである。補間の方法については、互いに隣接する離散的な距離（例えばＬｓ＋１，Ｌｓ＋２）に対する２つの変化率Ｒｃｓの相加平均（加算平均）あるいは相乗平均によって得られた値を、上述した隣接する離散的な距離の間にある距離に対する変化率Ｒｃｓとして求めてもよいし、ラグランジェ補間を用いてもよいし、最小自乗法を用いて図７中の点線の近似式を用いて点線中に乗っていて距離に対応する値を変化率Ｒｃｓとして求めてもよいなど、通常において用いられる補間であれば特に限定されない。
【００８２】
（ステップＳ６）実際の被検体のある状態での実測
次に、ステップＳ３〜Ｓ５で用いられた被検体Ｍ（ここではファントムＰｈ）とは別の被検体Ｍのある状態でＸ線撮像を行う。図１に示すように、実際のＸ線撮像に用いられる被検体Ｍを用いる。Ｘ線管２とグリッド６との間に実際の被検体Ｍを介在させて、Ｘ線管２からＸ線をグリッド６およびＦＰＤ３に向けて照射することで、実際の被検体Ｍのある状態でＸ線撮像を行って実際の被検体Ｍのある状態の実測を行う。すなわち、Ｘ線管２は、実際の被検体Ｍ（実際のＸ線撮像に用いられる被検体Ｍ）のある状態でＸ線を照射して、グリッド６を介してＦＰＤ３に入射させることで、被検体Ｍのある状態での実測でのグリッド６を透過した後の強度である実測強度Ｇが、ステップＳ３と同様に得られる。具体的には、被検体Ｍのある状態でのＸ線をＦＰＤ３の検出素子ｄ（図３を参照）は電気信号に変換して読み出して、電気信号に応じた画素値に変換する。
【００８３】
（ステップＳ７）強度の推定・補間
ステップＳ４でも述べたように、その画素値は、被検体Ｍのある状態での実測でのグリッド６を透過した後の強度である実測強度Ｇと同等である。同様に、画素特定部４１は、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）を３つの画素の組み合わせとして特定する。そして、変化率算出部４６で求められた変化率Ｒｃｓ、または変化率補間部４７で補間された変化率Ｒｃｓと、透過率算出部４２で求められた直接線透過率Ｃｐ，または透過率補間部４３で補間された直接線透過率Ｃｐと、ＦＰＤ３から画素値と同等である実測強度Ｇとに基づいて、画素特定部４１で特定された隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）での透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐを強度推定部４４は再度に推定する。
【００８４】
ステップＳ４と同様に、連立方程式を解くことで透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐを推定するが、ステップＳ４と異なる部分は、変化率Ｒｃｓというパラメータが考慮されている点と、透過散乱線強度Ｓｃに関する式と、推定直接線強度Ｐに関する式とがそれぞれ異なっている点である。なお、ステップＳ４と共通する箇所については、その説明を省略する。
【００８５】
ステップＳ７では、透過散乱線強度Ｓｃは、グリッド６の吸収箔に変形などのような箔の不均一性がなく設置状態が理想的な場合の透過散乱線強度としている。透過散乱線強度Ｓｃがグリッド６の不均一性の為に生じる変化率を除けば、被検体が水柱（例えば水円柱）や人体などであり、放射線がＸ線やγ線の場合は、その変化が滑らかであることから、隣接する３つの画素間で等しいとする下記（１）´´式で表される。
【００８６】
Ｓｃｎ−１＝Ｓｃｎ＝Ｓｃｎ＋１ …（１）´´
上記（１）´´は、この発明における（Ａ）´´式に相当する。
【００８７】
実測強度Ｇは推定直接線強度Ｐ・直接線透過率Ｃｐの積と透過散乱線強度Ｓｃ・変化率Ｒｃｓの積との和に等しいとする、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の連立方程式（２）´´〜（４）´´式で表される。
【００８８】
Ｇｎ＋１＝Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１・Ｒｃｓｎ＋１ …（２）´´
Ｇｎ＝Ｐｎ・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ・Ｒｃｓｎ …（３）´´
Ｇｎ−１＝Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１・Ｒｃｓｎ−１ …（４）´´
上記（２）´´式は、この発明における（Ｂ−１）´´式に相当し、上記（３）´´式は、この発明における（Ｂ−２）´´式に相当し、上記（４）´´式は、この発明における（Ｂ−３）´´式に相当する、
【００８９】
各画素の推定直接線強度Ｐは、ステップＳ３のアクリル平板のファントムＰｈの場合と異なり、被検体Ｍの形状、材質などによる変化があり、その変化は隣接する画素の推定直接線強度Ｐの補間演算で表わせるものとする。本実施例１では、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）内での推定直接線強度Ｐの変化は下記（５）´´式のように直線近似できるものとする。
【００９０】
Ｐｎ＝（Ｐｎ＋１＋Ｐｎ−１）／２ …（５）´´
上記（５）´´式は、この発明における（Ｃ）´´に相当する。また、推定直接線強度Ｐの補間方法については、直接線透過率Ｃｐの補間やステップＳ４の透過散乱線強度Ｓｃの補間でも述べたのと同様で、例えばラグランジェ補間を用いてもよく、通常において用いられる補間であれば特に上記（５）´´式に限定されない。
【００９１】
このような上記（１）´´〜（５）´´式から得られる連立方程式を解くことで、推定直接線強度Ｐｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１、透過散乱線強度Ｓｃｎ（＝Ｓｃｎ＋１＝Ｓｃｎ−１）は、下記（６）´´〜（９）´´式のように求められる。
【００９２】
Ｓｃｎ＝Ｇｎ＋１／Ｒｃｓｎ＋１−｛（Ｃｐｎ・Ｒｃｓｎ−１−２Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ）
・Ｇｎ＋１＋２Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ＋１・Ｇｎ−Ｃｐｎ・Ｒｃｓｎ＋１・
Ｇｎ−１｝／（Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ・Ｒｃｓｎ＋１・Ｒｃｓｎ−１−２Ｃｐｎ＋１
・Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ＋１・Ｒｃｓｎ＋Ｃｐｎ・Ｃｐｎ−１
・Ｒｃｓｎ＋１２） …（６）´´
Ｐｎ−１＝｛（Ｃｐｎ・Ｒｃｓｎ−１−２Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ）・Ｇｎ＋１＋２Ｃｐｎ−１
・Ｒｃｓｎ＋１・Ｇｎ−Ｃｐｎ・Ｒｃｓｎ＋１・Ｇｎ−１｝／（Ｃｐｎ＋１・
Ｃｐｎ・Ｒｃｓｎ−１−２Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ＋Ｃｐｎ・
Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ＋１） …（７）´´
Ｐｎ＝Ｇｎ／Ｃｐｎ−Ｒｃｓｎ・［Ｇｎ＋１／Ｒｃｓｎ＋１−｛（Ｃｐｎ・Ｒｃｓｎ−１−
２Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ）・Ｇｎ＋１＋２Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ＋１・Ｇｎ−Ｃｐｎ・
Ｒｃｓｎ＋１・Ｇｎ−１｝／（Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ・Ｒｃｓｎ＋１・Ｒｃｓｎ−１−
２Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ＋１・Ｒｃｓｎ＋Ｃｐｎ・Ｃｐｎ−１・
Ｒｃｓｎ＋１２）］ …（８）´´
Ｐｎ＋１＝Ｇｎ＋１／Ｃｐｎ＋１−Ｒｃｓｎ−１・［｛（Ｃｐｎ・Ｒｃｓｎ−１−
２Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ）・Ｇｎ＋１＋２Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ＋１・Ｇｎ−Ｃｐｎ・
Ｒｃｓｎ＋１・Ｇｎ−１｝／（Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ・Ｒｃｓｎ＋１・Ｒｃｓｎ−１−
２Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ−１・Ｒｃｓｎ＋１・Ｒｃｓｎ＋Ｃｐｎ・Ｃｐｎ−１・
Ｒｃｓｎ＋１２）］ …（９）´´
上記（６）´´〜（９）´´式を用いて求められた推定直接線強度Ｐｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１、透過散乱線強度Ｓｃｎ（＝Ｓｃｎ＋１＝Ｓｃｎ−１）は、上記（１）´´〜（５）´´式の連立方程式の解に含まれる分母が“０”でないときに求められる値である。
【００９３】
上記（１）´´〜（５）´´式の連立方程式の解に含まれる分母が“０”のときには、上記（１）´´〜（５）´´式の連立方程式を解くことができないので、分母が“０”のときの組み合わせとなる３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）では、そのときの推定直接線強度Ｐｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１あるいは透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１が求められずに推定できないことになる。分母が“０”のときの組み合わせとなる３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）場合の推定直接線強度Ｐｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１あるいは透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１の推定方法には、例えば下記の１）、２）の２つの方法がある。
【００９４】
１）の方法は、透過散乱線強度Ｓｃを先に求める方法である。グリッド６の吸収箔に変形などなく設置状態が理想的な場合の透過散乱線強度Ｓｃとしているので、先ず、分母が“０”でないときに得られた複数の透過散乱線強度Ｓｃｎを用いて、分母が“０” のため未だ得られていない画素を含め、適切なスムージング・補間計算により全ての画素に対する透過散乱線強度Ｓｃｎ〜を求める。上記（１）´´式でも述べたように、被検体が水柱（例えば水円柱）や人体などであり、放射線がＸ線やγ線の場合は、変化は滑らかであることと、スムージングは統計変動誤差によるバラツキを低減させる効果もあり、透過散乱線強度Ｓｃｎの真値に近い値Ｓｃｎ〜が得られる。このようにして求められた透過散乱線強度Ｓｃｎ〜を、全ての画素について上記（３）式のＳｃｎに代入し、推定直接線強度Ｐｎを直接に求める。この方法では、上述のように、推定直接線強度Ｐに対して、分母が“０”でない画素の値からのスムージング・補間計算をしないので、推定直接線強度Ｐの画像に分解能の劣化が無いという大きな利点がある。
【００９５】
２）の方法は、上記（７）´´〜（９）´´式で既に得られた推定直接線強度Ｐｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１を用いて、未だ得られていない推定直接線強度Ｐｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１を、上記（５）´´式と同様に補間する方法である。すなわち、強度推定部４４で推定された推定直接線強度Ｐｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１を強度補間部４５は補間する。このときの補間についても、通常において用いられる補間であれば特に上記（５）´´式に限定されない。強度補間部４５で補間された推定直接線強度Ｐｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１を表示部５などに送り込む。
【００９６】
このように、ステップＳ４と同様に、上記のように、透過散乱線強度Ｓｃｎを先に求めてもよいし、推定直接線強度Ｐｎを先に求めてもよい。
【００９７】
このように、ステップＳ１〜Ｓ７を経て、ステップＳ７で求められた推定直接線強度Ｐｎを画素値として用いることで、散乱線やグリッド６による偽像を低減させたＸ線画像が適切に得られる。かかるＸ線画像を、上述した表示部５に表示出力してもよいし、ＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体に書き込んで記憶して、適宜必要に応じて読み出してもよいし、プリンタなどに代表される印刷手段に印刷出力してもよい。また、ステップＳ７の１）の方法で推定直接線強度Ｐｎよりも先に透過散乱線強度Ｓｃｎを求めた場合には、後で推定直接線強度Ｐｎを求めてからＸ線画像として表示部５や記憶媒体や印刷手段などに出力すればよい。
【００９８】
また、Ｘ線管２の焦点からＦＰＤ３までの検出面までの距離ＳＩＤごとに、ステップＳ２で直接線透過率Ｃｐを求めているので、ステップＳ３〜Ｓ７で求められるパラメータは、距離ＳＩＤごとに適切に得られる値である。さて、距離ＳＩＤが変化しても被検体ＭとＦＰＤ３との距離が変化しなければ、直接線透過率Ｃｐと異なり散乱線分布の変化は少なく、透過散乱線強度Ｓｃの変化率Ｒｃｓｎの変化は殆ど無視できる。その場合には、あるＳＩＤで変化率Ｒｃｓｎを求めておけば、異なる距離ＳＩＤに対してもその値を使用できるので、ステップＳ３〜Ｓ５を省略することができる。そして、ステップ６以降の実際の被検体Ｍのある状態での実測以降を行えばよい。さらに、距離ＳＩＤの変化に対する変化率Ｒｃｓｎの変化が無視できない場合には、離散的な距離Ｌｓ＋１，Ｌｓ＋２，Ｌｓ＋３，…ごとに、変化率Ｒｃｓｎを求めておき、実際の距離ＳＩＤに対してはそれらの補間計算により求めれば、やはりステップＳ３〜Ｓ５を省略することができる。そして、ステップ６以降の実際の被検体Ｍのある状態での実測以降を行えばよい。したがって、実際のＸ線撮像において、距離ＳＩＤが図６に示すように変化しても、その距離ＳＩＤごとに考慮された直接線透過率Ｃｐと透過散乱線強度Ｓｃの変化率Ｒｃｓを用いることで、循環器撮影装置などのように、Ｘ線管２、グリッド６およびＦＰＤ３の距離をその都度変更して撮影する場合においても適用することができる。
【００９９】
本実施例１に係るＸ線撮像装置によれば、Ｘ線管２からＸ線を照射して、グリッド６を介してＦＰＤ３に入射させる。一部の散乱Ｘ線（散乱線）がグリッド６によって除去されて、ＦＰＤ３はＸ線を検出してＸ線画像を得る。このとき、Ｘ線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を画素特定部４１は特定する。その画素特定部４１で特定された所定の画素での散乱Ｘ線強度（散乱線強度）、所定の画素での直接Ｘ線強度（直接線強度）の少なくとも１つの強度を強度推定部４４は推定する。したがって、グリッド６の設置状態が考慮された所定の画素での散乱Ｘ線強度、直接Ｘ線強度の少なくとも１つの強度を適切に推定することができる。
【０１００】
一方で、特定されなかった画素については以下のようにする。すなわち、強度推定部４４で推定された散乱Ｘ線強度、直接Ｘ線強度の少なくとも１つの強度に基づいて、特定されなかった画素での散乱Ｘ線強度、特定されなかった画素での直接Ｘ線強度の少なくとも１つの強度を強度補間部４５は補間する。したがって、特定された画素については強度推定部４４によって強度が推定され、特定されなかった画素については強度補間部４５によって強度が補間される。そして、このようなＸ線強度に基づいてＸ線画像が適切に得られ、グリッド６の陰影が消え、グリッド６を透過した散乱Ｘ線（散乱線）も含めて散乱線が完全に除去された直接Ｘ線（直接線）だけのＸ線画像が得られる。かかる画素特定部４１、強度推定部４４および強度補間部４５によって得られるＸ線画像では、特別なグリッド（例えば本実施例１のような同期型グリッド６）に依らずに、いずれの散乱放射線除去手段においても適切に得られる。その結果、汎用の散乱放射線除去手段にも適用することができ、グリッド６に代表される散乱放射線除去手段の設置状態に依存せずに、適切なＸ線画像を得ることができる。また、全ての画素について強度を推定する必要はなく、特定された所定の画素での強度のみを推定して、残りの特定されなかった画素での強度については補間を行って求めればよいので、演算処理を軽減化、短時間化することができるという効果をも奏する。
【０１０１】
また、ステップ７の１）の方法では、特定された画素の透過散乱線強度Ｓｃｎからスムージング・補間計算によりＳｃｎ〜を求めているが、前述のように透過散乱線強度分布の変化は滑らかであることと、平均化あるいはスムージングは統計変動誤差によるバラツキを低減させる効果もあり、透過散乱線強度Ｓｃｎ〜は真値に近い値が得られる。その真値に近い透過散乱線強度Ｓｃｎ〜を（３）式のＳｃｎに代入して推定直接線強度Ｐを直接に求めており、推定直接線強度Ｐに対しては、分母が“０”でない画素の値からのスムージング・補間計算を行っていないので、推定直接線強度Ｐの画像に分解能の劣化が無いという大きな利点がある。また、推定直接線強度Ｐの分解能が維持され、被検体の形状、材質の微細な変化に対する推定直接線強度Ｐの微細な変化を正確に求めることができる。
【０１０２】
グリッド６の設置状態に依存せずに、適切なＸ線画像を得る具体的な効果としては、グリッド６と画素行あるいは画素列との全体的な位置ズレがある場合でも、グリッド６を構成する吸収箔６ａ，６ｂの個別の変形による位置ズレがある場合でも適用することができる。また、グリッド６を構成する吸収箔６ａ，６ｂの変形によるズレや、被検体Ｍからの散乱線の角度分布があっても、全ての画素の強度（例えば推定直接線強度Ｐ）を正確に求めることができる。これは、全ての画素に対してグリッドによる直接線透過率Ｃｐを考慮しているだけでなく、透過散乱線強度Ｓｃとその変化率Ｒｃｓも考慮しているからである。
【０１０３】
また、全ての画素について強度を推定する必要はなく、特定された所定の画素での強度のみを推定して、残りの特定されなかった画素での強度については補間を行っているので、上述したように演算処理を軽減化、短時間化することができ、透過散乱線強度Ｓｃの変化率Ｒｃｓを考慮しない場合に生じるスムージングなどによる散乱線分布の誤差が、逆に偽像の原因になる恐れがない。
【０１０４】
また、Ｘ線管２、グリッド６およびＦＰＤ３の位置が変化した場合や、吸収箔６ａ，６ｂの変形による位置ズレによって、吸収箔６ａ，６ｂの陰影が一定の画素行や画素列内に収まらない場合でも、適用することができる。上述したように、循環器撮影装置などのように、Ｘ線管２、グリッド６およびＦＰＤ３の距離をその都度変更して撮影する場合においても適用することができる。さらに、吸収箔６ａ，６ｂの変形による位置ズレの許容値をその条件で設定する必要がなく、低コスト化や技術的容易さの面で効果が大きい。
【０１０５】
また、吸収箔６ａ，６ｂの変形による位置ズレの許容値は、被検体Ｍからの散乱線の角度分布の影響とともに、位置ズレの影響を補正することができるので、実際的な機械強度や組み立て精度に合わせて許容値を決定することができる。したがって、上の段落と同じく低コスト化や技術的容易さの面で効果が大きい。
【０１０６】
本実施例１では、散乱放射線除去手段として、散乱線を吸収する吸収箔６ａ，６ｂの配置方向が検出素子ｄの行方向および列方向の両方向に対してそれぞれ平行であり、かつ互いに隣接する吸収箔６ａ，６ｂ層間の間隔Ｋｇｙ，Ｋｇｘが、互いに隣接する画素間の間隔Ｋｆｙ，Ｋｆｘの整数倍（図３では２倍で図示）となるように構成された同期型クロスグリッド６を用いている。このような同期型グリッドの場合には、吸収箔６ａ，６ｂとそれ以外の層（中間層６ｃ）との画素の落差が、各々の画素間で一致して周期性を有するので、規則的に、かつ周期的に演算を行うことができる。したがって、処理が簡単になり、演算処理を単純化、短時間化することができる。その結果、より簡単に強度を推定することができるとともに、強度を補間することができる。
【０１０７】
さらに、上述したようにＸ線管２、グリッド６およびＦＰＤ３の距離が変化した場合でも、上述した連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値（本実施例１では“０”）以下のときの組み合わせとなる所定の画素と、所定値を超えたときの組み合わせとなる画素との設定が、実測で得られる各画素の直接線の透過率（直接線透過率Ｃｐ）および変化率Ｒｃｓからだけでなく、幾何学的なシミュレーション演算から予測することができるという効果をも奏する。
【０１０８】
好ましくは、被検体のない状態でＸ線撮像を予め行って、透過率を予め求めている。すなわち、Ｘ線管２は、被検体のない状態でＸ線を照射して、グリッド６を介してＦＰＤ３に入射させることで、被検体のない状態での実測データが得られる。その被検体のない状態での実測により求められたグリッド６による直接線の透過前および透過後の透過率である直接線透過率Ｃｐを求める透過率算出部４２を備えている。このように透過率算出部４２を備えることで、直接線透過率Ｃｐを求めることができる。
【０１０９】
Ｘ線管２とグリッド６およびＦＰＤ３との距離が変化する場合には、上述した透過率算出部４２は、Ｘ線管２とグリッド６およびＦＰＤ３との離散的な距離に対して直接線透過率Ｃｐを求め、より好ましくは、その透過率算出部４２で求められた直接線透過率Ｃｐに基づいて、直接線透過率Ｃｐを、上述した離散的な距離に前後する距離に対して補間する透過率補間部４３を備えている。このように透過率算出部４２および透過率補間部４３を備えることで、Ｘ線管２とグリッド６およびＦＰＤ３との距離が変化したとしても、その距離に対応した直接線透過率Ｃｐを求めることができる。
【０１１０】
また、吸収箔６ａ，６ｂによる遮蔽がある画素行あるいは画素列に対してのみでなく、直接線のグリッドカバー６ｄ、中間物質による吸収による減衰も含めて全ての画素に対する直接線の透過率（直接線透過率Ｃｐ）も考慮しており、その値を使って求める推定直接線強度Ｐが全ての画素について正確に求めることができる。
【０１１１】
この直接線透過率Ｃｐを用いて、実際の被検体Ｍ（本実施例１ではファントムＰｈ）のある状態でのＸ線撮像に反映させる。すなわち、Ｘ線管２は、実際のファントムＰｈのある状態でＸ線を照射して、グリッド６を介してＦＰＤ３に入射させることで、ファントムＰｈのある状態での実測でのグリッド６を透過した後の強度である実測強度Ｇが得られる。透過率算出部４２で求められた直接線透過率Ｃｐ，または、透過率補間部４３で補間された直接線透過率Ｃｐと、ファントムＰｈのある状態での実測での上述した実測強度Ｇとに基づいて、強度推定部４４は、画素特定部４１で特定された所定の画素での強度を推定する。このように、被検体のない状態での実測データに基づいて直接線透過率Ｃｐが求められ、その直接線透過率Ｃｐを用いて、ファントムＰｈのある状態での実測強度Ｇに基づいて強度を推定することができる。
【０１１２】
具体的には、強度推定部４４が、画素特定部４１で特定された所定の画素での未知である強度を推定する際に、既知である直接線透過率Ｃｐの既知の個数および既知である実測強度Ｇの既知の個数に応じて、画素特定部４１は特定されるべき所定の画素の個数を決定して、その決定された所定の画素毎の実測強度Ｇ，直接線透過率Ｃｐおよび推定されるべき強度に関する連立方程式を解くことで、強度推定部４４は強度を推定する。このような連立方程式を解くことで強度を簡易に推定することができる。
【０１１３】
上記（１）〜（５）式から得られる連立方程式を解くことで透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐを簡易に推定することができる。また、このような連立方程式は、直接線の透過厚さが一定、すなわち各画素での推定直接線強度Ｐが全て同じ値とみなせる、例えばアクリル平板のファントムＰｈを被検体Ｍとして用いる場合に有用である。
【０１１４】
好ましくは、被検体のない状態でＸ線撮像を予め行って、直接線透過率Ｃｐを予め求め、さらに被検体Ｍ（例えば、アクリル平板のファントムＰｈや水円柱のファントムＰｈ）のある状態でＸ線撮像を行って、強度に関する全ての画素についての基準値（平均値、または、スムージング・補間計算により求められる各画素の値）に対する各画素の変化率Ｒｃｓを求めている。すなわち、Ｘ線管２は、ファントムＰｈのある状態でＸ線を照射して、グリッド６を介してＦＰＤ３に入射させることで、ファントムＰｈのある状態での実測に基づいて強度推定部４４で推定された強度が得られる。その強度に関する上述した変化率Ｒｃｓを求める変化率算出部４６を備え、その変化率算出部４６で求められた変化率Ｒｃｓを用いて、別の被検体Ｍ（実際のＸ線撮像に用いられる被検体Ｍ）に対するＸ線撮像に反映させる。
【０１１５】
Ｘ線管２とグリッド６およびＦＰＤ３との距離が変化する場合には、上述した変化率算出部４６は、Ｘ線管２とグリッド６およびＦＰＤ３との離散的な距離に対して変化率を求め、より好ましくは、その変化率を、上述した離散的な距離に前後する距離に対して補間する変化率補間部４７を備えている。このように変化率算出部４６および変化率補間部４７を備えることで、Ｘ線管２とグリッド６およびＦＰＤ３との距離が変化したとしても、その距離に対応した変化率を求めることができる。
【０１１６】
Ｘ線管２は、別の被検体Ｍ（ここでは実際のＸ線撮像に用いられる被検体Ｍ）のある状態でＸ線を照射して、グリッド６を介してＦＰＤ３に入射させることで、被検体Ｍのある状態での実測でのグリッド６を透過した後の強度である実測強度Ｇが得られる。変化率算出部４６で求められた変化率Ｒｃｓ，変化率補間部４７で補間された変化率Ｒｃｓと、透過率算出部４２で求められた直接線透過率Ｃｐ，透過率補間部４３で補間された直接線透過率Ｃｐと、別の被検体Ｍ（実際のＸ線撮像に用いられる被検体Ｍ）のある状態での実測での上述した実測強度Ｇとに基づいて、強度推定部４４は、画素特定部４１で特定された所定の画素での強度を推定する。このように、被検体のない状態での実測データに基づいて直接線透過率Ｃｐが求められ、その直接線透過率Ｃｐを用いて、被検体Ｍ（ここではファントムＰｈ）のある状態でＸ線撮像を行って変化率Ｒｃｓが求められ、その変化率Ｒｃｓ、または変化率補間部４７により補間された変化率を用いて、別の被検体Ｍ（ここでは実際のＸ線撮像に用いられる被検体Ｍ）のある状態でＸ線撮像を行って、その被検体Ｍ（実際のＸ線撮像に用いられる被検体Ｍ）のある状態での実測強度Ｇに基づいて強度を推定することができる。
【０１１７】
具体的には、強度推定部４４が、画素特定部４１で特定された所定の画素での未知である強度を推定する際に、既知である変化率Ｒｃｓの既知の個数，既知である直接線透過率Ｃｐの既知の個数および既知である実測強度Ｇの既知の個数に応じて、画素特定部４１は特定されるべき所定の画素の個数を決定して、その決定された所定の画素毎の実測強度Ｇ，変化率Ｒｃｓ，直接線透過率Ｃｐおよび推定されるべき強度に関する連立方程式を解くことで、強度推定部４４は強度を推定する。このような連立方程式を解くことで強度を簡易に推定することができる。
【０１１８】
上記（１）´´〜（５）´´式から得られる連立方程式を解くことで透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐを簡易に推定することができる。
【実施例２】
【０１１９】
次に、図面を参照してこの発明の実施例２を説明する。
図９は、水円柱のファントムを被検体として用いる場合の実施例２に係る被検体のある状態でのＸ線撮像を模式的に示した図である。なお、上述した実施例１と共通する箇所については、同じ符号を付して、その説明を省略するとともに、図示を省略する。本実施例２においても、実施例１と同じＸ線撮像装置を用いて（図１を参照）、実施例１と同じＦＰＤ３を用いて（図２を参照）、実施例１と同じ同期型クロスグリッド６を用いる（図３を参照）。
【０１２０】
また、本実施例２においても、具体的な画像処理部４の構成およびデータの流れは、実施例１と同じであり（図４を参照）、実際のＸ線撮像は、実施例１と同じフローとなる（図５を参照）。実施例１との相違点は、ステップＳ３（図５を参照）でのファントムのある状態での実測において、上述した実施例１では、図８に示すようにファントムＰｈがアクリル平板であったのに対して、本実施例２では、図９に示すようにファントムＰｈが水円柱である点である。したがって、ステップＳ３およびそれに関するステップＳ４以外のフローについてはその説明を省略する。
【０１２１】
（ステップＳ３）ファントムのある状態での実測
被検体Ｍのある状態でＸ線撮像を行う。図９に示すように、実際の被検体Ｍに近いファントムＰｈを被検体Ｍとして用いる。例えば、人体の胴部の撮影が目的の場合には、それとほぼ同じ透過率の水円柱のファントムＰｈを被検体Ｍとして用いる。このステップＳ３での実測によって、実施例１と同様に実測強度Ｇが得られる。
【０１２２】
（ステップＳ４）強度の推定・補間
実測強度ＧはステップＳ３で実測によって求められており既知である。直接線透過率ＣｐはステップＳ１で実測によって得られ、ステップＳ２で算出・補間されており既知である。推定直接線強度Ｐそのものは未知であるが、既知のファントムＰｈを利用していることで、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、推定直接線分布をＰ（ｎ−１），Ｐ（ｎ），Ｐ（ｎ＋１）としたときに、この推定直接線分布Ｐ（ｎ−１），Ｐ（ｎ），Ｐ（ｎ＋１）は既知である。ＦＰＤ３の中心の直上に水円柱のファントムＰｈを置いたときに、ＦＰＤ３の中心からの距離をｘとし、透過前のＸ線強度をＩ０として、ＦＰＤ３の中心からの距離ｘにおける推定直接線分布Ｐ（ｘ）、すなわち距離ｘで透過後のＸ線強度をＩｘとして、水の減衰率をμＨ２Ｏとして、水円柱をＸ線が透過する長さである透過長をＬとすると、距離ｘにおける推定直接線分布Ｐ（ｘ）（＝距離ｘで透過後のＸ線強度Ｉｘ）は、下記（１４）式で表される。
【０１２３】
Ｐ（ｘ）＝Ｉｘ＝Ｉ０・ｅｘｐ（−μＨ２Ｏ・Ｌ） …（１４）
上記（１４）式で求められる推定直接線分布Ｐ（ｘ）が既知であることから、３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の推定直接線分布Ｐ（ｎ−１），Ｐ（ｎ），Ｐ（ｎ＋１）も既知である。ただ、最終的に推定される推定直接線強度Ｐは既知であり、推定直接線強度Ｐは既知である推定直接線分布Ｐ（ｎ−１），Ｐ（ｎ），Ｐ（ｎ＋１）とその変換係数との積で表される。変換係数をａｎとしたときに、この変換係数も当然未知である。このように、実施例１で用いられる上記（２）〜（４）式中の推定直接線強度Ｐｎ，Ｐｎ＋１，Ｐｎ−１は、それぞれＰｎ＋１＝ａｎ・Ｐ（ｎ＋１）、Ｐｎ＝ａｎ・Ｐ（ｎ）、Ｐｎ−１＝ａｎ・Ｐ（ｎ−１）で表される。この式と実施例１で用いられる上記（２）〜（４）式とを組み合わせた式は、連立方程式（２）´〜（４）´式で表される。
【０１２４】
なお、本実施例２でも、上述した実施例１と同様に、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）内での透過散乱線強度Ｓｃの変化は下記（１）式のように直線近似できるものとする。
【０１２５】
Ｓｃｎ＝（Ｓｃｎ＋１＋Ｓｃｎ−１）／２ …（１）
上記（１）式は、この発明における（Ａ）式に相当する。また、上記（１）式は、実施例１で述べた上記（１）式と同一である。実測強度Ｇは推定直接線強度Ｐ・直接線透過率Ｃｐの積と透過散乱線強度Ｓｃとの和に等しいとする、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の連立方程式（２）´〜（４）´式で表される。
【０１２６】
Ｇｎ＋１＝ａｎ・Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１ …（２）´
Ｇｎ＝ａｎ・Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ …（３）´
Ｇｎ−１＝ａｎ・Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１ …（４）´
上記（２）´式は、この発明における（Ｂ−１）´式に相当し、上記（３）´式は、この発明における（Ｂ−２）´式に相当し、上記（４）´式は、この発明における（Ｂ−３）´式に相当する。
【０１２７】
このような上記（１），（２）´〜（４）´式から得られる連立方程式を解くことで、変換係数ａｎ、透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１は、下記（６）´〜（９）´式のように求められる。
【０１２８】
ａｎ＝（Ｇｎ＋１＋Ｇｎ−１−２Ｇｎ）／｛Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｐ（ｎ−１）
・Ｃｐｎ−１−２Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ｝ …（６）´
Ｓｃｎ＋１＝Ｇｎ＋１−ａｎ・Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１ …（７）´
Ｓｃｎ＝Ｇｎ−ａｎ・Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ …（８）´
Ｓｃｎ−１＝Ｇｎ−１−ａｎ・Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１ …（９）´
上記（６）´〜（９）´式では、先ず上記（６）´式で既知である実測強度Ｇｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１と既知である直接線透過率Ｃｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１と用いて変換係数ａｎを求めて、変換係数ａｎを既知とした後に、その既知となった変換係数ａｎも用いて上記（７）´〜（９）´式で透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１をそれぞれ求めている。
【０１２９】
このように、隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）の組み合わせを１組とすると、各々の組についてそれぞれ１つの変換係数ａｎが求まるが、本来は３つの画素の組み合わせにおいて全ての組で変換係数ａｎは同じ値となるべきである。しかし、実際には、上述した実施例１でも述べたようにグリッド６の周辺部で少しずつ異なっていたり、統計変動誤差により異なっていたりする。このようなグリッド６の設置状態や統計変動誤差による影響を低減させるには変換係数ａｎの平均値を求めればよい。例えば、上述したようなグリッド６の周辺部で少しずつ異なる場合には、上記（６）´式を用いて、グリッド６の中央部の３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）の組み合わせにおいて複数組の変換係数ａｎをそれぞれ求めて、平均値ａ＾を求める。その平均値ａ＾を上記（２）´〜（４）´式にそれぞれ再代入（すなわち、上記（７）´〜（９）´式を変形した下記（１０）´〜（１２）´式に代入）して、再度、各組の全ての透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１をそれぞれ求める。
【０１３０】
Ｓｃｎ＋１＝Ｇｎ＋１−ａ＾・Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１ …（１０）´
Ｓｃｎ＝Ｇｎ−ａ＾・Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ …（１１）´
Ｓｃｎ−１＝Ｇｎ−１−ａ＾・Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１ …（１２）´
このように上記（１０）´〜（１２）´式で透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１をそれぞれ求めることで強度推定部４４は推定する。
【０１３１】
上述した実施例１と同様に、上記（１），（２）´〜（４）´式の連立方程式の解に含まれる分母に注目し、分母“｛Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１−２Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ｝”が“０”のときの組み合わせとなる３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）では、そのときの透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１が求められずに推定できないことになる。そこで、先ず、分母が０”でないときの変換係数ａｎを上記（６）´式からそれぞれ求めて、それらから平均値ａ＾を求め、その値を、分母が０”でない組み合わせ画素に対してだけでなく、“０”のときの組み合わせ画素も含め、全ての画素の透過散乱線強度Ｓｃｎを、上記（１０）〜（１２）式に代入することにより求める。
【０１３２】
連立方程式を解くことのついての説明をまとめると、分母 “｛Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１−２Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ｝”が“０” でないときの変換係数ａｎを上記（６）´式からそれぞれ求めて、平均値ａ＾を求める。この平均値ａ＾を全ての画素に対する上記（１０）´〜（１２）´式に代入して、透過散乱線強度Ｓｃｎを求める。このように、分母“｛Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１−２Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ｝”が“０” でないときに求められる変換係数ａｎから、平均値ａ＾を求めてから、分母“｛Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１−２Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ｝”が“０” のときを含む全ての透過散乱線強度Ｓｃｎを（１０）´〜（１２）´式より求めたが、これに限定されない。
【０１３３】
例えば、分母“｛Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１−２Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ｝”が“０” でないときの透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を変換係数ａｎよりも先に求めて、透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１の補間で、分母“｛Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１−２Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ｝”が“０” のときの透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を求め、それぞれ求められた透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を上記（７）´〜（９）´式に代入することで、分母“｛Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１−２Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ｝”が“０” でないとき、および分母“｛Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１−２Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ｝”が“０” のときの変換係数ａｎを求めて、分母“｛Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１−２Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ｝”が“０” のときも含めて、グリッド６の中央部の３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）の組み合わせにおける複数組の変換係数ａｎの平均値ａ＾を求めてもよい。また、この平均値ａ＾を用いて上記（１０）´〜（１２）´式に代入することで、透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を再度求めて、その再度求められた透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を用いて、変化率Ｒｃｓを求めてもよい。
【０１３４】
このように求められた透過散乱線強度Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１を用いて、上述した実施例１と同様に、実施例１のステップＳ５で述べた上記（１３）式を用いて変化率Ｒｃｓを求めて、さらにステップＳ６で実際の被検体Ｍのある状態での実測によって求められた実測強度Ｇ、ステップＳ５で算出・補間された変化率ＲｃｓおよびステップＳ１で算出・補間された直接線透過率Ｃｐを用いて、ステップＳ７で述べた上記（１）´´〜（５）´´式式から得られる連立方程式を解くことで、推定直接線強度Ｐｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１、透過散乱線強度Ｓｃｎ（＝Ｓｃｎ＋１＝Ｓｃｎ−１）を推定するのは、実施例１と同様なので、その説明を省略する。
【０１３５】
本実施例２に係るＸ線撮像装置では、実施例１に係るＸ線撮像装置と同様の作用・効果を奏するので、作用・効果については省略する。
【０１３６】
本実施例２では、上記（１），（２）´〜（４）´式から得られる連立方程式を解くことで透過散乱線強度Ｓｃや推定直接線強度Ｐを簡易に推定することができる。また、このような連立方程式は、実際の被検体Ｍに近いファントムＰｈ（例えば人体の胴部の撮影が目的の場合には、それとほぼ同じ透過率の水円柱）を被検体Ｍとして用いる場合に有用である。
【０１３７】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【０１３８】
（１）上述した各実施例では、放射線としてＸ線を例に採って説明したが、Ｘ線以外の放射線（例えばγ線など）に適用してもよい。
【０１３９】
（２）上述した各実施例では、放射線撮像装置は、医用等に用いられる、図１に示すような天板１に被検体を載置して撮影を行う構造であったが、これに限定されない。例えば、工業用等に用いられる非破壊検査装置のように被検体（この場合には検査の対象物が被検体）をベルト上に運搬させて撮影を行う構造であってもよいし、医用等に用いられるＸ線ＣＴ装置などのような構造であってもよい。
【０１４０】
（３）上述した各実施例では、グリッドに代表される散乱放射線除去手段として、同期型クロスグリッドで、かつエアグリッドを採用したが、これに限定されない。空隙の他に、アルミニウムや有機物質などのようにＸ線に代表される放射線を透過させる中間物質で構成されたグリッドでもよいし、グリッドを構成する吸収箔や中間層の配置方向についても検出素子の行方向、列方向に必ずしも平行になる必要はない。また、図１０（ａ）や図１０（ｂ）に示すように、クロスグリッド以外に、吸収箔の配置方向が、検出素子の行方向、列方向の少なくとも１つの方向に対して平行であり、かつ互いに隣接する吸収箔間の間隔が、互いに隣接する画素間の間隔の整数倍となるように構成された同期型グリッドであってもよい。
【０１４１】
（４）上述した各実施例では、透過散乱線の変化率を被検体のある状態での実測に基づいて推定された透過散乱線強度Ｓｃを用いて、その透過散乱線強度Ｓｃに関する全ての画素についての平均値に対する各画素の変化率を求める方法について述べた。しかし、透過散乱線の変化率を求める方法としては、被検体のない状態での実測により、変化率Ｒｃｓを求める方法として、グリッドに対し、放射線照射源を二次元的にスキャンして散乱線と同等の広い方向からの直接線が散乱放射線除去手段に入射するようにして模擬的な散乱線源（直接線のない）とし、その積算値から、全画素の平均値との比を求めて変化率Ｒｃｓを求める方法があり、いずれの方法を用いてもよい。
【０１４２】
（５）上述した各実施例では、画素特定手段（各実施例では画素特定部４１）が特定されるべき所定の画素の個数を３つとしたが、３つに限定されない。連立方程式に応じて個数を決定すればよい。
【０１４３】
（６）上述した各実施例では、連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値以下の場合には、画素特定手段（各実施例では画素特定部４１）は、その連立方程式の組み合わせとなる所定の画素を選択しなかったが、その所定値については上述した“０”に限定されない。上述した各実施例で連立方程式の解に含まれる分母は、（ステップＳ２）直接線透過率Ｃｐの算出・補間での推定直接線強度Ｐｎに含まれる分母と、（ステップＳ７）強度の推定・補間での被検体の透過散乱線強度Ｓｃに含まれる分母とがあり、比較的簡単な、（ステップＳ２）直接線透過率Ｃｐの算出・補間での推定直接線強度Ｐｎに含まれる分母（Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ）の場合について説明する。
【０１４４】
例えばグリッド箔による遮蔽画素をｎ、遮蔽画素でない画素をｎ＋１、ｎ−１とすると、箔に歪などの無い場合は、その時のそれぞれの直接線透過率Ｃｐの値は予め計算できる。例えば、画素の幅が150μm、グリッド箔の厚みが30μm、中間物質がエアーの場合は、グリッドカバーの吸収を無視すると、Ｃｐｎ＋１=1, Ｃｐｎ−１=1, Ｃｐｎ=0.7となる。したがって、この時の分母は、Ｃｐｎ＋１＋Ｃｐｎ−１−２Ｃｐｎ=1+1-2x0.7=0.6となる。
【０１４５】
一方、Ｐｎの分子は（Ｇｎ＋１＋Ｇｎ−１−２Ｇｎ）であるが、その統計変動誤差はＧｎ＋１，Ｇｎ−１，Ｇｎの統計変動誤差から予測でき、最終的に得られるＰｎの統計変動誤差は分母の値で割った値となる。上記の例では、理想的な箔の設置状態で０．６であり、箔に歪などがあればその値が小さくなる場合があり、分子の統計変動誤差をその値で割った場合に、統計変動誤差が大きくなり、後で求めるＰｎの平均値に大きな誤差を与えることになる。したがって、例えば、その許容値を理想的な場合の３倍とすると、分母の所定値が０．２となり、信頼性の高いＰｎの値だけを求めることができる。このようにして、所定値を決め、画素を特定することができる。
【０１４６】
（ステップＳ７）の場合も同様に、正常な場合の分母の値と比較して、所定値を、最終的に得られるＳｎの統計変動誤差の許容値から決定することができる。上記はいずれも、求めたい値の統計変動誤差の許容値を基準に所定値を決めたが、別の基準値から所定値を決めてもよい。
【０１４７】
（７）上述した各実施例では、透過散乱線強度および推定直接線強度を推定したが、いずれか一方の強度のみを推定してもよい。
【０１４８】
（８）上述したように、本明細書では「画素」とは、束ね処理（ビニング処理）されていない１画素はもちろんのこと、複数の画素を束ねて（ビニング）１画素扱いする画素も含む。したがって、画素を特定する場合や、特定された特定画素を用いる場合には、ビニングされた画素に適用してもよいし、ビニングされていない画素に適用してもよい。
【符号の説明】
【０１４９】
２ … Ｘ線管
３ … フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
ｄ … 検出素子
６ … グリッド
６ａ，６ｂ … 吸収箔
４１ … 画素特定部
４２ … 透過率算出部
４３ … 透過率補間部
４４ … 強度推定部
４５ … 強度補間部
４６ … 変化率算出部
４７ … 変化率補間部
Ｋｇｘ，Ｋｇｙ … 吸収箔間の間隔
Ｋｆｘ，Ｋｆｙ … 画素間の間隔
（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１） … 画素
Ｇ，Ｇｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１ … 実測強度
Ｃｐ，Ｃｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１ … 直接線透過率
Ｓｃ，Ｓｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１ … 透過散乱線強度
Ｐ，Ｐｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１ … 推定直接線強度
Ｐ（ｎ−１），Ｐ（ｎ），Ｐ（ｎ＋１） … 推定直接線分布
ａｎ … 変換係数
Ｒｃｓ，Ｒｃｓｎ−１，Ｒｃｓｎ，Ｒｃｓｎ＋１ … 変化率
Ｍ … 被検体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備えるとともに、前記放射線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を特定する画素特定手段と、その画素特定手段で特定された前記所定の画素での散乱放射線強度、前記所定の画素での直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度を推定する強度推定手段と、その強度推定手段で推定された散乱放射線強度、直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度に基づいて、特定されなかった画素での散乱放射線強度、特定されなかった画素での直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度を補間する強度補間手段とを備え、
被検体のない状態での実測により求められた前記散乱放射線除去手段による直接放射線の透過前および透過後の透過率である直接線透過率を求める透過率算出手段を備え、
前記透過率算出手段で求められた直線透過率と、被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線撮像装置において、前記散乱放射線を吸収する吸収層の配置方向が前記検出素子の行方向、列方向の少なくとも１つの方向に対して平行であり、かつ互いに隣接する前記吸収層間の間隔が、互いに隣接する前記画素間の間隔の整数倍となるように、前記散乱放射線除去手段を構成することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の放射線撮像装置において、前記強度推定手段が、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での未知である前記放射線強度を推定する際に、既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である実測強度の既知の個数に応じて、画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を決定して、その決定された所定の画素毎の実測強度，直接線透過率および推定されるべき放射線強度に関する連立方程式を解くことで、強度推定手段は放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の放射線撮像装置において、前記連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値以下の場合には、前記画素特定手段は、その連立方程式の組み合わせとなる所定の画素を選択せずに、別の所定の画素を組み合わせとして選択して特定して、その特定された所定の画素毎の前記連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は前記放射線強度を推定し、前記選択されなかった画素での放射線強度については、前記強度補間手段によって補間することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の放射線撮像装置において、前記推定されるべき放射線強度が、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および前記被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度であり、既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である前記実測強度の既知の個数に応じて、前記画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を３つと決定して、（ｎ−１）番目の画素、それに隣接するｎ番目の画素、さらにそれに隣接する（ｎ＋１）番目の画素からなる３つの画素の組み合わせを特定して、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、実測強度をＧｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１とするとともに、直接線透過率をＣｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１とし、前記透過散乱線強度をＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１とし、前記推定直接線強度をＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１としたときに、各画素の透過散乱線強度は、隣接する画素の透過散乱線強度の補間演算により求められる（Ａ）式と、
Ｓｃｎ＝（Ｓｃｎ＋１＋Ｓｃｎ−１）／２ …（Ａ）
実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度との和に等しいとする、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の前記連立方程式（Ｂ−１），（Ｂ−２），（Ｂ−３）式と、
Ｇｎ＋１＝Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１ …（Ｂ−１）
Ｇｎ＝Ｐｎ・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ …（Ｂ−２）
Ｇｎ−１＝Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１ …（Ｂ−３）
推定直接線強度は前記隣接する３つの画素間で等しいとする（Ｃ）式と、
Ｐｎ−１＝Ｐｎ＝Ｐｎ＋１ …（Ｃ）
から得られる連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は、透過散乱線強度または推定直接線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項６】
請求項３または請求項４に記載の放射線撮像装置において、前記推定されるべき放射線強度が、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および前記被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度であり、既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である前記実測強度の既知の個数に応じて、前記画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を３つと決定して、（ｎ−１）番目の画素、それに隣接するｎ番目の画素、さらにそれに隣接する（ｎ＋１）番目の画素からなる３つの画素の組み合わせを特定して、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、実測強度をＧｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１とするとともに、直接線透過率をＣｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１とし、前記透過散乱線強度をＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１とし、前記推定直接線強度をＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１としたときに、推定直接線強度は既知である推定直接線分布とその変換係数との積で表され、前記変換係数をａｎとし、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、前記推定直接線分布をＰ（ｎ−１），Ｐ（ｎ），Ｐ（ｎ＋１）とすると、各画素の透過散乱線強度は、隣接する画素の透過散乱線強度の補間演算により求められる（Ａ）式と、
Ｓｃｎ＝（Ｓｃｎ＋１＋Ｓｃｎ−１）／２ …（Ａ）
実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度との和に等しいとする、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の前記連立方程式（Ｂ−１）´，（Ｂ−２）´，（Ｂ−３）´式と、
Ｇｎ＋１＝ａｎ・Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１ …（Ｂ−１）´
Ｇｎ＝ａｎ・Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ …（Ｂ−２）´
Ｇｎ−１＝ａｎ・Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１ …（Ｂ−３）´
から得られる連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は、透過散乱線強度または推定直接線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の放射線撮像装置において、前記被検体のある状態での実測に基づいて前記強度推定手段で推定された前記放射線強度を用いて、その放射線強度に関する全ての画素についての基準強度として、平均値またはスムージング・補間計算により求められる各画素の値を求め、その値に対する各画素の変化率を求める変化率算出手段を備え、その変化率算出手段で求められた変化率を用いて、別の被検体に対する放射線撮像に反映させることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の放射線撮像装置において、被検体のない状態で、模擬的な散乱線源を用いた実測により、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度を推定し、その推定された透過散乱線強度に関する全ての画素についての基準強度として、平均値またはスムージング・補間により求められる各画素の値を求め、その値に対する各画素の変化率を求める変化率算出手段を備え、その変化率算出手段で求められた変化率を用いて、別の被検体に対する放射線撮像に反映させることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の放射線撮像装置において、前記変化率算出手段は、前記放射線照射手段と前記散乱放射線除去手段および前記放射線検出手段との離散的な距離に対して前記変化率を求め、その変化率を、前記離散的な距離に前後する距離に対して補間する変化率補間手段を備えることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１０】
請求項７または請求項８に記載の放射線撮像装置において、前記変化率算出手段で求められた変化率と、前記透過率算出手段で求められた直接線透過率と、前記別の被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１１】
請求項７または請求項８に記載の放射線撮像装置において、前記透過率算出手段は、前記放射線照射手段と前記散乱放射線除去手段および前記放射線検出手段との離散的な距離に対して前記直接線透過率を求め、その透過率算出手段で求められた前記直接線透過率に基づいて、直接線透過率を、前記離散的な距離に前後する距離に対して補間する透過率補間手段を備え、前記変化率算出手段で求められた変化率と、前記透過率補間手段で補間された直接線透過率と、前記別の被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の放射線撮像装置において、前記変化率補間手段で補間された変化率と、前記透過率算出手段で求められた直接線透過率と、前記別の被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１３】
請求項９に記載の放射線撮像装置において、前記透過率算出手段は、前記放射線照射手段と前記散乱放射線除去手段および前記放射線検出手段との離散的な距離に対して前記直接線透過率を求め、その透過率算出手段で求められた前記直接線透過率に基づいて、直接線透過率を、前記離散的な距離に前後する距離に対して補間する透過率補間手段を備え、前記変化率補間手段で補間された変化率と、前記透過率補間手段で補間された直接線透過率と、前記別の被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１４】
請求項１０から請求項１３のいずれかに記載の放射線撮像装置において、前記強度推定手段が、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での未知である前記放射線強度を推定する際に、既知である前記変化率の既知の個数，既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である実測強度の既知の個数に応じて、画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を決定して、その決定された所定の画素毎の実測強度，変化率，直接線透過率および推定されるべき放射線強度に関する連立方程式を解くことで、強度推定手段は放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の放射線撮像装置において、前記連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値以下の場合には、前記画素特定手段は、その連立方程式の組み合わせとなる所定の画素を選択せずに、別の所定の画素を組み合わせとして選択して特定して、その特定された所定の画素毎の前記連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は前記放射線強度を推定し、前記選択されなかった画素での放射線強度については、前記強度補間手段によって補間することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１６】
請求項１４または請求項１５に記載の放射線撮像装置において、前記変化率が、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度の変化率であるとともに、前記推定されるべき放射線強度が、前記別の被検体で散乱・透過し、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および前記別の被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度であり、既知である前記変化率の既知の個数，既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である前記実測強度の既知の個数に応じて、前記画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を３つと決定して、（ｎ−１）番目の画素、それに隣接するｎ番目の画素、さらにそれに隣接する（ｎ＋１）番目の画素からなる３つの画素の組み合わせを特定して、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、実測強度をＧｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１とするとともに、変化率をＲｃｓｎ−１，Ｒｃｓｎ，Ｒｃｓｎ＋１とし、直接線透過率をＣｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１とし、前記透過散乱線強度をＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１とし、前記推定直接線強度をＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１としたときに、透過散乱線強度は前記隣接する３つの画素間で等しいとする（Ａ）´´式と、
Ｓｃｎ−１＝Ｓｃｎ＝Ｓｃｎ＋１ …（Ａ）´´
実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度・変化率の積との和に等しいとする、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の前記連立方程式（Ｂ−１）´´，（Ｂ−２）´´，（Ｂ−３）´´式と、
Ｇｎ＋１＝Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１・Ｒｃｓｎ＋１ …（Ｂ−１）´´
Ｇｎ＝Ｐｎ・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ・Ｒｃｓｎ …（Ｂ−２）´´
Ｇｎ−１＝Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１・Ｒｃｓｎ−１ …（Ｂ−３）´´
各画素の推定直接線強度は、隣接する画素の推定直接線強度の補間演算により求められる（Ｃ）´´式と、
Ｐｎ＝（Ｐｎ＋１＋Ｐｎ−１）／２ …（Ｃ）´´
から得られる連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は、透過散乱線強度または推定直接線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１７】
放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備えるとともに、被検体を透過し、かつ前記散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度を、平均またはスムージング・補間により求める推定直接線強度算出手段と、その推定直接線強度算出手段で求められた推定直接線強度に基づいて、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度を求める透過散乱線強度算出手段とを備えることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１８】
放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備えるとともに、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度を、平均またはスムージング・補間により求める透過散乱線強度算出手段と、その透過散乱線強度算出手段で求められた透過散乱線強度に基づいて、被検体を透過し、かつ前記散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度を求める推定直接線強度算出手段とを備えることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１９】
放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備えるとともに、前記放射線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を特定する画素特定手段と、その画素特定手段で特定された前記所定の画素での直接放射線強度を少なくとも推定する強度推定手段と、その強度推定手段で推定された少なくとも直接放射線強度に基づいて、特定されなかった画素での少なくとも直接放射線強度を補間する強度補間手段とを備えることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の放射線撮像装置において、前記散乱放射線を吸収する吸収層の配置方向が前記検出素子の行方向、列方向の少なくとも１つの方向に対して平行であり、かつ互いに隣接する前記吸収層間の間隔が、互いに隣接する前記画素間の間隔の整数倍となるように、前記散乱放射線除去手段を構成することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２１】
請求項１９または請求項２０に記載の放射線撮像装置において、被検体のない状態での実測により求められた前記散乱放射線除去手段による直接放射線の透過前および透過後の透過率である直接線透過率を求める透過率算出手段を備えることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の放射線撮像装置において、前記透過率算出手段は、前記放射線照射手段と前記散乱放射線除去手段および前記放射線検出手段との離散的な距離に対して前記直接線透過率を求め、その透過率算出手段で求められた前記直接線透過率に基づいて、直接線透過率を、前記離散的な距離に前後する距離に対して補間する透過率補間手段を備えることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２３】
請求項２１に記載の放射線撮像装置において、前記透過率算出手段で求められた直線透過率と、被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での直接放射線強度を少なくとも推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２４】
請求項２２に記載の放射線撮像装置において、前記透過率算出手段で求められた直接線透過率，前記透過率補間手段で補間された直接線透過率と、被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での直接放射線強度を少なくとも推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２５】
請求項２３または請求項２４に記載の放射線撮像装置において、前記強度推定手段が、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での未知である前記直接放射線強度を少なくとも推定する際に、既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である実測強度の既知の個数に応じて、画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を決定して、その決定された所定の画素毎の実測強度，直接線透過率および推定されるべき少なくとも直接放射線強度に関する連立方程式を解くことで、強度推定手段は直接放射線強度を少なくとも推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載の放射線撮像装置において、前記連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値以下の場合には、前記画素特定手段は、その連立方程式の組み合わせとなる所定の画素を選択せずに、別の所定の画素を組み合わせとして選択して特定して、その特定された所定の画素毎の前記連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は前記直接放射線強度を少なくとも推定し、前記選択されなかった画素での少なくとも直接放射線強度については、前記強度補間手段によって補間することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２７】
請求項２５または請求項２６に記載の放射線撮像装置において、前記推定されるべき少なくとも直接放射線強度が、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および前記被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度であり、既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である前記実測強度の既知の個数に応じて、前記画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を３つと決定して、（ｎ−１）番目の画素、それに隣接するｎ番目の画素、さらにそれに隣接する（ｎ＋１）番目の画素からなる３つの画素の組み合わせを特定して、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、実測強度をＧｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１とするとともに、直接線透過率をＣｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１とし、前記透過散乱線強度をＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１とし、前記推定直接線強度をＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１としたときに、各画素の透過散乱線強度は、隣接する画素の透過散乱線強度の補間演算により求められる（Ａ）式と、
Ｓｃｎ＝（Ｓｃｎ＋１＋Ｓｃｎ−１）／２ …（Ａ）
実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度との和に等しいとする、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の前記連立方程式（Ｂ−１），（Ｂ−２），（Ｂ−３）式と、
Ｇｎ＋１＝Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１ …（Ｂ−１）
Ｇｎ＝Ｐｎ・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ …（Ｂ−２）
Ｇｎ−１＝Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１ …（Ｂ−３）
推定直接線強度は前記隣接する３つの画素間で等しいとする（Ｃ）式と、
Ｐｎ−１＝Ｐｎ＝Ｐｎ＋１ …（Ｃ）
から得られる連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は、推定直接線強度を推定、あるいは透過散乱線強度および推定直接線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２８】
請求項２５または請求項２６に記載の放射線撮像装置において、前記推定されるべき少なくとも直接放射線強度が、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および前記被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度であり、既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である前記実測強度の既知の個数に応じて、前記画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を３つと決定して、（ｎ−１）番目の画素、それに隣接するｎ番目の画素、さらにそれに隣接する（ｎ＋１）番目の画素からなる３つの画素の組み合わせを特定して、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、実測強度をＧｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１とするとともに、直接線透過率をＣｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１とし、前記透過散乱線強度をＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１とし、前記推定直接線強度をＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１としたときに、推定直接線強度は既知である推定直接線分布とその変換係数との積で表され、前記変換係数をａｎとし、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、前記推定直接線分布をＰ（ｎ−１），Ｐ（ｎ），Ｐ（ｎ＋１）とすると、各画素の透過散乱線強度は、隣接する画素の透過散乱線強度の補間演算により求められる（Ａ）式と、
Ｓｃｎ＝（Ｓｃｎ＋１＋Ｓｃｎ−１）／２ …（Ａ）
実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度との和に等しいとする、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の前記連立方程式（Ｂ−１）´，（Ｂ−２）´，（Ｂ−３）´式と、
Ｇｎ＋１＝ａｎ・Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１ …（Ｂ−１）´
Ｇｎ＝ａｎ・Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ …（Ｂ−２）´
Ｇｎ−１＝ａｎ・Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１ …（Ｂ−３）´
から得られる連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は、推定直接線強度を推定、あるいは透過散乱線強度および推定直接線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２９】
請求項２３から請求項２８のいずれかに記載の放射線撮像装置において、前記被検体のある状態での実測に基づいて前記強度推定手段で推定された少なくとも前記直接放射線強度を用いて、その少なくとも直接放射線強度に関する全ての画素についての基準強度として、平均値またはスムージング・補間計算により求められる各画素の値を求め、その値に対する各画素の変化率を求める変化率算出手段を備え、その変化率算出手段で求められた変化率を用いて、別の被検体に対する放射線撮像に反映させることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３０】
請求項２３から請求項２８のいずれかに記載の放射線撮像装置において、被検体のない状態で、模擬的な散乱線源を用いた実測により、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度を推定し、その推定された透過散乱線強度に関する全ての画素についての基準強度として、平均値またはスムージング・補間により求められる各画素の値を求め、その値に対する各画素の変化率を求める変化率算出手段を備え、その変化率算出手段で求められた変化率を用いて、別の被検体に対する放射線撮像に反映させることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３１】
請求項２９または請求項３０に記載の放射線撮像装置において、前記変化率算出手段は、前記放射線照射手段と前記散乱放射線除去手段および前記放射線検出手段との離散的な距離に対して前記変化率を求め、その変化率を、前記離散的な距離に前後する距離に対して補間する変化率補間手段を備えることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３２】
請求項２９または請求項３０に記載の放射線撮像装置において、前記変化率算出手段で求められた変化率と、前記透過率算出手段で求められた直接線透過率と、前記別の被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での直接放射線強度を少なくとも推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３３】
請求項２９または請求項３０に記載の放射線撮像装置において、前記透過率算出手段は、前記放射線照射手段と前記散乱放射線除去手段および前記放射線検出手段との離散的な距離に対して前記直接線透過率を求め、その透過率算出手段で求められた前記直接線透過率に基づいて、直接線透過率を、前記離散的な距離に前後する距離に対して補間する透過率補間手段を備え、前記変化率算出手段で求められた変化率と、前記透過率補間手段で補間された直接線透過率と、前記別の被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での直接放射線強度を少なくとも推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３４】
請求項３１に記載の放射線撮像装置において、前記変化率補間手段で補間された変化率と、前記透過率算出手段で求められた直接線透過率と、前記別の被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での直接放射線強度を少なくとも推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３５】
請求項３１に記載の放射線撮像装置において、前記透過率算出手段は、前記放射線照射手段と前記散乱放射線除去手段および前記放射線検出手段との離散的な距離に対して前記直接線透過率を求め、その透過率算出手段で求められた前記直接線透過率に基づいて、直接線透過率を、前記離散的な距離に前後する距離に対して補間する透過率補間手段を備え、前記変化率補間手段で補間された変化率と、前記透過率補間手段で補間された直接線透過率と、前記別の被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での直接放射線強度を少なくとも推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３６】
請求項３２から請求項３５のいずれかに記載の放射線撮像装置において、前記強度推定手段が、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での未知である前記直接放射線強度を少なくとも推定する際に、既知である前記変化率の既知の個数，既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である実測強度の既知の個数に応じて、画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を決定して、その決定された所定の画素毎の実測強度，変化率，直接線透過率および推定されるべき少なくとも直接放射線強度に関する連立方程式を解くことで、強度推定手段は直接放射線強度を少なくとも推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３７】
請求項３６に記載の放射線撮像装置において、前記連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値以下の場合には、前記画素特定手段は、その連立方程式の組み合わせとなる所定の画素を選択せずに、別の所定の画素を組み合わせとして選択して特定して、その特定された所定の画素毎の前記連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は前記直接放射線強度を少なくとも推定し、前記選択されなかった画素での少なくとも直接放射線強度については、前記強度補間手段によって補間することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３８】
請求項３６または請求項３７に記載の放射線撮像装置において、前記変化率が、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度の変化率であるとともに、前記推定されるべき少なくとも直接放射線強度が、前記別の被検体で散乱・透過し、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および前記別の被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度であり、既知である前記変化率の既知の個数，既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である前記実測強度の既知の個数に応じて、前記画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を３つと決定して、（ｎ−１）番目の画素、それに隣接するｎ番目の画素、さらにそれに隣接する（ｎ＋１）番目の画素からなる３つの画素の組み合わせを特定して、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、実測強度をＧｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１とするとともに、変化率をＲｃｓｎ−１，Ｒｃｓｎ，Ｒｃｓｎ＋１とし、直接線透過率をＣｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１とし、前記透過散乱線強度をＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１とし、前記推定直接線強度をＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１としたときに、透過散乱線強度は前記隣接する３つの画素間で等しいとする（Ａ）´´式と、
Ｓｃｎ−１＝Ｓｃｎ＝Ｓｃｎ＋１ …（Ａ）´´
実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度・変化率の積との和に等しいとする、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の前記連立方程式（Ｂ−１）´´，（Ｂ−２）´´，（Ｂ−３）´´式と、
Ｇｎ＋１＝Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１・Ｒｃｓｎ＋１ …（Ｂ−１）´´
Ｇｎ＝Ｐｎ・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ・Ｒｃｓｎ …（Ｂ−２）´´
Ｇｎ−１＝Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１・Ｒｃｓｎ−１ …（Ｂ−３）´´
各画素の推定直接線強度は、隣接する画素の推定直接線強度の補間演算により求められる（Ｃ）´´式と、
Ｐｎ＝（Ｐｎ＋１＋Ｐｎ−１）／２ …（Ｃ）´´
から得られる連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は、推定直接線強度を推定、あるいは透過散乱線強度および推定直接線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１】
放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備えるとともに、前記放射線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を特定する画素特定手段と、その画素特定手段で特定された前記所定の画素での散乱放射線強度、前記所定の画素での直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度を推定する強度推定手段と、その強度推定手段で推定された散乱放射線強度、直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度に基づいて、特定されなかった画素での散乱放射線強度、特定されなかった画素での直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度を補間する強度補間手段とを備え、
被検体のない状態での実測により求められた前記散乱放射線除去手段による直接放射線の透過前および透過後の透過率である直接線透過率を求める透過率算出手段を備え、
前記透過率算出手段で求められた直線透過率と、被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線撮像装置において、前記散乱放射線を吸収する吸収層の配置方向が前記検出素子の行方向、列方向の少なくとも１つの方向に対して平行であり、かつ互いに隣接する前記吸収層間の間隔が、互いに隣接する前記画素間の間隔の整数倍となるように、前記散乱放射線除去手段を構成することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の放射線撮像装置において、前記強度推定手段が、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での未知である前記放射線強度を推定する際に、既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である実測強度の既知の個数に応じて、画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を決定して、その決定された所定の画素毎の実測強度，直接線透過率および推定されるべき放射線強度に関する連立方程式を解くことで、強度推定手段は放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の放射線撮像装置において、前記連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値以下の場合には、前記画素特定手段は、その連立方程式の組み合わせとなる所定の画素を選択せずに、別の所定の画素を組み合わせとして選択して特定して、その特定された所定の画素毎の前記連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は前記放射線強度を推定し、前記選択されなかった画素での放射線強度については、前記強度補間手段によって補間することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の放射線撮像装置において、前記推定されるべき放射線強度が、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および前記被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度であり、既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である前記実測強度の既知の個数に応じて、前記画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を３つと決定して、（ｎ−１）番目の画素、それに隣接するｎ番目の画素、さらにそれに隣接する（ｎ＋１）番目の画素からなる３つの画素の組み合わせを特定して、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、実測強度をＧｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１とするとともに、直接線透過率をＣｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１とし、前記透過散乱線強度をＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１とし、前記推定直接線強度をＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１としたときに、各画素の透過散乱線強度は、隣接する画素の透過散乱線強度の補間演算により求められる（Ａ）式と、
Ｓｃｎ＝（Ｓｃｎ＋１＋Ｓｃｎ−１）／２ …（Ａ）
実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度との和に等しいとする、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の前記連立方程式（Ｂ−１），（Ｂ−２），（Ｂ−３）式と、
Ｇｎ＋１＝Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１ …（Ｂ−１）
Ｇｎ＝Ｐｎ・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ …（Ｂ−２）
Ｇｎ−１＝Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１ …（Ｂ−３）
推定直接線強度は前記隣接する３つの画素間で等しいとする（Ｃ）式と、
Ｐｎ−１＝Ｐｎ＝Ｐｎ＋１ …（Ｃ）
から得られる連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は、透過散乱線強度または推定直接線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項６】
請求項３または請求項４に記載の放射線撮像装置において、前記推定されるべき放射線強度が、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および前記被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度であり、既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である前記実測強度の既知の個数に応じて、前記画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を３つと決定して、（ｎ−１）番目の画素、それに隣接するｎ番目の画素、さらにそれに隣接する（ｎ＋１）番目の画素からなる３つの画素の組み合わせを特定して、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、実測強度をＧｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１とするとともに、直接線透過率をＣｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１とし、前記透過散乱線強度をＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１とし、前記推定直接線強度をＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１としたときに、推定直接線強度は既知である推定直接線分布とその変換係数との積で表され、前記変換係数をａｎとし、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、前記推定直接線分布をＰ（ｎ−１），Ｐ（ｎ），Ｐ（ｎ＋１）とすると、各画素の透過散乱線強度は、隣接する画素の透過散乱線強度の補間演算により求められる（Ａ）式と、
Ｓｃｎ＝（Ｓｃｎ＋１＋Ｓｃｎ−１）／２ …（Ａ）
実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度との和に等しいとする、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の前記連立方程式（Ｂ−１）´，（Ｂ−２）´，（Ｂ−３）´式と、
Ｇｎ＋１＝ａｎ・Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１ …（Ｂ−１）´
Ｇｎ＝ａｎ・Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ …（Ｂ−２）´
Ｇｎ−１＝ａｎ・Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１ …（Ｂ−３）´
から得られる連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は、透過散乱線強度または推定直接線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の放射線撮像装置において、前記被検体のある状態での実測に基づいて前記強度推定手段で推定された前記放射線強度を用いて、その放射線強度に関する全ての画素についての基準強度として、平均値またはスムージング・補間計算により求められる各画素の値を求め、その値に対する各画素の変化率を求める変化率算出手段を備え、その変化率算出手段で求められた変化率を用いて、別の被検体に対する放射線撮像に反映させることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の放射線撮像装置において、被検体のない状態で、模擬的な散乱線源を用いた実測により、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度を推定し、その推定された透過散乱線強度に関する全ての画素についての基準強度として、平均値またはスムージング・補間により求められる各画素の値を求め、その値に対する各画素の変化率を求める変化率算出手段を備え、その変化率算出手段で求められた変化率を用いて、別の被検体に対する放射線撮像に反映させることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項９】
請求項７または請求項８に記載の放射線撮像装置において、前記変化率算出手段は、前記放射線照射手段と前記散乱放射線除去手段および前記放射線検出手段との離散的な距離に対して前記変化率を求め、その変化率を、前記離散的な距離に前後する距離に対して補間する変化率補間手段を備えることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１０】
請求項７または請求項８に記載の放射線撮像装置において、前記変化率算出手段で求められた変化率と、前記透過率算出手段で求められた直接線透過率と、前記別の被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１１】
請求項７または請求項８に記載の放射線撮像装置において、前記透過率算出手段は、前記放射線照射手段と前記散乱放射線除去手段および前記放射線検出手段との離散的な距離に対して前記直接線透過率を求め、その透過率算出手段で求められた前記直接線透過率に基づいて、直接線透過率を、前記離散的な距離に前後する距離に対して補間する透過率補間手段を備え、前記変化率算出手段で求められた変化率と、前記透過率補間手段で補間された直接線透過率と、前記別の被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の放射線撮像装置において、前記変化率補間手段で補間された変化率と、前記透過率算出手段で求められた直接線透過率と、前記別の被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１３】
請求項９に記載の放射線撮像装置において、前記透過率算出手段は、前記放射線照射手段と前記散乱放射線除去手段および前記放射線検出手段との離散的な距離に対して前記直接線透過率を求め、その透過率算出手段で求められた前記直接線透過率に基づいて、直接線透過率を、前記離散的な距離に前後する距離に対して補間する透過率補間手段を備え、前記変化率補間手段で補間された変化率と、前記透過率補間手段で補間された直接線透過率と、前記別の被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１４】
請求項１０から請求項１３のいずれかに記載の放射線撮像装置において、前記強度推定手段が、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での未知である前記放射線強度を推定する際に、既知である前記変化率の既知の個数，既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である実測強度の既知の個数に応じて、画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を決定して、その決定された所定の画素毎の実測強度，変化率，直接線透過率および推定されるべき放射線強度に関する連立方程式を解くことで、強度推定手段は放射線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の放射線撮像装置において、前記連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値以下の場合には、前記画素特定手段は、その連立方程式の組み合わせとなる所定の画素を選択せずに、別の所定の画素を組み合わせとして選択して特定して、その特定された所定の画素毎の前記連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は前記放射線強度を推定し、前記選択されなかった画素での放射線強度については、前記強度補間手段によって補間することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１６】
請求項１４または請求項１５に記載の放射線撮像装置において、前記変化率が、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度の変化率であるとともに、前記推定されるべき放射線強度が、前記別の被検体で散乱・透過し、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および前記別の被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度であり、既知である前記変化率の既知の個数，既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である前記実測強度の既知の個数に応じて、前記画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を３つと決定して、（ｎ−１）番目の画素、それに隣接するｎ番目の画素、さらにそれに隣接する（ｎ＋１）番目の画素からなる３つの画素の組み合わせを特定して、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、実測強度をＧｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１とするとともに、変化率をＲｃｓｎ−１，Ｒｃｓｎ，Ｒｃｓｎ＋１とし、直接線透過率をＣｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１とし、前記透過散乱線強度をＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１とし、前記推定直接線強度をＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１としたときに、透過散乱線強度は前記隣接する３つの画素間で等しいとする（Ａ）´´式と、
Ｓｃｎ−１＝Ｓｃｎ＝Ｓｃｎ＋１ …（Ａ）´´
実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度・変化率の積との和に等しいとする、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の前記連立方程式（Ｂ−１）´´，（Ｂ−２）´´，（Ｂ−３）´´式と、
Ｇｎ＋１＝Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１・Ｒｃｓｎ＋１ …（Ｂ−１）´´
Ｇｎ＝Ｐｎ・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ・Ｒｃｓｎ …（Ｂ−２）´´
Ｇｎ−１＝Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１・Ｒｃｓｎ−１ …（Ｂ−３）´´
各画素の推定直接線強度は、隣接する画素の推定直接線強度の補間演算により求められる（Ｃ）´´式と、
Ｐｎ＝（Ｐｎ＋１＋Ｐｎ−１）／２ …（Ｃ）´´
から得られる連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は、透過散乱線強度または推定直接線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１７】
放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備えるとともに、被検体を透過し、かつ前記散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度を、平均またはスムージング・補間により求める推定直接線強度算出手段と、その推定直接線強度算出手段で求められた推定直接線強度に基づいて、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度を求める透過散乱線強度算出手段とを備えることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１８】
放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備えるとともに、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度を、平均またはスムージング・補間により求める透過散乱線強度算出手段と、その透過散乱線強度算出手段で求められた透過散乱線強度に基づいて、被検体を透過し、かつ前記散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度を求める推定直接線強度算出手段とを備えることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項１９】
放射線画像を得る放射線撮像装置であって、放射線を照射する放射線照射手段と、散乱放射線を除去する散乱放射線除去手段と、放射線を検出する複数の検出素子が行列状に構成された放射線検出手段とを備えるとともに、前記放射線画像を構成する各々の画素のうち、所定の画素を特定する画素特定手段と、その画素特定手段で特定された前記所定の画素での直接放射線強度を少なくとも推定する強度推定手段と、その強度推定手段で推定された少なくとも直接放射線強度に基づいて、特定されなかった画素での少なくとも直接放射線強度を補間する強度補間手段とを備えることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の放射線撮像装置において、前記散乱放射線を吸収する吸収層の配置方向が前記検出素子の行方向、列方向の少なくとも１つの方向に対して平行であり、かつ互いに隣接する前記吸収層間の間隔が、互いに隣接する前記画素間の間隔の整数倍となるように、前記散乱放射線除去手段を構成することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２１】
請求項１９または請求項２０に記載の放射線撮像装置において、被検体のない状態での実測により求められた前記散乱放射線除去手段による直接放射線の透過前および透過後の透過率である直接線透過率を求める透過率算出手段を備えることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の放射線撮像装置において、前記透過率算出手段は、前記放射線照射手段と前記散乱放射線除去手段および前記放射線検出手段との離散的な距離に対して前記直接線透過率を求め、その透過率算出手段で求められた前記直接線透過率に基づいて、直接線透過率を、前記離散的な距離に前後する距離に対して補間する透過率補間手段を備えることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２３】
請求項２１に記載の放射線撮像装置において、前記透過率算出手段で求められた直線透過率と、被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での直接放射線強度を少なくとも推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２４】
請求項２２に記載の放射線撮像装置において、前記透過率算出手段で求められた直接線透過率，前記透過率補間手段で補間された直接線透過率と、被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での直接放射線強度を少なくとも推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２５】
請求項２３または請求項２４に記載の放射線撮像装置において、前記強度推定手段が、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での未知である前記直接放射線強度を少なくとも推定する際に、既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である実測強度の既知の個数に応じて、画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を決定して、その決定された所定の画素毎の実測強度，直接線透過率および推定されるべき少なくとも直接放射線強度に関する連立方程式を解くことで、強度推定手段は直接放射線強度を少なくとも推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載の放射線撮像装置において、前記連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値以下の場合には、前記画素特定手段は、その連立方程式の組み合わせとなる所定の画素を選択せずに、別の所定の画素を組み合わせとして選択して特定して、その特定された所定の画素毎の前記連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は前記直接放射線強度を少なくとも推定し、前記選択されなかった画素での少なくとも直接放射線強度については、前記強度補間手段によって補間することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２７】
請求項２５または請求項２６に記載の放射線撮像装置において、前記推定されるべき少なくとも直接放射線強度が、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および前記被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度であり、既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である前記実測強度の既知の個数に応じて、前記画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を３つと決定して、（ｎ−１）番目の画素、それに隣接するｎ番目の画素、さらにそれに隣接する（ｎ＋１）番目の画素からなる３つの画素の組み合わせを特定して、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、実測強度をＧｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１とするとともに、直接線透過率をＣｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１とし、前記透過散乱線強度をＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１とし、前記推定直接線強度をＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１としたときに、各画素の透過散乱線強度は、隣接する画素の透過散乱線強度の補間演算により求められる（Ａ）式と、
Ｓｃｎ＝（Ｓｃｎ＋１＋Ｓｃｎ−１）／２ …（Ａ）
実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度との和に等しいとする、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の前記連立方程式（Ｂ−１），（Ｂ−２），（Ｂ−３）式と、
Ｇｎ＋１＝Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１ …（Ｂ−１）
Ｇｎ＝Ｐｎ・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ …（Ｂ−２）
Ｇｎ−１＝Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１ …（Ｂ−３）
推定直接線強度は前記隣接する３つの画素間で等しいとする（Ｃ）式と、
Ｐｎ−１＝Ｐｎ＝Ｐｎ＋１ …（Ｃ）
から得られる連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は、推定直接線強度を推定、あるいは透過散乱線強度および推定直接線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２８】
請求項２５または請求項２６に記載の放射線撮像装置において、前記推定されるべき少なくとも直接放射線強度が、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および前記被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度であり、既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である前記実測強度の既知の個数に応じて、前記画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を３つと決定して、（ｎ−１）番目の画素、それに隣接するｎ番目の画素、さらにそれに隣接する（ｎ＋１）番目の画素からなる３つの画素の組み合わせを特定して、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、実測強度をＧｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１とするとともに、直接線透過率をＣｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１とし、前記透過散乱線強度をＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１とし、前記推定直接線強度をＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１としたときに、推定直接線強度は既知である推定直接線分布とその変換係数との積で表され、前記変換係数をａｎとし、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、前記推定直接線分布をＰ（ｎ−１），Ｐ（ｎ），Ｐ（ｎ＋１）とすると、各画素の透過散乱線強度は、隣接する画素の透過散乱線強度の補間演算により求められる（Ａ）式と、
Ｓｃｎ＝（Ｓｃｎ＋１＋Ｓｃｎ−１）／２ …（Ａ）
実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度との和に等しいとする、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の前記連立方程式（Ｂ−１）´，（Ｂ−２）´，（Ｂ−３）´式と、
Ｇｎ＋１＝ａｎ・Ｐ（ｎ＋１）・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１ …（Ｂ−１）´
Ｇｎ＝ａｎ・Ｐ（ｎ）・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ …（Ｂ−２）´
Ｇｎ−１＝ａｎ・Ｐ（ｎ−１）・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１ …（Ｂ−３）´
から得られる連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は、推定直接線強度を推定、あるいは透過散乱線強度および推定直接線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２９】
請求項２３から請求項２８のいずれかに記載の放射線撮像装置において、前記被検体のある状態での実測に基づいて前記強度推定手段で推定された少なくとも前記直接放射線強度を用いて、その少なくとも直接放射線強度に関する全ての画素についての基準強度として、平均値またはスムージング・補間計算により求められる各画素の値を求め、その値に対する各画素の変化率を求める変化率算出手段を備え、その変化率算出手段で求められた変化率を用いて、別の被検体に対する放射線撮像に反映させることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３０】
請求項２３から請求項２８のいずれかに記載の放射線撮像装置において、被検体のない状態で、模擬的な散乱線源を用いた実測により、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度を推定し、その推定された透過散乱線強度に関する全ての画素についての基準強度として、平均値またはスムージング・補間により求められる各画素の値を求め、その値に対する各画素の変化率を求める変化率算出手段を備え、その変化率算出手段で求められた変化率を用いて、別の被検体に対する放射線撮像に反映させることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３１】
請求項２９または請求項３０に記載の放射線撮像装置において、前記変化率算出手段は、前記放射線照射手段と前記散乱放射線除去手段および前記放射線検出手段との離散的な距離に対して前記変化率を求め、その変化率を、前記離散的な距離に前後する距離に対して補間する変化率補間手段を備えることを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３２】
請求項２９または請求項３０に記載の放射線撮像装置において、前記変化率算出手段で求められた変化率と、前記透過率算出手段で求められた直接線透過率と、前記別の被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での直接放射線強度を少なくとも推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３３】
請求項２９または請求項３０に記載の放射線撮像装置において、前記透過率算出手段は、前記放射線照射手段と前記散乱放射線除去手段および前記放射線検出手段との離散的な距離に対して前記直接線透過率を求め、その透過率算出手段で求められた前記直接線透過率に基づいて、直接線透過率を、前記離散的な距離に前後する距離に対して補間する透過率補間手段を備え、前記変化率算出手段で求められた変化率と、前記透過率補間手段で補間された直接線透過率と、前記別の被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での直接放射線強度を少なくとも推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３４】
請求項３１に記載の放射線撮像装置において、前記変化率補間手段で補間された変化率と、前記透過率算出手段で求められた直接線透過率と、前記別の被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での直接放射線強度を少なくとも推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３５】
請求項３１に記載の放射線撮像装置において、前記透過率算出手段は、前記放射線照射手段と前記散乱放射線除去手段および前記放射線検出手段との離散的な距離に対して前記直接線透過率を求め、その透過率算出手段で求められた前記直接線透過率に基づいて、直接線透過率を、前記離散的な距離に前後する距離に対して補間する透過率補間手段を備え、前記変化率補間手段で補間された変化率と、前記透過率補間手段で補間された直接線透過率と、前記別の被検体のある状態での実測での前記散乱放射線除去手段を透過した後の放射線強度である実測強度とに基づいて、前記強度推定手段は、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での直接放射線強度を少なくとも推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３６】
請求項３２から請求項３５のいずれかに記載の放射線撮像装置において、前記強度推定手段が、前記画素特定手段で特定された前記所定の画素での未知である前記直接放射線強度を少なくとも推定する際に、既知である前記変化率の既知の個数，既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である実測強度の既知の個数に応じて、画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を決定して、その決定された所定の画素毎の実測強度，変化率，直接線透過率および推定されるべき少なくとも直接放射線強度に関する連立方程式を解くことで、強度推定手段は直接放射線強度を少なくとも推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３７】
請求項３６に記載の放射線撮像装置において、前記連立方程式の解に含まれる分母の絶対値が所定値以下の場合には、前記画素特定手段は、その連立方程式の組み合わせとなる所定の画素を選択せずに、別の所定の画素を組み合わせとして選択して特定して、その特定された所定の画素毎の前記連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は前記直接放射線強度を少なくとも推定し、前記選択されなかった画素での少なくとも直接放射線強度については、前記強度補間手段によって補間することを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項３８】
請求項３６または請求項３７に記載の放射線撮像装置において、前記変化率が、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度の変化率であるとともに、前記推定されるべき少なくとも直接放射線強度が、前記別の被検体で散乱・透過し、前記散乱放射線除去手段を透過した後の散乱放射線強度である透過散乱線強度、および前記別の被検体を透過し、かつ散乱放射線除去手段を透過する前の直接放射線強度である推定直接線強度であり、既知である前記変化率の既知の個数，既知である前記直接線透過率の既知の個数および既知である前記実測強度の既知の個数に応じて、前記画素特定手段は特定されるべき所定の画素の個数を３つと決定して、（ｎ−１）番目の画素、それに隣接するｎ番目の画素、さらにそれに隣接する（ｎ＋１）番目の画素からなる３つの画素の組み合わせを特定して、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎に、実測強度をＧｎ−１，Ｇｎ，Ｇｎ＋１とするとともに、変化率をＲｃｓｎ−１，Ｒｃｓｎ，Ｒｃｓｎ＋１とし、直接線透過率をＣｐｎ−１，Ｃｐｎ，Ｃｐｎ＋１とし、前記透過散乱線強度をＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１とし、前記推定直接線強度をＰｎ−１，Ｐｎ，Ｐｎ＋１としたときに、透過散乱線強度は前記隣接する３つの画素間で等しいとする（Ａ）´´式と、
Ｓｃｎ−１＝Ｓｃｎ＝Ｓｃｎ＋１ …（Ａ）´´
実測強度は推定直接線強度・直接線透過率の積と透過散乱線強度・変化率の積との和に等しいとする、前記隣接する３つの画素（ｎ−１），ｎ，（ｎ＋１）毎の前記連立方程式（Ｂ−１）´´，（Ｂ−２）´´，（Ｂ−３）´´式と、
Ｇｎ＋１＝Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１・Ｒｃｓｎ＋１ …（Ｂ−１）´´
Ｇｎ＝Ｐｎ・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ・Ｒｃｓｎ …（Ｂ−２）´´
Ｇｎ−１＝Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１・Ｒｃｓｎ−１ …（Ｂ−３）´´
各画素の推定直接線強度は、隣接する画素の推定直接線強度の補間演算により求められる（Ｃ）´´式と、
Ｐｎ＝（Ｐｎ＋１＋Ｐｎ−１）／２ …（Ｃ）´´
から得られる連立方程式を解くことで、前記強度推定手段は、推定直接線強度を推定、あるいは透過散乱線強度および推定直接線強度を推定することを特徴とする放射線撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１３５６４７（Ｐ２０１２−１３５６４７Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−６２１８１（Ｐ２０１２−６２１８１）
【出願日】平成２４年３月１９日（２０１２．３．１９）
【分割の表示】特願２００８−１４６０３（Ｐ２００８−１４６０３）の分割
【原出願日】平成２０年１月２５日（２００８．１．２５）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月１９日（２０１２．３．１９）
【分割の表示】特願２００８−１４６０３（Ｐ２００８−１４６０３）の分割
【原出願日】平成２０年１月２５日（２００８．１．２５）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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