放射線撮影装置
【課題】統計ノイズの影響を画像に重畳させない放射線撮影装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る放射線撮影装置は、変化率マップＭ１を生成する変化率マップ生成部４８を備えている。そして、この変化率マップＭ１は、スムージングされ、平均値マップとなる。平均値マップからは、統計ノイズが平均化されてボカされる。放射線透視画像に変化率マップの有する統計ノイズが重畳することがない。また、スムージングは、放射線グリッドの吸収箔の延伸方向に沿って並んだ変化率の配列についてなされる。すると、縞模様の成分についてはスムージングを施さない構成とすることができる。これにより、変化率マップＭ１に現れた散乱線の縞模様はスムージングでボケてしまうことがなく、放射線透視画像に表れる模様を除去することができる。
【解決手段】本発明に係る放射線撮影装置は、変化率マップＭ１を生成する変化率マップ生成部４８を備えている。そして、この変化率マップＭ１は、スムージングされ、平均値マップとなる。平均値マップからは、統計ノイズが平均化されてボカされる。放射線透視画像に変化率マップの有する統計ノイズが重畳することがない。また、スムージングは、放射線グリッドの吸収箔の延伸方向に沿って並んだ変化率の配列についてなされる。すると、縞模様の成分についてはスムージングを施さない構成とすることができる。これにより、変化率マップＭ１に現れた散乱線の縞模様はスムージングでボケてしまうことがなく、放射線透視画像に表れる模様を除去することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の透視画像が取得できる放射線撮影装置に関し、特に、放射線が被検体を通過する際に生じる散乱線を除去する放射線グリッドを備えた放射線撮影装置に関する。
【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、この様な従来構成においては、以下のような問題点がある。
散乱線は、グリッドを通過すると、その殆どが吸収されてしまうが、中には、グリッドを通過してしまうものがある。この通過の具合は、吸収箔の配列の歪みに影響されて、Ｘ線検出器の検出面の各部において、一定とならない。具体的には、散乱線放射線の透過具合がＸ線検出器に写りこんでしまう。この様に、散乱線の影響は、Ｘ線検出器全体に及んでいる。
【０００７】
この影響を除くために、予め、散乱線の透過具合がＸ線検出器の各部で異なることに起因して、画像に表れる模様（散乱線の縞模様）を変化率マップとして記憶しておき、上述のような画像処理の際に、この散乱線の縞模様を画像処理によって除去する構成が考えうる。
【０００８】
しかしながら、上述の変化率マップには、散乱線の影響によらないノイズ（統計のノイズ）が重畳している。散乱線の縞模様は、吸収箔の歪み具合によって大きく変化するので、予測は難しいことから、変化率マップは、グリッドが装着されたＸ線検出器にＸ線を実際に当てることで取得される。このとき、検出素子に到達する放射線の線量は、検出素子同士で同じである保証はなく、多少のバラツキを有している。したがって、変化率マップには、このバラツキが重畳し、これが統計ノイズの原因である。なお、このバラツキは、グリッドをＸ線検出器に装着しなくても生じ、上述の散乱線の縞模様とは独立したものである。
【０００９】
散乱線の縞模様を除去する画像処理は、簡単に言えば、変化率マップを放射線透視画像に重ね合わせることによって行われる。変化率マップには、散乱線の縞模様とは別に統計ノイズが重畳しているので、画像に変化率マップを作用させると、変化率マップに重畳した統計ノイズだけ余計に画像の画素値を変更してしまい、画像に粒状のノイズが表れる原因となる。
【００１０】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、統計ノイズの影響を画像に重畳させない放射線撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、この様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影装置であって、放射線を照射する放射線源と、放射線を検出する複数の検出素子が行方向、および列方向に二次元的に配列されて構成された放射線検出手段と、行方向に伸びた吸収箔が列方向に配列されているとともに散乱線を除去する放射線グリッドとを備え、２次元的に配列された画素の画素値を求めるための所定の物理量を求める物理量取得手段と、所定の物理量をマッピングして物理量マップを生成する物理量マップ生成手段と、物理量マップにおける吸収箔の延伸方向に沿って並んだ物理量の配列についてスムージングを行って物理量マップを生成する物理量マップ平滑化手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によれば、物理量マップを生成する物理量マップ生成手段を備えている。この物理量マップは、放射線透視画像に表れる模様（散乱線の縞模様）を示しているものであり、これを用いて放射線透視画像に補正を加えれば、散乱線の縞模様が除去される。そして、請求項１に記載の構成は、この物理量マップにスムージングを行って平均値マップを生成する物理量マップ平滑化手段を備えている。したがって、物理量マップには、散乱線の縞模様の他に、統計ノイズが重畳している。しかし、物理量マップは、スムージングされ、平均値マップとなる。平均値マップからは、統計ノイズが平均化されてボカされる。統計ノイズが放射線透視画像において粒状の粗い偽像として写りこもうとしても、平均値マップにおいては、その粒状性は、ボカされており、結局、放射線透視画像に物理量マップの有する統計ノイズが重畳することがない。
【００１３】
また、スムージングは、放射線グリッドの吸収箔の延伸方向に沿って並んだ物理量の配列についてなされる。散乱線の縞模様はスムージングでボケないことが望ましい。散乱線の縞模様は、放射線グリッドの吸収箔の延伸方向に沿って伸びている（言いかえれば、散乱線の縞模様は、放射線グリッドの吸収箔の配列方向に沿って配列されている）。スムージングは、放射線グリッドの吸収箔の延伸方向に沿って行われるので、物理量に含まれる統計ノイズ成分についてはスムージングが施され、散乱線の縞模様の成分についてはスムージングを施さない構成とすることができる。これにより、物理量マップに現れた散乱線の縞模様はスムージングでボケてしまうことがなく、放射線透視画像に表れる模様を除去することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の放射線撮影装置において、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所定の画素での散乱線強度、所定の画素での直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度を推定する強度推定手段とを更に備え、（Ａ）物理量取得手段に相当する構成として、被検体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が備えられ、（Ｂ）物理量マップ生成手段に相当する構成として各画素の変化率をマッピングして変化率マップを生成する変化率マップ生成手段が備えられ、（Ｃ）物理量マップ平滑化手段に相当する構成として、変化率マップにおける吸収箔の延伸方向に沿って並んだ変化率の配列についてスムージングを行って平均値マップを生成する変化率マップ平滑化手段が備えられることを特徴とするものである。
【００１５】
［作用・効果］上述の構成は、本発明に係る放射線撮影装置の具体的な態様を示したものである。すなわち、上述の構成によれば、変化率マップを生成する変化率マップ生成手段を備えている。この変化率マップは、放射線透視画像に表れる模様（散乱線の縞模様）を示しているものであり、これを用いて放射線透視画像に補正を加えれば、散乱線の縞模様が除去される。そして、請求項１に記載の構成は、この変化率マップにスムージングを行って平均値マップを生成する変化率マップ平滑化手段を備えている。したがって、変化率マップには、散乱線の縞模様の他に、統計ノイズが重畳している。しかし、変化率マップは、スムージングされ、平均値マップとなる。平均値マップからは、統計ノイズが平均化されてボカされる。統計ノイズが放射線透視画像において粒状の粗い偽像として写りこもうとしても、平均値マップにおいては、その粒状性は、ボカされており、結局、放射線透視画像に変化率マップの有する統計ノイズが重畳することがない。
【００１６】
また、スムージングは、放射線グリッドの吸収箔の延伸方向に沿って並んだ変化率の配列についてなされる。散乱線の縞模様はスムージングでボケないことが望ましい。散乱線の縞模様は、放射線グリッドの吸収箔の延伸方向に沿って伸びている（言いかえれば、散乱線の縞模様は、放射線グリッドの吸収箔の配列方向に沿って配列されている）。スムージングは、放射線グリッドの吸収箔の延伸方向に沿って行われるので、変化率に含まれる統計ノイズ成分についてはスムージングが施され、散乱線の縞模様の成分についてはスムージングを施さない構成とすることができる。これにより、変化率マップに現れた散乱線の縞模様はスムージングでボケてしまうことがなく、放射線透視画像に表れる模様を除去することができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の放射線撮影装置は、請求項１に記載の放射線撮影装置において、平均値マップと、透過率算出手段で求められた直接線透過率と、別の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とを特徴とするものである。
【００１８】
［作用・効果］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影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と、透過率算出手段で求められた直接線透過率、そして、別の被検体（実際の放射線撮影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。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影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影に用いられる被検体）のある状態で放射線撮影を行って、その被検体（実際の放射線撮影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。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に記載の発明によれば、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。そして、散乱放射線除去手段に依存せずに、適切な放射線画像を得ることができる。
【００２０】
そして、本発明によれば、物理量マップを生成する物理量マップ生成手段を備えている。そして、この物理量マップにスムージングを行って平均値マップを生成する物理量マップ平滑化手段を備えている。物理量マップは、スムージングされ、平均値マップとなる。平均値マップからは、統計ノイズが平均化されてボカされる。結局、放射線透視画像に物理量マップの有する統計ノイズが重畳することがない。
【００２１】
また、スムージングは、放射線グリッドの吸収箔の延伸方向に沿って並んだ変化率の配列についてなされる。すると、物理量マップの変化率に含まれる統計ノイズ成分についてはスムージングし、縞模様の成分についてはスムージングを施さない構成とすることができる。これにより、物理量マップに現れた散乱線の縞模様はスムージングでボケてしまうことがなく、放射線透視画像に表れる模様を除去することができる。
【実施例１】
【００２２】
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、実施例１に係るＸ線撮影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、Ｘ線グリッドの概略図である。実施例１では、放射線としてＸ線を例に採って説明する。
【００２３】
本実施例１に係るＸ線撮影装置は、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線除去手段に相当する。
【００２４】
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。
【００２５】
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、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。これとは別に、画像処理部４は、変化率マップ生成部４８と、平滑化部４９とを備えているが、その詳細は後述する。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、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、変化率マップ生成部は、本発明の変化率マップ生成手段に相当し、平滑化部４９は、本発明の変化率マップ平滑化手段に相当する。
【００２６】
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。
【００２７】
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，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，中間層６ｃを挟み込む。吸収箔６ａ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を支持する機構等）については図示を省略する。吸収箔６ａは、この発明における吸収層に相当する。
【００２８】
次に、吸収箔６ａの配列について説明する。具体的には、図３中のＸ方向に沿って伸びた吸収箔６ａと中間層６ｃとを図３中のＹ方向に順に交互に並べるられている。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の配置方向が検出素子ｄの行方向に対して平行である。
【００２９】
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）。このように、吸収箔６ａの配置方向が検出素子ｄの行方向に対して平行であり、かつ互いに隣接する吸収箔６ａの間隔Ｋｇｙが、互いに隣接する画素間の間隔Ｋｆｙの整数倍になるように、グリッド６は構成されている。
【００３０】
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。
【００３１】
本実施例１に係る実際のＸ線撮影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線撮影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線撮影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線撮影を模式的に示した図である。
【００３２】
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。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（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。
【００３３】
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。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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。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は推定して変化率算出部４６や表示部５などに送り込む。また、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。
【００３６】
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線撮影に反映させる。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。この様に形成された変化率Ｒｃｓは、変化率マップ生成部４８に送出される。そこで生成された変化率マップＭ１は、平滑化部４９に送出される。
【００３７】
本実施例１では、実際のＸ線撮影は、図５に示すようなフローとなる。
【００３８】
（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線撮影を行う。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線撮影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。
【００３９】
（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。
【００４０】
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。
【００４１】
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線撮影では、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線撮影を行い、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。
【００４２】
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。
【００４３】
（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線撮影を行う。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。
【００４４】
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線撮影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。
【００４５】
（ステップＳ４）強度の推定
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
Ｓｃｎ＝（Ｓｃｎ＋１＋Ｓｃｎ−１）／２ …（１）
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。
【００４９】
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。
【００５０】
Ｇｎ＋１＝Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１ …（２）
Ｇｎ＝Ｐｎ・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ …（３）
Ｇｎ−１＝Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１ …（４）
【００５１】
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。
【００５２】
Ｐｎ−１＝Ｐｎ＝Ｐｎ＋１ …（５）
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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を変化率算出部４６や表示部５などに送り込む。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
この方法では、被検体がアクリル平板のファントム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。
【００６４】
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。
【００６５】
（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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
（ステップＳ６）平均値マップの生成
この様にして得られた変化率Ｒｃｓの各々は、ＦＰＤ３の検出素子ｄの各々に対応している。したがって、得られた変化率Ｒｃｓを検出素子ｄを参照してマッピングすれば、ＦＰＤ３に写りこむ散乱線の縞模様を示す変化率マップＭ１が生成される。この変化率マップＭ１の生成は、変化率マップ生成部４８によってなされる。そして、生成された変化率マップＭ１は、変化率マップ記憶部４８ａにて記憶される。
【００７１】
この変化率マップＭ１の特徴について説明する。グリッド６における吸収箔６ａは、ＦＰＤ３の検出素子ｄの配列における一方向に沿っている。この方向に沿って変化率Ｒｃｓを比較していくと、互いに似通っている。しかし、吸収箔６ａの配列方向に沿って変化率Ｒｃｓを比較していくと、互いに異なっている。この様な事情を模式的に表すと、図９の如くとなる。
【００７２】
変化率マップＭ１を構成する変化率Ｒｃｓについて更に説明する。変化率Ｒｃｓには、散乱線の透過具合がＦＰＤ３の各部で異なることに起因して、放射線透視画像に表れる模様の成分が含まれている。理想的には、変化率Ｒｃｓには模様の成分のみを含んでいればよいのであるが、実際はそうではない。すなわち、変化率Ｒｃｓには、検出素子ｄに入射する直接線の強度に起因したバラツキ（統計ノイズ）が含まれている。
【００７３】
変化率マップＭ１は、平滑化部４９に送出される。そこでは、変化率マップＭ１をスムージングすることにより、上述の統計ノイズの影響は、変化率マップＭ１から除去される。この変化率に対するスムージングは、上述のステップＳ５におけるスムージング処理とは、性格を異にしている。具体的には、Ｘ線グリッドに沿った方向に並んだ変化率同士を用いて変化率マップＭ１をスムージングする。図１０は、変化率マップＭ１に属する変化率ａをスムージングの目標としている。まず、変化率ａを中心として、変化率が一列に並んだ領域Ｄを認定する。そして、領域Ｄに属する変化率ａ，ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２を平均した平均値Ｑａを得る。この操作を変化率マップＭ１に属する変化率のすべてについて行う。つまり、変化率の各々に対応する平均値Ｑｃｓが得られることになる。変化率マップＭ１における変化率の位置を参照してこの平均値Ｑｃｓを配列すれば、新たなマップである平均値マップＭ２が取得されるわけである。なお、領域Ｄは、５個の変化率を有しているが、この個数は自由に増減できるものである。平均値マップＭ２は、平均値マップ記憶部４９ａにおいて記憶される。
【００７４】
なお、スムージングの目標の変化率は、必ずしも領域Ｄの中心に位置していなくてもよい。すなわち、変化率マップＭ１の周縁に位置する変化率においては、図１０における変化率ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２が存在しない場合が考えられる。その場合は、スムージングの目標の変化率を領域Ｄの中心としないでスムージングを行う構成とすることもできる。
【００７５】
この様なスムージングの効果について説明する。図１１は、実施例１の構成に係るスムージングの効果について説明する模式図である。図１１（ａ）においては、実施例１の構成である領域Ｄに属する変化率ａ，ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２を示している。つまり、各変化率は、統計ノイズに由来する成分Ｋ１と、散乱線の縞模様に由来する成分Ｋ２とを備えている。Ｘ線グリッドの吸収箔の延伸方向（Ｘ方向）に沿って伸びている変化率における散乱線の縞模様に由来する成分Ｋ２は、領域Ｄに属する変化率の間で互いに類似しているので、平均値Ｑａにおいて、成分Ｋ２は保たれている。一方、成分Ｋ１は、領域Ｄに属する変化率の間でバラツイているので、これは、平均化される。
【００７６】
比較のため、吸収箔に直交する方向に並んだ変化率ａ，ｂ３，ｂ４，ｃ３，ｃ４について同様の操作を行うとどうなるかを示す。この様子は図１１（ｂ）に示されている。変化率ａ，ｂ３，ｂ４，ｃ３，ｃ４の間では、散乱線の縞模様に由来する成分Ｋ２が一様とならず、平均値の成分Ｋ２と変化率ａとを比較すると、互いに異なったものとなってしまっていることがわかる。変化率ａ，ｂ３，ｂ４，ｃ３，ｃ４の間で平均値を求めてしまうと、平均値Ａに含まれる成分Ｋ２の値は、変化率ａに含まれるそれと異なってきてしまう。散乱線の縞模様は成分Ｋ２に含まれているので、スムージングすることでＫ２の値が変化してしまうと、平均値マップＭ２において散乱線の縞模様がボケてしまう。実施例１では、この様な構成は採用されない。
【００７７】
（ステップＳ７）実際の被検体のある状態での実測
次に、ステップＳ３〜Ｓ６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線撮影を行う。図１に示すように、実際のＸ線撮影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線撮影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線撮影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。
【００７８】
（ステップＳ８）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、平均値マップ記憶部４９ａが記憶している平均値Ｑｃｓ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。
【００７９】
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、平均値Ｑｃｓ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。
【００８０】
ステップＳ８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。
【００８１】
Ｓｃｎ−１＝Ｓｃｎ＝Ｓｃｎ＋１ …（１）´´
【００８２】
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・平均値Ｑｃｓ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。
【００８３】
Ｇｎ＋１＝Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１・Ｑｃｓｎ＋１ …（２）´´
Ｇｎ＝Ｐｎ・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ・Ｑｃｓｎ …（３）´´
Ｇｎ−１＝Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１・Ｑｃｓｎ−１ …（４）´´
【００８４】
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。
【００８５】
Ｐｎ＝（Ｐｎ＋１＋Ｐｎ−１）／２ …（５）´´
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。
【００８６】
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。
【００８７】
Ｓｃｎ＝Ｇｎ＋１／Ｑｃｓｎ＋１−｛（Ｃｐｎ・Ｑｃｓｎ−１−２Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ）
・Ｇｎ＋１＋２Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ＋１・Ｇｎ−Ｃｐｎ・Ｑｃｓｎ＋１・
Ｇｎ−１｝／（Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ・Ｑｃｓｎ＋１・Ｑｃｓｎ−１−２Ｃｐｎ＋１
・Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ＋１・Ｑｃｓｎ＋Ｃｐｎ・Ｃｐｎ−１
・Ｑｃｓｎ＋１２） …（６）´´
Ｐｎ−１＝｛（Ｃｐｎ・Ｑｃｓｎ−１−２Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ）・Ｇｎ＋１＋２Ｃｐｎ−１
・Ｑｃｓｎ＋１・Ｇｎ−Ｃｐｎ・Ｑｃｓｎ＋１・Ｇｎ−１｝／（Ｃｐｎ＋１・
Ｃｐｎ・Ｑｃｓｎ−１−２Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ＋Ｃｐｎ・
Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ＋１） …（７）´´
Ｐｎ＝Ｇｎ／Ｃｐｎ−Ｑｃｓｎ・［Ｇｎ＋１／Ｑｃｓｎ＋１−｛（Ｃｐｎ・Ｑｃｓｎ−１−
２Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ）・Ｇｎ＋１＋２Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ＋１・Ｇｎ−Ｃｐｎ・
Ｑｃｓｎ＋１・Ｇｎ−１｝／（Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ・Ｑｃｓｎ＋１・Ｑｃｓｎ−１−
２Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ＋１・Ｑｃｓｎ＋Ｃｐｎ・Ｃｐｎ−１・
Ｑｃｓｎ＋１２）］ …（８）´´
Ｐｎ＋１＝Ｇｎ＋１／Ｃｐｎ＋１−Ｑｃｓｎ−１・［｛（Ｃｐｎ・Ｑｃｓｎ−１−
２Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ）・Ｇｎ＋１＋２Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ＋１・Ｇｎ−Ｃｐｎ・
Ｑｃｓｎ＋１・Ｇｎ−１｝／（Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ・Ｑｃｓｎ＋１・Ｑｃｓｎ−１−
２Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ＋１・Ｑｃｓｎ＋Ｃｐｎ・Ｃｐｎ−１・
Ｑｃｓｎ＋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。
【００８８】
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）の方法がある。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
このように、ステップＳ１〜Ｓ８を経て、ステップＳ８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。
【００９２】
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〜Ｓ８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、の平均値マップの平均値Ｑｃｓｎの変化は殆ど無視できる。その場合には、あるＳＩＤで平均値Ｑｃｓｎ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の変化に対する平均値Ｑｃｓｎ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、平均値Ｑｃｓｎ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線撮影において、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の平均値Ｑｃｓ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。
【００９３】
本実施例１に係るＸ線撮影装置によれば、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。
【００９４】
以上のように、実施例１に記載の発明によれば、Ｘ線管２から放射線を照射して、グリッド６を介してＦＰＤ３に入射させる。一部の散乱線がグリッド６によって除去されて、ＦＰＤ３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。したがって、特定された画素については強度推定手部４４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、グリッド６の陰影が消え、散乱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。かかる画素特定部４１，強度推定手部４４によって得られる放射線画像では、いずれのグリッド６においても適切に得られる。その結果、汎用のグリッド６にも適用することができ、グリッド６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。
【００９５】
そして、実施例１の構成によれば、変化率マップＭ１を生成する変化率マップＭ１生成部を備えている。この変化率マップＭ１は、放射線透視画像に表れる模様（散乱線の縞模様）を示しているものであり、これを用いて放射線透視画像に補正を加えれば、散乱線の縞模様が除去される。そして、この変化率マップＭ１にスムージングを行って平均値マップＭ２を生成する平滑化部４９を備えている。したがって、変化率マップＭ１には、散乱線の縞模様の他に、統計ノイズが重畳している。しかし、変化率マップＭ１は、スムージングされ、平均値マップＭ２となる。平均値マップＭ２からは、統計ノイズが平均化されてボカされる。統計ノイズが放射線透視画像において粒状の粗いノイズとして写りこもうとしても、平均値マップＭ２においては、その粒状性は、ボカされており、結局、放射線透視画像に変化率マップＭ１の有する統計ノイズが重畳することがない。
【００９６】
また、スムージングは、グリッド６の吸収箔６ａの延伸方向に沿って並んだ変化率Ｒｃｓの配列についてなされる。散乱線の縞模様はスムージングでボケないことが望ましい。散乱線の縞模様は、グリッド６の吸収箔６ａの延伸方向に沿って伸びている（言いかえれば、散乱線の縞模様は、グリッド６の吸収箔６ａの配列方向に沿って配列されいる）。スムージングは、グリッド６の吸収箔６ａの延伸方向に沿って行われるので、変化率Ｒｃｓに含まれる統計ノイズ成分についてはスムージングし、散乱線の縞模様の成分についてはスムージングを施さない構成とすることができる。これにより、変化率マップＭ１に現れた散乱線の縞模様はスムージングでボケてしまうことがなく、放射線透視画像に表れる模様を除去することができる。
【００９７】
また、Ｘ線管２は、別の被検体（ここでは実際の放射線撮影に用いられる被検体）のある状態で放射線を照射して、グリッド６を介してＦＰＤ３に入射させることで、被検体のある状態での実測でのグリッド６を透過した後の放射線強度である実測強度が得られる。平均値マップ記憶部４９ａが記憶している平均値Ｑｃｓと、透過率算出部４２で求められた直接線透過率、そして、別の被検体（実際の放射線撮影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、強度推定手部４４は、画素特定部４１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（ここではファントム）のある状態で放射線撮影を行って変化率Ｒｃｓが求められ、その変化率Ｒｃｓ，または変化率Ｒｃｓ補間手段により補間された変化率Ｒｃｓを用いて、別の被検体（ここでは実際の放射線撮影に用いられる被検体）のある状態で放射線撮影を行って、その被検体（実際の放射線撮影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。
【００９８】
本発明は、上述の実施例の構成に限られず、下記のように変形実施することができる。
【００９９】
（１）上述した実施例では、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。
【０１００】
（２）上述した実施例では、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。
【０１０１】
（３）上述した構成の変化率マップ生成部４８は、領域Ｄに含まれる変化率Ｒｃｓを平均して平均値Ａを求めたが、本発明はこの構成に限らない。スムージングの目標である変化率の距離に応じて、領域Ｄに属する変化率に重み付けを行って平均値Ａを求める構成としてもよい。つまり、図１２に示すように、スムージングの目標である変化率ａについて平均値Ａを求める際に、変化率ｅ１のように変化率ａから離れた変化率よりも変化率ｂ１のように変化率ａにより隣接した変化率の方を平均値Ａに影響させる構成とするのである。例えば、
Ａ＝｛１×（ｅ１＋ｅ２）＋２×（ｄ１＋ｄ２）＋３×（ｃ１＋ｃ２）４×（ｂ１＋ｂ２）５×ａ｝／（１＋１＋２＋２＋３＋３＋４＋４＋５） …（１０）
の式にしたがって、変化率の各々を用いて平均値Ａを導出してもよい。この様な構成とすることで、より変化率マップＭ１が保持する散乱線の縞模様を確実にボカさない構成とすることができる。
【０１０２】
（４）上述した実施例では、ステップＳ５において、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。
【０１０３】
（５）上述した実施例では、画素特定手段（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。
【０１０４】
（６）上述した実施例では、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（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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
（ステップＳ８）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。
【０１０８】
（７）上述した実施例では、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。
【０１０９】
（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。
【０１１０】
（９）上述した実施例においては、物理量取得手段に相当する構成として、変化率算出手段が備えられていた。また、物理量マップ生成手段に相当する構成として、変化率マップ生成手段が備えられていた。そして、物理量マップ平滑化手段に相当する構成として、変化率マップ平滑化手段が備えられていた。そして、変化率Ｒｃｓを配列して変化率マップＭ１を生成し、これを平滑化することで平均値マップＭ２を生成していた。しかし、本発明はこの様な構成に限らない。変化率Ｒｃｓに代わって、直接線透過率Ｃｐ，透過散乱線強度Ｓｃ，または、推定直接線強度Ｐを配列してこれらに関する平均値マップを生成してもよい。この様にすることで、画像処理部４は、直接線透過率Ｃｐ，透過散乱線強度Ｓｃ，または、推定直接線強度Ｐに重畳している統計ノイズを除去した上で画像処理が可能となるので散乱線の縞模様と統計ノイズとがともに除去された画像を取得することができる。
【０１１１】
（１０）上述した実施例において、グリッド６は、単一方向に吸収箔６ａが配列された構成となっていたが、これに代えて、クロスグリッドとすることができる。クロスグリッドは、細長状の吸収箔が縦横に配列された格子状となっている。この場合、平滑化部４９は、変化率マップＭ１を縦横（Ｘ方向、Ｙ方向）のいずれかの方向を選択し、選択された方向に直列して並んだ変化率Ｒｃｓの平均値を求めることになる。なお、縦方向の平均値の算出と、横方向の平均値の算出を組み合わせて平均値マップＭ２を生成する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】実施例１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】グリッドの概略図である。
【図４】実施例１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】実施例１に係る変化率マップを説明する模式図である。
【図１０】実施例１に係るスムージングを説明する模式図である。
【図１１】図１１は、実施例１の構成に係るスムージングの効果について説明する模式図である。
【図１２】本発明の１変形例に係る模式図である。
【符号の説明】
【０１１３】
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 … 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
４６ … 変化率算出部
４７ … 変化率補間部
４８ … 変化率マップ生成部（変化率マップ生成手段）
４９ … 平滑化部（変化率マップ平滑化手段）
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
Ｑｃｓ … 平均値
Ｒｃｓ，Ｒｃｓｎ−１，Ｒｃｓｎ，Ｒｃｓｎ＋１ … 変化率
Ｍ … 被検体
Ｍ１ …変化率マップ
Ｍ２ …平均値マップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の透視画像が取得できる放射線撮影装置に関し、特に、放射線が被検体を通過する際に生じる散乱線を除去する放射線グリッドを備えた放射線撮影装置に関する。
【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、この様な従来構成においては、以下のような問題点がある。
散乱線は、グリッドを通過すると、その殆どが吸収されてしまうが、中には、グリッドを通過してしまうものがある。この通過の具合は、吸収箔の配列の歪みに影響されて、Ｘ線検出器の検出面の各部において、一定とならない。具体的には、散乱線放射線の透過具合がＸ線検出器に写りこんでしまう。この様に、散乱線の影響は、Ｘ線検出器全体に及んでいる。
【０００７】
この影響を除くために、予め、散乱線の透過具合がＸ線検出器の各部で異なることに起因して、画像に表れる模様（散乱線の縞模様）を変化率マップとして記憶しておき、上述のような画像処理の際に、この散乱線の縞模様を画像処理によって除去する構成が考えうる。
【０００８】
しかしながら、上述の変化率マップには、散乱線の影響によらないノイズ（統計のノイズ）が重畳している。散乱線の縞模様は、吸収箔の歪み具合によって大きく変化するので、予測は難しいことから、変化率マップは、グリッドが装着されたＸ線検出器にＸ線を実際に当てることで取得される。このとき、検出素子に到達する放射線の線量は、検出素子同士で同じである保証はなく、多少のバラツキを有している。したがって、変化率マップには、このバラツキが重畳し、これが統計ノイズの原因である。なお、このバラツキは、グリッドをＸ線検出器に装着しなくても生じ、上述の散乱線の縞模様とは独立したものである。
【０００９】
散乱線の縞模様を除去する画像処理は、簡単に言えば、変化率マップを放射線透視画像に重ね合わせることによって行われる。変化率マップには、散乱線の縞模様とは別に統計ノイズが重畳しているので、画像に変化率マップを作用させると、変化率マップに重畳した統計ノイズだけ余計に画像の画素値を変更してしまい、画像に粒状のノイズが表れる原因となる。
【００１０】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、統計ノイズの影響を画像に重畳させない放射線撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、この様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影装置であって、放射線を照射する放射線源と、放射線を検出する複数の検出素子が行方向、および列方向に二次元的に配列されて構成された放射線検出手段と、行方向に伸びた吸収箔が列方向に配列されているとともに散乱線を除去する放射線グリッドとを備え、２次元的に配列された画素の画素値を求めるための所定の物理量を求める物理量取得手段と、所定の物理量をマッピングして物理量マップを生成する物理量マップ生成手段と、物理量マップにおける吸収箔の延伸方向に沿って並んだ物理量の配列についてスムージングを行って物理量マップを生成する物理量マップ平滑化手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によれば、物理量マップを生成する物理量マップ生成手段を備えている。この物理量マップは、放射線透視画像に表れる模様（散乱線の縞模様）を示しているものであり、これを用いて放射線透視画像に補正を加えれば、散乱線の縞模様が除去される。そして、請求項１に記載の構成は、この物理量マップにスムージングを行って平均値マップを生成する物理量マップ平滑化手段を備えている。したがって、物理量マップには、散乱線の縞模様の他に、統計ノイズが重畳している。しかし、物理量マップは、スムージングされ、平均値マップとなる。平均値マップからは、統計ノイズが平均化されてボカされる。統計ノイズが放射線透視画像において粒状の粗い偽像として写りこもうとしても、平均値マップにおいては、その粒状性は、ボカされており、結局、放射線透視画像に物理量マップの有する統計ノイズが重畳することがない。
【００１３】
また、スムージングは、放射線グリッドの吸収箔の延伸方向に沿って並んだ物理量の配列についてなされる。散乱線の縞模様はスムージングでボケないことが望ましい。散乱線の縞模様は、放射線グリッドの吸収箔の延伸方向に沿って伸びている（言いかえれば、散乱線の縞模様は、放射線グリッドの吸収箔の配列方向に沿って配列されている）。スムージングは、放射線グリッドの吸収箔の延伸方向に沿って行われるので、物理量に含まれる統計ノイズ成分についてはスムージングが施され、散乱線の縞模様の成分についてはスムージングを施さない構成とすることができる。これにより、物理量マップに現れた散乱線の縞模様はスムージングでボケてしまうことがなく、放射線透視画像に表れる模様を除去することができる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の放射線撮影装置において、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所定の画素での散乱線強度、所定の画素での直接放射線強度の少なくとも１つの放射線強度を推定する強度推定手段とを更に備え、（Ａ）物理量取得手段に相当する構成として、被検体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が備えられ、（Ｂ）物理量マップ生成手段に相当する構成として各画素の変化率をマッピングして変化率マップを生成する変化率マップ生成手段が備えられ、（Ｃ）物理量マップ平滑化手段に相当する構成として、変化率マップにおける吸収箔の延伸方向に沿って並んだ変化率の配列についてスムージングを行って平均値マップを生成する変化率マップ平滑化手段が備えられることを特徴とするものである。
【００１５】
［作用・効果］上述の構成は、本発明に係る放射線撮影装置の具体的な態様を示したものである。すなわち、上述の構成によれば、変化率マップを生成する変化率マップ生成手段を備えている。この変化率マップは、放射線透視画像に表れる模様（散乱線の縞模様）を示しているものであり、これを用いて放射線透視画像に補正を加えれば、散乱線の縞模様が除去される。そして、請求項１に記載の構成は、この変化率マップにスムージングを行って平均値マップを生成する変化率マップ平滑化手段を備えている。したがって、変化率マップには、散乱線の縞模様の他に、統計ノイズが重畳している。しかし、変化率マップは、スムージングされ、平均値マップとなる。平均値マップからは、統計ノイズが平均化されてボカされる。統計ノイズが放射線透視画像において粒状の粗い偽像として写りこもうとしても、平均値マップにおいては、その粒状性は、ボカされており、結局、放射線透視画像に変化率マップの有する統計ノイズが重畳することがない。
【００１６】
また、スムージングは、放射線グリッドの吸収箔の延伸方向に沿って並んだ変化率の配列についてなされる。散乱線の縞模様はスムージングでボケないことが望ましい。散乱線の縞模様は、放射線グリッドの吸収箔の延伸方向に沿って伸びている（言いかえれば、散乱線の縞模様は、放射線グリッドの吸収箔の配列方向に沿って配列されている）。スムージングは、放射線グリッドの吸収箔の延伸方向に沿って行われるので、変化率に含まれる統計ノイズ成分についてはスムージングが施され、散乱線の縞模様の成分についてはスムージングを施さない構成とすることができる。これにより、変化率マップに現れた散乱線の縞模様はスムージングでボケてしまうことがなく、放射線透視画像に表れる模様を除去することができる。
【００１７】
また、請求項３に記載の放射線撮影装置は、請求項１に記載の放射線撮影装置において、平均値マップと、透過率算出手段で求められた直接線透過率と、別の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とを特徴とするものである。
【００１８】
［作用・効果］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影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と、透過率算出手段で求められた直接線透過率、そして、別の被検体（実際の放射線撮影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。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影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影に用いられる被検体）のある状態で放射線撮影を行って、その被検体（実際の放射線撮影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。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に記載の発明によれば、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。そして、散乱放射線除去手段に依存せずに、適切な放射線画像を得ることができる。
【００２０】
そして、本発明によれば、物理量マップを生成する物理量マップ生成手段を備えている。そして、この物理量マップにスムージングを行って平均値マップを生成する物理量マップ平滑化手段を備えている。物理量マップは、スムージングされ、平均値マップとなる。平均値マップからは、統計ノイズが平均化されてボカされる。結局、放射線透視画像に物理量マップの有する統計ノイズが重畳することがない。
【００２１】
また、スムージングは、放射線グリッドの吸収箔の延伸方向に沿って並んだ変化率の配列についてなされる。すると、物理量マップの変化率に含まれる統計ノイズ成分についてはスムージングし、縞模様の成分についてはスムージングを施さない構成とすることができる。これにより、物理量マップに現れた散乱線の縞模様はスムージングでボケてしまうことがなく、放射線透視画像に表れる模様を除去することができる。
【実施例１】
【００２２】
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、実施例１に係るＸ線撮影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、Ｘ線グリッドの概略図である。実施例１では、放射線としてＸ線を例に採って説明する。
【００２３】
本実施例１に係るＸ線撮影装置は、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線除去手段に相当する。
【００２４】
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。
【００２５】
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、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。これとは別に、画像処理部４は、変化率マップ生成部４８と、平滑化部４９とを備えているが、その詳細は後述する。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、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、変化率マップ生成部は、本発明の変化率マップ生成手段に相当し、平滑化部４９は、本発明の変化率マップ平滑化手段に相当する。
【００２６】
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。
【００２７】
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，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，中間層６ｃを挟み込む。吸収箔６ａ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を支持する機構等）については図示を省略する。吸収箔６ａは、この発明における吸収層に相当する。
【００２８】
次に、吸収箔６ａの配列について説明する。具体的には、図３中のＸ方向に沿って伸びた吸収箔６ａと中間層６ｃとを図３中のＹ方向に順に交互に並べるられている。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の配置方向が検出素子ｄの行方向に対して平行である。
【００２９】
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）。このように、吸収箔６ａの配置方向が検出素子ｄの行方向に対して平行であり、かつ互いに隣接する吸収箔６ａの間隔Ｋｇｙが、互いに隣接する画素間の間隔Ｋｆｙの整数倍になるように、グリッド６は構成されている。
【００３０】
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。
【００３１】
本実施例１に係る実際のＸ線撮影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線撮影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線撮影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線撮影を模式的に示した図である。
【００３２】
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。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（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。
【００３３】
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。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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。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は推定して変化率算出部４６や表示部５などに送り込む。また、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。
【００３６】
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線撮影に反映させる。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。この様に形成された変化率Ｒｃｓは、変化率マップ生成部４８に送出される。そこで生成された変化率マップＭ１は、平滑化部４９に送出される。
【００３７】
本実施例１では、実際のＸ線撮影は、図５に示すようなフローとなる。
【００３８】
（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線撮影を行う。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線撮影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。
【００３９】
（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。
【００４０】
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。
【００４１】
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線撮影では、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線撮影を行い、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。
【００４２】
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。
【００４３】
（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線撮影を行う。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。
【００４４】
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線撮影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。
【００４５】
（ステップＳ４）強度の推定
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
Ｓｃｎ＝（Ｓｃｎ＋１＋Ｓｃｎ−１）／２ …（１）
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。
【００４９】
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。
【００５０】
Ｇｎ＋１＝Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１ …（２）
Ｇｎ＝Ｐｎ・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ …（３）
Ｇｎ−１＝Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１ …（４）
【００５１】
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。
【００５２】
Ｐｎ−１＝Ｐｎ＝Ｐｎ＋１ …（５）
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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を変化率算出部４６や表示部５などに送り込む。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
この方法では、被検体がアクリル平板のファントム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。
【００６４】
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。
【００６５】
（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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
（ステップＳ６）平均値マップの生成
この様にして得られた変化率Ｒｃｓの各々は、ＦＰＤ３の検出素子ｄの各々に対応している。したがって、得られた変化率Ｒｃｓを検出素子ｄを参照してマッピングすれば、ＦＰＤ３に写りこむ散乱線の縞模様を示す変化率マップＭ１が生成される。この変化率マップＭ１の生成は、変化率マップ生成部４８によってなされる。そして、生成された変化率マップＭ１は、変化率マップ記憶部４８ａにて記憶される。
【００７１】
この変化率マップＭ１の特徴について説明する。グリッド６における吸収箔６ａは、ＦＰＤ３の検出素子ｄの配列における一方向に沿っている。この方向に沿って変化率Ｒｃｓを比較していくと、互いに似通っている。しかし、吸収箔６ａの配列方向に沿って変化率Ｒｃｓを比較していくと、互いに異なっている。この様な事情を模式的に表すと、図９の如くとなる。
【００７２】
変化率マップＭ１を構成する変化率Ｒｃｓについて更に説明する。変化率Ｒｃｓには、散乱線の透過具合がＦＰＤ３の各部で異なることに起因して、放射線透視画像に表れる模様の成分が含まれている。理想的には、変化率Ｒｃｓには模様の成分のみを含んでいればよいのであるが、実際はそうではない。すなわち、変化率Ｒｃｓには、検出素子ｄに入射する直接線の強度に起因したバラツキ（統計ノイズ）が含まれている。
【００７３】
変化率マップＭ１は、平滑化部４９に送出される。そこでは、変化率マップＭ１をスムージングすることにより、上述の統計ノイズの影響は、変化率マップＭ１から除去される。この変化率に対するスムージングは、上述のステップＳ５におけるスムージング処理とは、性格を異にしている。具体的には、Ｘ線グリッドに沿った方向に並んだ変化率同士を用いて変化率マップＭ１をスムージングする。図１０は、変化率マップＭ１に属する変化率ａをスムージングの目標としている。まず、変化率ａを中心として、変化率が一列に並んだ領域Ｄを認定する。そして、領域Ｄに属する変化率ａ，ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２を平均した平均値Ｑａを得る。この操作を変化率マップＭ１に属する変化率のすべてについて行う。つまり、変化率の各々に対応する平均値Ｑｃｓが得られることになる。変化率マップＭ１における変化率の位置を参照してこの平均値Ｑｃｓを配列すれば、新たなマップである平均値マップＭ２が取得されるわけである。なお、領域Ｄは、５個の変化率を有しているが、この個数は自由に増減できるものである。平均値マップＭ２は、平均値マップ記憶部４９ａにおいて記憶される。
【００７４】
なお、スムージングの目標の変化率は、必ずしも領域Ｄの中心に位置していなくてもよい。すなわち、変化率マップＭ１の周縁に位置する変化率においては、図１０における変化率ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２が存在しない場合が考えられる。その場合は、スムージングの目標の変化率を領域Ｄの中心としないでスムージングを行う構成とすることもできる。
【００７５】
この様なスムージングの効果について説明する。図１１は、実施例１の構成に係るスムージングの効果について説明する模式図である。図１１（ａ）においては、実施例１の構成である領域Ｄに属する変化率ａ，ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２を示している。つまり、各変化率は、統計ノイズに由来する成分Ｋ１と、散乱線の縞模様に由来する成分Ｋ２とを備えている。Ｘ線グリッドの吸収箔の延伸方向（Ｘ方向）に沿って伸びている変化率における散乱線の縞模様に由来する成分Ｋ２は、領域Ｄに属する変化率の間で互いに類似しているので、平均値Ｑａにおいて、成分Ｋ２は保たれている。一方、成分Ｋ１は、領域Ｄに属する変化率の間でバラツイているので、これは、平均化される。
【００７６】
比較のため、吸収箔に直交する方向に並んだ変化率ａ，ｂ３，ｂ４，ｃ３，ｃ４について同様の操作を行うとどうなるかを示す。この様子は図１１（ｂ）に示されている。変化率ａ，ｂ３，ｂ４，ｃ３，ｃ４の間では、散乱線の縞模様に由来する成分Ｋ２が一様とならず、平均値の成分Ｋ２と変化率ａとを比較すると、互いに異なったものとなってしまっていることがわかる。変化率ａ，ｂ３，ｂ４，ｃ３，ｃ４の間で平均値を求めてしまうと、平均値Ａに含まれる成分Ｋ２の値は、変化率ａに含まれるそれと異なってきてしまう。散乱線の縞模様は成分Ｋ２に含まれているので、スムージングすることでＫ２の値が変化してしまうと、平均値マップＭ２において散乱線の縞模様がボケてしまう。実施例１では、この様な構成は採用されない。
【００７７】
（ステップＳ７）実際の被検体のある状態での実測
次に、ステップＳ３〜Ｓ６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線撮影を行う。図１に示すように、実際のＸ線撮影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線撮影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線撮影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。
【００７８】
（ステップＳ８）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、平均値マップ記憶部４９ａが記憶している平均値Ｑｃｓ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。
【００７９】
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、平均値Ｑｃｓ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。
【００８０】
ステップＳ８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。
【００８１】
Ｓｃｎ−１＝Ｓｃｎ＝Ｓｃｎ＋１ …（１）´´
【００８２】
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・平均値Ｑｃｓ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。
【００８３】
Ｇｎ＋１＝Ｐｎ＋１・Ｃｐｎ＋１＋Ｓｃｎ＋１・Ｑｃｓｎ＋１ …（２）´´
Ｇｎ＝Ｐｎ・Ｃｐｎ＋Ｓｃｎ・Ｑｃｓｎ …（３）´´
Ｇｎ−１＝Ｐｎ−１・Ｃｐｎ−１＋Ｓｃｎ−１・Ｑｃｓｎ−１ …（４）´´
【００８４】
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。
【００８５】
Ｐｎ＝（Ｐｎ＋１＋Ｐｎ−１）／２ …（５）´´
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。
【００８６】
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。
【００８７】
Ｓｃｎ＝Ｇｎ＋１／Ｑｃｓｎ＋１−｛（Ｃｐｎ・Ｑｃｓｎ−１−２Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ）
・Ｇｎ＋１＋２Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ＋１・Ｇｎ−Ｃｐｎ・Ｑｃｓｎ＋１・
Ｇｎ−１｝／（Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ・Ｑｃｓｎ＋１・Ｑｃｓｎ−１−２Ｃｐｎ＋１
・Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ＋１・Ｑｃｓｎ＋Ｃｐｎ・Ｃｐｎ−１
・Ｑｃｓｎ＋１２） …（６）´´
Ｐｎ−１＝｛（Ｃｐｎ・Ｑｃｓｎ−１−２Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ）・Ｇｎ＋１＋２Ｃｐｎ−１
・Ｑｃｓｎ＋１・Ｇｎ−Ｃｐｎ・Ｑｃｓｎ＋１・Ｇｎ−１｝／（Ｃｐｎ＋１・
Ｃｐｎ・Ｑｃｓｎ−１−２Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ＋Ｃｐｎ・
Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ＋１） …（７）´´
Ｐｎ＝Ｇｎ／Ｃｐｎ−Ｑｃｓｎ・［Ｇｎ＋１／Ｑｃｓｎ＋１−｛（Ｃｐｎ・Ｑｃｓｎ−１−
２Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ）・Ｇｎ＋１＋２Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ＋１・Ｇｎ−Ｃｐｎ・
Ｑｃｓｎ＋１・Ｇｎ−１｝／（Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ・Ｑｃｓｎ＋１・Ｑｃｓｎ−１−
２Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ＋１・Ｑｃｓｎ＋Ｃｐｎ・Ｃｐｎ−１・
Ｑｃｓｎ＋１２）］ …（８）´´
Ｐｎ＋１＝Ｇｎ＋１／Ｃｐｎ＋１−Ｑｃｓｎ−１・［｛（Ｃｐｎ・Ｑｃｓｎ−１−
２Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ）・Ｇｎ＋１＋２Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ＋１・Ｇｎ−Ｃｐｎ・
Ｑｃｓｎ＋１・Ｇｎ−１｝／（Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ・Ｑｃｓｎ＋１・Ｑｃｓｎ−１−
２Ｃｐｎ＋１・Ｃｐｎ−１・Ｑｃｓｎ＋１・Ｑｃｓｎ＋Ｃｐｎ・Ｃｐｎ−１・
Ｑｃｓｎ＋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。
【００８８】
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）の方法がある。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
このように、ステップＳ１〜Ｓ８を経て、ステップＳ８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。
【００９２】
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〜Ｓ８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、の平均値マップの平均値Ｑｃｓｎの変化は殆ど無視できる。その場合には、あるＳＩＤで平均値Ｑｃｓｎ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の変化に対する平均値Ｑｃｓｎ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、平均値Ｑｃｓｎ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線撮影において、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の平均値Ｑｃｓ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。
【００９３】
本実施例１に係るＸ線撮影装置によれば、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。
【００９４】
以上のように、実施例１に記載の発明によれば、Ｘ線管２から放射線を照射して、グリッド６を介してＦＰＤ３に入射させる。一部の散乱線がグリッド６によって除去されて、ＦＰＤ３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。したがって、特定された画素については強度推定手部４４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、グリッド６の陰影が消え、散乱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。かかる画素特定部４１，強度推定手部４４によって得られる放射線画像では、いずれのグリッド６においても適切に得られる。その結果、汎用のグリッド６にも適用することができ、グリッド６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。
【００９５】
そして、実施例１の構成によれば、変化率マップＭ１を生成する変化率マップＭ１生成部を備えている。この変化率マップＭ１は、放射線透視画像に表れる模様（散乱線の縞模様）を示しているものであり、これを用いて放射線透視画像に補正を加えれば、散乱線の縞模様が除去される。そして、この変化率マップＭ１にスムージングを行って平均値マップＭ２を生成する平滑化部４９を備えている。したがって、変化率マップＭ１には、散乱線の縞模様の他に、統計ノイズが重畳している。しかし、変化率マップＭ１は、スムージングされ、平均値マップＭ２となる。平均値マップＭ２からは、統計ノイズが平均化されてボカされる。統計ノイズが放射線透視画像において粒状の粗いノイズとして写りこもうとしても、平均値マップＭ２においては、その粒状性は、ボカされており、結局、放射線透視画像に変化率マップＭ１の有する統計ノイズが重畳することがない。
【００９６】
また、スムージングは、グリッド６の吸収箔６ａの延伸方向に沿って並んだ変化率Ｒｃｓの配列についてなされる。散乱線の縞模様はスムージングでボケないことが望ましい。散乱線の縞模様は、グリッド６の吸収箔６ａの延伸方向に沿って伸びている（言いかえれば、散乱線の縞模様は、グリッド６の吸収箔６ａの配列方向に沿って配列されいる）。スムージングは、グリッド６の吸収箔６ａの延伸方向に沿って行われるので、変化率Ｒｃｓに含まれる統計ノイズ成分についてはスムージングし、散乱線の縞模様の成分についてはスムージングを施さない構成とすることができる。これにより、変化率マップＭ１に現れた散乱線の縞模様はスムージングでボケてしまうことがなく、放射線透視画像に表れる模様を除去することができる。
【００９７】
また、Ｘ線管２は、別の被検体（ここでは実際の放射線撮影に用いられる被検体）のある状態で放射線を照射して、グリッド６を介してＦＰＤ３に入射させることで、被検体のある状態での実測でのグリッド６を透過した後の放射線強度である実測強度が得られる。平均値マップ記憶部４９ａが記憶している平均値Ｑｃｓと、透過率算出部４２で求められた直接線透過率、そして、別の被検体（実際の放射線撮影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、強度推定手部４４は、画素特定部４１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（ここではファントム）のある状態で放射線撮影を行って変化率Ｒｃｓが求められ、その変化率Ｒｃｓ，または変化率Ｒｃｓ補間手段により補間された変化率Ｒｃｓを用いて、別の被検体（ここでは実際の放射線撮影に用いられる被検体）のある状態で放射線撮影を行って、その被検体（実際の放射線撮影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。
【００９８】
本発明は、上述の実施例の構成に限られず、下記のように変形実施することができる。
【００９９】
（１）上述した実施例では、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。
【０１００】
（２）上述した実施例では、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。
【０１０１】
（３）上述した構成の変化率マップ生成部４８は、領域Ｄに含まれる変化率Ｒｃｓを平均して平均値Ａを求めたが、本発明はこの構成に限らない。スムージングの目標である変化率の距離に応じて、領域Ｄに属する変化率に重み付けを行って平均値Ａを求める構成としてもよい。つまり、図１２に示すように、スムージングの目標である変化率ａについて平均値Ａを求める際に、変化率ｅ１のように変化率ａから離れた変化率よりも変化率ｂ１のように変化率ａにより隣接した変化率の方を平均値Ａに影響させる構成とするのである。例えば、
Ａ＝｛１×（ｅ１＋ｅ２）＋２×（ｄ１＋ｄ２）＋３×（ｃ１＋ｃ２）４×（ｂ１＋ｂ２）５×ａ｝／（１＋１＋２＋２＋３＋３＋４＋４＋５） …（１０）
の式にしたがって、変化率の各々を用いて平均値Ａを導出してもよい。この様な構成とすることで、より変化率マップＭ１が保持する散乱線の縞模様を確実にボカさない構成とすることができる。
【０１０２】
（４）上述した実施例では、ステップＳ５において、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。
【０１０３】
（５）上述した実施例では、画素特定手段（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。
【０１０４】
（６）上述した実施例では、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（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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
（ステップＳ８）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。
【０１０８】
（７）上述した実施例では、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。
【０１０９】
（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。
【０１１０】
（９）上述した実施例においては、物理量取得手段に相当する構成として、変化率算出手段が備えられていた。また、物理量マップ生成手段に相当する構成として、変化率マップ生成手段が備えられていた。そして、物理量マップ平滑化手段に相当する構成として、変化率マップ平滑化手段が備えられていた。そして、変化率Ｒｃｓを配列して変化率マップＭ１を生成し、これを平滑化することで平均値マップＭ２を生成していた。しかし、本発明はこの様な構成に限らない。変化率Ｒｃｓに代わって、直接線透過率Ｃｐ，透過散乱線強度Ｓｃ，または、推定直接線強度Ｐを配列してこれらに関する平均値マップを生成してもよい。この様にすることで、画像処理部４は、直接線透過率Ｃｐ，透過散乱線強度Ｓｃ，または、推定直接線強度Ｐに重畳している統計ノイズを除去した上で画像処理が可能となるので散乱線の縞模様と統計ノイズとがともに除去された画像を取得することができる。
【０１１１】
（１０）上述した実施例において、グリッド６は、単一方向に吸収箔６ａが配列された構成となっていたが、これに代えて、クロスグリッドとすることができる。クロスグリッドは、細長状の吸収箔が縦横に配列された格子状となっている。この場合、平滑化部４９は、変化率マップＭ１を縦横（Ｘ方向、Ｙ方向）のいずれかの方向を選択し、選択された方向に直列して並んだ変化率Ｒｃｓの平均値を求めることになる。なお、縦方向の平均値の算出と、横方向の平均値の算出を組み合わせて平均値マップＭ２を生成する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】実施例１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】グリッドの概略図である。
【図４】実施例１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】実施例１に係る変化率マップを説明する模式図である。
【図１０】実施例１に係るスムージングを説明する模式図である。
【図１１】図１１は、実施例１の構成に係るスムージングの効果について説明する模式図である。
【図１２】本発明の１変形例に係る模式図である。
【符号の説明】
【０１１３】
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 … 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
４６ … 変化率算出部
４７ … 変化率補間部
４８ … 変化率マップ生成部（変化率マップ生成手段）
４９ … 平滑化部（変化率マップ平滑化手段）
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
Ｑｃｓ … 平均値
Ｒｃｓ，Ｒｃｓｎ−１，Ｒｃｓｎ，Ｒｃｓｎ＋１ … 変化率
Ｍ … 被検体
Ｍ１ …変化率マップ
Ｍ２ …平均値マップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線画像を得る放射線撮影装置であって、放射線を照射する放射線源と、放射線を検出する複数の検出素子が行方向、および列方向に二次元的に配列されて構成された放射線検出手段と、前記行方向に伸びた吸収箔が前記列方向に配列されているとともに散乱線を除去する放射線グリッドとを備え、２次元的に配列された画素の画素値を求めるための所定の物理量を求める物理量取得手段と、
前記所定の物理量をマッピングして物理量マップを生成する物理量マップ生成手段と、
前記物理量マップにおける前記吸収箔の延伸方向に沿って並んだ物理量の配列についてスムージングを行って平均値マップを生成する物理量マップ平滑化手段とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線撮影装置において、
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を更に備え、
（Ａ）前記物理量取得手段に相当する構成として、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が備えられ、
（Ｂ）前記前記物理量マップ生成手段に相当する構成として前記各画素の変化率をマッピングして変化率マップを生成する変化率マップ生成手段が備えられ、
（Ｃ）前記物理量マップ平滑化手段に相当する構成として、前記変化率マップにおける前記吸収箔の延伸方向に沿って並んだ変化率の配列についてスムージングを行って平均値マップを生成する変化率マップ平滑化手段が備えられることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放射線撮影装置において、前記平均値マップと、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影装置。
【請求項１】
放射線画像を得る放射線撮影装置であって、放射線を照射する放射線源と、放射線を検出する複数の検出素子が行方向、および列方向に二次元的に配列されて構成された放射線検出手段と、前記行方向に伸びた吸収箔が前記列方向に配列されているとともに散乱線を除去する放射線グリッドとを備え、２次元的に配列された画素の画素値を求めるための所定の物理量を求める物理量取得手段と、
前記所定の物理量をマッピングして物理量マップを生成する物理量マップ生成手段と、
前記物理量マップにおける前記吸収箔の延伸方向に沿って並んだ物理量の配列についてスムージングを行って平均値マップを生成する物理量マップ平滑化手段とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線撮影装置において、
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を更に備え、
（Ａ）前記物理量取得手段に相当する構成として、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が備えられ、
（Ｂ）前記前記物理量マップ生成手段に相当する構成として前記各画素の変化率をマッピングして変化率マップを生成する変化率マップ生成手段が備えられ、
（Ｃ）前記物理量マップ平滑化手段に相当する構成として、前記変化率マップにおける前記吸収箔の延伸方向に沿って並んだ変化率の配列についてスムージングを行って平均値マップを生成する変化率マップ平滑化手段が備えられることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放射線撮影装置において、前記平均値マップと、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影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２５３１６７（Ｐ２０１０−２５３１６７Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０９２２９（Ｐ２００９−１０９２２９）
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【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２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【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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