放射線撮影装置
【課題】部分によって重ね合わせられる透視画像の枚数が異なる断層画像Ｄに表れる偽像を除去して、診断に好適な断層画像Ｄを取得することができるＸ線撮影装置１を提供する
【解決手段】実施例１の構成によれば、一連の透視画像Ｐを重ね合わせて重合画像Ｃを生成し、輝度補正部１３が重合画像Ｃから重ね合わせられた透視画像Ｐの枚数である輝度補正係数Ｋを除算することで断層画像Ｄが取得される。そして、重合画像Ｃのうち、Ｘ線管３とＦＰＤ４とが移動する方向における被検体Ｍの端部が写りこんだ領域を周辺領域とし、その他の領域を中央領域としたとき、周辺領域における輝度補正係数Ｋは、中央領域における輝度補正係数Ｋよりも小さくなっている。これにより、断層画像Ｄの輝度は、部分に応じて最適な補正が行われ、断層画像Ｄの全域に亘って同様な輝度で被検体Ｍの断層像を写しこむのである。
【解決手段】実施例１の構成によれば、一連の透視画像Ｐを重ね合わせて重合画像Ｃを生成し、輝度補正部１３が重合画像Ｃから重ね合わせられた透視画像Ｐの枚数である輝度補正係数Ｋを除算することで断層画像Ｄが取得される。そして、重合画像Ｃのうち、Ｘ線管３とＦＰＤ４とが移動する方向における被検体Ｍの端部が写りこんだ領域を周辺領域とし、その他の領域を中央領域としたとき、周辺領域における輝度補正係数Ｋは、中央領域における輝度補正係数Ｋよりも小さくなっている。これにより、断層画像Ｄの輝度は、部分に応じて最適な補正が行われ、断層画像Ｄの全域に亘って同様な輝度で被検体Ｍの断層像を写しこむのである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の構成は放射線源と、ＦＰＤとを備えた放射線撮影装置に関し、特に、放射線源とＦＰＤとが互いに反対方向に同期移動しながら一連の透視画像を撮影し、これを基に被検体の断層画像を取得する放射線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療機関には、被検体Ｍの断層画像を取得する放射線撮影装置５１が配備されている。この様な放射線撮影装置５１には、放射線を照射する放射線源５３と、放射線を検出するＦＰＤ５４とが同期的に移動しながら一連の透視画像を連写し、一連の透視画像を重ね合わせることで断層画像を取得する構成となっているものがある（図１２参照）。この様な放射線撮影装置５１においては、一連の透視画像の撮影中、放射線源５３とＦＰＤ５４とが被検体Ｍの体軸方向Ａに沿って互いに近づくように移動し、放射線源５３とＦＰＤ５４との体軸方向Ａにおける位置が一致した状態となったあと、放射線源５３とＦＰＤ５４とが体軸方向Ａに沿って互いに遠ざかるように移動する。この様な放射線撮影装置は、例えば引用文献１に記載されている。
【０００３】
放射線撮影装置５１が上述のような断層画像を撮影する際の動作について説明する。まず、放射線源５３は、移動しながら間歇的に放射線を照射する。つまり一度の照射が終了する毎に放射線源５３は被検体Ｍの体軸方向に沿って移動し、再び放射線の照射を行う。こうして７４枚の透視画像が取得され、これらが重ね合わせられる。完成した画像は、被検体をある裁断面で裁断したときの断層像が写りこんだ断層画像となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６３０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のような従来構成には、次の様な問題がある。
すなわち、従来構成によれば、得られる断層画像の端部が暗くなってしまう。この問題について図１２を参照しながら説明する。断層画像は、図１２（ａ）において、Ｘ線管５３，およびＦＰＤ５４が実線の位置にあるときの初期状態から、Ｘ線管５３，およびＦＰＤ５４が破線の位置にあるときの終了状態まで移動しながら、７４枚の透視画像を取得する。このＸ線管５３，およびＦＰＤ５４の移動方向は、被検体Ｍの体軸方向Ａに沿っている。このとき、７４枚の透視画像に常に写りこんでいるのは、５角形の領域Ｒに存していた被検体の部分に限られる。
【０００６】
放射線撮影装置は、様々な高さで被検体を裁断したときの断層像を取得することができるようになっている。領域Ｒが体軸方向Ａに最も幅広となっている基準裁断面Ｓ１における断層画像を取得する場合は、断層画像の全域が領域Ｒに収まっているので、７４枚の透視画像を重ね合わせれば、診断に好適な断層画像が取得できる。
【０００７】
しかし、領域Ｒの幅が体軸方向Ａにより幅狭となっている裁断面Ｓ２における断層画像を取得する場合には、断層画像の一部が領域Ｒからはみ出してしまっている。裁断面Ｓ２は、領域Ｒに収まる中央領域ＣＣと、領域Ｒからはみ出している周辺領域ＣＳとに分けられる。
【０００８】
中央領域ＣＣは、７４枚の透視画像が重ね合わせられて生成されるので、透視画像が重ねられる様子は基準裁断面Ｓ１における断層画像と同様である。しかし、周辺領域ＣＳを生成する際には、重ね合わせられる透視画像は７４枚よりも少なくなってしまう。周辺領域ＣＳに存する被検体Ｍの部分は、常に７４枚の透視画像に写りこんでいるとは限らないからである。とはいえ、周辺領域ＣＳにおいて重ね合わせられる透視画像の枚数は、断層画像を生成するには十分な枚数となっている。簡単のため、周辺領域ＣＳは、３７枚の透視画像が重ね合わせられて生成されたものとする。
【０００９】
断層画像を生成する際に、部分的に重ね合わせられる透視画像の枚数が異なると、次の様な不具合がある。すなわち、裁断面Ｓ２で得られる断層画像は、図１３のように、周辺領域ＣＳが暗くなってしまう。これは、従来の断層画像の生成方法に起因する輝度のムラである。従来の構成によれば、断層画像は放射線画像を重ね合わせて、取得された透視画像の枚数で除算する工程を経て生成される。この場合、重ねられた透視画像を７４で除算することにより断層画像を生成している。この様に断層画像を生成すると、図１３のような輝度のムラを発生させてしまう。
【００１０】
輝度のムラの発生の原因について説明する。周辺領域ＣＳは、３７枚の透視画像が重ね合わせられて生成されたものであるので、本来は３７で除算するべきである。しかし、実際は、７４で除算されている。すると、周辺領域ＣＳの輝度は、中央領域ＣＣの輝度の半分の値となる。これが、周辺領域ＣＳが中央領域ＣＣと比べて暗くなる原因である。
【００１１】
実際は、周辺領域ＣＳで重ねられる透視画像の枚数は、３７枚と固定ではなく、周辺領域ＣＳの部分によって異なる。具体的には、周辺領域ＣＳの部分のうち、中央領域ＣＣから遠ざかるにしたがって、重ね合わせられる透視画像の枚数は、次第に少なくなっていく。したがって、断層画像に表れる周辺領域ＣＳは、図１３に示すように、中央領域ＣＣから離れるにしたがって次第に暗くなっていく。
【００１２】
本発明の構成は、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、部分によって重ね合わせられる透視画像の枚数が異なることに起因して断層画像に表れる輝度のムラを除去して、診断に好適な断層画像を取得することができる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】
【００１３】
本発明の構成は上述の目的を達成するために次の様な構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線撮影装置は、被検体に放射線を照射する放射線源と、被検体を載置する天板と、被検体に放射線を検出する放射線検出手段と、放射線源と放射線検出手段を移動方向に沿って同期的かつ互いに反対方向に移動させる移動手段と、放射線検出手段が出力する検出信号を基に透視画像を生成する画像生成手段と、放射線源と、放射線検出手段とが移動されながら連写された一連の透視画像を重ね合わせて重合画像を生成する重ね合わせ手段と、輝度補正係数を用いて重合画像に重畳する輝度のムラを正規化して被検体を任意の高さの水平面で裁断したときの断層像が写りこんだ断層画像を取得する輝度補正手段輝度補正手段とを備え、輝度補正手段は、重合画像の部分に応じて異なる輝度補正係数を用い、重合画像のうち、移動方向における被検体の端部が写りこんだ領域を周辺領域とし、重合画像のうち、移動方向における被検体の中央領域が写りこんだ領域を中央領域としたとき、周辺領域における輝度補正係数と、中央領域における輝度補正係数とが異なっていることを特徴とするものである。
【００１４】
［作用・効果］本発明の構成によれば、一連の透視画像を重ね合わせて重合画像を生成し、これに輝度補正係数を作用させて断層画像を生成する構成となっている。重合画像は、透視画像が単純に重ね合わされたものであり、視認性が優れていない。そこで、重合画像の輝度補正を行うことにより、断層画像を生成するようになっているのである。具体的には、輝度補正手段が重合画像に輝度補正係数を作用させることにより、重合画像に重畳する輝度のムラを正規化することで断層画像が取得される。これにより断層画像の輝度は、透視画像の輝度の水準にまで揃えられるのである。
【００１５】
しかしながら、重合画像の部分によって重ね合わされる透視画像の枚数が異なっている。したがって、重合画像の全域において同一の輝度補正係数を用いると、重合画像の部分によって正規化の作用が強すぎてしまう場合がある。この様な重合画像の周辺領域は、重ね合わされる透視画像の枚数が少ないのであり、正規化に用いる輝度補正係数としてより小さな値を選択すべきである。
【００１６】
そこで、本発明の構成によれば、重合画像のうち、放射線源と放射線検出手段とが移動する方向である移動方向における被検体の端部が写りこんだ領域を周辺領域とし、重合画像のうち、移動方向における被検体の中央領域が写りこんだ領域を中央領域としたとき、周辺領域における輝度補正係数と、中央領域における輝度補正係数とが異なっている。重合画像の移動方向における周辺領域で重ね合わされる透視画像の枚数は、中央領域におけるそれよりも少なくなっている。本発明の構成によれば、この特性に合わせて、周辺領域に作用する輝度補正係数と、中央領域に作用するそれとを異なるようにすることができる。これにより、断層画像の輝度は、部分に応じて最適な補正が行われ、断層画像の全域に亘って同様な輝度で被検体の断層像を写しこむのである。
【００１７】
また、上述の輝度補正手段は、前記周辺領域における輝度補正係数を前記中央領域から遠ざかるにつれて徐々に小さくしながら前記重合画像に対して前記輝度補正係数を除算すればより望ましい。
【００１８】
［作用・効果］上述の構成によれば、輝度補正手段は更に精密な輝度の補正を行うことができる。重合画像に重ねられる透視画像の枚数（輝度補正係数）は、中央領域から移動方向における端部に向かうにしたがって次第に少なくなっている。上述の構成によれば、輝度補正手段は、周辺領域において、輝度補正係数を中央領域から遠ざかるにつれて徐々に小さくしながら重合画像に対する除算を行うのであるから、重合画像に重ねられる透視画像の枚数に合わせて除算が行われることになり、輝度補正手段は更に精密な輝度の補正を行うことができる。
【００１９】
また、上述の輝度補正手段は、周辺領域における輝度補正係数を中央領域から遠ざかるにつれて徐々に大きくしながら重合画像に対して輝度補正係数を乗算すればより望ましい。
【００２０】
［作用・効果］上述の構成によれば、輝度補正手段は更に精密な輝度の補正を行うことができる。重合画像に重ねられる透視画像の枚数（輝度補正係数）は、中央領域から移動方向における端部に向かうにしたがって次第に大きくなっている。上述の構成によれば、輝度補正手段は、周辺領域において、輝度補正係数を中央領域から遠ざかるにつれて徐々に大きくしながら重合画像に対する乗算を行うのであるから、重合画像に重ねられる透視画像の枚数に合わせて乗算が行われることになり、輝度補正手段は更に精密な輝度の補正を行うことができる。
【００２１】
また、上述の重合画像のある部分に作用する輝度補正係数は、その部分に重ねられた透視画像の枚数となっていればより望ましい。
【００２２】
［作用・効果］上述の構成によれば、より確実に輝度の補正を行うことができる。重合画像の全域に一律の輝度補正係数を作用させると、重合画像の一部において、除算の作用が強すぎてしまう。重合画像の全域が一連の透視画像の枚数だけ重ねられているものとして、重合画像の全域に輝度補正係数を一括に作用させたのであるから、透視画像が重ねられた枚数が少ないほど、除算の作用が予想外に強く現れる。上述の構成によれば、重合画像のある部分に作用する輝度補正係数は、その部分における透視画像が重ねられた枚数となっているので、重合画像の全域において、除算の作用の強さを一定とすることができる。
【００２３】
また、上述の放射線源と、放射線検出手段との移動方向に沿った移動に同期して放射線源を傾斜させる放射線源傾斜手段と、輝度補正係数を取得する係数取得手段を更に備え、放射線源傾斜手段は、放射線源と、放射線検出手段との移動方向に沿った移動移動に同期して、放射線源が照射する放射線ビームの中心軸が、放射線検出手段の中心点を通過するように放射線源を傾斜させ、被検体の断層像が一連の透視画像の同一位置に写りこむ裁断位置を基準裁断位置としたとき、係数取得手段は、重合画像の周辺領域を重合画像の移動方向の中心である重合画像の中心までの距離に応じて分割し、分割された各区画に何枚の透視画像が重ね合わせられているのかを（Ａ）放射線源から放射線検出手段までの鉛直方向の距離、（Ｂ）放射線源から裁断位置までの鉛直方向の距離、（Ｃ）被検体を裁断する裁断面から基準裁断面までの鉛直方向の距離、（Ｄ）各区画から重合画像の中心までの距離、（Ｅ）各々の透視画像を取得するときの放射線源の傾斜角度、および（Ｆ）放射線検出手段の有する放射線を検出する検出面の移動方向における幅から求めればより望ましい。
【００２４】
［作用・効果］上述の構成は、輝度補正係数の具体的な取得方法を示すものである。係数取得手段は、重合画像を区画分けし、放射線源から放射線検出手段までの鉛直方向の距離、放射線源から基準裁断位置までの鉛直方向の距離、被検体を裁断する裁断面の高さ、各区画から重合画像の中心までの距離、放射線源の傾斜角度、および放射線検出手段の幅の６つのパラメータを用いて、各区画に用いる輝度補正係数を求める。いずれのパラメータも、撮影条件さえ決まれば容易に求めることができるものである。したがって、上述の構成によれば、簡単に輝度補正係数を求めることができる放射線撮影装置が提供できる。
【００２５】
また、上述の放射線検出手段は、放射線を検出する放射線検出素子が所定のピッチで縦横に配列されているとともに、配列の縦方向は、移動方向に一致しており、係数取得手段は、放射線検出素子の縦方向のピッチを基に重合画像の周辺領域を複数の区画に分割して、区画毎に輝度補正係数を作用させればより望ましい。
【００２６】
また、上述の係数取得手段は、重合画像の周辺領域に写り込む放射線検出素子１個分の幅毎に周辺領域を複数の区画に分割すればより望ましい。
【００２７】
［作用・効果］上述の構成は、係数取得手段の重合画像の区画分けの具体的な構成を示すものである。放射線検出手段は、放射線を検出する放射線検出素子が所定のピッチで縦横に配列されている。重合画像の区画分けは、放射線検出素子１個分よりも細かくしても無意味である。そこで、上述の構成によれば、係数取得手段は、放射線検出素子の縦方向のピッチを基に重合画像の周辺領域を複数の区画に分割する構成となっており、より望ましくは、係数取得手段は、重合画像に写りこんだ放射線検出素子１個分の幅毎に周辺領域を複数の区画に分割するのである。この様にすれば、重合画像に写りこむ放射線検出素子（正確には、放射線検出素子が横方向に並んだ検出素子アレイ）毎に個別に輝度補正係数が生成されるので、補正に適した輝度補正係数を効率よく取得することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の構成によれば、一連の透視画像を重ね合わせて重合画像を生成し、輝度補正手段が重合画像から重ね合わせられた透視画像の枚数である輝度補正係数を除算することで断層画像が取得される。これにより断層画像の輝度は、透視画像の輝度の水準にまで揃えられるのである。しかしながら、重合画像の部分によって重ね合わされる透視画像の枚数が異なっている。本発明の構成によれば、重合画像のうち、放射線源と放射線検出手段とが移動する方向である移動方向における被検体の端部が写りこんだ領域を周辺領域とし、重合画像のうち、移動方向における被検体の中央領域が写りこんだ領域を中央領域としたとき、周辺領域における輝度補正係数は、中央領域における輝度補正係数よりも小さくなっている。これにより、断層画像の輝度は、部分に応じて最適な補正が行われ、断層画像の全域に亘って同様な輝度で被検体の断層像を写しこむのである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るＸ線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。
【図２】本発明に係るＦＰＤの構成を説明する模式図である。
【図３】本発明に係る輝度補正係数テーブルの構成を説明する模式図である。
【図４】本発明に係る断層画像の取得方法を説明する模式図である。
【図５】本発明に係るＸ線撮影装置の動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明に係る輝度補正係数の取得方法を説明する模式図である。
【図７】本発明に係る輝度補正係数の取得方法を説明する模式図である。
【図８】本発明に係る輝度補正係数の取得方法を説明する模式図である。
【図９】本発明に係る輝度補正係数の取得方法を説明する模式図である。
【図１０】本発明に係る輝度補正係数の取得方法を説明する模式図である。
【図１１】本発明の１変形例を説明する模式図である。
【図１２】従来のＸ線撮影装置の構成を説明する模式図である。
【図１３】従来のＸ線撮影装置で取得される断層画像の模式図である。
【実施例１】
【００３０】
次に、実施例１に係る放射線撮影装置の各実施例を図面を参照しながら説明する。なお、各実施例におけるＸ線は、実施例１の構成の放射線に相当する。
【００３１】
図１は、実施例１に係る放射線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。図１に示すように、実施例１に係るＸ線撮影装置１は、Ｘ線断層撮影の対象である被検体Ｍを載置する天板２と、天板２の上部に設けられた被検体Ｍに対してコーン状のＸ線ビームを照射するＸ線管３と、天板２の下部に設けられ、被検体Ｍの透過Ｘ線像を検出するシート状のフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、ＦＰＤと略記）４と、コーン状のＸ線ビームの中心軸とＦＰＤ４の中心点とが常に一致する状態でＸ線管３とＦＰＤ４との各々を被検体Ｍの関心部位を挟んで互いに反対方向に同期移動させる同期移動機構７と、これを制御する同期移動制御部８と、ＦＰＤ４のＸ線を検出するＸ線検出面を覆うように設けられた散乱Ｘ線を吸収するＸ線グリッド５とを備えている。この様に、Ｘ線管３と天板２とＦＰＤ４とは、この順に鉛直方向に配列されている。Ｘ線撮影装置１は、本発明の放射線撮影装置に相当し、Ｘ線管３は、本発明の放射線源に相当する。また、ＦＰＤ４は、本発明の放射線検出手段に相当する。
【００３２】
Ｘ線管３は、Ｘ線管制御部６の制御にしたがってコーン状でパルス状のＸ線ビームを被検体Ｍに対して繰り返し照射する構成となっている。このＸ線管３には、Ｘ線ビームを角錐となっているコーン状にコリメートするコリメータが付属している。そして、このＸ線管３と、ＦＰＤ４はＸ線透視画像を撮像する撮像系３，４を生成している。
【００３３】
そして、さらに実施例１に係るＸ線撮影装置１は、各制御部６，８を統括的に制御する主制御部２５と、Ｘ線断層画像を表示する表示部２２とを備えている。この主制御部２５は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより各制御部６，８，および後述の画像生成部１１，重ね合わせ部１２，輝度補正部１３，係数取得部１４を実現している。輝度補正部１３は、本発明の輝度補正手段に相当し、重ね合わせ部１２は、本発明の重ね合わせ手段に相当する。また、係数取得部１４は、本発明の係数取得手段に相当し、画像生成部１１は、本発明の画像生成手段に相当する。
【００３４】
同期移動機構７は、Ｘ線管３とＦＰＤ４とを同期させて移動させる構成となっている。この同期移動機構７は、同期移動制御部８の制御にしたがって被検体Ｍの体軸方向Ａに平行な直線軌道に沿ってＸ線管３を直進移動させる。しかも、検査中、Ｘ線管３の照射するコーン状のＸ線ビームは、常に被検体Ｍの関心部位に向かって照射されるようになっており、このＸ線照射角度は、Ｘ線管３の角度を変更することによって、たとえば初期角度−２０°から最終角度２０°まで変更される。この様なＸ線照射角度の変更は、Ｘ線管傾斜機構９が行う。同期移動制御部８は、同期移動機構７とＸ線管傾斜機構９とを同期的に制御する。体軸方向Ａは、本発明の移動方向に相当し、Ｘ線管傾斜機構９は、本発明の放射線源傾斜手段に相当する。
【００３５】
また、同期移動機構７は、上述のＸ線管３の直進移動に同期して、天板２の下部に設けられたＦＰＤ４を被検体Ｍの体軸方向Ａに沿って直進移動させる。そして、その移動方向は、Ｘ線管３の移動方向と反対方向となっている。つまり、Ｘ線管３が移動することによって照射源位置と照射方向が変化するコーン状のＸ線ビームは、常にＦＰＤ４のＸ線検出面の全面で受光される構成となっている。このように、一度の検査において、ＦＰＤ４は、Ｘ線管３と互いに反対方向に同期して移動しながら、たとえば７４枚の透視画像Ｐを取得するようになっている。具体的には、撮像系３，４は、実線の位置を初期位置として、破線で示した位置を介して、図１に示した一点鎖線で示す位置まで対向移動する。すなわち、Ｘ線管３とＦＰＤ４の位置を変化させながら複数のＸ線透視画像が撮影されることになる。ところで、コーン状のＸ線ビーム１９は常にＦＰＤ４のＸ線検出面の全面で受光されるので、撮影中コーン状のＸ線ビーム１９の中心軸は、常にＦＰＤ４の中心点と一致している。また、撮影中、ＦＰＤ４の中心は、直進移動するが、この移動はＸ線管３の移動の反対方向となっている。つまり、体軸方向Ａに沿って、Ｘ線管３とＦＰＤ４とを同期的、かつ互いに反対方向に移動させる構成となっている。
【００３６】
ＦＰＤ４の構成について説明する。ＦＤＰ４のＸ線を検出する検出面には、図２に示すように、Ｘ線を検出するＸ線検出素子４ａが縦横に配列している。Ｘ線検出素子４ａは、被検体の体軸方向Ａに例えば１，０２４個、被検体の体側方向Ｓに例えば１，０２４個配列している。その配列ピッチは、体軸方向Ａ，体側方向Ｓ共に、３００μｍとなっている。
【００３７】
また、ＦＰＤ４の後段には、そこから出力される検出信号を基にＸ線透視画像を生成する画像生成部１１が備えられており（図１参照）、この画像生成部１１の更に後段には、複数の画像を重ね合わせて重合画像Ｃを生成する重ね合わせ部１２と、後述の輝度補正部１３とを備えている。
【００３８】
係数取得部１４は、輝度補正部１３が参照する輝度補正係数テーブルＴ１を生成する。輝度補正係数テーブルＴ１は、重合画像Ｃの部分に対応した輝度補正係数Ｋがマッピングされたものであり、輝度補正部１３は、輝度補正係数テーブルＴ１に基づいて、重合画像Ｃの部分に応じて異なる輝度補正係数Ｋを重合画像Ｃに作用させる。
【００３９】
輝度補正係数テーブルＴ１の構成について説明する。輝度補正係数テーブルＴ１は、図３に示すように、整数がシリアル番号の１番からｎ番まで順番に配列された表データとなっている。輝度補正係数テーブルＴ１の１番に対応する輝度補正係数Ｋは例えば３７であり、それからシリアル番号が大きくなるにしたがって、輝度補正係数Ｋも大きくなる。そして、輝度補正係数Ｋは取得される透視画像Ｐの総数である７４まで達する。その後、輝度補正係数テーブルＴ１のシリアル番号が大きくなってもしばらくは輝度補正係数Ｋの値に変化は無いが、最大のｎ番目に近づくにつれ、輝度補正係数Ｋは次第に小さくなり、ｎ番目における輝度補正係数Ｋは、３７となっている。輝度補正係数テーブルＴ１のうち、輝度補正係数Ｋが取得される透視画像Ｐの総数である７４となっている領域を中央領域ＴＣと呼び、それ以外の領域を周辺領域ＴＳと呼ぶことにする。輝度補正係数テーブルＴ１の周辺領域ＴＳは、重合画像Ｃの周辺領域ＣＳに対応し、輝度補正係数テーブルＴ１の中央領域ＴＣは、重合画像Ｃの中央領域ＣＣに対応している。この輝度補正係数テーブルＴ１は、記憶部２３に記憶されている。
【００４０】
なお、輝度補正係数Ｋに透視画像Ｐの枚数を使用しなくてもよい。例えば、図３の補正係数Ｋを透視画像Ｐの枚数（７４枚）で予め除算しておいてもよい。この場合、例えば、輝度補正係数テーブルＴ１の１番目の輝度補正係数Ｋは３７／７４となっている。この場合、重ね合わせ部１２では、重合画像Ｃを生成する際に、重合画像Ｃの全域に対して予め７４で除算する構成となっている。
【００４１】
また、画像生成部１１，重ね合わせ部１２，輝度補正部１３が生成する各画像は、記憶部２３に記憶される。なお、記憶部２３は、各部が動作するのに参照される設定値の一切（例えば、輝度補正係数テーブルＴ１，後述の配列ピッチｐ，ｑおよびＳＩＤ，ＳＯＤ）を記憶する。
【００４２】
続いて、実施例１に係るＸ線撮影装置１の断層画像の取得原理について説明する。図４は、実施例１に係るＸ線撮影装置の断層画像の取得方法を説明する図である。例えば、天板２に平行な（鉛直方向に対して水平な）基準裁断面ＭＡについて説明すると、図４に示すように、基準裁断面ＭＡに位置する点Ｐ，Ｑが、常にＦＰＤ４のＸ線検出面の不動点ｐ，ｑのそれぞれに投影されるように、Ｘ線管３によるコーン状のＸ線ビーム１９の照射方向に合わせてＦＰＤ４をＸ線管３の反対方向に同期移動させながら一連の被検体画像が画像生成部１１にて生成される。一連の被検体画像Ｐｍには、被検体の投影像が位置を変えながら写り込んでいる。そして、この一連の被検体画像Ｐｍを重ね合わせ部１２にて重ね合わせれば、基準裁断面ＭＡに位置する像（たとえば、不動点ｐ，ｑ）が集積され、Ｘ線断層画像としてイメージングされることになる。一方、基準裁断面ＭＡに位置しない点Ｉは、ＦＰＤ４における投影位置を変化させながら一連の被検体画像に点ｉとして写り込んでいる。この様な点ｉは、不動点ｐ，ｑとは異なり、重ね合わせ部１２でＸ線透視画像を重ね合わせる段階で像を結ばずにボケる。このように、一連の被検体画像Ｐｍの重ね合わせを行うことにより、被検体Ｍの基準裁断面ＭＡに位置する像のみが写り込んだＸ線断層画像が得られる。このように、Ｘ線透視画像を単純に重ね合わせると、基準裁断面ＭＡにおけるＸ線断層画像が得られる。基準裁断面ＭＡの鉛直方向の位置が本発明の基準裁断位置である。
【００４３】
さらに、重ね合わせ部１２の設定を変更することにより、基準裁断面ＭＡに水平な任意の裁断位置においても、同様な断層画像を得ることができる。撮影中、ＦＰＤ４において上記点ｉの投影位置は移動するが、投影前の点Ｉと基準裁断面ＭＡとの離間距離が大きくなるにしたがって、この移動速度は増加する。これを利用して、取得された一連の被検体画像を所定のピッチで体軸方向Ａにずらしながら、重ね合わせれば、基準裁断面ＭＡに平行な裁断位置におけるＸ線断層画像が得られる。このような一連の被検体画像の重ね合わせは、重ね合わせ部１２が行う。この様にして断層画像を取得する方法をフィルターバックプロジェクションと呼ぶ。
【００４４】
＜Ｘ線撮影装置の動作＞
次に、実施例１に係るＸ線撮影装置の動作について説明する。実施例１に係るＸ線撮影装置を用いた被検体Ｍの断層画像の取得動作は、図５に示すように、輝度補正係数テーブルＴ１を取得するテーブル取得ステップＳ１と、被検体Ｍを写しこんだ７４枚の透視画像Ｐを取得する透視画像取得ステップＳ２と、透視画像Ｐを重ね合わせる重ね合わせステップＳ３と、および重ね合わせられた画像の部分に応じて所定の除算を行う除算ステップＳ４の各ステップに従って実行される。これらの各ステップの詳細を図面を参照しながら順を追って説明する。
【００４５】
＜テーブル取得ステップＳ１＞
まず、係数取得部１４によって輝度補正係数テーブルＴ１が取得される。この係数取得部１４は、図６のＳＩＤ，ＳＯＤ，ＦＰＤ４の幅（実際には、ＦＰＤ４の体軸方向Ａにおける一端からＦＰＤ４の中心点までの距離Δ：図１０参照）を記憶部２３より読み出す。このＳＩＤは、Ｘ線管３が発する放射線ビームの放射元となる焦点からＦＰＤ４の中心点までのＺ方向（鉛直方向）の距離である。ＳＯＤは、Ｘ線管３の焦点から基準裁断面ＭＡとのＺ方向の距離である。距離Δは、被検体体軸方向ＡにおけるＦＰＤ４の検出面の幅の半分である。
【００４６】
また、図６の模式図における原点Ｏについて説明する。原点Ｏは、Ｘ線管３の焦点からＦＰＤ４の中心点を結ぶ線分と基準裁断面ＭＡが交わる点である。
【００４７】
基準裁断面ＭＡにおける断層画像を取得する場合、輝度補正係数テーブルＴ１の輝度補正係数Ｋは、シリアル番号１〜ｎに亘って全て７４となっている。７４とは、取得される透視画像Ｐの総数である。したがって、この場合、輝度補正係数テーブルＴ１を計算により求める必要はない。そこで、本実施例については、基準裁断面ＭＡよりも上に位置する裁断面ＭＢ（図６参照）における断層画像Ｄを生成する場合の動作について説明する。この場合、輝度補正係数テーブルＴ１は、取得される透視画像Ｐの総数である７４以外の値を含むものとなっているので、新たに生成する必要がある。この裁断面ＭＢにおける断層画像が生成される撮影視野の範囲は、基準裁断面ＭＡと同一の大きさとなっている。図６においては、裁断面ＭＢを太線で示した部分となっており、以降、単に撮影範囲と呼ぶことにする。
【００４８】
次に、係数取得部１４が求める分割ピッチｑについて説明する。図７に示すように、裁断面ＭＢが複数の点で構成される仮想的な２次元グリッドに覆われているとする。この仮想的な２次元グリッドがコーン状のＸ線ビーム１９によってＦＰＤ４に投影されたとき、各点の各々がちょうどＦＰＤ４が有するＸ線検出素子４ａの各々に重なるものとする。このときの裁断面ＭＢの各点の配列ピッチが分割ピッチｑである。
【００４９】
係数取得部１４は、ＦＰＤ４のＸ線検出素子４ａの体軸方向Ａの配列ピッチｐを記憶部２３から読み出して、仮想的な２次元グリッドのＡ方向における分割ピッチｑを求める。分割ピッチｑは、図８に示すＳＯＤ，ＳＩＤ，配列ピッチｐ，および基準裁断面ＭＡの位置から裁断面ＭＢの位置までのＺ方向における距離ｚとから幾何学的に求めることができる。
【００５０】
係数取得部１４は、撮影範囲を体軸方向Ａに沿って分割ピッチｑ毎に分割し、分割された区画毎に、輝度補正係数Ｋを算出する。輝度補正係数Ｋは、これから取得される７４枚の透視画像Ｐのうち、何枚の透視画像Ｐに区画が写り込むかを示したものであり、その値は、区画毎に異なる。その算出方法について説明する。まず図９に示すように、重合画像Ｃの中央領域ＣＣを構成する区画の輝度補正係数Ｋは、計算するまでもなく７４である。中央領域ＣＣの内部の領域は、全ての透視画像Ｐに写りこんでいるからである。
【００５１】
撮影範囲の周辺領域ＣＳに存する区画は、取得された透視画像Ｐの一部にしか写りこんではいないので、輝度補正係数Ｋは、取得される透視画像Ｐの総数である７４を下回る。周辺領域ＣＳにおける輝度補正係数Ｋの算出方法について説明する。そこで、図１０に示すように、周辺領域ＣＳに属するある区画ｄに何枚の透視画像Ｐが重ねられるかを求めるものとする。区画ｄは、Ａ方向に原点Ｏからｙの距離だけ離れているもとする。すなわち、区画ｄの位置は、座標としては（ｙ，ｚ）で表せる。
【００５２】
図１０に示すように、Ｘ線管３の傾斜角度をθとする。より厳密には、θは、鉛直方向のＺ軸と、Ｘ線ビーム１９の中心軸とがなす角である。
【００５３】
係数取得部１４は、Ｘ線管３の傾斜角度θがどの範囲にあるときに区画ｄが透視画像Ｐに写りこむかを算出する。ＦＰＤ４の中心点からＦＰＤ４の一端までの距離をΔとし、ＦＰＤ４の検出面を延長した仮想平面に区画ｄが投影されたときの写像κと、ＦＰＤ４の中心点までの距離をδとする（図１０参照）。
【００５４】
ここで、距離δ，傾斜角度θ，距離ＳＩＤ，距離ＳＯＤ，距離ｙ，および距離ｚとθとの関係を等式で示す。図１０に示すκの位置は、Ｘ線管３の焦点ｐと区画ｄと、原点Ｏの各位置を用いた次の様なベクトル方程式で表すことができる。
【００５５】
【数１】
【００５６】
ところで、区画ｄの座標は（ｙ，ｚ）であり、焦点ｐの座標は、（ＳＯＤｔａｎθ，ＳＯＤ）であるので、写像κの座標を（ａ，ｂ）とすると、式（１）より次の様な関係が導き出せる。
（ａ，ｂ）＝ｔ（ｙ，ｚ）＋（１−ｔ）（ＳＯＤｔａｎθ，ＳＯＤ）……（２）
【００５７】
式（２）をａ，ｂの成分に分解すると次の様になる。
ａ＝ｔｙ＋（１−ｔ）ＳＯＤｔａｎθ ……（３）
ｂ＝ｔｚ＋（１−ｔ）ＳＯＤ ……（４）
【００５８】
図１０より、ｂ＝−（ＳＩＤ―ＳＯＤ）であることが分かる。したがって、式（４）よりｔ＝−ＳＩＤ／（ｚ−ＳＯＤ）である。このｔを式（３）に代入すると、ａは下の式で表せる。
【００５９】
【数２】
【００６０】
図１０におけるＦＰＤ４の中心点Ｑの座標は、（―（ＳＩＤ―ＳＯＤ）ｔａｎθ，−（ＳＩＤ−ＳＯＤ））であるから、式（５）を用いて、κから中心点Ｑまでの距離δは、以下のように表せる。
【００６１】
【数３】
【００６２】
式（６）を解くと次の様になる。
δ＝｜（ｚｔａｎθ−ｙ）ＳＩＤ／（ｚ−ＳＯＤ）｜……（７）
【００６３】
Δ≧δとなれば、区画ｄの写像κはＦＰＤ４の検出面内に投影されることになり、区画ｄは、透視画像Ｐに写り込むことになる。δがΔ以上となっている場合において、θがとりうる範囲は、式（７）を基に次の様に表せる。
（ｙ−｜Δ・Ｈ｜）／ｚ≦ｔａｎθ≦（ｙ＋｜Δ・Ｈ｜）／ｚ……（８）
ただし、Ｈ＝（ｚ−ＳＯＤ）／ＳＩＤである。
【００６４】
つまり、区画ｄは、Ｘ線管３の傾斜角度θがｔａｎ−１｛（ｙ−｜Δ・Ｈ｜）／ｚ｝以上、ｔａｎ−１｛（ｙ＋｜Δ・Ｈ｜）／ｚ｝以下のとき透視画像Ｐに写りこむ。この範囲は、区画ｄが透視画像Ｐに写り込むのに許容されるＸ線管３の傾斜角度の最大値・最小値を表している。なお、ｚは、一枚の断層画像を生成する際には、一定であるので、区画ｄが透視画像Ｐに写りこむのに許容されるＸ線管３の傾斜角度の取り得る範囲（許容範囲）は、区画ｄのｙ方向の位置だけで決定されることになる。したがって、区画ｄ毎にこの許容範囲は異なっている。
【００６５】
ある区画ｄについて許容範囲が断層画像の撮影におけるＸ線管３が傾斜される角度の変化する範囲（変化範囲）に等しいか、変化範囲よりも大きければ、その区画ｄは、取得される７４枚の透視画像Ｐの全てに写りこむ。
【００６６】
一方、先程の区画ｄとｙ方向に離れた別の区画ｄにおいて、許容範囲が変化範囲の全てを覆いきれないとすると、この区画ｄが写り込んでいない透視画像Ｐが撮影される場合でてくる。この区画ｄが透視画像Ｐに写り込むのに許容されるＸ線管３の傾斜角度を超えてＸ線管３が傾斜されて撮影が行われることがあるからである。
【００６７】
係数取得部１４は（８）式に基づいて、ｙを変化させながら、各区画ｄ毎の許容範囲を割り出し、この許容範囲とＸ線管の傾斜角度の変化範囲とを比較する。Ｘ線管３の変化範囲と、ある区画ｄの許容範囲とが重複している範囲の傾斜角度でＸ線管３が傾斜されて撮影された透視画像Ｐには、その区画ｄが写り込んでおり、重複していない範囲の傾斜角度で撮影された透視画像Ｐには、その区画ｄが写り込んでいない。
【００６８】
輝度補正係数Ｋの取得について説明する。係数取得部１４は、記憶部２３から変化範囲を読み出して、この変化範囲と区画範囲とが重複する重複範囲を求める。変化範囲における重複範囲の占める割合に透視画像Ｐの総数（７４枚）を乗したものが輝度補正係数テーブルＴ１を構成する輝度補正係数Ｋである。係数取得部１４は、重合画像Ｃの各区画ｄ毎に輝度補正係数Ｋの取得を繰り返し、各区画ｄ撮影範囲における各区画のＡ方向の位置を表すシリアル番号と輝度補正係数Ｋとを連関させることにより輝度補正係数テーブルＴ１を生成する。輝度補正係数テーブルＴ１は、記憶部２３に記憶される。
【００６９】
＜透視画像取得ステップＳ２＞
次に、天板２に被検体Ｍが載置される。そして術者が操作卓２１を通じて、透視画像Ｐの取得の指示を行うと、同期移動制御部８は、Ｘ線管３，およびＦＰＤ４を所定の初期位置までに移動させる。このときの撮像系３，４は、図１の実線に示すような配置となっている。すなわち、初期位置におけるＸ線管３は、体軸方向Ａ（天板２の長手方向）の前段に位置し、ＦＰＤ４は、体軸方向Ａの後段に位置している。このときＸ線管３は、初期角度−２０度まで傾斜されている。
【００７０】
Ｘ線管制御部６は、Ｘ線管３を制御し、Ｘ線管３は所定のパルス幅、管電圧、管電流でＸ線ビーム１９をＦＰＤ４に向けて照射する。Ｘ線ビーム１９は、天板２を透過した後、ＦＰＤ４に入射する。画像生成部１１は、ＦＰＤ４が出力した検出信号をエアー画像（被検体を移しこんでいない画像）に組み立てる。
【００７１】
以降、同期移動制御部８は、Ｘ線管３，およびＦＰＤ４を同期的かつ互いに反対方向に移動させる。Ｘ線管制御部６は、移動の最中にＸ線ビーム１９を間歇的に照射し、画像生成部１１は、その度ごとに透視画像Ｐを生成する。こうして、一連の透視画像Ｐが生成される。このとき、同期移動制御部８は、Ｘ線管３を体軸方向Ａの後段側に移動させ、ＦＰＤ４を体軸方向Ａの前段側に移動させる。
【００７２】
そして、同期移動制御部８は、Ｘ線管３，およびＦＰＤ４を所定の最終位置までに移動させる。このときの撮像系３，４は、図１の一点鎖線に示すような配置となっている。すなわち、最終位置におけるＸ線管３は、体軸方向Ａ（天板２の長手方向）の後段に位置し、ＦＰＤ４は、体軸方向Ａの前段に位置している。このときＸ線管３は、最終角度２０度まで傾斜されている。この状態で最後の透視画像Ｐが取得され、一連の透視画像Ｐの取得は終了となる。透視画像Ｐは、実施例１においては７４枚取得される。
【００７３】
＜重ね合わせステップＳ３＞
一連の透視画像Ｐは、重ね合わせ部１２に送出される。重ね合わせ部１２は、一連の透視画像Ｐを被検体Ｍの体軸方向にずらしながら重ね合わせ、裁断面ＭＢにおける被検体Ｍの断層像が写りこんだ重合画像Ｃを生成する。重合画像Ｃは、単に重ね合わせられているだけであるので、これに輝度補正を施して、視認性を改善する必要がある。
【００７４】
＜除算ステップＳ４＞
重合画像Ｃは輝度補正部１３に送出される。輝度補正部１３は、記憶部２３に記憶されている輝度補正係数テーブルＴ１を読み出して、重合画像Ｃを被検体Ｍの体軸方向に沿ってｎ個の領域に分割し、被検体Ｍの体軸方向の端部が写りこんでいる１番目の領域の輝度データを輝度補正係数テーブルＴ１における１番目の輝度補正係数（具体的には、３７）で除算する。以降、輝度補正部１３は、輝度補正係数テーブルＴ１を参照しながら、重合画像Ｃの各領域の輝度データをこの領域に対応する輝度補正係数Ｋで除算して、断層画像Ｄを生成する。この様に、輝度補正部１３は、重合画像Ｃに写りこむＸ線検出素子４ａの１個分のピッチで重合画像Ｃを体軸方向Ａに（正確には、重合画像Ｃに写りこんでいる被検体像の体軸方向に）沿って重合画像Ｃを分割し、分割された区画の各々に対して個別の輝度補正係数を作用させる構成となっている。輝度補正部１３の動作は少なくとも重合画像Ｃの周辺領域ＣＳについて行えば十分である。
【００７５】
輝度補正部１３の具体的な動作について説明する。重合画像Ｃの中央領域に相当する部分では、７４枚の透視画像Ｐが重ねられており、この部分における輝度データは、７４枚の透視画像Ｐの輝度データが足し合わされたものとなっている。一方、重合画像Ｃの被検体Ｍの体軸方向の端部に相当する周辺部では、３７枚の透視画像Ｐが重ねられており、３７枚の透視画像Ｐの輝度データしか足し合わされていない。したがって、重合画像Ｃの周辺部の輝度データは、中央領域の輝度データよりも小さな値となる。もし仮に、重合画像Ｃの輝度補正を行おうとして、重合画像Ｃの全域を７４で除算してしまうと、周辺部では、重ねられた透視画像Ｐの枚数以上の数で除算が行われることになり、中央領域と比べて輝度が暗くなる。しかし、実施例１の構成によれば、輝度補正部１３は、重合画像Ｃの部分に応じて輝度補正係数Ｋを変更しながら、重ね合わせられた透視画像Ｐの枚数が部分的に異なる重合画像Ｃの輝度補正を行う。具体的には、重合画像Ｃのある部分における輝度補正係数Ｋは、その部分のに重ね合わせられている透視画像Ｐの枚数と等しくなっている。これにより、断層画像Ｄには図１３で説明した輝度のムラが写りこむことが無い。なお、輝度補正係数テーブルＴ１は、裁断位置を再設定する度に、求めなおす必要がある。各裁断位置に対応したテーブルを記憶部２３に記憶させ、輝度補正部１３に補正に好適なテーブルを選択させるように構成しても良い。
【００７６】
この断層画像Ｄが表示部２２に表示されてＸ線撮影装置１の動作は終了となる。
【００７７】
以上のように、実施例１の構成によれば、一連の透視画像Ｐを重ね合わせて重合画像Ｃを生成し、これに輝度補正係数Ｋを作用させて断層画像Ｄを生成する構成となっている。重合画像Ｃは、透視画像Ｐが単純に重ね合わされたものであり、視認性が優れていない。そこで、重合画像Ｃの輝度補正を行うことにより、断層画像Ｄを生成するようになっているのである。具体的には、輝度補正部１３が重合画像Ｃから重ね合わせられた透視画像Ｐの枚数である輝度補正係数Ｋを除算することで断層画像Ｄが取得される。これにより断層画像Ｄの輝度は、透視画像Ｐの輝度の水準にまで揃えられるのである。
【００７８】
しかしながら、重合画像Ｃの部分によって重ね合わされる透視画像Ｐの枚数が異なっている。したがって、重合画像Ｃの全域において同一の輝度補正係数Ｋを用いると、重合画像Ｃの部分によって除算の作用が強すぎてしまう場合がある。この様な重合画像Ｃの部分は、重ね合わされる透視画像Ｐの枚数が少ないのであり、除算に用いる輝度補正係数Ｋとしてより小さな値を選択すべきである。
【００７９】
そこで、実施例１の構成によれば、重合画像Ｃの周辺領域ＣＳにおける輝度補正係数Ｋは、重合画像Ｃの中央領域ＣＣにおける輝度補正係数Ｋよりも小さくなっている。実施例１の構成は、重合画像Ｃの体軸方向Ａにおける周辺領域ＣＳで重ね合わされる透視画像Ｐの枚数は、中央領域ＣＣにおけるそれよりも少なくなっていることに注目して、輝度補正係数Ｋを設定する。具体的には、周辺領域ＣＳにおける輝度補正係数Ｋは、中央領域ＣＣにおけるそれよりも小さくなっている。つまり、重合画像Ｃの周辺領域ＣＳに作用する輝度補正係数Ｋは、輝度補正係数テーブルＴ１の周辺領域ＣＳに属するものであり、その値は３７から７３までの整数である。そして、重合画像Ｃの中央領域ＣＣに作用する輝度補正係数Ｋは、輝度補正係数テーブルＴ１の中央領域ＣＣに属するものであり、その値は７４である。この様にしたことで、断層画像Ｄの輝度は、部分に応じて最適な補正が行われ、断層画像Ｄの全域に亘って同様な輝度で被検体Ｍの断層像を写しこむのである。
【００８０】
実施例１の構成によれば、輝度補正部１３は、精密な輝度の補正を行うことができる。重合画像Ｃに重ねられる透視画像Ｐの枚数は、中央領域ＣＣから体軸方向Ａにおける端部に向かうにしたがって次第に少なくなっている。そこで、実施例１の構成は、輝度補正部１３は、周辺領域ＣＳにおいて、輝度補正係数Ｋを中央領域ＣＣから遠ざかるにつれて徐々に小さくしながら重合画像Ｃに対する除算を行うのである。これにより、輝度補正部１３は更に精密な輝度の補正を行うことができる。
【００８１】
また、実施例１の構成によれば、より確実に輝度の補正を行うことができる。もし仮に、重合画像Ｃの全域に一律の輝度補正係数Ｋを作用させると、重合画像Ｃの一部では、除算の作用が強くなりすぎてしまう。重合画像Ｃの全域が一連の透視画像Ｐの枚数だけ重ねられているものとして、重合画像Ｃの全域に一律の輝度補正係数Ｋを作用させてしまったのであるから、透視画像Ｐが重ねられた枚数が少ないほど、除算の作用が予想外に強く現れる。実施例１の構成によれば、重合画像Ｃのある部分に作用する輝度補正係数Ｋは、その部分における透視画像Ｐが重ねられた枚数となっているので、重合画像Ｃの全域において、除算の作用の強さを一定とすることができる。
【００８２】
輝度補正係数Ｋの具体的な取得方法は以下のようなものである。すなわち、係数取得部１４は、重合画像Ｃを区画分けし、距離ｙ，傾斜角度θ，距離ＳＩＤ，距離ＳＯＤ，距離ｚ，および幅Δの６つのパラメータを用いて、各区画に用いる輝度補正係数Ｋを求める。いずれのパラメータも、撮影条件さえ決まれば容易に求めることができるものである。したがって、実施例１の構成によれば、簡単に輝度補正係数Ｋを求めることができるＸ線撮影装置１が提供できる。
【００８３】
係数取得部１４の重合画像Ｃの区画分けは、ＦＰＤ４のＸ線検出素子４ａを基準に行われる。重合画像Ｃの区画分けは、Ｘ線検出素子４ａの１個分よりも細かくしても無意味だからである。実施例１の構成によれば、係数取得部１４は、Ｘ線検出素子４ａの縦方向のピッチを基に重合画像Ｃの周辺領域ＣＳを複数の区画に分割する構成となっており、より望ましくは、係数取得部１４は、重合画像Ｃに写りこんだＸ線検出素子４ａの１個分の幅毎に周辺領域ＣＳを複数の区画に分割するのである。この様にすれば、重合画像Ｃに写りこむＸ線検出素子４ａ（正確には、Ｘ線検出素子４ａが体側方向Ｓに並んだ検出素子アレイ）毎に個別の輝度補正係数Ｋが生成されるので、補正に適した輝度補正係数Ｋを効率よく取得することができる。
【００８４】
本発明は、上述の実施例の構成に限られず、次の様な変形実施が可能である。
【００８５】
（１）上述した実施例は、医用の装置であったが、本発明は、工業用や、原子力用の装置に適用することもできる。
【００８６】
（２）上述した実施例のいうＸ線は、本発明における放射線の一例である。したがって、本発明は、Ｘ線以外の放射線にも適応できる。
【００８７】
（３）上述した実施例の輝度補正部１３は、除算処理を行っていたが、本発明はこれに限らない。除算処理に代えて、乗算処理としてもよい。この場合の輝度補正係数は、実施例１の輝度補正係数の逆数となる。この場合の輝度補正係数テーブルＴ１の構成について説明する。輝度補正係数テーブルＴ１は、図１１に示すように、整数がシリアル番号の１番からｎ番まで順番に配列された表データとなっている。輝度補正係数テーブルＴ１の１番に対応する輝度補正係数Ｋは例えば１／３７であり、それからシリアル番号が大きくなるにしたがって、輝度補正係数Ｋは小さくなる。そして、輝度補正係数Ｋは取得される透視画像Ｐの総数の逆数である１／７４まで達する。その後、輝度補正係数テーブルＴ１のシリアル番号が大きくなってもしばらくは輝度補正係数Ｋの値に変化は無いが、最大のｎ番目に近づくにつれ、輝度補正係数Ｋは次第に大きくなりなり、ｎ番目における輝度補正係数Ｋは、１／３７となっている。この輝度補正係数テーブルＴ１は、記憶部２３に記憶されている。
【００８８】
また、輝度補正部１３は、除算処理・乗算処理以外の重合画像Ｃの部分によって異なる輝度のムラを打ち消すような演算を採用することもできる。
【符号の説明】
【００８９】
Ａ 体軸方向（移動方向）
Ｃ 重合画像
Ｄ 断層画像
ＣＳ 周辺領域
ＣＣ 中央領域
Ｋ 輝度補正係数
１ Ｘ線撮影装置（放射線撮影装置）
２ 天板
３ Ｘ線管（放射線源）
４ ＦＰＤ（放射線検出手段）
４ａ Ｘ線検出素子（放射線検出素子）
９ Ｘ線管傾斜機構（放射線源傾斜手段）
１１ 画像生成部（画像生成手段）
１２ 重ね合わせ部（重ね合わせ手段）
１３ 輝度補正部（輝度補正手段）
１４ 係数取得部（係数取得手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明の構成は放射線源と、ＦＰＤとを備えた放射線撮影装置に関し、特に、放射線源とＦＰＤとが互いに反対方向に同期移動しながら一連の透視画像を撮影し、これを基に被検体の断層画像を取得する放射線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療機関には、被検体Ｍの断層画像を取得する放射線撮影装置５１が配備されている。この様な放射線撮影装置５１には、放射線を照射する放射線源５３と、放射線を検出するＦＰＤ５４とが同期的に移動しながら一連の透視画像を連写し、一連の透視画像を重ね合わせることで断層画像を取得する構成となっているものがある（図１２参照）。この様な放射線撮影装置５１においては、一連の透視画像の撮影中、放射線源５３とＦＰＤ５４とが被検体Ｍの体軸方向Ａに沿って互いに近づくように移動し、放射線源５３とＦＰＤ５４との体軸方向Ａにおける位置が一致した状態となったあと、放射線源５３とＦＰＤ５４とが体軸方向Ａに沿って互いに遠ざかるように移動する。この様な放射線撮影装置は、例えば引用文献１に記載されている。
【０００３】
放射線撮影装置５１が上述のような断層画像を撮影する際の動作について説明する。まず、放射線源５３は、移動しながら間歇的に放射線を照射する。つまり一度の照射が終了する毎に放射線源５３は被検体Ｍの体軸方向に沿って移動し、再び放射線の照射を行う。こうして７４枚の透視画像が取得され、これらが重ね合わせられる。完成した画像は、被検体をある裁断面で裁断したときの断層像が写りこんだ断層画像となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６３０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のような従来構成には、次の様な問題がある。
すなわち、従来構成によれば、得られる断層画像の端部が暗くなってしまう。この問題について図１２を参照しながら説明する。断層画像は、図１２（ａ）において、Ｘ線管５３，およびＦＰＤ５４が実線の位置にあるときの初期状態から、Ｘ線管５３，およびＦＰＤ５４が破線の位置にあるときの終了状態まで移動しながら、７４枚の透視画像を取得する。このＸ線管５３，およびＦＰＤ５４の移動方向は、被検体Ｍの体軸方向Ａに沿っている。このとき、７４枚の透視画像に常に写りこんでいるのは、５角形の領域Ｒに存していた被検体の部分に限られる。
【０００６】
放射線撮影装置は、様々な高さで被検体を裁断したときの断層像を取得することができるようになっている。領域Ｒが体軸方向Ａに最も幅広となっている基準裁断面Ｓ１における断層画像を取得する場合は、断層画像の全域が領域Ｒに収まっているので、７４枚の透視画像を重ね合わせれば、診断に好適な断層画像が取得できる。
【０００７】
しかし、領域Ｒの幅が体軸方向Ａにより幅狭となっている裁断面Ｓ２における断層画像を取得する場合には、断層画像の一部が領域Ｒからはみ出してしまっている。裁断面Ｓ２は、領域Ｒに収まる中央領域ＣＣと、領域Ｒからはみ出している周辺領域ＣＳとに分けられる。
【０００８】
中央領域ＣＣは、７４枚の透視画像が重ね合わせられて生成されるので、透視画像が重ねられる様子は基準裁断面Ｓ１における断層画像と同様である。しかし、周辺領域ＣＳを生成する際には、重ね合わせられる透視画像は７４枚よりも少なくなってしまう。周辺領域ＣＳに存する被検体Ｍの部分は、常に７４枚の透視画像に写りこんでいるとは限らないからである。とはいえ、周辺領域ＣＳにおいて重ね合わせられる透視画像の枚数は、断層画像を生成するには十分な枚数となっている。簡単のため、周辺領域ＣＳは、３７枚の透視画像が重ね合わせられて生成されたものとする。
【０００９】
断層画像を生成する際に、部分的に重ね合わせられる透視画像の枚数が異なると、次の様な不具合がある。すなわち、裁断面Ｓ２で得られる断層画像は、図１３のように、周辺領域ＣＳが暗くなってしまう。これは、従来の断層画像の生成方法に起因する輝度のムラである。従来の構成によれば、断層画像は放射線画像を重ね合わせて、取得された透視画像の枚数で除算する工程を経て生成される。この場合、重ねられた透視画像を７４で除算することにより断層画像を生成している。この様に断層画像を生成すると、図１３のような輝度のムラを発生させてしまう。
【００１０】
輝度のムラの発生の原因について説明する。周辺領域ＣＳは、３７枚の透視画像が重ね合わせられて生成されたものであるので、本来は３７で除算するべきである。しかし、実際は、７４で除算されている。すると、周辺領域ＣＳの輝度は、中央領域ＣＣの輝度の半分の値となる。これが、周辺領域ＣＳが中央領域ＣＣと比べて暗くなる原因である。
【００１１】
実際は、周辺領域ＣＳで重ねられる透視画像の枚数は、３７枚と固定ではなく、周辺領域ＣＳの部分によって異なる。具体的には、周辺領域ＣＳの部分のうち、中央領域ＣＣから遠ざかるにしたがって、重ね合わせられる透視画像の枚数は、次第に少なくなっていく。したがって、断層画像に表れる周辺領域ＣＳは、図１３に示すように、中央領域ＣＣから離れるにしたがって次第に暗くなっていく。
【００１２】
本発明の構成は、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、部分によって重ね合わせられる透視画像の枚数が異なることに起因して断層画像に表れる輝度のムラを除去して、診断に好適な断層画像を取得することができる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】
【００１３】
本発明の構成は上述の目的を達成するために次の様な構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線撮影装置は、被検体に放射線を照射する放射線源と、被検体を載置する天板と、被検体に放射線を検出する放射線検出手段と、放射線源と放射線検出手段を移動方向に沿って同期的かつ互いに反対方向に移動させる移動手段と、放射線検出手段が出力する検出信号を基に透視画像を生成する画像生成手段と、放射線源と、放射線検出手段とが移動されながら連写された一連の透視画像を重ね合わせて重合画像を生成する重ね合わせ手段と、輝度補正係数を用いて重合画像に重畳する輝度のムラを正規化して被検体を任意の高さの水平面で裁断したときの断層像が写りこんだ断層画像を取得する輝度補正手段輝度補正手段とを備え、輝度補正手段は、重合画像の部分に応じて異なる輝度補正係数を用い、重合画像のうち、移動方向における被検体の端部が写りこんだ領域を周辺領域とし、重合画像のうち、移動方向における被検体の中央領域が写りこんだ領域を中央領域としたとき、周辺領域における輝度補正係数と、中央領域における輝度補正係数とが異なっていることを特徴とするものである。
【００１４】
［作用・効果］本発明の構成によれば、一連の透視画像を重ね合わせて重合画像を生成し、これに輝度補正係数を作用させて断層画像を生成する構成となっている。重合画像は、透視画像が単純に重ね合わされたものであり、視認性が優れていない。そこで、重合画像の輝度補正を行うことにより、断層画像を生成するようになっているのである。具体的には、輝度補正手段が重合画像に輝度補正係数を作用させることにより、重合画像に重畳する輝度のムラを正規化することで断層画像が取得される。これにより断層画像の輝度は、透視画像の輝度の水準にまで揃えられるのである。
【００１５】
しかしながら、重合画像の部分によって重ね合わされる透視画像の枚数が異なっている。したがって、重合画像の全域において同一の輝度補正係数を用いると、重合画像の部分によって正規化の作用が強すぎてしまう場合がある。この様な重合画像の周辺領域は、重ね合わされる透視画像の枚数が少ないのであり、正規化に用いる輝度補正係数としてより小さな値を選択すべきである。
【００１６】
そこで、本発明の構成によれば、重合画像のうち、放射線源と放射線検出手段とが移動する方向である移動方向における被検体の端部が写りこんだ領域を周辺領域とし、重合画像のうち、移動方向における被検体の中央領域が写りこんだ領域を中央領域としたとき、周辺領域における輝度補正係数と、中央領域における輝度補正係数とが異なっている。重合画像の移動方向における周辺領域で重ね合わされる透視画像の枚数は、中央領域におけるそれよりも少なくなっている。本発明の構成によれば、この特性に合わせて、周辺領域に作用する輝度補正係数と、中央領域に作用するそれとを異なるようにすることができる。これにより、断層画像の輝度は、部分に応じて最適な補正が行われ、断層画像の全域に亘って同様な輝度で被検体の断層像を写しこむのである。
【００１７】
また、上述の輝度補正手段は、前記周辺領域における輝度補正係数を前記中央領域から遠ざかるにつれて徐々に小さくしながら前記重合画像に対して前記輝度補正係数を除算すればより望ましい。
【００１８】
［作用・効果］上述の構成によれば、輝度補正手段は更に精密な輝度の補正を行うことができる。重合画像に重ねられる透視画像の枚数（輝度補正係数）は、中央領域から移動方向における端部に向かうにしたがって次第に少なくなっている。上述の構成によれば、輝度補正手段は、周辺領域において、輝度補正係数を中央領域から遠ざかるにつれて徐々に小さくしながら重合画像に対する除算を行うのであるから、重合画像に重ねられる透視画像の枚数に合わせて除算が行われることになり、輝度補正手段は更に精密な輝度の補正を行うことができる。
【００１９】
また、上述の輝度補正手段は、周辺領域における輝度補正係数を中央領域から遠ざかるにつれて徐々に大きくしながら重合画像に対して輝度補正係数を乗算すればより望ましい。
【００２０】
［作用・効果］上述の構成によれば、輝度補正手段は更に精密な輝度の補正を行うことができる。重合画像に重ねられる透視画像の枚数（輝度補正係数）は、中央領域から移動方向における端部に向かうにしたがって次第に大きくなっている。上述の構成によれば、輝度補正手段は、周辺領域において、輝度補正係数を中央領域から遠ざかるにつれて徐々に大きくしながら重合画像に対する乗算を行うのであるから、重合画像に重ねられる透視画像の枚数に合わせて乗算が行われることになり、輝度補正手段は更に精密な輝度の補正を行うことができる。
【００２１】
また、上述の重合画像のある部分に作用する輝度補正係数は、その部分に重ねられた透視画像の枚数となっていればより望ましい。
【００２２】
［作用・効果］上述の構成によれば、より確実に輝度の補正を行うことができる。重合画像の全域に一律の輝度補正係数を作用させると、重合画像の一部において、除算の作用が強すぎてしまう。重合画像の全域が一連の透視画像の枚数だけ重ねられているものとして、重合画像の全域に輝度補正係数を一括に作用させたのであるから、透視画像が重ねられた枚数が少ないほど、除算の作用が予想外に強く現れる。上述の構成によれば、重合画像のある部分に作用する輝度補正係数は、その部分における透視画像が重ねられた枚数となっているので、重合画像の全域において、除算の作用の強さを一定とすることができる。
【００２３】
また、上述の放射線源と、放射線検出手段との移動方向に沿った移動に同期して放射線源を傾斜させる放射線源傾斜手段と、輝度補正係数を取得する係数取得手段を更に備え、放射線源傾斜手段は、放射線源と、放射線検出手段との移動方向に沿った移動移動に同期して、放射線源が照射する放射線ビームの中心軸が、放射線検出手段の中心点を通過するように放射線源を傾斜させ、被検体の断層像が一連の透視画像の同一位置に写りこむ裁断位置を基準裁断位置としたとき、係数取得手段は、重合画像の周辺領域を重合画像の移動方向の中心である重合画像の中心までの距離に応じて分割し、分割された各区画に何枚の透視画像が重ね合わせられているのかを（Ａ）放射線源から放射線検出手段までの鉛直方向の距離、（Ｂ）放射線源から裁断位置までの鉛直方向の距離、（Ｃ）被検体を裁断する裁断面から基準裁断面までの鉛直方向の距離、（Ｄ）各区画から重合画像の中心までの距離、（Ｅ）各々の透視画像を取得するときの放射線源の傾斜角度、および（Ｆ）放射線検出手段の有する放射線を検出する検出面の移動方向における幅から求めればより望ましい。
【００２４】
［作用・効果］上述の構成は、輝度補正係数の具体的な取得方法を示すものである。係数取得手段は、重合画像を区画分けし、放射線源から放射線検出手段までの鉛直方向の距離、放射線源から基準裁断位置までの鉛直方向の距離、被検体を裁断する裁断面の高さ、各区画から重合画像の中心までの距離、放射線源の傾斜角度、および放射線検出手段の幅の６つのパラメータを用いて、各区画に用いる輝度補正係数を求める。いずれのパラメータも、撮影条件さえ決まれば容易に求めることができるものである。したがって、上述の構成によれば、簡単に輝度補正係数を求めることができる放射線撮影装置が提供できる。
【００２５】
また、上述の放射線検出手段は、放射線を検出する放射線検出素子が所定のピッチで縦横に配列されているとともに、配列の縦方向は、移動方向に一致しており、係数取得手段は、放射線検出素子の縦方向のピッチを基に重合画像の周辺領域を複数の区画に分割して、区画毎に輝度補正係数を作用させればより望ましい。
【００２６】
また、上述の係数取得手段は、重合画像の周辺領域に写り込む放射線検出素子１個分の幅毎に周辺領域を複数の区画に分割すればより望ましい。
【００２７】
［作用・効果］上述の構成は、係数取得手段の重合画像の区画分けの具体的な構成を示すものである。放射線検出手段は、放射線を検出する放射線検出素子が所定のピッチで縦横に配列されている。重合画像の区画分けは、放射線検出素子１個分よりも細かくしても無意味である。そこで、上述の構成によれば、係数取得手段は、放射線検出素子の縦方向のピッチを基に重合画像の周辺領域を複数の区画に分割する構成となっており、より望ましくは、係数取得手段は、重合画像に写りこんだ放射線検出素子１個分の幅毎に周辺領域を複数の区画に分割するのである。この様にすれば、重合画像に写りこむ放射線検出素子（正確には、放射線検出素子が横方向に並んだ検出素子アレイ）毎に個別に輝度補正係数が生成されるので、補正に適した輝度補正係数を効率よく取得することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の構成によれば、一連の透視画像を重ね合わせて重合画像を生成し、輝度補正手段が重合画像から重ね合わせられた透視画像の枚数である輝度補正係数を除算することで断層画像が取得される。これにより断層画像の輝度は、透視画像の輝度の水準にまで揃えられるのである。しかしながら、重合画像の部分によって重ね合わされる透視画像の枚数が異なっている。本発明の構成によれば、重合画像のうち、放射線源と放射線検出手段とが移動する方向である移動方向における被検体の端部が写りこんだ領域を周辺領域とし、重合画像のうち、移動方向における被検体の中央領域が写りこんだ領域を中央領域としたとき、周辺領域における輝度補正係数は、中央領域における輝度補正係数よりも小さくなっている。これにより、断層画像の輝度は、部分に応じて最適な補正が行われ、断層画像の全域に亘って同様な輝度で被検体の断層像を写しこむのである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係るＸ線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。
【図２】本発明に係るＦＰＤの構成を説明する模式図である。
【図３】本発明に係る輝度補正係数テーブルの構成を説明する模式図である。
【図４】本発明に係る断層画像の取得方法を説明する模式図である。
【図５】本発明に係るＸ線撮影装置の動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明に係る輝度補正係数の取得方法を説明する模式図である。
【図７】本発明に係る輝度補正係数の取得方法を説明する模式図である。
【図８】本発明に係る輝度補正係数の取得方法を説明する模式図である。
【図９】本発明に係る輝度補正係数の取得方法を説明する模式図である。
【図１０】本発明に係る輝度補正係数の取得方法を説明する模式図である。
【図１１】本発明の１変形例を説明する模式図である。
【図１２】従来のＸ線撮影装置の構成を説明する模式図である。
【図１３】従来のＸ線撮影装置で取得される断層画像の模式図である。
【実施例１】
【００３０】
次に、実施例１に係る放射線撮影装置の各実施例を図面を参照しながら説明する。なお、各実施例におけるＸ線は、実施例１の構成の放射線に相当する。
【００３１】
図１は、実施例１に係る放射線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。図１に示すように、実施例１に係るＸ線撮影装置１は、Ｘ線断層撮影の対象である被検体Ｍを載置する天板２と、天板２の上部に設けられた被検体Ｍに対してコーン状のＸ線ビームを照射するＸ線管３と、天板２の下部に設けられ、被検体Ｍの透過Ｘ線像を検出するシート状のフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、ＦＰＤと略記）４と、コーン状のＸ線ビームの中心軸とＦＰＤ４の中心点とが常に一致する状態でＸ線管３とＦＰＤ４との各々を被検体Ｍの関心部位を挟んで互いに反対方向に同期移動させる同期移動機構７と、これを制御する同期移動制御部８と、ＦＰＤ４のＸ線を検出するＸ線検出面を覆うように設けられた散乱Ｘ線を吸収するＸ線グリッド５とを備えている。この様に、Ｘ線管３と天板２とＦＰＤ４とは、この順に鉛直方向に配列されている。Ｘ線撮影装置１は、本発明の放射線撮影装置に相当し、Ｘ線管３は、本発明の放射線源に相当する。また、ＦＰＤ４は、本発明の放射線検出手段に相当する。
【００３２】
Ｘ線管３は、Ｘ線管制御部６の制御にしたがってコーン状でパルス状のＸ線ビームを被検体Ｍに対して繰り返し照射する構成となっている。このＸ線管３には、Ｘ線ビームを角錐となっているコーン状にコリメートするコリメータが付属している。そして、このＸ線管３と、ＦＰＤ４はＸ線透視画像を撮像する撮像系３，４を生成している。
【００３３】
そして、さらに実施例１に係るＸ線撮影装置１は、各制御部６，８を統括的に制御する主制御部２５と、Ｘ線断層画像を表示する表示部２２とを備えている。この主制御部２５は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより各制御部６，８，および後述の画像生成部１１，重ね合わせ部１２，輝度補正部１３，係数取得部１４を実現している。輝度補正部１３は、本発明の輝度補正手段に相当し、重ね合わせ部１２は、本発明の重ね合わせ手段に相当する。また、係数取得部１４は、本発明の係数取得手段に相当し、画像生成部１１は、本発明の画像生成手段に相当する。
【００３４】
同期移動機構７は、Ｘ線管３とＦＰＤ４とを同期させて移動させる構成となっている。この同期移動機構７は、同期移動制御部８の制御にしたがって被検体Ｍの体軸方向Ａに平行な直線軌道に沿ってＸ線管３を直進移動させる。しかも、検査中、Ｘ線管３の照射するコーン状のＸ線ビームは、常に被検体Ｍの関心部位に向かって照射されるようになっており、このＸ線照射角度は、Ｘ線管３の角度を変更することによって、たとえば初期角度−２０°から最終角度２０°まで変更される。この様なＸ線照射角度の変更は、Ｘ線管傾斜機構９が行う。同期移動制御部８は、同期移動機構７とＸ線管傾斜機構９とを同期的に制御する。体軸方向Ａは、本発明の移動方向に相当し、Ｘ線管傾斜機構９は、本発明の放射線源傾斜手段に相当する。
【００３５】
また、同期移動機構７は、上述のＸ線管３の直進移動に同期して、天板２の下部に設けられたＦＰＤ４を被検体Ｍの体軸方向Ａに沿って直進移動させる。そして、その移動方向は、Ｘ線管３の移動方向と反対方向となっている。つまり、Ｘ線管３が移動することによって照射源位置と照射方向が変化するコーン状のＸ線ビームは、常にＦＰＤ４のＸ線検出面の全面で受光される構成となっている。このように、一度の検査において、ＦＰＤ４は、Ｘ線管３と互いに反対方向に同期して移動しながら、たとえば７４枚の透視画像Ｐを取得するようになっている。具体的には、撮像系３，４は、実線の位置を初期位置として、破線で示した位置を介して、図１に示した一点鎖線で示す位置まで対向移動する。すなわち、Ｘ線管３とＦＰＤ４の位置を変化させながら複数のＸ線透視画像が撮影されることになる。ところで、コーン状のＸ線ビーム１９は常にＦＰＤ４のＸ線検出面の全面で受光されるので、撮影中コーン状のＸ線ビーム１９の中心軸は、常にＦＰＤ４の中心点と一致している。また、撮影中、ＦＰＤ４の中心は、直進移動するが、この移動はＸ線管３の移動の反対方向となっている。つまり、体軸方向Ａに沿って、Ｘ線管３とＦＰＤ４とを同期的、かつ互いに反対方向に移動させる構成となっている。
【００３６】
ＦＰＤ４の構成について説明する。ＦＤＰ４のＸ線を検出する検出面には、図２に示すように、Ｘ線を検出するＸ線検出素子４ａが縦横に配列している。Ｘ線検出素子４ａは、被検体の体軸方向Ａに例えば１，０２４個、被検体の体側方向Ｓに例えば１，０２４個配列している。その配列ピッチは、体軸方向Ａ，体側方向Ｓ共に、３００μｍとなっている。
【００３７】
また、ＦＰＤ４の後段には、そこから出力される検出信号を基にＸ線透視画像を生成する画像生成部１１が備えられており（図１参照）、この画像生成部１１の更に後段には、複数の画像を重ね合わせて重合画像Ｃを生成する重ね合わせ部１２と、後述の輝度補正部１３とを備えている。
【００３８】
係数取得部１４は、輝度補正部１３が参照する輝度補正係数テーブルＴ１を生成する。輝度補正係数テーブルＴ１は、重合画像Ｃの部分に対応した輝度補正係数Ｋがマッピングされたものであり、輝度補正部１３は、輝度補正係数テーブルＴ１に基づいて、重合画像Ｃの部分に応じて異なる輝度補正係数Ｋを重合画像Ｃに作用させる。
【００３９】
輝度補正係数テーブルＴ１の構成について説明する。輝度補正係数テーブルＴ１は、図３に示すように、整数がシリアル番号の１番からｎ番まで順番に配列された表データとなっている。輝度補正係数テーブルＴ１の１番に対応する輝度補正係数Ｋは例えば３７であり、それからシリアル番号が大きくなるにしたがって、輝度補正係数Ｋも大きくなる。そして、輝度補正係数Ｋは取得される透視画像Ｐの総数である７４まで達する。その後、輝度補正係数テーブルＴ１のシリアル番号が大きくなってもしばらくは輝度補正係数Ｋの値に変化は無いが、最大のｎ番目に近づくにつれ、輝度補正係数Ｋは次第に小さくなり、ｎ番目における輝度補正係数Ｋは、３７となっている。輝度補正係数テーブルＴ１のうち、輝度補正係数Ｋが取得される透視画像Ｐの総数である７４となっている領域を中央領域ＴＣと呼び、それ以外の領域を周辺領域ＴＳと呼ぶことにする。輝度補正係数テーブルＴ１の周辺領域ＴＳは、重合画像Ｃの周辺領域ＣＳに対応し、輝度補正係数テーブルＴ１の中央領域ＴＣは、重合画像Ｃの中央領域ＣＣに対応している。この輝度補正係数テーブルＴ１は、記憶部２３に記憶されている。
【００４０】
なお、輝度補正係数Ｋに透視画像Ｐの枚数を使用しなくてもよい。例えば、図３の補正係数Ｋを透視画像Ｐの枚数（７４枚）で予め除算しておいてもよい。この場合、例えば、輝度補正係数テーブルＴ１の１番目の輝度補正係数Ｋは３７／７４となっている。この場合、重ね合わせ部１２では、重合画像Ｃを生成する際に、重合画像Ｃの全域に対して予め７４で除算する構成となっている。
【００４１】
また、画像生成部１１，重ね合わせ部１２，輝度補正部１３が生成する各画像は、記憶部２３に記憶される。なお、記憶部２３は、各部が動作するのに参照される設定値の一切（例えば、輝度補正係数テーブルＴ１，後述の配列ピッチｐ，ｑおよびＳＩＤ，ＳＯＤ）を記憶する。
【００４２】
続いて、実施例１に係るＸ線撮影装置１の断層画像の取得原理について説明する。図４は、実施例１に係るＸ線撮影装置の断層画像の取得方法を説明する図である。例えば、天板２に平行な（鉛直方向に対して水平な）基準裁断面ＭＡについて説明すると、図４に示すように、基準裁断面ＭＡに位置する点Ｐ，Ｑが、常にＦＰＤ４のＸ線検出面の不動点ｐ，ｑのそれぞれに投影されるように、Ｘ線管３によるコーン状のＸ線ビーム１９の照射方向に合わせてＦＰＤ４をＸ線管３の反対方向に同期移動させながら一連の被検体画像が画像生成部１１にて生成される。一連の被検体画像Ｐｍには、被検体の投影像が位置を変えながら写り込んでいる。そして、この一連の被検体画像Ｐｍを重ね合わせ部１２にて重ね合わせれば、基準裁断面ＭＡに位置する像（たとえば、不動点ｐ，ｑ）が集積され、Ｘ線断層画像としてイメージングされることになる。一方、基準裁断面ＭＡに位置しない点Ｉは、ＦＰＤ４における投影位置を変化させながら一連の被検体画像に点ｉとして写り込んでいる。この様な点ｉは、不動点ｐ，ｑとは異なり、重ね合わせ部１２でＸ線透視画像を重ね合わせる段階で像を結ばずにボケる。このように、一連の被検体画像Ｐｍの重ね合わせを行うことにより、被検体Ｍの基準裁断面ＭＡに位置する像のみが写り込んだＸ線断層画像が得られる。このように、Ｘ線透視画像を単純に重ね合わせると、基準裁断面ＭＡにおけるＸ線断層画像が得られる。基準裁断面ＭＡの鉛直方向の位置が本発明の基準裁断位置である。
【００４３】
さらに、重ね合わせ部１２の設定を変更することにより、基準裁断面ＭＡに水平な任意の裁断位置においても、同様な断層画像を得ることができる。撮影中、ＦＰＤ４において上記点ｉの投影位置は移動するが、投影前の点Ｉと基準裁断面ＭＡとの離間距離が大きくなるにしたがって、この移動速度は増加する。これを利用して、取得された一連の被検体画像を所定のピッチで体軸方向Ａにずらしながら、重ね合わせれば、基準裁断面ＭＡに平行な裁断位置におけるＸ線断層画像が得られる。このような一連の被検体画像の重ね合わせは、重ね合わせ部１２が行う。この様にして断層画像を取得する方法をフィルターバックプロジェクションと呼ぶ。
【００４４】
＜Ｘ線撮影装置の動作＞
次に、実施例１に係るＸ線撮影装置の動作について説明する。実施例１に係るＸ線撮影装置を用いた被検体Ｍの断層画像の取得動作は、図５に示すように、輝度補正係数テーブルＴ１を取得するテーブル取得ステップＳ１と、被検体Ｍを写しこんだ７４枚の透視画像Ｐを取得する透視画像取得ステップＳ２と、透視画像Ｐを重ね合わせる重ね合わせステップＳ３と、および重ね合わせられた画像の部分に応じて所定の除算を行う除算ステップＳ４の各ステップに従って実行される。これらの各ステップの詳細を図面を参照しながら順を追って説明する。
【００４５】
＜テーブル取得ステップＳ１＞
まず、係数取得部１４によって輝度補正係数テーブルＴ１が取得される。この係数取得部１４は、図６のＳＩＤ，ＳＯＤ，ＦＰＤ４の幅（実際には、ＦＰＤ４の体軸方向Ａにおける一端からＦＰＤ４の中心点までの距離Δ：図１０参照）を記憶部２３より読み出す。このＳＩＤは、Ｘ線管３が発する放射線ビームの放射元となる焦点からＦＰＤ４の中心点までのＺ方向（鉛直方向）の距離である。ＳＯＤは、Ｘ線管３の焦点から基準裁断面ＭＡとのＺ方向の距離である。距離Δは、被検体体軸方向ＡにおけるＦＰＤ４の検出面の幅の半分である。
【００４６】
また、図６の模式図における原点Ｏについて説明する。原点Ｏは、Ｘ線管３の焦点からＦＰＤ４の中心点を結ぶ線分と基準裁断面ＭＡが交わる点である。
【００４７】
基準裁断面ＭＡにおける断層画像を取得する場合、輝度補正係数テーブルＴ１の輝度補正係数Ｋは、シリアル番号１〜ｎに亘って全て７４となっている。７４とは、取得される透視画像Ｐの総数である。したがって、この場合、輝度補正係数テーブルＴ１を計算により求める必要はない。そこで、本実施例については、基準裁断面ＭＡよりも上に位置する裁断面ＭＢ（図６参照）における断層画像Ｄを生成する場合の動作について説明する。この場合、輝度補正係数テーブルＴ１は、取得される透視画像Ｐの総数である７４以外の値を含むものとなっているので、新たに生成する必要がある。この裁断面ＭＢにおける断層画像が生成される撮影視野の範囲は、基準裁断面ＭＡと同一の大きさとなっている。図６においては、裁断面ＭＢを太線で示した部分となっており、以降、単に撮影範囲と呼ぶことにする。
【００４８】
次に、係数取得部１４が求める分割ピッチｑについて説明する。図７に示すように、裁断面ＭＢが複数の点で構成される仮想的な２次元グリッドに覆われているとする。この仮想的な２次元グリッドがコーン状のＸ線ビーム１９によってＦＰＤ４に投影されたとき、各点の各々がちょうどＦＰＤ４が有するＸ線検出素子４ａの各々に重なるものとする。このときの裁断面ＭＢの各点の配列ピッチが分割ピッチｑである。
【００４９】
係数取得部１４は、ＦＰＤ４のＸ線検出素子４ａの体軸方向Ａの配列ピッチｐを記憶部２３から読み出して、仮想的な２次元グリッドのＡ方向における分割ピッチｑを求める。分割ピッチｑは、図８に示すＳＯＤ，ＳＩＤ，配列ピッチｐ，および基準裁断面ＭＡの位置から裁断面ＭＢの位置までのＺ方向における距離ｚとから幾何学的に求めることができる。
【００５０】
係数取得部１４は、撮影範囲を体軸方向Ａに沿って分割ピッチｑ毎に分割し、分割された区画毎に、輝度補正係数Ｋを算出する。輝度補正係数Ｋは、これから取得される７４枚の透視画像Ｐのうち、何枚の透視画像Ｐに区画が写り込むかを示したものであり、その値は、区画毎に異なる。その算出方法について説明する。まず図９に示すように、重合画像Ｃの中央領域ＣＣを構成する区画の輝度補正係数Ｋは、計算するまでもなく７４である。中央領域ＣＣの内部の領域は、全ての透視画像Ｐに写りこんでいるからである。
【００５１】
撮影範囲の周辺領域ＣＳに存する区画は、取得された透視画像Ｐの一部にしか写りこんではいないので、輝度補正係数Ｋは、取得される透視画像Ｐの総数である７４を下回る。周辺領域ＣＳにおける輝度補正係数Ｋの算出方法について説明する。そこで、図１０に示すように、周辺領域ＣＳに属するある区画ｄに何枚の透視画像Ｐが重ねられるかを求めるものとする。区画ｄは、Ａ方向に原点Ｏからｙの距離だけ離れているもとする。すなわち、区画ｄの位置は、座標としては（ｙ，ｚ）で表せる。
【００５２】
図１０に示すように、Ｘ線管３の傾斜角度をθとする。より厳密には、θは、鉛直方向のＺ軸と、Ｘ線ビーム１９の中心軸とがなす角である。
【００５３】
係数取得部１４は、Ｘ線管３の傾斜角度θがどの範囲にあるときに区画ｄが透視画像Ｐに写りこむかを算出する。ＦＰＤ４の中心点からＦＰＤ４の一端までの距離をΔとし、ＦＰＤ４の検出面を延長した仮想平面に区画ｄが投影されたときの写像κと、ＦＰＤ４の中心点までの距離をδとする（図１０参照）。
【００５４】
ここで、距離δ，傾斜角度θ，距離ＳＩＤ，距離ＳＯＤ，距離ｙ，および距離ｚとθとの関係を等式で示す。図１０に示すκの位置は、Ｘ線管３の焦点ｐと区画ｄと、原点Ｏの各位置を用いた次の様なベクトル方程式で表すことができる。
【００５５】
【数１】
【００５６】
ところで、区画ｄの座標は（ｙ，ｚ）であり、焦点ｐの座標は、（ＳＯＤｔａｎθ，ＳＯＤ）であるので、写像κの座標を（ａ，ｂ）とすると、式（１）より次の様な関係が導き出せる。
（ａ，ｂ）＝ｔ（ｙ，ｚ）＋（１−ｔ）（ＳＯＤｔａｎθ，ＳＯＤ）……（２）
【００５７】
式（２）をａ，ｂの成分に分解すると次の様になる。
ａ＝ｔｙ＋（１−ｔ）ＳＯＤｔａｎθ ……（３）
ｂ＝ｔｚ＋（１−ｔ）ＳＯＤ ……（４）
【００５８】
図１０より、ｂ＝−（ＳＩＤ―ＳＯＤ）であることが分かる。したがって、式（４）よりｔ＝−ＳＩＤ／（ｚ−ＳＯＤ）である。このｔを式（３）に代入すると、ａは下の式で表せる。
【００５９】
【数２】
【００６０】
図１０におけるＦＰＤ４の中心点Ｑの座標は、（―（ＳＩＤ―ＳＯＤ）ｔａｎθ，−（ＳＩＤ−ＳＯＤ））であるから、式（５）を用いて、κから中心点Ｑまでの距離δは、以下のように表せる。
【００６１】
【数３】
【００６２】
式（６）を解くと次の様になる。
δ＝｜（ｚｔａｎθ−ｙ）ＳＩＤ／（ｚ−ＳＯＤ）｜……（７）
【００６３】
Δ≧δとなれば、区画ｄの写像κはＦＰＤ４の検出面内に投影されることになり、区画ｄは、透視画像Ｐに写り込むことになる。δがΔ以上となっている場合において、θがとりうる範囲は、式（７）を基に次の様に表せる。
（ｙ−｜Δ・Ｈ｜）／ｚ≦ｔａｎθ≦（ｙ＋｜Δ・Ｈ｜）／ｚ……（８）
ただし、Ｈ＝（ｚ−ＳＯＤ）／ＳＩＤである。
【００６４】
つまり、区画ｄは、Ｘ線管３の傾斜角度θがｔａｎ−１｛（ｙ−｜Δ・Ｈ｜）／ｚ｝以上、ｔａｎ−１｛（ｙ＋｜Δ・Ｈ｜）／ｚ｝以下のとき透視画像Ｐに写りこむ。この範囲は、区画ｄが透視画像Ｐに写り込むのに許容されるＸ線管３の傾斜角度の最大値・最小値を表している。なお、ｚは、一枚の断層画像を生成する際には、一定であるので、区画ｄが透視画像Ｐに写りこむのに許容されるＸ線管３の傾斜角度の取り得る範囲（許容範囲）は、区画ｄのｙ方向の位置だけで決定されることになる。したがって、区画ｄ毎にこの許容範囲は異なっている。
【００６５】
ある区画ｄについて許容範囲が断層画像の撮影におけるＸ線管３が傾斜される角度の変化する範囲（変化範囲）に等しいか、変化範囲よりも大きければ、その区画ｄは、取得される７４枚の透視画像Ｐの全てに写りこむ。
【００６６】
一方、先程の区画ｄとｙ方向に離れた別の区画ｄにおいて、許容範囲が変化範囲の全てを覆いきれないとすると、この区画ｄが写り込んでいない透視画像Ｐが撮影される場合でてくる。この区画ｄが透視画像Ｐに写り込むのに許容されるＸ線管３の傾斜角度を超えてＸ線管３が傾斜されて撮影が行われることがあるからである。
【００６７】
係数取得部１４は（８）式に基づいて、ｙを変化させながら、各区画ｄ毎の許容範囲を割り出し、この許容範囲とＸ線管の傾斜角度の変化範囲とを比較する。Ｘ線管３の変化範囲と、ある区画ｄの許容範囲とが重複している範囲の傾斜角度でＸ線管３が傾斜されて撮影された透視画像Ｐには、その区画ｄが写り込んでおり、重複していない範囲の傾斜角度で撮影された透視画像Ｐには、その区画ｄが写り込んでいない。
【００６８】
輝度補正係数Ｋの取得について説明する。係数取得部１４は、記憶部２３から変化範囲を読み出して、この変化範囲と区画範囲とが重複する重複範囲を求める。変化範囲における重複範囲の占める割合に透視画像Ｐの総数（７４枚）を乗したものが輝度補正係数テーブルＴ１を構成する輝度補正係数Ｋである。係数取得部１４は、重合画像Ｃの各区画ｄ毎に輝度補正係数Ｋの取得を繰り返し、各区画ｄ撮影範囲における各区画のＡ方向の位置を表すシリアル番号と輝度補正係数Ｋとを連関させることにより輝度補正係数テーブルＴ１を生成する。輝度補正係数テーブルＴ１は、記憶部２３に記憶される。
【００６９】
＜透視画像取得ステップＳ２＞
次に、天板２に被検体Ｍが載置される。そして術者が操作卓２１を通じて、透視画像Ｐの取得の指示を行うと、同期移動制御部８は、Ｘ線管３，およびＦＰＤ４を所定の初期位置までに移動させる。このときの撮像系３，４は、図１の実線に示すような配置となっている。すなわち、初期位置におけるＸ線管３は、体軸方向Ａ（天板２の長手方向）の前段に位置し、ＦＰＤ４は、体軸方向Ａの後段に位置している。このときＸ線管３は、初期角度−２０度まで傾斜されている。
【００７０】
Ｘ線管制御部６は、Ｘ線管３を制御し、Ｘ線管３は所定のパルス幅、管電圧、管電流でＸ線ビーム１９をＦＰＤ４に向けて照射する。Ｘ線ビーム１９は、天板２を透過した後、ＦＰＤ４に入射する。画像生成部１１は、ＦＰＤ４が出力した検出信号をエアー画像（被検体を移しこんでいない画像）に組み立てる。
【００７１】
以降、同期移動制御部８は、Ｘ線管３，およびＦＰＤ４を同期的かつ互いに反対方向に移動させる。Ｘ線管制御部６は、移動の最中にＸ線ビーム１９を間歇的に照射し、画像生成部１１は、その度ごとに透視画像Ｐを生成する。こうして、一連の透視画像Ｐが生成される。このとき、同期移動制御部８は、Ｘ線管３を体軸方向Ａの後段側に移動させ、ＦＰＤ４を体軸方向Ａの前段側に移動させる。
【００７２】
そして、同期移動制御部８は、Ｘ線管３，およびＦＰＤ４を所定の最終位置までに移動させる。このときの撮像系３，４は、図１の一点鎖線に示すような配置となっている。すなわち、最終位置におけるＸ線管３は、体軸方向Ａ（天板２の長手方向）の後段に位置し、ＦＰＤ４は、体軸方向Ａの前段に位置している。このときＸ線管３は、最終角度２０度まで傾斜されている。この状態で最後の透視画像Ｐが取得され、一連の透視画像Ｐの取得は終了となる。透視画像Ｐは、実施例１においては７４枚取得される。
【００７３】
＜重ね合わせステップＳ３＞
一連の透視画像Ｐは、重ね合わせ部１２に送出される。重ね合わせ部１２は、一連の透視画像Ｐを被検体Ｍの体軸方向にずらしながら重ね合わせ、裁断面ＭＢにおける被検体Ｍの断層像が写りこんだ重合画像Ｃを生成する。重合画像Ｃは、単に重ね合わせられているだけであるので、これに輝度補正を施して、視認性を改善する必要がある。
【００７４】
＜除算ステップＳ４＞
重合画像Ｃは輝度補正部１３に送出される。輝度補正部１３は、記憶部２３に記憶されている輝度補正係数テーブルＴ１を読み出して、重合画像Ｃを被検体Ｍの体軸方向に沿ってｎ個の領域に分割し、被検体Ｍの体軸方向の端部が写りこんでいる１番目の領域の輝度データを輝度補正係数テーブルＴ１における１番目の輝度補正係数（具体的には、３７）で除算する。以降、輝度補正部１３は、輝度補正係数テーブルＴ１を参照しながら、重合画像Ｃの各領域の輝度データをこの領域に対応する輝度補正係数Ｋで除算して、断層画像Ｄを生成する。この様に、輝度補正部１３は、重合画像Ｃに写りこむＸ線検出素子４ａの１個分のピッチで重合画像Ｃを体軸方向Ａに（正確には、重合画像Ｃに写りこんでいる被検体像の体軸方向に）沿って重合画像Ｃを分割し、分割された区画の各々に対して個別の輝度補正係数を作用させる構成となっている。輝度補正部１３の動作は少なくとも重合画像Ｃの周辺領域ＣＳについて行えば十分である。
【００７５】
輝度補正部１３の具体的な動作について説明する。重合画像Ｃの中央領域に相当する部分では、７４枚の透視画像Ｐが重ねられており、この部分における輝度データは、７４枚の透視画像Ｐの輝度データが足し合わされたものとなっている。一方、重合画像Ｃの被検体Ｍの体軸方向の端部に相当する周辺部では、３７枚の透視画像Ｐが重ねられており、３７枚の透視画像Ｐの輝度データしか足し合わされていない。したがって、重合画像Ｃの周辺部の輝度データは、中央領域の輝度データよりも小さな値となる。もし仮に、重合画像Ｃの輝度補正を行おうとして、重合画像Ｃの全域を７４で除算してしまうと、周辺部では、重ねられた透視画像Ｐの枚数以上の数で除算が行われることになり、中央領域と比べて輝度が暗くなる。しかし、実施例１の構成によれば、輝度補正部１３は、重合画像Ｃの部分に応じて輝度補正係数Ｋを変更しながら、重ね合わせられた透視画像Ｐの枚数が部分的に異なる重合画像Ｃの輝度補正を行う。具体的には、重合画像Ｃのある部分における輝度補正係数Ｋは、その部分のに重ね合わせられている透視画像Ｐの枚数と等しくなっている。これにより、断層画像Ｄには図１３で説明した輝度のムラが写りこむことが無い。なお、輝度補正係数テーブルＴ１は、裁断位置を再設定する度に、求めなおす必要がある。各裁断位置に対応したテーブルを記憶部２３に記憶させ、輝度補正部１３に補正に好適なテーブルを選択させるように構成しても良い。
【００７６】
この断層画像Ｄが表示部２２に表示されてＸ線撮影装置１の動作は終了となる。
【００７７】
以上のように、実施例１の構成によれば、一連の透視画像Ｐを重ね合わせて重合画像Ｃを生成し、これに輝度補正係数Ｋを作用させて断層画像Ｄを生成する構成となっている。重合画像Ｃは、透視画像Ｐが単純に重ね合わされたものであり、視認性が優れていない。そこで、重合画像Ｃの輝度補正を行うことにより、断層画像Ｄを生成するようになっているのである。具体的には、輝度補正部１３が重合画像Ｃから重ね合わせられた透視画像Ｐの枚数である輝度補正係数Ｋを除算することで断層画像Ｄが取得される。これにより断層画像Ｄの輝度は、透視画像Ｐの輝度の水準にまで揃えられるのである。
【００７８】
しかしながら、重合画像Ｃの部分によって重ね合わされる透視画像Ｐの枚数が異なっている。したがって、重合画像Ｃの全域において同一の輝度補正係数Ｋを用いると、重合画像Ｃの部分によって除算の作用が強すぎてしまう場合がある。この様な重合画像Ｃの部分は、重ね合わされる透視画像Ｐの枚数が少ないのであり、除算に用いる輝度補正係数Ｋとしてより小さな値を選択すべきである。
【００７９】
そこで、実施例１の構成によれば、重合画像Ｃの周辺領域ＣＳにおける輝度補正係数Ｋは、重合画像Ｃの中央領域ＣＣにおける輝度補正係数Ｋよりも小さくなっている。実施例１の構成は、重合画像Ｃの体軸方向Ａにおける周辺領域ＣＳで重ね合わされる透視画像Ｐの枚数は、中央領域ＣＣにおけるそれよりも少なくなっていることに注目して、輝度補正係数Ｋを設定する。具体的には、周辺領域ＣＳにおける輝度補正係数Ｋは、中央領域ＣＣにおけるそれよりも小さくなっている。つまり、重合画像Ｃの周辺領域ＣＳに作用する輝度補正係数Ｋは、輝度補正係数テーブルＴ１の周辺領域ＣＳに属するものであり、その値は３７から７３までの整数である。そして、重合画像Ｃの中央領域ＣＣに作用する輝度補正係数Ｋは、輝度補正係数テーブルＴ１の中央領域ＣＣに属するものであり、その値は７４である。この様にしたことで、断層画像Ｄの輝度は、部分に応じて最適な補正が行われ、断層画像Ｄの全域に亘って同様な輝度で被検体Ｍの断層像を写しこむのである。
【００８０】
実施例１の構成によれば、輝度補正部１３は、精密な輝度の補正を行うことができる。重合画像Ｃに重ねられる透視画像Ｐの枚数は、中央領域ＣＣから体軸方向Ａにおける端部に向かうにしたがって次第に少なくなっている。そこで、実施例１の構成は、輝度補正部１３は、周辺領域ＣＳにおいて、輝度補正係数Ｋを中央領域ＣＣから遠ざかるにつれて徐々に小さくしながら重合画像Ｃに対する除算を行うのである。これにより、輝度補正部１３は更に精密な輝度の補正を行うことができる。
【００８１】
また、実施例１の構成によれば、より確実に輝度の補正を行うことができる。もし仮に、重合画像Ｃの全域に一律の輝度補正係数Ｋを作用させると、重合画像Ｃの一部では、除算の作用が強くなりすぎてしまう。重合画像Ｃの全域が一連の透視画像Ｐの枚数だけ重ねられているものとして、重合画像Ｃの全域に一律の輝度補正係数Ｋを作用させてしまったのであるから、透視画像Ｐが重ねられた枚数が少ないほど、除算の作用が予想外に強く現れる。実施例１の構成によれば、重合画像Ｃのある部分に作用する輝度補正係数Ｋは、その部分における透視画像Ｐが重ねられた枚数となっているので、重合画像Ｃの全域において、除算の作用の強さを一定とすることができる。
【００８２】
輝度補正係数Ｋの具体的な取得方法は以下のようなものである。すなわち、係数取得部１４は、重合画像Ｃを区画分けし、距離ｙ，傾斜角度θ，距離ＳＩＤ，距離ＳＯＤ，距離ｚ，および幅Δの６つのパラメータを用いて、各区画に用いる輝度補正係数Ｋを求める。いずれのパラメータも、撮影条件さえ決まれば容易に求めることができるものである。したがって、実施例１の構成によれば、簡単に輝度補正係数Ｋを求めることができるＸ線撮影装置１が提供できる。
【００８３】
係数取得部１４の重合画像Ｃの区画分けは、ＦＰＤ４のＸ線検出素子４ａを基準に行われる。重合画像Ｃの区画分けは、Ｘ線検出素子４ａの１個分よりも細かくしても無意味だからである。実施例１の構成によれば、係数取得部１４は、Ｘ線検出素子４ａの縦方向のピッチを基に重合画像Ｃの周辺領域ＣＳを複数の区画に分割する構成となっており、より望ましくは、係数取得部１４は、重合画像Ｃに写りこんだＸ線検出素子４ａの１個分の幅毎に周辺領域ＣＳを複数の区画に分割するのである。この様にすれば、重合画像Ｃに写りこむＸ線検出素子４ａ（正確には、Ｘ線検出素子４ａが体側方向Ｓに並んだ検出素子アレイ）毎に個別の輝度補正係数Ｋが生成されるので、補正に適した輝度補正係数Ｋを効率よく取得することができる。
【００８４】
本発明は、上述の実施例の構成に限られず、次の様な変形実施が可能である。
【００８５】
（１）上述した実施例は、医用の装置であったが、本発明は、工業用や、原子力用の装置に適用することもできる。
【００８６】
（２）上述した実施例のいうＸ線は、本発明における放射線の一例である。したがって、本発明は、Ｘ線以外の放射線にも適応できる。
【００８７】
（３）上述した実施例の輝度補正部１３は、除算処理を行っていたが、本発明はこれに限らない。除算処理に代えて、乗算処理としてもよい。この場合の輝度補正係数は、実施例１の輝度補正係数の逆数となる。この場合の輝度補正係数テーブルＴ１の構成について説明する。輝度補正係数テーブルＴ１は、図１１に示すように、整数がシリアル番号の１番からｎ番まで順番に配列された表データとなっている。輝度補正係数テーブルＴ１の１番に対応する輝度補正係数Ｋは例えば１／３７であり、それからシリアル番号が大きくなるにしたがって、輝度補正係数Ｋは小さくなる。そして、輝度補正係数Ｋは取得される透視画像Ｐの総数の逆数である１／７４まで達する。その後、輝度補正係数テーブルＴ１のシリアル番号が大きくなってもしばらくは輝度補正係数Ｋの値に変化は無いが、最大のｎ番目に近づくにつれ、輝度補正係数Ｋは次第に大きくなりなり、ｎ番目における輝度補正係数Ｋは、１／３７となっている。この輝度補正係数テーブルＴ１は、記憶部２３に記憶されている。
【００８８】
また、輝度補正部１３は、除算処理・乗算処理以外の重合画像Ｃの部分によって異なる輝度のムラを打ち消すような演算を採用することもできる。
【符号の説明】
【００８９】
Ａ 体軸方向（移動方向）
Ｃ 重合画像
Ｄ 断層画像
ＣＳ 周辺領域
ＣＣ 中央領域
Ｋ 輝度補正係数
１ Ｘ線撮影装置（放射線撮影装置）
２ 天板
３ Ｘ線管（放射線源）
４ ＦＰＤ（放射線検出手段）
４ａ Ｘ線検出素子（放射線検出素子）
９ Ｘ線管傾斜機構（放射線源傾斜手段）
１１ 画像生成部（画像生成手段）
１２ 重ね合わせ部（重ね合わせ手段）
１３ 輝度補正部（輝度補正手段）
１４ 係数取得部（係数取得手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に放射線を照射する放射線源と、
前記被検体を載置する天板と、
前記被検体に放射線を検出する放射線検出手段と、
前記放射線源と前記放射線検出手段を移動方向に沿って同期的かつ互いに反対方向に移動させる移動手段と、
前記放射線検出手段が出力する検出信号を基に透視画像を生成する画像生成手段と、
前記放射線源と、前記放射線検出手段とが移動されながら連写された一連の透視画像を重ね合わせて重合画像を生成する重ね合わせ手段と、
輝度補正係数を用いて前記重合画像に重畳する輝度のムラを正規化して前記被検体を任意の高さの水平面で裁断したときの断層像が写りこんだ断層画像を取得する輝度補正手段輝度補正手段とを備え、
前記輝度補正手段は、前記重合画像の部分に応じて異なる輝度補正係数を用い、
前記重合画像のうち、前記移動方向における前記被検体の端部が写りこんだ領域を周辺領域とし、前記重合画像のうち、前記移動方向における前記被検体の中央領域が写りこんだ領域を中央領域としたとき、
前記周辺領域における輝度補正係数と、前記中央領域における輝度補正係数とが異なってい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、
前記輝度補正手段は、前記周辺領域における輝度補正係数を前記中央領域から遠ざかるにつれて徐々に小さくしながら前記重合画像に対して前記輝度補正係数を除算することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項３】
請求項１に記載の放射線撮影装置において、
前記輝度補正手段は、前記周辺領域における輝度補正係数を前記中央領域から遠ざかるにつれて徐々に大きくしながら前記重合画像に対して前記輝度補正係数を乗算することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記重合画像のある部分に作用する前記輝度補正係数は、その部分に重ねられた前記透視画像の枚数となっていることを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記放射線源と、前記放射線検出手段との前記移動方向に沿った移動に同期して前記放射線源を傾斜させる放射線源傾斜手段と、
前記輝度補正係数を取得する係数取得手段を更に備え、
前記放射線源傾斜手段は、前記放射線源と、前記放射線検出手段との前記移動方向に沿った移動移動に同期して、前記放射線源が照射する放射線ビームの中心軸が、前記放射線検出手段の中心点を通過するように前記放射線源を傾斜させ、
被検体の断層像が一連の透視画像の同一位置に写りこむ裁断位置を基準裁断位置としたとき、
前記係数取得手段は、前記重合画像の前記周辺領域を前記重合画像の移動方向の中心である重合画像の中心までの距離に応じて分割し、分割された各区画に何枚の透視画像が重ね合わせられているのかを
（Ａ）放射線源から放射線検出手段までの鉛直方向の距離、
（Ｂ）放射線源から裁断位置までの鉛直方向の距離、
（Ｃ）被検体を裁断する裁断面から基準裁断面までの鉛直方向の距離、
（Ｄ）各区画から重合画像の中心までの距離、
（Ｅ）各々の透視画像を取得するときの放射線源の傾斜角度、および
（Ｆ）放射線検出手段の有する放射線を検出する検出面の移動方向における幅から求めることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項６】
請求項５に記載の放射線撮影装置において、
前記放射線検出手段は、放射線を検出する放射線検出素子が所定のピッチで縦横に配列されているとともに、配列の縦方向は、前記移動方向に一致しており、
前記係数取得手段は、前記放射線検出素子の縦方向のピッチを基に前記重合画像の前記周辺領域を複数の区画に分割して、区画毎に輝度補正係数を作用させることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項７】
請求項６に記載の放射線撮影装置において、
前記係数取得手段は、前記重合画像の前記周辺領域に写り込む前記放射線検出素子１個分の幅毎に前記周辺領域を複数の区画に分割することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項１】
被検体に放射線を照射する放射線源と、
前記被検体を載置する天板と、
前記被検体に放射線を検出する放射線検出手段と、
前記放射線源と前記放射線検出手段を移動方向に沿って同期的かつ互いに反対方向に移動させる移動手段と、
前記放射線検出手段が出力する検出信号を基に透視画像を生成する画像生成手段と、
前記放射線源と、前記放射線検出手段とが移動されながら連写された一連の透視画像を重ね合わせて重合画像を生成する重ね合わせ手段と、
輝度補正係数を用いて前記重合画像に重畳する輝度のムラを正規化して前記被検体を任意の高さの水平面で裁断したときの断層像が写りこんだ断層画像を取得する輝度補正手段輝度補正手段とを備え、
前記輝度補正手段は、前記重合画像の部分に応じて異なる輝度補正係数を用い、
前記重合画像のうち、前記移動方向における前記被検体の端部が写りこんだ領域を周辺領域とし、前記重合画像のうち、前記移動方向における前記被検体の中央領域が写りこんだ領域を中央領域としたとき、
前記周辺領域における輝度補正係数と、前記中央領域における輝度補正係数とが異なってい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、
前記輝度補正手段は、前記周辺領域における輝度補正係数を前記中央領域から遠ざかるにつれて徐々に小さくしながら前記重合画像に対して前記輝度補正係数を除算することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項３】
請求項１に記載の放射線撮影装置において、
前記輝度補正手段は、前記周辺領域における輝度補正係数を前記中央領域から遠ざかるにつれて徐々に大きくしながら前記重合画像に対して前記輝度補正係数を乗算することを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記重合画像のある部分に作用する前記輝度補正係数は、その部分に重ねられた前記透視画像の枚数となっていることを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記放射線源と、前記放射線検出手段との前記移動方向に沿った移動に同期して前記放射線源を傾斜させる放射線源傾斜手段と、
前記輝度補正係数を取得する係数取得手段を更に備え、
前記放射線源傾斜手段は、前記放射線源と、前記放射線検出手段との前記移動方向に沿った移動移動に同期して、前記放射線源が照射する放射線ビームの中心軸が、前記放射線検出手段の中心点を通過するように前記放射線源を傾斜させ、
被検体の断層像が一連の透視画像の同一位置に写りこむ裁断位置を基準裁断位置としたとき、
前記係数取得手段は、前記重合画像の前記周辺領域を前記重合画像の移動方向の中心である重合画像の中心までの距離に応じて分割し、分割された各区画に何枚の透視画像が重ね合わせられているのかを
（Ａ）放射線源から放射線検出手段までの鉛直方向の距離、
（Ｂ）放射線源から裁断位置までの鉛直方向の距離、
（Ｃ）被検体を裁断する裁断面から基準裁断面までの鉛直方向の距離、
（Ｄ）各区画から重合画像の中心までの距離、
（Ｅ）各々の透視画像を取得するときの放射線源の傾斜角度、および
（Ｆ）放射線検出手段の有する放射線を検出する検出面の移動方向における幅から求めることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項６】
請求項５に記載の放射線撮影装置において、
前記放射線検出手段は、放射線を検出する放射線検出素子が所定のピッチで縦横に配列されているとともに、配列の縦方向は、前記移動方向に一致しており、
前記係数取得手段は、前記放射線検出素子の縦方向のピッチを基に前記重合画像の前記周辺領域を複数の区画に分割して、区画毎に輝度補正係数を作用させることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項７】
請求項６に記載の放射線撮影装置において、
前記係数取得手段は、前記重合画像の前記周辺領域に写り込む前記放射線検出素子１個分の幅毎に前記周辺領域を複数の区画に分割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１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−３６４０７（Ｐ２０１１−３６４０７Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８６４３７（Ｐ２００９−１８６４３７）
【出願日】平成２１年８月１１日（２００９．８．１１）
【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２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１１日（２００９．８．１１）
【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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