放射線撮影装置
【課題】より簡単な構成で散乱線の排除された鮮明な画像を取得できる放射線撮影装置を提供する。
【解決手段】本発明の構成によれば、Ｘ線管３に対して移動する遮蔽体５を備えている。遮蔽体５の影が位置を変えながら元画像Ｐ０が生成される。中間画像生成部１１は遮蔽体５の影ばかりが映り込んだ暗画像Ｐ２と遮蔽体５の影以外の部分ばかりが写り込んだ明画像Ｐ３とを生成する。暗画像Ｐ２には、散乱線成分のみが写り込んでおり、明画像Ｐ３には、被検体の透視像に散乱線成分が重畳されている。除去部１５は、暗画像Ｐ２を基に明画像Ｐ３に重畳している散乱線成分を除去する。これにより、より簡単な構成で散乱線の排除された鮮明な画像を取得できる放射線撮影装置を提供できる。
【解決手段】本発明の構成によれば、Ｘ線管３に対して移動する遮蔽体５を備えている。遮蔽体５の影が位置を変えながら元画像Ｐ０が生成される。中間画像生成部１１は遮蔽体５の影ばかりが映り込んだ暗画像Ｐ２と遮蔽体５の影以外の部分ばかりが写り込んだ明画像Ｐ３とを生成する。暗画像Ｐ２には、散乱線成分のみが写り込んでおり、明画像Ｐ３には、被検体の透視像に散乱線成分が重畳されている。除去部１５は、暗画像Ｐ２を基に明画像Ｐ３に重畳している散乱線成分を除去する。これにより、より簡単な構成で散乱線の排除された鮮明な画像を取得できる放射線撮影装置を提供できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に放射線を照射することで画像を取得する放射線撮影装置に係り、特に散乱線の影響を排除して鮮明な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、放射線で被検体Ｍの画像を取得する放射線撮影装置が備えられている。この様な放射線撮影装置５１は、被検体Ｍを載置する天板５２と、放射線を照射する放射線源５３と、放射線を検出する放射線検出器５４とを備えている（図１０，特許文献１参照）。放射線検出器５４から出力された検出信号を基に被検体Ｍの透視像が写り込んだ画像が取得される。
【０００３】
この様な放射線撮影装置において、散乱線の影響を排除して鮮明な画像を取得できるようにした構成となっているものがある。この放射線撮影装置において、撮影を行う様子を説明する。放射線源５３と放射線検出器５４は、互いの位置関係を保った状態で天板５２の長手方向に移動する（図１０参照）。この移動の最中に複数枚の画像が取得される。この複数枚の画像をつなぎ合わせることで一枚の合成画像が生成される。
【０００４】
撮影の際、放射線源５３から照射される放射線の広がりが天板５２の長手方向に制限されている（図１０参照）。従って、撮影される各画像は、天板５２の短手方向に細長上の短冊状画像となっている。図１０の領域Ｓは、放射線検出器５４における放射線ビームＢが入射するの部分を示している。この領域Ｓは、短冊画像Ｔを取得する際の放射線検出器５４における撮影視野となっている。
【０００５】
ところで、放射線を被検体Ｍに透過させようとすると、放射線の一部は被検体Ｍの体内で散乱して散乱線ｓとなる。この散乱線ｓは、画像を不鮮明にする原因となっている。したがって、画像を取得する際にこの散乱線ｓを排除して撮影を行った方がよい。
【０００６】
従来の構成によれば短冊画像Ｔの撮影を繰り返す撮影を行うことにより、散乱線ｓによる画像の乱れが発生しないようにしている。すなわち、被検体Ｍの体内で発生した散乱線ｓは、散乱によって進行方向が変化している。従って、散乱線ｓは、Ｘ線ビームＢの進行方向から外れて放射線検出器５４側に向かう。この様にして散乱線ｓが短冊画像Ｔを撮影する際の撮影視野である領域Ｓには入射しない。したがって、領域Ｓには画像の乱れが原因となる散乱線ｓが入射せず、得られる短冊画像Ｔは散乱線ｓに影響されずに鮮明な画像となる。
【０００７】
そして、図１１に示すように次々と取得された短冊画像Ｔを撮影された順に天板５２の長手方向に配列すれば、被検体Ｍの全身像を写し込んだ合成画像が生成される。この合成画像は、散乱線ｓが排除されて撮影されたものとなっており、鮮明である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１６００７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の構成によれば次のような問題点がある。
すなわち、従来の放射線撮影装置によれば、放射線源５３と放射線検出器５４とを精度よく移動させながら撮影を行わなければならないという問題点がある。
【００１０】
散乱線ｓの入射を防いで撮影を行うには、放射線検出器５４における撮影視野を小さくして撮影を繰り返すようにしなければならない。すると、撮影視野を小さくして短冊画像Ｔの撮影を行うと、短冊画像Ｔには被検体Ｍのごく一部しか写り込んでいないので、被検体Ｍの全身像を得ようとうすると、放射線源５３と放射線検出器５４を天板５２に対して移動させることが必須となる。
【００１１】
しかも、短冊画像Ｔ同士で撮影条件を一致させる必要がある。さもないと、生成される合成画像の短冊画像Ｔのつなぎ目において、被検体Ｍの像に食い違いが発生するからである。したがって、天板５２に対して放射線源５３と放射線検出器５４とを互いの位置関係を保った状態で正確に移動させなければならない。このような高精度の移動を実現しようとすれば、放射線撮影装置５１自体が大がかりなものとなり、装置の製造コストも増加する。
【００１２】
この様に、装置の設置スペースや装置のコストを抑制するには、放射線源５３と放射線検出器５４とを移動させなくても散乱線の排除された鮮明な画像を取得できる構成が望まれる。
【００１３】
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、より簡単な構成で散乱線の排除された鮮明な画像を取得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】
【００１４】
本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線源を制御する放射線源制御手段と、照射された放射線を検出して検出信号を出力する放射線検出手段と、放射線源と放射線検出手段とに挟まれる位置に設けられた被検体を載置する天板と、放射線源と天板とに挟まれる位置に設けられるとともに放射線源から照射される放射線の一部を遮蔽する遮蔽体と、遮蔽体を放射線源に対して移動させる遮蔽体移動手段と、遮蔽体移動手段を制御する遮蔽体移動制御手段と、遮蔽体を放射線源に対して移動させながら次々と撮影を行うことにより、遮蔽体の影が位置を変えながら写り込んでいる元画像を検出信号から次々と生成する画像生成手段と、各元画像における遮蔽体の影が写り込んでいる部分のみをつなぎ合わせて暗画像を生成し、同様に各元画像における遮蔽体の影が写り込んでいない部分のみをつなぎ合わせて明画像を生成する中間画像生成手段と、暗画像を基に明画像に重畳している散乱線成分が除去された除去画像を生成する除去手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１５】
［作用・効果］本発明の構成によれば、放射線源に対して移動する遮蔽体を備えている。遮蔽体の影が位置を変えながら元画像が生成される。この元画像における遮蔽体の影の部分には、何も写り込んでいないように思える。しかし、実際には被検体で生じた散乱線成分がこの影の部分に写り込んでいる。中間画像生成手段は遮蔽体の影ばかりが映り込んだ暗画像と遮蔽体の影以外の部分ばかりが写り込んだ明画像とを生成する。暗画像には、散乱線成分のみが写り込んでおり、明画像には、被検体の透視像に散乱線成分が重畳されている。除去手段は、明画像および暗画像を基に明画像に重畳している散乱線成分を除去する。この様な構成とすることにより、従来のように被検体に対して放射線源・放射線検出手段を移動させなくとも、遮蔽体を移動させる簡単な装置構成で鮮明な像が取得できる。
【００１６】
また、上述の放射線撮影装置において、元画像のある部分の画素値と、他の元画像におけるその部分に相当する部分の画素値の各々とを比較し、比較対象のうちの１つを選択するとともに、この動作を元画像の領域を変更しながら繰り返し行う選択手段を備え、選択手段は、比較対象の画素値の平均により示される放射線量よりも放射線量の多い画素値となっている部分を選択し、これを中間画像生成手段がマッピングすることにより明画像が生成され、同様に選択手段は、選択手段が比較対象の画素値の平均により示される放射線量よりも放射線量の少ない画素値となっている部分を選択し、これを中間画像生成手段がマッピングすることにより暗画像が生成されればより望ましい。
【００１７】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。選択手段が元画像における放射線量が多く明るい部分を選択することにより中間画像生成手段が明画像を生成し、同様に、選択手段が元画像における放射線量が少なく暗い部分を選択することにより中間画像生成手段が暗画像を生成するようにすれば、確実に明画像・暗画像を得ることができる。
【００１８】
また、上述の放射線撮影装置において、選択手段は、各元画像の画素毎に比較・選択を行えばより望ましい。
【００１９】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。選択手段が各画像の画素毎に比較・選択を行うようにすれば、より鮮明な除去画像が取得できる。
【００２０】
また、上述の放射線撮影装置において、遮蔽体は、遮蔽体の移動方向と直交する方向に細長状となっていればより望ましい。
【００２１】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。遮蔽体が遮蔽体の移動方向に直交する方向に細長状となっていれば、各元画像において遮蔽体の影が遮蔽体の移動方向と直交する方向に幅広の広範囲に写り込むことになる。これにより、遮蔽体の影のみが写り込んだ暗画像を生成する際に、暗画像は散乱線成分を元画像の全ての領域について写し込んだものとなる。
【００２２】
また、上述の放射線撮影装置において、遮蔽体移動手段は、選択手段が比較に用いる元画像のうち撮影が経時的に隣接している２枚の元画像において、遮蔽体の影がオーバーラップして写り込むように遮蔽体を移動させればより望ましい。
【００２３】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。遮蔽体の影が２枚の元画像上でオーバーラップして写り込むように遮蔽体を移動させれば、それに伴い、一連の元画像の全ての部分が一度は遮蔽体の影に覆われることになる。これにより、遮蔽体の影のみが写り込んだ暗画像を生成する際に、暗画像は元画像の全ての領域を写し込んだものとなる。
【００２４】
また、上述の放射線撮影装置において、遮蔽体は、撮影の際に、放射線検出手段における放射線の検出面において、遮蔽体の移動方向に１ｃｍ以下の幅を有する影となって表れればより望ましい。
【００２５】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。遮蔽体が１ｃｍよりも太い幅の影となって放射線検出器に投影されると、遮蔽体が大きすぎて、元画像に写り込む影に十分に散乱線成分が写り込まなくなってしまう。遮蔽体が放射線源制御手段における放射線の検出面において、遮蔽体の移動方向に１ｃｍ以下の幅を有する影となって表れるようにすれば、生成される暗画像に確実に散乱線成分が写り込む。
【００２６】
また、上述の放射線撮影装置において、放射線源、放射線検出手段、および天板の位置関係は撮影中変更されなければより望ましい。
【００２７】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。放射線源、放射線検出手段、および天板の位置関係は撮影中変更されないようにすれば、各部材を移動させる移動手段を必要としないので、確実に装置構成が単純な放射線撮影装置が提供できる。
【００２８】
また、上述の放射線撮影装置において、放射線源制御手段は、放射線源を制御して放射線が高エネルギー状態と低エネルギー状態の２つの状態で撮影を行わせ、除去手段は、放射線が高エネルギー状態で撮影された高エネルギー除去画像と、放射線が低エネルギー状態で撮影された低エネルギー除去画像とを生成し、高エネルギー除去画像と低エネルギー除去画像とに重み付けを行い、これらを重ね合わせて強調画像を生成する重ね合わせ手段を更に備えればより望ましい。
【００２９】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。放射線が高エネルギー状態と低エネルギー状態の２つの状態で高エネルギー除去画像と低エネルギー除去画像とを生成し、これらを重ね合わせて強調画像（サブトラクション画像）を生成するようにすれば、散乱線成分に影響されない視認性に優れたサブトラクション画像を取得することができる。
【００３０】
また、上述の放射線撮影装置において、放射線源制御手段は、遮蔽体が移動範囲の一端側から他端側に移動する間に低エネルギーの撮影と高エネルギーの撮影を交互に行わせればより望ましい。
【００３１】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。遮蔽体が移動範囲の一端側から他端側に移動する間に低エネルギーの撮影と高エネルギーの撮影を交互に行わせれば、被検体の体動による画像の乱れを防止することができる。すなわち、暗画像は、遮蔽体の影をつなぎ合わせた構成となっている。したがって、暗画像において一番最初に撮影された遮蔽体の影が一端側に位置し、それから他端側に向けて遮蔽体の影が撮影された順に配列されていることになる。高エネルギー除去画像と低エネルギー除去画像とを生成する際にそれぞれ個別に暗画像が生成される。この暗画像の各部における被検体の位置は似通ったものとなっている。遮蔽体が移動範囲の一端側から他端側に移動する間に低エネルギーの撮影と高エネルギーの撮影を交互に行われたのであるから、一番最初に撮影された遮蔽体の影は、２枚の暗画像のそれぞれにおける一端側に位置し、それから他端側に向けて遮蔽体の影が撮影された順に２枚の暗画像のそれぞれに配列されているからである。この様にすると、高エネルギー除去画像と低エネルギー除去画像とを重ね合わせた際に像のズレが少なく視認性に優れたサブトラクション画像が提供できる。
【００３２】
また、上述の放射線撮影装置において、強調画像を基に骨塩定量を行う骨塩定量手段を更に備えればより望ましい。
【００３３】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。骨塩定量においては、放射線検出手段の視野範囲における撮影で十分であり、上述のサブトラクション画像を有効に使用できる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の構成によれば、放射線源に対して移動する遮蔽体を備えている。遮蔽体の影が位置を変えながら元画像が生成される。中間画像生成手段は遮蔽体の影ばかりが映り込んだ暗画像と遮蔽体の影以外の部分ばかりが写り込んだ明画像とを生成する。暗画像には、散乱線成分のみが写り込んでおり、明画像には、被検体の透視像に散乱線成分が重畳されている。除去手段は、明画像および暗画像を基に明画像に重畳している散乱線成分を除去する。これにより、より簡単な構成で散乱線の排除された鮮明な画像を取得できる放射線撮影装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例１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】実施例１に係る遮蔽体を説明する斜視図である。
【図３】実施例１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４】実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。
【図５】実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。
【図６】実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。
【図７】実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。
【図８】実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。
【図９】本発明の１変形例に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。
【図１０】従来構成のＸ線撮影装置の構成を説明する模式図である。
【図１１】従来構成のＸ線撮影装置の構成を説明する模式図である。
【実施例１】
【００３６】
＜Ｘ線撮影装置の全体構成＞
まず、実施例１に係るＸ線撮影装置１の構成について説明する。Ｘ線撮影装置１は、図１に示すように被検体Ｍを載置する天板２と、天板２の上側に設けられたＸ線を照射するＸ線管３と、天板２の下側に設けられたＸ線を検出するＦＰＤ４とを備えている。ＦＰＤ４は、被検体Ｍの体軸方向Ａまたは体側方向Ｓのいずれかに沿った４つの辺を有する矩形となっている。また、Ｘ線管３は、放射状に広がる四角錐状のＸ線ビームをＦＰＤ４に向けて照射する。ＦＰＤ４は、Ｘ線ビームを全面で受光することになる。ＦＰＤ４のＸ線を検出する検出面４ａには、Ｘ線検出素子が体軸方向Ａおよび体側方向Ｓに２次元的に配列されている。Ｘ線管３は、本発明の放射線源に相当し、ＦＰＤ４は、本発明の放射線検出手段に相当する。
【００３７】
Ｘ線管制御部６は、所定の管電流、管電圧、パルス幅でＸ線管３を制御する目的で設けられている。ＦＰＤ４は、Ｘ線管３から発せられ、被検体Ｍを透過したＸ線を検出して検出信号を生成する。この検出信号は、画像生成部１１に送出され、そこで被検体Ｍの投影像が写り込んだ元画像Ｐ０が生成される。Ｘ線管制御部６は、本発明の放射線源制御手段に相当し、画像生成部１１は、本発明の画像生成手段に相当する。
【００３８】
遮蔽体５は、鉛などで構成され、Ｘ線管３と天板２とに挟まれる位置に設けられている。遮蔽体５は、Ｘ線を吸収する特性を有している。したがって、Ｘ線管３から発したＸ線が遮蔽体５に入射すると、Ｘ線はそこで吸収されＦＰＤ４側に向かうことができない。したがって、ＦＰＤ４には遮蔽体５の影が写り込むことになる。
【００３９】
遮蔽体移動機構７は、遮蔽体５を移動させる目的で設けられている。従って、遮蔽体５は、遮蔽体移動機構７によってＦＰＤ４の一端側からＦＰＤ４の他端側に向けて天板２の長手方向（体軸方向Ａ）に沿って移動する。すると遮蔽体５はＸ線管３に対して移動する。これに伴いＦＰＤ４に写り込む遮蔽体５の影の位置は、この遮蔽体５の移動に伴って変化していくことになる。遮蔽体移動制御部８は、遮蔽体移動機構７を制御する目的で設けられている。遮蔽体移動機構７は、本発明の遮蔽体移動手段に相当し、遮蔽体移動制御部８は、本発明の遮蔽体移動制御手段に相当する。
【００４０】
図２を参照して、遮蔽体５の具体的な構成について説明する。遮蔽体５は、移動方向である体軸方向Ａ（天板２の長手方向）と直交する体側方向Ｓ（天板２の短手方向）に伸びた棒状（細長状）となっている。この遮蔽体５の長さおよび幅は、ＦＰＤ４のＸ線を検出する検出面４ａに写り込む遮蔽体５の影ｓを基に決定されている。すなわち、遮蔽体５の体軸方向Ａの幅は、Ｘ線撮影の際、コーン状のＸ線ビームＢをＦＰＤ４に照射したときに影ｓが体軸方向Ａに１ｃｍ以下の幅を有するように設定されている。したがって、図２における幅ｗは、１ｃｍ以下となっている。また、遮蔽体５の体側方向Ｓの長さは、Ｘ線撮影の際、コーン状のＸ線ビームＢをＦＰＤ４に照射したときに影ｓがＦＰＤ４の体側方向Ｓの一端から他端の全域に亘るように設定される。したがって、体側方向Ｓにおける検出面４ａと影ｓとの幅は一致している。Ｘ線管３からＸ線が放射状に広がることを利用して、影ｓが上述の設定を満たすように遮蔽体５の形状を決定することができる。遮蔽体５の形状は、Ｘ線管３の焦点から検出面４ａまでの距離、およびＸ線管３の焦点から遮蔽体５までの距離を用いた幾何学的な計算により決定できる。
【００４１】
ｌｏｇ変換部１２は（図１参照），元画像Ｐ０をｌｏｇ変換して変換画像Ｐ１を生成する目的で設けられている。選択部１３は、変換画像Ｐ１のある部分に写り込んでいる像を各変換画像Ｐ１の間で比較し、画素値を基に比較対象のうちの１つを選択する構成となっており、中間画像生成部１４は、選択部１３が動作を繰り返すことにより選択された各部分をマッピングして中間画像（暗画像Ｐ２，明画像Ｐ３）を生成する構成となっている。そして、除去部１５は、暗画像Ｐ２，明画像Ｐ３同士を減算して除去画像Ｐ４Ａ，Ｐ４Ｂを生成する目的で設けられており、重ね合わせ部１６は、撮影条件の異なる除去画像Ｐ４Ａ，Ｐ４Ｂを重ね合わせて強調画像Ｐ５を生成する構成となっている。骨塩定量部１７は、強調画像Ｐ５を基に骨塩定量を行う目的で設けられている。選択部１３は、本発明の選択手段に相当し、中間画像生成部１４は、本発明の中間画像生成手段に相当する。また、除去部１５は、本発明の除去手段に相当し、重ね合わせ部１６は、本発明の重ね合わせ手段に相当する。また、骨塩定量部１７は、本発明の骨塩定量手段に相当し、除去画像Ｐ４Ａは、本発明の高エネルギー除去画像に相当する。そして、除去画像Ｐ４Ｂは、本発明の低エネルギー除去画像に相当する。
【００４２】
表示部２５は、Ｘ線撮影により取得された各画像を表示したり、骨塩定量検査の結果を表示する目的で設けられている。操作卓２６は、術者によるＸ線照射開始などの指示を入力させる目的で設けられている。また、主制御部２７は、各制御部を統括的に制御する目的で設けられている。この主制御部２７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６，７，および各部１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７を実現している。また、上述の各部は、それらを担当する演算装置に分割されて実行されてもよい。記憶部２８は、画像処理に用いられるパラメータ、画像処理に伴って生成される中間画像等のＸ線撮影装置１の制御に関するパラメータの一切を記憶する。
【００４３】
＜Ｘ線撮影装置の動作＞
次に、Ｘ線撮影装置１の動作について説明する。このＸ線撮影装置１の動作の一例として、撮影条件の異なる二つの画像を重ね合わせて強調画像（サブトラクション画像）を生成するサブトラクション撮影を行うものとする。実施例１に係るＸ線撮影装置１を用いて被検体Ｍの撮影を行うには、図３に示すように、まず被検体Ｍを天板２に載置し（載置ステップＳ１），元画像Ｐ０の撮影が開始される（撮影開始ステップＳ２）。そして、撮影された元画像Ｐ０を基に変換画像Ｐ１を生成し（ｌｏｇ変換ステップＳ３），変換画像Ｐ１を基に中間画像（暗画像Ｐ２，明画像Ｐ３）が生成される（中間画像生成ステップＳ４）。そして、中間画像を基に除去画像Ｐ４Ａ，Ｐ４Ｂが生成され（除去画像生成ステップＳ５），除去画像Ｐ４Ａ，Ｐ４Ｂを基に強調画像Ｐ５が生成される（強調画像生成ステップＳ６）。以降、これらの各ステップについて順を追って説明する。なお、骨塩定量ステップＳ７は、被検体Ｍの骨塩定量検査をする場合に追加される動作であり、強調画像生成ステップＳ６の後で行われる。
【００４４】
＜載置ステップＳ１，撮影開始ステップＳ２＞
天板２に被検体Ｍを載置した後、術者が操作卓２６を通じて撮影開始の指示をＸ線撮影装置１に与えると、Ｘ線管制御部６は、記憶部２８に記憶されている管電圧・管電流・パルス幅などのＸ線管３の制御に関する設定値を読み出す。Ｘ線管制御部６は、この設定値通りにＸ線管３を制御し、Ｘ線管３にＸ線を断続的に発生させる。被検体Ｍを透過したＸ線は、ＦＰＤ４で検出され、このときの検出信号が画像生成部１１に送出される。画像生成部１１は、検出信号を基に被検体Ｍの透視像が写り込んだ元画像Ｐ０を生成する。
【００４５】
撮影開始の情報は遮蔽体移動制御部８にも送られる。遮蔽体移動制御部８は、撮影開始と同時に初期位置に存している遮蔽体５の移動を開始する。画像生成部１１は、遮蔽体５をＸ線管３に対して移動させている状態で次々とＸ線撮影を行うことにより、遮蔽体５の影ｓが位置を変えながら写り込んでいる元画像Ｐ０を次々と撮影する。このとき、移動するのは遮蔽体５のみであり、Ｘ線管３，ＦＰＤ４，および天板２の位置関係は撮影中に変更されることはない。
【００４６】
このとき撮影される元画像Ｐ０について説明する。図４は、元画像Ｐ０が連写される様子を示している。一連の元画像Ｐ０の撮影中、Ｘ線管３が時間ｄ（例えば３３ｍ秒）だけのインターバルを設けながらパルス状のＸ線ビームの照射が繰り返される。この照射の度に元画像Ｐ０が撮影される。しかも、Ｘ線ビームの照射は、高い管電圧によるＸ線が高エネルギー状態での照射ｐ１と低い管電圧によるＸ線が低エネルギー状態での照射ｐ２とが経時的に交互に行われるようになっている。Ｘ線が高エネルギー状態での照射ｐ１で生成される元画像Ｐ０を符号Ｐ０Ａで表すものとし、Ｘ線が低エネルギー状態での照射ｐ２で生成される元画像Ｐ０を符号Ｐ０Ｂで示すもとする。元画像Ｐ０Ａのうち最初に撮影された元画像Ｐ０Ａ１には、図４に示すように、被検体Ｍの透視像と、遮蔽体５の影ｓとの両方が写り込んでいる。元画像Ｐ０Ａにおける遮蔽体５の影ｓの部分では、遮蔽体５によってＸ線ビームが遮られた状態となっているので、この部分には被検体Ｍの像は写り込んでいない。
【００４７】
それでは、影ｓに何も写り込んでいないかと言うとそうではない。Ｘ線ビームのうち、被検体Ｍで進行方向が変化した散乱線成分がＦＰＤ４における影ｓが写り込んでいる部分に入射するからである。したがって、元画像Ｐ０に写り込んでいる影ｓには、被検体Ｍより生じる散乱線成分のみが写り込んでおり、被検体Ｍの透視像は写り込んでいない。
【００４８】
元画像Ｐ０Ａ１は、遮蔽体５が初期位置にあるときに撮影されたものである。遮蔽体５の初期位置は、影ｓが元画像Ｐ０Ａの一端に表れるように決定されている。遮蔽体５の初期位置は、遮蔽体５の体軸方向Ａにおける幅ｗ，Ｘ線管３の焦点から検出面４ａまでの距離、およびＸ線管３の焦点から遮蔽体５までの距離を用いた幾何学的な計算により決定できる。
【００４９】
図４における元画像Ｐ０Ａ２は、元画像Ｐ０Ａ１と同じ高い管電圧で撮影された画像である。両画像の撮影の間に遮蔽体５がＦＰＤ４の一端側から他端側に向けて移動しているので、両画像における影ｓが写り込んでいる位置は互いに異なっている。
【００５０】
連写される元画像Ｐ０Ａに影ｓがどのように写り込むかを説明する。図５は、元画像Ｐ０Ａにおける影ｓの位置を示したものとなっている。図５における符号ｓ１は、元画像Ｐ０Ａ１に写り込んでいる影ｓを意味しており、以降同様に、符号ｓｎは、元画像Ｐ０Ａｎに写り込んでいる影ｓを意味している。図５を参照すれば分かるように、影ｓ１と影ｓ２は、体軸方向Ａにオーバーラップしている。このように、撮影が経時的に隣接している２枚の元画像Ｐ０Ａにおいて、遮蔽体５の影ｓがオーバーラップして写り込んでいる。つまり、遮蔽体移動制御部８は、撮影の際、経時的に隣接している２枚の元画像Ｐ０Ａに影ｓがオーバーラップするような速度で遮蔽体５を移動させる。より具体的には、撮影の際、経時的に隣接している２枚の元画像Ｐ０Ａにおいて、影ｓが被検体Ｍの体軸方向Ａの幅未満だけ位置を変えながら写り込むように遮蔽体５の速度が決定される。遮蔽体５の速度は、Ｘ線管３の焦点から検出面４ａまでの距離、およびＸ線管３の焦点から遮蔽体５までの距離を用いた幾何学的な計算により決定できる。
【００５１】
影ｓｎは、元画像Ｐ０Ａのうち、最後に撮影された元画像Ｐ０Ａｎに写り込んでいる遮蔽体５の位置を表している。元画像Ｐ０Ａｎは、遮蔽体５が最終位置にあるときに撮影されたものである。遮蔽体５の最終位置は、影ｓが元画像Ｐ０Ａの他端に表れるように決定されている。遮蔽体５の最終位置は、遮蔽体５の体軸方向Ａにおける幅ｗ，Ｘ線管３の焦点から検出面４ａまでの距離、およびＸ線管３の焦点から遮蔽体５までの距離を用いた幾何学的な計算により決定できる。
【００５２】
元画像Ｐ０Ａ，Ｐ０Ｂのそれぞれには、２０ｃｍ×２０ｃｍの視野範囲内の被検体Ｍが写り込んでいる。遮蔽体５の影ｓは、例えば１ｃｍの幅でＦＰＤ４に写り込んでいるので、体軸方向における視野範囲の幅の１／２０は影ｓが写り込んでいることになる。２０ｃｍの幅を１ｃｍ幅の影ｓが互いにオーバーラップしながら覆い尽くすように元画像Ｐ０Ａが撮影されることからすれば、撮影される元画像Ｐ０Ａの枚数は、２０枚よりも多いものとなっていることになる。
【００５３】
撮影開始ステップＳ２において、Ｘ線管３の管電圧が高い状態で元画像Ｐ０Ａが撮影される。この撮影最中に、Ｘ線管３の管電圧が低い状態で元画像Ｐ０Ｂも撮影される。元画像Ｐ０Ｂは、遮蔽体５が移動する間に複数枚連写され、その撮影の様子は元画像Ｐ０Ｂと同様である。したがって、元画像Ｐ０Ｂに写り込む影ｓの位置、および遮蔽体５の移動の様子は、図５を用いた上述の説明のとおりとなっている。このように遮蔽体５が移動範囲の一端側から他端側に移動する間に低線量の撮影と高線量の撮影とが交互に行われて一連の元画像Ｐ０Ａ，Ｐ０Ｂが撮影されることになる。
【００５４】
＜ｌｏｇ変換ステップＳ３＞
撮影された元画像Ｐ０Ａ，Ｐ０Ｂは、ｌｏｇ変換部１２に送出される。ｌｏｇ変換部１２は、元画像Ｐ０Ａ，Ｐ０Ｂを構成する画素データの値をｌｏｇ変換した後、これをマッピングし、変換画像Ｐ１を生成する。高管電圧に係る元画像Ｐ０Ａがｌｏｇ変換された変換画像を符号Ｐ１Ａで表すものとし、低管電圧に係る元画像Ｐ０Ｂがｌｏｇ変換された変換画像を符号Ｐ１Ｂで表すものとする。このｌｏｇ変換は、強調画像（サブトラクション画像）を生成する際の下準備である。このｌｏｇ変換動作を行うことにより高管電圧に係る画像と低管電圧に係る画像との差違が判然とするようになる。
【００５５】
＜中間画像生成ステップＳ４＞
前ステップで生成された変換画像Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂは、選択部１３に送出される。選択部１３は、後述の中間画像生成部１４と協働して、変換画像Ｐ１Ａに対しピークホールド処理をすることにより暗画像Ｐ２Ａおよび明画像Ｐ３Ａを生成し、変換画像Ｐ１Ｂに対しピークホールド処理をすることにより暗画像Ｐ２Ｂおよび明画像Ｐ３Ｂを生成する。
【００５６】
暗画像Ｐ２Ａを生成するときの選択部１３の動作について説明する。選択部１３は、図６に示すように、変換画像Ｐ１Ａを構成する画素の内の１つに注目し、この注目の画素Ｒを変換画像Ｐ１Ａ１〜Ｐ１Ａｎに亘って比較する。つまり、選択部１３は、画素Ｒについてｎ個の画素値を比較することになる。選択部１３が比較するｎ個の画素Ｒは、被検体Ｍの同じ部分を写し込んでいる。しかし、ｎ個の画素Ｒの中には遮蔽体５の影ｓが写り込んでいるものがあり、それらには遮蔽体５の異なる部分が写り込んでいる。元画像Ｐ０Ａは、遮蔽体５をＦＰＤ４に対して移動させながら撮影されたものだからである。
【００５７】
そして、選択部１３は、ｎ個の画素値のうち比較対象のｎ個の画素における画素値の平均よりも低い画素値、具体的には最も画素値が低い画素値を選択して、これを中間画像生成部１４に送出する。この様に選択部１３は、変換画像Ｐ１Ａの画素毎に比較・選択を行う。
【００５８】
選択部１３は、上述の比較・選択を変換画像Ｐ１Ａを構成する画素の全てにおいて実行し、その度毎に選択された画素値が中間画像生成部１４に出力される。このように、選択部１３は、元画像Ｐ０Ａを変換した変換画像Ｐ１Ａのある画素に写り込んでいる像を一連の変換画像Ｐ１Ａの間で比較し、最も低い画素値を有する画素を比較対象の画素うちの１つを選択するとともに、この動作を変換画像Ｐ１Ａの領域を変更しながら繰り返し行う。一連の変換画像Ｐ１Ａにおける最も低い画素値は、Ｘ線量が最も少ない画素値であることを意味している。つまり、選択部１３は、元画像Ｐ０Ａ（具体的には変換画像Ｐ１Ａ）のある部分の画素値と、他の元画像P０Ａ（具体的には他の変換画像Ｐ１Ａ）におけるその部分に相当する部分の画素値の各々とを比較し、比較対象のうちの１つを選択するとともに、この動作を元画像P０Ａ（具体的には変換画像Ｐ１Ａ）の領域を変更しながら繰り返し行う。
【００５９】
中間画像生成部１４は、選択部１３が選択した各画素値をマッピングすることにより、変換画像Ｐ１Ａ〜Ｐ１Ａｎを構成する画素値のうち最低の画素値を画像上の画素の位置ごとに選抜された暗画像Ｐ２Ａを生成する（図７参照）。この暗画像Ｐ２Ａに属する画素は、必ず画像上の影ｓに位置する画素が選抜されたものとなっている。この理由について説明する。図５を用いて説明したように、影ｓは、一連の元画像Ｐ０Ａにおいてオーバーラップして写り込んでいる。そして、変換画像Ｐ１Ａの各々に写り込む影ｓの部分は、影ｓ以外の部分と比べて極端に暗い。従って、選択部１３が暗画像Ｐ２Ａを生成しようとして、一連の元画像Ｐ０Ａに亘って注目の画素を比較したときに、比較対象の画素のいずれかは影ｓを写し込んだものとなっている。そして、その影ｓを写し込んだ画素値は、影ｓを写し込んでいない画素値と比べて極端に低い。したがって、選択部１３が最も暗い画素値を選択すると影ｓを写し込んだ画素の画素値を必然的に選択することになる。選択された画素値を基に生成された暗画像Ｐ２Ａは、一連の変換画像Ｐ１Ａに写り込む影ｓを抜き出したものとなっている（図７参照）。つまり、中間画像生成部１４は、各元画像Ｐ０Ａ（具体的には各変換画像Ｐ１Ａ）における遮蔽体５の影ｓが写り込んでいる部分のみをつなぎ合わせて暗画像Ｐ２Ａを生成する。
【００６０】
次に、明画像Ｐ３Ａを生成するときの選択部１３の動作について説明する。選択部１３は、明るい画素値について同様の選択を行う。すなわち、選択部１３は、図６を用いて説明した要領で、変換画像Ｐ１Ａ１〜Ｐ１Ａｎにおける同じ位置に存するｎ個の画素の画素値のうち今度は比較対象のｎ個の画素における画素値の平均よりも高い画素値、具体的には最も画素値が高い画素値を選択して、これを中間画像生成部１４に送出する。
【００６１】
選択部１３は、上述の比較・選択を変換画像Ｐ１Ａを構成する画素の全てにおいて実行し、その度毎に選択された画素値が中間画像生成部１４に出力される。このように、選択部１３は、元画像Ｐ０Ａの変換画像Ｐ１Ａのある画素に写り込んでいる像を一連の変換画像Ｐ１Ａの間で比較し、最も高い画素値を有する画素を比較対象の画素うちの１つを選択するとともに、この動作を変換画像Ｐ１Ａの領域を変更しながら繰り返し行う。一連の変換画像における最も高い画素値は、Ｘ線量が最も多い画素値であることを意味している。
【００６２】
中間画像生成部１４は、選択部１３が選択した各画素値をマッピングすることにより、変換画像Ｐ１Ａ〜Ｐ１Ａｎを構成する画素値のうち最高の画素値が画像上の画素の位置ごとに選抜された明画像Ｐ３Ａを生成する（図７参照）。この明画像Ｐ３Ａに属する画素は、必ず画像上の影ｓ以外に位置する画素が選抜されたものとなっている。変換画像Ｐ１Ａの各々に写り込む影ｓの部分は、影ｓ以外の部分と比べて極端に明い。従って、選択部１３が明画像Ｐ３Ａを生成しようとして、一連の元画像Ｐ０Ａに亘って注目の画素を比較したときに、影ｓを写し込んでいない画素値は、影ｓを写し込んでいる画素値と比べて極端に高い。したがって、選択部１３が最も明い画素値を選択すると影ｓを写し込んでいない画素の画素値を必然的に選択することになる。選択された画素値を基に生成された明画像Ｐ３Ａは、一連の変換画像Ｐ１Ａに写り込む影ｓ以外の部分を抜き出したものとなっている（図７参照）。つまり、中間画像生成部１４は、各元画像Ｐ０Ａ（具体的には変換画像Ｐ１Ａ）における遮蔽体５の影ｓが写り込んでいない部分のみをつなぎ合わせて明画像Ｐ３Ａを生成する。
【００６３】
選択部１３および中間画像生成部１４は、同様の動作を一連の変換画像Ｐ１Ｂについても行い、一連の変換画像Ｐ１Ｂにおける影ｓばかりが写り込んだ暗画像Ｐ２Ｂおよび影ｓ以外の部分ばかりが写り込んだ明画像Ｐ３Ｂを生成する。
【００６４】
＜除去画像生成ステップＳ５＞
中間画像生成部１４が生成した暗画像Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂおよび明画像Ｐ３Ａ，Ｐ３Ｂは、除去部１５に送出される。除去部１５は、明画像Ｐ３Ａから暗画像Ｐ２Ａを減算し、除去画像Ｐ４Ａを生成する。暗画像Ｐ２Ａは影ｓばかりが写り込んでいる画像である。この影ｓは、図７に示すように被検体Ｍから発した散乱線成分のみが写り込んでいる。したがって、暗画像Ｐ２Ａは、ＦＰＤ４に入射する散乱線成分の強度をマッピングしたものとなっている。一方、明画像Ｐ３Ａは、影ｓ以外の部分ばかりが写り込んでいる画像である。この部分は、Ｘ線管３から直線的に進行してＦＰＤ４に向かう直接線成分と、被検体Ｍの内部で生じた間接線成分とが合計された像となっている。したがって、明画像Ｐ３Ａは、図７に示すように被検体Ｍの像を構成する直接線成分と、斜線で示す間接線成分とが同時に写し込んだものとなっている。除去部１５が明画像Ｐ３Ａから暗画像Ｐ２Ａを減算すると、明画像Ｐ３Ａに重畳している間接線成分が減算されて除去されることになる。このように、除去部１５が生成する除去画像Ｐ４Ａは、散乱線成分が除去された鮮明なものとなる（図８参照）。
【００６５】
除去部１５は、同様の動作を暗画像Ｐ２Ｂ，明画像Ｐ３Ｂについても行い、明画像Ｐ３Ｂに重畳している間接線成分が除去された除去画像Ｐ４Ｂを生成する。
【００６６】
＜強調画像生成ステップＳ６＞
除去画像Ｐ４Ａ，Ｐ４Ｂは、重ね合わせ部１６に送出される。重ね合わせ部１６は、除去画像Ｐ４Ａ，Ｐ４Ｂのそれぞれに重み付けを行った後、これらを重ね合わせて強調画像Ｐ５が生成される。重ね合わせ部１６は、記憶部２８に記憶されている設定値を読み出して、除去画像Ｐ４Ａ，Ｐ４Ｂのそれぞれに設定値が規定する係数を乗じて、これらを足し合わせることにより強調画像Ｐ５を生成する。
【００６７】
このとき生成される強調画像Ｐ５は、例えば被検体Ｍの透視像における骨組織のみを抜き出したものとなっている。被検体Ｍにおける骨組織の部分と軟組織の部分とでＸ線の透過特性は異なっている。しかも、この特性は照射するＸ線の強さに応じて変化する。したがって、例えば、高エネルギーに係る除去画像Ｐ４Ａに写り込んでいる軟組織と同じ画素値になるように低エネルギーに係る除去画像Ｐ４Ｂの軟組織の画素値を画像処理により調整したとしても、両画像に写り込んでいる骨組織の画素値は同一とはならない。したがって、軟組織が互いにキャンセルされるように両除去画像Ｐ４Ａ，Ｐ４Ｂに重み付けを行って重ね合わせても、両除去画像Ｐ４Ａ，Ｐ４Ｂに写り込んでいる骨組織は完全にキャンセルされない。重ね合わせ部１６は、このような現象を利用して被検体Ｍの骨組織のみが写り込んだ強調画像Ｐ５を取得するのである。この様な画像の強調方法をサブトラクション処理と呼ぶ。強調画像Ｐ５は、表示部２５に表示される。
【００６８】
＜骨塩定量ステップＳ７＞
強調画像Ｐ５は骨塩定量部１７に送出される。骨塩定量部１７は、強調画像Ｐ５に写り込んでいる骨組織の画素値を参照して、被検体Ｍの骨塩を定量する。この定量の結果は表示部２５に表示される。
【００６９】
以上のように、実施例１の構成によれば、Ｘ線管３に対して移動する遮蔽体５を備えている。遮蔽体５の影ｓが位置を変えながら元画像Ｐ０が生成される。この元画像Ｐ０における遮蔽体５の影ｓの部分には、何も写り込んでいないように思える。しかし、実際には被検体Ｍで生じた散乱線成分がこの影ｓの部分に写り込んでいる。選択部１３と中間画像生成部１１は協働して遮蔽体５の影ｓばかりが映り込んだ暗画像Ｐ２と遮蔽体５の影ｓ以外の部分ばかりが写り込んだ明画像Ｐ３とを生成する。暗画像Ｐ２には、散乱線成分のみが写り込んでおり、明画像Ｐ３には、被検体Ｍの透視像に散乱線成分が重畳されている。除去部１５は、明画像Ｐ３および暗画像Ｐ２を基に明画像Ｐ３に重畳している散乱線成分を除去する。この様な構成とすることにより、従来のように被検体Ｍに対してＸ線管３・ＦＰＤ４を移動させなくとも、遮蔽体５を移動させる簡単な装置構成で鮮明な像が取得できる。
【００７０】
また、遮蔽体５が遮蔽体５の移動方向に直交する体側方向Ｓに細長状となっていれば、各元画像Ｐ０において遮蔽体５の影ｓが遮蔽体５の移動方向と直交する体側方向Ｓに幅広の広範囲に写り込むことになる。これにより、遮蔽体５の影ｓのみが写り込んだ暗画像Ｐ２を生成する際に、暗画像Ｐ２は散乱線成分を元画像Ｐ０の全ての領域について写し込んだものとなる。
【００７１】
そして、遮蔽体５の影ｓが２枚の元画像上でオーバーラップして写り込むように遮蔽体５を移動させれば、それに伴い、一連の元画像Ｐ０の全ての部分が一度は遮蔽体５の影ｓに覆われることになる。これにより、遮蔽体５の影ｓのみが写り込んだ暗画像Ｐ２を生成する際に、暗画像Ｐ２は元画像Ｐ０の全ての領域を写し込んだものとなる。
【００７２】
また、遮蔽体５が１ｃｍよりも太い幅の影となってＦＰＤ４に投影されると、遮蔽体５が大きすぎて、元画像Ｐ０に写り込む影ｓに十分に散乱線成分が写り込まなくなってしまう。遮蔽体５がＸ線管制御部６におけるＸ線の検出面において、遮蔽体５の移動方向に１ｃｍ以下の幅を有する影ｓとなって表れるようにすれば、生成される暗画像Ｐ２に確実に散乱線成分が写り込む。
【００７３】
また、上述のようにＸ線管３，ＦＰＤ４，および天板２の位置関係は撮影中変更されないようにすれば、各部材を移動させる移動手段を必要としないので、確実に装置構成が単純なＸ線撮影装置が提供できる。
【００７４】
Ｘ線が強い状態と弱い状態の２つの状態で除去画像Ｐ４Ａと除去画像Ｐ４Ｂとを生成し、これらを重ね合わせて強調画像Ｐ５（サブトラクション画像）を生成するようにすれば、散乱線成分に影響されない視認性に優れたサブトラクション画像を取得することができる。
【００７５】
また、遮蔽体５が移動範囲の一端側から他端側に移動する間に低エネルギーの撮影と高エネルギーの撮影を交互に行わせれば、被検体Ｍの体動による画像の乱れを防止することができる。すなわち、暗画像Ｐ２は、遮蔽体５の影ｓをつなぎ合わせた構成となっている。したがって、暗画像Ｐ２において一番最初に撮影された遮蔽体５の影ｓが一端側に位置し、それから他端側に向けて遮蔽体５の影ｓが撮影された順に配列されていることになる。除去画像Ｐ４Ａと除去画像Ｐ４Ｂとを生成する際にそれぞれ個別に暗画像Ｐ２が生成される。この暗画像Ｐ２の各部における被検体Ｍの位置は似通ったものとなっている。遮蔽体５が移動範囲の一端側から他端側に移動する間に低エネルギーの撮影と高エネルギーの撮影を交互に行われたのであるから、一番最初に撮影された遮蔽体５の影ｓは暗画像Ｐ２のそれぞれの一端側に位置し、それから他端側に向けて遮蔽体５の影ｓが暗画像Ｐ２のそれぞれにおいて撮影された順に配列されているからである。
【００７６】
すなわち、両暗画像の一端側は、ともに撮影開始後すぐに取得された取得された遮蔽体５の影ｓが写り込んでおり、両画像の他端側は、ともに撮影終了間際に取得された遮蔽体５の影ｓが写り込んでいる。被検体Ｍが撮影開始から撮影終了までに体動により移動したとしても、両暗画像の同じ部分でほぼ同時に取得された散乱線成分が写り込むことになるのである。この様にすると、除去画像Ｐ４Ａと除去画像Ｐ４Ｂとを重ね合わせた際に像のズレが少なく視認性に優れたサブトラクション画像が提供できる。
【００７７】
上述の構成は、実施例１のより具体的な構成を示したものとなっている。骨塩定量においては、ＦＰＤ４の視野範囲における撮影で十分であり、上述のサブトラクション画像を有効に使用できる。
【００７８】
本発明は、上述の構成に限られず、下記のように変形実施することが可能である。
【００７９】
（１）上述の実施例では、遮蔽体５が体軸方向Ａに移動する構成となっていたが、これを体側方向Ｓに移動させる構成としてもよい。この場合、遮蔽体５の体側方向Ｓの幅は、Ｘ線撮影の際、コーン状のＸ線ビームＢをＦＰＤ４に照射したときに影ｓが体側方向Ｓに１ｃｍ以下の幅を有するように設定されることになる。同様に、遮蔽体５の体軸方向Ａの長さは、Ｘ線撮影の際、コーン状のＸ線ビームＢをＦＰＤ４に照射したときに影ｓがＦＰＤ４の体軸方向Ａの一端から他端の全域に亘るように設定される。
【００８０】
（２）上述の実施例では、Ｘ線が高エネルギー状態での元画像Ｐ０ＡとＸ線が低エネルギー状態での元画像Ｐ０Ｂについて、一連の元画像Ｐ０Ａと一連の元画像Ｐ０Ｂとには同じように遮蔽体５の影ｓが写り込むようになっていたが、本発明はこの様な構成に限られない。すなわち、ＦＰＤ４の検出面４ａに写り込む影ｓにおける体軸方向Ａの幅の１／２未満だけ影ｓが体軸方向Ａに移動するように遮蔽体５を移動させる様にしてもよい。
【００８１】
元画像Ｐ０Ａと元画像Ｐ０Ｂとは、交互に撮影されるのであるから（図４参照），元画像Ｐ０Ａ１と、これの次に撮影される元画像Ｐ０Ｂ１とを比較すると、それぞれに写り込む影ｓＡ１，影ｓＢ１は、体軸方向Ａにおける影ｓの幅の１／２に満たない分だけ互いにずれている（図９参照）。このズレ幅は、元画像Ｐ０Ｂ１と、これの次に撮影される元画像Ｐ０Ａ２とに写り込んだ影ｓＢ１，影ｓＡ２のズレ幅と同じである。ということは、一回目に撮影された元画像Ｐ０Ａ１と三回目に撮影された元画像Ｐ０Ａ２とに写り込んだ影ｓＡ１，影ｓＡ２のズレ幅を比較すると、そのズレ幅は、影ｓの体軸方向Ａの幅に満たない幅となっている。
【００８２】
すなわち、体軸方向Ａの幅の１／２未満だけ影ｓが移動する様に遮蔽体５を移動させながらＸ線が低エネルギー状態での撮影とＸ線が高エネルギー状態での撮影を交互に行うようにすれば、Ｘ線が高エネルギー状態で撮影された元画像Ｐ０Ａには、影ｓが体軸方向にオーバーラップして写り込むことになる。同様に、Ｘ線が低エネルギー状態で撮影された元画像Ｐ０Ｂにも、影ｓが体軸方向にオーバーラップして写り込む。これにより、影ｓばかりが写り込んだ暗画像Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂが確実に取得できる。なお、図９において説明の便宜上、影ｓを影ｓの長手方向にずらして描画している。実際は、取得される元画像Ｐ０においてこの様なズレは見られない。
【００８３】
（３）上述した実施例では、選択部１３は、元画像Ｐ０Ａを構成する画素毎に画素値を比較していたが、本発明はこれに限られない。すなわち、選択部１３は、２×２ピクセルなどの所定の大きさを有する画素塊ごとに比較・選択の動作をするようにしてもよい。この場合、比較の指標として画素塊の平均値を用いることができる。
【００８４】
（４）上述した実施例では、ピークホールド動作をする選択部１３を有する構成となっていたが本発明はこれに限られない。中間画像生成部１４が元画像Ｐ０Ａが撮影された時点における遮蔽体５の位置を遮蔽体移動制御部８より取得する構成としてもよい。この場合、中間画像生成部１４は、遮蔽体５の位置情報と記憶部２８に記憶されているＸ線管３、およびＦＰＤ４の位置情報を用いて、各元画像Ｐ０Ａのどの部分に遮蔽体５の影ｓが写り込んでいるかを把握する。そして、中間画像生成部１４は、各元画像Ｐ０Ａの各部分で遮蔽体５の影ｓが写り込んでいる部分をつなぎ合わせて暗画像Ｐ２Ａを生成し、同様に各元画像Ｐ０Ａの各部分で遮蔽体５の影ｓが写り込んでいない部分をつなぎ合わせて明画像Ｐ３Ａを生成するようにしてもよい。
【００８５】
（５）上述した実施例は、骨塩定量を行う構成となっていたが、本発明はこれに限られない。一般的なスポット撮影や骨塩定量以外のサブトラクション撮影にも本発明を用いることができる。
【００８６】
（６）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。
【００８７】
（７）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。
【００８８】
（８）選択部１３は、比較対象の画素群から最低の画素値および最高の画素値を選択するように設定されていたが、本発明はこの構成に限られない。選択部１３は、最低の画素値の代わりに比較対象の画素値の平均により示されるＸ線量よりもＸ線線量の少ない画素値を選択するようにしてもよい。同様に、選択部１３は、最高の画素値の代わりに比較対象の画素値の平均により示されるＸ線量よりもＸ線線量の多い画素値を選択するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
Ｐ０ 元画像
Ｐ２ 暗画像
Ｐ３ 明画像
Ｐ４Ａ 除去画像（高エネルギー除去画像）
Ｐ４Ｂ 除去画像（低エネルギー除去画像）
Ｐ５ 強調画像
２ 天板
３ Ｘ線管（放射線源）
４ ＦＰＤ（放射線検出手段）
５ 遮蔽体
６ Ｘ線源制御部（放射線源制御手段）
７ 遮蔽体移動機構（遮蔽体移動手段）
８ 遮蔽体移動制御部（遮蔽体移動制御手段）
１１ 画像生成部（画像生成手段）
１３ 選択部（選択手段）
１４ 中間画像生成部（中間画像生成手段）
１５ 除去部（除去手段）
１６ 重ね合わせ部（重ね合わせ手段）
１７ 骨塩定量部（骨塩定量手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に放射線を照射することで画像を取得する放射線撮影装置に係り、特に散乱線の影響を排除して鮮明な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、放射線で被検体Ｍの画像を取得する放射線撮影装置が備えられている。この様な放射線撮影装置５１は、被検体Ｍを載置する天板５２と、放射線を照射する放射線源５３と、放射線を検出する放射線検出器５４とを備えている（図１０，特許文献１参照）。放射線検出器５４から出力された検出信号を基に被検体Ｍの透視像が写り込んだ画像が取得される。
【０００３】
この様な放射線撮影装置において、散乱線の影響を排除して鮮明な画像を取得できるようにした構成となっているものがある。この放射線撮影装置において、撮影を行う様子を説明する。放射線源５３と放射線検出器５４は、互いの位置関係を保った状態で天板５２の長手方向に移動する（図１０参照）。この移動の最中に複数枚の画像が取得される。この複数枚の画像をつなぎ合わせることで一枚の合成画像が生成される。
【０００４】
撮影の際、放射線源５３から照射される放射線の広がりが天板５２の長手方向に制限されている（図１０参照）。従って、撮影される各画像は、天板５２の短手方向に細長上の短冊状画像となっている。図１０の領域Ｓは、放射線検出器５４における放射線ビームＢが入射するの部分を示している。この領域Ｓは、短冊画像Ｔを取得する際の放射線検出器５４における撮影視野となっている。
【０００５】
ところで、放射線を被検体Ｍに透過させようとすると、放射線の一部は被検体Ｍの体内で散乱して散乱線ｓとなる。この散乱線ｓは、画像を不鮮明にする原因となっている。したがって、画像を取得する際にこの散乱線ｓを排除して撮影を行った方がよい。
【０００６】
従来の構成によれば短冊画像Ｔの撮影を繰り返す撮影を行うことにより、散乱線ｓによる画像の乱れが発生しないようにしている。すなわち、被検体Ｍの体内で発生した散乱線ｓは、散乱によって進行方向が変化している。従って、散乱線ｓは、Ｘ線ビームＢの進行方向から外れて放射線検出器５４側に向かう。この様にして散乱線ｓが短冊画像Ｔを撮影する際の撮影視野である領域Ｓには入射しない。したがって、領域Ｓには画像の乱れが原因となる散乱線ｓが入射せず、得られる短冊画像Ｔは散乱線ｓに影響されずに鮮明な画像となる。
【０００７】
そして、図１１に示すように次々と取得された短冊画像Ｔを撮影された順に天板５２の長手方向に配列すれば、被検体Ｍの全身像を写し込んだ合成画像が生成される。この合成画像は、散乱線ｓが排除されて撮影されたものとなっており、鮮明である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１６００７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の構成によれば次のような問題点がある。
すなわち、従来の放射線撮影装置によれば、放射線源５３と放射線検出器５４とを精度よく移動させながら撮影を行わなければならないという問題点がある。
【００１０】
散乱線ｓの入射を防いで撮影を行うには、放射線検出器５４における撮影視野を小さくして撮影を繰り返すようにしなければならない。すると、撮影視野を小さくして短冊画像Ｔの撮影を行うと、短冊画像Ｔには被検体Ｍのごく一部しか写り込んでいないので、被検体Ｍの全身像を得ようとうすると、放射線源５３と放射線検出器５４を天板５２に対して移動させることが必須となる。
【００１１】
しかも、短冊画像Ｔ同士で撮影条件を一致させる必要がある。さもないと、生成される合成画像の短冊画像Ｔのつなぎ目において、被検体Ｍの像に食い違いが発生するからである。したがって、天板５２に対して放射線源５３と放射線検出器５４とを互いの位置関係を保った状態で正確に移動させなければならない。このような高精度の移動を実現しようとすれば、放射線撮影装置５１自体が大がかりなものとなり、装置の製造コストも増加する。
【００１２】
この様に、装置の設置スペースや装置のコストを抑制するには、放射線源５３と放射線検出器５４とを移動させなくても散乱線の排除された鮮明な画像を取得できる構成が望まれる。
【００１３】
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、より簡単な構成で散乱線の排除された鮮明な画像を取得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】
【００１４】
本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線撮影装置は、放射線を照射する放射線源と、放射線源を制御する放射線源制御手段と、照射された放射線を検出して検出信号を出力する放射線検出手段と、放射線源と放射線検出手段とに挟まれる位置に設けられた被検体を載置する天板と、放射線源と天板とに挟まれる位置に設けられるとともに放射線源から照射される放射線の一部を遮蔽する遮蔽体と、遮蔽体を放射線源に対して移動させる遮蔽体移動手段と、遮蔽体移動手段を制御する遮蔽体移動制御手段と、遮蔽体を放射線源に対して移動させながら次々と撮影を行うことにより、遮蔽体の影が位置を変えながら写り込んでいる元画像を検出信号から次々と生成する画像生成手段と、各元画像における遮蔽体の影が写り込んでいる部分のみをつなぎ合わせて暗画像を生成し、同様に各元画像における遮蔽体の影が写り込んでいない部分のみをつなぎ合わせて明画像を生成する中間画像生成手段と、暗画像を基に明画像に重畳している散乱線成分が除去された除去画像を生成する除去手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１５】
［作用・効果］本発明の構成によれば、放射線源に対して移動する遮蔽体を備えている。遮蔽体の影が位置を変えながら元画像が生成される。この元画像における遮蔽体の影の部分には、何も写り込んでいないように思える。しかし、実際には被検体で生じた散乱線成分がこの影の部分に写り込んでいる。中間画像生成手段は遮蔽体の影ばかりが映り込んだ暗画像と遮蔽体の影以外の部分ばかりが写り込んだ明画像とを生成する。暗画像には、散乱線成分のみが写り込んでおり、明画像には、被検体の透視像に散乱線成分が重畳されている。除去手段は、明画像および暗画像を基に明画像に重畳している散乱線成分を除去する。この様な構成とすることにより、従来のように被検体に対して放射線源・放射線検出手段を移動させなくとも、遮蔽体を移動させる簡単な装置構成で鮮明な像が取得できる。
【００１６】
また、上述の放射線撮影装置において、元画像のある部分の画素値と、他の元画像におけるその部分に相当する部分の画素値の各々とを比較し、比較対象のうちの１つを選択するとともに、この動作を元画像の領域を変更しながら繰り返し行う選択手段を備え、選択手段は、比較対象の画素値の平均により示される放射線量よりも放射線量の多い画素値となっている部分を選択し、これを中間画像生成手段がマッピングすることにより明画像が生成され、同様に選択手段は、選択手段が比較対象の画素値の平均により示される放射線量よりも放射線量の少ない画素値となっている部分を選択し、これを中間画像生成手段がマッピングすることにより暗画像が生成されればより望ましい。
【００１７】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。選択手段が元画像における放射線量が多く明るい部分を選択することにより中間画像生成手段が明画像を生成し、同様に、選択手段が元画像における放射線量が少なく暗い部分を選択することにより中間画像生成手段が暗画像を生成するようにすれば、確実に明画像・暗画像を得ることができる。
【００１８】
また、上述の放射線撮影装置において、選択手段は、各元画像の画素毎に比較・選択を行えばより望ましい。
【００１９】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。選択手段が各画像の画素毎に比較・選択を行うようにすれば、より鮮明な除去画像が取得できる。
【００２０】
また、上述の放射線撮影装置において、遮蔽体は、遮蔽体の移動方向と直交する方向に細長状となっていればより望ましい。
【００２１】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。遮蔽体が遮蔽体の移動方向に直交する方向に細長状となっていれば、各元画像において遮蔽体の影が遮蔽体の移動方向と直交する方向に幅広の広範囲に写り込むことになる。これにより、遮蔽体の影のみが写り込んだ暗画像を生成する際に、暗画像は散乱線成分を元画像の全ての領域について写し込んだものとなる。
【００２２】
また、上述の放射線撮影装置において、遮蔽体移動手段は、選択手段が比較に用いる元画像のうち撮影が経時的に隣接している２枚の元画像において、遮蔽体の影がオーバーラップして写り込むように遮蔽体を移動させればより望ましい。
【００２３】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。遮蔽体の影が２枚の元画像上でオーバーラップして写り込むように遮蔽体を移動させれば、それに伴い、一連の元画像の全ての部分が一度は遮蔽体の影に覆われることになる。これにより、遮蔽体の影のみが写り込んだ暗画像を生成する際に、暗画像は元画像の全ての領域を写し込んだものとなる。
【００２４】
また、上述の放射線撮影装置において、遮蔽体は、撮影の際に、放射線検出手段における放射線の検出面において、遮蔽体の移動方向に１ｃｍ以下の幅を有する影となって表れればより望ましい。
【００２５】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。遮蔽体が１ｃｍよりも太い幅の影となって放射線検出器に投影されると、遮蔽体が大きすぎて、元画像に写り込む影に十分に散乱線成分が写り込まなくなってしまう。遮蔽体が放射線源制御手段における放射線の検出面において、遮蔽体の移動方向に１ｃｍ以下の幅を有する影となって表れるようにすれば、生成される暗画像に確実に散乱線成分が写り込む。
【００２６】
また、上述の放射線撮影装置において、放射線源、放射線検出手段、および天板の位置関係は撮影中変更されなければより望ましい。
【００２７】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。放射線源、放射線検出手段、および天板の位置関係は撮影中変更されないようにすれば、各部材を移動させる移動手段を必要としないので、確実に装置構成が単純な放射線撮影装置が提供できる。
【００２８】
また、上述の放射線撮影装置において、放射線源制御手段は、放射線源を制御して放射線が高エネルギー状態と低エネルギー状態の２つの状態で撮影を行わせ、除去手段は、放射線が高エネルギー状態で撮影された高エネルギー除去画像と、放射線が低エネルギー状態で撮影された低エネルギー除去画像とを生成し、高エネルギー除去画像と低エネルギー除去画像とに重み付けを行い、これらを重ね合わせて強調画像を生成する重ね合わせ手段を更に備えればより望ましい。
【００２９】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。放射線が高エネルギー状態と低エネルギー状態の２つの状態で高エネルギー除去画像と低エネルギー除去画像とを生成し、これらを重ね合わせて強調画像（サブトラクション画像）を生成するようにすれば、散乱線成分に影響されない視認性に優れたサブトラクション画像を取得することができる。
【００３０】
また、上述の放射線撮影装置において、放射線源制御手段は、遮蔽体が移動範囲の一端側から他端側に移動する間に低エネルギーの撮影と高エネルギーの撮影を交互に行わせればより望ましい。
【００３１】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。遮蔽体が移動範囲の一端側から他端側に移動する間に低エネルギーの撮影と高エネルギーの撮影を交互に行わせれば、被検体の体動による画像の乱れを防止することができる。すなわち、暗画像は、遮蔽体の影をつなぎ合わせた構成となっている。したがって、暗画像において一番最初に撮影された遮蔽体の影が一端側に位置し、それから他端側に向けて遮蔽体の影が撮影された順に配列されていることになる。高エネルギー除去画像と低エネルギー除去画像とを生成する際にそれぞれ個別に暗画像が生成される。この暗画像の各部における被検体の位置は似通ったものとなっている。遮蔽体が移動範囲の一端側から他端側に移動する間に低エネルギーの撮影と高エネルギーの撮影を交互に行われたのであるから、一番最初に撮影された遮蔽体の影は、２枚の暗画像のそれぞれにおける一端側に位置し、それから他端側に向けて遮蔽体の影が撮影された順に２枚の暗画像のそれぞれに配列されているからである。この様にすると、高エネルギー除去画像と低エネルギー除去画像とを重ね合わせた際に像のズレが少なく視認性に優れたサブトラクション画像が提供できる。
【００３２】
また、上述の放射線撮影装置において、強調画像を基に骨塩定量を行う骨塩定量手段を更に備えればより望ましい。
【００３３】
［作用・効果］上述の構成は、本発明のより具体的な構成を示したものとなっている。骨塩定量においては、放射線検出手段の視野範囲における撮影で十分であり、上述のサブトラクション画像を有効に使用できる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の構成によれば、放射線源に対して移動する遮蔽体を備えている。遮蔽体の影が位置を変えながら元画像が生成される。中間画像生成手段は遮蔽体の影ばかりが映り込んだ暗画像と遮蔽体の影以外の部分ばかりが写り込んだ明画像とを生成する。暗画像には、散乱線成分のみが写り込んでおり、明画像には、被検体の透視像に散乱線成分が重畳されている。除去手段は、明画像および暗画像を基に明画像に重畳している散乱線成分を除去する。これにより、より簡単な構成で散乱線の排除された鮮明な画像を取得できる放射線撮影装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例１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】実施例１に係る遮蔽体を説明する斜視図である。
【図３】実施例１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４】実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。
【図５】実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。
【図６】実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。
【図７】実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。
【図８】実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。
【図９】本発明の１変形例に係るＸ線撮影装置の動作を説明する模式図である。
【図１０】従来構成のＸ線撮影装置の構成を説明する模式図である。
【図１１】従来構成のＸ線撮影装置の構成を説明する模式図である。
【実施例１】
【００３６】
＜Ｘ線撮影装置の全体構成＞
まず、実施例１に係るＸ線撮影装置１の構成について説明する。Ｘ線撮影装置１は、図１に示すように被検体Ｍを載置する天板２と、天板２の上側に設けられたＸ線を照射するＸ線管３と、天板２の下側に設けられたＸ線を検出するＦＰＤ４とを備えている。ＦＰＤ４は、被検体Ｍの体軸方向Ａまたは体側方向Ｓのいずれかに沿った４つの辺を有する矩形となっている。また、Ｘ線管３は、放射状に広がる四角錐状のＸ線ビームをＦＰＤ４に向けて照射する。ＦＰＤ４は、Ｘ線ビームを全面で受光することになる。ＦＰＤ４のＸ線を検出する検出面４ａには、Ｘ線検出素子が体軸方向Ａおよび体側方向Ｓに２次元的に配列されている。Ｘ線管３は、本発明の放射線源に相当し、ＦＰＤ４は、本発明の放射線検出手段に相当する。
【００３７】
Ｘ線管制御部６は、所定の管電流、管電圧、パルス幅でＸ線管３を制御する目的で設けられている。ＦＰＤ４は、Ｘ線管３から発せられ、被検体Ｍを透過したＸ線を検出して検出信号を生成する。この検出信号は、画像生成部１１に送出され、そこで被検体Ｍの投影像が写り込んだ元画像Ｐ０が生成される。Ｘ線管制御部６は、本発明の放射線源制御手段に相当し、画像生成部１１は、本発明の画像生成手段に相当する。
【００３８】
遮蔽体５は、鉛などで構成され、Ｘ線管３と天板２とに挟まれる位置に設けられている。遮蔽体５は、Ｘ線を吸収する特性を有している。したがって、Ｘ線管３から発したＸ線が遮蔽体５に入射すると、Ｘ線はそこで吸収されＦＰＤ４側に向かうことができない。したがって、ＦＰＤ４には遮蔽体５の影が写り込むことになる。
【００３９】
遮蔽体移動機構７は、遮蔽体５を移動させる目的で設けられている。従って、遮蔽体５は、遮蔽体移動機構７によってＦＰＤ４の一端側からＦＰＤ４の他端側に向けて天板２の長手方向（体軸方向Ａ）に沿って移動する。すると遮蔽体５はＸ線管３に対して移動する。これに伴いＦＰＤ４に写り込む遮蔽体５の影の位置は、この遮蔽体５の移動に伴って変化していくことになる。遮蔽体移動制御部８は、遮蔽体移動機構７を制御する目的で設けられている。遮蔽体移動機構７は、本発明の遮蔽体移動手段に相当し、遮蔽体移動制御部８は、本発明の遮蔽体移動制御手段に相当する。
【００４０】
図２を参照して、遮蔽体５の具体的な構成について説明する。遮蔽体５は、移動方向である体軸方向Ａ（天板２の長手方向）と直交する体側方向Ｓ（天板２の短手方向）に伸びた棒状（細長状）となっている。この遮蔽体５の長さおよび幅は、ＦＰＤ４のＸ線を検出する検出面４ａに写り込む遮蔽体５の影ｓを基に決定されている。すなわち、遮蔽体５の体軸方向Ａの幅は、Ｘ線撮影の際、コーン状のＸ線ビームＢをＦＰＤ４に照射したときに影ｓが体軸方向Ａに１ｃｍ以下の幅を有するように設定されている。したがって、図２における幅ｗは、１ｃｍ以下となっている。また、遮蔽体５の体側方向Ｓの長さは、Ｘ線撮影の際、コーン状のＸ線ビームＢをＦＰＤ４に照射したときに影ｓがＦＰＤ４の体側方向Ｓの一端から他端の全域に亘るように設定される。したがって、体側方向Ｓにおける検出面４ａと影ｓとの幅は一致している。Ｘ線管３からＸ線が放射状に広がることを利用して、影ｓが上述の設定を満たすように遮蔽体５の形状を決定することができる。遮蔽体５の形状は、Ｘ線管３の焦点から検出面４ａまでの距離、およびＸ線管３の焦点から遮蔽体５までの距離を用いた幾何学的な計算により決定できる。
【００４１】
ｌｏｇ変換部１２は（図１参照），元画像Ｐ０をｌｏｇ変換して変換画像Ｐ１を生成する目的で設けられている。選択部１３は、変換画像Ｐ１のある部分に写り込んでいる像を各変換画像Ｐ１の間で比較し、画素値を基に比較対象のうちの１つを選択する構成となっており、中間画像生成部１４は、選択部１３が動作を繰り返すことにより選択された各部分をマッピングして中間画像（暗画像Ｐ２，明画像Ｐ３）を生成する構成となっている。そして、除去部１５は、暗画像Ｐ２，明画像Ｐ３同士を減算して除去画像Ｐ４Ａ，Ｐ４Ｂを生成する目的で設けられており、重ね合わせ部１６は、撮影条件の異なる除去画像Ｐ４Ａ，Ｐ４Ｂを重ね合わせて強調画像Ｐ５を生成する構成となっている。骨塩定量部１７は、強調画像Ｐ５を基に骨塩定量を行う目的で設けられている。選択部１３は、本発明の選択手段に相当し、中間画像生成部１４は、本発明の中間画像生成手段に相当する。また、除去部１５は、本発明の除去手段に相当し、重ね合わせ部１６は、本発明の重ね合わせ手段に相当する。また、骨塩定量部１７は、本発明の骨塩定量手段に相当し、除去画像Ｐ４Ａは、本発明の高エネルギー除去画像に相当する。そして、除去画像Ｐ４Ｂは、本発明の低エネルギー除去画像に相当する。
【００４２】
表示部２５は、Ｘ線撮影により取得された各画像を表示したり、骨塩定量検査の結果を表示する目的で設けられている。操作卓２６は、術者によるＸ線照射開始などの指示を入力させる目的で設けられている。また、主制御部２７は、各制御部を統括的に制御する目的で設けられている。この主制御部２７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６，７，および各部１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７を実現している。また、上述の各部は、それらを担当する演算装置に分割されて実行されてもよい。記憶部２８は、画像処理に用いられるパラメータ、画像処理に伴って生成される中間画像等のＸ線撮影装置１の制御に関するパラメータの一切を記憶する。
【００４３】
＜Ｘ線撮影装置の動作＞
次に、Ｘ線撮影装置１の動作について説明する。このＸ線撮影装置１の動作の一例として、撮影条件の異なる二つの画像を重ね合わせて強調画像（サブトラクション画像）を生成するサブトラクション撮影を行うものとする。実施例１に係るＸ線撮影装置１を用いて被検体Ｍの撮影を行うには、図３に示すように、まず被検体Ｍを天板２に載置し（載置ステップＳ１），元画像Ｐ０の撮影が開始される（撮影開始ステップＳ２）。そして、撮影された元画像Ｐ０を基に変換画像Ｐ１を生成し（ｌｏｇ変換ステップＳ３），変換画像Ｐ１を基に中間画像（暗画像Ｐ２，明画像Ｐ３）が生成される（中間画像生成ステップＳ４）。そして、中間画像を基に除去画像Ｐ４Ａ，Ｐ４Ｂが生成され（除去画像生成ステップＳ５），除去画像Ｐ４Ａ，Ｐ４Ｂを基に強調画像Ｐ５が生成される（強調画像生成ステップＳ６）。以降、これらの各ステップについて順を追って説明する。なお、骨塩定量ステップＳ７は、被検体Ｍの骨塩定量検査をする場合に追加される動作であり、強調画像生成ステップＳ６の後で行われる。
【００４４】
＜載置ステップＳ１，撮影開始ステップＳ２＞
天板２に被検体Ｍを載置した後、術者が操作卓２６を通じて撮影開始の指示をＸ線撮影装置１に与えると、Ｘ線管制御部６は、記憶部２８に記憶されている管電圧・管電流・パルス幅などのＸ線管３の制御に関する設定値を読み出す。Ｘ線管制御部６は、この設定値通りにＸ線管３を制御し、Ｘ線管３にＸ線を断続的に発生させる。被検体Ｍを透過したＸ線は、ＦＰＤ４で検出され、このときの検出信号が画像生成部１１に送出される。画像生成部１１は、検出信号を基に被検体Ｍの透視像が写り込んだ元画像Ｐ０を生成する。
【００４５】
撮影開始の情報は遮蔽体移動制御部８にも送られる。遮蔽体移動制御部８は、撮影開始と同時に初期位置に存している遮蔽体５の移動を開始する。画像生成部１１は、遮蔽体５をＸ線管３に対して移動させている状態で次々とＸ線撮影を行うことにより、遮蔽体５の影ｓが位置を変えながら写り込んでいる元画像Ｐ０を次々と撮影する。このとき、移動するのは遮蔽体５のみであり、Ｘ線管３，ＦＰＤ４，および天板２の位置関係は撮影中に変更されることはない。
【００４６】
このとき撮影される元画像Ｐ０について説明する。図４は、元画像Ｐ０が連写される様子を示している。一連の元画像Ｐ０の撮影中、Ｘ線管３が時間ｄ（例えば３３ｍ秒）だけのインターバルを設けながらパルス状のＸ線ビームの照射が繰り返される。この照射の度に元画像Ｐ０が撮影される。しかも、Ｘ線ビームの照射は、高い管電圧によるＸ線が高エネルギー状態での照射ｐ１と低い管電圧によるＸ線が低エネルギー状態での照射ｐ２とが経時的に交互に行われるようになっている。Ｘ線が高エネルギー状態での照射ｐ１で生成される元画像Ｐ０を符号Ｐ０Ａで表すものとし、Ｘ線が低エネルギー状態での照射ｐ２で生成される元画像Ｐ０を符号Ｐ０Ｂで示すもとする。元画像Ｐ０Ａのうち最初に撮影された元画像Ｐ０Ａ１には、図４に示すように、被検体Ｍの透視像と、遮蔽体５の影ｓとの両方が写り込んでいる。元画像Ｐ０Ａにおける遮蔽体５の影ｓの部分では、遮蔽体５によってＸ線ビームが遮られた状態となっているので、この部分には被検体Ｍの像は写り込んでいない。
【００４７】
それでは、影ｓに何も写り込んでいないかと言うとそうではない。Ｘ線ビームのうち、被検体Ｍで進行方向が変化した散乱線成分がＦＰＤ４における影ｓが写り込んでいる部分に入射するからである。したがって、元画像Ｐ０に写り込んでいる影ｓには、被検体Ｍより生じる散乱線成分のみが写り込んでおり、被検体Ｍの透視像は写り込んでいない。
【００４８】
元画像Ｐ０Ａ１は、遮蔽体５が初期位置にあるときに撮影されたものである。遮蔽体５の初期位置は、影ｓが元画像Ｐ０Ａの一端に表れるように決定されている。遮蔽体５の初期位置は、遮蔽体５の体軸方向Ａにおける幅ｗ，Ｘ線管３の焦点から検出面４ａまでの距離、およびＸ線管３の焦点から遮蔽体５までの距離を用いた幾何学的な計算により決定できる。
【００４９】
図４における元画像Ｐ０Ａ２は、元画像Ｐ０Ａ１と同じ高い管電圧で撮影された画像である。両画像の撮影の間に遮蔽体５がＦＰＤ４の一端側から他端側に向けて移動しているので、両画像における影ｓが写り込んでいる位置は互いに異なっている。
【００５０】
連写される元画像Ｐ０Ａに影ｓがどのように写り込むかを説明する。図５は、元画像Ｐ０Ａにおける影ｓの位置を示したものとなっている。図５における符号ｓ１は、元画像Ｐ０Ａ１に写り込んでいる影ｓを意味しており、以降同様に、符号ｓｎは、元画像Ｐ０Ａｎに写り込んでいる影ｓを意味している。図５を参照すれば分かるように、影ｓ１と影ｓ２は、体軸方向Ａにオーバーラップしている。このように、撮影が経時的に隣接している２枚の元画像Ｐ０Ａにおいて、遮蔽体５の影ｓがオーバーラップして写り込んでいる。つまり、遮蔽体移動制御部８は、撮影の際、経時的に隣接している２枚の元画像Ｐ０Ａに影ｓがオーバーラップするような速度で遮蔽体５を移動させる。より具体的には、撮影の際、経時的に隣接している２枚の元画像Ｐ０Ａにおいて、影ｓが被検体Ｍの体軸方向Ａの幅未満だけ位置を変えながら写り込むように遮蔽体５の速度が決定される。遮蔽体５の速度は、Ｘ線管３の焦点から検出面４ａまでの距離、およびＸ線管３の焦点から遮蔽体５までの距離を用いた幾何学的な計算により決定できる。
【００５１】
影ｓｎは、元画像Ｐ０Ａのうち、最後に撮影された元画像Ｐ０Ａｎに写り込んでいる遮蔽体５の位置を表している。元画像Ｐ０Ａｎは、遮蔽体５が最終位置にあるときに撮影されたものである。遮蔽体５の最終位置は、影ｓが元画像Ｐ０Ａの他端に表れるように決定されている。遮蔽体５の最終位置は、遮蔽体５の体軸方向Ａにおける幅ｗ，Ｘ線管３の焦点から検出面４ａまでの距離、およびＸ線管３の焦点から遮蔽体５までの距離を用いた幾何学的な計算により決定できる。
【００５２】
元画像Ｐ０Ａ，Ｐ０Ｂのそれぞれには、２０ｃｍ×２０ｃｍの視野範囲内の被検体Ｍが写り込んでいる。遮蔽体５の影ｓは、例えば１ｃｍの幅でＦＰＤ４に写り込んでいるので、体軸方向における視野範囲の幅の１／２０は影ｓが写り込んでいることになる。２０ｃｍの幅を１ｃｍ幅の影ｓが互いにオーバーラップしながら覆い尽くすように元画像Ｐ０Ａが撮影されることからすれば、撮影される元画像Ｐ０Ａの枚数は、２０枚よりも多いものとなっていることになる。
【００５３】
撮影開始ステップＳ２において、Ｘ線管３の管電圧が高い状態で元画像Ｐ０Ａが撮影される。この撮影最中に、Ｘ線管３の管電圧が低い状態で元画像Ｐ０Ｂも撮影される。元画像Ｐ０Ｂは、遮蔽体５が移動する間に複数枚連写され、その撮影の様子は元画像Ｐ０Ｂと同様である。したがって、元画像Ｐ０Ｂに写り込む影ｓの位置、および遮蔽体５の移動の様子は、図５を用いた上述の説明のとおりとなっている。このように遮蔽体５が移動範囲の一端側から他端側に移動する間に低線量の撮影と高線量の撮影とが交互に行われて一連の元画像Ｐ０Ａ，Ｐ０Ｂが撮影されることになる。
【００５４】
＜ｌｏｇ変換ステップＳ３＞
撮影された元画像Ｐ０Ａ，Ｐ０Ｂは、ｌｏｇ変換部１２に送出される。ｌｏｇ変換部１２は、元画像Ｐ０Ａ，Ｐ０Ｂを構成する画素データの値をｌｏｇ変換した後、これをマッピングし、変換画像Ｐ１を生成する。高管電圧に係る元画像Ｐ０Ａがｌｏｇ変換された変換画像を符号Ｐ１Ａで表すものとし、低管電圧に係る元画像Ｐ０Ｂがｌｏｇ変換された変換画像を符号Ｐ１Ｂで表すものとする。このｌｏｇ変換は、強調画像（サブトラクション画像）を生成する際の下準備である。このｌｏｇ変換動作を行うことにより高管電圧に係る画像と低管電圧に係る画像との差違が判然とするようになる。
【００５５】
＜中間画像生成ステップＳ４＞
前ステップで生成された変換画像Ｐ１Ａ，Ｐ１Ｂは、選択部１３に送出される。選択部１３は、後述の中間画像生成部１４と協働して、変換画像Ｐ１Ａに対しピークホールド処理をすることにより暗画像Ｐ２Ａおよび明画像Ｐ３Ａを生成し、変換画像Ｐ１Ｂに対しピークホールド処理をすることにより暗画像Ｐ２Ｂおよび明画像Ｐ３Ｂを生成する。
【００５６】
暗画像Ｐ２Ａを生成するときの選択部１３の動作について説明する。選択部１３は、図６に示すように、変換画像Ｐ１Ａを構成する画素の内の１つに注目し、この注目の画素Ｒを変換画像Ｐ１Ａ１〜Ｐ１Ａｎに亘って比較する。つまり、選択部１３は、画素Ｒについてｎ個の画素値を比較することになる。選択部１３が比較するｎ個の画素Ｒは、被検体Ｍの同じ部分を写し込んでいる。しかし、ｎ個の画素Ｒの中には遮蔽体５の影ｓが写り込んでいるものがあり、それらには遮蔽体５の異なる部分が写り込んでいる。元画像Ｐ０Ａは、遮蔽体５をＦＰＤ４に対して移動させながら撮影されたものだからである。
【００５７】
そして、選択部１３は、ｎ個の画素値のうち比較対象のｎ個の画素における画素値の平均よりも低い画素値、具体的には最も画素値が低い画素値を選択して、これを中間画像生成部１４に送出する。この様に選択部１３は、変換画像Ｐ１Ａの画素毎に比較・選択を行う。
【００５８】
選択部１３は、上述の比較・選択を変換画像Ｐ１Ａを構成する画素の全てにおいて実行し、その度毎に選択された画素値が中間画像生成部１４に出力される。このように、選択部１３は、元画像Ｐ０Ａを変換した変換画像Ｐ１Ａのある画素に写り込んでいる像を一連の変換画像Ｐ１Ａの間で比較し、最も低い画素値を有する画素を比較対象の画素うちの１つを選択するとともに、この動作を変換画像Ｐ１Ａの領域を変更しながら繰り返し行う。一連の変換画像Ｐ１Ａにおける最も低い画素値は、Ｘ線量が最も少ない画素値であることを意味している。つまり、選択部１３は、元画像Ｐ０Ａ（具体的には変換画像Ｐ１Ａ）のある部分の画素値と、他の元画像P０Ａ（具体的には他の変換画像Ｐ１Ａ）におけるその部分に相当する部分の画素値の各々とを比較し、比較対象のうちの１つを選択するとともに、この動作を元画像P０Ａ（具体的には変換画像Ｐ１Ａ）の領域を変更しながら繰り返し行う。
【００５９】
中間画像生成部１４は、選択部１３が選択した各画素値をマッピングすることにより、変換画像Ｐ１Ａ〜Ｐ１Ａｎを構成する画素値のうち最低の画素値を画像上の画素の位置ごとに選抜された暗画像Ｐ２Ａを生成する（図７参照）。この暗画像Ｐ２Ａに属する画素は、必ず画像上の影ｓに位置する画素が選抜されたものとなっている。この理由について説明する。図５を用いて説明したように、影ｓは、一連の元画像Ｐ０Ａにおいてオーバーラップして写り込んでいる。そして、変換画像Ｐ１Ａの各々に写り込む影ｓの部分は、影ｓ以外の部分と比べて極端に暗い。従って、選択部１３が暗画像Ｐ２Ａを生成しようとして、一連の元画像Ｐ０Ａに亘って注目の画素を比較したときに、比較対象の画素のいずれかは影ｓを写し込んだものとなっている。そして、その影ｓを写し込んだ画素値は、影ｓを写し込んでいない画素値と比べて極端に低い。したがって、選択部１３が最も暗い画素値を選択すると影ｓを写し込んだ画素の画素値を必然的に選択することになる。選択された画素値を基に生成された暗画像Ｐ２Ａは、一連の変換画像Ｐ１Ａに写り込む影ｓを抜き出したものとなっている（図７参照）。つまり、中間画像生成部１４は、各元画像Ｐ０Ａ（具体的には各変換画像Ｐ１Ａ）における遮蔽体５の影ｓが写り込んでいる部分のみをつなぎ合わせて暗画像Ｐ２Ａを生成する。
【００６０】
次に、明画像Ｐ３Ａを生成するときの選択部１３の動作について説明する。選択部１３は、明るい画素値について同様の選択を行う。すなわち、選択部１３は、図６を用いて説明した要領で、変換画像Ｐ１Ａ１〜Ｐ１Ａｎにおける同じ位置に存するｎ個の画素の画素値のうち今度は比較対象のｎ個の画素における画素値の平均よりも高い画素値、具体的には最も画素値が高い画素値を選択して、これを中間画像生成部１４に送出する。
【００６１】
選択部１３は、上述の比較・選択を変換画像Ｐ１Ａを構成する画素の全てにおいて実行し、その度毎に選択された画素値が中間画像生成部１４に出力される。このように、選択部１３は、元画像Ｐ０Ａの変換画像Ｐ１Ａのある画素に写り込んでいる像を一連の変換画像Ｐ１Ａの間で比較し、最も高い画素値を有する画素を比較対象の画素うちの１つを選択するとともに、この動作を変換画像Ｐ１Ａの領域を変更しながら繰り返し行う。一連の変換画像における最も高い画素値は、Ｘ線量が最も多い画素値であることを意味している。
【００６２】
中間画像生成部１４は、選択部１３が選択した各画素値をマッピングすることにより、変換画像Ｐ１Ａ〜Ｐ１Ａｎを構成する画素値のうち最高の画素値が画像上の画素の位置ごとに選抜された明画像Ｐ３Ａを生成する（図７参照）。この明画像Ｐ３Ａに属する画素は、必ず画像上の影ｓ以外に位置する画素が選抜されたものとなっている。変換画像Ｐ１Ａの各々に写り込む影ｓの部分は、影ｓ以外の部分と比べて極端に明い。従って、選択部１３が明画像Ｐ３Ａを生成しようとして、一連の元画像Ｐ０Ａに亘って注目の画素を比較したときに、影ｓを写し込んでいない画素値は、影ｓを写し込んでいる画素値と比べて極端に高い。したがって、選択部１３が最も明い画素値を選択すると影ｓを写し込んでいない画素の画素値を必然的に選択することになる。選択された画素値を基に生成された明画像Ｐ３Ａは、一連の変換画像Ｐ１Ａに写り込む影ｓ以外の部分を抜き出したものとなっている（図７参照）。つまり、中間画像生成部１４は、各元画像Ｐ０Ａ（具体的には変換画像Ｐ１Ａ）における遮蔽体５の影ｓが写り込んでいない部分のみをつなぎ合わせて明画像Ｐ３Ａを生成する。
【００６３】
選択部１３および中間画像生成部１４は、同様の動作を一連の変換画像Ｐ１Ｂについても行い、一連の変換画像Ｐ１Ｂにおける影ｓばかりが写り込んだ暗画像Ｐ２Ｂおよび影ｓ以外の部分ばかりが写り込んだ明画像Ｐ３Ｂを生成する。
【００６４】
＜除去画像生成ステップＳ５＞
中間画像生成部１４が生成した暗画像Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂおよび明画像Ｐ３Ａ，Ｐ３Ｂは、除去部１５に送出される。除去部１５は、明画像Ｐ３Ａから暗画像Ｐ２Ａを減算し、除去画像Ｐ４Ａを生成する。暗画像Ｐ２Ａは影ｓばかりが写り込んでいる画像である。この影ｓは、図７に示すように被検体Ｍから発した散乱線成分のみが写り込んでいる。したがって、暗画像Ｐ２Ａは、ＦＰＤ４に入射する散乱線成分の強度をマッピングしたものとなっている。一方、明画像Ｐ３Ａは、影ｓ以外の部分ばかりが写り込んでいる画像である。この部分は、Ｘ線管３から直線的に進行してＦＰＤ４に向かう直接線成分と、被検体Ｍの内部で生じた間接線成分とが合計された像となっている。したがって、明画像Ｐ３Ａは、図７に示すように被検体Ｍの像を構成する直接線成分と、斜線で示す間接線成分とが同時に写し込んだものとなっている。除去部１５が明画像Ｐ３Ａから暗画像Ｐ２Ａを減算すると、明画像Ｐ３Ａに重畳している間接線成分が減算されて除去されることになる。このように、除去部１５が生成する除去画像Ｐ４Ａは、散乱線成分が除去された鮮明なものとなる（図８参照）。
【００６５】
除去部１５は、同様の動作を暗画像Ｐ２Ｂ，明画像Ｐ３Ｂについても行い、明画像Ｐ３Ｂに重畳している間接線成分が除去された除去画像Ｐ４Ｂを生成する。
【００６６】
＜強調画像生成ステップＳ６＞
除去画像Ｐ４Ａ，Ｐ４Ｂは、重ね合わせ部１６に送出される。重ね合わせ部１６は、除去画像Ｐ４Ａ，Ｐ４Ｂのそれぞれに重み付けを行った後、これらを重ね合わせて強調画像Ｐ５が生成される。重ね合わせ部１６は、記憶部２８に記憶されている設定値を読み出して、除去画像Ｐ４Ａ，Ｐ４Ｂのそれぞれに設定値が規定する係数を乗じて、これらを足し合わせることにより強調画像Ｐ５を生成する。
【００６７】
このとき生成される強調画像Ｐ５は、例えば被検体Ｍの透視像における骨組織のみを抜き出したものとなっている。被検体Ｍにおける骨組織の部分と軟組織の部分とでＸ線の透過特性は異なっている。しかも、この特性は照射するＸ線の強さに応じて変化する。したがって、例えば、高エネルギーに係る除去画像Ｐ４Ａに写り込んでいる軟組織と同じ画素値になるように低エネルギーに係る除去画像Ｐ４Ｂの軟組織の画素値を画像処理により調整したとしても、両画像に写り込んでいる骨組織の画素値は同一とはならない。したがって、軟組織が互いにキャンセルされるように両除去画像Ｐ４Ａ，Ｐ４Ｂに重み付けを行って重ね合わせても、両除去画像Ｐ４Ａ，Ｐ４Ｂに写り込んでいる骨組織は完全にキャンセルされない。重ね合わせ部１６は、このような現象を利用して被検体Ｍの骨組織のみが写り込んだ強調画像Ｐ５を取得するのである。この様な画像の強調方法をサブトラクション処理と呼ぶ。強調画像Ｐ５は、表示部２５に表示される。
【００６８】
＜骨塩定量ステップＳ７＞
強調画像Ｐ５は骨塩定量部１７に送出される。骨塩定量部１７は、強調画像Ｐ５に写り込んでいる骨組織の画素値を参照して、被検体Ｍの骨塩を定量する。この定量の結果は表示部２５に表示される。
【００６９】
以上のように、実施例１の構成によれば、Ｘ線管３に対して移動する遮蔽体５を備えている。遮蔽体５の影ｓが位置を変えながら元画像Ｐ０が生成される。この元画像Ｐ０における遮蔽体５の影ｓの部分には、何も写り込んでいないように思える。しかし、実際には被検体Ｍで生じた散乱線成分がこの影ｓの部分に写り込んでいる。選択部１３と中間画像生成部１１は協働して遮蔽体５の影ｓばかりが映り込んだ暗画像Ｐ２と遮蔽体５の影ｓ以外の部分ばかりが写り込んだ明画像Ｐ３とを生成する。暗画像Ｐ２には、散乱線成分のみが写り込んでおり、明画像Ｐ３には、被検体Ｍの透視像に散乱線成分が重畳されている。除去部１５は、明画像Ｐ３および暗画像Ｐ２を基に明画像Ｐ３に重畳している散乱線成分を除去する。この様な構成とすることにより、従来のように被検体Ｍに対してＸ線管３・ＦＰＤ４を移動させなくとも、遮蔽体５を移動させる簡単な装置構成で鮮明な像が取得できる。
【００７０】
また、遮蔽体５が遮蔽体５の移動方向に直交する体側方向Ｓに細長状となっていれば、各元画像Ｐ０において遮蔽体５の影ｓが遮蔽体５の移動方向と直交する体側方向Ｓに幅広の広範囲に写り込むことになる。これにより、遮蔽体５の影ｓのみが写り込んだ暗画像Ｐ２を生成する際に、暗画像Ｐ２は散乱線成分を元画像Ｐ０の全ての領域について写し込んだものとなる。
【００７１】
そして、遮蔽体５の影ｓが２枚の元画像上でオーバーラップして写り込むように遮蔽体５を移動させれば、それに伴い、一連の元画像Ｐ０の全ての部分が一度は遮蔽体５の影ｓに覆われることになる。これにより、遮蔽体５の影ｓのみが写り込んだ暗画像Ｐ２を生成する際に、暗画像Ｐ２は元画像Ｐ０の全ての領域を写し込んだものとなる。
【００７２】
また、遮蔽体５が１ｃｍよりも太い幅の影となってＦＰＤ４に投影されると、遮蔽体５が大きすぎて、元画像Ｐ０に写り込む影ｓに十分に散乱線成分が写り込まなくなってしまう。遮蔽体５がＸ線管制御部６におけるＸ線の検出面において、遮蔽体５の移動方向に１ｃｍ以下の幅を有する影ｓとなって表れるようにすれば、生成される暗画像Ｐ２に確実に散乱線成分が写り込む。
【００７３】
また、上述のようにＸ線管３，ＦＰＤ４，および天板２の位置関係は撮影中変更されないようにすれば、各部材を移動させる移動手段を必要としないので、確実に装置構成が単純なＸ線撮影装置が提供できる。
【００７４】
Ｘ線が強い状態と弱い状態の２つの状態で除去画像Ｐ４Ａと除去画像Ｐ４Ｂとを生成し、これらを重ね合わせて強調画像Ｐ５（サブトラクション画像）を生成するようにすれば、散乱線成分に影響されない視認性に優れたサブトラクション画像を取得することができる。
【００７５】
また、遮蔽体５が移動範囲の一端側から他端側に移動する間に低エネルギーの撮影と高エネルギーの撮影を交互に行わせれば、被検体Ｍの体動による画像の乱れを防止することができる。すなわち、暗画像Ｐ２は、遮蔽体５の影ｓをつなぎ合わせた構成となっている。したがって、暗画像Ｐ２において一番最初に撮影された遮蔽体５の影ｓが一端側に位置し、それから他端側に向けて遮蔽体５の影ｓが撮影された順に配列されていることになる。除去画像Ｐ４Ａと除去画像Ｐ４Ｂとを生成する際にそれぞれ個別に暗画像Ｐ２が生成される。この暗画像Ｐ２の各部における被検体Ｍの位置は似通ったものとなっている。遮蔽体５が移動範囲の一端側から他端側に移動する間に低エネルギーの撮影と高エネルギーの撮影を交互に行われたのであるから、一番最初に撮影された遮蔽体５の影ｓは暗画像Ｐ２のそれぞれの一端側に位置し、それから他端側に向けて遮蔽体５の影ｓが暗画像Ｐ２のそれぞれにおいて撮影された順に配列されているからである。
【００７６】
すなわち、両暗画像の一端側は、ともに撮影開始後すぐに取得された取得された遮蔽体５の影ｓが写り込んでおり、両画像の他端側は、ともに撮影終了間際に取得された遮蔽体５の影ｓが写り込んでいる。被検体Ｍが撮影開始から撮影終了までに体動により移動したとしても、両暗画像の同じ部分でほぼ同時に取得された散乱線成分が写り込むことになるのである。この様にすると、除去画像Ｐ４Ａと除去画像Ｐ４Ｂとを重ね合わせた際に像のズレが少なく視認性に優れたサブトラクション画像が提供できる。
【００７７】
上述の構成は、実施例１のより具体的な構成を示したものとなっている。骨塩定量においては、ＦＰＤ４の視野範囲における撮影で十分であり、上述のサブトラクション画像を有効に使用できる。
【００７８】
本発明は、上述の構成に限られず、下記のように変形実施することが可能である。
【００７９】
（１）上述の実施例では、遮蔽体５が体軸方向Ａに移動する構成となっていたが、これを体側方向Ｓに移動させる構成としてもよい。この場合、遮蔽体５の体側方向Ｓの幅は、Ｘ線撮影の際、コーン状のＸ線ビームＢをＦＰＤ４に照射したときに影ｓが体側方向Ｓに１ｃｍ以下の幅を有するように設定されることになる。同様に、遮蔽体５の体軸方向Ａの長さは、Ｘ線撮影の際、コーン状のＸ線ビームＢをＦＰＤ４に照射したときに影ｓがＦＰＤ４の体軸方向Ａの一端から他端の全域に亘るように設定される。
【００８０】
（２）上述の実施例では、Ｘ線が高エネルギー状態での元画像Ｐ０ＡとＸ線が低エネルギー状態での元画像Ｐ０Ｂについて、一連の元画像Ｐ０Ａと一連の元画像Ｐ０Ｂとには同じように遮蔽体５の影ｓが写り込むようになっていたが、本発明はこの様な構成に限られない。すなわち、ＦＰＤ４の検出面４ａに写り込む影ｓにおける体軸方向Ａの幅の１／２未満だけ影ｓが体軸方向Ａに移動するように遮蔽体５を移動させる様にしてもよい。
【００８１】
元画像Ｐ０Ａと元画像Ｐ０Ｂとは、交互に撮影されるのであるから（図４参照），元画像Ｐ０Ａ１と、これの次に撮影される元画像Ｐ０Ｂ１とを比較すると、それぞれに写り込む影ｓＡ１，影ｓＢ１は、体軸方向Ａにおける影ｓの幅の１／２に満たない分だけ互いにずれている（図９参照）。このズレ幅は、元画像Ｐ０Ｂ１と、これの次に撮影される元画像Ｐ０Ａ２とに写り込んだ影ｓＢ１，影ｓＡ２のズレ幅と同じである。ということは、一回目に撮影された元画像Ｐ０Ａ１と三回目に撮影された元画像Ｐ０Ａ２とに写り込んだ影ｓＡ１，影ｓＡ２のズレ幅を比較すると、そのズレ幅は、影ｓの体軸方向Ａの幅に満たない幅となっている。
【００８２】
すなわち、体軸方向Ａの幅の１／２未満だけ影ｓが移動する様に遮蔽体５を移動させながらＸ線が低エネルギー状態での撮影とＸ線が高エネルギー状態での撮影を交互に行うようにすれば、Ｘ線が高エネルギー状態で撮影された元画像Ｐ０Ａには、影ｓが体軸方向にオーバーラップして写り込むことになる。同様に、Ｘ線が低エネルギー状態で撮影された元画像Ｐ０Ｂにも、影ｓが体軸方向にオーバーラップして写り込む。これにより、影ｓばかりが写り込んだ暗画像Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂが確実に取得できる。なお、図９において説明の便宜上、影ｓを影ｓの長手方向にずらして描画している。実際は、取得される元画像Ｐ０においてこの様なズレは見られない。
【００８３】
（３）上述した実施例では、選択部１３は、元画像Ｐ０Ａを構成する画素毎に画素値を比較していたが、本発明はこれに限られない。すなわち、選択部１３は、２×２ピクセルなどの所定の大きさを有する画素塊ごとに比較・選択の動作をするようにしてもよい。この場合、比較の指標として画素塊の平均値を用いることができる。
【００８４】
（４）上述した実施例では、ピークホールド動作をする選択部１３を有する構成となっていたが本発明はこれに限られない。中間画像生成部１４が元画像Ｐ０Ａが撮影された時点における遮蔽体５の位置を遮蔽体移動制御部８より取得する構成としてもよい。この場合、中間画像生成部１４は、遮蔽体５の位置情報と記憶部２８に記憶されているＸ線管３、およびＦＰＤ４の位置情報を用いて、各元画像Ｐ０Ａのどの部分に遮蔽体５の影ｓが写り込んでいるかを把握する。そして、中間画像生成部１４は、各元画像Ｐ０Ａの各部分で遮蔽体５の影ｓが写り込んでいる部分をつなぎ合わせて暗画像Ｐ２Ａを生成し、同様に各元画像Ｐ０Ａの各部分で遮蔽体５の影ｓが写り込んでいない部分をつなぎ合わせて明画像Ｐ３Ａを生成するようにしてもよい。
【００８５】
（５）上述した実施例は、骨塩定量を行う構成となっていたが、本発明はこれに限られない。一般的なスポット撮影や骨塩定量以外のサブトラクション撮影にも本発明を用いることができる。
【００８６】
（６）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。
【００８７】
（７）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。
【００８８】
（８）選択部１３は、比較対象の画素群から最低の画素値および最高の画素値を選択するように設定されていたが、本発明はこの構成に限られない。選択部１３は、最低の画素値の代わりに比較対象の画素値の平均により示されるＸ線量よりもＸ線線量の少ない画素値を選択するようにしてもよい。同様に、選択部１３は、最高の画素値の代わりに比較対象の画素値の平均により示されるＸ線量よりもＸ線線量の多い画素値を選択するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８９】
Ｐ０ 元画像
Ｐ２ 暗画像
Ｐ３ 明画像
Ｐ４Ａ 除去画像（高エネルギー除去画像）
Ｐ４Ｂ 除去画像（低エネルギー除去画像）
Ｐ５ 強調画像
２ 天板
３ Ｘ線管（放射線源）
４ ＦＰＤ（放射線検出手段）
５ 遮蔽体
６ Ｘ線源制御部（放射線源制御手段）
７ 遮蔽体移動機構（遮蔽体移動手段）
８ 遮蔽体移動制御部（遮蔽体移動制御手段）
１１ 画像生成部（画像生成手段）
１３ 選択部（選択手段）
１４ 中間画像生成部（中間画像生成手段）
１５ 除去部（除去手段）
１６ 重ね合わせ部（重ね合わせ手段）
１７ 骨塩定量部（骨塩定量手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を照射する放射線源と、
前記放射線源を制御する放射線源制御手段と、
照射された放射線を検出して検出信号を出力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とに挟まれる位置に設けられた被検体を載置する天板と、
前記放射線源と前記天板とに挟まれる位置に設けられるとともに前記放射線源から照射される放射線の一部を遮蔽する遮蔽体と、
前記遮蔽体を前記放射線源に対して移動させる遮蔽体移動手段と、
前記遮蔽体移動手段を制御する遮蔽体移動制御手段と、
前記遮蔽体を前記放射線源に対して移動させながら次々と撮影を行うことにより、前記遮蔽体の影が位置を変えながら写り込んでいる元画像を検出信号から次々と生成する画像生成手段と、
各元画像における遮蔽体の影が写り込んでいる部分のみをつなぎ合わせて暗画像を生成し、同様に各元画像における遮蔽体の影が写り込んでいない部分のみをつなぎ合わせて明画像を生成する中間画像生成手段と、
前記暗画像を基に前記明画像に重畳している散乱線成分が除去された除去画像を生成する除去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、
元画像のある部分の画素値と、他の元画像におけるその部分に相当する部分の画素値の各々とを比較し、比較対象のうちの１つを選択するとともに、この動作を元画像の領域を変更しながら繰り返し行う選択手段を備え、
前記選択手段は、比較対象の画素値の平均により示される放射線量よりも放射線量の多い画素値となっている部分を選択し、これを前記中間画像生成手段がマッピングすることにより明画像が生成され、
同様に前記選択手段は、前記選択手段が比較対象の画素値の平均により示される放射線量よりも放射線量の少ない画素値となっている部分を選択し、これを前記中間画像生成手段がマッピングすることにより暗画像が生成さ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、
前記選択手段は、各元画像の画素毎に比較・選択を行う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、
前記遮蔽体は、前記遮蔽体の移動方向と直交する方向に細長状となっていることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項５】
請求項２または請求項３に記載の放射線撮影装置において、
前記遮蔽体移動手段は、前記選択手段が比較に用いる元画像のうち撮影が経時的に隣接している２枚の元画像において、前記遮蔽体の影がオーバーラップして写り込むように前記遮蔽体を移動させることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記遮蔽体は、撮影の際に、前記放射線検出手段における放射線の検出面において、前記遮蔽体の移動方向に１ｃｍ以下の幅を有する影となって表れることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６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、前記放射線検出手段、および前記天板の位置関係は撮影中変更されないことを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記放射線源制御手段は、前記放射線源を制御して放射線が高エネルギー状態と低エネルギー状態の２つの状態で撮影を行わせ、
前記除去手段は、放射線が高エネルギー状態で撮影された高エネルギー除去画像と、放射線が低エネルギー状態で撮影された低エネルギー除去画像とを生成し、
前記高エネルギー除去画像と前記低エネルギー除去画像とに重み付けを行い、これらを重ね合わせて強調画像を生成する重ね合わせ手段を更に備えることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項９】
請求項８に記載の放射線撮影装置において、
前記放射線源制御手段は、前記遮蔽体が移動範囲の一端側から他端側に移動する間に低エネルギーの撮影と高エネルギーの撮影を交互に行わせることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の放射線撮影装置において、
強調画像を基に骨塩定量を行う骨塩定量手段を更に備えることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項１】
放射線を照射する放射線源と、
前記放射線源を制御する放射線源制御手段と、
照射された放射線を検出して検出信号を出力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とに挟まれる位置に設けられた被検体を載置する天板と、
前記放射線源と前記天板とに挟まれる位置に設けられるとともに前記放射線源から照射される放射線の一部を遮蔽する遮蔽体と、
前記遮蔽体を前記放射線源に対して移動させる遮蔽体移動手段と、
前記遮蔽体移動手段を制御する遮蔽体移動制御手段と、
前記遮蔽体を前記放射線源に対して移動させながら次々と撮影を行うことにより、前記遮蔽体の影が位置を変えながら写り込んでいる元画像を検出信号から次々と生成する画像生成手段と、
各元画像における遮蔽体の影が写り込んでいる部分のみをつなぎ合わせて暗画像を生成し、同様に各元画像における遮蔽体の影が写り込んでいない部分のみをつなぎ合わせて明画像を生成する中間画像生成手段と、
前記暗画像を基に前記明画像に重畳している散乱線成分が除去された除去画像を生成する除去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、
元画像のある部分の画素値と、他の元画像におけるその部分に相当する部分の画素値の各々とを比較し、比較対象のうちの１つを選択するとともに、この動作を元画像の領域を変更しながら繰り返し行う選択手段を備え、
前記選択手段は、比較対象の画素値の平均により示される放射線量よりも放射線量の多い画素値となっている部分を選択し、これを前記中間画像生成手段がマッピングすることにより明画像が生成され、
同様に前記選択手段は、前記選択手段が比較対象の画素値の平均により示される放射線量よりも放射線量の少ない画素値となっている部分を選択し、これを前記中間画像生成手段がマッピングすることにより暗画像が生成さ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、
前記選択手段は、各元画像の画素毎に比較・選択を行う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、
前記遮蔽体は、前記遮蔽体の移動方向と直交する方向に細長状となっていることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項５】
請求項２または請求項３に記載の放射線撮影装置において、
前記遮蔽体移動手段は、前記選択手段が比較に用いる元画像のうち撮影が経時的に隣接している２枚の元画像において、前記遮蔽体の影がオーバーラップして写り込むように前記遮蔽体を移動させることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記遮蔽体は、撮影の際に、前記放射線検出手段における放射線の検出面において、前記遮蔽体の移動方向に１ｃｍ以下の幅を有する影となって表れることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６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、前記放射線検出手段、および前記天板の位置関係は撮影中変更されないことを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
前記放射線源制御手段は、前記放射線源を制御して放射線が高エネルギー状態と低エネルギー状態の２つの状態で撮影を行わせ、
前記除去手段は、放射線が高エネルギー状態で撮影された高エネルギー除去画像と、放射線が低エネルギー状態で撮影された低エネルギー除去画像とを生成し、
前記高エネルギー除去画像と前記低エネルギー除去画像とに重み付けを行い、これらを重ね合わせて強調画像を生成する重ね合わせ手段を更に備えることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項９】
請求項８に記載の放射線撮影装置において、
前記放射線源制御手段は、前記遮蔽体が移動範囲の一端側から他端側に移動する間に低エネルギーの撮影と高エネルギーの撮影を交互に行わせることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載の放射線撮影装置において、
強調画像を基に骨塩定量を行う骨塩定量手段を更に備え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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−６１１４８（Ｐ２０１２−６１１４８Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０８１６７（Ｐ２０１０−２０８１６７）
【出願日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【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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