放射線画像取得方法および装置
【課題】放射線画像検出器に放射線が斜め入射することによる画像分解能の低下を抑制する。
【解決手段】被写体を透過した放射線を受けて画像信号を出力する放射線画像取得方法において、複数の画素の電荷信号を加算して読み出すビニング読出しを行うとともに、放射線画像検出器への放射線の入射角が小さい範囲ほどビニング読出しを行う際に加算する画素の数を大きくする。また、放射線画像検出器を被写体の周りを周回させて被写体の３次元の再構成画像を生成する。
【解決手段】被写体を透過した放射線を受けて画像信号を出力する放射線画像取得方法において、複数の画素の電荷信号を加算して読み出すビニング読出しを行うとともに、放射線画像検出器への放射線の入射角が小さい範囲ほどビニング読出しを行う際に加算する画素の数を大きくする。また、放射線画像検出器を被写体の周りを周回させて被写体の３次元の再構成画像を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体の放射線画像を表す電荷信号を出力する多数の画素を備えた放射線画像検出器から放射線画像信号を取得する放射線画像取得方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射線源と放射線画像検出器とを被験者を中心として対向させて配置し、これらの組を被験者を中心として周回させて、様々な角度から放射線を照射して放射線画像を撮像し、その各角度の放射線画像を用いて断層画像を再構成して任意断面を表示する放射線ＣＴ画像撮影システムが臨床で広く利用されている。
【０００３】
そして、放射線ＣＴ画像撮影システムとして、たとえば、円錐状の放射線を被験者に照射し、被写体を透過した円錐状の放射線を２次元状に画素が配列されたいわゆるＦＰＤ（Flat Panel Detector）によって検出し、各角度の放射線画像を用いて被験者の３次元の再構成画像を生成して表示するコーンビームＣＴ画像撮影システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３２４１号公報
【特許文献２】特開平１１−３１８８７７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、上述したようなコーンビームＣＴ画像撮影装置においては、放射線画像検出器の周縁部には斜めから放射線が入射されるため放射線画像検出器によって検出される放射線画像も垂直に放射線が入射した場合とは異なるものとなり、このような放射線画像に基づいて３次元の再構成画像を生成すると周縁部分において演算誤差が発生し、再構成画像の分解能が低下するという問題がある。
【０００６】
なお、通常のＣＴ画像撮影装置では、放射線検出器を湾曲して円弧状に配置するため多列化してもＸ線の入射角はほぼ一定とみなせるが、多列化した通常のＣＴ画像撮影装置よりも数倍〜十数倍エリアが広くかつ平面検出器（ＦＰＤ）を用いるコーンビームＣＴ画像撮影装置ではＸ線の入射角はパネルの周辺部ほど中央部に対して無視できないほど大きくなる。
【０００７】
ここで、特許文献１においては、関心領域の中でも特に重要な箇所について部分的に高解像度で読取って画像を再構成するＸ線撮影装置が提案されているが、上述したような放射線の斜め入射を考慮して解像度を変更しているわけではないため、やはり被験者への放射線の入射角が略垂直とみなせない領域が存在する場合には、その入射角が垂直よりも角度が傾くほど演算誤差が大きくなり再構成時の解像度や分解能も理論的にも劣化する。
【０００８】
また、特許文献２には、中央部分の画素の大きさを周縁部分よりも小さくしたＸ線検出器が開示されているが、このように周縁部分の画素の大きさを大きくすると再構成時の演算誤差も大きくなりまた分解能も低いため、特許文献２のＸ線検出器を用いたのでは、中心の解像度は高いが周縁に行くにしたがって急激に分解能や演算誤差が大きくなり、アーチファクトやノイズが大きい不均一な分解能の再構成画像となる問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑み、上述したような画像分解能の低下を抑制することができる放射線画像取得方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の放射線画像取得方法は、被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、被写体の放射線画像を表す電荷信号を出力する多数の同じ大きさの画素を備えた放射線画像検出器から電荷信号を読み出して放射線画像信号を取得する放射線画像取得方法において、複数の画素の電荷信号を加算して読み出すビニング読出しを行うとともに、放射線画像検出器への放射線の入射角が小さい範囲ほどビニング読出しを行う際に加算する画素の数を大きくすることを特徴とする。
【００１１】
本発明の放射線画像取得装置は、被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、被写体の放射線画像を表す電荷信号を出力する多数の画素を備えた放射線画像検出器と、放射線画像検出器からの電荷信号の読出しを制御する読出制御部とを備えた放射線画像取得装置において、読出制御部が、複数の画素の電荷信号を加算して読み出すビニング読出しを行うものであり、放射線画像検出器への放射線の入射角が小さい範囲ほどビニング読出しを行う際に加算する画素の数を大きくするものであることを特徴とする。
【００１２】
また、上記本発明の放射線画像取得装置において、読出制御部を、放射線画像検出器の周縁から中央へ向かうほどビニング読出しを行う際に加算する画素の数を大きくするものとすることができる。
【００１３】
また、読出制御部によってビニング読出しをされた加算電荷信号からなる放射線画像信号に対して補間処理を施してビニング読出しの対象範囲の画素の数の放射線画像信号に変換する画素密度変換部を設けることができる。
【００１４】
また、放射線画像検出器を被写体の周りを周回させる回転駆動部と、所定の回転角度毎の電荷信号を取得し、その回転角度毎の電荷信号に基づいて被写体の３次元の再構成画像を生成する再構成部とを設けることができる。
【００１５】
また、再構成部を、再構成画像を生成するために用いられる各放射線画像信号の位置情報とビニング読出しの際に加算した画素数に基づいて再構成画像を生成するものとすることができる。
【００１６】
本発明の放射線画像取得装置は、被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、被写体の放射線画像を表す電荷信号を出力する多数の画素を備えた放射線画像検出器を備えた放射線画像取得装置において、放射線画像検出器が、放射線の入射角が小さい範囲ほど画素の大きさが大きいものであることを特徴とする。
【００１７】
また、上記本発明の放射線画像取得装置においては、放射線画像検出器の周縁よりも放射線画像検出器の中央の方が画素の大きさを大きくすることができる。
【００１８】
また、放射線画像検出器から出力された放射線画像信号のうち画素の大きさが相対的に大きい範囲から読み出された放射線画像信号に対して補間処理を施して、上記範囲以外のその他の範囲の放射線画像信号の画素密度に合うように変換する画素密度変換部を設けることができる。
【００１９】
また、放射線画像検出器を被写体の周りを周回させる回転駆動部と、所定の回転角度毎の電荷信号を取得し、その回転角度毎の電荷信号に基づいて被写体の３次元の再構成画像を生成する再構成部とを設けることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の放射線画像取得方法および装置によれば、複数の画素の電荷信号を加算して読み出すビニング読出しを行うとともに、放射線画像検出器への放射線の入射角が小さい範囲ほどビニング読出しを行う際に加算する画素の数を大きくするようにしたので、たとえば、放射線の入射角が大きい周縁部分はビニング読出しの画素数を小さくし、放射線が略垂直に入射する中央部分はビニング読出しの画素数を大きくすることによって、周縁部分については高解像度な読出しを行い、中央部分については必要最小限の再構成分解能を確保することによって画像分解能の不均一性を抑制することができる。
【００２１】
また、読出す際の画像データ量を小さくすることができるので、演算時間を短縮することができる。
【００２２】
また、放射線の入射角が小さい範囲ほど画素の大きさが大きくなるように放射線画像検出器を構成するようにした場合においても、上記と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の放射線画像取得装置の一実施形態を用いたコーンビームＣＴ画像撮影システムの概略構成図
【図２】放射線検出部とコンピュータの内部構成を示すブロック図
【図３】放射線画像検出器の断面図
【図４】放射線画像検出器の平面図
【図５】本発明の放射線画像取得装置の一実施形態におけるビニング読出しを説明するための図
【図６】本発明の放射線画像取得装置の一実施形態におけるビニング読出しを説明するための図
【図７】本発明の放射線画像取得装置の一実施形態におけるビニング読出しを説明するための図
【図８】本発明の放射線画像取得装置の一実施形態におけるビニング読出しを説明するための図
【図９】本発明の放射線画像取得装置の一実施形態におけるビニング読出しを説明するための図
【図１０】本発明の放射線画像取得装置の一実施形態の放射線画像検出器の構成を示す図
【図１１】本発明の放射線画像取得装置のその他の実施形態の放射線画像検出器の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の放射線画像取得装置の一実施形態を用いたコーンビームＣＴ画像撮影システムについて説明する。まず、本実施形態のコーンビームＣＴ画像撮影システムは、放射線画像検出器からの電荷信号の読出方法に特徴を有するものであるが、まずは、システム全体の概略構成について説明する。図１は、本コーンビームＣＴ画像撮影システムの概略構成を示す図である。
【００２５】
本コーンビームＣＴ画像撮影システムは、図１に示すように、被験者Ｐの放射線画像の撮影を行なう撮影装置１と、被験者Ｐを支持するための支持台であるベッド２２と、撮影装置１に接続され、撮影装置１の制御を行うとともに、撮影により得られた放射線画像信号の処理を行うコンピュータ３０と、このコンピュータ３０に接続されたモニタ３１とを備えている。
【００２６】
撮影装置１は、円錐状の放射線を射出する放射線源１０、放射線源１０から射出された放射線を検出する放射線検出部１１、放射線源１０および放射線検出部１１が端部にそれぞれ対向して設けられ、これらを保持するＣアーム１２と、このＣアーム１２を回転させる回転駆動部１５と、回転駆動部１５を保持するアーム２０と備えている。
【００２７】
Ｃアーム１２は、回転駆動部１５に対して、回転軸Ｃの周りに３６０°回転可能に取り付けられている。また、アーム２０は可動部２０ａを備えるとともに、天井に対して移動可能に設置された基部２１に保持されている。そして、Ｃアーム１２は、基部２１を移動させることによって撮影室内において広範の位置に移動可能であるとともに、アーム２０の可動部２０ａを可動させることによって回転方向（回転軸角度）も変更可能に構成されている。
【００２８】
放射線源１０と放射線検出部１１とは回転軸Ｃを間に挟んで対向配置されており、放射線ＣＴ画像撮影を行うときには、回転軸Ｃ、放射線源１０、放射線検出部１１の互いの位置関係は固定された状態で、Ｃアーム１２が回転駆動部１５によって３６０°回転させられる。
【００２９】
図２に、放射線検出部１１とコンピュータ３０の内部の概略構成を示すブロック図を示す。
【００３０】
放射線検出部１１は、図２に示すように、被験者Ｐを透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、被験者Ｐの放射線画像を表す放射線画像信号を出力する放射線画像検出器１００と、放射線画像検出器１００から出力された放射線画像信号に対して所定の信号処理を施す信号処理部１０２と、放射線画像検出器１００における後述するＴＦＴスイッチに対して走査制御信号を出力するゲートドライバ１０３とを備えている。
【００３１】
放射線画像検出器１００は、放射線画像の記録と読出しを繰り返して行うことができるものであり、放射線の照射を直接受けて電荷を発生する、いわゆる直接型の放射線画像検出器を用いてもよいし、放射線を一旦可視光に変換し、その可視光を電荷信号に変換する、いわゆる間接型の放射線画像検出器を用いるようにしてもよい。また、放射線画像信号の読出方式としては、ＴＦＴ（thin film transistor）スイッチをオン・オフされることによって放射線画像信号が読みだされる、いわゆるＴＦＴ読出方式のものを用いることが望ましいが、これに限らずその他のものを用いるようにしてもよい。
【００３２】
ここで、本実施形態で用いられるＴＦＴ読出方式の直接変換型の放射線画像検出器１００の構成について説明する。図３は放射線画像検出器１００の断面図であり、図４は放射線画像検出器１００の平面図である。
【００３３】
放射線画像検出器１００は、アクティブマトリクス基板４０と、このアクティブマトリクス基板４０上の略全面に形成された半導体膜５０と、半導体膜５０上に設けられた上部電極６０とによって構成されている。
【００３４】
半導体膜５０は、電磁波導電性を有するものであり、Ｘ線が照射されると膜の内部に電荷を発生するものである。半導体膜５０としては、たとえば、セレンを主成分とする膜厚１００〜１０００μｍの非晶質ａ−Ｓｅ膜を用いることができる。また、上部電極６０は、Ａｕ、Ａｌなどの低抵抗の導電材料で構成されている。
【００３５】
アクティブマトリクス基板４０は、半導体膜５０において発生した電荷を収集する収集電極４１、収集電極４１によって収集された電荷を蓄積する蓄積容量４２および蓄積容量４２に蓄積された電荷を読み出すためのＴＦＴ（Thin Film Transistor）スイッチ４３を有する多数の画素４４と、ＴＦＴスイッチ４３をＯＮ／ＯＦＦするための走査制御信号が流される多数の走査配線４５と、蓄積容量４２に蓄積された電荷が読み出される多数のデータ配線４６とを備えている。なお、画素４４は２次元状に配置されており、本実施形態の放射線画像検出器１００においては全ての画素４４の大きさが同じであるとする。
【００３６】
そして、図４に示すように、走査配線４５とデータ配線４６とは直交して配置されており、その交差部近傍に画素４４が配置されている。各走査配線４５にはゲートドライバ１０３が接続され、各データ配線４６には信号処理部１０２が接続されている。
【００３７】
信号処理部１０２は、放射線画像検出器１００から読み出された電荷信号を電圧信号に変換するチャージアンプと、チャージアンプから出力された電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、ＡＤ変換器から出力されたデジタル信号に対して補間処理を施して画素密度変換を行う画素密度変換部とを備えている。
【００３８】
コンピュータ３０は、中央処理装置（ＣＰＵ）および半導体メモリやハードディスクやＳＳＤ等のストレージデバイスなどを備えており、これらのハードウェアによって、再構成部３０ａ、表示信号生成部３０ｂ、読出制御部３０ｃ、および撮影制御部３０ｄが構成されている。
【００３９】
再構成部３０ａは、各撮影角度の放射線画像信号に基づいて、被験者Ｐの３次元の放射線画像を表す放射線ＣＴ画像信号を再構成するものである。
【００４０】
表示信号生成部３０ｂは、再構成部３０ａから出力された放射線ＣＴ画像信号に基づいて表示制御信号を生成し、その表示制御信号をモニタ３１に出力するものである。
【００４１】
読出制御部３０ｃは、ゲートドライバ１０３に制御信号を出力して、ゲートドライバ１０３からＴＦＴスイッチ４３をＯＮ/ＯＦＦするための走査制御信号を出力させ、各画素４４からの電荷信号の読出しを制御するものである。また、本実施形態の読出制御部３０ｃは、複数の画素４４の電荷信号をまとめて加算して読み出す、いわゆるビニング読出しを行うものである。そして、放射線画像検出器１００への放射線の入射角が小さい範囲ほど加算する画素４４の数が大きくなるようにビニング読出しを行うものであるが、その具体的な読出方法については、後で詳述する。
【００４２】
撮影制御部３０ｄは、回転駆動部１５によるＣアーム１２の回転の速度と、放射線源１０から射出される放射線の照射タイミングとを駆動制御するものである。
【００４３】
次に、本コーンビームＣＴ画像撮影システムの作用について説明する。
【００４４】
まず、被験者Ｐをベッド２２上に横たわらせ、被験者Ｐの体の略中心を回転軸Ｃとして、この回転軸Ｃを挟んで放射線源１０と放射線検出部１１とが対称位置に配されるようにＣアーム１２の位置決めが行なわれる。Ｃアーム１２の移動は、撮影者によるコンピュータ３０の操作に基づいて行なわれる。
【００４５】
そして、コンピュータ３０において撮影者によって撮影部位などの撮影条件が入力される。そして、操作者により撮影開始指示が入力されると、撮影制御部３０ｄは、上述したように設定入力された撮影条件に基づいて、放射線の照射線量の条件およびＣアーム１２の回転速度の条件などを取得し、その照射線量の条件に応じた制御信号を放射線源１０に出力するとともに、回転速度の条件に応じた制御信号をＣアーム１２を駆動する回転駆動部１５に出力する。
【００４６】
そして、これらの制御信号に基づいて放射線源１０と回転駆動部１５が駆動制御されて被験者Ｐの放射線画像の撮影が行なわれる。具体的には、入力された制御信号に基づいて回転駆動部１５によってＣアーム１２が回転させられ、被験者Ｐを通る回転軸Ｃの回りに放射線源１０と放射線検出部１１とが一体的に回転させられるとともに、入力された制御信号に基づいて放射線源１０から放射線が射出される。
【００４７】
そして、Ｃアーム１２の所定の回転角度毎に、被験者Ｐを通った円錐状放射線の放射線画像検出器１００への曝射と放射線画像検出器１００に記録された電荷信号の読出しとが行われ、被験者Ｐを互いに異なる角度から撮影した複数の放射線画像信号が順次読み出される。
【００４８】
ここで、上述したように、本実施形態においては放射線画像検出器１００の各画素４４からの電荷信号の読出しの際、ビニング読出しを行うものである。具体的には、図５に示すように、放射線源１０から射出された放射線Ｌの放射線画像検出器１００への入射角がθ１以内の範囲に存在する画素４４の群については、２つの画素４４の電荷信号をまとめて読み出して加算する２画素ビニング読出しを行い、放射線画像検出器１００への入射角がθ１以上θ２以下の範囲に存在する画素４４の群については、ビニング読出しは行わずに１つの画素４４の電荷信号を順次読み出す。なお、ここで入射角とは、図５に示すように、放射線画像検出器１００の放射線Ｌの照射面に垂直な方向と各画素４４に入射される放射線Ｌの入射方向とによってなされる角のことをいう。
【００４９】
図６は、放射線画像検出器１００において上述したような２画素ビニング読出しを行う範囲と、ビニング読出しを行わない範囲とを模式的に示した平面図である。図６に示すように、本実施形態においては放射線画像検出器１００の周縁部よりも中央部の方が加算される画素数が大きくなるようにビニング読出しが行われる。
【００５０】
そして、上述したようにした読み出された電荷信号は、信号処理部１０２のチャージアンプにおいて電圧信号に変換され、ＡＤ変換器においてデジタル信号に変換される。そして、デジタル信号に変換された後、２画素ビニング読出しを行った範囲に対応するデジタル信号からなる放射線画像信号に対して画素密度変換部よって補間処理が施される。具体的には、２画素ビニング読出しを行った範囲の元々の画素４４の数になるように補間処理が施される。
【００５１】
そして、上述したように補間処理の施された放射線画像信号と、ビニング読出しを行わなかった範囲に対応するデジタル信号からなる放射線画像信号とにより１枚の放射線画像を表す放射線画像信号が生成され、コンピュータ３０の再構成部３０ａに出力される。
【００５２】
そして、再構成部３０ａは、入力された各撮影角度の放射線画像信号に基づいて、たとえば、Feldkamp法を用いて３次元の放射線ＣＴ画像を表す放射線ＣＴ画像信号を再構成し、その放射線ＣＴ画像信号を表示信号生成部３０ｂに出力する。
【００５３】
そして、表示信号生成部３０ｂは、入力された放射線ＣＴ画像信号に基づいて表示制御信号を生成してモニタ３１に出力する。そして、モニタ３１は、入力された表示制御信号に基づいて被験者Ｐの３次元の放射線ＣＴ画像を表示する。
【００５４】
なお、上記実施形態の説明においては、放射線の入射角に応じて２画素ビニングを行う範囲とビニングを行わない範囲とを設定するようにしたが、これに限らず、たとえば、図７に示すように、放射線源１０から射出された放射線Ｌの放射線画像検出器１００への入射角がθ１以内の範囲に存在する画素４４の群については４画素ビニング読出しを行い、放射線画像検出器１００への入射角がθ１以上θ２以下の範囲に存在する画素４４の群については２画素ビニング読出しを行い、入射角がθ２以上θ３以下の範囲に存在する画素４４の群についてはビニング読出しは行わずに１つの画素４４の電荷信号を順次読み出すようにしてもよい。図８は、放射線画像検出器１００において上述したような４画素ビニング読出しを行う範囲と、２画素ビニング読出しを行う範囲と、ビニング読出しを行わない範囲とを模式的に示した平面図である。
【００５５】
なお、図７および図８に示すようにビニング読出しを行う範囲を設定した場合、２画素ビニング読出しを行った範囲に対応するデジタル信号からなる放射線画像信号と４画素ビニング読出しを行った範囲に対応するデジタル信号からなる放射線画像信号との両方に対し、それぞれビニング前の元々の画素４４の数になるように補間処理が施される。
【００５６】
また、ビニング読出しを行う範囲と放射線の入射角との関係は、必要とされる最低限の再構成画像の分解能から決定される。
【００５７】
また、上記実施形態において、ビニング読出しを行うことによって１枚の放射線画像信号の中でサンプリング密度が不均一となることを考慮して、再構成部３０ａにおいて再構成を行う際、再構成に用いられる各放射線画像信号の各画素位置情報について、ビニング読出しエリア否かを判定し、ビニング読出しエリアである場合には、そのビニング読出しの際の加算画素数に基づいてメモリから各画素値を読み出すようにしてもよい。すなわち、所定の画素位置情報についてビニング読出しエリアであると判定した場合には、その加算画素数だけ同じ画素値が続くものとしてメモリから繰り返し同じ画素値を読み出して再構成してもよい。もしくはビニングしたエリア内を補間しながら画素値を求めて再構成を行うようにしてもよい。
【００５８】
また、撮影部位や撮影方法（たとえば、拡大撮影）などの撮影条件によって放射線画像検出器１００への放射線の入射角が変更される場合には、その入射角の変更に応じてビニング読出しのエリアやビニング読出しの際の加算画素数を変更するようにしてもよい。
【００５９】
また、図９に示すように、入射角度に応じて１画素×２画素や２画素×１画素など縦横のビニング数が互いに異なるようにしてもよい。
【００６０】
また、上記実施形態においては、放射線画像検出器１００へ入射される放射線の入射角に応じてビニング読出しの画素数を設定するようにしたが、ビニング読出しを行うのではなく、放射線画像検出器１００を構成する各画素の大きさを放射線の入射角に応じて変えるようにしてもよい。
【００６１】
すなわち、放射線の入射角が小さい範囲ほど画素の大きさが大きくなるように放射線画像検出器１００を構成するようにしてもよい。
【００６２】
具体的には、たとえば、図１０に示すように、放射線Ｌの入射角がθ１以内の範囲に存在する第２の画素４４ｂの大きさを、放射線Ｌの入射角がθ１以上θ２以下の範囲に存在する第１の画素４４ａの大きさよりも大きくなるように構成する。
【００６３】
または、図１１に示すように、放射線Ｌの入射角がθ２以上θ３以下の範囲に存在する第１の画素４４ａの大きさＳ１と、放射線Ｌの入射角がθ１以上θ２以下の範囲に存在する第２の画素４４ｂの大きさＳ２と、放射線Ｌの入射角がθ１以内の範囲に存在する第３の画素４４ｃの大きさＳ３とが、Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３となるように構成するようにしてもよい。
【００６４】
また、上述したように放射線画像検出器１００における画素の大きさを変えた場合においても、相対的に画素の大きさが大きい範囲から読み出した放射線画像信号に対して補間処理を施し、その範囲以外のその他の範囲の放射線画像信号の画素密度に合うように画素密度変換を行うことが望ましい。
【００６５】
たとえば、図１０に示す第２の画素４４ｂの大きさが第１の画素４４ａの大きさの４倍である場合には、第２の画素４４ｂが配置された範囲から読み出された放射線画像信号に対して画素密度が４倍となるような補間処理を施すようにすればよい。
【００６６】
なお、上記実施形態のコーンビームＣＴ画像撮影システムは、一般の静止画撮影に使用可能な放射線画像検出器を用いたものであるため、すなわち通常の断層画像を撮影するＣＴ撮影システムよりも画素の大きさが数倍小さいため、ビニング無しで読み出した放射線画像から再構成される画像の分解能は通常の断層画像を撮影するＣＴ撮影システムよりも高くなる。このため放射線が略垂直入射される範囲においてビニング読出しを行って実質的な読取り画素が大きくなったとしても、通常の断層画像を撮影するＣＴ撮影システム以上の再構成画像の分解能を得ることができる。逆に、実質的な読取り画素の大きさを均一にして読み出した場合には、放射線が略垂直に入射される範囲と斜め入射される範囲とで分解能が著しく変化し、画像の違和感やアーチファクトが目立つことになる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 撮影装置
１０ 放射線源
１１ 放射線検出部
１２ Ｃアーム
１５ 回転駆動部
３０ コンピュータ
３０ａ 再構成部
３０ｂ 表示信号生成部
３０ｃ 読出制御部
３０ｄ 撮影制御部
３１ モニタ
４０ アクティブマトリクス基板
４４ 画素
４５ 走査配線
４６ データ配線
５０ 半導体膜
６０ 上部電極
１００ 放射線画像検出器
１０２ 信号処理部
１０３ ゲートドライバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体の放射線画像を表す電荷信号を出力する多数の画素を備えた放射線画像検出器から放射線画像信号を取得する放射線画像取得方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射線源と放射線画像検出器とを被験者を中心として対向させて配置し、これらの組を被験者を中心として周回させて、様々な角度から放射線を照射して放射線画像を撮像し、その各角度の放射線画像を用いて断層画像を再構成して任意断面を表示する放射線ＣＴ画像撮影システムが臨床で広く利用されている。
【０００３】
そして、放射線ＣＴ画像撮影システムとして、たとえば、円錐状の放射線を被験者に照射し、被写体を透過した円錐状の放射線を２次元状に画素が配列されたいわゆるＦＰＤ（Flat Panel Detector）によって検出し、各角度の放射線画像を用いて被験者の３次元の再構成画像を生成して表示するコーンビームＣＴ画像撮影システムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３２４１号公報
【特許文献２】特開平１１−３１８８７７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、上述したようなコーンビームＣＴ画像撮影装置においては、放射線画像検出器の周縁部には斜めから放射線が入射されるため放射線画像検出器によって検出される放射線画像も垂直に放射線が入射した場合とは異なるものとなり、このような放射線画像に基づいて３次元の再構成画像を生成すると周縁部分において演算誤差が発生し、再構成画像の分解能が低下するという問題がある。
【０００６】
なお、通常のＣＴ画像撮影装置では、放射線検出器を湾曲して円弧状に配置するため多列化してもＸ線の入射角はほぼ一定とみなせるが、多列化した通常のＣＴ画像撮影装置よりも数倍〜十数倍エリアが広くかつ平面検出器（ＦＰＤ）を用いるコーンビームＣＴ画像撮影装置ではＸ線の入射角はパネルの周辺部ほど中央部に対して無視できないほど大きくなる。
【０００７】
ここで、特許文献１においては、関心領域の中でも特に重要な箇所について部分的に高解像度で読取って画像を再構成するＸ線撮影装置が提案されているが、上述したような放射線の斜め入射を考慮して解像度を変更しているわけではないため、やはり被験者への放射線の入射角が略垂直とみなせない領域が存在する場合には、その入射角が垂直よりも角度が傾くほど演算誤差が大きくなり再構成時の解像度や分解能も理論的にも劣化する。
【０００８】
また、特許文献２には、中央部分の画素の大きさを周縁部分よりも小さくしたＸ線検出器が開示されているが、このように周縁部分の画素の大きさを大きくすると再構成時の演算誤差も大きくなりまた分解能も低いため、特許文献２のＸ線検出器を用いたのでは、中心の解像度は高いが周縁に行くにしたがって急激に分解能や演算誤差が大きくなり、アーチファクトやノイズが大きい不均一な分解能の再構成画像となる問題がある。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑み、上述したような画像分解能の低下を抑制することができる放射線画像取得方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の放射線画像取得方法は、被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、被写体の放射線画像を表す電荷信号を出力する多数の同じ大きさの画素を備えた放射線画像検出器から電荷信号を読み出して放射線画像信号を取得する放射線画像取得方法において、複数の画素の電荷信号を加算して読み出すビニング読出しを行うとともに、放射線画像検出器への放射線の入射角が小さい範囲ほどビニング読出しを行う際に加算する画素の数を大きくすることを特徴とする。
【００１１】
本発明の放射線画像取得装置は、被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、被写体の放射線画像を表す電荷信号を出力する多数の画素を備えた放射線画像検出器と、放射線画像検出器からの電荷信号の読出しを制御する読出制御部とを備えた放射線画像取得装置において、読出制御部が、複数の画素の電荷信号を加算して読み出すビニング読出しを行うものであり、放射線画像検出器への放射線の入射角が小さい範囲ほどビニング読出しを行う際に加算する画素の数を大きくするものであることを特徴とする。
【００１２】
また、上記本発明の放射線画像取得装置において、読出制御部を、放射線画像検出器の周縁から中央へ向かうほどビニング読出しを行う際に加算する画素の数を大きくするものとすることができる。
【００１３】
また、読出制御部によってビニング読出しをされた加算電荷信号からなる放射線画像信号に対して補間処理を施してビニング読出しの対象範囲の画素の数の放射線画像信号に変換する画素密度変換部を設けることができる。
【００１４】
また、放射線画像検出器を被写体の周りを周回させる回転駆動部と、所定の回転角度毎の電荷信号を取得し、その回転角度毎の電荷信号に基づいて被写体の３次元の再構成画像を生成する再構成部とを設けることができる。
【００１５】
また、再構成部を、再構成画像を生成するために用いられる各放射線画像信号の位置情報とビニング読出しの際に加算した画素数に基づいて再構成画像を生成するものとすることができる。
【００１６】
本発明の放射線画像取得装置は、被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、被写体の放射線画像を表す電荷信号を出力する多数の画素を備えた放射線画像検出器を備えた放射線画像取得装置において、放射線画像検出器が、放射線の入射角が小さい範囲ほど画素の大きさが大きいものであることを特徴とする。
【００１７】
また、上記本発明の放射線画像取得装置においては、放射線画像検出器の周縁よりも放射線画像検出器の中央の方が画素の大きさを大きくすることができる。
【００１８】
また、放射線画像検出器から出力された放射線画像信号のうち画素の大きさが相対的に大きい範囲から読み出された放射線画像信号に対して補間処理を施して、上記範囲以外のその他の範囲の放射線画像信号の画素密度に合うように変換する画素密度変換部を設けることができる。
【００１９】
また、放射線画像検出器を被写体の周りを周回させる回転駆動部と、所定の回転角度毎の電荷信号を取得し、その回転角度毎の電荷信号に基づいて被写体の３次元の再構成画像を生成する再構成部とを設けることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の放射線画像取得方法および装置によれば、複数の画素の電荷信号を加算して読み出すビニング読出しを行うとともに、放射線画像検出器への放射線の入射角が小さい範囲ほどビニング読出しを行う際に加算する画素の数を大きくするようにしたので、たとえば、放射線の入射角が大きい周縁部分はビニング読出しの画素数を小さくし、放射線が略垂直に入射する中央部分はビニング読出しの画素数を大きくすることによって、周縁部分については高解像度な読出しを行い、中央部分については必要最小限の再構成分解能を確保することによって画像分解能の不均一性を抑制することができる。
【００２１】
また、読出す際の画像データ量を小さくすることができるので、演算時間を短縮することができる。
【００２２】
また、放射線の入射角が小さい範囲ほど画素の大きさが大きくなるように放射線画像検出器を構成するようにした場合においても、上記と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の放射線画像取得装置の一実施形態を用いたコーンビームＣＴ画像撮影システムの概略構成図
【図２】放射線検出部とコンピュータの内部構成を示すブロック図
【図３】放射線画像検出器の断面図
【図４】放射線画像検出器の平面図
【図５】本発明の放射線画像取得装置の一実施形態におけるビニング読出しを説明するための図
【図６】本発明の放射線画像取得装置の一実施形態におけるビニング読出しを説明するための図
【図７】本発明の放射線画像取得装置の一実施形態におけるビニング読出しを説明するための図
【図８】本発明の放射線画像取得装置の一実施形態におけるビニング読出しを説明するための図
【図９】本発明の放射線画像取得装置の一実施形態におけるビニング読出しを説明するための図
【図１０】本発明の放射線画像取得装置の一実施形態の放射線画像検出器の構成を示す図
【図１１】本発明の放射線画像取得装置のその他の実施形態の放射線画像検出器の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の放射線画像取得装置の一実施形態を用いたコーンビームＣＴ画像撮影システムについて説明する。まず、本実施形態のコーンビームＣＴ画像撮影システムは、放射線画像検出器からの電荷信号の読出方法に特徴を有するものであるが、まずは、システム全体の概略構成について説明する。図１は、本コーンビームＣＴ画像撮影システムの概略構成を示す図である。
【００２５】
本コーンビームＣＴ画像撮影システムは、図１に示すように、被験者Ｐの放射線画像の撮影を行なう撮影装置１と、被験者Ｐを支持するための支持台であるベッド２２と、撮影装置１に接続され、撮影装置１の制御を行うとともに、撮影により得られた放射線画像信号の処理を行うコンピュータ３０と、このコンピュータ３０に接続されたモニタ３１とを備えている。
【００２６】
撮影装置１は、円錐状の放射線を射出する放射線源１０、放射線源１０から射出された放射線を検出する放射線検出部１１、放射線源１０および放射線検出部１１が端部にそれぞれ対向して設けられ、これらを保持するＣアーム１２と、このＣアーム１２を回転させる回転駆動部１５と、回転駆動部１５を保持するアーム２０と備えている。
【００２７】
Ｃアーム１２は、回転駆動部１５に対して、回転軸Ｃの周りに３６０°回転可能に取り付けられている。また、アーム２０は可動部２０ａを備えるとともに、天井に対して移動可能に設置された基部２１に保持されている。そして、Ｃアーム１２は、基部２１を移動させることによって撮影室内において広範の位置に移動可能であるとともに、アーム２０の可動部２０ａを可動させることによって回転方向（回転軸角度）も変更可能に構成されている。
【００２８】
放射線源１０と放射線検出部１１とは回転軸Ｃを間に挟んで対向配置されており、放射線ＣＴ画像撮影を行うときには、回転軸Ｃ、放射線源１０、放射線検出部１１の互いの位置関係は固定された状態で、Ｃアーム１２が回転駆動部１５によって３６０°回転させられる。
【００２９】
図２に、放射線検出部１１とコンピュータ３０の内部の概略構成を示すブロック図を示す。
【００３０】
放射線検出部１１は、図２に示すように、被験者Ｐを透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、被験者Ｐの放射線画像を表す放射線画像信号を出力する放射線画像検出器１００と、放射線画像検出器１００から出力された放射線画像信号に対して所定の信号処理を施す信号処理部１０２と、放射線画像検出器１００における後述するＴＦＴスイッチに対して走査制御信号を出力するゲートドライバ１０３とを備えている。
【００３１】
放射線画像検出器１００は、放射線画像の記録と読出しを繰り返して行うことができるものであり、放射線の照射を直接受けて電荷を発生する、いわゆる直接型の放射線画像検出器を用いてもよいし、放射線を一旦可視光に変換し、その可視光を電荷信号に変換する、いわゆる間接型の放射線画像検出器を用いるようにしてもよい。また、放射線画像信号の読出方式としては、ＴＦＴ（thin film transistor）スイッチをオン・オフされることによって放射線画像信号が読みだされる、いわゆるＴＦＴ読出方式のものを用いることが望ましいが、これに限らずその他のものを用いるようにしてもよい。
【００３２】
ここで、本実施形態で用いられるＴＦＴ読出方式の直接変換型の放射線画像検出器１００の構成について説明する。図３は放射線画像検出器１００の断面図であり、図４は放射線画像検出器１００の平面図である。
【００３３】
放射線画像検出器１００は、アクティブマトリクス基板４０と、このアクティブマトリクス基板４０上の略全面に形成された半導体膜５０と、半導体膜５０上に設けられた上部電極６０とによって構成されている。
【００３４】
半導体膜５０は、電磁波導電性を有するものであり、Ｘ線が照射されると膜の内部に電荷を発生するものである。半導体膜５０としては、たとえば、セレンを主成分とする膜厚１００〜１０００μｍの非晶質ａ−Ｓｅ膜を用いることができる。また、上部電極６０は、Ａｕ、Ａｌなどの低抵抗の導電材料で構成されている。
【００３５】
アクティブマトリクス基板４０は、半導体膜５０において発生した電荷を収集する収集電極４１、収集電極４１によって収集された電荷を蓄積する蓄積容量４２および蓄積容量４２に蓄積された電荷を読み出すためのＴＦＴ（Thin Film Transistor）スイッチ４３を有する多数の画素４４と、ＴＦＴスイッチ４３をＯＮ／ＯＦＦするための走査制御信号が流される多数の走査配線４５と、蓄積容量４２に蓄積された電荷が読み出される多数のデータ配線４６とを備えている。なお、画素４４は２次元状に配置されており、本実施形態の放射線画像検出器１００においては全ての画素４４の大きさが同じであるとする。
【００３６】
そして、図４に示すように、走査配線４５とデータ配線４６とは直交して配置されており、その交差部近傍に画素４４が配置されている。各走査配線４５にはゲートドライバ１０３が接続され、各データ配線４６には信号処理部１０２が接続されている。
【００３７】
信号処理部１０２は、放射線画像検出器１００から読み出された電荷信号を電圧信号に変換するチャージアンプと、チャージアンプから出力された電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、ＡＤ変換器から出力されたデジタル信号に対して補間処理を施して画素密度変換を行う画素密度変換部とを備えている。
【００３８】
コンピュータ３０は、中央処理装置（ＣＰＵ）および半導体メモリやハードディスクやＳＳＤ等のストレージデバイスなどを備えており、これらのハードウェアによって、再構成部３０ａ、表示信号生成部３０ｂ、読出制御部３０ｃ、および撮影制御部３０ｄが構成されている。
【００３９】
再構成部３０ａは、各撮影角度の放射線画像信号に基づいて、被験者Ｐの３次元の放射線画像を表す放射線ＣＴ画像信号を再構成するものである。
【００４０】
表示信号生成部３０ｂは、再構成部３０ａから出力された放射線ＣＴ画像信号に基づいて表示制御信号を生成し、その表示制御信号をモニタ３１に出力するものである。
【００４１】
読出制御部３０ｃは、ゲートドライバ１０３に制御信号を出力して、ゲートドライバ１０３からＴＦＴスイッチ４３をＯＮ/ＯＦＦするための走査制御信号を出力させ、各画素４４からの電荷信号の読出しを制御するものである。また、本実施形態の読出制御部３０ｃは、複数の画素４４の電荷信号をまとめて加算して読み出す、いわゆるビニング読出しを行うものである。そして、放射線画像検出器１００への放射線の入射角が小さい範囲ほど加算する画素４４の数が大きくなるようにビニング読出しを行うものであるが、その具体的な読出方法については、後で詳述する。
【００４２】
撮影制御部３０ｄは、回転駆動部１５によるＣアーム１２の回転の速度と、放射線源１０から射出される放射線の照射タイミングとを駆動制御するものである。
【００４３】
次に、本コーンビームＣＴ画像撮影システムの作用について説明する。
【００４４】
まず、被験者Ｐをベッド２２上に横たわらせ、被験者Ｐの体の略中心を回転軸Ｃとして、この回転軸Ｃを挟んで放射線源１０と放射線検出部１１とが対称位置に配されるようにＣアーム１２の位置決めが行なわれる。Ｃアーム１２の移動は、撮影者によるコンピュータ３０の操作に基づいて行なわれる。
【００４５】
そして、コンピュータ３０において撮影者によって撮影部位などの撮影条件が入力される。そして、操作者により撮影開始指示が入力されると、撮影制御部３０ｄは、上述したように設定入力された撮影条件に基づいて、放射線の照射線量の条件およびＣアーム１２の回転速度の条件などを取得し、その照射線量の条件に応じた制御信号を放射線源１０に出力するとともに、回転速度の条件に応じた制御信号をＣアーム１２を駆動する回転駆動部１５に出力する。
【００４６】
そして、これらの制御信号に基づいて放射線源１０と回転駆動部１５が駆動制御されて被験者Ｐの放射線画像の撮影が行なわれる。具体的には、入力された制御信号に基づいて回転駆動部１５によってＣアーム１２が回転させられ、被験者Ｐを通る回転軸Ｃの回りに放射線源１０と放射線検出部１１とが一体的に回転させられるとともに、入力された制御信号に基づいて放射線源１０から放射線が射出される。
【００４７】
そして、Ｃアーム１２の所定の回転角度毎に、被験者Ｐを通った円錐状放射線の放射線画像検出器１００への曝射と放射線画像検出器１００に記録された電荷信号の読出しとが行われ、被験者Ｐを互いに異なる角度から撮影した複数の放射線画像信号が順次読み出される。
【００４８】
ここで、上述したように、本実施形態においては放射線画像検出器１００の各画素４４からの電荷信号の読出しの際、ビニング読出しを行うものである。具体的には、図５に示すように、放射線源１０から射出された放射線Ｌの放射線画像検出器１００への入射角がθ１以内の範囲に存在する画素４４の群については、２つの画素４４の電荷信号をまとめて読み出して加算する２画素ビニング読出しを行い、放射線画像検出器１００への入射角がθ１以上θ２以下の範囲に存在する画素４４の群については、ビニング読出しは行わずに１つの画素４４の電荷信号を順次読み出す。なお、ここで入射角とは、図５に示すように、放射線画像検出器１００の放射線Ｌの照射面に垂直な方向と各画素４４に入射される放射線Ｌの入射方向とによってなされる角のことをいう。
【００４９】
図６は、放射線画像検出器１００において上述したような２画素ビニング読出しを行う範囲と、ビニング読出しを行わない範囲とを模式的に示した平面図である。図６に示すように、本実施形態においては放射線画像検出器１００の周縁部よりも中央部の方が加算される画素数が大きくなるようにビニング読出しが行われる。
【００５０】
そして、上述したようにした読み出された電荷信号は、信号処理部１０２のチャージアンプにおいて電圧信号に変換され、ＡＤ変換器においてデジタル信号に変換される。そして、デジタル信号に変換された後、２画素ビニング読出しを行った範囲に対応するデジタル信号からなる放射線画像信号に対して画素密度変換部よって補間処理が施される。具体的には、２画素ビニング読出しを行った範囲の元々の画素４４の数になるように補間処理が施される。
【００５１】
そして、上述したように補間処理の施された放射線画像信号と、ビニング読出しを行わなかった範囲に対応するデジタル信号からなる放射線画像信号とにより１枚の放射線画像を表す放射線画像信号が生成され、コンピュータ３０の再構成部３０ａに出力される。
【００５２】
そして、再構成部３０ａは、入力された各撮影角度の放射線画像信号に基づいて、たとえば、Feldkamp法を用いて３次元の放射線ＣＴ画像を表す放射線ＣＴ画像信号を再構成し、その放射線ＣＴ画像信号を表示信号生成部３０ｂに出力する。
【００５３】
そして、表示信号生成部３０ｂは、入力された放射線ＣＴ画像信号に基づいて表示制御信号を生成してモニタ３１に出力する。そして、モニタ３１は、入力された表示制御信号に基づいて被験者Ｐの３次元の放射線ＣＴ画像を表示する。
【００５４】
なお、上記実施形態の説明においては、放射線の入射角に応じて２画素ビニングを行う範囲とビニングを行わない範囲とを設定するようにしたが、これに限らず、たとえば、図７に示すように、放射線源１０から射出された放射線Ｌの放射線画像検出器１００への入射角がθ１以内の範囲に存在する画素４４の群については４画素ビニング読出しを行い、放射線画像検出器１００への入射角がθ１以上θ２以下の範囲に存在する画素４４の群については２画素ビニング読出しを行い、入射角がθ２以上θ３以下の範囲に存在する画素４４の群についてはビニング読出しは行わずに１つの画素４４の電荷信号を順次読み出すようにしてもよい。図８は、放射線画像検出器１００において上述したような４画素ビニング読出しを行う範囲と、２画素ビニング読出しを行う範囲と、ビニング読出しを行わない範囲とを模式的に示した平面図である。
【００５５】
なお、図７および図８に示すようにビニング読出しを行う範囲を設定した場合、２画素ビニング読出しを行った範囲に対応するデジタル信号からなる放射線画像信号と４画素ビニング読出しを行った範囲に対応するデジタル信号からなる放射線画像信号との両方に対し、それぞれビニング前の元々の画素４４の数になるように補間処理が施される。
【００５６】
また、ビニング読出しを行う範囲と放射線の入射角との関係は、必要とされる最低限の再構成画像の分解能から決定される。
【００５７】
また、上記実施形態において、ビニング読出しを行うことによって１枚の放射線画像信号の中でサンプリング密度が不均一となることを考慮して、再構成部３０ａにおいて再構成を行う際、再構成に用いられる各放射線画像信号の各画素位置情報について、ビニング読出しエリア否かを判定し、ビニング読出しエリアである場合には、そのビニング読出しの際の加算画素数に基づいてメモリから各画素値を読み出すようにしてもよい。すなわち、所定の画素位置情報についてビニング読出しエリアであると判定した場合には、その加算画素数だけ同じ画素値が続くものとしてメモリから繰り返し同じ画素値を読み出して再構成してもよい。もしくはビニングしたエリア内を補間しながら画素値を求めて再構成を行うようにしてもよい。
【００５８】
また、撮影部位や撮影方法（たとえば、拡大撮影）などの撮影条件によって放射線画像検出器１００への放射線の入射角が変更される場合には、その入射角の変更に応じてビニング読出しのエリアやビニング読出しの際の加算画素数を変更するようにしてもよい。
【００５９】
また、図９に示すように、入射角度に応じて１画素×２画素や２画素×１画素など縦横のビニング数が互いに異なるようにしてもよい。
【００６０】
また、上記実施形態においては、放射線画像検出器１００へ入射される放射線の入射角に応じてビニング読出しの画素数を設定するようにしたが、ビニング読出しを行うのではなく、放射線画像検出器１００を構成する各画素の大きさを放射線の入射角に応じて変えるようにしてもよい。
【００６１】
すなわち、放射線の入射角が小さい範囲ほど画素の大きさが大きくなるように放射線画像検出器１００を構成するようにしてもよい。
【００６２】
具体的には、たとえば、図１０に示すように、放射線Ｌの入射角がθ１以内の範囲に存在する第２の画素４４ｂの大きさを、放射線Ｌの入射角がθ１以上θ２以下の範囲に存在する第１の画素４４ａの大きさよりも大きくなるように構成する。
【００６３】
または、図１１に示すように、放射線Ｌの入射角がθ２以上θ３以下の範囲に存在する第１の画素４４ａの大きさＳ１と、放射線Ｌの入射角がθ１以上θ２以下の範囲に存在する第２の画素４４ｂの大きさＳ２と、放射線Ｌの入射角がθ１以内の範囲に存在する第３の画素４４ｃの大きさＳ３とが、Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３となるように構成するようにしてもよい。
【００６４】
また、上述したように放射線画像検出器１００における画素の大きさを変えた場合においても、相対的に画素の大きさが大きい範囲から読み出した放射線画像信号に対して補間処理を施し、その範囲以外のその他の範囲の放射線画像信号の画素密度に合うように画素密度変換を行うことが望ましい。
【００６５】
たとえば、図１０に示す第２の画素４４ｂの大きさが第１の画素４４ａの大きさの４倍である場合には、第２の画素４４ｂが配置された範囲から読み出された放射線画像信号に対して画素密度が４倍となるような補間処理を施すようにすればよい。
【００６６】
なお、上記実施形態のコーンビームＣＴ画像撮影システムは、一般の静止画撮影に使用可能な放射線画像検出器を用いたものであるため、すなわち通常の断層画像を撮影するＣＴ撮影システムよりも画素の大きさが数倍小さいため、ビニング無しで読み出した放射線画像から再構成される画像の分解能は通常の断層画像を撮影するＣＴ撮影システムよりも高くなる。このため放射線が略垂直入射される範囲においてビニング読出しを行って実質的な読取り画素が大きくなったとしても、通常の断層画像を撮影するＣＴ撮影システム以上の再構成画像の分解能を得ることができる。逆に、実質的な読取り画素の大きさを均一にして読み出した場合には、放射線が略垂直に入射される範囲と斜め入射される範囲とで分解能が著しく変化し、画像の違和感やアーチファクトが目立つことになる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 撮影装置
１０ 放射線源
１１ 放射線検出部
１２ Ｃアーム
１５ 回転駆動部
３０ コンピュータ
３０ａ 再構成部
３０ｂ 表示信号生成部
３０ｃ 読出制御部
３０ｄ 撮影制御部
３１ モニタ
４０ アクティブマトリクス基板
４４ 画素
４５ 走査配線
４６ データ配線
５０ 半導体膜
６０ 上部電極
１００ 放射線画像検出器
１０２ 信号処理部
１０３ ゲートドライバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、前記被写体の放射線画像を表す電荷信号を出力する多数の同じ大きさの画素を備えた放射線画像検出器から前記電荷信号を読み出して放射線画像信号を取得する放射線画像取得方法において、
複数の前記画素の電荷信号を加算して読み出すビニング読出しを行うとともに、
前記放射線画像検出器への前記放射線の入射角が小さい範囲ほど前記ビニング読出しを行う際に加算する画素の数を大きくすることを特徴とする放射線画像取得方法。
【請求項２】
被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、前記被写体の放射線画像を表す電荷信号を出力する多数の画素を備えた放射線画像検出器と、該放射線画像検出器からの前記電荷信号の読出しを制御する読出制御部とを備えた放射線画像取得装置において、
前記読出制御部が、複数の前記画素の電荷信号を加算して読み出すビニング読出しを行うものであり、
前記放射線画像検出器への前記放射線の入射角が小さい範囲ほど前記ビニング読出しを行う際に加算する画素の数を大きくするものであることを特徴とする放射線画像取得装置。
【請求項３】
前記読出制御部が、前記放射線画像検出器の周縁から中央へ向かうほど前記ビニング読出しを行う際に加算する画素の数を大きくするものであることを特徴とする請求項２記載の放射線画像取得装置。
【請求項４】
前記読出制御部によって前記ビニング読出しをされた加算電荷信号からなる放射線画像信号に対して補間処理を施して前記ビニング読出しの対象範囲の前記画素の数の放射線画像信号に変換する画素密度変換部を備えたことを特徴とする請求項２または３記載の放射線画像取得装置。
【請求項５】
前記放射線画像検出器を前記被写体の周りを周回させる回転駆動部と、所定の回転角度毎の前記電荷信号を取得し、該回転角度毎の電荷信号に基づいて前記被写体の３次元の再構成画像を生成する再構成部とを備えたことを特徴とする請求項２から４いずれか１項記載の放射線画像取得装置。
【請求項６】
前記再構成部が、前記再構成画像を生成するために用いられる各放射線画像信号の位置情報と前記ビニング読出しの際に加算した画素数に基づいて前記再構成画像を生成するものであることを特徴とする請求項５記載の放射線画像取得装置。
【請求項７】
被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、前記被写体の放射線画像を表す電荷信号を出力する多数の画素を備えた放射線画像検出器を備えた放射線画像取得装置において、
前記放射線画像検出器が、前記放射線の入射角が小さい範囲ほど前記画素の大きさが大きいものであることを特徴とする放射線画像取得装置。
【請求項８】
前記放射線画像検出器の周縁よりも前記放射線画像検出器の中央の方が前記画素の大きさが大きいことを特徴とする請求項７記載の放射線画像取得装置。
【請求項９】
前記放射線画像検出器から出力された放射線画像信号のうち前記画素の大きさが相対的に大きい範囲から読み出された放射線画像信号に対して補間処理を施して、前記範囲以外のその他の範囲の放射線画像信号の画素密度に合うように変換する画素密度変換部を備えたことを特徴とする請求項７または８記載の放射線画像取得装置。
【請求項１０】
前記放射線画像検出器を前記被写体の周りを周回させる回転駆動部と、所定の回転角度毎の前記電荷信号を取得し、該回転角度毎の電荷信号に基づいて前記被写体の３次元の再構成画像を生成する再構成部とを備えたことを特徴とする請求項７から９いずれか1項記載の放射線画像取得装置。
【請求項１】
被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、前記被写体の放射線画像を表す電荷信号を出力する多数の同じ大きさの画素を備えた放射線画像検出器から前記電荷信号を読み出して放射線画像信号を取得する放射線画像取得方法において、
複数の前記画素の電荷信号を加算して読み出すビニング読出しを行うとともに、
前記放射線画像検出器への前記放射線の入射角が小さい範囲ほど前記ビニング読出しを行う際に加算する画素の数を大きくすることを特徴とする放射線画像取得方法。
【請求項２】
被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、前記被写体の放射線画像を表す電荷信号を出力する多数の画素を備えた放射線画像検出器と、該放射線画像検出器からの前記電荷信号の読出しを制御する読出制御部とを備えた放射線画像取得装置において、
前記読出制御部が、複数の前記画素の電荷信号を加算して読み出すビニング読出しを行うものであり、
前記放射線画像検出器への前記放射線の入射角が小さい範囲ほど前記ビニング読出しを行う際に加算する画素の数を大きくするものであることを特徴とする放射線画像取得装置。
【請求項３】
前記読出制御部が、前記放射線画像検出器の周縁から中央へ向かうほど前記ビニング読出しを行う際に加算する画素の数を大きくするものであることを特徴とする請求項２記載の放射線画像取得装置。
【請求項４】
前記読出制御部によって前記ビニング読出しをされた加算電荷信号からなる放射線画像信号に対して補間処理を施して前記ビニング読出しの対象範囲の前記画素の数の放射線画像信号に変換する画素密度変換部を備えたことを特徴とする請求項２または３記載の放射線画像取得装置。
【請求項５】
前記放射線画像検出器を前記被写体の周りを周回させる回転駆動部と、所定の回転角度毎の前記電荷信号を取得し、該回転角度毎の電荷信号に基づいて前記被写体の３次元の再構成画像を生成する再構成部とを備えたことを特徴とする請求項２から４いずれか１項記載の放射線画像取得装置。
【請求項６】
前記再構成部が、前記再構成画像を生成するために用いられる各放射線画像信号の位置情報と前記ビニング読出しの際に加算した画素数に基づいて前記再構成画像を生成するものであることを特徴とする請求項５記載の放射線画像取得装置。
【請求項７】
被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、前記被写体の放射線画像を表す電荷信号を出力する多数の画素を備えた放射線画像検出器を備えた放射線画像取得装置において、
前記放射線画像検出器が、前記放射線の入射角が小さい範囲ほど前記画素の大きさが大きいものであることを特徴とする放射線画像取得装置。
【請求項８】
前記放射線画像検出器の周縁よりも前記放射線画像検出器の中央の方が前記画素の大きさが大きいことを特徴とする請求項７記載の放射線画像取得装置。
【請求項９】
前記放射線画像検出器から出力された放射線画像信号のうち前記画素の大きさが相対的に大きい範囲から読み出された放射線画像信号に対して補間処理を施して、前記範囲以外のその他の範囲の放射線画像信号の画素密度に合うように変換する画素密度変換部を備えたことを特徴とする請求項７または８記載の放射線画像取得装置。
【請求項１０】
前記放射線画像検出器を前記被写体の周りを周回させる回転駆動部と、所定の回転角度毎の前記電荷信号を取得し、該回転角度毎の電荷信号に基づいて前記被写体の３次元の再構成画像を生成する再構成部とを備えたことを特徴とする請求項７から９いずれか1項記載の放射線画像取得装置。
【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２０１１−２０６２５０（Ｐ２０１１−２０６２５０Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７６７５２（Ｐ２０１０−７６７５２）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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