JP5579636B2 - 放射線画像撮影装置および放射線画像撮影方法 - Google Patents

Description

本発明は、被検者、患者等の被検体を、衝立を用いて立位で撮影する放射線画像撮影装置および放射線画像撮影方法に関し、特に、衝立を用いて立位で撮影する際、衝立が傾いていても適正な画像を得ることができる放射線画像撮影装置および放射線画像撮影方法に関する。

現在、放射線画像撮影装置は、例えば、医療用の診断画像や工業用の非破壊検査などを含む各種の分野で利用されている。放射線画像撮影装置において、被写体を透過した放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、電子線、紫外線等）を検出する放射線検出器としては、放射線を電気信号に変換するフラットパネル型検出器（ＦＰＤ（Flat Panel Detector））を用いるものがある。
ＦＰＤを用いた放射線画像撮影装置では、放射線源から放射線を被写体に照射し、被写体を透過した放射線をＦＰＤで電気信号に変換し、ＦＰＤから被写体の画像データに相当する電気信号を読み出して放射線画像を生成する。

ＦＰＤには、例えば、放射線の入射によってアモルファスセレンなどの光導電膜が発した電子−正孔対（ｅ−ｈペア）を収集して電化信号として読み出す、いわば放射線を直接的に電気信号に変換する直接方式と、放射線の入射によって発光（蛍光）する蛍光体で形成された蛍光体層（シンチレータ層）を有し、この蛍光体層によって放射線を可視光に変換し、この可視光を光電変換素子で読み出す、いわば放射線を可視光として電気信号に変換する間接方式との、２つの方式がある。
現在、一般的なＦＰＤは、４３×４３ｃｍ程度の大きさしかない。そのため、脊椎の全域（全脊椎）や下肢の全域（全下肢）の放射線画像の撮影等の長尺な領域の放射線画像の撮影を１回の撮影で行うことができない。

このようなＦＰＤ（フラットパネル型検出器）を用いて、脊椎の全域（全脊椎）や下肢の全域（全下肢）の長尺な領域の放射線画像の撮影を行う従来の放射線画像撮影装置では、長尺撮影行うときに患者と立位スタンドに支持されたＦＰＤの間に安全保護と撮影範囲を踵まで撮影できるように衝立を設置する。その衝立により患者が所定の位置に立位の状態とされて、ＦＰＤを上から順に移動させながら撮影し、撮影した複数の画像を繋げて長尺画像に合成している（特許文献１参照）。

特開２００９−２４０６８１号公報 特開２００４−０５６８号公報

上述のように、衝立を設置してＦＰＤを移動させて長尺撮影して長尺画像を得ている。長尺画像は関心領域の距離を測定する等して診断に利用される。このため、実寸法と画像寸法の誤差が大きいと誤診に繋がる。例えば、放射線室の床が平坦ではなく凸凹している場合、衝立が傾いたり、衝立がＦＰＤに対して所定の位置からずれることがある。このため、衝立を用いて患者を所定の位置に立たせた場合、患者とＦＰＤとの距離がずれたり、ＦＰＤに対して患者の体軸が傾くことがある。このようなことから、衝立と立位スタンドの位置精度を上げることが必要である。そこで、例えば、特許文献２のＸ線撮影装置のように、被写体のブレを検出して、得られた画像を補正するものがある。

しかしながら、特許文献２のＸ線撮影装置のように被写体のブレを検出するものでは、装置構成が複雑になるという問題点がある。しかも、被写体のブレを検出する必要があり、撮影工程が煩雑になるという問題点もある。
このように長尺撮影をするために衝立を設置する放射線画像撮影装置において、患者を所定の位置に立たせるための衝立と、立位スタンドの位置精度を上げるものがないのが現状である。

本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、衝立を用いて立位で撮影する際、衝立が傾いていても、適正な画像を得ることができる放射線画像撮影装置および放射線画像撮影方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、被写体の放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置であって、前記放射線画像を得るための放射線を検出する放射線検出器と、前記放射線検出器に向けて前記放射線を照射する放射線源と、前記放射線検出器に隣接して設けられ、前記放射線検出器に対して所定の位置に前記被写体を配置させるための衝立と、前記衝立と前記放射線源との距離を測定する距離測定手段と、前記衝立の傾きを測定する傾き検出手段と、前記距離測定手段で得られた前記衝立と前記放射線源との距離および前記傾き検出手段で得られた前記衝立の傾きに基づいて前記撮影画像を画像補正する画像処理部とを有することを特徴とする放射線画像撮影装置を提供するものである。

前記傾き検出手段による前記衝立の傾きの測定および前記距離測定手段による距離の測定は、撮影前または撮影後になされることが好ましい。さらに、前記傾き検出手段による前記衝立の傾きの測定は撮影時になされ、前記画像処理部は、前記撮影時になされた前記衝立の傾きと、前記衝立と前記放射線源との距離とに基づいて前記撮影画像を画像補正することが好ましい。

また、前記放射線検出器を前記被写体の長手方向に移動させる検出器移動手段を有し、前記画像処理部は、前記検出器移動手段により前記放射線検出器を前記被写体の長手方向に移動させ、前記放射線源から放射線を前記被写体に照射して前記被写体を前記長手方向に分割して撮影して得られた複数の画像を合成して長尺な放射線画像を作成するものであることが好ましい。
この場合、前記被写体を長手方向に分割して撮影する際、連続した２つの撮影位置を部分的に重複させており、前記画像処理部は、前記重複部分を一致させて長尺な放射線画像を作成することもできる。

本発明の第２の態様は、前記放射線検出器と、放射線検出器に対して所定の位置に被写体を配置させるための衝立と、前記放射線検出器に向けて放射線を照射する放射線源とを用いて前記被写体の放射線画像を撮影する放射線画像撮影方法であって、前記衝立と前記放射線源との距離および前記衝立の傾きを測定する工程と、前記被写体の放射線画像を撮影する工程と、前記衝立と前記放射線源との距離および前記衝立の傾きに基づいて前記撮影画像を画像補正する工程とを有することを特徴とする放射線画像撮影方法を提供するものである。

本発明の第３の態様は、前記放射線検出器と、放射線検出器に対して所定の位置に被写体を配置させるための衝立と、前記放射線検出器に向けて放射線を照射する放射線源とを用いて前記被写体の放射線画像を撮影する放射線画像撮影方法であって、前記被写体の放射線画像を撮影する工程と、前記衝立と前記放射線源との距離および前記衝立の傾きを測定する工程と、前記衝立と前記放射線源との距離および前記衝立の傾きに基づいて前記撮影画像を画像補正する工程とを有することを特徴とする放射線画像撮影方法を提供するものである。

前記被写体の放射線画像を撮影する工程において、前記衝立の傾きの第２の測定がなされ、前記撮影画像を画像補正する工程において、前記第２の測定で得られた前記衝立の傾きが前記画像補正に用いられることが好ましい。
前記被写体の放射線画像を撮影する工程は、前記放射線検出器を前記被写体の長手方向に移動させ、前記放射線源から放射線を前記被写体に照射して前記被写体を前記長手方向に分割して撮影する工程であり、さらに、前記被写体を長手方向に分割して撮影して得られた複数の画像を合成して長尺な放射線画像を作成する工程とを有することが好ましい。
この場合、前記被写体を前記長手方向に分割して撮影する際、連続した２つの撮影位置を部分的に重複させて前記被写体を前記長手方向に分割して撮影し、前記重複部分を一致させて前記長尺な放射線画像を作成することができる。

本発明によれば、衝立を用いて被写体を所定の位置に配置させ、立位で撮影する場合に衝立が傾いていても、この傾きに応じた画像補正ができ、さらには衝立と放射線源との距離を計測できるため、台形歪み等がなく、しかも拡大率のずれも補正することができ、実際の寸法に対して誤差が小さい被写体の画像を得ることができる。このため、複数の画像を合成して得られる被写体の長尺な放射線画像についても、台形歪み等がなく、実際の寸法に対して誤差を小さくすることができる。このようなことから、診断精度を向上させることもできる。
また、衝立の傾きに応じた画像補正ができるため、衝立の位置調整、傾き調整が不要である。このため、衝立の設置作業を容易にすることができるとともに、衝立の構成も複雑になることはない。

本発明の第１の実施形態の放射線画像撮影装置を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態の放射線画像撮影装置で得られる長尺画像を示す模式図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施形態の放射線画像撮影装置で得られる短尺画像を示す模式図であり、（ｂ）は、補正後の短尺画像を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態の放射線画像撮影装置による長尺画像の撮影方法を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の放射線画像撮影装置を示す模式図である。

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の放射線画像撮影装置および放射線画像撮影方法を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の放射線画像撮影装置を示す模式図である。

図１に示すように、放射線画像撮影装置１０（以下、撮影装置１０ともいう）は、撮影部１２と、撮影指示部１４と、制御部１６と、撮影データ処理部１８と、画像処理部２０と、出力部２２と、表示部２４とを有する。

撮影指示部１４は、撮影メニュー、撮影条件および撮影モード等を設定し、被写体Ｐの撮影を指示するものである。撮影指示部１４には、撮影メニュー、撮影条件および撮影モードを設定するための入力キー（図示せず）および撮影の指示手段（図示せず）が設けられている。
撮影の指示手段としては、例えば、２段押し型の撮影ボタンが用いられる。撮影ボタンは、１段目まで押されると（半押しされると）撮影の準備状態となり、２段目まで押されると（全押しされると）撮影が開始される。撮影指示部１４は、ディスプレイ表示、または音声出力によって、撮影ボタンが押下されていない状態、１段目まで押下された状態および２段目まで押下された状態を表す撮影情報を出力する。

また、撮影装置１０には、例えば、撮影モードとして、後述する放射線源４４の放射線の強度および照射時間（照射量）等の撮影条件を手動で設定する手動モード、予め放射線の強度、照射時間などの撮影条件が設定されている自動モード、および長尺画像を撮影するための長尺撮影を行う長尺モードの３つの撮影モードが設けられている。

前述のように、後述する放射線源４４の、通常の放射線検出器６２の撮像面６２ａは、４２×４２ｃｍ程度の大きさである。長尺撮影とは、脊椎の全域（全脊椎）や下肢の全域（全下肢）など、放射線検出器６２の撮像面６２ａよりも大きく長尺な領域の放射線画像を撮影するために、撮影領域を被写体Ｐの体軸方向（長手方向）に移動して、連続的に複数回の曝射を行う撮影方法である。
例えば、長尺撮影では、撮影領域および放射線検出器６２の撮像面６２ａのサイズから、撮影回数や撮影位置を決定し、決定した撮影位置に応じて、放射線検出器６２および放射線の照射野（放射線源４４の位置）を体軸方向に移動して、連続的に決定した複数回の曝射（撮影）を行う。長尺撮影では、このようにして得られた１回の曝射による放射線画像を複数合成することにより、全脊椎や全下肢などの長尺な領域の放射線画像を得る。
以下、便宜的に、長尺撮影における１回の曝射による画像（放射線検出器６２により得られる１回の放射線画像）を短尺画像、１回の曝射で被写体の全域の撮影を終了する通常の放射線画像の撮影を一般撮影とする。なお、手動モードと自動モードは、一般撮影を行うモードである。
本実施形態においては、長尺画像は、例えば、３回の曝射により得られるものであり、図２に示す長尺画像７０のように、３つの短尺画像７２〜７６で構成される。

撮影装置１０において、長尺モードでは、放射線技師が撮影ボタンを２段目まで押下している状態では、連続的な短尺画像の撮影を継続、すなわち、放射線検出器６２および放射線照射野の移動、ならびに所定間隔での曝射を継続し、この２段目までの撮影ボタンの押下が開放、すなわち、撮影指示が解消された時点で、短尺画像の撮影、すなわち長尺撮影を終了する。このような構成を有することにより、例えば、被写体Ｐが不意に動いてしまったなど、適正な撮影ができないと放射線技師が判断した際に、迅速に、長尺撮影を停止することができる。
しかしながら、本発明は、これに限定はされず、予め、撮影回数や撮影領域の位置／サイズなどを設定入力しておき、撮影開始の指示に応じて、自動的に、所定枚数の短尺画像の撮影を行うようにしてもよい。

図１に示す制御部１６は、撮影指示部１４から供給された撮影の指示信号等に応じて、撮影装置１０の各部位の動作を制御する部位である。
制御部１６は、例えば、設定された撮影メニュー、撮影条件および撮影モードで撮影が行なわれるように撮影部１２を制御する。また、所定のタイミングで、放射線検出器６２から前の放射線画像の残像データを読み出すように撮影データ処理部１８を制御する。また、制御部１６は、撮影された放射線画像データに対して所定の画像処理を行うように、画像処理部２０を制御する。
さらには、制御部１６は、画像処理部２０から出力部２２、表示部２４に長尺画像等の各種の画像データを出力するとともに、出力部２２から長尺画像等の各種の画像のハードコピーを出力させる。また、表示部２４に長尺画像等の各種の画像を表示させる。

撮影部１２は、照射部３０と、衝立部３２と、放射線検出部３４とを有する。
衝立部３２は、放射線検出部３４に隣接して設けられている。照射部３０は、衝立部３２を挟んで放射線検出部３４に対向して設けられている。すなわち、照射部３０は、衝立部３２に対して放射線検出部３４の反対側に設けられている。
撮影部１２において、照射部３０の後述する放射線源４４と、放射線検出部３４の放射線検出器６２の撮像面６２ａとは距離Ｌ_１に設定されている。

照射部３０は、放射線を、放射線検出部３４の後述する放射線検出器６２に向けて照射するものであり、照射部３０から放射線が被写体Ｐに照射されて、衝立部３２に立っている被写体Ｐを透過した放射線が放射線検出部３４で検出される。
この照射部３０は、ガイドレール４２と、放射線源４４と、距離測定手段４５と、線源移動機構４６とを有する。

放射線源４４は、放射線を被写体Ｐ、放射線検出器６２に向けて照射するためのものであり、放射線画像撮影装置に利用される通常の放射線源が用いられる。このため、放射線源４４は、例えば、Ｘ線管球（図示せず）、Ｘ線可動絞り（コリメータ）（図示せず）、照射野ランプ（図示せず）およびミラー（図示せず）等を備える。

また、放射線源４４には、距離測定手段４５が設けられている。この距離測定手段４５は、後述する衝立部３２の衝立５０までの距離を測定するものである。この距離測定手段４５で得られた距離は、制御部１６に出力される。制御部１６においては、距離測定手段４５と放射線源４４の放射位置（Ｘ線管球の位置）との距離が予め記憶されているため、放射線源４４の放射位置（Ｘ線管球の位置）から後述する衝立部３２の衝立５０までの距離Ｌ_２が得られる。距離測定手段４５には、非接触タイプのものが用いられ、例えば、超音波距離計、レーザ測長器等が用いられる。
なお、衝立５０までの距離Ｌ_２は、放射線源４４から放射線検出器６２の撮像面６２ａの距離Ｌ_１とともに拡大率（＝Ｌ_２／Ｌ_１）の算出に用いられる。この拡大率は、制御部１６で算出された後、画像処理部２０に出力されて画像処理に用いられる。

また、放射線源４４は、ガイドレール４２に支持されている。ガイドレール４２は、後述する衝立部３２に立っている被写体Ｐ（被検者）の体軸方向に対応する、所定の一方向、本実施形態では、床Ｂに垂直な方向（Ｙ方向）に延在して配置され、この垂直な方向に移動自在に放射線源４４を支持するものである。このガイドレール４２は基台４８により、垂直な方向（Ｙ方向）に立設されている。

線源移動機構４６は、このガイドレール４２に沿って放射線源４４を移動させるものである。線源移動機構４６により、ガイドレール４２に沿って放射線源４４を移動させて、その高さＨを変え、複数の照射位置にすることができるとともに、所定の放射線源４４を所定の高さＨに固定することができる。これにより、放射線の照射野を被写体Ｐの体軸方向に沿って変更することができる。また、線源移動機構４６により放射線源４４の床Ｂからの高さＨの情報も得ることができる。この高さＨの情報は、制御部１６に出力される。
なお、線源移動機構４６は、特に限定されるものではなく、ラックアンドピニオン等の歯車伝動機構、ねじ伝動機構、ボールねじ伝動機構、プーリ等を用いる巻き掛け伝動機構、エアシリンダやオイルシリンダなどのシリンダを用いる方法等、長尺撮影を行う放射線画像撮影装置に利用される移動手段が、全て利用可能である。

衝立部３２は、衝立５０と、基台５２と、傾き検出部（傾き検出手段）５４とを有する。この衝立部３２は、放射線源４４の光軸Ｃ方向における被写体Ｐの撮影位置を決定するためのものである。

衝立５０は、放射線検出器６２に対して所定の位置に被写体Ｐを配置させるためのものであり、基台５２により、床Ｂに対して立設される放射線透過性の板状部材である。この衝立５０は、衝立５０と基台５２との接続部αを支点として傾斜することができるが、衝立５０は、負荷がかからない状態では、基台５２の上面５２ａに対して垂直に立設している。

基台５２は、上面５２ａに衝立５０が設けられるとともに、被写体Ｐが載る台として機能するものである。また、基台５２の下部にタイヤ５３が設けられており、これにより、衝立部３２を移動させることができる。また、例えば、衝立部３２の位置決めをするための位置決め部材５８が床Ｂに設けられている。この位置決め部材５８に基台５２を当接させることにより、衝立部３２を所定の位置に設置することができる。
また、位置決め部材５８により、衝立５０と放射線検出器６２の撮像面６２ａとの距離ΔＬを概ね所定の距離にすることができる。

傾き検出部５４は、衝立５０の傾きθを検出するものであり、例えば、衝立５０の上部に設けられている。衝立５０の傾きθとは、衝立５０の上端部の水平方向の移動量により生じる角度のことである。例えば、衝立５０が放射線検出器６２側に移動している場合を正の角度とし、逆に、衝立５０が放射線源４４側に移動している場合を負の角度とする。
なお、衝立５０の傾き検出部５４は、衝立５０の傾きθを検出することができれば、特に限定されるものではなく、例えば、傾斜センサ、重力センサが用いられる。

本実施形態においては、傾き検出部５４を用いて衝立５０の傾きθを検出し、この傾きθが制御部１６に出力される。この傾きθの値が制御部１６から画像処理部２０に出力され、画像処理部２０において、台形補正等の画像補正に用いられる。

なお、制御部１６において、衝立５０の傾きθが許容範囲内にあるが判定し、許容範囲を超えると判定された場合に、衝立５０の傾きθの値を画像処理部２０に出力するようにしてもよい。この場合、衝立５０の傾きθが許容範囲内であれば、衝立５０が傾いていても画像処理部２０で画像補正はされない。
本実施形態において、衝立５０の傾きθの許容範囲は、例えば、衝立５０の上端部の水平方向の移動量が１２００ｍｍに対して８ｍｍである。すなわち、許容される傾きθはθ＝ｔａｎ^−１（８／１２００）である。

放射線検出部３４は、被写体Ｐを通過した放射線を検出し、放射線画像を得るためのものであり、立位スタンド６０と、放射線検出器６２と、検出器移動機構（検出器移動手段）６４とを有する。

放射線検出器６２は、例えば、ＦＰＤにより構成される。この放射線検出器６２は、被写体Ｐを透過した放射線を検出して電気信号（放射線画像データ）に変換して、被写体Ｐが撮影された放射線画像のデータ（アナログデータ）を出力する公知の放射線（画像）の検出器である。放射線検出器６２は、放射線を電荷に直接変換する直接方式のＦＰＤ、または放射線を一旦光に変換し、変換された光をさらに電気信号に変換する間接方式のＦＰＤのいずれも利用可能である。

ここで、直接方式のＦＰＤは、アモルファスセレン等の光導電膜、キャパシタ、スイッチ素子としてのＴＦＴ等によって構成される。直接方式のＦＰＤは、例えば、Ｘ線等の放射線が入射されると、光導電膜から電子−正孔対（ｅ−ｈペア）が発せられる。その電子−正孔対はキャパシタに蓄積され、キャパシタに蓄積された電荷が、ＴＦＴを介して電気信号として読み出される。

一方、間接方式のＦＰＤは、蛍光体で形成されたシンチレータ層、フォトダイオード、キャパシタ、ＴＦＴ等によって構成される。シンチレータ層は、例えば、「ＣｓＩ：Ｔｌ」等の放射線の入射によって発光（蛍光）する蛍光体で形成される。間接方式のＦＰＤは、放射線の入射によるシンチレータ層の発光を、フォトダイオードで光電変換して、キャパシタに蓄積し、キャパシタに蓄積された電荷が、ＴＦＴを介して電気信号として読み出される。

立位スタンド６０は、放射線検出器６２を床Ｂに対して垂直な方向、すなわち、放射線源４４の移動方向と同じＹ方向に移動自在に支持するものである。この立位スタンド６０は、例えば、放射線源４４を支持するガイドレール４２と同じく垂直な方向（Ｙ方向）に延在するガイドレール（図示せず）、およびこのガイドレールに、Ｙ方向に移動自在に係合して放射線検出器６２を固定する係合部材（図示せず）等を備えるものである。

検出器移動機構６４は、放射線検出器６２を、放射線源４４と同じくＹ方向に移動させるとともに、放射線検出器６２を複数の撮影位置に位置決めし、停止させることができるものである。
検出器移動機構６４は、特に限定されるものではなく、線源移動機構４６と同様に、ラックアンドピニオン等の歯車伝動機構、ねじ伝動機構、ボールねじ伝動機構、プーリ等を用いる巻き掛け伝動機構、エアシリンダやオイルシリンダなどのシリンダを用いる方法等、長尺撮影を行う放射線画像撮影装置に利用される移動手段が、全て利用可能である。

これにより、撮影装置１０は、放射線源４４および放射線検出器６２を被写体Ｐの体軸方向に連続的または間欠的に移動することができ、長尺モードにおける撮影（長尺撮影）等ができる。放射線検出器６２の複数の撮影位置と、放射線源４４の複数の照射位置とは、それぞれ１対１に対応することが好ましい。
また、短尺画像の最大撮影回数は、特に限定されるものではなく、３回でもそれ以上でもよい。短尺画像の撮影方向は、上方から、順次、行うものに限定はされず、下方から上方に向かって、順次撮影を行うようにしてもよい。
さらに、各短尺画像の撮影位置は、固定的であってもよく、または任意に変更可能であってもよく、いずれかを選択可能であってもよい。

前述のように長尺モードでは、放射線検出器６２および放射線の照射野を被写体Ｐの体軸方向に移動して、連続的に、決定した複数回の曝射（撮影）を行う。
本実施形態の撮影装置１０において、長尺モードでは、例えば、３段階の各撮影位置で行う。このため、各撮影位置に順次、停止するように、検出器移動機構６４によって放射線検出器６２の位置を上方から下方に断続的に移動すると共に、線源移動機構４６によって、放射線源４４を、放射線検出器６２に同期して断続的に移動する。この断続的な放射線検出器６２と放射線源４４の移動の停止時に、各撮影位置で被写体を曝射することにより、短尺画像を撮影する。

すなわち、撮影装置１０においては、最初の撮影位置の上端部から、３回目の撮影位置の下端部までの長さの長尺な放射線画像が撮影可能であり、放射線画像を撮影する放射線技師は、被写体Ｐの撮影領域に応じて、撮影位置および短尺画像の撮影回数（曝射回数）を、任意に選択および決定することにより、脊椎の全域（全脊椎）や下肢の全域（全下肢）等の各種の長尺な放射線画像を撮影することができる。このようにして、撮影した各短尺画像を、後述する画像処理部２０で合成することにより全脊椎や全下肢などの長尺な放射線画像を得る。
なお、各撮影位置は、例えば、連続した２つの撮影位置を部分的に重複させる。すなわち、１回前に撮影された画像と次に撮影する画像の撮影領域を重複させる。この重複領域を、画像を合成する際の繋ぎ代として利用することができる。

撮影データ処理部１８は、制御部１６からの指示に応じて、撮影部１２の放射線検出器６２）から読み出した出力信号（放射線画像の画像データ）に対して、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換、ｌｏｇ変換等の処理を施して、放射線画像のデジタル画像データに変換するものである。撮影データ処理部１８は、データ処理後の放射線画像のデジタル画像データを画像処理部２０に出力する。

画像処理部２０は、撮影データ処理部１８から取得したデータ処理後のデジタル画像データに対して、画像補正、画像合成等の画像処理を行い、画像処理後の放射線画像データをモニタ表示用、プリント出力用のデータに変換し、出力部２２、表示部２４に出力するものである。
画像処理部２０は、コンピュータ上で動作するプログラム（ソフトウェア）もしくは専用のハードウェア、または両方を組み合わせて構成される。

画像処理部２０は、撮影モードが長尺モードである場合に、供給された、複数の短尺画像（短尺のデジタル画像データ）を合成して、被写体Ｐの長尺の放射線画像（放射線画像データ）を生成するものである。

画像処理部２０においては、制御部１６から画像処理部２０に出力された傾きθの値と、撮影時の放射線源４４の高さＨの情報を用いて短尺画像を台形補正する。
衝立５０が傾いた状態で長方形状の物体が撮影されると、図３（ａ）に示すように、台形状の画像７８となる。そこで、傾きθの値と、撮影時の放射線源４４の高さＨの情報を用いて、画像７８について、放射線源４４の光軸Ｃの位置、すなわち、放射線源４４の高さＨを基準して、台形補正をする。これにより、図３（ｂ）に示すように、撮像された物体と同じ長方形状の画像７８ａを得ることができる。
なお、台形補正には、放射線源４４の光軸Ｃの位置、すなわち、放射線源４４の高さＨを基準して、公知の台形補正のアルゴリズムが用いられる。この台形補正のアルゴリズムとしては、例えば、特開２０１０−９４４９８号公報に記載のものが利用できる。

また、画像処理部２０は、制御部１６で算出された拡大率（＝Ｌ_２／Ｌ_１）を用いて、拡大率のずれを補正するものであり、デジタル画像データにおけるサイズを実寸法に画像補正する。なお、拡大率を用いた画像補正においては、画像補正することなく、例えば、２点の関心領域間の寸法について拡大率を補正した数値だけを、出力または表示してよい。この場合、撮影画像のデジタル画像データでの値と一緒に出力また表示してもよい。

なお、画像処理部２０は、さらにキャリブレーションに応じて行なわれる画素欠陥補正、オフセット補正（暗補正）、ゲイン補正（シェーディング補正）、階調補正、濃度補正等の各種の放射線画像撮影装置で行なわれている画像処理が全て実施可能である。
また、画像処理部２０においては、撮影モードが一般撮影に対応するモードで、画像合成を行う必要がない場合には、放射線画像のデジタル画像データを、合成処理をすること以外は上述の画像処理をして、その後、モニタ表示用のデータ、プリント出力用のデータに変換して出力部２２、表示部２４に出力することができる。

なお、画像処理部２０における長尺画像を得るための短尺画像の合成方法は、特に限定されるものではなく、公知の画像合成方法が全て利用可能である。
例えば、撮影装置１０において、各短尺画像を撮影した際における放射線検出器６２の位置、すなわち撮影位置（その座標位置）は、当然、既知であるので、短尺画像を撮影した際における放射線検出器６２の座標位置から、各短尺画像の重複部を利用して画像を接続／合成する方法が例示される。また、これ以外にも、各重複部の画像特徴量を算出して、画像特徴量が一致している部分を画像のエッジ部として設定し、このエッジ部で、画像を接続して画像を合成する方法も利用可能である。
画像処理部２０においては、複数の部分画像の画像データを合成する際に行う、連続して撮影された隣接する２つの部分画像の重なり合う重複部分が一致するように、両方の部分画像のデジタル画像データをデジタル画像処理、例えば、濃度や階調が一致するように階調補正や濃度補正して、重複部分が一致する部分画像の画像データを得、これらを１つの長尺画像に合成することができる。

出力部２２は、画像処理部２０から出力された短尺（部分）画像または長尺（全体）画像のプリント出力用のデータを用いてハードコピーとして出力するものである。また、出力部２２は、画像処理部２０から出力された部分画像または全体画像の画像データをネットワークまたは記憶媒体に出力するためのものであってもよい。

表示部２４は、画像処理部２０から出力された短尺（部分）画像または長尺（全体）画像のモニタ表示用のデータを用いて、短尺（部分）画像または長尺（全体）画像を表示するものである。
なお、表示部２４は、撮影動作において必要となるＧＵＩ等による選択、指示等を表示するものであってもよく、例えば、放射線画像や撮影回数の情報などを画面に表示してもよいことはもちろんである。

本実施形態の撮影装置１０においては、例えば、放射線室の床Ｂが平らでなく凸凹していて衝立５０が傾いてしまう場合でも、衝立５０の傾きθおよび放射線源４４の高さに基づいて画像補正を行って台形歪み等を補正するとともに、拡大率のずれも補正する。これにより、被写体Ｐと得られる短尺画像との形状の誤差を小さくできるとともに、実際の寸法に対して誤差が小さい被写体Ｐの短尺画像を得ることができる。このため、複数の短尺画像を合成して最終的に得られる長尺画像についても、被写体Ｐとの形状の誤差が小さく、実際の寸法に対して、誤差が小さい被写体Ｐの長尺画像を得ることができる。これにより、診断精度を向上させることができる。

撮影装置１０において、例えば、３回撮影して１つの長尺画像を得る場合、図２に示すように長尺合成画像７０は３つの短尺画像７２〜７６で構成される。このとき、長尺合成画像７０において３つの短尺画像７２〜７６に跨る関心領域Ａ_１と関心領域Ａ_２との距離Ｄについて、実際の距離との誤差を±５ｍｍにすることができる。
また、本実施形態の撮影装置１０においては、衝立５０の傾きθに応じた画像補正ができるため、衝立５０の位置調整、衝立５０の傾きθの調整を不要とすることができる。これにより、衝立５０の設置作業を容易にすることができるとともに、衝立５０の構成も複雑になることがない。

以下、図４に示すフローチャートを参照して、撮影装置１０における長尺撮影方法について説明する。本実施形態においては、３回撮影を行い、脊椎の全域（全脊椎）を撮影して、長尺画像を作成する場合を例にして説明する。

まず、被写体Ｐである患者について、身長、体重等の身体的特徴、撮影部位、撮影条件等の患者情報を得る（ステップＳ１０）。
この場合、放射線技師によって、患者情報に基づいて、撮影指示部１４を介して、撮影装置１０に撮影メニュー（全下肢の撮影、全脊椎の撮影など）および撮影モードの設定が行なわれる。この場合、撮影モードとして、長尺モードが設定される。さらに、撮影指示部１４を用いて、長尺撮影の撮影開始位置（最初の撮影位置）が設定される。また、曝射時間、放射線強度等の撮影条件が入力される。このようにして、撮影が準備される。
なお、必要に応じて、撮影指示部１４により、長尺モードにおいて、撮影条件を装置が自動設定（あるいは予め設定）する自動長尺モード、または放射線技師が撮影条件を入力／設定できる手動長尺モードを設定するようにしてもよい。

次に、衝立部３２を移動させて、基台５２を位置決め部材５８に当接させて放射線検出部３４の放射線検出器６２の撮像面６２ａ前方の所定の位置に衝立５０を配置する（ステップＳ１２）。

次に、照射部３０の放射線源４４を操作位置に移動させる（ステップＳ１４）。この場合、オートポジション機能により、機器に対して予め設定した位置、例えば、長尺撮影の撮影開始位置（最初の撮影位置）に放射線源４４を移動させてもよい。

次に、衝立５０の傾きθを傾き検出部５４を用いて計測するとともに、距離測定手段４５により、放射線源４４の放射位置（Ｘ線管球の位置）から衝立５０までの距離Ｌ_２を計測する（ステップＳ１６）。
ステップＳ１６では、計測された衝立５０の傾きθと距離Ｌ_２が制御部１６に出力される。制御部１６において、この傾きθの値と距離Ｌ_２が画像処理部２０に出力されて、後述の画像補正に用いられる。

以上のように、衝立５０の傾きθおよび衝立５０迄の距離Ｌ_２を取得した後、被写体Ｐである患者を招き入れ、基台５２に放射線源４４に顔を向けて、すなわち、衝立５０の面５０ａに背中を向けて立たせ、被写体Ｐの撮影位置を決める（ステップＳ１８）。

次に、ステップＳ１０で取得された患者情報に基づいて、撮影を行う（ステップＳ２０）。この場合、１回撮影した後は、例えば、放射線源４４と放射線検出器６２とを同期させて、頭部から下肢に向かって、所定の位置に移動させ、合計３回撮影する。撮影される毎に、放射線検出器６２から撮影データ処理部１８に画像データが出力され、撮影データ処理部１８において、デジタル画像データに変換され、画像処理部２０に出力される。

以下、本実施形態における３回撮影の撮影について詳細に説明する。
まず、１回目の撮影の際に、撮影指示部１４の撮影ボタンが１段目まで押下されると、撮影部１２は制御部１６の制御下の下で撮影の準備状態となる。
続いて、撮影ボタンが２段目まで押下されると、１回目の撮影が行なわれ、撮影部１２において、放射線源４４から所定強度の放射線が所定時間だけ照射される。照射された放射線は被写体Ｐを透過して放射線検出器６２に入射し、被写体Ｐを透過した放射線が電気信号（放射線画像）に変換される。
なお、長尺モードでは、撮影（曝射）のタイミング、撮影の回数を、撮影を行う放射線技師が知見できるように、各撮影（曝射）の際毎に音声やモニタ表示で、その旨を出力する。

撮影データ処理部１８は、所定の蓄積時間経過後に、放射線検出器６２から撮影された放射線画像を読み出し、Ａ／Ｄ変換等の処理を行ない画像処理部２０に供給する。画像処理部２０では、撮影データ処理部１８から供給された放射線画像を取得し、１回目の撮影で得られた放射線画像を、１回目の撮影位置における第１の短尺画像として記憶する。
なお、画像処理部２０において、第１の短尺画像を表示部２４に供給し、合成前のプレビュー画像として表示部２４に表示してもよい。
表示部２４に表示されたプレビュー画像により、放射線技師は撮影画像に不具合、例えば、被写体Ｐが撮影範囲から動いている等を確認できる。これにより、不具合があり撮影を中止したい場合には撮影を途中で中止できる。

１回目の撮影が終わると検出器移動機構６４により放射線検出器６２が２回目の撮影位置に移動され、これに並行して、線源移動機構４６により放射線源４４が２回目の撮影位置に移動される。
放射線検出器６２と放射線源４４が２回目の撮影位置に移動した後、２回目の撮影が開始される。１回目の撮影と同様に、撮影部１２において、放射線源４４から所定強度の放射線が所定時間だけ照射されて、照射された放射線が被写体Ｐを透過して放射線検出器６２に入射し、被写体Ｐを透過した放射線が電気信号（放射線画像）に変換される。

撮影データ処理部１８は、所定の蓄積時間経過後に、放射線検出器６２から、撮影位置Ｎ＝２で撮影された放射線画像を読み出し、Ａ／Ｄ変換等の処理を行ない、画像処理部２０に供給する。画像処理部２０では、撮影データ処理部１８から供給された放射線画像（短尺画像）を２回目の撮影位置における第２の短尺画像として、すなわち、２回目の撮影で得られた放射線画像として記録する。
なお、第２の短尺画像も表示部２４に供給して、プレビュー画像として表示してもよいのは、第１の短尺画像と同様である。

２回目の撮影が終わると、２回目の撮影と同様にして、放射線検出器６２と放射線源４４が３回目の撮影位置に移動される。
放射線検出器６２と放射線源４４が３回目の撮影位置に移動された後、３回目の撮影が開始される。２回目の撮影と同様に、撮影部１２において、放射線源４４から照射され、被写体Ｐを透過した放射線を放射線検出器６２が電気信号（放射線画像）に変換する。撮影データ処理部１８は、放射線検出器６２から、放射線画像のデータを読み出し、Ａ／Ｄ変換等の処理を行ない、画像処理部２０に供給する。画像処理部２０では、撮影データ処理部１８から供給された放射線画像を３回目の撮影位置における第３の短尺画像として、すなわち、３回目の撮影で得られた放射線画像として記録する。
なお、第３の短尺画も表示部２４に供給して、プレビュー画像として表示してもよいのは、第１の短尺画像と同様である。

次に、３回目の撮影が終了した後、画像処理部２０において、撮影された３回分の短尺画像のデジタル画像データについて、傾きθおよび距離Ｌ_２に基づく画像補正等、上述の画像処理部２０での画像処理を行った後、合成し、長尺画像のデジタル画像データを得る（ステップＳ２２）。
次に、長尺画像のデジタル画像データを出力部２２に出力し、出力部２２でハードコピーを作製する（ステップＳ２４）。また、長尺画像のデジタル画像データを表示部２４に出力して、表示部２４に長尺画像を表示させる（ステップＳ２４）。このようにして、長尺の診断画像を得ることができる。この得られた診断画像が、患者（被写体Ｐ）の診断に利用される（ステップＳ２６）。

なお、撮影装置１０において、長尺撮影ではない一般撮影は、公知の放射線画像撮影装置と同様に行なえばよく、また、長尺撮影と同様に、衝立５０の傾きを許容範囲内にして撮影してもよいことはもちろんである。

本実施形態の撮影方法において、ステップＳ１６では、衝立５０が傾いていた場合には、画像補正をさせるために画像処理部２０に傾きθの値を出力したが、これに限定されるものではない。例えば、ステップＳ１６において、制御部１６で傾きθの値を所定の許容範囲内あるか否か判定させ、傾きθの値が許容範囲内であれば、画像処理部２０に出力せずに、画像処理部２０で画像補正がされないようにしてもよい。
また、被写体Ｐが基台５２に載った際、衝立５０に体重をかける場合もある。このため、被写体Ｐが基台５２に載った後に、衝立５０の傾きθを再度計測し、この再度計測して得られた衝立５０の傾きθの値を画像処理部２０に出力し、これを画像補正に用いるようにしてもよい。

本実施形態の撮影方法において、被写体Ｐが基台５２に載る前に、衝立５０の傾きθの計測および衝立５０までの距離Ｌ_２の計測をしているが、これに限定されるものではない。例えば、被写体Ｐが基台５２に載り、撮影した後に衝立５０の傾きθおよび衝立５０までの距離Ｌ_２を計測してもよい。この場合においても、計測された傾きθの値と距離Ｌ_２が制御部１６に出力され、更には傾きθの値と距離Ｌ_２が画像処理部２０で画像補正に用いられる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図５は、本発明の第２の実施形態の放射線画像撮影装置を示す模式図である。
なお、本実施形態において、図１に示す第１の実施形態の放射線画像撮影装置１０と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。

図５に示す本実施形態の放射線画像撮影装置１０ａ（以下、撮影装置１０ａともいう）は、第１の実施形態の放射線画像撮影装置１０（図１参照）に比して、衝立部３２ａの構成が異なり、それ以外の構成は第１の実施形態の放射線画像撮影装置１０と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。

本実施形態の撮影装置１０ａの衝立部３２ａは、第１の実施形態の衝立部３２に比して、基台５２に設けられたタイヤ５３の向きが異なり、タイヤ５３の回転軸が衝立５０の面５０ａに対して直交している。天井Ｓにガイド８２が設けられている。衝立５０は上部に、傾き検出部５４が設けられており、衝立５０の上部がガイド８２に嵌め込まれ、この状態で衝立５０は、衝立５０の面５０ａと平行な方向に移動する。

本実施形態においても、第１の実施形態の撮影装置１０と同様に、傾き検出部５４を用いて衝立５０の傾きが検出され、この衝立５０の傾きθに基づいて、画像補正を行って台形歪み等を補正するとともに、拡大率のずれも補正する。これにより、例えば、床Ｂが平らでなく凸凹していて、衝立５０が傾いてしまう場合でも、被写体Ｐとの形状の誤差を小さくするとともに、実際の寸法に対して誤差が小さい被写体Ｐの短尺画像を得ることができる。このため、複数の短尺画像を合成して最終的に得られる長尺画像についても、被写体Ｐとの形状の誤差が小さく、実際の寸法に対して、誤差が小さい被写体Ｐの長尺画像を得ることができる。このため、例えば、図２に示す長尺合成画像７０において、複数の短尺画像７２〜７６に跨る２つの関心領域Ａ_１、Ａ_２の距離Ｄを、実際の距離との誤差を±５ｍｍにすることができる。

また、本実施形態においても、衝立５０の傾きθに応じた画像補正ができるため、衝立５０の位置調整、衝立５０の傾きθの調整を不要とすることができる。これにより、衝立５０の設置作業を容易にすることができる。
なお、本実施形態においても、衝立５０の傾きθが許容範囲内であるか制御部１６で判定され、許容範囲を超えた場合に、第１の実施形態の撮影装置１０と同様に、画像処理部２０で画像処理をさせるようにすることもできる。

上述のいずれの実施形態の撮影装置１０、１０ａにおいても、被写体Ｐを立たせた状態で撮影する立位撮影用の放射線画像撮影装置について説明したが、これに限定されず、被写体Ｐを臥位の状態で撮影する放射線画像撮影装置にも適用可能である。

さらには、上述のいずれの実施形態の撮影装置１０、１０ａにおいても、放射線源４４を被写体Ｐの体軸方向（Ｙ方向）に移動することにより、長尺撮影における放射線の照射野の変更を行なっているが、本発明は、これに限定はされるものではない。本発明においては、公知の放射線の照射野の変更手段が各種利用可能である。
放射線の照射野の変更手段としては、例えば、放射線源の角度を変更することにより、いわゆる管球の首振りをすることにより、放射線の照射野を変更する方法を用いることができる。また、放射線源として長尺撮影の全領域に放射線（Ｘ線）を照射可能なＸ線管球と、Ｘ線管球からの放射線（Ｘ線）の照射野を規制するアパーチャとを用い、アパーチャを体軸方向に移動させることにより、放射線の照射野を変更する方法も放射線の照射野の変更手段として利用可能である。
また、Ｘ線源を支持し、このＸ線源を天井走行式の水平駆動部によって水平方向に移動させるとともに、垂直駆動部によって垂直（鉛直）方向に移動させるＸ線管懸垂機を用いてもよい。この場合、Ｘ線源を回転駆動部によって回転駆動できるようにして、Ｘ線の照射方向を制御する。

本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明の放射線画像撮影装置および放射線画像撮影方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。

１０、１０ａ 放射線画像撮影装置（撮影装置）
１２ 撮影部
１４ 撮影指示部
１６ 制御部
１８ 撮影データ処理部
２０ 画像処理部
２２ 出力部
３０ 照射部
３２、３２ａ 衝立部
３４ 放射線検出部

Claims (12)

1. 被写体の放射線画像を撮影する放射線画像撮影装置であって、
   前記放射線画像を得るための放射線を検出する放射線検出器と、
   前記放射線検出器に向けて前記放射線を照射する放射線源と、
   前記放射線検出器に隣接して設けられ、前記放射線検出器に対して所定の位置に前記被写体を配置し、前記放射線源から照射される前記放射線の光軸方向における前記被写体の撮影位置を決定するための衝立と、
   前記衝立と前記放射線源との距離を測定する距離測定手段と、
   前記衝立の傾きを測定する傾き検出手段と、
   前記距離測定手段で得られた前記衝立と前記放射線源との距離および前記傾き検出手段で得られた前記衝立の傾きに基づいて前記放射線画像を画像補正する画像処理部とを有することを特徴とする放射線画像撮影装置。
2. 前記傾き検出手段による前記衝立の傾きの測定および前記距離測定手段による距離の測定は、撮影前または撮影後になされる請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
3. 前記傾き検出手段による前記衝立の傾きの測定は撮影時になされ、前記画像処理部は、前記撮影時になされた前記衝立の傾きと、前記衝立と前記放射線源との距離とに基づいて前記放射線画像を画像補正する請求項１または２に記載の放射線画像撮影装置。
4. 前記放射線検出器を前記被写体の長手方向に移動させる検出器移動手段を有し、
   前記画像処理部は、前記検出器移動手段により前記放射線検出器を前記被写体の長手方向に移動され、前記放射線源から放射線を前記被写体に照射して前記被写体を前記長手方向に分割して撮影して得られた複数の短尺画像を合成して長尺な放射線画像を作成し、かつ前記各短尺画像の撮影位置での前記放射線源の高さの情報と前記衝立の傾きとを用いて、前記各短尺画像を画像補正する請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
5. 前記被写体を長手方向に分割して短尺画像を撮影する際、連続した２つの撮影位置を部分的に重複させており、前記画像処理部は、前記各短尺画像の重複部分を一致させて長尺な放射線画像を作成する請求項４に記載の放射線画像撮影装置。
6. 前記画像処理部の前記画像補正は、台形補正および拡大率のずれ補正の少なくとも一方である請求項１〜５のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
7. 放射線検出器と、前記放射線検出器に向けて放射線を照射する放射線源と、前記放射線検出器に対して所定の位置に被写体を配置し、前記放射線源から照射される前記放射線の光軸方向における前記被写体の撮影位置を決定するための衝立とを用いて前記被写体の放射線画像を撮影する放射線画像撮影方法であって、
   前記衝立と前記放射線源との距離および前記衝立の傾きを測定する工程と、
   前記被写体の放射線画像を撮影する工程と、
   前記衝立と前記放射線源との距離および前記衝立の傾きに基づいて前記放射線画像を画像補正する工程とを有することを特徴とする放射線画像撮影方法。
8. 放射線検出器と、前記放射線検出器に向けて放射線を照射する放射線源と、前記放射線検出器に対して所定の位置に被写体を配置し、前記放射線源から照射される前記放射線の光軸方向における前記被写体の撮影位置を決定するための衝立とを用いて前記被写体の放射線画像を撮影する放射線画像撮影方法であって、
   前記被写体の放射線画像を撮影する工程と、
   前記衝立と前記放射線源との距離および前記衝立の傾きを測定する工程と、
   前記衝立と前記放射線源との距離および前記衝立の傾きに基づいて前記放射線画像を画像補正する工程とを有することを特徴とする放射線画像撮影方法。
9. 前記被写体の放射線画像を撮影する工程において、前記衝立の傾きの第２の測定がなされ、
   前記放射線画像を画像補正する工程において、前記第２の測定で得られた前記衝立の傾きが前記画像補正に用いられる請求項７に記載の放射線画像撮影方法。
10. 前記被写体の放射線画像を撮影する工程は、前記放射線検出器を前記被写体の長手方向に移動させ、前記放射線源から前記放射線を前記被写体に照射して前記被写体を前記長手方向に分割して撮影する工程であり、
    さらに、前記被写体を長手方向に分割して撮影して得られた複数の短尺画像を合成して長尺な放射線画像を作成する工程とを有し、
    前記長尺な放射線画像を作成する工程は、前記各短尺画像の撮影位置での前記放射線源の高さの情報と前記衝立の傾きとを用いて、前記各短尺画像を画像補正する工程を含む請求項７〜９のいずれか１項に記載の放射線画像撮影方法。
11. 前記被写体を前記長手方向に分割して撮影する際、連続した２つの撮影位置を部分的に重複させて前記被写体を前記長手方向に分割して短尺画像を撮影し、前記各短尺画像の重複部分を一致させて前記長尺な放射線画像を作成する請求項１０に記載の放射線画像撮影方法。
12. 前記放射線画像を画像補正する工程における前記画像補正は、台形補正および拡大率のずれ補正の少なくとも一方である請求項７〜１１のいずれか１項に記載の放射線画像撮影方法。

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