JP4465915B2 - 放射線画像撮影方法および放射線画像撮影装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は医用画像を撮影する際に使用する放射線画像撮影方法および放射線画像撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線などを用いた放射線画像は、病気診断用などの医用画像として多く用いられている。この放射線画像を得るために、被検体を透過したＸ線を蛍光体層（蛍光スクリーン）に照射し、これにより可視光を生じさせてこの可視光を通常の写真と同様に銀塩を使用したフィルムに照射して現像した、所謂、放射線写真が従来から多く利用されている。
【０００３】
しかし、近年、銀塩を塗布したフィルムを使用しないで、蛍光体層から直接画像を取り出す方法が工夫されるようになってきている。この方法としては、被検体を透過した放射線を蛍光体に吸収せしめ、しかる後、この蛍光体をたとえば光又は熱エネルギーで励起することによりこの蛍光体が上記吸収により蓄積している放射線エネルギーを蛍光として放射せしめ、この蛍光を光電変換して画像信号を得る方法がある。すなわち、この蛍光体を放射線画像変換プレートとして使用している。
【０００４】
具体的には、たとえば米国特許3,859,527 号及び特開昭55−12144 号公報等に、輝尽性蛍光体を用い可視光線又は赤外線を輝尽励起光とした放射画像変換方法が示されている。この方法は、支持体上に輝尽性蛍光体層を形成した放射画像変換プレートを使用するもので、この放射線画像変換プレートの輝尽性蛍光体層に被検体を透過した放射線を当て、被検体各部の放射線透過度に対応する放射線エネルギーを蓄積させて潜像を形成し、しかる後、この輝尽性蛍光体層を輝尽励起光で走査することによって蓄積された放射線エネルギーを放射させてこれを光に変換し、この光信号を光電変換して放射線画像の撮影データを得るものである。
【０００５】
このようにして得られた放射線画像の撮影データは、周波数処理や階調処理といった各種の画像処理を施されて放射線画像撮影データとして、銀塩フィルム，ＣＲＴ等に出力されて可視化されたり、電子ファイリング装置にファイリングされる。
【０００６】
また、以上のような放射線画像変換プレートの代わりに、照射された放射線の線量に応じた電気信号を直接出力する放射線画像ディテクタであるＦＰＤ（Flat Panel Detector）や蛍光体とレンズ（またはテーパー）とＣＣＤを用いたものなどが用いられることもある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような放射線画像撮影で得られた放射線画像撮影データに基づいて、レーザイメージャにおいて、銀塩感光材料などにレーザビームで画像が形成されてハードコピーとして出力される。
【０００８】
通常の放射線画像撮影では、Ｘ線管から拡散する放射線が被写体を透過してディテクタに到達するため、被写体とディテクタの距離を離すと、被写体よりも放射線画像撮影データのほうが大きい状態の拡大撮影となる。
【０００９】
これまでは、拡大された放射線画像をそのままの大きさで出力することが多かったが、被写体と等倍であるほうが診断しやすいなどの理由から、レーザイメージャなどの出力装置で被写体と同じ大きさの等倍で画像形成出力する必要もある。
【００１０】
一方、いろいろなサンプリングピッチの入力装置と出力装置の組み合わせがあることから、放射線画像撮影装置の撮影時の画素サンプリングピッチは、必ずしもレーザイメージャなどの出力装置の画像形成時の画素サンプリングピッチの整数倍にはなっていない。
【００１１】
したがって、レーザイメージャで被写体と等倍の画像形成出力を得ようとする場合に、単純補間ではない状態（整数倍以外の比率）で補間が行われる場合もあり、画像の劣化が生じやすい状態になっていた。
【００１２】
本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであって、レーザイメージャで画像形成出力を得る場合に、単純補間ではない状態（整数倍以外の比率）で補間が行われることによる画像の劣化を防止することが可能な放射線画像撮影方法および放射線画像撮影装置を実現することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明は以下に示すものである。
【００２９】
（１）請求項１記載の発明は、被写体を透過した放射線を放射線ディテクタにより受けて撮影データを放射線画像読み取り手段から出力し、画像処理手段で前記撮影データに画像処理を施して放射線画像データを生成し、位相コントラスト撮影を行う放射線画像撮影方法であって、放射線画像データに基づいて画像形成出力する画像出力手段の出力サンプリングピッチＬ、前記放射線画像読み取り手段の入力サンプリングピッチＳ、により、前記放射線画像読み取り手段で被写体より大きい状態の拡大撮影の際の拡大撮影率β＝Ｓ／Ｌ・Ｃ（ただし、Ｃは正の整数である定数）、を満たすように、放射線源の位置、前記被写体の位置、または前記放射線ディテクタの位置の少なくとも一つを調整し、前記位相コントラスト撮影の際に被写体と等倍で画像形成出力するために、縮小率α（ただし、α＜１であり、β＝１／α）で縮小する画像処理を行うための制御を制御手段で行う、ことを特徴とする放射線画像撮影方法である。
【００３０】
また、請求項２記載の発明は、放射線画像の位相コントラスト撮影を行う放射線画像撮影装置であって、被写体を透過した放射線を放射線ディテクタにより受けて撮影データを出力する放射線画像読み取り手段と、前記放射線画像読み取り手段で得られた撮影データに画像処理を施して放射線画像データを生成する画像処理手段と、放射線画像データに基づいて画像形成出力する画像出力手段の出力サンプリングピッチＬ、前記放射線画像読み取り手段の入力サンプリングピッチＳ、により、前記放射線画像読み取り手段で被写体より大きい状態の拡大撮影の際の拡大撮影率β＝Ｓ／Ｌ・Ｃ（ただし、Ｃは正の整数である定数）、を満たすように、放射線源の位置、被写体の位置、または放射線ディテクタの位置の少なくとも一つを調整し、前記位相コントラスト撮影の際に被写体と等倍で画像形成出力するために、縮小率α（ただし、α＜１であり、β＝１／α）で縮小する画像処理を行うための制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする放射線画像撮影装置である。
【００３１】
これらの発明では、被写体を透過した放射線から得た撮影データに画像処理を施して放射線画像データを生成して画像形成出力する際に、放射線画像データに基づいて画像形成出力する画像出力手段の出力サンプリングピッチＬ、前記放射線画像読み取り手段の入力サンプリングピッチＳ、により、前記放射線画像読み取り手段で被写体より大きい状態の拡大撮影の際の拡大撮影率βについて、β＝１／α＝Ｓ／Ｌ・Ｃ（ただし、Ｃは正の整数である定数）、を満たすように、放射線管の位置、被写体の位置、または放射線ディテクタの位置の少なくとも一つを調整して被写体と等倍で画像形成出力するために、縮小率α（ただし、α＜１であり、β＝１／α）で縮小する画像処理を行うための制御を行う。
【００３２】
この結果、レーザイメージャで画像形成出力を得る場合に、単純補間ではない状態で補間が行われることによる画像の劣化を防止することが可能になる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の実施の形態例について図を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態例の放射線画像撮影装置２００の構成を示すブロック図である。なお、放射線画像撮影装置２００はネットワーク１００に接続されている。
【００３８】
また、図１において、３００は放射線画像撮影装置２００などからの放射線画像データを多数格納することが可能な画像サーバ、４００は放射線画像撮影装置２００や画像サーバ３００からの放射線画像データをハードコピーとして画像形成出力するレーザイメージャである。
【００３９】
この第１の実施の形態例では、照射された放射線の線量に応じた電気信号を直接出力する放射線画像ディテクタを撮像パネルとして使用する。
この図１において、コントローラ２１０では、制御プログラムに基づいて各部の動作を制御するための制御部２１１、放射線画像読取器２４０からの撮影データに画像処理を施して放射線画像データを生成する画像処理部２１２、放射線画像データや各種情報の表示を行う表示部２１３が、システムバスに接続されている。
【００４０】
画像処理部２１２では、放射線画像読取器２４０から供給された撮影データＤＴの照射野認識処理、関心領域設定、正規化処理および階調処理、ならびにこれらの処理の良否判定処理、周波数強調処理、ダイナミックレンジ圧縮処理、縮小処理等を行うものである。
【００４１】
図１に示すように、放射線画像撮影装置２００において、放射線発生器２３０はコントローラ２１０によって制御されており、放射線発生器２３０内のＸ線管２３１から放射された放射線は、被検体５を通して放射線画像読取器２４０のＸ線管側に装着されている撮像パネル２４１に照射される。なお、この場合、Ｘ線管２３１から拡散照射されて被検体５を通過して撮像パネル２４１に到達するため、被写体とディテクタの距離を離すと、拡大撮影率βの拡大撮影が実行される。この拡大撮影率βは、放射線発生器２３０、被検体５、撮像パネル２４１のそれぞれの位置により決定される。
【００４２】
また、図２は図１の放射線画像読取器で使用される撮像パネル２４１の構成を示す構成図である。
ここで、図２により放射線画像読取器２４０に設けられている撮像パネル２４１の構成を説明する。この撮像パネル２４１は所定の剛性を得られるだけの厚みを有する基板を有しており、この基板上には照射された放射線の線量に応じて電気信号を出力する検出素子２４１３-(1,1)〜２４１３-(m,n)がマトリクス状に２次元配置されている。また、走査線２４１１-1〜２４１１-mと信号線２４１２-1〜２４１２-nがたとえば直交するように配設される。
【００４３】
撮像パネル２４１の走査線２４１１-1〜２４１１-mは、走査駆動部２４１４と接続されている。走査駆動部２４１４から走査線２４１１-1〜２４１１-mのうちの１つ走査線２４１１-p（pは1〜mのいずれかの値）に読出信号ＲＳが供給されると、この走査線２４１１-pに接続された検出素子から照射された放射線の線量に応じた電気信号ＳＶ-1〜ＳＶ-nが出力されて、信号線２４１２-1〜２４１２-nを介して撮影データ生成回路２４１５に供給される。
【００４４】
この検出素子２４１３は、照射された放射線の線量に応じた電気信号を出力するものであればよい。たとえば放射線が照射されたときに電子−正孔対が生成されて抵抗値が変化する光導電層を用いて検出素子が形成されている場合、この光導電層で生成された放射線量に応じた量の電荷が電荷蓄積コンデンサに蓄えられて、この電荷蓄積コンデンサに蓄えられた電荷が電気信号として撮影データ生成回路２４１５に供給される。なお、光導電層としては暗抵抗値が高いものが望ましく、アモルファスセレン、酸化鉛、硫化カドミウム、ヨウ化第２水銀、または光導電性を示す有機材料（Ｘ線吸収コンパウンドが添加された光伝導性ポリマを含む）などが用いられ、特にアモルファスセレンが望ましい。
【００４５】
また、検出素子２４１３が、たとえば放射線が照射されることにより蛍光を生ずるシンチレータ等を用いて形成されている場合、フォトダイオードでこのシンチレータで生じた蛍光強度に基づく電気信号を生成して撮影データ生成回路２４１５に供給するものとしてもよい。
【００４６】
撮影データ生成回路２４１５では、後述する読取回路２４２からの出力制御信号ＳＣに基づいて供給された電気信号ＳＶを順次選択して、ディジタルの撮影データＤＴに変換する。この撮影データＤＴは読取回路２４２に供給される。
【００４７】
読取回路２４２はコントローラ２１０と接続されており、コントローラ２１０から供給された制御信号ＣＴＤに基づいて走査制御信号ＲＣや出力制御信号ＳＣを生成する。この走査制御信号ＲＣが走査駆動部２４１４に供給されて、走査制御信号ＲＣに基づき走査線２４１１-1〜２４１１-mに対しての読出信号ＲＳの供給が行われる。
【００４８】
また、出力制御信号ＳＣは撮影データ生成回路２４１５に供給される。この読取回路２４２からの走査制御信号ＲＣや出力制御信号ＳＣによって、たとえば撮像パネル４１が上述のように（ｍ×ｎ）個の検出素子２４１３で構成されている場合には、検出素子２４１３-(1,1)〜２４１３-(m,n)からの電気信号ＳＶに基づくデータをデータＤＰ(1,1)〜ＤＰ(m,n)とすると、データＤＰ(1,1)、ＤＰ(1,2)、……ＤＰ（1,n)、ＤＰ(2,1)、……、ＤＰ(m,n)の順として撮影データＤＴが生成されて、この撮影データＤＴが撮影データ生成回路２４１５から読取回路２４２に供給される。また、読取回路２４２では、この撮影データＤＴをコントローラ２１０に送出する処理も行う。
【００４９】
放射線画像読取器２４０で得られた撮影データＤＴは、読取回路２４２を介してコントローラ２１０に供給される。なお、放射線画像読取器２４０で得られた画像データをコントローラ２１０に供給する際に対数変換処理を行った画像データを供給すれば、コントローラ２１０における放射線画像データの処理を簡単とすることができる。
【００５０】
なお、制御部２１１の制御により、走査駆動回路２４１４と撮影データ生成回路２４１５が、複数の隣接する検出素子２４１３の検出結果を加算することで、放射線画像の読み取りにおける入力サンプリングピッチＳについての変更が可能になる。
【００５１】
また、図３のように輝尽性蛍光体プレート２４１Ｂを読み取りに用いる場合には、制御部２１１の指示により励起光のビーム径，走査密度，データの読み込み時間間隔を変えることで、読み取りにおける入力サンプリングピッチＳを変更することが同様に可能になる。
【００５２】
図３に輝尽性蛍光体プレートを用いた放射線画像読取器２４０の構成例の機械的部分を示す。まず、放射線画像読取器２４０について説明する。輝尽性蛍光体プレート２４１Ｂは左側壁に固定されており、繰り返し使用される。読取ユニット２４３は、ステッピングモータ等で構成された副走査モータ２４４Ｍによるボールネジ２４４Ａの駆動により、ガイドシャフト２４４Ｂに沿って移動し、走査線（光ビーム）２４５を副走査方向にスキャンする。
【００５３】
主走査方向のスキャンはポリゴン走査機構２４３Ａにより行われる。ポリゴン走査機構２４３Ａは、ポリゴンと該ポリゴンを回転させる機構を含む。副走査モータ２４４Ｍの動作は、副走査モータ制御機構２４４Ｃにより制御される。蛍光は集光器２４３Ｂにより集光され、フォトマル２４３Ｃにより電気信号に変換されるようになっている。
【００５４】
ＬＤ１はレーザ光源，ＰＤ１はフォトセンサであり、原点位置検出センサを構成している。この原点位置検出センサは、読取ユニット２４３の副走査方向の原点位置を検出するものである。フォトセンサＰＤ１の出力は、副走査モータ制御機構２４４Ｃに入力され、副走査モータ制御機構２４４Ｃは読取ユニット２４３の停止位置を制御する。
【００５５】
なお、ここでは、読取ユニット２４３がボールネジ２４４Ａの駆動によって移動するものを例示したが、輝尽性蛍光体プレート２４１Ｂが副走査方向に移動するものであってもよい。
図４は走査型レーザ露光装置で構成された画像出力装置としてのレーザイメージャ４００の概略構成を模式的に示す斜視図である。なお、ここでは、レーザイメージャを画像出力装置の一例として用いるが、他の各種の出力装置を用いることが可能である。
【００５６】
ここで、放射線画像データに応じて生成された発光駆動信号を受けたＬＤ（レーザダイオード）が画素の信号値に応じて発光し、このＬＤ４１０からのレーザビームがポリゴンミラー４２０で主走査方向に走査され、銀塩感光材料などの記録媒体４３０に露光される。なお、ＬＤ４１０とポリゴンミラー４２０の光学系、あるいは、記録媒体４３０のいずれかが移動することで副走査方向の走査がなされ、記録媒体４３０上に放射線画像データに応じた画像形成がなされる。
【００５７】
すなわち、この走査型レーザ露光装置のレーザイメージャ４００では、画像データによりレーザビーム強度を変調し、従来のハロゲン化銀写真感光材料や熱現象ハロゲン化銀写真感光材に露光したあと適切な現像処理を行うことによって放射線画像のハードコピーが得られるものである。
【００５８】
なお、このレーザイメージャ４００において、レーザビームの太さ、主走査や副走査の密度が可変に構成されていて、画像形成密度が可変であることが望ましい。または、画像形成密度の異なる複数のレーザイメージャ４００が配置されていることも望ましい。すなわち、放射線画像データに基づいて画像形成出力する画像出力手段の出力サンプリングピッチＬの調整が可能なことが望ましい。
【００５９】
ここで、第１の実施の形態例の全体の動作説明を行う。
この実施の形態例では、Ｘ線管２３１から照射されて被写体５を透過した放射線を、撮像パネル２４１で受けて、照射された放射線の線量に応じた電気信号を出力する。そして、撮像パネル２４１からの電気信号を受けた読取回路２４２が撮影データを生成する。
【００６０】
さらに、この読取回路２４２からの撮影データを受けた画像処理部２１２では、放射線画像読取器２４０から供給された撮影データについて、照射野認識処理、関心領域設定、正規化処理および階調処理、ならびにこれらの処理の良否判定処理、周波数強調処理、ダイナミックレンジ圧縮処理、縮小処理等を行って放射線画像データを生成する。
【００６１】
この放射線画像データは、画像サーバ３００に供給されて保管されるか、あるいは、レーザイメージャ４００に供給されて画像形成されてハードコピーとして出力される。
【００６２】
ここで、コントローラ２１０内の画像処理部２１２で放射線画像データを処理してイメージャ４００で画像形成出力する際に、以下の（１-1）〜（１-3）のような制御を行うようにする。
【００６３】
なお、ここでは、撮像パネル２４１における入力サンプリングピッチをＳ、イメージャ４００の出力サンプリングピッチをＬ、放射線画像データの縮小率（ディテクタに入射した画像に対する出力画像の大きさの比率）をα（α＜１）、正の整数である定数をＣ、とする。
【００６４】
（１-1）入力サンプリングピッチＳについての制御：
ここでは、Ｓ＝（Ｌ・Ｃ）／α、を満たすように、入力サンプリングピッチＳについて調整する制御を制御部２１１が行う。この場合、制御部２１１の制御により、走査駆動回路２４１４と撮影データ生成回路２４１５が、複数の隣接する検出素子２４１３の検出結果を加算することで、放射線画像の読み取りにおける入力サンプリングピッチＳについての変更が可能になる。たとえば、図２において、１検出素子毎に撮影データを出力するのではなく、２×２の検出素子毎に撮影データを出力することで、入力サンプリングピッチＳを２倍とすることができる。すなわち、ｎ×ｎの検出素子毎に撮影データを出力すれば、入力サンプリングピッチＳをｎ倍とすることができる。
【００６５】
また、図３のように輝尽性蛍光体プレート２４１Ｂを読み取りに用いる場合には、制御部２１１の指示により励起光のビーム径や走査密度を変え、またデータの読み込み時間間隔を変えることで、読み取りにおける入力サンプリングピッチＳを変更することが同様に可能になる。
【００６６】
この結果、入力サンプリングピッチＳは撮像パネル２４１の最小サンプリングピッチから外れることになる可能性も生じるが、レーザイメージャで画像形成出力を得る場合に、正の整数Ｃで単純補間することになり、単純補間ではない状態で補間が行われることによる画像の劣化を防止することが可能になる。
【００６７】
（１-2）縮小率αについての制御：
ここでは、α＝（Ｌ・Ｃ）／Ｓ、を満たすように、縮小率α（α＜１）について調整（αを決定）する制御を制御部２１１が行う。この場合、制御部２１１の制御により上記の式を満足するようにαを決定したうえで、αに基づいて画像処理部２１２での縮小処理を実行する。なお、定数Ｃを複数選択することが可能な場合は、可能な限り被写体に近い大きさで出力するという観点から、Ｃが大きな数値となるように選択することが望ましい。
【００６８】
この結果、縮小率αが所定の値（たとえば、等倍で画像形成出力をするためのα）から外れる可能性が生じるが、レーザイメージャで画像形成出力を得る場合に、正の整数Ｃで単純補間することになり、単純補間ではない状態で補間が行われることによる画像の劣化を防止することが可能になる。
【００６９】
なお、制御部２１１が決定したαに基づいて画像処理部２１２での縮小処理を実行する以外に、イメージャ４００側で同様なαに基づいた縮小処理を実行してもよい。
【００７０】
（１-3）出力サンプリングピッチＬについての制御：
ここでは、Ｌ＝（α・Ｓ）／Ｃ、を満たすように、出力サンプリングピッチＬについて調整する制御を制御部２１１が行う。この場合、制御部２１１からイメージャ４００に出力サンプリングピッチＬを変更するコマンドを与えるなどで、イメージャ４００における出力サンプリングピッチＬについての変更が可能になる。
【００７１】
たとえば、図４のレーザイメージャ４００において、レーザビームの太さ、主走査や副走査の密度が可変に構成されていて、画像形成密度が可変である場合には、コントローラ２１０内の制御部２１１からの出力サンプリングピッチＬ変更コマンドにより画像形成密度を変更するようにする。
【００７２】
また、画像形成密度の異なる複数のレーザイメージャ４００がネットワーク１００に配置されているような場合には、上記の式により求められた出力サンプリングピッチＬを有する適したイメージャをコントローラ２１０内の制御部２１１が選択したうえで、その選択したイメージャに放射線画像データを送信して画像形成を行わせるようにする。
【００７３】
この結果、出力サンプリングピッチＬがイメージャの最小サンプリングピッチより大きくなる可能性が生じるが、レーザイメージャで画像形成出力を得る場合に、正の整数Ｃで単純補間することになり、単純補間ではない状態で補間が行われることによる画像の劣化を防止することが可能になる。
【００７４】
（２-1）拡大撮影率βについての制御：
図５は本発明の第２の実施の形態例の放射線画像撮影装置２００の構成を示すブロック図である。なお、図１に示した第１の実施の形態例の放射線画像撮影装置２００と同一物には同一番号を付すことで、重複した説明を省略する。
【００７５】
この図５の放射線画像撮影装置２００では、拡大撮影率βについての調整が可能に構成されている。すなわち、図５に示すように、Ｘ線管２３１から拡散照射された放射線が被検体５を通過して撮像パネル２４１に到達するため、被写体とディテクタの距離を離すと、拡大撮影率βの拡大撮影が実行される。
【００７６】
この拡大撮影率βは、Ｘ線管２３１照射位置〜被検体５中心の距離をａ、被検体５中心〜撮像パネル２４１の距離をｂとした場合、β＝（ａ＋ｂ）／ａ、となるため、放射線発生器２３０、被検体５、撮像パネル２４１のそれぞれの位置により決定される。
【００７７】
このため、この第２の実施の形態例の放射線画像撮影装置２００では、放射線発生器２３０の位置を変更して上記距離ａを変更するための移動機構２３３と、撮像パネル２４１の位置を変更して上記距離ｂを変更するための移動機構２４３とを備えている。そして、コントローラ２１０内の制御部２１１の制御により、移動機構２３３はＸ線管２３１の位置を移動させ、また、移動機構２４３は撮像パネル２４１の位置を移動させる。
【００７８】
なお、ここでも、撮像パネル２４１における入力サンプリングピッチをＳ、イメージャ４００の出力サンプリングピッチをＬ、放射線画像データの縮小率をα（α＜１）、正の整数である定数をＣ、被写体より大きい状態の拡大撮影の際の拡大撮影率β、とする。
【００７９】
この場合、β＝１／α＝Ｓ／（Ｌ・Ｃ）、を満たすように、放射線管の位置、被写体の位置、または放射線ディテクタの位置の少なくとも一つを調整して被写体と等倍で画像形成出力するための制御を制御部２１１が行う。
【００８０】
そして、βの逆数のαで画像処理部２１２で縮小を行ったのちに、イメージャ４００で画像形成出力することで等倍のハードコピーが得られる。たとえば、β＝２であれば、αを０．５とすることで、等倍のハードコピーが得られる。
【００８１】
この場合、制御部２１１は以下の▲１▼あるいは▲２▼または▲３▼のいずれかの制御を実行する。
▲１▼被検体５の立ち位置を変更することなく、移動機構２３３によりＸ線管２３１の位置、あるいは、移動機構２４３により撮像パネル２４１の位置の、いずれか一方もしくは両方を移動させる。このため、制御部２１１は、移動機構２３３もしくは移動機構２４３に移動のためのコマンド（移動オン／オフ、移動方向、移動量）を与える。
▲２▼Ｘ線管２３１と撮像パネル２４１の位置を変更することなく、被検体５の位置を移動させる。このため、制御部２１１は図示しない立ち位置表示部などからのレーザビームを用いて、被検体５の立ち位置を床に表示する。
▲３▼上記▲１▼と上記▲２▼とをあわせて、Ｘ線管２３１、撮像パネル２４１、被検体５の全ての位置を変更して、最適な拡大撮影率βを得るように細かく制御する。
【００８２】
この結果、拡大撮影率βが希望の値から外れる可能性が生じるが、レーザイメージャで画像形成出力を得る場合に、正の整数Ｃで単純補間することになり、単純補間ではない状態で補間が行われることによる画像の劣化を防止することが可能になる。
【００８３】
（３）位相コントラスト撮影：
以上説明したそれぞれの式に合致させる制御によれば、レーザイメージャで画像形成出力を得る場合に、正の整数Ｃで単純補間することになって画像の劣化を防止できるため、位相コントラスト撮影による位相コントラスト放射線画像の鮮鋭なハードコピーを出力するのに適している。
【００８４】
すなわち、この実施の形態例で適用する放射線画像読み取り手段から出力される撮影データとは、ディジタルデータである位相コントラスト放射線画像データである。このディジタルデータは、前記のように直接ディジタルデータとして得られた撮像データでもよいし、アナログ画像データとして得たものをディジタル化して得られたものであってもよい。
【００８５】
〈位相コントラスト放射線画像の原理説明〉
この位相コントラスト放射線画像は、特開２００１−９１４７９号公報の装置、特開２００１−９２０５５号公報記載の装置、特願２０００−４４３８１号記載の装置、特願２０００−５３５６２号記載の装置等で撮影して得られた画像であり、特開２００１−９１４７９号公報の方法、特開２００１−９２０５５号公報記載の方法、特願２０００−４４３８１号記載の方法等の撮影方法により得られた画像である。
【００８６】
（３-1）特開２００１−９１４７９号公報に記載の装置は、焦点サイズ（Ｄμｍ）が３０μｍ以上であるＸ線管と、被写***置を固定する固定手段と、被写体を透過したＸ線画像を検出するＸ線検出器とを有し、固定手段は、Ｘ線管から固定手段により固定された被写体までの距離Ｒ１（ｍ）を Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ）の式の範囲に、且つ固定手段により固定された被写体からＸ線検出器までの距離Ｒ２が０．１５ｍ以上に設定可能に構成されているＸ線画像撮影装置である。
【００８７】
また、特開２００１−９１４７９号公報に記載の方法は、Ｘ線管から照射され、被写体を透過したＸ線画像をＸ線検出器で検出し、半影によって低下する鮮鋭性を、屈折コントラスト強調による画像エッジ強調によって高めるＸ線画像撮影方法であり、 また、焦点サイズ（Ｄμｍ）が３０μｍ以上であるＸ線管を用いるＸ線画像撮影法であって、 前記Ｘ線管から被写体までの距離Ｒ１（ｍ）を Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ）の式の範囲とし、且つ前記被写体からＸ線検出器までの距離Ｒ２を０．１５ｍ以上として撮影するＸ線画像撮影方法である。
【００８８】
（３-2）前記特開２００１−９１４７９号公報に記載の装置及び方法については、前記距離Ｒ１が１０＞Ｒ１≧（Ｄ−７）／２００（ｍ）であること、さらに０．７≦Ｒ１≦５（ｍ）であること、前記Ｘ線管の焦点サイズが３０μｍ以上１０００μｍ以下であること、さらに前記Ｘ線管の焦点サイズが５０μｍ以上５００μｍ以下であること、被写体に照射されるＸ線の輝線スペクトルのエネルギーが１０ｋｅＶ以上６０ｋｅＶ以下であること、前記Ｘ線管の陽極がモリブデンもしくはロジウムを有すること、前記Ｘ線検出器の画素サイズが１μｍ以上２００μｍ以下であること、などがさらに好ましい態様である。
【００８９】
（３-3）特願２０００−４４３８１号記載の装置は、発散するＸ線を照射するＸ線管と、Ｘ線管に対して被写体を固定するための被写体保持具と、被写体を透過したＸ線画像を検出するＸ線画像検出器とを有し、Ｘ線画像の半影によるボケ幅をＢ（μｍ）、Ｘ線回折コントラストによるエッジ強調幅をＥ（μｍ）とするとき、Ｘ線管より照射されるＸ線を被写体に透過させてＸ線拡大撮影を行う際、９Ｅ≧Ｂとなるように被写体保持具及びＸ線画像検出器を設置可能としたＸ線画像撮影装置である。
【００９０】
また、特願２０００−４４３８１号に記載の方法は、発散するＸ線を放射するＸ線管を用い、このＸ線管から放射するＸ線を被写体に透過させてＸ線拡大撮影を行い、このＸ線拡大撮影で得られるＸ線画像の半影によるボケ幅をＢ（μｍ）、Ｘ線屈折コントラストによるエッジ強調幅をＥ（μｍ）とすると、９Ｅ≧ＢであるようにしたＸ線画像撮影方法である。
【００９１】
前記特願２０００−４４３８１号に記載の装置及び方法については、Ｘ線管と被写体との距離Ｒ１を０．５ｍ以上離すこと、被写体とＸ線画像検出器との距離Ｒ２を１ｍ以上離すこと、さらに前記Ｒ１＋Ｒ２が５ｍ以下であること、前記Ｘ線拡大撮影が１．０〜１０倍であること、前記Ｘ線管の焦点サイズが１０μｍ以上１０００μｍ以下であること、さらに前記Ｘ線管の焦点サイズが３０μｍ以上３００μｍ以下であること、被写体に照射されるＸ線の設定管電圧が５０〜１５０ｋＶｐであること、前記Ｘ線管がタングステン回転陽極Ｘ線管であること、前記Ｘ線検出器の画素サイズが１μｍ以上２００μｍ以下であること、などがさらに好ましい態様である。
【００９２】
また、前記エッジ強調幅Ｅは、たとえば以下の３つの式で表すことができる。ここで、Ｒ１：Ｘ線源−被写体距離（ｍ）、Ｒ２：被写体−Ｘ線画像検出器（ｍ）、λ：Ｘ線量の最大値の波長（１０^-10ｍ）、Ａ：被写体を円柱としたときの断面の円の直径（mm）、δ：物体と空気の屈折率差、である。
【００９３】
Ｅ＝３９×Ｒ２（１＋０．０４５／Ｒ１）×λ²×√Ａ、
Ｅ＝２７×（１＋Ｒ２／Ｒ１）^1/3×（λ²×Ｒ２×√Ａ）^2/3、
Ｅ＝２．３×（１＋Ｒ２／Ｒ１）^1/3×（Ｒ２×δ×√Ａ）^2/3、
となる。
【００９４】
（３-4）特願平１１−２６６６０５号に記載の装置は、支持部材上に移動可能で且つ一時的に固定することのできる被写体支え器具及びフィルムカセッテ保持具を備え、クーリッジＸ線管とフィルムカセッテ保持具のスクリーン・フィルムシステムとの距離を７０ｃｍ以上離すことが可能であり、且つ被写体支え器具の被写体とフィルムカセッテ保持具のスクリーン・フィルムシステムまでの距離を２０ｃｍ以上離すことが可能であり、Ｘ線屈折コントラスト画像を撮影するＸ線画像撮影装置である。
【００９５】
また、特願平１１−２６６６０５号に記載の方法は、支持部材上に移動可能で且つ一時的に固定することのできる被写体支え器具及びフィルムカセッテ保持具を備え、クーリッジＸ線管とフィルムカセッテ保持具のスクリーン・フィルムシステムとの距離を７０ｃｍ以上離し、且つ被写体支え器具の被写体とフィルムカセッテ保持具のスクリーン・フィルムシステムまでの距離を２０ｃｍ以上離し、Ｘ線屈折コントラスト画像を撮影するＸ線画像撮影方法である。
【００９６】
（３-5）特願２０００−５３５６２号記載の装置は、被写体に放射線を照射する小焦点放射線源と、被写体を保持する保持部材と、被写体を透過した放射線に基づく放射線画像情報を読み取る読み取り手段と、小焦点放射線源と保持部材との間の第１の距離または保持部材と読み取り手段との間の第２の距離を変更する距離変更手段と、小焦点放射線源の放射条件を制御する制御手段とを有し、制御手段は少なくとも第１の距離または第２の距離に関する距離情報に応じて小焦点放射線源の放射条件を制御する放射線画像撮影装置であり、 また被写体に放射線を照射する小焦点放射線源と、被写体を保持する保持部材と、被写体を透過した放射線に基づく放射線画像情報を読み取る読み取り手段と、放射線画像情報を表示する画像表示手段または放射線画像情報を出力する画像出力手段とを有し、放射線画像撮影時の画像拡大率から変更して放射線画像情報を画像表示手段により表示または画像出力手段により出力を行う制御手段を有する放射線画像撮影装置である。
【００９７】
吸収コントラスト放射線撮影とは、被写体をディテクタに密着して、場合によりグリッドを介して撮影することであり、吸収コントラスト放射線画像とは、吸収コントラスト放射線撮影により得られた画像のことである。
【００９８】
また、位相コントラスト放射線画像を得ることができる位相コントラスト放射線画像撮影装置は、吸収コントラスト放射線撮影（通常行われている一般の撮影）とともに、位相コントラスト放射線画像の撮影も可能な装置である。
【００９９】
（３-6）また、位相コントラスト撮影した画像についても、他と同様の画像処理を施すようにする。位相コントラスト撮影した画像は、一般のグリッドを使用した撮影方法で得られた画像に比べて（等倍に縮小出力した場合であるが）粒状性がよいため、階調処理はより階調を立てる（コントラストをつける）処理を行うことが好ましい。また、周波数処理やダイナミックレンジ圧縮処理も処理を強めに掛けることが好ましい。
【０１００】
（３-7）なお、本出願および特開２００１−９１４７９号、特願２０００−４４３８１号などの出願に記載されている位相コントラスト撮影方法は、Ｘ線源に高い空間的コヒーレンスを必要としない。空間的コヒーレンスの度合いは、degree of coherence |μ| により表すことができる。|μ|は０から１までの値を取り、０のときが完全なインコヒーレント、１のときが完全なコヒーレントである。東海大学出版会「光学の原理III」P766の(28)式より、
|μ|=2J1(v)/v、となる。
【０１０１】
ここで、J1は第１種第１次Bessel関数、パラメータvは、Ｘ線源の中心波長をλ、焦点径をρ、Ｘ線源と物体の距離をR、対象とする物体の大きさをdとして、v=2πρｄ/(λR)、である。
【０１０２】
本撮影方法の代表的な条件として、λ=0.7×10^-10m、ρ=100μm、R=1m、d=100μm を用いると、v≒900となる。J1(v)はv=3.83で最初のゼロ点をとる関数なので、v=900のとき|μ|≒0である。degree of coherenceの議論が意味があるのは、最初のゼロ点までのv<3.83までであるので、多少条件が変わっても、|μ|≒0であることに変わりはない。よって本撮影方法は、インコヒーレントな系でなされるものであり、Ｘ線の干渉や回折を利用した、高い空間的コヒーレンスを必要とする方法とは異なるものである。
【０１０３】
（４）その他の実施の形態例：
なお、以上の実施の形態例の説明において、撮像パネル２４１の入力サンプリングピッチＳが大きいとき、あるいは、縮小率αを乗じたＳ・αが大きいときは、ハードコピーとなった状態で目視で画素が目立たなくなるように、画像処理部２１２でスムージング処理を施した後にイメージャ４００からハードコピーを出力することが望ましい。
【０１０４】
上記（１-2）でαの調整を行った場合には、イメージャ４００からのハードコピーが等倍でなくなるため、元の被検体５の正確な大きさがわからなくなる可能性がある。そこで、被検体５の周囲の部分にスケール、あるいは、拡大撮影率β、縮小率αを入れた状態でハードコピーを出力することが望ましい。
【０１０５】
Ｘ線管２３１の焦点径は、高出力を得るためには３０μm 以上に大きくすることが望ましい。
また、焦点ボケをなくすためには１２００μm 以下、好ましくは６００μm 以下に小さくすることが望ましい。なお、拡大撮影の場合には、焦点ボケをなくすために３００μm 以下に小さくすることが望ましい。さらに、位相コントラスト撮影による位相コントラスト放射線画像を得るためには、好ましくは２００μm 以下、さらに好ましくは１００μm 以下に小さくすることが望ましい
【０１０６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明の放射線画像撮影方法および放射線画像撮影装置によれば、レーザイメージャで画像形成出力を得る場合に、単純補間ではない状態（整数倍以外の比率）で補間が行われることによる画像の劣化を防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態例の放射線画像撮影装置のシステム構成を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態例の放射線画像読取器の構成を示す構成図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態例の放射線画像読取器の他の構成を示す構成図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態例で使用されるイメージャの概略構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態例の放射線画像撮影装置のシステム構成を示す構成図である。
【符号の説明】
１００ ネットワーク
２１０ コントローラ
２１１ 制御部
２１２ 画像処理部
２１３ 表示部
２３０ 放射線発生器
２３１ Ｘ線管
２４０ 放射線画像読取器
２４１ 撮像パネル
２４２ 読取回路
３００ 画像サーバ
４００ イメージャ
５００ 画像出力装置

Claims (2)

1. 被写体を透過した放射線を放射線ディテクタにより受けて撮影データを放射線画像読み取り手段から出力し、画像処理手段で前記撮影データに画像処理を施して放射線画像データを生成し、位相コントラスト撮影を行う放射線画像撮影方法であって、
   放射線画像データに基づいて画像形成出力する画像出力手段の出力サンプリングピッチＬ、前記放射線画像読み取り手段の入力サンプリングピッチＳ、により、前記放射線画像読み取り手段で被写体より大きい状態の拡大撮影の際の拡大撮影率β＝Ｓ／Ｌ・Ｃ（ただし、Ｃは正の整数である定数）、を満たすように、放射線源の位置、前記被写体の位置、または前記放射線ディテクタの位置の少なくとも一つを調整し、前記位相コントラスト撮影の際に被写体と等倍で画像形成出力するために、縮小率α（ただし、α＜１であり、β＝１／α）で縮小する画像処理を行うための制御を制御手段で行う、
   ことを特徴とする放射線画像撮影方法。
2. 放射線画像の位相コントラスト撮影を行う放射線画像撮影装置であって、
   被写体を透過した放射線を放射線ディテクタにより受けて撮影データを出力する放射線画像読み取り手段と、
   前記放射線画像読み取り手段で得られた撮影データに画像処理を施して放射線画像データを生成する画像処理手段と、
   放射線画像データに基づいて画像形成出力する画像出力手段の出力サンプリングピッチＬ、前記放射線画像読み取り手段の入力サンプリングピッチＳ、により、前記放射線画像読み取り手段で被写体より大きい状態の拡大撮影の際の拡大撮影率β＝Ｓ／Ｌ・Ｃ（ただし、Ｃは正の整数である定数）、を満たすように、放射線源の位置、被写体の位置、または放射線ディテクタの位置の少なくとも一つを調整し、前記位相コントラスト撮影の際に被写体と等倍で画像形成出力するために、縮小率α（ただし、α＜１であり、β＝１／α）で縮小する画像処理を行うための制御を行う制御手段と、
   を有することを特徴とする放射線画像撮影装置。

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