专利名称：放射线图像摄影装置、放射线图像摄影方法、身体运动量测定方法以及程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及使放射线源以及/或者放射线检测单元移动来对被摄体进行多次摄影的放射线摄影装置中的特别是对被摄体的身体运动进行检测的技术。
背景技术：
现有技术中，在医疗领域中，提出了各种通过照射透过了被摄体的放射线来记录与被摄体相关的放射线图像的放射线检测器(所谓的“Flat Panel Detector，平板探测器”，下面称作FPD)，并进入实用。作为这样的FPD，例如有利用通过放射线的照射而产生电荷的非晶硒等的半导体的FPD，作为这样的FPD，提出了所谓的光读取方式的FPD和TFT读取方式的FPD。 伴随着上述那样的使用了 FPD (Flat Panel Detector，平板探测器)的放射线摄影装置的普及，进行多次一系列的摄影来取得多个摄影图像，根据这些摄影图像来生成合成图像的功能(断层融合(Tomosynthesis)、全长合成摄影、能量减影摄影、CT摄影等,例如专利文献2、4等)受到关注。在如此的摄影中，在由于在各摄影之间存在时间差，其间会发生被检体(被摄体)运动的情况，若存在这样的被摄体的身体运动，则会产生无法正确地合成合成图像的问题。另外，在上述的摄影中，除了身体运动之外，由于装置的设置误差、因装置的经年劣化而出现的摇晃等所引起的放射线源或Fro等的移动误差等的机械性误差，会给图像的合成带来不良影响。下面，以全长摄影为例来说明该机械误差。首先，所谓全长摄影，是在因可摄影的范围比希望进行摄影的对象狭窄的情况下，沿着规定的移动轴来移动FPD，由此，每当改变位置就接受透过了同一被摄体的放射线的照射。然后，每当进行各次的放射线照射(放射线图像的记录)时，就从Fro进行读取操作，每当进行各次的读取操作时，就取得表示放射线图像的图像数据。之后通过将这些图像数据相连地进行合成，来取得表示被摄体的较长的部分的图像数据。一般将这样的摄影称作全长摄影。但是，在如上述那样来合成放射线图像的情况下，由于FPD的摄像面的倾斜，因此在通过合成而取得的合成图像的接缝处有时会产生偏离。引起该问题的摄像面的倾斜有多种情况。下面，关于摄像面的倾斜，参照图27以及图28来进行详细说明。首先，图27的a是概略地表示从侧面观察放射线图像的摄影系统的状态的图。图中的100表不放射线源，101表不用于导引四边形平板状的FPD 110的移动的支架，102表示FPDllO的摄像面。另外，在以后的说明中，为了易于理解问题地进行说明，作为被摄体而记录格子103。即，设从放射线源100发出并透过了格子103的放射线104照射到FPDllO的摄像面102上。另外，四边形平板状的FPDllO的平板表面以及平板的一边被设置在与支架101的延伸方向(箭头A方向)平行的方向上，且FPDllO在箭头A方向上移动。这种情况下，箭头A方向成为移动轴。并且，在该移动的前后，对静止的状态的FPDl 10照射已透过了格子103的放射线104，进行第I次、第2次的放射线图像的摄影。
在此，作为其中I个问题，存在由于FPDllO的组装误差等而摄像面102 (即构成摄像面的像素部的二维阵列)倾斜了角度a。另外，即使在FPDllO中摄像面102未倾斜的情况下，即，构成摄像面102的矩阵与四边形平板状的FPDllO的表面以及I边平行地形成的情况下，也存在该FPD自身相对于移动轴而倾斜配设的情况。若摄像面102如此倾斜，则通过第I次、第2次的摄影而取得的格子103的放射线图像分别成为图27b、c所示那样的图像。即，若在第I次的记录图像的下缘部附近部分、和第2次的记录图像的上缘部附近部分，进行模板匹配等来将两图像相连，则这些部分中的被摄体的横向长度会出现差异，会在接缝处产生偏离。这种情况下，由于FPD 110如上述那样设置，因此，摄像面102的倾斜角α成为摄像面102相对于在箭头A方向上所延伸的移动轴的倾斜角。接下来，参照图28来说明其它的问题。图28a是概略地表示从正面观察放射线图像的摄影系统的状态的图。另外，在图28中，省略了放射线源的图示，但该放射线源按照沿着与纸面成直角的照射轴而照射放射线的方式配置。如图28所示，作为其它的问题，由于 FPDllO的组装误差等，在与FPDllO的平板表面平行的面(与纸面平行的面)内，摄像面102相对于平板一边倾斜了角度Y。另外，即使在FPDllO中摄像面102未倾斜的情况下，S卩，构成摄像面102的阵列是与四边形平板状的FPDllO的表面以及一边平行地形成的情况下，也存在该FPDllO自身相对于移动轴倾斜配设的情况。另外，在图28中，用G表示一部分的像素部。若摄像面102如此倾斜，则通过第I次、第2次的摄影而取得的格子103的放射线图像分别成为图28b、c所示那样的图像。S卩，若在第I次的记录图像的下缘部附近部分、和第2次的记录图像的上缘部附近部分将两图像相连，则会在接缝处产生断层偏离这样的偏离。另外，在这种情况下，由于FPDllO与图27所示情况相同地设置，因此，摄像面102的相对于平板一边的倾斜角Y成为相对于沿着箭头A方向而延伸的移动轴的倾斜角。在此，若以FPDllO的尺寸为40CmX40Cm、放射线源到摄像面的距离(SID)为180cm的情况为例，则上述合成图像间的接缝的偏离在倾斜角α为O. 31°时，在图像端显著地产生约O. 5_，在倾斜角Y为O. 07°时，在图像端显著地产生约O. 5_。另外，在上述说明中，说明了即使进行FPD的移动，摄像面的倾斜也不变的情况，但在FPD伴随着该移动而会逐渐倾斜的情况下，摄像面的倾斜伴随FPD的移动而变化，这种情况下也会产生同样的问题。图29是概略地示出这样的状况的图。另外，在图29所示的情况下，摄像面的倾斜伴随着FPDllO的移动而产生，并在横向位移。这种现象主要由于例如导引FPDllO的移动的引导机构的精度较低，或者构成该机构的例如引导杆和沿其滑动的弓I导部件之间的缝隙被设定得比较大等。此时，通过第I次、第2次的摄影而取得的格子103的放射线图像分别成为图2%、c所示的图像。这种情况下，也是若在第I次的记录图像的下缘部附近部分、和第2次的记录图像的上缘部附近部分将两图像相连，则会在接缝处产生断层偏离这样的偏离。进而，如上述那样在图像的接缝产生偏离的问题不仅是在摄像面的倾斜的情况下会产生，在放射线照射时，摄像面从规定位置位移的情况下也会产生。下面，详细说明该位移。图30是概略地表示发生摄像面的位移时的状况的图。图30a是概略地表示从侧方观察放射线图像的摄影系统的状态的图。在进行全长摄影的情况下，FPDllO在第I次、第2次的摄影时，本来就配置于在箭头A方向上彼此某种程度上重叠的规定位置上。但是，例如若在FPDllO的移动机构中产生经年变化，则各次的放射线照射时，FPDllO会从规定位置在与箭头A方向平行的方向上位移。在图30中，示出了在第2次的放射线照射时，FPDllO从规定位置向下方位移长度Ay的例子。此时，通过第I次、第2次的摄影而取得的格子103的放射线图像分别成为图30b、c所示的图像。这种情况下，虽然进行图像合成而合成出了第I次摄影的图像的图中yQ所示的位置、和第2次摄影的图像的上端一致的合成图像，但实际上由于第2次摄影的图像的上端位移了长度Λ y，因此在图像的接缝处产生偏离。进而，上述那样的位移不仅会在与箭头A方向平行的方向上产生，还会在与箭头A方向正交的方向上产生。图31是概略地表示发生这样的位移时的状况的图。图31a是概略地表示从正面观察放射线图像的摄影系统的状态的图。另外，在图31中，省去了放射线源的图示，但该放射线源按照沿着与纸面成直角的照射轴而照射放射线的方式来进行配置。 在进行全长摄影的情况下，FPDllO在第I次、第2次的放射线照射时，本来配置于在与箭头A方向正交的方向上彼此对齐的规定位置。但是，在例如FPDllO的移动机构中产生经年变化、或者如图所示支架101 (更详细地是引导FPDllO的移动的导轨)弯曲的情况下，在放射线照射时，FPDllO会从规定位置向与箭头A方向正交的方向位移。图31中，示出第2次放射线照射时，FPDllO从规定位置向右侧位移了长度Λ X的例子。此时，通过第I次、第2次的摄影而取得的格子103的放射线图像分别成为图31b、c所示的图像。这种情况下，虽然进行图像合成而合成出第I次摄影的图像和第2次摄影的图像彼此在左右方向上、即在与箭头A方向正交的方向上一致的合成图像，但实际上由于在第2次摄影的图像中存在长度Λ X的位移，因此在图像的接缝处产生偏离。为此，提出用于消除因上述的Fro中的摄像面的倾斜、或从规定位置的位移(下面称作摄像面的机械误差)而引起的合成图像间的接缝偏离的手法(参照专利文献I)。另一方面，在使用了 FPD的全长摄影中，存在在摄影之间产生上述那样的被摄体的身体运动的可能性，在产生身体运动的情况下，无法适当地进行多个放射线图像的合成，招致对正确的测量的障碍，因此，需要进行重新摄影。因此，提出了检测被摄体的身体运动来停止摄影、或警告身体运动的手法(参照专利文献2、3)。另外，由于被摄体在摄影时运动引起的身体运动所带来的误差、摄像装置的机械性的误差而导致的问题，在一边移动FPD以及/或者放射线源一边拍摄多个图像的断层融合摄影中也同样会产生。先行技术文献专利文献专利文献I JP特愿2009-200423号专利文献2 JP特开2007-08907号公报专利文献3 JP特开2009-240656号公报专利文献4 JP特开2003-244542号公报发明的概要发明要解决的课题通过使用专利文献I的手法，能消除机械性误差所引起的合成图像时的接缝的偏离。但是，解决的仅仅是机械性误差所引起的偏离，还留下了被摄体的身体运动所引起的接缝的偏离。如此，若在留有身体运动引起的偏离的状态下合成图像，则无法正确地合成图像。另外，还考虑使用周知的模板匹配等的手法，按照基于被摄体的纹样来使偏离对准的方式，通过变形(morphing)等的技术来使图像变形后进行合成。但是，在使用模板匹配等的手法的情况下，由于使图像变形来消除机械性误差所引起的偏离以及身体运动所引起的偏离两者，由此进行合成，因此即使出现了会让测量结果改变程度的身体运动，也无法从合成图像中予以确认，其结果，变得无法使用合成图像来进行正确的测量。作为检测这样的被摄体的身体运动的方法，考虑在放射线图像摄影装置上安装用于检测被摄体的身体运动的传感器等的方法、或比较多个摄影图像间的被摄体的位置来检测被摄体的身体运动的方法，由于不需要另外设置传感器等，因此，优选能基于摄影图像来检测被摄体的身体运动。但是，在从摄影图像中检测被摄体的身体运动的情况下，虽然如能量减影摄影那样放射线源以及FPD都不动，能通过摄影图像间的比较来检测被摄体的身体运动(例如专利文献2、4)，但在断层融合摄影或全长合成摄影、CT摄影等那样，放射线源或FPD的位置在摄影图像之间进行变化的情况下，需要考虑摄影图像的放射线源和FPD的位置，为了在多个摄影图像间的被摄体投影位置的移动量中一并反映放射线源和FPD的移动以及身体运动，而存在无法正确地仅检测身体运动这样的问题。
发明内容
本发明鉴于上述状况而提出，目的在于，在合成通过全长摄影而取得的多个放射线图像时，不仅能检测出机械性误差所引起的图像的接缝的偏离，还能检测被摄体的身体运动所引起的偏离。解决课题的手段本发明的第I放射线图像摄影装置具备照射放射线的摄影单元；检测放射线的放射线检测器；和使摄影单元以及/或者放射线检测器移动的移动单元，放射线图像摄影装置使摄影单元以及/或者放射线检测器移动，来对被摄体进行多次摄影，放射线图像摄影装置的特征在于，具备图像取得单元，其每当进行摄影时就从放射线检测器读取信号，由此取得被摄体的多个放射线图像；机械性误差检测单元，其检测摄影单元以及/或者放射线检测器的机械性误差；和身体运动量取得单元，其基于由机械性误差检测单元求得的机械性误差，来取得摄影时的被摄体的身体运动量。本发明的第I放射线图像摄影装置也可以使放射线检测器移动，每当由于该移动而改变位置时，就对该放射线检测器照射已透过了被摄体的放射线，并取得至少一部分区域重复的多个放射线图像，所述放射线图像摄影装置具备摄影单元，其使所述放射线检测器沿规定的移动轴移动，每当由于该移动而改变位置时，就对所述放射线检测器照射已透过了所述被摄体的放射线；图像取得单元，其通过每当进行所述移动以及所述放射线的照射时就从所述放射线检测器读取信号，来取得所述被摄体的多个放射线图像；机械性误差检测单元，其检测所述放射线检测器的机械性误差；机械性误差补正单元，其补正所述多个放射线图像中的所述机械性误差，由此取得机械性误差补正完成放射线图像；偏离量检测单元，其检测所述机械性误差补正完成放射线图像间的所述被摄体的偏离量；和身体运动量取得单元，其基于所述偏离量来取得所述摄影时的所述被摄体的身体运动量。另外，在本发明的第I放射线图像摄影装置中，也可以还具备显示所述身体运动量的显示单元。另外，在本发明的第I放射线图像摄影装置中，也可以还具备身体运动补正单元，其基于所述身体运动量来补正所述机械性误差补正完成放射线图像间的所述被摄体的偏离量，由此取得身体运动补正完成放射线图像；和图像合成单元，其生成将所述身体运动补正完成放射线图像进行合成而得到的身体运动补正完成合成图像，所述显示单元显示所述身体运动补正完成合成图像。另外，在本发明的第I放射线图像摄影装置中，也可以将所述图像合成单元在所述身体运动补正完成放射线图像的所述多个身体运动补正完成图像所重复的重复区域中，按照能视觉辨识位置对准的程度的方式来生成所述身体运动补正完成合成图像。 另外，在本发明的第I放射线图像摄影装置中，也可以使所述图像合成单元进一步生成将所述机械性误差补正完成放射线图像进行合成而得到的机械性误差补正完成合成图像，使所述显示单元作为能切换地显示所述身体运动补正完成合成图像以及所述机械性误差补正完成合成图像的单元。另外，在本发明的第I放射线图像摄影装置中，也可以还具备在所述身体运动量超过了规定的阈值的情况下进行警告的警告单元。这种情况下，也可以使所述摄影单元作为在由所述警告单元进行了警告的情况下，停止对所述被摄体的所述放射线的照射的单元。作为警告，能使用基于声音的警告、基于显不的警告、或者基于声音以及显不两者的警告的任意的警告。另外，在本发明的第I放射线图像摄影装置中，所述机械性误差是所述摄像面的倾斜、所述摄像面的从规定位置起的位移、所述多个放射线图像间的相对偏离、以及所述被摄体的成为基准的被摄体面和所述摄像面的平行的方向的位移的至少一者。本发明的放射线图像摄影方法使照射放射线的摄影单元以及/或者检测放射线的放射线检测器移动，来对被摄体进行多次摄影，其特征在于，具有通过每当进行摄影时就从所述放射线检测器读取信号，来取得被摄体的多个放射线图像的步骤；检测摄影单元以及/或者放射线检测器的机械性误差的步骤；和基于机械性误差来取得摄影时的被摄体的身体运动量的步骤。本发明的放射线图像摄影方法也可以使所述放射线检测器移动，每当由于该移动而改变位置时，就对该放射线检测器照射已透过了被摄体的放射线，并取得至少一部分区域重复的多个放射线图像，所述放射线图像摄影方法具有使所述放射线检测器沿规定的移动轴移动，每当由于该移动而改变位置时，就对所述放射线检测器照射已透过了所述被摄体的放射线的步骤；通过每当进行所述移动以及所述放射线的照射时就从所述放射线检测器读取信号，来取得所述被摄体的多个放射线图像的步骤；检测所述放射线检测器的机械性误差的步骤；补正所述多个放射线图像中的所述机械性误差，由此取得机械性误差补正完成放射线图像的步骤；检测所述机械性误差补正完成放射线图像间的所述被摄体的偏离量的步骤；和基于所述偏离量来取得所述摄影时的所述被摄体的身体运动量的步骤。
另外，也可以提供用于使计算机执行本发明的放射线图像摄影方法的程序。本发明的第2放射线图像摄影装置具备发出放射线的放射线源；检测放射线的放射线检测单元；和使放射线源以及/或者放射线检测器移动的移动单元，放射线图像摄影装置使放射线源以及/或者放射线检测单元移动，来对被摄体进行多次摄影，放射线图像摄影装置的特征在于，具备摄影系统实际移动量算出单元，其在使放射线源以及/或者放射线检测单元按照规定的模式移动，来对配置在已知的位置的基准被摄体进行多次摄影时，基于此时得到的各图像上的基准被摄体的投影位置来算出实际的放射线源以及/或者放射线检测单元的实际移动量；被摄体移动量确定单元，其在使放射线源以及/或者放射线检测单元按照规定的模式移动，来对被摄体进行多次摄影时，确定此时得到的多个图像间的被摄体的移动量；被摄体预计移动量算出单元，其在使放射线源以及/或者放射线检测单元按照规定的模式移动所述实际移动量，来对被摄体进行多次摄影时，算出此时得到的多个图像间的被摄体的预计移动量；和身体运动评价值算出单元，其基于被摄体移动量以及所述被摄体预计移动量的差分，来算出表示所述被摄体的身体运动的大小的身体运动评价值。 本发明的身体运动量测定方法在放射线图像摄影装置中测量被摄体的身体运动的大小，其中所述放射线图像摄影装置具备发出放射线的放射线源；检测放射线的放射线检测单元；和使放射线源以及/或者放射线检测器移动的移动单元，使放射线源以及/或者放射线检测单元移动，来对被摄体进行多次摄影，所述身体运动量测定方法的特征在于，在使放射线源以及/或者放射线检测单元按照规定的模式移动，来对配置在已知的位置的基准被摄体进行多次摄影时，基于此时得到的各图像上的基准被摄体的投影位置来算出实际的放射线源以及/或者放射线检测单元的实际移动量，在使放射线源以及/或者放射线检测单元按照规定的模式移动，来对被摄体进行多次摄影时，确定此时得到的多个图像间的被摄体的移动量，在使放射线源以及/或者放射线检测单元按照规定的模式移动实际移动量，来对被摄体进行多次摄影时，算出此时得到的多个图像间的被摄体的预计移动量，基于被摄体移动量以及所述被摄体预计移动量的差分，来算出表示所述被摄体的身体运动的大小的身体运动评价值。另外，也可以提供用于使计算机执行本发明的身体运动量测定方法的程序。在本发明的第2放射线图像摄影装置以及身体运动量测定方法还有程序中，“身体运动量”不限于表示被摄体实际移动的距离的值，也可以是归一化后的值，也可以是设置规定的阈值而仅在数字上表示身体运动的有无的值。另外，关于放射线源以及/或者放射线检测单元的实际移动量的算出，也可以从某摄影位置以及另一摄影位置上拍摄的2张图像中的基准被摄体的投影位置(图像上的坐标)中确定两图像间的基准被摄体的移动量，基于该基准被摄体移动量来算出实际的放射线源以及/或者放射线检测单元的实际移动量，也可以从在某摄影位置拍摄的I张图像中的基准被摄体的投影位置(图像上的坐标)直接算出摄影系统的位置，并通过比较各摄影位置间的摄影系统的位置来算出摄影系统的实际移动量。另外，还能个别地拍摄基准被摄体和被摄体，但同时拍摄基准被摄体和被摄体能反映在被摄体的实际的摄影时在放射线源以及/或者放射线检测单元中产生的移动误差，因此，能更正确地检测被摄体的身体运动。
发明的效果根据本发明的第I放射线图像摄影装置以及方法还有程序，例如通过使放射线检测器沿规定的移动轴移动，每当通过移动而改变位置时，就对放射线检测器照射已透过了被摄体的放射线，每当进行移动以及放射线的照射时，就从放射线检测器读取信号，由此取得被摄体的多个放射线图像，检测出放射线检测器的机械性误差，补正该机械性误差从而取得机械性误差补正完成放射线图像。然后，检测机械性误差检查完成放射线图像间的被摄体的偏离量，基于偏离量，检测等摄影时的被摄体的身体运动量，由于是先检测机械性误差，因此能正确地检测被摄体的身体运动。另外，通过显示身体运动量，能视觉辨识被摄体的身体运动引起的偏离到了何种程度。另外，还能通过基于身体运动量来补正机械性误差补正完成放射线图像间的被摄体的偏离量，来取得身体运动补正完成放射线图像，由此精度良好地合成身体运动补正完 成放射线图像来生成身体运动补正完成合成图像，其结果，能正确地进行使用了身体运动补正完成合成图像的诊断。另外，能通过在身体运动补正完成放射线图像的重复区域中按照能视觉辨识位置对准的程度的方式来生成身体运动补正完成合成图像，由此能确认可以正确地位置对准到何种程度。另外，还能进一步生成合成机械性误差补正完成放射线图像而得到的机械性误差补正完成合成图像，通过可切换地显示身体运动补正完成合成图像以及机械性误差补正完成合成图像来正确地识别身体运动。另外，由于能在身体运动量超过了规定的阈值的情况下进行警告来通过操作者进行停止摄影等的操作，因此能防止就算是无法合成程度的身体运动量也继续摄影从而导致对被摄体的无谓受辐射。这种情况下，通过停止对被摄体照射放射线，能不会对操作者增加负担地防止被摄体无谓地被受辐射。根据本发明的第2放射线图像摄影装置以及身体运动量测定方法还有程序，由于在放射线图像摄影装置中测量被摄体的身体运动的大小，其中所述放射线图像摄影装置具备发出放射线的放射线源；检测放射线的放射线检测单元；和使放射线源以及/或者放射线检测器移动的移动单元，使放射线源以及/或者放射线检测单元移动，来对被摄体进行多次摄影，在使放射线源以及/或者放射线检测单元按照规定的模式移动，来对配置在已知的位置的基准被摄体进行多次摄影时，基于此时得到的各图像上的基准被摄体的投影位置来算出实际的放射线源以及/或者放射线检测单元的实际移动量，在使放射线源以及/或者放射线检测单元按照规定的模式移动，来对被摄体进行多次摄影时，确定此时得到的多个图像间的被摄体的移动量，在使放射线源以及/或者放射线检测单元按照规定的模式移动实际移动量，来对被摄体进行多次摄影时，算出此时得到的多个图像间的被摄体的预计移动量，基于被摄体移动量以及被摄体预计移动量的差分，来算出表示被摄体的身体运动的大小的身体运动评价值，因此，能基于摄影图像来正确地检测被摄体的身体运动。另外，还能个别地拍摄基准被摄体和被摄体，但同时拍摄基准被摄体和被摄体能反映在被摄体的实际的摄影时在放射线源以及/或者放射线检测单元中产生的移动误差，因此，能更正确地检测被摄体的身体运动。
图I是表示本发明的第I实施方式的放射线图像摄影装置的构成的概略图。图2是说明用于摄像面倾斜检测的放射线图像的摄影的概略图。图3是说明放射线图像检测器的存在摄像面的倾斜的情况和不存在摄像面的倾斜的情况的放射线图像的记录状态的概略图。图4是表示放射线图像的摄影的样子的概略侧视图。图5是说明放射线图像检测器的存在摄像面的倾斜的情况和不存在摄像面的倾斜的情况的放射线图像的记录状态的概略图。
图6是说明本发明的图像补正方法的一例的概略图。图7是说明本发明的图像补正方法的其它的示例的概略图。图8是说明本发明的图像补正方法的再其它的示例的概略图。图9是表示图像补正前和补正后的图像中的坐标系的图。图10是说明本发明的图像补正方法的一例的概略图。图11是用于说明参数算出的其它的示例的图。图12是用于说明参数算出的其它的示例的图。图13是用于说明参数算出的其它的示例的图。图14是用于说明模板匹配的图。图15是用于说明模板匹配的图。图16是用于说明身体运动补正的图。图17是表示在本实施方式中进行的处理的流程图。图18是表示图像显示部的显示画面中的显示的示例的图。图19是表示图像显示部的显示画面中的显示的其它的示例的图。图20是表示图像显示部的显示画面中的显示的其它的示例的图。图21是表示图像显示部的显示画面中的显示的其它的示例的图。图22是表示图像显示部的显示画面中的显示的其它的示例的图。图23是表示图像显示部的显示画面中的显示的其它的示例的图。图24是表示光流的显示的示例的图。图25是表示摄像面的位置和机械性误差的关系的一例的图表。图26是用于说明本发明的其它的实施方式是图。图27是用于说明现有技术的问题的图。图28是用于说明现有技术的另外的问题的图。图29是用于说明现有技术的另外的问题的图。图30是用于说明现有技术的另外的问题的图。图31是用于说明现有技术的另外的问题的图。图32是本发明的第2实施方式的应用了放射线图像摄影装置的X射线摄影装置的概略图。图33是用于说明断层融合摄影的图。
图34是用于说明在上述放射线图像摄影装置中的以摄影台顶板的顶板面为基准面的情况下的X射线管的移动范围的算出的图。图35是用于说明上述放射线图像摄影装置中的身体运动评价值的算出方法的图。图36是用于说明本发明的第3实施方式的放射线图像摄影装置中的身体运动评价值的算出方法的图。
具体实施例方式下面，参照附图来说明本发明的第I实施方式。图I是表示本发明的第I实施方式的放射线图像摄影装置的构成的概略图。如图I所示，本实施方式的放射线图像摄影装置150构成为使用I个放射线源100和I个FPD来依次拍摄被摄体N中的相邻的多个区域N1、N2、…，并合成由此取得的多个放射线图像，从而得到表示被摄体N的大部分的全长 的放射线图像。另外，在现实的全长摄影系统中，虽然考虑放射线源100和FPDllO的设置误差、因装置的经年劣化出现的摆动等而产生放射线源100或FPDllO等的移动误差等各种的机械性误差，但在此为了简化说明，说明仅存在因FPDllO的设置而引起的机械性误差的情况。具体地，该放射线图像摄影装置150具备放射线源100，其从出射窗111向由准直器112确定的照射范围照射放射线104 ;FPD110，其具有接受透过了被摄体N的放射线104的照射并检测该放射线104的摄像面(放射线检测面)102 ;检测器移动部20，其使FPDllO沿着被摄体N移动；和射线源配置部25，其配置放射线源100，以使得其出射窗111的位置以及方向成为期望状态。另外，在图I中，用Cr来表示由准直器112确定了照射范围的放射线104的放射中心轴。FPDllO检测透过了被摄体N的放射线104，并将其变换为电信号，输出表示该被摄体N的放射线图像的图像数据。另外，FPDllO能使用将放射线直接变换为电荷的直接方式的FPD、或者还能使用将放射线暂时变换为光，将变换后的光进一步变换为电信号的间接方式的FPD。直接方式的FPD由非晶硒等的光导电膜、作为电容器以及开关元件的TFT (ThinFilm Transistor,薄膜场效应晶体管)等构成。例如,若入射X射线等的放射线,在从光导电膜发出电子-空穴对(e_h对)。在电容器中积蓄该电子-空穴对，介由TFT读取被积蓄在电容器中的电荷，作为电信号。另一方面，间接方式的FPD通过由荧光体形成的闪烁物层、光电二极管、电容器以及TFT等构成。例如，若入射“CsI:Tl”等的放射线，则闪烁物层发光(荧光)。闪烁物层发出的光通过光电二极管而被光电变换，并积蓄在电容器中，介由TFT读取积蓄在电容器中的电荷，作为电信号。检测器移动部20具备2个支柱21，其从地面5F起向铅直方向(图中的箭头Y方向)直立，并在两者间保持FPDl 10 ;和移动机构22，其使FPD 110在全长方向即铅直方向移动。作为移动机构22，能采用如下构成用现有已知的线性滑动机构等来支撑FPD 110，使用电动机等的驱动源来使FPDllO移动。在实施用于取得供合成用的放射线图像的摄影时，沿着FPDllO的移动方向来配置被摄体N。即，使被摄体N作出在地面上直立的姿势来进行摄影。
射线源配置部25按照将被摄体N置于其间并使被摄体N与FPDllO的摄像面102对置的方式、即朝向FPDl 10的方向的方式来保持放射线源100，且使其移动。该射线源配置部25具有支柱26，其从顶棚5E起在铅直方向上延伸；顶棚基台27，其沿着顶棚5E使该支柱26在图中箭头Z方向上移动；和转动台28，其与支柱26卡合，并能向图中的箭头Y方向移动，并且能绕着与纸面垂直的轴而转动。在该转动台28上搭载有放射线源100。由此，放射线源100能在上下方向(图中的将Y方向)以及左右方向(图中的箭头Z方向)上移动，并能绕着通过放射线源100的大致中心的、与图中的X轴平行的轴转动。另外，射线源配置部25还能使用现有技术中已知的线性滑动机构或转动机构、以及电动机等的驱动源来形成。另外，放射线图像摄影装置150具有控制检测器移动部20以及射线源配置部25的工作的全长摄影控制部30。该全长摄影控制部30控制检测器移动部20的工作来使FPDllO沿着被摄体N的延伸方向依次向用于进行放射线摄影的各位置Q1、Q2、…移动。与此同时，全长摄影控制部30控制射线源配置部25的工作，来配置放射线源100，以使得从放 射线源100发出的放射线104的照射方向朝向配置于上述各位置的FPDllO的摄像面102的方向。若在此基础上驱动放射线源100，则被摄体N中的相邻的区域N1、N2、…依次被进行摄影，每当进行各次摄影，就取得表示用于表征被摄体N的整体的多个部分的放射线图像的图像数据。放射线图像摄影装置150还具备机械性误差补正部34，其基于后述那样算出的用于补正FPDllO的摄像面102的机械性误差的参数，来进行补正，该补正将消除包含在通过各次的摄影而取得的放射线图像中的因摄像面的机械性误差而引起的图像失真。另外，放射线图像摄影装置150具备偏离量检测部35，其检测在已经消除了因摄像面的机械性误差而引起的图像失真的机械性误差补正完成图像中所含的基于被摄体N的身体运动的偏离量；身体运动量取得部36，其基于偏离量检测部35所检测出的偏离量来取得摄影时的被摄体N的身体运动量；以及身体运动补正部37，其基于身体运动量来补正包含在机械性误差补正完成图像中的被摄体N的偏离量。进而，放射线图像摄像装置150具备图像合成部38，其合成通过上述各次的放射线摄影得到的各图像数据，来生成表征被摄体N的整体点全长的放射线图像。在此，例如将图像合成部38所生成的全长的放射线图像显示在由CRT显示装置、液晶显示装置等构成的图像显示器60。另外，放射线图像摄影装置150的整体的动作通过控制台70来控制。由此，在控制台70输入与被摄体N相关的信息或用于得到全长的放射线图像的摄影条件等，并将这些信息输入全长摄影控制部30、和用于设定由准直器112确定的放射线照射范围等的摄影调节部(未图示)等。该摄影调节部对各放射线摄影时的放射线源100的位置、准直器112的状态、以及FPDllO的位置等进行调节，以使得例如每隔4次的放射线摄影就能得到规定尺寸的合成用放射线图像。之后，根据来自控制台70的指令，来执行拍摄4个放射线图像的动作。另外，为了决定进行多次摄影的放射线图像的尺寸，除了如上述那样通过准直器112等来规定放射线照射范围以外，也可以切取各次摄影中得到的放射线图像的一部分来调节各图像部分的长度、宽度。接下来，说明在放射线图像摄影装置150中进行的FPDllO的摄像面的机械性误差检测处理。首先，说明由机械性误差自动检测装置80自动进行该处理的情况。该机械性误差自动检测装置80由如下要素构成作为从FPDllO取得图像数据的单元的校准图像输入部81 ;接受该校准图像输入部81的输出的标记检测部82、和接受该标记检测部82的输出的机械性误差检测部83。并且，该机械性误差检测部83的输出被输入到参数算出部84。在进行摄像面的机械性误差检测时，例如通过从控制台70输入的摄影菜单，将其与通常的被摄体的摄影区别开来，独自进行用于该机械性误差检测的摄影以及该摄影下的表示来自FPDllO的放射线图像的图像数据的读取操作。在此，将从这些操作起直到求取用于补正的参数为止的一系列的操作称作校准，将在该操作中得到的放射线图像称作校准图像。在该校准时，FPDllO也是依次移动到各位置Ql、Q2、…，对停止在各位置的FPDllO照射透过了标记M1、M2等的标记的放射线104。图2是用于说明校准中的摄影的图。另外，在图2中 ，为了简化说明，示出了在校准中进行2次的摄影的状态。另外，在图2中，代替上述图27等所示的格子103，在该位置配置图2a所示的被摄体面B，在该被摄体面B上，以在水平方向上空开规定距离的状态赋予2个标记M1、M2。然后，如图2b所示，使FPDllO从上向下移动，对处于该移动前后的静止位置的FPDllO照射已透过了标记Ml、M2的放射线，拍摄2次标记的放射线图像。另外，实际上，按照在配置于相邻的2个位置Ql和Q2的FPDllO的重复区域，分别拍摄到公共标记Ml、M2的方式来进行放射线摄影。在进行4次摄影的情况下，关于其它的相邻的2个位置Q2和Q3、Q3和Q4也是如此。为了如此地进行放射线摄影，采用按照不管2个位置的FPD 110在哪里重复都写入了标记的方式来在上下方向以适当间隔并排设置标记的方法、或者预先正确地确定各位置Q1、Q2···，在与这些各位置对应的重复位置设置标记的方法等。在此，在2次的摄影中，在第I次的摄影中，如图2b所示，FPDllO配置在图2b所示的朝右上方斜划的阴影所示的位置，另外在第2次摄影中FPDllO配置在图2b的向左上斜划的阴影所示的位置。由此，标记Ml、M2在2次摄影中被重复拍摄到。另外，在各次摄影中，FPDllO以及被摄体面B被设置为各自的宽度方向的中央位置与放射线的照射场中心(左右方向中心)对齐的状态。另外，2个标记M1、M2被设置为距照射场中心彼此相等的位置。另外，在通过摄影菜单而指示了校准图像的摄影的情况下，优选将包含标记的放射线图像的摄影方向、重复的宽度、进而预先自动设定各图像的帧分割等自动设定为预先设定的内容。另外，在屏风上设置上述的多个标记，若在校准图像的摄影用途中将该屏风设置在规定的承受部上，则发出屏风检测信号，以该信号为触发来将校准图像摄影的各种菜单显示在例如控制台70的显示部上。在该校准图像的摄影时，将FPDllO分别移动到各位置Ql、Q2、…来进行摄影后，每次进行摄影就逐次在FPDllO进行读取操作，从FPDllO输出表示写入了标记的校准图像的图像数据。机械性误差自动检测装置80的校准图像输入部81接受这些图像数据后，将它们送出到标记检测部82。标记检测部82基于从配置在相邻的2个位置(例如Ql和Q2)并接受线照射的FPDllO逐次送来的图像数据(下面将表示它们的2个图像称作“上下图像”)来检测标记的位置，并将表示该标记位置的信息输入给机械性误差检测部83。另外，为了确定各校准图像中的标记的位置，能使用公知的模板匹配等的手法。
机械性误差检测部83接受到表示标记位置的信息后，基于该信息来检测位于相邻的2个位置的FPDllO的摄像面的机械性误差。下面，说明机械性误差的检测。另外，在后面的说明中，说明使用通过位于相邻的2个位置的FPD 110所取得的2个校准图像来检测机械性误差的情况。首先，说明求取图27所示的倾斜角α这一点。通过上述2次的摄影而取得的校准图像成为图3a所示的图像。图中上侧的校准图像是第I次的摄影所得到的图像，下侧的校准图像是第2次的摄影所得到的图像。不管在哪个校准图像上都记录有标记Ml、M2，如图27所示，若摄像面102相对于平板表面倾斜了角度α，则在两校准图像之间，标记Μ1、Μ2的像彼此间产生偏离。与此相对，若不存在角度α的摄像面倾斜，则两校准图像成为图3b所示的图像，因此，能根据图3a、b的关系来求取角度α。上述角度α是将多次的摄影中的放射线照射轴都包含在内的面内、即与图27的
纸面平行的面内的角度。另外，在本实施方式中，平板状的FPDllO由于按照其表面与检测器移动轴方向平行的方式来配置，因此，角度α成为摄像面102的相对于检测器移动轴方向的角度。在此，针对第I次取得的图像，将图3a中的标记M1、M2间的距离设为W1，针对第2次取得的图像，将图3a中的标记M1、M2间的距离设为W2。另外，如图4所示，将放射线照射方向上的摄像面中心到标记Ml、M2的距离设为d，将放射线源100到摄像面中心的距离设为SID。进而，如图3以及图4所示，将摄像面102上的摄像面中心到标记Ml、M2的中点的距离的2倍设为FOVh。关于以上的各距离的关系，成为下述的(数I)那样，并根据它们得出(数2)。[数I]
权利要求
1.一种放射线图像摄影装置，具备照射放射线的摄影单元；检测所述放射线的放射线检测器；和使所述摄影单元以及/或者所述放射线检测器移动的移动单元，所述放射线图像摄影装置使所述摄影单元以及/或者所述放射线检测器移动，来对被摄体进行多次摄影， 所述放射线图像摄影装置的特征在于，具备 图像取得单元，其每当进行所述摄影时就从所述放射线检测器读取信号，由此取得所述被摄体的多个放射线图像； 机械性误差检测单元，其检测所述摄影单元以及/或者放射线检测器的机械性误差；和 身体运动量取得单元，其基于由所述机械性误差检测单元求得的所述机械性误差，来取得所述摄影时的所述被摄体的身体运动量。
2.根据权利要求I所述的放射线图像摄影装置，其中， 所述放射线图像摄影装置使所述放射线检测器移动，每当由于该移动而改变位置时，就对该放射线检测器照射已透过了被摄体的放射线，并取得至少一部分区域重复的多个放射线图像， 所述放射线图像摄影装置的特征在于，具备 摄影单元，其使所述放射线检测器沿规定的移动轴移动，每当由于该移动而改变位置时，就对所述放射线检测器照射已透过了所述被摄体的放射线； 图像取得单元，其通过每当进行所述移动以及所述放射线的照射时就从所述放射线检测器读取信号，来取得所述被摄体的多个放射线图像； 机械性误差检测单元，其检测所述放射线检测器的机械性误差； 机械性误差补正单元，其补正所述多个放射线图像中的所述机械性误差，由此取得机械性误差补正完成放射线图像； 偏离量检测单元，其检测所述机械性误差补正完成放射线图像间的所述被摄体的偏离量;和 身体运动量取得单元，其基于所述偏离量来取得所述摄影时的所述被摄体的身体运动量。
3.根据权利要求I或2所述的放射线图像摄影装置，其特征在于， 所述放射线图像摄影装置还具备显示所述身体运动量的显示单元。
4.根据权利要求I 3中任一项所述的放射线图像摄影装置，其特征在于， 所述放射线图像摄影装置还具备 身体运动补正单元，其基于所述身体运动量来补正所述机械性误差补正完成放射线图像间的所述被摄体的偏离量，由此取得身体运动补正完成放射线图像；和 图像合成单元，其生成将所述身体运动补正完成放射线图像进行合成而得到的身体运动补正完成合成图像， 所述显示单元显示所述身体运动补正完成合成图像。
5.根据权利要求4所述的放射线图像摄影装置，其特征在于， 所述图像合成单元在所述身体运动补正完成放射线图像的所述多个身体运动补正完成图像发生了重复的重复区域中，按照能视觉辨识位置对准的程度的方式来生成所述身体运动补正完成合成图像。
6.根据权利要求4或5所述的放射线图像摄影装置，其特征在于， 所述图像合成单元进一步生成将所述机械性误差补正完成放射线图像进行合成而得到的机械性误差补正完成合成图像， 所述显示单元能切换地显示所述身体运动补正完成合成图像以及所述机械性误差补正完成合成图像。
7.根据权利要求I 6中任一项所述的放射线图像摄影装置，其特征在于， 所述放射线图像摄影装置还具备在所述身体运动量超过了规定的阈值的情况下进行警告的警告单元。
8.根据权利要求7所述的放射线图像摄影装置，其特征在于， 所述摄影单元在由所述警告单元进行了警告的情况下，停止对所述被摄体的所述放射线的照射。
9.根据权利要求I 8中任一项所述的放射线图像摄影装置，其特征在于， 所述机械性误差是所述摄像面的倾斜度、所述摄像面的从规定位置起的位移、所述多个放射线图像间的相对偏离、以及所述被摄体的成为基准的被摄体面和所述摄像面的平行的方向的位移中的至少一者。
10.一种放射线图像摄影方法，使照射放射线的摄影单元以及/或者检测放射线的放射线检测器移动，来对被摄体进行多次摄影，其特征在于，具有 通过每当进行所述摄影时就从所述放射线检测器读取信号，来取得所述被摄体的多个放射线图像的步骤； 检测所述摄影单元以及/或者放射线检测器的机械性误差的步骤；和 基于所述机械性误差来取得所述摄影时的所述被摄体的身体运动量的步骤。
11.根据权利要求10所述的放射线图像摄影方法，其中， 使所述放射线检测器移动，每当由于该移动而改变位置时，就对该放射线检测器照射已透过了被摄体的放射线，并取得至少一部分区域发生了重复的多个放射线图像， 所述放射线图像摄影方法的特征在于，具有 使所述放射线检测器沿规定的移动轴移动，每当由于该移动而改变位置时，就对所述放射线检测器照射已透过了所述被摄体的放射线的步骤； 通过每当进行所述移动以及所述放射线的照射时就从所述放射线检测器读取信号，来取得所述被摄体的多个放射线图像的步骤； 检测所述放射线检测器的机械性误差的步骤； 补正所述多个放射线图像中的所述机械性误差，由此取得机械性误差补正完成放射线图像的步骤； 检测所述机械性误差补正完成放射线图像间的所述被摄体的偏离量的步骤；和 基于所述偏离量来取得所述摄影时的所述被摄体的身体运动量的步骤。
12.—种程序，用于使计算机执行放射线图像摄影方法，该放射线图像摄影方法使照射放射线的摄影单元以及/或者检测放射线的放射线检测器移动，来对被摄体进行多次摄影，其特征在于，使计算机执行如下步骤 通过每当进行所述摄影时就从所述放射线检测器读取信号，来取得所述被摄体的多个放射线图像的步骤； 检测所述摄影单元以及/或者放射线检测器的机械性误差的步骤；和 基于所述机械性误差来取得所述摄影时的所述被摄体的身体运动量的步骤。
13.根据权利要求12所述的程序，用于使计算机执行放射线图像摄影方法，该放射线图像摄影方法使所述放射线检测器移动，每当由于该移动而改变位置时，就对该放射线检测器照射已透过了被摄体的放射线，并取得至少一部分区域发生了重复的多个放射线图像， 所述程序使计算机执行如下步骤 使所述放射线检测器沿规定的移动轴移动，每当由于该移动而改变位置时，就对所述放射线检测器照射已透过了所述被摄体的放射线的步骤； 通过每当进行所述移动以及所述放射线的照射时就从所述放射线检测器读取信号，来取得所述被摄体的多个放射线图像的步骤； 检测所述放射线检测器的机械性误差的步骤； 补正所述多个放射线图像中的所述机械性误差，由此取得机械性误差补正完成放射线图像的步骤； 检测所述机械性误差补正完成放射线图像间的所述被摄体的偏离量的步骤；和 基于所述偏离量来取得所述摄影时的所述被摄体的身体运动量的步骤。
14.一种放射线图像摄影装置，具备发出放射线的放射线源；检测所述放射线的放射线检测单元；和使所述放射线源以及/或者所述放射线检测器移动的移动单元，所述放射线图像摄影装置使所述放射线源以及/或者所述放射线检测单元移动，来对被摄体进行多次摄影， 所述放射线图像摄影装置的特征在于，具备 摄影系统实际移动量算出单元，其在使所述放射线源以及/或者所述放射线检测单元按照规定的模式移动，来对配置在已知的位置的基准被摄体进行多次摄影时，基于此时得到的各图像上的所述基准被摄体的投影位置来算出实际的所述放射线源以及/或者所述放射线检测单元的实际移动量； 被摄体移动量确定单元，其在使所述放射线源以及/或者所述放射线检测单元按照规定的模式移动，来对被摄体进行多次摄影时，确定此时得到的多个图像间的所述被摄体的移动量; 被摄体预计移动量算出单元，其在使所述放射线源以及/或者所述放射线检测单元按照所述规定的模式移动所述实际移动量，来对被摄体进行多次摄影时，算出此时得到的多个图像间的所述被摄体的预计移动量；和 身体运动评价值算出单元，其基于所述被摄体移动量以及所述被摄体预计移动量的差分，来算出表示所述被摄体的身体运动的大小的身体运动评价值。
15.根据权利要求14所述的放射线图像摄影装置，其特征在于， 同时拍摄所述基准被摄体和所述被摄体。
16.一种身体运动量测定方法，其是在放射线图像摄影装置中测量被摄体的身体运动的大小的身体运动量测定方法，其中所述放射线图像摄影装置具备发出放射线的放射线源；检测所述放射线的放射线检测单元；和使所述放射线源以及/或者所述放射线检测器移动的移动单元，使所述放射线源以及/或者所述放射线检测单元移动，来对所述被摄体进行多次摄影， 所述身体运动量测定方法的特征在于， 在使所述放射线源以及/或者所述放射线检测单元按照规定的模式移动，来对配置在已知的位置的基准被摄体进行多次摄影时，基于此时得到的各图像上的所述基准被摄体的投影位置来算出实际的所述放射线源以及/或者所述放射线检测单元的实际移动量， 在使所述放射线源以及/或者所述放射线检测单元按照规定的模式移动，来对被摄体进行多次摄影时，确定此时得到的多个图像间的所述被摄体的移动量， 在使所述放射线源以及/或者所述放射线检测单元按照所述规定的模式移动所述实际移动量，来对被摄体进行多次摄影时，算出此时得到的多个图像间的所述被摄体的预计移动量， 基于所述被摄体移动量以及所述被摄体预计移动量的差分，来算出表示所述被摄体的身体运动的大小的身体运动评价值。
17.一种程序，用于使计算机执行身体运动量测定方法，该身体运动量测定方法在放射线图像摄影装置中测量被摄体的身体运动量的大小，其中所述放射线图像摄影装置具备照射放射线的放射线源；检测所述放射线的放射线检测单元；和使所述放射线源以及/或者所述放射线检测器移动的移动单元，使所述放射线源以及/或者所述放射线检测单元移动，来对所述被摄体进行多次摄影，所述程序的特征在于，使计算机执行如下步骤 在使所述放射线源以及/或者所述放射线检测单元按照规定的模式移动，来对配置在已知的位置的基准被摄体进行多次摄影时，基于此时得到的各图像上的所述基准被摄体的投影位置来算出实际的所述放射线源以及/或者所述放射线检测单元的实际移动量的步骤， 在使所述放射线源以及/或者所述放射线检测单元按照规定的模式移动，来对被摄体进行多次摄影时，确定此时得到的多个图像间的所述被摄体的移动量的步骤， 在使所述放射线源以及/或者所述放射线检测单元按照所述规定的模式移动所述实际移动量，来对被摄体进行多次摄影时，算出此时得到的多个图像间的所述被摄体的预计移动量的步骤， 基于所述被摄体移动量以及所述被摄体预计移动量的差分，来算出表示所述被摄体的身体运动的大小的身体运动评价值的步骤。
全文摘要
在合成通过全长摄影取得的多个放射线图像时，不仅能检测因机械性误差而引起的图像的接缝的偏离，还能检测被摄体的身体运动引起的偏离。机械性误差补正部(34)对包含在通过摄影取得的图像中的因摄像面的机械性误差而引起的图像失真进行补正。偏离量检测部(35)对消除了因摄像面的机械性误差而引起的图像失真的机械性误差后的机械性误差补正完成图像中所含的基于被摄体(N)的身体运动的偏离量进行检测。身体运动量取得部(36)基于偏离量来检测摄影时的被摄体的身体运动量，身体运动量补正部(37)基于身体运动量来补正机械性误差补正完成图像的被摄体的偏离量。
文档编号A61B6/00GK102821691SQ20118001611
公开日2012年12月12日 申请日期2011年3月28日 优先权日2010年3月26日
发明者赤堀贞登, 山口义隆 申请人:富士胶片株式会社