CN102419793A - 图像处理装置和方法、计算机可执行程序和放射线摄影系统 - Google Patents

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Abstract

图像处理装置和方法、计算机可执行程序和放射线摄影系统。在三维X射线摄影中，用户接口用于支持多幅图像的搜索，这多幅图像是在从X射线源向被检体施加X射线时对被检体进行摄影而得到的。存在用于在多幅图像中选择一个图像对的两幅视差图像的显示区。左右按钮用于通过从改变照射角的第一和第二方向中进行选择来确定图像对观察中心的移动方向。在多阶段二分搜索中，通过考虑所确定的第一或第二方向、先前指定的第一图像对和当前的第二图像对，用移动范围图像和线段来设定在初始搜索范围中限定的小搜索范围。从该小搜索范围取得第三图像对的两个视差图像，以提高从初始搜索范围进行搜索的效率。

Description

图像处理装置和方法、计算机可执行程序和放射线摄影系统
技术领域
本发明涉及图像处理装置和方法、计算机可执行程序和放射线摄影系统。更具体地，本发明涉及可通过高效的过程加快图像搜索的图像处理装置和方法、计算机可执行程序和放射线摄影系统。
背景技术
JP-A 2010-131170公开了断层融合(tomosynthesis)摄影，其中通过移动作为放射线源的X射线源，以不同的角度向被检体施加X射线。形成被检体的图像且叠加而生成有效强调了断层面的断层图像。
JP-A 2010-131170公开了通过断层融合摄影获得的多个图像中具有视差的两幅图像(视差图像)的立体观察。通过立体观察指定关注区域(ROI)，以便获得关注区域的断层图像。
在利用X射线进行医用摄影的领域中，设置两个X射线源，以通过放射线摄影形成一对视差图像。根据立体图像对的两幅X射线图像，可进行立体观察诊断。见美国专利第5,090,038号(对应于JP-A 3-123537)。
美国专利第5,090,038号公开了X射线源和图像增强器(II)绕被检体旋转的放射线摄影。断续地向被检体照射X射线，以按照固定的帧速形成多幅X射线图像。因为使用了深度设定单元来设定用于立体观察的视差图像的帧速(视差角)，以增大或减小视差角，所以可以调节立体观察的深度。
通常，在JP-A2010-131170中那样进行断层融合摄影时立体地观察视差图像，因为要容易地在图像中识别出关注区域。然而，断层融合摄影的图像数目高达40-80。根据视差图像的选择方法而可能很难识别出关注区域。因为与具有关注区域的视差图像的立体图像对相应的断层图像要非常长的时间才能形成，所以不易于进行顺利且快速的诊断。
美国专利第5,090,038号公开了用于设定帧速的深度设定单元。然而，改变视差角来观察待选择的图像很麻烦且很耗时。即使把该深度设定单元与JP-A2010-131170的结构结合，也无法很有效地缩短视差图像的选择时间。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供一种能够通过高效的过程加快图像搜索的图像处理装置和方法、计算机可执行程序和放射线摄影系统。
为了实现本发明的上述和其他目的和优点，提供了一种用于多幅图像的图像处理装置，所述多幅图像是在从第一和第二照射位置之间的范围内的照射位置以多个照射角施加放射线时对被检体进行摄影而得到的。显示控制部在显示屏上以预定视差角立体地显示两幅图像，所述两幅图像是从关于所述第一和第二照射位置之间的特定观察中心彼此对称的照射位置进行照射而形成的。第一输入部从在第一和第二照射位置之间定义的正向方向和反向方向中选择观察中心的移动方向。搜索处理部检查先前指定的先前观察中心是否位于在所述移动方向上从当前观察中心延伸的指定侧，如果所述先前观察中心位于所述指定侧，则确定当前观察中心与所选择的离当前观察中心最近的一个先前观察中心之间的搜索范围，如果所述先前观察中心位于所述指定侧的相反侧，则确定当前观察中心与位于所述指定侧且离当前观察中心最远的位置之间的搜索范围。取得部在搜索范围的中心确定新的观察中心，由此从搜索范围取得两幅新的图像以在显示屏上显示。
在初始操作第一输入部前，观察中心是第一和第二照射位置之间的中心。
此外，第二输入部改变所述视差角。
此外，第二输入部移动所述观察中心，以把显示屏上的两幅图像切换为其他两幅图像。
此外，第二输入部相对于两幅图像中的第一图像改变视差角，以把显示屏上显示的两幅图像的第二图像切换为另一图像。
此外，该图像处理装置根据第三图像对的两幅图像，对多幅图像的数据进行叠加来生成强调了被检体的关注区域的断层图像。
所述断层图像是X射线断层摄影合成图像。
该图像处理装置包括用于观察图像和编辑医疗报告的计算机设备。
该图像处理装置包括连接至便携型放射线摄影系统的计算机设备。
另外，提供了一种用于多幅图像的图像处理方法，所述多幅图像是通过改变放射线源的照射角以改变其照射位置并在从放射线源对被检体施加放射线时对被检体进行摄影而得到的。在该图像处理方法中，在多幅图像中选择一个图像对的两幅图像。通过从相对于基准角改变照射角的第一和第二方向中进行选择来确定图像对的观察中心的移动方向。如果通过该确定步骤确定了第一方向且先前指定的第一图像对的观察中心位于第一方向上，则从当前的第二图像对的观察中心至第一图像对的观察中心设定初始搜索范围内的小搜索范围，如果通过该确定步骤确定了第一方向且第一图像对的观察中心位于第二方向上，则从第二图像对的观察中心至第一方向上设置的照射位置端点设定小搜索范围。从所述小搜索范围取得第三图像对的两幅图像。
另外，提供了一种用于在多幅图像上进行搜索的计算机可执行程序，所述多幅图像是通过改变放射线源的照射角以改变其照射位置并在从放射线源对被检体施加放射线时对被检体进行摄影而得到的。具有选择程序代码，用于在多幅图像中选择一个图像对的两幅图像。确定程序代码用于从相对于基准角改变照射角的第一和第二方向中进行选择来确定图像对的观察中心的移动方向。设定程序代码用于：如果通过该确定程序代码确定了第一方向且先前指定的第一图像对的观察中心位于第一方向上，则从当前的第二图像对的观察中心至第一图像对的观察中心设定初始搜索范围内的小搜索范围，如果通过该确定程序代码确定了第一方向且第一图像对的观察中心位于第二方向上，则从第二图像对的观察中心至第一方向上设置的照射位置端点设定小搜索范围。取得程序代码用于从所述小搜索范围取得第三图像对的两幅图像。
另外，提供了一种放射线摄影系统，其包括对被检体施加放射线的放射线源。检测装置通过接收透过被检体的放射线来检测图像。移动装置相对于检测装置移动放射线源以改变放射线源相对于被检体的照射角，从而在多个照射位置处对被检体施加放射线。放射线摄影系统包括如上所述的图像处理装置，用于对图像进行处理。
移动装置弧形地移动放射线源。
另外，提供了一种用于在多幅图像上进行搜索的用户接口，所述多幅图像是通过改变放射线源的照射角以改变其照射位置并在从放射线源对被检体施加放射线时对被检体进行摄影而得到的。具有选择区域，用于在多幅图像中选择一个图像对的两幅图像。确定区域用于从相对于基准角改变照射角的第一和第二方向中进行选择来确定图像对的观察中心的移动方向。设定区域用于：如果通过该确定区域确定了第一方向且先前指定的第一图像对的观察中心位于第一方向上，则从当前的第二图像对的观察中心至第一图像对的观察中心设定初始搜索范围内的小搜索范围，如果通过该确定区域确定了第一方向且第一图像对的观察中心位于第二方向上，则从第二图像对的观察中心至第一方向上设置的照射位置端点设定小搜索范围。取得区域用于从所述小搜索范围取得第三图像对的两幅图像。
因此，由于以二分搜索的方式两阶段以上地进行搜索，所以可以通过高效的过程加快图像搜索。
附图说明
通过以下详细说明，结合附图，可以更加清楚地理解本发明的以上目的和优点，其中：
图1是示出放射性摄影系统的示意图；
图2是示出摄影控制器的框图；
图3示出了断层融合摄影；
图4是示出观察终端设备的框图；
图5是示出观察终端设备中的电路元件的框图；
图6是示出向图像数据分配识别符的示意图；
图7是示出图像搜索窗口的平面图；
图8是示出操作按钮的状态和视差图像的小搜索范围的表；
图9A是示出状态图的缺省状态的示意图；
图9B是示出第一搜索阶段后的状态图的状态的示意图；
图9C是示出第二搜索阶段后的状态图的状态的示意图；
图9D是示出第三搜索阶段后的状态图的状态的示意图。
具体实施方式
图1中，作为放射线摄影系统的X射线摄影系统2包括X射线源10、摄影盒12、移动装置13和摄影控制器14。摄影盒12检测从X射线源10发出后透过被检体P的X射线成分。摄影盒12输出X射线图像11的信息或图像数据。移动装置13沿箭头方向移动X射线源10。摄影控制器14控制X射线源10、摄影盒12和移动装置13以进行适当的摄影。X射线源10、摄影盒12和移动装置13都通过线缆以有线方式连接到摄影控制器14，并由摄影控制器14供电。
输入接口15是输入摄影条件的输入装置，摄影条件例如是身体部位、X射线源10中的X射线管17的电压、电流、照射时间等。摄影控制器14根据摄影条件控制X射线源10和摄影盒12以使其同步工作。当摄影控制器14从输入接口15接收到照射指示信号时，摄影控制器14通过发送信号给摄影盒12来对X射线源10和摄影盒12进行同步控制。
观察终端设备16或图像处理装置或图像搜索装置被连接到摄影控制器14。摄影盒12生成的X射线图像11被摄影控制器14输入到观察终端设备16。观察终端设备16的例子是个人计算机、工作站等。观察终端设备16对X射线图像11进行处理，以实现各种功能的图像处理，并支持X射线图像11的显示和作为X射线图像11的观察结果的放射检查报告的编辑。
X射线源10包括X射线管17、准直器(未示出)等。图2中，高电压源26或驱动器向X射线管17施加高电压。准直器限定由X射线管17产生的X射线的照射区域。
摄影盒12呈四边形形状。摄影盒12的接收表面18或传感器表面如图所示朝向X射线源10。摄影盒12设置在被检体P下面，或者适当地可位于被检体的肩、膝等处。
在摄影盒12中内置有X射线检测装置19或者FPD装置或平板检测装置。X射线检测装置19是包括矩阵板的装置，在该矩阵板中，具有薄膜晶体管(TFT)和X射线检测元件的多个像素二维排列。当薄膜晶体管截止时，X射线检测装置19根据X射线的量在X射线检测元件中蓄积电荷。导通薄膜晶体管而将X射线检测元件中蓄积的电荷读出到外部。图2的信号处理器29具有把电荷转换成电压信号的积分放大器，信号处理器29中的A/D转换器对该电压信号进行数字转换。于是，生成数字形式的X射线图像11。
设置了钩(未示出)来悬吊X射线源0。设置了支持杆或移动杆以利用所述钩支持X射线源10。轨道槽形成在支持杆中且在其长度方向上延伸。钩可移动地嵌合到该轨道槽。该钩在箭头方向上沿着轨道槽移动。移动装置13由钩和轨道槽构成。在移动装置13中内置了驱动源20或电机，包括步进电机等，由摄影控制器14致动。当驱动源20被致动时，钩和X射线源10沿着轨道槽移动。当驱动源20停止时，X射线源10停止在支持杆的期望位置(照射位置)。摄影控制器14对驱动源20生成的用于驱动步进电机的电压脉冲进行计数，并根据计数的数目来检测X射线源10在支持杆上的位置。
摄影控制器14控制驱动源20，并根据摄影条件把X射线源10移动到支持杆或移动杆的预定的多个位置(例如40-80个位置)中的一个。具体地，X射线源10在图1中从左端至右端的方向上移动。每当X射线源10到达一个位置，X射线源10就向被检体P发出X射线，使得摄影盒12检测到X射线。当随着X射线源10位置的改变而检测到以多个角度照射的X射线时，摄影盒12输出多个X射线图像11。
本实施例中，X射线源10借助于支持杆而沿着轨道槽弧形地移动。然而，支持杆可以是直的且用于在直线路径上而不是曲线路径上移动X射线源10。在与直线路径结合的情况下，可以将枢转移动机构与钩结合，以使X射线源10指向摄影盒12。按照以上实施例的曲线路径，X射线源10自然地指向摄影盒12，而无需另外的机构。不需要枢转移动机构。此外，可以使用多个X射线源10。
图2中，X射线源控制单元25内置在摄影控制器14中，并控制X射线源10中的各种元件。X射线源控制单元25使高电压源26控制X射线管17，使其按照确定的条件和定时发出X射线。
摄影盒控制单元27控制摄影盒12的元件。摄影盒控制单元27使驱动器28控制摄影盒12中的X射线检测单元19的检测，以实现预定的动作序列。此外，摄影盒控制单元27从包括积分放大器和A/D转换器的信号处理器29接收X射线图像11，把X射线图像11传送到观察终端设备16。
驱动器31驱动用于移动装置13的驱动源20。运动控制单元30使驱动器31控制驱动源20。因此，X射线源控制单元25、摄影盒控制单元27和运动控制单元30协同工作，以通过改变X射线源10的位置并在X射线源10的各种角度下施加X射线来形成多幅X射线图像11。执行断层融合摄影以根据多幅X射线图像11生成断层图像或者重构图像。
图3中，示意性地示出了观察终端设备16。观察终端设备16改变X射线源10的位置以实现多个状态，在各种角度下发出X射线。根据摄影盒12输出的X射线图像11，观察终端设备16生成被检体P的断层图像，具体地，被检体P的关注区域ROI中与摄影盒12的接收面18平行的断层图像。在断层图像的生成方法中，对在位置a、b、c、d和e处摄影生成的X射线图像11进行处理，以进行使X射线图像11的ROI位置相互对准的移位处理。接着，对移位处理后的X射线图像11进行叠加，生成强调了ROI的重构图像。
断层图像生成方法的其它可行例包括单纯逆投影法(断层逆投影法)和滤波逆投影法。单纯逆投影法是不使用重构滤波器而对多幅图像进行逆投影，并在逆投影后进行叠加处理来获得重构图像的方法。滤波逆投影法的一个例子是以重构滤波器作为卷积滤波器对多幅图像进行滤波，滤波后进行逆投影，并通过叠加处理得到重构图像的方法。滤波逆投影法的第二例子是根据傅里叶变换对多幅图像进行变换，用频率空间的数据置换图像，利用重构滤波器对多幅图像进行滤波，在滤波后进行逆投影，并通过叠加处理得到重构图像的方法。
观察终端设备16基于计算机，且其中安装有程序。程序的例子包括作为控制程序的操作系统(OS)和作为客户端程序的应用程序。
图4中，构成观察终端设备16的计算机包括CPU 40(图像处理装置40a)、工作存储器41、存储介质42、通信接口43和操控台单元44。数据总线45把这些部件彼此相连。
存储介质42的例子是HDD或硬盘驱动器。应用程序46(AP)或计算机可执行程序与控制程序一同被存储在存储介质42中。
连接了工作存储器41以便在CPU 40中执行任务。CPU 40读出存储介质42中存储的控制程序，把控制程序加载在工作存储器41中，然后通过根据控制程序进行处理来控制计算机中的各部件。
通信接口43是与摄影控制器14进行通信的网络接口。操纵台单元44包括显示屏47和诸如键盘、鼠标等的输入单元48(输入部)。
应用程序46安装在观察终端设备16中，是作为放射图像查看的支持而用于编辑放射检查报告的客户端程序。观察终端设备16根据客户端程序而工作，以进行X射线图像11的显示处理和放射检查报告的编辑处理。
图5中，CPU 40包括作为操作台单元的显示控制单元(显示控制部)的接口控制单元55、接收器56、存储控制单元57或记录器以及搜索处理单元58(搜索处理部)。当启动应用程序46时，观察终端设备16中的这些部件就绪。
观察终端设备16构建为包括带CPU 40的终端主单元和与主单元连接的两个显示屏47。见图1。第一个显示屏47显示图像显示窗口。第二个显示屏47显示用于生成放射检查报告的编辑窗口。
显示窗口和编辑窗口是按照GUI(图形用户界面)的输入接口。接口控制单元55根据来自输入单元48的输入从存储介质42读取图形数据，并根据所述图形数据把窗口形式的图像数据输出到显示屏47。接口控制单元55利用窗口形式的图像数据来接收来自输入单元48的输入。
显示窗口和编辑窗口联动地启动而出现。当经由编辑窗口输入了待查看图像的搜索查询(query)时，接口控制单元55使搜索处理单元58根据搜索查询来从存储介质42搜索X射线图像11。为了在搜索后向显示屏47输出X射线图像11，通过接口控制单元55的控制而显示出显示窗口。
显示窗口显示上述的重构图像，还显示诸如3D图像的各种图像，3D图像是根据通过断层融合摄影获得的多幅X射线图像11当中的两幅X射线图像11生成的。在显示窗口中设置了多个局部区域，包括操作按钮、列表框、输入栏、图标等，作为GUI中的工具。用户可利用输入单元48中的这些工具进行输入。
接收器56从摄影控制器14接收X射线图像11，并向存储控制单元57输出指令信号以进行存储。存储控制单元57在接收器56的接收之后相应地把X射线图像11写入存储介质42。此外，存储控制单元57写入利用编辑窗口生成的放射检查报告的数据。
存储控制单元57根据摄影控制器14使驱动源20生成的电压脉冲的计数数目进行工作，并根据摄影位置或照射位置来对X射线图像11分配合适的识别符。存储控制单元57把具有识别符的X射线图像11存储在存储器或存储介质中。图6中，具体地，在图1中从左侧至右侧，存储控制单元57向X射线源10的停止位置分别分配整数的编号1，2，3，...，N-1，N。数值N是与摄影条件相应的摄影事件的总数。存储控制单元57通过该识别符在X射线图像11的文件名、元信息等中记录上述整数编号，由此可识别图像数据的摄影位置。此外，相关联地存储摄影事件的总数N和彼此相邻的X射线图像11的摄影位置的角度θ＝Θ/(N-1)。
角度Θ定义为当从摄影盒12的接收面18的中心观察时在X射线源10的初始搜索范围(照射范围)或整个移动范围的端线(X射线图像11的编号1和N的摄影位置)之间(特定照射角)。与角度Θ相关，由整个移动范围的左端表示的角度是零(0)，其表示基准角。移动范围的左端与中心位置(整个移动范围的一半)之间的角度是Θ/2。移动范围的左端与整个移动范围的四分之一点之间的角度是Θ/4或3Θ/4。本说明书中，移动范围的左端称为位置0。移动范围的右端称为位置1。由移动范围的2n-1等分所确定的点称为位置k/2n-1。注意，n是等于或大于2的整数，k是等于或大于1的整数。挨着移动范围左端的位置是k＝1。挨着移动范围右端的位置是k＝2n-1-1。k的值从左端至右端递增变化。
用于搜索支持的搜索处理单元58包括搜索器58a和取得装置58b(取得部)，接口控制单元55响应于来自输入单元48的搜索指令信号，从存储介质42取得X射线图像11。接口控制单元55驱动显示屏47，以在显示窗口中显示X射线图像11。
当在显示窗口中显示立体图像对的图像时，首先搜索处理单元58取得在一个序列的断层融合摄影中取得的X射线图像11当中的两幅，这两幅图像是从相对于X射线源10的移动范围中心(支持杆的中心)彼此近似对称的位置取得的。注意，与立体摄影相关地，在这里把X射线图像11中成对的两幅图像称为视差图像(立体图像对)。设观察中心是取得视差图像的点，例如，X射线源10的移动范围的中心位置。
与视差角Φ相应地取得视差图像。视差角Φ是从摄影盒12的接收面18的中心观察时两幅视差图像的位置之间的角度。对于立体观察的视感深度，具有视差角Φ的预定的最佳值。例如，把视差角Φ确定为识别符彼此相邻的两幅X射线图像11之间的角度θ。设总数N为偶数。于是，如图6中斜线表示的，对于支持杆的中心，选择具有识别符N/2和(N/2)+1的两幅X射线图像11作为视差图像。
当放射线技师希望在显示窗口上显示3D图像时，手动操作输入单元48。响应于输入单元48的操作，接口控制单元55使图7的图像搜索窗口65或图像选择窗口出现在显示屏47上。
图7中，图像搜索窗口65包括第一显示区66a、第二显示区66b和第三显示区66c。各种操作按钮以GUI的形式标示在显示区66a-66c中。
第一显示区66a用于通过多阶段的二分搜索对视差图像进行搜索，包括状态图67、右按钮68a、左按钮68b和返回按钮69。
在状态图67中，观察中心示出为显示窗口中当前显示的视差图像的大致摄影位置。移动物体图像70或动画图像设置在下侧，以指示摄影盒和躺在摄影盒上的被检体P。移动范围图像71或动画图像设置在上侧，以指示X射线源10的移动范围。画出了在移动物体图像70与移动范围图像71之间延伸的线段72。线段72把移动范围划分为2n份。在X射线源10的移动范围的移动范围图像71中，采用右和左按钮68a和68b选择的部分由实线指示，剩下的未选部分由虚线指示。多个线段72当中，实线指示显示窗口中当前显示的视差图像的观察中心。虚线指示其余的线段72。利用右和左按钮68a和68b切换移动范围图像71和线段72(设置区)的实线和虚线的显示。见图9。
图7中，摄影事件的总数N是40。角度Θ是160度。移动范围图像71进行16等分，以形成17条线段72。各线段72的中央线段被画成实线。移动范围图像71画成实线。关于X射线源10的移动范围中心大致对称地得到的视差图像在图中示出为缺省状态。
操作作为确定区的右按钮68a，以在通过划分X射线源10的整个移动范围或初始搜索范围得到的一半范围内指定图1中的右范围。进一步，操作右按钮68a，以在通过划分先前利用右和左按钮68a和68b指定的移动范围而得到的一半范围(整个移动范围的1/2n)内指定图1中的右范围。左按钮68b的详情与右按钮68a的详情相反。
图8中，示出了指针73。在第一搜索阶段的初步搜索之前的缺省状态下，视差图像被显示为在关于X射线源10的移动范围中心位置彼此对称的位置处产生。接着，作为初步搜索的第一搜索阶段，把指针73设置在右和左按钮68a和68b中的一个处且点击按下。然后，搜索处理单元58从存储介质42取得在关于利用右或左按钮68a或68b选择的1/2范围的中心位置彼此对称的位置处生成的、具有视差角Φ的两幅X射线图像11，作为视差图像。注意，如果选择按下右按钮68a，则该中心位置是X射线源10的移动范围的3/4位置(角度3Θ/4)，或者如果选择按下左按钮68b，则该中心位置是X射线源10的移动范围的1/4位置(角度Θ/4)。该中心位置是新的观察中心。
在利用右和左按钮68a和68b进行的第二搜索阶段，选择在第一搜索阶段中选择的一半区域内的、整个移动范围或者初始搜索范围的1/4范围。搜索器58a提取关于所选范围的中心位置(即7/8、5/8、3/8和1/8中的一个位置)彼此对称而取得的视差图像。在第三搜索阶段，选择在第二搜索阶段中选择的1/4范围内的、整个移动范围的1/8范围中的一个。搜索器58a提取关于所选范围的中心位置(即15/16，13/16，11/16，9/16，...，和1/16中的一个位置)彼此对称而取得的视差图像。类似地，在第n搜索阶段，利用右和左按钮68a和68b选择在第(n-1)搜索阶段中选择的先前选择范围内的、整个移动范围的1/2n范围中的一个。在2n等分的各范围的角度变得小于视差角Φ之前，都可以操作右和左按钮68a和68b。
图8中，3/4(或6/8)的位置是在第一搜索阶段的初步搜索中的搜索视差图像的中心位置。在首次之后的精搜索的第二搜索阶段中，搜索视差图像的中心位置在按下右按钮68a之后是7/8(或(6+1)/8)的位置，或者在按下左按钮68b之后是5/8(或(6-1)/8)的位置。通常，在第(n-1)搜索阶段中把k/2n+1的位置设为搜索视差图像的中心位置。第n搜索阶段中的搜索视差图像的中心位置被表示为(k+1)/2n+1或(k-1)/2n+1的位置。在按下右按钮68a之后确定(k+1)/2n+1的位置。在按下左按钮68b之后确定(k-1)/2n+1的位置。
设N为40，作为摄影事件的总数。视差角Φ＝θ。设第一、第二和第三次都按下右按钮68a。于是，显示窗口上的图案从缺省位置切换到3/4、7/8和15/16的位置。具体地，缺省位置的状态具有与关于1/2位置对称的识别符(20，21)的图像相应的3D图像。第二状态具有与关于3/4位置对称的识别符(30，31)的图像相应的3D图像。第三状态具有与关于7/8位置对称的识别符(35，36)的图像相应的3D图像。第四状态具有与关于15/16位置对称的识别符(37，38)的图像相应的3D图像。图9A-9D中，示出了状态图67中移动范围图像71的变化。图9A中，实线指示缺省移动范围为全范围。图9B中，第一搜索阶段后的右半移动范围由实线指示。图9C中，第二搜索阶段后的右1/4移动范围由实线指示。图9D中，第三搜索阶段后的移动范围的右侧1/8由实线指示。线段72进行切换，在图9A的状态中实线设定在中央，在图9B的状态下实线设定在3/4位置(第13条线)，在图9C的状态下实线设定在7/8位置(第15条线)，在图9D的状态下实线设定在15/16位置(第16条线)。
如果N＝40且Φ＝θ，则不存在具有视差角Φ且关于15Θ/16(＝0.9375Θ)的位置对称的X射线图像11。然而，36Θ/39(＝0.9231Θ)位置的具有识别符37的X射线图像11以及37Θ/39(＝0.9487Θ)位置的具有识别符38的X射线图像11是最接近视差图像条件的图像。因此，提取这些X射线图像11。
图7中，为了返回在按下右和左按钮68a和68b之前的一级，按下返回按钮69。例如，如果在第一搜索阶段中按下右按钮68a后没有取得期望的3D图像，那么按下返回按钮69，以返回缺省状态。重新按下左按钮68b。
第二显示区66b用于改变视差角Φ，且包括输入栏74和回车按钮75。在输入栏74中，利用键盘输入数值。当在输入栏74输入数值后按下回车按钮75时，缺省值的视差角Φ乘以输入的数值来确定新的视差角Φ。如果通过第二显示区66b改变了视差角Φ，则搜索处理单元58根据新的视差角Φ搜索图像。
第三显示区66c是与取得装置58b有关的取得区，且包括右移按钮76a、左移按钮76b、输入栏77和模式选择栏78或下拉菜单。在模式选择栏78的旁边显示了三角形标记，点击该三角形标记来显示模式选择栏78中的两种模式(例如“保持视差角”和“改变视差角”)。当在模式选择栏78中选择了模式“保持视差角”、在输入栏77中输入了期望值且按下了移动按钮76a和76b中的一个时，显示窗口中的视差图像向右或左移动在输入栏77中输入的值，不改变视差角Φ。例如，最开始显示具有识别符(30，31)的X射线图像11作为视差图像。输入值1并选择按下右移按钮76a。于是，选择显示具有识别符(31，32)的X射线图像11。如果输入值2，则选择显示具有识别符(28，29)或(32，33)的X射线图像11。
当在模式选择栏78中选择了“改变视差角”并在输入栏77中输入了放射线技师期望的合适值时，选择按下移动按钮76a或76b。于是，显示窗口中正显示的第一个视差图像相对于具有更小值的识别符的第二个视差图像以特定步长逐步向右或左移动。简言之，视差角Φ在第一视差图像和作为基准图像的第二视差图像之间改变。例如，显示了具有识别符(30，31)的X射线图像11作为视差图像。输入值1并选择按下右移按钮76a。于是，提取并显示具有识别符(30，32)的X射线图像11。如果输入了值2，则显示具有识别符(28，30)或(30，33)的X射线图像11。
现在说明本实施例的动作。首先，作为X射线摄影系统2的医疗服务提供者的放射线技师或放射线摄影师使被检体P躺在与X射线源10和摄影盒12相对的预定位置。他或她利用摄影控制器14的输入接口15输入摄影条件的信息，指示摄影的开始。与之相应，摄影控制器14开启移动装置13的驱动源20，以把X射线源10移动到支持杆的多个预定位置。每当X射线源10在摄影控制器14的控制下到达那些位置中的一个时，X射线源10的X射线管17向被检体P照射X射线，并且摄影盒12的X射线检测装置19检测到该X射线。X射线检测装置19中检测到的X射线成分被信号处理器29转换成数字形式的X射线图像11，由摄影控制器14传送到观察终端设备16。
观察终端设备16中的接收器56从摄影控制器14接收X射线图像11。存储控制单元57把识别符的信息分配给X射线图像11，然后把X射线图像11存储在存储介质42中。当放射线技师操作图像搜索窗口65进行搜索时，搜索处理单元58从存储介质42取得X射线图像11。接口控制单元55使显示屏47显示该X射线图像11作为视差图像(立体图像对)。放射线技师可以在观察终端设备16处观察显示屏47上的视差图像。
对于利用图像搜索窗口65中的第一显示区66a进行的搜索，选择按下右或左按钮68a或68b，以选择通过第(n-1)搜索阶段中的选择范围的分割而确定的两个范围中的一个。搜索处理单元58取得两个X射线图像11作为具有视差角Φ的视差图像，这两个图像是在关于k/2n位置彼此对称的位置取得的。放射线技师在搜索处理单元58的搜索后观察显示屏47上的视差图像，识别右和左范围中存在所期望的视差图像的一个范围，并根据该识别来按下右和左按钮68a和68b中的一个。他或她从搜索对象中排除剩下的一个范围，像1/2、1/4、1/8...这样多阶段地缩小搜索范围。
放射线技师访问图像搜索窗口65并搜索最适于诊断的视差图像。首先，使用第一显示区66a来初步确定搜索范围(在搜索器58a中)。然后，他或她使用第三显示区66c来移动图像，以确定视差图像的最终选择对(在取得装置58b中)。此外，如果需要，他或她利用第二显示区66b来改变视差角。
如果立体诊断后找到关注区域，例如病变，则他或她利用输入单元48输入生成强调了ROI或关注区域的重构图像的指令信号。图3中的观察终端设备16的CPU 40生成重构图像。接口驱动单元55驱动显示屏47以在显示窗口中显示重构图像。
如上所述，通过利用右或左按钮68a或68b连续选择两个范围中的一个来限制视差图像的搜索范围。可显著地缩短取得期望的视差图像所需的时间。
一组断层融合摄影中的X射线图像11的数目高达40-80。如果放射线技师希望简单地在那些图像中选择他或她需要的视差图像，则由于可能图像对的数量大而需要特别长的时间。与此相对，按照二分搜索中的多阶段选择，快速地执行视差图像的搜索。通过本搜索支持系统可缩短总的搜索时间。因此，放射线技师可高效地进行诊断。
此外，因为可改变视差角，所以可以根据放射线技师的喜好来改变立体图像对的立体视感深度。由于利用了第一显示区66a的初步搜索和精搜索这两个搜索阶段，可通过搜索选择性地确定视差图像的立体图像对，使得可根据放射线技师的细致考虑来搜索视差图像。
在上述实施例中，来自摄影控制器14的X射线图像11被存储在观察终端设备16的存储介质42中。此外，与观察终端设备16分开的存储介质可用于存储X射线图像11，例如图像数据库服务器等。用于此目的的服务器具有存储控制单元和搜索处理单元，从作为客户端的观察终端设备16接收指令信号，使得搜索处理单元执行视差图像的取得。
在上述实施例中，X射线摄影系统2是在医院的X射线室或病房中安装的类型。然而，本发明的X射线摄影系统2可以是能够在事故、灾害等的紧急现场或病人居住且由医生诊疗的家中进行X射线摄影的便携型，该便携型包括X射线源10、摄影盒12、移动装置13和摄影控制器14。与此相结合，输入接口15的例子是个人计算机，其中按照与观察终端设备16相同的方式安装了应用程序46。
紧急医疗中，病人需要紧急运送和治疗。如果视差图像的选择时间非常长，那么病人的生命可能有危险。然而，在便携型的观察终端设备16中应用本发明的特征时，可以快速地选择视差图像。在紧急医疗的情况下特别能够得到本发明的效果。
在本实施例中，在利用右和左按钮68a和68b进行的初步搜索的第一搜索阶段之前显示的视差图像是在关于X射线源10的移动范围中心位置彼此对称的位置取得的图像。然而，本发明不限于此特征。初始显示的视差图像可以是在与X射线源10的移动范围中心位置无关而按照放射线技师的喜好确定的位置取得的视差图像。在工作中，他或她按照与上述实施例类似的方式、利用右和左按钮68a和68b缩小视差图像的搜索范围。典型地，当他或她根据经验等估计视差图像存在的初步大范围时，特别适合在精细搜索之前进行初步搜索，从而可使搜索处理更加高效。
注意，利用右和左按钮68a和68b选择的范围不是初始搜索范围或整个移动范围的1/2n。这是与上述实施例的不同之处。例如，选择了1/5的位置(角度Θ/5)。在第一搜索阶段中选择按下左按钮68b。于是由右和左按钮68a和68b选择的搜索范围是整个移动范围的1/10范围。如果选择按下右按钮68a，则选择的搜索范围是2/5范围。
如果在由右或左按钮68a或68b选择的方向上存在先前搜索阶段中确定的先前观察中心，则把视差图像的搜索范围限制为当前确定的观察中心与当前确定的观察中心之前的最近观察中心之间的范围。如果在由右或左按钮68a或68b选择的方向上不存在先前搜索阶段中确定的先前观察中心，则把视差图像的搜索范围限制为当前确定的观察中心与在所选方向上观察时的照射端部位置之间的范围。在限制以后，把限制后的搜索范围的观察中心确定为新的观察中心。例如，根据上述实施例，第一搜索阶段中选择右方向，第二搜索阶段中选择左方向。即，出现方向的改变。于是，限制后的搜索范围是从3/4位置到与3/4位置最接近的1/2位置。新的观察中心是作为限制后的搜索范围的观察中心的5/8位置。在另一例中，第一和第二搜索阶段中选择右方向。即，未出现方向的改变。于是，限制后的搜索范围是从3/4位置到1位置。新的搜索中心是作为限制后的搜索范围的观察中心的7/8位置。
本发明的放射线摄影系统不限于上述结构。在本发明的范围内，可以对结构进行各种改变。
在上述实施例中，摄影控制器14控制X射线检测装置19进行工作。然而，X射线检测装置19可以不在摄影控制器14的控制下工作。X射线检测装置19可自己检测X射线的照射，并可根据该检测进行工作。
在上述实施例中，X射线检测装置19是直接转换型。然而，X射线检测装置19可以是间接转换型，其中通过闪烁器把X射线的入射成分转换成可见光，并利用非晶硅a-Si等的固态检测器把可见光转换成电信号。
在上述实施例中，摄影盒12和移动装置13以有线的方式连接到摄影控制器14。然而，摄影盒12和移动装置13可以无线地连接到摄影控制器14。对于此结构，在摄影盒12和移动装置13中分别内置了作为电源的电池。
此外，摄影盒控制单元27、运动控制单元30和驱动器28、31中的任意一方可以与摄影盒12或移动装置13关联，而不是与摄影控制器14关联。高电压源26可以是单独的部件，且可以从外部连接到摄影控制器14。
此外，可以在摄影控制器14中生成重构图像，而不是在观察终端设备16中生成。X射线源10可以手动地移动，而不使用驱动源20。此外，可以对摄影盒12附加移动机构，可以在与X射线源10的移动相反的方向上同步地移动摄影盒12。
还可以构造可垂直伸缩的移动装置的支持杆或移动杆，以便调节移动范围和调节SID或从X射线源10至接收面18的源像距离。
一般，X射线源10经由准直器开口的最大投射角大到12度。如果放射线技师希望改变X射线的照射视野而不改变准直器开口的大小，那么向上或向下移动移动装置的支持杆或移动杆，以调节SID。注意，最大投射角是以准直器开口的两端之间的直线作为底边并以X射线管17的焦点作为顶点形成的等腰三角形的顶角。
本发明的放射线摄影系统中的放射线尽管根据上述实施例是X射线，但是也可以是其他的放射线，例如γ射线等。此外，放射线可以是可见光。本发明可用于具有各种结构的图像搜索装置和方法和图像搜索用户接口。
尽管已经参照附图通过优选实施例对本发明进行了全面说明，但是对于本领域技术人员显然有各种变化和变型。因此，除非这些变化和变型脱离了本发明的范围，否则它们应当被解释为涵盖在本发明的保护范围中。

Claims (12)

1.一种用于多幅图像的图像处理装置，所述多幅图像是在从第一和第二照射位置之间的范围内的照射位置以多个照射角施加放射线时对被检体进行摄影而得到的，所述图像处理装置包括：
显示控制部，其在显示屏上以预定视差角立体地显示所述图像中的两幅图像，所述两幅图像是从关于所述第一和第二照射位置之间的所述范围内的特定观察中心彼此对称的照射位置利用所述放射线形成的；
第一输入部，其从在所述第一和第二照射位置之间定义的正向方向和反向方向中选择所述观察中心的移动方向；
搜索处理部，其检查先前指定的先前观察中心是否位于在所述移动方向上从当前观察中心延伸的指定侧，如果所述先前观察中心位于所述指定侧，则确定所述当前观察中心与所选择的离所述当前观察中心最近的一个先前观察中心之间的搜索范围，如果所述先前观察中心位于所述指定侧的相反侧，则确定所述当前观察中心与位于所述指定侧且离所述当前观察中心最远的位置之间的搜索范围；以及
取得部，其在所述搜索范围的中心确定新的观察中心，由此从所述搜索范围取得两幅新的图像以在所述显示屏上显示。
2.如权利要求1所述的图像处理装置，其中在初始操作所述第一输入部之前，所述观察中心是所述第一和第二照射位置之间的中心。
3.如权利要求1所述的图像处理装置，其还包括第二输入部，该第二输入部用于改变所述视差角。
4.如权利要求1所述的图像处理装置，其还包括第二输入部，该第二输入部用于移动所述观察中心，以把所述显示屏上的所述两幅图像切换为另两幅图像。
5.如权利要求1所述的图像处理装置，其还包括第二输入部，该第二输入部用于相对于所述两幅图像中的第一图像改变所述视差角，以把所述显示屏上显示的所述两幅图像中的第二图像切换为另一图像。
6.如权利要求1所述的图像处理装置，其还包括图像处理设备，该图像处理设备通过把所述多幅图像的图像数据叠加并强调所述被检体的关注区域，来根据所述两幅图像生成断层图像。
7.如权利要求1所述的图像处理装置，其中所述图像处理装置是被配置为立体地观察所述两幅图像并编辑医疗报告的计算机设备。
8.如权利要求1所述的图像处理装置，其中所述图像处理装置是连接至具有增强的系统便携性的放射线摄影系统且被配置为立体地观察所述两幅图像的计算机设备。
9.一种具有放射线摄影装置和图像处理装置的放射线摄影系统，该放射线摄影系统包括：
所述放射线摄影装置，其包括：
放射线源，其对被检体施加放射线；
检测装置，其检测透过所述被检体的所述放射线来形成图像；
移动装置，其用于移动所述放射线源，以从第一和第二照射位置之间的范围内的照射位置以多个照射角指引所述放射线，
所述图像处理装置，其包括：
显示控制部，其在显示屏上以预定视差角立体地显示两幅图像，所述两幅图像是从关于所述第一和第二照射位置之间的所述范围内的特定观察中心彼此对称的照射位置利用所述放射线形成的；
第一输入部，其从在所述第一和第二照射位置之间定义的正向方向和反向方向中选择所述观察中心的移动方向；
搜索处理部，其检查先前指定的先前观察中心是否位于在所述移动方向上从当前观察中心延伸的指定侧，如果所述先前观察中心位于所述指定侧，则确定所述当前观察中心与所选择的离所述当前观察中心最近的一个先前观察中心之间的搜索范围，如果所述先前观察中心位于所述指定侧的相反侧，则确定所述当前观察中心与位于所述指定侧且离所述当前观察中心最远的位置之间的搜索范围；以及
取得部，其在所述搜索范围的中心确定新的观察中心，由此从所述搜索范围取得两幅新的图像以在所述显示屏上显示。
10.如权利要求9所述的放射线摄影系统，其中所述移动装置弧形地移动所述放射线源。
11.一种用于多幅图像的图像处理方法，所述多幅图像是在从第一和第二照射位置之间的范围内的照射位置以多个照射角施加放射线时对被检体进行摄影而得到的，所述图像处理方法包括以下步骤：
搜索两幅图像，所述两幅图像是从关于所述第一和第二照射位置之间的所述范围内的特定观察中心彼此对称的照射位置利用所述放射线形成的；
在显示屏上以预定视差角立体地显示所述两幅图像；
从在所述第一和第二照射位置之间定义的正向方向和反向方向中选择所述观察中心的移动方向，以切换所述显示屏上的所述两幅图像；
检查先前指定的先前观察中心是否位于在所述移动方向上从当前观察中心延伸的指定侧；
如果所述先前观察中心位于所述指定侧，则确定所述当前观察中心与所选择的离所述当前观察中心最近的一个先前观察中心之间的搜索范围；
如果所述先前观察中心位于所述指定侧的相反侧，则确定所述当前观察中心与位于所述指定侧且离所述当前观察中心最远的位置之间的搜索范围；
在所述搜索范围的中心确定新的观察中心，由此从所述搜索范围取得两幅新的图像以在所述显示屏上显示；以及
在所述显示屏上立体地显示所述两幅新的图像。
12.一种计算机可执行程序，其用于多幅图像的图像处理，所述多幅图像是在从第一和第二照射位置之间的范围内的照射位置以多个照射角施加放射线时对被检体进行摄影而得到的，所述计算机可执行程序包括：
显示程序代码，用于在显示屏上以预定视差角立体地显示所述图像中的两幅图像，所述两幅图像是从关于所述第一和第二照射位置之间的所述范围内的特定观察中心彼此对称的照射位置利用所述放射线形成的；
选择程序代码，用于从在所述第一和第二照射位置之间定义的正向方向和反向方向中选择所述观察中心的移动方向；
处理程序代码，用于检查先前指定的先前观察中心是否位于在所述移动方向上从当前观察中心延伸的指定侧，如果所述先前观察中心位于所述指定侧，则确定所述当前观察中心与所选择的离所述当前观察中心最近的一个先前观察中心之间的搜索范围，如果所述先前观察中心位于所述指定侧的相反侧，则确定所述当前观察中心与位于所述指定侧且离所述当前观察中心最远的位置之间的搜索范围；以及
取得程序代码，用于在所述搜索范围的中心确定新的观察中心，由此从所述搜索范围取得两幅新的图像以在所述显示屏上显示。
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