CN111526795B - 放射线摄像装置、图像处理装置及图像确定方法 - Google Patents

放射线摄像装置、图像处理装置及图像确定方法 Download PDF

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Abstract

图像处理装置获得通过使多个放射线检测器检测照射被检体的放射线而生成的多个放射线图像，并且通过合成多个放射线图像来生成伸长图像。图像处理装置估计多个放射线图像的各个中的被检体的方向，并且基于多个放射线图像的各个上的方向估计结果来确定伸长图像中的被检体的方向。

Description

放射线摄像装置、图像处理装置及图像确定方法
技术领域
本发明涉及处理通过放射线获得的放射线图像的图像处理装置、用于图像处理装置的控制方法、以及包括图像处理装置的放射线摄像装置。
背景技术
在医学放射线摄像领域中，针对诸如被检体的脊柱或下肢的宽观察区域的放射线摄像被称为伸长摄像，并且通过伸长摄像而获得的放射线图像被称为伸长图像。PTL1公开了一种放射线摄像系统，该系统通过使用并排布置的多个放射线检测器来进行伸长摄像。在该放射线摄像系统中，多个放射线检测器获得多个放射线图像(部分图像)，并且图像处理装置合成多个放射线图像，从而生成一个描绘整个宽观察范围的放射线图像(伸长图像)。在该放射线摄像系统中使用的多个放射线检测器的各个是便携式放射线检测器。这使得可以选择性地使用这样的放射线摄像装置，使得多个放射线摄像装置被安装在专用于伸长摄像的机架上以进行伸长摄像，或者一个放射线摄像装置从机架上分离以进行一般摄像。
能够分离并选择性地使用各个放射线检测器可以在伸长摄像时改变放射线检测器的放置(放置顺序和方向)。在这种情况下，从多个放射线检测器输出的部分图像的放置顺序和方向也发生改变。因此，如果不考虑这种情况，就不能适当地生成伸长图像。PTL2公开了一种对相邻放射线检测器的交叠端部进行摄像，并且基于图像端部的相似度确定图像的放置顺序来合成所获得的图像的方法。
参考文献列表
专利文献
PTL1：日本特开2012-040140号公报
PTL2：日本特开2012-045172号公报
发明内容
技术问题
在通常的放射线摄像中，需要将所获得的图像以适合于诊断的上下方向显示在画面上。这适用于通过伸长摄像获得的图像。例如，在诸如胸部区域或腹部区域的躯干区域的摄像中，所获得的图像通常以被检体的头部侧朝向上方的方式显示在画面上。根据PTL2，尽管可以通过适当地连接多个图像来生成伸长图像，但是无法确定伸长图像中的被检体的方向。为了处理这样的问题，可以提供能够检测重力方向的重力传感器，以基于检测到的重力方向来决定图像的上下方向。然而，在使用上述多个便携式放射线检测器的伸长图像中，当关于各放射线检测器的上下方向的检测结果彼此不同时，不能决定伸长图像的上下方向。
期望通过使用多个放射线检测器的伸长摄像获得的伸长图像，以允许准确地确定被检体的方向。
问题的解决方案
根据本发明的一方面的图像处理装置具有以下布置。即，该装置包括：
获得部，其用于获得通过使多个放射线检测器检测照射被检体的放射线而生成的多个放射线图像；
合成部，其用于通过合成多个放射线图像来生成伸长图像；
估计部，其用于估计多个放射线图像的各个中的被检体的方向；以及
确定部，其用于基于估计部在多个放射线图像的各个上获得的方向估计结果，来确定伸长图像中的被检体的方向。
发明的有益效果
根据本发明，可以使用多个放射线检测器来准确地确定通过伸长摄像获得的伸长图像中被检体的方向。
通过以下参照附图的描述，本发明的其他特征和优点将变得清楚。注意，在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的部件。
附图说明
图1是示出根据实施例的放射线摄像装置的布置的示例的框图；
图2是示出根据实施例的放射线摄像装置中的处理过程的流程图；
图3是说明从多个放射线检测器获得的放射线图像和伸长图像的生成的图；
图4是说明伸长图像的上下方向的图；
图5是示出根据第一实施例的上下方向确定单元中的处理过程的流程图；
图6是示出根据第二实施例的上下方向确定单元中的处理过程的流程图；
图7是示出根据第三实施例的上下方向确定单元中的处理过程的流程图；
图8是示出根据第一实施例的上下方向确定单元的细节的框图；以及
图9是示出根据第三实施例的上下方向确定单元的细节的框图。
具体实施方式
以下将参照附图详细描述根据实施例的放射线摄像装置。接下来将描述使用间接FPD作为放射线检测器的示例，该间接FPD通过磷光体(闪烁体)将应用的放射线转换为可见光并通过光电二极管检测所获得的可见光，从而进行放射线摄像。然而，显然，这种检测器可以应用于直接将放射线转化为电子的直接FPD。注意，FPD表示平板探测器。
<第一实施例>
图1示出根据本实施例的放射线摄像装置100的功能布置。放射线摄像装置100包括放射线生成单元101、放射线生成器104和摄像控制器130。放射线生成单元101用放射线照射被检体103。放射线生成器104根据曝光开关(未示出)的按下将高压脉冲提供给放射线生成单元101以生成放射线。作为多个放射线检测器的FPD 102a和FPD 102b各自将穿过被检体103的放射线通过磷光体转换成可见光，通过光电二极管检测转换后的可见光，并获得模拟电信号。由FPD 102a和FPD 102b检测到的模拟电信号被转换(A/D转换)为数字数据并作为图像数据被发送到FPD控制单元105a和105b。本实施例将列举通过使用两组FPD 102和FPD控制单元105来进行伸长摄像的情况。
在作为图像处理装置的摄像控制器130中，FPD控制单元105a和105b连接到CPU总线106。下面将显示一台计算机(CPU 114)连接到CPU总线106的布置。然而，多台计算机可以连接到CPU总线106。FPD控制单元105a和105b是获得单元的示例，该获得单元获得通过使多个放射线检测器检测照射被检体的放射线而生成的多个放射线图像。获得单元不限于此。例如，该实施例可使用被构造为经由网络I/F 118(稍后将描述)从HIS或RIS获得放射线图像的布置。在这种情况下，HIS表示医院信息系统，而RIS表示放射科信息系统。
图像处理单元110、图像保存单元111、操作单元112和显示单元113还连接到CPU总线106。此外，配设于通用计算机的CPU 114、ROM 115、RAM 116、显示控制单元117、网络I/F118等连接到CPU总线106。CPU 114是中央处理单元，其通过执行存储在ROM 115或RAM 116中的程序来控制整个摄像控制器130。ROM 115是非易失性只读存储器，其存储由CPU 114执行的各种程序和各种数据。RAM 116是可随时读取和写入的易失性随机存取存储器。RAM116提供CPU 114所使用的工作区域。显示控制单元117使显示单元113在CPU 114的控制下进行各种类型的显示操作。例如，显示控制单元117基于由上下方向确定单元123确定的被检体的方向在显示单元113上显示伸长图像。网络I/F 118将摄像控制器130连接到网络。放射线摄像装置100经由网络I/F 118连接到诸如HIS或RIS的信息系统。
图像处理单元110包括图像校正单元120、图像合成单元121、诊断图像处理单元122和上下方向确定单元123。图像校正单元120进行各种类型的校正处理，进行诸如偏移校正、灵敏度校正和缺陷像素校正等的所谓的预处理以校正FPD 102a和FPD 102b的固态图像传感器的特性变化。图像合成单元121通过合成多个放射线图像来生成伸长图像。在该实施例中，图像合成单元121通过合成由多个FPD(FPD 102a和FPD 102b)获得的多个放射线图像来生成伸长图像。诊断图像处理单元122进行诸如灰度处理、动态范围处理和空间频率处理等的诊断图像处理。上下方向确定单元123通过图像确定来确定作为获得图像的伸长图像中的被检体的上下方向。将参照图8更详细地描述上下方向确定单元123。注意，可以通过使CPU 114执行预定程序来实现图像处理单元110，或者可以通过专用硬件来部分或全部地实现图像处理单元110。
图像保存单元111是大容量存储设备，其保存从FPD控制单元105a和105b输出的放射线图像以及由图像处理单元110处理的放射线图像。操作单元112将用户指令输入到图像处理单元110及FPD控制单元105a和105b。显示单元113在显示控制单元117的控制下显示例如由图像处理单元110生成的伸长图像。这时，显示控制单元117控制例如伸长图像的显示方向以根据上下方向确定单元123获得的上下方向确定结果使被检体的头部区域朝向上方。
将参照图2的流程图和图3至图4的示意图详细描述具有上述布置的放射线摄像装置100针对伸长图像的摄像操作。
在步骤S201中，放射线生成器104驱动放射线生成单元101用放射线照射被检体103。在这种情况下，放射线生成器104通过根据曝光开关(未示出)的按下向放射线生成单元101提供高压脉冲来生成放射线。
在步骤S202中，FPD控制单元105a和105b分别驱动FPD 102a和FPD 102b以获得放射线图像。在这种情况下，在受到放射线照射时，FPD 102a和FPD 102b在检测元件中累积与放射线剂量成比例的电荷，并基于累积的电荷输出图像数据。当从FPD 102a和FPD 102b接收到图像数据时，FPD控制单元105a和105b将数据保存为图像保存单元111或RAM 116中的放射线图像。例如，如图3所示，在针对作为被检体103的人体300的放射线摄像中，FPD控制单元105a从布置在第一摄像范围301中的FPD 102a获得第一放射线图像303。FPD控制单元105b从布置在第二摄像范围302中的FPD 102b获得第二放射线图像304。
在步骤S203中，图像校正单元120对存储在图像保存单元111或RAM 116中的第一放射线图像303和第二放射线图像304进行图像校正。更具体地，图像校正单元120进行各种类型的校正处理，诸如用于校正分别包括在FPD 102a和FPD 102b中的固态图像传感器的特性变化的偏移校正、灵敏度校正和缺陷像素校正等的所谓的预处理。
在步骤S204中，图像合成单元121将在步骤S203中经过图像校正的第一放射线图像303和第二放射线图像304合成为伸长图像305。例如，图像合成单元121决定第一放射线图像303和第二放射线图像304之间的接合位置，并且通过将两个图像接合而生成伸长图像305。尽管决定接合位置的方法没有特别限制，但是例如，可以基于单独获得的关于FPD102a与FPD 102b之间的相对位置的信息来决定接合位置。可选地，可以通过将诸如模板匹配的图像分析技术应用于第一放射线图像303与第二放射线图像304之间的交叠区域来决定接合位置。
在步骤S205中，诊断图像处理单元122将诊断图像处理应用于在步骤S204中由图像合成单元121合成的伸长图像305。更具体地，诊断图像处理单元122针对伸长图像305进行灰度处理、动态范围处理和空间频率处理。
在步骤S206中，上下方向确定单元123确定在步骤S205中合成的伸长图像305的上下方向。在这种情况下，假设头部区域朝向上方的被检体的伸长图像被视为向上的伸长图像，头部区域朝向下方的被检体的伸长图像被视为向下的伸长图像。图3所示的伸长图像305是向上的伸长图像的示例。在这种情况下，可以预料在向上的方向上原样显示该伸长图像将实现适合于诊断的图像显示。然而，取决于被检体103或FPD 102的放置，伸长图像可以如图4所示的伸长图像402那样朝向下方。特别是，在对放置在摄像台上的被检体103进行摄像的所谓的仰卧位摄像中，当不受限制在任何方向上进行摄像时，向上的伸长图像401和向下的伸长图像402可以以几乎相等的频率出现。为了在这种情况下总是进行适合于诊断的图像显示，需要在确定图像的上下方向时在适合于诊断的方向上显示伸长图像305。在本实施例中，上下方向确定单元123单独地估计第一放射线图像303和第二放射线图像304中的各个的上下方向，并最终基于各估计结果来确定伸长图像305的上下方向。稍后将更加详细地描述上下方向确定单元123的布置及其处理内容。
随后，在步骤S207中，显示单元113根据在步骤S206中确定的伸长图像305的上下方向显示在步骤S205中经过诊断图像处理的伸长图像305。然后，完成放射线摄像装置100中的处理。
接下来将参照图5所示的流程图和图8的框图，详细描述在步骤S206中使用上下方向确定单元123的上下方向确定方法。图5是示出通过根据本实施例的上下方向确定单元123进行的上下方向确定处理的流程图。图8是示出上下方向确定单元123的更详细的布置及其处理操作的框图。
如图8所示，上下方向确定单元123包括估计单元801和确定单元821。估计单元801估计多个放射线图像的各个的上下方向。确定单元821基于关于由估计单元801获得的多个放射线图像的各个的上下方向估计结果，来确定伸长图像的上下方向。为了确定各个图像的上下方向，例如，可以使用图像中的被检体的方向。在这种情况下，估计单元801估计多个放射线图像的各个中的被检体的方向。此外，确定单元821基于关于由估计单元801获得的多个放射线图像的各个的估计结果，来确定伸长图像中的被检体的方向。对于放射线图像中的被检体的方向和伸长图像中的被检体的方向，例如，可以使用被检体从脚到头的方向或被检体从头到脚的方向。
在本实施方式中，估计单元801估计指示放射线图像中的被检体的头部侧的方向为沿着伸长图像305的纵向的第一方向的可能性的第一可能性，以及指示被检体的头部侧的方向为与第一方向相反的第二方向的可能性的第二可能性。更具体地，相似度计算单元802a和802b单独地估计第一放射线图像303和第二放射线图像304的上下方向可能性(第一可能性和第二可能性)。确定单元821基于通过估计单元801估计的关于各个放射线图像的第一可能性和第二可能性确定伸长图像305中的被检体的方向(以下也被称为图像的上下方向)。
如上所述，在上下方向确定单元123中，估计单元801和确定单元821基于估计单元801获得的估计结果，确定沿着伸长图像305的纵向的第一方向841还是第二方向842为被检体的头部侧的方向。图8示出了第一方向841是头部侧的方向的状态。假设在以下描述中，当被检体的头部侧的方向是第一方向841时，相应的图像是向上的图像，并且当被检体的头部侧的方向是第二方向842时，相应的图像是向下的图像。尽管没有特别限制通过估计单元801估计放射线图像的上下方向的方法，但是例如可以使用以下估计方法。
(1)从放射线图像检测解剖区域，并且基于检测到的解剖区域的似然度以及形状或相对位置关系来估计被检体的方向。例如，当在放射线图像中将肺、心脏和肝脏识别为被检体的解剖区域时，基于识别各个区域的似然度以及至少各个识别区域的形状或各区域之间的位置关系来估计放射线图像的上下方向。
(2)通过将放射线图像的特征量与多个参照图像的特征量进行比较，来估计被检体在第一方向上的可能性及被检体在第二方向上的可能性，其中多个参照图像中的各个作为被检体的头部侧的方向是已知的示教图像。更具体地，例如，可以通过将预先已知上下方向的正确答案的图像(在下文中称为参照图像)的特征量与要估计的放射线图像的特征量相比较，来估计要估计的图像数据的上下方向。对于特征量，例如，可以使用边缘强度、边缘方向和像素值的统计量。
(3)通过最近比较流行的机器学习方法来估计各个放射线图像的上下方向(第一方向的可能性和第二方向的可能性)。作为机器学习技术的一种，监督学习技术是构造机制的技术，该机制在输入图像数据的特征量作为确定目标时，通过预先向计算机提供大量由图像数据的特征量和上下方向的正确答案构成的示教图像数据来输出上下确定结果并使计算机学习该数据。在这种情况下，估计单元801包括确定设备，该确定设备通过使用多个示教图像进行机器学习来构造，其中在多个示教图像的各个中被检体的方向是已知的。将放射线图像输入到该确定设备可以获得指示第一方向的可能性的第一可能性和指示第二方向的可能性的第二可能性。
下面将描述使用上述技术(2)的情况。估计单元801的相似度计算单元802a和802b将放射线图像303和304的特征量与多个参照图像803的特征量进行比较，其中在多个参照图像803的各个中的被检体的头部侧的方向是已知的。参照图像803可以被存储在例如图像保存单元111中。相似度计算单元802a和802b计算放射线图像与向上的参照图像之间的相似度U1和U2以及放射线图像与向下的参照图像之间的相似度D1和D2。估计单元801使用相似度U1和U2作为指标，该指标各自指示放射线图像中的被检体的头部侧是沿着伸长图像305的纵向的第一方向的第一可能性。估计单元801还使用相似度D1和D2作为指标，该指标各自指示放射线图像中的被检体的头部侧是与第一方向相反的第二方向的第二可能性。
相似度计算单元802a和802b各自将放射线图像分割成多个块，并且将多个块的特征量与各个参照图像803的对应块的特征量进行比较，从而计算相似度。首先，在步骤S501中，相似度计算单元802a提取第一放射线图像303的特征量。更具体地，相似度计算单元802a将放射线图像303分割成各自具有预定适当大小的多个块，并且提取例如各个块中的像素值的统计值(最小值、最大值、平均值、方差等)以及各个块的代表性边缘的强度和方向作为特征量。
在步骤S502中，相似度计算单元802a计算参照图像803的特征量和第一放射线图像303的特征量之间的相似度U1，其中参照图像803是作为正确答案预先提供的向上的示教图像。例如，相似度计算单元802a计算第一放射线图像303的各个块的特征量与参照图像803的对应块的特征量之间的相似度。然后，相似度计算单元802a通过将预先分配的权重应用到各个块来计算各个块的相似度的加权和，并将计算出的和用作相似度U1。相似度U1可以用作指示第一放射线图像303向上的似然度(第一可能性)的指标。在步骤S503中，与步骤S502相同，相似度计算单元802a计算参照图像803的特征量与第一放射线图像303的特征量之间的相似度D1，其中参照图像803是作为正确答案预先提供的向下的示教图像。相似度D1可以用作指示第一放射线图像303向下的似然度(第二可能性)的指标。
同时，相似度计算单元802b通过对步骤S504至S506中的第二放射线图像304执行与步骤S501至S503类似的处理来计算相似度U2和D2。参照图5，关于两个放射线图像并行地计算相似度(相似度U1和D1以及相似度U2和D2)。然而，可以连续地进行两个放射线图像的相似度计算处理。在这种情况下，相似度计算单元802a和802b可以被一体化为一个单元。另外，对第一放射线图像的处理(步骤S501至S503)和第二放射线图像的处理(步骤S504至S506)的处理顺序没有特别限制。例如，是先进行对第一放射线图像的处理还是对第二放射线图像数据的处理是无关紧要的。
在步骤S507中，确定单元821基于整合关于多个放射线图像生成的第一可能性的结果以及整合关于多个放射线图像生成的第二可能性的结果，来确定伸长图像中的被检体的方向。在该实施例中，确定单元821基于在步骤S502、S503、S505和S506中由估计单元801计算出的相似度U1、D1、U2和D2来确定伸长图像305的上下方向。更具体地，例如，在确定单元821中，加法器822a计算相似度U1和U2的和作为指示第一放射线图像303和第二放射线图像304向上的似然度的第一可能性指标。另外，加法器822b计算相似度D1和D2的和作为指示第一放射线图像303和第二放射线图像304向下的似然度的第二可能性指标。比较单元823通过将从加法器822a获得的结果(U1+U2)与从加法器822b获得的结果(D1+D2)进行比较来确定伸长图像305的上下方向。即，如果U1+U2>D1+D2，则比较单元823将伸长图像305确定为向上，如果U1+U2＜D1+D2，则比较单元823将伸长图像305确定为向下。
本实施例例示了被构造为通过使用两组FPD 102和FPD控制单元105来进行伸长摄像的布置。然而，显然，该实施例可以应用于通过使用三组或更多组这样的单元来进行伸长摄像的情况。另外，如果大量的参照图像803给相似度计算单元802带来了沉重的处理负荷，则可以缩小要与放射线图像进行比较的参照图像的范围。例如，估计单元801可以将多个参照图像803中相对于放射线图像303和304展现出等于或大于预定值的匹配度的参照图像用于比较(相似度计算)。可选地，估计单元801可以在根据摄像区域对参照图像803进行分类时基于从作为比较目标的放射线图像检测到的摄像区域来选择要用于比较的参照图像。可以将已知方法应用于从放射线图像检测摄像区域的方法。可选地，可以根据诸如HIS或RIS的信息系统经由网络向放射线摄像装置100提供的摄像指令信息来确定摄像区域。另外，在从放射线图像中去除未被放射线照射的区域时，可以比较放射线图像和参照图像。未被放射线照射的区域是主要由放射线孔径生成的区域。可以将已知方法应用于该检测方法。
如上所述，根据第一实施例，可以在使用多个放射线摄像装置的伸长摄像中准确地估计伸长图像的上下方向。这使得可以提供能够在适合于诊断的方向上显示伸长图像的放射线摄像装置100。
<第二实施例>
第一实施例被构造成为通过使用计算多个放射线图像(第一和第二放射线图像)向上和向下的可能性的结果来确定合成的伸长图像的上下方向。第二实施例被构造为除了计算各个放射线图像向上和向下的可能性的结果之外，还基于计算伸长图像向上和向下的可能性的结果来确定从多个放射线图像生成的伸长图像的上下方向。也就是说，在第二实施例中，估计单元801估计放射线图像中的被检体的方向和由图像合成单元121生成的伸长图像305中的被检体的方向。然后，确定单元821基于估计单元801对多个放射线图像(例如，放射线图像303和304)及伸长图像的估计结果，来确定伸长图像305中的被检体的方向，即，伸长图像的上下方向。注意，根据第二实施例的放射线摄像装置100的布置及其对伸长图像的摄像操作与第一实施例(图1和2)中的装置的布置和摄像操作相似。下面将描述步骤S206中的上下方向确定处理。
在步骤S206中，上下方向确定单元123将除了第一放射线图像303和第二放射线图像304之外的伸长图像305视为上下方向估计目标，并基于各个图像的估计结果来确定伸长图像305的上下方向。将参照图6所示的流程图描述根据第二实施例的上下方向确定单元123的确定处理，即步骤S206中的处理。
上下方向确定单元123在步骤S501至S503中计算第一放射线图像303的相似度U1和D1，并且在步骤S504至S506中计算第二放射线图像304的相似度U2和D2。这些处理与第一实施例中描述的处理(图5)类似。在步骤S607至S609中，上下方向确定单元123的估计单元801对伸长图像305执行与步骤S501至S503中的处理类似的处理，以计算相似度U0和D0，该相似度U0指示伸长图像305为向上的可能性，而相似度D0指示伸长图像305为向下的可能性。
参照图6，估计单元801并行地计算关于三个图像(第一放射线图像303、第二放射线图像304和伸长图像305)的相似度(相似度U1和D1、相似度U2和D2以及相似度U0和D0)。但是，这不是穷举的。估计单元801可以连续地进行三个图像的相似度的计算处理。在这种情况下，对第一放射线图像的处理(步骤S501至S503)、对第二放射线图像的处理(步骤S504至S506)以及对伸长图像的处理(步骤S607至S609)的处理顺序没有特别限制。例如，先进行对第一放射线图像的处理、对第二放射线图像的处理还是对伸长图像的处理是无关紧要的。
在步骤S610中，上下方向确定单元123的确定单元821基于在步骤S502、S503、505、S506、S608和S609中计算出的相似度U1、D1、U2、D2、U0和D0，来确定伸长图像305的上下方向。例如，上下方向确定单元123将作为指示第一放射线图像303、第二放射线图像304和伸长图像305为向上的似然度的指标的相似度U1、U2和U0之和与作为指示各个图像为向下的似然度的指标的相似度D1、D2和D0之和进行比较。然后，如果相似度U1、U2和U0之和大，则上下方向确定单元123将伸长图像确定为向上，否则，将伸长图像确定为向下。
如上所述，根据第二实施例，可以在使用多个放射线检测器的伸长摄像中准确地估计伸长图像中的被检体的方向(伸长图像的上下方向)。这使得可以提供能够在适合于诊断的上下方向上显示伸长图像的放射线摄像装置100。
<第三实施例>
第三实施例将例示被构造为通过使用三组FPD 102和FPD控制单元105来进行伸长摄像的布置。图7是示出根据第三实施例的上下方向确定处理的流程图。图9是用于说明上下方向确定单元123的详细布置及其上下方向确定处理的框图。第三实施例将例示包括三个FPD 102a至102c和FPD控制单元105a至105c的布置。
与第一实施例相同，在步骤S206中，上下方向确定单元123确定伸长图像904的上下方向。第三实施例被构造为基于第一放射线图像901、第二放射线图像902和第三放射线图像903确定上下方向。即，确定单元821基于作为已经获得了多个放射线图像901至903的多个放射线检测器的FPD 102a至102c之间的相对位置关系，将权重应用于上述的第一和第二可能性。假设获得放射线图像901至903的FPD 102a至102c沿着伸长图像904的纵向并排布置，如图9所示。在这种情况下，确定单元821对从布置在中间的FPD 102b计算的关于放射线图像的相似度应用比从布置在端部的FPD 102a和FPD 102c计算的关于放射线图像的相似度更大的权重。
首先，在步骤S501至S503中，上下方向确定单元123的相似度计算单元802a计算第一放射线图像901的相似度U1和D1。在步骤S504至S506中，上下方向确定单元123的相似度计算单元802b计算第二放射线图像902的相似度U2和D2。这些处理与第一实施例(图5)中的步骤S501至S506相似。在步骤S707至S709中，相似度计算单元802c通过针对第三放射线图像903执行与步骤S501至S503相似的处理来计算相似度U3和D3。
参照图7，计算单元并行地计算关于三个放射线图像的相似度(相似度U1和D1、相似度U2和D2以及相似度U3和D3)。然而，计算单元可以连续地进行三个图像的相似度的计算处理。在这种情况下，对第一放射线图像901的处理(步骤S501至S503)、对第二放射线图像902的处理(步骤S504至S506)以及对第三放射线图像903的处理(步骤S707至S709)的处理顺序并没有特别限制。先执行对第一放射线图像的处理、对第二放射线图像的处理还是对第三放射线图像的处理是无关紧要的。另外，放射线图像的数量(放射线检测器的数量)可以是三个或更多。
在步骤S710中，确定单元821基于在步骤S502、S503、S505、S506、S708和S709中计算出的相似度U1、D1、U2、D2、U3和D3来确定伸长图像305的上下方向。在这种情况下，确定单元821基于已经获得多个放射线图像的多个放射线检测器(FPD 102a至102c)之间的相对位置关系，通过将权重应用于由估计单元801估计的可能性(相似度)，来确定图像中被检体的方向。如上所述，在这种情况下，确定单元821对从布置在中间的放射线检测器获得的放射线图像应用比从布置在端部的放射线检测器获得的放射线图像更大的权重。例如，当将FPD102b布置在中间时，期望从FPD 102b获得的第二放射线图像304可靠地包括被检体并且富含用于估计上下方向的信息。这使得可以通过使用如下对图像数据比对其他图像数据具有更高重要性的确定方法(例如，加权法)来提高确定精度。
确定单元821将从相似度计算单元802a输出的相似度U1和D1乘以权重α1，将从相似度计算单元802b输出的相似度U2和D2乘以权重α2，并将从相似度计算单元802c输出的相似度U3和D3乘以权重α3。比较单元921对加权的相似度进行整合，并如下确定伸长图像904的上下方向：
如果U1×α1+U2×α2>D1×α1+D2×α2，则确定为向上的方向。
如果U1×α1+U2×α2≤D1×α1+D2×α2，则确定为向下的方向。
例如，如果权重α1和α3被设置为1，权重α2被设置为2，则比较单元921如下确定伸长图像904的上下方向：
如果U1+U2×2+U3>D1+D2×2+D3，则确定为向上的方向。
如果U1+U2×2+U3≤D1+D2×2+D3，则确定为向下的方向。
在第三实施例中，权重是基于放射线检测器之间的相对位置关系来决定的。然而，这不是穷举的。例如，确定单元821可以检测放射线图像中未被放射线照射的区域，并随着检测区域的尺寸的增加，在减小要应用于估计结果的权重时，确定伸长图像中被检体的方向。在这种情况下，未被放射线照射的区域是例如由于放射线孔径而未被放射线照射的区域。这样的区域可以通过已知的方法进行检测。另外，可选地，确定单元821可以在随着从放射线图像提取的特征量的数量的增加而增加要应用到关于放射线图像的估计结果的权重时，确定伸长图像中的被检体的方向。此外，可选地，确定单元821可以通过将与各个确定的区域相对应的权重应用到多个放射线图像的各个上的估计结果，来确定各个放射线图像中被检体的区域以及伸长图像中的被检体的方向。在这种情况下，例如，将较大的权重应用于摄像区域被确定为头部区域的放射线图像的估计结果，并将较小的权重应用于摄像区域被确定为腿部区域的放射线图像的估计结果。注意，可以使用已知方法确定放射线图像中的摄像区域。可选地，可以根据诸如HIS或RIS的信息系统经由网络向放射线摄像装置100提供的摄像指令信息来确定摄像区域。
如上所述，根据第三实施例，通过考虑在使用多个放射线检测器的伸长摄像中FPD的放置，可以精确地估计伸长图像的上下方向。根据第三实施例，这使得可以提供能够在适合于诊断的上下方向进行画面显示的放射线摄像系统。
(其他实施例)
本发明还可以通过经由网络或存储介质向系统或装置提供用于实现上述各个实施例的一个或多个功能的程序，并使该系统或装置中的一个或多个处理器读取并执行该程序来实现。本发明还可以通过实现一个或多个功能的电路(例如，ASIC)来实现。
本发明不限于上述实施例，并且可以在本发明的精神和范围内做出各种改变和修改。因此，为了使公众了解本发明的范围，做出以下权利要求。
本申请要求2017年12月27日提交的日本专利申请第2017-252067号的权益，其全部内容通过引用合并于此。

Claims (20)

1.一种图像处理装置，该图像处理装置包括：
获得单元，其被构造为获得通过使多个放射线检测器检测照射被检体的放射线而生成的多个放射线图像；
合成单元，其被构造为通过合成所述多个放射线图像来生成伸长图像；
估计单元，其被构造为估计所述多个放射线图像的各个中的被检体的方向；和
确定单元，其被构造为基于估计单元在所述多个放射线图像的各个上获得的方向估计结果，来确定伸长图像中的被检体的方向。
2.根据权利要求1的所述图像处理装置，其中，确定单元确定伸长图像中的被检体的从头部侧到脚部侧的方向。
3.根据权利要求1的所述图像处理装置，其中，估计单元估计相对于所述多个放射线图像的各个的被检体的从头部侧到脚部侧的方向。
4.根据权利要求1的所述图像处理装置，其中，估计单元估计第一可能性和第二可能性，第一可能性指示放射线图像中的被检体的头部侧的方向为沿着伸长图像的纵向的第一方向的可能性，第二可能性指示头部侧的方向为与第一方向相反的第二方向的可能性；以及
确定单元基于相对于所述多个放射线图像的各个估计的第一可能性和第二可能性来确定伸长图像中的被检体的方向。
5.根据权利要求4的所述图像处理装置，其中，确定单元基于整合关于所述多个放射线图像生成的第一可能性的结果以及整合关于所述多个放射线图像生成的第二可能性的结果，来确定伸长图像中的被检体的方向。
6.根据权利要求1的所述图像处理装置，其中，估计单元估计由合成单元生成的伸长图像中的被检体的方向，以及
确定单元基于由估计单元获得的关于所述多个放射线图像和伸长图像的估计结果来确定伸长图像中的被检体的方向。
7.根据权利要求6的所述图像处理装置，其中，估计单元估计相对于所述多个放射线图像和伸长图像的第一可能性，以及指示头部侧的方向为与第一方向相反的第二方向的可能性的第二可能性，第一可能性指示被检体的头部侧的方向为沿伸长图像的纵向的第一方向的可能性；以及
确定单元基于估计的关于所述多个放射线图像和伸长图像的第一可能性和第二可能性来确定伸长图像中的被检体的方向。
8.根据权利要求4的所述图像处理装置，其中，估计单元通过将放射线图像的特征量与多个参照图像的特征量进行比较，来估计第一可能性和第二可能性，在所述多个参照图像中，被检体的头部侧的方向是已知的。
9.根据权利要求8的所述图像处理装置，其中，估计单元将放射线图像分割为多个块，并将所述多个块的各个的特征量与参照图像的对应块的特征量进行比较。
10.根据权利要求8的所述图像处理装置，其中，该图像处理装置还包括被构造为检测未被放射线照射的放射线图像的区域的检测单元，
其中，估计单元在去除检测单元检测到的区域时进行比较。
11.根据权利要求8的所述图像处理装置，其中，估计单元将多个参照图像的相对于放射线图像展现出不小于预定值的匹配度的参照图像用于比较。
12.根据权利要求1的所述图像处理装置，其中，估计单元从放射线图像检测解剖区域，并且基于检测到的解剖区域的似然度和检测到的解剖区域的形状或检测到的解剖区域之间的相对位置关系来估计被检体的方向。
13.根据权利要求1的所述图像处理装置，其中，估计单元包括确定设备，该确定设备通过使用多个示教图像的机器学习来构造，其中在所述多个示教图像中被检体的方向是已知的。
14.根据权利要求1的所述图像处理装置，其中，确定单元基于已经获得所述多个放射线图像的所述多个放射线检测器之间的相对位置关系，通过将权重应用于估计单元的估计结果，来确定被检体的方向。
15.根据权利要求1的所述图像处理装置，该图像处理装置还包括被构造为检测未被放射线照射的放射线图像的区域的检测单元，
其中，确定单元在随着检测单元检测到的放射线图像的区域的增加而减小要应用到关于放射线图像的估计结果的权重时，确定伸长图像中的被检体的方向。
16.根据权利要求1的所述图像处理装置，其中，确定单元在随着从放射线图像提取的特征量的数量的增加而增加要应用到关于放射线图像的估计结果的权重时，确定伸长图像中的被检体的方向。
17.根据权利要求1的所述图像处理装置，其中，确定单元确定放射线图像中的被检体的区域，并通过将与确定的区域相对应的权重应用到所述多个放射线图像的各个上的估计结果，以确定伸长图像中的被检体的方向。
18.根据权利要求1的所述图像处理装置，该图像处理装置还包括被构造为基于确定单元确定的被检体的方向将伸长图像显示在显示单元上的显示控制单元。
19.一种图像确定方法，该图像确定方法包括：
通过检测照射被检体的放射线获得多个放射线图像；
通过合成所述多个放射线图像来生成伸长图像；
估计所述多个放射线图像的各个中被检体的方向；以及
基于所述估计在所述多个放射线图像的各个上获得的方向估计结果来确定伸长图像中的被检体的方向。
20.一种非暂时性计算机可读存储介质，其存储用于使计算机执行图像确定方法的程序，所述图像确定方法包括：
通过检测照射被检体的放射线获得多个放射线图像；
通过合成所述多个放射线图像来生成伸长图像；
估计所述多个放射线图像的各个中被检体的方向；以及
基于所述估计在所述多个放射线图像的各个上获得的方向估计结果来确定伸长图像中的被检体的方向。
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