JP2001086410A

JP2001086410A - ディジタル診断画像のダイナミック・レンジを制御する方法及び装置

Info

Publication number: JP2001086410A
Application number: JP2000213618A
Authority: JP
Inventors: Kenneth Scott Kump; ケネス・スコット・カンプ; Ping Xue; ピン・シュー
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2001-03-30
Anticipated expiration: 2020-07-14
Also published as: FR2798210B1; US6633657B1; FR2798210A1; JP4545291B2

Abstract

(57)【要約】【課題】医用診断システムによって形成される医用診
断画像のダイナミック・レンジを制御する方法及び装置
を提供する。【解決手段】患者を表わす原医用画像のダイナミック
・レンジと目標ダイナミック・レンジとの間の関係を定
義する表示マップを生成し、表示マップ及び原医用画像
に基づいて目標ダイナミック・レンジを有する表示画像
を作成する。表示マップは、グレイ・レベル−光学濃度
モデルとグレイ・レベル標準表示関数の逆関数とを組み
合わせることにより得ることができる。グレイ・レベル
−光学濃度モデルは、原医用画像のグレイ・レベルと原
医用画像に関連する所望の出力医用画像についての目標
光学濃度との間の関係を定義する。このモデルは、所望
のフィルム種別のフィルム特性、特定の解剖学的構造に
ついての所望のコントラストに関係した選択された光学
濃度、及び原医用画像について測定されたダイナミック
・レンジに基づいて定められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般的には、医用診
断撮像に関し、具体的には、表示されるディジタル医用
画像のダイナミック・レンジを調節する方法及び装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線撮像は、予てから広く認められてい
る医用診断ツールである。Ｘ線撮像システムは、医師が
正確な診断を下すのに必要な情報をしばしば含んでいる
画像、例えば、胸部、頸部、脊椎、頭部及び腹部の画像
を撮影するのに広く用いられている。例えば、胸部Ｘ線
画像を撮影しているときには、Ｘ線技師がＸ線センサ及
びＸ線源を適当な高さに配置すると、患者が胸部をＸ線
センサに押圧して立つ。次いで、Ｘ線センサは、線源に
よって発生されて人体の異なる部分によって様々な程度
に減弱したＸ線エネルギを検出する。付設されている制
御システムが、検出されたＸ線エネルギを悉く走査し
て、表示器上の対応する診断画像を準備する。選択によ
っては、Ｘ線センサは、ソリッド・ステート型ディジタ
ル画像検出器であってもよい。Ｘ線センサが伝統的なス
クリーン／フィルム構成である場合には、スクリーンが
Ｘ線を光に変換し、この光にフィルムを露出する。

【０００３】従来の放射線撮像システムにおいては、Ｘ
線手法は操作者によって選択されている。露出されるフ
ィルムの望ましい光学濃度を得るために、操作者又は自
動露出制御システムが、選択されたスクリーン／フィル
ム構成に望ましい露出を選択し又は決定する。光学濃度
は、一度Ｘ線に露出されて得られたフィルムの「明る
さ」又は「暗さ」を表わす。検出器又はスクリーン／フ
ィルムのＸ線への露出の態様（例えば、時間、配向等）
を制御することにより、フィルムの明るさ又は暗さが変
化する。医師が放射線画像を解析して診断及び検査を行
うのを支援するためには、１つの露出と次の露出とでは
一貫した光学濃度を達成することが好ましい。スクリー
ン／フィルム・コンビネーション系は、Ｘ線への露出に
対して線形の応答を有している訳ではなく、非線形であ
って、特定のスクリーン／フィルム・コンビネーション
についてのＸ線感光曲線によって定義される。感光曲線
は、入射線への露出を得られる光学濃度に関連付ける。
スクリーン／フィルム・コンビネーションの非線形応答
は、露出レンジの中央に位置する露出レベルで所望の画
像コントラストを与える。非線形応答は、中央レンジの
外部の画像コントラストを圧縮する。スクリーン／フィ
ルム・コンビネーションのダイナミック・レンジは「固
定」されている。操作者は（又は自動露出制御システム
を介して）、診断領域の透過Ｘ線への露出がスクリーン
／フィルムの限定された中間ダイナミック・レンジの範
囲内に納まるように露出を調節しようとする。１人の患
者と次の患者、１つのフィルム種別と次のフィルム種
別、１つの医用撮像システムと別の医用撮像システム、
また１つの配向と次の配向とではそれぞれに異なる露出
が生ずる。

【０００４】従来、１つの露出と次の露出では（例え
ば、各患者毎に、各フィルム毎に、各システム毎に、ま
た各患者角度毎に）、固有の差のため一貫した光学濃度
を維持するのは極めて困難であった。例えば、各々の患
者は僅かに異なる体格及び解剖学的構造を有し、これに
より、患者の体内器官は異なるＸ線減弱量を有すること
になり、また、各々の患者の解剖学的構造は検出器又は
スクリーン／フィルムに対して異なる位置に位置する可
能性がある。例えば、胸部画像のＸ線を得ようとする場
合に、各々の患者の肺及び胸郭は、異なる寸法を有して
いる。結果的に生ずるＸ線減弱量のばらつきにより、露
出間で大きなばらつきが生ずる。更に、患者の位置及び
配向が変化する場合にも露出間でばらつきが生ずる。露
出間でのばらつきにより、特定の露出についての診断用
露出レンジが検出器の「望ましい」露出レンジの外部に
なり、また診断用ダイナミック・レンジを圧縮する可能
性がある。結果として得られる光学濃度は、患者の特定
の病状、患者の体内の異物（例えば、ペースメーカ
等）、患者の体厚差、並びにＸ線取得パラメータ（例え
ば、Ｘ線エネルギ、線量及び照射時間等）の差により変
動し得るものとなる可能性がある。

【０００５】露出レンジと、露出されたフィルムの結果
的な光学濃度とを制御する試みとして、放射線システム
に併設した自動露出制御が広く用いられている。自動露
出制御システムは典型的には、検出器又はスクリーン／
フィルム・コンビネーションに近接して且つ患者に近接
して配置されているＸ線感受性電離箱を用いる。例え
ば、操作者は、患者の肺が胸部検査用に選択された電離
箱に近接するように患者を配置する。自動露出制御は、
所定の線量が測定されたときにＸ線照射を停止する。

【０００６】しかしながら、自動露出制御システムには
難点がある。具体的には、個々の患者の肺の正確な位置
は未知であるのに、電離箱の位置は固定されている。従
って、患者が異なると検出器の結果的な露出に絶えず大
きなばらつきが生じる。例えば、電離箱は実際には、患
者によっては肺に近接して配置されていないかも知れな
い。電離箱が肺以外の解剖学的構造に近接して配置され
ていると、自動露出制御は誤った測定値に基づいて照射
を停止する。胸部フィルムのうち何らかの百分率のもの
が過度に暗い又は過度に明るい画像のいずれかを形成す
る。画像が過度に暗いか又は過度に明るいと、医用画像
をあらためて撮影するためにＸ線検査を繰り返す必要が
生じ得る。医用画像をあらためて撮影するのは非常に時
間浪費的である。また、フィルムの現像には例えば５分
乃至１５分と比較的長時間が必要であり得、その間、患
者は画像取得域に放置される可能性がある。

【０００７】更に、医用画像の結果的な表示は、所望の
Ｘ線手法と組み合わされる検出器又はフィルム／スクリ
ーン構成の種別の選択によって決定される。検出器及び
スクリーン／フィルム構成の種別が異なると、画像コン
トラストの量、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）及びダイナミ
ック・レンジが異なってくる。従来は、ＳＮＲは入射線
への露出を変化させることにより修正されている。しか
しながら、露出レベルを変動させつつ一定の光学濃度を
維持するためには、所期のダイナミック・レンジに適合
するように検出器、フィルム又はスクリーンの種別を変
更しなければならない。検出器、スクリーン又はフィル
ムを変更するのは極めて煩雑であり、従って滅多に行わ
れない。

【０００８】更に近年には、放射線撮像と共に用いられ
るディジタル検出器が提案されている。ディジタル検出
器は、従来のスクリーン／フィルム構成よりもかなり大
きいダイナミック・レンジを提供し、典型的には、２倍
乃至３倍もの大きさとなっている。現在のところ、相対
的に大きいが有限な検出器のダイナミック・レンジに対
応するようにディジタル検出器の露出を制限するために
は、依然として自動露出制御及び／又は操作者に頼らね
ばならない。ディジタル式で検出された画像は、フィル
ムと同様の所期の感光曲線を達成するように画像処理さ
れ得る。すなわち、ダイナミック・レンジはコントラス
ト・ルックアップ・テーブルを介してマッピングされ
て、プリント時又は目視時に望ましいコントラスト及び
光学濃度を達成している。

【０００９】更に、エレクトロニクス及びディジタル技
術の出現により、検査のために医師に対して医用画像の
「ソフト・コピー」を提供することが望ましくなってい
る。ソフト・コピーとは、医用画像が画像処理された後
のテレビジョン及びコンピュータ・スクリーン等での医
用画像の表示を指す。ソフト・コピー医用画像は、多く
の場合には、従来ならば露出されたＸ線フィルム上に形
成されていたもののような医用画像のハード・コピーに
代わるものである。ハード・コピーＸ線フィルムは、医
師による検査のためにバック・ライト式の光を当てるよ
うに支持される。電子的な医用画像は、検査を行う医師
に対してハード・コピーよりも迅速に届けられ、また、
より大きな目視柔軟性を提供する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ソフト
・コピー医用画像には幾つかの欠点がある。例えば、電
子的に表示されるときの医用画像のコントラスト又は光
学濃度が、医用画像のコントラスト又は光学濃度と大幅
に異なっている場合がある。コントラスト又は光学濃度
の差は、ハード・コピーを解析することに慣れてきた医
師にとっては望ましくない可能性がある。また、医師が
ソフト・コピー及びハード・コピーを交互に利用すると
きには、一貫した両者のコントラスト又は光学濃度を維
持することが望ましかろう。加えて、医師にとっては、
患者の特定の解剖学的構造に対応する領域の部分集合に
おいてダイナミック・レンジを最適化することが望まし
い場合もある。迅速なアクセスを提供するために、限定
された数のコントラスト／光学濃度設定をプリセットす
る機構が必要である。

【００１１】更に、ディジタル検出器を用いた従来のシ
ステムでは、医用画像のダイナミック・レンジの非理想
的な圧縮が見受けられている。ディジタル検出器は典型
的には、各々のピクセル位置毎に８ビット乃至１６ビッ
トの値を記憶する。従って、１４ビットの検出器は、約
１乃至１６，０００のダイナミック・レンジを提供す
る。しかしながら、実際の診断用レンジでは検出器のダ
イナミック・レンジの部分集合のみが用いられる可能性
がある。つまり、出力装置すなわちモニタ又はディジタ
ル・フィルム・プリンタのダイナミック・レンジは典型
的には、８ビット、１０ビット又は１２ビットのデータ
値をサポートしている。

【００１２】従来のディジタル・システムは、全ての検
出器ピクセル値を医用画像のピクセル値にマッピングす
る固定されたダイナミック・レンジ関係を用いている。
従って、検出された画像からディジタル画像が形成され
るときには、出力される医用画像は、検出器のダイナミ
ック・レンジよりも遥かに小さいダイナミック・レンジ
に制限される。例えば、画像処理後の医用画像は、８ビ
ットのピクセル値に制限されたピクセル値を含んでい
る。これにより、１乃至２５６のグレイ・スケール値か
ら成るダイナミック・レンジを提供することができる。
従って、画像処理システムは、ピクセル当たり１４ビッ
トの値からピクセル当たり８ビットの値へ画像のダイナ
ミック・レンジを圧縮する。ダイナミック・レンジを圧
縮すると、一般に、不均等な光学濃度が生ずる。従来の
システムの固定されたダイナミック・レンジ関係は、ダ
イナミック・レンジ圧縮について補正されていない。

【００１３】放射線撮像等のディジタル医用画像撮像と
共に用いるための改善されたダイナミック・レンジの検
出及び制御の方法及び装置が必要とされている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の好適実施例によ
れば、医用診断撮像システムのためにディジタル医用画
像のダイナミック・レンジを制御する方法及び装置が提
供される。先ず、特定の解剖学的構造について、フィル
ム種別が光学濃度と共に選択される。システムは、多数
のフィルム種別及び／又は多数の解剖学的構造に関連し
た特性を記憶することができる。一旦、特定のフィルム
種別が選択されると、メモリからこのフィルム種別につ
いての最大及び最小光学濃度が取得される。次に、原医
用画像について、画像全体にわたって又は画像の部分領
域においてのいずれかで統計的方法を用いて、検出され
た医用画像のダイナミック・レンジを表わす特性が取得
される。検出された画像についてのダイナミック・レン
ジ特性、選択されたフィルムの特性及び特定の解剖学的
構造についての光学濃度を用いて、原医用画像のグレイ
・レベルと所望の出力表示医用画像についての目標光学
濃度との間の関係を定義する「感光度」モデルを形成す
る。プリンタ又はモニタ等を介して利用者に表示される
表示画像のグレイ・レベルを較正するために、出力装置
の特性曲線（グレイ・レベル表示関数）の逆関数が算出
される。感光度モデルを、この特性曲線又はグレイ・レ
ベル表示関数と関連した逆関数と組み合わせて、原医用
画像のダイナミック・レンジと原医用画像から形成され
るべき所望の表示画像についての目標ダイナミック・レ
ンジとの間の関係を定義する自動コントラスト・マップ
を形成する。次いで、原医用画像は自動コントラスト・
マップを通過して最終表示画像を形成し、最終表示画像
は、ライト・ボックス上のプリントされたフィルム又は
モニタ等を介して利用者に対して表示される。

【００１５】システムは、特定の患者に関連した原医用
画像を取得するためにディジタル検出器を用いてもよい
し、又はフィルム／スクリーン構成を用いてもよい。

【００１６】一実施例によれば、グレイ・レベル対光学
濃度モデルは、予め定義されている最大及び最小光学濃
度と、特定の解剖学的構造に関連するＮ個の選択された
光学濃度と、原医用画像から得られる測定グレイ・レベ
ルであって、Ｎ個の光学濃度に関連した選択された解剖
学的構造に相関している測定グレイ・レベルとに基づい
ている。これらのグレイ・レベルは、較正可能な関数を
用いて対数露出領域へ変換される。グレイ・レベル対光
学濃度モデルは、Ｓ字形の曲線又は線形の曲線に相当し
得る。選択によっては、グレイ・レベル対光学濃度モデ
ルは、特定の解剖学的構造について利用者が選択した光
学濃度及び／又は測定された光学濃度に基づいて、原医
用画像のダイナミック・レンジを目標ダイナミック・レ
ンジに相関させてもよい。グレイ・レベルと光学濃度と
の間の関係の特徴を表わす感光曲線を記憶するためにル
ックアップ・テーブルを用いることができる。ルックア
ップ・テーブルを用いてグレイ・レベル対光学濃度モデ
ルを定義し、次いで、グレイ・レベル対光学濃度モデル
を用いて自動コントラスト・マップを形成することがで
きる。

【００１７】選択によっては、複数のフィルム種別及び
／又は解剖学的領域についてのフィルム特性を記憶して
おいてもよく、操作者が所望のフィルム種別を選択する
と、これらのフィルム特性のうち１つが選択される。こ
れらのフィルム特性は、関連するフィルム種別について
の最大及び最小光学濃度特性を含み得る。また、自動コ
ントラスト・マップは、ルックアップ・テーブルとして
記憶されてもよい。

【００１８】代替的な実施例では、利用者が医用画像内
で特定の解剖学的構造に関連した関心領域を選択する場
合に、グレイ・レベル対光学濃度モデルを局在化された
特性曲線で置き換えてもよい。局在化された特性曲線
は、原医用画像についてのダイナミック・レンジの一部
と特定の解剖学的構造についての拡張された目標ダイナ
ミック・レンジとの間の関係を定義する。自動コントラ
スト・マップは、局在化された特性曲線及び出力装置グ
レイ・レベル表示関数の逆関数から形成される。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の好適実施例に従
って構成されている医用撮像システムを示している。医
用撮像システム８は、画像取得ワークステーション１０
と、患者検査サブシステム１２とを含んでいる。患者検
査サブシステム１２は、制御回路１４によって制御され
る線源１６を含んでいる。線源１６は、放射線等の媒体
１８を患者２０を通して放出する。ディジタル検出器２
２が、患者２０を通過した媒体１８を検出する。検出器
出力回路２４が、ディジタル検出器２２によって記憶さ
れた情報を、画像取得ワークステーション１０によって
処理可能な電子形態へ変換する。画像取得ワークステー
ション１０は、検出器出力回路２４からの入力を受け取
って、この入力に基づいて、生のディジタル画像をダイ
ナミック・レンジ検出サブシステム２６へ渡す。

【００２０】ダイナミック・レンジ検出サブシステム２
６は、ディジタル検出器２２によって取得されたディジ
タル医用画像の全部又は部分のダイナミック・レンジを
算出する。代替的には、ダイナミック・レンジ検出サブ
システム２６は、ディジタル検出器２２によって取得さ
れた医用画像内の関心領域又は特定の解剖学的構造のダ
イナミック・レンジを算出してもよい。少なくとも１つ
のダイナミック・レンジ検出サブシステムの詳細な具現
化形態が、１９９９年６月２４日出願の、発明者Kennet
h Kumpによる米国特許出願第０９／３４４１９０号、発
明の名称「ディジタル医用画像のダイナミック・レンジ
を決定する方法及び装置（Method andApparatus for De
termining A Dynamic Range of A Digital Medical Ima
ge）」に記載されている。なお、この出願は、本出願人
に譲渡されている。ダイナミック・レンジ検出サブシス
テム２６は、ディジタル医用画像の全部又は部分のダイ
ナミック・レンジを表わす少なくとも１つのダイナミッ
ク・レンジ特性を生成する。ダイナミック・レンジ検出
サブシステム２６によって生成されるダイナミック・レ
ンジ特性は例えば、ディジタル医用画像全体、ディジタ
ル医用画像内の臨床的区域、解剖学的構造又は関心領域
についての最大及び最小グレイ・レベルであり得る。代
替的には、ダイナミック・レンジ特性は、医用画像全
体、解剖学的構造、臨床的区域又は関心領域等の領域に
ついての平均グレイ・レベル、メジアン・グレイ・レベ
ル、相加平均グレイ・レベル及びグレイ・レベルの標準
偏差等に相当し得る。この領域は、自動的に選択されて
もよいし、利用者が描線してもよいし、又は何らかの利
用者制御式インタフェイスを介して選択されてもよい。

【００２１】画像取得ワークステーション１０は更に、
表示器２８と、ユーザ・インタフェイス３０とを含んで
おり、それぞれ操作者に対して情報を表示し、また操作
者からの情報を取得する。画像取得ワークステーション
１０は、取得された医用画像のダイナミック・レンジを
制御するために後述する処理系列を実行する少なくとも
１つのＣＰＵ３２とメモリ３４とを含んでいる。画像取
得ワークステーション１０は、ダイナミック・レンジ調
節の後の処理済医用画像を表示する遠隔モニタ３６に接
続されている。モニタ３６に表示される医用画像は、医
用画像の「ソフト・コピー」に相当しており、より一般
的には、フィルムにプリントされて、ハード・コピーと
してバック・ライト式ボード上で医師によって目視され
る。画像取得ワークステーション１０は、ライト・ボッ
クス上に配置して解析するためのフィルムを形成するデ
ィジタル・レーザ・カメラ等のプリンタ３８に接続され
ていてもよい。

【００２２】画像取得ワークステーション１０は、原医
用画像を受け取る入力を含んでいる。画像取得ワークス
テーション１０には、原医用画像のダイナミック・レン
ジと目標ダイナミック・レンジとの間の関係を定義する
表示マップが記憶されている。画像取得ワークステーシ
ョン１０内のＣＰＵは、内部に記憶されている表示マッ
プに基づいて原医用画像から表示画像を形成する。画像
取得ワークステーション１０への入力は、ディジタル検
出器であってもよい。画像取得ワークステーション１０
は、原医用画像のグレイ・レベルと、原医用画像に関連
する所望の出力医用画像についての目標ダイナミック・
レンジの目標光学濃度との間の関係を定義するグレイ・
レベル−光学濃度モデルを算出するモジュールを含み得
る。このモデルは、所望のフィルム種別のフィルム特
性、選択された解剖学的構造について選択された光学濃
度、及び原医用画像について測定されたダイナミック・
レンジ等に基づくものであり得る。算出用モジュール
は、解剖学的構造について利用者が選択した光学濃度及
び測定された光学濃度に基づいて、原医用画像のダイナ
ミック・レンジを目標ダイナミック・レンジに相関させ
るグレイ・レベル−光学濃度モデルを算出することがで
きる。ルックアップ・テーブルが、グレイ・レベルと光
学濃度との間の関係の特徴を表わす感光曲線を記憶する
ことができる。表示マップの関係は、ルックアップ・テ
ーブルに記憶されている感光曲線に基づいていてもよ
い。画像取得ワークステーション１０内のメモリは、多
数のフィルム種別についてのフィルム特性を記憶するこ
とができる。表示マップの関係は、メモリに記憶されて
いる多数のフィルム種別のうち１つのフィルム種別につ
いて記憶されているフィルム特性に基づいていてもよ
い。表示マップは、ルックアップ・テーブルに記憶する
ことができる。表示マップは、自動コントラスト・マッ
プ４６（図１）を含み得る。算出用モジュールは、図１
のＣＰＵ３２を含み得る。

【００２３】画像取得ワークステーション１０は更に、
フィルム露出と光学濃度との間の予め決定されている関
係を定義する方程式又はルックアップ・テーブル等のフ
ィルム特性４０の組を記憶するメモリを含んでいる。フ
ィルム特性４０の各々の組は、例えばKodakのInsight系
列のスクリーン／フィルム・コンビネーションすなわち
Regular Screen/IT Film、High Contrast Screen/IT Fi
lm及びVery High Contrast Screen/ITC Film等の特定の
種別のアナログ・フィルムに関連付けられている。８０
０スピード、４００スピード及び２００スピード等のよ
うに異なるスピードを有するフィルム毎に別個のフィル
ム特性を記憶することができる。フィルム特性は、市販
のフィルムに対応している必要はなく、その代わりに、
目標のフィルム、理論的なフィルム又は仮想的なフィル
ムであってもよい。異なる種別のフィルムは、露出と光
学濃度との間に異なる関係を呈する。フィルムの特性
は、メーカー、フィルムのスピード（例えば、８００、
４００、２００）、フィルムのコントラスト及びフィル
ム種別に依存し得る。

【００２４】好適実施例によれば、画像取得ワークステ
ーション１０はグレイ・レベル−光学濃度モデル４２を
生成する。モデル４２は、ディジタル検出器２２のグレ
イ・レベルと予め定義された又は操作者によって定義さ
れた所望の光学濃度との間の具体的な関係を定義してい
る。例えば、操作者は、特定のフィルム種別と、特定の
解剖学的構造について所望の光学濃度とを選択すること
ができる。画像取得ステーション１０においては、表示
較正関数の逆関数４４もまた生成される。表示較正関数
の逆関数４４は、グレイ・レベルと、モニタ３６又はプ
リンタ３８等の出力装置の光学濃度又は輝度（luminanc
e）との間の関係を定義する。関心領域又は臨床的区域
についてディジタル検出器２２によって検出された原グ
レイ・レベルを、モニタ３６又はプリンタ３８等の較正
済出力装置へ送ることのできる表示グレイ・レベルを包
含する目標ダイナミック・レンジへマッピングするため
に、画像取得ワークステーション１０によって自動コン
トラスト・マップ４６が生成される。画像取得ワークス
テーション１０は、取得された医用画像を自動コントラ
スト・マップ４６に通過させて、フィルムを模擬する結
果を与える医用画像を較正済のプリンタ又はモニタ上に
プリント又は表示する。患者の胸部を検査する場合に
は、プリント又は表示される医用画像は、所定の所望の
肺用光学濃度を有する肺野と、所定の所望の横隔膜用光
学濃度を有する横隔膜（脊椎）とを含むものとなる。

【００２５】プリンタ３８は、Barten較正関数に従って
較正することができる。Barten較正関数は表示較正関数
であり、この関数から、表示較正関数の逆関数４４を算
出することができる。Barten較正関数はＤＩＣＯＭ規格
の一部として定義されている周知の関数に相当する。Ba
rten較正関数は、グレイ・レベルと輝度との間の標準的
な関係を記述するものであり、輝度は光学濃度へ変換す
ることができる。

【００２６】画像取得ワークステーション１０は、ディ
ジタル検出器２２によって取得されたディジタル医用画
像内の臨床的に意味のある区域又は関心領域についての
グレイ・レベルのダイナミック・レンジを取り扱う。画
像取得ワークステーション１０は、ディジタル検出器２
２によって取得された医用画像についての診断用レンジ
の差を調整する。画像取得ワークステーション１０は更
に、プリンタ３８によってプリントされ又はモニタ３６
によって表示される医用画像に、プリンタ種別又はモニ
タ種別に独立に一貫した光学濃度を保証する。プリンタ
３８によって形成される制御された光学濃度を有するフ
ィルムにバック・ライトを当てることにより発生される
輝度は、モニタ３６上に表示される画像の輝度に対応し
たものとなる。画像取得ワークステーション１０は、利
用者に対して、特定の解剖学的構造について所望の光学
濃度を選択し且つ／又は各々の応用について所望のフィ
ルム種別を選択する能力を与える。加えて、利用者は、
解剖学的領域に対応して関心領域を選択したり、又は自
動的に算出された目標値を操作したりすることができ
る。

【００２７】図２は、例示的なフィルムについての露出
と光学濃度特性との間の関係のグラフ図を示している。
例えば、フィルムはKodakのVHC Screen/ITC Filmコンビ
ネーションに相当し得る。図２のグラフは、横軸に沿っ
て対数尺度でフィルムの相対露出を示している。縦軸
は、フィルムの光学濃度を示している。図２の例示的な
フィルムは、相対的なグレイ・レベルと光学濃度との間
にＳ字形の関係を呈しており、最初の圧縮された下端部
１００と、後部の圧縮された上端部１０２とを有してい
る。グラフの中央には実質的に線形の部分１０４が位置
している。

【００２８】図３は、異なるスピード及びコントラスト
を有する例示的なフィルムに関連した１組の曲線を示し
ている。ここでも、横軸は対数尺度に沿って相対露出を
表わしており、縦軸は各々の露出に関連付けられた光学
濃度を示している。特性曲線１０６、１０８及び１１０
は、異なるフィルム・コントラスト、例えば、超高コン
トラスト、高コントラスト及びレギュラーに対応してい
る。曲線１１２は、曲線１０６、１０８及び１１０より
も低いスピードのコンビネーションに相当している。選
択によっては、特定のフィルムについての露出対光学濃
度特性を表わすこの１組の曲線を、画像取得ワークステ
ーション１０内にフィルム特性４０の組として記憶して
おいてもよい。特性曲線１０６〜１１２は、ルックアッ
プ・テーブルとして記憶されてフィルム特性４０を形成
していてもよい。代替的には、特性曲線１０６〜１１２
は、特定の曲線をフィルム特性４０として定義する方程
式として記憶されていてもよい。更なる代替的な方法と
しては、曲線に沿った最大点及び最小点等の各々の曲線
１０６〜１１２に沿った幾つかの点のみを記憶してもよ
い。

【００２９】図４は、露出−光学濃度関数１１８を示し
ており、この関数１１８は、画像取得ワークステーショ
ン１０内に露出−光学濃度モデル４２として記憶してお
くことができる。露出−光学濃度関数１１８は、ディジ
タル検出器２２によって得られる医用画像のグレイ・レ
ベルと、医師若しくは操作者によって定義されるか又は
履歴データ若しくは利用者の好みに基づいて予め設定さ
れている目標光学濃度との間の関係を定義するフィルム
と同様のモデルに相当し得る。ディジタル検出器は一般
的には、入射線への露出に対して非線形の応答を有す
る。従って、グレイ・レベルから対数露出空間への変換
が対数型関数（ｆｌｏｇ）を介して行われる。この関数
を較正することもできるし、又は指定することもでき
る。図４の露出／光学濃度関数は、横軸に沿って、ディ
ジタル検出器２２によって検出された原取得医用画像の
対数露出又はｆｌｏｇ（グレイ・レベル）を示してい
る。縦軸は、操作者によって望まれるか又は利用者の好
みに基づいて予め設定されている光学濃度に対応してい
る。図４は、最初の下端部１２０と後部の上端部１２２
とを有するＳ字形の関数を示している。下端部１２０及
び上端部１２２は、幾分か線形の部分１２４によって分
離されている。図４に示す例示的な関数では、縦軸に沿
った光学濃度（ＯＤ）は、次の方程式に従って定義され
る。

【００３０】ＯＤ＝ｐ２＋ｐ３＊［｛１−ｅｘｐ（−（ｌｏｇＥ＋ｐ１）／ｐ０）｝／｛１＋ｅｘｐ（−（ｌｏｇＥ＋ｐ１）／ｐ０）｝］（式１）式１では、ｌｏｇＥは露出の１０を底とする対数を表わ
している。

【００３１】式１によれば、光学濃度は、露出の１０を
底とする対数値又はディジタル検出器２２における特定
のピクセルのｆｌｏｇ（グレイ・レベル）の関数であ
る。光学濃度はまた、変数ｐ０、ｐ１、ｐ２及びｐ３の
関数でもある。ここで、ｐ０〜ｐ３は、次の方程式を用
いて解かれる。

【００３２】ｐ２＝０．５＊（ＭａｘＯＤ＋ＭｉｎＯＤ）（式２）ｐ３＝０．５＊（ＭａｘＯＤ−ＭｉｎＯＤ）（式３）

【００３３】

【数１】

【００３４】ここで、

【００３５】

【数２】

【００３６】である。測定データのＮ個の対すなわち
［ｇｉ，ＯＤｉ］，ｉ＝１，....，Ｎを用いてパラメー
タｐ０及びｐ１を推定する。このとき、フィッティング
誤差の全平均平方は最小化されている。［ｇ１，ＯＤ
１］及び［ｇ２，ＯＤ２］という２つの対を用いる場合
には（Ｎ＝２）、（式４）を次のように単純化すること
ができる。

【００３７】ｐ０＝［ｆｌｏｇ（ｇ１）−ｆｌｏｇ（ｇ２）］／［ｃ２−ｃ１］（式６）ｐ１＝［ｃ１＊ｆｌｏｇ（ｇ２）−ｃ２＊ｆｌｏｇ（ｇ１）］／［ｃ２−ｃ１］＝−ｃ１＊ｐ０−ｆｌｏｇ（ｇ１）（式７）値ＭａｘＯＤ及びＭｉｎＯＤは、予め決定されているフ
ィルムの最大及び最小光学濃度値に対応している。関数
ｆｌｏｇ（）は、グレイ・レベルを対数露出へ変換す
るものであり、固定されていてもよいし、又は較正され
てもよい。値ＭａｘＯＤ及びＭｉｎＯＤは、フィルム特
性４０として又はフィルム特性４０に基づいて記憶され
得る。値ＭａｘＯＤ及びＭｉｎＯＤは、利用したい所望
のフィルムの種別に基づいている。選択されたフィルム
についての最大及び最小光学濃度は、フィルムの光学濃
度についての最大値及び最小値を含めた具体的なフィル
ム動作特性を記載したフィルムのメーカによって供給さ
れるデータ・シートから得ることができる。

【００３８】値ＯＤ１及びＯＤ２は、操作者によって選
択されるか又は予め定義されている第１及び第２の解剖
学的光学濃度に対応している。例として述べると、解剖
学的光学濃度ＯＤ１及びＯＤ２は、所与の検査種別にお
いて目視したい特定の解剖学的構造、例えば肺及び脊椎
に対応したものとすることができる。医師は、胸部Ｘ線
を目視するときに、結果として得られる表示画像内の肺
が特定の光学濃度、例えば２．５を有することを望むか
も知れない。医師は更に、結果として得られる表示画像
内の脊椎が異なる特定の光学濃度、例えば０．７を有す
ることを望むかも知れない。このように、第１及び第２
の解剖学的光学濃度ＯＤ１及びＯＤ２を肺及び脊椎につ
いて選択することができる。代替的には、ＯＤ１及びＯ
Ｄ２は、骨及び軟組織等のような異なる解剖学的構造に
対応していてもよい。代替的には、医師が光学濃度ＯＤ
１及びＯＤ２を選択しなくてもよい。その代わりに、Ｏ
Ｄ１及びＯＤ２をシステムにおいて予め定義して、履歴
情報並びに／又は過去の医師及び操作者の好みに基づい
てメモリ３４に記憶しておくことができる。

【００３９】グレイ・レベル値ｇ１及びｇ２は、上記の
米国特許出願において詳細に説明されているように、ダ
イナミック・レンジ検出システム２６によって供給され
る測定されたグレイ・スケール値に対応している。例と
して述べると、測定されたグレイ・レベルｇ１及びｇ２
は、ディジタル検出器２２によって得られた医用画像か
らの臨床的区域又は関心領域についての最大及び最小グ
レイ・レベルに相当し得る。関数ｆｌｏｇは、グレイ・
レベルを対数露出へ変換する。１つの具現化形態では、
検出器は露出に対して線形であってもよく、関数は単純
な１０を底とした対数であってもよい。後に説明するよ
うに、一旦、画像取得ワークステーション１０によって
ＭａｘＯＤ、ＭｉｎＯＤ、ＯＤ１、ＯＤ２並びにｇ１及
びｇ２が決定されたら、ディジタル検出器２２によって
取得される特定の原医用画像について式１〜式７に従っ
てグレイ・レベル−光学濃度モデル４２を定義すること
ができる。

【００４０】図７Ａ及び図７Ｂは、例示的なグレイ・ス
ケール標準表示関数及びその具現化形態を示している。
図７Ａは、横軸に沿って、例えば０と２５６との間にあ
る出力装置のグレイ・レベルのディジタル値を示してい
る。図７Ａの縦軸は、出力装置が０と２５６との間にあ
る対応するグレイ・レベル・ディジタル値を受け取った
ときに特定のピクセルにおいて生成される輝度のレベル
を示している。グラフ２００は、一般的な容認された
「標準」を示しており、この標準に関して表示装置は動
作すべきである（例えば、装置は０〜２５６のビット値
を受け取るとグラフ２００に従って輝度を出力すべきで
ある。）。グラフ２０２は、例示的な出力装置を較正す
る際に測定される一連の輝度値を示している。プリンタ
及びモニタ等の出力装置は、経時的変化及び消耗等が装
置性能に影響を与えるので、予め決定されている一定の
輝度を装置の全寿命にわたって提供する訳ではない。従
って、装置は輝度と入力グレイ・レベルとを相関させる
ように較正されねばならない。曲線２０２に沿っている
測定されたデータ点は、出力装置が較正されていない場
合に、出力装置によって特定のグレイ・レベルの受け取
りに応答して生成される輝度を示している。例えば、出
力装置が６４のグレイ・レベルを受け取った場合には、
出力装置は約１．６の輝度（点２０４）を有するピクセ
ルを形成する。しかしながら、装置が理想的に誤差なく
動作していれば、６４のグレイ・レベル入力を受け取っ
た場合には約４．０の輝度（点２０６）を有するピクセ
ルを形成するものと期待される。

【００４１】標準表示関数は出力装置を較正するのに用
いられ、この較正は、各々の入力グレイ・レベルについ
て、所望の輝度値を生成するような較正された又は補正
されたグレイ・レベルを算出することにより行われる。
図７Ａの例では、グレイ・レベル６４が較正されていな
い装置に入力された場合には、標準表示関数は、所望の
輝度（点２０６）を識別して、出力装置に入力された場
合に所望の輝度を生成する補正されたグレイ・レベル
（点２０８）を識別する。図７Ａの例では、点２０８に
おける較正されたグレイ・レベルは約９８に対応してい
る。図７Ａに示す点２０４〜点２０８の間での補正処理
は、各々のピクセル値毎に繰り返されて、図７Ｂに示す
ようなグレイ・スケール標準表示関数に相当し得る較正
曲線２１０を形成する。

【００４２】図７Ｂは、横軸に沿って、入力医用画像に
関連した０と２５６との間にあるグレイ・レベルを示し
ている。縦軸は、較正後の出力装置のグレイ・レベルを
示している。較正曲線２１０は、入力画像の各々のグレ
イ・レベルと補正後のグレイ・レベルとの間の関係を定
義しており、所望の輝度を得るためには補正後のグレイ
・レベルを出力装置に供給しなければならない。図７Ａ
及び図７Ｂの例では、原入力画像からのグレイ・レベル
６４は、図７Ａにおいて較正後のピクセル値９８に対応
するように決定されていた。従って、較正曲線２１０
は、原画像からのグレイ・レベル６４を出力装置に供給
されるべきグレイ・レベル９８に関連付ける点２１２を
含んでいる。

【００４３】図５は、本発明の好適実施例に従って実行
される処理系列を示している。ステップ３００で開始す
ると、利用者は、フィルム種別と、特定の解剖学的構造
についての目標光学濃度とを選択する。選択されるフィ
ルム種別は、医師の好みのフィルムの種別であってもよ
いし、一般に用いられているフィルムの種別であっても
よい。目標光学濃度は、肺及び脊椎等の特定の関心区域
に基づいて、記憶されている値から自動的に決定するこ
とができる。選択によっては、目標光学濃度は、予め定
義されて、操作者が後に利用中に選択するようにメモリ
３４に記憶しておいてもよい。一旦、操作者がフィルム
種別を選択したら、ステップ３０２において、ＣＰＵ３
２は、選択されたフィルムについての最小及び最大光学
濃度値を取得する。最小及び最大光学濃度は、画像取得
ワークステーション１０に記憶されているフィルム特性
４０から取得される。

【００４４】ステップ３０４において、目標光学濃度が
第１及び第２の光学濃度ＯＤ１及びＯＤ２へ変換され
る。光学濃度ＯＤ１及びＯＤ２は、関心のある解剖学的
構造に一致している関心区域についてのダイナミック・
レンジの上限及び下限に対応し得る。例えば、肺及び脊
椎は、関心区域についての目標ダイナミック・レンジの
両端に位置する光学濃度を有し得る。ステップ３０４で
の変換は単純に、システムのモードに基づいて、又はユ
ーザ・インタフェイス３０を介して操作者によって行わ
れる選択に基づいてメモリからＯＤ１及びＯＤ２の値を
得ることに対応していてもよい。次に、ステップ３０６
において、ＣＰＵ３２は、ダイナミック・レンジ検出サ
ブシステム２６から、ディジタル検出器２２において得
られた医用画像についてのダイナミック・レンジを表わ
す測定されたグレイ・レベルｇ１及びｇ２を取得する。
測定されたグレイ・レベルｇ１及びｇ２は、医用画像の
臨床的区域についての最小及び最大のグレイ・レベルに
対応し得る。測定されたグレイ・レベルｇ１及びｇ２
は、ＯＤ１及びＯＤ２に対応していてもよい。代替的に
は、グレイ・レベルｇ１及びｇ２は、ディジタル検出器
２２によって取得された医用画像全体の最小及び最大の
グレイ・レベルに単に対応していてもよく、これらのグ
レイ・レベルはディジタル検出器２２の全ダイナミック
・レンジよりも小さくてもよい。グレイ・レベルｇ１及
びｇ２は、臨床的区域のダイナミック・レンジに対応し
ている場合には、肺及び横隔膜又は脊椎にそれぞれ関連
しているグレイ・レベルに相当し得る。代替的には、グ
レイ・レベルｇ１及びｇ２は、骨及び軟組織等のその他
の解剖学的構造に対応していてもよい。ダイナミック・
レンジ検出サブシステム２６は、実行したい特定の試験
に基づいて、又は操作者の好みに基づいて、異なる解剖
学的構造に関連したグレイ・レベルｇ１及びｇ２を取得
することができる。

【００４５】ステップ３０８において、ＣＰＵ３２は、
ステップ３０６、３０４及び３０２においてそれぞれ得
られた測定されたグレイ・レベルｇ１及びｇ２、目標光
学濃度ＯＤ１及びＯＤ２、並びに光学濃度の最大値及び
最小値ＭａｘＯＤ及びＭｉｎＯＤに基づいてグレイ・レ
ベル−光学濃度モデル４２を生成する。グレイ・レベル
−光学濃度モデルは、前述の式１〜式７に従って算出さ
れる。グレイ・レベル−光学濃度モデル４２は、図４に
示すＳ字形関数に類似したものであってもよい。選択に
よっては、グレイ・レベル−光学濃度モデル４２は、必
ずしも露出又はグレイ・レベルと光学濃度との間のＳ字
形の関係を定義するものでなくてもよい。その代わり
に、グレイ・レベル−光学濃度モデル４２は、グレイ・
レベルと光学濃度との間の線形の関係に対応するもので
あってもよい。

【００４６】ステップ３１０において、ＣＰＵ３２は、
標準表示関数の逆関数、例えば、図７Ｂの較正曲線２１
０の逆関数を算出する。例えば、医用画像をディジタル
・レーザ・カメラによってプリントしたい場合には、
「Barten較正関数」等の較正関数を得て、この較正関数
を用いてその逆関数を算出することができる。標準表示
関数（図７Ａ及び図７Ｂ）は、グレイ・レベル値を輝度
（例えば、光学濃度）にマッピングする。較正関数の逆
関数４４は、光学濃度をグレイ・レベルにマッピングす
るためにステップ３１０において算出される。ステップ
３１２において、ＣＰＵ３２は、グレイ・レベル−光学
濃度モデル４２と、較正関数の逆関数４４とを組み合わ
せて、自動コントラスト・マップ４６を構築する。グレ
イ・レベル−光学濃度モデル４２は、原医用画像のグレ
イ・レベルを目標光学濃度へマッピングする。較正関数
の逆関数４４は、目標光学濃度を出力装置用の較正後の
グレイ・レベル入力へマッピングする。

【００４７】グレイ・レベル−光学濃度モデル４２と較
正関数の逆関数４４とを組み合わせることにより、画像
取得ワークステーション１０は、ディジタル検出器２２
によって取得された原医用画像におけるグレイ・レベル
と、選択された出力装置、すなわちプリンタ３８及びモ
ニタ３６等に関連した較正後のグレイ・レベル入力との
間の関係を定義する。自動コントラスト・マップ４６
は、ルックアップ・テーブル及び多項式等として記憶し
ておくことができる。最後に、ステップ３１４におい
て、ディジタル検出器２２によって取得されたディジタ
ル医用画像は自動コントラスト・マップ４６を通過し
て、操作者の好みに基づいて調節されたダイナミック・
レンジを有する較正された画像を形成し、この較正画像
は、表示器２８、プリンタ３８又はモニタ３６にて表示
される。

【００４８】図６は、図５の処理に従って実行されるグ
レイ・レベル空間と光学濃度空間との間の変換を更に詳
細に示すことを目的とした図である。ディジタル検出器
２２によって取得され、ピクセル値の２次元アレイとし
て記憶されている原医用画像に対応するものとして生画
像グレイ・レベル空間３５０が示されている。例として
述べると、ピクセル値は１４ビットの値であり、０〜１
６Ｋのディジタル検出器用のダイナミック・レンジを提
供することができる。ディジタル医用画像は、ディジタ
ル検出器の１６Ｋのダイナミック・レンジ全体に広がる
露出又はグレイ・レベルを含んでいる訳ではない。その
代わりに、ディジタル医用画像は、ディジタル検出器２
２の１６Ｋのレンジよりも小さいダイナミック・レンジ
に相当する数千の別個のグレイ・レベルのみを含んでい
る可能性がある。ダイナミック・レンジ検出サブシステ
ム２６は、所望のダイナミック・レンジを測定する。目
標光学濃度空間３５２は、医師又は操作者に対してディ
ジタル医用画像を表示する際に望ましい出力媒体に関連
した目標光学濃度又は輝度に対応している。較正後のグ
レイ・レベル空間３５４は、出力装置から所望の輝度値
を達成するために補正されたグレイ・レベルを有する画
像に対応している。

【００４９】処理時には、画像取得ワークステーション
１０は、グレイ・レベル空間３５０から目標光学濃度空
間３５２へ原ディジタル医用画像を変換するのに用いら
れるグレイ・レベル−光学濃度モデル４２を算出する。
目標光学濃度空間３５２は、操作者が所望のフィルム種
別及び特定の解剖学的構造についての光学濃度を選択し
たときに定義される光学濃度値に対応している。例え
ば、グレイ・レベル空間３５０におけるディジタル医用
画像は、図４に示す関係に従って目標光学濃度空間３５
２へマッピングされ得る。

【００５０】次に、目標光学濃度について補正された画
像は、所望の出力媒体（例えば、プリンタ又はモニタ）
に従って較正される。目標光学濃度画像は、光学濃度空
間３５２に位置している目標光学濃度画像を較正関数の
逆関数４４に通過させて、較正後のグレイ・レベル空間
３５４に位置する較正された画像を形成することにより
較正される。

【００５１】代替的には、露出−光学濃度モデル４２、
較正関数の逆関数４４及び較正関数を組み合わせて、原
画像グレイ・レベル空間３５０と、プリンタ３８又はモ
ニタ３６等の所望の出力媒体に関連した較正後のグレイ
・レベル空間３５４との間の関係を定義する単一のマッ
プとしてもよい。結果として得られるマップを自動コン
トラスト・マップ４６として記憶しておくことができ
る。一旦、自動コントラスト・マップ４６が算出された
ら、ＣＰＵ３２は、ディジタル検出器２２によって取得
された原医用画像をグレイ・レベル空間３５０から自動
コントラスト・マップ４６を介して較正されたグレイ・
レベル空間３５４へ直接通過させることができる。

【００５２】図８Ａ〜図８Ｅは、図５と関連して前述し
た処理系列を実行する際に画像取得ワークステーション
１０によって利用され得る例示的なグラフを示してい
る。図８Ａは、特定のフィルム種別に関連しており、露
出と光学濃度との間の対数的な関係によって定義されて
いる特性曲線を示している。図８Ｄは、図８Ａと同じフ
ィルムの特性曲線を示しているが、線形の尺度での露出
対光学濃度を示している。図８Ｂは、一旦、アナログ・
フィルムが露出−光学濃度モデル４２に従ってスケーリ
ングされた後にアナログ・フィルムが適合する特性曲線
を示している。図８Ｂの特性曲線は、入力グレイ・レベ
ルとフィルムの光学濃度との間の関係を示している。図
８Ｅは、入力グレイ・レベルと、Barten較正規格に従っ
て較正されたディジタル・レーザ・カメラの光学濃度と
の間の関係を定義するスケーリング後のBarten較正曲線
を示している。図８Ｃは、ディジタル検出器２２によっ
て取得された原医用画像のグレイ・レベルと、プリンタ
等の特定の出力媒体に関連している光学濃度値との間の
関係を定義する自動コントラスト・マップ４６を示して
いる。

【００５３】図９は、本発明による代替的な実施例の動
作を示している。図９によって表わされている代替的な
実施例では、通常のディジタル医用画像によって提供さ
れる完全なレンジよりも小さいグレイ・レベル・ダイナ
ミック・レンジを有する特定の関心領域に焦点を合わせ
る又は局在化することが望ましい場合等に、グレイ・レ
ベル−光学濃度モデル４２を省略することができる。例
えば、操作者が先ず、表示器２８上でディジタル医用画
像を目視して、ユーザ・インタフェイス３０を介してデ
ィジタル医用画像から関心領域を選択することができ
る。例えば、利用者は、マウス、ライト・ペン又はキー
パッドを用いて、関心領域を包囲する頂点を選択しても
よいし、又は関心領域の周囲を描線してもよい。一旦、
関心領域が選択されたら、ダイナミック・レンジ検出サ
ブシステム２６は、関心領域のダイナミック・レンジを
識別する。関心領域は、表示器２８、モニタ３６又はプ
リンタ３８上に表示することが可能な全ダイナミック・
レンジよりも幾分小さいダイナミック・レンジを有する
可能性がある。図９にグラフで示す実施例では、画像取
得ワークステーション１０は、関心領域のダイナミック
・レンジを拡張又は伸長して、関心領域内のグレイ・レ
ベルの間によりよいコントラストを与えている。

【００５４】図９は、入力画像のダイナミック・レンジ
（横軸）と、出力画像の伸長又は拡張されたダイナミッ
ク・レンジ（縦軸）との間の予め定義されている関係を
表わす「局在化された」曲線２５０を示している。局在
化された曲線２５０を、グレイ・レベル−光学濃度モデ
ル４２の代わりに記憶することができる。局在化された
曲線２５０は、線形であってもよいし又は非線形であっ
てもよく、また、１つ又はこれよりも多い特性によって
定義されていてもよい。

【００５５】選択によっては、例えばフィルム特性４０
の代わりに、局在化された特性の多数の組を記憶しても
よい。局在化された特性の各々の組は、肺、骨、軟組
織、又は全解剖学的構造等のように、特定の解剖学的構
造に対応し得る。各々の解剖学的構造についての局在化
された特性の組は、該特定の解剖学的構造に関連するダ
イナミック・レンジ・ウィンドウの中心を定義するパラ
メータを含み得る。各々の局在化された特性の組は更
に、対応する構造に関連するダイナミック・レンジの上
限及び下限を定義するダイナミック・レンジ・ウィンド
ウ幅を含み得る。例えば、肺設定についての特性の組
は、ダイナミック・レンジ・ウィンドウ中心グレイ・レ
ベルとして１０，０００、及びダイナミック・レンジ・
ウィンドウ幅として４，０００を含み得る。こうする
と、肺についての例示的なダイナミック・レンジは８，
０００と１２，０００との間となる。同様に、骨設定に
ついての局在化された特性の組も、対応するダイナミッ
ク・レンジ・ウィンドウについての予め定義された中心
グレイ・レベルと幅とを有し得る。

【００５６】図９の例では、ダイナミック・レンジ・ウ
ィンドウの上限及び下限は、特定の解剖学的構造に関連
したダイナミック・レンジ・ウィンドウについての最小
及び最大のグレイ・レベルに相当するＭｉｎＧＬ及びＭ
ａｘＧＬに対応している。グレイ・レベルＭｉｎＧＬ及
びＭａｘＧＬは、特性４０として記憶されていてもよ
い。図９の実施例によれば、ダイナミック・レンジ検出
サブシステム２６が、原医用画像内の解剖学的構造、臨
床的領域又は関心領域のダイナミック・レンジを指定す
るグレイ・レベルｇ１及びｇ２を供給する。図９の実施
例によれば、画像取得ワークステーション１０が、ダイ
ナミック・レンジ検出サブシステム２６から供給された
グレイ・レベルｇ１及びｇ２、並びに特性の組４０とし
て記憶されている最小及び最大グレイ・レベルＭｉｎＧ
Ｌ及びＭａｘＧＬに基づいて、局在化された特性曲線２
５０を定義する。加えて、所望のダイナミック・レンジ
についての中心グレイ・レベル・パラメータを特性４０
と共に記憶しておき、曲線２５０の生成を容易にするた
めにこのパラメータをレベルＣＧＬ（中心グレイ・レベ
ル）として用いてもよい。

【００５７】一旦、画像取得ワークステーション１０が
局在化された特性曲線２５０を定義したら、曲線２５０
をグレイ・レベル−光学濃度モデル４２の代わりに記憶
して、図５の処理に従って、較正関数の逆関数４４と組
み合わせて、自動コントラスト・マップ４６を定義し、
自動コントラスト・マップ４６が究極的には、原医用画
像のグレイ・レベルを較正後のグレイ・レベル空間３５
４（図６）にマッピングする。図９に示す局在化された
特性曲線２５０は、入力グレイ・レベル空間を出力グレ
イ・レベル空間にマッピングする。従って、較正関数の
逆関数４４は、所望の自動コントラスト・マップ４６を
正確に形成するように修正されることを理解されたい。

【００５８】本発明の特定の構成要素、実施例及び応用
について図示すると共に記述したが、当業者は、特に以
上の教示に照らせば改変を施し得るから、言うまでもな
く、本発明はこれらの構成要素、実施例及び応用に限定
されている訳ではないものと理解されたい。従って、特
許請求の範囲は、本発明の要旨及び範囲に含まれる特徴
を組み入れたような改変を網羅しているものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適実施例のブロック図である。

【図２】本発明の好適実施例に従ってフィルムの露出と
光学濃度との間で感光曲線を呈する特定のフィルム種別
についての例示的なグラフである。

【図３】本発明の好適実施例に従って異なるスピード及
びコントラストを有するフィルム種別に関連する多数の
感光曲線を示す図である。

【図４】本発明の好適実施例に従って対数露出すなわち
対数型関数ｆｌｏｇ（グレイ・レベル）と目標光学濃度
との間の例示的な関係を定義する露出対光学濃度モデル
を示す図である。

【図５】本発明の好適実施例に従って実行される処理系
列を示す図である。

【図６】本発明の好適実施例に従ってグレイ・レベル空
間を光学濃度空間に関係付ける概念的なマップを示す図
である。

【図７Ａ】入力グレイ・レベルを理想的な出力装置及び
実際の例示的出力装置の出力輝度に関係付ける測定され
た曲線及び理想的な曲線を示す図である。

【図７Ｂ】入力グレイ・レベルと、例示的な出力装置に
ついての較正後に出力されるグレイ・レベルとを相関さ
せるグレイ・レベル表示関数を示す図である。

【図８Ａ】本発明の好適実施例に従って露出及び光学濃
度を互いに関係付ける例示的なグラフである。

【図８Ｂ】本発明の好適実施例に従ってグレイ・レベル
及び光学濃度を互いに関係付ける例示的なグラフであ
る。

【図８Ｃ】本発明の好適実施例に従ってグレイ・レベル
及び光学濃度を互いに関係付ける例示的なグラフであ
る。

【図８Ｄ】本発明の好適実施例に従って露出及び光学濃
度を互いに関係付ける例示的なグラフである。

【図８Ｅ】本発明の好適実施例に従ってグレイ・レベル
及び光学濃度を互いに関係付ける例示的なグラフであ
る。

【図９】本発明の好適実施例に従って利用される入力ダ
イナミック・レンジと出力ダイナミック・レンジとの間
の関係を定義する局在化された特性曲線を示す図であ
る。

【符号の説明】

８医用撮像システム１２患者検査サブシステム１８媒体２０患者１００、１２０圧縮されている下端部１０２、１２２圧縮されている上端部１０４、１２４線形部１０６、１０８、１１０、１１２フィルム特性曲線１１８露出−光学濃度関数２０４較正前の輝度２０６理想的な輝度２０８補正後のグレイ・レベル２１０較正曲線２１２グレイ・レベルの較正点２５０局在化された特性曲線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ピン・シューアメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ワーケシャー、ナンバー25、デラフィールド・ストリート、820番

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】医用診断システムにより形成される医用
診断画像のダイナミック・レンジを制御する方法であっ
て、患者を表わす原医用画像のダイナミック・レンジと目標
ダイナミック・レンジとの間の関係を定義する表示マッ
プを生成する工程と、前記表示マップ及び前記原医用画像に基づいて前記目標
ダイナミック・レンジを有する表示画像を作成する工程
と、を有する方法。
【請求項２】前記原医用画像としてディジタル画像を
取得する工程を更に含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項３】前記表示マップを生成する工程は、前記
原医用画像に関連する所望の出力医用画像についての前
記目標ダイナミック・レンジの目標光学濃度と前記原医
用画像のグレイ・レベルとの間の関係を定義するグレイ
・レベル−光学濃度モデルを算出する工程を更に含んで
いる請求項１に記載の方法。
【請求項４】前記グレイ・レベル−光学濃度モデルを
所望のフィルム種別についてのフィルム特性に基づいて
定める工程を更に含んでいる請求項３に記載の方法。
【請求項５】前記グレイ・レベル−光学濃度モデルを
選択された解剖学的構造についてのＮ個の選択された光
学濃度に基づいて定める工程を更に含んでいる請求項３
に記載の方法。
【請求項６】前記グレイ・レベル−光学濃度モデルを
前記原医用画像についての測定されたダイナミック・レ
ンジに基づいて定める工程を更に含んでいる請求項３に
記載の方法。
【請求項７】解剖学的構造について利用者が選択した
光学濃度及び測定された光学濃度に基づいて、前記原医
用画像の前記ダイナミック・レンジを前記目標ダイナミ
ック・レンジに相関させるモデルを算出する工程を更に
含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項８】グレイ・レベルと光学濃度との間の関係
の特徴を表わす感光曲線を記憶するルックアップ・テー
ブルを定義する工程を更に含んでおり、前記表示マップ
を生成する工程は、前記ルックアップ・テーブルに基づ
いて前記表示マップの前記関係を定義する請求項１に記
載の方法。
【請求項９】多数のフィルム種別についてのフィルム
特性を記憶する工程を更に含んでおり、前記表示マップ
を生成する工程は、前記多数のフィルム種別のうち１つ
のフィルム種別について記憶されているフィルム特性に
基づいて前記表示マップの前記関係を定義する請求項１
に記載の方法。
【請求項１０】１つのフィルム種別についての最大及
び最小光学濃度特性を得る工程を更に含んでおり、前記
表示マップを生成する工程は、前記最大及び最小光学濃
度特性に基づいて前記表示マップの前記関係を定義する
請求項１に記載の方法。
【請求項１１】出力装置について前記表示画像のグレ
イ・レベルを較正する出力装置較正関数を得る工程を更
に含んでおり、前記表示マップを生成する工程は、前記
出力装置較正関数に基づいて前記表示マップの前記関係
を定義する請求項１に記載の方法。
【請求項１２】前記グレイ・レベル標準表示関数の逆
関数を算出する工程を更に含んでおり、前記表示マップ
を生成する工程は、前記グレイ・レベル表示関数の前記
逆関数に基づいて前記表示マップの前記関係を定義する
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】前記表示マップはルックアップ・テー
ブルとして記憶されている請求項１に記載の方法。
【請求項１４】医用診断画像のダイナミック・レンジ
を制御する医用診断システムであって、原医用画像を受け取る入力と、前記原医用画像のダイナミック・レンジと目標ダイナミ
ック・レンジとの間の関係を定義する表示マップと、該表示マップに基づいて前記原医用画像から表示画像を
形成するＣＰＵと、を備えている医用診断システム。
【請求項１５】前記入力はディジタル検出器である請
求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】前記原医用画像のグレイ・レベルと、
前記原医用画像に関連する所望の出力医用画像について
の前記目標ダイナミック・レンジの目標光学濃度との間
の関係を定義するグレイ・レベル−光学濃度モデルを算
出するモジュールを更に含んでいる請求項１４に記載の
システム。
【請求項１７】前記グレイ・レベル−光学濃度モデル
は、所望のフィルム種別のフィルム特性に基づいて定め
られている請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】前記グレイ・レベル−光学濃度モデル
は、選択された解剖学的構造についてのＮ個の選択され
た光学濃度に基づいて定められている請求項１６に記載
のシステム。
【請求項１９】前記グレイ・レベル−光学濃度モデル
は、前記原医用画像についての測定されたダイナミック
・レンジに基づいて定められている請求項１６に記載の
システム。
【請求項２０】前記原医用画像の前記ダイナミック・
レンジを、解剖学的構造について利用者が選択した光学
濃度及び測定された光学濃度に基づいて前記目標ダイナ
ミック・レンジに相関させるモデルを算出するモジュー
ルを更に含んでいる請求項１４に記載のシステム。