JP2002119499A - 放射線画像処理装置及び放射線画像用カセッテ - Google Patents
放射線画像処理装置及び放射線画像用カセッテInfo
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Abstract
用カセッテに関し、異なる条件で撮影された画像に対し
て、常に同じ階調で読み取ることができる放射線画像処
理装置及び放射線画像用カセッテを提供することを目的
としている。 【解決手段】 濃度が段階的に変化するウェッジを含ん
だ放射線画像のウェッジ部分の画素値を解析する画素値
解析手段1と、該画素値解析手段1より得られる画素値
の情報から前記放射線画像の階調を調整する階調調整手
段2と、該階調調整手段2により階調を調整された画像
を用いて、異常陰影候補を検出する異常陰影検出手段3
とを有して構成する。
Description
及び放射線画像用カセッテに関し、更に詳しくは濃度が
段階的に変化するウェッジを含んだ放射線画像におい
て、ウェッジ部分の濃度を利用して、階調調整及び異常
陰影検出パラメータ調整を行なう放射線画像処理装置及
び放射線画像用カセッテに関する。
や紙にプリントしたり、高輝度CRTモニタ等によるモ
ニタ出力が行なわれるが、手動で階調を調整したり、階
調処理、周波数処理、ダイナミックレンジ圧縮処理、マ
ルチ周波数処理等で画像を調整し、出力していた。
してマンモグラフィ(乳房X線撮影)があり、最近では
集団検診にもたくさん導入されている。乳腺実質の濃度
は、年齢や個人により大きな差があり、一般に若年者、
未産婦者では乳腺実質が非常に高濃度で均一である。加
齢と共に乳腺の退縮と脂肪置換が進み、実質内での濃度
が不均一となり最終的には殆ど脂肪組織に置換される。
この乳腺実質を判断するために、放射線画像を幾つかの
型に分けて分類することが行なわれる。
合、スクリーンフィルムシステムでは、フィルムをディ
ジタイズした画像を、ディジタルシステムでは、入力装
置からの画像をそのまま異常陰影検出手段で利用してい
る。
際、読影医の負担軽減、異常陰影の見落とし減少を目的
とし、コンピュータにより異常陰影候補を検出する処理
が開発されてきた。乳癌の場合には、二大所見といわれ
る腫瘤陰影と、微小石灰化を検出することが広く報告さ
れている (乳癌の二大所見検出に関する論文) 腫瘤陰影 左右乳房を比較することによって検出する方法(Me
d.Phys.,Vol.21.No.3,pp.44
5−452) アイリスフィルタを用いて検出する方法(信学論(D−
II),Vol.J75−D−11,no.3,pp.
663−670,1992) Quoitフィルタを用いて検出する方法(信学論(D
−II),Vol.J76−D−11,no.3,p
p.279−287,1993) 分割した乳房領域の画素値のヒストグラムに基づく2値
化をして検出する方法(JAMIT Frontier
95講演論文集,pp.84−85,1995) 方向性のある多数のラプラシアンフィルタの最小出力を
とる最小方向差分フィルタ(信学論(D−II),Vo
l.J76−D−11,no.2,pp.241−24
9,1993) 微小石灰化クラスタ 乳房領域から石灰化の疑いがある領域を局部化し、陰影
像の光学濃度差や境界濃度差の標準偏差値等から偽陽性
候補を削除する方法(IEEE TransBiome
d Eng BME−26(4):213−219,1
979) ラプラシアンフィルタ処理を行なった画像を用いて検出
する方法(信学論(D−II),Vol.J71−D−
11,no.10,pp.1994−2001,199
8) 乳腺等の背景パターンの影響を抑えるためにモルフォロ
ジー解析した画像を使用する検出方法(信学論(D−I
I),Vol.J71−D−11,no.7,pp.1
170−1176,1992) また、乳房の分類に関する論文として乳腺実質濃度の
評価に基づくマンモグラムの自動分類法(医用電子と生
体工学 第38巻第2号 pp93−101,200
0)がある。
電圧、スクリーン、フィルム、プレート等)で撮影され
た画像をそのまま出力するか、若しくは画像内のヒスト
グラム(度数分布)を作成し、その情報から階調を調整
していたため、画像の特性によっては、安定した階調で
出力することが難しいことがあった。また、このような
画像を用いて異常陰影検出処理をかけた場合、階調の違
いから検出性能に影響を与えることがあった。
て、乳腺退縮の程度に応じた分類を行なった場合、階調
の違いから正確で安定した分類結果を得ることが難しい
場合があった。
ものであって、異なる条件で撮影された画像に対して、
常に同じ階調で読み取ることができる放射線画像処理装
置及び放射線画像用カセッテを提供することを目標とし
ている。
明は、濃度が段階的に変化するウェッジを含んだ放射線
画像のウェッジ部分の画素値を解析する画素値解析手段
と、該画素値解析手段より得られる画素値の情報から前
記放射線画像の階調を調整する階調調整手段と、該階調
調整手段により階調を調整された画像を用いて、異常陰
影候補を検出する異常陰影検出手段とを有することを特
徴とする。
拘らず安定した階調に画像を調整することができるた
め、画像毎の階調特性に左右されない異常陰影検出結果
を得ることができる。
的に変化するウェッジを含んだ放射線画像のウェッジ部
分の画素値を解析する画素値解析手段と、該画素値解析
手段より得られる画素値の情報から前記放射線画像の階
調を調整する階調調整手段と、該階調調整手段により階
調を調整された画像を出力する画像出力手段とを有する
ことを特徴とする。
拘らず安定した階調に画像を調整することができるた
め、安定した階調の出力画像を得ることができる。 (3)請求項3記載の発明は、濃度が段階的に変化する
ウェッジを含んだ放射線画像のウェッジ部分の画素値を
解析する画素値解析手段と、該画素値解析手段より得ら
れる画素値の情報から異常陰影候補を検出するためのパ
ラメータを調整する異常陰影検出パラメータ調整手段
と、該異常陰影検出パラメータ調整手段により調整され
たパラメータを用いて異常陰影候補を検出する異常陰影
検出手段とを有することを特徴とする。
なることにより、異常陰影候補検出に影響したばらつき
を抑えることができ、安定した異常陰影検出結果を得る
ことができる。
的に変化するウェッジを含んだ乳房X線写真のウェッジ
部分の画素値を解析する画素値解析手段と、該画素値解
析手段より得られる画素値の情報から前記放射線画像の
階調を調整する階調調整手段と、該階調調整手段により
調整された画像を用いて、乳腺退縮の程度に応じて画像
を分類する画像分類手段とを有することを特徴とする。
房画像を画像毎の階調の違いに影響を受けることなく、
乳腺退縮の程度に応じて複数の種類に分類することがで
き、画像診断を支援することができる。
1及び3により検出された異常陰影検出結果を請求2に
より調整された画像と共に出力することを特徴とする。
このように構成すれば、安定した異常陰影検出結果を得
ることができ、かつ良好な階調で出力画像を確認するこ
とができるため、診断の効率がよくなる。
化量の特徴からウェッジのステップ位置を認識するステ
ップ位置認識手段を有し、該ステップ位置認識手段によ
って認識されたステップ位置より関心領域を決定するこ
とを特徴とする。
テップ位置が分かっていない場合にもステップ位置を認
識することができ、ステップ位置から関心領域(RO
I)を決定することができる。
プ位置認識手段は、複数位置で複数方向のプロファイル
を求めることによって画素値が段階的に変化している領
域を見つけてステップ位置を認識することを特徴とす
る。
向のプロファイルよりステップ位置を認識することがで
きる。 (8)請求項8記載の発明は、前記出力手段に出力する
際、画像上の被写体に重ならない位置に管電圧、mAs
値、付加フィルタの種類、管球の種類、焦点サイズのう
ち、1つ若しくは複数個を出力することを特徴とする。
影に利用することができるため、診断の性能向上を期待
することができる。 (9)請求項9記載の発明は、乳房を透過した放射線画
像の場合、管電圧、mAs値、付加フィルタの種類、管
球の種類、焦点サイズ厚み、圧迫圧、拡大率、チルト角
のうち、1つ若しくは複数個を出力することを特徴とす
る。
を読影に利用することができるため、診断の性能向上を
期待することができる。 (10)請求項10記載の発明は、濃度が段階的に変化
するウェッジがカセッテの一部に装備されることを特徴
とする。
ウェッジを装備することにより、撮影の際のウェッジの
置き忘れを防止することができ、かつ持ち運びに便利で
ある。また、毎回ステップウェッジが写る位置を特定す
ることができるため、ウェッジ部分の認識も容易であ
る。
施の形態例を詳細に説明する。図1は本発明の一実施の
形態例を示すブロック図である。図において、1は濃度
が段階的に変化するウェッジを含んだ放射線画像のウェ
ッジ部分の画素値を解析する画素値解析手段、2は該画
素値解析手段1の出力より得られる画素値の情報から前
記放射線画像の階調を調整する階調調整手段、2aは該
階調調整手段2内に設けられたLUT(ルックアップテ
ーブル:詳細後述)である。3は該階調調整手段2によ
り階調を調整された画像を用いて、異常陰影候補を検出
する異常陰影検出手段、4は前記階調調整手段2の出力
画像を出力する画像出力手段である。該画像出力手段4
としては、例えばCRTやフィルムへの出力を行なうプ
リンタ、紙への出力を行なうプリンタ等が用いられる。
このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の
通りである。
ウェッジを、フィルム若しくはプレートを装填するカセ
ッテに装備することが前提となる。図2はウェッジの説
明図である。(a)はその断面図を、(b)はウェッジ
のX線画像である。ウェッジは段階的に薄い領域から厚
い領域になるように構成されている。このウェッジを被
写体を撮影する時のカセッテの一部に装備する。ウェッ
ジの薄い部分はX線が殆ど透過するので、そのX線像は
暗くなる。これに対してウェッジが厚くなるにつれて透
過量が少なくなり、そのX線画像はだんだん白くなって
くる。一番厚い領域は白っぽく(高輝度に)なる。各ス
テップにおける画像データ値は最も適正な階調となるよ
うに予め基準となる値が装置内に記憶されている。ま
た、ウェッジにおける各ステップ位置は予め分かってい
るものとする。更に、ウェッジは厚さでコントロールし
てもよいし、ウェッジを形成する物質、例えばリン酸カ
ルシウムの密度を変えることによってコントロールして
もよい。
よって被写体が写る可能性が低い位置に装備するのが好
ましい。若しくは、被写体と重ならないように撮影台の
上にウェッジを置くようにしてもよい。
ッジを装備することによって、撮影の際のウェッジの置
き忘れを防止することができ、かつ持ち運びに便利であ
る。また、毎回、ステップウェッジが写る位置を特定す
ることができるため、ウェッジ部分の認識も容易であ
る。
は、図3に示すようなものである。図(a)において、
10はウェッジ画像、11は被写体画像であり、被写体
画像11としては、ここでは乳房が用いられている。
(b)に示す放射線画像は、(a)に示す画像を90度
回転させたものである。このような放射線画像は、スク
リーン・ファイルシステムの場合には、フィルム・スク
リーンシステムで撮影、現像された画像をディジタイズ
したディジタルデータが用いられ、ディジタルシステム
の場合には、入力装置から得られたディジタルデータが
用いられる。
化しているウェッジ部分の画素値を、画素値解析手段1
がそれぞれのステップ毎に計算する。そして、予めそれ
ぞれのステップ位置は分かっているものとする。乳房X
線写真の場合は、胸壁と反対側、胸部の場合は、肩の上
や左右の脇腹付近が望ましい。
素値の変化量の特徴からウェッジのステップ位置を認識
するステップ位置認識手段を設ける。そして、該ステッ
プ位置認識手段によって認識されたステップ位置より関
心領域を決定することができる。
手段は、ある位置でのプロファイルを求めることによっ
て画素値が段階的に変化している領域を見つけてステッ
プ位置を認識することができる。このようにすれば、あ
る位置でのプロファイルよりステップ位置を認識するこ
とができる。
数位置で複数方向のプロファイルを求めることによって
画素値が段階的に変化している領域を見つけてステップ
位置を認識することができる。このようにすれば、複数
位置でのプロファイルよりステップ位置を認識すること
ができる。
30度ごと程度)のプロファイルを計算し、画素値が段
階的に変化している領域を見つけて、その位置の画素値
よりROIを決定してもよい。
を設定し、ROI内の特徴量(例えば平均値、メディア
ン値、最頻値、ROI内のある位置の画素値)を計算
し、そのステップの画素値とする。階調調整手段2は、
前記求めたステップ毎の画素値が、それぞれのステップ
で予め決められている画素値となるように変換LUTを
作成し、画像全体の画素値を調整する。
おいて、D1〜Dnは前述の工程で作成されたステップ
の画素値である。これに対して、A1〜Anは予め決め
られている画素値である。ここでは、ステップの数がn
個あるものとする。図4に示すLUTは、ステップ毎の
画素値がD1であったら代わりにA1の画素値を用い、
ステップ毎の画素値がD2であったら代わりにA2の画
素を用いることを示している。以下、同様である。
体画像の濃度が測定された時に、対応するステップ毎の
画素値に対応する画像濃度として、予め決められている
画素値を用いるように階調変換を行なう。本発明は、こ
のようにして得られた被写体の画像濃度を図4に示すL
UTを用いて階調変換を行なう。この結果、全体に暗い
画像は、丁度よい明かるさの画像に変換され、全体に明
るすぎる画像も、丁度よい明かるさの画像に変換され
る。即ち、本発明によれば、被写体の個人差に拘らず安
定した階調に画像を調整することができるため、画像毎
の階調特性に左右されない異常陰影検出結果を得ること
ができる。
合、病院が異なると病院毎に違う階調の放射線画像が得
られるという問題があるが、本発明を用いると、どの病
院で撮影された放射線画像も同じ階調の画像に変換され
るという特長がある。
階調変換された画像は、続く異常陰影検出手段3で異常
陰影候補が検出されるが、本発明によれば、どのような
条件で撮影された放射線画像においても同じ階調で画像
を得ることができるので、異常陰影候補検出を正確に行
なうことができる。
より階調を調整し、異なる条件で撮影された画像の場合
でも、同様の階調の画像を画像出力手段4で出力するこ
とができる。本発明によれば、被写体の個人差に拘らず
安定した階調に画像を調整することができるため、安定
した階調の出力画像を得ることができる。
ならない位置に、該画像が生成された条件(例えば、管
電圧、mAs値、付加フィルタの種類、管球の種類、焦
点サイズのうち、1つ若しくは複数個)を出力するよう
にすれば、撮影時の情報を読影に利用することができる
ため、診断の性能向上を期待することができる。
場合、管電圧、mAs値、付加フィルタの種類、管球の
種類、焦点サイズ厚み、圧迫圧、拡大率、チルト角のう
ち、1つ若しくは複数個を出力するようにすれば、乳房
撮影時の情報を読影に利用することができるため、診断
の性能向上を期待することができる。
ロック図である。図1と同一のものは、同一の符号を付
して示す。図において、1は濃度が段階的に変化するウ
ェッジを含んだ放射線画像のウェッジ部分の画素値を解
析する画素値解析手段、20は該画素値解析手段1より
得られる画素値の情報から異常陰影候補を検出するため
のパラメータを調整する異常陰影検出パラメータ調整手
段、3は該異常陰影検出パラメータ調整手段20により
調整されたパラメータを用いて異常陰影候補を検出する
異常陰影検出手段である。このように構成された装置の
動作を説明すれば、以下の通りである。
に示すように階段状に変化しているウェッジ部分の画素
値を、画素値解析手段1がそれぞれのステップ毎に計算
する。そして、予めそれぞれのステップ位置は分かって
いるものとする(被写体と重ならない位置が望まし
い)。
を設定し、ROI内の特徴量(例えば平均値、メディア
ン値、最頻値)を計算し、そのステップの画素値とす
る。異常陰影検出パラメータ調整手段20は、上の工程
で求めたステップ毎の画素値を利用し、異常陰影パラメ
ータを調整する。異常陰影候補を検出する際に利用する
特徴量、検出した異常陰影候補の中から偽陽性候補を削
除する特徴量に対し、特徴量の性質を考慮して、上記に
求めたステップの画素値結果を反映した異常陰影のパラ
メータを決定する。例えば、検出した異常陰影候補の内
部と外部のコントラストを計算する際は、腫瘤陰影が存
在する付近の画素値とステップの画素値との対応をと
り、コントラストの閾値を決定する。
が異なることにより、異常陰影候補検出に影響したばら
つきを抑えることができ、安定した異常陰影検出結果を
得ることができる。
た、図1で求めた異常陰影検出結果と、図5で求めた異
常陰影検出結果とを、図1に示す画像出力手段4で画像
と共に得るようにすることができる。このようにする
と、安定した異常陰影検出結果を得ることができ、かつ
良好な階調で出力画像を確認することができるため、診
断の効率がよくなる。
フィルムに重ねて出力してもよいし、1枚に同一画像を
重ならないように2つ出力し、片方に階調調整した画
像、片方に階調調整した画像と異常陰影検出結果を出力
してもよいし、それぞれ別々に、階調調整した画像はフ
ィルムに、階調調整した画像と異常陰影検出結果を紙に
出力してもよい。
ッジを用いて階調調整された画像を用いて、乳腺退縮の
程度に応じて画像を分類することにより、異なる施設間
など撮影状況が変わっても、安定して乳腺退縮に応じた
分類ができる。ここで、乳腺の退縮とは、乳腺が加齢と
共に縮まり、小さくなることをいう。
す図で、本発明の一実施例におけるディスプレイ上に表
示した表示画面中のメイン画像の一例を中間調画像の写
真で示す図である。(a)は脂肪性であり、乳腺は退縮
して、乳房はほぼ完全に脂肪に置き換えられている。病
変が撮影範囲に入っておれば、検出は容易である。
(b)は乳腺散在を示しており、脂肪に置き換えられた
乳房内に乳腺実質が散在している。病変の検出は比較的
容易である。(c)は不均一高濃度を示しており、乳腺
実質内に脂肪が混在し、不均一な濃度を呈している。病
変が正常乳腺に隠される危険性がある。(d)は高濃度
であり、乳房が全面にわたり形成されており、病変検出
率は低い。(d)は若い女性に多い。加齢と共に、乳腺
は退縮し、(a)に示すように乳腺は殆ど見られないよ
うになる。
調調整された画像を用いることにより、明るすぎる画
像、暗すぎる画像も丁度よい明るさの画像に変換される
ことにより、正確に乳腺退縮の程度に応じて分類するこ
とができる。これにより、階調調整された乳房画像を乳
腺退縮の程度に応じて複数の種類に分類することがで
き、画像診断を支援することができる。
例であり、この構成に限られるものではない。
る。 (1)請求項1記載の発明によれば、被写体の個人差に
拘らず安定した階調に画像を調整することができるた
め、画像毎の階調特性に左右されない異常陰影検出結果
を得ることができる。
体の個人差に拘らず安定した階調に画像を調整すること
ができるため、安定した階調の出力画像を得ることがで
きる。
毎に階調が異なることにより、異常陰候補影検出に影響
したばらつきを抑えることができ、安定した異常陰影検
出結果を得ることができる。
調整された乳房画像を画像毎の階調の違いに影響を受け
ることなく、乳腺退縮の程度に応じて複数の種類に分類
することができ、画像診断を支援することができる。
した異常陰影検出結果を得ることができ、かつ良好な階
調で出力画像を確認することができるため、診断の効率
がよくなる。
ウェッジのステップ位置が分かっていない場合にもステ
ップ位置を認識することができ、ステップ位置から関心
領域(ROI)を決定することができる。
位置で複数方向のプロファイルよりステップ位置を認識
することができる。 (8)請求項8記載の発明によれば、撮影時の情報を読
影に利用することができるため、診断の性能向上を期待
することができる。
撮影時の情報を読影に利用することができるため、診断
の性能向上を期待することができる。 (10)請求項10記載の発明によれば、カセッテの内
部にウェッジを装備することにより、撮影の際のウェッ
ジの置き忘れを防止することができ、かつ持ち運びに便
利である。また、毎回ステップウェッジが写る位置を特
定することができるため、ウェッジ部分の認識も容易で
ある。
で撮影された画像に対して、常に同じ階調で読み取るこ
とができる放射線画像処理装置及び放射線画像用カセッ
テを提供することができる。
る。
ある。
明の一実施例におけるディスプレイ上に表示した表示画
面中のメイン画像の一例を中間調画像の写真で示す図で
ある。
1)
た図1の階調調整手段により階調を調整された画像と、
図5で求めた異常陰影検出結果とを、図1に示す画像出
力手段4で画像と共に得るようにすることができる。こ
のようにすると、安定した異常陰影検出結果を得ること
ができ、かつ良好な階調で出力画像を確認することがで
きるため、診断の効率がよくなる。
Claims (10)
- 【請求項1】 濃度が段階的に変化するウェッジを含ん
だ放射線画像のウェッジ部分の画素値を解析する画素値
解析手段と、 該画素値解析手段より得られる画素値の情報から前記放
射線画像の階調を調整する階調調整手段と、 該階調調整手段により階調を調整された画像を用いて、
異常陰影候補を検出する異常陰影検出手段とを有するこ
とを特徴とする放射線画像処理装置。 - 【請求項2】 濃度が段階的に変化するウェッジを含ん
だ放射線画像のウェッジ部分の画素値を解析する画素値
解析手段と、 該画素値解析手段より得られる画素値の情報から前記放
射線画像の階調を調整する階調調整手段と、 該階調調整手段により階調を調整された画像を出力する
画像出力手段とを有することを特徴とする放射線画像処
理装置。 - 【請求項3】 濃度が段階的に変化するウェッジを含ん
だ放射線画像のウェッジ部分の画素値を解析する画素値
解析手段と、 該画素値解析手段より得られる画素値の情報から異常陰
影候補を検出するためのパラメータを調整する異常陰影
検出パラメータ調整手段と、 該異常陰影検出パラメータ調整手段により調整されたパ
ラメータを用いて異常陰影候補を検出する異常陰影検出
手段とを有することを特徴とする放射線画像処理装置。 - 【請求項4】 濃度が段階的に変化するウェッジを含ん
だ乳房X線写真のウェッジ部分の画素値を解析する画素
値解析手段と、 該画素値解析手段より得られる画素値の情報から前記放
射線画像の階調を調整する階調調整手段と、 該階調調整手段により調整された画像を用いて、乳腺退
縮の程度に応じて画像を分類する画像分類手段とを有す
ることを特徴とする放射線画像処理装置。 - 【請求項5】 前記請求項1及び3により検出された異
常陰影検出結果を請求項2により調整された画像と共に
出力することを特徴とする放射線画像処理装置。 - 【請求項6】 画素値の変化量の特徴からウェッジのス
テップ位置を認識するステップ位置認識手段を有し、 該ステップ位置認識手段によって認識されたステップ位
置より関心領域を決定することを特徴とする請求項1乃
至5の何れかに記載の放射線画像処理装置。 - 【請求項7】 前記ステップ位置認識手段は、複数位置
で複数方向のプロファイルを求めることによって画素値
が段階的に変化している領域を見つけてステップ位置を
認識することを特徴とする請求項6記載の放射線画像処
理装置。 - 【請求項8】 前記出力手段に出力する際、画像上の被
写体に重ならない位置に管電圧、mAs値、付加フィル
タの種類、管球の種類、焦点サイズのうち、1つ若しく
は複数個を出力することを特徴とする請求項2又は5の
何れかに記載の画像処理装置。 - 【請求項9】 乳房を透過した放射線画像の場合、管電
圧、mAs値、付加フィルタの種類、管球の種類、焦点
サイズ厚み、圧迫圧、拡大率、チルト角のうち、1つ若
しくは複数個を出力することを特徴とする請求項2又は
5の何れかに記載の画像処理装置。 - 【請求項10】 濃度が段階的に変化するウェッジがカ
セッテの一部に装備されることを特徴とする放射線画像
用カセッテ。
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