JP2006263055A - X-ray image processing system and x-ray image processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、X線画像に各種画像処理を施すX線画像処理システム及びX線画像処理方法に関する。 The present invention relates to an X-ray image processing system and an X-ray image processing method for performing various image processes on an X-ray image.
医療の分野では、X線撮影により得られたX線画像のデジタル化が実現されている。
X線画像の中には、その画像信号が持つ特徴や被写体(患者)自身が有する特徴によって読影しづらい画像がある。例えば、乳房の検査撮影の場合、乳房は乳腺組織と脂肪組織が混在しており、その割合や乳腺組織の分布状況によって、乳房画像を以下の4つの乳腺タイプに分類することができる。
In the medical field, digitization of X-ray images obtained by X-ray imaging has been realized.
Some X-ray images are difficult to interpret due to the characteristics of the image signal and the characteristics of the subject (patient). For example, in the case of examination examination of the breast, the breast has a mixture of mammary gland tissue and adipose tissue, and the breast image can be classified into the following four mammary gland types according to the ratio and the distribution status of the mammary gland tissue.
(1)脂肪性タイプ。乳房領域がほぼ完全に脂肪に置き換えられているタイプである。脂肪領域は画像上では高濃度を呈し、病変部(微小石灰化クラスタや腫瘤等)は低濃度を呈するため、病変部が撮影範囲に含まれればその検出は容易である。
(2)乳腺散在タイプ。脂肪に置き換えられた乳房領域内に乳腺実質が散在しているタイプ。病変部の検出が比較的容易である。
(3)不均一高濃度タイプ。乳腺実質内に脂肪が混在し、不均一な濃度を呈するタイプ。乳腺組織は画像上では脂肪に比べて低濃度を呈するため、病変部が乳腺組織により隠される危険性がある。
(4)高濃度タイプ。乳腺実質内に脂肪の混在はほとんどなく、病変部の検出率は低い。
(1) Fatty type. This is a type in which the breast region is almost completely replaced by fat. Since the fat region has a high density on the image and the lesioned part (microcalcification cluster, tumor, etc.) has a low density, the detection is easy if the lesioned part is included in the imaging range.
(2) Mammary gland scattered type. A type in which mammary gland parenchyma is scattered within the breast area replaced with fat. Detection of a lesion is relatively easy.
(3) Non-uniform high concentration type. A type of fat that is mixed in the mammary gland and has a non-uniform concentration. Since the breast tissue has a lower density than fat on the image, there is a risk that the lesion is hidden by the breast tissue.
(4) High concentration type. There is almost no fat mixed in the mammary parenchyma, and the detection rate of the lesion is low.
上記の各乳腺タイプのうち、乳腺タイプが高濃度タイプに分類される乳房画像は、乳腺組織が一様に分布しているため、図8(a)に示すように乳腺領域内は同程度の濃度の領域が広がり、十分なコントラストが得られない。そのため、乳腺領域上において微小な低濃度の点が集まって存在する微小石灰化クラスタ等の病変部を発見するのは困難であった。これに対し、乳腺散在タイプ等の他の乳腺タイプは、図8(b)に示すように高濃度の脂肪領域が乳腺領域に混在するので、乳腺領域のコントラストがつきやすく、病変部の発見は比較的容易となる。 Among the above-mentioned mammary gland types, since the mammary gland tissue is uniformly distributed in the mammary image in which the mammary gland type is classified as a high-concentration type, as shown in FIG. The density region is widened and sufficient contrast cannot be obtained. Therefore, it has been difficult to find a lesion such as a microcalcification cluster in which minute low-concentration points are gathered on the mammary gland region. On the other hand, other mammary gland types such as scattered mammary gland types have high-concentration fat regions mixed in the mammary gland region as shown in FIG. Relatively easy.
また、高濃度タイプの乳房画像の場合、他の乳腺タイプと比べると、乳腺領域の出力濃度が不安定な場合があった。従来から、画像処理の際には乳房の中でも診断上重要な乳腺組織について、その画像信号値のヒストグラムを作成して基準信号値を決定し、この基準信号値を元に正規化処理、階調処理等の画像処理を行っている(例えば、特許文献1参照)。この方法によれば、被写体毎に個人差がある乳腺組織量等に左右されることなく同等の画像処理結果を得ることができる。
しかし、乳腺組織と認識された中でも、乳腺組織の密度によってその画像信号値が異なるため、作成されるヒストグラムの形状に差異が生じる。例えば、乳腺組織の密度が高い場合には図9(a)に示すヒストグラムAのような形状となり、画像信号値が低信号側に極端に偏っているのに対し、密度が低い場合には、図9(b)に示すヒストグラムBのような形状となり、ヒストグラムAよりは画像信号値がある程度広がりをもって分布している。 However, even though the image is recognized as a mammary gland tissue, the image signal value varies depending on the density of the mammary gland tissue, resulting in a difference in the shape of the created histogram. For example, when the density of the mammary gland tissue is high, the shape is like a histogram A shown in FIG. 9A, and the image signal value is extremely biased toward the low signal side, whereas when the density is low, The shape is like a histogram B shown in FIG. 9B, and the image signal values are distributed with a certain degree of spread from the histogram A.
これは、ヒストグラムAは乳腺組織の密度が高く同程度の画像信号値となるのに対し、ヒストグラムBは乳腺組織の密度にばらつきがあり、その画像信号値にもばらつきが出るためである。このため、例えば各ヒストグラムA、Bにおいて同様に低信号側から10%を占める位置に基準信号値を決定したとしても、ヒストグラムAの場合、ヒストグラムBより低信号側に基準信号値が決定されることとなる。よって、画像処理の結果、乳腺領域の出力濃度がヒストグラムBの乳房画像よりも高くなるように画像処理が行われることとなる。 This is because histogram A has a high density of mammary gland tissue and the same image signal value, whereas histogram B has a variation in density of the mammary gland tissue and the image signal value also varies. For this reason, for example, even if the reference signal value is determined at a position occupying 10% from the low signal side in each of the histograms A and B, in the case of the histogram A, the reference signal value is determined on the lower signal side than the histogram B. It will be. Therefore, as a result of the image processing, the image processing is performed so that the output density of the mammary gland region is higher than the breast image of the histogram B.
このように低信号側に画像信号値が偏る傾向は、脂肪組織がほとんど混在しないぐらいに乳腺組織が発達している乳房、すなわち高濃度タイプの乳房の乳房画像に多い。しかし、上述したように、乳腺組織の密度によってヒストグラムの形状(画像信号値の分布状態)が異なるため、同じ高濃度タイプに分類される乳房画像であっても乳腺領域の出力濃度が必ずしも高くなるとは限らない。 Thus, the tendency of the image signal value to be biased toward the low signal side is common in a breast image in which a mammary gland tissue is developed such that almost no fat tissue is mixed, that is, a breast image of a high-concentration type breast. However, as described above, since the histogram shape (image signal value distribution state) differs depending on the density of the mammary gland tissue, even if the breast images are classified into the same high density type, the output density of the mammary gland region necessarily increases. Is not limited.
よって、乳腺タイプが高濃度タイプであると分類し、そのタイプに応じた画像処理を行うだけでは、安定した画像処理結果を得ることはできず、乳房画像の画像信号値の分布状態をも考慮して画像処理を行うことが必要となる。 Therefore, it is not possible to obtain a stable image processing result simply by classifying the mammary gland type as a high-concentration type and performing image processing according to that type, and also consider the distribution state of image signal values of the breast image. Thus, it is necessary to perform image processing.
本発明の課題は、個人差が大きい組織構造を被写体とする場合でも、安定した画像処理結果を得ることができるX線画像処理システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide an X-ray image processing system capable of obtaining a stable image processing result even when a subject has a tissue structure having a large individual difference.
請求項1に記載の発明は、X線画像処理システムにおいて、
被写体を撮影したX線画像から被写体の組織構造に関する構造特徴量を抽出する第1の抽出手段と、
前記X線画像から被写体領域の画像信号値に関する信号特徴量を抽出する第2の抽出手段と、
前記X線画像に、前記抽出された構造特徴量及び信号特徴量に応じた画像処理を施す画像処理手段と、
を備えることを特徴とする。
The invention according to
First extraction means for extracting a structural feature amount relating to the tissue structure of the subject from an X-ray image obtained by photographing the subject;
Second extraction means for extracting a signal feature amount related to an image signal value of a subject area from the X-ray image;
Image processing means for performing image processing on the X-ray image in accordance with the extracted structural feature amount and signal feature amount;
It is characterized by providing.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のX線画像処理システムにおいて、
前記画像処理手段は、前記X線画像に既に画像処理が施されている場合、前記構造特徴量及び信号特徴量に応じた画像処理を施して前回の画像処理結果に補正を施すことを特徴とする。
The invention described in
The image processing means, when image processing has already been performed on the X-ray image, performs image processing according to the structural feature amount and the signal feature amount and corrects the previous image processing result. To do.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のX線画像処理システムにおいて、
前記抽出された構造特徴量及び信号特徴量に基づいて、前記X線画像は特定の画像処理を施すべき特定画像であるか否かを判別する画像判別手段を備え、
前記画像処理手段は、前記判別の結果、前記X線画像は特定画像であると判別されると、当該X線画像に前記構造特徴量及び信号特徴量に応じた画像処理を施すことを特徴とする。
The invention described in claim 3 is the X-ray image processing system according to
Based on the extracted structural feature amount and signal feature amount, the X-ray image includes image discrimination means for discriminating whether or not the X-ray image is a specific image to be subjected to specific image processing,
The image processing means, when it is determined that the X-ray image is a specific image as a result of the determination, performs image processing corresponding to the structural feature amount and the signal feature amount on the X-ray image. To do.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載のX線画像処理システムにおいて、
前記X線画像は、被写体の乳房を撮影した乳房画像であり、
前記第1の抽出手段は、前記X線画像の画像信号値に基づき、前記構造特徴量として乳房内における乳腺組織量を示す特徴量を抽出し、
前記第2の抽出手段は、前記X線画像の画像信号値に基づき、前記信号特徴量として乳腺組織の画像信号値の分布状態を示す特徴量を抽出することを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the X-ray image processing system according to any one of
The X-ray image is a breast image obtained by photographing a subject's breast,
The first extracting means extracts a feature amount indicating a mammary gland tissue amount in the breast as the structural feature amount based on an image signal value of the X-ray image,
The second extracting means extracts a feature quantity indicating a distribution state of image signal values of mammary gland tissue as the signal feature quantity based on the image signal value of the X-ray image.
請求項5に記載の発明は、X線画像処理方法において、
被写体を撮影したX線画像から被写体の組織構造に関する構造特徴量を抽出する第1の抽出工程と、
前記X線画像から被写体領域の画像信号値に関する信号特徴量を抽出する第2の抽出工程と、
前記X線画像に、前記抽出された構造特徴量及び信号特徴量に応じた画像処理を施す画像処理工程と、
を含むことを特徴とする。
The invention according to
A first extraction step of extracting a structural feature amount related to the tissue structure of the subject from an X-ray image obtained by photographing the subject;
A second extraction step of extracting a signal feature amount related to an image signal value of a subject area from the X-ray image;
An image processing step of performing image processing on the X-ray image in accordance with the extracted structural feature amount and signal feature amount;
It is characterized by including.
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載のX線画像処理方法において、
前記画像処理工程では、前記X線画像に既に画像処理が施されている場合、前記構造特徴量及び信号特徴量に応じた画像処理を施して前回の画像処理結果に補正を施すことを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the X-ray image processing method according to
In the image processing step, when image processing has already been performed on the X-ray image, image processing according to the structural feature amount and signal feature amount is performed to correct the previous image processing result. To do.
請求項7に記載の発明は、請求項5又は6に記載のX線画像処理方法において、
前記抽出された構造特徴量及び信号特徴量に基づいて、前記X線画像は特定の画像処理を施すべき特定画像であるか否かを判別する画像判別工程を含み、
前記画像処理工程では、前記判別の結果、前記X線画像は特定画像であると判別されると、当該X線画像に前記構造特徴量及び信号特徴量に応じた画像処理を施すことを特徴とする。
The invention described in claim 7 is the X-ray image processing method according to
Based on the extracted structural feature quantity and signal feature quantity, the X-ray image includes an image discrimination step for discriminating whether or not the X-ray image is a specific image to be subjected to specific image processing;
In the image processing step, when it is determined that the X-ray image is a specific image as a result of the determination, the X-ray image is subjected to image processing according to the structural feature amount and the signal feature amount. To do.
請求項8に記載の発明は、請求項5〜7の何れか一項に記載のX線画像処理方法において、
前記X線画像は、被写体の乳房を撮影した乳房画像であり、
前記第1の抽出工程では、前記X線画像の画像信号値に基づき、前記構造特徴量として乳房内における乳腺組織量を示す特徴量を抽出し、
前記第2の抽出工程では、前記X線画像の画像信号値に基づき、前記信号特徴量として乳腺組織の画像信号値の分布状態を示す特徴量を抽出することを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the X-ray image processing method according to any one of
The X-ray image is a breast image obtained by photographing a subject's breast,
In the first extraction step, based on the image signal value of the X-ray image, a feature quantity indicating a mammary gland tissue quantity in the breast is extracted as the structural feature quantity,
In the second extraction step, a feature amount indicating a distribution state of image signal values of mammary gland tissue is extracted as the signal feature amount based on the image signal value of the X-ray image.
請求項1、5に記載の発明によれば、X線画像に対し、構造特徴量及び信号特徴量に応じた画像処理を施すので、被写体の組織構造とX線画像の画像信号値の特徴を反映した画像処理を施すことができる。組織構造の量等の組織構造に関する特徴は被写体によって個人差があるため、一律に同じ画像処理を施すと出力濃度が異なる等、画像処理結果が一定しない場合がある。また、組織構造の密度の違い等によりその画像信号値に偏りが生じることもあり、組織構造の特徴だけを考慮したのでは一定の画像処理結果を得ることができない。よって、本発明のように構造特徴量及び信号特徴量を併せて考慮した画像処理を施すことにより、何れのX線画像についても一定の画像処理結果を得ることができる。 According to the first and fifth aspects of the present invention, the X-ray image is subjected to image processing in accordance with the structural feature amount and the signal feature amount, so that the feature of the tissue structure of the subject and the image signal value of the X-ray image is obtained. Reflected image processing can be performed. Since the features related to the tissue structure such as the amount of the tissue structure vary depending on the subject, the image processing result may not be constant because the output density will be different if the same image processing is performed uniformly. In addition, the image signal value may be biased due to a difference in the density of the tissue structure, and a certain image processing result cannot be obtained by considering only the characteristics of the tissue structure. Therefore, by performing image processing in consideration of the structural feature amount and the signal feature amount as in the present invention, a constant image processing result can be obtained for any X-ray image.
請求項2、6に記載の発明によれば、画像処理済みのX線画像についても構造特徴量及び信号特徴量が反映されるように補正を施すことができる。よって、ある組織構造の画像領域のみ出力濃度が高くなった等、画質が不適切であった場合でも、一定範囲の画質となるように補正を行うことができる。 According to the second and sixth aspects of the invention, correction can be performed so that the structural feature amount and the signal feature amount are reflected also in the X-ray image that has been subjected to image processing. Therefore, even when the image quality is inappropriate, such as when the output density is increased only in an image region of a certain tissue structure, correction can be performed so that the image quality is in a certain range.
請求項3、7に記載の発明によれば、特定画像と判別されたX線画像に構造特徴量及び信号特徴量に応じた特定の画像処理を施すので、全てのX線画像に特定の画像処理を施す必要がなく、処理効率が良い。 According to the third and seventh aspects of the invention, since specific image processing corresponding to the structural feature amount and the signal feature amount is performed on the X-ray image determined as the specific image, the specific image is applied to all the X-ray images. There is no need to perform processing, and processing efficiency is good.
請求項4、8に記載の発明によれば、乳房画像の場合、乳腺組織量及び乳腺組織の画像信号値の分布状態の各特徴量に応じた画像処理を施すことができる。乳腺組織は、その量や密度の個人差が大きく、全ての乳房画像に同じ画像処理を施すと、乳腺領域の出力濃度が一定しない。よって、本発明のように、乳腺組織量及び乳腺組織の画像信号値の分布状態を考慮した画像処理を施すことにより、乳腺組織の個人差に拘わらず、一定の画像処理結果を得ることが可能となる。 According to the fourth and eighth aspects of the present invention, in the case of a breast image, it is possible to perform image processing according to each feature amount of the mammary gland tissue amount and the distribution state of the image signal value of the mammary gland tissue. The mammary gland tissue has large individual differences in amount and density, and if the same image processing is performed on all breast images, the output density of the mammary gland region is not constant. Therefore, as in the present invention, by performing image processing in consideration of the amount of mammary tissue and the distribution state of image signal values of the mammary tissue, a constant image processing result can be obtained regardless of individual differences in the mammary tissue. It becomes.
本実施形態では、乳房を撮影部位としてX線撮影により得られた乳房画像について画像処理を行う例を説明する。 In the present embodiment, an example will be described in which image processing is performed on a breast image obtained by X-ray imaging using a breast as an imaging region.
まず、構成を説明する。
図1に、本実施形態におけるX線画像処理システム1のシステム構成を示す。
図1に示すように、X線画像処理システム1は、画像生成装置10、制御装置20、画像処理装置30を含むCRネットワーク部2と、RIS(Radiology Information System)/HIS(Hospital Information System)3、管理装置4、出力装置5とがネットワークバスN1を介して互いに情報の送受信が可能に構成されている。
First, the configuration will be described.
FIG. 1 shows a system configuration of an X-ray
As shown in FIG. 1, the X-ray
まず、CRネットワーク部2について説明する。
CRネットワーク部2では、複数の画像生成装置10、複数の制御装置20、画像処理装置30がネットワークバスN2を介して接続されている。なお、各装置10〜30の設置台数は特に限定しない。
First, the
In the
画像生成装置10は、何れかの制御装置20による制御に従って、患者の撮影画像(X線画像)のデジタル画像データを生成するものである。画像生成装置10としては、CR(Computed Radiography)、FPD(Flat Panel Detector)、カセッテ専用の読取装置等のX線撮影によりX線画像(X線画像)を生成するものを適用することができる。
The
画像生成装置10は、X線画像とその通信に関する標準規格であるDICOM(Digital Imaging and Communication in Medicine)に準拠した装置であり、生成したX線画像に関する関連情報(例えば、X線画像が撮影された患者に関する患者情報や、撮影又は検査に関する撮影情報、検査情報等)を外部から入力可能であるとともに、自動生成することもできる。画像生成装置10は、生成されたX線画像のヘッダに上記関連情報を書き込む等して付帯させ、当該X線画像及びその関連情報を画像生成の制御を行った制御装置10に送信する。
The
制御装置20は、RIS/HIS3から撮影オーダ情報(撮影する患者に関する患者情報や撮影及び検査に関する指示情報)を取得し、当該撮影オーダ情報に従って、画像生成装置10の画像生成を制御する。また、画像生成装置10により生成されたX線画像を取得して原画像として保存管理するとともに、当該X線画像の配信を制御する。
The
画像処理装置30は、制御装置20から送信されるX線画像に対し、各種画像処理を施すものである。
図2に、画像処理装置30の内部構成を示す。
図2に示すように、画像処理装置30は、制御部31、操作部32、表示部33、通信部34、記憶部35、画像処理部36、画像メモリ37を備えて構成されている。
The
FIG. 2 shows the internal configuration of the
As shown in FIG. 2, the
制御部31は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)等から構成され、CPUにより記憶部35から各種制御プログラムを読み出してRAMに展開し、当該プログラムに従って各種演算を行うとともに処理の実行を制御する。
The
制御部31は、プログラムに従って、例えば本発明に係る画像判断処理(図6参照)を実行する。制御部31はこの処理中に必要な判別ロジックを有している。処理の詳細及び判別ロジックについては後述する。
The
操作部32は、キーボードやマウス等を備えて構成され、キー操作やマウス操作に対応する操作信号を生成して制御部31に出力する。
The
表示部33は、LCD(Liquid Crystal Display)等を備えて構成され、制御部31の指示に従って、画像処理時の操作画面や処理後のX線画像等、各種表示を行う。
The
通信部34は、制御部21の指示に従ってネットワークバスN1、N2上の外部装置と通信を行う。例えば、制御装置20から画像処理対象のX線画像を受信したり、処理済みのX線画像を読影用画像としてネットワークバスN1上の管理装置4に送信する。
The
記憶部35は、制御部31により実行される制御プログラムや、画像処理部36により実行される各種画像処理プログラムを記憶している。また、記憶部35は、プログラムによる処理の実行に必要なパラメータや、処理結果のデータ等を記憶している。
The
画像処理部36は、記憶部35に記憶された各種画像処理プログラムを読み出し、当該プログラムに従ってX線画像に正規化処理、階調変換処理、周波数処理、ダイナミックレンジ圧縮処理等の各種画像処理を施す。
The
以下、各画像処理について説明する。
正規化処理は、患者の体型や撮影条件のばらつき等により生じるX線量の変動を補正するための処理である。まず画像処理部36は正規化処理の前に、X線画像から診断上注目される領域(ROI)の抽出を行い、当該抽出された領域の画像信号値のヒストグラムを作成する。乳房画像の場合はROIとして被写体領域を抽出する。そして、このヒストグラムに基づいて基準信号値D1,D2を決定する。この基準信号値D1,D2は、ヒストグラムの低信号側及び高信号側から10%等、所定の割合となるところの信号値が画像データの基準レベルとして設定するものであり、医師が注目する領域(ROI)によって最適な割合が予め統計により求められている。
Hereinafter, each image processing will be described.
The normalization process is a process for correcting fluctuations in X-ray dose caused by variations in patient body shape, imaging conditions, and the like. First, before normalization processing, the
画像処理部36は、ヒストグラムにおいて所定の割合(図3(a)の例では、低信号側から10%、高信号側から15%)となる信号値D1,D2を基準信号値として設定すると、図3(b)に示すように正規化処理用のLUTを用いて基準信号値D1,D2を所望のレベルS1,S2に変換する正規化処理を行う。LUTは、図3(b)の正規化曲線C1をテーブル化したものである。図3(b)でX軸は信号値を、Y軸は濃度レベルを示し、本実施形態では、0〜4095の範囲の信号値を0(フィルムの場合、フィルム自体の濃度を考慮して0.2とする)〜4.0の濃度レベルに正規化する例を示している。
When the
次に、正規化された正規化画像に対し、画像処理部36は階調変換処理を施す。
階調変換処理は、X線画像の階調をモニタやフィルム等の出力特性に応じて調整するための処理であり、この処理により出力時の出力濃度及びコントラストを調整することができる。階調変換処理では、例えば図3(c)に示すような階調変換曲線C2によるLUTが用いられて、正規化画像の基準レベルS1,S2が出力濃度レベルT1,T2に変換される。このレベルT1,T2は、出力する際における所定の輝度又は濃度と対応するものである。
また、階調変換曲線C2の傾きを変更したり、或いは階調変換曲線C2を回転又は平行移動することにより、出力濃度又はコントラストを補正することができる。
Next, the
The gradation conversion process is a process for adjusting the gradation of the X-ray image according to the output characteristics of a monitor, a film, etc., and the output density and contrast at the time of output can be adjusted by this process. In the gradation conversion process, for example, the LUT based on the gradation conversion curve C2 as shown in FIG. 3C is used to convert the normalized image reference levels S1 and S2 into the output density levels T1 and T2. The levels T1 and T2 correspond to predetermined luminance or density at the time of output.
Also, the output density or contrast can be corrected by changing the slope of the gradation conversion curve C2 or rotating or translating the gradation conversion curve C2.
次に、周波数強調処理およびダイナミックレンジ圧縮処理について説明する。
周波数強調処理は、画像の鮮鋭度を調整するための処理である。周波数強調処理では、例えば式(1)に示す非鮮鋭マスク処理によって鮮鋭度を制御するために、関数Fが特公昭62−62373号や特公昭62−62376号で示される方法によって定められる。
Next, frequency enhancement processing and dynamic range compression processing will be described.
The frequency enhancement process is a process for adjusting the sharpness of an image. In the frequency enhancement process, for example, in order to control the sharpness by the non-sharp mask process shown in Expression (1), the function F is determined by the method shown in Japanese Patent Publication Nos. 62-62373 and 62-62376.
Soua=Sorg+F(Sorg−Sus)・・・(1)
なお、Souaは処理後の画像データ、Sorgは周波数強調処理前の画像データであり、Susは周波数強調処理前の画像データを平均化処理等によって求められた非鮮鋭データである。
Soua = Sorg + F (Sorg−Sus) (1)
Note that Soua is image data after processing, Sorg is image data before frequency enhancement processing, and Sus is unsharp data obtained by averaging the image data before frequency enhancement processing.
この周波数強調処理では、例えばF(Sorg−Sus)がβ×(Sorg−Sus)とされて、図4(a)に示すように、β(強調係数)が基準値T3、T4間でほぼ線形に変化される。
また、図4(b)の実線で示すように、値「A」、「B」を設定して、低輝度を強調する場合には基準値T3〜値「A」までのβが最大とされて、値「B」−基準値T3まで最小とされる。また値「A」−値「B」までは、βがほぼ線形に変化される。高輝度を強調する場合には破線で示すように、基準値T3〜値「A」までのβが最小とされて、値「B」−基準値T4まで最大とされる。また値「A」〜値「B」までは、βがほぼ線形に変化される。なお、図示せずも中輝度を強調する場合には値「A」〜値「B」のβが最大とされる。このように周波数強調処理では、関数Fによって任意の輝度部分の鮮鋭度を制御することができる。
In this frequency enhancement process, for example, F (Sorg-Sus) is set to β × (Sorg-Sus), and β (enhancement coefficient) is substantially linear between the reference values T3 and T4 as shown in FIG. To be changed.
Also, as shown by the solid lines in FIG. 4B, when values “A” and “B” are set to emphasize low luminance, β from the reference value T3 to the value “A” is maximized. The value “B” −the reference value T3 is minimized. Further, β is changed substantially linearly from the value “A” to the value “B”. When emphasizing high luminance, as shown by a broken line, β from the reference value T3 to the value “A” is minimized and maximized from the value “B” to the reference value T4. In addition, from the value “A” to the value “B”, β changes almost linearly. Although not shown, when medium luminance is emphasized, β of values “A” to “B” is maximized. As described above, in the frequency enhancement processing, the sharpness of an arbitrary luminance portion can be controlled by the function F.
また、周波数強調処理の方法は、上記非鮮鋭マスク処理に限られるものではなく、特開平9−44645号で示される多重解像度法などの手法を用いてもよい。なお、周波数強調処理では、強調する周波数帯域や強調の程度は、階調変換処理での基本階調変換曲線の選択等と同様に撮影部位や撮影体位、撮影条件、撮影方法等に基づいて設定される。 Further, the frequency enhancement processing method is not limited to the non-sharp mask processing, and a technique such as a multi-resolution method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-44645 may be used. In the frequency enhancement process, the frequency band to be enhanced and the degree of enhancement are set based on the imaging region, imaging position, imaging conditions, imaging method, etc., as in the selection of the basic gradation conversion curve in the gradation conversion process. Is done.
ダイナミックレンジ圧縮処理では、式(2)に示す圧縮処理によって見やすい濃度範囲に収める制御を行うため、関数Gが特許公報266318号で示される方法によって定められる。 In the dynamic range compression process, the function G is determined by the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 266318 in order to perform control to keep the density range easy to see by the compression process shown in Expression (2).
Stb=Sorg+G(Sus)・・・(2)
なお、Stbは処理後の画像データ、Sorgはダイナミックレンジ圧縮処理前の画像データ、Susはダイナミックレンジ圧縮処理前の画像データを平均化処理等によって求められた非鮮鋭データである。
Stb = Sorg + G (Sus) (2)
Note that Stb is processed image data, Sorg is image data before dynamic range compression processing, and Sus is unsharp data obtained by averaging the image data before dynamic range compression processing.
ここで、G(Sus)は図5(a)に示すように、非鮮鋭データSusがレベル「La」よりも小さくなるとG(Sus)が増加するような特性を有する場含、低濃度領域の濃度が高いものとされて、図5(b)に示す画像データSorgは図5(c)に示すように低濃度側のダイナミックレンジが圧縮された画像データStbとされる。また、G(Sus)は図5(d)に示すように、非鮮鋭データSusがレベル「Lb」よりも小さくなるとG(Sus)が減少するような特性を有する場合には、高濃度領域の濃度が高いものとされて、図5(b)に示す画像データSorgは図5(e)に示すように高濃度側のダイナミックレンジが圧縮される。なお、ダイナミックレンジ圧縮処理も、撮影部位や撮形体位、撮影条件、撮影方法等に基づいて補正周波数帯域や補正の程度が設定される。 Here, as shown in FIG. 5 (a), G (Sus) has a characteristic that G (Sus) increases when the unsharp data Sus becomes smaller than the level “La”. The image data Sorg shown in FIG. 5B is image data Stb in which the dynamic range on the low density side is compressed as shown in FIG. 5C. Further, as shown in FIG. 5D, when G (Sus) has such characteristics that G (Sus) decreases when the unsharp data Sus becomes smaller than the level “Lb”, The density is high, and the dynamic range on the high density side of the image data Sorg shown in FIG. 5B is compressed as shown in FIG. In the dynamic range compression processing, the correction frequency band and the degree of correction are set based on the imaging region, the imaging posture, the imaging conditions, the imaging method, and the like.
ここで、周波数強調処理やダイナミックレンジ圧縮処理での処理条件である基準値T3、T4および値「A」、「B」あるいはレベル「La」、「Lb」は、基準信号値D1、D2の決定方法と同様な方法で求められる。
このように上述の実施の形態によれば、高濃度領域と低濃度領域の割合が大きく変化するような場合においても、画像データの分布に依存することなく安定した階調処理を行うことができるので、診断等に適した濃度およびコントラストの放射線画像を常に安定して得ることができる。
Here, the reference values T3 and T4 and the values “A” and “B” or the levels “La” and “Lb”, which are processing conditions in the frequency enhancement processing and dynamic range compression processing, are determined by the reference signal values D1 and D2. It is calculated | required by the method similar to the method.
As described above, according to the above-described embodiment, stable gradation processing can be performed without depending on the distribution of image data even when the ratio between the high density region and the low density region changes greatly. Therefore, a radiation image having a density and contrast suitable for diagnosis and the like can always be obtained stably.
なお、処理条件を決定するために用いる画像データは、例えば間引き処理した画像データを用いるものとしてもよい。この場合にはデータ量が少なくなるので処理速度の向上およびメモリ容量等の節減を図ることができる。この場合、間引きによる縮小画像の実効画素サイズが0.4mm〜10.0mm、好ましくは1.0mm〜6.0mmとなるように間引きされた画像データを用いることが好ましい。 The image data used for determining the processing conditions may be, for example, image data that has been subjected to thinning processing. In this case, since the amount of data is reduced, the processing speed can be improved and the memory capacity can be saved. In this case, it is preferable to use image data that has been thinned so that the effective pixel size of the reduced image by thinning is 0.4 mm to 10.0 mm, preferably 1.0 mm to 6.0 mm.
画像メモリ37は、画像処理対象のX線画像及びその処理画像を保存するためのメモリである。
The
次に、ネットワークバスN1上の各装置について説明する。
RIS/HIS3は、放射線科内又は病院内の情報を統括的に管理するシステムである。RIS/HIS3はでは、医師からの検査依頼を受け付けて上述した撮影オーダ情報を生成する。そして、生成した撮影オーダ情報をネットワークバスN1、N2を介して制御装置20に送信する。
Next, each device on the network bus N1 will be described.
The RIS / HIS 3 is a system that comprehensively manages information in a radiology department or a hospital. In the RIS / HIS 3, an examination request from a doctor is received and the above-described imaging order information is generated. Then, the generated imaging order information is transmitted to the
管理装置4は、CRネットワーク部2において生成され、画像処理が施された読影用画像をその関連情報とともに保存管理するものである。また、保存している読影用画像の配信先を決定し、当該決定された配信先に読影用画像を送信する。
The management device 4 stores and manages the image for image interpretation generated by the
出力装置5は、管理装置4により配信された読影用画像の出力を行うものである。出力装置5としては、表示出力を行うモニタや、フィルム出力を行うフィルム出力装置等が適用可能である。
The
次に、上記X線画像処理システム1の動作について説明する。
まず、乳房画像の生成過程について説明する。
医師の検査依頼がなされると、RIS/HIS3においてその依頼に応じた撮影オーダ情報が生成され、当該撮影オーダ情報が各制御装置20に配信される。制御装置20では、技師の操作に従って撮影オーダ情報が一覧表示され、そのうち技師により選択された撮影オーダ情報に基づいて、当該撮影に使用する記録手段(カセッテ)の登録(カセッテのIDと撮影オーダ情報との対応付け)や、当該カセッテから画像を読み取る際の制御情報(例えば、読み取りピッチ等)の設定等が行われる。
Next, the operation of the X-ray
First, the process of generating a breast image will be described.
When a doctor's examination request is made, imaging order information corresponding to the request is generated in the RIS / HIS 3 and the imaging order information is distributed to each
カセッテを用いて撮影が行われ、この撮影済みのカセッテが複数の画像生成装置10(カセッテ専用の読取装置)のうちの任意の画像生成装置10に挿入されると、画像生成装置10では、当該カセッテのIDが読み取られる。そして、制御装置20から入力される制御情報のうち、当該IDに対応する制御情報に従って撮影済みのカセッテから乳房画像の読み取りが行われ、そのデータが生成される。そして、生成された乳房画像の関連情報として、乳房画像のヘッダに撮影情報等が書き込まれると、当該カセッテを使用する撮影オーダ情報が登録された制御装置20に送信される。すなわち、技師が何れの制御装置20を操作しても、画像生成装置10で生成された乳房画像は、必ず技師が操作している制御装置20に送信されることとなる。
When imaging is performed using a cassette, and the captured cassette is inserted into an arbitrary
制御装置20では、画像生成装置10から取得されたX線画像(原画像)に、撮影オーダ情報に基づいて患者情報、撮影情報、検査情報等の関連情報が付帯され、保存される。そして、その複製が生成され画像処理を施すため画像処理装置30に送信される。
画像処理装置30では、画像処理対象の乳房画像が入力されると、乳房の組織構造に関する特徴量(以下、構造特徴量という)及び乳房画像の画像信号に関する特徴量(以下、信号特徴量という)に応じた特定の画像処理を行う画像判断処理が開始される。なお、一度画像処理を施した乳房画像についても、下記の画像判断処理が可能である。
In the
In the
以下、図6を参照して画像判断処理について説明する。
図6に示す画像判断処理では、まず画像処理部17において乳房画像から乳房領域の抽出が行われ、その後抽出された乳房領域から乳腺領域及び脂肪領域の抽出が行われる(ステップS1)。
Hereinafter, the image determination process will be described with reference to FIG.
In the image determination process shown in FIG. 6, first, a breast region is extracted from a breast image in the image processing unit 17, and then a mammary gland region and a fat region are extracted from the extracted breast region (step S <b> 1).
乳房領域は、画像全体のヒストグラムを用いて抽出することができる。まず、ヒストグラムから判別分析法(ヒストグラムを2つのクラスに分割したとき2つのクラスでクラス内分散とクラス間分散の判別比が最大となるように閾値を決定する方法)によって閾値を決定し、その閾値を用いて乳房画像を2値化する。このとき、乳房画像において素抜け領域(被写体部分に該当しない領域であり、X線が直接照射された領域)は、高濃度を呈しているため2値化により「1」となり、その他の被写体領域は「0」となることが予想される。よって、この2値化により乳房画像を被写体領域とそれ以外の素抜け領域(X線が被写体を透過せずに直接照射された領域)に分割することができる。 The breast region can be extracted using a histogram of the entire image. First, the threshold value is determined from the histogram by a discriminant analysis method (a method for determining a threshold value so that the discriminant ratio between intra-class variance and inter-class variance is maximized in two classes when the histogram is divided into two classes) A breast image is binarized using a threshold value. At this time, a blank region (a region that does not correspond to the subject portion and is directly irradiated with X-rays) in the breast image is “1” due to binarization because of high density, and other subject regions Is expected to be “0”. Therefore, the binarization can divide the breast image into a subject region and other unexposed regions (regions where X-rays are directly irradiated without passing through the subject).
乳腺領域及び脂肪領域は、抽出された乳房領域において局所領域で閾値を決定することにより抽出することができる。
例えば、特開2001−238868号公報に記載されているように乳房領域において局所領域を設定し、局所領域内の画素値に基づき閾値を設定して乳房領域内を2値化し、閾値を下回る領域を乳腺領域として抽出する。これを乳房領域の全域について順次行う。閾値は、局所領域の画素値の平均値から一定量差し引いた値としてもよいし、平均値にある係数を乗算して得られる値としてもよい。脂肪領域についても同様の処理により抽出する。
なお、上記乳房領域、乳腺領域、脂肪領域の各領域の抽出方法は一例であり、その他の方法により抽出することとしてもよい。
The mammary gland region and the fat region can be extracted by determining a threshold value in the local region in the extracted breast region.
For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-238868, a local region is set in a breast region, a threshold value is set based on a pixel value in the local region, and the breast region is binarized. Are extracted as mammary gland regions. This is sequentially performed for the entire breast region. The threshold value may be a value obtained by subtracting a certain amount from the average value of the pixel values in the local region, or may be a value obtained by multiplying a coefficient in the average value. The fat region is extracted by the same process.
Note that the extraction method of the breast region, the mammary gland region, and the fat region is an example, and may be extracted by other methods.
各領域が抽出されると、乳房の構造特徴量として乳房領域における乳腺領域の比率が画像処理部36により算出され、当該比率に基づいて制御部31により乳房の乳腺タイプが判断される(ステップS2)。乳房領域を占める乳腺領域の比率は、乳房領域の画素数に対する乳腺領域の画素数、つまり面積により求められる。この乳腺領域の比率が90%〜100%であれば乳房領域のほぼ全域が乳腺組織により占められているため高濃度タイプと判断される。また20〜90%であれば乳房領域の一部に乳腺組織が散在していると判断され、不均一高濃度タイプ又は乳腺散在タイプと分類される。さらに、1%〜20%であれば乳腺領域にほとんど乳腺組織は存在せず、脂肪性タイプと判断される。
When each area is extracted, the ratio of the mammary gland area in the breast area is calculated as the structural feature quantity of the breast by the
次に、乳腺領域内の画像信号値の分布状態を検出するため、画像処理部36により、信号特徴量として乳腺領域内の画像信号値の分散が算出される(ステップS3)。
Next, in order to detect the distribution state of the image signal values in the mammary gland region, the
次いで、構造特徴量として算出された乳腺領域の比率及び信号特徴量として算出された画像信号値の分散が制御部31の判別ロジックに入力され、その出力結果に基づいて画像処理対象の乳房画像が、各特徴量に基づく特定の画像処理又は補正が必要な特定画像であるか否かが制御部31により判別される(ステップS4)。特定画像とは、高濃度タイプに分類され、かつ画像信号値に偏りがある画像をいい、画像処理結果が不安定になりやすいため、通常の画像処理条件ではなく、その構造特徴量及び信号特徴量に応じた特定の画像処理又は補正が必要なものをいう。
Next, the ratio of the mammary gland region calculated as the structural feature amount and the variance of the image signal value calculated as the signal feature amount are input to the discrimination logic of the
ここで、判別ロジックについて説明する。判別ロジックは、線型判別法により入力された各特徴量から乳房画像が特定画像か否かを判別した結果を出力するものであり、予めサンプルデータにより構築されているものである。 Here, the discrimination logic will be described. The discriminating logic outputs a result of discriminating whether or not the breast image is a specific image from each feature amount input by the linear discriminating method, and is constructed from sample data in advance.
以下、判別ロジックの構築方法を説明する。
まず、予め高濃度タイプに分類され、かつ乳腺領域の画像信号値の分布に偏りがあると判断された乳房画像P1と、それ以外の乳房画像P2のサンプル画像をそれぞれ複数準備する。つまり、特定画像のクラスとそうではないクラスに属する乳房画像を準備する。次いで、各サンプル画像から乳腺領域の比率及び乳腺領域内の画像信号値の分散を求め、図7に示すようにX軸に乳腺領域の比率、Y軸に画像信号値の分散をとってプロットする。そして、これらのサンプルデータ(x、y)から、特定画像である乳房画像P1のクラスと特定画像ではない乳房画像P2のクラスを分類する線型判別式を算出する。図7において線型判別式は線分C3により表される。図7に示すように、この線分C3により乳房画像P1群と乳房画像P2群がほぼ分類されていることが分かる。
Hereinafter, a construction method of the discrimination logic will be described.
First, a plurality of sample images of a breast image P1 that has been classified in advance as a high-concentration type and that is determined to have a bias in the distribution of image signal values in the mammary gland region, and other breast images P2 are prepared. That is, breast images belonging to a class of specific images and a class other than that are prepared. Next, the ratio of the mammary gland area and the variance of the image signal value in the mammary gland area are obtained from each sample image, and plotted with the ratio of the mammary gland area on the X axis and the variance of the image signal value on the Y axis as shown in FIG. . Then, from these sample data (x, y), a linear discriminant that classifies the class of the breast image P1 that is the specific image and the class of the breast image P2 that is not the specific image is calculated. In FIG. 7, the linear discriminant is represented by a line segment C3. As shown in FIG. 7, it can be seen that the breast image P1 group and the breast image P2 group are substantially classified by the line segment C3.
判別ロジックでは、判別対象の乳房画像について入力される乳腺領域の比率、画像信号値の分散のデータ(x、y)から、上記線型判別式により示される線分C3までの距離が算出され、その距離により判別対象の乳房画像が特定画像のクラスとそうではないクラスの何れに属しているのかを判別し、その結果を出力することとなる。 In the discrimination logic, the distance to the line segment C3 indicated by the linear discriminant is calculated from the ratio of the mammary gland region input for the breast image to be discriminated and the variance (x, y) of the image signal value. Based on the distance, it is determined whether the breast image to be determined belongs to the class of the specific image or the class that is not, and the result is output.
例えば、下記の表(1)に示すデータ(x、y)を有する乳房画像a、b、c(図7に示すa、b、cと対応する)の場合、線分C3との距離が遠いほど、すなわち乳腺領域の比率が大きく、その画像信号値の分散が小さいほど、その乳腺領域の出力濃度が高くなる傾向にあることが分かる。
そして、この判別ロジックにより乳房画像が特定画像であると判別された場合には(ステップS4;特定画像)、画像処理部36において構造特徴量及び信号特徴量に応じた画像処理が乳房画像に施される。或いは、画像処理対象の乳房画像が既に画像処理が施されたものである場合には、上記各特徴量により再度画像処理を行うことによりその画像処理結果の補正が行われる(ステップS5)。
When the discrimination logic determines that the breast image is a specific image (step S4; specific image), the
例えば、上記の判別ロジックにおいて線分C3からの距離は、構造特徴量及び信号特徴量を反映するものであり、線分Cからの距離が大きい乳房画像ほど、その出力画像の乳腺領域の出力濃度は高くコントラストが小さくなる傾向にある。 For example, in the above discrimination logic, the distance from the line segment C3 reflects the structural feature amount and the signal feature amount, and the larger the distance from the line segment C, the larger the output density of the mammary gland region of the output image. Tends to be high and the contrast tends to be small.
よって、例えば階調変換処理の場合、そのような乳房画像には乳腺領域の基準信号値を変更する、階調変換曲線を回転させる、平行移動させる等、距離に応じて画像処理条件を変更し、乳腺領域の出力濃度を下げる画像処理を行う。なお、乳腺領域における最適な濃度範囲は、1.2〜1.59とされている(マンモグラフィ検診精度管理中央委員会の画像評価基準による)。よって、この範囲内となるように画像処理を行う又は画像処理結果を補正することが好ましい。 Thus, for example, in the case of tone conversion processing, the image processing conditions are changed according to the distance, such as changing the reference signal value of the mammary gland region, rotating the tone conversion curve, or moving the breast transformation image. Image processing for lowering the output density of the mammary gland region is performed. The optimum concentration range in the mammary gland region is 1.2 to 1.59 (according to the image evaluation standard of the Mammography Screening Accuracy Control Central Committee). Therefore, it is preferable to perform image processing or correct the image processing result so as to be within this range.
具体例を挙げると、線分C3までの距離が10〜15であれば、基準信号値D1の位置を5%高信号側に寄せる、距離が3〜9であれば基準信号値D1を1%高信号側に寄せることにより、出力濃度を調整する。 As a specific example, if the distance to the line segment C3 is 10 to 15, the position of the reference signal value D1 is moved 5% to the high signal side. If the distance is 3 to 9, the reference signal value D1 is 1%. The output density is adjusted by moving to the high signal side.
或いは、乳腺領域では同程度の出力濃度で出力され、コントラストが低くなることが予想されるため、階調変換曲線の傾きを変更する等してコントラストを大きくすることとしてもよい。また、周波数処理の強調度βを調整して鮮鋭度を大きくし、微小石灰化クラスタの輪郭強調を行うこととしてもよい。 Alternatively, in the mammary gland region, it is output with the same output density and the contrast is expected to be lowered. Therefore, the contrast may be increased by changing the gradient of the gradation conversion curve. Further, the enhancement degree β of the frequency processing may be adjusted to increase the sharpness, and the outline enhancement of the microcalcification cluster may be performed.
一方、判別ロジックにより乳房画像は特定画像ではないと判別された場合(ステップS4;その他)、当該乳房画像に対して標準設定の画像処理条件により通常の画像処理が施される(ステップS6)。 On the other hand, when it is determined by the determination logic that the breast image is not a specific image (step S4; other), normal image processing is performed on the breast image under standard image processing conditions (step S6).
乳房画像に画像処理等が施されると、画像判断処理を終了する。画像処理後の処理画像は、画像処理装置30の表示部33に表示され、技師により画質の確認が行われる。そして、技師により読影用の画像として確定する旨の操作入力がなされると、その処理画像が読影用画像として通信部34を介して管理装置4に送信される。管理装置4に送信された読影用画像は、出力装置5に出力される等して診断に利用されることとなる。
When image processing or the like is performed on the breast image, the image determination process ends. The processed image after the image processing is displayed on the
以上のように、本実施形態によれば、画像処理対象の乳房画像について、被写体によって個人差が生やすい乳腺組織の構造特徴量と、乳房画像における乳腺領域の画像信号値の信号特徴量とに応じた画像処理を施す。これにより、被写体の組織構造に応じて適切な画質の範囲内となるように画像処理を行うことができ、常に安定した画像処理結果を得ることができる。よって、被写体の組織構造の特性によりばらつきやすい画質の均一化を図ることができる。 As described above, according to the present embodiment, for the breast image to be image-processed, the structural feature amount of the mammary gland tissue that easily causes individual differences depending on the subject, and the signal feature amount of the image signal value of the mammary gland region in the breast image. Appropriate image processing is performed. As a result, image processing can be performed so as to be within an appropriate image quality range in accordance with the tissue structure of the subject, and a stable image processing result can always be obtained. Therefore, it is possible to achieve uniform image quality that tends to vary depending on the tissue structure characteristics of the subject.
また、構造特徴量と信号特徴量とから特定画像と判別された乳房画像については、各特徴量に応じた画像処理を施すので、特定画像と判別された乳房画像にのみ特定の画像処理を施し、その他の乳房画像には通常の画像処理を施すことにより、処理効率を向上させることができる。 In addition, since the breast image determined as the specific image from the structural feature amount and the signal feature amount is subjected to image processing according to each feature amount, the specific image processing is performed only on the breast image determined as the specific image. The processing efficiency can be improved by performing normal image processing on the other breast images.
また、既に画像処理が施された乳房画像の場合においても、構造特徴量及び信号特徴量を抽出してこれらに応じた画像処理を再度行うことにより、前回の画像処理結果の補正を行うことが可能である。これにより、出力された乳房画像を確認した結果、乳腺領域の出力濃度が高い等、画質が不適切な場合にはその画質が一定範囲となるように補正することができる。 Even in the case of a breast image that has already undergone image processing, it is possible to correct the previous image processing result by extracting the structural feature amount and the signal feature amount and performing image processing corresponding thereto again. Is possible. Thereby, as a result of confirming the output breast image, if the image quality is inappropriate, such as the output density of the mammary gland region is high, the image quality can be corrected to be in a certain range.
なお、本実施形態のX線画像処理システム1は、本発明を適用した好適な一例であり、これに限定されるものではない。
例えば、上述した説明では、乳房画像の例を説明したが、他の撮影部位(例えば胸部、頭部等)のX線画像であっても本発明を適用可能である。
The X-ray
For example, in the above description, an example of a breast image has been described, but the present invention can also be applied to an X-ray image of another imaging region (for example, a chest, a head, etc.).
例えば、腹部正面画像の場合、極端に厚みのある被写体の場合、下腹部に脂肪部分が大きく偏り、高濃度タイプの乳房画像と同様にヒストグラムが低信号側に偏る傾向がある。この場合、やはり同程度の信号値の画素が全体的に分布するので、その出力画像はコントラストが低く、出力濃度が不安定化することとなる。よって、被写体の構造特徴量として被写体の体の大きさを示す特徴量(例えば、画像全体に含まれる被写体領域の割合等)を算出し、信号特徴量として信号値の分布状態を示す特徴量(例えば、ROI領域の信号値の分散等)を算出して上記の乳房画像と同様に判別ロジックに入力することにより、特定の画像処理が必要か否かを判別することができ、各特徴量に応じた画像処理を行うことができる。 For example, in the case of an abdominal front image, in the case of an extremely thick subject, the fat part tends to be greatly biased to the lower abdomen, and the histogram tends to be biased to the low signal side as in the case of a high-density type breast image. In this case, since pixels having the same signal value are distributed as a whole, the output image has a low contrast and the output density becomes unstable. Therefore, a feature quantity indicating the size of the body of the subject (for example, a ratio of the subject area included in the entire image) is calculated as the structural feature quantity of the subject, and a feature quantity indicating the distribution state of the signal value as the signal feature quantity ( For example, it is possible to determine whether or not specific image processing is necessary by calculating the variance of signal values in the ROI region and inputting the same into the determination logic in the same manner as the above-described breast image. The corresponding image processing can be performed.
また、上述した説明では、画像処理装置30において特定画像か否かを判断するとともに、その判断結果に応じた画像処理等を行うこととしていたが、何れの装置でその機能を担うこととしてもよい。例えば、制御装置20で判断を行い、その判断結果を受けて画像処理装置30が画像処理を行うこととしてもよい。また、画像処理装置30では、一様に標準設定の画像処理を行い、管理装置4において上記画像判断処理を行い、画像処理結果の補正が必要な乳房画像についてのみ補正を施すこととしてもよい。
In the above description, the
また、上記実施形態では、構造特徴量として乳房領域を占める乳腺領域の比率を求めることとしたが、被写体の組織構造の特徴を示す特徴量であればこれに限らず、例えば患者の年齢情報等を適用することとしてもよい。年齢が若いほど、乳腺組織の量が多い傾向があるため、例えば年齢が20代であり、その画像信号値に偏りがあれば特定画像と判断することができる。年齢情報は、乳房画像に関連情報として付帯されている患者情報から取得することができる。 In the above embodiment, the ratio of the mammary gland region occupying the breast region is obtained as the structural feature amount. However, the present invention is not limited to this as long as the feature amount indicates the tissue structure feature of the subject. May be applied. As the age is younger, there is a tendency that the amount of mammary tissue tends to be larger. For example, if the age is 20's and the image signal value is biased, it can be determined as a specific image. Age information can be acquired from patient information attached as related information to a breast image.
また、信号特徴量として乳腺領域の画像信号値の分散を求めることとしたが、画像信号値の分布状況を示す特徴量であれば、乳腺領域のヒストグラムの形状等であってもよい。 Further, the variance of the image signal values in the mammary gland region is obtained as the signal feature amount. However, as long as the feature amount indicates the distribution state of the image signal value, the shape of the breast region histogram may be used.
さらに、構造特徴量及び信号特徴量を用いて特定画像か否かを判断する方法として、線型判別法を用いたが、マハラノビスの距離、主成分分析等、他の判別分析手法を適用することとしてもよいし、特徴量を用いて判別することができるのであれば、他の要因を加えてニューラルネットワークやサポートベクトルマシン等、多変量分析を行うこととしてもよい。 Furthermore, the linear discriminant method was used as a method for determining whether or not the image is a specific image using the structural feature amount and the signal feature amount, but other discriminant analysis methods such as Mahalanobis distance and principal component analysis are applied. Alternatively, if it can be determined using the feature value, multivariate analysis such as a neural network or a support vector machine may be performed by adding other factors.
1 X線画像処理システム
2 CRネットワーク部
10 画像生成装置
20 制御装置
30 画像処理装置
31 制御部
37 画像処理部
4 管理装置
5 出力装置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記X線画像から被写体領域の画像信号値に関する信号特徴量を抽出する第2の抽出手段と、
前記X線画像に、前記抽出された構造特徴量及び信号特徴量に応じた画像処理を施す画像処理手段と、
を備えることを特徴とするX線画像処理システム。 First extraction means for extracting a structural feature amount relating to the tissue structure of the subject from an X-ray image obtained by photographing the subject;
Second extraction means for extracting a signal feature amount related to an image signal value of a subject area from the X-ray image;
Image processing means for performing image processing on the X-ray image in accordance with the extracted structural feature amount and signal feature amount;
An X-ray image processing system comprising:
前記画像処理手段は、前記判別の結果、前記X線画像は特定画像であると判別されると、当該X線画像に前記構造特徴量及び信号特徴量に応じた画像処理を施すことを特徴とする請求項1又は2に記載のX線画像処理システム。 Based on the extracted structural feature amount and signal feature amount, the X-ray image includes image discrimination means for discriminating whether or not the X-ray image is a specific image to be subjected to specific image processing,
The image processing means, when it is determined that the X-ray image is a specific image as a result of the determination, performs image processing corresponding to the structural feature amount and the signal feature amount on the X-ray image. The X-ray image processing system according to claim 1 or 2.
前記第1の抽出手段は、前記X線画像の画像信号値に基づき、前記構造特徴量として乳房内における乳腺組織量を示す特徴量を抽出し、
前記第2の抽出手段は、前記X線画像の画像信号値に基づき、前記信号特徴量として乳腺組織の画像信号値の分布状態を示す特徴量を抽出することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のX線画像処理システム。 The X-ray image is a breast image obtained by photographing a subject's breast,
The first extracting means extracts a feature amount indicating a mammary gland tissue amount in the breast as the structural feature amount based on an image signal value of the X-ray image,
The second extraction means extracts a feature quantity indicating a distribution state of image signal values of mammary gland tissue as the signal feature quantity based on an image signal value of the X-ray image. The X-ray image processing system according to any one of the above.
前記X線画像から被写体領域の画像信号値に関する信号特徴量を抽出する第2の抽出工程と、
前記X線画像に、前記抽出された構造特徴量及び信号特徴量に応じた画像処理を施す画像処理工程と、
を含むことを特徴とするX線画像処理方法。 A first extraction step of extracting a structural feature amount related to the tissue structure of the subject from an X-ray image obtained by photographing the subject;
A second extraction step of extracting a signal feature amount related to an image signal value of a subject area from the X-ray image;
An image processing step of performing image processing on the X-ray image in accordance with the extracted structural feature amount and signal feature amount;
An X-ray image processing method comprising:
前記画像処理工程では、前記判別の結果、前記X線画像は特定画像であると判別されると、当該X線画像に前記構造特徴量及び信号特徴量に応じた画像処理を施すことを特徴とする請求項5又は6に記載のX線画像処理方法。 Based on the extracted structural feature quantity and signal feature quantity, the X-ray image includes an image discrimination step for discriminating whether or not the X-ray image is a specific image to be subjected to specific image processing;
In the image processing step, when it is determined that the X-ray image is a specific image as a result of the determination, the X-ray image is subjected to image processing according to the structural feature amount and the signal feature amount. The X-ray image processing method according to claim 5 or 6.
前記第1の抽出工程では、前記X線画像の画像信号値に基づき、前記構造特徴量として乳房内における乳腺組織量を示す特徴量を抽出し、
前記第2の抽出工程では、前記X線画像の画像信号値に基づき、前記信号特徴量として乳腺組織の画像信号値の分布状態を示す特徴量を抽出することを特徴とする請求項5〜7の何れか一項に記載のX線画像処理方法。 The X-ray image is a breast image obtained by photographing a subject's breast,
In the first extraction step, based on the image signal value of the X-ray image, a feature quantity indicating a mammary gland tissue quantity in the breast is extracted as the structural feature quantity,
In the second extraction step, a feature amount indicating a distribution state of image signal values of mammary gland tissue is extracted as the signal feature amount based on the image signal value of the X-ray image. The X-ray image processing method according to any one of the above.
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- 2005-03-23 JP JP2005083740A patent/JP2006263055A/en active Pending
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