JP2007282772A - 医用画像処理装置及び医用画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線検出器の特定領域の画像データの切出し処理が可能な医用画像処理装置及び医用画像処理方法を提供する。
【解決手段】Ｘ線管から被検体に対してＸ線の照射を行い、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出する撮影装置と、Ｘ線検出器で検出されたパネル全面のデータを収集して画像データを生成し撮影部位毎に設定されたサイズ情報とともに出力するデータ生成手段と、画像データを記憶可能な画像データ記憶部と、サイズ情報をもとに画像データ記憶部に記憶された画像データの切出し領域を設定する制御部と、設定された切出し領域の画像データを切出し処理するデータ処理部と、切出し処理された画像データを画像情報として表示する表示部と、を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、医用分野の画像処理装置に関し、Ｘ線を電気信号として検出するＸ線検出器を使用した医用装置において、Ｘ線検出器全面で検出した画像データから特定の撮影領域の画像データを切出して処理するようした医用画像処理装置及び医用画像処理方法に関する。

従来、医用分野においては、医用画像を撮影する装置としてＸ線診断装置が用いられている。Ｘ線診断装置では、Ｘ線管で発生させたＸ線を被検体に照射し、被検体を透過したＸ線をＸ線検出器で検出し、その検出結果をもとに投影データを生成するようにしている。Ｘ線検出器は、複数の検出素子を列方向及びライン方向に二次元的に配列したフラットパネルにて構成されており検出器のサイズは一定である。このため、Ｘ線検出器で検出される画像サイズは撮影対象（腕部、胸部等）に応じて変化する。

また、ＣＲ（Computed Radiography）と呼ばれるコンピュータ放射線画像撮影装置も知られている。ＣＲでは、カセッテを用いて撮影を行い、カセッテに記録された撮影画像を読取り装置で読取るようにしている。ＣＲを利用した撮影では、撮影対象物の大きさに応じてカセッテの大きさを切り替えるため、必然的に撮影対象物がカセッテサイズに収まるように撮影することができるメリットがある。

ＣＲを利用した撮影装置の一例としては、特許文献１に記載のものがある。この特許文献１には、記録シートに複数の放射線画像を分割して記録撮影し、記録シートから放射線画像を表す複数の画像データを得る際に、記録シートにおける縦方向と横方向の画像濃度の分布形状を検出し、この両方向の分布形状を基に放射線画像が分割されているか否かを認識し、分割領域毎に読取り条件を設定する例が記載されている。

前述したように、Ｘ線検出器を用いた撮影装置では、ＣＲカセッテとは異なり、撮影対象物に応じて検出器のサイズを切り替えることができないため、最適なＸ線診断画像を得るには、撮影後に何らかの情報をもとに検出器全面の画像データから特定の撮影領域の画像データを切出して画像処理を行う必要がある。このため、Ｘ線検出器を利用した撮影では、一般的に撮影前にＸ線検出器上の切り出し位置を画像処理装置側で設定し、撮影後に、設定した切り出し位置の情報に応じて画像データの切り出し処理を実施している。

しかしながら、画像データの切出し処理において、Ｘ線検出器上の実際の撮影領域と切出し位置の情報にズレが生じると、希望する領域の画像データを抽出することができず、切出し位置がずれてしまうという不都合がある。また、撮影後に、実際に撮影された画像を見ながら切り出し位置を決定し、特定の撮影領域の画像データを切出す方法も考えられるが、一日に数百枚のオーダで撮影を行う場合には、撮影後に毎回位置合わせ行い、その後画像処理を施し、その結果に応じて切出し結果の合否を判定する必要があるため、ワークフローの点において現実的ではない。

また特許文献１では、記録シートの縦方向と横方向の画像濃度の分布形状を検出し、分布形状を基に放射線画像の分割領域を認識することはできるが、特定領域の切出し処理はできない。
特開２−２７２５３３号公報

従来の医用画像処理装置では、Ｘ線検出器の希望する領域の画像データを抽出することができず、切出し位置がずれてしまうという不都合があった。また特許文献１では、放射線画像の分割領域を認識することはできるが、特定領域の切出し処理はできないという不都合があった。

本発明は、上記事情に鑑みて成されたもので、Ｘ線検出器上の特定領域の画像データの切出し処理が可能な医用画像処理装置及び医用画像処理方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１記載の医用画像処理装置は、Ｘ線管及び前記Ｘ線管に対向配置されたパネル型のＸ線検出器を含み、前記Ｘ線管から被検体に対してＸ線の照射を行い、被検体を透過したＸ線を前記Ｘ線検出器で検出する撮影装置と、前記Ｘ線検出器で検出されたパネル全面のデータを収集して画像データを生成し、撮影部位毎に設定されたサイズ情報とともに出力するデータ生成手段と、前記画像データを記憶可能な画像データ記憶部と、前記サイズ情報をもとに前記画像データ記憶部に記憶された画像データの切出し領域を設定する制御部と、前記制御部によって設定された切出し領域の画像データを切出し処理するデータ処理部と、前記切出し処理された画像データを画像情報として表示する表示部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項６記載の医用画像処理方法は、Ｘ線管及び前記Ｘ線管に対向配置されたパネル型のＸ線検出器を含む撮影装置を有し、前記Ｘ線管から被検体に対してＸ線の照射を行い、被検体を透過したＸ線を前記Ｘ線検出器で検出し、前記Ｘ線検出器で検出されたパネル全面のデータを収集して画像データを生成するとともに撮影部位毎に設定されたサイズ情報を出力し、前記画像データを画像データ記憶部に記憶し、前記サイズ情報をもとに、前記画像データ記憶部に記憶された画像データの切出し領域を設定し、前記設定された切出し領域の画像データを切出し、前記切出された画像データを処理して画像情報として表示することを特徴とする。

本発明によれば、Ｘ線検出器で検出した画像データから、設定サイズ情報をもとに予め設定された切出し領域内に含まれる画像データを自動的に切り出すことができる医用画像処理装置及び医用画像処理方法を提供することができる。

以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の医用画像処理装置の一実施形態の全体構成を示す構成図である。図１において、１０は放射線撮影装置であり、例えばＸ線診断装置である。Ｘ線診断装置１０は、Ｃ型アーム１１の一端にＸ線発生部１２を保持し、このＸ線発生部１２にはＸ線管１３が設けられている。Ｃ型アーム１１の他端には、Ｘ線管１３に対向するようにＸ線検出器１４が保持されている。Ｘ線発生部１２とＸ線検出器１４の間には寝台の天板１５が配置されその上に被検体Ｐが載置される。

Ｘ線検出器１４は、Ｘ線を検出する複数の検出素子が列方向及びライン方向に二次元的に配列されたフラットパネル型の検出器であり、以下ＦＰＤ１４（FＬat PaneＬ Detector）と称す。ＦＰＤ１４は、それぞれの検出素子でＸ線を感知し入射Ｘ線量に応じて電荷を生成する光電膜と、この光電膜に発生した電荷を蓄積するコンデンサと、コンデンサに蓄積された電荷を所定のタイミングで読み出すＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を備えてなる。

投影データ生成部１６は、ＦＰＤ１４全面のデータを収集して画像データを生成するもので、ＦＰＤ１４から読み出された電荷を電圧に変換する電荷・電圧変換器１７と、この電荷・電圧変換器１７の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１８と、ＦＰＤ１４からライン単位で読み出され、デジタル変換されたＸ線投影データを時系列信号に変換するパラレル・シリアル変換器１９を備えている。

また、Ｘ線診断装置１０には、Ｘ線発生部１２を制御するＸ線制御部２０が設けられ、Ｘ線管１３の管電流、管電圧、照射時間等を設定する。また、Ｃ型アーム１１を被検体Ｐの体軸周りに所定角度回動させたり、天板１５を被検体Ｐの体軸方向に移動させるための機構制御部２１が設けられている。

さらに、投影データ生成部１６からの画像データは、バスライン２０１上に出力される。バスライン２０１には制御部２２、入力部２３、画像データ記憶部２４、データ処理部２５、画像処理部２６、表示部２７等が接続されている。

制御部２２はＣＰＵを有し、投影データ生成部１６を含むシステム各部の動作や、Ｘ線制御部２０及び機構制御部２１を制御する。画像データ記憶部２４は、ＦＰＤ１４のパネル全面で検出した画像データを記憶するものであり、データ処理部２５は画像データ記憶部２４に保存されたデータを用いて画像データの切出し処理を行う。

また、画像処理部２６は、切出し処理された画像データの編集処理や階調処理を行い、表示部２７は切出し処理された画像データに基く医用画像等を表示する。入力部２３はキーボード、マウス等を有し、ユーザ（医師等）によって操作され、撮影対象臓器あるいは撮影部位の選択や、各種の撮影条件の設定を行うほか、患者の年齢、性別、検査方法、既往歴等の各種情報を入力する。

さらに制御部２２は、ファイル生成部３１及び付帯情報記憶部３２に接続されている。ファイル生成部３１は、画像データ記憶部２４、付帯情報記憶部３２、ネットワークインターフェース３３、表示アプケーション３４に接続されている。ネットワークインターフェース３３は、ネットワークを介して医用画像を通信するためのものである。ネットワークを介して医用画像を通信するための標準規格として、医用画像通信規約ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communication in Medicine）が存在するが、ファイル生成部３１は、この規約に適合した形式で医用ファイルを生成する。

付帯情報記憶部３２は、患者ＩＤ、患者名、年齢、性別、検査部位等の付帯情報を記憶するもので、ファイル生成部３１は付帯情報記憶部３２からの付帯情報を画像データに付してファイルを生成する。また、検査により得た各種のデータを記憶する検査データ記憶部３５が設けられており、検査データ記憶部３５は、ファイル生成部３１及び表示部２７に接続されている。また、表示用アプリケーション記憶部３５は、医用画像や検査情報のリストを作成したり、作成した医用画像や検査情報リストを表示するためのアプリケーションソフトを含む。

図２は、本発明の主要部であるデータ処理部２５の具体構成を示すブロック図であり、図３〜図６を参照しながらその動作を合わせて説明する。

図２において、データ処理部２５は、画像解析部２５１、正規化部２５２、切出し処理部２５３を含み、画像解析部２５１及び切出し処理部２５３には画像データ記憶部２４から読み出されたＦＰＤ全面の画像データが供給され、切出し処理部２５３には、さらに制御部２２から切出しのサイズを決定するサイズ情報が入力される。

切出しのサイズは、Ｘ線撮影を行う際に、撮影部位（例えば腕部、胸部等）に応じて撮影者（病院サイド）が設定するもので、入力部２３を操作して撮影直前に設定される。例えば腕部の撮影では横８インチ×縦１１インチ、胸部の撮影では横１４インチ×縦１７インチ等に設定され、撮影部位毎に設定されたサイズ情報がバスライン２０１に出力される。

投影データ生成部１６からバスライン２０１に至る回路及び入力部２３を介してバスライン２０１に至る回路はデータ生成手段を構成し、ＦＰＤ１４で検出されたパネル全面のデータをもとに画像データを生成し、撮影部位毎に設定されたサイズ情報を出力する手段となる。

本発明では、ＦＰＤ全面の画像データの取得後に、ＦＰＤ全面の画像データの解析を行い、サイズ情報をもとに切出し位置を決定するものである。

図３は、ＦＰＤ１４で検出したデータから取得した画像データの一例を示し、例えば腕部の撮影データを示している。腕部の撮影では、撮影対象が比較的小さいため、Ｘ線管１３の絞りを調節してｘ０とｙ０で示される撮影範囲に画像データが存在し、その周辺（黒枠部分）は非撮影領域である。

画像解析部２５１は、ＦＰＤ全面で検出したデータを解析して画像領域を把握するもので、例えば縦及び横方向から見たときの画素値の和の分布を求める。図３で示すように、画像レベルが黒レベル（レベル０）から白レベル（レベル１）の間で表現される場合、黒レベルから白レベル間の各階調毎に所定のレベル値を規定し、縦及び横方向から見たときの各画素毎のレベル値を加算し、画素値の和の分布を求める。

図４のｘ１は縦方向からみた画素値の和の分布を示し、ｙ１は横方向からみた画素値の和の分布を示している。この分布データｘ１，ｙ１から分かるように、白レベル部分が多いほど和のレベルは山型に高く、黒レベルに近い部分ほど和のレベルは低くなっている。したがって、取得した縦横の分布データから、山型になっている部分に撮影領域が含まれていると把握することができる。尚、縦横の全画素について画素値の和の分布を求める必要はなく、所定間隔毎の画素について画素値の和の分布を求めるようにしても良い。

正規化部２５２は、取得した画素値の和の分布データを、所定のレベル間隔を有する複数のしきい値毎にｎ等分して階段状の波形を得、それぞれのしきい値レベルと前記分布データの交点座標によって規定される複数の幅情報を生成するものである。図５は縦横分布のうち横方向の画素値の和の分布データＤと、正規化した波形Ｅを示している。

図５の分布データＤを所定のレベル間隔のしきい値でｎ等分し、それぞれのしきい値レベルをＳ１，Ｓ２，Ｓ３・・・Ｓｎとした場合、例えばレベルＳ１と分布データＤが交差する座標（交点座標）をｔ１とすると、同じレベルＳ１上の両端の座標間（ｔ１−ｔ１）のサイズはＬ１となる。同様に他のレベルＳ２，Ｓ３・・・Ｓｎ上の両端の座標間のサイズはＬ２，Ｌ３・・・Ｌｎで表される。こうして同一レベル上の両端の座標間を結ぶことによりサイズＬ１，Ｌ２，Ｌ３・・・Ｌｎで示す幅情報が得られる。

切出し処理部２５３は、正規化部２５２からの幅情報（サイズＬ１，Ｌ２，Ｌ３・・・Ｌｎ）と、制御部２２からのサイズ情報を基に画像データの切出し処理を行うものである。尚、以下の説明では、制御部２２からのサイズ情報によって設定されるサイズをＬrefとし、図では設定サイズＬrefとして表す。

例えば、図６に示すように画像サイズがＬ０で、設定サイズをＬrefとしたとき、切出し処理部２５３は、サイズＬ１，Ｌ２，Ｌ３・・・Ｌｎと設定サイズＬrefの幅を比較し、設定サイズＬrefよりも座標間の距離が大きくなるところを、切り出し座標値と決定する。

図５を参照すれば、設定サイズＬrefと座標間のサイズＬｎ、Ｌn-1…Ｌ２を順次比較していくと、最初に設定サイズＬrefを超えるのは、サイズＬ１であることが分かる。したがって切出し処理部２５３は、画像データ記憶部２４から、しきい値レベルＳ１上の両端の座標間（つまりサイズＬ１で規定される切出し領域Ｆ内）の画像データを切り出すことにより、設定サイズＬrefとほぼ等しい領域の画像データを抽出することができる。

この処理を、縦・横両方で実施することで、４点の座標値が求められ、それら座標間に位置する画像データを取得することができる。これらの切出し処理は、データ記憶部２４に画像データが入力されてから表示されるまでの間に順次に実施される。

切出した後の画像データは画像処理部２６によって編集・階調処理等が行われ、表示部２７に表示することができる。したがってユーザ（医師等）は、必要な画像情報のみを観察することができ、不要部分（図３の黒枠部分）が削減された画像を観察できるので、診断に適した画像表示をすることができる。また、切出した後の画像データをファイル生成部３１に供給してネットワーネットワーク通信に適したＤＩＣＯＭ形式のファイルを生成することもできる。

このように本発明によれば、ＦＰＤ１４で検出した画像データから、サイズ情報をもとに予め設定された切出し位置内に含まれる画像データを自動的に切り出すことができ、ＦＰＤ１４上への投影位置を気にせずにポジショニング及び撮影を行うことができる。

尚、画像解析部２５１では、縦及び横方向から見たときの画素値の和の分布を求めて画像データの領域を把握するようにしているが、画素値の和を平均化しその平均値の分布を取得して画像データの領域を把握するようにしても良い。

また、図示した例に限らず、Ｘ線管とフラットパネル型のＸ線検出器を使用した他のＸ線撮影装置でも適用可能であり、特許請求の範囲を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

本発明の医用画像処理装置の一実施形態の構成を示すブロック図。 同実施形態におけるデータ処理部の構成を示すブロック図。 同実施形態におけるＦＰＤで検出した画像データの例を示す説明図。 同実施形態における画像データの分析処理の一例を示す説明図。 同実施形態における画像データの切出し処理の動作を説明する波形図。 同実施形態における画像データの切出し処理の動作を説明する説明図。

符号の説明

１０…X線診断装置
１３…Ｘ線管
１４…Ｘ線検出器(ＦＰＤ)
１６…投影データ生成部
２２…制御部
２３…入力部
２４…画像データ記憶部
２５…データ処理部
２５１…画像解析部
２５２…正規化部
２５３…切出し処理部
２６…画像処理部
２７…表示部
３１…ファイル生成部

Claims (8)

1. Ｘ線管及び前記Ｘ線管に対向配置されたパネル型のＸ線検出器を含み、前記Ｘ線管から被検体に対してＸ線の照射を行い、被検体を透過したＸ線を前記Ｘ線検出器で検出する撮影装置と、
   前記Ｘ線検出器で検出されたパネル全面のデータを収集して画像データを生成し、撮影部位毎に設定されたサイズ情報とともに出力するデータ生成手段と、
   前記画像データを記憶可能な画像データ記憶部と、
   前記サイズ情報をもとに前記画像データ記憶部に記憶された画像データの切出し領域を設定する制御部と、
   前記制御部によって設定された切出し領域の画像データを切出し処理するデータ処理部と、
   前記切出し処理された画像データを画像情報として表示する表示部と、を備えたことを特徴とする医用画像処理装置。
2. 前記データ処理部は、前記画像データ記憶部からパネル全面の画像データを読出して画像データを解析し画像領域を把握する画像解析部と、前記画像解析部で解析された画像領域のデータと、前記サイズ情報を比較し、前記サイズ情報で表される切出し幅にほぼ等しい画像データを前記画像データ記憶部から切り出す切出し処理部と、を含むことを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
3. 前記画像解析部は、前記パネル全面の画像データの縦方向及び横方向の画素毎のレベル値を加算し、画素値の和の分布を取得する手段にて成ることを特徴とする請求項２記載の医用画像処理装置。
4. 前記画像解析部は、前記パネル全面の画像データの縦方向及び横方向の画素毎のレベル値を加算して平均化し、その平均値の分布を取得する手段にて成ることを特徴とする請求項２記載の医用画像処理装置。
5. 前記データ処理部は、前記パネル全面の画像データの縦方向及び横方向の画素毎のレベル値を加算して画素値の和の分布データを取得する手段と、
   前記分布データを所定のレベル間隔を有する複数のしきい値毎にｎ等分し、それぞれのしきい値レベルと前記分布データの交点座標によって規定される複数の幅情報を生成する正規化部と、
   前記正規化部によって得られた前記複数の幅情報と前記サイズ情報とを比較し、前記サイズ情報とほぼ等しい幅情報を抽出し、抽出した幅情報の範囲内にある画像データを前記画像データ記憶部から切り出す切出し処理部と、
   を含むことを特徴とする請求項１記載の医用画像処理装置。
6. Ｘ線管及び前記Ｘ線管に対向配置されたパネル型のＸ線検出器を含む撮影装置を有し、
   前記Ｘ線管から被検体に対してＸ線の照射を行い、被検体を透過したＸ線を前記Ｘ線検出器で検出し、
   前記Ｘ線検出器で検出されたパネル全面のデータを収集して画像データを生成するとともに撮影部位毎に設定されたサイズ情報を出力し、
   前記画像データを画像データ記憶部に記憶し、
   前記サイズ情報をもとに、前記画像データ記憶部に記憶された画像データの切出し領域を設定し、
   前記設定された切出し領域の画像データを切出し、
   前記切出された画像データを処理して画像情報として表示することを特徴とする医用画像処理方法。
7. 前記切出し処理は、前記画像データ記憶部から読み出されたパネル全面の画像データを解析して画像領域を把握し、
   解析された画像領域のデータと、前記サイズ情報を比較し、前記サイズ情報で表される切出し幅にほぼ等しい画像データを前記画像データ記憶部から切り出すことを特徴とする請求項６記載の医用画像処理方法。
8. 前記切出し処理は、前記画像データ記憶部から読み出されたパネル全面の画像データの縦方向及び横方向の画素毎のレベル値を加算して画素値の和の分布データを取得し、
   前記分布データを所定のレベル間隔を有する複数のしきい値毎にｎ等分し、それぞれのしきい値レベルと前記分布データの交点座標によって規定される複数の幅情報を生成し、
   前記複数の幅情報と前記サイズ情報を比較し、前記サイズ情報とほぼ等しい幅情報を抽出し、抽出した幅情報の範囲内にある画像データを前記画像データ記憶部から切り出すことを特徴とする請求項６記載の医用画像処理方法。