JP2009160100A

JP2009160100A - 画像処理装置およびｘ線撮影装置

Info

Publication number: JP2009160100A
Application number: JP2007340578A
Authority: JP
Inventors: Koichi Shibata; 幸一柴田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2009-07-23

Abstract

【課題】呼吸同期撮影によってもエネルギーサブトラクション画像に不可避的に発生する数ピクセル程度の肋骨アーティファクトを補正する画像処理装置およびＸ線撮影装置を提供すること
【解決手段】エッジ検出部２２によりエッジ検出された低エネルギー画像上に関心画素を含む関心領域を取り出すとともに、エッジ検出部２２によりエッジ検出された高エネルギー画像上に関心画素と対応位置に位置する対応画素を含む領域を対応領域として取り出す領域取り出し部２３と、高エネルギー画像上に取り出される対応領域に含まれる画素の中からずれ画素を検出するずれ画素検出部２５と、関心画素とずれ画素とのずれ量を算出する画素すれ量算出部２７と、算出されるずれ量に基づきずれ画素を関心画素と対応位置に位置する対応画素に移動する画素移動部２９と、この移動された画素と移動されない画素とを記憶する画素移動済み画像記憶部３１とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、エネルギーの異なるＸ線を被検体に照射して得られるエネルギーサブトラクション画像上に発生するアーティファクトの補正に係り、特に、肋骨を差分した後の画像上に発生する肋骨アーティファクトを補正する技術に関する。

従来、この種の装置として、呼吸同期によってＸ線撮影するＸ線撮影装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなＸ線撮影の際、医師や放射線技師等の術者は被検体に息をゆっくり吐き出すようにとの指示と、続いて息をゆっくり吸い込むようにとの指示を与え、被検体はこの指示に従って息をゆっくり吐き出し、続いて息をゆっくり吸い込む。この間に、エネルギーの異なるＸ線を連続的に照射して、異なるエネルギーのＸ線画像を取得する。ベローズ等の呼吸センサによって得られる呼吸位相に基づき、同一位相の画像どうしをサブトラクションする。
特開２００３−２９８９３９号公報（第５−６頁、図２、図３）

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、被検体が呼吸指示に従って上手に息止めしても、完全に一致する画像を得ることは困難である。したがって、異なるエネルギーのＸ線画像には数ピクセル程度のずれが生じる。その結果、肋骨が引かれて肺の軟部組織のみ残されるサブトラクション画像を取得する場合、引き残された幅数ピクセル程度の肋骨アーティファクトが発生する。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、呼吸同期撮影によってもエネルギーサブトラクション画像に不可避的に発生する数ピクセル程度の肋骨アーティファクトを補正する画像処理装置およびＸ線撮影装置を提供することを目的とする。

この発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、高エネルギーＸ線を被検体に照射して得られる高エネルギー画像と前記高エネルギーＸ線よりも低い低エネルギーＸ線を被検体に照射して得られる低エネルギー画像とのずれを補正する補正手段と、前記補正後の高エネルギーＸ線画像と低エネルギーＸ線画像とをサブトラクション処理するサブトラクション処理手段とを備える画像処理装置であって、前記補正手段は、前記高エネルギー画像および前記低エネルギー画像に対してそれぞれエッジを検出するエッジ検出手段と、前記高エネルギー画像または前記低エネルギー画像のうちいずれか一方の画像から関心画素を含む関心領域を取り出し、前記一方画像と異なる他方画像から前記関心領域に対応する対応領域を取り出す領域取り出し手段と、前記関心領域および前記対応領域からエッジ検出画像をそれぞれ作成して、前記関心領域におけるエッジ検出画像に相当する関数と前記対応領域におけるエッジ検出画像に相当する関数とが一致するずれ画素を前記対応領域に含まれる画素の中から検出するずれ画素検出手段と、前記ずれ画素と前記関心画素とのずれ量を算出する画素ずれ量算出手段と、算出されたずれ量に基づき前記ずれ画素を前記関心画素に相当する位置に移動する画素移動手段とを備えることを特徴とするものである。

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、エッジ検出手段は、高エネルギーＸ線を被検体に照射して得られる高エネルギー画像およびこの高エネルギーＸ線よりも低い低エネルギーＸ線を被検体に照射して得られる低エネルギー画像に対してそれぞれエッジを検出し、領域取り出し手段は、この高エネルギー画像またはこの低エネルギー画像のうちいずれか一方の画像から関心画素を含む関心領域を取り出し、この一方画像と異なる他方画像から前記関心領域に対応する対応領域を取り出す。ずれ画素検出手段は、この関心領域およびこの対応領域からエッジ検出画像をそれぞれ作成して、前記関心領域におけるエッジ検出画像に相当する関数と前記対応領域におけるエッジ検出画像に相当する関数とが一致するずれ画素を前記対応領域に含まれる画素の中から検出する。画素ずれ量算出手段は、前記ずれ画素と前記関心画素とのずれ量を算出する。画素移動手段は、算出されたずれ量に基づき前記ずれ画素を前記関心画素に相当する位置に移動する。サブトラクション処理手段は、このようにして移動処理される高エネルギー画像と低エネルギー画像とをサブトラクション処理するので、エネルギーサブトラクション画像上に局所的に発生するずれを各画素ごとに補正することができる。したがって、エネルギーサブトラクション画像上に局所的に発生するずれに起因するアーティファクトを低減できる。その結果、エネルギーサブトラクション画像を使用する画像診断を精度良くできる。

この発明において、前記領域取り出し手段は前記関心画素と対応位置に位置する対応画素を含む領域を前記対応領域として取り出し、前記ずれ画素検出手段は前記対応領域に含まれる画素の中から前記ずれ画素を検出し、前記領域取り出し手段はさらに前記ずれ画素が検出されるまで前記対応領域を逐次取り出すことを特徴とする。例えば請求項２記載の発明である。これによれば、前記領域取り出し手段は前記関心画素と対応位置に位置する対応画素を含む領域を前記対応領域として取り出す。ずれ画素検出手段は前記対応領域に含まれる画素の中から前記ずれ画素を検出する。さらに、領域取り出し手段は、前記ずれ画素が検出されるまで前記対応領域を逐次取り出す。したがって、エネルギーサブトラクション画像上に局所的に発生するずれに起因するアーティファクトを確実に低減できる。その結果、エネルギーサブトラクション画像を使用する画像診断を精度良くできる。

この発明において、少なくとも２つの前記対応領域で検出される各ずれ画素の各ずれ量に基づき、前記各ずれ画素の間に位置する補間画素のずれ量を算出する補間画素ずれ量算出手段を備えることが好ましい。例えば請求項３記載の発明である。これによれば、領域取り出し回数とずれ画素検出回数をずれ量補間する画素の数だけ減少できるので、画像処理速度が向上する。したがって、エネルギーサブトラクション画像上に局所的に発生するずれに起因するアーティファクトをすみやかに低減できる。その結果、エネルギーサブトラクション画像を使用する画像診断を精度良くできる。

また、この発明において、前記ずれ画素検出手段は、前記ずれ画素が骨部に相当するものか否かを判定するしきい値をさらに備えるものであることが好ましい。例えば請求項４記載の発明である。これによれば、骨部に相当するものか否かを判定するしきい値を下回るずれ画素を誤って移動することを防止できる。したがって、このしきい値を下回るずれ画素を誤って移動することによって発生するアーティファクトと、エネルギーサブトラクション画像上に局所的に発生するずれに起因するアーティファクトとを減少できる。その結果、エネルギーサブトラクション画像を使用する画像診断を精度良くできる。

請求項５に記載の発明は、高エネルギーＸ線を被検体に照射して得られる高エネルギー画像と前記高エネルギーＸ線よりも低い低エネルギーＸ線を被検体に照射して得られる低エネルギー画像とのずれを補正する補正手段と、前記補正後の高エネルギーＸ線画像と低エネルギーＸ線画像とをサブトラクション処理するサブトラクション処理手段と、前記サブトラクション処理によって得られるサブトラクション画像を出力する出力手段を備えるＸ線撮影装置であって、前記補正手段は、前記高エネルギー画像および前記低エネルギー画像に対してそれぞれエッジを検出するエッジ検出手段と、前記高エネルギー画像または前記低エネルギー画像のうちいずれか一方の画像から関心画素を含む関心領域を取り出し、前記一方画像と異なる他方画像から前記関心領域に対応する対応領域を取り出す領域取り出し手段と、前記関心領域および前記対応領域からエッジ検出画像をそれぞれ作成して、前記関心領域におけるエッジ検出画像に相当する関数と前記対応領域におけるエッジ検出画像に相当する関数とが一致するずれ画素を前記対応領域に含まれる画素の中から検出するずれ画素検出手段と、前記ずれ画素と前記関心画素とのずれ量を算出する画素ずれ量算出手段と、算出されたずれ量に基づき前記ずれ画素を前記関心画素に相当する位置に移動する画素移動手段とを備えることを特徴とする。

［作用・効果］請求項５に記載の発明によれば、Ｘ線照射手段はエネルギーの異なるＸ線を被検体に照射し、Ｘ線検出手段は被検体を透過するＸ線を検出する。エッジ検出手段は、高エネルギーＸ線を被検体に照射して得られる高エネルギー画像およびこの高エネルギーＸ線よりも低い低エネルギーＸ線を被検体に照射して得られる低エネルギー画像に対してそれぞれエッジを検出し、領域取り出し手段は、この高エネルギー画像またはこの低エネルギー画像のうちいずれか一方の画像から関心画素を含む関心領域を取り出し、この一方画像と異なる他方画像から前記関心領域に対応する対応領域を取り出す。ずれ画素検出手段は、前記関心領域および前記対応領域からエッジ検出画像をそれぞれ作成して、前記関心領域におけるエッジ検出画像に相当する関数と前記対応領域におけるエッジ検出画像に相当する関数とが一致するずれ画素を前記対応領域に含まれる画素の中から検出する。画素ずれ量算出手段は、前記ずれ画素と前記関心画素とのずれ量を算出する。画素移動手段は、算出されたずれ量に基づき前記ずれ画素を前記関心画素に相当する位置に移動する。サブトラクション処理手段は、ずれが補正される高エネルギー画像と低エネルギー画像とをサブトラクション処理する。出力手段はこのサブトラクション処理によって得られるサブトラクション画像を出力するので、エネルギーサブトラクション画像上に局所的に発生するずれに起因するアーティファクトが少ないエネルギーサブトラクション画像を取得できる。その結果、エネルギーサブトラクション画像を使用する画像診断を精度良くできる。

この発明において、前記領域取り出し手段は前記関心画素と対応位置に位置する対応画素を含む領域を前記対応領域として取り出し、前記ずれ画素検出手段は前記対応領域に含まれる画素の中から前記ずれ画素を検出し、前記領域取り出し手段はさらに前記ずれ画素が検出されるまで前記対応領域を逐次取り出すことが好ましい。例えば請求項６記載の発明である。これによれば、前記領域取り出し手段は前記関心画素と対応位置に位置する対応画素を含む領域を前記対応領域として取り出す。ずれ画素検出手段は前記対応領域に含まれる画素の中から前記ずれ画素を検出する。さらに、前記領域取り出し手段は前記ずれ画素が検出されるまで前記対応領域を逐次取り出すしたがって、エネルギーサブトラクション画像上に局所的に発生するずれに起因するアーティファクトが少ないエネルギーサブトラクション画像を確実に取得できる。その結果、エネルギーサブトラクション画像を使用する画像診断を精度良くできる。

この発明において、少なくとも２つの前記対応領域で検出される各ずれ画素の各ずれ量に基づき、前記各ずれ画素の間に位置する補間画素のずれ量を算出する補間画素ずれ量算出手段を備えることが好ましい。例えば請求項７記載の発明である。これによれば、領域取り出し回数と移動画素検出回数を移動量補間する画素の数だけ減少できるので、画像処理速度が向上する。したがって、エネルギーサブトラクション画像上に局所的に発生するずれに起因するアーティファクトが少ないエネルギーサブトラクション画像をすみやかに取得できる。その結果、エネルギーサブトラクション画像を使用する画像診断を精度良くできる。

また、この発明において、前記ずれ画素検出手段は、前記ずれ画素が骨部に相当するものか否かを判定するしきい値をさらに備えることが好ましい。例えば請求項８記載の発明である。これによれば、骨部に相当するものか否かを判定するしきい値を下回る画素を誤って移動することを防止できる。したがって、このしきい値を下回る画素を誤って移動することによって発生するアーティファクトと、エネルギーサブトラクション画像上に局所的に発生するずれに起因するアーティファクトとが少ないエネルギーサブトラクション画像を取得できる。その結果、エネルギーサブトラクション画像を使用する画像診断を精度良くできる。

この発明に係る画像処理装置によれば、エネルギーサブトラクション画像上に局所的に発生するずれに起因するアーティファクトを低減できる。その結果、エネルギーサブトラクション画像を使用する画像診断を精度良くできる。

この発明とは別の発明に係るＸ線撮影装置によれば、エネルギーサブトラクション画像上に局所的に発生するずれに起因するアーティファクトが少ないエネルギーサブトラクション画像を取得できる。その結果、エネルギーサブトラクション画像を使用する画像診断を精度良くできる。

以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。
図１は、実施例に係るＸ線撮影装置の全体構成を示すブロック図である。図２は、高エネルギー画像および低エネルギー画像上の領域設定を示す模式図である。図３は、この設定領域を拡大した模式図である。図４（ａ）は、低エネルギー画像から取り出される関心領域を示す模式図であり、（ｂ）は、高エネルギー画像から取り出される対応領域を示す模式図であり、（ｃ）は、この関心領域における水平方向のエッジ検出画像であり、（ｄ）ないし（ｇ）はこの対応領域おける水平方向のエッジ検出画像である。またこの図４（ｃ）ないし（ｇ）は、この関心領域における水平方向のエッジ検出画像とこの対応領域における水平方向のエッジ検出画像との相互相関の演算過程を模式的に示す。図５（ａ）ないし（ｆ）は、図４と同様に低エネルギー画像のエッジ検出画像と高エネルギー画像のエッジ検出画像との相互相関の演算過程を示す模式図である。もっとも図４とは異なり、エッジ検出画像は血管の交差点のエッジであり、このエッジ検出画像をずれ画素として検出しない方法を示す。図６は、この相互相関の演算過程が二次元的に移動する状態を示す模式図である。図７は、ずれ画素の間に位置する画素のずれ量を算出する方法を示す模式図である。

図１を参照して実施例に係るＸ線撮影装置１の全体構成を説明する。まず、従来技術と同様の構成について説明する。Ｘ線撮影装置１は、異なるエネルギーのＸ線２を発生させる高電圧発生部３と、高電圧発生部３から異なるエネルギーを供給されて高エネルギーＸ線とこの高エネルギーＸ線より低いエネルギーの低エネルギーＸ線とを天板５に載置される被検体Ｐに照射するＸ線管７と、被検体Ｐを透過する透過Ｘ線を検出するフラットパネル型Ｘ線検出器９（以下、ＦＰＤ９と呼ぶ。）と、ＦＰＤ９で検出される透過Ｘ線のうち高エネルギーＸ線から収集される高エネルギー画像を記憶する高エネルギー画像記憶部１１と、この高エネルギー画像よりも低いエネルギーの低エネルギーＸ線画像を記憶する低エネルギー画像記憶部１３と、高エネルギー画像記憶部１１に記憶される高エネルギー画像に対してＬＯＧ変換するＬＯＧ変換部１５と、低エネルギー画像記憶部１３に記憶される低エネルギー画像に対してＬＯＧ変換するＬＯＧ変換部１７と、ＬＯＧ変換部１５でＬＯＧ変換される高エネルギー画像に対して重み付けする重み付け部１９と、ＬＯＧ変換部１７でＬＯＧ変換される低エネルギー画像に対して重み付けする重み付け部２１とを備える。

次に、本実施例の特徴部分を説明する。重み付け部２１で適当に重み付けされる低エネルギー画像と重み付け部１９で適当に重み付けされる高エネルギー画像とに対してそれぞれエッジを検出するエッジ検出部２２と、エッジ検出部２２から出力される低エネルギー画像上に関心画素を含む関心領域を取り出すとともに、エッジ検出部２２から出力される高エネルギー画像上に関心画素と対応位置に位置する対応画素を含む領域を対応領域として取り出す領域取り出し部２３と、高エネルギー画像上に取り出される対応領域に含まれる画素の中からずれ画素を検出するずれ画素検出部２５と、関心画素とずれ画素とのずれ量を算出する画素ずれ量算出部２７と、ずれ画素とずれ画素の間に介在する画素のずれ量を算出する補間画素ずれ量算出部６１と、算出されるずれ量に基づきずれ画素の間に位置する算出されるずれ量に基づきずれ画素を関心画素と対応位置に位置する対応画素に移動する画素移動部２９と、この移動された画素と移動されない画素とを記憶する画素移動済み画像記憶部３１とを備える。さらに、低エネルギー画像記憶部１３から出力される低エネルギー画像と画素移動済み画像記憶部３１から出力される高エネルギー画像とをサブトラクション処理してサブトラクション画像を取得するサブトラクション処理部３３と、サブトラクション処理されるサブトラクション画像を表示するモニタ３７とを備える。なお、Ｘ線管７はこの発明のＸ線照射手段に相当し、ＦＰＤ９はこの発明のＸ線検出手段に相当し、モニタ３７はこの発明の出力手段に相当する。

次に、Ｘ線撮影装置１に備えられる各部について説明する。

エッジ検出部２２は、ラプラシアンフィルタを用いて低エネルギー画像と高エネルギー画像とにそれぞれエッジ検出処理する。エッジ検出処理後の低エネルギー画像と高エネルギー画像とはそれぞれ肋骨画像のエッジが強調される。

図２を参照してＸ線撮影装置１に備えられる領域取り出し部２３について説明する。領域取り出し部２３は、モニタ３７に表示される画像に領域設定するマウス等の入力部３９と、入力部３９で入力される低エネルギー画像Ｌ上の領域設定を高エネルギー画像Ｈ上に反映させるコントローラ４１とを備える。なお、領域取り出し部２３はこの発明の領域取り出し手段に相当する。

低エネルギー画像Ｌには低エネルギーＸ線で撮影された背骨４３Ｌと肋骨４５Ｌと心臓４７Ｌと肺野血管４９Ｌとが表示される。高エネルギー画像Ｈには低エネルギーＸ線よりも高いエネルギーの高エネルギーＸ線で撮影された背骨４３Ｈと肋骨４５Ｈと心臓４７Ｈと肺野血管４９Ｈとが表示される。低エネルギー画像Ｌと高エネルギー画像Ｈとは被検体の呼吸に同期して撮影された画像であり、同じ位相の画像である。サブトラクション画像Ｓには低エネルギー画像Ｌと高エネルギー画像Ｈとを差分して心臓４７Ｓと肺野血管４９Ｓと引き残った肋骨アーティファクト４５Ｓが表示される。このアーティファクトは、低エネルギー画像Ｌと高エネルギー画像Ｈが数ピクセル程度ずれることによって発生する。

術者は、サブトラクション画像Ｓにアーティファクトを発見すると、低エネルギー画像Ｌと高エネルギー画像Ｈとの間のずれを補正する。まず術者は、入力部３９を操作して低エネルギー画像Ｌ上に関心領域５１を設定する。すると、コントローラ４１は高エネルギー画像Ｈ上の同じ位置に対応領域５７を取り出す。

図３を参照してＸ線撮影装置１に備えられる領域取り出し部２３について説明する。図３は高エネルギー画像Ｈと低エネルギー画像Ｌの一部拡大図であり、図２に示される関心領域５１と対応領域５７も拡大表示される。術者が設定する関心領域５１には関心画素５３が含まれる。関心画素５３には、関心領域５１内に位置する肋骨４５Ｌの先端が映される。説明の都合上、肋骨４５Ｌの残りの画素は省略する。関心領域５１が設定されると、領域取り出し部２３は、対応画素５５を含む対応領域５７を高エネルギー画像Ｈ上に取り出す。関心領域５１と対応領域５７とは同じ位置にあるものとし、それぞれ縦５ピクセル・横５ピクセルとする。

図４を参照してＸ線撮影装置１に備えられるずれ画素検出部２５について説明する。この説明では、ずれ画素５９は対応画素５５から＋１画素ずれているとする。なお、ずれ画素検出部２５はこの発明のずれ画素検出手段に相当する。

まず、ずれ画素検出部２５は、図４（ａ）に示される関心領域５１を水平方向に走査して、図４（ｃ）に示すようにエッジが強調処理されたエッジ検出画像を作成する。ここではエッジは肋骨の境界である。このエッジ検出画像は図４（ｃ）に示されるように関数ｆ（ｘ）として表される。ｘは関心領域５１における関心画素５３の位置情報である。ここでは関心画素５３の位置ｘを０とし、右側の画素を＋１、＋２とし、左側の画素を−１、−２とする。関心画素５３の画素値は関数ｆ（ｘ）においてピークとして表される。

次に、ずれ画素検出部２５は、図４（ｂ）に示される対応領域５７を水平方向に走査して、図４（ｄ）ないし（ｇ）に示すようにエッジが強調処理されたエッジ検出画像を作成する。このエッジ検出画像は、図４（ｄ）ないし（ｇ）に示されるように関数ｇ（ｘ−ｙ）として表される。（ｘ−ｙ）は対応領域に含まれる画素の位置情報であり、ｙは関心画素５３と同じ位置の対応画素５５を０としたとき、対応画素５５から見たずれ画素５９のずれ量である。

そして次に、ずれ画素検出部２５は相互相関関数∫ｆ（ｘ）・ｇ（ｘ−ｙ）ｄｘが最大となるときのずれ画素５９の位置情報（ｘ−ｙ）を求める。すなわち、図４（ｄ）ないし（ｇ）に示すように二点鎖線で示される関数ｆ（ｘ）と実線で示される関数ｇ（ｘ−ｙ）とをｄｘずつずらしながら、関数ｆ（ｘ）と関数ｇ（ｘ−ｙ）との積を積分する。これにより、２つの関数が重なる面積が求まる。２つの関数が重なる面積は、図４（ｄ）から図４（ｇ）に行くに従って大きくなり、図４（ｇ）において最大になる。図４（ｇ）においては関数ｆ（ｘ）と関数ｇ（ｘ−ｙ）とは一致するといえる。よって、対応画素５５から＋１画素ずれる画素がずれ画素５９と検出される。

図４に図示されない画素ずれ量算出部２７は、この関数ｇ（ｘ―ｙ）のｙの値をずれ画素５９のずれ量として算出する。なお、画素ずれ量算出部２７はこの発明の画素ずれ量算出手段に相当する。

図５を参照してずれ画素検出部２５が所定のしきい値Ｔを用いてずれ画素５９を判定する方法について説明する。図５（ａ）に示される関心領域５１には、複数の血管が交差する交差点を示す関心画素５３が存在する。図５（ｂ）に示される対応領域５７には、この関心画素５３に対応する対応画素５５と、複数の血管が交差する交差点を示す画素６０とが存在する。ここでは対応画素５５を中心０とし、画素６０のずれ量を−２とする。図５（ｃ）には、図示されない関心領域５１上の関心画素５３のエッジ検出画像が表示される。図５（ｄ）は対応領域５７上のずれ量−２の画素のエッジ検出画像であり、図５（ｅ）はそのずれ量０の対応画素５５のエッジ検出画像であり、図５（ｆ）はそのずれ量＋２の画素のエッジ検出画像である。ズレ検出画像は血管交差点をエッジとして検出するものである。ここで、二点鎖線で示される関数ｆ（ｘ）と実線で示される関数ｇ（ｘ−ｙ）との相互相関関数∫ｆ（ｘ）・ｇ（ｘ−ｙ）ｄｘの最大値は、図４（ｄ）に示すように、ずれ量ｙ＝−２の画素６０である。しかし、現実には画素６０は肋骨のエッジ画素ではない。そこで、ずれ画素検出部２５は、複数の血管が交差する交差点の画素値より大きく肋骨の画素値より小さいしきい値Ｔを定める。関数ｇ（ｘ−ｙ）に現れるピークがしきい値Ｔより小さい場合、ずれ画素検出部２５は走査している画素はずれ画素５９でないと判定する。

図６を参照して、領域取り出し部２３が最初に取り出す対応領域５７とは異なる領域を取り出す方法について説明する。ずれ画素検出部２５が高エネルギー画像Ｈ上で最初に取り出された対応領域５７Ａの中からずれ画素５９を検出できない場合、領域取り出し部２３は対応領域５７Ａを１画素外側にずらす。ずれ画素検出部２５は新たな対応領域５７Ｂの中でもずれ画素５９を検出できない場合、領域取り出し部２３は対応領域５７Ｂを最初に取り出された対応領域５７Ａの周りを一点鎖線で示す矢印ＲＢ方向に１画素ずつ移動させ、ずれ画素検出部２５は各位置でずれ画素５９を検出する。同様に、対応領域５７Ｂの中でもずれ画素５９を検出できない場合、領域取り出し部２３は対応領域５７Ｂを１画素外側にずらし、対応領域５７Ｃを一点鎖線で示す矢印ＲＣ方向に１画素ずつ移動させ、ずれ画素５９を検出する。このように、領域取り出し部２３は対応領域５７をずらしながらずれ画素５９が検出されるまで検出し続ける。

図７を参照してＸ線撮影装置１に備えられる補間画素ずれ量算出部６１について説明する。図７は高エネルギー画像Ｈの一部拡大図である。ずれ画素検出部２５は対応画素５５Ａからずれ画素５９Ａを検出し、画素ずれ量算出部２７はずれ画素５９Ａのずれ量を３ピクセルと算出する。同様に、対応画素５５Ｂからずれ画素５９Ｂを検出し、ずれ量を1ピクセルと算出する。間隔を隔てて並ぶずれ画素５９Ａ、５９Ｂのずれ量を算出すれば、対応画素５５Ａと５５Ｂとの間に位置する対応画素５５Ｃからずれ画素５９Ｃを検出しなくとも、補間画素ずれ量算出部６１は対応画素５５Ｃのずれ量をいわゆる線形補間法により算出する。ここでは、補間画素ずれ量算出部６１はずれ画素５９Ａのずれ量３ピクセルとずれ画素５９Ｂのずれ量１ピクセルとの間をとって、対応画素５５Ｃのずれ量を２ピクセルと算出する。なお、補間画素ずれ量算出部６１はこの発明の補間画素ずれ量算出手段に相当する。

最後に図１を参照して、その他の全体構成について説明する。画素移動部２９は、ずれ画素５９をずれ量だけ戻して画素移動済み画像記憶部３１に出力する。残りのずれ画素５９についても同様に、ずれ画素５９を検出し、ずれ量だけ戻して画素移動済み画像記憶部３１に出力する。ずれていない画素はそのまま画素移動済み画像記憶部に出力される。このように、ずれ補正された高エネルギー画像Ｈが画素移動済み画像記憶部３１に記憶される。なお、画素移動部２９はこの発明の画素移動手段に相当する。

なお、領域取り出し部２３とずれ画素検出部２５と画素ずれ量検出部２７と補間画素ずれ量検出部６１と画素移動部２９は本発明の補正手段に相当する。

サブトラクション処理部３３は、低エネルギー画像記憶部１３に記憶される低エネルギー画像Ｌと、画素移動済み画像記憶部３１に記憶される高エネルギー画像Ｈとをサブトラクションしてサブトラクション画像を取得する。このようにして、サブトラクション処理されたサブタトラクション画像はモニタ３７に表示される。なお、サブトラクション処理部３３はこの発明のサブトラクション処理手段に相当する。

実施例に係るＸ線撮影装置１によれば、領域取り出し部２３は、低エネルギー画像Ｌから関心画素５３を含む関心領域５１を取り出し、高エネルギー画像Ｈから前記関心領域５１に対応する対応領域５７を取り出す。ずれ画素検出部２５は、この関心領域における水平方向のエッジ検出画像に相当する関数ｆ（ｘ）とこの対応領域５７における水平方向のエッジ検出画像に相当する関数ｇ（ｘ−ｙ）との相互相関関数∫ｆ（ｘ）・ｇ（ｘ−ｙ）ｄｘの最大値が存在する画素をずれ画素５９と判定する。画素ずれ量算出部２７は、この関数ｇ（ｘ−ｙ）のｙの値をずれ画素５９のずれ量として算出する。画素移動部２９は、ずれ画素５９をこのずれ量だけ戻して画素移動済み画像記憶部３１に出力する。画素移動済み画像記憶部３１はずれ補正されたずれ画素５９を含む高エネルギー画像Ｈを記憶する。サブトラクション処理部３３は、このようにしてずれ補正される高エネルギー画像Ｈと低エネルギー画像Ｌとをサブトラクション処理するので、エネルギーサブトラクション画像上に局所的に発生するずれを各画素ごとに補正することができる。したがって、エネルギーサブトラクション画像上に局所的に発生するずれに起因するアーティファクトを低減できる。その結果、エネルギーサブトラクション画像を使用する画像診断を精度良くできる。

実施例に係るＸ線撮影装置１によれば、領域取り出し部２３は関心画素５３と対応位置に位置する対応画素５５を含む領域を対応領域５７として取り出す。ずれ画素検出部２５は対応領域５７に含まれる画素の中からずれ画素５９を検出する。さらに、領域取り出し部２３は、ずれ画素５９が検出されるまで対応領域５７を逐次取り出す。したがって、エネルギーサブトラクション画像上に局所的に発生するずれに起因するアーティファクトを確実に低減できる。その結果、エネルギーサブトラクション画像を使用する画像診断を精度良くできる。

実施例に係るＸ線撮影装置１によれば、補間画素ずれ量検出部６１は、ずれ画素検出部２５で検出されるずれ画素５９Ａ、５９Ｂの各ずれ量に基づき、ずれ画素５９Ａとずれ画素５９Ｂとの間に位置する対応画素５５Ｃのずれ量をいわゆる線形補間法により算出するので、領域取り出し回数とずれ画素検出回数をずれ量補間する画素の数だけ減少できる。したがて、画像処理速度が向上するので、エネルギーサブトラクション画像上に局所的に発生するずれに起因するアーティファクトをすみやかに低減できる。その結果、エネルギーサブトラクション画像を使用する画像診断を精度良くできる。

実施例に係るＸ線撮影装置１によれば、ずれ画素検出部２５は、この関心領域における水平方向のエッジ検出画像に相当する関数ｆ（ｘ）とこの対応領域５７における水平方向のエッジ検出画像に相当する関数ｇ（ｘ−ｙ）との相互相関関数∫ｆ（ｘ）・ｇ（ｘ−ｙ）ｄｘの最大値が存在する画素のうち、軟部組織の画素値よりも大きく骨部の画素値よりも小さいしきい値Ｔを下回る画素値を有する画素をずれ画素５９として検出しないので、対応領域５７に含まれる画素のうち画素値が所定のしきい値Ｔを超えない画素を誤って移動することを防止できる。したがって、所定のしきい値を超えない画素を誤って移動することによって発生するアーティファクトと、エネルギーサブトラクション画像上に局所的に発生するずれに起因するアーティファクトとを減少できる。その結果、エネルギーサブトラクション画像を使用する画像診断を精度良くできる。

（１）上述した実施例では、領域取り出し部２３とずれ画素検出部２５と画素ずれ量検出部２７と補間画素ずれ量検出部６１とを備える補正手段を有するＸ線撮影装置１について説明したが、この他の実施例としてこの補正手段を有する画像処理装置が挙げられる。

（２）上述した実施例では、領域取り出し部２３は低エネルギー画像Ｌに関心領域５１を設定し、高エネルギー画像Ｈから対応領域５７を取り出したが、反対に高エネルギー画像Ｈに関心領域５１を設定し、低エネルギー画像Ｌから対応領域５７を取り出しても構わない。

（３）上述した実施例では、領域取り出し部２３は対応領域５７を１画素ずつ移動させながらずれ画素５９を検出すると説明したが、これに限らず複数画素おきに移動させながらずれ画素５９を検出しても構わない。

（４）上述した実施例では、術者はサブトラクション画像Ｓにアーティファクトを発見した後でずれを補正すると説明したが、アーティファクトを発見する前にずれを補正しても構わない。

実施例に係るＸ線撮影装置の全体構成を示すブロック図である。高エネルギー画像および低エネルギー画像上での領域設定を示す模式図である。関心領域と対応領域とを拡大した模式図である。（ａ）（ｂ）は、低エネルギー画像から取り出される関心領域および高エネルギー画像から取り出される対応領域示す模式図であり、（ｃ）ないし（ｇ）は、この関心領域における水平方向のエッジ検出画像とこの対応領域における水平方向のエッジ検出画像との相互相関の演算過程を示す模式図である。（ａ）は、関心領域を示す模式図であり、（ｂ）は、対応領域を示す模式図であるり、（ｃ）ないし（ｆ）はこの関心領域における水平方向のエッジ検出画像とこの対応領域における水平方向のエッジ検出画像との相互相関の演算過程におけるしきい値処理を示す模式図である。この相互相関の演算過程が二次元的に移動する状態を示す模式図である。ずれ画素の間に位置する画素のずれ量を算出する方法を示す模式図である。

符号の説明

１ …Ｘ線撮影装置
２２ …エッジ検出部
２３ …領域取り出し部
２５ …ずれ画素検出部
２７ …画素ずれ量算出部
２９ …画素移動部
３１ …画素移動済み画像記憶部
３３ …サブトラクション処理部
５１ …関心領域
５３ …関心画素
５５ …対応画素
５７ …対応領域
５９ …ずれ画素
６１ …補間画素ずれ量算出部

Claims

高エネルギーＸ線を被検体に照射して得られる高エネルギー画像と前記高エネルギーＸ線よりも低い低エネルギーＸ線を被検体に照射して得られる低エネルギー画像とのずれを補正する補正手段と、前記補正後の高エネルギーＸ線画像と低エネルギーＸ線画像とをサブトラクション処理するサブトラクション処理手段とを備える画像処理装置であって、前記補正手段は、前記高エネルギー画像および前記低エネルギー画像に対してそれぞれエッジを検出するエッジ検出手段と、前記高エネルギー画像または前記低エネルギー画像のうちいずれか一方の画像から関心画素を含む関心領域を取り出し、前記一方画像と異なる他方画像から前記関心領域に対応する対応領域を取り出す領域取り出し手段と、前記関心領域および前記対応領域からエッジ検出画像をそれぞれ作成して、前記関心領域におけるエッジ検出画像に相当する関数と前記対応領域におけるエッジ検出画像に相当する関数とが一致するずれ画素を前記対応領域に含まれる画素の中から検出するずれ画素検出手段と、前記ずれ画素と前記関心画素とのずれ量を算出する画素ずれ量算出手段と、算出されたずれ量に基づき前記ずれ画素を前記関心画素に相当する位置に移動する画素移動手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
請求項１記載の画像処理装置において、前記領域取り出し手段は前記関心画素と対応位置に位置する対応画素を含む領域を前記対応領域として取り出し、前記ずれ画素検出手段は前記対応領域に含まれる画素の中から前記ずれ画素を検出し、前記領域取り出し手段はさらに前記ずれ画素が検出されるまで前記対応領域を逐次取り出すことを特徴とする画像処理装置。
請求項１または２記載の画像処理装置において、少なくとも２つの前記対応領域で検出される各ずれ画素の各ずれ量に基づき、前記各ずれ画素の間に位置する補間画素のずれ量を算出する補間画素ずれ量算出手段を備えることを特徴とする画像処理装置。
請求項１ないし３記載の画像処理装置において、前記ずれ画素検出手段は、前記ずれ画素が骨部に相当するものか否かを判定するしきい値をさらに備えることを特徴とする画像処理装置。
エネルギーの異なるＸ線を被検体に照射するＸ線照射手段と、前記被検体を透過する透過Ｘ線を検出するＸ線検出手段と、前記透過Ｘ線のうち高エネルギーＸ線から得られる高エネルギー画像と前記透過Ｘ線のうち高エネルギーＸ線よりも低い低エネルギーＸ線から得られる低エネルギー画像とのずれを補正する補正手段と、前記補正後の高エネルギーＸ線画像と低エネルギーＸ線画像とをサブトラクション処理するサブトラクション処理手段と、前記サブトラクション処理によって得られるサブトラクション画像を出力する出力手段を備えるＸ線撮影装置であって、前記補正手段は、前記高エネルギー画像および前記低エネルギー画像に対してそれぞれエッジを検出するエッジ検出手段と、前記高エネルギー画像または前記低エネルギー画像のうちいずれか一方の画像から関心画素を含む関心領域を取り出し、前記一方画像と異なる他方画像から前記関心領域に対応する対応領域を取り出す領域取り出し手段と、前記関心領域および前記対応領域からエッジ検出画像をそれぞれ作成して、前記関心領域におけるエッジ検出画像に相当する関数と前記対応領域におけるエッジ検出画像に相当する関数とが一致するずれ画素を前記対応領域に含まれる画素の中から検出するずれ画素検出手段と、前記ずれ画素と前記関心画素とのずれ量を算出する画素ずれ量算出手段と、算出されたずれ量に基づき前記ずれ画素を前記関心画素に相当する位置に移動する画素移動手段とを備えることを特徴とするＸ線撮影装置。
請求項５記載のＸ線撮影装置において、前記領域取り出し手段は前記関心画素と対応位置に位置する対応画素を含む領域を前記対応領域として取り出し、前記ずれ画素検出手段は前記対応領域に含まれる画素の中から前記ずれ画素を検出し、前記領域取り出し手段はさらに前記ずれ画素が検出されるまで前記対応領域を逐次取り出すことを特徴とするＸ線撮影装置。
請求項５または６記載のＸ線撮影装置において、少なくとも２つの前記対応領域で検出される各ずれ画素の各ずれ量に基づき、前記各ずれ画素の間に位置する補間画素のずれ量を算出する補間画素ずれ量算出手段を備えることを特徴とするＸ線撮影装置。
請求項５ないし７記載のＸ線撮影装置において、前記ずれ画素検出手段は、前記ずれ画素が骨部に相当するものか否かを判定するしきい値をさらに備えることを特徴とするＸ線撮影装置。