JP2009189667A - X-ray image diagnostic apparatus - Google Patents

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忍 竹之内
Masaya Katsumata
真弥 勝間田
Katsumi Suzuki
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray image diagnostic apparatus capable of displaying an X-ray image after image processing at a stable density by allowing an operator to easily change-determine the region of interest (ROI) with respect to the X-ray image. <P>SOLUTION: The X-ray image diagnostic apparatus for obtaining the transmission X-rays of a subject 1 as image data and image-processing the image data includes: a histogram generating means 12; a ROI setting means 13; and a ROI display control means 14. The histogram generating means 12 generates the histogram of a pixel value in the image data. The ROI setting means 13 sets a specified pixel value width, which is selected by the operator, based on the acquired histogram in order to determine the ROI in the image processing. The ROI display control means 14 allows a display means 9 to display an X-ray image, so as to display the specified region of the X-ray image corresponding to the specified pixel value width in a way visually different from that of the other region. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、被検体にX線を照射してX線画像を得るX線画像診断装置に関する。特に、画像処理を行う際の関心領域を確認・変更・決定できるX線画像診断装置に関する。   The present invention relates to an X-ray diagnostic imaging apparatus that obtains an X-ray image by irradiating a subject with X-rays. In particular, the present invention relates to an X-ray diagnostic imaging apparatus that can confirm, change, and determine a region of interest when performing image processing.

従来、対象物にX線を照射し、該対象物を透過したX線の強度分布を検出してX線画像を得る装置が、工業用の非破壊検査や医療診断の場で広く利用されている。このような撮影技術として、被検体の透過X線をイメージングプレートやイメージインテンシファイヤにより電気信号に変換し、この電気信号を画像処理した後に、可視画像としてCRT等に再現することによりX線画像を得る装置が知られている。また、平面検出器(フラットパネルディテクタ)を使用して同様にX線画像を撮影する装置も開発されている。これらの装置は、従来の感光性フィルムを用いるX線撮影装置よりも非常に広いダイナミックレンジを有しており、X線の露光量の変動に影響されない安定したX線画像を得られるという利点を有している。   Conventionally, an apparatus for irradiating an object with X-rays and detecting an X-ray intensity distribution transmitted through the object to obtain an X-ray image has been widely used in industrial nondestructive inspection and medical diagnosis. Yes. As such an imaging technique, an X-ray image is obtained by converting transmitted X-rays of a subject into an electrical signal using an imaging plate or an image intensifier, and performing image processing on the electrical signal and reproducing it as a visible image on a CRT or the like. Devices for obtaining are known. In addition, an apparatus for taking an X-ray image in the same manner using a flat detector (flat panel detector) has been developed. These apparatuses have a much wider dynamic range than conventional X-ray imaging apparatuses using a photosensitive film, and have the advantage that a stable X-ray image can be obtained that is not affected by fluctuations in the amount of X-ray exposure. Have.

これらのX線検出器のうち平面検出器では、構造上、X線が照射されていないときでも、暗電流によって電荷が蓄積用コンデンサにノイズとして蓄積されるため、平面検出器から出力される画像データから、この暗電流量を減算(オフセット補正)する必要がある。また、平面検出器において各画素のゲインが一定でないことから、入力画像に対して均一な出力画像を得るために、各画素単位のゲイン補正が必要となる。さらに、平面検出器では、通常、画素値が出力されない欠陥画素が存在するため、欠陥画素の補正も必要とされる。そして、これらの基本補正によって補正が施された画像データには、各種画像処理が施されることが一般的である。例えば、X線画像の関心領域の濃度を安定させる表示階調処理、人体の構造や病変の陰影を見やすく出力するダイナミックレンジ圧縮処理や周波数強調処理等の画像処理が行われる。   Among these X-ray detectors, the flat detector has a structure in which charges are accumulated as noise in the storage capacitor by dark current even when X-rays are not irradiated. It is necessary to subtract (offset correction) this dark current amount from the data. In addition, since the gain of each pixel is not constant in the flat panel detector, gain correction for each pixel is required to obtain a uniform output image with respect to the input image. Furthermore, since a flat detector usually has a defective pixel for which no pixel value is output, correction of the defective pixel is also required. In general, various types of image processing are performed on the image data corrected by these basic corrections. For example, display gradation processing that stabilizes the density of the region of interest in the X-ray image, image processing such as dynamic range compression processing and frequency enhancement processing that easily output the structure of the human body and the shadow of the lesion are performed.

これらの画像処理では、基本補正された画像データから関心領域を決定し、その関心領域の特徴量を利用して画像データに対する各種の処理を行うことが多い。例えば、表示階調処理の処理条件を決定する技術として、撮影画像領域の累積ヒストグラムの特性値に基づいて基準画像信号範囲(関心領域)を決定し、その範囲が所定の電気的画像信号範囲に対応するように階調処理条件を設定する技術 (例えば特許文献1参照)が提案されている。同技術では、累積ヒストグラムの累積度数が50%となる信号値を中心として、その前後の一定幅を基準画像信号範囲として決定するようにしている。   In these image processes, a region of interest is often determined from image data that has been subjected to basic correction, and various types of processing are performed on the image data using the feature amount of the region of interest. For example, as a technique for determining processing conditions for display gradation processing, a reference image signal range (region of interest) is determined based on a characteristic value of a cumulative histogram of a captured image region, and the range becomes a predetermined electrical image signal range. A technique for setting gradation processing conditions so as to correspond (for example, see Patent Document 1) has been proposed. In this technology, a constant width before and after the signal value at which the cumulative frequency of the cumulative histogram is 50% is determined as the reference image signal range.

特開昭63−31641号公報JP 63-31641 A

しかし、上記の従来技術は、関心領域の設定を累積ヒストグラムの累積度数が50%となる信号値を中心として、その前後の一定幅を基準画像信号範囲として決定するという画一的な手法であるため、この決定された関心領域が適切でない場合に、術者が適宜最適な関心領域を設定し直すことができない。   However, the above-described conventional technique is a uniform method in which the region of interest is set around a signal value at which the cumulative frequency of the cumulative histogram is 50%, and a certain width before and after that is determined as the reference image signal range. Therefore, when the determined region of interest is not appropriate, the surgeon cannot appropriately reset the optimum region of interest.

例えば、図10に示すような腹部正面等の体幹部正面のX線画像においては、一般的に、画像の全体が被写体領域30であり、画素値のヒストグラムに図11に示すようなピークが明確に現れる。そのため、従来技術でも、診断に必要な部分の画像部分を推定することが比較的に容易である。ところが、撮影部位や被写体のポジショニング等によっては、被写体領域のX線照射を制限するX線絞りや、被検体を透過せずにX線が検出器に到達した直接線領域等の診断上不要とされる部分が画像内に含まれることがある。そのため、X線絞り領域や直接線領域が含まれる画像に対して、従来技術で関心領域を決定して画像処理を行うと、診断に必要のない領域の影響によって、安定した表示階調処理画像が得られないことがあった。   For example, in the X-ray image of the front of the trunk such as the front of the abdomen as shown in FIG. 10, the entire image is generally the subject region 30, and the peak as shown in FIG. Appear in Therefore, it is relatively easy to estimate the image portion necessary for diagnosis even in the conventional technology. However, depending on the imaging region, the positioning of the subject, etc., there is no need for diagnosis, such as an X-ray aperture that restricts X-ray irradiation of the subject region, or a direct line region where X-rays reach the detector without passing through the subject. The portion to be processed may be included in the image. For this reason, when the image processing is performed by determining the region of interest with the conventional technique for an image including an X-ray aperture region or a direct line region, a stable display gradation processing image is obtained due to the influence of the region that is not necessary for diagnosis. May not be obtained.

例えば、腰椎側面等の体幹部側面のX線画像においては、術者がX線絞りを挿入する場合と、挿入しない場合とがある。図12にX線絞りを挿入して被写体領域30と絞り領域40とから構成される画像を示す。図13にX線絞りを挿入せず、ヒストグラム(又は累積ヒストグラム)を用いて予め直接線領域50を除外して黒く表示し、被写体領域30と区別した画像を示す。これら画像の累積ヒストグラムを図14に示す。この累積ヒストグラムでは、実線はX線絞りを挿入した場合、破線は挿入しない場合を示す。図13に示すように、直接線領域50を除去した画像では、診断に必要な被写体領域30と直接線領域50の境界部(皮膚線領域)が高輝度となる。そのため、図14に示すように、X線絞りを挿入した場合に比べて、累積ヒストグラムが傾斜の緩やかな直線的になってしまい、従来技術による関心領域の設定では、適切な設定ができないことが多い。   For example, in an X-ray image of a trunk side surface such as a lumbar side surface, an operator may or may not insert an X-ray diaphragm. FIG. 12 shows an image composed of the subject region 30 and the aperture region 40 by inserting an X-ray aperture. FIG. 13 shows an image distinguished from the subject region 30 by excluding the direct line region 50 in advance using the histogram (or cumulative histogram) without inserting the X-ray stop and displaying in black. A cumulative histogram of these images is shown in FIG. In this cumulative histogram, a solid line indicates a case where an X-ray diaphragm is inserted and a broken line is not inserted. As shown in FIG. 13, in the image from which the direct line region 50 is removed, the boundary portion (skin line region) between the subject region 30 and the direct line region 50 necessary for diagnosis has high brightness. Therefore, as shown in FIG. 14, the cumulative histogram becomes a straight line with a gentle slope as compared with the case where an X-ray diaphragm is inserted, and the setting of the region of interest according to the conventional technique cannot be set appropriately. Many.

更に、図15に示すような頸椎などのX線画像においては、直接X線の影響だけでなく、顎や肩の部分等の診断に不要な部位が存在するため、術者がX線絞りを挿入しない場合(図15)と、挿入する場合(図16)とでは、累積ヒストグラムが図17(実線はX線絞りを挿入した場合、破線は挿入しない場合)のようになる。このような場合も、同様に、X線絞りを挿入しない場合は、累積ヒストグラムの曲がりが緩やかな直線的になり、従来技術では、適切な関心領域の絞り込みは困難である。そのため、適切な関心領域に基づいて画像処理を行うことができず、処理後の画像を安定した濃度で表示できない場合があった。   Further, in the X-ray image of the cervical spine as shown in FIG. 15, not only the influence of the direct X-ray but also a part unnecessary for the diagnosis such as the jaw and the shoulder exists, so the surgeon does the X-ray diaphragm. In the case of not inserting (FIG. 15) and the case of inserting (FIG. 16), the cumulative histogram is as shown in FIG. 17 (the solid line indicates the case where the X-ray diaphragm is inserted and the broken line does not indicate the case). In such a case as well, similarly, when the X-ray diaphragm is not inserted, the curve of the cumulative histogram becomes a gentle straight line, and it is difficult to narrow down the region of interest appropriately with the conventional technology. For this reason, image processing cannot be performed based on an appropriate region of interest, and the processed image may not be displayed with a stable density.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、個々のX線画像に対して術者が容易に関心領域を変更・決定することで、画像処理後のX線画像を安定した濃度で表示することができるX線画像診断装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and one of its purposes is that an operator can easily change / determine a region of interest for each X-ray image, thereby enabling post-image processing. An object of the present invention is to provide an X-ray image diagnostic apparatus capable of displaying an X-ray image at a stable density.

本発明のX線画像診断装置は、被検体にX線を照射するX線源と、前記X線源と対向して配置され、前記被検体の透過X線を検出して画像データとして出力するX線検出器と、前記画像データを利用して画像処理を行う画像処理手段と、前記画像データに基づくX線像を表示する表示手段とを備えるX線画像診断装置であって、前記画像データにおける画素値のヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、前記画像処理における関心領域を決定するために、得られたヒストグラムから特定画素値幅を設定する関心領域設定手段と、前記特定画素値幅に対応するX線像の特定領域を他の領域に対して視覚的に異なるように表示させる関心領域表示制御手段とを備えることを特徴とする。   An X-ray diagnostic imaging apparatus according to the present invention is disposed opposite to an X-ray source that irradiates a subject with X-rays, detects the transmitted X-rays of the subject, and outputs the detected data as image data. An X-ray diagnostic imaging apparatus comprising: an X-ray detector; an image processing unit that performs image processing using the image data; and a display unit that displays an X-ray image based on the image data. A histogram creation means for creating a histogram of pixel values in the image, a region-of-interest setting means for setting a specific pixel value width from the obtained histogram to determine a region of interest in the image processing, and an X corresponding to the specific pixel value width A region-of-interest display control unit that displays a specific region of the line image so as to be visually different from other regions is provided.

このような構成によれば、術者がX線画像を見ながら、関心領域設定手段によって任意に関心領域を変更・設定することができる。そのため、診断に必要な被写体領域で構成される画像の場合はもちろん、絞り領域、直接線領域、診断に不要な被写体領域など、診断に不要な領域が含まれている画像の場合であっても、個々の画像に応じて適切な関心領域を設定することができる。また、関心領域表示制御手段は、特定画素値幅に対応するX線像の特定領域を他の領域に対して視覚的に異なる表示とするため、術者がX線画像を見ながら関心領域を変更・設定することが容易に行える。そして、この適切な関心領域の画像特徴量に基づいて表示階調処理、ダイナミックレンジ圧縮処理、周波数強調処理等の各種画像処理を行うことができる。従って、撮影対象部位やポジショニング等の撮影条件の如何にかかわらず、常に、安定した濃度のX線画像を表示手段に表示することができる。   According to such a configuration, the region of interest can be arbitrarily changed / set by the region-of-interest setting unit while the operator looks at the X-ray image. Therefore, not only in the case of an image composed of subject areas necessary for diagnosis, but also in the case of an image including areas not necessary for diagnosis such as aperture areas, direct line areas, subject areas unnecessary for diagnosis, etc. An appropriate region of interest can be set according to individual images. The region-of-interest display control means changes the region of interest while viewing the X-ray image so that the surgeon can visually display the specific region of the X-ray image corresponding to the specific pixel value width with respect to other regions.・ Easy to set. Various image processing such as display gradation processing, dynamic range compression processing, and frequency enhancement processing can be performed based on the image feature amount of the appropriate region of interest. Therefore, an X-ray image having a stable density can always be displayed on the display means regardless of the imaging conditions such as the imaging target region and positioning.

本発明のX線画像診断装置において、前記関心領域設定手段は、前記特定画素値幅を変更するための画素値幅表示部を前記表示手段に表示させることが好ましい。   In the X-ray image diagnostic apparatus of the present invention, it is preferable that the region-of-interest setting unit displays on the display unit a pixel value width display unit for changing the specific pixel value width.

術者は、表示手段に表示された画像を確認しつつ、画素値幅表示部を操作することにより、関心領域を容易かつ適切に選択することができる。画素値幅表示部には、マウスポインターで操作可能なスクロールバーの他、タッチパネルに表示されて同パネル表面への接触等によって操作可能なスクロールバーや回転つまみなどを利用することができる。   The surgeon can select the region of interest easily and appropriately by operating the pixel value width display unit while confirming the image displayed on the display means. In addition to a scroll bar that can be operated with a mouse pointer, a scroll bar or a rotary knob that is displayed on a touch panel and can be operated by touching the surface of the panel can be used as the pixel value width display unit.

本発明のX線画像診断装置において、前記関心領域表示制御手段は、前記特定画素値幅に対応する前記X線像の前記特定領域を半透明に表示させてもよい。   In the X-ray image diagnostic apparatus of the present invention, the region of interest display control means may display the specific region of the X-ray image corresponding to the specific pixel value width in a translucent manner.

このようにすれば、全体画像中で見えなくなる部分を発生させることなく、特定領域(現在、選択されている関心領域)を明確に視認して選択することができる。その他、半透明の表示に代えて、特定領域を破線等の特定の線で囲むようにしてもよい。   In this way, the specific region (the currently selected region of interest) can be clearly visually recognized and selected without generating a portion that becomes invisible in the entire image. In addition, instead of the translucent display, the specific area may be surrounded by a specific line such as a broken line.

本発明のX線画像診断装置において、撮影手技に応じて予め決定された基準関心領域の画素値幅を初期画素値幅として設定する初期領域設定手段を備え、前記関心領域設定手段による特定領域の画素値幅の設定は、前記初期画素値幅を変更することにより行われるようにしてもよい。   The X-ray diagnostic imaging apparatus according to the present invention includes an initial region setting unit that sets a pixel value width of a reference region of interest determined in advance according to an imaging technique as an initial pixel value width, and a pixel value width of a specific region by the region of interest setting unit This setting may be performed by changing the initial pixel value width.

このようにすれば、初期設定として表示される基準関心領域を目安にして、所望の関心領域を設定することができるため、関心領域の設定が容易となる。この基準関心領域の画素値幅は、撮影対象部位、撮影方向ごとに用意する。例えば、腹部正面では、数百例の被検体のX線画像を対象として、好ましいと判断される関心領域を手動で選択・設定し、それらの関心領域の平均的な画素値幅が累積ヒストグラムの何%〜何%であるかを求めて、これを初期画素値幅とすればよい。   In this way, since a desired region of interest can be set with reference to the reference region of interest displayed as an initial setting, the region of interest can be easily set. The pixel value width of the reference region of interest is prepared for each imaging target region and imaging direction. For example, in the front of the abdomen, regions of interest that are judged to be preferable are manually selected and set for X-ray images of several hundreds of subjects, and the average pixel value width of those regions of interest is the value of the cumulative histogram. % To what percentage may be obtained and used as the initial pixel value width.

本発明のX線画像診断装置は、関心領域設定手段によって適切に設定された関心領域で得られる画像特徴量に基づいて画像処理条件が選択されるので、撮影対象部位や被検体のポジショニング等の撮影条件の如何にかかわらず、常に安定した濃度のX線画像を表示することができる。   In the X-ray image diagnostic apparatus of the present invention, the image processing condition is selected on the basis of the image feature amount obtained in the region of interest appropriately set by the region of interest setting unit. Regardless of the imaging conditions, an X-ray image having a stable density can always be displayed.

以下に、本発明の実施の形態に係るX線画像診断装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, an X-ray diagnostic imaging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、X線画像診断装置の基本的な構成を示すブロック図である。このX線画像診断装置は、被検体1のX線画像を撮影する装置で、X線管球2と、X線絞り3と、グリッド4と、X線平面検出器5と、平面検出器基本補正手段6と、画像記憶手段7と、画像処理手段8と、表示手段9とを備えている。   FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of an X-ray image diagnostic apparatus. This X-ray diagnostic imaging apparatus is an apparatus that captures an X-ray image of a subject 1, and includes an X-ray tube 2, an X-ray diaphragm 3, a grid 4, an X-ray flat detector 5, and a flat detector basic. A correction unit 6, an image storage unit 7, an image processing unit 8, and a display unit 9 are provided.

X線管球2は、被検体1に対してX線を照射するX線源である。X線絞り3は、このX線管球2より照射されるX線の被検体1への照射を制限する。グリッド4は、X線が被検体1を透過する際に生じる散乱線成分を除去する。X線平面検出器5は、多数の画素を備え、X線管球2に対向して配置され、被検体1を透過したX線(透過X線)を検出して画像データとして出力する。平面検出器基本補正手段6は、このX線平面検出器5より出力される画像データの基本補正(暗電流補正・ゲイン補正等)を行う。画像記憶手段7は、この平面検出器基本補正手段6より出力される画像データを記憶する。画像処理手段8は、この画像記憶手段7に記憶されている画像データに対して、表示階調処理、ダイナミックレンジ圧縮処理、周波数強調処理などの画像処理を行う。表示手段9は、基本補正された画像データや画像処理された画像データを表示する。   The X-ray tube 2 is an X-ray source that irradiates the subject 1 with X-rays. The X-ray diaphragm 3 limits irradiation of the subject 1 with X-rays irradiated from the X-ray tube 2. The grid 4 removes scattered radiation components generated when X-rays pass through the subject 1. The X-ray flat panel detector 5 includes a large number of pixels, is arranged to face the X-ray tube 2, detects X-rays transmitted through the subject 1 (transmitted X-rays), and outputs them as image data. The flat detector basic correction means 6 performs basic correction (dark current correction, gain correction, etc.) of the image data output from the X-ray flat detector 5. The image storage means 7 stores the image data output from the flat detector basic correction means 6. The image processing unit 8 performs image processing such as display gradation processing, dynamic range compression processing, and frequency enhancement processing on the image data stored in the image storage unit 7. The display means 9 displays the image data subjected to basic correction and the image data subjected to image processing.

さらに、この装置は、X線絞り算出手段10と、直接X線算出手段11と、ヒストグラム作成手段12と、関心領域設定手段13と、関心領域表示制御手段14と、初期領域設定手段15とを備えている。   Further, the apparatus includes an X-ray aperture calculation unit 10, a direct X-ray calculation unit 11, a histogram creation unit 12, a region of interest setting unit 13, a region of interest display control unit 14, and an initial region setting unit 15. I have.

X線絞り算出手段10は、X線絞り3の位置情報からX線絞り3の位置を検出する。直接X線算出手段11は、X線平面検出器5の直接線領域を算出する。ヒストグラム作成手段12は、直接X線算出手段11とX線絞り算出手段10の算出結果から画像における絞り領域と直接線領域を除去して被写体領域を算出し、その被写体領域の累積ヒストグラムを作成する。絞り領域と直接線領域の除去を行う具体的な処理手順は、公知の技術が利用できる。関心領域設定手段13は、前記累積ヒストグラムを用い、術者が選択した特定画素値幅を変更・設定する。より具体的には、後述するように、表示手段の画面上に、画素値のヒストグラムや画素値幅の変更を行うためのスクロールバーを表示させる。関心領域表示制御手段14は、特定画素値幅に対応するX線像の特定領域(現在選択されている関心領域)を他の領域に対して視覚的に異なる表示となるよう表示手段にX線像を表示させる。ここでは、特定領域を半透明とし、特定領域以外を通常のX線画像として表示させる。初期領域設定手段15は、撮影手技に応じて予め決定された基準関心領域の画素値幅を初期画素値幅として記憶手段に記憶しておき、アナトミカルプログラムから選択された手技に応じて、基準関心領域の画素値幅を記憶手段から読み出す。そして、この記憶手段から読み出した画素値幅を、関心領域設定手段での基準関心領域の初期画素値幅とする。   The X-ray diaphragm calculation unit 10 detects the position of the X-ray diaphragm 3 from the position information of the X-ray diaphragm 3. The direct X-ray calculation means 11 calculates the direct line area of the X-ray flat panel detector 5. The histogram creation means 12 calculates the subject area by removing the aperture area and the direct line area in the image from the calculation results of the direct X-ray calculation means 11 and the X-ray aperture calculation means 10, and creates a cumulative histogram of the subject area. . As a specific processing procedure for removing the aperture region and the direct line region, a known technique can be used. The region-of-interest setting means 13 uses the cumulative histogram to change / set the specific pixel value width selected by the operator. More specifically, as will be described later, a scroll bar for changing the pixel value histogram and the pixel value width is displayed on the screen of the display means. The region-of-interest display control unit 14 displays the X-ray image on the display unit so that the specific region (the currently selected region of interest) of the X-ray image corresponding to the specific pixel value width is visually different from other regions. Is displayed. Here, the specific area is made translucent and the area other than the specific area is displayed as a normal X-ray image. The initial region setting unit 15 stores the pixel value width of the reference region of interest determined in advance according to the shooting technique in the storage unit as the initial pixel value width, and sets the reference region of interest in accordance with the procedure selected from the anatomical program. The pixel value width is read from the storage means. Then, the pixel value width read from the storage unit is set as the initial pixel value width of the reference region of interest in the region of interest setting unit.

このようなX線画像診断装置におけるX線撮影の開始からX線画像の表示に至る基本的な処理過程について、図2のフローチャートに基づいて説明する。まず、X線撮影が行われる(S1)。すると、X線平面検出器5によって透過X線が検出されて検出データに変換出力される。次に、その検出データに、平面検出器基本補正手段6よって基本補正が施された後(S2)、画像記憶手段7に画像データとして転送される。次いで、X線絞り3の位置情報に基づいて、X線絞り算出手段10によって、X線絞り3の位置が検出され(S3)、直接X線算出手段11によって、X線平面検出器5の直接線領域が算出される(S4)。X線絞り算出手段10は、直線検出(ハフ変換)やパターンマッチング等の画像処理を行い、或いは、X線絞り3の位置をX線管球2の側から取得する。また、直接X線算出手段11は、被検体1に対するX線撮影条件(管電圧、管電流、撮影時間、撮影距離、グリッド、付加フィルタ等)から、直接X線の画素値を推定することにより、直接線領域を算出する。そして、ヒストグラム作成手段12によって、X線絞り算出手段10と直接X線算出手段11の算出結果を用いて被写体領域が算出され、この被写体領域の累積ヒストグラムが作成される(S5)。   A basic processing process from the start of X-ray imaging to display of an X-ray image in such an X-ray image diagnostic apparatus will be described based on the flowchart of FIG. First, X-ray imaging is performed (S1). Then, the transmitted X-ray is detected by the X-ray flat detector 5 and converted into detection data and output. Next, the detection data is subjected to basic correction by the flat detector basic correction means 6 (S2), and then transferred to the image storage means 7 as image data. Next, the position of the X-ray diaphragm 3 is detected by the X-ray diaphragm calculator 10 based on the position information of the X-ray diaphragm 3 (S3), and the direct X-ray calculator 11 directly detects the position of the X-ray flat panel detector 5. A line region is calculated (S4). The X-ray aperture calculation means 10 performs image processing such as straight line detection (Hough transform) and pattern matching, or acquires the position of the X-ray aperture 3 from the X-ray tube 2 side. Further, the direct X-ray calculation means 11 estimates the pixel value of the direct X-ray from the X-ray imaging conditions (tube voltage, tube current, imaging time, imaging distance, grid, additional filter, etc.) for the subject 1. The direct line area is calculated. Then, the histogram creation means 12 calculates a subject area using the calculation results of the X-ray aperture calculation means 10 and the direct X-ray calculation means 11, and creates a cumulative histogram of the subject area (S5).

次いで、ヒストグラム作成手段12によって作成された累積ヒストグラムを用いて、術者により、表示手段9において、関心領域設定手段13を操作して関心領域が設定される(S6)。設定された関心領域から得られる画像特徴量に基づいて、表示階調処理、ダイナミックレンジ圧縮処理、周波数強調処理等々の画像処理条件が選択され、その画像処理条件に基づいて、画像記憶手段7から読み出された画像データに対して画像処理手段8によって画像処理が施される(S7)。そして、処理後のX線画像が表示手段9に表示される(S8)。   Next, the region of interest is set by operating the region of interest setting unit 13 on the display unit 9 by the operator using the cumulative histogram created by the histogram creating unit 12 (S6). Based on the image feature amount obtained from the set region of interest, image processing conditions such as display gradation processing, dynamic range compression processing, frequency enhancement processing, etc. are selected, and from the image storage means 7 based on the image processing conditions. Image processing is performed on the read image data by the image processing means 8 (S7). Then, the processed X-ray image is displayed on the display means 9 (S8).

次に、関心領域設定手段13による関心領域の設定について、図3のフローチャート及び図4〜図9を参照しつつ詳細に説明する。図3のフローチャートのS11、S17、S18は、図2のフローチャートのS1、S7、S8、と同一過程である。   Next, the setting of the region of interest by the region of interest setting means 13 will be described in detail with reference to the flowchart of FIG. 3 and FIGS. S11, S17, and S18 of the flowchart of FIG. 3 are the same processes as S1, S7, and S8 of the flowchart of FIG.

X線管球2から被検体1に対してX線を照射することによりX線撮影(S11)をした後、まず、図4に示すように、関心領域表示制御手段14からの制御指令により、表示手段9に、X線絞り算出手段10と直接X線算出手段11を用いて算出された被写体領域の画像(全体画像)を表示する(S12)。この画像は、対数変換された被写体領域の全てを表す全体画像である。また、図4〜図7に示すように、表示手段9には、「初期範囲」、「確定」、「戻る」の各ボタン20、21、22、「スクロールバー」S、被写体領域の「ヒストグラム」Hが表示される。この「スクロールバー」Sは、低濃度(左)側から高濃度(右)側へ伸びる水平バーと、マウスポインターにより水平バー上をスライドできる最小濃度帯域ノブSLと最大濃度帯域ノブSHを備える(図8)。各ノブSL、SHをスライドすることで、最小濃度帯域と最大濃度帯域を変更でき、両帯域の範囲内が現在選択している関心領域の画素値幅となる。また、「スクロールバー」Sと「ヒストグラム」Hは、「スクロールバー」Sの濃度が「ヒストグラム」Hの横軸、つまり画素値と対応するよう、縦に並んで表示される。   After performing X-ray imaging (S11) by irradiating the subject 1 with X-rays from the X-ray tube 2, first, as shown in FIG. 4, according to a control command from the region-of-interest display control means 14, An image of the subject area (overall image) calculated using the X-ray aperture calculation means 10 and the direct X-ray calculation means 11 is displayed on the display means 9 (S12). This image is an entire image representing all of the subject area subjected to logarithmic conversion. As shown in FIGS. 4 to 7, the display means 9 includes “initial range”, “confirm”, “return” buttons 20, 21, 22, “scroll bar” S, and “histogram” of the subject area. "H" is displayed. The “scroll bar” S includes a horizontal bar extending from the low density (left) side to the high density (right) side, and a minimum density band knob SL and a maximum density band knob SH that can be slid on the horizontal bar with a mouse pointer ( FIG. 8). By sliding the knobs SL and SH, the minimum density band and the maximum density band can be changed, and the range of both bands is the pixel value width of the region of interest currently selected. The “scroll bar” S and the “histogram” H are displayed side by side so that the density of the “scroll bar” S corresponds to the horizontal axis of the “histogram” H, that is, the pixel value.

次に、「初期範囲」ボタン20を押下げ操作することによって、初期領域設定手段15を介した関心領域表示制御手段14からの制御指令により、図5に示すように、初期画素値幅に対応するX線像の特定領域を基準関心領域として表示手段9に半透明に表示する(S13)。画像の一部を半透明にするには、基準関心領域の画素値を全体的に高くする等すればよい。ここでは、説明の便宜上、半透明領域を破線で囲んで表示しているが、このような破線等の線を用いて実際に関心領域を囲むように表示してもよい。基準関心領域を半透明で表示すれば、画像が見えなくなる部分を発生させないようにして関心領域を明確に視認することができる。   Next, by pressing down the “initial range” button 20, the control command from the region of interest display control means 14 via the initial area setting means 15 corresponds to the initial pixel value width as shown in FIG. The specific region of the X-ray image is displayed as a reference region of interest on the display means 9 in a translucent manner (S13). In order to make a part of the image translucent, the pixel value of the reference region of interest may be increased as a whole. Here, for convenience of explanation, the translucent area is surrounded by a broken line and displayed, but such a line such as a broken line may be used to actually display the area of interest. If the reference region of interest is displayed in a translucent manner, the region of interest can be clearly visually recognized without generating a portion where the image cannot be seen.

この基準関心領域が画像処理を行う際の関心領域として不適切であると術者が判断すれば、「スクロールバー」Sを用いて関心領域を基準関心領域から任意に変更することができる。   If the surgeon determines that the reference region of interest is inappropriate as the region of interest when performing image processing, the region of interest can be arbitrarily changed from the reference region of interest using the “scroll bar” S.

例えば、初期画素値幅を低濃度側にシフトさせる場合には、例えば図6に示すように、最小濃度帯域ノブSL及び最大濃度帯域ノブSHを左へ、つまり、低濃度側にシフトさせる(S14)。このシフトにより、シフト後の両ノブSL、SHの間で規定される画素値幅が新たな画素値幅となり、関心領域表示制御手段14からの制御指令により、その新たな画素値幅に対応する特定領域が新たな関心領域として表示手段9に半透明に表示される(図6)。   For example, when the initial pixel value width is shifted to the low density side, as shown in FIG. 6, for example, the minimum density band knob SL and the maximum density band knob SH are shifted to the left, that is, to the low density side (S14). . By this shift, the pixel value width defined between the knobs SL and SH after the shift becomes a new pixel value width, and a specific region corresponding to the new pixel value width is determined by a control command from the region-of-interest display control means 14. A new region of interest is displayed on the display means 9 in a translucent manner (FIG. 6).

逆に、初期画素値幅を高濃度側へシフトさせる場合には、例えば図7に示すように、最小濃度帯域ノブSL及び最大濃度帯域ノブSHを右へ、つまり、高濃度側にシフトさせる(S14)。このシフトにより、シフト後の両ノブSL、SHの間で規定される画素値幅が新たな画素値幅となり、その新たな画素値幅に対応する特定領域が新たな関心領域として表示手段9に半透明に表示される(図7)。   Conversely, when shifting the initial pixel value width to the high density side, as shown in FIG. 7, for example, the minimum density band knob SL and the maximum density band knob SH are shifted to the right, that is, to the high density side (S14). ). By this shift, the pixel value width defined between the knobs SL and SH after the shift becomes a new pixel value width, and the specific region corresponding to the new pixel value width is made translucent to the display means 9 as a new region of interest. Is displayed (FIG. 7).

そして、術者等が、表示手段9の画面上で画像を確認して、設定されている関心領域が適切であると判断したら、「確定」ボタン21を押し下げる。「確定」ボタン21が押し下げられると、関心領域が確定し(S15)、画像処理条件が確定する(S16)。この確定された画像処理条件に基づいて、画像記憶手段7から読み出した画像データに、画像処理手段8によって画像処理が施される(S17)。そして、画像処理されたX線画像が、表示手段9に表示される(S18)。   Then, when the operator confirms the image on the screen of the display unit 9 and determines that the set region of interest is appropriate, the “confirm” button 21 is pressed down. When the “confirm” button 21 is pressed, the region of interest is determined (S15), and the image processing conditions are determined (S16). Based on the determined image processing conditions, the image processing unit 8 performs image processing on the image data read from the image storage unit 7 (S17). Then, the processed X-ray image is displayed on the display means 9 (S18).

一方、「確定」ボタンを押した後、やはり再度関心領域の設定を見直したい場合は、「戻る」ボタン22を押し下げる。これにより、画像処理条件の確定が一旦キャンセルされ、再度上述した各ノブSL、SHの操作により、関心領域の再設定を行えばよい。   On the other hand, when the user wants to review the region of interest again after pressing the “OK” button, the “RETURN” button 22 is pressed down. As a result, the confirmation of the image processing conditions is once canceled, and the region of interest may be reset by operating the knobs SL and SH described above again.

上記の本発明装置によれば、術者が画面のX線画像を確認しながら画像処理の基準となる関心領域を画像ごとに変更することができるため、適切な関心領域で得られる画像特徴量に基づいて画像処理を行うことができる。そのため、撮影対象部位や被検体のポジショニング等の撮影条件の如何にかかわらず、常に安定した濃度のX線画像を得ることができる。   According to the apparatus of the present invention described above, the operator can change the region of interest serving as a reference for image processing for each image while confirming the X-ray image on the screen. The image processing can be performed based on the above. Therefore, it is possible to always obtain an X-ray image having a stable density regardless of the imaging conditions such as the imaging target region and the positioning of the subject.

また、図8等に示すように、スクロールバーSの近傍位置にヒストグラムHを表示させることによって、現在表示している画素値幅をヒストグラムによって確認することができるため、操作性が向上する。その場合、スクロールバーSによって操作された画素値幅をリアルタイムでヒストグラムHに表示させるようにすれば、より一層操作性が向上する。   Further, as shown in FIG. 8 and the like, by displaying the histogram H in the vicinity of the scroll bar S, the currently displayed pixel value width can be confirmed by the histogram, so that the operability is improved. In that case, if the pixel value width operated by the scroll bar S is displayed on the histogram H in real time, the operability is further improved.

なお、初期画素値幅については、例えば次のように決定すればよい。腹部正面の部位では、数百例の被検体のX線画像を対象として、好ましいと判断される関心領域を、図9に示すように、画面上で手動で選択・設定する。ここでは、選択した関心領域を破線で囲んで示している。そして、それら複数例における関心領域の平均的な画素値幅が累積ヒストグラムの何%〜何%であるかを求めて、これを初期領域設定手段15により初期画素値幅として設定すればよい。このような初期設定は、メーカー側で行っておけばよい。   Note that the initial pixel value width may be determined as follows, for example. In a region in front of the abdomen, a region of interest determined to be preferable for X-ray images of several hundred subjects is manually selected and set on the screen as shown in FIG. Here, the selected region of interest is surrounded by a broken line. Then, what percentage to what percentage of the cumulative histogram the average pixel value width of the region of interest in the plurality of examples is obtained and set as the initial pixel value width by the initial region setting means 15. Such initial settings may be made by the manufacturer.

また、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、適宜、必要に応じて改良、変更等は自由である。例えば、本実施の形態では、関心領域の設定操作に関し、濃度帯域をシフトさせるために、図8に示すようなスクロールバーを用いているが、その他、トラックバーやボタン等で濃度帯域をシフトさせてもよい。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be freely improved, changed, etc. as necessary without departing from the gist of the invention. For example, in the present embodiment, a scroll bar as shown in FIG. 8 is used to shift the density band for the region of interest setting operation. In addition, the density band is shifted by a track bar, a button, or the like. May be.

さらに、上記の実施の形態では、画素値幅の変更のためにヒストグラム作成手段により累積ヒストグラムを作成したが、通常のヒストグラムに基づいて画素値幅の変更を行っても良い。   Furthermore, in the above embodiment, the cumulative histogram is created by the histogram creating means for changing the pixel value width, but the pixel value width may be changed based on a normal histogram.

その他、被検体を透過したX線の検出器は、平面検出器の代わりに、イメージインテンシファイヤとカメラとを組み合わせたものや、イメージングプレートとすることもできる。   In addition, the X-ray detector transmitted through the subject may be a combination of an image intensifier and a camera, or an imaging plate, instead of the flat panel detector.

本発明のX線画像診断装置は、撮影対象部位やポジショニング等の撮影条件の如何にかかわらず、常に安定した濃度のX線画像を表示できるので、医療用として好適に適用することができる。   The X-ray diagnostic imaging apparatus of the present invention can display an X-ray image having a stable density at all times regardless of imaging conditions such as an imaging target region and positioning, and therefore can be suitably applied for medical use.

本発明の実施の形態に係るX線画像診断装置の基本的な構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a basic configuration of an X-ray image diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention. 同フローチャートの一例である。It is an example of the flowchart. 同別のフローチャートの一例である。It is an example of another flowchart. 同表示手段の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the display means. 同表示手段の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the display means. 同表示手段の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the display means. 同表示手段の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the display means. 同スクロールバーの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the scroll bar. 同関心領域の手動設定の説明図である。It is explanatory drawing of the manual setting of the same region of interest. 従来の画像処理における問題点を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the problem in the conventional image processing. 同他の説明図である。It is another explanatory view. 同他の説明図である。It is another explanatory view. 同他の説明図である。It is another explanatory view. 同他の説明図である。It is another explanatory view. 同他の説明図である。It is another explanatory view. 同他の説明図である。It is another explanatory view. 同他の説明図である。It is another explanatory view.

符号の説明Explanation of symbols

1 被検体 2 X線管球 3 X線絞り 4 グリッド
5 X線平面検出器 6 平面検出器基本補正手段 7 画像記憶手段
8 画像処理手段 9 表示手段 10 X線絞り算出手段
11 直接X線算出手段 12 ヒストグラム作成手段
13 関心領域設定手段 14 関心領域表示制御手段
15 初期領域設定手段 H ヒストグラム
S スクロールバー SL 最小濃度帯域ノブ SH 最大濃度帯域ノブ
20 初期範囲ボタン 21 確定ボタン 22 戻るボタン
30 被写体領域 40 絞り領域 50 直接線領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Subject 2 X-ray tube 3 X-ray aperture 4 Grid 5 X-ray plane detector 6 Plane detector basic correction means 7 Image storage means 8 Image processing means 9 Display means 10 X-ray aperture calculation means 11 Direct X-ray calculation means 11 DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Histogram preparation means 13 Region of interest setting means 14 Region of interest display control means 15 Initial area setting means H Histogram S Scroll bar SL Minimum density band knob SH Maximum density band knob 20 Initial range button 21 Confirm button 22 Return button 30 Subject area 40 Aperture Area 50 Direct line area

Claims (4)

被検体にX線を照射するX線源と、前記X線源と対向して配置され、前記被検体の透過X線を検出して画像データとして出力するX線検出器と、前記画像データを利用して画像処理を行う画像処理手段と、前記画像データに基づくX線像を表示する表示手段とを備えるX線画像診断装置であって、
前記画像データにおける画素値のヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、
前記画像処理における関心領域を決定するために、得られたヒストグラムから特定画素値幅を設定する関心領域設定手段と、
前記特定画素値幅に対応するX線像の特定領域を他の領域に対して視覚的に異なるように表示させる関心領域表示制御手段とを備えることを特徴とするX線画像診断装置。
An X-ray source that irradiates the subject with X-rays, an X-ray detector that is arranged opposite to the X-ray source, detects transmitted X-rays of the subject, and outputs the detected image data as image data, and the image data An X-ray diagnostic imaging apparatus comprising: an image processing unit that performs image processing using a display; and a display unit that displays an X-ray image based on the image data,
A histogram creating means for creating a histogram of pixel values in the image data;
A region of interest setting means for setting a specific pixel value width from the obtained histogram in order to determine a region of interest in the image processing;
An X-ray image diagnosis apparatus comprising: a region-of-interest display control unit configured to display a specific region of an X-ray image corresponding to the specific pixel value width so as to be visually different from other regions.
前記関心領域設定手段は、前記特定画素値幅を変更するための画素値幅表示部を前記表示手段に表示させることを特徴とする請求項1に記載のX線画像診断装置。 The X-ray image diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the region-of-interest setting unit causes the display unit to display a pixel value width display unit for changing the specific pixel value width. 前記関心領域表示制御手段は、前記特定画素値幅に対応する前記X線像の前記特定領域を半透明に表示させることを特徴とする請求項1に記載のX線画像診断装置。 The X-ray image diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the region-of-interest display control unit displays the specific region of the X-ray image corresponding to the specific pixel value width in a translucent manner. 撮影手技に応じて予め決定された基準関心領域の画素値幅を初期画素値幅として設定する初期領域設定手段を備え、
前記関心領域設定手段による特定領域の画素値幅の設定は、前記初期画素値幅を変更することにより行われることを特徴とする請求項1に記載のX線画像診断装置。
An initial region setting means for setting a pixel value width of a reference region of interest determined in advance according to a shooting technique as an initial pixel value width;
2. The X-ray image diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the setting of the pixel value width of the specific region by the region-of-interest setting unit is performed by changing the initial pixel value width.
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