JP2009268827A - 放射線画像撮影装置及びその駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】X線発生部101から被写体1000にX線を照射して、被写体1000を透過した透過X線101bに基づくX線画像Aの撮像を行うX線センサ部102と、X線画像Aの各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出部103と、ヒストグラムの分布が平坦となるように、X線発生部101から照射する照射X線101aのX線照射条件を決定するX線照射条件決定部104を有する。
【選択図】図1
Description
このFPDは、イメージインテンシファイアと比較して、桁違いにダイナミックレンジが広いため、ある非常に狭いレンジに収まるように、X線照射条件を決定する必要性は少なくなっている。
従来のX線画像撮影装置1800は、図18に示すように、例えば、X線発生部1801、X線センサ部1802、X線照射条件決定部1803、及び、表示部1804を具備して構成されている。この際、X線センサ部1802は、例えばイメージインテンシファイアで形成されている。また、被写体1000は、X線発生部1801とX線センサ部1802との間に配置される。
さらに、被写体への放射線の被曝量をより低減させることを実現する放射線画像撮影装置及びその駆動方法を提供することを第2の目的とする。
さらに、本発明の他の特徴によれば、被写体への放射線の被曝量をより低減させることができる。
まず、本発明の第1の実施形態について説明する。
図1に示すように、第1の実施形態に係るX線画像撮影装置100は、X線発生部101、X線センサ部102、ヒストグラム算出部103、X線照射条件決定部104、画像処理部105、及び、表示部106を有して構成されている。この際、X線センサ部102は、例えばFPDで形成されている。また、被写体1000は、X線発生部101とX線センサ部102との間に配置される。
図2に示す例では、被写体1000は、物質1〜物質7で構成されている。ここで、物質1〜物質7は、それぞれ、均一な物質であり、その面積は、(物質1=物質2)>物質3>(物質4=物質5)>(物質6=物質7)という順番になっているものとする。また、後の説明のために、物質1をX、物質2をYと呼ぶことにする。
図4に示す例では、累積ヒストグラムの包絡線と直線とで囲まれた、縦線で塗りつぶされた領域の面積が小さいほど、包絡線の直線度合いが大きいと判断することができる。
ヒストグラムの平坦度=1/{(縦線で塗りつぶした領域の面積)+1} ・・(1)
この(1)式に示す指標は、0〜1の値であり、1に近いほどヒストグラムの平坦度が大きいということになる。
K=(β−α)
ここで、αはX線画像Aの平均輝度である。上記式で計算された補正値KをX線画像Aに加算することにより、X線画像Bの平均輝度値を一定値βにすることができる。
図20は、図1に示す画像処理部105において行われる階調変換曲線の変更の一例を示す模式図である。図20の横軸は入力画像の画素値を示し、縦軸は出力画像の画素値を示している。画像処理部105が階調変換処理のみを行う場合は、X線画像Aが入力画像となり、X線画像Bが出力画像となる。
2巡目(2フレーム目)以降の処理では、ステップS105の処理が異なる。1巡目(1フレーム目)のステップS105では、X線照射条件を所定のルールに基づき変更するものであった。2巡目(2フレーム目)以降のステップS105の処理では、X線照射条件の変更により、ヒストグラムの平坦度合いがどのように変化したのかを算出して、X線照射条件を決定する。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図7(b)に示す照射X線量の等値曲線データテーブル203は、具体的に、例えば、図8(a)のようになる。図8(a)には、照射X線量が小さい順に、10マイクロレントゲン、20マイクロレントゲン、30マイクロレントゲン、40マイクロレントゲン、50マイクロレントゲンという照射X線量の等値曲線データが示されている。
吸収線量=照射X線量−X線センサ部102へ到達したX線量 ・・(2)
X線画像の画素値=f(X線センサ部102へ到達したX線量) ・・(3)
X線センサ部102へ到達したX線量=h(X線画像の画素値) ・・(4)
吸収線量=照射X線量−h(X線画像の画素値) ・・(5)
照射X線量=h(被写体1000が存在しない場合のX線画像の画素値)
=h(X線画像の素抜けの画素値) ・・(6)
吸収線量=h(X線画像の素抜けの画素値)−h(X線画像の画素値) ・・(7)
吸収線量=h(X線画像の素抜けの画素値−X線画像の画素値) ・・(8)
ステップS201では、吸収線量算出部202は、まず、ステップS101で設定したX線照射条件に対応する、X線センサ部102の素抜けの画素値を、素抜けの画素値データテーブル201から抽出する。この際、素抜けの画素値データテーブル201は、上述したように、図9(a)のX線センサ部102の素抜けの画素値マップに対応したものである。
ステップS202に進むと、X線照射条件決定部204は、ステップS104で算出されたヒストグラム、ステップS201で算出された吸収線量、及び、照射X線量の等値曲線データテーブル203の等値曲線データを用いて、X線照射条件を決定する。
ステップS202では、X線照射条件決定部204は、まず、ステップS104と同様にヒストグラムの平坦度合いを算出する。そして、X線照射条件決定部204は、算出したヒストグラムの平坦度平坦度合いに係る数値と、ステップS201で算出された被写体1000におけるX線の吸収線量に係る数値とを、今回の撮影に係るX線照射条件と関連付けて自身の内部に記憶する。続いて、X線照射条件決定部204は、X線照射条件を変更する処理を行う。
2巡目(2フレーム目)以降の処理では、ステップS202の処理が異なる。1巡目(1フレーム目)のステップS202では、X線照射条件を所定のルールに基づき変更するものであった。2巡目(2フレーム目)以降のステップS202の処理では、X線照射条件の変更により、ヒストグラムの平坦度合いと被写体1000におけるX線の吸収線量がどのように変化したのかを算出して、X線照射条件を決定する。
評価指標=α(ヒストグラムの平坦度)+β(1/{吸収線量+1}) ・・(9)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
平均情報量=−Σ(Pi/M)*(LogPi/M) ・・(10)
ただし、(10)式に示すΣは、i=1〜Nについて加算し、Nは、ヒストグラムのビン数を示す。また、Piは、i番目のビンの度数であり、Mは、全画素数である。ここで、MとPiの関係は、M=ΣPiである。
2巡目(2フレーム目)以降の処理についても、第2の実施形態で説明した処理において、ステップS104で算出されたヒストグラムに替えて、ステップS301で算出された平均情報量を適用すること以外は、同様である。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
まず、平均情報量算出部301で算出された平均情報量が増大する放射線照射条件を求め、次に、ヒストグラム算出部103で算出されたヒストグラムの分布が平坦となる放射線照射条件を求めて、X線照射条件を決定する。この場合、例えば、平均情報量算出部301で算出された平均情報量が同じである場合に、ヒストグラムの分布(形状)の平坦度合いを比較して、X線照射条件を決定するようにする。
2巡目(2フレーム目)以降の処理についても、上述した第1の実施形態で説明した内容と第3の実施形態で説明した内容を組み合わせたものとなる。
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。
2巡目(2フレーム目)以降の処理についても、上述した第3の実施形態で説明した内容と第4の実施形態で説明した内容を組み合わせたものとなる。
101 X線発生部
101a 照射X線
101b 透過X線
102 X線センサ部
103 ヒストグラム算出部
104 X線照射条件決定部
105 画像処理部
106 表示部
1000 被写体
Claims (15)
- 放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置であって、
前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出部と、
前記ヒストグラムの分布が平坦となるように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定部と
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置。 - 放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置であって、
前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出部と、
前記ヒストグラムから前記放射線画像の輝度に係る平均情報量を算出する平均情報量算出部と、
前記平均情報量が増大するように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定部と
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置。 - 放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置であって、
前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出部と、
前記ヒストグラムから前記放射線画像の輝度に係る平均情報量を算出する平均情報量算出部と、
前記平均情報量が増大すると共に前記ヒストグラムの分布が平坦となるように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定部と
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置。 - 前記放射線照射条件決定部は、前記放射線照射条件を決定する際に、前記平均情報量が増大する放射線照射条件を求め、次に、前記ヒストグラムの分布が平坦となる放射線照射条件を求めることを特徴とする請求項3に記載の放射線画像撮影装置。
- 前記放射線照射条件に関するものであって、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線量における同値曲線データが設定された同値曲線データテーブルを更に有し、
前記ヒストグラム算出部は、前記同値曲線データに基づく放射線照射条件で撮影された放射線画像に対して、前記ヒストグラムを算出することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の放射線画像撮影装置。 - 前記放射線照射条件に関するものであって、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線量における複数の同値曲線データが設定された同値曲線データテーブルを更に有し、
前記ヒストグラム算出部は、前記同値曲線データで囲まれる領域に基づく放射線照射条件で撮影された放射線画像に対して、前記ヒストグラムを算出することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の放射線画像撮影装置。 - 前記放射線画像を撮像する撮像部と、
前記放射線照射条件に関するものであって、前記放射線発生部と前記撮像部との間に前記被写体が存在しない場合に前記撮像部で撮像された放射線画像の画素値に係る画素値データテーブルと、
前記放射線発生部と前記撮像部との間に前記被写体が存在する場合に前記撮像部で撮像された放射線画像と、前記画素値データテーブルとを用いて、前記被写体における放射線の吸収線量を算出する吸収線量算出部と
を更に有し、
前記放射線照射条件決定部は、前記吸収線量算出部で算出された吸収線量を小さくすることも考慮して前記放射線照射条件を決定することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の放射線画像撮影装置。 - 前記ヒストグラムの分布の平坦度合いに係る数値を表示部に表示することを特徴とする請求項1又は3に記載の放射線画像撮影装置。
- 前記平均情報量に係る数値を表示部に表示することを特徴とする請求項2又は3に記載の放射線画像撮影装置。
- 前記ヒストグラムの分布の平坦度合いに係る数値、及び、前記平均情報量に係る数値を表示部に表示することを特徴とする請求項3に記載の放射線画像撮影装置。
- 前記放射線画像の平均輝度値をあらかじめ設定された値に補正する画像処理部を更に有することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の放射線画像撮影装置。
- 放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置の駆動方法であって、
前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出ステップと、
前記ヒストグラムの分布が平坦となるように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定ステップと
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置の駆動方法。 - 放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置の駆動方法であって、
前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出ステップと、
前記ヒストグラムから前記放射線画像の輝度に係る平均情報量を算出する平均情報量算出ステップと、
前記平均情報量が増大するように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定ステップと
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置の駆動方法。 - 放射線発生部から被写体に放射線を照射して、前記被写体を透過した放射線に基づく放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置の駆動方法であって、
前記放射線画像の各画素値に係るヒストグラムを算出するヒストグラム算出ステップと、
前記ヒストグラムから前記放射線画像の輝度に係る平均情報量を算出する平均情報量算出ステップと、
前記平均情報量が増大すると共に前記ヒストグラムの分布が平坦となるように、前記放射線発生部から照射する放射線の放射線照射条件を決定する放射線照射条件決定ステップと
を有することを特徴とする放射線画像撮影装置の駆動方法。 - 前記放射線画像の平均輝度値をあらかじめ設定された値に補正する画像処理ステップを更に有することを特徴とする請求項12乃至14のいずれか1項に記載の放射線画像撮影装置の駆動方法。
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