JP2011072667A - Ｘ線画像撮影装置、ｘ線画像処理方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】Ｘ線源とＸ線検出器との間に存在する構造物の変形に応じて、構造物の欠陥に対応する、Ｘ線画像上の画像欠陥の位置が移動された場合であっても、移動後の画像欠陥の位置を特定し、これを適切に補正することができるＸ線画像撮影装置を提供する。
【解決手段】画像処理部は、Ｘ線源とＸ線検出器との間に存在する構造物の欠陥の位置が記憶された欠陥マップを少なくとも１つ保持する欠陥マップ保持部と、構造物の欠陥のＸ線検出器上における投影位置を、欠陥マップ作成時の撮影条件と実際の乳房撮影時の撮影条件により求める画像欠陥位置特定部と、実際の乳房撮影により取得されるＸ線画像中の、構造物の欠陥のＸ線検出器上における投影位置の画像欠陥を補正する補正処理部とを備える。
【選択図】図１４

Description

本発明は、被検者（被写体）の乳房をＸ線撮影し、撮影されたＸ線画像に対して画像処理を行うＸ線画像撮影装置、Ｘ線画像処理方法およびプログラムに関するものである。

乳がんの早期発見等を目的として、被検者の乳房をＸ線撮影するＸ線画像撮影装置（マンモグラフィ）が知られている。マンモグラフィでは、撮影台の上に被検者の乳房を配置して位置決めし、乳房を圧迫板で撮影台の天板に圧迫した後、圧迫板側から乳房にＸ線を照射し、乳房を透過したＸ線をフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ（Flat Panel Detector））で受光して検出することにより、乳房が撮影されたＸ線画像が取得される。

ところで、ＦＰＤには、Ｘ線を検出することができない、もしくは、Ｘ線の照射量に対応したＸ線画像を生成することができない、他の正常な画素とは異なる欠陥画素が含まれている場合がある。この場合、撮影されたＸ線画像上に、ＦＰＤの欠陥画素に対応する画像欠陥が発生する。これに対し、ＦＰＤの欠陥画素に対応する、Ｘ線画像上の画像欠陥を補正することが行われている。

例えば、特許文献１には、一端に撮影部が、他端には放射線源が配設されたＣ型のアームを備え、このアームを傾けることによって被写体に対する撮影部の傾きを所望の角度に傾けて放射線画像を撮影する放射線画像記録読取装置において、撮影部の傾きに応じて生じる放射線変換パネルやラインセンサの撓みによる画像データの歪みを補正することが開示されている。

また、特許文献２には、撮像素子の所定の画素に機能的な欠陥が存在する場合に、取得された画像情報に対して、欠陥画素の位置に対応した画素情報を補正出力することが開示されている。

特開２００９−８２２７５号公報 特開２００２−１９９２８５号公報

しかしながら、欠陥には、上記ＦＰＤの欠陥画素に起因するもの以外に、Ｘ線源とＦＰＤとの間に存在する撮影台の天板等の構造物に起因するものがある。このような構造物においても、Ｘ線の透過率が周辺とは異なる箇所（欠陥）が存在する場合（例えば、構造物内への金属片、金属粒子等の混入）があり、その影響は、構造物の欠陥位置に対応する、Ｘ線画像上の位置に画像欠陥として現れる。

また、ＦＰＤの受光面より離れて位置する構造物起因の欠陥が存在すると、構造物が変形した場合（例えば、乳房を圧迫した際の圧力による撓み、歪み等）や、Ｘ線源をステレオ動作させて撮影する場合、Ｘ線画像上の画像欠陥の位置が変化（移動）するという問題がある。

ここで、図４は、撮影台の天板の撓みにより、Ｘ線画像上の画像欠陥の画素位置が移動される様子を表す横断面概念図である。同図に示すように、例えば、撮影台の天板２９は、Ｘ線画像の撮影時に、被検者Ｈの乳房Ｍが圧迫板３０で天板２９に圧迫されることにより下方に撓み（同図中、点線で示す）、これに応じて、天板２９の欠陥がＦＰＤ３８上に投影される位置、つまり、Ｘ線画像上の画像欠陥の画素位置が移動される。

乳房Ｍが天板２９上に配置されていない場合（天板２９の欠陥の移動前）、天板２９の欠陥がＦＰＤ３８上に投影される位置をＣとする。乳房Ｍが天板２９上に配置され、圧迫された場合（天板２９の欠陥の移動後）、天板２９の欠陥は下方（圧力が加えられた方向）に移動する。天板２９の下方への移動に応じて、天板２９の欠陥がＦＰＤ３８上に投影される位置は、Ｃ’で示すように、右側（天板２９の中心位置の方向）へ移動される。

また、図１１は、ステレオ撮影時にＸ線源が移動され、Ｘ線画像撮影時のＸ線の照射角度が変化することにより、Ｘ線画像上の画像欠陥の画素位置が移動される様子を表す横断面概念図である。同図に示すように、天板２９の欠陥が投影されるＦＰＤ３８の画素位置、つまり、Ｘ線画像上の画像欠陥の位置は、Ｘ線源３６の移動方向に水平な方向に、Ｘ線源３６の移動方向とは反対の方向へ移動される。

従って、Ｘ線画像撮影時に、撮影台の天板２９等の構造物が変形した場合や、Ｘ線源３６をステレオ動作させた場合には、移動されたＸ線画像上の画像欠陥の位置を特定した上で画像欠陥を補正する必要がある。

本発明の目的は、Ｘ線源とＦＰＤとの間に存在する構造物の変形、Ｘ線画像撮影時のＸ線の照射角度の変化等に応じて、構造物の欠陥に対応する、Ｘ線画像上の画像欠陥の位置が移動された場合であっても、移動後の画像欠陥の位置を特定し、これを適切に補正することができるＸ線画像撮影装置、Ｘ線画像処理方法およびプログラムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、撮影台の天板と圧迫板との間に圧迫された乳房にＸ線源からＸ線を照射し、乳房を透過したＸ線をＸ線検出器で検出してＸ線画像を撮影する撮影部と、
前記撮影部により撮影されたＸ線画像に画像処理を行う画像処理部とを備え、
前記画像処理部は、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に存在する構造物の欠陥の位置が記憶された欠陥マップを少なくとも１つ保持する欠陥マップ保持部と、
前記構造物の欠陥の前記Ｘ線検出器上における投影位置を、前記欠陥マップ作成時の撮影条件と実際の乳房撮影時の撮影条件により求める画像欠陥位置特定部と、
前記実際の乳房撮影により取得されるＸ線画像中の、前記構造物の欠陥の前記Ｘ線検出器上における投影位置の画像欠陥を補正する補正処理部とを備えることを特徴とするＸ線画像撮影装置を提供するものである。

ここで、前記実際の乳房撮影時の撮影条件が、乳房に対する圧力、前記Ｘ線源の位置の変化、および、Ｘ線の照射角度の変化のうちの少なくとも１つであることが好ましい。

また、前記補正処理部が、前記構造物の欠陥の前記Ｘ線検出器上における投影位置の欠陥画素を中心とする近傍画素を含む領域を補正することが好ましい。

また、前記補正処理部が、前記欠陥マップに記憶された欠陥位置と、前記画素欠陥位置特定部により求められた欠陥画素とをつなぐ直線を中心とする近傍画素を含む領域を補正することが好ましい。

また、本発明は、撮影台の天板と圧迫板との間に圧迫された乳房にＸ線源からＸ線を照射し、乳房を透過したＸ線をＸ線検出器で検出してＸ線画像を撮影し、撮影されたＸ線画像に画像処理を行うＸ線画像撮影装置において適用されるＸ線画像処理方法であって、
前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に存在する構造物の欠陥の位置が記憶された少なくとも１つの欠陥マップを用いて、前記構造物の欠陥の前記Ｘ線検出器上における投影位置を、前記欠陥マップ作成時の撮影条件と実際の乳房撮影時の撮影条件により求め、前記実際の乳房撮影により取得されるＸ線画像中の、前記構造物の欠陥の前記Ｘ線検出器上における投影位置の画像欠陥を補正することを特徴とするＸ線画像処理方法を提供する。

また、本発明は、上記に記載のＸ線画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。

本発明によれば、構造物の欠陥に対応する、Ｘ線画像上の画像欠陥の位置が移動された場合であっても、Ｘ線画像上の画像欠陥の画素位置を特定して補正することができ、構造物の欠陥による影響が除去された高画質なＸ線画像を得ることができる。

本発明のＸ線画像撮影装置の構成を表す第１実施形態のブロック図である。 図１に示す撮影部の構成を表す側面概念図である。 図１に示す画像処理部の構成を表すブロック図である。 撮影台の天板の撓みにより、Ｘ線画像上の画像欠陥の画素位置が移動される様子を表す横断面概念図である。 Ｘ線源の位置と、移動前および移動後の天板の欠陥の位置と、移動前および移動後の撮影台の天板の欠陥が投影されたＦＰＤの画素の位置との関係を表す横断面概念図である。 移動前の天板と、乳房の重心位置を基準とした場合の移動後の天板との位置関係を表す横断面概念図である。 移動前の天板と、天板の中心位置を基準とした場合の移動後の天板との位置関係を表す横断面概念図である。 天板の中心位置を基準とした場合の移動後の天板の撓み量と、乳房の重心位置を基準とした場合の移動後の天板の撓み量との関係を表す横断面概念図である。 本発明のＸ線画像撮影装置の構成を表す第２実施形態のブロック図である。 図９に示す画像処理部の構成を表すブロック図である。 ステレオ撮影時にＸ線源が移動され、Ｘ線画像撮影時のＸ線の照射角度が変化することにより、Ｘ線画像上の画像欠陥の画素位置が移動される様子を表す横断面概念図である。 ステレオ撮影時のＸ線の照射角度の設定値である、−α°、０°、β°、および、その実績値である、θｃａｌ（−α°）、θｃａｌ（０°）、θｃａｌ（β°）のそれぞれに対応する天板欠陥マップを表す概念図である。 本発明のＸ線画像撮影装置の構成を表す第３実施形態のブロック図である。 図１３に示す画像処理部の構成を表すブロック図である。 Ｘ線画像上の画像欠陥の移動量を算出する時の各パラメータＳＩＤ，Ｚｉｓｏ，ｔｃの定義を表す概念図である。

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明のＸ線画像撮影装置、Ｘ線画像処理方法およびプログラムを詳細に説明する。

図１は、本発明のＸ線画像撮影装置の構成を表す第１実施形態のブロック図である。同図に示すＸ線画像撮影装置１０は、Ｘ線を被検者Ｈの乳房Ｍに照射し、乳房Ｍを透過したＸ線を検出して乳房ＭのＸ線画像を撮影し、撮影されたＸ線画像に画像処理を行うものである。撮影装置１０は、撮影部１２と、画像処理部１４と、出力部１６と、指示入力部１８と、制御部２０と、圧力センサ５０とによって構成されている。

撮影部１２は、Ｘ線を被検者Ｈの乳房Ｍに照射し、乳房Ｍを透過したＸ線を検出することで乳房ＭのＸ線画像を撮影する部位である。撮影部１２からは、乳房Ｍが撮影されたＸ線画像のデータ（デジタル画像データ）が出力される。

画像処理部１４は、撮影部１２により撮影されたＸ線画像（画像データ）に対して、オフセット補正、残像補正、欠陥画素補正、段差補正、本発明のＸ線画像処理方法に従う天板欠陥補正等の画像処理を行う部位である。画像処理部１４は、例えば、コンピュータ上で動作するプログラム（ソフトウェア）によって構成される。画像処理部１４からは、画像処理後のＸ線画像（画像データ）が出力される。

出力部１６は、画像処理部１４から供給された画像処理後のＸ線画像（画像データ）を出力する部位である。出力部１６は、例えば、Ｘ線画像を画面上に表示するモニタ、Ｘ線画像をプリント出力するプリンタ、Ｘ線画像データを記憶する記憶装置等である。

指示入力部１８は、撮影開始の指示、画像処理条件、出力指示等の各種の指示する部位である。指示入力部１８からは、撮影開始の指示、画像処理条件、出力指示等を表す指示信号が出力される。

制御部２０は、指示入力部１８から供給された指示信号に応じて、撮影装置１０の動作を制御する部位である。制御部２０は、例えば、撮影部１２における撮影の制御、画像処理部１４における画像処理の制御、出力部１６における出力の制御等を行う。

圧力センサ５０は、Ｘ線画像の撮影時に、撮影台２８の天板２９（図２参照）に加えられた圧力を検出する。圧力センサ５０により検出された、Ｘ線画像撮影時の圧力の情報は、画像処理部１４に供給される。

続いて、撮影部１２について説明する。

図２は、図１に示す撮影部の構成を表す側面概念図である。同図に示すように、撮影部１２は、支持台２２、アーム部材２４、Ｘ線源ユニット２６、撮影台２８、圧迫板３０、操作パネル３２等によって構成されている。

支持台２２は、各部位を支持するための所定高さの基台であり、立設されている。

アーム部材２４は、横断面がＣ型のものであり、支持台２２の高さ方向の中央部に回転軸３４を介して固定されている。アーム部材２４は、昇降手段（図示省略）により昇降され、高さ方向の位置が調整可能である。また、アーム部材２４は、回転手段（図示省略）により回転軸３４を中心として一方向またはその反対方向に回転され、乳房Ｍの撮影方向が調整可能である。

Ｘ線源ユニット２６は、撮影時にＸ線を乳房Ｍに照射するものであり、アーム部材２４の上側の端部に固定されている。Ｘ線源ユニット２６は、Ｘ線源３６とＸ線源の移動機構（図示省略）とを備えている。

ここでは、Ｘ線の照射角度（撮影角度）を変えて複数回のＸ線撮影を行うステレオ撮影を例として説明する。この場合、Ｘ線源の移動機構の制御により、Ｘ線の照射角度を変えて、異なる角度でＸ線を乳房Ｍに照射することにより、Ｘ線の照射角度の異なる複数のＸ線画像が撮影される。

続いて、撮影台２８は、撮影時に乳房Ｍが天板２９（撮影台２８の上面）に配置される矩形状の基台であり、アーム部材２４の下側の端部に固定されている。撮影台２８の内部には、ＦＰＤ３８が配置されている。

ＦＰＤ３８は、Ｘ線源３６から照射され、乳房Ｍを透過したＸ線を検出する、フラットパネル型のＸ線検出器である。ここでは、ＦＰＤ３８は、Ｘ線画像の各画素に対応する複数のＸ線検出素子（光電変換素子）をマトリックス状に配列して構成されているものを示している。

続いて、圧迫板３０は、撮影時に乳房Ｍを撮影台２８の天板２９に圧迫するためのものであり、アーム部材２４の高さ方向の中央部に固定されている。圧迫板３０は、移動手段（図示省略）により、撮影台２８の上面に垂直な方向に移動可能に構成されている。

最後に、操作パネル３２は、アーム部材２４の昇降および回転、圧迫板３０の移動、乳房Ｍが圧迫板３０により撮影台２８の天板２９に圧迫される時の圧力等を制御するための制御手段であり、図２中、支持台２２の左側面上部に配設されている。操作パネル３２は、例えば、制御のための各種のスイッチや、制御状態等の情報を表示するためのディスプレイ等を備えている。

続いて、画像処理部１４について説明する。

図３は、図１に示す画像処理部の構成を表すブロック図である。同図に示す画像処理部１４は、撮影台２８の天板２９の欠陥（異物、気泡、埃、傷等のように、Ｘ線画像上において画像欠陥となるもの）を補正する天板欠陥補正を行う部分だけを表したものである。同図に示すように、画像処理部１４は、移動量算出部４０と、画素欠陥位置特定部４２と、画像欠陥補正部（補正処理部）４４と、天板欠陥マップ４６と、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）４８とによって構成されている。

画像処理部１４は、天板欠陥マップ４６およびＬＵＴ４８を用いて、撮影台２８の天板２９の欠陥がＦＰＤ３８上に投影されることにより生成され、Ｘ線画像撮影時の天板２９の撓みに応じて天板２９の欠陥の位置が移動されることにより画素位置が移動されたＸ線画像上の画像欠陥を、圧力センサ５０により検出された、Ｘ線画像撮影時の圧力に応じて補正する天板欠陥補正を行い、補正後のＸ線画像を出力する。

天板欠陥マップ４６には、撮影台２８の天板２９の欠陥の位置（ＦＰＤ３８の画素位置に対応する天板２９の位置）が記憶されている。天板欠陥マップ４６は、図示していない欠陥マップ保持部に保持されている。欠陥マップ保持部には、Ｘ線源３６とＦＰＤ３８との間に存在する構造物の欠陥の位置が記憶された、少なくとも１つの欠陥マップが保持されている。

ＬＵＴ４８には、ＦＰＤ３８の画素位置に対応する天板２９の位置（ｘ、ｙ）と、天板２９に所定の圧力（Ｎ：ニュートン）（例えば、単位圧力＝１Ｎ）が加えられた時のＸ線画像上の画像欠陥の移動量（Δｘ（Ｎ）、Δｙ（Ｎ））との関係が記憶されている。なお、ＬＵＴ４８は必須の構成要素ではなく、例えば、毎回画像欠陥の移動量を幾何学的に算出するように構成してもよい。

移動量算出部４０は、天板欠陥マップ４６およびＬＵＴ４８を用いて、圧力センサ５０により検出された、Ｘ線画像撮影時の圧力（Ｎ）に対応する、Ｘ線画像上の画像欠陥の移動量（ｘ、ｙ、Δｘ（Ｎ）×Ｎ、Δｙ（Ｎ）×Ｎ）を算出する。

つまり、移動量算出部４０では、天板欠陥マップ４６を用いて天板２９の欠陥位置が特定され、ＬＵＴ４８を用いて、所定の圧力が加えられた時の天板２９の欠陥位置に対応するＸ線画像上の画像欠陥の移動量が特定される。例えば、単位圧力あたりの画像欠陥の移動量に、圧力センサ５０により検出された、Ｘ線画像撮影時の圧力が乗算され、Ｘ線画像上の画像欠陥の移動量が算出される。

続いて、画像欠陥位置特定部４２は、移動量算出部４０により算出された画像欠陥の移動量に応じて、Ｘ線画像上における画像欠陥の画素位置を特定する。つまり、画像欠陥位置特定部４２は、天板２９の欠陥のＦＰＤ３８上における投影位置を、天板欠陥マップ４６作成時の撮影条件と実際の乳房Ｍ撮影時の撮影条件により求めるものである。ここで、撮影条件とは、本実施形態の場合には乳房Ｍに対する圧力である。

ここで、画像欠陥位置特定部４２は、例えば、移動後の画像欠陥の画素位置だけを画像欠陥とすることができる。この場合、後述する画像欠陥補正部４４は、移動後の画素位置の画像欠陥だけを補正する。

また、画像欠陥位置特定部４２は、移動前の画像欠陥の画素位置から、移動後の画像欠陥の画素位置までの範囲を画像欠陥としてもよい。この場合、画像欠陥補正部４４は、移動前から移動後までの画素位置の範囲の画像欠陥を補正する。このように、移動前から移動後までの画素位置の範囲で画像欠陥を補正することにより、被検者Ｈ、撮影装置１０、撮影台２８の天板２９の材質等のばらつきに広く対応することができる。また、移動前の画像欠陥の画素位置から、移動後の画像欠陥の画素位置までの範囲を結ぶ線上だけでなく、その付近の画素を含めて補正を行っても良い。

さらに、また、画像欠陥位置特定部４２は、移動後の画像欠陥の画素位置を中心とした一定の範囲（例えば、後述のtやt’に比例する値）を画像欠陥としてもよい。この場合、画像欠陥補正部４４は、移動後の画素位置の一定の範囲内の画像欠陥を補正する。

最後に、画像欠陥補正部（補正処理部）４４は、画像欠陥位置特定部４２により特定された画像欠陥の画素位置の画像欠陥を補正する天板欠陥補正を行う。

続いて、天板欠陥マップ４６の作成方法について説明する。

天板欠陥マップ４６作成時の撮影条件として、例えば、Ｘ線を照射せずにＦＰＤ３８を空読みする、あるいは、天板２９を外した状態でＸ線を照射してＦＰＤ３８から画像データを読み出すことにより、ＦＰＤ３８の欠陥画素の位置が記憶された欠陥画素マップを生成する。ＦＰＤ３８の欠陥画素マップは、画像処理部１４において、ＦＰＤ３８の欠陥画素に対応するＸ線画像上の画像欠陥を補正する時に使用される。

続いて、被写体Ｈがいない状態でＸ線撮影を行ってＦＰＤ３８から画像データを読み出すことにより、天板２９の欠陥およびＦＰＤ３８の欠陥画素が合成された欠陥の位置が記憶された合成欠陥マップを生成する。そして、合成欠陥マップからＦＰＤ３８の欠陥画素マップを減算することにより天板欠陥マップ４６を生成することができる。

続いて、ＬＵＴ４８の作成方法について説明する。

図５は、Ｘ線源の位置と、移動前（撓む前）および移動後（撓んだ後）の天板の欠陥の位置と、移動前および移動後の撮影台の天板の欠陥が投影されたＦＰＤの画素の位置との関係を表す横断面概念図である。同図は、Ｘ線源３６が天板２９の中心位置の上方に配置され、天板２９の中心位置を基準（撓みの中心）にして天板２９が撓むものとして、Ｘ線画像上の画像欠陥の移動量を算出する場合の例である。同図には、撓む前の天板２９と撓んだ後の天板２９’が示されている。

同図に示すように、Ｘ線源３６から撮影台２８の天板２９の表面までの垂直距離をａ、天板２９表面からＦＰＤ３８の表面までの垂直距離をｂとする。ａ、ｂは、あらかじめ実測することにより求められる。また、a,bは、３次元位置が既知の場合、ステレオ撮影画像から計算で求めることも可能である。

また、移動後の天板２９’の中心位置における撓み量をｔ、移動後の天板２９’の欠陥位置における撓み量をｔ’とする。ｔは、天板２９に所定の圧力を加えた時の、天板の中央位置での撓み量の実測または材質と形状から計算により求められる。なお、tの値は予め装置毎に保持されているものとする。

また、移動前の天板２９の中心位置から移動前の天板２９の欠陥位置までの水平距離をｄ、ＦＰＤ３８の中心位置から移動前の天板２９の欠陥が投影されたＦＰＤ３８の画素位置までの水平距離をＤとする。

同様に、Ｘ線源３６によるＸ線の照射位置と、ＦＰＤ３８の中心位置と、移動後の天板２９の欠陥が投影されたＦＰＤ３８の画素位置とによって構成される直角三角形において、移動前の天板２９の中心位置から移動前の天板２９に沿って水平方向に延びる線が直角三角形の斜辺と交わる位置までの水平距離をｚ、ＦＰＤ３８の中心位置から移動後の天板２９の欠陥が投影されたＦＰＤ３８の画素位置までの水平距離をＺとする。

ここで、図５において、移動前および移動後の天板２９によって構成される横断面の領域を、移動前の天板２９の中心位置と、移動後の天板２９の中心位置と、天板２９の端部とによって構成される直角三角形によって直線近似するものとすると、Ｘ線画像上の画像欠陥の移動量ｋは下記式によって幾何学的に算出することができる。
ｔ’≒ｔ×（ｄ／Ｄ）
ｚ＝ｄ×｛ａ／（ａ＋ｔ’）｝
Ｚ＝ｚ×｛（ａ＋ｂ）／ａ｝
ｋ＝Ｄ−Ｚ

従って、天板２９に所定の圧力を加え、その時の天板２９の中央位置の撓み量ｔを求めることにより、上記式に従って、Ｘ線画像上の各画素位置における画像欠陥の移動量を算出し、所定の圧力に対応するＬＵＴ４８を生成することができる。

ここで、ＬＵＴ４８には、例えば、ＦＰＤ３８の１画素毎の画素位置に対応する天板２９の位置と、天板２９の各々の位置に所定の圧力が加えられた時の画像欠陥の移動量との関係を記憶させることができる。この場合、移動量算出部４０は、ＬＵＴ４８を用いて特定された、単位圧力あたりの画像欠陥の移動量に、圧力センサ５０により検出された、Ｘ線画像撮影時の圧力を乗算することにより、画像欠陥の移動量を算出する。

例えば、ＬＵＴ４８に単位圧力＝１Ｎが加えられた時の画像欠陥の移動量が記憶されている場合に、圧力センサ５０により検出された圧力が１．５Ｎであれば、移動量算出部４０は、ＬＵＴ４８を用いて特定された移動量を１．５倍する。

また、ＬＵＴ４８に、ＦＰＤ３８の特定の画素位置（例えば、複数の画素毎に１画素）に対応する天板２９の位置と、天板２９の特定の位置に所定の圧力が加えられた時の画像欠陥の移動量との関係を記憶させて、データ量を削減させることもできる。この場合、移動量算出部４０は、ＬＵＴ４８に記憶された、天板の特定の位置に所定の圧力が加えられた時の画像欠陥の移動量を用いて、天板の各々の位置に所定の圧力が加えられた時の画像欠陥の移動量を補間し、以下同様にして画像欠陥の移動量を算出する。

また、ＬＵＴ４８として、ＦＰＤ３８の画素位置に対応する天板２９の各々の位置と、第１の圧力が加えられた時の移動量との関係が記憶された第１のＬＵＴ、および、ＦＰＤ３８の画素位置に対応する天板２９の各々の位置と、第１の圧力とは異なる第２の圧力が加えられた時の移動量との関係が記憶された第２のＬＵＴを用いてもよい。この場合、移動量算出部４０は、第１および第２のＬＵＴに記憶された、天板２９に加えられた第１および第２の圧力に対応する移動量を用いて、これ以外の圧力の時の画像欠陥の移動量を補間し、以下同様にして画像欠陥の移動量を算出する。

例えば、圧力が１Ｎの場合の第１ＬＵＴと２Ｎの場合の第２ＬＵＴを用いて、圧力センサ５０により検出された、Ｘ線画像撮影時の圧力１．５Ｎに対応する画像欠陥の移動量を補間して算出することができる。

また、移動量算出部４０において、天板２９と圧迫板３０との間に圧迫された乳房Ｍの輪郭を抽出することにより乳房Ｍの重心位置を特定し、特定された重心位置に対応する天板２９の位置を基準にして天板２９が撓むものとして画像欠陥の移動量を算出し、ＬＵＴ４８を生成してもよい。この場合、図示しない被写体重心特定部において、欠陥画素を補正する前の画像を取得し、その画像中の予め定められた画素値以上を持つ画素を被写体として認識し、その被写体画素の重心位置を乳房の重心位置29とする方法などが考えられる。また、しきい値以外を用いた方法として、画像から輪郭を決定する手法（例えば特開昭61-170178）を用いる方法も考えられる。

この場合、図６に示すように、天板２９は、重心位置に対応する天板２９の位置を基準にして下方に撓む。同図では、移動前および移動後の天板２９，２９’によって構成される横断面の領域を、移動前の重心位置に対応する天板２９の位置と、移動後の重心位置に対応する天板２９の位置と、天板２９の端部とによって構成される直角三角形によって直線近似することで、予め持っていた天板の中心におけるたわみｔに対して、求まった重心位置２９における重心位置を求めている。

そして、図７に示すように、天板２９に所定の圧力を加え、天板２９の中心位置における撓み量ｔを実測またはシミュレーションにより求め、この撓み量ｔ用いて、図８に示すように、重心位置に対応する天板２９の位置における撓み量ｔ”を幾何学的に算出する。これにより、重心位置に加えられた圧力と重心位置に対応する天板２９の位置における撓み量ｔ”との関係を表すＬＵＴ４８を生成することができる。

次に、撮影装置１０の動作を説明する。

Ｘ線画像の撮影時には、乳房Ｍが撮影台２８の天板２９の上に配置されて位置決めされ、圧迫板３０により所定の圧力で撮影台２８の天板２９に圧迫される。その後、撮影開始の指示が与えられると、Ｘ線源３６により、圧迫板３０側から乳房ＭにＸ線が照射される。圧迫板３０、乳房Ｍおよび撮影台２８の天板２９を透過したＸ線はＦＰＤ３８の受光面で受光されて検出され、乳房Ｍが撮影されたＸ線画像が生成される。

画像処理部１４では、移動量算出部４０により、天板欠陥マップ４６およびＬＵＴ４８を用いて、Ｘ線画像撮影時の圧力に対応するＸ線画像上の画像欠陥の移動量が算出される。続いて、画像欠陥位置特定部４２により、算出された画像欠陥の移動量に応じて、Ｘ線画像上の画像欠陥の画素位置が特定され、画像欠陥補正部４４により、特定された画素位置の画像欠陥を補正する天板欠陥補正が行われ、補正後のＸ線画像が出力される。

なお、ここでは、予め天板の撓みによる天板欠陥画素の投影位置の移動量を予めＬＵＴとして求めたが、計算に必要なデータ（たとえばａ,ｂ,圧力など）が装置から得られたら、それから計算を行うことで欠陥画素の移動量を求め、欠陥画素を修正してもよい。

最後に、補正後のＸ線画像は出力部１６に供給され、例えば、モニタ上に表示されたり、プリント出力されたりする。

以上のように、撮影装置１０では、撮影されたＸ線画像に対して、撮影台２８の天板２９の欠陥がＦＰＤ３８上に投影されることにより生成され、Ｘ線画像撮影時の天板２９の撓みに応じて天板２９の欠陥の位置が移動されることにより画素位置が移動されたＸ線画像上の画像欠陥を、圧力センサ５０により検出された、Ｘ線画像撮影時の圧力に応じて補正する天板欠陥補正を行う。

これにより、天板２９の撓みに応じて移動されるＸ線画像上の画像欠陥の画素位置を特定して補正することができ、天板の２９の欠陥による影響が除去された高画質なＸ線画像を得ることができる。

次に、本発明の第２の実施形態を説明する。

図９は、本発明のＸ線画像撮影装置の構成を表す第２実施形態のブロック図である。同図に示すＸ線画像撮影装置６０は、図１に示す撮影装置１０において、圧力センサ５０の代わりに角度センサ５２を備え、画像処理部１４の代わりに画像処理部１４’を備えているものである。つまり、撮影装置６０は、撮影部１２、画像処理部１４’、出力部１６、指示入力部１８、制御部２０および角度センサ５２を備えている。

撮影装置６０は、ステレオ撮影を行うものであり、撮影部１２は、Ｘ線源３６を異なる角度でＸ線を乳房Ｍに照射することにより、Ｘ線の照射角度（つまり、撮影角度）の異なる複数のＸ線画像を撮影する。本実施形態では、ステレオ撮影時に、Ｘ線の照射角度（Ｘ線源３６の回転角度）の設定値として、−α°、０°、β°の３つが設定出来るものとする。

なお、ステレオ撮影時のＸ線の照射角度の設定値の個数（第２の実施形態の場合、−α°、０°、β°の３つ）、つまり、ステレオ撮影で撮影されるＸ線画像の枚数は３枚に限らず、２枚でも、４枚以上でもよい。また、ステレオ撮影時のＸ線の照射角度も、任意に設定することができる。

角度センサ５２は、Ｘ線画像の撮影時に、Ｘ線源３６によるＸ線の照射角度を検出する。角度センサ５２により検出された、Ｘ線画像撮影時のＸ線の照射角度の情報は、画像処理部１４に供給される。

続いて、画像処理部１４’について説明する。

図１０は、図９に示す画像処理部の構成を表すブロック図である。同図に示す画像処理部１４’は、移動量算出部４０’と、画素欠陥位置特定部４２と、画像欠陥補正部４４と、天板欠陥マップ４６’とによって構成されている。画素欠陥位置特定部４２および画像欠陥補正部４４は、図３に示す画像処理部１４において使用されているものと同じものである。

画像処理部１４’は、天板欠陥マップ４６’を用いて、天板２９の欠陥がＦＰＤ３８上に投影されることにより生成され、Ｘ線画像撮影時のＸ線の照射角度に応じて画素位置が移動された、Ｘ線の照射角度の異なる複数のＸ線画像上の画像欠陥を、角度センサ５０により検出された、Ｘ線画像撮影時のＸ線の照射角度に応じて補正する天板欠陥補正を行い、補正後のＸ線画像を出力する。

天板欠陥マップ４６’には、図１２に示すように、ステレオ撮影時のＸ線の照射角度の設定値である、−α°、０°、β°のそれぞれに対応する、Ｘ線画像撮影時の実際のＸ線の照射角度の実績値であるθｃａｌ（−α°）、θｃａｌ（０°）、θｃａｌ（β°）と、天板２９の欠陥の画像上の位置が記憶されている。

天板欠陥マップ４６’の作成時には、撮影条件として、ステレオ撮影時のＸ線の照射角度の設定値−α°、０°、β°の３つの角度を設定し、第１の実施形態の場合と同様に、被写体Ｈがいない状態でステレオ撮影を行って、Ｘ線の照射角度の設定値−α°、０°、β°のそれぞれに対応する、Ｘ線画像上の画像欠陥の位置が記憶された天板欠陥マップ４６’を作成する。

X線画像撮影時のX線の照射角度によって異なるX線画像上の欠陥を、角度センサ５２により検出されたX線画像撮影時のX線の照射角度に応じて適切な天板欠陥マップ４６‘を選択して、該当欠陥を補正する。

本実施形態ではX線の照射角度の設定数を３つとしているが、照射角度の設定数と値は任意である。また、記憶容量を削減するために、設定数より少ない数の照射角度の点板欠陥マップを保持し、保持した以外の角度のマップを補間処理で代用することも考えられる。

ここで、Ｘ線の照射角度の設定値は、−α°、０°、β°であるが、Ｘ線の照射角度の実績値θｃａｌ（−α°）、θｃａｌ（０°）、θｃａｌ（β°）は、機械的な誤差等により、−α°、０°、β°に対して誤差を含んだ値となる。つまり、Ｘ線の照射角度の設定値−α°、０°、β°と、その実績値θｃａｌ（−α°）、θｃａｌ（０°）、θｃａｌ（β°）との間にはずれがある。

従って、欠陥画素を補正する場合、天板欠陥マップ４６’作成時のＸ線の照射角度の実績値θｃａｌ（−α°）、θｃａｌ（０°）、θｃａｌ（β°）と、Ｘ線画像撮影時のＸ線の照射角度の実績値のズレｄθ（−α°）、ｄθ（０°）、ｄθ（β°）による欠陥位置のズレを考慮することが望ましい。

Ｘ線画像上の画像欠陥の移動量は、例えば図１５および、下記式により算出することができる。
移動量＝（Ｌ／（Ｌ−ｔｃ）−１）×ＳＩＤ−Ｚｉｓｏ）×（ｓｉｎ（θ＋ｄθ）−ｓｉｎ（θ））
Ｌ＝（ＳＩＤ−Ｚｉｓｏ）×ｃｏｓ（θ）＋Ｚｉｓｏ
ここで、図１５は、Ｘ線画像上の画像欠陥の移動量を算出する時の各パラメータＳＩＤ，Ｚｉｓｏ，ｔｃの定義を表す概念図である。同図はθ=0°において、天板欠陥マップを作成した場合を示している。

次に、撮影装置６０の動作を説明する。

Ｘ線画像の撮影時には、撮影部１２において、ステレオ撮影により、Ｘ線源３６が、−α°、０°、β°の角度の内の2組の組み合わせでＸ線が乳房Ｍに照射され、Ｘ線の照射角度の異なる２枚のＸ線画像が撮影される。

画像処理部１４では、移動量算出部４０’により、Ｘ線の照射角度の設定値−α°、０°、β°それぞれのＸ線画像について、天板欠陥マップ４６’作成時のＸ線の照射角度実績値θｃａｌ（−α°）、θｃａｌ（０°）、θｃａｌ（β°）のそれぞれに対応する天板欠陥マップ４６’に対して、マップ作成時とＸ線画像撮影時のＸ線の照射角度の実績値差分ｄθ（−α°）、ｄθ（０°）、ｄθ（β°）に対応するＸ線画像上の画像欠陥の移動量が算出される。これ以後の動作は、第１の実施形態の場合と同様である。

以上のように、撮影装置６０では、ステレオ撮影により撮影された複数のＸ線画像のそれぞれに対して、撮影台２８の天板２９の欠陥がＦＰＤ３８上に投影されることにより生成され、Ｘ線画像撮影時のＸ線の照射角度の変化に応じて画素位置が移動されたＸ線画像上の画像欠陥を、角度センサ５２により検出された、Ｘ線画像撮影時のＸ線の照射角度に応じて補正する天板欠陥補正を行う。

これにより、ステレオ撮影時のＸ線の照射角度の変化に応じて移動されるＸ線画像上の画像欠陥の画素位置を特定して補正することができ、天板の２９の欠陥による影響が除去された高画質なＸ線画像を得ることができる。

次に、本発明の第３の実施形態を説明する。

図１３は、本発明のＸ線画像撮影装置の構成を表す第３実施形態のブロック図である。同図に示すＸ線画像撮影装置７０は、図１に示す撮影装置１０において、さらに、角度センサ５２を備え、画像処理部１４の代わりに画像処理部１４”を備えているものである。つまり、撮影装置６０は、撮影部１２、画像処理部１４”、出力部１６、指示入力部１８、制御部２０、圧力センサ５０および角度センサ５２を備えている。

第３の実施形態の撮影装置７０は、第１および第２の実施形態の撮影装置１０，６０を組み合わせたものであり、圧力センサ５０および角度センサ５２により検出された、Ｘ線画像撮影時の圧力の情報およびＸ線の照射角度の情報は、画像処理部１４”に供給される。撮影装置７０では、第２の実施形態の撮影装置６０の場合と同様に、ステレオ撮影が行われる。

続いて、画像処理部１４”について説明する。

図１４は、図１３に示す画像処理部の構成を表すブロック図である。同図に示す画像処理部１４”は、移動量算出部４０”と、画素欠陥位置特定部４２と、画像欠陥補正部４４と、天板欠陥マップ４６”と、ＬＵＴ４８とによって構成されている。画素欠陥位置特定部４２、画像欠陥補正部４４およびＬＵＴ４８は、図３に示す画像処理部１４において使用されているものと同じものである。

画像処理部１４”は、Ｘ線画像撮影時の天板の撓みに応じて天板の欠陥の位置が移動されることにより画素位置が移動され、さらに、Ｘ線画像撮影時のＸ線の照射角度に応じて画素位置が移動されたＸ線画像上の画像欠陥を、圧力センサ４８により検出された、Ｘ線画像撮影時の圧力、および、角度センサ５０により検出された、Ｘ線画像撮影時のＸ線の照射角度に応じて補正する天板欠陥補正を行い、補正後のＸ線画像を出力する。

移動量算出部４０”は、天板欠陥マップ４６”およびＬＵＴ４８を用いて、圧力センサ５０により検出された、Ｘ線画像撮影時の圧力、および、角度センサ５０により検出された、Ｘ線画像撮影時のＸ線の照射角度に応じて、Ｘ線画像上の画像欠陥の移動量を算出する。

天板欠陥マップ４６”は、撮影台２８の天板２９の欠陥の位置が記憶された第１の実施形態の天板欠陥マップ４６と、Ｘ線の照射角度の実績値である、θｃａｌ（−α°）、θｃａｌ（０°）、θｃａｌ（β°）のそれぞれについて、天板２９の欠陥の位置に対応する、Ｘ線画像上の画像欠陥の位置が記憶された第２の実施形態の天板欠陥マップ４６’とを含む。

移動量算出部４０”は、天板欠陥マップ４６”およびＬＵＴ４８を用いて、圧力センサ５０により検出された、Ｘ線画像撮影時の圧力、および、角度センサ５２により検出された、Ｘ線の照射角度の実績値に対応する、天板２９の撓みおよびＸ線源３６の移動の両方によるＸ線画像上の画像欠陥の移動量を算出する。

次に、撮影装置７０の動作を説明する。

第２の実施形態の撮影装置６０の場合と同様にして、ステレオ撮影により、Ｘ線の照射角度が−α°、０°、β°の３種類の設定が出来るものとする。

画像処理部１４では、移動量算出部４０により、天板欠陥マップ４６”およびＬＵＴ４８を用いて、圧力センサ５０により検出された、Ｘ線画像撮影時の圧力、および、角度センサ５２により検出された、Ｘ線の照射角度の実績値に対応する、Ｘ線画像上の画像欠陥の移動量が算出される。これ以後の動作は、第１の実施形態の場合と同様である。

以上のように、撮影装置７０では、撮影されたＸ線画像に対して、Ｘ線画像撮影時の天板２９の撓み、および、Ｘ線画像撮影時のＸ線の照射角度の変化に応じて画素位置が移動されたＸ線画像上の画像欠陥を、圧力センサ５０により検出された、Ｘ線画像撮影時の圧力、および、角度センサ５２により検出されたＸ線画像撮影時のＸ線の照射角度に応じて補正する天板欠陥補正を行う。

これにより、Ｘ線画像撮影時の天板２９の撓み、および、ステレオ撮影時のＸ線の照射角度の変化の両方に応じて移動されるＸ線画像上の画像欠陥の画素位置を特定して補正することができ、天板の２９の欠陥による影響が除去された高画質なＸ線画像を得ることができる。

なお、上記実施形態では、撮影台２８の天板２９の欠陥を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、Ｘ線源３６とＦＰＤ３８との間に存在する構造物の欠陥に対して同様に適用可能である。また、本発明は、上記実施形態に限らず、構造物の欠陥の位置が記憶された欠陥マップを用いて、構造物の欠陥がＦＰＤ３８上に投影されることにより生成されたＸ線画像上の画像欠陥を補正する場合に適用可能である。

また、ＦＰＤ３８の代わりに各種のＸ線検出器を使用することができる。また、画像欠陥位置特定部は、構造物の欠陥のＸ線検出器上における投影位置を、欠陥マップ作成時の撮影条件と実際の乳房撮影時の撮影条件により求めるものであればよい。ここで、実際の乳房撮影時の撮影条件は、乳房に対する圧力、Ｘ線源の位置の変化、および、Ｘ線の照射角度の変化のうちの少なくとも１つである。

本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１０ Ｘ線画像撮影装置
１２ 撮影部
１４ 画像処理部
１６ 出力部
１８ 指示入力部
２０ 制御部
２２ 支持台
２４ アーム部材
２６ Ｘ線源ユニット
２８ 撮影台
２９ 天板
３０ 圧迫板
３２ 操作パネル
３４ 回転軸
３６ Ｘ線源
３８ ＦＰＤ
４０ 移動量算出部
４２ 画素欠陥位置特定部
４４ 画像欠陥補正部
４６ 天板欠陥マップ
４８ ＬＵＴ
５０ 圧力センサ
５２ 角度センサ

Claims (6)

1. 撮影台の天板と圧迫板との間に圧迫された乳房にＸ線源からＸ線を照射し、乳房を透過したＸ線をＸ線検出器で検出してＸ線画像を撮影する撮影部と、
   前記撮影部により撮影されたＸ線画像に画像処理を行う画像処理部とを備え、
   前記画像処理部は、
   前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に存在する構造物の欠陥の位置が記憶された欠陥マップを少なくとも１つ保持する欠陥マップ保持部と、
   前記構造物の欠陥の前記Ｘ線検出器上における投影位置を、前記欠陥マップ作成時の撮影条件と実際の乳房撮影時の撮影条件により求める画像欠陥位置特定部と、
   前記実際の乳房撮影により取得されるＸ線画像中の、前記構造物の欠陥の前記Ｘ線検出器上における投影位置の画像欠陥を補正する補正処理部とを備えることを特徴とするＸ線画像撮影装置。
2. 前記実際の乳房撮影時の撮影条件が、乳房に対する圧力、前記Ｘ線源の位置の変化、および、Ｘ線の照射角度の変化のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載のＸ線画像撮影装置。
3. 前記補正処理部が、前記構造物の欠陥の前記Ｘ線検出器上における投影位置の欠陥画素を中心とする近傍画素を含む領域を補正することを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線画像撮影装置。
4. 前記補正処理部が、前記欠陥マップに記憶された欠陥位置と、前記画素欠陥位置特定部により求められた欠陥画素とをつなぐ直線を中心とする近傍画素を含む領域を補正することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＸ線画像撮影装置。
5. 撮影台の天板と圧迫板との間に圧迫された乳房にＸ線源からＸ線を照射し、乳房を透過したＸ線をＸ線検出器で検出してＸ線画像を撮影し、撮影されたＸ線画像に画像処理を行うＸ線画像撮影装置において適用されるＸ線画像処理方法であって、
   前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出器との間に存在する構造物の欠陥の位置が記憶された少なくとも１つの欠陥マップを用いて、前記構造物の欠陥の前記Ｘ線検出器上における投影位置を、前記欠陥マップ作成時の撮影条件と実際の乳房撮影時の撮影条件により求め、前記実際の乳房撮影により取得されるＸ線画像中の、前記構造物の欠陥の前記Ｘ線検出器上における投影位置の画像欠陥を補正することを特徴とするＸ線画像処理方法。
6. 請求項５に記載のＸ線画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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