JP2016198424A - 放射線画像撮影システム - Google Patents
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Abstract
Description
複数の放射線画像撮影装置を装填可能なホルダーを備える撮影台と、
前記ホルダーに装填された複数の前記放射線画像撮影装置に同時に放射線を照射可能な放射線照射装置と、
複数の前記放射線画像撮影装置で得られた画像データに基づいて複数の画像をそれぞれ生成する画像処理装置と、
を備え、
前記ホルダーに装填されている複数の前記放射線画像撮影装置のうち、前記放射線照射装置に近い前記放射線画像撮影装置を前方の放射線画像撮影装置といい、前記放射線照射装置から遠い前記放射線画像撮影装置を後方の放射線画像撮影装置というとき、
前記画像処理装置は、
予め前記撮影台の前記ホルダー内に装填した複数の前記放射線画像撮影装置に対して被写体が介在しない状態で放射線が照射されて前記後方の放射線画像撮影装置で得られた前記画像データに基づいて生成しておいたキャリブレーション用画像と、被写体が介在する実際の撮影で前記後方の放射線画像撮影装置で得られた前記画像データに基づいて生成した前記画像とに基づいて、生成した前記画像に写り込んでいる前記前方の放射線画像撮影装置の構造物成分を前記画像から除去する構造物成分除去処理を行うとともに、
生成した前記画像に基づいて、生成した前記画像中に存在するスジ成分を前記画像から除去するスジ成分除去処理を行って、前記画像の画像補正処理を行うことを特徴とする。
複数の放射線画像撮影装置を装填可能なホルダーを備える撮影台と、
前記ホルダーに装填された複数の前記放射線画像撮影装置に同時に放射線を照射可能な放射線照射装置と、
複数の前記放射線画像撮影装置で得られた画像データに基づいて複数の画像をそれぞれ生成する画像処理装置と、
を備え、
前記ホルダーに装填されている複数の前記放射線画像撮影装置のうち、前記放射線照射装置に近い前記放射線画像撮影装置を前方の放射線画像撮影装置といい、前記放射線照射装置から遠い前記放射線画像撮影装置を後方の放射線画像撮影装置というとき、前記放射線照射装置側から見た場合に前記ホルダー内で前記前方の放射線画像撮影装置の端部と前記後方の放射線画像撮影装置の端部とが前後方向に重なり合っており、
前記画像処理装置は、
生成した前記画像に基づいて、生成した前記画像中に存在するスジ成分を前記画像から除去するスジ成分除去処理を行って、前記画像の画像補正処理を行うとともに、
前記スジ成分除去処理では、前記画像中に設定した前記スジ成分を含む領域に対して水平方向に平滑化した成分からバックグラウンドの成分を減算することで前記スジ成分を抽出し、抽出した前記スジ成分を前記画像の対応する各画素の画素値に加算することで前記画像から前記スジ成分を除去することを特徴とする。
図1に示すように、本実施形態では、撮影室Ra(複数の撮影室Raを備える場合には(図2参照)少なくとも1つの撮影室Ra)には、長尺撮影を行うために複数の放射線画像撮影装置P1〜P3を装填可能な1ショット長尺撮影用の撮影台51Aが配置されている。そして、撮影台51Aは、そのホルダー51a内に、被写体である患者Hの体軸A方向に並ぶように複数の放射線画像撮影装置P1〜P3を装填することができるようになっている。
ここで、放射線画像撮影システムで用いられる放射線画像撮影装置Pについて説明する。図3は、放射線画像撮影装置の外観を示す斜視図である。
1ショット長尺撮影の際に、コンソールCや、撮影台51Aのホルダー51aに装填された各放射線画像撮影装置P1〜P3等における撮影時の各処理(すなわち放射線照射装置52からの放射線の照射前後に行われる処理やその後の画像データDの読み出し処理等の各処理)は、基本的に単純撮影の場合と同様であり、公知の処理であるから説明を省略する。
D*=D−O …(1)
以下、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50における、撮影台51Aのホルダー51aに装填された各放射線画像撮影装置Pで得られた画像pから構造物成分CSやスジ成分CLを除去する画像補正処理について説明する。また、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50の作用についてもあわせて説明する。
本実施形態では、画像補正処理を、図7に示すフローに従って行うようになっている。なお、図7の例では、画像pから構造物成分CSを除去する構造物成分除去処理を行った後、画像p中に残存するスジ成分CLを除去するスジ成分除去処理を行うようにして画像補正処理を行う場合が示されているが、これとは逆に、画像pに対するスジ成分除去処理を行った後、画像p中に残存する構造物成分CSに対して構造物成分除去処理を行うようにして画像補正処理を行うように構成することも可能である。以下、図7のフローに従って画像補正処理で行われる各処理について説明する。
まず、図7のフローのステップS1におけるキャリブレーション用画像pcalについて説明する。本実施形態では、予め撮影台51Aのホルダー51a内の隣り合う装填位置に少なくとも2枚の放射線画像撮影装置Pa、Pbを装填し(すなわち図6に示したように放射線画像撮影装置Pa、Pbを装填し)、被写体が介在しない状態で放射線照射装置52から放射線を照射し、後方の放射線画像撮影装置Paで得られた画像データD等に基づいて、上記の画像pの生成処理と同様にして図8に示すようなキャリブレーション用画像pcalを生成して取得しておくようになっている。
また、構造物成分除去処理でどの放射線画像撮影装置Pのキャリブレーション用画像pcalを用いるかを知るためには、撮影時に、どの放射線画像撮影装置Pが、画像pを撮影した後方の放射線画像撮影装置Paの前方に装填されていたかを画像処理装置Cが画像処理装置Cが認識する必要がある。
画像処理装置Cは、撮影台51Aのホルダー51aの構造(すなわち図1の構造や図20(B)の構造等)と各放射線画像撮影装置P1〜P3の装填位置Q1〜Q3の情報に基づいて、画像補正処理を行うべき画像p、すなわち後方の放射線画像撮影装置Paで得られた画像pを判別する。そして、後方の放射線画像撮影装置Paで得られた全ての画像p(例えば図1の場合は放射線画像撮影装置P1、P2で得られた2枚の画像p、図20(B)の場合は放射線画像撮影装置P2で得られた1枚の画像p)に対して画像補正処理を行う。
続いて、画像処理装置Cは、画像pに対して構造物成分除去処理を行う。構造物成分除去処理では、画像処理装置Cは、画像pのうち、前方の放射線画像撮影装置PbのIC等の構造物が写り込んでいるために小さくなっている画素部分(すなわち構造物成分CSが写り込んでいる部分)の画素値fを、下記の基板画像ppanelを用いて適切に嵩上げして画像補正することで、画像p中から構造物成分CSを除去するようになっている。
g(x,y)=f(x,y)+A(x,y)×k(x,y) …(2)
を演算して、補正後の画像pを生成するようになっている。
k(x,y)=have−h(x,y) …(3)
g(x,y)=f(x,y)+k(x,y) …(4)
e(x,y)={g(x+1,y)−g(x-1,y)}2+{g(x,y+1)−g(x,y-1)}2…(5)
上記のように補正後の画像p中からスジ成分CLを除去するために、本実施形態では、画像処理装置Cは、図13(A)、(B)に示すように、撮影台51Aのホルダー51a内で上下方向に隣り合う例えば放射線画像撮影装置P1、P2で得られた画像p1、p2から上記のようにして構造物成分CSが除去された補正後の画像p1、p2を一旦結合して、スジ成分除去処理を行うようになっている。
そして、画像処理装置Cは、このようにして結合して生成した結合画像plong*に基づいて、結合画像plong*中に存在する(或いは残存する)スジ成分CLを結合画像plong*から除去するスジ成分除去処理を行うようになっている(図7のステップS6)。以下、主に、結合画像plong*の画像p1、p2の結合部分(図14参照)に存在するスジ成分CLの除去について説明するが、画像p2と画像p3の結合部分に存在するスジ成分CLに対しても同様にスジ成分除去処理が行われる。
g*(x,y)=t×g(x,y)upper+(1-t)×g(x,y)lower …(6)
(ただし、0≦t≦1)
また、上記のようにして、結合画像plong*(すなわち画像p1、p2。以下同じ。)から構造物成分CSやスジ成分CL(ステップS3、S6)を除去する画像補正処理を行っても、結合画像plong*中の、構造物成分CSやスジ成分CLを除去した部分のコントラストや粒状性が、結合画像plong*の他の部分のコントラストや粒状性とは多少違ったものになっている場合がある。
以上のようにして、画像処理装置Cが、結合画像plong*に対して構造物成分除去処理やスジ成分除去処理を行って画像補正処理を行い、必要に応じてコントラスト調整や粒状性の調整を行うことで、結合画像plong*は、図17に示す長尺画像plongと同等の画像となる。そのため、画像処理装置Cで、以上のようにして結合画像plong*に対する画像補正処理等を行うことで長尺画像plongを生成するように構成することも可能である。
本実施形態では、画像処理装置Cは、上記のようにして結合画像plong*に対して構造物成分除去処理やスジ成分除去処理を行って画像補正処理を行い、必要に応じてコントラスト調整や粒状性の調整を行った後、処理後の結合画像plong*を各画像p1〜p3に分割するようになっている(図7のステップS8)。なお、撮影台51Aのホルダー51aに装填されている放射線画像撮影装置P1〜P3で得られた上記の画像p1〜p3と区別するために、処理後の結合画像plong*を分割して得られる各画像を、以下、画像p*1〜p*3という。
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影システム50によれば、1ショット長尺撮影用の撮影台51Aのホルダー51aに装填されている後方の放射線画像撮影装置Pa(図6参照)で得られた画像pに、前方の放射線画像撮影装置Pbに起因する構造物成分CSやスジ成分CLが(図12や図22等参照)が写り込む場合であっても、画像処理装置Cで上記のような構造物成分除去処理とスジ成分除去処理を行う。
ところで、撮影台51Aのホルダー51aに装填される前方の放射線画像撮影装置Pb(図6参照)の構造等によっては、後方の放射線画像撮影装置Paで撮影された画像p中に、スジ成分CLは写り込むが、構造物成分CSが写り込まない、或いは写り込んでもほとんど視認されないほど小さい場合がある。
51A 撮影台
51a ホルダー
52 放射線照射装置
A(x,y) 係数
C コンソール(画像処理装置)
CL スジ成分
CS 構造物成分
D 画像データ
e(x,y) 評価関数(値)
f(x,y) 画素値
g(x,y) 補正後の画素値
k(x,y) 基板画像の画素値(値)
P、P1〜P3 放射線画像撮影装置
p、p1〜p3 画像
Pa 後方の放射線画像撮影装置
Pb 前方の放射線画像撮影装置
pcal、pcal* キャリブレーション用画像
plong* 結合画像
ROI 関心領域
(x,y) 画素、注目画素
Claims (12)
- 複数の放射線画像撮影装置を装填可能なホルダーを備える撮影台と、
前記ホルダーに装填された複数の前記放射線画像撮影装置に同時に放射線を照射可能な放射線照射装置と、
複数の前記放射線画像撮影装置で得られた画像データに基づいて複数の画像をそれぞれ生成する画像処理装置と、
を備え、
前記ホルダーに装填されている複数の前記放射線画像撮影装置のうち、前記放射線照射装置に近い前記放射線画像撮影装置を前方の放射線画像撮影装置といい、前記放射線照射装置から遠い前記放射線画像撮影装置を後方の放射線画像撮影装置というとき、前記放射線照射装置側から見た場合に前記ホルダー内で前記前方の放射線画像撮影装置の端部と前記後方の放射線画像撮影装置の端部とが前後方向に重なり合っており、
前記画像処理装置は、
予め前記撮影台の前記ホルダー内に装填した複数の前記放射線画像撮影装置に対して被写体が介在しない状態で放射線が照射されて前記後方の放射線画像撮影装置で得られた前記画像データに基づいて生成しておいたキャリブレーション用画像と、被写体が介在する実際の撮影で前記後方の放射線画像撮影装置で得られた前記画像データに基づいて生成した前記画像とに基づいて、生成した前記画像に写り込んでいる前記前方の放射線画像撮影装置の構造物成分を前記画像から除去する構造物成分除去処理を行うとともに、
生成した前記画像に基づいて、生成した前記画像中に存在するスジ成分を前記画像から除去するスジ成分除去処理を行って、前記画像の画像補正処理を行うことを特徴とする放射線画像撮影システム。 - 前記画像処理装置は、前記画像の画像補正処理を行う際、前記構造物成分除去処理を行った後、前記画像中に残存する前記スジ成分に対して前記スジ成分除去処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の放射線画像撮影システム。
- 前記画像処理装置は、前記撮影台の前記ホルダーに装填された複数の前記放射線画像撮影装置で得られた画像データに基づいて生成した複数の前記画像についてそれぞれ前記構造物成分除去処理を行った後、構造物成分除去処理後の複数の前記画像を結合し、結合して生成した結合画像中に残存する前記スジ成分に対して前記スジ成分除去処理を行うことを特徴とする請求項2に記載の放射線画像撮影システム。
- 前記画像処理装置は、複数の前記画像を結合する際、前記画像の重ね合わせ部分では、前記撮影台の前記ホルダー内の前記後方の放射線画像撮影装置で撮影された前記画像を用いて結合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システム。
- 前記画像処理装置は、前記画像の画像補正処理を行う際、前記スジ成分除去処理を行った後、前記画像中に残存する前記構造物成分に対して前記構造物成分除去処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の放射線画像撮影システム。
- 前記画像処理装置は、前記構造物成分除去処理を行う際、
前記画像に前記前方の放射線画像撮影装置の構造物成分が写り込んでいる部分の画素(x,y)の画素値f(x,y)に加算する値k(x,y)を前記キャリブレーション用画像に基づいて算出し、
下記(1)式に従って係数A(x,y)を乗算した前記値k(x,y)を前記画素値f(x,y)に加算して補正後の画素値g(x,y)を算出することで前記構造物成分除去処理を行い、
前記係数A(x,y)を、前記画像上で注目画素を含む領域として設定される関心領域内で下記(2)式に従って算出される値e(x,y)の合計値が最小となるように決定することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の放射線画像撮影システム。
g(x,y)=f(x,y)+A(x,y)×k(x,y) …(1)
e(x,y)={g(x+1,y)−g(x-1,y)}2+{g(x,y+1)−g(x,y-1)}2…(2) - 前記画像処理装置は、前記スジ成分除去処理を行う際、
前記画像中に設定した前記スジ成分を含む領域に対して水平方向に平滑化した成分からバックグラウンドの成分を減算することで前記スジ成分を抽出し、
抽出した前記スジ成分を前記画像の対応する各画素の画素値に加算することで前記画像から前記スジ成分を除去することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の放射線画像撮影システム。 - 前記画像処理装置は、前記画像の画像補正処理を行った後、前記画像において前記構造物成分および前記スジ成分を除去した部分のコントラストおよび粒状性と、前記画像の他の部分のコントラストおよび粒状性とを揃えるように調整する画像処理を行うことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の放射線画像撮影システム。
- 前記コントラストおよび粒状性を調整する画像処理では、前記画像補正処理が行われた後の前記画像の、前記構造物成分および前記スジ成分を除去した部分を周波数帯域ごとの各画像に分解し、予め定められた増幅率を前記周波数帯域ごとの画像に乗算し、前記増幅率を乗算した前記周波数帯域ごとの各画像を足し合わせることを特徴とする請求項8に記載の放射線画像撮影システム。
- 複数の放射線画像撮影装置を装填可能なホルダーを備える撮影台と、
前記ホルダーに装填された複数の前記放射線画像撮影装置に同時に放射線を照射可能な放射線照射装置と、
複数の前記放射線画像撮影装置で得られた画像データに基づいて複数の画像をそれぞれ生成する画像処理装置と、
を備え、
前記ホルダーに装填されている複数の前記放射線画像撮影装置のうち、前記放射線照射装置に近い前記放射線画像撮影装置を前方の放射線画像撮影装置といい、前記放射線照射装置から遠い前記放射線画像撮影装置を後方の放射線画像撮影装置というとき、前記放射線照射装置側から見た場合に前記ホルダー内で前記前方の放射線画像撮影装置の端部と前記後方の放射線画像撮影装置の端部とが前後方向に重なり合っており、
前記画像処理装置は、
生成した前記画像に基づいて、生成した前記画像中に存在するスジ成分を前記画像から除去するスジ成分除去処理を行って、前記画像の画像補正処理を行うとともに、
前記スジ成分除去処理では、前記画像中に設定した前記スジ成分を含む領域に対して水平方向に平滑化した成分からバックグラウンドの成分を減算することで前記スジ成分を抽出し、抽出した前記スジ成分を前記画像の対応する各画素の画素値に加算することで前記画像から前記スジ成分を除去することを特徴とする放射線画像撮影システム。 - 前記画像処理装置は、前記画像の画像補正処理を行った後、前記画像において前記スジ成分を除去した部分のコントラストおよび粒状性と、前記画像の他の部分のコントラストおよび粒状性とを揃えるように調整する画像処理を行うことを特徴とする請求項10に記載の放射線画像撮影システム。
- 前記コントラストおよび粒状性を調整する画像処理では、前記画像補正処理が行われた後の前記画像の、前記スジ成分を除去した部分を周波数帯域ごとの各画像に分解し、予め定められた増幅率を前記周波数帯域ごとの画像に乗算し、前記増幅率を乗算した前記周波数帯域ごとの各画像を足し合わせることを特徴とする請求項11に記載の放射線画像撮影システム。
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