JP2627097B2 - エネルギーサブトラクション画像生成方法および装置 - Google Patents
エネルギーサブトラクション画像生成方法および装置Info
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Description
ション処理の行なわれた画像を生成する方法および装置
に関するものである。
この画像データに適切な画像処理を施した後、画像を再
生記録することが種々の分野で行われている。たとえ
ば、後の画像処理に適合するように設計されたガンマ値
の低いX線フイルムを用いてX線画像を記録し、このX
線画像が記録されたフイルムからX線画像を読み取って
電気信号に変換し、この電気信号(画像データ)に画像
処理を施した後コピー写真等に可視像として再生するこ
とにより、コントラスト,シャープネス,粒状性等の画
質性能の良好な再生画像を得ることの出来るシステムが
開発されている(特公昭61−5193号公報参照)。
線,電子線,紫外線等)を照射するとこの放射線エネル
ギーの一部が蓄積され、その後可視光等の励起光を照射
すると蓄積されたエネルギーに応じた光量の輝尽発光光
を放射する蓄積性蛍光体(輝尽性蛍光体)を利用して、
人体等の被写体の放射線画像を一旦シート状の蓄積性蛍
光体に撮影記録し、蓄積性蛍光体シートをレーザ光等の
励起光で走査して輝尽発光光を生ぜしめ、得られた輝尽
発光光を光電的に読み取って画像信号を得、この画像信
号に基づいて被写体の放射線画像を写真感光材料等の記
録材料、CRT等に可視像として出力させる放射線記録再
生システムがすでに提案されている(特開昭55−12429
号,同56−11395号,同55−0163472号,同56−164645
号,同55−116340号等)。
システムと比較して極めて広い放射線露光域にわたて画
像を記録し得るという実用的な利点を有している。すな
わち、放射線露光量に対する、蓄積後に励起によって発
光する輝尽発光光の光量が極めて広い範囲に渡って比例
することが認められており、従って種々の撮影条件によ
り放射線露光量がかなり大幅に変動しても、蓄積性蛍光
体シートより放射される輝尽発光光を読取りゲインを適
当な値に設定して光電変換手段により読み取って電気信
号(画像データ)に変換し、この画像データを用いて写
真感光材料、CRT等の表示装置に放射線画像を可視像と
して出力することによって、放射線露光量の変動に影響
されない放射線画像を得ることができる。
用いるシステムにおいて、記録された複数の放射線画像
を読み取って複数の画像データを得た後、これらの画像
データに基づいて上記放射線画像のサブトラクション処
理を施すことがある。
いに異なった条件で撮影された複数の放射線画像の差に
対応する画像を得る処理をいい、具体的にはこれら複数
の放射線画像を所定のサンプリング間隔で読み取って各
放射線画像に対応する複数のディジタルの画像信号を
得、これら複数のディジタルの画像信号の各対応するサ
ンプリング点毎に減算処理を施すことにより、放射線画
像中の特定の被写体部分のみを強調または抽出した放射
線画像を得る処理をいう。
ある。すなわち、造影剤の注入により被写体の特定の部
分(たとえば人体を被写体としたときの血管等)が強調
された放射線画像から造影剤が注入されていない放射線
画像を引き算(サブトラクト)することによって被写体
の特定の部分(たとえば血管等)を抽出するいわゆる時
間サブトラクションと、被写体の特定の部分が互いに異
なるエネルギーを有する放射線に対して異なる放射線吸
収率を有することを利用して、同一の被写体に対して互
いに異なるエネルギーを有する放射線を照射してこれら
互いに異なるエネルギーを有する各放射線による複数の
放射線画像を得、これら複数の放射線画像を適当に重み
付けしてその差を演算することによって被写体の特定部
分を抽出するいわゆるエネルギーサブトラクションとが
ある。本出願人も蓄積性蛍光体シートを用いたエネルギ
ーサブトラクションについて提案している(特開昭59−
83486号,特開昭60−225541号公報参照)。
の放射線撮影を行なう際、所定のエネルギー分布を有す
る放射線を被写体に照射すると、被写体の各部分毎に放
射線透過率が異なり、しかも低エネルギーの放射線ほど
透過率が低いため、放射線が被写体と透過するにしたが
って放射線のエネルギー分布が全体として高エネルギー
側に片寄るいわゆるビームハードニングの現象が生じ、
しかもこの片寄りの程度は被写体の各部分毎に異なるこ
ととなる。
にエネルギーの異なる放射線に対する被写体を構成する
各組織の放射線透過率の相違を利用して該被写体の所望
とする組織の陰影が抽出もしくは強調された画像を得る
ものであるため、被写体の各部分毎に互いに程度の異な
るビームハードニングが生じると、画像のある一部領域
では不要な組織がきれいに消去されて所望とする組織の
みを抽出することができても、画像の他の一部領域では
不要な組織の陰影が残ってしまうという現象が生じ、こ
のことがサブトラクション処理後の画像の画質を低下さ
せる一因となっていた。
ムハードニングの程度が異なっても、その影響を十分に
低減させ、したがって高画質のサブトラクション画像を
得ることのできるエネルギーサブトラクション画像生成
方法および装置を提供することを目的とするものであ
る。
は、 互いに放射線吸収率の異なる複数の組織から構成され
る被写体を透過した、エネルギー分布が互いに異なる放
射線から得られた複数の放射線画像のそれぞれを表わす
複数の画像データのうちの一つの画像データ、もしくは
これら複数の画像データに基づいて求められた前記複数
の放射線画像の平均的な画像を表わす画像データに応じ
て、各画素毎にパラメータを変更しながら該各画素のサ
ブトラクション処理を行なうことにより、前記被写体中
の所望とする組織の陰影が抽出もしくは強調されたサブ
トラクション画像を表わすサブトラクション画像データ
を求めることを特徴とするものである。
装置は、上記エネルギーサブトラクション画像生成方法
を実施した装置であり、 互いに放射線吸収率の異なる複数の組織から構成され
る被写体を透過した、エネルギー分布が互いに異なる放
射線から得られた複数の放射線画像のそれぞれを表わす
複数の画像データのうちの一つの画像データ、もしくは
これら複数の画像データに基づいて求められた前記複数
の放射線画像の平均的な画像を表わす画像データを変数
とする、サブトラクション処理のパラメータを表わす関
数を記憶しておくパラメータ記憶手段、および 前記パラメータ記憶手段に記憶された関数に基づいて
求められた各画素毎のパラメータを用いて該各画素のサ
ブトラクション処理を行なうことにより、前記被写体中
の所望とする組織の陰影が抽出もしくは強調されたサブ
トラクション画像を表わすサブトラクション画像データ
を求めるサブトラクション演算手段を備えたことを特徴
とするものである。
と該被写体から射出する背面との間の、被写体の厚み方
向のトータルとして透過率により定まり、したがってビ
ームハードニングの各部分毎の差は、放射線画像上で濃
度(画像データの値)との相関がある。そこで本発明
は、画像データに応じて画像の各部分毎にサブトラクシ
ョン処理のパラメータを変更しながら画像全体にわたっ
てサブトラクション処理を施すようにしたものである。
複数の放射線画像のうちのいずれか一つの放射線画像を
表わす画像データを採用してもよいが、これら複数の放
射線画像のそれぞれを表わす複数の画像データに基づい
て、これら複数の放射線画像の平均的な画像を求め、こ
の平均的な画像を表わす画像データに応じてパラメータ
を変更することにより、この平均的な画像は上記の複数
の放射線画像のいずれよりもノイズ分が低減化されるた
め、このノイズ成分がサブトラクション処理に及ぼす悪
影響を押えることができる。
更するかは、通常あらかじめ実験的,経験的に定められ
る。本発明者の実験によると、放射線画像を得るための
放射線のエネルギー分布等の撮影系について固定された
条件で撮影を行ない、被写体が例えば大人の胸部とした
場合、様々の体格の人の放射線撮影を行なった場合であ
っても、画像データを変数とした同一のパラメータの関
数を用いて、十分な精度で、被写体の各部分毎にビーム
ハードニングの程度が異なることによるサブトラクショ
ン画像への悪影響を防止することができる。また、被写
体が大人の胸部と子供の胸部,胸部と腹部等極端に異な
る場合にはそれぞれについてパラメータの関数をあらか
じめ求めておくことが好ましい。
イズ成分による悪影響をさらに積極的に押えるために、
本発明のサブトラクション処理を行なうに先立って放射
線画像の低空間周波数成分が抽出もしくは強調された画
像を表わす画像データを求め、この画像データに応じて
パラメータを変更することが好ましい。この場合にどの
程度ゆるやかな変動までを考慮するかは、画像に含まれ
るノイズの程度、所望とするサブトラクション処理の精
度等により適宜定められる。
する。尚ここでは前述した蓄積性蛍光体シートを用いる
例について説明する。
により被写体(人体の胸部)4が照射される。被写体4
を透過したX線3aは第一の蓄積性蛍光体シート5に照射
され、X線3aのエネルギーのうち比較的低エネルギーの
X線が該第一の蓄積性蛍光体シート5に蓄積され、これ
により該シート5に被写体4のX線画像が蓄積記録され
る。シート5を透過したX線3bはさらに低エネルギーの
X線をカットするフィルタ6を透過し、該フィルタ6を
透過した高エネルギーX線3cが第二の蓄積性蛍光体シー
ト7に照射される。これにより該シート7にも被写体4
のX線画像が蓄積記録される。被写体4には、サブトラ
クション処理を行なうにあたって2つのX線画像の位置
合わせを行なうための基準となる2つのマーク8が付さ
れている。
7にX線画像を蓄積記録するものであるが、時間的に相
前後した2つのタイミグンでそれぞれ1枚ずつ撮影を行
なってもよい。
ブトラクション画像生成装置の一実施例である画像処理
表示装置の斜視図である。
第一および第二の蓄積性蛍光体シート5,7が一枚ずつX
線画像読取装置10の所定位置にセットされる。ここで
は、第一の蓄積性蛍光体シート5に蓄積記録された第一
のX線画像の読取りの場合について説明する。
された蓄積性蛍光体シート5は、図示しない駆動手段に
より駆動されるエンドレスベルト等のシート搬送手段15
により、矢印Y方向に搬送(副走査)される。一方、レ
ーザ光源16から発せられた光ビーム17はモータ18により
駆動され矢印Z方向に高速回転する回転多面鏡19によっ
て反射偏向され、fθレンズ等の集束レンズ20を通過し
た後、ミラー21により光路をかえて蓄積性蛍光体シート
14に入射し、副走査の方向(矢印Y方向)と略直角な矢
印X方に主走査する。蓄積性蛍光体シート14の、光ビー
ム17が照射された箇所からは、蓄積記録されているX線
画像情報に応じた光量の輝尽発光光22が発せられ、この
輝尽発光光22は光ガイド23によって導かれ、フォトマル
チプライヤ(光電子増倍管)24によって光電的に検出さ
れる。光ガイド23はアクリル板等の導光性材料を成形し
て作られたものであり、直線状をなす入射端面23aが蓄
積性蛍光体シート14上の主走査線にそって延びるように
配され、円環状に形成された射出端面23bにフォトマル
チプライヤ24の受光面が結合されている。入射端面23a
から光ガイド23内に入射した輝尽発光光22は、該光ガイ
ド23の内部を全反射を繰り返して進み、射出端面23bか
ら射出してフォトマルチプライヤ24に受光され、放射線
画像を表わす輝尽発光光22がフォトマルチプライヤ24に
よって電気信号に変換される。
Sは、ログアンプ25で対数的に増幅された後、A/D変換
器26に入力され、サンプリングされて、ディジタルの画
像信号S0が得られる。この画像信号S0は第一の蓄積性蛍
光体シート5に蓄積記録された第一のX線画像を表わす
ものであり、第一の画像信号S01と呼ぶ。この第一の画
像信号S01は画像処理表示装置30内の内部メモリに一旦
記憶される。
トラクション画像生成装置の一実施例を内包するもので
あり、種々の指示を入力するキーボード31、指示のため
の補助情報や画像信号に基づく可視画像を表示するCRT
ディスプレイ32、補助記録媒体としてのフロッピィディ
スクが装填され駆動されるフロッピィディスクドライブ
部33、およびCPUや内部メモリが内蔵された本体部34が
備えられている。
に蓄積記録された第二のX線画像を表わす第二の画像信
号S02が得られ、この第二の画像信号S02も画像処理表示
装置20内の内部メモリに一旦記憶される。
れた第一および第二のX線画像を表わす2つの画像信号
S01,S02に基づいて、該画像処理表示装置内で行なわれ
る処理の流れを表わした図である。
および第二のX線画像信号S01,S02は、第3図に示すそ
れぞれ第一のX線画像41,第二のX線画像42を担持する
信号である。第一のX線画像41は比較的低エネルギーX
線による画像であり、第二のX線画像42は比較的高エネ
ルギーX線による画像であるが、互いに軟部および骨部
の濃度は異なるものの両者ともこれら軟部および骨部の
双方が記録された原画像である。
図に示す画像処理表示装置30内の内部メモリから読み出
され、先ずこれら2つの画像信号S01,S02がそれぞれ担
持する各X線画像41,42の相対的な位置合わせが画像信
号上で行なわれる(特開昭58−163338号公報参照)。こ
の位置合わせは、第1図に示す2つのマーク8が重なる
ように2つのX線画像を相対的に直線的な移動および回
転移動を行なうことにより行なわれる。
画像が求められる。
基づいて求めてもよいが、本実施例ではこれらのX線画
像41,42に含まれるノイズ成分をより低減するため、こ
れらのX線画像41,42の互いに対応する各画素毎に、式 S0=S01+S02 …(1) に従って演算を行なうことにより重ね合わせ画像を求
め、この重ね合わせた画像を平滑化することにより平滑
化画像が求められる。本実施例では、重ね合わせ画像の
各画素に対し、該各画素の周囲の多数の画素にそれぞれ
対応する多数の画像データS0の平均値を求めることによ
り、この平均値により平滑化画像を表わす平滑化画像信
号SSMが求められる。
式 S1=Ka・S02−Kb S01+Kc …(2) に従ってサブトラクション処理が行なわれ、被写体4の
骨部の陰影が消去されるとともに軟部の陰影のみが抽出
された軟部画像43(第3図参照)が求められる。ここ
で、Ka,Kbは2つの画像信号S01,S02の重みづけを定める
パラメータ、Kcはバイアス分を定めるパラメータであ
り、本実施例では各パラメータKa,Kb,Kcとも平滑化画像
信号SSMの関数である。
わした図である。
画像信号SSMの値が大きくなるに従って単調に増加する
関数であり、しかも常にKa>Kbとなっている。また第4
図(b)に示すようにパラメータKcも単調増加関数とな
っている。
ータKa,Kb,Kcがあらかじめ画像処理表示装置30内のメモ
リ(本発明にいうパラメータ記憶手段)に記憶されてお
り、上記(2)式に従ってサブトラクション処理を行な
う際に参照される。
像処理表示装置30のCRTディスプレイ32に送られ、この
軟部画像信号S1に基づく可視画像がCRTディスプレイ32
に再生表示される。
パラメータKa,Kb,Kcとも平滑化画像信号SSMを変数とし
た関数であるとして説明したが、例えばKcを定数とする
等全パラメータが関数である必要はない。
平滑化した平滑化画像を表わす平滑化画像信号SSMを変
数とした関数であるとして説明したが、各パラメータは
平滑化画像信号SSMの関数である必要はなく、X線画像4
1,42に混入しているノイズレベル、求めるべき軟部画像
43の所望とする画質レベル等により、重ね合わせ画像を
表わす画像信号S0(上記(1)式参照)の関数であって
もよく、X線画像41,42を表わす画像信号S01,S02のいず
れか一方の関数であってもよい。
骨部画像44(第3図参照)を観察対象とする場合は、骨
部画像用のパラメータ関数を用いて骨部画像信号S2を求
めればよい。
ではなく、例えば人体の乳房のX線画像において、乳腺
が強調された画像もしくは悪性腫瘍が強調された画像を
求める場合であってもよく、一般に被写体中の所望とす
る組織が強調もしくは抽出された画像を得る際に適用す
ることができるものである。
例であるが、本発明は蓄積性蛍光体シートを用いたもの
に限られるものではなくX線フイルム(撮影に際して一
般に増感スクリーンと組合わされる)等を用いたものに
も適用することができる。
トラクション画像生成方法および装置は、放射線画像の
低空間周波数成分が抽出もしくは強調された平滑化画像
を表わす平滑化画像データを求め、各画像に対応する平
滑化画像データに応じてパラメータを変更しながらサブ
トラクション処理を行なうようにしたため、被写体の部
分毎に異なるビームハードニングの悪影響を十分に低減
させ、高画質のサブトラクション画像を得ることができ
る。
ブトラクション画像生成装置の一実施例である画像処理
表示装置の斜視図、 第3図は、画像処理表示装置内で行なわれる処理の流れ
を表わした図、 第4図は、サブトラクション処理のパラメータ関数の一
例を表わした図である。 1……X線撮影装置、2……X線管 3,3a,3b,3c……X線、4……被写体 5……第一の蓄積性蛍光体シート 6……フィルタ 7……第二の蓄積性蛍光体シート 8……マーク 16……レーザ光源、19……回転多面鏡 22……輝尽発光光、23……光ガイド 24……フォトマルチプライヤ 25……ログアンプ、26……A/D変換器 30……画像処理表示装置、41,42……原画像 43……軟部画像、44……骨部画像
Claims (2)
- 【請求項1】互いに放射線吸収率の異なる複数の組織か
ら構成される被写体を透過した、エネルギー分布が互い
に異なる放射線から得られた複数の放射線画像のそれぞ
れを表わす複数の画像データのうちの一つの画像デー
タ、もしくはこれら複数の画像データに基づいて求めら
れた前記複数の放射線画像の平均的な画像を表わす画像
データに応じて、各画素毎にパラメータを変更しながら
該各画素のサブトラクション処理を行なうことにより、
前記被写体中の所望とする組織の陰影が抽出もしくは強
調されたサブトラクション画像を表わすサブトラクショ
ン画像データを求めることを特徴とするエネルギーサブ
トラクション画像生成方法。 - 【請求項2】互いに放射線吸収率の異なる複数の組織か
ら構成される被写体を透過した、エネルギー分布が互い
に異なる放射線から得られた複数の放射線画像のそれぞ
れを表わす複数の画像データのうちの一つの画像デー
タ、もしくはこれら複数の画像データに基づいて求めら
れた前記複数の放射線画像の平均的な画像を表わす画像
データを変数とする、サブトラクション処理のパラメー
タを表わす関数を記憶しておくパラメータ記憶手段、お
よび 前記パラメータ記憶手段に記憶された関数に基づいて求
められた各画素毎のパラメータを用いて該各画素のサブ
トラクション処理を行なうことにより、前記被写体中の
所望とする組織の陰影が抽出もしくは強調されたサブト
ラクション画像を表わすサブトラクション画像データを
求めるサブトラクション演算手段を備えたことを特徴と
するエネルギーサブトラクション画像生成装置。
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