JP3863963B2 - Ｘ線撮影画像のデジタルデータ補正、保存方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば医療の分野において、Ｘ線撮影された画像中に、被写体あるいはその近傍領域でテストチャートにより指標を残すと共に、該指標に基づいて、撮影画像のデジタルデータを濃度、寸法補正して撮影条件の異なる画像を統一して保存できるようにしたＸ線撮影画像の補正、保存方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、この種のＸ線撮影評価・補正用テストチャートとしては、例えば特公昭６２−５３７７０号公報に開示されるように、Ｘ線透過性の良好な材質からなる基板に、形状がＣ字型又はＯ字型をなす金属箔性の複数個のテストピースを配設し、このテストピースの外形寸法を所定方向に順次段階的に異ならせ、更に、この異なったそれぞれの外形寸法のものに対応して、その厚さを順次段階的に異ならせたものを前記所定方向とは別方向に、前記基板上に配設してなるＸ線写真評価用テストチャートがある。前記テストピースの厚さの調整は、重ね合わせやエッチングで行い、これによりＸ線吸収係数を変化させている。
【０００３】
又、例えば特開昭６１−２４８６６５号公報や、特開平５−３２９１４１号公報に開示されるものがある。
【０００４】
前者は、被写体をＸ線撮影する際に、写し込み装置によって、撮影年月日、被写体の氏名等に加えて、標準濃度チャートを写し込み、画像読取り後、そのチャートの情報に基づいてフィルムの特性曲線を算出するようにしたものである。
【０００５】
又後者は、被写体とＸ線検出器との間に標準ファントムを配置し、Ｘ線検出器を走査して測定したＸ線透過画像を用いて計算した標準ファントムの測定値を用い、正しい計算ができるように補正を行うＸ線診断装置及び補正方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、医療分野においては、Ｘ線撮影は、同一の患者について複数個所角度を変えたりしながら撮影することが多い。更には、同一の患者について、時間の経過に伴って複数回撮影することも多いが、その都度、Ｘ線管の印加電圧、電流、フィルムもメーカーによる特性の相違、更には同一メーカーのＸ線フィルムでも、製造ロッドによって特性が異なることが多く、撮影された患者が同一人であっても、Ｘ線撮影画像は異なる濃度となってしまうことがある。
【０００７】
更には、Ｘ線管、患者、フィルムの三者の相対的距離を常に一定とすることは困難であるので、同一人の同一患部を撮影しても、その大きさが異なることもある。
【０００８】
これに対して、得られたＸ線撮影画像をコンピュータ処理して、その濃度、大きさを補正することが考えられるが、基準が不明確であるために補正が恣意的に行われ易く、濃度の評価や相対的な比較に正確さを欠くという問題点がある。
【０００９】
又、、撮影したＸ線画像の分解能（解像力）についても、同一患者の同一患部についての複数のＸ線撮影画像において、統一しない場合は、画像から患部組織の状態を正確に把握することができないという問題点がある。
【００１０】
更に、上記従来のようなテストチャート、フィルム画像読取装置あるいはＸ線診断装置及び補正方法では、Ｘ線撮影下に、被写体の特定した位置を、患部近傍に指標として残すことが困難であり、又残したとしても、患部組織の異なる多岐のＸ線吸収特性に対応して、Ｘ線撮影画像を評価・補正し、これによってＸ線撮影画像から患部の位置と大きさを特定するということが困難であるという問題点があった。
【００１１】
この発明は、上記従来の問題点を解消すべくなされたものであって、Ｘ線撮影下に、被写体の特定した位置を、大きさ、及びＸ線吸収係数が規定されたテストチャートにより患部近傍に指標として残し、且つこの指標が、患部組織の異なる多岐のＸ線吸収特性に対応することができるようにできるようにし、これにより、複数のＸ線撮影画像における濃淡の程度（コントラスト）、表面の粗密状態（粒状性）、撮影方向、撮影個所の大きさ、厚さ、検出エレメントの感度特性、分解能（解像力）の補正・評価及び保存をする方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１記載のように、Ｘ線を吸収しない、又は、Ｘ線吸収係数が低いシート上に、Ｘ線吸収係数が高い金属を含み、そのＸ線吸収係数が所定規格となる膜厚で、且つ、大きさ及び撮影方向を特定できるパターンのＸ線吸収膜を形成し、このＸ線吸収膜を被って、被写体へのシート貼付用の粘着層を形成してなるＸ線撮影評価・補正用テストチャートを、被写体と共にＸ線撮影して得られた画像をデジタルデータとして記憶装置に取り込む過程と、前記記憶装置に取り込まれたデジタルデータを、ディスプレイ上に表示する過程と、ディスプレイ上における前記被写体にかぶっていないテストチャートのチャート画像の濃度を読み取る過程と、読み取った濃度のデジタルデータを標準値に合わせるように補正する過程と、この補正値に基づき画像全体のデジタルデータを補正する過程と、補正したデジタルデータを前記記憶装置に保存する過程と、を有してなるＸ線撮影画像のデジタルデータ補正、保存方法により、上記目的を達成するものである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記チャート画像の濃度の読み取りを白、黒、グレーの３色の色値を読み取ることにより行い、これらのうち少なくとも白及び黒の色値の目標値を予め設定しておき、前記ディスプレイ上の画像から読み取った色値のデジタルデータと前記目標値とから補正値を算出するものである。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、ディスプレイ上における前記テストチャートのチャート画像の大きさのデジタルデータに基づくアウトプットの解像度と、該テストチャートの、前記と同一個所の寸法を前記記憶装置に登録したときのデジタルデータに基づくアウトプットの解像度とを一致させて、該テストチャート近傍における被写体の寸法のデジタルデータを補正する過程と、補正したデジタルデータを前記記憶装置に保存する過程と、を含んで構成したものである。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１、２又は３の発明において、前記被写体を前記テストチャートと共に異なる角度で複数回Ｘ線撮影して得られた複数の画像をデジタルデータとして記憶装置に取り込む過程と、これら異なる撮影角度の複数の画像のデジタルデータを、３次元グラフィックソフトで数式処理して、前記被写体の立体画像を得て、そのデジタルデータを前記記憶装置に記憶させる過程と、を含んで構成したものである。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの発明において、前記テストチャートにおけるＸ線吸収膜をリング状に形成し、該リングは円周方向に複数の領域に分割され、且つ、各領域毎に異なる膜厚としたものである。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの発明において、前記補正値を、前記補正したデジタルデータと独立して保存する過程を有してなり、次回以降の同一撮影条件の撮像時に、前記テストチャートのＸ線撮影による画像保存過程、及び、テストチャートのチャート画像の濃度読み取り過程の省略可能としたものである。
又、本発明は、請求項７のように、Ｘ線を吸収しない、又は、Ｘ線吸収係数が低いシート上に、Ｘ線吸収係数が高い金属を含み、そのＸ線吸収係数が所定規格となる膜厚で、且つ、大きさ及び撮影方向を特定できるパターンのＸ線吸収膜を形成し、このＸ線吸収膜を被って、被写体へのシート貼付用の粘着層を形成してなるＸ線撮影評価・補正用テストチャートと、Ｘ線発生器及びＸ線フィルムからなり、前記粘着層により、被写体に貼着されたテストチャートを被写体と共にＸ線撮影する装置と、レーザスキャナーを含んでなり、前記Ｘ線フィルムに得られたＸ線撮影画像を測定してデジタルデータとする装置と、前記デジタルデータを記憶装置に取り込むとともに、この取り込まれたデジタルデータをディスプレイ上に表示するコンピュータと、前記ディスプレイ上のテストチャートのチャート画像の装置の読み取り可能なポインティングデバイスと、を有してなり、前記コンピュータは、前記読み取った濃度のデジタルデータを標準値に合わせるように補正し、この補正値に基づき画像全体のデジタルデータを補正し、補正したデジタルデータを前記記憶装置に保存するように構成されたことを特徴とするＸ線撮影画像のデジタルデータ補正、保存装置により上記目的を達成するものである。
請求項８の発明は、請求項７の発明において、前記ポインティングデバイスを、前記チャート画像の濃度の読み取りを白、黒、グレーの３色の色値を読み取り可能とし、前記コンピュータを、前記色値のうち少なくとも白及び黒の色値の目標値が予め設定されていて、前記ディスプレイ上の画像から読み取った色値のデジタルデータと前記目標値とから補正値を算出するように構成したものである。
請求項９の発明は、請求項７の発明において、前記コンピュータを、前記ディスプレイ上における前記被写体に貼着したテストチャートのチャート画像の大きさのデジタルデータに基づくアウトプットの解像度と、該テストチャートの、前記と同一個所の寸法を前記記憶装置に登録したときのデジタルデータに基づくアウトプットの解像度とを一致させて、該テストチャート近傍における被写体の寸法のデジタルデータを補正し、補正したデジタルデータを前記記憶装置に保存するように構成したものである。
請求項１０の発明は、請求項７、８又は９の発明において、前記被写体を前記テストチャートと共に撮影する装置を、これらを異なる角度で複数回Ｘ線撮影可能とし、前記コンピュータを、前記異なる撮影角度の複数の画像のデジタルデータを、３次元グラフィックソフトで数式処理して、前記被写体の立体画像を得て、そのデジタルデータを前記記憶装置に記憶させるように構成したものである。
請求項１０の発明は、請求項７乃至１０のいずれかの発明において、前記テストチャートにおけるＸ線吸収膜を、複数の領域に分割し、且つ、各分割領域における膜厚が異なるＸ線吸収係数となるようにしたものである。
請求項１２の発明は、請求項７乃至１１のいずれかの発明において、前記コンピュータを、前記補正値を、前記補正したデジタルデータと独立して保存可能とし、次回以降の同一撮影条件の撮像時により得られた被写体のＸ線撮影画像のデジタルデータを、前期保存された補正値により補正し、補正結果を保存可能に構成したものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態の例を図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
本発明方法に用いるＸ線撮影評価・補正用のテストチャート１０は、図１及び図２に示されるように、Ｘ線を吸収しない、又はＸ線吸収係数が低い、例えば透明易接着ＰＥＴフィルム１２を基板用シートとして、その処理面にＸ線吸収係数が高い金属を含み、そのＸ線吸収係数が所定規格となる膜厚で、且つ大きさ及び撮影方向が特定されるパターンのＸ線吸収膜１４を形成し、更にその外側を被写体（例えば人体）の表皮に粘着できるようにするための粘着層１６を形成し、更にこの粘着層１６を離型紙１８によって被ったものである。
【００２０】
前記Ｘ線吸収膜１４は、その平面形状がリング状とされ、中心角が９０°の４つの分割領域２０Ａ〜２０Ｄに区画されている。
【００２１】
これら分割領域２０Ａ〜２０Ｄは、この順で膜厚が段階的に厚くなるようにされて、これにより、Ｘ線吸収係数が段階的に４階調となるようにされている。
【００２２】
又、リング状のＸ線吸収膜１４の内側には、粘着層１６及びＰＥＴフィルム１２からなる小円形の透過領域２０Ｅが形成され、これによって、テストチャート１０は、全体として５階調のＸ線吸収係数の領域から構成されている。
【００２３】
前記Ｘ線吸収膜１４に含まれるＸ線吸収係数が高い金属は、鉛、ビスマス、バリウム、これらの化合物あるいはこれらの混合物であって、いずれも粉末状のものを、バインダーに混ぜてＸ線遮断インキとして、ＰＥＴフィルム１２上にパターン印刷する。
【００２４】
あるいは、前記金属粉末を、光硬化性樹脂からなるバインダーに混合してＸ線遮断インキとし、パターン印刷後に硬化用光源から光を照射して、該パターンを硬化させることにより形成する。
【００２５】
前記バインダーとしては、アクリル系、ウレタン系、塩化酢酸ビニール系、ポリエステル系のうち、少なくとも１つの樹脂から構成する。又、バインダーとしての光硬化性樹脂は、例えば紫外線硬化されるウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレートあるいはこれらの混合物とする。
【００２６】
上記のような金属粉末、バインダー、溶剤、Ｐ／Ｖ比は、例えば次の表１のようにする。
【００２７】
【表１】
【００２８】
次に、上記テストチャート１０の製造方法について説明する。
【００２９】
まず、スクリーン印刷用インキＳＳから表１に示されるような、Ｘ線遮断インキ▲１▼〜▲３▼を、３本ロールで混練形成する。
【００３０】
次に、図３に示されるパターンＰ１で、レジスト厚１００μｍに構成したシルクスクリーン版（テトロン１５０メッシュ、株式会社ミノグループ製）で、厚さが１００μｍの透明易接着ＰＥＴフィルム（東レ株式会社製）の処理面に、１１０μｍの塗膜厚に印刷する。図３の符号ｈ１は、空白（孔）となる部分を示す。
【００３１】
膜厚及び塗膜状態は、レーザフォーカス変位計（株式会社キーエンス製）と、デジマチックインジケータ（ミツトヨ株式会社製）で確認の上、オーブンで１００℃、１時間乾燥し、９０〜１００μの膜厚のパターンを得る。
【００３２】
次に、このパターンＰ１上に図４に示されるパターンＰ２を前記と同様の手順で重ねて印刷・乾燥する。更に同様に、図５及び図６に示されるパターンＰ３、Ｐ４を、前記パターンＰ１、Ｐ２に順次重ねて印刷・乾燥する。なお、図４〜６において符号ｈ２〜ｈ４はいずれも空白（孔）を示す。
【００３３】
次に、これらパターンＰ１〜Ｐ４によって形成されたＸ線吸収膜１４に、両面テープをラミネーションパッカーで貼り合わせ、これによって粘着層１６及び離型紙１８の層を形成し、最後に、図７に示されるパターンＰ５で抜き加工して、図８（ＰＥＴフィルム１２を除いた状態）、図９に示されるパターンのチャートシールＳを得る。
【００３４】
このチャートシールＳには、共通の離型紙１８上に粘着層１６によって貼り付けられている複数のテストチャート１０が形成されていることになる。
【００３５】
表１の▲４▼に示される、ＵＶ硬化型樹脂からなるバインダーを用いたインキによりテストチャートを印刷する場合は、表１▲４▼の組成でＵＶスクリーンＸ線遮断インキを混練し、前記第１の実施の形態の例と同条件でパターンＰ１〜パターンＰ４を重ねて印刷し、且つ各パターン印刷毎に１２０Ｗメタルハライドランプによって紫外線を照射して硬化させ、最終的に図８及び図９に示されると同様のパターンのチャートシールＳを得る。
【００３６】
上記テストチャート１０を、図１０に示されるように、鼻骨骨折の患者（被写体）２２の鼻頭頂部にＸ線発生器２４と平行に添着し、又、Ｘ線発生器２４からのＸ線ビーム２６の照射領域内で患者２２にかぶらない位置のベッド２８上にもテストチャート１０Ｂを添着した。図１０の符号３０はＸ線フィルムを示す。
【００３７】
上記のような条件でＸ線撮影し、現像した結果、図１１に示されるようになり、Ｘ線フィルム３０を２波長スキャニングデンシトメータ３２及びレーザスキャナ３４（図１２参照）で測定し、コンピュータ５０における記憶装置５１の、元画像データ領域５１Ａにデジタル画像データとして保管した。ここで、現像したＸ線フィルム３０からは、前記テストチャート１０における分割領域２０Ａ〜２０Ｄの各濃度段階を読み取ることができた。
【００３８】
又、図１３に示されるように、ベット２８を水平面から角度θだけ傾けて前記と同一条件で、テストチャート１０、１０Ｂと共に患者２２をＸ線撮影して、Ｘ線フィルム３０を現像した結果、図１４に示されるようになった。
【００３９】
この図１４の現像されたＸ線フィルム３０の画像も、前述と同様に、２波長スキャニングデンシトメータ３２及びレーザスキャナ３４によって測定し、そのデジタル画像データを、前記記憶装置５１における元画像データ領域５１Ａに保存する。
【００４０】
なお、図１１及び図１４において、患者２２及びテストチャート１０、１０Ｂの画像の周囲の白抜き部分は、実際は最も黒化している部分である。
【００４１】
次に、前記元画像データ領域５１Ａに保存されたＸ線撮影画像のデジタルデータに基づいて、画像の濃淡の程度（コントラスト）、分解能（解像力）とを補正し、同一基準にてデジタル保存する過程について説明する。
【００４２】
まず、記憶装置５１に取り込まれているデジタルデータをディスプレイ５２上に表示し、該ディスプレイ５２上の、前記テストチャート１０Ｂのチャート画像１１Ｂにおける、最もＸ線吸収係数の大きい前記分割領域２０Ｄに対応する部分を「白」として、その色値を例えばポインティングデバイス５４で指示して、コンピュータ５０におけるチャート値読取部５５に取り込む。
【００４３】
同様に、チャート画像１１Ｂにおける中心の透過領域２０Ｅ（Ｘ線を吸収しないか、又はほとんど吸収しない領域）に対応する部分を「黒」としてポインティングデバイス５４により色値を読み取り、チャート値読取部５５に取り込み、更に、チャート画像１１Ｂにおける、分割領域２０Ｂに対応する部分を「グレー」として、ポインティングデバイス５４によりその色値を読み取り、チャート値読取部５５に取り込む。
【００４４】
これら読み取ったテストチャート１０Ｂの色値のデジタルデータと、目標値設定部６２によって、予め設定され、且つ補正カーブ作成部５６に入力されている各色毎の目標値とにより、補正カーブ作成部５６において、これら目標値又は設定値と読み取った色値とを比較することにより、各色毎の補正値が算出される。
【００４５】
この算出された補正値により、前記記憶装置５１の元画像データ領域５１Ａに取り込まれているデジタルデータを、例えば画像データ変換部５８により補正して、記憶装置５１の補正画像データ領域５１Ｂに取り込み、保存する。
【００４６】
図１２の符号６０は画像補正部全体、６４は３次元画像作成部、６８は補正パラメーター保存部、５１Ｃは記憶装置５１における３Ｄ画像データ領域をそれぞれ示す。
【００４７】
前記目標値又は設定値は、テストチャート１０における各分割領域２０Ａ〜２０ＤにおけるＸ線吸収膜２０及び透過領域２０Ｅによる、既知のＸ線吸収係数に基づいて設定する。
【００４８】
前記補正カーブ作成部５６においては、図１５に示されるように、補正値を縦軸、読取値を横軸とする２次元のグラフにおける補正カーブを作成し、この補正カーブに基づいて前記取り込まれたデジタルデータを補正するものである。
【００４９】
具体的には、図１５に示されるように、ステップ１０１で被写体である患者２２及びベッド２８にテストチャート１０、１０Ｂを貼り、ステップ１０２において被写体をテストチャート１０、１０Ｂと共に撮影し、ステップ１０３において撮影した画像をデジタル化して記憶し、ステップ１０４において記憶した画像をディスプレイ５２上に表示し、ステップ１０５においてポインティングデバイス５４により、該ディスプレイ５２上のチャート画像１１Ｂにおける白、黒及びグレーの各区画の色値を読み取る。
【００５０】
次に、この読み取ったデジタルデータと、前記テストチャート１０Ｂにおける白、黒、グレーの予め設定されている目標値のデジタルデータとにより、補正カーブ作成部５６において、図１６に示されるように、補正値を縦軸、読み取り値を横軸とする２次元のグラフにおける補正カーブを形成し（ステップ１０６参照）、この補正カーブによる補正パラメーターを、補正パラメーター保存部６８に保存する（ステップ１０６Ａ参照）と共に、補正カーブに基づいて前記取り込まれたデジタルデータを補正し（ステップ１０７参照）、ステップ１０８において補正されたデジタルデータを保存する。前記パラメーター保存部６８に保存された補正データは次回以降の同一条件での撮影の際に利用される。この場合、テストチャートの被写体への貼付けが不要となる。
【００５１】
上記の過程を更に詳細に説明すると、図１２に示される、目標値設定部６２により補正カーブ作成部５６に予め白、黒、グレーの目標値ＯH 、ＯL 、ＯM を設定しておき、ディスプレイ５２上に画像を開いた後、前述のように、チャート画像１１Ｂ中の白、黒及びグレーの領域でのＲＧＢ値ＩH (R) 、ＩH (G) 、ＩH (B) 、ＩL (R) 、ＩL (G) 、ＩL (B) 、ＩM (R) 、ＩM (G) 、ＩM (B) をそれぞれ読み取り、前記２次元グラフの点（０，０）−（ＩL ，ＯL ）−（ＩM ，ＯM ）−（ＩH ，ＯH ）−（２５５，２５５）を通る補正曲線を形成し、この補正曲線に基づいて、既に取り込まれているＲＧＢ各デジタルデータを変換し、このデジタルデータを記憶装置５１に保存する。
【００５２】
例えば、透過領域、分割領域（以下領域）のＲＧＢ値（入力値）が、
目標とするＲＧＢ値（目標値）が、
の場合、
補正カーブは、
Ｒデータ：(0,0) −(29,35) −(126,114) −(208,228) −(255,255)
Ｇデータ：(0,0) −(16,35) −( 90,114）−(188,228) −(255,255)
Ｂデータ：(0,0) −(19,35) −(138,114) −(217,228) −(255,255)
となる（図１６参照）。
【００５３】
前記図１５に示されるフローチャート１の補正方法の例を補正アルゴリズム１とすると、この補正アルゴリズム１では、白、黒及びグーの各領域の読取りデジタルデータを同時に補正変換しているので、白、黒、グレー毎に順次補正した場合のように、先に行った補正の結果が、後に行う補正によって影響を受けるという欠点がないので理想的である。
【００５４】
但し、コンピュータの構成あるいはソフトウェアの仕様等によって、アルゴリズム１の補正方法をとることが困難な場合、次の補正アルゴリズム２〜４のような補正方法をとってもよい。
【００５５】
これらアルゴリズム２、３及び４は、図１７に示されるフローチャートの手順で取込まれたデジタルデータを補正するものである。
【００５６】
まず、補正アルゴリズム２を図１７を参照して説明する。
【００５７】
予め、白、黒、グレーの目標値ＯH 、ＯL 、ＯM を設定しておき、ステップ２０１で画像を表示し、ステップ２でチャート画像１１Ｂ中の白領域のＲＧＢ値ＩH (R) 、ＩH (G) 、ＩH (B) を読取り、ステップ２０３で補正アルゴリズム（０，０）−（ＩH ，ＯH ）−（２５５，２５５）を通るハイライト補正カーブを作成し（図１８参照）、次にこのハイライト補正カーブにより、ステップ２０４においてハイライト補正をするようにＲＧＢ各データを変換し、次にステップ２０５において画像中の黒領域のＲＧＢ値ＩL (R) 、ＩL (G) 、ＩL (B) を読取り、ステップ２０６において（０，０）−（ＩL ，ＯL ）−（２５５，２５５）を通るシャドウ補正カーブを作成し、ステップ２０７においてシャドウ補正するようにＲＧＢ各データを変換する。
【００５８】
次に画像中のグレー領域のＲＧＢ値ＩM (R) 、ＩM (G) 、ＩM (B) を読取り、ステップ２０９において（０，０）−（ＩM ，ＯM ）−（２５５，２５５）を通るグレー補正カーブを作成しこれに基づき、グレー補正するようにＲＧＢ各データを変換して、ステップ２１１で画像（デジタルデータ）を保存する。
【００５９】
例えば、チャートのＲＧＢ値（入力値）が、
目標とするＲＧＢ値（目標値）が、
の場合、
ハイライト補正カーブは、
Ｒデータ：(0,0) −(208,228) −(255,255)
Ｇデータ：(0,0) −(188,228) −(255,255)
Ｂデータ：(0,0) −(217,228) −(255,255)
シャドウ補正カーブは、
Ｒデータ：(0,0) −(29,35) −(255,255)
Ｇデータ：(0,0) −(16,35) −(255,255)
Ｂデータ：(0,0) −(19,35) −(255,255)
グレー補正カーブは、
Ｒデータ：(0,0) −(126,114) −(255,255)
Ｇデータ：(0,0) −( 90,114）−(255,255)
Ｂデータ：(0,0) −(138,114) −(255,255)
となる（図１８〜２０参照）。
【００６０】
補正アルゴリズム３は、前記ステップ２０９及び２１０において補正アルゴリズム２と異なる。補正アルゴリズム３におけるステップ２０９は、読取ったグレー領域のＲＧＢ値ＩM (R) 、ＩM (G) 、ＩM (B) の平均値Ａve (ＩM ）を計算して、（０，０）−ＩM 、Ａve (ＩM ）−（２５５，２５５）を通るグレー補正カーブを作成し、ステップ２１０でこの補正カーブに基づいてＲＧＢ各デジタルデータを変換し、ステップ２１１で変換された画像のデジタルデータを保存するものである。
【００６１】
チャートのＲＧＢ値（入力値）が、
目標とするＲＧＢ値（目標値）が、
白：ＯH (R) ＝ＯH (G) ＝ＯH (B) ＝228
黒：ＯL (R) ＝ＯL (G) ＝ＯL (B) ＝ 35
の場合、
ハイライト補正カーブは、
Ｒデータ：(0,0) −(208,228) −(255,255)
Ｇデータ：(0,0) −(188,228) −(255,255)
Ｂデータ：(0,0) −(217,228) −(255,255)
シャドウ補正カーブは、
Ｒデータ：(0,0) −(29,35) −(255,255)
Ｇデータ：(0,0) −(16,35) −(255,255)
Ｂデータ：(0,0) −(19,35) −(255,255)
グレー補正カーブは、
Ｒデータ：(0,0) −(126,118) −(255,255)
Ｇデータ：(0,0) −( 90,118）−(255,255)
Ｂデータ：(0,0) −(138,118) −(255,255)
となる（図１８〜２０参照）。
【００６２】
次に、補正アルゴリズム４について説明する。
【００６３】
この補正アルゴリズムは、前記補正アルゴリズム２と、ステップ２０１〜２０８が同一であり、ステップ２０９では、次式によってＯ′M を算出する。
【００６４】
Ｏ′M (R) ＝ΣＩM ＊（ＯM (R) ／ΣＯM ）
Ｏ′M (G) ＝ΣＩM ＊（ＯM (G) ／ΣＯM ）
Ｏ′M (B) ＝ΣＩM ＊（ＯM (B) ／ΣＯM ）
更に算出したＯ′M に基づいて、（０，０）−（ＩM ，Ｏ′M ）−（２５５，２５５）を通るグレー補正カーブを作成し、ステップ２１０において、前記グレー補正カーブに基づいてＲＧＢ各デジタルデータを変換して、ステップ２１１において変換された画像のデジタルデータを保存するものである。
【００６５】
更に同様に、チャートのＲＧＢ値（入力値）が、
目標とするＲＧＢ値（目標値）が、
の場合、
ハイライト補正カーブは、
Ｒデータ：(0,0) −(208,228) −(255,255)
Ｇデータ：(0,0) −(188,228) −(255,255)
Ｂデータ：(0,0) −(217,228) −(255,255)
シャドウ補正カーブは、
Ｒデータ：(0,0) −(29,35) −(255,255)
Ｇデータ：(0,0) −(16,35) −(255,255)
Ｂデータ：(0,0) −(19,35) −(255,255)
グレー補正カーブは、
Ｒデータ：(0,0) −(126,118) −(255,255)
Ｇデータ：(0,0) −( 90,118）−(255,255)
Ｂデータ：(0,0) −(138,118) −(255,255)
と同じ結果となる（図１８〜２０参照）。
【００６６】
前記補正アルゴリズム２、３及び４は、白、黒、グレーの順で、即ちハイライト補正、シャドウ補正、グレー補正を独立で行うために、先の補正の結果が後の補正によって影響を受ける場合があるが、実際上大きな不都合はない。
【００６７】
又、上記の如く、補正アルゴリズム２、３、４において、補正をハイライト（白）、シャドウ（黒）、グレーの順にすると、白は後の黒、グレーの補正によって変化する可能性があるが、見た目の変化が少ないので、最も良好な補正結果が得られた。
【００６８】
上記補正アルゴリズム１〜４では、画像データとしてＲＧＢデータを例としてあげているが、これはＣＭＹデータでもよい。
【００６９】
次に、Ｌ* ａ* ｂ* やＬ* ｕ* ｖ* 、ＹＩＱ等、明度（輝度）と色差が分離した表色系の画像データに対する補正アルゴリズム５を、Ｌ* ａ* ｂ* データを例に、図２１のフローチャートを参照して説明する。
【００７０】
予め、白、黒、グレーの目標ＯH 、ＯL 、ＯM を設定しておき、ステップ３０１で画像を表示し、ステップ３０２でチャート画像１１Ｂ中の白、黒領域のＬ* 値ＩH (L) 、ＩL (L) 及びグレー領域のＬ* ａ* ｂ* 値ＩM (L) 、ＩM (a) 、ＩM (b) をそれぞれ読み取り、ステップ３０３で（０，０）−（ＩL (L) ，ＯL (L) ）−（ＩM (L) ，ＯM (L) ）−（ＩH (L) ，ＯH (L) ）−（１００，１００）を通るＬ* 補正カーブを作成し、ステップ３０４でこの補正カーブに基づいて、既に取り込まれているＬ* データを変換し、ステップ３０５で補正値ΔＭ(a) 、ΔＭ(b) を次式によって算出する。
【００７１】
ΔＭ(a) ＝ＯM (a）−ＩM (a)
ΔＭ(b) ＝ＯM (b）−ＩM (b)
そして、ステップ３０６で既に取り込まれているａ* 及びｂ* データに前記補正値ΔＭ(a) 、ΔＭ(B) をそれぞれ加算し、ステップ３０７で変換された画像のデジタルデータを保存するものである。
【００７２】
例えば、チャートのＬ* ａ* ｂ* 値（入力値）が、
白：ＩH (L) ＝８４
黒：ＩL (L) ＝１２
グレー：ＩM (L) ＝５５，ＩM (a) ＝２４，ＩM (b) ＝−１９
目標とするＬ* ａ* ｂ* 値（目標値）が、
白：ＯH (L) ＝９３
黒：ＯL (L) ＝２２
グレー：ＯM (L) ＝５８，ＯM (a) ＝０，ＯM (b) ＝０
の場合、Ｌ* 補正カーブは、
となり（図２２参照）、補正値ΔＭ(a) 、ΔＭ(b) は、
ΔＭ(a) ＝０−２４＝−２４
ΔＭ(b) ＝０−（−１９）＝１９
となる。
【００７３】
上記補正アルゴリズム５では、画像データとしてＬ* ａ* ｂ* を例としてあげているが、これはＬ* ｕ* ｖ* やＹＩＱ等、明度（輝度）と色差が分離した表色系の画像データでもよい。
【００７４】
又、前記補正方法では、ディスプレイ上に表示された画像毎に補正カーブを作成して色値を補正するようにしているが、撮影条件が同一の複数の画像の場合は、同一の補正カーブを利用することができる。
【００７５】
従って、この場合、初回の補正操作のとき作成し、保存した補正カーブを利用することにより、図１５、図１７及び図２１のフローチャートにおける補正カーブ作成のステップを省略して、補正作業を短縮化することができる。
【００７６】
次に、画像サイズを補正し、且つ解像度を調整する過程について説明する。
【００７７】
図２３に示されるように、ステップ４０１で、前記元画像データ５１Ａ又は補正画像データ領域５１Ｂの画像データにより、画像をディスプレイ５２上に表示して、ステップ４０２において、ディスプレイ５２上の画像におけるチャート画像１１Ａの最も大きい直径部分に直線を引く。
【００７８】
次に、ステップ４０３において、その直線上でのチャート画像１１Ａの距離Ｄを測定、記憶し、ステップ４０４において、この記憶した距離Ｄと実際のテストチャート１０の直径ｄとを比較して、ｄ／Ｄを、演算部６６において演算し、ステップ４０５において、記憶する。
【００７９】
このＤ／ｄは、患者２２の患部近くにおける水平方向の画像上の寸法と実際の寸法との比であるので、テストチャート１０近傍の患部の実寸は、画像上の寸法にＤ／ｄの逆数をかけることによって求めることができる。
【００８０】
又、複数の画像において、このＤ／ｄの数値を統一すれば、異なる条件で撮影された画像データも同一の縮尺で比較することができる。
【００８１】
上記演算の結果のＤ／ｄに基づいて、ステップ４０６において、画像データ変換部５８にて画像サイズ補正を行い、補正された画像データは、前記計算値Ｄ／ｄと共に、記憶装置５１の補正画像データ領域５１Ｂに取り込まれる。
【００８２】
次に、ステップ４０８において、予め演算部６６に入力されている解像度データを、前記画像サイズ補正に伴って、演算部６６により演算して、解像度を複数の画像データにおいて同一となるように調整する。
【００８３】
即ち、（補正前の解像度）×（チャート画像１１Ａ上で測定した直径の距離Ｄ）／（サイズ補正後の前記直径部分の長さＤ1 ）＝補正後の解像度とする。
【００８４】
具体的には、補正前の画像の解像度＝７２pixels／inchとすると、チャート画像上の直径Ｄ＝７．４８ｃｍのとき、サイズ補正後のチャート画像の直径Ｄ1 ＝４ｃｍにしたい場合は、７２×７．４８／４＝１３４．６４に変更する。
【００８５】
この解像度を、前記画像データ変換部５８を介して、補正画像データ領域５１Ｂにある前記サイズ補正された画像データと共に取り込んでおけば、所定の寸法に画像を表示する際に、その補正値に応じて、解像度を自動的に変更することができる（ステップ４０９参照）。
【００８６】
又、ステップ４１０に示されるように、前記解像度の補正の際における補正パラメーターを前記補正パラメーター保存部６８に独立して保存しておけば、次回以降の同一条件での撮影の際に、テストチャートを被写体に貼る過程、及びその画像データの読み取りが不要となる。
【００８７】
次に、複数のＸ線撮影画像から、３次元画像を作成する場合について説明する。
【００８８】
図２４に示されるように、ステップ５０１において、補正画像データ領域５１Ｂからサイズ補正された画像データを読み出し、ディスプレイ５２に表示する。
【００８９】
ステップ５０２においてディスプレイ５２での画像中におけるチャート画像１１の短径方向に直線を引き、ステップ５０３で、その直線上の短径の大きさＹを計測して記憶する、実物のテストチャート１０の大きさをｄ、画像上でのチャート画像１１の中心から、患部までの距離をＺとすると、実際の患者２２の患部とテストチャート１０の中央部からの深さ方向の距離は、Ｚ×ｄ／Ｙ tanθとなるので、演算部６６でこれを計算する（ステップ５０４）。
【００９０】
従って、図１０における、ベッド２８を傾けない状態での患者２２の患部とテストチャート１０の上下方向の距離が判明することになる。
【００９１】
このようにして得られた患部の高さ方向の距離（深さ方向の距離）と、水平方向の距離とが判明することによって、コンピュータ５０における３次元画像作成部６４において、３Ｄグラフィックソフト上で数式処理し（ステップ５０５）、オブジェクト表現すると、簡易に３Ｄ画像としてディスプレイ５２やプリンタ（図示省略）に表示することができた（ステップ５０６）。この３Ｄ画像は、３Ｄグラフィックソフト上で簡単に回転等ができるので、患部を特定することも可能である。
【００９２】
なお、上記実施の形態の例は、いずれも金属微粉末を含むインキにより、パターンを印刷してテストチャートを形成したものであるが、本発明はこれに限定されるものでなく、Ｘ線吸収係数が段階的に異なるように膜厚を調整したテストチャートであればよい。
【００９３】
従って、例えば、Ｘ線吸収係数が高い金属板上にフォトレジストを、撮影方向及び大きさの特定ができるパターン状に微細印刷し、該パターンを、エッチング液の腐食強度、エッチング時間、及び回数で制御して、パターンにおける分割領域のＸ線吸収係数が段階的に異なるようにしてもよい。
【００９４】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成したので、Ｘ線撮影時に、被写体と同一画面に、撮影中・撮影後の大きさ、方向及びＸ線吸収段階の特定ができるので、正確なＸ線撮影画像の補正をすることができ、又、複数のＸ線撮影画像データにおいて、濃淡の程度や、サイズを統一して保存、表示することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に用いるＸ線撮影画像の補正用テストチャートの例を示す平面図
【図２】図１のII−II線に沿う拡大断面図
【図３】テストチャートを重ね印刷する場合のパターンを示す平面図
【図４】テストチャートを重ね印刷する場合のパターンを示す平面図
【図５】テストチャートを重ね印刷する場合のパターンを示す平面図
【図６】テストチャートを重ね印刷する場合のパターンを示す平面図
【図７】テストチャート形成過程で用いる抜き型を示す平面図
【図８】完成したチャートシールを示す平面図
【図９】同側面図
【図１０】上記テストチャートを用いて患者をＸ線撮影する形態を示す略示正面図
【図１１】同患者をＸ線撮影した現像フィルムを示す平面図
【図１２】本発明方法を実施するためのシステムを示すブロック図
【図１３】患者のベッドを傾けてＸ線撮影する形態を示す略示正面図
【図１４】同患者をＸ線撮影した現像フィルムを示す平面図
【図１５】本発明の画像を補正する手順を示すフローチャート
【図１６】図１５のフローチャートで示された補正アルゴリズムによって作成されたＲＧＢ補正カーブを示す線図
【図１７】本発明に係る補正方法の他の補正アルゴリズムを示すフローチャート
【図１８】図１７に示されるフローチャートのアルゴリズムによって作成されたハイライト補正カーブを示す線図
【図１９】同シャドウ補正カーブを示す線図
【図２０】同グレー補正カーブを示す線図
【図２１】本発明に係る補正方法の更に他の補正アルゴリズムを示すフローチャート
【図２２】図２１に示されるフローチャートのアルゴリズムによって作成された補正カーブを示す線図
【図２３】本発明方法により、Ｘ線撮影デジタル画像のサイズを補正する手順を示すフローチャート
【図２４】本発明方法により、３次元立体画像を作成する手順を示すフローチャート
【符号の説明】
１０、１０Ｂ…テストチャート
１１、１１Ｂ…チャートパターン
１２…ＰＥＴフィルム
１４…Ｘ線吸収膜
１６…粘着層
１８…離型紙
２０Ａ〜２０Ｄ…分割領域
２０Ｅ…透過領域
２２…患者
２２Ａ…頭部
２４…Ｘ線発生器
２６…Ｘ線ビーム
２８…ベッド
３０…Ｘ線フィルム
Ｐ１〜Ｐ４…パターン
５０…コンピュータ
５１…記憶装置
５２…ディスプレイ
５４…ポインティングデバイス
５６…補正カーブ作成部
５８…画像データ変換部
６４…三次元画像作成部
６６…演算部
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば医療の分野において、Ｘ線撮影された画像中に、被写体あるいはその近傍領域でテストチャートにより指標を残すと共に、該指標に基づいて、撮影画像のデジタルデータを濃度、寸法補正して撮影条件の異なる画像を統一して保存できるようにしたＸ線撮影画像の補正、保存方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、この種のＸ線撮影評価・補正用テストチャートとしては、例えば特公昭６２−５３７７０号公報に開示されるように、Ｘ線透過性の良好な材質からなる基板に、形状がＣ字型又はＯ字型をなす金属箔性の複数個のテストピースを配設し、このテストピースの外形寸法を所定方向に順次段階的に異ならせ、更に、この異なったそれぞれの外形寸法のものに対応して、その厚さを順次段階的に異ならせたものを前記所定方向とは別方向に、前記基板上に配設してなるＸ線写真評価用テストチャートがある。前記テストピースの厚さの調整は、重ね合わせやエッチングで行い、これによりＸ線吸収係数を変化させている。
【０００３】
又、例えば特開昭６１−２４８６６５号公報や、特開平５−３２９１４１号公報に開示されるものがある。
【０００４】
前者は、被写体をＸ線撮影する際に、写し込み装置によって、撮影年月日、被写体の氏名等に加えて、標準濃度チャートを写し込み、画像読取り後、そのチャートの情報に基づいてフィルムの特性曲線を算出するようにしたものである。
【０００５】
又後者は、被写体とＸ線検出器との間に標準ファントムを配置し、Ｘ線検出器を走査して測定したＸ線透過画像を用いて計算した標準ファントムの測定値を用い、正しい計算ができるように補正を行うＸ線診断装置及び補正方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、医療分野においては、Ｘ線撮影は、同一の患者について複数個所角度を変えたりしながら撮影することが多い。更には、同一の患者について、時間の経過に伴って複数回撮影することも多いが、その都度、Ｘ線管の印加電圧、電流、フィルムもメーカーによる特性の相違、更には同一メーカーのＸ線フィルムでも、製造ロッドによって特性が異なることが多く、撮影された患者が同一人であっても、Ｘ線撮影画像は異なる濃度となってしまうことがある。
【０００７】
更には、Ｘ線管、患者、フィルムの三者の相対的距離を常に一定とすることは困難であるので、同一人の同一患部を撮影しても、その大きさが異なることもある。
【０００８】
これに対して、得られたＸ線撮影画像をコンピュータ処理して、その濃度、大きさを補正することが考えられるが、基準が不明確であるために補正が恣意的に行われ易く、濃度の評価や相対的な比較に正確さを欠くという問題点がある。
【０００９】
又、、撮影したＸ線画像の分解能（解像力）についても、同一患者の同一患部についての複数のＸ線撮影画像において、統一しない場合は、画像から患部組織の状態を正確に把握することができないという問題点がある。
【００１０】
更に、上記従来のようなテストチャート、フィルム画像読取装置あるいはＸ線診断装置及び補正方法では、Ｘ線撮影下に、被写体の特定した位置を、患部近傍に指標として残すことが困難であり、又残したとしても、患部組織の異なる多岐のＸ線吸収特性に対応して、Ｘ線撮影画像を評価・補正し、これによってＸ線撮影画像から患部の位置と大きさを特定するということが困難であるという問題点があった。
【００１１】
この発明は、上記従来の問題点を解消すべくなされたものであって、Ｘ線撮影下に、被写体の特定した位置を、大きさ、及びＸ線吸収係数が規定されたテストチャートにより患部近傍に指標として残し、且つこの指標が、患部組織の異なる多岐のＸ線吸収特性に対応することができるようにできるようにし、これにより、複数のＸ線撮影画像における濃淡の程度（コントラスト）、表面の粗密状態（粒状性）、撮影方向、撮影個所の大きさ、厚さ、検出エレメントの感度特性、分解能（解像力）の補正・評価及び保存をする方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１記載のように、Ｘ線を吸収しない、又は、Ｘ線吸収係数が低いシート上に、Ｘ線吸収係数が高い金属を含み、そのＸ線吸収係数が所定規格となる膜厚で、且つ、大きさ及び撮影方向を特定できるパターンのＸ線吸収膜を形成し、このＸ線吸収膜を被って、被写体へのシート貼付用の粘着層を形成してなるＸ線撮影評価・補正用テストチャートを、被写体と共にＸ線撮影して得られた画像をデジタルデータとして記憶装置に取り込む過程と、前記記憶装置に取り込まれたデジタルデータを、ディスプレイ上に表示する過程と、ディスプレイ上における前記被写体にかぶっていないテストチャートのチャート画像の濃度を読み取る過程と、読み取った濃度のデジタルデータを標準値に合わせるように補正する過程と、この補正値に基づき画像全体のデジタルデータを補正する過程と、補正したデジタルデータを前記記憶装置に保存する過程と、を有してなるＸ線撮影画像のデジタルデータ補正、保存方法により、上記目的を達成するものである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記チャート画像の濃度の読み取りを白、黒、グレーの３色の色値を読み取ることにより行い、これらのうち少なくとも白及び黒の色値の目標値を予め設定しておき、前記ディスプレイ上の画像から読み取った色値のデジタルデータと前記目標値とから補正値を算出するものである。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、ディスプレイ上における前記テストチャートのチャート画像の大きさのデジタルデータに基づくアウトプットの解像度と、該テストチャートの、前記と同一個所の寸法を前記記憶装置に登録したときのデジタルデータに基づくアウトプットの解像度とを一致させて、該テストチャート近傍における被写体の寸法のデジタルデータを補正する過程と、補正したデジタルデータを前記記憶装置に保存する過程と、を含んで構成したものである。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１、２又は３の発明において、前記被写体を前記テストチャートと共に異なる角度で複数回Ｘ線撮影して得られた複数の画像をデジタルデータとして記憶装置に取り込む過程と、これら異なる撮影角度の複数の画像のデジタルデータを、３次元グラフィックソフトで数式処理して、前記被写体の立体画像を得て、そのデジタルデータを前記記憶装置に記憶させる過程と、を含んで構成したものである。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの発明において、前記テストチャートにおけるＸ線吸収膜をリング状に形成し、該リングは円周方向に複数の領域に分割され、且つ、各領域毎に異なる膜厚としたものである。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの発明において、前記補正値を、前記補正したデジタルデータと独立して保存する過程を有してなり、次回以降の同一撮影条件の撮像時に、前記テストチャートのＸ線撮影による画像保存過程、及び、テストチャートのチャート画像の濃度読み取り過程の省略可能としたものである。
又、本発明は、請求項７のように、Ｘ線を吸収しない、又は、Ｘ線吸収係数が低いシート上に、Ｘ線吸収係数が高い金属を含み、そのＸ線吸収係数が所定規格となる膜厚で、且つ、大きさ及び撮影方向を特定できるパターンのＸ線吸収膜を形成し、このＸ線吸収膜を被って、被写体へのシート貼付用の粘着層を形成してなるＸ線撮影評価・補正用テストチャートと、Ｘ線発生器及びＸ線フィルムからなり、前記粘着層により、被写体に貼着されたテストチャートを被写体と共にＸ線撮影する装置と、レーザスキャナーを含んでなり、前記Ｘ線フィルムに得られたＸ線撮影画像を測定してデジタルデータとする装置と、前記デジタルデータを記憶装置に取り込むとともに、この取り込まれたデジタルデータをディスプレイ上に表示するコンピュータと、前記ディスプレイ上のテストチャートのチャート画像の装置の読み取り可能なポインティングデバイスと、を有してなり、前記コンピュータは、前記読み取った濃度のデジタルデータを標準値に合わせるように補正し、この補正値に基づき画像全体のデジタルデータを補正し、補正したデジタルデータを前記記憶装置に保存するように構成されたことを特徴とするＸ線撮影画像のデジタルデータ補正、保存装置により上記目的を達成するものである。
請求項８の発明は、請求項７の発明において、前記ポインティングデバイスを、前記チャート画像の濃度の読み取りを白、黒、グレーの３色の色値を読み取り可能とし、前記コンピュータを、前記色値のうち少なくとも白及び黒の色値の目標値が予め設定されていて、前記ディスプレイ上の画像から読み取った色値のデジタルデータと前記目標値とから補正値を算出するように構成したものである。
請求項９の発明は、請求項７の発明において、前記コンピュータを、前記ディスプレイ上における前記被写体に貼着したテストチャートのチャート画像の大きさのデジタルデータに基づくアウトプットの解像度と、該テストチャートの、前記と同一個所の寸法を前記記憶装置に登録したときのデジタルデータに基づくアウトプットの解像度とを一致させて、該テストチャート近傍における被写体の寸法のデジタルデータを補正し、補正したデジタルデータを前記記憶装置に保存するように構成したものである。
請求項１０の発明は、請求項７、８又は９の発明において、前記被写体を前記テストチャートと共に撮影する装置を、これらを異なる角度で複数回Ｘ線撮影可能とし、前記コンピュータを、前記異なる撮影角度の複数の画像のデジタルデータを、３次元グラフィックソフトで数式処理して、前記被写体の立体画像を得て、そのデジタルデータを前記記憶装置に記憶させるように構成したものである。
請求項１０の発明は、請求項７乃至１０のいずれかの発明において、前記テストチャートにおけるＸ線吸収膜を、複数の領域に分割し、且つ、各分割領域における膜厚が異なるＸ線吸収係数となるようにしたものである。
請求項１２の発明は、請求項７乃至１１のいずれかの発明において、前記コンピュータを、前記補正値を、前記補正したデジタルデータと独立して保存可能とし、次回以降の同一撮影条件の撮像時により得られた被写体のＸ線撮影画像のデジタルデータを、前期保存された補正値により補正し、補正結果を保存可能に構成したものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態の例を図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
本発明方法に用いるＸ線撮影評価・補正用のテストチャート１０は、図１及び図２に示されるように、Ｘ線を吸収しない、又はＸ線吸収係数が低い、例えば透明易接着ＰＥＴフィルム１２を基板用シートとして、その処理面にＸ線吸収係数が高い金属を含み、そのＸ線吸収係数が所定規格となる膜厚で、且つ大きさ及び撮影方向が特定されるパターンのＸ線吸収膜１４を形成し、更にその外側を被写体（例えば人体）の表皮に粘着できるようにするための粘着層１６を形成し、更にこの粘着層１６を離型紙１８によって被ったものである。
【００２０】
前記Ｘ線吸収膜１４は、その平面形状がリング状とされ、中心角が９０°の４つの分割領域２０Ａ〜２０Ｄに区画されている。
【００２１】
これら分割領域２０Ａ〜２０Ｄは、この順で膜厚が段階的に厚くなるようにされて、これにより、Ｘ線吸収係数が段階的に４階調となるようにされている。
【００２２】
又、リング状のＸ線吸収膜１４の内側には、粘着層１６及びＰＥＴフィルム１２からなる小円形の透過領域２０Ｅが形成され、これによって、テストチャート１０は、全体として５階調のＸ線吸収係数の領域から構成されている。
【００２３】
前記Ｘ線吸収膜１４に含まれるＸ線吸収係数が高い金属は、鉛、ビスマス、バリウム、これらの化合物あるいはこれらの混合物であって、いずれも粉末状のものを、バインダーに混ぜてＸ線遮断インキとして、ＰＥＴフィルム１２上にパターン印刷する。
【００２４】
あるいは、前記金属粉末を、光硬化性樹脂からなるバインダーに混合してＸ線遮断インキとし、パターン印刷後に硬化用光源から光を照射して、該パターンを硬化させることにより形成する。
【００２５】
前記バインダーとしては、アクリル系、ウレタン系、塩化酢酸ビニール系、ポリエステル系のうち、少なくとも１つの樹脂から構成する。又、バインダーとしての光硬化性樹脂は、例えば紫外線硬化されるウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレートあるいはこれらの混合物とする。
【００２６】
上記のような金属粉末、バインダー、溶剤、Ｐ／Ｖ比は、例えば次の表１のようにする。
【００２７】
【表１】
次に、上記テストチャート１０の製造方法について説明する。
【００２９】
まず、スクリーン印刷用インキＳＳから表１に示されるような、Ｘ線遮断インキ▲１▼〜▲３▼を、３本ロールで混練形成する。
【００３０】
次に、図３に示されるパターンＰ１で、レジスト厚１００μｍに構成したシルクスクリーン版（テトロン１５０メッシュ、株式会社ミノグループ製）で、厚さが１００μｍの透明易接着ＰＥＴフィルム（東レ株式会社製）の処理面に、１１０μｍの塗膜厚に印刷する。図３の符号ｈ１は、空白（孔）となる部分を示す。
【００３１】
膜厚及び塗膜状態は、レーザフォーカス変位計（株式会社キーエンス製）と、デジマチックインジケータ（ミツトヨ株式会社製）で確認の上、オーブンで１００℃、１時間乾燥し、９０〜１００μの膜厚のパターンを得る。
【００３２】
次に、このパターンＰ１上に図４に示されるパターンＰ２を前記と同様の手順で重ねて印刷・乾燥する。更に同様に、図５及び図６に示されるパターンＰ３、Ｐ４を、前記パターンＰ１、Ｐ２に順次重ねて印刷・乾燥する。なお、図４〜６において符号ｈ２〜ｈ４はいずれも空白（孔）を示す。
【００３３】
次に、これらパターンＰ１〜Ｐ４によって形成されたＸ線吸収膜１４に、両面テープをラミネーションパッカーで貼り合わせ、これによって粘着層１６及び離型紙１８の層を形成し、最後に、図７に示されるパターンＰ５で抜き加工して、図８（ＰＥＴフィルム１２を除いた状態）、図９に示されるパターンのチャートシールＳを得る。
【００３４】
このチャートシールＳには、共通の離型紙１８上に粘着層１６によって貼り付けられている複数のテストチャート１０が形成されていることになる。
【００３５】
表１の▲４▼に示される、ＵＶ硬化型樹脂からなるバインダーを用いたインキによりテストチャートを印刷する場合は、表１▲４▼の組成でＵＶスクリーンＸ線遮断インキを混練し、前記第１の実施の形態の例と同条件でパターンＰ１〜パターンＰ４を重ねて印刷し、且つ各パターン印刷毎に１２０Ｗメタルハライドランプによって紫外線を照射して硬化させ、最終的に図８及び図９に示されると同様のパターンのチャートシールＳを得る。
【００３６】
上記テストチャート１０を、図１０に示されるように、鼻骨骨折の患者（被写体）２２の鼻頭頂部にＸ線発生器２４と平行に添着し、又、Ｘ線発生器２４からのＸ線ビーム２６の照射領域内で患者２２にかぶらない位置のベッド２８上にもテストチャート１０Ｂを添着した。図１０の符号３０はＸ線フィルムを示す。
【００３７】
上記のような条件でＸ線撮影し、現像した結果、図１１に示されるようになり、Ｘ線フィルム３０を２波長スキャニングデンシトメータ３２及びレーザスキャナ３４（図１２参照）で測定し、コンピュータ５０における記憶装置５１の、元画像データ領域５１Ａにデジタル画像データとして保管した。ここで、現像したＸ線フィルム３０からは、前記テストチャート１０における分割領域２０Ａ〜２０Ｄの各濃度段階を読み取ることができた。
【００３８】
又、図１３に示されるように、ベット２８を水平面から角度θだけ傾けて前記と同一条件で、テストチャート１０、１０Ｂと共に患者２２をＸ線撮影して、Ｘ線フィルム３０を現像した結果、図１４に示されるようになった。
【００３９】
この図１４の現像されたＸ線フィルム３０の画像も、前述と同様に、２波長スキャニングデンシトメータ３２及びレーザスキャナ３４によって測定し、そのデジタル画像データを、前記記憶装置５１における元画像データ領域５１Ａに保存する。
【００４０】
なお、図１１及び図１４において、患者２２及びテストチャート１０、１０Ｂの画像の周囲の白抜き部分は、実際は最も黒化している部分である。
【００４１】
次に、前記元画像データ領域５１Ａに保存されたＸ線撮影画像のデジタルデータに基づいて、画像の濃淡の程度（コントラスト）、分解能（解像力）とを補正し、同一基準にてデジタル保存する過程について説明する。
【００４２】
まず、記憶装置５１に取り込まれているデジタルデータをディスプレイ５２上に表示し、該ディスプレイ５２上の、前記テストチャート１０Ｂのチャート画像１１Ｂにおける、最もＸ線吸収係数の大きい前記分割領域２０Ｄに対応する部分を「白」として、その色値を例えばポインティングデバイス５４で指示して、コンピュータ５０におけるチャート値読取部５５に取り込む。
【００４３】
同様に、チャート画像１１Ｂにおける中心の透過領域２０Ｅ（Ｘ線を吸収しないか、又はほとんど吸収しない領域）に対応する部分を「黒」としてポインティングデバイス５４により色値を読み取り、チャート値読取部５５に取り込み、更に、チャート画像１１Ｂにおける、分割領域２０Ｂに対応する部分を「グレー」として、ポインティングデバイス５４によりその色値を読み取り、チャート値読取部５５に取り込む。
【００４４】
これら読み取ったテストチャート１０Ｂの色値のデジタルデータと、目標値設定部６２によって、予め設定され、且つ補正カーブ作成部５６に入力されている各色毎の目標値とにより、補正カーブ作成部５６において、これら目標値又は設定値と読み取った色値とを比較することにより、各色毎の補正値が算出される。
【００４５】
この算出された補正値により、前記記憶装置５１の元画像データ領域５１Ａに取り込まれているデジタルデータを、例えば画像データ変換部５８により補正して、記憶装置５１の補正画像データ領域５１Ｂに取り込み、保存する。
【００４６】
図１２の符号６０は画像補正部全体、６４は３次元画像作成部、６８は補正パラメーター保存部、５１Ｃは記憶装置５１における３Ｄ画像データ領域をそれぞれ示す。
【００４７】
前記目標値又は設定値は、テストチャート１０における各分割領域２０Ａ〜２０ＤにおけるＸ線吸収膜２０及び透過領域２０Ｅによる、既知のＸ線吸収係数に基づいて設定する。
【００４８】
前記補正カーブ作成部５６においては、図１５に示されるように、補正値を縦軸、読取値を横軸とする２次元のグラフにおける補正カーブを作成し、この補正カーブに基づいて前記取り込まれたデジタルデータを補正するものである。
【００４９】
具体的には、図１５に示されるように、ステップ１０１で被写体である患者２２及びベッド２８にテストチャート１０、１０Ｂを貼り、ステップ１０２において被写体をテストチャート１０、１０Ｂと共に撮影し、ステップ１０３において撮影した画像をデジタル化して記憶し、ステップ１０４において記憶した画像をディスプレイ５２上に表示し、ステップ１０５においてポインティングデバイス５４により、該ディスプレイ５２上のチャート画像１１Ｂにおける白、黒及びグレーの各区画の色値を読み取る。
【００５０】
次に、この読み取ったデジタルデータと、前記テストチャート１０Ｂにおける白、黒、グレーの予め設定されている目標値のデジタルデータとにより、補正カーブ作成部５６において、図１６に示されるように、補正値を縦軸、読み取り値を横軸とする２次元のグラフにおける補正カーブを形成し（ステップ１０６参照）、この補正カーブによる補正パラメーターを、補正パラメーター保存部６８に保存する（ステップ１０６Ａ参照）と共に、補正カーブに基づいて前記取り込まれたデジタルデータを補正し（ステップ１０７参照）、ステップ１０８において補正されたデジタルデータを保存する。前記パラメーター保存部６８に保存された補正データは次回以降の同一条件での撮影の際に利用される。この場合、テストチャートの被写体への貼付けが不要となる。
【００５１】
上記の過程を更に詳細に説明すると、図１２に示される、目標値設定部６２により補正カーブ作成部５６に予め白、黒、グレーの目標値ＯH 、ＯL 、ＯM を設定しておき、ディスプレイ５２上に画像を開いた後、前述のように、チャート画像１１Ｂ中の白、黒及びグレーの領域でのＲＧＢ値ＩH (R) 、ＩH (G) 、ＩH (B) 、ＩL (R) 、ＩL (G) 、ＩL (B) 、ＩM (R) 、ＩM (G) 、ＩM (B) をそれぞれ読み取り、前記２次元グラフの点（０，０）−（ＩL ，ＯL ）−（ＩM ，ＯM ）−（ＩH ，ＯH ）−（２５５，２５５）を通る補正曲線を形成し、この補正曲線に基づいて、既に取り込まれているＲＧＢ各デジタルデータを変換し、このデジタルデータを記憶装置５１に保存する。
【００５２】
例えば、透過領域、分割領域（以下領域）のＲＧＢ値（入力値）が、
補正カーブは、
Ｒデータ：(0,0) −(29,35) −(126,114) −(208,228) −(255,255)
Ｇデータ：(0,0) −(16,35) −( 90,114）−(188,228) −(255,255)
Ｂデータ：(0,0) −(19,35) −(138,114) −(217,228) −(255,255)
となる（図１６参照）。
【００５３】
前記図１５に示されるフローチャート１の補正方法の例を補正アルゴリズム１とすると、この補正アルゴリズム１では、白、黒及びグーの各領域の読取りデジタルデータを同時に補正変換しているので、白、黒、グレー毎に順次補正した場合のように、先に行った補正の結果が、後に行う補正によって影響を受けるという欠点がないので理想的である。
【００５４】
但し、コンピュータの構成あるいはソフトウェアの仕様等によって、アルゴリズム１の補正方法をとることが困難な場合、次の補正アルゴリズム２〜４のような補正方法をとってもよい。
【００５５】
これらアルゴリズム２、３及び４は、図１７に示されるフローチャートの手順で取込まれたデジタルデータを補正するものである。
【００５６】
まず、補正アルゴリズム２を図１７を参照して説明する。
【００５７】
予め、白、黒、グレーの目標値ＯH 、ＯL 、ＯM を設定しておき、ステップ２０１で画像を表示し、ステップ２でチャート画像１１Ｂ中の白領域のＲＧＢ値ＩH (R) 、ＩH (G) 、ＩH (B) を読取り、ステップ２０３で補正アルゴリズム（０，０）−（ＩH ，ＯH ）−（２５５，２５５）を通るハイライト補正カーブを作成し（図１８参照）、次にこのハイライト補正カーブにより、ステップ２０４においてハイライト補正をするようにＲＧＢ各データを変換し、次にステップ２０５において画像中の黒領域のＲＧＢ値ＩL (R) 、ＩL (G) 、ＩL (B) を読取り、ステップ２０６において（０，０）−（ＩL ，ＯL ）−（２５５，２５５）を通るシャドウ補正カーブを作成し、ステップ２０７においてシャドウ補正するようにＲＧＢ各データを変換する。
【００５８】
次に画像中のグレー領域のＲＧＢ値ＩM (R) 、ＩM (G) 、ＩM (B) を読取り、ステップ２０９において（０，０）−（ＩM ，ＯM ）−（２５５，２５５）を通るグレー補正カーブを作成しこれに基づき、グレー補正するようにＲＧＢ各データを変換して、ステップ２１１で画像（デジタルデータ）を保存する。
【００５９】
例えば、チャートのＲＧＢ値（入力値）が、
ハイライト補正カーブは、
Ｒデータ：(0,0) −(208,228) −(255,255)
Ｇデータ：(0,0) −(188,228) −(255,255)
Ｂデータ：(0,0) −(217,228) −(255,255)
シャドウ補正カーブは、
Ｒデータ：(0,0) −(29,35) −(255,255)
Ｇデータ：(0,0) −(16,35) −(255,255)
Ｂデータ：(0,0) −(19,35) −(255,255)
グレー補正カーブは、
Ｒデータ：(0,0) −(126,114) −(255,255)
Ｇデータ：(0,0) −( 90,114）−(255,255)
Ｂデータ：(0,0) −(138,114) −(255,255)
となる（図１８〜２０参照）。
【００６０】
補正アルゴリズム３は、前記ステップ２０９及び２１０において補正アルゴリズム２と異なる。補正アルゴリズム３におけるステップ２０９は、読取ったグレー領域のＲＧＢ値ＩM (R) 、ＩM (G) 、ＩM (B) の平均値Ａve (ＩM ）を計算して、（０，０）−ＩM 、Ａve (ＩM ）−（２５５，２５５）を通るグレー補正カーブを作成し、ステップ２１０でこの補正カーブに基づいてＲＧＢ各デジタルデータを変換し、ステップ２１１で変換された画像のデジタルデータを保存するものである。
【００６１】
チャートのＲＧＢ値（入力値）が、
白：ＯH (R) ＝ＯH (G) ＝ＯH (B) ＝228
黒：ＯL (R) ＝ＯL (G) ＝ＯL (B) ＝ 35
の場合、
ハイライト補正カーブは、
Ｒデータ：(0,0) −(208,228) −(255,255)
Ｇデータ：(0,0) −(188,228) −(255,255)
Ｂデータ：(0,0) −(217,228) −(255,255)
シャドウ補正カーブは、
Ｒデータ：(0,0) −(29,35) −(255,255)
Ｇデータ：(0,0) −(16,35) −(255,255)
Ｂデータ：(0,0) −(19,35) −(255,255)
グレー補正カーブは、
Ｒデータ：(0,0) −(126,118) −(255,255)
Ｇデータ：(0,0) −( 90,118）−(255,255)
Ｂデータ：(0,0) −(138,118) −(255,255)
となる（図１８〜２０参照）。
【００６２】
次に、補正アルゴリズム４について説明する。
【００６３】
この補正アルゴリズムは、前記補正アルゴリズム２と、ステップ２０１〜２０８が同一であり、ステップ２０９では、次式によってＯ′M を算出する。
【００６４】
Ｏ′M (R) ＝ΣＩM ＊（ＯM (R) ／ΣＯM ）
Ｏ′M (G) ＝ΣＩM ＊（ＯM (G) ／ΣＯM ）
Ｏ′M (B) ＝ΣＩM ＊（ＯM (B) ／ΣＯM ）
更に算出したＯ′M に基づいて、（０，０）−（ＩM ，Ｏ′M ）−（２５５，２５５）を通るグレー補正カーブを作成し、ステップ２１０において、前記グレー補正カーブに基づいてＲＧＢ各デジタルデータを変換して、ステップ２１１において変換された画像のデジタルデータを保存するものである。
【００６５】
更に同様に、チャートのＲＧＢ値（入力値）が、
ハイライト補正カーブは、
Ｒデータ：(0,0) −(208,228) −(255,255)
Ｇデータ：(0,0) −(188,228) −(255,255)
Ｂデータ：(0,0) −(217,228) −(255,255)
シャドウ補正カーブは、
Ｒデータ：(0,0) −(29,35) −(255,255)
Ｇデータ：(0,0) −(16,35) −(255,255)
Ｂデータ：(0,0) −(19,35) −(255,255)
グレー補正カーブは、
Ｒデータ：(0,0) −(126,118) −(255,255)
Ｇデータ：(0,0) −( 90,118）−(255,255)
Ｂデータ：(0,0) −(138,118) −(255,255)
と同じ結果となる（図１８〜２０参照）。
【００６６】
前記補正アルゴリズム２、３及び４は、白、黒、グレーの順で、即ちハイライト補正、シャドウ補正、グレー補正を独立で行うために、先の補正の結果が後の補正によって影響を受ける場合があるが、実際上大きな不都合はない。
【００６７】
又、上記の如く、補正アルゴリズム２、３、４において、補正をハイライト（白）、シャドウ（黒）、グレーの順にすると、白は後の黒、グレーの補正によって変化する可能性があるが、見た目の変化が少ないので、最も良好な補正結果が得られた。
【００６８】
上記補正アルゴリズム１〜４では、画像データとしてＲＧＢデータを例としてあげているが、これはＣＭＹデータでもよい。
【００６９】
次に、Ｌ* ａ* ｂ* やＬ* ｕ* ｖ* 、ＹＩＱ等、明度（輝度）と色差が分離した表色系の画像データに対する補正アルゴリズム５を、Ｌ* ａ* ｂ* データを例に、図２１のフローチャートを参照して説明する。
【００７０】
予め、白、黒、グレーの目標ＯH 、ＯL 、ＯM を設定しておき、ステップ３０１で画像を表示し、ステップ３０２でチャート画像１１Ｂ中の白、黒領域のＬ* 値ＩH (L) 、ＩL (L) 及びグレー領域のＬ* ａ* ｂ* 値ＩM (L) 、ＩM (a) 、ＩM (b) をそれぞれ読み取り、ステップ３０３で（０，０）−（ＩL (L) ，ＯL (L) ）−（ＩM (L) ，ＯM (L) ）−（ＩH (L) ，ＯH (L) ）−（１００，１００）を通るＬ* 補正カーブを作成し、ステップ３０４でこの補正カーブに基づいて、既に取り込まれているＬ* データを変換し、ステップ３０５で補正値ΔＭ(a) 、ΔＭ(b) を次式によって算出する。
【００７１】
ΔＭ(a) ＝ＯM (a）−ＩM (a)
ΔＭ(b) ＝ＯM (b）−ＩM (b)
そして、ステップ３０６で既に取り込まれているａ* 及びｂ* データに前記補正値ΔＭ(a) 、ΔＭ(B) をそれぞれ加算し、ステップ３０７で変換された画像のデジタルデータを保存するものである。
【００７２】
例えば、チャートのＬ* ａ* ｂ* 値（入力値）が、
白：ＩH (L) ＝８４
黒：ＩL (L) ＝１２
グレー：ＩM (L) ＝５５，ＩM (a) ＝２４，ＩM (b) ＝−１９
目標とするＬ* ａ* ｂ* 値（目標値）が、
白：ＯH (L) ＝９３
黒：ＯL (L) ＝２２
グレー：ＯM (L) ＝５８，ＯM (a) ＝０，ＯM (b) ＝０
の場合、Ｌ* 補正カーブは、
ΔＭ(a) ＝０−２４＝−２４
ΔＭ(b) ＝０−（−１９）＝１９
となる。
【００７３】
上記補正アルゴリズム５では、画像データとしてＬ* ａ* ｂ* を例としてあげているが、これはＬ* ｕ* ｖ* やＹＩＱ等、明度（輝度）と色差が分離した表色系の画像データでもよい。
【００７４】
又、前記補正方法では、ディスプレイ上に表示された画像毎に補正カーブを作成して色値を補正するようにしているが、撮影条件が同一の複数の画像の場合は、同一の補正カーブを利用することができる。
【００７５】
従って、この場合、初回の補正操作のとき作成し、保存した補正カーブを利用することにより、図１５、図１７及び図２１のフローチャートにおける補正カーブ作成のステップを省略して、補正作業を短縮化することができる。
【００７６】
次に、画像サイズを補正し、且つ解像度を調整する過程について説明する。
【００７７】
図２３に示されるように、ステップ４０１で、前記元画像データ５１Ａ又は補正画像データ領域５１Ｂの画像データにより、画像をディスプレイ５２上に表示して、ステップ４０２において、ディスプレイ５２上の画像におけるチャート画像１１Ａの最も大きい直径部分に直線を引く。
【００７８】
次に、ステップ４０３において、その直線上でのチャート画像１１Ａの距離Ｄを測定、記憶し、ステップ４０４において、この記憶した距離Ｄと実際のテストチャート１０の直径ｄとを比較して、ｄ／Ｄを、演算部６６において演算し、ステップ４０５において、記憶する。
【００７９】
このＤ／ｄは、患者２２の患部近くにおける水平方向の画像上の寸法と実際の寸法との比であるので、テストチャート１０近傍の患部の実寸は、画像上の寸法にＤ／ｄの逆数をかけることによって求めることができる。
【００８０】
又、複数の画像において、このＤ／ｄの数値を統一すれば、異なる条件で撮影された画像データも同一の縮尺で比較することができる。
【００８１】
上記演算の結果のＤ／ｄに基づいて、ステップ４０６において、画像データ変換部５８にて画像サイズ補正を行い、補正された画像データは、前記計算値Ｄ／ｄと共に、記憶装置５１の補正画像データ領域５１Ｂに取り込まれる。
【００８２】
次に、ステップ４０８において、予め演算部６６に入力されている解像度データを、前記画像サイズ補正に伴って、演算部６６により演算して、解像度を複数の画像データにおいて同一となるように調整する。
【００８３】
即ち、（補正前の解像度）×（チャート画像１１Ａ上で測定した直径の距離Ｄ）／（サイズ補正後の前記直径部分の長さＤ1 ）＝補正後の解像度とする。
【００８４】
具体的には、補正前の画像の解像度＝７２pixels／inchとすると、チャート画像上の直径Ｄ＝７．４８ｃｍのとき、サイズ補正後のチャート画像の直径Ｄ1 ＝４ｃｍにしたい場合は、７２×７．４８／４＝１３４．６４に変更する。
【００８５】
この解像度を、前記画像データ変換部５８を介して、補正画像データ領域５１Ｂにある前記サイズ補正された画像データと共に取り込んでおけば、所定の寸法に画像を表示する際に、その補正値に応じて、解像度を自動的に変更することができる（ステップ４０９参照）。
【００８６】
又、ステップ４１０に示されるように、前記解像度の補正の際における補正パラメーターを前記補正パラメーター保存部６８に独立して保存しておけば、次回以降の同一条件での撮影の際に、テストチャートを被写体に貼る過程、及びその画像データの読み取りが不要となる。
【００８７】
次に、複数のＸ線撮影画像から、３次元画像を作成する場合について説明する。
【００８８】
図２４に示されるように、ステップ５０１において、補正画像データ領域５１Ｂからサイズ補正された画像データを読み出し、ディスプレイ５２に表示する。
【００８９】
ステップ５０２においてディスプレイ５２での画像中におけるチャート画像１１の短径方向に直線を引き、ステップ５０３で、その直線上の短径の大きさＹを計測して記憶する、実物のテストチャート１０の大きさをｄ、画像上でのチャート画像１１の中心から、患部までの距離をＺとすると、実際の患者２２の患部とテストチャート１０の中央部からの深さ方向の距離は、Ｚ×ｄ／Ｙ tanθとなるので、演算部６６でこれを計算する（ステップ５０４）。
【００９０】
従って、図１０における、ベッド２８を傾けない状態での患者２２の患部とテストチャート１０の上下方向の距離が判明することになる。
【００９１】
このようにして得られた患部の高さ方向の距離（深さ方向の距離）と、水平方向の距離とが判明することによって、コンピュータ５０における３次元画像作成部６４において、３Ｄグラフィックソフト上で数式処理し（ステップ５０５）、オブジェクト表現すると、簡易に３Ｄ画像としてディスプレイ５２やプリンタ（図示省略）に表示することができた（ステップ５０６）。この３Ｄ画像は、３Ｄグラフィックソフト上で簡単に回転等ができるので、患部を特定することも可能である。
【００９２】
なお、上記実施の形態の例は、いずれも金属微粉末を含むインキにより、パターンを印刷してテストチャートを形成したものであるが、本発明はこれに限定されるものでなく、Ｘ線吸収係数が段階的に異なるように膜厚を調整したテストチャートであればよい。
【００９３】
従って、例えば、Ｘ線吸収係数が高い金属板上にフォトレジストを、撮影方向及び大きさの特定ができるパターン状に微細印刷し、該パターンを、エッチング液の腐食強度、エッチング時間、及び回数で制御して、パターンにおける分割領域のＸ線吸収係数が段階的に異なるようにしてもよい。
【００９４】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成したので、Ｘ線撮影時に、被写体と同一画面に、撮影中・撮影後の大きさ、方向及びＸ線吸収段階の特定ができるので、正確なＸ線撮影画像の補正をすることができ、又、複数のＸ線撮影画像データにおいて、濃淡の程度や、サイズを統一して保存、表示することができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に用いるＸ線撮影画像の補正用テストチャートの例を示す平面図
【図２】図１のII−II線に沿う拡大断面図
【図３】テストチャートを重ね印刷する場合のパターンを示す平面図
【図４】テストチャートを重ね印刷する場合のパターンを示す平面図
【図５】テストチャートを重ね印刷する場合のパターンを示す平面図
【図６】テストチャートを重ね印刷する場合のパターンを示す平面図
【図７】テストチャート形成過程で用いる抜き型を示す平面図
【図８】完成したチャートシールを示す平面図
【図９】同側面図
【図１０】上記テストチャートを用いて患者をＸ線撮影する形態を示す略示正面図
【図１１】同患者をＸ線撮影した現像フィルムを示す平面図
【図１２】本発明方法を実施するためのシステムを示すブロック図
【図１３】患者のベッドを傾けてＸ線撮影する形態を示す略示正面図
【図１４】同患者をＸ線撮影した現像フィルムを示す平面図
【図１５】本発明の画像を補正する手順を示すフローチャート
【図１６】図１５のフローチャートで示された補正アルゴリズムによって作成されたＲＧＢ補正カーブを示す線図
【図１７】本発明に係る補正方法の他の補正アルゴリズムを示すフローチャート
【図１８】図１７に示されるフローチャートのアルゴリズムによって作成されたハイライト補正カーブを示す線図
【図１９】同シャドウ補正カーブを示す線図
【図２０】同グレー補正カーブを示す線図
【図２１】本発明に係る補正方法の更に他の補正アルゴリズムを示すフローチャート
【図２２】図２１に示されるフローチャートのアルゴリズムによって作成された補正カーブを示す線図
【図２３】本発明方法により、Ｘ線撮影デジタル画像のサイズを補正する手順を示すフローチャート
【図２４】本発明方法により、３次元立体画像を作成する手順を示すフローチャート
【符号の説明】
１０、１０Ｂ…テストチャート
１１、１１Ｂ…チャートパターン
１２…ＰＥＴフィルム
１４…Ｘ線吸収膜
１６…粘着層
１８…離型紙
２０Ａ〜２０Ｄ…分割領域
２０Ｅ…透過領域
２２…患者
２２Ａ…頭部
２４…Ｘ線発生器
２６…Ｘ線ビーム
２８…ベッド
３０…Ｘ線フィルム
Ｐ１〜Ｐ４…パターン
５０…コンピュータ
５１…記憶装置
５２…ディスプレイ
５４…ポインティングデバイス
５６…補正カーブ作成部
５８…画像データ変換部
６４…三次元画像作成部
６６…演算部
Claims (12)
- Ｘ線を吸収しない、又は、Ｘ線吸収係数が低いシート上に、Ｘ線吸収係数が高い金属を含み、そのＸ線吸収係数が所定規格となる膜厚で、且つ、大きさ及び撮影方向を特定できるパターンのＸ線吸収膜を形成し、このＸ線吸収膜を被って、被写体へのシート貼付用の粘着層を形成してなるＸ線撮影評価・補正用テストチャートを、被写体と共にＸ線撮影して得られた画像をデジタルデータとして記憶装置に取り込む過程と、
前記記憶装置に取り込まれたデジタルデータを、ディスプレイ上に表示する過程と、
ディスプレイ上における前記被写体にかぶっていないテストチャートのチャート画像の濃度を読み取る過程と、
読み取った濃度のデジタルデータを標準値に合わせるように補正する過程と、
この補正値に基づき画像全体のデジタルデータを補正する過程と、
補正したデジタルデータを前記記憶装置に保存する過程と、を有してなるＸ線撮影画像のデジタルデータ補正、保存方法。 - 請求項１において、前記チャート画像の濃度の読み取りを白、黒、グレーの３色の色値を読み取ることにより行い、これらのうち少なくとも白及び黒の色値の目標値を予め設定しておき、前記ディスプレイ上の画像から読み取った色値のデジタルデータと前記目標値とから補正値を算出することを特徴とするＸ線撮影画像のデジタルデータ補正、保存方法。
- 請求項１において、ディスプレイ上における前記テストチャートのチャート画像の大きさのデジタルデータに基づくアウトプットの解像度と、該テストチャートの、前記と同一個所の寸法を前記記憶装置に登録したときのデジタルデータに基づくアウトプットの解像度とを一致させて、該テストチャート近傍における被写体の寸法のデジタルデータを補正する過程と、
補正したデジタルデータを前記記憶装置に保存する過程と、を有してなるＸ線撮影画像のデジタルデータ補正、保存方法。 - 請求項１、２又は３において、前記被写体を前記テストチャートと共に異なる角度で複数回Ｘ線撮影して得られた複数の画像をデジタルデータとして記憶装置に取り込む過程と、
これら異なる撮影角度の複数の画像のデジタルデータを、３次元グラフィックソフトで数式処理して、前記被写体の立体画像を得て、そのデジタルデータを前記記憶装置に記憶させる過程と、を有してなることを特徴とするＸ線撮影画像のデジタルデータ補正、保存方法。 - 請求項１乃至４のいずれかにおいて、前記テストチャートにおけるＸ線吸収膜は、複数の領域に分割され、且つ、各分割領域における膜厚が異なるＸ線吸収係数となるようにされたことを特徴とするＸ線撮影画像のデジタルデータ補正、保存方法。
- 請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記補正値を、前記補正したデジタルデータと独立して保存する過程を有してなり、次回以降の同一撮影条件の撮像時に、前記テストチャートのＸ線撮影による画像取得過程、及び、テストチャートのチャート画像の濃度読み取り過程の省略可能としたことを特徴とするＸ線撮影画像のデジタルデータ補正、保存方法。
- Ｘ線を吸収しない、又は、Ｘ線吸収係数が低いシート上に、Ｘ線吸収係数が高い金属を含み、そのＸ線吸収係数が所定規格となる膜厚で、且つ、大きさ及び撮影方向を特定できるパターンのＸ線吸収膜を形成し、このＸ線吸収膜を被って、被写体へのシート貼付用の 粘着層を形成してなるＸ線撮影評価・補正用テストチャートと、Ｘ線発生器及びＸ線フィルムからなり、前記粘着層により、被写体に貼着されたテストチャートを被写体と共にＸ線撮影する装置と、
レーザスキャナーを含んでなり、前記Ｘ線フィルムに得られたＸ線撮影画像を測定してデジタルデータとする装置と、
前記デジタルデータを記憶装置に取り込むとともに、この取り込まれたデジタルデータをディスプレイ上に表示するコンピュータと、
前記ディスプレイ上のテストチャートのチャート画像の装置の読み取り可能なポインティングデバイスと、を有してなり、
前記コンピュータは、前記読み取った濃度のデジタルデータを標準値に合わせるように補正し、この補正値に基づき画像全体のデジタルデータを補正し、補正したデジタルデータを前記記憶装置に保存するように構成された
ことを特徴とするＸ線撮影画像のデジタルデータ補正、保存装置。 - 請求項７において、前記ポインティングデバイスは前記チャート画像の濃度の読み取りを白、黒、グレーの３色の色値を読み取り可能とされ、前記コンピュータは、前記色値のうち少なくとも白及び黒の色値の目標値が予め設定されていて、前記ディスプレイ上の画像から読み取った色値のデジタルデータと前記目標値とから補正値を算出するように構成されたことを特徴とするＸ線撮影画像のデジタルデータ補正、保存装置。
- 請求項７において、前記コンピュータは、前記ディスプレイ上における前記被写体に貼着したテストチャートのチャート画像の大きさのデジタルデータに基づくアウトプットの解像度と、該テストチャートの、前記と同一個所の寸法を前記記憶装置に登録したときのデジタルデータに基づくアウトプットの解像度とを一致させて、該テストチャート近傍における被写体の寸法のデジタルデータを補正し、
補正したデジタルデータを前記記憶装置に保存するように構成されたことを特徴とするＸ線撮影画像のデジタルデータ補正、保存装置。 - 請求項７、８又は９において、前記被写体を前記テストチャートと共に撮影する装置は、これらを異なる角度で複数回Ｘ線撮影可能とされ、
前記コンピュータは、前記異なる撮影角度の複数の画像のデジタルデータを、３次元グラフィックソフトで数式処理して、前記被写体の立体画像を得て、そのデジタルデータを前記記憶装置に記憶させるように構成されたことを特徴とするＸ線撮影画像のデジタルデータ補正、保存装置。 - 請求項７乃至１０のいずれかにおいて、前記テストチャートにおけるＸ線吸収膜は、複数の領域に分割され、且つ、各分割領域における膜厚が異なるＸ線吸収係数となるようにされたことを特徴とするＸ線撮影画像のデジタルデータ補正、保存装置。
- 請求項７乃至１１のいずれかにおいて、前記コンピュータは、前記補正値を、前記補正したデジタルデータと独立して保存可能とされ、次回以降の同一撮影条件の撮像時により得られた被写体のＸ線撮影画像のデジタルデータを、前期保存された補正値により補正し、補正結果を保存可能に構成されたことを特徴とするＸ線撮影画像のデジタルデータ補正、保存装置。
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