JP5498016B2 - Ｘ線診断装置および画像処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、Ｘ線診断装置および画像処理装置に関する。

従来より、Ｘ線診断装置を用いた単純Ｘ線撮影によって撮影された２次元のＸ線画像を読影することにより、医師による病変部の診断が行なわれている。

Ｘ線診断装置を用いた単純Ｘ線撮影では、被検体の病変部を透過したＸ線をＦＰＤ（Flat Panel Detector：平面検出器）などのＸ線検出器によって検出することにより、例えば、図１４の（Ａ）に示すような２次元の胸部Ｘ線画像や、図１４の（Ｂ）に示すような２次元の手部Ｘ線画像が撮影され、モニタなどに表示される。なお、図１４は、従来技術を説明するための図である。

Ｘ線検出器は、例えば、マトリックス状に配列されたＸ線検出素子からなり、各Ｘ線検出素子が被検体を透過したＸ線を検出する。そして、Ｘ線診断装置は、各Ｘ線検出素子が検出したＸ線をピクセルごとのデジタルデータに変換することにより、Ｘ線画像をデジタル画像として生成する。

ここで、Ｘ線検出器の製造工程で発生するＸ線検出素子の欠陥に起因する欠陥画素に対応するために、欠陥画素近傍の画素値を欠陥画素の画素値とした補正画像を生成することで、Ｘ線診断装置によって撮影される２次元のＸ線画像の画質を保証する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−２３０４８４号公報

単純Ｘ線撮影によって撮影される２次元のＸ線画像は、図１４の（Ａ）および（Ｂ）に示したように、被検体の病変部を含む人体を透過したＸ線の２次元画像である。このため、被検体の体厚方向において（すなわち、Ｘ線の照射方向において）、病変部に別の組織（例えば、骨など）が重なっている場合、病変部に重なる別の組織の情報の影響により、２次元のＸ線画像における病変部の情報が不明瞭となり、医師による診断が困難となる。

このように、従来の単純Ｘ線撮影では、被検体の体厚方向において病変部に別の組織が重なっている場合、２次元のＸ線画像において、病変部に重なる別の組織の情報の影響を抑制することができないので、Ｘ線画像を読影する医師による診断を必ずしも支援することができないという課題があった。

そこで、この発明は、上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、単純Ｘ線撮影によって撮影されたＸ線画像を読影する医師の診断を確実に支援することが可能となるＸ線診断装置および画像処理装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、Ｘ線管からＸ線を被検体に照射し、当該被検体を透過したＸ線をＸ線検出器によって検出してＸ線画像を撮影するＸ線診断装置であって、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器との距離を変化させて当該Ｘ線管から前記被検体にＸ線が照射された際に、当該Ｘ線検出器によって検出されたＸ線に基づいて拡大率の異なる第一のＸ線画像および第二のＸ線画像を生成する画像生成手段と、前記被検体の関心領域に対する影響を抑制するために前記Ｘ線管からのＸ線照射方向に対して設定された領域である抑制領域と前記Ｘ線検出器のＸ線検出面との距離に基づいて、前記画像生成手段によって生成された前記第一のＸ線画像および前記第二のＸ線画像の拡大率が当該抑制領域において一致するように補正を行なって第一の補正画像および第二の補正画像を生成する補正画像生成手段と、前記補正画像生成手段によって生成された前記第一の補正画像および前記第二の補正画像において対応する画素の画素値から算出される差分値に基づいて、差分画像を生成する差分画像生成手段と、前記差分画像生成手段によって生成された前記差分画像を所定の表示部に表示させるように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明は、Ｘ線管からＸ線を被検体に照射し、当該被検体を透過したＸ線をＸ線検出器によって検出し作成されたＸ線画像に対して画像処理を行なって所定の表示部に表示する画像処理装置であって、前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器との距離を変化させて当該Ｘ線管から前記被検体にＸ線を照射することで当該Ｘ線検出器によって検出されたＸ線から拡大率の異なる第一のＸ線画像および第二のＸ線画像が生成された場合、前記被検体の関心領域に対する影響を抑制するために前記Ｘ線管からのＸ線照射方向に対して設定された領域である抑制領域と前記Ｘ線検出器のＸ線検出面との距離に基づいて、前記第一のＸ線画像および前記第二のＸ線画像の拡大率が当該抑制領域において一致するように補正を行なって第一の補正画像および第二の補正画像を生成する補正画像生成手段と、前記補正画像生成手段によって生成された前記第一の補正画像および前記第二の補正画像において対応する画素の画素値の差分値に基づいて、差分画像を生成する差分画像生成手段と、前記差分画像生成手段によって生成された前記差分画像を前記所定の表示部に表示させるように制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、関心領域としての病変部に重なる抑制したい組織の情報が除去され、かつ、体厚方向に厚みを有する病変部の情報が強調された差分画像を読影対照とすることができ、単純Ｘ線撮影によって撮影されたＸ線画像を読影する医師の診断を確実に支援することが可能となる。

以下に添付図面を参照して、この発明に係るＸ線診断装置および画像処理装置の実施例を詳細に説明する。

まず、実施例１におけるＸ線診断装置の構成について説明する。図１は、実施例１におけるＸ線診断装置の構成を説明するための図である。図１に示すように、実施例１におけるＸ線診断装置１００は、高電圧発生器１１と、Ｘ線管１２と、Ｘ線絞り装置１３と、天板１４と、Ｘ線検出器支持部１５と、Ｘ線検出器１６と、Ｘ線検出器支持・移動機構１７と、天板移動機構１８と、Ｘ線検出器支持・天板機構制御部１９と、絞り制御部２０と、システム制御部２１と、入力部２２と、表示部２３と、画像処理部２４とから構成される。

高電圧発生器１１は、Ｘ線の発生に必要な高電圧をＸ線管１２に供給することにより、Ｘ線管１２から被検体Ｐに対して放射されるＸ線量の調整や、Ｘ線管１２から被検体ＰへのＸ線照射のＯＮ／ＯＦＦの制御を行なう。

Ｘ線管１２は、高電圧発生部１１から供給される高電圧を用いて、被検体Ｐに対してＸ線を照射する。

Ｘ線絞り装置１３は、Ｘ線管１２から照射されたＸ線が被検体Ｐの診断対象領域に対して選択的に照射されるように絞るために用いられる装置であり、例えば、スライド可能な４枚の絞り羽根を有する。これら絞り羽根は、Ｘ線管１２から照射されたＸ線を絞るために、後述する絞り制御部２０の制御によって、スライドする。

天板１４は、被検体Ｐを載せるベッドであり、図示しない寝台の上に配置される。

Ｘ線検出器１６は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する装置であり、例えば、マトリックス状に配列されたＸ線検出素子からなる。各Ｘ線検出素子は、被検体Ｐを透過したＸ線を電気信号に変換して蓄積し、蓄積した電気信号を後述する画像処理部２４に送信する。

Ｘ線検出器支持部１５は、Ｘ線管１２、Ｘ線絞り装置１３、Ｘ線検出器１６などを保持するアームである。

Ｘ線検出器支持・移動機構１７は、Ｘ線管１２とＸ線検出器１６との距離を移動させることによりＳＩＤ（source-image distance：Ｘ線管焦点からＸ線検出器１６の検出面（受像面）までの距離）を調整する。

天板移動機構１８は、天板１４を移動させるための機構である。

Ｘ線検出器支持・天板機構制御部１９は、Ｘ線検出器支持・移動機構１７および天板移動機構１８を制御することで、ＳＩＤの調整と、天板１４の移動とを制御する。

絞り制御部２０は、Ｘ線絞り装置１３の絞り羽根の開度を制御してＸ線の照射範囲を制御する。

画像処理部２４は、Ｘ線検出器１６が検出した被検体Ｐを透過したＸ線からＸ線画像を生成する処理部であるが、これについては後に詳述する。

入力部２２は、Ｘ線診断装置１００の操作者からの指示を受け付けるコンソールであり、表示部２３は、入力部２２を介した操作者からの指示を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したり、後述する画像処理部２４によって生成されたＸ線画像などを表示したりするためのモニタを備える。

システム制御部２１は、Ｘ線診断装置１００全体の動作を制御し、入力部２２を介して受け付けた操作者からの指示を高電圧発生器１１、Ｘ線検出器支持・天板機構制御部１９、絞り制御部２０などに転送することにより、Ｘ線照射のＯＮ／ＯＦＦ、Ｘ線量の調整、Ｘ線検出器支持部１５の移動の調整、ＳＩＤの調整および天板１４の移動調整を行ない、また、操作者からの指示を受け付けるためのＧＵＩや画像処理部２４によって生成されたＸ線画像を表示部２３に表示するように制御する。

このように、実施例１におけるＸ線診断装置１００は、Ｘ線管１２からＸ線を被検体Ｐに照射し、被検体Ｐを透過したＸ線をＸ線検出器１６によって検出してＸ線画像を撮影するが、以下で詳細に説明する画像処理部２４の処理が実行されることにより、単純Ｘ線撮影によって撮影されたＸ線画像を読影する医師の診断を確実に支援することが可能となることに主たる特徴がある。なお、本実施例では、Ｘ線診断装置１００が、Ｘ線管１２およびＸ線検出器１６がＸ線検出器支持部１５によって支持された単純撮影診断用のＸ線診断装置である場合について説明するが、Ｘ線検出器１６がＣアームにて支持されるような循環器診断装置であっても、本発明を適用することが可能である。

この主たる特徴について、図２〜７を用いて説明する。図２は、実施例１における画像処理部の構成を説明するための図であり、図３および４は、拡大率の異なるＸ線画像について説明するための図であり、図５は、実施例１において設定される抑制領域について説明するための図であり、図６は、実施例１における補正画像生成部について説明するための図であり、図７は、実施例１における差分画像生成部について説明するための図である。

図２に示すように、実施例１における画像処理部２４は、画像生成部２４ａと、補正画像生成部２４ｂと、差分画像生成部２４ｃとから構成される。

画像生成部２４ａは、被検体Ｐを透過したＸ線の情報に基づいて蓄積された電気信号をＸ線検出器１６から受信し、受信した電気信号をピクセルごとのデジタルデータに変換することによりＸ線画像を生成する。ここで、本実施例における画像生成部２４ａは、ＳＩＤを変化させてＸ線管１２から被検体ＰにＸ線が照射された際に、Ｘ線検出器１６によって検出されたＸ線に基づいて拡大率の異なる２つのＸ線画像を生成する。

まず、操作者は、拡大率の異なる２つのＸ線画像の撮影を行なうために、入力部２２を介して２つのＳＩＤを入力する。システム制御部２１は、操作者から入力部２２を介して２つのＳＩＤが入力されることで、拡大率の異なるＸ線画像の撮影要求を受け付けたと判定し、入力された２つのＳＩＤそれぞれにおいて拡大率の異なる２つのＸ線画像を撮影するようにＸ線診断装置１００を制御する。

例えば、操作者が２つのＳＩＤとして、ＳＩＤ（Ａ）およびＳＩＤ（Ｂ）を入力すると、システム制御部２１は、図３に示すように、Ｘ線検出器支持・天板機構制御部１９を制御することで、Ｘ線管１２の焦点とＸ線検出器１６のＸ線検出面（Ｘ線受像面）との距離がＳＩＤ（Ａ）となる「位置：Ａ」にＸ線管１２を移動させ、さらに、高電圧発生器１１を制御することでＸ線管１２からＸ線を、例えば、被検体Ｐの胸部に照射させる。

これにより、Ｘ線検出器１６は、ＳＩＤ（Ａ）において被検体Ｐを透過したＸ線を検出し、画像生成部２４ａは、Ｘ線検出器１６によって検出されたＸ線に基づく電気信号から、ＳＩＤ（Ａ）にて撮影された被検体ＰのＸ線画像であるＸ線画像Ａを生成する（図４の左側参照）。

また、システム制御部２１は、Ｘ線検出器支持・天板機構制御部１９を制御することで、Ｘ線管１２の焦点とＸ線検出器１６のＸ線検出面との距離がＳＩＤ（Ｂ）となる「位置：Ｂ」にＸ線管１２を移動させ、さらに、高電圧発生器１１を制御することでＸ線管１２からＸ線を、ＳＩＤ（Ａ）にて撮影した同一の被検体Ｐの同一部位に照射させる。

これにより、Ｘ線検出器１６は、ＳＩＤ（Ｂ）において被検体Ｐを透過したＸ線を検出し、画像生成部２４ａは、Ｘ線検出器１６によって検出されたＸ線に基づく電気信号から、ＳＩＤ（Ｂ）にて撮影された被検体ＰのＸ線画像であるＸ線画像Ｂを生成する（図４の右側参照）。なお、図３に示すように、ＳＩＤ（Ａ）がＳＩＤ（Ｂ）より小さい場合、Ｘ線画像Ａの拡大率は、Ｘ線画像Ｂの拡大率より大きくなる。

ここで、システム制御部２１は、「位置：Ｂ」にてＸ線管１２から照射されるＸ線のＸ線量が、「位置：Ａ」にてＸ線管１２から照射されたＸ線のＸ線量と一致するように高電圧発生器１１を制御する。

図３においては、被検体Ｐの診断対象領域（関心領域）としての病変部と、Ｘ線管１２に対して病変部の前面に位置する骨とが示されているが、これについては、後に説明する。

図２に戻って、補正画像生成部２４ｂは、被検体Ｐの病変部（関心領域）への影響を抑制するためにＸ線管１２からのＸ線照射方向に対して設定された領域である抑制領域とＸ線検出器１６のＸ線検出面との距離に基づいて、画像生成部２４ａによって生成されたＸ線画像ＡおよびＸ線画像Ｂの拡大率が設定された抑制領域において一致するように補正を行なって補正画像Ａおよび補正画像Ｂを生成する。

例えば、操作者は、図５に示すように、Ｘ線管１２からのＸ線照射方向に対して（すなわち、被検体Ｐの体厚方向に対して）病変部の前面に位置する骨の領域を、病変部に重なる組織であることからＸ線画像の読影に際して影響を抑制したい領域であると判断する。そして、操作者は、図５に示すような面（Ｘ線検出面から距離「Ｔ」離れた面）を抑制領域として、例えば、入力部２２に備えられるスライダを操作することで設定する。

なお、抑制領域は、被検体Ｐの撮影時における体勢、撮影部位、被検体ＰのＸ線照射方向に対する体厚の測定値、あるいは、被検体ＰのＸ線照射方向に対する体厚を推定するための個人情報（身長、体重、性別、年齢など）に基づいて操作者により判断され設定される。

また、抑制領域の判断および設定は、入力部２２を介して操作者が入力したＸ線画像の表示要求を受け付けたシステム制御部２１の制御により表示部２３に表示されたＸ線画像ＡおよびＸ線画像Ｂを参照した操作者によって行なわれてもよい。

ここで、システム制御部２１は、操作者から入力部２２を介して抑制領域が設定されると、抑制領域とＸ線検出器１６のＸ線検出面との距離を算出し、補正画像生成部２４ｂに算出した距離を通知する。例えば、システム制御部２１は、図５に示すように、抑制領域とＸ線検出器１６のＸ線検出面との距離「Ｔ」を算出する。なお、抑制領域とＸ線検出面との距離を「Ｔ」とすると、図５に示すように、Ｘ線画像Ａの撮影時（位置：Ａ）におけるＸ線管１２の焦点と抑制領域との距離は「ＳＩＤ（Ａ）−Ｔ」となり、Ｘ線画像Ｂの撮影時（位置：Ｂ）におけるＸ線管１２の焦点と抑制領域との距離は「ＳＩＤ（Ｂ）−Ｔ」となる。

そして、補正画像生成部２４ｂは、図６の（Ａ）に示すように、倍率「（ＳＩＤ（Ａ）−Ｔ）／ＳＩＤ（Ａ）」にてＸ線画像Ａを補正することで補正画像Ａを生成する。また、補正画像生成部２４ｂは、図６の（Ｂ）に示すように、倍率「（ＳＩＤ（Ｂ）−Ｔ）／ＳＩＤ（Ｂ）」にてＸ線画像Ｂを補正することで補正画像Ｂを生成する。

このようにして、補正画像生成部２４ｂは、Ｘ線画像ＡおよびＸ線画像Ｂの拡大率が抑制領域（Ｘ線検出面からの距離「Ｔ」）において一致するように補正された補正画像Ａおよび補正画像Ｂを生成する。

図２に戻って、差分画像生成部２４ｃは、補正画像生成部２４ｂによって生成された補正画像Ａおよび補正画像Ｂにおいて対応する画素の画素値から算出される差分値に基づいて、差分画像を生成する。

例えば、差分画像生成部２４ｃは、図７の（Ａ）に示すように、補正画像Ａおよび補正画像Ｂそれぞれで同じ位置にある画素の画素値が、補正画像Ａにおいて「ａ」であり、補正画像Ｂにおいて「ｂ」である場合、「ａ−ｂ」を差分画像の画素値として算出することで、差分画像を生成する。

これにより、差分画像生成部２４ｃは、図４に示すＸ線画像ＡおよびＸ線画像Ｂを補正した補正画像Ａおよび補正画像Ｂから、図７の（Ｂ）に示すような差分画像を生成する。

抑制領域において拡大率が一致する補正画像Ａと補正画像Ｂとから生成された差分画像においては、拡大率が一致された抑制領域における断面の情報が除去されている。さらに、差分画像においては、抑制領域から離れてＸ線検出面に近づくにつれて拡大率の差が大きくなっていく領域の情報が残ったままとなる。その結果、差分画像は、病変部に重なる組織の情報が除去され、かつ、体厚方向に厚みを有する病変部（図３または５参照）の情報が強調された画像となる。

システム制御部２１は、差分画像生成部２４ｃによって生成された差分画像を、表示部２３にて表示するように制御する。医師は、表示部２３にて表示された差分画像を読影することにより、被検体Ｐの病変部について診断を行なう。ここで、システム制御部２１は、差分画像とともに、Ｘ線画像（ＡおよびＢ）や補正画像（ＡおよびＢ）を表示するように制御してもよい。

なお、本実施例では、Ｘ線管１２に対して病変部の前面にある骨の存在する領域において抑制領域が設定される場合について説明したが、抑制領域は、病変部を読影する際にＸ線画像における影響を抑制したい領域として、撮影時の被検体Ｐの体勢と病変部の位置との関係に基づいて任意の位置にて設定可能な領域である。従って、設定可能な抑制領域の位置は、Ｘ線管１２に対して病変部の後ろにある場合であってもよい。

また、本実施例では、拡大率の大きいＸ線画像Ａから生成された補正画像Ａから、拡大率の小さいＸ線画像Ｂから生成された補正画像Ｂを差分することで差分画像を生成する場合（第一の場合）について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、拡大率の小さいＸ線画像Ｂから生成された補正画像Ｂから、拡大率の大きいＸ線画像Ａから生成された補正画像Ａを差分することで差分画像を生成する場合（第二の場合）であってもよい。ただし、差分画像において、体厚方向に厚みを有する病変部の情報を鮮明に描出するためには、第一の場合によって差分画像を生成することが望ましい。

また、差分画像において、体厚方向に厚みを有する病変部の情報を鮮明に描出するためには、拡大率の異なるＸ線画像を撮影するために設定される２つのＳＩＤの差が、長いＳＩＤに対して、２％以上の値となることが望ましい。

次に、図８を用いて、実施例１におけるＸ線診断装置１００の処理について説明する。図８は、実施例１におけるＸ線診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。

図８に示すように、実施例１におけるＸ線診断装置１００は、操作者から入力部２２を介して２つのＳＩＤが入力されることで、拡大率の異なるＸ線画像の撮影要求Ｘ線撮影を受け付けた場合（ステップＳ８０１肯定）、システム制御部２１は、入力された２つのＳＩＤそれぞれにおいて同一のＸ線量にてＸ線画像を撮影するように制御し、画像生成部２４ａは、実行された２回の撮影時それぞれにおいてＸ線検出器１６が検出したＸ線のデータから、拡大率の異なるＸ線画像ＡおよびＸ線画像Ｂを生成する（ステップＳ８０２）。

そして、操作者から入力部２２を介して抑制領域の設定を受け付けた場合（ステップＳ８０３肯定）、システム制御部２１は、抑制領域とＸ線検出器１６のＸ線検出面との距離を算出して補正画像生成部２４ｂに通知し、補正画像生成部２４ｂは、通知された抑制領域とＸ線検出器１６のＸ線検出面との距離に基づいて、Ｘ線画像ＡおよびＸ線画像Ｂの拡大率が設定された抑制領域において一致するように補正を行なって補正画像Ａおよび補正画像Ｂを生成する（ステップＳ８０４）。

そののち、差分画像生成部２４ｃは、補正画像生成部２４ｂによって生成された補正画像Ａおよび補正画像Ｂにおいて対応する画素の画素値から算出される差分値に基づいて、差分画像を生成する（ステップＳ８０５）。

続いて、システム制御部２１は、差分画像生成部２４ｃによって生成された差分画像を、表示部２３に表示するように制御し（ステップＳ８０６）、処理を終了する。

上述してきたように、実施例１では、操作者から入力部２２を介して２つのＳＩＤが入力されることで、拡大率の異なるＸ線画像の撮影要求Ｘ線撮影を受け付けた場合、システム制御部２１は、入力された２つのＳＩＤそれぞれにおいて同一のＸ線量にてＸ線画像を撮影するように制御し、画像生成部２４ａは、実行された２回の撮影時それぞれにおいてＸ線検出器１６が検出したＸ線のデータから、拡大率の異なるＸ線画像ＡおよびＸ線画像Ｂを生成する。

そして、操作者から入力部２２を介して抑制領域の設定を受け付けた場合、補正画像生成部２４ｂは、抑制領域とＸ線検出器１６のＸ線検出面との距離に基づいて、Ｘ線画像ＡおよびＸ線画像Ｂの拡大率が設定された抑制領域において一致するように補正を行なって補正画像Ａおよび補正画像Ｂを生成し、差分画像生成部２４ｃは、補正画像生成部２４ｂによって生成された補正画像Ａおよび補正画像Ｂにおいて対応する画素の画素値から算出される差分値に基づいて、差分画像を生成し、システム制御部２１は、差分画像生成部２４ｃによって生成された差分画像を、表示部２３に表示するように制御するので、病変部に重なる組織の情報が除去され、かつ、体厚方向に厚みを有する病変部の情報が強調された差分画像を読影対照とすることができ、上記した主たる特徴の通り、単純Ｘ線撮影によって撮影されたＸ線画像を読影する医師の診断を確実に支援することが可能となる。

また、システム制御部２１は、２回の撮影時それぞれにおいてＸ線管１２から照射されるＸ線のＸ線量が一致するように高電圧発生器１１を制御するので、２つの拡大率の異なるＸ線画像を同一条件で撮影することができ、生成される差分画像の画質を保証することが可能となる。

上述した実施例１では、抑制領域が１つ設定される場合について説明したが、実施例２では、抑制領域が複数設定される場合について説明する。

実施例２におけるＸ線診断装置１００を構成する画像処理部２４は、図２を用いて説明した実施例１における画像処理部２４と同様の構成からなるが、設定される抑制領域が複数であることにともない、補正画像生成部２４ｂおよび差分画像生成部２４ｃの実行する処理が、実施例１と異なる。以下、これを中心として、実施例２におけるＸ線診断装置１００について、図９〜１１を用いて説明する。

なお、図９は、実施例２において設定される抑制領域について説明するための図であり、図１０は、実施例２における補正画像生成部について説明するための図であり、図１１は、実施例２における差分画像生成部について説明するための図である。

実施例２においては、上述したように複数の抑制領域が設定される。例えば、Ｘ線管１２に対して病変部の前面にある骨が存在する領域を網羅するために、図９に示すように、実施例１において設定された抑制領域と同一の「抑制領域１」とともに、「抑制領域２」が設定される。

システム制御部２１は、操作者から入力部２２を介して複数の抑制領域が設定されると、複数の抑制領域それぞれとＸ線検出器１６のＸ線検出面との距離を算出し、補正画像生成部２４ｂに算出した距離を通知する。例えば、システム制御部２１は、図９に示すように、抑制領域１とＸ線検出面との距離「Ｔ１」および抑制領域２とＸ線検出面との距離「Ｔ２」を算出して、補正画像生成部２４ｂに通知する。

補正画像生成部２４ｂは、画像生成部２４ａによって生成されたＸ線画像ＡおよびＸ線画像Ｂから、設定された複数の抑制領域ごとの補正画像Ａおよび補正画像Ｂを生成する。

すなわち、補正画像生成部２４ｂは、抑制領域１において拡大率が一致するように、Ｘ線画像ＡおよびＸ線画像Ｂを補正する。例えば、補正画像生成部２４ｂは、図１０の（Ａ）に示すように、倍率「（ＳＩＤ（Ａ）−Ｔ１）／ＳＩＤ（Ａ）」にてＸ線画像Ａを補正することで補正画像Ａ１を生成し、図１０の（Ｂ）に示すように、倍率「（ＳＩＤ（Ｂ）−Ｔ１）／ＳＩＤ（Ｂ）」にてＸ線画像Ｂを補正することで補正画像Ｂ１を生成する。

また、補正画像生成部２４ｂは、抑制領域２において拡大率が一致するように、Ｘ線画像ＡおよびＸ線画像Ｂを補正する。例えば、補正画像生成部２４ｂは、図１０の（Ｃ）に示すように、倍率「（ＳＩＤ（Ａ）−Ｔ２）／ＳＩＤ（Ａ）」にてＸ線画像Ａを補正することで補正画像Ａ２を生成し、図１０の（Ｄ）に示すように、倍率「（ＳＩＤ（Ｂ）−Ｔ２）／ＳＩＤ（Ｂ）」にてＸ線画像Ｂを補正することで補正画像Ｂ２を生成する。

差分画像生成部２４ｃは、補正画像生成部２４ｂによって生成された複数の抑制領域ごとの補正画像Ａおよび補正画像Ｂから、設定された複数の抑制領域ごとの差分画像を生成する。

例えば、差分画像生成部２４ｃは、図１１の（Ａ）に示すように、補正画像Ａ１の画素値から補正画像Ｂ１の画素値を差し引いた差分値を算出することで、抑制領域１における「差分画像１」を生成する。また、差分画像生成部２４ｃは、図１１の（Ｂ）に示すように、補正画像Ａ２の画素値から補正画像Ｂ２の画素値を差し引いた差分値を算出することで、抑制領域２における「差分画像２」を生成する。

そして、システム制御部２１は、差分画像生成部２４ｃによって生成された複数の抑制領域ごとの差分画像を、表示部２３に表示するように制御する。例えば、システム制御部２１は、差分画像生成部２４ｃによって生成された差分画像１および差分画像２を表示部２３にて連続表示したり、並列表示したりするように制御する。

なお、実施例２におけるＸ線診断装置１００の処理の流れは、図８を用いて説明した実施例１におけるＸ線診断装置１００の処理の流れにおいて、ステップＳ８０３にて複数の抑制領域が設定された場合に、補正画像生成部２４ｂがステップＳ８０４にて複数の抑制領域それぞれに対して補正画像生成処理を行ない、差分画像生成部２４ｃがステップＳ８０５にて複数の抑制領域それぞれに対して差分画像生成処理を行ない、システム制御部２１がステップＳ８０６にて複数の抑制領域それぞれに対する差分画像の表示制御処理を行なう点が異なるだけなので説明を省略する。

上述してきたように、実施例２では、１枚の差分画像では病変部の有用な情報が得られない場合でも、複数の抑制領域を設定して抑制領域ごとに生成された差分画像を読影対象とすることができ、単純Ｘ線撮影によって撮影されたＸ線画像を読影する医師の診断をより確実に支援することが可能となる。

なお、本実施例では、複数の抑制領域が同時に設定される場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の抑制領域が異なる時間帯において設定される場合であってもよい。例えば、設定された抑制領域に対する差分画像を読影した医師が別の抑制領域に対する差分画像を用いた読影を行ないたいと判断した場合に、医師により、再度新たな抑制領域が設定されてもよい。

実施例３では、Ｘ線画像の補正を行なったうえで、補正画像の生成処理を行なう場合について説明する。

実施例３におけるＸ線診断装置１００を構成する画像処理部２４は、図２を用いて説明した実施例１における画像処理部２４と同様の構成からなるが、補正画像生成部２４ｂの実行する処理が、実施例１および２と異なる。以下、これを中心として、実施例３におけるＸ線診断装置１００について、図１２を用いて説明する。なお、図１２は、実施例３における補正画像生成部について説明するための図である。

実施例３における補正画像生成部２４ｂは、画像生成部２４ａによって生成されたＸ線画像ＡおよびＸ線画像Ｂの輝度が一致するように補正したうえで、補正画像Ａおよび補正画像Ｂを生成する。

例えば、画像生成部２４ａによって生成されたＸ線画像ＡおよびＸ線画像Ｂの縦横それぞれの画素数が１００画素からなるデジタル画像である場合、補正画像生成部２４ｂは、図１２に示すように、横軸方向における各画素の縦１００画素分の画素値を合計して平均画素値を算出し、算出した横軸方向における１００個の平均画素値から「横軸方向における平均画素値のヒストグラム」をＸ線画像ＡおよびＸ線画像Ｂそれぞれに対して作成する。

そして、補正画像生成部２４ｂは、図１２に示すように、例えば、拡大率の小さいＸ線画像Ｂのヒストグラムを、拡大率の大きいＸ線画像ＡのヒストグラムにマッチングするようにＸ線画像Ｂの画素値を調整することで、Ｘ線画像Ｂの輝度がＸ線画像Ａの輝度と一致するように補正する。

そして、補正画像生成部２４ｂは、Ｘ線画像Ａから補正画像Ａを生成し、Ｘ線画像Ａの輝度と一致するように補正されたＸ線画像Ｂから補正画像Ｂを生成する。そののち、差分画像生成部２４ｃは、補正画像Ａおよび補正画像Ｂから差分画像を生成する。

なお、輝度を一致させる方法としては、拡大率の大きいＸ線画像Ａのヒストグラムを、拡大率の小さいＸ線画像ＢのヒストグラムにマッチングするようにＸ線画像Ａの画素値を調整する場合であってもよい。

また、輝度を一致させる方法としては、ヒストグラムを縦軸方向において作成することによりＸ線画像ＡまたはＸ線画像Ｂの画素値を調整したり、Ｘ線画像Ａの合計画素値とＸ線画像Ｂの合計画素値が一致するようにどちらかのＸ線画像の画素値を比例して調整したりするなど、様々な方法を用いることが可能である。

なお、実施例３におけるＸ線診断装置１００の処理の流れは、図８を用いて説明した実施例１におけるＸ線診断装置１００の処理の流れにおいて、補正画像生成部２４ｂがステップＳ８０４にてＸ線画像ＡおよびＸ線画像Ｂの輝度が一致するように補正したうえで補正画像生成処理を行なう点が異なるだけなので、説明を省略する。

上述してきたように、実施例３では、Ｘ線画像の輝度を一致させたうえで差分画像を生成することができ、生成される差分画像の画質をより保証することが可能となる。

なお、本実施例では、補正画像生成処理前に、Ｘ線画像に対して輝度一致処理が行なわれる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、補正画像生成処理後に、補正画像に対して輝度一致処理が行なわれる場合であってもよい。すなわち、差分画像生成部２４ｃが、上述したヒストグラムのマッチングによって、補正画像生成部２４ｂによって生成された補正画像Ａおよび補正画像Ｂの輝度が一致するように補正したうえで、差分画像を生成してもよい。このような処理によっても、差分画像の画質を保証することができる。なお、抑制領域が複数設定されている場合は、抑制領域ごとに、補正画像の輝度一致処理が実行される。

実施例４では、差分画像生成処理の変形例について説明する。

実施例４におけるＸ線診断装置１００を構成する画像処理部２４は、図２を用いて説明した実施例１における画像処理部２４と同様の構成からなるが、差分画像生成部２４ｃの実行する処理が、実施例１〜３と異なる。以下、これを中心として、実施例４におけるＸ線診断装置１００について、図１３を用いて説明する。なお、図１３は、実施例４における差分画像生成部について説明するための図である。

実施例４における差分画像生成部２４ｃは、補正画像生成部２４ｂによって生成された補正画像Ａおよび補正画像Ｂにおいて対応する画素の画素値を対数値に変換し、変換した対数値の差分値に基づいて、差分画像を生成する。

例えば、差分画像生成部２４ｃは、図１３に示すように、同じ位置にある画素の画素値が、補正画像Ａにおいて「ａ」であり、補正画像Ｂにおいて「ｂ」である場合、「Ｌｏｇａ−Ｌｏｇｂ」を差分画像の画素値として算出することで、差分画像を生成する。

なお、実施例４におけるＸ線診断装置１００の処理の流れは、図８を用いて説明した実施例１におけるＸ線診断装置１００の処理の流れにおいて、差分画像生成部２４ｃがステップＳ８０５にて対数値を用いて差分画像生成処理を行なう点が異なるだけなので、説明を省略する。

上述してきたように、実施例４では、補正画像において拡大率の異なる領域での画素値のわずかな差異を、対数変換によりさらに強調した差分画像を生成することができ、例えば、実施例１〜３において生成される差分画像と併用することで、単純Ｘ線撮影によって撮影されたＸ線画像を読影する医師の診断をさらに確実に支援することが可能となる。

なお、上記した実施例１〜４では、ＳＩＤを変化させた２回の撮影により生成された２つの拡大率の異なるＸ線画像を用いて差分画像を生成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＳＩＤを変化させた３回以上の撮影により拡大率の異なるＸ線画像を複数生成し、生成された複数のＸ線画像から選択された２つの拡大率の異なるＸ線画像を用いて差分画像を生成する場合であってもよい。

また、上記した実施例１〜４では、Ｘ線診断装置１００にて補正画像の生成処理と差分画像の生成および表示制御処理とが実行される場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｘ線診断装置１００と接続される画像処装置にて、Ｘ線診断装置１００にて生成された拡大率の異なる２つのＸ線画像を用いた補正画像の生成処理と差分画像の生成および表示制御処理とが実行される場合であってもよい。

また、上記した実施例１〜４において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともでき、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

以上のように、本発明に係るＸ線診断装置および画像処理装置は、被検体を透過したＸ線を検出してＸ線画像を撮影する場合に有用であり、特に、単純Ｘ線撮影によって撮影されたＸ線画像を読影する医師の診断を確実に支援することに適する。

実施例１におけるＸ線診断装置の構成を説明するための図である。 実施例１における画像処理部の構成を説明するための図である。 拡大率の異なるＸ線画像について説明するための図（１）である。 拡大率の異なるＸ線画像について説明するための図（２）である。 実施例１において設定される抑制領域について説明するための図である。 実施例１における補正画像生成部について説明するための図である。 実施例１における差分画像生成部について説明するための図である。 実施例１におけるＸ線診断装置の処理を説明するためのフローチャートである。 実施例２において設定される抑制領域について説明するための図である。 実施例２における補正画像生成部について説明するための図である。 実施例２における差分画像生成部について説明するための図である。 実施例３における補正画像生成部について説明するための図である。 実施例４における差分画像生成部について説明するための図である。 従来技術を説明するための図である。

符号の説明

１１ 高電圧発生器
１２ Ｘ線管
１３ Ｘ線絞り装置
１４ 天板
１５ Ｘ線検出器支持部
１６ Ｘ線検出器
１７ Ｘ線検出器支持・移動機構
１８ 天板移動機構
１９ Ｘ線検出器支持・天板機構制御部
２０ 絞り制御部
２１ システム制御部
２２ 入力部
２３ 表示部
２４ 画像処理部
２４ａ 画像生成部
２４ｂ 補正画像生成部
２４ｃ 差分画像生成部
１００ Ｘ線診断装置

Claims (6)

1. Ｘ線管からＸ線を被検体に照射し、当該被検体を透過したＸ線をＸ線検出器によって検出してＸ線画像を撮影するＸ線診断装置であって、
   前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器との距離を変化させて当該Ｘ線管から前記被検体にＸ線が照射された際に、当該Ｘ線検出器によって検出されたＸ線に基づいて拡大率の異なる第一のＸ線画像および第二のＸ線画像を生成する画像生成手段と、
   前記被検体の関心領域に対する影響を抑制するために前記Ｘ線管からのＸ線照射方向に対して設定された領域である抑制領域と前記Ｘ線検出器のＸ線検出面との距離に基づいて、前記画像生成手段によって生成された前記第一のＸ線画像および前記第二のＸ線画像の拡大率が当該抑制領域において一致するように補正を行なって第一の補正画像および第二の補正画像を生成する補正画像生成手段と、
   前記補正画像生成手段によって生成された前記第一の補正画像および前記第二の補正画像において対応する画素の画素値から算出される差分値に基づいて、差分画像を生成する差分画像生成手段と、
   前記差分画像生成手段によって生成された前記差分画像を所定の表示部に表示させるように制御する制御手段と、
   を備え、
   前記抑制領域が複数設定された場合、
   前記補正画像生成手段は、前記画像生成手段によって生成された前記第一のＸ線画像および前記第二のＸ線画像から、設定された複数の抑制領域ごとの第一の補正画像および第二の補正画像を生成し、
   前記差分画像生成手段は、前記補正画像生成手段によって生成された前記複数の抑制領域ごとの第一の補正画像および第二の補正画像それぞれから、複数の抑制領域ごとの差分画像を生成し、
   前記制御手段は、前記差分画像生成手段によって生成された前記複数の抑制領域ごとの差分画像を所定の表示部に表示させるように制御することを特徴とするＸ線診断装置。
2. 前記補正画像生成手段は、前記画像生成手段によって生成された前記第一のＸ線画像および前記第二のＸ線画像の輝度が一致するように補正したうえで、前記第一の補正画像および前記第二の補正画像を生成することを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
3. 前記差分画像生成手段は、前記補正画像生成手段によって生成された前記第一の補正画像および前記第二の補正画像の輝度が一致するように補正したうえで、前記差分画像を生成することを特徴とする請求項１に記載のＸ線診断装置。
4. 前記制御手段は、前記第一のＸ線画像および前記第二のＸ線画像を撮影する際に前記Ｘ線管から照射されるＸ線の線量が一致するようにＸ線出力を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
5. 前記差分画像生成手段は、前記補正画像生成手段によって生成された前記第一の補正画像および前記第二の補正画像において対応する画素の画素値を対数値に変換し、変換した対数値の差分値に基づいて、前記差分画像を生成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のＸ線診断装置。
6. Ｘ線管からＸ線を被検体に照射し、当該被検体を透過したＸ線をＸ線検出器によって検出し作成されたＸ線画像に対して画像処理を行なって所定の表示部に表示する画像処理装置であって、
   前記Ｘ線管と前記Ｘ線検出器との距離を変化させて当該Ｘ線管から前記被検体にＸ線を照射することで当該Ｘ線検出器によって検出されたＸ線から拡大率の異なる第一のＸ線画像および第二のＸ線画像が生成された場合、前記被検体の関心領域に対する影響を抑制するために前記Ｘ線管からのＸ線照射方向に対して設定された領域である抑制領域と前記Ｘ線検出器のＸ線検出面との距離に基づいて、前記第一のＸ線画像および前記第二のＸ線画像の拡大率が当該抑制領域において一致するように補正を行なって第一の補正画像および第二の補正画像を生成する補正画像生成手段と、
   前記補正画像生成手段によって生成された前記第一の補正画像および前記第二の補正画像において対応する画素の画素値の差分値に基づいて、差分画像を生成する差分画像生成手段と、
   前記差分画像生成手段によって生成された前記差分画像を前記所定の表示部に表示させるように制御する制御手段と、
   を備え、
   前記抑制領域が複数設定された場合、
   前記補正画像生成手段は、前記第一のＸ線画像および前記第二のＸ線画像から、設定された複数の抑制領域ごとの第一の補正画像および第二の補正画像を生成し、
   前記差分画像生成手段は、前記補正画像生成手段によって生成された前記複数の抑制領域ごとの第一の補正画像および第二の補正画像それぞれから、複数の抑制領域ごとの差分画像を生成し、
   前記制御手段は、前記差分画像生成手段によって生成された前記複数の抑制領域ごとの差分画像を所定の表示部に表示させるように制御することを特徴とする画像処理装置。

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