JP7054329B2 - 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法及びプログラムに関する。

Ｘ線などの放射線による医療画像診断や非破壊検査に用いる撮影装置として、半導体材料によって形成された平面検出器（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ、以下ＦＰＤと略す）を用いた放射線撮像装置が普及している。ＦＰＤを用いた撮影方法の１つに、エネルギーサブトラクションがある。エネルギーサブトラクションでは、例えば管電圧の異なる放射線を複数回照射することによって、エネルギーが互いに異なる放射線で形成された複数の画像が取得される。それらを演算することで、例えば被写体の画像を骨画像と軟部組織画像とに分離する処理を行うことができる。特許文献１は、画像信号の周波数特性を変化させる画像処理を施すことによって骨画像や軟部組織画像のノイズを低減する技術を提案する。

特開平８－７６３０２号公報

ＦＰＤを用いてカテーテル手術などを行う場合、透視撮影が行われる。透視撮影では、低い線量の放射線を用いることで被曝量を低減している。しかし、放射線の線量を低減すると放射線の量子ノイズが増加し、被写体の画像が分離された後の画像のノイズが大きくなる。特許文献１の技術では、当該ノイズを低減することについて言及されていないため、それに対する種々の対策が望まれていた。本発明では、複数のエネルギーの放射線を利用して生成される画像の画質を向上するための技術を提供することを目的とする。

上記課題に鑑みて、本実施形態に係る画像処理装置の一つは、被写体に対して放射線を照射することによって得られた低エネルギー情報と高エネルギー情報とを用いて実効原子番号と面密度とを算出する算出手段と、前記被写体の画像における所定の条件を満たす領域には前記領域以外の領域に適用するパラメータの値とは異なる値を適用することで、前記実効原子番号と前記面密度とを用いて色情報を有する画像を生成する生成手段と、を備える。

上記手段により、複数のエネルギーの放射線を利用して生成される画像の画質が向上する。

各実施形態の放射線撮像システムの構成例を説明する図。 各実施形態の画素の構成例を説明する図。 各実施形態のフレーム動作を説明する図。 各実施形態の制御装置の動作の一部を説明する図。 第１実施形態の制御装置の動作の一部を説明する図。 第１実施形態の制御装置の動作の一部を説明する図。 第１実施形態の制御装置の動作の一部を説明する図。 第２実施形態の制御装置の動作の一部を説明する図。 第２実施形態の制御装置の動作の一部を説明する図。 第２実施形態の制御装置の動作の一部を説明する図。

添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について以下に説明する。様々な実施形態を通じて同様の要素には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、各実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。以下の説明における放射線は、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギーを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども含む。

＜第１実施形態＞
図１に本実施形態に係る放射線撮像システムのブロック図を示す。放射線撮像システムは、例えば医療診断における一般撮影などの静止画撮影や透視撮影などの動画撮影に用いられる。放射線撮像システムは、放射線発生装置１０１と、放射線発生制御装置１０２と、制御装置１０３と、放射線撮像装置１０４とで構成される。

放射線発生制御装置１０２は、放射線撮像装置１０４に向けて放射線を照射するように放射線発生装置１０１を制御する。放射線撮像装置１０４は、放射線を可視光に変換するシンチレータ１０５と、可視光を検出する二次元検出器１０６とで構成される。二次元検出器２０６は、放射線量子を検出する画素ＰをＸ列Ｙ行のアレイ状に配置したセンサであり、画像情報を出力する。

制御装置１０３は、放射線撮像システム内の他の装置の制御を行う。さらに、制御装置１０３は、以下に詳細に説明するように、同一の被写体に対して複数のエネルギーの放射線を照射することによって得られた複数の画像に基づいて動画像を生成する画像処理を行う。そのため、制御装置１０３は、画像処理装置としても機能する。これに代えて、制御装置１０３のうち画像処理の関する機能が別個の画像処理装置として構成されてもよい。例えば、制御装置１０３が取得した画像を医療用のＰＡＣＳを介して別の画像処理装置に転送し、この画像処理装置がエネルギーサブトラクション処理を行ってから表示する構成が用いられてもよい。

制御装置１０３は、プロセッサ１０７とメモリ１０８とを備えるコンピュータである。プロセッサ１０７は例えばＣＰＵなので構成され、メモリ１０８は例えばＲＯＭやＲＡＭで構成される。メモリ１０８に読み出されたプログラムをプロセッサ１０７が実行することによって、制御装置１０３による処理が実行される。これに代えて、制御装置１０３の処理は、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの専用回路で構成されてもよい。

制御装置１０３には入力装置１０９と表示装置１１０とが接続されている。入力装置１０９は放射線撮像システムのユーザから入力を受け取るための装置であり、例えばキーボード、マウス、タッチパッドなどによって構成される。表示装置１１０は放射線撮像システムのユーザへ情報を表示するための装置であり、例えばディスプレイなどで構成される。入力装置１０９と表示装置１１０とはタッチスクリーンとして一体に構成されてもよい。

図２に、図１の画素Ｐの等価回路図を示す。画素Ｐは、光電変換素子２０１と、出力回路部２０２とを含む。光電変換素子２０１は、典型的にはフォトダイオードでありうる。出力回路部２０２は、増幅回路部２０４と、クランプ回路部２０６と、サンプルホールド回路部２０７と、選択回路部２０８とを含む。

光電変換素子２０１は、電荷蓄積部を含む。電荷蓄積部は、増幅回路部２０４のＭＯＳトランジスタ２０４ａのゲートに接続されている。ＭＯＳトランジスタ２０４ａのソースは、ＭＯＳトランジスタ２０４ｂを介して電流源２０４ｃに接続されている。ＭＯＳトランジスタ２０４ａと電流源２０４ｃとによってソースフォロア回路が構成されている。ＭＯＳトランジスタ２０４ｂは、そのゲートに供給されるイネーブル信号ＥＮがアクティブレベルになるとオンになりソースフォロア回路を動作状態にするイネーブルスイッチである。

図２に示す例では、光電変換素子２０１の電荷蓄積部およびＭＯＳトランジスタ２０４ａのゲートが共通のノードを構成している。このノードは、電荷蓄積部に蓄積された電荷を電圧に変換する電荷電圧変換部として機能する。即ち、電荷電圧変換部には、電荷蓄積部に蓄積された電荷Ｑと電荷電圧変換部が有する容量値Ｃとによって定まる電圧Ｖ（＝Ｑ／Ｃ）が現れる。電荷電圧変換部は、リセットスイッチ２０３を介してリセット電位Ｖｒｅｓに接続されている。リセット信号ＰＲＥＳがアクティブレベルになると、リセットスイッチ２０３がオンになり、電荷電圧変換部の電位がリセット電位Ｖｒｅｓにリセットされる。

クランプ回路部２０６は、リセットした電荷電圧変換部の電位に応じて増幅回路部２０４によって出力されるノイズをクランプ容量２０６ａによってクランプする。つまり、クランプ回路部２０６は、光電変換素子２０１で光電変換により発生した電荷に応じてソースフォロア回路から出力された信号から、このノイズをキャンセルするための回路である。このノイズはリセット時のｋＴＣノイズを含む。クランプは、クランプ信号ＰＣＬをアクティブレベルにしてＭＯＳトランジスタ２０６ｂをオン状態にした後に、クランプ信号ＰＣＬを非アクティブレベルにしてＭＯＳトランジスタ２０６ｂをオフ状態にすることによってなされる。クランプ容量２０６ａの出力側は、ＭＯＳトランジスタ２０６ｃのゲートに接続されている。ＭＯＳトランジスタ２０６ｃのソースは、ＭＯＳトランジスタ２０６ｄを介して電流源２０６ｅに接続されている。ＭＯＳトランジスタ２０６ｃと電流源２０６ｅとによってソースフォロア回路が構成されている。ＭＯＳトランジスタ２０６ｄは、そのゲートに供給されるイネーブル信号ＥＮ_０がアクティブレベルになるとオンになりソースフォロア回路を動作状態にするイネーブルスイッチである。

光電変換素子２０１で光電変換により発生した電荷に応じてクランプ回路部２０６から出力される信号は、光信号として、光信号サンプリング信号ＴＳがアクティブレベルになることによってスイッチ２０７Ｓａを介して容量２０７Ｓｂに書き込まれる。電荷電圧変換部の電位をリセットした直後にＭＯＳトランジスタ２０６ｂをオン状態とした際にクランプ回路部２０６から出力される信号は、クランプ電圧である。このノイズ信号は、ノイズサンプリング信号ＴＮがアクティブレベルになることによってスイッチ２０７Ｎａを介して容量２０７Ｎｂに書き込まれる。このノイズ信号には、クランプ回路部２０６のオフセット成分が含まれる。スイッチ２０７Ｓａと容量２０７Ｓｂによって信号サンプルホールド回路２０７Ｓが構成され、スイッチ２０７Ｎａと容量２０７Ｎｂによってノイズサンプルホールド回路２０７Ｎが構成される。サンプルホールド回路部２０７は、信号サンプルホールド回路２０７Ｓとノイズサンプルホールド回路２０７Ｎとを含む。

駆動回路部が行選択信号をアクティブレベルに駆動すると、容量２０７Ｓｂに保持された信号（光信号）がＭＯＳトランジスタ２０８Ｓａおよび行選択スイッチ２０８Ｓｂを介して信号線２１Ｓに出力される。また、同時に、容量２０７Ｎｂに保持された信号（ノイズ）がＭＯＳトランジスタ２０８Ｎａおよび行選択スイッチ２０８Ｎｂを介して信号線２１Ｎに出力される。ＭＯＳトランジスタ２０８Ｓａは、信号線２１Ｓに設けられた不図示の定電流源とソースフォロア回路を構成する。同様に、ＭＯＳトランジスタ２０８Ｎａは、信号線２１Ｎに設けられた不図示の定電流源とソースフォロア回路を構成する。信号線２１Ｓと信号線２１Ｎとをまとめて信号線２１と呼ぶ。ＭＯＳトランジスタ２０８Ｓａと行選択スイッチ２０８Ｓｂによって信号用選択回路部２０８Ｓが構成され、ＭＯＳトランジスタ２０８Ｎａと行選択スイッチ２０８Ｎｂによってノイズ用選択回路部２０８Ｎが構成される。選択回路部２０８は、信号用選択回路部２０８Ｓとノイズ用選択回路部２０８Ｎとを含む。

画素Ｐは、隣接する複数の画素Ｐの光信号を加算する加算スイッチ２０９Ｓを有してもよい。加算モード時には、加算モード信号ＡＤＤがアクティブレベルになり、加算スイッチ２０９Ｓがオン状態になる。これにより、隣接する画素Ｐの容量２０７Ｓｂが加算スイッチ２０９Ｓによって相互に接続されて、光信号が平均化される。同様に、画素Ｐは、隣接する複数の画素Ｐのノイズを加算する加算スイッチ２０９Ｎを有してもよい。加算スイッチ２０９Ｎがオン状態になると、隣接する画素Ｐの容量２０７Ｎｂが加算スイッチ２０９Ｎによって相互に接続されて、ノイズが平均化される。加算部２０９は、加算スイッチ２０９Ｓと加算スイッチ２０９Ｎを含む。

画素Ｐは、感度を変更するための感度変更部２０５を有してもよい。画素Ｐは、例えば、第１感度変更スイッチ２０５ａおよび第２感度変更スイッチ２０５’ａ、並びにそれらに付随する回路素子を含みうる。第１変更信号ＷＩＤＥがアクティブレベルになると、第１感度変更スイッチ２０５ａがオンになり、電荷電圧変換部の容量値に第１付加容量２０５ｂの容量値が追加される。これによって画素Ｐの感度が低下する。第２変更信号ＷＩＤＥ２がアクティブレベルになると、第２感度変更スイッチ２０５’ａがオンして、電荷電圧変換部の容量値に第２付加容量２０５’ｂの容量値が追加される。これによって画素Ｐ１の感度が更に低下する。このように画素Ｐの感度を低下させる機能を追加することによって、より大きな光量を受光することが可能となり、ダイナミックレンジが広がる。第１変更信号ＷＩＤＥがアクティブレベルになる場合には、イネーブル信号ＥＮ_ｗをアクティブレベルにすることによって、ＭＯＳトランジスタ２０４ａに変えてＭＯＳトランジスタ２０４’ａをソースフォロア動作させてもよい。ＭＯＳトランジスタ２０４’ａは、ＭＯＳトランジスタ２０４’ｂを介してクランプ容量２０６ａに接続されている。

放射線撮像装置１０４は、以上のような画素Ｐの出力を読み出し、不図示のＡＤ変換器でデジタル値に変換した後、制御装置１０３に画像を転送する。放射線撮像システムが動画撮影を行う場合に、放射線撮像装置１０４から画像がフレームとして周期的に制御装置１０３へ転送される。すなわち、放射線撮像装置１０４から制御装置１０３へ動画像が転送される。本実施形態において、動画像とは時系列の画像のことをいう。

図３を参照して、本実施形態の放射線撮像システムにおいてエネルギーサブトラクションを行うための駆動タイミングについて説明する。「放射線」は放射線撮像装置１０４に照射される放射線の線量を示す。「同期信号」は制御装置１０３が放射線撮像装置１０４に供給する信号である。「ＰＲＥＳ」は図２で説明したリセット信号である。「ＴＳ」は図２で説明した光信号サンプリング信号ＴＳである。「ＴＮ」は図２で説明したノイズサンプリング信号ＴＮである。

制御装置１０３は、時刻ｔ１で光電変換素子２０１のリセットを行う。制御装置１０３は、時刻ｔ２で放射線の曝射を開始する。放射線の管電圧は理想的には矩形波となるが、管電圧の立ち上がりと立下りには有限の時間がかかる。特に、パルス放射線で曝射時間が短い場合に、管電圧は矩形波とはみなせず、図３に示すような波形となる。すなわち、放射線の立ち上がり期（時刻ｔ２～ｔ３）と、安定期（時刻ｔ３～ｔ４）と、立下り期（時刻ｔ４～ｔ５）とで放射線のエネルギーが異なる。このように、本実施形態では、１回の放射線照射によって複数のエネルギーの放射線が照射される。

制御装置１０３は、時刻ｔ３（放射線の立ち上がり期の終了時点）で、ノイズサンプルホールド回路２０７Ｎを用いてサンプリングを行う。これによってノイズサンプルホールド回路２０７Ｎに、立ち上がり期の放射線によって得られた信号Ｒが保持される。制御装置１０３は、時刻ｔ４（放射線の安定期の終了時点）で、信号サンプルホールド回路２０７Ｓを用いてサンプリングを行う。これによって信号サンプルホールド回路２０７Ｓに、信号Ｒと、安定期の放射線によって得られた信号Ｓとの和が保持される。時刻ｔ５で、放射線撮像装置１０４の読出し回路（不図示）は、信号線２１Ｎから読み出した信号と信号線２１Ｓから読み出した信号との差分を画像として制御装置１０３に送信する。ノイズサンプルホールド回路２０７Ｎに信号Ｒが保持され、信号サンプルホールド回路２０７Ｓに信号Ｒと信号Ｓとの和が保持されているので、読出し回路は信号Ｓを出力する。

制御装置１０３は、放射線の曝射と信号Ｓの読出しとが終了した後、時刻ｔ６で、再び信号サンプルホールド回路２０７Ｓを用いてサンプリングを行う。これによって信号サンプルホールド回路２０７Ｓに、信号Ｒと、信号Ｓと、立下り期の放射線によって得られた信号Ｆとの和が保持される。制御装置１０３は、時刻ｔ７で光電変換素子２０１のリセットを行う。制御装置１０３は、時刻ｔ７で、再びノイズサンプルホールド回路２０７Ｎを用いてサンプリングを行う。これによって信号サンプルホールド回路２０７Ｓに、リセット時の信号（ここでは０とする）が保持される。時刻ｔ９で、放射線撮像装置１０４の読出し回路は、信号線２１Ｎから読み出した信号と信号線２１Ｓから読み出した信号との差分を画像として制御装置１０３に送信する。ノイズサンプルホールド回路２０７Ｎに０が保持され、信号サンプルホールド回路２０７Ｓに信号Ｒと信号Ｓと信号Ｆの和が保持されているので、読出し回路は信号Ｒと信号Ｓと信号Ｆの和を出力する。制御装置１０３は、２回の送信で得られた画像の差をとることによって、立上がり期の放射線によって得られた信号Ｒと立下り期の放射線によって得られた信号Ｆとの和を算出できる。信号Ｓが表す画像と、信号Ｒと信号Ｆとの和が表す画像は、互いに異なるエネルギーの放射線によって得られた画像に相当する。そのため、制御装置１０３は、画像間で演算を行うことでエネルギーサブトラクションを行うことができる。

サンプルホールド回路２０７及び光電変換素子２０１のリセットを行うタイミングは、放射線発生装置１０１から放射線の曝射が開始されたことを示す同期信号３０７を用いて決定される。放射線の曝射開始を検出する方法として、放射線発生装置１０１の管電流を測定し、電流値が予め設定された閾値を上回るか否かを判定する構成が用いられてもよい。これに代えて、光電変換素子２０１のリセットが完了した後、画素Ｐから信号を繰り返して読み出し、画素値が予め設定された閾値を上回るか否かを判定する構成が用いられてもよい。さらに、放射線撮像装置１０４に二次元検出器２０６とは異なる放射線検出器を内蔵し、その測定値が予め設定された閾値を上回るか否かを判定する構成が用いられてもよい。何れの方式の場合も、放射線撮像装置１０４は、同期信号３０７の入力から予め指定した時間が経過した後に、信号サンプルホールド回路２０７Ｓによるサンプリング、ノイズサンプルホールド回路２０７Ｎによるサンプリング、光電変換素子２０１のリセットを行う。

続いて、エネルギーサブトラクションの方法について説明する。本実施形態におけるエネルギーサブトラクションは、補正、信号処理及び画像処理の３段階に分かれている。図４を参照して、本実施形態のエネルギーサブトラクション処理における補正方法について説明する。制御装置１０３は、放射線撮像装置１０４に放射線を曝射せずに撮像を行うことによって、図３で説明した２枚の画像を取得する。信号Ｓが表す画像をＦ＿Ｏｄｄと表し、信号Ｒと信号Ｓと信号Ｆとの和が表す画像をＦ＿Ｅｖｅｎと表す。これらの画像は放射線撮像装置１０４の固定パターンノイズ（ＦＰＮ）に対応する画像である。

次に、制御装置１０３は、被写体１１１が配置されていない状態で放射線撮像装置１０４に放射線を曝射して撮像を行うことによって、図３で説明した２枚の画像を取得する。信号Ｓが表す画像をＷ＿Ｏｄｄと表し、信号Ｒと信号Ｓと信号Ｆとの和が表す画像をＷ＿Ｅｖｅｎと表す。これらの画像は放射線撮像装置１０４の固定パターンノイズ（ＦＰＮ）と放射線による信号との和に対応する画像である。Ｗ＿ＯｄｄからＦ＿Ｏｄｄを減算し、Ｗ＿ＯｄｄからＦ＿Ｏｄｄを減算することによって、ＦＰＮが除去されたＷＦ＿Ｏｄｄ、ＷＦ＿Ｅｖｅｎがそれぞれ得られる。

ＷＦ＿Ｏｄｄは安定期の放射線によって得られた信号Ｓが表す画像であり、ＷＦ＿Ｅｖｅｎは立ち上がり期、安定期及び立下り期のそれぞれの放射線によって得られた信号Ｒ、信号Ｓ及び信号Ｆの和が表す画像である。安定期の放射線のエネルギーは立ち上がり期及び立下り期の放射線のエネルギーよりも高い。そこで、制御装置１０３は、ＷＦ＿Ｏｄｄを被写体１１１がない場合の高エネルギー画像Ｗ＿Ｈｉｇｈとし、ＷＦ＿ＥｖｅｎからＷＦ＿Ｏｄｄを減じて得られる画像（信号Ｒと信号Ｆとの和が表す画像）を被写体１１１がない場合の低エネルギー画像Ｗ＿Ｌｏｗとする。

次に、制御装置１０３は、被写体１１１が配置された状態で放射線撮像装置１０４に放射線を曝射して動画撮像を行うことによって、フレーム周期ごとに、図３で説明した２枚の画像を取得する。このようにして、制御装置１０３は、同一の被写体１１１に対して複数のエネルギーの放射線を照射することによって得られた複数の画像を得る。信号Ｓが表す画像をＸ＿Ｏｄｄと表し、信号Ｒと信号Ｓと信号Ｆとの和が表す画像をＸ＿Ｅｖｅｎと表す。これらの画像は放射線撮像装置１０４の固定パターンノイズ（ＦＰＮ）と放射線による信号との和に対応する画像である。Ｘ＿ＯｄｄからＦ＿Ｏｄｄを減算し、Ｘ＿ＯｄｄからＦ＿Ｏｄｄを減算することによって、ＦＰＮが除去されたＸＦ＿Ｏｄｄ、ＸＦ＿Ｅｖｅｎがそれぞれ得られる。その後、被写体１１１がない場合と同様にして、制御装置１０３は、ＸＦ＿Ｏｄｄを被写体１１１がある場合の高エネルギー画像Ｘ＿Ｈｉｇｈとする。また、制御装置１０３は、ＸＦ＿ＥｖｅｎからＸＦ＿Ｏｄｄを減じて得られる画像（信号Ｒと信号Ｆとの和が表す画像）を被写体１１１がある場合の低エネルギー画像Ｘ＿Ｌｏｗとする。

被写体１１１の厚さをｄ、被写体１１１の線減弱係数をμ、被写体１１１がない場合の画素値をＩ₀、被写体１１１がある場合の画素値をＩとすると、以下の式が成り立つ。

式（１）を変形すると、以下の式が得られる。

式（２）の右辺は被写体１１１の減弱率を示す。被写体１１１の減弱率は０～１の間の実数である。そこで、制御装置１０３は、被写体１１１がある場合の低エネルギー画像Ｘ＿Ｌｏｗを、被写体１１１がない場合の低エネルギー画像Ｗ＿Ｌｏｗで除算することによって、低エネルギーにおける減弱率の画像Ｌを算出する。同様に、制御装置１０３は、被写体１１１がある場合の高エネルギー画像Ｘ＿Ｈｉｇｈを、被写体１１１がない場合の高エネルギー画像Ｗ＿Ｈｉｇｈで除算することによって、高エネルギーにおける減弱率の画像Ｈを算出する。

続いて、図５を参照して、本実施形態のエネルギーサブトラクションにおける信号処理方法について説明する。制御装置１０３は、図４に示した処理で得られた画像Ｌ及び画像Ｈから、実効原子番号Ｚを表す画像及び面密度Ｄを表す画像を算出する。画像Ｌ及び画像Ｈは、制御装置１０３が放射線撮像装置１０４から取得した複数の画像に基づくので、制御装置１０３は、この複数の画像を用いて、実効原子番号Ｚを表す画像及び面密度Ｄを表す第２画像を生成する。実効原子番号Ｚとは混合物の等価的な原子番号のことである。面密度Ｄとは、被写体１１１の密度［ｇ／ｃｍ３］と被写体１１１の厚さ［ｃｍ］の積であり、次元は［ｇ／ｃｍ２］である。

まず、放射線フォトンのエネルギーをＥ、エネルギーＥにおけるフォトン数をＮ（Ｅ）、実効原子番号をＺ、面密度をＤ、実効原子番号ＺかつエネルギーＥおける質量減弱係数をμ（Ｚ，Ｅ）、減弱率をＩ／Ｉ₀とすると、以下の式が成り立つ。

エネルギーＥにおけるフォトン数Ｎ（Ｅ）は、放射線のスペクトルである。放射線のスペクトルは、シミュレーション又は実測により得られる。また、実効原子番号ＺかつエネルギーＥおける質量減弱係数μ（Ｚ，Ｅ）は、ＮＩＳＴ（アメリカ国立標準技術研究所）などのデータベースから得られる。すなわち、任意の実効原子番号Ｚ、面密度Ｄ、放射線のスペクトルＮ（Ｅ）における減弱率Ｉ／Ｉ₀が算出可能である。

立ち上がり期及び立ち下がり期の放射線のスペクトルをＮ_L（Ｅ）とし、安定期の放射線のスペクトルをＨ_H（Ｅ）とすると、以下の２つの式が成り立つ。

式（４）は非線形の連立方程式である。制御装置１０３は、これをニュートンラフソン法などで解くことによって、低エネルギーにおける減弱率の画像Ｌと高エネルギーにおける減弱率の画像Ｈとから、実効原子番号Ｚを表す画像と面密度Ｄを表す画像とを算出できる。

図６を参照して、本実施形態のエネルギーサブトラクション処理における画像処理方法について説明する。本実施形態における画像処理で、制御装置１０３は、実効原子番号Ｚの画像及び面密度Ｄの画像に基づいて、フレームを構成する２つのパラメータの値を設定し、ユーザによる設定に基づいて、フレームを構成する１つのパラメータの値を設定する。上述のように、実効原子番号Ｚの画像及び面密度Ｄの画像は複数の画像のフレームに基づいて生成される。したがって、制御装置１０３は、同一の被写体１１１に対して複数のエネルギーの放射線を照射することによって得られた複数の画像のフレームに基づいて、２つのパラメータの値を設定する。そして、制御装置１０３は、動画像の少なくとも一部のフレームを、これらの３つのパラメータの値を用いて生成する。

本実施形態において、複数の画像からなる動画像はカラー画像であり、３つのパラメータはそれぞれ色空間の成分である。例えば、色空間はＨＬＳ色空間又はＨＳＶ色空間である。以下では色空間がＨＬＳ色空間である例について説明する。ＨＬＳ色空間とは、色相、彩度、輝度の３つの成分からなる色空間のことである。制御装置１０３は、上述の複数の画像に基づいて色相及び輝度を設定し、ユーザによる設定に基づいて彩度を設定する。なお、動画像のすべてのフレームの彩度がユーザ設定に基づいて設定される必要はなく、一部のフレームの彩度がユーザ設定に基づいて設定されてもよい。

例えば、制御装置１０３は、実効原子番号Ｚを表す画像に基づいて色相の値を設定し、面密度Ｄを表す画像に基づいて輝度の値を設定する。具体的に、制御装置１０３は、実効原子番号Ｚの最小値・最大値が色相の最小値・最大値にそれぞれ写像される関数（例えば線形関数）を用いて実効原子番号Ｚを色相に変換する。輝度の設定についても同様である。さらに、制御装置１０３は、彩度として初期値を用いる。彩度の初期値は例えば制御装置１０３の製造時にメモリ１０８に格納されてもよいし、入力装置１０９を通じてユーザにより設定されてもよい。

制御装置１０３は、このようにして設定された色相、彩度及び輝度をＲＧＢ値に変換する。ＨＬＳ色空間に対する変換方法として円柱モデルや円錐モデルがある。例えば、円錐モデルに従うと、色相Ｈ、彩度Ｓ、輝度Ｌから以下の式に従ってＲＧＢ値が得られる。

彩度Ｓは０～１の間の実数である。例えば彩度Ｓ＝０の場合にＭａｘ＝Ｌ，Ｍｉｎ＝Ｌとなることから、色相Ｈがどのような値であっても、ＲＧＢ値は（Ｌ，Ｌ，Ｌ）となる。すなわち、輝度Ｌのみが反映されたモノクロの画像が得られる。これに対して彩度Ｓが１に近づくほど色相Ｈの情報が強く反映されるため、被写体を構成する材料を色によって識別しやすくなる。一方で色相のノイズも増えるため、輝度の差は見えにくくなる。

放射線撮像装置１０４をカテーテル手術などで透視を行うＣアームへ搭載した場合に、１時間以上連続した透視が行われることがある。放射線の被曝によって火傷などの障害を負う危険性を下げるため、透視の１フレームあたりの線量が低減される。線量を低減すると放射線の量子ノイズが増加するため、低エネルギーの減弱率Ｌ及び高エネルギーの減弱率Ｈのノイズが増加する。この結果、実効原子番号Ｚのノイズが増加して、色相のノイズも増加してしまい、輝度の差として見えていた被写体の情報が色相のノイズに埋もれて見えなくなることがある。すなわち、視認性が低下する恐れがある。このような場合に、彩度を下げることによってノイズを低減可能である。そこで、本実施形態の放射線撮像システムは、動画像の表示中に彩度の値を変更可能に構成される。

図７を参照して、制御装置１０３による画像処理方法について説明する。この処理は、例えばメモリ１０８に読み出されたプログラムをプロセッサ１０７が実行することによって実行される。Ｓ７０１で、制御装置１０３は、彩度の初期値を取得する。上述のように、彩度の初期値はユーザにより設定されてもよいし、製造時にメモリ１０８に格納されてもよい。

Ｓ７０２で、制御装置１０３は、放射線撮像装置１０４から２つの画像のフレームを取得する。具体的に、制御装置１０３の取得部は、上述のように、被写体１０１に対して放射線を照射することによって得られた複数の画像から低エネルギー情報と高エネルギー情報を取得する。低エネルギー情報が表す画像と高エネルギー情報が表す画像とが２つの画像のフレームとなる。

Ｓ７０３で、制御装置１０３は、上述のように、２つの画像のフレームに基づいて、動画像のフレームを構成する色相及び輝度の値を設定する。ここで、制御装置１０３の算出部は、上述のように、低エネルギー情報と高エネルギー情報から実効原子番号と面密度を算出する。制御装置１０３の設定部は、実効原子番号と面密度に基づいて、色相及び輝度に対して値を設定する。また、制御装置１０３の設定部は、彩度に対して値を設定する。一般的に、制御装置１０３の設定部は、実効原子番号と面密度に基づいて、色相、輝度、彩度のうち少なくとも２つのパラメータに対して値を設定する。また、制御装置１０３の設定部は、色相、輝度、彩度のうち少なくとも１つのパラメータに対して事前に設定された値を設定する。Ｓ７０４で、制御装置１０３は、設定された色相、輝度及び彩度の値を用いてフレームを生成する。すなわち、制御装置１０３の生成部は、実効原子番号と面密度に基づいて色情報を有する画像を生成する。Ｓ７０５で、制御装置１０３は、生成したフレームを表示装置１１０に表示させる。

Ｓ７０６で、制御装置１０３の設定部は、彩度の値の変更の指示をユーザから取得したかを判定する。指示を取得した場合（Ｓ７０６で「ＹＥＳ」）に制御装置１０３は処理をＳ７０７に進め、指示を取得していない場合（Ｓ７０６で「ＮＯ」）に制御装置１０３は処理をＳ７０８に進める。ユーザからの指示は例えば入力装置１０９を通じて行われる。ユーザによって、フレームの各画素に対する彩度に同一の値が設定されてもよい。例えば、ユーザはスライドバーなどのＧＵＩを用いて、全ての画素の彩度を一律に変更してもよい。

Ｓ７０７で、制御装置１０３の設定部は、彩度の値の変更の指示をユーザから取得し、この値をメモリ１０８に格納する。Ｓ７０８で、制御装置１０３は、複数の画像の次のフレームが放射線撮像装置１０４から転送されるのを待機する。転送後に、制御装置１０３は処理をＳ７０２に戻し、動画像の次のフレームの生成及び表示が行われる。Ｓ７０７が実行されていた場合に、制御装置１０３の設定部は、彩度に対して変更後の値を設定する。制御装置１０３の生成部は、彩度の変更後の値を用いて動画像の後続のフレームを生成することになる。

上述の例で、制御装置１０３は、実効原子番号Ｚに基づいて色相の値を設定し、面密度Ｄに基づいて輝度の値を設定し、ユーザ設定に基づいて彩度の値を設定した。これに代えて、制御装置１０３は、面密度Ｄの代わりに、低エネルギーの減弱率の画像Ｌや高エネルギーの減弱率の画像Ｈに基づいて輝度の値を設定してもよい。または、制御装置１０３は、被写体１１１がある場合の高エネルギー画像Ｘ＿Ｈｉｇｈや、被写体１１１がある場合の低エネルギー画像Ｘ＿Ｌｏｗに基づいて輝度の値を設定してもよいし、両者の和に基づいて輝度の値を設定してもよい。さらに、制御装置１０３は、低エネルギーの減弱率Ｌや高エネルギーの減弱率Ｈの対数に基づいて輝度の値を設定してもよい。すなわち、制御装置１０３は、複数の画像のフレームに基づいて輝度の値を設定すればよく、これらのフレームを直接に用いて輝度の値を設定してもよいし、これらのフレームを変換して得られた画像を用いて輝度の値を設定してもよい。色相の設定についても同様である。

上述の例で、色相の値及び輝度の値が画像のフレームに基づいて設定され、彩度の値がユーザ設定に基づいて設定された。これに代えて、彩度の値及び輝度の値が画像のフレームに基づいて設定され、色相の値がユーザ設定に基づいて設定されてもよい。さらに、色相の値及び彩度の値が画像のフレームに基づいて設定され、輝度の値がユーザ設定に基づいて設定されてもよい。また、フレームの生成にＨＳＶ色空間が用いられる場合に、色相、彩度、明度のうちの何れの値がユーザ設定可能であってもよい。

本実施形態において、リカーシブフィルタなどを適用して、色相のノイズを低減させる処理が行われてもよい。この場合、被写体１１１が動いた部分に残像が生じることがある。そこで、被写体１１１の画像の動きを検出してリカーシブフィルタの係数を小さくしてもよい。被写体１１１の画像の動きを検出する方法として、現在のフレームと１フレーム前の画素値の差分の絶対値が、予め定められた閾値を超えた場合に、被写体１１１が動いたと判定する方法がある。

このような処理を適用する場合、被写体１１１が動いた部分では色相のノイズが低減されないため、視認性が低下してしまう。そこで、制御装置１０３は、被写体１１１の画像の動きを検出した領域の彩度Ｓを変更してもよい。ｔ番目のフレームにおける面密度をＤ［ｔ］、ｔ－１番目のフレームにおけるリカーシブフィルタ適用後の面密度をＤ’［ｔ－１］、ｔ番目のフレームにおける彩度ＳをＳ［ｔ］とする。制御装置１０３は、以下の式で彩度を設定する。

このように、制御装置１０３は、動画像のうち｜Ｄ［ｔ］－Ｄ’［ｔ－１］｜＞Ｔを満たす領域の各画素に対する彩度を、この領域以外の各画素に対する彩度とは異なる値にする。一般的に、制御装置１０３の設定部は、生成される画像のうち所定の条件を満たす領域の各画素に対する彩度に対して、この領域以外の各画素に対する彩度とは異なる値を設定する。｜Ｄ［ｔ］－Ｄ’［ｔ－１］｜＞Ｔとの条件は、被写体１１１の画像の時間方向の変化（動き）に関する条件である。このような処理により、被写体１１１が動いた場合の残像を抑制しつつ、色相のノイズによる視認性の低下を防ぐことができる。

彩度を異なる値にするための条件は、被写体１１１の画像の時間方向の変化に関する条件以外にも、被写体１１１の画像の空間方向の変化に関する条件や、画像の統計量（例えば空間周波数など）に関する条件を含んでもよい。すなわち、この所定の条件は、被写体１１１の画像の空間方向の変化と、被写体１１１の画像の時間方向の変化と、画像の統計量との少なくとも何れかに関する条件を含んでもよい。被写体１１１の画像の空間方向の変化に関する条件では、画像にエッジ等が含まれる場合が検出される。すなわち、制御装置１０３は、動画像のうち所定の条件を満たす領域の各画素に対する彩度を、この領域以外の各画素に対する彩度とは異なる値にする。

さらに、制御装置１０３の設定部は、動画像（すなわち、生成される画像）が所定の条件を満たす場合に、彩度に対してユーザの設定とは異なる値を設定してもよい。制御装置１０３は、このような場合に彩度を一律にゼロにしてもよいし、ユーザの設定値の半分にしてもよい。所定の条件は、上述のように、被写体１１１の画像の空間方向の変化と、被写体１１１の画像の時間方向の変化と、画像の統計量との少なくとも何れかに関する条件を含んでもよい。

＜第２実施形態＞
第２実施形態に係る放射線撮像システムについて説明する。放射線撮像システムの構成（図１、図２）は第１実施形態と同様である。放射線撮像装置１０４から制御装置１０３が複数の画像を取得する動作（図３）と、低エネルギーにおける減弱率の画像Ｌ及び高エネルギーにおける減弱率の画像Ｈを算出する動作（図４）とも第１実施形態と同様である。

図８を参照して、本実施形態のエネルギーサブトラクションにおける信号処理方法について説明する。制御装置１０３は、図４に示した処理で得られた画像Ｌ及び画像Ｈから、骨の厚さを表す画像Ｂと軟部組織の厚さを表す画像Ｓを算出する。画像Ｌ及び画像Ｈは、制御装置１０３が放射線撮像装置１０４から取得した複数の画像に基づくので、制御装置１０３は、この複数の画像を用いて、骨の厚さを表す画像Ｂと軟部組織の厚さを表す画像Ｓを生成する。

まず、放射線フォトンのエネルギーをＥ、エネルギーＥにおけるフォトン数をＮ（Ｅ）、骨の厚さをＢ、軟部組織の厚さをＳとする。また、エネルギーＥおける骨の線減弱係数をμ_B（Ｅ）、エネルギーＥおける軟部組織の線減弱係数をμ_S（Ｅ）、減弱率をＩ／Ｉ₀とする。このとき、以下の式が成り立つ。

エネルギーＥにおけるフォトン数Ｎ（Ｅ）は、放射線のスペクトルである。放射線のスペクトルは、シミュレーション又は実測により得られる。また、エネルギーＥおける骨の線減弱係数μ_B（Ｅ）とエネルギーＥおける軟部組織の線減弱係数μ_S（Ｅ）は、ＮＩＳＴなどのデータベースから得られる。すなわち、任意の骨の厚さＢ、軟部組織の厚さＳ、放射線のスペクトルＮ（Ｅ）における減弱率Ｉ／Ｉ₀が算出可能である。

立ち上がり期及び立ち下がり期の放射線のスペクトルをＮ_L（Ｅ）とし、安定期の放射線のスペクトルをＨ_H（Ｅ）とすると、以下の２つの式が成り立つ。

式（４）は非線形の連立方程式である。制御装置１０３は、これをニュートンラフソン法などで解くことによって、低エネルギーにおける減弱率の画像Ｌと高エネルギーにおける減弱率の画像Ｈとから、骨の厚さＢを表す画像と軟部組織の厚さＳを表す画像とを算出できる。

本実施形態で、制御装置１０３は、骨の厚さＢを表す画像及び軟部組織の厚さＳを表す画像を算出したが、一般にある物質の厚さを表す画像と、別の物質の厚さを表す画像とを算出してもよい。制御装置１０３は、例えば、造影剤の厚さＩを表す画像と軟部組織の厚さＳを表す画像を算出してもよい。

図９を参照して、本実施形態のエネルギーサブトラクション処理における画像処理方法について説明する。本実施形態における画像処理で、制御装置１０３は、骨の厚さＢを表す画像及び軟部組織の厚さＳを表す画像に基づいて、フレームを構成する２つのパラメータの値を設定し、ユーザによる設定に基づいて、フレームを構成する１つのパラメータの値を設定する。上述のように、骨の厚さＢを表す画像及び軟部組織の厚さＳを表す画像は複数の画像のフレームに基づいて生成される。したがって、制御装置１０３は、同一の被写体１１１に対して複数のエネルギーの放射線を照射することによって得られた複数の画像のフレームに基づいて、２つのパラメータの値を設定する。そして、制御装置１０３は、動画像の少なくとも一部のフレームを、これらの３つのパラメータの値を用いて生成する。

本実施形態において、動画像は単色の動画像であり、複数の画像のフレームに基づいて設定されるパラメータは骨の厚さＢ及び軟部組織の厚さＳであり、ユーザ設定されるパラメータは仮想単色放射線画像のエネルギーである。動画像の各フレームは仮想単色放射線画像である。例えば、仮想単色放射線のエネルギーをＥ_Vとしたとき、仮想単色放射線画像Ｖは以下の式で求められる。このＶの値をフレームのＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれに設定することによって、単色のフレームが生成される。

仮想単色放射線画像は、エネルギーサブトラクションと三次元再構成を組み合わせたＤｕａｌ Ｅｎｅｒｇｙ ＣＴで利用されている。低い線量の透視撮影において仮想単色放射線画像を生成すると、骨画像のノイズによってコントラストノイズ比（ＣＮＲ）が低下することがある。骨の線減弱係数μ_B（Ｅ）は軟部組織の線減弱係数μ_S（Ｅ）と比べて大きいため、仮想単色放射線画像Ｖのノイズに影響しやすい。ＣＮＲが低下することで、視認性が低下してしまう。

骨の線減弱係数μ_B（Ｅ）は、軟部組織の線減弱係数μ_S（Ｅ）に比べて大きい。仮想単色放射線のエネルギーＥ_Vが大きくなるほどその差は小さくなる。従って、骨画像のノイズによる仮想単色放射線画像のノイズ増加が抑制される。一方で、仮想単色放射線のエネルギーＥ_Vが小さくなるほど、μ_B（Ｅ）とμ_S（Ｅ）の差が大きくなるため、仮想単色放射線画像のコントラストが大きくなる。そこで、本実施形態の放射線撮像システムは、動画像の表示中に仮想単色放射線画像のエネルギーＥ_Vを変更可能に構成される。

図１０を参照して、制御装置１０３による画像処理方法について説明する。この処理は、例えばメモリ１０８に読み出されたプログラムをプロセッサ１０７が実行することによって実行される。Ｓ１００１で、制御装置１０３は、仮想単色放射線画像のエネルギーＥ_Vの初期値を取得する。上述のように、仮想単色放射線画像のエネルギーＥ_Vの初期値はユーザにより設定されてもよいし、製造時にメモリ１０８に格納されてもよい。

Ｓ１００２で、制御装置１０３は、放射線撮像装置１０４から２つの画像のフレームを取得する。具体的に、制御装置１０３の取得部は、上述のように、被写体１０１に対して放射線を照射することによって得られた複数の画像から低エネルギー情報と高エネルギー情報を取得する。低エネルギー情報が表す画像と高エネルギー情報が表す画像とが２つの画像のフレームとなる。Ｓ１００３で、制御装置１０３の算出部は、上述のように、２つの画像のフレームに基づいて、動画像のフレームを構成する骨の厚さＢと軟部組織の厚さＳを算出する。一般的に、制御装置１０３の算出部は、上述のように、低エネルギー情報と高エネルギー情報から第１組織の厚さを示す情報と第２組織の厚さを示す情報を算出する。また、制御装置１０３の設定部は、画像を生成するために使用される仮想単色放射線画像のエネルギーＥ_Vに対して、事前に設定された値を設定する。Ｓ１００４で、制御装置１０３の生成部は、算出された骨の厚さＢ及び軟部組織の厚さＳ並びに設定された仮想単色放射線画像のエネルギーＥ_Vの値を用いてフレームを生成する。すなわち、制御装置１０３の生成部は、第１組織の厚さを示す情報と第２組織の厚さを示す情報に基づいて画像を生成する。Ｓ１００５で、制御装置１０３は、生成したフレームを表示装置１１０に表示させる。

Ｓ１００６で、制御装置１０３は、ユーザから仮想単色放射線画像のエネルギーＥ_Vの値の変更の指示を受けたかを判定する。指示を受けた場合（Ｓ１００６で「ＹＥＳ」）に制御装置１０３は処理をＳ１００７に進め、指示を受けていない場合（Ｓ１００６で「ＮＯ」）に制御装置１０３は処理をＳ１００８に進める。ユーザからの指示は例えば入力装置１０９を通じて行われる。ユーザによって、フレームの各画素に対する仮想単色放射線画像のエネルギーＥ_Vに同一の値が設定されてもよい。例えば、ユーザはスライドバーなどのＧＵＩを用いて、全ての画素の仮想単色放射線画像のエネルギーＥ_Vを一律に変更してもよい。

Ｓ１００７で、制御装置１０３は、仮想単色放射線画像のエネルギーＥ_Vの値の変更の指示をユーザから取得し、この値をメモリ１０８に格納する。Ｓ１００８で、制御装置１０３は、複数の画像の次のフレームが放射線撮像装置１０４から転送されるのを待機する。転送後に、制御装置１０３は処理をＳ１００２に戻し、動画像の次のフレームの生成及び表示が行われる。Ｓ１００７が実行されていた場合に、制御装置１０３は、仮想単色放射線画像のエネルギーＥ_Vの変更後の値を用いて動画像の後続のフレームを生成することになる。

上述の例で、制御装置１０３は、骨の厚さＢ及び軟部組織の厚さＳから仮想単色放射線画像を生成した。これに代えて、制御装置１０３は、第１実施形態のように実効原子番号Ｚ及び面密度Ｄを算出し、これらを用いて仮想単色放射線画像を生成してもよい。また、制御装置１０３は、複数のエネルギーＥ_Vで生成した複数の仮想単色放射線画像を合成することによって、合成放射線画像を生成してもよい。合成放射線画像とは、任意のスペクトルの放射線を照射した場合に得られることが想定される画像のことである。

本実施形態において、リカーシブフィルタなどを適用して、骨画像や軟部組織画像のノイズを低減させる処理が行われてもよい。この場合、被写体１１１が動いた部分に残像が生じることがある。そこで、被写体１１１の画像の動きを検出してリカーシブフィルタの係数を小さくしてもよい。被写体１１１の画像の動きを検出する方法として、現在のフレームと１フレーム前の画素値の差分の絶対値が、予め定められた閾値を超えた場合に、被写体１１１が動いたと判定する方法がある。

このような処理を適用する場合、被写体１１１が動いた部分では骨画像や軟部組織画像のノイズが低減されないため、仮想単色放射線画像のエネルギーＥ_Vを小さくしてコントラストを大きくする方がよい。一方、被写体１１１が動いた部分はノイズが低減されないため、仮想単色放射線画像のエネルギーＥ_Vを上げてノイズを低減する方がよい。そこで、制御装置１０３は、被写体１１１の画像の動きを検出した領域のエネルギーＥ_Vを変更してもよい。ｔ番目のフレームにおける軟部組織の厚さをＳ［ｔ］、ｔ－１番目のフレームにおけるリカーシブフィルタ適用後の軟部組織の厚さをＳ’［ｔ－１］、ｔ番目のフレームにおけるエネルギーＥ_VをＥ_V［ｔ］とする。制御装置１０３は、以下の式で彩度を設定する。

すなわち、制御装置１０３は、動画像のうち｜Ｓ［ｔ］－Ｓ’［ｔ－１］｜＞Ｔを満たす領域の各画素に対する彩度を、この領域以外の各画素に対する彩度とは異なる値にする。｜Ｓ［ｔ］－Ｓ’［ｔ－１］｜＞Ｔとの条件は、被写体１１１の画像の時間方向の変化（動き）に関する条件である。このような処理により、被写体１１１が動いた場合の残像を抑制しつつ、仮想単色放射線画像のＣＮＲを向上させることができる。

エネルギーＥ_Vを異なる値にするための条件は、被写体１１１の画像の時間方向の変化に関する条件以外にも、被写体１１１の画像の空間方向の変化に関する条件や、画像の統計量（例えば空間周波数など）に関する条件を含んでもよい。被写体１１１の画像の空間方向の変化に関する条件では、画像にエッジ等が含まれる場合が検出される。すなわち、制御装置１０３は、動画像のうち所定の条件を満たす領域の各画素に対する彩度を、この領域以外の各画素に対する彩度とは異なる値にする。

さらに、制御装置１０３は、動画像が所定の条件を満たす場合に、エネルギーＥ_Vを、ユーザの設定とは異なる値にしてもよい。制御装置１０３は、このような場合に彩度を一律に所定値にしてもよいし、ユーザの設定値の半分にしてもよい。所定の条件は、上述のように、被写体１１１の画像の空間方向の変化と、被写体１１１の画像の時間方向の変化と、画像の統計量との少なくとも何れかに関する条件を含んでもよい。

＜変形例＞
第１実施形態及び第２実施形態において、放射線撮像装置１０４はシンチレータを用いた間接型の放射線センサであった。これに代えて、放射線撮像装置１０４は、例えばＣｄＴｅ等の直接変換材料を用いた直接型の放射線センサであってもよい。

また、放射線発生装置１０１は受動的な管電圧変化を利用していた。これに代えて、放射線発生装置１０１は能動的に管電圧を変化させてもよい。また、放射線発生装置１０１のフィルタを時間的に切り替えるなどして、放射線撮像装置１０４に曝射される放射線のエネルギーを変化させてもよい。

さらに、上述の例では、放射線撮像装置１０４に照射される放射線のエネルギーを変化させることによって、エネルギーサブトラクションが行われた。これに代えて、例えば２枚のセンサを積層することによって、前面のセンサと背面のセンサで検出する放射線のスペクトルを変化させる方式が用いられてもよい。また、放射線量子の個数をエネルギー別にカウントするフォトンカウンティング方式のセンサを用いることで、互いにエネルギーが異なる複数の画像が取得されてもよい。

１０３ 制御装置、１０４ 放射線撮像装置、１０９ 入力装置、１１０ 表示装置

Claims (17)

1. 被写体に対して放射線を照射することによって得られた低エネルギー情報と高エネルギー情報とを用いて実効原子番号と面密度とを算出する算出手段と、
   前記被写体の画像における所定の条件を満たす領域には前記領域以外の領域に適用するパラメータの値とは異なる値を適用することで、前記実効原子番号と前記面密度とを用いて色情報を有する画像を生成する生成手段と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記実効原子番号と前記面密度とに基づいて、色相、輝度、彩度のうち少なくとも２つのパラメータに対して値を設定する設定手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記設定手段は、色相、輝度、彩度のうち少なくとも１つのパラメータに対して事前に設定された値を設定することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記設定手段は、彩度に対して事前に設定された値を設定することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記設定手段は、
   彩度の値の変更の指示をユーザから取得し、
   彩度に対して変更後の値を設定することを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の画像処理装置。
6. 前記設定手段は、前記生成される画像が所定の条件を満たす場合に、彩度に対してユーザの設定とは異なる値を設定することを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項に記載の画像処理装置。
7. 前記設定手段は、前記生成される画像のうち所定の条件を満たす領域の各画素に対する彩度に対して、前記領域以外の各画素に対する彩度とは異なる値を設定することを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項に記載の画像処理装置。
8. 被写体に対して放射線を照射することによって得られた低エネルギー情報と高エネルギー情報とを用いて実効原子番号と面密度とを算出する算出手段と、
   前記被写体の画像が所定の条件を満たす場合に、色情報に対してユーザの設定とは異なる値を設定する設定手段と、
   前記実効原子番号と前記面密度とを用いて色情報を有する画像を生成する生成手段と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
9. 被写体に対して放射線を照射することによって得られた低エネルギー情報と高エネルギー情報とを用いて実効原子番号と面密度とを算出する算出手段と、
   前記被写体の画像のうち所定の条件を満たす領域の各画素に対する色情報に対して、前記領域以外の各画素に対する色情報とは異なる値を設定する設定手段と、
   前記実効原子番号と前記面密度とを用いて色情報を有する画像を生成する生成手段と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
10. 前記所定の条件は、前記被写体の画像の空間方向の変化と、前記被写体の画像の時間方向の変化と、前記被写体の画像の統計量との少なくとも何れかに関する条件を含むことを特徴とする請求項６乃至９の何れか1項に記載の画像処理装置。
11. 前記画像は第１画像であり、
    前記算出手段は、前記低エネルギー情報と前記高エネルギー情報とを用いて第１組織の厚さを示す情報と第２組織の厚さを示す情報をさらに算出し、
    前記生成手段は、前記第１組織の厚さを示す情報と前記第２組織の厚さを示す情報とを用いて第２画像を生成することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の画像処理装置。
12. 前記第２画像を生成するために使用される仮想単色放射線画像のエネルギーに対して、事前に設定された値を設定する設定手段を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載の画像処理装置。
13. １回の放射線照射によって複数のエネルギーの放射線が照射されることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の画像処理装置。
14. 被写体に対して放射線を照射することによって得られた低エネルギー情報と高エネルギー情報とを用いて実効原子番号と面密度とを算出する算出工程と、
    前記被写体の画像における所定の条件を満たす領域には前記領域以外の領域に適用するパラメータの値とは異なる値を適用することで、前記実効原子番号と前記面密度とを用いて色情報を有する画像を生成する生成工程と、
    を有することを特徴とする画像処理方法。
15. 被写体に対して放射線を照射することによって得られた低エネルギー情報と高エネルギー情報とを用いて実効原子番号と面密度とを算出する算出工程と、
    前記被写体の画像が所定の条件を満たす場合に、色情報に対してユーザの設定とは異なる値を設定する設定工程と、
    前記実効原子番号と前記面密度とを用いて色情報を有する画像を生成する生成工程と、
    を有することを特徴とする画像処理方法。
16. 被写体に対して放射線を照射することによって得られた低エネルギー情報と高エネルギー情報とを用いて実効原子番号と面密度とを算出する算出工程と、
    前記被写体の画像のうち所定の条件を満たす領域の各画素に対する色情報に対して、前記領域以外の各画素に対する色情報とは異なる値を設定する設定工程と、
    前記実効原子番号と前記面密度とを用いて色情報を有する画像を生成する生成工程と、
    を有することを特徴とする画像処理方法。
17. コンピュータを請求項１乃至１３の何れか１項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。

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