JP7115545B2 - 医用x線画像処理装置およびx線画像撮影装置 - Google Patents
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Description
図1に示すように、X線画像撮影装置1は、撮影台3に横臥した被写体20およびファントム30にX線を照射し、被写体20を透過したX線を検出することにより被写体20およびファントム30を撮影するように構成されている。X線画像撮影装置1は、撮影台3と、X線源4と、検出器5と、撮影系位置変更機構6と、撮影装置制御部7と、医用X線画像処理装置8とを含む。なお、X線画像撮影装置1において、撮影台3の長さ方向をX方向とし、その一方をX1方向とし、他方をX2方向とする。また、水平方向においてX方向に垂直な方向をY方向とし、その一方をY1方向とし、他方をY2方向とする。また、X方向およびY方向に垂直な方向をZ方向(上下方向)とし、その一方をZ1方向(上方向)とし、他方をZ2方向(下方向)とする。
また、図1および図2に示すように、X線画像撮影装置1は、X線撮影室とは別室に設けられ、X線画像Rおよび再構成画像を閲覧するための画像閲覧装置9を備えている。画像閲覧装置9は、X線画像Rを生成し再構成画像を構成する点で、上記した医用X線画像処理装置8と同様の機能を有している。画像閲覧装置9は、複数のX線画像R中に写る特徴部分A、B、Cの画素値情報を取得するように構成されている。また、画像閲覧装置9は、複数のX線画像Rを1つの画像に再構成した再構成画像を生成するように構成されている。画像閲覧装置9は、たとえば、CPU、GPU、または、画像処理用に構成されたFPGAなどのプロセッサを含む。画像閲覧装置9は、画像取得部9aと、位置情報取得部9bと、再構成画像生成部9cと、ファントム情報記憶部9dと、X線画像処理部9eと、表示部9fとを備える。画像取得部9a、位置情報取得部9bおよび再構成画像生成部9cは、各々、画像閲覧装置9のFPGA等のプロセッサにおける処理モジュール(処理プロセッサ)として構成されている。なお、画像閲覧装置9は、特許請求の範囲の「医用X線画像処理装置」の一例である。
ファントム情報記憶部9dは、CPU11などのプロセッサと、HDD(Hard Disc Drive)およびメモリなどの記憶部12とを主として含んでいる。ファントム情報記憶部9dでは、記憶部12にファントム構造データ12aが記憶されている。すなわち、ファントム情報記憶部9dは、ファントム30の複数の特徴部分A、B、Cのそれぞれに対応する複数の吸収係数A1、B1、C1を記憶部12に記憶している。ここで、複数の吸収係数A1、B1、C1は、ユーザーが入力することにより、ファントム情報記憶部9dの記憶部12に記憶される。また、ファントム情報記憶部9dは、ファントム30の複数の特徴部分A、B、Cのそれぞれに対応する複数のサイズを記憶部12に記憶している。ここで、複数のサイズは、ユーザーが入力することにより、ファントム情報記憶部9dの記憶部12に記憶される。なお、吸収係数A1、B1、C1は、設定値としてあらかじめ記憶されていてもよい。また、複数の特徴部分A、B、Cのそれぞれに対応する複数のサイズは、設定値としてあらかじめ記憶されていてもよい。
X線画像処理部9eは、CPU13などのプロセッサと、HDD(Hard Disc Drive)およびメモリなどの記憶部14とを主として含んでいる。X線画像処理部9eの記憶部14には、目標画素値関数データ14aと、X線画像処理データ14bとが記憶されている。
目標画素値関数データ14aは、図4(A)および図4(B)に示すように、ファントム30の複数の特徴部分A、B、Cに設定された複数の吸収係数A1、B1、C1と、複数の吸収係数A1、B1、C1のそれぞれに対応させて設定された複数の目標画素値Ta、Tb、Tcとの関係を示した関数(目標画素値関数)である。目標画素値関数は、特徴部分Aの吸収係数A1の値とユーザーが設定した特徴部分Aの目標画素値Taとにより示される座標Ax1を通る。目標画素値関数は、特徴部分Bの吸収係数B1の値とユーザーが設定した特徴部分Bの目標画素値Tbとにより示される座標Ax2を通る。目標画素値関数は、特徴部分Cの吸収係数C1の値とユーザーが設定した特徴部分Cの目標画素値Tcとにより示される座標Ax3を通る。このように、目標画素値関数は、座標Ax1、Ax2、Ax3を通る関数であり、図4に示す例では座標Ax1、Ax2、Ax3を通る一次関数となっている。
X線画像処理部9eは、X線画像処理データ14bにより、図5に示す特徴部分A、B、Cを含むファントム30と被写体(たとえば、右手)20とを含むX線画像Rの画素値を、目標画素値関数上の目標画素値に補正する処理を行うように構成されている。ここで、X線画像処理部9eは、医用X線画像処理装置8において生成されたX線画像Rを画像取得部8aを介して取得する。
表示部9fは、たとえば液晶モニタなどの画像表示装置からなり、X線画像処理部9eの画像出力に基づき画面表示を行うように構成されている。具体的には、表示部9fには、X線画像Rおよび再構成画像が表示される。また、表示部9fには、図7に示すような状態で、目標画素値関数と推定画素値情報との両方が表示される。すなわち、表示部9fでは、グラフ上に、目標画素値関数が実線として表示されるとともに、推定画素値情報が点線として表示される。また、表示部9fでは、グラフ上に、吸収係数A1、B1、C1、D1および目標画素値Ta、Tb、Tcが文字データとして表示される。表示部9fでは、グラフ上に、推定画素値情報に含まれる画素値X、Y、Zが文字データとして表示される。表示部9fでは、推定画素値情報に含まれる補正前の画素値M、および、補正後の画素値Nが文字データとして表示される。
画像閲覧装置9は、医用X線画像処理装置8とは異なり、画素値補正テーブルにより補正された複数のX線画像Rに基づいて、再構成画像を取得するように構成されている。ここで、画像閲覧装置9では、再構成画像生成部9cにより複数のX線画像Rを1つの画像に再構成した再構成画像を生成するために、複数のX線画像Rが必要となる。この場合、X線画像処理部9eは、複数のX線画像Rの各々の画素値が目標画素値に則した画素値になるように、複数のX線画像Rの各々に最適な画素値補正テーブルを適用するように構成されている。具体的には、X線画像処理部9eは、ファントム30および被写体20に対して複数の異なる角度からX線を照射することにより複数のX線画像Rの各々が取得されるごとに、複数のX線画像Rの各々に対応する画素値補正テーブルを取得するように構成されている。そして、X線画像処理部9eは、複数のX線画像Rの各々に対応する画素値補正テーブルに基づいて、複数のX線画像Rの各々を補正するように構成されている。
次に、図9を参照して、本実施形態のX線画像処理部9eによるX線画像処理フローのフローチャートについて説明する。なお、フローチャートでは、X線画像RをX線画像処理部9eが取得するまでの処理フローに関しても記載している。したがって、フローチャートの各処理は、医用X線画像処理装置8のX線画像生成部8bおよび画像閲覧装置9におけるX線画像処理部9eにおいて行われる。
本発明の本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
8 医用X線画像処理装置(画像処理部)
9 画像閲覧装置
9d ファントム情報記憶部
9e X線画像処理部
9f 表示部
20 被写体
30 ファントム
A、B、C 特徴部分(複数の基準部)
A1、B1、C1 吸収係数
R X線画像
Ta、Tb、Tc 目標画素値
X、Y、Z 画素値
Claims (9)
- X線の吸収係数が異なる複数の基準部を含むファントムの前記複数の基準部のそれぞれに対応する複数の吸収係数を記憶するファントム情報記憶部と、
前記ファントム情報記憶部に記憶された前記複数の基準部のそれぞれの前記複数の吸収係数と、前記ファントムとともに被写体が撮影されたX線画像中の前記複数の基準部のそれぞれの複数の画素値とを対応させるX線画像処理部とを備え、
前記X線画像処理部は、前記複数の吸収係数と、前記複数の吸収係数のそれぞれに対応させて予め設定された複数の目標画素値とに基づいて目標画素値関数を設定し、前記複数の吸収係数と、前記複数の吸収係数のそれぞれに対応する前記複数の画素値とに基づいて、前記複数の吸収係数以外の他の吸収係数に対応する他の画素値を推定した推定画素値情報を取得し、前記目標画素値関数および前記推定画素値情報に基づいて、前記X線画像中の前記被写体の画素値を補正するように構成されている、医用X線画像処理装置。 - 前記X線画像処理部は、前記複数の吸収係数に対応させた前記複数の画素値を、それぞれ、前記複数の目標画素値に補正するように構成されている、請求項1に記載の医用X線画像処理装置。
- 前記X線画像処理部は、前記ファントムの前記複数の基準部に対応した前記複数の吸収係数と、前記目標画素値関数に基づいて、前記X線画像中の前記複数の基準部のそれぞれの前記複数の画素値を前記目標画素値関数上の対応する目標画素値に補正するように構成されている、請求項1または2に記載の医用X線画像処理装置。
- 前記X線画像処理部は、前記ファントムとともに前記被写体が撮影された前記X線画像を取得するごとに、前記複数の吸収係数に対応させた前記複数の画素値を、それぞれ、前記目標画素値関数上の前記複数の目標画素値に補正する画素値補正テーブルを取得するように構成されている、請求項1~3のいずれか1項に記載の医用X線画像処理装置。
- 前記X線画像処理部は、複数回のX線撮影により前記X線画像を複数取得する場合において、前記複数のX線画像の各々が得られるごとに、前記画素値補正テーブルを取得し、前記複数のX線画像の各々に対応する前記画素値補正テーブルに基づいて、前記複数のX線画像の各々を補正するように構成されている、請求項4に記載の医用X線画像処理装置。
- 前記X線画像処理部は、前記目標画素値関数および前記推定画素値情報に基づいて、前記画素値補正テーブルを取得するように構成されている、請求項4または5に記載の医用X線画像処理装置。
- 表示部をさらに備え、
前記X線画像処理部は、前記目標画素値関数と前記推定画素値情報との両方を前記表示部に表示させるように構成されている、請求項1~6のいずれか1項に記載の医用X線画像処理装置。 - 前記X線画像処理部は、前記ファントム情報記憶部に記憶された前記複数の基準部のそれぞれの前記複数の吸収係数と、前記X線画像中の前記複数の基準部のそれぞれの前記複数の画素値とを対応させた対応情報に基づいて、前記複数の画素値を前記複数の目標画素値に補正した前記X線画像に対して行う画像処理の設定を変更する、または、補正前の前記X線画像に対して行う画像処理の設定を変更するように構成されている、請求項1~7のいずれか1項に記載の医用X線画像処理装置。
- X線源と、
前記X線源から照射されたX線を検出する検出器と、
前記検出器により検出されたX線の強度分布からX線画像を取得する画像処理部とを備え、
前記画像処理部は、X線の吸収係数が異なる複数の基準部を含むファントムの前記複数の基準部のそれぞれに対応する複数の吸収係数を記憶するファントム情報記憶部と、前記ファントム情報記憶部に記憶された前記複数の基準部のそれぞれの前記複数の吸収係数と、前記ファントムとともに被写体が撮影されたX線画像中の前記複数の基準部のそれぞれの複数の画素値とを対応させるX線画像処理部とを含み、
前記X線画像処理部は、前記複数の吸収係数と、前記複数の吸収係数のそれぞれに対応させて予め設定された複数の目標画素値とに基づいて目標画素値関数を設定し、前記複数の吸収係数と、前記複数の吸収係数のそれぞれに対応する前記複数の画素値とに基づいて、前記複数の吸収係数以外の他の吸収係数に対応する他の画素値を推定した推定画素値情報を取得し、前記目標画素値関数および前記推定画素値情報に基づいて、前記X線画像中の前記被写体の画素値を補正するように構成されている、X線画像撮影装置。
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