JP7433971B2 - 画像処理装置、画像処理装置の作動方法及びプログラム - Google Patents
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Description
放射線画像を処理する画像処理装置であって、
対象物を含む被写体の複数の放射線画像であって、異なる放射線エネルギーに対応する複数の放射線画像を用いて、物質にかかわる平面分布を表す分離画像を生成する生成手段と、
前記分離画像を周波数分解して得た帯域制限画像であって、前記対象物の大きさに関する周波数帯域に対応する帯域制限画像を用いて、前記対象物に関する対象物画像を取得する取得手段と、を備える。
図1に、第1実施形態に係る放射線撮影装置の一例としてのX線撮影装置の構成を示す。図1において、X線管球101から照射されたX線は、被写体102を透過し、フラットパネルディテクタ(以下、FPD103)に入射する。X線管球101は、低エネルギーのX線を除去するためのX線フィルタを設けることがある。FPD103は、X線を可視光に変換する蛍光体と、可視光を電荷、電圧に変換する撮像素子(素子は複数個あり、1つの素子と1つの画素が対応する)と、変換された電圧をさらにデジタル値の画像へ変換する画像形成部を備える。FPD103は、さらに、画像形成部から得られた画像にオフセット補正、ゲイン補正、欠陥補正などを行う画像補正部を備える。なお、FPD103は蛍光体によりX線を可視光に変換する構成としたがこれに限られるものではない。例えば、テルル化カドミウム(CdTe)や非晶質セレン(a-Se)を用いた、X線を直接電圧に変換する方式のFPDが用いられてもよい。また、入射するX線の光子をひとつずつカウントするフォトンカウンティング型検出器を用いたFPDが用いられてもよい。
第1実施形態においては、生成した複数の周波数帯の帯域制限画像から1枚の画像を対象物画像として抽出した。第2実施形態では、複数の帯域制限画像を重みづけして合成することにより対象物画像を生成する。この方法では、複数の周波数帯の画像が使われることから、確認したい対象物の大きさが変化する場合においても、安定的に対象物を抽出することができる。
第1実施形態、第2実施形態では、3物質(例えば、軟部組織、骨、ステント)へ分離する構成を示したい。第3実施形態では、4物質(例えば、軟部組織、骨、ステント、造影剤)へ分離する構成の一例について説明する。第3実施形態は、第2実施形態(複数の帯域制限画像の合成)の変形である。
第3実施形態においては、周波数分解によって、軟部組織と、ステントと、造影剤、骨の分離を行う構成を説明した。しかし造影血管が太くなると、造影血管の現れる周波数帯と骨の現れる周波数帯とが近くなる場合がある。そのような場合、周波数分解のみによる物質分離では、骨、造影剤を十分に分離できなくなる可能性がある。第4実施形態では、マスク処理を導入して骨を除去することで、4物質の分離精度を向上させる構成を説明する。
第1実施形態から第4実施形態においては、空間周波数特性(すなわち大きさ)により、細かい構造のもの(例えばガイドワイヤーやカテーテル)と大きな構造のもの(例えば骨)を分離したが、骨を撮影した画像においても細かい構造が現れる場合がある。例えば骨の外側と内側でカルシウムの密度が異なるため、骨の厚さ画像(軟部組織除去画像における骨の画像)は、骨の辺縁が周囲に比べて画素の値(つまり骨の厚み)が高くなる傾向になる。それゆえ骨を周波数分解すると、骨の辺縁が高周波画像に強く表れることがある。第5実施形態では、周波数分解する際に補助的な情報を用いることで、画像が骨の辺縁であるか、あるいはガイドワイヤーであるかを判断でき、分離精度を向上させることができる。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
Claims (17)
- 放射線画像を処理する画像処理装置であって、
対象物を含む被写体の複数の放射線画像であって、異なる放射線エネルギーに対応する複数の放射線画像を用いて、物質にかかわる平面分布を表す分離画像を生成する生成手段と、
前記分離画像を周波数分解して得た帯域制限画像であって、前記対象物の大きさに関する周波数帯域に対応する帯域制限画像を用いて、前記対象物に関する対象物画像を取得する取得手段と、を備える画像処理装置。 - 前記生成手段は、前記複数の放射線画像を用いて物質分離を行うことにより複数の分離画像を生成し、
前記複数の分離画像のうち、前記対象物を含む1つの分離画像を周波数分解して前記帯域制限画像を生成する、請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記生成手段は、前記複数の放射線画像を用いて物質識別を行うことにより、前記分離画像として実効原子番号画像または面密度画像を生成し、
前記実効原子番号画像または前記面密度画像を周波数分解することにより前記帯域制限画像を生成する、請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記生成手段は、ラプラシアンピラミッド、フーリエ変換、微分のいずれかを用いて前記分離画像を周波数分解する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記取得手段は、前記分離画像を周波数分解して得た複数の帯域制限画像であって、複数の周波数帯域に対応する複数の帯域制限画像のうちの少なくとも1つに基づいて前記対象物画像を取得する、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記取得手段は、前記複数の帯域制限画像と前記対象物の大きさに関する情報とに基づいて前記対象物画像を取得する、請求項5に記載の画像処理装置。
- 前記取得手段は、前記対象物の大きさに関する情報に基づいて設定される前記対象物の画像上での大きさに対応した周波数と前記複数の帯域制限画像とに基づいて、前記複数の帯域制限画像のうちの1つを前記対象物画像として選択する、請求項6に記載の画像処理装置。
- 前記取得手段は、前記放射線画像の撮影条件に基づいて前記複数の帯域制限画像のうちの1つを前記対象物画像として選択する、請求項5に記載の画像処理装置。
- 前記取得手段は、前記分離画像を周波数分解して得た複数の帯域制限画像を前記放射線画像の撮影条件に応じて重みづけして合成することにより、又は、異なる対象物に対応する複数の組の重みづけ係数を用いることにより、それぞれが前記異なる対象物に対応する複数の対象物画像を取得する、請求項5に記載の画像処理装置。
- 前記生成手段は、抽出対象となる対象物の種類の数に応じた数の帯域制限画像を生成し、
前記帯域制限画像の数を切り替える切り替え手段をさらに備える、請求項9に記載の画像処理装置。 - 前記対象物は、ガイドワイヤー、ステント、コイル、造影剤、石灰で形成された構造物のいずれかである、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記生成手段は、前記対象物を含まない状態の前記被写体を、前記異なるエネルギーの放射線により撮影して得た2つ以上の放射線画像を用いて、マスク画像としての分離画像を生成し、
前記分離画像から前記マスク画像を減算する減算手段をさらに備え、
前記生成手段は、前記減算手段による減算後の分離画像を周波数分解して帯域制限画像を生成する、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記生成手段は、前記対象物を含まない状態の前記被写体を、前記異なるエネルギーの放射線により撮影して得た2つ以上の放射線画像を用いて、マスク画像としての分離画像を生成し、
前記マスク画像を周波数分解して得たマスクの帯域制限画像を前記帯域制限画像から減算する減算手段をさらに備える、請求項1乃至12のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 前記取得手段は、前記帯域制限画像に基づいて得られる前記対象物画像から、さらに補助情報を用いて前記対象物を抽出する、請求項1乃至13のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記補助情報は、実効原子番号画像の画素値である、請求項14に記載の画像処理装置。
- 放射線画像を処理する画像処理装置の作動方法であって、
前記画像処理装置が、対象物を含む被写体の複数の放射線画像であって、異なる放射線エネルギーに対応する複数の放射線画像を用いて、物質にかかわる平面分布を表す分離画像を生成する生成工程と、
前記画像処理装置が、前記分離画像を周波数分解して得た帯域制限画像であって、前記対象物の大きさに関する周波数帯域に対応する帯域制限画像を用いて、前記対象物に関する対象物画像を取得する取得工程と、を含む画像処理装置の作動方法。 - コンピュータを、請求項1乃至15のいずれか1項に記載された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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