JPH03218578A - 放射線画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業の利用分野〉 本発明は、Ｘ線等の放射線により撮影された放射線画像
を処理する放射線画像処理装置に関する。

〈従来の技術〉 放射線画像をディジタル化してネットワークて継ぐこと
により、画像の処理，伝送．保管，検索か可能となり、
医師の診断かより一層便利なものとなる反面、診断性能
の高い放射線画像か要求される。また、医師の診断性能
を向上させるためには、放射線画像に適切な画像処理を
施すことか必要でありその画像処理のうちでも階調処理
は、装置が簡単でありかつ効果も高い。かかる階調処理
による画像処理の従来例を以下に説明する。

すなわち、放射線画像に階調処理を行うときに、画像全
体のデータの統計的性質（データの最大値・最小値，ヒ
ストグラム等）から階調処理条件を決定し画像全体の階
調処理を行うようにしている。

〈発明か解決しようとする課題〉 ところで、放射線画像か胸部画像の場合には画像のなか
で必要なのは肺野等の一部分てあるが、重要でない部分
を含んだデータの統計的性質から階調処理条件を決定す
ると、階調処理か最適でなく必要な部分の最適なデータ
を確保てきないという不具合かある。また、照射野を絞
ったときにはデータとして殆ど七ロに近い値しか持たな
い部分が存在し、その部分を含んだデータの統計的性質
から階調処理条件を決定すると、最適な階調処理結果か
得られないという不具合がある。

本発明は、このような実状に鑑みてなされたもので、必
要な部位を最適に階調処理できる放射線画像処理装置を
提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明は、被写体の各部を透過する放射線の
透過量に対応して形成される放射線画像の全体データを
解析し所望の画像領域を決定する領域決定手段と、決定
された画像領域内の画像データの統計的性質に基づいて
階調処理条件を決定する階調処理条件決定手段と、決定
された階調処理条件に基づいて前記放射線画像を階調処
理する階調処理手段と、を備えるようにした。

〈イ乍用〉 このようにして、放射線画像の全体データを解析して所
望の画像領域を決定した後、この領域内の画像データの
統計的性質から階調処理条件を決定し、この階調処理条
件により放射線画像を階調処理し、もって所望の画像領
域で最適な画像データを確保できるようにした。

〈実施例〉 以下に、本発明の一実施例を第１図〜第５図に基づいて
説明する。尚、本実施例では、放射線としてＸ線を例に
とり説明する。

第１図において、Ｘ線管等からなるＸ線照射装置１から
のＸ線は被写体２を透過して放射線変換パネル３に照射
される。前記放射線変換パネル３は、輝尽性蛍光体層を
有しており、この蛍光体にＸ線，電子線，紫外線等の励
起光か照射されるとそのエネルギの一部が照射量に応じ
て蓄積される。

これにより、放射線変換パネル３は被写体２を透過した
エネルギによる潜像を蓄積する。

前記放射線変換パネル３には輝尽性励起光源４から可視
光や赤外線等の輝尽励起光か走査方式で照射される。こ
の照射により、放射線変換パネル３は蓄積されたエネル
ギに比例した輝尽性蛍光発光を生ずる。この発光かフィ
ルタ５を介して光電変換器６に入力さね、充電変換器６
は発光強度に比例する電圧信号に変換して画像読取装置
７に出力する。

画像読取装置７は、入力された電圧信号をデジタル画像
データに変換して、画像処理装置８に出力する。画像読
取装置７の具体的ノ１−ドウエア構成としては、第２図
に示すように、光電変換器６の出力電流を電圧信号に変
換する電流／電圧変換器７Ａが設けられ、電流／電圧変
換器７Ａの出力電圧は増幅器７Ｂを介してＡ／Ｄ変換器
７Ｃに入力される。ここで、増幅器７Ｂは対数増幅器で
あってもよい。Ａ／Ｄ変換器７Ｃはアナログ電圧をデジ
タル電圧（デジタル画像データ）に変換して制御回路７
Ｄに出力する。制御回路７Ｄは、電流／電圧変換器７Ａ
及び増幅器７Ｂの利得調整と、Ａ／Ｄ変換器の入力ダイ
ナミックレンジ調整と、を行うと共に、放射線画像情報
の読取ゲノンを総合的に調整し、所定タイミングにて画
像処理装置８に画像データを転送する。

画像処理装置８は、前記デジタル画像データをメモリに
記憶させると共にＣＲＴ表示やフイルム出力のためのデ
ータ入出力制御を行い、また被写体の撮影条件の設定や
後述の画像処理を行うようになっている。

ここで、放射線変換パネル３は撮影と読取と消去とを繰
返して使用でき、また記録し得る放射線露光域が極めて
広く撮影条件の違いを画像処理によって修正回復できる
ようになっている。また、デジタル画像データをホスト
コンピュータに送信する通信処理やデジタル画像データ
をフイルムに記録してその現像によってハードコピーと
して再生画像を確保てきるようになっている。

前記画像処理装置８には、第１図に示すように、後述の
解剖学的領域決定手段９と階調処理条件決定手段ｌＯと
が階調処理千段１１とか設けられている。

画像処理装置８の具体的ノ１−ドウエア構成としては、
第２図に示すように、中央演算処理部（以下、ＣＰＵと
略す）２１か設けられ、ＣＰＵ２１には画像モニタ２２
か表示制御部２３と画像バスＶ　Ｂとを介して接続され
ている。

また、ＣＰＵ２１には画像処理データ等を記憶するフレ
ームメモリ２４がフレームメモリ制御部２５と画像バス
ＶＢとを介して接続されている。

また、被写体の識別情報（氏名，性別，生年月日等）を
入力するキーボード２６とこの入力情報を表示する表示
装置２７とか設けられ、キーボード２６と表示装置２７
とはインターフェース２８を介して前記ＣＰＵ２１に接
続されている。

タイミング制御信号を出力するタイミング制御部２９か
設けられ、タイミング制御部２９は、タイミング制御信
号をアダプタ３０を介して前記Ｘ線照射装置ｌの駆動回
路に出力すると共に、前記制御回路７Ｄに出力する。画
像データを記録する磁気メモリ３１か設けられ、磁気デ
ィスク３１には画像処理された画像データが磁気ディス
ク制御部３２からの信号により記憶される。尚、第２図
中破線で示すように外部の光ディスク装置や磁気テープ
装置にて画像データを記録させるようにしてもよい。

３４は制御プログラム等を記憶するメモリである。

また、３３は外部機器に対するＩ／Ｏインタフェースて
あり、画像処理装置８か外部機器と接続てきるようにな
っている。

ここでは、ＣＰＵ２１か解剖学的領域決定手段９と階調
処理条件決定手段１０と階調処理手段１１とを構成する
。

ところで、画像が胸部画像であるときには、第３図中ａ
て示すようにその画像データにとって全く不要な部分か
存在し、これらの部分を含んだ画像のヒストグラムを取
るとそのヒストグラムは第４図中実線示の如く前記ａ部
に相当する部分か大きな意味をもち、画像全体のデータ
の統計的性質から階調処理条件を決定するときに大きな
影響を与える。これに対し、胸部の肺野部分（第３図中
破線で囲む）領域のヒストグラムは、第４図破線示で示
すようになり、それの領域にて階調処理条件を決定すれ
は最適な処理結果か得られる。

これを第５Ａ図に基ついて説明する。

すなわち、第５Ａ図Ａに示す肺野か画像の略中央に位置
している胸部正面画像の全体データから第５Ａ図Ａ中破
線て囲む肺野を含む矩形的な領域を、解剖学的領域決定
手段９　（Ｃ：ＰＵ２１）か以下の如く決定する。

（１）まず、画像データのうち全体に対して画像処理に
影響が小さい画像の上部と下部とを省いた部分の縦方向
のプロジェクション値（画像データの一方向の累積値）
を求める（第５Ａ図Ｂ参照，一例として、ここでは上，
下端からそれぞれ約１／３の領域を除いた中央部のプロ
ジエクション値を求めた）。

（２）そして、求められた縦方向のプロジェクションか
ら、中央部分の１／３の範囲（第５Ａ図Ａ中１７３Ｘ〜
２／３Ｘの範囲）でプロジエクション値（濃度）か最小
値ＰＣを持つ点を正中線のコラムＸＣとする。

（３）また、画像全体の右側及び左側の１７３のコラム
（第５Ａ図中０〜１／３Ｘの範囲と２／３　Ｘ　−　Ｘ
の範囲）において、画像データの中央側から外側（第５
Ａ図Ｂ中左側及び右側）に向かって夫々移動し、各移動
点のプロジェクション値と後述のしきい値ＴＲ．ＴＬと
を比較する。そして、プロジェクション値か最初にしき
い値ＴＲ，ＴＬ以下になった位置を肺野の左端と右端と
して夫々決定する。

前記しきい値ＴＲ．ＴＬは、前記各範囲におけるプロジ
ェクション値の最大値ＰＲＸ，ＰＬＸ　（第５Ａ図Ｂ参
照）と前記最小値ＰＣとに基づいて、次式により夫々求
められる。

ＴＬ＝　｛　（Ｋ１　−　１）ＸＰＬＸ十ＰＣ）　／Ｋ
ＩＴＲ＝　｛　（Ｋ２−　１）ｘＰＲｘ十ＰＣ）／Ｋ２
Ｋｌ，Ｋ２は定数であり、例えはＫ１＝Ｋ２＝５に設定
される。

（４）また、前記正中線ＸＣと右端との間で、右肺野の
横方向のプロジェクション値を求める（第５Ａ図Ｂ参照
）。

（５）また、画像データの中央部（第５Ａ図Ａ中１／２
Ｙ）から上方と下方とに向かって夫々移動し、各移動点
のプロジェクション値を第５八図中Ｃのデータから求め
る。そして、中央部から上方においては、求められたプ
ロジェクション値と後述のしきい値ＴＴと比較し、プロ
ジェクション値かしきい値ＴＴ以下に最初になった位置
を右肺野の上端とする。また、中央部から下方において
は、求められたプロジェクション値と後述のしきい値Ｔ
Ｂとを比較し、プロジエクション値かしきい値ＴＢ以下
になった位置を右肺野の下端とする。

前記しきい値ＴＴ，ＴＢは、１／４Ｙ〜１／２Ｙと１／
２Ｙ〜４／５Ｙとの範囲て求められたプロジエクション
値の最大値ＰＴＸ．ＰＢＸと、各最大値より上方と下方
とにて夫々求められたプロジエクション値の最小値ＰＴ
Ｎ．ＰＢＮとに基づいて、次式により夫々求められる。

ＴＴ＝　｛　（Ｋ３−１　）ＸＰＴＸ十ＰＴＮ）　／Ｋ
３ＴＲ＝　＋　（Ｋ４−１）ＸＰＢＸ十ＰＢＮ）　／Ｋ
４Ｋ３，Ｋ４は定数であり、例えはＫ３＝ｌＯ，Ｋ４＝
６に設定される。

（６）正中線から左端までの画像データについても前記
（４１．　（５）と同様に行って、左肺野の上端と下端
とする。

（７）求められた右肺野の上端と左肺野の上端とを比較
し、それらのうち上方に位置する上端を肺野全体の上端
として決定する。また、求められた右肺野の下端と左肺
野の下端とを比較し、それらのうち下方に位置する下端
を肺野全体の下端として決定する。

このようにして、肺野部分の領域を第５Ａ図Ａ中破線で
囲む所望の画像領域を決定する。

また、基本的には同じ方法てあるか、異なる手法として
、以下のやり方もできる。

第５８図Ａに示す画像の全体データから、第５Ｂ図Ｂ．
　　Ｃに示すように、縦方向と横方向とのプロジェクシ
ョン（画像データの一方向の累積値）を求め、このデー
タから第５Ｂ図Ａ中破線で囲む肺野部分の領域を解剖学
的領域決定手段９　（ＣＰＵ２１）か以下の如く決定す
る。

（１）まず、第５Ｂ図Ｃに示すプロジエクションのデー
タのうち、全体に対して影響か低い画像上下部を省いた
部分の上下方向（縦方向）のプロジエクション値を求め
る（第５８図Ｃ中破線で挟む領域）。

（２）第５８図Ｂに示すプロジエクション値から、中央
部分の１／３の範囲で濃度蛾最小値を持つ点を正中線の
コラムとする。

（３）第５８図Ｂに示すプロジェクション値の左右外側
から夫々１／３の範囲て濃度か最小値を持つ点を肺野の
左・右端とする。

（４）前記正中線と右端との範囲で、左右方向（横方向
）のプロジェクション値を求める。

（５）求められた左右方向のプロジエクション値の正中
線側の範囲の上半分において最小値を持つ点を右肺野の
上端とし、右端側の範囲のプロジエクション値の下半分
において最小値を持つ点を右肺野の下端とする。

（６）正中線と左端との範囲においても前記（４），　
（５）と同様にして、左肺野についても上端と下端とを
求める。

（７）求められた右肺野と左肺野との上端のうち上側の
部分を肺野の上端とし、また右肺野と左肺野とのうち下
側の部分を肺野の下端とする。

このようにして、肺野部分の領域を第５８図Ａ中破線で
囲む所望の画像領域を決定する。

尚、ペース，メーカ使用患者や片肺患者等の肺野のよう
に、その形か左右で大きく異なるときには上記の方法で
領域を決定すると、画像領域か最適なものか得られない
。このときには、以下に示すようないずれかの処理を行
うと、画像データの偏りによる悪影響等を抑えて、より
安定した画像処理結果か得られる。

（Ａ）左右の肺野の上端と下端との少なくとも一方が大
幅に異なるときには、その異なる２つの位置を平均した
位置を肺野の上端若しくは下端に決定したり、或いはそ
れらのうち中央部側の位置を肺野の上端若し《は下端に
決定する。

（Ｂ）画像の有効領域を予め限定して決める。

また、別の手段で照射野範囲を知り、その範囲を有効領
域とする。

（Ｃ）また、夫々異なる数種類の方法て領域を夫々決定
し、それら決定された複数の領域の平均値を求めてその
平均領域を最終的な領域にしたり或いは前記複数の領域
のうちもっとも中央部側になるものを最終的な領域にし
たりする。

また、前記の例では、左右の肺野の上端と下端とを夫々
決定した後、それらから肺野全体の上端と下端とを決定
するようにしたか、左右の肺野から同時に肺野全体の上
端と下端とを夫々決定してもよい。このときには処理時
間か速くなり、また一部のデータにノイズ等が混入して
も平均化された安定した結果が得られる。さらに、画像
や撮影方法及び撮影条件等により、それに適したパラメ
ータを選択したり、画像領域を複数段階で決定したり、
プロジェクション範囲を変更したりして、画像領域を決
定すれば、画像や撮影条件等に対応して安定した結果が
得られる。

そして、階調処理条件決定手段１０（ＣＰＵ２１）は、
求められた肺野領域の画像データの統計的性質から階調
処理条件を決定する。具体的には、その領域の画像デー
タの累積ヒストグラムをとり、その累積ヒストグラムの
５％，９５％に相当する部分か最小出力信号値と最大出
力信号値となるように階調処理条件を決定する。また、
累積ヒストグラムの５０％に相当する部分を濃度１に設
定すると共に、累積ヒストグラムの５！％，９５％に相
当する部分か最小出力信号値と最大出力信号値となるよ
うに階調処理条件を決定してもよい。また、その領域の
画像データのうち信号値の上下の一部を夫々カットし、
その中の最大信号値を濃度１．９前後に合わせ、その信
号値幅に合わせた階調処理条件を決定してもよい。

このようにして決定された階調処理条件に基づいて、階
調処理手段１ｌは、画像全体の階調処理を行って画像を
確保し、この画像を記録装置に記録させると共に表示装
置に表示させるようになっている。

ここで、階調処理条件の決定に用いる画像データとして
は、計算時間の短縮化やメモリの容量の節約の観点から
、間引いたデータ（例えば３２画素毎のデータ）を用い
てもよく、この場合でも最大値．最小値．中央値や累積
頻度分布はオリジナルの画像データのものと殆と差は生
じない。

以上説明したように、放射線画像の全体データを解剖学
的に解析して肺野部の領域を決定すると共にこの領域内
の画像データの統計的性質から階調処理条件を決定し、
この階調処理条件に基ついて放射線画像を階調処理でき
るため、肺野部の最適な画像データを確保てき、もって
診断性能を向上できる。

次に、肺野の輪郭を解剖学的に認識する例を、第６図及
び第７図に基づいて、説明する。

左右の肺野輪郭は、第６図に示すように、外側輪郭線Ａ
Ｒ．ＡＬと内側輪郭線ＢＲ．ＢＬと横角膜輪郭線ＣＲ．
ＣＬとから夫々形成されている。

そして、前記ＡＲ．　ＡＬ，　　ＢＲ．　　Ｂ’Ｌを認
識するときには、まず横方向の一行分の画像データに濃
度統計量を第７図Ａに示すように計算し、それらの値か
らいくつかの濃度閾（しきい）値を求める。そして、そ
れらの閾値の範囲内の値を持つ画像濃度データ（点）の
中で、ある点について前後の点との関係か後述の特定条
件を満足するときには、そのある点の位置をその行にお
ける肺野の輪郭の列の位置として記録する。

特定条件としては、極小となる点（例えは第７図Ｂのａ
点），傾きか最小となる点（例えは第７図ＢのＣ点），
傾きか最大となる点（例えは第７図Ｂのｂ点）等があり
、これらの条件を満足する点を探出す。第７図において
は、Ａて示す行ｍｌからｍ４の列方向のラインの濃度変
化をＢに示す。

Ｄは濃度（透過率）である。

さらに、解析の対象となっている画像上の位置，求めら
れた点の位置，求められた点の濃度値，求められた点に
おける値の傾き、用いた閾値の範囲等を総合的に判断し
、いずれの輪郭の点であるか或いはノイズであるかを決
定する。

例えば右肺野の外側輪郭線ＡＲを構成する点てあれば、
画像に向かって左側１／３の範囲に存在し、「全濃度デ
ータの平均値以下の値（濃度を透過率で示したとき、高
濃度部は小さい透過率を示す）をもち、前後の点との関
係は極小或いは傾きか零となる点」といった条件を満足
する点を検索する。

このようにして、画像データの各行についてそれぞれの
輪郭を構成する点の位置を決め、必要な部分について結
び合わせることにより、夫々の輪郭線か得られる。

横隔膜の輪郭線については上述した方法と同様なことを
列方向に行うことで得られ、これによって肺野全体の輪
郭か求められる。

このようにして求められた肺野の輪郭内の領域の画像デ
ータの統計的性質から階調処理条件を決定し画像全体の
階調を変化させる。具体的には、肺野の輪郭内の領域内
の画像データの累積ヒストグラムをとり、その累積ヒス
トグラムの５％．９５％に相当する部分か最小出力信号
値と最大出力信号値となるように階調処理条件を決定す
る。また、累積ヒストグラムの５０％に相当する部分を
濃度１に設定すると共に、累積ヒストグラムの５％．９
５％に相当する部分か最小出力信号値と最大出力信号値
となるように階調処理条件を設定してもよい。

また、その領域の画像データのうち信号値の上下の一部
を夫々カットし、その中の最大信号値を濃度１．９前後
に合わせ、その信号値幅に合わせた階調処理条件を決定
してもよい。

尚、画像処理装置８は階調処理のみでなくその他の画像
処理，例えば画像の歪補正や周波数特性処理等も行える
ようにしてもよい。

〈発明の効果〉 本発明は、以上説明したように、放射線画像の全体デー
タを解析して所望の画像領域を決定すると共にその画像
領域内の画像データの統計的性質から階調処理条件を決
定して階調処理するようにしたので、所望の画像領域に
て最適な画像データを確保でき、もって診断性能等を向
上てきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は同上
の要部ハードウエア構成図、第３図〜第５Ａ図は同上の
作用を説明するための図、第５Ｂ図は他の作用を説明す
るための図、第６図及び第７図はさらに他の作用を説明
するための図である。 １・・・Ｘ線照射装置　　３・・・放射線変換パネル　
７・・・画像読取装置　　８・・・画像処理装置　　９
・・・解剖学的領域決定手段　　１０・・・階調処理条
件決定手段　　１１・・・階調処理手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被写体の各部を透過する放射線の透過量に対応して形成
   される放射線画像を階調処理するようにした放射線画像
   処理装置において、前記放射線画像の全体データを解析
   し所望の画像領域を決定する領域決定手段と、決定され
   た画像領域内の画像データの統計的性質に基づいて階調
   処理条件を決定する階調処理条件決定手段と、決定され
   た階調処理条件に基づいて前記放射線画像を階調処理す
   る階調処理手段と、を備えたことを特徴とする放射線画
   像処理装置。