JPH04141154A - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、Ｘ線等の放射線により撮影された放射線画像
を階調処理する放射線画像処理装置に関する。

〈従来技術〉 放射線画像をデジタル化してネットワークで継ぐことに
より、画像の処理、伝送、保管、検索が可能となり、医
師の診断がより一層便利なものとなる反面、診断性能の
高い放射線画像が要求される。また、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が
必要であり、その画像処理の中でも階調処理は、装置が
簡単であり、かつ、効果も高い。

即ち、放射線画像に階調処理を行うときに、画像処理全
体の統計的性質（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。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、例えば放射線画像か胸部画像である場合には
、画像のなかで主に診断対象とされるのは、両側の肺野
部分と該両側の肺野で挟まれた心臓等を含む縦隔部分と
であり、その他の部分は重要でない。

したがって、前記重要でない部分を含んだ画像全体のデ
ータの統計的性質から階調処理条件を決定すると、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でき
ないという不具合を生じる。

また、照射野を絞ったときにはデータとして殆とゼロに
近い値しか持たない非照射部分か存在し、その部分を含
んだデータの統計的処理から階調処理条件を決定すると
、最適な階調処理結果が得られないという不具合かある
。

そのため、診断対象となる画像領域、例えば胸部画像で
は肺野部分と縦隔部分のデータのみを抽出して統計的処
理によって階調処理条件を決定することが考えられる。

しかし、肺野部分と縦隔部分とでは、放射線の透過率が
大幅に異なるため、画部分合計のデータに基づく階調処
理では、両部分共に最適な階調処理か行えないこととな
る。

具体的には、画像データを統計的に処理して濃度分布の
ヒストグラムを作成すると、肺野部分は透過量が極めて
大きく高濃度レベル域を中心に分布するヒストグラムと
なるのに対し、縦隔部分は透過量か小さいため低濃度レ
ベル域を中心とじたヒストグラムとなり、画部分合計の
ヒストグラムは両者の分布中心の中間レベルを中心とし
て分布する。したかって、該画部分合計のヒストグラム
に基づいて階調処理を行うと、肺野部分は濃度が濃くな
り過ぎ、縦隔部分は薄くなり過ぎ、更に両部分ともに十
分な階調を得ることができない。

また、当然であるか、肺野部分のヒストグラムに基づい
て階調処理を行うと、肺野部分の診断性能は向上するも
のの、縦隔部分は極めて薄く、かつ低階調となって良好
な診断を行えず、縦隔部分のヒストグラムに基づいて階
調処理を行うと、縦隔部分の診断性能は向上するが、肺
野部分か極めて濃く、かつ低階調となって良好な診断を
行えない。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、診断すべき複数の画像領域に対して領域毎に最適な
階調処理条件で階調処理を行えるようにした放射線画像
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
のデータを解剖学的に解析し複数の所望画像領域を決定
する解剖学的領域決定手段と、決定された各画像領域内
の画像データの統計的性質に基づいて各画像領域毎に階
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各画像領域内の放射線画像
を階調処理する階調処理手段と、を備えた構成とした。

〈作用〉 前記構成によれば、解剖学的領域決定手段により、診断
すべき複数の所望画像領域が決定され、階調処理条件決
定手段により、各画像領域内の画像データの統計的性質
に基づいて各画像領域毎に最適な階調処理条件が決定さ
れる。

そして、階調処理手段により各画像領域毎に前記最適な
階調処理条件に基づいて階調処理が行われるため、全領
域にわたって、高い診断性能を得られるものである。

〈実施例〉 以下に、本発明の実施例を図面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
存しており、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ーの一部が照射量に応
じて蓄積される。これにより、放射線パネル３は被写体
２を透過したエネルギーによる潜像を蓄積する。

尚、放射線変換パネルとしては輝尽性蛍光体を用いたも
のに限らず、シンチレータやフォトダイオード等からな
る素子を用いてもよい。

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勤先が走査方式で照射される。この
輝尽勤先によって発光した光は、フィルタ５を介して光
電変換器６に入力され、光電変換器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。画像処
理装置８は、前記デジタル画像データをメモリに記録さ
せると共にＣＲＴ表示やフィルム出力のためのデータ入
出力制御を行い、また被写体２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、放射線パネル３は撮影と読取と消去とを繰り返
して使用でき、また記録し得る放射線領域が極めて広（
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
ィルムに記録して、その現像によってハードコピーとし
て再生画像を確保で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１０と
階調処理手段１１とが設けられている。

次に、前記解剖学的領域決定手段９により、肺野部分及
び縦隔部分の各領域を、該領域の輪郭を認識して決定す
る例を第２図及び第３図に基づいて説明する。尚、この
輪郭決定方式は、特開昭６３−２４０８３２号公報に開
示されている。

左右の肺野部分輪郭は、第２図に示すように、外側輪郭
線ＡＲ，ＡＬと内側輪郭線ＢＲ，ＢＬと横隔膜輪郭線Ｃ
Ｒ，ＣＬとから夫々形成されている。

そして、前記ＡＲ，ＡＬ、ＢＲ，ＢＬを認識するときに
は、まず第３図（Ａ）に示すように横方向の一行分の画
像データの濃度統計量を計算して、それらの値からいく
つかの濃度間（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（例えば第３図（Ｂ）
のａ点）、傾きか最小となる点（例えば第３図（Ｂ）の
Ｃ点）、傾きが最大となる点（例えば第３図（Ｂ）のｂ
点）等があり、これらの条件を満たす点を探り出す。第
３図においては、（Ａ）で示す行ｍ１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、求められた点にお
ける傾き、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、右肺野部分の外側輪郭線ＡＲを構成する点であ
れば、画像に向かって左側】／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
との関係は極小成いは傾きがゼロとなる点」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
タの各行について夫々の輪郭を構成する点の位置を求め
、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＠膜の輪郭線ＣＲ，ＣＬについては、画像処理装置８
により、縦方向ｍの１列分の画像データを画像解析装置
３のラインメモリに読み込み、上述した方法と同様にし
て列における輪郭の存在する行の位置として輪郭線を得
る。第４図は（Ａ）で示す列ｎ、からｎ５の行方向のラ
インの濃度変化を示す。検索の条件としては、主にある
点から前後に数点能れた２つの点の間の値の差が最大と
なるそのある点を用いる。尚、第４図では傾きか最大と
なる点を用いている（第４図（Ｂ）のｄ参照）。

一方、縦隔部分の輪郭については、第２図で前記肺野部
分との境界となる内側輪郭線ＢＲ，ＢＬと、上下の輪郭
線ＤＨＩ、ＤＬＯとから形成され、輪郭線ＤＨ１，ＤＬ
Ｏについては、前記横隔膜の輪郭線の検索方法と同様の
方法で検索する。

このようにして求められた肺野部分（肺野輪郭線内の領
域）と縦隔部分（縦隔輪郭線内の領域）に対し、夫々の
画像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。階調処理条件の決定方法の例としては、各領
域内の画像データのヒストグラムから累積ヒストグラム
をとり、その累積ヒストグラムの５％、９５％に相当す
る部分か最小出力値と最大出力値となるように階調処理
条件を決定する等が挙げられる。また、累積ヒストグラ
ムの５０％に相当する部分を所定濃度Ｐに設定すると共
に、累積ヒストグラムの５％、９５％に相当する部分が
最小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。第５図（Ａ）、　　（Ｂ）は、肺野部分と縦隔部
分の画像データのヒストグラム及び累積ヒストグラムと
、該累積ヒストグラムに基づいて設定された階調特性曲
線を示したものである。

この他の、階調処理方式としては、階調のヒストグラム
をＨ（ｖ）とするとき、ある階調Ｕを表す画像データを
、Ｌ（ｕ）＝ＮΣＨ（ｖ）に変換する方法がある。ここ
に、Ｎはノニマライズのための係数でＮ＝　１．／ΣＨ
（ｖ）、ｆｆ−階調数である（特開平１−２２２３８２
号参照）。

このように、領域別に設定された階調処理条件に従って
階調処理を行うことにより、領域毎に最適な階調処理が
行え、各領域の診断性能を向上させることができる。

また、本発明は、肺野部分と縦隔部分のように領域毎に
濃度（放射線の透過率）が大きく相違している場合に有
効であって、そうでない場合には領域別に階調処理条件
を変えるメリットが少なく処理プログラムを複雑にする
だけである。

そこで、階調処理条件を変えることか有効である場合を
判定して、その場合のみ実施する。

前記階調処理条件を変える判定条件を、例えば下記のよ
うに設定する。

ｌ　Ｓ、Ａ−ＳＭ、　ｌ　／σ、＞１ 但し、Ｓ　ＭＡＩ　　ＳＭＢは夫々領域Ａ、　　Ｂの濃
度信号レベルの平均値であり、σ１は標準偏差であり、
領域Ａ又は領域Ｂの標準偏差、或いはこれらの平均値を
用いてもよい。この式で左辺は、２つの領域の濃度の相
違する割合を示しており、該割合か所定値より大きいと
きを、階調処理を領域別に設定する判別条件とするわけ
である。

上記の実施例では、画像読取装置７で画像信号の全デー
タを読み取った後、解剖学的領域の決定と、これに基づ
く階調処理条件の決定を行ったか、第６図にブロックで
示すような構成としてもよい。

即ち、Ｘ線照射Ａ後、画像信号データを適当な間隔で間
引いて読み取る先読みＢを行い、該先読みされた信号値
に基づいて、解剖学的領域決定手段Ｃにより解剖学的領
域の決定を行い、次いで階調処理条件決定手段りにより
解剖学的領域毎の階調処理条件を決定する。しかる後に
全ての画像データを読み取る本読みＥを行い、数本読み
された信号値を前記のように決定された解剖学的領域毎
の階調処理条件に従って階調処理手段Ｆにより階調処理
する構成としたものである。

このようにすれば、先読みされる画像信号データの量は
本読みに比較すると大幅に少ないため、解剖学的領域の
決定と階調処理条件の決定は、前記実施例に比較すれば
多少精度は落ちるが、データ量が少ないために前記各決
定に要する時間を相当短縮でき、全体として処理時間を
短縮できる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、画像データを解剖
学的に解析して診断が所望される複数の領域を決定し、
該領域別に最適な階調処理条件を決定して、該条件に基
づく階調処理を行う構成としたため、各領域部分て夫々
診断性能を可及的に高めることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のシステム構成を示す図、第
２図は同上実施例で求められる各領域の輪郭線を示す図
、第３図及び第４図は前記輪郭線の検出方法を示す図、
第５図は領域毎に作成されるヒストグラム、累積ヒスト
グラム及び階調特性曲線を示す図、第６図は本発明の別
の実施例のシステム構成を示す図である。 ｌ・・・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、　　
Ｃ・・・解剖学的領域決定手段　　１０．　Ｄ・・・階
調処理条件決定手段 １１゜ Ｆ・・・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、前記放射線画像のデータを解剖学的
   に解析し複数の所望画像領域を決定する解剖学的領域決
   定手段と、決定された各画像領域内の画像データの統計
   的性質に基づいて各画像領域毎に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
   基づいて各画像領域内の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。