JPH08215183A - 石灰化検出方法および装置 - Google Patents

石灰化検出方法および装置

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JPH08215183A
JPH08215183A JP7024213A JP2421395A JPH08215183A JP H08215183 A JPH08215183 A JP H08215183A JP 7024213 A JP7024213 A JP 7024213A JP 2421395 A JP2421395 A JP 2421395A JP H08215183 A JPH08215183 A JP H08215183A
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JP
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calcification
image
region
radiation image
detecting
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JP7024213A
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Hideya Takeo
英哉 武尾
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 放射線画像から石灰化の領域を検出する石灰
化検出方法および装置において、演算時間を短縮し、装
置の構成を簡易にする。 【構成】 分散値算出手段1において、被写体の放射線
画像を表す画像データに基づいて放射線画像上の各画素
について各画素を含む所定領域内の分散値を算出し、こ
の分散値を比較手段2に入力して分散値と所定の閾値と
の比較を行い、この比較結果を検出手段3に入力して、
分散値が所定の閾値より大きい画素を含む所定範囲の放
射線画像を石灰化領域として検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被写体の放射線画像を
表す画像データに基づいて放射線画像上の石灰化領域を
検出する石灰化検出方法および装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】人体等の被写体の放射線画像を蓄積記録
した蓄積性蛍光体シートをレーザ光等の励起光で走査し
て輝尽発光光を生ぜしめ、得られた輝尽発光光を光電的
に読み取って得た画像信号に基づいて被写体の放射線画
像を可視像として出力させる放射線記録再生システムが
よく知られている(特開昭55-12429号等)。
【0003】上記蓄積性蛍光体シート等を用いたシステ
ム、特に人体の医療診断用として構成されたシステムに
おいて、近年、単に観察(診断)に適した良好な画質性
能を備えた再生画像を得ることに加えて、画像の自動認
識が行われてきている(たとえば特開昭62-125481 号公
報参照)。
【0004】ここで画像の自動認識とは、画像データに
種々の処理を施すことにより、複雑な放射線画像から目
的とするパターンを抽出する操作をいい、たとえば人体
の胸部X線画像のような種々の線状,円形状のパターン
の入り混じった非常に複雑な画像から、たとえば腫瘍に
対応する陰影を抽出する操作等をいう。
【0005】このように複雑な放射線画像(たとえば人
体の胸部X線画像)において目的とするパターン(たと
えば腫瘍影)を抽出し、その抽出したパターンを明示し
た可視画像を再生表示することにより、観察者の観察の
補助(たとえば医師の診断の補助)を行わせることがで
きる。
【0006】上記特開昭62-125481 号公報には、たとえ
ば人体の胸部X線画像上を、この画像上の位置により変
化しない特定のフィルタを用いて走査し、円形パターン
と線形パターンを抽出し、この円形パターンを腫瘍候
補、線形パターンを血管の陰影として表示する装置が記
載されている。
【0007】しかしながら、人体の放射線画像は非常に
複雑であり、たとえば胸部X線画像において腫瘍の陰影
が肋骨のすぐ脇に現われる場合と、肋骨と肋骨の中間部
に現われる場合とではそのパターンが異なっている等、
上記のように単純な構成の装置では認識洩れや腫瘍でも
ないパターンを腫瘍として認識してしまうことが多いと
いう問題点がある。たとえば医療用システムにおいて画
像の自動認識が行われると、医師が再生画像を観察して
診断を行う際、その自動認識されたパターンに目を奪わ
れがちとなり、自動認識に洩れがあるとそのまま医師が
見逃がしてしまう可能性が高く重大な問題となる。
【0008】これを避けるためには放射線画像上を走査
するフィルタ等を工夫して少しでも腫瘍等の候補と考え
られるパターンを洩れなく抽出することが考えられる。
しかし、このように少しでも腫瘍の候補と考えられるパ
ターンを洩れなく抽出すると、腫瘍ではないパターン
(ノイズ)も多く抽出されることになる。これでも洩れ
があるよりはよいが、あまりにもノイズが多いと自動認
識システムの信頼性が低下し、また診断する医師がかえ
って疲労してしまうことにもなる。
【0009】また、これまで自動認識のない、たとえば
X線フイルムに記録された胸部X線画像を観察(診断)
する医師は、それまでの知識、経験に基づいて、腫瘍が
画像上のどの位置にあってもそのパターンが多少変形し
ていてもかなり適確に腫瘍を抽出しているという事実が
ある。
【0010】したがって画像の自動認識においても、洩
れのないように抽出した腫瘍等の候補から、放射線画像
上を走査するようなフィルタ処理では行うことのできな
い高度な処理を施して極力ノイズを低減させることが望
ましい。
【0011】そこで本出願人により、異常陰影の候補を
抽出し、この候補の近傍の特徴値および被写体の解剖学
的情報に基づいて、抽出された候補の中から異常陰影を
抽出するようにした異常陰影検出装置が提案されている
(特開平3-27479 号)。この方法によれば、画像にノイ
ズが混入することがあっても洩れのないように異常陰影
候補を抽出し、この候補の中から異常陰影を抽出するこ
とができるため、異常陰影を精度良く検出することがで
きる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
3-27479 号に開示されている装置においては、異常陰影
を精度良く検出することができるものの、被写体の解剖
学的情報という非常に複雑な計算を要する高度な情報を
利用するものであるため、異常陰影検出のための処理が
複雑なものとなり、演算に長時間を要し、さらには装置
の構成が複雑なものとなってしまう。
【0013】本発明は上記事情に鑑み、簡易な構成によ
り画像中の異常陰影、とくに石灰化の領域を検出するこ
とができる石灰化検出方法および装置を提供することを
目的とするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明による石灰化検出
方法および装置は、被写体の放射線画像を表す画像デー
タに基づいて前記放射線画像上の石灰化領域を検出する
石灰化検出方法および装置において、前記画像データに
基づいて、前記放射線画像上の各画素について該各画素
を含む所定領域内の分散値を算出し、該分散値を所定の
閾値と比較し、該比較結果に基づいて、該分散値が所定
の閾値より大きい画素を含む所定範囲の前記放射線画像
を前記石灰化領域として検出することを特徴とするもの
である。
【0015】ここで分散値とは、所定領域内の各画素の
画像データの値、すなわち画素値の分散値のことをいう
ものである。
【0016】また、上記所定の領域は、前記被写体を等
倍率で表した放射線画像に対して一辺の長さが0.9m
m以下の矩形の領域、あるいは前記被写体を等倍率で表
した放射線画像に対して直径0.9mm以下の円形の領
域であることが好ましい。
【0017】
【作用および発明の効果】本発明による石灰化検出方法
および装置は、放射線画像上の全ての画素について各画
素を含む所定領域内の画像について分散値を求め、この
分散値が所定の閾値より大きいか小さいかの比較をする
ようにしたものである。ここで、所定領域内の画像に石
灰化のように濃度が他の部分と異なるものが含まれる
と、その所定領域内の画像の分散値は石灰化が含まれな
い所定領域内の画像の分散値よりも大きくなる。したが
って、本発明はこの分散値を所定の閾値と比較し、比較
結果が所定の閾値より大きい画素を含む所定範囲を、石
灰化が含まれる領域として検出するようにしたものであ
る。このように、所定領域内の分散値という非常に簡易
な演算により算出される値を用いて石灰化領域を検出す
るようにしたため、演算速度が向上し、また装置の構成
を簡易なものとすることができる。
【0018】また、所定領域を大きくし過ぎると、この
所定領域中に淡い微小石灰化領域が存在しても分散値が
平均値から大きく分散しないため、石灰化を検出するこ
とができない。本出願人による実験の結果、被写体を等
倍率で表した放射線画像に対して所定領域を一辺の長さ
が0.9mm以下の矩形の領域、あるいは被写体を等倍
率で表した放射線画像に対して直径0.9mm以下の円
形の領域とすることにより上述した微小石灰化領域をも
検出することができることが分かった。このため、所定
領域を被写体を等倍率で表した放射線画像に対して一辺
の長さが0.9mm以下の矩形の領域、あるいは直径
0.9mm以下の円形の領域とすることにより、大小様
々な石灰化領域を検出することが可能となる。
【0019】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例について
説明する。
【0020】図1は本発明による石灰化検出装置を内包
する放射線画像読取装置の実施例を表す図である。な
お、本実施例においては、被写体として乳房を用いて乳
房の放射線画像内の石灰化を検出するものとする。この
石灰化は放射線画像上では周囲と比べて白っぽい(濃度
が低い)パターンとして現れるものである。
【0021】図1に示すように本発明による石灰化検出
装置を内包する放射線画像読取装置は、図2に示すよう
な乳房の放射線画像10が蓄積記録された蓄積性蛍光体シ
ート14が放射線画像読取装置20の所定位置にセットされ
る。この所定位置にセットされた蓄積性蛍光体シート14
は、モータ21により駆動されるエンドレスベルト等のシ
ート搬送手段22により、矢印Y方向に搬送(副走査)さ
れる。一方、レーザー光源23から発せられた光ビーム24
はモータ25により駆動され矢印方向に高速回転する回転
多面鏡26によって反射偏向され、fθレンズ等の集束レ
ンズ27を通過した後、ミラー28により光路を変えてシー
ト14に入射し副走査の方向(矢印Y方向)と略垂直な矢
印X方向に主走査する。シート14の励起光24が照射され
た箇所からは、蓄積記録されている放射線画像情報に応
じた光量の輝尽発光光29が発散され、この輝尽発光光29
は光ガイド30によって導かれ、フォトマルチプライヤ
(光電子増倍管)31によって光電的に検出される。光ガ
イド30はアクリル板等の導光性材料を成形して作られた
ものであり、直線状をなす入射端面30a が蓄積性蛍光体
シート14上の主走査線に沿って延びるように配され、円
環状に形成された射出端面30b にフォトマルチプライヤ
31の受光面が結合されている。入射端面30a から光ガイ
ド30内に入射した輝尽発光光29は、この光ガイド30の内
部を全反射を繰り返して進み、射出端面30b から射出し
てフォトマルチプライヤ31に受光され、放射線画像を表
す輝尽発光光29がフォトマルチプライヤ31によって電気
信号に変換される。
【0022】フォトマルチプライヤ31から出力されたア
ナログ出力信号S0は対数増幅器32で対数的に増幅さ
れ、A/D変換器33でデジタル化され、電気信号として
の画像データS1が得られる。
【0023】得られた画像信号S1は、コンピュータシ
ステム40に入力される。このコンピュータシステム40
は、本発明の石灰化検出装置の一例を構成するものであ
り、CPUおよび内部メモリが内蔵された本体部41、補
助メモリとしてのフロッピィディスクが挿入されドライ
ブされるドライブ部42、オペレータがこのコンピュータ
システム40に必要な指示等を入力するためのキーボード
43および必要な情報を表示するためのCRTディスプレ
イ44から構成されている。
【0024】コンピュータシステム40に入力された画像
データS1に基づいて、放射線画像上の石灰化の検出が
行われる。コンピュータシステム40では、その機能上、
図3に示す各ブロック1〜3に対応する演算が行なわれ
る。以下、図3に示すブロック1〜3をコンピュータシ
ステム40の機能を表すブロックと考える。
【0025】なお、本実施例においては、画像データS
1の画素密度は10pixel/mm,10bit/pixel となってお
り、図2に示す乳房の放射線画像10は2000×2500画素の
画像サイズとなっている。
【0026】まず、図2に示すような放射線画像を表す
画像データS1が図3に示す分散値算出手段1に入力さ
れる。分散値算出手段1においては、図4に示すように
サイズが3×3画素のマスク5を用いて、放射線画像10
上の各画素Pi,j について各画素を中心としてマスク5
内の各画素の画像データの値、すなわち画素値の分散値
を算出する。ここで、マスク5のサイズを3×3とした
のは、マスクサイズを大きくし過ぎると、石灰化の領域
が小さいもの(淡い微小石灰化)を検出することができ
ないため、本出願人による実験の結果、放射線画像が被
写体を等倍率で表すものである場合、マスクサイズは0.
9mm 角以下(読取画素密度10pixel/mmの場合は9×9画
素以下)の場合に、放射線画像10中の石灰化領域を良好
に検出することができるものであることが分かった。そ
こで本実施例においては、9×9画素以下の3×3画素
のマスクサイズとしたものである。
【0027】また、分散値は以下の式(1) により求め
る。
【0028】
【数1】
【0029】次いでこの分散値σ2 は、この分散値σ2
を所定の閾値Thと比較する比較手段2に入力される。
ここで、閾値Thは画像データS1と、画像データS1
中のノイズとを分離するための値を表すものであり、画
像データS1をデジタルデータとして得るまでの撮影系
を含めたノイズの度合いにより大きく異なるため、一意
には決定できない。本出願人による実験の結果、3×3
のマスク5内において、平均的な濃度落差が7QL(10bi
t の場合)であればマスク5内において石灰化領域とし
て現れる濃度が低い突出した信号が含まれることが確認
された。そこで、本実施例においては閾値Thを50QL
設定するものとし、この50QLの閾値Thと分散値σ2
の比較を行うものとする。すなわち、各画素Pi,j にお
ける分散値σ2 が50QLより大きいか、50QL以下であるか
否かの比較がなされる。
【0030】次いでこの比較結果が検出手段3に入力さ
れる。そしてこの検出手段3において、分散値σ2 が閾
値Thよりも大きい画素Pi,j の周辺10×10画素内の領
域7が石灰化領域として検出される。このように、閾値
Thよりも大きい画素Pi,jの周辺10×10画素内の領域
7を石灰化領域として検出することにより、放射線画像
10上において2mm以下の石灰化を検出することが可能と
なる。
【0031】なお、図5(a)に示すように石灰化領域
が大きい場合(0.3mm 以上)、分散値σ2 が閾値Th以
上となる領域は、図5(b)に示すように石灰化像を取
り囲む環状のものとなる。このような場合は、領域7の
サイズを拡大(例えば20×20画素)することにより、こ
の領域7内に石灰化の全領域が含まれることとなり、石
灰化の全領域を検出することが可能となる。
【0032】このように、本発明による石灰化検出装置
は、単純な計算により求められる分散値を用いて放射線
画像の石灰化を検出するようにしたため、コンピュータ
40内で行われる演算を迅速に行うことができ、さらに
は、コンピュータ40内のソフトウエア、ハードウエアの
構成を簡易なものとすることができる。
【0033】なお、上述した実施例においては、分散値
σ2 を算出するためのマスクとしてサイズが3×3画素
のマスクを用いているがこれに限定されるものではな
く、前述したように0.9mm 角以下であればいかなるサイ
ズでもよく、さらにはマスクの形状も正方形に限らず、
長方形あるいは直径が0.9mm 以下の円形のものであって
もよい。
【0034】また、上述した実施例においては、式(1)
により分散値を求めるようにしているが、さらに計算を
簡単なものとするために、以下に示す式(2) により求め
るようにしてもよい。
【0035】
【数2】
【0036】なお、この式(2)により分散値を求める
場合、閾値Thは7〜8QLとする必要がある。
【0037】さらに、上述した実施例においては、比較
手段における閾値を50QLとしているが、これに限定され
るものではなく、前述したようにこの閾値は画像データ
をデジタルデータとして得るまでの撮影系を含めたノイ
ズの度合いにより大きく異なるため、このノイズの度合
いに応じて定めればよいものである。
【0038】また、上記実施例においはて乳房の石灰化
の検出について説明したが、被写体としてはこれに限定
されるものではなく、本発明は、肺等の他の部位の石灰
化の検出にも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による石灰化検出装置を内包した放射線
画像読取装置の概略を表す図
【図2】乳房の放射線画像を表す図
【図3】本発明による石灰化検出装置の構成を示すブロ
ック図
【図4】乳房の放射線画像上のマスクを表す図
【図5】石灰化が大きい場合の石灰化検出方法の詳細を
表す図
【符号の説明】
1 分散値算出手段 2 比較手段 3 検出手段 14 蓄積性蛍光体シート 20 放射線画像読取装置 23 レーザ光源 26 回転多面鏡 29 輝尽発光光 30 光ガイド 31 フォトマルチプライヤ 40 コンピュータシステム

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体の放射線画像を表す画像データに
    基づいて前記放射線画像上の石灰化領域を検出する石灰
    化検出方法において、 前記画像データに基づいて、前記放射線画像上の各画素
    について該各画素を含む所定領域内の分散値を算出し、 該分散値を所定の閾値と比較し、 該比較結果に基づいて、該分散値が所定の閾値より大き
    い画素を含む所定範囲の前記放射線画像を前記石灰化領
    域として検出することを特徴とする石灰化検出方法。
  2. 【請求項2】 前記所定領域が、前記被写体を等倍率で
    表した放射線画像に対して一辺の長さが0.9mm以下
    の矩形の領域であることを特徴とする請求項1記載の石
    灰化検出方法。
  3. 【請求項3】 前記所定領域が、前記被写体を等倍率で
    表した放射線画像に対して直径0.9mm以下の円形の
    領域であることを特徴とする請求項1記載の石灰化検出
    方法。
  4. 【請求項4】 被写体の放射線画像を表す画像データに
    基づいて前記放射線画像上の石灰化領域を検出する石灰
    化検出装置において、 前記画像データに基づいて、前記放射線画像上の各画素
    について該各画素を含む所定領域内の分散値を算出する
    分散値算出手段と、 該分散値を所定の閾値と比較する比較手段と、 該比較結果に基づいて、該分散値が所定の閾値より大き
    い画素を含む所定範囲の前記放射線画像を前記石灰化領
    域として検出する検出手段とからなることを特徴とする
    石灰化検出装置。
  5. 【請求項5】 前記所定領域が、前記被写体を等倍率で
    表した放射線画像に対して一辺の長さが0.9mm以下
    の矩形の領域であることを特徴とする請求項4記載の石
    灰化検出装置。
  6. 【請求項6】 前記所定領域が、前記被写体を等倍率で
    表した放射線画像に対して直径0.9mm以下の円形の
    領域であることを特徴とする請求項4記載の石灰化検出
    装置。
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