WO2010050031A1

WO2010050031A1 - 放射線撮影装置

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Publication number: WO2010050031A1
Application number: PCT/JP2008/069781
Authority: WO
Inventors: 滝人酒井; 孝之佐野
Original assignee: 株式会社島津製作所
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2008-10-30
Publication date: 2010-05-06

Abstract

　本発明は、ＦＰＤ４が出力した検出データをＸ線透視画像に変換するＸ線透視画像生成部１１と、Ｘ線透視画像に係数を乗算して、第１中間画像を生成する重み付け部１４と、第１中間画像から第１中間画像を減算することで、第２中間画像Ｐ２を生成する減算処理部１５と、第２中間画像の輝度調節を行って、合成透視画像を生成するヒストグラム生成部１６と、分割部１７と、変換部１８とを備えている。これにより、第２中間画像は、生成されるたびに輝度調節がされるので、Ｘ線透視画像に乗算される係数を変更して、新たに第２中間画像を生成したとしても、表示される合成透視画像は、診断に好適なものとなっている。

Description

放射線撮影装置

　本発明は、二種類の放射線ビームを被検体に照射して、二種類の放射線透視像を生成して、それらに所定の重み付けを行いつつ、一方の放射線透視画像から他方の放射線透視画像を減算して、診断の目的に合わせた合成透視画像を生成するサブトラクション撮影を行うことができる放射線撮影装置に関する。

　放射線撮影装置は、被検体に放射線ビームを照射し、それを透過した放射線を検出して、放射線透視画像を生成する。しかしながら、例えば、被検体の骨部を診断する場合などにおいては、単に放射線透視画像を撮影するだけでは、被検体の軟組織も写りこんでしまい、詳細な診断ができない場合がある。

　放射線には、骨部、軟組織を透過しやすい波長のものと、そうでない波長のものがある。つまり、骨部と軟組織で放射線の透過しやすさが波長で異なっている。また、放射線ビームの出力を変化させると、放射線ビームに含まれる波長スペクトルが変化する。これを利用して、被検体の骨部を強調した合成透視画像（サブトラクション画像）を合成することが可能である（例えば、特許文献１参照）。

　まず、高出力の放射線ビームを被検体に照射する。このとき生成された放射線透視画像を高出力画像とする。次に、低出力の放射線ビームを被検体に照射する。このとき生成された放射線透視画像を低出力画像とする。高出力画像、および低出力画像の画素値に所定の係数を乗算し、高出力画像から低出力画像を減算すると、たとえば、被検体の骨部の造影に適した波長の放射線が強調され、被検体の骨部が鮮明に写りこんだ合成透視画像が得られる。また、高出力画像、および低出力画像の画素値に他の係数を乗算し、上述のような減算を行うと、たとえば、被検体の軟組織の造影に適した波長の放射線が強調され、被検体の軟組織が鮮明に写りこんだ合成透視画像が得られる。合成透視画像は、放射線撮影装置に付属のモニタに表示される。

　この様に、従来の構成では、診断の目的に合わせて、係数を選択し、これを高出力画像、および低出力画像に乗算することで、診断の目的に合致した合成透視画像が生成できるようになっている。
特開２００７－２３６７６６号公報

　しかしながら、このような構成を有する従来例には、次のような問題がある。
　すなわち、従来の構成によれば、第１の合成透視画像が表示された後で、係数を再選択し、第２の合成透視画像を生成すると、直ちには第２の合成透視画像による診断を開始できない。仮に、モニタに第１の合成透視画像が映っているものとする。モニタが表示する放射線透視画像の輝度の調節は、例えば、オペレータがモニタに付属のツマミを操作することによって、第１の合成透視画像の視認に好適なものとされている。この状態で第２の合成透視画像がモニタに表示されると、第２の合成透視画像は、極端に暗い、または、極端に明るいものとなり、オペレータは、再び放射線透視画像の輝度の調節しなければならない。

　つまり、第１の合成透視画像の輝度分布と第２の合成透視画像の輝度分布とが同一であることが保証されていないので、オペレータは合成透視画像がモニタに表示される度に合成透視画像の輝度調節を行う必要があるのである。しかも、高出力画像、および低出力画像に乗算される係数を変更すれば、合成透視画像の輝度分布も自ずと変更してしまう。係数が変更させると、それに応じて、高出力画像から減算される画素値が変動するからである。

　この様に、従来の構成によれば、合成透視画像を生成する度に輝度の調節を行わなければならず、オペレータの操作が煩雑となるのである。

　本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、合成透視画像（サブトラクション画像）を更新する度にモニタの輝度調節を必要とせず、操作が簡単な放射線撮影装置を提供することにある。

　本発明は、この様な目的を達成するために、次に様な構成をとる。
　すなわち、本発明は、所定の出力で放射線ビームを照射する放射線源と、放射線ビームを検出する放射線検出手段と、放射線源を制御する放射線源制御手段とを備えた放射線撮影装置において、放射線検出手段が出力した検出データを放射線透視画像に変換する放射線透視画像生成手段と、第１係数、および第２係数を記憶する係数記憶手段と、一方の放射線透視画像に第１係数を乗算して一方の第１中間画像を生成するとともに、他方の放射線透視画像に第２係数を乗算して他方の第１中間画像を生成する第１中間画像生成手段と、一方の第１中間画像から他方の第１中間画像を減算することで、第２中間画像を生成する第２中間画像生成手段と、第２中間画像の輝度調節を行って、合成透視画像を生成する輝度調節手段とを備えることを特徴とするものである。

　［作用・効果］本発明の構成は、放射線検出手段が出力した検出データを放射線透視画像に変換する放射線透視画像生成手段と、第１係数、および第２係数を記憶する係数記憶手段と、一方の放射線透視画像に第１係数を乗算するとともに一方の第１中間画像を生成するとともに、他方の放射線透視画像に第２係数を乗算して、他方の第１中間画像を生成する第１中間画像生成手段と、一方の第１中間画像から他方の第１中間画像を減算することで、第２中間画像を生成する第２中間画像生成手段とを備えている。これにより、一方の放射線透視画像から他方の放射線透視画像を減算することになり、合成透視画像（サブトラクション画像）が取得できる。そして、第２中間画像は、診断に利用される前に、輝度補正が行われる。この輝度補正は、第２中間画像が生成される度に行われるので、例え、第１係数、第２係数を変更させて第２中間画像を再生成したとしても、診断に利用される合成透視画像の輝度調節は、既になされている。したがって、オペレータは、合成透視画像を撮影するたびにモニタの輝度を調節する必要がない。したがってオペレータの操作が容易な放射線撮影装置が提供できることとなる。

　また、上述の輝度調節手段は、第２中間画像のヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、ヒストグラムの全画素値範囲を主要画素値範囲と不要画素値範囲とに分割する分割手段と、第２中間画像を構成する画素の画素値の各々を新たな画素値に次々と変換していくことで合成透視画像を生成する変換手段とを備え、変換手段により、第２中間画像における画素値のうち、主要画素値範囲内に属する画素値は、合成透視画像における目標画素値範囲内に属する画素値に割り振られる構成とすることができる。

　［作用・効果］上記構成は、本発明における輝度調節の具体的な態様の１つを示している。すなわち、上記構成は、第２中間画像のヒストグラムを生成し、ヒストグラムの全画素値範囲を主要画素値範囲と不要画素値範囲とに分割する。そして、第２中間画像を構成する画素の画素値の各々を新たな画素値に次々と変換していくことで合成透視画像を生成するのである。上記構成によれば、第２中間画像毎にヒストグラムを生成することができるので、合成透視画像の生成を幾度繰返したとしても、その度ごとにヒストグラムを用いた輝度補正が確実にされることになる。

　また、上記構成によれば、第２中間画像における画素値のうち、主要画素値範囲内に属する画素値は、合成透視画像における目標画素値範囲内に属する画素値に割り振られる。この様な構成とすることで、第２中間画像における画素値のうち、頻出の画素値が集中している主要画素値範囲を目標画素値範囲に移行させることができる。目標画素値範囲を主要画素値範囲よりも広いものとすれば、強度的に互いに隣接する画素値の強度の差を広げることができる。したがって、合成透視画像のコントラストは、高いものとなり、鮮明で診断に好適な合成透視画像が取得できるのである。

　また、上述のヒストグラム生成手段は、第２中間画像の一部の領域を構成する画素を基にヒストグラムを生成する構成とすることもできる。

　［作用・効果］上記構成によれば、ヒストグラムを生成する時間を短縮でき、画像の処理速度が向上した放射線撮影装置が提供できる。さらに、第２中間画像におけるヒストグラムの生成に使用する領域を選択できるようにすることで、被検体の関心部位を基準とした第２中間画像の輝度補正が可能となる。

　また、上述の係数記憶手段は、さらに第２中間画像における画素値と合成透視画像における画素値が対応した画素値対応表を第１係数、および第２係数と連関させて記憶し、輝度調節手段は、第１係数、および第２係数に連関した輝度対応表を取得するとともに、輝度対応表を参照して、第２中間画像を構成する画素の画素値の各々を次々と新たな画素値としていくことで合成透視画像を生成する構成とすることもできる。

　［作用・効果］上記構成は、本発明における輝度調節の具体的な態様の１つを示している。すなわち、第２中間画像を構成する画素の画素値の各々を次々と新たな画素値としていくことで合成透視画像が生成されるが、このとき輝度対応表を利用する。こうすることで、ヒストグラムを生成する構成を省略でき、画像の処理速度が向上した放射線撮影装置が提供できる。

　また、本発明は、複数の合成透視画像を結合して動画を生成する結合手段を更に備えることもできる。

　［作用・効果］上記構成によれば、診断に好適な動画を生成することができる。上記構成によれば、例えば、第２中間画像を取得する毎にヒストグラムを生成して、合成透視画像を生成する構成とすることもできる。また、経時的に隣接した合成透視画像の明度があまりにも違いすぎる場合、新しい合成透視画像の輝度を再び調節する構成とすることもできる。さらには、始めに取得された第２中間画像のヒストグラムを共用のものとして、以降の合成透視画像を生成し、これを結合する構成としてもよい。いずれの構成によっても、診断に好適な動画が取得できる。

　本発明の構成は、合成透視画像（サブトラクション画像）が取得できる。そして、第２中間画像は、診断に利用される前に、輝度補正が行われる。この輝度補正は、第２中間画像が生成される度に行われるので、例え、設定を変更させて第２中間画像を再生成したとしても、診断に利用される合成透視画像の輝度調節は、既になされている。したがって、オペレータは、合成透視画像を撮影するたびにモニタの輝度を調節する必要がない。したがってオペレータの操作が容易な放射線撮影装置が提供できることとなる。

実施例１に係るＸ線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。実施例１に係るＸ線撮影装置の動作を説明するフローチャートである。実施例１に係るヒストグラムを説明する模式図である。実施例１に係る変換部の動作を説明する模式図である。本発明の１変形例に係るＸ線撮影装置の構成を説明する機能ブロック図である。本発明の１変形例に係るＸ線撮影装置の構成を説明する模式図である。

符号の説明

３　　Ｘ線管（放射線源）
４　　ＦＰＤ（放射線検出手段）
６　　Ｘ線管制御部（放射線源制御手段）
１１　Ｘ線透視画像生成部（放射線透視画像生成手段）
１２　係数記憶部（係数記憶手段）
１４　重み付け部（第１中間画像生成手段）
１５　減算処理部（第２中間画像生成手段）
１６　ヒストグラム生成部（ヒストグラム生成手段）
１７　分割部（分割手段）
１８　変換部（変換手段）
１９　結合部（結合手段）

　以下、本発明に係る放射線撮影装置の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、実施例においては、Ｘ線を用いたＸ線撮影装置１について説明する。

　まず、実施例１に係るＸ線撮影装置１の構成について説明する。図１は、実施例１に係るＸ線撮影装置１の構成を説明する機能ブロック図である。図１に示すように、実施例１に係るＸ線撮影装置１には、被検体Ｍを載置する天板２と、その天板２に隣接してパルス状のＸ線ビームを照射するＸ線管３と、被検体を透過したＸ線を検出するフラット・パネル・ディテクタ（ＦＰＤ）４と、ＦＰＤ４に入射する散乱Ｘ線を除去するＸ線グリッド５とが設けられている。また、実施例１の構成は、Ｘ線管３の管電圧、管電流やＸ線ビームのパルス幅を制御するＸ線管制御部６とを備えている。そして、Ｘ線撮影装置１は、ＦＰＤ４から出力された検出データをＸ線透視画像に変換するＸ線透視画像生成部１１と、後述の種々の係数を記憶する係数記憶部１２と、Ｘ線透視画像にログ変換処理を行うログ変換処理部１３と、Ｘ線透視画像に係数を乗算する重み付け部１４と、一方のＸ線透視画像から他方のＸ線透視画像を減算する減算処理部１５と、Ｘ線透視画像のヒストグラムＳを生成するヒストグラム生成部１６と、ヒストグラムＳの画素値範囲を分割する分割部１７と、画素値を変換して合成透視画像を生成する変換部１８と、合成透視画像を結合して動画を生成する結合部１９とを備えている。なお、Ｘ線管は、本発明の放射線源に相当し、ＦＰＤは、本発明の放射線検出手段に相当する。また、Ｘ線管制御部は、本発明の放射線源制御手段に相当し、Ｘ線透視画像生成部は、本発明の放射線透視画像生成手段に相当する。さらに、係数記憶部、重み付け部、および減算処理部の各々は、本発明の係数記憶手段、第１中間画像生成手段、第２中間画像生成手段のそれぞれに相当する。さらにまた、ヒストグラム生成部、分割部、変換部、および結合部の各々は、本発明のヒストグラム生成手段、分割手段、変換手段、結合手段のそれぞれに相当する。また、ヒストグラム生成手段、分割手段、およ変換手段は、本発明の輝度補正手段の具体的な態様に相当する。

　また、Ｘ線撮影装置１は、オペレータの指示を受け付ける操作卓２３と、Ｘ線透視画像、または動画が表示される表示部２２とを備えている。

　さらにまた、Ｘ線撮影装置１は、Ｘ線管制御部６，Ｘ線透視画像生成部１１，係数記憶部１２，ログ変換処理部１３，重み付け部１４，減算処理部１５，ヒストグラム生成部１６，分割部１７，変換部１８，および結合部１９を統括的に制御する主制御部２５を備えている。この主制御部２５は、ＣＰＵによって構成され、種々のプログラムを実行することにより、各部を実現している。また、上述の各部は、それらを担当する演算装置に分割されて実行されてもよい。

　次に、実施例１に係るＸ線撮影装置１の動作について説明する。図２は、実施例１に係るＸ線撮影装置１の動作を説明するフローチャートである。図２に示すように、実施例１に係るＸ線撮影装置１にて合成透視画像を生成するには、被検体を天板に載置する載置ステップＳ１と、被検体に高出力の放射線ビームを照射して、高出力画像Ｈを生成する高出力画像生成ステップＳ２と、被検体に低出力の放射線ビームを照射して、低出力画像Ｌを生成する低出力画像生成ステップＳ３と、高出力画像Ｈ，および低出力画像Ｌをログ変換するログ変換ステップＳ４と、高出力画像Ｈ，および低出力画像Ｌの各々に所定の係数を乗算して第１中間画像Ｐ１を生成し、第１中間画像Ｐ１同士を減算して第２中間画像Ｐ２を生成する中間画像生成ステップＳ５と、第２中間画像Ｐ２のヒストグラムＳ解析を実行し、ヒストグラムＳの全画素値範囲を分割する分割ステップＳ６と、第２中間画像Ｐ２のヒストグラムＳに基づいて、第２中間画像Ｐ２を構成する画素の画素値を新たな画素値に変更して、合成透視画像を生成する画素値変更ステップＳ７とを備えている。以降、これらの各ステップについて、順を追って説明する。

　＜載置ステップＳ１，高出力画像生成ステップＳ２，低出力画像生成ステップＳ３＞
　まず、天板２に被検体Ｍが載置され、被検体ＭのＸ線透視撮影の準備を行う。そして、Ｘ線管制御部６は、高出力のＸ線ビームを照射するように、Ｘ線管３の管電圧、管電流、Ｘ線ビームの照射時間を決定し、それにしたがってＸ線管３は、高出力のＸ線ビームを照射する。その後、Ｘ線管制御部６は、低出力のＸ線ビームを照射するように、Ｘ線管３の管電圧、管電流、Ｘ線ビームの照射時間を決定し、それにしたがってＸ線管３は、低出力のＸ線ビームを照射する。なお、このときのＸ線ビームは、パルス状となっている。

　高出力のＸ線ビームが照射された時点で、ＦＰＤ４は、被検体Ｍを透過したＸ線ビームを検出し、検出信号をＸ線透視画像生成部１１に向けて出力する。Ｘ線透視画像生成部１１では、検出信号を基にＸ線透視画像を生成する。高出力のＸ線ビームを被検体Ｍに照射して得られた検出信号を基に生成されたＸ線透視画像は、高出力画像Ｈであり、低出力のＸ線ビームを被検体Ｍに照射して得られた検出信号を基に生成されたＸ線透視画像は、低出力画像Ｌである。この高出力画像Ｈ，および低出力画像Ｌは、後段のログ変換処理部１３に送出される。なお、高出力画像、および低出力画像のいずれかのうちの一方は、本発明の一方のＸ線透視画像に相当し、高出力画像、および低出力画像のいずれかのうちの他方は、本発明の他方のＸ線透視画像に相当する。

　高出力のＸ線ビームは、低い出力のＸ線ビームは、様々な波長のＸ線を含んでいる。高出力のＸ線ビームは、例えば、低い出力のＸ線ビームと比べて、より多くの特定波長のＸ線を含んでいることになる。このように、高出力のＸ線ビームと、低出力のＸ線ビームとが被検体Ｍを透過するときの透過特性は、互いに異なっている。したがって、高出力のＸ線ビームに含まれる特定波長のＸ線の透過性に基づいた透視画像を得たい場合には、高出力画像Ｈから低出力画像Ｌを減算すればよいことになる。

　検査の目的によって、強調したいＸ線の波長は変動する。そこで、高出力画像Ｈ，および低出力画像Ｌに所定の係数を乗算した後、高出力画像Ｈから低出力画像Ｌを減算すれば、強調したいＸ線の波長を選択することができるようになる。そこで、今度は、この様な減算処理を行う。

　＜ログ変換ステップＳ４＞
　上述の減算処理に先立って、高出力画像Ｈ，および低出力画像Ｌは、ログ変換処理部１３に送出される。そして、高出力画像Ｈは、ログ変換データｌｏｇＨに変換され、低出力画像Ｌは、ログ変換データｌｏｇＬに変換される。この処理の存在理由は、Ｘ線の波長と、Ｘ線の被検体の透過度には、指数関数的な関係が重畳していることによる。つまり、両画像Ｈ，Ｌを減算処理する前に、いったんログ変換処理を行っておけば、両ログ変換データｌｏｇＨ，ｌｏｇＬには、予め強い傾向である指数関数的な関係が消去されている。したがって、ログ変換データ同士を減算処理すれば、高出力画像Ｈと低出力画像Ｌとの差異がより判然とするのである。

　＜中間画像生成ステップＳ５＞
　ログ変換処理によって生成された両ログ変換データｌｏｇＨ，ｌｏｇＬは、重み付け部１４に送出される。重み付け部１４は、係数記憶部１２で記憶された係数を読み出す。このとき、２つの係数がペアで読み出される。そのうちの一方がログ変換データｌｏｇＨに乗算される高出力用係数であり、他方がログ変換データｌｏｇＬに乗算される低出力用係数である。高出力用係数、および低出力用係数は、関連付けられて、係数のセットとなっている。係数記憶部１２においては、この係数のセットを複数個記憶している。どの係数のセットが読み出されるかについては、検査の目的による。具体的には、操作卓２３を通じてオペレータが検査目的を入力し、それにふさわしい係数のセットが重み付け部１４に送出されるのである。

　そして、ログ変換データｌｏｇＨには、高出力用係数が乗算され、ログ変換データｌｏｇＬには、低出力用係数が乗算される。こうして、ログ変換データｌｏｇＨは、第１中間画像Ｈ１に変換され、ログ変換データｌｏｇＬは、第１中間画像Ｌ１に変換される。このとき、第１中間画像Ｈ１，Ｌ１は、未だログ変換が施された状態となっている。そして、第１中間画像Ｈ１と第１中間画像Ｌ１とが、減算処理部１５に送出される。なお、低出力用係数、高出力用係数のうちの一方が本発明の第１係数に相当し、他方が本発明の第２係数に相当する。

　減算処理部１５は、第１中間画像Ｈ１から第１中間画像Ｌ１を減算する減算処理が行われ、第２中間画像Ｐ２が生成される。この第２中間画像Ｐ２は、減算処理部１５において、減算処理の後にログ逆変換処理も行われたものとなっている。

　＜分割ステップＳ６＞
　次に、本発明における特徴的な輝度補正の処理について説明する。すなわち、第２中間画像Ｐ２を構成する画素の画素値を変換して新たな画像を生成するのである。まず、第２中間画像Ｐ２は、ヒストグラム生成部１６に送出され、第２中間画像Ｐ２のヒストグラムＳを生成する。このヒストグラムＳは、図３に示すように画素値ａと、頻度ｆとが関連したグラフで表現することができる。画素値ａは、０から４０９５までの値をとり、頻度ｆは、画素値ａの各々が第２中間画像Ｐ２において、どの位の頻度で出現するかを表している。例えば、第２中間画像Ｐ２の全面が完全に黒く塗りつぶされている場合、頻度ｆは、画素値が０の領域のみに偏り、１から４０９５までの画素値の頻度ｆは０となる。実際は、第２中間画像Ｐ２には、被検体Ｍの透視画像が写りこんでいるので、頻度ｆは、図３に示すように、画素値ａにおける全範囲（全画素値範囲ｒ０）の内のある領域（主要画素値範囲ｒ１）に偏っている。

　生成されたヒストグラムＳは、分割部１７に送出される。分割部１７において、ヒストグラムＳを参照することで、全画素値範囲ｒ０は、主要画素値範囲ｒ１と、不要画素値範囲ｒ２，ｒ３とに分割される。この実際の処理について説明する。分割部１７は、画素値が０であるときの頻度ｆをヒストグラムＳから読み取る。そして、画素値を１ずつ増加させながら、そのときの頻度ｆを読み取っていく。このとき読み取られた頻度ｆは、合算され、累積頻度Ｆとして表す。そして、累積頻度Ｆが、全画素値範囲ｒ０における頻度ｆの合計のうちのどの位の割合を占めるかを求める。分割部１７は、累積頻度Ｆの割合が所定の設定値となったところで、頻度ｆを読み取りを終了し、このときの画素値ａを読み取る。このときの画素値をＡ１とする。分割部１７においては、画素値が０からＡ１の間の領域を不要画素値範囲ｒ２と判別する。設定値は、低く設定されるので、不要画素値範囲ｒ２に属する画素値が第２中間画像に表れる頻度は、低いものとなっている。

　また、累積頻度Ｆは、高画素値側についても求められる。すなわち、画素値ａが４０９５であるときの頻度ｆをヒストグラムＳから読み取って、以降、画素値を１ずつ減少させながら累積頻度Ｆを求める。分割部１７は、累積頻度Ｆの割合が所定の設定値となったところで、頻度ｆを読み取りを終了し、このときの画素値をＡ２とする。分割部１７においては、画素値がＡ２から４０９５の間の領域を不要画素値範囲ｒ３と判別する。この画素値Ａ１，Ａ２は、変換部１８に送出される。これとは別に、減算処理部１５から第２中間画像Ｐ２が変換部１８に送出される。

　＜画素値変更ステップＳ７＞
　変換部１８は、送出された画素値Ａ１，Ａ２からヒストグラムＳにおける主要画素値範囲と不要画素値範囲を認識する。そして、この主要画素値範囲ｒ１と不要画素値範囲ｒ２，ｒ３を基に第２中間画像Ｐ２を構成する画素の画素値を変換するのである。具体的には、第２中間画像Ｐ２における画素値のうち、主要画素値範囲ｒ１内に属する画素値は、変換部１８により、合成透視画像における目標画素値範囲ｔ内に属する画素値に割り振られる。

　図４は、実施例１に係る変換部の動作を説明する模式図である。図４の上側の配列は、第２中間画像Ｐ２における全画素値範囲ｒ０を表しており、画素値は０から４，０９５まで用意されている。また、画素値Ａ１は、１，０００であるものとし、画素値Ａ２は、２，０００であるものする。したがって、主要画素値範囲ｒ１の幅は、１，０００個分の画素値である。

　図４の下側の配列は、変換部１８により、これから生成される合成透視画像における全画素値範囲を表しおり、画素値は、簡潔な説明のため、第２中間画像Ｐ２と同様に０から４，０９５まで用意されているものとする。しかし、実際は、この構成に限られない。合成透視画像における全画素値範囲には、所定の画素値範囲が設定されている。すなわち、下限値Ｂ１と上限値Ｂ２とに挟まれた目標画素値範囲ｔである。また、下限値Ｂ１は、５０であるものとし、上限値Ｂ２は、４，０５０であるものとする。したがって、目標画素値範囲ｔの幅は、４，０００個分の画素値である。

　変換部１８は、第２中間画像Ｐ２を構成する各々の画素に対応する画像値を読み出し、これが主要画素値範囲ｒ１にあるか、それとも不要画素値範囲ｒ２，ｒ３にあるかを判断する。主要画素値範囲ｒ１内に属する画素値は、合成透視画像における目標画素値範囲ｔ内に属する画素値に割り振られるのであるから、例えば、第２中間画像Ｐ２における１，０００の画素値は、合成透視画像における５０とされる。すなわち、第２中間画像Ｐ２における２，０００の画素値は、変換部１８によって全て５０に変換される。同様に、第２中間画像Ｐ２における１，０００の画素値は、合成透視画像における４，０５０の画素値とされる。

　第２中間画像Ｐ２における１，００１から１，９９９までの画素値は、線形的なスケーリングが施されて、目標画素値範囲ｔ内に割り振られる。すなわち、目標画素値範囲ｔの幅は、主要画素値範囲ｒ１の幅の４倍となっているわけであるから、主要画素値範囲ｒ１を４倍に拡大すると目標画素値範囲に一致する。第２中間画像Ｐ２における１，０００の画素値は、５０の画素値とされたが、１，０００の画素値よりも１だけ増加した第２中間画像Ｐ２における１，００１の画素値は、５０の画素値よりも４だけ増加した５４の画素値とされるわけである。そして、第２中間画像Ｐ２における１，００１の画素値は、変換部１８によって全て５４に変換される。つまり、主要画素値範囲ｒ１の上限値は、目標画素値範囲ｔの上限値に割り振られ、主要画素値範囲ｒ１の下限値は、目標画素値範囲ｔの下限値に割り振られる。

　不要画素値範囲ｒ２，ｒ３における画素値も変換部１８によって変換されるが、その具体的な態様は特に限定されない。たとえば、不要画素値範囲ｒ２の画素値を全て下限値Ｂ１よりも小さい所定の画素値（例えば０）としてもよい。同様に、不要画素値範囲ｒ３の画素値を全て上限値Ｂ２よりも大きい所定の画素値（例えば４，０９５）としてもよい。

　この様に、第２中間画像Ｐ２における画素値は次々と変換部１８によって変換され、合成透視画像が生成される。この合成透視画像は、表示部２２に表示され、実施例１に係るＸ線撮影装置１を用いた合成透視画像の生成は終了となる。

　なお、実施例１に係るＸ線撮影装置１は複数の合成透視画像を経時的に結合して動画を生成することができる。つまり、高出力のパルスと低出力のパルスとが交互に被検体Ｍに向けて照射されることになる。この動画も表示部２２にて表示される。このとき、合成透視画像の各々について、再び輝度補正が施されるので、これについて説明する。結合部１９は、変換部１８から送出された合成透視画像の各々の明度を割り出す。この具体的な方法としては、合成透視画像を構成する画素の画素値を平均してこの値を明度とする。合成透視画像は、経時的に次々と結合部１９に送出され、その度ごとに明度が割り出されるのである。経時的に隣接した合成透視画像の明度があまりにも違いすぎると、動画の視認性の悪化に繋がる。本発明によれば、経時的に隣接した合成透視画像の明度が５％以上相違している場合、結合部１９は、新しい方の合成透視画像の画素値を変更して明度を調節する。明度の調節方法としては、合成透視画像の画素値の各々に対して所定のバイアス値を加算・減算することで、新しい方の合成透視画像における明度を古い方の合成透視画像における明度に近づける。

　なお、実施例１のＸ線撮影装置１における動画の生成については、必ずしも上述の構成を採用しなくともよい。すなわち、輝度補正を再び行わずに合成透視画像を単に結合して動画を生成してもよいし、始めに取得された第２中間画像Ｐ２のヒストグラムＳを共用のものとして、以降の合成透視画像を生成し、これを結合する構成としてもよい。つまり、Ｘ線撮影装置１に搭載されるＣＰＵの処理能力と、診断の種別に応じて、上述のような種々の構成が選択可能である。

　以上のように、実施例１の構成は、合成透視画像（サブトラクション画像）が取得できる。そして、第２中間画像Ｐ２は、診断に利用される前に、輝度補正が行われる。この輝度補正は、第２中間画像Ｐ２が生成される度に行われるので、例え、高出力用係数、および低出力用係数を変更させて第２中間画像Ｐ２を再生成したとしても、診断に利用される合成透視画像の輝度調節は、既になされている。したがって、オペレータは、合成透視画像を撮影するたびに表示部２２の輝度を調節する必要がない。したがってオペレータの操作が容易なＸ線撮影装置１が提供できることとなる。

　実施例１の構成は、第２中間画像Ｐ２のヒストグラムＳを生成し、ヒストグラムＳの全画素値範囲ｒ０を主要画素値範囲ｒ１と不要画素値範囲ｒ２，ｒ３とに分割する。そして、第２中間画像Ｐ２を構成する画素の画素値ａの各々を新たな画素値に次々と変換していくことで合成透視画像を生成するのである。実施例１の構成によれば、第２中間画像Ｐ２毎にヒストグラムＳを生成することができるので、合成透視画像の生成を幾度繰返したとしても、その度ごとにヒストグラムＳを用いた輝度補正が確実にされることになる。

　また、実施例１の構成によれば、第２中間画像Ｐ２における画素値のうち、主要画素値範囲内に属する画素値ａは、合成透視画像における目標画素値範囲ｔ内に属する画素値ａに割り振られる。この様な構成とすることで、第２中間画像Ｐ２における画素値ａのうち、頻出の画素値が集中している主要画素値範囲ｒ１を目標画素値範囲ｔに移行させることができる。目標画素値範囲ｔを主要画素値範囲ｒ１よりも広いものとすれば、画素値が互いに似通った画素において、画素値の差を広げることができる。したがって、合成透視画像のコントラストは、高いものとなり、鮮明で診断に好適な合成透視画像が取得できるのである。

　本発明は、上述の実施例の構成に限られず、下記のような変形実施が可能である。

　（１）上述した実施例においては、第２中間画像Ｐ２は、ヒストグラム生成部１６に送出されていたが、本発明は、この構成に限らない。図５に示すように、ヒストグラム生成部を有しない構成とすることもできる。すなわち、係数記憶部１２には、高出力用係数と低出力用係数とが関連付けられていたが、これらに加えて輝度対応表Ｔ１をも連関させる構成としてもよい。輝度対応表Ｔ１は、係数記憶部１２において記憶されている。この輝度対応表Ｔ１は、図６に示すように、第２中間画像Ｐ２の画素値と合成透視画像の画素値が対応した表となっている。輝度補正部２０は、第２中間画像Ｐ２を構成する画素の画素値を読み出して、輝度対応表Ｔ１における第２中間画像Ｐ２の欄において、これと同一の画素値を検索する。そして、これに対応する合成透視画像の画素値を取得するわけである。最後に、第２中間画像Ｐ２における画素値を取得された合成透視画像の画素値に変換する。こうすることで、ヒストグラムＳを生成する構成を省略でき、画像の処理速度が向上したＸ線撮影装置１が提供できる。しかも、複数の輝度対応表Ｔ１がそれらに対応する高出力用係数、および低出力用係数に関連付けられているので、高出力用係数と低出力用係数の変更に応じて好適な輝度対応表Ｔ１を使用することができ、各係数の変更に係らず合成透視画像の輝度分布を一定とすることができる。なお、本変形例における輝度補正部は、本発明の輝度調節手段に相当する。

　（２）上述した実施例において、第２中間画像Ｐ２の全域を用いてヒストグラムＳを生成していたが、本発明はこれに限らない。すなわち、第２中間画像Ｐ２の一部を用いてヒストグラムＳを生成する構成としてもよい。こうすることで、ヒストグラムＳを生成する時間を短縮でき、画像の処理速度が向上したＸ線撮影装置１が提供できる。さらに、操作卓２３にて、第２中間画像Ｐ２におけるヒストグラムＳの生成に使用する領域を選択できるようにすることで、被検体Ｍの関心部位を基準とした第２中間画像Ｐ２の輝度補正が可能となる。

　（３）上述した実施例は、医用の装置であったが、この発明は、工業用や、原子力用の装置にも適応することができる。

　以上のように、本発明は、医療機器に適している。

Claims

　所定の出力で放射線ビームを照射する放射線源と、前記放射線ビームを検出する放射線検出手段と、前記放射線源を制御する放射線源制御手段とを備えた放射線撮影装置において、
　前記放射線検出手段が出力した検出データを放射線透視画像に変換する放射線透視画像生成手段と、
　第１係数、および第２係数を記憶する係数記憶手段と、
　一方の放射線透視画像に前記第１係数を乗算して一方の第１中間画像を生成するとともに、他方の放射線透視画像に前記第２係数を乗算して他方の第１中間画像を生成する第１中間画像生成手段と、
　前記一方の第１中間画像から前記他方の第１中間画像を減算することで、第２中間画像を生成する第２中間画像生成手段と、
　前記第２中間画像の輝度調節を行って、合成透視画像を生成する輝度調節手段とを備えることを特徴とする放射線撮影装置。
　請求項１に記載の放射線撮影装置において、
　前記輝度調節手段は、
　前記第２中間画像のヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、
　前記ヒストグラムの全画素値範囲を主要画素値範囲と不要画素値範囲とに分割する分割手段と、
　前記第２中間画像を構成する画素の画素値の各々を新たな画素値に次々と変換していくことで合成透視画像を生成する変換手段とを備え、
　前記変換手段により、前記第２中間画像における画素値のうち、前記主要画素値範囲内に属する画素値は、前記合成透視画像における目標画素値範囲内に属する画素値に割り振られることを特徴とする放射線撮影装置。
　請求項２に記載の放射線撮影装置において、
　前記ヒストグラム生成手段は、前記第２中間画像の一部の領域を構成する画素を基に前記ヒストグラムを生成することを特徴とする放射線撮影装置。
　請求項１に記載の放射線撮影装置において、
　前記係数記憶手段は、さらに前記第２中間画像における画素値と前記合成透視画像における画素値が対応した画素値対応表を前記第１係数、および前記第２係数と連関させて記憶し、
　前記輝度調節手段は、前記第１係数、および前記第２係数に連関した輝度対応表を取得するとともに、前記輝度対応表を参照して、前記第２中間画像を構成する画素の画素値の各々を次々と新たな画素値としていくことで前記合成透視画像を生成することを特徴とする放射線撮影装置。
　請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の放射線撮影装置において、
　複数の合成透視画像を結合して動画を生成する結合手段を更に備えていることを特徴とする放射線撮影装置。