(57)【要約】【課題】撮影時の管球の位置の推定を精度良く行う。【解決手段】放射線画像処理装置６は、撮影画像Ｐ中の複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄの画像各々の面積に基づいて、複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄを検出器４から相対的に遠い第１グループと、検出器４から相対的に近い第２グループとに分類するグループ処理部６２ｂと、分類されたグループ毎に、撮影画像Ｐの画像平面上における複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄの相対的な位置に基づいて複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄを分類するマーカ分類部６２ｃと、相対的な位置が合致する第１グループの金属マーカ５１ａ〜５１ｄと第２グループの金属マーカ５２ａ〜５２ｄとをペアにして選択するペア処理部６２ｄとを備える。【選択図】図７
2020018692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能に保持された放射線源である管球に対面するように配置され、該管球から照射された放射線による撮影画像を画像データに変換する検出器と、前記管球と前記検出器との間に設けられ、前記検出器から相対的に遠い位置に第１グループとしての複数のマーカを有し、前記検出器から相対的に近い位置に第２グループとしての複数のマーカを有するファントムとを備える放射線画像処理装置であって、
前記撮影画像中の複数のマーカの画像各々の面積に基づいて、該撮影画像中の複数のマーカが、前記第１グループのマーカと前記第２グループのマーカのいずれに当たるかを判定する判定手段と、
前記判定手段が判定した前記第１グループと前記第２グループのそれぞれにおける複数のマーカの相対位置関係に基づいて、前記第１グループのマーカと前記第２グループのマーカとをペアとして選択するペア処理手段と、
を備えることを特徴とする放射線画像処理装置。
【請求項２】
前記ペア処理手段でペアとして選択されたマーカの位置座標に基づいて前記管球の位置を推定する管球位置推定処理手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像処理装置。
【請求項３】
前記撮影画像の画像平面上の一方向において最外部に位置するマーカと、該一方向と直交する方向において最外部に位置するマーカとで囲まれた領域の中心点を重心として、該重心からの位置をもとに前記複数のマーカを分類することを特徴とする請求項１に記載の放射線画像処理装置。
【請求項４】
前記複数のマーカは、前記第１グループのマーカと前記第２グループのマーカより少なくとも２つのペアを構成可能な数のマーカからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線画像処理装置。
【請求項５】
移動可能に保持された放射線源である管球に対面するように配置され、該管球から照射された放射線による撮影画像を画像データに変換する検出器と、前記管球と前記検出器との間に設けられ、前記検出器から相対的に遠い位置に第１グループとしての複数のマーカを有し、前記検出器から相対的に近い位置に第２グループとしての複数のマーカを有するファントムとを備える放射線画像処理装置における放射線画像処理方法であって、
前記撮影画像中の複数のマーカの画像各々の面積に基づいて、該撮影画像中の複数のマーカが、前記第１グループのマーカと前記第２グループのマーカのいずれに当たるかを判定する判定工程と、
前記判定工程で判定された前記第１グループと前記第２グループのそれぞれにおける複数のマーカの相対位置関係に基づいて、前記第１グループのマーカと前記第２グループのマーカとをペアとして選択するペア処理工程と、
を備えることを特徴とする放射線画像処理方法。
【請求項６】
前記ペア処理工程でペアとして選択されたマーカの位置座標に基づいて前記管球の位置を推定する管球位置推定処理工程をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の放射線画像処理方法。
【請求項７】
前記撮影画像の画像平面上の一方向において最外部に位置するマーカと、該一方向と直交する方向において最外部に位置するマーカとで囲まれた領域の中心点を重心として、該重心からの位置をもとに前記複数のマーカを分類することを特徴とする請求項５に記載の放射線画像処理方法。
【請求項８】
前記複数のマーカは、前記第１グループのマーカと前記第２グループのマーカより少なくとも２つのペアを構成可能な数のマーカからなることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の放射線画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線源である管球の位置を推定する放射線画像処理装置および放射線画像処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トモシンセシス断層撮影を行う放射線画像撮影装置は、放射線源である管球の位置を変更しながら撮影することで複数の画像の信号を取得する。この放射線画像撮影装置は、被写体と共に、ペアの金属マーカを有するファントムを撮影し、画像に写る１つのペアの金属マーカの位置に基づいて撮影時の管球の位置を推定する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８１２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された従来の放射線画像撮影装置のように１つのペアの金属マーカの位置をもとに管球位置を推定する構成では、被検体を載置する天板が傾く等により金属マーカが撮影画像に映り込まない状態が生じ得る。その結果、撮影時の管球の位置の推定を精度良く行えないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、撮影時の管球の位置の推定を精度良く行える放射線画像処理装置および放射線画像処理方法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】
【０００６】
上記目的を達成するために、この発明における放射線画像処理装置は、移動可能に保持された放射線源である管球に対面するように配置され、該管球から照射された放射線による撮影画像を画像データに変換する検出器と、前記管球と前記検出器との間に設けられ、前記検出器から相対的に遠い位置に第１グループとしての複数のマーカを有し、前記検出器から相対的に近い位置に第２グループとしての複数のマーカを有するファントムとを備える放射線画像処理装置であって、前記撮影画像中の複数のマーカの画像各々の面積に基づいて、該撮影画像中の複数のマーカが、前記第１グループのマーカと前記第２グループのマーカのいずれに当たるかを判定する判定手段と、前記判定手段が判定した前記第１グループと前記第２グループのそれぞれにおける複数のマーカの相対位置関係に基づいて、前記第１グループのマーカと前記第２グループのマーカとをペアとして選択するペア処理手段とを備える。
【０００７】
この発明による放射線画像処理装置では、上記のような判定手段、及びペア処理手段を備えていることにより、撮影画像中の複数のマーカを、検出器に対する遠近方向で分けた上でペアにして選択することができる。これにより、撮影画像中の複数のマーカからペアとして選択したマーカの位置に基づいて撮影時の管球の位置を推定することで、例えばファントムが傾いている場合であっても、適切なペアの選択が可能となり、撮影時の管球の位置を正しく推定することが可能になる。
【０００８】
上記放射線画像処理装置において、好ましくは、ペア処理手段でペアとして選択されたマーカの位置座標に基づいて管球の位置を推定する管球位置推定処理手段をさらに備える。これにより、撮影時の管球の位置の推定を精度良く行える。また、好ましくは、撮影画像の画像平面上の一方向において最外部に位置するマーカと、該一方向と直交する方向において最外部に位置するマーカとで囲まれた領域の中心点を重心として、重心からの位置をもとに複数のマーカを分類する。これにより、撮影画像中において複数のマーカの画像の一部が欠けてもペア選択ができる。また、好ましくは、複数のマーカは、第１グループのマーカと第２グループのマーカより少なくとも２つのペアを構成可能な数のマーカからなる。これにより、最小限のマーカによるペア選択が可能となる。
【０００９】
この発明における放射線画像処理方法は、移動可能に保持された放射線源である管球に対面するように配置され、該管球から照射された放射線による撮影画像を画像データに変換する検出器と、前記管球と前記検出器との間に設けられ、前記検出器から相対的に遠い位置に第１グループとしての複数のマーカを有し、前記検出器から相対的に近い位置に第２グループとしての複数のマーカを有するファントムとを備える放射線画像処理装置における放射線画像処理方法であって、
前記撮影画像中の複数のマーカの画像各々の面積に基づいて、該撮影画像中の複数のマーカが、前記第１グループのマーカと前記第２グループのマーカのいずれに当たるかを判定する判定工程と、前記判定工程で判定された前記第１グループと前記第２グループのそれぞれにおける複数のマーカの相対位置関係に基づいて、前記第１グループのマーカと前記第２グループのマーカとをペアとして選択するペア処理工程とを備える。
【００１０】
この発明による放射線画像処理方法では、撮影画像中の複数のマーカを、検出器に対する遠近方向で分けた上でペアにして選択することで、撮影画像中の複数のマーカからペアとして選択したマーカの位置に基づいて撮影時の管球の位置を推定し、例えばファントムが傾いている場合であっても、適切なペアの選択が可能となり、撮影時の管球の位置を正しく推定することが可能になる。
【００１１】
上記放射線画像処理方法において、好ましくは、ペア処理工程でペアとして選択されたマーカの位置座標に基づいて管球の位置を推定する管球位置推定処理工程をさらに備える。これにより、撮影時の管球の位置の推定を精度良く行える。また、好ましくは、撮影画像の画像平面上の一方向において最外部に位置するマーカと、該一方向と直交する方向において最外部に位置するマーカとで囲まれた領域の中心点を重心として、重心からの位置をもとに複数のマーカを分類する。これにより、撮影画像中において複数のマーカの画像の一部が欠けてもペア選択ができる。また、好ましくは、複数のマーカは、第１グループのマーカと第２グループのマーカより少なくとも２つのペアを構成可能な数のマーカからなる。これにより、最小限のマーカによるペア選択が可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、撮影時の管球の位置の推定を精度良く行える。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る放射線画像処理装置を備える放射線画像撮影装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】放射線画像撮影装置が備えるファントムを示す模式図である。
【図３】放射線画像処理装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】放射線画像処理装置が備えるグループ処理手段によるグループ処理を説明する模式図（Ａ）〜（Ｃ）である。
【図５】放射線画像処理装置が備えるマーカ分類手段によるマーカ分類を説明する模式図（Ａ）及び（Ｂ）である。
【図６】放射線画像処理装置における管球の位置を取得する処理を説明する模式図（Ａ）〜（Ｃ）である。
【図７】放射線画像処理装置による処理の流れを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１〜図７を参照して、本発明の実施形態に係る放射線画像処理装置６を備える放射線画像撮影装置１について説明する。
【００１６】
まず、図１〜図３を参照して、本発明の実施形態に係る放射線画像処理装置６を備える放射線画像撮影装置１の構成について説明する。図１は、放射線画像処理装置６を備える放射線画像撮影装置１の全体構成を示す模式図である。図２は、放射線画像撮影装置１が備えるファントム５を示す模式図である。図３は、放射線画像処理装置６の機能構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１に示す放射線画像撮影装置１は、医用としてトモシンセシス断層撮影を行う装置であり、放射線源である管球２の位置を変更しながら被写体Ｔを撮影することで複数の画像データを取得する。具体的には、放射線画像撮影装置１は、管球２、位置変更機構３、検出器４、ファントム５、放射線画像処理装置６、撮影制御部７等を備える。
【００１８】
管球２は、撮影制御部７からの信号に基づいて高電圧が印加されることにより、放射線（Ｘ線）を発生させてその放射線を検出器４に向けて照射する。この管球２は、位置変更機構３によって、移動可能に保持される。位置変更機構３は、撮影制御部７からの信号に基づいて管球２の位置を変更する。
【００１９】
検出器４は、管球２に対面するように配置され、管球２から照射された放射線による撮影画像を画像データに変換するＦＰＤ（Flat Panel Detector）である。すなわち、検出器４は、放射線を電気信号に変換すると共に、変換された電気信号を画像の信号として読み取って、その画像の信号を放射線画像処理装置６に出力する。なお、検出器４は、複数の変換素子（図示省略）と、これら複数の変換素子上に配置された画素電極（図示省略）と、を備える。また、複数の変換素子及び画素電極は、所定の周期（画素ピッチ）で配置される。
【００２０】
ファントム５は、管球２と検出器４との間に設けられ、管球２の位置を推定するために被写体Ｔと共に撮影される。図２に示すように、ファントム５は、樹脂等で構成されており、アルミニウム、金、鉛、タングステン等の金属からなる複数の金属マーカ５０，５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄを内部に有している。金属マーカ５１ａ及び金属マーカ５２ａは、検出器４に対する遠近方向に分けて配置されてペアをなす。金属マーカ５１ｂ及び金属マーカ５２ｂは、検出器４に対する遠近方向に分けて配置されたペアをなす。金属マーカ５１ｃ及び金属マーカ５２ｃは、検出器４に対する遠近方向に分けて配置されてペアをなす。金属マーカ５１ｄ及び金属マーカ５２ｄは、検出器４に対する遠近方向に分けて配置されてペアをなす。
【００２１】
ここでは、ペアを構成する金属マーカは、遠近方向において互いに少なくとも７０ｍｍ離れて配置されている。また、ペアを構成する金属マーカは、遠近方向から見たとき（ファントム５を平面視したとき）に重なり合わない位置に配置されている。
【００２２】
図１に戻って説明する。放射線画像処理装置６は、検出器４によって得られた画像の信号を処理する装置である。この放射線画像処理装置６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）又は画像処理用に構成されたＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のプロセッサ（図示省略）を有する。
【００２３】
図３に示すように、放射線画像処理装置６は、放射線画像処理プログラムを実行することによって、信号取得部６０、画像生成部６１、マーカ情報処理部６２、管球位置推定処理部６３等の各種機能を実現する。
【００２４】
信号取得部６０は、検出器４（図１参照）によって得られた、被写体Ｔとファントム５とが撮影された画像の信号を取得し、取得した画像の信号を画像生成部６１に出力する。
【００２５】
画像生成部６１は、信号取得部６０が出力した画像の信号に基づいて、例えば、あらかじめ決めた画素値の閾値をもとに二値化された撮影画像Ｐ（図４（Ａ）参照）を生成する。図４（Ａ）は、撮影画像Ｐにおいて９個の金属マーカが描出された様子を示しており、被写体Ｔの描出を省略している。
【００２６】
マーカ情報処理部６２は、画像生成部６１で生成された撮影画像Ｐ（図４（Ａ）参照）中の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄ（図４（Ａ）参照）の情報を画像認識によって処理する。具体的には、マーカ情報処理部６２は、ラベル処理部６２ａ、グループ処理部６２ｂ、マーカ分類部６２ｃ、ペア処理部６２ｄ等を備えている。
【００２７】
ラベル処理部６２ａは、撮影画像Ｐ（図４（Ａ）参照）中の複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄ（図４（Ａ）参照）の各々に対してラベリング処理を行って、個々の金属マーカの画像とその他の画像とを互いに区別する。
【００２８】
グループ処理部６２ｂは、ラベル処理部６２ａでラベリングが行われた撮影画像Ｐ中の複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄ（図４（Ａ）参照）各々の面積に基づいて、撮影画像Ｐ中の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄ（図４（Ａ）参照）を検出器４（図１参照）から相対的に遠い第１グループと、検出器４（図１参照）から相対的に近い第２グループとに分類する。
【００２９】
具体的には、グループ処理部６２ｂは、撮影画像Ｐ中の複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄ（図４（Ａ）参照）の各々の面積を算出してから、算出した面積の最大値と最小値との平均値を算出する。そして、グループ処理部６２ｂは、撮影画像Ｐにおいて、平均値よりも大きい面積を有する金属マーカ５１ａ〜５１ｄ（図４（Ｂ）参照）を、検出器４（図１参照）から相対的に遠い（ファントム５内で上部に位置する。）と判定して第１グループに分類すると共に、平均値よりも小さい面積を有する金属マーカ５２ａ〜５２ｄ（図４（Ｃ）参照）を、検出器４（図１参照）から相対的に近い（ファントム５内で下部に位置する。）と判定して第２グループに分類する。
【００３０】
マーカ分類部６２ｃは、分類されたグループ毎に、撮影画像Ｐの画像平面上における複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ（図５（Ａ）参照），５２ａ〜５２ｄ（図５（Ｂ）参照）の相対的な位置に基づいて当該複数の金属マーカ５１ａ〜５ｄ（図５（Ａ）参照），５２ａ〜５２ｄ（図５（Ｂ）参照）を分類する。
【００３１】
具体的には、マーカ分類部６２ｃは、撮影画像Ｐ（図５（Ａ）参照）の画像平面上の一方向（ｘ方向）において最外部に位置する金属マーカと、当該一方向と直交する方向（ｙ方向）において最外部に位置する金属マーカとで囲まれた領域（金属マーカ５１ａ〜５１ｄで囲まれた領域）の中心点を、第１グループの金属マーカ５１ａ〜５１ｄ（図５（Ａ）参照）の座標の重心Ｇ１（図５（Ａ）参照）として、当該重心Ｇ１（図５（Ａ）参照）からの位置をもとに第１グループの金属マーカ５１ａ〜５１ｄ（図５（Ａ）参照）を分類する。
【００３２】
図５（Ａ）に示すように、金属マーカ５１ａは、座標の重心Ｇ１から左上に位置するものに分類される。金属マーカ５１ｂは、座標の重心Ｇ１から右上に位置するものに分類される。金属マーカ５１ｃは、座標の重心Ｇ１から右下に位置するものに分類される。金属マーカ１ｄは、座標の重心Ｇ１から左下に位置するものに分類される。
【００３３】
図３に戻って説明する。マーカ分類部６２ｃは、撮影画像Ｐ（図５（Ｂ）参照）の画像平面上の一方向（ｘ方向）において最外部に位置する金属マーカと、当該一方向と直交する方向（ｙ方向）において最外部に位置する金属マーカとで囲まれた領域（金属マーカ５２ａ〜５２ｄで囲まれた領域）の中心点を、第２グループの金属マーカ５２ａ〜５２ｄ（図５（Ｂ）参照）の座標の重心Ｇ２（図５（Ｂ）参照）として、当該重心Ｇ２（図５（Ｂ）参照）からの位置をもとに第２グループの金属マーカ５２ａ〜５２ｄ（図５（Ｂ）参照）を分類する。
【００３４】
図５（Ｂ）に示すように、金属マーカ５２ａは、座標の重心Ｇ２から左上に位置するものに分類される。金属マーカ５２ｂは、座標の重心Ｇ２から右上に位置するものに分類される。金属マーカ５２ｃは、座標の重心Ｇ２から右下に位置するものに分類される。金属マーカ５２ｄは、座標の重心Ｇ２から左下に位置するものに分類される。
【００３５】
図３に戻って説明する。ペア処理部６２ｄは、相対的な位置が合致する第１グループの金属マーカ５１ａ〜５１ｄ（図５（Ａ）参照）と第２グループの金属マーカ５２ａ〜５２ｄ（図５（Ｂ）参照）とをペアにして選択する。
【００３６】
具体的には、ペア処理部６２ｄは、座標の重心Ｇ１（図５（Ａ）参照）から左上に位置する金属マーカ５１ａ（図５（Ａ）参照）と、座標の重心Ｇ２（図５（Ｂ）参照）から左上に位置する金属マーカ５２ａ（図５（Ｂ）参照）と、をペアにして選択する。そして、ペア処理部６２ｄは、座標の重心Ｇ１（図５（Ａ）参照）から右上に位置する金属マーカ５１ｂ（図５（Ａ）参照）と、座標の重心Ｇ２（図５（Ｂ）参照）から左上に位置する金属マーカ５２ｂ（図５（Ｂ）参照）と、をペアにして選択する。
【００３７】
また、ペア処理部６２ｄは、座標の重心Ｇ１（図５（Ａ）参照）から右下に位置する金属マーカ５１ｃ（図５（Ａ）参照）と、座標の重心Ｇ２（図５（Ｂ）参照）から右下に位置する金属マーカ５２ｃ（図５（Ｂ）参照）と、をペアにして選択する。さらに、ペア処理部６２ｄは、座標の重心Ｇ１（図５（Ａ）参照）から左下に位置する金属マーカ５１ｄ（図５（Ａ）参照）と、座標の重心Ｇ２（図５（Ｂ）参照）から左下に位置する金属マーカ５２ｄ（図５（Ｂ）参照）と、をペアにして選択する。
【００３８】
管球位置推定処理部６３は、ペア処理部６２ｄでペアにして選択された金属マーカ５１ａ〜５１ｄ（図５（Ａ）参照），５２ａ〜５２ｄ（図５（Ｂ）参照）の位置座標に基づいて、管球２（図１参照）の位置を推定する。金属マーカの位置座標は、例えばＦＰＤ（検出器４）の中心を座標の基準とする。
【００３９】
次に、図６を参照して、ペアを構成する金属マーカ５１ａ，５２を例に管球２の位置情報を取得する処理について説明する。図６（Ａ）は、管球２及び金属マーカ５１ａ，５２ａの位置関係を表す模式図である。図６（Ｂ）は、撮影画像Ｐの模式図である。図６（Ｃ）は、管球２と金属マーカ５１ａ，５２ａと撮影画像Ｐ中の金属マーカ５１ａ，５２ａとの位置関係をベクトル図で示した例である。なお、図６（Ａ）では、便宜上、ファントム５は図示していない。
【００４０】
図６（Ａ）に示すように、管球２を所定の位置に配置して斜め方向から放射線を照射した場合、金属マーカ５１ａ及び金属マーカ５２ａを透過した放射線は、検出器４上において異なる点に到達する。したがって、図６（Ｂ）に示すように、撮影画像Ｐ中の金属マーカ５１ａ，５２ａは、異なる位置に描出される。管球２の位置をＳ、金属マーカ５１ａの位置をＭ１、金属マーカ５２ａの位置をＭ２、撮影画像Ｐ中の金属マーカ５１ａの位置をＩ１、撮影画像Ｐ中の金属マーカ５２ａの位置をＩ２とすると、図６（Ｃ）に示すようなベクトル図を得ることができる。
【００４１】
図６（Ｃ）に示すように、管球２、金属マーカ５１ａ，５２ａ及び撮影画像Ｐ中の金属マーカ５１ａ，５２ａは、外分点の関係となっている。すなわち、撮影画像Ｐ中の金属マーカ５１ａは、管球２と金属マーカ５１ａとからなる線分ＳＭ１を、ｔ１：（１−ｔ１）の比率で外分する点である。また、撮影画像Ｐ中の金属マーカ５２ａは、管球２と金属マーカ５２ａとからなる線分ＳＭ２を、ｔ２：（１−ｔ２）の比率で外分する点である。上記の関係より、以下の式（１）及び式（２）が得られる。
【００４２】
【数１】
2020018692.tif 000003
【００４３】
ここで、管球２の位置Ｓの位置座標を（ｘ、ｙ、Ｓｄ）と定義する。また、金属マーカ５１ａの位置Ｍ１の位置座標を（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｄ＋Ｐｓ）と定義する。また、金属マーカ５２ａの位置Ｍ２の位置座標を（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｄ）と定義する。また、撮影画像Ｐ中の金属マーカ５１ａの位置Ｉ１の位置座標を（ａ１、ｂ１、０）と定義する。また、撮影画像Ｐ中の金属マーカ５２ａの位置Ｉ２の位置座標を（ａ２、ｂ２、０）と定義する。
【００４４】
なお、ｘは管球２のＸ方向の座標である。また、ｙは管球２のＹ方向の座標である。また、Ｐａは、金属マーカ５１ａ，５２ａのＸ方向の座標である。また、Ｐｂは、金属マーカ５１ａ，５２ａのＹ方向の座標である。また、Ｓｄは、検出器４から管球２までのＺ方向の距離（ＳＩＤ：Source Image receptor Distance）である。また、Ｐｄは、検出器４から金属マーカ５２ａまでのＺ方向の距離である。また、Ｐｓは、金属マーカ５１ａ，５２ａ同士の間のＺ方向の距離である。
【００４５】
管球２の位置座標、金属マーカ５１ａ，５２ａの位置座標、撮影画像Ｐ中の金属マーカ５１ａ，５２ａの位置座標、上記式（１）及び式（２）から、以下の式（３）〜（８）が得られる。
【００４６】
【数２】
2020018692.tif 000004
【００４７】
上記式（３）〜式（８）のうち、Ｓｄ、Ｐｄ、Ｐｓはそれぞれ既知の値であるため、未知数と式との数が等しくなり、管球２の位置情報を取得することができる。具体的には、式（７）及び式（８）より、以下の式（９）及び式（１０）が得られる。
【００４８】
【数３】
2020018692.tif 000005
【００４９】
ここで、上記式（９）の解をｔ１＝α、上記式（１０）の解をｔ２＝βとすると、上記式（１）及び式（２）より、以下の式（１１）が得られる。また、上記式（３）及び式（４）より、以下の式（１２）が得られる。
【００５０】
【数４】
2020018692.tif 000006
【００５１】
上記式（１１）のａ１及びａ２は、撮影画像Ｐ中における金属マーカ５１ａ，５２ａのＸ座標の値を取得することにより得られる。また、上記式（１２）のｂ１及びｂ２は、撮影画像Ｐ中における金属マーカ５１ａ，５２ａのＹ座標の値を取得することにより得られる。したがって、放射線画像処理装置６は、撮影画像Ｐ中の金属マーカ５１ａ，５２ａの座標値と、上記式（１１）及び式（１２）とにより、撮影画像Ｐを撮影した際の管球２の位置情報を取得することができる。
【００５２】
（管球の位置の推定）
次に、図７を参照して、放射線画像処理装置６による処理について説明する。図７は、放射線画像処理装置６による管球位置推定処理の流れを説明するフローチャートである。
【００５３】
図７に示すように、放射線画像処理装置６は、二値化画像作成の工程Ｓ１と、ラベリングの工程Ｓ２と、各領域の面積算出の工程Ｓ３と、面積によるマーカの遠近判定の工程Ｓ４と、マーカペア決定の工程Ｓ５と、管球座標推定の工程Ｓ６と、をその順番に実行する。
【００５４】
二値化画像作成の工程Ｓ１は、画像生成部６１が、検出器４によって検出された画像の信号に基づいて、二値化された画像Ｐを生成する工程である。
【００５５】
ラベリングの工程Ｓ２は、ラベル処理部６２ａが、撮影画像Ｐ中の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄの各々に対してラベリングを行って、互いに区別する工程である。ここでは、例えば、二値化された撮影画像Ｐの中央部分の矩形領域を関心領域（注目領域）として、その関心領域に対するラベリング処理により、同じ画素値を持つ画素（隣接画素が同じ画素値を持つ画素）が連なる領域を抽出して同じラベルを割り当て、金属マーカを含むファントムの画像領域と被写体Ｔの画像領域とを区別する。関心領域を構成する画素の画素値の平均値をもとに特徴量を抽出して、被写体Ｔと金属マーカとを識別してもよい。
【００５６】
各領域の面積算出の工程Ｓ３は、グループ処理部６２ｂが、ラベル処理部６２ａでラベリングが行われた撮影画像Ｐ中の複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄの各々の面積を算出する工程である。この各領域の面積算出のステップＳ３では、グループ処理部６２ｂが、算出した面積の最大値と最小値との平均値も併せて算出する。
【００５７】
面積によるマーカの遠近判定の工程Ｓ４は、グループ処理部６２ｂが、上記算出した平均値を閾値として、平均値よりも大きい面積を有する撮影画像Ｐ中の金属マーカ５１ａ〜５１ｄを、検出器４から相対的に遠い（図２のファントム５内で上部に位置する。）と判定して第１グループに分類すると共に、平均値よりも小さい面積を有する撮影画像Ｐ中の金属マーカ５２ａ〜５２ｄを、検出器４から相対的に近い（図２のファントム５内で下部に位置する。）と判定して第２グループに分類する工程である。
【００５８】
マーカペア決定の工程Ｓ５は、マーカ分類部６２ｃが、グループ処理部６２ｂで分類されたグループ毎に、複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄのｘｙ座標平面上における相対的な位置に基づいて複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄを分類した上で、ペア処理部６２ｄが、相対的な位置が合致する第１グループの金属マーカ５１ａ〜５１ｄと第２グループの金属マーカ５２ａ〜５２ｄとをペアにして選択する工程である。
【００５９】
具体的には、図５（Ａ）と図５（Ｂ）を参照して説明したように、相対的な位置が合致する金属マーカとして、例えば、金属マーカ５１ａと金属マーカ５２ａのペア、金属マーカ５１ｂと金属マーカ５２ｂのペア、金属マーカ５１ｃと金属マーカ５２ｃのペア、金属マーカ５１ｄと金属マーカ５２ｄのペアのいずれかを選択する。
【００６０】
なお、ファントム５において、検出器４に対する遠近方向に分けて配置されてペアをなす複数の金属マーカとして、ここでは、４つのペアを構成可能な数を例示しているが、これに限定されない。例えばファントム５が傾く等により一部の金属マーカが撮影画像に映り込まない場合を考慮しても、管球位置の推定には、少なくとも２つのペアを構成可能な数の金属マーカを備えていればよい。また、マーカは金属製に限定されず、Ｘ線の吸収量が多ければ、どのような素材であってもよい。
【００６１】
管球座標推定の工程Ｓ６は、管球位置推定処理部６３が、図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）を参照して説明した方法により、ペア処理部６２ｄでペアにして選択された金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄの位置座標に基づいて、管球２の位置を推定する工程である。
【００６２】
（実施形態の効果）
本発明の実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００６３】
本実施形態では、上記のように、放射線画像処理装置６は、移動可能に保持された放射線源である管球２に対面するように配置され、管球２から照射された放射線による撮影画像を画像データに変換する検出器４と、管球２と検出器４との間に設けられ、検出器４に対して遠近方向に分けて配置された複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄを有するファントム５とを備える放射線画像処理装置であって、撮影画像Ｐ中の複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄの画像各々の面積に基づいて、複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄを検出器４から相対的に遠い第１グループと、検出器４から相対的に近い第２グループとに分類するグループ処理部６２ｂと、分類されたグループ毎に、撮影画像Ｐの画像平面上における複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄの相対的な位置に基づいて複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄを分類するマーカ分類部６２ｃと、相対的な位置が合致する第１グループの金属マーカ５１ａ〜５１ｄと第２グループの金属マーカ５２ａ〜５２ｄとをペアにして選択するペア処理部６２ｄと、を備える。
【００６４】
これにより、撮影画像Ｐ中の複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄを、検出器４に対する遠近方向で分けた上でペアにして選択することができる。これにより、撮影画像Ｐ中の複数のペアの金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄの位置に基づいて撮影時の管球２の位置を推定することが可能になるので、例えばファントム５が傾いている場合であっても、撮影時の管球２の位置を正しく推定することが可能になる。すなわち、撮影時の管球２の位置の推定を精度良く行えるようになる。
【００６５】
また、本実施形態では、放射線画像処理装置６は、ペア処理部６２ｄでペアとして選択された金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄの位置座標に基づいて管球２の位置を推定する管球位置推定処理部６３を備える。
【００６６】
そして、本実施形態では、マーカ分類部６２ｃは、撮影画像Ｐの画像平面上の一方向において最外部に位置する金属マーカと、該一方向と直交する方向において最外部に位置する金属マーカとで囲まれた領域の中心点を重心Ｇ１，Ｇ２として、重心Ｇ１，Ｇ２からの位置をもとに複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄを分類する。
【００６７】
また、本実施形態では、複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄは、第１グループの金属マーカ５１ａ〜５１ｄと第２グループの金属マーカ５２ａ〜５２ｄより少なくとも２つのペアを構成可能な数の金属マーカからなる。
【００６８】
また、本実施形態では、放射線画像処理方法は、移動可能に保持された放射線源である管球２に対面するように配置され、管球２から照射された放射線による撮影画像Ｐを画像データに変換する検出器４と、管球２と検出器４との間に設けられ、検出器４に対して遠近方向に分けて配置された複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄを有するファントム５とを備える放射線画像処理装置６における放射線画像処理方法であって、撮影画像Ｐ中の複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄの画像各々の面積に基づいて、複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄを検出器４から相対的に遠い第１グループと、検出器４から相対的に近い第２グループとに分類するグループ処理工程と、分類されたグループ毎に、撮影画像Ｐの画像平面上における複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄの相対的な位置に基づいて複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄを分類するマーカ分類工程と、相対的な位置が合致する第１グループの金属マーカ５１ａ〜５１ｄと第２グループの金属マーカ５２ａ〜５２ｄとをペアとして選択するペア処理工程と、を備える。
【００６９】
また、本実施形態では、ペア処理工程でペアとして選択された金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄの位置座標に基づいて管球２の位置を推定する管球位置推定処理工程をさらに備える。
【００７０】
また、本実施形態では、マーカ分類工程は、撮影画像Ｐの画像平面上の一方向において最外部に位置する金属マーカと、該一方向と直交する方向において最外部に位置する金属マーカとで囲まれる領域の中心点を重心Ｇ１，Ｇ２として、重心Ｇ１，Ｇ２からの位置をもとに複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄを分類する。
【００７１】
また、本実施形態では、複数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄは、第１グループの金属マーカ５１ａ〜５１ｄと第２グループの金属マーカ５２ａ〜５２ｄより少なくとも２つのペアを構成可能な数の金属マーカ５１ａ〜５１ｄ，５２ａ〜５２ｄからなる。
【００７２】
（変形例）
なお、上述した実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更（変形例）が含まれる。
【００７３】
例えば、上記実施形態において、ファントム５は金属マーカ５０を有しているが、金属マーカ５０は、放射線画像処理装置６における処理が正しいかをチェックするため、あるいは画像の再構成等に使用するので、ファントム５は金属マーカ５０を有していなくてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１  放射線画像撮影装置
２  管球
３  位置変更機構
４  検出器
５  ファントム
５０  金属マーカ
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ  金属マーカ（マーカ）
５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ  金属マーカ（マーカ）
６  放射線画像処理装置
６０  信号取得部
６１  画像生成部
６２  マーカ情報処理部
６２ａ  ラベル処理部
６２ｂ  グループ処理部（グループ処理手段）
６２ｃ  マーカ分類部（マーカ分類手段）
６２ｄ  ペア処理部（ペア処理手段）
６３  管球位置推定処理部
７  撮影制御部
Ｔ  被写体
Ｐ  撮影画像
Ｇ１，Ｇ２  重心
Ｓ１  二値化画像作成の工程
Ｓ２  ラベリングの工程
Ｓ３  各領域の面積算出の工程
Ｓ４  面積によるマーカの遠近判定の工程
Ｓ５  マーカペア決定の工程
Ｓ６  管球座標推定の工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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