(57)【要約】【課題】  X線照射野領域の一部の辺縁が、X線絞り遮蔽領域との画素値が近似している被検体領域のみのX線画像であっても適正なX線照射野領域を求めることができるX線画像診断装置を提供する。【解決手段】  X線画像におけるX線絞り装置により遮蔽されたX線絞り遮蔽領域と遮蔽されていないX線照射野領域との境界線を隣接する画素値の差分を用いて検出する境界線検出部と、この境界線検出部によって検出された境界線を用いて画素値のばらつき度を算出するための領域を設定するばらつき度算出領域設定部と、このばらつき度算出領域設定部によって設定された領域内の画素値のばらつき度を算出するばらつき度算出部と、このばらつき度算出部によって算出されたばらつき度を用いて前記境界線検出部により設定された境界線の位置が適切であるかを判定し、適切でないと判定した場合、該境界線の位置が適切となる位置まで移動させ、移動後の境界線を用いて囲われた領域をX線照射野領域の位置として判定するX線照射野領域判定部と、を有する。【選択図】          図3
2014168504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線画像におけるＸ線絞り装置により遮蔽されたＸ線絞り遮蔽領域と遮蔽されていないＸ線照射野領域との境界線を隣接する画素値の差分を用いて検出する境界線検出部と、前記境界線検出部によって検出された境界線を用いて画素値のばらつき度を算出するための領域を設定するばらつき度算出領域設定部と、前記ばらつき度算出領域設定部によって設定された領域内の画素値のばらつき度を算出するばらつき度算出部と、前記ばらつき度算出部によって算出されたばらつき度を用いて前記境界線検出部により設定された境界線の位置が適切であるかを判定し、適切でないと判定した場合、該境界線の位置が適切となる位置まで移動させ、移動後の境界線を用いて囲われた領域をＸ線照射野領域の位置として判定するＸ線照射野領域判定部と、を有することを特徴とするＸ線画像診断装置。
【請求項２】
前記Ｘ線画像は四角形状であり、前記境界線検出部は上下左右にそれぞれ１本ずつの境界線を検出し、前記ばらつき度算出領域設定部は、前記境界線検出部によって検出された４本の境界線のうち、３本の境界線と前記Ｘ線画像の外周の一辺とで囲われた領域を、前記ばらつき度を算出するための領域として設定すること
を特徴とする請求項１に記載のＸ線画像診断装置。
【請求項３】
前記ばらつき度算出部は、標準偏差を用いて前記ばらつき度算出領域設定部によって設定された領域内のばらつき度を算出すること
を特徴とする請求項２に記載のＸ線画像診断装置。
【請求項４】
前記Ｘ線照射野領域判定部は、前記ばらつき度算出部で算出された標準偏差が、予め設定した閾値と比較することで前記境界線検出部により設定された境界線の位置の適否を判定すること
を特徴とする請求項３に記載のＸ線画像診断装置。
【請求項５】
前記Ｘ線照射野領域判定部は、前記ばらつき度算出部で算出された標準偏差が、他の領域で算出された標準偏差と比較することで、前記境界線検出部により設定された境界線の位置の適否を判定すること
を特徴とする請求項３に記載のＸ線画像診断装置。
【請求項６】
被検体にＸ線を照射するＸ線源と、前記被検体に対するＸ線照射野領域を設定するＸ線絞り装置と、前記Ｘ線源と対向配置される前記被検体の透過Ｘ線を検出するX線検出部と、前記X線検出部から出力されたＸ線をＸ線画像に変換するX線画像処理部と、前記画像処理部から出力されたＸ線画像を表示する表示部と、を有し、
前記X線画像処理部は、前記境界線検出部と、前記ばらつき度算出領域設定部と、前記ばらつき度算出部と、前記Ｘ線照射野領域判定部と、を有して構成されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のＸ線画像診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、X線画像診断装置に関し、特にX線撮影にて取得したX線画像中のX線照射野領域の検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
X線画像診断装置において、被検体にX線を照射し所望のX線画像を取得し診断する際に、診断領域以外の被検体へのX線照射を防ぐため、複数の鉛板を組み合わせて構成されたX線絞りを用いてX線照射野領域の設定を行っている。そのため取得されたX線画像中にはX線絞りによりX線が遮られた診断には寄与しないX線絞り遮蔽領域が写しこまれている。また、取得したX線画像を表示部に表示する際には、読影医に余計な情報を提供しないよう、診断に寄与しないX線絞り遮蔽領域をX線画像から除いたX線照射野領域のみを表示させている。
特許文献1には、このX線照射野領域を検出するために取得したX線画像中の隣接画素間で  の画素値の差分値を用いてX線絞り遮蔽領域とX線照射野領域の境界線を検出することでX線画像中のX線照射野領域を検出することについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2008-200075号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
X線画像はX線発生部から照射されたX線をX線検出部によって検出することで生成されるが、この際、X線画像中のX線照射野領域には被検体を透過したX線を検出することによって生成される被検体領域と、X線発生部から照射されたX線が被検体を透過せず直接X線検出部によって検出されることで生成される直接線領域がある。直接線領域はX線が被検体を透過していない分、X線絞り遮蔽領域との画素値の差が、被検体領域とX線絞り遮蔽領域との画素値の差より大きく、また、一般に直接線領域はX線照射野領域の端部に発生するため特許文献1のようにX線画像中の隣接画素間の差分値を用いてX線照射野領域を検出することは有効である。
【０００５】
しかしながら、X線照射野領域の一部の辺縁が、X線絞り遮蔽領域との画素値が近似している被検体領域のみのX線画像の場合は、隣接画素間の画素値の差分のみで検出したX線照射野領域ではX線照射野領域を誤検出する恐れがあった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、X線照射野領域の一部の辺縁が、X線絞り遮蔽領域との画素値が近似している被検体領域のみのX線画像であっても適正なX線照射野領域を求めることができるX線画像診断装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明のX線画像診断装置は以下の様に構成される。
【０００８】
X線画像におけるX線絞り装置により遮蔽されたX線絞り遮蔽領域と遮蔽されていないX線照射野領域との境界線を隣接する画素値の差分を用いて検出する境界線検出部と、この境界線検出部によって検出された境界線を用いて画素値のばらつき度を算出するための領域を設定するばらつき度算出領域設定部と、このばらつき度算出領域設定部によって設定された領域内の画素値のばらつき度を算出するばらつき度算出部と、このばらつき度算出部によって算出されたばらつき度を用いて前記境界線検出部により設定された境界線の位置が適切であるかを判定し、適切でないと判定した場合、該境界線の位置が適切となる位置まで移動させ、移動後の境界線を用いて囲われた領域をX線照射野領域の位置として判定するX線照射野領域判定部と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、X線照射野領域の一部の辺縁が、X線絞り遮蔽領域との画素値が近似している被検体領域のみのX線画像であっても、適切にX線照射野領域を求めることができるX線画像診断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のX線画像診断装置の全体構成を示すブロック図
【図２】本発明の画像処理部の機能を示すブロック図
【図３】本発明のX線照射野領域検出部の機能構成を示すブロック図
【図４】本発明のX線照射野領域検出部の動作を説明するための図
【図５】本発明のX線照射野領域検出部の動作順序を説明するためのフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面に従って本発明のX線画像診断装置ついて詳説する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。図1は、本発明のX線画像診断装置の全体構成の示した図である。また、図2は、本発明の画像処理部の機能構成を示した図である。
【００１２】
図1に示すX線画像診断装置は、被検体101を載せる天板102と、被検体101にX線を照射するX線源103と、被検体101に対するX線照射野領域を設定するX線絞り装置104と、X線源103に電力供給を行なう高電圧発生部105と、X線源103に対向する位置に配置され、被検体101を透過したX線を検出するX線検出部106と、X線検出部106から出力されたX線信号に対して画像処理を行なうX線画像処理部107と、X線画像処理部107から出力されたX線画像を記憶する外部記憶部108と、X線画像を表示する表示部109と、上記各構成要素を制御する制御部110と、制御部110に対して指令を行なう操作部111と、を備えている。
【００１３】
X線源103は、高電圧発生部105から電力供給を受けてX線を発生させるX線管球を有する。また、X線源103には、特定のエネルギーのX線を選択的に透過させるX線フィルタなどを有していてもよい。X線絞り装置104は、X線源103から発生したX線を遮蔽するX線遮蔽用鉛板を複数有し、複数のX線遮蔽用鉛板をそれぞれ移動することにより、被検体101に対するX線照射野領域を決定する。
【００１４】
X線検出部106は、例えば、X線を検出する複数の検出素子が二次元アレイ状に配置されて構成されており、X線源103から照射され、被検体101を透過したX線の入射線量に応じたX線信号を検出する機器である。
【００１５】
X線画像処理部107は、X線検出部106から出力されたX線信号をX線画像に変換する画像変換部201と、画像変換部201によって変換されたX線画像中のX線照射野領域を検出するX線照射野領域検出部202と、を有している。
【００１６】
表示部109は、X線画像処理部107によって検出されたX線照射野領域を表示する。
【００１７】
次に、本発明の特徴であるX線照射野領域検出部202について図3及び図4(a)〜(e)を用いて詳細に説明する。図3は、本発明のX線照射野領域検出部202の機能構成を示した図である。また、図4は、本発明のX線照射野領域検出部202の動作を説明するための図である。
【００１８】
図4(a)には画像変換部201によって生成された被検体101の胸部のX線画像401を示している。X線画像401には、X線発生部103から照射されたX線がX線絞り装置104によってX線が遮られたX線絞り遮蔽領域402と、遮られなかったX線照射野領域403がある。また、X線照射野領域403には、X線発生部103から照射されたX線が被検体101を透過せず直接X線検出部106によって検出されることで生成される直接線領域404と、X線発生部103から照射されたX線が被検体101を透過し、透過したX線をX線検出部106が検出することによって生成される被検体領域405がある。被検体領域405には、画素値が直接線領域404と近い肺野部406と、画素値がX線絞り遮蔽領域402と近い横隔膜部407がある。X線照射野領域検出部202は、境界線検出部301と、ばらつき度算出領域設定部302と、ばらつき度算出部303と、X線照射野領域判定部304と、を有しており、画像変換部201によって生成されたX線画像401は境界線検出部301に送信される。
【００１９】
境界線検出部301は、画像変換部201から送信されX線画像401中のX線絞り遮蔽領域402とX線照射野領域403の境界線を検出する。検出方法は、隣接画素間での画素値の差分Gsが予め定めた閾値Gsth以上となる位置を複数検出し、検出した複数の位置を用いてハフ変換により境界線となる直線を求める。
【００２０】
ハフ変化については従来技術であるため、ここでの説明は省略する。
【００２１】
境界線検出部301は、閾値Gsth以上となる位置の検出をX線画像401の外周から中心に向かって行い、X線照射野領域403を囲む4本の境界線を検出する。
【００２２】
図4(b)では、境界線検出部301によって検出された4本の境界線U1，D1，L1，R1を示している。X線照射野領域403の左上、および右上の辺縁には直接線領域404があり、X線絞り遮蔽領域402と直接線領域404の境界位置、例えば、境界位置Pul，Pur，Pl，Prでの画素値の差分は、他のX線絞り遮蔽領域402との境界位置における画素値の差分より大きい。これに対し、X線絞り遮蔽領域402と横隔膜部407の境界位置、例えば、境界位置Pdcでの画素値の差分は、他のX線絞り遮蔽領域402との境界位置における画素値の差分より小さい。また、肺野部406と横隔膜部407の境界位置、例えば、境界位置Pdrでの画素値の差分は、境界位置Pdcでの画素値の差分より、境界位置Pul，Pur，Pl，Prでの画素値の差分に近い値をとる。
【００２３】
X線照射野領域403を囲む4本の境界線を検出するため閾値Gsthは適正な値に設定するが、上記のような場合、本来、境界位置Pdcを含む、あるいは境界位置Pdcに近接する境界線を検出しなければいけないはずが、境界位置Pdrを含む、あるいは境界位置Pdcに近接する境界線を検出してしまう場合がある。境界線D1は誤検出してしまった場合の例を示している。境界位置Pdcを検出するために、閾値Gsthを低く設定しすぎるとハフ変換に用いるX線画像401中の位置の数が必要以上に増えるため適正な境界線を検出することができない。
【００２４】
ばらつき度算出領域設定部302は、境界線検出部301で検出した境界線を用いてX線画像401中の画素値のばらつき度を算出するばらつき度算出領域を設定する。ばらつき度算出領域は、X線画像401中の境界線検出部301で検出した全ての境界線で囲われた領域を除く領域内で設定され、具体的には、3本の境界線とX線画像401の外周の一辺とで囲われた領域をばらつき度算出領域として設定する。
【００２５】
図4(c)では、ばらつき度算出領域設定部302によって設定された4つのばらつき度算出領域SU1，SD1，SL1，SR1を示している。ばらつき度算出領域SU1は、境界線U1、L1、R1の3本の境界線とX線画像401の上側の一辺で囲われた領域であり、ばらつき度算出領域SD1は、境界線D1、L1、R1の3本の境界線とX線画像401の下側の一辺で囲われた領域であり、ばらつき度算出領域SL1は、境界線U1、D1、L1の3本の境界線とX線画像401の左側の一辺で囲われた領域であり、ばらつき度算出領域SR1は、境界線U1、D1、R1の3本の境界線とX線画像401の右側の一辺で囲われた領域である。
【００２６】
ばらつき度算出部303は、ばらつき度算出領域設定部302によって設定された各ばらつき度算出領域での画素値のばらつき度を、標準偏差を用いて算出する。
【００２７】
X線照射野領域判定部304は、境界線検出部301によって検出された境界線U1，D1，L1，R1によって囲われた領域がX線照射野領域として適切か否かを判定する。具体的には、ばらつき度算出部303によって算出された、ばらつき度算出領域SU1，SD1，SL1，SR1のそれぞれの標準偏差Ssu1,Ssd1,Ssl1, Ssr1が、予め設定した閾値Sth以内であるかを判定し、算出した標準偏差が閾値Sthより大きい場合、ばらつき度算出領域を形成している境界線の内、X線画像401の一辺と対抗している境界線の位置をX線画像401の中央から外側に向かう方向に予め設定した画素数分だけ移動させる。
【００２８】
移動後に形成されたばらつき度算出領域内の標準偏差は、再度、ばらつき度算出部303によって算出され、X線照射野領域判定部304は、再度算出された標準偏差が閾値Sth以内であるかを判定する。
【００２９】
再度算出した標準偏差が閾値Sthより大きい場合は、さらに、境界線の位置を外側に移動させ、標準偏差が閾値Sth以内となる境界線の位置を求める。X線照射野領域判定部304は、全てのばらつき度算出領域で、標準偏差が閾値Sth以内であることを確認できたことにより、境界線検出部301によって検出された境界線によって囲われた領域がX線照射野領域として適切と判定する。
【００３０】
これにより、誤って境界線を検出してしまった場合でも、X線照射野領域を適切に検出することができる。
【００３１】
図4(d)では、X線絞り遮蔽領域402の他に横隔膜部407が含まれているばらつき度算出領域SD1の標準偏差Ssd1が閾値Sthより大きかったとして、境界線D1の位置をD2まで移動した場合の図を示している。
【００３２】
境界線D2を用いて新たに設定されたばらつき度算出領域SD2では横隔膜部407の部分が除かれX線絞り遮蔽領域402のみとなる。そのため、ばらつき度算出領域SD2の標準偏差Ssd2は標準偏差Ssd1より小さくなり閾値Sth以内と判定することができる。
【００３３】
X線照射野領域判定部304は、上記方法により適切と判定したX線照射野領域403を、図4(e)に示すように表示部109のX線画像表示領域408内に表示させる。表示部109には、読影に必要なX線照射野領域403のみ表示されるので、読影医は読影に集中することができる。また、X線画像表示領域408内にX線照射野領域403を表示させる際、X線画像表示領域408内にいっぱいとなるようにX線照射野領域403の拡大率を調整してもよい。
【００３４】
また、X線画像401中のX線照射野領域判定部304にてX線照射野領域として判定した部分以外の領域を単色、たとえば黒色などに塗りつぶしたX線画像401を表示してもよい。
【００３５】
次に、本発明のX線照射野領域検出部202の動作順序につき図5に示すフロー図を用いて説明する。
【００３６】
ステップS501では、境界線検出部301によって取得したX線画像401におけるX線絞り遮蔽領域402とX線照射野領域403の境界線を検出する。
【００３７】
ステップS502では、ばらつき度算出領域設定手段302によって境界線検出部301で検出された境界線を用いてばらつき度算出領域を設定する。
【００３８】
ステップS503では、ばらつき度算出部303によってばらつき度算出領域内のばらつき度を算出する。
【００３９】
ステップS504では、X線照射野領域判定部304によってばらつき度算出部303で算出されたばらつき度が適正か否かを判定する。適正と判断した場合はステップS505に進み、適正でないと判断した場合は境界線の位置を移動させステップS503に戻る。
【００４０】
ステップS505では、X線照射野領域判定部304によって適正と判断されたX線照射野領域を表示部109に表示する。
【００４１】
以上、本発明のX線画像診断装置によれば、X線照射野領域の一部の辺縁が、X線絞り遮蔽領域との画素値が近似している被検体領域のみのX線画像であっても、適切にX線照射野領域を判定し、表示部に表示できる。
【００４２】
本発明のX線画像診断装置はこれに限定されない。
【００４３】
上記説明では、X線照射野領域判定部304は、ばらつき度算出部303によって算出された標準偏差と、予め設定した閾値Sthとを比較することで、境界線検出部301によって検出された境界線によって囲われた領域がX線照射野領域として適切か否かを判定したが、X線照射野領域判定部304は、ばらつき度算出部303によって算出された4つの標準偏差うち、1つの標準偏差が他の3つの標準偏差と比較し離れていた場合、その離れていた標準偏差が算出された、ばらつき度算出領域を構成する境界線がX線照射野領域を構成する境界線として適切ではないと判断し、標準偏差が他の3つの標準偏差と同等になるように境界線を移動させ、同等となった境界線をもって適切なX線照射野領域として判定してもよい。これにより、閾値Sthを予め設定する必要がない。
【００４４】
また、境界線検出部301は、隣接画素間での画素値の差分Gsが予め定めた閾値Gsth以上となる位置を複数検出し、検出した複数の位置を用いてハフ変換により境界線を求めるが、X線照射野領域判定部304は、この境界線を求める際に用いた複数の位置の画素値の差分の平均値が最も大きい境界線と、概境界線とX線画像の外周の一辺と有して設定されたばらつき度算出領域で算出された標準偏差を基準標準偏差とし、この基準標準偏差に近似するように他の境界線の位置を調整してもよい。画素値の差分が大きい位置を用いて検出した境界線は誤検出をする恐れが少ない。これにより、境界線検出部301によって検出された残り境界線が、X線照射野領域を構成する境界線として適切でなかった場合でも、適切なX線照射野領域を求めることができる。
【符号の説明】
【００４５】
101  被検体、102  天板、103  X線源、104  X線絞り装置、105  高電圧発生部、106  X線検出部、107  画像処理部、108  外部記憶部、109  表示部、110  制御部、111  操作部、201  画像変換部、202  X線照射野領域検出部、301  境界線検出部、302  ばらつき度算出領域設定部、303  ばらつき度算出部、304  X線照射野領域判定部、401  X線画像、402  X線絞り遮蔽領域、403  X線照射野領域、404  直接線領域、405  被検体領域、406  肺野部、407  横隔膜部、408  X線画像表示領域、
【図１】
2014168504.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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