(57)【要約】【課題】被写体に照射される放射線の照射条件のみならず、被写体の厚さをも考慮して、所望の照射条件によるコントラストを有する放射線画像を取得できるようにする。【解決手段】組成情報取得部８２が乳腺脂肪比率を算出し、第１情報取得部８４が、放射線画像のコントラストを表す撮影コントラスト情報を取得する。第２情報取得部８６は、Ｘ線の目標照射条件を設定し、目標照射条件に基づいて、放射線画像の目標とするコントラストを表す目標コントラスト情報を取得する。コントラスト補正量決定部８８は、撮影コントラスト情報および目標コントラスト情報に基づいて、コントラストの補正量を決定する。画像処理部９２が、放射線画像に対して、決定されたコントラスト補正量に基づく階調処理を含む画像処理を行い、処理済みの放射線画像を取得する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の放射線画像を取得する放射線画像取得手段と、
前記放射線画像のコントラストを表す撮影コントラスト情報を取得する第１の情報取得手段と、
前記放射線の目標とする照射条件を設定し、該目標とする照射条件に基づいて、前記放射線画像の目標とするコントラストを表す目標コントラスト情報を取得する第２の情報取得手段と、
前記撮影コントラスト情報および前記目標コントラスト情報に基づいて、前記放射線画像のコントラストの補正量を決定するコントラスト補正量決定手段とを備えたことを特徴とする放射線画像処理装置。
【請求項２】
前記第１の情報取得手段は、前記被写体の厚さおよび前記放射線画像の取得時における前記放射線の照射条件に基づいて、前記撮影コントラスト情報を取得する手段であることを特徴とする請求項１記載の放射線画像処理装置。
【請求項３】
前記第２の情報取得手段は、前記被写体の厚さに基づいて前記目標とする照射条件を設定し、前記被写体の厚さおよび前記目標とする照射条件に基づいて、前記目標コントラスト情報を取得する手段であることを特徴とする請求項１または２記載の放射線画像処理装置。
【請求項４】
複数の前記被写体の厚さに対応する目標とする照射条件の情報、並びに複数の前記被写体の厚さおよび複数の前記照射条件に対応するコントラスト情報を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記第１の情報取得手段は、前記記憶手段に記憶されたコントラスト情報を参照して、前記撮影コントラスト情報を取得する手段であり、
前記第２の情報取得手段は、前記照射条件の情報を参照して、前記目標とする照射条件を設定し、前記記憶手段に記憶されたコントラスト情報を参照して、前記目標コントラスト情報を取得する手段であることを特徴とする請求項２または３記載の放射線画像処理装置。
【請求項５】
前記被写体の組成の情報を取得する組成情報取得手段をさらに備え、
前記第１の情報取得手段は、前記組成の情報にも基づいて前記撮影コントラスト情報を取得する手段であり、
前記第２の情報取得手段は、前記組成の情報にも基づいて前記目標コントラスト情報を取得する手段であることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項記載の放射線画像処理装置。
【請求項６】
前記組成の情報は、前記被写体に含まれる複数の組成についての比率の情報であることを特徴とする請求項５記載の放射線画像処理装置。
【請求項７】
複数の前記被写体の厚さに対応する目標とする照射条件の情報、並びに複数の前記被写体の厚さ、複数の前記照射条件および複数の前記組成に対応するコントラスト情報を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記第１の情報取得手段は、前記記憶手段に記憶されたコントラスト情報を参照して、前記撮影コントラスト情報を取得する手段であり、
前記第２の情報取得手段は、前記照射条件の情報を参照して、前記目標とする照射条件を設定し、前記記憶手段に記憶されたコントラスト情報を参照して、前記目標コントラスト情報を取得する手段であることを特徴とする請求項５または６記載の放射線画像処理装
【請求項８】
前記被写体が乳房であり、前記組成が乳腺脂肪比率であることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項記載の放射線画像処理装置。
【請求項９】
前記放射線画像の周波数特性を表す撮影周波数特性情報を取得する第３の情報取得手段と、
前記目標とする照射条件に基づいて、前記放射線画像の目標とする周波数特性を表す目標周波数特性情報を取得する第４の情報取得手段と、
前記撮影周波数特性情報および前記目標周波数特性情報に基づいて、前記放射線画像の周波数特性の補正量を決定する周波数特性補正量決定手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の放射線画像処理装置。
【請求項１０】
前記第３の情報取得手段は、前記被写体の厚さおよび前記照射条件に基づいて、前記撮影周波数特性情報を取得する手段であることを特徴とする請求項９記載の放射線画像処理装置。
【請求項１１】
前記第４の情報取得手段は、前記被写体の厚さに基づいて前記目標とする照射条件を設定し、前記被写体の厚さおよび前記目標とする照射条件に基づいて、前記目標周波数特性情報を取得する手段であることを特徴とする請求項９または１０記載の放射線画像処理装置。
【請求項１２】
前記被写体が乳房であり、該乳房について異なる複数の放射線画像を取得した場合、前記第２の情報取得手段は、複数の放射線画像間で共通の前記目標コントラスト情報を取得する手段であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載の放射線画像処理装置。
【請求項１３】
前記複数の放射線画像間で共通の前記目標コントラスト情報を取得するか否かを切り替える切り替え手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１２記載の放射線画像処理装置。
【請求項１４】
被写体の放射線画像を取得し、
前記放射線画像のコントラストを表す撮影コントラスト情報を取得し、
前記放射線の目標とする照射条件を設定し、該目標とする照射条件に基づいて、前記放射線画像の目標とするコントラストを表す目標コントラスト情報を取得し、
前記撮影コントラスト情報および前記目標コントラスト情報に基づいて、前記放射線画像のコントラストの補正量を決定することを特徴とする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、乳房画像等の放射線画像のコントラストあるいは周波数特性を補正する画像処理を行う放射線画像処理装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、乳がんの早期発見を促すため、乳房を撮影するための放射線画像撮影装置（マンモグラフィと呼ばれる）を用いた画像診断が注目されている。マンモグラフィで撮影された乳房の放射線画像（乳房画像）は、専用の操作端末等で画像処理された後、医師による診断に供される。医師は、乳房画像をディスプレイに表示して読影することにより、腫瘤や石灰化等の病変の有無を調べる。
【０００３】
上述した画像処理は、乳房画像を読影しやすくするために行われる。画像処理は、具体的には、読影の対象となる領域の濃度、階調、ダイナミックレンジ、周波数特性およびノイズ等の画像特性が適切となり、所望とされる画質を有する乳房画像が得られるように、乳房画像に基づいて画像処理を行うための画像処理条件を決定し、決定した画像処理条件に基づいて画像処理が行われる。
【０００４】
一方、放射線画像の撮影に際しては、被写体のＸ線による被曝線量を可能な限り少なくすることが好ましい。また、適切な読影診断を行うことができる放射線画像を得るためには、撮影部位のＸ線吸収特性に応じたエネルギスペクトルからなるＸ線を被写体に照射する必要がある。
【０００５】
例えば、上述したマンモグラフィ装置においては、正常組織に対するＸ線吸収量の差が極めて小さい病変組織を高コントラストで抽出するため、一般的には低エネルギのＸ線が利用される。また、Ｘ線を被写体に照射する際、特性Ｘ線を利用することが効率的であり、そのために、電子線が衝突することでＸ線を発生させるターゲットが撮影部位のＸ線吸収特性に応じて選択される。一方、Ｘ線の高エネルギ成分が増えると、放射線画像のコントラストが低下し、低エネルギ成分が増えると、被写体の被曝線量が増える。このため、Ｘ線の高エネルギ成分または低エネルギ成分を選択的に吸収することができるフィルタが撮影部位のＸ線吸収特性に応じて選択される。
【０００６】
ターゲットの種類としてはＭｏ（モリブデン）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｗ（タングステン）、フィルタの種類としてはＭｏ（モリブデン）、Ｒｈ（ロジウム）が一般的に使用される。ターゲットおよびフィルタにＭｏを使用した場合（Ｍｏ／Ｍｏ）は、Ｘ線の低エネルギ成分が比較的多いため、高コントラストな画質になるが、被写体の被曝線量は多くなる。一方、ターゲットにＷ、フィルタにＲｈを使用した場合（Ｗ／Ｒｈ）は、Ｘ線の高エネルギ成分が比較的多いため、低コントラストな画質になるが被写体の被曝線量は少なくなる。そこで、撮影技師は、被曝線量を可能な限り減らしながら、所望の画質が得られるように被写体に応じて放射線の照射条件を設定する。
【０００７】
ところで、撮影装置によって得られた放射線画像には、上述したように画像処理が施されるが、ターゲットやフィルタの種類に拘わらず同一の画像処理を行ったのでは、画質が異なってしまい、得られた放射線画像に基づく診断に支障を来すおそれがある。例えば、上述したように、Ｍｏ／Ｍｏの組み合わせにより取得した放射線画像に対して、Ｗ／Ｒｈの組み合わせにより取得した放射線画像は、画像の濃度範囲が狭まることによりコントラストが低下してしまう。このような不具合は、同一の被写体の左右の乳房の放射線画像を撮影する場合や、撮影方向を変えて撮影する場合において、ターゲットやフィルタを変更する際に、大きな問題となる。
【０００８】
このため、ターゲットの種類、フィルタの種類および管電圧という、Ｘ線の照射条件に応じて、階調処理条件および周波数処理条件等の画像処理条件を選択することにより、被写体の照射されるＸ線の線質に依存することなく、適切な放射線画像を取得する手法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００９】
一方、階調処理や周波数処理のためのパラメータは、被写体の厚さに応じて異なるものとなる。例えば、被写体の厚い部位と薄い部位とではＸ線の透過量が異なるため、コントラストが異なるものとなる。このため、被写体の厚さを測定し、Ｘ線照射量および厚さに応じて、階調処理を行ってコントラストを強調するためのパラメータを設定する手法（特許文献２）、およびＸ線照射条件および体厚に応じて、周波数処理のためのパラメータを設定する手法（特許文献３）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−１３１１７９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１００７３４号公報号
【特許文献３】特開２０１１−２３９８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、ターゲットおよびフィルタとして複数の材質を切り替えられるようにすると、撮影装置のコストが高くなるという問題がある。一方で、ターゲットおよびフィルタを選択できない装置の場合、技師が所望する照射条件で撮影することができず、所望の画質を有する放射線画像が得られない場合がある。
【００１２】
また、撮影装置を交換した場合、撮影装置に応じて照射条件が異なる場合があるため、交換の前後で取得される放射線画像の画質が異なってしまう場合がある。また、撮影上の制約から、所望の照射条件を設定できない場合もある。例えば、胸部の撮影を行う場合、管電圧を比較的高圧の１００ｋＶ〜１２０ｋＶ程度に設定することにより、軟部と重なる骨部のコントラストを低くすることが好ましい。しかしながら、病室等において行うポータブル撮影では、撮影上の制約から管電圧を８０ｋＶ程度にしか設定できない場合がある。このような場合においても、所望の画質を有する放射線画像が得られなくなってしまう。
【００１３】
また、放射線画像の画質は、Ｘ線の照射条件のみならず、被写体の厚さや組成によっても異なる。例えば、照射条件による放射線画像の画質の差は、体厚が薄いほど大きく、厚いほど小さくなる傾向にある。上記特許文献１に記載された手法は、Ｍｏ／Ｍｏの組み合わせによる放射線画像に対して、Ｗ／Ｒｈの組み合わせによる放射線画像はコントラストが低下することを前提としているが、被写体の厚さによっては、Ｗ／Ｒｈの組み合わせの方がコントラストが高くなることもある。また、被写体の組成によっても、放射線画像の画質の変化の度合は異なり、例えば被写体が乳房である場合、乳腺量が多いほど、Ｍｏ／Ｍｏの組み合わせによる放射線画像と、Ｗ／Ｒｈの組み合わせによる放射線画像とのコントラストの差は小さくなる傾向にある。このため、特許文献１に記載された手法のように、Ｘ線の照射条件のみを考慮したのでは、所望のコントラストを有する放射線画像を得ることができないおそれがある。
【００１４】
一方、特許文献２，３には、被写体の厚さも考慮して画像処理のためのパラメータを設定する手法が記載されているが、撮影により取得された放射線画像の画質を考慮することなくパラメータを設定しているため、設定されたパラメータが取得した放射線画像にとって適切でないような場合が生じうる。また、特許文献２，３に記載された手法は、所望の照射条件による画像を取得するものではなく、技師が所望する照射条件で撮影できない場合の問題を解決することはできない。
【００１５】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、被写体に照射される放射線の照射条件を考慮して、所望の照射条件によるコントラストを有する放射線画像を取得できるようにすることを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、被写体に照射される放射線の照射条件を考慮して、所望の照射条件による周波数特性を有する放射線画像を取得できるようにすることを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明による放射線画像処理装置は、被写体の放射線画像を取得する放射線画像取得手段と、
放射線画像のコントラストを表す撮影コントラスト情報を取得する第１の情報取得手段と、
放射線の目標とする照射条件を設定し、目標とする照射条件に基づいて、放射線画像の目標とするコントラストを表す目標コントラスト情報を取得する第２の情報取得手段と、
撮影コントラスト情報および目標コントラスト情報に基づいて、放射線画像のコントラストの補正量を決定するコントラスト補正量決定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
なお、本発明による放射線画像処理装置においては、第１の情報取得手段を、被写体の厚さおよび放射線画像の取得時における放射線の照射条件に基づいて、撮影コントラスト情報を取得する手段としてもよい。
【００１９】
また、本発明による放射線画像処理装置においては、第２の情報取得手段を、被写体の厚さに基づいて目標とする照射条件を設定し、被写体の厚さおよび目標とする照射条件に基づいて、目標コントラスト情報を取得する手段としてもよい。
【００２０】
また、本発明による放射線画像処理装置においては、複数の被写体の厚さに対応する目標とする照射条件の情報、並びに複数の被写体の厚さおよび複数の照射条件に対応するコントラスト情報を記憶する記憶手段をさらに備えるものとし、
第１の情報取得手段を、記憶手段に記憶されたコントラスト情報を参照して、撮影コントラスト情報を取得する手段とし、
第２の情報取得手段を、照射条件の情報を参照して、目標とする照射条件を設定し、記憶手段に記憶されたコントラスト情報を参照して、目標コントラスト情報を取得する手段としてもよい。
【００２１】
また、本発明による放射線画像処理装置においては、被写体の組成の情報を取得する組成情報取得手段をさらに備えるものとし、
第１の情報取得手段を、組成の情報にも基づいて撮影コントラスト情報を取得する手段とし、
第２の情報取得手段を、組成の情報にも基づいて目標コントラスト情報を取得する手段としてもよい。
【００２２】
なお、組成の情報は、被写体に含まれる複数の組成についての比率の情報としてもよい。より具体的には、放射線画像において、画素単位、あるいは放射線画像を複数の小領域に分割した場合の小領域単位で求めた複数の組成についての比率としてもよい。また、画像全体を１つの組成と見なした場合には、画像全体に対するある組成の領域の比率を組成の情報としてもよい。
【００２３】
また、本発明による放射線画像処理装置においては、複数の被写体の厚さに対応する目標とする照射条件の情報、並びに複数の被写体の厚さ、複数の照射条件および複数の組成に対応するコントラスト情報を記憶する記憶手段をさらに備えるものとし、
第１の情報取得手段を、記憶手段に記憶されたコントラスト情報を参照して、撮影コントラスト情報を取得する手段とし、
第２の情報取得手段を、照射条件の情報を参照して、目標とする照射条件を設定し、記憶手段に記憶されたコントラスト情報を参照して、目標コントラスト情報を取得する手段としてもよい。
【００２４】
また、本発明による放射線画像処理装置においては、被写体を乳房とし、組成を乳腺脂肪比率としてもよい。
【００２５】
また、本発明による放射線画像処理装置においては、放射線画像の周波数特性を表す撮影周波数特性情報を取得する第３の情報取得手段と、
目標とする照射条件に基づいて、放射線画像の目標とする周波数特性を表す目標周波数特性情報を取得する第４の情報取得手段と、
撮影周波数特性情報および目標周波数特性情報に基づいて、放射線画像の周波数特性の補正量を決定する周波数特性補正量決定手段とをさらに備えるものとしてもよい。
【００２６】
この場合、第３の情報取得手段を、被写体の厚さおよび照射条件に基づいて、撮影周波数特性情報を取得する手段としてもよく、第４の情報取得手段を、被写体の厚さに基づいて目標とする照射条件を設定し、被写体の厚さおよび目標とする照射条件に基づいて、目標周波数特性情報を取得する手段としてもよい。
【００２７】
また、本発明による放射線画像処理装置においては、被写体を乳房とし、乳房について異なる複数の放射線画像を取得した場合、第２の情報取得手段を、複数の放射線画像間で共通の目標コントラスト情報を取得する手段としてもよい。
【００２８】
この場合、複数の放射線画像間で共通の目標コントラスト情報を取得するか否かを切り替える切り替え手段をさらに備えるものとしてもよい。
【００２９】
本発明による放射線画像処理方法は、被写体の放射線画像を取得し、
放射線画像のコントラストを表す撮影コントラスト情報を取得し、
放射線の目標とする照射条件を設定し、目標とする照射条件に基づいて、放射線画像の目標とするコントラストを表す目標コントラスト情報を取得し、
撮影コントラスト情報および目標コントラスト情報に基づいて、放射線画像のコントラストの補正量を決定することを特徴とするものである。
【００３０】
本発明による他の放射線画像処理装置は、被写体の放射線画像を取得する放射線画像取得手段と、
放射線画像の周波数特性を表す撮影周波数特性情報を取得する第１の情報取得手段と、
放射線の目標とする照射条件を設定し、目標とする照射条件に基づいて、放射線画像の目標とする周波数特性を表す目標周波数特性情報を取得する第２の情報取得手段と、
撮影周波数特性情報および目標周波数特性情報に基づいて、放射線画像の周波数特性の補正量を決定する周波数特性補正量決定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００３１】
なお、本発明による他の放射線画像処理装置においては、第１の情報取得手段を、被写体の厚さおよび放射線画像の取得時における放射線の照射条件に基づいて、撮影周波数特性情報を取得する手段としてもよい。
【００３２】
また、本発明による他の放射線画像処理装置においては、第２の情報取得手段を、被写体の厚さに基づいて放射線の目標とする照射条件を設定し、被写体の厚さおよび目標とする照射条件に基づいて、目標周波数特性情報を取得する手段としてもよい。
【００３３】
また、本発明による他の放射線画像処理装置においては、被写体の組成の情報を取得する組成情報取得手段をさらに備えるものとし、
第１の情報取得手段を、組成の情報にも基づいて撮影周波数特性情報を取得する手段とし、
第２の情報取得手段を、組成の情報にも基づいて目標周波数特性情報を取得する手段としてもよい。
【００３４】
また、本発明による他の放射線画像処理装置においては、複数の被写体の厚さに対応する目標とする照射条件の情報、並びに複数の被写体の厚さおよび複数の照射条件に対応する周波数特性情報を記憶する記憶手段をさらに備えるものとし、
第１の情報取得手段を、記憶手段に記憶された周波数特性情報を参照して、撮影周波数特性情報を取得する手段とし、
第２の情報取得手段を、照射条件の情報を参照して、目標とする照射条件を設定し、記憶手段に記憶された周波数特性情報を参照して、目標周波数特性情報を取得する手段としてもよい。
【００３５】
また、本発明による他の放射線画像処理装置においては、複数の被写体の厚さに対応する目標とする照射条件の情報、並びに複数の被写体の厚さ、複数の照射条件および複数の組成に対応する周波数特性情報を記憶する記憶手段をさらに備えるものとし、
第１の情報取得手段を、記憶手段に記憶された周波数特性情報を参照して、撮影周波数特性情報を取得する手段とし、
第２の情報取得手段を、照射条件の情報を参照して、目標とする照射条件を設定し、記憶手段に記憶された周波数特性情報を参照して、目標周波数特性情報を取得する手段としてもよい。
【００３６】
また、本発明による他の放射線画像処理装置においては、被写体を乳房としてもよい。
【００３７】
また、本発明による他の放射線画像処理装置においては、被写体を乳房とし、組成を乳腺脂肪比率としてもよい。
【００３８】
本発明による他の放射線画像処理方法は、被写体の放射線画像を取得し、
放射線画像の周波数特性を表す撮影周波数特性情報を取得し、
放射線の目標とする照射条件を設定し、
目標とする照射条件に基づいて、放射線画像の目標とする周波数特性を表す目標周波数特性情報を取得し、
撮影周波数特性情報および目標周波数特性情報に基づいて、放射線画像の周波数特性の補正量を決定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、放射線画像のコントラストを表す撮影コントラスト情報が取得され、放射線の目標とする照射条件が設定され、目標とする照射条件に基づいて、放射線画像の目標とするコントラストを表す目標コントラスト情報が取得される。そして、撮影コントラスト情報および目標コントラスト情報に基づいて、放射線画像のコントラストの補正量が決定される。このため、決定された補正量に基づいて放射線画像のコントラストを補正することにより、所望の照射条件にて撮影した場合と同様のコントラストを有する放射線画像を取得することができる。
【００４０】
また、撮影装置で設定できない照射条件であっても、所望とする照射条件により撮影された場合と同様のコントラストを有する画像を取得することができるようになる。
【００４１】
また、被写体の厚さおよび照射条件に基づいて撮影コントラスト情報を取得する、および／または被写体の厚さに基づいて目標とする照射条件を設定し、被写体の厚さおよび目標とする照射条件に基づいて目標コントラスト情報を設定することにより、被写体に照射される放射線の照射条件および被写体の厚さに基づいて、所望の照射条件にて撮影した場合と同様のコントラストを有する放射線画像を取得することができる。
【００４２】
また、被写体の組成にも基づいて、撮影コントラスト情報および目標コントラスト情報を取得することにより、被写体に照射される放射線の照射条件のみならず、被写体の厚さおよび組成にも基づいて、所望の照射条件にて撮影した場合と同様のコントラストを有する放射線画像を取得することができる。
【００４３】
また、放射線画像の周波数特性を表す撮影周波数特性情報を取得し、放射線の目標とする照射条件を設定し、目標とする照射条件に基づいて、放射線画像の目標とする周波数特性を表す目標周波数特性情報を取得し、撮影周波数特性情報および目標周波数特性情報に基づいて、放射線画像の周波数特性の補正量を決定することにより、決定された補正量に基づいて放射線画像の周波数特性を補正すれば、所望の照射条件にて撮影した場合と同様の周波数特性を有する放射線画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１の実施形態による放射線画像処理装置を含む医療画像支援システムの構成を示す概略ブロック図
【図２】マンモグラフィ撮影装置の構成を示す概略図
【図３】Ｘ線源の構成を示す概略図
【図４】第１の実施形態における画像処理装置、マンモグラフィ撮影装置および制御装置を構成する制御回路のブロック図
【図５】目標照射条件情報のテーブルを示す図
【図６】コントラストテーブルを示す図
【図７】シミュレーションによるコントラストの算出を説明するための図
【図８】第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャート
【図９】コントラストテーブルを示す図
【図１０】第２の実施形態における画像処理装置を構成する制御回路のブロック図
【図１１】第２の実施形態において行われる処理を示すフローチャート
【図１２】第３の実施形態における画像処理装置を構成する制御回路のブロック図
【図１３】第３の実施形態において行われる処理を示すフローチャート
【図１４】第４の実施形態における画像処理装置、マンモグラフィ撮影装置および制御装置を構成する制御回路のブロック図
【図１５】設定部を設けた画像処理部を示すブロック図
【図１６】乳房の厚さの算出を説明するための図
【図１７】乳房の厚さの算出を説明するための図
【図１８】放射線画像を複数の領域に分割した状態を示す図
【図１９】キャリブレーション用ファントムを示す図
【図２０】キャリブレーション用ファントムの画像を示す図
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態による放射線画像処理装置を適用した医療画像支援システムの構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、このシステム１０は、本発明の第１の実施形態による放射線画像処理装置（以下、単に画像処理装置とする）１２と、医用施設等に設置されたマンモグラフィ撮影装置１４と、マンモグラフィ撮影装置１４を制御する制御装置１６と、マンモグラフィ撮影装置１４で撮影された乳房画像を保存する画像データベース（画像ＤＢ）１８と、高精細なモニタ（不図示）を有する、読影を行う医師の端末装置２０とから構成されている。これらの装置は、ネットワーク２２により相互に接続されている。
【００４６】
図２はマンモグラフィ撮影装置１４の構成を示す概略図である。図２に示すように、マンモグラフィ撮影装置１４は、立設状態に設置される基台３０と、基台３０の略中央部に配設される旋回軸３２に固定されるアーム部材３４と、被験者３６の乳房に対して放射線（Ｘ線）を曝射するＸ線源を収納し、アーム部材３４の一端部に固定されるＸ線源収納部３８と、乳房を透過したＸ線を検出して乳房の放射線画像を取得する固体検出器を収納し、アーム部材３４の他端部に固定される撮影台４０と、撮影台４０に対して乳房を圧迫する圧迫板４２とを備えている。
【００４７】
Ｘ線源収納部３８、撮影台４０および圧迫板４２が連結されたアーム部材３４は、旋回軸３２を中心として図１の矢印Ａ方向に旋回することで、被験者３６の乳房に対する撮影方向が調整可能に構成される。圧迫板４２は、アーム部材３４に連結された状態でＸ線源収納部３８および撮影台４０間に配設されており、図１の矢印Ｂ方向に変位可能に構成される。
【００４８】
Ｘ線源収納部３８には、被験者３６の顔面近傍をＸ線の曝射から保護するため、Ｘ線を遮断する部材からなるフェースガードシート４４が配設される。また、基台３０には、被験者３６の撮影部位および撮影方向等の撮影情報、並びに被験者３６のＩＤ情報等を表示するとともに、必要に応じて、圧迫板４２による乳房の圧迫状態が解除されるまでの圧迫残り時間の情報を表示する表示器４６が配設される。
【００４９】
図３は、Ｘ線源収納部３８に収納されるＸ線源の構成を示す概略図である。Ｘ線源５０は、電子線ｅを出力するフィラメント５２と、電子線ｅが衝突することでＸ線ｘを発生させるターゲット５４と、Ｘ線ｘのエネルギスペクトルを調整するフィルタ５５とを備える。陰極のフィラメント５２と陽極のターゲット５４との間には、所定の管電圧が印加される。フィラメント５２およびターゲット５４は、絶縁油が充填された真空外囲器５６に収納される。フィラメント５２は、真空外囲器５６の一端部に配設されるフィラメントホルダ５８に保持され、図３の矢印Ａ方向に移動可能に構成される。ターゲット５４は、真空外囲器５６の他端部に配設されるターゲットホルダ６０にモータ６２を介して保持され、図３の矢印Ｂ方向に回転可能に構成される。
【００５０】
ターゲット５４には、複数の異なる陽極物質、例えば、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗが径方向の異なる位置に配設され、フィラメント５２を図３の矢印Ａ方向に移動させることで、ターゲット５４に対する電子線ｅの入射位置を切り替えることができる。これにより、ターゲット５４から発生するＸ線ｘのエネルギスペクトルを陽極物質に従って選択することができる。
【００５１】
ターゲット５４から発生したＸ線ｘは、真空外囲器５６に形成したＢｅの放射窓６４を介して出力され、フィルタ５５を通過して撮影台４０に照射される。フィルタ５５は、複数の異なる物質、例えば、Ｍｏ、Ｒｈ、Ｗが図３の矢印Ｃ方向に配列され、フィルタ移動部６６により図３の矢印Ｃ方向に移動することで、Ｘ線ｘが通過する物質が選択可能に構成される。なお、フィルタ５５を構成する物質としては、上記のもの以外に、Ｎｂ、Ａｇ、あるいはこれらの単体を組み合わせた複合材料を用いることができる。
【００５２】
図４は第１の実施形態における画像処理装置、マンモグラフィ撮影装置および制御装置を構成する制御回路のブロック図である。マンモグラフィ撮影装置１４を制御する制御装置１６は、設定された照射条件に従ってＸ線源５０を駆動制御する線源駆動制御部７０と、圧迫板４２を駆動制御し、被験者３６の乳房Ｍを撮影台４０に対して圧迫する圧迫板駆動制御部７２と、撮影台４０に収納されている固体検出器７４を制御し、放射線画像を取得する検出器制御部７６とを備える。
【００５３】
画像処理装置１２は、圧迫板駆動制御部７２から供給される圧迫板４２の位置情報に基づいて、乳房Ｍの厚さを算出する厚さ算出部７８と、Ｘ線源５０に設定する照射条件を設定する照射条件設定部８０と、検出器制御部７６から供給される放射線画像を用いて、乳房Ｍの乳腺脂肪比率を乳房Ｍの組成情報として算出する組成情報取得部８２と、組成情報、乳房Ｍの厚さおよび照射条件に基づいて、放射線画像のコントラストを表す撮影コントラスト情報を取得する第１情報取得部８４と、乳房Ｍの厚さに基づいてＸ線の目標とする照射条件（目標照射条件）を設定し、組成情報、乳房Ｍの厚さおよび目標照射条件に基づいて、放射線画像の目標とするコントラストを表す目標コントラスト情報を取得する第２情報取得部８６と、撮影コントラスト情報および目標コントラスト情報に基づいて、放射線画像のコントラストの補正量を決定するコントラスト補正量決定部８８と、複数の乳房Ｍの厚さに対応する目標照射条件の情報、並びにターゲットおよびフィルタの組み合わせ毎に、複数の乳房Ｍの厚さ、複数の照射条件および複数の乳腺脂肪比率に対応するコントラスト情報を記憶する記憶部９０と、検出器制御部７６から供給された放射線画像に対して、補正されたコントラストに基づく階調処理を含む、所定の画像処理条件に基づく画像処理を行う画像処理部９２と、画像処理された放射線画像を表示する表示部９４とを備える。
【００５４】
上述した照射条件とは、乳房Ｍに照射するＸ線ｘのエネルギスペクトル（線質）を調整して適切な放射線画像を得るための条件であり、例えば、Ｘ線源５０を構成するターゲット５４の種類、フィルタ５５の種類、フィラメント５２とターゲット５４との間に印加される管電圧、およびｍＡｓ値（管電流×放射線照射時間）を挙げることができる。また、画像処理条件としては、例えば、放射線画像の規格化処理条件、エッジ強調処理条件、周波数処理条件、ノイズフィルタリング処理条件、ダイナミックレンジ調整処理条件、および階調処理条件等を挙げることができる。
【００５５】
なお、画像処理部９２は、取得された放射線画像に対して、まず、補正されたコントラストに基づく階調処理を行い、その後に、所定の画像処理条件に基づく画像処理（階調処理を含む）を行うようにしてもよい。また、補正されたコントラストに基づく階調処理を行った後の画像処理は、階調処理を行わないようにしてもよい。本実施形態においては、補正されたコントラストに基づく階調処理を行った後、階調処理を含む画像処理を行うものとして説明する。
【００５６】
ここで、記憶部９０に記憶される複数の乳房Ｍの厚さに対応する目標照射条件の情報およびコントラスト情報について説明する。図５は目標照射条件情報のテーブルを示す図である。図５に示すように、目標照射条件情報のテーブルＴ１は、複数の乳房厚さに対応する目標照射条件を規定したものである。ここで、目標照射条件としては、ターゲットおよびフィルタの種類を示すＴ／Ｆおよび管電圧が設定されている。テーブルＴ１を参照することにより、例えば、乳房の厚さが４３ｍｍの場合、Ｔ／ＦはＭｏ／Ｒｈ（すなわちターゲットがＭｏ、フィルタがＲｈ）、管電圧は２８ｋＶが目標照射条件として設定される。
【００５７】
図６はコントラスト情報を規定したテーブル（コントラストテーブル）を示す図である。図６に示すように、コントラストテーブルＴ２は、ターゲットおよびフィルタの組み合わせ毎に、複数の乳房の厚さ、複数の管電圧および複数の乳腺脂肪比率に対応するコントラストを規定した３次元のテーブルである。なお、図６に示すコントラストテーブルＴ２には、ターゲットおよびフィルタの組み合わせがＷ／Ｒｈの場合における、乳腺脂肪比率が５０％の場合の複数の乳房の厚さおよび複数の管電圧に対応するコントラストが規定されてなる。なお、図６にはコントラストテーブルＴ２は２次元として示しているが、実際には、複数の乳腺脂肪比率に対応して図６に示す２次元のテーブルが規定された３次元テーブルとなっている。また、コントラストテーブルＴ２は、例えば図６に示すように乳房の厚さは２０ｍｍ間隔、管電圧は２ｋＶ間隔、乳腺脂肪比率は例えば１０％間隔で離散的に規定されているため、コントラストテーブルＴ２に規定されていない乳房の厚さ、管電圧および乳腺脂肪比率のコントラストの値は、隣接する乳房の厚さの値、管電圧および乳腺脂肪比率の値におけるコントラストの値を用いた補間演算により算出すればよい。
【００５８】
なお、コントラストテーブルＴ２に規定されたコントラストは、シミュレーションにより算出される。本実施形態においては、乳腺が５０％存在する（すなわち乳腺脂肪比率５０％）と仮定した場合の放射線画像の信号値と、乳腺脂肪比率５０％となる背景の内部に、厚さ５ｍｍの乳腺が１００％存在する（すなわち乳腺脂肪比率１００％）と仮定した場合の放射線画像の信号値との差をコントラストとして定義する。図７はシミュレーションによるコントラストの算出を説明するための図である。図７に示すように、コントラストテーブルＴ２に規定する所定の厚さを有する被写体を仮定し、その被写体の内部に厚さ５ｍｍの乳腺１００％の組織（乳腺組織）Ｂ１が存在するものとする。なお、乳腺組織Ｂ１以外の背景組織Ｂ２は、乳腺が５０％存在するものと仮定する。そして、乳腺組織Ｂ１を透過するＸ線により取得される信号値ＱＡおよび背景組織Ｂ２のみを透過するＸ線により取得される信号値ＱＢを算出し、ｌｏｇ（ＱＢ）−ｌｏｇ（ＱＡ）をコントラストの値として算出する。なお、コントラストテーブルＴ２に規定されているコントラストの値は、乳房の厚さ４０ｍｍ、乳腺脂肪比率５０％の被写体を、ターゲットをＭｏ、フィルタをＭｏ、管電圧２８ｋＶの照射条件にて撮影した場合のコントラストの値を１として正規化したものとなっている。
【００５９】
次いで、第１の実施形態において行われる処理について説明する。図８は第１の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。技師は、マンモグラフィ撮影装置１４の撮影台４０に対して、乳房Ｍをポジショニングした後（ステップＳＴ１）、圧迫板駆動制御部７２により圧迫板４２を移動させ、乳房Ｍを圧迫する（ステップＳＴ２）。乳房Ｍが所望の状態に圧迫されたところで、圧迫板４２の移動を停止させ、そのときの乳房Ｍの厚さを厚さ算出部７８により算出する（ステップＳＴ３）。厚さ算出部７８は、圧迫板駆動制御部７２から圧迫板４２の撮影台４０に対する位置情報を取得し、この位置情報から乳房Ｍの厚さを算出する。算出された厚さの情報は、照射条件設定部８０、第１情報取得部８４および第２情報取得部８６に供給される他、表示器４６に表示される。
【００６０】
次に、技師は、算出された乳房Ｍの厚さに基づいて、ターゲット５４およびフィルタ５５の種類および管電圧を照射条件として設定する。例えば、低エネルギのＸ線ｘ（軟らかい線質）であるほど、得られる放射線画像のコントラストが高くなり、乳房Ｍの正常組織と病変組織との差を確認しやすくなる。また、高エネルギのＸ線ｘ（硬い線質）であるほど、乳房Ｍの被曝線量を抑えることができ、かつ乳房Ｍの放射線透過率が高くなるため、放射線画像のＳ／Ｎを大きくすることができる。マンモグラフィ撮影装置１４においては、一般的に、薄い乳房Ｍの撮影を行う場合には、コントラストの高い画質が優先され、厚い乳房Ｍの撮影を行う場合には、規定値を超えない被曝線量が優先される。しかしながら、乳房Ｍへの被曝量は少ない方が好ましい。このため、技師はマニュアル操作により、高エネルギのＸ線ｘが照射されるように、ターゲットとしてＷを、フィルタとしてＲｈを使用し、それに応じた適切な管電圧となるように照射条件を設定する。さらに技師は、適切な放射線画像を得るために必要な放射線照射線量（ｍＡｓ値）を設定し、その線量を得ることのできる管電流および放射線照射時間を照射条件として線源駆動制御部７０に設定する（照射条件設定、ステップＳＴ４）。
【００６１】
照射条件設定部８０は、ターゲット５４およびフィルタ５５の種類、並びに管電圧が設定されると、これらの照射条件を制御装置１６の線源駆動制御部７０に供給する。線源駆動制御部７０は、供給された照射条件に従ってフィラメント５２を図３の矢印Ａ方向に移動させ、ターゲット５４を選択する。また、線源駆動制御部７０は、供給された照射条件に従い、フィルタ移動部６６を駆動してフィルタ５５を図３の矢印Ｃ方向に移動させ、フィルタ５５を選択する。
【００６２】
次いで、技師により図示しない撮影スイッチがオンとされると、線源駆動制御部７０はＸ線源５０を駆動し、設定された照射条件に従った放射線画像の撮影を行う（ステップＳＴ５）。この撮影により固体検出器７４に記録された乳房Ｍの放射線画像は、検出器制御部７６によって読み取られ、画像処理装置１２に供給される。
【００６３】
画像処理装置１２の組成情報取得部８２は、放射線画像に基づいて、乳腺脂肪比率を算出する（ステップＳＴ６）。乳腺脂肪比率の算出は、例えば特開２０１０−２５３２４５号公報に記載されている手法を用いることができる。この手法は、乳房Ｍの放射線画像から脂肪画像（乳房の乳腺組織が全て脂肪組織に置き換わった場合の画素値を持つ画像）を作成し、元の放射線画像と脂肪画像との関係に基づいて乳腺脂肪比率を算出する手法である。なお、乳腺脂肪比率の算出はこの手法に限定されるものではなく、公知の任意の手法を用いることができる。組成情報取得部８２が算出した乳腺脂肪比率の情報は、第１情報取得部８４および第２情報取得部８６に組成情報として供給される。
【００６４】
画像処理装置１２の第１情報取得部８４は、乳腺脂肪比率、乳房Ｍの厚さおよび照射条件に基づいて、コントラストテーブルＴ２を参照して、放射線画像のコントラストを表す撮影コントラスト情報を取得する（ステップＳＴ７）。例えば、乳房Ｍの厚さが２０ｍｍ、乳腺脂肪比率が５０％、ターゲットがＷ、フィルタがＲｈ、管電圧が２９ｋＶの場合、図６に示すコントラストテーブルＴ２を参照すると、撮影コントラスト情報は０．８７となる。
【００６５】
また、第２情報取得部８６は、テーブルＴ１を参照して、乳房Ｍの厚さに基づいてＸ線の目標とする照射条件（目標照射条件）を設定し（ステップＳＴ８）、コントラストテーブルＴ２を参照して、乳腺脂肪比率、乳房Ｍの厚さおよび目標照射条件に基づいて、放射線画像の目標とするコントラストを表す目標コントラスト情報を取得する（ステップＳＴ９）。例えば、乳房Ｍの厚さが２０ｍｍの場合、目標照射条件は、ターゲットがＭｏ、フィルタがＭｏ、管電圧が２６ｋＶであるため、第２情報取得部８６は、記憶部９０に記憶された、ターゲットおよびフィルタがＭｏ／ＭｏのコントラストテーブルＴ２を参照し、目標コントラスト情報を取得する。ここで、ターゲットおよびフィルタがＭｏ／Ｍｏであり、乳腺脂肪比率が５０％の場合におけるコントラストテーブルＴ２の一部を図９に示す。図９を参照すると、乳房Ｍの厚さ２０ｍｍ、管電圧が２６ｋＶの場合、目標コントラスト情報は補間演算により１．１７５となる。
【００６６】
コントラスト補正量決定部８８は、撮影コントラスト情報および目標コントラスト情報に基づいて、コントラストの補正量を決定する（ステップＳＴ１０）。ここで、撮影コントラスト情報が０．８７、目標コントラスト情報が１．１７５である場合、コントラスト補正量は、１．１７５／０．８７≒１．３５に決定される。
【００６７】
そして、画像処理部９２が、放射線画像に対して、決定されたコントラスト補正量に基づく階調処理を含む画像処理を行い、処理済みの放射線画像を取得する（ステップＳＴ１１）。ここで、画像処理部９２は、まず、決定されたコントラスト補正量に基づいて、階調処理条件を補正する。例えば、コントラスト補正量が１．３５の場合、階調処理条件となる階調カーブの傾きを１．３５倍大きくする。そして、画像処理部９２は、補正された階調処理条件により放射線画像に対して階調処理を行う。さらに階調処理が施された放射線画像を解析して、放射線画像の規格化処理条件、エッジ強調処理条件、周波数処理条件、ノイズフィルタリング処理条件、ダイナミックレンジ調整処理条件、および階調処理条件を設定する。そして、設定された画像処理条件により、補正された階調処理条件により階調処理が施された放射線画像に対して画像処理を行う。
【００６８】
以上のようにして画像処理された放射線画像は、表示部９４に表示されて、技師による確認が行われ（ステップＳＴ１１）、処理を終了する。なお、放射線画像は画像データベース１８に保存され、端末装置２０において医師の診断に供される。
【００６９】
このように、第１の実施形態においては、乳腺脂肪比率、乳房Ｍの厚さおよび照射条件に基づいて、放射線画像のコントラストを表す撮影コントラスト情報を取得し、乳房Ｍの厚さに基づいて放射線の目標とする照射条件を設定し、乳腺脂肪比率、乳房Ｍの厚さおよび目標とする照射条件に基づいて目標コントラスト情報を取得し、撮影コントラスト情報および目標コントラスト情報に基づいて、放射線画像のコントラスト補正量を決定するようにしたものである。このため、決定された補正量に基づいて放射線画像のコントラストを補正することにより、被写体に照射される放射線の照射条件のみならず、乳腺脂肪比率、乳房Ｍの厚さにも基づいて、所望のコントラストを有する放射線画像を取得することができる。
【００７０】
また、撮影装置１４を交換した場合、撮影装置１４に応じて照射条件が異なる場合があるため、交換の前後で取得される放射線画像の画質が異なってしまう場合がある。また、撮影上の制約から、所望の照射条件を設定できない場合もある。例えば、胸部の撮影を行う場合、管電圧を比較的高圧の１００ｋＶ〜１２０ｋＶ程度に設定することにより、軟部と重なる骨部のコントラストを低くすることが好ましい。しかしながら、病室等において行うポータブル撮影では、撮影上の制約から管電圧を８０ｋＶ程度にしか設定できない場合がある。このような場合においても、所望の画質を有する放射線画像が得られなくなってしまう。
【００７１】
第１の実施形態においては、撮影コントラスト情報および目標コントラスト情報に基づいて、放射線画像のコントラスト補正量を決定しているため、撮影装置を切り替えた場合、であっても、所望のコントラストを有する放射線画像を取得することができる。また、撮影上の制約がある場合であっても、所望の照射条件にて撮影した場合と同様の所望のコントラストを有する放射線画像を取得することができる。
【００７２】
次いで、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態による放射線画像処理装置を適用した医療画像支援システムは、画像処理装置の構成のみが第１の実施形態と異なるため、ここでは医療画像支援システムの構成についての詳細な説明は省略する。
【００７３】
図１０は、第２の実施形態における画像処理装置を構成する制御回路のブロック図である。なお、第２の実施形態において第１の実施形態と同一の構成については同一の参照番号を付与し、ここでは詳細な説明は省略する。第２の実施形態は、画像処理装置１２Ａにおいて、第１情報取得部８４および第２情報取得部８６に代えて、組成情報、乳房Ｍの厚さおよび照射条件に基づいて、放射線画像の周波数特性を表す撮影周波数特性情報を取得する第３情報取得部１０４と、乳房Ｍの厚さに基づいてＸ線の目標照射条件を設定し、組成情報、乳房Ｍの厚さおよび目標照射条件に基づいて、放射線画像の目標とする周波数特性を表す目標周波数特性情報を取得する第４情報取得部１０６と、撮影周波数特性情報および目標周波数特性情報に基づいて、放射線画像の周波数特性の補正量を決定する周波数特性補正量決定部１０８と、複数の乳房Ｍの厚さに対応する目標照射条件の情報、並びにターゲットおよびフィルタの組み合わせ毎に複数の乳房Ｍの厚さ、複数の照射条件および複数の乳腺脂肪比率に対応する周波数特性情報を記憶する記憶部１１０とを備え、画像処理部９２において、補正された周波数特性に基づく周波数処理を含む画像処理を行うようにしたものである。
【００７４】
第２の実施形態においては、記憶部１１０には、周波数特性情報を規定した周波数特性テーブルＴ３が記憶されている。周波数特性テーブルＴ３は、ターゲットおよびフィルタの組み合わせ毎に、複数の乳房の厚さ、複数の管電圧および複数の乳腺脂肪比率に対応する周波数特性を規定した３次元のテーブルである。なお、本実施形態において周波数特性とは、診断の対象となる乳腺組織や石灰化等の病変の空間周波数である２cycle/mmの周波数におけるレスポンスの値を表すものとする。周波数特性テーブルＴ３に規定した周波数特性は、コントラストと同様にシミュレーションにより算出すればよい。また、複数の乳房の厚さおよび複数の乳腺脂肪比率に対応するファントムを用意し、ターゲットおよびフィルタの組み合わせ毎に、複数の管電圧によりファントムを撮影し、ファントムを撮影することにより取得された放射線画像のＭＴＦ（Modulation Transfer Function）を算出し、このＭＴＦにおける２cycle/mmの周波数におけるレスポンスの値を周波数特性テーブルＴ３に規定してもよい。
【００７５】
次いで、第２の実施形態において行われる処理について説明する。図１１は第２の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。なお、第２の実施形態においては、第１の実施形態のフローチャートにおけるステップＳＴ７以降の処理のみが異なるため、ここでは、ステップＳＴ７以降の処理についてのみ説明する。
【００７６】
組成情報取得部８２が乳腺脂肪比率を算出すると、画像処理装置１２の第３情報取得部１０４は、乳腺脂肪比率、乳房Ｍの厚さおよび照射条件に基づいて、周波数特性テーブルＴ３を参照して、放射線画像の周波数特性を表す撮影周波数特性情報を取得する（ステップＳＴ２１）。
【００７７】
また、第４情報取得部１０６は、テーブルＴ１を参照して、乳房Ｍの厚さに基づいてＸ線の目標照射条件を設定し（ステップＳＴ２２）、周波数特性テーブルＴ３を参照して、乳腺脂肪比率、乳房Ｍの厚さおよび目標照射条件に基づいて、放射線画像の目標とする周波数特性を表す目標周波数特性情報を取得する（ステップＳＴ２３）。
【００７８】
周波数特性補正量決定部１０８は、撮影周波数特性情報および目標周波数特性情報に基づいて、周波数特性の補正量を決定する（ステップＳＴ２４）。例えば、撮影周波数特性情報が０．５、目標周波数特性情報が０．７５である場合、周波数特性補正量は１．５に決定される。
【００７９】
そして、画像処理部９２が、放射線画像に対して、決定された周波数特性補正量に基づく周波数処理を含む画像処理を行い、処理済みの放射線画像を取得する（ステップＳＴ２５）。ここで、画像処理部９２は、まず、決定された周波数特性補正量に基づいて周波数処理を行う。例えば、周波数特性補正量が１．５である場合、画像処理部９２は、放射線画像における２cycle/mmのレスポンスが１．５倍となるように、フィルタリング処理等により、放射線画像に対して周波数処理を行う。さらに周波数処理が施された放射線画像を解析して、放射線画像の規格化処理条件、エッジ強調処理条件、周波数処理条件、ノイズフィルタリング処理条件、ダイナミックレンジ調整処理条件、および階調処理条件を設定する。そして、設定された画像処理条件により、決定された周波数特性補正量により基づいて周波数処理が施された放射線画像に対して画像処理を行う。
【００８０】
以上のようにして画像処理された放射線画像は、表示部９４に表示されて、技師による確認が行われ（ステップＳＴ２６）、処理を終了する。なお、放射線画像は画像データベース１８に保存され、端末装置２０において医師の診断に供される。
【００８１】
このように、第２の実施形態においては、乳腺脂肪比率、乳房Ｍの厚さおよび照射条件に基づいて、放射線画像の周波数特性を表す撮影周波数特性情報を取得し、乳房Ｍの厚さに基づいて放射線の目標とする照射条件を設定し、乳腺脂肪比率、乳房Ｍの厚さおよび目標とする照射条件に基づいて目標周波数特性情報を取得し、撮影周波数特性情報および目標周波数特性情報に基づいて、放射線画像の周波数特性補正量を決定するようにしたものである。このため、決定された補正量に基づいて放射線画像の周波数特性を補正することにより、被写体に照射される放射線の照射条件のみならず、乳腺脂肪比率、乳房Ｍの厚さにも基づいて、所望の周波数特性を有する放射線画像を取得することができる。
【００８２】
次いで、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、第３の実施形態による放射線画像処理装置を適用した医療画像支援システムは、画像処理装置の構成のみが第１の実施形態と異なるため、ここでは医療画像支援システムの構成についての詳細な説明は省略する。
【００８３】
図１２は、第３の実施形態における画像処理装置を構成する制御回路のブロック図である。なお、第３の実施形態において第１および第２の実施形態と同一の構成については同一の参照番号を付与し、ここでは詳細な説明は省略する。第３の実施形態は、画像処理装置１２Ｂにおいて、第１情報取得部８４および第２情報取得部８６等に加えて、第３情報取得部１０４、第４情報取得部１０６および周波数特性補正量決定部１０８を備え、記憶部１２０にテーブルＴ１、コントラストテーブルＴ２および周波数特性テーブルＴ３を記憶するようにし、画像処理部９２において、補正されたコントラストに基づく階調処理および補正された周波数特性に基づく周波数処理を含む画像処理を行うようにした点が第１の実施形態と異なる。
【００８４】
次いで、第３の実施形態において行われる処理について説明する。図１３は第３の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。なお、第３の実施形態においては、第１の実施形態のフローチャートにおけるステップＳＴ７以降の処理のみが異なるため、ここでは、ステップＳＴ７以降の処理についてのみ説明する。
【００８５】
組成情報取得部８２が乳腺脂肪比率を算出すると、画像処理装置１２Ｂの第１情報取得部８４は、乳腺脂肪比率、乳房Ｍの厚さおよび照射条件に基づいて、コントラストテーブルＴ２を参照して、放射線画像のコントラストを表す撮影コントラスト情報を取得する（ステップＳＴ３１）。
【００８６】
また、第２情報取得部８６は、テーブルＴ１を参照して、乳房Ｍの厚さに基づいてＸ線の目標照射条件を設定し（ステップＳＴ３２）、コントラストテーブルＴ２を参照して、乳腺脂肪比率、乳房Ｍの厚さおよび目標照射条件に基づいて、放射線画像の目標とするコントラストを表す目標コントラスト情報を取得する（ステップＳＴ３３）。そして、コントラスト補正量決定部８８は、撮影コントラスト情報および目標コントラスト情報に基づいて、コントラストの補正量を決定する（ステップＳＴ３４）。
【００８７】
一方、画像処理装置１２Ｂの第３情報取得部１０４は、乳腺脂肪比率、乳房Ｍの厚さおよび照射条件に基づいて、周波数特性テーブルＴ３を参照して、放射線画像の周波数特性を表す撮影周波数特性情報を取得する（ステップＳＴ３５）。
【００８８】
また、第４情報取得部１０６は、周波数特性テーブルＴ３を参照して、乳腺脂肪比率、乳房Ｍの厚さおよび第２情報取得部８６が取得した目標照射条件に基づいて、放射線画像の目標とする周波数特性を表す目標周波数特性情報を取得する（ステップＳＴ３６）。そして、周波数特性補正量決定部１０８は、撮影周波数特性情報および目標周波数特性情報に基づいて、周波数特性の補正量を決定する（ステップＳＴ３７）。
【００８９】
なお、ステップＳＴ３１〜ステップＳＴ３４の処理と、ステップＳＴ３５〜ステップＳＴ３７の処理とはいずれを先に行ってもよく、並列に行ってもよい。
【００９０】
そして、画像処理部９２が、放射線画像に対して、上記第１の実施形態と同様に、決定されたコントラスト補正量に基づく階調処理を行い、かつ上記第２の実施形態と同様に、決定された周波数特性補正量に基づく周波数処理を含む画像処理を行い、処理済みの放射線画像を取得する（ステップＳＴ３８）。以上のようにして画像処理された放射線画像は、表示部９４に表示されて、技師による確認が行われ（ステップＳＴ３９）、処理を終了する。なお、放射線画像は画像データベース１８に保存され、端末装置２０において医師の診断に供される。
【００９１】
このように、第３の実施形態においては、乳腺脂肪比率、乳房Ｍの厚さおよび照射条件に基づいて、放射線画像のコントラスト補正量および周波数特性補正量の双方を決定するようにしたため、決定された補正量に基づいて放射線画像のコントラストおよび周波数特性を補正することにより、被写体に照射される放射線の照射条件のみならず、乳腺脂肪比率、乳房Ｍの厚さにも基づいて、所望のコントラストおよび所望の周波数特性を有する放射線画像を取得することができる。
【００９２】
なお、放射線画像を読影する医師に応じて、放射線画像の好ましい画質が異なることから、所望とする画質の放射線画像が取得されるように、ターゲットおよびフィルタの組み合わせが、撮影時に医師により指示される場合がある。上記第１の実施形態においては、目標照射条件のテーブルＴ１を用いて、乳房Ｍの厚さに基づいて目標照射条件を設定しているが、このような場合、テーブルＴ１を参照することなく、技師が所望とする目標照射条件を直接設定するようにしてもよい。この場合、撮影時の照射条件は、あらかじめ定められたものとすればよく、所望とするターゲットおよびフィルタの組み合わせ並びに管電圧（すなわち目標照射条件）を技師が直接設定すると、第２情報取得部８６がコントラストテーブルＴ２を参照して、乳腺脂肪比率、乳房Ｍの厚さおよび目標照射条件に基づいて、放射線画像の目標とするコントラストを表す目標コントラスト情報を取得する。これにより、特に撮影装置において、目標照射条件に対応するターゲットおよびフィルタの組み合わせが存在しない場合であっても、その目標照射条件より取得した場合と同様のコントラストを有する放射線画像を取得することができる。なお、この場合において、画質を表すモードと照射条件とをあらかじめ対応づけておき、技師は撮影装置において所望とするモードを設定することにより、照射条件を設定できるようにしてもよい。また、この場合において、技師が所望するノイズの条件に従って、線量を設定するようにしてもよい。なお、上記第２および第３の実施形態においても、同様に目標照射条件を直接設定するようにしてもよいことはもちろんである。
【００９３】
また、上記実施形態においては、乳腺脂肪比率の情報をも用いて撮影コントラスト情報および目標コントラスト情報を取得しているが、乳房Ｍの厚さおよび照射条件のみを用いて撮影コントラスト情報および目標コントラスト情報を取得するようにしてもよい。この場合、コントラストテーブルＴ２は、ターゲットおよびフィルタの組み合わせ毎に、複数の乳房の厚さおよび複数の管電圧に対応するコントラストを規定した２次元のテーブルとなる。また、同様に乳房Ｍの厚さおよび照射条件のみを用いて、撮影周波数特性情報および目標周波数特性情報を取得してもよく、この場合、周波数特性テーブルＴ３は、ターゲットおよびフィルタの組み合わせ毎に、複数の乳房の厚さおよび複数の管電圧に対応する周波数特性を規定した２次元のテーブルとなる。
【００９４】
また、上記第１の実施形態においては、乳房Ｍの厚さおよび照射条件に基づいて撮影コントラスト情報を取得しているが、これに限定されるものではなく、撮影により取得された放射線画像に基づいて、撮影コントラスト情報を取得するようにしてもよい。以下、これを第４の実施形態として説明する。図１４は、第４の実施形態における画像処理装置、マンモグラフィ撮影装置および制御装置を構成する制御回路のブロック図である。なお、第４の実施形態において第１の実施形態と同一の構成については同一の参照番号を付与し、ここでは詳細な説明は省略する。第４の実施形態は、画像処理装置１２Ｃの第１情報取得部８４において、検出器制御部７６から供給される放射線画像を用いて、撮影コントラスト情報を取得し、第２情報取得部８６において、乳房Ｍの厚さを用いることなく、目標照射条件および目標コントラスト情報を取得するようにした点が第１の実施形態と異なる。
【００９５】
第４の実施形態においては、第１情報取得部８４は、例えば、特開２０１０−２５３２４５号公報あるいは特開２００９−２４７５２１号公報に記載された手法を用いて、検出器制御部７６から供給された放射線画像を解析して撮影コントラスト情報を取得する。具体的には、放射線画像から乳房Ｍにおける乳腺が多い領域を抽出し、抽出した乳腺領域内の局所的なコントラストを算出する。第１情報取得部８４はこのような乳房Ｍにおける局所的なコントラストを、撮影コントラスト情報として取得する。
【００９６】
また、第２情報取得部８６は、目標照射条件を取得する。第４の実施形態においては、技師が画像処理装置１２Ｃに、所望とする線質（すなわちターゲットおよびフィルタの組み合わせ）および管電圧を所望とする目標照射条件として入力し、第２情報取得部８６は技師が入力した目標照射条件を取得する。そして、組成情報および目標照射条件に基づいて、目標コントラスト情報を取得する。具体的には、ターゲットおよびフィルタの組合せ毎に、複数の管電圧および複数の乳腺脂肪比率に対応する目標コントラストを既定したテーブルを参照し、入力された目標照射条件と画像解析で算出した乳腺脂肪比率に基づいて目標コントラスト情報を算出する。
【００９７】
そして、上記第１の実施形態と同様に、コントラスト補正量決定部８８が撮影コントラスト情報および目標コントラスト情報に基づいて、コントラストの補正量を決定し、画像処理部９２がコントラスト補正量に基づく階調処理を含む画像処理を行うことにより、処理済みの放射線画像が取得される。
【００９８】
なお、上記第４の実施形態において、第１情報取得部８４において放射線画像を解析して撮影コントラスト情報を取得し、第２情報取得部８６においては、上記第１の実施形態と同様に、乳房Ｍの厚さを用いて目標照射条件および目標コントラスト情報を取得するようにしてもよい。逆に第１情報取得部８４において、第１の実施形態と同様に乳房Ｍの厚さを用いて撮影コントラスト情報を取得し、第２情報取得部８６において放射線画像の解析結果、撮影時の照射条件、組成情報および目標照射条件に基づいて、目標コントラスト情報を取得するようにしてもよい。
【００９９】
また、上記第３の実施形態においても、第１情報取得部８４において、検出器制御部７６から供給される放射線画像を用いて撮影コントラスト情報を取得し、第２情報取得部８６において、乳房Ｍの厚さを用いることなく、目標照射条件および目標コントラスト情報を取得するようにしてもよい。
【０１００】
また、上記第２および第３の実施形態において、第３情報取得部１０４において、検出器制御部７６から供給される放射線画像を用いて撮影周波数特性情報を取得し、第４情報取得部１０６において、乳房Ｍの厚さを用いることなく、目標照射条件および目標周波数特性情報を取得するようにしてもよい。
【０１０１】
また、上記実施形態において、放射線画像の取得前に低線量の放射線を用いて被写体の撮影を行うことによりプレ放射線画像を取得し、プレ放射線画像を解析することにより、放射線画像のＳ／Ｎが最もよくなるように照射条件を設定するようにしてもよい。そして設定した照射条件により撮影を行って被写体の放射線画像を取得し、上記実施形態と同様に撮影コントラスト情報および目標コントラスト情報に基づいてコントラスト補正量を算出し、算出したコントラスト補正量により、放射線画像に対して画像処理を施すようにしてもよい。これにより、放射線画像に含まれるノイズを少なくしつつ、所望のコントラストを有する処理済み放射線画像を取得することができる。
【０１０２】
また、乳房Ｍは通常左右両方の放射線画像を取得して診断を行うが、診断の際には左右の乳房Ｍの比較を行う場合が多い。このため、左右の乳房Ｍの放射線画像について、共通の目標コントラスト情報および／または目標周波数特性情報を設定することが好ましい。また、同一の乳房Ｍについて複数の撮影方向から撮影を行って、複数の放射線画像を取得する場合がある。このような場合、診断の際には複数の放射線画像の比較を行う場合が多い。このため、複数方向から撮影を行ったことにより取得した放射線画像について、共通の目標コントラスト情報および／または目標周波数特性情報を設定することが好ましい。
【０１０３】
なお、上記実施形態の画像処理装置１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃにおいて、自動で共通の目標コントラスト情報および／または目標周波数特性情報を設定してもよいが、比較を行う複数の画像の画質が異なっていても構わない場合もある。このため、図１５に示すように、自動で共通の目標コントラスト情報および／または目標周波数特性情報を設定するか否かを切り替える切り替え部１００を画像処理装置１２に設けるようにしてもよい。これにより、自動で共通の目標コントラスト情報および／または目標周波数特性情報を設定するか、共通の目標コントラスト情報および／または目標周波数特性情報を自動で設定しないかを切り替えることができる。
【０１０４】
また、上記実施形態においては、厚さ算出部７８において、圧迫板４２の撮影台４０に対する位置情報から乳房Ｍの厚さを算出しているが、乳房Ｍの厚さの算出はこれに限定されるものではない。例えば、撮影装置１４においては、Ｘ線源５０と固体検出器７４の検出面との距離（ＳＩＤ）が分かる。また、超音波計測器等の距離測定器を撮影装置１４に設けておくことにより、Ｘ線源５０と被写体である乳房Ｍとの距離（ＳＯＤ）が分かる。したがって、ＳＩＤ−ＳＯＤを算出し、これを乳房Ｍの厚さとして用いてもよい。なお、ＳＩＤおよびＳＯＤを用いることにより、乳房Ｍ以外の被写体であっても、厚さを算出することができる。
【０１０５】
また、放射線画像を解析することにより乳房Ｍの厚さを取得するようにしてもよい。例えば、特開２０１０−２５３２４５号公報に記載された手法を用いて、放射線画像における乳房Ｍの領域内の画素値の最小値と最大との差を乳房Ｍのダイナミックレンジとして算出する。ここで、ダイナミックレンジと乳房Ｍの厚さとの間には相関があるため、厚さとダイナミックレンジとを対応づけたテーブルをあらかじめ作成しておき、このテーブルを用いてダイナミックレンジから乳房Ｍの厚さを取得するようにしてもよい。
【０１０６】
また、放射線画像の乳房Ｍの領域における画素値と乳房Ｍの厚さとの間にも相関があるため、厚さと画素値とを対応づけたテーブルをあらかじめ作成しておき、このテーブルを用いて画素値から乳房Ｍの厚さを取得するようにしてもよい。
【０１０７】
また、乳房Ｍを撮影する場合、圧迫板４２により乳房Ｍは圧迫されるため、乳房Ｍの辺縁部は図１６に示すように断面が半円状となる。このような圧迫された状態で撮影を行うことにより取得した乳房Ｍの放射線画像においては、図１７に示すように、乳房Ｍの断面が半円形となった部分Ｍ１と圧迫板４２に接している部分Ｍ２とで画素値が異なるものとなる。このため、ｋ−ｍｅａｎｓ法等のクラスタリングの手法により、放射線画像における乳房Ｍの領域を部分Ｍ１と部分Ｍ２とに２分割する。そして、部分Ｍ１と部分Ｍ２との境界の乳房Ｍのスキンラインからの距離Ｌを算出し、図１６に示すようにその距離Ｌの２倍の値２Ｌを乳房Ｍの厚さとして算出するようにしてもよい。
【０１０８】
また、上記実施形態においては、放射線画像の全体に対してコントラスト補正量を設定しているが、図１８に示すように、放射線画像を複数の領域に分割し、領域毎に乳腺脂肪比率を算出して、領域毎にコントラストテーブルＴ２を参照して、撮影コントラスト情報および目標コントラスト情報を取得し、コントラスト補正量を決定してもよい。なお、図１８に示す例においては、放射線画像における乳房Ｍが存在する領域においてのみ、コントラスト補正量を決定してもよい。また、領域の分割は図１４に示すものに限定されるものではなく、例えば、乳腺脂肪比率に応じて放射線画像を複数の領域に分割してもよい。具体的には、乳腺脂肪比率が０〜２０％の領域、２０〜４０％の領域、４０〜６０％の領域、６０〜８０％の領域、８０〜１００％の領域というように、放射線画像を５つの領域に分割し、領域毎にコントラスト補正量を決定してもよい。同様に、放射線画像を複数の領域に分割し、領域毎に周波数特性補正量を決定してもよいことはもちろんである。
【０１０９】
なお、上述した実施形態に使用するマンモグラフィ撮影装置１４においては、経時によるＸ線源５０の劣化や、部品の交換等により、取得される放射線画像のコントラストが変化する場合がある。この場合、適切な画像処理条件も変化してしまうことから、定期的にコントラストテーブルＴ２のキャリブレーションを行うことが好ましい。キャリブレーションは、既知のＸ線吸収特性を有するキャリブレーション用ファントムを用いて行う。図１９はキャリブレーション用ファントムの構成を示す図である。図１９に示すように、キャリブレーション用ファントム１３０は、２０ｍｍ、４０ｍｍ、６０ｍｍ、８０ｍｍと段階的に異なる厚さとなるように形成された本体１３２内に、所定の厚さ（例えば５ｍｍ）を有する乳腺対応部１３４が、各厚さの部分に埋め込まれて構成されてなるものである。本体１３２は、乳腺が５０％存在する場合と同様の放射線透過特性を有する樹脂等の材料からなり、乳腺対応部１３４は、乳腺が１００％存在する場合と同様の放射線透過特性を有する樹脂等の乳腺等価材料からなる。
【０１１０】
キャリブレーションを行う際には、このようなファントム１３０をマンモグラフィ撮影装置１４の撮影台に載置し、図１９の上方からファントム１３０に放射線を照射してファントム１３０の撮影を行う。この際、コントラストテーブルＴ２に規定されているターゲットおよびフィルタの全ての組み合わせ、並びに２３ｋＶ、２８ｋＶ、３５ｋＶの管電圧の組み合わせについての照射条件を設定して撮影を行い、照射条件毎にファントム１３０の放射線画像を取得する。そして、ファントム１３０の各厚さ毎に、乳腺対応部１３４を透過した部分および透過しなかった部分の画素値を取得する。
【０１１１】
図２０はキャリブレーション用ファントムの画像を示す図である。キャリブレーションを行う際には、図２０に示すように、キャリブレーション用ファントムの画像１４０における各厚さに対応する４つの領域Ａ１〜Ａ４において、×印で示す乳腺対応部１３４を透過した部分および透過しなかった部分の合計８箇所の部分について画素値ＱＣ１、ＱＣ２を取得する。そして、各領域Ａ１〜Ａ４において、ｌｏｇ（ＱＣ２）−ｌｏｇ（ＱＣ１）をコントラストの値として算出する。そして、コントラストの値を、ターゲットをＭｏ、フィルタをＭｏ、管電圧２８ｋＶの照射条件にて撮影した場合のコントラストの値１を１として正規化する。ここで、キャリブレーションに使用する管電圧は２３ｋＶ、２８ｋＶ、３５ｋＶと離散的であることから、コントラストテーブルＴ２に含まれる２５ｋＶ、２７ｋＶ、２９ｋＶ、３１ｋＶ、３３ｋＶのコントラストを補間演算により算出し、コントラストテーブルＴ２を新たに作成することにより、キャリブレーションを終了する。
【０１１２】
このように、定期的にコントラストテーブルＴ２をキャリブレーションすることにより、経時等によりコントラストが変化することを防止できる。なお、キャリブレーションは、周波数特性テーブルＴ３についても同様に行うようにしてもよいことはもちろんである。
【０１１３】
また、放射線画像の撮影時には、固体検出器に入射する放射線の散乱を防止するために、グリッドを使用する場合があるが、グリッドを使用した場合と使用しない場合とでは、取得される放射線画像のコントラストおよび周波数特性が異なるものとなる。このため、グリッドの有無に応じて上述したコントラストテーブルＴ２および周波数特性テーブルＴ３を用意しておくことが好ましい。
【０１１４】
また、上記実施形態においては、乳房を被写体としているが、これに限定されるものではなく、人体の胸部、腹部、頭部および四肢等の任意の部位を被写体とすることが可能である。この場合、被写体に応じてシミュレーションを行って、コントラストテーブルＴ２および周波数特性テーブルＴ３を用意すればよい。なお、テーブルＴ２，Ｔ３におけるコントラストの値としては、被写体が乳房の場合の乳腺脂肪比率５０％および乳腺脂肪比率１００％のコントラストに代えて、軟部と骨部とのコントラストとすればよい。また、組成については、乳腺脂肪比率に代えて、骨部組織と軟部組織との面積の比率とすればよい。
【０１１５】
また、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいことはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１１６】
１０    医療画像支援システム
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ    画像処理装置
１４    マンモグラフィ撮影装置
１６    制御装置
３８    Ｘ線源収容部
４０    撮影台
４２    圧迫板
５０    Ｘ線源
７４    固体検出器
７８    厚さ算出部
８０    照射条件設定部
８２    組成情報取得部
８４    第１情報取得部
８６    第２情報取得部
８８    コントラスト補正量決定部
９０，１１０，１２０    記憶部
９２    画像処理部
９４    表示部
１０４    第３情報取得部
１０６    第４情報取得部
１０８    周波数特性補正量決定部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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