(57)【要約】  診断対象部位や疾患に応じて診断に効果的な画像表示を行うようにすることで、早期診断を実現するとともに、診断精度の向上を図る。  医用画像システム１００によれば、コントローラー２の制御部２１は、操作部２２により指定された撮影オーダー情報に含まれる、診断対象部位、又は、診断対象部位及びその部位において診断すべき疾患を特定するための診断対象情報に基づいて、吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像の３種類の再構成画像のうち２種類の再構成画像を合成して合成画像を生成し、生成した合成画像を表示部２３に表示させる。
2013187150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タルボ方式撮影装置、タルボ・ロー方式撮影装置のうち何れかを用いて被写体の診断対象部位のＸ線撮影を行い、前記被写体の診断対象部位に係る吸収画像、微分位相画像及び小角散乱画像の３種類の再構成画像を生成する医用画像システムであって、
前記診断対象部位、又は、前記診断対象部位及びその部位において診断すべき疾患を特定するための診断対象情報を入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された診断対象情報に基づいて、前記３種類の再構成画像のうち２種類の再構成画像を合成して合成画像を生成し、生成した合成画像を表示手段に表示させる制御手段と、
を備える医用画像システム。
【請求項２】
前記２種類の再構成画像のうちの１つが吸収画像である請求項１に記載の医用画像システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記２種類の再構成画像のうちの少なくとも１つを加工した後に合成画像を生成する請求項１又は２に記載の医用画像システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記吸収画像を加工して微分吸収画像を生成し、生成した前記微分吸収画像に対して前記微分位相画像と前記微分吸収画像に共通して描出されている構造の信号強度を前記微分位相画像に合わせるための係数を乗算して前記微分位相画像から減算するか、又は、前記微分位相画像を加工して位相画像を生成し、前記吸収画像に対して前記位相画像と前記吸収画像に共通して描出されている構造の信号強度を前記位相画像に合わせるための係数を乗算して前記位相画像から減算することにより、前記微分位相画像と前記吸収画像に共通して描出されている構造の信号を除去又は減弱した合成画像を生成する請求項３に記載の医用画像システム。
【請求項５】
前記制御手段は、複数種類の合成画像を生成し、生成した複数種類の合成画像を前記表示手段に同時に、又は切替表示させる請求項１又は２に記載の医用画像システム。
【請求項６】
前記制御手段は、前記生成された合成画像と、前記３種類の再構成画像のうちの少なくとも一つと、を前記表示手段に同時に、又は切替表示させる請求項１又は２に記載の医用画像システム。
【請求項７】
前記制御手段は、更に、前記３種類の再構成画像を合成し、前記生成された２種類の再構成画像の合成画像と、前記３種類の再構成画像の合成画像と、を前記表示手段に同時に、又は切替表示させる請求項１又は２に記載の医用画像システム。
【請求項８】
前記診断対象部位が乳房である請求項５〜７の何れか１項に記載の医用画像システム。
【請求項９】
タルボ干渉計又はタルボ・ロー干渉計を用いたＸ線撮影装置により得られた被写体の画像信号に基づいて、微分位相画像、吸収画像、小角散乱画像の３つの再構成画像のうち、少なくとも微分位相画像及び吸収画像を生成する再構成画像生成手段と、
前記吸収画像を加工して微分吸収画像を生成し、生成した前記微分吸収画像に対して前記微分位相画像と前記微分吸収画像に共通して描出されている構造の信号強度を前記微分位相画像に合わせるための係数を乗算して前記微分位相画像から減算するか、又は、前記微分位相画像を加工して位相画像を生成し、前記吸収画像に対して前記位相画像と前記吸収画像に共通して描出されている構造の信号強度を前記位相画像に合わせるための係数を乗算して前記位相画像から減算することにより、前記微分位相画像と前記吸収画像に共通して描出されている構造の信号を除去又は減弱した合成画像を生成する合成手段と、
を備える医用画像処理装置。
【請求項１０】
前記合成手段は、前記減算に用いる２つの画像における前記共通して描出されている構造の信号の比を算出し、この算出した比を前記係数として用いる請求項９に記載の医用画像処理装置。
【請求項１１】
吸収画像、微分吸収画像、位相画像、微分位相画像、小角散乱画像の少なくとも一つの画像に対応する閾値を記憶する記憶手段を備え、
前記合成手段は、前記再構成画像生成手段により生成された前記閾値に対応する画像の各画素値又はその絶対値を前記閾値と比較し、前記閾値を越えない画素値の領域に対しては前記係数を小さくして前記合成画像を生成する請求項９又は１０に記載の医用画像処理装置。
【請求項１２】
前記合成画像を表示する表示手段と、
前記係数及び／又は前記閾値を変更するための操作手段と、
を備え、
前記合成手段は、前記操作手段の操作に応じて前記係数及び／又は前記閾値を変更して合成画像を生成し、
前記表示手段は、前記係数及び／又は前記閾値を変更して生成された合成画像を表示する請求項１１に記載の医用画像処理装置。
【請求項１３】
前記微分位相画像に対して前記Ｘ線撮影装置における撮影条件に起因するアーチファクトの補正を行う補正手段を備え、
前記合成手段は、前記補正手段により補正された微分位相画像を用いて前記合成画像を生成する請求項９〜１２の何れか一項に記載の医用画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医用画像システム及び医用画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
診断に用いられる医療用のＸ線画像のほとんどは、吸収コントラスト法による画像である。吸収コントラスト法は、Ｘ線が被写体を透過したときのＸ線強度の減衰の差によりコントラストを形成する。一方、Ｘ線の吸収ではなく、Ｘ線の位相変化によってコントラストを得る位相コントラスト法が提案されている。【０００３】
例えば、特許文献１には、拡大撮影時のＸ線の屈折を利用したエッジ強調によって視認性の高いＸ線画像を得るＸ線画像撮像システムが提案されている。また、特許文献１には、位相コントラスト画像と吸収コントラスト画像とを重ね合わせることが記載されている。【０００４】
また、特許文献２には、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）の分野において、断層撮影による位相コントラスト画像を作成し、さらにこの断層撮影による位相コントラスト画像を断層撮影による吸収画像に重ね合わせることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−９３３７７号公報
【特許文献２】特表２００９−５２５０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の位相コントラスト画像においては、被写体エッジ部分はコントラスト強調されて視認性が上がるものの、被写体のエッジ近傍の画像信号にひずみが生じる。そのため、エッジ近傍はリアルな形状を再現していない。また、位相コントラスト画像（拡大撮影）と吸収コントラスト画像（密着撮影）は２回の撮影が必要で、異なる撮影倍率で撮影されるため、拡大補間処理や縮小処理を施して、倍率及び位置合わせを行う必要がある。【０００７】
一方、特許文献２に記載の技術においては、１セットの撮影で得られた位相コントラスト画像と吸収コントラスト画像を重ね合わせるので、拡大補間処理や縮小処理等の倍率及び位置合わせをする必要はない。しかしながら、ＣＴは複雑な装置構成であり、簡単に導入して使用できるものではない。
また、特許文献２においては、位相コントラスト画像と吸収コントラスト画像を重ね合わせた合成画像が骨部と軟骨の移行部における構造を診断するのに有効であることが記載されている。しかしながら、診断対象の部位やその部位において診断すべき疾患によってどのような合成画像をどのように表示したら効果的であるかについては記載がない。【０００８】
本発明の課題は、診断対象部位や疾患に応じて診断に効果的な画像表示を行うようにすることで、早期診断を実現するとともに、診断精度の向上を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の第１の側面によると、
タルボ方式撮影装置、タルボ・ロー方式撮影装置、又はフーリエ変換方式撮影装置のうち何れかを用いて被写体の診断対象部位のＸ線撮影を行い、前記被写体の診断対象部位に係る吸収画像、微分位相画像及び小角散乱画像の３種類の再構成画像を生成する医用画像システムであって、
前記診断対象部位、又は、前記診断対象部位及びその部位において診断すべき疾患を特定するための診断対象情報を入力する入力手段と、
前記入力手段により入力された診断対象情報に基づいて、前記３種類の再構成画像のうち２種類の再構成画像を合成して合成画像を生成し、生成した合成画像を表示手段に表示させる制御手段と、
を備える。【００１０】
前記２種類の再構成画像のうちの１つが吸収画像であることが好ましい。【００１１】
前記制御手段は、前記２種類の再構成画像のうちの少なくとも１つを加工した後に合成画像を生成することが好ましい。【００１２】
前記制御手段は、前記吸収画像を加工して微分吸収画像を生成し、生成した前記微分吸収画像に対して前記微分位相画像と前記微分吸収画像に共通して描出されている構造の信号強度を前記微分位相画像に合わせるための係数を乗算して前記微分位相画像から減算するか、又は、前記微分位相画像を加工して位相画像を生成し、前記吸収画像に対して前記位相画像と前記吸収画像に共通して描出されている構造の信号強度を前記位相画像に合わせるための係数を乗算して前記位相画像から減算することにより、前記微分位相画像と前記吸収画像に共通して描出されている構造の信号を除去又は減弱した合成画像を生成することが好ましい。【００１３】
前記制御手段は、複数種類の合成画像を生成し、生成した複数種類の合成画像を前記表示手段に同時に、又は切替表示させることが好ましい。【００１４】
前記制御手段は、前記生成された合成画像と、前記３種類の再構成画像のうちの少なくとも一つと、を前記表示手段に同時に、又は切替表示させることが好ましい。【００１５】
前記制御手段は、更に、前記３種類の再構成画像を合成し、前記生成された２種類の再構成画像の合成画像と、前記３種類の再構成画像の合成画像と、を前記表示手段に同時に、又は切替表示させることが好ましい。【００１６】
前記診断対象部位が乳房であることが好ましい。【００１７】
本発明の第２の側面によると、医用画像処理装置は、
タルボ干渉計又はタルボ・ロー干渉計を用いたＸ線撮影装置により得られた被写体の画像信号に基づいて、微分位相画像、吸収画像、小角散乱画像の３つの再構成画像のうち、少なくとも微分位相画像及び吸収画像を生成する再構成画像生成手段と、
前記吸収画像を加工して微分吸収画像を生成し、生成した前記微分吸収画像に対して前記微分位相画像と前記微分吸収画像に共通して描出されている構造の信号強度を前記微分位相画像に合わせるための係数を乗算して前記微分位相画像から減算するか、又は、前記微分位相画像を加工して位相画像を生成し、前記吸収画像に対して前記位相画像と前記吸収画像に共通して描出されている構造の信号強度を前記位相画像に合わせるための係数を乗算して前記位相画像から減算することにより、前記微分位相画像と前記吸収画像に共通して描出されている構造の信号を除去又は減弱した合成画像を生成する合成手段と、
を備える。【００１８】
前記合成手段は、前記減算に用いる２つの画像における前記共通して描出されている構造の信号の比を算出し、この算出した比を前記係数として用いることが好ましい。【００１９】
吸収画像、微分吸収画像、位相画像、微分位相画像、小角散乱画像の少なくとも一つの画像に対応する閾値を記憶する記憶手段を備え、
前記合成手段は、前記再構成画像生成手段により生成された前記閾値に対応する画像の各画素値又はその絶対値を前記閾値と比較し、前記閾値を越えない画素値の領域に対しては前記係数を小さくして前記合成画像を生成することが好ましい。【００２０】
前記合成画像を表示する表示手段と、
前記係数及び／又は前記閾値を変更するための操作手段と、
を備え、
前記合成手段は、前記操作手段の操作に応じて前記係数及び／又は前記閾値を変更して合成画像を生成し、
前記表示手段は、前記係数及び／又は前記閾値を変更して生成された合成画像を表示することが好ましい。【００２１】
前記微分位相画像に対して前記Ｘ線撮影装置における撮影条件に起因するアーチファクトの補正を行う補正手段を備え、
前記合成手段は、前記補正手段により補正された微分位相画像を用いて前記合成画像を生成することが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、診断対象部位や疾患に応じて診断に効果的な画像表示を行うようにすることで、早期診断を実現することができるとともに、診断精度の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】本実施形態に係る医用画像システムの全体構成を示す図である。
【図１Ｂ】タルボ干渉計の原理を説明するための図である。
【図２】図１Ａのコントローラーの機能的構成を示すブロック図である。
【図３】図２の制御部により実行される画像生成表示処理を示すフローチャートである。
【図４Ａ】サクランボを被写体とした吸収画像の一例を示す図である。
【図４Ｂ】サクランボを被写体とした微分位相画像の一例を示す図である。
【図４Ｃ】サクランボを被写体とした小角散乱画像の一例を示す図である。
【図５Ａ】図４Ａに示す吸収画像と図４Ｂに示す微分位相画像とを加算して合成した合成画像を示す図である。
【図５Ｂ】図４Ａに示す吸収画像と図４Ｃに示す小角散乱画像とを加算して合成した合成画像を示す図である。
【図５Ｃ】図４Ａに示す吸収画像から図４Ｃに示す小角散乱画像を減算して合成した合成画像を示す図である。
【図５Ｄ】図４Ｃに示す小角散乱画像を図４Ａに示す吸収画像で除算して合成した合成画像を示す図である。
【図６Ａ】鳥手羽軟骨を被写体とした吸収画像の一例を示す図である。
【図６Ｂ】鳥手羽軟骨を被写体とした微分位相画像の一例を示す図である。
【図６Ｃ】鳥手羽軟骨を被写体とした小角散乱画像の一例を示す図である。
【図７Ａ】手関節を被写体とした吸収画像の一例を示す図である。
【図７Ｂ】手関節を被写体とした微分位相画像の一例を示す図である。
【図７Ｃ】手関節を被写体とした小角散乱画像の一例を示す図である。
【図８Ａ】図６Ａに示す鳥手羽軟骨の吸収画像と図６Ｂに示す鳥手羽軟骨の微分位相画像を合成した合成画像（吸収画像＋微分位相画像）を示す図である。
【図８Ｂ】図６Ａに示す鳥手羽軟骨の吸収画像と図６Ｃに示す鳥手羽軟骨の小角散乱画像を合成した合成画像（小角散乱画像÷吸収画像）を示す図である。
【図９Ａ】図７Ａに示す手関節の吸収画像と図７Ｂに示す手関節の微分位相画像を合成した合成画像（微分位相画像＋吸収画像）を示す図である。
【図９Ｂ】図７Ａに示す手関節の吸収画像と図７Ｃに示す手関節の小角散乱画像を合成した合成画像（小角散乱画像＋吸収画像）を示す図である。
【図９Ｃ】に、図７Ａに示す手関節の吸収画像と図７Ｃに示す手関節の小角散乱画像を合成した合成画像（小角散乱画像−吸収画像）を示す図である。
【図１０Ａ】乳房を被写体とした吸収画像を示す図である。
【図１０Ｂ】乳房を被写体とした微分位相画像を示す図である。
【図１０Ｃ】に、乳房を被写体とした小角散乱画像を示す図である。
【図１１Ａ】図１０Ａに示す吸収画像と図１０Ｂに示す微分位相画像を合成した合成画像（微分位相画像＋吸収画像）を示す図である。
【図１１Ｂ】図１０Ａに示す吸収画像と図１０Ｃに示す小角散乱画像を合成した合成画像（小角散乱画像＋吸収画像）を示す図である。
【図１２Ａ】全体の寄与度が１の鳥手羽の微分位相画像の一例を示す図である。
【図１２Ｂ】骨部の寄与度１、それ以外の領域の寄与度０の鳥手羽の吸収画像の一例を示す図である。
【図１２Ｃ】図１２Ａに示す微分位相画像と図１２Ｂに示す吸収画像を骨部については吸収画像の寄与度を１、それ以外の領域については微分位相画像を１として合成した合成画像の一例を示す図である。
【図１３】診断対象部位が乳房である場合に図２の制御部により実行される画像表示処理を示すフローチャートである。
【図１４】診断対象部位が骨・関節系で疾患がリウマチである場合に図２の制御部により実行される画像表示処理を示すフローチャートである。
【図１５】診断対象部位が骨・関節系で疾患が微小骨折である場合に図２の制御部により実行される画像表示処理を示すフローチャートである。
【図１６】診断対象部位が乳房である場合に図２の制御部により実行される画像表示処理の他の例を示すフローチャートである。
【図１７】診断対象部位が骨・関節系で疾患がリウマチである場合に図２の制御部により実行される画像表示処理の他の例を示すフローチャートである。
【図１８】診断対象部位が骨・関節系で疾患が微小骨折である場合に図２の制御部により実行される画像表示処理の他の例を示すフローチャートである。
【図１９】第２の実施形態において図２の制御部により実行される軟部組織微分画像生成処理を示すフローチャートである。
【図２０】第３の実施形態において図２の制御部により実行される軟部組織画像生成処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。
図１Ａに、本実施形態に係る医用画像システム１００の全体構成を示す。
医用画像システム１００は、Ｘ線撮影装置１と、コントローラー２と、オーダー入力装置３とを備えて構成されている。
Ｘ線撮影装置１とコントローラー２は、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信ネットワークＮを介してデータ送受信可能に接続されている。また、コントローラー２とオーダー入力装置３は、通信ネットワークＮを介してデータ送受信可能に接続されている。
【００２５】
Ｘ線撮影装置１は、公知のタルボ干渉計、タルボ・ロー干渉計の何れかにより構成され、被写体の再構成画像を得るためのモアレ画像を生成する装置である。
【００２６】
タルボ干渉計及びタルボ・ロー干渉計は、例えば、国際公開第２００４／０５８０７０号（公知文献１）、国際公開第２０１１／０３３７９８号（公知文献２）、国際公開第２０１１／１１４８４５号（公知文献３）に記載のように、タルボ効果を利用して、被写体の再構成画像を得るためのモアレ画像を生成する装置である。タルボ効果とは、図１Ｂに示すように、一定の周期でスリットが設けられた第１格子１４を干渉性の光（Ｘ線源１１から照射されたＸ線）が透過すると、光の進行方向（ｚ方向）に一定周期でその格子像を結ぶ現象をいう。この格子像は自己像と呼ばれ、タルボ干渉計は自己像を結ぶ位置に第２格子１５を平行に配置し、この第２格子１５を第１格子１４に対して光軸（Ｘ線焦点と格子の中央を結ぶ）周りに傾けることで生じる干渉縞（モアレ）Ｍを測定する。なお縞走査法を用いる撮影の場合には、第１格子１４と第２格子１５の相対角を０度としても撮影可能である。第２格子１５の前に物体を配置するとモアレＭが乱れることから、第１格子１４の前後に被写体Ｈを配置して干渉性Ｘ線を照射し、得られたモアレＭの画像を演算することによって被写体Ｈの再構成画像を得ることが可能である。
【００２７】
タルボ干渉計は、Ｘ線源１１と、Ｘ線照射方向に略垂直に設けられた第１格子１４、第２格子１５、及び放射線検出器（図示せず）と、を備えて構成されている。第１格子１４及び第２格子１５は回折格子であり、Ｘ線の照射方向（ｚ方向）と直交する方向（ｘ方向）に複数のスリットが配列されている。タルボ干渉計は、被写体ＨをＸ線源１１と第１格子１４または第１格子１４と第２格子１５との間に配置し、第１格子１４と第２格子１５とを一定周期間隔で相対移動させ、一定周期間隔での移動毎にＸ線源１１により照射されたＸ線に応じて放射線検出器が画像信号を読み取る処理を繰り返すことで縞走査法用の複数のモアレ画像を生成するものである。
【００２８】
タルボ・ロー干渉計は、上述のタルボ干渉計の構成に対し、更に、Ｘ線源１１と第１格子１４との間のＸ線源１１に近い位置にマルチスリット（図示せず）が配置された構成である。マルチスリットは回折格子であり、第１格子１４及び第２格子１５と同様にＸ線の照射方向と直交する方向に複数のスリットが配列されている。タルボ・ロー干渉計は、被写体Ｈをマルチスリットと第１格子１４との間に配置し、第１格子１４と第２格子１５に対してマルチスリットを一定周期間隔で相対移動させ、一定周期間隔での移動毎にＸ線源１１により照射されたＸ線に応じて放射線検出器が画像信号を読み取る処理を繰り返すことで縞走査法用の複数のモアレ画像を生成するものである。
Ｘ線撮影装置１であるタルボ干渉計又はタルボ・ロー干渉計において、縞走査法用の複数のモアレ画像を生成する方式を縞走査方式と呼ぶ。
【００２９】
また、例えば、国際公開第２０１２／０２９３４０号（公知文献４）に記載のように、上述のタルボ干渉計又はタルボ・ロー干渉計において、第１格子１４と第２格子１５の相対角度を所定角度に設定した状態で、各格子１４、１５やマルチスリットを移動させることなくＸ線を１回照射し、照射されたＸ線に応じて放射線検出器が画像信号を読み取ってモアレ画像を生成することとしてもよい。このようなモアレ画像の生成方式をフーリエ変換方式と呼ぶ。
【００３０】
コントローラー２は、Ｘ線撮影装置１により得られたモアレ画像を用いて３種類の被写体の再構成画像（吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像）を生成し、診断対象部位や疾患に基づいて３種類の再構成画像のうち２種類の再構成画像を合成し、合成画像を表示する医用画像処理装置である。
【００３１】
コントローラー２は、図２に示すように、制御部２１、操作部２２、表示部２３、通信部２４、記憶部２５を備えて構成されている。
制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成され、記憶部２５に記憶されているプログラムとの協働により、後述する画像生成表示処理をはじめとする各種処理を実行する。
【００３２】
操作部２２は、カーソルキー、数字入力キー、及び各種機能キー等を備えたキーボードと、マウス等のポインティングデバイスを備えて構成され、キーボードで押下操作されたキーの押下信号とマウスによる操作信号とを、入力信号として制御部２１に出力する。表示部２３のディスプレイと一体に構成されたタッチパネルを備え、これらの操作に応じた操作信号を生成して制御部２１に出力する構成としてもよい。
【００３３】
表示部２３は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のモニタを備えて構成されており、制御部２１の表示制御に従って、操作画面、Ｘ線撮影装置１の動作状況、生成された再構成画像及び合成画像等を表示する。
【００３４】
通信部２４は、通信インターフェイスを備え、通信ネットワークＮ上のＸ線撮影装置１やオーダー入力装置３と有線又は無線により通信する。例えば、通信部２４は、オーダー入力装置３から撮影オーダー情報を受信したり、Ｘ線撮影装置１に撮影条件や制御信号を送信したり、Ｘ線撮影装置１からモアレ画像を受信したりする。
【００３５】
記憶部２５は、制御部２１により実行されるプログラム、プログラムの実行に必要なデータを記憶している。
例えば、記憶部２５は、オーダー入力装置３から送信された撮影オーダー情報を記憶している。撮影オーダー情報は、撮影日付、患者名、診断対象情報（診断対象部位（撮影部位）、又は、診断対象部位及びその部位において診断すべき疾患名の情報）等が含まれる。
また、記憶部２５は、診断対象情報と、その診断対象の撮影に適した撮影条件とを対応付けた撮影条件テーブルを記憶している。
また、記憶部２５は、診断対象情報と、その診断対象に適した画像（合成画像を含む）の種類及びその表示態様の情報とを対応付けた合成画像テーブルを記憶している。
また、記憶部２５は、Ｘ線撮影装置１から送信されたモアレ画像に基づき生成された３種類の再構成画像、合成画像、合成画像の生成に用いた処理の種類（加算、減算、乗算、除算等）の情報や画像処理パラメーター、階調補正や拡大縮小の位置等の表示パラメーター等を撮影オーダー情報に対応付けて記憶する。
更に、記憶部２５は、Ｘ線撮影装置１の放射線検出器に対応するゲイン補正データ、欠陥画素マップ等を予め記憶する。なお、これらデータは、Ｘ線撮影装置１側で記憶され、これらのデータに基づき各種補正処理済のモアレ画像をコントローラー２に入力するようにしても良い。
【００３６】
オーダー入力装置３は、オペレーターの入力に応じて撮影オーダー情報を生成する装置である。オーダー入力装置３としては、例えば、ＨＩＳ（Hospital Information System）、ＲＩＳ（Radiology Information System）等が適用可能である。
【００３７】
次に、医用画像システム１００の動作について説明する。
図３に、コントローラー２の制御部２１により実行される画像生成表示処理のフローチャートを示す。画像生成表示処理は、操作部２２の操作に応じて制御部２１と記憶部２５に記憶されているプログラムとの協働により実行される。
【００３８】
まず、コントローラー２の表示部２３に撮影オーダー情報の一覧が表示され、操作部２２により撮影対象の撮影オーダー情報の指定が行われる（ステップＳ１）。
次いで、指定された撮影オーダー情報に含まれる診断対象情報に応じた撮影条件が記憶部２５の撮影条件テーブルから読み出され、通信部２４によりＸ線撮影装置１に送信され、設定される（ステップＳ２）。
【００３９】
Ｘ線撮影装置１においては、コントローラー２からの撮影条件が受信されると、受信された撮影条件に基づいて被写体有りでのＸ線撮影と被写体無しでのＸ線撮影が行われ、１又は複数の被写体有りのモアレ画像と被写体無しのモアレ画像が生成される。そして、生成された被写体有りのモアレ画像と被写体無しのモアレ画像がコントローラー２に送信される。
【００４０】
Ｘ線撮影装置１からのモアレ画像が通信部２４により受信されると（ステップＳ３）、受信されたモアレ画像に基づいて、吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像の３種類の被写体の再構成画像が生成される（ステップＳ４）。
【００４１】
図４Ａ〜図４Ｃに、サクランボを被写体とした吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像の一例を示す。
吸収画像（Ｘ線吸収画像）は、干渉縞の平均成分を画像化したものであり、被写体によるＸ線減衰量に応じてコントラストが付く。従来から診断に用いられており、医師等の医療従事者にとってなじみのある画像である。Ｘ線の吸収コントラストがつきやすい骨部の描写に優れている（図４Ａ参照）。
微分位相画像は、干渉縞の位相情報を画像化したものであり、被写体によるＸ線波面の傾き量に応じてコントラストが付く。吸収画像よりも軟部組織の描写に優れている（図４Ｂ参照）。
小角散乱画像は、干渉縞のVisibilityを画像化したものであり、被写体によるＸ線散乱に応じてコントラストが付く（公知文献５：Distribution of unresolvable anisotropic microstructures revealed in visibility-contrast images using x-ray Talbot interferometry Wataru Yashiro et.al. PHYSICAL REVIEW B 84, 094106 (2011)参照。）。吸収画像よりも微細構造の描写に優れている（図４Ｃ参照）。
ステップＳ４で生成される吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像は、Ｘ線撮影装置１から送信された同一のモアレ画像（群）に基づいて生成されるので、３つの画像は同一被写体の同一部分を描写しており、３つの画像間における被写体の位置合わせは不要である。
【００４２】
上記３種類の再構成画像は、例えば、上述の公知文献４に記載のように、公知の手法により生成することができる。
まず、被写体有りのモアレ画像と被写体無しのモアレ画像に、オフセット補正処理、ゲイン補正処理、欠陥画素補正処理、Ｘ線強度変動補正等が施される。次いで、補正後の被写体有りのモアレ画像に基づいて、被写体有りの３種類の再構成画像（吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像）が生成される。また、補正後の被写体無しのモアレ画像に基づいて、被写体無しの３種類の再構成画像（吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像）が生成される。
具体的には、Ｘ線撮影装置１において、縞走査方式により、縞走査法用のモアレ画像が作成された場合、複数のモアレ画像の干渉縞を加算することにより吸収画像が生成される。また、縞走査法の原理を用いて干渉縞の位相が計算され、微分位相画像が生成される。また、縞走査法の原理を用いて干渉縞のVisibilityが計算され（Visibility＝振幅÷平均値）、小角散乱画像が生成される。
Ｘ線撮影装置１において、フーリエ変換方式によりモアレ画像が作成された場合、まず、補正後の被写体有りのモアレ画像と被写体無しのモアレ画像のそれぞれがフーリエ変換（二次元フーリエ変換）され、それぞれ０次成分、キャリア周波数（＝モアレ周波数）分シフトされた１次成分がＨａｎｎｉｎｇ窓等により切り出される。次いで、切り出された０次成分、１次成分のそれぞれが逆フーリエ変換される。次いで、０次成分の振幅から吸収画像が生成され、１次成分の位相から微分位相画像が生成され、０次成分と１次成分の振幅の比（＝Visibility）から小角散乱画像が生成される。
そして、生成された被写体有りの再構成画像に対し、同種の被写体無しの再構成画像を用いて（例えば、被写体有りの小角散乱画像に対し、被写体無しの小角散乱画像を用いて）、干渉縞の位相の除去と、画像ムラを除去するための補正処理が行われ、最終的な診断用の３種類の再構成画像が生成される。
【００４３】
次いで、撮影オーダー情報に含まれる診断対象情報に基づいて、３種類の再構成画像のうち、少なくとも２種類の再構成画像を合成した合成画像が生成される（ステップＳ５）。なお、複数種類の合成画像を生成することとしてもよい。
ここでは、記憶部２５に記憶されている合成画像テーブルが読み出され、合成画像テーブルにおいて、撮影オーダー情報に含まれる診断対象情報に対応付けられている種類の合成画像が生成される。
【００４４】
合成画像は、３種類の再構成画像のうち、少なくとも２種類の再構成画像の対応する画素の値を加算、減算、除算又は乗算することにより生成することができる。
図５Ａに、図４Ａに示す吸収画像と図４Ｂに示す微分位相画像とを加算して合成した合成画像の一例を示す。図５Ｂに、図４Ａに示す吸収画像と図４Ｃに示す小角散乱画像とを加算して合成した合成画像の一例を示す。図５Ｃに、図４Ａに示す吸収画像から図４Ｃに示す小角散乱画像を減算して合成した合成画像の一例を示す。図５Ｄに、図４Ｃに示す小角散乱画像を図４Ａに示す吸収画像で除算して合成した合成画像の一例を示す。
図５Ａ〜図５Ｄに示すように、合成画像の算出方法（加算、減算、除算、乗算）によって、異なる特性の画像を得ることができる。何れの算出方法を用いるかは、予め診断対象情報に対応付けて合成画像テーブルに記憶されている。
【００４５】
［表１］に、関節疾患の検査及び乳癌検査の対象項目について、吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像を個別に観察したときの診断能と、吸収画像と微分位相画像の合成画像、吸収画像と小角散乱画像の合成画像を個別または比較して観察したときの診断能と、を目視により官能評価した結果を一覧にして示す。なお、［表１］において、「○」は、検査対象が診断可能に写っていることを示し、「○-」は、合成方法によって個別の再構成画像より合成画像の方が診断能が低下する可能性があることを示している。合成によるノイズ増加が関心対象のコントラスト増加より強い場合、または診断に不要な信号が合成された場合に診断能が低下するためである。ただし合成時の処理で個別の再構成画像の濃度に応じて寄与度を変えたり、個別の再構成画像で信号変化が小さい平坦な領域の寄与度を下げる等の工夫により単独の再構成画像同等の診断能に近づけることが可能である。「△」は、検査対象が写ってはいるが「○」より劣る（単体で診断困難又は見落とす可能性がある）ことを示し、「×」は検査対象の部位が写っていないことを示す。また、「○」「○-」「△」「×」の評価は、［表１］の縦の相対比較であり、横の相対比較ではない。また、［表１］においては、吸収画像と微分位相画像の合成画像、吸収画像と小角散乱画像の合成画像は、一例として、それぞれ加算によって生成したものを評価した結果を示している。
なお、寄与度とは、各再構成画像（あるいはその一部領域や画素）が合成画像に寄与する度合いを表すものであり、例えば、加算、減算により合成画像を生成する場合の各再構成画像の重み付け係数等が含まれる。
【表１】
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【００４６】
［表１］に示すように、関節疾患の検査対象項目（軟骨、腱、骨、微小骨折、骨梁の微細構造）については、吸収画像では、骨のみが診断可能である。微分位相画像では、軟骨、腱が診断可能に描写され、軟部組織の診断に有効である。小角散乱画像では、微小骨折、骨梁の微細構造が診断可能に描写され、骨梁の微細構造の解析や微小骨折の診断に有効である。
図６Ａに、鳥手羽軟骨を被写体とした吸収画像を示す。図６Ｂに、鳥手羽軟骨を被写体とした微分位相画像を示す。図６Ｃに、鳥手羽軟骨を被写体とした小角散乱画像を示す。図７Ａに、手関節を被写体とした吸収画像を示す。図７Ｂに、手関節を被写体とした微分位相画像を示す。図７Ｃに、手関節を被写体とした小角散乱画像を示す。
【００４７】
一方、［表１］に示すように、吸収画像と微分位相画像の合成画像では、軟骨、腱、骨が診断可能に描写されるので、吸収画像と微分位相画像それぞれの単体では同時に精度よく診断できなかった骨部と軟部を１枚の画像で同時に精度よく診断可能となる。また、骨部の描写に優れ、医師に馴染みのある吸収画像に、軟部組織の描写に優れる微分位相画像を合成することで、微分位相画像の診断に不慣れな医師にとって関節疾患の診断をし易くすることができる。
また、吸収画像と小角散乱画像の合成画像では、骨、微小骨折、及び骨梁の微細構造が診断可能に描写されるので、１枚の小角散乱画像のみを観察したときに比べて骨の視認性が向上する。また、医師に馴染みのある吸収画像に、骨梁の微小構造の分布や微小骨折の有無の描写に優れる小角散乱画像を合成することで、小角散乱画像の診断に不慣れな医師にとっても骨粗鬆症や微小骨折の診断をし易くすることができる。
さらに、吸収画像と微分位相画像または小角散乱画像の合成は、一定の周期でスリットが設けられたような１次元格子を用いた撮影装置において有効である。一次元格子を用いた場合、微分位相画像および小角散乱画像は格子構造と直角方向の被写体変化を検出できるが、垂直方向の被写体変化には感度がなく検出できないという画像指向性の問題がある。しかし画像指向性のない吸収画像と、微分位相画像または小角散乱画像を合成することで、微分位相画像または小角散乱画像で欠落した情報を補うことができ、病変位置の特定など診断をし易くすることができる。
【００４８】
図８Ａに、図６Ａに示す鳥手羽軟骨の吸収画像と図６Ｂに示す鳥手羽軟骨の微分位相画像を合成した合成画像（吸収画像＋微分位相画像）を示す。
図８Ｂに、図６Ａに示す鳥手羽軟骨の吸収画像と図６Ｃに示す鳥手羽軟骨の小角散乱画像を合成した合成画像（小角散乱画像÷吸収画像）を示す。
図９Ａに、図７Ａに示す手関節の吸収画像と図７Ｂに示す手関節の微分位相画像を合成した合成画像（微分位相画像＋吸収画像）を示す。
図９Ｂに、図７Ａに示す手関節の吸収画像と図７Ｃに示す手関節の小角散乱画像を合成した合成画像（小角散乱画像＋吸収画像）を示す。
図９Ｃに、図７Ａに示す手関節の吸収画像と図７Ｃに示す手関節の小角散乱画像を合成した合成画像（小角散乱画像−吸収画像）を示す。
なお、「小角散乱画像÷吸収画像」が示す意味は、物質でのＸ線散乱量を吸収量で規格したものであり、この値が高いと同じ吸収量でも細かい骨梁で構成され、低いとより大きな骨梁で構成されていることを示すので、同一患者で同じ箇所を定期的に撮影し、値の推移を確認することで、骨粗鬆症の進行度合いが診断可能である。さらに「小角散乱画像÷吸収画像」の値に基づく指標を定義し、検査結果を画像ではなく数値として記録することでデータ量の大幅な削減が可能となる。
【００４９】
また、［表１］に示すように、乳癌検査に係る検査対象項目（腫瘤、スピキュラ、微小石灰化）については、吸収画像では、腫瘤、スピキュラ、微小石灰化の全てが描画されるが、腫瘤については吸収画像単独で診断することはできない。また、スピキュラ、微小石灰化についても見逃す可能性がある。微分位相画像では、スピキュラ構造が診断可能に描写されるが、その他は診断不可能か又は見逃す可能性がある。小角散乱画像では、微小石灰化が診断可能に描写されるが、その他は診断不可能か又は見逃す可能性がある。
図１０Ａに、乳房を被写体とした吸収画像を示す。図１０Ｂに、乳房を被写体とした微分位相画像を示す。図１０Ｃに、乳房を被写体とした小角散乱画像を示す。
【００５０】
一方、［表１］に示すように、吸収画像と微分位相画像の合成画像では、腫瘤の辺縁、スピキュラ構造を鮮明に描写することができる。また、医師に馴染みのある吸収画像に微分位相画像を合成することで、微分位相画像の診断に不慣れな医師にとっても違和感のない画像で腫瘤、スピキュラ構造を診断することが可能となる。
また、吸収画像と小角散乱画像の合成画像では、腫瘤内部の構造や、吸収画像では見逃す可能性のある淡い微小石灰化の描写に優れており、医師に馴染みのある吸収画像に小角散乱画像を合成することで、小角散乱画像の診断に不慣れな医師にとっても違和感のない画像で腫瘤の内部構造の推定や微小石灰化の診断を行うことが可能となる。
図１１Ａに、図１０Ａに示す吸収画像と図１０Ｂに示す微分位相画像を合成した合成画像（微分位相画像＋吸収画像）を示す。図１１Ｂに、図１０Ａに示す吸収画像と図１０Ｃに示す小角散乱画像を合成した合成画像（小角散乱画像＋吸収画像）を示す。
【００５１】
なお、合成画像は、各再構成画像を１：１の割合で合成するのではなく、画像毎、領域毎、又は画素毎に寄与度を設けて合成することとしてもよい。
例えば、合成画像テーブルにおいて、診断対象情報に対し、合成画像の種類と併せて、合成される各再構成画像の寄与度を対応付けて記憶しておくこととし、この寄与度に基づいて合成画像を生成することとしてもよい。
【００５２】
また、例えば、合成画像テーブルにおいて、診断対象情報に対し、合成画像の種類と併せて、合成画像から抽出する領域（例えば、骨部、軟骨等。）及び各領域（抽出される領域及び抽出されない領域）の寄与度を対応付けて記憶しておくこととし、この寄与度に基づいて合成画像を生成することとしてもよい。例えば、図１２Ａに示す微分位相画像（全体の寄与度１）と図１２Ｂに示す吸収画像（骨部の寄与度１、それ以外０）を骨部については吸収画像の寄与度を１、それ以外の領域については微分位相画像を１として合成することにより、図１２Ｃに示すように、骨部は医師が診やすい吸収画像、それ以外は軟骨を描写可能な微分位相画像で構成された合成画像を生成することができる。
【００５３】
また、例えば、合成画像テーブルにおいて、診断対象情報に対し、合成画像の種類と併せて、合成される各再構成画像について、画素の濃度毎の寄与度を対応付けて記憶しておくこととし、この寄与度に基づいて合成画像を生成することとしてもよい。Ｘ線画像のノイズは画像濃度（検出器で検出されたフォトン数と関連）と関連するため、画素の濃度によって寄与度を変えることで、合成画像のノイズを低減することが可能である。
【００５４】
また、例えば、合成画像テーブルにおいて、診断対象情報に対し、合成画像の種類と併せて、合成される各再構成画像について、各画素の周辺画素との差によって（被写体信号の平坦度）寄与度を対応付けて記憶しておくこととし、この寄与度に基づいて合成画像を生成することとしてもよい。平坦な部分は合成画像のコントラストを向上させることがなく、ノイズだけが加算されてしまうため、寄与度を下げることで、合成画像のノイズを低減させることが可能である。
【００５５】
合成画像の生成が終了すると、撮影オーダー情報に含まれる診断対象情報に基づいて、画像表示処理が実行される（ステップＳ６）。なお、以下に説明するステップＳ６の処理においては、表示部２３の表示画面上に１枚の画像を順次切替表示する場合には、各画像が表示部２３の表示画面上の同一領域に同一サイズで表示される。各画像における被写体の同一部分が画面上の同一領域に表示されるようにするためである。
【００５６】
図１３に、診断対象部位が乳房である場合にステップＳ６において実行される画像表示処理のフローチャートを示す。
まず、吸収画像と微分位相画像の合成画像と、吸収画像と小角散乱画像の合成画像と、が表示部２３に同時に（並べて）、又は切替表示（交互に繰り返しパラパラ捲り表示）される（ステップＴ１）。
【００５７】
ここで、診断対象部位が乳房の場合、まず、画像領域全体における腫瘤、スピキュラ、微小石灰化などの異常陰影候補の有無が総合的に診断される。そして、異常陰影候補があると判断された場合、個々の異常陰影候補の領域に注目して詳細に読影、診断が行われる。
しかし、［表１］に示すように、１枚で腫瘤、スピキュラ、微小石灰化の全てを診断可能に描画できる再構成画像はない。また、２種類の再構成画像の合成画像においても、腫瘤、スピキュラ、微小石灰化の全てが網羅されてはいるが、［表１］の評価で「△」の項目があり、ただ１枚を観察しているだけでは熟練していない医師は見逃す可能性もある。また、３種類の再構成画像を合成することも考えられるが、３種類の再構成画像の合成は、複雑で高度な合成処理が無い限り、複数の情報が重なり、それ１枚の画像を表示しただけではかえってわかりにくくなる可能性がある。
【００５８】
そこで、本願発明者等が検討した結果、診断対象部位が乳房の場合、まず、吸収画像と微分位相画像の合成画像と、吸収画像と小角散乱画像の合成画像と、を表示部２３に同時に、又は切替表示することにより、診断の初期段階における異常陰影候補の有無の確認を効率化できることを見出した。
これは、上記２つの合成画像を同時に、又は切替表示することで、医師は２つの合成画像を比較することができるので、何れか１つの合成画像のみを観察しているより異常陰影候補の存在に気づき易いためである。特に、２つの合成画像を切替表示した場合、前後に表示した画像に変化（例えば、一方に表示されているが、他方に表示されていない領域がある等）があれば、医師はすぐにその変化に気付くことができるので、異常陰影候補を迅速に、精度良く認識することが可能となる。即ち、早期診断を実現するとともに、診断精度の向上を図ることが可能となる。
【００５９】
なお、上記２つの合成画像の何れかと、吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像の３種類の再構成画像の合成画像とを表示部２３に同時に、又は切替表示するようにしてもよい。３種類の再構成画像の合成画像を単体で表示するのではなく、他の合成画像と比較可能な態様で表示するのであれば、３種類の再構成画像の合成画像ともう一方の合成画像との違い（変化）により、医師が病変に気付き易くなるからである。
【００６０】
また、従来の吸収画像に基づく診断能との親和性は低くなるが、３種類の再構成画像のうち、微分位相画像又は小角散乱画像の何れか一方の単体と、他方の再構成画像と吸収画像との合成画像とを表示部２３に同時に、又は切替表示することとしてもよい。このようにすれば、［表１］に示す乳癌検査の全ての項目を診断可能に描画することができるからである。
【００６１】
一方、３種類の再構成画像を同時に、または切替表示することも考えられるが、人間が比較できるのは一度に２画像までが限界である。３画像以上になると、表示順が連続していない画像同士の比較は難しいからである。これに対処するため、吸収画像〜微分位相画像〜吸収画像〜小角散乱画像〜吸収画像〜微分位相画像の切替表示のように、吸収画像をベースに切替表示することで、上記の状況は改善される。
また、微分位相画像、小角散乱画像を単独で表示するよりも、吸収画像と合成した方が、従来から確立された診断能との親和性が高く、医師が観察し易い。よって、本実施の形態のように、吸収画像をベースとした２つの合成画像を同時に又は切替表示する方が診断精度が高く、優れているといえる。
【００６２】
ステップＴ１で表示される表示画面上には、合成画像と併せて「腫瘤辺縁やスピキュラを詳しく診る」ことを指示するための操作ボタン、「腫瘤の均質性や微小石灰化を詳しく診る」ことを指示するための操作ボタン、「終了」を指示するための操作ボタンが表示される。ステップＴ１における表示により、乳房に異常陰影候補が存在するのか否か、どの種類の異常陰影候補が存在するのか、また、その領域はどこなのか等の大凡の所見を認識することができるので、医師は、注目すべき領域（関心対象）の位置や詳細に確認すべき事項を決定することができる。そして、ステップＴ１における表示を観察した結果に応じて、何れかの操作ボタンを操作して、必要であれば、目的に応じた個別の再構成画像を表示することができる。
【００６３】
操作部２２により何れかの操作ボタンが操作されると、操作された操作ボタンが「腫瘤辺縁やスピキュラを詳しく診る」であるか否かが判断される（ステップＴ２）。操作された操作ボタンが「腫瘤辺縁やスピキュラを詳しく診る」であると判断されると（ステップＴ２；ＹＥＳ）、表示部２３に微分位相画像と吸収画像の合成画像が表示されるとともに、微分位相画像と吸収画像の寄与度（画像毎、領域毎、画素毎の寄与度）を操作部２２の操作に応じて変更するためのＧＵＩ（Graphical User Interface）が表示される。（ステップＴ３）。
ＧＵＩは、ボタンのように離散的に寄与度を変化させるものであってもよいし、スライダーバーのようにより連続的に寄与度を変化させるものであってもよい。
【００６４】
操作部２２により寄与度の変更が指示されると（ステップＴ４；ＹＥＳ）、操作部２２の操作に応じて微分位相画像と吸収画像それぞれの寄与度を変更して合成画像が生成される（ステップＴ５）。そして、処理はステップＴ３に戻り、寄与度が変更された合成画像が表示部２３に表示される。スライドバーやボタンの操作により各再構成画像の寄与度を変えることで、医師は合成画像を診易く調整して診断を行うことができる。また、寄与度の変更に応じた合成画像の変化を観察することにより、医師は関心対象のＸ線吸収に対する位相変化の強さを確認することができ、関心対象の物質を特定する際の判断材料とすることができる。
なお、一方の再構成画像の寄与度を０とすれば、他方の再構成画像を個別に表示することができる。即ち、微分位相画像又は吸収画像を個別に表示することもできる。
【００６５】
操作部２２により操作された操作ボタンが「腫瘤の均質性や微小石灰化を詳しく診る」であると判断されると（ステップＴ２；ＮＯ、ステップＴ６；ＹＥＳ）、表示部２３に小角散乱画像と吸収画像の合成画像が表示されるとともに、小角散乱画像と吸収画像の寄与度（画像毎、領域毎、画素毎の寄与度）を操作部２２の操作に応じて変更するためのボタンやスライドバー等のＧＵＩが表示される。（ステップＴ７）。
【００６６】
操作部２２により寄与度の変更が指示されると（ステップＴ８；ＹＥＳ）、操作部２２の操作に応じて小角散乱画像と吸収画像それぞれの寄与度を変更して合成画像が生成され（ステップＴ９）、処理はステップＴ７に戻り、寄与度が変更された合成画像が表示部２３に表示される。スライドバーやボタンの操作により各再構成画像の寄与度を変えることで、医師は合成画像を診易く調整して診断を行うことができる。また、寄与度の変更に応じた合成画像の変化を観察することにより、医師は関心対象におけるＸ線吸収に対する散乱の強さを確認することができ、関心対象の物質を特定する際の判断材料とすることができる。
なお、何れかの再構成画像の寄与度を０とすれば、他方の再構成画像を個別に表示することができる。即ち、小角散乱画像又は吸収画像を個別に表示することもできる。
【００６７】
操作部２２により「終了」が操作されるまでステップＴ２〜ステップＴ９の処理が繰り返し実行される。操作部２２により「終了」が操作されると（ステップＴ１０；ＹＥＳ）、処理は図３のステップＳ７に移行する。
【００６８】
図１４に、診断対象部位が骨・関節系の部位で、疾患名がリウマチである場合にステップＳ６において実行される画像表示処理のフローチャートを示す。
まず、吸収画像と微分位相画像の合成画像が表示部２３に表示される（ステップＴ１１）。吸収画像と微分位相画像の合成画像を観察することによって、軟骨の異常の有無を確認し、注目領域を決定することができる。
【００６９】
ステップＴ１１で表示される表示画面上には、画像と併せて「骨部への侵食を確認する」ことを指示するための操作ボタン、「軟骨の輪郭を詳しく診る」ことを指示するための操作ボタン、「骨梁や骨の構造変化を詳しく診る」ことを指示するための操作ボタン、「終了」を指示するための操作ボタンが表示される。ステップＴ１１における表示により、軟骨の異常の有無を確認することができるので、医師はその結果に応じて何れかの操作ボタンを操作して、必要であれば、吸収画像と小角散乱画像の合成画像や、目的に応じた個別の再構成画像を表示することができる。なお、「骨部への侵食を確認する」を指示するための操作ボタンは、他の操作ボタンが押下された時点で無効となる。
【００７０】
次いで、操作部２２により「骨部への侵食を確認する」の操作ボタンが操作されたか否かが判断される（ステップＴ１２）。操作部２２により「骨部への侵食を確認する」が操作されていないと判断されると（ステップＴ１２；ＮＯ）、処理はステップＴ１４に移行する。操作部２２により「骨部への侵食を確認する」が操作されたと判断されると（ステップＴ１２；ＹＥＳ）、吸収画像と小角散乱画像の合成画像が表示され（ステップＴ１３）、処理はステップＴ１４に移行する。リウマチの症状が進行すると、軟骨の下にある骨にも影響が出る。例えば、軟骨下にある骨が骨髄内の肉芽組織等により侵食される。骨の微細な変化の観察には小角散乱画像が向いているため、吸収画像と小角散乱画像の合成画像を観察することで、骨部への侵食を確認することができる。なお、ステップＴ１３で表示される画像は、ステップＴ１１で表示された合成画像に、更に小角散乱画像を合成したものとしてもよい。
【００７１】
ステップＴ１４において、操作部２２により何れかの操作ボタンが操作されると、操作された操作ボタンが「軟骨の輪郭を詳しく診る」であるか否かが判断される（ステップＴ１４）。操作された操作ボタンが「軟骨の輪郭を詳しく診る」であると判断されると（ステップＴ１４；ＹＥＳ）、表示部２３に微分位相画像と吸収画像の合成画像が表示されるとともに、微分位相画像と吸収画像の寄与度（画像毎、領域毎、画素毎の寄与度）を操作部２２の操作に応じて変更するためのボタンやスライドバー等のＧＵＩが表示される（ステップＴ１５）。
【００７２】
操作部２２により寄与度の変更が指示されると（ステップＴ１６；ＹＥＳ）、操作部２２の操作に応じて微分位相画像と吸収画像それぞれの寄与度を変更して合成画像が生成され（ステップＴ１７）、処理はステップＴ１５に戻り、寄与度が変更された合成画像が表示部２３に表示される。スライドバーやボタンの操作により各再構成画像の寄与度を変えることで、医師は合成画像を診易く調整して診断を行うことができる。また、寄与度の変更に応じた合成画像の変化を観察することにより、医師は関心領域における信号成分がどのような物質によるものかを特定する際の判断材料とすることができる。例えば、軟骨は微分位相画像では描写されるが吸収画像では描画されない。よって、骨と軟骨が重なっている関心領域の場合、微分位相画像の寄与度を０に向かって変化させていったときに消える信号成分が軟骨であると判断することができる。
なお、何れかの再構成画像の寄与度を０とすれば、他方の再構成画像を個別に表示することができる。即ち、微分位相画像又は吸収画像を個別に表示することもできる。
【００７３】
一方、操作部２２により操作された操作ボタンが「骨梁や骨の構造変化を詳しく診る」であると判断されると（ステップＴ１４；ＮＯ、ステップＴ１８；ＹＥＳ）、表示部２３に小角散乱画像と吸収画像の合成画像が表示されるとともに、小角散乱画像と吸収画像の寄与度（画像毎、領域毎、画素毎の寄与度）を操作部２２の操作に応じて変更するためのボタンやスライドバー等のＧＵＩが表示される。（ステップＴ１９）。
【００７４】
操作部２２により寄与度の変更が指示されると（ステップＴ２０；ＹＥＳ）、操作部２２の操作に応じて小角散乱画像と吸収画像それぞれの寄与度を変更して合成画像が生成され（ステップＴ２１）、処理はステップＴ１９に戻り、寄与度が変更された合成画像が表示部２３に表示される。スライドバーやボタンの操作により画像の寄与度を変えることで、合成画像を診易く調整して診断を行うことができる。また、寄与度の変更に応じた合成画像の変化を観察することにより、医師は関心対象におけるＸ線吸収に対する散乱の強さを確認することができ、これにより、骨梁構造の大きさ、向き、形等を推測するための判断材料とすることができる。なお、何れかの再構成画像の寄与度を０とすれば、他方の再構成画像を個別に表示することができる。即ち、小角散乱画像又は吸収画像を個別に表示することもできる。
【００７５】
操作部２２により「終了」が操作されるまでステップＴ１４〜ステップＴ２１の処理が繰り返し実行される。操作部２２により「終了」が操作されると（ステップＴ２２；ＹＥＳ）、処理は図３のステップＳ７に移行する。
【００７６】
図１５に、診断対象部位が骨・関節系の部位で、疾患名が微小骨折である場合にステップＳ６において実行される画像表示処理のフローチャートを示す。
まず、吸収画像と小角散乱画像の合成画像が表示部２３に表示される（ステップＴ３１）。吸収画像と小角散乱画像の合成画像を観察することによって、微小骨折や骨折の有無を確認し、注目領域を決定することができる。
ステップＴ３１で表示される表示画面上には、画像と併せて「微小骨折を詳しく診る」ことを指示するための操作ボタン、「終了」を指示するための操作ボタンが表示される。
【００７７】
操作部２２により「微小骨折を詳しく診る」の操作ボタンが操作されると（ステップＴ３２；ＹＥＳ）、表示部２３に吸収画像と小角散乱画像の合成画像が表示されるとともに、小角散乱画像と吸収画像の寄与度（画像毎、領域毎、画素毎の寄与度）を操作部２２の操作に応じて変更するためのボタンやスライドバー等のＧＵＩが表示される。（ステップＴ３３）。
【００７８】
操作部２２により寄与度の変更が指示されると（ステップＴ３４；ＹＥＳ）、操作部２２の操作に応じて小角散乱画像と吸収画像それぞれの寄与度を変更して合成画像が生成され（ステップＴ３５）、処理はステップＴ３３に戻り、寄与度が変更された合成画像が表示部２３に表示される。
スライドバーやボタンの操作により各画像の寄与度を変えることで、合成画像を診易く調整して診断を行うことができる。また、寄与度の変更に応じた合成画像の変化を観察することにより、医師は関心領域におけるＸ線吸収に対する散乱の強さを確認することができ、これにより、微小骨折の大きさ、向き、形等を推測するための判断材料とすることができる。なお、何れかの再構成画像の寄与度を０とすれば、他方の再構成画像の個別表示となる。即ち、小角散乱画像又は吸収画像を個別に表示することもできる。
【００７９】
操作部２２により「終了」が操作されるまでステップＴ３２〜ステップＴ３５の処理が繰り返し実行される。操作部２２により「終了」が操作されると（ステップＴ３６；ＹＥＳ）、処理は図３のステップＳ７に移行する。
【００８０】
なお、上記においては、図３のステップＳ６における画像表示処理として、合成画像のみを表示する場合を例にとり説明したが、合成画像にはメリットとデメリットが存在する。
合成画像のメリットとしては、例えば、（１）一枚の画像で多くの要素を診ることができ、単独の再構成画像の比較よりも効率が良い。（２）吸収画像と、微分位相画像又は小角散乱画像の何れかを合成した場合、従来の診断法との親和性が高い。（３）合成によるノイズ増加＜関心対象を描画する信号増加の場合、対象の視認性が良くなる、という点が挙げられる。
合成画像のデメリットとしては、関心対象の信号の増加よりノイズの増加のほうが大きい場合、個別の再構成画像よりも診断能が低下することが挙げられる。このデメリットは、上述のように各再構成画像の濃度や信号の平坦度によって寄与度を変える等の工夫で軽減は可能である。また、上記図１３〜図１５の処理においては、合成画像における各再構成画像の寄与度を調整することにより個別の再構成画像を表示可能としているので、合成のデメリットのない個別の再構成画像を表示することが可能である。その他の例として、合成画像を表示した後、合成画像の観察から得られた目的に応じた個別の再構成画像を表示するようにしてもよい。これにより、寄与度を調整する操作をすることなく、合成画像のデメリットのない個別の再構成画像を表示することができる。
【００８１】
以下、図３のステップＳ６における画像表示処理において、合成画像の表示後、画像を切り替えて個別の再構成画像を表示する例について説明する。
【００８２】
図１６に、診断対象部位が乳房である場合に図３のステップＳ６において実行される画像表示処理の他の例のフローチャートを示す。
まず、吸収画像と微分位相画像の合成画像と、吸収画像と小角散乱画像の合成画像と、が表示部２３に同時に（並べて）、又は切替表示（交互に繰り返しパラパラ捲り表示）される（ステップＴ４１）。
【００８３】
ステップＴ４１で表示される表示画面上には、合成画像と併せて「スピキュラを詳しく診る」ことを指示するための操作ボタン、「微小石灰化を詳しく診る」ことを指示するための操作ボタン、「見慣れた吸収画像を確認する」ことを指示するための操作ボタン、「終了」を指示するための操作ボタンが表示される。ステップＴ４１における表示により、乳房に異常陰影候補が存在するのか否か、どの種類の異常陰影候補が存在するのか、また、その領域はどこなのか等の大凡の所見を認識することができるので、医師は、注目すべき領域の位置や詳細に確認すべき事項を決定することができる。そして、ステップＴ４１における表示を観察した結果に応じて、何れかの操作ボタンを操作して、必要であれば、目的に応じた個別の再構成画像を表示することができる。
【００８４】
操作部２２により何れかの操作ボタンが操作されると、操作された操作ボタンが「スピキュラを詳しく診る」であるか否かが判断される（ステップＴ４２）。操作された操作ボタンが「スピキュラを詳しく診る」であると判断されると（ステップＴ４２；ＹＥＳ）、表示部２３に微分位相画像が表示される（ステップＴ４３）。
【００８５】
操作部２２により操作された操作ボタンが「微小石灰化を詳しく診る」であると判断されると（ステップＴ４２；ＮＯ、ステップＴ４４；ＹＥＳ）、表示部２３に小角散乱画像が表示される（ステップＴ４５）。
【００８６】
操作部２２により操作された操作ボタンが「見慣れた吸収画像を確認する」であると判断されると（ステップＴ４４；ＮＯ、ステップＴ４６；ＹＥＳ）、表示部２３に吸収画像が表示される（ステップＴ４７）。
【００８７】
操作部２２により「終了」が操作されるまでステップＴ４２〜ステップＴ４７の処理が繰り返し実行される。操作部２２により「終了」が操作されると（ステップＴ４８；ＹＥＳ）、処理は図３のステップＳ７に移行する。
【００８８】
図１７に、診断対象部位が骨・関節系の部位で、疾患名がリウマチである場合にステップＳ６において実行される画像表示処理の他の例のフローチャートを示す。
まず、吸収画像と微分位相画像の合成画像が表示部２３に表示される（ステップＴ５１）。吸収画像と微分位相画像の合成画像を観察することによって、軟骨の異常の有無を確認し、注目領域を決定することができる。
【００８９】
ステップＴ５１で表示される表示画面上には、画像と併せて「骨部への侵食を確認する」ことを指示するための操作ボタン、「軟骨の輪郭を詳しく診る」ことを指示するための操作ボタン、「骨梁や骨の構造変化を詳しく診る」ことを指示するための操作ボタン、「骨部を詳しく診る」ことを指示するための操作ボタン、「終了」を指示するための操作ボタンが表示される。ステップＴ５１における表示により、軟骨の異常の有無を確認することができるので、医師はその結果に応じて何れかの操作ボタンを操作して、必要であれば、吸収画像と小角散乱画像の合成画像や、目的に応じた個別の再構成画像を表示することができる。なお、「骨部への侵食を確認する」を指示するための操作ボタンは、他の操作ボタンが押下された時点で無効となる。
【００９０】
次いで、操作部２２により「骨部への侵食を確認する」の操作ボタンが操作されたか否かが判断される（ステップＴ５２）。操作部２２により「骨部への侵食を確認する」が操作されていないと判断されると（ステップＴ５２；ＮＯ）、処理はステップＴ５４に移行する。操作部２２により「骨部への侵食を確認する」が操作されたと判断されると（ステップＴ５２；ＹＥＳ）、吸収画像と小角散乱画像の合成画像が表示され（ステップＴ５３）、処理はステップＴ５４に移行する。ステップＴ５３で表示される画像は、ステップＴ５１で表示された合成画像に、更に小角散乱画像を合成したものとしてもよい。
【００９１】
ステップＴ５４において、操作部２２により何れかの操作ボタンが操作されると、操作された操作ボタンが「軟骨の輪郭を詳しく診る」であるか否かが判断される（ステップＴ５４）。操作された操作ボタンが「軟骨の輪郭を詳しく診る」であると判断されると（ステップＴ５４；ＹＥＳ）、表示部２３に微分位相画像が表示される（ステップＴ５５）。
【００９２】
一方、操作部２２により操作された操作ボタンが「骨梁や骨の構造変化を詳しく診る」であると判断されると（ステップＴ５４；ＮＯ、ステップＴ５６；ＹＥＳ）、表示部２３に小角散乱画像が表示される。（ステップＴ５７）。
【００９３】
一方、操作部２２により操作された操作ボタンが「骨部を詳しく診る」であると判断されると（ステップＴ５６；ＮＯ、ステップＴ５８；ＹＥＳ）、表示部２３に吸収画像が表示される（ステップＴ５９）。
操作部２２により「終了」が操作されるまでステップＴ５４〜ステップＴ５９の処理が繰り返し実行される。操作部２２により「終了」が操作されると（ステップＴ６０；ＹＥＳ）、処理は図３のステップＳ７に移行する。
【００９４】
図１８に、診断対象部位が骨・関節系の部位で、疾患名が微小骨折である場合にステップＳ６において実行される画像表示処理の他の例のフローチャートを示す。
まず、吸収画像と小角散乱画像の合成画像が表示部２３に表示される（ステップＴ７１）。吸収画像と小角散乱画像の合成画像を観察することによって、微小骨折や骨折の有無を確認し、注目領域を決定することができる。
ステップＴ７１で表示される表示画面上には、画像と併せて「微小骨折を詳しく診る」ことを指示するための操作ボタン、「骨部を詳しく診る」ことを指示するための操作ボタン、「終了」を指示するための操作ボタンが表示される。
【００９５】
操作部２２により「微小骨折を詳しく診る」の操作ボタンが操作されると（ステップＴ７２；ＹＥＳ）、表示部２３に小角散乱画像が表示される。（ステップＴ７３）。
一方、操作部２２により操作された操作ボタンが「骨部を詳しく診る」であると判断されると（ステップＴ７２；ＮＯ、ステップＴ７４；ＹＥＳ）、表示部２３に吸収画像が表示される（ステップＴ７５）。
【００９６】
操作部２２により「終了」が操作されるまでステップＴ７２〜ステップＴ７５の処理が繰り返し実行される。操作部２２により「終了」が操作されると（ステップＴ７６；ＹＥＳ）、処理は図３のステップＳ７に移行する。
【００９７】
図３のステップＳ７においては、ステップＳ１で指定された撮影オーダー情報と、今回生成された再構成画像、合成画像、合成画像の生成に用いた画像処理の種類の情報、画像処理パラメーター、及び表示パラメーターとが対応付けて記憶部２５に記憶される（ステップＳ７）。これにより、今回生成した合成画像を再度表示したい場合に、記憶部２５から容易に読み出して、今回表示した処理条件で容易に表示することができるので、利便性が向上する。
【００９８】
なお、図１３〜図１８においては、目的別に合成画像や個別の再構成画像等を表示するための操作ボタン（例えば、図１３のステップＴ１で表示される「腫瘤辺縁やスピキュラを詳しく診る」を指示するための操作ボタンや「腫瘤の均質性や微小石灰化を詳しく診る」を指示するための操作ボタン等）を表示し、これらの操作に基づいて対応する画像を表示することとしたが、一例にすぎず、各合成画像や個別の再構成画像を表示するための動機付け（目的）や操作はこれらに限定されるものではない。
【００９９】
また、微分位相画像については、微分値の正負は被写体に依存し、また、人間の視覚特性により背景の濃度で見え方が変化する。そこで、表示部２３に、微分値を正負逆転した値や絶対値に切り替えるためのインターフェイスを表示し、操作部２２の操作により個々の医師がより一層診易いものに切替えられるようにしてもよい。
【０１００】
以上説明したように、医用画像システム１００によれば、コントローラー２の制御部２１は、操作部２２により指定された撮影オーダー情報に含まれる、診断対象部位、又は、診断対象部位及びその部位において診断すべき疾患を特定するための診断対象情報に基づいて、吸収画像、微分位相画像、小角散乱画像の３種類の再構成画像のうち２種類の再構成画像を合成して合成画像を生成し、生成した合成画像を表示部２３に表示させる。
【０１０１】
従って、診断対象の部位や疾患に応じて、単体の再構成画像よりもその診断に有効な情報量の多い合成画像を生成して表示を行うので、診断を効率化することができるとともに、診断精度の向上を図ることが可能となる。
【０１０２】
合成に用いる画像としては、２種類の再構成画像のうちの１つを吸収画像とすることが好ましい。吸収画像は、従来より医師が診断に使用している画像であるので、従来の診断能との親和性が高いからである。
【０１０３】
また、表示態様としては、例えば、複数種類の合成画像を生成し、生成した複数種類の合成画像を表示部２３に同時に、又は切替表示することが好ましい。
具体的に、診断対象部位が乳房である場合、吸収画像と微分位相画像の合成画像、吸収画像と小角散乱画像の合成画像を生成し、表示部２３に同時に又は切替表示させることが好ましい。これにより、２つの合成画像を比較することができるので、その違いに注目することで、何れか１つの合成画像のみを観察しているより異常陰影候補の存在に気づき易くなる。特に、２つの合成画像を切替表示した場合、前後に表示した画像に変化があれば、医師はすぐにその変化に気付くことができるので、異常陰影候補を迅速に、精度良く認識することが可能となり、好ましい。
【０１０４】
また、生成された合成画像と、３種類の再構成画像のうちの少なくとも一つと、を表示部２３に同時に、又は切替表示することとしてもよい。例えば、診断対象部位が乳房である場合、３種類の再構成画像のうち、微分位相画像又は小角散乱画像の何れかの単体と、他方の再構成画像と吸収画像との合成画像とを表示部２３に同時に、又は切替表示することとしてもよい。
また、生成された２種類の再構成画像の合成画像と、３種類の再構成画像の合成画像と、を表示部２３に同時に、又は切替表示させることとしてもよい。
【０１０５】
なお、吸収画像としては、上記説明した吸収画像の他、吸収画像を微分した微分吸収画像や、微分吸収画像の絶対値をとった画像としてもよい。また、微分位相画像としては、上記説明した微分位相画像の他、微分位相画像の絶対値をとった画像や、それを積分した位相の画像としてもよい。また、小角散乱画像としては、上記説明した小角散乱画像の他、小角散乱画像を微分した微分小角散乱画像や、微分小角散乱画像の絶対値をとった画像としてもよい。
【０１０６】
［第２の実施形態］
以下、本発明に係る第２の実施形態について説明する。
上述のように、吸収画像は、骨などの構造を感度良く描出する。また、微分位相画像は、骨はもちろんのこと、吸収画像では描出が困難な軟骨などの軟部組織を描出することができる。しかし、微分位相画像において、軟骨などの軟部組織と骨が重なって描出されている場合には、骨のほうが軟部組織より信号が大きいため、従来、軟部組織の信号を視認することは困難であった。
【０１０７】
ここで、例えば、手指をそのまま撮影した場合、得られた微分位相画像において軟部組織と骨とが重なってしまうことが多い。このため、従来、撮影時に関節に隙間が生じるように撮影角度の調整を行い関節の間隔が広がるようにして撮影が行われてきた。しかし、指の形には個人差があり、前記の様な処置を実施しても軟部組織と骨とが重なってしまう場合も存在する。
【０１０８】
そこで、本願発明者等は、鋭意検討を行い、その結果、微分位相画像と一緒に得られる吸収画像を用いて微分位相画像の骨の信号を除去又は減弱することにより、軟骨などの軟部組織と骨が重なって描出されている場合であっても軟部組織を視認可能な画像を生成できることを見出した。以下に概要を説明する。
【０１０９】
吸収画像IAbs、微分位相画像dIDPとすると、
【数１】
2013187150.tif 000004
【数２】
2013187150.tif 000005
のように、吸収画像IAbsは、Ｘ線照射方向（図１Ｂのｚ方向）の物理量の積分で表すことができ、微分位相画像dIDPは、Ｘ線照射方向の物理量の積分の、格子構造に垂直方向（図１Ｂのｘ方向）への微分に比例する形で表すことができる。ここで、IAbs_RAWは、タルボ干渉計又はタルボ・ロー干渉計を用いて再構成される吸収画像のＸ線強度（対数をとっていないもの）を表す。また、μは被写体によるＸ線吸収係数、１-δは被写体によるＸ線屈折率を表す。μとδの関係は被写体により異なるため、吸収画像IAbsを微分したとしても微分位相画像dIDPにはならないし、微分位相画像dIDPを積分したとしても吸収画像IAbsにはならない。吸収画像IAbsあるいはその微分画像には骨は描出されているが軟骨などの軟部組織は描出されていないのに対して、微分位相画像dIDPあるいはその積分画像では骨も軟部組織も描出することが出来るのがその例である。ただし、吸収画像IAbsと微分位相画像dIDPの両画像中に同じ構造が描出されているのであれば、その共通する構造部分の信号強度を合わせて減算することにより、共通する構造以外の構造のみの画像を生成することができる。即ち、微分位相画像dIDPにおいて骨と軟部組織が重なっている場合であっても、吸収画像IAbsと微分位相画像dIDPを用いて軟部組織を視認しやすい画像を得ることが可能である。
【０１１０】
吸収画像と微分位相画像を用いて、両画像に共通する構造の信号を除去（又は減弱）した画像を得る手法としては、（Ａ）吸収画像を加工（微分）して微分吸収画像を生成し、微分吸収画像に対し、微分位相画像と微分吸収画像に共通する構造の信号強度を微分位相画像に合わせるための係数を乗算して微分位相画像から減算する手法、（Ｂ）微分位相画像を加工（積分）して位相画像を生成し、吸収画像に対し、位相画像と吸収画像に共通する構造の信号強度を位相画像に合わせるための係数を乗算して位相画像から減算する手法、がある。（Ａ）により骨の信号を除去又は減弱して軟部組織の描出性を向上させた画像を軟部組織微分画像と呼ぶ。（Ｂ）により骨の信号を除去又は減弱して軟部組織の描出性を向上させた画像を軟部組織画像と呼ぶ。
第２の実施形態においては、診断対象部位が骨・関節系（リウマチ）の場合に、吸収画像と微分位相画像の合成画像として、上述の軟部組織微分画像を生成して表示する場合について説明する。
【０１１１】
第２の実施形態において、図２に示す記憶部２５に記憶されている合成画像テーブルには、診断対象部位が骨・関節系の部位で、疾患名がリウマチの場合に生成される合成画像の種類として、更に、上述の軟部組織微分画像が記憶されている。また、記憶部２５には、制御部２１が第２の実施形態の動作を実行するためのプログラム（例えば、図１９に示す軟部組織微分画像生成処理を実行するプログラム）が記憶されている。
その他の医用画像システム及び医用画像システムを構成する各装置の構成は、第１の実施形態で説明した医用画像システム１００及びこれを構成する各装置と同様であるので説明を援用し、第２の実施形態における医用画像システム１００の動作について以下に説明する。
【０１１２】
第２の実施形態において、コントローラー２の制御部２１は、操作部２２の操作に応じて、図３に示す画像生成表示処理を実行する。第２の実施形態においては、ステップＳ５において、吸収画像と微分位相画像の合成画像を生成する際に、以下に示す軟部組織微分画像生成処理を実行し、吸収画像を加工した微分吸収画像と微分位相画像とを合成した軟部組織微分画像を生成する。
【０１１３】
図１９に、コントローラー２の制御部２１により実行される軟部組織微分画像生成処理を示す。
軟部組織微分画像生成処理においては、まず、ステップＳ４で生成された吸収画像と微分位相画像が取得される（ステップＳ５０１）。
【０１１４】
次いで、吸収画像から微分吸収画像が生成される（ステップＳ５０２）。
微分吸収画像は、吸収画像を微分することにより生成することができる。本実施形態においては、例えば、吸収画像において、［数３］に示すように、格子構造と垂直方向（図１Ｂのｘ方向）の両隣の画素の差分をとって微分吸収画像を生成する手法を用いることが好ましい。
【数３】
2013187150.tif 000006
または、吸収画像で単純に隣の画素との間で差分をとる、または、吸収画像に画像処理のエッジ検出に用いられるＳｏｂｅｌフィルターのような微分フィルターをかけることとしてもよい。または、あらかじめ、円柱、球のような単純な被写体で微分吸収画像の信号形状が微分位相画像の信号形状と最も相関をもつ微分フィルターを設計し、そのフィルターを保持しておいて、吸収画像に適用するとしてもよい。なお、ここでは吸収画像を用いることとしたが、[数１]のIAbs_RAWに対応する対数をとらない吸収画像を用いることとしてもよい。
【０１１５】
次いで、微分吸収画像に対し、微分位相画像と微分吸収画像に共通して描出されている構造（解剖学的構造）のうち微分位相画像から消したい構造（ここでは、骨の信号）の信号強度を微分位相画像に合わせるための係数が乗算される（ステップＳ５０３）。具体的には、微分吸収画像の各画素の画素値に対し、骨の信号の信号強度を微分位相画像に合わせるための係数が乗算される。乗算される係数は、装置構成、撮影条件等を考慮して予め設定された値であってもよいし、その都度算出してもよい。その都度算出する場合は、微分位相画像から微分吸収画像を減算した場合に、上述の共通の構造の信号（骨の信号）が最も消える係数を計算により求める。例えば、微分位相画像と微分吸収画像において、微分位相画像から減算して消したい共通の構造の信号（ここでは、骨の信号）の比を演算により求め、その比（微分位相画像の骨の信号／微分吸収画像の骨の信号）を係数として算出することができる。例えば、画像全体、又は骨の領域を関心領域に設定し、両画像における関心領域の画素値の比（例えば、関心領域内の画素値の代表値の比）を係数とすることができる。
【０１１６】
最後に、微分位相画像から、係数をかけた微分吸収画像を減算することにより、共通の構造（骨の信号）が除去又は減弱された微分位相画像（軟部組織微分画像）が生成される（ステップＳ５０４）。即ち、微分位相画像の各画素の画素値から、係数を乗算した後の微分吸収画像の対応する画素の画素値を減算することにより、共通の構造（骨の信号）が除去又は減弱された微分位相画像（軟部組織微分画像）が生成される。
このように、軟部組織微分画像生成処理を実行することにより、軟部組織が骨に重なって撮影された場合であっても、軟部組織を視認可能な軟部組織微分画像が得られる。
【０１１７】
なお、Ｘ線撮影装置１における被写体有りでの撮影と被写体無しの撮影の間で、温度や熱の影響により格子位置のわずかなずれが発生することがある。この格子位置のわずかなずれは、吸収画像にはほとんど影響がないが、微分位相画像の面内には信号の傾き等のアーチファクトが発生する。このような場合には、微分吸収画像にかける係数を計算する際に適切な値が求められない可能性がある。この微分位相画像に発生する格子位置のずれに起因するアーチファクトは画像上の２次元座標（ｘ、ｙ）の１次関数又は２次関数で表される関数で近似することができるため、例えば、特願２０１１−０３５５９３（公知文献６）で示されているように、アーチファクト成分を最も良く再現する関数の係数を微分位相画像から推定し減算することで、アーチファクト分の信号を補正することができる。よって、ステップＳ５０１で微分位相画像を取得した後、制御部２１は、上述のアーチファクト補正を行い、アーチファクト補正後の微分位相画像と、吸収画像とを用いて軟部組織微分画像を生成することが好ましい。或いは、微分位相画像と微分吸収画像の信号分布から被写体起因以外の信号のムラを除去した上で、軟部組織微分画像を生成することとしてもよい。
【０１１８】
また、図１９に示す軟部組織微分画像生成処理では、微分吸収画像に一定の係数を乗算した画像を微分位相画像から減算することとしたが、例えば、関節を被写体とした微分位相画像の場合、骨に重なっていない領域においては十分な軟部組織の信号が得られている。このような領域から微分吸収画像を減算してしまうとノイズ成分が増大し画質が劣化してしまう可能性がある。そこで、微分吸収画像における骨領域を特定し、それ以外の領域については微分吸収画像に乗算する係数を小さくすることが好ましい。このようにすれば、上述の画質の劣化を防ぐことができる。
【０１１９】
骨領域の特定方法としては、予め記憶部２５に吸収画像に対応する閾値を記憶しておき、吸収画像の各画素値と上記の閾値とを比較し、
吸収画像の画素値＞閾値  （１）
を満たす領域を骨領域として特定することができる。
ただし、吸収画像は［数１］で定義している（被写体による吸収が大きいところほど画素値が大きいと定義している）ため、骨以外の領域の画素値の上限となる閾値を設けているが、被写体による吸収が小さいほど画素値が大きいという定義とした場合には、骨以外の領域の画素値の下限となる閾値を記憶部２５に記憶しておき、下限の閾値を越えた（下限の閾値より画素値が小さい）領域を骨領域として特定する。
【０１２０】
または、予め記憶部２５に微分吸収画像に対応する閾値を記憶しておき、微分吸収画像の各画素値の絶対値と記憶部２５に記憶されている微分吸収画像の閾値とを比較し、
微分吸収画像の画素値の絶対値＞閾値  （２）
を満たす領域を骨領域として特定することができる。
【０１２１】
また、記憶部２５に小角散乱画像に対応する閾値を記憶しておき、小角散乱画像の各画素値とその閾値とを比較し、「小角散乱画像の画素値＞閾値」を満たす領域を骨領域として特定することとしてもよい。また、記憶部２５に位相画像（詳細後述）に対応する閾値を記憶しておき、位相画像の各画素値とその閾値とを比較し、「位相画像の画素値＞閾値」を満たす領域を骨領域として特定することとしてもよい。同様に、記憶部２５に微分位相画像に対応する閾値を記憶しておき、微分位相画像の各画素値の絶対値と記憶部２５に記憶されている微分位相画像の閾値とを比較し、微分位相画像の画素値の絶対値＞閾値を満たす領域を骨領域として特定することとしてもよい。
【０１２２】
軟部組織微分画像生成処理が終了すると、制御部２１は、図３のステップＳ６において、画像表示処理を実行する。第２の実施形態においては、診断対象部位が骨・関節系の部位で、疾患名がリウマチの場合に実行される画像表示処理（図１４）が第１及び第２の実施形態と異なる。具体的には、図１４のステップＴ１５において、微分位相画像と吸収画像の合成画像として、上記生成した軟部組織微分画像が表示部２３に表示される。
上述のように、軟部組織微分画像は、骨と軟骨等の軟部組織の双方の信号が描出されている微分位相画像から骨の信号が減弱又は除去された画像であるので、軟部組織微分画像を表示することで、骨と軟部組織が重なって撮影された場合であっても、医師が軟部組織の信号を視認することが可能となる。
【０１２３】
ステップＴ１５においては、併せて、微分位相画像と微分吸収画像の寄与度を操作部２２の操作に応じて変更するためのボタンやスライドバー等のＧＵＩが表示される。骨領域における両画像の寄与度と骨領域以外の領域における両画像の寄与度を別個に変更可能なＧＵＩを表示することとしてもよい。
【０１２４】
操作部２２の操作により寄与度の変更が指示されると、制御部２１は、操作部２２により指示された寄与度に応じた係数を算出して微分吸収画像に乗算し、これを微分位相画像から減算して寄与度を変更した合成画像（軟部組織微分画像）を表示する。このように、医師が手動で微分位相画像と微分吸収画像の寄与度を自由に変えられるようにすることで、例えば、微分吸収画像に乗算する係数を小さくして骨と軟部組織の両方が描出されるようにして軟部組織の位置を確認したり、逆に係数を大きくして軟部の描出性が向上するように調整したりすることが可能となるので、軟部組織の診断が容易となる。          
【０１２５】
なお、ステップＴ１５において、微分吸収画像の寄与度を最小→最大（又は、その逆）に段階的に変更することを指示するための「スライドショー」ボタン等を表示し、操作部２２により「スライドショー」ボタンが押下された場合には、制御部２１は、微分吸収画像に乗算する係数を最小→最大（又は、その逆）に段階的に変更した合成画像を自動的に生成して表示部２３に順次切り替え表示することとしても良い。
【０１２６】
また、軟部組織微分画像は、多くの医師にとってなじみのない画像である。そこで、従来から画像診断に用いられている吸収画像との対比が行いやすいように、ステップＴ１５においては、軟部組織微分画像と吸収画像の合成画像、及び寄与度を変更するためのＧＵＩを表示し、操作部２２からの寄与度の変更操作に応じて、軟部組織微分画像と吸収画像の相対的な重み付けを変えた合成画像を表示することとしてもよい。
このようにすれば、操作部２２の操作によって、例えば、吸収画像から軟部組織微分画像へと段階的に両画像の割合を変化させることが可能となるので、軟部組織微分画像に見られる構造（軟部組織）が吸収画像のどこに対応しているかを医師が容易に認識することが可能となる。或いは、ステップＴ１５において、切り替え表示を指示するボタンを併せて表示し、切り替え表示が指示された場合、吸収画像と軟部組織微分画像を交互に切り替えて表示部２３に表示することとしてもよい。これにより、見慣れた吸収画像と軟部組織微分画像で描出された信号との対比が可能となり、軟部組織微分画像に見られる構造（軟部組織）が吸収画像のどこに対応しているかを医師が容易に認識することが可能となるので、軟部組織の診断が容易となる。
【０１２７】
なお、上記説明においては、ステップＴ１５において、微分吸収画像に乗算する係数を変更するためのＧＵＩとして、微分位相画像と微分吸収画像の寄与度を変更するＧＵＩを表示することとしたが、微分吸収画像に乗算する係数を直接変更するＧＵＩを表示することとしてもよい。また、上述の骨領域の特定するための閾値を変更するためのＧＵＩを、寄与度（係数）を変更するＧＵＩと併せて、又は単独で表示部２３に表示する構成とし、制御部２１は、操作部２２からの操作に応じて上記閾値を変更して軟部組織微分画像の生成し、生成した軟部組織微分画像を表示部２３に表示することとしてもよい。
【０１２８】
［第３の実施形態］
以下、本発明に係る第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態においては、診断対象部位が骨・関節系（リウマチ）の場合に、吸収画像と微分位相画像の合成画像として、上述の軟部組織画像を生成して表示する場合について説明する。
【０１２９】
第３の実施形態において、図２に示す記憶部２５に記憶されている合成画像テーブルには、診断対象部位が骨・関節系の部位で、疾患名がリウマチの場合に生成される合成画像の種類として、更に、上述の軟部組織画像が記憶されている。また、記憶部２５には、制御部２１が第３の実施形態の動作を実行するためのプログラム（例えば、図２０に示す軟部組織画像生成処理を実行するプログラム）が記憶されている。
その他の医用画像システム及び医用画像システムを構成する各装置の構成は、第１の実施形態で説明した医用画像システム１００及びこれを構成する各装置と同様であるので説明を援用し、第３の実施形態における医用画像システム１００の動作について以下に説明する。
【０１３０】
コントローラー２の制御部２１は、操作部２２の操作に応じて、図３に示す画像生成表示処理を実行する。第３の実施形態においては、ステップＳ５において吸収画像と微分位相画像の合成画像を生成する際に、以下に示す軟部組織画像生成処理を実行し、吸収画像と、微分位相画像を加工した位相画像とを合成した軟部組織画像を生成する。
【０１３１】
図２０に、コントローラー２の制御部２１により実行される軟部組織画像生成処理を示す。
【０１３２】
まず、ステップＳ４で生成された吸収画像と微分位相画像が取得される（ステップＳ６０１）。
次いで、微分位相画像から位相画像が生成される（ステップＳ６０２）。
位相画像は、微分位相画像を積分することにより生成することができる。しかし、単純に微分方向に端の画素から加算していったのではノイズが蓄積され、線状のアーチファクトが発生してしまう。そこで、例えば、以下の公知文献７に記載されているように、微分位相画像の微分方向をｘ方向とおいた場合、位相画像のｘ方向の隣り合う画素で差分をとった画像と微分位相画像との差（対応する画素値同士の差）の２乗の画像面内の和がノイズで規定される値よりも小さい、との条件のもと、位相画像のｙ方向に隣り合う画素で差分をとった画素値の絶対値の画像面内の和（位相画像のｙ方向微分のノルムの画像面内の和）を最小化する最適化手法を用いることにより、上記の線状アーチファクトを抑制した位相画像を得ることもできる（公知文献７：”Non-linear regularized phase retrieval for unidirectional X-ray differential phase contrast radiography”, Thuring et al .OPTICS EXPRESS,Vol.19, No.25, 25545-25558, 2011 ）。
【０１３３】
次いで、吸収画像に対し、位相画像と吸収画像に共通して描出されている構造のうち位相画像から消したい構造（ここでは、骨の信号）の信号強度を位相画像に合わせるための係数が乗算される（ステップＳ６０３）。具体的には、吸収画像の各画素の画素値に対し、骨の信号の信号強度を位相画像に合わせるための係数が乗算される。乗算される係数は、装置構成、撮影条件等を考慮して予め設定された値であってもよいし、その都度算出してもよい。その都度算出する場合は、位相画像から吸収画像を減算した場合に、上述の共通の構造の信号（骨の信号）が最も消える係数を計算により求める。例えば、位相画像と吸収画像において、位相画像から減算して消去したい共通の構造の信号（ここでは、骨の信号）の比を演算により求め、その比（位相画像の骨の信号／吸収画像の骨の信号）を係数として算出することができる。例えば、画像全体又は骨の領域を関心領域に設定し、両画像における関心領域の画素値（例えば、関心領域内の画素値の代表値）の比を係数とすることができる。
【０１３４】
最後に、位相画像から、係数をかけた吸収画像を減算することにより、骨の信号が減弱又は除去され、軟部組織の描出性が向上した位相画像（軟部組織画像）が生成される（ステップＳ６０４）。即ち、位相画像の各画素の画素値から、係数を乗算した後の吸収画像の対応する画素の画素値を減算することにより、共通の構造（骨の信号）が除去又は減弱された微分位相画像（軟部組織微分画像）が生成される。
このように、軟部組織画像生成処理を実行することにより、骨と軟部組織が重なって撮影された場合であっても、軟部組織を視認可能な軟部組織画像が得られる。
【０１３５】
なお、第２の実施形態で説明したように、格子位置のずれに起因するアーチファクトを抑制するために、ステップＳ６０１で微分位相画像を取得した後、制御部２１は、取得した微分位相画像に対してアーチファクト補正を行い、アーチファクト補正後の微分位相画像を用いて作成した位相画像と、吸収画像とを用いて軟部組織画像を生成することが好ましい。或いは、位相画像と吸収画像の信号分布から被写体起因以外の信号のムラを除去した上で、軟部組織画像を生成することとしてもよい。
【０１３６】
また、位相画像のみで十分信号が得られている領域から吸収画像を減算するとノイズ成分が増大し、画像が劣化してしまう可能性がある。これを防ぐために、吸収画像の骨の領域を特定し、それ以外の領域については吸収画像に乗算する係数を小さくすることが好ましい。このようにすれば、上記の画質の劣化を防ぐことができる。骨の特定方法は、第２の実施形態と同様であるので説明を援用する。
【０１３７】
軟部組織画像生成処理が終了すると、制御部２１は、図３のステップＳ６において、画像表示処理を実行する。第３の実施形態においては、診断対象部位が骨・関節系の部位で、疾患名がリウマチの場合に実行される画像表示処理（図１４）が第１及び第２の実施形態と異なる。具体的には、図１４のステップＴ１５において、微分位相画像と吸収画像の合成画像として、上記生成した軟部組織画像が表示部２３に表示される。
上述のように、軟部組織画像は、骨と軟骨等の軟部組織の双方の信号が描出されている位相画像から骨の信号が減弱又は除去された画像であるので、軟部組織画像を表示することで、骨と軟部組織が重なって撮影された場合であっても、医師が軟部組織の信号を視認することが可能となる。
【０１３８】
ステップＴ１５においては、併せて、位相画像と吸収画像の寄与度を操作部２２の操作に応じて変更するためのボタンやスライドバー等のＧＵＩが表示される。骨領域における両画像の寄与度と骨領域以外の領域における両画像の寄与度を別個に変更可能なＧＵＩを表示することとしてもよい。
【０１３９】
操作部２２により寄与度の変更が指示されると、制御部２１は、変更された寄与度に応じた係数を算出して吸収画像に乗算し、これを位相画像から減算して寄与度を変更した合成画像を表示する。このように、医師が手動で位相画像と吸収画像の寄与度を自由に変えられるようにすることで、例えば、吸収画像に乗算する係数を小さくして骨と軟部組織の両方が描出されるようにして軟部組織の位置を確認したり、逆に係数を大きくして軟部の描出性が向上するように調整したりすることが可能となり、軟部組織の診断が容易となる。                
【０１４０】
なお、ステップＴ１５において、吸収画像の寄与度を最小→最大（又は、その逆）に段階的に変更することを指示するための「スライドショー」ボタン等を表示し、操作部２２により「スライドショー」ボタンが押下された場合には、制御部２１は、吸収画像に乗算する係数を最小→最大（又は、その逆）に段階的に変更した合成画像を自動的に生成して表示部２３に順次切り替え表示することとしても良い。
【０１４１】
また、軟部組織画像は、多くの医師にとってなじみのない画像である。そこで、従来から画像診断に用いられている吸収画像との対比が行いやすいように、ステップＴ１５においては、軟部組織画像と吸収画像の合成画像、及び寄与度を変更するためのＧＵＩを表示し、操作部２２からの寄与度の変更操作に応じて、軟部組織画像と吸収画像の相対的な重み付けを変えた合成画像を表示することとしてもよい。
このようにすれば、操作部２２の操作によって、例えば、吸収画像から軟部組織画像へと段階的に両画像の割合を変化させることが可能となるので、軟部組織画像に見られる構造（軟部組織）が吸収画像のどこに対応しているかを医師が容易に認識することが可能となる。或いは、ステップＴ１５において、切り替え表示を指示するボタンを併せて表示し、切り替え表示が指示された場合、吸収画像と軟部組織画像を交互に切り替えて表示部２３に表示することとしてもよい。これにより、見慣れた吸収画像と軟部組織画像で描出された信号との対比が可能となるので、軟部組織画像に見られる構造（軟部組織）が吸収画像のどこに対応しているかを医師が容易に認識することが可能となり、軟部組織の診断が容易となる。
【０１４２】
なお、上記説明においては、ステップＴ１５において、吸収画像に乗算する係数を変更するためのＧＵＩとして、位相画像と吸収画像の寄与度を変更するＧＵＩを表示することとしたが、吸収画像に乗算する係数を直接変更するＧＵＩを表示することとしてもよい。また、上述の骨領域の特定するための閾値を変更するためのＧＵＩを、寄与度（係数）を変更するＧＵＩと併せて、又は単独で表示部２３に表示する構成とし、制御部２１は、操作部２２からの操作に応じて上記閾値を変更して軟部組織画像の生成し、生成した軟部組織画像を表示部２３に表示することとしてもよい。
【０１４３】
以上説明したように、第２又は第３の実施形態のコントローラー２によれば、制御部２１は、Ｘ線撮影装置１により得られた被写体の画像信号に基づいて、微分位相画像、吸収画像、小角散乱画像の３つの再構成画像のうち、少なくとも微分位相画像及び吸収画像を生成する。そして、制御部２１は、吸収画像を加工して微分吸収画像を生成し、生成した微分吸収画像に対して微分位相画像と微分吸収画像に共通して描出されている構造の信号強度を微分位相画像に合わせるための係数を乗算して微分位相画像から減算するか、又は、微分位相画像を加工して位相画像を生成し、吸収画像に対して位相画像と吸収画像に共通して描出されている構造の信号強度を位相画像に合わせるための係数を乗算して位相画像から減算することにより、微分位相画像と吸収画像に共通して描出されている構造の信号を除去又は減弱した合成画像を生成する。
【０１４４】
従って、微分位相画像と吸収画像に共通して描出されている構造に重なって見えなくなっている構造が視認可能に描出された画像を得ることが可能となる。例えば、微分位相画像において骨に隠れて見えなくなっている軟部組織が視認可能に描出された画像を得ることが可能となる。
【０１４５】
係数としては、減算に用いる２つの画像において、前記共通して描出されている構造の信号の比を算出し、この算出した比を用いるようにすることで、前記共通して描出されている構造の信号がほぼ除去された画像を得ることが可能となる。
【０１４６】
また、吸収画像、微分吸収画像、位相画像、微分位相画像、小角散乱画像の少なくとも一つの画像に対応する閾値を記憶部２５に記憶しておき、記憶されている閾値に対応する画像の各画素値又はその絶対値を閾値と比較し、閾値を越えない画素値の領域に対しては係数を小さくして合成画像を生成するようにすることで、ノイズの増大による画質劣化を抑制することが可能となる。
【０１４７】
また、合成画像と、係数又は閾値を変更するためのＧＵＩとを併せて表示部２３に表示し、操作部２２による操作に応じて係数又は閾値を変更して合成画像を生成、表示するようにすることで、医師は係数や閾値を診やすいように調整して診断を行うことが可能となる。
【０１４８】
また、微分位相画像に対してＸ線撮影装置１における撮影条件に起因するアーチファクトの補正を行い、補正後の微分位相画像を用いて合成画像を生成するようにすることで、アーチファクトを抑制して安定的に診断に良好な画像を提供することが可能となる。
【０１４９】
なお、上記実施形態は本発明の好適な一例であり、これに限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態においては、具体例として、診断対象を乳房、骨・関節系（リウマチ、微小骨折）とした場合について説明したが、これに限定されず、他の部位や症例にも適用することができる。
【０１５０】
その他、医用画像システムを構成する各装置の細部構成及び細部動作に関しても、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【０１５１】
なお、明細書、請求の範囲、図面及び要約を含む２０１２年６月１１日に出願された日本特許出願Ｎｏ．２０１２−１３１５９６号の全ての開示は、そのまま本出願の一部に組み込まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１５２】
医療の分野においてＸ線画像を生成し表示する医用画像システムとして利用可能性がある。
【符号の説明】
【０１５３】
１  Ｘ線撮影装置
２  コントローラー
２１  制御部
２２  操作部
２３  表示部
２４  通信部
２５  記憶部
３  オーダー入力装置
【図１Ａ】
2013187150.tif 000007
【図１Ｂ】
2013187150.tif 000008
【図２】
2013187150.tif 000009
【図３】
2013187150.tif 000010
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2013187150.tif 000012
【図４Ｃ】
2013187150.tif 000013
【図５Ａ】
2013187150.tif 000014
【図５Ｂ】
2013187150.tif 000015
【図５Ｃ】
2013187150.tif 000016
【図５Ｄ】
2013187150.tif 000017
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
2013187150.tif 000020
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2013187150.tif 000022
【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
2013187150.tif 000026
【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
2013187150.tif 000028
【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１Ａ】
2013187150.tif 000032
【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2013187150.tif 000039
【図１６】
2013187150.tif 000040
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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