(57)【要約】【課題】画像処理装置、方法およびプログラムにおいて、トモシンセシス撮影により取得される断層画像から、アーチファクトが低減された合成２次元画像を効率よく生成する。【解決手段】画像取得部３１が、複数の線源位置のそれぞれにおいて、被写体Ｍを撮影して複数の投影画像を取得する。再構成部３２が、複数の投影画像を再構成して複数の断層画像を生成する。周波数分解部３３が、複数の断層画像のそれぞれを周波数分解して、複数の断層画像のそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域断層画像を取得する。２次元画像生成部３４が、周波数帯域毎に、複数の帯域断層画像を投影して帯域合成２次元画像を生成する。周波数合成部３５が、帯域合成２次元画像を周波数帯域毎に重み付けて周波数合成して、合成２次元画像を生成する。【選択図】図３
2018029746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源を検出手段に対して相対的に移動させ、前記放射線源の移動による複数の線源位置において被写体に放射線を照射することにより撮影された、前記複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を取得する画像取得手段と、
前記複数の投影画像に基づいて、前記被写体の複数の断層面のそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域断層画像を生成する帯域断層画像生成手段と、
前記周波数帯域毎に、前記複数の帯域断層画像を投影して帯域合成２次元画像を生成する２次元画像生成手段と、
前記帯域合成２次元画像を前記周波数帯域毎に重み付けて周波数合成して、合成２次元画像を生成する周波数合成手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記周波数合成手段は、低周波数帯域の帯域合成２次元画像ほど重み付けを小さくして前記合成２次元画像を生成する請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記周波数合成手段は、最高周波数帯域から予め定められた周波数帯域までの帯域合成２次元画像ほど重み付けを小さくして前記合成２次元画像を生成する請求項１または２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記２次元画像生成手段は、前記周波数帯域毎に異なる投影方法を用いて前記帯域合成２次元画像を生成する請求項１から３のいずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記２次元画像生成手段は、最高周波数帯域から予め定められた周波数帯域までの帯域断層画像に対して、最小値投影法を用いて前記帯域合成２次元画像を生成し、他の周波数帯域の帯域断層画像に対して、前記最小値投影法とは異なる投影方法を用いて前記帯域合成２次元画像を生成する請求項４記載の画像処理装置。
【請求項６】
放射線源を検出手段に対して相対的に移動させ、前記放射線源の移動による複数の線源位置において被写体に放射線を照射することにより撮影された、前記複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を取得する画像取得手段と、
前記複数の投影画像に基づいて、前記被写体の複数の断層面のそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域断層画像を生成する帯域断層画像生成手段と、
前記周波数帯域毎に、前記複数の帯域断層画像を重み付けて投影して帯域合成２次元画像を生成する２次元画像生成手段と、
前記帯域合成２次元画像を周波数合成して、合成２次元画像を生成する周波数合成手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
前記２次元画像生成手段は、低周波数帯域の帯域断層画像ほど重み付けを小さくして前記帯域合成２次元画像を生成する請求項６記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記２次元画像生成手段は、最高周波数帯域から予め定められた周波数帯域までの帯域断層画像ほど重み付けを小さくして前記帯域合成２次元画像を生成する請求項６または７記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記２次元画像生成手段は、前記周波数帯域毎に異なる投影方法を用いて前記帯域合成２次元画像を生成する請求項６から８のいずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記２次元画像生成手段は、最高周波数帯域から予め定められた周波数帯域までの帯域断層画像に対して、最小値投影法を用いて前記帯域合成２次元画像を生成し、他の周波数帯域の帯域断層画像に対して、前記最小値投影法とは異なる投影方法を用いて前記帯域合成２次元画像を生成する請求項９記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記２次元画像生成手段は、前記被写体における撮影時の前記放射線源から離れた位置にある断層画像ほど重み付けを小さくして前記帯域合成２次元画像を生成する請求項６から１０のいずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記２次元画像生成手段は、前記放射線源の前記検出手段に対する相対的な移動範囲が小さいほど、重み付けを小さくして前記帯域合成２次元画像を生成する請求項１から１１のいずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記帯域断層画像生成手段は、前記複数の投影画像を再構成することにより、前記複数の断層面のそれぞれにおける複数の断層画像を生成する再構成手段と、
前記複数の断層画像のそれぞれを周波数分解して、前記複数の帯域断層画像を生成する周波数分解手段とを備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記帯域断層画像生成手段は、前記複数の投影画像のそれぞれを周波数分解して、該複数の投影画像のそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域投影画像を生成する周波数分解手段と、
前記周波数帯域毎に、前記複数の帯域投影画像を再構成して前記複数の帯域断層画像を生成する再構成手段とを備えることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記周波数分解手段は、前記断層画像における特定の方向に対して、前記複数の断層画像のそれぞれを周波数分解する請求項１３記載の画像処理装置。
【請求項１６】
前記周波数分解手段は、前記投影画像における特定の方向に対して、前記複数の断層画像のそれぞれを周波数分解する請求項１４記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記特定の方向は、前記放射線源を前記検出手段に対して相対的に移動させる方向である請求項１５または１６記載の画像処理装置。
【請求項１８】
放射線源を検出手段に対して相対的に移動させ、前記放射線源の移動による複数の線源位置において被写体に放射線を照射することにより撮影された、前記複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を取得し、
前記複数の投影画像に基づいて、前記被写体の複数の断層面のそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域断層画像を生成し、
前記周波数帯域毎に、前記複数の帯域断層画像を投影して帯域合成２次元画像を生成し、
前記帯域合成２次元画像を前記周波数帯域毎に重み付けて周波数合成して、合成２次元画像を生成することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１９】
放射線源を検出手段に対して相対的に移動させ、前記放射線源の移動による複数の線源位置において被写体に放射線を照射することにより撮影された、前記複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を取得し、
前記複数の投影画像に基づいて、前記被写体の複数の断層面のそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域断層画像を生成し、
前記周波数帯域毎に、前記複数の帯域断層画像を重み付けて投影して帯域合成２次元画像を生成し、
前記帯域合成２次元画像を周波数合成して、合成２次元画像を生成することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２０】
放射線源を検出手段に対して相対的に移動させ、前記放射線源の移動による複数の線源位置において被写体に放射線を照射することにより撮影された、前記複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を取得する手順と、
前記複数の投影画像に基づいて、前記被写体の複数の断層面のそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域断層画像を生成する手順と、
前記周波数帯域毎に、前記複数の帯域断層画像を投影して帯域合成２次元画像を生成する手順と、
前記帯域合成２次元画像を前記周波数帯域毎に重み付けて周波数合成して、合成２次元画像を生成する手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
【請求項２１】
放射線源を検出手段に対して相対的に移動させ、前記放射線源の移動による複数の線源位置において被写体に放射線を照射することにより撮影された、前記複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を取得する手順と、
前記複数の投影画像に基づいて、前記被写体の複数の断層面のそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域断層画像を生成する手順と、
前記周波数帯域毎に、前記複数の帯域断層画像を重み付けて投影して帯域合成２次元画像を生成する手順と、
前記帯域合成２次元画像を周波数合成して、合成２次元画像を生成する手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トモシンセシス撮影により取得される断層画像から、単純撮影により取得される画像に相当する２次元画像を生成する画像処理装置、方法およびプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｘ線、ガンマ線等の放射線を用いた放射線画像撮影装置において、患部をより詳しく観察するために、放射線源を移動させて複数の線源位置から被写体に放射線を照射して撮影を行い、これにより取得した複数の投影画像から所望とする断層面を強調した断層画像を生成するトモシンセシス撮影が提案されている。トモシンセシス撮影では、撮影装置の特性および必要な断層画像に応じて、放射線源を放射線検出器と平行に移動させたり、円または楕円の弧を描くように移動させたりして、複数の線源位置において被写体を撮影することにより複数の投影画像を取得し、単純逆投影法あるいはフィルタ逆投影法等の逆投影法等を用いてこれらの投影画像を再構成して断層画像を生成する。このような断層画像を被写体における複数の断層面において生成することにより、被写体における断層面が並ぶ深さ方向に重なり合った構造を分離することができる。このため、従来の単純撮影により取得される２次元画像においては検出が困難であった病変を発見することが可能となる。なお、単純撮影とは、被写体に１回放射線を照射して、被写体の透過像である１枚の２次元画像を取得する撮影方法である。
【０００３】
一方、トモシンセシス撮影は、撮影装置の機械的な誤差、および複数の線源位置のそれぞれにおける撮影の時間差に起因する被写体の体動等の影響により、再構成された断層画像がぼけてしまうという問題もある。このように断層画像がぼけてしまうと、とくに乳房が被写体である場合において、乳癌の早期発見に有用な、微小な石灰化等の病変を発見することが困難となる。このため、トモシンセシス撮影を行う場合には、単純撮影も行って、断層画像および２次元画像の双方を取得することが一般的に行われている。
【０００４】
しかしながら、トモシンセシス撮影および単純撮影の双方を行うと、被写体への被曝線量が増大してしまう。このため、トモシンセシス撮影により取得される断層画像を、被写体における断層面が並ぶ深さ方向に投影することにより、単純撮影により取得される放射線画像に相当する２次元画像を生成する手法が提案されている（特許文献１参照）。以下、このように生成される２次元画像を合成２次元画像と称する。
【０００５】
また、投影画像を取得し、放射線検出器の検出面に垂直な軸に対する放射線が放射線検出器の検出面に入射する角度（以下、入射角度とする）が大きい投影画像の低周波成分を高周波成分に対して相対的に減弱させる周波数処理を行い、入射角度が小さい投影画像および周波数処理された投影画像からアーチファクトが低減された断層画像を再構成し、このような断層画像から、合成２次元画像を生成する手法が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
さらに、投影画像に基づいて、空間周波数に応じて強調された、読影に用いる第１断層画像を生成し、かつ強調の度合いが第１断層画像とは異なるものとされて空間周波数に応じて強調された第２断層画像を生成し、第２断層画像を用いて合成２次元画像を生成する手法が提案されている（特許文献３参照）。
【０００７】
ところで、トモシンセシス撮影では、被写体に放射線を照射するときの入射角度が制限されている。このため、例えば、逆投影法により投影画像を重ね合せて断層画像を再構成した場合、断層面が並ぶ深さ方向に、構造物の虚像であるアーチファクトが写り込んでしまうことがある。より具体的には、逆投影によって、構造物が存在する断層面の断層画像とは異なる断層面の断層画像の、本来は構造物が存在しない領域にアーチファクトが写ってしまうことがある。とくに構造物の大きさが大きいほど、アーチファクトが存在する深さ方向の範囲が大きくなる。このため、大きい構造物と小さい構造物とが深さ方向に並んで存在する場合、複数の断層画像を単純に加算して合成２次元画像を生成すると、大きい構造物のアーチファクトの影響により小さい構造物が消失してしまい、病変等の診断に必要な構造物の確認がしにくくなる。また、合成２次元画像がぼけたような印象の画像となる。
【０００８】
このため、特許文献１に記載された手法は、断層画像から合成２次元画像を生成する際に、最小値投影法を用いている。ここで、乳房における石灰化は投影画像において高輝度（すなわち濃度が低い）な微小領域となっている。このため最小値投影法を用いて合成２次元画像を生成すれば、合成２次元画像において、石灰化のような微小な高輝度領域を観察することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０１３５５５８号明細書
【特許文献２】特開２０１４−１３３０９５号公報
【特許文献３】特開２０１５−６６３４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載された手法のように、最小値投影法を用いて合成２次元画像を生成すると、被写体における厚みの情報がなくなり、実際に単純撮影により取得された２次元画像とはかけ離れた印象の画像となってしまう。これは、特許文献２に記載されたような最小値投影法を用いて合成２次元画像を生成する場合にも同様に生じる問題である。
【００１１】
また、特許文献２に記載された手法は、被写体の断層面における深さ方向のアーチファクトを低減するものではない。このため、特許文献２に記載された手法により合成２次元画像を生成しても、深さ方向のアーチファクトの影響を低減することはできない。
【００１２】
また、特許文献３に記載された手法は、２種類の断層画像を生成する必要があるため、合成２次元画像の生成のための演算量が多くなり、処理に時間を要する。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、トモシンセシス撮影により取得される断層画像から、アーチファクトが低減された合成２次元画像を効率よく生成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明による第１の画像処理装置は、放射線源を検出手段に対して相対的に移動させ、放射線源の移動による複数の線源位置において被写体に放射線を照射することにより撮影された、複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を取得する画像取得手段と、
複数の投影画像に基づいて、被写体の複数の断層面のそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域断層画像を生成する帯域断層画像生成手段と、
周波数帯域毎に、複数の帯域断層画像を投影して帯域合成２次元画像を生成する２次元画像生成手段と、
帯域合成２次元画像を周波数帯域毎に重み付けて周波数合成して、合成２次元画像を生成する周波数合成手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
「放射線源を検出手段に対して相対的に移動させ」るとは、放射線源のみを移動する場合、検出手段のみを移動する場合、および放射線源と検出手段との双方を移動する場合のいずれをも含む。
【００１６】
ここで、帯域合成２次元画像は、同じ周波数帯域における帯域断層画像とは異なる種類の画像を投影して、単純撮影により取得された場合と同様の画像を擬似的に表したものである。投影方法としては、複数の帯域断層画像における対応する画素位置の画素値を単純に加算する手法を挙げることができる。また、加算の他、加算した画素値の平均値を算出する加算平均も例として挙げることができる。また、複数の帯域断層画像における対応する画素位置の最大値を取り出す最大値投影法、および最小値を取り出す最小値投影法も挙げることができる。
【００１７】
なお、本発明による第１の画像処理装置においては、周波数合成手段は、低周波数帯域の帯域合成２次元画像ほど重み付けを小さくして合成２次元画像を生成するものであってもよい。
【００１８】
また、本発明による第１の画像処理装置においては、周波数合成手段は、最高周波数帯域から予め定められた周波数帯域までの帯域合成２次元画像ほど重み付けを小さくして合成２次元画像を生成するものであってもよい。
【００１９】
「最高周波数帯域から予め定められた周波数帯域まで」とは、最高周波数帯域を含む複数の周波数帯域を意味するのみならず、予め定められた周波数帯域画が最高周波数帯域の場合、すなわち最高周波数帯域のみである場合も含む。
【００２０】
また、本発明による第１の画像処理装置においては、２次元画像生成手段は、周波数帯域毎に異なる投影方法を用いて帯域合成２次元画像を生成するものであってもよい。
【００２１】
この場合、２次元画像生成手段は、最高周波数帯域から予め定められた周波数帯域までの帯域断層画像に対して、最小値投影法を用いて帯域合成２次元画像を生成し、他の周波数帯域の帯域断層画像に対して、最小値投影法とは異なる投影方法を用いて帯域合成２次元画像を生成するものであってもよい。
【００２２】
なお、最小値投影における「最小値」とは、輝度が高い、すなわち濃度が低いほど小さい値となる場合の最小値を意味する。ここで、投影画像においては、輝度が高いほど小さい画素値となる場合と、画素値を反転させ、輝度が低いほど大きい画素値となる場合がある。後者の場合、上記の「最小値投影」は、「最大値投影」となる。
【００２３】
本発明による第２の画像処理装置は、放射線源を検出手段に対して相対的に移動させ、放射線源の移動による複数の線源位置において被写体に放射線を照射することにより撮影された、複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を取得する画像取得手段と、
複数の投影画像に基づいて、被写体の複数の断層面のそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域断層画像を生成する帯域断層画像生成手段と、
周波数帯域毎に、複数の帯域断層画像を重み付けて投影して帯域合成２次元画像を生成する２次元画像生成手段と、
帯域合成２次元画像を周波数合成して、合成２次元画像を生成する周波数合成手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２４】
なお、本発明による第２の画像処理装置においては、２次元画像生成手段は、低周波数帯域の帯域断層画像ほど重み付けを小さくして帯域合成２次元画像を生成するものであってもよい。
【００２５】
また、本発明による第２の画像処理装置においては、２次元画像生成手段は、最高周波数帯域から予め定められた周波数帯域までの帯域断層画像ほど重み付けを小さくして帯域合成２次元画像を生成するものであってもよい。
【００２６】
また、本発明による第２の画像処理装置においては、２次元画像生成手段は、周波数帯域毎に異なる投影方法を用いて帯域合成２次元画像を生成するものであってもよい。
【００２７】
この場合、２次元画像生成手段は、最高周波数帯域から予め定められた周波数帯域までの帯域断層画像に対して、最小値投影法を用いて帯域合成２次元画像を生成し、他の周波数帯域の帯域断層画像に対して、最小値投影法とは異なる投影方法を用いて帯域合成２次元画像を生成するものであってもよい。
【００２８】
また、本発明による第２の画像処理装置においては、２次元画像生成手段は、被写体における撮影時の放射線源から離れた位置にある断層画像ほど重み付けを小さくして帯域合成２次元画像を生成するものであってもよい。
【００２９】
また、本発明による第１および第２の画像処理装置においては、２次元画像生成手段は、放射線源の検出手段に対する相対的な移動範囲が小さいほど、重み付けを小さくして帯域合成２次元画像を生成するものであってもよい。
【００３０】
また、本発明による第１および第２の画像処理装置においては、帯域断層画像生成手段は、複数の投影画像を再構成することにより、複数の断層面のそれぞれにおける複数の断層画像を生成する再構成手段と、
複数の断層画像のそれぞれを周波数分解して、複数の帯域断層画像を生成する周波数分解手段とを備えるものであってもよい。
【００３１】
この場合、周波数分解手段は、断層画像における特定の方向に対して、複数の断層画像のそれぞれを周波数分解するものであってもよい。
【００３２】
また、本発明による第１および第２の画像処理装置においては、帯域断層画像生成手段は、複数の投影画像のそれぞれを周波数分解して、複数の投影画像のそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域投影画像を生成する周波数分解手段と、
周波数帯域毎に、複数の帯域投影画像を再構成して複数の帯域断層画像を生成する再構成手段とを備えるものであってもよい。
【００３３】
この場合、周波数分解手段は、投影画像における特定の方向に対して、複数の断層画像のそれぞれを周波数分解するものであってもよい。
【００３４】
また、特定の方向は、放射線源を検出手段に対して相対的に移動させる方向であってもよい。
【００３５】
本発明による第１の画像処理方法は、放射線源を検出手段に対して相対的に移動させ、放射線源の移動による複数の線源位置において被写体に放射線を照射することにより撮影された、複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を取得し、
複数の投影画像に基づいて、被写体の複数の断層面のそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域断層画像を生成し、
周波数帯域毎に、複数の帯域断層画像を投影して帯域合成２次元画像を生成し、
帯域合成２次元画像を周波数帯域毎に重み付けて周波数合成して、合成２次元画像を生成することを特徴とするものである。
【００３６】
本発明による第２の画像処理方法は、放射線源を検出手段に対して相対的に移動させ、放射線源の移動による複数の線源位置において被写体に放射線を照射することにより撮影された、複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を取得し、
複数の投影画像に基づいて、被写体の複数の断層面のそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域断層画像を生成し、
周波数帯域毎に、複数の帯域断層画像を重み付けて投影して帯域合成２次元画像を生成し、
帯域合成２次元画像を周波数合成して、合成２次元画像を生成することを特徴とするものである。
【００３７】
なお、本発明による第１および第２の画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の第１の画像処理装置、方法およびプログラムによれば、複数の投影画像に基づいて、被写体の複数の断層面のそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域断層画像が生成される。そして、周波数帯域毎に、複数の帯域断層画像が投影されて帯域合成２次元画像が生成され、帯域合成２次元画像が周波数帯域毎に重み付けられて周波数合成されて、合成２次元画像が生成される。ここで、被写体に含まれる小さい構造物は比較的高い周波数帯域の帯域合成２次元画像に含まれ、比較的大きい構造物は、比較的低い周波数帯域の帯域合成２次元画像に含まれる。また、上述したように被写体に含まれる比較的大きい構造物は、被写体における断層面の深さ方向に比較的広い範囲に亘って存在する。
【００３９】
本発明の第１の画像処理装置、方法およびプログラムのように、帯域合成２次元画像を周波数帯域毎に重み付けして周波数合成することにより、比較的低い周波数帯域の帯域合成２次元画像ほど重み付けを小さくして合成２次元画像を生成することができる。したがって、被写体に含まれる比較的大きい構造物の深さ方向のアーチファクトが低減された合成２次元画像を生成することができる。また、特許文献３に記載されたように、２種類の断層画像を生成する必要がないため、合成２次元画像を効率よく生成することができる。また、最大値投影法または最小値投影法を用いて帯域合成２次元画像を生成する場合と比較して、被写体における厚みの情報を反映させた、単純撮影により取得した２次元画像に近い画質の合成２次元画像を生成することができる。
【００４０】
本発明の第２の画像処理装置、方法およびプログラムによれば、複数の投影画像に基づいて、被写体の複数の断層面のそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域断層画像が生成される。そして、周波数帯域毎に、複数の帯域断層画像が重み付けられて投影されて帯域合成２次元画像が生成され、帯域合成２次元画像が周波数合成されて、合成２次元画像が生成される。ここで、被写体に含まれる小さい構造物は比較的高い周波数帯域の帯域合成２次元画像に含まれ、比較的大きい構造物は、比較的低い周波数帯域の帯域合成２次元画像に含まれる。また、上述したように被写体に含まれる比較的大きい構造物は、被写体における断層面の深さ方向に比較的広い範囲に亘って存在する。
【００４１】
本発明の第２の画像処理装置、方法およびプログラムのように、複数の帯域断層画像を重み付けて投影して帯域合成２次元画像を生成することにより、比較的低い周波数帯域の帯域断層画像ほど重み付けを小さくして帯域合成２次元画像を生成することができる。したがって、被写体に含まれる比較的大きい構造物の深さ方向のアーチファクトが低減された合成２次元画像を生成することができる。また、特許文献３に記載されたように、２種類の断層画像を生成する必要がないため、合成２次元画像を効率よく生成することができる。また、最大値投影法または最小値投影法を用いて帯域合成２次元画像を生成する場合と比較して、被写体における厚みの情報を反映させた、単純撮影により取得した２次元画像に近い画質の合成２次元画像を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施形態による画像処理装置を適用した放射線画像撮影装置の概略構成図
【図２】放射線画像撮影装置を図１の矢印Ａ方向から見た図
【図３】第１の実施形態において、コンピュータに画像処理プログラムをインストールすることにより実現された画像処理装置の概略構成を示す図
【図４】投影画像の取得を説明するための図
【図５】第１の実施形態における周波数分解を説明するための図
【図６】第１の実施形態における帯域合成２次元画像の生成を説明するための図
【図７】トモシンセシス撮影の一例を模式的に示す図
【図８】深さ方向のアーチファクトの発生を説明するための図
【図９】図８の断層面Ｔａ，Ｔｂに対応する断層画像を示す図
【図１０】構造物の大きさと深さ方向のアーチファクトとの関係を説明するための図
【図１１】大きい構造物のアーチファクトの影響を説明するための図
【図１２】第１の実施形態における周波数合成を説明するための図
【図１３】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１４】第２の実施形態における帯域合成２次元画像の生成を説明するための図
【図１５】第２の実施形態における周波数合成を説明するための図
【図１６】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１７】入射角度と深さ方向におけるアーチファクトとの関係を示す図
【図１８】第５の実施形態における重み係数の変更を説明するための図
【図１９】第７の実施形態における周波数分解を説明するための図
【図２０】本発明の第８の実施形態による画像処理装置の概略構成を示す図
【図２１】第８の実施形態において周波数分解部が行う周波数分解を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００４３】
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の実施形態による画像処理装置を適用した放射線画像撮影装置の概略構成図、図２は放射線画像撮影装置を図１の矢印Ａ方向から見た図である。放射線画像撮影装置１は、乳房のトモシンセシス撮影を行って断層画像を生成するために、異なる撮影方向となる複数の線源位置から乳房Ｍ（以下、被写体Ｍとする場合もあるものとする）を撮影して、複数の放射線画像、すなわち投影画像を取得するマンモグラフィ撮影装置である。図１に示すように放射線画像撮影装置１は、撮影部１０、撮影部１０に接続されたコンピュータ２、並びにコンピュータ２に接続された表示部３および入力部４を備えている。
【００４４】
撮影部１０は、不図示の基台に対して回転軸１１により連結されたアーム部１２を備えている。アーム部１２の一方の端部には撮影台１３が、その他方の端部には撮影台１３と対向するように放射線照射部１４が取り付けられている。アーム部１２は、放射線照射部１４が取り付けられた端部のみを回転可能なように構成されており、これにより、撮影台１３を固定して放射線照射部１４のみが回転可能となっている。なお、アーム部１２の回転は、コンピュータ２により制御される。
【００４５】
撮影台１３の内部には、フラットパネルディテクタ等の放射線検出器１５（検出手段）が備えられている。また、撮影台１３の内部には、放射線検出器１５から読み出された電荷信号を電圧信号に変換するチャージアンプ、チャージアンプから出力された電圧信号をサンプリングする相関２重サンプリング回路、電圧信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換部等が設けられた回路基板等も設置されている。
【００４６】
放射線検出器１５は、放射線画像の記録および読み出しを繰り返して行うことができるものであり、放射線の照射を直接受けて電荷を発生する、いわゆる直接型の放射線検出器を用いてもよいし、放射線を一旦可視光に変換し、その可視光を電荷信号に変換する、いわゆる間接型の放射線検出器を用いるようにしてもよい。また、放射線画像信号の読出方式としては、ＴＦＴ（thin film transistor）スイッチをオン・オフすることによって放射線画像信号が読み出される、いわゆるＴＦＴ読出方式のものや、読取光を照射することによって放射線画像信号が読み出される、いわゆる光読出方式のものを用いることが望ましいが、これに限らずその他のものを用いるようにしてもよい。
【００４７】
放射線照射部１４の内部には、放射線源であるＸ線源１６が収納されている。Ｘ線源１６からＸ線を照射するタイミング、およびＸ線源１６におけるＸ線発生条件、すなわち管電流、時間および管電流時間積等を含む撮影条件は、コンピュータ２により制御される。
【００４８】
また、アーム部１２には、撮影台１３の上方に配置されて乳房Ｍを押さえつけて圧迫する圧迫板１７、圧迫板１７を支持する支持部１８、および支持部１８を図１、２の上下方向に移動させる移動機構１９が設けられている。
【００４９】
表示部３は、ＣＲＴまたは液晶モニタ等の表示装置であり、後述するように取得された投影画像、および生成された断層画像の他、操作に必要なメッセージ等を表示する。なお、表示部３は音声を出力するスピーカを内蔵するものであってもよい。
【００５０】
入力部４はキーボード、マウスあるいはタッチパネル方式の入力装置からなり、操作者による放射線画像撮影装置１の操作を受け付ける。また、トモシンセシス撮影を行うために必要な、撮影条件等の各種情報の入力および情報の修正の指示も受け付ける。本実施形態においては、操作者が入力部４から入力した情報に従って、放射線画像撮影装置１の各部が動作する。
【００５１】
コンピュータ２には、第１の実施形態による画像処理プログラムがインストールされている。本実施形態においては、コンピュータ２は、操作者が直接操作するワークステーションあるいはパソコンでもよいし、それらとネットワークを介して接続されたサーバコンピュータでもよい。画像処理プログラムは、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、およびＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）等の記録媒体に記録されて配布され、その記録媒体からコンピュータにインストールされる。もしくは、ネットワークに接続されたサーバコンピュータの記憶装置、あるいはネットワークストレージに、外部からアクセス可能な状態で記憶され、要求に応じてコンピュータにダウンロードされ、インストールされる。
【００５２】
図３はコンピュータ２に画像処理プログラムをインストールすることにより実現された画像処理装置の概略構成を示す図である。図３に示すように、画像処理装置は、標準的なコンピュータの構成として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１、メモリ２２およびストレージ２３を備えている。
【００５３】
ストレージ２３は、ハードディスクまたはＳＳＤ（Solid State Drive）等のストレージデバイスからなり、放射線画像撮影装置１の各部を駆動するためのプログラムおよび画像処理プログラムを含む各種情報が記憶されている。また、トモシンセシス撮影により取得された投影画像および後述するように生成された断層画像等も記憶される。
【００５４】
メモリ２２には、各種処理をＣＰＵ２１に実行させるために、ストレージ２３に記憶されたプログラム等が一時的に記憶される。画像処理プログラムは、ＣＰＵ２１に実行させる処理として、放射線画像撮影装置１にトモシンセシス撮影を行わせて、乳房Ｍの複数の投影画像を取得する画像取得処理、複数の投影画像を再構成することにより、乳房Ｍの複数の断層面のそれぞれにおける複数の断層画像を生成する再構成処理、複数の断層画像のそれぞれを周波数分解して、複数の断層画像のそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域断層画像を生成する周波数分解処理、周波数帯域毎に、複数の帯域断層画像を投影して帯域合成２次元画像を生成する２次元画像生成処理、および帯域合成２次元画像を周波数帯域毎に重み付けて周波数合成して、合成２次元画像を生成する周波数合成処理を規定している。
【００５５】
そして、ＣＰＵ２１が画像処理プログラムに従いこれらの処理を実行することで、コンピュータ２は、画像取得部３１、再構成部３２、周波数分解部３３、２次元画像生成部３４および周波数合成部３５として機能する。なお、コンピュータ２は、画像取得処理、再構成処理、周波数分解処理、２次元画像生成処理および周波数合成処理をそれぞれ行うプロセッサまたは処理回路を備えるものであってもよい。また、再構成部３２および周波数分解部３３が、本発明の帯域断層画像生成手段を構成する。
【００５６】
画像取得部３１は、アーム部１２を回転軸１１の周りに回転させることによりＸ線源１６を予め定められた角度範囲（例えば放射線検出器１５の検出面に垂直な軸に対して±１５度）移動させ、Ｘ線源１６の移動による複数の線源位置において被写体である乳房ＭにＸ線を照射し、乳房Ｍを透過したＸ線を放射線検出器１５により検出して、複数の線源位置における複数の投影画像Ｇｉ（ｉ＝１〜ｎ、ｎは線源位置の数）を取得する。図４は投影画像Ｇｉの取得を説明するための図である。図４に示すように、Ｘ線源１６をＳ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎの各線源位置に移動し、各線源位置においてＸ線源１６を駆動して乳房ＭにＸ線を照射し、乳房Ｍを透過したＸ線を放射線検出器１５により検出することにより、各線源位置Ｓ１〜Ｓｎに対応して、投影画像Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｎが取得される。取得された複数の投影画像Ｇｉはストレージ２３に保存される。なお、画像処理プログラムとは別個のプログラムにより複数の投影画像Ｇｉを取得してストレージ２３に保存するようにしてもよい。この場合、画像取得部３１は、ストレージ２３に保存された複数の投影画像Ｇｉを、再構成処理等のためにストレージ２３から読み出すものとなる。
【００５７】
なお、本実施形態においては、ストレージ２３に保存した複数の投影画像Ｇｉのすべてを読み出して、再構成処理等に用いてもよく、複数の投影画像Ｇｉのうちの、予め定められた２以上の数の投影画像Ｇｉを読み出して、再構成処理等に用いてもよい。
【００５８】
再構成部３２は、複数の投影画像Ｇｉを再構成することにより、乳房Ｍの複数の断層面における断層画像を生成する。具体的には、再構成部３２は、単純逆投影法あるいはフィルタ逆投影法等の周知の逆投影法、またはシフト加算法等を用いて投影画像Ｇｉを再構成して、複数の断層面Ｔｊ（ｊ＝１〜ｍ：ｍは断層面の数）のそれぞれにおける断層画像ＴＧｊを生成する。ここで、断層面Ｔｊは、乳房ＭにおけるＸ線源１６に近い断層面から順にＴ１，Ｔ２…と並ぶものとする。
【００５９】
なお、再構成法としては、逆投影法およびシフト加算法の他、従来公知のＣＴ再構成法（一例として、上述したＦＢＰ法）を用いることができる。ＦＢＰ法は、断層撮影の平行平面式断層走査をコーンビームＣＴ走査の一部として捉え、フィルタ逆投影法を拡張した再構成法である。また、再構成法として、特開２０１１−１２５６９８号公報に記載された反復再構成法を用いることもできる。この反復再構成法もＣＴ用の再構成法ではあるが、ＦＢＰ法と同様に、トモシンセシス撮影時の再構成にも適用できる。
【００６０】
周波数分解部３３は、複数の断層画像ＴＧｊのそれぞれを周波数分解して、複数の断層画像ＴＧｊのそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域断層画像を生成する。図５は周波数分解部３３が行う周波数分解を説明するための図である。まず、周波数分解部３３は、ある周波数帯域の断層画像ＴＧｊに対して、例えばσ＝１のガウシアンフィルタによりフィルタリング処理を行って、断層画像ＴＧｊを１／２に縮小してガウシアン成分である縮小断層画像ＴＧｊ−１を生成する。縮小断層画像ＴＧｊ−１は断層画像ＴＧｊを１／２に縮小したものとなる。なお、以降の説明において、断層画像ＴＧｊを便宜上断層画像ＴＧｊ−０と称する場合があるものとする。次いで、周波数分解部４２は、例えば３次Ｂスプライン補間等の補間演算を行って、縮小断層画像ＴＧｊ−１を断層画像ＴＧｊ−０と同一サイズとなるように２倍に拡大し、拡大した縮小断層画像ＴＧｊ−１を断層画像ＴＧｊ−０から減算して、最高周波数帯域のラプラシアン成分である帯域断層画像ＴＬｊ−０を生成する。なお、本実施形態では、最高周波数帯域を便宜上第０の周波数帯域と称する。
【００６１】
次いで、周波数分解部３３は、縮小断層画像ＴＧｊ−１に対してσ＝１のガウシアンフィルタによりフィルタリング処理を行って、縮小断層画像ＴＧｊ−１を１／２に縮小して縮小断層画像ＴＧｊ−２を生成し、縮小断層画像ＴＧｊ−２を縮小断層画像ＴＧｊ−１と同一サイズとなるように２倍に拡大し、拡大した縮小断層画像ＴＧｊ−２を縮小断層画像ＴＧｊ−１から減算して、第１の周波数帯域の帯域断層画像ＴＬｊ−１を生成する。さらに、所望とする周波数帯域の帯域投影画像が生成されるまで上記の処理を繰り返すことにより、複数の周波数帯域の帯域断層画像ＴＬｊ−ｋ（ｋ＝０〜ａ：ａは帯域の数）を生成する。本実施形態においては、例えばａ＝１０とし、第１０の周波数帯域の帯域断層画像ＴＬｊ−１０が得られるまで、上記の処理を繰り返す。
【００６２】
ここで、縮小断層画像の各画素の信号値はその画素の濃度を表し、帯域断層画像ＴＬｊ−ｋの各画素の信号値は、その画素におけるその周波数帯域の周波数成分の大きさを表すものとなる。なお、ウェーブレット変換等の他の多重解像度変換の手法を用いることにより、周波数帯域が異なる複数の帯域断層画像ＴＬｊ−ｋを生成してもよい。
【００６３】
２次元画像生成部３４は、周波数帯域毎に、複数の帯域断層画像ＴＬｊ−ｋを投影して帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋを生成する。図６は第１の実施形態における帯域合成２次元画像の生成を説明するための図である。図６に示すように、２次元画像生成部３４は、複数の帯域断層画像ＴＬｊ−ｋに対して、予め定められた方向に沿った投影処理を行うことにより帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋを生成する。本実施形態においては、予め定められた方向とは、断層面Ｔｊに垂直な方向である。また、本実施形態においては、投影処理としては、予め定められた方向に沿って対応する画素値を加算する加算処理を用いるものとする。例えば、最高周波数帯域においては、すべての断層面Ｔｊにおいて生成された帯域断層画像ＴＬ１−０，ＴＬ２−０，…ＴＬｍ−０の対応する画素値を加算することにより、最高周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−０を生成する。最高周波数帯域の次の周波数帯域においては、すべての断層面Ｔｊにおいて生成された帯域断層画像ＴＬ１−１，ＴＬ２−１，…ＴＬｍ−１の対応する画素値を加算することにより、最高周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−１を生成する。なお、単純な加算のみならず、加算した値を断層面Ｔｊの数により除算する加算平均を算出することにより、帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋを生成するようにしてもよい。
【００６４】
周波数合成部３５は、帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋを周波数帯域毎に重み付けて周波数合成して、合成２次元画像Ｇｐを生成する。以下、第１の実施形態における重み付けについて説明する。
【００６５】
図７は、トモシンセシス撮影の一例を模式的に示す図である。図７におけるＺ軸は、放射線検出器１５の検出面に垂直な方向の座標値（検出面からの距離）を示す。なお、放射線検出器１５の検出面がＺ＝０の面である。また、Ｘ線源１６の移動方向、すなわち図１における紙面の左右方向をＸ軸方向、図１における紙面に垂直な方向をＹ軸方向とする。なお、Ｚ軸方向は図１における上下方向となる。また、図７においては、Ｘ軸上のＸＺ断面に３つの球状の構造物Ｂ１〜Ｂ３が、その中心位置のＺ座標が同一の値となるように、放射線検出器１５の検出面に平行にＸ軸方向に並んでいるものとする。なお、３つの構造物のうち、構造物Ｂ１のサイズが最も大きく、構造物Ｂ３のサイズが最も小さい。
【００６６】
図８は、深さ方向のアーチファクトの発生を説明するための図である。なお、図８は、図７に示す３つの構造物Ｂ１〜Ｂ３を含む被写体をトモシンセシス撮影することにより取得された投影画像から生成された再構成された断層画像ＴＧｊを、各断層画像の断層面Ｔｊに対応させて、乳房Ｍの深さ方向（すなわちＺ軸方向）に積層したときのＸ-Ｚ平面に平行な断面図を示している。また、図９は、図８の断層面Ｔａ，Ｔｂに対応する断層画像ＴＧａ，ＴＧｂである。
【００６７】
図８および図９に示すように、断層面Ｔａは実際に３つの構造物Ｂ１〜Ｂ３が存在する位置に対応し、断層面Ｔａの断層画像ＴＧａには、３つの構図物Ｂ１〜Ｂ３の画像が明確に表われている。しかしながら、断層面Ｔｂは、構造物Ｂ１が本来存在しない位置であるにも拘わらず、断層面Ｔｂの断層画像ＴＧｂには、構造物Ｂ１のアーチファクトＡ１が写り込んでしまっている。
【００６８】
図１０は構造物の大きさと深さ方向のアーチファクトとの関係を説明するための図である。図１０に示すように、複数の位置においてＸ線源１６から構造物にＸ線を照射すると、Ｘ線の各照射領域が重なる深さ方向（Ｚ軸方向）の範囲Ｈにおいて、図８にも示すような、構造物が深さ方向に伸びたようなアーチファクトが発生する。また、構造物Ｂ１と構造物Ｂ３とを比較すると、構造物のサイズが大きいほど、Ｘ線が照射される面積が大きくなり、構造物を透過したＸ線が検出面Ｄ０で検出されて投影画像に写り込むサイズが大きくなる結果、深さ方向におけるアーチファクトが発生する範囲Ｈが大きくなる。すなわち、図８に示すように、構造物Ｂ１〜Ｂ３のそれぞれのアーチファクトＡ１〜Ａ３を比較すると、最も大きい構造物Ｂ１のアーチファクトＡ１の深さ方向の範囲が最も大きくなる。
【００６９】
このため、図１１に示すように、同一のＸ−Ｚ平面上において、Ｚ軸方向に大きい構造物Ｂ１および小さい構造物Ｂ３が並んで存在する場合、構造物Ｂ３が存在する断層面の断層画像においては、構造物Ｂ１の深さ方向のアーチファクトＡ１の影響により、構造物Ｂ３の像が消失してしまう。その結果、各断層画像の対応する画素位置を加算して合成２次元画像を生成すると、大きい構造物Ｂ１の深さ方向のアーチファクトＡ１の影響により、合成２次元画像において小さい構造物Ｂ３が確認できなくなってしまう。
【００７０】
ここで、断層画像を周波数分解すると、大きいサイズの構造物は低周波数帯域の帯域断層画像に含まれ、サイズが小さな（細かい）構造物は高周波数帯域の帯域断層画像に含まれる。また、大きいサイズの構造物に起因する深さ方向のアーチファクトは、小さいサイズの構造物に起因するアーチファクトと比較して、より多くの断層画像に含まれる。したがって、低周波数帯域の帯域断層画像には、大きいサイズの構造物に起因するアーチファクトが多く含まれる。
【００７１】
第１の実施形態においては、周波数合成部３５は、低周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋほど重み付けを小さくして、帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋを周波数合成して、合成２次元画像Ｇｐを生成する。ここで、各周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋに対する重み係数をＷｋとすると、周波数合成部３５は、ｋが大きいほど、すなわち低周波数帯域ほど重み係数Ｗｋの値を小さくする。具体的には、乳房Ｍに含まれる病変等の構造物の大きさによるが、最高周波数帯域から予め定められた周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋに対する重み係数Ｗｋを１とし、低い周波数帯域ほど重み係数Ｗｋが段階的に１よりも小さくなるように、重み係数Ｗｋを設定する。例えば、ｋ＝１０の場合、最低周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−１０に対する重み係数Ｗ１０は１／１０とすればよい。
【００７２】
図１２は第１の実施形態における周波数合成を説明するための図である。なお、本実施形態においては第１０の周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−１０まで生成されているが、ここでは説明を簡単なものとするために、第３の周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−３から周波数合成を行うものとする。
【００７３】
周波数合成部３５は、第３の周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−３に対して重み係数Ｗ３を乗算し、重み係数Ｗ３が乗算された第３の周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−３を、補間演算により２倍に拡大する。また、周波数合成部３５は、第２の周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−２に対して重み係数Ｗ２を乗算し、これと拡大した第３の周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−３とを加算して合成２次元画像Ｇｐ−２を生成する。次いで合成２次元画像Ｇｐ−２を２倍に拡大し、これと重み係数Ｗ１が乗算された第１の周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−１とを加算して合成２次元画像Ｇｐ−１を生成する。さらに、合成２次元画像Ｇｐ−１を２倍に拡大し、これと重み係数Ｗ０を乗算した第０の周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−０とを加算して合成２次元画像Ｇｐ−０すなわち合成２次元画像Ｇｐを生成する。
【００７４】
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１３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。操作者による処理開始の指示を入力部４が受け付けるとトモシンセシス撮影が行われて、画像取得部３１が、複数の投影画像Ｇｉを取得する（ステップＳＴ１）。次いで、再構成部３２が、複数の投影画像Ｇｉを再構成して、複数の断層面Ｔｊにおける複数の断層画像ＴＧｊを生成する（ステップＳＴ２）。さらに、周波数分解部３３が、複数の断層画像ＴＧｊのそれぞれを周波数分解して、複数の断層画像ＴＧｊのそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域断層画像ＴＬｉ−ｋを生成する（ステップＳＴ３）。
【００７５】
次いで、２次元画像生成部３４が、周波数帯域毎に、複数の帯域断層画像ＴＬｊ−ｋを投影して帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋを生成する（ステップＳＴ４）。そして、周波数合成部３５が、帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋを周波数帯域毎に重み付けて周波数合成して、合成２次元画像Ｇｐを生成し（重み付け周波数合成：ステップＳＴ５）、処理を終了する。
【００７６】
ここで、被写体に含まれる小さい構造物は比較的高い周波数帯域の帯域合成２次元画像に含まれ、比較的大きい構造物は、比較的低い周波数帯域の帯域合成２次元画像に含まれる。また、上述したように被写体に含まれる比較的大きい構造物は、被写体Ｍにおける断層面の深さ方向に比較的広い範囲に亘って存在する。第１の実施形態のように、帯域合成２次元画像を周波数帯域毎に重み付けして周波数合成することにより、比較的低い周波数帯域の帯域合成２次元画像ほど重み付けを小さくして合成２次元画像Ｇｐを生成することができる。したがって、被写体Ｍに含まれる比較的大きい構造物の深さ方向のアーチファクトが低減された合成２次元画像Ｇｐを生成することができる。また、特許文献３に記載されたように、２種類の断層画像を生成する必要がないため、合成２次元画像Ｇｐを効率よく生成することができる。また、最大値投影法または最小値投影法を用いて帯域合成２次元画像を生成する場合と比較して、被写体Ｍにおける厚みの情報を反映させた、単純撮影により取得した２次元画像に近い画質の合成２次元画像Ｇｐを生成することができる。
【００７７】
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の実施形態による画像処理装置の構成は上記第１の実施形態による画像処理装置の構成と同一であり、行われる処理のみが異なるため、ここでは装置の詳細な説明は省略する。上記第１の実施形態においては、２次元画像生成部３４において、帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋを生成し、周波数合成部３５において、帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋを周波数帯域毎に重み付けて周波数合成して、合成２次元画像Ｇｐを生成している。第２の実施形態においては、２次元画像生成部３４において、周波数帯域毎に、複数の帯域断層画像ＴＧｊ−ｋを重み付けて投影して帯域合成２次元画像Ｗ０−ｋ・ＧｐＬ−ｋを生成し、周波数合成部３５において、重み付けられた帯域合成２次元画像Ｗ０−ｋ・ＧｐＬ−ｋを周波数合成して、合成２次元画像Ｇｐを生成するようにした点が第１の実施形態と異なる。
【００７８】
第２の実施形態において、２次元画像生成部３４は、周波数帯域毎に、複数の帯域断層画像ＴＬｊ−ｋのそれぞれに重み係数Ｗ０−ｋを乗算する。ここで、上記第１の実施形態においては、帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋに対して重み係数Ｗｋを乗算して合成２次元画像Ｇｐを生成している。帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋは（ｋ＋１）個生成される。このため、第２の実施形態において使用する重み係数Ｗ０−ｋは、第１の実施形態における同一の周波数帯域についての重み係数Ｗｋを（ｋ＋１）で除算した値となる。
【００７９】
図１４は第２の実施形態における帯域合成２次元画像の生成を説明するための図である。図１４に示すように、２次元画像生成部３４は、複数の帯域断層画像ＴＬｊ−ｋのそれぞれに対して重み係数Ｗ０−ｋを乗算し、重み係数Ｗ０−ｋが乗算された複数の帯域断層画像Ｗ０−ｋ・ＴＬｊ−ｋを予め定められた方向に沿った投影処理を行うことにより帯域合成２次元画像Ｗ０−ｋ・ＧｐＬ−ｋを生成する。なお、第２の実施形態においても、予め定められた方向とは、断層面Ｔｊに垂直な方向である。また、第２の実施形態においても、投影処理としては、予め定められた方向に沿って対応する画素値を加算する加算処理を用いるものとする。なお、複数の帯域断層画像ＴＬｊ−ｋのそれぞれに重み係数Ｗ０−ｋを乗算することに代えて、第１の実施形態と同様に帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋを生成し、これに対して２次元画像生成部３４において第１の実施形態と同様の重み係数Ｗｋを乗算するようにしてもよい。
【００８０】
周波数合成部３５は、帯域合成２次元画像Ｗ０−ｋ・ＧｐＬ−ｋを周波数合成して、合成２次元画像Ｇｐを生成する。
【００８１】
図１５は第２の実施形態における周波数合成を説明するための図である。なお、第２の実施形態においては第１０の周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−１０まで生成されているが、ここでは説明を簡単なものとするために、第３の周波数帯域の帯域合成２次元画像Ｗ０−３・ＧｐＬ−３から周波数合成を行うものとする。
【００８２】
第２の実施形態においては、周波数合成部３５は、第３の周波数帯域の帯域合成２次元画像Ｗ０−３・ＧｐＬ−３を、補間演算により２倍に拡大し、これと第２の周波数帯域の帯域合成２次元画像Ｗ０−２・ＧｐＬ−２とを加算して合成２次元画像Ｇｐ−２を生成する。次いで合成２次元画像Ｇｐ−２を２倍に拡大し、これと第１の周波数帯域の帯域合成２次元画像Ｗ０−１・ＧｐＬ−１とを加算して合成２次元画像Ｇｐ−１を生成する。さらに、合成２次元画像Ｇｐ−１を２倍に拡大し、これと第０の周波数帯域の帯域合成２次元画像Ｗ０−０・ＧｐＬ−０とを加算して合成２次元画像Ｇｐ−０すなわち合成２次元画像Ｇｐを生成する。
【００８３】
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１６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。操作者による処理開始の指示を入力部４が受け付けるとトモシンセシス撮影が行われて、画像取得部３１が、複数の投影画像Ｇｉを取得する（ステップＳＴ１１）。次いで、再構成部３２が、複数の投影画像Ｇｉを再構成して、複数の断層面Ｔｊにおける複数の断層画像ＴＧｊを生成する（ステップＳＴ１２）。さらに、周波数分解部３３が、複数の断層画像ＴＧｊのそれぞれを周波数分解して、複数の断層画像ＴＧｊのそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域断層画像ＴＬｉ−ｋを生成する（ステップＳＴ１３）。
【００８４】
次いで、２次元画像生成部３４が、周波数帯域毎に、複数の帯域断層画像ＴＧｊ−ｋを重み付けて投影して帯域合成２次元画像Ｗ０−ｋ・ＧｐＬ−ｋを生成する（重み付け帯域合成２次元画像生成：ステップＳＴ１４）。そして、周波数合成部３５が、帯域合成２次元画像Ｗ０−ｋ・ＧｐＬ−ｋを周波数合成して、合成２次元画像Ｇｐを生成し（ステップＳＴ１５）、処理を終了する。
【００８５】
このように、第２の実施形態においては、複数の帯域断層画像を重み付けて投影して帯域合成２次元画像を生成するようにしたため、比較的低い周波数帯域の帯域断層画像ほど重み付けを小さくして帯域合成２次元画像を生成することができる。したがって、被写体Ｍに含まれる比較的大きい構造物の深さ方向のアーチファクトが低減された合成２次元画像Ｇｐを生成することができる。また、特許文献３に記載されたように、２種類の断層画像を生成する必要がないため、合成２次元画像Ｇｐを効率よく生成することができる。また、最大値投影法または最小値投影法を用いて帯域合成２次元画像を生成する場合と比較して、被写体Ｍにおける厚みの情報を反映させた、単純撮影により取得した２次元画像に近い画質の合成２次元画像Ｇｐを生成することができる。
【００８６】
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の実施形態による画像処理装置の構成は上記第１の実施形態による画像処理装置の構成と同一であり、行われる処理のみが異なるため、ここでは装置の詳細な説明は省略する。ここで、構造物の大きさに起因する深さ方向のアーチファクトは、放射線画像に低周波成分として含まれる。このため、上記第１の実施形態においては、周波数合成部３５において、低周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋほど重みを小さくして合成２次元画像Ｇｐを生成している。
【００８７】
一方、最高周波数帯域およびそれに近い周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋは、ノイズ成分が支配的となる場合がある。第３の実施形態においては、最高周波数帯域から予め定められた周波数帯域までの帯域合成２次元画像についても重み付けを小さくして合成２次元画像Ｇｐを生成するようにした点が第１の実施形態と異なる。
【００８８】
なお、第３の実施形態においては、図１２に示す処理において、最高周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−０に対する重み係数Ｗ０を０として、合成２次元画像Ｇｐに最高周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−０の成分が含まれないようにする。なお、比較的低い値であれば、０よりも大きい重み係数を用いるようにしてもよい。また、最高周波数帯域のみならず、最高周波数帯域の次の周波数帯域、あるいはさらにその次の周波数帯域等、ノイズと見なせる複数の周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋに対する重み係数Ｗｋを小さくするようにしてもよい。
【００８９】
このように、最高周波数帯域から予め定められた周波数帯域までの帯域合成２次元画像ほど重み付けを小さくして合成２次元画像Ｇｐを生成することにより、ノイズが低減されたより高画質の合成２次元画像Ｇｐを生成することができる。
【００９０】
なお、上記第２の実施形態において、最高周波数帯域から予め定められた周波数帯域までの帯域断層画像ＴＬ−ｋほど重み付けを小さくして帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋを生成してもよい。例えば、図１４に示す処理において、最高周波数帯域の帯域断層画像ＴＬｊ−０に対する重み係数Ｗ０−ｋを０として、２次元画像生成部３４において、最高周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−０を生成しないようにする。なお、比較的低い値であれば、０よりも大きい重み係数を用いるようにしてもよい。また、最高周波数帯域のみならず、最高周波数帯域の次の周波数帯域、あるいはさらにその次の周波数帯域等、ノイズと見なせる複数の周波数帯域の帯域断層画像ＴＬｊ−ｋに対する重み係数Ｗ０−ｋを小さくするようにしてもよい。これにより、第２の実施形態においても、ノイズが低減されたより高画質の合成２次元画像Ｇｐを生成することができる。
【００９１】
次いで、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、第４の実施形態による画像処理装置の構成は上記第１の実施形態による画像処理装置の構成と同一であり、行われる処理のみが異なるため、ここでは装置の詳細な説明は省略する。上記第１の実施形態においては、２次元画像生成部３４において、すべての断層面Ｔｊにおいて生成された帯域断層画像ＴＬ１−１，ＴＬ２−１，…ＴＬｍ−１の対応する画素値を加算することにより、最高周波数帯域の帯域合成２次元画像ＧｐＬ−１を生成している。第４の実施形態においては、２次元画像生成部３４が、周波数帯域毎に異なる投影方法を用いて帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋを生成するようにした点が第１の実施形態と異なる。
【００９２】
第４の実施形態においては、２次元画像生成部３４は、最高周波数帯域から予め定められた周波数帯域までの帯域断層画像ＴＬｊ−ｋに対して、最小値投影法を用いて帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋを生成し、他の周波数帯域の帯域断層画像ＴＬｊ−ｋに対して、最小値投影法とは異なる投影方法を用いて帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋを生成する。なお、最小値投影法とは異なる投影方法としては、第１の実施形態と同様の加算または加算平均の方法を用いることができる。
【００９３】
ここで、乳房Ｍを被写体とした場合、石灰化は濃度が低い微小な領域として投影画像に含まれる。このため、最高周波数帯域から予め定められた周波数帯域までの帯域断層画像ＴＬｊ−ｋに対して、最小値投影法を用いて帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋを生成することにより、低濃度の微小領域が強調された合成２次元画像を生成することができる。このため、とくに被写体が乳房である場合、合成２次元画像Ｇｐを用いての石灰化の診断を精度よく行うことができる。なお、第４の実施形態においては、最高周波数帯域のみ最小値投影法を用いて帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋを生成してもよい。
【００９４】
また、第２の実施形態において、周波数帯域毎に異なる投影方法を用いて帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋを生成するようにしてもよい。具体的には、最高周波数帯域から予め定められた周波数帯域までの帯域断層画像ＴＬｊ−ｋに対して、重み付けをしつつ、最小値投影法を用いて帯域合成２次元画像Ｗ０−ｋ・ＧｐＬ−ｋを生成し、他の周波数帯域の帯域断層画像ＴＬｊ−ｋに対して、最小値投影法とは異なる投影方法を用いて帯域合成２次元画像Ｗ０−ｋ・ＧｐＬ−ｋを生成すればよい。これにより、低濃度の微小領域が強調された合成２次元画像Ｇｐを生成することができる。このため、とくに被写体が乳房である場合、合成２次元画像Ｇｐを用いての石灰化の診断を精度よく行うことができる。
【００９５】
なお、上記第３および第４の実施形態においても、周波数帯域毎に異なる投影方法を用いて帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋを生成するようにしてもよい。
【００９６】
次いで、本発明の第５の実施形態について説明する。なお、第５の実施形態による画像処理装置の構成は上記第１の実施形態による画像処理装置の構成と同一であり、行われる処理のみが異なるため、ここでは装置の詳細な説明は省略する。ここで、図１７に示すように、構造物Ｂのサイズが同一の場合、Ｘ線の放射線検出器１５に対する入射角度が小さいほど、深さ方向におけるアーチファクトが発生する範囲Ｈが大きくなる。第５の実施形態においては、周波数合成部３５において、帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋに乗算する重み係数Ｗｋを、Ｘ線源１６の移動範囲の大きさに応じて変更するようにした点が第１の実施形態と異なる。なお、第２の実施形態においても、２次元画像生成部３４において、帯域断層画像ＴＬｊ−ｋに乗算する重み係数Ｗ０−ｋを、Ｘ線源１６の移動範囲の大きさに応じて変更してもよい。
【００９７】
具体的には、Ｘ線源１６の移動範囲が小さいほど、重み係数Ｗｋ、Ｗ０−ｋの値を小さくする。これにより、合成２次元画像Ｇｐを生成する際に、構造物の深さ方向におけるアーチファクトをより低減することができる。したがって、より高画質の合成２次元画像Ｇｐを生成することができる。
【００９８】
なお、上記第２から第４の実施形態においても、帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋに乗算する重み係数Ｗｋを、Ｘ線源１６の移動範囲の大きさに応じて変更するようにしてもよい。
【００９９】
次いで、本発明の第６の実施形態について説明する。なお、第６の実施形態による画像処理装置の構成は上記第１の実施形態による画像処理装置の構成と同一であり、行われる処理のみが異なるため、ここでは装置の詳細な説明は省略する。上記第２の実施形態においては、帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋを生成する際に、２次元画像生成部３４において、すべての周波数帯域の帯域断層画像ＴＬｊ−ｋに対して同一の重み係数Ｗ０−ｋにより重み付けて帯域合成２次元画像ＧｐＬ−ｋを生成している。第６の実施形態においては、被写体における撮影時の放射線源から離れた位置にある断層面の断層画像ほど重み付けを小さくして帯域合成２次元画像を生成するようにした点が第２の実施形態と異なる。
【０１００】
図１８は第６の実施形態における重み係数の変更を説明するための図である。図１８に示すように、被写体Ｍにおいて、Ｘ線源１６に近い位置にある断層面Ｔｃと離れた位置にある断層面Ｔｄとを比較すると、Ｘ線源１６から離れた位置にある断層面Ｔｄにおける構造物ＢへのＸ線の入射角度は、Ｘ線源１６に近い位置にある断層面Ｔｃにおける構造物Ｂへの入射角度よりも小さい。このため、同一サイズの構造物であっても、Ｘ線源１６から離れた位置にある構造物ほど、アーチファクトが存在する深さ方向の範囲が大きくなる。このため、被写体における撮影時のＸ線源１６から離れた位置にある断層面の断層画像ほど重み付けを小さくして帯域合成２次元画像Ｇｐを生成することにより、構造物の深さ方向におけるアーチファクトをより低減することができる。したがって、より高画質の合成２次元画像Ｇｐを生成することができる。
【０１０１】
なお、上記第３から第５の実施形態を第２の実施形態に適用した場合にいおいても、被写体における撮影時の放射線源から離れた位置にある断層面の断層画像ほど重み付けを小さくして帯域合成２次元画像を生成するようにしてもよい。
【０１０２】
次いで、本発明の第７の実施形態について説明する。なお、第７の実施形態による画像処理装置の構成は上記第１の実施形態による画像処理装置の構成と同一であり、行われる処理のみが異なるため、ここでは装置の詳細な説明は省略する。第７の実施形態においては、周波数分解部３３において、断層画像ＴＧｊをＸ線源１６が移動する方向に対してのみ周波数分解するようにした点が第１の実施形態と異なる。
【０１０３】
図１９は第７の実施形態における周波数分解を説明するための図である。第７の実施形態においては、まず、周波数分解部３３は、ある周波数帯域の断層画像ＴＧｊに対して、例えばσ＝１のガウシアンフィルタによりフィルタリング処理を行って、断層画像ＴＧｊをＸ線源１６の移動方向に対して１／２に縮小してガウシアン成分である縮小断層画像ＴＧｓｉ−１を生成する。なお、Ｘ線源１６の移動方向は図１９の横方向である。縮小断層画像ＴＧｓｉ−１は断層画像ＴＧｊをＸ線源１６の移動方向に１／２に縮小したものとなる。次いで、周波数分解部３３は、例えば３次Ｂスプライン補間等の補間演算を行って、縮小断層画像ＴＧｓｉ−１をＸ線源１６の移動方向に対して断層画像ＴＧｊと同一サイズとなるように２倍に拡大し、拡大した断層画像ＴＧｓｉ−１を断層画像ＴＧｊから減算して、最高周波数帯域のラプラシアン成分である帯域断層画像ＴＬｓｉ−０を生成する。
【０１０４】
次いで、周波数分解部３３は、縮小断層画像ＴＧｓｉ−１に対してσ＝１のガウシアンフィルタによりＸ線源１６の移動方向にフィルタリング処理を行って、縮小断層画像ＴＧｓｉ−１をＸ線源１６の移動方向に１／２に縮小して縮小断層画像ＴＧｓｉ−２を生成し、縮小断層画像ＴＧｓｉ−２をＸ線源１６の移動方向に縮小断層画像ＴＧｓｉ−１と同一サイズとなるように２倍に拡大し、拡大した縮小断層画像ＴＧｓｉ−２を縮小断層画像ＴＧｓｉ−１から減算して、第１の周波数帯域の帯域断層画像ＴＬｓｉ−１を生成する。さらに、所望とする周波数帯域の帯域断層画像が生成されるまで上記の処理を繰り返すことにより、複数の周波数帯域の帯域断層画像ＴＬｓｉ−ｋ（ｋ＝０〜ａ：ａは帯域の数）を生成する。なお、ウェーブレット変換等の他の多重解像度変換の手法を用いることにより、周波数帯域が異なる複数の帯域断層画像ＴＬｓｉ−ｋを生成してもよい。
【０１０５】
第７の実施形態においては、再構成部３２、２次元画像生成部３４および周波数合成部３５において行われる処理は、Ｘ線源１６の移動方向に対する周波数分解により生成された帯域断層画像ＴＬｓｉ−ｋである点を除いて上記第１の実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明は省略する。
【０１０６】
このように、第７の実施形態においては、Ｘ線源１６の移動方向に対してのみ、複数の断層画像ＴＧｊのそれぞれを周波数分解しているため、周波数分解、合成２次元画像生成、および周波数合成のための演算量を低減できる。
【０１０７】
なお、上記第２の実施形態においても、第７の実施形態と同様に、周波数分解部３３において、断層画像ＴＧｊをＸ線源１６が移動する方向に対してのみ周波数分解するようにしてもよい。また、上記第３から第６の実施形態においても、第７の実施形態と同様に、周波数分解部３３において、断層画像ＴＧｊをＸ線源１６が移動する方向に対してのみ周波数分解するようにしてもよい。
【０１０８】
次いで、本発明の第８の実施形態について説明する。図２０は本発明の第８の実施形態による画像処理装置の概略構成を示す図である。なお、図２０において図３と同一の構成については同一の参照番号を付与し、詳細な説明は省略する。第８の実施形態による画像処理装置は、帯域断層画像ＴＬｊ−ｋを生成する処理が第１および第２の実施形態と異なる。このために、第８の実施形態による画像処理装置は、再構成部３２および周波数分解部３３に代えて、周波数分解部４２および再構成部４３を備える。なお、周波数分解部４２および再構成部４３が、本発明における帯域断層画像生成部を構成する。
【０１０９】
第８の実施形態において、周波数分解部４２は、複数の投影画像Ｇｉのそれぞれを周波数分解して、複数の投影画像Ｇｉのそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域投影画像を取得する。図２１は第８の実施形態において周波数分解部４２が行う周波数分解を説明するための図である。まず、周波数分解部４２は、ある周波数帯域の投影画像Ｇｉに対して、例えばσ＝１のガウシアンフィルタによりフィルタリング処理を行って、投影画像Ｇｉを１／２に縮小してガウシアン成分である縮小画像Ｇｉ−１を生成する。縮小画像Ｇｉ−１は投影画像Ｇｉを１／２に縮小したものとなる。なお、以降の説明において、投影画像Ｇｉを便宜上投影画像Ｇｉ−０と称する場合があるものとする。次いで、周波数分解部４２は、例えば３次Ｂスプライン補間等の補間演算を行って、縮小画像Ｇｉ−１を投影画像Ｇｉ−０と同一サイズとなるように２倍に拡大し、拡大した縮小画像Ｇｉ−１を投影画像Ｇｉ−０から減算して、最高周波数帯域のラプラシアン成分である帯域投影画像Ｌｉ−０を生成する。
【０１１０】
次いで、周波数分解部４２は、縮小画像Ｇｉ−１に対してσ＝１のガウシアンフィルタによりフィルタリング処理を行って、縮小画像Ｇｉ−１を１／２に縮小して縮小画像Ｇｉ−２を生成し、縮小画像Ｇｉ−２を縮小画像Ｇｉ−１と同一サイズとなるように２倍に拡大し、拡大した縮小画像Ｇｉ−２を縮小画像Ｇｉ−１から減算して、第１の周波数帯域の帯域投影画像Ｌｉ−１を生成する。さらに、所望とする周波数帯域の帯域投影画像が生成されるまで上記の処理を繰り返すことにより、複数の周波数帯域の帯域投影画像Ｌｉ−ｋ（ｋ＝０〜ａ：ａは帯域の数）を生成する。
【０１１１】
再構成部４３は、複数の周波数帯域の帯域投影画像Ｌｉ−ｋを周波数帯域毎に再構成することにより、乳房Ｍの複数の断層面のそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域断層画像を取得する。具体的には、再構成部４３は、上記第１の実施形態と同様に、単純逆投影法あるいはフィルタ逆投影法等の周知の逆投影法、シフト加算法、または従来公知のＣＴ再構成法等を用いて、周波数帯域毎に帯域投影画像Ｌｉ−ｋを再構成して、複数の断層面Ｔｊ（ｊ＝１〜ｍ：ｍは断層面の数）のそれぞれにおける帯域断層画像ＴＬｊ−ｋを生成する。第８の実施形態において生成される帯域断層画像ＴＬｊ−ｋは、上記第１および第２の実施形態において、周波数分解部３３が生成する帯域断層画像と同一である。
【０１１２】
第８の実施形態においては、このように帯域断層画像ＴＬｊ−ｋを生成した後、上記第１および第２の実施形態と同様に、帯域合成２次元画像および合成２次元画像を生成する。
【０１１３】
なお、上記第３から第７の実施形態においても、第８の実施形態と同様に帯域断層画像ＴＬｊ−ｋを生成するようにしてもよい。
【０１１４】
また、第８の実施形態においても、帯域投影画像を生成する際に、第７の実施形態と同様に、Ｘ線源１６の移動方向にのみフィルタリングを行うようにしてもよい。これにより、周波数分解、合成２次元画像生成、および周波数合成のための演算量を低減できる。
【０１１５】
なお、上記各実施形態においては、乳房Ｍを被写体としてトモシンセシス撮影を行っているが、乳房以外を被写体としてトモシンセシス撮影を行う場合にも本発明を適用できることはもちろんである。
【０１１６】
また、上記各実施形態においては、Ｘ線源１６のみを移動させているが、撮影装置によっては、Ｘ線源１６と放射線検出器１５とを同期させて移動させることが可能であるため、そのような場合にはＸ線源１６と放射線検出器１５とを同期させて移動するようにしてもよい。また、Ｘ線源１６を固定して、放射線検出器１５のみを移動させるようにしてもよい。
【０１１７】
また、上記各実施形態においては、トモシンセシス撮影を行う撮影装置に本発明を適用しているが、複数の線源位置において被写体を撮影することにより複数の投影画像を取得する任意の撮影装置に本発明を適用できる。例えば、放射線源と放射線検出器とを被検体を中心として対向させて配置し、これらの組を被検体を中心として周回させて、様々な角度から放射線を照射して複数の投影画像を取得するＣＴ撮影装置にも、本発明を適用することができる。
【０１１８】
また、上記各実施形態においては、Ｘ線源１６の軌道を円弧としているが直線としてもよい。
【０１１９】
以下、本発明の実施態様の効果について説明する。
【０１２０】
最高周波数帯域を含む比較的高い周波数帯域は、帯域合成２次元画像および帯域断層画像にノイズが含まれることが多い。このため、最高周波数帯域から予め定められた周波数帯域までの帯域合成２次元画像ほど重み付けを小さくして合成２次元画像を生成することにより、ノイズが低減されたより高画質の合成２次元画像を生成することができる。また、最高周波数帯域から予め定められた周波数帯域までの帯域断層画像ほど重み付けを小さくして帯域合成２次元画像を生成することにより、ノイズが低減されたより高画質の合成２次元画像を生成することができる。
【０１２１】
周波数帯域毎に異なる投影方法を用いて帯域合成２次元画像を生成することにより、各種投影方法の特徴を生かした合成２次元画像を生成することができる。
【０１２２】
とくに、最高周波数帯域から予め定められた周波数帯域までの帯域断層画像に対して、最小値投影法を用いて帯域合成２次元画像を生成し、他の周波数帯域の帯域断層画像に対して、最小値投影法とは異なる投影方法を用いて帯域合成２次元画像を生成することにより、低濃度の微小領域が強調された合成２次元画像を生成することができる。このため、とくに被写体が乳房である場合、合成２次元画像を用いての石灰化の診断を精度よく行うことができる。
【０１２３】
撮影時においては、被写体の放射線源に近い位置と離れた位置とでは、放射線源から離れた位置にある部分ほど、相対的に小さな入射角度により放射線が照射される。その結果、被写体における撮影時の放射線源から離れた位置にある構造物ほど、構造物のアーチファクトが存在する深さ方向の範囲が大きくなる。このため、被写体における撮影時の放射線源から離れた位置にある断層面の断層画像ほど重み付けを小さくして帯域合成２次元画像を生成することにより、構造物の深さ方向におけるアーチファクトをより低減することができる。したがって、より高画質の合成２次元画像を生成することができる。
【０１２４】
放射線源の検出手段に対する相対的な移動範囲が小さいと、構造物のアーチファクトが存在する深さ方向の範囲が大きくなる。このため、放射線源の検出手段に対する相対的な移動範囲が小さいほど、重み付けを小さくして帯域合成２次元画像を生成することにより、構造物の深さ方向におけるアーチファクトをより低減することができる。したがって、より高画質の合成２次元画像を生成することができる。
【０１２５】
断層画像における特定の方向に対して、複数の断層画像のそれぞれを周波数分解することにより、周波数分解および周波数合成のための演算量を低減できる。
【符号の説明】
【０１２６】
１    放射線画像撮影装置
２    コンピュータ
３    表示部
４    入力部
１０    撮影部
１２    アーム部
１３    撮影台
１４    放射線照射部
１５    放射線検出器
１６    Ｘ線源
１７    圧迫板
１８    支持部
１９    移動機構
２１    ＣＰＵ
２２    メモリ
２３    ストレージ
３１    画像取得部
３２，４３    再構成部
３３，４２    周波数分解部
３４    ２次元画像生成部
３５    周波数合成部
【図１】
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【図２】
2018029746.tif 000004
【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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【図２１】
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