(57)【要約】【課題】ルックアップテーブル方式の歪補正処理に関して、全てのサイズのイメージ・インテンシファイアをつの補正用ルックアップテーブルを用いて歪補正を行うＸ線診断装置を提供する。【解決手段】歪補正用のルックアップテーブルは事前処理として、システムで用いる最大サイズのイメージ・インテンシファイアから作成しておき、このルックアップテーブルを元に、他のサイズで撮影した画像に対しても画像処理装置で計算し歪補正処理を行う。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体にＸ線を照射するＸ線管と、Ｘ線イメージ・インテンシファイアと、可視光像をビデオ信号に交換するカメラと、前記イメージ・インテンシファイアによる画像歪を補正する画像処理装置と、Ｘ線診断画像を表示する画像観察装置を備えたＸ線診断装置において、
前記イメージ・インテンシファイアのサイズ情報を取得する手段と、前記歪補正用のルックアップテーブルを前記サイズに適応するように前記歪補正用のルックアップテーブルを縮小させる演算器とを備えることを特徴とするＸ線診断装置。
【請求項２】
前記ルックアップテーブルのサイズを縮小させることにより、縮小した画像データを適応したマトリクスサイズに変換する変換テーブルを前記演算器に備えることを特徴とする請求項１記載のＸ線診断装置。
【請求項３】
前記変換テーブルを用いて、前記ルックアップテーブルのサイズを変更することにより生じる画素の欠如は隣接する画素の補間をとり補正されることを特徴とする請求項２記載のＸ線診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、Ｘ線イメージ・インテンシファイアを用いたＤＲ装置で撮影した画像に発生する幾何学的な歪の補正を行うＸ線診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
イメージ・インテンシファイアを用いたＤＲ装置で撮影した画像の歪補正は、特開２０００−２２４４８１号公報に開示されるように、Ｘ線画像データを用いて歪を少なくする処理が行われてきた。この処理はイメージ・インテンシファイアのサイズ、ＳＩＤの様な収集条件に基き、予め用意された歪補正テーブル群の中から条件に合った補正テーブルを選択し、補正テーブルを用いて歪補正処理を行う。この補正テーブルによって、実収集画像に補正を施せば、イメージ・インテンシファイアによる画像歪補正と任意のジオメトリー処理を同時に行うことができるＸ線診断装置があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２０００−２２４４８１号公報で開示されている歪補正テーブルは、イメージ・インテンシファイアのサイズにより異なり、必要に応じた歪補正テーブルを予め複数作成しておかなくてはならないため、補正テーブル作成時間と余分なメモリを要していた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、被検体にＸ線を照射するＸ線管と、Ｘ線イメージ・インテンシファイアと、可視光像をビデオ信号に交換するカメラと、前記イメージ・インテンシファイアによる画像歪を補正する画像処理装置と、Ｘ線診断画像を表示する画像観察装置を備えたＸ線診断装置において、
前記イメージ・インテンシファイアのサイズ情報を取得する手段と、前記歪補正用のルックアップテーブルを前記サイズに適応するように前記歪補正用のルックアップテーブルを縮小させる演算器とを備えることを特徴とする。
【０００５】
前記ルックアップテーブルのサイズを縮小させることにより、縮小した画像データを適応したマトリクスサイズに変換する変換テーブルを前記演算器に備えることを特徴とする。
【０００６】
前記変換テーブルを用いて、前記ルックアップテーブルのサイズを変更することにより生じる画素の欠如は隣接する画素の補間をとり補正させることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、ルックアップテーブル方式の歪補正処理機能を持つＤＲ装置の外観図を示す。１は透視台（Ｃアーム型透視台）、２は透視台操作卓、３は画像処理装置（ＤＲ装置）である。この装置は、Ｘ線ＴＶカメラからのビデオ信号をデジタル化し、造影剤を血管に注入する前の画像（マスク像）と造影剤を血管に注入した後の画像（ライブ像）間の減算を行い、血管像だけリアルタイムに表示するＸ線診断装置である。
【０００８】
図２は、ルックアップテーブル方式歪補正処理の概要を示す。
本発明のルックアップテーブル方式歪補正を行うＸ線診断装置は、被検体にＸ線を照射するＸ線管２１と、Ｘ線によって入力画面上に形成された蛍光体を真空管内の光電陰極によって電子像に変換し、外部から電気エネルギーを与え、これを加速・集束し、出力面上で蛍光像に変換し、輝度を増強するＸ線イメージ・インテンシファイア２２と、イメージ・インテンシファイア２２からの可視光像をカメラ２４に伝達する光学レンズ２３と、伝達された可視光像をビデオ信号に交換するＣＣＤカメラ２４と、イメージ・インテンシファイア２２による画像歪を補正する歪補正用ルックアップテーブル２５と、歪補正用ルックアップテーブル２５による画像収集・処理装置２６と、Ｘ線診断画像を表示する画像観察装置２７から成り立っている。
【０００９】
次にイメージ・インテンシファイア２２のサイズと、Ｘ線撮影による画像の歪の関係を図３に示す。１６インチサイズのイメージ・インテンシファイアが端側の歪量が最も大きく、続いて１２インチ、９インチとサイズの減少に伴って歪量が小さくなり、７インチサイズのイメージ・インテンシファイアが端側の歪量がこれらの中で最も小さくなることから、イメージ・インテンシファイアのサイズと歪量の関係は、比例的な関係にあることがわかる。本発明は、この比例的な関係を後述する変換テーブルを用いて利用し、歪補正を行うのである。
【００１０】
複数のルックアップテーブルを用いた歪補正方法を図４に示す。被検体から検出されるデジタルＸ線画像信号を用いて、格子状のホールチャートファントム４１を作成する。そこで、イメージ・インテンシファイアサイズ毎に被検体を撮影し歪ホール画像４２を取得する。そして、歪画像の座標を認識させる。仮想ホール位置を決定し、それに応じて補正を行う。歪んだホールチャート画像のホール列が直線状に並ぶようにルックアップテーブル作成プログラム４３を作成する。ルックアップテーブル作成方法に関しての詳細は次に示す通りである。
【００１１】
例えばテーブルの水平方向と垂直方向をそれぞれ１画素きざみのｘ座標およびｙ座標とし、ホールおよび仮想ホールの格子点座標（Ｘｉ，Ｙｊ）（ｉ：水平方向の格子点番号、ｊ：垂直方向の格子点番号）に、当該格子点に対応する歪画像のホールまたは仮想ホールのｘ座標Ｘ’ｉ，ｊを格納する。格子点座標（Ｘｉ，Ｙｊ）以外のテーブル値は、格子点座標（Ｘｉ，Ｙｊ）に格納された値を使って内挿する。内挿方法は、例えば、４点ラグランジュ法による線形補間とし、取り囲む近傍の４点を用いて求める。例えば、Ｘｉ＜ｘ＜Ｘｉ＋１，Ｙｊ＜ｙ＜Ｙｊ＋１の（ｘ，ｙ）に対する演算式は、
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として求めることができる。
ただし、Ｘ’ｉ，ｊ、Ｘ’ｉ＋１，ｊ、Ｘ’ｉ，ｊ＋１、Ｘ’ｉ＋１，ｊ＋１はそれぞれＸ’（Ｘｉ，Ｙｊ）、Ｘ’（Ｘｉ＋１，Ｙｊ）、Ｘ’（Ｘｉ，Ｙｊ＋１）、Ｘ’（Ｘｉ＋１，Ｙｊ＋１）を意味し、ｓとｔはそれぞれＸｉとＸｉ＋１間の距離およびＹｊとＹｊ＋１間の距離を１と規格化した時のｘ−Ｘｉおよびｙ−Ｙｊの値を表している。Ｙ’テーブルの作成は上述したＸ’テーブルの作成と同様な方法で行われる。
【００１２】
また、別のルックアップテーブル作成方法として位置が既知の対象を歪のない中心領域から放射状に配列し、該対象を用いて仮想ホール位置を決定する方法がある。使用例としては、格子の交点および中心から放射状に引いた直線上の２種類の位置にＸ線を透過する穴を空けたチャートを用い、１回目の撮影ではそのまま撮影し、２回目の撮影では前記２種類のホールのうち格子の交点上のホールのみあるいは中心から放射状に引いた直線上のホールのみを塞いでＸ線透過を妨げるカバ−を取り付けて撮影する。上記方法により、２種類のホールの分類を容易にし、その結果、補正処理全体を簡素化する方法がある。
このように取得したホールチャートは、テレビカメラの走査線と平行及び垂直の方向にホールが配列するようにホールチャートを調整し、ルックアップテーブルを作成する。
【００１３】
次に歪補正プログラムを用いた歪補正方法を図５に示す。イメージ・インテンシファイアから取得した歪画像５１から、予め取得した格子点毎に算出したルックアップテーブル５２をＸ座標、Ｙ座標それぞれ歪補正プログラム５３を作成する。そして、歪補正プログラム５３より歪補正された画像を算出し、歪補正画像５４を画面表示させる。
【００１４】
図６は、本発明である歪補正を１つのルックアップテーブルで行う歪補正処理の構成を示す。Ｘ線管２１から出たＸ線は被検者２８を透過して、ベッドの下に備えられたイメージ・インテンシファイア２２に結像する。光学レンズ２３は選択されたイメージ・インテンシファイアのインチサイズに応じた大きさの像をＣＣＤカメラに写す。ＣＣＤカメラ２４からの画像は歪画像メモリ２１０に収集され、イメージ・インテンシファイアサイズ情報２９と歪補正用ルックアップテーブルメモリ２５と共に演算器２１１に送られる。
【００１５】
演算器２１１では、図３に示すイメージ・インテンシファイアサイズと歪の関係より、まず、それぞれイメージ・インテンシファイアサイズのルックアップテーブルの大きさを確定させる。そこで、最大インチサイズのルックアップテーブルを作成する。歪補正に適用するイメージ・インテンシファイアサイズが最大インチサイズではない場合、最大インチサイズのルックアップテーブルを予め取得したイメージ・インテンシファイアサイズのルックアップテーブルの大きさに縮小させ、サイズに適応したルックアップテーブルを作成する。このルックアップテーブルより歪画像を補正する。
【００１６】
このような歪補正を行うため演算器２１１では、歪画像メモリ２５とイメージ・インテンシファイアサイズ情報２９と歪補正用ルックアップテーブルメモリ２１０から歪補正を行っているのである。また、事前に歪補正用ルックアップテーブルのサイズ変更によるルックアップテーブルのサイズ調整も行っている。ルックアップテーブルのサイズ調整を図７に例を用いて示す。ここでは、最大インチサイズである１６インチのルックアップテーブルを９インチサイズのルックアップテーブルに適用する方法を開示している。予め１６インチのルックアップテーブル７１をＸ座標、Ｙ座標それぞれ作成しておくが、１６インチのルックアップテーブルを９インチに適用すると、１６インチのルックアップテーブル中の１２インチ分の補正データは、１０２４×１０２４画素分のデータを持っていないため、マトリクスサイズが小さな画像になったり、画像が映らなくなってしまう。この問題を補うため、図８に示すように１０２４×１０２４画素の１６インチのルックアップテーブルから、１０２４×１０２４画素の９インチのルックアップテーブルを作成し、９インチサイズのマトリクスサイズ８２を１６インチサイズのマトリクスサイズ８１に変換する。１行毎に近傍の複数のデータから拡大補間処理をし、１０２４×１０２４画素のルックアップテーブルを作成する。９インチサイズのマトリクスサイズ８２の一辺１６／９倍程度拡大するのであるが、そのまま適用すると、画素と画素の間に隙間８３ができてしまう。その隙間８３を埋めるため隣接する画素の補間をとり、隙間８３の画素を線形性或は、近似を用いて補正する。また、隙間８３を埋める別の方法として、画素のマトリクスサイズを拡大し補正する方法もある。
【００１７】
ここでは、１実施例として、９インチサイズに変更する方法を示すが、１２インチ、７インチにも適用できることは言うまでもない。
【００１８】
歪補正の動作方法を図９にまとめる。この歪補正方法は、Ｘ線画像から歪量を計測して補正用の変換テーブルを作成する事前処理と、撮影した画像をルックアップテーブルにより補正する本処理に分けられる。
【００１９】
事前処理では、まず位置が既知の対象の歪画像の撮影を行う（ＳＴＥＰ１）。前述した通りＸ線を遮蔽する板上に描いた正方格子の交点のみ空けたＸ線を透過する穴を用いる。具体的には、厚さが１ｍｍの真鍮板に描いた一辺が２ｃｍの正方格子の交点のみに空けた直径１ｍｍの穴の配列（以下、ホールチャート）を用いる。ホールチャートの撮影時には、テレビカメラの走査線と平行および垂直の方向にホールが配列するように、ホールチャートの傾きを調節する。これによって対象および仮想対象の座標が歪のない画像上のどの座標に対応するかを容易に同定することができる。次に、歪量を正確に知るために歪画像におけるホールの中心座標の決定を行う（ＳＴＥＰ３）。次に、最外周のホールより外側の歪の量を正確に知るために視野外の仮想ホールの中心座標の決定を行う（ＳＴＥＰ４）。仮想ホールの中心座標はホール（計測点）の中心座標の値から外挿で求める。次に各イメージ・インテンシファイアサイズ毎のルックアップテーブルの変換式（変換テーブル）を作成し（ＳＴＥＰ５）、サイズに適応した歪補正用のルックアップテーブルを作成する（ＳＴＥＰ６）。
【００２０】
本処理では、イメージ・インテンシファイアサイズ情報を入力させ、（ＳＴＥＰ７）予め取得したルックアップテーブルをイメージ・インテンシファイアサイズ情報に基づいて、縮小させ調整を行う（ＳＴＥＰ８）。そして、歪画像を取得し（ＳＴＥＰ９）、その歪画像に調整したルックアップテーブルを用いて補正を行い（ＳＴＥＰ１０）、補正した画像をモニタに表示する（ＳＴＥＰ１１）。
【００２１】
上述したように、９インチのイメージ・インテンシファイア３４を用いて、画像を取得する際、まず最大インチサイズである１６インチのイメージ・インテンシファイアサイズのルックアップテーブル３２を取得する。そして、９インチサイズの歪補正用のルックアップテーブルサイズ３４に１６インチのイメージ・インテンシファイアサイズのルックアップテーブル３２を縮小させる。縮小したルックアップテーブルを用いて９インチサイズに適応した歪画像補正を行うことができる。
つまり、１つのルックアップテーブルを作成すれば、様々なイメージ・インテンシファイアのサイズの歪補正が可能となる。
【００２２】
【発明の効果】
以上、本発明により、光学系を用いた歪補正では補正できなかった、イメージ・インテンシファイアサイズ毎の歪補正が可能になり、また、ルックアップテーブルを１つ作成することで、全てのイメージ・インテンシファイアサイズで撮影した画像に対して歪補正処理を行うことができるようになる。よって、病変部位の正確な位置計測、距離計測ができるようになる。さらに、イメージ・インテンシファイアサイズ毎にルックアップテーブルを作成しデータを持つことが無くなり、据付時やメンテナンス時の作業工程の軽減を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】歪補正処理機能付き撮影装置を示す外観図である。
【図２】本発明の一実施例に係るルックアップテーブル方式歪補正処理の概要を示す図である。
【図３】本発明の一実施例に係るレンズと歪の関係を示す図である。
【図４】複数のルックアップテーブルを用いて撮影した撮影方法を示す図である。
【図５】複数のルックアップテーブルを用いて撮影した撮影方法を示す図である。
【図６】本発明の一実施例に係る撮影装置を示す図である。
【図７】本発明の一実施例に係る撮影装置を示す図である。
【図８】本発明の一実施例に係る撮影装置を示す図である。
【図９】本発明の一実施例に係る撮影方法を示す図である。
【符号の説明】
１　透視台
２　透視台操作卓
３　画像処理装置
２１　Ｘ線管
２２　イメージ・インテンシファイア
２３　分光器
２４　ＣＣＤカメラ
２５　歪補正用ルックアップテーブル
２６　画像収集・処理装置
２７　画像観察装置
２８　被検体
２９　イメージ・インテンシファイアサイズ情報取得装置
２１０　歪画像メモリ
２１１　演算器
２１２　補正画像メモリ
２１３　表示モニタ
３１　レンズ
３２　１６インチサイズの歪画像
３３　１２インチサイズの歪画像
３４　９インチサイズの歪画像
３５　７インチサイズの歪画像
４１　ホールチャートファントム
４２　歪ホール画像
４３　ルックアップテーブル作成プログラム
４４　歪補正用ルックアップテーブル
５１　歪画像
５２　歪補正用ルックアップテーブル
５３　歪補正プログラム
５４　歪補正画像
７１　１６インチルックアップテーブル
７２　変換テーブル
７３　９インチルックアップテーブル
８３　隙間
【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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