(57)【要約】  【課題】  アーチファクトを発生させることなく、撮影時点の相異なる２つの放射線画像における同一被写体の経時変化量を検出する。  【解決手段】  同一被写体に関する撮影時点の相異なる２つの放射線画像を示す各画像データＤ１，Ｄ２間で、相対応する画素についてのデータ毎に減算処理を行なって、被写体の経時変化量を検出する方法において、前記画像データＤ１，Ｄ２をボケマスク等を用いて非鮮鋭化処理して、骨のエッジ部分をボカして示すボケ画像データとしてから、前記減算処理を行う。【選択図】          図５
2004194357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一生物被写体に関する撮影時点の相異なる２つの放射線画像を示す各画像データ間で、相対応する画素についてのデータ毎に減算処理を行なって、前記被写体の経時変化量を検出する方法において、
前記画像データを非鮮鋭化処理して、骨のエッジ部分をボカして示すボケ画像データとしてから、前記減算処理に供することを特徴とする放射線画像における経時変化量検出方法。
【請求項２】
同一生物被写体に関する撮影時点の相異なる２つの放射線画像を示す各画像データに非鮮鋭化処理を施して、骨のエッジ部分をボカして示すボケ画像データを形成する非鮮鋭化処理手段と、
前記非鮮鋭化処理により得られた２組のボケ画像データ間で、相対応する画素についてのデータ毎に減算処理を行なって、前記被写体の経時変化量を示す画像データを得る経時変化量演算手段とを備えてなる放射線画像における経時変化量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影時点の相異なる２つの放射線画像における同一生物被写体の経時変化量を検出する方法に関するものである。
【０００２】
また本発明は、上記被写体の経時変化量を検出するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
放射線画像による診断、研究においては、腫瘤等の病変部の病状進行状態や治癒状態を調べる等のために、同一被写体を撮影時点を変えて複数回撮影し、そうして得られた複数の放射線画像から被写体の経時変化を判断することが多い。
【０００４】
従来、このようにして被写体の経時変化を判断するために医師等の観察者は、Ｘ線写真フィルム等に記録された撮影時点の相異なる複数の放射線画像を比較観察するようにしていた。なお、例えば特許文献１等に示されているように、放射線画像をＣＲＴ表示装置等の画像表示手段に表示することもあるが、その場合も事情は基本的に同じである。つまりこの場合、画像表示手段には、撮影時点の相異なる複数の放射線画像が同時表示あるいは切換え表示され、医師等の観察者がそれら複数の表示画像を比較観察して、被写体の経時変化を判断するようにしていた。
【０００５】
しかし、上記のように複数の放射線画像を比較する場合、医師等の観察者が不慣れであったりすると、経時変化量がどの程度なのか、良く分からないこともある。
【０００６】
一方、非特許文献１には、同一被写体に関する撮影時点の相異なる２つの放射線画像を示す各画像データを、２つの画像の間で位置対応が取れるように位置合わせ処理し、この位置合わせ処理後の２通りの画像データ間で減算処理を行なって、被写体の経時変化を特定する技術が示されている。そこで、この減算処理で得られた画像データに基づいて画像を再生すれば、被写体の経時変化分のみが再生されるので、経時変化量を正確に把握できると考えられる。
【特許文献１】特開平１−１０７７３９号公報
【非特許文献１】Medical Imaging Technology （メディカル・イメージング・テクノロジー）Vol.11 No.3 July 1993 pp.373〜374
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記減算処理で得られた画像データに基づいて画像を再生すると、再生画像においてアーチファクト（偽画像）が発生することがある。これは２つの画像間の位置ズレに起因するものであり、特に画像中の骨のエッジ部分等に顕著に発生して、診断あるいは研究に障害を来たすことも多い。上記文献に示されているように、２画像の相関値を利用してより精度良く位置合わせを行なうことも考えられているが、２つの経時画像間には通常大きな位置ズレが存在するので、位置ズレを完全に無くしてこのアーチファクト発生を防止するのは非常に困難である。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、骨部の位置ずれによるアーチファクトを発生させることなく、撮影時点の相異なる２つの放射線画像における同一被写体の経時変化量を検出可能な方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
また本発明は、そのような経時変化量検出方法を実施することができる装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による放射線画像における経時変化量検出方法は、
同一生物被写体に関する撮影時点の相異なる２つの放射線画像を示す各画像データ間で、相対応する画素についてのデータ毎に減算処理を行なって、上記被写体の経時変化量を検出する方法において、
上記画像データを非鮮鋭化処理して、骨のエッジ部分をボカして示すボケ画像データとしてから、上記減算処理に供することを特徴とするものである。
【００１１】
上記方法を実施するための、本発明による放射線画像における経時変化量検出装置は、
同一生物被写体に関する撮影時点の相異なる２つの放射線画像を示す各画像データに非鮮鋭化処理を施して、骨のエッジ部分をボカして示すボケ画像データを形成する非鮮鋭化処理手段と、
上記非鮮鋭化処理により得られた２組のボケ画像データ間で、相対応する画素についてのデータ毎に減算処理を行なって、被写体の経時変化量を示す画像データを得る経時変化量演算手段とを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の方法において非鮮鋭化処理が施されたボケ画像データは、本来急峻に濃度が変化する骨のエッジ部分等はボカして示すものとなっている。そこで、このようなボケ画像データを前述の減算処理に供すれば、位置ずれによるアーチファクトもボケたものとなって、目立ち難くなる。
【００１３】
この方法は、特に肺の含気量変化等、被写体の広範囲な領域における経時的濃度変化を検出する場合に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態による経時変化量検出方法を実施する装置を示すものである。
【００１５】
この経時変化量検出装置は、中央処理ユニット（以下、ＣＰＵと称する）30と、画像データに基づいて被写体の画像を表示するＣＲＴ表示装置31と、画像データを記憶する画像記憶手段である光ディスク32と、この光ディスク32に画像データを書き込み、またそこから画像データを読み出す光ディスク装置33と、画像処理ユニット（以下、ＡＬＵと称する）34と、マウス35と、メモリ36と、キーボード37と、以上の各要素を接続するバスライン38とを備えている。
【００１６】
この装置において、被写体の放射線画像を示すデジタル画像データＤは、放射線画像情報読取装置40からインターフェイス41を介してバスライン38に入力されるようになっている。ここで図２を参照して、まずこの放射線画像情報読取装置40について説明する。
【００１７】
例えばＸ線等の放射線が人体等の被写体を介して照射されることによりこの被写体の透過放射線画像情報を蓄積記録した蓄積性蛍光体シート10は、エンドレスベルト等のシート搬送手段11により、副走査のために矢印Ｙ方向に搬送される。半導体レーザ等の励起光源12から射出された励起光（読取光）としてのレーザビーム13は、高速回転する回転多面鏡14によって反射偏向され、通常ｆ・θレンズからなる走査レンズ18によって集束され、ミラー19で反射して蓄積性蛍光体シート10上を上記副走査方向Ｙと略直角な矢印Ｘ方向に主走査する。
【００１８】
こうしてレーザビーム13が照射されたシート10の箇所からは、蓄積記録されている放射線画像情報に応じた光量の輝尽発光光15が発散され、この輝尽発光光15は集光体16によって集光され、光検出器としてのフォトマルチプライヤー（光電子増倍管）17によって光電的に検出される。
【００１９】
上記集光体16はアクリル板等の導光性材料を成形して作られたものであり、直線状をなす入射端面16ａが蓄積性蛍光体シート10上のビーム走査線に沿って延びるように配され、円環状に形成された出射端面16ｂに上記フォトマルチプライヤー17の受光面が結合されている。上記入射端面16ａから集光体16内に入射した輝尽発光光15は、該集光体16の内部を全反射を繰り返して進み、出射端面16ｂから出射してフォトマルチプライヤー17に受光され、前記放射線画像情報を担持する輝尽発光光15の光量がこのフォトマルチプライヤー17によって検出される。
【００２０】
フォトマルチプライヤー17のアナログ出力信号（画像信号）Ｓは対数増幅器20によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器21において所定の収録スケールファクターでデジタル化される。以上のようにして、被写体の放射線画像を担持するデジタルの画像データＤが得られる。このデジタル画像データＤは図１に示すようにインターフェイス41を介してバスライン38に入力され、画像処理ユニット（ＡＬＵ）42において階調処理、周波数強調処理等の画像処理を受けてから光ディスク装置33に転送され、そこで光ディスク32に記憶、蓄積される。
【００２１】
なお、上記画像処理およびデジタル画像データＤの記憶、蓄積のための指令や、以下に述べる経時変化量検出のための指令は基本的にキーボード37およびマウス35によって与えられ、それらの指令に基づくＣＲＴ表示装置31、光ディスク装置33、ＡＬＵ34およびＡＬＵ42等の作動は、ＣＰＵ30によって制御される。また、デジタル画像データＤを光ディスク32に記憶、蓄積する際には、キーボード37によって被写体の識別コード、撮影年月日等の撮影情報が入力され、その撮影情報がデジタル画像データＤと対応付けて光ディスク32に記憶される。
【００２２】
上記の蓄積性蛍光体シート10に放射線画像が記録（撮影）される被写体については、患部の経過観察等のために、撮影時点を変えて同様の撮影が複数回なされることがある。そのような場合、各回の放射線画像撮影は、後述するエネルギーサブトラクションのために、複数の蓄積性蛍光体シート10を用いてなされる。以下この撮影について、図３を参照して説明する。なお以下の説明は、撮影時点を変えて２回の撮影がなされ、そして各回の放射線画像撮影には２枚の蓄積性蛍光体シート10が用いられるものとして行なう。
【００２３】
図３に示すように、Ｘ線撮影装置１のＸ線管２から発せられたＸ線３が、被写体（人体の胸部）４に照射される。被写体４を透過したＸ線３ａは第１の蓄積性蛍光体シート10Ａに照射され、このＸ線３ａのうち比較的低エネルギーのＸ線が該第１の蓄積性蛍光体シート10Ａに蓄積され、これにより該シート10Ａに被写体４のＸ線画像が蓄積記録される。第１の蓄積性蛍光体シート10Ａを透過したＸ線３ｂはさらに低エネルギーのＸ線をカットするフィルタ６を透過し、該フィルタ６を透過した高エネルギーＸ線３ｃが第２の蓄積性蛍光体シート10Ｂに照射される。これにより該シート10Ｂにも被写体４のＸ線画像が蓄積記録される。被写体４には、サブトラクション処理の際に２つのＸ線画像の位置合わせを行なうための基準となる２つのマーク８が付されている。
【００２４】
なお、上記Ｘ線撮影装置１は１回の撮影で２枚のシート10Ａ，10ＢにＸ線画像を蓄積記録するものであるが、時間的に多少相前後した２つのタイミングでそれぞれ１枚ずつ撮影を行なってもよい。
【００２５】
以上のようにして、比較的低エネルギーのＸ線による放射線画像（低圧画像）を蓄積記録した蓄積性蛍光体シート10Ａ、および比較的高エネルギーのＸ線による放射線画像（高圧画像）を蓄積記録した蓄積性蛍光体シート10Ｂは、それぞれ図２における蓄積性蛍光体シート10として読取処理にかけられる。この読取処理で得られる上記低圧画像を担持するデジタル画像データをＤ1a、高圧画像を担持するデジタル画像データをＤ1bとする。
【００２６】
上記１回目の撮影からある程度の期間が経過したところで、同様にして２回目の撮影がなされ、その際使用された２枚の蓄積性蛍光体シート10Ａおよび10Ｂも図２における蓄積性蛍光体シート10として読取処理にかけられる。この読取処理で得られる低圧画像を担持するデジタル画像データをＤ2a、高圧画像を担持するデジタル画像データをＤ2bとする。前述した通り、これらのデジタル画像データＤ2a、Ｄ2bおよび上記デジタル画像データＤ1a、Ｄ1bは図１の装置において、一旦光ディスク32に記憶される。
【００２７】
次に、図１の装置においてなされる、本発明に対する参考例としての経時変化量検出処理を、処理の流れを示す図４も参照して説明する。なお本例では、被写体４内の軟部組織にある腫瘤等の経時変化量を検出するものとする。この経時変化量を検出する際には、キーボード37によって経時変化量検出の指令が与えられ、それとともに被写体４の識別コード、撮影年月日等の撮影情報が入力される。すると、光ディスク装置33において、その撮影情報と対応するデジタル画像データＤ1a、Ｄ1b、Ｄ2a、Ｄ2bが光ディスク32から読み出される。
【００２８】
まず、１回目の撮影による低圧画像Ｌ１、高圧画像Ｈ１を各々担持するデジタル画像データＤ1a、Ｄ1bがＡＬＵ34に転送され、両画像Ｌ１、Ｈ１の相対的な位置合わせが画像データ上で行なわれる。この位置合わせは、図３に示した２つのマーク８が重なるように、２つの画像を相対的に直線移動および回転移動させて行なわれる。なおこのような位置合わせ処理については、例えば特開昭５８−１６３３３８号公報に詳しい説明がなされている。
【００２９】
次いで、サブトラクション処理が行なわれる。ここでＸ線の吸収係数μを、被写体４の軟部と骨部、および低エネルギーＸ線と高エネルギーＸ線とに分けて次のように定める。
【００３０】
μL T ：低エネルギーＸ線による軟部の吸収係数
μH T ：高エネルギーＸ線による軟部の吸収係数
μL B ：低エネルギーＸ線による骨部の吸収係数
μH B ：高エネルギーＸ線による骨部の吸収係数
μH B ：高エネルギーＸ線による骨部の吸収係数
このとき、２つのデジタル画像データＤ1a、Ｄ1b間で、相対応する画素についてのデータ毎に下式
【数１】
2004194357.tif 000003
【００３１】
に従って重み付け減算を行なえば、骨部の陰影が抽出された骨部画像を表わす骨部画像データＤ1Bが求められる。
【００３２】
また、下式
【数２】
2004194357.tif 000004
【００３３】
に従って重み付け減算を行なうことにより、軟部画像Ｔ１を表わす軟部画像データＤ1Tを求めることができる。本実施例では上記２つの演算のうち、（数２）式の演算のみを行なって、軟部画像データＤ1Tを求める。この軟部画像データＤ１Ｔは、一時メモリ３６に記憶される。
【００３４】
次に、２回目の撮影による低圧画像Ｌ２、高圧画像Ｈ２を各々担持するデジタル画像データＤ2a、Ｄ2bがＡＬＵ34に転送され、両画像Ｌ２、Ｈ２の相対的な位置合わせが画像データ上で行なわれる。この位置合わせは、上記と同様のものである。
【００３５】
次いで、デジタル画像データＤ2a、Ｄ2bに対してサブトラクション処理が行なわれる。このサブトラクション処理も上記と同様に、軟部画像データを求めるようになされる。すなわちこの場合は、上記（数２）式の右辺のＤ1a、Ｄ1bをそれぞれＤ2a、Ｄ2bに置き換えた演算がなされ、それにより、軟部画像Ｔ２を表わす軟部画像データＤ2Tが得られる。この軟部画像データＤ2Tも、一時メモリ36に記憶される。
【００３６】
なお、このように経時変化量検出の指令がなされてから軟部画像データＤ1T、Ｄ2Tを求める他、低圧画像および高圧画像の撮影に引き続いて直ちにサブトラクション処理を行ない、それによって得られた軟部画像データＤ1T、Ｄ2Tを光ディスク32に記憶させておき、経時変化量検出の指令がなされたならばこれらの軟部画像データＤ1T、Ｄ2Tを光ディスク32から読み出すようにしても構わない。
【００３７】
メモリ36に記憶された２通りの軟部画像データＤ1T、Ｄ2Tは、次にＡＬＵ34に転送される。ＡＬＵ34においては、まずそれらの画像データＤ1T、Ｄ2Tに対して、両軟部画像Ｔ１、Ｔ２を位置合わせする処理がなされる。この位置合わせ処理は、上記サブトラクション処理に先行して行なわれる位置合わせ処理と同様にしてなされる。なお、位置合わせマーク８を基準とする位置合わせ方法の他、前述した文献 Medical Imaging Technology Vol.11 No.3 July 1993 pp.373〜374 に示されている、２次元の非線形画像変形による位置合わせ方法等を適用しても構わない。
【００３８】
ＡＬＵ34は、位置合わせ処理がなされた後の画像データＤ1T、Ｄ2Tに対して、相対応する画素についてのデータ毎に（Ｄ2T−Ｄ1T）なる減算処理を行ない、被写体４の軟部組織の経時変化を示す差分データＤｓを求める。この差分データＤｓは、公知の強調処理が施されてからＣＲＴ表示装置31に送られ、該差分データＤｓが示す経時変化抽出画像ＪがＣＲＴ表示装置31に表示される。
【００３９】
以上のようにして被写体４の軟部組織の経時変化検出のために供された画像データＤ1T、Ｄ2Tは、骨部を示してはいないものである。したがって、このような画像データＤ1T、Ｄ2Tを用いれば、経時変化抽出画像Ｊにおいて、骨部の位置ずれによるアーチファクトが生じることが防止される。
【００４０】
なお、以上の説明から明らかなように本例では、ＡＬＵ34がエネルギーサブトラクション演算手段と経時変化量演算手段とを兼ねている。
【００４１】
次に本発明の一実施の形態による経時変化量検出方法について、その処理の流れを示す図５を参照して説明する。本実施の形態の経時変化量検出方法は、基本的には図１の装置によって実施できるものであり、その場合はＡＬＵ34として、画像を非鮮鋭化処理する機能を有するものが用いられる。
【００４２】
本実施の形態では、図３に示したエネルギーサブトラクションのための撮影ではなく、通常撮影に供された蓄積性蛍光体シート10から得られる画像データに基づいて被写体の経時変化量が検出される。つまり、１回の撮影では各々１枚の蓄積性蛍光体シート10を用い、撮影時点を変えて同一被写体に関する２回の放射線画像撮影がなされ、各蓄積性蛍光体シート10を図２の装置で読取処理にかけて得られたデジタル画像データＤ１、Ｄ２がそれぞれ光ディスク32に記憶される。
【００４３】
そして、経時変化量検出の指令がなされると、撮影時点の相異なる２つの通常放射線画像Ｆ１、Ｆ２をそれぞれ担持する上記画像データＤ１、Ｄ２が光ディスク32から読み出され、それらがＡＬＵ34に転送される。ＡＬＵ34はこれらのデジタル画像データＤ１、Ｄ２に、それぞれボケマスク処理を施す。このボケマスク処理は基本的に、ある画素に関する画像データを、その画素およびおよびその周囲のいくつかの画素に関する各画像データの平均的な値（単純平均値、重み付け平均値、中央値等）に置き換える処理である。なお、このようなボケマスク処理に代えて、その他の公知の非鮮鋭化処理を適用することも可能である。
【００４４】
次にＡＬＵ34は、このボケマスク処理後のデジタル画像データＤ１、Ｄ２に対して、前記参考例で画像データＤ1T、Ｄ2Tに対してなされたものと同様の位置合わせ処理、減算処理を施して、差分データＤｓを得る。この差分データＤｓは強調処理が施されてからＣＲＴ表示装置31に送られ、この差分データＤｓが示す経時変化抽出画像ＪがＣＲＴ表示装置31に表示される。
【００４５】
以上のようにして被写体の経時変化検出のために供されたデジタル画像データＤ１、Ｄ２は、ボケマスク処理を受けたことにより、本来急峻に濃度が変化する骨のエッジ部分等はボカして示すものとなっている。そこで、これらの画像データＤ１、Ｄ２から得られた差分データＤｓが示す経時変化抽出画像Ｊにおいては、位置ずれによるアーチファクトが生じても、それはボケたものとなって目立ち難くなる。
【００４６】
なお、以上の説明から明らかなように本実施の形態では、ＡＬＵ34が非鮮鋭化処理手段と経時変化量演算手段とを兼ねている。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の経時変化抽出方法を実施する装置の一例を示す概略構成図
【図２】図１の装置に画像データを供給する放射線画像情報読取装置を示す斜視図
【図３】本発明の方法に関わるエネルギーサブトラクションのための放射線画像撮影の様子を示す概略図
【図４】本発明に対する参考例である経時変化抽出方法の処理の流れを示す概略図
【図５】本発明による経時変化抽出方法の処理の流れを示す概略図
【符号の説明】
【００４８】
１    Ｘ線撮影装置
２    Ｘ線管
３    Ｘ線
４    被写体
６    フィルタ
10    蓄積性蛍光体シート
11    シート搬送手段
12    励起光源
13    レーザビーム
14    回転多面鏡
15    輝尽発光光
16    集光体
17    フォトマルチプライヤー
20    対数増幅器
21    Ａ／Ｄ変換器
30    中央処理ユニット
31    ＣＲＴ表示装置
32    光ディスク
33    光ディスク装置
34、42    画像処理ユニット
35    マウス
36    メモリ
37    キーボード
39    バスライン
40    放射線画像情報読取装置
41    インターフェイス
Ｊ    経時変化抽出画像
【図１】
2004194357.tif 000005
【図２】
2004194357.tif 000006
【図３】
2004194357.tif 000007
【図４】
2004194357.tif 000008
【図５】
2004194357.tif 000009