(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の被写体からエネルギー特性の異なる２種類のＸ線画像を得るＸ線画像取得手段と、低エネルギー画像重みＷＬと高エネルギー画像重みＷＨと階調ＬＵＴ選択重みＷＧを記憶し、供給する重み係数記憶部と、該２種類のＸ線画像の違いを用いて、被写体中の骨部と軟部のＸ線吸収を画像化する画像処理手段を備えた放射線画像撮像装置において、
上記画像処理手段は、上記エネルギー特性の異なる低エネルギー画像と高エネルギー画像を合成した合成画像を得るに際し、上記重み係数記憶部を参照して、低エネルギー画像重みＷＬと高エネルギー画像重みＷＨを画素毎に得て、上記低エネルギー画像と上記高エネルギー画像の加算平均を行なう加算平均手段と、
上記骨部による骨部用階調特性と上記軟部による軟部用階調特性に基づいて、上記エネルギー特性の異なる画像を合成した合成画像を画素毎に下記式を用いて階調変換処理する階調変換処理手段と、
を備えたことを特徴とする放射線画像撮像装置。
階調ＬＵＴ選択重みＷＧ・（骨部用階調特性）+（１−階調ＬＵＴ選択重みＷＧ）・（軟部用階調特性）
【請求項２】
上記階調変換処理手段は、上記軟部用階調特性の肺野領域と上記骨部用階調特性の肋骨領域がほぼ同じ出力値を出すように設定することを特徴とする請求項１記載の放射線画像撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は放射線画像撮像装置に係り、特に同一の被写体から得られたエネルギー特性の異なる2種類のX線画像及びそれらの合成画像の画質向上に寄与できる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、同一の被写体を二つの線質で撮影し、それらの撮影画像に適当な重みを付けて差分を取ることにより、線質による吸収係数の変化の違いを画像化するエネルギーサブトラクション法という撮影法がある。この撮影法は胸部画像から障害陰影である骨像を除いて肺野の結節の存在診断などに用いられている（[非特許文献1]参照）。
【０００３】
また、2枚のイメージングプレートを使い、その間に線質フィルタを挟むことにより、1回の撮影でエネルギー特性の異なる2種類の画像を得るエネルギーサブトラクション法もある（[非特許文献2]参照）。
【０００４】
【非特許文献１】
「X線イメージング」、飯沼他著、コロナ社（東京）、2001年、p.36,160)
【非特許文献２】
「医用画像・放射線機器ハンドブック」（2001年）、日本画像医療システム工業会、p.80-81
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術のエネルギーサブトラクション法は、二つの画像の違いを画像化しているので、基本的に原画像よりSN比が低下する。SN比低下による画質劣化を防ぐには人体に有害なX線などの放射線被曝を増加させる必要がある場合があり、被検体へのより少ない放射線被曝の検査の要求に応えることが困難であった。
【０００６】
また、軟部抽出画像と骨部抽出画像を交互に用いる繰り返し処理があるがその処理には、エッヂ保存平滑化と呼ばれる画素ごとにエッヂ部に属するかの判定処理が含まれ多くの処理時間を要する。このため、迅速にエネルギーサブトラクション法を行いたいというニーズに応えることが困難であった。
【０００７】
本発明の目的は、SN比を低下させないで高速に骨のような特定の物質によるX線吸収の影響を抑制した画像を得ることが可能な放射線画像撮像装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、同一の被写体からエネルギー特性の異なる２種類のＸ線画像を得るＸ線画像取得手段と、低エネルギー画像重みＷＬと高エネルギー画像重みＷＨと階調ＬＵＴ選択重みＷＧを記憶し、供給する重み係数記憶部と、該２種類のＸ線画像の違いを用いて、被写体中の骨部と軟部のＸ線吸収を画像化する画像処理手段を備えた放射線画像撮像装置において、上記画像処理手段は、上記エネルギー特性の異なる低エネルギー画像と高エネルギー画像を合成した合成画像を得るに際し、上記重み係数記憶部を参照して、低エネルギー画像重みＷＬと高エネルギー画像重みＷＨを画素毎に得て、上記低エネルギー画像と上記高エネルギー画像の加算平均を行なう加算平均手段と、上記骨部による骨部用階調特性と上記軟部による軟部用階調特性に基づいて、上記エネルギー特性の異なるＸ線画像を合成した合成画像を画素毎に下記式を用いて階調変換処理する階調変換処理手段と、を備えたことを特徴とする放射線画像撮像装置によって達成される。
階調ＬＵＴ選択重みＷＧ・（骨部用階調特性）+（１−階調ＬＵＴ選択重みＷＧ）・（軟部用階調特性）
【０００９】
上記階調変換処理手段は、上記軟部用階調特性の肺野領域と上記骨部用階調特性の肋骨領域がほぼ同じ出力値を出すように設定する。
【００１０】
上記階調ＬＵＴ選択重みＷＧは、上記骨部のＸ線吸収に応じて、肺野中の肋骨に相当する領域で立上るようとられている。
【００１１】
また、同一の被写体からエネルギー特性の異なる２種類のＸ線画像を得るＸ線画像取得手段と、該２種類のＸ線画像の違いを用いて、被写体中の骨部と軟部のＸ線吸収を画像化する画像処理手段を備えた放射線画像撮像装置において、上記画像処理手段は、上記エネルギー特性の異なる２種類のＸ線画像を合成した合成画像に高域強調空間フィルタ処理を施し、画像信号を得るに際し、上記合成画像の画素毎に高域強調係数を得て、強調の程度を制御するフィルタ処理手段を備える。
【００１２】
また、上記制御手段は、上記特定の物質によるX線吸収画像を用いて、上記エネルギー特性の異なる2種類のX線画像またはそれらの合成画像に対する空間フィルタ処理のパラメータを制御してもよい。
【００１３】
具体的には、SN比が低下した軟部や骨部抽出画像をそのまま用いるのではなく、原画像やその合成画像に対する画像処理を、画像の各部分が軟部や骨部に含まれる度合いに応じて最適化するように、抽出画像を使って画像処理パラメータの制御を行う。
【００１４】
また、画像処理パラメータの局所的変化が新たなノイズ源とならないように、画像処理パラメータ制御に使う抽出画像には平滑化処理を施すことが考えられるが、平滑化の影響はパラメータだけで、画像処理された画像には及ばない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の放射線画像撮像装置について図面を参照して説明する。
図1は本発明の放射線画像撮像装置の全体構成のブロック図、図2は図1の画像処理部5のブロック図、図3乃至6は画像処理部5中の重み係数LUT記憶部519の内容を示すグラフである。
【００１６】
放射線画像撮像装置は、図1に示すように、X線管1と、X線管1と電気的に接続されるX線高電圧発生器2と、X線管1と被写体を挟んで対向配置されるX線平面検出器3と、X線高電圧発生器2と電気的に接続される撮影制御器4と、X線平面検出器3と電気的に接続される画像処理部5と、画像処理部5と電気的に接続される画像観察装置6と、撮影制御器4と電気的に接続される撮影スイッチ7とを有している。
【００１７】
X線管1は被写体にX線を照射する。X線高電圧発生器1はX線管1にX線を発生させるための電源を供給する。X線平面検出器3は被写体を透過したX線を検出し、X線画像に変換して出力する。撮影制御器4は撮影スイッチ7からの信号を受けてX線高電圧発生器2に制御信号を供給する。画像処理部5はX線平面検出器3から出力されたX線画像を診断に供するように画像処理して出力する。画像観察装置6は画像処理部5からの画像処理されたX線画像を表示する。撮影スイッチ7は操作者が所望のタイミングで、X線をX線管1より発生できるように操作入力するものである。
【００１８】
次に、画像処理部5は、図2に示すように、X線平面検出器3と電気的に接続される対数変換ルックアップテーブル（LUT）510と、対数変換LUT510と電気的に接続される切換器511と、切換器511と電気的に接続される低エネルギー画像記憶部513及び高エネルギー画像記憶部512と、低エネルギー画像記憶部513及び高エネルギー画像記憶部512と電気的に接続される重み付け差分処理部514と、重み付け差分処理部514と電気的に接続される骨部抽出画像記憶部515と、骨部抽出画像記憶部515と電気的に接続される平滑化処理部516と、平滑化処理部516と電気的に接続される平滑化骨部抽出画像記憶部517と、平滑化骨部抽出画像記憶部517と電気的に接続される重み係数LUT記憶部519と、重み係数LUT記憶部519と電気的に接続される加算平均処理部518と、加算平均処理部518と電気的に接続される合成画像記憶部520と、重み係数LUT記憶部519、合成画像記憶部520、骨部用諧調特性記憶部522及び軟部用諧調特性記憶部523と電気的に接続される階調変換処理部521と、階調変換処理部521と電気的に接続される階調変換合成画像記憶部524と、階調変換合成画像記憶部524と電気的に接続される高域強調空間フィルタ処理部525とを有している。
【００１９】
対数変換LUT510は画像信号31を対数変換して出力する。切替器511は高エネルギー画像と低エネルギー画像とを切替える。高エネルギー画像記憶部512は高エネルギー画像を記憶する。低エネルギー画像記憶部513は低エネルギー画像を記憶する。重み付け差分処理部514は高エネルギー画像記憶部512に記憶された高エネルギー画像と、低エネルギー画像記憶部513に記憶された低エネルギー画像との重み付け差分を行い、骨部抽出画像を得る。骨部抽出画像記憶部515は骨部抽出画像を記憶する。平滑化処理部516は骨部抽出画像に平滑処理を行う。平滑化骨部抽出画像記憶部517は平滑処理された骨部抽出画像を記憶する。重み係数LUT記憶部519は加算平均処理部518、階調変換処理部521及び高域強調空間フィルタ525に各種重み付け係数を供給する。加算平均処理部518は重み係数LUT記憶部519により供給される低エネルギー画像重みWL5190と高エネルギー画像重みWH5191に基づき高エネルギー画像記憶部512に記憶された高エネルギー画像と、低エネルギー画像記憶部513に記憶された低エネルギー画像との重み付け加算平均し、合成画像を得る。合成画像記憶部520は加算平均処理部518により得られた合成画像を記憶する。階調変換処理部521は重み係数LUT記憶部519から階調LUT選択重みWG5192、骨部用階調特性記憶部522より骨部用階調特性及び軟部用階調特性記憶部523より軟部用階調特性とが供給され、合成画像記憶部520から読み出された合成画像を階調変換処理する。階調変換合成画像記憶部524は階調変換処理部521により処理された合成画像を記憶する。高域強調空間フィルタ処理部525は、重み係数LUT記憶部519により供給される高域強調係数KF5193に基づき階調変換合成画像記憶部524より読み出された出力画像を高域強調空間フィルタ処理し、処理後画像信号50として画像観察装置6に出力する。
【００２０】
次に、放射線画像撮像装置の動作について説明する。
操作者が撮影スイッチ7を押すと、撮影トリガ信号70が撮影制御器4に入力する。撮影制御器4は撮影トリガ信号70の立ち上り後、照射開始信号40をX線高電圧発生器2に出力し、X線高電圧発生器2はそれを受けて、通常「高」状態にある高/低エネルギー切替信号41に従い高圧の管電圧をX線管1に印加し、1回目のX線照射を行う。1回目の照射が終わると、X線平面検出器3は原画像信号30高/低エネルギー切替信号41に従う切替器511を介して高エネルギー画像記憶部512に高エネルギー画像として記憶する。
【００２１】
撮影制御器4は1回目の原画像信号31の出力が終わると高/低エネルギー切替信号41を「低」状態に切替えてから2回目の照射開始信号40を出力し、X線高電圧発生器2はそれを受けて、高/低エネルギー切替信号41に従い低圧の管電圧をX線管1に印加し、2回目のX線照射を行う。2回目の照射が終わると、X線平面検出器3は原画像信号30を画像処理装置5に出力し、画像処理装置5は対数変換LUT510による対数変換後、高/低エネルギー切替信号41に従う切替器511を介して低エネルギー画像記憶部513に低エネルギー画像を記憶する。撮影制御器4は2回目の原画像信号30の出力が終わると高/低エネルギー切替信号41を「高」状態に切替える。
【００２２】
画像処理装置5は、高エネルギー画像記憶部512に記憶された高エネルギー画像と低エネルギー画像記憶部513に記憶された低エネルギー画像の重み付け差分を重み付け差分処理部514で行うことにより骨部抽出画像を得、骨部抽出画像記憶部515に記憶する。該画像に平滑化処理部516により平滑化処理を施すことにより平滑化骨部抽出画像517を得、これを重み係数LUT記憶部519に入力することにより画像処理パラメータを制御する。
【００２３】
即ち、高エネルギー画像と低エネルギー画像を加重平均処理部518により加算平均処理して合成画像520を得るに際し、平滑化骨部抽出画像記憶部517から平滑化骨部抽出画像を同時に読出し、重み係数LUT記憶部519を参照して、画素毎に低エネルギー画像重みWL5190、高エネルギー画像重みWH5191を得て、これを用いて、加算平均
WL・（低エネルギー画像）＋WH・（高エネルギー画像）
を行う。ここで、重みWL、WHは図3に示すように骨部のX線吸収が多い所では骨による障害陰影が少ない高エネルギー画像の寄与が大きくなるようにとられている。
【００２４】
また、合成画像記憶部５２０に記憶された合成画像を、階調変換処理部５２１により階調変換処理し、階調変換合成画像を得るに際し、平滑化骨部抽出画像５１７も同時に読出し、重み係数ＬＵＴ記憶部５１９を参照して、画素毎に階調ＬＵＴ選択重みＷＧ５１９２を得て、これを用いて、骨部用階調特性記憶部５２２に記憶された骨部用階調特性と軟部用階調特性記憶部５２３に記憶された軟部用階調特性を
階調ＬＵＴ選択重みＷＧ・（骨部用階調特性）＋（１−階調ＬＵＴ選択重みＷＧ）・（軟部用階調特性）
した特性で変換を行う。
【００２５】
ここで、重みWGは図4に示すように骨部のX線吸収に応じて、肺野中の肋骨に相当する領域で立上るようにとられており、骨部用階調特性と軟部用階調特性が、それぞれ肋骨領域と肺野領域で図5に示すようにほぼ同じ出力値を出すように設定されているので、肺野領域から肋骨領域への移行で出力値の変化が抑えられ、骨による障害陰影が低減する。
【００２６】
更に、階調変換合成画像記憶部524に記憶された階調変換合成画像に高域強調空間フィルタ処理部525により高域強調空間フィルタ処理を施して処理後画像信号50を得るに際し、平滑化骨部抽出画像記憶部517より平滑化骨部抽出画像も同時に読出し、重み係数LUT記憶部519を参照して、画素毎に高域強調係数KF5192を得て、これを用いて強調の程度を制御する。ここで、係数KFは図6に示すように骨部のX線吸収が少なくSN比が高い所で強調の程度を高くするようにしている。
【００２７】
本実施形態によれば、軟部用階調特性の肺野領域と骨部用階調特性の肋骨領域がほぼ同じ出力値を出すように設定されているので、肺野領域から肋骨領域への移行で出力値の変化が抑えられ、骨による障害陰影を低減することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、SN比を低下させないで高速に骨のような特定の物質によるX線吸収の影響を抑制した画像を得ることが可能な放射線画像撮像装置を提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放射線画像撮像装置の全体構成のブロック図。
【図２】図1の画像処理部5のブロック図。
【図３】画像処理部5中の各種係数LUT516の内容を示すグラフ。
【図４】図3と異なる内容を示すグラフ。
【図５】図3乃至図4と異なる内容を示すグラフ。
【図６】図3乃至図5と異なる内容を示すグラフ。
【符号の説明】
５  画像処理部、
５２１  階調変換処理部
【図１】
0004526110.tif 000002
【図２】
0004526110.tif 000003
【図３】
0004526110.tif 000004
【図４】
0004526110.tif 000005
【図５】
0004526110.tif 000006
【図６】
0004526110.tif 000007