(57)【要約】【課題】放射線画像から高速かつ高精度で金属マーカを検出することができる放射線画像処理技術を提供する。【解決手段】  複数のマーカが写り込んだ放射線画像を取得する取得部と、放射線画像の解像度を落とした低解像度画像を生成する生成部と、複数のマーカの特徴に基づいて、低解像度画像における複数のマーカそれぞれの位置を特定する位置特定部と、低解像度画像における複数のマーカそれぞれの位置に対応する放射線画像上の位置を探索することにより、放射線画像における複数のマーカの位置を推定する位置推定部と、を備える放射線画像処理装置により、上記課題の解決を図る。
2020129384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマーカが写り込んだ放射線画像を取得する取得部と、
前記放射線画像の解像度を落とした低解像度画像を生成する生成部と、
前記複数のマーカの特徴に基づいて、前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの位置を特定する位置特定部と、
前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの位置に対応する前記放射線画像上の位置を探索することにより、前記放射線画像における前記複数のマーカの位置を推定する位置推定部と、
を備えることを特徴とする放射線画像処理装置。
【請求項２】
前記放射線画像処理装置は、さらに、
前記複数のマーカの特徴に基づいて、前記低解像度画像における前記複数のマーカが映っている関心領域を探索する探索部
を備えることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像処理装置。
【請求項３】
前記探索部は、前記複数のマーカの特徴に基づいて、前記低解像度画像に対する走査領域を段階的に絞り込む
ことを特徴とする請求項２に記載の放射線画像処理装置。
【請求項４】
前記探索部は、前記複数のマーカの特徴に基づいて、前記低解像度画像における前記複数のマーカが映っている領域を含む仮の関心領域を特定し、該仮の関心領域から前記複数のマーカが映っている前記関心領域を特定する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の放射線画像処理装置。
【請求項５】
前記位置特定部は、前記複数のマーカの特徴に基づいて、前記関心領域に含まれる前記複数のマーカそれぞれの重心座標を、前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの前記位置として特定する
ことを特徴とする請求項２〜４のうちいずれか1項に記載の放射線画像処理装置。
【請求項６】
放射線画像処理装置により実行される放射線画像処理方法であって、
複数のマーカが写り込んだ放射線画像を取得し、
前記放射線画像の解像度を落とした低解像度画像を生成し、
前記複数のマーカの特徴に基づいて、前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの位置を特定し、
前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの位置に対応する前記放射線画像上の位置を探索することにより、前記放射線画像における前記複数のマーカの位置を推定する、
ことを特徴とする放射線画像処理方法。
【請求項７】
コンピュータに、
複数のマーカが写り込んだ放射線画像を取得し、
前記放射線画像の解像度を落とした低解像度画像を生成し、
前記複数のマーカの特徴に基づいて、前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの位置を特定し、
前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの位置に対応する前記放射線画像上の位置を探索することにより、前記放射線画像における前記複数のマーカの位置を推定する、
処理を実行させる放射線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、放射線画像処理装置、放射線画像処理方法及び放射線画像処理プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線画像処理技術としては、例えば、次の技術がある。Ｘ線管から被検体にＸ線を照射し、被検体を透過したＸ線をフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、「ＦＰＤ」と称する）が検出して投影像を得る。この際、第１、第２、第３カメラは、監視板上に配されるマーカの光学像を撮像し、その画像を得る。そして、３次元位置算定部が、得られた各画像に基づいて、Ｘ線管とＦＰＤの３次元位置を算定する。再構成演算部は、投影像の一群と計測された３次元位置とに基づいて、断層像等を作成する（例えば、特許文献１）。【０００３】
また、撮影視野にマーカを被検体とともに写し込んだ状態で一連の放射線画像の撮影を行い、各放射線画像に写り込んだマーカ像に基づいて、撮像系の移動様式が理想からどのくらいずれているかを認識し、この認識に基づいて画像の補正を行う技術がある（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８１２５２号公報
【特許文献２】特開２０１３−１７６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えばＸ線トモシンセシス（Tomosynthesis）を用いたＸ線断層面検査装置は、１回の撮像によって得られる複数の画像データを合成することによって、断層面の画像を検出する。このとき複数の画像データを合成するに際して、Ｘ線を放射する管球の位置を算出する必要があるが、その前提として、被検体とともに写し込むファントムに埋設された金属マーカの検出を行う必要がある。【０００６】
しかしながら、撮影した放射線画像から金属マーカの検出を行うには、関心領域を撮像画像中で走査させ、二値化を繰り返すことが要求されるため、膨大な処理時間を要する。また、画像中の金属マーカの位置を検出する場合、１ピクセル未満の精度で管球位置推定結果が大きく変わるため、マーカ位置の検出の精度も要求される。【０００７】
本発明は、一側面として、放射線画像から高速かつ高精度で金属マーカを検出することができる放射線画像処理技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面にかかる放射線画像処理装置は、複数のマーカが写り込んだ放射線画像を取得する取得部と、前記放射線画像の解像度を落とした低解像度画像を生成する生成部と、前記複数のマーカの特徴に基づいて、前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの位置を特定する位置特定部と、前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの位置に対応する前記放射線画像上の位置を探索することにより、前記放射線画像における前記複数のマーカの位置を推定する位置推定部とを備えることを特徴とする。【０００９】
前記放射線画像処理装置は、さらに、前記複数のマーカの特徴に基づいて、前記低解像度画像における前記複数のマーカが映っている関心領域を探索する探索部を備えることを特徴とする。【００１０】
前記探索部は、前記複数のマーカの特徴に基づいて、前記低解像度画像に対する走査領域を段階的に絞り込むことを特徴とする。【００１１】
前記探索部は、前記複数のマーカの特徴に基づいて、前記低解像度画像における前記複数のマーカが映っている領域を含む仮の関心領域を特定し、該仮の関心領域から前記複数のマーカが映っている前記関心領域を特定することを特徴とする。【００１２】
前記位置特定部は、前記複数のマーカの特徴に基づいて、前記関心領域に含まれる前記複数のマーカそれぞれの重心座標を、前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの前記位置として特定することを特徴とする。【００１３】
本発明の一側面にかかる放射線画像処理装置により実行される放射線画像処理方法は、複数のマーカが写り込んだ放射線画像を取得し、前記放射線画像の解像度を落とした低解像度画像を生成し、前記複数のマーカの特徴に基づいて、前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの位置を特定し、前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの位置に対応する前記放射線画像上の位置を探索することにより、前記放射線画像における前記複数のマーカの位置を推定する、ことを特徴とする。【００１４】
本発明の一側面にかかる放射線画像処理プログラムは、コンピュータに、複数のマーカが写り込んだ放射線画像を取得し、前記放射線画像の解像度を落とした低解像度画像を生成し、前記複数のマーカの特徴に基づいて、前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの位置を特定し、前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの位置に対応する前記放射線画像上の位置を探索することにより、前記放射線画像における前記複数のマーカの位置を推定する、処理を実行させる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一側面によれば、放射線画像から高速かつ高精度で金属マーカを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態における放射線画像撮影装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】本実施形態で用いるファントムの一例を示す模式図である。
【図３】本実施形態における放射線画像処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】本実施形態における放射線画像撮影装置の制御部の全体の処理を示すフローチャートである。
【図５】本実施形態におけるマーカ位置推定処理（Ｓ１）の詳細を示すフローチャートである。
【図６】図５のＳ１２の処理を説明する図である。
【図７】図５のＳ１３の処理を説明する図である。
【図８】図５のＳ１４の処理を説明する図である。
【図９】図５のＳ１５の処理を説明する図である。
【図１０】図５のＳ１６の処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本実施形態における放射線画像撮影装置の全体構成を示す模式図である。放射線画像撮影装置１は、医用として例えばトモシンセシス断層撮影等の放射線画像撮影を行う装置であり、放射線源である管球２の位置を変更しながら被写体Ｔを撮影することで複数の画像データを取得する。具体的には、放射線画像撮影装置１は、管球２、位置変更機構３、検出器４、ファントム５、放射線画像処理装置６、撮影制御部７等を備える。
【００１８】
管球２は、撮影制御部７からの信号に基づいて高電圧が印加されることにより、放射線（Ｘ線）を発生させてその放射線を検出器４に向けて照射する。管球２は、位置変更機構３によって、移動可能に保持される。位置変更機構３は、撮影制御部７からの信号に基づいて管球２の位置を変更する。
【００１９】
検出器４は、管球２に対面するように配置され、管球２から照射された放射線による撮影画像を画像データに変換するフラットパネル型Ｘ線検出器（Flat Panel Detector；ＦＰＤ）である。すなわち、検出器４は、放射線を電気信号に変換すると共に、変換された電気信号を画像の信号として読み取って、その画像の信号を放射線画像処理装置６に出力する。なお、検出器４は、複数の変換素子（図示省略）と、これら複数の変換素子上に配置された画素電極（図示省略）と、を備える。また、複数の変換素子及び画素電極は、所定の周期（画素ピッチ）で配置される。
【００２０】
ファントム５は、キャリブレーションファントムとも呼称されるものであり、例えば、アクリル等の樹脂製の直方体の中央部に金属製の球を配置した構成を有する。ファントム５は、管球２と検出器４との間に設けられ、管球２の位置を推定するために被写体Ｔと共に撮影される。
【００２１】
放射線画像処理装置６は、検出器４によって得られた画像の信号を処理する装置である。放射線画像処理装置６の構成については、後述する。
【００２２】
図２は、本実施形態で用いるファントムの一例を示す模式図である。ファントム５は、樹脂等で構成されており、アルミニウム、金、鉛、タングステン等の金属からなる複数の金属マーカ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを内部に有している。
金属マーカ１１ａ及び金属マーカ１２ａは、検出器４に対する遠近方向に分けて配置されてペアをなす。金属マーカ１１ｂ及び金属マーカ１２ｂは、検出器４に対する遠近方向に分けて配置されたペアをなす。金属マーカ１１ｃ及び金属マーカ１２ｃは、検出器４に対する遠近方向に分けて配置されてペアをなす。金属マーカ１１ｄ及び金属マーカ１２ｄは、検出器４に対する遠近方向に分けて配置されてペアをなす。
【００２３】
以下、金属マーカを「マーカ」と表記する場合もある。また、金属マーカ（またはマーカ）１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを総称して、金属マーカ（またはマーカ）１０を称する。
【００２４】
ここでは、ペアを構成する金属マーカは、遠近方向において互いに少なくとも７０ｍｍ離れて配置されている。また、ペアを構成する金属マーカは、遠近方向から見たとき（ファントム５を平面視したとき）に重なり合わない位置に配置されている。
【００２５】
図３は、本実施形態における放射線画像処理装置の構成例を示すブロック図である。放射線画像処理装置６は、制御部２１、記憶部２９、メモリ３０、入力インターフェース３４、出力インターフェース３５、通信インターフェース３６を含む。以下、インターフェースを「Ｉ／Ｆ」と称する。制御部２１、記憶部２９、メモリ３０、入力Ｉ／Ｆ３４、出力Ｉ／Ｆ３５、通信Ｉ／Ｆ３６は、命令信号やデータ信号を受け渡すバス（不図示）で相互に接続されている。
【００２６】
制御部２１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）又は画像処理用に構成されたＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のプロセッサ（図示省略）であり、放射線画像処理装置６の全体の動作を制御したり、画像処理を行ったりする。
【００２７】
記憶部２９は、ハードディスクドライブやＳＳＤ（Solid State Drive）等の大容量の記憶装置であり、検出器４によって得られた放射線画像３０を格納する。また、記憶部２９には、本実施形態で用いるマーカの検出条件３３に関する情報が格納されている。また、記憶部２９には、オペレーティングシステム（ＯＳ）や、放射線画像処理に関するプログラム（本実施形態にかかるプログラムを含む）等のプログラムもインストールされている。
【００２８】
メモリ３０は、制御部２１が所定の処理を行ったり、画面上にデータを表示したりするときに使う作業用の記憶領域であり、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性の記憶装置であるが、仕様によっては例えば不揮発性のフラッシュメモリであってもよい。
【００２９】
入力Ｉ／Ｆ３４は、例えば、キーボードや操作パネル等の入力装置（不図示）が接続されるインターフェースである。入力装置を介してマーカ１０の検出条件３３を設定することができる。出力Ｉ／Ｆ３５は、例えば、タッチパネルやディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の出力装置（不図示）が接続されるインターフェースである。通信Ｉ／３６は、検出器４や撮影制御部７等の他の機器と通信するインターフェースである。
【００３０】
次に、制御部２１による行われる処理について説明する。制御部２１は、本実施形態に関して、概してマーカ位置推定処理２２と管球位置推定処理２８を行う。マーカ位置推定処理２２は、撮影された放射線画像から、それに映り込んだマーカ１０の位置を推定する処理である。マーカ位置推定処理２２を行う場合、制御部２１は、記憶部２９に記憶された本実施形態にかかるプログラムを読み出して実行することにより、取得部２３、生成部２４、探索部２５、位置特定部２６、及び位置推定部２７として機能する。このとき、制御部２１は、記憶装置２９に記憶されている検出条件３３を読み出して、メモリ３０に配置する。
【００３１】
取得部２３は、通信Ｉ／Ｆ３５を介してまたは記憶装置２９に記憶された、複数のマーカ１０が映り込んだ放射線画像３１を取得し、メモリ３１上に配置する。
【００３２】
生成部２４は、放射線画像３１の解像度を落とした低解像度画像３２を生成し、メモリ３０上に配置する。
【００３３】
探索部２５は、検出条件３３に設定されている複数のマーカの特徴に基づいて、低解像度画像３２における複数のマーカ１０が映っている関心領域を探索する。ここで、関心領域とは、低解像度画像３２から、画像解析のために選択した所定の領域を示す。探索部２５は、複数のマーカ１０の特徴に基づいて、低解像度画像３２に対する走査領域を段階的に絞り込むことができる。探索部２５は、複数のマーカの特徴に基づいて、低解像度画像３２における複数のマーカ１０が映っている領域を含む仮の関心領域を特定し、仮の関心領域から１または複数のマーカが映っている関心領域を特定することができる。
【００３４】
位置特定部２６は、検出条件３３に設定されている複数のマーカの特徴に基づいて、低解像度画像３２における複数のマーカ１０それぞれの位置を特定する。より具体的には、位置特定部２６は、検出条件３３に設定されている複数のマーカ１０の特徴に基づいて、低解像度画像３２における関心領域に含まれる複数のマーカ１０それぞれの位置を特定する。位置特定部２６は、複数のマーカ１０の特徴に基づいて、関心領域に含まれる複数のマーカ１０それぞれの重心座標を、低解像度画像３２における複数のマーカ１０それぞれの位置として特定する。
【００３５】
位置推定部２７は、低解像度画像３２における複数のマーカ１０それぞれの位置に対応する放射線画像３１上の位置を探索することにより、放射線画像３１における複数のマーカ１０の位置を推定する。
【００３６】
管球位置推定処理２８は、マーカ位置推定処理２２によって推定された放射線画像３１に写っているマーカの位置及び面積に基づいて、ファントム５における鉛直方向での、上述したペアを特定し、ペアとして特定されたマーカの位置座標に基づいて管球の位置を推定する。
【００３７】
本実施形態にかかるプログラムは、放射線画像処理装置６だけでなく、コンピュータ等の情報処理装置で実行されてもよい。本実施形態にかかるプログラムは、通信ネットワークや記録媒体からコンピュータにインストールされてもよい。
【００３８】
このようなプログラムを含む記録媒体は、各ユーザにプログラムを提供するために装置本体とは別に配布される、リムーバブルメディアにより構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態で各ユーザに提供される記録媒体等で構成される。
【００３９】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理を含むものである。
【００４０】
図４は、本実施形態における放射線画像撮影装置の制御部の全体の処理を示すフローチャートである。制御部２１は、マーカ位置推定処理（Ｓ１）を行う。マーカ位置推定処理（Ｓ１）は、撮影された放射線画像３１から、それに映り込んだマーカ１０の位置を推定する処理である。Ｓ１の詳細な処理については、後述する。
【００４１】
次に、制御部２１は、管球位置推定処理（Ｓ２）を行う。管球位置推定処理（Ｓ２）では、二値化画像作成処理（Ｓ２−１）と、ラベリング処理（Ｓ２−２）と、各領域の面積算出処理（Ｓ２−３）と、面積によるマーカの遠近判定処理（Ｓ２−４）と、マーカペア決定処理（Ｓ２−５）と、管球座標推定処理（Ｓ２−６）と、をその順番に実行する。
【００４２】
二値化画像作成処理（Ｓ２−１）では、制御部２１が、検出器４によって検出された画像の信号に基づいて、二値化された放射線画像を生成する。
【００４３】
ラベリング処理（Ｓ２−２）では、制御部２１が、放射線画像において、マーカ位置推定処理（Ｓ１）で位置が推定された金属マーカ１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄの各々に対してラベリングを行って、互いを区別する。
【００４４】
各領域の面積算出処理（Ｓ２−３）では、制御部２１が、ラベリングが行われた放射線画像中の複数の金属マーカ１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄの各々の面積を算出する工程である。ここでは、制御部２１は、算出した面積の最大値と最小値との平均値も併せて算出する。
【００４５】
面積によるマーカの遠近判定処理（Ｓ２−４）では、制御部２１が、上記算出した平均値を閾値として、平均値よりも大きい面積を有する放射線画像中の金属マーカ１１ａ〜１１ｄを、検出器４から相対的に遠い（図２のファントム５内で上部に位置する。）と判定して第１グループに分類すると共に、平均値よりも小さい面積を有する放射線画像中の金属マーカ１２ａ〜１２ｄを、検出器４から相対的に近い（図２のファントム５内で下部に位置する。）と判定して第２グループに分類する。
【００４６】
マーカペア決定処理（Ｓ２−５）では、制御部２１が、分類されたグループ毎に、複数の金属マーカ１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄのｘｙ座標平面上における相対的な位置に基づいて複数の金属マーカ１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄを分類した上で、相対的な位置が合致する第１グループの金属マーカ１１ａ〜１１ｄと第２グループの金属マーカ１２ａ〜１２ｄとをペアにして選択する。
【００４７】
具体的には、制御部２１は、相対的な位置が合致する金属マーカとして、例えば、金属マーカ１１ａと金属マーカ１２ａのペア、金属マーカ１１ｂと金属マーカ１２ｂのペア、金属マーカ１１ｃと金属マーカ１２ｃのペア、金属マーカ１１ｄと金属マーカ１２ｄのペアのいずれかを選択する。
【００４８】
なお、ファントム５において、検出器４に対する遠近方向に分けて配置されてペアをなす複数の金属マーカとして、ここでは、４つのペアを構成可能な数を例示しているが、これに限定されない。例えばファントム５が傾く等により一部の金属マーカが撮影画像に映り込まない場合を考慮しても、管球位置の推定には、少なくとも２つのペアを構成可能な数の金属マーカを備えていればよい。また、マーカは金属製に限定されず、Ｘ線の吸収量が多ければ、どのような素材であってもよい。
【００４９】
管球座標推定処理（Ｓ２−６）では、制御部２１が、ペアにして選択された金属マーカ１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄの位置座標に基づいて、管球２の位置を推定する。ここで、管球２、金属マーカ１１ａ，１２ａ及び放射線画像中の金属マーカ１１ａ，１２ａを含む３次元空間を想定する。このとき、管球２の位置Ｓの位置座標を（ｘ、ｙ、Ｓｄ）と定義する。また、金属マーカ１１ａの位置の位置座標を（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｄ＋Ｐｓ）と定義する。また、金属マーカ１２ａの位置の位置座標を（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｄ）と定義する。また、放射線画像中の金属マーカ１１ａの位置の位置座標を（ａ１、ｂ１、０）と定義する。また、放射線画像中の金属マーカ１２ａの位置の位置座標を（ａ２、ｂ２、０）と定義する。
【００５０】
なお、ｘは管球２のＸ方向の座標である。また、ｙは管球２のＹ方向の座標である。また、Ｐａは、金属マーカ１１ａ，１２ａのＸ方向の座標である。また、Ｐｂは、金属マーカ５１ａ，５２ａのＹ方向の座標である。また、Ｓｄは、検出器４から管球２までのＺ方向の距離（ＳＩＤ：Source Image receptor Distance）である。また、Ｐｄは、検出器４から金属マーカ１２ａまでのＺ方向の距離である。また、Ｐｓは、金属マーカ１１ａ，１２ａ同士の間のＺ方向の距離である。
【００５１】
管球２、金属マーカ１１ａ，１２ａ及び放射線画像中の金属マーカ１１ａ，１２ａは、外分点の関係となっているので、この関係より、管球２の位置Ｓの位置座標は、以下の式（１）（２）より導かれる。
ｘ＝｛a1*(1-β)-a2*(1-α)｝／（β-α）・・・（１）
ｙ＝｛b1*(1-β)-b2*(1-α)｝／（β-α）・・・（２）
但し、
α＝（Pd＋Ps）／（Pd+Ps-Sd）
β＝Pd／（Pd-Sd）
これにより、放射線画像撮影装置１の中に、絶対位置を計測できるような機構がなくても、放射線画像中の複数のマーカの位置関係により。管球の位置を推定することができる。
【００５２】
次に、マーカ位置推定処理（Ｓ１）の詳細を説明する。
【００５３】
図５は、本実施形態におけるマーカ位置推定処理（Ｓ１）の詳細を示すフローチャートである。図６は、図５のＳ１２の処理を説明する図である。図７は、図５のＳ１３の処理を説明する図である。図８は、図５のＳ１４の処理を説明する図である。図９は、図５のＳ１５の処理を説明する図である。図１０は、図５のＳ１６の処理を説明する図である。
【００５４】
Ｓ１では、制御部２１は、解像度を低下させた放射線画像の走査範囲を段階的に絞っていくことで、マーカの位置の推定にかかる処理時間を短縮する。また、１ピクセル未満の精度で管球座標が変化するため、最終的なマーカの座標の推定は、元の解像度の放射線画像を用いて行う。なお、検出器４によって得られた、被写体Ｔとファントム５とが撮影された画像（放射線画像）のデータは、予め記憶部２９に記憶されているものとする。
【００５５】
まず、制御部２１は、取得部２３として、記憶部２９に記憶された放射線画像３１を読み出して、メモリ３０に配置する（Ｓ１１）。
【００５６】
次に、制御部２１は、生成部２４として、図６に示すように、読み出した放射線画像３１の解像度を低下させて、情報量を低下させた低解像度画像３２を生成する（Ｓ１２）。放射線画像３１の解像度を低下させる方法としては、例えば、画素ブロックに平均値フィルタをかけて画素を統合することにより画像の解像度を落としてもよい。また、例えば、画素ブロックから特徴点の１画素を抽出するもの、或いは単に画素を間引いて解像度を落とすものであってもよい。また、フィルタも平均値フィルタである必要は必ずしもなく、画素を平滑化できればよい。
【００５７】
放射線画像３１の解像度の低下の度合いは、例えば、操作パネル等により操作者が任意に設定してもよいし、予め所定の値に設定されていてもよい。
【００５８】
次に、制御部２１は、探索部２５として、低解像度画像３２から、大まかなファントムの位置（マーカの存在する可能性のある領域のことであり、仮ファントム領域と称する。）の検出を行う。ここでは、制御部２１は、図７に示すように、低解像度画像３２内で関心領域４１を走査させ、二値化とラベリングを行う。二値化とは、予め設定した画素値の閾値に基づいて、走査範囲の画像領域にある各画素を二値化する処理である。ラベリングは、二値化された画素とこれに隣接する二値化された画素とが同値である場合、グループ化を行い、これを繰り返して閉領域を同一のオブジェクトと判定し、オブジェクト毎に区別する処理である。この例では、具体的には、制御部２１は、低解像度画像３２中の複数の金属マーカ１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｄの各々に対してラベリング処理を行って、個々の金属マーカの画像とその他の画像とを互いに区別し、それぞれラベル化（ラベリング）する。
【００５９】
ラベリングを行う際、制御部２１は、検出条件３３に基づいて、低解像度画像３２から金属マーカを検出し、ラベリングする。検出条件３３とは、低解像度画像３２に映り込んだ金属マーカの特徴を定義したものであり、例えば、低解像度画像３２におけるマーカの円形度や面積である。制御部２１は、例えば、円形度と面積が所定の条件（閾値）を満たすラベリングされたオブジェクトが最も多い場合、その関心領域の位置４２で特定される領域をファントム領域とする。
【００６０】
それから、制御部２１は、探索部２５として、仮ファントム領域４２に基づいて、推定されるファントム位置を確定する（Ｓ１４）。すなわち、制御部２１は、図８に示すように、低解像度画像３２における仮ファントム領域４２内において、例えばマーカより大きいサイズ（例えば、マーカの１．５倍のサイズ）を持つ関心領域５１を走査させ、二値化とラベリングを行う。それから、制御部２１は、ラベリングされたオブジェクトから、検出条件３３を満たすラベリングされたオブジェクトを検出する。制御部２１は、検出条件３３を満たすラベリングされたオブジェクトのうち、Ｘ座標、Ｙ座標の最大値及び最小値のオブジェクトを取得し、Ｘ座標とＹ座標の最大値及び最小値の平均値を中心とする所定の範囲の領域をファントム領域５２と確定する。
【００６１】
それから、制御部２１は、位置特定部２６として、ファントム領域５２の範囲でマーカの大まかな座標の推定を行う（Ｓ１５）。ここでは、制御部２１は、図９に示すように、確定したファントム領域５２内において、例えばマーカより大きいサイズ（例えば、マーカの１．５倍のサイズ）を持つ関心領域５１を走査させ、二値化とラベリングを行う。それから、制御部２１は、ラベリングされたオブジェクトから、検出条件３３を満たすラベリングされたオブジェクトを検出する。制御部２１は、検出条件３３を満たすラベリングされたオブジェクトそれぞれの重心座標を記録する。
【００６２】
制御部２１は、位置推定部２７として、低解像度化する前の元の放射線画像３１上での各マーカの座標の最終決定を行う（Ｓ１６）。ここでは、制御部２１は、図１０に示すように、低解像度化する前の元の放射線画像３１において、低解像度画像３２にてラベリングされた各オブジェクトの重心座標に対応する座標を中心とする、例えばマーカより大きいサイズ（例えば、マーカの１．５倍のサイズ）を持つ関心領域６１を設定し、関心領域６１内で二値化を行い、最終的なマーカの座標を計算する。
【００６３】
本実施形態によれば、マーカが映り込んだ放射線画像において、解像度を低下させた放射線画像からマーカが埋設されたファントムの位置を仮として特定し、仮のファントムの位置として特定された領域を関心領域として探索範囲を絞り込み、各マーカの大まかな位置を特定し、解像度を低下させる前の元の放射線画像にて最終的なマーカの座標を推定することができる。これにより、解像度を低下させた放射線画像の走査範囲を段階的に絞っていくことで、マーカの位置の推定にかかる処理時間を短縮することができる。また、最終的なマーカの座標の推定は、元の解像度の放射線画像を用いて行うので、１ピクセル未満の精度で管球座標が変化することについても対応することができる。
【００６４】
なお、上記ではラベリングを行って、ラベリングされたオブジェクトから、検出条件３３を満たすラベリングされたオブジェクトを検出しているが、検出条件３３はラベリング毎に設定してもよいし、同一の抽出条件であってもよい。
【００６５】
なお、上述の実施形態では、放射線画像として、トモシンセシスによって得られた画像を例に説明したが、これに限定されず、ＣＴ(Computed Tomography)等その他の断層撮影によって得られた画像であってもよい。または、本実施形態に適用する画像として、例えば、ＭＲＩ（magnetic resonance imaging）画像等やその他の医用画像であってもよい。
【００６６】
上述したように、本実施形態にかかる放射線画像処理装置（例えば、放射線画像処理装置６）は、
複数のマーカが写り込んだ放射線画像（例えば、放射線画像３１）を取得する取得部（例えば、取得部２３）と、
前記放射線画像の解像度を落とした低解像度画像（例えば、低解像度画像３２）を生成する生成部（例えば、生成部２４）と、
前記複数のマーカの特徴（例えば、検出条件３３）に基づいて、前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの位置を特定する位置特定部（例えば、位置特定部２６）と、
前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの位置に対応する前記放射線画像上の位置を探索することにより、前記放射線画像における前記複数のマーカの位置を推定する位置推定部（例えば、位置推定部２７）と、
を備えることを特徴とする。
【００６７】
このように構成することにより、放射線画像から高速かつ高精度で金属マーカを検出することができる。すなわち、解像度を低下させた放射線画像の走査範囲を段階的に絞っていくことができるので、マーカの位置の推定にかかる処理時間を短縮することができる。また、１ピクセル未満の精度で管球座標が変化するが、最終的なマーカの座標の推定は、元の解像度の放射線画像を用いて行うので、精度の高いマーカの座標を推定することができ、その結果、精度の高い管球座標を推定することができる。
【００６８】
前記放射線画像処理装置（例えば、放射線画像処理装置６）は、さらに、
前記複数のマーカの特徴に基づいて、前記低解像度画像における前記複数のマーカが映っている関心領域を探索する探索部（例えば、探索部２５）
を備えることを特徴とする。
このように構成することにより、前記低解像度画像内の複数のマーカ関心領域を探索することができる。
【００６９】
前記探索部（例えば、探索部２５）は、前記複数のマーカの特徴に基づいて、前記低解像度画像に対する走査領域を段階的に絞り込むことを特徴とする。
このように構成することにより、マーカの存在する領域を絞り込むことができる。
【００７０】
前記探索部（例えば、探索部２５）は、前記複数のマーカの特徴に基づいて、前記低解像度画像における前記複数のマーカが映っている領域を含む仮の関心領域（例えば、仮ファントム領域４２）を特定し、該仮の関心領域から前記複数のマーカが映っている前記関心領域（例えば、ファントム領域５２）を特定する。
このように構成することにより、大まかなファントム領域からファントムが存在する位置を推定することができる。
【００７１】
前記位置特定部（例えば、位置特定部２６）は、前記複数のマーカの特徴に基づいて、前記関心領域に含まれる前記複数のマーカそれぞれの重心座標を、前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの前記位置として特定する。
【００７２】
このように構成することにより、１ピクセル未満の精度で管球座標が変化するが、最終的なマーカの座標の推定は、元の解像度の放射線画像を用いて行うので、精度の高いマーカの座標を推定することができ、その結果、精度の高い管球座標を推定することができる。
【００７３】
また、本実施形態にかかる放射線画像処理装置により実行される放射線画像処理方法は、
複数のマーカが写り込んだ放射線画像（例えば、放射線画像３１）を取得し（例えば、図５のＳ１１）、
前記放射線画像の解像度を落とした低解像度画像（例えば、低解像度画像３２）を生成し（例えば、図５のＳ１２）、
前記複数のマーカの特徴（例えば、検出条件３３）に基づいて、前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの位置を特定し（例えば、図５のＳ１５）、
前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの位置に対応する前記放射線画像上の位置を探索することにより、前記放射線画像における前記複数のマーカの位置を推定する（例えば、図５のＳ１６）
ことを特徴とする。
【００７４】
このように構成することにより、放射線画像から高速かつ高精度で金属マーカを検出することができる。すなわち、解像度を低下させた放射線画像の走査範囲を段階的に絞っていくことができるので、マーカの位置の推定にかかる処理時間を短縮することができる。また、１ピクセル未満の精度で管球座標が変化するが、最終的なマーカの座標の推定は、元の解像度の放射線画像を用いて行うので、精度の高いマーカの座標を推定することができ、その結果、精度の高い管球座標を推定することができる。
【００７５】
また、本実施形態にかかる放射線画像処理プログラムは、
コンピュータに、
複数のマーカが写り込んだ放射線画像（例えば、放射線画像３１）を取得し（例えば、図５のＳ１１）、
前記放射線画像の解像度を落とした低解像度画像（例えば、低解像度画像３２）を生成し（例えば、図５のＳ１２）、
前記複数のマーカの特徴（例えば、検出条件３３）に基づいて、前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの位置を特定し（例えば、図５のＳ１５）、
前記低解像度画像における前記複数のマーカそれぞれの位置に対応する前記放射線画像上の位置を探索することにより、前記放射線画像における前記複数のマーカの位置を推定する（例えば、図５のＳ１６）
処理を実行させる。
【００７６】
このように構成することにより、放射線画像から高速かつ高精度で金属マーカを検出することができる。すなわち、解像度を低下させた放射線画像の走査範囲を段階的に絞っていくことができるので、マーカの位置の推定にかかる処理時間を短縮することができる。また、１ピクセル未満の精度で管球座標が変化するが、最終的なマーカの座標の推定は、元の解像度の放射線画像を用いて行うので、精度の高いマーカの座標を推定することができ、その結果、精度の高い管球座標を推定することができる。
【００７７】
以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１      放射線画像撮影装置
２      管球
３      位置変更機構
４      検出器
５      ファントム
６      放射線画像処理装置
７      撮影制御部
２１    制御部
２３    取得部
２４    生成部
２５    探索部
２６    位置特定部
２７    位置推定部
２９    記憶部
３０    メモリ
３１    放射線画像
３２    低解像度画像
３３    検出条件
３４    入力Ｉ／Ｆ
３５    出力Ｉ／Ｆ
３６    通信Ｉ／Ｆ
【図１】
2020129384.tif 000003
【図２】
2020129384.tif 000004
【図３】
2020129384.tif 000005
【図４】
2020129384.tif 000006
【図５】
2020129384.tif 000007
【図６】
2020129384.tif 000008
【図７】
2020129384.tif 000009
【図８】
2020129384.tif 000010
【図９】
2020129384.tif 000011
【図１０】
2020129384.tif 000012
【国際調査報告】
2020129384.tif 000013
2020129384.tif 000014
2020129384.tif 000015
2020129384.tif 000016