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【発明の名称】 Ｘ線撮影システム
【発明者】 【氏名】村岡 慎太郎
【住所又は居所】東京都新宿区西新宿一丁目２６番２号 コニカミノルタエムジー株式会社内
【要約】 【課題】透過画像領域の境界位置を間違って自動検出した際に、確実に適正な境界位置とすることができるＸ線撮影システムを実現する。

【解決手段】自動境界検出手段７０が、出力画像領域から表示画像領域を切り出す時に行う胸壁位置の自動境界検出処理に失敗した際に、境界算定手段７１により、自動境界検出処理が失敗することのないマーカ境界位置を自動検出し、このマーカ境界位置から、撮影台上のマーカの配設位置情報基づいて胸壁位置を算定し、表示画像領域を切り出すこととしているので、自動境界検出手段７０が、胸壁位置の自動検出に失敗した際にも、確実に適正な胸壁位置を求め、表示画像をオペレータにとって見易いものとすることを実現させる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影台を透過するＸ線を検出するＸ線画像検出器により、前記撮影台上に載置される被検体の透過画像情報を取得するＸ線撮影装置と、
前記透過画像情報を含む前記Ｘ線撮影装置の出力画像情報から、前記透過画像情報のみからなる表示画像領域を抽出し表示する画像処理装置と、
を備えるＸ線撮影システムであって、
前記Ｘ線撮影装置は、前記撮影台上に前記Ｘ線の透過を防止するマーカを有し、
前記画像処理装置は、前記抽出のための前記出力画像情報に含まれる前記透過画像情報の境界位置を自動で検出する自動境界検出手段、並びに、前記自動境界検出手段が前記境界位置の検出に失敗した際に、前記透過画像情報に含まれる前記マーカのマーカ位置情報に基づいて、前記境界位置を算定する境界算定手段を有することを特徴とするＸ線撮影システム。
【請求項２】
前記境界算定手段は、前記自動境界検出手段を用いて、前記マーカ位置情報を求めることを特徴とする請求項１に記載のＸ線撮影システム。
【請求項３】
前記Ｘ線撮影装置は、前記被検体が乳房であることを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線撮影システム。
【請求項４】
前記Ｘ線撮影装置は、位相コントラスト撮影を行う位相コントラスト撮影手段を備えることを特徴とする請求項３に記載のＸ線撮影システム。
【請求項５】
前記境界位置は、前記透過画像情報に含まれる乳房画像の胸部側に位置する胸壁位置であることを特徴とする請求項３または４に記載のＸ線撮影システム。
【請求項６】
前記マーカは、前記撮影台上の前記胸壁位置と対向する位置に配設されることを特徴とする請求項５に記載のＸ線撮影システム。
【請求項７】
前記マーカは、ステンレス板であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のＸ線撮影システム。
【請求項８】
前記画像処理装置は、前記マーカの前記撮影台上の配設位置情報を入力する入力部を備えることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載のＸ線撮影システム。
【請求項９】
前記画像処理装置は、前記境界位置情報を保存する保存手段と、前記保存された境界位置情報からなる履歴情報を用いて計算される統計的諸量に基づいて、前記失敗を判定する境界判定手段を備えることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載のＸ線撮影システム。
【請求項１０】
前記Ｘ線撮影システムは、前記Ｘ線撮影装置の前記Ｘ線画像検出器としてのイメージングプレートを内蔵する脱着式のカセッテを用いる際に、前記イメージングプレートの読み取りを行う画像読み取り装置を備えることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載のＸ線撮影システム。
【請求項１１】
前記出力画像情報は、前記画像読み取り装置で読み取られた読取画像情報であることを特徴とする請求項１０に記載のＸ線撮影システム。
【請求項１２】
前記画像処理装置は、前記マーカ位置情報により前記カセッテの脱着方向を判定する脱着方向判定手段を備えることを特徴とする請求項１０または１１に記載のＸ線撮影システム。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
この発明は、撮影台上に載置される被検体の透過画像情報を取得するＸ線撮影装置およびこの透過画像情報を含むＸ線撮影装置の出力画像情報から、透過画像情報のみからなる表示画像領域を抽出し表示する画像処理装置を含むＸ線撮影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
マンモグラフィ等のＸ線撮影装置で取得される被検体の透過画像情報は、ＬＣＤ等の画像表示装置あるいはイメージャ等の画像出力装置に表示あるいは出力され、オペレータによる診断が行われる。ここで、Ｘ線撮影装置から出力される出力画像情報は、この透過画像情報が存在する透過画像領域を包含する、より大きな領域の画像情報を有する。そして、この画像情報を表示あるいは出力する際には、オペレータによる読影を見易い状態で間違いなく行うために、透過画像領域の表示画像領域部分のみが出力画像情報から抽出され表示あるいは出力される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、Ｘ線撮影装置の出力画像情報から表示画像情報を抽出する際に、透過画像領域の境界位置の検出が行われる。この検出は、オペレータの作業効率を向上するために、自動で行われる。一方、この境界位置の検出は、境界位置に被検体の画像が存在する場合には、特に高精度での検出が要求される。例えば、マンモグラフィのように乳房部分を撮影部位とする撮影では、乳房の胸壁側の画像は、必ず透過画像領域の境界に位置し、この境界部分を的確に描出することは、境界に位置する疾患部分の間違いない診断あるいは見易い読影をする上で不可欠である。
【特許文献１】特開２００１―２２２０８４号公報、（第１頁、図１）
【特許文献２】特開２００４―２６１３０６号公報、（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記背景技術によれば、境界位置を自動で検出する際に、適正な検出が行われない場合が生じる。すなわち、境界位置の自動検出は、画像情報の信号強度変化に基づいて行われるが、境界位置に被検体画像が存在する場合には、周辺の被検体画像以外の部分との境界が明瞭でなく、適正な境界位置が検出されないことがある。
【０００５】
特に、マンモグラフィを用いた乳房部分の撮影では、乳房の胸壁側は必ず透過画像領域の境界位置となり、乳房が厚いあるいは乳腺が多い等の理由により、透過画像情報以外の部分との境界が明瞭でないことがしばしば生じる。そして、この明瞭でない境界は、間違った境界位置の検出がなされる要因となる。
【０００６】
これらのことから、透過画像領域の境界位置を間違って自動検出した際に、確実に適正な境界位置とすることができるＸ線撮影システムをいかに実現するかが重要となる。
この発明は、上述した背景技術による課題を解決するためになされたものであり、透過画像領域の境界位置を間違って自動検出した際に、確実に適正な境界位置とすることができるＸ線撮影システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の発明にかかるＸ線撮影システムは、撮影台を透過するＸ線を検出するＸ線画像検出器により、前記撮影台上に載置される被検体の透過画像情報を取得するＸ線撮影装置と、前記透過画像情報を含む前記Ｘ線撮影装置の出力画像情報から、前記透過画像情報のみからなる表示画像領域を抽出し表示する画像処理装置と、を備えるＸ線撮影システムであって、前記Ｘ線撮影装置は、前記撮影台上に前記Ｘ線の透過を防止するマーカを有し、前記画像処理装置は、前記抽出のための前記出力画像情報に含まれる前記透過画像情報の境界位置を自動で検出する自動境界検出手段、並びに、前記自動境界検出手段が前記境界位置の検出に失敗した際に、前記透過画像情報に含まれる前記マーカのマーカ位置情報に基づいて、前記境界位置を算定する境界算定手段を有することを特徴とする。
【０００８】
この請求項１に記載の発明では、Ｘ線撮影装置は、撮影台上にＸ線の透過を防止するマーカを有し、画像処理装置は、自動境界検出手段により、抽出のための出力画像情報に含まれる透過画像情報の境界位置を自動で検出し、並びに、自動境界検出手段が境界位置の検出に失敗した際に、境界算定手段により、透過画像情報に含まれるマーカのマーカ位置情報に基づいて、境界位置を算定する。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明にかかるＸ線撮影システムは、請求項１において、前記境界算定手段が、前記自動境界検出手段を用いて、前記マーカ位置情報を求めることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明にかかるＸ線撮影システムは、請求項１または２において、前記Ｘ線撮影装置の前記被検体が乳房であることを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明にかかるＸ線撮影システムは、請求項３において、前記Ｘ線撮影装置が、位相コントラスト撮影を行う位相コントラスト撮影手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明にかかるＸ線撮影システムは、請求項３または４において、前記境界位置が、前記透過画像情報に含まれる乳房画像の胸部側に位置する胸壁位置であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明にかかるＸ線撮影システムは、請求項５において、前記マーカが、前記撮影台上の前記胸壁位置と対向する位置に配設されることを特徴とする。
また、請求項７に記載の発明にかかるＸ線撮影システムは、請求項１ないし６のいずれか１つにおいて、前記マーカが、ステンレス板であることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項８に記載の発明にかかるＸ線撮影システムは、請求項１ないし７のいずれか１つにおいて、前記画像処理装置が、前記マーカの前記撮影台上の配設位置情報を入力する入力部を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項９に記載の発明にかかるＸ線撮影システムは、請求項１ないし８のいずれか１つにおいて、前記画像処理装置が、前記境界位置情報を保存する保存手段と、前記保存された境界位置情報からなる履歴情報を用いて計算される統計的諸量に基づいて、前記失敗を判定する境界判定手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
この請求項９に記載の発明では、境界判定手段は、履歴情報の統計的諸量に基づいた判定を行う。
また、請求項１０に記載の発明にかかるＸ線撮影システムは、請求項１ないし９のいずれか１つにおいて、前記Ｘ線撮影システムが、前記Ｘ線撮影装置の前記Ｘ線画像検出器としてのイメージングプレートを内蔵する脱着式のカセッテを用いる際に、前記イメージングプレートの読み取りを行う画像読み取り装置を備えることを特徴とする。
【００１６】
この請求項１０に記載の発明では、画像読み取り装置により、カセッテ内のイメージングプレートの読み取りを行う。
また、請求項１１に記載の発明にかかるＸ線撮影システムは、請求項１０において、前記出力画像情報が、前記画像読み取り装置で読み取られた読取画像情報であることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１２に記載の発明にかかるＸ線撮影システムは、請求項１０または１１において、前記画像処理装置が、前記マーカ位置情報により前記カセッテの脱着方向を判定する脱着方向判定手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、Ｘ線撮影装置は、撮影台上にＸ線の透過を防止するマーカを有し、画像処理装置は、自動境界検出手段により、抽出のための出力画像情報に含まれる透過画像情報の境界位置を自動で検出し、並びに、自動境界検出手段が境界位置の検出に失敗した際に、境界算定手段により、透過画像情報に含まれるマーカのマーカ位置情報に基づいて、境界位置を算定することとしているので、透過画像情報の境界位置がどのような状態であっても、境界位置を確実に検出し、オペレータにとって見易く、しかも間違いのない診断を行うことができる表示画像を抽出することができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、境界算定手段は、境界位置の検出に使用する自動境界検出手段を用いて、マーカ位置情報を求めることとしているので、簡易な構成とすることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、Ｘ線撮影装置の被検体が乳房であることとしているので、乳房の透過画像を取得することができる。
請求項４に記載の発明によれば、Ｘ線撮影装置は、位相コントラスト撮影手段により、位相コントラスト撮影を行うこととしているので、境界位置の検出を確実に行い、良好な表示画像とすることができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、境界位置は、透過画像情報に含まれる乳房画像の胸部側に位置する胸壁位置であることとしているので、胸壁位置の描出を、透過画像情報のみを含むオペレータにとって見易いものとすることができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、マーカは、撮影台上の胸壁位置と対向する位置に配設されることとしているので、マーカ画像が診断上重要な乳房画像に重なることを防止することができる。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、マーカは、ステンレス板であることとしているので、Ｘ線の透過を確実を防止することができる。
請求項８に記載の発明によれば、入力部は、マーカの配設位置情報を入力することとしているので、マーカの配設位置を変更することができる。
【００２４】
請求項９に記載の発明によれば、境界判定手段は、履歴情報の統計的諸量に基づいた判定を行うこととしているので、高い確率で適正な判定を行うことができる。
請求項１０に記載の発明によれば、画像読み取り装置により、カセッテ内のイメージングプレートの読み取りを行うこととしているので、イメージングプレートがビルトイン式のＸ線撮影装置でない場合にも透過画像情報の境界位置の検出を確実に行うことができる。
【００２５】
請求項１１に記載の発明によれば、出力画像情報は、画像読み取り装置で読み取られた読取画像情報であることとしているので、読取画像情報に含まれる透過画像情報の境界位置を確実に検出することができる。
【００２６】
請求項１２に記載の発明によれば、画像処理装置は、脱着方向判定手段により、マーカ位置情報を用いてカセッテの脱着方向を判定することとしているので、カセッテの脱着方向を間違えた場合にも、オペレータが認識して適切な表示画像とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるＸ線撮影システムを実施するための最良の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
まず、本実施の形態にかかるＸ線撮影システムの全体構成について、図２を用いて説明する。図２は、Ｘ線撮影システムの全体構成を示す図である。Ｘ線撮影システムは、Ｘ線撮影装置１、画像読み取り装置４０、画像処理装置５０および画像読み取り装置４０と画像処理装置５０とを接続する通信ケーブル６０を含む。
【００２８】
Ｘ線撮影装置１は、乳房用のＸ線撮影装置で、被検体２（被験者の乳房）をＸ線により投影し透過画像情報を取得する撮影部３、撮影部３を支持する支持基台２０およびこれら撮影部３、支持基台２０を操作・制御するコントローラ３０を含む。
【００２９】
撮影部３は、上部に下方に向けてＸ線を照射するＸ線源４が配設されており、Ｘ線源４の下部には不必要な領域へのＸ線の照射を制限するための、鉛等の素材で構成された照射野絞り５が配設される。また、撮影部３の略中央には、被検体２を下方から支持する撮影台６が配設されている。撮影台６の上方には、被検体２を上方から下方に向けて圧迫するための圧迫板７が昇降可能に配設されている。
【００３０】
撮影台６は、被検体２の載置と圧迫板７とによる圧迫に耐え得る様にステンレス等の素材からなる矩形の枠組みと、この上面に被検体２を載置可能とし、かつ被検体２を透過するＸ線を妨げることのないようにＸ線が透過し易いカーボン等の素材からなる板を覆い被せる様に貼り合わせた構成となっている。
【００３１】
このような構成の撮影部３では、被験者が被検体２を撮影台６に載置し、圧迫板７が下降して被検体２を撮影台６上で圧迫・固定した状態で、撮影を行う。なお、この状態で、撮影台６により支持された被検体２は、Ｘ線源４に対峙すると共にＸ線源４から照射されるＸ線の照射野内に位置する。
【００３２】
また、撮影台６上の被検体２と対向する位置に、マーカ１６が配設される。図３は、撮影台６上のマーカ１６を図示している。マーカ１６は、ステンレス等のＸ線の透過を防止する材料からなる矩形の形状を有する板である。そして、マーカ１６は、被検体２側の辺縁部が、撮影台６のＸ線の照射野内に位置し、かつ載置される被検体２の撮影の妨げにならない所定位置に配設される。また、マーカ１６は、被検体２が載置される撮影台６の上面の裏側に配置することもできる。
【００３３】
支持部材８の下端部には、支持台１０が水平な状態で配設されおり、支持台１０は、固定部材１２およびイメージングプレート１５を内蔵する脱着可能なカセッテ１４を含んでいる。これらは、位相コントラスト撮影を行う際の位相コントラスト撮影手段をなしており、ここで、Ｘ線源４と被検体２との間隔および被検体２とカセッテ１４に内蔵されたＸ線透過画像を検出するイメージングプレート１５との間隔が、適切な距離である場合には、位相コントラストによるエッジ効果が得られる。そして、明確な位相コントラスト画像を得るには、Ｘ線源４とイメージングプレート１５との間隔が７５ｃｍ以上で、かつ撮影台６とイメージングプレート１５の間隔が１５ｃｍ以上で、かつＸ線源４と被検体２との間隔および被検体２とイメージングプレート１５との間隔比が１．２以上３．０以下であることが望ましい。さらに、位相コントラスト画像の撮影の詳細に関しては、特許文献２を参照のこと。
【００３４】
ここで、図４を参照しつつ支持台１０について更に説明する。図４は、支持台１０と支持台１０に装着される部材とを示す斜視図である。図４に示す通り、支持台１０には、カセッテ１４を常に所定位置に固定するための固定部材１２が配置されている。この固定部材１２により、カセッテ１４は支持台１０の所定位置に装着される。
【００３５】
カセッテ１４には、Ｘ線に対して感度を示す輝尽性蛍光体からなるイメージングプレート１５が収納されている。つまりカセッテ１４は、イメージングプレート１５を収納する筐体であって、搬送時又は撮影時におけるイメージングプレート１５の物理的損傷を防止するとともに撮影後にイメージングプレート１５に光が照射されるのを防止する機能も有している。
【００３６】
図２に戻り、図４に示すカセッテ１４に収納されたイメージングプレート１５が支持台１０に装着された場合に、イメージングプレート１５は、撮影台６の下面に対向してＸ線源４から照射野しぼり５を介して照射されるＸ線照射領域を包含するように位置される。また、撮影台６は、照射野しぼり５を介して照射されるＸ線照射領域が、撮影台６のステンレス等で構成される外枠において、この外枠の被験者が存在する側の枠の被検体２の透過画像が取得される内側の端部と、マーカ１６の被検体２側の辺縁部を含むように位置される。
【００３７】
支持基台２０は、撮影部３を支持する。支持基台２０には、撮影部３に向かって突出する支軸２１が配設されており、支軸２１の端部には撮影部３が固定されている。このような構成により、撮影部３は支軸２１を介して支持基台２０により支持されている。また、支軸２１は支持基台２０に対して昇降可能でかつ軸回りに回転可能に配設されており、支軸２１に固定された撮影部３の高さ位置及び向き（軸周りの回転角度）を自由に調整できるようになっている。
【００３８】
コントローラ３０は、支持基台２０および撮影部３の各部の動作を操作・制御する。コントローラ３０には、撮影部３の各部を制御するプログラム、すなわちＸ線の照射、Ｘ線照射時のＸ線源４の管電圧、撮影部３の上下位置や回転角度、並びに、圧迫板７の上下位置あるいは圧力を制御する撮影プログラムや、この撮影プログラムに使用されるデータ等が格納されている。
【００３９】
画像読み取り装置４０は、Ｘ線撮影装置１で露光されたカセッテ１４内のイメージングプレート１５から被検体２の透過画像情報を読み取り、デジタル画像情報として保存する。なお、イメージングプレート１５から画像情報を読み取る際には、透過画像情報を漏れなく取得するために、透過画像情報が存在する透過画像領域を確実に被う、より広い読取画像領域で画像情報の読み取りが行われる。また、当然ながら読取画像情報は透過画像情報を含む。また、画像読み取り装置４０は、読取画像情報を、出力画像情報として画像処理装置５０に転送する。
【００４０】
画像処理装置５０は、画像処理部５１、表示部５２および入力部５３を含み、通信ケーブル６０を介して、画像読み取り装置４０から読取画像情報である出力画像情報を取得する。表示部５２はＣＲＴ、ＬＣＤ等の画像表示装置からなり、入力部５３はキーボードおよびポインティングデバイス等からなり、画像処理部５１は演算装置およびメモリ等からなる。そして、画像処理部５１は、出力画像情報に対し、階調変換処理および周波数強調処理等の画像処理を行い表示部５２に表示する。ここで、入力部５３にて、撮影台６の被検体２側の端部の位置情報と、マーカ１６の被験者側に存在する辺縁部の位置情報を入力する。両者は、撮影台６上に固定される部材であるため、両者の位置関係は撮影ごとに不変である。なお、マーカの位置を移動して固定した際には、入力部５３にて位置情報を更新する。そして、画像処理部５１は、出力画像情報から表示画像領域のみを抽出する表示画像抽出処理を行う。
【００４１】
図５は、画像読み取り装置４０から取得された出力画像情報の出力画像領域８０を模式的に示す模式図である。出力画像領域８０は、不要画像領域８６、透過画像領域８１およびマーカ画像領域８３からなる。不要画像領域８６は、支持台１０上に載置されるカセッテ１４の被検体２側に位置する部分の画像で、撮影台６の被検体２側の端部に存在するステンレス端部によるＸ線の不透過部分の画像である。
【００４２】
透過画像領域８１は、撮影台６上の被検体２の主要部分の画像を含む、Ｘ線の透過領域の画像である。ここで、被検体２が乳房である場合には、不要画像領域８６側に被験者が存在し、不要画像領域８６との境界まで、診断上重要な乳房の画像が存在する。そして、乳房画像が存在する、透過画像領域８１と不要画像領域８６との境界位置を胸壁位置９１と称する。
【００４３】
マーカ画像領域８３は、撮影台６上に載置されたマーカ１６の画像領域である。マーカ１６は、ステンレス等のＸ線を透過させない素材からなる。従って、マーカ１６は、出力画像領域８０の不要画像領域８６と対向する配設位置に、マーカ１６の被験者側に存在する辺縁部の画像を描出し、また、この辺縁部の位置をマーカ境界位置９０と称する。
【００４４】
図１は、画像処理部５１で表示画像抽出処理を行う際の、機能的な構成を示す機能ブロック図である。画像処理部５１は、自動境界検出手段７０、境界算定手段７１および表示画像抽出手段７２を含む。
【００４５】
表示画像抽出手段７２は、図５に示すような出力画像領域８０から表示画像領域を切り出して表示する。図５の出力画像領域８０中に表示画像領域８２が例示されている。表示画像領域８２は、例えば７０００×９０００画素程度の所定サイズの矩形状の画像領域で、オペレータが読影するのに最適な画像領域から切り出しが行われる。
【００４６】
ここで、表示画像領域８２の被験者側の切り出し位置をなす表示境界位置９２は、透過画像領域８１の胸壁位置９１と厳密に一致される。なお、図５では、表示画像領域８２の表示境界位置９２と透過画像領域８１の胸壁位置９１は、分かり易くするため位置をずらして表示した。胸壁位置９１は、乳房の透過画像情報を含む診断上重要な部分であるので表示画像領域８２に必ず含まれる必要がある一方で、図５に示す様に、胸壁位置９１から不要画像領域８６方向にずれた位置に表示境界位置９２を設定した場合には、表示される表示画像領域８２の画像に輝度が大きく異なる不要画像領域８６の画像が混入し、オペレータにとって、特に胸壁位置近傍の画像は読影しずらいものとなる。
【００４７】
また、表示画像領域８２の表示境界位置９２は、自動境界検出手段７０あるいは境界算定手段７１で求められた胸壁位置情報に基づいて決定される。また、表示画像領域８２の縦方向位置は、予め指定される撮影台６上の位置に被検体２を配設することにより、被検体２の画像を余裕を持って内包する所定位置に設定される。
【００４８】
自動境界検出手段７０は、出力画像領域８０に存在する透過画像領域８１の胸壁位置９１を自動で検出する。この検出は、出力画像領域８０に存在する画素の画素値に基づいて行われる。すなわち、透過画像領域８１は、マーカ画像領域８３および不要画像領域８６よりＸ線が透過されやすいので、マーカ画像領域８３および不要画像領域８６と比較して高画素値の領域を形成し、マーカ画像領域８３および不要画像領域８６は、Ｘ線の透過が少ないため低画素値の領域を形成する。従って、マーカ境界位置９０および胸壁位置９１では、画素値が急激に変化する。そして、この画素値が急激に変化する位置、つまり微分値が大きな値を有する位置を持って境界とみなす。
【００４９】
また、この微分値の算出は、出力画像領域８０の特定領域に対してのみ行い、効率的な境界の検出が行われる。図６は、この特定領域を図示したものである。胸壁位置９１およびマーカ境界位置９０を含む近傍領域には胸壁想定領域８４およびマーカ想定領域８５が設定される。これら胸壁想定領域８４およびマーカ想定領域８５は、撮影台６上に載置される被検体２の想定位置から求められ、確実に胸壁位置９１およびマーカ境界位置９０を含む領域を示している。
【００５０】
また、出力画像領域８０の胸壁位置９１およびマーカ境界位置９０と直交する方向には、図６に示す様な複数の検索ラインが設けられる。この検索ラインは、出力画像領域８０内の胸壁想定領域８４およびマーカ想定領域８５内で、一定の間隔を持って複数設定される。そして、自動境界検出手段７０は、この検索ラインに沿って、画素値の微分計算を行い、微分値が閾値を越える位置を胸壁位置の境界候補点とし、この境界候補点から胸壁位置を確定する。なお、詳細は、後述する胸壁検出処理の動作で説明する。
【００５１】
また、自動境界検出手段７０は、検出された胸壁位置の胸壁位置情報に基づいて、この胸壁位置情報が妥当なものかどうかを判定する境界判定手段を有する。この境界判定手段は、過去の胸壁位置情報を記憶する履歴記憶部および過去の胸壁位置情報に基づいた統計諸量、例えば平均値、分散等を計算する演算部を有する。そして、境界判定手段は、胸壁位置の複数の境界候補点および胸壁位置の統計諸量に基づいて、検出された胸壁位置が妥当かどうかを判定する。なお、詳細は、後述する胸壁検出処理の動作で説明する。
【００５２】
境界算定手段７１は、自動境界検出手段７０で胸壁位置の検出に失敗したと判定される際に、マーカ境界位置を出力画像領域８０から求め、予め設定されるマーカ１６の撮影台６上の位置情報に基づいて、胸壁位置を算定する。ここで、マーカ境界位置は、自動境界検出手段７０で胸壁位置の検出に用いられたと全く同様の方法をマーカ想定領域８５に対して行い算定する。なお、被検体２の厚さによっても適切な抽出画像領域は、画素単位で異なるため、自動境界検出手段７０により求めた胸壁位置の方が、境界算定手段７１によって求めた胸壁位置よりも精度が高くなる。従って、自動境界検出手段７０により胸壁位置の検出に成功した場合には、この胸壁位置をもとに画像抽出を行うのが望ましい。
【００５３】
つぎに、画像処理部５１の動作を図７〜１０のフローチャートを用いて説明する。図７は、本実施の形態にかかる表示画像抽出処理の全体の流れを示すフローチャートである。まず、オペレータは、支持台１０にカセッテ１４を設定し、さらに被検体２を撮影台６上に載置し、Ｘ線撮影装置１を用いて撮影を行う（ステップＳ６０１）。
【００５４】
その後、オペレータは、Ｘ線撮影装置１からカセッテ１４を取り外し、画像読み取り装置４０に装着し、画像情報の読み取りを行う（ステップＳ６０２）。そして、画像処理装置５０は、この読み取られた読取画像情報を出力画像情報として、画像処理部５１に出力する（ステップＳ６０３）。なお、この出力画像情報は、図５に示す様な出力画像領域８０を有する。
【００５５】
その後、画像処理部５１は、出力画像情報を用いて自動境界検出手段７０により自動境界検出処理を行う（ステップＳ６０４）。図８は、自動境界検出処理の動作を示すフローチャートである。まず、自動境界検出手段７０は、出力画像領域８０から境界想定領域を選択する（ステップＳ７０１）。なお、この境界想定領域は、自動境界検出処理の場合には胸壁想定領域８４が選択され、後述する境界算定処理の場合にはマーカ想定領域８５が選択される。
【００５６】
その後、自動境界検出手段７０は、境界候補点算出処理を行う（ステップＳ７０２）。図９は、境界候補点算出処理の動作を示すフローチャートである。まず、自動境界検出手段７０は、胸壁想定領域８４内の一本の検索ライン上の画素値を抽出する（ステップＳ８０１）。そして、この検索ラインに沿ったすべての位置で画素値の微分を行う（ステップＳ８０２）。また、ノイズの影響を低減するため、検索ラインと垂直な方向の複数画素を積分した値に対して微分を行う構成とすることもできる。
【００５７】
その後、自動境界検出手段７０は、検索ライン上の微分された画素値の最大値である最大微分値を求める（ステップＳ８０３）。そして、この最大微分値が予め設定される閾値を越えるかどうかを判定する（ステップＳ８０４）。自動境界検出手段７０は、最大微分値が閾値を越える場合には（ステップＳ８０４肯定）、最大微分値が存在する画素位置を境界候補点として記憶する（ステップＳ８０５）。また、自動境界検出手段７０は、最大微分値が閾値を越えない場合には（ステップＳ８０４否定）、ステップＳ８０５を行わず次のステップに移行する。
【００５８】
その後、自動境界検出手段７０は、胸壁想定領域８４に含まれるすべての検索ラインで最大微分値の算出およびステップＳ８０４の判定を行ったかどうかを判断し（ステップＳ８０６）、すべての検索ラインで行っていない場合には（ステップＳ８０６否定）、ステップＳ８０１に移行し、残りの検索ラインに対して最大微分値の算出およびステップＳ８０４の判定を行う。また、自動境界検出手段７０は、すべての検索ラインで最大微分値の算出およびステップＳ８０４の判定を終了した場合には（ステップＳ８０６肯定）、この境界候補点算出処理を終了し、図８の自動境界検出処理に移行する。
【００５９】
その後、図８に戻り、自動境界検出手段７０は、境界判定手段による境界判定処理を行う（ステップＳ７０３）。図１０は、境界判定処理の動作を示すフローチャートである。ここで、自動境界検出手段７０は、ステップＳ７０２の境界候補点算出処理で求めた境界候補点を用いて、胸壁位置の検出が成功したかどうかを、複数の判断基準に基づいた絞り込みを行い判定する。
【００６０】
まず、自動境界検出手段７０は、求めた境界候補点に対して判断Ａを行う（ステップＳ９０１）。ここで、判断Ａとは、すべての検索ラインで求めた最大微分値の中で、境界候補点と認定されたものの数が所定の数を越えるかどうかである。そして、境界候補点の数が所定の数を越えない場合には（ステップＳ９０１否定）、胸壁位置の検出の判定情報を失敗とし（ステップＳ９０６）、図８の自動境界検出処理に戻る。
【００６１】
また、自動境界検出手段７０は、境界候補点の数が所定の数を越える場合には（ステップＳ９０１肯定）、求めた境界候補点に対して判断Ｂを行う（ステップＳ９０２）。ここで、判断Ｂとは、隣接する検索ラインの境界候補点が連続して存在する数の最大数が所定の数を越えるかどうかである。そして、最大数が所定の数を越えない場合には（ステップＳ９０２否定）、ステップＳ９０６に移行し、胸壁位置の検出の判定情報を失敗とし、図８の自動境界検出処理に戻る。
【００６２】
また、自動境界検出手段７０は、この最大数が所定の数を越える場合には（ステップＳ９０２肯定）、求めた境界候補点に対して判断Ｃを行う（ステップＳ９０３）。ここで、判断Ｃとは、すべての境界候補点を用いた最小２乗法による回帰直線を求め、この回帰直線と境界候補点との残差２乗和が所定の数を越えないかどうかである。そして、残差２乗和が所定の数を越える場合には（ステップＳ９０３否定）、ステップＳ９０６に移行し、胸壁位置の検出の判定情報を失敗とし、図８の自動境界検出処理に戻る。
【００６３】
また、自動境界検出手段７０は、残差２乗和が所定の数を越えない場合には（ステップＳ９０３肯定）、求めた境界候補点に対して判断Ｄを行う（ステップＳ９０４）。ここで、判断Ｄとは、ステップＳ９０３で求めた回帰直線と出力画像領域８０の辺縁部との交点を求め、この交点位置が過去の履歴情報と比較し、所定の範囲内に納まっているかどうかである。そして、交点位置が所定の範囲内に納まっていない場合には（ステップＳ９０４否定）、ステップＳ９０６に移行し、胸壁位置の検出の判定情報を失敗とし、図８の自動境界検出処理に戻る。なお、履歴情報と比較する際の所定の範囲とは、交点位置の履歴情報から求められる平均値あるいは標準偏差等の統計的諸量に基づいて、高い確率で交点位置が存在すると予測される範囲である。例えば、平均値±所定画素数や、平均値±（標準偏差×Ｎ）、（Ｎ；整数）を所定の範囲として判定を行う。
【００６４】
また、自動境界検出手段７０は、交点位置が所定の範囲内に納まっている場合には（ステップＳ９０４肯定）、胸壁位置の検出の判定情報を成功とし（ステップＳ９０５）、図８の自動境界検出処理に戻る。なお、自動境界検出手段７０は、求めた交点位置を、履歴情報に追加・記憶して最新のものとする。なお、履歴情報として、所定回数以上の交点位置が記憶されていない場合には、ここでの判定を行わずステップＳ９０5に移行する。
【００６５】
その後、自動境界検出手段７０は、つづいて図８の自動境界検出処理も終了し、図７の表示画像抽出処理に戻る。
その後、画像処理部５１は、自動境界検出処理が胸壁位置の検出に失敗したかどうかを判定情報により判定する（ステップＳ６０５）。そして、胸壁位置の検出に成功した場合には（ステップＳ６０５否定）、自動境界検出手段７０から表示画像抽出手段７２に胸壁位置情報を転送する（ステップＳ６０７）。また、画像処理部５１は、胸壁位置の検出に失敗した場合には（ステップＳ６０５肯定）、境界算定手段７１により境界算定処理を行い（ステップＳ６０６）、胸壁位置情報をマーカ１６の画像情報より求め、ステップＳ６０７でこの境界位置情報を表示画像抽出手段７２に転送する。
【００６６】
ここで、境界算定手段７１による境界算定処理の動作を図１１を用いて説明する。図１１は、境界算定処理の動作を示すフローチャートである。境界算定手段７１は、出力画像領域８０からマーカ想定領域８５を選択する（ステップＳ１００１）。
【００６７】
その後、境界算定手段７１は、境界候補点算出処理を行う（ステップＳ１００２）。なお、この境界候補点算出処理の動作は、図９のフローチャートに示す境界候補点算出処理の動作と全く同様であるので説明を省略する。
【００６８】
その後、境界算定手段７１は、境界判定処理を行う（ステップＳ１００３）。なお、この境界判定処理の動作は、図１０のフローチャートに示す境界判定処理の動作と全く同様であるので説明を省略する。ここで、この境界判定処理では、マーカ１６のマーカ境界位置９０が、例えば回帰直線あるいは回帰直線と出力画像領域８０の交点と言った形で求まる。すなわち、マーカ１６は、ステンレス等のＸ線を遮蔽する素材で構成されているので、マーカ画像領域８３と透過画像領域８１との境界であるマーカ境界位置９０では画素値の差が大きく明確であるので、図１０のフローチャートに示すステップＳ９０１〜９０４の判断Ａ〜Ｄで判定情報が失敗となることはない。
【００６９】
その後、境界算定手段７１は、入力部５３から予め入力されている撮影台６上のマーカ１６の位置情報および撮影台６の被験者側の端部位置情報に基づいて、図５に示すマーカ境界位置９０から胸壁位置９１を算定し（ステップＳ１００４）、図７のステップＳ６０７に移行する。
【００７０】
図７に戻り、表示画像抽出手段７２は、自動境界検出手段７０あるいは境界算定手段７１から胸壁位置情報を受信し、表示画像領域８２の切り出しを行う（ステップＳ６０８）。ここで、表示画像領域８２は、不要画像領域８６側の表示境界位置９２が胸壁位置９１と一致する様に出力画像領域８０の切り出しを行う。
【００７１】
その後、表示画像抽出手段７２は、表示画像領域８２の画像情報を表示部５２に出力して表示を行い（ステップＳ６０９）、本処理を終了する。
上述してきたように、自動境界検出手段７０が、出力画像領域８０から表示画像領域８２を切り出す時に行う胸壁位置９１の自動境界検出処理に失敗した際に、境界算定手段７１により、自動境界検出処理が失敗することのないマーカ境界位置９０を自動検出し、このマーカ境界位置９０から、撮影台６のマーカ１６の配設位置情報基づいて胸壁位置９１を算定し、表示画像領域８２を切り出すこととしているので、自動境界検出手段７０が、胸壁位置９１の自動検出に失敗した際にも、確実に適正な胸壁位置９１を求め、表示画像をオペレータにとって見易いものとすることができる。
【００７２】
また、本実施の形態では、マーカ１６は、矩形の形状を有する板であるとしたが、特に形状は限定されず、透過画像領域８１に示されるマーカの画像が、位置の特定を可能にするものであれば、星形その他の形状とすることもできる。
【００７３】
また、本実施の形態では、Ｘ線画像検出器として輝尽性蛍光体からなるイメージングプレート１５を用いた場合を例示したが、Ｘ線画像検出器としてシンチレータおよびこの発光を検出する光半導体、ＣＣＤ型撮像素子あるいはＣＭＯＳ型撮像素子等を用いることもできる。なお、この場合には、画像読み取り装置４０は不要となり、Ｘ線撮影装置１と画像処理装置５０は通信ケーブルを介して直接に接続される。
【００７４】
また、本実施の形態では、マーカ境界位置９０は、境界算定手段７１で胸壁位置９１を算定する際に用いられたが、画像処理装置５０に脱着方向判定手段を設けることにより、マーカ境界位置９０からＸ線撮影装置１に脱着されるカセッテ１４の脱着方向を検出することもできる。すなわち、Ｘ線撮影装置１の支持台１０上のカセッテ方向もしくは画像読み取り装置４０に装着されるカセッテ方向が間違って１８０度異なる場合には、検出されるマーカ境界位置９０も１８０度異なる。図４の例では、胸壁位置９１とマーカ境界位置９０とが入れ代わって出現する。ここで、マーカ想定領域８５および胸壁想定領域８４は、図４に示す出力画像領域８０の横方向辺縁部から異なった位置に存在するようにマーカを設定することで、脱着方向判定手段は、検出されるマーカ境界あるいは胸壁の位置と横方向辺縁部との距離により、カセッテの脱着方向を判定することができる。
【００７５】
この場合図７において、ステップＳ６０４の自動境界検出処理の前に、まずステップＳ６０６の境界算定処理を、通常のマーカ想定領域と１８０度異なったマーカ想定領域に対して実行し、マーカ境界が、通常位置あるいは１８０度異なる位置のどちらに存在するかを認識する。そして、マーカ境界位置を記憶し、以降は図７のステップＳ６０４以降の処理を実行する。ただし、ステップＳ６０５で自動境界検出処理の胸壁位置検出に失敗と判定された場合には、ステップＳ６０６の境界算定処理を行わず、既に記憶されたマーカ境界位置に基づいて胸壁位置を算出する。以上の手順により、カセッテ１４の装着方向にかかわらず、目的とする透過画像領域の抽出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】実施の形態にかかる画像処理装置の機能的な構成を示す機能ブロック図である。
【図２】Ｘ線撮影システムの全体構成を示す構成図である。
【図３】実施の形態の撮影台の構成を示す構成図である。
【図４】実施の形態の第１〜３の支持台の構成を示す構成図である。
【図５】実施の形態の出力画像領域の構成を示す説明図である（その１）。
【図６】実施の形態の出力画像領域の構成を示す説明図である（その２）。
【図７】実施の形態の表示画像抽出処理を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態の自動境界検出処理を示すフローチャートである。
【図９】実施の形態の境界候補点算出処理を示すフローチャートである。
【図１０】実施の形態の境界判定処理を示すフローチャートである。
【図１１】実施の形態の境界算定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７７】
１ Ｘ線撮影装置
２ 被検体
３ 撮影部
４ Ｘ線源
５ 照射野しぼり
６ 撮影台
７ 圧迫板
８ 支持部材
１０ 支持台
１２ 固定部材
１４ カセッテ
１５ イメージングプレート
１６ マーカ
２０ 支持基台
２１ 支軸
３０ コントローラ
４０ 読み取り装置
５０ 画像処理装置
５１ 画像処理部
５２ 表示部
５３ 入力部
６０ 通信ケーブル
７０ 自動境界検出手段
７１ 境界算定手段
７２ 表示画像抽出手段
８０ 出力画像領域
８１ 透過画像領域
８２ 表示画像領域
８３ マーカ画像領域
８４ 胸壁想定領域
８５ マーカ想定領域
８６ 不要画像領域
９０ マーカ境界位置
９１ 胸壁位置
９２ 表示境界位置
【出願人】 【識別番号】３０３０００４２０
【氏名又は名称】コニカミノルタエムジー株式会社
【住所又は居所】東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号
【出願日】 平成１７年１月７日（２００５．１．７）
【代理人】 【識別番号】１０００８５１８７
【弁理士】
【氏名又は名称】井島 藤治
【公開番号】 特開２００６−１８７５０１（Ｐ２００６−１８７５０１Ａ）
【公開日】 平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【出願番号】 特願２００５−２３００（Ｐ２００５−２３００）