JP2010187916A - 画像処理装置、画像処理システム及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】被験者Wの被曝量を抑えつつ、観察対象とする病変部を様々な方向から立体視で観察することができる画像処理装置、画像処理システム及びプログラムを提供する。
【解決手段】2つの放射線画像90L、90Rの各々から石灰化領域94を特定し、特定された石灰化領域94の対応関係を求め、対応する石灰化領域94の放射線画像90L、90R内での位置関係及び放射線画像90L、90Rの撮影の際の放射線源30L、30Rの位置関係に基づいて石灰化領域94の3次元空間での位置を示す3次元情報を生成し、3次元情報に基づいて操作入力部54で受付けた観察方向から石灰化領域94を観察する場合の所定の視差角の右目用の画像と左目用の画像を作成し、作成された右目用の画像と左目用の画像をステレオ表示装置80にそれぞれ表示するように制御する。
【選択図】図9
【解決手段】2つの放射線画像90L、90Rの各々から石灰化領域94を特定し、特定された石灰化領域94の対応関係を求め、対応する石灰化領域94の放射線画像90L、90R内での位置関係及び放射線画像90L、90Rの撮影の際の放射線源30L、30Rの位置関係に基づいて石灰化領域94の3次元空間での位置を示す3次元情報を生成し、3次元情報に基づいて操作入力部54で受付けた観察方向から石灰化領域94を観察する場合の所定の視差角の右目用の画像と左目用の画像を作成し、作成された右目用の画像と左目用の画像をステレオ表示装置80にそれぞれ表示するように制御する。
【選択図】図9
Description
本発明は、画像処理装置、画像処理システム及びプログラムに係り、特に撮影した放射線画像を再構成してステレオ画像を作成する画像処理装置、画像処理システム及びプログラムに関する。
従来、医療診断を目的とした放射線撮影を行なう放射線撮影装置が知られている。この種の放射線撮影装置として、例えば、乳がんの早期発見などを目的として被験者の***を撮像するマンモグラフィが挙げられる。
ところで、放射線撮影装置による撮影によって得られる放射線画像は、2次元画像であるため、病変等の立体的分布が判断しずらい。
そこで、診断精度を向上させる技術としてステレオ撮影方法が提案されている。
例えば、特許文献1には、被験者に異なる2方向からX線を曝射してステレオ画像を取得し、取得したステレオ画像から奥行き方向の情報を求めることで3次元情報を求め、3次元情報に直交3軸に関する座標回転処理を施して表示部に疑似3次元表示を行なう技術が記載されている。
また、特許文献2には、2つ以上の撮像手段により被写体を異なる位置から撮像し、撮像された画像中の被写体の3次元情報を検出し、検出した3次元情報に基づいて任意視点からみた平面の仮想撮像画像を生成する技術が記載されている。
また、特許文献3には、1回の撮影で検査部位に異なる角度でX線を連続パルス照射し、多方向から撮影した多数枚の画像から3次元情報を再構成する技術が記載されている。
さらに、特許文献4には、被写体を正面方向から撮影すると共に、正面方向に対し左右の所定の角度方向からそれぞれ撮影し、正面方向から撮影した放射線画像と左右の所定の角度方向から撮影した放射線画像とを表示装置に切り替え表示を行なう技術が記載されている。この表示装置は、奇数ラインと偶数ラインで表示光の偏光方向が直交しており、右のレンズと左のレンズで偏光方向を直交させた偏光メガネをかけて見ることにより、右目と左目で奇数ラインと偶数ラインを別々に見ることができる。正面方向から撮影した放射線画像を表示する場合は、奇数ラインと偶数ラインで同じ画像を表示し、左右に所定の角度方向から撮影した放射線画像を表示する場合は、奇数ラインと偶数ラインで左右別々の画像を表示する。
ところで、3次元情報を求めるには、放射線画像を複数枚(例えば、2枚)撮影し、撮影された画像間での対応点を求める必要がある。
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載の技術では、撮影された各画像内に様々な像が含まれるため、画像間で対応点が見つからない場合や誤った対応点を見つけてしまう場合があり、3次元情報を適切に生成することができない。
そこで、特許文献3のように、多方向から放射線画像を多数枚(10〜20枚程度)撮影し、撮影した多数枚の画像間で対応点を求めた場合、3次元空間の全てのボクセルの情報を得ることができるため3次元情報を適切に生成することができるが、放射線画像の撮影枚数が多くなり、被験者の被曝量も増加する。
また、特許文献4に記載の技術では、左右の所定の角度方向から撮影した放射線画像を表示装置の奇数ラインと偶数ラインで別々に表示することにより、病変部の分布を立体的に見ることができるが、撮影方向からしか病変部を見ることができない。
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、被験者の被曝量を抑えつつ、観察対象とする病変部を様々な方向から立体視で観察することができる画像処理装置、画像処理システム及びプログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明の画像処理装置は、被験者の撮影対象部位に対して放射線源から放射線が異なる位置から個別に照射されて撮影された複数の放射線画像を示す画像情報をそれぞれ取得する取得手段と、前記取得手段により取得された各画像情報により示される複数の放射線画像の各々から観察対象とする病変部を特定する特定手段と、前記特定手段により特定された病変部の対応関係を求め、複数の放射線画像内での対応する病変部の位置関係及び当該複数の放射線画像の撮影の際の前記放射線源の位置関係に基づいて病変部の3次元空間での位置を示す3次元情報を生成する生成手段と、3次元空間内で病変部を観察する観察方向の指定を受け付ける受付手段と、前記3次元情報に基づいて前記受付手段で受付けた観察方向から病変部を観察する場合の所定の視差角の右目用の画像と左目用の画像を作成する作成手段と、画像表示手段に前記作成手段により作成された右目用の画像と左目用の画像をそれぞれ表示するように制御する制御手段と、を備えている。
請求項1に記載の発明によれば、取得手段は、被験者の撮影対象部位に対して放射線源から放射線が異なる位置から個別に照射されて撮影された複数の放射線画像を示す画像情報をそれぞれ取得し、特定手段は、取得手段により取得された各画像情報により示される複数の放射線画像の各々から観察対象とする病変部を特定し、生成手段は、特定手段により特定された病変部の対応関係を求め、複数の放射線画像内での対応する病変部の位置関係及び当該複数の放射線画像の撮影の際の放射線源の位置関係に基づいて病変部の3次元空間での位置を示す3次元情報を生成する。
そして、本発明によれば、受付手段は、3次元空間内で病変部を観察する観察方向の指定を受け付け、作成手段は、3次元情報に基づいて受付手段で受付けた観察方向から病変部を観察する場合の所定の視差角の右目用の画像と左目用の画像を作成し、制御手段は、画像表示手段に作成手段により作成された右目用の画像と左目用の画像をそれぞれ表示するように制御する。
このように、請求項1に記載の発明によれば、複数の放射線画像の各々から観察対象とする病変部を特定し、特定された病変部の対応関係を求め、複数の放射線画像内での対応する病変部の位置関係及び当該複数の放射線画像の撮影の際の放射線源の位置関係に基づいて病変部の3次元空間での位置を示す3次元情報を生成するので、当該複数の放射線画像から患者の観察対象とする病変部に関する対応点を見つけることができるため、被験者に対する被曝量を抑えて病変部に関する3次元情報を生成することができる。
また、請求項1に記載の発明によれば、3次元情報に基づいて受付けた観察方向から病変部を観察する場合の所定の視差角の右目用の画像と左目用の画像を作成し、作成された右目用の画像と左目用の画像を画像表示手段にそれぞれ表示するように制御するので、観察対象とする病変部を様々な方向から立体視で観察することができる。
なお、本発明は、請求項2に記載の発明のように、前記取得手段が、2つの放射線画像を示す画像情報をそれぞれ取得し、前記生成手段が、2つの放射線画像内での対応する病変部の位置関係及び2つの射線画像の撮影の際の前記放射線源の位置関係に基づいて病変部の3次元空間での位置を示す3次元情報を生成してもよい。
また、本発明は、請求項3に記載の発明のように、前記受付手段が、画像の拡大して表示する拡大指定をさらに受け付け、前記作成手段が、指定された拡大率から算出した視差角が一定値以上の場合、算出した視差角よりも視差角を小さくして右目用の投影画像と左目用の投影画像を作成してもよい。
また、本発明は、請求項4に記載の発明のように、前記観察対象とする病変部を、微小石灰化クラスタとし、前記特定手段が、CAD(computer aided detection)によって病変部を特定してもよい。
また、本発明は、請求項5に記載の発明のように、前記作成手段が、複数の放射線画像の病変部を含む所定領域の部分画像から当該病変部を前記観察方向から観察した右目用の部分画像と左目用の部分画像をさらに作成し、前記制御手段が、右目用の画像と左目用の画像の病変部の位置に前記作成手段により作成された右目用の部分画像と左目用の部分画像をそれぞれ表示するように制御してもよい。
また、本発明は、請求項6に記載の発明のように、前記作成手段が、前記3次元情報に基づいて前記受付手段で受付けた観察方向又は所定方向から所定角度ずつ角度を変えて病変部を観察する場合の右目用の画像と左目用の画像をそれぞれ作成し、前記制御手段が、前記画像表示手段に前記作成手段により所定角度ずつ角度を変えて作成された右目用の画像と左目用の画像をそれぞれ連続的に表示するように制御してもよい。
さらに、本発明は、請求項7に記載の発明のように、前記画像表示手段が、右目用と左目用の画像をそれぞれ表示可能な2つの表示部を有し、前記制御手段は、前記表示手段の2つの表示部に前記作成手段により作成された右目用の画像と左目用の画像をそれぞれ表示するように制御してもよい。
一方、請求項8に記載の発明の画像処理装置は、被験者の撮影対象部位に対して放射線源から放射線が異なる位置から個別に照射されて撮影された複数の放射線画像の各々から観察対象とする病変部が特定されて当該病変部の対応関係が求められ、複数の放射線画像内での対応する病変部の位置関係及び当該複数の放射線画像の撮影の際の前記放射線源の位置関係に基づいて生成された病変部の3次元空間での位置を示す3次元情報を記憶する記憶手段と、3次元空間内で病変部を観察する観察方向の指定を受け付ける受付手段と、前記記憶手段に記憶された前記3次元情報に基づいて前記受付手段で受付けた観察方向から病変部を観察する場合の所定の視差角の右目用の画像と左目用の画像を作成する作成手段と、画像表示手段に前記作成手段により作成された右目用の画像と左目用の画像をそれぞれ表示するように制御する制御手段と、を備えている。
よって、請求項8に記載の発明は、請求項1記載の発明と同様に作用するので、被験者の被曝量を抑えつつ、観察対象とする病変部を様々な方向から立体視で観察することができる。
一方、請求項9に記載の発明の画像処理システムは、被験者の撮影対象部位に対して放射線源から放射線が異なる位置から個別に照射されて撮影された複数の放射線画像の各々から観察対象とする病変部が特定されて当該病変部の対応関係が求められ、複数の放射線画像内での対応する病変部の位置関係及び当該複数の放射線画像の撮影の際の前記放射線源の位置関係に基づいて生成された病変部の3次元空間での位置を示す3次元情報を記憶する記憶手段を有する記憶装置と、前記記憶装置と通信を行なう通信手段、3次元空間内で病変部を観察する観察方向の指定を受け付ける受付手段、前記通信手段を介して前記記憶装置の前記記憶手段に記憶された前記3次元情報にアクセスし、当該3次元情報に基づいて前記受付手段で受付けた観察方向から病変部を観察する場合の所定の視差角の右目用の画像と左目用の画像を作成する作成手段、及び画像表示手段に前記作成手段により作成された右目用の画像と左目用の画像をそれぞれ表示するように制御する制御手段を有する画像処理装置と、を備えている。
よって、請求項9に記載の発明は、請求項1記載の発明と同様に作用するので、被験者の被曝量を抑えつつ、観察対象とする病変部を様々な方向から立体視で観察することができる。
一方、請求項10に記載の発明の画像処理システムは、被験者の撮影対象部位に対して放射線源から放射線が異なる位置から個別に照射されて撮影された複数の放射線画像を示す画像情報をそれぞれ取得する取得手段、前記取得手段により取得された各画像情報により示される複数の放射線画像の各々から観察対象とする病変部を特定する特定手段、及び前記特定手段により特定された病変部の対応関係を求め、複数の放射線画像内での対応する病変部の位置関係及び当該複数の放射線画像の撮影の際の前記放射線源の位置関係に基づいて病変部の3次元空間での位置を示す3次元情報を生成する生成手段を有する第1の画像処理装置と、前記生成手段により生成された前記3次元情報を記憶する記憶手段と、3次元空間内で病変部を観察する観察方向の指定を受け付ける受付手段、前記記憶手段に記憶された前記3次元情報にアクセスし、当該3次元情報に基づいて前記受付手段で受付けた観察方向から病変部を観察する場合の所定の視差角の右目用の画像と左目用の画像を作成する作成手段、及び画像表示手段に前記作成手段により作成された右目用の画像と左目用の画像をそれぞれ表示するように制御する制御手段を有する第2の画像処理装置と、を備えている。
よって、請求項10に記載の発明は、請求項1記載の発明と同様に作用するので、被験者の被曝量を抑えつつ、観察対象とする病変部を様々な方向から立体視で観察することができる。
なお、請求項10に記載の発明の記憶手段は、第1の画像処理装置又は第2の画像処理装置に設けてよく、また、第1の画像処理装置及び第2の画像処理装置とは別の記憶装置として設けもよい。
一方、請求項11に記載の発明のプログラムは、コンピュータを、請求項1〜請求項7のいずれか1項記載の画像処理装置における特定手段、生成手段、作成手段、及び制御手段として機能させるものである。
よって、請求項11に記載の発明は、コンピュータを、請求項1〜請求項7のいずれか1項記載の画像処理装置として作用させるので、被験者の被曝量を抑えつつ、観察対象とする病変部を様々な方向から立体視で観察することができる。
なお、請求項11に記載の発明のプログラムは、CD−ROMやDVD−ROM等の記録媒体に記録されている形態で提供することも可能である。
本発明によれば、被験者の被曝量を抑えつつ、観察対象とする病変部を様々な方向から立体視で観察することができる、という効果が得られる。
以下、図面を参照して本発明を放射線画像を撮影し、撮影した放射線画像を再構成してステレオ表示を行なう放射線画像撮影システムに適用した場合について説明する。
最初に、図1〜図3を参照して放射線画像を撮影する放射線撮影装置10について説明する。
本実施の形態に係る放射線撮影装置10は、被験者が立った立位状態において、その被験者Wの***Nを放射線(例えば、X線)により撮影する装置であり、例えば、マンモグラフィと称される。なお、以下では、撮影の際に放射線撮影装置10に被験者Wが対面した場合の被験者Wに近い手前側を放射線撮影装置10の装置前方側とし、放射線撮影装置10に被験者Wが対面した場合の被験者Wから離れた奥側を放射線撮影装置10の装置後方側とし、放射線撮影装置10に被験者Wが対面した場合の被験者Wの左右方向を放射線撮影装置10の装置左右方向として説明する(図1の矢印参照)。
また、放射線撮影装置10の撮影対象は、***Nに限られず、例えば、身体の他の部位、物体であっても良い。また、放射線撮影装置10としては、被験者Wがいす等に座った座位状態において、その被験者Wの***Nを撮影する装置であってもよく、少なくとも被験者Wの上半身が立位した状態でその被験者Wの***Nが撮影される装置であればよい。
放射線撮影装置10は、図1に示すように、装置前方側に設けられた側面視略C字状(コの字状)の測定部12と、測定部12を装置後方側から支える基台部14と、を備えている。
測定部12は、図1及び図2に示すように、立位状態にある被験者Wの***Nに当接する平面状の撮影面20が形成された撮影台22と、***Nを撮影面20に押し付ける圧迫板26と、撮影台22と圧迫板26とを保持する保持部28と、を備えている。
また、測定部12は、管球などの放射線源30(図4参照。)が設けられその放射線源30から撮影面20に向けて検査用の放射線を照射する放射線照射部24と、保持部28とは分離され放射線照射部24を支持する支持部29とを備えている。
測定部12には、基台部14に回動可能に支えられている回動軸16が設けられている。回動軸16は、支持部29に対して固定されており、回動軸16と支持部29は一体に回動するようになっている。
保持部28に対しては、回動軸16が連結されて一体に回動する状態と、回動軸16が分離されて空転する状態とに切り替え可能とされている。具体的には、回動軸16及び保持部28にそれぞれギアが設けられ、このギア同士の噛合状態・非噛合状態を切替えるようになっている。
なお、回動軸16の回動力の伝達・非伝達の切替えは、種々の機械要素を用いることができる。
保持部28は、撮影面20と放射線照射部24とが所定間隔離れるように撮影台22と放射線照射部24とを保持するとともに、圧迫板26と撮影面20との間隔が可変であるように圧迫板26をスライド移動可能に保持している。
***Nが当接する撮影面20は、放射線透過性や強度の観点から、例えば、カーボンで形成されている。撮影台22の内部には、***N及び撮影面20を通過した放射線が照射され、その放射線を検出する放射線検出器42が配置されている。放射線検出器42が検出した放射線が可視化されて放射線画像が生成される。
本実施形態に係る放射線撮影装置10は、少なくとも、***NをCC撮影(頭尾方向の撮影)とMLO撮影(内外斜位方向の撮影)との両者を行うことができる装置とされている。図1及び図2は、CC撮影時における放射線撮影装置10の姿勢を示し、図3は、撮影装置のMLO撮影時における放射線撮影装置10の姿勢を示している。
図1に示すように、CC撮影時においては、撮影面20が上方を向いた状態に保持部28の姿勢が調整されると共に、放射線照射部24が撮影面20に対して上方に位置する状態に支持部29の姿勢が調整される。これにより、立位状態の被験者Wの頭側から足側に向かって、放射線照射部24から***Nへ放射線が照射されて、CC撮影(頭尾方向の撮影)がなされる。
また、撮影台22の装置前方側の面には、CC撮影時において、被験者Wの***Nよりも下方の胸部分を当接させる胸壁面25が形成されている。胸壁面25は平面状とされている。
また、MLO撮影時では、図3に示すように、一般的に、CC撮影時に比べて撮影台22を45°以上90°未満回転させた状態に保持部28の姿勢が調整され、撮影台22の装置前方側の側壁角部22Aに被験者Wの腋窩を当てるようにポジショニングされる。これにより、被験者Wの胴体の軸中心側から外側へ向かって、放射線照射部24から***Nへ放射線が照射されて、MLO撮影(内外斜位方向の撮影)がなされる。
放射線撮影装置10では、図2に示すように、ステレオ撮影を行う場合、保持部28に対して回動軸16が空転して撮影台22と圧迫板26が動かず、支持部29が回動することにより放射線照射部24のみが円弧状に移動する。
このように、放射線照射部24のみを回動させることにより、視差がある複数位置に放射線照射部24を位置させることが可能となる。
これにより、視差のある複数位置で撮影された複数の画像の一方を右目で視認させ、他方を左目で視認させることで画像の立体視が可能となる。
図4には、本実施の形態に係る放射線画像撮影システム5の詳細な構成を示すブロック図が示されている。
放射線画像撮影システム5は、上述した放射線撮影装置10と、撮影した放射線画像の再構成を行なう画像処理装置50と、再構成した画像のステレオ表示を行なうステレオ表示装置80と、を備えている。
放射線撮影装置10は、放射線検出器42と、曝射条件、姿勢情報などの各種の操作情報や各種の操作指示が入力される操作パネル44と、装置全体の動作を制御する撮像装置制御部46と、LAN等のネットワーク56に接続され、当該ネットワーク56に接続された他の機器との間で各種情報を送受信する通信I/F部48と、さらにを備えている。
撮像装置制御部46は、CPU、ROM及びRAMを含むメモリ、HDDやフラッシュメモリ等から成る不揮発性の記憶部を備えており、放射線照射部24、放射線検出器42、操作パネル44、及び通信I/F部48と接続されている。
操作パネル44で指定される曝射条件には、管電圧、管電流、照射時間等の情報が含まれており、姿勢情報には、撮影姿勢がCC撮影かMLO撮影かを表す情報が含まれている。なお、この曝射条件、姿勢情報などの各種の操作情報や各種の操作指示は、他の制御装置から得るようにしてもよい。
撮像装置制御部46は、姿勢情報で指定された撮影姿勢がCC撮影であれば、撮影面20が上方を向いた状態に保持部28の姿勢を調整すると共に放射線照射部24が撮影面20に対して上方に位置する状態に支持部29の姿勢を調整し、姿勢情報で指定された撮影姿勢がMLO撮影であれば、撮影台22を45°以上90°未満回転させた状態に保持部28の姿勢を調整すると共に放射線照射部24が撮影面20に対して上方に位置する状態に支持部29の姿勢を調整する。そして、撮像装置制御部46は、支持部29を回動させて放射線照射部24を円弧状に移動させて曝射条件に基づいて放射線照射部24に設けられた放射線源30から撮影面20に対して異なる角度で個別に放射線Xを照射させる。
放射線検出器42は、画像情報を担持する放射線の照射を受けて画像情報を記録し、記録した画像情報を出力するものであり、例えば、放射線感応層を配置し、放射線をデジタルデータに変換して出力するFPD(Flat Panel Detector)として構成されている。放射線検出器42は、放射線が照射されると、照射された放射線画像を示す画像情報を撮像装置制御部46へ出力する。
撮像装置制御部46は、通信I/F部48を介して画像処理装置50と通信が可能とされており、画像処理装置50との間で各種情報の送受信を行なう。
一方、画像処理装置50は、サーバ・コンピュータとして構成されており、操作メニューや各種情報等を表示するディスプレイ52と、複数のキーを含んで構成され、各種情報や操作指示が入力される操作入力部54と、を備えている。
また、画像処理装置50は、装置全体の動作を司るCPU60と、制御プログラムを含む各種プログラム等が予め記憶されたROM62と、各種データを一時的に記憶するRAM64と、各種データを記憶して保持するHDD66と、ディスプレイ52への各種情報の表示を制御するディスプレイドライバ68と、操作入力部54に対する操作状態を検出する操作入力検出部70と、ネットワーク56を介して放射線撮影装置10に接続され、放射線撮影装置10との間で各種情報の送受信を行う通信I/F部72と、ディスプレイケーブル58を介してステレオ表示装置80に対して画像信号を出力する画像信号出力部74と、を備えている。
CPU60、ROM62、RAM64、HDD66、ディスプレイドライバ68、操作入力検出部70、通信I/F部72、及び画像信号出力部74は、システムバスBUSを介して相互に接続されている。従って、CPU60は、ROM62、RAM64、HDD66へのアクセスを行うことができる。また、CPU60は、ディスプレイドライバ68を介したディスプレイ52への各種情報の表示の制御、通信I/F部72を介した放射線撮影装置10との各種情報の送受信の制御、及び画像信号出力部74を介したステレオ表示装置80に表示される画像の制御、を行うことができる。さらに、CPU60は、操作入力検出部70を介して操作入力部54に対するユーザの操作状態を把握することができる。
図5には、本実施の形態に係るステレオ表示装置80の構成の一例が示されている。
同図に示すように、ステレオ表示装置80は、2つの表示部82が上下に並んで配置されており、上側に表示部82が前方に傾斜して固定されている。2つの表示部82は、表示光の偏光方向が直交しており、上側の表示部82が右目用の画像を表示する表示部82Rとされ、下側の表示部82が左目用の画像を表示する表示部82Lとされている。この表示部82L、82Rの間には、表示部82Lからの表示光を透過し、表示部82Rからの表示光を反射するビームスプリッターミラー84が設けられている。ビームスプリッターミラー84は、観察者が正面からステレオ表示装置80を見た際に、表示部82Lに表示される画像と表示部82Rに表示される画像が重なるように角度が調整されて固定されている。
観察者は、図6に示すように、右のレンズと左のレンズで偏光方向を直交させた偏光メガネ85をかけてステレオ表示装置80を見ることにより、右目と左目で表示部82Lに表示された画像と表示部82Rに表示された画像を別々に見ることができる。
次に、本実施の形態に係る放射線画像撮影システム5の作用について説明する。
放射線画像のステレオ撮影を行なう場合、放射線撮影装置10は、操作パネル44に対して曝射条件や姿勢情報が入力される。
放射線撮影装置10は、姿勢情報で指定された撮影姿勢がCC撮影の場合、図2に示すように、撮影面20が上方を向いた状態に保持部28の姿勢を調整すると共に放射線照射部24が撮影面20に対して上方に位置する状態に支持部29の姿勢を調整し、姿勢情報で指定された撮影姿勢がMLO撮影の場合、図3に示すように、撮影台22を45°以上90°未満回転させた状態に保持部28の姿勢を調整すると共に放射線照射部24が撮影面20に対して上方に位置する状態に支持部29の姿勢を調整する。
被験者Wは、放射線撮影装置10の撮影面20に***Nを当接させる。放射線撮影装置10は、この状態で操作パネル44に対して圧迫開始の操作指示が行なわれると、押圧板26が撮影面20に向けて移動する。押圧板26が***Nに当接して更に押圧し、押圧板26の押圧力が設定押圧力に到達すると、撮像装置制御部46の制御により押圧板26の移動が停止する。
本実施形態に係る放射線撮影装置10は、この状態で操作パネル44に対して曝射開始の操作指示が行なわれると、図2及び図3に示すように、支持部29のみを回動させて放射線照射部24を円弧状に移動させて、図7に示すように、撮影面20に対して所定のなす角θ(例えば、10°)で放射線照射部24の放射線源30から放射線を個別に照射する。このなす角θは、固定値としてもよく、また、例えば、撮影対象部位や観察する病変部、撮影対象部位の厚さなど応じて変更するようにしてもよい。放射線照射部24から個別に照射された放射線は、それぞれ***Nを透過した後に放射線検出器42に到達する。
放射線検出器42は、放射線が照射されると、照射された放射線画像を示す画像情報をそれぞれ撮像装置制御部46へ出力する。
撮像装置制御部46は、撮影された2つの放射線画像を示す画像情報や放射線画像を撮影する際の曝射条件を関連付けて通信により画像処理装置50へ送信する。
画像処理装置50は、画像情報や曝射条件を通信I/F部72で受信することにより、撮影された2つの放射線画像を示す画像情報をそれぞれ取得する。画像処理装置50は、受信した各画像情報に対してシェーディング補正などの各種の画像補正処理を行ない、補正後の2つの放射線画像を曝射条件等と関連付けて1回の撮影で得られた撮影情報としてHDD66に記憶する。
その後、画像処理装置50は、HDD66に1回の撮影情報として記憶した2つの放射線画像に基づき、3次元情報を生成する3次元画像生成処理を行なう。
図8には本実施の形態に係るCPU60により実行される3次元画像生成処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートが示されている。なお、当該プログラムはROM62の所定の領域に予め記憶されている。
同図のステップ100では、1回の撮影情報として記憶した2つの放射線画像の各々から病変部として微小石灰化クラスタを特定しており、本実施の形態では、CAD(computer aided detection)によって画像内の石灰化領域を特定している。
ここで、一般的な***の放射線画像において、石灰化領域は、背景よりも輝度が高く(濃度が低く)、小さく鋭いパルス状の陰影を呈する。
そこで、本実施の形態に係るCADでは、放射線画像について微分処理を施すことにより、微分値及び輝度が高い領域を石灰化領域として検出する。なお、石灰化領域をさらに高い精度で検出する場合には、例えば、モーフォロジー演算を応用したモーフォロジー処理を行なってもよい。
図9には、2つの放射線画像90L、90Rの石灰化領域を特定した結果の一例が模式的に示されている。同図の***N内の「●」「▲」「■」は、それぞれ石灰化部分92A〜92Cを表わしており、放射線画像90L、90R内の「●」「▲」「■」は、それぞれ***N内の石灰化部分92A〜92Cに対応して記録された石灰化領域94a1〜94c1、94a2〜94c2を表わしている。なお、以下、***N内の石灰化部分92A〜92Cを区別せずに述べる場合は単に石灰化部分92と称し、放射線画像90L、90R内の石灰化領域94a1〜94c1、94a2〜94c2を区別せずに述べる場合は単に石灰化領域94と称する。
次のステップ102では、放射線画像90Rの石灰化領域94a1〜94c1と放射線画像90Lの石灰化領域94a2〜94c2の対応関係を求める。
ここで、図9に示すように、放射線画像90L、90Rに記録される石灰化領域94は、***N内の石灰化部分92の3次元的な位置に応じて、位置が異なる。一方、マンモグラフィでは、***Nが押圧板26によって押圧されて***Nの厚さDが定まるため、***N内の同一の石灰化部分92に対応して放射線画像90L、90Rに石灰化領域94が記録される範囲が定っている。従って、例えば、放射線画像90L、90Rのうち一方の放射線画像の石灰化領域94が存在する位置を基準位置として、他方の放射線画像の当該基準位置から厚さDに応じて定めた範囲内をマッチングによって検索することにより、同一の石灰化部分92に対応して放射線画像90L、90Rに記録された石灰化領域94を求めることができる。これにより、図9では、石灰化領域94a1と94a2が対応し、石灰化領域94b1と94b2が対応し、石灰化領域94c1と94c2が対応していることが求められる。
なお、対応関係を精度良く求めるには、例えば、一方の放射線画像の石灰化領域を他方の放射線画像内で検索すると共に、他方の放射線画像の石灰化領域を一方の放射線画像内で検索して、両方で対応する石灰化領域を見つけるようにしてもよい。また、周辺の石灰化領域の位置関係を加味して対応する石灰化領域を見つけるようにしてもよい。
次のステップ104では、放射線画像90L、90Rの対応する石灰化領域94毎に、放射線画像90L、90R内での対応する石灰化領域94の位置関係及び放射線画像90L、90Rをそれぞれ撮影した際の放射線源30の位置関係に基づいて***N内の石灰化部分92の3次元空間での位置を示す3次元情報を生成する。図9には、放射線画像90L、90Rをそれぞれ撮影した際の放射線源30の位置が放射線源30L、30Rとして示されている。
本実施の形態では、放射線画像90L、90Rの対応する石灰化領域94毎に、放射線源30Lと放射線画像90Lの石灰化領域94を結ぶ直線96L及び放射線源30Rと放射線画像90Rの石灰化領域94を結ぶ直線96Rを求め、直線96Lと直線96Rの交差する位置を特定し、特定した位置を石灰化部分92の3次元空間での位置として3次元情報を生成する。
次のステップ106では、生成した3次元情報をHDD66に記憶させて処理終了となる。
これにより、HDD66には、3次元情報が記憶される。
画像処理装置50は、HDD66に記憶された3次元情報に基づいて3次元空間内で石灰化部分92を示したステレオ画像をステレオ表示装置80に表示させることが可能とされている。画像処理装置50は、操作入力部54に対してステレオ画像表示開始の所定の操作指示が行なわれると、ステレオ視可能な右目用の画像と左目用の画像を作成するステレオ画像作成処理を行ない、ステレオ表示装置80にステレオ画像を表示させる。このステレオ画像を表示させる際、画像処理装置50は、操作入力部54に対して3次元空間内で石灰化部分92を観察する観察方向の指定及び画像の拡大させる拡大率の指定を受け付ける。
図10には本実施の形態に係るCPU60により実行されるステレオ画像作成処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートが示されている。なお、当該プログラムはROM62の所定の領域に予め記憶されている。
同図のステップ150では、右目用の画像と左目用の画像を作成する際に視差角φを決定する。
本実施の形態に係る画像処理装置50は、ステレオ画像を拡大して表示することが可能とされているが、ステレオ画像を拡大して表示した場合、奥行きが強調されてしまい、観察者がステレオ視できない場合がある。
例えば、図11に示すように、右目と左目の距離LEを8cmとし、等倍での観察距離LTを30cmとした場合、等倍での視差角は8°であるが、観察距離LTを1/2とした2倍での視差角は15°となり、観察者がステレオ視できない。
そこで、本実施の形態では、拡大率が大きいほど実際よりも視差角φを小さくして実空間に近い奥行きで表示する。これにより、例えば、ステレオ画像を手術を想定したシミュレーションで用いる場合には、実空間に近い奥行きでシミュレーションを行なうことができる。
本実施の形態では、指定された等倍(拡大率が1倍)の場合、視差角φが8°として指定された拡大率から視差角を算出するが算出した視差角が一定値(例えば、10°)以上の場合、算出した視差角よりも視差角を小さくして右目用の投影画像と左目用の投影画像を作成する。例えば、指定された2倍の場合、実際よりも視差角φを小さくして視差角φが10°となるように視差角φを決定する。
ステップ152では、HDD66に記憶された3次元情報に基づいて右目用の画像と左目用の画像を作成する。
図12には、右目用の画像と左目用の画像を作成する流れが模式的に示されている。なお、図12は、2つの観察方向からそれぞれ右目用の画像と左目用の画像を作成した場合を示している。
同図に示すように、3次元情報には、石灰化部分92(92A、92B、92C)の3次元的な位置が記憶されている。
本実施の形態では、観察方向に対して垂直に仮想的な撮影面21があるものとし、撮影面21に対して視差角φの2つの視点31L、31Rから各石灰化部分92を撮影面21に投影した、右目用の画像と左目用の画像を作成する。
画像の拡大は、仮想的な撮影面21を視点31L、31Rから遠ざけたり、あるいは、3次元情報により示される石灰化部分92を含んだ3次元領域全体を視点31L、31Rに近づけることにより行なうことができる。本実施の形態では、画像を拡大は、等倍での観察距離をLTとした場合、観察距離をLT÷拡大率することにより行なう。
次のステップ154では、作成した右目用の画像を表示部82Rに表示させると共に、作成した左目用の画像を表示部82Lに表示させる。
これにより、医師などの観察者は、放射線画像の読影や診断等を行うことが可能となる。観察者は、偏光メガネ85をかけてステレオ表示装置80を見ることにより、石灰化部分92の分布を立体的に見ることができる。
次のステップ156では、操作入力部54に対して、観察方向又は拡大率を変更する指示がされたか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ150へ移行し、否定判定となった場合はステップ158へ移行する。
これにより、観察者が観察方向又は拡大率が変更された場合は、ステレオ表示装置80に変更された観察方向、拡大率でのステレオ画像が表示される。
ステップ158では、操作入力部54に対して、ステレオ画像表示終了の操作指示が行なわれたか否かを判定し、肯定判定となった場合は処理終了となり、否定判定となった場合はステップ156へ移行する。
以上のように、本実施の形態によれば、2つの放射線画像90L、90Rの各々から石灰化領域94を特定し、特定された石灰化領域94の対応関係を求め、対応する石灰化領域94の放射線画像90L、90R内での位置関係及び放射線画像90L、90Rの撮影の際の放射線源30L、30Rの位置関係に基づいて石灰化領域94の3次元空間での位置を示す3次元情報を生成するので、少ない被曝量で石灰化領域94に関する3次元情報を適切に生成することができる。
また、本実施の形態によれば、3次元情報に基づいて操作入力部54で受付けた観察方向から石灰化領域94を観察する場合の所定の視差角の右目用の画像と左目用の画像を作成し、作成された右目用の画像と左目用の画像をステレオ表示装置80にそれぞれ表示するように制御するので、石灰化領域94を様々な方向から立体視で観察することができる。
なお、放射線画像内の石灰化領域は、小さいため、石灰化領域の所定位置(例えば、重心や中心)の点として石灰化領域の特定を行なうようにしてもよい。
この場合、2つの放射線画像の石灰化領域を含む所定領域の部分画像に対してモーフィングや変形、回転、補間等の各種の画像処理を行なって当該部分画像を観察方向から観察した右目用の部分画像と左目用の部分画像をさらに作成し、右目用の画像と左目用の画像の石灰化領域の位置に作成された右目用の部分画像と左目用の部分画像をそれぞれ表示するようにしてもよい。
また、操作入力部54で受付けた観察方向又は所定方向(例えば、撮影方向)から所定角度ずつ角度を変えて石灰化領域を観察する場合の所定の視差角の右目用の画像と左目用の画像をそれぞれ作成し、所定角度ずつ角度を変えて作成された右目用の画像と左目用の画像をステレオ表示装置80にそれぞれ連続的に表示するようにしてもよい。このように、角度を変えた画像を連続的に表示することにより、観察者が石灰化領域の分布が把握しやすくなる。
なお、上記実施の形態では、マンモグラフィにより撮影された放射線画像に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の放射線画像撮影装置に適用してもよい。
また、上記実施の形態では、異なる位置から放射線を個別に照射して2枚の放射線画像を撮影し、撮影された2枚の放射線画像に基づいて3次元情報を生成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、3枚以上の放射線画像を撮影し、撮影された3枚以上放射線画像に基づいて3次元情報を生成してもよい。
また、上記実施の形態では、病変部として石灰化領域を特定して表示する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、腫瘤やその他の病変を特定して表示するものとしてもよい。
また、上記実施の形態では、2つの表示部82が上下に並んで配置されたステレオ表示装置80を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、奇数ラインと偶数ラインで表示光の偏光方向が直交した1つの表示部の奇数ラインと偶数ラインに右目用の画像と左目用の画像を別々に表示するようにしてもよい。また、右目用の画像と左目用の画像で表示する色を変え、右のレンズと左のレンズで別々の色を透過するメガネを用いて立体視するようにしてもよい。
また、上記実施の形態では、放射線検出器42によって放射線画像を示すデジタルの画像情報を直接得る場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、イメージングプレートやX線フィルム等を内蔵したカセットなどに放射線を照射し、カセットに内蔵されたイメージングプレートやX線フィルムを読み取ることにより、デジタルの画像情報を得るようにしてもよい。
さらに、上記実施の形態では、画像処理装置50において2つの放射線画像から3次元情報を生成し、当該3次元情報に基づいて右目用の画像と左目用の画像を作成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、放射線撮影装置10の撮像装置制御部46や他の画像処理装置において2つの放射線画像から3次元情報を生成する処理を行なわせ、画像処理装置50が生成された3次元情報を受信してHDD66に記憶するものとしてもよい。また、HDD等の記憶手段を備えた記憶装置に3次元情報を記憶させ、画像処理装置50が当該記憶装置の記憶手段に記憶された3次元情報にアクセスし、当該3次元情報に基づいて右目用の画像と左目用の画像を作成するようにしてもよい。
その他、上記実施の形態で説明した放射線画像撮影システム5、放射線撮影装置10、画像処理装置50、及びステレオ表示装置80の構成(図1〜5参照。)は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。
また、上記実施の実施の形態で説明した3次元画像生成処理プログラム及びステレオ画像作成処理プログラムの処理の流れ(図8、図10参照。)も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることは言うまでもない。
5 放射線画像撮影システム
10 撮像装置
24 放射線照射部
30、30L、30R 放射線源
31L、31R 視点
42 放射線検出器
50 画像処理装置
54 操作入力部(受付手段)
60 CPU(特定手段、生成手段、作成手段、制御手段)
66 HDD(記憶手段)
72 通信I/F部(取得手段)
80 ステレオ表示装置(画像表示手段)
82、82L、82R 表示部
90L、90R 放射線画像
92 石灰化部分
94 石灰化領域
N ***(撮影対象部位)
W 被験者
10 撮像装置
24 放射線照射部
30、30L、30R 放射線源
31L、31R 視点
42 放射線検出器
50 画像処理装置
54 操作入力部(受付手段)
60 CPU(特定手段、生成手段、作成手段、制御手段)
66 HDD(記憶手段)
72 通信I/F部(取得手段)
80 ステレオ表示装置(画像表示手段)
82、82L、82R 表示部
90L、90R 放射線画像
92 石灰化部分
94 石灰化領域
N ***(撮影対象部位)
W 被験者
Claims (11)
- 被験者の撮影対象部位に対して放射線源から放射線が異なる位置から個別に照射されて撮影された複数の放射線画像を示す画像情報をそれぞれ取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された各画像情報により示される複数の放射線画像の各々から観察対象とする病変部を特定する特定手段と、
前記特定手段により特定された病変部の対応関係を求め、複数の放射線画像内での対応する病変部の位置関係及び当該複数の放射線画像の撮影の際の前記放射線源の位置関係に基づいて病変部の3次元空間での位置を示す3次元情報を生成する生成手段と、
3次元空間内で病変部を観察する観察方向の指定を受け付ける受付手段と、
前記3次元情報に基づいて前記受付手段で受付けた観察方向から病変部を観察する場合の所定の視差角の右目用の画像と左目用の画像を作成する作成手段と、
画像表示手段に前記作成手段により作成された右目用の画像と左目用の画像をそれぞれ表示するように制御する制御手段と、
を備えた画像処理装置。 - 前記取得手段は、2つの放射線画像を示す画像情報をそれぞれ取得し
前記生成手段は、2つの放射線画像内での対応する病変部の位置関係及び2つの射線画像の撮影の際の前記放射線源の位置関係に基づいて病変部の3次元空間での位置を示す3次元情報を生成する
請求項1記載の画像処理装置。 - 前記受付手段は、画像の拡大して表示する拡大指定をさらに受け付け、
前記作成手段は、指定された拡大率から算出した視差角が一定値以上の場合、算出した視差角よりも視差角を小さくして右目用の投影画像と左目用の投影画像を作成する
請求項1又は請求項2記載の画像処理装置。 - 前記観察対象とする病変部を、微小石灰化クラスタとし、
前記特定手段は、CAD(computer aided detection)によって病変部を特定する
請求項1〜請求項3の何れか1項記載の画像処理装置。 - 前記作成手段は、複数の放射線画像の病変部を含む所定領域の部分画像から当該病変部を前記観察方向から観察した右目用の部分画像と左目用の部分画像をさらに作成し、
前記制御手段は、右目用の画像と左目用の画像の病変部の位置に前記作成手段により作成された右目用の部分画像と左目用の部分画像をそれぞれ表示するように制御する
請求項1〜請求項4の何れか1項記載の画像処理装置。 - 前記作成手段は、前記3次元情報に基づいて前記受付手段で受付けた観察方向又は所定方向から所定角度ずつ角度を変えて病変部を観察する場合の右目用の画像と左目用の画像をそれぞれ作成し、
前記制御手段は、前記画像表示手段に前記作成手段により所定角度ずつ角度を変えて作成された右目用の画像と左目用の画像をそれぞれ連続的に表示するように制御する
請求項1〜請求項5の何れか1項記載の画像処理装置。 - 前記画像表示手段は、右目用と左目用の画像をそれぞれ表示可能な2つの表示部を有し、
前記制御手段は、前記表示手段の2つの表示部に前記作成手段により作成された右目用の画像と左目用の画像をそれぞれ表示するように制御する
請求項1〜請求項6の何れか1項記載の画像処理装置。 - 被験者の撮影対象部位に対して放射線源から放射線が異なる位置から個別に照射されて撮影された複数の放射線画像の各々から観察対象とする病変部が特定されて当該病変部の対応関係が求められ、複数の放射線画像内での対応する病変部の位置関係及び当該複数の放射線画像の撮影の際の前記放射線源の位置関係に基づいて生成された病変部の3次元空間での位置を示す3次元情報を記憶する記憶手段と、
3次元空間内で病変部を観察する観察方向の指定を受け付ける受付手段と、
前記記憶手段に記憶された前記3次元情報に基づいて前記受付手段で受付けた観察方向から病変部を観察する場合の所定の視差角の右目用の画像と左目用の画像を作成する作成手段と、
画像表示手段に前記作成手段により作成された右目用の画像と左目用の画像をそれぞれ表示するように制御する制御手段と、
を備えた画像処理装置。 - 被験者の撮影対象部位に対して放射線源から放射線が異なる位置から個別に照射されて撮影された複数の放射線画像の各々から観察対象とする病変部が特定されて当該病変部の対応関係が求められ、複数の放射線画像内での対応する病変部の位置関係及び当該複数の放射線画像の撮影の際の前記放射線源の位置関係に基づいて生成された病変部の3次元空間での位置を示す3次元情報を記憶する記憶手段を有する記憶装置と、
前記記憶装置と通信を行なう通信手段、3次元空間内で病変部を観察する観察方向の指定を受け付ける受付手段、前記通信手段を介して前記記憶装置の前記記憶手段に記憶された前記3次元情報にアクセスし、当該3次元情報に基づいて前記受付手段で受付けた観察方向から病変部を観察する場合の所定の視差角の右目用の画像と左目用の画像を作成する作成手段、及び画像表示手段に前記作成手段により作成された右目用の画像と左目用の画像をそれぞれ表示するように制御する制御手段を有する画像処理装置と、
を備えた画像処理システム。 - 被験者の撮影対象部位に対して放射線源から放射線が異なる位置から個別に照射されて撮影された複数の放射線画像を示す画像情報をそれぞれ取得する取得手段、前記取得手段により取得された各画像情報により示される複数の放射線画像の各々から観察対象とする病変部を特定する特定手段、及び前記特定手段により特定された病変部の対応関係を求め、複数の放射線画像内での対応する病変部の位置関係及び当該複数の放射線画像の撮影の際の前記放射線源の位置関係に基づいて病変部の3次元空間での位置を示す3次元情報を生成する生成手段を有する第1の画像処理装置と、
前記生成手段により生成された前記3次元情報を記憶する記憶手段と、
3次元空間内で病変部を観察する観察方向の指定を受け付ける受付手段、前記記憶手段に記憶された前記3次元情報にアクセスし、当該3次元情報に基づいて前記受付手段で受付けた観察方向から病変部を観察する場合の所定の視差角の右目用の画像と左目用の画像を作成する作成手段、及び画像表示手段に前記作成手段により作成された右目用の画像と左目用の画像をそれぞれ表示するように制御する制御手段を有する第2の画像処理装置と、
を備えた画像処理システム。 - コンピュータを、請求項1〜請求項7のいずれか1項記載の画像処理装置における特定手段、生成手段、作成手段、及び制御手段として機能させるためのプログラム。
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