JP3172799B2

JP3172799B2 - 胸部放射線画像の画像処理装置

Info

Publication number: JP3172799B2
Application number: JP00847791A
Authority: JP
Inventors: 亜紀子柳田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1991-01-28
Filing date: 1991-01-28
Publication date: 2001-06-04
Anticipated expiration: 2016-06-04
Also published as: JPH04250142A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は胸部放射線画像の画像処
理装置に関し、詳しくは、人体胸部の放射線画像におい
て、特に観察の中心となる肺野部が心臓に重なっている
部分も含めて見やすいコントラストに仕上げられるよう
にした装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線画像のような放射線画像は、病気診
断用などに多く用いられており、このＸ線画像を得るた
めに、被写体を透過したＸ線を蛍光体層（蛍光スクリー
ン）に照射し、これにより可視光を生じさせてこの可視
光を通常の写真と同様に銀塩を使用したフィルムに照射
して現像した、所謂、放射線写真が従来から多く利用さ
れている。

【０００３】しかし、近年、銀塩を塗布したフィルムを
使用しないで、蛍光体層から直接画像を取り出す方法が
工夫されるようになってきている。この方法としては、
被写体を透過した放射線を蛍光体に吸収せしめ、しかる
後、この蛍光体を例えば光又は熱エネルギーで励起する
ことによりこの蛍光体が上記吸収により蓄積している放
射線エネルギーを蛍光として放射せしめ、この蛍光を光
電変換して画像信号を得る方法がある。

【０００４】具体的には、例えば米国特許3,859,527 号
及び特開昭55−12144 号公報等に、輝尽性蛍光体を用い
可視光線又は赤外線を輝尽励起光とした放射画像変換方
法が示されている。この方法は、支持体上に輝尽性蛍光
体層を形成した放射画像変換パネルを使用するもので、
この変換パネルの輝尽性蛍光体層に被写体を透過した放
射線を当て、被写体各部の放射線透過度に対応する放射
線エネルギーを蓄積させて潜像を形成し、しかる後、こ
の輝尽層を輝尽励起光で走査することによって蓄積され
た放射線エネルギーを放射させてこれを光に変換し、こ
の光信号を光電変換して放射線画像信号を得るものであ
る。

【０００５】このようにして得られた放射線画像信号
は、そのままの状態で、或いは画像処理を施されて銀塩
フィルム，ＣＲＴ等に出力されて可視化されるが、コン
ピュータによる画像処理のためにデジタル化されること
が多い。また、デジタル化された放射線画像信号は、半
導体記憶装置，磁気記憶装置，光ディスク記憶装置，光
磁気記憶装置等の画像記憶装置に格納され、その後必要
に応じてこれらの画像記憶装置から取り出されて銀塩フ
ィルム，ＣＲＴ等に出力されて可視化される場合もあ
る。

【０００６】また、放射線画像を記録した銀塩フィルム
に、レーザ・蛍光灯などの光源からの光を照射して、銀
塩フィルムの透過光を得て、かかる透過光を光電変換し
て放射線画像信号を得て、更にデジタル化する方法もあ
る。前述のように放射線画像を記録した銀塩フィルムか
らのデジタル放射線画像信号を得る装置の構成として
は、光ビームを銀塩フィルム上に一次元的に走査させる
と同時に、該銀塩フィルムを走査方向と直交する方向に
搬送させ、光源と反対側に設けた光検出器で透過光を検
出するよう構成したり、また、光源を内蔵する透明なド
ラムの側面に放射線画像を記録した銀塩フィルムを貼り
付け、前記ドラムを回転させると同時に、透過光を光検
出器に導くアパーチャを前記ドラムの回転軸と平行に移
動させるよう構成されたものなどがある。

【０００７】ところで、上記のようにして得た放射線画
像信号を再生する際には、再生画像における関心領域
（医療用における診断に必要な画像部分を含む領域）の
濃度を一定に仕上げる目的、及び、人体の構造や病変の
陰影をより見やすく出力する目的で、階調処理や空間周
波数処理等の画像処理を施してからＣＲＴ等に出力して
可視化し、診断に供するようにしている。

【０００８】前記階調処理としては、特公昭６３−２６
５８５号公報に開示されるようなものがあり、前記空間
周波数処理としては、特公昭６２−６２３７３号公報に
開示されるようなものが知られている。前記階調処理
は、画像信号レベルと出力濃度（又は輝度) との対応
を、所望の階調が得られるように定める処理であり、特
に人体胸部の放射線画像に適用される階調処理として、
従来、特公平１−３３８１８号公報に開示されるような
ものがある。

【０００９】前記特公平１−３３８１８号公報に開示さ
れる胸部放射線画像の階調処理装置においては、以下の
ようにして階調処理条件（階調変換テーブル）を決定し
ている。即ち、図12に示すように、人体胸部の放射線画
像のヒストグラムにおいては、肺野部と心臓部とに相当
する信号値の頻度がそれぞれ高くなるので、これらの信
号の山の中央の落ち込み部を、肺野部と心臓部（縦隔
部）との境界部に相当する信号値Ｓ₀として用い、かか
る境界信号値Ｓ₀よりも高い側Ｓ₀〜Ｓ_max（肺野部
側）のコントラストを全体的に上昇させ、逆に、前記境
界信号値Ｓ₀よりも低い側Ｓ_min〜Ｓ₀（心臓側）のコ
ントラストを全体的に低下させるように階調処理条件を
決定する（図13参照）。このようにして階調処理条件を
決定することにより、心臓部のコントラストは低下する
が代わりに肺野部のコントラストが向上するので、医療
用として特に観察の中心となる肺野部において、情報量
を多く得られて診断的に見やすい画像となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、心臓の大き
さには個人差があり、心臓の小さい被写体の胸部画像の
ヒストグラムと、心臓の大きい被写体（心臓と重なる肺
部分が多い被写体）の胸部画像のヒストグラムとは、図
14及び図15に示すように大幅な違いを示すことになる。

【００１１】しかしながら、上記のようにヒストグラム
の傾向が大幅に異なる場合であっても、ヒストグラムの
谷部における境界値Ｓ₀を基準とする最大値Ｓ_max及び
最小値Ｓ_minまでの信号幅それぞれが同じであって、Ｓ
₀−Ｓ_min＝Ｓ₀'−Ｓ_min' かつＳ_max−Ｓ₀＝Ｓ
_max' −Ｓ₀'であると、上記従来の階調処理条件の設定
では、同じ階調処理条件（階調変換テーブル）が設定さ
れることになる。このため、例えば心臓の小さな方で適
切な階調処理条件が設定されるように予めマッチングさ
せてあると、逆に、心臓が大きく心臓と重なる肺部分が
大きい被写体の画像信号を階調処理させたときに、所望
の階調が得られなくなり、特に、心臓に重なる肺部分で
充分な情報量が得られなくなってしまうことがあった。

【００１２】即ち、従来の階調処理条件の設定では、心
臓が小さく、心臓と重なる肺部分が小さい場合には、肺
野部分と心臓部とを前記境界値Ｓ₀に基づき信号上で分
けて、関心領域である肺野部のコントラストを高めるこ
とができるが、心臓が大きく心臓と重なる肺部分が大き
くなると、この重なった部分でのコントラストを低下さ
せるように階調処理条件が設定されるので、心臓部と重
なる肺部分で充分な情報が得られなくなり、特に、肺野
部における診断性を損ねることになっていたものであ
る。

【００１３】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、被写体の体型、特に心臓の大きさに影響されるこ
となく、胸部放射線画像における関心領域である肺野部
が、心臓に重なる部分も含めて診断性に優れた見やすい
コントラストに仕上げられるようにすることを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そのため本発明にかかる
胸部放射線画像の画像処理装置は、図１に示すように構
成される。図１において、面積比検出手段は、胸部放射
線画像における肺野部と縦隔部との面積比に相関するパ
ラメータを検出し、処理条件決定手段は、前記パラメー
タに基づいて画像処理条件を決定する。そして、画像処
理手段は、前述のように肺野部と縦隔部との面積比に相
関するパラメータに基づき決定された画像処理条件に従
って、胸部放射線画像を画像処理する。

【００１５】ここで、前記面積比に基づき画像処理条件
が決定され、胸部放射線画像を処理する画像処理として
は、階調処理又は空間周波数処理とすることができる。

【００１６】

【作用】かかる構成によると、肺野部と縦隔部との面積
比に基づいて画像処理条件が決定されるが、縦隔部の面
積が比較的大きい場合には、間接的に心臓が大きいこ
と、引いては心臓に重なる肺部分が大きいことを示すの
で、心臓の大きさに応じて画像処理条件を決定させるこ
とができるものである。

【００１７】一般に、情報量の多い画像部分のコントラ
ストを比較的高くすると見やすい画像となり、胸部放射
線画像で肺野部が関心領域である場合には、心臓と重な
る肺部分が大きい場合にはかかる部分での情報量が多く
なる。従って、心臓が大きい場合には、かかる心臓部と
重なる肺部分のコントラストを比較的高くすることが望
まれるが、本発明では、上記のように肺野部と心臓部を
含む縦隔部との面積比で画像処理条件を決定するから、
心臓の大きさに影響されずに関心領域である肺野部を見
やすいコントラストに仕上げることが可能となる。

【００１８】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。一実施例
を示す図２は、本発明にかかる胸部放射線画像の画像処
理装置を含む放射線画像情報記録読取装置であって、医
療用として人体の胸部正面の放射線撮影に適用したもの
である。

【００１９】ここで、放射線発生源１は、放射線制御装
置２によって制御されて、被写体である人体胸部Ｍに向
けて放射線（一般的にはＸ線）を照射する。記録読取装
置３は、人体胸部Ｍを挟んで放射線源１と対向する面に
放射線画像変換パネル４を備えており、この変換パネル
４は放射線源１からの照射放射線量に対する人体胸部Ｍ
の放射線透過率分布に従ったエネルギーを輝尽性蛍光体
層に蓄積し、そこに人体胸部Ｍの潜像を形成する。

【００２０】前記変換パネル４は、支持体上に輝尽性蛍
光体層を、輝尽性蛍光体の気相堆積、或いは輝尽性蛍光
体塗料塗布によって設けてあり、該輝尽性蛍光体層は環
境による悪影響及び損傷を遮断するために、保護部材に
よって遮蔽若しくは被覆されている。尚、前記輝尽性蛍
光体材料としては、例えば、特開昭６１−７２０９１号
公報、或いは、特開昭５９−７５２００号公報に開示さ
れるような材料が使われる。

【００２１】光ビーム発生部（ガスレーザ，固体レー
ザ，半導体レーザ等）５は、出射強度が制御された光ビ
ームを発生し、その光ビームは種々の光学系を経由して
走査器６に到達し、そこで偏向を受け、更に、反射鏡７
で光路を偏向させて、変換パネル４に輝尽励起走査光と
して導かれる。集光体８は、輝尽励起光が走査される変
換パネル４に近接して光ファイバからなる集光端が位置
され、上記光ビームで走査された変換パネル４からの潜
像エネルギーに比例した発光強度の輝尽発光を受光す
る。９は、集光体８から導入された光から輝尽発光波長
領域の光のみを通過させるフィルタであり、該フィルタ
９を通過した光は、フォトマル10に入射して、その入射
光に対応した電流信号に光電変換される。

【００２２】フォトマル10からの出力電流は、電流／電
圧変換器11で電圧信号に変換され、増幅器12で増幅され
た後、Ａ／Ｄ変換器13でデジタルデータ（デジタル放射
線画像信号）に変換される。そして、このデジタル画像
信号は、画像処理装置14において順次画像処理されて、
画像処理後の画像信号がインターフェイス16を介してプ
リンタ17に伝送されるようになっている。

【００２３】15は画像処理装置14における画像処理を制
御するＣＰＵであり、Ａ／Ｄ変換器13から出力されるデ
ジタルの放射線画像データに対して階調処理を含む種々
の画像処理（例えば空間周波数処理，拡大，縮小，移
動，回転，統計処理等）を画像処理装置14において施さ
せ、診断に適した形としてからプリンタ17に出力させ、
プリンタ17で胸部放射線画像のハードコピーが得られる
ようにする。

【００２４】尚、インタフェイス16を介して接続される
のは、ＣＲＴ等のモニタであっても良く、更に、半導体
記憶装置などの記憶装置（ファイリングシステム）であ
っても良い。18は読取ゲイン調整回路であり、この読取
ゲイン調整回路18により光ビーム発生部５の光ビーム強
度調整、フォトマル用高圧電源19の電源電圧調整による
フォトマル10のゲイン調整、電流／電圧変換器11と増幅
器12のゲイン調整、及びＡ／Ｄ変換器13の入力ダイナミ
ックレンジの調整が行われ、放射線画像信号の読取ゲイ
ンが総合的に調整される。

【００２５】前記画像処理装置14の本発明にかかる階調
処理に関わる部分は、具体的には図３に示すように構成
されている。即ち、変換パネル４の輝尽性蛍光体層から
光電的に読み取られた人体胸部Ｍの放射線画像信号は、
まず、肺野・縦隔認識部21に入力され、ここで、撮影さ
れた人体胸部Ｍの放射線画像中における肺野部及び縦隔
部の領域がそれぞれに認識される。

【００２６】そして、次の面積比検出手段としての面積
比検出部22では、前記決定された肺野部及び縦隔部の領
域に基づいて、肺野部と縦隔部との面積比に相関するパ
ラメータを検出する。処理条件決定手段としての階調処
理条件決定部23では、予め設定されたロジックに従って
前記面積比に相関するパラメータに基づき階調処理条件
を決定する。

【００２７】画像処理手段としての階調処理部24では、
前記階調処理条件決定部23での条件決定を受けて、記録
読取装置３からの放射線画像信号を階調処理し、この階
調処理を施された胸部放射線画像信号を、インタフェイ
ス16を介してプリンタ17に出力する。

【００２８】また、特開昭５８−６７２４０号公報に開
示されるような「先読み」によって得られた画像信号に
基づき階調処理条件を決定させるようにしても良い。前
記「先読み」とは、観察読影に供される「本読み」に先
立って、「本読み」よりも低いエネルギーの励起光で輝
尽発光させて画像信号を読み取ることであり、「先読
み」によって得られた画像信号から階調処理条件を決定
し、かかる決定を受けて「本読み」で得られた画像信号
を階調処理する。

【００２９】前記プリンタ17は例えば図４に示すように
構成される。図４において、インタフェイス16を介して
読み出されたデジタル放射線画像信号は、まずバッファ
メモリ30を介して信号補正回路31で各種の信号補正処理
を施された後、Ｄ／Ａ変換器32によってアナログ信号に
変換される。そして、このアナログ信号に応じてレーザ
光を変調すべく、Ｄ／Ａ変換器32の出力を変調器駆動回
路33に入力させ、この変調器駆動回路33はＤ／Ａ変換器
32の出力レベルに応じた駆動電圧を光変調器34に出力す
る。

【００３０】光変調器34は、前記駆動電圧に基づき画像
信号レベルに応じてレーザ光源35から発光されたレーザ
光を変調し、ここで変調されたレーザ光は図示しないモ
ータによって回転する偏向ミラー（ポリゴンミラー）36
の多角形状の反射面に反射されて、主走査方向に振り分
けられる。尚、偏向ミラーとしてはガルバノメータミラ
ーを用いても良い。

【００３１】偏向ミラー36からの反射光は、ｆθレンズ
37を通過して一定の走査速度に調整され、該走査光が副
走査方向に搬送される記録媒体（感光材料）38に受光さ
れることによって、記録媒体38上に２次元の放射線画像
を記録し、その後記録媒体38を現像処理することでデジ
タル放射線画像のハードコピーが得られるようになって
いる。

【００３２】次に、図３にその詳細構成が示される画像
処理装置14において行われる本発明にかかる階調処理の
様子を詳細に説明する。まず、肺野・縦隔認識部21で
は、例えば特開昭６３−２４０８３２号公報に開示され
るような公知の方法によって肺野の輪郭抽出を行う。即
ち、左右の肺野輪郭は、図５に示すように、外側輪郭線
ＡＲ，ＡＬと内側輪郭線ＢＲ，ＢＬと横隔膜輪郭線Ｃ
Ｒ，ＣＬとからそれぞれ形成されている。

【００３３】そして、前記輪郭線ＡＲ，ＡＬ，ＢＲ，Ｂ
Ｌを認識するときには、まず、横方向の１行分の画像デ
ータについてのプロファイルを図６に示すように求め、
それらの値からいくつかの濃度閾値を求める。次に、前
記閾値の範囲内の値をもつ画像データの中で、ある点に
ついて前後の点との関係が後述の特定条件を満足すると
きには、そのある点の位置をその行における肺野の輪郭
の列の位置として記録する。

【００３４】前記特定条件としては、極小となる点（例
えば図６のａ点；外側輪郭線ＡＲ，ＡＬを求める点），
傾きが最小となる点（例えば図６にｃ点；極小点が得ら
れない場合に外側輪郭線ＡＲ，ＡＬを求める点），傾き
が最大となる点（例えば図６のｂ点；内側輪郭線ＢＲ，
ＢＬを求める点）等があり、これらの条件を満足する点
を探し出す。

【００３５】更に、解析の対象となっている画像上の位
置，求められた点の位置，求められた点の信号レベル
（濃度値），求められた点における値の傾き，用いた閾
値の範囲等を総合的に判断し、いずれの輪郭の点である
か或いはノイズであるかを決定する。例えば右肺野の外
側輪郭線ＡＲを構成する点であれば、画像に向かって左
側１／３の範囲に存在し、「全濃度データの平均値以下
の値をもち、前後の点との関係は極小或いは傾きが零と
なる点」といった条件を満足する点を検索する。このよ
うにして、画像データの各行についてそれぞれの輪郭を
構成する点の位置を求め、必要な部分について結び合わ
せることにより、それぞれの輪郭線が得られる。横隔膜
の輪郭線ＣＲ，ＣＬについては、上記のような方法と同
様なことを画像の縦方向（列方向）で行うことで得ら
れ、これによって肺野全体の輪郭が求められる。

【００３６】縦隔は、左右の肺によって挟まれる領域で
あるから、上記のようにして肺野の領域Ｌが求められれ
ば、縦隔領域Ｍも認識されることになる。尚、肺野領域
Ｌ及び縦隔領域Ｍの認識は、上記の方法に限定されるも
のではなく、以下のような種々の態様が想定される。肺
野領域Ｌ及び縦隔領域Ｍ認識の他の実施例として、ま
ず、画像データのうち全体に対して画像処理に影響が小
さい画像の上部と下部とを省いた部分の縦方向のプロジ
ェクション値（画像データの縦方向の累積値）を求め
る。本実施例では、図７に示すように、上下端からそれ
ぞれ約１／３の領域を除いた中央部分のプロジェクショ
ン値を求めた。

【００３７】そして、求められた縦方向のプロジェクシ
ョンから、中央部分の１／３の範囲（図７における１／
３Ｘ〜２／３Ｘの範囲）でプロジェクション値（濃度）
が最小値ＰＣを持つ点を正中線のコラムＸＣとする。ま
た、画像全体の右側及び左側の１／3 のコラム（図７中
０〜１／３Ｘの範囲と２／３Ｘ〜Ｘの範囲）において、
画像データの中央側から外側（図７中左側及び右側）に
向かってそれぞれ移動し、各移動点のプロジェクション
値と後述のしきい値ＴＲ，ＴＬとを比較する。そして、
プロジェクション値が最初にしきい値ＴＲ，ＴＬ以下に
なった位置を左端ＸＲと右端ＸＬとしてそれぞれ決定す
る。

【００３８】前記しきい値ＴＲ，ＴＬは、前記各範囲に
おけるプロジェクション値の最大値ＰＲＸ，ＰＬＸと前
記最小値ＰＣとに基づいて次式によりそれぞれ求められ
る。ＴＬ＝｛（Ｋ１−１）×ＰＬＸ＋ＰＣ｝／Ｋ１ＴＲ＝｛（Ｋ２−１）×ＰＲＸ＋ＰＣ｝／Ｋ２上記演算式でＫ１，Ｋ２は定数であり、例えばＫ１＝Ｋ
２＝５に設定される。

【００３９】また、前記正中線ＸＣと右端との間で、右
肺野の横方向のプロジェクション値（画像データの横方
向の累積値）を求める。ここで、画像データの中央部
（図７中の１／２Ｙ）から上方と下方とに向かってそれ
ぞれ移動し、各移動点のプロジェクション値を求め、該
プロジェクション値と後述のしきい値ＴＴと比較する。
そして、プロジェクション値がしきい値ＴＴ以下に最初
になった位置を右肺野の上端とする。また、中央部から
下方においては、求められたプロジェクション値と後述
のしきい値ＴＢとを比較し、プロジェクション値がしき
い値ＴＢ以下になった位置を右肺野の下端とする。

【００４０】前記しきい値ＴＴ，ＴＢは、１／４Ｙ〜１
／２Ｙと１／２Ｙ〜４／５Ｙとの範囲で求められたプロ
ジェクション値の最大値ＰＴＸ，ＰＢＸと、各最大値よ
り上方及び下方の領域でそれぞれ求められたプロジェク
ション値の最小値ＰＴＮ，ＰＢＮとに基づいて、次式に
よりそれぞれ求められる。ＴＴ＝｛（Ｋ３−１）×ＰＴＸ＋ＰＴＮ｝／Ｋ３ＴＢ＝｛（Ｋ４−１）×ＰＢＸ＋ＰＢＮ｝／Ｋ４上記演算式でＫ３，Ｋ４は定数であり、例えばＫ３＝1
0，Ｋ４＝６に設定される。

【００４１】正中線ＸＣから左端までの画像データにつ
いても前述と同様な処理を行って、左肺野の上端と下端
とする。上記のようにして求められた右肺野の上端と左
肺野の上端とを比較し、これらのうちより上方に位置す
る上端を、肺野の全体の上端ＹＴとして決定する。ま
た、同様にして、上記のようにして求められた右肺野の
下端と左肺野の下端とを比較し、これらのうちより下方
に位置する下端を肺野全体の下端ＹＢとして決定する。

【００４２】このようにして、図８に破線で示すよう
に、肺野領域を含む矩形領域が認識されると、次に前述
の輪郭抽出を用いて肺野の内側輪郭抽出を行って、前記
矩形領域内で肺野領域Ｌと縦隔領域Ｍとを分離する。ま
た、上記のようにして決定された肺野領域を含む矩形領
域内において、ヒストグラム又はプロジェクションを用
いるなどして肺野領域Ｌと縦隔領域Ｍとを分離するため
のしきい値を設定し、矩形領域内の画素毎の画像信号と
前記しきい値とを比較することで、矩形領域内を、肺野
領域Ｌと縦隔領域Ｍとの２領域に分割させることもでき
る。

【００４３】上記のような種々の方法によって画像全体
の中での肺野領域Ｌと縦隔領域Ｍとがそれぞれ認識され
ると、次の面積比検出部22では、肺野領域Ｌと縦隔領域
Ｍとの面積比に相関するパラメータを検出するが、具体
的には、肺野領域Ｌに含まれる画素数Ｎ_Lと、縦隔領域
Ｍに含まれる画素数Ｎ_Mとをそれぞれに計数し、前記パ
ラメータとして画素数比Ｎ_M／Ｎ_Lを演算する。

【００４４】尚、肺野領域Ｌと縦隔領域Ｍとの面積比に
相関するパラメータとしては、上記画素数比Ｎ_M／Ｎ_L
の他に、図９に示すように、長さ比を用いることもでき
る。即ち、図９に示すように、肺野領域を含む矩形領域
内で肺野の内側輪郭抽出を行い、前記矩形領域内で肺野
領域Ｌと縦隔領域Ｍとを分離し、ここで、例えば前記矩
形領域を縦方向に３等分したときの下から１／３の分割
線上において、肺野の輪郭と交差する輪郭点を求め、矩
形領域の左右端それぞれから前記輪郭点までの長さＬ
_W1,Ｌ_W2を左肺野及び右肺野の大きさを表す値として設
定する一方、輪郭点間の距離Ｍ_Wを縦隔部の大きさを表
す値として設定し、Ｍ_W／（Ｌ_W1＋Ｌ_W2）を肺野領域Ｌ
と縦隔領域Ｍとの面積比に相関するパラメータとして用
いることもできる。

【００４５】肺野領域Ｌと縦隔領域Ｍとの面積比に相関
するパラメータが前述のようにして設定されると、次に
階調処理条件決定部23では、前記パラメータに基づいて
階調処理条件を決定する。かかる階調処理条件の決定に
おいては、例えば、図10に示すように、予め階調変換テ
ーブル（階調処理条件）を２種類Ａ，Ｂ設定しておい
て、肺野領域Ｌと縦隔領域Ｍとの面積比に相関するパラ
メータとして例えば前記画素数比Ｎ_M／Ｎ_Lを用いる場
合には、画像毎に求められる画素数比Ｎ_M／Ｎ_Lと所定
値ｒ₁とを比較し、画素数比Ｎ_M／Ｎ_Lが所定値ｒ₁未
満であるか、又は、所定値ｒ₁以上であるかによって、
前記２種類の階調変換テーブルＡ，Ｂのいずれか一方を
選択させるようにする。

【００４６】ここで、縦隔領域Ｍの面積が大きい場合、
換言すれば、心臓が大きい被写体である場合には、縦隔
部（比較的低信号部）のコントラストを比較的大きくし
て、心臓と重なる肺部分を見やすくすることが要求され
るので、図10に示すような２種類の階調変換テーブル
Ａ，Ｂが予め設定されている場合であって、Ｎ_M／Ｎ_L
≧ｒ₁であると判別され、心臓が比較的大きいと予測さ
れるときには、低信号部（低透過率側）のコントラスト
がＡに比べて高められているＢの階調変換テーブルが選
択されるようにする。逆に、Ｎ_M／Ｎ_L＜ｒ₁であると
判別され、心臓が比較的小さいと予測されるときには、
心臓部に重なっている肺部分が小さいから、Ｂに比べ縦
隔部のコントラストが相対的に低下されて肺野部のコン
トラストがより高められているＡの階調変換テーブルが
選択されるようにする。

【００４７】尚、肺野領域Ｌと縦隔領域Ｍとの面積比に
相関するパラメータ（Ｎ_M／Ｎ_LやＭ_W／（Ｌ_W1＋
Ｌ_W2）など）を大小の２段階に判別するのではなく、３
段階以上に判別するようにすると共に、これらの判別段
階数に対応させて予め階調変換テーブルを設定しておい
ても良い。また、図11に示すように、基本の階調変換テ
ーブルｆ（ｘ）を設定しておき、かかる基本階調変換テ
ーブルｆ（ｘ）を、肺野領域Ｌと縦隔領域Ｍとの面積比
に相関するパラメータに基づいて補正して、肺野領域Ｌ
と縦隔領域Ｍとの面積比に応じて階調変換テーブルを変
更させるようにしても良い。

【００４８】図11において、基本の階調変換テーブルｆ
（ｘ）の他に、該基本変換テーブルｆ（ｘ）の比較的低
信号側のコントラスト特性を補正するための補正関数ｇ
（ｘ）を設定しておく一方、Ｎ_M／Ｎ_Lの増大に応じて
補正係数αを増大設定する補正マップを設けておき、最
終的な階調変換テーブルが、ｆ（ｘ）＋ｇ（ｘ）・αと
して設定されるようになっている。

【００４９】ここでも、肺野領域Ｌの面積に対して縦隔
領域Ｍが大きくなると、縦隔部を含む比較的低信号側の
コントラストをより大きくするような階調変換テーブル
の設定が行われ、逆に、縦隔領域Ｍが小さくなると、低
信号側のコントラストを相対的に低下させて肺野領域Ｌ
に対応する高信号側のコントラストをより高める階調変
換テーブルの設定が行われることになる。

【００５０】このように、肺野領域Ｌと縦隔領域Ｍとの
面積比に相関するパラメータに基づいて、縦隔領域Ｍの
面積が大きいときほど、縦隔部を含む比較的低信号側の
コントラストをより大きくするような階調変換テーブル
の設定がなされれば、縦隔部が広く心臓の大きな被写体
において、心臓と重なる肺部分で充分なコントラストを
得ることができる。逆に、縦隔部が小さく心臓に重なる
肺部分が小さいときには、心臓と重ならない肺野領域Ｌ
に対してより高いコントラストを与えることができ、診
断上の関心領域である肺野部を、心臓の大きさに影響さ
れずに見やすい階調に仕上げることができ、以て、、診
断性を向上させることができる。

【００５１】尚、上記のようにして肺野領域Ｌと縦隔領
域Ｍとの面積比に相関するパラメータに基づき設定され
た階調変換テーブルを、画像個々のデータ分布状況に基
づき適宜補正して用いることが好ましい。かかる画像デ
ータ分布に基づく階調変換テーブルの補正は、例えば特
開昭５９−８３１４９号公報に開示されるように、基本
階調変換曲線を平行移動させたり或いは回転させること
で、個々の画像における有効画像信号幅や有効画像信号
レベルに応じた所望の階調変換曲線とするものである。

【００５２】また、階調処理を施した再生画像の好まし
い濃度範囲又は輝度範囲は、画像の部位及び撮影条件に
よって異なるが、例えばハードコピーにおいては、最低
濃度としてフィルムのかぶり濃度〜（かぶり濃度＋0.
3）の範囲が好ましく、最高濃度として2.0 〜3.5 の範
囲が好ましい。また、特に胸部画像においては肺野が診
断上最も重要な領域であり、肺野部の最高濃度が1.3 〜
2.4 の範囲にあることが好ましく、1.6 〜2.2 の範囲が
特に好ましい。即ち、胸部画像の階調処理条件として
は、例えば前記最高濃度・最低濃度・肺野部最高濃度の
３条件を満足するように作成した滑らかな非線形の階調
処理テーブルを使用するのが好ましい。

【００５３】また、本発明にかかる階調処理を施された
胸部放射線画像信号は、上記のように直ちにプリンタ17
によってハードコピーさせるようにしても良いが、ＣＲ
Ｔ上に再生させたり、又は、ファイリングシステムに一
旦記憶させ、必要なときに読み出してハードコピーした
りＣＲＴに表示させるようにしても良い。胸部放射線画
像をファイリングシステムに記憶させる際には、本発明
にかかる階調処理を施された処理済の放射線画像信号を
記憶させても良いが、処理前の胸部放射線画像信号と本
発明に基づいて決定した階調処理条件（階調変換テーブ
ル）とを対にして記憶し、読み出し時に階調処理を行う
ようにしても良い。

【００５４】また、本実施例においては、肺野部と縦隔
部との面積比に基づいて施す画像処理の例として階調処
理について説明したが、前記画像処理は階調処理に限る
ものではなく、特公昭６２−６２３７３号公報に開示さ
れるような空間周波数処理に適用しても良い。即ち、心
臓と重なる肺野部の構造は、低空間周波数成分が多いの
で、縦隔領域Ｍの肺野領域Ｌに対する面積比が大きい場
合には、比較的低空間周波数で強調度がピークをもつよ
うに周波数パラメータの値（周波数の強調特性）を定め
ることにより、心臓と重なる肺部分を強調して見やすく
することができる。また、縦隔領域Ｍの肺野領域Ｌに対
する面積比が大きい場合には、強調度パラメータ（特公
昭６２−６２３７３号公報における強調係数β）を大き
くして、心臓と重なる肺部分のコントラストの低さを補
うこともできる。この場合、前記βは信号全体にわたっ
て大きくしても良いし、縦隔領域の画像信号に対応する
βを選択的に大きくしても良い。尚、前記周波数パラメ
ータ（周波数の強調特性）と強調度パラメータの変化
（強調係数βの変化）を組み合わせて処理させるように
しても良い。

【００５５】更に、本実施例では、輝尽性蛍光体層から
光電的に読み取った胸部放射線画像信号を階調処理する
構成としたが、輝尽性蛍光体を用いた画像読取りに限定
されるものではなく、その他の２次元的放射線ディテク
タを用いた構成であっても良い。例えば胸部放射線画像
を記録した銀塩フィルムに、レーザ・蛍光灯などの光源
からの光を照射して、銀塩フィルムの透過光を得て、か
かる透過光を光電変換して胸部放射線画像信号を得る構
成であっても良い。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、人
体胸部の放射線画像において、肺野部と縦隔部との面積
比に基づいて画像処理条件を決定するようにしたので、
心臓が大きく心臓に重なる肺部分が大きいときに、かか
る重なり部分でのコントラストを比較的高くし、関心領
域である肺野部を見やすいコントラストに仕上げること
ができ、逆に、心臓が小さいときには肺野部におけるコ
ントラストをより高めた画像処理を施すことができ、胸
部放射線画像において心臓の大きさに影響されることな
く見やすい画像が得られ、特に医療用では診断性を向上
させることができるようになるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を示すブロック図。

【図２】本発明の一実施例を示す全体システム概略図。

【図３】実施例における階調処理部の構成を示すブロッ
ク図。

【図４】プリンタの構成例を示すブロック図。

【図５】肺野の輪郭線を示す線図。

【図６】プロファイルに基づく輪郭抽出の様子を示す線
図。

【図７】肺野領域を含む矩形領域の認識の様子を示す線
図。

【図８】肺野領域を含む矩形領域における肺野領域と縦
隔領域との分割状態を示す線図。

【図９】肺野領域と縦隔領域との面積比に相関するパラ
メータの他の実施例を示す線図。

【図10】面積比に基づき選択される階調変換テーブルの
一例を示す線図。

【図11】面積比に基づく基本階調変換テーブルの補正を
示す線図。

【図12】胸部放射線画像におけるヒストグラムの一例を
示す線図。

【図13】ヒストグラムに基づいた従来の階調変換テーブ
ル設定を説明するための線図。

【図14】心臓の小さな被写体における胸部放射線画像の
ヒストグラムを示す線図。

【図15】心臓の大きな被写体における胸部放射線画像の
ヒストグラムを示す線図。

【符号の説明】

14 画像処理装置 21 肺野・縦隔認識部 22 面積比検出部 23 階調処理条件決定部 24 階調処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 6/00 - 6/14 G06T 1/00 - 5/50 G06T 9/00 - 9/40

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】人体胸部を透過する放射線の透過量に対応
して形成される胸部放射線画像に画像処理を施す胸部放
射線画像の画像処理装置であって、胸部放射線画像における肺野部と縦隔部との面積比に相
関するパラメータを検出する面積比検出手段と、該面積比検出手段で検出された肺野部と縦隔部との面積
比に相関するパラメータに基づき画像処理条件を決定す
る処理条件決定手段と、該処理条件決定手段で決定された画像処理条件に従って
前記胸部放射線画像を画像処理する画像処理手段と、を含んで構成されたことを特徴とする胸部放射線画像の
画像処理装置。
【請求項２】前記処理条件決定手段で画像処理条件が決
定され、かつ、前記画像処理手段で行われる画像処理が
階調処理であることを特徴とする請求項１記載の胸部放
射線画像の画像処理装置。
【請求項３】前記処理条件決定手段で画像処理条件が決
定され、かつ、前記画像処理手段で行われる画像処理が
空間周波数処理であることを特徴とする請求項１記載の
胸部放射線画像の画像処理装置。