JP6129125B2 - Radiation image analysis apparatus and method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、被写体を撮影して得られた放射線画像を解析する画像解析装置および方法並びにプログラムに関する。 The present invention relates to an image analysis apparatus, method, and program for analyzing a radiographic image obtained by photographing a subject.
従来、被検体を透過した放射線により被検体の放射線画像を撮影する際、被検体の厚さが大きいほど被検体内部における放射線透過率の低下などの影響が大きくなり、取得される放射線画像の画質が変動することが知られている。このため、撮影条件と放射線画像の信号値、放射線画像の信号値のヒストグラム幅、被検体画像における被検体の所定方向の長さなど種々の情報によって大まかに被検体の厚さを推定し、推定した被検体の厚さに応じて、撮影された放射線画像に対する階調処理等の画像処理条件や、放射線画像の撮影に適用される撮影条件を変更する技術が提案されている。 Conventionally, when a radiographic image of a subject is captured by radiation that has passed through the subject, the greater the thickness of the subject, the greater the effect such as a decrease in radiation transmittance inside the subject, and the quality of the acquired radiographic image Is known to fluctuate. For this reason, the thickness of the subject is roughly estimated based on various information such as imaging conditions and radiographic signal value, histogram width of the radiographic signal value, and the length of the subject in the predetermined direction. There has been proposed a technique for changing image processing conditions such as gradation processing on a captured radiographic image and imaging conditions applied to radiographic image capturing in accordance with the thickness of the subject.
例えば特許文献１、２には、予め既知の厚みを有する模擬被検体を既知の撮影条件で放射線撮影して得られた画像の画素値を測定することにより、体厚と画素値の関係を対応付けた対応付けテーブルを用意し、対応付けテーブルに基づいて、被検体画像の画素値に応じて概略的な体厚分布を推定し、被検体画像の体厚分布に応じた被検体画像の散乱線成分を推定して、被検体画像から散乱線成分を減算した処理後画像を取得する手法が開示されている。 For example, Patent Documents 1 and 2 correspond to the relationship between body thickness and pixel value by measuring the pixel value of an image obtained by radiographing a simulated subject having a known thickness in advance under a known imaging condition. And a rough body thickness distribution is estimated according to the pixel value of the subject image based on the correspondence table, and the subject image is scattered according to the body thickness distribution of the subject image. A technique is disclosed in which a line component is estimated and a post-processing image obtained by subtracting the scattered radiation component from the subject image is obtained.
ここで、被検体内部の肺野等の被検体の内部構造を反映した、詳細な体厚を求めるためには、実際に被検体を撮影して得られた被検体画像の画素値から被検体の厚さを算出することが好ましい。 Here, in order to obtain a detailed body thickness that reflects the internal structure of the subject such as the lung field inside the subject, the subject is obtained from the pixel value of the subject image obtained by actually photographing the subject. It is preferable to calculate the thickness.
しかしながら、被検体画像には、被検体を透過して放射線検出器に直接照射された一次線の成分（一次線成分）と、被検体内で放射線が散乱した散乱線の成分（散乱線成分）が含まれている。このため、特許文献１、２のように、被検体画像の画素値に基づいて被検体の体厚を推定する方法を適用した場合には、被検体画像に含まれた散乱線成分の影響によって、被検体の体厚分布を正確に推定することが難しい。 However, in the subject image, the primary ray component (primary ray component) that has passed through the subject and directly irradiated to the radiation detector, and the scattered ray component (scattered ray component) scattered in the subject are scattered. It is included. For this reason, when the method of estimating the body thickness of the subject based on the pixel value of the subject image is applied as in Patent Documents 1 and 2, due to the influence of the scattered radiation component included in the subject image. It is difficult to accurately estimate the body thickness distribution of the subject.
そこで、本出願人は、特願２０１３−２２９９４１などにおいて体厚が大きくなるほど発生する散乱線成分が増加することを利用して、被検体画像の散乱線成分に基づいて体厚分布を推定する方法を提案した。そして、さらなる研究の成果、実際の撮影環境においては、被検体から生じた散乱線成分だけでなく、被検体以外の撮影環境に備えられた要素から生じた散乱線成分が被検体画像に含まれる可能性があることについて注目した。例えば、放射線源と放射線検出器の間に被検体を臥位で撮影するための撮影台が配置され、この撮影台の天板がアクリル樹脂などの散乱線を発生させる素材によって被覆された撮影環境であれば、放射線源から放射された放射線が、被検体と撮影台を通過して放射線検出器に検出されるため、被検体画像には、被検体によって生じた散乱線成分と撮影台のアクリル樹脂などの散乱線を発生させる素材による散乱線成分とが被検体画像に含まれることになる。また、撮影室の壁が散乱線を発生させる素材を含んでおり、放射線検出器が撮影室の壁の近傍に配置された場合には、被検体の放射線撮影の際に撮影室の壁から生じた散乱線成分が被検体画像に含まれる可能性がある。 Therefore, the applicant of the present invention uses a fact that the scattered radiation component generated as the body thickness increases in Japanese Patent Application No. 2013-229951 and the like, and estimates the body thickness distribution based on the scattered radiation component of the subject image. Proposed. As a result of further research, in the actual imaging environment, not only scattered radiation components generated from the subject but also scattered radiation components generated from elements provided in the imaging environment other than the subject are included in the subject image. I paid attention to the possibility. For example, an imaging environment in which an imaging table for imaging a subject in a supine position is placed between a radiation source and a radiation detector, and the top plate of the imaging table is covered with a material that generates scattered radiation such as acrylic resin If this is the case, the radiation emitted from the radiation source passes through the subject and the imaging table and is detected by the radiation detector. A scattered radiation component made of a material that generates scattered radiation such as resin is included in the subject image. In addition, if the imaging room wall contains a material that generates scattered radiation, and the radiation detector is placed in the vicinity of the imaging room wall, it is generated from the imaging room wall during radiography of the subject. There is a possibility that the scattered radiation component is included in the subject image.
被検体画像中の散乱線成分に基づいて体厚分布をより正確に推定するためには、被検体画像に含まれる散乱線成分のうち、被検体以外の撮影環境に備えられた要素から生じた散乱線成分の影響を低減して、被検体から生じる散乱線成分に基づいて体厚分布を推定することが好ましい。 In order to estimate the body thickness distribution more accurately based on the scattered radiation component in the subject image, the scattered radiation component included in the subject image is generated from elements provided in the imaging environment other than the subject. It is preferable to reduce the influence of the scattered radiation component and estimate the body thickness distribution based on the scattered radiation component generated from the subject.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、予め定められた撮影環境において被検体を撮影して得られた放射線画像である被検体画像を解析して被検体の体厚分布を推定するために、撮影環境により生じる散乱線の影響による、被検体画像の体厚分布の誤差を補正するための情報を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and estimates a body thickness distribution of a subject by analyzing a subject image that is a radiographic image obtained by photographing the subject in a predetermined photographing environment. Therefore, an object of the present invention is to provide information for correcting an error in the body thickness distribution of a subject image due to the influence of scattered radiation generated by an imaging environment.
本発明による放射線画像解析装置は、予め定められた撮影環境において被検体を配置しないで撮影された放射線画像である参照画像を取得する画像取得部と、取得した参照画像に含まれる散乱線成分が、参照画像の撮影環境を表す仮想的な被検体である仮想被検体によって生じているとみなして、参照画像に含まれる散乱線成分に基づいて参照画像の仮想被検体の体厚分布を推定し、推定した仮想被検体の体厚分布を、撮影環境において所望の被検体を配置して撮影された放射線画像である被検体画像の体厚分布の誤差を補正するための体厚補正量の分布である参照画像の補正分布として取得する補正分布取得部とを備えたことを特徴とする。 The radiological image analysis apparatus according to the present invention includes an image acquisition unit that acquires a reference image, which is a radiographic image captured without placing a subject in a predetermined imaging environment, and a scattered radiation component included in the acquired reference image. The body thickness distribution of the virtual subject in the reference image is estimated based on the scattered radiation component included in the reference image, assuming that the virtual subject is a virtual subject representing the imaging environment of the reference image. Distribution of body thickness correction amount for correcting body thickness distribution error of subject image, which is a radiographic image obtained by placing a desired subject in an imaging environment, and estimating body thickness distribution of estimated virtual subject And a correction distribution acquisition unit that acquires the correction distribution of the reference image.
本発明による放射線画像解析方法は、予め定められた撮影環境において被検体を配置しないで撮影された放射線画像である参照画像を取得する画像取得ステップと、取得した参照画像に含まれる散乱線成分が、参照画像の撮影環境を表す仮想的な被検体である仮想被検体によって生じているとみなして、参照画像に含まれる散乱線成分に基づいて参照画像の仮想被検体の体厚分布を推定し、推定した仮想被検体の体厚分布を、撮影環境において所望の被検体を配置して撮影された放射線画像である被検体画像の体厚分布の誤差を補正するための体厚補正量の分布である参照画像の補正分布として取得する補正分布取得ステップとを有することを特徴とする。 The radiological image analysis method according to the present invention includes an image acquisition step of acquiring a reference image that is a radiographic image captured without placing a subject in a predetermined imaging environment, and a scattered radiation component included in the acquired reference image. The body thickness distribution of the virtual subject in the reference image is estimated based on the scattered radiation component included in the reference image, assuming that the virtual subject is a virtual subject representing the imaging environment of the reference image. Distribution of body thickness correction amount for correcting body thickness distribution error of subject image, which is a radiographic image obtained by placing a desired subject in an imaging environment, and estimating body thickness distribution of estimated virtual subject And a correction distribution acquisition step of acquiring as a correction distribution of the reference image.
なお、本発明による放射線画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。 The radiographic image processing method according to the present invention may be provided as a program for causing a computer to execute the method.
上記「撮影環境」は、撮影場所に位置し、放射線画像に含まれる散乱線成分に実質的に影響を及ぼす全ての要素（ただし、被検体を除く）とそれらの相対的な配置によって特定される。例えば、撮影台は撮影環境を構成する要素であり、放射線源から放射された放射線が放射線検出器を通過して撮影室の壁や床によって散乱される場合には、放射線検出器を通過した放射線が到達した壁部分または床部分が撮影環境を構成する要素である。 The “imaging environment” is specified by all elements (excluding the subject) that are located at the imaging location and substantially affect the scattered radiation component included in the radiographic image and their relative arrangement. . For example, the imaging table is an element that constitutes the imaging environment. When radiation emitted from a radiation source passes through the radiation detector and is scattered by the wall or floor of the imaging room, the radiation that has passed through the radiation detector. The wall part or floor part reached by is an element constituting the photographing environment.
なお、「予め定められた撮影環境において被検体を配置しないで撮影された放射線画像である参照画像」と「撮影環境において所望の被検体を配置して撮影された放射線画像である被検体画像」は、被検体が配置されたか否かが異なるものの、実質的に同等であるとみなせる撮影環境において撮影された画像を意味する。また、実質的に同等であるとみなせる撮影環境とは、撮影場所に位置する放射線画像に実質的に影響を及ぼす全ての要素が一致している場合だけでなく、撮影場所に位置する要素のうち放射線画像に実質的に影響を及ぼす要素がほぼ共通しているとみなせる場合も含む。例えば、撮影場所に位置する撮影台の材質とサイズ、放射線検出器を通過した放射線が照射される撮影室の壁部分の材質やサイズ等の放射線検出器で検出される放射線に影響を与える各物体が類似し、各物体の相対的な距離や配置が類似する場合があげられる。 Note that “a reference image that is a radiographic image captured without placing a subject in a predetermined imaging environment” and “a subject image that is a radiographic image captured by arranging a desired subject in the imaging environment” Means an image photographed in a photographing environment that can be considered to be substantially the same, although the subject is arranged or not. In addition, the imaging environments that can be regarded as substantially equivalent include not only the case where all the elements that substantially affect the radiographic image located at the imaging location match, but also among the elements located at the imaging location. This includes the case where elements that substantially affect the radiographic image can be regarded as being in common. For example, each object that affects the radiation detected by the radiation detector, such as the material and size of the imaging stand located at the imaging location, and the material and size of the wall portion of the imaging room irradiated with radiation that has passed through the radiation detector Are similar, and the relative distance and arrangement of the objects are similar.
上記「体厚」は、照射された放射線の経路上における、空気領域を除いた被検体領域の厚さの総計を意味する。 The “body thickness” means the total thickness of the subject region excluding the air region on the path of the irradiated radiation.
また、「取得した参照画像に含まれる散乱線成分が、参照画像の撮影環境を表す仮想的な被検体である仮想被検体によって生じているとみなして、参照画像に含まれる散乱線成分に基づいて参照画像の仮想被検体の体厚分布を推定し」とは、参照画像中に何らかの被検体（仮想被検体）が配置され、その配置された被検体を放射線が通過することによって散乱線成分が発生しているとみなして、被検体画像においては放射線の経路上における被検体の体厚が大きくなるほど散乱線成分が多くなることに対応させて、参照画像の複数の位置において散乱線成分が多くなるほど仮想被検体の体厚が大きくなるように、散乱線成分に応じた体厚を推定することを意味する。 Further, “based on the scattered radiation component included in the reference image on the assumption that the scattered radiation component included in the acquired reference image is generated by a virtual object that is a virtual object representing the imaging environment of the reference image. "Estimating the body thickness distribution of the virtual subject in the reference image" means that a certain subject (virtual subject) is placed in the reference image, and the radiation passes through the placed subject so that the scattered radiation component Therefore, in the subject image, the scattered radiation component is increased at a plurality of positions in the reference image in correspondence with the increase in the scattered radiation component as the body thickness of the subject on the radiation path increases. This means that the body thickness corresponding to the scattered radiation component is estimated so that the body thickness of the virtual subject increases as the number increases.
本発明における放射線画像解析装置において、被検体画像に含まれる散乱線成分に基づいて被検体画像の被検体の体厚分布を取得し、補正分布に応じて被検体の体厚分布における各位置の体厚をそれぞれ補正した被検体の補正体厚分布を取得する体厚分布取得部をさらに備えることが好ましい。 In the radiological image analyzer according to the present invention, the body thickness distribution of the subject in the subject image is acquired based on the scattered radiation component included in the subject image, and the position of each position in the body thickness distribution of the subject is determined according to the correction distribution. It is preferable to further include a body thickness distribution acquisition unit that acquires a corrected body thickness distribution of the subject whose body thickness is corrected.
また、本発明における放射線画像解析装置が体厚分布取得部を備えた場合に、被検体画像および参照画像の撮影条件をそれぞれ取得する撮影条件取得部をさらに備え、補正分布取得部は、互いに異なる撮影条件が適用された複数の参照画像についてそれぞれ補正分布を取得して、撮影条件と撮影条件に対応する参照画像の補正分布を対応付けし、体厚分布取得部は、被検体画像の撮影条件と類似する撮影条件に対応づけられた参照画像の補正分布を取得し、取得した補正分布に応じて被検体画像の体厚分布における各位置の体厚をそれぞれ補正した補正体厚分布を取得してもよい。 In addition, when the radiological image analysis apparatus according to the present invention includes a body thickness distribution acquisition unit, the radiographic image analysis apparatus further includes an imaging condition acquisition unit that acquires imaging conditions of the subject image and the reference image, and the correction distribution acquisition unit is different from each other. The correction distribution is acquired for each of the plurality of reference images to which the imaging condition is applied, the correction distribution of the reference image corresponding to the imaging condition is associated with the imaging condition, and the body thickness distribution acquisition unit is configured to acquire the imaging condition of the subject image. The correction distribution of the reference image associated with the imaging conditions similar to the above is acquired, and the corrected body thickness distribution is acquired by correcting the body thickness at each position in the body thickness distribution of the subject image according to the acquired correction distribution. May be.
上記「撮影条件」は、撮影線量、管電圧、管電流と照射時間の積、放射線源と放射線検出器の検出面との距離、線源のターゲットおよびフィルタの材質、撮影に使用される放射線検出器の種類、エアギャップ量（被写体から放射線検出器までの距離）、ならびに電子部品などを保護するために必要に応じて放射線検出器に備えられる放射線遮蔽板の材質のうち少なくとも１つを含むものであればよい。 The above "imaging conditions" include imaging dose, tube voltage, product of tube current and irradiation time, distance between radiation source and detection surface of radiation detector, source target and filter material, and radiation detection used for imaging. Including at least one of the material of the radiation shielding plate provided to the radiation detector as necessary to protect the electronic type, etc., as well as the type of device, air gap amount (distance from the subject to the radiation detector), etc. If it is.
「類似する撮影条件」とは、全ての撮影条件が一致している場合だけでなく、放射線画像に実質的に影響を及ぼす要因となる撮影条件の要素がほぼ共通しているとみなせる場合も含む。例えば、撮影線量、管電圧、管電流と照射時間の積、放射線源と放射線検出器の検出面との距離が許容範囲内の差である場合に撮影条件が類似しているものとして扱うことができる。 “Similar imaging conditions” includes not only the case where all imaging conditions are the same, but also the case where the elements of the imaging conditions that are factors that substantially affect the radiographic image can be regarded as almost common. . For example, if the imaging dose, tube voltage, product of tube current and irradiation time, and the distance between the radiation source and the detection surface of the radiation detector are within the allowable range, the imaging conditions are treated as being similar. it can.
また、本発明における放射線画像解析装置が体厚分布取得部を備えた場合に、補正分布取得部は、撮影環境において特定の撮影条件が適用された参照画像について補正分布を取得し、体厚分布取得部は、取得した補正分布に応じて撮影環境において特定の撮影条件とは異なる撮影条件が適用された被検体画像の体厚分布における各位置の体厚をそれぞれ補正した補正体厚分布を取得してもよい。 Further, when the radiological image analysis apparatus according to the present invention includes a body thickness distribution acquisition unit, the correction distribution acquisition unit acquires a correction distribution for a reference image to which a specific imaging condition is applied in an imaging environment, and the body thickness distribution The acquisition unit acquires a corrected body thickness distribution obtained by correcting the body thickness at each position in the body thickness distribution of the subject image to which the imaging conditions different from the specific imaging conditions are applied in the imaging environment according to the acquired correction distribution. May be.
また、本発明における放射線画像解析装置が体厚分布取得部を備えた場合に、画像取得部は、撮影環境に対応する複数の参照画像を取得し、補正分布取得部は、取得された複数の参照画像についてそれぞれ補正分布を取得し、体厚分布取得部は、取得された複数の参照画像に対応する複数の補正分布を平均した平均補正分布に応じて被検体の体厚分布における各位置の体厚をそれぞれ補正した被検体の補正体厚分布を取得することが好ましい。 Further, when the radiological image analysis apparatus according to the present invention includes a body thickness distribution acquisition unit, the image acquisition unit acquires a plurality of reference images corresponding to the imaging environment, and the correction distribution acquisition unit acquires the plurality of acquired plurality of reference images. The correction distribution is acquired for each of the reference images, and the body thickness distribution acquisition unit determines the position of each position in the body thickness distribution of the subject according to the average correction distribution obtained by averaging the plurality of correction distributions corresponding to the plurality of acquired reference images. It is preferable to obtain a corrected body thickness distribution of the subject whose body thickness has been corrected.
また、本発明における放射線画像解析装置が体厚分布取得部を備えた場合に、体厚分布取得部は、被検体画像に含まれる散乱線成分に基づいて被検体画像の被検体の体厚分布を取得し、取得した該体厚分布の少なくとも一部が撮影環境からの散乱線成分による誤差が生じている可能性があることを判別した場合に、補正分布に応じて被検体の体厚分布における各位置の体厚をそれぞれ補正した被検体の補正体厚分布を取得するようにしてもよい。 In addition, when the radiological image analysis apparatus according to the present invention includes a body thickness distribution acquisition unit, the body thickness distribution acquisition unit performs the body thickness distribution of the subject in the subject image based on the scattered radiation component included in the subject image. When it is determined that at least part of the acquired body thickness distribution may cause an error due to a scattered radiation component from the imaging environment, the body thickness distribution of the subject is determined according to the correction distribution. The corrected body thickness distribution of the subject may be acquired by correcting the body thickness at each position.
また、本発明における放射線画像解析装置が体厚分布取得部を備えた場合に、体厚分布取得部が、予め定められた第１体厚分布を有する被検体の仮想モデルを取得する第１仮想モデル取得部と、被検体画像の撮影条件を取得し、被検体画像の撮影条件を適用して、被検体の仮想モデルの放射線撮影により得られる一次線画像を被検体の仮想モデルから推定した推定一次線画像と被検体の仮想モデルの放射線撮影により得られる散乱線画像を被検体の仮想モデルから推定した推定散乱線画像とを合成した画像を、被検体の放射線撮影により得られる放射線画像を推定した画像である被検体画像の推定画像として生成する第１推定画像生成部と、仮想モデルの第１体厚分布を修正して、被検体画像の推定画像と被検体画像の違いを減少させる第１修正部と、修正された被検体の仮想モデルの第１体厚分布を被検体の体厚分布として決定する第１体厚分布決定部とを備えるようにしてもよい。 Further, when the radiological image analysis apparatus of the present invention includes a body thickness distribution acquisition unit, the body thickness distribution acquisition unit acquires a first virtual model of a subject having a predetermined first body thickness distribution. Estimating a model acquisition unit and imaging conditions of the subject image, applying the imaging conditions of the subject image, and estimating a primary line image obtained by radiography of the virtual model of the subject from the virtual model of the subject Estimate the radiographic image obtained by radiography of the subject from the combined image of the primary ray image and the scattered radiation image obtained by radiography of the virtual model of the subject and the estimated scattered ray image estimated from the virtual model of the subject A first estimated image generating unit that generates an estimated image of a subject image that is a corrected image, and a first body thickness distribution of the virtual model is modified to reduce a difference between the estimated image of the subject image and the subject image. 1 And Tadashibu may be the first body thickness distribution of the virtual model of the modified analyte to and a first body thickness distribution determiner for determining a body thickness distribution of the subject.
また、本発明における放射線画像解析装置が体厚分布取得部を備えた場合に、体厚分布取得部は、被検体とは異なる複数のモデルがそれぞれ撮影された放射線画像である複数のモデル画像と、モデル画像の散乱線成分に基づいて取得されたモデル画像の体厚分布とを対応付けたモデル情報をそれぞれ取得するモデル情報取得部と、被検体画像の被検体の特徴を表す撮影対象情報を取得し、複数のモデル情報に基づいて、複数のモデル画像のモデルの特徴を表す撮影対象情報をそれぞれ取得し、被検体画像の撮影対象情報と類似する前撮影対象情報を有するモデル画像を特定し、特定されたモデル画像に対応付けられた体厚分布を被検体画像の体厚分布として決定するあらたな体厚分布決定部とを備えるようにしてもよい。 Further, when the radiological image analysis apparatus according to the present invention includes a body thickness distribution acquisition unit, the body thickness distribution acquisition unit includes a plurality of model images that are radiographic images obtained by imaging a plurality of models different from the subject, and A model information acquisition unit that acquires model information that associates the body thickness distribution of the model image acquired based on the scattered radiation component of the model image, and imaging target information that represents the characteristics of the subject of the subject image Acquiring and acquiring imaging target information representing model characteristics of a plurality of model images based on the plurality of model information, respectively, and specifying a model image having pre-imaging target information similar to the imaging target information of the subject image A new body thickness distribution determining unit that determines the body thickness distribution associated with the specified model image as the body thickness distribution of the subject image may be provided.
上記「モデル」は、被検体を仮想的に表すことのできる任意のモデルを用いることができる。例えば、被検体が人体である場合には、モデルを比較用の人体とすることが好ましい。 As the “model”, any model that can virtually represent the subject can be used. For example, when the subject is a human body, the model is preferably a comparative human body.
上記「撮影対象情報」は、撮影対象の骨格形状や骨格の大きさ、筋肉量や、脂肪量などの体格的な特徴など、撮影対象の特徴を表すものであれば、あらゆる方法によって特定されたものであってよい。例えば、放射線画像の信号値のヒストグラム幅（信号値のヒストグラムの最大値と最小値の差）、放射線画像における被検体の特定部位の代表長さ（例えば腹部などの幅）、被検体の身長、体重、性別、年齢（大人、子供）などを用いてもよい。また、撮影対象情報は１つであってもよく複数であってもよい。また、撮影対象情報は、ユーザ入力により入力されたものであってもよく、被写体画像とモデル画像から抽出された撮影対象情報であってもよい。 The above “photographing target information” is specified by any method as long as it represents the characteristics of the subject to be photographed, such as the skeleton shape and size of the subject to be photographed, the physical features such as muscle mass and fat mass. It may be a thing. For example, the histogram width of the signal value of the radiographic image (difference between the maximum value and the minimum value of the histogram of the signal value), the representative length of the specific part of the subject in the radiographic image (eg, the width of the abdomen, etc.), the height of the subject, Weight, sex, age (adult, child), etc. may be used. Further, the shooting target information may be one or plural. Further, the shooting target information may be input by user input, or may be shooting target information extracted from the subject image and the model image.
また、本発明における放射線画像解析装置において、画像取得部は、撮影環境において被検体を配置しないで撮影された複数の放射線画像を取得し、複数の放射線画像を平均した画像を参照画像として取得することが好ましい。 In the radiological image analysis apparatus according to the present invention, the image acquisition unit acquires a plurality of radiographic images captured without arranging a subject in an imaging environment, and acquires an image obtained by averaging the plurality of radiographic images as a reference image. It is preferable.
また、本発明における放射線画像解析装置において、画像取得部は、撮影環境において被検体を配置しないで撮影された放射線画像の解像度を予め定められた解像度に低減した縮小画像を生成し、生成した縮小画像を参照画像として取得してもよい。 Further, in the radiological image analysis apparatus according to the present invention, the image acquisition unit generates a reduced image in which the resolution of the radiographic image captured without placing the subject in the imaging environment is reduced to a predetermined resolution, and the generated reduction An image may be acquired as a reference image.
また、本発明における放射線画像解析装置において、補正分布取得部が、予め定められた第２体厚分布を有する撮影環境の仮想モデルを取得する第２仮想モデル取得部と、参照画像の撮影条件を取得し、参照画像の撮影条件を適用して、撮影環境の仮想モデルから推定した推定一次線画像と撮影環境の仮想モデルの放射線撮影により得られる散乱線画像を撮影環境の仮想モデルから推定した推定散乱線画像とを合成した画像を、参照画像を推定した画像である参照画像の推定画像として生成する第２推定画像生成部と、撮影環境の仮想モデルの第２体厚分布を修正して、前記参照画像の推定画像と前記参照画像の違いを減少させる第２修正部と、修正された撮影環境の仮想モデルの第２体厚分布を撮影環境に対応する補正分布として決定する第２体厚分布決定部とを備えるようにしてもよい。 In the radiological image analysis apparatus according to the present invention, the correction distribution acquisition unit includes a second virtual model acquisition unit that acquires a virtual model of an imaging environment having a predetermined second body thickness distribution, and a reference image imaging condition. Estimating the acquired primary line image estimated from the virtual model of the shooting environment and the scattered radiation image obtained by radiography of the virtual model of the shooting environment from the virtual model of the shooting environment by acquiring and applying the shooting conditions of the reference image A second estimated image generating unit that generates an image obtained by combining the scattered radiation image as an estimated image of a reference image that is an image obtained by estimating a reference image; and correcting the second body thickness distribution of the virtual model of the imaging environment, A second correction unit that reduces a difference between the estimated image of the reference image and the reference image; and a second body thickness distribution of the virtual model of the corrected shooting environment is determined as a correction distribution corresponding to the shooting environment. It may be provided with a two-body thickness distribution determiner.
上記各「推定画像」は、仮想モデルの放射線撮影により得られる一次線画像を仮想モデルから推定した推定一次線画像と仮想モデルの放射線撮影により得られる散乱線画像を仮想モデルから推定した推定散乱線画像を合成した画像であると実質的にみなせるものであればよい。例えば、仮想モデルに推定一次線画像生成用の関数を適用して推定一次線画像を作成し、仮想モデルに推定散乱線画像生成用の関数を適用して推定散乱線画像を別途生成してから合成してもよく、仮想モデルに推定画像生成用の関数を適用して推定画像を推定してもよい。 Each of the above “estimated images” includes an estimated primary line image obtained by estimating the primary line image obtained by radiography of the virtual model from the virtual model, and an estimated scattered ray obtained by estimating the scattered ray image obtained by the radiography of the virtual model from the virtual model. Any image can be used as long as it can be substantially regarded as a combined image. For example, an estimated primary ray image is generated by applying a function for generating an estimated primary ray image to a virtual model, and an estimated scattered ray image is separately generated by applying a function for generating an estimated scattered ray image to a virtual model. The estimated image may be estimated by applying a function for generating the estimated image to the virtual model.
また、上記「第１体厚分布」および「第２体厚分布」は、予め定められた体厚の分布を示すものであればよく、任意の厚みの分布を有するものであってよい。例えば、「第１体厚分布」または「第２体厚分布」を、一様分布とすることができる。また、第１体厚分布を、被検体が人体の所定部位である場合に、被検体とは別の人体の同じ部位の体厚分布とすることができる。また、「第１体厚分布」は、「第２体厚分布」と互いに同じ分布であってもよく、異なる分布であってもよい。 Further, the “first body thickness distribution” and the “second body thickness distribution” are not limited as long as they indicate a predetermined body thickness distribution, and may have an arbitrary thickness distribution. For example, the “first body thickness distribution” or the “second body thickness distribution” can be a uniform distribution. In addition, when the subject is a predetermined part of the human body, the first body thickness distribution can be a body thickness distribution of the same part of the human body different from the subject. Further, the “first body thickness distribution” may be the same distribution as the “second body thickness distribution” or may be a different distribution.
本発明によれば、予め定められた撮影環境において被検体を配置しないで撮影された放射線画像である参照画像を取得し、取得した参照画像に含まれる散乱線成分が、参照画像の撮影環境を表す仮想的な被検体である仮想被検体によって生じているとみなして、参照画像に含まれる散乱線成分に基づいて参照画像の仮想被検体の体厚分布を推定し、推定した仮想被検体の体厚分布を、撮影環境において所望の被検体を配置して撮影された放射線画像である被検体画像の体厚分布の誤差を補正するための体厚補正量の分布である参照画像の補正分布として取得することにより、取得した補正分布を、撮影環境により生じる散乱線成分の影響による被検体画像の体厚分布の誤差を補正するための有益な情報として提供することができる。 According to the present invention, a reference image, which is a radiographic image captured without placing a subject in a predetermined imaging environment, is acquired, and the scattered radiation component included in the acquired reference image determines the imaging environment of the reference image. Assuming that it is caused by a virtual subject that is a virtual subject to represent, the body thickness distribution of the virtual subject in the reference image is estimated based on the scattered radiation component included in the reference image, and the estimated virtual subject Correction distribution of a reference image, which is a distribution of body thickness correction amount for correcting an error in body thickness distribution of a subject image, which is a radiographic image obtained by arranging a desired subject in an imaging environment. As a result, it is possible to provide the acquired correction distribution as useful information for correcting an error in the body thickness distribution of the subject image due to the influence of the scattered radiation component caused by the imaging environment.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態による放射線画像解析装置を適用した放射線画像撮影システムの構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、本実施形態による放射線画像撮影システムは、撮影装置１０と、システムを制御する制御装置２０と、画像解析装置３０（放射線画像解析装置）とを備える。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a radiographic image capturing system to which a radiographic image analyzing apparatus according to a first embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the radiographic image capturing system according to the present embodiment includes an image capturing device 10, a control device 20 that controls the system, and an image analysis device 30 (radiation image analysis device).
撮影装置１０は被検体ＫにＸ線を照射する放射線源１２と、被検体Ｋを透過したＸ線を検出して被検体Ｋの放射線画像を取得する放射線検出器１４とを備える。なお、本実施形態においては、被検体Ｋと放射線検出器１４との間には、被検体Ｋを透過したＸ線のうち、被検体Ｋにより散乱した散乱線を除去するための散乱線除去グリッド（グリッド）は配置されない。 The imaging apparatus 10 includes a radiation source 12 that irradiates a subject K with X-rays, and a radiation detector 14 that detects X-rays transmitted through the subject K and acquires a radiation image of the subject K. In the present embodiment, between the subject K and the radiation detector 14, a scattered radiation removal grid for removing scattered radiation scattered by the subject K out of X-rays transmitted through the subject K. (Grid) is not placed.
制御装置２０は、設定された撮影条件に従って放射線源１２を駆動制御する線源駆動制御部２２と、放射線検出器１４を制御し、被写体の放射線画像（例えば、被検体画像Ｉｋや参照画像Ｉｒ）を取得して記憶部３２に記憶する検出器制御部２４とを備える。 The control device 20 controls the radiation source drive control unit 22 for driving and controlling the radiation source 12 in accordance with the set imaging conditions and the radiation detector 14, and the radiographic image of the subject (for example, the subject image Ik and the reference image Ir). And a detector control unit 24 that stores the information in the storage unit 32.
画像解析装置３０は、画像解析装置３０に対する操作者の各種入力を受け付ける入力部３８、表示部３９、中央処理装置（ＣＰＵ）、半導体メモリ、通信インターフェースおよびハードディスクやＳＳＤ等の記憶部３２を備えたコンピュータであり、画像解析装置３０には、本実施形態にかかる画像解析プログラムがインストールされている。そして、この画像解析プログラムの実行により、画像解析装置３０の中央処理装置およびメモリが協働して、線源駆動制御部２２と検出器制御部２４を制御する撮影制御部３１と、画像取得部３３と、撮影条件取得部３４と、補正分布取得部３５と、体厚分布取得部３６と、表示制御部３７として機能する。なお、入力部３８は、キーボード、マウス、タッチパネル等から構成される。また、表示部３９は、ＣＲＴ、液晶ディスプレイ等からなり、撮影装置１０により取得された放射線画像の表示や各種その他の所望の処理に必要な情報の表示を行う。 The image analysis device 30 includes an input unit 38 that accepts various inputs from the operator to the image analysis device 30, a display unit 39, a central processing unit (CPU), a semiconductor memory, a communication interface, and a storage unit 32 such as a hard disk or an SSD. The image analysis program according to the present embodiment is installed in the image analysis apparatus 30. Then, by executing the image analysis program, the central processing unit and the memory of the image analysis device 30 cooperate to perform the imaging control unit 31 that controls the radiation source drive control unit 22 and the detector control unit 24, and the image acquisition unit. 33, an imaging condition acquisition unit 34, a correction distribution acquisition unit 35, a body thickness distribution acquisition unit 36, and a display control unit 37. The input unit 38 includes a keyboard, a mouse, a touch panel, and the like. The display unit 39 includes a CRT, a liquid crystal display, and the like, and displays a radiation image acquired by the imaging apparatus 10 and information necessary for various other desired processes.
記憶部３２には、検出器制御部２４および線源駆動制御部２２を制御する撮影制御部３１によって取得した被検体画像Ｉｋと参照画像Ｉｒとそれぞれの撮影条件が記憶される。また、記憶部３２には、複数の撮影条件ごとに濃度値（画素値）と体厚とを対応付けた対応付けテーブルＬＵＴが予め作成されて記憶されている。また、記憶部３２には、初期体厚分布Ｔ０ ｋ（ｘ，ｙ）を有する被検体Ｋの仮想モデルＭと初期体厚分布Ｔ０ ｒを有する撮影環境の仮想モデルＭｒが記憶される。さらに、記憶部３２には、被検体画像用の仮想モデルＭｋに含まれる構造物（ここでは肺野、骨、臓器等の解剖学的構造物）と構造物の配置と、構造物の放射線に対する特性等を示す特性情報が、比較用被写体の胸腹部の肺野、骨等の解剖学的構造物の配置および組成に基づいて予め設定されて記憶される。なお、撮影環境の仮想モデルＭｒは、参照画像Ｉｒの撮影環境を表す仮想的な被検体である。また、記憶部３２には、各処理で必要とされる各種パラメータ、生成された画像（推定一次線画像、推定散乱線画像など）が適宜記憶されるものとする。なお、本明細書における体厚は、照射された放射線の経路上における空気領域を除いた被写体領域の厚さの総計を意味する。 The storage unit 32 stores the subject image Ik and the reference image Ir acquired by the imaging control unit 31 that controls the detector control unit 24 and the radiation source drive control unit 22 and the respective imaging conditions. Further, the storage unit 32 stores a correspondence table LUT in which density values (pixel values) and body thickness are associated with each other for each of a plurality of imaging conditions. The storage unit 32 also stores a virtual model M of the subject K having an initial body thickness distribution T 0 k (x, y) and a virtual model Mr of an imaging environment having an initial body thickness distribution T 0 r . Furthermore, the storage unit 32 stores the structures (anatomical structures such as lung fields, bones, and organs) included in the virtual model Mk for the subject image, the arrangement of the structures, and the radiation of the structures. Characteristic information indicating characteristics and the like is preset and stored based on the arrangement and composition of anatomical structures such as lung fields and bones in the thoracoabdominal region of the comparison subject. Note that the imaging environment virtual model Mr is a virtual subject representing the imaging environment of the reference image Ir. The storage unit 32 appropriately stores various parameters necessary for each process and generated images (such as an estimated primary ray image and an estimated scattered ray image). The body thickness in this specification means the total thickness of the subject area excluding the air area on the path of the irradiated radiation.
表示制御部３７は、本実施形態による画像解析処理に必要な情報や、撮影制御部３１の撮影制御処理に必要な情報などを、適宜表示部３９に表示させる。 The display control unit 37 causes the display unit 39 to appropriately display information necessary for the image analysis processing according to the present embodiment, information necessary for the imaging control processing of the imaging control unit 31, and the like.
画像取得部３３は、検出器制御部２４または記憶部３２などから、参照画像Ｉｒと被検体画像Ｉｋを取得する。なお、本実施形態に限定されず、本発明は任意の種類の被検体について適用可能である。 The image acquisition unit 33 acquires the reference image Ir and the subject image Ik from the detector control unit 24 or the storage unit 32. Note that the present invention is not limited to this embodiment, and the present invention can be applied to any type of subject.
被検体画像Ｉｋは、所定の撮影環境において、所定の撮影条件を適用して被検体Ｋである人体を配置して撮影された放射線画像である。 The subject image Ik is a radiographic image obtained by applying a predetermined imaging condition and placing a human body as the subject K in a predetermined imaging environment.
上記「撮影環境」は、撮影場所に位置し、放射線画像に含まれる散乱線成分に実質的に影響を及ぼす全ての要素（ただし、被検体を除く）とそれらの相対的な配置によって特定される。例えば、撮影台は撮影環境を構成する要素であり、放射線源から放射された放射線が放射線検出器を通過して撮影室の壁や床によって散乱される場合には、放射線検出器を通過した放射線が到達した壁部分または床部分が撮影環境を構成する要素である。図１に示すように、撮影室１７は、互いに対向する位置に配置された放射線源１２および放射線検出器１４と、放射線検出器１４の背面を支持する臥位撮影用の撮影台１６が配置されている。放射線検出器１４は、放射線源１２が配置された位置から放射線の照射方向に向かって、ガラス基板１４ａおよび放射線を光に変換する蛍光体層であるシンチレータ１４ｂと必要な電子部品（不図示）がこの順に設けられている。ガラス基板には不図示の信号出力部およびセンサ部が配設されており、シンチレータから発光された光を、センサ部で電荷に変換して放射線画像を読み取る。この例では、撮影環境は、放射線源１２と、放射線検出器１４と、散乱線を生じさせる素材であるアクリル樹脂製の天板を備えた撮影台１６と、放射線が照射される壁部分１７Ａとその相対的な配置によって特定される。また、シンチレータ１４ｂと電子部品の間に電子部品を保護するための放射線遮蔽物が配置される場合があり、放射線遮蔽物の有無や材質も散乱線成分に影響を及ぼす要素となる。放射線遮蔽物は、例えば板形状とされ、材質として鉛（Ｐｂ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）などが採用される場合が考えられる。 The “imaging environment” is specified by all elements (excluding the subject) that are located at the imaging location and substantially affect the scattered radiation component included in the radiographic image and their relative arrangement. . For example, the imaging table is an element that constitutes the imaging environment. When radiation emitted from a radiation source passes through the radiation detector and is scattered by the wall or floor of the imaging room, the radiation that has passed through the radiation detector. The wall part or floor part reached by is an element constituting the photographing environment. As shown in FIG. 1, in the imaging room 17, a radiation source 12 and a radiation detector 14 arranged at positions facing each other, and an imaging table 16 for lying position photography that supports the back surface of the radiation detector 14 are arranged. ing. The radiation detector 14 includes a glass substrate 14a and a scintillator 14b that is a phosphor layer that converts radiation into light and necessary electronic components (not shown) from the position where the radiation source 12 is disposed toward the radiation irradiation direction. They are provided in this order. The glass substrate is provided with a signal output unit and a sensor unit (not shown). Light emitted from the scintillator is converted into electric charges by the sensor unit, and a radiation image is read. In this example, the imaging environment includes a radiation source 12, a radiation detector 14, an imaging table 16 including an acrylic resin top plate that is a material that generates scattered radiation, and a wall portion 17A that is irradiated with radiation. It is specified by its relative arrangement. In some cases, a radiation shield for protecting the electronic component is disposed between the scintillator 14b and the electronic component, and the presence / absence and material of the radiation shield are factors that affect the scattered radiation component. For example, the radiation shield may have a plate shape, and lead (Pb), copper (Cu), tungsten (W), or the like may be used as the material.
参照画像Ｉｒは、被検体画像Ｉｋの撮影環境と同等の撮影環境において、被検体Ｋを配置しないで撮影された放射線画像である。本実施形態においては、まず、被検体を配置しない状態で、被検体画像Ｉｋを撮影するための所定の撮影条件で放射線撮影を行って参照画像Ｉｒを取得し、その後、撮影室１７に含まれる要素の有無や配置を変更しないで、撮影台１６上に被検体を臥位に配置した状態で参照画像と同じ撮影条件で放射線撮影を行って被検体画像Ｉｋを取得したものとする。 The reference image Ir is a radiographic image captured without the subject K being placed in an imaging environment equivalent to the imaging environment of the subject image Ik. In the present embodiment, first, in a state where the subject is not arranged, the radiographic imaging is performed under a predetermined imaging condition for imaging the subject image Ik to obtain the reference image Ir, and then included in the imaging room 17. It is assumed that the subject image Ik is obtained by performing radiation imaging under the same imaging conditions as the reference image in a state where the subject is placed on the imaging stage 16 without changing the presence or arrangement of elements.
なお、参照画像Ｉｒと被検体画像Ｉｋは、被検体が配置されたか否かが異なるものの、実質的に同等であるとみなせる撮影環境において撮影された画像を意味する。実質的に同等であるとみなせる撮影環境とは、撮影場所に位置する放射線画像に実質的に影響を及ぼす全ての要素が一致している場合だけでなく、撮影場所に位置する要素のうち放射線画像に実質的に影響を及ぼす要素がほぼ共通しているとみなせる場合も含む。例えば、撮影場所に位置する撮影台の材質とサイズ、放射線検出器を通過した放射線が照射される撮影室の壁部分の材質やサイズ、必要に応じて放射線検出器に備えられる放射線遮蔽物の有無や材質等の放射線検出器で検出される放射線に影響を与える各物体が類似し、各物体の相対的な距離や配置が類似する場合があげられる。 Note that the reference image Ir and the subject image Ik mean images taken in a photographing environment that can be regarded as being substantially equivalent although the subject is placed or not. Imaging environments that can be regarded as being substantially equivalent include not only the case where all elements that substantially affect the radiographic image located at the imaging location match, but also radiographic images among the elements located at the imaging location. This includes the case where elements that substantially affect the system can be regarded as almost common. For example, the material and size of the imaging stand located at the imaging location, the material and size of the wall part of the imaging room irradiated with radiation that has passed through the radiation detector, and whether there is a radiation shield provided to the radiation detector as required There are cases where the objects that affect the radiation detected by the radiation detector, such as material and material, are similar, and the relative distances and arrangement of the objects are similar.
また、参照画像Ｉｒと被検体画像Ｉｋは、実質的に同等であるとみなせる撮影条件が適用されて撮影された画像であることが好ましい。実質的に同等であるとみなせる撮影条件とは、全ての撮影条件が一致している場合だけでなく、放射線画像に実質的に影響を及ぼす要因となる撮影条件の要素がほぼ共通しているとみなせる場合も含む。ここでは、撮影線量、管電圧、管電流と照射時間の積および放射線源と放射線検出器の検出面との距離ＳＩＤが許容範囲内の差である場合に撮影条件が実質的に同等であるものとして扱う。 Further, it is preferable that the reference image Ir and the subject image Ik are images captured by applying imaging conditions that can be regarded as substantially equivalent. The imaging conditions that can be regarded as substantially equivalent are not only the case where all the imaging conditions match, but also that the elements of the imaging conditions that cause the radiation image substantially have the same elements. Including cases that can be considered. Here, the imaging conditions are substantially equivalent when the imaging dose, the tube voltage, the product of the tube current and the irradiation time, and the distance SID between the radiation source and the detection surface of the radiation detector are within the allowable range. Treat as.
撮影条件取得部３４は、記憶部３２から、被検体画像Ｉｋおよび参照画像Ｉｒについて、撮影線量、管電圧、管電流と照射時間の積および放射線源と放射線検出器の検出面との距離を撮影条件として取得する。撮影条件取得部３４に取得された撮影条件は、後述の補正分布取得部３５による処理、体厚分布取得部３６による処理、その他各種所望の画像処理などに適宜利用される。 The imaging condition acquisition unit 34 captures the imaging dose, the tube voltage, the product of the tube current and the irradiation time, and the distance between the radiation source and the detection surface of the radiation detector for the subject image Ik and the reference image Ir from the storage unit 32. Get as a condition. The imaging conditions acquired by the imaging condition acquisition unit 34 are appropriately used for processing by a correction distribution acquisition unit 35 described later, processing by a body thickness distribution acquisition unit 36, and other various desired image processing.
本実施形態に限定されず、「撮影条件」は、撮影線量、管電圧、管電流と照射時間の積、放射線源と放射線検出器の検出面との距離、線源のターゲットおよびフィルタの材質、撮影に使用される放射線検出器の種類、エアギャップ量（被写体から放射線検出器までの距離）、必要に応じて放射線検出器に備えられる放射線遮蔽物の有無および材質のうち少なくとも１つを含むものであればよい。 Without being limited to this embodiment, “imaging conditions” include imaging dose, tube voltage, tube current and irradiation time, distance between radiation source and detection surface of radiation detector, source target and filter material, Including at least one of the types of radiation detectors used for radiography, the amount of air gap (distance from the subject to the radiation detector), the presence or absence of radiation shields provided to the radiation detector, and the materials as necessary If it is.
体厚分布取得部３６は、被検体画像Ｉｋに含まれる散乱線成分に基づいて被検体画像Ｉｋの被検体Ｋの体厚分布Ｔｋを取得し、後述の補正分布Ｔｒに応じて被検体Ｋの体厚分布Ｔｋにおける各位置の体厚をそれぞれ補正した被検体Ｋの補正体厚分布Ｔｋ’を取得する。 The body thickness distribution acquisition unit 36 acquires the body thickness distribution Tk of the subject K of the subject image Ik based on the scattered radiation component included in the subject image Ik, and determines the subject K's distribution according to the correction distribution Tr described later. A corrected body thickness distribution Tk ′ of the subject K obtained by correcting the body thickness at each position in the body thickness distribution Tk is acquired.
体厚分布取得部３６は、補正体厚分布Ｔｋを取得するために、後述の補正分布に応じて体厚分布Ｔｋにおける各位置の体厚をそれぞれ補正した被検体Ｋの補正体厚分布Ｔｋ’を取得可能な任意の方法を適用してよい。本実施形態では、体厚分布取得部３６は、参照画像の各画素についての補正分布と、被検体画像の各画素についての体厚分布のいずれかまたは両方を、互いに対応する画素の位置が互いに一致するように適宜拡大縮小して、体厚分布から補正分布を減算することにより補正後の補正体厚分布を取得する。 The body thickness distribution acquisition unit 36 corrects the body thickness distribution Tk ′ of the subject K by correcting the body thickness at each position in the body thickness distribution Tk according to the correction distribution described later in order to acquire the corrected body thickness distribution Tk. Any method capable of obtaining the above may be applied. In the present embodiment, the body thickness distribution acquisition unit 36 determines whether one or both of the correction distribution for each pixel of the reference image and the body thickness distribution for each pixel of the subject image have mutually corresponding pixel positions. The corrected body thickness distribution after correction is obtained by appropriately scaling up and down so as to match and subtracting the correction distribution from the body thickness distribution.
また、体厚分布取得部３６は、被検体画像Ｉｋに含まれる散乱線成分に基づいて、被検体の放射線経路上の体厚が大きくなるほど散乱線成分が大きくなるように、被検体画像Ｉｋの被検体Ｋの体厚分布Ｔｋを取得可能な任意の方法を採用可能である。なお、本実施形態は、体厚分布取得部３６が補正分布取得部３５の機能を兼ね備える例であるため、本実施形態に係る体厚分布取得部３６の詳細な機能については、補正分布取得部３５の説明と合わせて後述する。 In addition, the body thickness distribution acquisition unit 36, based on the scattered radiation component included in the subject image Ik, causes the scattered radiation component to increase as the body thickness on the radiation path of the subject increases. Any method capable of acquiring the body thickness distribution Tk of the subject K can be employed. In addition, since this embodiment is an example in which the body thickness distribution acquisition unit 36 also has the function of the correction distribution acquisition unit 35, the detailed function of the body thickness distribution acquisition unit 36 according to this embodiment is described with reference to the correction distribution acquisition unit. This will be described later together with the description of 35.
ここで、本願発明者らは、特願２０１３−２２９９４１などにも示されるように、被検体画像Ｉｋの散乱線成分に基づいて被検体Ｋの体厚分布を推定する方法について研究を重ねている。そして、これらの研究過程において、被検体画像Ｉｋは被検体Ｋから生じる散乱線成分と撮影環境自体から生じる散乱線成分の両方を含むものであることに注目した。さらに、被検体画像Ｉｋの散乱線成分に基づいて被検体Ｋの体厚分布を推定する際に、被検体Ｋから生じる散乱線成分に基づいて被検体Ｋの体厚分布が推定されるべきであるところ、実際は、被検体Ｋから生じる散乱線成分と撮影環境自体から生じる散乱線成分とを含む散乱線成分に基づいて被検体Ｋの体厚分布が推定されることにより、撮影環境から生じる散乱線成分によって被検体画像Ｉｋの散乱線成分に基づいて推定した体厚分布Ｔｋに誤差が生じる可能性があるという問題を見出した。 Here, as shown in Japanese Patent Application No. 2013-229941, the inventors of the present application are researching a method for estimating the body thickness distribution of the subject K based on the scattered radiation component of the subject image Ik. . In these research processes, it was noted that the subject image Ik includes both a scattered ray component generated from the subject K and a scattered ray component generated from the imaging environment itself. Furthermore, when estimating the body thickness distribution of the subject K based on the scattered radiation component of the subject image Ik, the body thickness distribution of the subject K should be estimated based on the scattered radiation component generated from the subject K. In some cases, in reality, the body thickness distribution of the subject K is estimated based on the scattered radiation component including the scattered radiation component generated from the subject K and the scattered radiation component generated from the imaging environment itself, and thus the scattering generated from the imaging environment. The present inventors have found a problem that an error may occur in the body thickness distribution Tk estimated based on the scattered ray component of the subject image Ik due to the line component.
例えば、図１の示す撮影環境においては、放射線源と放射線検出器の間に被検体を臥位で撮影するための撮影台１６が配置され、この撮影台１６の天板がアクリル樹脂などの散乱線を発生させる素材によって構成（または被覆）された撮影環境であれば、放射線源１２から放射された放射線Ｘが、被検体Ｋと撮影台１６の天板を通過して散乱光を発生させて、この散乱光が放射線検出器１４に検出されるため、被検体画像Ｉｋには、被検体Ｋによって生じた散乱線成分と撮影台１６のアクリル樹脂製天板などの散乱線を発生させる素材による散乱線成分とが被検体画像Ｉｋに含まれることになる。また、撮影室１７の壁が散乱線を発生させる素材を含んでおり、放射線検出器１４が撮影室１７の壁の近傍に配置された場合には、被検体Ｋの放射線撮影の際に撮影室１７の壁の放射線の照射される壁部分１７Ａから生じた散乱線成分が被検体画像Ｉｋに含まれる可能性がある。 For example, in the imaging environment shown in FIG. 1, an imaging table 16 for imaging a subject in a supine position is disposed between a radiation source and a radiation detector, and the top plate of the imaging table 16 is scattered by acrylic resin or the like. In an imaging environment configured (or covered) with a material that generates a line, the radiation X emitted from the radiation source 12 passes through the subject K and the top of the imaging table 16 to generate scattered light. Since the scattered light is detected by the radiation detector 14, the subject image Ik depends on a material that generates scattered rays such as a scattered ray component generated by the subject K and an acrylic resin top plate of the imaging table 16. The scattered radiation component is included in the subject image Ik. Further, when the wall of the imaging room 17 includes a material that generates scattered radiation, and the radiation detector 14 is disposed in the vicinity of the wall of the imaging room 17, the imaging room is used for radiography of the subject K. There is a possibility that the subject image Ik includes the scattered radiation component generated from the wall portion 17A irradiated with the radiation of the 17 walls.
本発明者らは、鋭意検討により、被検体画像Ｉｋと同等の撮影環境において被検体Ｋを配置しないで撮影した参照画像Ｉｒの散乱線成分を利用して、その撮影環境自体によって生じる散乱線成分による体厚分布の誤差の分布が算出できることを見出した。 As a result of intensive studies, the present inventors have made use of the scattered radiation component of the reference image Ir photographed without arranging the subject K in the photographing environment equivalent to the subject image Ik, and the scattered radiation component generated by the photographing environment itself. It was found that the distribution of errors in body thickness distribution can be calculated.
すなわち、参照画像は被検体を配置しないで撮影された放射線画像であるため、参照画像に含まれる散乱線成分は、撮影環境を構成する１つ以上の要素から生じた散乱線成分と考えられる。このため、参照画像Ｉｒを、撮影環境を表す仮想的な被検体である仮想被検体が配置された画像とみなし、参照画像Ｉｒに含まれる散乱線成分を仮想被検体によって生じた散乱線成分とみなすと、被検体画像の散乱線成分に基づいて被検体の体厚分布を推定する場合と同様に、参照画像Ｉｒの散乱線成分に基づいて仮想被検体の体厚分布を推定することができる。すると、被検体Ｋが配置されていない状態で撮影された参照画像Ｉｒには、仮想被検体の厚さは現実には存在しないはずであるから、推定された体厚分布は撮影環境自体から生じる散乱線成分に基づいて生じる体厚の誤差の分布を表すものとなる。このため、参照画像Ｉｒの散乱線成分に基づいて、仮想被検体の体厚分布を推定し、この推定された体厚分布を、被検体画像Ｉｋの体厚分布Ｔｋを補正するための体厚補正量の分布である補正分布として取得することによって、撮影環境自体から生じる散乱線成分に基づいて生じる体厚の誤差を補正するための有益な情報を提供することができる。 That is, since the reference image is a radiographic image captured without arranging the subject, the scattered radiation component included in the reference image is considered to be a scattered radiation component generated from one or more elements constituting the imaging environment. Therefore, the reference image Ir is regarded as an image in which a virtual subject that is a virtual subject representing the imaging environment is arranged, and the scattered radiation component included in the reference image Ir is a scattered radiation component generated by the virtual subject. Assuming that the body thickness distribution of the subject is estimated based on the scattered radiation component of the subject image, the body thickness distribution of the virtual subject can be estimated based on the scattered radiation component of the reference image Ir. . Then, since the thickness of the virtual subject should not actually exist in the reference image Ir photographed in a state where the subject K is not arranged, the estimated body thickness distribution is generated from the photographing environment itself. It represents the distribution of errors in body thickness that occur based on scattered radiation components. Therefore, the body thickness distribution of the virtual subject is estimated based on the scattered radiation component of the reference image Ir, and the estimated body thickness distribution is used to correct the body thickness distribution Tk of the subject image Ik. By obtaining a correction distribution that is a correction amount distribution, it is possible to provide useful information for correcting an error in body thickness that occurs based on a scattered radiation component generated from the imaging environment itself.
このために、補正分布取得部３５は、取得した参照画像Ｉｒに含まれる散乱線成分が、参照画像Ｉｒの撮影環境を表す仮想的な被検体である仮想被検体によって生じているとみなして、参照画像Ｉｒに含まれる散乱線成分に基づいて参照画像Ｉｒの仮想被検体の体厚分布を推定し、推定した仮想被検体の体厚分布を、撮影環境において所望の被検体を配置して撮影された放射線画像である被検体画像Ｉｋの体厚分布の誤差を補正するための体厚補正量の分布である参照画像の補正分布として取得する。 Therefore, the correction distribution acquisition unit 35 regards that the scattered radiation component included in the acquired reference image Ir is generated by a virtual subject that is a virtual subject representing the imaging environment of the reference image Ir, Based on the scattered radiation component included in the reference image Ir, the body thickness distribution of the virtual subject of the reference image Ir is estimated, and the estimated body thickness distribution of the virtual subject is imaged by arranging a desired subject in the imaging environment. It is acquired as a correction distribution of a reference image, which is a distribution of body thickness correction amounts for correcting an error in the body thickness distribution of the subject image Ik, which is a radiographic image.
また、「取得した参照画像に含まれる散乱線成分が、参照画像の撮影環境を表す仮想的な被検体である仮想被検体によって生じているとみなして、参照画像に含まれる散乱線成分に基づいて参照画像の仮想被検体の体厚分布を推定し」とは、参照画像中に何らかの被検体（仮想被検体）が配置され、その配置された被検体を放射線が通過することによって散乱線成分が発生しているとみなして、被検体画像においては放射線の経路上における被検体の体厚が大きくなるほど散乱線成分が多くなることに対応させて、参照画像の複数の位置において散乱線成分が多くなるほど仮想被検体の体厚が大きくなるように、散乱線成分に応じた体厚を推定することを意味する。 Further, “based on the scattered radiation component included in the reference image on the assumption that the scattered radiation component included in the acquired reference image is generated by a virtual object that is a virtual object representing the imaging environment of the reference image. "Estimating the body thickness distribution of the virtual subject in the reference image" means that a certain subject (virtual subject) is placed in the reference image, and the radiation passes through the placed subject so that the scattered radiation component Therefore, in the subject image, the scattered radiation component is increased at a plurality of positions in the reference image in correspondence with the increase in the scattered radiation component as the body thickness of the subject on the radiation path increases. This means that the body thickness corresponding to the scattered radiation component is estimated so that the body thickness of the virtual subject increases as the number increases.
補正分布取得部３５は、被検体画像においては放射線の経路上における被検体の体厚が大きくなるほど散乱線成分が多くなることに対応させて、参照画像の散乱線成分に応じて参照画像の複数の位置において散乱線成分が多くなるほど仮想被検体の体厚が大きくなるように、参照画像に含まれる被写体の体厚分布を算出可能なあらゆる方法を適用可能である。例えば、補正分布取得部３５は、体厚分布取得部３６と同じ方法によって参照画像から仮想被写体（撮影環境）の体厚分布を算出してもよく、体厚分布取得部３６と異なる方法によって、参照画像から仮想被写体（撮影環境）の体厚分布を算出してもよい。 In the subject image, the correction distribution acquisition unit 35 responds to the fact that the scattered radiation component increases as the body thickness of the subject on the radiation path increases, and a plurality of reference images are generated according to the scattered radiation component of the reference image. Any method capable of calculating the body thickness distribution of the subject included in the reference image can be applied so that the body thickness of the virtual subject increases as the scattered radiation component increases at the position. For example, the correction distribution acquisition unit 35 may calculate the body thickness distribution of the virtual subject (imaging environment) from the reference image by the same method as the body thickness distribution acquisition unit 36, and by a method different from the body thickness distribution acquisition unit 36, The body thickness distribution of the virtual subject (imaging environment) may be calculated from the reference image.
本実施形態においては、体厚分布取得部３６が補正分布取得部３５の機能を兼ね備え、体厚分布取得部３６による体厚分布取得処理と同じ方法によって、補正分布取得部３５が参照画像から仮想被写体（撮影環境）の体厚分布を算出して、補正分布として取得する例を説明する。つまり、体厚分布取得部３６が体厚分布を取得する処理と補正分布取得部３５による補正分布取得処理において、体厚分布取得部３６が体厚分布を取得する処理において被検体画像Ｉｋと被検体Ｋの仮想モデルＭｋを用いる点が、補正分布取得部３５による補正分布取得処理においては、参照画像Ｉｒと撮影環境の仮想モデルＭｒ（撮影環境を表す仮想被検体の仮想モデル）を用いる点となること以外は共通処理が実行される。 In the present embodiment, the body thickness distribution acquisition unit 36 also has the function of the correction distribution acquisition unit 35, and the correction distribution acquisition unit 35 uses the same method as the body thickness distribution acquisition process performed by the body thickness distribution acquisition unit 36 to generate a virtual image from the reference image. An example in which a body thickness distribution of a subject (imaging environment) is calculated and acquired as a correction distribution will be described. That is, in the process in which the body thickness distribution acquisition unit 36 acquires the body thickness distribution and the correction distribution acquisition process in the correction distribution acquisition unit 35, the body thickness distribution acquisition unit 36 acquires the subject image Ik and the subject in the process of acquiring the body thickness distribution. The point using the virtual model Mk of the specimen K is that the reference image Ir and the virtual model Mr of the imaging environment (the virtual model of the virtual subject representing the imaging environment) are used in the correction distribution acquisition process by the correction distribution acquisition unit 35. Except for this, common processing is executed.
図２は、本発明の補正分布取得部３５および体厚分布取得部３６の概略構成を示すブロック図である。第１の実施形態における体厚分布取得部３６は、仮想モデル取得部４１と、推定画像生成部４２と、修正部４３と、体厚分布決定部４４とを備える。体厚分布取得部３６の各要素と各機能は、補正分布取得部３５の各要素と各機能と共通するため、体厚分布取得部３６と補正分布取得部３５の共通部分については体厚分布取得部３６と補正分布取得部３５のいずれか一方について詳細な説明を省略する場合がある。 FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the correction distribution acquisition unit 35 and the body thickness distribution acquisition unit 36 of the present invention. The body thickness distribution acquisition unit 36 in the first embodiment includes a virtual model acquisition unit 41, an estimated image generation unit 42, a correction unit 43, and a body thickness distribution determination unit 44. Since each element and each function of the body thickness distribution acquisition unit 36 are the same as each element and each function of the correction distribution acquisition unit 35, the common part of the body thickness distribution acquisition unit 36 and the correction distribution acquisition unit 35 is the body thickness distribution. Detailed description of either the acquisition unit 36 or the correction distribution acquisition unit 35 may be omitted.
仮想モデル取得部４１は、体厚分布取得部３６が被検体画像Ｉｋの体厚分布を取得する処理を実施する場合には、初期体厚分布Ｔ０ ｋを有する被検体Ｋの仮想モデルＭｋを取得する。また、仮想モデル取得部４１は、体厚分布取得部３６が補正分布取得部３５として機能し、撮影環境の補正分布を取得する処理を実施する場合には、初期体厚分布Ｔ０ ｒを有する撮影環境の仮想モデルＭｒを取得する。 When the body thickness distribution acquisition unit 36 performs the process of acquiring the body thickness distribution of the subject image Ik, the virtual model acquisition unit 41 determines the virtual model Mk of the subject K having the initial body thickness distribution T 0 k. get. Further, the virtual model acquisition unit 41 has an initial body thickness distribution T 0 r when the body thickness distribution acquisition unit 36 functions as the correction distribution acquisition unit 35 and performs a process of acquiring the correction distribution of the imaging environment. A virtual model Mr of the shooting environment is acquired.
ここで、仮想モデルは、予め定められた初期体厚分布に従った体厚がｘｙ平面上の各位置に対応付けられたデータであればよい。撮影環境の仮想モデルＭｒは、初期体厚分布Ｔ０ ｋ（ｘ，ｙ）に従った体厚がｘｙ平面上の各位置に対応付けられた被検体Ｋを仮想的に表すデータである。同様に、撮影環境の仮想モデルＭｒは、初期体厚分布Ｔ０ ｒ（ｘ，ｙ）に従った体厚がｘｙ平面上の各位置に対応付けられた撮影環境の仮想被検体を仮想的に表すデータである。なお、被検体画像用の仮想モデルＭｋ、撮影環境の仮想モデルＭｒの各初期体厚分布は、補正分布取得処理の過程又は体厚分布取得処理の過程において、後述の修正部４３により修正されるものであるため、任意の分布とされてよく、双方が異なる分布を有するものであってもよく、双方が類似または同じ分布を有するものであってもよい。また、参照画像Ｉｒおよび被検体画像Ｉｋの初期体厚分布は、各仮想モデルＭｒ、Ｍｋの初期体厚分布を取得する処理の際に生成されて取得されてもよく、各仮想モデルＭｒ、Ｍｋの取得処理に先立って予め設定されていてもよい。 Here, the virtual model may be data in which body thickness according to a predetermined initial body thickness distribution is associated with each position on the xy plane. The virtual model Mr of the imaging environment is data that virtually represents the subject K in which the body thickness according to the initial body thickness distribution T 0 k (x, y) is associated with each position on the xy plane. Similarly, the virtual model Mr of the imaging environment virtually represents the virtual subject of the imaging environment in which the body thickness according to the initial body thickness distribution T 0 r (x, y) is associated with each position on the xy plane. It is data to represent. Note that the initial body thickness distributions of the virtual model Mk for the subject image and the virtual model Mr of the imaging environment are corrected by the correction unit 43 described later in the course of the correction distribution acquisition process or the body thickness distribution acquisition process. Therefore, the distribution may be an arbitrary distribution, both may have different distributions, or both may have similar or the same distribution. Further, the initial body thickness distribution of the reference image Ir and the subject image Ik may be generated and acquired during the process of acquiring the initial body thickness distribution of each virtual model Mr, Mk, and each virtual model Mr, Mk Prior to the acquisition process, it may be set in advance.
本実施形態においては、撮影環境の仮想モデルＭｒは、予め定められた値を有する一様分布とされている。また、被検体Ｋの体厚分布取得用の初期体厚分布Ｔ０ ｋは、仮想モデル取得部４１によって生成されて取得される。 In the present embodiment, the virtual model Mr of the shooting environment has a uniform distribution having a predetermined value. Further, the initial body thickness distribution T 0 k for acquiring the body thickness distribution of the subject K is generated and acquired by the virtual model acquisition unit 41.
仮想モデル取得部４１は、被検体画像Ｉｋの撮影条件を取得し、記憶部３２から被検体Ｋの撮影条件に応じた画素値と体厚とを対応付けたテーブルを取得する。図３に画素値と体厚とを対応付けたテーブルの例を示す。そして、仮想モデル取得部４１は、図３に示すテーブルに基づいて、被検体画像Ｉｋの各画素の画素値に対応する体厚を特定することにより、被検体画像Ｉｋの初期体厚分布Ｔ０ ｋを取得する。以上の処理は下記の式（１）により表される。なお、式（１）における、Ｉｋ（ｘ，ｙ）は、被検体画像における各画素の画素値、Ｔ０（ｘ，ｙ）は各画素位置における初期体厚分布を示す。
推定画像生成部４２は、仮想モデルとして撮影環境の仮想モデルＭｒを用いた場合には、撮影環境の仮想モデルＭｒの放射線撮影により得られる一次線画像を推定した推定一次線画像Ｉｐと撮影環境の仮想モデルＭｒの放射線撮影により得られる散乱線画像を推定した推定散乱線画像Ｉｓとを合成した画像を、参照画像Ｉｒを推定した画像である参照画像Ｉｒの推定画像Ｉｍとして生成する。 When the virtual model Mr of the imaging environment is used as the virtual model, the estimated image generation unit 42 estimates the primary line image Ip obtained by estimating the primary line image obtained by radiation imaging of the virtual model Mr of the imaging environment and the imaging environment. An image obtained by synthesizing the estimated scattered radiation image Is obtained by estimating the scattered radiation image obtained by radiography of the virtual model Mr is generated as an estimated image Im of the reference image Ir that is an image obtained by estimating the reference image Ir.
また、推定画像生成部４２は、仮想モデルとして被検体Ｋの仮想モデルＭｋを用いた場合には、仮想モデルＭｋの放射線撮影により得られる一次線画像を推定した推定一次線画像Ｉｐと仮想モデルＭｋの放射線撮影により得られる散乱線画像を推定した推定散乱線画像Ｉｓとを合成した画像を、被検体画像Ｉｋを推定した画像である被検体画像Ｉｋの推定画像Ｉｍとして生成する。 Further, when the virtual model Mk of the subject K is used as the virtual model, the estimated image generation unit 42 estimates the primary line image Ip obtained by estimating the primary line image obtained by radiography of the virtual model Mk and the virtual model Mk. An image obtained by synthesizing the estimated scattered radiation image Is obtained by estimating the scattered radiation image obtained by the radiation imaging is generated as an estimated image Im of the subject image Ik that is an image obtained by estimating the subject image Ik.
下記に、推定画像生成部４２が推定画像を生成する例を説明する。以下の説明において、仮想モデルが被検体Ｋの仮想モデルＭｒである場合については、初期体厚分布Ｔ０として被検体Ｋの仮想モデルＭｋの初期体厚分布Ｔ０ ｋを用い、被検体画像Ｉｋを用いる。また、仮想モデルが撮影環境の仮想モデルＭｒである場合については、初期体厚分布Ｔ０として撮影環境の仮想モデルＭｒの初期体厚分布Ｔ０ ｒを用い、被検体画像Ｉｋに替えて参照画像Ｉｒを用いる。 Hereinafter, an example in which the estimated image generation unit 42 generates an estimated image will be described. In the following description, when the virtual model is a virtual model Mr of the subject K uses the initial body thickness distribution T 0 k of virtual models Mk of the subject K as the initial material thickness distribution T 0, the object image Ik Is used. As for when the virtual model is a virtual model Mr of the shooting environment, the initial body thickness with an initial body thickness distribution T 0 r of the virtual model Mr photographing environment as a distribution T 0, the reference image instead of the subject image Ik Ir is used.
図４および図５は、推定画像Ｉｍの生成方法を説明するための図である。図４に示すように、推定画像生成部４２は、仮想モデルＭを、被検体画像Ｉｋと同等の撮影条件で仮想モデルＭを撮影した場合に得られる推定一次線画像Ｉｐを、下記式（２）に従って生成し、生成した推定一次線画像Ｉｐを用いて、式（３）に従って推定散乱線画像Ｉｓを生成する。そして、推定画像生成部４２は、式（４）に示すように推定一次線画像Ｉｐと推定散乱線画像Ｉｓを合成することにより、推定画像Ｉｍを生成する。なお、推定一次線画像Ｉｐと推定散乱線画像Ｉｓを１回目に作成する際には、推定式（２）、式（３）において初期体厚分布Ｔ０（ｘ，ｙ）が用いられる（式（２）、（３）においてｎ＝１である）。
ここで、（ｘ，ｙ）は被検体画像Ｉｋの画素位置の座標、Ｉｐ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における推定一次線画像、Ｉｓ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における推定散乱線画像、Ｉｏ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における線量、Ｉｍ（ｘ，ｙ）は画素位置（ｘ，ｙ）における推定画像、μは被写体の線減弱係数、Ｋｓ(ｘ，ｙ，Ｔｎ（ｘ’，ｙ’），θｘ’，ｙ’)は画素位置（ｘ，ｙ）における被検体厚に応じた点拡散関数(Point Spread Function)を表す畳みこみカーネルである。なお、線量Ｉｏ（ｘ，ｙ）は、被写体が存在しないと仮定した際に放射線が検出器で検出される線量であり、放射線源１２と放射線検出器１４の検出面との距離（ＳＩＤ）、管電圧および撮影線量に応じて変化する。また、θｘ’，ｙ’は、撮影条件や仮想モデルＭの特性情報によって特定されるパラメータを表している。 Here, (x, y) is the coordinates of the pixel position of the subject image Ik, Ip (x, y) is the estimated primary line image at the pixel position (x, y), and Is (x, y) is the pixel position (x , Y), the estimated scattered radiation image at I, (x, y) is the dose at the pixel position (x, y), Im (x, y) is the estimated image at the pixel position (x, y), and μ is the line attenuation of the subject. The coefficient, K s (x, y, Tn (x ′, y ′), θ x ′, y ′ ) represents a point spread function according to the object thickness at the pixel position (x, y). A convolution kernel. Note that the dose Io (x, y) is a dose at which radiation is detected by the detector when it is assumed that no subject exists, and the distance (SID) between the radiation source 12 and the detection surface of the radiation detector 14, Varies according to tube voltage and radiography dose. Further, θ x ′ and y ′ represent parameters specified by shooting conditions and characteristic information of the virtual model M.
なお、推定画像Ｉｍは、仮想モデルＭ（Ｍｒ、Ｍｋ）を放射線撮影した場合に得られると推定される画像であればよく、推定一次線画像Ｉｐと推定散乱線画像Ｉｓを合成した画像と実質的にみなせるものであればよい。例えば、図５に示すように、式（２）〜（４）に替えて下記式（５）を用いて、一次線成分と散乱線成分を合わせたカーネルを畳み込み積分して推定画像Ｉｍを生成してもよい。ここで、Ｋｐ＋ｓ（ｘ，ｙ，Ｔｎ−１（ｘ’，ｙ’），θｘ’，ｙ’)は、一次線成分と散乱線成分を合わせた点拡散関数を表すカーネルである。また、放射線撮影により得られた画像から推定一次線画像および推定散乱線画像を合成した推定画像を生成可能であれば、任意のモデル関数を用いてよい。 Note that the estimated image Im may be an image estimated to be obtained when the virtual model M (Mr, Mk) is radiographed, and is substantially the same as an image obtained by combining the estimated primary ray image Ip and the estimated scattered ray image Is. Anything can be considered. For example, as shown in FIG. 5, the estimated image Im is generated by convolving and integrating the kernel combining the primary ray component and the scattered ray component using the following equation (5) instead of the equations (2) to (4). May be. Here, K p + s (x, y, T n−1 (x ′, y ′), θ x ′, y ′ ) is a kernel representing a point diffusion function that combines the primary ray component and the scattered ray component. Any model function may be used as long as an estimated image obtained by synthesizing the estimated primary ray image and the estimated scattered ray image from the image obtained by radiography can be generated.
なお、Ｋｐ＋ｓ（ｘ，ｙ，Ｔｎ−１（ｘ’，ｙ’），θｘ’，ｙ’)は、撮影条件等に応じて実験的に求めることができる。 Note that K p + s (x, y, T n−1 (x ′, y ′), θ x ′, y ′ ) can be obtained experimentally according to the imaging conditions and the like.
本実施形態においては、撮影時の撮影条件に基づいてカーネルＫｓ(ｘ，ｙ，Ｔｎ（ｘ’，ｙ’），θｘ’，ｙ’)、Ｋｐ＋ｓ（ｘ，ｙ，Ｔｎ−１（ｘ’，ｙ’），θｘ’，ｙ’)を算出してもよいが、各種撮影条件とカーネルＫｓ(ｘ，ｙ，Ｔｎ（ｘ’，ｙ’），θｘ’，ｙ’)、Ｋｐ＋ｓ（ｘ，ｙ，Ｔｎ−１（ｘ’，ｙ’），θｘ’，ｙ’)とを対応付けたテーブルを記憶部３２に記憶しておき、撮影時の照射野情報、被写体情報および撮影条件に基づいて、このテーブルを参照してカーネルＫｓ(ｘ，ｙ，Ｔｎ（ｘ’，ｙ’），θｘ’，ｙ’)、Ｋｐ＋ｓ（ｘ，ｙ，Ｔｎ−１（ｘ’，ｙ’），θｘ’，ｙ’)を求める。
修正部４３は、推定画像Ｉｍが参照画像Ｉｒの推定画像である場合には、参照画像Ｉｒの推定画像Ｉｍと参照画像Ｉｒとに基づいて、参照画像Ｉｒの推定画像Ｉｍと参照画像Ｉｒの違いが小さくなるように撮影環境の仮想モデルＭｒの初期体厚分布Ｔ０ ｒ（Ｔｎ−１ ｒ）を修正する。 When the estimated image Im is an estimated image of the reference image Ir, the correcting unit 43 determines the difference between the estimated image Im of the reference image Ir and the reference image Ir based on the estimated image Im of the reference image Ir and the reference image Ir. The initial body thickness distribution T 0 r (T n−1 r ) of the virtual model Mr of the imaging environment is corrected so that becomes smaller.
また、修正部４３は、推定画像Ｉｍが被検体画像Ｉｋの推定画像である場合には、被検体画像Ｉｋの推定画像Ｉｍと被検体画像Ｉｋとに基づいて、被検体画像Ｉｋの推定画像Ｉｍと被検体画像Ｉｋの違いが小さくなるように被検体Ｋの仮想モデルＭｋの初期体厚分布Ｔ０ｋ（Ｔｎ−１ ｋ）を修正する。 In addition, when the estimated image Im is an estimated image of the subject image Ik, the correcting unit 43 estimates the estimated image Im of the subject image Ik based on the estimated image Im of the subject image Ik and the subject image Ik. The initial body thickness distribution T 0 k (T n−1 k ) of the virtual model Mk of the subject K is corrected so that the difference between the subject image Ik and the subject image Ik becomes small.
また、修正部４３は、体厚分布Ｔｎ−１の修正処理を行うために、被検体画像Ｉｋ（参照画像Ｉｒ）と推定画像Ｉｍの違いが小さくなるように体厚分布Ｔｎ−１の各位置の修正値を取得できる任意の方法を適用可能である。本実施形態では、修正部４３は、仮想モデルＭｋ（Ｍｒ）の一画素以上の部分領域ごとに、仮想モデルＭｋ（Ｍｒ）の体厚分布Ｔｎ−１を変動させて、推定画像Ｉｍと被検体画像Ｉｋ（参照画像Ｉｒ）との違いを小さくする部分領域の体厚を算出する処理を実施する。そして、算出された各部分領域の体厚によって仮想モデルの体厚分布を修正する。 Further, the correction unit 43, in order to perform the correction processing of body thickness distribution T n-1, the body thickness distribution T n-1 as the difference of the estimated image Im and the subject image Ik (reference image Ir) is reduced Any method that can acquire the correction value of each position is applicable. In the present embodiment, the correction unit 43 varies the body thickness distribution T n-1 of the virtual model Mk (Mr) for each partial region of one or more pixels of the virtual model Mk (Mr), and the estimated image Im A process of calculating the body thickness of the partial region that reduces the difference from the sample image Ik (reference image Ir) is performed. Then, the body thickness distribution of the virtual model is corrected based on the calculated body thickness of each partial region.
下記に、生成された推定画像Ｉｍが被検体画像Ｉｋの推定画像であり、仮想モデルＭが被検体Ｋの仮想モデルＭｋである場合について修正部４３の機能を説明する。また、修正部４３の処理の説明において、生成された推定画像Ｉｍが被検体画像Ｉｋの推定画像であり、仮想モデルが被検体Ｋの仮想モデルＭｋである場合には、下記体厚分布Ｔｎ−１として被検体画像Ｉｋの体厚分布Ｔｎ−１ ｋを用いる。また、修正部４３の処理の説明において、推定画像Ｉｍが参照画像Ｉｒの推定画像である場合には、体厚分布Ｔｎ−１として撮影環境の仮想モデルＭｒの体厚分布Ｔｎー１ ｒを用い、被検体画像Ｉｋに替えて参照画像Ｉｒを用いる。 The function of the correction unit 43 will be described below in the case where the generated estimated image Im is an estimated image of the subject image Ik and the virtual model M is the virtual model Mk of the subject K. In the description of the processing of the correction unit 43, when the generated estimated image Im is an estimated image of the subject image Ik and the virtual model is the virtual model Mk of the subject K, the following body thickness distribution T n The body thickness distribution T n−1 k of the subject image Ik is used as −1 . Further, in the description of the processing of the correcting unit 43, when the estimated image Im is estimated image of the reference image Ir is body thickness distribution T body thickness of the virtual model Mr of n-1 as the imaging environment distribution T n over 1 r And the reference image Ir is used instead of the subject image Ik.
修正部４３は、最急降下法を用いて体厚分布Ｔｎ−１の体厚の修正値を求めるものとする。下記式（６）、（７）を用いて、仮想モデルＭの画素のうち、Ｔｎ−１（ｘ，ｙ）において１つの特定の座標の体厚のみを変動させて、エラー関数ｆｅｒｒｏｒの一次偏微分（勾配）に基づいて繰り返しｄＴｎ−１（ｘ，ｙ）を算出することにより、エラー関数ｆｅｒｒｏｒの出力値を最小化することができる。そして、エラー関数ｆｅｒｒｏｒの出力値を最小化した際の、１つの特定の座標の体厚を、その特定の座標の体厚の修正値として決定する。また、他の画素についても同様に、それぞれ体厚の修正値を求めることにより、各画素の体厚分布を修正し、修正した体厚分布Ｔｎを取得する。
ただし、式（６）において、αは、体厚の更新速度を表すパラメータである更新係数である。式（７）に示すＫｐ＋ｓの微分値部分の算出方法の一例として、例えば、Ｔｎ−１（ｘ，ｙ）に極めて小さい値ｄｔを加えたとき値の変化を式（８）によって算出して、式（７）のＫｐ＋ｓの値とすることができる。 However, in Formula (6), (alpha) is an update coefficient which is a parameter showing the update speed of body thickness. As an example of a method for calculating the differential value portion of K p + s shown in Expression (7), for example, when an extremely small value dt is added to T n−1 (x, y), a change in value is calculated by Expression (8). Thus, the value of K p + s in equation (7) can be obtained.
体厚分布決定部４４は、被検体画像Ｉｋの推定画像Ｉｍに基づいて修正された被検体Ｋの仮想モデルＭｋの体厚分布Ｔｎ−１（ｎは自然数）を被検体画像Ｉｋの体厚分布Ｔｋに決定する。 The body thickness distribution determination unit 44 uses the body thickness distribution T n-1 (n is a natural number) of the virtual model Mk of the subject K modified based on the estimated image Im of the subject image Ik as the body thickness of the subject image Ik. The distribution Tk is determined.
また、体厚分布決定部４４は、参照画像Ｉｒの推定画像Ｉｍに基づいて修正された撮影環境の仮想モデルＭｒの体厚分布Ｔｎ−１（ｎは自然数）を被検体画像Ｉｋの補正分布Ｔｒに決定する。 Further, the body thickness distribution determination unit 44 uses the body thickness distribution T n-1 (n is a natural number) of the virtual model Mr of the imaging environment modified based on the estimated image Im of the reference image Ir as a correction distribution of the subject image Ik. Determine to Tr.
また、体厚分布決定部４４は、所定の終了条件を満たす場合に、修正された体厚分布Ｔｎ−１を被検体画像Ｉｋの体厚分布Ｔｋに決定する。また、体厚分布決定部４４は、終了条件として設定された条件を満たす場合に、修正された体厚分布Ｔｎ−１を撮影環境の体厚分布として決定し、この決定した体厚分布を補正分布Ｔｒとして決定する。 Further, the body thickness distribution determination unit 44 determines the corrected body thickness distribution T n-1 as the body thickness distribution Tk of the subject image Ik when a predetermined end condition is satisfied. Further, when the condition set as the end condition is satisfied, the body thickness distribution determination unit 44 determines the corrected body thickness distribution T n-1 as the body thickness distribution of the imaging environment, and the determined body thickness distribution is determined. The correction distribution Tr is determined.
被検体画像Ｉｋの体厚分布を決定する処理を例として、体厚分布決定部４４の終了条件の判定方法を説明する。下記処理において、撮影環境の体厚分布を決定する処理の場合には、被検体画像Ｉｋに換えて参照画像Ｉｒを用い、被検体Ｋの仮想モデルＭｋの体厚分布（第１体厚分布）に換えて撮影環境の仮想モデルＭｒの体厚分布（第２体厚分布）を用いればよい。体厚分布決定部４４は、式（９）および式（１０）に示すように、下記の被検体画像Ｉｋと推定画像Ｉｍとの違いを表すエラー値Ｖｅｒｒｏｒを定義し、終了条件としてエラー値Ｖｅｒｒｏｒがしきい値以下であるか否かを判定する。また、式（１０）に示すように、被検体画像Ｉｋから推定画像Ｉｍを減算した差分画像Ｉｄの各画素値の２乗和をエラー関数ｆｅｒｒｏｒとして規定する。なお、終了条件として、被検体画像Ｉｋと推定画像Ｉｍとの違いが許容可能な程度に十分小さくなったことを判定可能なあらゆる判定手法を適用可能である。
なお、式（１）〜（１１）において、同じ要素には同じ符号を付して、説明を省略する。被検体画像Ｉｋと推定画像Ｉｍの違いを表すエラー値Ｖｅｒｒｏｒを最小化するあらゆる最適化手法を適用可能であり、例えば、シンプレックス法や最急降下法、共役勾配法を用いることができる。また、推定画像Ｉｍが参照画像Ｉｒの推定画像である場合には、式（７）、（９）、（１０）および（１１）において、被検体画像Ｉｋに替えて参照画像Ｉｒを用いる。 In addition, in Formula (1)-(11), the same code | symbol is attached | subjected to the same element and description is abbreviate | omitted. Any optimization method that minimizes the error value V error indicating the difference between the subject image Ik and the estimated image Im can be applied. For example, a simplex method, a steepest descent method, or a conjugate gradient method can be used. When the estimated image Im is an estimated image of the reference image Ir, the reference image Ir is used instead of the subject image Ik in the equations (7), (9), (10), and (11).
図６は、画像解析装置３０の処理の流れを示すフローチャートであり、図７は補正分布決定処理の流れを示すフローチャートであり、図８は体厚分布決定処理のフローチャートである。図６乃至８を用いて、画像解析装置３０の処理の流れを説明する。 6 is a flowchart showing the flow of processing of the image analysis apparatus 30, FIG. 7 is a flowchart showing the flow of correction distribution determination processing, and FIG. 8 is a flowchart of body thickness distribution determination processing. The processing flow of the image analysis device 30 will be described with reference to FIGS.
まず、図６に示すように、画像取得部３３は、参照画像Ｉｒを取得する（Ｓ０１）。そして、補正分布取得部３５は、参照画像Ｉｒの散乱線成分に基づいて補正分布Ｔｒを取得する（Ｓ０２）。 First, as illustrated in FIG. 6, the image acquisition unit 33 acquires a reference image Ir (S01). Then, the correction distribution acquisition unit 35 acquires the correction distribution Tr based on the scattered radiation component of the reference image Ir (S02).
図７を用いてＳ０２における補正分布取得処理を詳細に説明する。仮想モデル取得部４１は、記憶部３２から、初期体厚分布Ｔ０ ｒを有する撮影環境の仮想モデルＭｒを取得する（Ｓ１１）。 The correction distribution acquisition process in S02 will be described in detail with reference to FIG. The virtual model acquisition unit 41 acquires the virtual model Mr of the imaging environment having the initial body thickness distribution T 0 r from the storage unit 32 (S11).
次いで推定画像生成部４２は、撮影環境の仮想モデルＭｒの放射線撮影により得られる一次線画像を推定した推定一次線画像Ｉｐと撮影環境の仮想モデルＭｒの放射線撮影により得られる散乱線画像を推定した推定散乱線画像Ｉｓとを合成した画像を、参照画像Ｉｒを推定した画像である参照画像Ｉｒの推定画像Ｉｍとして生成する（Ｓ１２）。 Next, the estimated image generation unit 42 estimates an estimated primary line image Ip obtained by estimating a primary line image obtained by radiography of the imaging environment virtual model Mr and a scattered radiation image obtained by radiography of the imaging environment virtual model Mr. An image obtained by combining the estimated scattered radiation image Is is generated as an estimated image Im of the reference image Ir that is an image obtained by estimating the reference image Ir (S12).
続いて、体厚分布決定部４４は、条件式（９）、（１０）を用いて参照画像Ｉｒの推定画像Ｉｍと参照画像Ｉｒとの違いが終了条件を満たすか否かを判定する（Ｓ１３）。 Subsequently, the body thickness distribution determination unit 44 determines whether the difference between the estimated image Im of the reference image Ir and the reference image Ir satisfies the end condition using the conditional expressions (9) and (10) (S13). ).
体厚分布決定部４４は、エラー値Ｖｅｒｒｏｒが終了条件を満たさない場合には（Ｓ１３：Ｎｏ）、条件式（６）、（７）を用いて体厚分布Ｔｎ−１（ｎ＝１の場合には、初期体厚分布Ｔ０ ｒ）を修正する修正処理を行う（Ｓ１４）。 When the error value V error does not satisfy the termination condition (S13: No), the body thickness distribution determination unit 44 uses the conditional expressions (6) and (7) to calculate the body thickness distribution T n-1 (n = 1). In the case of (2), a correction process for correcting the initial body thickness distribution T 0 r ) is performed (S14).
修正された体厚分布Ｔｎを取得すると、体厚分布決定部４４は、ｎの値を１つ増加して更新し（ｎ＝ｎ＋１とする）、仮想モデル取得部４１は修正された体厚分布Ｔｎを取得する（Ｓ１１）。そして、取得された体厚分布Ｔｎに対して、推定画像生成部４２および体厚分布決定部４４はＳ１１〜Ｓ１３の処理をそれぞれ上記と同様に実行する。そして、参照画像Ｉｒと参照画像Ｉｒの推定画像Ｉｍとの違いを示すエラー値Ｖｅｒｒｏｒが終了条件を満たすまで、上記同様に、体厚分布Ｔｎの修正処理（Ｓ１４）と、修正された体厚分布Ｔｎを有する仮想モデルＭｒの取得処理（Ｓ１１）と、体厚分布Ｔｎを用いた新たな推定画像Ｉｍの生成処理（Ｓ１２）と、新たに生成された推定画像Ｉｍと参照画像Ｉｒとの違いが終了条件を満たすかを判定する処理（Ｓ１３）の処理とが繰り返される。 When the corrected body thickness distribution Tn is acquired, the body thickness distribution determination unit 44 updates the value of n by incrementing it by 1 (assuming n = n + 1), and the virtual model acquisition unit 41 corrects the corrected body thickness. Distribution Tn is acquired (S11). Then, the obtained body thickness distribution T n, estimating image generating unit 42 and the body thickness distribution determiner 44 performs similarly to each of the above processing of S11 to S13. The reference to the error value V error indicating a difference between the estimated image Im of the image Ir and the reference image Ir is satisfies the termination condition, in the same manner as described above, correction processing of the body thickness distribution T n and (S14), was modified body an acquisition process of the virtual model Mr which has a thickness distribution T n (S11), the body thickness distribution T n generation process of a new estimation image Im with the (S12), the newly generated estimation image Im and the reference image Ir The process of determining whether the difference between the two and the end condition is satisfied (S13) is repeated.
一方、体厚分布決定部４４は、エラー値Ｖｅｒｒｏｒが終了条件を満たしていることを判定した場合には（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、終了条件を満たした際にエラー値Ｖｅｒｒｏｒに用いられた体厚分布Ｔｎを参照画像Ｉｒの体厚分布として決定し、この体厚分布を補正分布Ｔｒとして取得して補正分布取得処理を終了する（Ｓ１５）。 On the other hand, when the body thickness distribution determination unit 44 determines that the error value V error satisfies the termination condition (S13: Yes), the body used for the error value V error when the termination condition is satisfied. The thickness distribution Tn is determined as the body thickness distribution of the reference image Ir, the body thickness distribution is acquired as the correction distribution Tr, and the correction distribution acquisition process is terminated (S15).
図６に戻って続く処理を説明する。画像取得部３３は、被検体画像Ｉｋを取得する（Ｓ０３）。次いで、体厚分布取得部３６は、被検体画像Ｉｋの散乱線成分に基づいて体厚分布Ｔｋを推定して取得する（Ｓ０４）。 Returning to FIG. 6, the subsequent process will be described. The image acquisition unit 33 acquires the subject image Ik (S03). Next, the body thickness distribution acquisition unit 36 estimates and acquires the body thickness distribution Tk based on the scattered radiation component of the subject image Ik (S04).
また、図８を用いてＳ０４における補正分布取得処理を詳細に説明する。仮想モデル取得部４１は、記憶部３２から、初期体厚分布Ｔ０ ｋを有する被検体Ｋの仮想モデルＭｋを取得する（Ｓ２１）。 The correction distribution acquisition process in S04 will be described in detail with reference to FIG. The virtual model acquisition unit 41 acquires the virtual model Mk of the subject K having the initial body thickness distribution T 0 k from the storage unit 32 (S21).
次いで推定画像生成部４２は、被検体Ｋの撮影環境の仮想モデルＭｒの放射線撮影により得られる一次線画像を推定した推定一次線画像Ｉｐと被検体Ｋの仮想モデルＭｒの放射線撮影により得られる散乱線画像を推定した推定散乱線画像Ｉｓとを合成した画像を、被検体画像Ｉｋを推定した画像である推定画像Ｉｍとして生成する（Ｓ２２）。 Next, the estimated image generation unit 42 estimates the primary line image Ip obtained by radiography of the virtual model Mr in the imaging environment of the subject K and the scattering obtained by radiography of the virtual model Mr of the subject K. An image obtained by synthesizing the estimated scattered radiation image Is obtained by estimating the line image is generated as an estimated image Im that is an image obtained by estimating the subject image Ik (S22).
続いて、体厚分布決定部４４は、条件式（９）、（１０）を用いて被検体画像Ｉｋと推定画像Ｉｍとの違いが終了条件を満たすか否かを判定する（Ｓ２３）。 Subsequently, the body thickness distribution determination unit 44 determines whether or not the difference between the subject image Ik and the estimated image Im satisfies the end condition using the conditional expressions (9) and (10) (S23).
体厚分布決定部４４は、エラー値Ｖｅｒｒｏｒが終了条件を満たさない場合には（Ｓ２３：Ｎｏ）、条件式（６）、（７）を用いて体厚分布Ｔｎ−１（ｎ＝１の場合には、初期体厚分布Ｔ０）を修正する修正処理を行う（Ｓ２４）。 When the error value V error does not satisfy the termination condition (S23: No), the body thickness distribution determination unit 44 uses the conditional expressions (6) and (7) to calculate the body thickness distribution T n-1 (n = 1). In the case of ( 2 ), a correction process for correcting the initial body thickness distribution T 0 ) is performed (S24).
修正された体厚分布Ｔｎを取得すると、体厚分布決定部４４は、ｎの値を１つ増加して更新し（ｎ＝ｎ＋１とする）、仮想モデル取得部４１は修正された体厚分布Ｔｎを取得する（Ｓ２１）。そして、取得された体厚分布Ｔｎに対して、推定画像生成部４２および体厚分布決定部４４はＳ２１〜Ｓ２３の処理をそれぞれ上記と同様に実行する。そして、被検体画像Ｉｋと推定画像Ｉｍとの違いを示すエラー値Ｖｅｒｒｏｒが終了条件を満たすまで、上記同様に、体厚分布Ｔｎの修正処理（Ｓ２４）と、修正された体厚分布Ｔｎを有する仮想モデルＭｋの取得処理（Ｓ２１）と、体厚分布Ｔｎを用いた新たな推定画像Ｉｍの生成処理（Ｓ２２）と、新たに生成された推定画像Ｉｍと被検体画像Ｉｋとの違いが終了条件を満たすかを判定する処理（Ｓ２３）の処理とが繰り返される。 When the corrected body thickness distribution Tn is acquired, the body thickness distribution determination unit 44 increases the value of n by one and updates it (n = n + 1), and the virtual model acquisition unit 41 corrects the corrected body thickness distribution. Tn is acquired (S21). Then, the obtained body thickness distribution T n, estimating image generating unit 42 and the body thickness distribution determiner 44 performs similarly to each of the above processing of S21 to S23. Then, until the error value V error indicating the difference between the subject image Ik and the estimated image Im satisfies the termination condition, the correction processing (S24) of the body thickness distribution Tn and the corrected body thickness distribution Tn are performed as described above. The difference between the acquisition process (S21) of the virtual model Mk having, the generation process (S22) of the new estimated image Im using the body thickness distribution Tn, and the difference between the newly generated estimated image Im and the subject image Ik ends. The process of determining whether the condition is satisfied (S23) is repeated.
一方、体厚分布決定部４４は、エラー値Ｖｅｒｒｏｒが終了条件を満たしていることを判定した場合には（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、終了条件を満たした際にエラー値Ｖｅｒｒｏｒに用いられた体厚分布Ｔｎを被検体画像Ｉｋの体厚分布Ｔｋとして決定して体厚分布取得処理を終了する（Ｓ２５）。 On the other hand, when the body thickness distribution determining unit 44 determines that the error value V error satisfies the termination condition (S23: Yes), the body used for the error value V error when the termination condition is satisfied. The thickness distribution Tn is determined as the body thickness distribution Tk of the subject image Ik, and the body thickness distribution acquisition process is terminated (S25).
そして、体厚分布取得部３６は、被検体画像Ｉｋと参照画像Ｉｒの対応する位置を互いに位置合わせし、被検体画像Ｉｋの体厚分布と参照画像Ｉｒの補正分布に基づいて、互いに対応する位置において、体厚分布Ｔｋの体厚の値から補正分布Ｔｒの体厚補正量の値を減算して、被検体画像Ｉｋの補正体厚分布Ｔｋ’として決定し、本実施形態における画像解析処理を終了する（Ｓ０５）。なお、上記画像解析処理において、Ｓ０１とＳ０２の処理と、Ｓ０３とＳ０４の処理は、互いに順番を変えて実行してもよく、並行して実行してもよい。 Then, the body thickness distribution acquisition unit 36 aligns the corresponding positions of the subject image Ik and the reference image Ir, and corresponds to each other based on the body thickness distribution of the subject image Ik and the correction distribution of the reference image Ir. At the position, the body thickness correction amount value of the correction distribution Tr is subtracted from the body thickness value of the body thickness distribution Tk to determine the corrected body thickness distribution Tk ′ of the subject image Ik, and image analysis processing in the present embodiment Is finished (S05). In the image analysis process, the processes of S01 and S02, and the processes of S03 and S04 may be executed in a different order or may be executed in parallel.
本実施形態によれば、予め定められた撮影環境において被検体を配置しないで撮影された放射線画像である参照画像Ｉｒを取得し、取得した参照画像に含まれる散乱線成分が、参照画像の撮影環境を表す仮想的な被検体である仮想被検体によって生じているとみなして、参照画像Ｉｒに含まれる散乱線成分に基づいて参照画像Ｉｒの仮想被検体の体厚分布を推定し、推定した仮想被検体の体厚分布を、撮影環境において所望の被検体を配置して撮影された放射線画像である被検体画像Ｉｋの体厚分布Ｔｋの誤差を補正するための体厚補正量の分布である参照画像の補正分布Ｔｒとして取得することにより、取得した補正分布Ｔｒを、撮影環境により生じる散乱線成分の影響による被検体画像Ｉｋの体厚分布Ｔｎの誤差を補正するための有益な情報として提供することができる。 According to the present embodiment, the reference image Ir, which is a radiographic image captured without placing a subject in a predetermined imaging environment, is acquired, and the scattered radiation component included in the acquired reference image is captured of the reference image. The body thickness distribution of the virtual subject of the reference image Ir is estimated based on the scattered radiation component included in the reference image Ir, assuming that the virtual subject is a virtual subject representing the environment. The body thickness distribution of the virtual subject is a body thickness correction amount distribution for correcting an error in the body thickness distribution Tk of the subject image Ik, which is a radiographic image taken by arranging a desired subject in the imaging environment. By acquiring the acquired correction distribution Tr as a correction distribution Tr of a certain reference image, it is useful for correcting the error of the body thickness distribution Tn of the subject image Ik due to the influence of the scattered radiation component generated by the imaging environment. It can be provided as a broadcast.
また、体厚分布取得部３６が、被検体画像Ｉｋの散乱線成分に基づいて被検体画像Ｉｋの体厚分布Ｔｋを取得し、参照画像Ｉｒの散乱線成分に基づいて取得した補正分布Ｔｒに応じて体厚分布Ｔｋにおける各位置の体厚をそれぞれ補正した被検体Ｋの補正体厚分布Ｔｋ’を取得するため、撮影環境によって生じる体厚分布の誤差を好適に補正して、好適に補正された被検体Ｋの補正体厚分布Ｔｋ’を求めることができる。さらに、補正分布取得部３５が、体厚分布取得部３６と共通の方法により参照画像Ｉｒから散乱線成分に基づいて撮影環境の体厚分布を取得し、取得した撮影環境の体厚分布を補正分布として取得しているため、上記効果をより高めることができる。 Further, the body thickness distribution acquisition unit 36 acquires the body thickness distribution Tk of the subject image Ik based on the scattered radiation component of the subject image Ik, and the correction distribution Tr acquired based on the scattered radiation component of the reference image Ir. Accordingly, in order to obtain the corrected body thickness distribution Tk ′ of the subject K in which the body thickness at each position in the body thickness distribution Tk is corrected, the body thickness distribution error caused by the imaging environment is preferably corrected and corrected appropriately. The corrected body thickness distribution Tk ′ of the subject K can be obtained. Further, the correction distribution acquisition unit 35 acquires the body thickness distribution of the imaging environment based on the scattered radiation component from the reference image Ir by the same method as the body thickness distribution acquisition unit 36, and corrects the acquired body thickness distribution of the imaging environment. Since it acquires as distribution, the said effect can be heightened more.
また、補正分布取得部３５が、予め定められた体厚分布（第２体厚分布）を有する撮影環境の仮想モデルを取得する仮想モデル取得部４１（第２仮想モデル取得部）と、参照画像の撮影条件を取得し、参照画像の撮影条件を適用して、撮影環境の仮想モデルから推定した推定一次線画像と撮影環境の仮想モデルの放射線撮影により得られる散乱線画像を撮影環境の仮想モデルから推定した推定散乱線画像とを合成した画像を、参照画像を推定した画像である参照画像の推定画像として生成する推定画像生成部４２（第２推定画像生成部）と、参照画像の推定画像と参照画像の違いが小さくなるように撮影環境の仮想モデルの体厚分布を修正する修正部４３（第２修正部）と、修正された撮影環境の仮想モデルの体厚分布を撮影環境に対応する補正分布として決定する体厚分布決定部４４（第２体厚分布決定部）とを備えているため、参照画像Ｉｒから散乱線成分に基づいて撮影環境を表す仮想被検体の体厚分布が正確であり、この仮想被検体の体厚分布を補正分布とすることにより、撮影環境による散乱線成分によって生じた体厚分布の誤差を精度よく補正できる。 The correction distribution acquisition unit 35 also acquires a virtual model acquisition unit 41 (second virtual model acquisition unit) that acquires a virtual model of a photographing environment having a predetermined body thickness distribution (second body thickness distribution), and a reference image. The imaging conditions of the imaging environment are obtained by applying the imaging conditions of the reference image and applying the imaging conditions of the reference image to the estimated primary line image estimated from the imaging environment virtual model and the radiation imaging of the imaging environment virtual model. An estimated image generation unit 42 (second estimated image generation unit) that generates, as an estimated image of a reference image that is an image obtained by estimating a reference image, an image obtained by combining the estimated scattered radiation image estimated from A correction unit 43 (second correction unit) that corrects the body thickness distribution of the virtual model of the shooting environment so that the difference between the reference image and the reference image is small, and the body thickness distribution of the virtual model of the corrected shooting environment corresponds to the shooting environment Do Since the body thickness distribution determining unit 44 (second body thickness distribution determining unit) that determines the positive distribution is provided, the body thickness distribution of the virtual subject representing the imaging environment based on the scattered radiation component from the reference image Ir is accurate. By using the body thickness distribution of the virtual subject as a correction distribution, it is possible to accurately correct an error in the body thickness distribution caused by the scattered radiation component due to the imaging environment.
また、上記実施形態のように、体厚分布取得部３６が、体厚分布取得部が、予め定められた体厚分布（第１体厚分布）を有する被検体Ｋの仮想モデルを取得する仮想モデル取得部４１（第１仮想モデル取得部）と、被検体画像Ｉｋの撮影条件を取得し、被検体画像Ｉｋの撮影条件を適用して、被検体Ｋの仮想モデルの放射線撮影により得られる一次線画像を被検体Ｋの仮想モデルから推定した推定一次線画像と被検体Ｋの仮想モデルの放射線撮影により得られる散乱線画像を被検体Ｋの仮想モデルから推定した推定散乱線画像とを合成した画像を、被検体Ｋの放射線撮影により得られる放射線画像を推定した画像である被検体画像Ｉｋの推定画像Ｉｍとして生成する推定画像生成部４２（第１推定画像生成部）と、被検体画像Ｉｋの推定画像Ｉｍと被検体画像Ｉｋの違いが小さくなるように仮想モデルの体厚分布を修正する修正部４３（第１修正部）と、修正された被検体Ｋの仮想モデルの体厚分布Ｔｎを被検体Ｋの体厚分布Ｔｋとして決定する体厚分布決定部４４（第１体厚分布決定部）とを備えた場合には、被検体画像Ｉｋから散乱線成分に基づく正確な体厚分布を取得することができる。 Further, as in the above-described embodiment, the body thickness distribution acquisition unit 36 is a virtual in which the body thickness distribution acquisition unit acquires a virtual model of the subject K having a predetermined body thickness distribution (first body thickness distribution). A model acquisition unit 41 (first virtual model acquisition unit) obtains imaging conditions for the subject image Ik, applies the imaging conditions for the subject image Ik, and is obtained by radiography of the virtual model of the subject K. An estimated primary line image obtained by estimating a line image from a virtual model of the subject K and a scattered radiation image obtained by radiography of the virtual model of the subject K are combined with an estimated scattered ray image estimated from the virtual model of the subject K. An estimated image generation unit 42 (first estimated image generation unit) that generates an image as an estimated image Im of a subject image Ik that is an image obtained by estimating a radiographic image obtained by radiography of the subject K; and a subject image Ik Estimated image of The correction unit 43 (first correction unit) that corrects the body thickness distribution of the virtual model so that the difference between m and the subject image Ik is small, and the corrected body thickness distribution Tn of the virtual model of the subject K is the subject. When the body thickness distribution determining unit 44 (first body thickness distribution determining unit) that determines the body thickness distribution Tk of K is provided, an accurate body thickness distribution based on the scattered radiation component is acquired from the subject image Ik. be able to.
また、本実施形態に示すように、仮想モデル取得部４１が、修正された体厚分布Ｔｎを有する仮想モデルＭｋ（またはＭｒ）をさらに取得し、推定画像生成部４２が、修正された体厚分布Ｔｎを有する仮想モデルＭｋ（またはＭｒ）から推定画像Ｉｍをさらに生成し、修正部４３が、さらに生成された推定画像Ｉｍと被検体画像Ｉｋ（または参照画像Ｉｒ）の違いが小さくなるように仮想モデルＭの体厚分布Ｔｎをさらに修正する場合には、修正された体厚分布Ｔｎを有する仮想モデルに基づいて、体厚分布Ｔの修正を繰り返すことにより、推定画像Ｉｍが被検体画像Ｉｋ（または参照画像Ｉｒ）により近似するように体厚分布Ｔをより正確に修正できる。このため、修正した撮影環境の仮想モデルＭｒの体厚分布Ｔｎ＋１を撮影環境の補正分布Ｔｒとすることで、さらに正確に参照画像Ｉｒの補正分布Ｔｒを決定することができる。また、修正した被検体Ｋの仮想モデルＭの体厚分布Ｔｎ＋１を被検体Ｋの体厚分布Ｔｋとすることで、さらに正確に被検体画像Ｉｋの体厚分布Ｔｋを決定することができる。 Further, as shown in this embodiment, the virtual model acquisition unit 41 further acquires the virtual model Mk (or Mr) having a modified body thickness distribution T n, estimating image generating unit 42 has been modified body the thickness further generates an estimated image Im from a virtual model Mk having a distribution T n (or Mr), correcting section 43 further difference is reduced for the generated estimation image Im and the object image Ik (or the reference image Ir) when further modify the body thickness distribution T n of the virtual model M as on the basis of the virtual model with a modified body thickness distribution T n, by repeating the modification of the body thickness distribution T, the estimated image Im is The body thickness distribution T can be corrected more accurately so as to be approximated by the subject image Ik (or the reference image Ir). Therefore, the correction distribution Tr of the reference image Ir can be determined more accurately by using the body thickness distribution T n + 1 of the corrected virtual model Mr of the shooting environment as the correction distribution Tr of the shooting environment. Moreover, the body thickness distribution Tk of the subject image Ik can be determined more accurately by setting the corrected body thickness distribution Tn + 1 of the virtual model M of the subject K as the body thickness distribution Tk of the subject K.
また、本実施形態によれば、体厚分布取得部３６が、推定画像Ｉｍと被検体画像Ｉｋ（または参照画像Ｉｒ）との違いが許容可能な程度に十分小さくなった場合に、仮想モデルＭの体厚分布Ｔｎを被検体Ｋの体厚分布Ｔｋ（または参照画像Ｉｒの補正分布Ｔｒ）として決定している。このため、推定画像Ｉｍと被検体画像Ｉｋ（または参照画像Ｉｒ）とが近似する体厚分布となるように、繰り返し体厚分布を修正して、非常に正確に被写体画像（または参照画像Ｉｒ）の体厚分布を決定することができる。また、体厚分布取得部３６は、推定画像Ｉｍと被検体画像Ｉｋ（または参照画像Ｉｒ）との違いが閾値以下となったか否かを判定することにより、推定画像Ｉｍと被検体画像Ｉｋ（または参照画像Ｉｒ）との違いが許容可能な程度に十分小さくなったか否かを好適に判別して、推定画像Ｉｍと被検体画像Ｉｋ（または参照画像Ｉｒ）とが近似する体厚分布となるように、繰り返し体厚分布を修正して、非常に正確に被写体画像の体厚分布を決定することができる。なお、終了条件のしきい値は、被検体Ｋの仮想モデルを用いる場合と、撮影環境の仮想モデルを用いる場合とで、異ならせてもよく等しくしてもよい。 Further, according to the present embodiment, the virtual model M is obtained when the body thickness distribution acquisition unit 36 is sufficiently small that the difference between the estimated image Im and the subject image Ik (or the reference image Ir) is acceptable. the body thickness distribution T n is determined as the body thickness distribution Tk of the subject K (or corrected distribution Tr of the reference image Ir). For this reason, the body thickness distribution is corrected repeatedly so that the estimated image Im and the subject image Ik (or reference image Ir) approximate to each other, and the subject image (or reference image Ir) is very accurately corrected. The body thickness distribution can be determined. Further, the body thickness distribution acquisition unit 36 determines whether or not the difference between the estimated image Im and the subject image Ik (or the reference image Ir) is equal to or less than a threshold value, whereby the estimated image Im and the subject image Ik ( Alternatively, it is preferably determined whether or not the difference from the reference image Ir) is sufficiently small to an acceptable level, and the estimated image Im and the subject image Ik (or the reference image Ir) are approximated to a body thickness distribution. As described above, the body thickness distribution of the subject image can be determined very accurately by correcting the body thickness distribution repeatedly. Note that the threshold value of the end condition may be different or may be the same when using the virtual model of the subject K and when using the virtual model of the imaging environment.
また、本実施形態に示すように、修正部４３が、仮想モデルＭの１画素以上の部分領域ごとに、仮想モデルＭの体厚分布Ｔｎ−１のうち１つの部分領域の体厚を変動させて、推定画像Ｉｍと被検体画像Ｉｋとの違いを最小化する場合のその１つの部分の体厚を算出し、算出された各部分の体厚によって仮想モデルＭの体厚分布を修正する場合には、各画素の体厚の修正値を正確に算出でき、好適に修正された体厚分布Ｔｎを取得することができる。 Further, as shown in the present embodiment, the correction unit 43 varies the body thickness of one partial region of the body thickness distribution T n−1 of the virtual model M for each partial region of one or more pixels of the virtual model M. Then, the body thickness of the one part when the difference between the estimated image Im and the subject image Ik is minimized is calculated, and the body thickness distribution of the virtual model M is corrected by the calculated body thickness of each part. case, the correction value of the body thickness of each pixel can be accurately calculated, it is possible to obtain a suitably modified body thickness distribution T n.
また、補正分布取得部３５が、体厚分布取得部３６と共通の方法により参照画像Ｉｒの散乱線成分に応じた体厚分布を取得し、取得した体厚分布を補正分布Ｔｒとしているため、体厚分布Ｔｋを補正分布Ｔｒを用いて補正することにより、撮影環境による散乱線成分による体厚分布の誤差の影響を好適に低減して、精度よく被検体Ｋの体厚分布である補正体厚分布Ｔｋ’を得ることができる。また、補正分布取得部３５と体厚分布取得部３６は、仮想モデル取得部４１、推定画像生成部４２、修正部４３、体厚分布決定部４４の構成要素および機能を共通化することにより、画像処理装置の構成をより簡略化することができる。ただし、画像処理装置に求められる所望の事項のために、補正分布取得部３５と体厚分布取得部３６は、それぞれ個別に、仮想モデル取得部、推定画像生成部、修正部、体厚決定部を備えるようにしてもよく、それぞれが別の手法により散乱線成分に基づく体厚推定処理を行ってもよい。 In addition, the correction distribution acquisition unit 35 acquires the body thickness distribution according to the scattered radiation component of the reference image Ir by a method common to the body thickness distribution acquisition unit 36, and uses the acquired body thickness distribution as the correction distribution Tr. By correcting the body thickness distribution Tk using the correction distribution Tr, the influence of the error of the body thickness distribution due to the scattered radiation component due to the imaging environment is suitably reduced, and the corrected body that is the body thickness distribution of the subject K with high accuracy. A thickness distribution Tk ′ can be obtained. In addition, the correction distribution acquisition unit 35 and the body thickness distribution acquisition unit 36 share the components and functions of the virtual model acquisition unit 41, the estimated image generation unit 42, the correction unit 43, and the body thickness distribution determination unit 44. The configuration of the image processing apparatus can be further simplified. However, for desired matters required for the image processing apparatus, the correction distribution acquisition unit 35 and the body thickness distribution acquisition unit 36 are respectively a virtual model acquisition unit, an estimated image generation unit, a correction unit, and a body thickness determination unit. The body thickness estimation processing based on the scattered radiation component may be performed by different methods.
上記実施形態において、推定画像生成部４２は、推定一次線画像Ｉｐと推定散乱線画像Ｉｓを生成できる種々の方法を適用してよい。 In the above-described embodiment, the estimated image generation unit 42 may apply various methods that can generate the estimated primary line image Ip and the estimated scattered radiation image Is.
また、上記実施形態において、撮影条件取得部３４によって被検体画像Ｉｋおよび参照画像Ｉｒの撮影条件を取得し、推定画像生成部４２が、取得した撮影条件に応じて、推定画像Ｉｍの生成に用いられる、撮影条件によって変動するパラメータ（例えば、上記式（３）、（５）におけるθｘ’，ｙ’など）を選択し、選択したパラメータを用いて推定画像Ｉｍの生成処理（Ｓ２２、Ｓ３２）を行うことが好ましい。 In the above-described embodiment, the imaging condition acquisition unit 34 acquires the imaging conditions of the subject image Ik and the reference image Ir, and the estimated image generation unit 42 uses the acquired imaging conditions to generate the estimated image Im. A parameter that varies depending on the shooting condition (for example, θ x ′, y ′ in the above formulas (3) and (5)) is selected, and the estimated image Im is generated using the selected parameters (S22, S32). It is preferable to carry out.
また、上記実施形態において、修正部４３は、被検体画像Ｉｋ（または参照画像Ｉｒ）の撮影条件を取得し、取得した撮影条件に応じて、推定画像Ｉｍの生成に用いられる、撮影条件によって変動するパラメータ（例えば、上記式（７）、（８）におけるθｘ’，ｙ’など）を選択し、選択したパラメータを用いて推定画像Ｉｍの体厚分布の修正処理（Ｓ１４およびＳ２４）を行うことが好ましい。この場合には、被検体画像Ｉｋ（または参照画像Ｉｒ）の撮影条件に応じて、撮影条件によって変動するパラメータを適切に設定して推定画像Ｉｍを生成することができるため、推定画像Ｉｍをより正確に推定して生成することができる。このため、結果として、被検体Ｋの体厚分布または（撮影環境の体厚分布）をより正確に決定することができる。 In the above embodiment, the correction unit 43 acquires the imaging conditions of the subject image Ik (or the reference image Ir), and varies according to the imaging conditions used for generating the estimated image Im according to the acquired imaging conditions. (For example, θ x ′, y ′ in the above formulas (7) and (8)) are selected, and the body thickness distribution correction process (S14 and S24) of the estimated image Im is performed using the selected parameters. It is preferable. In this case, the estimated image Im can be generated by appropriately setting parameters that vary depending on the imaging condition in accordance with the imaging condition of the subject image Ik (or the reference image Ir). Accurately estimated and generated. Therefore, as a result, the body thickness distribution of the subject K or (the body thickness distribution of the imaging environment) can be determined more accurately.
また、画像解析装置３０において、画像取得部３３は、１つの撮影環境において複数の参照画像を取得し、補正分布取得部３５は、取得された複数の参照画像についてそれぞれ補正分布を取得し、体厚分布取得部３６は、取得された複数の参照画像に対応する複数の補正分布Ｔｒを平均した平均補正分布に応じて被検体Ｋの体厚分布Ｔｋにおける各位置の体厚をそれぞれ補正した被検体Ｋの補正体厚分布Ｔｋ’を取得してもよい。この場合には、体厚分布Ｔｋの補正のために、１つの参照画像から取得した補正分布の代わりに、複数の参照画像から取得した複数の補正分布Ｔｒを平均した平均補正分布を用いることにより、撮影ごとの散乱線成分のばらつきの影響を抑制して、より精度よく撮影環境による体厚の誤差を反映した補正分布を用いることができ、より好適に被検体Ｋの体厚分布Ｔｋを補正することができる。 In the image analysis device 30, the image acquisition unit 33 acquires a plurality of reference images in one shooting environment, and the correction distribution acquisition unit 35 acquires correction distributions for the acquired plurality of reference images, respectively. The thickness distribution acquisition unit 36 corrects the body thickness at each position in the body thickness distribution Tk of the subject K according to the average correction distribution obtained by averaging the plurality of correction distributions Tr corresponding to the acquired plurality of reference images. The corrected body thickness distribution Tk ′ of the specimen K may be acquired. In this case, for correcting the body thickness distribution Tk, instead of the correction distribution acquired from one reference image, an average correction distribution obtained by averaging a plurality of correction distributions Tr acquired from a plurality of reference images is used. In addition, it is possible to use the correction distribution that reflects the error of the body thickness due to the imaging environment more accurately by suppressing the influence of the scattered radiation component variation for each imaging, and more preferably corrects the body thickness distribution Tk of the subject K. can do.
また、画像解析装置３０において、画像取得部３３は、撮影環境において被検体を配置しないで撮影された複数の放射線画像を取得し、複数の放射線画像を平均した画像を参照画像として取得することが好ましい。この場合には、同等である撮影環境において被検体を配置しないで撮影された複数の放射線画像の平均画像を参照画像とすることにより、参照画像における撮影ごとの散乱線成分のばらつきの影響を抑制することができる。このため、結果としてより精度よく撮影環境による体厚の誤差を反映した補正分布を取得することができ、より好適に被検体Ｋの体厚分布Ｔｋを補正することができる。 Further, in the image analysis apparatus 30, the image acquisition unit 33 acquires a plurality of radiographic images captured without arranging the subject in the imaging environment, and acquires an image obtained by averaging the plurality of radiographic images as a reference image. preferable. In this case, an average image of a plurality of radiographic images taken without placing a subject in an equivalent imaging environment is used as a reference image, thereby suppressing the influence of dispersion of scattered radiation components in each reference image. can do. As a result, it is possible to acquire a correction distribution reflecting an error in the body thickness due to the imaging environment as a result, and to more appropriately correct the body thickness distribution Tk of the subject K.
また、画像解析装置３０において、補正分布取得部３５が、互いに異なる撮影条件が適用された複数の参照画像Ｉｒについてそれぞれ補正分布Ｔｒを取得して、撮影条件と対応する補正分布を対応付けし、体厚分布取得部３６は、被検体画像Ｉｋの撮影条件に類似する撮影条件に対応付けられた補正分布を取得し、取得した補正分布Ｔｒに応じて被検体画像Ｉｋの体厚分布Ｔｋにおける各位置の体厚をそれぞれ補正した補正体厚分布Ｔｋ’を取得することが好ましい。例えば、第１〜第ｍの撮影室のそれぞれについて、互いに異なる第１〜第ｎの撮影条件で撮影された参照画像をそれぞれ取得して、参照画像ごとに補正分布をそれぞれ取得し、撮影室と撮影条件と補正分布を対応付けた対応付けテーブルを用意しておくことが考えられる。例えば、第１〜第ｎの撮影条件は、管電圧と管電流と照射時間の積を表すものとすることができる。そして、被検体画像の撮影時に、対応付けテーブルに基づいて、被検体画像の撮影室と被検体画像の撮影条件（または被検体画像の撮影条件に類似する撮影条件）に対応する補正分布を取得すればよい。この場合には、被検体画像Ｉｋと参照画像Ｉｒにおいて撮影条件が類似しているため、被検体画像Ｉｋの撮影条件と参照画像Ｉｒの撮影条件が互いに異なっている場合よりも、撮影条件による体厚分補正分布に対する変動が抑制された補正分布を用いて体厚分布を補正することができ、より正確に被検体Ｋの体厚分布を表す補正体厚分布を取得することができる。なお、撮影条件の類似の判定には、許容に撮影条件が類似していると判定可能な条件であれば、撮影条件の１以上の要素が共通または近似している条件を採用できる。 Further, in the image analysis device 30, the correction distribution acquisition unit 35 acquires the correction distribution Tr for each of the plurality of reference images Ir to which different shooting conditions are applied, and associates the correction distribution corresponding to the shooting condition with each other, The body thickness distribution acquisition unit 36 acquires a correction distribution associated with imaging conditions similar to the imaging conditions of the subject image Ik, and each of the body thickness distributions Tk of the subject image Ik according to the acquired correction distribution Tr. It is preferable to obtain a corrected body thickness distribution Tk ′ obtained by correcting the body thickness at each position. For example, for each of the first to m-th shooting rooms, a reference image shot under different first to n-th shooting conditions is acquired, and a correction distribution is acquired for each reference image. It is conceivable to prepare a correspondence table in which photographing conditions are associated with correction distributions. For example, the first to nth imaging conditions can represent the product of tube voltage, tube current, and irradiation time. Then, at the time of photographing the subject image, a correction distribution corresponding to the photographing room of the subject image and the photographing condition of the subject image (or the photographing condition similar to the photographing condition of the subject image) is acquired based on the association table. do it. In this case, since the imaging conditions of the subject image Ik and the reference image Ir are similar, the body based on the imaging conditions is more than the case where the imaging conditions of the subject image Ik and the imaging conditions of the reference image Ir are different from each other. The body thickness distribution can be corrected using the correction distribution in which the variation with respect to the thickness correction distribution is suppressed, and the corrected body thickness distribution representing the body thickness distribution of the subject K can be acquired more accurately. It should be noted that for the similar determination of the shooting conditions, a condition in which one or more elements of the shooting conditions are common or approximate can be adopted as long as it is possible to determine that the shooting conditions are sufficiently similar.
なお、補正分布取得部３５は、撮影環境において特定の撮影条件が適用された参照画像Ｉｒについて補正分布Ｔｒを取得し、体厚分布取得部３６は、取得した補正分布Ｔｒに応じて参照画像の撮影環境と同等の撮影環境において特定の撮影条件とは異なる撮影条件が適用された被検体画像の体厚分布における各位置の体厚をそれぞれ補正した補正体厚分布を取得してもよい。撮影条件による補正分布の変動が少ない場合などには、特定の撮影条件が適用された参照画像について取得された補正分布を用いて、特定の撮影条件とは異なる撮影条件が適用された被検体画像の体厚分布を補正することにより、簡易かつ好適に被検体画像の体厚分布を補正することができる。 The correction distribution acquisition unit 35 acquires the correction distribution Tr for the reference image Ir to which specific shooting conditions are applied in the shooting environment, and the body thickness distribution acquisition unit 36 determines the reference image according to the acquired correction distribution Tr. You may acquire the correction | amendment body thickness distribution which each corrected the body thickness of each position in the body thickness distribution of the subject image to which the imaging conditions different from specific imaging conditions were applied in the imaging environment equivalent to an imaging environment. When there is little variation in the correction distribution due to the imaging conditions, the subject image to which the imaging conditions different from the specific imaging conditions are applied using the correction distribution acquired for the reference image to which the specific imaging conditions are applied By correcting the body thickness distribution, the body thickness distribution of the subject image can be corrected easily and suitably.
また、複数の放射線撮影システムを有する規模の大きい医療機関などにおいて、複数の撮影室において、撮影台、撮影装置、撮影室の壁や床などの撮影環境の要素や配置が共通している場合もあり得る。このような場合には、特定の撮影室の撮影環境において予め定められた撮影条件で被写体を配置せずに撮影された参照画像に基づいた補正分布を取得し、取得した補正分布を他の同等の撮影環境を有する撮影室における被検体画像の体厚分布を補正するために用いてもよい。なお、撮影環境の要素のうち、撮影環境によって生じる散乱線発生の主たる要因となる要素や配置が実質的に共通である場合には、他の要素の種類や配置などが異なっていても、撮影環境が実質的に共通しているとみなせる。このため、互いに異なる複数の撮影室であっても、撮影環境の要素のうち、撮影環境によって生じる散乱線発生に寄与する１つ以上の主たる要素とその配置が実質的に共通である場合には、一つの撮影室の撮影環境において所定の撮影条件で被写体を配置せずに撮影された参照画像に基づいた補正分布を取得し、取得した補正分布を他の同等の撮影環境を有する撮影室における被検体画像の体厚分布を補正するために用いることができる。 Also, in a large-scale medical institution having a plurality of radiation imaging systems, there may be cases where the elements and arrangement of the imaging environment such as the imaging table, imaging apparatus, imaging room wall and floor are common in the plurality of imaging rooms. possible. In such a case, a correction distribution based on a reference image captured without placing a subject under a predetermined shooting condition in a shooting environment of a specific shooting room is acquired, and the acquired correction distribution is replaced with another equivalent distribution. It may be used for correcting the body thickness distribution of the subject image in the imaging room having the imaging environment. In addition, if the elements and arrangements that are the main factors of the generation of scattered radiation caused by the shooting environment are substantially common among the elements of the shooting environment, even if the types and arrangements of other elements are different, It can be considered that the environment is substantially common. For this reason, even in a plurality of different shooting rooms, among the elements of the shooting environment, when one or more main elements contributing to the generation of scattered radiation caused by the shooting environment and the arrangement thereof are substantially common , Acquiring a correction distribution based on a reference image shot without placing a subject under a predetermined shooting condition in a shooting environment of one shooting room, and using the acquired correction distribution in a shooting room having another equivalent shooting environment It can be used to correct the body thickness distribution of the subject image.
また、例えば、本発明の補正分布Ｔｒを取得する処理を所定の撮影環境の設置時に行うことが考えられる。この場合、撮影環境の新規設置時に、その撮影環境において参照画像Ｉｒを撮影して取得し、取得された参照画像Ｉｒに基づいて補正分布Ｔｒを取得し、その後、同じ撮影環境（参照画像の撮影環境と同等の撮影環境）において撮影された、複数の互いに異なる被検体を撮影した複数の被検体画像について、各被検体画像の体厚分布を補正するために、取得した補正分布Ｔｒを用いることができる。なお、一旦補正分布を取得した撮影環境であっても、所望の期間をおいて補正分布Ｔｒを取得する処理を適宜実施し、補正分布Ｔｒを更新することが好ましい。この場合には、撮影環境に配置された放射線源などの各要素の劣化などの経時変化の影響を低減して、撮影環境に対応する補正分布を好適に取得して利用することができる。 Further, for example, it is conceivable to perform the process of acquiring the correction distribution Tr of the present invention when a predetermined photographing environment is installed. In this case, when a new shooting environment is installed, the reference image Ir is shot and acquired in the shooting environment, the correction distribution Tr is acquired based on the acquired reference image Ir, and then the same shooting environment (shooting of the reference image) is acquired. The acquired correction distribution Tr is used to correct the body thickness distribution of each subject image with respect to a plurality of subject images taken in a plurality of different subjects photographed in an imaging environment equivalent to the environment). Can do. Even in a shooting environment in which the correction distribution is once acquired, it is preferable to update the correction distribution Tr by appropriately performing a process of acquiring the correction distribution Tr after a desired period. In this case, it is possible to suitably obtain and use a correction distribution corresponding to the imaging environment by reducing the influence of a change over time such as deterioration of each element such as a radiation source arranged in the imaging environment.
また、本実施形態の変形例である第２の実施形態として、体厚分布取得部３６は、被検体画像Ｉｋに含まれる散乱線成分に基づいて被検体画像Ｉｋの被検体の体厚分布を取得し、取得した体厚分布の少なくとも一部に撮影環境からの散乱線成分による誤差が生じている可能性があることを判別した場合に、補正分布Ｔｒに応じて被検体の体厚分布Ｔｋにおける各位置の体厚をそれぞれ補正した被検体Ｋの補正体厚分布Ｔｋ’を取得するようにしてもよい。 As a second embodiment which is a modification of the present embodiment, the body thickness distribution acquisition unit 36 calculates the body thickness distribution of the subject in the subject image Ik based on the scattered radiation component included in the subject image Ik. When it is determined that there is a possibility that an error due to the scattered radiation component from the imaging environment has occurred in at least a part of the acquired body thickness distribution, the body thickness distribution Tk of the subject according to the correction distribution Tr The corrected body thickness distribution Tk ′ of the subject K obtained by correcting the body thickness at each position in FIG.
例えば、図１１に第２の実施形態に係る画像解析装置３０の処理の流れを示すフローチャートを示す。図１１において、Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３、Ｓ４４、Ｓ４６の処理は、図６におけるＳ０１、Ｓ０２、Ｓ０３、Ｓ０４、Ｓ０５の処理とそれぞれ同じ処理であるため、詳細な説明を省略する。図１１に示すように、画像解析装置３０は、図６と同様に、参照画像を取得する処理（Ｓ４１）、参照画像に基づいて補正分布を取得する処理（Ｓ４２）、被検体画像を取得する処理（Ｓ４３）、被検体画像に基づいて体厚分布を取得する処理（Ｓ４４）を順次実行する。次いで、体厚分布取得部３６が、体厚分布の誤差が生じている可能性があるか否かを判別し、体厚分布の誤差が生じている可能性があると判別した場合には（Ｓ４５、Ｙ）、体厚分布を補正して補正体厚分布を取得する処理（Ｓ４６）を行う。一方、体厚分布の誤差が生じている可能性がないと判別した場合には（Ｓ４５、Ｎ）、体厚分布を補正して補正体厚分布を取得する処理（Ｓ４６）を省略する。この場合には、必要な場合にのみ体厚分布を補正することができるため、計算負荷を低減することができる。 For example, FIG. 11 shows a flowchart showing a processing flow of the image analysis apparatus 30 according to the second embodiment. In FIG. 11, the processes of S41, S42, S43, S44, and S46 are the same as the processes of S01, S02, S03, S04, and S05 in FIG. As shown in FIG. 11, the image analysis apparatus 30 acquires a reference image (S41), a correction distribution acquisition process based on the reference image (S42), and a subject image, as in FIG. The process (S43) and the process (S44) for acquiring the body thickness distribution based on the subject image are sequentially executed. Next, when the body thickness distribution acquisition unit 36 determines whether there is a possibility that an error in the body thickness distribution has occurred, and determines that there is a possibility that an error in the body thickness distribution has occurred ( S45, Y), a process of obtaining a corrected body thickness distribution by correcting the body thickness distribution (S46). On the other hand, when it is determined that there is no possibility of an error in the body thickness distribution (S45, N), the process of correcting the body thickness distribution and acquiring the corrected body thickness distribution (S46) is omitted. In this case, since the body thickness distribution can be corrected only when necessary, the calculation load can be reduced.
また、図１２に第２の実施形態の変形例に係る画像解析装置３０の処理の流れを示すフローチャートを示す。図１２に示すように、参照画像を取得する処置（図６のＳ０１に対応する処理）と参照画像に基づいて補正分布を取得する処理（図６のＳ０２に対応する処理）は、被検体画像に基づいて体厚分布を取得する処理（図６のＳ０４に対応する処理）の後に実行してもよい。図１２において、Ｓ５１、Ｓ５２、Ｓ５４、Ｓ５５、Ｓ４６の処理はＳ０３、Ｓ０４、Ｓ０１、Ｓ０２、Ｓ０５の処理とそれぞれ同じ処理であるため、詳細な説明を省略する。図１２に示すように、画像解析装置３０は、被検体画像を取得する処理（Ｓ５１）を実行し、次いで体厚分布を取得する処理（Ｓ５２）を実行し、次に体厚分布取得部３６により体厚分布の誤差が生じている可能性があるか否かを判別し、体厚分布の誤差が生じている可能性があると判別した場合には（Ｓ５３，Ｙ）、参照画像を取得する処置（Ｓ５４）と参照画像に基づいて補正分布を取得する処理（Ｓ５５）と体厚分布を補正して補正体厚分布を取得する処理（Ｓ５６）をこの順に実行するようにすることができる。なお、体厚分布の誤差が生じている可能性がないと判別した場合には（Ｓ５４，Ｙ）、参照画像取得処置（Ｓ５４）と参照画像に基づいて補正分布を取得する処理（Ｓ５５）と体厚分布を補正して補正体厚分布を取得する処理（Ｓ５６）を省略することができる。 FIG. 12 is a flowchart showing a processing flow of the image analysis apparatus 30 according to the modification of the second embodiment. As shown in FIG. 12, a process for acquiring a reference image (a process corresponding to S01 in FIG. 6) and a process for acquiring a correction distribution based on the reference image (a process corresponding to S02 in FIG. 6) are performed on the subject image. May be executed after the process of acquiring the body thickness distribution based on the process (the process corresponding to S04 in FIG. 6). In FIG. 12, the processing of S51, S52, S54, S55, and S46 is the same as the processing of S03, S04, S01, S02, and S05, and detailed description thereof is omitted. As illustrated in FIG. 12, the image analysis apparatus 30 executes a process (S51) of acquiring a subject image, then executes a process of acquiring a body thickness distribution (S52), and then performs a body thickness distribution acquisition unit 36. Is used to determine whether there is a possibility that an error in the body thickness distribution has occurred, and if it is determined that an error in the body thickness distribution has occurred (S53, Y), a reference image is acquired. The processing (S54) for performing correction, the processing for acquiring the correction distribution based on the reference image (S55), and the processing for correcting the body thickness distribution and acquiring the correction body thickness distribution (S56) can be executed in this order. . When it is determined that there is no possibility of an error in the body thickness distribution (Y in S54), a reference image acquisition process (S54) and a process of acquiring a correction distribution based on the reference image (S55) The process of correcting the body thickness distribution and acquiring the corrected body thickness distribution (S56) can be omitted.
なお、上記図１１、１２における体厚分布に誤差が生じているかを判別する処理（Ｓ４５，Ｓ５３）において、体厚分布取得部３６は、被検体画像Ｉｋから画素ごとに算出した体厚分布について、体厚分布に対応する各画素をそれぞれ対象画素として、対象画素の体厚を、対象画素と対象画素に隣接する画素からなる３×３画素の各体厚を平均した値とすることにより、体厚分布を平滑化する。そして、互いに対応する画素ごとに、平滑化前の体厚分布から平滑化後の体厚分布を減算する。そして、減算してえた差分値分布における差分値の絶対値が所定の基準値を超える場合に、取得した体厚分布に誤差が生じている可能性があると判別する。また、例えば、被検体領域のエッジにおける体厚分布の変化を撮影環境によって生じる体厚分布の誤差と誤って認識することを防ぐために、周知の手法により被検体画像Ｉｋの被検体が存在する領域を特定し、被検体領域のエッジとエッジの近傍を除く領域を、体厚分布の判別の対象領域とし、対象領域に含まれる体厚分布ついてのみ上記判別処理を実行してもよい。なお、上記の基準値は、標準的な被検体の形状に基づいて近傍の２つの位置間の体厚の変化の最大値より大きい所定値を基準値として算出し、判別条件を体厚分布の近傍の２つの位置間の体厚の変化の絶対値が基準値を超える場合に、体厚分布が撮影環境による誤差を含む可能性があると判別するように設定することができる。近傍の２つの位置は、互いに隣接する画素の位置であってもよく、十分近傍に位置するものであれば互いに数画素から数十画素離れた位置であってもよい。 In the processing for determining whether an error has occurred in the body thickness distribution in FIGS. 11 and 12 (S45, S53), the body thickness distribution acquisition unit 36 calculates the body thickness distribution calculated for each pixel from the subject image Ik. By setting each pixel corresponding to the body thickness distribution as a target pixel, the body thickness of the target pixel is a value obtained by averaging each body thickness of 3 × 3 pixels including the target pixel and pixels adjacent to the target pixel, Smooth the body thickness distribution. Then, for each pixel corresponding to each other, the body thickness distribution after smoothing is subtracted from the body thickness distribution before smoothing. Then, when the absolute value of the difference value in the difference value distribution obtained by subtraction exceeds a predetermined reference value, it is determined that there is a possibility that an error has occurred in the acquired body thickness distribution. Further, for example, in order to prevent a change in body thickness distribution at the edge of the subject region from being erroneously recognized as an error in the body thickness distribution caused by the imaging environment, a region where the subject of the subject image Ik exists by a well-known method. And the region excluding the edge of the subject region and the vicinity of the edge is set as a target region for determining the body thickness distribution, and the above determination processing may be executed only for the body thickness distribution included in the target region. The above reference value is calculated based on the standard shape of the subject as a reference value that is larger than the maximum value of the change in body thickness between two neighboring positions. When the absolute value of the change in body thickness between two nearby positions exceeds a reference value, it can be set to determine that the body thickness distribution may include an error due to the imaging environment. The two neighboring positions may be the positions of the pixels adjacent to each other, or may be positions that are separated from each other by several to several tens of pixels as long as they are sufficiently close to each other.
また、上記「体厚分布の少なくとも一部に撮影環境による散乱線成分による誤差が生じている可能性があることを判別」する方法は、被検体の体厚分布の少なくとも一部が、撮影環境からの散乱線成分が放射線検出器に到達することにより被検体の実際の体厚分布よりも大きく算出されて体厚分布の誤差が生じている可能性があることを判別できるものであればいかなる方法であってもよい。また、例えば、標準的な被検体の形状に基づいて想定される最大の体厚に所定の厚さを加えた体厚を基準値として取得し、体厚分布に含まれる最大の体厚が基準値よりも大きい場合に、体厚分布が撮影環境による誤差を含む可能性があると判別するように設定してもよい。 In addition, the above-described method of “determining that at least a part of the body thickness distribution may have an error due to a scattered radiation component due to the imaging environment” means that at least a part of the body thickness distribution of the subject is Anything can be determined that the scattered radiation component from the light source can reach the radiation detector and is calculated to be larger than the actual body thickness distribution of the subject and may cause an error in the body thickness distribution. It may be a method. In addition, for example, the body thickness obtained by adding a predetermined thickness to the maximum body thickness assumed based on the shape of a standard subject is acquired as a reference value, and the maximum body thickness included in the body thickness distribution is used as a reference. When the value is larger than the value, it may be set so as to determine that the body thickness distribution may include an error due to the imaging environment.
また、本発明にかかる放射線画像解析方法において処理時間を短縮化することが好ましい。このために、画像取得部３３は、撮影環境において被検体を配置しないで撮影された放射線画像の解像度を予め定められた解像度に低減した縮小画像を生成し、生成した縮小画像を参照画像として取得することが好ましい。例えば、第１の実施形態の変形例として、図６の参照画像を取得する処理（Ｓ０１）において、画像取得部３３が、予め定められた撮影環境において被検体Ｋを配置しないで撮影された放射線画像の解像度を予め定められた解像度に低減した縮小画像を生成し、生成した縮小画像を参照画像として取得する。そして、補正分布取得部３５が参照画像Ｉｒの補正分布を取得する処理（Ｓ０２）において、縮小参照画像に対して、図７のＳ１１〜Ｓ１５の処理を行って撮影環境の補正分布Ｔｒを取得する。そして、その後補正分布Ｔｒを被検体画像Ｉｋの解像度に合わせるように必要に応じて適宜補間して拡大すればよい。この場合には、参照画像の補正分布を取得する処理（例えば図６のＳ０２）の処理負荷を低減して、処理時間を高速化することができる。 In the radiological image analysis method according to the present invention, it is preferable to shorten the processing time. For this purpose, the image acquisition unit 33 generates a reduced image in which the resolution of the radiographic image captured without placing the subject in the imaging environment is reduced to a predetermined resolution, and acquires the generated reduced image as a reference image. It is preferable to do. For example, as a modification of the first embodiment, in the process (S01) of acquiring the reference image in FIG. 6, the image acquisition unit 33 is a radiation imaged without arranging the subject K in a predetermined imaging environment. A reduced image in which the resolution of the image is reduced to a predetermined resolution is generated, and the generated reduced image is acquired as a reference image. Then, in the process (S02) in which the correction distribution acquisition unit 35 acquires the correction distribution of the reference image Ir, the correction distribution Tr of the shooting environment is acquired by performing the processes of S11 to S15 in FIG. . Thereafter, the correction distribution Tr may be appropriately interpolated and enlarged as necessary to match the resolution of the subject image Ik. In this case, it is possible to reduce the processing load of the process of acquiring the correction distribution of the reference image (for example, S02 in FIG. 6) and increase the processing time.
また、同様に、画像取得部３３は、被検体を配置して撮影された放射線画像の解像度を予め定められた解像度に低減した縮小画像を生成し、生成した縮小画像を被検体画像Ｉｋとして取得することが好ましい。例えば、第１の実施形態の変形例として、図６の被検体画像を取得する処理（Ｓ０３）において、画像取得部３３が、予め定められた撮影環境において被検体を配置して撮影された放射線画像の解像度を予め定められた解像度に低減した縮小画像を生成し、生成した縮小画像を被検体画像Ｉｋ（縮小被検体画像）として取得する。そして、体厚分布取得部３６が縮小被検体画像Ｉｋの体厚分布Ｔｋを取得する処理（図６のＳ０４）において、縮小被検体画像Ｉｋに対して、図８のＳ２１〜Ｓ２５の処理を行って縮小被検体画像の体厚分布Ｔｋを取得する。そして、その後体厚分布Ｔｋを必要に応じて適宜補間して拡大して用いればよい。この場合には、被検体画像の体厚分布を取得する処理（例えば図６のＳ０４）の処理負荷を低減して、処理時間を高速化することができる。なお、縮小参照画像、縮小被検体画像は、処理に必要な解像度を維持する範囲内で解像度をできるだけ小さくすることが好ましい。 Similarly, the image acquisition unit 33 generates a reduced image in which the resolution of a radiographic image captured by arranging the subject is reduced to a predetermined resolution, and acquires the generated reduced image as the subject image Ik. It is preferable to do. For example, as a modification of the first embodiment, in the process (S03) of acquiring the subject image in FIG. 6, the image acquisition unit 33 has taken the radiation imaged by arranging the subject in a predetermined imaging environment. A reduced image in which the resolution of the image is reduced to a predetermined resolution is generated, and the generated reduced image is acquired as a subject image Ik (reduced subject image). Then, in the process in which the body thickness distribution acquisition unit 36 acquires the body thickness distribution Tk of the reduced subject image Ik (S04 in FIG. 6), the processes in S21 to S25 in FIG. 8 are performed on the reduced subject image Ik. Thus, the body thickness distribution Tk of the reduced subject image is acquired. Then, the body thickness distribution Tk may be appropriately interpolated and enlarged as necessary. In this case, the processing load of the process for acquiring the body thickness distribution of the subject image (for example, S04 in FIG. 6) can be reduced, and the processing time can be increased. It should be noted that the reduced reference image and the reduced subject image preferably have the smallest possible resolution within a range that maintains the resolution necessary for processing.
体厚分布取得部３６の体厚分取得処理の他の変形例を第３の実施形態として説明する。図９は、第３の実施形態における体厚分布取得部３６の概略ブロック図であり、図１０は、第３の実施形態における体厚分布取得部３６の処理を表すフローチャートである。なお、第２および第３の実施形態における画像解析装置３０は、体厚分布取得部３６以外の構成および機能については、第１の実施形態と同じであるため、体厚分布取得部３６以外の構成および機能については説明を省略する。 Another modification of the body thickness acquisition process of the body thickness distribution acquisition unit 36 will be described as a third embodiment. FIG. 9 is a schematic block diagram of the body thickness distribution acquisition unit 36 in the third embodiment, and FIG. 10 is a flowchart showing the processing of the body thickness distribution acquisition unit 36 in the third embodiment. Note that the image analysis apparatus 30 in the second and third embodiments has the same configuration and functions as those in the first embodiment except for the body thickness distribution acquisition unit 36, and therefore other than the body thickness distribution acquisition unit 36. A description of the configuration and functions is omitted.
図９に示すように、第３の実施形態における体厚分布取得部３６は、体厚分布取得部は、被検体とは異なる複数のモデルがそれぞれ撮影された放射線画像である複数のモデル画像と、モデル画像の散乱線成分に基づいて取得されたモデル画像の体厚分布とを対応付けたモデル情報をそれぞれ取得するモデル情報取得部５１と、被検体画像とモデル画像の対応する位置を互いに位置合わせする位置合わせ部５２と、被検体画像の被検体の特徴を表す撮影対象情報を取得し、複数のモデル情報に基づいて、複数のモデル画像のモデルの特徴を表す撮影対象情報をそれぞれ取得し、被検体画像の撮影対象情報と類似する前撮影対象情報を有するモデル画像を特定し、特定されたモデル画像に対応付けられた体厚分布を被検体画像の体厚分布として決定するあらたな体厚分布決定部５３とを備える。以下、あらたな体厚分布決定部５３を、体厚分布決定部５３と記載する。 As shown in FIG. 9, the body thickness distribution acquisition unit 36 according to the third embodiment includes a plurality of model images that are radiographic images obtained by imaging a plurality of models different from the subject. A model information acquisition unit 51 that acquires model information obtained by associating the body thickness distribution of the model image acquired based on the scattered radiation component of the model image, and positions corresponding to each other between the subject image and the model image. The alignment unit 52 to be aligned and the imaging target information representing the characteristics of the subject of the subject image are acquired, and the imaging target information indicating the characteristics of the models of the plurality of model images is acquired based on the plurality of model information, respectively. A model image having pre-shooting target information similar to the shooting target information of the subject image is identified, and the body thickness distribution associated with the identified model image is determined as the body thickness distribution of the subject image. And a new body thickness distribution determiner 53. Hereinafter, the new body thickness distribution determining unit 53 is referred to as a body thickness distribution determining unit 53.
上記「モデル」は、被検体を仮想的に表すことのできる任意のモデルを用いることができる。例えば、被検体が人体である場合には、モデルを比較用の人体とすることが好ましい。また、撮影対象情報が互いに類似するモデル画像が複数存在する場合には、撮影対象情報が互いに類似するモデル画像のうち、被検体画像Ｉｋと撮影部位や撮影条件が互いに一致するモデル画像に対応づけられた体厚分布を被検体画像の体厚分布として決定することが好ましい。 As the “model”, any model that can virtually represent the subject can be used. For example, when the subject is a human body, the model is preferably a comparative human body. In addition, when there are a plurality of model images having similar imaging target information, among the model images having similar imaging target information, the subject image Ik is associated with a model image having the same imaging region and imaging condition. It is preferable to determine the obtained body thickness distribution as the body thickness distribution of the subject image.
また、「撮影対象情報」は、撮影対象の骨格形状や骨格の大きさ、筋肉量や、脂肪量などの体格的な特徴など、撮影対象の特徴を表すものであれば、あらゆる方法によって特定されたものであってよい。例えば、放射線画像の信号値のヒストグラム幅（信号値のヒストグラムの最大値と最小値の差）、放射線画像における被検体の所定部位の代表長さ（例えば腹部などの幅）、被検体の身長、体重、性別、年齢（大人、子供）などを用いてもよい。また、撮影対象情報は１つであってもよく複数であってもよい。また、撮影対象情報は、ユーザ入力により入力されたものであってもよく、被写体画像とモデル画像から抽出された撮影対象情報であってもよい。 In addition, “photographing target information” is specified by any method as long as it represents the characteristics of the subject to be photographed, such as the shape of the skeleton of the subject to be photographed, the size of the skeleton, and the physical features such as muscle mass and fat mass. It may be. For example, the histogram width of the signal value of the radiographic image (difference between the maximum value and the minimum value of the histogram of the signal value), the representative length (for example, the width of the abdomen) of the subject in the radiographic image, the height of the subject, Weight, sex, age (adult, child), etc. may be used. Further, the shooting target information may be one or plural. Further, the shooting target information may be input by user input, or may be shooting target information extracted from the subject image and the model image.
図１０は、第３の実施形態における体厚分布取得部３６の処理（図６のＳ０４の処理に相当する処理）のフローチャートである。なお、第３の実施形態においては、体厚分布取得処理に先だって、記憶部３２には、被検体Ｋとは異なる人体であるモデルＧｉ（１＜ｉ＜ｎ）について、被検体画像Ｉｋと同じ撮影環境において、同じ撮影条件を適用して、被検体画像Ｉｋと重複する部位をそれぞれ放射線撮影して得られた放射線画像である複数のモデル画像Ｉｇｉ（１＜ｉ＜ｎ）と、モデル画像Ｉｇｉ（１＜ｉ＜ｎ）の被写体であるモデルＧｉの体厚分布Ｔｇｉ（１＜ｉ＜ｎ）とを対応付けたモデル情報Ｃｇｉ（１＜ｉ＜ｎ）が予め作成されて記憶されている。 FIG. 10 is a flowchart of the process of the body thickness distribution acquisition unit 36 (a process corresponding to the process of S04 in FIG. 6) in the third embodiment. In the third embodiment, prior to the body thickness distribution acquisition process, the storage unit 32 stores the same model Gi (1 <i <n) as the subject image Ik, which is a human body different from the subject K. In the imaging environment, a plurality of model images Igi (1 <i <n), which are radiographic images obtained by radiographing portions overlapping with the subject image Ik under the same imaging conditions, and the model image Igi Model information Cgi (1 <i <n) that associates the body thickness distribution Tgi (1 <i <n) of the model Gi that is the subject of (1 <i <n) is created and stored in advance.
また、モデルＧｉの体厚分布Ｔｇｉ（ｘ、ｙ）（１＜ｉ＜ｎ）の算出は、モデル画像Ｉｇｉの散乱線成分に基づいて取得されている。第３の実施例では、撮影条件と撮影対象部位の特性情報の組合せごとに、図３の例のように、モデル画像の画素値と被検体の体厚とを対応付けた対応付けテーブルを用意して記憶する。そして、モデル画像の撮影条件と撮影対象部位に対応する対応付けテーブルを取得し、対応付けテーブルに基づいて、モデル画像の各位置の画素値に対応する体厚を特定することにより、モデル画像の体厚分布を取得する。 The calculation of the body thickness distribution Tgi (x, y) (1 <i <n) of the model Gi is acquired based on the scattered radiation component of the model image Igi. In the third embodiment, as shown in the example of FIG. 3, a correspondence table that associates the pixel value of the model image with the body thickness of the subject is prepared for each combination of the imaging conditions and the characteristic information of the imaging target region. And remember. Then, an association table corresponding to the imaging condition of the model image and the region to be imaged is acquired, and by specifying the body thickness corresponding to the pixel value at each position of the model image based on the association table, the model image Get body thickness distribution.
図１０を用いて、第３の実施形態における体厚分布取得部３６の処理について以下に説明する。まず、モデル情報取得部５１は、複数のモデル情報を取得する（Ｓ３１）。そして、位置合わせ部５２は、被検体画像Ｉｋとモデル情報に含まれるモデル画像Ｉｇｉ（１＜ｉ＜ｎ）について相対的に移動、回転、拡大縮小などの処理を施して、互いに対応する位置を位置合わせする（Ｓ３２）。次に、体厚分布決定部５３は、被検体画像Ｉｋの撮影対象情報である被検体画像Ｉｋのヒストグラム幅を取得し（Ｓ３３）、モデル画像Ｉｇｉ（１＜ｉ＜ｎ）からも同様に撮影対象情報である被検体画像Ｉｋのヒストグラム幅を取得する（Ｓ３４）。そして、体厚分布決定部５３は、被検体画像Ｉｋと複数のモデル画像Ｉｇｉの信号値のヒストグラム幅を比較し、被検体画像Ｉｋのヒストグラム幅と最も近いヒストグラム幅を有するモデル画像Ｉｇｏを特定する（Ｓ３５）。放射線画像においては、被写体の体格が大きくなるほど、信号値の分布の広がりが大きくなる傾向があるため、撮影対象情報として信号値のヒストグラム幅を用いることで、被検体画像Ｉｋの被検体Ｋと体格が類似するモデルＧｏを被写体とするモデル画像Ｉｇｏを特定することができる。 The processing of the body thickness distribution acquisition unit 36 in the third embodiment will be described below using FIG. First, the model information acquisition unit 51 acquires a plurality of model information (S31). Then, the alignment unit 52 performs processing such as relative movement, rotation, and enlargement / reduction on the subject image Ik and the model image Igi (1 <i <n) included in the model information, so that positions corresponding to each other are obtained. Alignment is performed (S32). Next, the body thickness distribution determination unit 53 acquires the histogram width of the subject image Ik, which is the photographing target information of the subject image Ik (S33), and similarly photographs from the model image Igi (1 <i <n). The histogram width of the subject image Ik, which is target information, is acquired (S34). Then, the body thickness distribution determination unit 53 compares the histogram widths of the signal values of the subject image Ik and the plurality of model images Igi, and specifies the model image Igo having the closest histogram width to the histogram width of the subject image Ik. (S35). In a radiographic image, as the subject's physique increases, the spread of the signal value tends to increase. Therefore, by using the histogram width of the signal value as the imaging target information, the subject K and the physique of the subject image Ik are used. It is possible to specify a model image Igo having a model Go similar in the subject.
そして、体厚分布決定部５３は、特定したモデル画像Ｉｇｏに対応づけられた体厚分布Ｔｇｏを被検体画像Ｉｋの体厚分布Ｔｋとして決定し、第３の実施形態の体厚分布取得析処理を終了する（Ｓ３６）。 Then, the body thickness distribution determination unit 53 determines the body thickness distribution Tgo associated with the identified model image Igo as the body thickness distribution Tk of the subject image Ik, and the body thickness distribution acquisition analysis process of the third embodiment Is finished (S36).
第３の実施形態によれば、被検体画像Ｉｋと同じ撮影環境において撮影されたモデル画像の体厚分布のうち、被検体Ｋの撮影対象情報と類似する撮影対象情報を有するモデル画像の体厚分布を、被検体画像Ｉｋの体厚分布として決定できるため、精度よく決定された被検体Ｋの体厚分布を体厚分布として取得することができる。結果として、体厚分布を補正分布によって補正した補正体厚分布をより正確なものとすることができる。 According to the third embodiment, the body thickness of a model image having imaging target information similar to the imaging target information of the subject K in the body thickness distribution of the model image captured in the same imaging environment as the subject image Ik. Since the distribution can be determined as the body thickness distribution of the subject image Ik, the body thickness distribution of the subject K determined with high accuracy can be acquired as the body thickness distribution. As a result, the corrected body thickness distribution obtained by correcting the body thickness distribution with the correction distribution can be made more accurate.
また、上記各実施形態において、画像取得部３３は、グリッドを用いないで撮影された被検体画像Ｉｋを取得するものとしたが、これに限定されず、画像取得部３３は、グリッドを用いて被検体Ｋを放射線撮影した放射線画像に対して、グリッドに起因する縞模様を除去する処理を施した画像を被検体画像Ｉｋとして取得してもよい。グリッドに起因する縞模様を除去する処理は、グリッドに起因する縞模様を除去可能な種々の手法によって行われたものであってよく、例えば特開２０１２−２０３５０４号公報に記載された手法などが参照できる。 In each of the above embodiments, the image acquisition unit 33 acquires the subject image Ik photographed without using the grid. However, the present invention is not limited to this, and the image acquisition unit 33 uses the grid. You may acquire the image which performed the process which removes the striped pattern resulting from a grid with respect to the radiographic image which image | photographed the subject K by radiography as the subject image Ik. The processing for removing the stripe pattern caused by the grid may be performed by various methods capable of removing the stripe pattern caused by the grid. For example, a method described in JP 2012-203504 A may be used. You can refer to it.
上記の各実施形態では、被検体の所定の撮影部位を透過した放射線を１つの放射線検出器を用いて放射線画像に変換する通常の放射線撮影を例に説明したが、被検体に対する種々の撮影方法としては、１枚の画像に収まりきらない長尺な撮影部位（例えば、被検体の体全体）の放射線画像を得るための長尺撮影（例えば、特開２０１１−２２４３３７号公報参照）と、放射線検出器の撮影領域を複数の領域に分割した分割領域を１つずつ用いて、分割領域毎に、放射線画像の撮影を行う分割撮影がある（例えば、特開２００２−２６３０８９号公報参照）。本発明にかかる放射線画像解析方法は、長尺撮影や分割撮影に係る放射線画像に対しても好適に適用可能である。 In each of the above-described embodiments, the normal radiography in which the radiation transmitted through a predetermined imaging region of the subject is converted into a radiographic image using one radiation detector has been described as an example, but various imaging methods for the subject are used. Long imaging (for example, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-224337) for obtaining a radiographic image of a long imaging region (for example, the entire body of the subject) that does not fit in one image, and radiation There is divided imaging in which a radiographic image is captured for each divided area by using one divided area obtained by dividing the imaging area of the detector into a plurality of areas (see, for example, JP-A-2002-263089). The radiological image analysis method according to the present invention can be suitably applied to a radiographic image related to long imaging or divided imaging.
長尺撮影においては、長尺な撮影領域を確保可能に複数の放射線検出器を連結して長手形状に組み合わせてなる放射線検出器を用いる場合がある。図１３に、長尺撮影用の放射線検出器の例を示す。図１３に示すように、略矩形平板状の放射線検出器１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、不図示の連結部により端部において互いに連結されて１つの長尺撮影用放射線検出器を構成している。各放射線検出器１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、撮影領域に放射線検出器が途切れず配置されるように端部が互いに重複するように配置されている。ここでは、放射線検出器１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、ＩＳＳ方式（Irradiation Side Sampling方式）の放射線検出器である。ＩＳＳ方式の放射線検出器１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、放射線の照射方向（図中一点鎖線矢印参照）に沿って、ガラス基板１４Ａａ、１４Ｂａ、１４Ｃａおよび放射線を光に変換する蛍光体層であるシンチレータ１４Ａｂ、１４Ｂｂ、１４Ｃｂがこの順に設けられたものである。ガラス基板には不図示の信号出力部およびセンサ部が配設されており、シンチレータから発光された光を、センサ部で電荷に変換して放射線画像を読み取る。また、ガラス基板１４Ａａ、１４Ｂａ、１４Ｃａは略矩形平板状であり、シンチレータ１４Ａｂ、１４Ｂｂ、１４Ｃｂはガラス基板１４Ａａ、１４Ｂａ、１４Ｃａよりも若干小さい略矩形平板状に構成されている。 In long imaging, a radiation detector formed by connecting a plurality of radiation detectors so as to ensure a long imaging region and combining them in a longitudinal shape may be used. FIG. 13 shows an example of a radiation detector for long imaging. As shown in FIG. 13, the radiation detectors 14A, 14B, and 14C having a substantially rectangular flat plate shape are connected to each other at an end portion by a connecting portion (not shown) to form one long imaging radiation detector. Each of the radiation detectors 14A, 14B, and 14C is disposed so that the end portions thereof overlap each other so that the radiation detector is disposed without interruption in the imaging region. Here, the radiation detectors 14A, 14B, and 14C are ISS (Irradiation Side Sampling) radiation detectors. The ISS type radiation detectors 14A, 14B, and 14C are glass substrates 14Aa, 14Ba, and 14Ca, and a scintillator 14Ab that is a phosphor layer that converts radiation into light along the radiation irradiation direction (see the dashed line arrow in the figure). , 14Bb, 14Cb are provided in this order. The glass substrate is provided with a signal output unit and a sensor unit (not shown). Light emitted from the scintillator is converted into electric charges by the sensor unit, and a radiation image is read. Further, the glass substrates 14Aa, 14Ba, and 14Ca have a substantially rectangular flat plate shape, and the scintillators 14Ab, 14Bb, and 14Cb have a substantially rectangular flat plate shape that is slightly smaller than the glass substrates 14Aa, 14Ba, and 14Ca.
このような長尺撮影用放射線検出器では、特に放射線検出器が重複して配置される部分において放射線検出器同士が互いに近傍に位置しているため、一つの放射線検出器のガラス基板やシンチレータなどで発生した散乱線が他の放射線検出器に到達し、散乱線に基づく体厚分布の算出に誤差を及ぼしやすい状況となっている。図１３の下方には、長尺撮影用放射線検出器の長尺方向において、放射線検出器１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの各参照画像の画素ごとの補正分布ＴｒＡ、ＴｒＢ、ＴｒＣをそれぞれ示す。補正分布ＴｒＡに示すように、放射線検出器１４Ａは、近傍に配置された放射線検出器１４Ｂ（特に端部１４Ｂｃ）で生じた散乱線が到達することにより、特に放射線検出器１４Ｂの近傍である端部１４Ａｃにおいて散乱線量が多く、Ｓａに示すように体厚分布の誤差が多くなる。同様に、補正分布ＴｒＢに示すように、放射線検出器１４Ｂは、近傍に配置された放射線検出器１４Ａ（特に端部１４Ａｃ）と放射線検出器１４Ｃ（特に端部１４Ｃｃ）で生じた散乱線が到達することにより、特に放射線検出器１４Ａの近傍である端部１４Ｂｃにおいて散乱線量が多く、Ｓｂ１に示すように体厚分布の誤差が大きくなり、特に放射線検出器１４Ｃの近傍に位置する端部１４Ｂｄにおいて散乱線量が多く、Ｓｂ２に示すように体厚分布の誤差が大きくなる。また、同様に、補正分布ＴｒＣに示すように、放射線検出器１４Ｃは、近傍に配置された放射線検出器１４Ｂ（特に端部１４Ｂｄ）で生じた散乱線が到達することにより、特に放射線検出器１４Ｂの近傍に位置する端部１４Ｃｃにおいて散乱線量が多く、Ｓｃに示すように体厚分布の誤差が大きくなる。 In such a long-radiation radiation detector, since the radiation detectors are located in the vicinity of each other particularly in a portion where the radiation detectors are overlapped, a glass substrate or a scintillator of one radiation detector, etc. The scattered radiation generated in the above reaches the other radiation detectors, and it is easy to cause an error in the calculation of the body thickness distribution based on the scattered radiation. The lower part of FIG. 13 shows correction distributions TrA, TrB, and TrC for each pixel of the reference images of the radiation detectors 14A, 14B, and 14C, respectively, in the longitudinal direction of the long imaging radiation detector. As shown in the correction distribution TrA, the radiation detector 14A has an end that is particularly close to the radiation detector 14B when the scattered radiation generated by the radiation detector 14B (particularly the end 14Bc) disposed in the vicinity arrives. The scattered dose is large in the portion 14Ac, and the error in the body thickness distribution increases as shown by Sa. Similarly, as shown in the correction distribution TrB, the radiation detector 14B reaches the scattered radiation generated by the radiation detector 14A (particularly the end portion 14Ac) and the radiation detector 14C (particularly the end portion 14Cc) disposed in the vicinity. As a result, the scattered dose is large especially at the end 14Bc in the vicinity of the radiation detector 14A, and the error in the body thickness distribution increases as shown by Sb1, and particularly at the end 14Bd located in the vicinity of the radiation detector 14C. The scattered dose is large, and the error of the body thickness distribution becomes large as shown by Sb2. Similarly, as shown in the correction distribution TrC, the radiation detector 14C has a special effect on the radiation detector 14B due to the arrival of scattered radiation generated by the radiation detector 14B (particularly the end 14Bd) disposed in the vicinity. The scattered dose is large at the end portion 14Cc located in the vicinity of, and the error in the body thickness distribution increases as shown by Sc.
上記のような、複数の放射線検出器を組み合わせてなる長尺撮影用の放射線検出器を用いた放射線撮影システムにおいて、ガラス基板の材質やシンチレータの材質によって、放射線検出器を放射線が通過する際に生じる散乱線量も大きくなる場合がある。このため、本発明の手法により参照画像の補正分布を取得し、取得した補正分布によって、体厚分布の誤差を補正することが大変有益である。この場合には、近傍に配置された放射線検出器で生じる散乱線による体厚分布の誤差を好適に抑制して、被検体の体厚分布を正確に算出することができる。また、複数の放射線検出器を組み合わせて１つの長尺撮影用放射線検出器として用いる場合に、個々の放射線検出器ごとに参照画像の補正分布（図１３のＴｒＡ、ＴｒＢ、Ｔｒｃ参照）と被検体画像の体厚分布を算出し、個々の放射線検出器ごとに、対応する体厚分布から補正分布を減算して補正分布を取得するようにしてもよい。また、各放射線検出器で得られる放射線画像を結合するように周知の画像処理をおこなって、長尺撮影の撮影領域全体の参照画像を生成して、参照画像の補正分布（図１３のＴｒＡＢＣ参照）を算出し、長尺撮影の撮影領域全体の被検体画像を生成して被検体画像の体厚分布を算出し、体厚分布から補正分布を減算して補正分布を取得するようにしてもよい。なお、図１３の長尺撮影用放射線検出器の補正分布ＴｒＡＢＣにおいて、放射線検出器１４Ａと１４Ｂの重複領域は参照画像に用いられた放射線検出器１４Ａの重複領域に関する補正分布とされ、放射線検出器１４Ａと１４Ｃの重複領域は、参照画像に用いられた放射線検出器１４Ｃの重複領域に関する補正分布とされている。 In a radiation imaging system using a radiation detector for long imaging composed of a plurality of radiation detectors as described above, when the radiation passes through the radiation detector depending on the material of the glass substrate or the material of the scintillator The resulting scattered dose may also be large. For this reason, it is very useful to acquire the correction distribution of the reference image by the method of the present invention and correct the error of the body thickness distribution by the acquired correction distribution. In this case, the body thickness distribution of the subject can be accurately calculated by suitably suppressing an error in the body thickness distribution due to the scattered radiation generated by the radiation detector disposed in the vicinity. Further, when a plurality of radiation detectors are combined and used as one long imaging radiation detector, the correction distribution of the reference image (see TrA, TrB, and Trc in FIG. 13) and the subject for each radiation detector. The body thickness distribution of the image may be calculated, and the correction distribution may be acquired by subtracting the correction distribution from the corresponding body thickness distribution for each individual radiation detector. Further, known image processing is performed so as to combine the radiographic images obtained by the respective radiation detectors to generate a reference image of the entire photographing region of the long imaging, and the correction distribution of the reference image (see TrABC in FIG. 13). ), A subject image of the entire imaging region of the long image is generated, the body thickness distribution of the subject image is calculated, and the correction distribution is obtained by subtracting the correction distribution from the body thickness distribution. Good. In the correction distribution TrABC of the long-distance radiation detector shown in FIG. 13, the overlapping area of the radiation detectors 14A and 14B is a correction distribution related to the overlapping area of the radiation detector 14A used for the reference image. The overlapping region of 14A and 14C is a correction distribution related to the overlapping region of the radiation detector 14C used for the reference image.
また、分割領域に合わせて照射範囲を限定して分割領域ごとに異なる撮影時に放射線撮影を行う分割撮影においても、本発明による参照画像の補正分布を取得して、取得した補正分布によって、被検体画像の体厚分布の誤差を補正することが好ましい。図１４に、分割撮影の際の放射線検出器１４の分割領域の例を示す。図１４に示す例では、被検体の関心部位を撮影可能な所定のサイズの５個の分割領域１４１、１４２、１４３、１４４、１４５が放射線検出器１４に対して設定されている。分割撮影においては、例えば、分割領域に合わせて照射範囲を限定するために分割領域に対応する大きさの開口部を有する放射線遮蔽物（放射線遮蔽板など）を用いる。そして、被検体と放射線検出器の間に、分割領域と開口部が対向するように放射線遮蔽板を配置して放射線撮影することを、各分割領域に対して繰り返すことにより、各分割領域１４１、１４２、１４３、１４４、１４５に、所望の撮影対象部位を表す放射線画像がそれぞれ取得される。なお、各分割撮影後に放射線検出器の読み出しを行って、各分割領域の放射線画像を毎回取得してもよく、全ての分割領域に対する分割撮影が終了した後に一括して放射線検出器の読み出しを行って、全分割領域の放射線画像をまとめて取得してもよい。 Further, even in divided imaging in which radiation imaging is performed at the time of different imaging for each divided area by limiting the irradiation range according to the divided area, the correction distribution of the reference image according to the present invention is acquired, and the subject is obtained by the acquired correction distribution. It is preferable to correct an error in the body thickness distribution of the image. FIG. 14 shows an example of a divided area of the radiation detector 14 at the time of divided imaging. In the example shown in FIG. 14, five divided regions 141, 142, 143, 144, and 145 having a predetermined size that can image the region of interest of the subject are set for the radiation detector 14. In divided imaging, for example, a radiation shielding object (such as a radiation shielding plate) having an opening having a size corresponding to the divided area is used in order to limit the irradiation range according to the divided area. Then, by arranging the radiation shielding plate between the subject and the radiation detector so that the divided region and the opening face each other and performing radiation imaging, each divided region 141, Radiographic images representing the desired imaging target regions are acquired at 142, 143, 144, and 145, respectively. Note that the radiation detector may be read after each divided imaging to acquire the radiation image of each divided area every time. After the divided imaging for all the divided areas is completed, the radiation detector is read collectively. Thus, the radiation images of all the divided areas may be acquired together.
分割撮影においては、各分割領域に対して参照画像の補正分布をそれぞれ取得して、各分割領域に対応する位置の補正分布を用いて、各分割領域で撮影された分割画像の体厚分布の補正を行ってもよい。また、各分割領域における補正分布がほぼ同等になるとみなせる場合には、１つの分割領域に対応する補正分布を取得し、全ての分割領域の補正分布として用いてもよい。この場合には、補正分布を取得する処理の計算負荷を低減し、処理の高速化のために好適である。 In the divided shooting, the correction distribution of the reference image is acquired for each divided region, and the body thickness distribution of the divided image shot in each divided region is obtained using the correction distribution at the position corresponding to each divided region. Correction may be performed. In addition, when it can be considered that the correction distributions in the respective divided regions are substantially equal, a correction distribution corresponding to one divided region may be acquired and used as the correction distribution of all the divided regions. In this case, the calculation load of the process for obtaining the correction distribution is reduced, which is suitable for speeding up the process.
また、画像診断機器を用いて対象部位の観察を動画等で観察しながら検査・治療等を行うＩＶＲ（Interventional Radiology）技術において、放射線透視撮影装置を利用する際、開口部を有する放射線遮蔽物などを用いて、被検体の対象部位を含む所定の大きさの撮影領域に放射線を照射する範囲を限定して複数回の放射線撮影を行う場合がある。このような場合にも同様に、１つの撮影領域において補正分布を取得し、後続の放射線撮影の撮影領域の補正分布として共通して用いてもよい。また、被検体の処置の進行などに応じて、所定の大きさの撮影領域を少しずつずらしながら複数回の放射線撮影を行う場合にも、各ずれた撮影領域における補正分布がほぼ同等になるとみなせる場合には、１つの撮影領域において補正分布を取得して、各ずれた位置の撮影領域の補正分布として用いてもよい。この場合にも補正分布を取得する処理の計算負荷を低減し、処理の高速化のために好適である。 In addition, in the IVR (Interventional Radiology) technology for performing examination / treatment while observing the target site with a moving image etc. using an image diagnostic device, a radiation shield having an opening, etc. In some cases, radiography is performed a plurality of times by limiting the range in which radiation is irradiated to an imaging region of a predetermined size including the target region of the subject. In such a case as well, the correction distribution may be acquired in one imaging region and used in common as the correction distribution of the imaging region for subsequent radiography. Further, even when radiography is performed a plurality of times while shifting the imaging area of a predetermined size little by little according to the progress of the treatment of the subject, the correction distributions in the shifted imaging areas can be regarded as almost equal. In this case, a correction distribution may be acquired in one shooting area and used as the correction distribution of the shooting area at each shifted position. Also in this case, it is suitable for reducing the calculation load of the process for obtaining the correction distribution and for speeding up the process.
なお、本発明によって得られた補正後の被検体の体厚分布（補正体厚分布）は、被検体画像に対して、被検体の体厚に応じた画像処理条件を決定するための種々の処理に用いることができる。例えば、本発明によって得られた補正後の体厚分布を静止画像または動画像である被検体画像に対する、濃度、コントラストなどの階調処理、ノイズ抑制処理、ダイナミックレンジ調整処理、周波数強調処理などに用いることが考えられる。また、本発明により得られた補正後の体厚分布を、被検体画像に対して、体厚に応じた撮影条件を決定するためのあらゆる処理に用いることができる。本発明により得られた補正後の体厚分布を用いて各画像処理条件または撮影条件を決定した場合には、被検体画像に対する正確な体厚分布が適用されることにより、決定された画像処理条件または撮影条件による画質改善効果を高めることができる。 Note that the corrected body thickness distribution (corrected body thickness distribution) obtained by the present invention is various for determining the image processing conditions corresponding to the body thickness of the subject with respect to the subject image. Can be used for processing. For example, the corrected body thickness distribution obtained by the present invention is applied to gradation processing such as density and contrast, noise suppression processing, dynamic range adjustment processing, frequency enhancement processing, etc. on a subject image that is a still image or a moving image. It is possible to use it. Further, the corrected body thickness distribution obtained by the present invention can be used for any processing for determining an imaging condition corresponding to the body thickness for the subject image. When each image processing condition or imaging condition is determined using the corrected body thickness distribution obtained by the present invention, the determined image processing is performed by applying an accurate body thickness distribution to the subject image. The effect of improving the image quality due to conditions or shooting conditions can be enhanced.
また、例えば、管電圧を異ならせて高エネルギーと低エネルギーの放射線をそれぞれ撮影して取得された２つの放射線画像の違いによって放射線画像を取得するエネルギーサブトラクション技術や経時サブストラクション技術（Ｔ−ｓｕｂ技術）において、本発明によって得られた被検体の補正後の体厚分布に応じて、高エネルギー画像から低エネルギー画像を減算する際に体厚の大きい位置における高エネルギー画像の重み付けを大きくするように重み係数を決定する処理を行ってもよい。この場合には、被検体画像に対する正確な体厚分布が適用されることにより、被検体の厚さに応じて放射線の線質が変動するビームハードニング現象の発生の影響を低減して、処理後画像の画質を好適に改善することができる。 Further, for example, an energy subtraction technique or a time-lapse subtraction technique (T-sub technique) for acquiring a radiographic image by a difference between two radiographic images acquired by imaging a high energy energy and a low energy radiation with different tube voltages. ), In accordance with the corrected body thickness distribution of the subject obtained by the present invention, when the low energy image is subtracted from the high energy image, the weighting of the high energy image at the position where the body thickness is large is increased. You may perform the process which determines a weighting coefficient. In this case, by applying an accurate body thickness distribution to the subject image, the influence of the occurrence of the beam hardening phenomenon in which the radiation quality varies depending on the thickness of the subject is reduced. The image quality of the post-image can be preferably improved.
また、放射線透視画像の適用技術や、トモシンセシス技術など同一の被検体を複数回撮影して複数の放射線画像を取得する技術分野においては、最初に撮影された被検体画像に対して本発明の手法により被検体の補正後の体厚分布を取得し、取得した体厚分布に基づいて後続して撮影される被検体の撮影条件を決定することが好ましい。後続して撮影される被検体画像を、体厚に応じた適切な撮影条件で撮影できるため、後続して撮影される被検体画像を診断に適した画質の画像とすることができる。また、例えば、トモシンセシス技術により得られた３次元画像からユーザ指定に応じたスライス位置における断層画像を生成表示する際に、被検体の補正後の体厚分布に基づいて、スライス位置の範囲をより正確に特定して、スライス位置を選択可能に示すスライダーバーなどのスライス間隔等を示す指標を表示することができる。また、放射線透視画像の適用技術など同一の被検体を同じ撮影位置から複数回撮影して複数の放射線画像を取得する技術分野においては、最初に参照画像を取得して本発明の手法により補正分布を取得し、取得した補正分布に基づいて後続して撮影される各被検体画像の体厚分布を補正して補正体厚分布を取得することが好ましい。 Further, in the technical field of acquiring a plurality of radiographic images by capturing a plurality of radiographic images by imaging the same subject a plurality of times, such as a radioscopic image application technique and a tomosynthesis technique, the method of the present invention It is preferable to acquire the corrected body thickness distribution of the subject and determine the imaging condition of the subject to be subsequently imaged based on the acquired body thickness distribution. Since a subject image that is subsequently captured can be captured under appropriate imaging conditions according to the body thickness, the subsequently captured subject image can be an image with an image quality suitable for diagnosis. Further, for example, when generating and displaying a tomographic image at a slice position according to a user designation from a three-dimensional image obtained by the tomosynthesis technique, the range of the slice position is more determined based on the corrected body thickness distribution of the subject. An index indicating a slice interval or the like such as a slider bar that can be accurately specified and can select a slice position can be displayed. Also, in the technical field of acquiring the plurality of radiographic images by capturing the same subject multiple times from the same imaging position, such as the application technique of the radiographic image, the reference image is first acquired and corrected distribution by the method of the present invention It is preferable to acquire the corrected body thickness distribution by correcting the body thickness distribution of each subject image subsequently captured based on the acquired correction distribution.
上記の各実施形態はあくまでも例示であり、上記のすべての説明が本発明の技術的範囲を限定的に解釈するために利用されるべきものではない。本発明の態様は、上述した個々の実施例（第１〜第３実施形態、その他の変形例および応用例）に限定されるものではなく、個々の実施例の各要素のいかなる組合せも本発明に含み、また、当業者が想到しうる種々の変形も含むものである。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。 Each of the above embodiments is merely an example, and all of the above description should not be used to limit the technical scope of the present invention. The aspect of the present invention is not limited to the above-described individual examples (first to third embodiments, other modifications and application examples), and any combination of elements of the individual examples is not limited to the present invention. In addition, various modifications that can be conceived by those skilled in the art are also included. That is, various additions, modifications, and partial deletions can be made without departing from the concept and spirit of the present invention derived from the contents defined in the claims and equivalents thereof.
また、上記の実施形態におけるシステム構成、ハードウェア構成、処理フロー、モジュール構成、ユーザインターフェースや具体的処理内容等に対して、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な改変を行ったものも、本発明の技術的範囲に含まれる。たとえば、画像解析装置の構成要素の一部または全部は、1台のワークステーションにより構成されたものであってもよく、ネットワークを介して接続された一台以上のワークステーション、サーバ、記憶装置によって構成されたものであってもよい。 In addition, the system configuration, the hardware configuration, the processing flow, the module configuration, the user interface, the specific processing content, etc. in the above embodiment have been variously modified without departing from the spirit of the present invention. It is included in the technical scope of the present invention. For example, some or all of the components of the image analysis apparatus may be configured by a single workstation, and may be configured by one or more workstations, servers, and storage devices connected via a network. It may be configured.
また、上記実施形態においては、放射線検出器１４を用いて被写体の放射線画像（被検体画像または参照画像など）を撮影する撮影装置１０において取得した放射線画像を用いて体厚分布決定処理と補正分布決定処理を行っているが、特開平８−２６６５２９号公報、特開平９−２４０３９号公報等に示される放射線検出体としての蓄積性蛍光体シートに被写体の放射線画像情報を蓄積記録し、蓄積性蛍光体シートから光電的に読み取ることにより取得した放射線画像を用いた場合においても、本発明を適用できることはもちろんである。 In the above-described embodiment, the body thickness distribution determination process and the correction distribution are performed using the radiographic image acquired by the imaging apparatus 10 that captures a radiographic image (subject image or reference image) of the subject using the radiation detector 14. Although the determination process is performed, the radiographic image information of the subject is accumulated and recorded on a stimulable phosphor sheet as a radiation detector disclosed in JP-A-8-266529, JP-A-9-24039, and the like. Of course, the present invention can be applied even when a radiation image obtained by photoelectrically reading from a phosphor sheet is used.
１０ 撮影装置
２０ 制御装置
３０ 画像解析装置（放射線画像解析装置）
３１ 画像取得部
３２ 記憶部
３３ 画像取得部
３４ 撮影条件取得部
３５ 補正分布取得部
３６ 体厚分布取得部
４１ 仮想モデル取得部（第１仮想モデル取得部、第２仮想モデル取得部）
４２ 推定画像生成部（第１推定画像生成部、第２推定画像生成部）
４３ 修正部（第１修正部、第２修正部）
４４ 体厚分布決定部（第１体厚分布決定部、第２体厚分布決定部）
５１ モデル情報取得部
５２ 位置合わせ部
５３ 体厚分布決定部（あらたな体厚分布決定部）
Ｋ 被検体
Ｉｋ 被検体画像
Ｉｒ 参照画像
Ｉｍ モデル画像
Ｍｋ 被検体画像の仮想モデル
Ｍｒ 参照画像の仮想モデル
Ｔｋ 被検体画像の体厚分布
Ｔｒ 参照画像の体厚分布
Ｔｎ モデル画像の体厚分布
Ｔｐ 一次線透過率
Ｔｓ 散乱線透過率
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Imaging device 20 Control apparatus 30 Image analyzer (radiation image analyzer)
31 Image acquisition unit 32 Storage unit 33 Image acquisition unit 34 Imaging condition acquisition unit 35 Correction distribution acquisition unit 36 Body thickness distribution acquisition unit 41 Virtual model acquisition unit (first virtual model acquisition unit, second virtual model acquisition unit)
42 Estimated image generator (first estimated image generator, second estimated image generator)
43 correction parts (first correction part, second correction part)
44 Body thickness distribution determination unit (first body thickness distribution determination unit, second body thickness distribution determination unit)
51 Model Information Acquisition Unit 52 Alignment Unit 53 Body Thickness Distribution Determination Unit (New Body Thickness Distribution Determination Unit)
K Subject Ik Subject image Ir Reference image Im Model image Mk Virtual model of subject image Mr Virtual model of reference image Tk Body thickness distribution of subject image Tr Body thickness distribution of reference image Tn Body thickness distribution of model image Tp Primary Line transmittance Ts Scattered line transmittance
Claims (13)
取得した前記参照画像に含まれる散乱線成分が、前記参照画像の前記撮影環境を表す仮想的な被検体である仮想被検体によって生じているとみなして、前記参照画像に含まれる散乱線成分に基づいて前記参照画像の前記仮想被検体の体厚分布を推定し、推定した該仮想被検体の体厚分布を、前記撮影環境において所望の被検体を配置して撮影された放射線画像である被検体画像の体厚分布の誤差を補正するための体厚補正量の分布である前記参照画像の補正分布として取得する補正分布取得部とを備えたことを特徴とする放射線画像解析装置。 An image acquisition unit that acquires a reference image that is a radiographic image captured without placing a subject in a predetermined imaging environment;
The scattered radiation component included in the acquired reference image is regarded as being generated by a virtual subject that is a virtual subject representing the imaging environment of the reference image, and the scattered radiation component included in the reference image Based on the estimated body thickness distribution of the virtual subject based on the reference image, the estimated body thickness distribution of the virtual subject is a radiographic image obtained by placing a desired subject in the imaging environment. A radiological image analysis apparatus comprising: a correction distribution acquisition unit that acquires a correction distribution of a reference image that is a distribution of a body thickness correction amount for correcting an error in a body thickness distribution of a specimen image.
前記補正分布取得部は、互いに異なる撮影条件が適用された複数の前記参照画像についてそれぞれ前記補正分布を取得して、前記撮影条件と該撮影条件に対応する前記参照画像の補正分布を対応付けし、
前記体厚分布取得部は、前記被検体画像の撮影条件と類似する撮影条件に対応づけられた前記参照画像の補正分布を取得し、取得した該補正分布に応じて前記被検体画像の前記体厚分布における各位置の体厚をそれぞれ補正した前記補正体厚分布を取得する請求項２記載の放射線画像解析装置。 An imaging condition acquisition unit that acquires imaging conditions of the subject image and the reference image,
The correction distribution acquisition unit acquires the correction distribution for each of the plurality of reference images to which different shooting conditions are applied, and associates the shooting conditions with the correction distribution of the reference image corresponding to the shooting conditions. ,
The body thickness distribution acquisition unit acquires a correction distribution of the reference image associated with an imaging condition similar to the imaging condition of the subject image, and the body of the subject image according to the acquired correction distribution The radiological image analysis apparatus according to claim 2, wherein the corrected body thickness distribution obtained by correcting the body thickness at each position in the thickness distribution is acquired.
前記体厚分布取得部は、取得した前記補正分布に応じて前記撮影環境において前記特定の撮影条件とは異なる撮影条件が適用された前記被検体画像の前記体厚分布における各位置の体厚をそれぞれ補正した前記補正体厚分布を取得する請求項２記載の放射線画像解析装置。 Wherein the correction profile acquisition unit acquires the correction distribution for the reference image specified shooting condition is applied in the shooting environment,
The body thickness distribution acquisition unit calculates a body thickness at each position in the body thickness distribution of the subject image to which an imaging condition different from the specific imaging condition is applied in the imaging environment according to the acquired correction distribution. The radiological image analysis apparatus according to claim 2, wherein each corrected body thickness distribution is acquired.
前記補正分布取得部は、取得された前記複数の前記参照画像についてそれぞれ前記補正分布を取得し、
前記体厚分布取得部は、取得された前記複数の参照画像に対応する複数の補正分布を平均した平均補正分布に応じて前記被検体の体厚分布における各位置の体厚をそれぞれ補正した前記被検体の補正体厚分布を取得する請求項２記載の放射線画像解析装置。 The image acquisition unit acquires a plurality of the reference images corresponding to the shooting environment,
The correction distribution acquisition unit acquires the correction distribution for each of the acquired reference images,
The body thickness distribution acquisition unit corrected the body thickness at each position in the body thickness distribution of the subject according to an average correction distribution obtained by averaging a plurality of correction distributions corresponding to the acquired reference images. radiographic image analyzer according to claim 2 Symbol placement to obtain a corrected body thickness distribution of the object.
予め定められた第１体厚分布を有する前記被検体の仮想モデルを取得する第１仮想モデル取得部と、
前記被検体画像の撮影条件を取得し、該被検体画像の撮影条件を適用して、前記被検体の仮想モデルの放射線撮影により得られる一次線画像を前記被検体の仮想モデルから推定した推定一次線画像と前記被検体の仮想モデルの放射線撮影により得られる散乱線画像を前記被検体の仮想モデルから推定した推定散乱線画像とを合成した画像を、前記被検体の放射線撮影により得られる放射線画像を推定した画像である前記被検体画像の推定画像として生成する第１推定画像生成部と、
前記仮想モデルの前記第１体厚分布を修正して、前記参照画像の推定画像と前記参照画像の違いを減少させる第１修正部と、
前記修正された前記被検体の仮想モデルの前記第１体厚分布を前記被検体の体厚分布として決定する第１体厚分布決定部とを備えた請求項２から６のいずれか１項記載の放射線画像解析装置。 The body thickness distribution acquisition unit,
A first virtual model acquisition unit that acquires a virtual model of the subject having a predetermined first body thickness distribution;
Estimated primary obtained by acquiring imaging conditions of the subject image, applying the imaging conditions of the subject image, and estimating a primary line image obtained by radiography of the virtual model of the subject from the virtual model of the subject A radiographic image obtained by radiography of the subject, which is an image obtained by synthesizing a ray image and a scattered radiation image obtained by radiography of the virtual model of the subject with an estimated scattered ray image estimated from the virtual model of the subject A first estimated image generation unit that generates an estimated image of the subject image that is an estimated image;
A first correction unit that corrects the first body thickness distribution of the virtual model to reduce a difference between the estimated image of the reference image and the reference image;
7. The apparatus according to claim 2, further comprising: a first body thickness distribution determining unit that determines the first body thickness distribution of the corrected virtual model of the subject as the body thickness distribution of the subject. Radiation image analyzer.
前記被検体とは異なる複数のモデルがそれぞれ撮影された放射線画像である複数のモデル画像と、該モデル画像の散乱線成分に基づいて取得された該モデル画像の体厚分布とを対応付けたモデル情報をそれぞれ取得するモデル情報取得部と、
前記被検体画像の前記被検体の特徴を表す撮影対象情報を取得し、前記複数のモデル情報に基づいて、複数の前記モデル画像の前記モデルの前記特徴を表す撮影対象情報をそれぞれ取得し、前記被検体画像の撮影対象情報と類似する前撮影対象情報を有する前記モデル画像を特定し、特定された前記モデル画像に対応付けられた前記体厚分布を前記被検体画像の体厚分布として決定するあらたな体厚分布決定部とを備えた請求項２から６のいずれか１項記載の放射線画像解析装置。 The body thickness distribution acquisition unit,
A model in which a plurality of model images, each of which is a radiographic image obtained by photographing a plurality of models different from the subject, and the body thickness distribution of the model image acquired based on the scattered radiation component of the model image A model information acquisition unit for acquiring information,
Obtaining imaging target information representing the characteristics of the subject of the subject image, acquiring imaging target information representing the characteristics of the model of the plurality of model images based on the plurality of model information, respectively, The model image having pre-shooting target information similar to the shooting target information of the subject image is specified, and the body thickness distribution associated with the specified model image is determined as the body thickness distribution of the subject image. The radiological image analysis apparatus according to claim 2, further comprising a new body thickness distribution determination unit.
予め定められた第２体厚分布を有する前記撮影環境の仮想モデルを取得する第２仮想モデル取得部と、
前記参照画像の撮影条件を取得し、該参照画像の撮影条件を適用して、前記撮影環境の仮想モデルから推定した推定一次線画像と前記撮影環境の仮想モデルの放射線撮影により得られる散乱線画像を前記撮影環境の仮想モデルから推定した推定散乱線画像とを合成した画像を、前記参照画像を推定した画像である前記参照画像の推定画像として生成する第２推定画像生成部と、
前記撮影環境の仮想モデルの前記第２体厚分布を修正して、前記参照画像の推定画像と前記参照画像の違いを減少させる第２修正部と、
前記修正された前記撮影環境の仮想モデルの前記第２体厚分布を前記撮影環境に対応する補正分布として決定する第２体厚分布決定部とを備えた請求項１から１０のいずれか１項記載の放射線画像解析装置。 The correction distribution acquisition unit
A second virtual model acquisition unit that acquires a virtual model of the imaging environment having a predetermined second body thickness distribution;
Obtaining the imaging conditions of the reference image, applying the imaging conditions of the reference image, the estimated primary line image estimated from the virtual model of the imaging environment and the scattered radiation image obtained by radiography of the virtual model of the imaging environment A second estimated image generation unit that generates an image obtained by combining the estimated scattered radiation image estimated from the virtual model of the imaging environment as an estimated image of the reference image that is an image obtained by estimating the reference image;
A second correction unit that corrects the second body thickness distribution of the virtual model of the shooting environment to reduce a difference between the estimated image of the reference image and the reference image;
11. The apparatus according to claim 1, further comprising: a second body thickness distribution determining unit that determines the second body thickness distribution of the modified virtual model of the imaging environment as a correction distribution corresponding to the imaging environment. The radiation image analysis apparatus described.
予め定められた撮影環境において被検体を配置しないで撮影された放射線画像である参照画像を取得する画像取得ステップと、
取得した前記参照画像に含まれる散乱線成分が、前記参照画像の前記撮影環境を表す仮想的な被検体である仮想被検体によって生じているとみなして、前記参照画像に含まれる散乱線成分に基づいて前記参照画像の前記仮想被検体の体厚分布を推定し、推定した該仮想被検体の体厚分布を、前記撮影環境において所望の被検体を配置して撮影された放射線画像である被検体画像の体厚分布の誤差を補正するための体厚補正量の分布である前記参照画像の補正分布として取得する補正分布取得ステップとを有することを特徴とする放射線画像解析方法。 A radiological image analysis method executed by a radiological image analyzer,
An image acquisition step of acquiring a reference image, which is a radiographic image captured without placing a subject in a predetermined imaging environment;
The scattered radiation component included in the acquired reference image is regarded as being generated by a virtual subject that is a virtual subject representing the imaging environment of the reference image, and the scattered radiation component included in the reference image Based on the estimated body thickness distribution of the virtual subject based on the reference image, the estimated body thickness distribution of the virtual subject is a radiographic image obtained by placing a desired subject in the imaging environment. A radiographic image analysis method comprising: a correction distribution acquisition step of acquiring as a correction distribution of the reference image, which is a distribution of a body thickness correction amount for correcting an error in a body thickness distribution of a specimen image.
予め定められた撮影環境において被検体を配置しないで撮影された放射線画像である参照画像を取得する画像取得ステップと、
取得した前記参照画像に含まれる散乱線成分が、前記参照画像の前記撮影環境を表す仮想的な被検体である仮想被検体によって生じているとみなして、前記参照画像に含まれる散乱線成分に基づいて前記参照画像の前記仮想被検体の体厚分布を推定し、推定した該仮想被検体の体厚分布を、前記撮影環境において所望の被検体を配置して撮影された放射線画像である被検体画像の体厚分布の誤差を補正するための体厚補正量の分布である前記参照画像の補正分布として取得する補正分布取得ステップとを実行させることを特徴とする画像解析プログラム。 On the computer,
An image acquisition step of acquiring a reference image, which is a radiographic image captured without placing a subject in a predetermined imaging environment;
The scattered radiation component included in the acquired reference image is regarded as being generated by a virtual subject that is a virtual subject representing the imaging environment of the reference image, and the scattered radiation component included in the reference image Based on the estimated body thickness distribution of the virtual subject based on the reference image, the estimated body thickness distribution of the virtual subject is a radiographic image obtained by placing a desired subject in the imaging environment. An image analysis program for executing a correction distribution acquisition step of acquiring a correction distribution of a reference image, which is a distribution of a body thickness correction amount for correcting an error in a body thickness distribution of a specimen image.
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