JPH03276265A - 断層撮影画像処理装置 - Google Patents

断層撮影画像処理装置

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JPH03276265A
JPH03276265A JP2075880A JP7588090A JPH03276265A JP H03276265 A JPH03276265 A JP H03276265A JP 2075880 A JP2075880 A JP 2075880A JP 7588090 A JP7588090 A JP 7588090A JP H03276265 A JPH03276265 A JP H03276265A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、断層撮影により得られた断層画像に現われる
流れ像を低減もしくは除去する画像処理を行なう断層撮
影画像処理装置に関するものである。
(従来の技術) 記録された放射線画像を読み取って画像データを得、こ
の画像データに適切な画像処理を施した後、画像を再生
記録することは種々の分野で行なわれている。たとえば
、後の画像処理に適合するように設計されたガンマ値の
低いX線フィルムを用いてX線画像を記録し、このX線
画像が記録されたフィルムからX線画像を読み取って電
気信号に変換し、この電気信号(画像データ)に画像処
理を施した後コピー写真等に可視像として再生すること
により、コントラスト、シャープネス、粒状性等の画質
性能の良好な再生画像を得ることのできるシステムが開
発されている(特公昭61−5193号公報参照)。
また本願出願人により、放射線(X線、α線。
β線、γ線、電子線、紫外線等)を照射するとこの放射
線エネルギーの一部が蓄積され、その後可視光等の励起
光を照射すると蓄積されたエネルギーに応じて輝尽発光
を示す蓄積性蛍光体(輝尽性蛍光体)を利用して、人体
等の被写体の放射線画像を一部シート状の蓄積性蛍光体
に撮影記録し、この蓄積性蛍光体シートをレーザー光等
の励起光で走査して輝尽発光光を生ぜしめ、得られた輝
尽発光光を光電的に読み取って画像データを得、この画
像データに基づき被写体の放射線画像を写真感光材料等
の記録材料、CRT等に可視像として出力させる放射線
画像記録再生システムがすでに提案されている(特開昭
55−12429号、同58−11395号、同55−
163472号、同56−104845号、同55−1
16340号等)。
このシステムは、従来の銀塩写真を用いる放射線写真シ
ステムと比較して極めて広い放射線露光域にわたって画
像を記録しうるという実用的な利点を有している。すな
わち、蓄積性蛍光体においては、放射線露光量に対して
蓄積後に励起によって輝尽発光する発光光の光量が極め
て広い範囲にわたって比例することが認められており、
従って種々の撮影条件により放射線露光量がかなり大幅
に変動しても、蓄積性蛍光体シートより放射される輝尽
発光光の光量を読取ゲインを適当な値に設定して光電変
換手段により読み取って電気信号に変換し、この電気信
号を用いて写真感光材料等の記録材料、CRT等の表示
装置に放射線画像を可視像として出力させることによっ
て、放射線露光量の変動に影響されない放射線画像を得
ることができる。
ところで記録シートに被写体の放射線画像を撮影記録す
る方法のひとつに、いわゆる断層撮影法と呼ばれる方法
がある(たとえば、特開昭58−67245号公報参照
)。
断層撮影法とは、たとえば被写体を固定しておいて、被
写体内部の目的とする断層に平行な面上に支点をおいて
、放射線源と記録シートとを同時に反対の方向に移動さ
せ、目的とする断層面上にある部分は記録シートの同じ
位置に撮影されるようにすることにより、断層面の上下
にある部分の像をはかして断層面上の部分をはっきりと
した像として撮影記録する方法である。放射線源と記録
シートの移動方式としては、種々の方式が用いられてお
り、その主な1つとして断層面の上下にある部分の像を
所定の一方向にのみぼかすように直線的に移動して断層
撮影を行なう直線断層撮影法があり、他の方法として、
円、楕円、ハイポサイクロイド、渦巻状に移動して撮影
する方法もある。
(発明が解決しようとする課題) この断層撮影法を用いて得られた放射線画像(断層撮影
画像)中の観察の対象となる中央領域に、撮影対象とさ
れた断層面以外に存在する放射線透過量の大きく変化し
た部分の像が上記移動方向(直線断層撮影の場合には直
線一方向(以下「左右方向」と称する)となる)に沿っ
た障害陰影(以下これを「流れ像」と称する)として混
入してくることがあり、この流れ像のために観察しにく
い画像となり、あるいはこの流れ像に相当する被写体が
撮影対象とされた断層面に現に存在しているかのように
誤認識してしまうことがあった。
従来この流れ像を低減する方法として、以下に述べる方
法が知られている(第41回日本放射線技術学会総会予
稿集 1985  第168頁〜第169頁「直線断層
撮影像の障害陰影消去」福井医科大学附属病院放射線部
 検出ら)。
この方法は直線断層撮影像を対象としており、流れ像が
左右の一方向に延びているためこの左右方向について低
空間周波数であることを利用して、撮影対象とされた断
層面の画像を表わす画像データを画像の左右方向につい
て移動平均し、左右方向について該画像の低空間周波数
成分のみを担持する平均化画像データを生成して上記画
像データからこの平均化画像データを引き算することに
より左右方向について流れ像に対応する低空間周波数成
分が相対的に低減された画像を生成する方法である。
この方法も流れ像をある程度低減することには成功して
いるが、流れ像の低減の程度も十分でなく、また流れ像
を低減するほど流れ像とほぼ同程度の空間周波数成分を
有する有用な画像情報も失われてしまうという問題点が
ある。
本発明は、上記問題点に鑑み、有用な画像情報が流れ像
と同程度の空間周波数成分を有する場合であっても、こ
の画像情報を保持したまま流れ像を十分に低減させるこ
とのできる機能を備えた断層撮影画像処理装置を提供す
ることを目的とするものである。
(課題を解決するための手段) 本発明の断層撮影画像処理装置は、 断層撮影により得られた、被写体の互いに平行かつ互い
に異なる複数の各断層面の画像を表わす複数の画像デー
タのうちの、所望とする第一の断層面の画像を表わす第
一の画像データを除く一つもしくは複数の他の画像デー
タに基づいて、前記第一の画像データが担持する画像に
現われる流れ像を模擬した画像を表わす第二の画像デー
タを求める流れ像模擬手段と、 前記第一の画像データと前記第二の画像データとに基づ
いて、前記流れ像が低減もしくは除去された画像を表わ
す第三の画像データを求める流れ像除去手段とを備えた
ことを特徴とするものである。
ここで、上記断層撮影画像処理装置において、前記複数
の画像データに基づいて補間演算を行なうことにより、
互いに隣接する2つの前記断層面に挾まれた新たな断層
面の画像を模擬した一つもしくは複数の補間画像データ
を求める補間演算手段を備え、 前記流れ像模擬手段において、前記他の画像データとと
もに前記補間画像データを用いて前記第二の画像データ
を求めるように構成することが好ましい。
(作  用) 本発明は、所望とする第一の断層面と平行な他の断層面
の画像データを用いて、上記第一の断層面の画像に現わ
れる流れ像を模擬して、上記第一の断層面の画像に現れ
た実際の流れ像と上記模擬された流れ像とを引き算する
ことをその根本思想とするものである。
即ち、本発明の断層撮影画像処理装置は、所望とする第
一の断層面の画像を表わす第一の画像データを除く一つ
もしくは複数の他の画像データに基づいて、前記第一の
画像データが担持する画像に現われる流れ像を模擬した
画像を表わす第二の画像データを求める流れ像模擬手段
と、前記第一の画像データと前記第二の画像データとに
基づいて、前記流れ像が低減もしくは除去された画像を
表わす第三の画像データを求める流れ像除去手段とを備
えているため、流れ像以外の画像情報はたとえ該流れ像
と同程度の空間周波数成分であってもこれを保存したま
ま流れ像を低減もしくは除去することができる。
また前記複数の画像データに基づいて新たな断層面の画
像を模擬した一つもしくは複数の補間画像データを求め
、前記他の画像データととも1ここの補間画像データを
用いて前記第二の画像を求めるようにすること、より高
精度に流れ像のみを低減もしくは除去することが可能と
なる。
(実 施 例) 以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。
尚ここでは前述した蓄積性蛍光体シートを用いるシステ
ムについて説明する。
第1図は、直線断層撮影装置の一例を略示した図である
X線源6は図に示した矢印A方向に移動する。
また被写体(ここでは人体の頭部)8を挾んでX線源6
と対向する位置に積み重ねられた5枚の蓄積性蛍光体シ
ート1. 2. 3.4. 5は、積み重ねられたまま
X線源6の移動と同期して矢印B方向に移動する。この
X線源6および蓄積性蛍光体シート1. 2. 3.4
. 5の移動中にX線源6からX線7が多数回発せられ
、被写体3を透過したX線7aにより蓄積性蛍光体シー
ト1. 2.3.4゜5に多数回撮影が行なわれ、これ
により各蓄積性蛍光体シート1. 2. 3.4. 5
にX線断層撮影画像が蓄積記録される。ここで蓄積性蛍
光体シートl、  2.3.4.5はX線源6および被
写体8から一枚の蓄積性蛍光体シートの厚み分だけ互い
に異なる距離に配置されているため、各蓄積性蛍光体シ
ート1. 2. 3.4. 5にはそれぞれ被写体8の
互いに異なる断層面10.11.12.13.14の断
層撮影画像が蓄積記録される。
第2図は、上記のようにして得られた断層撮影画像の一
例を略示した図である。
第1図に示す5枚の蓄積性蛍光体シートl、 2゜3.
4.5のうちの例えば中央のシート3の略中央に被写体
8の断層面に対応する断層撮影画像8′が記録されてい
る。この画像8′の左右の両隅には、流れ像9が形成さ
れているが、観察の対象は画像8′の中央付近であるた
めこの両隅の流れ像9は特に問題とはならない。ただし
、画像8′の中央付近にも図に示すように左右(第1図
に示すX線源6およびシート1. 2.3.4. 5の
移動方向に対応する方向)に延びる流れ像15が混入し
ている。この流れ像15は画像8′の観察領域内に現わ
れているため、取り除く必要のある流れ像である。
第3図は、X線画像読取装置の一例と、本発明の断層撮
影画像処理装置の一実施例を内包するコンピュータシス
テムとを表わした斜視図である。
X線断層撮影画像が記録された5枚の蓄積性蛍光体シー
ト1,2,3.4.5か一枚ずつX線画像読取装置20
の所定位置にセットされる。ここでは蓄積性蛍光体シー
ト1がセットされたものとして説明する。この所定位置
にセットされた蓄積性蛍光体シート1は、モータ21に
より駆動されるエンドレスベルト等のシート搬送手段2
2により、矢印Y方向に搬送(副走査)される。一方、
レーザー光源23から発せられた励起光ビーム24はモ
ータ25により駆動され矢印方向に高速回転する回転多
面鏡26によって反射偏向され、fθレンズ等の集束レ
ンズ27を通過した後、ミラー28により光路を変えて
蓄積性蛍光体シート1に入射し副走査の方向(矢印Y方
向)と略垂直な矢印X方向に主走査する。蓄積性蛍光体
シート1の励起光24が照射された箇所からは、蓄積記
録されているX線画像情報に応じた光量の輝尽発光光2
9が発散され、この輝尽発光光29は光ガイド30によ
って導かれ、フォトマルチプライヤ(光電子増倍管) 
31によって光電的に検出される。上記光ガイド30は
アクリル板等の導光性材料を成形して作られたものであ
り、直線状をなす入射端面30aが蓄積性蛍光体シート
1上の主走査線に沿って延びるように配され、円環状に
形成された射出端面30bにフォトマルチプライヤ31
の受光面が結合されている。入射端面30aから光ガイ
ド30内に入射した輝尽発光光29は、該光ガイド30
の内部を全反射を繰り返して進み、射出端面30bから
射出してフォトマルチプライヤ31に受光され、X線画
像を表わす輝尽発光光29がフォトマルチプライヤ31
によって電気信号に変換される。
フォトマルチプライヤ31から出力されたアナログ出力
信号SAは対数増幅器32で対数的に増幅され、A/D
変換器33でディジタル化され、ディジタル信号として
の画像データが得られる。この画像データは蓄積性蛍光
体シート1に蓄積記録されたX線断層撮影画像を表わす
画像データであり、この画像データをSlと称すること
とする。
得られた画像データS1は、コンピュータシステム40
に入力される。このコンピュータシステム40は、本発
明の断層撮影画像処理装置の一例を内包する構成を有す
るものであり、CPUおよび内部メモリが内蔵された本
体部41.補助メモリとしてのフロッピィディスクが挿
入されドライブされるドライブ部42.オペレータがこ
のコンピュータシステム40に必要な指示等を入力する
ためのキーボード43および必要な情報を表示するため
のCRTデイスプレィ44から構成されている。
上記と同様にして他の蓄積性蛍光体シート2゜3.4.
5に蓄積記録された各断層撮影画像も読み取られ、これ
らの各蓄積性蛍光体シート2,3゜4.5に蓄積記録さ
れた各断層撮影画像を表わす各画像データs2.s3.
s、、S5が得られ、コンピュータシステム40に入力
される。
第4図は、コンピュータシステム40における処理の流
れを示した図である。
ここでは画像データ”1 +  52 *  S3 、
S4 。
S、が担持するX線断層撮影画像をそれぞれ画像1、画
像22画像35画像41画像5と称する。
またここでは画像データS3が本発明にいう所望とする
第一の断層面(第1図に示す断層面12)の画像を表わ
す第一の画像データ、即ち画像3が観察対象とされる画
像であって、ここではこの画像3に現われる流れ像15
(第2図参照)を取り除く処理を施すものとする。
ここで先ず2つの画像データS1.SZに基づいて互い
に対応する各画素毎に、式 3式%(1) に従って演算が行なわれ、これら2つの画像データS1
.Szにそれぞれ対応する2つの断層面の中間の断層面
の画像を模擬した補間画像データS1□が得られる。ま
たこれと同様にして、各式3式%(2) (3) (4) に従って演算が行なわれ、補間画像データS23゜S 
34+  S 45が求められる。尚本実施例ではコン
ピュータシステム40における上記(1)〜(4)式に
従って補間画像データS1□+  S23+  S34
+  S45を求める機能か、本発明にいう補間演算手
段の一例と観念される。
次に画像データS3を除く画像データS1゜s2.s、
、S、と上記のようにして求められた補間画像データS
、□r 823+ 534+  S45のそれぞれにつ
いて、流れ像の生じる方向について前述した従来例と同
様にして、流れ像の空間周波数成分(低空間周波数成分
)を相対的に減少させるいわゆるボケマスク処理を行な
うことにより、これらの各画像データs1.s、。+ 
 SZ +  523r  S34+S4 、S4q、
S5が担持する画像に現われる流れ像の低減化が図られ
る。これは本発明において必須なものではないが、これ
らの画像データS1+S12.  SZ 、  S23
・ S34・ S、・ S45・ S5が担持する各画
像には該各画像に対応する断層面以外の情報が流れ像と
して入り込んでいる場合があるため、後述するようにし
て画像3に現われる流れ像15(第2図参照)を模擬す
るに際し上記各画像データS1・ S+2・ SZ・ 
S23・ S34・ S4・S4.t、  s、が担持
する各画像には該各画像に対応する各断層面の情報のみ
が含まれていることが好ましいために該各画像に現われ
る流れ像の低減化を行なったものである。
次に上記のようにして求めた画像データS工SI2  
r  82 ’ r  S23  r  S34  r
  54S45  +  85′のそれぞれに基づいて
、該各画像データSi’・ S+2  ・ SZ ・ 
S23  ・ 534SA ’ +  845  + 
 85′に対応する各断層面の被写体情報が画像3にど
のように流れ像として現われるかを模擬し、模擬された
流れ像を担持する各画像データS1  、S12  r
  S21  S23  +  S34 1  Sa 
 r  S45  +  S5’が生成される。
第5図は、流れ像を模擬した画像を生成するためのフィ
ルタの一例を図示した図である。
ここでは流れ像の生じる方向について各画像データSl
r  S+2  +  Sz  r  S23  + 
 534Sa’ +  845  +  Ss’ と第
5図に示す関数との畳み込み積分が施され、画像3に現
われる流れ像が模擬される。ここで画像データS23 
  S34は画像3の断層面に隣接した断層面の画像を
担持するものであるため畳み込み積分を実行する際には
フィルタ関数として第5図(a)のように幅の狭いフィ
ルタ関数が採用され、画像3の断層面から離れるに従っ
て画像データS2 、S、’ については第5図(b)
、画像データS+2  +  S45’については第5
図(C)、画像データs1.s5’については第5図(
d)のフィルタ関数が採用される。
上記のようにして画像3に現われる流れ像を模擬した画
像データS1 、S1□ 、Sz 、523S、、  
 S番 +  845  r  S5 ’の平均値sB
−(St ’ +s、□′+82″+823+ 554
’ + Sa ’ ”S45’ ”S5 ’ ) / 
8・・・(5)が互いに対応する各画素毎に求められ、
これにより画像3に現われる流れ像を模擬した画像を表
わす模擬流れ像データSBが求められる。本実施例では
、この模擬流れ像データSBが本発明にいう第二の画像
データに相当し、コンピュータシステム40(第3図参
照)の、画像データsl、s、□。
Sz r  S2i、  Si4.  S4t  S4
9.S5に基づいて模擬流れ像データS8を求める機能
が本発明にいう流れ像模擬手段に相当する。
次に下記(6)式に従って互いに 5R−83−α・SB      ・・・・・・(6)
対応する各画素毎に、画像3を表わす画像データS3と
上記のようにして求めた模擬流れ像データSBとの重み
づけ引き算が行なわれ、これにより画像3に現われた流
れ像I5と同じ低空間周波数成分の有効な画像情報は残
したまま該流れ像15のみが低減される。尚ここでαは
流れ像か最良に低減されるように実験等により求められ
る値であり、例えば0.9〜0.95が採用される。
次に本発明では必須なことではないが、本実施例ではさ
らに画像データSRに、流れ像の空間周波数成分(低空
間周波数成分)を相対的に低減させるボケマスク処理が
施され、画像データSRが担持する画像に残存する流れ
像がさらに低減された画像データSR′が生成される。
これは、画像3に現われた流れ像15は各画像データS
1.S+2゜Sz +  S23+  S34+  s
a l  Sa、+  s5に対応する各断層面以外の
被写体部分からの情報も含まれたものであり、したがっ
て有限個の断層面の情報に基づいて模擬した流れ像(模
擬流れ像データSR)は画像3に現に現われた流れ像と
多少異なっていることも考えられるため、上記のように
して流れ像低減化を図った画像データSRについて、該
画像データSRが担持する画像中の有効な画像情報を十
分に残す範囲で該画像に残存する流れ像をさらに低減化
するものである。
このようにして求めた流れ像の除去された画像データS
、1′は図示しない画像出力装置に伝送され、該画像出
力装置において画像データSR′に基づく可視画像が出
力される。
尚、上記実施例では補間画像データS L2+  S 
2LS 34+  S 4 gを求めたが、この補間画
像データS12゜S 23.  S 341  S 4
5を求める処理を省き、画像データSl +  s2.
Sa 、s5に基づいて模擬流れ像データS、を求めて
もよい。また上記実施例では5枚の蓄積性蛍光体シート
l、  2. 3.4. 5を用いて求められた互いに
異なる断層面の画像を表わす5つの画像データSt r
  Sz +  S3 r  Sa rS5に基づいて
処理を行なったが、本発明を実施するに際し用いられる
画像データは5つに限られるものではなく、流れ像の所
望とする低減化の程度や演算時間等を考慮して種々に定
めることかできるものである。
また、以上の説明においては直線軌道の断層撮影に関し
てのみ示したか、本発明はこれに限るものではなく、円
、楕円、ハイポサイクロイド、渦巻等の軌道の断層撮影
に関しても適用可能なものである。直線以外の軌道の断
層撮影においては、重畳されるボケ像(流れ像)は2次
元的になり、その形状は軌道の種類によって異なる。従
ってボケマスク処理や模擬処理は、2次元的な処理を行
なう必要がある。
さらに上記実施例では蓄積性蛍光体シートを用いたシス
テムについて説明したが、本発明の断層撮影画像処理装
置は、蓄積性蛍光体シートを用いるシステムの他、X線
感光銀塩フィルム等を用いたシステムにも適用できるこ
とはもちろんである。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明の断層撮影画像処理
装置は、複数の各断層面の画像を表わす複数の画像デー
タのうちの、所望とする第一の断層面の画像を表わす第
一の画像データ以外の他の画像データに基づいて、上記
第一の断層面の画像に現われる流れ像を模擬した画像を
表わす第二の画像データを求め、この第二の画像データ
と上記第一の断層面の画像を表わす第一の画像データと
に基づいて流れ像が低減もしくは除去された画像を表わ
す第三の画像データを求めるように構成したため、第一
の断層面の画像の有効な画像情報を残しつつ該画像中の
流れ像を低減もしくは除去することができる。
また上記複数の画像データに基づいて補間演、算を行な
うことにより新たな断層面の画像を模擬した補間画像デ
ータを求め、上記他の画像データとともにこの補間画像
データを用いて上記第二の画像データを求めることによ
り、第一の断層面の画像中の有効な画像情報を残しつつ
該画像中の流れ像をより確実に低減もしくは除去するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、直線断層撮影装置の一例を略示した図、 第2図は、断層撮影画像の一例を略示した図、第3図は
、X線画像読取装置の一例と、本発明の断層撮影画像処
理装置の実施例を内包するコンピュータシステムとを表
わした斜視図、第4図は、コンピュータシステムにおけ
る処理の流れを示した図、 第5図は、流れ像を模擬した画像を生成するためのフィ
ルタを図示した図である。 1.2,3,4.5・・・蓄積性蛍光体シート6・・・
X線源      8・・・被写体10、11.12.
13.14・・・断層面15・・・流れ像      
20・・・X線画像読取装置28・・・レーザ光源  
  26・・・回転多面鏡29・・・輝尽発光光 31・・・フォトマルチプライヤ 40・・コンピュータシステム 第1図 1 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)断層撮影により得られた、被写体の互いに平行か
    つ互いに異なる複数の各断層面の画像を表わす複数の画
    像データのうちの、所望とする第一の断層面の画像を表
    わす第一の画像データを除く一つもしくは複数の他の画
    像データに基づいて、前記第一の画像データが担持する
    画像に現われる流れ像を模擬した画像を表わす第二の画
    像データを求める流れ像模擬手段と、 前記第一の画像データと前記第二の画像データとに基づ
    いて、前記流れ像が低減もしくは除去された画像を表わ
    す第三の画像データを求める流れ像除去手段とを備えた
    ことを特徴とする断層撮影画像処理装置。
  2. (2)前記複数の画像データに基づいて補間演算を行な
    うことにより、互いに隣接する2つの前記断層面に挾ま
    れた新たな断層面の画像を模擬した一つもしくは複数の
    補間画像データを求める補間演算手段を備え、 前記流れ像模擬手段が、前記他の画像データとともに前
    記補間画像データを用いて前記第二の画像データを求め
    るものであることを特徴とする請求項1記載の断層撮影
    画像処理装置。
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