特許 7143794 画像処理装置、画像処理システム及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-20

(45)【発行日】2022-09-29

(54)【発明の名称】画像処理装置、画像処理システム及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 6/00 20060101AFI20220921BHJP

【ＦＩ】

A61B6/00 350M

A61B6/00 350D

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2019048600

(22)【出願日】2019-03-15

(65)【公開番号】P2020146381

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2021-06-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】特許業務法人光陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】畑野 亜麻衣

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼木 達也

【審査官】蔵田 真彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－２３６８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０７９１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５５－１１６３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０６４６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３７４４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３００９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１３０５１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ６／００－６／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

医用画像における被写体領域内の、診断に使用する領域である関心領域の外における２箇所以上の異なる信号値を基準信号値に設定し、設定した基準信号値に基づいて、前記医用画像に適用するコントラスト変換関数を算出する算出手段と、
前記コントラスト変換関数を用いて、前記医用画像に階調変換を行う階調処理手段と、
を備える画像処理装置。

【請求項2】

前記医用画像は胸部画像であり、前記関心領域は、肺野領域である請求項１に記載の画像処理装置。

【請求項3】

前記算出手段は、低濃度側の基準信号値と高濃度側の基準信号値を含む２箇所以上の異なる信号値を前記基準信号値に設定する請求項１又は２に記載の画像処理装置。

【請求項4】

前記算出手段は、前記低濃度側の基準信号値と当該低濃度側の基準信号値に対応する予め定められた低濃度側の出力濃度値、及び前記高濃度側の基準信号値と当該高濃度側の基準信号値に対応する予め定められた高濃度側の出力濃度値により決定される直線の式を前記コントラスト変換関数として算出する請求項３に記載の画像処理装置。

【請求項5】

前記低濃度側の基準信号値は、椎体の信号値である請求項３又は４に記載の画像処理装置。

【請求項6】

前記高濃度側の基準信号値は、鎖骨周辺部の信号値である請求項３～５のいずれか一項に記載の画像処理装置。

【請求項7】

前記算出手段により算出された前記コントラスト変換関数の傾きが予め定められた範囲外であるか否かを判定する判定手段を備える請求項１～６のいずれか一項に記載の画像処理装置。

【請求項8】

前記算出手段により算出された前記コントラスト変換関数の傾きを調整する調整手段を備える請求項７に記載の画像処理装置。

【請求項9】

前記調整手段は、前記判定手段により前記コントラスト変換関数の傾きが予め定められた範囲外であると判定した場合に、前記コントラスト変換関数の傾きが予め定められた範囲内となるように調整する請求項８に記載の画像処理装置。

【請求項10】

前記階調処理手段により階調変換された前記医用画像を表示する表示手段を備える請求項１～９のいずれか一項に記載の画像処理装置。

【請求項11】

前記階調変換に使用された前記コントラスト変換関数の傾きをユーザー操作に応じて再調整し、前記医用画像に適用する再調整手段を備える請求項１０に記載の画像処理装置。

【請求項12】

請求項１～９のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
前記階調処理手段により階調変換された前記医用画像を表示する表示装置と、
を備える画像処理システム。

【請求項13】

コンピューターを、
医用画像における被写体領域内の、診断に使用する領域である関心領域の外における２箇所以上の異なる信号値を基準信号値に設定し、設定した基準信号値に基づいて、前記医用画像に適用するコントラスト変換関数を算出する算出手段、
前記コントラスト変換関数を用いて、前記医用画像に階調変換を行う階調処理手段、
として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像処理装置、画像処理システム及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、被写体に放射線を照射することにより得られた放射線画像をより見やすくする目的で、階調処理等の画像処理が行われている。

【0003】

例えば、特許文献１には、胸部放射線画像の心臓部と肺野部の信号値を基準として階調処理を行うことが記載されている。
また、特許文献２には、胸部放射線画像の胸椎部分又は肩部分の平均値を基準信号値として、基準信号値が所定の出力信号値となるように、また、コントラストが一定となるように、階調変換を行うことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開昭５５－０８８７４０号公報

【文献】特開２０００－０７９１１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

胸部放射線画像を用いた診断では、主として肺野領域を関心領域として、その濃度に注目して病状の診断が行われている。

【0006】

しかしながら、特許文献１においては、関心領域の信号値を基準として階調変換を行うため、関心領域の濃度によって階調処理条件が変わってしまうという恐れがある。
また、特許文献２においては、コントラストを一定とするため、被検者の体型や撮影条件（例えば、被検者のポジショニングや体位等）が一定であれば、病状による濃度の違いを正しく描出することができる。しかし、被検者の体型や撮影条件が変化すると、関心領域の濃度に影響してしまい、病状に応じた濃度を正しく描出することができないという恐れがある。
また、胸部放射線画像に限らず、他の部位の放射線画像や、例えば、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）等の、放射線撮影装置とは異なる他のモダリティーにより撮影された医用画像においても同様である。

【0007】

本発明の課題は、医用画像において、被検者の体型の変化や個人差、撮影条件等の影響を受けずに、関心領域の病状を正しく描出できるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の画像処理装置は、
医用画像における被写体領域内の、診断に使用する領域である関心領域の外における２箇所以上の異なる信号値を基準信号値に設定し、設定した基準信号値に基づいて、前記医用画像に適用するコントラスト変換関数を算出する算出手段と、
前記コントラスト変換関数を用いて、前記医用画像に階調変換を行う階調処理手段と、
を備える。

【0010】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記医用画像は胸部画像であり、前記関心領域は、肺野領域である。

【0011】

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、
前記算出手段は、低濃度側の基準信号値と高濃度側の基準信号値を含む２箇所以上の異なる信号値を前記基準信号値に設定する。

【0012】

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、
前記算出手段は、前記低濃度側の基準信号値と当該低濃度側の基準信号値に対応する予め定められた低濃度側の出力濃度値、及び前記高濃度側の基準信号値と当該高濃度側の基準信号値に対応する予め定められた高濃度側の出力濃度値により決定される直線の式を前記コントラスト変換関数として算出する。

【0013】

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の発明において、
前記低濃度側の基準信号値は、椎体の信号値である。

【0014】

請求項６に記載の発明は、請求項３～５のいずれか一項に記載の発明において、
前記高濃度側の基準信号値は、鎖骨周辺部の信号値である。

【0015】

請求項７に記載の発明は、請求項１～６のいずれか一項に記載の発明において、
前記算出手段により算出された前記コントラスト変換関数の傾きが予め定められた範囲外であるか否かを判定する判定手段を備える。

【0016】

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、
前記算出手段により算出された前記コントラスト変換関数の傾きを調整する調整手段を備える。

【0017】

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、
前記調整手段は、前記判定手段により前記コントラスト変換関数の傾きが予め定められた範囲外であると判定した場合に、前記コントラスト変換関数の傾きが予め定められた範囲内となるように調整する。

【0018】

請求項１０に記載の発明は、請求項１～９のいずれか一項に記載の発明において、
前記階調処理手段により階調変換された前記医用画像を表示する表示手段を備える。

【0019】

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、
前記階調変換に使用された前記コントラスト変換関数の傾きをユーザー操作に応じて再調整し、前記医用画像に適用する再調整手段を備える。

【0020】

請求項１２に記載の発明は、
請求項１～９のいずれか一項に記載の画像処理装置と、
前記階調処理手段により階調変換された前記医用画像を表示する表示装置と、
を備える。

【0021】

請求項１３に記載の発明のプログラムは、
コンピューターを、
医用画像における被写体領域内の、診断に使用する領域である関心領域の外における２箇所以上の異なる信号値を基準信号値に設定し、設定した基準信号値に基づいて、前記医用画像に適用するコントラスト変換関数を算出する算出手段、
前記コントラスト変換関数を用いて、前記医用画像に階調変換を行う階調処理手段、
として機能させる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、医用画像において、被検者の体型の変化や個人差、撮影条件等の影響を受けずに、関心領域の病状を正しく描出することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の実施形態における画像処理システムの全体構成を示す図である。

【図2】図１のコンソールの機能的構成を示すブロック図である。

【図3】図２の制御部により実行される階調処理を示すフローチャートである。

【図4】コントラスト変換関数の算出手法を説明するための図である。

【図5】コントラスト変換関数の傾きの調整手法を説明するための図である。

【図6】（ａ）は、体厚が標準体型より厚い被検者と標準体型の被検者の胸部画像及びそのヒストグラムを示す図、（ｂ）は、（ａ）に示す胸部画像に従来技術のコントラスト変換関数により階調変換を施した画像及びコントラスト変換関数のグラフを示す図、（ｃ）は、（ａ）に示す胸部画像に本実施形態のコントラスト変換関数により階調変換を施した画像及びコントラスト変換関数のグラフを示す図である。

【図7】（ａ）は、同一被検者を異なる時期に撮影した胸部画像及びそのヒストグラムを示す図、（ｂ）は、（ａ）に示す胸部画像に従来技術のコントラスト変換関数により階調変換を施した画像及びコントラスト変換関数のグラフを示す図、（ｃ）は、（ａ）に示す胸部画像に本実施形態のコントラスト変換関数により階調変換を施した画像及びコントラスト変換関数のグラフを示す図である。

【図8】腹部画像に階調処理を行う場合の関心領域及び基準点を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

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。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。

【0025】

〔画像処理システム１００の構成〕
まず、本実施形態の構成を説明する。
図１は、本実施形態に係る画像処理システム１００の全体構成例を示す図である。図１に示すように、画像処理システム１００は、撮影装置１と、コンソール２とがデータ送受信可能に接続されて構成されている。

【0026】

撮影装置１は、放射線検出器１１ｂと、放射線検出器１１ｂを装填可能な撮影台１１と、放射線発生装置１２とを備えて構成されている。撮影台１１は、そのホルダー１１ａ内に放射線検出器１１ｂを装填することができるようになっている。

【0027】

放射線検出器１１ｂは、ＦＰＤ（Flat Panel Detector）等の半導体イメージセンサーにより構成され、被写体Ｈを挟んで放射線発生装置１２と対向するように設けられている。放射線検出器１１ｂは、例えば、ガラス基板等を有しており、基板上の所定位置に、放射線発生装置１２から照射されて少なくとも被写体Ｈを透過した放射線（Ｘ線）をその強度に応じて検出し、検出した放射線を電気信号に変換して蓄積する複数の検出素子（画素）がマトリックス状に配列されている。各画素は、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のスイッチング部を備えて構成されている。放射線検出器１１ｂは、コンソール２から入力された画像読取条件に基づいて各画素のスイッチング部を制御して、当該各画素に蓄積された電気信号の読み取りをスイッチングしていき、各画素に蓄積された電気信号を読み取ることにより、画像データを取得する。そして、放射線検出器１１ｂは、取得した画像データをコンソール２に出力する。
放射線検出器１１ｂから出力される画像データは、各画素の濃度を表す信号値からなる。

【0028】

放射線発生装置１２は、被写体Ｈを挟んで放射線検出器１１ｂと対向する位置に配置され、コンソール２から入力された放射線照射条件に基づいて被写体Ｈである患者を介して、ホルダー１１ａに装填された放射線検出器１１ｂに放射線を照射して撮影を行う。コンソール２から入力される放射線照射条件は、例えば、管電流の値、管電圧の値、放射線照射時間、ｍＡｓ値、ＳＩＤ（放射線検出器１１ｂと放射線発生装置１２の管球との最短距離）、グリッドの有無、グリッドの種類等である。

【0029】

コンソール２は、放射線照射条件や画像読取条件を撮影装置１に出力して撮影装置１による放射線撮影及び放射線画像の読み取り動作を制御するとともに、撮影装置１により取得された放射線画像に画像処理を施す画像処理装置として機能する。
コンソール２は、図２に示すように、制御部２１、記憶部２２、操作部２３、表示部２４、通信部２５を備えて構成され、各部はバス２６により接続されている。

【0030】

制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory
）等により構成される。制御部２１のＣＰＵは、操作部２３の操作に応じて、記憶部２２に記憶されているシステムプログラムや各種処理プログラムを読み出してＲＡＭ内に展開し、展開されたプログラムに従って、コンソール２各部の動作や、撮影装置１の放射線照射動作及び読み取り動作を集中制御する。また、撮影装置１の放射線検出器１１ｂから送信された放射線画像に対し、後述する階調処理等を始めとする各種処理を実行する。
制御部２１は、図３に示す階調処理を実行することにより、算出手段、階調処理手段、判定手段、調整手段、再調整手段として機能する。

【0031】

記憶部２２は、不揮発性の半導体メモリーやハードディスク等により構成される。記憶部２２は、制御部２１で実行される各種プログラムやプログラムにより処理の実行に必要なパラメーター、或いは処理結果等のデータを記憶する。各種プログラムは、読取可能なプログラムコードの形態で格納され、制御部２１は、当該プログラムコードに従った動作を逐次実行する。

【0032】

例えば、記憶部２２は、撮影部位に対応する放射線照射条件及び画像読取条件を記憶している。更に、記憶部２２は、図示しないＲＩＳ（Radiology Information System）等から送信される撮影オーダー情報が記憶されている。撮影オーダー情報には、患者情報、検査情報（検査ＩＤ、撮影部位（正面、側面、Ａ→Ｐ、Ｐ→Ａ等の撮影方向も含む）、体位、検査日等）が含まれる。

【0033】

また、記憶部２２は、撮影により取得された放射線画像や、画像処理により生成された画像を患者情報や検査情報に対応付けて記憶する。

【0034】

操作部２３は、カーソルキー、数字入力キー、及び各種機能キー等を備えたキーボードと、マウス等のポインティングデバイスを備えて構成され、キーボードに対するキー操作やマウス操作により入力された指示信号を制御部２１に出力する。また、操作部２３は、表示部２４の表示画面にタッチパネルを備えても良く、この場合、タッチパネルを介して入力された指示信号を制御部２１に出力する。更に、操作部２３には、放射線発生装置１２に動態撮影を指示するための曝射スイッチが備えられている。

【0035】

表示部２４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等のモニターにより構成され、制御部２１から入力される表示信号の指示に従って、操作部２３からの入力指示やデータ等を表示する。

【0036】

通信部２５は、放射線発生装置１２及び放射線検出器１１ｂとデータ送受信を行うためのインターフェースを有する。なお、コンソール２と放射線発生装置１２及び放射線検出器１１ｂとの通信は、有線通信であっても無線通信であってもよい。
また、通信部２５は、ＬＡＮアダプターやモデムやＴＡ（Terminal Adapter）等を備え、通信ネットワークに接続された図示しないＲＩＳ等との間のデータ送受信を制御する。

【0037】

〔画像処理システム１００の動作〕
撮影装置１においてホルダー１１ａに放射線検出器１１ｂがセットされた状態で、コンソール２において操作部２３により撮影対象の撮影オーダー情報が選択されると、選択された撮影オーダー情報に応じた放射線照射条件及び放射線画像読取条件が記憶部２２から読み出されて撮影装置１に送信される。被写体Ｈのポジショニングが行われて曝射スイッチが押下されると、撮影装置１において、放射線発生装置１２により放射線が照射され、放射線検出器１１ｂにより放射線画像の画像データが読み取られ、読み取られた画像データ（放射線画像Ｇとする）がコンソール２に送信される。

【0038】

コンソール２において、通信部２５により放射線検出器１１ｂから放射線画像Ｇを受信すると、制御部２１は、階調処理（濃度変換処理）を実行する。なお、本実施形態では、放射線画像Ｇが胸部放射線画像であり、肺野領域を診断に使用する関心領域とした場合を例にとり説明する。

【0039】

図３は、階調処理の流れを示すフローチャートである。階調処理は、制御部２１と記憶部２２に記憶されているプログラムとの協働により実行される。

【0040】

まず、制御部２１は、受信した放射線画像Ｇから被写体領域を認識する（ステップＳ１）。
ステップＳ１においては、例えば、放射線画像Ｇの信号値のヒストグラムを作成し、ヒストグラムから被写体領域と背景領域を分ける閾値を決定し、決定した閾値よりも信号値の低い領域を被写体領域として認識する。閾値の決定は、例えば、判別分析法、pタイル法、固定しきい値法、mode法等を用いて行うことができる。あるいは、ニューラルネットワーク、特徴量抽出とクラスタリング等を用いた機械学習により閾値を決定することとしてもよい。

【0041】

次いで、制御部２１は、放射線画像Ｇの被写体領域内の関心領域外における２箇所の異なる信号値を、コントラスト変換関数を算出するための基準信号値に設定する（ステップＳ２）。
基準信号値は、コントラスト変換関数を用いた階調処理により予め定められた出力濃度値で出力される信号値である。
ステップＳ２においては、被写体領域の高濃度側の信号値と低濃度側の信号値の２つの信号値を基準信号値として決定する。高濃度側の信号値とは、例えば、被写体領域内の信号値の平均より高い信号値、低濃度側の信号値とは、例えば、被写体領域内の信号値の平均より低い信号値である。あるいは、高濃度側の信号値は、放射線画像Ｇの信号値のヒストグラムあるいは累積ヒストグラムの上位ｍパーセント以上の信号値、低濃度側の信号値は、放射線画像Ｇの信号値のヒストグラムあるいは累積ヒストグラムの下位ｎパーセント以下の信号値である（ｍ、ｎは正の数）。あるいは、高濃度側の信号値は、被写体領域内の信号値の中央値より高い信号値、低濃度側の信号値は、被写体領域内の信号値の中央値より低い信号値としてもよい。

【0042】

例えば、予め設定された座標、領域認識処理により自動抽出された領域上の座標、過去画像で基準点として設定された座標、又はユーザー操作により画像から選択された座標を基準点として、２箇所の基準点の信号値を基準信号値として設定する。領域認識処理は、例えば、テンプレートマッチング、グラフカット等の領域分割アルゴリズムや、ニューラルネットワーク、特徴量抽出とクラスタリング等の機械学習を用いて行うことができる。
２箇所の基準点は、被写体領域内であって関心領域外の、関心領域と比べて被写体の体型や撮影条件の影響を受けにくく、また病状の如何によって濃度が変化しない、低濃度側の領域と高濃度側の領域に設けることが好ましい。例えば、低濃度側の基準点としては椎体上の点、高濃度側の基準点としては、鎖骨周辺部（鎖骨の上又は下の濃度の高い部分）上の点を用いることができる。このようにすれば、病状の如何による濃度変化のない低濃度側の椎体及び高濃度側の鎖骨周辺部が被検者の体型や撮影条件等に影響されずに予め定められた出力濃度値として出力され、関心領域の病状による濃度変化を精度よく描出することが可能となる。
なお、高濃度側の基準点は、右肩の鎖骨周辺部に設定してもよいし、左肩の鎖骨周辺部に設定してもよいし、両肩の鎖骨周辺部に設定してもよい。また、基準点を含む所定の領域（例えば、椎体領域や鎖骨周辺領域）の信号値の代表値（例えば、平均信号値や最大値、最小値等）を基準信号値としてもよい。

【0043】

次いで、制御部２１は、設定された基準信号値に基づいて、コントラスト変換関数の式を算出する（ステップＳ３）。
例えば、制御部２１は、図４に示すように、設定された低濃度側の基準信号値Ｄ１と当該低濃度側の基準信号値Ｄ１に対応する予め定められた低濃度側の出力濃度値Ｏ１、及び設定された高濃度側の基準信号値Ｄ２と当該高濃度側の基準信号値Ｄ２に対応する予め定められた出力濃度値Ｏ２により決定される直線Ｌの式をコントラスト変換関数として算出し、その傾きを求める。

【0044】

次いで、制御部２１は、コントラスト変換関数の傾きが所定の範囲外であるか否かを判断する（ステップＳ４）。
コントラスト変換関数の傾きが所定の範囲外であると判定した場合（ステップＳ４；；ＹＥＳ）、制御部２１は、コントラスト変換関数の傾きが所定の範囲内となるように調整し（ステップＳ５）、ステップＳ６に移行する。
ステップＳ５においては、例えば、図５（ａ）に示すように、コントラスト変換関数（直線Ｌ）の傾きが予め定められた傾きの上限Ｌ１と下限Ｌ２の範囲外である場合、図５（ｂ）に示すように、グラフ上において、コントラスト変換関数（直線Ｌ）が、いずれか一つの基準信号値（図５（ｂ）では基準信号値Ｄ２）と対応する出力濃度値（図５（ｂ）ではＯ２）の交点を通り、傾きが予め定められた上限Ｌ１又は下限Ｌ２となるように調整する。あるいは、被写体領域の信号値のヒストグラムに応じて、コントラスト変換関数の傾きが予め定められた範囲内に収まるように基準信号値（基準点の位置）を調整してもよい。
コントラスト変換関数の傾きの調整は、制御部２１が自動的に行ってもよいし、ユーザー操作により行ってもよい。ユーザー操作により調整を行う場合、例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、現在のコントラスト変換関数（直線Ｌ）、予め定められた傾きの範囲の上限Ｌ１と下限Ｌ２をグラフ上に表示し、ユーザーが操作部２３により直線Ｌを操作することで調整してもよい。または、上記グラフと信号値ヒストグラムを重ねて表示し、ユーザーが操作部２３により基準信号値を調整することとしてもよい。
コントラスト変換関数の傾きが所定の範囲内となるように調整することで、肺野濃度が極端に明るくなりすぎたり暗くなりすぎたりすることを抑えることができる。

【0045】

コントラスト変換関数の傾きが所定の範囲内である場合（ステップＳ４；ＮＯ）、制御部２１は、ステップＳ６に移行する。
なお、コントラスト変換関数の傾きが所定の範囲内であっても、コントラスト変換関数の傾きを調整できるようにしてもよい。

【0046】

ステップＳ６において、制御部２１は、算出した（調整した）コントラスト変換関数を適用して放射線画像Ｇに階調変換を行い（ステップＳ６）、階調変換された放射線画像Ｇを表示部２４に表示させる（ステップＳ７）。

【0047】

次いで、制御部２１は、操作部２３によりコントラストの再調整が指示されたか否かを判断する（ステップＳ８）。
コントラストの再調整が指示されたと判断した場合（ステップＳ８；ＹＥＳ）、制御部２１は、表示部２４にコントラスト再調整画面（図示せず）を表示し、ユーザーによる操作部２３の操作に従って放射線画像Ｇのコントラスト変換関数の傾きを再調整し（ステップＳ９）、再調整されたコントラスト変換関数を適用して放射線画像Ｇに階調変換を行って表示部２４に表示させる（ステップＳ１０）。

【0048】

次いで、制御部２１は、操作部２３により再調整の終了が指示されたか否かを判断する（ステップＳ１１）。再調整の終了が指示されていないと判断した場合（ステップＳ１１；ＮＯ）、制御部２１は、ステップＳ８に戻る。
ステップＳ８において、コントラスト再調整が指示されなかった場合（ステップＳ８；ＮＯ）、又はステップＳ１１において、再調整の終了が指示されたと判断した場合（ステップＳ１１；ＹＥＳ）、制御部２１は、階調処理を終了する。

【0049】

以下、基準点を被写体領域内の関心領域外に１点設けた場合の階調処理結果（従来技術。図６（ｂ）、図７（ｂ）参照）と２点設けた場合（本実施形態。図６（ｃ）、図７（ｃ））の階調処理結果について説明する。

【0050】

図６（ａ）の左側は、被検者Ａの胸部の放射線画像（胸部画像）Ａ１とその信号値のヒストグラム、右側は、被検者Ｂの胸部画像Ｂ１とその信号値のヒストグラムを模式的に示している。被検者Ａは、標準体型より体厚の厚い患者であり、被検者Ｂは、標準体型の患者である。

【0051】

図６（ｂ）の左側は、胸部画像Ａ１に対し、胸部画像Ａ１の椎体上の点Ｐ１１を基準点とし、基準点Ｐ１１の信号値Ｄ１１と予め定められた出力濃度値Ｏ１の交点を通る傾きαの直線Ｌ１１をコントラスト変換関数として階調変換を行うことにより得られた画像Ａ１１と、胸部画像Ａ１の信号値のヒストグラム上に直線Ｌ１１のグラフを重ねて示したグラフである。右側は、胸部画像Ｂ１に対し、胸部画像Ｂ１の椎体上の点Ｐ２１を基準点とし、基準点Ｐ２１の信号値Ｄ２１と予め定められた出力濃度値の交点Ｏ１を通る傾きαの直線Ｌ２１をコントラスト変換関数として階調変換を行うことにより得られた画像Ｂ１１と、胸部画像Ｂ１の信号値のヒストグラム上に直線Ｌ２１のグラフを重ねて示したグラフである。

【0052】

図６（ｃ）の左側は、胸部画像Ａ１に対し、胸部画像Ａ１の椎体上の点Ｐ１１及び鎖骨上部の点Ｐ１２を基準点とし、基準点Ｐ１１の信号値Ｄ１１と予め定められた低濃度側の出力濃度値Ｏ１の交点及び基準点Ｐ２１の信号値Ｄ１２と予め定められた高濃度側の出力濃度値Ｏ２の交点を通る直線Ｌ１２をコントラスト変換関数をとして階調変換を行うことにより得られた画像Ａ１２と、胸部画像Ａ１の信号値のヒストグラム上に直線Ｌ１２のグラフを重ねて示したグラフである。右側は、胸部画像Ｂ１に対し、胸部画像Ｂ１の椎体上の点Ｐ２１及び鎖骨上部の点Ｐ２２を基準点とし、基準点Ｐ２１の信号値Ｄ２１と予め定められた低濃度側の出力濃度値Ｏ１の交点及び基準点Ｐ２２の信号値Ｄ２２と予め定められた高濃度側の出力濃度値Ｏ２の交点を通る直線Ｌ２２をコントラスト変換関数をとして階調変換を行うことにより得られた画像Ｂ１２と、胸部画像Ｂ１の信号値のヒストグラム上に直線Ｌ２２のグラフを重ねて示したグラフである。

【0053】

なお、図６（ａ）～（ｃ）に示すヒストグラムにおいて、ドットの帯で示す領域は、肺野領域の信号値（濃度）の範囲を示している。

【0054】

被検者Ａは、被検者Ｂに比べて体厚が厚いため、図６（ｂ）のヒストグラムに矢印で示すように、椎体の濃度から肺野の濃度までの間にある腹部濃度が、標準体型の被検者Ｂに比べて多くなり、椎体の濃度～肺野の濃度までの距離が伸びる。そのため、椎体上の点Ｐ１１を基準点とする基準信号値Ｄ１１と出力濃度値Ｏ１の交点を通る予め定められた傾きαのコントラスト変換関数を適用すると、図６（ｂ）に一点鎖線で示すように、本来よりも肺野の出力濃度が高くなり、胸部画像１１のように肺野が暗く描出されてしまう。そのため、肺野に病変があることが認識できない。

【0055】

一方、図６（ｃ）に示すように、低濃度側の椎体だけでなく、高濃度側の鎖骨上部にも基準点を設け、椎体の基準点Ｐ１１の信号値Ｄ１１と予め定められた低濃度側の出力濃度値Ｏ１の交点及び鎖骨上部の基準点Ｐ１２の信号値Ｄ１２と予め定められた高濃度側の出力濃度値Ｏ２の交点を通る直線によりコントラスト変換関数を算出して適用すると、胸部画像Ａ１２のように、病変のある肺野が、病変を反映して白く適切な濃度で描出される。

【0056】

また、図７（ａ）の左側は、標準体型で肺野に病変のある被検者Ｃの胸部の胸部画像Ｃ１とその信号値のヒストグラム、右側は、胸部画像Ｃ１を撮影したときとは異なる時期に撮影した（胸部画像Ｃ２は病変発生前、胸部画像Ｃ１は病変発生後に撮影）被検者Ｃの胸部画像Ｃ２とその信号値のヒストグラムを模式的に示している。胸部画像Ｃ１と胸部画像Ｃ２とは、被検者は同一であるが、撮影条件が異なる。具体的には、ポジショニングが異なり（胸部画像Ｃ１のみ右腕が映り込んでいる）、また異物の有無が異なっている（胸部画像Ｃ１のみ体内に金属等の異物が埋め込まれている）。

【0057】

図７（ｂ）の左側は、胸部画像Ｃ１に対し、胸部画像Ｃ１の椎体上の点Ｐ３１を基準点とし、基準点Ｐ３１の信号値と予め定められた出力濃度値Ｏ１の交点を通る傾きαの直線Ｌ３１をコントラスト変換関数として階調変換を行うことにより得られた画像Ｃ１１と、胸部画像Ｃ１の信号値のヒストグラム上に直線Ｌ３１のグラフを重ねて示したグラフである。右側は、胸部画像Ｃ２に対し、胸部画像Ｃ２の椎体上の点Ｐ４１を基準点とし、基準点Ｐ４１の信号値Ｄ４１と予め定められた出力濃度値Ｏ１の交点を通る傾きαの直線Ｌ４１をコントラスト変換関数として階調変換を行うことにより得られた画像Ｃ２１と、胸部画像Ｃ２の信号値のヒストグラム上に直線Ｌ４１のグラフを重ねて示したグラフである。

【0058】

図７（ｃ）の左側は、胸部画像Ｃ１に対し、胸部画像Ｃ１の椎体上の点Ｐ３１及び鎖骨上部の点Ｐ３２を基準点とし、基準点Ｐ３１の信号値Ｄ３１と予め定められた低濃度側の出力濃度値Ｏ１の交点及び基準点Ｐ３２の信号値Ｄ３２と予め定められた高濃度側の出力濃度値Ｏ２の交点を通る直線Ｌ３２をコントラスト変換関数をとして階調変換を行うことにより得られた画像Ｃ１２と、胸部画像Ｃ１の信号値のヒストグラム上に直線Ｌ３２のグラフを重ねて示したグラフである。右側は、胸部画像Ｃ２に対し、胸部画像Ｃ２の椎体上の点Ｐ４１及び鎖骨上部の点Ｐ４２を基準点とし、基準点Ｐ４１の信号値Ｄ４１と予め定められた低濃度側の出力濃度値Ｏ１の交点及び基準点Ｐ４２の信号値Ｄ４２と予め定められた高濃度側の出力濃度値Ｏ２の交点を通る直線Ｌ４２をコントラスト変換関数をとして階調変換を行うことにより得られた画像Ｃ２２と、胸部画像Ｃ２の信号値のヒストグラム上に直線Ｌ４２のグラフを重ねて示したグラフである。

【0059】

なお、図７（ａ）～（ｃ）に示すヒストグラムにおいて、ドットの帯で示す領域は、肺野領域の信号値（濃度）の範囲を示している。

【0060】

被検者Ｃの胸部画像Ｃ１は、腕の骨や金属等の椎体の濃度から肺野の濃度の間の濃度で映る異物が映り込んでいるため、図７（ｂ）に矢印で示すように、これらの映り込みのない胸部画像Ｃ２より椎体の濃度から肺野の濃度までの濃度範囲が広がり、グラフ上の入力側の椎体の信号値から肺野の信号値の距離が長くなる。そのため、椎体の信号値Ｄ３１と予め定められた出力濃度値Ｏ１の交点と予め定められた傾きαにより定められるコントラスト変換関数を適用すると、図７（ｂ）に一点鎖線で示すように、本来よりも肺野の出力濃度が高くなり、胸部画像Ｃ１１に示すように肺野が暗く描出されてしまう。そのため、肺野の肺野に病変があることが認識できない。

【0061】

一方、図７（ｃ）に示すように、低濃度側の椎体上の点Ｐ３１だけでなく、高濃度側の鎖骨上部上の点Ｐ３２にも基準点を設け、椎体の基準点の信号値Ｄ３１と予め定められた低濃度側の出力濃度値Ｏ１の交点及び鎖骨上部の基準点の信号値Ｄ３２と予め定められた高濃度側の出力濃度値Ｏ２の交点を通る直線Ｌ３２によりコントラスト変換関数を算出して適用すると、胸部画像Ｃ１２に示すように、腕の骨や金属等の低濃度で映る異物が映り込んでいても、病変のある肺野が病変を反映した適切な濃度で、すなわち病変のない胸部画像Ｃ２２より低い濃度で描出される。

【0062】

以上説明したように、コンソール２の制御部２１は、放射線画像における被写体領域内の、診断に使用する関心領域外における２箇所以上の異なる信号値を基準信号値に設定し、設定した基準信号値に基づいて、放射線画像に適用するコントラスト変換関数を算出する。そして、算出したコントラスト変換関数を用いて、放射線画像に階調変換を行う。
したがって、被検者の体型の変化や個人差、撮影条件等の影響を受けずに、関心領域の病状を正しく描出できるようにすることができる。

【0063】

なお、上記実施形態における記述内容は、本発明の好適な一例であり、これに限定されるものではない。

【0064】

例えば、上記実施形態においては、撮影装置１を制御するコンソール２が画像処理装置としての機能を備える場合について説明したが、画像処理装置はコンソールとは別体であってもよい。また、階調処理結果を表示する表示装置は画像処理装置と一体であってもよいし、別体であってもよい。

【0065】

また、上記実施形態においては、胸部の放射線画像に階調変換を行う際に本発明を適用した場合を例にとり説明したが、他の部位を撮影した放射線画像に対しても本発明を適用可能である。例えば、図３で説明した階調処理の処理対象を腹部の放射線画像とし、図８に示すように、低濃度側の基準点を脊椎等の骨領域上の点Ｐ５、高濃度側の基準点をスキンライン上の点Ｐ６に設定して図３で説明した手法によりコントラスト変換関数を算出して階調変換を行うことにより、被検者の体型の変化や個人差、撮影条件等の影響を受けずに、関心領域としての腹部領域の病状を正しく描出することができる。ここで、腹部領域とは、図８に点線で囲んで示すように、被写体領域のうち、脊椎を含まない、肺野下端から腸骨上端までの軟部組織の領域を指す。

【0066】

また、上記実施形態においては、コントラスト変換関数を算出するための基準信号値を２箇所の基準信号値としたが、２箇所以上としてもよい。

【0067】

また、上記実施形態においては、放射線画像に対して本発明を適用する場合について説明したが、本発明は、例えば、ＭＲＩ等の、放射線撮影装置とは異なる他のモダリティーにより撮影された医用画像についても適用可能である。

【0068】

また、例えば、上記の説明では、本発明に係るプログラムのコンピューター読み取り可能な媒体としてハードディスクや半導体の不揮発性メモリー等を使用した例を開示したが、この例に限定されない。その他のコンピューター読み取り可能な媒体として、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することが可能である。また、本発明に係るプログラムのデータを通信回線を介して提供する媒体として、キャリアウエーブ（搬送波）も適用される。

【0069】

その他、画像処理システムを構成する各装置の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0070】

１００ 画像処理システム
１ 撮影装置
１１ 撮影台
１１ａ ホルダー
１１ｂ 放射線検出器
１２ 放射線発生装置
２ コンソール
２１ 制御部
２２ 記憶部
２３ 操作部
２４ 表示部
２５ 通信部
２６ バス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】