放射线图像分析装置及方法以及程序的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及对拍摄被摄体而得到的放射线图像进行分析的图像分析装置及方法 以及程序，尤其是，涉及对拍摄被摄体而得到的放射线图像进行分析而推定放射线图像的 各位置上的被摄体的厚度的放射线图像分析装置及方法以及程序。
【背景技术】
[0002] 以往，公知在通过透射了被摄体的放射线拍摄被摄体的放射线图像时，被摄体的 厚度越大，则被摄体内部中的放射线的散射的发生、放射线透射率的降低等的影响变得越 大，所取得的放射线图像的画质发生变化。因此，提出了如下技术：根据摄影条件和放射线 图像的信号值、放射线图像的信号值的直方图宽度、被摄体图像中的被摄体的预定方向的 长度等各种信息，大致推定被摄体的厚度，根据所推定的被摄体的厚度，变更对所拍摄的放 射线图像的散射线去除处理等的图像处理条件、对放射线图像的摄影应用的摄影条件。
[0003] 例如，在专利文献1中，公开了如下方法：通过测定将具有预先已知的厚度的模拟 被摄体在已知的摄影条件下进行放射线摄影而得到的图像的像素值，准备将体厚和像素值 的关系建立对应的建立对应表格，基于建立对应表格，根据被摄体图像的像素值而推定概 略的体厚分布，并根据被摄体图像的体厚分布而推定被摄体图像的散射线分量，取得从被 摄体图像减去散射线分量的处理后图像。
[0004] 此外，在非专利文献1中，公开了根据人体的体厚分布来推定放射线图像的散射 线分量并去除的方法。根据非专利文献1的图像处理方法，基于根据被摄体图像的像素值 而推定的体厚分布，对被输入的被摄体图像应用预定的函数而生成推定出被摄体图像所包 含的散射线的像的推定散射线图像，并从被摄体图像减去推定散射线图像，从而生成根据 被输入的被摄体图像而推定出初始射线图像的推定初始射线图像。进而，将通过对生成的 推定初始射线图像应用预定的函数而生成进一步的推定散射线图像、并从被摄体图像减去 进一步的推定散射线图像而生成进一步的推定初始射线图像的处理重复直到在预定的收 敛条件下收敛为止，计算收敛的推定散射线图像，从被摄体图像减去该推定散射线图像，从 而能够最终取得去除了散射线分量的处理后图像。此外，在非专利文献1中，公开了如下方 法：根据体厚来调整用于对被摄体图像所包含的散射线的像进行推定的预定的函数。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特开平02-244881号公报
[0008] 非专利文献
[0009] 非专利文献 I :Trotter 及其他4名，"Thickness-dependent Scatter Correction Algorithm for Digital Mammography"，Proc. SPIE Vol. 4682, 2002 年 5 月，ρ· 469-478
【发明内容】
[0010] 这里，为了求出反映了被摄体内部的肺野等被摄体的内部构造的详细的体厚，优 选根据实际拍摄被摄体而得到的被摄体图像的像素值来计算被摄体的厚度。但是，在被 摄体图像中，包括透射被摄体而直接照射到放射线检测器的初始射线的分量（初始射线分 量）和在被摄体内放射线散射的散射线的分量（散射线分量）。
[0011] 因此，如专利文献1或非专利文献1那样，在对不使用散射线去除栅格（栅格）而 拍摄的放射线图像应用了基于像素值而推定体厚的方法的情况下，由于放射线图像所包含 的散射线分量的影响，难以准确地推定被摄体的体厚分布。并且，考虑到为了避免散射线分 量的影响而使用栅格对被摄体图像进行摄影，但为了降低被摄体的被曝光量等的负担，也 存在想要根据不使用栅格而拍摄的被摄体图像来准确地推定体厚分布这样的需求。
[0012] 为了应对该需求，本申请人提出了如下技术（参照特愿2013-229941):使用预先 确定的虚拟模型，根据虚拟模型而推定通过虚拟模型的放射线摄影而得到的初始射线图像 以及散射线图像，生成将所推定的初始射线图像和散射线图像进行了合成的图像，以作为 对通过被摄体的放射线摄影而得到的放射线图像进行了推定的图像即推定图像，并以使所 生成的推定图像和实际对被摄体进行放射线摄影而得到的被摄体图像之差减小的方式重 复修正体厚分布，从而高精度地计算体厚分布。
[0013] 此外，在实际的医疗现场中，除了要尽可能地将推定体厚分布的体厚分布推定处 理高精度化而取得精度良好的体厚分布的需求之外，还存在如下需求，即根据被摄体图像 的诊断目的、图像分析装置的性能和摄影环境的情形等而实现体厚分布推定处理的高精度 化，并且要将体厚分布推定处理的执行时间维持在容许范围内。
[0014] 本发明是鉴于上述情形而完成的，其目的在于，实现一种放射线图像分析装置、放 射线图像分析方法以及放射线图像分析程序，其在对拍摄了被摄体而得到的放射线图像进 行分析而推定放射线图像的各位置上的被摄体的厚度时，实现体厚分布推定处理的高精度 化，并且将体厚分布推定处理的执行时间抑制在容许范围内。
[0015] 本发明的放射线图像分析装置对通过被摄体的放射线摄影而得到的被摄体图像 进行分析，推定被摄体的体厚分布，放射线图像分析装置的特征在于，包括：图像取得部，取 得被摄体图像；体厚分布修正部，受理具有推定体厚分布的虚拟模型的输入，对虚拟模型的 推定体厚分布进行修正，输出被修正的推定体厚分布，体厚分布修正部具有虚拟模型取得 部、推定图像生成部以及修正部，虚拟模型取得部取得被输入的具有推定体厚分布的虚拟 模型，推定图像生成部生成将推定初始射线图像和推定散射线图像进行了合成的图像，以 作为对通过被摄体的放射线摄影而得到的放射线图像进行了推定的推定图像，推定初始射 线图像是对通过所取得的虚拟模型的放射线摄影而得到的初始射线图像进行了推定的图 像，推定散射线图像是对通过虚拟模型的放射线摄影而得到的散射线图像进行了推定的图 像，修正部以减小该推定图像与被摄体图像的差异的方式对取得的推定体厚分布进行修正 并输出；以及体厚分布决定部，对体厚分布修正处理的执行进行控制，重复执行体厚分布修 正处理直到满足结束条件为止，在满足结束条件的情况下，将在满足了结束条件时的体厚 分布修正处理中输出的推定体厚分布决定为被摄体的体厚分布，体厚分布修正处理为如下 处理，即，使修正部对虚拟模型的推定体厚分布进行修正并输出，将具有所输出的推定体厚 分布的虚拟模型输入到虚拟模型取得部而取得虚拟模型，使推定图像生成部根据虚拟模型 生成推定图像，体厚分布决定部具有判定部，该判定部根据判定条件而切换执行第一控制 和第二控制，第一控制是重复执行体厚分布修正处理直到满足第一结束条件为止的控制， 第二控制是重复执行体厚分布修正处理直到满足与第一结束条件不同的第二结束条件为 止的控制，该第二控制下的体厚分布修正处理的执行次数比第一控制下的体厚分布修正处 理的执行次数少。
[0016] 本发明的放射线图像分析方法的特征在于，包括如下步骤：图像取得步骤，取得被 摄体图像；体厚分布修正步骤，受理具有推定体厚分布的虚拟模型的输入，对虚拟模型的推 定体厚分布进行修正，输出被修正的推定体厚分布，体厚分布修正步骤具有虚拟模型取得 步骤、推定图像生成步骤以及修正步骤，虚拟模型取得步骤取得被输入的具有推定体厚分 布的虚拟模型，推定图像生成步骤生成将推定初始射线图像和推定散射线图像进行了合成 的图像，以作为对通过被摄体的放射线摄影而得到的放射线图像进行了推定的推定图像， 推定初始射线图像是对通过所取得的虚拟模型的放射线摄影而得到的初始射线图像进行 了推定的图像，推定散射线图像是对通过虚拟模型的放射线摄影而得到的散射线图像进行 了推定的图像，修正步骤以减小该推定图像与被摄体图像的差异的方式对取得的推定体厚 分布进行修正并输出；以及体厚分布决定步骤，对体厚分布修正处理的执行进行控制，重复 执行体厚分布修正处理直到满足结束条件为止，在满足结束条件的情况下，将在满足了结 束条件时的体厚分布修正处理中输出的推定体厚分布决定为被摄体的体厚分布，体厚分布 修正处理为如下处理，即，通过修正步骤对虚拟模型的推定体厚分布进行修正并输出，通过 虚拟模型取得步骤取得具有所输出的推定体厚分布的虚拟模型，通过推定图像生成步骤根 据虚拟模型生成推定图像，体厚分布决定步骤具有判定步骤，该判定步骤根据判定条件而 切换执行第一控制和第二控制，第一控制是重复执行体厚分布修正处理直到满足第一结束 条件为止的控制，第二控制是重复执行体厚分布修正处理直到满足与第一结束条件不同的 第二结束条件为止的控制，该第二控制下的体厚分布修正处理的执行次数比第一控制下的 体厚分布修正处理的执行次数少。
[0017] 另外，本发明的放射线图像分析程序是对通过被摄体的放射线摄影而得到的被摄 体图像进行分析，推定被摄体的体厚分布的放射线图像分析程序，其特征在于，使计算机作 为如下部件发挥作用：图像取得部，取得被摄体图像；体厚分布修正部，受理具有推定体厚 分布的虚拟模型的输入，对虚拟模型的推定体厚分布进行修正，输出被修正的推定体厚分 布，体厚分布修正部具有虚拟模型取得部、推定图像生成部以及修正部，虚拟模型取得部取 得被输入的具有推定体厚分布的虚拟模型，推定图像生成部生成将推定初始射线图像和推 定散射线图像进行了合成的图像，以作为对通过被摄体的放射线摄影而得到的放射线图像 进行了推定的推定图像，推定初始射线图像是对通过所取得的虚拟模型的放射线摄影而得 到的初始射线图像进行了推定的图像，推定散射线图像是对通过虚拟模型的放射线摄影而 得到的散射线图像进行了推定的图像，修正部以减小该推定图像与被摄体图像的差异的方 式对取得的推定体厚分布进行修正并输出；以及体厚分布决定部，对体厚分布修正处理的 执行进行控制，重复执行体厚分布修正处理直到满足结束条件为止，在满足结束条件的情 况下，将在满足了结束条件时的体厚分布修正处理中输出的推定体厚分布决定为被摄体的 体厚分布，体厚分布修正处理为如下处理，g卩，使修正部对虚拟模型的推定体厚分布进行修 正并输出，将具有所输出的推定体厚分布的虚拟模型输入到虚拟模型取得部而取得虚拟模 型，使推定图像生成部根据虚拟模型生成推定图像，体厚分布决定部具有判定部，该判定部 根据判定条件而切换执行第一控制和第二控制，第一控制是重复执行体厚分布修正处理直 到满足第一结束条件为止的控制，第二控制是重复执行体厚分布修正处理直到满足与第一 结束条件不同的第二结束条件为止的控制，该第二控制下的体厚分布修正处理的执行次数 比第一控制下的体厚分布修正处理的执行次数少。
[0018] 上述"体厚"是指，在被照射的放射线的路径上的、除了空气区域之外的被摄体区 域的厚度的总计。例如，体厚成为在被照射的放射线的路径上的、除了肺内的空气区域等被 摄体内的空气区域之外的被摄体组织的厚度的总计。
[0019] "推定图像"是指，只要实质上看作将推定初始射线图像和推定散射线图像进行 了合成的图像即可，该推定初始射线图像是根据虚拟模型推定出通过虚拟模型的放射线摄 影而得到的初始射线图像，该推定散射线图像是根据虚拟模型而推定出通过虚拟模型的放 射线摄影而得到的散射线图像。例如，可以对虚拟模型应用推定初始射线图像生成用的函 数而制作推定初始射线图像，对虚拟模型应用推定散射线图像生成用的函数而另外生成推 定散射线图像之后进行合成，也可以对虚拟模型应用推定图像生成用的函数而推定推定图 像。
[0020] "推定图像与被摄体图像的差异"是指，与推定图像和被摄体图像的相互对应的各 位置上的像素值的相关性的高度。此外，"减小被摄体图像与推定图像的差异"是指，与被摄 体图像和推定图像的相互对应的各位置的像素值的相关性提高（两个图像类似）。
[0021] 此外，在本发明的放射线图像分析装置中，判定部也可以是，基于多个体厚分布修 正处理中的推定图像与被摄体图像的差异的时序的推移，推定直到满足第一结束条件