圖像處理裝置和方法、計算機可執行程序和放射線攝影系統的制作方法

專利名稱：圖像處理裝置和方法、計算機可執行程序和放射線攝影系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及圖像處理裝置和方法、計算機可執行程序和放射線攝影系統。更具體地，本發明涉及可通過高效的過程加快圖像搜索的圖像處理裝置和方法、計算機可執行程序和放射線攝影系統。
背景技術：
JP-A 2010-131170公開了斷層融合(tomosynthesis)攝影，其中通過移動作為放射線源的X射線源，以不同的角度向被檢體施加X射線。形成被檢體的圖像且疊加而生成有效強調了斷層面的斷層圖像。JP-A 2010-131170公開了通過斷層融合攝影獲得的多個圖像中具有視差的兩幅圖像(視差圖像)的立體觀察。通過立體觀察指定關注區域(ROI)，以便獲得關注區域的斷層圖像。在利用X射線進行醫用攝影的領域中，設置兩個X射線源，以通過放射線攝影形成一對視差圖像。根據立體圖像對的兩幅X射線圖像，可進行立體觀察診斷。見美國專利第 5，090，038 號(對應于 JP-A 3-123537)。美國專利第5，090，038號公開了 X射線源和圖像增強器(II)繞被檢體旋轉的放射線攝影。斷續地向被檢體照射X射線，以按照固定的幀速形成多幅X射線圖像。因為使用了深度設定單元來設定用于立體觀察的視差圖像的幀速(視差角)，以增大或減小視差角，所以可以調節立體觀察的深度。通常，在JP-A2010-131170中那樣進行斷層融合攝影時立體地觀察視差圖像，因為要容易地在圖像中識別出關注區域。然而，斷層融合攝影的圖像數目高達40-80。根據視差圖像的選擇方法而可能很難識別出關注區域。因為與具有關注區域的視差圖像的立體圖像對相應的斷層圖像要非常長的時間才能形成，所以不易于進行順利且快速的診斷。美國專利第5，090，038號公開了用于設定幀速的深度設定單元。然而，改變視差角來觀察待選擇的圖像很麻煩且很耗時。即使把該深度設定單元與JP-A2010-131170的結構結合，也無法很有效地縮短視差圖像的選擇時間。

發明內容
鑒于上述問題，本發明的一個目的是提供一種能夠通過高效的過程加快圖像搜索的圖像處理裝置和方法、計算機可執行程序和放射線攝影系統。為了實現本發明的上述和其他目的和優點，提供了一種用于多幅圖像的圖像處理裝置，所述多幅圖像是在從第一和第二照射位置之間的范圍內的照射位置以多個照射角施加放射線時對被檢體進行攝影而得到的。顯示控制部在顯示屏上以預定視差角立體地顯示兩幅圖像，所述兩幅圖像是從關于所述第一和第二照射位置之間的特定觀察中心彼此對稱的照射位置進行照射而形成的。第一輸入部從在第一和第二照射位置之間定義的正向方向和反向方向中選擇觀察中心的移動方向。搜索處理部檢查先前指定的先前觀察中心是否位于在所述移動方向上從當前觀察中心延伸的指定側，如果所述先前觀察中心位于所述指定側，則確定當前觀察中心與所選擇的離當前觀察中心最近的一個先前觀察中心之間的搜索范圍，如果所述先前觀察中心位于所述指定側的相反側，則確定當前觀察中心與位于所述指定側且離當前觀察中心最遠的位置之間的搜索范圍。取得部在搜索范圍的中心確定新的觀察中心，由此從搜索范圍取得兩幅新的圖像以在顯示屏上顯示。在初始操作第一輸入部前，觀察中心是第一和第二照射位置之間的中心。此外，第二輸入部改變所述視差角。此外，第二輸入部移動所述觀察中心，以把顯示屏上的兩幅圖像切換為其他兩幅圖像。此外，第二輸入部相對于兩幅圖像中的第一圖像改變視差角，以把顯示屏上顯示的兩幅圖像的第二圖像切換為另一圖像。此外，該圖像處理裝置根據第三圖像對的兩幅圖像，對多幅圖像的數據進行疊加來生成強調了被檢體的關注區域的斷層圖像。所述斷層圖像是X射線斷層攝影合成圖像。該圖像處理裝置包括用于觀察圖像和編輯醫療報告的計算機設備。該圖像處理裝置包括連接至便攜型放射線攝影系統的計算機設備。另外，提供了一種用于多幅圖像的圖像處理方法，所述多幅圖像是通過改變放射線源的照射角以改變其照射位置并在從放射線源對被檢體施加放射線時對被檢體進行攝影而得到的。在該圖像處理方法中，在多幅圖像中選擇一個圖像對的兩幅圖像。通過從相對于基準角改變照射角的第一和第二方向中進行選擇來確定圖像對的觀察中心的移動方向。如果通過該確定步驟確定了第一方向且先前指定的第一圖像對的觀察中心位于第一方向上，則從當前的第二圖像對的觀察中心至第一圖像對的觀察中心設定初始搜索范圍內的小搜索范圍，如果通過該確定步驟確定了第一方向且第一圖像對的觀察中心位于第二方向上，則從第二圖像對的觀察中心至第一方向上設置的照射位置端點設定小搜索范圍。從所述小搜索范圍取得第三圖像對的兩幅圖像。另外，提供了一種用于在多幅圖像上進行搜索的計算機可執行程序，所述多幅圖像是通過改變放射線源的照射角以改變其照射位置并在從放射線源對被檢體施加放射線時對被檢體進行攝影而得到的。具有選擇程序代碼，用于在多幅圖像中選擇一個圖像對的兩幅圖像。確定程序代碼用于從相對于基準角改變照射角的第一和第二方向中進行選擇來確定圖像對的觀察中心的移動方向。設定程序代碼用于如果通過該確定程序代碼確定了第一方向且先前指定的第一圖像對的觀察中心位于第一方向上，則從當前的第二圖像對的觀察中心至第一圖像對的觀察中心設定初始搜索范圍內的小搜索范圍，如果通過該確定程序代碼確定了第一方向且第一圖像對的觀察中心位于第二方向上，則從第二圖像對的觀察中心至第一方向上設置的照射位置端點設定小搜索范圍。取得程序代碼用于從所述小搜索范圍取得第三圖像對的兩幅圖像。另外，提供了一種放射線攝影系統，其包括對被檢體施加放射線的放射線源。檢測裝置通過接收透過被檢體的放射線來檢測圖像。移動裝置相對于檢測裝置移動放射線源以改變放射線源相對于被檢體的照射角，從而在多個照射位置處對被檢體施加放射線。放射
6線攝影系統包括如上所述的圖像處理裝置，用于對圖像進行處理。
移動裝置弧形地移動放射線源。另外，提供了一種用于在多幅圖像上進行搜索的用戶接口，所述多幅圖像是通過改變放射線源的照射角以改變其照射位置并在從放射線源對被檢體施加放射線時對被檢體進行攝影而得到的。具有選擇區域，用于在多幅圖像中選擇一個圖像對的兩幅圖像。確定區域用于從相對于基準角改變照射角的第一和第二方向中進行選擇來確定圖像對的觀察中心的移動方向。設定區域用于如果通過該確定區域確定了第一方向且先前指定的第一圖像對的觀察中心位于第一方向上，則從當前的第二圖像對的觀察中心至第一圖像對的觀察中心設定初始搜索范圍內的小搜索范圍，如果通過該確定區域確定了第一方向且第一圖像對的觀察中心位于第二方向上，則從第二圖像對的觀察中心至第一方向上設置的照射位置端點設定小搜索范圍。取得區域用于從所述小搜索范圍取得第三圖像對的兩幅圖像。因此，由于以二分搜索的方式兩階段以上地進行搜索，所以可以通過高效的過程加快圖像搜索。


通過以下詳細說明，結合附圖，可以更加清楚地理解本發明的以上目的和優點，其中圖1是示出放射性攝影系統的示意圖；圖2是示出攝影控制器的框圖；圖3示出了斷層融合攝影；圖4是示出觀察終端設備的框圖；圖5是示出觀察終端設備中的電路元件的框圖；圖6是示出向圖像數據分配識別符的示意圖；圖7是示出圖像搜索窗口的平面圖；圖8是示出操作按鈕的狀態和視差圖像的小搜索范圍的表；圖9A是示出狀態圖的缺省狀態的示意圖；圖9B是示出第一搜索階段后的狀態圖的狀態的示意圖；圖9C是示出第二搜索階段后的狀態圖的狀態的示意圖；圖9D是示出第三搜索階段后的狀態圖的狀態的示意圖。
具體實施例方式圖1中，作為放射線攝影系統的X射線攝影系統2包括X射線源10、攝影盒12、移動裝置13和攝影控制器14。攝影盒12檢測從X射線源10發出后透過被檢體P的X射線成分。攝影盒12輸出X射線圖像11的信息或圖像數據。移動裝置13沿箭頭方向移動X 射線源10。攝影控制器14控制X射線源10、攝影盒12和移動裝置13以進行適當的攝影。 X射線源10、攝影盒12和移動裝置13都通過線纜以有線方式連接到攝影控制器14，并由攝影控制器14供電。輸入接口 15是輸入攝影條件的輸入裝置，攝影條件例如是身體部位、X射線源10 中的X射線管17的電壓、電流、照射時間等。攝影控制器14根據攝影條件控制X射線源10和攝影盒12以使其同步工作。當攝影控制器14從輸入接口 15接收到照射指示信號時，攝影控制器14通過發送信號給攝影盒12來對X射線源10和攝影盒12進行同步控制。觀察終端設備16或圖像處理裝置或圖像搜索裝置被連接到攝影控制器14。攝影盒12生成的X射線圖像11被攝影控制器14輸入到觀察終端設備16。觀察終端設備16的例子是個人計算機、工作站等。觀察終端設備16對X射線圖像11進行處理，以實現各種功能的圖像處理，并支持X射線圖像11的顯示和作為X射線圖像11的觀察結果的放射檢查報告的編輯。X射線源10包括X射線管17、準直器(未示出)等。圖2中，高電壓源沈或驅動器向X射線管17施加高電壓。準直器限定由X射線管17產生的X射線的照射區域。攝影盒12呈四邊形形狀。攝影盒12的接收表面18或傳感器表面如圖所示朝向 X射線源10。攝影盒12設置在被檢體P下面，或者適當地可位于被檢體的肩、膝等處。在攝影盒12中內置有X射線檢測裝置19或者FPD裝置或平板檢測裝置。X射線檢測裝置19是包括矩陣板的裝置，在該矩陣板中，具有薄膜晶體管(TFT)和X射線檢測元件的多個像素二維排列。當薄膜晶體管截止時，X射線檢測裝置19根據X射線的量在X射線檢測元件中蓄積電荷。導通薄膜晶體管而將X射線檢測元件中蓄積的電荷讀出到外部。 圖2的信號處理器四具有把電荷轉換成電壓信號的積分放大器，信號處理器四中的A/D 轉換器對該電壓信號進行數字轉換。于是，生成數字形式的X射線圖像11。設置了鉤(未示出)來懸吊X射線源0。設置了支持桿或移動桿以利用所述鉤支持X射線源10。軌道槽形成在支持桿中且在其長度方向上延伸。鉤可移動地嵌合到該軌道槽。該鉤在箭頭方向上沿著軌道槽移動。移動裝置13由鉤和軌道槽構成。在移動裝置13 中內置了驅動源20或電機，包括步進電機等，由攝影控制器14致動。當驅動源20被致動時，鉤和X射線源10沿著軌道槽移動。當驅動源20停止時，X射線源10停止在支持桿的期望位置(照射位置)。攝影控制器14對驅動源20生成的用于驅動步進電機的電壓脈沖進行計數，并根據計數的數目來檢測X射線源10在支持桿上的位置。攝影控制器14控制驅動源20，并根據攝影條件把X射線源10移動到支持桿或移動桿的預定的多個位置(例如40-80個位置)中的一個。具體地，X射線源10在圖1中從左端至右端的方向上移動。每當X射線源10到達一個位置，X射線源10就向被檢體P發出X射線，使得攝影盒12檢測到X射線。當隨著X射線源10位置的改變而檢測到以多個角度照射的X射線時，攝影盒12輸出多個X射線圖像11。本實施例中，X射線源10借助于支持桿而沿著軌道槽弧形地移動。然而，支持桿可以是直的且用于在直線路徑上而不是曲線路徑上移動X射線源10。在與直線路徑結合的情況下，可以將樞轉移動機構與鉤結合，以使X射線源10指向攝影盒12。按照以上實施例的曲線路徑，X射線源10自然地指向攝影盒12，而無需另外的機構。不需要樞轉移動機構。此外，可以使用多個X射線源10。圖2中，X射線源控制單元25內置在攝影控制器14中，并控制X射線源10中的各種元件。X射線源控制單元25使高電壓源沈控制X射線管17，使其按照確定的條件和定時發出X射線。攝影盒控制單元27控制攝影盒12的元件。攝影盒控制單元27使驅動器28控制攝影盒12中的X射線檢測單元19的檢測，以實現預定的動作序列。此外，攝影盒控制單元27從包括積分放大器和A/D轉換器的信號處理器四接收X射線圖像11，把X射線圖像11 傳送到觀察終端設備16。驅動器31驅動用于移動裝置13的驅動源20。運動控制單元30使驅動器31控制驅動源20。因此，X射線源控制單元25、攝影盒控制單元27和運動控制單元30協同工作， 以通過改變X射線源10的位置并在X射線源10的各種角度下施加X射線來形成多幅X射線圖像11。執行斷層融合攝影以根據多幅X射線圖像11生成斷層圖像或者重構圖像。圖3中，示意性地示出了觀察終端設備16。觀察終端設備16改變X射線源10的位置以實現多個狀態，在各種角度下發出X射線。根據攝影盒12輸出的X射線圖像11，觀察終端設備16生成被檢體P的斷層圖像，具體地，被檢體P的關注區域ROI中與攝影盒12 的接收面18平行的斷層圖像。在斷層圖像的生成方法中，對在位置a、b、c、d和e處攝影生成的X射線圖像11進行處理，以進行使X射線圖像11的ROI位置相互對準的移位處理。 接著，對移位處理后的X射線圖像11進行疊加，生成強調了 ROI的重構圖像。斷層圖像生成方法的其它可行例包括單純逆投影法(斷層逆投影法)和濾波逆投影法。單純逆投影法是不使用重構濾波器而對多幅圖像進行逆投影，并在逆投影后進行疊加處理來獲得重構圖像的方法。濾波逆投影法的一個例子是以重構濾波器作為卷積濾波器對多幅圖像進行濾波，濾波后進行逆投影，并通過疊加處理得到重構圖像的方法。濾波逆投影法的第二例子是根據傅里葉變換對多幅圖像進行變換，用頻率空間的數據置換圖像，利用重構濾波器對多幅圖像進行濾波，在濾波后進行逆投影，并通過疊加處理得到重構圖像的方法。觀察終端設備16基于計算機，且其中安裝有程序。程序的例子包括作為控制程序的操作系統(OS)和作為客戶端程序的應用程序。圖4中，構成觀察終端設備16的計算機包括CPU 40 (圖像處理裝置40a)、工作存儲器41、存儲介質42、通信接口 43和操控臺單元44。數據總線45把這些部件彼此相連。存儲介質42的例子是HDD或硬盤驅動器。應用程序46 (AP)或計算機可執行程序與控制程序一同被存儲在存儲介質42中。連接了工作存儲器41以便在CPU 40中執行任務。CPU 40讀出存儲介質42中存儲的控制程序，把控制程序加載在工作存儲器41中，然后通過根據控制程序進行處理來控制計算機中的各部件。通信接口 43是與攝影控制器14進行通信的網絡接口。操縱臺單元44包括顯示屏47和諸如鍵盤、鼠標等的輸入單元48 (輸入部)。應用程序46安裝在觀察終端設備16中，是作為放射圖像查看的支持而用于編輯放射檢查報告的客戶端程序。觀察終端設備16根據客戶端程序而工作，以進行X射線圖像 11的顯示處理和放射檢查報告的編輯處理。圖5中，CPU 40包括作為操作臺單元的顯示控制單元(顯示控制部)的接口控制單元55、接收器56、存儲控制單元57或記錄器以及搜索處理單元58 (搜索處理部)。當啟動應用程序46時，觀察終端設備16中的這些部件就緒。觀察終端設備16構建為包括帶CPU 40的終端主單元和與主單元連接的兩個顯示屏47。見圖1。第一個顯示屏47顯示圖像顯示窗口。第二個顯示屏47顯示用于生成放射檢查報告的編輯窗口。
顯示窗口和編輯窗口是按照⑶I (圖形用戶界面)的輸入接口。接口控制單元55 根據來自輸入單元48的輸入從存儲介質42讀取圖形數據，并根據所述圖形數據把窗口形式的圖像數據輸出到顯示屏47。接口控制單元55利用窗口形式的圖像數據來接收來自輸入單元48的輸入。顯示窗口和編輯窗口聯動地啟動而出現。當經由編輯窗口輸入了待查看圖像的搜索查詢(query)時，接口控制單元55使搜索處理單元58根據搜索查詢來從存儲介質42搜索X射線圖像11。為了在搜索后向顯示屏47輸出X射線圖像11，通過接口控制單元55的控制而顯示出顯示窗口。顯示窗口顯示上述的重構圖像，還顯示諸如3D圖像的各種圖像，3D圖像是根據通過斷層融合攝影獲得的多幅X射線圖像11當中的兩幅X射線圖像11生成的。在顯示窗口中設置了多個局部區域，包括操作按鈕、列表框、輸入欄、圖標等，作為⑶I中的工具。用戶可利用輸入單元48中的這些工具進行輸入。接收器56從攝影控制器14接收X射線圖像11，并向存儲控制單元57輸出指令信號以進行存儲。存儲控制單元57在接收器56的接收之后相應地把X射線圖像11寫入存儲介質42。此外，存儲控制單元57寫入利用編輯窗口生成的放射檢查報告的數據。存儲控制單元57根據攝影控制器14使驅動源20生成的電壓脈沖的計數數目進行工作，并根據攝影位置或照射位置來對X射線圖像11分配合適的識別符。存儲控制單元 57把具有識別符的X射線圖像11存儲在存儲器或存儲介質中。圖6中，具體地，在圖1中從左側至右側，存儲控制單元57向X射線源10的停止位置分別分配整數的編號1，2，3，...， N-I, N0數值N是與攝影條件相應的攝影事件的總數。存儲控制單元57通過該識別符在 X射線圖像11的文件名、元信息等中記錄上述整數編號，由此可識別圖像數據的攝影位置。 此外，相關聯地存儲攝影事件的總數N和彼此相鄰的X射線圖像11的攝影位置的角度Θ = /(N-I)。角度θ定義為當從攝影盒12的接收面18的中心觀察時在X射線源10的初始搜索范圍(照射范圍)或整個移動范圍的端線(X射線圖像11的編號1和N的攝影位置)之間(特定照射角)。與角度Θ相關，由整個移動范圍的左端表示的角度是零(0)，其表示基準角。移動范圍的左端與中心位置(整個移動范圍的一半)之間的角度是Θ/2。移動范圍的左端與整個移動范圍的四分之一點之間的角度是Θ/4或3Θ/4。本說明書中，移動范圍的左端稱為位置0。移動范圍的右端稱為位置1。由移動范圍的2"-1等分所確定的點稱為位置ν2ηΛ注意，η是等于或大于2的整數，k是等于或大于1的整數。挨著移動范圍左端的位置是k=l。挨著移動范圍右端的位置是1^ = 2^-1。k的值從左端至右端遞增變化。用于搜索支持的搜索處理單元58包括搜索器58a和取得裝置58b (取得部)，接口控制單元55響應于來自輸入單元48的搜索指令信號，從存儲介質42取得X射線圖像11。 接口控制單元55驅動顯示屏47，以在顯示窗口中顯示X射線圖像11。當在顯示窗口中顯示立體圖像對的圖像時，首先搜索處理單元58取得在一個序列的斷層融合攝影中取得的X射線圖像11當中的兩幅，這兩幅圖像是從相對于X射線源10 的移動范圍中心(支持桿的中心)彼此近似對稱的位置取得的。注意，與立體攝影相關地， 在這里把X射線圖像11中成對的兩幅圖像稱為視差圖像(立體圖像對)。設觀察中心是取得視差圖像的點，例如，X射線源10的移動范圍的中心位置。
與視差角Φ相應地取得視差圖像。視差角Φ是從攝影盒12的接收面18的中心觀察時兩幅視差圖像的位置之間的角度。對于立體觀察的視感深度，具有視差角Φ的預定的最佳值。例如，把視差角Φ確定為識別符彼此相鄰的兩幅X射線圖像11之間的角度θ。 設總數N為偶數。于是，如圖6中斜線表示的，對于支持桿的中心，選擇具有識別符Ν/2和 (N/2)+l的兩幅X射線圖像11作為視差圖像。當放射線技師希望在顯示窗口上顯示3D圖像時，手動操作輸入單元48。響應于輸入單元48的操作，接口控制單元55使圖7的圖像搜索窗口 65或圖像選擇窗口出現在顯示屏47上。圖7中，圖像搜索窗口 65包括第一顯示區66a、第二顯示區66b和第三顯示區66c。 各種操作按鈕以⑶I的形式標示在顯示區66a-66c中。第一顯示區66a用于通過多階段的二分搜索對視差圖像進行搜索，包括狀態圖 67、右按鈕68a、左按鈕68b和返回按鈕69。在狀態圖67中，觀察中心示出為顯示窗口中當前顯示的視差圖像的大致攝影位置。移動物體圖像70或動畫圖像設置在下側，以指示攝影盒和躺在攝影盒上的被檢體P。 移動范圍圖像71或動畫圖像設置在上側，以指示X射線源10的移動范圍。畫出了在移動物體圖像70與移動范圍圖像71之間延伸的線段72。線段72把移動范圍劃分為2n份。在 X射線源10的移動范圍的移動范圍圖像71中，采用右和左按鈕68a和68b選擇的部分由實線指示，剩下的未選部分由虛線指示。多個線段72當中，實線指示顯示窗口中當前顯示的視差圖像的觀察中心。虛線指示其余的線段72。利用右和左按鈕68a和68b切換移動范圍圖像71和線段72 (設置區)的實線和虛線的顯示。見圖9。圖7中，攝影事件的總數N是40。角度θ是160度。移動范圍圖像71進行16等分，以形成17條線段72。各線段72的中央線段被畫成實線。移動范圍圖像71畫成實線。 關于X射線源10的移動范圍中心大致對稱地得到的視差圖像在圖中示出為缺省狀態。操作作為確定區的右按鈕68a，以在通過劃分X射線源10的整個移動范圍或初始搜索范圍得到的一半范圍內指定圖1中的右范圍。進一步，操作右按鈕68a，以在通過劃分先前利用右和左按鈕68a和68b指定的移動范圍而得到的一半范圍(整個移動范圍的l/2n) 內指定圖1中的右范圍。左按鈕68b的詳情與右按鈕68a的詳情相反。圖8中，示出了指針73。在第一搜索階段的初步搜索之前的缺省狀態下，視差圖像被顯示為在關于X射線源10的移動范圍中心位置彼此對稱的位置處產生。接著，作為初步搜索的第一搜索階段，把指針73設置在右和左按鈕68a和68b中的一個處且點擊按下。然后，搜索處理單元58從存儲介質42取得在關于利用右或左按鈕68a或68b選擇的1/2范圍的中心位置彼此對稱的位置處生成的、具有視差角Φ的兩幅X射線圖像11，作為視差圖像。注意，如果選擇按下右按鈕68a，則該中心位置是X射線源10的移動范圍的3/4位置 (角度3 θ /4)，或者如果選擇按下左按鈕68b，則該中心位置是X射線源10的移動范圍的 1/4位置(角度θ/4)。該中心位置是新的觀察中心。在利用右和左按鈕68a和68b進行的第二搜索階段，選擇在第一搜索階段中選擇的一半區域內的、整個移動范圍或者初始搜索范圍的1/4范圍。搜索器58a提取關于所選范圍的中心位置(即7/8、5/8、3/8和1/8中的一個位置)彼此對稱而取得的視差圖像。在第三搜索階段，選擇在第二搜索階段中選擇的1/4范圍內的、整個移動范圍的1/8范圍中的一個。搜索器58a提取關于所選范圍的中心位置(即15/16，13/16，11/16，9/16，· ··，和 1/16中的一個位置)彼此對稱而取得的視差圖像。類似地，在第η搜索階段，利用右和左按鈕68a和68b選擇在第(n-1)搜索階段中選擇的先前選擇范圍內的、整個移動范圍的l/2n 范圍中的一個。在2"等分的各范圍的角度變得小于視差角Φ之前，都可以操作右和左按鈕 68a 和 68b。圖8中，3/4(或6/8)的位置是在第一搜索階段的初步搜索中的搜索視差圖像的中心位置。在首次之后的精搜索的第二搜索階段中，搜索視差圖像的中心位置在按下右按鈕 68a之后是7/8(或(6+1)/8)的位置，或者在按下左按鈕68b之后是5/8 (或(6_1)/8)的位置。通常，在第(n-1)搜索階段中把k/21^1的位置設為搜索視差圖像的中心位置。第η搜索階段中的搜索視差圖像的中心位置被表示為(k+l)/2n+1或(k-D/^wW位置。在按下右按鈕68a之后確定(k+l)/2n+1的位置。在按下左按鈕68b之后確定(k_l)/2n+1的位置。設N為40，作為攝影事件的總數。視差角Φ = θ。設第一、第二和第三次都按下右按鈕68a。于是，顯示窗口上的圖案從缺省位置切換到3/4、7/8和15/16的位置。具體地，缺省位置的狀態具有與關于1/2位置對稱的識別符O0，21)的圖像相應的3D圖像。第二狀態具有與關于3/4位置對稱的識別符(30，31)的圖像相應的3D圖像。第三狀態具有與關于7/8位置對稱的識別符(35，36)的圖像相應的3D圖像。第四狀態具有與關于15/16 位置對稱的識別符(37，38)的圖像相應的3D圖像。圖9A-9D中，示出了狀態圖67中移動范圍圖像71的變化。圖9Α中，實線指示缺省移動范圍為全范圍。圖9Β中，第一搜索階段后的右半移動范圍由實線指示。圖9C中，第二搜索階段后的右1/4移動范圍由實線指示。 圖9D中，第三搜索階段后的移動范圍的右側1/8由實線指示。線段72進行切換，在圖9Α的狀態中實線設定在中央，在圖9Β的狀態下實線設定在3/4位置(第13條線)，在圖9C的狀態下實線設定在7/8位置(第15條線)，在圖9D的狀態下實線設定在15/16位置(第16 條線)。如果N = 40且Φ = θ，則不存在具有視差角Φ且關于15 θ /16 ( = 0. 9375 Θ) 的位置對稱的X射線圖像11。然而，36 0/39( = 0.9231 θ)位置的具有識別符37的X射線圖像11以及37 0/39( = 0. 9487 θ)位置的具有識別符38的X射線圖像11是最接近視差圖像條件的圖像。因此，提取這些X射線圖像11。圖7中，為了返回在按下右和左按鈕68a和68b之前的一級，按下返回按鈕69。例如，如果在第一搜索階段中按下右按鈕68a后沒有取得期望的3D圖像，那么按下返回按鈕 69，以返回缺省狀態。重新按下左按鈕68b。第二顯示區66b用于改變視差角Φ，且包括輸入欄74和回車按鈕75。在輸入欄 74中，利用鍵盤輸入數值。當在輸入欄74輸入數值后按下回車按鈕75時，缺省值的視差角Φ乘以輸入的數值來確定新的視差角Φ。如果通過第二顯示區66b改變了視差角Φ， 則搜索處理單元58根據新的視差角Φ搜索圖像。第三顯示區66c是與取得裝置58b有關的取得區，且包括右移按鈕76a、左移按鈕 76b、輸入欄77和模式選擇欄78或下拉菜單。在模式選擇欄78的旁邊顯示了三角形標記， 點擊該三角形標記來顯示模式選擇欄78中的兩種模式(例如“保持視差角”和“改變視差角”)。當在模式選擇欄78中選擇了模式“保持視差角”、在輸入欄77中輸入了期望值且按下了移動按鈕76a和76b中的一個時，顯示窗口中的視差圖像向右或左移動在輸入欄77中輸入的值，不改變視差角Φ。例如，最開始顯示具有識別符(30，31)的X射線圖像11作為視差圖像。輸入值1并選擇按下右移按鈕76a。于是，選擇顯示具有識別符(31，32)的X射線圖像11。如果輸入值2，則選擇顯示具有識別符( ，29)或(32，33)的X射線圖像11。當在模式選擇欄78中選擇了“改變視差角”并在輸入欄77中輸入了放射線技師期望的合適值時，選擇按下移動按鈕76a或76b。于是，顯示窗口中正顯示的第一個視差圖像相對于具有更小值的識別符的第二個視差圖像以特定步長逐步向右或左移動。簡言之，視差角Φ在第一視差圖像和作為基準圖像的第二視差圖像之間改變。例如，顯示了具有識別符(30，31)的X射線圖像11作為視差圖像。輸入值1并選擇按下右移按鈕76a。于是，提取并顯示具有識別符(30，32)的X射線圖像11。如果輸入了值2，則顯示具有識別符08， 30)或(30，33)的X射線圖像11。現在說明本實施例的動作。首先，作為X射線攝影系統2的醫療服務提供者的放射線技師或放射線攝影師使被檢體P躺在與X射線源10和攝影盒12相對的預定位置。他或她利用攝影控制器14的輸入接口 15輸入攝影條件的信息，指示攝影的開始。與之相應， 攝影控制器14開啟移動裝置13的驅動源20，以把X射線源10移動到支持桿的多個預定位置。每當X射線源10在攝影控制器14的控制下到達那些位置中的一個時，X射線源10 的X射線管17向被檢體P照射X射線，并且攝影盒12的X射線檢測裝置19檢測到該X射線。X射線檢測裝置19中檢測到的X射線成分被信號處理器四轉換成數字形式的X射線圖像11，由攝影控制器14傳送到觀察終端設備16。觀察終端設備16中的接收器56從攝影控制器14接收X射線圖像11。存儲控制單元57把識別符的信息分配給X射線圖像11，然后把X射線圖像11存儲在存儲介質42 中。當放射線技師操作圖像搜索窗口 65進行搜索時，搜索處理單元58從存儲介質42取得 X射線圖像11。接口控制單元陽使顯示屏47顯示該X射線圖像11作為視差圖像(立體圖像對)。放射線技師可以在觀察終端設備16處觀察顯示屏47上的視差圖像。對于利用圖像搜索窗口 65中的第一顯示區66a進行的搜索，選擇按下右或左按鈕 68a或68b，以選擇通過第(n-1)搜索階段中的選擇范圍的分割而確定的兩個范圍中的一個。搜索處理單元58取得兩個X射線圖像11作為具有視差角Φ的視差圖像，這兩個圖像是在關于k/2n位置彼此對稱的位置取得的。放射線技師在搜索處理單元58的搜索后觀察顯示屏47上的視差圖像，識別右和左范圍中存在所期望的視差圖像的一個范圍，并根據該識別來按下右和左按鈕68a和68b中的一個。他或她從搜索對象中排除剩下的一個范圍， 像1/2、1/4、1/8. · ·這樣多階段地縮小搜索范圍。放射線技師訪問圖像搜索窗口 65并搜索最適于診斷的視差圖像。首先，使用第一顯示區66a來初步確定搜索范圍(在搜索器58a中)。然后，他或她使用第三顯示區66c來移動圖像，以確定視差圖像的最終選擇對(在取得裝置58b中)。此外，如果需要，他或她利用第二顯示區66b來改變視差角。如果立體診斷后找到關注區域，例如病變，則他或她利用輸入單元48輸入生成強調了 ROI或關注區域的重構圖像的指令信號。圖3中的觀察終端設備16的CPU 40生成重構圖像。接口驅動單元陽驅動顯示屏47以在顯示窗口中顯示重構圖像。如上所述，通過利用右或左按鈕68a或68b連續選擇兩個范圍中的一個來限制視差圖像的搜索范圍。可顯著地縮短取得期望的視差圖像所需的時間。
一組斷層融合攝影中的X射線圖像11的數目高達40-80。如果放射線技師希望簡單地在那些圖像中選擇他或她需要的視差圖像，則由于可能圖像對的數量大而需要特別長的時間。與此相對，按照二分搜索中的多階段選擇，快速地執行視差圖像的搜索。通過本搜索支持系統可縮短總的搜索時間。因此，放射線技師可高效地進行診斷。此外，因為可改變視差角，所以可以根據放射線技師的喜好來改變立體圖像對的立體視感深度。由于利用了第一顯示區66a的初步搜索和精搜索這兩個搜索階段，可通過搜索選擇性地確定視差圖像的立體圖像對，使得可根據放射線技師的細致考慮來搜索視差圖像。在上述實施例中，來自攝影控制器14的X射線圖像11被存儲在觀察終端設備16 的存儲介質42中。此外，與觀察終端設備16分開的存儲介質可用于存儲X射線圖像11，例如圖像數據庫服務器等。用于此目的的服務器具有存儲控制單元和搜索處理單元，從作為客戶端的觀察終端設備16接收指令信號，使得搜索處理單元執行視差圖像的取得。在上述實施例中，X射線攝影系統2是在醫院的X射線室或病房中安裝的類型。然而，本發明的X射線攝影系統2可以是能夠在事故、災害等的緊急現場或病人居住且由醫生診療的家中進行X射線攝影的便攜型，該便攜型包括X射線源10、攝影盒12、移動裝置13 和攝影控制器14。與此相結合，輸入接口 15的例子是個人計算機，其中按照與觀察終端設備16相同的方式安裝了應用程序46。緊急醫療中，病人需要緊急運送和治療。如果視差圖像的選擇時間非常長，那么病人的生命可能有危險。然而，在便攜型的觀察終端設備16中應用本發明的特征時，可以快速地選擇視差圖像。在緊急醫療的情況下特別能夠得到本發明的效果。在本實施例中，在利用右和左按鈕68a和68b進行的初步搜索的第一搜索階段之前顯示的視差圖像是在關于X射線源10的移動范圍中心位置彼此對稱的位置取得的圖像。 然而，本發明不限于此特征。初始顯示的視差圖像可以是在與X射線源10的移動范圍中心位置無關而按照放射線技師的喜好確定的位置取得的視差圖像。在工作中，他或她按照與上述實施例類似的方式、利用右和左按鈕68a和68b縮小視差圖像的搜索范圍。典型地，當他或她根據經驗等估計視差圖像存在的初步大范圍時，特別適合在精細搜索之前進行初步搜索，從而可使搜索處理更加高效。注意，利用右和左按鈕68a和68b選擇的范圍不是初始搜索范圍或整個移動范圍的l/2n。這是與上述實施例的不同之處。例如，選擇了 1/5的位置(角度Θ/5)。在第一搜索階段中選擇按下左按鈕68b。于是由右和左按鈕68a和68b選擇的搜索范圍是整個移動范圍的1/10范圍。如果選擇按下右按鈕68a，則選擇的搜索范圍是2/5范圍。如果在由右或左按鈕68a或68b選擇的方向上存在先前搜索階段中確定的先前觀察中心，則把視差圖像的搜索范圍限制為當前確定的觀察中心與當前確定的觀察中心之前的最近觀察中心之間的范圍。如果在由右或左按鈕68a或68b選擇的方向上不存在先前搜索階段中確定的先前觀察中心，則把視差圖像的搜索范圍限制為當前確定的觀察中心與在所選方向上觀察時的照射端部位置之間的范圍。在限制以后，把限制后的搜索范圍的觀察中心確定為新的觀察中心。例如，根據上述實施例，第一搜索階段中選擇右方向，第二搜索階段中選擇左方向。即，出現方向的改變。于是，限制后的搜索范圍是從3/4位置到與3/4 位置最接近的1/2位置。新的觀察中心是作為限制后的搜索范圍的觀察中心的5/8位置。在另一例中，第一和第二搜索階段中選擇右方向。即，未出現方向的改變。于是，限制后的搜索范圍是從3/4位置到1位置。新的搜索中心是作為限制后的搜索范圍的觀察中心的7/8位置。本發明的放射線攝影系統不限于上述結構。在本發明的范圍內，可以對結構進行各種改變。在上述實施例中，攝影控制器14控制X射線檢測裝置19進行工作。然而，X射線檢測裝置19可以不在攝影控制器14的控制下工作。X射線檢測裝置19可自己檢測X射線的照射，并可根據該檢測進行工作。在上述實施例中，X射線檢測裝置19是直接轉換型。然而，X射線檢測裝置19可以是間接轉換型，其中通過閃爍器把X射線的入射成分轉換成可見光，并利用非晶硅a-Si 等的固態檢測器把可見光轉換成電信號。在上述實施例中，攝影盒12和移動裝置13以有線的方式連接到攝影控制器14。 然而，攝影盒12和移動裝置13可以無線地連接到攝影控制器14。對于此結構，在攝影盒 12和移動裝置13中分別內置了作為電源的電池。此外，攝影盒控制單元27、運動控制單元30和驅動器觀、31中的任意一方可以與攝影盒12或移動裝置13關聯，而不是與攝影控制器14關聯。高電壓源沈可以是單獨的部件，且可以從外部連接到攝影控制器14。此外，可以在攝影控制器14中生成重構圖像，而不是在觀察終端設備16中生成。 X射線源10可以手動地移動，而不使用驅動源20。此外，可以對攝影盒12附加移動機構， 可以在與X射線源10的移動相反的方向上同步地移動攝影盒12。還可以構造可垂直伸縮的移動裝置的支持桿或移動桿，以便調節移動范圍和調節 SID或從X射線源10至接收面18的源像距離。一般，X射線源10經由準直器開口的最大投射角大到12度。如果放射線技師希望改變X射線的照射視野而不改變準直器開口的大小，那么向上或向下移動移動裝置的支持桿或移動桿，以調節SID。注意，最大投射角是以準直器開口的兩端之間的直線作為底邊并以X射線管17的焦點作為頂點形成的等腰三角形的頂角。本發明的放射線攝影系統中的放射線盡管根據上述實施例是X射線，但是也可以是其他的放射線，例如Y射線等。此外，放射線可以是可見光。本發明可用于具有各種結構的圖像搜索裝置和方法和圖像搜索用戶接口。盡管已經參照附圖通過優選實施例對本發明進行了全面說明，但是對于本領域技術人員顯然有各種變化和變型。因此，除非這些變化和變型脫離了本發明的范圍，否則它們應當被解釋為涵蓋在本發明的保護范圍中。
權利要求
1.一種用于多幅圖像的圖像處理裝置，所述多幅圖像是在從第一和第二照射位置之間的范圍內的照射位置以多個照射角施加放射線時對被檢體進行攝影而得到的，所述圖像處理裝置包括顯示控制部，其在顯示屏上以預定視差角立體地顯示所述圖像中的兩幅圖像，所述兩幅圖像是從關于所述第一和第二照射位置之間的所述范圍內的特定觀察中心彼此對稱的照射位置利用所述放射線形成的；第一輸入部，其從在所述第一和第二照射位置之間定義的正向方向和反向方向中選擇所述觀察中心的移動方向；搜索處理部，其檢查先前指定的先前觀察中心是否位于在所述移動方向上從當前觀察中心延伸的指定側，如果所述先前觀察中心位于所述指定側，則確定所述當前觀察中心與所選擇的離所述當前觀察中心最近的一個先前觀察中心之間的搜索范圍，如果所述先前觀察中心位于所述指定側的相反側，則確定所述當前觀察中心與位于所述指定側且離所述當前觀察中心最遠的位置之間的搜索范圍；以及取得部，其在所述搜索范圍的中心確定新的觀察中心，由此從所述搜索范圍取得兩幅新的圖像以在所述顯示屏上顯示。
2.如權利要求1所述的圖像處理裝置，其中在初始操作所述第一輸入部之前，所述觀察中心是所述第一和第二照射位置之間的中心。
3.如權利要求1所述的圖像處理裝置，其還包括第二輸入部，該第二輸入部用于改變所述視差角。
4.如權利要求1所述的圖像處理裝置，其還包括第二輸入部，該第二輸入部用于移動所述觀察中心，以把所述顯示屏上的所述兩幅圖像切換為另兩幅圖像。
5.如權利要求1所述的圖像處理裝置，其還包括第二輸入部，該第二輸入部用于相對于所述兩幅圖像中的第一圖像改變所述視差角，以把所述顯示屏上顯示的所述兩幅圖像中的第二圖像切換為另一圖像。
6.如權利要求1所述的圖像處理裝置，其還包括圖像處理設備，該圖像處理設備通過把所述多幅圖像的圖像數據疊加并強調所述被檢體的關注區域，來根據所述兩幅圖像生成斷層圖像。
7.如權利要求1所述的圖像處理裝置，其中所述圖像處理裝置是被配置為立體地觀察所述兩幅圖像并編輯醫療報告的計算機設備。
8.如權利要求1所述的圖像處理裝置，其中所述圖像處理裝置是連接至具有增強的系統便攜性的放射線攝影系統且被配置為立體地觀察所述兩幅圖像的計算機設備。
9.一種具有放射線攝影裝置和圖像處理裝置的放射線攝影系統，該放射線攝影系統包括所述放射線攝影裝置，其包括放射線源，其對被檢體施加放射線；檢測裝置，其檢測透過所述被檢體的所述放射線來形成圖像；移動裝置，其用于移動所述放射線源，以從第一和第二照射位置之間的范圍內的照射位置以多個照射角指引所述放射線，所述圖像處理裝置，其包括顯示控制部，其在顯示屏上以預定視差角立體地顯示兩幅圖像，所述兩幅圖像是從關于所述第一和第二照射位置之間的所述范圍內的特定觀察中心彼此對稱的照射位置利用所述放射線形成的；第一輸入部，其從在所述第一和第二照射位置之間定義的正向方向和反向方向中選擇所述觀察中心的移動方向；搜索處理部，其檢查先前指定的先前觀察中心是否位于在所述移動方向上從當前觀察中心延伸的指定側，如果所述先前觀察中心位于所述指定側，則確定所述當前觀察中心與所選擇的離所述當前觀察中心最近的一個先前觀察中心之間的搜索范圍，如果所述先前觀察中心位于所述指定側的相反側，則確定所述當前觀察中心與位于所述指定側且離所述當前觀察中心最遠的位置之間的搜索范圍；以及取得部，其在所述搜索范圍的中心確定新的觀察中心，由此從所述搜索范圍取得兩幅新的圖像以在所述顯示屏上顯示。
10.如權利要求9所述的放射線攝影系統，其中所述移動裝置弧形地移動所述放射線源。
11.一種用于多幅圖像的圖像處理方法，所述多幅圖像是在從第一和第二照射位置之間的范圍內的照射位置以多個照射角施加放射線時對被檢體進行攝影而得到的，所述圖像處理方法包括以下步驟搜索兩幅圖像，所述兩幅圖像是從關于所述第一和第二照射位置之間的所述范圍內的特定觀察中心彼此對稱的照射位置利用所述放射線形成的； 在顯示屏上以預定視差角立體地顯示所述兩幅圖像；從在所述第一和第二照射位置之間定義的正向方向和反向方向中選擇所述觀察中心的移動方向，以切換所述顯示屏上的所述兩幅圖像；檢查先前指定的先前觀察中心是否位于在所述移動方向上從當前觀察中心延伸的指定側；如果所述先前觀察中心位于所述指定側，則確定所述當前觀察中心與所選擇的離所述當前觀察中心最近的一個先前觀察中心之間的搜索范圍；如果所述先前觀察中心位于所述指定側的相反側，則確定所述當前觀察中心與位于所述指定側且離所述當前觀察中心最遠的位置之間的搜索范圍；在所述搜索范圍的中心確定新的觀察中心，由此從所述搜索范圍取得兩幅新的圖像以在所述顯示屏上顯示；以及在所述顯示屏上立體地顯示所述兩幅新的圖像。
12.—種計算機可執行程序，其用于多幅圖像的圖像處理，所述多幅圖像是在從第一和第二照射位置之間的范圍內的照射位置以多個照射角施加放射線時對被檢體進行攝影而得到的，所述計算機可執行程序包括顯示程序代碼，用于在顯示屏上以預定視差角立體地顯示所述圖像中的兩幅圖像，所述兩幅圖像是從關于所述第一和第二照射位置之間的所述范圍內的特定觀察中心彼此對稱的照射位置利用所述放射線形成的；選擇程序代碼，用于從在所述第一和第二照射位置之間定義的正向方向和反向方向中選擇所述觀察中心的移動方向；處理程序代碼，用于檢查先前指定的先前觀察中心是否位于在所述移動方向上從當前觀察中心延伸的指定側，如果所述先前觀察中心位于所述指定側，則確定所述當前觀察中心與所選擇的離所述當前觀察中心最近的一個先前觀察中心之間的搜索范圍，如果所述先前觀察中心位于所述指定側的相反側，則確定所述當前觀察中心與位于所述指定側且離所述當前觀察中心最遠的位置之間的搜索范圍；以及取得程序代碼，用于在所述搜索范圍的中心確定新的觀察中心，由此從所述搜索范圍取得兩幅新的圖像以在所述顯示屏上顯示。
全文摘要
圖像處理裝置和方法、計算機可執行程序和放射線攝影系統。在三維X射線攝影中，用戶接口用于支持多幅圖像的搜索，這多幅圖像是在從X射線源向被檢體施加X射線時對被檢體進行攝影而得到的。存在用于在多幅圖像中選擇一個圖像對的兩幅視差圖像的顯示區。左右按鈕用于通過從改變照射角的第一和第二方向中進行選擇來確定圖像對觀察中心的移動方向。在多階段二分搜索中，通過考慮所確定的第一或第二方向、先前指定的第一圖像對和當前的第二圖像對，用移動范圍圖像和線段來設定在初始搜索范圍中限定的小搜索范圍。從該小搜索范圍取得第三圖像對的兩個視差圖像，以提高從初始搜索范圍進行搜索的效率。
文檔編號A61B6/03GK102419793SQ20111029527
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月27日 優先權日2010年9月28日
發明者位田憲昭, 北川祐介 申請人:富士膠片株式會社