是用于對包括通過對體內(nèi)植入金屬片的被檢體進行放射線攝像而獲得的包含金屬片的原始圖像PO進行圖像處理的圖像處理裝置。以下，將說明本發(fā)明的實施例的最佳形式。
[0048]實施例1
[0049]首先，將說明本發(fā)明的圖像處理裝置22的實施例。參考圖1，本發(fā)明的圖像處理裝置的結(jié)構(gòu)在輸入原始圖像PO時輸出示出原始圖像PO中包含的金屬片的分布的分布圖Ma。原始圖像PO可以是各種圖像，但是為了最有效地表示本發(fā)明的特征，設(shè)定原始圖像PO是通過對植入金屬片的被檢體進行X射線攝像而獲得的圖像。并且設(shè)定在原始圖像PO中包含了被檢體內(nèi)的金屬片的圖像。具體地，圖1中的原始圖像PO示出構(gòu)成人造關(guān)節(jié)的金屬片m0。
[0050]圖像處理裝置22包括各個單元11、12、12、13、14、15、16以基于原始圖像PO生成分布圖Ma。標(biāo)準(zhǔn)偏差圖像生成單元11通過對原始圖像PO進行標(biāo)準(zhǔn)偏差濾波來生成標(biāo)準(zhǔn)偏差圖像Pl。圖像相減單兀12通過從原始圖像PO減去標(biāo)準(zhǔn)偏差圖像Pl來生成相減圖像P2。二值化單元13通過針對相減圖像P2執(zhí)行二值化處理來生成二值化相減圖像P3。輪廓提取單元14通過提取二值化相減圖像P3的輪廓來生成輪廓提取圖像P4。蛇形處理單元15將輪廓提取圖像P4中提取出的輪廓識別為初始狀態(tài)，并且針對原始圖像PO執(zhí)行利用蛇形的分割處理，以生成示出金屬片mO相對于原始圖像的分布的分布圖Ma。切圖處理單元16基于原始圖像和二值化相減圖像P3來生成示出金屬片mO相對于原始圖像的分布的分布圖Ma。輪廓提取單元14和蛇形處理單元15協(xié)作進行的操作與切圖處理單元16進行的操作存在并列的關(guān)系。對于二值化相減圖像P3，可以通過相加與蛇形處理有關(guān)的圖像處理來獲得分布圖Ma，或者可以通過相加與切圖處理有關(guān)的圖像處理來獲得分布圖Ma。
[0051]上述標(biāo)準(zhǔn)偏差圖像生成單元11對應(yīng)于本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)偏差圖像生成部件，以及圖像相減單元12對應(yīng)于本發(fā)明的圖像計算部件。此外，上述二值化單元13對應(yīng)于本發(fā)明的二值化部件，以及輪廓提取單元14對應(yīng)于本發(fā)明的輪廓提取部件。此外，蛇形處理單元15對應(yīng)于本發(fā)明的蛇形處理部件，以及切圖處理單元16對應(yīng)于本發(fā)明的切圖處理部件。此外，上述相減圖像P2對應(yīng)于本發(fā)明的計算圖像。
[0052]輸入至圖像處理裝置22的特定原始圖像PO是斷層融合裝置所拍攝的一系列X射線圖像。本發(fā)明的圖像處理裝置22是可以使斷層融合裝置所生成的斷層圖像清楚的裝置。這里，通過使用放射線攝像裝置來生成包含在截面處切斷被檢體時所獲得的圖像的斷層圖像。圖2具體示出該裝置。參考圖2，圖像處理裝置22包括圖1的各個單元11、12、13、14、15、16。
[0053]以下將說明用于生成實施例1的斷層圖像的放射線斷層攝像裝置的實施例。此夕卜，實施例的X射線是本發(fā)明的構(gòu)成的放射線。此外，F(xiàn)PD(平板檢測器)代表平板X射線檢測器。本發(fā)明的X射線攝像裝置50用于在人造關(guān)節(jié)置換手術(shù)之后的過程觀察。
[0054]圖2是示出實施例1的X射線攝像裝置50的結(jié)構(gòu)的功能框圖。參考圖2，實施例1的X射線攝像裝置50包括:臺板2，其上放置進行X射線斷層攝像的被檢體M ;X射線管3，其安裝在臺板2的上側(cè)(臺板2的一面?zhèn)?，并且向被檢體M照射椎狀的X射線束；FPD4，其安裝在臺板2的下側(cè)(臺板2的另一面?zhèn)?，并且檢測穿過被檢體M的X射線；同步移動機構(gòu)7，其以椎狀的X射線束的中心軸始終與FPD 4的中心一致的狀態(tài)，使X射線管3和FPD 4在夾有被檢體M的目標(biāo)區(qū)域的情況下沿相反的方向同步移動；同步移動控制單元8，其控制同步移動機構(gòu)7 ;以及X射線網(wǎng)格柵5，其設(shè)置為覆蓋FPD 4的用以檢測X射線的X射線檢測面，并且吸收散射的X射線。這樣，臺板2處于夾在X射線管3和FPD 4之間的位置。
[0055]同步移動機構(gòu)7包括用于相對于被檢體M沿身體軸方向移動X射線管的X射線管移動機構(gòu)7a和用于相對于被檢體M沿身體軸方向移動FPD 4的FPD移動機構(gòu)7b。此外，同步移動控制單元8包括用于控制X射線管移動機構(gòu)7a的X射線管移動控制單元8a和用于控制FPD移動機構(gòu)7b的FPD移動控制單元8b。在連續(xù)拍攝原始圖像PO時，同步移動控制單元8使X射線管和FPD 4沿相互相反的方向移動。
[0056]X射線管3被配置為根據(jù)X射線管控制單元6的控制，重復(fù)向被檢體M照射椎狀的脈沖X射線束。X射線管3安裝有準(zhǔn)直器以將X射線束準(zhǔn)直成如角錐那樣的椎狀。此外，X射線管3和FPD 4形成用于拍攝X射線投影圖像的攝像系統(tǒng)3、4。X射線管控制單元6根據(jù)指定管電流、管電壓以及其脈沖寬度等的預(yù)定值來控制X射線管3。
[0057]同步移動機構(gòu)7包括相對于被檢體M同步移動X射線管3和FPD 4的步驟。同步移動機構(gòu)7根據(jù)同步移動控制單元8的控制，沿與被檢體M的身體軸方向A平行的直線軌道(臺板2的長邊方向)直線移動X射線管3。X射線管3和FPD 4的移動方向與臺板2的長邊方向一致。另外，在檢查時，從X射線管3照射的椎狀的X射線束始終向被檢體M的目標(biāo)區(qū)域照射，并且通過改變X射線管3的角度，X射線照射角度可以例如從初始角度-20°一直改變直至最終角度20°?？梢杂蒟射線管傾斜機構(gòu)9來進行X射線照射角度的這種改變。安裝有X射線管傾斜控制單元10來控制X射線管傾斜機構(gòu)9。
[0058]實施例1的X射線攝像裝置50還包括用于整體地控制各個控制單元6、8、10、11、12的主控制單元25和用于顯示斷層圖像的顯示單元27。主控制單元25包括CPU，并且通過執(zhí)行各種程序來實現(xiàn)各個控制單元6、8、10和后述的各個單元21、22、23。存儲單元28存儲與X射線攝像裝置50的控制有關(guān)的全部數(shù)據(jù)，例如，與X射線管3的控制有關(guān)的參數(shù)。操作臺26用于輸入操作者針對X射線攝像裝置50的各個操作。
[0059]此外，與上述的X射線管3的直線移動同步地，同步移動機構(gòu)7使安裝于臺板2下側(cè)的FPD 4沿身體軸方向A (臺板2的長邊方向)直線移動。移動方向是與X射線管3的移動方向相反的方向。具體地，X射線管3的焦點位置和照射方向隨著X射線管3的移動而變化的椎狀的X射線束被配置為始終被FPD 4的檢測面的全部表面所接收。因此，在一次檢查時，F(xiàn)PD 4在與X射線管3沿相互相反的方向同步移動的情況下可以接收例如74個投影圖像。具體地，參考圖2，攝像系統(tǒng)3、4從實線所示的初始位置經(jīng)由虛線所示的位置相對地移動至點劃線所示的位置。具體地，在改變X射線管3和FPD 4的位置的情況下拍攝多個X射線投影圖像。換言之，椎狀的X射線束始終被FPD 4的檢測面的全部表面所接收，使得在攝像時椎狀的X射線束的中心軸始終與FPD 4的中心點一致。此外，F(xiàn)PD 4的中心直線移動，并且這種移動沿與X射線管3的移動方向相反的方向。也就是說，被配置為在身體軸方向A上沿相互相反方向同步移動X射線管3和FPD 4的結(jié)構(gòu)。
[0060]斷層圖像的獲取原理
[0061]以下將說明實施例1的X射線攝像裝置50的斷層圖像的獲取原理。根據(jù)實施例1的結(jié)構(gòu)，可以通過生成多個斷層圖像(即，在平面上切斷被檢體時所拍攝的圖像)來生成斷層圖像。圖3是示出實施例1的X射線攝像裝置所拍攝的斷層圖像的獲取方法的示意圖。例如，參考圖3，在說明與臺板2平行(相對于垂直為水平)的虛擬平面(基準(zhǔn)切斷面MA)時，在以位于基準(zhǔn)切斷面MA上的點P、Q可以始終投影至FPD 4的X射線檢測面上的固定點P、q的方式、FPD 4根據(jù)來自X射線管3的椎狀的X射線束的照射方向沿與X射線管3相反的方向同步移動的情況下，圖像生成單元21生成一系列原始圖像PO。在改變被檢體M的位置的情況下，一系列原始圖像PO包含了被檢體M的投影圖像。那么，在設(shè)定斷層圖像生成單元23對一系列原始圖像PO進行再構(gòu)成的情況下，對位于基準(zhǔn)切斷面MA的圖像(例如，固定點P、q)進行累積，并且可以拍攝X射線斷層圖像。另一方面，在改變FPD 4上的投影位置的情況下，一系列被檢體M的圖像包含了位于基準(zhǔn)切斷面MA外的點I作為點i。點i與固定點P、q不同，而且其不會聚焦至圖像中并且會在斷層圖像生成單元23重疊X射線投影圖像的步驟中失焦。因此，重疊一系列投影圖像，使得可以獲得僅包含位于被檢體M的基準(zhǔn)切斷面MA的圖像的X射線斷層圖像。因此，單純重疊投影圖像，使得可以獲得基準(zhǔn)切斷面MA上的斷層圖像。斷層圖像生成單元23對應(yīng)于本發(fā)明的斷層圖像生成部件。斷層圖像生成單元23對應(yīng)于本發(fā)明的斷層圖像生成部件。
[0062]此外，斷層圖像生成單元23可以在與基準(zhǔn)切斷面MA水平的任意切斷面處獲得相同的斷層圖像。在攝像時，相對于FPD 4的點i的投影位置以移動速度隨著投影前的點I和基準(zhǔn)切斷面MA之間的距離增大而增大的方式移動?；谠撉闆r，如果在以預(yù)定間距向身體軸方向A移位的情況下應(yīng)該對所獲得的一系列被檢體M的圖像進行再構(gòu)成，則可以獲得與基準(zhǔn)切斷面MA平行的切斷面處的斷層圖像?？梢杂蓴鄬訄D像生成單元23來進行一系列斷層圖像的這種再構(gòu)成。
[0063]圖像處理裝置22的操作:標(biāo)準(zhǔn)偏差圖像生成單元11的操作
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