CN112617873A - 医用图像处理装置和医用图像处理方法 - Google Patents

医用图像处理装置和医用图像处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112617873A
CN112617873A CN202010504033.5A CN202010504033A CN112617873A CN 112617873 A CN112617873 A CN 112617873A CN 202010504033 A CN202010504033 A CN 202010504033A CN 112617873 A CN112617873 A CN 112617873A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coefficient
projection
projection data
image
space
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010504033.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112617873B (zh
Inventor
后藤大雅
寺本冬彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Healthcare Corp
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of CN112617873A publication Critical patent/CN112617873A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112617873B publication Critical patent/CN112617873B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H30/00—ICT specially adapted for the handling or processing of medical images
    • G16H30/40—ICT specially adapted for the handling or processing of medical images for processing medical images, e.g. editing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5211—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5258—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving detection or reduction of artifacts or noise
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003—Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/006—Inverse problem, transformation from projection-space into object-space, e.g. transform methods, back-projection, algebraic methods
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/00—2D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003—Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/008—Specific post-processing after tomographic reconstruction, e.g. voxelisation, metal artifact correction
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/20—Analysis of motion
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H40/00—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices
    • G16H40/60—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices
    • G16H40/67—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices for remote operation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10072—Tomographic images
    • G06T2207/10081—Computed x-ray tomography [CT]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30004—Biomedical image processing
    • G06T2207/30048—Heart; Cardiac
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2210/00—Indexing scheme for image generation or computer graphics
    • G06T2210/41—Medical

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

本发明提供不损失金属区域内的详细构造就能够减少金属伪像的医用图像处理装置和医用图像处理方法。医用图像处理装置根据含有金属的被检测体的投影数据来重构断层图像，其特征在于，医用图像处理装置具备：投影空间修正部，其修正上述投影数据而生成修正投影数据；图像空间修正部，其使用上述修正投影数据来修正上述断层图像；系数设定部，其设定上述投影空间修正部所使用的系数即投影空间系数和上述图像空间修正部所使用的系数即图像空间系数。

Description

医用图像处理装置和医用图像处理方法
技术领域
本发明涉及处理通过X射线CT(计算机断层扫描：Computed Tomography)装置等医用图像摄像装置得到的医用图像的医用图像处理装置和医用图像处理方法，涉及减少在被检测体内含有金属的情况下产生的金属伪像的技术。
背景技术
作为医用图像拍摄装置的一个例子的X射线CT装置是以下的装置，其从被检测体的周围照射X射线而获取多个拍摄角度的投影数据，通过对投影数据进行逆投影，而重构被检测体的断层图像。重构的断层图像作为医用图像被用于被检测体的图像诊断。如果在被检测体内含有金属、例如用于骨头的固定的板等，则在医用图像中产生因金属的影响造成的伪像即所谓的金属伪像，会妨碍图像诊断。减少妨碍图像诊断的金属伪像的技术被称为MAR(Metal Artifact Reduction：金属伪像减少技术)，开发出了各种方法。
在专利文献1中，公开了通过正向投影在原始的断层图像上提取出的金属区域来确定原始的投影数据上的金属区域，通过使用非金属区域的投影值对所确定的金属区域的投影值进行插补来修正原始的投影数据。专利文献1修正原始的投影数据，因此被称为投影空间修正。
另外，在非专利文献1中，公开了通过正向投影在断层图像上提取的高密度部分来得到高密度部分的投影数据，并对通过重构高密度部分的投影数据与原始的投影数据的组合而得到的多个基底图像和原始图像进行线性组合。非专利文献1修正原始的断层图像，因此被称为图像空间修正。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2011/0007956号说明书
非专利文献
非专利文献1：Yiannis Kyriakou,Esther Meyer,Daniel Prell,and MarcKachelriesz,“Empirical beam hardening correction(EBHC)for CT”,Med.Phys.37(10),October 2010,5179
发明要解决的课题
但是，在专利文献1和非专利文献1中有长处也有短处，并不限于得到适合于图像诊断的医用图像。具体地说，在投影空间修正中，用其他区域的投影值对在原始的投影数据上确定的金属区域进行插补，因此有时损失金属区域内的详细构造。另外，在图像空间修正中，在高密度部分的投影数据饱和的情况下，例如在因金属造成的X射线的衰减过大的情况下，伪像的减少变得不充分。
发明内容
对此，本发明的目的在于：提供不损失金属区域内的详细构造就能够减少金属伪像的医用图像处理装置和医用图像处理方法。
解决方案
为了达到上述目的，本发明是根据含有金属的被检测体的投影数据重构断层图像的医用图像处理装置，其特征在于，上述医用图像处理装置具备：投影空间修正部，其修正上述投影数据而生成修正投影数据；图像空间修正部，其使用上述修正投影数据来修正上述断层图像；以及系数设定部，其设定上述投影空间修正部所使用的系数即投影空间系数和上述图像空间修正部所使用的系数即图像空间系数。
另外，本发明是根据含有金属的被检测体的投影数据重构断层图像的医用图像处理方法，其特征在于，上述医用图像处理方法包括如下步骤：修正上述投影数据而生成修正投影数据的投影空间修正步骤；使用上述修正投影数据来修正上述断层图像的图像空间修正步骤；以及设定上述投影空间修正步骤所使用的系数即投影空间系数和上述图像空间修正步骤所使用的系数即图像空间系数的系数设定步骤。
发明效果
根据本发明，能够提供不损失金属区域内的详细构造就能够减少金属伪像的医用图像处理装置和医用图像处理方法。
附图说明
图1是医用图像处理装置的整体结构图。
图2是作为医用图像拍摄装置的一个例子的X射线CT装置的整体结构图。
图3是医用图像处理装置的功能框图。
图4是表示医用图像处理方法的处理流程的一个例子的图。
图5是表示实施例1的系数设定步骤的处理流程的一个例子的图。
图6是表示金属伪像的一个例子的图。
图7是表示投影空间修正步骤的处理流程的一个例子的图。
图8是表示图像空间修正步骤的处理流程的一个例子的图。
图9是表示实施例2的系数设定步骤的处理流程的一个例子的图。
图10是表示实施例3的系数设定步骤的处理流程的一个例子的图。
图11是表示实施例3的系数设定步骤的处理流程的其他例子的图。
附图标记说明
1：医用图像处理装置；2：CPU；3：存储器；4：存储装置；5：网络适配器；6：系统总线；7：显示装置；8：输入装置；10：医用图像拍摄装置；11：医用图像数据库；100：X射线CT装置；200：扫描仪；210：被检测体；211：X射线管；212：检测器；213：准直器；214：驱动部；215：中央控制部；216：X射线控制部；217：高电压产生部；218：扫描仪控制部；219：卧台控制部；221：准直器控制部；222：前置放大器；223：A/D变换器；240：卧台；250：操作单元；251：重构处理部；252：图像处理部；254：存储部；256：显示部；258：输入部；301：投影空间修正部；302：图像空间修正部；303：系数设定部。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的医用图像处理装置和医用图像处理方法的实施例。此外，在以下的说明和附图中，对于具有相同的功能结构的构成要素，通过赋予相同的附图标记而省略重复说明。
[实施例1]
图1是表示医用图像处理装置1的硬件结构的图。通过系统总线6将CPU(中央处理单元)2、存储器3、存储装置4、网络适配器5连接成能够收发信号而构成医用图像处理装置1。另外，医用图像处理装置1经由网络9与医用图像拍摄装置10、医用图像数据库11连接成能够收发信号，并且与显示装置7和输入装置8连接。在此，“能够收发信号”表示电、光学地无论有线还是无线能够相互、或从一方向另一方收发信号的状态。
CPU2是控制各构成要素的动作的装置。CPU2将存储在存储装置4中的程序、执行程序所需要的数据装载到存储器3并执行，对医用图像实施各种图像处理。存储器3存储CPU2执行的程序、运算处理的中间过程。存储装置4是存储CPU2执行的程序、执行程序所需要的数据的装置，具体地说是HDD(硬盘驱动器)、SSD(固态驱动器)等。网络适配器5用于将医用图像处理装置1与LAN、电话线路、因特网等网络9连接。也可以经由LAN(局域网)等网络9与医用图像处理装置1的外部收发CPU2处理的各种数据。
显示装置7是显示医用图像处理装置1的处理结果等的装置，具体地说是液晶显示器等。输入装置8是操作者向医用图像处理装置1进行操作指示的操作设备，具体地说是键盘、鼠标、触摸屏等。鼠标也可以是触控板、轨迹球等其他指示设备。
医用图像拍摄装置10例如是获取被检测体的投影数据并根据投影数据重构断层图像的X射线CT(计算机断层扫描)装置。将在后面使用图2说明。医用图像数据库11是存储通过医用图像拍摄装置10获取的投影数据、断层图像等的数据库系统。
使用图2说明作为医用图像拍摄装置10的一个例子的X射线CT装置100的整体结构。此外，在图2中，将横方向设为X轴，将纵方向设为Y轴，将与纸面垂直的方向设为Z轴。X射线CT装置100具备扫描仪200和操作单元250。扫描仪200具备X射线管211、检测器212、准直器213、驱动部214、中央控制部215、X射线控制部216、高电压产生部217、扫描仪控制部218、卧台控制部219、准直器控制部221、前置放大器222、A/D变换器223、卧台240等。
X射线管211是向载置在卧台240上的被检测体210照射X射线的装置。通过根据从X射线控制部216发送的控制信号向X射线管211施加高电压产生部217产生的高电压，而从X射线管211向被检测体照射X射线。
准直器213是限制从X射线管211照射的X射线的照射范围的装置。根据从准直器控制部221发送的控制信号来设定X射线的照射范围。
检测器212是通过检测透过被检测体210后的X射线而测量透过X射线的空间分布的装置。检测器212与X射线管211对置配置，在与X射线管211对置的面内二维地排列许多检测元件。通过检测器212测量出的信号在通过前置放大器222放大后，通过A/D变换器223被变换为数字信号。然后，对数字信号进行各种修正处理，获取投影数据。
驱动部214根据从扫描仪控制部218发送的控制信号，使X射线管211和检测器212在被检测体210的周围旋转。通过与X射线管211和检测器212的旋转一起进行X射线的照射和检测，而获取从多个拍摄角度的投影数据。将每个投影角度的数据收集单位称为视野。对于二维排列的检测器212的各检测元件的排列，将检测器212的旋转方向称为信道，将与信道垂直的方向称为列。通过视野、信道、列识别投影数据。
卧台控制部219控制卧台240的动作，在进行X射线的照射和检测的期间，使卧台240静止，或使其在Z轴方向上匀速移动。将使卧台240静止的扫描称为轴向扫描，将一边使卧台240移动一边进行的扫描称为螺旋扫描。
中央控制部215根据来自操作单元250的指示控制以上所述的扫描仪200的动作。接着，说明操作单元250。操作单元250具备重构处理部251、图像处理部252、存储部254、显示部256、输入部258等。
重构处理部251通过对通过扫描仪200获取的投影数据进行逆投影，由此重构断层图像。图像处理部252为了使断层图像成为适合于诊断的图像，从而进行各种图像处理。存储部254存储投影数据、断层图像、图像处理后的图像。显示部256显示断层图像、图像处理后的图像。在操作者设定投影数据的获取条件(管电压、管电流、扫描速度等)、断层图像的重构条件(重构过滤器、FOV大小等)时使用输入部258。
此外，操作单元250也可以是图1所示的医用图像处理装置1。在该情况下，重构处理部251、图像处理部252相当于CPU2，存储部254相当于存储装置4，显示部256相当于显示装置7，输入部258相当于输入装置8。
使用图3说明本实施例的主要部分。此外，这些主要部分既可以由专用的硬件构成，也可以由在CPU2上动作的软件构成。在此后的说明中，说明本实施例的主要部分由软件构成的情况。
本实施例具备投影空间修正部301、图像空间修正部302、系数设定部303。另外，在存储装置4中存储通过X射线CT装置100生成的断层图像、投影数据。以下，说明各构成部分。
投影空间修正部301修正含有金属的被检测体210的投影数据，生成修正投影数据。具体地说，使用对提取金属区域所得的金属图像进行正向投影所得的金属投影数据、用非金属区域的投影值对在投影数据上确定的金属区域的投影值进行插补所得的非金属投影数据、后述的投影空间系数等而生成修正投影数据。
图像空间修正部302使用投影空间修正部301生成的修正投影数据，修正被检测体210的断层图像。具体地说，使用根据被检测体210的投影数据、组合非金属投影数据和金属投影数据而生成的基底投影数据重构的基底图像、修正投影数据、后述的图像空间系数等，修正被检测体210的断层图像。
系数设定部303设定投影空间修正部301使用的系数即投影空间系数、图像空间修正部302使用的系数即图像空间系数。具体地说，根据被检测体210包含的金属的特征量、获取投影数据时的拍摄条件、重构断层图像时的重构条件的任意一个，通过系数设定部303设定投影空间系数、图像空间系数。
使用图4说明在本实施例中执行的处理的流程的一个例子。
(S401)
系数设定部303设定投影空间系数、图像空间系数。根据被检测体210包含的金属的特征量、获取被检测体210的投影数据时的拍摄条件、重构被检测体210的断层图像时的重构条件中的任意一个，来设定投影空间系数、图像空间系数。
使用图5说明本步骤的处理的流程的一个例子。在本实施例中，根据被检测体210包含的金属的特征量来设定投影空间系数、图像空间系数。
(S501)
系数设定部303获取含有金属的被检测体210的投影数据Porg。投影数据Porg从存储装置4读出，或经由网络适配器5从外部发送。
(S502)
系数设定部303根据投影数据Porg重构断层图像Forg。在断层图像Forg中产生因金属的影响造成的金属伪像。在图6中表示金属伪像的一个例子。图6是拍摄腹部伪像所得的断层图像，在存在于肝脏内的2处的金属区域之间产生暗带，并且产生以各金属区域为起点的条纹伪像。
(S503)
系数设定部303从断层图像Forg提取金属区域，并生成金属图像Fmtl。在提取金属区域时利用阈值处理，例如如果设定2000HU的阈值，则提取断层图像Forg上的具有2000HU以上的像素值的像素作为金属区域。也可以是断层图像Forg的最大像素值越大，则将阈值处理的阈值设定为越大的值。从提取出的金属区域的像素值减去相当于软组织的像素值，对金属区域以外的像素值设定相当于空气的像素值、例如-1000HU，生成金属图像Fmtl。通过从金属区域的像素值减去软组织的像素值，后述的一次修正投影数据的投影值不会变得过大。系数设定部303也可以对金属图像Fmtl进行正向投影而生成金属投影数据Pmtl。
(S504)
系数设定部303使用金属图像Fmtl来计算金属区域的特征量。金属区域的特征量含有金属区域的最大像素值、面积、圆度中的任意一个。
通过提取金属图像Fmtl的像素值中的最大值，而求出金属区域的最大像素值vmtl_max。
计数金属区域的像素数，将计数出的像素数乘以每一个像素的面积，而求出金属区域的面积vmtl_area。此外，在存在多个金属区域的情况下，对在各金属区域中计数的像素数进行累计，将累计的像素数乘以每一个像素的面积，由此求出金属区域的面积。
通过将金属区域的短径除以长径而求出金属区域的圆度vmtl_shp。短径与长径的差越小则圆度vmtl_shp越大，短径与长径的差越大则圆度vmtl_shp越小。此外，在存在多个金属区域的情况下，将多个金属区域看作为一个金属区域，求出短径和长径。即，还包含各金属区域之间的距离地求出短径和长径。
也可以使用金属投影数据Pmtl求出金属区域的圆度vmtl_shp。在使用金属投影数据Pmtl的情况下，根据下式求出圆度vmtl_shp。
[公式1]
Figure BDA0002525871490000081
Figure BDA0002525871490000082
Figure BDA0002525871490000083
在此，Amin()是求出最小值的运算符，Amax是求出最大值的运算符，view是视野位置，slice是列位置，ch是信道位置。另外，d(view，slice)是金属投影数据Pmtl的视野、列处的投影值的信道方向的方差，g(view，slice)是金属投影数据Pmtl的视野、列处的投影值的重心信道。
(S505)
系数设定部303根据金属区域的特征量，设定投影空间系数和图像空间系数。例如根据下式求出投影空间系数βraw。
[公式2]
βraw＝γ·(λ·vmtl_max+μ·vmtl_area+ξ·vmtl_shp)
另外，例如根据下式求出图像空间系数βimg。
[公式3]
βimg＝ρ-βraw
在此，γ是操作者能够设定的变量，λ、μ、ξ、ρ是正的常数。由操作者经由输入装置8设定变量γ。预先根据包含形状、衰减系数已知的金属的伪像的拍摄结果，基于经验设定常数λ、μ、ξ、ρ。将投影空间系数βraw发送到投影空间修正部301，将图像空间系数βimg发送到图像空间修正部302。
根据公式2，作为金属区域的特征量的最大像素值vmtl_max、面积vmtl_area、圆度vmtl_shp的任意一个越大，则投影空间系数βraw越大。另外，根据公式3，投影空间系数βraw越大，则图像空间系数βimg越小。即，金属区域的特征量越大，则修正原始的投影数据的投影空间修正的比例比修正原始的断层图像的图像空间修正的比例越高。在金属区域的特征量大的情况下，通过提高投影空间修正的比例，能够充分减少在图像空间修正中没有完全减少的金属伪像。
进而，在图像空间系数βimg唯一确定时，例如在利用非专利文献1时，也可以根据公式3设定投影空间系数βraw。另外，根据公式2，操作者通过调整变量γ，能够一边比对修正前后的图像，一边自由地设定投影空间系数βraw。
返回到图4的说明。
(S402)
投影空间修正部301使用投影空间系数βraw修正投影数据Porg。使用图7说明本步骤的处理的流程的一个例子。
(S701)
投影空间修正部301按照以下的步骤生成非金属投影数据Plin。首先，使用对金属图像Fmtl进行正向投影而生成的金属投影数据Pmtl，确定被检测体210的投影数据Porg上的金属区域。接着，将在投影数据Porg上确定的金属区域的投影值，置换为使用与金属区域相邻的非金属区域的投影值进行插补所得的值。简单地说，求出在信道方向上与金属区域相邻的2个非金属区域的投影值的平均值，用求出的平均值置换金属区域的投影值。在另一个例子中，用使用在信道方向和列方向上与金属区域相邻的非金属区域的投影值进行线性插补而求出的值，置换金属区域的投影值。通过这样的基于插补值的置换，生成不含有金属区域的非金属投影数据Plin。不只在非金属投影数据Plin中不含有金属区域，还减少因金属的影响造成的伪像的成分。
(S702)
投影空间修正部301通过将非金属投影数据Plin和金属投影数据Pmtl相加，由此生成一次修正投影数据Pfst_c。将减少了金属伪像的成分的非金属投影数据Plin和含有金属区域的投影值的金属投影数据Pmtl相加，因此一次修正投影数据Pfst_c成为在含有金属区域的投影值的同时减少了金属伪像的投影数据。此外，在S503中从金属区域的像素值减去了软组织的像素值，因此一次修正投影数据Pfst_c上的金属区域的投影值不会成为过大的值。
(S703)
投影空间修正部301通过从被检测体210的投影数据Porg减去一次修正投影数据Pfst_c，由此生成误差投影数据Perr。从原来的投影数据Porg减去减少了金属伪像的一次修正投影数据Pfst_c，因此误差投影数据Perr成为以金属伪像为主成分的投影数据。
(S704)
投影空间修正部301使用误差投影数据Perr和投影空间系数βraw修正投影数据Porg，生成修正投影数据Pcorr。例如根据下式生成修正投影数据Pcorr。
[公式4]
Pcorr＝Porg-βraw·Perr
此外，投影数据Porg的修正并不限于公式4，例如既可以使用在S702中生成的一次修正投影数据Pfst_c来代替修正投影数据Pcorr，也可以通过专利文献1那样的公知的方法修正投影数据Porg。
返回到图4的说明。
(S403)
CPU2或重构处理部251根据在S402中生成的修正投影数据Pcorr，重构断层图像Fraw_corr。
(S404)
图像空间修正部302使用图像空间系数βimg修正断层图像Fraw_corr。使用图8说明本步骤的处理的流程的一个例子。
(S801)
图像空间修正部302生成成为金属伪像的基底的基底投影数据Pbase。例如根据下式，根据非金属投影数据Plin和金属投影数据Pmtl、或投影数据Porg和金属投影数据Pmtl进行级数展开，由此生成基底投影数据Pbase。
[公式5]
Pbase＝Plin m×Pmtl n或Pbase＝Porg m×Pmtl n
在此，m、n是整数，与必要的修正精度和允许的计算时间对应地设定m和n的组合，例如设定(m，n)＝(1，1)、(0，2)。
(S802)
图像空间修正部302根据基底投影数据Pbase生成基底图像Fbase。根据基底投影数据Pbase重构基底图像Fbase，并与在S801中生成的基底投影数据Pbase的个数对应地生成。即，如果基底投影数据Pbase的个数是L个，则基底图像Fbase的个数是L个。例如在设定(m，n)＝(1，1)、(0，2)的情况下，L＝2。
(S803)
图像空间修正部302通过对基底图像Fbase进行加权相加，生成误差图像Ferr。例如根据下式生成误差图像Ferr。
[公式6]
Figure BDA0002525871490000111
在此，w(l)是第l个项的加权系数，预先根据包含形状、衰减系数已知的金属的伪像的拍摄结果基于经验设定，或通过逐次求解法计算。
(S804)
图像空间修正部302使用误差图像Ferr和图像空间系数βimg修正断层图像Fraw_corr，生成修正图像Fimg_corr。例如根据下式生成修正图像Fimg_corr。
[公式7]
Fimg_corr＝Fraw_corr-βimg·Ferr
此外，断层图像Fraw_corr的修正并不限于公式7，也可以是非专利文献1那样的公知的方法。
通过以上说明的处理的流程，根据金属区域的特征量设定投影空间系数βraw和图像空间系数βimg，因此不损失金属区域内的详细构造就能够减少金属伪像。
[实施例2]
在实施例1中，说明了根据金属区域的特征量设定投影空间系数βraw和图像空间系数βimg。在本实施例中，说明根据拍摄条件、特别是被检测体的体轴方向上的投影线的开角即锥形角设定投影空间系数βraw和图像空间系数βimg。此外，与实施例1的不同在于图4的S401的处理的流程，因此对于除此以外的内容省略说明。
使用图9说明本实施例的设定投影空间系数βraw和图像空间系数βimg的处理的流程的一个例子。
(S901)
投影空间修正部301获取拍摄条件。拍摄条件从存储装置4读出，或经由网络适配器5从外部发送。
(S902)
系数设定部303根据拍摄条件获取投影数据Porg的各投影值的锥形角。锥形角是被检测体的体轴方向上的投影线的开角，根据各投影值的信道位置和列位置确定。
(S903)
系数设定部303根据各投影值的锥形角，设定投影空间系数βraw和图像空间系数βimg。具体地说，锥形角越小，则将投影空间系数βraw设定得越大，将图像空间系数βimg设定得越小。在锥形角大时，在投影空间修正中对金属图像Fmtl进行正向投影而生成金属投影数据Pmtl时的误差大，因此通过减小投影空间系数βraw，抑制因投影空间修正造成的图像劣化。
通过以上说明的处理的流程，根据拍摄条件、特别是被检测体的体轴方向上的投影线的开角即锥形角设定投影空间系数βraw和图像空间系数βimg，因此不损失金属区域内的详细构造就能够减少金属伪像。
[实施例3]
在实施例1中，说明根据金属区域的特征量设定投影空间系数βraw和图像空间系数βimg。在本实施例中，说明根据拍摄投影数据Porg时的被检测体210的体动的大小设定投影空间系数βraw和图像空间系数βimg。此外，与实施例1的不同在于图4的S401的处理的流程，因此对于除此以外的内容省略说明。
使用图10说明本实施例的设定投影空间系数βraw和图像空间系数βimg的处理的流程的一个例子。
(S1001)
系数设定部303获取拍摄条件或重构条件。拍摄条件或重构条件从存储装置4读出，或经由网络适配器5从外部发送。
(S1002)
系数设定部303根据拍摄条件或重构条件，确定拍摄投影数据Porg的拍摄部位。具体地说，在进行心电图同步拍摄、心电图同步重构的情况、选择了心脏、肺部用的重构过滤器的情况下，确定为拍摄部位是心脏或胸部。
(S1003)
系数设定部303根据拍摄部位，设定投影空间系数βraw和图像空间系数βimg。具体地说，如果拍摄部位是心脏或胸部这样的体动大的部位，则将投影空间系数βraw设定得小，将图像空间系数βimg设定得大。另外，如果拍摄部位是头部那样的体动小的部位，则将投影空间系数βraw设定得大，将图像空间系数βimg设定得小。在体动大时，在投影空间修正中对金属图像Fmtl进行正向投影而生成金属投影数据Pmtl时的误差大，因此通过减小投影空间系数βraw，抑制因投影空间修正造成的图像劣化。
通过以上说明的处理的流程，根据拍摄部位的体动的大小设定投影空间系数βraw和图像空间系数βimg，因此不损失金属区域内的详细构造就能够减少金属伪像。
使用图11说明本实施例的设定投影空间系数βraw和图像空间系数βimg的处理的流程的其他例子。
(S1101)
系数设定部303获取含有金属的被检测体210的投影数据Porg。投影数据Porg从存储装置4读出，或经由网络适配器5从外部发送。
(S1102)
系数设定部303计算投影数据Porg和与投影数据Porg对置的投影数据、即投影角度有180度不同的投影数据即对置投影数据之间的差分值。对置投影数据是从相反方向对拍摄投影数据Porg的部位进行拍摄所得的投影数据，因此如果没有体动，则差分值为0，随着体动变大，差分值的绝对值变大。
(S1103)
系数设定部303根据差分值的绝对值，设定投影空间系数βraw和图像空间系数βimg。具体地说，如果差分值的绝对值大，则将投影空间系数βraw设定得大，将图像空间系数βimg设定得小。在表示体动的大小的差分值的绝对值大时，在投影空间修正中对金属图像Fmtl进行正向投影而生成金属投影数据Pmtl时的误差大，因此通过减小投影空间系数βraw，抑制因投影空间修正造成的图像劣化。
通过以上说明的处理的流程，根据拍摄部位的体动的大小设定投影空间系数βraw和图像空间系数βimg，因此也能够不损失金属区域内的详细构造就减少金属伪像。
此外，本发明的医用图像处理装置和医用图像处理方法并不限于上述实施例，在不脱离发明的主要内容的范围内能够变形地实现构成要素。另外，也可以适当地组合上述实施例公开的多个构成要素。例如，也可以组合实施例1～3，根据金属的特征量、锥形角、体动的大小，设定投影空间系数βraw和图像空间系数βimg。进而，也可以从上述实施例所示的全部构成要素中删除几个构成要素。

Claims (9)

1.一种医用图像处理装置，该医用图像处理装置根据含有金属的被检测体的投影数据来重构断层图像，
其特征在于，
上述医用图像处理装置具备：
投影空间修正部，其修正上述投影数据而生成修正投影数据；
图像空间修正部，其使用上述修正投影数据来修正上述断层图像；以及
系数设定部，其设定上述投影空间修正部所使用的系数即投影空间系数和上述图像空间修正部所使用的系数即图像空间系数。
2.根据权利要求1所述的医用图像处理装置，其特征在于，
上述系数设定部根据上述金属的特征量、获取上述拍摄数据时的拍摄条件、重构上述断层图像时的重构条件中的任意一个，来设定上述投影空间系数和上述图像空间系数。
3.根据权利要求2所述的医用图像处理装置，其特征在于，
上述特征量包含上述断层图像中的上述金属的最大像素值、面积、圆度中的任意一个，
上述特征量越大，上述系数设定部越增大上述投影空间系数、越减小上述图像空间系数。
4.根据权利要求3所述的医用图像处理装置，其特征在于，
使用从上述断层图像提取金属区域而生成的金属图像来求出上述特征量。
5.根据权利要求2所述的医用图像处理装置，其特征在于，
上述拍摄条件包含上述被检测体的体轴方向的开角即锥形角，
上述投影数据的上述锥形角最小，上述系数设定部越增大上述投影空间系数、越减小上述图像空间系数。
6.根据权利要求2所述的医用图像处理装置，其特征在于，
上述被检测体的体动越小，上述系数设定部越增大上述投影空间系数、越减小上述图像空间系数。
7.根据权利要求6所述的医用图像处理装置，其特征在于，
当根据上述拍摄条件、上述重构条件确定了拍摄部位是心脏或胸部时，判定为上述被检测体的体动大。
8.根据权利要求6所述的医用图像处理装置，其特征在于，
根据与上述投影数据对置的对置投影数据和上述投影数据之间的差分值，求出上述被检测体的体动。
9.一种医用图像处理方法，该医用图像处理方法根据含有金属的被检测体的投影数据来重构断层图像，
其特征在于，
上述医用图像处理方法包括如下步骤：
修正上述投影数据而生成修正投影数据的投影空间修正步骤；
使用上述修正投影数据来修正上述断层图像的图像空间修正步骤；以及
设定上述投影空间修正步骤所使用的系数即投影空间系数和上述图像空间修正步骤所使用的系数即图像空间系数的系数设定步骤。
CN202010504033.5A 2019-09-24 2020-06-05 医用图像处理装置和医用图像处理方法 Active CN112617873B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019172532A JP7317651B2 (ja) 2019-09-24 2019-09-24 医用画像処理装置および医用画像処理方法
JP2019-172532 2019-09-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112617873A true CN112617873A (zh) 2021-04-09
CN112617873B CN112617873B (zh) 2023-10-13

Family

ID=74881269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010504033.5A Active CN112617873B (zh) 2019-09-24 2020-06-05 医用图像处理装置和医用图像处理方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11380027B2 (zh)
JP (1) JP7317651B2 (zh)
CN (1) CN112617873B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117830456B (zh) * 2024-03-04 2024-05-28 中国科学技术大学 用于校正图像金属伪影的方法、装置及电子设备

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008167846A (ja) * 2007-01-10 2008-07-24 Toshiba Corp Ｘ線透過像表示システム
KR20100045277A (ko) * 2008-10-23 2010-05-03 (주)바텍이우홀딩스 엑스선 촬영 영상에서 메탈 아티팩트를 감소시키는 방법
JP2013000261A (ja) * 2011-06-15 2013-01-07 Fujifilm Corp 放射線撮影装置
CN104602606A (zh) * 2012-08-31 2015-05-06 株式会社岛津制作所 放射线断层图像生成装置、放射线断层摄影装置以及放射线断层图像生成方法
CN105188543A (zh) * 2013-04-08 2015-12-23 株式会社日立医疗器械 X射线ct装置、重构运算装置以及重构运算方法
CN105225208A (zh) * 2015-10-14 2016-01-06 上海联影医疗科技有限公司 一种计算机断层成像金属伪影校正方法及装置
US20160134852A1 (en) * 2014-11-06 2016-05-12 General Electric Company System and method for multi-material correction of image data
CN106960429A (zh) * 2017-02-16 2017-07-18 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 一种ct图像金属伪影校正方法及装置
US20170301066A1 (en) * 2015-10-14 2017-10-19 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. System and method for image correction
JP2017221339A (ja) * 2016-06-14 2017-12-21 国立大学法人信州大学 Ｘ線ｃｔ画像再構成方法およびコンピュータプログラム
JP2019122553A (ja) * 2018-01-16 2019-07-25 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Ｘ線ｃｔ装置及びスキャン計画装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009032059A1 (de) 2009-07-07 2011-01-13 Siemens Aktiengesellschaft Sinogrammbearbeitung für die Metallartefaktreduktion in der Computertomographie
CN105705097B (zh) * 2013-11-08 2019-04-12 皇家飞利浦有限公司 针对差分相位衬度ct的经验性射束硬化校正
KR101591381B1 (ko) 2014-10-30 2016-02-04 기초과학연구원 Ct 촬영에서의 금속에 의한 잡음 및 오류 감쇄방법
KR101775556B1 (ko) 2015-04-06 2017-09-06 삼성전자주식회사 단층 촬영 장치 및 그에 따른 단층 영상 처리 방법
CN106683143B (zh) 2016-01-21 2021-03-16 上海联影医疗科技股份有限公司 图像金属伪影校正方法
US10977843B2 (en) * 2017-06-28 2021-04-13 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. Systems and methods for determining parameters for medical image processing
US10922855B2 (en) * 2017-11-30 2021-02-16 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. Systems and methods for determining at least one artifact calibration coefficient
JP7210880B2 (ja) 2018-01-25 2023-01-24 株式会社島津製作所 骨密度測定装置および骨密度撮影方法
CN108986182B (zh) * 2018-07-10 2022-11-25 上海联影医疗科技股份有限公司 一种重建ct图像的方法、系统及存储介质

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008167846A (ja) * 2007-01-10 2008-07-24 Toshiba Corp Ｘ線透過像表示システム
KR20100045277A (ko) * 2008-10-23 2010-05-03 (주)바텍이우홀딩스 엑스선 촬영 영상에서 메탈 아티팩트를 감소시키는 방법
JP2013000261A (ja) * 2011-06-15 2013-01-07 Fujifilm Corp 放射線撮影装置
CN104602606A (zh) * 2012-08-31 2015-05-06 株式会社岛津制作所 放射线断层图像生成装置、放射线断层摄影装置以及放射线断层图像生成方法
CN105188543A (zh) * 2013-04-08 2015-12-23 株式会社日立医疗器械 X射线ct装置、重构运算装置以及重构运算方法
US20160134852A1 (en) * 2014-11-06 2016-05-12 General Electric Company System and method for multi-material correction of image data
CN105225208A (zh) * 2015-10-14 2016-01-06 上海联影医疗科技有限公司 一种计算机断层成像金属伪影校正方法及装置
US20170301066A1 (en) * 2015-10-14 2017-10-19 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. System and method for image correction
JP2017221339A (ja) * 2016-06-14 2017-12-21 国立大学法人信州大学 Ｘ線ｃｔ画像再構成方法およびコンピュータプログラム
CN106960429A (zh) * 2017-02-16 2017-07-18 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 一种ct图像金属伪影校正方法及装置
JP2019122553A (ja) * 2018-01-16 2019-07-25 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Ｘ線ｃｔ装置及びスキャン計画装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
谷建伟;张丽;陈志强;邢宇翔;: "基于投影的CT图像金属伪影非线性权重校正", 清华大学学报(自然科学版), no. 06 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20210090307A1 (en) 2021-03-25
JP2021048946A (ja) 2021-04-01
US11380027B2 (en) 2022-07-05
CN112617873B (zh) 2023-10-13
JP7317651B2 (ja) 2023-07-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6215449B2 (ja) Ｘ線ｃｔ装置、及び処理装置
JP6066596B2 (ja) Ｘ線撮像における散乱補正の方法及びシステム
US20090060121A1 (en) Computed tomography data acquisition apparatus and method
EP2508133B1 (en) X-ray computed tomographic imaging apparatus and method for same
JP2009112627A (ja) Ｘ線ｃｔ装置
JP5726288B2 (ja) Ｘ線ｃｔ装置、および方法
US10631827B2 (en) Method and apparatus for processing medical image
US10631810B2 (en) Image processing device, radiation imaging system, image processing method, and image processing program
JPWO2006028085A1 (ja) Ｘ線ｃｔ装置、画像処理プログラム、及び画像処理方法
JP2017063907A (ja) 断層画像生成装置、方法およびプログラム
CN111065335A (zh) 医用图像处理装置和医用图像处理方法
JP2010183968A (ja) 医用画像診断装置
US20230363724A1 (en) X-ray ct apparatus and high-quality image generation device
CN112617873B (zh) 医用图像处理装置和医用图像处理方法
JP2016064118A (ja) 断層画像生成装置、方法およびプログラム
WO2015130388A1 (en) Image generating apparatus, radiation tomography imaging apparatus, and image generating method and program
JP7483654B2 (ja) 医用画像処理装置および医用画像処理方法
JP6156849B2 (ja) 放射線画像処理装置、方法およびプログラム
JP7077208B2 (ja) 画像再構成装置および画像再構成方法
CN107341836B (zh) 一种ct螺旋扫描图像重建方法及装置
JP7403994B2 (ja) 医用画像処理装置および医用画像処理方法
JP2024037308A (ja) 医用画像処理装置および医用画像処理方法
JP7395523B2 (ja) 医用画像処理装置および医用画像処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220112

Address after: Chiba County, Japan

Applicant after: Fujifilm medical health Co.,Ltd.

Address before: Tokyo, Japan

Applicant before: Hitachi, Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant