JP2000126172A - 放射線画像形成装置 - Google Patents

放射線画像形成装置

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JP2000126172A
JP2000126172A JP30803698A JP30803698A JP2000126172A JP 2000126172 A JP2000126172 A JP 2000126172A JP 30803698 A JP30803698 A JP 30803698A JP 30803698 A JP30803698 A JP 30803698A JP 2000126172 A JP2000126172 A JP 2000126172A
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radiation
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Kazuo Shimura
一男 志村
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    • G06T11/003Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/005Specific pre-processing for tomographic reconstruction, e.g. calibration, source positioning, rebinning, scatter correction, retrospective gating
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus for radiation diagnosis, e.g. combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5258Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving detection or reduction of artifacts or noise
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2914Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2985In depth localisation, e.g. using positron emitters; Tomographic imaging (longitudinal and transverse section imaging; apparatus for radiation diagnosis sequentially in different planes, steroscopic radiation diagnosis)
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S378/00X-ray or gamma ray systems or devices
    • Y10S378/901Computer tomography program or processor

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射線画像検出装置用の放射線画像形成装
置において、散乱線除去手段の陰影に起因するアーチフ
ァクトを生じることなく、ボリュームデータや断層画像
データを求めることができるようにする。 【解決手段】 画像撮影部20において、被写体を透過
した放射線を散乱線除去手段を介して放射線検出器によ
り検出して透過放射線画像データD1を得る。陰影低減
手段11が、透過放射線画像データD1に対して、実空
間フィルタ処理等を施すことにより、透過放射線画像デ
ータD1に含まれる、散乱線除去手段の陰影成分を低減
する。ボリュームデータ生成手段13が、散乱線除去手
段の陰影成分が低減された低減済透過放射線画像データ
D2に基づいて、被写体のボリュームデータD3を生成
する。断層画像データ生成手段14が、ボリュームデー
タD3に基づいて、被写体の所定のスライス面における
断層画像を担持する断層画像データD4を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被写体のボリュー
ムデータまたは断層画像データを求める放射線画像形成
装置に関し、より詳細には被写体により散乱された放射
線を除去する散乱線除去手段を介して被写体の透過放射
線画像情報を検出し、該透過放射線画像情報に基づいて
前記被写体のボリュームデータまたは断層画像データを
求める放射線画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、医用画像の分野においては、
X線CTやMRI等の2次元の放射線画像情報(例えば
断層画像)を検出する装置(以下「2次元用放射線画像
検出装置」という。)が知られている。
【0003】また今日では、3次元の放射線画像情報を
検出する技術の研究が成されており、例えば、ヘリカル
CTやコーンビームCTが提案されている(「コーンビ
ームCT開発の現状とその将来」映像情報(M);19
88年1月P122〜P127、特開平9−25307
9号参照)。
【0004】ここで「コーンビームCT」とは、放射線
源と2次元の放射線検出器とを被写体の回りに回転させ
ながら放射線を照射し、放射線検出器により検出された
各回転位置における透過放射線画像(投影画像)情報に
基づいて、3次元の放射線画像情報(ボリュームデー
タ)を取得するものである。以下、3次元の放射線画像
情報を検出する装置を纏めて「3次元用放射線画像検出
装置」といい、これと上記2次元用放射線画像検出装置
とを纏めて単に「放射線画像検出装置」という。
【0005】上記放射線画像検出装置にあっては、被写
体で散乱された放射線が検出されないように、例えば
4.0本/mm程度の細かなピッチで放射線の透過しな
い例えば鉛と透過し易い例えばアルミニウムや木材等が
交互に配置されたグリッドを被写体と放射線検出手段と
の間に配置して撮影を行うことがある。グリッドを使用
して撮影を行うと、被写体により散乱された放射線が放
射線検出手段に照射されにくくなるため、コントラスト
のよい透過放射線画像情報が得られるという利点があ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、グリッ
ドを使用して撮影を行うと、放射線検出手段は被写体画
像と共に細かな縞模様状のグリッド像をも検出する。上
記放射線画像形成装置は、放射線検出手段が検出した透
過放射線画像情報に基づいてボリュームデータや断層画
像データを求めるものであるため、被写体画像の他にグ
リッド像をも担持する透過放射線画像情報に基づいてこ
れらのデータを求めると、再構成された3次元画像や断
層画像中にグリッドの陰影に起因するアーチファクトが
生じるため、単にグリッドの陰影が写り込むというので
はなく適正な画像を再構成することができず、診断上好
ましい画像が得られないという問題がある。
【0007】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、グリッド等の散乱線除去手段を介して被写体の
透過放射線画像情報を検出した場合において、散乱線除
去手段の陰影に起因するアーチファクトが生じることな
く、被写体のボリュームデータや断層画像データを求め
ることができる、放射線画像検出装置に使用される放射
線画像形成装置を提供することを目的とするものであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明による放射線画像
形成装置は、相異なる方向から被写体を透過した放射線
の夫々を、被写体により散乱された放射線を除去する散
乱線除去手段を介して検出することにより得た、被写体
の透過放射線画像を担持する複数の透過放射線画像デー
タに基づいて、被写体のボリュームデータまたは断層画
像データを求める画像データ生成手段を有してなる放射
線画像形成装置であって、透過放射線画像データに含ま
れる散乱線除去手段の陰影成分を低減する陰影低減手段
を備え、画像データ生成手段が、陰影低減手段により散
乱線除去手段の陰影成分が低減された低減済透過放射線
画像データに基づいて、ボリュームデータまたは断層画
像データを求めるものであることを特徴とする。
【0009】ここで「散乱線除去手段」とは、被写体に
より散乱された放射線が放射線検出手段に照射されにく
くするものであって、例えば一般X線撮影で用いられる
散乱線除去用のグリッドやコリメータのようなものであ
る。「コリメータ」とは、一定間隔で並べられた仕切り
により、散乱により斜め方向に進む散乱放射線成分を吸
収し直進成分である一次放射線のみを透過させるものを
いう。なお、グリッドもコリメータと同様の構造を有す
るが、本願においては、仕切り間隔が大きいもの(例え
ば1mm以上)をコリメータと称し、仕切り間隔が小さ
いグリッドと区別する。
【0010】陰影低減手段としては、透過放射線画像デ
ータに含まれる散乱線除去手段の陰影成分を低減するも
のであれば、どのような方法を使用するものであっても
よい。例えば、散乱線除去手段の陰影は放射線検出手段
が検出した画像信号中に線状陰影として重畳されるの
で、この線状陰影を低減する種々の方法を利用すること
ができる。具体的には実空間フィルタ処理,周波数フィ
ルタ処理,モフォロジー(モルフォロジー或いはモーフ
ォロジーともいう)フィルタ処理等を行うものを利用す
ることができる。ここで「実空間フィルタ処理」とは、
線状陰影の周波数に相当する画像信号の周波数成分を実
空間フィルタ処理により低減する処理である(例えば特
開平3−114039号,同3−12785号等参
照)。「周波数フィルタ処理」とは、画像信号をフーリ
エ変換等の周波数空間に一旦データ変換した後、線状陰
影の周波数に相当する周波数成分を低減した後、逆変換
する処理である(例えば特開平3−12785号参
照)。「モフォロジーフィルタ処理」とは、オープニン
グ処理等のモフォロジー演算により線状陰影を画像から
低減する処理であって、特に上記コリメータのように線
状陰影の間隔が線の幅に対して大きいものの場合に有効
な処理である(例えば「モルフォロジー」小畑秀文著コ
ロナ社 1996.11.15初版,特開平10−94
538号,同10−108858号等参照)。
【0011】
【発明の効果】本発明による放射線画像形成装置によれ
ば、透過放射線画像データに含まれる散乱線除去手段の
陰影成分を低減し、この陰影成分が低減された低減済透
過放射線画像データに基づいてボリュームデータや断層
画像データを求めるようにしたので、再構成された3次
元画像や断層画像中にグリッド等の陰影に起因するアー
チファクトが生ぜず、診断に適する画像を再構成するこ
とができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図1は本発明による
放射線画像形成装置の一実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。
【0013】図1に示すように、この放射線画像形成装
置10は、3次元の放射線画像情報を検出する3次元用
放射線画像検出装置に適用したものであって、入力され
た透過放射線画像データD1に含まれる散乱線除去手段
の陰影成分を低減する陰影低減手段11と、ボリューム
データD3および断層画像データD4を求める画像デー
タ生成手段12を有してなる。なお、この放射線画像形
成装置10は、入力された透過放射線画像データD1や
生成したボリュームデータD3および断層画像データD
4を記憶する不図示の記憶手段を有している。
【0014】画像データ生成手段12は陰影低減手段1
1により散乱線除去手段の陰影成分が低減された低減済
透過放射線画像データD2に基づいて被写体の3次元画
像を担持するボリュームデータD3を求めるボリューム
データ生成手段13と、ボリュームデータD3に基づい
て被写体の所定のスライス面における断層画像を担持す
る断層画像データD4を求める断層画像データ生成手段
14とからなる。
【0015】ボリュームデータ生成手段13としては、
例えばコーンビームCT用のものであれば、フェルドカ
ンプアルゴリズム(Feldkamp LA,Davis LC,Kress JW,Pr
actical cone-beam algoritm. J Opt Soc Am A 1984;1:
P612〜P619)等,周知の3次元データを再構成する計算
方法を使用するものとする。
【0016】断層画像データ生成手段14としては、例
えば被写体の所定のスライス面における矢状断層像(正
中断層像)やレンダリング画像等の断層画像を担持する
断層画像データD4を生成するものであればよい。
【0017】この放射線画像形成装置10には、被写体
の相異なる方向から透過した放射線の夫々を、被写体に
より散乱された放射線を除去するグリッドやコリメータ
等の散乱線除去手段(不図示)を介して検出する画像撮
影部20が接続されている。画像撮影部20において検
出された、被写体の透過放射線画像を担持する複数の透
過放射線画像データD1が、放射線画像形成装置10に
入力される。
【0018】陰影低減手段11としては、透過放射線画
像データD1に含まれる散乱線除去手段の陰影成分を低
減するものであれば、どのような方法を使用するもので
あってもよい。例えば、上述のように実空間フィルタ処
理,周波数フィルタ処理或いはモフォロジーフィルタ処
理等を行うものとすればよい。
【0019】以下上記放射線画像形成装置の作用につい
て説明する。
【0020】先ず画像撮影部20において、所定の投影
方向から被写体に放射線を照射し、被写体を透過した放
射線を散乱線除去手段を介して、すなわち被写体を透過
した放射線を散乱線除去手段に通過させこの散乱線除去
手段を通過した放射線を放射線検出器により検出して透
過放射線画像データD1を得る。この透過放射線画像デ
ータD1を不図示の記憶手段に一旦記憶させる。ついで
放射線源および放射線検出手段を被写体の回りに所定の
角度だけ回転させて、上述と同様にその回転位置(投影
方向)における透過放射線画像データD1を得、不図示
の記憶手段に記憶させる。このような処理を、被写体の
全周に亘る複数の透過放射線画像データD1が求められ
るまで繰り返す。
【0021】陰影低減手段11が不図示の記憶手段から
読み出した透過放射線画像データD1に含まれる、散乱
線除去手段の陰影成分を低減する。陰影低減手段11が
「実空間フィルタ処理」を行うものであれば、透過放射
線画像データD1に含まれる、散乱線除去手段による線
状陰影の周波数に相当する周波数成分を実空間フィルタ
処理により低減して低減済透過放射線画像データD2を
求める(特開平3−114039号,同3−12785
号等参照)。陰影低減手段11が「周波数フィルタ処
理」を行うものであれば、透過放射線画像データD1を
フーリエ変換等の周波数空間に一旦データ変換し、散乱
線除去手段による線状陰影の周波数に相当する周波数成
分を低減した後、逆変換して低減済透過放射線画像デー
タD2を求める(特開平3−12785号参照)。陰影
低減手段11が「モフォロジーフィルタ処理」を行うも
のであれば、オープニング処理等のモフォロジー演算に
より散乱線除去手段による線状陰影成分を低減して低減
済透過放射線画像データD2を求める(例えば「モルフ
ォロジー」小畑秀文著 コロナ社 1996.11.1
5初版,特開平10−94538号,同10−1088
58号等参照)。
【0022】散乱線除去手段の陰影成分が低減された低
減済透過放射線画像データD2は、一旦記憶手段に記憶
される。ここでは実空間フィルタ処理,周波数フィルタ
処理およびモフォロジーフィルタ処理の詳細についての
説明は省略する。
【0023】ボリュームデータ生成手段13は、記憶手
段から読み出した低減済透過放射線画像データD2に基
づいて、被写体のボリュームデータD3を生成し、記憶
手段に一旦記憶させる。このボリュームデータD3の生
成に際しては、上述のフェルドカンプアルゴリズム等,
周知の3次元データを再構成する計算方法を使用するこ
とができる。ここでは、このボリュームデータD3の求
め方についての説明は省略する。
【0024】断層画像データ生成手段14が、記憶手段
から読み出したボリュームデータD3に基づいて、被写
体の所定のスライス面における矢状断層像(正中断層
像)やレンダリング画像等の断層画像を担持する断層画
像データD4を求める。
【0025】ボリュームデータD3や断層画像データD
4は、必要に応じて表示用の各画像データに変換され、
不図示の画像表示装置に入力されて、各画像データに基
づく3D画像や断層画像が可視画像として再生される。
【0026】このように本発明による放射線画像形成装
置によれば、透過放射線画像データD1に含まれる散乱
線除去手段の陰影成分を低減し、この陰影成分が低減さ
れた低減済透過放射線画像データD2を使用してボリュ
ームデータD3を生成し、またこうして得られたボリュ
ームデータD3を使用して断層画像データD4を生成す
るようにしたので、再構成された3次元画像や断層画像
中にはグリッド等の陰影に起因するアーチファクトが生
じることがなく、診断に適する3D画像や断層画像を表
示することができる。
【0027】上記説明は、本発明による放射線画像形成
装置を3次元用放射線画像検出装置に適用したものにつ
いて説明したものであるが、本発明はこれに限定される
ものではなく、2次元用放射線画像検出装置に適用する
こともできる。この場合には、上記放射線画像形成装置
のボリュームデータ生成手段13を、例えばフィルタ補
正逆投影法(画像解析ハンドブック(東京大学出版会)
p356〜p371参照)等を使用した画像データ再構
成手段に置き換えるとよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による放射線画像形成装置の一実施の形
態の構成を示すブロック図
【符号の説明】
10 放射線画像形成装置 11 陰影低減手段 12 画像データ生成手段 13 ボリュームデータ生成手段 14 断層画像データ生成手段 20 画像撮像部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相異なる方向から被写体を透過した放射
    線の夫々を、前記被写体により散乱された放射線を除去
    する散乱線除去手段を介して検出することにより得た、
    前記被写体の透過放射線画像を担持する複数の透過放射
    線画像データに基づいて、前記被写体のボリュームデー
    タまたは断層画像データを求める画像データ生成手段を
    有してなる放射線画像形成装置において、 前記透過放射線画像データに含まれる前記散乱線除去手
    段の陰影成分を低減する陰影低減手段を備え、 前記画像データ生成手段が、前記陰影低減手段により前
    記散乱線除去手段の陰影成分が低減された低減済透過放
    射線画像データに基づいて、前記ボリュームデータまた
    は前記断層画像データを求めるものであることを特徴と
    する放射線画像形成装置。
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