JP2006043431A - ヘリカルマルチスライスctのための回復ノイズを伴うヘリカルウィンドミルアーチファクトを低減する方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1画像ボリュームを構成する複数の第1画像を取得し、複数の第1画像をフィルタリングして少なくとも2つの第1画像の平均からなる複数の第2画像を生成し、複数の第1画像から一の第1画像を選択し、一の第1画像に対応する一の第2画像に消失ノイズ画像を加えてノイズが回復された画像を生成し、複数の第2画像内の画素値に基づいて第2画像内の各画素位置で勾配値を含む勾配画像を決定し(603)、撮影アーチファクトを含まない補正された画像を得るために、決定された勾配画像に基づいて第1画像とノイズが回復された画像を組み合わせる。
【選択図】図6
Description
本発明の第2局面は、対象物を透過するコーンビームX栓を生成するように構成されたX線生成手段と、前記対象物を透過するX線に基づいて、投影データを出力するように構成されたX線検出手段と、前記X線検出手段が出力した前記投影データに基づいて、複数の二次元画像を含むCTボリューム画像を生成するように構成された再構成処理手段と、前記生成されたCTボリューム画像の軸方向の少なくとも1つの勾配値を計算するように構成された勾配計算手段と、撮影アーチファクトが抑制されたCTボリューム画像を生成するために、前記少なくとも1つの計算された勾配値に基づいて、前記CTボリューム画像をフィルタリングするように構成された画像フィルタリング手段とを備えるX線CT装置である。
本発明の第3局面は、集合的に第1画像ボリュームを定義する複数の第1画像を得ることと、前記複数の第1画像内の少なくとも2つの画像の平均を含む複数の第2画像を生成するために前記複数の第1画像をフィルタリングすることと、前記複数の第1画像から第1画像を選択することと、前記第2画像内の各画素位置における勾配値を含む勾配画像を、前記複数の第2画像内の画素値に基づいて決定することと、撮影アーチファクトがが抑制された画像を得るために、前記決定された勾配画像に基づいて、前記第1画像と、前記複数の第2画像内で前記第1画像内の第1画像に対応する第2画像とを組み合わせることとを含む医用画像処理方法である。
スライスを厚くするユニット210は、アーチファクト画像ボリューム200からのいくつかのアーチファクトスライスを平均化する。平均化は、ウィンドミルアーチファクトを低減し、また画像とノイズの解像度を低減する結果を生じる、アーチファクトスライスを組み合わせる非加重平均化、加重平均化、適応決定加重平均化、または、他の方法であってよい。好ましい実施形態では、加重平均低域フィルタは厚み画像ボリューム202内の画像を生成するように実装される。この方法は次式の通りである。
スライスを厚くするステップの低域通過型フィルタリングにより、高周波数空間成分が除去される。これは図3の影をつけた領域に示す。除去された周波数成分は、ウィンドミルアーチファクトに寄与する周波数成分、および、組織構造とノイズを表す周波数成分である。ノイズ解像度低減の1つの結果は、Z方向のバックグラウンドノイズパターンの粒子サイズが伸ばされることである。これは、冠状面フォーマットまたは矢状面フォーマットの画像を見る場合、臨床的見地から望ましくない。回復ノイズユニット230は、消失ノイズ画像206を厚み画像ボリューム内の画像に追加して戻すことによって、バックグラウンドノイズパターンをアーチファクト画像のバックグランドノイズパターンに回復する。これは図4(a)、図4(b)、図4(c)に示す。回復ノイズユニット230は次の4つのステップを行なう。
アーチファクト画像と同じノイズ特性を有する純粋なノイズ画像ボリュームを生成または取得しなければならない。アーチファクト画像ボリュームの画像の数NNおよびスライス間隔ΔZNは、Z方向でノイズパターンを適切にサンプリングするのに十分でなければならない。ノイズパターンは、kV、mA、ヘリカルピッチ、スライス間隔、検出器セグメント幅などのシステムパラメータと、FOV、スライス間隔、畳み込みカーネル、画像の厚さなどの再構成パラメータの関数である。純粋なノイズボリュームは数学的に生成するか、物理的に取得することができる。好ましい実施形態では、純粋なノイズ画像は限定された数の取得と再構成のパラメータ設定に関して水ファントムから得て、補間して、アーチファクト画像ボリューム200に関する取得と再構成の設定と一致させる。
図4(a)に示すように、純粋なノイズボリュームは、厚み画像ボリューム202に関して使用されたパラメータおよびプロシージャと同じパラメータおよびプロシージャを使用して厚くする。図3を参照されたい。
図4(b)に示すように、厚みノイズ画像を、対応する純粋ノイズ画像から引く。この結果、消失ノイズ周波数だけを含む画像ボリュームが得られる。
(4;消失ノイズ画像を厚み画像に加える)
図4(c)に示すように、消失ノイズ画像を、対応する厚み画像に加える。これは次式の通りである。
上式でthickNRはノイズが回復された厚み画像である。他の実施形態では、混合の後に、消失ノイズを補正された画像205に加えて回復ノイズを行ってもよい。
フィルタリングされた勾配画像は、アーチファクト画像データまたは厚み画像データのいずれかの、x勾配、および、y勾配、z勾配から生成することができる。好ましい実施形態では厚み画像データを使用し、勾配は勾配方向(x、または、y、z)の2つの画素位置における強度の変化の絶対値から計算する。
上式でWx、および、Wy、Wzは各方向勾配の加重である。
図5に示すように、適応加重混合関数220は、thickNRからアーチファクト’画像に滑らかな遷移を示す、適応加重カーブWFに基づく。図5では3つの例を示す。図5のカーブAでは、thickNRからアーチファクト’画像まで直接の滑らかな遷移が可能である。カーブBとカーブCは、アーチファクト’画像の特定の勾配を伴う構造を抑制する選択的な遷移が可能である。カーブAは好ましい実施形態の中で実装される。用途によっては、異なる遷移曲線を異なる実施形態に組み入れることができる。ブレーク値BThkとBArtは、適応加重の範囲を決定する。したがって、補正された画像205は次式を使用して決定される。
好ましい実施形態では、WFは図5の中のカーブAによって与えられる。特にWFは次式のように計算される。
用途に応じて、画像強調ユニット240によるアーチファクト画像の強調が必要になることがある。異なる実施形態では、画像強調は、縁を強調するためのアーチファクト画像のシャープ化、または、アーチファクト画像を厚くすること、所定の他の画像処理関数、アーチファクト画像に強調を行わないことのいずれかであってもよい。
Claims (16)
- 第1画像ボリュームを構成する複数の第1画像を取得し、
前記複数の第1画像をフィルタリングして、各々が前記複数の第1画像内の少なくとも2つの画像の平均である複数の第2画像を生成し、
前記複数の第1画像から一の第1画像を選択し、
前記複数の第1画像から選択された画像に対応する前記複数の第2画像の中の一の第2画像に、消失ノイズの情報を加えて、回復ノイズ画像を生成し、
前記第2画像内の各画素位置における勾配の情報を、前記複数の第2画像の画素値に基づいて決定し、
撮影アーチファクトが抑制された画像を得るために、前記決定された勾配の情報に基づいて、前記第1画像と前記回復ノイズ画像とを組み合わせる医用画像処理方法。 - 前記決定ステップは、
前記第2画像内の各位置において、それぞれの方向だけが異なる座標軸を有する2つの画素位置における画像強度の変化の絶対値に基づいて、方向勾配値を計算し、
前記第2画像内の各画素位置において、前記方向勾配値の加重平均として勾配値を決定する請求項1に記載の方法。 - 前記フィルタリングされた方向勾配値を得るために、前記方向勾配値を低域フィルタリングすることをさらに含み、
前記勾配値を決定するステップは、前記第2画像内の各位置において、前記フィルタリングされた方向勾配値の加重平均として勾配値を決定する請求項2に記載の方法。 - 前記複数の第1画像にそれぞれ対応する複数の純粋なノイズ画像を得、
前記純粋なノイズ画像をフィルタリングして、少なくとも2つの純粋なノイズ画像の加重平均である厚みノイズ画像を生成し、
前記第1画像に対応する厚いノイズ画像を、対応する純粋なノイズ画像から引き算して、消失ノイズの情報を生成する請求項1に記載の方法。 - 前記取得ステップは、
前記複数の第1画像のように均一なスライス間隔を有する複数のCT画像スライスを得る請求項1に記載の方法。 - 前記フィルタリングステップは、
前記複数の第1画像内の少なくとも2つの画像について、加重平均化、非加重平均化、適応加重平均化のうち一の処理により、前記複数の第1画像をフィルタリングする含む請求項1に記載の方法。 - 前記複数の第1画像各々に対して画像強調を行う請求項1に記載の方法。
- 前記画像強調ステップは、
(1)前記複数の第1画像内の各画像の縁を強調する画像シャープ化と、
(2)前記複数の第1画像内の各画像を厚くすることとのうち1つを含む請求項8に記載の方法。 - 前記組み合わせステップは、
前記勾配画像に基づいて、前記第1画像内のそれぞれの画素位置について加重値を決定し、
前記決定された加重値を使用して、前記第1画像と前記ノイズが回復された画像の加重平均として前記補正された画像を決定する請求項1に記載の方法。 - 前記組み合わせステップは、
次式を使用して前記補正された画像を決定することを含み、
C〔i、j〕=Wf{G〔i、j〕}・X〔i、j〕+(1−Wf{G〔i、j〕})・Y〔i、j〕
上式でC〔i、j〕は前記補正された画像、G〔i、j〕は前記勾配画像、Xは前記第1画像、Yは前記ノイズが回復された画像、Wf{}は、入力勾配値G〔i、j〕に基づいて加重値を出力する加重関数である請求項1に記載の方法。 - 対象物を透過するコーンビームX栓を生成するように構成されたX線生成手段と、
前記対象物を透過するX線に基づいて、投影データを出力するように構成されたX線検出手段と、
前記X線検出手段が出力した前記投影データに基づいて、複数の二次元画像を含むCTボリューム画像を生成するように構成された再構成処理手段と、
前記生成されたCTボリューム画像の軸方向の少なくとも1つの勾配値を計算するように構成された勾配計算手段と、
撮影アーチファクトが抑制されたCTボリューム画像を生成するために、前記少なくとも1つの計算された勾配値に基づいて、前記CTボリューム画像をフィルタリングするように構成された画像フィルタリング手段とを備えるX線CT装置。 - 厚いボリューム画像を生成するために前記CT画像ボリュームをフィルタリングするように構成されたスライスを厚くする手段であって、前記厚いボリューム画像は少なくとも1つの厚み画像を含み、前記少なくとも1つの厚み画像は前記CTボリューム画像を含む複数の2次元画像内の少なくとも2つの画像の平均を含む、スライスを厚くする手段をさらに備え、
前記画像フィルタリング手段は、前記少なくとも1つの計算された勾配値に基づいて、それぞれの加重を使用して、前記CTボリューム画像と前記厚いボリューム画像を選択的に組み合わせることによって前記CTボリューム画像をフィルタリングするように構成される請求項12に記載のX線CT装置。 - 前記画像フィルタリング手段は、前記少なくとも1つの計算された勾配値が小さいときに、前記厚いボリューム画像に対応する加重を増加させることによって強力なフィルタリングを行うように構成される請求項13に記載のX線CT装置。
- 前記画像フィルタリング手段は、前記少なくとも1つの計算された勾配値が大きいときに、前記CTボリューム画像に対応する加重を増加させることによって弱いフィルタリングを行うように構成される請求項13に記載のX線CT装置。
- 集合的に第1画像ボリュームを定義する複数の第1画像を得ることと、
前記複数の第1画像内の少なくとも2つの画像の平均を含む複数の第2画像を生成するために前記複数の第1画像をフィルタリングすることと、
前記複数の第1画像から第1画像を選択することと、
前記第2画像内の各画素位置における勾配値を含む勾配画像を、前記複数の第2画像内の画素値に基づいて決定することと、
撮影アーチファクトがが抑制された画像を得るために、前記決定された勾配画像に基づいて、前記第1画像と、前記複数の第2画像内で前記第1画像内の第1画像に対応する第2画像とを組み合わせることとを含む医用画像処理方法。
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