JP2008113850A

JP2008113850A - Ｘ線ｃｔ画像処理方法および装置

Info

Publication number: JP2008113850A
Application number: JP2006299748A
Authority: JP
Inventors: Akira Hagiwara; 明萩原
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2006-11-06
Filing date: 2006-11-06
Publication date: 2008-05-22
Anticipated expiration: 2026-11-06
Also published as: JP5138921B2

Abstract

【課題】頭部Ｘ線ＣＴ画像の灰白質領域だけをコントラスト強調する。
【解決手段】Ｘ線ＣＴ画像の画素を順に処理対象中心画素Ｐとして選び、処理対象中心画素Ｐを中心とする所定範囲内のＣＴ値変化に応じてＣＴ値変化指標値Indexを求め、ＣＴ値変化指標値Indexに応じて処理対象中心画素Ｐが処理対象領域内の画素か否かを表す領域重みWeightを算出し、領域重みWeightに基づいて処理対象領域内の画素のコントラスト強調量Contrastを算出し、コントラスト強調量Contrastを平滑化し、平滑化されたコントラスト強調量ContrastSに基づいて処理対象領域内の画素のコントラストを強調する。
【効果】ＣＴ値変化に特徴がある領域のみをコントラスト強調することが出来る。
【選択図】図２

Description

本発明は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）画像処理方法および装置に関し、更に詳しくは、例えば頭部Ｘ線ＣＴ画像の灰白質領域だけをコントラスト強調することが出来るＸ線ＣＴ画像処理方法および装置に関する。

従来、Ｘ線ＣＴ画像のＣＴ値が骨に相当する「２００」以上の領域を強調する放射線治療計画装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平８−１６４２１７号公報

上記従来の放射線治療計画装置では、ＣＴ値を基準にして骨の領域と他の領域を区別し、骨の領域を強調している。
しかし、ＣＴ値は画素単独の情報であり、周囲画素との関係情報が含まれていないため、領域を区別する方法として妥当でない場合がある問題点があった。
そこで、本発明の目的は、周囲画素との関係情報を基に特定領域だけをコントラスト強調することが出来るＸ線ＣＴ画像処理方法および装置を提供することにある。

第１の観点では、本発明は、Ｘ線ＣＴ画像の全体または一部の各画素を中心とする所定範囲内のＣＴ値変化に応じて各画素が処理対象領域内の画素か否かを区別し、処理対象領域内の画素についてのみコントラスト強調処理を行うことを特徴とするＸ線ＣＴ画像処理方法を提供する。
上記第１の観点によるＸ線ＣＴ画像処理方法では、一つの画素を中心とする所定範囲内のＣＴ値変化すなわち周囲画素との関係情報に応じて当該画素が処理対象領域内の画素か否かを区別する。そして、処理対象領域内の画素についてのみコントラスト強調処理を行う。これにより、ＣＴ値そのものよりもＣＴ値変化に特徴がある領域（例えば頭部Ｘ線ＣＴ画像の灰白質領域）を好適に区別でき、当該領域のみをコントラスト強調することが出来る。

第２の観点では、本発明は、Ｘ線ＣＴ画像の全体または一部の画素を順に処理対象中心画素Ｐとして選ぶステップと、前記処理対象中心画素Ｐを中心とする所定範囲内のＣＴ値変化に応じてＣＴ値変化指標値Indexを求めるステップと、前記ＣＴ値変化指標値Indexに応じてコントラスト強調処理を行うステップとを有することを特徴とするＸ線ＣＴ画像処理方法を提供する。
上記第２の観点によるＸ線ＣＴ画像処理方法では、順に選んだ画素を中心とする所定範囲内のＣＴ値変化すなわち周囲画素との関係情報であるＣＴ値変化指標値Indexを求める。そして、ＣＴ値変化指標値Indexに応じてコントラスト強調処理を行うが、ＣＴ値変化指標値Indexは当該画素が処理対象領域内の画素か否かを表しているから、処理対象領域内の画素についてのみコントラスト強調処理を行うことが出来る。これにより、ＣＴ値そのものよりもＣＴ値変化に特徴がある領域（例えば頭部Ｘ線ＣＴ画像の灰白質領域）を好適に区別でき、当該領域のみをコントラスト強調することが出来る。

第３の観点では、本発明は、Ｘ線ＣＴ画像の全体または一部の画素を順に処理対象中心画素Ｐとして選ぶステップと、前記処理対象中心画素Ｐを中心とする所定範囲内のＣＴ値変化に応じてＣＴ値変化指標値Indexを求めるステップと、前記ＣＴ値変化指標値Indexに応じて前記処理対象中心画素Ｐが処理対象領域内の画素か否かを表す領域重みWeightを算出するステップと、前記領域重みWeightに基づいて前記処理対象領域内の画素のコントラスト強調量Contrastを算出するステップと、コントラスト強調量Contrastを平滑化するステップと、平滑化されたコントラスト強調量ContrastSに基づいて前記Ｘ線ＣＴ画像の前記処理対象領域内の画素のコントラストを強調するステップとを有することを特徴とするＸ線ＣＴ画像処理方法を提供する。
上記第３の観点によるＸ線ＣＴ画像処理方法では、順に選んだ画素Ｐを中心とする所定範囲内のＣＴ値変化すなわち周囲画素との関係情報であるＣＴ値変化指標値Indexを求め、そのＣＴ値変化指標値Indexに応じて領域重みWeightを算出し、その領域重みWeightに基づいてコントラスト強調量Contrastを算出し、そのコントラスト強調量Contrastを平滑化し、平滑化したコントラスト強調量ContrastSに基づいてコントラスト強調処理を行う。領域重みWeightは当該画素が処理対象領域内の画素か否かを表しているから、処理対象領域内の画素についてのみコントラスト強調処理を行うことが出来る。これにより、ＣＴ値そのものよりもＣＴ値変化に特徴がある領域（例えば頭部Ｘ線ＣＴ画像の灰白質領域）を好適に区別でき、当該領域のみをコントラスト強調することが出来る。また、コントラスト強調量Contrastを平滑化するから、ノイズが目立つのを防止することが出来る。

第４の観点では、本発明は、前記第２または前記第３の観点によるＸ線ＣＴ画像処理方法において、前記ＣＴ値変化指標値Indexは、前記処理対象中心画素Ｐを中心とする所定範囲内のＣＴ値の最大値と最小値の差であることを特徴とするＸ線ＣＴ画像処理方法を提供する。
ＣＴ値変化指標値Indexとしては、例えばＣＴ値の変化の微分量を用いてもよいが、上記上記第４の観点によるＸ線ＣＴ画像処理方法では、所定範囲内のＣＴ値の最大値と最小値の差を用いる。これによれば、画素の位置関係を考慮しなくて済むので、処理が簡単になる。

第５の観点では、本発明は、Ｘ線ＣＴ画像の全体または一部の各画素を中心とする所定範囲内のＣＴ値変化に応じて各画素が処理対象領域内の画素か否かを区別する手段と、処理対象領域内の画素についてのみコントラスト強調処理を行う手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ画像処理装置を提供する。
上記第５の観点によるＸ線ＣＴ画像処理装置では、前記第１の観点によるＸ線ＣＴ画像処理方法を好適に実施できる。

第６の観点では、本発明は、Ｘ線ＣＴ画像の全体または一部の画素を順に処理対象中心画素Ｐとして選ぶ手段と、前記処理対象中心画素Ｐを中心とする所定範囲内のＣＴ値変化に応じてＣＴ値変化指標値Indexを求める手段と、前記ＣＴ値変化指標値Indexに応じてコントラスト強調処理を行う手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ画像処理装置を提供する。
上記第６の観点によるＸ線ＣＴ画像処理装置では、前記第２の観点によるＸ線ＣＴ画像処理方法を好適に実施できる。

第７の観点では、本発明は、Ｘ線ＣＴ画像の全体または一部の画素を順に処理対象中心画素Ｐとして選ぶ手段と、前記処理対象中心画素Ｐを中心とする所定範囲内のＣＴ値変化に応じてＣＴ値変化指標値Indexを求める手段と、前記ＣＴ値変化指標値Indexに応じて前記処理対象中心画素Ｐが処理対象領域内の画素か否かを表す領域重みWeightを算出する手段と、前記領域重みWeightに基づいて前記処理対象領域内の画素のコントラスト強調量Contrastを算出する手段と、コントラスト強調量Contrastを平滑化する手段と、平滑化されたコントラスト強調量ContrastSに基づいて前記Ｘ線ＣＴ画像の前記処理対象領域内の画素のコントラストを強調する手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ画像処理装置を提供する。
上記第７の観点によるＸ線ＣＴ画像処理装置では、前記第３の観点によるＸ線ＣＴ画像処理方法を好適に実施できる。

第８の観点では、本発明は、前記第６または前記第７の観点によるＸ線ＣＴ画像処理装置において、前記ＣＴ値変化指標値Indexは、前記処理対象中心画素Ｐを中心とする所定範囲内のＣＴ値の最大値と最小値の差であることを特徴とするＸ線ＣＴ画像処理装置を提供する。
上記第８の観点によるＸ線ＣＴ画像処理装置では、前記第４の観点によるＸ線ＣＴ画像処理方法を好適に実施できる。

本発明のＸ線ＣＴ画像処理方法および装置によれば、ＣＴ値そのものよりもＣＴ値変化に特徴がある領域（例えば頭部Ｘ線ＣＴ画像の灰白質領域）だけをコントラスト強調することが出来る。

以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。

図１は、実施例１に係るＸ線ＣＴ装置１００を示す構成図である。
このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール１と、寝台装置１０と、走査ガントリ２０とを具備している。

操作コンソール１は、操作者の入力を受け付ける入力装置２と、画像再構成処理などを実行する中央処理装置３と、走査ガントリ２０で取得した投影データを収集するデータ収集バッファ５と、投影データから再構成したＣＴ画像を表示するＣＲＴ６と、プログラムやデータやＸ線ＣＴ画像を記憶する記憶装置７とを具備している。

寝台装置１０は、撮影対象を乗せて走査ガントリ２０のボア（空洞部）に入れ出しするテーブル１２を具備している。テーブル１２は、寝台装置１０に内蔵するモータで昇降および直線移動される。

走査ガントリ２０は、Ｘ線管２１と、Ｘ線コントローラ２２と、コリメータ２３と、マルチ検出器２４と、ＤＡＳ（Data Acquisition System）２５と、Ｘ線コントローラ２２，コリメータ２３，ＤＡＳ２５の制御を行う回転側コントローラ２６と、制御信号などを前記操作コンソール１や撮影テーブル１０とやり取りする制御コントローラ２９と、スリップリング３０とを具備している。

図２は、Ｘ線ＣＴ画像の特定領域だけをコントラスト強調する処理を示すフロー図である。この処理は、中央処理装置３で実行される。
ステップＡ１では、Ｘ線ＣＴ画像内のＸＹ空間における処理対象中心画素Ｐ(x,y)を選ぶ。図３の例では、５１２×５１２画素のＸ線ＣＴ画像内に、処理対象中心画素Ｐ(x,y)を選んでいる。なお、図３のＸ線ＣＴ画像における灰白質領域を処理対象領域として想定して説明する。

ステップＡ２では、処理対象中心画素Ｐ(x,y)を中心とする所定ＸＹ範囲におけるＣＴ値変化に応じてＣＴ値変化指標値Index(x,y,n)を算出する。図４の例では、処理対象中心画素Ｐ(x,y)を中心とする７×７画素の範囲が所定ＸＹ範囲である。
ＣＴ値変化指標値Index(x,y,n)は例えば次式により算出する。

ステップＡ３では、ＣＴ値変化指標値Index(x,y,n)に応じて領域重みWeight(x,y)を求める。領域重みWeight(x,y)は、例えば図５に示す如き関数Weight(x,y)=g(n,Index(x,y,n))により求める。図５の関数Weight(x,y)=g(n,Index(x,y,n))は、１０＜Index(x,y,n)＜２０なら処理対象中心画素Ｐ(x,y)が処理対象領域内の画素であることを表し、そうでないなら処理対象中心画素Ｐ(x,y)が処理対象領域内の画素でないことを表していいる。換言すれば、領域重みWeight(x,y)≠０は処理対象中心画素Ｐ(x,y)が処理対象領域内の画素であることを表し、領域重みWeight(x,y)＝０は処理対象中心画素Ｐ(x,y)が処理対象領域内の画素でないことを表している。

次に、領域重みWeight(x,y)を用いてコントラスト強調量Contrast(x,y)を算出する。
コントラスト強調量Contrast(x,y)は例えば次式により算出する。

ここで、処理対象領域の代表値ImageＭは、例えば処理対象領域のＣＴ値の平均値や中央値である。

ステップＡ４では、Ｘ線ＣＴ画像内の全画素についてステップＡ１〜Ａ３を繰り返す。これにより、例えば図６に示すようなコントラスト強調量Contrast(x,y)のマップが得られる。このマップでは、処理対象領域内のコントラスト強調量Contrast(x,y)≠０であり、処理対象領域外のコントラスト強調量Contrast(x,y)＝０である。

ステップＡ５では、ｍ×ｍの平滑化フィルタを用いてコントラスト強調量Contrast(x,y)のマップを平滑化する。これはノイズ（突発的な値）の影響を抑制するためである。これにより、例えば図７に示すような平滑化したコントラスト強調量ContrastS(x,y,m)のマップが得られる。

ステップＡ６では、平滑化したコントラスト強調量ContrastS(x,y)のマップを用いて、元のＸ線ＣＴ画像にコントラスト強調を行う。
コントラスト強調は例えば次式により行う。

以上により、図８に示すように、Ｘ線ＣＴ画像における灰白質領域だけをコントラスト強調することが出来る。

実施例１のＸ線ＣＴ装置１００によれば、ＣＴ値そのものよりもＣＴ値変化に特徴がある領域だけをコントラスト強調することが出来る。

実施例１では、Ｘ線ＣＴ画像の２次元空間（スライス）で処理したが、３次元空間（ボリューム）に拡張してもよい。この場合は、例えば図２のステップＡ１で、Ｘ線ＣＴ画像内のＸＹＺ空間における処理対象中心画素Ｐ(x,y,z)を選ぶ、といったように変形すればよい。

本発明のＸ線ＣＴ画像処理方法および装置は、例えば頭部Ｘ線ＣＴ画像における灰白質領域だけをコントラスト強調のに利用できる。

実施例１にかかるＸ線ＣＴ装置を示す構成図である。実施例１にかかるコントラスト強調処理を示すフロー図である。Ｘ線ＣＴ画像の例示図である。ＣＴ値変化指標値を算出する範囲を示す例示図である。ＣＴ値変化指標値に応じて領域重みを求める関数の例示図である。コントラスト強調量のマップを示す例示図である。平滑化したコントラスト強調量のマップを示す例示図である。灰白質領域だけをコントラスト強調したＸ線ＣＴ画像を示す例示図である。

符号の説明

３中央処理装置
１００Ｘ線ＣＴ装置
Ｐ(x,y) 処理対象中心画素

Claims

Ｘ線ＣＴ画像の全体または一部の各画素を中心とする所定範囲内のＣＴ値変化に応じて各画素が処理対象領域内の画素か否かを区別し、処理対象領域内の画素についてのみコントラスト強調処理を行うことを特徴とするＸ線ＣＴ画像処理方法。
Ｘ線ＣＴ画像の全体または一部の画素を順に処理対象中心画素Ｐとして選ぶステップと、前記処理対象中心画素Ｐを中心とする所定範囲内のＣＴ値変化に応じてＣＴ値変化指標値Indexを求めるステップと、前記ＣＴ値変化指標値Indexに応じてコントラスト強調処理を行うステップとを有することを特徴とするＸ線ＣＴ画像処理方法。
Ｘ線ＣＴ画像の全体または一部の画素を順に処理対象中心画素Ｐとして選ぶステップと、前記処理対象中心画素Ｐを中心とする所定範囲内のＣＴ値変化に応じてＣＴ値変化指標値Indexを求めるステップと、前記ＣＴ値変化指標値Indexに応じて前記処理対象中心画素Ｐが処理対象領域内の画素か否かを表す領域重みWeightを算出するステップと、前記領域重みWeightに基づいて前記処理対象領域内の画素のコントラスト強調量Contrastを算出するステップと、コントラスト強調量Contrastを平滑化するステップと、平滑化されたコントラスト強調量ContrastSに基づいて前記Ｘ線ＣＴ画像の前記処理対象領域内の画素のコントラストを強調するステップとを有することを特徴とするＸ線ＣＴ画像処理方法。
請求項２または請求項３に記載のＸ線ＣＴ画像処理方法において、前記ＣＴ値変化指標値Indexは、前記処理対象中心画素Ｐを中心とする所定範囲内のＣＴ値の最大値と最小値の差であることを特徴とするＸ線ＣＴ画像処理方法。
Ｘ線ＣＴ画像の全体または一部の各画素を中心とする所定範囲内のＣＴ値変化に応じて各画素が処理対象領域内の画素か否かを区別する手段と、処理対象領域内の画素についてのみコントラスト強調処理を行う手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ画像処理装置。
Ｘ線ＣＴ画像の全体または一部の画素を順に処理対象中心画素Ｐとして選ぶ手段と、前記処理対象中心画素Ｐを中心とする所定範囲内のＣＴ値変化に応じてＣＴ値変化指標値Indexを求める手段と、前記ＣＴ値変化指標値Indexに応じてコントラスト強調処理を行う手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ画像処理装置。
Ｘ線ＣＴ画像の全体または一部の画素を順に処理対象中心画素Ｐとして選ぶ手段と、前記処理対象中心画素Ｐを中心とする所定範囲内のＣＴ値変化に応じてＣＴ値変化指標値Indexを求める手段と、前記ＣＴ値変化指標値Indexに応じて前記処理対象中心画素Ｐが処理対象領域内の画素か否かを表す領域重みWeightを算出する手段と、前記領域重みWeightに基づいて前記処理対象領域内の画素のコントラスト強調量Contrastを算出する手段と、コントラスト強調量Contrastを平滑化する手段と、平滑化されたコントラスト強調量ContrastSに基づいて前記Ｘ線ＣＴ画像の前記処理対象領域内の画素のコントラストを強調する手段とを具備したことを特徴とするＸ線ＣＴ画像処理装置。
請求項６または請求項７に記載のＸ線ＣＴ画像処理装置において、前記ＣＴ値変化指標値Indexは、前記処理対象中心画素Ｐを中心とする所定範囲内のＣＴ値の最大値と最小値の差であることを特徴とするＸ線ＣＴ画像処理装置。