JP2012125553A5 - - Google Patents

Description

そこで発明の一形態に係る画像処理装置は、複数の投影データからトモシンセシスを行う画像処理装置であって、二次元検出器の二次元領域を照射する放射線源と前記二次元検出器との間の位置関係である幾何配置を変えながら撮影される、被検体の複数の投影データを取得する取得手段と、
前記取得された投影データに再構成フィルターを用いてフィルター処理を行い、前記フィルター処理された投影データに対して逆投影処理を行うことにより断層画像を再構成する再構成手段と、を有し、前記複数の投影データに対応する幾何配置のそれぞれは、前記二次元検出器の検出面に対して垂直な線と前記放射線源の基準軸とが成す角度が異なっており、
前記再構成手段は、前記フィルター処理された各投影データに関する幾何配置において求められる、前記放射線源と前記各投影データの各画素との間の三次元の位置関係を示す各係数を用いて、前記フィルター処理された投影データの重み付けをして前記逆投影処理を行うことを特徴とする。

Claims (22)

1. 複数の投影データからトモシンセシスを行う画像処理装置であって、
   二次元検出器の二次元領域を照射する放射線源と前記二次元検出器との間の位置関係である幾何配置を変えながら撮影される、被検体の複数の投影データを取得する取得手段と、
   前記取得された投影データに再構成フィルターを用いてフィルター処理を行い、前記フィルター処理された投影データに対して逆投影処理を行うことにより断層画像を再構成する再構成手段と、
   を有し、
   前記複数の投影データに対応する幾何配置のそれぞれは、前記二次元検出器の検出面に対して垂直な線と前記放射線源の基準軸とが成す角度が異なっており、
   前記再構成手段は、前記フィルター処理された各投影データに関する幾何配置において求められる、前記放射線源と前記各投影データの各画素との間の三次元の位置関係を示す各係数を用いて、前記フィルター処理された投影データの重み付けをして前記逆投影処理を行う
   ことを特徴とする画像処理装置。
2. 前記再構成手段は、前記投影データに前記再構成フィルターを合成し、逆投影処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記再構成手段は、前記複数の投影データの各画素値に対応する二次元検出器上の位置と、前記放射線源との幾何配置に基づいて再構成処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 前記再構成手段は、前記複数の投影データと前記再構成フィルターと前記幾何配置とに基づいて逆投影処理を行うことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記再構成手段は、前記幾何配置から定まる第１の係数を乗じつつ前記投影データと前記再構成フィルターとを合成し、さらに該合成されたデータに前記幾何配置から定まる第２の係数を乗じて逆投影処理を行うことを特徴とする請求項４に記載の画像処理装置。
6. 前記再構成手段は、仮想検出器の座標系への投影によって、投影データにおいて近接する位置の画素値同士を加算し、前記仮想検出器における仮想画素を補間する処理を行わないことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像処理装置。
7. 前記再構成手段は、前記二次元検出器で得られた投影データに再構成アルゴリズムを直接適用することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
8. 前記再構成手段は、前記二次元検出器と平行な平面上から各再構成点の画素値を直接再構成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像処理装置。
9. 前記再構成手段は、ＦｅｌｄｋａｍｐのコーンビームＣＴ再構成アルゴリズムにおけるフィルター畳み込みの軸を前記二次元検出器と平行な平面の軸に変形した再構成アルゴリズムに基づき前記投影データを再構成することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
10. トモシンセシス撮影とは、放射線源と二次元の撮像面を有する二次元検出器とによる撮影であって、前記放射線源の焦点位置と前記撮像面の中心位置との距離を変えながら前記放射線源および前記二次元検出器の少なくともいずれか一方を移動させつつ前記放射線源が放射線を複数回照射し、各照射に応じて二次元検出器で得られる複数の投影データを得る撮影方法であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
11. 前記再構成された前記断層画像を表示部に表示させる表示制御手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像処理装置。
12. 前記再構成手段は、前記フィルター処理された投影データＧ(x _t ’,z _t ,β)に前記重み付けをして、前記放射線源の最小の照射角度−β _m から最大の照射角度β _m の範囲で行う積分処理を、以下の式
    

    

    に基づき演算する演算手段を有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像処理装置。
13. 前記演算手段は、前記式を離散化して演算することを特徴とする請求項１２に記載の画像処理装置。
14. 複数の投影データからトモシンセシスを行う画像処理装置における画像処理方法であって、
    二次元検出器の二次元領域を照射する放射線源と前記二次元検出器との間の位置関係である幾何配置を変えながら撮影される、被検体の複数の投影データを取得する取得ステップと、
    前記取得された投影データに再構成フィルターを用いてフィルター処理を行い、前記フィルター処理された投影データに対して逆投影処理を行うことにより断層画像を再構成する再構成ステップと、
    を有し、
    前記複数の投影データに対応する幾何配置のそれぞれは、前記二次元検出器の検出面に対して垂直な線と前記放射線源の基準軸とが成す角度が異なっており、
    前記再構成ステップでは、前記フィルター処理された各投影データに関する幾何配置において求められる、前記放射線源と前記各投影データの各画素との間の三次元の位置関係を示す係数を用いて、前記フィルター処理された投影データの重み付けをして前記逆投影処理を行う
    ことを特徴とする画像処理方法。
15. 前記再構成ステップでは、前記投影データに前記再構成フィルターを合成し逆投影処理を行うことを特徴とする請求項１４に記載の画像処理方法。
16. 前記再構成ステップでは、ＦｅｌｄｋａｍｐのコーンビームＣＴ再構成アルゴリズムにおける前記投影データと再構成フィルターとの合成軸を前記二次元検出器に平行な軸に変形した再構成アルゴリズムにより再構成処理を行うことを特徴とする請求項１４または１５に記載の画像処理方法。
17. 複数の投影データからトモシンセシスを行う画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体であって、前記画像処理方法が、
    二次元検出器の二次元領域を照射する放射線源と前記二次元検出器との間の位置関係である幾何配置を変えながら撮影される、被検体の複数の投影データを取得する取得ステップと、
    前記取得された投影データに再構成フィルターを用いてフィルター処理を行い、前記フィルター処理された投影データに対して逆投影処理を行うことにより断層画像を再構成する再構成ステップとを有し、
    前記複数の投影データに対応する幾何配置のそれぞれは、前記二次元検出器の検出面に対して垂直な線と前記放射線源の基準軸とが成す角度が異なっており、
    前記再構成ステップでは、前記フィルター処理された各投影データに関する幾何配置において求められる、前記放射線源と前記各投影データの各画素との間の三次元の位置関係を示す係数を用いて、前記フィルター処理された投影データの重み付けをして前記逆投影処理を行う
    ことを特徴とする記憶媒体。
18. 前記再構成手段が前記再構成を行うための再構成座標空間は三次元座標軸としてｘ、ｙ、ｚ軸を有し、
    前記再構成手段は、第１の直線と第２の直線との成す角の余弦値を前記係数として取得し、
    前記第１の直線は、前記放射線源に対応する第１の点と、前記各投影データに対応する、ｘ軸およびｚ軸により構成される第１の平面における第２の点（xt,0,zt）とを結び、
    前記第１の平面は、前記二次元検出器の検出面に対して平行であり、かつ、前記幾何配置のアイソセンタを含み、
    前記第２の直線は、前記第１の点と、ｙ軸およびｚ軸により構成される第２の平面への投影点である第３の点(0,0,zt）とを結び、
    前記第２の平面は、前記第１の平面に対して垂直であり、かつ、前記アイソセンタを含むことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
19. 前記再構成手段は、次式により定められる角度βtに基づいて前記各係数を取得し、
    βt=arcsin(Ｄsinβ/(ｄ ² +zt ² ) ^1/2 )
    前記再構成座標空間における三次元座標は、原点であるアイソセンタにより定められ、
    ｘ軸およびｚ軸は、前記二次元検出器の検出面に対して平行であり、前記ｘ軸は前記検出面の移動方向に沿った軸であり、
    ｙ軸は前記検出面に対する法線方向の軸であり、
    係数Ｄは、前記放射線源の焦点と前記アイソセンタとの距離を示し、
    角度βは、前記ｙ軸および前記ｚ軸により定められる平面、および、前記放射線源の焦点と前記アイソセンタとを結ぶ線により定められ、
    前記再構成座標空間における座標(xt,0,zt)は、前記ｘ軸および前記ｚ軸により定められる平面、および、前記放射線源と前記二次元検出器の検出面上の点とを結ぶ線により定められることを特徴とする請求項１８に記載の画像処理装置。
20. それぞれの投影データが前記二次元検出器で撮像された場合に、前記三次元の位置関係を示す各係数を取得する取得手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
21. 前記再構成フィルターを用いて前記投影データにフィルター処理を行うフィルター処理手段と、
    前記二次元検出器および前記放射線源の位置関係を示す他の係数を用いて前記投影データを修正する修正手段と、を更に有し、
    前記フィルター処理手段は前記修正された投影データに対して前記フィルター処理を行うことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
22. 前記フィルター処理手段は、前記投影データおよび前記再構成フィルターに対して畳み込み演算を行うことを特徴とする請求項２１に記載の画像処理装置。