JP2017055973A5

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Publication number: JP2017055973A5
Application number: JP2015183042A
Authority: JP
Filing date: 2015-09-16
Publication date: 2017-09-28
Anticipated expiration: 2035-09-16

Description

また、本発明による断層画像生成装置においては、画素値算出手段を、注目座標位置を基準とするあらかじめ定められた範囲に投影された帯域投影画像の複数の画素値のうち、外れ値となる画素値を除外してあるいは外れ値となる画素値の重み付けを小さくして、注目座標位置の画素値を算出するものとしてもよい。

この場合、画像取得手段を、特定の線源位置において被写体に放射線を照射することにより撮影された、被写体の放射線画像を取得するものとし、
画素値算出手段を、補正された座標位置に投影画像の画素値が投影された断層面における注目座標位置の画素値を算出することにより帯域断層画像を生成するものとし、
周波数合成手段を、生成された帯域断層画像を周波数合成して前記断層画像を生成するものとし、
放射線画像および断層画像を表示する表示手段をさらに備えるものとしてもよい。

また、本発明による断層画像生成装置においては、周波数分解手段、再構成手段および周波数合成手段を、被写体の複数の断層面における断層画像を生成するものとし、
複数の断層画像から擬似画像を生成する擬似画像生成手段をさらに備えるものとしてもよい。

また、移動平均を用いる場合、移動平均により注目座標位置の画素値を算出して、回帰曲面を生成する。具体的には、説明を簡単なものとするために、回帰曲面を回帰曲線と考えると、注目座標位置ｕｍの画素値について、注目座標位置ｕｍに隣接する３つの座標位置、すなわち例えば座標位置ｕｋ−１，ｕｋ，ｕｋ＋１に投影された帯域投影画像Ｌｉ−ｋの画素値の平均値である｛（ｑｋ−１）＋ｑｋ＋（ｑｋ＋１）｝／３を算出し、算出した平均値を注目座標位置ｕｍの画素値とする。なお、各画素値に対して重みを設定するようにしてもよい。例えば、注目座標位置ｕｍからの距離が大きくなるほど小さくなるように重みを設定するようにしてもよい。

また、本実施形態においては、複数の帯域投影画像Ｌｉ−ｋの画素値を保持しつつ、複数の帯域投影画像Ｌｉ−ｋのそれぞれについての撮影時のＸ線源１６の位置と放射線検出器１５との位置関係に基づいて、複数の帯域投影画像Ｌｉ−ｋの画素値を被写体である乳房Ｍの所望とする断層面Ｔｊ上の座標位置に投影し、断層面Ｔｊにおける注目座標位置を基準とするあらかじめ定められた範囲に投影された帯域投影画像Ｌｉ−ｋの複数の画素値に基づいて、例えば回帰分析による回帰曲面を生成することにより、注目座標位置の画素値を算出して、帯域断層画像ＴＬｊ−ｋを生成するようにしたものである。このため、注目座標位置に投影された帯域投影画像Ｌｉ−ｋの画素値のみを用いて注目座標位置の画素値を算出する従来の手法と比較して、注目座標位置の周囲の画素値の影響を考慮することができ、その結果、アーチファクトを低減してより高画質の帯域断層画像ＴＬｊ−ｋ、さらには断層画像ＴＧｊを生成することができる。また、逐次近似再構成法のように、投影および再投影を繰り返す必要が無いため、演算時間を大幅に短縮することができる。

一方、図１６に示すように、座標位置Ｐｉ（ｐｘｉ，ｐｙｉ）を通って放射線検出器１５の検出面に直交する線上にＸ線源１６が存在するとした場合、断層面Ｔｊの帯域断層画像において、断層面Ｔｊと線源位置Ｓｃと座標位置Ｐｉとを結ぶ直線との交点に、注目座標位置Ｐｉが投影される。これにより、断層面Ｔｊの帯域断層画像において、帯域投影画像Ｌｉ−０と同一の２次元座標に構造物Ｂ０が存在するようになり、その結果、構造物Ｂ０の位置は、線源位置Ｓｃに対応する帯域投影画像と断層面Ｔｊにおける帯域断層画像とにおいて一致する。したがって、帯域投影画像の画素値を断層面Ｔｊに投影する際の基準となる線源位置を、投影する画素値となる帯域投影画像上の座標位置に直交する直線上にある線源位置Ｓｃに変更することにより、注目座標位置の画素値が投影される断層面Ｔｊ上の座標位置を補正する。ここで、補正の基準となる線源位置Ｓｃの座標位置を（ｓｘｃ，ｓｙｃ，ｓｚｃ）とすると、補正後の注目座標位置Ｐｉと断層面Ｔｊ上の座標位置（ｔｘ，ｔｙ）との関係は下記の式（６）により表される。

図１８は第４の実施形態における周波数分解を説明するための図である。第４の実施形態においては、まず、周波数分解部３２は、ある周波数帯域の投影画像Ｇｉに対して、例えばσ＝１のガウシアンフィルタによりフィルタリング処理を行って、投影画像ＧｉをＸ線源１６の移動方向に対して１／２に縮小してガウシアン成分である縮小画像Ｇｓｉ−１を生成する。なお、Ｘ線源１６の移動方向は図１８の横方向である。縮小画像Ｇｓｉ−１は投影画像ＧｉをＸ線源１６の移動方向に１／２に縮小したものとなる。次いで、周波数分解部４２は、例えば３次Ｂスプライン補間等の補間演算を行って、縮小画像Ｇｓｉ−１をＸ線源１６の移動方向に対して投影画像Ｇｉと同一サイズとなるように２倍に拡大し、拡大した縮小画像Ｇｓｉ−１を投影画像Ｇｉから減算して、最高周波数帯域のラプラシアン成分である帯域投影画像Ｌｓｉ−０を生成する。

ここで、第５の実施形態においては、帯域投影画像の画素値を断層面の座標位置に投影する際に、第３の実施形態のように、断層面Ｔｊ上の座標位置の補正を行うことにより、対応する構造物の位置を断層画像間で一致させることができる。したがって、加算時の画素値の対応付けが容易となるため、より高画質の放射線画像を生成することができる。

また、上記各実施形態において、各帯域の全ての帯域投影画像Ｌｉ−ｋの画素値を断層面Ｔｊに投影した後に回帰曲面を生成しているが、帯域投影画像Ｌｉ−ｋ毎に回帰曲面を生成してもよい。この場合、帯域投影画像Ｌｉ−ｋ毎に算出した回帰曲面間において、対応する座標位置における相関を算出する。なお、相関としては差分値の絶対値を用いることができる。そして、相関が小さい、すなわち差分値の絶対値が所定の閾値を超える画素値を有する回帰曲面がある場合には、その回帰曲面における相関が小さい座標位置の画素値を、外れ値に決定する。そして、外れ値を除外する、あるいは外れ値の重み付けを小さくして、断層面Ｔｊ上の座標位置に投影された全ての帯域投影画像Ｌｉ−ｋの画素値に基づいて、回帰曲面を生成すればよい。

また、注目座標位置を基準とするあらかじめ定められた範囲に投影された帯域投影画像の画素値のうち、外れ値となる画素値を除外して、あるいは外れ値となる画素値の重み付けを小さくして、注目座標位置の画素値を算出することにより、アーチファクトとなる可能性が高い画素値の影響を低減することができ、これにより、より高画質の断層画像を生成することができる。

Claims

放射線源を検出手段に対して相対的に移動させ、前記放射線源の移動による複数の線源位置において被写体に放射線を照射することにより撮影された、前記複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を取得する画像取得手段と、
前記複数の投影画像のそれぞれを周波数分解して、該複数の投影画像のそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域投影画像を取得する周波数分解手段と、
前記周波数帯域毎に、前記複数の帯域投影画像を再構成して前記被写体の帯域断層画像を生成する再構成手段と、
前記帯域断層画像を周波数合成して、前記被写体の断層画像を生成する周波数合成手段とを備えたことを特徴とする断層画像生成装置。
前記周波数分解手段は、前記投影画像における特定の方向に対して、前記複数の投影画像のそれぞれを周波数分解する請求項１記載の断層画像生成装置。
前記特定の方向は、前記放射線源を前記検出手段に対して相対的に移動させる方向である請求項２記載の断層画像生成装置。
所望とする周波数帯域の前記帯域断層画像の強調度を変更する強調度変更手段をさらに備え、
前記周波数合成手段は、前記強調度が変更された帯域断層画像を含む、前記周波数帯毎の前記帯域断層画像を周波数合成して前記断層画像を生成する請求項１から３のいずれか１項記載の断層画像生成装置。
前記強調度変更手段は、前記所望とする周波数帯域の前記帯域断層画像の強調度を、該所望とする周波数帯域以外の前記帯域断層画像の強調度よりも大きくする請求項４記載の断層画像生成装置。
前記強調度変更手段は、前記所望とする周波数帯域の前記帯域断層画像の強調度を、該所望とする周波数帯域以外の前記帯域断層画像の強調度よりも小さくする請求項４記載の断層画像生成装置。
前記再構成手段は、前記複数の帯域投影画像の画素値を保持しつつ、前記複数の帯域投影画像のそれぞれについての撮影時の前記線源位置と前記検出手段との位置関係に基づいて、前記複数の帯域投影画像の画素値を前記被写体の所望とする断層面上の座標位置に投影する画素値投影手段と、
前記断層面における注目座標位置を基準とするあらかじめ定められた範囲に投影された前記帯域投影画像の複数の画素値に基づいて、前記注目座標位置の画素値を算出することにより、前記断層面の前記帯域断層画像を生成する画素値算出手段とを備えた請求項１から６のいずれか１項記載の断層画像生成装置。
前記画素値投影手段は、前記複数の線源位置のそれぞれにおいて、該各線源位置と前記断層面上の画素位置とを結ぶ直線と交差する前記対応する帯域投影画像の座標位置における画素値を、該直線上に位置する前記断層面上の画素位置の画素値に投影する請求項７記載の断層画像生成装置。
前記画素値投影手段は、前記複数の線源位置のそれぞれにおいて、該各線源位置と前記対応する帯域投影画像上の画素位置とを結ぶ直線と交差する前記断層面上の座標位置に、前記直線上に位置する前記帯域投影画像の画素位置における画素値を投影する請求項７記載の断層画像生成装置。
前記断層面上の座標位置の間隔は、該断層面上の画素位置の間隔よりも小さい請求項９記載の断層画像生成装置。
前記画素値算出手段は、前記断層面に投影された前記帯域投影画像の画素値に対して回帰分析を行って、前記注目座標位置の画素値を算出する請求項７から１０のいずれか１項記載の断層画像生成装置。
前記画素値算出手段は、前記回帰分析を行って、前記断層面における帯域断層画像を表す回帰曲面を生成し、該回帰曲面を所望とするサンプリング間隔によりサンプリングして、前記断層面における画素位置の画素値を算出することにより前記帯域断層画像を生成する請求項１１記載の断層画像生成装置。
前記サンプリング間隔は、前記帯域投影画像のサンプリング間隔と異なる請求項１２記載の断層画像生成装置。
前記画素値算出手段は、表示された前記断層画像における注目領域のサイズの変更指示を受け付けた場合、前記回帰曲面における前記注目領域に対応する領域のサンプリング間隔を、前記変更指示に応じて変更して、該注目領域の断層画像を生成する請求項１２または１３記載の断層画像生成装置。
前記画素値算出手段は、前記回帰分析を行う際に、前記注目座標位置の画素値の鮮鋭度を変更する請求項１１から１４のいずれか１項記載の断層画像生成装置。
前記画素値算出手段は、前記撮影時の撮影条件および前記帯域投影画像に含まれる前記被写体の構造の少なくとも一方の情報に応じて、前記鮮鋭度の変更の程度を変更する請求項１５記載の断層画像生成装置。
前記画素値算出手段は、前記注目座標位置を基準とするあらかじめ定められた範囲に投影された前記帯域投影画像の複数の画素値のうち、外れ値となる画素値を除外して、あるいは該外れ値となる画素値の重み付けを小さくして、前記注目座標位置の画素値を算出する請求項７から１６のいずれか１項記載の断層画像生成装置。
前記画素値投影手段は、前記周波数帯域毎に、特定の線源位置に対応する前記帯域投影画像上の注目座標位置の２次元座標と、該帯域投影画像上の注目座標位置の画素値が投影される前記断層面上の座標位置の２次元座標とが一致するように、前記特定の線源位置と前記帯域投影画像上の注目座標位置との位置関係に基づいて、前記帯域投影画像上の注目座標位置の画素値が投影される前記断層面上の座標位置を補正して、前記複数の帯域投影画像の画素値を前記断層面上の補正された座標位置に投影する請求項７から１７のいずれか１項記載の断層画像生成装置。
前記画像取得手段は、前記特定の線源位置において前記被写体に前記放射線を照射することにより撮影された、前記被写体の放射線画像を取得し、
前記画素値算出手段は、前記補正された座標位置に前記帯域投影画像の画素値が投影された前記断層面における前記注目座標位置の画素値を算出することにより前記帯域断層画像を生成し、
前記周波数合成手段は、該生成された帯域断層画像を周波数合成して前記断層画像を生成し、
前記放射線画像および前記断層画像を表示する表示手段をさらに備えた請求項１８記載の断層画像生成装置。
前記画素値算出手段は、前記注目座標位置の画素値と、該注目座標位置に対応する前記帯域投影画像の座標位置における画素値との差に基づく重み付け係数を算出し、前記帯域投影画像の前記複数の画素値および前記重み付け係数に基づいて、前記注目座標位置の画素値の算出を再度行って、前記注目座標位置の新たな画素値を算出する請求項７から１９のいずれか１項記載の断層画像生成装置。
前記画素値算出手段は、前記注目座標位置の前記新たな画素値を用いた新たな重み付け係数の算出、および前記投影画像の前記複数の画素値および前記新たな重み付け係数に基づく前記注目座標位置の新たな画素値の再度の算出を繰り返す請求項２０記載の断層画像生成装置。
前記周波数分解手段、前記再構成手段および前記周波数合成手段は、前記被写体の複数の断層面における断層画像を生成し、
前記複数の断層画像から擬似画像を生成する擬似画像生成手段をさらに備えた請求項１から２１のいずれか１項記載の断層画像生成装置。
放射線源を検出手段に対して相対的に移動させ、前記放射線源の移動による複数の線源位置において被写体に放射線を照射することにより撮影された、前記複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を取得し、
前記複数の投影画像のそれぞれを周波数分解して、該複数の投影画像のそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域投影画像を取得し、
前記周波数帯域毎に、前記複数の帯域投影画像を再構成して前記被写体の帯域断層画像を生成し、
前記帯域断層画像を周波数合成して、前記被写体の断層画像を生成することを特徴とする断層画像生成方法。
放射線源を検出手段に対して相対的に移動させ、前記放射線源の移動による複数の線源位置において被写体に放射線を照射することにより撮影された、前記複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を取得する手順と、
前記複数の投影画像のそれぞれを周波数分解して、該複数の投影画像のそれぞれについての、複数の周波数帯域毎の周波数成分を表す複数の帯域投影画像を取得する手順と、
前記周波数帯域毎に、前記複数の帯域投影画像を再構成して前記被写体の帯域断層画像を生成する手順と、
前記帯域断層画像を周波数合成して、前記被写体の断層画像を生成する手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする断層画像生成プログラム。