JP2024043514A - 再構成装置、ｘ線ｃｔ装置及び画像処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画質を向上させること。【解決手段】実施形態に係る再構成装置は、補正手段と、選択手段と、再構成手段とを備える。補正手段は、複数の第１のサイノグラムデータに基づいて複数の第２のサイノグラムデータを求める。選択手段は、前記第１のサイノグラムデータと前記第２のサイノグラムデータを比較し、類似性の高い前記第１のサイノグラムデータを選択することにより第３のサイノグラムデータを求める。再構成手段は、前記第３のサイノグラムデータに基づいて、画像を再構成する。【選択図】図１

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、再構成装置、Ｘ線ＣＴ装置及び画像処理装置に関する。

例えば心臓のＣＴＡ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）において、モーションアーチファクト等のアーチファクトが現れる場合がある。当該アーチファクトを除去する方法として、ディープラーニングや数値解析の手法などを用いて、アーチファクトが存在すると考えられる画像のピクセルの値を変更する方法が考えられる。

しかしながら、この方法を取る場合、画像データそのものが変更されてしまうので、例えば狭窄など、解剖学的な情報が、アーチファクト補正により変更されてしまう可能性がある。従って、画像データの値を変更せずにアーチファクト補正を行うのが望ましい。

特表２０２１－５１９６４６号公報 特許第４７１４６７７号公報 特開２０１７－１５６５５号公報

本明細書及び図面の開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、画質を向上させることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

実施形態に係る再構成装置は、補正手段と、選択手段と、再構成手段とを備える。補正手段は、複数の第１のサイノグラムデータに基づいて複数の第２のサイノグラムデータを求める。選択手段は、前記第１のサイノグラムデータと前記第２のサイノグラムデータを比較し、類似性の高い前記第１のサイノグラムデータを選択することにより第３のサイノグラムデータを求める。再構成手段は、前記第３のサイノグラムデータに基づいて、画像を再構成する。

図１は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成の一例を示した図である。 図２は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が行う処理の流れを示したフローチャートである。 図３は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が行う処理について説明した図である。 図４は、図２のステップＳ２００の処理について詳しく説明したフローチャートである。 図５は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置が行う処理について説明した図である。

以下、図面を参照しながら、再構成装置、Ｘ線ＣＴ装置及び画像処理装置の実施形態について詳細に説明する。

（実施形態）
図１に示すように、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１は、架台装置１０と、寝台装置３０と、画像処理装置４０とを有する。なお、図１は、説明のために架台装置１０を複数方向から描画したものであり、Ｘ線ＣＴ装置１が架台装置１０を１つ有する場合を示す。

架台装置１０は、Ｘ線管１１と、Ｘ線検出器１２と、回転フレーム１３と、Ｘ線高電圧装置１４と、制御装置１５と、ウェッジ１６と、コリメータ１７と、ＤＡＳ（Data Acquisition System）１８とを有する。

Ｘ線管１１は、熱電子を発生する陰極（フィラメント）と、熱電子の衝突を受けてＸ線を発生する陽極（ターゲット）とを有する真空管である。Ｘ線管１１は、Ｘ線高電圧装置１４からの高電圧の印加により、陰極から陽極に向けて熱電子を照射することで、被検体Ｐに対し照射するＸ線を発生する。例えば、Ｘ線管１１には、回転する陽極に熱電子を照射することでＸ線を発生させる回転陽極型のＸ線管がある。

なお、Ｘ線管１１及び制御装置１５は、Ｘ線照射部の一例である。Ｘ線照射部は、既知の物質及び透過長からなるファントムに対して低フラックススキャンを実行する。具体的には、Ｘ線照射部は、初期電流強度及びＸ線管の各管電圧設定で、エアスキャン及び、複数の異なる物質からなるファントムに対するスキャンを実行することにより低フラックススキャンを実行する。

回転フレーム１３は、Ｘ線管１１とＸ線検出器１２とを対向支持し、制御装置１５によってＸ線管１１とＸ線検出器１２とを回転させる円環状のフレームである。例えば、回転フレーム１３は、アルミニウムを材料とした鋳物である。なお、回転フレーム１３は、Ｘ線管１１及びＸ線検出器１２に加えて、Ｘ線高電圧装置１４やウェッジ１６、コリメータ１７、ＤＡＳ１８等を更に支持することもできる。更に、回転フレーム１３は、図１において図示しない種々の構成を更に支持することもできる。

ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から照射されたＸ線量を調節するためのフィルタである。具体的には、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から被検体Ｐへ照射されるＸ線の分布が、予め定められた分布になるように、Ｘ線管１１から照射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。例えば、ウェッジ１６は、ウェッジフィルタ（wedge filter）やボウタイフィルタ（bow-tie filter）であり、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウム等を加工したフィルタである。

コリメータ１７は、ウェッジ１６を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。なお、コリメータ１７は、Ｘ線絞りと呼ばれる場合もある。また、図１においては、Ｘ線管１１とコリメータ１７との間にウェッジ１６が配置される場合を示すが、Ｘ線管１１とウェッジ１６との間にコリメータ１７が配置される場合であってもよい。この場合、ウェッジ１６は、Ｘ線管１１から照射され、コリメータ１７により照射範囲が制限されたＸ線を透過して減衰させる。

Ｘ線高電圧装置１４は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管１１に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管１１が発生するＸ線に応じた出力電圧の制御を行うＸ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。なお、Ｘ線高電圧装置１４は、回転フレーム１３に設けられてもよいし、図示しない固定フレームに設けられても構わない。

制御装置１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。制御装置１５は、入力インターフェース４３からの入力信号を受けて、架台装置１０及び寝台装置３０の動作制御を行う。例えば、制御装置１５は、回転フレーム１３の回転や架台装置１０のチルト、寝台装置３０及び天板３３の動作等について制御を行う。なお、制御装置１５は架台装置１０に設けられてもよいし、画像処理装置４０に設けられてもよい。

Ｘ線検出器１２は、例えば光子計数型検出器またはエネルギー積分型の検出器である。Ｘ線検出器１２が光子検出型検出器である場合、Ｘ線検出器１２は、Ｘ線管１１から照射されて被検体Ｐを透過したＸ線に由来する光子であるＸ線光子が入射するごとに、当該Ｘ線光子のエネルギー値を計測可能な信号を出力する。Ｘ線検出器１２は、Ｘ線光子が入射するごとに、１パルスの電気信号（アナログ信号）を出力する複数のＸ線検出素子を有する。

Ｘ線検出素子は、例えば、例えば、ＣｄＴｅ（テルル化カドミウム：cadmium telluride）やＣｄＺｎＴｅ（テルル化カドミウム亜鉛：cadmium Zinc telluride）などの半導体素子（半導体検出素子）にアノード電極及びカソード電極が配置されたものである。

Ｘ線検出器１２は、Ｘ線検出素子と、Ｘ線検出素子に接続されて、Ｘ線検出素子が検出したＸ線光子を計数する読み出し回路であるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）とを複数有する。ＡＳＩＣは、Ｘ線検出素子が出力した個々の電荷を弁別することで、検出素子に入射したＸ線光子の数を計数する。また、ＡＳＩＣは、個々の電荷の大きさに基づく演算処理を行なうことで、計数したＸ線光子のエネルギーを計測する。さらに、ＡＳＩＣは、Ｘ線光子の計数結果をデジタルデータとしてＤＡＳ１８に出力する。

ＤＡＳ１８は、Ｘ線検出器１２から入力された計数処理の結果に基づいて検出データを生成する。検出データは、例えば、サイノグラムである。サイノグラムは、Ｘ線管１１の各位置において各Ｘ線検出素子に入射した計数処理の結果を並べたデータである。サイノグラムは、ビュー方向及びチャネル方向を軸とする２次元直交座標系に、計数処理の結果を並べたデータである。ＤＡＳ１８は、例えば、Ｘ線検出器１２におけるスライス方向の列単位で、サイノグラムを生成する。ＤＡＳ１８は、生成した検出データを画像処理装置４０へ転送する。ＤＡＳ１８は、例えば、プロセッサにより実現される。

ＤＡＳ１８が生成したデータは、回転フレーム１３に設けられた発光ダイオード（Light Emitting Diode: ＬＥＤ）を有する送信機から、光通信によって、架台装置１０の非回転部分（例えば、固定フレーム等。図１での図示は省略している）に設けられた、フォトダイオードを有する受信機に送信され、画像処理装置４０へと転送される。ここで、非回転部分とは、例えば、回転フレーム１３を回転可能に支持する固定フレーム等である。なお、回転フレーム１３から架台装置１０の非回転部分へのデータの送信方法は、光通信に限らず、非接触型の如何なるデータ伝送方式を採用してもよいし、接触型のデータ伝送方式を採用しても構わない。

寝台装置３０は、撮影対象の被検体Ｐを載置、移動させる装置であり、基台３１と、寝台駆動装置３２と、天板３３と、支持フレーム３４とを有する。基台３１は、支持フレーム３４を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置３２は、被検体Ｐが載置された天板３３を、天板３３の長軸方向に移動する駆動機構であり、モータ及びアクチュエータ等を含む。支持フレーム３４の上面に設けられた天板３３は、被検体Ｐが載置される板である。なお、寝台駆動装置３２は、天板３３に加え、支持フレーム３４を天板３３の長軸方向に移動してもよい。

画像処理装置４０は、メモリ４１と、ディスプレイ４２と、入力インターフェース４３と、処理回路４４とを有する。なお、画像処理装置４０は架台装置１０とは別体として説明するが、架台装置１０に画像処理装置４０又は画像処理装置４０の各構成要素の一部が含まれてもよい。

メモリ４１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。メモリ４１は、例えば、投影データやＣＴ画像データを記憶する。また、例えば、メモリ４１は、Ｘ線ＣＴ装置１に含まれる回路が各種の機能を実現するためのプログラムを記憶する。メモリ４１は、Ｘ線ＣＴ装置１とネットワークを介して接続されたサーバ群（クラウド）により実現されることとしてもよい。

ディスプレイ４２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ４２は、処理回路４４によって生成された各種の画像を表示したり、操作者から各種の操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。例えば、ディスプレイ４２は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイである。ディスプレイ４２は、デスクトップ型でもよいし、画像処理装置４０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、ディスプレイ４２は、表示部の一例である。

入力インターフェース４３は、操作者から各種の入力操作を受け付けて、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路４４に出力する。また、例えば、入力インターフェース４３は、スキャン条件や、ＣＴ画像データを再構成する際の再構成条件、ＣＴ画像データから後処理画像を生成する際の画像処理条件等の入力操作を操作者から受け付ける。

例えば、入力インターフェース４３は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、音声入力回路等により実現される。なお、入力インターフェース４３は、架台装置１０に設けられてもよい。また、入力インターフェース４３は、画像処理装置４０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インターフェース４３は、マウスやキーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、画像処理装置４０とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を処理回路４４へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース４３の例に含まれる。

処理回路４４は、Ｘ線ＣＴ装置１全体の動作を制御する。例えば、処理回路４４は、制御機能４４ａ、前処理機能４４ｂ、第１生成機能４４ｃ、第２生成機能４４ｄ、第３生成機能４４ｅ、第４生成機能４４ｆ及び取得機能４４ｇを実行する。ここで、例えば、図１に示す処理回路４４の構成要素である制御機能４４ａ、前処理機能４４ｂ、第１生成機能４４ｃ、第２生成機能４４ｄ、第３生成機能４４ｅ、第４生成機能４４ｆ、取得機能４４ｇが実行する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ４１内に記録されている。処理回路４４は、例えば、プロセッサであり、メモリ４１から各プログラムを読み出し、実行することで読み出した各プログラムに対応する機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路４４は、図１の処理回路４４内に示された各機能を有することとなる。処理回路４４は、再構成装置の一例である。

制御機能４４ａ、前処理機能４４ｂ、第１生成機能４４ｃ、第２生成機能４４ｄ、第３生成機能４４ｅ、第４生成機能４４ｆ、取得機能４４ｇは、それぞれ、制御部、前処理部、第１生成部（生成手段）、第２生成部（補正手段）、第３生成部（選択手段）、第４生成部（再構成手段）、取得部の一例である。また、制御部は、表示制御手段の一例である。

なお、図１においては、制御機能４４ａ、前処理機能４４ｂ、第１生成機能４４ｃ、第２生成機能４４ｄ、第３生成機能４４ｅ、第４生成機能４４ｆ、取得機能４４ｇの各処理機能が単一の処理回路４４によって実現される場合を示したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、処理回路４４は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路４４が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。

制御機能４４ａは、入力インターフェース４３を介して操作者から受け付けた入力操作に基づいて、各種処理を制御する。具体的には、制御機能４４ａは、架台装置１０で行なわれるＣＴスキャンを制御する。例えば、制御機能４４ａは、Ｘ線高電圧装置１４、Ｘ線検出器１２、制御装置１５、ＤＡＳ１８及び寝台駆動装置３２の動作を制御することで、架台装置１０における計数結果の収集処理を制御する。一例を挙げると、制御機能４４ａは、位置決め画像（スキャノ画像）を収集する位置決めスキャン及び診断に用いる画像を収集する撮影（本スキャン）における投影データの収集処理をそれぞれ制御する。

また、制御機能４４ａは、表示制御手段として、メモリ４１が記憶する各種画像データに基づく画像などをディスプレイ４２に表示させる。

前処理機能４４ｂは、ＤＡＳ１８から出力された検出データに対して対数変換処理やオフセット補正処理、チャネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正、散乱線補正、ダークカウント補正等の前処理を施すことにより投影データを生成する。

第１生成機能４４ｃは、生成手段として、前処理機能４４ｂにて生成された投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法等を用いた再構成処理を行ってＣＴ画像データを生成する他、ＣＴ画像に対して順投影処理を行ってサイノグラムデータを生成する。第１生成機能４４ｃ、第２生成機能４４ｄ、第３生成機能４４ｅ及び第４生成機能４４ｆについての詳細は、後述する。

処理回路４４は、取得機能４４ｇにより、Ｘ線検出器１２から種々のデータを取得する。

続いて、実施形態に係る背景について詳細に説明する。

心臓のＣＴＡ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）において、モーションアーチファクト等のアーチファクトが現れる場合がある。当該アーチファクトを除去する方法として、ディープラーニングや数値解析の手法などを用いて、アーチファクトが存在すると考えられる画像のピクセルの値を変更する方法が考えられる。

しかしながら、この方法を取る場合、画像データそのものが変更されてしまうので、例えば狭窄など、解剖学的な情報が、アーチファクト補正により変更されてしまう可能性がある。従って、画像データの値を変更せずにアーチファクト補正を行うのが望ましい。

実施形態に係る再構成装置、Ｘ線ＣＴ装置、及び画像処理装置は、かかる背景に基づいたものであり、実施形態に係る再構成装置は、補正手段と、選択手段と、再構成手段とを備える。補正手段は、複数の第１のサイノグラムデータに基づいて複数の第２のサイノグラムデータを求める。具体的には、補正手段は、複数の第１のサイノグラムデータに基づいて、前記複数の第1のサイノグラムデータからアーチファクトまたはノイズを除去した前記複数の第２のサイノグラムを求める。選択手段は、前記第１のサイノグラムデータと前記第２のサイノグラムデータを比較し、類似性の高い前記第１のサイノグラムデータを選択することにより第３のサイノグラムデータを求める。再構成手段は、前記第３のサイノグラムデータに基づいて、画像を再構成する。

また、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、かかる再構成装置と、Ｘ線ＣＴ撮影を行い複数の第１のサイノグラムデータを生成する生成手段とを備える。また、実施形態に係る画像処理装置は、当該再構成装置と、再構成された画像を表示部に表示させる表示制御手段とを備える。

このように、実施形態においては、アーチファクト補正処理を行った第２のサイノグラムデータに基づいて、複数の第１のサイノグラムデータをマージして第３のサイノグラムデータを生成し、これをもとにＣＴ画像を生成する。この方法においては、第３のサイノグラムデータは、複数の第１のサイノグラムデータのいずれかに含まれていた情報を基にしているので、サイノグラムデータの値そのものは変更されていない。従って、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１または画像処理装置４０は、もともとのデータの解剖学的な情報を保存した状態で、モーション補正を行うことができ、画質が向上する。

続いて、図３を適宜参照しながら、図２を用いて、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１が行う処理について説明する。図２は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１が行う処理の流れについて説明したフローチャートであり、図３は、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１が行う処理の流れについて説明した模式図である。

はじめに、ステップＳ１００において、Ｘ線ＣＴ装置１は、ＣＴ撮影を実行する。続いて、ステップＳ１１０において、処理回路４４は、生成手段として、第１生成機能４４ｃにより、ステップＳ１００において実行されたＣＴ撮影に基づいて、図３に示される複数のＣＴ画像２を生成する。一例として、処理回路４４は、生成手段として、第１生成機能４４ｃにより、ステップＳ１００において実行されたＣＴ撮影に基づいて得られたデータに対して画像再構成処理を行って、複数のＣＴ画像２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ等を生成する。

ここで、複数のＣＴ画像とは、例えば同じ撮影により得られた異なる時相のＣＴ画像である時系列ＣＴ画像である。この場合、ステップＳ１００において、Ｘ線ＣＴ装置１は、例えば１回の撮影により複数の時相でＣＴ撮影を行う。ステップＳ１１０において、処理回路４４は、生成手段として、第１生成機能４４ｃにより、ステップＳ１００において実行されたＣＴ撮影に基づいて、複数のＣＴ画像２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを生成する。

また、別の例として、ステップＳ１１０において生成された複数のＣＴ画像２は、それぞれ異なる心拍の同じ時相のＣＴ画像であってもよい。すなわち、この場合、複数のＣＴ画像２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、異なる心拍の同じ時相のＣＴ画像となる。

また、別の例として、ステップＳ１１０において生成された複数のＣＴ画像２は、それぞれ異なる撮影により得られたＣＴ画像であってもよい。ここで、異なる撮影の例として、心臓の撮影の場合を例にとると、例えば、冠動脈用の撮影と、心筋撮影用の撮影の例が挙げられる。例えば心筋撮影用の撮影においては、冠動脈用の撮影と比較して、管電圧を下げて撮影を行うので、これらの撮影は、異なる撮影の例となる。すなわち、図３の例において、例えばＣＴ画像２ａが冠動脈用の撮影に関するＣＴ画像であり、ＣＴ画像２ｂが、心筋撮影用の撮影となる。

なお、ステップＳ１１０において、処理回路１００は、ステップＳ１００において実行されたＣＴ撮影に基づいて得られたデータに対して画像再構成処理を行ったのち前処理を行うことにより、複数のＣＴ画像２を生成してもよい。かかる場合、前処理が行われることにより生成された複数のＣＴ画像２を基にステップＳ１３０において第１のサイノグラムデータが生成される。

続いて、ステップＳ１２０において、処理回路４４は、第１生成機能４４ｃにより、ステップＳ１１０で生成された複数のＣＴ画像に対して、位置合わせ処理５１（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）を行う。具体的には、処理回路４４は、第１生成機能４４ｃにより、ステップＳ１１０で生成された複数のＣＴ画像に対して、非剛体位置合わせを位置合わせ処理５１として行う。これにより、例えば心臓の撮影の場合、処理回路４４は、第１生成機能４４ｃにより、心臓の収縮等による影響の効果を補正する。

ステップＳ１３０において、これら位置合わせ処理５１が行われた複数のＣＴ画像２に対して、処理回路４４は、生成手段として、第１生成機能４４ｃにより、位置合わせ処理後の画像のそれぞれに対して順投影（ｆｏｒｗａｒｄ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）することにより、図３に示される複数の第１のサイノグラムデータ３を生成する。具体的には、処理回路４４は、第１生成機能４４ｃにより、位置合わせ処理後のＣＴ画像２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに対して順投影５２を行って、複数の第１のサイノグラムデータ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのそれぞれを生成する。このように、処理回路４４は、生成手段として、第１生成機能４４ｃにより、複数のＣＴ画像のそれぞれを順投影する処理を含む処理を行うことにより、複数の第１のサイノグラムデータ３を生成する。

なお、ステップＳ１３０において、処理回路４４は、生成手段として、第１生成機能４４ｃにより、複数のＣＴ画像のそれぞれを順投影する処理を含む処理を行った後に所定の前処理を行って、複数の第１のサイノグラムデータ３を生成してもよい。

図２のステップＳ１２０に戻り、ステップＳ１４０において、処理回路４４は、補正手段として、第２生成機能４４ｄにより、位置合わせ処理が行われた複数のＣＴ画像２に対して、アーチファクト補正処理５４等を行う。ここで、アーチファクト補正処理５４とは、例えば、被検体の動きによるアーチファクトであるモーションアーチファクトを補正する処理である。この場合、処理回路４４は、第２生成機能４４ｄにより、位置合わせ処理が行われた複数のＣＴ画像２に対して、モーションアーチファクト補正処理を行って、画像４を生成する。処理回路４４は、第２生成機能４４ｄにより、例えば、曝射された位相の範囲から、動き補正が適用されるターゲット位相およびその前後の位相のボリュームデータを作成して、各ボリューム間の動き量を推定する方法であるＡＭＣ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｔｉｏｎ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）方法を用いた処理や、ＧＡＮ（Ｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ Ａｄｖｅｒｓａｒｉａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に代表されるＤｅｅｐＬｅａｒｎｉｎｇ技術を用いた画像推論技術を用いた処理などにより、画像４を生成する。しかしながら、実施形態はこれに限られず、処理回路４４は、第２生成機能４４ｄにより、その他のアーチファクト補正方法により、画像４を生成してもよい。

また、ここでのアーチファクト補正処理として、モーションアーチファクト補正について説明したが、実施形態はこれに限られず、処理回路４４は、第２生成機能４４ｄにより、メタルアーチファクト等その他のアーチファクトを補正する処理を、ステップＳ１４０のアーチファクト補正処理５４として行って、画像４を生成してもよい。

続いて、ステップＳ１５０において、処理回路４４は、補正手段として、第２生成機能４４ｄにより、複数の第１のサイノグラムデータに基づいて、複数のサイノグラムデータ５を求める。具体的には、処理回路４４は、補正手段として、第２生成機能４４ｄにより、アーチファクト補正処理５４を行った後の画像である画像４を順投影５６することにより、第２のサイノグラムデータ５を生成する。このように、処理回路４４は、補正手段として、第２生成機能４４ｄにより、複数のＣＴ画像２に対してアーチファクト補正処理５４を含む処理を行うことにより第２のサイノグラムデータ５を生成する。すなわち、処理回路４４は、ステップＳ１４０及びステップＳ１５０において、補正手段として、複数の第１のサイノグラムデータ３から、アーチファクトまたはノイズを除去して複数の第２のサイノグラムデータ５を求める。

続いて、ステップＳ２００において、処理回路４４は、選択手段として、第３生成機能４４ｅにより、第２のサイノグラムデータ５に基づいて、サイノグラムのマージ処理６０を行って、複数の第１のサイノグラムデータ３から、後述の図５に示される第３のサイノグラムデータ６を生成し、再構成処理７１により生成された第３のサイノグラムデータ６を再構成して、ＣＴ再構成画像７を生成する。すなわち、処理回路４４は、選択手段として、第３生成機能４４ｅにより、第１のサイノグラムデータ３と第２のサイノグラムデータ５とを比較して、類似性の高い第１のサイノグラムデータを選択することにより第３のサイノグラムデータ６を求め、再構成手段として、第３のサイノグラムデータ６に基づいて、画像を再構成する。ここで、処理回路４４は、選択手段として、第３生成機能４４ｅにより、アーチファクト補正処理５４が行われた第２のサイノグラムデータ５をマージ処理６０のための基準となるデータとして使用する。

以下、ステップＳ２００の詳細について図５を適宜参照しながら、図４を用いて説明する。図４は、図２のステップＳ２００の処理をより詳細に説明したフローチャートである。すなわち、図２のステップＳ２００の処理は、図４のステップＳ２１０～ステップＳ２５０の処理に対応する。また、図５は、サイノグラムのマージ処理６０を、より詳細に説明した図である。

はじめに、ステップＳ２１０において、処理回路４４は、選択手段として、第３生成機能４４ｅにより、複数の第１のサイノグラムデータ３と、第２のサイノグラムデータ５との類似度を算出する。

続いて、ステップＳ２２０において、処理回路４４は、選択手段として、第３生成機能４４ｅにより、第２のサイノグラムデータ５のそれぞれの領域について、第２のサイノグラムデータ５のそれぞれの領域と類似度が高い、複数の第１のサイノグラムデータ３の領域を抽出する。例えば、図５において、第１のサイノグラムデータ３ａにおける領域６１ａ、第１のサイノグラムデータ３ａにおける領域６１ｂ、第１のサイノグラムデータ３ｂにおける領域６１ｃ、第１のサイノグラムデータ３ｂにおける領域６１ｄ、第１のサイノグラムデータ３ｃにおける領域６１ｅ、第１のサイノグラムデータ３ｄにおける領域６１ｆは、第２のサイノグラムデータ５における領域６２ａ、領域６２ｂ、領域６２ｃ、領域６２ｄ、領域６２ｅ、領域６２ｆとそれぞれ類似度が高くなる。従って、処理回路４４は、第３生成機能４４ｅにより、第２のサイノグラムデータ５におけるそれぞれの領域である領域６２ａ、６２ｃ、６２ｅ、６２ｄ、６２ｆ、６２ｂについて、当該それぞれの領域と類似度の高い第１のサイノグラムデータ３の領域である領域６１ａ、６１ｃ、６１ｅ、６１ｄ、６１ｆ、６１ｂを抽出する。

続いて、ステップＳ２３０において、処理回路４４は、選択手段として、第３生成機能４４ｅにより、ステップＳ２２０で抽出した結果をマージすることにより、第３のサイノグラムデータ６を生成する。具体的には、処理回路４４は、第３生成機能４４ｅにより、ステップＳ２２０で抽出された領域６１ａ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｆ、６１ｂに対応する第１のサイノグラムデータ３のそれぞれをマージして一つのサイノグラムデータとすることで、図５に示される第３のサイノグラムデータ６を生成する。

続いて、ステップＳ２４０において、処理回路４４は、再構成手段として、第４生成機能４４ｆにより、第３のサイノグラムデータ６を基にＣＴ再構成画像７を生成する。

以上のように、ステップＳ２１０～ステップＳ２４０からなるステップＳ２００において、処理回路４４は、選択手段として、第３生成機能４４ｅにより、複数の第１のサイノグラムデータ３と、第２のサイノグラムデータ５との類似度を算出し、算出した類似度に基づいて第３のサイノグラムデータ６を生成し、生成した第３のサイノグラムデータ６に基づいて、ＣＴ再構成画像７を生成する。

ここで、生成された第３のサイノグラムデータ６の性質について述べると、ステップＳ２００において生成されただ第３のサイノグラムデータ６は、第３のサイノグラムデータ６のどの領域を取っても、もとのデータである複数の第１のサイノグラムデータ３のいずれかの部分のデータとなっており、データの値そのものは変更、加工されていない。

換言すると、第３のサイノグラムデータ６は、複数の第１のサイノグラムデータ３の解剖学的な情報を保持したまま、アーチファクト補正が行われたデータであると考えることができる。従って、実施形態に係るＸ線ＣＴ装置１においては、元データの解剖学的な情報を保存した状態で、モーションアーチファクト等のアーチファクトの補正を行うことができ、例えば誤診を生む可能性等を低減することができる。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、画質を向上させることができる。

以上説明した実施形態では、補正手段としての第２生成機能４４ｄにより、複数のＣＴ画像２に対して、アーチファクト補正処理５４を行う例を説明したが、これに限らない。例えば、補正手段としての生成機能４４ｄにより、複数のＣＴ画像２に対して、血管位置を強調する処理や、ユーザ指定の画質に近づけるための処理を行うようにしても良い。そのような処理を行う事により、ユーザの意図に沿った画像を得ることができる。

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

４４ 処理回路
４４ａ 制御機能
４４ｂ 前処理機能
４４ｃ 第１生成機能
４４ｄ 第２生成機能
４４ｅ 第３生成機能
４４ｆ 第４生成機能
４４ｇ 取得機能

Claims (13)

1. 複数の第１のサイノグラムデータに基づいて複数の第２のサイノグラムデータを求める補正手段と、
   前記第１のサイノグラムデータと前記第２のサイノグラムデータを比較し、類似性の高い前記第１のサイノグラムデータを選択することにより第３のサイノグラムデータを求める選択手段と、
   前記第３のサイノグラムデータに基づいて、画像を再構成する再構成手段と
   を備える再構成装置。
2. 前記選択手段は、前記複数の第１のサイノグラムデータと、前記第２のサイノグラムデータとの類似度を算出し、算出した前記類似度に基づいて第３のサイノグラムデータを生成し、
   前記再構成手段は、生成した前記第３のサイノグラムデータに基づいて、前記画像を生成する、請求項１に記載の再構成装置。
3. 前記選択手段は、前記第２のサイノグラムデータのそれぞれの領域について、類似度の高い前記複数の第１のサイノグラムデータの領域を抽出し、抽出した結果をマージすることにより前記第３のサイノグラムデータを生成する、請求項２に記載の再構成装置。
4. 複数のＣＴ画像に対して位置合わせ処理を行ったのち位置合わせ処理後の画像のそれぞれを順投影することにより、前記複数の第１のサイノグラムデータを生成する生成手段を更に備える、請求項１に記載の再構成装置。
5. 前記補正手段は、位置合わせ処理後の前記複数のＣＴ画像に対してアーチファクト補正処理を行い、前記アーチファクト補正処理を行った後の画像を順投影することにより、前記第２のサイノグラムデータを生成する、請求項４に記載の再構成装置。
6. 前処理を含む処理を行うことにより、前記複数の第１のサイノグラムデータを生成する生成手段を更に備える、請求項５に記載の再構成装置。
7. 前記アーチファクト補正処理は、モーションアーチファクトを補正する処理である、請求項５に記載の再構成装置。
8. 前記複数のＣＴ画像は、それぞれ異なる心拍の同じ時相のＣＴ画像である、請求項４に記載の再構成装置。
9. 前記複数のＣＴ画像は、同じ撮影により得られた異なる時相のＣＴ画像である時系列ＣＴ画像である、請求項４に記載の再構成装置。
10. 前記複数のＣＴ画像は、それぞれ異なる撮影により得られたＣＴ画像である、請求項４に記載の再構成装置。
11. 前記補正手段は、前記複数の第１のサイノグラムデータに基づいて、前記第１のサイノグラムデータから、アーチファクトまたはノイズが除去された前記複数の第２のサイノグラムデータを求める、請求項１に記載の再構成装置。
12. 請求項１に記載の再構成装置と、
    Ｘ線ＣＴ撮影を行い複数の前記第１のサイノグラムデータを生成する生成手段と
    を備えるＸ線ＣＴ装置。
13. 請求項１に記載の再構成装置と、
    前記画像を表示部に表示させる表示制御手段と
    を備える画像処理装置。

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