JP3466695B2 - Ｘ線コンピュータ断層撮影装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検体の頭部横断面に
関する多方向の投影データから断層像を再構成するＸ線
コンピュータ断層撮影装置に係り、特に頭部横断面の断
層像からずい液と脳実質だけを抽出する画像処理技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のＸ線コンピュータ断層撮
影装置では、次のような方法により、再構成した頭部横
断面の断層像から脳実質像だけを抽出していた。 （１） しきい値処理により頭部横断面の断層像から頭
骨を除去する。 （２） 頭皮や脂肪と、脳実質とはＣＴ値が接近してい
るためしきい値処理では適当に頭皮や脂肪を除去できな
いので、（１）の処理で残存した頭皮、脂肪を、マニュ
アルでＲＯＩ設定し、イレイサ機能（消しゴム機能）で
除去する。このような従来の方法の問題点を以下に記す
る。

【０００３】（１） マニュアル操作が要求されるの
で、手間及び時間がかかり、しかも除去精度が悪い。 （２） 頭骨と軟部組織との境界部分では両者のＣＴ値
及び両者のＣＴ値が混在しているので、しきい値処理で
この境界部分を除去することは不可能である。 （３） 脳実質のＣＴ値が、頭皮のＣＴ値とずい液のＣ
Ｔ値との間にあるため、しきい値処理でずい液を除去し
ても、頭皮の一部が残存してしまう。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の目的
は、頭部横断面の断層像からずい液と脳実質だけを抽出
することができるＸ線コンピュータ断層撮影装置を提供
することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、被検体の頭部
横断面に関する多方向の投影データを収集する手段と、
前記データ収集手段の投影データから前記横断面の原断
層像を再構成する手段と、前記原断層像の周辺の各画素
から画素値が頭骨に対応する第１のしきい値に達する特
徴画素まで順次追跡し、前記周辺の各画素から前記特徴
画素に至る全ての画素の画素値を背景値に変換すること
により頭皮及び脂肪が除去され、頭骨、ずい液及び脳実
質からなる第１の断層像を作成する第１の断層像作成手
段と、前記第１の断層像の各画素に対して頭骨に対応す
る第２のしきい値でしきい値処理を実行することにより
頭骨からなる第１の頭骨像を抽出し、前記第１の頭骨像
を膨張処理することにより第２の頭骨像を作成し、前記
第１の断層像から前記第２の頭骨像を差分することによ
りずい液及び脳実質からなる第２の断層像を作成する第
２の断層像作成手段と、前記第２の断層像を出力する手
段とを具備する。

【０００６】

【作用】本発明によるＸ線コンピュータ断層撮影装置に
よれば、頭骨に対応する第１のしきい値により原断層像
から頭皮及び脂肪が除去され、頭骨、ずい液及び脳実質
からなる第１の断層像を作成し、頭骨に対応する第２の
しきい値により第１の断層像から頭骨からなる第１の頭
骨像を抽出し、第１の頭骨像を膨張処理することにより
第２の頭骨像を作成し、第１の断層像から第２の頭骨像
を差分することによりずい液及び脳実質からなる第２の
断層像を作成する。

【０００７】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の一実施例
を説明する。図１は本発明の一実施例に係るＸ線コンピ
ュータ断層撮影装置の全体構成図である。本実施例のＸ
線コンピュータ断層撮影装置は、被検体Ｐの任意の頭部
横断面に関する多方向の投影データから当該頭部横断面
の断層像を再構成するものである。ここでは、Ｘ線コン
ピュータ断層撮影装置としてＸ線管とＸ線検出器とが被
検体Ｐを挟んで対向した状態で回転するいわゆる第３世
代のものを例に説明するが、他の世代、例えばガントリ
内に円周状にＸ線検出器が敷設されＸ線管のみが回転す
る第４世代のものでもかまわない。なお、頭部は、外表
としての頭皮から内部に向かって順番に、頭皮、脂肪、
頭骨、ずい液、そして脳実質が順に積層された構造を有
している。

【０００８】ガントリ（架台ともいう）１は、図示しな
い回転駆動系に回転駆動される回転リング２上の回転中
心Ｏ（被検体Ｐ）を挟んで対向する各位置にＸ線を扇状
に曝射するＸ線管３と多チャンネル型のＸ線検出器５と
を設置してなる。Ｘ線検出器５は、それぞれ独立して被
検体Ｐを透過したＸ線を検出する複数のＸ線検出素子が
Ｘ線管３を中心として円周状に配列されてなる。４はＸ
線質を中心Ｏから端に向かって変化させてＸ線パス長の
相違によるＸ線減衰特性をファントム上で均一化させる
ためのＸ線フィルタである。

【０００９】Ｘ線制御装置６は、高圧発生器７とＸ線制
御器８とを含む。Ｘ線制御器８からトリガをうけたタイ
ミングで高圧発生器７はＸ線管３に管電圧を印加する。
管電圧を印加されたＸ線管３からはＸ線が曝射される。

【００１０】ガントリ１を回転駆動すると共に、被検体
Ｐを天板上に載置したまま撮影領域に挿入する図示しな
い寝台を駆動する架台寝台制御器９と、Ｘ線制御器８と
は、システム制御器１０で関連制御される。システム制
御器１０は、ガントリ１を一定角速度で回転させなが
ら、連続的または一定角度毎に間欠的にＸ線管３からＸ
線を曝射させる。この間、システム制御器１０は、通常
のマルチスライススキャンであれば、天板を一定ピッチ
で間欠的に移動させ、ヘリカル（螺旋）スキャンであれ
ば、天板を一定速度で連続的に移動させる。

【００１１】Ｘ線検出器５で各Ｘ線検出素子で検出され
た検出信号は個々にデータ収集部１１を介して再構成処
理部１２に送られる。データ収集部１１は、各検出信号
を一定の利得で増幅すると共に、ディジタル変換する。
各検出信号は、データ収集部１１から図示しないデータ
前処理部を介して再構成処理部１２に送られる場合もあ
る。データ前処理部は、Ｘ線検出素子毎に相違する感度
を均一化補正する。

【００１２】再構成処理部１２は、頭部横断面に関する
多方向の投影データから、上記頭部横断面内の複数の点
各々のＣＴ値を計算し、これら各ＣＴ値に位置情報を与
えて断層像（以下単に再構成されただけの断層像を「原
断層像」という）を再構成する。この原断層像は、画像
処理部１３を介して表示装置１４に送られる。画像処理
部１３は、この頭部横断面の原断層像から脳実質部だけ
を抽出するものであり、図２にその詳細なブロック図が
示されている。

【００１３】画像処理部１３は、原断層像から、頭皮及
び脂肪を除去することにより頭骨、ずい液及び脳実質か
らなる断層像（これを以下「第１の断層像」という）を
作成する頭皮脂肪除去回路２１と、第１の断層像から頭
骨を除去することによりずい液及び脳実質からなる断層
像（これを以下「第２の断層像」という）を作成する頭
骨除去回路２６と、第２の断層像からずい液を除去する
ことにより最終的な脳実質だけの断層像（これを以下
「第３の断層像」という）を作成するずい液除去回路３
３とからなる。

【００１４】再構成処理部１２から出力される原断層像
は、頭皮脂肪除去回路２１の原断層像記憶回路２２に保
持される。アドレス発生回路２３から原断層像記憶回路
２２に読み出しアドレスが供給される。このアドレスに
保持されている画素の画素値（ＣＴ値）が、ＣＴ値比較
回路２４とＣＴ値設定回路２５に読み出される。ＣＴ値
比較回路２４では、読み出されたＣＴ値が所定のしきい
値Ｔｈ１（以下「第１のしきい値」という）と比較され
る。この第１のしきい値Ｔｈ１は、頭皮、脂肪、ずい液
及び脳実質、さらに造影血管の全てのＣＴ値より十分高
いＣＴ値、換言すると頭骨だけに固有に対応したＣＴ値
に設定される。アドレス発生回路２３は、所定の規則に
したがって、例えば垂直軸、水平軸、傾斜軸等の追跡軸
に沿ってアドレスを順番に変化させる。これにより、原
断層像の周辺画素から頭内部に向かって追跡軸上の各画
素のＣＴ値が、順番に原断層像記憶回路２２から読み出
される。

【００１５】ＣＴ値比較回路２４による比較結果は、Ｃ
Ｔ値設定回路２５に順次送られる。ＣＴ値設定回路２５
は、この比較結果が変化、つまり最もＣＴ値の低い背景
部分から、ＣＴ値が初めて第１のしきい値Ｔｈ１に達し
た又は越えたとき、当該画素と当該画素に至る以前、つ
まり当該画素より外側の全ての画素とのＣＴ値を、空気
に相当する背景ＣＴ値（例えば−１０００）に変換す
る。第１のしきい値Ｔｈ１は頭骨だけに対応したＣＴ値
に設定されているので、頭骨より外組織である頭皮及び
脂肪（の像）が、原断層像から除去され、頭骨、ずい液
及び脳実質からなる第１の断層像が作成される。

【００１６】頭皮脂肪除去回路２１で作成された第１の
断層像は、頭皮除去回路２６の第１の断層像記憶回路２
７に保持される。アドレス発生回路２８から第１の断層
像記憶回路２７に読み出しアドレスが供給される。この
アドレスに保持されている画素のＣＴ値が、ＣＴ値比較
回路２９と頭骨画像抽出回路３０と頭骨画像差分回路３
２に読み出される。ＣＴ値比較回路２９では、読み出さ
れたＣＴ値が所定のしきい値Ｔｈ２（以下「第２のしき
い値」という）と比較される。この第２のしきい値Ｔｈ
２は、第１のしきい値Ｔｈ１と同じ、あるいは第１のし
きい値Ｔｈ１より低く、頭皮、脂肪、ずい液及び脳実
質、さらに造影血管の全てのＣＴ値に近いＣＴ値に設定
される。アドレス発生回路２８はアドレスを順番に変化
させながら発生することにより、第１の断層像を構成す
る全ての画素のＣＴ値を一次元に配列して、順番に第１
の断層像記憶回路２７から読み出させる。

【００１７】ＣＴ値比較回路２９による比較結果は、頭
骨画像抽出回路３０に順次送られる。頭骨画像抽出回路
３０は、比較結果にしたがって、ＣＴ値が第２のしきい
値Ｔｈ２より大きい全ての画素のＣＴ値をそのまま出力
し、一方、ＣＴ値が第２のしきい値Ｔｈ２より小さい全
ての画素のＣＴ値を所定の画素値、例えば空気に相当す
る背景ＣＴ値（例えば−１０００）に変換して出力す
る。第２のしきい値Ｔｈ２は頭骨だけに固有に対応した
ＣＴ値に設定されているので、頭骨像だけが第１の断層
像から抽出され、頭骨だけの頭骨像（以下「第１の頭骨
像」という）が作成される。

【００１８】第１の頭骨像は、画像フィルター回路３１
で所定画素数ｎだけ膨脹処理される。これにより第２の
頭骨像が作成される。頭骨とずい液との境界部分は、両
者のＣＴ値が互いに影響し合い、両者が不定の比率で混
在したＣＴ値で得られるので、しきい値処理ではこの境
界部分を抽出することは非常に困難である。膨脹される
画素数ｎは境界部分の実厚を画素ピッチで割り算するこ
とにより設定される。したがって、第２の頭骨像は、ず
い液との境界部分まで含む頭骨像で作成されることにな
る。この画像フィルター回路３１は、具体的には、ｎ×
ｎの局所マスクを移動しながら、その中心画素が背景Ｃ
Ｔ値以外の頭骨に相当するＣＴ値である場合に、当該中
心画素を中心として周囲ｎ画素までの全ての画素の画素
値を頭骨に相当するＣＴ値、例えば＋１０００に変換す
る。

【００１９】第２の頭骨像は、頭骨画像差分回路３２に
送られる。頭骨画像差分回路３２は、頭骨、ずい液及び
脳実質からなる第１の断層像から、ずい液との境界部分
を含む第２の頭骨像をフレーム間で差分する。つまり、
両像で同じ位置の画素どうしを差分する。これにより、
ずい液と脳実質とだけからなる第２の断層像が作成され
る。または、差分せずに、第２の頭骨像で抽出されてい
る頭骨上の各画素の位置を認識し、第１の断層像上でこ
れら各位置の画素値を背景値に変換することとしてもよ
い。

【００２０】第２の断層像は、ずい液除去回路３３の第
２の断層像記憶回路３４に保持される。アドレス発生回
路３５から第２の断層像記憶回路３４に読み出しアドレ
スが供給される。このアドレスに保持されている画素の
ＣＴ値が、ＣＴ値比較回路３６とずい液像抽出回路３７
とずい液差分回路３８に読み出される。ＣＴ値比較回路
３６では、読み出されたＣＴ値が所定のしきい値Ｔｈ３
（以下「第３のしきい値」という）と比較される。この
第３のしきい値Ｔｈ３は、脳実質より低いずい液のＣＴ
値より高く、且つ脳実質のＣＴ値より低いＣＴ値に設定
される。アドレス発生回路３５はアドレスを順番に変化
することにより、第２の断層像を構成する全ての画素の
ＣＴ値が順番に第２の断層像記憶回路３４から読み出さ
れる。

【００２１】ＣＴ値比較回路３６による比較結果は、ず
い液像抽出回路３７に順次送られる。ずい液像抽出回路
３７は、比較結果にしたがって、ＣＴ値が第３のしきい
値Ｔｈ３より大きい全ての画素のＣＴ値をそのまま出力
し、一方、ＣＴ値が第３のしきい値Ｔｈ３より小さい全
ての画素のＣＴ値を所定の画素値、例えば空気に相当す
る背景ＣＴ値（例えば−１０００）に変換して出力す
る。第３のしきい値Ｔｈ３はずい液を脳実質から分離す
るＣＴ値に設定されているので、ずい液だけが第３の断
層像から抽出され、ずい液だけの断層像（以下「ずい液
像」という）が作成される。

【００２２】ずい液像は、ずい液差分回路３８に送られ
る。ずい液差分回路３８は、ずい液と脳実質からなる第
２の断層像から、ずい液像をフレーム間で差分する。つ
まり、両像で同じ位置の画素どうしを差分する。これに
より、最終的な脳実質だけからなる第３の断層像が作成
される。または、差分せずに、ずい液像のずい液上の画
素と同じ位置にある第２の断層像上の各画素の画素値を
背景値に変換することとしてもよい。

【００２３】この第３の断層像は、出力装置としての図
示しない記憶装置や表示装置１４に送られ記憶、表示さ
れる。次に本実施例の動作について説明する。天板移動
により被検体Ｐの頭部横断面が、撮影面に設置される。
システム制御器１０の制御により、回転リング２が定速
回転する。この間、Ｘ線管３は連続的、又は一定角度毎
に間欠的にＸ線を曝射する。また、Ｘ線検出器５はＸ線
検出を一定角度毎に間欠的に繰り返す。このような動作
により、当該頭部横断面に関する多方向の投影データが
収集される。この多方向の投影データは、データ収集部
１１を介して再構成処理部１２に送られる。再構成処理
部１２により、頭部横断面に関する多方向の投影データ
から頭部横断面内の複数の点各々のＣＴ値が計算され、
これら各ＣＴ値に位置情報が与えられて原断層像が再構
成される。

【００２４】この原断層像は、画像処理部１３に送られ
る。以下に画像処理部１３の処理手順を説明する。図３
（ａ）は原断層像を示し、同図（ｂ）は第１の断層像を
示し、同図（ｃ）は第２の頭骨像を示し、同図（ｄ）は
第２の断層像を示し、同図（ｅ）は第３の断層像を示し
ている。

【００２５】図４（ａ）〜（ｄ）は図２の頭皮脂肪除去
回路２１で実行される追跡手順を示す概念図であり、同
図（ａ）は垂直追跡処理による追跡手順を示し、同図
（ｂ）は水平追跡処理による追跡手順を示し、同図
（ｃ）は第１の傾斜追跡処理による追跡手順を示し、同
図（ｄ）は第２の傾斜追跡処理による追跡手順を示して
いる。図５は、図４（ａ）〜（ｄ）の各追跡処理で共通
の処理ルーチンを示すフローチャートである。図６は追
跡処理における原断層像の周辺画素から頭内部へ向かう
ＣＴ値変化を示す図であり、原点０はＣＴ値０及び原断
層像の周辺画素の画素番号を示している。

【００２６】頭皮脂肪除去回路２１では、原断層像に対
して、図４（ａ）〜（ｄ）で示した垂直追跡処理、水平
追跡処理、第１の傾斜追跡処理、第２の傾斜追跡処理の
全ての処理が任意の順番で少なくとも１回ずつ実行され
る。垂直追跡処理は垂直方向に沿って画素を順次追跡し
ていく処理であり、水平追跡処理は水平方向に沿って画
素を順次追跡していく処理であり、第１の傾斜追跡処理
は垂直方向及び水平方向に対して４５°傾斜した方向に
沿って画素を順次追跡していく処理であり、第２の傾斜
追跡処理は垂直方向及び水平方向に対して４５°傾斜
し、且つ第１の傾斜追跡処理と直交する方向、つまり垂
直方向及び水平方向に対して１３５°傾斜した方向に沿
って画素を順次追跡していく処理である。なお、第１、
第２の傾斜追跡処理の各方向は、垂直方向及び水平方向
に対して３０°傾斜した方向と垂直方向及び水平方向に
対して１５０°傾斜した方向であってもよいし、垂直方
向及び水平方向に対して６０°傾斜した方向と垂直方向
及び水平方向に対して１２０°傾斜した方向であっても
よいし、この他、傾斜角度の異なる複数の傾斜追跡処理
を増加してもよい。

【００２７】これら４つの追跡処理はアドレス発生部２
３で発生するアドレス変化のみ相違し、これ以外は同処
理である。つまり、図５のアドレス発生処理ステップＳ
１のみ相違する。垂直追跡処理では、ある列上の周辺画
素に対応するアドレスが、列座標固定のままで行座標の
み変化しながら繰り返し発生される。これにより周辺画
素から垂直方向つまり頭内部に、上又は下に向かって順
番に各画素のＣＴ値が読み出される（ステップＳ２）。
このＣＴ値は、ＣＴ値設定回路２５と共に、ＣＴ値比較
回路２４に読み出され、ステップＳ３で、ＣＴ値比較回
路２４で第１のしきい値と比較され、この比較結果がＣ
Ｔ値設定回路２５に送られる。

【００２８】ＣＴ値比較回路２４による比較結果は、Ｃ
Ｔ値設定回路２５に順次送られる。ＣＴ値設定回路２５
では、この比較結果が変化、つまりＣＴ値が初めて第１
のしきい値Ｔｈ１に達した又は越えたとき、周辺画素か
ら当該画素に至る全ての画素のＣＴ値が、空気に相当す
る背景ＣＴ値（例えば−１０００）に変換される（ステ
ップＳ４）。図６を参照すると、０番目の画素（周辺画
素）から第１のしきい値Ｔｈ１に達した又は越えたｎ番
目の画素までの全画素が、−１０００に変換される。

【００２９】ＣＴ値が初めて第１のしきい値Ｔｈ１に達
した又は越えたとき、ステップＳ１に戻り、隣の周辺画
素に移り、同じ動作が実行される。第１のしきい値Ｔｈ
１は頭骨だけに対応したＣＴ値に設定されているので、
頭骨より外組織である頭皮及び脂肪（の像）が、原断層
像から除去され、頭骨、ずい液及び脳実質からなる第１
の断層像が作成される。

【００３０】これと同様な水平追跡処理、第１の傾斜追
跡処理、第２の傾斜追跡処理の各処理が、前段までに追
跡処理済の各断層像に対して順番に繰り返される。この
ように４方向について追跡処理を繰り返すことにより、
凹凸のある頭骨であっても、頭皮及び脂肪が適当に除去
される。なお、頭骨に手術等により欠損部、開口部があ
ると、頭骨内部まで除去されてしまう。これを回避する
ために、当該追跡処置を実行する以前に、準備作業とし
て、フリーＲＯＩ設定で開口部を塞ぐことが好ましい。

【００３１】頭皮脂肪除去回路２１で作成された第１の
断層像は、頭骨除去回路２６の第１の断層像記憶回路２
７に保持される。アドレス発生回路２８から第１の断層
像記憶回路２７に読み出しアドレスが供給される。この
アドレスに保持されている画素のＣＴ値が、ＣＴ値比較
回路２９と頭骨画像抽出回路３０と頭骨画像差分回路３
２に読み出される。ＣＴ値比較回路２９では、読み出さ
れたＣＴ値が第２のしきい値と比較される。アドレス発
生回路２８のアドレス制御により、第１の断層像を構成
する全ての画素のＣＴ値を、順番に第１の断層像記憶回
路２７から一次元に配列されて読み出される。

【００３２】ＣＴ値比較回路２９による比較結果は、頭
骨画像抽出回路３０に順次送られる。頭骨画像抽出回路
３０では、この比較結果にしたがって、ＣＴ値が第２の
しきい値Ｔｈ２より大きい全ての画素のＣＴ値がそのま
ま出力され、一方、ＣＴ値が第２のしきい値Ｔｈ２より
小さい全ての画素のＣＴ値が所定の画素値、例えば空気
に相当する背景ＣＴ値（例えば−１０００）に変換して
出力される。第２のしきい値Ｔｈ２は頭骨だけに対応し
たＣＴ値に設定されているので、頭骨像だけが第１の断
層像から抽出され、頭骨だけの頭骨像（以下「第１の頭
骨像」という）が作成される。

【００３３】図７（ａ）は膨脹処理の概念図であり、図
７（ｂ）は膨脹処理前の第１の頭骨像の一部を示し、図
７（ｃ）は局所マスクの一例を示し、図７（ｄ）は膨脹
処理後の第１の頭骨像の一部を示している。

【００３４】第１の頭骨像は、画像フィルター回路３１
で所定画素数ｎ（ここでは１画素）だけ４方向に膨脹処
理され、第２の頭骨像に変換される。上述したように膨
脹数ｎは境界部分の実厚を画素ピッチで割り算すること
により設定され、ここではｎ＝１として説明するが、２
以上の整数であってもよい。また、ここでは４方向に膨
脹させるが、８方向に膨脹させるようにしてもよい。こ
れは局所マスクの変更により容易に実現できる。このよ
うな膨脹処理により、第２の頭骨像は、ずい液との境界
部分まで含む頭骨像、換言すると頭骨の影響が及ぶ全領
域の画像になる。

【００３５】第２の頭骨像は、頭骨画像差分回路３２に
送られる。頭骨画像差分回路３２では、頭骨、ずい液及
び脳実質からなる第１の断層像から、頭骨だけの第２の
頭骨像がフレーム間で差分される。これにより、ずい液
と脳実質とだけからなる第２の断層像が作成される。

【００３６】第２の断層像は、ずい液除去回路３３の第
２の断層像記憶回路３４に保持される。アドレス発生回
路３５から第２の断層像記憶回路３４に読み出しアドレ
スが供給される。このアドレスに保持されている画素の
ＣＴ値が、ＣＴ値比較回路３６とずい液像抽出回路３７
とずい液差分回路３８に読み出される。ＣＴ値比較回路
３６では、読み出されたＣＴ値が第３のしきい値Ｔｈ３
と比較される。

【００３７】ＣＴ値比較回路３６による比較結果は、ず
い液像抽出回路３７に順次送られる。ずい液像抽出回路
３７は、比較結果にしたがって、ＣＴ値が第３のしきい
値Ｔｈ３より大きい全ての画素のＣＴ値をそのまま出力
し、一方、ＣＴ値が第３のしきい値Ｔｈ３より小さい全
ての画素のＣＴ値を所定の画素値、例えば空気に相当す
る背景ＣＴ値（例えば−１０００）に変換して出力す
る。第３のしきい値Ｔｈ３はずい液より高く、脳実質よ
り低く設定されているので、ずい液だけが第３の断層像
から抽出され、ずい液だけのずい液像が作成される。

【００３８】ずい液像は、ずい液差分回路３８に送られ
る。ずい液差分回路３８では、ずい液と脳実質からなる
第２の断層像から、ずい液像がフレーム間で差分され
る。これにより、脳実質だけからなる第３の断層像が作
成される。

【００３９】この第３の断層像は、出力装置としての記
憶装置や表示装置１４に送られ記憶や表示される。この
ように本実施例では、脳実質をＣＴ値が近くしきい値処
理では良好に除去しきれなかった頭皮や脂肪を、原断層
像の周辺から頭内部に向かって画素を追跡調査しながら
脳実質とＣＴ値が明確に相違する頭骨の出現に基づいて
除去するので、頭皮や脂肪を良好に除去することができ
る。また、しきい値処理ではずい液との境界部分まで抽
出しきれなかった頭骨を、膨脹処理によりずい液との境
界部分まで抽出できる。これら処理後には、ずい液と脳
実質とだけの画像が得られるので、しきい値処理で両者
を分離しても骨、頭皮、脂肪等の他の成分は残らない。
したがって、脳実質だけを良好に分離できる。

【００４０】なお、上述の説明では、頭皮脂肪除去回路
２１における追跡処理では、原断層像の周辺画素から頭
内部に向かって１画素ずつ順次追跡調査していたが、次
のように変形してもよい。変形された追跡処理は、局所
処理が適用される。この局所処理で用いられる中心画素
の近傍ｎ画素（ｎは４以上の整数）の局所範囲（以下
「ドリル」という）は、例えば、中心画素の上下左右の
４画素（ｎ＝４）、中心画素の周囲８画素（ｎ＝８）、
または図８に示すように中心画素の周囲２０画素（ｎ＝
２０）に設定される。図９は変形された追跡処理の処理
手順を示すフローチャートである。ステップＳ３１で、
まず、最初の周辺画素にドリルの中心画素が設定され
る。ステップＳ３２で、ドリル内の各画素のＣＴ値につ
いて個々に第１のしきい値Ｔｈ１と比較される。ステッ
プＳ３３で、ステップＳ３２の比較結果に基づき、少な
くとも１つの画素のＣＴ値が第１のしきい値Ｔｈ１に達
した又は越えたか否かが判定される。ここでＮｏのと
き、つまりドリル内の全ての画素のＣＴ値が第１のしき
い値に達していない又は越えていない場合、ステップＳ
３４が実行される。ステップＳ３４では、ドリルが移動
され、具体的にはドリルの中心画素が追跡方向（図８で
は水平方向）に沿ってｘ画素だけ移動される。ｘは、ド
リルの半径以下の任意の画素数に設定され、ドリルが中
心画素の上下左右の４画素の範囲であるとき１に、ドリ
ルが中心画素の周囲８画素であるときも１に、ドリルが
図８で示した中心画素の周囲２０画素であるときには２
に設定される。ステップＳ３４でドリルが移動された
後、ステップＳ３２に戻り、ステップＳ３２以降同じ処
理が実行される。図８において斜線はドリル範囲を示
し、網線は頭骨領域を示している。

【００４１】ステップＳ３３でＹｅｓのとき、つまりド
リル内の少なくとも１つの画素のＣＴ値が第１のしきい
値に達している又は越えている場合、ステップＳ３５が
実行される。ステップＳ３５では、ドリル内の全画素の
ＣＴ値が背景値（−１０００）に変換される。次に、ス
テップＳ３６では、ドリルの中心画素が隣の周辺画素に
設定され、ステップＳ３２に戻り、ステップＳ３２以降
同じ処理が実行される。このように変形された追跡処理
によると、頭骨に貫通孔があったとしても、頭骨内部に
追跡処理が及ぶことが軽減される。つまり、ドリルはド
リルの直径より小さな直径の貫通孔を通過することがな
い。なお、本発明は上述した各実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実
施可能であるのは勿論である。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、頭部横断面の断層像か
らずい液と脳実質とだけを抽出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るＸ線コンピュータ断層
撮影装置の構成図。

【図２】図１の画像処理部のブロック図。

【図３】画像処理の各段階で作成される画像を示す図。

【図４】図２の頭皮脂肪除去回路による追跡処理の概念
図。

【図５】追跡処理の処理手順を示すフローチャート。

【図６】追跡処理における断層像周辺から頭内部に向か
う画素変化を示す図。

【図７】図２の画像フィルター回路による膨脹処理を説
明する図。

【図８】図２の頭皮脂肪除去回路による追跡処理の変形
例で用いられるドリルの一例を示す図。

【図９】図２の頭皮脂肪除去回路による追跡処理の変形
例の処理手順を示すフローチャート。

【符号の説明】

１…ガントリ、２…回転リング、３…Ｘ線管、４…Ｘ線
フィルタ、５…多チャンネル型Ｘ線検出器、６…Ｘ線制
御装置、７…高圧発生器、８…Ｘ線制御器、９…架台寝
台制御器、１０…システム制御器、１１…データ収集
部、１２…再構成処理部、１３…画像処理部、１４…表
示装置。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検体の頭部横断面に関する多方向の投
   影データを収集する手段と、 前記データ収集手段の投影データから前記横断面の原断
   層像を再構成する手段と、 前記原断層像の周辺の各画素から画素値が頭骨に対応す
   る第１のしきい値に達する特徴画素まで順次追跡し、前
   記周辺の各画素から前記特徴画素に至る全ての画素の画
   素値を背景値に変換することにより頭皮及び脂肪が除去
   され、頭骨、ずい液及び脳実質からなる第１の断層像を
   作成する第１の断層像作成手段と、 前記第１の断層像の各画素に対して頭骨に対応する第２
   のしきい値でしきい値処理を実行することにより頭骨か
   らなる第１の頭骨像を抽出し、前記第１の頭骨像を膨張
   処理することにより第２の頭骨像を作成し、前記第１の
   断層像から前記第２の頭骨像を差分することによりずい
   液及び脳実質からなる第２の断層像を作成する第２の断
   層像作成手段と、 前記第２の断層像を出力する手段とを具備することを特
   徴とするＸ線コンピュータ断層撮影装置。
2. 【請求項２】 前記第２の断層像の各画素に対してずい
   液のＣＴ値より高く脳実質のＣＴ値より低い第３のしき
   い値でしきい値処理を実行することにより脳実質だけか
   らなる第３の断層像を作成する手段をさらに備えること
   を特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影
   装置。
3. 【請求項３】 前記第１の断層像作成手段は垂直方向、
   水平方向または傾斜方向に沿って画素追跡することを特
   徴とする請求項１記載のＸ線コンピュータ断層撮影装
   置。
4. 【請求項４】 前記第２の断層像作成手段は前記第１の
   しきい値以下の前記第２のしきい値でしきい値処理を実
   行することを特徴とする請求項１記載のＸ線コンピュー
   タ断層撮影装置。
5. 【請求項５】 前記第１の断層像作成手段は頭皮、脂
   肪、ずい液及び脳実質の画素値より高い前記第１のしき
   い値でしきい値処理を実行することを特徴とする請求項
   １記載のＸ線コンピュータ断層撮影装置。