JP4504287B2 - X線ct装置及び画像処理方法 - Google Patents
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Description
本実施形態のX線CT装置は、後に詳述するように、X線発生器、X線検出器、回転機構、走査機構、画像形成部、画像処理部、及び、演算部、を有する。画像形成部は、第1抽出部(第1抽出機能)及び第2抽出部(第2抽出機能)を有する。第1抽出部は、CT画像を構成する画素集合の中から、各画素が有するCT値に基づいて、候補画素群を抽出する。各候補画素は、褐色脂肪に属する可能性がある画素である。第2抽出部は、候補画素群に対して誤認画素除外処理を適用し、これによって褐色脂肪画素群を抽出する。抽出された褐色脂肪画素群は、褐色脂肪画像を構成する。候補画素群に誤認画素が含まれていないあるいはほとんど含まれていないような場合、第1抽出部のみを設け、候補画素群をそのまま褐色脂肪画素群とみなすこともできる。但し、通常、候補画素群には様々な誤認画素が含まれるので、後述するような各種の誤認画素除外処理が適用される。演算部は、識別された褐色脂肪に基づいて褐色脂肪量を演算し、また、褐色脂肪量に基づいて被検体内における褐色脂肪の存在割合に関わる評価値を演算する。褐色脂肪量(及び後述する他の組織量)は、画素数、面積、体積又は重量に相当するものである。
図1には、X線CT装置における測定部10の一例が示されている。実施形態のX線CT装置は、特に動物実験で利用されたマウス、ラット、モルモット、ハムスターなどのネズミ類のCT測定を行うための装置である。それらの小動物から分離された組織が測定対象となってもよい。このX線CT装置は、後に図2に示すように、測定部10と演算制御部とによって構成される。
次に、図4−図16を用いて、CT画像からの褐色脂肪の抽出方法について説明する。最初に図4には抽出処理の流れが概念的に示されている。
次に、図17−図18を用いて、褐色脂肪量に基づく評価値の演算について説明する。図17には、評価値演算の流れが概念的に示されている。
上記実施形態においては、小動物用のX線CT装置について説明したが、本発明は人体用のX線CT装置についても適用可能である。すなわち、人体における褐色脂肪を上記同様の手法によって計測することが可能であり、また、褐色脂肪量に基づく評価値を上記同様の手法によって演算することが可能である。
Claims (13)
- 被検体に対してX線ビームを照射するX線発生器と、
前記被検体を透過したX線ビームを検出するX線検出器と、
前記被検体に対して前記X線ビームを相対的に回転させる回転機構と、
前記X線検出器の出力信号に基づいてCT画像を形成する画像形成部と、
前記CT画像に対する画像処理により、前記被検体中の褐色脂肪をそれ以外の組織から識別する画像処理部と、
を含み、
前記画像処理部は、
前記CT画像を構成する画素集合の中から、各画素が有するCT値に基づいて、候補画素群を抽出する手段であって、前記画素集合を構成する各画素ごとに、そのCT値が所定範囲内に入るか否かを判定し、前記所定範囲内にCT値が入る画素を候補画素として特定する第1抽出部と、
前記候補画素群に対して、併存判定処理を含む誤認画素除外処理を適用し、これによって褐色脂肪画素群を抽出する第2抽出部と、
を含み、
前記所定範囲の上限は筋肉の標準CT値と褐色脂肪の標準CT値との間のCT値として定められ、前記所定範囲の下限は白色脂肪の標準CT値と褐色脂肪の標準CT値の間のCT値として定められ、
前記併存判定処理では、注目候補画素の周囲に、非褐色脂肪画素判用第1閾値よりも高いCT値をもった画素が存在し、且つ、非褐色脂肪画素判定用第2閾値よりも低いCT値をもった画素が存在する場合に、当該注目候補画素が誤認画素として除外される、
ことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項1記載の装置において、
前記第2抽出部における前記誤認画素除外処理には隣接処理が含まれ、
前記隣接処理では、前記CT画像において所定条件を満たす非褐色脂肪画素が特定され、当該非褐色脂肪画素に隣接して隣接候補画素が存在する場合に、当該隣接候補画素が誤認画素として除外され、
前記所定条件には、非褐色脂肪画素判定用第3閾値よりも高いCT値をもった画素を前記非褐色脂肪画素とする条件、又は、非褐色脂肪画素判定用第4閾値よりも低いCT値をもった画素を前記非褐色脂肪画素とする条件が含まれる、
ことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項1記載の装置において、
前記第2抽出部における前記誤認画素除外処理には収縮膨張処理が含まれ、
前記収縮膨張処理では、前記候補画素群に対して収縮処理が施された後、収縮処理後の候補画素群に対して膨張処理が施される、
ことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項1記載の装置において、
前記X線発生器の駆動電圧を切り換える電圧切換部を含み、
通常計測モードでは、前記X線発生器の駆動電圧として高電圧が選択され、
褐色脂肪計測モードでは、前記X線発生器の駆動電圧として前記高電圧よりも低い低電圧が選択される、
ことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項4記載の装置において、
前記低電圧は30−70kVの範囲内の電圧であることを特徴とするX線CT装置。 - 請求項1記載の装置において、
前記X線ビームの回転速度を切り換える回転速度切換部を含み、
通常計測モードでは、前記X線ビームの回転速度として高速が選択され、
褐色脂肪計測モードでは、前記X線ビームの回転速度として前記高速よりも低い低速が選択される、
ことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項1記載の装置において、
前記被検体は人体以外の動物であることを特徴とするX線CT装置。 - 請求項1記載の装置において、
前記被検体は人体であることを特徴とするX線CT装置。 - 被検体に対するX線CT計測によって得られたCT画像を処理する画像処理方法において、
前記CT画像を構成する画素集合の中から、各画素が有するCT値に基づいて、褐色脂肪に属する可能性がある候補画素群を抽出する工程であって、前記画素集合を構成する各画素ごとに、そのCT値が所定範囲内に入るか否かを判定し、前記所定範囲内にCT値が入る画素を候補画素として特定する第1抽出工程と、
前記候補画素群に対して、併存判定処理を含む誤認画素除外処理を適用し、これによって褐色脂肪画素群を抽出する第2抽出工程と、
を含み、
前記所定範囲の上限は筋肉と褐色脂肪とを弁別するレベルに設定され、前記所定範囲の下限は白色脂肪と褐色脂肪とを弁別するレベルに設定され、
前記併存判定処理では、注目候補画素の周囲に、非褐色脂肪画素判用第1閾値よりも高いCT値をもった画素が存在し、且つ、非褐色脂肪画素判定用第2閾値よりも低いCT値をもった画素が存在する場合に、当該注目候補画素が誤認画素として除外される、
ことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項9記載の方法において、
前記第2抽出部における前記誤認画素除外処理には隣接処理が含まれ、
前記隣接処理では、前記CT画像において所定条件を満たす非褐色脂肪画素が特定され、当該非褐色脂肪画素に隣接して隣接候補画素が存在する場合に、当該隣接候補画素が誤認画素として除外され、
前記所定条件には、非褐色脂肪画素判定用第3閾値よりも高いCT値をもった画素を前記非褐色脂肪画素とする条件、又は、非褐色脂肪画素判定用第4閾値よりも低いCT値をもった画素を前記非褐色脂肪画素とする条件が含まれる、
ことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項9記載の方法において、
前記第2抽出部における前記誤認画素除外処理には収縮膨張処理が含まれ、
前記収縮膨張処理では、前記候補画素群に対して収縮処理が施された後、収縮処理後の候補画素群に対して膨張処理が施される、
ことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項9記載の方法において、
更に、前記抽出された褐色脂肪画素の個数に基づいて褐色脂肪を定量評価する定量評価工程が含まれることを特徴とする画像処理方法。 - 請求項9記載の方法において、
前記定量評価によって、褐色脂肪について面積、体積及び重量の内の少なくとも1つが演算されることを特徴とする画像処理方法。
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