JP4652935B2 - 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 (16)
- 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処理部であって、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の可能性がある候補画素群を抽出する第1抽出部と、前記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第2抽出部と、を有する画像処理部と、
前記抽出された褐色脂肪画素群に基づいて褐色脂肪量を演算し、前記褐色脂肪量に基づいて前記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演算部と、
を含み、
前記第2抽出部における誤認画素除外処理には、注目候補画素の周囲に又は隣接して存在する画素のCT値に基づいて当該注目候補画素を誤認画素として除外する処理が含まれる、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、
前記誤認画素除外処理には、褐色脂肪画素のCT値よりも高いCT値をもった高CT値組織画素を判定するための高CT値組織画素判定用閾値と、褐色脂肪画素のCT値よりも低いCT値をもった低CT値組織画素を判定するための低CT値組織画素判定用閾値と、を用いて誤認画素を除外する並存判定処理が含まれ、
前記並存判定処理は、前記注目候補画素の周囲に、前記高CT値組織画素判定用閾値よりも高いCT値を有する高CT値組織画素が存在し、且つ、前記低CT値組織画素判定用閾値よりも低いCT値を有する低CT値組織画素が存在する場合に、前記注目候補画素を誤認画素とする処理である、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、
前記誤認画素除外処理には、褐色脂肪画素のCT値よりも高いCT値をもった高CT値組織画素を判定するための高CT値組織画素判定用閾値、又は、褐色脂肪画素のCT値よりも低いCT値をもった低CT値組織画素を判定するための低CT値組織画素判定用閾値、を用いて誤認画素を除外する隣接処理が含まれ、
前記隣接処理は、前記注目候補画素に隣接して、前記高CT値組織画素判定用閾値よりも高いCT値を有する高CT値組織画素が存在し、又は、前記低CT値組織画素判定用閾値よりも低いCT値を有する低CT値組織画素が存在する場合に、前記注目候補画素を誤認画素とする処理である、ことを特徴とするX線CT装置。 - 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処理部であって、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の可能性がある候補画素群を抽出する第1抽出部と、前記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第2抽出部と、を有する画像処理部と、
前記識別された褐色脂肪に基づいて褐色脂肪量を演算し、前記褐色脂肪量に基づいて前記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演算部と、
を含み、
前記第2抽出部における誤認画素除外処理には、前記第1抽出部により抽出された候補画素群を有する画像に対して収縮処理を行った上で膨張処理を行う収縮膨張処理が含まれる、ことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の装置において、
前記X線ビームに対して前記被検体を相対的に移動させる走査機構を含み、
前記画像処理部は、前記被検体における複数の位置に対応する複数のCT画像に対して褐色脂肪識別処理を実行し、
前記演算部は、前記複数のCT画像に対する褐色脂肪識別処理結果に基づいて、前記褐色脂肪量として、褐色脂肪の体積又は重量を演算することを特徴とするX線CT装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の装置において、
前記画像処理部は、前記CT画像に基づいて前記被検体内における褐色脂肪を含む複数の組織を識別し、
前記演算部は、前記画像処理部の画像処理結果に基づいて、前記褐色脂肪量を含む複数の組織量を演算し、前記複数の組織量に基づいて前記評価値を演算する、
ことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項6記載の装置において、
前記評価値は、前記褐色脂肪量を前記複数の組織量の総和で割る計算によって求められる褐色脂肪率である、
ことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の装置において、
前記評価値は、前記褐色脂肪量を前記被検体の体重で割る計算によって求められる褐色脂肪率であることを特徴とするX線CT装置。 - 請求項6記載の装置において、
前記複数の組織量には、前記褐色脂肪量の他に、白色脂肪量が含まれ、
前記評価値は、前記褐色脂肪量を、前記褐色脂肪量と前記白色脂肪量とを加算した値で割る計算によって求められる脂肪内褐色脂肪含有率である、
ことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項6記載の装置において、
前記複数の組織量には、前記褐色脂肪量の他に、筋肉量及び白色脂肪量が含まれ、
前記評価値は、前記褐色脂肪量と前記筋肉量とを乗算した値を前記白色脂肪量で割る計算によって求められる抗肥満パラメータである、
ことを特徴とするX線CT装置。 - 請求項6記載の装置において、
前記複数の組織量には、前記褐色脂肪量の他に、筋肉量及び内臓脂肪量が含まれ、
前記評価値は、前記褐色脂肪量と前記筋肉量とを乗算した値を前記内臓脂肪量で割る計算によって求められる抗肥満パラメータである、
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、褐色脂肪の可能性がある候補画素群を抽出する工程と、
前記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工程と、
前記抽出された褐色脂肪画素群の画素数に基づいて褐色脂肪量を演算する工程と、
前記褐色脂肪量に基づいて、前記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工程と、
を含み、
前記誤認画素除外処理には、注目候補画素の周囲に又は隣接して存在する画素のCT値に基づいて当該注目候補画素を誤認画素として除外する処理が含まれる、ことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項12記載の方法において、
前記誤認画素除外処理には、褐色脂肪画素のCT値よりも高いCT値をもった高CT値組織画素を判定するための高CT値組織画素判定用閾値と、褐色脂肪画素のCT値よりも低いCT値をもった低CT値組織画素を判定するための低CT値組織画素判定用閾値と、を用いて誤認画素を除外する並存判定処理が含まれ、
前記並存判定処理は、前記注目候補画素の周囲に、前記高CT値組織画素判定用閾値よりも高いCT値を有する高CT値組織画素が存在し、且つ、前記低CT値組織画素判定用閾値よりも低いCT値を有する低CT値組織画素が存在する場合に、前記注目候補画素を誤認画素とする処理である、ことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項12記載の方法において、
前記誤認画素除外処理には、褐色脂肪画素のCT値よりも高いCT値をもった高CT値組織画素を判定するための高CT値組織画素判定用閾値、又は、褐色脂肪画素のCT値よりも低いCT値をもった低CT値組織画素を判定するための低CT値組織画素判定用閾値、を用いて誤認画素を除外する隣接処理が含まれ、
前記隣接処理は、前記注目候補画素に隣接して、前記高CT値組織画素判定用閾値よりも高いCT値を有する高CT値組織画素が存在し、又は、前記低CT値組織画素判定用閾値よりも低いCT値を有する低CT値組織画素が存在する場合に、前記注目候補画素を誤認画素とする処理である、ことを特徴とする画像処理方法。 - 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、褐色脂肪の可能性がある候補画素群を抽出する工程と、
前記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工程と、
前記抽出された褐色脂肪画素群の画素数に基づいて褐色脂肪量を演算する工程と、
前記褐色脂肪量に基づいて、前記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工程と、
を含み、
前記誤認画素除外処理には、前記候補画素群を有する画像に対して収縮処理を行った上で膨張処理を行う収縮膨張処理が含まれる、ことを特徴とする画像処理方法。 - 請求項12乃至15のいずれか1項に記載の方法において、
前記評価値は、所定の組織量と前記褐色脂肪量の比率として定義される、
ことを特徴とする画像処理方法。
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