JP5383014B2 - 放射線画像処理装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えばＸ線等の放射線一般を使用して被検体内の放射線特性分布を画像化する放射線撮像装置に関する。

放射線一般を使用して被検体内の放射線特性分布を画像化する放射線撮像装置としては、例えばＸ線を利用して画像撮影を行うＸ線ＣＴ装置が挙げられる。特に、近年では、特許文献１に記載されているような、３次元画像（多数の薄いスライス厚画像）を撮影し、再構成することが可能なコーンビームＣＴ装置が普及してきている。また、ＣＴ装置によって得られた３次元画像（多数の薄いスライス厚画像）に対して、ＭＰＲ（Multi Planner ReconstructionあるいはReformatting）を用いて断面変換を行い、表示する技術も提案されている。医師は、高分解能ＣＴ画像の、このような断面変換によって得られた画像（断面像）を観察する。

特許文献２には、薄いスライス厚のボリュームデータから座標軸の異なるボリュームデータを計算生成することにより、断層画像のスタック表示による読影の効率を向上させることが提案されている。特許文献２によれば、断層画像データ生成手段は、ボリュームデータＶが表す３次元空間を、設定されたスライス軸に沿って設定されたスライス間隔でスライスしたときの各断層画像をそれぞれ担持する複数の断層画像データを生成する。ここで、ボリュームデータＶはボリュームデータ取得手段により取得され、スライス軸及びスライス間隔はスライス条件設定手段により設定される。被写体存在範囲認識手段は、上記断層画像各々について被写体の画像が含まれているか否かを判定する。そして、含まれていると判定された断層画像が存在する範囲を、スライス軸において被写体が存在する範囲と認識し、表示手段がその範囲内の断層画像のみをスタック表示する。

また、特許文献３には、複数種類のＣＴ画像（２Ｄ画像、ＭＰＲ、ＭＩＰ）を生成しておき、複数の表示装置で同時表示する技術が記載されている。特許文献３は、複数種類のＣＴ画像を作成するためのデータ処理時間を短縮することを狙ったものである。特許文献３によれば、この医用診断装置は、被検体Ｍから所定のスライス断面についてのＣＴ画像作成用データを得るデータ検出手段と、得られたＣＴ画像作成用データについて画像再構成処理を行って再構成画像を得るデータ処理部とを有する。そして、このデータ処理部には、再構成条件が異なる複数種類の画像再構成処理を並列に実行するように複数個の画像再構成手段が設けられているので、複数種類のＣＴ画像を作成するためのデータ処理時間を短縮することができる。

また、特許文献４には、薄いスライス厚のボリュームデータから厚いスライス厚データを作成して表示する技術が記載されている。
特開２００５−０２１６７０ 特開２００４−２１５９６１（〔課題〕、〔解決手段〕） 特開２００２−２２４１００（〔課題〕、〔解決手段〕） 特開２００４−１９４８６９

近年、特許文献１に開示されているような大判の２次元Ｘ線検出器を使用したコーンビームＣＴ技術が開発されている。当該装置の２次元Ｘ線検出器は、体軸方向に４３ｃｍ程度の高さを有するので、スパイラルを行う必要がない（いわゆる、ノンスパイラルＣＴ）。発明者らは、このようなノンスパイラルのコーンビームＣＴを開発する過程において、従来の断面変換表示方法では、ノンスパイラルのコーンビームＣＴの特徴を十分に発揮することが出来ないことを発見した。

ノンスパイラルであるため、投影データをＺ軸（Ｘ線管球の回転面に直行する軸、一般には人体の体軸に一致する）に補間演算する必然性はない。しかしながら、Ｚ軸補間せずにマルチスライスのボリュームデータを断面変換表示すると、コロナル断面（冠状断）やサジタル断面（矢状断）の分解能が高い反面、アキシャル断面（横断面）の粒状性が悪いという現象が発生する。この現象を回避するために、Ｚ軸方向にフィルタ処理を行うと、アキシャル断面の粒状性は改善するものの、コロナル断面及びサジタル断面の鮮鋭度が失われてしまう。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ノンスパイラルのコーンビームＣＴによって得られる画像情報から、各方向の断面変換像を高画質で提供可能とすることを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の一態様による放射線画像処理方法は、
放射線発生器と２次元放射線検出器を被検体に対して相対的に回転させながら放射線撮影を行って得られたノンスパイラル投影データを処理する放射線画像処理装置における放射線画像処理方法であって、
再構成手段が、前記ノンスパイラル投影データから、前記回転の回転軸方向に平均化処理が施された第１のボリュームデータと、前記平均化処理が施されていない第２のボリュームデータとを再構成する再構成工程と、
保存手段が、前記第１のボリュームデータを前記回転軸方向に垂直な第１の面に平行な面の画素データのアドレスが連続するようにメモリに保存し、前記第２のボリュームデータを前記回転軸方向に平行な第２の面に平行な面の画素データのアドレスが連続するようにメモリに保存する保存工程と、
指定手段が、ユーザから断面画像の生成位置の指定を受け付ける指定工程と、
生成手段が、前記指定工程で受け付けた前記生成位置が断面に含まれるように、前記第１の面に平行な第１の断面画像を前記メモリに保存された前記第１のボリュームデータを読み出して生成し、前記第２の面に平行な第２の断面画像を前記メモリに保存された前記第２のボリュームデータを読み出して生成する生成工程と、
表示手段が、前記生成工程で生成された前記第１の断面画像と前記第２の断面画像を表示装置に表示する表示工程と、を備える。

また、上記の目的を達成するための本発明の他の態様による放射線画像処理装置は、以下の構成を備える。すなわち、
放射線発生器と２次元放射線検出器を被検体に対して相対的に回転させながら放射線撮影を行って得られたノンスパイラル投影データを処理する放射線画像処理装置であって、 前記ノンスパイラル投影データから、前記回転の回転軸方向に平均化処理が施された第１のボリュームデータと、前記平均化処理が施されていない第２のボリュームデータとを再構成する再構成手段と、
前記第１のボリュームデータを前記回転軸方向に垂直な第１の面に平行な面の画素データのアドレスが連続するようにメモリに保存し、前記第２のボリュームデータを前記回転軸方向に平行な第２の面に平行な面の画素データのアドレスが連続するように保存する保存手段と、
ユーザから断面画像の生成位置の指定を受け付ける指定手段と、
前記指定手段が受け付けた前記生成位置が断面に含まれるように、前記第１の面に平行な第１の断面画像を前記保存手段に保存された前記第１のボリュームデータを読み出して生成し、前記第２の面に平行な第２の断面画像を前記保存手段に保存された前記第２のボリュームデータを読み出して生成する生成手段と、
前記生成手段により生成された前記第１の断面画像と前記第２の断面画像を表示する表示手段と、を備える。

本発明によれば、ノンスパイラルのコーンビームＣＴによって得られる画像情報から、各方向の断面変換像を高画質で提供することが可能となる。

本発明の好ましい実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態による放射線画像処理装置１００の構成例を示す図である。図２は、第１実施形態による、ノンスパイラル投影データを取得するための放射線撮像装置１０１を示す図である。

図２に示されるように、被検体１２は、回転テーブル１３上に背当て１１を使用して立位状態で配置され、Ｘ線発生部８からのＸ線の曝射に連動して回転する。曝射中に再構成領域１０に対応した２次元投影データが、２次元Ｘ線検出器９により収集される。被検体１２を１回転または半回転する間に収集された２次元投影データはノンスパイラル投影データ１として記憶装置（格納部３０）に格納されることになる。

図１において、ノンスパイラル投影データ１から再構成部２により２種類のボリュームデータ（３次元画像データ）が生成される。ノンスパイラルのコーンビームＣＴデータについては、フェルドカンプのアルゴリズムを使用して再構成することができる。フェルドカンプ再構成については、フェルドカンプ（Feldkamp）とデイビス（Davis）およびクレス（Kress）が記載した方法『「実用コーンビームアルゴリズム」（“PracticalCone-BeamAlgorithm”），J.Opt.Soc.Am.A1,612〜619,1984）を参照のこと。

フェルドカンプ法の演算過程では、投影データを逆投影する前にＺ軸方向に平均化することはない。ここで、Ｚ軸方向とはＸ線発生部８の回転面に直行する軸であり、一般には被検体１２の体軸に一致する。再構成部２が生成する２種類のボリュームデータは、Ｚ軸平均ありボリュームデータ３とＺ軸平均なしボリュームデータ４である。Ｚ軸平均なしボリュームデータ４とは、フェルドカンプ法をそのまま用いて再構成したボリュームデータである。一方、Ｚ軸平均ありボリュームデータ３は、逆投影する前にＺ軸方向に投影データを平均化し、その後逆投影して得られたボリュームデータである。なお、本実施形態において、平均化とは２ライン以上の平均化である。各ボリュームデータは格納部３０に格納される。

断面設定部５は、図３に示すような３次元の画素配列によって形成されるボリュームデータ中のアキシャル断面１４（横断面）、コロナル断面１５（冠状断面）、サジタル断面１６（矢状断面）の位置を決定する。具体的には、図３に示す断面位置ポインタ５ａ（黒点）を３次元空間中で移動させることにより、各断面の位置を指定することができる。断面設定部５は、断面の位置を設定すると同時に、各断面の厚さも設定することができる。図３において、Ｗａ１７、Ｗｃ１８、Ｗｓ１９は、それぞれアキシャル断面１４、コロナル断面１５、サジタル断面１６に対してなされた厚みＷの指定を表している。各断面は、例えば、設定された断面位置ポインタ５ａが厚み方向の中央に位置するように選択される（第３実施形態を参照のこと）。図４と図５は人体胸部を例にとって、アキシャル断面１４、コロナル断面１５による断面画像がどのような画像になるかを例示した図である。

断面変換部６は、断面設定部５からの断面の位置の指定を受け付け、ボリュームデータ中の断面設定部５によって指定された位置の断面画像を計算する。断面変換部６が生成する断面画像は、アキシャル断面１４（横断面）、コロナル断面１５（冠状断面）、サジタル断面１６（矢状断面）における断面画像である。ここで、Ｚ軸平均ありボリュームデータ３とＺ軸平均なしボリュームデータ４の座標軸は完全に一致する。つまり、平均化処理によって位相の変位が起きないようにＺ軸平均は行われている必要がある。

断面変換の計算は、平均化によって実現される。平均化をする場合には、厚さ方向に重みをつけた加重平均を算出するようにしても良い。すなわち、図３の各幅Ｗの中心に近い画素と周辺の画素で、画素値に対して異なる重みを付与した加重平均を用いることできる。アキシャル断面画像を計算する場合はＺ軸平均ありボリュームデータ３が使用され、コロナル断面画像とサジタル断面画像を計算する場合はＺ軸平均なしボリュームデータ４が使用される。断面変換部６によって計算された断面画像は、それぞれ所定の位置に表示される。図１では、表示部７の左上にアキシャル断面画像１４ａ、左下にコロナル断面画像１５ａ、右下にサジタル断面画像１６ａが表示されている。また、表示部７の右上には、適宜３Ｄ画像や断面の拡大画像が表示される。各断面の計算及び表示の更新は、断面設定部５による断面位置ポインタ５ａの更新に連動してリアルタイムで行われる。

以上説明した第１実施形態の放射線画像処理装置による放射線画像表示処理について、図６のフローチャートを参照して更に説明する。まず、ステップＳ６０１において、再構成部２は、ノンスパイラル投影データ１を格納部３０から読み出す。そして、ステップＳ６０２において、再構成部２は、複数種類のボリュームデータを生成して、格納部３０に格納する。本実施形態では、再構成部２は、Ｚ軸平均ありボリュームデータ３と、Ｚ軸平均なしボリュームデータ４を生成する。

ステップＳ６０３において、断面設定部５は、ユーザによって指定された断面位置ポインタ５ａの位置を取得し、画像形成すべき断面位置を決定する。ステップＳ６０４において、断面変換部６は、Ｚ軸平均ありボリュームデータ３を用いてアキシャル断面の画像を生成する。また、ステップＳ６０５において、断面変換部６は、Ｚ軸平均なしボリュームデータ４を用いてサジタル断面及びコロナル断面の画像を生成する。そして、ステップＳ６０６において、断面変換部６は、ステップＳ６０４、Ｓ６０５で生成した断面画像を表示部７に表示する。

その後、ユーザによる断面位置ポインタ５ａの操作に応じて断面設定部５が断面位置の変更を受け付けると、処理はステップＳ６０７からステップＳ６０３に戻り、変更された断面位置について各断面画像が生成され、表示されることになる。また、ユーザから終了の指示が入力されると、本処理は終了する。

なお、再構成部２による複数種類のボリュームデータの生成（ステップＳ６０２）は、最初の断面位置の指定がなされた後であってもよい。また、アキシャル断面、サジタル断面、コロナル断面の各画像の生成順序は特に制限されるものではない。

以上のように、第１実施形態によれば、アキシャル断面の計算には投影データをＺ軸に平均化して再構成されたボリュームデータが使用される。また、コロナル断面及びサジタル断面の計算には投影データをＺ軸に平均化せずに再構成したボリュームデータが使用される。すなわち、アキシャル断面の計算と、コロナル断面及びサジタル断面の計算に使用するボリュームデータはＺ軸分解能が異なる。ここで、Ｚ軸はノンスパイラル投影データ１の収集におけるＸ線軌道面に直行する軸である。

より、一般化して言えば、次のとおりである。第１実施形態の放射線画像処理装置は、放射線発生器としてのＸ線発生部８と２次元放射線検出器としての２次元Ｘ線検出器９を被検体に対して相対的に回転させながら放射線撮影を行って得られたノンスパイラル投影データ１を処理する。再構成部２は、ノンスパイラル投影データについて、回転軸方向の平均化処理を施して再構成を行うことにより、第１のボリュームデータ（Ｚ軸平均ありボリュームデータ３）を得る。断面変換部６は、回転軸方向に垂直な第１の面（アキシャル断面１４）における断面画像を第１のボリュームデータから生成する断面変換計算を実行する。そして、この断面変換計算により得られた断面画像（例えばアキシャル断面画像）は、表示装置としての表示部７に表示される。また、再構成部２は、ノンスパイラル投影データ１から回転軸方向の平均化が施されていない第２のボリュームデータ（Ｚ軸平均なしボリュームデータ４）を再構成する。断面変換部６は、回転軸方向に平行な第２の面（例えばコロナル断面１５やサジタル断面１６）における断面画像を第２のボリュームデータから生成し、表示部７に表示する。

なお、平均化処理においては、例えば、Ｚ軸方向の複数点に重みをつけた加重平均が用いられる。以上のような構成によれば、ノンスパイラルＣＴによるＺ軸方向の高分解能という特徴を減ずることなく粒状性の良いアキシャル断面を観察することが可能になる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。第１実施形態では、Ｚ軸平均ありボリュームデータ３を作成する場合に、投影データのＺ軸平均化処理後に逆投影を行った。これに対して、第２実施形態では、再構成部２において、投影データのＺ軸平均化処理を行わずに、逆投影の際に補間点数を変えることによってＺ軸平均ありボリュームデータ３を作成する。図７は第２実施形態による逆投影時の補間点数の変更を説明する図である。逆投影は、一般には再構成画素位置７２０に対する投影データの４つの対象点７２１による４点補間によって実現される（図７の（ａ））。これに対して、第２実施形態では、Ｚ軸方向に対象点７２１を広げて６点補間、あるいは８点補間することによって、Ｚ軸平均の効果を得る。図７の（ｂ）では８点補間が示されている。なお、逆投影時の補間点数でＺ軸平均を実現するメリットは、対象点７２１を図７の（ｃ）に示すように矩形に限定する必要がないことであるが、投影データの時点で平均化処理に較べて逆投影時間が長くなることがデメリットである。

以上のように、第２実施形態によれば、投影データをＺ軸に平均化し再構成したボリュームデータをアキシャル断面の計算に使用する。ここで、第２実施形態の平均化処理とは、逆投影の補間点数を変更（増加）する、Ｚ軸方向にローパス特性を有する演算を含む概念である。もちろん、このようなローパス特性を有する演算と、複数点に重みをつけた加重平均の両方を用いた平均化処理を行うようにしてもよい。第２実施形態によれば、このような平均化処理により、逆投影過程でも柔軟に平均化効果を作り出すことが可能になる。

＜第３実施形態＞
次に第３実施形態について説明する。図３における断面設定部５において、設定しようとする断面は、計算しようとする断面の厚みに関係なく点、あるいは細いラインで設定される。それは、太い線では小さな病変を目標にして断面を設定することが難しいからである。しかしながら、そうすると、操作者は断面の厚みＷの中心線はどの位置であるのかの判断が直感的にわからなくなる。断面設定部５に表示されている細いラインが計算しようとする断面の縁を示している判断されるおそれがある。そこで、第３実施形態では、表示されているライン２２が、断面の厚みＷの中央になるように平均化処理が行われるようにする。このことを図８に示す。

以上のように、第３実施形態によれば、断面変換部６によって計算される断面の厚みＷは、断面設定部５による設定面を中心にして両側にＷ／２の厚みとすることにより、断面設定のＧＵＩと断面表示結果との不一致を解消することが可能になる。また、ユーザの指示などに基づき、ライン２２を断面の厚みＷの縁部分などの任意に位置に設定してもよい。

＜第４実施形態＞
次に第４実施形態について説明する。第４実施形態は、ボリュームデータの保持方法に特徴を有する。断面変換部６は、特段のハードウェアを準備することなく実現できる。例えば、断面変換部６をＣＰＵで実現する場合は、ボリュームデータを保持する３次元配列を如何なるアドレス順で保持するかによってメモリアクセス時間が異なるために計算時間が異なってくる。従って、第４実施形態では、アキシャル断面、コロナル断面、サジタル断面のそれぞれの算出に適したアドレス順でボリュームデータを保持する。この様子を図８に示す。図８の（ａ）に示すように、アキシャル断面１４を計算する場合のボリュームデータは、１枚のアキシャル面が連続アドレスになるように保持される。同様に、コロナル断面１５を計算する場合は、図８の（ｂ）に示されるように、１枚のコロナル断面１５が連続するようにボリュームデータを保持する。また、サジタル断面１６を計算する場合は、図８の（ｃ）に示されるように、１枚のサジタル断面１６が連続するようにボリュームデータを保持する。こうすれば厚みのある断面を演算する場合に、１枚の画像の取り出しが高速に行えて全体として演算を高速化することができる。

以上のように、第４実施形態によれば、アキシャル、コロナル、サジタルの各断面に対応した複数のボリュームデータを保存するにおいて、ボリュームデータの３次元配列の記録順序を異ならせる。すなわち、第４実施形態では、再構成部２は、アキシャル断面に対応する第１の面と、コロナル断面に対応する第２の面と、サジタル断面に対応する第３の面とに対応して、３次元配列の記録順序が異なる第１〜第３保持データを保持する。第１保持データは、第１のボリュームデータ（Ｚ軸平均ありデータ３）が第１の面に平行な面の画素データのアドレスが連続するようにメモリに保存されたものである（図９の（ａ））。第２保持データは、第２のボリュームデータ（Ｚ軸平均なしデータ４）が第２の面に平行な面の画素データのアドレスが連続するようにメモリに保存されたものである（図９の（ｂ））。同様に、第３保持データは、第２のボリュームデータ（Ｚ軸平均なしデータ４）が第２の面に平行な面の画素データのアドレスが連続するようにメモリに保存されたものである（図９の（ｃ））。そして、断面変換部６は、第１〜第３の面に対する断面画像を、それぞれ第１〜第３保持データを読み出して生成する。このような構成により、第４実施形態では、各断面への変換処理におけるデータの読み出しが高速化されるため、変換処理を高速化することが可能になる。

＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について説明する。上記の第１〜第４実施形態においては、再構成されたボリュームデータの座標軸（図３、図９におけるＸ、Ｙ、Ｚ軸）中の２軸を含む平面、すなわち、ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面のいずれかと、断面変換しようとする断面が平行になるように断面が設定された。しかし、病変の分布によっては、ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面のいずれとも平行ではない平面における断面を観察することが必要になる。そこで、第５実施形態による放射線画像処理装置１００では、そのような断面を表示可能とする。なお、以下では、ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面を総称してＸＹＺ面という。

この場合の断面設定部５は、断面位置ポインタ５ａに加えて、３つの断面を一括して回転するための断面回転ポインタ５ｂが用意される（図１０）。このように設定された断面は、一般にはオブリーク面２３と云われる（図１１）。ここで、第４実施形態のように断面に応じた格納方法でボリュームデータが格納されている場合には、オブリーク面２３を計算するのに如何なるボリュームデータを使用するかが問題となる。そこで、第５実施形態においては、各オブリーク面２３とＸＹ平面とが作る角度を計算して、当該角度が最小になるＸＹＺ面に対応するボリュームデータを使用するものとする。そのようなＸＹＺ面が、各オブリーク面２３に求められる特性と似通った特性を有するからである。ここで、２面の作る角度は２面が交わる時に作る直線を中心軸として計算される。

以上のように、第５実施形態によれば、断面変換のために設定された複数の断面がアキシャル断面、コロナル断面、サジタル断面に合致しない場合には、設定された断面とアキシャル断面、コロナル断面、サジタル断面との角度が計算される。そして、アキシャル断面、コロナル断面、サジタル断面のうち、設定された断面となす角度が最小の断面を選択し、選択した断面に対応するボリュームデータを使用して断面変換計算が行われる。これにより、病変をアキシャル断面、コロナル断面、サジタル断面に合致しない断面で観察する場合にも、アキシャル断面に近い断面では粒状性の良い断面画像、コロナル断面、サジタル断面に近い断面ではＺ軸分解能の良い断面画像を得ることができる。

＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態について説明する。上記の第１〜第５実施形態においては、断面変換に使用するボリュームデータは画素サイズが同じであった。第６実施形態では、画素サイズが異なる場合、具体的には等方ボクセルでない場合（画素が立方体でない）について説明する。

図１２は、アキシャル断面１４とコロナル断面１５に対応したボリュームデータを立方体でない画素により再構成した様子を示す。アキシャル断面１４を観察する場合においては、Ｚ軸方向に平均化して再構成しているわけであるから、Ｚ軸方向には画像の変化は多くなく、Ｚ軸方向に再構成断面数を増やしても診断上メリットはない。同様に、コロナル断面１５を観察する場合において、粒状性の良い画像を得ようとする場合は、Ｙ軸方向に平均化することが考えられる。すると、Ｙ軸方向に画像の変化は多くなく、Ｙ軸方向に再構成断面数を増やしても診断上メリットはない。

そこで、再構成部２は、対応する平面に垂直な方向の解像度を低減したボリュームデータを保持する。ここで解像度とは、単位長あたりの画素数を意味している。例えば、アキシャル断面用のボリュームデータは、図１２の（ａ）に示されるように、Ｚ軸平均ありボリュームデータ３のＺ軸方向の解像度を低減したボリュームデータとする（Ｚ軸方向に長い画素となる）。また、例えば、コロナル断面用のボリュームデータは、図１２の（ｂ）に示されるように、Ｚ軸平均なしボリュームデータ４のＹ軸方向の解像度を低減したボリュームデータとする。同様に、サジタル断面用のボリュームデータは、Ｚ軸平均なしボリュームデータ４のＸ軸方向の解像度を低減したボリュームデータとする。なお、上記のような、立方体でない画素は、逆投影のステップにおいて、該当する軸方向の再構成画像ピッチを調整することにより実現できる。

また、図１３は、観察する断面の診断重要度が異なる場合に、画像のサイズの異なる再構成ボリュームデータを使用する例を示す。たとえば、サジタル断面１６の観察重要度が低い場合には、アキシャル断面１４やコロナル断面１５より大きな画素で再構成することが考えられる。このように、再構成部２は、各断面に対応したボリュームデータを保持するにおいて、断面画像の重要性に応じて、解像度を異ならせるようにしてもよい。この場合も、画像のサイズの異なる再構成ボリュームは、該当する軸方向の再構成画像ピッチを調整することにより実現できる。

以上のように、第６実施形態によれば、複数のボリュームデータを保存するにおいて、ボリュームデータの画素形状及び／又は画素サイズを異ならせる。これにより、断面の方向に依存した再構成分解能を得ることが可能になる。また、不必要に詳細な再構成に計算時間をかける必要がなくなる。

＜第７実施形態＞
図１４は第７実施形態による放射線画像処理装置１００の構成例を示す図である。上記の第１〜第６実施形態においては、断面変換表示の断面間の相違にのみ着目したが、同一の断面であっても再構成ボリュームを切替えて断面変換に使用することが考えられる。これは、胸部のように異質な臓器を観察する場合に起きる。胸部撮影には、空間的に高い分解能を必要とする肺野と、空間分解能よりもＣＴ値の変化など質的変化の表現（濃度分解能）を必要とする縦隔が含まれる。再構成に使用されるフィルタ関数は、肺野に対しては高周波特性の良い関数（肺野関数）、縦隔に対しては低周波を重視して粒状性の良い関数（縦隔関数）が使用される。従来、医者は、これらの肺野関数と縦隔関数を用いて生成された２セットのボリュームデータによる画像を別々に観察していた。第７実施形態においては、フィルタ関数切替え部２６に、医者がどちらの画像を観察するかの指定を入力することにより、断面変換部６を介して肺野用ボリュームデータを使用した断面と縦隔用ボリュームデータを使用した断面を切替える。

図１４において、再構成部２は、フィルタ関数切り替え部２６が備えるフィルタ関数毎に、ボリュームデータを生成し、格納部３０に保持する。例えば、用意されたフィルタ関数が肺野関数と縦隔関数である場合、肺野関数を用いて生成されたＺ軸平均ありボリュームデータ３ａと縦隔関数を用いて生成されたＺ軸平均ありボリュームデータ３ｂが生成され、保持される。同様に、肺野関数を用いて生成されたＺ軸平均なしボリュームデータ３ａと縦隔関数を用いて生成されたＺ軸平均なしボリュームデータ３ｂが生成され、保持される。そして、縦隔関数による画像が指示された場合、アキシャル断面画像はＺ軸平均ありボリュームデータ３ｂを用いて生成され、コロナル断面画像とサジタル断面画像はＺ軸平均なしボリュームデータ４ｂを用いて生成され、これらが表示される。

また、階調設定部２７からフィルタ関数切替え部２６を駆動させることも出来る。つまり、階調変換のウィンドウレベルが、予め決められた値より小さい場合は、医者がＣＴ値の低い肺野領域を観察しているとして肺野用ボリュームデータを使用して断面を計算する。予め決められた値より大きい場合は、医者がＣＴ値の高い縦隔領域を観察しているとして縦隔用ボリュームデータを使用して断面を計算する。なお、「階調変換のウィンドウレベル」とは、画像表示の輝度レベルのことであり、このレベルを下げると画像全体の輝度があがる。例えば、「肺野のＣＴ値」は患者間で大きく違わないので装置に予め設定された「階調変換のウィンドウレベル」で表示することに問題はない。一方、特殊な病気の患者では「階調変換のウィンドウレベル」の変更が適切な場合がある。このような要求に対応するために、一般に「階調変換のウィンドウレベル」は操作者による変更が可能となっている。

以上のように、第７実施形態によれば、複数の再構成フィルタ関数を使用したボリュームデータを保存し、ユーザの指示に応じて、これら複数の再構成フィルタ関数の中から１つの再構成フィルタ関数が選択される。再構成フィルタ関数の選択により、アキシャル断面、コロナル断面、サジタル断面中の各断面に使用するボリュームデータは、選択された再構成フィルタ関数により再構成されたボリュームデータを使用する。すなわち、再構成部２は、異なる再構成フィルタ関数を適用することにより、複数種類のＺ軸平均ありボリュームデータ３や、複数種類のＺ軸平均なしボリュームデータ４を生成して、保存する。そして、ユーザの操作に応じて選択された再構成フィルタを適用して生成されたボリュームデータが断面変換部６における断面変換計算に用いられる。これにより、胸部ＣＴにおける肺野部と縦隔部の観察等において、フィルタ関数を意識することなく連続観察が可能になる。

また、第７実施形態によれば、階調変換の階調数をユーザが変更可能な構成において、指定された階調数と予め決められた階調数とを比較することにより、再構成フィルタ関数が選択される。すなわち、フィルタ関数切替え部２６は、階調数を変更可能な階調設定部２７によって変更された階調数と予め決められた値とを比較することにより、使用すべき再構成フィルタ関数を選択する。そして、選択された再構成フィルタを適用して生成されたボリュームデータが断面変換部６における断面変換計算に用いられる。これにより、胸部ＣＴなのどにおける、肺野部と縦隔部の観察等において、階調変換操作を行なう場合において、フィルタ関数を意識することなく連続観察が可能になる。

＜他の実施形態＞
以上、実施形態を詳述したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能である。具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。

尚、本発明は、ソフトウェアのプログラムをシステム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによって前述した実施形態の機能が達成される場合を含む。この場合、供給されるプログラムは実施形態で図に示したフローチャートに対応したコンピュータプログラムである。

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。

コンピュータプログラムを供給するためのコンピュータ読み取り可能な記憶媒体としては以下が挙げられる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などである。

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることが挙げられる。この場合、ダウンロードされるプログラムは、圧縮され自動インストール機能を含むファイルであってもよい。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。

また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布するという形態をとることもできる。この場合、所定の条件をクリアしたユーザに、インターネットを介してホームページから暗号を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用して暗号化されたプログラムを実行し、プログラムをコンピュータにインストールさせるようにもできる。

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどとの協働で実施形態の機能が実現されてもよい。この場合、ＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。

さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれて前述の実施形態の機能の一部或いは全てが実現されてもよい。この場合、機能拡張ボードや機能拡張ユニットにプログラムが書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行なう。

第１実施形態による放射線画像処理装置の構成例を示す図である。 放射線撮像装置の一例としての、ノンスパイラルＣＴ撮影装置を説明する図である。 アキシャル断面、コロナル断面、サジタル断面の設定例を示す図である。 アキシャル断面の例を示す図である。 コロナル断面の例を示す図である。 第１実施形態による断面画像の作成処理を説明するフローチャートである。 第２実施形態による、逆投影時の補間の例を示す図である。 第３実施形態による、ＧＵＩ上の断面の表示ラインと断面厚の関係を示す図である。 第４実施形態による、ボリュームデータのアドレッシングの例を示す図である。 第５実施形態による、オブリーク面の設定例を示す図である。 オブリーク面とＸＹＺ面との作る角度を示す図である。 第６実施形態による、ボリュームデータ間で画素のアスペクトが異なる例を示す図である。 第６実施形態による、ボリュームデータ間で画素のサイズが異なる例を示す図である。 第７実施形態による放射線画像処理装置の構成を示す図である。

Claims (12)

1. 放射線発生器と２次元放射線検出器を被検体に対して相対的に回転させながら放射線撮影を行って得られたノンスパイラル投影データを処理する放射線画像処理装置における放射線画像処理方法であって、
   再構成手段が、前記ノンスパイラル投影データから、前記回転の回転軸方向に平均化処理が施された第１のボリュームデータと、前記平均化処理が施されていない第２のボリュームデータとを再構成する再構成工程と、
   保存手段が、前記第１のボリュームデータを前記回転軸方向に垂直な第１の面に平行な面の画素データのアドレスが連続するようにメモリに保存し、前記第２のボリュームデータを前記回転軸方向に平行な第２の面に平行な面の画素データのアドレスが連続するようにメモリに保存する保存工程と、
   指定手段が、ユーザから断面画像の生成位置の指定を受け付ける指定工程と、
   生成手段が、前記指定工程で受け付けた前記生成位置が断面に含まれるように、前記第１の面に平行な第１の断面画像を前記メモリに保存された前記第１のボリュームデータを読み出して生成し、前記第２の面に平行な第２の断面画像を前記メモリに保存された前記第２のボリュームデータを読み出して生成する生成工程と、
   表示手段が、前記生成工程で生成された前記第１の断面画像と前記第２の断面画像を表示装置に表示する表示工程と、を備えることを特徴とする放射線画像処理方法。
2. 前記第１のボリュームデータは、前記回転軸方向に並ぶ予め定められた数の画素値に重みをつけて平均を計算する加重平均を前記ノンスパイラル投影データに施してから逆投影を行うことで得られたボリュームデータ、または、前記ノンスパイラル投影データに対して前記回転軸方向の補間点数を増加させた逆投影を行うことにより得られたボリュームデータであることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像処理方法。
3. 前記指定工程では、更に、断面画像の厚みの指定を受け付け、
   前記生成工程では、指定された前記厚みをＷとした場合に、指定された前記生成位置を中心にして両側にＷ／２の厚みを有するように前記第１及び第２の断面画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の放射線画像表示処理方法。
4. 前記保存工程では、更に、前記第２のボリュームデータを前記回転軸と平行で前記第２の面に垂直な第３の面に平行な面の画素データのアドレスが連続するようにメモリに保存して第３のボリュームデータとし、
   前記生成工程では、前記第１及び第２の断面画像と、前記第３の面に平行な第３の断面画像とを前記第１、第２及び第３のボリュームデータからそれぞれ生成することを特徴とする請求項１に記載の放射線画像処理方法。
5. 前記指定工程では、更に、前記第１の面、第２の面、第３の面のいずれとも平行とならないオブリーク面の指定を受け付け、
   前記生成工程では、前記指定工程での前記オブリーク面の指定に応じて、前記第１の面、第２の面、第３の面のうち前記オブリーク面となす角度が最小となる面を選択し、前記第１、第２および第３のボリュームデータのうちの選択された面に対応したボリュームデータを用いて前記オブリーク面に対応する断面画像を生成することを特徴とする請求項４に記載の放射線画像処理方法。
6. 前記第１のボリュームデータは、前記第１の面に垂直な方向の解像度が前記第１の面に平行な方向の解像度よりも低減されており、前記第２のボリュームデータは、前記第２の面に垂直な方向の解像度が前記第２の面に平行な方向の解像度よりも低減されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像処理方法。
7. 前記第１、第２、及び第３のボリュームデータのうちの少なくとも１つのボリュームデータの解像度が他のボリュームデータの解像度と異なることを特徴とする請求項４に記載の放射線画像処理方法。
8. 前記再構成工程では、異なる再構成フィルタ関数を適用することにより、複数種類の第１のボリュームデータまたは複数種類の第２のボリュームデータを生成し、
   前記生成工程では、ユーザの操作に応じて選択された再構成フィルタ関数を適用して生成されたボリュームデータが用いられることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像処理方法。
9. 変更手段が、ユーザによる階調数の変更を受け付ける変更工程を更に備え、
   前記生成工程では、前記変更工程で変更された階調数と予め決められた階調数とを比較することにより、再構成フィルタ関数を選択することを特徴とする請求項８に記載の放射線画像処理方法。
10. 放射線発生器と２次元放射線検出器を被検体に対して相対的に回転させながら放射線撮影を行って得られたノンスパイラル投影データを処理する放射線画像処理装置であって、 前記ノンスパイラル投影データから、前記回転の回転軸方向に平均化処理が施された第１のボリュームデータと、前記平均化処理が施されていない第２のボリュームデータとを再構成する再構成手段と、
    前記第１のボリュームデータを前記回転軸方向に垂直な第１の面に平行な面の画素データのアドレスが連続するようにメモリに保存し、前記第２のボリュームデータを前記回転軸方向に平行な第２の面に平行な面の画素データのアドレスが連続するように保存する保存手段と、
    ユーザから断面画像の生成位置の指定を受け付ける指定手段と、
    前記指定手段が受け付けた前記生成位置が断面に含まれるように、前記第１の面に平行な第１の断面画像を前記保存手段に保存された前記第１のボリュームデータを読み出して生成し、前記第２の面に平行な第２の断面画像を前記保存手段に保存された前記第２のボリュームデータを読み出して生成する生成手段と、
    前記生成手段により生成された前記第１の断面画像と前記第２の断面画像を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする放射線画像処理装置。
11. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載された放射線画像処理方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
12. 請求項１１に記載のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。

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