JP5978432B1 - 医用画像処理装置及び医用画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、添付図面に従って本発明に係る医用画像処理装置及び医用画像処理方法の好ましい実施形態について説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。
画像取得部21は、初期画像を取得する。初期画像は記憶装置4から取得されても良いし、ネットワークアダプタ10を介して医用画像撮影装置13や医用画像データベース14から取得されても良い。また再構成部20が初期投影データを再構成することによって生成された初期画像を画像取得部21が取得しても良い。
金属画像生成部22は、初期画像から金属領域を抽出し、金属画像を生成する。金属領域の抽出には、例えば閾値処理が用いられる。すなわち、所定の閾値以上のCT値を有する領域が金属領域として抽出される。閾値処理に用いられる閾値は、抽出される金属領域の材質に応じて設定される。金属領域として抽出された領域以外は所定のCT値、例えば空気や水のCT値(−1000や0)に設定される。
金属投影データ生成部23は、金属画像を順投影処理することにより金属投影データを生成する。すなわち、金属画像上で2次元に分布しているCT値をある方向にそって積分することによって得られる1次元の投影値分布を、積分する方向を変えながら取得して配列することにより金属投影データが生成される。金属画像では金属領域以外は所定のCT値に設定されているので、金属投影データにおいても金属領域を投影した領域以外は所定のCT値に応じた投影値となる。
変換処理部24は、金属投影データを変換処理することにより変換投影データを生成する。変換処理には図7(a)に示すような金属投影値変換関数304や、図7(b)に示すような金属投影値変換関数305等が用いられる。金属投影値変換関数とは、計測投影値から本来の投影値(理想投影値)を推定するために用いられる変換関数であり、計測投影値と理想投影値との関係を表す関数である。すなわち、計測投影データの値を図7に示すような金属投影値変換関数の横軸と照合し、対応する縦軸の変換投影値に変換することにより、変換投影データが生成される。
MAR画像生成部25は、変換投影データに基づいてメタルアーチファクトが低減された断層画像であるMAR画像を生成する。前ステップでの処理により、初期投影データから線質硬化等の影響が低減された理想投影データに変換されているので、理想投影データを再構成処理することによりMAR画像が生成される。生成されたMAR画像は表示装置6に表示される。
次に第二の実施形態について説明する。第一の実施形態では、変換処理部24が金属投影値変換関数を用いて変換処理することについて説明した。本実施形態では、金属投影値変換関数の代わりに誤差投影値変換関数を用いて変換処理をする場合について説明する。以下、本実施形態と第一の実施形態との差異について詳細に説明し、第一の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
変換処理部24は、誤差投影値変換関数312を用いて金属投影データを変換処理することにより変換投影データとして誤差投影データを生成する。すなわち、計測投影データの値を図11に示すような誤差投影値変換関数312の横軸と照合し、対応する縦軸の誤差投影値に変換することにより、誤差投影データが生成される。
MAR画像生成部25は、変換投影データである誤差投影データに基づいてメタルアーチファクトが低減された断層画像であるMAR画像を生成する。MAR画像を生成するには、まず誤差投影データを再構成処理することによりアーチファクト画像を生成し、次に生成されたアーチファクト画像と初期画像とを合成する。
次に第三の実施形態について説明する。第二の実施形態では、アーチファクト画像と初期画像との合成によるMAR画像の生成について説明した。本実施形態では、複数のアーチファクト画像の中から選択されたアーチファクト画像を初期画像と合成する場合について説明する。以下、本実施形態と第二の実施形態との差異について詳細に説明し、第二の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
変換処理部24は、N個の誤差投影値変換関数312を用いて金属投影データを変換処理することによりN個の誤差投影データを生成する。なお、誤差投影値変換関数312の形状からわかるように、計測投影値が大きいほど誤差投影値は大きくなるので、N個の誤差投影値変換関数312を用いる際には、金属領域の厚さTが厚い側を薄い側に対して細かく設定することが望ましい。
MAR画像生成部25は、N個の誤差投影データをそれぞれ再構成処理することにより、N個のアーチファクト画像を生成し、各アーチファクト画像をそれぞれ初期画像と合成し、N個のMAR画像を生成する。そして、N個のMAR画像の評価値をそれぞれ算出し、評価値に基づいてN個のMAR画像の中から最適なMAR画像を選択する。MAR画像の評価値には、第二の実施形態と同じように、MAR画像中の被検体の領域の画素値の分散、またはMAR画像中の空気領域の画素値の分散が用いられる。すなわちN個のMAR画像の中から画素値の分散が最小となるMAR画像が選択される。
次に第四の実施形態について説明する。第三の実施形態では、複数のアーチファクト画像の中から選択されたアーチファクト画像を初期画像と合成することについて説明した。本実施形態では、複数の理想投影データを生成し、それらの中から選択された理想投影データを再構成する場合について説明する。以下、本実施形態と第三の実施形態との差異について詳細に説明し、第三の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
変換処理部24は、N個の金属投影値変換関数304を用いて金属投影データを変換処理することによりN個の理想投影データを生成する。なお、金属投影値変換関数304の形状からわかるように、計測投影値が大きいほど理想投影値は大きくなるので、N個の金属投影値変換関数304を用いる際には、金属領域の厚さTが厚い側を薄い側に対して細かく設定することが望ましい。
MAR画像生成部25は、N個の理想投影データをそれぞれ再構成処理することにより、N個のMAR画像を生成する。そして、N個のMAR画像の評価値をそれぞれ算出し、評価値に基づいてN個のMAR画像の中から最適なMAR画像を選択する。MAR画像の評価値には、第二の実施形態と同じように、MAR画像中の被検体の領域の画素値の分散、またはMAR画像中の空気領域の画素値の分散が用いられる。すなわちN個のMAR画像の中から画素値の分散が最小となるMAR画像が選択される。
次に第五の実施形態について説明する。第一乃至四の実施形態では、変換処理部24が生成した理想投影データ若しくは誤差投影データを用いて、メタルアーチファクトが低減されたMAR画像を生成すること、すなわち一つのMARアルゴリズムを使用することについて説明した。本実施形態では、複数のMARアルゴリズムを組み合わせる場合について説明する。以下、本実施形態と第一乃至四の実施形態との差異について説明する。
Claims (11)
- 被検体の投影データを取得して断層画像を再構成する医用画像処理装置であって、
初期画像を取得する画像取得部と、
前記初期画像から金属領域を抽出して金属画像を生成する金属画像生成部と、
前記金属画像を順投影することにより金属投影データを生成する金属投影データ生成部と、
金属領域の材質、大きさ、撮影条件に基づいて前記金属投影データを変換処理して変換投影データを生成する変換処理部と、
前記変換投影データに基づいてMAR画像を生成するMAR画像生成部と、を備えることを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項1に記載の医用画像処理装置において、
前記変換処理部は、前記金属領域の計測投影値を、前記金属領域の理想投影値に変換する金属投影値変換関数を用いて前記変換投影データを生成することを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項2に記載の医用画像処理装置において、
前記MAR画像生成部は、前記変換投影データを再構成することにより前記MAR画像を生成することを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項1に記載の医用画像処理装置において、
前記変換処理部は、前記金属領域の計測投影値を、前記金属領域の理想投影値と前記計測投影値との差分値である誤差投影値に変換する誤差投影値変換関数を用いて前記変換投影データを生成することを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項4に記載の医用画像処理装置において、
前記MAR画像生成部は、前記変換投影データを再構成してアーチファクト画像を生成し、前記アーチファクト画像と前記初期画像とを合成することにより前記MAR画像を生成することを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項5に記載の医用画像処理装置において、
前記MAR画像生成部は、前記アーチファクト画像と前記初期画像とを合成するときに、前記アーチファクト画像に重み係数を乗じることを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項6に記載の医用画像処理装置において、
前記重み係数は、前記MAR画像の中の被検体の領域の画素値の分散が予め定められた閾値以下となるように設定されることを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項6に記載の医用画像処理装置において、
前記重み係数は、前記MAR画像の中の空気領域の画素値の分散が予め定められた閾値以下となるように設定されることを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項4に記載の医用画像処理装置において、
前記変換処理部は、複数の前記誤差投影値変換関数を用いて複数の変換投影データを生成し、
前記MAR画像生成部は、複数の変換投影データ毎にアーチファクト画像を生成し、各アーチファクト画像をそれぞれ前記初期画像と合成して複数のMAR画像を生成し、各MAR画像に対して算出された評価値に基づいて前記複数のMAR画像の中から選択された画像を出力することを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項2に記載の医用画像処理装置において、
前記変換処理部は、複数の前記金属投影値変換関数を用いて複数の変換投影データを生成し、
前記MAR画像生成部は、複数の変換投影データをそれぞれ再構成することにより複数のMAR画像を生成し、各MAR画像に対して算出された評価値に基づいて前記複数のMAR画像の中から選択された画像を出力することを特徴とする医用画像処理装置。 - 被検体の投影データを取得して断層画像を再構成する医用画像処理方法であって、
初期画像を取得する画像取得ステップと、
前記初期画像から金属領域を抽出して金属画像を生成する金属画像生成ステップと、
前記金属画像を順投影することにより金属投影データを生成する金属投影データ生成ステップと、
金属領域の材質、大きさ、撮影条件に基づいて前記金属投影データを変換処理して変換投影データを生成する変換処理ステップと、
前記変換投影データに基づいてMAR画像を生成するMAR画像生成ステップと、を備えることを特徴とする医用画像処理方法。
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