JP6021308B2 - 医用画像診断装置及び画像処理装置、医用画像処理プログラム - Google Patents
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Description
また、この実施形態の画像処理装置は、X線を放射するX線管とX線検出器を被検体のまわりに回転させて複数の投影データを収集する医用画像診断装置から複数の投影データを受け、記憶手段、画像変換手段、補正手段、再構成手段、及び出力手段とを有する。記憶手段は、複数の投影データを再構成することにより形成された第1の画像に、X線の放射タイミングに係る情報と、X線管およびX線検出器の少なくともいずれか一方の回転位置に係る情報とを関連付けて記憶する。画像変換手段は、記憶された情報を参照して、第1の画像を、X線の放射タイミングに係る情報と回転位置に係る情報とに対応する複数の投影データにそれぞれ変換する。補正手段は、変換された複数の投影データを補正する。再構成手段は、補正された複数の投影データを再構成することにより、第2の画像を作成する。出力手段は、作成された第2の画像を出力する。
また、この実施形態の医用画像処理プログラムは、記憶ステップ、画像変換ステップ、補正ステップ、再構成ステップ、及び出力ステップをコンピュータに実行させる。記憶ステップは、第1の画像に、X線の放射タイミングに係る情報と、X線管およびX線検出器の少なくともいずれか一方の回転位置に係る情報とを関連付けて記憶する。画像変換ステップは、記憶された情報を参照して、第1の画像を、X線の放射タイミングに係る情報と回転位置に係る情報とに対応する複数の投影データにそれぞれ変換する。補正ステップは、変換された複数の投影データを補正する。再構成ステップは、補正された複数の投影データを再構成することにより、第2の画像を作成する。出力ステップは、作成された第2の画像を出力する。
X線診断装置を代表して、X線CT装置の基本的な構成について図1を参照して説明する。図1はマルチスライスタイプのX線CT装置の構成を示す図である。
次に、医用画像処理装置11について図4を参照して説明する。図4は医用画像処理装置11の機能ブロック図である。
次に、画像変換手段12について図4及び図5を参照して説明する。図5は投影データを算出するときの説明図である。なお、再構成処理を可能にするためには、複数方向からの投影データがあればよいが、ここでは、原画像Gを作成したときの回転位置と同じ回転位置に関連付けられた投影データを算出するものとする。
X線検出器103で検出したX線の強度と、X線パス上の被検体の吸収係数の関係から、原画像Gの画像CT値f(q,r)と、投影データP(m,n)との関係を、次の式(1)で表わすことができる。
次に、補正手段13について説明する。補正手段13は、回転位置tに関連付けられた投影データPが、回転位置tに対して近傍の回転位置に対応付けられた投影データPに対して所定範囲外の値であるとき(例えば、極端に落ち込んでいるとき)、その投影データPを補正する。なお、補正された投影データを図4にP’で示す。
ただし、ti≠th
次に、再構成手段14について説明する。再構成手段14は、補正された投影データP’を再構成することにより、原画像Gの画像CT値fを補正した補正画像G’の画像CT値f’を作成する。なお、補正画像G’の画像CT値を図4に”f’”で示す。
次に、画像混合手段15について説明する。画像混合手段15は、再構成手段14により作成された補正画像G’の画像CT値f’及び原画像Gの画像CT値fを加重平均することにより、補正画像G’’の画像CT値f’’を求める。
出力手段16は表示制御部を有する。表示制御部は、補正画像G’’を表示データに変換し、ディスプレイ17に表示させる。
次に、一連の処理について図6を参照して説明する。図6は、原画像Gの入力から補正画像G’’の出力までの一連の処理を表すフローチャートである。
図6に示すように、送信先である医用画像処理装置11から、送信元である記憶部112または画像統合サーバに対し、原画像Gの送信要求が出されると、記憶部112等から投影データPが医用画像処理装置11に送信される。
画像変換手段12は、原画像Gが入力されると、スキャン条件及びキャリブデータを参照し、原画像Gを投影データPに変換する。
補正手段13は、投影データPを受けて、回転位置tに関連付けられた投影データPを、回転位置tに対して近傍の回転位置に対応付けられた投影データPに基づいて補正する。なお、補正手段13による補正は、全部のX線検出素子に対応する投影データPついて、回転位置t毎に行われる。補正された投影データP’は、再構成手段14に出力される。
再構成手段14は、逐次近似法を用いて、投影データP’に基づき補正画像G’の画像CT値f’を再構成する。なお、逐次近似法の詳細については後述する。
画像混合手段15は、原画像Gの画像CT値f及び補正画像G’の画像CT値f’を受けて、画像CT値f’及び画像CT値fを加重平均する。加重平均された補正画像G’’の画像CT値f’’は、出力手段16に出力される。
出力手段16は、補正画像G’’をディスプレイ17に表示させる。それにより、対応する投影データをもたない原画像Gであっても、原画像Gの補正を高い精度で行うことが可能となる。また、投影データを記憶させておく必要がないので、コストが嵩まない。
次に、逐次近似法について図7を参照して説明する。図7は逐次近似画像再構成を示すフローチャートである。
医用画像処理プログラムを実行すると、初期画像が医用画像処理装置11の内部メモリ(図示省略)に展開される。以下の説明で、初期画像に”G0”の符号を付して説明する。
再構成手段14は、初期画像G0を投影データBに変換する。投影データBへの変換は、原画像Gを投影データPに変換するときと同様の手法(S102参照)が用いられる。
ステップS103で補正された投影データP’を、ここでは投影データAとして説明する。投影データAが再構成手段14に入力される。
次に、再構成手段14は、逐次近似アルゴリズムに基づき、投影データA、Bを比較する。ここで、逐次近似アルゴリズムには、公知の技術、例えば、ML−EM(maximum likelihood expectation maximization)法、OSEM(ordered subset ML−EM)法、RAMLA(row−action maximization−likelihood)法、及び、DRAMA(dynamic RAMLA)法が用いられる。
次に、再構成手段14は、投影データBを修正する。投影データBの修正においても、上記の逐次近似アルゴリズムに基づき行われる。
次に、再構成手段14は、投影データBを画像G0’に変更する。投影データBから画像G0’への変換は、投影データP’を補正画像G’の画像CT値f’に変換するときと同様の手法(S104参照)が用いられる。
次に、再構成手段14は、画像G0’と画像G1との差(更新量)を求める。更新量が所定範囲以下であると(S206;Yes)、画像G0’の出力(S207)に移行する。画像G0’と画像G1との差を求める方法は公知の技術が用いられる。公知技術の一例として、両方の画素値の差(変化量)を順番に求めていき、変化量が所定範囲を超えると、一方の画素値を更新する毎に求める特開2007−014542号公報に記載されたものがある。
出力手段116は、画像G0’をディスプレイ17に表示させる。
更新量が所定範囲を超えると(S206;No)、再構成手段14は、画像G0’を更新し、更新された画像G0’が再構成手段14により投影データBに変換されるステップS202に戻る。
12 画像変換手段
13 補正手段
14 再構成手段
15 画像混合手段
16 出力手段
17 ディスプレイ
100 ガントリ
101 X線管
102 フレーム
103 X線検出器
104 データ収集システム
105 非接触データ伝送部
106 前処理部
107 回転部
108 スリップリング
109 高電圧発生部
112 記憶部
114 再構成部
115 入力部
116 表示部
Claims (7)
- X線を放射するX線管と被検体を間にして対向配置され、X線管と共に被検体のまわりを回転するX線検出器により収集された複数の投影データを再構成することにより第1の画像が作成される医用画像診断装置において、
前記第1の画像に、前記X線の放射タイミングに係る情報と、前記X線管および前記X線検出器の少なくともいずれか一方の回転位置に係る情報とを関連付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶された情報を参照して、前記第1の画像を、前記X線の放射タイミングに係る情報と前記回転位置に係る情報とに対応する複数の投影データにそれぞれ変換する画像変換手段と、
前記変換された複数の投影データを補正する補正手段と、
前記補正された複数の投影データを再構成することにより、第2の画像を作成する再構成手段と、
前記作成された第2の画像を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする医用画像診断装置。 - 前記補正手段は、前記回転位置に関連付けられた投影データを、当該回転位置に対し近傍の回転位置に関連付けられた投影データに基づいて補正することを特徴とする請求項1に記載の医用画像診断装置。
- 前記再構成手段は、逐次近似法を用いて前記投影データを再構成することを特徴とする請求項1又は2に記載の医用画像診断装置。
- 前記第1の画像及び前記再構成手段により作成された前記第2の画像を加重平均することで、前記出力手段により出力される前記第2の画像を求める画像混合手段をさらに有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の医用画像診断装置。
- 前記再構成手段は、
前記投影データと、記憶された初期画像から変換される投影データである変換データとを比較し、逐次近似法を用いて投影データを前記変換データに修正する比較手段と、
前記修正された変換データを画像に変換する変換手段と、
前記初期画像と前記変換された画像との差異が所定範囲を超えたとき、前記初期画像を前記変換された画像に更新し、前記比較手段に戻り、前記初期画像と前記変換された画像との差異が所定範囲以下のとき、前記出力手段に移行する移行手段と、
を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の医用画像診断装置。 - X線を放射するX線管とX線検出器を被検体のまわりに回転させて複数の投影データを収集する医用画像診断装置から複数の投影データを受ける画像処理装置において、
前記複数の投影データを再構成することにより形成された第1の画像に、前記X線の放射タイミングに係る情報と、前記X線管および前記X線検出器の少なくともいずれか一方の回転位置に係る情報とを関連付けて記憶する記憶手段と、
前記記憶された情報を参照して、前記第1の画像を、前記X線の放射タイミングに係る情報と前記回転位置に係る情報とに対応する複数の投影データにそれぞれ変換する画像変換手段と、
前記変換された複数の投影データを補正する補正手段と、
前記補正された複数の投影データを再構成することにより、第2の画像を作成する再構成手段と、
前記作成された第2の画像を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。 - X線を放射するX線管と被検体を間にして対向配置され、X線管と共に被検体のまわりを回転するX線検出器により収集された複数の投影データを再構成することにより第1の画像が作成される医用画像処理プログラムにおいて、
前記第1の画像に、前記X線の放射タイミングに係る情報と、前記X線管および前記X線検出器の少なくともいずれか一方の回転位置に係る情報とを関連付けて記憶する記憶ステップと、
前記記憶された情報を参照して、前記第1の画像を、前記X線の放射タイミングに係る情報と前記回転位置に係る情報とに対応する複数の投影データにそれぞれ変換する画像変換ステップと、
前記変換された複数の投影データを補正する補正ステップと、
前記補正された複数の投影データを再構成することにより、第2の画像を作成する再構成ステップと、
前記作成された第2の画像を出力する出力ステップと、
をコンピュータに実行させることを特徴とする医用画像処理プログラム。
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