JP6849440B2 - Medical image processing equipment and X-ray diagnostic equipment - Google Patents
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Images
Description
本発明の実施形態は、医用画像処理装置及びX線診断装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to medical image processing devices and X-ray diagnostic devices.
X線管から被検体へのX線の照射角度を変化させながら複数の投影データを取得し、複数の投影データから3次元の情報を持った画像を再構成する方法(トモシンセシス)が知られている。以下、トモシンセシスによる3次元の情報を持った画像を、単に、3次元画像データとも記載する。トモシンセシスによる3次元画像データの複数のスライスのうち、乳腺の石灰化部分等の病変部の位置に対応するスライスでは、病変部に対して焦点(ピント)が合っており、病変部が高い解像度で表現される。一方、病変部の位置するスライスの近傍のスライスでは、病変部に対してピントがずれ、病変部が暈けて表現される。医者は、例えば、3次元画像データの複数のスライスを順次読影し、特にピントの合ったスライスに着目して、病変部を発見したり、観察したりすることができる。 A method (tomosynthesis) is known in which a plurality of projection data are acquired while changing the irradiation angle of X-rays from an X-ray tube to a subject, and an image having three-dimensional information is reconstructed from the plurality of projection data. There is. Hereinafter, an image having three-dimensional information by tomosynthesis will be simply referred to as three-dimensional image data. Of the multiple slices of 3D image data obtained by tomosynthesis, the slice corresponding to the position of the lesion such as the calcified part of the mammary gland is in focus with respect to the lesion, and the lesion has a high resolution. Be expressed. On the other hand, in the slice near the slice where the lesion is located, the lesion is out of focus and the lesion is expressed as a halo. For example, a doctor can sequentially interpret a plurality of slices of three-dimensional image data, and can find and observe a lesion portion by paying particular attention to a slice in focus.
本発明が解決しようとする課題は、トモシンセシスによる3次元画像データに基づいて分解能の高い2次元画像を迅速に生成することができる医用画像処理装置及びX線診断装置を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a medical image processing apparatus and an X-ray diagnostic apparatus capable of rapidly generating a two-dimensional image having high resolution based on three-dimensional image data by tomosynthesis.
実施形態の医用画像処理装置は、画像再構成部と、算出部と、生成部とを備える。画像再構成部は、X線管から被検体へのX線の照射角度を変化させて収集された複数の投影データから、3次元画像データを再構成する。算出部は、前記3次元画像データにおける複数のスライスの各画素について、前記X線管が前記照射角度を変化させる際に移動した方向の解像度を算出する。生成部は、算出された解像度に基づいて前記複数のスライスを合成することで、2次元画像データを生成する。 The medical image processing apparatus of the embodiment includes an image reconstruction unit, a calculation unit, and a generation unit. The image reconstructing unit reconstructs three-dimensional image data from a plurality of projected data collected by changing the irradiation angle of X-rays from the X-ray tube to the subject. The calculation unit calculates the resolution in the direction in which the X-ray tube moves when the irradiation angle is changed for each pixel of the plurality of slices in the three-dimensional image data. The generation unit generates two-dimensional image data by synthesizing the plurality of slices based on the calculated resolution.
以下、図面を参照して、実施形態に係る医用画像処理装置を説明する。なお、以下では、実施形態に係る医用画像処理装置を含むX線診断装置について説明する。また、以下では、実施形態に係るX線診断装置がマンモグラフィ装置である場合を一例として説明する。 Hereinafter, the medical image processing apparatus according to the embodiment will be described with reference to the drawings. In the following, an X-ray diagnostic apparatus including the medical image processing apparatus according to the embodiment will be described. Further, in the following, a case where the X-ray diagnostic apparatus according to the embodiment is a mammography apparatus will be described as an example.
(第1の実施形態)
まず、図1を用いて第1の実施形態に係るX線診断装置1の一例を説明する。図1は、第1の実施形態に係るX線診断装置1の構成の一例を示す図である。図1に示すように、第1の実施形態に係るX線診断装置1は、基台101と、スタンド102とを有する。スタンド102は、基台101上に立設され、撮影台103と、圧迫板104と、X線管105と、X線絞り器106と、X線検出器107と、信号処理回路108とを支持する。ここで、スタンド102は、撮影台103と、圧迫板104と、X線検出器107及び信号処理回路108とを、上下方向へ移動可能に支持する。
(First Embodiment)
First, an example of the X-ray
撮影台103は、被検体Pを支持する台であり、被検体Pが載せられる支持面を有する。ここで、被検体Pは、例えば、患者の乳房である。圧迫板104は、撮影台103の上方に配置され、撮影台103に対して平行に対向するとともに撮影台103に対して接離する方向へ移動可能に設けられている。なお、圧迫板104は、撮影台103に接近する方向に移動した場合に、撮影台103上に支持されている被検体Pを圧迫する。圧迫板104によって圧迫された被検体Pは薄く押し広げられ、被検体P内の乳腺の重なりが減少する。
The photographing table 103 is a table that supports the subject P, and has a support surface on which the subject P is placed. Here, the subject P is, for example, the breast of a patient. The
X線管105は、高電圧発生器111から供給された高電圧を用いて、X線を発生させる。X線絞り器106は、X線管105と圧迫板104との間に配置され、X線管105から発生したX線の照射範囲を制御する。ここで、X線管105は、被検体PへのX線の照射角度を変化させられるよう移動可能に構成される。なお、X線管105の移動については後述する。
The
X線検出器107は、被検体Pと撮影台103とを透過したX線を検出して電気信号(透過X線データ)に変換する。X線検出器107は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサ画素を有する。例えば、X線検出器107は、まず、X線管105から照射されたX線パルスを検出して電気信号を生成する。次に、X線検出器107によって生成された電気信号は、X線検出器107に保持され、X線パルスの照射後に読み出される。そして、信号処理回路108は、X線検出器107によって変換された電気信号から投影データを生成し、記憶回路112に格納する。
The
また、図1に示すように、X線診断装置1は、入力回路109と、昇降駆動回路110と、高電圧発生器111と、記憶回路112と、ディスプレイ113と、処理回路114とを有する。
Further, as shown in FIG. 1, the X-ray
入力回路109は、X線診断装置1を操作する操作者から各種指示を受け付ける。例えば、入力回路109は、マウス、キーボード、ボタン、トラックボール、ジョイスティック、タッチパネルなどを有し、操作者から受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路114に出力する。
The input circuit 109 receives various instructions from the operator who operates the X-ray
昇降駆動回路110は、撮影台103に接続され、処理回路114による制御の下、撮影台103を上下方向へ昇降させる。さらに、昇降駆動回路110は、圧迫板104に接続され、処理回路114による制御の下、圧迫板104を上下方向(撮影台103に対して接離する方向)へ昇降させる。
The elevating drive circuit 110 is connected to the photographing table 103 and raises and lowers the photographing table 103 in the vertical direction under the control of the
高電圧発生器111は、X線管105に接続され、処理回路114による制御の下、X線を発生するための高電圧をX線管105に供給する。
The high voltage generator 111 is connected to the
記憶回路112は、X線診断装置1によって生成された各種の画像データを記憶する。例えば、記憶回路112は、後述する投影データや3次元画像データ、2次元画像データを記憶する。また、記憶回路112は、処理回路114がX線診断装置1による処理の全体を制御する際に用いるデータを記憶する。例えば、記憶回路112は、図1に示す各回路によって実行されるプログラムを記憶する。
The storage circuit 112 stores various image data generated by the X-ray
ディスプレイ113は、操作者から各種コマンドの入力操作を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)を表示する。また、ディスプレイ113は、X線診断装置1によって生成された画像を表示する。例えば、ディスプレイ113は、後述する3次元画像データをスライスごとに表示したり、後述する2次元画像データを表示したりする。
The
処理回路114は、制御機能114a、画像再構成機能114b、算出機能114c及び生成機能114dを実行することで、X線診断装置1全体の動作を制御する。例えば、処理回路114は、制御機能114aに対応するプログラムを記憶回路112から読み出して実行することにより、投影データの収集処理を制御する。また、例えば、処理回路114は、生成機能114dに対応するプログラムを記憶回路112から読み出して実行することにより、信号処理回路108が生成した投影データに対して、対数変換処理や、オフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理を行なって、補正済みの投影データを生成し、記憶回路112に格納する。
The
また、例えば、処理回路114は、画像再構成機能114bに対応するプログラムを記憶回路112から読み出して実行することにより、被検体Pへの照射角度を変化させて収集された複数の投影データ(補正済みの投影データ)に基づいて、トモシンセシスによる3次元画像データを再構成する。また、例えば、処理回路114は、算出機能114c及び生成機能114dに対応するプログラムを記憶回路112から読み出して実行することにより、トモシンセシスによる3次元画像データから2次元画像データを生成する。なお、3次元画像データの再構成及び2次元画像データの生成については後述する。
Further, for example, the
なお、処理回路114は、生成機能114dに対応するプログラムを記憶回路112から読み出して実行することにより、撮影台103及び圧迫板104の位置を、MLO(Mediolateral-Oblique:内外斜位)方向やCC(Cranio-Caudal:頭尾)方向で固定し、被検体Pへの照射角度を一定に保った状態でX線を照射して収集された投影データに基づいて、MLO画像やCC画像等のマンモグラフィ画像を生成することもできる。
The
ここで、図1に示すX線診断装置1においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路112へ記憶されている。信号処理回路108、昇降駆動回路110及び処理回路114は、記憶回路112からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の各回路は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。なお、図1においては単一の処理回路114にて、制御機能114a、画像再構成機能114b、算出機能114c及び生成機能114dが実現するものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路114を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。
Here, in the X-ray
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、あるいは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit; ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device; SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device; CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array; FPGA))などの回路を意味する。プロセッサは記憶回路112に記憶されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路112にプログラムを記憶させる代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図1における複数の構成要素を1つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。 The word "processor" used in the above description means, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), an integrated circuit for a specific application (ASIC), or a programmable logic device (for example, a programmable logic device). It means a circuit such as a simple programmable logic device (SPLD), a complex programmable logic device (CPLD), and a field programmable gate array (FPGA). The processor realizes the function by reading and executing the program stored in the storage circuit 112. Instead of storing the program in the storage circuit 112, the program may be directly incorporated in the circuit of the processor. In this case, the processor realizes the function by reading and executing the program embedded in the circuit. It should be noted that each processor of the present embodiment is not limited to the case where each processor is configured as a single circuit, and a plurality of independent circuits may be combined to form one processor to realize its function. Good. Further, the plurality of components in FIG. 1 may be integrated into one processor to realize the function.
以上、X線診断装置1の構成について説明した。かかる構成の下、X線診断装置1は、トモシンセシスによる3次元画像データに基づいて分解能の高い2次元画像を迅速に生成する。以下、第1の実施形態に係るX線診断装置1が行う処理について、詳細に説明する。
The configuration of the X-ray
例えば、図1に示すように、撮影台103及び圧迫板104にて圧迫するように被検体Pを配置した後、制御機能114aは、被検体Pの投影データの収集を制御する。ここで、制御機能114aは、トモシンセシスによる3次元画像データを再構成するのに用いる複数の投影データを、X線の照射角度を変化させながら収集する。以下、トモシンセシスに係る投影データの収集について、図2A、図2B及び図2Cを用いて説明する。図2A、図2B及び図2Cは、第1の実施形態に係る投影データの収集について説明するための図である。
For example, as shown in FIG. 1, after the subject P is arranged so as to be compressed by the photographing table 103 and the
図2Aは、位置X1にX線管105が位置する場合を示し、図2Bは、位置X2にX線管105が位置する場合を示し、図2Cは、位置X3にX線管105が位置する場合を示す。図2A、図2B及び図2Cに示すように、X線管105は、位置X1、位置X2及び位置X3を含む軌道で移動する。また、図2A、図2B及び図2Cにおける破線は、X線管105から照射されるX線の一部を示す。
FIG. 2A shows the case where the
ここで、X線の照射角度とは、例えば、被検体PにX線を照射するX線管105の位置と、被検体Pの位置とを結ぶ直線が示す角度である。例えば、X線管105の位置とは、X線焦点の位置などである。また、被検体Pの位置とは、例えば、被検体Pの形状を楕円とみなした場合の中心などである。図2A、図2B及び図2Cに示すように、X線管105は、X線の照射角度を変化させるように移動する。
Here, the X-ray irradiation angle is, for example, an angle indicated by a straight line connecting the position of the
まず、制御機能114aは、図2A上図に示すように、位置X1のX線管105から被検体PへのX線の照射を制御する。ここで、照射されたX線は、圧迫板104、被検体P及び撮影台103を透過した後にX線検出器107にて検出され、信号処理回路108は、図2A下図に示す投影データA1を生成する。ここで、被検体Pにおける部位a、部位b及び部位cは、それぞれ、図2A下図の投影データA1上に示す位置に投影される。
First, the control function 114a controls the irradiation of the subject P with X-rays from the
次に、制御機能114aは、図2B上図に示すように、図2Aに示す状態からX線の照射角度を変化させ、位置X2のX線管105から被検体PへのX線の照射を制御する。また、信号処理回路108は、図2B下図に示す投影データA2を生成する。ここで、被検体Pにおける部位a、部位b及び部位cは、それぞれ、図2B下図の投影データA2上に示す位置に、重畳するようにして投影される。
Next, as shown in the upper diagram of FIG. 2B, the control function 114a changes the X-ray irradiation angle from the state shown in FIG. 2A, and irradiates the subject P with the X-ray from the
さらに、制御機能114aは、図2C上図に示すように、図2Bに示す状態からX線の照射角度を変化させ、位置X3のX線管105から被検体PへのX線の照射を制御する。また、信号処理回路108は、図2C下図に示す投影データA3を生成する。ここで、被検体Pにおける部位a、部位b及び部位cは、それぞれ、図2C下図の投影データA3上に示す位置に投影される。
Further, as shown in the upper diagram of FIG. 2C, the control function 114a changes the irradiation angle of the X-ray from the state shown in FIG. 2B, and controls the irradiation of the X-ray from the
なお、制御機能114aは、X線管105の位置を連続的に変化させながら、位置X1や位置X2、位置X3等に位置した時にX線管105からX線を照射するように制御する。あるいは、制御機能114aは、X線管105の移動とX線の照射とを交互に繰り返すことにより、位置X1や位置X2、位置X3等で停止したX線管105からX線を照射するように制御してもよい。
The control function 114a controls the
また、図2A、図2B及び図2Cに示すように、X線管105の位置は、X方向に移動する。即ち、制御機能114aは、被検体Pに対するX線の照射角度を変化させるように、X線管105がX方向に移動するように制御する。X線管105がX方向に移動する際の軌道は、図2A、図2B及び図2Cに示すように円弧状でもよいし、直線状でもよいし、その他の軌道であってもよい。
Further, as shown in FIGS. 2A, 2B and 2C, the position of the
次に、画像再構成機能114bは、照射角度を変化させて収集された複数の投影データ(例えば、投影データA1、投影データA2及び投影データA3)から、3次元の画像データを再構成する。ここで、トモシンセシスによる3次元画像データの再構成について、図3を用いて説明する。図3は、第1の実施形態に係る3次元画像データの再構成について説明するための図である。なお、以下では、画像再構成の方法の一例として、シフト加算法について説明する。 Next, the image reconstruction function 114b reconstructs three-dimensional image data from a plurality of projection data (for example, projection data A1, projection data A2, and projection data A3) collected by changing the irradiation angle. Here, the reconstruction of the three-dimensional image data by tomosynthesis will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining the reconstruction of the three-dimensional image data according to the first embodiment. In the following, the shift addition method will be described as an example of the image reconstruction method.
例えば、画像再構成機能114bは、図3上図に示す投影データA1、投影データA2及び投影データA3を、各投影データ上に部位aが投影された位置を合わせるようにして加算し、図3下図に示すスライスB1を生成する。スライスB1においては、投影データA1、投影データA2及び投影データA3のそれぞれにおいて部位aが投影された部分が位置を合わせて加算されるため、部位aが明瞭に表現される。 For example, the image reconstruction function 114b adds the projection data A1, the projection data A2, and the projection data A3 shown in the upper figure of FIG. 3 so as to align the positions where the portion a is projected on the projection data, and adds the projection data A1 and the projection data A3. The slice B1 shown in the figure below is generated. In the slice B1, the portion of the projection data A1, the projection data A2, and the projection data A3 on which the portion a is projected is aligned and added, so that the portion a is clearly expressed.
ここで、個々の投影データには部位bや部位cを示す信号も含まれているが、スライスB1においては位置をずらして重ねられているため、スライスB1上では部位bや部位cの信号は拡散し、暈けて表現される。従って、図3下図に示すように、スライスB1には部位a、部位b及び部位cの信号が含まれているものの、部位aのみが明瞭に表現される。即ち、画像再構成機能114bは、被検体Pにおいて部位aを含むXY平面を再構成面として、スライスB1を生成する。 Here, the individual projection data also includes a signal indicating the part b or the part c, but since the slice B1 is overlapped with the positions shifted, the signal of the part b or the part c is displayed on the slice B1. It is diffused and expressed in a blurred manner. Therefore, as shown in the lower part of FIG. 3, although the slice B1 contains the signals of the part a, the part b, and the part c, only the part a is clearly expressed. That is, the image reconstruction function 114b generates the slice B1 with the XY plane including the site a in the subject P as the reconstruction plane.
同様に、画像再構成機能114bは、投影データA1、投影データA2及び投影データA3を、各投影データ上に部位bが投影された位置を合わせるようにして加算し、図示しないスライスB2を生成する。即ち、画像再構成機能114bは、被検体Pにおいて部位bを含むXY平面を再構成面として、スライスB2を生成する。また、画像再構成機能114bは、投影データA1、投影データA2及び投影データA3を、各投影データ上に部位cが投影された位置を合わせるようにして加算し、図示しないスライスB3を生成する。即ち、画像再構成機能114bは、被検体Pにおいて部位cを含むXY平面を再構成面として、スライスB3を生成する。 Similarly, the image reconstruction function 114b adds the projection data A1, the projection data A2, and the projection data A3 so as to align the position where the part b is projected on each projection data to generate a slice B2 (not shown). .. That is, the image reconstruction function 114b generates the slice B2 with the XY plane including the site b in the subject P as the reconstruction plane. Further, the image reconstruction function 114b adds the projection data A1, the projection data A2, and the projection data A3 so as to align the positions where the portion c is projected on the projection data to generate a slice B3 (not shown). That is, the image reconstruction function 114b generates the slice B3 with the XY plane including the site c in the subject P as the reconstruction plane.
上述したように、画像再構成機能114bは、複数の投影データを用いて、再構成面をずらしながら、複数のスライスを生成する。個々のスライスはXY平面における2次元の情報を有し、Z方向に位置をずらした複数のスライスを生成することで、画像再構成機能114bは、3次元の情報を持った3次元画像データを再構成することができる。 As described above, the image reconstruction function 114b uses the plurality of projection data to generate a plurality of slices while shifting the reconstruction plane. Each slice has two-dimensional information in the XY plane, and by generating a plurality of slices whose positions are shifted in the Z direction, the image reconstruction function 114b can generate three-dimensional image data having three-dimensional information. Can be reconstructed.
3次元画像データが再構成された後、制御機能114aは、ディスプレイ113に、3次元画像データを表示させる。例えば、制御機能114aは、3次元画像データにおける複数のスライスのいずれかを表示させたり、複数のスライスを順次に表示させたりする。このようにして表示される3次元画像データのスライスは、Z方向の情報の重なりが低減されており、例えば、乳腺が重なると見えにくくなる病変の読影を容易にする。
After the three-dimensional image data is reconstructed, the control function 114a causes the
例えば、制御機能114aは、図3に示すスライスB1をディスプレイ113に表示させることで、部位aを含むXY平面を操作者(医者等)に提示する。ここで、部位aが病変(例えば、乳腺の石灰化)である場合、操作者は、病変を容易に発見し、また、病変を観察することができる。さらに、制御機能114aは、スライスB2やスライスB3をディスプレイ113に表示させることで、3次元的な読影を可能とする。
For example, the control function 114a presents the XY plane including the portion a to the operator (doctor or the like) by displaying the slice B1 shown in FIG. 3 on the
また、制御機能114aは、ディスプレイ113に、3次元画像データから生成した2次元画像データを表示させる。例えば、生成機能114dは、3次元画像データから、最大値投影法(MIP:Maximum Intensity Projection)や最小値投影法(MinIP:Minimum Intensity Projection)等の方法によって2次元画像データを生成し、制御機能114aは、生成された2次元画像データをディスプレイ113に表示させる。なお、トモシンセシスによる3次元画像データの各スライスを合成することにより生成される2次元画像データについては、Synthesize2D、あるいは、Synthesized2Dとも記載する。ここで、一例として、MinIPによる2次元画像データについて、図4A及び図4Bを用いて説明する。図4A及び図4Bは、第1の実施形態に係る2次元画像データについて説明するための図である。
Further, the control function 114a causes the
図4Aの左図は、画像再構成機能114bが再構成した3次元画像データのうち、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向にそれぞれ「3画素」の3次元画像データを示す。また、図4Aの中図は、3次元画像データにおけるXY平面上のスライスごとに、各画素の画素値を示す。即ち、図4Aの中図は、「Z=1」のスライス上の各画素の画素値と、「Z=2」のスライス上の各画素の画素値と、「Z=3」のスライス上の各画素の画素値とを示す。 The left figure of FIG. 4A shows the three-dimensional image data of "3 pixels" in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction among the three-dimensional image data reconstructed by the image reconstruction function 114b. Further, the middle figure of FIG. 4A shows the pixel value of each pixel for each slice on the XY plane in the three-dimensional image data. That is, the middle figure of FIG. 4A shows the pixel value of each pixel on the slice of "Z = 1", the pixel value of each pixel on the slice of "Z = 2", and the pixel value of each pixel on the slice of "Z = 3". The pixel value of each pixel is shown.
生成機能114dは、複数のスライスの対応する画素(X座標及びY座標が一致する画素)の間で最も小さい画素値を選択していくことで、図4Aの右図に示すような2次元画像データを生成する。例えば、各スライスの中央の画素の画素値は、「Z=1」のスライスにおいて「4」であり、「Z=2」のスライスにおいて「2」であり、「Z=3」のスライスにおいて「4」であるので、生成機能114dは、2次元画像データの中央の画素の画素値として「2」を選択する。 The generation function 114d selects the smallest pixel value among the corresponding pixels (pixels in which the X and Y coordinates match) of a plurality of slices, thereby forming a two-dimensional image as shown in the right figure of FIG. 4A. Generate data. For example, the pixel value of the pixel in the center of each slice is "4" in the slice "Z = 1", "2" in the slice "Z = 2", and "2" in the slice "Z = 3". Since it is "4", the generation function 114d selects "2" as the pixel value of the central pixel of the two-dimensional image data.
ここで、MIPや、図4Aに示すMinIPによって2次元画像データを生成する場合、図4Bに示すように、2次元画像データに暈けが生じる場合がある。なお、図4Bは、石灰化した部位を含む被検体Pの2次元画像データである。例えば、図4Bに示す2次元画像データの領域R1においては、X方向へ滲むように石灰化が表現されている。同様に、図4Bに示す2次元画像データの領域R2はノイズに埋もれており、石灰化を明確に表現できていない。 Here, when the two-dimensional image data is generated by the MIP or the MinIP shown in FIG. 4A, the two-dimensional image data may be blurred as shown in FIG. 4B. Note that FIG. 4B is two-dimensional image data of the subject P including the calcified site. For example, in the area R1 of the two-dimensional image data shown in FIG. 4B, calcification is expressed so as to blur in the X direction. Similarly, the region R2 of the two-dimensional image data shown in FIG. 4B is buried in noise, and calcification cannot be clearly expressed.
図4Bに示した暈けは、トモシンセシスの3次元画像データの各スライスに含まれる暈けに起因する。例えば、部位aを含むXY平面を再構成面として再構成したスライスB1には、部位bや部位cなどが暈けて表現される。同様に、部位bを含むXY平面を再構成面として再構成したスライスB2には部位aや部位cなどが暈けて表現され、部位cを含むXY平面を再構成面として再構成したスライスB3には、部位aや部位bなどが暈けて表現される。 The halo shown in FIG. 4B is due to the halo contained in each slice of the three-dimensional image data of tomosynthesis. For example, the portion b, the portion c, and the like are expressed in the slice B1 reconstructed with the XY plane including the portion a as the reconstruction plane. Similarly, the slice B2 in which the XY plane including the part b is reconstructed as the reconstructed surface is represented by the part a and the part c being blurred, and the slice B3 in which the XY plane including the part c is reconstructed as the reconstructed surface is expressed. The part a, the part b, and the like are expressed in a blurred manner.
ここで、例えば、部位aのみが石灰化部分である場合、石灰化部分にピントが合っているスライスB1には暈けが生じないものの、スライスB2及びスライスB3においては、石灰化部分が暈けて表現される。即ち、スライスB2及びスライスB3には、X線管105が照射角度を変化させる際に移動した方向と同一の方向の暈け(流れ線)が生じ、MinIPによる2次元画像データにはかかる暈けが残存する。
Here, for example, when only the portion a is a calcified portion, the slice B1 in which the calcified portion is in focus does not have a blur, but the slice B2 and the slice B3 have a blurred portion. Be expressed. That is, the slice B2 and the slice B3 have a halo (flow line) in the same direction as the
そこで、2次元画像データにおけるX方向の暈けを低減し、トモシンセシスで得られた分解能を損ねることなく2次元画像データを生成するため、算出機能114cは、3次元画像データにおける複数のスライスの各画素について、X方向の解像度を算出し、生成機能114dは、算出された解像度に基づいて複数のスライスを合成することで、2次元画像データを生成する。以下、この点について詳細に説明する。 Therefore, in order to reduce the blurring in the X direction in the two-dimensional image data and generate the two-dimensional image data without impairing the resolution obtained by tomosynthesis, the calculation function 114c is used for each of the plurality of slices in the three-dimensional image data. The resolution in the X direction is calculated for the pixels, and the generation function 114d generates two-dimensional image data by synthesizing a plurality of slices based on the calculated resolution. This point will be described in detail below.
まず、算出機能114cは、画像再構成機能114bが再構成した3次元画像データにおける複数のスライスの各画素について、X線管105が照射角度を変化させる際に移動した方向(X方向)を長手方向とする領域を設定する。言い換えると、算出機能114cは、複数のスライスの各画素について、暈けの方向(X方向)に長い領域を設定する。なお、以下では、複数のスライスの各画素について設定される領域を関心領域とも記載する。
First, the calculation function 114c lengthens the direction (X direction) in which the
例えば、算出機能114cは、図5Aに示すように、X方向を長手方向とする矩形の関心領域T1を設定する。なお、図5Aは、第1の実施形態に係る関心領域の設定について説明するための図である。図5Aは、3次元画像データにおける複数のスライスのうち、X方向の暈けを含まないスライスB4を表す。また、図5Aに示す6つの白点は、例えば、乳腺の石灰化部分を示す。即ち、スライスB4は、乳腺の石灰化部分に対し焦点の合ったスライスである。 For example, the calculation function 114c sets a rectangular area of interest T1 whose longitudinal direction is the X direction, as shown in FIG. 5A. Note that FIG. 5A is a diagram for explaining the setting of the region of interest according to the first embodiment. FIG. 5A represents a slice B4 that does not include a blur in the X direction among a plurality of slices in the three-dimensional image data. The six white dots shown in FIG. 5A indicate, for example, the calcified portion of the mammary gland. That is, slice B4 is a slice focused on the calcified portion of the mammary gland.
図5Aにおける関心領域T1は、例えば、関心領域T1の中心に位置する画素について設定された関心領域である。また、算出機能114cは、図5Aに示すスライスB4の各画素について、同様に、X方向に長い関心領域を設定する。例えば、算出機能114cは、図5Aに示す関心領域T1を、X方向又はY方向に1画素ずつ平行移動しながら設定する。 The region of interest T1 in FIG. 5A is, for example, a region of interest set for a pixel located at the center of the region of interest T1. Further, the calculation function 114c similarly sets a long region of interest in the X direction for each pixel of the slice B4 shown in FIG. 5A. For example, the calculation function 114c sets the region of interest T1 shown in FIG. 5A while translating one pixel at a time in the X direction or the Y direction.
さらに、算出機能114cは、3次元画像データにおける複数のスライスの各々について、X方向に長い関心領域を設定する。例えば、算出機能114cは、図5Bに示すように、3次元画像データにおける複数のスライスのうちX方向の暈けを含むスライスB5の画素について、X方向を長手方向とする矩形の関心領域T2を設定する。なお、図5Bは、第1の実施形態に係る関心領域の設定について説明するための図である。図5Bにおいて、6つの石灰化部分は、X方向に暈けて表現されている。即ち、スライスB5は、乳腺の石灰化部分に対し、焦点がずれたスライスである。 Further, the calculation function 114c sets a long region of interest in the X direction for each of the plurality of slices in the three-dimensional image data. For example, as shown in FIG. 5B, the calculation function 114c sets a rectangular region of interest T2 having the X direction as the longitudinal direction for the pixels of the slice B5 including the blur in the X direction among the plurality of slices in the three-dimensional image data. Set. Note that FIG. 5B is a diagram for explaining the setting of the region of interest according to the first embodiment. In FIG. 5B, the six calcified portions are represented by a halo in the X direction. That is, slice B5 is a slice that is out of focus with respect to the calcified portion of the mammary gland.
また、例えば、算出機能114cは、図5Cに示すように、3次元画像データにおける複数のスライスのうち、6つの石灰化部分が認識できない程にX方向に暈けたスライスB6の画素について、X方向を長手方向とする矩形の関心領域T3を設定する。なお、図5Cは、第1の実施形態に係る関心領域の設定について説明するための図である。即ち、スライスB6は、乳腺の石灰化部分に対し、焦点が大きくずれたスライスである。 Further, for example, as shown in FIG. 5C, the calculation function 114c has the X direction for the pixels of the slice B6 that are blurred in the X direction so that the six calcified portions cannot be recognized among the plurality of slices in the three-dimensional image data. A rectangular region of interest T3 with Note that FIG. 5C is a diagram for explaining the setting of the region of interest according to the first embodiment. That is, slice B6 is a slice that is significantly out of focus with respect to the calcified portion of the mammary gland.
次に、算出機能114cは、複数のスライスの各画素について設定した関心領域内の解像度を、X線管105が照射角度を変化させる際に移動した方向(X方向)の解像度として算出する。例えば、算出機能114cは、図5Aに示す関心領域T1内の解像度を、関心領域T1の中心に位置する画素についてのX方向の解像度として算出する。
Next, the calculation function 114c calculates the resolution in the region of interest set for each pixel of the plurality of slices as the resolution in the direction (X direction) that the
例えば、算出機能114cは、まず、図5Aにおける関心領域T1内の画像の自己相関関数のフーリエ変換を求める。一例を挙げると、算出機能114cは、関心領域T1内の画像をフーリエ変換し、フーリエ変換の結果として出力された実部及び虚部を二乗して加算することで、関心領域T1内の画像の自己相関関数のフーリエ変換を求める。そして、算出機能114cは、関心領域T1内の解像度として、関心領域T1内の画像の自己相関関数をフーリエ変換した結果のうち、「高周波に対応する値」を算出する。ここで、「高周波に対応する値」としては、例えば、予め設定された周波数の値に対する自己相関関数の振幅値又はその二乗を使用することができる。また、例えば、予め設定された周波数の閾値よりも高周波の領域について、自己相関関数の振幅値又はその二乗を積分し、これを「高周波に対応する値」とすることもできる。また、これらの値を適宜規格化等したものを用いても良い。すなわち、自己相関関数の高周波成分を評価するものであれば、様々な値を用いることができる。同様に、算出機能114cは、図5Aに示すスライスB4の各画素について設定された関心領域内の解像度を算出する。 For example, the calculation function 114c first obtains the Fourier transform of the autocorrelation function of the image in the region of interest T1 in FIG. 5A. As an example, the calculation function 114c Fourier transforms the image in the region of interest T1 and squares and adds the real part and the imaginary part output as a result of the Fourier transform to add the image in the region of interest T1. Find the Fourier transform of the autocorrelation function. Then, the calculation function 114c calculates the "value corresponding to the high frequency" among the results of Fourier transforming the autocorrelation function of the image in the region of interest T1 as the resolution in the region of interest T1. Here, as the "value corresponding to the high frequency", for example, the amplitude value of the autocorrelation function with respect to the preset frequency value or the square thereof can be used. Further, for example, the amplitude value of the autocorrelation function or the square thereof can be integrated for a region having a frequency higher than a preset frequency threshold value, and this can be set as a “value corresponding to a high frequency”. Moreover, you may use the thing which standardized these values as appropriate. That is, various values can be used as long as they evaluate the high frequency component of the autocorrelation function. Similarly, the calculation function 114c calculates the resolution within the set area of interest for each pixel of the slice B4 shown in FIG. 5A.
また、算出機能114cは、図5Bに示すスライスB5や図5Cに示すスライスB6など、3次元画像データにおける複数のスライスのそれぞれについて、画素ごとに設定された関心領域内の解像度を算出する。なお、算出機能114cは、上述した高周波に対応する値をそのまま解像度としてもよいし、高周波に対応する値に基づく値(例えば、高周波に対応する値に係数を乗じた値など)を解像度としてもよい。 Further, the calculation function 114c calculates the resolution in the region of interest set for each pixel for each of the plurality of slices in the three-dimensional image data such as the slice B5 shown in FIG. 5B and the slice B6 shown in FIG. 5C. The calculation function 114c may use the above-mentioned value corresponding to the high frequency as the resolution as it is, or may use a value based on the value corresponding to the high frequency (for example, a value obtained by multiplying the value corresponding to the high frequency by a coefficient) as the resolution. Good.
ここで、図5Aにおける関心領域T1内の解像度と、図5Bにおける関心領域T2内の解像度と、図5Cにおける関心領域T3内の解像度とを比較した場合、関心領域T1内の解像度が最も大きくなる。即ち、関心領域T1内には、暈けることなく表現された信号(シャープな信号)が含まれ、かかる関心領域T1内の画像に基づく自己相関関数もシャープな形状となる。そして、シャープな自己相関関数をフーリエ変換した場合、高周波に対応する値(解像度)は大きな値となる。一方で、関心領域T2内には、暈けた信号が含まれ、かかる関心領域T2内の画像に基づく自己相関関数はなだらかな形状となり、このような自己相関関数をフーリエ変換した場合、高周波に対応する値(解像度)は小さな値となる。また、関心領域T3のように、石灰化部分が認識できない程に信号が暈けている関心領域においては、画像ノイズが関心領域内の主な信号となり、解像度は最も小さな値となる。 Here, when the resolution in the region of interest T1 in FIG. 5A, the resolution in the region of interest T2 in FIG. 5B, and the resolution in the region of interest T3 in FIG. 5C are compared, the resolution in the region of interest T1 becomes the largest. .. That is, the signal (sharp signal) expressed without blurring is included in the region of interest T1, and the autocorrelation function based on the image in the region of interest T1 also has a sharp shape. Then, when the sharp autocorrelation function is Fourier transformed, the value (resolution) corresponding to the high frequency becomes a large value. On the other hand, a blurred signal is included in the region of interest T2, and the autocorrelation function based on the image in the region of interest T2 has a gentle shape. When such an autocorrelation function is Fourier transformed, it corresponds to a high frequency. The value (resolution) to be used is a small value. Further, in the region of interest such as the region of interest T3 where the signal is blurred so that the calcified portion cannot be recognized, image noise becomes the main signal in the region of interest and the resolution is the smallest value.
ここで、算出機能114cは、暈け方向に長い関心領域内で解像度を算出することにより、各画素の解像度を迅速に算出することができる。即ち、トモシンセシスによる3次元画像データにおいては、スライスに生じる暈けの方向はX線管105の移動方向(X方向)であり、例えば、X線管105の移動方向と直交する方向(Y方向)に暈けは生じにくいのであるから、Y方向の解像度を算出する必要性は小さい。従って、算出機能114cは、暈け方向(X方向)に長い関心領域内で解像度を算出することで、Y方向の解像度の算出処理の一部又は全部を省略して計算量を低減し、迅速に解像度を算出することができる。 Here, the calculation function 114c can quickly calculate the resolution of each pixel by calculating the resolution within the region of interest long in the halo direction. That is, in the three-dimensional image data by tomosynthesis, the direction of the blurring that occurs in the slice is the moving direction of the X-ray tube 105 (X direction), and for example, the direction orthogonal to the moving direction of the X-ray tube 105 (Y direction). Since blurring is unlikely to occur, there is little need to calculate the resolution in the Y direction. Therefore, the calculation function 114c reduces the amount of calculation by calculating the resolution in the region of interest long in the blurring direction (X direction), omitting a part or all of the resolution calculation process in the Y direction, and is quick. The resolution can be calculated.
次に、生成機能114dは、算出機能114cが算出した解像度に基づいて、3次元画像データにおける複数のスライスを合成して、2次元画像データを生成する。例えば、生成機能114dは、複数のスライスの各画素の画素値に対して解像度に応じた重み付けを行い、重み付け後の画素値を複数のスライスの対応する画素間で加算して、2次元画像データを生成する。ここで、複数のスライスの対応する画素とは、例えば、各スライスにおいてX座標及びY座標が一致する画素である。例えば、図5Aにおける関心領域T1の中心の画素と、図5Bにおける関心領域T2の中心の画素と、図5Cにおける関心領域T3の中心の画素とは対応する画素である。 Next, the generation function 114d synthesizes a plurality of slices in the three-dimensional image data based on the resolution calculated by the calculation function 114c to generate the two-dimensional image data. For example, the generation function 114d weights the pixel values of each pixel of a plurality of slices according to the resolution, adds the weighted pixel values among the corresponding pixels of the plurality of slices, and adds two-dimensional image data. To generate. Here, the corresponding pixels of the plurality of slices are, for example, pixels in which the X coordinate and the Y coordinate match in each slice. For example, the pixel at the center of the region of interest T1 in FIG. 5A, the pixel at the center of the region of interest T2 in FIG. 5B, and the pixel at the center of the region of interest T3 in FIG. 5C are corresponding pixels.
関心領域T1の中心の画素の画素値が「10」であり、関心領域T2の中心の画素の画素値が「8」であり、関心領域T3の中心の画素の画素値が「2」であり、関心領域T1について算出された解像度が「0.85」であり、関心領域T2について算出された解像度が「0.10」であり、関心領域T3について算出された解像度が「0.05」である場合を一例として、生成機能114dによる処理を説明する。 The pixel value of the central pixel of the region of interest T1 is "10", the pixel value of the central pixel of the region of interest T2 is "8", and the pixel value of the central pixel of the region of interest T3 is "2". , The resolution calculated for the region of interest T1 is "0.85", the resolution calculated for the region of interest T2 is "0.10", and the resolution calculated for the region of interest T3 is "0.05". The processing by the generation function 114d will be described by taking a certain case as an example.
まず、生成機能114dは、算出された解像度を係数として、関心領域の中心の画素の画素値に乗じ、重み付き画素値を算出する。例えば、生成機能114dは、関心領域T1について画素値「10」と解像度「0.85」とを乗じて、重み付き画素値「8.5」を算出する。また、生成機能114dは、関心領域T2について画素値「8」と解像度「0.10」とを乗じて、重み付き画素値「0.8」を算出する。また、生成機能114dは、関心領域T3について画素値「2」と解像度「0.05」とを乗じて、重み付き画素値「0.1」を算出する。 First, the generation function 114d calculates the weighted pixel value by multiplying the pixel value of the pixel at the center of the region of interest by using the calculated resolution as a coefficient. For example, the generation function 114d multiplies the pixel value “10” and the resolution “0.85” for the region of interest T1 to calculate the weighted pixel value “8.5”. Further, the generation function 114d multiplies the pixel value "8" and the resolution "0.10" for the region of interest T2 to calculate the weighted pixel value "0.8". Further, the generation function 114d multiplies the pixel value "2" and the resolution "0.05" for the region T3 of interest to calculate the weighted pixel value "0.1".
次に、生成機能114dは、対応する画素間の重み付き画素値を合算し、係数(解像度)の合計値で除する。例えば、生成機能114dは、関心領域T1の重み付き画素値「8.5」と、関心領域T2の重み付き画素値「0.8」と、関心領域T3の重み付き画素値「0.1」とを合算して「9.4」を算出する。次に、生成機能114dは、解像度の合計値「1.0」で、重み付き画素値の合計値「9.4」を除して、2次元画像データの画素の画素値「9.4」を算出する。算出された2次元画像データの画素の画素値「9.4」は、解像度が低く算出された関心領域T2や関心領域T3の画素値より、解像度が高く算出された関心領域T1の画素値に近い値となる。 Next, the generation function 114d adds up the weighted pixel values between the corresponding pixels and divides by the total value of the coefficients (resolutions). For example, the generation function 114d has a weighted pixel value “8.5” in the region of interest T1, a weighted pixel value “0.8” in the region T2 of interest, and a weighted pixel value “0.1” in the region T3 of interest. And are added up to calculate "9.4". Next, in the generation function 114d, the total value of the resolution is "1.0", and the total value of the weighted pixel values is divided by "9.4" to obtain the pixel value "9.4" of the pixels of the two-dimensional image data. Is calculated. The pixel value "9.4" of the pixel of the calculated two-dimensional image data is the pixel value of the interest region T1 calculated with a higher resolution than the pixel values of the interest region T2 and the interest region T3 calculated with a lower resolution. It will be a close value.
さらに、生成機能114dは、各スライスにおけるX座標及びY座標をずらしながら、解像度に応じた重みで複数のスライスの対応する画素間の画素値を加算する処理を行うことで、2次元画像データを生成する。解像度に応じた重みで画素値を加算することにより、生成機能114dは、2次元画像データの各画素の画素値を、低解像度の関心領域の画素値より、高解像度の関心領域の画素値に近い値とすることができる。即ち、生成機能114dは、各スライスにおいて焦点が合っている部分が強調され、暈けが低減された2次元画像データを生成する。 Further, the generation function 114d obtains two-dimensional image data by performing a process of adding pixel values between corresponding pixels of a plurality of slices with weights according to resolution while shifting the X and Y coordinates of each slice. Generate. By adding the pixel values with weights according to the resolution, the generation function 114d changes the pixel value of each pixel of the two-dimensional image data from the pixel value of the low-resolution interest region to the pixel value of the high-resolution interest region. It can be a close value. That is, the generation function 114d generates two-dimensional image data in which the focused portion of each slice is emphasized and the blur is reduced.
あるいは、生成機能114dは、複数のスライスの対応する画素のうち解像度が最も大きい画素を合成することで、2次元画像データを生成する場合であってもよい。例えば、生成機能114dは、複数のスライスの対応する画素のうち解像度が最も大きい画素についての係数を「1」とし、他の画素についての係数を「0」として、重み付き画素値を算出し、算出した重み付き画素値を2次元画像データの画素値とする。かかる場合、生成機能114dは、各スライスにおいて焦点が合っている部分が繋ぎ合わされた2次元画像データを生成することができる。 Alternatively, the generation function 114d may be a case where two-dimensional image data is generated by synthesizing the pixel having the highest resolution among the corresponding pixels of the plurality of slices. For example, the generation function 114d calculates the weighted pixel value by setting the coefficient for the pixel having the highest resolution among the corresponding pixels of the plurality of slices to "1" and the coefficient for the other pixels to "0". The calculated weighted pixel value is used as the pixel value of the two-dimensional image data. In such a case, the generation function 114d can generate two-dimensional image data in which the focused portions in each slice are joined together.
生成機能114dは、3次元画像データから生成した2次元画像データを、記憶回路112に格納する。また、制御機能114aは、2次元画像データを記憶回路112から読み出し、ディスプレイ113に表示させる。
The generation function 114d stores the two-dimensional image data generated from the three-dimensional image data in the storage circuit 112. Further, the control function 114a reads the two-dimensional image data from the storage circuit 112 and displays it on the
なお、X線診断装置1においては、トモシンセシスによる3次元画像データから2次元画像データを生成するモードの切替が可能である。例えば、X線診断装置1は、X線管105が照射角度を変化させる際に移動した方向(X方向)の解像度を算出し、算出した解像度に基づいて複数のスライスを合成することで、2次元画像データを生成するモードと、MinIPにより2次元画像データを生成するモードと、MIPにより2次元画像データを生成するモードとを切り替えて実行することができる。
In the X-ray
次に、X線診断装置1による処理の手順の一例を、図6を用いて説明する。図6は、第1の実施形態に係るX線診断装置1の処理の一連の流れを説明するためのフローチャートである。ステップS101は、制御機能114aに対応するステップである。ステップS102は、画像再構成機能114bに対応するステップである。ステップS103は、算出機能114cに対応するステップである。ステップS104は、生成機能114dに対応するステップである。
Next, an example of the processing procedure by the X-ray
まず、処理回路114は、撮影台103と圧迫板104との間に配置された被検体Pに対するX線の照射角度を変化させながら、複数の投影データを収集する(ステップS101)。次に、処理回路114は、複数の投影データから、トモシンセシスによる3次元画像データを再構成する(ステップS102)。
First, the
次に、処理回路114は、3次元画像データにおける複数のスライスの各画素について、X線管105が被検体PへのX線照射角度を変化させる際に移動した方向(複数のスライスに生じる暈けの方向)の解像度を算出する(ステップS103)。そして、処理回路114は、算出した解像度に基づいて、3次元画像データにおける複数のスライスを合成し、2次元画像データを生成する(ステップS104)。
Next, the
上述したように、第1の実施形態によれば、画像再構成機能114bは、X線管105から被検体PへのX線の照射角度を変化させて収集された複数の投影データから、3次元画像データを再構成する。算出機能114cは、3次元画像データにおける複数のスライスの各画素について、X線管105が照射角度を変化させる際に移動した方向の解像度を算出する。生成機能114dは、算出された解像度に基づいて複数のスライスを合成することで、2次元画像データを生成する。従って、第1の実施形態に係るX線診断装置1は、トモシンセシスによる3次元画像データに基づいて分解能の高い2次元画像データを迅速に生成することができる。例えば、第1の実施形態に係るX線診断装置1は、各スライスにおける解像度に基づいて2次元画像データを生成するので、MIPやMinIPによる場合に比べて、分解能の高い2次元画像データを得ることができる。
As described above, according to the first embodiment, the image reconstruction function 114b is 3 from a plurality of projection data collected by changing the irradiation angle of X-rays from the
また、第1の実施形態によれば、算出機能114cは、3次元画像データの複数のスライスの各画素における解像度の算出に際して、X線管105が照射角度を変化させる際に移動した方向と、これに直交する方向とで異方性を持たせることで、迅速に解像度を算出することができる。従って、第1の実施形態に係るX線診断装置1は、2次元画像データを迅速に生成することができる。
Further, according to the first embodiment, the calculation function 114c determines the direction in which the
また、第1の実施形態によれば、生成機能114dは、3次元画像データから2次元画像データを生成する。従って、第1の実施形態に係るX線診断装置1は、1回の撮影で3次元画像データ及び2次元画像データを生成し、撮影の回数を減らすことで、被検体Pの被曝量を低減することができる。
Further, according to the first embodiment, the generation function 114d generates two-dimensional image data from the three-dimensional image data. Therefore, the X-ray
(第2の実施形態)
さて、これまで第1の実施形態について説明したが、上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
(Second embodiment)
By the way, although the first embodiment has been described so far, it may be implemented in various different forms other than the above-described embodiment.
上述した実施形態では、算出機能114cが、3次元画像データにおける複数のスライスの各画素について、暈け方向を長手方向とする矩形の関心領域を設定する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、算出機能114cは、関心領域として、暈け方向を長手方向(長軸方向)とする楕円形状の領域など、任意の形状の領域を設定することができる。 In the above-described embodiment, the case where the calculation function 114c sets a rectangular region of interest with the halo direction as the longitudinal direction for each pixel of the plurality of slices in the three-dimensional image data has been described. However, the embodiment is not limited to this, and for example, the calculation function 114c has an arbitrary shape region such as an elliptical region having a halo direction as a longitudinal direction (semi-major axis direction) as a region of interest. Can be set.
また、上述した実施形態では、算出機能114cが、3次元画像データにおける複数のスライスの各画素について、画素ごとに解像度を算出する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、算出機能114cは、所定数の画素群(例えば、「2×2」の4画素)ごとに関心領域を設定し、関心領域内の解像度を、画素群が含む各画素の解像度として算出する。即ち、算出機能114cは、各画素についての解像度を算出する際、画素ごとに解像度を算出してもよいし、複数の画素ごとに解像度を算出してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the calculation function 114c calculates the resolution for each pixel of the plurality of slices in the three-dimensional image data has been described. However, the embodiment is not limited to this, and for example, the calculation function 114c sets an area of interest for each of a predetermined number of pixel groups (for example, 4 pixels of “2 × 2”), and the area of interest is within the area of interest. The resolution is calculated as the resolution of each pixel included in the pixel group. That is, when calculating the resolution for each pixel, the calculation function 114c may calculate the resolution for each pixel or may calculate the resolution for each of a plurality of pixels.
また、上述した実施形態では、算出機能114cが、暈け方向に長い領域を設定する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、算出機能114cは、複数のスライスの各画素について、正方形や円形の関心領域を設定し、設定した関心領域の中で方向ごとに重み付けを変えて、解像度を算出する場合であってもよい。一例を挙げると、算出機能114cは、まず、正方形の関心領域を暈け方向に直交する方向(Y方向)の座標ごとに分割し、分割後の領域ごとに、領域内の画像の自己相関関数のフーリエ変換を求め、当該自己相関関数のフーリエ変換の高周波成分に基づいて解像度を算出する。そして、算出機能114cは、Y方向の座標ごとに算出された解像度を平均することにより、正方形の関心領域内の解像度を、暈け方向(X方向)の解像度として算出する。 Further, in the above-described embodiment, the case where the calculation function 114c sets a long region in the halo direction has been described. However, the embodiment is not limited to this. For example, the calculation function 114c may be a case where a square or circular area of interest is set for each pixel of a plurality of slices, and the weighting is changed for each direction in the set area of interest to calculate the resolution. .. As an example, the calculation function 114c first divides a square area of interest into coordinates in a direction orthogonal to the blurring direction (Y direction), and then divides each divided area into autocorrelation functions of images in the area. The Fourier transform of is obtained, and the resolution is calculated based on the high-frequency component of the Fourier transform of the autocorrelation function. Then, the calculation function 114c calculates the resolution in the area of interest of the square as the resolution in the blurring direction (X direction) by averaging the resolutions calculated for each coordinate in the Y direction.
また、上述した実施形態では、処理回路114を有するX線診断装置について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、医用画像処理装置が有する処理回路において、画像再構成機能114b、算出機能114c及び生成機能114dに対応する機能が実現される場合であってもよい。一例を挙げると、医用画像処理装置が有する処理回路は、まず、X線管から被検体へのX線の照射角度を変化させて収集された複数の投影データを取得し、取得した複数の投影データから3次元画像データを再構成する。そして、処理回路は、3次元画像データにおける複数のスライスの各画素について、X線管が照射角度を変化させる際に移動した方向の解像度を算出し、算出した解像度に基づいて複数のスライスを合成することで、2次元画像データを生成する。
Further, in the above-described embodiment, the X-ray diagnostic apparatus having the
第1〜第2の実施形態に係る各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、CPU及び当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。 Each component of each device according to the first to second embodiments is a functional concept, and does not necessarily have to be physically configured as shown in the figure. That is, the specific form of distribution / integration of each device is not limited to the one shown in the figure, and all or part of the device is functionally or physically dispersed / physically distributed in arbitrary units according to various loads and usage conditions. Can be integrated and configured. Further, each processing function performed by each device may be realized by a CPU and a program analyzed and executed by the CPU, or may be realized as hardware by wired logic.
また、第1〜第2の実施形態で説明した制御方法は、予め用意された制御プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この制御プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この制御プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク(FD)、CD−ROM、MO、DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。 Further, the control method described in the first to second embodiments can be realized by executing a control program prepared in advance on a computer such as a personal computer or a workstation. This control program can be distributed via a network such as the Internet. Further, this control program can also be executed by being recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, flexible disk (FD), CD-ROM, MO, or DVD, and being read from the recording medium by the computer.
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、トモシンセシスによる3次元画像データに基づいて分解能の高い2次元画像を迅速に生成することができる。 According to at least one embodiment described above, a two-dimensional image having high resolution can be rapidly generated based on the three-dimensional image data by tomosynthesis.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1 X線診断装置
114 処理回路
114a 制御機能
114b 画像再構成機能
114c 算出機能
114d 生成機能
1 X-ray
Claims (7)
前記3次元画像データにおける複数のスライスの各画素について領域を設定し、設定した領域内の解像度を、前記X線管が前記照射角度を変化させる際に移動した方向の解像度として算出する算出部と、
算出された解像度に基づいて前記複数のスライスを合成することで、2次元画像データを生成する生成部と、
を備える、医用画像処理装置。 An image reconstruction unit that reconstructs three-dimensional image data from a plurality of projection data collected by changing the irradiation angle of X-rays from an X-ray tube to a subject.
Set the area for each pixel of the plurality of slices in the three-dimensional image data, a calculation unit resolution in the set area, the X-ray tube is calculated as the direction of the resolution moved when changing the irradiation angle ,
A generator that generates two-dimensional image data by synthesizing the plurality of slices based on the calculated resolution, and a generator.
A medical image processing device.
前記照射角度を変化させた複数の投影データの収集を制御する制御部と、
前記複数の投影データから、3次元画像データを再構成する画像再構成部と、
前記3次元画像データにおける複数のスライスの各画素について領域を設定し、設定した領域内の解像度を、前記X線管が前記照射角度を変化させる際に移動した方向の解像度として算出する算出部と、
算出された解像度に基づいて前記複数のスライスを合成することで、2次元画像データを生成する生成部と、
を備える、X線診断装置。 An X-ray tube that can be moved to change the X-ray irradiation angle for the subject,
A control unit that controls the collection of a plurality of projection data with different irradiation angles,
An image reconstruction unit that reconstructs three-dimensional image data from the plurality of projection data,
Set the area for each pixel of the plurality of slices in the three-dimensional image data, a calculation unit resolution in the set area, the X-ray tube is calculated as the direction of the resolution moved when changing the irradiation angle ,
A generator that generates two-dimensional image data by synthesizing the plurality of slices based on the calculated resolution, and a generator.
X-ray diagnostic apparatus.
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