JPH04249746A - 断層像再構成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、Ｘ線ＣＴ（コンピュ
ータ・トモグラフィ）装置、ポジトロンＣＴ装置、ある
いは光ＣＴ装置などの画像診断装置に用いられる断層像
再構成法に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線ＣＴ装置などの画像診断装置におい
て、時間的に異なる時点で得た２つの断層像を減算（サ
ブトラクション）処理し、その経時変化の様子を表す画
像を得ることが行われている。たとえばＸ線ＣＴ装置で
は、造影剤を患者体内に注入した後、経時的につぎつぎ
にスキャンするダイナミックスキャンを行い、それらの
画像の間でサブトラクションし、造影剤の時間−濃度変
化を表す画像を得て、血管性病変や腫瘍性病変を把握す
るようにしている。

【０００３】このように被検査体内の同一部位を連続的
にスキャンした後、２枚の再構成画像間でサブトラクシ
ョン演算を行うことにより、その対象断面内の内部変化
を観察することができるが、その２枚の画像を得るため
のスキャンの間に、被検査体に動きが生じた場合、サブ
トラクション後の画像にはその動きが現れるばかりでな
く、診断対象たる内部変化を正しく反映させることがで
きない。

【０００４】図１に示すように、原画像ｆ（ｉ，ｊ）、
ｆ’（ｉ，ｊ）を得て、それらからその間の内部での変
化を表す画像Δｆ（ｉ，ｊ）を得ようとする場合、従来
では、 Δｆ（ｉ，ｊ）＝ｆ’（ｉ，ｊ）−ｆ（ｉ，ｊ）と単純
に減算するだけである。そのため、図１に示すように原
画像ｆ（ｉ，ｊ）、ｆ’（ｉ，ｊ）をそれぞれ得るとき
に、被検査体自体に動きがあった場合、サブトラクショ
ン画像Δｆ（ｉ，ｊ）にその影響が現れ、内部変化を正
しく把握することができなくなる。

【０００５】そこで、従来では、このような動きがあっ
た場合、操作者（観察者）の判断でいずれかの画像を動
かしたりして、両画像を合わせるようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに人間の判断で画像合わせを行うのでは、不正確であ
るばかりでなく、その操作者の負担が大変である。

【０００７】この発明は上記に鑑み、２つの断層像を得
るためのスキャンを行うそれぞれの時点の間で被検査体
が動いたとき、その体動に関する補正を自動的に行って
画像合わせを行いながらサブトラクションを行うことが
できる、断層像再構成法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による断層像再構成法では、サブトラクシ
ョン処理すべき２つの断層像のそれぞれより対象断層面
における外形に関する情報を抽出し、それら外形情報に
よって被検査体の動きについての補正を行い、その後そ
れらの画像間でサブトラクション処理を行うことが特徴
となっている。そのため、被検査体が動いた場合でも、
外形の動きからその動きを自動的に捉えることができ、
その動きを補正することができて、体動の影響のない内
部変化のみによる画像を得ることができる。

【０００９】また、サブトラクション処理すべき２つの
断層像に関するプロジェクションデータのそれぞれより
対象断層面における外形に関する情報を抽出し、それら
外形情報によって被検査体の動きを補正するための修正
量を求め、上記プロジェクションデータからそれぞれ再
構成して得た２つの断層像を上記の修正量で補正し、そ
の後それらの画像間でサブトラクション処理を行うよう
にしてもよい。これによると、修正量を求める計算の量
を少なくすることができ、容易且つ高速に修正量が求め
られる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら詳細に説明する。まず、原画像ｆ（ｉ，ｊ）
、ｆ’（ｉ，ｊ）（図１参照）より、被検査体の同一断
層面についての外形（輪郭）情報を抽出する。これには
、たとえばＸ線ＣＴの場合、その画素値がいわゆるＣＴ
ナンバーで表され、空気では−１０００、人体では０付
近であることから、その間の適当な値ｔをしきい値とし
て、

【数１】 の演算を行って図２に示すような２値画像ｇ（ｉ，ｊ）
、ｇ’（ｉ，ｊ）を得る。この２値画像ｇ（ｉ，ｊ）、
ｇ’（ｉ，ｊ）において人体内外は画素値が１であるか
０であるかによって区別できる。

【００１１】検査部位が頭部のように頭蓋骨で覆われて
いるような部位である場合、外形（輪郭）は体動にかか
わらず一定である。そこで、２つの２値画像ｇ（ｉ，ｊ
）、ｇ’（ｉ，ｊ）の一方をθだけ回転させ、Δε＝（
Δｉ，Δｊ）だけ平行移動させれば、図２に示すように
この両２値画像を一致させることができる。そのため、
評価関数Ｓをつぎの式のように定義する。

【数２】 この評価関数Ｓが最小値となるようなθ、Δεを求める
と、それが２つの画像間での被検査体の体動量となり、
−θ、−Δεが修正量となる。

【００１２】この修正量で原画像ｆ（ｉ，ｊ）、ｆ’（
ｉ，ｊ）の一方を補正する。たとえば原画像ｆ’（ｉ，
ｊ）を補正して図２に示すような画像ｆ”（ｉ，ｊ）を
得る。この画像ｆ”（ｉ，ｊ）と画像ｆ（ｉ，ｊ）との
間で、 Δｆ（ｉ，ｊ）＝ｆ”（ｉ，ｊ）−ｆ（ｉ，ｊ）のよう
にサブトラクションを行えば、図２のように体動の影響
を受けていない、内部変化のみを表すサブトラクション
画像Δｆ（ｉ，ｊ）を得ることができる。

【００１３】図３は第２の実施例を説明するためのもの
である。この実施例では、再構成画像から輪郭を抽出し
て動きの補正をするのではなく、再構成画像ｆ（ｉ，ｊ
）を作るために測定されたプロジェクションデータＰ（
Φ，Ｘ）から輪郭に関する情報を抽出し、体動の修正量
を求める。まず、図３に示すように、角度Φでのプロジ
ェクションデータＰ（Φ，Ｘ）から、吸収のある部分の
長さＬ（Φ）と、その吸収のある部分の中心Ｃ（Φ）を
求める。すると、これらは被検査体の外形（輪郭）によ
って決まる値であることが分かる。また、他の画像ｆ’
（ｉ，ｊ）に関するプロジェクションデータＰ’（Φ，
Ｘ）からも、Ｌ’（Φ）、Ｃ’（Φ）を求めておく。

【００１４】ここで、２つの原画像ｆ（ｉ，ｊ）、ｆ’
（ｉ，ｊ）を撮影するとき、つまりそれらを再構成する
ためのプロジェクションデータをそれぞれ収集する時点
で、被検査体の外形形状に変化がなく、単に角度θだけ
回転するとともに、Δε＝（Δｉ，Δｊ）だけ平行移動
したとする。このΔεは Δε＝（Δｉ，Δｊ） ＝（Δｒｃｏｓφ，Δｒｓｉｎφ） で表すことができる。この場合、 Ｌ（Φ）＝Ｌ’（Φ＋θ） Ｃ（Φ）＝Ｃ’（Φ＋θ）＋Δｒｓｉｎ（Φ−φ）の関
係が成り立つ。そこで、評価関数Ｓ１，Ｓ２をつぎのよ
うに定義する。

【数３】

【００１５】そして、まずＳ１（θ）を最小にするθを
求める。これによって回転移動量θが決定できる。つぎ
にこのθを用いてＳ１（θ，Δｒ，φ）を最小にするΔ
ｒ、φを求める。こうしてＳ１（θ，Δｒ，φ）を最小
にするθ、Δｒ、φが求められれば、これから、平行移
動量（Δｒｃｏｓφ，Δｒｓｉｎφ）が求められること
になる。

【００１６】そこで、上記のプロジェクションデータを
用いて再構成した画像ｆ（ｉ，ｊ）またはｆ’（ｉ，ｊ
）に対して、上記の回転移動量と平行移動量とを修正量
として用いて補正処理を施せば、両方の画像の外形がぴ
ったり一致した状態となる。このように補正した後の画
像間でサブトラクション処理を行ってサブトラクション
画像Δｆ（ｉ，ｊ）を求めれば、それは体動の影響が除
去されたた、内部変化のみを表す画像となる。

【００１７】この第２の実施例のようにプロジェクショ
ンデータから修正量を求めると、画像から修正量を求め
る場合に比較して、回転移動量θ及び平行移動量Δεが
別々の評価関数から求められるので、計算量も少なく、
高速且つ容易である。

【００１８】

【発明の効果】以上実施例について述べたように、この
発明の断層像再構成法によれば、２つの画像を撮影する
時点の間で被検査体が動いたとしても、その動きについ
ての補正を自動的に行って２つの画像間でのサブトラク
ション画像を得ることができるため、体動の影響の除去
された、内部変化のみを表す断層像が容易に得られる。 そのため、被検査体を経時的に繰り返してスキャンし同
一断層面についてつぎつぎに断層像を得て、それらの間
での時間的な変化を観察することが容易になり、診断能
も向上する。

【００１９】さらに、プロジェクションデータから動き
に関する修正量を求めることにより、非常に高速に動き
量が求められるため、リアルタイムに近い状態で被検査
体の動きを監視することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例の説明図。

【図２】この発明による断層像再構成法の実施例の説明
図。

【図３】この発明による断層像再構成法の他の実施例の
説明図。

【符号の説明】

ｆ（ｉ，ｊ）、ｆ’（ｉ，ｊ）　　　　　　　　原画像
Δｆ（ｉ，ｊ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　サブトラクション画像

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　サブトラクション処理すべき２つの断
   層像のそれぞれより対象断層面における外形に関する情
   報を抽出し、それら外形情報によって被検査体の動きに
   ついての補正を行い、その後それらの画像間でサブトラ
   クション処理を行うことを特徴とする断層像再構成法。
2. 【請求項２】　　サブトラクション処理すべき２つの断
   層像に関するプロジェクションデータのそれぞれより対
   象断層面における外形に関する情報を抽出し、それら外
   形情報によって被検査体の動きを補正するための修正量
   を求め、上記プロジェクションデータからそれぞれ再構
   成して得た２つの断層像を上記の修正量で補正し、その
   後それらの画像間でサブトラクション処理を行うことを
   特徴とする断層像再構成法。