JPH06169915A - コンピューテッドトモグラフィにおける画像処理手法 - Google Patents

コンピューテッドトモグラフィにおける画像処理手法

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JPH06169915A
JPH06169915A JP4327699A JP32769992A JPH06169915A JP H06169915 A JPH06169915 A JP H06169915A JP 4327699 A JP4327699 A JP 4327699A JP 32769992 A JP32769992 A JP 32769992A JP H06169915 A JPH06169915 A JP H06169915A
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JP
Japan
Prior art keywords
matrix
detector
sensitivity distribution
image
sampling function
Prior art date
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Pending
Application number
JP4327699A
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English (en)
Inventor
Yukiko Ogura
有希子 小椋
Nagaaki Ooyama
永昭 大山
Masahiro Yamaguchi
雅浩 山口
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 物体空間を連続系とし画像再構成を行うコン
ピューテッドトモグラフィにおいて、最適表示のための
サンプリング関数の条件を提供する。 【構成】 画像を再構成する領域全体にわたる、i番目
の検出器の感度分布とj番目の検出器の感度分布の積の
積分値をi行j列の要素とする第1の行列を求め、画像
を再構成する領域全体にわたる、第1の行列の逆行列ま
たは疑似逆行列とj番目の検出器の感度分布と表示のた
めのi番目のピクセルのサンプリング関数の積の積分値
をi行j列の要素とする第2の行列と、観測データから
なる1次元列ベクトルとの積を検出器jについて加算し
i番目のピクセルの濃度とするさいに、サンプリング関
数は、第2の行列の階数が第1の行列の階数より小さく
ならないように設定する。 【効果】 装置に固有の感度分布によって決まる分解能
を保存できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は生体内あるいは構造物体
内等の組織を画像化し、表示するコンピューテッドトモ
グラフィにおける画像処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、生体内の組織を画像化し、表示す
るコンピューテッドトモグラフィでは、あらかじめ対象
物体を離散的モデルとして扱い、その各離散点を画像再
構成しており、以下の手順に従って処理を行ってきた。
まず、計測したデータを検出系ハードウェアの特性によ
って補正し、必要に応じ補間演算を行ない、フーリエ変
換を行い、適当なフィルタ関数を設定し、フィルタリン
グ演算を行ってぼけ処理を行い、さらに逆フーリエ変換
を行い、逆投影演算により画像再構成を行なっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、検出器の感度分
布が空間の位置によって異なる場合、その感度分布によ
って決まる空間分解能の限界値が存在するので、その限
界値を画像処理で維持達成するためには、その感度分布
に応じた最適な表示のためのサンプリング関数を決める
必要がある。本発明の目的は、この最適な表示のための
サンプリング関数を決めることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明では、対象物体を
離散的モデルとして扱うのではなく、物体空間を連続系
としたままで画像を再構成するGARDS法において、
上記の最適な表示のためのサンプリング関数を決定する
ものである。このGARDS法はN.オオヤマアンド
H.H.バレット、シグナル リカバリィ シンセシス
IV、 ニューオリンズ、ルイジアナ、pp105−
107、1992(N.Ohyama and H.H.Barrett, Signal
Recovery Synthethis IV, New Orlreans, Louisiana,p
p105-107,1992)に報告されている。以下に、GARDS
法の基本的な手順を説明する。図1はGARDS法を説
明するためのモデル図である。まず、物体を連続関数f
(r)で表す。rは位置ベクトルである。観測データは
有限個の検出器によって観測されるので、これを1次元
に並び変え、列ベクトルGで表す。j番目の検出器によ
って観測される観測データをgjとすると、
【0005】
【数1】 gj=∫f(r)hj(r)dr (数1) で表される。ここで、hj(r)は図1に示すようにj
番目の検出器の感度分布を表す関数である。なお、hj
(r)に対象物体の存在領域を含ませることもできる。
(数1)は線形投影演算子Hf{ }を用いると、
【0006】
【数2】 G=Hf{f(r)} (数2) となる。さらに離散的な観測空間から連続的な物体空間
への逆投影演算子をHb{ }とすると、HfHb{ }
はM×Mの行列となる(このマトリクスの階数をRNと
する。)。ここでMは観測データの数である。HfHb
{ }のi行j列の要素をaijとすると、
【0007】
【数3】 aij=∫hi(r)hj(r)dr (数3) で表され、図1における斜線部分、すなわちi目の検出
器の感度分布とj番目の検出器の感度分布の重なる部分
の面積と等しい値をもつ。つぎに逆変換を行なうため
に、まずHfHb{ }の逆行列または疑似逆行列を求め
る。疑似逆行列としてはムーア−ペンローズ(MooreーP
enrose)の疑似逆行列などがある。HfHbの疑似逆行列
である(HfHb)’を用いて、
【0008】
【数4】 fe(r)=Hb(HfHb)’G (数4) によって再構成像fe(r)を得る。
【0009】このfe(r)は連続関数であるが、実際
には無限の物体空間を再構成するのは計算上不可能であ
るので、有限個の離散点を取り、その点上の値を表示す
る。すなわち、表示のために離散化された逆変換演算子
Hs’{ }を作用させ、
【0010】
【数5】 fe’(r)=Hs’{fe(r)} (数5) を計算する。以上がGARDS法の説明である。
【0011】実際には、種々のコンピューテッドトモグ
ラフィ装置にGARDS法を適用する場合に、そのコン
ピューテッドトモグラフィ装置におけるj番目のディテ
クタの感度分布hj(r)を解析的、あるいは測定によ
って求める必要がある。
【0012】本発明では表示のための最適なサンプリン
グ関数を以下に説明する方法で条件を設定する。ここで
サンプリング関数とは表示のためのサンプリングピッチ
と窓関数で決まる関数である。表示のためのi番目のピ
クセルのサンプリング関数をhi’(r)とすると(数
5)は
【0013】
【数6】 fe’(r)=ΣG∫hj(r)hi’(r)dr (数6) と書き換えることができる。なお、(数6)において、
加算(Σ)はjに着いて行なう。
【0014】
【数7】 bij=∫hj(r)hi’(r)dr (数7) i行j列の要素が(数7)で表されるマトリクスは、表
示のためのサンプリング点をNSとするとNS×Mのマ
トリクスとなる。このとき、i行j列の要素が(数7)
で表されるマトリクスの階数をRNより小さくならない
ように、好ましくは少なくともRN/2以上とするよう
にhi’(r)を設定する。
【0015】即ち、画像を再構成する領域全体にわた
る、i番目の検出器の感度分布hi(r)とj番目の検
出器の感度分布hj(r)の積の積分値をi行j列の要
素とする第1の行列(行列エレメントはaijである)を
求め、画像を再構成する領域全体にわたる、第1の行列
(行列エレメントはaijである)の逆行列または疑似逆
行列とj番目の検出器の感度分布hj(r)と表示のた
めのi番目のピクセルのサンプリング関数hi’(r)
の積の積分値をi行j列の要素とする第2の行列(行列
エレメントはbijである)と、観測データからなる1次
元列ベクトルGとの積を検出器jについて加算しi番目
のピクセルの濃度とするコンピューテッドトモグラフィ
における画像処理方法において、サンプリング関数h
i’(r)は、第2の行列(行列エレメントはbijであ
る)の階数が第1の行列(行列エレメントはaijであ
る)の階数(RN)より小さくならないように、好まし
くは少なくともRN/2以上であるように設定する。
【0016】
【作用】サンプリング関数hi’(r)の条件としてi
行j列の要素が数7で表されるbijであるマトリクスの
階数が、i行j列の要素が(数3)で表されるaijであ
るマトリクスの階数(RN)より小さくならないよう
に、好ましくは少なくともRN/2以上となるようにす
るので、コンピューテッドトモグラフィ装置の検出器の
感度分布によって決まる分解能の限界値を維持し、装置
本来の固有の分解能を劣化させることなく表示すること
ができる。従って、コンピューテッドトモグラフィ装置
において、対象物体を離散化せずに連続体として画像再
構成を行う際に、装置の検出器の感度分布に応じて表示
のためのサンプリング関数を選択するによって画質の劣
化を防ぐことができる。
【0017】
【実施例】本発明を、代表的なコンピューテッドトモグ
ラフィ装置であるX線CTを用いて説明する。図2にロ
ーテートローテート方式と呼ばれる方式のX線CT装置
の例を示す。X線CT装置は、スキャナユニット2−
1、被検体2−6が横たえられる寝台2−2、高電圧発
生装置2−3、X線制御装置2−4、画像処理装置2−
5を含み、スキャナユニット2−1はX線管装置2−1
−1、コリメ−タ2−1−2、検出器2−1−3、プリ
アンプ2−1−4から構成されている。図3に被検体と
X線ビームと投影データの関係を示す。連続的な物体空
間から離散的な観測空間への投影演算子をHf{ }と
し、また離散的な観測空間から連続的な物体空間への逆
投影演算子をHb{ }とすると、HfHb{ }のi行
j列の要素aijは(数3)で与えられ、図3における斜
線部分の面積、すなわち、i番目の検出器の感度分布と
j番目の検出器の感度分布の重なる部分の面積と等しく
なる。Mを観測データの数とすると、HfHb{ }はM
×Mの行列となる(このマトリクスの階数をRNとす
る。)次にHfHbの逆行列または疑似逆行列(HfH
b)’を求め、(数4)によって再構成像fe(r)を得
る。ただし、実際には物体空間を連続的に再構成するの
は不可能であるので、有限個の離散点を取り、離散化さ
れた逆変換演算子を作用させる必要がある。すなわち、
再構成像fe’(r)はサンプリング関数hi’(r)を
用い、(数6)から得ることができる。ここでサンプリ
ング関数とは、表示のためのサンプリングピッチと窓関
数で決まる関数である。本発明では、サンプリング関数
hi’(r)の条件としてi行j列の要素が(数7)で
表されるbijであるマトリクスの階数が、i行j列の要
素が(数3)で表されるaijであるマトリクスの階数
(RN)より小さくならないように、好ましくは少なく
ともRN/2以上となるようにするものである。なお、
本発明は他のコンピューテッドトモグラフィにおいても
用いることができる。
【0018】
【発明の効果】コンピューテッドトモグラフィにおける
画像処理において、本発明を用いることにより、検出器
の感度分布に応じて表示のためのサンプリング関数を最
適な関数を決定することができる。対象物体を離散化せ
ずに連続体として画像再構成を行う際に、装置の検出器
の感度分布に応じて、表示のためのサンプリング関数を
選択できるので、検出器の感度分布によって決まる空間
分解能の限界値を維持し、装置本来の固有の分解能を劣
化させることなく表示することができ、画質の劣化を防
ぐことができる。本発明では、従来法における、補間演
算、フーリエ変換、フィルタリング演算、逆フーリエ変
換等の演算を行なうことなく画像再構成を行なうことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】GARDS法を説明するモデル図。
【図2】X線CTの構成図。
【図3】X線ビームと検出器の位置関係を示す図。
【符号の説明】
2−1…スキャナユニット、2−2…寝台、2−3…高
電圧発生装置、2−4…X線制御装置、2−5…画像処
理装置、2−6…被験体、X線管装置…2−1−1、コ
リメータ…2−1−2、検出器…2−1−3、プリアン
プ…2−1−4。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数方向から被検体に関する情報を検出し
    て被検体の画像を再構成するコンピューテッドトモグラ
    フィにおける画像処理方法であり、画像を再構成する領
    域全体にわたる、i番目の検出器の感度分布とj番目の
    検出器の感度分布の積の積分値をi行j列の要素とする
    第1の行列を求め、画像を再構成する領域全体にわた
    る、前記第1の行列の逆行列または疑似逆行列とj番目
    の検出器の感度分布と表示のためのi番目のピクセルの
    サンプリング関数の積の積分値をi行j列の要素とする
    第2の行列と、観測データからなる1次元列ベクトルと
    の積を検出器jについて加算しi番目のピクセルの濃度
    とするコンピューテッドトモグラフィにおける画像処理
    方法において、前記サンプリング関数は、前記第2の行
    列の階数が前記第1の行列の階数より小さくないように
    設定されることを特徴とするコンピューテッドトモグラ
    フィにおける画像処理手法。
  2. 【請求項2】複数方向から被検体に関する情報を検出し
    て被検体の画像を再構成するコンピューテッドトモグラ
    フィにおける画像処理方法であり、画像を再構成する領
    域全体にわたる、i番目の検出器の感度分布とj番目の
    検出器の感度分布の積の積分値をi行j列の要素とする
    第1の行列を求め、画像を再構成する領域全体にわた
    る、前記第1の行列の逆行列または疑似逆行列とj番目
    の検出器の感度分布と表示のためのi番目のピクセルの
    サンプリング関数の積の積分値をi行j列の要素とする
    第2の行列と、観測データからなる1次元列ベクトルと
    の積を検出器jについて加算しi番目のピクセルの濃度
    とするコンピューテッドトモグラフィにおける画像処理
    方法において、前記サンプリング関数は、前記第2の行
    列の階数が前記第1の行列の階数の少なくとも1/2以
    上であるように設定されることを特徴とするコンピュー
    テッドトモグラフィにおける画像処理手法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005038438A1 (ja) * 2003-10-15 2005-04-28 Kose Corporation 透過光による対象物体内部の評価方法
JP2014526299A (ja) * 2011-09-12 2014-10-06 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 制限角度トモグラフィーにおけるフィルターバックプロジェクションのための画像再構成方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005038438A1 (ja) * 2003-10-15 2005-04-28 Kose Corporation 透過光による対象物体内部の評価方法
JPWO2005038438A1 (ja) * 2003-10-15 2007-01-18 株式会社コーセー 透過光による対象物体内部の評価方法
JP4575296B2 (ja) * 2003-10-15 2010-11-04 株式会社コーセー 透過光による対象物体内部の評価方法
JP2014526299A (ja) * 2011-09-12 2014-10-06 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 制限角度トモグラフィーにおけるフィルターバックプロジェクションのための画像再構成方法

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