JPH10234725A

JPH10234725A - 画像処理方法および装置並びにｘ線ｃｔ装置

Info

Publication number: JPH10234725A
Application number: JP9038971A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Horiuchi; 哲也堀内
Original assignee: GE Yokogawa Medical System Ltd
Current assignee: GE Healthcare Japan Corp
Priority date: 1997-02-24
Filing date: 1997-02-24
Publication date: 1998-09-08
Anticipated expiration: 2017-02-24
Also published as: JP3720512B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スライス厚に応じて適切な鮮鋭化を行う画像
処理方法および装置、並びにスライス厚に応じて適切に
鮮鋭化された断層画像を得るＸ線ＣＴ装置を実現する。【解決手段】被検体の断層画像を撮影するＸ線ＣＴ装
置であって、断層画像についてイメージフィルターによ
り画像の鮮鋭化を行う画像処理手段３と、イメージフィ
ルターのマスク定数を断層画像のスライス厚に応じて定
めるマスク定数設定手段３とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理方法およ
び装置並びにＸ線ＣＴ装置に関し、特に、断層撮影装置
で撮影した断層像について画像の鮮鋭化を行う画像処理
方法および装置の改良、並びにそのような画像処理装置
を備えたＸ線ＣＴ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、Ｘ線ＣＴ(computed tomograph
y) 装置によって肺野の断層像を撮影した場合、細い血
管等の像を見やすくするために、画像の鮮鋭化処理が行
われる。画像の鮮鋭化処理には例えばラプラシアン・フ
ィルター(Laplasian filter)等のイメージフィルタ(ima
ge filter)が用いられる。イメージフィルタは、そのエ
ッジ(edge)強調作用によって画像の鮮鋭化を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】肺野の断層像は、診断
目的に応じて、例えば１〜１０ｍｍの範囲で種々のスラ
イス(slice) 厚で撮影される。その場合、あるスライス
厚の断層像に適合したイメージフィルタは、他のスライ
ス厚の断層像に対しては必ずしも適合せず、画像の鮮鋭
化に過不足が生じる。

【０００４】これは、同一太さの血管でも、スライス厚
が変わるとパーシャルボリューム効果の相違により、画
像を再構成したときのＣＴ値が変わるためである。例え
ば、１０ｍｍスライスで撮影した血管像のＣＴ値は、１
ｍｍスライスで撮影したものに較べてかなり低い値にな
り、周囲の組織とのコントラスト(contrast)が低下す
る。したがって、このような１０ｍｍスライスの画像の
鮮鋭化すなわちエッジ強調に適したイメージフィルター
は、１ｍｍスライスの画像に対しては過剰な強調を行う
ものとなり、かえって画質を低下させる。

【０００５】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、スライス厚に応じて適切な
鮮鋭化を行う画像処理方法および装置、並びにスライス
厚に応じて適切に鮮鋭化された断層画像を得るＸ線ＣＴ
装置を実現することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

〔１〕上記の課題を解決する第１の発明は、断層撮影装
置で撮影した被検体の断層画像についてイメージフィル
ターにより画像の鮮鋭化を行うにあたり、前記イメージ
フィルターのマスク定数を前記断層画像を撮影したとき
の前記被検体のスライス厚に応じて定めることを特徴と
する。

【０００７】第１の発明では、イメージフィルターのマ
スク定数を断層画像を撮影したときの被検体のスライス
厚に応じて設定し、スライス厚に適合したマスク定数で
フィルタリングを行う。このため、スライス厚に応じて
適切な鮮鋭化を行う画像処理方法を実現することができ
る。

【０００８】〔２〕上記の課題を解決する第２の発明
は、断層撮影装置で撮影した被検体の断層画像について
イメージフィルターにより画像の鮮鋭化を行う画像処理
装置であって、前記イメージフィルターのマスク定数を
前記断層画像を撮影したときの前記被検体のスライス厚
に応じて定めるマスク定数設定手段を具備することを特
徴とする。

【０００９】第２の発明では、マスク定数設定手段によ
り、イメージフィルターのマスク定数を断層画像を撮影
したときの被検体のスライス厚に応じて設定し、スライ
ス厚に適合したマスク定数でフィルタリングする。この
ため、スライス厚に応じて適切な鮮鋭化を行う画像処理
装置を実現することができる。

【００１０】〔３〕上記の課題を解決する第３の発明
は、被検体をＸ線ビームでスライスして得られる透過Ｘ
線データに基づいて被検体の断層画像を撮影するＸ線Ｃ
Ｔ装置であって、前記断層画像についてイメージフィル
ターにより画像の鮮鋭化を行う画像処理手段と、前記イ
メージフィルターのマスク定数を前記断層画像を撮影し
たときの前記被検体のスライス厚に応じて定めるマスク
定数設定手段とを具備することを特徴とする。

【００１１】第３の発明では、マスク定数設定手段によ
り、イメージフィルターのマスク定数を断層画像を撮影
したときの被検体のスライス厚に応じて設定し、スライ
ス厚に適合したマスク定数でフィルタリングする。この
ため、スライス厚に適合した画像の鮮鋭化が行える。す
なわち、スライス厚に応じて適切に鮮鋭化された断層画
像を得るＸ線ＣＴ装置を実現することができる。

【００１２】第３の発明において、前記マスク定数にリ
コン関数に基づく補正を加味することが、さらに適切な
鮮鋭化を行う点で好ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。

【００１４】図１にＸ線ＣＴ装置のブロック図を示す。
本装置は本発明の実施の形態の一例である。なお、本装
置の構成によって本発明の装置に関する実施の形態の一
例が示される。また、本装置の動作によって本発明の方
法に関する実施の形態の一例が示される。

【００１５】〔構成〕本装置の構成を説明する。図１に
示すように、Ｘ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール(c
onsole) １と、撮影テーブル(table) １０と、走査ガン
トリ(gantry)２０とを具備している。

【００１６】操作コンソール１は、操作者の指示や情報
等を入力する入力装置２と、スキャン(scan)や画像再構
成および鮮鋭化のための画像処理等を実行する中央処理
装置３と、制御信号等を撮影テーブル１０や走査ガント
リ２０へ出力する制御インタフェース(interface) ４
と、走査ガントリ２０で取得したデータを収集するデー
タ収集バッファ(buffer)５と、画像等を表示するＣＲＴ
(cathod-ray tube) ６と、各種のデータや再構成画像お
よびプログラム等を記憶する記憶装置７とを具備してい
る。中央処理装置３は、例えばコンピュータ等によって
構成される。

【００１７】撮影テーブル１０は、図示しない被検体を
走査ガントリ２０のＸ線照射空間に搬入および搬出する
ようになっている。撮影テーブル１０の進退は制御イン
タフェース４によって制御される。

【００１８】走査ガントリ２０は、Ｘ線管３０と、Ｘ線
ビーム(beam)を形成するコリメータ(collimater)５０
と、検出器アレイ(array) ６０と、Ｘ線照射のタイミン
グや照射量を調整するＸ線コントローラ(controller)２
１と、コリメータ５０のＸ線通過開口（アパーチャ(ape
rture)）を調整するコリメータコントローラ２２と、検
出器アレイ６０が検出したデータを収集するデータ収集
部２３と、被検体の体軸の周りにＸ線管３０や検出器ア
レイ６０等を回転させる回転コントローラ２４とを具備
している。

【００１９】図２に、Ｘ線管３０およびコリメータ５０
と検出器アレイ６０の相互関係を示す。図２の（ａ）は
正面図、（ｂ）は側面図である。Ｘ線管３０から放射さ
れたＸ線は、コリメータ５０により偏平な扇状のＸ線ビ
ームＸｒに成形され、検出器アレイ６０に照射される。

【００２０】Ｘ線ビームＸｒの扇面に体軸を交叉させて
被検体が搬入される。この状態を図３に示す。同図に示
すように、扇状のＸ線ビームＸｒによってスライス（sl
ice)された被検体ＯＢの投影像が検出器アレイ６０に投
射される。被検体ＯＢのアイソセンタ(isocenter) にお
けるＸ線ビームＸｒの厚みが、スライス厚ｔｈを与え
る。スライス厚ｔｈはコリメータ５０のアパーチャによ
って調節される。

【００２１】Ｘ線管３０、コリメータ５０および検出器
アレイ６０はこの関係を保ったまま被検体ＯＢの周りを
回転（スキャン）する。スキャンの１回転当たり複数
（例えば１０００）のビュー(view)角度で被検体の投影
データが収集される。投影データの収集は、検出器アレ
イ６０−データ収集部２３−データ収集バッファ５の系
統によって行われる。

【００２２】データ収集バッファ５に収集された投影デ
ータに基づいて、中央処理装置３により画像再構成が行
われる。画像再構成は、１回転のスキャンで得られた例
えば１０００ビューの投影データを、例えばフィルター
ド・バックプロジェクション(filtered back-projectio
n)処理すること等により行われる。

【００２３】再構成された画像すなわち被検体ＯＢの断
層画像は記憶装置７に記憶される。記憶装置７に記憶さ
れた断層画像は、入力装置２を通じて操作者から与えら
れる指令に応じて読み出され、ＣＲＴ６に可視像として
表示される。

【００２４】中央処理装置３は、例えばラプラシアン・
フィルター等で実現される図示しないイメージフィルタ
ーを備えている。このイメージフィルターによって、断
層画像を鮮鋭化するための画像処理（フィルタリング）
が行われる。

【００２５】具体的には、２次元のマスク(mask)と画像
データとのコンボリューション(convolution) が行われ
る。イメージフィルターは中央処理装置３のデータ処理
機能によって実現される。中央処理装置３は、本発明に
おける画像処理手段の実施の形態の一例である。

【００２６】中央処理装置３は、イメージフィルターの
マスク定数を断層画像のスライス厚に応じて設定する機
能を備えている。中央処理装置３は本発明におけるマス
ク定数設定手段の実施の形態の一例である。

【００２７】例えばマトリクスサイズ(matrix size) が
３×３のラプラシアン・フィルターを用いる場合、次式
で与えられるマスクが用いられる。

【００２８】

【数１】

【００２９】マスクを一般的に、

【００３０】

【数２】

【００３１】と表したとき、

【００３２】

【数３】

【００３３】の関係を満足するようにマスク定数Ａ，Ｂ
が設定される。これによって、Ａを定めることによりＢ
が一義的に定まる。Ａを大きく選ぶほどＢとの差が拡大
してエッジ強調度が増し、画像の鮮鋭化作用が強まる。
画像の鮮鋭化のためには、コントラストが低い画像ほど
エッジ強調度を高める必要がある。例えば細い血管の像
等は、パーシャル・ボリューム効果により、スライス厚
が厚いほどコントラストが低下する。そこで、本装置で
は、スライスが厚い画像ほどエッジ強調度を高めるよう
にしている。

【００３４】そのために、マスク定数Ａの値をスライス
厚の増加に応じて増加させるようにしている。すなわ
ち、例えば、図４に示すようにスライス厚ｔｈとマスク
定数Ａの関係が定められる。同図に示すように、マスク
定数Ａはスライス厚ｔｈの関数となり、

【００３５】

【数４】

【００３６】で表される。関数の形は例えば実験的手法
によって決定される。具体的には、例えば、同一の元画
像についてマスク定数Ａ（およびＢ）の異なる鮮鋭化処
理をそれぞれ施し、得られた各画像の画質を評価するこ
とによりＡの最適値を決定し、このようにして得られた
各スライス厚毎のＡの最適値に対して関数フィッティン
グ(fitting) を行うことにより関数が求められる。

【００３７】関数化する代わりに、スライス厚毎のＡ
（およびＢ）の値をテーブル(table)化して記憶装置７
に記憶するようにしてもよい。これはマスク定数を簡便
に求める点で好ましい。それに対して、関数化は任意の
スライス厚に対するマスク定数を自在に算出する点で好
ましい。

【００３８】〔動作〕本装置の動作を説明する。スキャ
ンすべきスライス位置、リコン(reconstruction)関数、
スライス厚ｔｈ等のパラメータ(parameter) が入力装置
２を通じて操作者により設定される。この設定に基づい
て中央処理装置３から制御インタフェース４に指令が与
えられる。この指令に基づいて制御インタフェース４は
操作ガントリ２０および撮影テーブル１０を制御してス
キャンを実行する。スキャンによって収集された投影デ
ータに基づいて断層画像が再構成され、それがＣＲＴ６
に表示されて診断に供される。

【００３９】表示画像について鮮鋭化が必要なときは、
操作者は入力装置２を通じて鮮鋭化処理を指令する。こ
れによって、中央処理装置３により例えばラプラシアン
・フィルターを用いた画像鮮鋭化処理が行われる。

【００４０】図５に、鮮鋭化処理のフロー図を示す。以
下、同図によって画像鮮鋭化動作を説明する。動作を開
始すると、ステップＳＴ１において、スライス厚と再構
成関数（リコン関数）に関する情報の取得が行われる。
これによって、鮮鋭化処理すべき画像のスライス厚ｔｈ
を示すデータとリコン関数に関する情報が取得される。
これらのデータおよび情報は、再構成画像データのいわ
ゆるヘッダー(header)情報として記憶装置７に記憶され
ており、それらが読み出される。

【００４１】次に、ステップＳＴ２において、マスクの
作成またはマスクの選択が行われる。マスクの作成は、
（４）式に基づいてスライス厚ｔｈに対応したマスク定
数Ａを求め、このＡを用いて（３）式によりマスク定数
Ｂを求めてマスクＭを決定する。マスクの選択は、記憶
装置７に記憶されているテーブルからスライス厚ｔｈに
対応するマスク定数ＡおよびＢを選んで、マスクＭを決
定する。

【００４２】このとき、必要に応じてリコン関数に対応
したマスクＭの補正が行われる。リコン関数は例えばフ
ィルタード・バックプロジェクション用のカーネル(ker
nel)であり、再構成された元画像の鮮鋭度に影響をおよ
ぼす。そこで、マスクＭの決定にリコン関数の特性を反
映させる。具体的には、例えば、リコン関数が元画像の
鮮鋭度を高める傾向を持つものであるときは、Ａの値を
減じる方向に補正し、元画像の鮮鋭度を甘くする傾向を
持つときは、Ａの値を増す方向に補正する。鮮鋭度が中
庸な画像を再構成するリコン関数であるときは、とくに
補正を行わない。

【００４３】次に、ステップＳＴ３において鮮鋭化処理
が行われる。すなわち、上記のように作成または選択さ
れたマスクを持つラプラシアン・フィルターにより、画
像データのフィルタリングが行われる。

【００４４】次に、ステップＳＴ４において、鮮鋭化さ
れた画像の表示が行われる。これによって、鮮鋭化され
た断層像がＣＲＴ６に表示される。表示画像は、必要に
応じて、図示しないフィルミング(filming) 装置等によ
り写真フィルム等への記録が行われる。

【００４５】以上は、画像の鮮鋭化をＸ線ＣＴ装置の中
央処理装置３によって行うようにした例であるが、画像
の鮮鋭化は専用の画像処理装置によって行うようにして
も良い。

【００４６】その例を図６に示す。本装置は、本発明に
おける画像処理装置の実施の形態の一例である。なお、
本装置の構成によって本発明の装置に関する実施の形態
の一例が示される。また、本装置の動作によって本発明
の方法に関する実施の形態の一例が示される。

【００４７】本装置では、例えばＸ線ＣＴ装置１００等
の断層撮影装置で撮影した断層画像を画像記憶部２０１
に記憶し、その画像を画像処理部２０２で鮮鋭化処理す
るように構成されている。画像処理部２０２は、例えば
コンピュータ等によって構成される。

【００４８】画像処理部２０２は上述と同様なイメージ
フィルターを備えている。すなわち、画像処理部２０２
はイメージフィルターの実施の形態の一例である。画像
処理部２０２は、また、上述と同様なマスク定数設定手
段を備えている。すなわち、画像処理部２０２はマスク
定数設定手段の実施の形態の一例である。

【００４９】画像処理部２０２での鮮鋭化処理は、図５
に示したフロー図に従って上述と同様にして行われる。
鮮鋭化処理された画像は画像記憶部２０１に記憶され、
また、表示部２０３で表示される。

【００５０】このように専用装置とするのは、異なる断
層撮影装置で撮影した断層像を一括して処理する点で好
ましい。それに対して、前述のようにＸ線ＣＴ装置に内
蔵するのは、装置の物量を削減する点で好ましい。

【００５１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明
では、イメージフィルターのマスク定数を断層画像を撮
影したときの被検体のスライス厚に応じて設定し、スラ
イス厚に適合したマスク定数でフィルタリングを行うよ
うにしたので、スライス厚に応じて適切な鮮鋭化を行う
画像処理方法を実現することができる。

【００５２】また、第２の発明では、マスク定数設定手
段により、イメージフィルターのマスク定数を断層画像
を撮影したときの被検体のスライス厚に応じて設定し、
スライス厚に適合したマスク定数でフィルタリングする
ようにしたので、スライス厚に応じて適切な鮮鋭化を行
う画像処理装置を実現することができる。

【００５３】また、第３の発明では、マスク定数設定手
段により、イメージフィルターのマスク定数を断層画像
を撮影したときの被検体のスライス厚に応じて設定し、
スライス厚に適合したマスク定数でフィルタリングする
ようにしたので、スライス厚に適合した画像の鮮鋭化が
行える。すなわち、スライス厚に応じて適切に鮮鋭化さ
れた断層画像を得るＸ線ＣＴ装置を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。

【図２】本発明の実施の形態の一例の装置におけるＸ線
照射・検出系の模式的構成図である。

【図３】本発明の実施の形態の一例の装置におけるＸ線
照射・検出系の模式的構成図である。

【図４】本発明の実施の形態の一例の装置におけるスラ
イス厚とマスク定数との関係を示す図である。

【図５】本発明の実施の形態の一例の装置の動作を示す
フロー図である。

【図６】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。

【符号の説明】

１００Ｘ線ＣＴ装置１操作コンソール２入力装置３中央処理装置４制御インタフェース５データ収集バッファ６ＣＲＴ７記憶装置１０撮影テーブル２０走査ガントリ２１Ｘ線コントローラ２２コリメータコントローラ２３データ収集部２４回転コントローラ３０Ｘ線管５０コリメータ６０検出器アレイＯＢ被検体２０１画像記憶部２０２画像処理部２０３表示部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】断層撮影装置で撮影した被検体の断層画
像についてイメージフィルターにより画像の鮮鋭化を行
うにあたり、前記イメージフィルターのマスク定数を前記断層画像を
撮影したときの前記被検体のスライス厚に応じて定め
る、ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】断層撮影装置で撮影した被検体の断層画
像についてイメージフィルターにより画像の鮮鋭化を行
う画像処理装置であって、前記イメージフィルターのマスク定数を前記断層画像を
撮影したときの前記被検体のスライス厚に応じて定める
マスク定数設定手段、を具備することを特徴とする画像
処理装置。
【請求項３】被検体をＸ線ビームでスライスして得ら
れる透過Ｘ線データに基づいて被検体の断層画像を撮影
するＸ線ＣＴ装置であって、前記断層画像についてイメージフィルターにより画像の
鮮鋭化を行う画像処理手段と、前記イメージフィルターのマスク定数を前記断層画像を
撮影したときの前記被検体のスライス厚に応じて定める
マスク定数設定手段と、を具備することを特徴とするＸ
線ＣＴ装置。