JPS5960681A - 画像処理装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はＸ線ＣＴ画像並びにエミツションＣＴ画像等の
医用断層画像データを重ね合わせなどの組み合わせ処理
を行い、三次元の透視立体像を作る画像処理装置に関す
るものである。

〔発明の技術的背景〕

Ｘ＃ＣＴ装置等により得られた複数枚の断層像を画像処
理して被写体の脳や臓器を三次元表示する場合、一般的
にはこれら表示対象部の像のデータを抽出して斜め上方
向から見た像となるように画像処理し、表示している。

しかし、この場合、脳や臓器を単独で表示するため、表
示された脳或いは臓器とその周辺との関係、総体的な位
置などが掴めない欠点があっ　プこ　。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に、鑑みて成されたもので、表示ス・
ｊ加部の周辺の骨や体表部などを透視の状態で付加し、
表示対象部とその周辺部との関係や総体的な位置などが
客観的に掴めるようにした三次元画像を表示できる画像
処理装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

即ち、本発明は上記目的を達成するため、同一被写体の
同一部位におけるスライスｆ〜″Ｌｆｔ　ヲ順に変えて
それぞれ得たＸ線ＣＴ及びエミッションＣＴ　ＶＣよる
複数枚の断層像のｒ−夕を保存する手段と、この保存さ
れた断１ｍ　ＩＭのデータがら谷々幌郭線像を抽出−す
る手段と、この各々の輪郭線像のうち、同一スライス位
ＩＭのＸ　線ＣＴ及びエミ、ジョンＣＴ両輪郭紛塚をλ
・Ｊとして両輪郭線像中のほぼ同一・母ターンの輪郭線
を認識する手段と、このｇ　ａｔした・ンターンの輪郭
線をもどｅこ各同一スライス位置のｘ　９　ｃ　′Ｆ輪
郭線像と保存されたエミッションＣＴの断層像との重ね
合わせを行う手段と、この重ね合わせ像を原画像におけ
るＡ’ｌＪ記スライス位置Ｖこ対応して並べると共に各
スライス位置間の欠落空間における画像を該欠落空間に
隣接する重ね合わせ像より得る手段と、この欠落空間の
像及び各スライス位置の重ね合わせ保谷々について斜方
向から見た状態の像に修正処理し、各々スライス位置順
に並べて立体視像に構成する手段と、この構成された立
体視像を画像として表示する手段とよりイｔ４成し、同
一被写体の同一部位Ｖこついてそれぞれスライス位置を
ずらしながら複数枚のＸ線ＣＴ及びエミッションＣＴに
よる断層像をそれぞれ得、こ７Ｌら断層像の各々につい
て輪郭線を抽出し、輪郭ｌｆＭ保を得、同一スライス位
置毎のＸ線ＣＴ輪郭巌１象及びエミッションＣＴ輪郭線
ｆ象を対としてこの対を成す両輪郭線ｆ駅中の同一・Ｐ
ターン輪郭線を認識し、これを基準ＶＣＸ　＆ＩＣＴ輪
郭線鍬とこｉＬと対となる前す己沫存されたエミッショ
ンＣＴの断層像とを亀ね合わせ、この重ね合わせた各々
のスライス位置の像を該当のスライス位置に対応させて
並べ、スライス位１ｂ′１司の欠落する空間部の像をそ
の両隣りの前記［ＩΣね合わせ隊から求めこの欠屑部を
補なう像とともにそハぞれのスライス位置の像を斜方向
から見た像に修正し、この修正後の像を順に並べて立体
視像に構成すると共にこれを画像として表示するように
し、Ｘ＋！１ｌｃＴＫよる像から得られた各組織別の輪
郭線にょる遊視立体祝像中にエミッションＣＴによる断
層像から得た患部の立体視像が表われる状態の透視立体
視イｇ１として表示させることにより、患部とその周囲
の組織との関係が客観的に把握できるようにする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図にＬ本発明装置の＋ｔＪ′、成を示すプロ、り図
であＩ）、（ｓ・１中１は収集画像人力装置で優る。こ
の収集画像人力装置１はＸ線によって断層面の種々の方
向からのＸ線吸収データをイｔハ　これより該断層面の
各位置のにり）吸収値を求めてこれより該断層面の画像
（再構成面像）を得るＸ線ｃ　’ｒ架装置ＡｉＪ記再構
成画像及び放射性回位フｃ素ＲＩを被写体に投与して臓
器等ＶＣ集中したＲ　Ｉから放出される放射線を被写体
断層面方向の各位置から検出して放射線放出源の分布デ
ータを得、これよシＲＩの集中しているｂ（３分の断層
像を再構成するエミッションＣ′ｒ装Ｕの咳し１層像の
データをそれぞれ得、スライス位１ｍ　＋角層その他も
ろもろの画像収集条件などとともｐで画像データを記憶
する画像データンア・ｒル２Ｖこ登録するものである。

この入力データ収集の際、Ｘ線ＣＴ装置及びエミッショ
ンＣ′ｒ装舒それぞれの機器より、撮影され得られるビ
ータのスライス位置（被写体に対する撮影対象断ｊ−面
位１ａ）。

角度、サイズはほぼ同じ条件で標準化して訃＜゛ことが
重要である。イＭられた１而イ求のサイズや位置などに
おける小さな誤差は、後Ｖこそノシそれの１面像を重ね
合わせる際ＶＣ＝Ｘすることができるので問題は生じな
いが大きな誤差は祠祭しに〈いためである。

３は画像データから輪郭線を抽出する輪郭線抽出処理装
置であり、画像データファイル２ＶＣ登録された原画像
データを呼び出し、それぞれの原画像データ中の輪郭線
を抽出し、輪郭線抽出処理１．ｌ！ｉ７１埃として得る
ものである。この抽出された輪郭線抽出処理画像のデー
タは再び画像データファイル２に登録される。

４は輪郭線パターン認識処理装置であり、画像データフ
ァイル２に登録された輪郭処理画像のデータを呼び出し
、第４図に示すようなマトリクスの画素パターンを輪郭
線画像上より探し出し、その画素・ぞターンシーフェン
ス（輪郭線画像の該当する画素・卆ターンの組み合わせ
順序）を記憶する機能を有する。

５は輪郭線・ぐターン認識処理装置４或いは画像データ
ファイル２より与えられたエミッションＣＴ及びｘＨｃ
Ｔ装置の各断層ｆ象の輪郭線画像を重ね合わせて両輪郭
線像がう１く重なり合うか否かを判別すると共ＩＫ−重
なり合うときけＸ線ＣＴ輪郭線像とこれに対応するスラ
イス位置の画像データファイル２から１呼び出したエミ
ツションＣＴ断層像とを重ね合わせ処理する重ね合わせ
処理装置、６はこの重ね合わせができない・とき重ね合
わせ装置５より両輻郭線画像のデータを得て内輪郭線画
像のサイズ合わせ、位置８わせを行う位置・サイズ合わ
せ処理装置で、画像について回転、座標変換、ズーミン
グなどの処理を行い、重ね合わ品５に与えるものである
。

７は重ね合わせ処理装置５によＩ）重ね合わされて出力
される各スライス位置毎のエミッションＣＴ及びＸ線Ｃ
Ｔの内輪郭線画像を撮影時のスライス間隔を置いて並べ
、各々のスライス間の空間において、隣り合うスライス
位置の像との間が線形となるデータを求めて該空間にお
ける画像のデータとしてこれを得、該空間に挿入して各
々のスライス間の空間で像の切れ目が生じないように補
正する画像データ補正処理装置。

８はこの画像データ補正処理装置７によシ得べれた画像
について斜め方向から見た像となるよう（Ｃゆがめ、立
体像となるよう処理する立体視画像構成処理装置であυ
、補正によシ得られたデータを會めて一枚一枚のスライ
ス像について氏上′ｊ：たｉｃｉ　＞ｔ：下から見た状
態から斜めの方向より見だ、しうＶ′ｃｔ１５がめる処
理を行い立体視像を得る。９はこの立体視画像構成処理
装置８の処理出力を得てこれを画像として表示するディ
スプレイモニタである。

尚、重ね合わせ処理装置５の出力及び立体視画像構成処
理袋ｆ８の出力は画像データファイル２に記憶保存はせ
てＶで利用できるようにしてあり、また、エミッション
ＣＴの断層像を両部２データファイル２より重ね舎Ａ装
置５に岡み出して与、えることによυ、Ｘ線ＣＴ装置に
よる断層像、Ｌリイ署た輪郭線像の立体視像中にエミッ
ションＣＴの断層像より得た立体視像を挿入した像を得
ることができる。

上ｉ；己構成の本装置は１ず、Ｘ線ＣＴ装置とエミツシ
ョンＣＴ装置により被写体である患者のある特定患部ｔ
こおける連続する複数スライス位１１１７の断層像デー
タを得、これらをスライス位置、角朋、その他もろもろ
の画像収集銀件などとともＶこ１［５／集する収集画像
入力装置Ｉよりこれらデータを画像データファイル２に
与え登録する。

尚、収集の際、Ｘ１ｌＣＴ装置、エミッションＣｒ装置
それぞれの（ｆε器より撮影される像のスライス位置、
角度、像のサイズはほぼ同じ条件で標準化しておく。

連続する複数スライス位置のＸ線ＣＴ装置及びエミツシ
ョンＣＴ装置両断層像のデータが収集登録されると、次
は各スライス位置毎の対応する両断層像のデータが画像
データファイル２から輪郭線抽出装置３に呼ひ出され、
ここで、それぞれの画像の輪郭線が抽出されて輪郭線画
像として画像データファイル２に登録される。

この登録された各輪郭線画像′−１：たけ輪郭線抽出装
置３の出力輪郭線画像はり・１畠郭線パターン認識処理
装置ｔ’＋’　４１７こ与え−Ｃ、そｒｔぞれ第１１図
に示す。ｒうな−Ｊトリクスの画素パターンを輪郭線画
ｆ象上より探し出し、その画素・９ターンシークエンス
を記ｔきする。

即ち、第４図は６個の画素を集めた場合に取り得る画素
・にターンの組み合わぜを示すもので、輪郭線画像を６
個の画素単位に区切って各々に−）き１面素ノｅターン
ｌ）　ｌ〜Ｐｎのいずれに該当するかをル１■べ、その
画素・にターンシーフェンスを記１．はする。

ぞして、谷スライス位１ＩｔＦ９の対応するＸ線ｃＴ及
びエミッションＣＴ両画団の画素／９１−ンシークエン
スを比較し、はぼ一致する輪郭線を求める。

即ち、χ線ｃ　’ｒの輪郭線像中Ｖこけ多くの輪郭線が
表われているが、エミッションＣ′ｒＶ′Ｃよる：ｌ；
ｉ？　ｉ（支）１才はｉｔ　Ｉの特定臓器或いは、１８
部ｒこ集中する特徴を利用した該臓器、患部のｌζＩに
よる断層像であるからその輪郭線像は数が少なく、従っ
て同一スライス位置のＸ線ＣＴ　Ｋよる断層像に基づく
輪郭線像中の上記エミツションＣＴ輪郭線像とほば一致
する輪郭線は特足されＣ来るので、エミッションＣＴＫ
よる輪郭線で認識したパターンシーフェンスとほぼ同じ
で、大きさもほぼ同じ・ぐターンシーフェンスを持った
輪郭線のオブジェクトをＸ線Ｃ’Ｉ’　Ｆこよる輪郭線
像よシ求めれＰｊｒ同一の部分の輪ｓ　線像であると云
うことになる。

次にエミツションＣＴ輪郭線像で認識したオブジェクト
と同じオブジェクトを持つＸ線ＣＴ輪郭線像を重ね合わ
せ処理装置５によって重ね合わせる。この際、まず初め
Ｋ　Ｘ　縁ＣＴ輪郭線像上のオブゾェクトの輪郭線上の
ある一点をとり、その隣接画素パターンシークエンスヲ
トシ出す。

そして、それとほぼ同じ面木パターンシークエンスを持
ったエミツションＣＴ輪郭線像のオブジェクトの輪郭線
上の一部分とを重ね台わせる。もし、同じような隣接面
木・ぐターンシーフェンスが２″：）以上ある場合はも
っと広い範囲の隣接面木ノ平ターンシークエ〉・スをと
るようにする。

この時点では、まだ２つの輪郭線像同志がビクリと重な
り合わないので、位置・サイズ合わせ処理装置６によっ
て輪郭線像に対し回転・座標変侠・ズーミングなどの処
理を行い、丙び重ね合わせ処理装置５　ＶＣフィード・
々７りする。

これを繰り返し、Ｘ線ＣＴ輪郭線像とエミツションＣＴ
輪郭線像がうまく重＃）合う点を探し出す。そして、そ
の点がわかったとき、重ね合わせ処理装置５はオリジナ
ルのエミツションＣＴ断層像を画像データファイル２よ
り呼び出し、重なり合った時の位置合わせ並びにサイズ
合わせ処理でのノラメータによる同じ変換を繰り返し、
Ｘ線ＣＴ輪郭線像の上にエミッションＣＴの断層像を重
ね合わせる。このような処理を各スライス位置毎のＸ線
ＣＴ並びにそれに対応するエミッションＣＴＯ像に対し
て行い、この処理後の画像を画像データ補正処理装置７
に与える。

画像データ補正処理袋ｆ７ではこの重ね合わされた各ス
ライス位置毎の像をスライス時の間隔をおいて並べ、そ
れらの間の空間（画像の欠落する空間）に該空間の隣υ
会うスライス位置の像間が線型となるデータを入れ、補
正する処理を行う。

即ち、第５図（ｂ）に示すように重ね合わされた各々の
画像の画像サイズがＸ掛けるＹなる太きさとし、その一
つの画像Ａのｉライン目の画像情報をａとして第５図（
ａ）　ＶＣ示すように以下、各スライス位置の重ね合わ
せ像Ｂ、Ｃ，Ｄの同じｉライン目の画像情報をす、ｃと
おき、それぞれの（ｉａ、ｊａ）と（’　ｂ＊　ｊ　ｂ
）　＋　（ｌａ　、Ｋ　ａ　）と（ｉｂ、Ｋｂ）。

（ｉａ、Ｌａ）と（ｉｂ、ｒ、ｂ）、（ｉｂ、ｊｂ）と
（ｌｃ＋ｊｃＬ（１ｂ＋Ｋｂ）と（ｉｃ、Ｋｃ）、（ｉ
ｂ、Ｌｂ）と（ｉｃ、Ｌｃ）と云った共合に線型で結び
、スライス間ｔすなわち、欠落する空間部分の画像デー
タを作る。ぞして、次に立体祝画像物成処理装置ｉｔｓ
において、立体視像を作る。

これは補市されて得られた前記スライス間の画像データ
を含めて各スライス位眉′毎の垂ね合わせ像すべてを斜
め方向から児だ像とするためにゆがめる、即ち、各スラ
イス位置の像は貢上丑たす、を以下から見た状態になっ
ているので、これを斜めの方向から見た状態に補正する
のである。この処理は直行変換またはアフィン変換によ
り行う。

このようＶこして得られた補正処理後の像は各々のスラ
イス位置毎［Ｃ合わせて縦に並べ、斜め横から見た像即
ち、三次元表示の立体視像として＋１−１）成させる。

このようにして構成された立体１＋ｌ像は立へ像構成処
理装置８からディスプレイモニタ９に出力されて立体視
像として表示される。

この立体視ｆ故はＸ線ｃ′Ｆによる断層像より得た輪郭
線像（Ｃエミ、ジョンＣ’ｌ’の断層像を重ね合わせて
形成したものであり゛、Ｘ騙ｃＴ輪郭線ｆ駅ｅこは被写
体断層面の各組織の輪郭線が表われておυ、従って、体
表や骨、その他の１鳳器等の輪郭線とともにエミツショ
ンＣＴより得た患部の像が透視立体視像として第６図の
如く表示されることになり、患部の周辺との関係や位置
。

太きてなどが客観的にわかるようになる。

従って、曲回上、極めて有用在立体視像が得られ、正確
な診断をよシ短時間に行えるようになる。

尚、位ｆｔ’ｆｆｉ・−サイズ合せ処理装置６における
サイズ合わせ処理並びに位１１′□′合わせ処理は第２
図【で示すフローチャートに従って行えば良い。すなわ
ち、１θで示すステツノにて画像サイズが同じであるか
否かを判断する。これはＸ＃１ｌＣＴの輪郭線像におけ
る輪郭線で掬われたオブノエクトの内側の画素数がほぼ
同じであるか否かを問うことで行うことができ、大巧く
異なっている場合は１）で示すステツノに移ってここで
ズーミング処理により画像の拡大または縮小をする。

そして、サイズがほぼ同じでＣ＞、Ｎば１２で示すステ
ツノでエミッションＣ′Ｆ１１〜洛郭腺ｆ＊　Ｖ（λ寸
するＸ腺ＣＴ輪郭線像の位置ずれを判断ｒる。

先Ｖこ述べたようＶＣある一点とそれ１ｃ隣接する画素
の情報をもとＶＣ届ね合わされているが、その仙の部分
で大きくずれがある場合、１３で示すステラ７″に移っ
て１画像の座標変換並びＶＣ回転処理を施こし、相対的
に画像が重なり合う点を探す。そして、このデータを重
ね合わせ処理装置５に戻して再び重ね合わせ処理を行う
。

また、臓器認Ｒｖｃついては先にも述べたようンこエミ
ツションＣＴ輪郭線像の輪郭線部分の画素）２ターンの
シーフェンスを追ってゆくアルゴリズムを用いる。

即ち、エミッンヨンＣＴ輪郭線の画素ノ？ターンがわか
ったとし７てその画素・（ターンを第３図のフローチャ
ートに１４．１５．１６−・・ｎで示すように各ステッ
プに順Ｖこ置き、それと同じシーフェンスの画素・にタ
ーンを示す輪郭線像をＸｌＣＴ輪郭線像中の多数の輪郭
線の中から探すようにすれば良い。

〔発明の効果〕

以」詳述したように本発明は同一被写体の同一部位Ｖこ
おけるスライス位置を順に亥えてそれぞれイ４ＩたＸ　
線ＣＴ及びエミッションＣＴによる複数枚の断層像デー
タを保存する手段と、この保存された各々の断層像のデ
ータから各々輪郭線像を抽出する手段と、この各々の輪
郭線ｆ寡のうち同一スライス位置のＸ線Ｃ′ｒ及びエミ
ッンヨンＣＴ両輪郭線像を対として両輪界線像中のほぼ
同一・Ｐターンの輪郭線を認ｍｋする手段と、この認識
したパターンの輪郭線をもとに各同一スライス位置のＸ
線ＣＴ輪郭線像と前記保存されたエミッションＣＴの断
層像との重ね合わせを行う手段ど、この各重ね合わせ像
を原画像の前記スライス位置に対応して並べると共に各
スライス位訝間の欠落空間における画像を該欠落空間に
隣接する重ね合わせ峰より得る手段と、この欠落空間の
像及び各スライスｆ、’ｆ装置の重ね合わせ保谷々につ
いて斜方向から見た状態の像に１＠正処、１ｌ１２　Ｌ
、各々スライス位置順Ｖこ並べて立体視像に構成する手
段と、この立体祝丁殖を画像として表示する手段とより
１・４成し、同一被写体の同一部位についてそれぞれス
ライス位置をずらし、宝がら段叔枚のＸ線ＣＴ断層像及
びエミッ溜ンＣＴ断層像を得、これら断層像の各々につ
いて輪郭線を抽出し、輪郭線像を得、同一スライス位置
毎のＸ線ＣＴ輪郭線像及びエミツションＣＴ輪郭線像を
対として両輪界線像中の同一・卆ターン輪郭線を認識し
、これを基準にＸ線ＣＴ輪郭線像とこれと対となるエミ
ッションＣＴの断層像とを重ね合わせ、この重ね合わせ
た各々のスライス位置の像を該当のスライス位置に対応
させて並べ、スライス位置間の欠落する空間部の鐵をそ
の両隣りの重ね合わせ像から求め、この欠落部を補なう
像とともにそれぞれのスライスイ、γ置の像を斜方向か
ら見た像に修正し、この修正後の像を順に並べて立体視
像とすると共にこれを画像として表示するようにしたの
で、Ｘ線ＣＴによる像から得られる各組織別の輪郭線に
Ｆる透視立体視像中にエミッションＣＴによる断層像か
ら得た立体視像が表示され、患部とその周囲に分布する
組織や位置関係などが正確に且つ客観的に把握でき、診
断上積めて有用となるなど、優れた特徴を有する透視立
体像の得られる画像処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
位置・サイズ合わせ処理の手順を説明するためのフロー
チャート、第３図は画素ノ２ターンシークエンスの一致
を認識するだめの手順を示すフローチャート、第４図は
画素パターンを示す図、第５図は各スライス間の欠落画
像を得る手法を目）？、明するため図、第６図は本装置
により得られた透視立体視像の一例を示す図である。 １・・・収集画像入力装置、２・・・画像データファイ
ル、３・・・輪郭線抽出装置、４・・・輪郭線パターン
認識処理装置、５・・・重ね合わせ処理装置、６・・・
位置・サイズ合わせ処理装置、７・・・画像データ補正
処理装置、８・・・立体視画像構成処理装置。 ９・・・ディスプレイモニタ。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１日 第２図　　　　　第３図 第　４　口 第Ｓ図 （ａ） △ ｖＳｃｓ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同一被写体の同一部位におけるスライス位置をＩ＠に変
   えてそれぞれ得たＸ線ＣＴ及びエミッションＣＴによる
   複数枚の断層像のデータを保存する手段と、この保存さ
   れた各々の断層像のデータから各々輪郭線像を抽出する
   手段と、この各々の輪郭線像のうち、同一スライス位置
   のＸ腺ＣＴ及びエミッションＣＴ両輪郭線像を灯として
   両輪郭線像中のほぼ同一・やターンの輪郭線を認識する
   手段と、この認識したパターンの輪郭線をもとに各同一
   スライス位置のＸ線ＣＴ輪郭Δθ像と前記保存されたエ
   ミッションＣＴの断層像との重ね合せを行う手段と、こ
   の各車ね合わせ像を原画像における前記スライス位置に
   対応して並べると共に各スライス位置間の欠落梁間ＶＣ
   おける画像を該欠落空間に隣接する重ね合わせ像より得
   る手段と、この欠落空間の鐵及び各スライス位置の重ね
   合わせ像各々について斜方向から見た状態の像に修正処
   理し、各々スライス位置順に並べて立体視像に構成する
   手段と、この構成された立体視像を画像として表示する
   手段とよりなる画像処理装置。