KR101564155B1 - 방사선 단층 화상 생성 방법 및 방사선 단층 화상 생성 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 기록매체 - Google Patents

방사선 단층 화상 생성 방법 및 방사선 단층 화상 생성 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 기록매체 Download PDF

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Abstract

단계 S1 의 추출 분리에서 추출 분리된 이질 (예를 들어 금속 등의 고밀도인 물질) 적인 화상 (실시예에서는 보간 전 투영 데이터) 에 대하여 당해 이질적인 영역 (금속 등의 영역) 이 단계 S2 의 영역 보간에 의해 보간되므로, 그 보간되어 생성된 보간 화상 (실시예에서는 보간 후 투영 데이터) 으로부터 단계 S3 의 제 1 단층 화상 생성에서 단층 화상 (실시예에서는 제 1 단층 화상) 을 생성하면, 고공간 분해능을 유지하면서 아티팩트를 저감시킬 수 있다.

Description

방사선 단층 화상 생성 방법 및 방사선 단층 화상 생성 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 기록매체{RADIATION TOMOGRAPHIC IMAGE GENERATION METHOD AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM HAVING RADIATION TOMOGRAPHIC IMAGE GENERATION PROGRAM STORED THEREON}
본 발명은 피검체에 대하여 서로 상이한 방향으로부터 각각 조사된 방사선 빔에 의해 취득된 복수의 방사선 화상에 기초하여 단층 화상을 생성하는 방사선 단층 화상 생성 방법 및 방사선 단층 화상 생성 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 기록매체에 관련된 것으로, 특히 피검체 중의 관심 영역을 구성하는 물질과는 이질 (예를 들어 생체를 구성하는 물질에 비해 고밀도인 물질 혹은 저밀도인 물질) 적인 부분을 포함한 피검체의 단층 화상을 생성하는 기술에 관한 것이다.
종래의 방사선 단층 화상 생성 장치로서, 예를 들어 X 선 단층 촬영 장치가 있다. 이 X 선 단층 촬영 장치는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 피검체 (M) 를 사이에 두고 X 선관 (101) 과 X 선 검출기 (102) 를 대향 배치하여, X 선관 (101) 을 피검체 (M) 의 길이 방향인 몸축 (z) 방향을 따라 평행 이동시키는 데에 동기하여, X 선 검출기 (102) 를 X 선관 (101) 의 평행 이동과는 역방향으로 평행 이동시키도록 연동시킨다. 또, 피검체 (M) 의 특정 단층면 (기준면) 상의 임의의 점이 X 선 검출기 (102) 상에서 항상 동일 위치가 되도록, X 선관 (101) 의 피검체 (M) 에 대한 X 선 조사 각도를 바꾸면서 연속적으로 촬영을 실시하고 있다. X 선 단층 촬영 장치에서는, 이와 같은 평행 이동 (직선 주사) 이외에도, 도 8 에 나타내는 바와 같은 X 선관 (101)·X 선 검출기 (102) 를 유지하는 C 아암 (도시 생략) 의 회전 (몸축 (z) 과 수평면에 직교하는 짧은 방향의 축심 둘레) 에 수반되는 원호 이동 (원 주사) 등 각종 주사 궤도가 실현되고 있다.
X 선 단층 촬영 장치는 「토모신세시스」라고도 불리고 있다. X 선 단층 촬영 장치에서는, 단층 화상을 생성하는 데에, 피검체에 대하여 서로 상이한 방향 (투영 각도) 으로부터 각각 조사된 X 선 빔에 의해 취득된 복수의 투영 데이터 (방사선 화상) 를 각각 적당량 어긋나게 하면서 가산 연산 처리를 실시하는 「시프트 가산법」이라고 불리는 재구성 수법이나, 피검체 몸축의 축심 둘레로 X 선관이나 X 선 검출기를 회전시켜 단층 화상을 생성하는 X 선 CT (Computed Tomography) 장치와 마찬가지로, 필터드ㆍ백 프로젝션 (FBP : Filtered Back Projection 법) (「필터 보정 역투영법」이라고도 불린다) 에 의한 재구성 수법 등이 있다 (예를 들어, 비특허문헌 1 참조).
피검체로서 인체를 예로 들어 설명하면, 피검체 중의 관심 영역을 구성하는 물질로서 생체를 구성하는 물질이 있다. 이 생체를 구성하는 물질에 비해 고밀도인 물질로서 금속제 인공 관절, 창외 고정기, 치아의 충전물 등이 있으며, 이들 고밀도인 물질은 금속 등으로 형성되어 있어, 생체 조직과 비교하면 고밀도인 물질에서는 방사선을 흡수한다. 이 밖에 생체를 구성하는 물질에 비해 저밀도인 물질을 포함하는 경우에는, 생체 조직과 비교하면 저밀도인 물질에서는 방사선을 투과한다.
시오미 타케시 「토모신세시스의 원리와 응용 ∼ FPD 가 낳은 신기술 ∼」, 의료용 화상 정보 학회 잡지, Vol.24 No.2, 22-27, 2007.
그러나, 이와 같은 금속 등을 갖는 피검체의 단층 촬영을 실시하는 경우에는 다음과 같은 문제가 있다. 즉, 피검체가 금속 등의 고밀도인 물질을 포함하는 경우에는, 재구성 수법에 따라서는 생성된 단층 화상의 금속 등 부근에 아티팩트 (Artifact ; 위상 (僞像)) 가 발생한다는 문제가 있다. 예를 들어, 상기 서술한 필터드ㆍ백 프로젝션 (FBP) 법이나 Likelihood Expectation Maximization (ML-EM) 법에서는 금속 등 주변에 아티팩트가 발생한다. 금속 등 주변의 아티팩트를 억제한 재구성 수법으로서 상기 서술한 시프트 가산법을 들 수 있지만, 공간 분해능이 떨어진다. 고밀도인 물질을 예로 들어 설명했지만, 저밀도인 물질의 경우에도 아티팩트가 발생한다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 고공간 분해능을 유지하면서 아티팩트를 저감시킬 수 있는 방사선 단층 화상 생성 방법 및 방사선 단층 화상 생성 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 기록매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 이와 같은 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 취한다.
즉, 본 발명에 관련된 방사선 단층 화상 생성 방법은, 피검체에 대하여 서로 상이한 방향으로부터 각각 조사된 방사선 빔에 의해 취득된 복수의 방사선 화상에 기초하여 단층 화상을 생성하는 방사선 단층 화상 생성 방법으로서, 피검체 중의 관심 영역을 구성하는 물질과는 이질적인 화상을, 취득된 상기 방사선 화상으로부터 추출 분리하는 추출 분리 공정과, 그 추출 분리 공정에서 추출 분리된 상기 이질적인 화상에 대하여 당해 이질적인 영역을 그 주변 영역으로부터 보간하여, 보간 화상을 생성하는 영역 보간 공정과, 그 영역 보간 공정에서 당해 이질적인 영역이 보간되어 생성된 상기 보간 화상으로부터 단층 화상을 생성하는 제 1 단층 화상 생성 공정을 구비함과 함께, 취득된 상기 방사선 화상과 상기 보간 화상의 차분으로부터 상기 이질적인 투영 데이터인 이질 투영 데이터를 생성하는 이질 투영 데이터 생성 공정과, 상기 이질 투영 데이터 생성 공정에서 생성된 상기 이질 투영 데이터로부터 단층 화상을 생성하는 제 2 단층 화상 생성 공정과, 상기 제 1 단층 화상 생성 공정에서 생성된 상기 단층 화상과 상기 제 2 단층 화상 생성 공정에서 생성된 상기 단층 화상을 합성하는 단층 화상 합성 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
[작용·효과] 본 발명에 관련된 방사선 단층 화상 생성 방법에 의하면, 추출 분리 공정에서는, 피검체 중의 관심 영역을 구성하는 물질과는 이질적인 화상을, 취득된 방사선 화상으로부터 추출 분리하고, 영역 보간 공정에서는, 그 추출 분리 공정에서 추출 분리된 이질적인 화상에 대하여 당해 이질적인 영역을 그 주변 영역으로부터 보간하여, 보간 화상을 생성한다. 그리고, 제 1 단층 화상 생성 공정에서는, 그 영역 보간 공정에서 당해 이질적인 영역이 보간되어 생성된 보간 화상으로부터 단층 화상을 생성한다. 추출 분리 공정에서 추출 분리된 이질적인 화상에 대하여 당해 이질적인 영역이 영역 보간 공정에서 보간되므로, 그 보간되어 생성된 보간 화상으로부터 제 1 단층 화상 생성 공정에서 단층 화상을 생성하면, 당해 이물 (예를 들어 금속) 에 의한 아티팩트가 억제되어 이질적인 영역 부근에서의 관심 영역의 관찰이 가능해진다. 그 결과, 고공간 분해능을 유지하면서 아티팩트를 저감시킬 수 있다.
또, 방사선 화상이 이질적인 부분을 포함한 데이터이고, 보간 화상이 이질적인 영역을 보간한 데이터이기 때문에, 방사선 화상과 보간 화상의 차분으로부터 생성되는 투영 데이터는 이질적인 영역뿐인 투영 데이터 (즉 이질 투영 데이터) 가 된다. 따라서, 제 2 단층 화상 생성 공정에서 이질 투영 데이터로부터 단층 화상을 생성하면, 그 생성된 단층 화상은 이질적인 영역뿐인 단층 화상이 된다. 그 결과, 단층 화상 합성 공정에서 제 1/제 2 단층 화상 생성 공정에서 생성된 양방의 단층 화상을 합성하면, 아티팩트를 저감시키면서 관심 영역 내에 있어서 이질적인 영역과 그 이외의 영역의 경계가 명료해진다.
상기 서술한 제 2 단층 화상 생성 공정에서 FBP 법에 의해 이질 투영 데이터로부터 단층 화상을 생성하면, 단층 화상의 화소치가 부의 값이 될 가능성이 있다. 그래서, 제 2 단층 화상 생성 공정에서는, FBP 법에 의해 생성된 단층 화상의 화소치가, 설정된 기준치 (예를 들어 화소치가 "0" 혹은 정의 값) 보다 낮아지는 영역의 당해 화소치를 기준치로 치환하여 단층 화상을 생성한다. 그리고, 단층 화상 합성 공정에서는, 제 1 단층 화상 생성 공정에서 생성된 단층 화상과 제 2 단층 화상 생성 공정에서 기준치로 치환된 단층 화상을 합성한다. 그 결과, 제 2 단층 화상 생성 공정에서 FBP 법에 의해 이질 투영 데이터로부터 단층 화상을 생성해도 단층 화상의 화소치가 부의 값이 되지 않고, 관심 영역 내에 있어서 이질적인 영역과 그 이외의 영역의 경계가 명료해지면서 자연스러운 단층 화상을 생성할 수 있다.
또, 제 2 단층 화상 생성 공정에서는, 축차 근사법에 의해 단층 화상을 생성해도 된다. 이 경우에 있어서, 제 1 단층 화상 생성 공정에서 FBP 법과 조합해도 된다. 즉, 제 1 단층 화상 생성 공정에서는, FBP 법에 의해 단층 화상을 생성하고, 단층 화상 합성 공정에서는, 제 1 단층 화상 생성 공정에서 FBP 법에 의해 생성된 단층 화상과 제 2 단층 화상 생성 공정에서 축차 근사법에 의해 생성된 단층 화상을 합성한다.
동일하게, 제 1 단층 화상 생성 공정에서는, FBP 법에 의해 단층 화상을 생성해도 되고, 축차 근사법에 의해 단층 화상을 생성해도 된다.
상기 서술한 추출 분리 공정에서는, 취득된 방사선 화상의 투영 데이터로부터 이질적인 화상의 투영 데이터를 추출 분리해도 되고, 취득된 방사선 화상의 투영 데이터로부터 단층 화상을 생성하여, 그 단층 화상으로부터 이질적인 화상의 단층 화상을 추출 분리하고, 그 추출된 이질적인 화상의 단층 화상을 순 (順) 투영하여 투영 데이터를 생성함으로써, 그 순투영되어 생성된 투영 데이터를 이질적인 화상의 투영 데이터로서 추출 분리해도 된다.
또, 본 발명에 관련된 방사선 단층 화상 생성 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 기록매체는, 피검체에 대하여 서로 상이한 방향으로부터 각각 조사된 방사선 빔에 의해 취득된 복수의 방사선 화상에 기초하여 단층 화상을 생성하는 방사선 단층 화상 생성을 컴퓨터에 실행시키기 위한 방사선 단층 화상 생성 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 기록매체로서, 피검체 중의 관심 영역을 구성하는 물질과는 이질적인 화상을, 취득된 상기 방사선 화상으로부터 추출 분리하는 추출 분리 공정과, 그 추출 분리 공정에서 추출 분리된 상기 이질적인 화상에 대하여 당해 이질적인 영역을 그 주변 영역으로부터 보간하여, 보간 화상을 생성하는 영역 보간 공정과, 그 영역 보간 공정에서 당해 이질적인 영역이 보간되어 생성된 상기 보간 화상으로부터 단층 화상을 생성하는 제 1 단층 화상 생성 공정을 구비함과 함께, 취득된 상기 방사선 화상과 상기 보간 화상의 차분으로부터 상기 이질적인 투영 데이터인 이질 투영 데이터를 생성하는 이질 투영 데이터 생성 공정과, 상기 이질 투영 데이터 생성 공정에서 생성된 상기 이질 투영 데이터로부터 단층 화상을 생성하는 제 2 단층 화상 생성 공정과, 상기 제 1 단층 화상 생성 공정에서 생성된 상기 단층 화상과 상기 제 2 단층 화상 생성 공정에서 생성된 상기 단층 화상을 합성하는 단층 화상 합성 공정을 구비하고, 이들 공정에서의 처리를 컴퓨터에 실행시키는 것을 특징으로 하는 것이다.
[작용·효과] 본 발명에 관련된 방사선 단층 화상 생성 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 기록매체에 의하면, 추출 분리 공정에서 추출 분리된 이질적인 화상에 대하여 당해 이질적인 영역이 영역 보간 공정에서 보간되므로, 그 보간되어 생성된 보간 화상으로부터 제 1 단층 화상 생성 공정에서 단층 화상을 생성하면, 고공간 분해능을 유지하면서 아티팩트를 저감시킬 수 있다.
본 발명에 관련된 방사선 단층 화상 생성 방법 및 방사선 단층 화상 생성 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 기록매체에 의하면, 추출 분리 공정에서 추출 분리된 이질적인 화상에 대하여 당해 이질적인 영역이 영역 보간 공정에서 보간되므로, 그 보간되어 생성된 보간 화상으로부터 제 1 단층 화상 생성 공정에서 단층 화상을 생성하면, 고공간 분해능을 유지하면서 아티팩트를 저감시킬 수 있다.
도 1 은 실시예에 관련된 단층 촬영 장치의 블록도이다.
도 2 는 화상 처리부에 의한 일련의 방사선 단층 화상 생성의 흐름을 나타낸 플로우 차트이다.
도 3 은 각 화상이나 각 데이터의 흐름을 나타낸 개략도이다.
도 4(a) ∼ 4(d) 는 2 치화 데이터의 라벨링 설명에 제공하는 개략도이다.
도 5 는 변형예에 관련된 화상 처리부에 의한 일련의 방사선 단층 화상 생성의 흐름을 나타낸 플로우 차트이다.
도 6 은 변형예에 관련된 각 화상이나 각 데이터의 흐름을 나타낸 개략도이다.
도 7 은 종래의 직선 주사의 단층 촬영 장치의 개략 구성을 나타낸 측면도이다.
도 8 은 종래의 원 주사의 단층 촬영 장치의 개략 구성을 나타낸 측면도이다.
실시예
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1 은 실시예에 관련된 단층 촬영 장치의 블록도이다. 본 실시예에서는 방사선으로서 X 선을 예로 들어 설명함과 함께, 피검체로서 인체를 예로 들어 설명하고, 피검체 중의 관심 영역을 구성하는 물질로서 생체를 구성하는 물질을 예로 들어 설명하고, 이질적인 부분으로서 금속제 인공 관절, 창외 고정기, 치아의 충전물 등의 고밀도인 물질을 예로 들어 설명한다.
단층 촬영 장치는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 피검체 (M) 를 탑재하는 천판 (1) 과, 그 피검체 (M) 를 향하여 X 선을 조사하는 X 선관 (2) 과, 피검체 (M) 를 투과한 X 선을 검출하는 플랫 패널형 X 선 검출기 (이하, 「FPD」라고 약기한다) (3) 를 구비하고 있다.
단층 촬영 장치는, 그 밖에 천판 (1) 의 승강 및 수평 이동을 제어하는 천판 제어부 (4) 나, FPD (3) 의 주사를 제어하는 FPD 제어부 (5) 나, X 선관 (2) 의 관 전압이나 관 전류를 발생시키는 고전압 발생부 (6) 를 갖는 X 선관 제어부 (7) 나, FPD (3) 로부터 전하 신호인 X 선 검출 신호를 디지털화하여 취출하는 A/D 변환기 (8) 나, A/D 변환기 (8) 로부터 출력된 X 선 검출 신호에 기초하여 여러 가지의 처리를 실시하는 화상 처리부 (9) 나, 이들 각 구성부를 통괄하는 컨트롤러 (10) 나, 처리된 화상 등을 기억하는 메모리부 (11) 나, 오퍼레이터가 입력 설정을 실시하는 입력부 (12) 나, 처리된 화상 등을 표시하는 모니터 (13) 등을 구비하고 있다.
천판 제어부 (4) 는, 천판 (1) 을 수평 이동시켜 피검체 (M) 를 촬상 위치로까지 수용하거나, 승강, 회전 및 수평 이동시켜 피검체 (M) 를 원하는 위치로 설정하거나, 수평 이동시키면서 촬상을 실시하거나, 촬상 종료 후에 수평 이동시켜 촬상 위치로부터 퇴피시키는 제어 등을 실시한다. 이러한 제어는, 모터나 인코더 (도시 생략) 등으로 이루어지는 천판 구동 기구 (도시 생략) 를 제어함으로써 실시한다.
FPD 제어부 (5) 는, FPD (3) 를 피검체 (M) 의 길이 방향인 몸축 (z) 방향을 따라 평행 이동시키는 제어를 실시한다. 이 제어는, 래크나 피니언이나 모터나 인코더 (도시 생략) 등으로 이루어지는 FPD 구동 기구 (도시 생략) 를 제어함으로써 실시한다.
고전압 발생부 (6) 는, X 선을 조사시키기 위한 관 전압이나 관 전류를 발생시켜 X 선관 (2) 에 부여한다. X 선관 제어부 (7) 는, X 선관 (2) 을 FPD (3) 의 평행 이동과는 역방향으로 평행 이동시키는 제어를 실시한다. 이 제어는, 지주나 나사봉이나 모터나 인코더 (도시 생략) 등으로 이루어지는 X 선관 구동부 (도시 생략) 를 제어함으로써 실시한다.
또, X 선관 제어부 (7) 는, X 선관 (2) 측 콜리메이터 (도시 생략) 의 조 (照) 시야 설정의 제어를 실시한다. 본 실시예에서는, 몸축 (z) 방향으로 확대되는 팬 빔상의 X 선을 조사하도록 콜리메이터를 제어하여 조시야를 설정한다.
화상 처리부 (9) 나 컨트롤러 (10) 는, 중앙 연산 처리 장치 (CPU) 등으로 구성되어 있고, 메모리부 (11) 는, ROM (Read-only Memory) 이나 RAM (Random-Access Memory) 등으로 대표되는 기억 매체 등으로 구성되어 있다. 또, 입력부 (12) 는, 마우스나 키보드나 조이스틱이나 트랙볼이나 터치 패널 등으로 대표되는 포인팅 디바이스로 구성되어 있다.
또한, 각종 화상 처리를 실시하기 위한 프로그램 등을 ROM 등으로 대표되는 기억 매체에 기록하여 기억하고, 그 기억 매체로부터 프로그램 등을 판독 출력하여 화상 처리부 (9) 의 CPU 가 실행됨으로써 그 프로그램에 따른 화상 처리를 실시한다. 특히, 추출 분리나 영역 보간이나 제 1/제 2 단층 화상 생성이나 금속 등 투영 데이터 생성이나 단층 화상 합성에 관한 프로그램을 실행함으로써, 그 프로그램에 따른 추출 분리나 영역 보간이나 제 1/제 2 단층 화상 생성이나 금속 등 투영 데이터 생성이나 단층 화상 합성을 각각 실시한다. 추출 분리나 영역 보간이나 제 1/제 2 단층 화상 생성이나 금속 등 투영 데이터 생성이나 단층 화상 합성에 관한 프로그램은, 본 발명에 있어서의 방사선 단층 화상 생성 프로그램에 상당한다.
메모리부 (11) 는, 화상 처리부 (9) 에서 처리된 각각의 화상을 기록하여 기억하도록 구성되어 있다. FPD 제어부 (5) 나 X 선관 제어부 (7) 도, 화상 처리부 (9) 나 컨트롤러 (10) 와 마찬가지로 CPU 등으로 구성되어 있다.
화상 처리부 (9) 에 의한 방사선 단층 화상 생성의 흐름에 대하여, 도 2 ∼ 도 4 를 참조하여 설명한다. 도 2 는, 화상 처리부에 의한 일련의 방사선 단층 화상 생성의 흐름을 나타낸 플로우 차트이며, 도 3 은, 각 화상이나 각 데이터의 흐름을 나타낸 개략도이고, 도 4 는, 2 치화 데이터의 라벨링 설명에 제공하는 개략도이다. 도 2 에 나타내는 단계 S1 ∼ S6 의 방사선 단층 화상 생성에 대해서는, 상기 서술한 바와 같이 화상 처리부 (9) 의 CPU 가 프로그램을 실행함으로써 실시된다.
(단계 S1) 추출 분리
도 1 에 나타내는 바와 같이, X 선관 (2) 및 FPD (3) 를 서로 역방향으로 평행 이동시키면서, X 선관 (2) 으로부터 몸축 (z) 방향으로 확대되는 팬 빔상의 X 선을 조사함으로서, 피검체 (M) 에 대하여 서로 상이한 방향 (투영 각도) 으로부터 각각 조사된 X 선 빔을 FPD (3) 가 검출한다. FPD (3) 가 검출함으로써, 피검체 (M) 에 대하여 서로 상이한 방향으로부터 각각 조사된 X 선 빔에 의한 복수의 X 선 화상을 취득한다. X 선 화상은, FPD (3) 의 검출면에 투영된 투영 데이터로, 도 3 에 나타내는 바와 같이 투영 데이터 P1 로 한다.
취득된 투영 데이터 P1 로부터 고밀도인 물질 (금속 등) 의 화상을 추출 분리한다. 금속 등의 화상을 추출 분리하는 방법으로는, 예를 들어 투영 데이터 P1 의 화소치에 대하여 임계치 처리를 실시하여, 임계치보다 높은 화소치에 대하여 "1" 을 부여하고, 임계치 이하의 화소치에 대하여 "0" 을 부여하여, 2 치화 데이터를 출력하는 방법을 들 수 있다 (도 4(a) 의 2 치화 데이터 D 를 참조). 이 2 치화 데이터에서는, "1" 이 부여된 화상의 영역이 추출 분리된 금속 등의 영역에 일치하고, "0" 이 부여된 화상의 영역이 생체 조직에 일치한다 (도 4(b) 를 참조). 이 2 치화 데이터를 도 3 에 나타내는 바와 같이 보간 전 투영 데이터 P2 로 한다. 보간 전 투영 데이터 P2 는, 본 발명에 있어서의 이질적인 화상에 상당한다.
(A 의 방법)
이와 같이, 투영 데이터 P1 의 화소치에 대하여 임계치 처리를 실시하여 2 치화 데이터를 출력함으로써, 투영 데이터 P1 로부터 보간 전 투영 데이터 P2 를 추출 분리한다. 또한, 추출 분리의 수법에 대해서는 임계치 처리에 한정되지 않는다. 생체 조직과 금속의 경계에서는 화소치 차이에 의한 에지가 있는 것을 이용하여, 화소치 및 화소치 차이에 기초하여 추출 분리하는 그래프 컷 수법이나, 생체 조직과 금속의 경계에서는 공간 주파수가 높은 것을 이용하고 주파수 대역 필터를 이용하여 추출 분리하는 수법이나, 레벨 세트법 등으로 예시되는 바와 같이, 피검체 중의 관심 영역을 구성하는 물질 (본 실시예에서는 생체를 구성하는 물질) 과는 이질적인 화상 (본 실시예에서는 보간 전 투영 데이터 P2) 을 추출 분리하는 통상적인 추출 분리의 수법이면 특별히 한정되지 않는다.
(B 의 방법)
또, 투영 데이터 P1 로부터 보간 전 투영 데이터 P2 를 직접적으로 추출 분리하는 것 이외에도, 투영 데이터 P1 로부터 재구성에 의해 단층 화상을 생성하여, 그 단층 화상으로부터 보간 전 단층 화상을 예를 들어 임계치 처리에 의해 추출 분리하고, 그 추출된 보간 전 단층 화상을 순투영하여 투영 데이터를 생성함으로써, 그 순투영되어 생성된 투영 데이터를 보간 전 투영 데이터 P2 로서 추출 분리해도 된다.
또, 상기 서술한 A 의 방법과 B 의 방법을 조합하여 실시하는 것도 가능하다. 예를 들어, A 의 방법으로 두꺼운 금속을 추출하고, B 의 방법으로 비교적 얇은 금속을 추출하는 케이스를 생각할 수 있다.
재구성 수법에 대해서는, 상기 서술한 필터드ㆍ백 프로젝션 (FBP) 법이나, 축차 근사법 (예를 들어 상기 서술한 Likelihood Expectation Maximization (ML-EM) 법이나 상기 서술한 시프트 가산법) 등으로 예시되는 바와 같이, 투영 데이터로부터 단층 화상을 생성하는 통상적인 수법이면 특별히 한정되지 않는다. 이 단계 S1 은, 본 발명에 있어서의 추출 분리 공정에 상당한다.
(단계 S2) 영역 보간
단계 S1 에서 추출 분리된 보간 전 투영 데이터 P2 에 대하여 금속 등의 영역을 그 주변으로부터 보간하여, 보간 화상을 생성한다. 이 보간 화상을 도 3 에 나타내는 바와 같이 보간 후 투영 데이터 P3 으로 한다. 보간 후 투영 데이터 P3 은, 본 발명에 있어서의 보간 화상에 상당한다.
본 실시예에서는, 2 치화 데이터이기도 한 보간 전 투영 데이터 P2 에 대하여 라벨링을 우선 실시한다. 도 4 에서는 설명의 편의상, "1" 이 부여된 화상의 영역 (즉 금속 등의 영역) 을 굵은 선으로 나타낸 정방 형상의 영역으로 도시하지만, 물론 화상의 영역에 대해서는 정방 형상의 영역에 한정되지는 않는다. 도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 2 치화 데이터 D (도 3 의 보간 전 투영 데이터 P2) 중 "1" 이 부여된 화상의 영역 (S) 을 굵은 선으로 나타낸 정방 형상의 영역으로 한다. 따라서, 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 영역 (S) (도 4(a) 를 참조) 내에서는 "1" 이 부여되고, 영역 (S) 밖에서는 "0" 이 부여된다.
다음으로, 도 4(b) 에 있어서, "1" 이 부여된 화상의 영역 (S) (도 4(a) 를 참조) 에서, 영역 (S) 바깥 방향에 인접하는 화소가 "0" 인 경우에는, "1" 의 라벨로 하고, 영역 (S) 바깥 방향에 인접하는 화소가 "1" 인 경우에는, "2" 의 라벨로 한다 (도 4(c) 를 참조). 또한, 도 4(c) 에 있어서, "1" 이 부여된 화상의 영역 (S) 에서, 영역 (S) 바깥 방향에 인접하는 화소가 "0" 인 경우에는, "1" 의 라벨로 하고, 영역 (S) 바깥 방향에 인접하는 화소가 "1" 인 경우에는, "2" 의 라벨로 하고, 영역 (S) 바깥 방향에 인접하는 화소가 "2" 인 경우에는, "3" 의 라벨로 한다 (도 4(d) 를 참조). 이하, 동일한 순서로 라벨링을 실시하면, 영역 (S) 의 중심측을 향하면 라벨이 높아지고, 영역 (S) 바깥 방향을 향하면 라벨이 낮아진다. 또한, 라벨링에 대해서는 도 4 에 나타내는 수법에 한정되지 않는다.
이와 같이 라벨링된 데이터에 기초하여, 투영 데이터 P1 중의 주변 영역 (주변 화소) 으로부터 하기 (1) 식과 같은 보간식을 이용하여 보간한다.
Figure 112013094148486-pct00001
또한, 상기 (1) 식 중의 n 은 보간의 대상이 되는 화소이고, In 은 대상이 되는 n 번째 화소에 있어서의 보간 후의 화소치이며, k 는 대상이 되는 n 번째 화소의 라벨 미만 (즉 n 번째 화소의 라벨보다 적은 라벨) 의 주변 화소의 개수이고, m 은 주변 화소를 순서대로 m=1, 2, 3… 로 했을 때의 값이며, pm 은 m 번째 주변 화소의 중량 계수이고, Im 은 m 번째 주변 화소에 있어서의 화소치 (투영 데이터 P1 중의 화소치) 이다. 단, m 번째 주변 화소의 라벨을 Lm 으로 하고, 대상이 되는 화소의 라벨을 Ln 으로 했을 때에, Lm＜Ln 일 때 (즉 n 번째 화소의 라벨보다 m 번째 주변 화소의 라벨이 작을 때) 에 pm 을 pm=1 로 하고, Lm≥Ln 일 때 (즉 n 번째 화소의 라벨보다 m 번째 주변 화소의 라벨이 크거나 또는 동일할 때) 에 pm 을 pm=0 으로 한다. 따라서, 상기 (1) 식은, Lm＜Ln 일 때만의 주변 화소 (즉 대상이 되는 금속 등의 영역보다 생체 조직에 가까운 화소) 의 화소치의 총합을, Lm＜Ln 에 해당하는 주변 화소의 개수 k 로 나눈 가산 평균 (상가 평균) 의 식이 된다. 주변 화소의 개수·범위에 대해서는 임의로 결정한다.
보간의 수법에 대해서는, 라벨링을 사용한 상기 (1) 식 이외에도, 인접하는 화소의 화소치를 그대로 이용하여 보간하거나, 혹은 보간의 대상이 되는 화소와 주변 화소의 거리에 따라 가중 가산 평균을 실시함으로써 보간하는 등 통상적인 영역 보간의 수법이면 특별히 한정되지 않는다. 이 단계 S2 는, 본 발명에 있어서의 영역 보간에 상당한다.
(단계 S3) 제 1 단층 화상 생성
단계 S2 에서 금속 등의 영역이 보간되어 생성된 보간 후 투영 데이터 P3 으로부터 재구성에 의해 단층 화상을 생성한다. 이 단층 화상을, 도 3 에 나타내는 바와 같이 제 1 단층 화상 P4 로 한다. 재구성 수법에 대해서는 단계 S2 에서도 서술한 바와 같이, FBP 법이나 축차 근사법 등으로 예시되는 바와 같이, 투영 데이터로부터 단층 화상을 생성하는 통상적인 수법이면 특별히 한정되지 않는다. 제 1 단층 화상 P4 는, 본 발명에 있어서의 (제 1 단층 화상 생성 공정에서 생성된) 단층 화상에 상당한다. 이 단계 S3 은, 본 발명에 있어서의 제 1 단층 화상 생성 공정에 상당한다.
도 2 의 플로우 차트에서는, 단계 S3 후에 단계 S4, S5 를 실시하고 있지만, 단계 S3 을 실시하기 전이라도 단계 S4, S5 를 실시할 수 있다. 따라서, 도 2 의 플로우 차트에 한정되지 않고, 단계 S4, S5 후에 단계 S3 을 실시해도 되고, 단계 S3 과 단계 S4, S5 를 동시에 병행하여 실시해도 된다.
(단계 S4) 금속 등 투영 데이터 생성
한편, FPD (3) 의 검출에 의해 취득된 투영 데이터 P1 과 단계 S2 에서 보간되어 생성된 보간 후 투영 데이터 P3 의 차분으로부터, 도 3 에 나타내는 바와 같이 금속 등의 투영 데이터인 금속 등 투영 데이터 P5 를 생성한다. 이 금속 등 투영 데이터 P5 는, 본 발명에 있어서의 이질 투영 데이터에 상당한다. 이 단계 S4 는, 본 발명에 있어서의 이질 투영 데이터 생성 공정에 상당한다.
(단계 S5) 제 2 단층 화상 생성
단계 S4 에서 생성된 금속 등 투영 데이터 P5 로부터 재구성에 의해 단층 화상을 생성한다. 이 단층 화상을, 도 3 에 나타내는 바와 같이 제 2 단층 화상 P6 으로 한다. 제 2 단층 화상 P6 은, 본 발명에 있어서의 (제 2 단층 화상 생성 공정에서 생성된) 단층 화상에 상당한다. 재구성 수법에 대해서는 단계 S2, S3 에서도 서술한 바와 같이, FBP 법이나 축차 근사법 등으로 예시되는 바와 같이, 투영 데이터로부터 단층 화상을 생성하는 통상적인 수법이면 특별히 한정되지 않는다.
단, 단계 S3 에서 FBP 법에 의해 제 1 단층 화상 P4 를 생성했을 때에는, 단계 S5 에서 FBP 법만으로 제 2 단층 화상 P6 을 생성하고, 후술하는 단계 S6 에서 단층 화상 P4, P6 끼리를 단순히 가산하여 합성한 경우에는, 제 2 단층 화상 P6 의 기초가 되는 금속 등 투영 데이터 P5 가, 투영 데이터 P1 과 제 1 단층 화상 P4 의 기초가 되는 보간 후 투영 데이터 P3 의 차분이기 때문에, 아티팩트가 제거되지 않는 원래의 단층 화상이 되어 버린다. 따라서, 단계 S3 에서 FBP 법에 의해 제 1 단층 화상 P4 를 생성했을 때에는, 단계 S5 에서 FBP 법 및 기준치로의 치환에 의해 제 2 단층 화상 P6 을 생성한다.
FBP 법 및 기준치로의 치환에 의해 제 2 단층 화상 P6 을 생성하는 경우에 대하여 설명한다. FBP 법에 의해 금속 등 투영 데이터 P5 로부터 단층 화상을 생성하면, 단층 화상의 화소치가 부의 값이 될 가능성이 있다. 그래서, FBP 법에 의해 생성된 단층 화상의 화소치가, 설정된 기준치보다 낮아지는 영역의 당해 화소치를 기준치로 치환하여 단층 화상을 생성하고, 그 기준치로 치환된 단층 화상을 제 2 단층 화상 P6 으로 한다. 기준치에 대해서는, 기준치로 치환된 화소치가 부의 값으로만 되지 않는다면, 기준치의 화소치를 "0" 으로 통상 설정하면 되는데, 물론 기준치의 화소치를 정의 값으로 설정해도 된다.
또한, 단계 S3 에서 FBP 법에 의해 제 1 단층 화상 P4 를 생성했을 때에는, 단계 S5 에서 축차 근사법에 의해 제 2 단층 화상 P6 을 생성하고, 후술하는 단계 S6 에서 단층 화상 P4, P6 끼리를 단순히 가산하여 합성했다고 하더라도 아티팩트가 저감된 단층 화상이 되므로, 단계 S3 에서 FBP 법에 의해 제 1 단층 화상 P4 를 생성하고, 단계 S5 에서 축차 근사법에 의해 제 2 단층 화상 P6 을 생성해도 된다. 또, 단계 S3 에서 축차 근사법을 사용한 경우라도, 단계 S5 에서 FBP 법을 사용한 경우에는, 제 2 단층 화상 P6 에 대하여 상기 서술한 기준치로의 치환을 실시한다. 이 단계 S5 는, 본 발명에 있어서의 제 2 단층 화상 생성 공정에 상당한다.
(단계 S6) 단층 화상 합성
단계 S3 에서 생성된 제 1 단층 화상 P4 와 단계 S5 에서 생성된 제 2 단층 화상 P6 을 합성한다. 제 1/제 2 단층 화상 P4, P6 에 있어서 동일 화소에 있어서의 양방의 화소치를 단순히 가산함으로써 단층 화상 P4, P6 끼리를 단순히 가산하여 합성해도 되고, 제 2 단층 화상 P6 에 대하여 임계치 처리를 실시한 것을 제 1 단층 화상 P4 와 가산하여 합성해도 된다. 또, 필요에 따라 각 단층 화상 P4, P6 의 각 화소치에 계수를 곱해서 가산하여 합성해도 된다. 합성된 단층 화상을 도 3 에 나타내는 바와 같이 합성 단층 화상 P7 로 한다. 합성 단층 화상 P7 은, 본 발명에 있어서의 (단층 화상 합성 공정에서 합성된) 단층 화상에 상당한다. 이 단계 S6 은, 본 발명에 있어서의 단층 화상 합성 공정에 상당한다.
본 실시예에 관련된 방사선 단층 화상 생성 방법에 의하면, 단계 S1 의 추출 분리에서는, 피검체 중의 관심 영역을 구성하는 물질 (본 실시예에서는 생체를 구성하는 물질) 과는 이질 (본 실시예에서는 금속 등의 고밀도인 물질) 적인 화상 (본 실시예에서는 보간 전 투영 데이터 P2) 을, 취득된 방사선 화상 (본 실시예에서는 X 선 화상의 투영 데이터 P1) 으로부터 추출 분리하고, 단계 S2 의 영역 보간에서는, 그 단계 S1 의 추출 분리에서 추출 분리된 이질적인 화상 (보간 전 투영 데이터 P2) 에 대하여 당해 이질적인 영역 (본 실시예에서는 금속 등의 영역) 을 그 주변 영역으로부터 보간하여, 보간 화상 (본 실시예에서는 보간 후 투영 데이터 P3) 을 생성한다. 그리고, 단계 S3 의 제 1 단층 화상 생성에서는, 그 단계 S2 의 영역 보간에 의해 당해 이질적인 영역 (금속 등의 영역) 이 보간되어 생성된 보간 화상 (보간 후 투영 데이터 P3) 으로부터 단층 화상 (본 실시예에서는 제 1 단층 화상 P4) 을 생성한다. 단계 S1 의 추출 분리에서 추출 분리된 이질적인 화상 (보간 전 투영 데이터 P2) 에 대하여 당해 이질적인 영역 (금속 등의 영역) 이 단계 S2 의 영역 보간에 의해 보간되므로, 그 보간되어 생성된 보간 화상 (본 실시예에서는 보간 후 투영 데이터 P3) 으로부터 단계 S3 의 제 1 단층 화상 생성에서 단층 화상 (제 1 단층 화상 P4) 을 생성하면, 당해 이물 (본 실시예에서는 금속) 에 의한 아티팩트가 억제되어, 이질적인 영역 부근 (금속 등의 영역 부근) 에서의 관심 영역 (본 실시예에서는 생체 조직) 의 관찰이 가능해진다. 그 결과, 고공간 분해능을 유지하면서 아티팩트를 저감시킬 수 있다.
본 실시예의 방사선 단층 화상 생성 방법에 있어서, 취득된 방사선 화상 (X 선 화상의 투영 데이터 P1) 과 보간 화상 (보간 후 투영 데이터 P3) 의 차분으로부터 이질적인 투영 데이터인 이질 투영 데이터 (본 실시예에서는 금속 등 투영 데이터 P5) 를 생성하는 단계 S4 의 금속 등 투영 데이터 생성과, 그 단계 S4 의 금속 등 투영 데이터 생성에서 생성된 이질 투영 데이터 (금속 등 투영 데이터 P5) 로부터 단층 화상 (본 실시예에서는 제 2 단층 화상 P6) 을 생성하는 단계 S5 의 제 2 단층 화상 생성과, 상기 서술한 단계 S3 의 제 1 단층 화상 생성에서 생성된 단층 화상 (제 1 단층 화상 P4) 과 단계 S5 의 제 2 단층 화상 생성에서 생성된 단층 화상 (제 2 단층 화상 P6) 을 합성하는 단계 S6 의 단층 화상 합성을 구비하는 것이 바람직하다. 방사선 화상 (X 선 화상의 투영 데이터 P1) 이 이질적인 부분 (금속 등) 을 포함한 데이터이고, 보간 화상 (보간 후 투영 데이터 P3) 이 이질적인 영역 (금속 등의 영역) 을 보간한 데이터이기 때문에, 방사선 화상 (X 선 화상의 투영 데이터 P1) 과 보간 화상 (보간 후 투영 데이터 P3) 의 차분으로부터 생성되는 투영 데이터는 이질적인 영역 (금속 등의 영역) 뿐인 투영 데이터 (즉 이질 투영 데이터 : 본 실시예에서는 금속 등 투영 데이터 P5) 가 된다. 따라서, 단계 S5 의 제 2 단층 화상 생성에서 이질 투영 데이터 (금속 등 투영 데이터 P5) 로부터 단층 화상 (제 2 단층 화상 P6) 을 생성하면, 그 생성된 단층 화상 (제 2 단층 화상 P6) 은 이질적인 영역 (금속 등의 영역) 뿐인 단층 화상이 된다. 그 결과, 단계 S6 의 단층 화상 합성에서 단계 S3, S5 의 제 1/제 2 단층 화상 생성에서 생성된 양방의 단층 화상 (제 1/제 2 단층 화상 P4, P6) 을 합성하면, 아티팩트를 저감시키면서 관심 영역 내에 있어서 이질적인 영역 (금속 등의 영역) 과 그 이외의 영역 (본 실시예에서는 생체 조직) 의 경계가 명료해진다.
상기 서술한 단계 S5 의 제 2 단층 화상 생성에서 FBP 법에 의해 이질 투영 데이터 (금속 등 투영 데이터 P5) 로부터 단층 화상 (제 2 단층 화상 P6) 을 생성하면, 단층 화상 (제 2 단층 화상 P6) 의 화소치가 부의 값이 될 가능성이 있다. 그래서, 단계 S5 의 제 2 단층 화상 생성에서는, FBP 법에 의해 생성된 단층 화상의 화소치가, 설정된 기준치 (예를 들어 화소치가 "0" 혹은 정의 값) 보다 낮아지는 영역의 당해 화소치를 기준치로 치환하여 단층 화상을 제 2 단층 화상 P6 으로서 생성한다. 그리고, 단계 S6 의 단층 화상 합성에서는, 단계 S3 의 제 1 단층 화상 생성에서 생성된 단층 화상 (제 1 단층 화상 P4) 과 단계 S5 의 제 2 단층 화상 생성에서 기준치로 치환된 단층 화상 (제 2 단층 화상 P6) 을 합성한다. 그 결과, 단계 S5 의 제 2 단층 화상 생성에서 FBP 법에 의해 이질 투영 데이터 (금속 등 투영 데이터 P5) 로부터 단층 화상 (제 2 단층 화상 P6) 을 생성해도 단층 화상 (제 2 단층 화상 P6) 의 화소치가 부의 값이 되지 않고, 관심 영역 내에 있어서 이질적인 영역 (금속 등의 영역) 과 그 이외의 영역 (생체 조직) 의 경계가 명료해지면서 자연스러운 단층 화상 (본 실시예에서는 합성 단층 화상 P7) 을 생성할 수 있다.
도 2 의 플로우 차트에서도 서술한 바와 같이, 단계 S5 의 제 2 단층 화상 생성에서는, 축차 근사법에 의해 단층 화상 (제 2 단층 화상 P6) 을 생성해도 된다. 이 경우에 있어서, 단계 S3 의 제 1 단층 화상 생성에서 FBP 법과 조합해도 된다. 즉, 단계 S3 의 제 1 단층 화상 생성에서는, FBP 법에 의해 단층 화상 (제 1 단층 화상 P4) 을 생성하고, 단계 S6 의 단층 화상 합성에서는, 단계 S3 의 제 1 단층 화상 생성에서 FBP 법에 의해 생성된 단층 화상 (제 1 단층 화상 P4) 과 단계 S5 의 제 2 단층 화상 생성에서 축차 근사법에 의해 생성된 단층 화상 (제 2 단층 화상 P6) 을 합성한다.
동일하게, 단계 S3 의 제 1 단층 화상 생성에서는, FBP 법에 의해 단층 화상 (제 1 단층 화상 P4) 을 생성해도 되고, 축차 근사법에 의해 단층 화상 (제 1 단층 화상 P4) 을 생성해도 된다.
상기 서술한 단계 S1 의 추출 분리에서는, 취득된 방사선 화상 (X 선 화상) 의 투영 데이터 (투영 데이터 P1) 로부터 이질적인 화상의 투영 데이터 (보간 전 투영 데이터 P2) 를 추출 분리해도 되고, 취득된 방사선 화상 (X 선 화상) 의 투영 데이터 (투영 데이터 P1) 로부터 단층 화상을 생성하여, 그 단층 화상으로부터 이질적인 화상의 단층 화상 (보간 전 단층 화상) 을 추출 분리하고, 그 추출된 이질적인 화상의 단층 화상 (보간 전 단층 화상) 을 순투영하여 투영 데이터를 생성함으로써, 그 순투영되어 생성된 투영 데이터를 이질적인 화상의 투영 데이터 (보간 전 투영 데이터 P2) 로서 추출 분리해도 된다.
본 실시예에 관련된 방사선 단층 화상 생성 프로그램은, 피검체 (M) 에 대하여 서로 상이한 방향으로부터 각각 조사된 방사선 빔 (본 실시예에서는 X 선 빔) 에 의해 취득된 복수의 방사선 화상 (X 선 화상) 에 기초하여 단층 화상을 생성하는 방사선 단층 화상 생성을 컴퓨터 (도 1 에서는 화상 처리부 (9) 의 CPU) 에 실행시키기 위한 방사선 단층 화상 생성 프로그램으로서, 도 2 의 각 단계 S1 ∼ S6 에서의 처리를 컴퓨터 (화상 처리부 (9) 의 CPU) 에 실행시키고 있다.
본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 하기와 같이 변형 실시할 수 있다.
(1) 상기 서술한 실시예에서는, 방사선으로서 X 선을 예로 들어 설명했지만, X 선 이외의 방사선 (예를 들어 γ 선 등) 에 적용해도 된다. 따라서, 핵 의학 진단 장치에 있어서 방사성 약제와 동종의 방사선을 외부 선원으로부터 피검체에 대하여 조사하여 트랜스미션 데이터를 취득하는 경우에 있어서도 적용할 수 있다.
(2) 상기 서술한 실시예에서는, 도 1 이나 도 7 과 같이 직선 주사의 단층 촬영 장치에 사용했지만, 도 8 에 나타내는 바와 같은 원 조작의 단층 촬영 장치에 적용해도 된다.
(3) 상기 서술한 실시예에서는, 피검체로서 인체를 예로 들어 설명하고, 피검체 중의 관심 영역을 구성하는 물질로서 생체를 구성하는 물질을 예로 들어 설명하고, 이질적인 부분으로서 금속제 인공 관절, 창외 고정기, 치아의 충전물 등의 고밀도인 물질을 예로 들어 설명했지만, 저밀도인 물질을 촬영하는 경우에 있어서도 적용해도 된다. 또, 피검체가 인체 이외인 경우 (예를 들어 비파괴 검사 장치 등에 사용되는 검사 대상물이 피검체인 경우) 에는, 피검체 중의 관심 영역을 구성하는 물질과는 이질적인 화상을 추출하는 경우에 있어서도 고밀도, 저밀도 여하를 불문하고 적용할 수 있다.
(4) 상기 서술한 실시예에서는, 도 2 의 플로우 차트에서는, 단계 S4 (금속 등 투영 데이터 생성), 단계 S5 (제 2 단층 화상 생성) 및 단계 S6 (단층 화상 합성) 과 단계 S4 ∼ S6 을 실시하고, 도 3 에서는, 금속 등 투영 데이터 P5 및 제 2 단층 화상 P6 을 생성하고, 제 1/제 2 단층 화상 P4, P6 을 합성하여 합성 단층 화상 P7 을 생성했지만, 관심 영역 내에 있어서 이질적인 영역과 그 이외의 영역 (실시예에서는 생체 조직) 의 경계를 확인할 필요가 없다면 반드시 단계 S4 ∼ S6 을 실시할 필요는 없다. 도 5 의 플로우 차트에 나타내는 바와 같이, 단계 S1 (추출 분리), 단계 S2 (영역 보간) 및 단계 S3 (제 1 단층 화상 생성) 을 최저한으로 실시하여, 도 6 에 있어서, 보간 전 투영 데이터 P2, 보간 후 투영 데이터 P3 및 제 1 단층 화상 P4 만을 생성해도 된다. 도 5 의 각 단계 S1 ∼ S3 및 도 6 의 각 화상이나 각 데이터에 대해서는, 상기 서술한 실시예의 도 2 의 각 단계 S1 ∼ S3 및 도 3 의 각 화상이나 각 데이터와 동일하므로 그 설명을 생략한다.
9…화상 처리부
P1…투영 데이터
P2…보간 전 투영 데이터
P3…보간 후 투영 데이터
P4…제 1 단층 화상
P5…금속 등 투영 데이터
P6…제 2 단층 화상
P7…합성 단층 화상

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 피검체에 대하여 서로 상이한 방향으로부터 각각 조사된 방사선 빔에 의해 취득된 복수의 방사선 화상에 기초하여 단층 화상을 생성하는 방사선 단층 화상 생성 방법으로서,
    피검체 중의 관심 영역을 구성하는 물질과는 이질적인 화상을, 취득된 상기 방사선 화상으로부터 추출 분리하는 추출 분리 공정과,
    상기 추출 분리 공정에서 추출 분리된 상기 이질적인 화상에 대하여 당해 이질적인 영역을 그 주변 영역으로부터 보간하여, 보간 화상을 생성하는 영역 보간 공정과,
    상기 영역 보간 공정에서 당해 이질적인 영역이 보간되어 생성된 상기 보간 화상으로부터 단층 화상을 생성하는 제 1 단층 화상 생성 공정
    을 구비함과 함께,
    취득된 상기 방사선 화상과 상기 보간 화상의 차분으로부터 상기 이질적인 투영 데이터인 이질 투영 데이터를 생성하는 이질 투영 데이터 생성 공정과,
    상기 이질 투영 데이터 생성 공정에서 생성된 상기 이질 투영 데이터로부터 단층 화상을 생성하는 제 2 단층 화상 생성 공정과,
    상기 제 1 단층 화상 생성 공정에서 생성된 상기 단층 화상과 상기 제 2 단층 화상 생성 공정에서 생성된 상기 단층 화상을 합성하는 단층 화상 합성 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 방사선 단층 화상 생성 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 단층 화상 생성 공정에서는, 필터드ㆍ백 프로젝션법에 의해 생성된 단층 화상의 화소치가, 설정된 기준치보다 낮아지는 영역의 당해 화소치를 상기 기준치로 치환하여 단층 화상을 생성하고,
    상기 단층 화상 합성 공정에서는, 상기 제 1 단층 화상 생성 공정에서 생성된 상기 단층 화상과 상기 제 2 단층 화상 생성 공정에서 상기 기준치로 치환된 상기 단층 화상을 합성하는 것을 특징으로 하는 방사선 단층 화상 생성 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 단층 화상 생성 공정에서는, 축차 근사법에 의해 상기 단층 화상을 생성하는 것을 특징으로 하는 방사선 단층 화상 생성 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 단층 화상 생성 공정에서는, 필터드ㆍ백 프로젝션법에 의해 상기 단층 화상을 생성하고,
    상기 단층 화상 합성 공정에서는, 상기 제 1 단층 화상 생성 공정에서 상기 필터드·백 프로젝션법에 의해 생성된 상기 단층 화상과 상기 제 2 단층 화상 생성 공정에서 상기 축차 근사법에 의해 생성된 상기 단층 화상을 합성하는 것을 특징으로 하는 방사선 단층 화상 생성 방법.
  6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 단층 화상 생성 공정에서는, 필터드·백 프로젝션법에 의해 상기 단층 화상을 생성하는 것을 특징으로 하는 방사선 단층 화상 생성 방법.
  7. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 단층 화상 생성 공정에서는, 축차 근사법에 의해 상기 단층 화상을 생성하는 것을 특징으로 하는 방사선 단층 화상 생성 방법.
  8. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추출 분리 공정에서는, 취득된 상기 방사선 화상의 투영 데이터로부터 상기 이질적인 화상의 투영 데이터를 추출 분리하는 것을 특징으로 하는 방사선 단층 화상 생성 방법.
  9. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추출 분리 공정에서는, 취득된 상기 방사선 화상의 투영 데이터로부터 단층 화상을 생성하여, 그 단층 화상으로부터 상기 이질적인 화상의 단층 화상을 추출 분리하고, 그 추출된 상기 이질적인 화상의 단층 화상을 순투영하여 투영 데이터를 생성함으로써, 그 순투영되어 생성된 투영 데이터를 상기 이질적인 화상의 투영 데이터로서 추출 분리하는 것을 특징으로 하는 방사선 단층 화상 생성 방법.
  10. 피검체에 대하여 서로 상이한 방향으로부터 각각 조사된 방사선 빔에 의해 취득된 복수의 방사선 화상에 기초하여 단층 화상을 생성하는 방사선 단층 화상 생성을 컴퓨터에 실행시키기 위한 방사선 단층 화상 생성 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 기록매체로서,
    피검체 중의 관심 영역을 구성하는 물질과는 이질적인 화상을, 취득된 상기 방사선 화상으로부터 추출 분리하는 추출 분리 공정과,
    상기 추출 분리 공정에서 추출 분리된 상기 이질적인 화상에 대하여 당해 이질적인 영역을 그 주변 영역으로부터 보간하여, 보간 화상을 생성하는 영역 보간 공정과,
    상기 영역 보간 공정에서 당해 이질적인 영역이 보간되어 생성된 상기 보간 화상으로부터 단층 화상을 생성하는 제 1 단층 화상 생성 공정을 구비함과 함께,
    취득된 상기 방사선 화상과 상기 보간 화상의 차분으로부터 상기 이질적인 투영 데이터인 이질 투영 데이터를 생성하는 이질 투영 데이터 생성 공정과,
    상기 이질 투영 데이터 생성 공정에서 생성된 상기 이질 투영 데이터로부터 단층 화상을 생성하는 제 2 단층 화상 생성 공정과,
    상기 제 1 단층 화상 생성 공정에서 생성된 상기 단층 화상과 상기 제 2 단층 화상 생성 공정에서 생성된 상기 단층 화상을 합성하는 단층 화상 합성 공정을 구비하고,
    이들 공정에서의 처리를 컴퓨터에 실행시키는 것을 특징으로 하는 방사선 단층 화상 생성 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독가능 기록매체.
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