JP2016064119A - 断層画像生成装置、方法およびプログラム - Google Patents
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- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
【解決手段】画像取得部31が、複数の線源位置のそれぞれにおいて、被写体Mを撮影して複数の投影画像を取得する。画素値投影部32が、複数の投影画像の画素値を保持しつつ、複数の投影画像のそれぞれについての撮影時の線源位置と放射線検出器との位置関係に基づいて、複数の投影画像の画素値を被写体Mの所望とする断層面上の座標位置に投影して複数の断層面投影画像を取得する。位置ずれ補正部33が、複数の断層面投影画像間の位置ずれを補正する。画素値算出部34が、位置ずれが補正された複数の断層面投影画像から断層画像を生成する。
【選択図】図3
Description
複数の投影画像の画素値を保持しつつ、複数の投影画像のそれぞれについての撮影時の線源位置と検出手段との位置関係に基づいて、複数の投影画像の画素値を被写体の所望とする断層面上の座標位置に投影して、複数の投影画像のそれぞれに対応する断層面投影画像を取得する画素値投影手段と、
複数の断層面投影画像間の位置ずれを補正する位置ずれ補正手段と、
位置ずれが補正された複数の断層面投影画像から、断層面における注目座標位置の画素値を算出することにより、断層面の断層画像を生成する画素値算出手段とを備えたことを特徴とするものである。
位置ずれ補正手段を、補正前断層画像と複数の断層面投影画像のそれぞれとの位置ずれを検出し、検出した位置ずれに基づいて、複数の断層面投影画像間の位置ずれを補正する手段としてもよい。
画素値算出手段を、新たな位置ずれが補正された複数の断層面投影画像から新たな断層画像を生成する手段としてもよい。
画素値算出手段を、補正された座標位置に投影画像の画素値が投影された断層面における注目座標位置の画素値を算出することにより断層画像を生成する手段とし、
放射線画像および断層画像を表示する表示手段をさらに備えるものとしてもよい。
複数の断層画像から擬似画像を生成する擬似画像生成手段をさらに備えるものとしてもよい。
複数の投影画像の画素値を保持しつつ、複数の投影画像のそれぞれについての撮影時の線源位置と検出手段との位置関係に基づいて、複数の投影画像の画素値を被写体の所望とする断層面上の座標位置に投影して、複数の投影画像のそれぞれに対応する断層面投影画像を取得し、
複数の断層面投影画像間の位置ずれを補正し、
位置ずれが補正された複数の断層面投影画像から、断層面における注目座標位置の画素値を算出することにより、断層面の断層画像を生成することを特徴とするものである。
pyi=(ty×szi−syi×tz)/(szi−tz) (1)
なお、投影画像Gi上の座標位置Piは、投影画像Giの画素位置とならない場合がある。例えば、図6に示すように、投影画像Gi上の座標位置Piが、投影画像Gi上の4つの画素位置O1〜O4の間に位置する場合がある。この場合、図6に示すように、座標位置Piに最も近い位置にある投影画像Giの4つ画素位置O1〜O4における画素値を用いた補間演算を行い、座標位置Piの画素値を算出し、算出した画素値を断層面Tj上の画素位置Tj(tx,ty,tz)に投影すればよい。なお、補間演算としては、座標位置Piと4つの画素位置との距離に応じて4つの画素位置の画素値に重み付けをする線形補間演算の他、座標位置Piの周囲におけるより多くの画素位置の画素値を用いた非線形のバイキュービック補間演算、およびB−スプライン補間演算等の任意の手法を用いることができる。また、補間演算の他、座標位置Piに最も近い画素位置の画素値を座標位置Piの画素値として用いるようにしてもよい。
2 コンピュータ
3 表示部
4 入力部
10 撮影部
15 放射線検出器
16 X線源
17 圧迫板
21 CPU
22 メモリ
23 ストレージ
31 画像取得部
32 画素値投影部
33 位置ずれ補正部
34 画素値算出部
35 擬似画像生成部
Claims (26)
- 放射線源を検出手段に対して相対的に移動させ、前記放射線源の移動による複数の線源位置において被写体に放射線を照射することにより撮影された、前記複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を取得する画像取得手段と、
前記複数の投影画像の画素値を保持しつつ、前記複数の投影画像のそれぞれについての撮影時の前記線源位置と前記検出手段との位置関係に基づいて、前記複数の投影画像の画素値を前記被写体の所望とする断層面上の座標位置に投影して、前記複数の投影画像のそれぞれに対応する断層面投影画像を取得する画素値投影手段と、
前記複数の断層面投影画像間の位置ずれを補正する位置ずれ補正手段と、
前記位置ずれが補正された前記複数の断層面投影画像から、前記断層面における注目座標位置の画素値を算出することにより、前記断層面の断層画像を生成する画素値算出手段とを備えたことを特徴とする断層画像生成装置。 - 前記画素値算出手段は、前記位置ずれの補正前の前記複数の断層面投影画像に基づいて、補正前断層画像を生成する手段であり、
前記位置ずれ補正手段は、前記補正前断層画像と前記複数の断層面投影画像のそれぞれとの位置ずれを検出し、該検出した位置ずれに基づいて、前記複数の断層面投影画像間の位置ずれを補正する手段である請求項1記載の断層画像生成装置。 - 前記位置ずれ補正手段は、前記位置ずれが補正された前記複数の断層面投影画像から生成された断層画像と、前記複数の断層面投影画像のそれぞれとの新たな位置ずれを検出し、該検出した新たな位置ずれに基づいて、前記複数の断層面投影画像間の位置ずれを補正する手段であり、
前記画素値算出手段は、前記新たな位置ずれが補正された前記複数の断層面投影画像から新たな前記断層画像を生成する手段である請求項2記載の断層画像生成装置。 - 前記位置ずれ補正手段および前記画素値算出手段は、前記新たな断層画像に基づく前記新たな位置ずれの検出、該検出した新たな位置ずれに基づく、前記複数の断層面投影画像間の位置ずれの補正、および前記新たな位置ずれが補正された前記複数の断層面投影画像からの前記新たな前記断層画像の生成を、前記新たな位置ずれが収束するまで繰り返す手段である請求項3記載の断層画像生成装置。
- 前記位置ずれ補正手段は、前記断層面における局所領域毎に前記位置ずれを検出し、該検出した位置ずれに基づいて、前記複数の断層面投影画像間の位置ずれを前記局所領域毎に補正する手段である請求項1から4のいずれか1項記載の断層画像生成装置。
- 前記位置ずれ補正手段は、前記断層面における局所領域毎に前記位置ずれを検出し、該局所的な位置ずれに基づいて、前記複数の断層面投影画像間の大局的な位置ずれを検出し、該大局的な位置ずれに基づいて、前記複数の断層面投影画像間の位置ずれを補正する手段である請求項1から4のいずれか1項記載の断層画像生成装置。
- 前記位置ずれ補正手段は、前記大局的な位置ずれを補正した後の前記断層面における局所領域毎にさらなる前記位置ずれを検出し、該さらなる位置ずれに基づいて、前記複数の断層面投影画像間の位置ずれを前記局所領域毎に補正する手段である請求項6記載の断層画像生成装置。
- 前記位置ずれ補正手段は、前記複数の断層面投影画像の複数の画素値のうち、外れ値となる画素値を除外して、あるいは該外れ値となる画素値の重み付けを小さくして、前記複数の断層面投影画像間の位置ずれを補正する手段である請求項1から7のいずれか1項記載の断層画像生成装置。
- 前記画素値投影手段は、前記複数の線源位置のそれぞれにおいて、該各線源位置と前記断層面上の画素位置とを結ぶ直線と交差する前記対応する投影画像の座標位置における画素値を、該直線上に位置する前記断層面上の画素位置の画素値に投影する手段である請求項1から8のいずれか1項記載の断層画像生成装置。
- 前記画素値投影手段は、前記複数の線源位置のそれぞれにおいて、該各線源位置と前記対応する投影画像上の画素位置とを結ぶ直線と交差する前記断層面上の座標位置に、前記直線上に位置する前記投影画像の画素位置における画素値を投影する手段である請求項1から8のいずれか1項記載の断層画像生成装置。
- 前記画素値算出手段は、前記断層面における前記注目座標位置を基準とするあらかじめ定められた範囲に投影された、前記位置ずれが補正された前記複数の断層面投影画像の複数の画素値に基づいて、前記注目座標位置の画素値を算出することにより、前記断層面の断層画像を生成する手段である請求項1から10のいずれか1項記載の断層画像生成装置。
- 前記画素値算出手段は、前記位置ずれが補正された前記複数の断層面投影画像の画素値に対して回帰分析を行って、前記注目座標位置の画素値を算出する手段である請求項11記載の断層画像生成装置。
- 前記画素値算出手段は、前記回帰分析を行って、前記断層面における断層画像を表す回帰曲面を生成し、該回帰曲面を所望とするサンプリング間隔によりサンプリングして、前記断層面における画素位置の画素値を算出することにより前記断層画像を生成する手段である請求項12記載の断層画像生成装置。
- 前記サンプリング間隔は、前記投影画像のサンプリング間隔と異なる請求項13記載の断層画像生成装置。
- 前記画素値算出手段は、表示された前記断層画像における注目領域のサイズの変更指示を受け付けた場合、前記回帰曲面における前記注目領域に対応する領域のサンプリング間隔を、前記変更指示に応じて変更して、該注目領域の断層画像を生成する手段である請求項13または14記載の断層画像生成装置。
- 前記画素値算出手段は、前記回帰分析を行う際に、前記注目座標位置の画素値の鮮鋭度を変更する手段である請求項12から15のいずれか1項記載の断層画像生成装置。
- 前記画素値算出手段は、前記撮影時の撮影条件および前記投影画像に含まれる前記被写体の構造の少なくとも一方の情報に応じて、前記鮮鋭度の変更の程度を変更する手段である請求項16記載の断層画像生成装置。
- 前記画素値算出手段は、前記注目座標位置を基準とするあらかじめ定められた範囲に投影された前記投影画像の複数の画素値のうち、外れ値となる画素値を除外して、あるいは該外れ値となる画素値の重み付けを小さくして、前記注目座標位置の画素値を算出する手段である請求項11から17のいずれか1項記載の断層画像生成装置。
- 前記画素値投影手段は、前記投影画像の低周波成分を除去し、該低周波成分が除去された前記投影画像の画素値を、前記断層面上の座標位置に投影する手段である請求項1から18のいずれか1項記載の断層画像生成装置。
- 前記画素値投影手段は、特定の線源位置に対応する前記投影画像上の注目座標位置の2次元座標と、該投影画像上の注目座標位置の画素値が投影される前記断層面上の座標位置の2次元座標とが一致するように、前記特定の線源位置と前記投影画像上の注目座標位置との位置関係に基づいて、前記投影画像上の注目座標位置の画素値が投影される前記断層面上の座標位置を補正し、前記複数の投影画像の画素値を前記断層面上の補正された座標位置に投影して、前記複数の断層面投影画像を取得する手段である請求項1から19のいずれか1項記載の断層画像生成装置。
- 前記画像取得手段は、前記特定の線源位置において前記被写体に前記放射線を照射することにより撮影された、前記被写体の放射線画像を取得する手段であり、
前記画素値算出手段は、前記補正された座標位置に前記投影画像の画素値が投影された前記断層面における前記注目座標位置の画素値を算出することにより前記断層画像を生成する手段であり、
前記放射線画像および前記断層画像を表示する表示手段をさらに備えた請求項20記載の断層画像生成装置。 - 前記画素値投影手段および前記画素値算出手段は、前記被写体の複数の断層面における前記断層画像を生成する手段であり、
前記複数の断層画像から擬似画像を生成する擬似画像生成手段をさらに備えた請求項1から21のいずれか1項記載の断層画像生成装置。 - 前記画素値算出手段は、前記注目座標位置の画素値と、該注目座標位置に対応する前記投影画像の座標位置における画素値との差に基づく重みづけ係数を算出し、前記投影画像の前記複数の画素値および前記重みづけ係数に基づいて、前記注目座標位置の画素値の算出を再度行って、前記注目座標位置の新たな画素値を算出する手段である請求項1から22のいずれか1項記載の断層画像生成装置。
- 前記画素値算出手段は、前記注目座標位置の前記新たな画素値を用いた新たな重みづけ係数の算出、および前記投影画像の前記複数の画素値および前記新たな重みづけ係数に基づく前記注目座標位置の新たな画素値の再度の算出を繰り返す手段である請求項23記載の断層画像生成装置。
- 放射線源を検出手段に対して相対的に移動させ、前記放射線源の移動による複数の線源位置において被写体に放射線を照射することにより撮影された、前記複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を取得し、
前記複数の投影画像の画素値を保持しつつ、前記複数の投影画像のそれぞれについての撮影時の前記線源位置と前記検出手段との位置関係に基づいて、前記複数の投影画像の画素値を前記被写体の所望とする断層面上の座標位置に投影して、前記複数の投影画像のそれぞれに対応する断層面投影画像を取得し、
前記複数の断層面投影画像間の位置ずれを補正し、
前記位置ずれが補正された前記複数の断層面投影画像から、前記断層面における注目座標位置の画素値を算出することにより、前記断層面の断層画像を生成することを特徴とする断層画像生成方法。 - 放射線源を検出手段に対して相対的に移動させ、前記放射線源の移動による複数の線源位置において被写体に放射線を照射することにより撮影された、前記複数の線源位置のそれぞれに対応する複数の投影画像を取得する手順と、
前記複数の投影画像の画素値を保持しつつ、前記複数の投影画像のそれぞれについての撮影時の前記線源位置と前記検出手段との位置関係に基づいて、前記複数の投影画像の画素値を前記被写体の所望とする断層面上の座標位置に投影して、前記複数の投影画像のそれぞれに対応する断層面投影画像を取得する手順と、
前記複数の断層面投影画像間の位置ずれを補正する手順と、
前記位置ずれが補正された前記複数の断層面投影画像から、前記断層面における注目座標位置の画素値を算出することにより、前記断層面の断層画像を生成する手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする断層画像生成プログラム。
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