JP3770669B2 - X線ct装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転運動するX線源のX線を検出して該回転運動をする断層面に対応する断層画像を得るX線CT装置に係り、特に画像ぼけを修正するフィルタ処理の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のX線CT装置は、スキャナ部と画像再構成部を有している。スキャナ部はX線源とX線検出器を対向配置し、これらの位置関係を維持しながら回転可能としたものである。このスキャナ部へは、X線源とX線検出器の間にベッドに寝載した被検体を挿入する。前記X線検出器は、被検体の所望する断面を被検体と被検体の周りの空気も含めたX線に対する検出信号を得る。画像再構成部は、前記検出信号から被検体と被検体の周りの空気を含めた断層画像を得るとともに、前記断層画像のマトリクスサイズより小さいm×n(m、nは3以上の整数)の小マトリクスの画素データを読み出し、各画素データに所望の重みづけ係数を乗じた計算処理を前記断層画像のアドレスを更新して行うフィルタ処理を行う。この種のフィルタ処理は、X線の照射ムラなど様々な要素から起因する画像ボケを補正するものである。
【0003】
また、前記断層画像を画面に表示する際には、有効視野(以下「FOV」という)と呼ばれる円形領域を設定する。このFOVとは、断層画像で画面に表示したとき被検体と被検体の周囲の空気の断層面が表示された領域のうちの前記回転運動の中心軸に対応づけた画像中心点から被検体の断層画像領域が最も診断しやすい領域に応じ被検体の部位毎にその半径を設定してなる円形領域である。この空気部分の画素値は、たとえば「−1000」で一律に設定されていた。そして、画面の表示領域でFOVから外れる部分(以下「背景領域」という)の画素値にも、前記空気部分と同じ値が一律に設定されていた。
【0004】
また、前記フィルタ処理は、小マトリクスのアドレス更新が断層画像全体の各画素点で行われていた。
【0005】
ところで、前記断層画像の表示に際し、被検体の診断部位で、例えば肺野の気管支部分などの画素値が「−1000」を若干下回るものがあり、この部分に階調を合わせると前記空気部分と背景領域が同じ画素値に設定されているので、両者の区別ができなくなってしまった。そこで、これらを区別するために前記背景領域の画素値を一律に例えば「−2000」に設定することとした。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記フィルタ処理は、小マトリクスのアドレス更新が断層画像全体の各画素点で行われていたので、上記背景領域を区別した上で前記フィルタ処理を実行すると、FOVと背景領域付近に偽画像が表示される、または、フィルタ処理を行っているにも拘わらず、にじみやぼけが画像に現れることもあるという問題があった。
【0007】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、断層画像上にFOVと背景領域付近に偽画像やぼけ、にじみが出現することを防ぎ、この種の偽画像やぼけ、にじみのない断層画像を表示できるX線CT装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、回転運動しながらファン状X線を放射するX線源と、このX線源に対向配置され同じく回転しながらX線源からのX線を検出し検出信号を出力するX線検出器と、この検出信号から断層画像を再構成する画像再構成演算手段を備え、前記画像再構成演算手段は前記断層画像のマトリクスサイズより小さいm×n(m,nは3以上の整数)の小マトリクスの画素データを読み出す手段を具備したX線CT装置において、前記小マトリクスの4隅の画像データの全ての画素データの値が所定のしきい値より大きいときは各画素毎に重みを選択して計算画素値を出力し、それ以外の場合は小マトリクスの中央の画像データの値を計算画素値として出力して画像再構成することにより達成される。
また、上記X線CT装置において、上記しきい値を設定入力可能な選択条件入力手段を備え、上記画素毎の重みは予め記憶された複数のフィルタマスクデータのいずれかから選択され適用されることにより達成される。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明のX線CT装置の一実施の形態について、図面を用いて説明する。
図1は本発明のX線CT装置の構成例を示すブロック図、図2は図1の画像再構成演算部の構成例を示すブロック図、図3は図2の画像再構成部のフィルタ処理の動作の一例を示すフローチャート、図4は一画素におけるフィルタ処理の原理を示し、背景領域とFOVの境界領域を除く領域(以下「通常領域」という)に使用する例を示す図、図5は一画素におけるフィルタ処理の原理を示し、背景領域とFOVを境界領域(以下単に「境界領域」という)に使用する例を示す図である。
【0010】
本発明のX線CT装置は、図1に示すように、スキャナ部1と画像再構成部2と画像表示部3を有している。スキャナ部1は、X線源とX線検出器を対向配置したまま被検体を仮想的に切る断層平面に沿って、X線源はX線を曝射しながら、X線検出器はX線源からのX線を検出しながら回転でき、被検体とその周りの空気をともに該断層平面に対応したX線の検出信号を断層画像が作れるまで得る。
【0011】
画像再構成部2は、該検出信号から断層画像を再構成するとともに、この断層画像を鮮鋭に表示するためにフィルタ処理をする。画像表示部3は、画像表示モニタを具備しており、フィルタ処理した断層画像を該モニタの画面に表示する。
【0012】
画像再構成部2は、図2に示すように、画像再構成演算部21と第1のフィルタマスクデータ記憶部22と第2のフィルタマスクデータ記憶部23とフィルタマスクデータ選択部24と選択条件入力部25と画素データ検出制御部26とフィルタ演算部27を備えている。画像再構成演算部21は断層画像を再構成して、被検体と被検体の部位の大きさ等から決まるFOVに該当する円形領域に画素値「−1000」をFOVの外側の背景領域には画素値「−2000」をそれぞれ一律に設定する。第1のフィルタマスクデータ22は、図4に示すように、例えば読み出した5×5の画像マトリクスのそれぞれの画素値について乗じる通常領域用の5×5の画像マトリクス(図中右方に示す)を記憶する。第2のフィルタマスクデータ23は、図5に示すように、例えば読み出した5×5の画像マトリクスのそれぞれの画素値について乗じる境界領域用の5×5の画像マトリクス(図中右方に示す)を記憶する。フィルタマスクデータ選択部24は、通常領域用の画像マトリクスが記憶された第1のフィルタマスクデータ22と境界領域用の画像マトリクスが記憶された第2のフィルタマスクデータ23を切り替える。選択条件入力部25は、あるしきい値を境にフィルタマスクデータ選択部24を通常領域か境界領域かの何れかに制御されるかを決めるしきい値を設定入力する。画素データ検出制御部26は、前記画像マトリクスの4隅の画素データを読み出し、これらの画素データのうちの全ての画素データが前記しきい値以下であるかを判定し、全ての画素データが前記しきい値を超えるときは通常領域として、少なくとも一つの画素データが前記しきい値以下であるときは境界領域として計算するようにフィルタマスクデータ選択部24を制御する。フィルタ演算部27は、画素データ検出制御部26の制御に基づいて選択したフィルタマスクデータでフィルタ演算する。ここでは、しきい値を「−2000」とする。
【0013】
次に、本発明のフィルタ処理の原理について、図4、図5を用いて説明する。例えば512×512マトリクスのCT画像(画素値(多くの場合、CT値に対応づけている):+4000〜−1999、背景領域の画素値:−2000とする)画像に対して予め設定されたm×n演算マトリクスの中心を断層画像上の座標点(i,j)に当てはめて、この中心にm×nの画像マトリクスを定義し、この画像マトリクス分の画素データを読み出す。ここでは、5×5の画像マトリクスの例を挙げるので、前記中心の画素データをDi,jとしたとき、Di−2,j−2〜Di+2,j+2の25個の画素データを読み出すこととなる。図4に示す例は、フィルタマスクデータが通常領域(画素値:+4000〜−1999)で、中心点とその他の24点のそれぞれの画素データを適当に重み付けして、計算画素値D’i,jを求めるためのものである。図5に示す例は、フィルタマスクデータが境界領域(画素値:+4000〜−2000)で、中心点の画素データをそのままの値で計算画素値D’i,jとするためのものである。フィルタ演算部27は、これらのフィルタマスクデータ(W0,0〜W4,4)を通常領域か境界領域かによって選択し、選択したフィルタマスクデータを前記小マトリクスに乗じる。即ち、通常領域の計算画素値D’i,jは(数1)に示すようになり、境界領域の計算画素値D’i,jは(数2)に示すようになる。
【0014】
このようなフィルタマスクデータを選択すれば、計算画素値D’i,jの四隅のデータがしきい値を超えていれば、通常領域としてフィルタ処理を行い、しきい値以下であれば境界領域としてフィルタ処理を行わず、中心点の画素値をそのまま出力することになるから、FOVと背景領域の間に出ていた円形枠状の偽画像やぼけ、にじみを断層画像上に現れないことを、本願の発明者は検証した。
【0015】
次に、本発明のX線CT装置フィルタ処理の動作を、図3を用いて説明する。ここでは、説明を簡単にするために、一画素だけの処理に着目し、小マトリクスは5×5とする。
ステップ.31
512×512のマトリクスの断層画像上のある座標点(i,j)を中心とする5×5の小マトリクスのそれぞれの画素データを読み出す(データリード)。
ステップ.32
前記小マトリクスの左上隅の画素データが−2000以下の条件が成立するかを判定して、条件不成立の場合はステップ33を実行し、条件成立の場合はステップ37を実行する(Di−2,j−2≦−2000?)。
ステップ.33
前記小マトリクスの右上隅の画素データが−2000以下の条件が成立するかを判定して、条件不成立の場合はステップ34を実行し、条件成立の場合はステップ37を実行する(Di−2,j+2≦−2000?)。
ステップ.34
前記小マトリクスの左下隅の画素データが−2000以下の条件が成立するかを判定して、条件不成立の場合はステップ35を実行し、条件成立の場合はステップ37を実行する(Di+2,j−2≦−2000?)。
ステップ.35
前記小マトリクスの右下隅の画素データが−2000以下の条件が成立するかを判定して、条件不成立の場合はステップ36を実行し、条件成立の場合はステップ37を実行する(Di+2,j+2≦−2000?)。
ステップ.36
通常画像用のフィルタマスクデータを選択し、ステップ38を実行する(通常領域用データの選択)。
ステップ.37
境界画像用のフィルタマスクデータを選択し、ステップ38を実行する(境界領域用データの選択)。
ステップ.38
ステップ36又はステップ37で選択したフィルタマスクデータに基づいて、フィルタ処理を行う(フィルタ処理実行)。
【0016】
以上述べた本実施の形態は、しきい値となっている画素値が前記小マトリクスの4隅の少なくとも一つでも該当すれば、フィルタ処理を実質的に行わないから、断層画像上に現れる偽画像やぼけ、にじみを防止することができる。
【0017】
また、小マトリクスの数やしきい値の数値などそれぞれの例示は、本発明の理解を助けるものであって、これらに限定されないことはいうまでもない。
また、小マトリクスの例を奇数で説明したが、偶数の場合でも画像中心を囲む4画素のうちの任意の画素を代表して中心画素データとして設定してもよい。
また、しきい値によってフィルタマスクデータを選択するもので説明したが、前述の偽画像やにじみ、ぼけなどは大きな画素データの変化量によって起因するものであるから、前記しきい値に代えて変化量を設定してもよい。
【0018】
【発明の効果】
本発明は、以上述べたような構成を有し、これら構成が上述したように作用するから、断層画像上のFOVと背景領域付近に偽画像やぼけ、にじみが出現することを防ぎ、この種の偽画像やぼけ、にじみのない断層画像を表示するX線CT装置が提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のX線CT装置の構成例を示すブロック図。
【図2】図1の画像再構成演算部の構成例を示すブロック図。
【図3】図2の画像再構成部のフィルタ処理の動作の一例を示すフローチャート。
【図4】一画素における通常領域のフィルタ処理の原理の例を示す図。
【図5】一画素における境界領域のフィルタ処理の原理の例を示す図。
【符号の説明】
22 第1のフィルタマスクデータ記憶部
23 第2のフィルタマスクデータ記憶部
24 フィルタマスクデータ選択部
25 選択条件入力部
26 画素データ検出部
27 フィルタ演算部
【数1】 【数2】
Claims (2)
- 回転運動しながらファン状X線を放射するX線源と、このX線源に対向配置され同じく回転しながらX線源からのX線を検出し検出信号を出力するX線検出器と、この検出信号から断層画像を再構成する画像再構成演算手段を備え、前記画像再構成演算手段は前記断層画像のマトリクスサイズより小さいm×n(m,nは3以上の整数)の小マトリクスの画素データを読み出す手段を具備したX線CT装置において、前記画像再構成演算手段は、前記小マトリクスの4隅の画像データの全ての画素データの値が所定のしきい値より大きいときは各画素毎に重みを選択して計算画素値を出力し、それ以外の場合は小マトリクスの中央の画像データの値を計算画素値として出力して画像再構成することを特徴とするX線CT装置。
- 上記しきい値を設定入力可能な選択条件入力手段を備え、上記画素毎の重みは予め記憶された複数のフィルタマスクデータのいずれかから選択され適用されることを特徴とする請求項1に記載のX線CT装置。
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JP27876496A JP3770669B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | X線ct装置 |
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JP27876496A Expired - Lifetime JP3770669B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | X線ct装置 |
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KR100977806B1 (ko) * | 2008-05-14 | 2010-08-25 | (주)제노레이 | X선 영상처리장치 및 이를 이용한 영상처리방법 |
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1996
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