JP6793030B2 - 医用画像処理装置及びそれを備えたx線ct装置、医用画像処理方法 - Google Patents
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Description
(1)風車状アーチファクトを含む3Dボリュメトリック画像データから回転軸方向に沿った画像データを生成し、
(2)回転軸方向に沿った画像データをノイズ除去し、
(3)ノイズ除去された回転軸方向に沿った画像データを回転軸方向に沿った画像データから減算し、
(4)減算により得られた画像データを回転軸方向に沿った画像データと置換し、
(5)置換により得られた画像データから回転軸と直交する面内の画像データを生成し、
(6)回転軸と直交する面内の画像データをノイズ除去し、
(7)ノイズ除去された回転軸と直交する面内の画像データを3Dボリュメトリック画像データから減算する、
という処理の流れである。
以下、添付図面に従って本発明に係る医用画像処理装置及び医用画像処理方法の好ましい実施形態について説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。
画像取得部21は、3Dボリューム画像を取得する。3Dボリューム画像は記憶装置4から取得されても良いし、ネットワークアダプタ10を介して医用画像撮影装置13や医用画像データベース14から取得されても良い。取得された3Dボリューム画像は、Z高周波画像生成部22及び補正画像生成部25に送信される。
Z高周波画像生成部22は、3Dボリューム画像からZ高周波画像を生成する。図5を用いて、本実施形態におけるZ高周波画像を生成する処理の流れを説明する。
Z高周波画像生成部22は、3Dボリューム画像から回転軸(Z)方向に沿った画像であるZ画像を生成する。Z画像は、回転軸と直交する面内の任意の座標において、3Dボリューム画像中の回転軸(Z)方向に並んだボクセルで構成される線の集合体である。
Z高周波画像生成部22は、Z画像に対し回転軸(Z)方向に沿って平滑化処理を施す。平滑化処理の結果、Z画像を回転軸(Z)方向に沿って平滑化処理した画像としてZ平滑化画像が得られる。本ステップの平滑化処理には、エッジ保存型の平滑化フィルタ、例えばTV(Total Variation)フィルタが用いられることが望ましい。また本実施形態に用いられる平滑化フィルタは回転軸(Z)方向に沿って適用される1次元フィルタである。エッジ保存型の平滑化フィルタが用いられることにより、臓器の境界を維持しながら以降の処理を進めることができる。
Z高周波画像生成部22は、Z画像からZ平滑化画像を減算する。Z画像からZ平滑化画像が減算されることにより、Z画像中の高周波成分であるZ高周波画像が生成される。Z高周波画像は臓器成分抽出部23及びアーチファクト成分抽出部24に送信される。
臓器成分抽出部23は、Z高周波画像から臓器成分を抽出する。図6を用いて、本実施形態における臓器成分を抽出する処理の流れを説明する。
臓器成分抽出部23は、Z高周波画像を取得する。
臓器成分抽出部23は、Z高周波画像に対し回転軸(Z)方向に沿って平滑化処理を施す。平滑化処理の結果、臓器成分が抽出される。本ステップの平滑化処理には、エッジ保存型の平滑化フィルタよりも平滑化強度が強いフィルタ、例えばガウシアンフィルタや単純平均化フィルタが用いられることが望ましい。平滑化強度が強いフィルタが用いられることにより、アーチファクト成分が著しく抑制される一方で、臓器はその境界が若干不明瞭になるものの維持される。抽出された臓器成分はアーチファクト成分抽出部24に送信される。
アーチファクト成分抽出部24は、Z高周波画像と臓器成分とに基づいてアーチファクト成分を抽出する。図7を用いて、本実施形態におけるアーチファクト成分を抽出する処理の流れを説明する。
アーチファクト成分抽出部24は、Z高周波画像と臓器成分を取得する。
アーチファクト成分抽出部24は、Z高周波画像から臓器成分を減算する。Z高周波画像にはアーチファクト成分とともに臓器成分が含まれているので、Z高周波画像から臓器成分を減算することによりアーチファクト成分が抽出される。抽出されたアーチファクト成分は補正画像生成部25に送信される。
補正画像生成部25は、3Dボリューム画像からアーチファクト成分を減算することにより補正画像を生成する。前ステップまでの処理により、Z高周波画像から臓器成分が減算されてアーチファクト成分が抽出されているので、臓器成分が維持されたままアーチファクト成分が低減された補正画像が生成される。生成された補正画像は表示装置6に表示される。
次に第二の実施形態について説明する。本実施形態は第一の実施形態とほぼ同じであるが、3Dボリューム画像からZ高周波画像を生成する処理の流れ、すなわち図4中のS402が異なる。以下、図11を用いて本実施形態におけるS402の処理の流れについて説明する。
Z高周波画像生成部22は、3Dボリューム画像から回転軸(Z)方向に沿った平面である第1平面における画像である第1平面画像を生成する。第1平面画像は、例えば冠状画像(コロナル画像)または矢状画像(サジタル画像)である。
Z高周波画像生成部22は、第1平面画像に対し回転軸(Z)方向に沿って平滑化処理を施す。平滑化処理の結果、第1平面画像を回転軸(Z)方向に沿って平滑化処理した画像として第1平面平滑化画像が得られる。本ステップの平滑化処理には、エッジ保存型の平滑化フィルタ、例えばTV(Total Variation)フィルタが用いられることが望ましい。また本実施形態に用いられる平滑化フィルタは第1平面に沿って適用される2次元フィルタである。エッジ保存型の平滑化フィルタが用いられることにより、臓器成分の境界を維持しながら以降の処理を進めることができる。
Z高周波画像生成部22は、第1平面画像から第1平面平滑化画像を減算する。第1平面画像から第1平面平滑化画像が減算されることにより、第1平面画像中の高周波成分である第1平面高周波画像が生成される。
Z高周波画像生成部22は、第1平面高周波画像から回転軸(Z)方向に沿った平面であって第1平面と直交する面である第2平面における画像である第2平面画像を生成する。第2平面画像は、例えば第1平面画像が冠状画像(コロナル画像)であれば矢状画像(サジタル画像)であり、第1平面画像が矢状画像(サジタル画像)であれば冠状画像(コロナル画像)である。
Z高周波画像生成部22は、第2平面画像に対し回転軸(Z)方向に沿って平滑化処理を施す。平滑化処理の結果、第2平面画像を回転軸(Z)方向に沿って平滑化処理した画像として第2平面平滑化画像が得られる。本ステップの平滑化処理にも、S1102と同様に、エッジ保存型の平滑化フィルタが用いられることが望ましい。また本実施形態に用いられる平滑化フィルタは第2平面に沿って適用される2次元フィルタである。エッジ保存型の平滑化フィルタが用いられることにより、臓器成分の境界を維持しながら以降の処理を進めることができる。
Z高周波画像生成部22は、第2平面画像から第2平面平滑化画像を減算する。第2平面画像から第2平面平滑化画像が減算されることにより、第2平面画像中の高周波成分である第2平面高周波画像が生成される。生成された第2平面高周波画像はZ高周波画像として臓器成分抽出部23及びアーチファクト成分抽出部24に送信される。
次に第三の実施形態について説明する。本実施形態も第一の実施形態とほぼ同じであるが、Z高周波画像から臓器成分を抽出する処理の流れ、すなわち図4中のS403が異なる。以下、図12を用いて本実施形態におけるS403の処理の流れについて説明する。
臓器成分抽出部23は、Z高周波画像を取得する。
臓器成分抽出部23は、Z高周波画像に閾値処理を施す。本ステップの閾値処理では、Z高周波画像中の画素値が閾値より高い画素の画素値が、閾値以下の画素値、例えば対象画素の周辺画素の画素値の平均値やゼロに変換される。なお、閾値は予め定められていても良いし、キーボード9等を介して操作者によって入力されても良い。このような閾値処理を施すことにより、以降の処理において臓器の境界がより維持されやすくなる。閾値処理によって得られた画像は変換後Z高周波画像として次のステップに送られる。
臓器成分抽出部23は、変換後Z高周波画像に対し回転軸(Z)方向に沿って平滑化処理を施す。平滑化処理の結果、臓器成分が抽出される。本ステップの平滑化処理には、第一の実施形態と同様に、エッジ保存型の平滑化フィルタよりも平滑化強度が強いフィルタが用いられることが望ましい。平滑化強度が強いフィルタが用いられることにより、アーチファクト成分が著しく抑制される一方で、臓器成分はその境界が若干不明瞭になるものの維持される。抽出された臓器成分はアーチファクト成分抽出部24に送信される。
次に第四の実施形態について説明する。本実施形態も第一の実施形態とほぼ同じであるが、Z高周波画像からアーチファクト成分を抽出する処理の流れ、すなわち図4中のS404が異なる。以下、図13を用いて本実施形態におけるS404の処理の流れについて説明する。
アーチファクト成分抽出部24は、Z高周波画像と臓器成分を取得する。
アーチファクト成分抽出部24は、Z高周波画像から臓器成分を減算する。減算結果は第1アーチファクト成分として抽出される。
アーチファクト成分抽出部24は、臓器成分に対し回転軸と直交する面に沿って平滑化処理を施す。平滑化処理の結果は第2アーチファクト成分として抽出される。本ステップの平滑化処理には、例えばガウシアンフィルタやTVフィルタが用いられる。臓器成分にはコーンビームアーチファクト成分が含まれる場合がある。本ステップでは、臓器成分に対し回転軸と直交する面に沿って平滑化処理を施すことによりコーンビームアーチファクト成分が第2アーチファクト成分として抽出される。
次に第五の実施形態について説明する。本実施形態も第一の実施形態とほぼ同じであるが、3Dボリューム画像を必要に応じて取得しなおす点、すなわち図3中の画像取得部21が異なる。以下、図14を用いて本実施形態における画像取得部141について説明する。
Claims (4)
- 3Dボリューム画像を取得する画像取得部と、
前記3Dボリューム画像から回転軸方向に沿った高周波成分であるZ高周波画像を生成するZ高周波画像生成部と、
前記Z高周波画像から臓器成分を抽出する臓器成分抽出部と、
前記Z高周波画像と前記臓器成分とに基づいてアーチファクト成分を抽出するアーチファクト成分抽出部と、
前記アーチファクト成分を前記3Dボリューム画像から減算することにより補正画像を生成する補正画像生成部と、を備え、
前記臓器成分抽出部は、前記Z高周波画像の画素値が閾値よりも高い画素の画素値を前記閾値以下の画素値に変換して変換後Z高周波画像とし、前記変換後Z高周波画像を回転軸方向に沿って平滑化処理することによって臓器成分を抽出することを特徴とする医用画像処理装置。 - 3Dボリューム画像を取得する画像取得部と、
前記3Dボリューム画像から回転軸方向に沿った高周波成分であるZ高周波画像を生成するZ高周波画像生成部と、
前記Z高周波画像から臓器成分を抽出する臓器成分抽出部と、
前記Z高周波画像と前記臓器成分とに基づいてアーチファクト成分を抽出するアーチファクト成分抽出部と、
前記アーチファクト成分を前記3Dボリューム画像から減算することにより補正画像を生成する補正画像生成部と、を備え、
前記アーチファクト成分抽出部は前記Z高周波画像から前記臓器成分を減算した結果と、前記臓器成分を回転軸と直交する面に沿って平滑化処理した結果とを加算することにより前記アーチファクト成分を抽出することを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項1または2に記載の医用画像処理装置を備えることを特徴とするX線CT装置。
- 3Dボリューム画像を取得する画像取得ステップと、
前記3Dボリューム画像から回転軸方向に沿った高周波成分であるZ高周波画像を生成するZ高周波画像生成ステップと、
前記Z高周波画像から臓器成分を抽出する臓器成分抽出ステップと、
前記Z高周波画像と前記臓器成分とに基づいてアーチファクト成分を抽出するアーチファクト成分抽出ステップと、
前記アーチファクト成分を前記3Dボリューム画像から減算することにより補正画像を生成する補正画像生成ステップと、を備え、
前記臓器成分抽出ステップは、前記Z高周波画像の画素値が閾値よりも高い画素の画素値を前記閾値以下の画素値に変換して変換後Z高周波画像とし、前記変換後Z高周波画像を回転軸方向に沿って平滑化処理することによって臓器成分を抽出することを特徴とする医用画像処理方法。
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