JP7317651B2 - 医用画像処理装置および医用画像処理方法 - Google Patents
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Description
係数設定部303は、投影空間係数と画像空間係数とを設定する。投影空間係数と画像空間係数は、被検体210に含まれる金属の特徴量や、被検体210の投影データを取得するときの撮影条件、被検体210の断層画像を再構成するときの再構成条件のいずれかに基づいて設定される。
係数設定部303は、金属を含む被検体210の投影データPorgを取得する。投影データPorgは記憶装置4から読み出されたり、ネットワークアダプタ5を介して外部から送信されたりする。
係数設定部303は、投影データPorgから断層画像Forgを再構成する。断層画像Forgには金属の影響による金属アーチファクトが発生する。図6に金属アーチファクトの一例を示す。図6は腹部ファントムを撮影した断層画像であり、肝臓内に存在する2か所の金属領域の間にダークバンドが発生するとともに、各金属領域を起点とするストリークアーファクトが発生している。
係数設定部303は、断層画像Forgから金属領域を抽出し、金属画像Fmtlを生成する。金属領域の抽出には閾値処理が用いられ、例えば2000HUの閾値が設定されると、断層画像Forg上の2000HU以上の画素値を有する画素が金属領域として抽出される。閾値処理の閾値は、断層画像Forgの最大画素値が大きいほど大きな値に設定されても良い。抽出された金属領域の画素値からは軟部組織に相当する画素値が差し引かれ、金属領域以外の画素値には空気に相当する画素値、例えば-1000HUが設定されて、金属画像Fmtlが生成される。金属領域の画素値から軟部組織の画素値が差し引かれることにより、後述される一次補正投影データの投影値が過大にならずに済む。係数設定部303は、金属画像Fmtlを順投影して金属投影データPmtlを生成しても良い。
係数設定部303は、金属画像Fmtlを用いて金属領域の特徴量を算出する。金属領域の特徴量には、金属領域の最大画素値、面積、真円度のいずれかが含まれる。
係数設定部303は、金属領域の特徴量に基づいて投影空間係数と画像空間係数を設定する。投影空間係数βrawは、例えば次式によって求められる。
投影空間補正部301は、投影空間係数βrawを用いて投影データPorgを補正する。図7を用いて本ステップの処理の流れの一例について説明する。
投影空間補正部301は、非金属投影データPlinを以下の手順で生成する。まず金属画像Fmtlを順投影して生成される金属投影データPmtlを用いて、被検体210の投影データPorg上の金属領域を特定する。次に投影データPorg上で特定された金属領域の投影値を、金属領域に隣接する非金属領域の投影値を用いて補間した値に置換する。単純には、チャネル方向において金属領域に隣接する二つの非金属領域の投影値の平均値を求め、求められた平均値で金属領域の投影値を置換する。別の例では、チャネル方向と列方向において金属領域に隣接する非金属領域の投影値を用いて線形補間して求められた値で金属領域の投影値を置換する。このような補間値による置換により、金属領域が含まれない非金属投影データPlinが生成される。非金属投影データPlinには金属領域が含まれないだけでなく、金属の影響によるアーファクトの成分が低減される。
投影空間補正部301は、非金属投影データPlinと金属投影データPmtlを加算することにより一次補正投影データPfst_cを生成する。金属アーファクトの成分が低減された非金属投影データPlinと、金属領域の投影値を含む金属投影データPmtlが加算されるので、一次補正投影データPfst_cは金属領域の投影値を含みながら金属アーチファクトが低減された投影データとなる。なおS503において金属領域の画素値から軟部組織の画素値が差し引かれているので、一次補正投影データPfst_c上の金属領域の投影値は過大な値にならない。
投影空間補正部301は、被検体210の投影データPorgから一次補正投影データPfst_cを減算することにより誤差投影データPerrを生成する。元々の投影データPorgから金属アーチファクトが低減された一次補正投影データPfst_cが減算されるので、誤差投影データPerrは金属アーチファクトが主成分である投影データとなる。
投影空間補正部301は、誤差投影データPerrと投影空間係数βrawを用いて投影データPorgを補正して補正投影データPcorrを生成する。補正投影データPcorrは例えば次式によって生成される。
CPU2または再構成処理部251は、S402にて生成された補正投影データPcorrから断層画像Fraw_corrを再構成する。
画像空間補正部302は、投影空間係数βimgを用いて断層画像Fraw_corrを補正する。図8を用いて本ステップの処理の流れの一例について説明する。
画像空間補正部302は、金属アーチファクトの基底となる基底投影データPbaseを生成する。基底投影データPbaseは、非金属投影データPlinと金属投影データPmtl、または投影データPorgと金属投影データPmtlによって級数展開されるものとして例えば次式によって生成される。
画像空間補正部302は、基底投影データPbaseを用いて基底画像Fbaseを生成する。基底画像Fbaseは基底投影データPbaseから再構成され、S801において生成される基底投影データPbaseの数に応じて生成される。すなわち基底投影データPbaseの数がL個であれば、基底画像Fbaseの数はL個である。例えば、(m、n)=(1、1)、(0、2)が設定された場合はL=2となる。
画像空間補正部302は、基底画像Fbaseを加重加算することより誤差画像Ferrを生成する。誤差画像Ferrは例えば次式によって生成される。
画像空間補正部302は、誤差画像Ferrと画像空間係数βimgを用いて断層画像Fraw_corrを補正して補正画像Fimg_corrを生成する。補正画像Fimg_corrは例えば次式によって生成される。
係数設定部303は、撮影条件を取得する。撮影条件は記憶装置4から読み出されたり、ネットワークアダプタ5を介して外部から送信されたりする。
係数設定部303は、撮影条件に基づいて投影データPorgの各投影値のコーン角を取得する。コーン角は被検体の体軸方向における投影線の開き角であり、各投影値のチャネル位置と列位置によって定められる。
係数設定部303は、各投影値のコーン角に基づいて投影空間係数βrawと画像空間係数βimgを設定する。具体的には、コーン角が小さいほど、投影空間係数βrawは大きく、画像空間係数βimgは小さく設定される。コーン角が大きいとき、投影空間補正において金属画像Fmtlを順投影して金属投影データPmtlを生成するときの誤差が大きくなるので、投影空間係数βrawを小さくすることで投影空間補正による画像劣化を抑制する。
係数設定部303は、撮影条件または再構成条件を取得する。撮影条件または再構成条件は記憶装置4から読み出されたり、ネットワークアダプタ5を介して外部から送信されたりする。
係数設定部303は、撮影条件または再構成条件に基づいて投影データPorgが撮影された撮影部位を特定する。具体的には、心電同期撮影や心電同期再構成が行われている場合や、心臓や肺野用の再構成フィルタが選択されている場合には、撮影部位が心臓または胸部であると特定される。
係数設定部303は、撮影部位に基づいて投影空間係数βrawと画像空間係数βimgを設定する。具体的には、撮影部位が心臓または胸部のような体動が大きい部位であれば、投影空間係数βrawは小さく、画像空間係数βimgは大きく設定される。また撮影部位が頭部のような体動が小さい部位であれば、投影空間係数βrawは大きく、画像空間係数βimgは小さく設定される。体動が大きいとき、投影空間補正において金属画像Fmtlを順投影して金属投影データPmtlを生成するときの誤差が大きくなるので、投影空間係数βrawを小さくすることで投影空間補正による画像劣化を抑制する。
係数設定部303は、金属を含む被検体210の投影データPorgを取得する。投影データPorgは記憶装置4から読み出されたり、ネットワークアダプタ5を介して外部から送信されたりする。
係数設定部303は、投影データPorgと、投影データPorgに対向する投影データ、すなわち投影角度が180度異なる投影データである対向投影データとの差分値を算出する。対向投影データは、投影データPorgが撮影された部位を反対方向から撮影して得られる投影データであるので、体動がなければ差分値は0となり、体動が大きくなるにつれて差分値の絶対値が大きくなる。
係数設定部303は、差分値の絶対値に基づいて投影空間係数βrawと画像空間係数βimgを設定する。具体的には、差分値の絶対値が大きければ、投影空間係数βrawは大きく、画像空間係数βimgは小さく設定される。体動の大きさを表す差分値の絶対値が大きいとき、投影空間補正において金属画像Fmtlを順投影して金属投影データPmtlを生成するときの誤差が大きくなるので、投影空間係数βrawを小さくすることで投影空間補正による画像劣化を抑制する。
Claims (9)
- 金属が含まれる被検体の投影データから断層画像を再構成する医用画像処理装置であって、
前記投影データを補正して補正投影データを生成する投影空間補正部と、
前記補正投影データから再構成された断層画像を補正する画像空間補正部と、
前記投影空間補正部に用いられる係数である投影空間係数と、前記画像空間補正部に用いられる係数である画像空間係数とを設定する係数設定部と、を備え、
前記投影空間係数が大きいほど、前記画像空間係数は小さく設定されることを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項1に記載の医用画像処理装置であって、
前記係数設定部は、前記金属の特徴量と前記投影データを取得するときの撮影条件と前記断層画像を再構成するときの再構成条件のいずれかに基づいて、前記投影空間係数と前記画像空間係数を設定することを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項2に記載の医用画像処理装置であって、
前記特徴量は前記断層画像における前記金属の最大画素値と面積と真円度とのいずれかを含み、
前記係数設定部は前記特徴量が大きいほど、前記投影空間係数を大きくし、前記画像空間係数を小さくすることを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項3に記載の医用画像処理装置であって、
前記特徴量は、前記断層画像から金属領域を抽出して生成される金属画像を用いて求められることを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項2に記載の医用画像処理装置であって、
前記撮影条件は前記被検体の体軸方向の開き角であるコーン角を含み、
前記係数設定部は前記投影データの前記コーン角が小さいほど、前記投影空間係数を大きくし、前記画像空間係数を小さくすることを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項2に記載の医用画像処理装置であって、
前記係数設定部は前記被検体の体動が小さいほど、前記投影空間係数を大きくし、前記画像空間係数を小さくすることを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項6に記載の医用画像処理装置であって、
前記撮影条件や前記再構成条件から撮影部位が心臓または胸部であることが特定されると、前記被検体の体動が大きいと判定されることを特徴とする医用画像処理装置。 - 請求項6に記載の医用画像処理装置であって、
前記投影データに対向する対向投影データと前記投影データとの差分値に基づいて前記被検体の体動が求められることを特徴とする医用画像処理装置。 - 金属が含まれる被検体の投影データから断層画像を再構成する医用画像処理方法であって、
前記投影データを補正して補正投影データを生成する投影空間補正ステップと、
前記補正投影データから再構成された断層画像を補正する画像空間補正ステップと、
前記投影空間補正ステップに用いられる係数である投影空間係数と、前記画像空間補正ステップに用いられる係数である画像空間係数とを設定する係数設定ステップと、を備え、
前記投影空間係数が大きいほど、前記画像空間係数は小さく設定されることを特徴とする医用画像処理方法。
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