JPH08117221A

JPH08117221A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH08117221A
Application number: JP6265407A
Authority: JP
Inventors: Akinami Ohashi; 昭南大橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-10-28
Filing date: 1994-10-28
Publication date: 1996-05-14
Anticipated expiration: 2019-08-18
Also published as: JP3556292B2

Abstract

(57)【要約】【目的】Ｘ線吸収値の大きい部分が除かれ、かつ陰影を
確実に含む再投影像を得ることができ、且つ、画質の良
い再投影像を作成できる画像処理装置を提供することに
ある。【構成】被検体Ｍを走査することにより得られた投影デ
−タＤから複数枚の断層像（ＣＴ画像）Ａを再構成し、
前記複数枚の断層像Ａを少なくとも一方向から再投影し
て再投影像Ｂを求め、この再投影像Ｂを表示する画像処
理装置２０において、前記複数枚の断層像Ａの断層像間
ピッチを上記断層像Ａにおける画素のサイズに一致さ
せ、前記複数枚の断層像Ａを画素毎に非線形関数で変換
し、変換後の断層像を再投影する画像処理装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、被検体の体軸
に対して、らせん状に被検体を走査するヘリカルスキャ
ン方式のコンピュータ断層撮影装置（以下、ＣＴ装置と
略称する）で得られた画像を処理する画像処理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】これまでの肺癌の検診は、単純Ｘ線画像
を撮影して医師がそれを読影することによって行なわれ
ていた。しかし単純Ｘ線画像では、骨などのＸ線吸収値
が高い組織と陰影とが重なった場合に陰影が識別しにく
いという問題点がある。そこでＣＴ画像から骨、縦隔な
どの軟部組織を認識し、且つ、その部分を除外して再投
影することが試みられているが、極めて煩雑な操作が必
要である。

【０００３】このため最近では、単純Ｘ線画像に比べて
肺癌の検出率が高いとされるヘリカ・ル方式のＣＴ装置
が肺癌などの検診に用いられ始めている。ところがこの
ＣＴ装置におけるＣＴ画像（断層像）では、１枚の画像
で全体像が見られないという難点がある。このため鑑別
判断に迷いが生じたり、画像ピッチが大きい場合、陰影
を見落とすおそれがあった。このような問題を解決すべ
く、再構成した画像を再投影して、正面、側面などの再
投影像を作成し、医師に提示することが行なわれてい
る。再投影像はスライス幅があるので、単純Ｘ線画像に
比較してスライス厚方向のボケがあるが、その反面散乱
線が少ないという利点がある。

【０００４】図５は、従来のこの種の画像処理装置にお
ける画像処理方法を示す図である。第１の方法は、図５
の（ａ）に示すＣＴ画像から図５の（ｂ）に示す斜線の
肺野領域を抽出し、その領域に相当する画素の画素値を
再投影して再投影像を求める方法である。なお、図５の
（ａ）中に示した数字は画素値である。この方法は、領
域の抽出が技術的に難しく、また処理が複雑であるた
め、処理に長時間を必要とする問題がある。

【０００５】第２の方法は、ＣＴ画像を閾値で２値化
し、図５の（ｃ）に示す２値化画像を求め、この２値化
画像の「０」の部分に相当する画素の画素値を再投影し
て再投影像を求める方法である。この方法は、言い換え
れば画素値に図５の（ｄ）に示す係数を乗じた後に再投
影したことと同じである。この方法は、処理は簡単であ
るが、閾値の影響が大きいため、閾値を一義的に決定す
ることが難しいという問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のヘリカ
ル方式のＣＴ装置用の画像処理装置には、下記のような
問題点がある。１）領域を抽出し、画素値の再投影を行なうものでは画
像処理が複雑になり、処理に長時間を必要とする。２）閾値で２値化するものでは、閾値を高くするとＸ線
吸収値の高い組織が十分に除去されない。逆に閾値を低
くすると、組織を認識することが極めて難しくなるた
め、組織の近傍、あるいは組織に接触している陰影も一
緒に取り除かれてしまうおそれがある。３）通常のスライスピッチは、スライス画像のピクセル
（画素）サイズに比較して遥かに大きいので画質の良好
な再投影像が得られない。

【０００７】本発明の目的は、下記の画像処理装置を提
供することにある。（１）Ｘ線吸収値の大きい部分が除かれ、かつ陰影を確
実に含む再投影像を得ることができ、且つ、画質の良い
再投影像を作成できる画像処理装置。（２）ＣＴ画像装置により診断を行なう際に、再投影像
および断層像を同時に観察することができ、再投影像に
より陰影全体を把握し、断層像により詳細な読影を行な
える画像処理装置。（３）再投影像上に表示されるマーカの位置に対応した
所要のスライス位置の断層像を表示して適確な診断を行
なえる画像処理装置。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の画像処理装置は、以下の如く
構成されている。（１）本発明の画像処理装置は、被検体を走査すること
により得られた投影デ−タから複数枚の断層像を再構成
し、前記複数枚の断層像を少なくとも一方向から再投影
して再投影像を求め、この再投影像を表示する画像処理
装置において、前記複数枚の断層像の断層像間ピッチを
上記断層像における画素のサイズに一致させ、前記複数
枚の断層像を画素毎に非線形関数で変換し、変換後の断
層像を再投影するように構成されている。（２）本発明の画像処理装置は、上記（１）に記載の装
置であって、前期断層像と少なくとも一方向から再投影
された再投影像とを同一画面上に表示するように構成さ
れている。（３）本発明の画像処理装置は、上記（１）又は（２）
に記載の装置であって、前記断層像のスライス位置を前
記再投影像上にマ−カで表示すると共に、上記マーカ指
定により前記再投影像上で指定したスライス位置の前記
断層像を表示ように構成されている。

【０００９】

【作用】上記手段を講じた結果、次のような作用が生じ
る。（１）本発明の画像処理装置においては、再構成された
断層像は、陰影の画素値を十分に含む範囲が強調される
非線形関数で変換され、骨などのＸ線吸収値の高い組織
が除去されるため、陰影が確実に含まれた再投影像を作
成することができる。さらに、断層像のスライスピッチ
が断層像の画素サイズとほぼ等しくなるので、断層像を
再投影した再投影像の画質が向上することになる。（２）本発明の画像処理装置においては、断層像、及び
複数の任意の方向から再投影した再投影像が同一画面上
に一緒に表示されるため、医師は再投影像により陰影全
体を把握し、断層像により詳細な読影を行なえる。（３）本発明の画像処理装置においては、再投影像上に
表示されるマーカの指定を行なうと、所要のスライス位
置の断層像が表示されるので、医師が必要とする部位の
読影を適時行なうことができ、より確実な診断が可能と
なる。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の一実施例に係る画像処理装
置の概要を示す図で、１０はヘリカルスキャン方式のＣ
Ｔ装置、２０は上記ＣＴ装置１０に接続された画像処理
装置である。ＣＴ装置１０は、被検体Ｍに扇状のＸ線ビ
ームを曝射するＸ線発生器１１と、被検体Ｍが載置され
る寝台１２と、円弧状に配列された検出器アレイからな
り、被検体Ｍを透過したＸ線ビームを検出し、投影デー
タＤを収集するＸ線検出器１３とからなる。Ｘ線発生器
１１とＸ線検出器１３とを保持する図示しないガントリ
回転部は、スリップリングを介してガントリ固定部に取
り付けられている。かくして、Ｘ線発生器１１及びＸ線
検出器１３が、被検体Ｍの周囲を連続的に回転可能な構
造となっている。ヘリカルスキャンは、寝台１２がＸ線
発生器１１及びＸ線検出器１３の連続回転中に、体軸方
向へ連続的に移動することで実行される。このＣＴ装置
１０に接続された画像処理装置２０には、投影データＤ
が入力され、所定の画像処理が行なわれる。

【００１１】図２は、画像処理装置２０の構成を示すブ
ロック図である。ＣＴ装置１０のＸ線検出器１３で収集
された投影データＤは、Ａ／Ｄ変換等の信号処理を施さ
れた後、ディジタル信号として画像処理装置２０の再構
成装置２１に転送される。再構成装置２１では、転送さ
れた複数の投影デ−タＤから複数枚のＣＴ画像（断層
像）を順次再構成する。再構成されたＣＴ画像は、ＣＴ
画像メモリ２２に格納される。ＣＴ画像メモリ２２に格
納されたＣＴ画像は、非線形関数変換器２３で各ピクセ
ル（画素）ごとに、ＣＴ値に応じて予め設定された非線
形関数で変換され３次元画像メモリ２４に記憶される。
上記変換については後で詳細に説明する。投影処理装置
２５は３次元画像メモリ２４に記憶された画像データを
再投影し、２次元の再投影像を作成する。このときの投
影方向は、投影方向選択器２６により体軸に対して任意
の角度を選択指定することが可能である。例えば、本実
施例の場合、０゜方向から投影すれば体の正面像が作成
され、９０゜方向から投影すれば体の側面像が作成され
る。また、投影は一方向からであってもよいし、複数の
方向から投影して複数枚の再投影像を作成してもよい。
投影処理装置２５で作成された再投影像の画像データは
投影画像メモリ２７に転送され、格納される。表示装置
２８には、ＣＴ画像メモリ２２に格納されているＣＴ画
像Ａ、及び投影画像メモリ１７に格納されている再投影
像Ｂが供給され、同一画面上に同時に表示される。

【００１２】図３は、表示装置２８の表示画面Ｐに表示
される画像表示の一例である。操作者が図示していない
操作卓を用いて必要なＣＴ画像を選択すると、そのＣＴ
画像Ａが表示される。同時に、再投影像Ｂとして、例え
ば正面像と側面像とが表示され、それぞれの画像上に
は、ＣＴ画像Ａの位置がマーカ（カ−ソル）ｍで表示さ
れる。このマーカｍを移動させると、その移動位置に対
応したＣＴ画像Ａが表示される。なお本装置の制御は図
示していないコンピュータにより行なわれる。

【００１３】次に、ＣＴ画像のスライスピッチとピクセ
ルサイズについて詳細に説明する。本実施例のヘリカル
スキャン方式のＣＴ装置１０では、再構成するＣＴ画像
のスライスピッチを任意に設定できるので、スライスピ
ッチをＣＴ画像のピクセルサイズとほぼ等しくすること
で、ＣＴ画像の画質を向上させることができる。例え
ば、肺野の撮影領域を直径４００mm、ＣＴ画像のマトリ
ックスを５１２×５１２とすると、ピクセルサイズは、
４００／５１２＝０．７８１２５となる。ヘリカルスキ
ャン方式のＣＴ装置１０のスキャンにおける１回転（３
６０゜）当たりの投影デ−タ数（ビュー数）を１００
０、１回転中に寝台３が移動する距離を２０mmとする
と、１ビュー間に寝台３が移動する距離は０．０２mmで
ある。従って、０．０２の整数倍であって０．７８１２
５に近い、切りのよい数である０．８mmを選択する。そ
こで、ＣＴ画像のピッチ＝ピクセルサイズ＝０．８mm とすれば、ＣＴ画像のピッチとピクセルサイズを一致さ
せることができる。すなわち、ピクセルサイズが０．８
mmのＣＴ画像を、０．８mmごとに再構成し記憶する。再
構成は通常の方法により１枚、１枚再構成してもよい
が、特願平５−１４１９３８号公報に示されている連続
再構成方式により、再構成する方が効率がよい。多数枚
のＣＴ画像を位置の順に並べれば３次元画像が作成でき
る。上述したように、ＣＴ画像のスライスピッチを画素
サイズとほぼ等しくすることで、画質を向上させること
ができる。

【００１４】次に、非線形関数変換器２３における、Ｃ
Ｔ画像の画像変換方法について詳細に説明する。再投影
像は３次元画像をいわば２次元に重ねた画像であるか
ら、画素値の小さい部分と画素値の大きい部分とが重な
ると、画素値の小さい部分が見にくくなる。検出目的の
一つである肺癌の陰影は、骨などに比較するとＸ線吸収
値が低く、画素値が小さいので投影像上では見にくくな
る。肺癌などの検出を目的とする場合は、骨などの画素
値が非常に高い部分は対象外であるので、その部分を除
いて投影することが望ましい。そこで、以下に示すＣＴ
画像の画像変換が実行される。

【００１５】図４は、本実施例における画像変換方法を
示す図である。図４の（ａ）はＣＴ画像の例である。こ
の画像の各画素の画素値を（１）式により変換する。（係数）×（画素値＋１０００）−１０００ …（１）ここで係数は、図４の（ｂ）にその一例を示すように画
素値に応じてなだらかに変化する非線形関数である。図
４の（ｃ）は、図４の（ａ）に示すＣＴ画像が、図４の
（ｂ）に示す非線形関数で変換された後の画像である。
変換係数は、図４の（ｂ）に示すように画素値が低い場
合は１である。検出を目的とした陰影が含まれる画素の
画素値の範囲は、係数を少し大きくすることにより、投
影像上で陰影が若干強調される。陰影の画素値は、必ず
しも一義的ではないが、陰影の画素値を十分に含む範囲
で、係数をなだらかに変化させればよい。また、それ以
上の画素値は係数を０にするが、その場合も係数の変化
をなだらかにする。このようにして、全部のＣＴ画像を
変換して変換３次元画像を作成する。

【００１６】このようにして変換された３次元画像を再
投影する。投影方法としては、１点から投影する方法
と、平行投影する方法とがよく知られている。平行投影
法の方が計算が容易であるので、ここでは平行投影法を
用いているものとする。平行投影法は、正面像の場合は
断層像の列の画素値を合計し、側面像の場合は断層像の
行の画素値を合計するだけで再投影像が求められる方法
である。なお、再投影像に適切な空間フィルタ、例えば
エッジを強調するようなフィルタを掛けるようにしても
良い。

【００１７】上記再投影像Ｂ、及びこの再投影像上に表
示されるマーカｍの位置に対応したＣＴ画像Ａは、図３
に示したように表示装置２８の表示画面Ｐ上に同時に表
示される。かくして再投影像ＢとＣＴ画像Ａとを同時に
観察することができるため、医師は、再投影像Ｂによっ
て陰影全体を把握し、ＣＴ画像Ａによって陰影をより詳
細に観察できる。また、再投影像上に表示されるマーカ
ｍで、表示したいスライス位置のＣＴ画像Ａを指定でき
る。

【００１８】上記実施例に示された「画像処理装置」の
構成及び作用効果をまとめると次の通りである。（１）本実施例の画像処理装置２０は、被検体Ｍを走査
することにより得られた投影デ−タＤから複数枚の断層
像（ＣＴ画像）Ａを再構成し、前記複数枚の断層像を少
なくとも一方向から再投影して再投影像Ｂを求め、この
再投影像Ｂを表示するようにした画像処理装置２０にお
いて、前記複数枚の断層像Ａの断層像間のピッチを上記
断層像Ａにおける画素のサイズに一致させ、前記複数枚
の断層像Ａを画素毎に非線形関数で変換し、変換後の断
層像を再投影する如く構成されている。

【００１９】従って、再構成された断層像Ａは、陰影の
画素値を十分に含む範囲が強調される非線形関数で変換
され、骨などのＸ線吸収値の高い組織が除去されるた
め、陰影が確実に含まれた再投影像Ｂを作成することが
できる。さらに、断層像のスライスピッチが断層像の画
素サイズとほぼ等しくなるので、断層像Ａを再投影した
再投影像Ｂの画質が向上することになる。（２）本実施例の画像処理装置２０は、上記（１）に記
載の装置であって、前記断層像Ａと少なくとも一方向か
ら再投影された再投影像Ｂとを同一画面上に表示する如
く構成されている。

【００２０】従って、断層像Ａおよび複数の任意の方向
から再投影した再投影像Ｂが同一画面上に一緒に表示さ
れるため、医師は再投影像Ｂにより陰影全体を把握し、
断層像Ａにより詳細な読影を行なえる。（３）本実施例の画像処理装置２０は、上記（１）又は
（２）に記載の装置であって、前記断層像Ａのスライス
位置を前記再投影像Ｂ上にマ−カｍで表示するととも
に、上記マーカｍの指定により前記再投影像Ｂ上で指定
したスライス位置の前記断層像Ａを表示する如く構成さ
れている。

【００２１】従って、再投影像Ｂ上に表示されるマーカ
ｍの指定を行なうと、所要のスライス位置の断層像Ａが
表示されるので、医師が必要とする部位の読影を適時行
なうことができ、より確実な診断が可能となる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば下記の画像処理装置を提
供できる。（１）Ｘ線吸収値の大きい部分が除かれ、かつ陰影を確
実に含む再投影像を得ることができ、且つ、画質の良い
再投影像を作成できる画像処理装置。（２）ＣＴ画像装置により診断を行なう際に、再投影像
および断層像を同時に観察することができ、再投影像に
より陰影全体を把握し、断層像により詳細な読影を行な
える画像処理装置。（３）再投影像上に表示されるマーカの位置に対応した
所要のスライス位置の断層像を表示して適確な診断を行
なえる画像処理装置。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る画像処理装置の概要を
ＣＴ装置と共に示す図。

【図２】上記実施例に係る画像処理装置の構成を示すブ
ロック図。

【図３】上記実施例に係る画像処理装置による画像表示
の一例を示す図。

【図４】上記実施例に係る画像処理装置による画像変換
方法を示す図。

【図５】従来例に係る画像変換方法を示す図。

【符号の説明】

Ｍ…被検体１０…ＣＴ装置１１…Ｘ線発生器１２…寝台１３…Ｘ線検出器２０…画像処理装置２１…再構成装置２２…ＣＴ画像メモリ２３…非線形変換器２４…３次元画像メモリ２５…投影処理装置２６…投影方向選択機２７…投影画像メモリ２８…表示装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検体を走査することによって得られた投
影デ−タから複数枚の断層像を再構成し、前記複数枚の
断層像を少なくとも一方向から再投影して再投影像を求
め、この再投影像を表示する画像処理装置において、前記複数枚の断層像の断層像間ピッチを上記断層像にお
ける画素のサイズに一致させ、前記複数枚の断層像を画
素毎に非線形関数で変換し、変換後の断層像を再投影す
る手段を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】請求項１に記載の画像処理装置において、
前記断層像と少なくとも一方向から再投影された再投影
像とを同一画面上に表示する手段を備えたことを特徴と
する画像処理装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載の画像処理装置にお
いて、前記断層像のスライス位置を前記再投影像上にマ
−カで表示すると共に、前記再投影像上で操作者が指定
したスライス位置の前記断層像を表示する手段を備えた
ことを特徴とする画像処理装置。