(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影画像から１つ以上の関心のある特徴部を抽出する方法であって、
被検体を少なくとも２つの異なるＸ線エネルギ・レベルに露出させることによって取得された、複数の投影画像であって、該複数の投影画像の各々が、異なるＸ線エネルギ・レベルにより造影剤によって強調された少なくとも１つの関心のある特徴部を有する、前記複数の投影画像にアクセスする段階（５８）と、
前記投影画像に物質分解技術（７４）を適用し、再構成することにより、骨を含む造影剤ゼロ画像を生成する段階（６０）と、
前記造影剤ゼロ画像に基づいて骨マスク（８０）を生成する段階（６２）と、
前記骨マスク（８０）に基づいて骨抽出画像を生成する段階（６４）と
を有する方法。
【請求項２】
前記骨マスク（８０）を生成する前記段階は、自動骨セグメント化・抽出技術（８２）を適用することを含んでいる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記骨マスク（８０）は二値マスクである、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記骨抽出画像は、物質分解画像、最初の多色ビーム画像又は導出単色画像（８８）に対して前記骨マスク（８０）を適用することによって求められる、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記方法は、複数の前記投影画像に基づいて組合せ画像を生成する段階を含んでおり、前記骨抽出画像が、前記組合せ画像に前記骨マスク（８０）を適用することによって生成される、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
更に、画像セグメント化技術によって前記骨抽出画像に基づいて造影剤画像（８６）を生成する段階を含んでいる請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
投影画像にアクセスするように構成されているプロセッサを含む画像分析システムであって、
前記プロセッサは、
被検体を少なくとも２つの異なるＸ線エネルギ・レベルに露出させることによって取得された、複数の投影画像であって、該複数の投影画像の各々が、異なるＸ線エネルギ・レベルにより造影剤によって強調された少なくとも１つの関心のある特徴部を有する、前記複数の投影画像にアクセスし（５８）、
前記投影画像に物質分解技術（７４）を適用し、再構成することにより、骨を含む造影剤ゼロ画像を生成し（６０）、
前記造影剤ゼロ画像に基づいて骨マスク（８０）を生成し（６２）、
前記骨マスク（８０）に基づいて骨抽出画像を生成する（６４）ように構成されている、
システム。
【請求項８】
二重エネルギ・コンピュータ断層撮影システムであって、
放射線源と、
イメージング対象のボリュームの１つ以上の投影画像を取得するように構成されている検出器と、
プロセッサと、
を含み、
前記プロセッサは、
被検体を少なくとも２つの異なるＸ線エネルギ・レベルに露出させることによって取得された、複数の投影画像であって、該複数の投影画像の各々が、異なるＸ線エネルギ・レベルにより造影剤によって強調された少なくとも１つの関心のある特徴部を有する、前記複数の投影画像にアクセスし（５８）、
前記投影画像に物質分解技術（７４）を適用し、再構成することにより、骨を含む造影剤ゼロ画像を生成し（６０）、
前記造影剤ゼロ画像に基づいて骨マスク（８０）を生成し（６２）、
前記骨マスク（８０）に基づいて骨抽出画像を生成する（６４）ように構成されている、
システム。
【請求項９】
前記プロセッサは、複数の前記投影画像に基づいて組合せ画像を生成するように構成されてており、前記骨抽出画像が、前記組合せ画像に前記骨マスク（８０）を適用することによって生成される、請求項７または８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記プロセッサは更に、画像セグメント化技術によって前記骨抽出画像に基づいて造影剤画像（８６）を生成するように構成されている請求項７乃至９のいずれかに記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に云えば、医用イメージング（撮像／画像化）に関するものであり、より具体的には、放射線撮影画像から１つ以上の関心のある特徴部を抽出する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
医療の分野では、患者のイメージングのために多種多様の放射線撮影イメージング・モダリティを使用することができる。このようなモダリティとしては、例えば、伝統的な投影Ｘ線システム、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システム、 二重エネルギＣＴシステム、トモシンセシス・システム、Ｃ形アーム・システムなどが挙げられる。これらのイメージング・モダリティは、患者内の関心のある解剖学的構造の投影画像を取得する。それらの投影画像は、再構成時に、イメージング対象の解剖学的構造の内部構造（例えば、骨、血管、軟組織など）を、これらの構造の密度の差異、従って入射Ｘ線の減弱度又は吸収度の差異により、明らかにする。しかしながら、構造によっては、それらの放射線不透過度が低いことに起因して、再構成画像内で明瞭に見えない。典型的には、イメージング対象の解剖学的構造内の特定の構造を強調するために医学的検査の際に造影剤を用いることができる。従って、イメージングの前に造影剤（例えば、ヨウ素）を投与することによって、血管系及び他の構造をイメージングすることができる。相対減弱度は、「ハウンスフィールド単位」の値で表すことができる。造影剤は、該造影剤が進入する組織内でこれらの値を増大させるように一時的に作用する。
【０００３】
多くの用途では、造影剤で強調した構造、特に血管を抽出することは、資格のある専門家による評価のために有用である。これは、「セグメント化(segmentation)」を遂行、すなわち、各々組織タイプに対応する画像データ内のピクセル又はボクセルの識別を遂行する自動又は半自動アルゴリズムによって行うことができる。しかしながら、造影剤が存在している場合、このような組織における高くなったハウンスフィールド単位の値により、血管が骨と同様に現れるようになって、両者の間の区別を困難にする。従って、自動血管セグメント化処理では、血管から骨を区別することは、特に両者のハウンスフィールド単位の値が造影剤に起因して互いに非常に接近しているとき、非常に困難になる。
【０００４】
ディジタル・サブトラクション血管造影法（ＤＳＡ）は、造影剤で強調した血管を自動的に抽出（識別及びセグメント化）するために一般に使用されている一技術である。このような技術では、コントラスト強調していない画像において骨及び軟組織成分を捕捉するために、造影剤を投与する前にマスク画像の取得を行う。次いで、造影剤の投与後に第２の画像の取得を行い、該画像では、骨、軟組織及びコントラスト強調した血管が視覚可能であり、血管の視認性が以前の画像のものと比べて大幅に向上する。次いで、最初の画像と第２の画像とを比較することによって、コントラスト強調した血管を抽出する。しかしながら、これらの２つの画像の取得の間にはかなりの時間差があり、そこで適正な比較にはかなり密接に整合した又は整合可能である画像が必要とされる。従って、ＤＳＡは、典型的には、多数秒にわたって不動状態に留まることのできるような、患者の解剖学的構造の部分に用途が制限されている。
【０００５】
この代わりに、物質分解(material decomposition)技術を用いることにより、二重エネルギ走査データから直接的に造影剤で強調した構造を抽出することができる。相異なるＸ線エネルギ・レベルの印加に基づいて２つ以上の画像を作ることのできる二重エネルギ・システムが現在開発中である。しかしながら、物質分解技術は、本技術が固定の化学組成を持つ物質を対象としているので、イメージング対象物体が造影剤以外の２つ以上の物質を含んでいる場合、満足な結果を提供しない。例えば、骨と造影剤で強調した血管とは、物質分解技術を使用して直接的に分離することができる。しかしながら、骨は人体では異なる化学組成より成ることがある。従って、所与の目標の化学組成について正常に機能する物質分解技術は、全てのタイプ（種類）の骨に対処することができるものではない。現在の技術を使用すると、全ての３つのタイプの組織、すなわち、骨、軟組織、及びコントラスト強調した血管組織の間を区別する能力は簡単には得られない。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０１８８１３９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、精度及び信頼性を改善した、放射線撮影画像からコントラスト強調した構造（例えば、血管）を抽出するための効率のよい技術を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
要約して述べると、本発明技術の一面によれば、１つ以上の投影画像から１つ以上の関心のある特徴部を抽出するための方法を提供する。本方法は、造影剤によって強調された少なくとも１つの関心のある特徴部を有する投影画像にアクセスする段階と、前記投影画像に基づいて造影剤ゼロ画像(contrast agent null image) を生成する段階と、前記造影剤ゼロ画像に基づいて骨マスクを生成する段階と、前記骨マスクに基づいて骨抽出画像を生成する段階とを有する。また、このような機能を遂行することのできるシステム及びコンピュータ・プログラムを本発明技術によって提供することができる。
【０００８】
本発明技術の別の面によれば、複数の投影画像から１つ以上の関心のある特徴部を抽出するための方法を提供する。本方法は、関心のある解剖学的構造を少なくとも２つの異なるＸ線エネルギ・レベルに露出することによって、関心のある解剖学的構造の投影画像を取得する段階を有する。解剖学的構造は、造影剤を投与した少なくとも１つの関心のある特徴部を有する。本方法は更に、物質分解技術により前記投影画像に基づいて造影剤ゼロ画像を生成する段階と、自動的骨セグメント化技術により前記造影剤ゼロ画像から二値骨マスクを生成する段階と、前記関心のある解剖学的構造の画像表現と前記二値骨マスクとを比較することによって骨抽出画像を生成する段階とを備える。ここで再び繰り返して云うと、このような機能を遂行することのできるシステム及びコンピュータ・プログラムを本発明技術によって提供することができる。
【０００９】
本発明技術のまた別の面によれば、画像分析システムを提供する。画像分析システムは、投影画像にアクセスするように構成されているプロセッサを含む。投影画像は、造影剤によって強調された少なくとも１つの関心のある特徴部を有する。プロセッサは更に、前記投影画像に基づいて造影剤ゼロ画像を生成し、前記造影剤ゼロ画像に基づいて骨マスクを生成し、且つ前記骨マスクに基づいて骨抽出画像を生成するように構成されている。
【００１０】
本発明技術の更に別の面によれば、イメージング・システムを提供する。イメージング・システムは、放射線源と、イメージング対象のボリュームの１つ以上の投影画像を取得するように構成されている検出器とを含む。１つ以上の投影画像は、造影剤によって強調された少なくとも１つの関心のある特徴部を有する。イメージング・システムは更に、前記１つ以上の投影画像にアクセスし、前記１つ以上の投影画像から造影剤ゼロ画像を生成し、前記造影剤ゼロ画像から骨マスクを生成し、且つ前記骨マスクに基づいて骨抽出画像を生成するように構成されているプロセッサを含む。
【００１１】
本発明のこれらの及び他の特徴、面及び利点は、添付の図面を参照して以下の詳しい説明を読めば、より良く理解されよう。図面では、図面全体を通じて同じ参照符号は同様な部品を表す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明技術は、一般的に云えば、放射線撮影画像から関心のある特徴部を抽出することに関する。このような特徴抽出技術は、医用イメージング及び非医用イメージングのような様々なイメージング用途において有用である。以下の説明では医用イメージング用途における例を提供するが、当業者にはこのような技術を非医用イメージングのような他の用途に適用することが本発明技術の範囲内にあることが理解されよう。その上、以下の説明では二重エネルギＣＴシステムにより取得された投影画像に関する例を提供するが、本発明技術は、一般的放射線撮影システム、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システム、トモシンセシス・システム、Ｃ形アーム・システムなどのような他のイメージング・モダリティによって取得された投影画像から関心のある特徴部を抽出するために適用する又は拡張することができる。
【００１３】
ここで、図１について説明すると、本発明技術の様々な面に従って使用するためのイメージング・システム１０が例示されている。イメージング・システム１０は、本発明技術の様々な面に従って、投影画像又はシノグラムを取得して、関心のある特徴部を抽出するために該取得画像を処理するように構成される。図示の実施形態では、イメージング・システム１０は、Ｘ線源のような放射線源１２を含む。放射線源１２に隣接してコリメータ（図示せず）を配置することができる。コリメータは、典型的には、患者１６のような被検体が配置される領域内に通される放射線の流れ１４の大きさ及び形状を規定する。放射線の未減弱部分が、減弱を生じる被検体を通過して、参照数字２０で概略して表された検出器アレイに衝突する。ここで、放射線１４の一部分が患者１６の境界の外まで広がって、患者１６によって減弱されることなく検出器２０に衝突することがあることに留意されたい。一般的に云えば、以下に述べるように、身体の相異なる組織は放射線を差別的に吸収又は減弱して、このような組織を区別するために使用することのできる画像データを生成することができる。
【００１４】
検出器２０は一般に複数の検出器素子によって形成され、これらの検出器素子は被検体の中又は周囲を通過した放射線１８を検出する。例えば、検出器２０は、アレイとして配列された多数の横列及び／又は縦列の検出器素子を含むことができる。各々の検出器素子は、Ｘ線束を受けたとき、検出器２０のその後の信号読出し迄の該素子の位置におけるＸ線ビームの積分エネルギを表す電気信号を発生する。典型的には、複数の放射線撮影ビュー(view)を収集することができるように、関心のある被検体の周りの１つ以上の視角で信号が取得される。これらの信号は、後で述べるように、被検体内の特徴部の画像を再構成するように取得され且つ処理される。
【００１５】
放射線源１２はシステム制御装置２２によって制御され、システム制御装置２２はイメージング・シーケンスのための電力、制御信号などを供給する。更に、検出器２０がシステム制御装置２２に結合され、システム制御装置２２は、検出器２０内で発生された信号の取得を指令する。システム制御装置２２はまた、ダイナミックレンジの初期調節、ディジタル画像データのインターリーブなどのような様々な信号処理及びフィルタ処理機能を実行することができる。一般的に云えば、システム制御装置２２は、検査プロトコルを実行し且つ取得されたデータを処理するようにイメージング・システム１０の動作を指令する。このような状況では、システム制御装置２２はまた、典型的には汎用又は特定用途向けディジタル・コンピュータに基づいた信号処理回路、及び関連したメモリ回路を含むことができる。関連したメモリ回路は、コンピュータによって実行されるプログラム及びコード、構成設定パラメータ、画像データなどを記憶することができる。例えば、関連したメモリ回路は、本発明技術を具現化するためのプログラム又はコードを記憶することができる。
【００１６】
図１に示されている実施形態では、システム制御装置２２は、モータ制御装置２６を介して移動サブシステム２４の動作を制御することができる。図示のイメージング・システム１０では、移動サブシステム２４は、線源１２、コリメータ及び／又は検出器２０を患者１６に対して空間内の１つ以上の方向に移動させることができる。ここで、移動サブシステム２４は、ガントリ、Ｃ形アーム又は他の移動可能な支持構造のような支持構造を含むことができ、該支持構造上には線源１２及び／又は検出器２０を配置することができることに留意されたい。移動サブシステム２４は更に、患者１６の特定の区域の画像を生成するために、患者１６、より詳しく述べると、患者テーブルを、線源１２及び検出器２０に対して変位させることができる。
【００１７】
当業者に理解されるように、放射線源１２は、システム制御装置２２の一部を形成する放射線制御装置２８によって制御することができる。放射線制御装置２８は、放射線源１２に電力及びタイミング信号を供給するように構成することができる。更に、システム制御装置２２はデータ取得回路３０を含むことができる。この模範的な実施形態では、検出器２０がシステム制御装置２２に、より具体的に述べると、データ取得回路３０に結合される。データ取得回路３０は、検出器２０の読出し電子回路によって収集されたデータを受け取る。具体的に述べると、データ取得回路３０は、典型的には、検出器２０からサンプリングされたアナログ信号を受け取って、該データを、画像再構成装置３２及び／又はコンピュータ３４によるその後の処理のためにディジタル信号へ変換する。
【００１８】
コンピュータ３４は、典型的には、システム制御装置２２に結合される。データ取得回路３０によって収集されたデータは、その後の処理及び再構成のために画像再構成装置３２及び／又はコンピュータ３４に伝送することができる。例えば、検出器２０から収集されたデータは、走査された物体の減弱係数の線積分を表すように該データを調整するために、データ取得回路３０、画像再構成装置３２及び／又はコンピュータ３４において前処理及び較正を行うことができる。次いで、このような処理されたデータは、順序付けし直し、フィルタ処理して、逆投影することにより、走査された区域の画像を作成することができる。当業者に理解されるように、本発明技術は投影Ｘ線システムに用いることができるが、ＣＴ又はトモシンセシス・システムに用いたとき、典型的なフィルタ補正逆投影再構成アルゴリズムに加えて、任意の適当な再構成アルゴリズムを用いることができる。一旦再構成されると、イメージング・システム１０によって生成された画像は患者１６の関心のある内部領域を明らかにし、これは診断、評価などのために使用することができる。
【００１９】
コンピュータ３４はメモリ３６を含むか又はメモリ３６と通信することができ、メモリ３６はコンピュータ３４によって処理されたデータ又はコンピュータ３４によって処理すべきデータを記憶することができる。ここで、所望量のデータ及び／又はコードを記憶することのできる任意の種類のコンピュータ・アクセス可能なメモリ装置を、このような模範的なシステム１０によって利用することができることを理解されたい。その上、メモリ３６は、同様な又は異なる種類の１つ以上のメモリ装置、例えば磁気メモリ又は光学メモリ装置を含むことができ、これらのメモリ装置はシステム１０と同じ場所又はそれから離れた場所に設けることができる。メモリ３６は、データ、処理パラメータ、及び／又は本書で述べる処理を遂行するための１つ以上のルーチンを含むコンピュータ・プログラムを記憶することができる。更に、メモリ３６は、取得されたデータの保存を容易にするためにシステム制御装置２２に直接結合する（図示せず）ことができる。
【００２０】
コンピュータ３４はまた、システム制御装置２２によって動作可能となる機能、すなわち、走査動作及びデータ取得を制御するように構成することができる。また更に、コンピュータ３４は、オペレータ・ワークステーション３８を介してオペレータから指令及び走査パラメータを受け取るように構成することができる。オペレータ・ワークステーション３８はキーボード及び／又は他の入力装置を備えることができる。これにより、オペレータは、オペレータ・ワークステーション３８を介してシステム１０を制御することができる。従って、オペレータは、再構成画像及びオペレータ・ワークステーション３８からのシステムに関する他のデータを観察し、イメージングを開始すること等を行うことができる。
【００２１】
オペレータ・ワークステーション３８に結合された表示装置４０は、再構成画像を観察するために利用することができる。また、オペレータ・ワークステーション３８に結合されたプリンタ４２は走査された画像を印刷することができる。表示装置４０及びプリンタ４２はまた、コンピュータ３４に直接に又はオペレータ・ワークステーション３８を介して結合することができる。更に、オペレータ・ワークステーション３８はまた、画像保管・通信システム（ＰＡＣＳ）４４に結合することができる。ここで、ＰＡＣＳ４４は、異なる場所に居る人が画像データにアクセスすることができるように、放射線診断部情報システム（ＲＩＳ）、病院情報システム（ＨＩＳ）或いは内部又は外部ネットワークのような遠隔のシステム４６に結合してもよいことに留意されたい。
【００２２】
更に、コンピュータ３４及びオペレータ・ワークステーション３８は、標準的な又は専用のコンピュータ・モニタ及び関連処理回路を含むことのできる他の出力装置に結合できることに留意されたい。システム・パラメータを出力し、検査を要求し、画像を観察することなどを行うために、１つ以上のオペレータ・ワークステーション３８を本システム内で連結することができる。一般的に云えば、 表示装置、プリンタ、ワークステーション、及びシステム内に設けられる同様な装置は、データ取得用構成装置と同じ場所に配置することができ、或いは、これらの構成装置から離れた場所、例えば、インターネット、仮想プライベート・ネットワークなどのような１つ以上の構成設定可能なネットワークを介して画像取得システムに連結される、施設や病院内の他の場所、或いは全く異なる場所に配置することができる。
【００２３】
診断の目的のために取得された投影画像及び／又は再構成画像を分析及び／又は評価するために多種多様の技術を用いることができる。例えば、模範的なイメージング・システム１０は、イメージング対象物体についての複数組の投影画像を取得し、これらの取得された投影画像に基づいて再構成画像を生成し、及び／又は詳細な評価又は検査のために投影画像又は再構成画像から様々な関心のある特徴部を抽出するように構成することができる。関心のある特徴部としては、骨、軟組織、血管系（血管網）、器官などが挙げられる。ここで図２について説明すると、図１のシステム１０によってイメージングされた解剖学的構造（例えば、脳）の画像表現４８が例示されている。この画像表現は、骨５０、軟組織５２及び／又は血管５４のような異なる特徴部を含むことができる。前に述べたように、血管は造影剤の使用によって強調することができる。
【００２４】
模範的なイメージング・システム１０又は他のこのようなプロセッサ利用画像分析システムは、以下に述べる技術によって、投影画像を取得し／読み出しし、該画像を処理して１つ以上の関心のある特徴部を抽出することができる。それに加えて、イメージング・システム１０又は他のこのようなプロセッサ利用画像分析システムは、投影画像を処理してＣＴ画像を再構成することができる。具体的に述べると、当業者に理解されるように、本書で述べる技術及び処理段階を遂行するための制御論理及び／又は自動ルーチンは、図１のイメージング・システム１０又は任意の他のこのようなプロセッサ利用画像分析システムによって、ハードウエア、ソフトウエア、又はハードウエア及びソフトウエアの組合せのいずれかで具現化することができる。例えば、本書で述べる技術の内の幾分かの技術又は全ての技術を遂行するために、コンピュータ３４によって適当なコードを読み出して実行することができる。同様に、本書で述べる技術の内の幾分かの技術又は全ての技術を遂行するように構成されている特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を、コンピュータ３４及び／又はシステム制御装置２２の中に含めることができる。
【００２５】
例として、ここで図３について説明すると、イメージング・システム１０のようなシステムによりコントラスト強調した放射線撮影画像から１つ以上の関心のある特徴部（例えば、相異なる組織タイプ）を抽出するための模範的な制御論理５６が、本発明技術の様々な面に従って示されている。流れ図で示されているように、制御論理５６は１つ以上の投影画像にアクセスする段階５８を含む。当業者に理解されるように、１つ以上の投影画像は、造影剤（例えば、ヨウ素）によって強調された少なくとも１つの関心のある特徴部を含むことができる。制御論理５６は更に、１つ以上の投影画像から造影剤ゼロ画像を生成する段階６０、造影剤ゼロ画像から骨マスクを生成する段階６２、及び骨マスクに基づいて骨抽出画像を生成する段階６４を含む。それに加えて、制御論理５６は、骨抽出画像から造影剤画像を生成する段階６６を含むことができる。
【００２６】
別の例として、図３に例示された特徴部抽出技術は、図４に示されているように更に詳細に構成することができる。図４に例示された処理では、放射線減弱度測定値を表す１つ以上の投影画像６８，７０が、プロセッサ利用画像分析システムによりアクセスされ、又は図１のシステム１０のようなイメージング・システムにより取得される。前に述べたように、投影画像は、放射線源及び検出器を相対的に移動するように構成しているイメージング・システム１０に対して関心のある解剖学的構造を露出することによって取得することができる。図示の実施形態では、関心のある解剖学的構造の投影画像６８及び７０は、解剖学的構造を２つの異なるＸ線エネルギ・レベルにそれぞれ露出することによって取得される。当業者に理解されるように、このような取得は、二重エネルギＸ線又はＣＴシステムにより達成することができる。
【００２７】
取得された投影画像６８及び７０は、少なくとも１つの関心のある特徴部を含むことができる。一実施形態では、関心のある特徴部は血管網又は血管系とすることができる。この代わりに、関心のある特徴部は任意の特定の組織又は器官を含むことができる。繰り返すが、前に述べたように、関心のある特徴部は、ヨウ素のような造影剤の使用により強調することができる。当業者に理解されるように、患者（関心のある解剖学的構造）に造影剤を、画像取得の前に及び／又は画像取得中に投与することができる。
【００２８】
次いで、投影画像６８及び７０から造影剤ゼロ投影画像７２を生成することができる。一実施形態では、造影剤ゼロ画像は物質分解技術７４により生成することができる。例えば、或る特定の実施形態では、投影に基づく物質分解技術は基本の物質として軟組織及び造影剤を用いることができる。当業者に理解されるように、造影剤中の物質の原子番号が既知であって、所与の種類の造影剤については定まっているので、物質分解技術７４は造影剤を高い精度で除去する。このように、物質分解技術は造影剤を除去するように非常によく作用して、何ら造影剤の無い投影画像７２を生じさせる。当業者に理解されるように、造影剤が無い場合、骨はより大きい精度でセグメント化（区分け）することができる。前に述べたように、物質分解技術７４はまた、造影剤投影画像（骨抽出投影画像）７６を生成するように適用することができる。しかしながら、造影剤の減弱度が骨のような特定の組織に近いので、生成された投影画像７６は典型的には、前に述べた理由で幾分かの骨を含む。
【００２９】
当業者に理解されるように、物質分解技術は、測定された投影を一組の密度線積分投影に変換することを含む。次いで、密度線積分投影は再構成により、骨、軟組織及び／又は造影剤マップのような各々のそれぞれの基本物質の密度マップ又は画像を形成することができる。従って、密度マップ又は画像は、イメージング対象のボリューム内の基本物質、すなわち、骨、軟組織及び／又は造影剤のボリューム・レンダリングに関連させることができる。
【００３０】
次いで、造影剤ゼロ投影画像７２を画像再構成装置又はプロセッサにより再構成することにより、造影剤ゼロ画像７８を生成することができる。当業者に理解されるように、造影剤が造影剤ゼロ投影画像において分析により除去又は最小にされているので、再構成画像７８は造影剤で強調した特徴部（すなわち、関心のある特徴部）を含んでいない。従って、図示の実施形態では、画像７８は軟組織及び骨を含んでいるが、（造影剤の使用によって強調される）血管系を何ら含んでいない。ここで、画像再構成装置及び／又はプロセッサは画像分析システム又はイメージング・システムの一部を形成することができることに留意されたい。
【００３１】
次いで、任意の画像セグメント化技術８２を用いることによって画像７８から骨マスク８０を生成することができる。一実施形態では、骨マスク８０を生成するために任意の自動骨セグメント化・抽出技術を適用することができる。ここで、生成される骨マスク８０は骨の二値マスクとすることができることに留意されたい。更に、画像セグメント化技術８２はまた、骨マスク８０を生成する処理において軟組織画像８４を生成することができることに留意されたい。
【００３２】
生成された骨マスク８０は、次いで、骨抽出画像又は造影剤のみの画像８６を生成するために用いることができる。一実施形態では、骨マスクをイメージング対象の解剖学的構造（関心のある解剖学的構造）の画像表現８８に適用して、骨抽出画像又は造影剤のみの画像８６を生成することができる。ここで、関心のある解剖学的構造の画像表現８８から骨抽出画像又は造影剤のみの画像８６を生成するために任意の画像セグメント化技術９０を使用することができることに留意されたい。更に、任意の画像セグメント化技術を用いて造影剤で強調した関心のある特徴部と軟組織とを分離することによって、造影剤のみの画像８６を骨抽出画像から生成することができることに留意されたい。
【００３３】
当業者に理解されるように、画像表現８８は、最初の多色ビーム画像、物質分解画像、高／低ピーク・キロボルト（ｋＶｐ）組合せ画像、又は関心のある解剖学的構造の導出単色画像７４であってよい。例えば、多色放射線ビームから生成された画像は、ジオメトリにおいて高出力の画像であり、実用的には診断精度を高くして解剖学的構造又は患者をイメージングするためである。物質分解画像は投影に基づく物質分解技術を使用して処理された画像であり、この場合、画像は基本物質の密度を表す。更に、２つの物質分解画像を線形重み付けすることによって、物質分解画像から単色画像が形成されることに留意されたい。高／低ｋＶｐ組合せ画像は、一般に、より良好な信号対ノイズ比を得るために高及び低ｋＶｐ画像を線形重み付けすることによって形成される。当業者に理解されるように、高及び低ｋＶｐ画像は、放射線源の電位を変えることによって生成することができる。前に述べたように、上述の画像表現の任意のものに骨マスクを適用することにより、骨抽出画像を生成することができる。例えば、一実施形態では、組合せ又は３次元再構成画像を、取得された投影画像に基づいて生成することができる。次いで、骨マスクを組合せ画像に適用することによって、骨抽出画像を生成することができる。この代わりに、取得された投影画像に基づいて単色画像を生成することができ、また骨マスクを単色画像に適用することによって、骨抽出画像を生成することができる。
【００３４】
図５は、上述の特徴部抽出技術の相異なる段階で生成された様々な画像を例示する。当業者に理解されるように、図示の画像（造影剤ゼロ画像９２、骨マスク９４、及び血管系の画像９６）は、前に図３及び４について述べた処理によりイメージング対象の解剖学的構造の投影画像から抽出された１つ以上の構造を示している。造影剤ゼロ画像９２が制御論理５６の段階６０で生成され、骨マスク９４が制御論理５６の段階６２で生成され、またコントラスト強調した血管系（すなわち、抽出された関心のある特徴部）の画像９６が制御論理５６の段階６４又は６６で生成される。ここで、制御論理５６の段階６６を用いることによって軟組織画像（図示せず）も生成できることに留意されたい。前に述べたように、 造影剤ゼロ画像９２は物質分解技術により得ることができる。
【００３５】
要約すると、本発明技術は、投影画像から１つ以上の関心のある特徴部を自動的に抽出する新規な方式を提供する。具体的に述べると、本技術は、相異なる器官、骨、血管系等を含む特徴部を自動的に抽出するのに有用であり得る。本発明技術によれば、造影剤が局部の関心のある解剖学的構造内に投与された後、２つ以上の投影画像が取得される。造影剤は血管及び器官内を通るときＸ線ビームを減弱させ、従って投影画像内のそれらの区域を強調する。造影剤ゼロ画像を生成する処理において基本物質分解技術を使用することができる。造影剤の無い画像ボリュームは、造影剤中の物質の固定の化学組成についての知識に基づいて達成することができる。次いで、造影剤ゼロ画像を使用することにより、より効果的に骨をセグメント化することができる。次いで、セグメント化処理を開始又は命令することにより、マスクされた骨を除去して、正確な造影剤のみの画像を生成する。造影剤のみの画像又は骨抽出画像は、関心のある解剖学的構造の画像表現（これは、物質分解画像、最初の多色ビーム画像又は導出単色画像であってよい）に、骨マスクを適用することによって得ることが可能である。
【００３６】
当業者に理解されるように、上述の様々な実施形態において説明した技術は、１つ以上の関心のある特徴部の改善された画像を従来得ることのできなかった態様で且つ自動的に提供し、もって効率及び精度を改善する。関心のある特徴部の正確で信頼性のある画像はまた、放射線技師及び／又は医師の診断能力を改善する。更に、血管パラメータの正確な推定は、健康な又は病変のある血管の自動的な視覚化及び分析のための必須条件である。また、上述の様々な実施形態において説明した技術は、解剖学的構造（従って、被検体）を長時間にわたって不動にしておくことを必要としない。これにより、患者の快適さが大幅に増大され、且つ特徴部抽出技術の適用が、動いている解剖学的構造の部分（例えば、心臓）まで拡張される。
【００３７】
本書では発明の特定の特徴のみを例示し説明したが、当業者には多数の修正及び変更を為しえよう。従って、特許請求の範囲が、本発明の真の精神の範囲内に入るような全てのこのような修正及び変更を包含することを意図していることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明技術の一面に従って画像を取得し分析するための模範的なイメージング・システムを示す。
【図２】図１のシステムによってイメージングされた異なる構造を持つ解剖学的構造を示す。
【図３】本発明技術の様々な面に従ってコントラスト強調した放射線撮影画像から１つ以上の関心のある特徴部（例えば、相異なる組織タイプ）を抽出するための模範的なプロセスを例示する流れ図である。
【図４】本発明技術の様々な面に従った図３の模範的なプロセスをより詳しく例示する流れ図である。
【図５】図３及び４のプロセスにより図２の画像からセグメント化された構造の画像を示す。
【符号の説明】
【００３９】
１０  イメージング・システム
１２  Ｘ線放射線源
１４  患者を通過する放射線の流れ
１６  患者又は被検体
１８  患者からの減弱放射線部分
２０  検出器アレイ
２２  システム制御装置
２４  移動サブシステム
４８  解剖学的構造の画像表現
５０  イメージングされた解剖学的構造内の骨
５２  軟組織
５４  血管
５６  １つ以上の関心のある特徴部を抽出するための制御論理
７４  物質分解技術
９２  造影剤ゼロ画像
９４  骨マスク
９６  コントラスト強調した血管系の画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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