(57)【要約】  本発明は、実測投影データｐ１と、実測投影データｐ１を画像再構成した実測再構成画像Ｒ１とから実測投影データｐ１の金属領域を特定して金属領域特定データｐ１ｃを取得する。実測投影データｐ１おいて、例えばワイヤやネジ等の金属領域の画素値が、他の領域の画素値とそれほど変わらない画像となってしまい、金属領域Ｙ１を正しく特定することが難しいが、金属領域Ｙ１をより高精度に特定することができる。また、金属領域特定データｐ１ｃに基づいて実測投影データｐ１の金属領域Ｙ１を金属領域Ｙ１の近傍画素に基づき得られたデータＺでデータ置換を行って置換投影データｐ２を取得し、画像再構成して、金属領域Ｙ１なしの置換再構成画像Ｒ２を生成する。金属領域Ｙ１がより高精度に特定されているので、断層画像（置換再構成画像Ｒ２）の金属領域Ｙ１近辺の組織をより高精度に復元することができる。
2014033792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線高吸収体を含む被検体に対して異なる方向から取得した複数の実測投影データを画像再構成して実測再構成画像を生成する実測画像再構成部と、
前記実測投影データおよび前記実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得する高吸収体領域特定部と、
前記高吸収体領域特定データを用いて、前記実測投影データの高吸収体領域をその高吸収体領域の近傍画素に基づき得られたデータでデータ置換を行って置換投影データを取得するデータ置換部と、
前記置換投影データを画像再構成して置換再構成画像を生成する置換画像再構成部と、
を備えていることを特徴とする放射線断層画像生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線断層画像生成装置において、
前記実測投影データと前記置換投影データとを差分して差分投影データを取得する差分処理部と、
前記差分投影データを画像再構成して差分再構成画像を生成する差分画像再構成部と、
前記実測再構成画像、前記置換再構成画像および前記差分再構成画像のうち少なくとも１つの画像を領域毎に選択して合成再構成画像を生成する合成画像生成部と、
を備えていることを特徴とする放射線断層画像生成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放射線断層画像生成装置において、
前記合成画像生成部は、前記実測再構成画像および前記置換再構成画像内の同じ座標の画素値であって、前記置換再構成画像の画素値が前記実測再構成画像の画素値よりも大きい場合に、前記置換再構成画像の画素値を選択して合成再構成画像を生成することを特徴とする放射線断層画像生成装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の放射線断層画像生成装置において、
前記合成画像生成部は、前記実測再構成画像、前記置換再構成画像および前記差分再構成画像内の同じ座標の画素値であって、前記置換再構成画像の画素値と前記差分再構成画像の画素値の和が、前記実測再構成画像の画素値よりも小さい場合に、前記和の画素値を選択して合成再構成画像を生成することを特徴とする放射線断層画像生成装置。
【請求項５】
請求項２から４のいずれかに記載の放射線断層画像生成装置において、
前記合成画像生成部は、前記実測再構成画像、前記置換再構成画像および前記差分再構成画像内の同じ座標の画素値であって、前記置換再構成画像の画素値と前記差分再構成画像の画素値の和が、前記差分再構成画像の画素値よりも大きい場合に、前記実測再構成画像の画素値を選択して合成再構成画像を生成することを特徴とする放射線断層画像生成装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の放射線断層画像生成装置において、
前記高吸収体領域特定部は、グラフカット法に基づいて、前記実測投影データおよび前記実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得することを特徴とする放射線断層画像生成装置。
【請求項７】
請求項６に記載の放射線断層画像生成装置において、
前記高吸収体領域特定部は、前記実測投影データおよび前記実測再構成画像の閾値処理結果に基づきグラフカット法におけるシード領域を設定することを特徴とする放射線断層画像生成装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の放射線断層画像生成装置において、
前記実測画像再構成部、前記置換画像再構成部および前記差分画像再構成部の少なくともいずれかは、逐次近似法に基づいて画像再構成を行うことを特徴とする放射線断層画像生成装置。
【請求項９】
放射線高吸収体を含む被検体に対して異なる方向から複数の実測投影データを取得する実測投影データ取得部と、
前記実測投影データを画像再構成して実測再構成画像を生成する実測画像再構成部と、
前記実測投影データおよび前記実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得する高吸収体領域特定部と、
前記高吸収体領域特定データを用いて前記実測投影データの高吸収体領域をその高吸収体領域の近傍画素に基づき得られたデータでデータ置換を行って置換投影データを取得するデータ置換部と、
前記置換投影データを画像再構成して置換再構成画像を生成する置換画像再構成部と、
を備えていることを特徴とする放射線断層撮影装置。
【請求項１０】
放射線高吸収体を含む被検体に対して異なる方向から取得した複数の実測投影データを画像再構成して実測再構成画像を生成するステップと、
前記実測投影データおよび前記実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得するステップと、
前記高吸収体領域特定データを用いて前記実測投影データの高吸収体領域をその高吸収体領域の近傍画素に基づき得られたデータでデータ置換を行って置換投影データを取得するステップと、
前記置換投影データを画像再構成して置換再構成画像を生成するステップと、
を備えていることを特徴とする放射線断層画像生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に対して異なる複数の方向から取得した投影データを画像再構成して放射線断層画像を生成する放射線断層画像生成装置、放射線断層撮影装置および放射線断層画像生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射線断層撮影装置として、トモシンセシスに対応したＸ線断層撮影装置や、Ｘ線ＣＴ装置などがある（例えば、特許文献１参照）。このような従来装置は、被検体に向けてＸ線を照射するＸ線管と、このＸ線管と対向して配置され、被検体を透過したＸ線を検出するＸ線検出器と、Ｘ線検出器で取得した投影データ（投影画像）からＸ線（放射線）断層画像（以下適宜、「断層画像」とする）を生成するＸ線断層画像生成装置とを備えている。【０００３】
従来装置は、Ｘ線管およびＸ線検出器を一体にして又は連動して移動させつつ、被検体に対して異なる複数方向からＸ線撮影を行って投影データを取得する。取得した複数枚の投影データを、Ｘ線断層画像生成装置により、画像再構成して断層画像を取得する。なお、トモシンセシスとは、１回の断層撮影で複数枚の投影データを収集し、複数枚の投影データを画像再構成して任意の裁断高さの断層画像を生成する手法である。【０００４】
また、従来、被検体内に例えば金属で構成されるＸ線（放射線）高吸収体（以下適宜、「高吸収体」とする）が含まれる場合、Ｘ線が高吸収体で遮蔽されることから、画像再構成して生成された断層画像にアーチファクトが現れる。そこで、高吸収体によるアーチファクトを低減する種々の方法が提案されている。例えば特許文献１では、図１４に示すフローチャートの方法により最終的な断層画像を取得している。【０００５】
すなわち、まず、実測投影データを取得する（ステップＳ１０１）。実測投影データから高吸収体領域を特定する（ステップＳ１０２）。高吸収体領域近傍の画素を用いて、実測投影データの高吸収体領域に対してデータ置換を行う（ステップＳ１０３）。データ置換を行った投影データから画像再構成を行い、第１の再構成画像を生成する（ステップＳ１０４）。第１の再構成画像を順投影することにより順投影データを作成する（ステップＳ１０５）。順投影データを調整し、調整した順投影データを画像再構成して第２の再構成画像を生成する（ステップＳ１０６）。そして、順投影と調整と画像再構成を１回または反復的に複数回行うことにより、最終的な断層画像（再構成画像）を取得する。【０００６】
以上のように、従来方法では、実測投影データの各々に写り込む高吸収体領域を置換により消去して、これらを再構成することで断層画像を得ている。これにより、高吸収体周辺の組織を高精度に復元し、高吸収体周辺のアーチファクトも低減した断層画像を取得している。また、従来装置は、実測投影データに写り込んだ高吸収体領域を特定する過程を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２０１８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来装置は、画像再構成においてアーチファクトの原因となる高吸収体領域の特定が不十分であるという問題点がある。すなわち、実測投影データのみに基づいて高吸収体領域を特定する場合、従来装置では、その特定が困難となる。例えばワイヤなどの細い物体やねじなどの小さい物体は、高吸収体でありながら、実測投影データの画素値がワイヤ等以外の領域とそれほど画素値が違わない画像となってしまう。【０００９】
そのため、高吸収体領域が正しく特定することが難しく、断層画像における高吸収体領域周辺の組織の復元を精度よく行うことができない。また、上述した特許文献１の手法では、断層画像には、高吸収体が存在するはずであるが、断層画像から高吸収体が消え去ったような不自然な画像となってしまう。【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は、断層画像の高吸収体領域近辺の組織をより高精度に復元することができる放射線断層画像生成装置、放射線断層撮影装置および放射線断層画像生成方法を提供することである。【００１１】
また、本発明の第２の目的は、高吸収体起因のアーチファクトを抑制しつつ、高吸収体領域に高吸収体が示された断層画像を得ることができる放射線断層画像生成装置、放射線断層撮影装置および放射線断層画像生成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線断層画像生成部は、放射線高吸収体を含む被検体に対して異なる方向から取得した複数の実測投影データを画像再構成して実測再構成画像を生成する実測画像再構成部と、前記実測投影データおよび前記実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得する高吸収体領域特定部と、前記高吸収体領域特定データを用いて、前記実測投影データの高吸収体領域をその高吸収体領域の近傍画素に基づき得られたデータでデータ置換を行って置換投影データを取得するデータ置換部と、前記置換投影データを画像再構成して置換再構成画像を生成する置換画像再構成部と、を備えていることを特徴とするものである。【００１３】
本発明に係る放射線断層画像生成部によれば、実測画像再構成部は、実測投影データを画像再構成して実測再構成画像を生成する。高吸収体特定部は、実測投影データおよび実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得する。実測投影データにおいて、例えばワイヤやネジ等の高吸収体領域では、他の領域とそれほど画素値が違わない画像となってしまい、高吸収体領域を正しく特定することが難しい。しかしながら、実測再構成画像において、例えば高吸収体と生体組織との境界で画素値が著しく大きくなる。これを利用することで、例えばワイヤやネジ等の高吸収体と生体組織との境界をより精度よく特定することができる。また、実測再構成画像に加えて実測投影データを用いることで、例えば高吸収体と生体組織との境界の内側が高吸収体であるか否かを判別することができる。これらにより、高吸収体領域をより高精度に特定することができる。また、データ置換部は、高吸収体領域特定データを用いて、実測投影データの高吸収体領域をその高吸収体領域の近傍画素に基づき得られたデータでデータ置換を行って置換投影データを取得する。置換画像再構成部は、置換投影データを画像再構成して、高吸収体領域なしの置換再構成画像を生成する。高吸収体領域をより高精度に特定しているので、高吸収体領域をより高精度にデータ置換することができる。したがって、高吸収体起因のアーチファクトを抑制しつつ、断層画像（置換再構成画像）の高吸収体領域近辺の組織をより高精度に復元することができる。【００１４】
また、本発明に係る放射線断層画像生成部において、前記実測投影データと前記置換投影データとを差分して差分投影データを取得する差分処理部と、前記差分投影データを画像再構成して差分再構成画像を生成する差分画像再構成部と、前記実測再構成画像、前記置換再構成画像および前記差分再構成画像のうち少なくとも１つの画像を領域毎に選択して合成再構成画像を生成する合成画像生成部と、を備えていることが好ましい。【００１５】
差分処理部は、実測投影データと置換投影データとを差分して差分投影データを取得する。差分画像再構成部は、差分投影データを画像再構成して高吸収体領域のみの差分再構成画像を生成する。そして、合成画像生成部は、実測再構成画像、置換再構成画像および差分再構成画像のうち少なくとも１つの画像を領域毎に選択して合成再構成画像を生成する。すなわち、置換再構成画像だけでなく、実測再構成画像および差分再構成画像から合成再構成画像を生成している。これにより、領域毎に最適な画像を選択するので、高吸収体起因のアーチファクトを抑制しつつ、高吸収体領域に高吸収体が示された断層画像（合成再構成画像）を得ることができる。【００１６】
また、本発明に係る放射線断層画像生成部において、前記合成画像生成部は、前記実測再構成画像および前記置換再構成画像内の同じ座標の画素値であって、前記置換再構成画像の画素値が前記実測再構成画像の画素値よりも大きい場合に、前記置換再構成画像の画素値を選択して合成再構成画像を生成することが好ましい。すなわち、実測再構成画像において、高吸収体領域近辺の画素は、高吸収体領域により本来得られる画素値よりも低めの画素値になりやすい。そのため、該当する高吸収体領域近辺の画素に置換再構成画像の画素値を選択することで、高吸収体領域近辺の画素を本来得られる画素値に近づけることができる。【００１７】
また、本発明に係る放射線断層画像生成部において、前記合成画像生成部は、前記実測再構成画像、前記置換再構成画像および前記差分再構成画像内の同じ座標の画素値であって、前記置換再構成画像の画素値と前記差分再構成画像の画素値の和が、前記実測再構成画像の画素値よりも小さい場合に、前記和の画素値を選択して合成再構成画像を生成することが好ましい。すなわち、実測再構成画像の高吸収体領域の画素値は、画像再構成時に過大評価されて本来得られる画素値よりも高めの画素値になりやすい。そのため、該当する高吸収体領域の画素に、置換再構成画像の画素値と差分再構成画像の画素値の和を選択することで、高吸収体領域の画素を本来得られる画素値に近づけることができる。【００１８】
また、本発明に係る放射線断層画像生成部において、前記合成画像生成部は、前記実測再構成画像、前記置換再構成画像および前記差分再構成画像内の同じ座標の画素値であって、前記置換再構成画像の画素値と前記差分再構成画像の画素値の和が、前記差分再構成画像の画素値よりも大きい場合に、前記実測再構成画像の画素値を選択して合成再構成画像を生成することが好ましい。すなわち、高吸収体に起因して本来の画素値が得られない領域以外の領域は、実測投影データをそのままで画像再構成して生成された実測再構成画像の画素値を選択する。これにより、例えば、差分再構成画像において高吸収体領域として誤って判別された領域であっても、誤って判別された領域を選択しないようにすることができる。【００１９】
また、本発明に係る放射線断層画像生成部において、前記高吸収体領域特定部は、グラフカット法に基づいて、前記実測投影データおよび前記実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得することが好ましい。これにより、高吸収体領域を精度よく特定することができる。【００２０】
また、本発明に係る放射線断層画像生成部において、前記高吸収体領域特定部は、前記実測投影データおよび前記実測再構成画像の閾値処理結果に基づきグラフカット法におけるシード領域を設定することが好ましい。これにより、グラフカット法におけるシード領域を閾値処理結果に基づき自動で設定することができる。そのため、高吸収体領域の特定を容易とすることができる。【００２１】
また、本発明に係る放射線断層画像生成部において、前記実測画像再構成部、前記置換画像再構成部および前記差分画像再構成部の少なくともいずれかは、逐次近似法に基づいて画像再構成を行うことが好ましい。これにより、画像再構成を精度よく行うことができる。【００２２】
また、本発明に係る放射線断層撮影装置は、放射線高吸収体を含む被検体に対して異なる方向から複数の実測投影データを取得する実測投影データ取得部と、前記実測投影データを画像再構成して実測再構成画像を生成する実測画像再構成部と、前記実測投影データおよび前記実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得する高吸収体領域特定部と、前記高吸収体領域特定データを用いて、前記実測投影データの高吸収体領域をその高吸収体領域の近傍画素に基づき得られたデータでデータ置換を行って置換投影データを取得するデータ置換部と、前記置換投影データを画像再構成して置換再構成画像を生成する置換画像再構成部と、を備えていることを特徴とするものである。【００２３】
本発明に係る放射線断層撮影装置によれば、実測画像再構成部は、実測投影データを画像再構成して実測再構成画像を生成する。高吸収体特定部は、実測投影データおよび実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得する。実測投影データにおいて、例えばワイヤやネジ等の高吸収体領域の画素値が、他の領域の画素値とそれほど変わらない画像となってしまい、高吸収体領域を正しく特定することが難しい。しかしながら、実測再構成画像において、例えば高吸収体と生体組織との境界で画素値が著しく大きくなる。これを利用することで、例えばワイヤやネジ等の高吸収体と生体組織との境界をより精度よく特定することができる。また、実測再構成画像に加えて実測投影データを用いることで、例えば高吸収体と生体組織との境界の内側が高吸収体であるか否かを判別することができる。これらにより、高吸収体領域をより高精度に特定することができる。また、データ置換部は、高吸収体領域特定データを用いて実測投影データの高吸収体領域をその高吸収体領域の近傍画素に基づき得られたデータでデータ置換を行って置換投影データを取得する。置換画像再構成部は、置換投影データを画像再構成して、高吸収体領域なしの置換再構成画像を生成する。高吸収体領域をより高精度に特定しているので、高吸収体領域をより高精度にデータ置換することができる。したがって、高吸収体起因のアーチファクトを抑制しつつ、断層画像（置換再構成画像）の高吸収体領域近辺の組織をより高精度に復元することができる。【００２４】
また、本発明に係る放射線断層画像生成方法は、放射線高吸収体を含む被検体に対して異なる方向から取得した複数の実測投影データを画像再構成して実測再構成画像を生成するステップと、前記実測投影データおよび前記実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得するステップと、前記高吸収体領域特定データを用いて、前記実測投影データの高吸収体領域をその高吸収体領域の近傍画素に基づき得られたデータでデータ置換を行って置換投影データを取得するステップと、前記置換投影データを画像再構成して置換再構成画像を生成するステップと、を備えていることを特徴とするものである。【００２５】
本発明に係る放射線断層画像生成方法によれば、実測投影データを画像再構成して実測再構成画像を生成する。実測投影データおよび実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得する。実測投影データにおいて、例えばワイヤやネジ等の高吸収体領域において、画素値が他の領域とそれほど変わらない画像となってしまい、高吸収体領域を正しく特定することが難しい。しかしながら、実測再構成画像において、例えば高吸収体と生体組織との境界で画素値が著しく大きくなる。これを利用することで、例えばワイヤやネジ等の高吸収体と生体組織との境界をより精度よく特定することができる。また、実測再構成画像に加えて実測投影データを用いることで、例えば高吸収体と生体組織との境界の内側が高吸収体であるか否かを判別することができる。これらにより、高吸収体領域をより高精度に特定することができる。また、高吸収体領域特定データを用いて実測投影データの高吸収体領域をその高吸収体領域の近傍画素に基づき得られたデータでデータ置換を行って置換投影データを取得する。置換投影データを画像再構成して、高吸収体領域なしの置換再構成画像を生成する。高吸収体領域をより高精度に特定しているので、高吸収体領域をより高精度にデータ置換することができる。したがって、高吸収体起因のアーチファクトを抑制しつつ、断層画像（置換再構成画像）の高吸収体領域近辺の組織をより高精度に復元することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る放射線断層画像生成装置、放射線断層撮影装置および放射線断層画像生成方法によれば、実測投影データを画像再構成して実測再構成画像を生成する。実測投影データおよび実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得する。実測投影データにおいて、例えばワイヤやネジ等の高吸収体領域の画素値が、他の領域の画素値とそれほど変わらない画像となってしまい、高吸収体領域を正しく特定することが難しい。しかしながら、実測再構成画像において、例えば高吸収体と生体組織との境界で画素値が著しく大きくなる。これを利用することで、例えばワイヤやネジ等の高吸収体と生体組織との境界をより精度よく特定することができる。また、実測再構成画像に加えて実測投影データを用いることで、例えば高吸収体と生体組織との境界の内側が高吸収体であるか否かを判別することができる。これらにより、高吸収体領域をより高精度に特定することができる。また、高吸収体領域特定データを用いて実測投影データの高吸収体領域をその高吸収体領域の近傍画素に基づき得られたデータでデータ置換を行って置換投影データを取得する。置換投影データを画像再構成して、高吸収体領域なしの置換再構成画像を生成する。高吸収体領域をより高精度に特定しているので、高吸収体領域をより高精度にデータ置換することができる。したがって、高吸収体起因のアーチファクトを抑制しつつ、断層画像（置換再構成画像）の高吸収体領域近辺の組織をより高精度に復元することができる。【００２７】
また、本発明によれば、実測投影データと置換投影データとを差分して差分投影データを取得する。その差分投影データを画像再構成して高吸収体領域のみの差分再構成画像を生成する。そして、実測再構成画像、置換再構成画像および差分再構成画像のうち少なくとも１つの画像を領域毎に選択して合成再構成画像を生成する。すなわち、置換再構成画像だけでなく、実測再構成画像および差分再構成画像から合成再構成画像を生成している。これにより、領域毎に最適な画像を選択するので、高吸収体起因のアーチファクトを抑制しつつ、高吸収体領域に高吸収体が示された断層画像（合成再構成画像）を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例に係るＸ線断層撮影装置の概略構成を示す図である。
【図２】Ｘ線断層画像生成部の構成を示す図である。
【図３】（ａ）は実測再構成画像を示す図であり、（ｂ）は置換再構成画像を示す図であり、（ｃ）は差分再構成画像を示す図である。
【図４】金属領域特定部の構成を示す図である。
【図５】（ａ）閾値処理後の実測投影データを示す図であり、（ｂ）は、順投影データを示す図であり、（ｃ）は、グラフのシード領域を示す図であり、（ｄ）は、金属領域特定データを示す図である。
【図６】実測投影データに対する閾値処理の説明に供するプロファイルである。
【図７】実測投影データに対する閾値処理の説明に供するヒストグラムである。
【図８】（ａ）は実測再構成画像に対する閾値処理の説明に供するプロファイルであり、（ｂ）は閾値処理後の実測再構成画像を示す図である。
【図９】グラフカット法の説明に供する図である。
【図１０】（ａ）はデータ置換部の説明に供する実測投影データを示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の横断ラインＬ１のプロファイルである。
【図１１】合成画像生成部の説明に供するフローチャートである。
【図１２】実施例のＸ線断層撮影装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】（ａ）変形例に係る閾値処理後の実測投影データを示す図であり、（ｂ）は、変形例に係る実測再構成画像の閾値処理後の順投影データを示す図であり、（ｃ）は、変形例に係る金属領域特定データを示す図である。
【図１４】従来装置の動作を示すフローチャートである。
【実施例】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は、実施例に係るＸ線断層撮影装置の概略構成を示す図である。なお、高吸収体は、金属を一例として説明する。【００３０】
図１を参照する。Ｘ線断層撮影装置１は、被検体Ｍを載置する天板２と、被検体Ｍに向けてＸ線を照射するＸ線管３と、Ｘ線管３と対向して配置され、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するフラットパネル型Ｘ線検出器（以下適宜、「ＦＰＤ」と称する）４とを備えている。なお、ＦＰＤ４が本発明の実測投影データ取得部に相当する。【００３１】
Ｘ線管３は、Ｘ線管制御部５により制御される。Ｘ線管制御部５は、Ｘ線管３の管電圧および管電流を発生させる高電圧発生部６を有している。Ｘ線管制御部５は、管電圧、管電流および照射時間等のＸ線照射条件に応じてＸ線管３からＸ線を照射させる。【００３２】
ＦＰＤ４は、検出対象の透過Ｘ線像が投影されるＸ線検出面にＸ線を電気信号に変換して検出する多数のＸ線検出素子が横・縦の２次元マトリックス状に配列されている。Ｘ線検出素子の配列マトリックスとしては、例えば横：数千×縦：数千が挙げられる。Ｘ線検出素子は、Ｘ線が直に電気信号に変換される直接変換タイプ、あるいはＸ線がいったん光に変換されてから更に電気信号に変換される間接変換タイプで構成される。【００３３】
Ｘ線管３およびＦＰＤ４はそれぞれ、被検体Ｍの図１中の体軸ａｘに沿って互いに逆方向に同期しながら平行移動する。Ｘ線管３およびＦＰＤ４は、例えば図示しないラックやピニオンやモータ等により駆動するように構成される。ＦＰＤ４は、Ｘ線管３と同期して逆方向に移動しつつ、金属を含む被検体Ｍに対して異なる方向（角度）からの複数枚の実測投影データ（Ｘ線画像）ｐ１を取得する。【００３４】
ＦＰＤ４の後段には、順番にＡ／Ｄ変換器７と画像処理部８と主制御部９とが設けられている。Ａ／Ｄ変換器７は、ＦＰＤ４から出力されたアナログの実測投影データｐ１をそれぞれディジタル信号に変換する。画像処理部８は、ディジタル変換された実測投影データｐ１に対して種々の必要な処理を行う。主制御部９は、Ｘ線断層撮影装置１の各構成を統括的に制御し、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成される。主制御部９は、例えば、Ｘ線管３またはＦＰＤ４を移動させる制御を行う。【００３５】
Ｘ線断層撮影装置１は、表示部１１と入力部１２と記憶部１３とを備えている。表示部１１は、モニタ等で構成される。入力部１２は、キーボードやマウス等で構成される。記憶部１３は、ＲＯＭ（Read-only Memory）、ＲＡＭ（Random-Access Memory）またはハードディスク等、取り外し可能なものを含む記憶媒体で構成される。記憶部１３には、例えば、複数枚の実測投影データｐ１が記憶される。【００３６】
また、Ｘ線断層撮影装置１は、ＦＰＤ４により取得された複数枚の実測投影データｐ１から断層画像を生成するＸ線断層画像生成部２０を備えている。図２は、Ｘ線断層画像生成部２０の構成を示す図である。Ｘ線断層画像生成部２０は、種々の断層画像を生成する。Ｘ線断層画像生成部２０が生成する断層画像としては、図３（ａ）の実測再構成画像Ｒ１、図３（ｂ）の置換再構成画像Ｒ２、および図３（ｃ）の差分再構成画像Ｒ３がある。また、Ｘ線断層画像生成部２０は、これら断層画像のうち少なくとも１つの画像を画素ごとに選択して合成再構成画像Ｒ４を生成する。なお、実測再構成画像Ｒ１は、実測投影データｐ１をそのまま画像再構成した断層画像である。置換再構成画像Ｒ２は、金属領域Ｙ１なしの断層画像である。差分再構成画像Ｒ３は、金属領域Ｙ１のみの断層画像である。【００３７】
なお、図３（ａ）〜図３（ｃ）において、符号ｍ１は骨組織を示し、符号ｍ２は筋肉や皮膚などの軟部組織を示す。また、符号ｍ３は被検体Ｍ以外の領域を示し、符号ｍ４は、金属領域Ｙ１以外の領域を示す。【００３８】
図２に戻る。Ｘ線断層画像生成部２０は、実測投影データｐ１を画像再構成して実測再構成画像Ｒ１を生成する実測画像再構成部２１と、実測投影データｐ１および実測再構成画像Ｒ１から実測投影データｐ１の金属領域Ｙ１を特定して金属領域特定データｐ１ｃを取得する金属領域特定部２３とを備えている。また、Ｘ線断層画像生成部２０は、金属領域特定データｐ１ｃに基づいて実測投影データｐ１の金属領域Ｙ１をその金属領域Ｙ１の近傍画素Ｋに基づき得られたデータＺでデータ置換を行って置換投影データｐ２を取得するデータ置換部２５と、置換投影データｐ２を画像再構成して置換再構成画像Ｒ２を生成する置換画像再構成部２７とを備えている。【００３９】
また、Ｘ線断層画像生成部２０は、実測投影データｐ１と置換投影データｐ２とを差分して金属領域Ｙ１の画素値のみを示した差分投影データｐ３を取得する差分処理部２９と、差分投影データｐ３を画像再構成して差分再構成画像Ｒ３を生成する差分画像再構成部３１とを備えている。さらに、Ｘ線断層画像生成部２０は、実測再構成画像Ｒ１、置換再構成画像Ｒ２および差分再構成画像Ｒ３のうち少なくとも１つの画像を画素ごとに選択して合成再構成画像Ｒ４を生成する合成画像生成部３３を備えている。次に、Ｘ線断層画像生成部２０の各構成について具体的に説明する。【００４０】
なお、金属領域特定データは本発明の高吸収体領域特定データに相当し、金属領域特定部２３は本発明の高吸収体領域特定部に相当する。また、Ｘ線断層画像生成部２０は、本発明の放射線断層画像生成装置に相当する。【００４１】
＜実測画像再構成部＞
実測画像再構成部２１は、金属を含む被検体Ｍに対して異なる方向から取得した複数枚の実測投影データｐ１を画像再構成して断層画像の一種である実測再構成画像Ｒ１を生成する。すなわち、実測画像再構成部２１は、実測投影データｐ１をそのまま画像再構成して実測再構成画像Ｒ１を生成する。画像再構成は、例えば、逐次近似法およびＦＢＰ（filtered back-projection）法のうちいずれかが用いられる。逐次近似法としては、例えば、ＭＬ−ＥＭ（maximum likelihood - expectation maximization）法、ＯＳ−ＥＭ（ordered subsets - expectation maximization）法、ＲＡＭＬＡ（row-action maximum likelihood algorithm）法、ＤＲＡＭＡ（dynamic RAMLA）法が用いられる。【００４２】
＜金属領域特定部＞
金属領域特定部２３は、グラフカット（graph cuts）法に基づいて、実測投影データｐ１および実測再構成画像Ｒ１から実測投影データｐ１の金属領域Ｙ１を特定した金属領域特定データ（投影データ）ｐ１ｃを取得する。【００４３】
図４は、金属領域特定部２３の構成を示す図である。金属領域特定部２３の各構成の概要を説明する。金属領域特定部２３は、実測投影データｐ１に対して閾値処理を行って閾値処理後の投影データｐ１ａ（図５（ａ）参照）を取得する実測投影データ閾値処理部２３ａを備えている。また、金属領域特定部２３は、実測再構成画像Ｒ１を閾値処理して２値化された実測再構成画像Ｒ１ａを取得する実測再構成画像閾値処理部２３ｂと、２値化された実測再構成画像Ｒ１ａを順投影して順投影データｐ１ｂ（図５（ｂ）参照）を取得する順投影部２３ｃとを備えている。【００４４】
そして、金属領域特定部２３は、閾値処理後投影データｐ１ａおよび順投影データｐ１ｂを用いて、金属領域Ｙ１を特定するためのグラフＧ（図５（ｃ）参照）を作成するグラフ作成部２３ｄと、グラフＧをカットして金属領域Ｙ１を特定した投影データである金属領域特定データｐ１ｃ（図５（ｄ）参照）を取得するカット部２３ｅとを備えている。なお、グラフカット法についての詳細は後述する。また、図５（ｂ）〜図５（ｄ）において、符号Ｗはワイヤ部分である。また、図５（ａ）〜図５（ｄ）で示す閾値処理後投影データｐ１ａ等は、説明の便宜上、円形の金属領域Ｙ１やワイヤＷで示している（後述する図１３（ａ）〜図１３（ｃ）も同様）。そのため、図５（ｄ）の金属領域特定データｐ１ｃから、直接、例えば図３（ｂ）の置換再構成画像Ｒ２が取得されるものではない。また、領域Ｙ４はデータ無しの領域で、領域Y５は金属でない領域である。【００４５】
次に、金属領域特定部２３の各構成についてさらに具体的に説明する。実測投影データ閾値処理部２３ａは、実測投影データｐ１に対して閾値処理を行って閾値処理後実測投影データｐ１ａを取得する。図６は、実測投影データｐ１のプロファイルの一例を示す図である。図６に示すように、まず、閾値処理（閾値ｔｈ１）により、確実に金属である金属領域Ｙ１を区別する。また、閾値処理（閾値ｔｈ２）により、確実に非金属である非金属領域Ｙ２を区別する。これにより、実測投影データｐ１を、確実に金属領域Ｙ１、確実に非金属領域Ｙ２、どちらか区別できない不明領域Ｙ３の３つの領域に分割する。なお、図６は、図５（ａ）中の符号Ｆ１の位置にあるものとする。また、図７は、実測投影データｐ１の全画素の画素値に対する頻度を示すヒストグラムＨの一例を示す図である。閾値ｔｈ１，ｔｈ２は、ヒストグラムＨから予め設定しておく。【００４６】
一方、実測再構成画像閾値処理部２３ｂは、断層画像となっている実測再構成画像Ｒ１に対して閾値処理を行って、金属領域Ｙ１と金属以外の領域に分割する。すなわち、実測再構成画像閾値処理部２３ｂは、金属領域Ｙ１を“１”とし、金属以外の領域を“０”とする閾値処理（２値化処理）を行って、２値化された実測再構成画像Ｒ１ａを取得する。実測再構成画像閾値処理部２３ｂは、実測再構成画像Ｒ１の各々について２値化された実測再構成画像Ｒ１ａを生成する。【００４７】
図８（ａ）は、実測再構成画像Ｒ１のプロファイルの一例を示す図である。例えば逐次近似法のように、多くの再構成アルゴニズムにより生成された再構成画像（例えば実測再構成画像Ｒ１）は、高輝度差（高画素値差）エッジが存在する部分（以下、「高輝度エッジ部分」とする）ＨＬの画素値が著しく大きくなる。高輝度エッジ部分ＨＬは、例えば、金属と生体組織（骨・軟部組織）との境界が挙げられる。実測再構成画像閾値処理部２３ｂは、図８（ａ）に示すように、閾値処理（閾値ｔｈ３）により、その高輝度エッジ部分ＨＬを抽出する。【００４８】
図８（ｂ）は、２値化された実測再構成画像Ｒ１ａの一例を示す図である。なお、図８（ａ）の閾値処理後のデータ部分を符号Ｆ２で示す。実測再構成画像Ｒ１中の金属領域Ｙ１が円形状の場合、２値化された実測再構成画像Ｒ１ａには、高輝度エッジ部分ＨＬがドーナツ状に抽出される。この２値化された実測再構成画像Ｒ１ａを順投影すると、順投影データｐ１ｂ上にドーナツ状に高輝度エッジ部分ＨＬが現れる。ドーナツ状の高輝度エッジ部分ＨＬは、実測投影データ等の取得方法が本実施例のようにトモシンセシスである場合など、一部の方向からの実測投影データが存在しないとき等に現れる。【００４９】
順投影部２３ｃは、２値化された実測再構成画像Ｒ１ａを順投影する。順投影して得られた画素値が零“０”でない領域を金属領域Ｙ１とし、画素値が零の領域をデータ無しの領域Ｙ４とした順投影データｐ１ｂを取得する（図５（ｂ）参照）。【００５０】
グラフ作成部２３ｄは、グラフカット法で用いるグラフＧを作成する。このグラフカット法は、実測投影データｐ１、閾値処理後投影データｐ１ａおよび順投影データｐ１ｂを基にグラフＧを生成し、これに基づいてグラフＧの領域を分割する方法である。したがってグラフカット法は、まずこれら３つの画像から図９に示すグラフＧを作成する。グラフＧは、実測投影データｐ１の各画素に対応したノードＮと、２つのターミナルＳ，Ｔと、ノード間およびノードターミナルとの間を結ぶエッジ（辺）を含んで構成される。ここでノードは、実測投影データｐ１の各画素に対応し、２つのターミナルＳ，Ｔは、金属および非金属で表される。実測投影データｐ１に基づいて、各エッジに与えるコストを設定することにより、グラフGを作成する。ただし、これまでの過程において、確実に金属であるとされた画素に対応するノードすなわち金属側シード(Seed)となるノードでは、金属側ターミナルと当該ノード間を結ぶエッジは、確実にカットされないコストとし、非金属側ターミナルと当該ノード間を結ぶエッジは、コストを０とする。同様にこれまでの過程において、確実に非金属であるとされた画素に対応するノードすなわち非金属側シード(Seed)となるノードでは、非金属側ターミナルと当該ノード間を結ぶエッジは、確実にカットされないコストとし、金属側ターミナルと当該ノード間を結ぶエッジは、コストを０とする。その後、グラフＧをエッジに与えたコストに従って領域分割することで、画像内を金属と非金属とに分割する。これにてグラフカット法による領域分割が終了する。【００５１】
グラフＧの生成方法について具体的に説明する。このとき作成されるグラフＧは、図９に示すように、実測投影データｐ１の各画素に対応するノードＮと、金属のターミナルＳと、非金属のターミナルＴとを含んで構成される。グラフ作成部２３ｄは、実測投影データｐ１および実測再構成画像Ｒ１の閾値処理結果およびノードの画素値、隣接するノード間の画素値差に基づきグラフカット法におけるエッジのコストを設定する。ただし閾値処理後投影データｐ１ａおよび順投影データｐ１ｂからシード領域を設定し、シード領域に対応するノードとターミナルを結ぶエッジには、上述のコストを設定する。シード領域となるノードは、下記の方法で決定される。グラフ作成部２３ｄは、グラフＧ中の各ノードＮにおいて、閾値処理後投影データｐ１ａのうち金属領域Ｙ１または非金属領域Ｙ２と判別された領域を金属および非金属のシードとして設定する（図５（ｃ）参照）。また同様に、グラフ作成部２３ｄは、グラフＧ中の各ノードＮにおいて、順投影データｐ１ｂのうち金属領域Ｙ１と判別された領域を高吸収体のシードとして定める（図５（ｃ）参照）。【００５２】
また、エッジＥ１には、実測投影データｐ１の各画素値によるコストＣ１が与えられる。各ノード間を結ぶエッジＥ２には、実測投影データｐ１の各画素間の画素値差に基づいたコストＣ２が与えられる。エッジＥ２に与えられるコストＣ２は、例えば、各画素間で画素値差が大きいほど小さい値となるようになっている。コストＣ１，Ｃ２は、領域分割するための指標となるものである。【００５３】
シードおよびコストＣ１，Ｃ２を設定して作成されたグラフＧの不明領域Ｙ３（図５（ｃ）参照）において、カット部２３ｅは、カットした部分のコストＣ２の総和が最小となるように、各グラフＧの不明領域Ｙ３を分断する。これにより、金属領域Ｙ１を特定する。カット部２３ｅは、金属領域Ｙ１のみを抽出した金属領域特定データ（投影データ）ｐ１ｃを出力する。なお、図５（ｃ）のようにシードが設定されたグラフＧにおいて、不明領域Ｙ３ａは、実測投影データｐ１における不明領域Ｙ３ａの各画素の周囲との画素値差が小さいので、コストＣ２が大きくなる。そのため、不明領域Ｙ３ａではカットされない。【００５４】
＜データ置換部＞
図２に戻る。データ置換部２５は、実測投影データｐ１の特定した金属領域Ｙ１をその金属領域Ｙ１の近傍画素Ｋに基づき得られたデータＺでデータ置換を行って置換投影データｐ２を取得する。データ置換は、例えば図１０（ａ）に示すように、金属領域Ｙ１を横断する横断ライン（Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌｘ）があるときに、金属領域Ｙ１外側の２つの画素を結ぶように画素値を置換する。図１０（ｂ）に、置換データＺを示す。置換データＺは、２つの画素値を直線状に結んで画素値を置換しているが、曲線であってもよい。データ置換後に更に画素値をなじませる平滑化処理をおこなってもよい。この処理として、例えば２次元のガウスフィルタやメディアンフィルタが用いられる。なお、データ置換は、その他の既知の方法で行ってもよい。【００５５】
＜置換画像再構成部＞
置換画像再構成部２７は、置換投影データｐ２を画像再構成して置換再構成画像Ｒ２を生成する。生成された置換再構成画像Ｒ２は、金属領域Ｙ１なしの画像となる。画像再構成は、同様に、例えば逐次近似法およびＦＢＰ法のうちいずれかの手法が用いられる。【００５６】
＜差分処理部および差分画像再構成部＞
差分処理部２９は、実測投影データｐ１と置換投影データｐ２とを差分して金属領域Ｙ１のみを示した差分投影データｐ３を取得する。差分画像再構成部３１は、差分投影データｐ３を画像再構成して差分再構成画像Ｒ３を生成する。生成された差分再構成画像Ｒ３は、金属領域Ｙ１のみの画像となる。画像再構成は、例えば逐次近似法が用いられる。【００５７】
＜合成画像生成部＞
合成画像生成部３３には、実測再構成画像Ｒ１、置換再構成画像Ｒ２および差分再構成画像Ｒ３が送られ、図示しない記憶部に記憶されている。合成画像生成部３３は、実測再構成画像Ｒ１、置換再構成画像Ｒ２および差分再構成画像Ｒ３のうち少なくとも１つの画像を画素毎に選択して合成再構成画像Ｒ４を生成するものである。ここで、実測再構成画像Ｒ１は、実測投影データｐ１を元に生成された断層画像であり、金属領域Ｙ１を写し込んでいる。置換再構成画像Ｒ２は、実測投影データｐ１から金属領域Ｙ１を消去した画像群（置換投影データｐ２）から再構成して得られた断層画像である。差分再構成画像Ｒ３は、実測投影データｐ１と、置換投影データｐ２との差分である画像群（差分投影データｐ３）から再構成して得られた断層画像である。【００５８】
実測再構成画像Ｒ１は、金属領域Ｙ１の周りに暗い偽像が生じており、これは、合成再構成画像Ｒ４上に出すべきではない。また、実測再構成画像Ｒ１に写り込む金属領域Ｙ１には、ムラが写り込んでおり、これも合成再構成画像Ｒ４上に出すべきではない。置換再構成画像Ｒ２には、金属領域Ｙ１が消去されており、これのみでは、診断に好適な画像とはならない。同様に、差分再構成画像Ｒ３は、今度は金属領域Ｙ１のみが写り込んだ画像であり、これのみでは、診断に好適な画像とはならない。そこで、合成画像生成部３３は、この３つの断層画像を組み合わせて診断に好適な断層画像である合成再構成画像Ｒ４を生成する。合成画像生成部３３について図１１のフローチャートを参照して説明する。【００５９】
〔ステップＳ０１〕画素値の取り出し
実測再構成画像Ｒ１、置換再構成画像Ｒ２および差分再構成画像Ｒ３内の同じ座標の任意の画素値ｒ１，ｒ２，ｒ３を取り出す。【００６０】
〔ステップＳ０２〕第１の画素値比較
合成画像生成部３３は、置換再構成画像Ｒ２の画素値ｒ２が実測再構成画像Ｒ１の画素値ｒ１よりも大きい場合（ｒ２＞ｒ１）に、置換再構成画像Ｒ２の画素値ｒ２を選択して合成再構成画像Ｒ４の画素値ｒ４とする。すなわち、合成画像生成部３３は、画素値がｒ２＞ｒ１の場合、画素値ｒ２を選択して、ステップＳ０４へ進ませる。このステップで、実測再構成画像Ｒ１上の暗い偽像を構成する画素は、合成再構成画像Ｒ４に使用されず、その代わりに置換再構成画像Ｒ２上における同一位置の画素が使用される。これで、実測再構成画像Ｒ１上の暗い偽像は、合成再構成画像Ｒ４上に現れない。【００６１】
置換再構成画像Ｒ２は、金属領域Ｙ１なしの画像である。実測再構成画像Ｒ１において、金属領域Ｙ１近辺の画素は、金属領域Ｙ１により本来得られる画素値よりも低めの画素値になりやすい。そのため、該当する金属領域近辺の画素に置換再構成画像Ｒ２の画素値ｒ２を選択することで、金属領域近辺の画素を本来得られる画素値に近づけることができる（アンダーシュートする画素値の補正）。【００６２】
また、合成画像生成部３３は、ステップＳ０２において、置換再構成画像Ｒ２の画素値ｒ２が実測再構成画像Ｒ１の画素値ｒ１より小さい場合（ｒ２＜ｒ１）に、ステップＳ０３へ進ませる。なお、画素値がｒ２＝ｒ１の場合は、画素値ｒ１，ｒ２のどちらを選択してもよい。処理を簡単にするため、例えば、画素値がｒ２≧ｒ１の場合に画素値ｒ２を選択して、ステップＳ０４へ進ませるようにしてもよい。【００６３】
〔ステップＳ０３〕第２の画素値比較
合成画像生成部３３は、置換再構成画像Ｒ２の画素値ｒ２と差分再構成画像Ｒ３の画素値ｒ３の和（ｒ２＋ｒ３）が、実測再構成画像Ｒ１の画素値ｒ１よりも小さい場合（ｒ２＋ｒ３＜ｒ１）に、和（ｒ２＋ｒ３）の画素値を選択して合成再構成画像Ｒ４の画素値ｒ４とする。すなわち、合成画像生成部３３は、画素値がｒ２＋ｒ３＜ｒ１の場合、画素値（ｒ２＋ｒ３）を選択して、ステップＳ０４へ進ませる。このステップで、実測再構成画像Ｒ１上の金属領域のうち明るい領域（過剰評価された領域）は、合成再構成画像Ｒ４に使用されず、その代わりに和（ｒ２＋ｒ３）の画素が使用される。これで、実測再構成画像Ｒ１上の金属領域のうち明るい領域は、合成再構成画像Ｒ４上に現れない。これにより、合成再構成画像Ｒ４上の金属領域には、ムラが現れない。【００６４】
実測再構成画像Ｒ１の金属領域Ｙ１の画素値ｒ１は、画像再構成時に過大評価されて本来得られる画素値よりも高めの画素値になりやすい。そのため、該当する金属領域Ｙ１の画素に、置換再構成画像Ｒ２の画素値ｒ２と差分再構成画像Ｒ３の画素値ｒ３の和（ｒ２＋ｒ３）を選択することで、高吸収体領域の画素を本来得られる画素値に近づけることができる（金属領域Ｙ１などオーバーシュートする画素値の補正）。【００６５】
また、合成画像生成部３３は、ステップＳ０３において、置換再構成画像Ｒ２の画素値ｒ２と差分再構成画像Ｒ３の画素値ｒ３の和（ｒ２＋ｒ３）が、差分再構成画像Ｒ３の画素値ｒ３よりも大きい場合（ｒ２＋ｒ３＞ｒ１）に、実測再構成画像Ｒ１の画素値ｒ１を選択して合成再構成画像Ｒ４の画素値ｒ４とする。すなわち、合成画像生成部３３は、ステップＳ０２およびステップＳ０３のいずれも「該当しない（ＮＯ）」を選択した場合、画像Ｒ１の画素値ｒ１を選択して、ステップＳ０４へ進ませる。【００６６】
金属に起因して本来の画素値が得られないステップＳ０２およびステップＳ０３のいずれかで「ＹＥＳ」と選択された領域以外の領域は、実測投影データｐ１をそのまま画像再構成して生成された実測再構成画像Ｒ１の画素値ｒ１を選択する。これにより、例えば、差分再構成画像Ｒ３において金属領域Ｙ１として誤って判別された領域であっても、誤って判別された領域を選択しないようにすることができる。【００６７】
なお、画素値がｒ２＋ｒ３＝ｒ１の場合は、画素値（ｒ２＋ｒ３），ｒ１のどちらを選択してもよい。処理を簡単にするため、例えば、画素値がｒ２＋ｒ３≦ｒ１の場合に画素値（ｒ２＋ｒ３）を選択して、ステップＳ０４へ進ませるようにしてもよい。【００６８】
〔ステップＳ０４〕合成再構成画像の生成
合成画像生成部３３は、ステップＳ０２およびステップＳ０３において選択された画像Ｒ１〜Ｒ３の画素値（ｒ２，ｒ２＋ｒ３，ｒ１）を、合成再構成画像Ｒ４の対応する座標の画素ｒ４に与える。これにより、合成再構成画像Ｒ４を生成する。【００６９】
〔ステップＳ０５〕合成再構成画像が完成したか？
合成再構成画像Ｒ４が未完成の場合は、合成再構成画像Ｒ４の未完成部分の画素ｒ４を生成するために、例えば次の画素ｒ４を指定して、ステップＳ０１に戻る。合成再構成画像Ｒ４が完成した場合（合成再構成画像Ｒ４の全画素ｒ４の選択が終了した場合）は、処理を終了する（ＥＮＤ）。以上のように、合成画像生成部３３は、合成再構成画像Ｒ４を生成する。【００７０】
次に、Ｘ線断層撮影装置１の動作について図１２を参照して説明する。【００７１】
〔ステップＳ１１〕実測投影データの取得
Ｘ線管３およびＦＰＤ４は、被検体Ｍの図１中の体軸ａｘに沿って互いに逆方向に同期しながら平行移動する。その際、Ｘ線管３は、被検体Ｍに向けてＸ線を照射し、ＦＰＤ４は、被検体Ｍを透過したＸ線を検出する。ＦＰＤ４は、金属を含む被検体Ｍに対して異なる複数の方向からの実測投影データｐ１を取得する。実測投影データｐ１は、記憶部１３に記憶される。【００７２】
〔ステップＳ１２〕実測再構成画像の生成
実測画像再構成部２１は、実測投影データｐ１を画像再構成して実測再構成画像Ｒ１を生成する（図３（ａ）参照）。【００７３】
〔ステップＳ１３〕金属領域の特定
金属領域特定部２３は、グラフカット法に基づいて、実測投影データｐ１および実測再構成画像Ｒ１から実測投影データｐ１の金属領域Ｙ１を特定して金属領域特定データｐ１ｃを取得する。まず、金属領域特定部２３は、実測投影データｐ１および実測再構成画像Ｒ１の閾値処理結果に基づきグラフカット法におけるシード領域を決定する。【００７４】
実測投影データｐ１に対して閾値処理を行うことにより、確実に金属領域Ｙ１、および確実に非金属領域Ｙ２を求める。これにより、金属領域Ｙ１、非金属領域Ｙ２および、どちらか区別できない領域Ｙ３の３つの領域に分ける。また、金属領域Ｙ１、非金属領域Ｙ２をグラフカット法におけるグラフＧのシードとして設定する。一方、実測再構成画像Ｒ１に対して閾値処理（２値化処理）を行うことにより、金属領域を“１”とし、非金属領域を“０”とする２つの領域に分けた２値化された実測再構成画像Ｒ１ａを取得する。２値化された実測再構成画像Ｒ１ａは、順投影され、順投影して得られた画素値が零“０”でない領域を金属領域とし、画素値が零の領域をデータ無しの領域とした順投影データｐ１ｂを取得する。取得した順投影データｐ１ｂの金属領域Ｙ１をシードとして設定する。【００７５】
また、実測投影データｐ１の各画素間のコストＣ２は、例えば、各画素間で画素値差が大きいほど小さい値になるようになっている。シードおよびコストＣ１，Ｃ２を設定してグラフＧを作成する。グラフＧにおいてシードとして設定されていない不明領域Ｙ３において、コストＣ２の総和が最小になるように、各グラフＧの不明領域Ｙ３を分断する。これにより、金属領域Ｙ１を特定する。金属領域Ｙ１の特定後の金属領域特定データｐ１ｃは、実測投影データｐ１のうち金属領域Ｙ１のみを抽出した投影データとなる。【００７６】
〔ステップＳ１４〕データ置換
データ置換部２５は、金属領域特定データｐ１ｃに基づいて実測投影データｐ１の金属領域Ｙ１をその金属領域Ｙ１の近傍画素Ｋに基づき得られた置換データＺでデータ置換を行って置換投影データｐ２を取得する（図１０（ａ）および図１０（ｂ）参照）。【００７７】
〔ステップＳ１５〕置換再構成画像の生成
置換画像再構成部２７は、置換投影データｐ２を画像再構成して置換再構成画像Ｒ２を生成する（図３（ｂ）参照）。生成された置換再構成画像Ｒ２は、金属領域Ｙ１無しの画像である。【００７８】
〔ステップＳ１６〕差分処理
差分処理部２９は、実測投影データｐ１と置換投影データｐ２とを差分して金属領域Ｙ１のみを示した差分投影データｐ３を取得する。【００７９】
〔ステップＳ１７〕差分再構成画像の生成
差分画像再構成部３１は、差分投影データｐ３を画像再構成して差分再構成画像Ｒ３を生成する。生成された差分再構成画像Ｒ３は、金属領域Ｙ１のみの画像である（図３（ｃ）参照）。【００８０】
〔ステップＳ１８〕合成再構成画像の生成
合成画像生成部３３は、実測再構成画像Ｒ１、置換再構成画像Ｒ２および差分再構成画像Ｒ３のうち少なくとも１つの画像を画素毎に選択して合成再構成画像Ｒ４を生成する。合成画像生成部３３は、選択された画像Ｒ１〜Ｒ３の画素値（ｒ２，ｒ２＋ｒ３，ｒ１）を、合成再構成画像Ｒ４の対応する座標の画素ｒ４に与える。これにより、合成再構成画像Ｒ４を生成する。生成された合成再構成画像Ｒ４は、表示部１１に表示されたり、記憶部１３で記憶されたりする。【００８１】
以上のように本実施例によれば、実測画像再構成部２１は、実測投影データｐ１を画像再構成して実測再構成画像Ｒ１を生成する。金属領域特定部２３は、実測投影データｐ１および実測再構成画像Ｒ１から実測投影データｐ１の金属領域Ｙ１を特定して金属領域特定データｐ１ｃを取得する。実測投影データｐ１において、例えばワイヤやネジ等の金属領域において、画素値が他の領域とそれほど変わらない画像となってしまい、金属領域Ｙ１を正しく特定することが難しい。しかしながら、実測再構成画像Ｒ１において、例えば金属と生体組織との境界で画素値が著しく大きくなる。これを利用することで、例えばワイヤやネジ等の金属と生体組織との境界をより精度よく特定することができる。また、実測再構成画像Ｒ１に加えて実測投影データｐ１を用いることで、例えば金属と生体組織との境界の内側が金属であるか否かを判別することができる。これらにより、金属領域をより高精度に特定することができる。また、データ置換部２５は、金属領域特定データｐ１ｃに基づいて実測投影データｐ１の金属領域Ｙ１をその金属領域Ｙ１の近傍画素Ｋに基づき得られたデータＺでデータ置換を行って置換投影データｐ２を取得する。置換画像再構成部２７は、置換投影データｐ２を画像再構成して、金属領域Ｙ１なしの置換再構成画像Ｒ２を生成する。金属領域Ｙ１をより高精度に特定しているので、金属領域Ｙ１をより高精度にデータ置換することができる。したがって、金属によるアーチファクトを抑制しつつ、断層画像（置換再構成画像Ｒ２）の金属領域Ｙ１近辺の組織をより高精度に復元することができる。【００８２】
また、差分処理部２９は、実測投影データｐ１と置換投影データｐ２とを差分して差分投影データｐ３を取得する。差分画像再構成部３１は、差分投影データｐ３を画像再構成して金属領域Ｙ１のみの差分再構成画像Ｒ３を生成する。そして、合成画像生成部３３は、実測再構成画像Ｒ１、置換再構成画像Ｒ２および差分再構成画像Ｒ３のうち少なくとも１つの画像を画素毎に選択して合成再構成画像Ｒ４を生成する。すなわち、置換再構成画像Ｒ２だけでなく、実測再構成画像Ｒ１および差分再構成画像Ｒ３から合成再構成画像Ｒ４を生成している。これにより、画素毎に最適な画像を選択するので、金属起因のアーチファクトを抑制しつつ、金属領域Ｙ１に金属が示された断層画像（合成再構成画像Ｒ４）を得ることができる。【００８３】
また、金属領域特定部２３は、グラフカット法に基づいて、実測投影データｐ１および実測再構成画像Ｒ１から実測投影データｐ１の金属領域Ｙ１を特定して金属領域特定データｐ１ｃを取得する。これにより、他の方法に対して金属領域Ｙ１を精度よく特定することができる。【００８４】
また、金属領域特定部２３は、実測投影データｐ１および実測再構成画像Ｒ１の閾値処理結果に基づきグラフカット法におけるシード領域を設定する。これにより、グラフカット法におけるシード領域を閾値処理結果に基づき自動で設定することができる。そのため、金属領域Ｙ１の特定を容易とすることができる。【００８５】
また、実測画像再構成部２１、置換画像再構成部２７および差分画像再構成部３１の少なくともいずれかは、逐次近似法に基づいて画像再構成を行っている。これにより、画像再構成を精度よく行うことができる。【００８６】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。【００８７】
（１）上述した実施例では、金属領域特定部２３は、グラフカット法に基づいて、実測投影データｐ１および実測再構成画像Ｒ１から実測投影データｐ１の金属領域Ｙ１を特定して金属領域特定データｐ１ｃを取得しているが、これに限定されない。例えば、静的な閾値を用いる方法、動的な閾値を用いる方法、スネーク（Snake）を用いる方法、レベルセット法およびグラブカット（Grab Cut）法などの領域分割する手法で金属領域Ｙ１を特定するようにしてもよい。なお、これらの方法において、実測再構成画像Ｒ１の用い方はそれぞれ異なるが、必ず順投影データを作成する。【００８８】
ここで、金属領域Ｙ１を特定する方法の一例として静的な閾値を用いる方法を具体的に説明する。まず、静的な閾値処理を行って実測投影データｐ１から金属領域Ｙ１（＝“１”）を抽出する（図１３（ａ）参照）。なお、非金属領域Ｙ２は、“０”で示される。次に、実測再構成画像Ｒ１を用いて実測投影データｐ１上の金属領域Ｙ１を抽出する（図１３（ｂ）参照）。例えば実施例のように、実測再構成画像Ｒ１を静的な閾値処理を行い、閾値処理後の実測再構成画像Ｒ１を順投影して順投影データを作成する。これにより、図１３（ｂ）に示す実測投影データｐ１上の金属領域Ｙ１を抽出する。図１３（ａ）および図１３（ｂ）のうち少なくともいずれか一方で金属領域Ｙ１として判別された領域を、最終結果としての金属領域Ｙ１とする（図１３（ｃ）参照）。【００８９】
（２）上述した実施例および変形例（１）では、グラフカット法で用いるグラフＧのシードを自動で設定していた。しかしながら、例えば、実測投影データｐ１および実測再構成画像Ｒ１を表示部１１に表示し、実測投影データｐ１では、金属領域Ｙ１および非金属領域Ｙ２を入力部１２から指定し、実測再構成画像Ｒ１では、金属領域Ｙ１を入力部１２から指定する。そして、実測投影データｐ１上で指定された金属領域Ｙ１および非金属領域Ｙ２をシードとして設定する。また、金属領域Ｙ１を指定した領域を“１”とし、それ以外の領域を“０”として実測再構成画像Ｒ１を順投影し、順投影データの画素値が“０”でない領域をシードとして設定する。すなわち、金属領域特定部２３は、入力部１２からの入力により、実測投影データｐ１および実測再構成画像Ｒ１からグラフカット法におけるシード領域を設定する。なお、実測投影データｐ１および実測再構成画像Ｒ１からシードを設定するものであれば、上述した実施例とは異なるグラフカット法を用いてもよい。【００９０】
（３）上述した実施例および各変形例では、合成画像生成部３３は、実測再構成画像Ｒ１、置換再構成画像Ｒ２および差分再構成画像Ｒ３のうち少なくとも１つの画像を画素毎に選択して合成再構成画像Ｒ４を生成する。しかしながら、これに限定されず、例えば２×２画素の領域毎に選択して合成再構成画像Ｒ４を生成するようにしてもよい。【００９１】
（４）上述した実施例および各変形例では、合成画像生成部３３は、図１１に示すフローチャートにおいて、アンダーシュートする画素値を補正するステップＳ０２、および金属領域Ｙ１などオーバーシュートする画素値を補正するステップＳ０３のうちいずれか一方のステップを省略して合成再構成画像Ｒ４を生成するようにしてもよい。ステップＳ０２を省略する場合は、ステップＳ０３の判定において、「Ｎｏ」と判定するときに、画像Ｒ１の画素値ｒ１を選択するようにしてもよい。同様に、ステップＳ０３を省略する場合は、ステップＳ０２の判定において、「Ｎｏ」と判定するときに、画像Ｒ１の画素値ｒ１を選択するようにしてもよい。【００９２】
（５）上述した実施例および各変形例において、Ｘ線断層画像生成部２０は、パーソナルコンピュータやワークステーション等で構成されてもよい。すなわち、Ｘ線断層画像生成部２０は、プログラムを実行させるためのＣＰＵ等で構成される制御部と、プログラム等を記憶するＲＯＭやＲＡＭ等の記憶媒体で構成される記憶部とを備えてもよい。記憶部には、各ステップＳ０１〜Ｓ０５，Ｓ１１〜Ｓ１８の動作のプログラムを記憶させて、そのプログラムを制御部で実行するようにしてもよい。この場合、このプログラムに必要な操作は入力部１２で入力され、プログラムの実行後の合成再構成画像Ｒ４は表示部１１に表示される。【００９３】
（６）上述した実施例および各変形例において、各ステップＳ０１〜Ｓ０５，Ｓ１１〜Ｓ１８の動作のプログラムを記憶部１３に記憶し、主制御部９で実行するようにしてもよい。この場合、このプログラムに必要な操作は入力部１２で入力され、例えば合成再構成画像Ｒ４は表示部１１に表示される。また、その動作のプログラムは、ＬＡＮ等のネットワークシステムでＸ線断層撮影装置１と接続されたパソコン上でも実行できるようにしてもよい。【００９４】
（７）上述した実施例および各変形例では、図１に示すように、Ｘ線断層撮影装置１は、Ｘ線管３およびＦＰＤ４を互いに逆方向に平行移動して実測投影データｐ１を取得していた。しかしながら、Ｘ線断層撮影装置１は、Ｘ線管３およびＦＰＤ４を被検体Ｍの周りを回転させて実測投影データｐ１を取得してもよい。【００９５】
（８）上述した実施例および各変形例では、トモシンセシスに対応したＸ線断層撮影装置１を放射線断層撮影装置の一例として説明した。しかしながら、放射線断層撮影装置は、Ｘ線ＣＴ装置であってもよい。【００９６】
（９）上述した実施例および各変形例では、実測投影データ取得部としてＦＰＤ４を一例に説明したが、イメージインテンシファイアであってもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１    …  Ｘ線断層撮影装置
４    …  フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
９    …  主制御部
２０  …  Ｘ線断層画像生成部
２１  …  実測画像再構成部
２３  …  金属領域特定部
２５  …  データ置換部
２７  …  置換画像再構成部
２９  …  差分処理部
３１  …  差分画像再構成部
３３  …  合成画像生成部
ｔｈ１，ｔｈ２，ｔｈ３  …  閾値
Ｙ１  …  金属領域
Ｙ２  …  非金属領域
Ｙ３，Ｙ３ａ  …  不明領域
Ｒ４  …  合成再構成画像
Ｇ    …  グラフ
ｐ１  …  実測投影データ
ｐ１ａ  …  閾値処理後投影データ
ｐ１ｂ  …  順投影データ
ｐ１ｃ  …  金属領域特定データ
ｐ２  …  置換投影データ
ｐ３  …  差分投影データ
Ｒ１  …  実測再構成画像
Ｒ２  …  置換再構成画像
Ｒ３  …  差分再構成画像
Ｒ４  …  合成再構成画像
ｒ１〜ｒ４  …  画素値
Ｚ    …  置換データ
【図１】
2014033792.tif 000003
【図２】
2014033792.tif 000004
【図３】
2014033792.tif 000005
【図４】
2014033792.tif 000006
【図５】
2014033792.tif 000007
【図６】
2014033792.tif 000008
【図７】
2014033792.tif 000009
【図８】
2014033792.tif 000010
【図９】
2014033792.tif 000011
【図１０】
2014033792.tif 000012
【図１１】
2014033792.tif 000013
【図１２】
2014033792.tif 000014
【図１３】
2014033792.tif 000015
【図１４】
2014033792.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月9日(2014.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線高吸収体を含む被検体に対して異なる方向から取得した複数の実測投影データを画像再構成して実測再構成画像を生成する実測画像再構成部と、
前記実測投影データおよび前記実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得する高吸収体領域特定部と、
前記高吸収体領域特定データを用いて、前記実測投影データの高吸収体領域をその高吸収体領域の近傍画素に基づき得られたデータでデータ置換を行って置換投影データを取得するデータ置換部と、
前記置換投影データを画像再構成して置換再構成画像を生成する置換画像再構成部と、
前記実測投影データと前記置換投影データとを差分して差分投影データを取得する差分処理部と、
前記差分投影データを画像再構成して差分再構成画像を生成する差分画像再構成部と、
前記実測再構成画像、前記置換再構成画像および前記差分再構成画像のうち少なくとも１つの画像を領域毎に選択して合成再構成画像を生成する合成画像生成部と、
を備えていることを特徴とする放射線断層画像生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線断層画像生成装置において、
前記合成画像生成部は、前記実測再構成画像および前記置換再構成画像内の同じ座標の画素値であって、前記置換再構成画像の画素値が前記実測再構成画像の画素値よりも大きい場合に、前記置換再構成画像の画素値を選択して合成再構成画像を生成することを特徴とする放射線断層画像生成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の放射線断層画像生成装置において、
前記合成画像生成部は、前記実測再構成画像、前記置換再構成画像および前記差分再構成画像内の同じ座標の画素値であって、前記置換再構成画像の画素値と前記差分再構成画像の画素値の和が、前記実測再構成画像の画素値よりも小さい場合に、前記和の画素値を選択して合成再構成画像を生成することを特徴とする放射線断層画像生成装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の放射線断層画像生成装置において、
前記合成画像生成部は、前記実測再構成画像、前記置換再構成画像および前記差分再構成画像内の同じ座標の画素値であって、前記置換再構成画像の画素値と前記差分再構成画像の画素値の和が、前記実測再構成画像の画素値よりも大きい場合に、前記実測再構成画像の画素値を選択して合成再構成画像を生成することを特徴とする放射線断層画像生成装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の放射線断層画像生成装置において、
前記高吸収体領域特定部は、グラフカット法に基づいて、前記実測投影データおよび前記実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得することを特徴とする放射線断層画像生成装置。
【請求項６】
請求項５に記載の放射線断層画像生成装置において、
前記高吸収体領域特定部は、前記実測投影データおよび前記実測再構成画像の閾値処理結果に基づきグラフカット法におけるシード領域を設定することを特徴とする放射線断層画像生成装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の放射線断層画像生成装置において、
前記実測画像再構成部、前記置換画像再構成部および前記差分画像再構成部の少なくともいずれかは、逐次近似法に基づいて画像再構成を行うことを特徴とする放射線断層画像生成装置。
【請求項８】
放射線高吸収体を含む被検体に対して異なる方向から取得した複数の実測投影データを画像再構成して実測再構成画像を生成するステップと、
前記実測投影データおよび前記実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得するステップと、
前記高吸収体領域特定データを用いて前記実測投影データの高吸収体領域をその高吸収体領域の近傍画素に基づき得られたデータでデータ置換を行って置換投影データを取得するステップと、
前記置換投影データを画像再構成して置換再構成画像を生成するステップと、
前記実測再構成画像および前記置換再構成画像のうちいずれかの画像を領域毎に選択して合成再構成画像を生成するステップと、
を備えていることを特徴とする放射線断層画像生成方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、被検体に対して異なる複数の方向から取得した投影データを画像再構成して放射線断層画像を生成する放射線断層画像生成装置および放射線断層画像生成方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は、断層画像の高吸収体領域近辺の組織をより高精度に復元することができる放射線断層画像生成装置および放射線断層画像生成方法を提供することである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明の第２の目的は、高吸収体起因のアーチファクトを抑制しつつ、高吸収体領域に高吸収体が示された断層画像を得ることができる放射線断層画像生成装置および放射線断層画像生成方法を提供することである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線断層画像生成部は、放射線高吸収体を含む被検体に対して異なる方向から取得した複数の実測投影データを画像再構成して実測再構成画像を生成する実測画像再構成部と、前記実測投影データおよび前記実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得する高吸収体領域特定部と、前記高吸収体領域特定データを用いて、前記実測投影データの高吸収体領域をその高吸収体領域の近傍画素に基づき得られたデータでデータ置換を行って置換投影データを取得するデータ置換部と、前記置換投影データを画像再構成して置換再構成画像を生成する置換画像再構成部と、前記実測投影データと前記置換投影データとを差分して差分投影データを取得する差分処理部と、前記差分投影データを画像再構成して差分再構成画像を生成する差分画像再構成部と、前記実測再構成画像、前記置換再構成画像および前記差分再構成画像のうち少なくとも１つの画像を領域毎に選択して合成再構成画像を生成する合成画像生成部と、を備えていることを特徴とするものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、差分処理部は、実測投影データと置換投影データとを差分して差分投影データを取得する。差分画像再構成部は、差分投影データを画像再構成して高吸収体領域のみの差分再構成画像を生成する。そして、合成画像生成部は、実測再構成画像、置換再構成画像および差分再構成画像のうち少なくとも１つの画像を領域毎に選択して合成再構成画像を生成する。すなわち、置換再構成画像だけでなく、実測再構成画像および差分再構成画像から合成再構成画像を生成している。これにより、領域毎に最適な画像を選択するので、高吸収体起因のアーチファクトを抑制しつつ、高吸収体領域に高吸収体が示された断層画像（合成再構成画像）を得ることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、本発明に係る放射線断層画像生成部において、前記合成画像生成部は、前記実測再構成画像、前記置換再構成画像および前記差分再構成画像内の同じ座標の画素値であって、前記置換再構成画像の画素値と前記差分再構成画像の画素値の和が、前記実測再構成画像の画素値よりも大きい場合に、前記実測再構成画像の画素値を選択して合成再構成画像を生成することが好ましい。すなわち、高吸収体に起因して本来の画素値が得られない領域以外の領域は、実測投影データをそのままで画像再構成して生成された実測再構成画像の画素値を選択する。これにより、例えば、差分再構成画像において高吸収体領域として誤って判別された領域であっても、誤って判別された領域を選択しないようにすることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、本発明に係る放射線断層画像生成方法は、放射線高吸収体を含む被検体に対して異なる方向から取得した複数の実測投影データを画像再構成して実測再構成画像を生成するステップと、前記実測投影データおよび前記実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得するステップと、前記高吸収体領域特定データを用いて、前記実測投影データの高吸収体領域をその高吸収体領域の近傍画素に基づき得られたデータでデータ置換を行って置換投影データを取得するステップと、前記置換投影データを画像再構成して置換再構成画像を生成するステップと、前記実測再構成画像および前記置換再構成画像のうちいずれかの画像を領域毎に選択して合成再構成画像を生成するステップと、を備えていることを特徴とするものである。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明に係る放射線断層画像生成方法によれば、実測投影データを画像再構成して実測再構成画像を生成する。実測投影データおよび実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得する。実測投影データにおいて、例えばワイヤやネジ等の高吸収体領域において、画素値が他の領域とそれほど変わらない画像となってしまい、高吸収体領域を正しく特定することが難しい。しかしながら、実測再構成画像において、例えば高吸収体と生体組織との境界で画素値が著しく大きくなる。これを利用することで、例えばワイヤやネジ等の高吸収体と生体組織との境界をより精度よく特定することができる。また、実測再構成画像に加えて実測投影データを用いることで、例えば高吸収体と生体組織との境界の内側が高吸収体であるか否かを判別することができる。これらにより、高吸収体領域をより高精度に特定することができる。また、高吸収体領域特定データを用いて実測投影データの高吸収体領域をその高吸収体領域の近傍画素に基づき得られたデータでデータ置換を行って置換投影データを取得する。置換投影データを画像再構成して、高吸収体領域なしの置換再構成画像を生成する。高吸収体領域をより高精度に特定しているので、高吸収体領域をより高精度にデータ置換することができる。したがって、高吸収体起因のアーチファクトを抑制しつつ、断層画像（置換再構成画像）の高吸収体領域近辺の組織をより高精度に復元することができる。
また、合成画像生成部は、実測再構成画像および置換再構成画像のうちいずれかの画像を領域毎に選択して合成再構成画像を生成する。すなわち、置換再構成画像だけでなく、実測再構成画像から合成再構成画像を生成している。これにより、領域毎に最適な画像を選択するので、高吸収体起因のアーチファクトを抑制しつつ、高吸収体領域に高吸収体が示された断層画像（合成再構成画像）を得ることができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本発明に係る放射線断層画像生成装置および放射線断層画像生成方法によれば、実測投影データを画像再構成して実測再構成画像を生成する。実測投影データおよび実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得する。実測投影データにおいて、例えばワイヤやネジ等の高吸収体領域の画素値が、他の領域の画素値とそれほど変わらない画像となってしまい、高吸収体領域を正しく特定することが難しい。しかしながら、実測再構成画像において、例えば高吸収体と生体組織との境界で画素値が著しく大きくなる。これを利用することで、例えばワイヤやネジ等の高吸収体と生体組織との境界をより精度よく特定することができる。また、実測再構成画像に加えて実測投影データを用いることで、例えば高吸収体と生体組織との境界の内側が高吸収体であるか否かを判別することができる。これらにより、高吸収体領域をより高精度に特定することができる。また、高吸収体領域特定データを用いて実測投影データの高吸収体領域をその高吸収体領域の近傍画素に基づき得られたデータでデータ置換を行って置換投影データを取得する。置換投影データを画像再構成して、高吸収体領域なしの置換再構成画像を生成する。高吸収体領域をより高精度に特定しているので、高吸収体領域をより高精度にデータ置換することができる。したがって、高吸収体起因のアーチファクトを抑制しつつ、断層画像（置換再構成画像）の高吸収体領域近辺の組織をより高精度に復元することができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
また、合成画像生成部３３は、ステップＳ０３において、置換再構成画像Ｒ２の画素値ｒ２と差分再構成画像Ｒ３の画素値ｒ３の和（ｒ２＋ｒ３）が、実測再構成画像Ｒ１の画素値ｒ１よりも大きい場合（ｒ２＋ｒ３＞ｒ１）に、実測再構成画像Ｒ１の画素値ｒ１を選択して合成再構成画像Ｒ４の画素値ｒ４とする。すなわち、合成画像生成部３３は、ステップＳ０２およびステップＳ０３のいずれも「該当しない（ＮＯ）」を選択した場合、画像Ｒ１の画素値ｒ１を選択して、ステップＳ０４へ進ませる。
【手続補正書】
【提出日】平成28年2月4日(2016.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
放射線高吸収体を含む被検体に対して異なる方向から取得した複数の実測投影データを画像再構成して実測再構成画像を生成するステップと、
前記実測投影データおよび前記実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得するステップと、
前記高吸収体領域特定データを用いて前記実測投影データの高吸収体領域をその高吸収体領域の近傍画素に基づき得られたデータでデータ置換を行って置換投影データを取得するステップと、
前記置換投影データを画像再構成して置換再構成画像を生成するステップと、
前記実測投影データと前記置換投影データとを差分して差分投影データを取得するステップと、
前記差分投影データを画像再構成して差分再構成画像を生成するステップと、
前記実測再構成画像、前記置換再構成画像および前記差分再構成画像のうち少なくとも１つの画像を領域毎に選択して合成再構成画像を生成するステップと、
を備えていることを特徴とする放射線断層画像生成方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、本発明に係る放射線断層画像生成方法は、放射線高吸収体を含む被検体に対して異なる方向から取得した複数の実測投影データを画像再構成して実測再構成画像を生成するステップと、前記実測投影データおよび前記実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得するステップと、前記高吸収体領域特定データを用いて、前記実測投影データの高吸収体領域をその高吸収体領域の近傍画素に基づき得られたデータでデータ置換を行って置換投影データを取得するステップと、前記置換投影データを画像再構成して置換再構成画像を生成するステップと、前記実測投影データと前記置換投影データとを差分して差分投影データを取得するステップと、前記差分投影データを画像再構成して差分再構成画像を生成するステップと、前記実測再構成画像、前記置換再構成画像および前記差分再構成画像のうち少なくとも１つの画像を領域毎に選択して合成再構成画像を生成するステップと、を備えていることを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
本発明に係る放射線断層画像生成方法によれば、実測投影データを画像再構成して実測再構成画像を生成する。実測投影データおよび実測再構成画像から実測投影データの高吸収体領域を特定して高吸収体領域特定データを取得する。実測投影データにおいて、例えばワイヤやネジ等の高吸収体領域において、画素値が他の領域とそれほど変わらない画像となってしまい、高吸収体領域を正しく特定することが難しい。しかしながら、実測再構成画像において、例えば高吸収体と生体組織との境界で画素値が著しく大きくなる。これを利用することで、例えばワイヤやネジ等の高吸収体と生体組織との境界をより精度よく特定することができる。また、実測再構成画像に加えて実測投影データを用いることで、例えば高吸収体と生体組織との境界の内側が高吸収体であるか否かを判別することができる。これらにより、高吸収体領域をより高精度に特定することができる。また、高吸収体領域特定データを用いて実測投影データの高吸収体領域をその高吸収体領域の近傍画素に基づき得られたデータでデータ置換を行って置換投影データを取得する。置換投影データを画像再構成して、高吸収体領域なしの置換再構成画像を生成する。高吸収体領域をより高精度に特定しているので、高吸収体領域をより高精度にデータ置換することができる。したがって、高吸収体起因のアーチファクトを抑制しつつ、断層画像（置換再構成画像）の高吸収体領域近辺の組織をより高精度に復元することができる。
また、実測投影データと置換投影データとを差分して差分投影データを取得する。差分投影データを画像再構成して高吸収体領域のみの差分再構成画像を生成する。そして、実測再構成画像、置換再構成画像および差分再構成画像のうち少なくとも１つの画像を領域毎に選択して合成再構成画像を生成する。すなわち、置換再構成画像だけでなく、実測再構成画像および差分再構成画像から合成再構成画像を生成している。これにより、領域毎に最適な画像を選択するので、高吸収体起因のアーチファクトを抑制しつつ、高吸収体領域に高吸収体が示された断層画像（合成再構成画像）を得ることができる。
【国際調査報告】
2014033792.tif 000017
2014033792.tif 000018