(57)【要約】      （修正有）【課題】従来のＭＲＩ又はＣＴスキャンにより得られる二次元断層写真からの二次元的情報のみにより修正されるハレーション領域を連結して形成される三次元実体モデルが有する欠点を克服するため、各二次元画像の立体的な関係に着目し、ハレーション領域が正確に除去された患部の三次元実体モデルを製造することを目的とする。【解決手段】人体の患部にＭＲＩ又はＣＴ画像を作成する際の患部に存在する異物に起因するハレーション領域を除去する方法であって、ハレーション領域を含む複数の二次元ＣＴ画像から、同一方向に一定長の直線からなるエッジ上の各点に対し、上記二次元画像から垂直方向（Ｚ軸）へ対応する点が存在するか否かを探索し、一定距離以上離れた場所に対応する点が存在しなくなった場合における該当するエッジ点を検出し、これらのエッジ点で囲まれた領域を除去する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の患部にＭＲＩ又はＣＴ画像を作成する際の患部に存在する異物に起因するハレーション領域を除去する方法であって、ハレーション領域を含む複数の二次元ＣＴ画像から、同一方向に一定長の直線からなるエッジ上の各点に対し、上記二次元画像から垂直方向（Ｚ軸）へ対応する点が存在するか否かを探索し、一定距離以上離れた場所に対応する点が存在しなくなった場合における該当するエッジ点を検出し、これらのエッジ点で囲まれた領域を除去することを特徴とするＭＲＩ又はＣＴ画像のハレーション領域除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患部をＭＲＩ又はＣＴスキャンして得られるハレーション領域を含む二次元断層画像から、ハレーション領域を簡単に除去するための方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
患部をＭＲＩ又はＣＴスキャンの際に、患者の体内又は歯に金属製の生体補強材や充填物が存在すると、撮像に磁力線やＸ線の反射によるハレーションを生じる。したがって、有効な画像を得るために、通常は対話型の画像処理やソフト処理によって、このハレーション領域を除去することが行われている。
【０００３】
そして、このようなＭＲＩ又はＣＴスキャン撮影画像から、ハレーションを画像処理により自動的に除去する方法や装置としては、これまでに被写体を通過しないでフィルムや光電変換板に達するＸ線はパワーが大きく、輝度が高くなる現象に着目して、輝度の情報を利用して被写体を通過しないハレーション領域を除去するＸ線診断装置（特許文献１参照）、電動駆動機構によりＸ線照射領域に対し、出入自在に配置されたＸ線フィルタと、Ｘ線画像にハレーションが生じたとき、ハレーション部と非ハレーション部とを識別し得る信号を出力する光センサと、この光センサからの信号を入力し、上記電動駆動機構にＸ線フィルタをＸ線照射領域内のハレーション部に挿入する駆動信号を出力する制御回路とを備えたハレーション除去用自動フィルタ装置（特許文献２参照）、Ｘ線透視時において撮像するＸ線像を参照画像とし、この参照画像中のハレーション領域を検出する手段と、Ｘ線管の制御値と、被検体の厚さと、撮像手段の制御値とに基づいてハレーション領域における画像強度を計算する手段と、前記ハレーション領域内の画像強度をこの計算により得た画像強度に置き換える手段とからなる補正手段を備えたＸ線装置（特許文献３参照）などが提案されている。
【０００４】
しかしながら、これらの装置を用いて得た二次元画像を連結して三次元的な実体モデルを形成させる場合は、一定方向の二次元画像のみを単に連結してモデルを形成するため、精度よくハレーション領域を除去することができないという欠点がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１６９９０９号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献２】特開平８−２７１６９８号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献３】特開平１０−３０８８９９号公報（特許請求の範囲その他）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来のＭＲＩ又はＣＴスキャンにより得られる二次元断層写真からの二次元的情報のみにより修正されるハレーション領域を連結して形成される三次元実体モデルが有する欠点を克服するために、各二次元画像の立体的な関係に着目し、ハレーション領域が正確に除去された患部の三次元実体モデルを製造することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、ＭＲＩ又はＣＴ撮像の際、患者の体内に存在する金属製補強具や歯の合金製充填物の磁力線又はＸ線反射に起因するハレーション像は、強い直線成分からなり、特定の高さまでは連続して出現するが、それ以上になると消滅すること、したがって二次元画像について、そのエッジについて高さ方向へのつながりの情報を利用すれば、ハレーション領域を自動的に検出、除去し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、人体の患部にＭＲＩ又はＣＴ画像を作成する際の患部に存在する異物に起因するハレーション領域を除去する方法であって、ハレーション領域を含む複数の二次元ＣＴ画像から、同一方向に一定長の直線からなるエッジ上の各点に対し、上記二次元画像から垂直方向（Ｚ軸）へ対応する点が存在するか否かを探索し、一定距離以上離れた場所に対応する点が存在しなくなった場合における該当するエッジ点を検出し、これらのエッジ点で囲まれた領域を除去することを特徴とするＭＲＩ又はＣＴ画像のハレーション領域除去方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
患者の体内に埋め込まれた関節補強具、歯の詰め物の金属の影響によって起こされたハレーションを含むＭＲＩ又はＣＴ画像の集合から、ハレーション領域を自動的に除去することで効率的に有効なＣＴ画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、添付図面に従い、ＣＴ画像を例として、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は、合金製充填物を有する歯を含む顎の部分の断面のＣＴ画像の１例であり、強いハレーション部分１，１´が認められる。図２は、同じ顎について、断面からＺ軸方向すなわち高さ方向に所定距離だけ離れた部分の断面の二次元ＣＴ画像である。
【００１１】
これらの図から分るように、ハレーションは無数の直線成分からなる輝度の高い像としてＣＴ画像内に出現し、ハレーションを含む基体の二次元画像からＺ軸方向に離れるに従って、直線成分は急激に減少する。
【００１２】
本発明は、このような直線成分を最も多く含む断面のＣＴ画像から、異なったＣＴ画面をＺ軸方向に上下に追跡して、画像内の直線成分に基づく像、すなわち図１における１，１´が消滅する領域を求め、ハレーションとして除去する。
【００１３】
図３は、本発明方法を実施するための画像処理装置の１例の構成を示すブロック図であり、この装置は、エッジ抽出部１１、直線成分検出部１２、対応点計数部１３、ハレーション領域除去部１４からなっている。
【００１４】
エッジ抽出部１１は、二次元ＣＴ画像のエッジ抽出を行う機能を有するもので、濃淡画像として示されるＣＴの二次元画像のそれぞれの構成点について、その濃度が所定の閾値以上か、それ未満かで白、黒の値を割り当てる２値化処理を行ったのち、スムージング処理及び孤立点除去処理を行って、画像の連結成分すなわち異なった高さでスキャンして得られる各二次元画像のエッジを求める。
【００１５】
図４は、図３の各処理段階の内容を説明するためのモデル図であり、直線成分検出部１２では、コンピュータによる画像処理アルゴリズムとしてよく知られているＨｏｕｇｈ変換アルゴリズム（例えば総研出版１９８５年発行，田村秀行監修「コンピュータ画像処理入門」ｐ．１２７−１２８参照）を用いて、同一方向に一定距離の長さを有する直線のエッジ（以下直線エッジという）を検出し、これらのエッジにラベリングする。そして、二次元ＣＴ画像を集合した全画像において、同一方向に一定の長さが抽出されなくなれば、その時点でハレーションを含む画像は存在しないと判断して処理を打ち切る。
【００１６】
図５は、このようにしてハレーションを含む画像について、生体組織像の領域に付随するハレーション像領域の直線エッジが、上記のエッジ抽出処理によって連続的に抽出される状態を示す説明図である。対応点計数部１３においては、ハレーション領域の直線エッジを最も多く含む断面のＣＴ画像を基準として、ＣＴ画像のラベリングされた直線エッジの全ての点に対し、上方又は下方に位置する断面のＣＴ画像のラベリングされた直線エッジの点の対応付けすなわち各ＣＴ画像におけるエッジの対応関係を特定する処理を行う。
【００１７】
次に、図６にモデル図により、２つの断面画像のエッジ点の対応付けの処理を説明する。
この図において下方の断面画像の直線エッジ上の任意の点ａ0に対し、上方の断面画像の直線エッジにおける最短距離にある点ａ1を検出し、両者の該離が閾値痾以下の場合に、点ａ1を点ａ0の対応点であると定める。対応点検出部１３においては、直線エッジを最も多く含む断面のＣＴ画像のすべての直線エッジ点に対し、Ｚ軸方向の対応付けを行い、各対応点に対し、Ｚ軸方向の対応付けを行い、各対応点について、その個数を計数する。
【００１８】
図７は、この計数処理を説明するための５個の断面の対応関係を示す斜視図であって、最も直線のエッジが多い断面Ｃ0を基準画像として対応付けを行うとき、Ｃ0の点ａ0の対応数は４、Ｃ0の点ｂ0の対応数は２と計数される。
【００１９】
対応点検出部１３で最も直線エッジの多い画像のすべての直線エッジ点に対し、対応点数された情報は、ハレーション領域除去部１４に送られる。ハレーション領域除去部１４においては、基準画像のエッジ点に関し、対応点数がある一定の閾値竈より少ない場合、ハレーション領域のエッジ点として判定し、連続したエッジ線の短点と終点が一定の距離繃以内に存在するとき、それらの２点を結んで得られる連結領域をハレーション領域として除去する。
【００２０】
基準画像のすべての点に関して上記の処理が終了すると、ハレーション領域が除去された画像の集合は、直線成分検出部に送られ、前述したＨｏｕｇｈ変換を用い、同一方向に一定距離の長さを有する直線のエッジを検出し、このエッジにラベリングを行う。全断面ＣＴ画像において同一方向に一定の長さのエッジが抽出されなければ、ハレーションを含む画像ではないと判断し処理を打ち切る。同一方向に一定の長さのエッジが検出された画面が存在した場合は、この二次元ＣＴ画像集合のデータは、対応点計数部１３に送られ上記した処理を繰り返す。
【００２１】
以上ＣＴ画像を例として説明したが、ＭＲＩ画像の場合も全く同様に処理することができる。
このようにして、ＭＲＩ又はＣＴ画像におけるハレーション領域を自動的に検出し、除去することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明によれば、人体患部についてのハレーション領域を含むＭＲＩ又はＣＴの二次元断層画像から、自動的にハレーション領域を除去して患部の状態を正確に示す二次元画像が提供されるので、これを利用して位置を変えて撮像したＭＲＩ又はＣＴ二次元画像を集合して三次元形状を形成させることにより、患部を正確に実現したモデルを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】合金製充填物を有する歯を含む顎の部分の断面のＣＴ画像の１例を示す図。
【図２】図１と同じ顎について、断面から高さ方向に所定距離だけ離れた部分の断面の二次元ＣＴ画像の１例を示す図。
【図３】本発明方法を実施するための画像処理装置の１例の構成を示すブロック図。
【図４】図３の各処理段階の内容を説明するためのモデル図。
【図５】ハレーションを含む画像の、生体組織像の領域に付随するハレーション像領域の直線エッジが、エッジ抽出処理によって連続的に抽出される状態を示す説明図。
【図６】２つの断面画像のエッジ点の対応付けの処理を説明するモデル図。
【図７】計数処理を説明するための５個の断面の対応関係を示す斜視図。
【符号の説明】
【００２４】
１，１´ハレーション部分
１１  エッジ抽出部
１２  直線成分検出部
１３  対応点計数部
１４  ハレーション領域除去部
【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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