(57)【要約】【課題】ＣＴ撮影で得られた医用画像から金属アーチファクトを除去する。【解決手段】ＣＴ撮影において、透過放射線により形成される面の、被写体に対する角度が互いに異なる２つの放射線から得られた画像信号をそれぞれ再構成して、断面の角度が互いに異なる２組の断層像群から２つの３次元画像を生成し、一方の３次元画像から金属アーチファクトを表す対象領域を検出し、他方の３次元画像において、この対象領域に対応する比較領域を検出し、対象領域を構成する個々の画素の画素値を比較領域の対応する位置の各画素の画素値によって補正する。【選択図】図２
2011206367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する放射線源と放射線検出部とを金属体を有する被写体の周囲を回転させながら前記被写体の放射線撮影を複数回行うＣＴ撮影により、
第１の面に平行に前記被写体を透過した放射線から得られた画像信号を再構成して前記第１の面に平行な第１の断層像を取得すると共に、該第１の断層像の取得を前記被写体の異なる位置において複数回行ってこれらの複数の第１の断層像からなる第１の３次元画像を生成し、
前記第１の面とは異なる方向に延びる第２の面に平行に前記被写体を透過した放射線から得られた画像信号を再構成して前記第２の面に平行な第２の断層像を取得すると共に、該第２の断層像の取得を前記被写体の異なる位置において複数回行ってこれらの複数の第２の断層像からなる第２の３次元画像を生成し、
前記第１の３次元画像から金属アーチファクトを表す対象領域を検出し、
該対象領域と対応する、前記第２の３次元画像の比較領域を検出し、
前記対象領域を構成する個々の画素の画素値を、前記比較領域の対応する位置の各画素の画素値によって補正することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記第１の断層像と前記第２の断層像のなす角度は、前記金属体の形状に応じて、両断層像に現れる金属アーチファクトの一部が重ならない角度であることを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
【請求項３】
前記対象領域は、第１の断層像をヒストグラム解析して所定の画素値より大きい画素値を有する画素を含む対象断層像を検出し、対象断層像の画素と被写体の同じ位置を表す第２の断層像の画素を比較することにより抽出するものであることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理方法。
【請求項４】
互いに対向して配置された、第１の回転軸を中心として回転せしめられる第１の放射線源および第１の放射線検出部と、該第１の放射線検出部によって検出された放射線像を読み出して第１の画像信号を得る第１の読出部と、前記第１の放射線源および第１の放射線検出部を被写体の周囲を回転させつつ該被写体の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に前記第１の読出部に前記第１の画像信号の読出しを行わせる第１の撮影制御部と、読み出した前記第１の画像信号から前記第１の回転軸に垂直な第１の断層像を再構成すると共に前記被写体の異なる位置における複数の前記第１の断層像からなる第１の３次元画像を生成する第１の画像生成部とを有する第１の放射線撮影手段と、
互いに対向して配置された、前記第１の回転軸とは異なる方向に延びる第２の回転軸を中心として回転せしめられる第２の放射線源および第２の放射線検出部と、該第２の放射線検出部によって検出された放射線像を読み出して第２の画像信号を得る第２の読出部と、前記第２の放射線源および第２の放射線検出部を前記被写体の周囲を回転させつつ該被写体の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に前記第２の読出部に前記第２の画像信号の読出しを行わせる第２の撮影制御部と、読み出した前記第２の画像信号から前記第２の回転軸に垂直な第２の断層像を再構成すると共に前記被写体の異なる位置における複数の前記第２の断層像からなる第２の３次元画像を生成する第２の画像生成部とを有する第２の放射線撮影手段と、
前記第１の３次元画像から前記被写体に含まれている金属体に起因する金属アーチファクトを表す対象領域を検出する対象領域検出手段と、
検出された前記第１の３次元画像の対象領域と対応する、前記第２の３次元画像の比較領域を抽出し、前記対象領域を構成する個々の画素の画素値を前記比較領域の対応する位置の各画素の画素値によって補正する画素値補正手段とを備えたことを特徴とする放射線ＣＴ装置。
【請求項５】
互いに対向して配置された、所定の回転軸を中心として回転せしめられる、円錐状に放射線を放射する放射線源および放射線検出部と、該放射線検出部によって検出された放射線像を読み出して画像信号を得る読出部と、前記放射線源および放射線検出部を被写体の周囲を回転させつつ該被写体の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に前記読出部により前記画像信号の読み出しを行わせる撮影制御部と、前記読出部が読み出した画像信号から、前記被写体を第１の面に平行に透過した放射線を検出して得られた第１の画像信号を抽出し、該第１の画像信号から前記第１の面に平行な第１の断層像を再構成すると共に前記被写体の異なる位置における複数の前記第1の断層像からなる第１の３次元画像を生成する第１の画像生成部と、前記読出部が読み出した画像信号から、前記被写体を第１の面とは異なる方向に延びる第２の面に平行に透過した放射線を検出して得られた第２の画像信号を抽出し、該第２の画像信号から第２の面に平行な第２の断層像を再構成すると共に前記被写体の異なる位置における複数の第２の断層像からなる第２の３次元画像を生成する第２の画像生成部とを有する放射線撮影手段と、
前記第１の３次元画像から前記被写体に含まれている金属体に起因する金属アーチファクトを表す対象領域を検出する対象領域検出手段と、
検出された前記第１の３次元画像の対象領域と対応する、第２の３次元画像の比較領域を抽出し、前記対象領域を構成する個々の画素の画素値を、前記比較領域の対応する位置の各画素の画素値によって補正する画素値補正手段とを備えたことを特徴とする放射線ＣＴ装置。
【請求項６】
互いに対向して配置され、可変な回転軸を中心として回転せしめられる、放射線源および放射線検出部と、該放射線検出部によって検出された放射線像を読み出して画像信号を得る読出部と、前記放射線源および放射線検出部を第１の回転軸を中心として被写体の周囲を回転させつつ該被写体の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に前記読出部により第１の画像信号の読出しを行わせ、その後、前記放射線源および放射線検出部を前記第１の回転軸とは異なる方向に延びる第２の回転軸を軸として前記被写体の周囲を回転させつつ該被写体の放射線像を複数回撮影しながら前記読出部に第２の画像信号の読出しを行わせる撮影制御部と、
前記読出部が読み出した前記第１の画像信号から、前記第１の回転軸に垂直な第１の断層像を再構成すると共に前記被写体の異なる位置における複数の前記第１の断層像からなる第１の３次元画像を生成する第１の画像生成部と、
前記読出部が読み出した前記第２の画像信号から、前記第２の回転軸に垂直な第２の断層像を再構成すると共に前記被写体の異なる位置における複数の第２の断層像からなる第２の３次元画像を生成する第２の画像生成部とを有する放射線撮影手段と、
前記第１の３次元画像から前記被写体に含まれる金属体に起因する金属アーチファクトを表す対象領域を検出する対象領域検出手段と、
検出された前記第１の３次元画像の対象領域と対応する、第２の３次元画像の比較領域を抽出し、前記対象領域を構成する個々の画素の画素値を、前記比較領域の対応する位置の各画素の画素値によって補正する画素値補正手段とを備えたことを特徴とする放射線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記第１の断層像と前記第２の断層像の少なくとも一方の、前記被写体に対する角度が可変であることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項記載の放射線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線ＣＴ撮影により得られた、被写体の複数の位置の断層像からなる３次元画像の画像処理方法、およびその画像処理方法を実行する放射線ＣＴ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療分野では、放射線ＣＴ撮影により得られた被写体の複数の位置の断層像からなる３次元画像による画像診断が盛んに行われている。
【０００３】
従来の放射線ＣＴ装置では、互いに対向する放射線源と放射線検出部とを被写体の周囲を回転させながら被写体の放射線撮影を複数回行い、被写体を透過した放射線から得られた画像信号を再構成して断層像を取得すると共に、この断層像の取得を被写体の異なる位置において複数回行ってこれらの複数の断層像からなる３次元画像を生成している。
【０００４】
一方、画像診断においては余分な偽画像や障害陰影等のアーチファクトの発生が問題となってきた。特許文献１は、２つまたは３つのＸ線管を持つ放射線ＣＴ装置において、デュアルエネルギー撮影のヘリカルスキャンを行う際に、各Ｘ線管をＺ軸方向（Ｘ線管および検出器の中心軸方向）へ適切な位置にずらすことで、２つまたは３つのＸ線管のＸ線投影データ収集の開始ビュー角度を一致させ、同一のＺ座標において同一ビュー方向のＸ線投影データを収集することで高画質の断層像を得る技術を開示している。そして、特許文献１の放射線ＣＴ装置によれば、２つまたは３つの放射線管を用いて短い撮影時間間隔でデュアルエネルギー撮影を行うため、撮影中の被写体の体動によるアーチファクトを低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２９７３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これに対し、金属体を内部に含む被写体に放射線を照射した際に金属体に起因して発生するアーチファクト、いわゆる金属アーチファクトも画像診断で問題となっている。しかしながら、特許文献１に記載された装置では、人体の体動によるアーチファクトを低減することはできても、金属アーチファクトを低減することはできなかった。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる課題に鑑み、内部に金属体を含む被写体を撮影したときに生ずる金属アーチファクトを低減することにより画像の画質を向上させる放射線ＣＴ撮影で得られた画像の画像処理方法および該画像処理方法を実行する放射線ＣＴ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による画像処理方法は、互いに対向する放射線源と放射線検出部とを金属体を有する被写体の周囲を回転させながら前記被写体の放射線撮影を複数回行うＣＴ撮影により、
第１の面に平行に前記被写体を透過した放射線から得られた画像信号を再構成して前記第１の面に平行な第１の断層像を取得すると共に、該第１の断層像の取得を前記被写体の異なる位置において複数回行ってこれらの複数の第１の断層像からなる第１の３次元画像を生成し、
前記第１の面とは異なる方向に延びる第２の面に平行に前記被写体を透過した放射線から得られた画像信号を再構成して前記第２の面に平行な第２の断層像を取得すると共に、該第２の断層像の取得を前記被写体の異なる位置において複数回行ってこれらの複数の第２の断層像からなる第２の３次元画像を生成し、
前記第１の３次元画像から金属アーチファクトを表す対象領域を検出し、
該対象領域と対応する、前記第２の３次元画像の比較領域を検出し、
前記対象領域を構成する個々の画素の画素値を、前記比較領域の対応する位置の各画素の画素値によって補正することを特徴とするものである。
【０００９】
すなわち、本発明による画像処理方法は、ＣＴ撮影により、被写体に対する透過放射線により形成される面の角度の互いに異なる２つの放射線から得られた画像信号をそれぞれ再構成して、断面の角度が互いに異なる２組の断層像群から、２つの３次元画像を生成し、一方の３次元画像から金属アーチファクトを表す対象領域を検出し、他方の３次元画像において、この対象領域に対応する比較領域を検出し、対象領域を構成する個々の画素の画素値を比較領域の対応する位置の各画素の画素値によって補正して、これにより金属アーチファクトを低減するものである。
【００１０】
ここで、第１の面に平行に被写体を透過した放射線から画像信号を得る際に用いた放射線源および放射線検出部は、第２の面に平行に被写体を透過した放射線から画像信号を得る際に用いた放射線源および放射線検出部と同一でもよく異なっていてもよい。例えば、２対の放射線源と放射線検出部の一方を第１の面に平行に被写体を透過した放射線から画像信号を得る際に用い、他方を第１の面に平行に被写体を透過した放射線から画像信号を得る際に用いてもよく、１対の放射線源と放射線検出部を用いて第１の面に平行に被写体を透過した放射線からの画像信号の取得および第２の面に平行に被写体を透過した放射線からの画像信号の取得の両方を行ってもよい。また、第１の面に平行に被写体を透過した放射線からの画像信号の取得と第２の面に平行に被写体を透過した放射線からの画像信号の取得に、放射線検出部は同じものを用い、放射線源はそれぞれ別のものを用いてもよく、逆に、放射線検出部はそれぞれ別のものを用い、放射線源は同じものを用いてもよい。
【００１１】
ここでいう補正とは、対象領域の画素値を比較領域の対応する位置の画素値を用いて補正するものであればよく、対象領域の画素値を比較領域の画素値で置換してもよく、対象領域の画素値を対応する位置の周辺の画素の画素値によって補間した値によって置き換えてもよい。
【００１２】
また、金属アーチファクトは、金属体に放射線が照射されることに起因する陰影であり、金属体を含む断層像に金属体から、金属体に照射された放射線の向きと同じ向きに延びるように現れる。ＣＴ撮影では周囲１８０度または３６０度等回転しながら放射線が被写体に照射されて複数回放射線撮影が行われるため、金属アーチファクトは、再構成された複数の断層像からなる３次元画像のうち、金属体を含む断層像上にのみ、金属体の周囲の複数方向に現れる。
【００１３】
前記第１の断層像と前記第２の断層像のなす角度は、前記金属体の形状に応じて、両断層像に現れる金属アーチファクトの一部が重ならない角度であることが好ましい。
【００１４】
また、対象領域は、第１の断層像をヒストグラム解析して所定の画素値より大きい画素値を有する画素を含む対象断層像を検出し、対象断層像の画素と被写体の同じ位置を表す第２の断層像の画素を比較することにより抽出するものであるものであってもよい。
【００１５】
また、本発明による第１の放射線ＣＴ装置は、互いに対向して配置された、第１の回転軸を中心として回転せしめられる第１の放射線源および第１の放射線検出部と、該第１の放射線検出部によって検出された放射線像を読み出して第１の画像信号を得る第１の読出部と、前記第１の放射線源および第１の放射線検出部を被写体の周囲を回転させつつ該被写体の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に前記第１の読出部に前記第１の画像信号の読出しを行わせる第１の撮影制御部と、読み出した前記第１の画像信号から前記第１の回転軸に垂直な第１の断層像を再構成すると共に前記被写体の異なる位置における複数の前記第１の断層像からなる第１の３次元画像を生成する第１の画像生成部とを有する第１の放射線撮影手段と、互いに対向して配置された、前記第１の回転軸とは異なる方向に延びる第２の回転軸を中心として回転せしめられる第２の放射線源および第２の放射線検出部と、該第２の放射線検出部によって検出された放射線像を読み出して第２の画像信号を得る第２の読出部と、前記第２の放射線源および第２の放射線検出部を前記被写体の周囲を回転させつつ該被写体の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に前記第２の読出部に前記第２の画像信号の読出しを行わせる第２の撮影制御部と、読み出した前記第２の画像信号から前記第２の回転軸に垂直な第２の断層像を再構成すると共に前記被写体の異なる位置における複数の前記第２の断層像からなる第２の３次元画像を生成する第２の画像生成部とを有する第２の放射線撮影手段と、前記第１の３次元画像から前記被写体に含まれている金属体に起因する金属アーチファクトを表す対象領域を検出する対象領域検出手段と、検出された前記第１の３次元画像の対象領域と対応する、前記第２の３次元画像の比較領域を抽出し、前記対象領域を構成する個々の画素の画素値を前記比較領域の対応する位置の各画素の画素値によって補正する画素値補正手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明による第２の放射線ＣＴ装置は、互いに対向して配置された、所定の回転軸を中心として回転せしめられる、円錐状に放射線を放射する放射線源および放射線検出部と、該放射線検出部によって検出された放射線像を読み出して画像信号を得る読出部と、前記放射線源および放射線検出部を被写体の周囲を回転させつつ該被写体の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に前記読出部により前記画像信号の読み出しを行わせる撮影制御部と、前記読出部が読み出した画像信号から、前記被写体を第１の面に平行に透過した放射線を検出して得られた第１の画像信号を抽出し、該第１の画像信号から前記第１の面に平行な第１の断層像を再構成すると共に前記被写体の異なる位置における複数の前記第1の断層像からなる第１の３次元画像を生成する第１の画像生成部と、前記読出部が読み出した画像信号から、前記被写体を第１の面とは異なる方向に延びる第２の面に平行に透過した放射線を検出して得られた第２の画像信号を抽出し、該第２の画像信号から第２の面に平行な第２の断層像を再構成すると共に前記被写体の異なる位置における複数の第２の断層像からなる第２の３次元画像を生成する第２の画像生成部とを有する放射線撮影手段と、前記第１の３次元画像から前記被写体に含まれている金属体に起因する金属アーチファクトを表す対象領域を検出する対象領域検出手段と、検出された前記第１の３次元画像の対象領域と対応する、第２の３次元画像の比較領域を抽出し、前記対象領域を構成する個々の画素の画素値を、前記比較領域の対応する位置の各画素の画素値によって補正する画素値補正手段とを備えたものである。
【００１７】
また、本発明による第３の放射線ＣＴ装置は、互いに対向して配置され、可変な回転軸を中心として回転せしめられる、放射線源および放射線検出部と、該放射線検出部によって検出された放射線像を読み出して画像信号を得る読出部と、前記放射線源および放射線検出部を第１の回転軸を中心として被写体の周囲を回転させつつ該被写体の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に前記読出部により第１の画像信号の読出しを行わせ、その後、前記放射線源および放射線検出部を前記第１の回転軸とは異なる方向に延びる第２の回転軸を軸として前記被写体の周囲を回転させつつ該被写体の放射線像を複数回撮影しながら前記読出部に第２の画像信号の読出しを行わせる撮影制御部と、前記読出部が読み出した前記第１の画像信号から、前記第１の回転軸に垂直な第１の断層像を再構成すると共に前記被写体の異なる位置における複数の前記第１の断層像からなる第１の３次元画像を生成する第１の画像生成部と、前記読出部が読み出した前記第２の画像信号から、前記第２の回転軸に垂直な第２の断層像を再構成すると共に前記被写体の異なる位置における複数の第２の断層像からなる第２の３次元画像を生成する第２の画像生成部とを有する放射線撮影手段と、前記第１の３次元画像から前記被写体に含まれる金属体に起因する金属アーチファクトを表す対象領域を検出する対象領域検出手段と、検出された前記第１の３次元画像の対象領域と対応する、第２の３次元画像の比較領域を抽出し、前記対象領域を構成する個々の画素の画素値を、前記比較領域の対応する位置の各画素の画素値によって補正する画素値補正手段とを備えたものである。
【００１８】
上記の放射線ＣＴ装置において、前記第１の断層像と前記第２の断層像の少なくとも一方の、前記被写体に対する角度が可変であってもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による画像処理方法は、ＣＴ撮影において、透過放射線により形成される面の、被写体に対する角度が互いに異なる２つの放射線から得られた画像信号をそれぞれ再構成して、断面の角度が互いに異なる２組の断層像群から２つの３次元画像を生成し、一方の３次元画像から金属アーチファクトを表す対象領域を検出し、他方の３次元画像において、この対象領域に対応する比較領域を検出し、対象領域を構成する個々の画素の画素値を比較領域の対応する位置の各画素の画素値によって補正するため、第１の３次元画像の金属アーチファクトを表す対象領域の個々の画素値を第２の３次元画像の金属アーチファクトのない比較領域の画素値で補正でき、金属アーチファクトを低減し３次元画像の画質を向上させることができる。
【００２０】
また、前記第１の断層像と前記第２の断層像のなす角度は、前記金属体の形状に応じて、両断層像に現れる金属アーチファクトの一部が重ならない角度である場合は、第１の断層像の対象領域に対応する第２の断層像の比較領域が金属アーチファクトを含まないため、金属アーチファクトを効率よく低減できる。
【００２１】
また、本発明による第１の放射線ＣＴ装置は、互いに対向して配置された、第１の回転軸を中心として回転せしめられる第１の放射線源および第１の放射線検出部と、第１の放射線検出部によって検出された放射線像を読み出して第１の画像信号を得る第１の読出部と、第１の放射線源および第１の放射線検出部を被写体の周囲を回転させつつ被写体の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に第１の読出部に第１の画像信号の読出しを行わせる第１の撮影制御部と、読み出した第１の画像信号から第１の回転軸に垂直な第１の断層像を再構成すると共に被写体の異なる位置における複数の第１の断層像からなる第１の３次元画像を生成する第１の画像生成部とを有する第１の放射線撮影手段と、互いに対向して配置された、第１の回転軸とは異なる方向に延びる第２の回転軸を中心として回転せしめられる第２の放射線源および第２の放射線検出部と、第２の放射線検出部によって検出された放射線像を読み出して第２の画像信号を得る第２の読出部と、第２の放射線源および第２の放射線検出部を被写体の周囲を回転させつつ被写体の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に第２の読出部に第２の画像信号の読出しを行わせる第２の撮影制御部と、読み出した第２の画像信号から第２の回転軸に垂直な第２の断層像を再構成すると共に被写体の異なる位置における複数の第２の断層像からなる第２の３次元画像を生成する第２の画像生成部とを有する第２の放射線撮影手段と、第１の３次元画像から被写体に含まれている金属体に起因する金属アーチファクトを表す対象領域を検出する対象領域検出手段と、検出された第１の３次元画像の対象領域と対応する、第２の３次元画像の比較領域を抽出し、対象領域を構成する個々の画素の画素値を比較領域の対応する位置の各画素の画素値によって補正する画素値補正手段とを備えたため、第１の３次元画像の金属アーチファクトを表す対象領域の個々の画素値を第２の３次元画像の金属アーチファクトのない比較領域の画素値で補正でき、金属アーチファクトを低減し３次元画像の画質を向上させることができる。
【００２２】
また、本発明による第２の放射線ＣＴ装置は、互いに対向して配置された、所定の回転軸を中心として回転せしめられる、円錐状に放射線を放射する放射線源および放射線検出部と、放射線検出部によって検出された放射線像を読み出して画像信号を得る読出部と、放射線源および放射線検出部を被写体の周囲を回転させつつ被写体の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に読出部により画像信号の読み出しを行わせる撮影制御部と、読出部が読み出した画像信号から、被写体を第１の面に平行に透過した放射線を検出して得られた第１の画像信号を抽出し、第１の画像信号から第１の面に平行な第１の断層像を再構成すると共に被写体の異なる位置における複数の第1の断層像からなる第１の３次元画像を生成する第１の画像生成部と、読出部が読み出した画像信号から、被写体を第１の面とは異なる方向に延びる第２の面に平行に透過した放射線を検出して得られた第２の画像信号を抽出し、第２の画像信号から第２の面に平行な第２の断層像を再構成すると共に被写体の異なる位置における複数の第２の断層像からなる第２の３次元画像を生成する第２の画像生成部とを有する放射線撮影手段と、第１の３次元画像から被写体に含まれている金属体に起因する金属アーチファクトを表す対象領域を検出する対象領域検出手段と、検出された第１の３次元画像の対象領域と対応する、第２の３次元画像の比較領域を抽出し、対象領域を構成する個々の画素の画素値を、比較領域の対応する位置の各画素の画素値によって補正する画素値補正手段とを備えたため、第１の３次元画像の金属アーチファクトを表す対象領域の個々の画素値を第２の３次元画像の金属アーチファクトのない比較領域の画素値で補正でき、金属アーチファクトを低減し３次元画像の画質を向上させることができる。
【００２３】
また、本発明による第３の放射線ＣＴ装置は、互いに対向して配置され、可変な回転軸を中心として回転せしめられる、放射線源および放射線検出部と、放射線検出部によって検出された放射線像を読み出して画像信号を得る読出部と、放射線源および放射線検出部を第１の回転軸を中心として被写体の周囲を回転させつつ被写体の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に読出部により第１の画像信号の読出しを行わせ、その後、放射線源および放射線検出部を第１の回転軸とは異なる方向に延びる第２の回転軸を中心として被写体の周囲を回転させつつ被写体の放射線像を複数回撮影しながら読出部に第２の画像信号の読出しを行わせる撮影制御部と、読出部が読み出した第１の画像信号から、第１の回転軸に垂直な第１の断層像を再構成すると共に被写体の異なる位置における複数の第１の断層像からなる第１の３次元画像を生成する第１の画像生成部と、読出部が読み出した第２の画像信号から、第２の回転軸に垂直な第２の断層像を再構成すると共に被写体の異なる位置における複数の第２の断層像からなる第２の３次元画像を生成する第２の画像生成部とを有する放射線撮影手段と、第１の３次元画像から被写体に含まれる金属体に起因する金属アーチファクトを表す対象領域を検出する対象領域検出手段と、検出された第１の３次元画像の対象領域と対応する、第２の３次元画像の比較領域を抽出し、対象領域を構成する個々の画素の画素値を、比較領域の対応する位置の各画素の画素値によって補正する画素値補正手段とを備えたため、第１の３次元画像の金属アーチファクトを表す対象領域の個々の画素値を第２の３次元画像の金属アーチファクトのない比較領域の画素値で補正でき、金属アーチファクトを低減し３次元画像の画質を向上させることができる。
【００２４】
上記の放射線ＣＴ装置において、第１の断層像および第２の断層像の少なくとも一方の、前記被写体に対する角度が可変である場合には、金属アーチファクトを低減させる領域を大きくできるように金属体の形状に応じて第１の断層像または第２の断層像のなす角度を変更でき、３次元画像の画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施形態による放射線ＣＴ装置の外観図
【図２】第１の実施形態による放射線ＣＴ装置の機能ブロック図
【図３】金属アーチファクトの低減処理の概念を説明するイメージ図
【図４Ａ】第１の断層像と第２の断層像のなす好ましい角度の第１の例を説明するイメージ図
【図４Ｂ】第１の断層像と第２の断層像のなす好ましい角度の第２の例を説明するイメージ図
【図４Ｃ】第１の断層像と第２の断層像のなす好ましい角度の第３の例を説明するイメージ図
【図５】第１の実施形態による画像処理の流れを表すフロー図
【図６】第２の実施形態による放射線ＣＴ装置の機能ブロック図
【図７】第２の実施形態による放射線ＣＴ装置の画像信号の取得方法を説明する図
【図８】第３の実施形態による放射線ＣＴ装置の機能ブロック図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施形態による放射線ＣＴ装置の一例の外観の概略構成図である。図２は本発明の第１の実施形態による放射線ＣＴ装置の一例の機能ブロック図である。
【００２７】
図１に示すように、第１の実施形態による放射線ＣＴ装置１００は、被写体１を支持するための支持台であるベッド部１Ａと、ベッド部１Ａを駆動するための複数のモータ等を備えた駆動部３７を含みベッド部１Ａを移動可能に支持する移動手段３５と、不図示の放射線源１２、２２および不図示の放射線検出部１３、２３等を回動可能に支持するガントリ３６と、表示手段３４を備えたコンソール５０を備える。コンソール５０はガントリ３６の近傍に配されている。また、移動手段３５が、ガントリ３６のトンネル上の中空部の中央を通ってベッド部１Ａをベッド部１Ａの長手方向（図１矢印ｄ１方向）へ水平に移動させることができる位置関係に、ベッド部１Ａおよびガントリ３６が配置されている。移動手段３５は、後述する第１の撮影制御部１１または第２の撮影制御部２１の駆動と同期してベッド部１Ａを移動させる。なお、被写体１はベッド部１Ａの長手方向と被写体の体軸方向を一致させて配置される。
【００２８】
図２に示すように、第１の実施形態による放射線ＣＴ装置１００は、放射線ＣＴ撮影を行う第１の放射線撮影手段１０および第２の放射線撮影手段２０と、第１の３次元画像から被写体に含まれている金属体に起因する金属アーチファクトを表す対象領域を検出する対象領域検出手段３１と、検出された第１の３次元画像の対象領域と対応する、第２の３次元画像の比較領域を抽出し、対象領域を構成する個々の画素の画素値を比較領域の対応する位置の各画素の画素値によって補正する画素値補正手段３２とを備えている。
【００２９】
さらに、放射線ＣＴ装置１００は、ハードディスク等の記憶装置からなる記憶手段３３および表示手段３４を備える。記憶手段３３は、第１の放射線撮影手段１０、第２の放射線撮影手段２０、対象領域検出手段３１、画素値補正手段３２のそれぞれから必要に応じて画像データを取得し記憶する。
【００３０】
第１の放射線撮影手段１０は、互いに対向して配置された、第１の回転軸Ｃ１を中心として回転せしめられる第１の放射線源１２および第１の放射線検出部１３と、第１の放射線検出部によって検出された放射線像を読み出して第１の画像信号を得る第１の読出部１４と、撮影を制御する第１の撮影制御部１１と、読み出した第１の画像信号から第１の回転軸に垂直な第１の断層像を再構成すると共に被写体の異なる位置における複数の第１の断層像からなる第１の３次元画像を生成する第１の画像生成部１５とを有する。
【００３１】
また、第１の放射線撮影手段１０は第１の放射線源１２と第１の放射線検出部１３とを一体的に回転させる回転部１６を有するものである。第１の放射線源１２と第１の放射線検出部１３は回転軸Ｃ１の周りに３６０°回転可能である。回転部１６は回転軸Ｃ１が、被写体の体軸Ｃ３と同じ方向である移動方向ｄ１に対して角度θ１だけ傾けられた状態でガントリ３６に固定されている。
【００３２】
第１の放射線源１２と第１の放射線検出部１３とは、ベッド部１Ａに配された被写体１を通る回転軸Ｃ１を間に挟んで対向配置されている。
【００３３】
放射線ＣＴ装置１００により放射線ＣＴ撮影を行うときには、回転軸Ｃ１、第１の放射線源１２、第１の放射線検出部１３の互いの位置関係は固定される。
【００３４】
第１の放射線検出部１３を構成する検出画素が並べられた検出面は、平面であってもよいし湾曲をなすものであってもよい。なお、放射線源１２、２２から発せられる放射線はライン状のＸ線放射分布を持ち、それを線状のセンサである放射線検出部１３、２３で受けるものとする。
【００３５】
第１の読出部１４は、第１の撮影制御部１１による放射線ＣＴ撮影により第１の放射線検出部１３に記録された放射線像を読み出して第１の画像信号を得る。
【００３６】
第１の撮影制御部１１は、ベッド部１Ａ上の被写体１を通る回転軸Ｃ１の回りに第１の放射線源および第１の放射線検出部１３を被写体の周囲を回転させつつ被写体１の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に第１の読出部１４に第１の画像信号の読出しを行わせる。
【００３７】
第１の画像生成部１５は、第１の読出部１４が読出した第１の画像信号から周知の方法により、第１の断層像を再構成し、同様に被写体の異なる位置の複数の第１の断層像を再構成して、これらの複数の第１の断層像からなる第１の３次元画像を生成する。
【００３８】
第２の放射線撮影手段２０は、互いに対向して配置された、第１の回転軸とは異なる方向に延びる第２の回転軸を中心として回転せしめられる第２の放射線源２２および第２の放射線検出部２３と、第２の放射線検出部によって検出された放射線像を読み出して第２の画像信号を得る第２の読出部２４と、第２の放射線源および第２の放射線検出部を被写体の周囲を回転させつつ被写体の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に第２の読出部に第２の画像信号の読出しを行わせる第２の撮影制御部２１と、読み出した第２の画像信号から第２の回転軸に垂直な第２の断層像を再構成すると共に被写体の異なる位置における複数の第２の断層像からなる第２の３次元画像を生成する第２の画像生成部２５とを有する。
【００３９】
第１の放射線撮影手段１０と第２の放射線撮影手段２０は、回転軸Ｃ１とＣ２の傾きが異なるだけで、それぞれの構成要素および機能は同じものである。すなわち、第１の撮影制御部１１と第２の撮影制御部２１は、放射線源および放射線検出部を一体的に回転させる中心軸だけが相違するが、それぞれ同等の機能を有するものである。第１の放射線源と第２の放射線源２２、第１の放射線検出部１３と第２の放射線検出部２３、第１の読出部１４と第２の読出部２４、第１の画像生成部１５と第２の画像生成部２５とは、それぞれ同じ機能を有する。また、第２の放射線撮影手段２０は第２の放射線源２２と第２の放射線検出部２３とを一体的に回転させる第２の回転部２６を有し、この第２の回転部２６は、第１の回転部１６と同じ機能を有する。
【００４０】
第２の放射線源２２と第２の放射線検出部２３は回転軸Ｃ２の周りに３６０°回転可能である。回転部２６は回転軸Ｃ２が、被写体の体軸Ｃ３と同じ方向である移動方向ｄ１に対して角度θ２だけ傾けられた状態でガントリ３６に固定されている。
【００４１】
第２の放射線源２２と第１の放射線検出部２３とは、ベッド部１Ａに配された被写体１を通る回転軸Ｃ２を間に挟んで対向配置されている。
【００４２】
放射線ＣＴ装置１００により放射線ＣＴ撮影を行うときには、回転軸Ｃ２、第２の放射線源２２、第１の放射線検出部２３の互いの位置関係は固定される。
【００４３】
第２の放射線検出部２３を構成する検出画素が並べられた検出面は、平面であってもよいし湾曲をなすものであってもよい。
【００４４】
第２の読出部２４は、第２の撮影制御部２１による放射線ＣＴ撮影により第２の放射線検出部２３に記録された放射線像を読み出して第２の画像信号を得る。
【００４５】
第２の撮影制御部２１は、ベッド部１Ａ上の被写体１を通る回転軸Ｃ２の回りに第２の放射線源および第２の放射線検出部２３を被写体の周囲を回転させつつ被写体１の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に第２の読出部２４に第２の画像信号の読出しを行わせる。
【００４６】
第２の画像生成部２５は、第２の読出部２４が読出した第２の画像信号から周知の方法により、第２の断層像を再構成し、同様に被写体の異なる位置の複数の第２の断層像を再構成して、これらの複数の第２の断層像からなる第２の３次元画像を生成する。
【００４７】
また、第１の回転部１６と第２の回転部２６は、ガントリ３６の内側に、ベッド部１Ａの移動方向ｄ１に第１の回転部１６と第２の回転部２６がそれぞれぶつからないよう所定の距離をおいて併設されている。第１の撮影制御部１１および第２の撮影制御部２１は、移動手段３５が、ガントリ３６のトンネル上の中空部の中央を通ってベッド部１Ａをベッド部１Ａの長手方向（図１矢印ｄ１方向）へ水平に移動させる期間に同期して、ガントリ３６内で第１の放射線源１２と第１の放射線検出部１３、および、第２の放射線源２２と第２の放射線検出部２３を被写体の周囲をそれぞれ回転させ、被写体の放射線像を複数回撮影させて第１の読出部１４および第２の読出部２４に第１の画像信号および第２の画像信号の読出をそれぞれ行わせる。
【００４８】
さらに、この放射線ＣＴ装置１００は、被写体を配置するベッド部１Ａを、被写体の体軸Ｃ３と平行な移動方向ｄ１へ移動可能とする移動手段３５を備えている。なお、被写体は被写体の体軸方向が、ベッド部１Ａの長手方向と平行に配置される。なお、移動手段３５は、従来より知られているリニアスライドガイド等で構成された移動可能なスライドテーブル部からなるベッド部１Ａとこれらのスライドテーブル部を駆動するための複数のモータ等を備えた駆動部３７等から構成されている。駆動部３７は、コントローラ３８によって第１の撮影制御部１１および第２の撮影制御部２１と同期されて駆動される。また、コントローラ３８は、装置全体の動作および各動作のタイミング等をコントロールする。
【００４９】
放射線ＣＴ装置１００が備えているコンソール５０は、第１の撮影手段１０および第２の撮影手段のうち、第１の撮影制御部１１，第２の撮影制御部２１、第１の読出部１４、第２の読出部２４、第１の画像生成部１５、第２の画像生成部２５を有している。また、コンソール５０は、対象領域検出手段３１と、画素値補正手段３２と記憶手段３３を備えている。また、コンソール５０は、放射線検出部１３、２３等から読み出された放射線画像を表示する上記の表示手段３４と、各種操作を行う操作部３９とコントローラ３８を有している。
【００５０】
なお、表示手段３４には、表示面に一体化されて配された感圧式のタッチパネル３４Ｔそれぞれが設けられており、例えば、表示された画像中の特定の位置をタッチパネルを用いて直接指定することができる。
【００５１】
また、コンソール５０は放射線撮影を行う位置となるガントリ３６およびベッド部１Ａの近傍に配されている。すなわち、放射線像の撮影者等が、放射線ＣＴ撮影前後等に、撮影関連の各種操作および表示手段３４の表示内容を確認できるように、放射線撮影を行う位置の近くにコンソール５０が配置されている。
【００５２】
そして、放射線ＣＴ装置１００による対象領域検出手段３１は、第１の３次元画像から被写体に含まれている金属体に起因する金属アーチファクトを表す対象領域を検出するものである。
【００５３】
そして、画素値補正手段３２は、対象領域検出手段３１によって検出された第１の３次元画像の対象領域と対応する、第２の３次元画像の比較領域を抽出し、対象領域を構成する個々の画素の画素値を比較領域の対応する位置の各画素の画素値によって補正する。
【００５４】
ここで、図３を用いて、本明細書の実施形態による金属アーチファクトを低減する画像処理方法の原理を詳細に説明する。図３は、本明細書の実施形態による画像処理方法の原理を説明するイメージ図である。
【００５５】
図３の左下図は、第１の断層像６１１Ａ、６１１Ｂ等の複数の第１の断層像６１１からなる第１の３次元画像６１を表している。そして、第１の３次元画像６１は、互いに対向する放射線源と放射線検出部を被写体の周囲を回転させながら被写体の放射線撮影を複数回行うＣＴ撮影により、第１の面Ｓ１に平行に被写体を透過した放射線から得られた画像信号を再構成して第１の面に平行な第１の断層像６１１を取得すると共に、第１の断層像６１１の取得を被写体の異なる位置において複数回行ってこれらの複数の第１の断層像６１１から生成されたものである。ここで、第１の面Ｓ１の法線は、被写体の体軸Ｃ３に対し角度θ１をなすものである。また、第１の面Ｓ１に平行に被写体を透過する放射線Ｌ１は、ＣＴ撮影の際に、被写体の体軸をとおり、Ｓ１の法線と同じ方向に延びる回転軸Ｃ１に垂直な複数の方向から、回転軸Ｃ１に向けて照射されたものとする。
【００５６】
図３の右下図は、第２の断層像６２１Ａ、６２１Ｂ等の複数の第２の断層像６２１からなる第２の３次元画像６２を表している。そして、第２の３次元画像６２は、互いに対向する放射線源と放射線検出部を被写体の周囲を回転させながら被写体の放射線撮影を複数回行うＣＴ撮影により、第２の面Ｓ２に平行に被写体を透過した放射線から得られた画像信号を再構成して第２の面に平行な第２の断層像６２１を取得すると共に、第２の断層像の取得を被写体の異なる位置において複数回行ってこれらの複数の第２の断層像６２１から生成されたものである。ここで、第２の面Ｓ２は、第１の面と異なる方向に延びるものであり、第２の面Ｓ２の法線は、被写体の体軸Ｃ３に対し角度θ２をなす。また、第２の面Ｓ２に平行に被写体を透過する放射線Ｌ２は、ＣＴ撮影の際に、被写体の体軸をとおり、Ｓ２の法線と同じ方向に延びる回転軸Ｃ２に垂直な複数の方向から回転軸Ｃ２に向けて照射されたものとする。
【００５７】
ここで、図３の左右の被写体１は同一のものであり、内部に金属体Ｍを有している。
【００５８】
一般に、金属アーチファクトは、金属体に放射線が照射されることに起因する陰影であり、金属体を含む断層像に金属体から放射線の向きと同じ向きに延びるように現れる。ＣＴ撮影では周囲１８０度または３６０度等回転しながら放射線が被写体に照射されて複数回放射線撮影が行われるため、金属アーチファクトは、再構成された複数の断層像からなる３次元画像のうち、金属体を含む断層像上にのみ、金属体の周囲の複数方向に現れる。
【００５９】
すなわち、図３に示すように、第１の３次元画像６１上では、金属体Ｍを含む断層像上６１１Ａ上にのみ被写体の輪郭１ａの内部に金属アーチファクトＭＡ１が現れる。一方、第２の３次元画像６２には、金属体を含む断層像６２１Ａ上にのみ金属アーチファクトＭＡ２が現れる。本明細書では、この第１の断層６１１Ａ上の金属アーチファクトを表す領域ＭＡ１を対象領域ＭＡ１と場合により称する。
【００６０】
そして、第２の３次元画像６２は、第１の断層像６１１とは異なる方向に延びる複数の第２の断層像６２１によって構成されるものであるため、第１の断層像の対象領域ＭＡ１の、第２の３次元画像６２上の同じ位置に対応する比較領域ＭＡ１’には、第２の断層像の６２１Ａとは異なる他の第２の断層像６２１Ｂ上の位置が相当する。ここで、第２の断層像６２１Ｂは、金属体Ｍを含まない面における断層像であるため、金属アーチファクトが存在しない。図３においては、模式的に第２の断層像どうしの隣り合う間隔を広く表しているが、実際は、第２の断層像６２１Ａと６２１Ｂの間に複数の第２の断層像が存在するものとする。
【００６１】
本発明の画像処理方法はこのことを利用したものであり、第１の断層像６１１Ａの対象領域ＭＡ１を構成する各画素Ｐの画素値ｐを、同じ被写体の同じ位置に相当する第２の断層像６２１Ｂの比較領域ＭＡ１’の画素Ｑの画素値ｑで補正することにより、金属アーチファクトを表す対象領域ＭＡ１の画素値を金属アーチファクトが発生していない正常な画素値で補正することができる。
【００６２】
すなわち、対象領域検出手段３１が、第１の３次元画像から金属アーチファクトを表す対象領域ＭＡ１を検出し、画素値補正手段３２が、第１の３次元画像の対象領域ＭＡ１と対応する、第２の３次元画像の比較領域ＭＡ１’を検出し、対象領域を構成する個々の画素Ｐの画素値ｐを、比較領域Ｑの対応する位置の各画素の画素値ｑによって補正するため、第１の３次元画像の金属アーチファクトを表す対象領域ＭＡ１の個々の画素値ｐを第２の３次元画像の金属アーチファクトのない比較領域ＭＡ１’の画素値ｑで補正でき、金属アーチファクトを低減し３次元画像の画質を向上させることができる。
【００６３】
なお、少なくとも第１の断層像６１１Ａの対象領域ＭＡ１を含む被写体の位置については、第２の断層像６２１を取得する必要があるが、第１の断層像６１１Ａの対象領域ＭＡ１を含まない領域については、第２の断層像６２１を必ずしも取得しなくてもよい。第２の３次元画像を対象領域ＭＡ１を含む領域のみを含むように生成した場合には、必要以上の領域に放射線ＣＴ撮影をする必要がなく、被写体の被爆量を必要最小限に抑えることができる。
【００６４】
また、第１の３次元画像６１および第２の３次元画像６２は、第１の面に平行に被写体を透過した放射線を検出した画像信号を用いる点と、第２の面に平行に被写体を透過した放射線を検出した画像信号を用いる点は異なっても、それ以外の撮影条件、例えば、放射線量および放射線のエネルギー等の撮影条件は同じであることが好ましい。撮影条件を共通化することで、被写体の同じ位置を表す画素値が、第１の３次元画像３１と第２の３次元画像で同程度の値となるため、本発明の画像処理による補正後に得られる３次元画像の画質をさらに向上させることができる。
【００６５】
なお、本明細書による画像処理方法では、ＣＴ撮影により、第１の面に平行に被写体を透過した放射線から得られた画像信号を再構成して第１の面に平行な第１の断層像を取得し、第１の面とは異なる方向に延びる第２の面に平行に被写体を透過した放射線から得られた画像信号を再構成して第２の面に平行な第２の断層像を取得するものであれば、どのような装置構成で画像信号を取得してもよい。
【００６６】
例えば、第１の実施形態のように、放射線源を２つ設け、一方の放射線源から第１の面Ｓ１に平行に、すなわち、第１の面Ｓ１と直交する回転軸Ｃ１に垂直に放射線を照射し、被写体１を透過した第１の画像信号を取得し、他方の放射線源から第２の面Ｓ２に平行に、すなわち、第２の面Ｓ２と直交する回転軸Ｃ２に垂直に放射線を照射し、被写体１を透過した第２の画像信号を取得してもよい。また、後述する第２の実施形態の例のように、様々な傾きの放射線を放射する放射線源により被写体に放射線を照射し、得られた画像信号から、第１の面Ｓ１に平行に被写体を透過した第１の画像信号を抽出し、第２の面Ｓ２に平行に被写体を透過した第２の画像信号を抽出して、第１の画像信号および第２の画像信号をそれぞれ取得してもよい。また、後述する第３の実施形態のように放射線源を第１の面Ｓ１に平行な放射線を照射する傾きに回転軸Ｃ１を保持して、第１の面Ｓ１に平行な放射線を照射し、被写体を透過した第１の画像信号を取得し、その後、放射線源を面Ｓ２に平行な放射線を照射する傾きに回転軸Ｃ２を変更して、面Ｓ２に平行な放射線を照射し、被写体を透過した第２の画像信号を取得してもよい。
【００６７】
図４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、第１の断層像と第２の断層像との関係を説明するイメージ図である。図４Ａ、４Ｂ、４Ｃに示すように、第１の断層像と第２の断層像のなす角度は、金属体Ｍの形状に応じて、両断層像に現れる金属アーチファクトの一部が重ならない角度であることが好ましい。
【００６８】
図４Ａに示すように、金属体Ｍが所定の方向から見たときにひし形形状である場合には、隣り合うひし形の２つの辺にそれぞれ平行に被写体を透過した放射線を検出した画像信号から第１の断層像６１１と第２の断層像６２１をそれぞれ生成すると、両断層像にそれぞれ現れる金属アーチファクトを表す領域が互いに重ならないため、最も好適に金属アーチファクトを低減できる。また、隣り合うひし形の２つの辺のそれぞれに対して、第１の断層像６１１と第２の断層像６２１がそれぞれ小さい角度をなすように、すなわち略平行となるように両断層像６１１、６２１を生成した場合も、両断層像に現れる金属アーチファクトを表す領域の重なりが小さくなるため、好適に金属アーチファクトを低減できる。
【００６９】
また、図４Ｂに示すように、金属体Ｍが細長形状である場合は、金属体Ｍの長手方向に平行に被写体を透過した放射線を検出した画像信号から第１の断層像６１１を生成し、金属体Ｍの短手方向に平行に被写体を透過した放射線を検出した画像信号から第２の断層像６２１を生成することにより、両断層像６１１、６２１の金属アーチファクトを表す領域が重ならないため、最も好適に金属アーチファクトを低減できる。また、放射線ＣＴ装置のハードウェア的な制限により第１の断層像および第2の断層像を直交させる角度とすることが難しい場合であっても、第２の断層像６２１を金属体Ｍの短手方向に対してできるだけ小さい角度をなすように、すなわち略平行になるように生成した場合も、両断層像の金属アーチファクトを表す領域の重なりを小さくできるため、好適に金属アーチファクトを低減できる。なお、破線で示した第２の断層像６２１Ｃは金属アーチファクトを含む断層像であり、第１の断層像６１１の画素値を第２の断層像６２１Ｃの画素値で補正することは適当でないため、必ずしも第２の断層像６２１Ｃを生成する必要はない。
【００７０】
図４Ｃに示すように、金属体Ｍが略球形状である場合には、被写体に対する第１の断層像６１１および第２の断層像６２１の角度はあまり影響しないが、第１の断層像６１１および第２の断層像６２１が直交している場合は、最も両断層像の金属アーチファクトを表す領域の重なりが小さいため、好適に金属アーチファクトを低減できる。
【００７１】
金属体の形状が予め判明している場合には、本明細書の画像処理方法を実施する放射線ＣＴ装置において、第１の断層像および第２の断層像の少なくとも一方の、被写体に対する角度を可変とし、両断層像に現れる金属アーチファクトの一部が重ならない角度となるように金属体の形状に応じて第１の断層像または第２の断層像のなす角度を変更することが好ましい。このようにすることにより、金属アーチファクトを低減できる領域を大きくすることができるため、３次元画像の画質を向上させることができる。なお、場合により、低い放射線量で予備的な放射線撮影を行う等により、金属体の形状を大まかに把握し、その上で両断層像に現れる金属アーチファクトの一部が重ならない角度となるように金属体の形状に応じて第１の断層像または第２の断層像のなす角度を変更して、本明細書の画像処理方法を実施してもよい。
【００７２】
また、第１の断層像および第２の断層像は、できるだけ短い期間に被写体をＣＴ撮影して得られた画像信号をそれぞれ再構成して得られたものであることが好ましく、一例として、デュアルソース型ＣＴ装置を用いて、２つの放射線源により金属体周辺部をほぼ同時にＣＴ撮影して、各放射線源からの放射線を検出した画像信号により第１の断層像及び第２の断層像をそれぞれ生成することが最も望ましい。できるだけ短い期間に被写体をＣＴ撮影することにより、被写体の体動を一時停止可能であるため、第１の３次元医用画像および第２の３次元医用画像の被写体の体動によるモーションアーチファクトを低減し、３次元画像の画質を向上することができる。
【００７３】
以下、図５を用いて、具体的に、本実施形態の画像処理の流れを説明する。図５は、第１の実施形態における画像処理の流れを表すフローチャートである。
【００７４】
まず、第１の放射線撮影手段１０は、第１の撮影制御部１１により、互いに対向して配置された、第１の回転軸を中心として第１の放射線源１２および第１の放射線検出部１３とを回転させつつ放射線ＣＴ撮影を行い、第１の放射線検出部によって検出された放射線像を第１の読出部１４によって読出して第１の画像信号を得て、第１の放射線源１２および第１の放射線検出部１３を被写体１の周囲を回転させつつ被写体１の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に第１の読出部１４に第１の画像信号の読出しを行わせ、読み出した第１の画像信号から第１の画像生成部２５に第１の回転軸Ｃ１に垂直な第１の断層像６１１を再構成させる。この第１の断層像６１Ｃの再構成を被写体の異なる位置において複数回行って、複数の第１の断層像６１１からなる第１の３次元画像６１を生成する（Ｓ１０１）。
【００７５】
そして、第２の放射線撮影手段２０は、第２の撮影制御部２１により、互いに対向して配置された、第１の回転軸とは異なる方向に延びる第２の回転軸Ｃ２を中心として第２の放射線源２２および第２の放射線検出部２３とを回転させつつ放射線ＣＴ撮影を行い、第２の放射線検出部によって検出された放射線像を第２の読出部２４によって読出して第２の画像信号を得て、第２の放射線源および第２の放射線検出部を被写体１の周囲を回転させつつ被写体１の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に第２の読出部に第２の画像信号の読出しを行わせ、読み出した第２の画像信号から第２の画像生成部２５に第２の回転軸Ｃ２に垂直な第２の断層像６２１を再構成させる。この第２の断層像の再構成を被写体の異なる位置において複数回行って、複数の第２の断層像からなる第２の３次元画像６２を生成する（Ｓ１０２）。
【００７６】
なお、この第１の放射線撮影手段１０による撮影と第２の放射線撮影手段２０による放射線ＣＴ撮影は、移動手段３５によりベッド部１Ａを移動方向ｄ１に移動させる期間と同期させてほぼ同時に行われるものとする。
【００７７】
対象領域検出手段３１は、第１の画像生成部１５および第２の画像生成部２５から第１の３次元画像６１および第２の３次元画像６２を取得する。そして、第１の３次元画像６１と第２の３次元画像が、被写体の同じ位置を表す座標が一致するよう、位置あわせをする（Ｓ１０３）。位置あわせには周知の種々の方法を用いることができる。本実施形態では、一例として、被写体の輪郭に複数の特徴点を設定し、第１の３次元画像６１上での複数の特徴点と第２の３次元画像６２上での特徴点が一致するようにマッチングするものとする。
【００７８】
また、必要に応じて第１の３次元画像と第２の３次元画像との特徴間の距離等が等しくなるよう第１の３次元画像と第２の３次元画像の大きさを変換したりする等の前処理を行ってもよい。また、第１の３次元画像６１および第２の３次元画像６２には、第１の３次元画像６１および第２の３次元画像６２の同じ位置の特徴点での濃度値が、ほぼ同一の値を表すよう、適宜画素の濃淡値を調整する等の前処理を行ってもよい。なお、この場合の特徴点は、対象領域または比較領域のどちらにも該当しない点とする。
【００７９】
次に、対象領域検出手段３１は、第１の３次元画像６１を構成する各第１の断層像のヒストグラムを算出する（Ｓ１０４）。
【００８０】
対象領域検出手段３１は、複数の第１の断層像についてそれぞれヒストグラム解析を行い、所定量以上の濃度値を示す、すなわち金属アーチファクトによる極大または極小の濃度値を示すヒストグラムを有する第１の断層像を、金属アーチファクトを表す対象領域ＭＡを含む対象断層像６１１Ａとして検出する（Ｓ１０５）。
【００８１】
画素値補正手段３２は、対象領域検出手段３１が検出した対象断層像６１１Ａを取得し、対象断層像６１１Ａの各画素Ｐｋ（ｋ＝１，２，…、ｎ）の画素値ｐｋ（ｋ＝１，２，…、ｎ）を算出する（Ｓ１０６）。
【００８２】
続いて、画素値補正手段３２は、対象断層像６１１Ａの各画素Ｐｋ（ｋ＝１，２，…、ｎ）に対応する位置の第２の３次元画像６２の画素Ｑｋの画素値ｑｋ（ｋ＝１，２，…、ｎ）を算出する（Ｓ１０７）。各画素Ｐｋに対応する位置に一致する画素Ｑｋがない場合には、対応する位置の周辺の画素の画素値を用いてｑｋを算出する。このｑｋの算出には、周辺の画素の画素値から補間してｑｋを算出するものであれば、周知の種々の方法を用いることができ、一例として、周辺の画素の画素値の平均値または周辺の画素の画素値から周辺の各画素と画素Ｑｋとの距離に応じて線形補間等によって求めた補正値を用いてもよい。
【００８３】
次に、対象断層像６１１Ａの各画素Ｐｋの画素値ｐｋと、対応する位置の第２の３次元画像６２の画素Ｑｋの画素値ｑｋを比較する（Ｓ１０８）。
【００８４】
そして、｜ｐｋ−ｑｋ｜が所定のしきい値Ｔより大きい場合（Ｓ１０８のＹ）、すなわち、ｐｋはｑｋに対して金属アーチファクトにより著しく異なった濃度差Ｔを示している場合には、Ｐｋは対象領域ＭＡを構成する画素であると判断する。そして、Ｐｋの画素値ｐｋをＱｋの画素値ｑｋで置換する（Ｓ１０９）。なお、画素値ｑｋは、先述の通り、第２の３次元画像の画素Ｑｋの周辺の画素の画素値から補間して算出した補正値であってもよい。
【００８５】
次に、画素値補正手段３２は、対象断層像６１１Ａに含まれる全画素について上記処理を行ったかどうかを確認する（Ｓ１１０）。すなわちｋ＜ｎであるか確認する。また、一方｜ｐｋ−ｑｋ｜が所定のしきい値Ｔ以下である場合も（Ｓ１０８のＮ）、同様に対象断層像６１１Ａに含まれる全画素について上記処理を行ったかどうかを確認する（Ｓ１１０）。
【００８６】
そして、ｋ＜ｎであれば（Ｓ１１０のＹ）、ｋの値を１増加して（ｋ＝ｋ＋１）、ｋ＝ｎになるまで、Ｓ１０８からＳ１１０の処理を繰り返す。
【００８７】
また、ｋ＝ｎであれば（Ｓ１１０のＮ）、対象断層像６１１Ａに含まれる全画素について上記処理が終了したため、処理を終了する。
【００８８】
その後、第１の断層像を補正した第１の３次元画像６１は、記憶手段３３に記憶され、必要に応じて表示手段３４に表示される。
【００８９】
上記Ｓ１０２およびＳ１０３のステップにおいて、金属アーチファクトを含む対象領域ＭＡを含む対象断層像６１１Ａの検出は、上記の方法に限られず、断層像中に所定値より大きいまたは小さい画素値を有する画素が存在するか否かを判断できる方法であれば、周知の種々の方法を用いることができる。
【００９０】
Ｓ１０２、Ｓ１０３に示したように第１の断層像６１１のうち、所定の画素値より大きい画素値を有する画素を含む対象断層像６１１Ａを検出し、対象断層像の画素と被写体の同じ位置を表す第２の断層像の画素を比較することにより金属アーチファクトを表す対象領域を抽出するものであれば、簡単な計算により、金属アーチファクトを表す対象領域を含む断層像６１１Ａおよび対象領域ＭＡ１を検出することができる。
【００９１】
また、Ｓ１０６の対象領域ＭＡの検出は、上記の方法に限られず、第１の断層像中の所定値より大きいまたは小さい画素値を示す領域を検出できるものであれば、周知の種々の方法を用いることができる。例えば、対象断層像６１１Ａに隣接し、金属アーチファクトを含まない断層像である第１の断層像６１Ｂ上の画素と対象断層像６１１Ａの近傍の画素値を比較してもよい。
【００９２】
また、Ｓ１０７のステップでは、同じ被写体を表す複数の３次元画像間で対応する位置の画素の画素値を補正するものであれば、周知の種々の方法を用いることができる。
【００９３】
以上により、第１の３次元画像の金属アーチファクトを表す対象領域ＭＡ１の個々の画素値ｐｋを第２の３次元画像の金属アーチファクトのない比較領域の画素値ｑｋで補正でき、金属アーチファクトＭＡを低減し３次元画像の画質を向上させることができる。
【００９４】
さらに、第１の実施形態による放射線ＣＴ装置１００によれば、第１の放射線撮影手段１０および第２の放射線撮影手段２０を備え、移動手段３５によって被写体１を配置したベッド部１Ａを移動させながら第１の回転軸Ｃ１に垂直な面における放射線ＣＴ撮影と第２の回転軸Ｃ２に垂直な面における放射線ＣＴ撮影を行うため、短い時間で被写体の異なる位置において２つの面のそれぞれに平行な放射線像を撮影することができ、モーションアーチファクトを低減し、３次元画像の画質を向上させることができる。
【００９５】
次に、第２の実施形態について説明する。図６は第２の実施形態の放射線ＣＴ装置１０１を示す図である。第２の実施形態の放射線ＣＴ装置１０１は、放射線源１１２を円錐状の放射線を照射するコーンビーム型放射線源とし、放射線源１１２と放射線検出部１１３の回転軸Ｃ１を移動方向ｄ１と一致させた一つの放射線撮影手段１１０を備えた点および第１の画像生成部１１５および第２の画像生成部１２５の機能が第１の実施形態の放射線ＣＴ装置１００と異なる。なお、図６の放射線撮影手段１１０は、放射線源１１２および放射線検出部１１３およびこれらを回転させつつ被写体に放射線を照射して、被写体を透過した画像信号を読出す機構は、従来知られたコーンビーム型の放射線ＣＴ装置の機構と同じものである。なお、図６の放射線ＣＴ装置１０１は、上述の放射線ＣＴ装置１００と共通の構成については同一の符号を用いて説明を省略する。なお、被写体１の体軸Ｃ３と回転軸Ｃ１が一致するように被写体１が配置されるものとする。
【００９６】
すなわち、第２の実施例における放射線ＣＴ装置１０１は、互いに対向して配置された、所定の回転軸Ｃ１を中心として回転せしめられる、円錐状に放射線を放射する放射線源１１２および放射線検出部１１３と、放射線検出部１１３によって検出された放射線像を読み出して画像信号を得る読出部１１４と、放射線源１１２および放射線検出部１１３を被写体１の周囲を回転させつつ被写体１の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に読出部により画像信号の読み出しを行わせる撮影制御部１１１と、読出部１１４が読み出した画像信号から、被写体１を第１の面に平行に透過した放射線を検出して得られた第１の画像信号を抽出し、第１の画像信号から第１の面に平行な第１の断層像を再構成すると共に被写体１の異なる位置における複数の第1の断層像からなる第１の３次元画像６１を生成する第１の画像生成部１１５と、読出部１１４が読み出した画像信号から、被写体１を第１の面とは異なる方向に延びる第２の面に平行に透過した放射線を検出して得られた第２の画像信号を抽出し、第２の画像信号から第２の面に平行な第２の断層像を再構成すると共に被写体の異なる位置における複数の第２の断層像からなる第２の３次元画像６２を生成する第２の画像生成部１２５とを有する放射線撮影手段１１０と、第１の３次元画像から被写体に含まれている金属体に起因する金属アーチファクトを表す対象領域ＭＡ１を検出する対象領域検出手段３１と、検出された第１の３次元画像６１の対象領域ＭＡ１と対応する、第２の３次元画像６２の比較領域ＭＡ１’を抽出し、対象領域ＭＡ１を構成する個々の画素の画素値を、比較領域ＭＡ１’の対応する位置の各画素の画素値によって補正する画素値補正手段３２とを備えたものである。
【００９７】
また、第２の実施形態の放射線ＣＴ装置１０１は、ベッド部１Ａおよび駆動部３７およびコントローラ３８からなる移動手段３５および操作部３９および表示手段３４および記憶手段３３を備えたコンソール５０を備えている。また、コンソール５０は、撮影制御部１１１、読出部１１４、第１の画像生成部１１５、第２の画像生成部１２５、対象領域検出手段３１、画素値補正手段３２を有している。第２の実施形態の放射線ＣＴ装置１０１の概観は、図１に示す第１の実施形態の放射線ＣＴ装置１００と同じである。
【００９８】
第１の放射線撮影手段１０と第２の実施形態による放射線撮影手段１１０は、放射線源が円錐状の放射線を放射するものである点、放射線源および放射線検出部を一体的に回転させる回転軸Ｃ１の傾きが第１の実施形態の移動方向ｄ１と一致する点、第１の画像生成部１１５および第２の画像生成部１２５の機能の点が相違するが、第１の画像生成部１１５および第２の画像生成部１２５以外の各構成要素および機能および各構成要素間の関連性は第１の放射線撮影手段１０と同じものである。
【００９９】
つまり、第１の撮影制御部１１と撮影制御部１１１は、放射線源および放射線検出部を一体的に回転させる回転軸Ｃ１の傾きが撮影制御部１１１では移動方向ｄ１と一致する点だけが相違するが、それ以外は同等の機能を有するものである。放射線源１１２は、放射線源１１２が円錐状の放射線を照射するものである点のみが第１の放射線源１２と異なる。放射線検出部１１３は円錐状の放射線を受けて放射線像を取得する点のみが第１の放射線検出部１３と異なる。第１の読出部１４と読出部１１４とは、同じ機能を有する。
【０１００】
放射線源１１２と放射線検出部１１３とは、ベッド部１Ａに配された被写体１の体軸Ｃ３と一致する回転軸Ｃ１を間に挟んで対向配置されている。
【０１０１】
放射線ＣＴ装置１０１により放射線ＣＴ撮影を行うときには、回転軸Ｃ１、放射線源１１２、放射線検出部１１３の互いの位置関係は固定される。
【０１０２】
放射線検出部１１３を構成する検出画素が並べられた検出面は、平面であってもよいし湾曲をなすものであってもよい。
【０１０３】
読出部１１４は、撮影制御部１１１による放射線ＣＴ撮影により放射線検出部１１３に記録された放射線像を読み出して画像信号を得る。
【０１０４】
撮影制御部１１１は、ベッド部１Ａ上の被写体１を通る回転軸Ｃ１の回りに放射線源および放射線検出部１１３を被写体の周囲を回転させつつ被写体１の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に読出部１１４に画像信号の読出しを行わせる。
【０１０５】
また、第２の実施形態の放射線撮影手段１１０は放射線源１１２と放射線検出部１１３とを一体的に回転させる回転部１１６を有する。この回転部１１６は、放射線源１１２と放射線検出部１１３を回転させる回転軸Ｃ１が移動方向ｄ１と一致するように、即ち被写体の体軸Ｃ３に一致するようにガントリ３６に固定されている点が第１の回転部１６と異なるが、それ以外は同じ機能を有する。
【０１０６】
また、回転部１１６は、ガントリ３６の内側に設けられている。撮影制御部１１１は、移動手段３５が、ガントリ３６のトンネル上の中空部の中央を通ってベッド部１Ａをベッド部１Ａの長手方向（図１矢印ｄ１方向）へ水平に移動させながら、ガントリ３６内で放射線源１１２および放射線検出部１１３を被写体１の周囲にそれぞれ回転させ、被写体１の放射線像を複数回撮影させて読出部１１４に画像信号の読出をそれぞれ行わせる。
【０１０７】
第２の実施形態による第１の画像生成部１１５は、読出部１１４が読出した画像信号から、被写体１を第１の面に平行に透過した放射線を検出して得られた第１の画像信号を抽出し、第１の画像信号から第１の面に平行な第１の断層像を再構成すると共に被写体１の異なる位置における複数の第1の断層像からなる第１の３次元画像６１を生成する。
【０１０８】
第２の実施形態による第２の画像生成部１２５は、読出部１１４が読出した画像信号から、被写体１を第２の面に平行に透過した放射線を検出して得られた第２の画像信号を抽出し、第２の画像信号から第２の面に平行な第２の断層像を再構成すると共に被写体１の異なる位置における複数の第２の断層像からなる第２の３次元画像６２を生成する。
【０１０９】
第２の実施形態による画像処理の流れを以下に説明する。第２の実施形態の処理の流れは、図５に示す第１の実施形態の画像処理の流れのＳ１０１、１０２における画像生成部１１５および第２の画像生成部１２５の第１の画像信号および第２の画像信号の取得方法以外は、図５に示す第１の実施形態の画像処理の流れと同じである。
【０１１０】
つまり、第２の実施形態においては、Ｓ１０１のステップにおいて、撮影制御部１１１は、移動手段３５が、ガントリ３６のトンネル上の中空部の中央を通ってベッド部１Ａをベッド部１Ａの長手方向（図１矢印ｄ１方向）へ水平に移動させながら、ガントリ３６内で放射線源１１２および放射線検出部１１３を被写体１の周囲を回転させつつ被写体１の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に読出部１１４により画像信号の読み出しを行わせる。
【０１１１】
そして、第１の画像生成部１１５は、得られた画像信号から以下の式を満たす画像信号をそれぞれ抽出し、第１の面に平行な第１の断層像を再構成する。
【０１１２】
ここで、第２の実施形態において、被写体１にコーンビーム上の放射線を照射し、被写体を透過した放射線を検出するコーンビーム型の放射線ＣＴ撮影においては、様々な角度で被写体を透過した放射線の画像信号が得られる。
【０１１３】
図７は、第２の実施形態による放射線ＣＴ装置の画像信号の取得方法を説明する図である。図７に示す２つの矢印Ｌは、放射線源１１２から円錐状に照射された放射線のうち照射される領域の両端の放射線を表す。また、ここでは、第１の面の垂線が回転軸Ｃ１（Ｚ軸）とのなす角をθ１とし、放射線源１１２および放射線検出部１１３の回転軸Ｃ１を中心とする回転半径をＲとし、放射線源１１３のＸＹ平面における回転角をαとする。なお、この回転角αは、放射線源１１２の位置のＹ座標がＲとなる点においてα＝０となるものとする。また、被写体１の体軸は回転軸Ｃ１と一致するものとする。図７に示すように、放射線源１１２から円錐状に照射された放射線のうち、Ｐｋ（０，０，ｚｋ）を通る第１の面に平行に被写体１を透過した放射線Ｌ１を検出した第１の画像信号は、放射線源１１２が座標Ｐｋ１(Rsinα, Rcosα, ｚｋ＋Rcosαtanθ１)の位置にあるときの放射線検出部１１３上の座標Ｐｋ２（Rsin(α+π), Rcos(α+π), ｚｋ-Rcosαtanθ１）の領域で得られた信号値として特定できる。各角度αについて上記の関係を満たす画像信号を選ぶことにより、Ｐｋ（０，０，ｚｋ）を通る第１の面に平行に被写体１を透過して得られた第１の画像信号をそれぞれ抽出できる。これらの第１の画像信号を用いて、従来知られた放射線ＣＴ撮影による断層像の再構成方法によって第１の断層像の再構成の処理を行う。同様に、複数のＰｋ（０，０，ｚｋ）（ｋ＝０，１，…，ｎ）をそれぞれ通る第１の面を透過した放射線を検出した第１の画像信号を取得して、それぞれ複数の第１の断層像を再構成し、第１の３次元画像を生成する。
【０１１４】
そして、Ｓ１０２のステップにおいて、第２の画像生成部１２５は、第１の画像生成部１１５と同様に、得られた画像信号からＰｋ（０，０，ｚｋ）を通る第２の面に平行に被写体１を透過した放射線を検出した第２の画像信号として、放射線源１１２が座標Ｐｋ１(Rsinα, Rcosα, ｚｋ＋Rcosαtanθ２)の位置にあるときの放射線検出部１１３上の座標Ｐｋ２（Rsin(α+π), Rcos(α+π), ｚｋ-Rcosαtanθ２）の領域で得られた信号値として第２の画像信号を各角度αについて抽出する。そして、抽出された第２の画像信号から従来知られた放射線ＣＴ撮影による断層像の再構成方法によって第２の面に平行な第２の断層像を再構成し、複数の第２の断層像を再構成して、第２の３次元画像を生成する。
【０１１５】
その後、第２の実施形態による放射線ＣＴ装置１０１は、図５に示す第１の実施形態の画像処理の流れと同じようにＳ１０３からＳ１１０のステップを実行し、第１の３次元医用画像の金属アーチファクトを低減した３次元医用画像を取得する。
【０１１６】
第２の実施形態によれば、読み取った画像信号から第１の画像信号と第２の画像信号を抽出することによって、第１の３次元画像６１および第２の３次元画像６２を得ることが出来、放射線ＣＴ装置のハードウェア構成を従来の装置から変更する必要がないため、低コストで金属アーチファクトを低減し、３次元画像の画質を向上させることが出来る。
【０１１７】
また、コーンビーム型放射線を用いたＣＴ撮影により、第１の画像信号および第２の画像信号が混在した画像信号をまとめて取得し、この画像信号から第１の画像信号と第２の画像信号を抽出するため、第１の画像信号の取得および第２の画像信号の取得の時間間隔を短くすることができるため、体動によるアーチファクトを低減し、３次元画像の画質を向上させることが出来る。
【０１１８】
なお、移動手段３５は、被写体１を回転部１１６に対して相対的に移動させものであればよく、少なくとも第１の断層像６１１Ａの対象領域ＭＡ１を含む領域についての第１の画像信号と第２の画像信号を取得できる範囲で移動させる必要がある。
【０１１９】
次に、第３の実施形態について説明する。図８は第３の実施形態の放射線ＣＴ装置１０２を示す図である。第３の実施形態の放射線ＣＴ装置１０２は、一つの放射線撮影手段２１０を備え、放射線撮影手段２１０の放射線源２１２および放射線検出部２１３を回転させる回転軸の角度を可変とし、放射線撮影手段２１０が一旦回転軸Ｃ１を中心としてＣＴ撮影を行い、回転軸Ｃ１に垂直な第１の面に平行な第１の画像信号を取得し、その後，回転軸の傾きを回転軸Ｃ１から回転軸Ｃ２に変化させて、回転軸Ｃ２に垂直な第２の面に平行な第２の画像信号を取得することにより、第１の画像信号と第２の画像信号を取得する点が第１の実施形態の放射線ＣＴ装置１００と異なる。
【０１２０】
また、図８では、理解を容易にするため、回転部２１６と移動部３５との間に距離をおいて示しているが、実際は、回転部２１６と移動部３５は、回転部２１６の回転軸Ｃ１またはＣ２を通って被写体１を移動させながらＣＴ撮影を行える位置に配置されている。図８では、回転部２１６はガントリ３６の右端に寄せて配置されているものとする。
【０１２１】
なお、図８の放射線ＣＴ装置１０２は、上述の放射線ＣＴ装置１００と共通の構成については同一の符号を用いて説明を省略する。
【０１２２】
すなわち、第３の実施例における放射線ＣＴ装置１０２は、互いに対向して配置され、可変な中心軸を中心として回転せしめられる、放射線源２１２および放射線検出部２１３と、放射線検出部２１３によって検出された放射線像を読み出して画像信号を得る読出部２１４と、放射線源２１２および放射線検出部２１３を第１の回転軸Ｃ１を中心として被写体の周囲を回転させつつ被写体１の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に読出部２１４により第１の画像信号の読出しを行わせ、その後、放射線源２１２および放射線検出部２１３を第１の回転軸Ｃ１とは異なる方向に延びる第２の回転軸Ｃ２を中心として被写体１の周囲を回転させつつ被写体１の放射線像を複数回撮影しながら読出部２１４に第２の画像信号の読出しを行わせる撮影制御部２１１と、読出部２１４が読み出した第１の画像信号から、第１の回転軸Ｃ１に垂直な第１の断層像を再構成すると共に被写体１の異なる位置における複数の第１の断層像からなる第１の３次元画像６１を生成する第１の画像生成部２１５と、読出部２１４が読み出した第２の画像信号から、第２の回転軸Ｃ２に垂直な第２の断層像を再構成すると共に被写体の異なる位置における複数の第２の断層像からなる第２の３次元画像６２を生成する第２の画像生成部２２５とを有する放射線撮影手段２１０と、第１の３次元画像６１から被写体１に含まれる金属体Ｍに起因する金属アーチファクトを表す対象領域ＭＡ１を検出する対象領域検出手段３１と、検出された第１の３次元画像６１の対象領域ＭＡ１と対応する、第２の３次元画像６２の比較領域ＭＡ’を抽出し、対象領域ＭＡ１を構成する個々の画素の画素値を、比較領域ＭＡ１’の対応する位置の各画素の画素値によって補正する画素値補正手段３２とを備えたものである。
【０１２３】
また、第３の実施形態の放射線撮影手段２１０において、放射線源及び放射線検出部が被写体の周囲を回転する回転軸の傾斜角度を可変に構成する機構は、従来知られた傾斜型の放射線ＣＴ装置の機構と同じものである。
【０１２４】
また、第３の実施形態による撮影制御部２１１は、放射線源および放射線検出部を一体的に回転させる中心軸の傾きを変更する制御をさらに行う点が第１の撮影制御部１１と相違するが、それ以外は第１の撮影制御部１１と同じ制御を行う。
【０１２５】
また、第３の実施形態の放射線撮影手段２１０は回転部２１６を備える。回転部２１６は、放射線源２１２と放射線検出部２１３を回転させる回転軸の角度を変更可能にガントリ３６に支持されている点が第１の回転部１６と異なるが、それ以外は第１の回転部１６同じ機能を有する。回転部２１６は、第１の実施形態の回転部１６に、ガントリ３６に対し回転部２１６に備えられた放射線源２１２と放射線検出部２１３の回転軸を可変とするために、回転部２１６の本体をガントリ３６に対し任意の角度に回転させる回転駆動部４１および任意の角度で回転部の本体を支持する支持機構４２を備える。撮影制御部２１１は、回転部２１６の駆動部４１を制御するコントローラを兼ねている。このようなＣＴ撮影の中心軸を可変とする機構については、周知の種々の機構によって実現される。一例として、特開２０１０−１２１０６のような機構により放射線源２１２と放射線検出部２１３の回転軸を可変としてもよい。
【０１２６】
なお、放射線撮影手段２１０に含まれる上記以外の構成は説明済みの第１の実施形態の放射線撮影手段１０の構成と同等の機能を有するものである。つまり、放射線源２１２と第１の放射線源１２、放射線検出部２１３と第１の放射線検出部１３、第１の読出部１４と読出部２１４とは、それぞれ同じ機能を有する。
【０１２７】
放射線源２１２と放射線検出部２１３とは、ベッド部１Ａに配された被写体１を通る可変な中心軸を間に挟んで対向配置されている。
【０１２８】
放射線ＣＴ装置１０２により放射線ＣＴ撮影を行うときには、回転軸Ｃ１（またはＣ２）、放射線源２１２、放射線検出部２１３の互いの位置関係は固定される。
【０１２９】
放射線検出部２１３を構成する検出画素が並べられた検出面は、平面であってもよいし湾曲をなすものであってもよい。
【０１３０】
読出部２１４は、撮影制御部２１１による放射線ＣＴ撮影により放射線検出部２１３に記録された放射線像を読み出して画像信号を得る。
【０１３１】
撮影制御部２１１は、ベッド部１Ａ上の被写体１を通る回転軸Ｃ１（またはＣ２）の回りに放射線源および放射線検出部２１３を被写体の周囲を回転させつつ被写体１の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に読出部２１４に画像信号の読出しを行わせる。
【０１３２】
また、第３の実施形態の放射線ＣＴ装置１０２は、ベッド部１Ａおよび駆動部３７およびコントローラ３８からなる移動手段３５および操作部３９および表示手段３４および記憶手段３３を備えたコンソール５０を備えている。また、コンソール５０は、撮影制御部２１１、読出部２１４、第１の画像生成部２１５、第２の画像生成部２２５、対象領域検出手段３１、画素値補正手段３２を有している。第３の実施形態の放射線ＣＴ装置１０２の概観は、図１に示す第１の実施形態の放射線ＣＴ装置１００と同じである。
【０１３３】
第３の実施形態による画像処理の流れを以下に説明する。第３の実施形態の処理の流れは、図５に示す第１の実施形態の画像処理の流れのＳ１０１、１０２における画像生成部２１５および第２の画像生成部２２５の第１の画像信号および第２の画像信号の取得方法以外は、図５に示す第１の実施形態の画像処理の流れと同じである。
【０１３４】
つまり、第３の実施形態においては、Ｓ１０１のステップにおいて、撮影制御部２１１は、移動手段３５が、ガントリ３６のトンネル上の中空部の中央を通ってベッド部１Ａをベッド部１Ａの長手方向（図８矢印ｄ１方向）へ水平に移動させるとともに、撮影制御部２１１がガントリ３６内で放射線源２１２および放射線検出部２１３を、被写体１を通る回転軸Ｃ１を中心として被写体１の周囲を回転させつつ被写体１の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に読出部２１４により第１の画像信号の読み出しを行わせる。なお、この撮影期間、回転部２１６の中心軸は、被写体１の軸方向すなわち被写体の移動方向に対して角度θ１傾いた回転軸Ｃ１になるよう、支持機構４２によって回転部２１６がガントリ３６に支持される。つまり、回転部２１６は、図８に示す回転部２１６Ａの状態に支持される。
【０１３５】
そして、第１の画像生成部２１５は、得られた第１の画像信号から従来知られた方法により第１の面に平行な第１の断層像を再構成する。この第１の断層像の再構成は複数回行われて第１の３次元画像が生成される。
【０１３６】
次に、第３の実施形態においては、Ｓ１０２のステップにおいて、撮影制御部２１１は、回転部２１６の中心軸を、被写体１の軸方向すなわち被写体の移動方向に対して角度θ２傾いた回転軸Ｃ２に変更する。つまり、回転部２１６は、図８に示す回転部２１６Ｂの状態となる。そして、撮影制御部２１１は、移動手段３５が、ガントリ３６のトンネル上の中空部の中央を通ってベッド部１Ａをベッド部１Ａの長手方向（図８矢印ｄ１と逆向き）へ水平に移動させながら、ガントリ３６内で放射線源２１２および放射線検出部２１３を被写体１を通る回転軸Ｃ２を中心として被写体１の周囲を回転させつつ被写体１の放射線像を複数回撮影させて撮影毎に読出部２１４により第２の画像信号の読み出しを行わせる。なお、この撮影期間については、回転部２１６の回転軸Ｃ２を被写体１の軸方向すなわち被写体の移動方向に対して角度θ２傾いた状態に維持するよう、回転部２１６がガントリ３６に支持機構４２によって支持される。
【０１３７】
そして、第２の画像生成部２２５は、得られた第２の画像信号から従来知られた方法により第２の面に平行な第１の断層像を再構成する。この第２の断層像の再構成は複数回行われて第２の３次元画像が生成される。
【０１３８】
その後、第３の実施形態による放射線ＣＴ装置１０２は、図５に示す第１の実施形態の画像処理の流れと同じようにＳ１０３からＳ１１０のステップを実行し、第１の３次元医用画像の金属アーチファクトを低減した３次元医用画像を取得する。
【０１３９】
第３の実施形態によれば、回転部２１６の中心軸を可変に構成したことにより、一つの放射線撮影手段２１０によって、第１の画像信号および第２の画像信号を得ることができ、放射線ＣＴ装置のハードウェア構成を従来の装置から変更する必要がないため、低コストで金属アーチファクトを低減し、３次元画像の画質を向上させることが出来る。
【０１４０】
なお、第３の実施形態の変形例として、回転軸Ｃ１を軸として放射線源２１２および放射線検出部２１３を回転させながら放射線ＣＴ撮影を行って第１の画像信号の取得する行程と回転軸Ｃ２を軸として放射線源２１２および放射線検出部２１３を回転させながら放射線ＣＴ撮影を行って第２の画像信号の取得を行う行程を交互に行ってもよく、どちらか一方の行程を行った後に他方の行程を行ってもよい。
【０１４１】
なお、回転部２１６の回転駆動部４１は、手動で任意の角度に回転軸を変更できるものであってもよい。
【０１４２】
また、本第１から第３の実施形態に限られず、放射線ＣＴ装置１００は、ＣＴ撮影により、第１の面Ｓ１に平行に被写体を透過した放射線から得られた画像信号を再構成して第１の面に平行な第１の断層像を取得すると共に、第１の断層像の取得を被写体の異なる位置において複数回行ってこれらの複数の第１の断層像から生成された第１の３次元画像６１、および、ＣＴ撮影により、第１の面と異なる方向に延びる第２の面に平行に被写体を透過した放射線から得られた画像信号を再構成して第２の面に平行な第２の断層像を取得すると共に、第２の断層像の取得を被写体の異なる位置において複数回行ってこれらの複数の第２の断層像から生成された第２の３次元画像６２が取得できるものであれば、種々の放射線ＣＴ装置で、本発明の画像処理方法を実施できる。
【０１４３】
以下に、本発明の説明を補足する内容を記載する。なお、以下の内容は上記記載と一部
重複する部分もある。
【０１４４】
なお、本実施形態に限定されず記憶手段３３および表示手段３４は、ネットワーク等を介してコンソール５０に接続された外部機器として設置されていてもよい。
【０１４５】
また、各実施形態において、第１の読出部１４、第２の読出部２４、読出部１１４，２１４、第１の画像生成部１５、１１５、２１５、第２の画像生成部２５、１２５、２２５、対象領域検出手段３１、画素値補正手段３２、第１の撮影制御部１１、第２の撮影制御部２１、撮影制御部１１１、２１１の一部または全部は、コンソール５０に一体的に構成されていてもよいし、コンソール５０にネットワークを介して接続された画像処理ワークステーション等の機能として構成されてもよい。この画像処理ワークステーションは、読影者からの要求に応じて、モダリティや画像保管サーバから取得した各種の医用画像に対して画像処理を行い、生成された画像を表示するコンピュータである。
【０１４６】
なお、全ての実施形態において、第１の読出部１４、第２の読出部２４、読出部１１４，２１４、第１の画像生成部１５、１１５、２１５、第２の画像生成部２５、１２５、２２５、対象領域検出手段３１、画素値補正手段３２、第１の撮影制御部１１、第２の撮影制御部２１、撮影制御部１１１、２１１の一部または全部の機能の画像処理機能は、外部からインストールされるプログラムによって、コンピュータにより遂行されてよい。そして、そのプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやフラッシュメモリやＦＤ等の記憶媒体により、あるいはネットワークを介して外部の記憶媒体から、プログラムを含む情報群を供給されてインストールされたものであってもよい。画像データの格納形式やネットワーク経由での各装置間の通信は、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）等のプロトコルに基づいていてもよい。
【０１４７】
また、上記の実施形態では、放射線源１２、２２、１１２、２１２および放射線検出部１３、２３、１１３、２１３のそれぞれを回転させる回転軸Ｃ１、Ｃ２に対して被写体１を配置するベッド部１Ａを移動させたが、被写体１に対して放射線源１２、２２、１１２、２１２および放射線検出部１３、２３、１１３、２１３のそれぞれを回転させる回転軸Ｃ１、Ｃ２を相対移動させるものであればよく、被写体１および放射線源１２、２２、１１２、２１２および放射線検出部１３、２３、１１３、２１３のそれぞれを回転させる回転軸Ｃ１、Ｃ２のいずれか一方または両方を移動してもよい。
【０１４８】
放射線ＣＴ装置１００、１０１、１０２の各放射線源は、放射線が円錐状に発生され、それを平坦なまたは湾曲をなす放射線検出部で受けるものであってもよい。また、放射線ＣＴ装置１００、１０１、１０２は、シングルスライス型ＣＴ装置であってもよく、放射線検出部の検出画素が多列に構成されたマルチスライス型ＣＴ装置であってもよい。また、ヘリカルスキャン方式によってＣＴ撮影を行うＣＴ装置であっても、コンベンショナルスキャン方式によってＣＴ撮影を行うＣＴ装置であってもよい。
【０１４９】
第１の断層像からなる第１の３次元画像および第２の断層像からなる第２の３次元画像に加えて、さらに１つ以上の第３の断層像からなる、第３の３次元画像を用いて、対象領域を補正してもよい。ここでいう第３の３次元画像は、互いに対向する放射線源と放射線検出部とを金属体を有する被写体の周囲を回転させながら被写体の放射線撮影を複数回行うＣＴ撮影により、第１の面および第２の面とは異なる方向に延びる第３の面に平行に被写体を透過した放射線から得られた画像信号を再構成して第さらなる面に平行なさらなる断層像を取得すると共に、第３の断層像の取得を被写体の異なる位置において複数回行ってこれらの複数の第３の断層像から生成したものである。
【０１５０】
被写体の全領域に対して第１の断層像からなる第１の３次元画像および第２の断層像からなる第２の３次元画像を生成する必要はなく、少なくとも第１の断層像６１１Ａの対象領域ＭＡ１を含む領域については、第２の断層像６２１を取得する必要があるが、第１の断層像６１１の対象領域ＭＡ１を含まない領域については、第２の断層像を必ずしも取得しなくてもよい。第２の３次元画像を対象領域ＭＡ１を含む領域のみを含むように生成した場合には、必要以上の領域に放射線ＣＴ撮影をする必要がなく、被写体の被爆量を必要最小限に抑えることが出来る。
【０１５１】
第１の実施形態における回転部１６、２６は、第３の実施形態と同様に放射線源１２、２２および放射線検出部１３、２３を回転させる回転軸Ｃ１およびＣ２の角度を変更できるように構成されたものであってもよい。金属体の形状に応じて金属アーチファクトの発生が最も小さくなるよう、第１の面および第２の面の角度を調整して、第１の３次元画像および第２の３次元画像を生成できるため、３次元画像の画質を向上させることができる。また、第２、第３の実施形態においても、第１の断層像および第２の断層像の角度を可変とすれば、金属体の形状に応じて金属アーチファクトの発生が最も小さくなるよう、第１の面および第２の面の角度を調整して、第１の３次元画像および第２の３次元画像を生成できるため、３次元画像の画質を向上させることができる。また、第１の断層像および第２の断層像の両方の角度を可変とせず、一方の角度を可変としても、同様の効果が得られる。
【０１５２】
また、第１の３次元画像６１および第２の３次元画像６２は、第１の面に平行に被写体を透過した放射線を検出した第１の画像信号を用いる点と、第２の面に平行に被写体を透過した放射線を検出した第２の画像信号を用いる点は異なっても、それ以外の放射線撮影条件、例えば、放射線量および放射線のエネルギー等の撮影条件は同じであることが好ましい。放射線撮影条件を共通化することで、被写体の同じ位置を表す画素値が、第１の３次元画像３１と第２の３次元画像で同程度の値となるため、本発明の画像処理による補正後に得られる３次元画像の画質をさらに向上させることができる。
【符号の説明】
【０１５３】
１０、２０    放射線撮影手段
１１、２１    撮影制御部
１２、２２    放射線源
１３、２３    放射線検出部
１４、２４    読出部
１５、２５    画像生成部
１６、２６    回転部
３１   対象領域検出手段
３２   画素値補正手段
３５   移動手段
３６   ガントリ
５０   コンソール
６１    第１の３次元画像
６２   第２の３次元画像
１００、１０１、１０２       放射線ＣＴ装置
６１１ 第１の断層像
６２１ 第２の断層像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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