(57)【要約】      （修正有）【課題】被検体の動きや装置構成に起因した歪みにかかわらず、再構成像における高吸収体によって生じたアーチファクトを高精度に低減させる。【解決手段】被検体を透過したＸ線の線量を異なる複数の投影角度毎に検出した測定投影データを出力する撮影部１０２と、測定投影データに基づいて再構成像を生成する画像生成部１０３と、を備え、画像生成部が、被検体に含まれるＸ線の高吸収体に係る高吸収体情報及び高吸収体の動きを示す動き情報に基づいて、再構成像から高吸収体の領域及び高吸収体が変動した範囲を示す高吸収体変動領域を抽出する高吸収体抽出部と、高吸収体変動領域から投影角度毎に測定投影データ上の高吸収体の領域を特定する高吸収体特定部と、測定投影データ上の高吸収体の領域を補正する高吸収体補正部と、高吸収体の領域が補正された投影データに基づいて再構成像を生成する画像再構成部とを備えるＸ線ＣＴ装置を提供する。【選択図】図１
2019195531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の周囲を周回するＸ線発生部から照射され前記被検体を透過したＸ線の線量を異なる複数の投影角度毎に検出した測定投影データを出力する撮影部と、
前記測定投影データに基づいて再構成像を生成する画像生成部と、を備え、
該画像生成部が、
前記被検体に含まれるＸ線の高吸収体の形状等を示す高吸収体情報及び前記高吸収体の動きを示す動き情報を取得し、前記高吸収体情報及び前記動き情報に基づいて、前記再構成像から前記高吸収体の領域及び該高吸収体が変動した範囲を示す高吸収体変動領域を抽出する高吸収体抽出部と、
前記高吸収体変動領域から、投影角度毎に前記測定投影データ上の前記高吸収体の領域を特定する高吸収体特定部と、
前記測定投影データ上の前記高吸収体の領域を補正する高吸収体補正部と、
前記高吸収体の領域が補正された前記測定投影データに基づいて再構成像を生成する画像再構成部と、を備えるＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記高吸収体抽出部が、前記高吸収体情報及び前記動き情報に基づき前記高吸収体が周期的に動くと仮定して得られた広がり関数モデルを用いて前記高吸収体変動領域を抽出する請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記高吸収体抽出部が、前記高吸収体情報及び前記動き情報に基づき、投影角度毎の関数モデルを用いて前記高吸収体変動領域を抽出する請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
前記動き情報には、前記被検体の呼吸、体表の動き、装置構成の歪みに起因した前記高吸収体の変動量及び変動方向に係る情報が含まれる請求項２又は請求項３記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記高吸収体抽出部が、パターンマッチング、レベルセット等の画像処理によって、前記再構成像から高吸収体変動領域を抽出する請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記高吸収体特定部は、領域拡張法を用いて、投影角度毎の前記測定投影データに含まれるＸ線の高吸収体の領域をそれぞれ特定する請求項１記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
被検体の周囲を周回するＸ線発生部から照射され前記被検体を透過したＸ線の線量を異なる複数の投影角度毎に検出した測定投影データを出力する撮影部と、
前記測定投影データに基づいて再構成像を生成する画像再構成部と、
予め定めた複数の閾値のうち、Ｘ線の高吸収体の存在確率が高い順に当該閾値を用いて前記再構成像から前記高吸収体の領域を抽出する高吸収体抽出部と、
抽出された前記高吸収体の領域を補正する高吸収体領域補正部と、を備え、
前記画像再構成部が、前記高吸収体の領域が補正された前記測定投影データに基づいて補正後再構成像を生成し、
高吸収体抽出部が、前記補正後再構成像におけるアーチファクト量に基づいて繰り返し処理の要否を判定し、該高吸収体抽出部が繰り返し処理を不要と判定するまで、前記閾値を低下させながら前記再構成像から前記高吸収体の領域を抽出する処理を繰り返すＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れか１項記載のＸ線ＣＴ装置を備えた放射線治療システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置及び放射線治療システムに係り、特に、Ｘ線ＣＴ装置によって取得する画像において、被検体内の高吸収体に起因して発生する高吸収体アーチファクト成分を低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線治療システムにおいて、近年コーンビームＣＴやＸ線ＣＴ装置やＸ線トモシンセシス撮影装置(以下、総じて「Ｘ線ＣＴ装置」と称する)を一体的又は別個独立に搭載してＸ線吸収係数分布画像(以下、「ＣＴ画像」と称する)を取得し、被検体位置の修正や治療対象の監視に利用する技術が開発されている。Ｘ線ＣＴ装置は、被検体を多方向から測定して得た測定投影データから被検体内の各点のＸ線吸収係数を算出し、ＣＴ画像を得る装置である。通常、Ｘ線吸収係数は、空気と水で規格化したＨｏｕｎｓｆｉｅｌｄ  Ｕｎｉｔ値（空気を−１０００、水を０）に置き換えて利用される。
【０００３】
Ｘ線ＣＴ装置による撮像時に、被検体の体内に金属や骨等のＸ線吸収係数の大きい高吸収体が存在する場合は、当該高吸収体において照射Ｘ線の低エネルギー帯を中心としてＸ線が急激に吸収される。従って、Ｘ線源と検出器とを結ぶ直線経路上に高吸収体が存在する場合には、得られた測定投影データが信頼性に欠ける場合がある。信頼性の低い測定投影データに基づいて再構成されたＣＴ画像上には、ライン状のアーチファクト（以下、「高吸収体アーチファクト」）が発生し、臨床上診断能の精度を低下させてしまう。
【０００４】
このような高吸収体アーチファクトを低減させる技術として、非特許文献１には、ＣＴ画像から高吸収体領域を抽出し、抽出した高吸収体領域の周辺領域のＣＴ値を用いて高吸収体領域のＣＴ値を置換することにより測定投影データを補正する技術が開示されている。
【０００５】
ところで、放射線治療の際には、予め放射線治療計画用のＣＴ画像を撮影して照射線量を定めたり、予め撮影したＣＴ画像と治療直前に撮影したＣＴ画像との位置合わせを行って、被検体の患部が放射線の照射位置に合致するように寝台位置を設定したりする。
【０００６】
上述した高吸収体アーチファクトは、放射線治療の際の照射線量、被検体の位置合わせに際しても精度を低下させる原因となる。
具体的には、例えば、放射線治療の照射線量は、治療対象と放射線源とを結ぶ直線経路上に存在する構造物のＸ線吸収係数、またはＸ線吸収係数から変換した電子密度情報を用いて決定する。このため、治療対象と放射線源とを結ぶ直線経路上に高吸収体が存在することによって、治療計画の精度を低下させてしまう。
【０００７】
また、治療直前のＣＴ画像と治療計画策定時のＣＴ画像とでは、高吸収体アーチファクトの位置や強度が異なるため、これにより位置合わせの精度が低下し、治療対象と照射位置とのずれに繋がる。また、ＣＴ画像上で治療対象がアーチファクトと重なってしまい、治療対象の位置を特定することができず、治療の実施が困難になることも考えられる。
【０００８】
特に、放射線治療では、１ｍｍより小さい精度で治療対象の位置を特定することが求められ、放射線治療の中でも、粒子線治療のように高エネルギーかつ照射範囲を絞る治療法は、誤った位置への照射による他組織への影響が大きい。従って、治療計画の際に用いられるＸ線ＣＴ装置には、診断用のＸ線ＣＴ装置以上に、測定投影データに対する高い信頼性が求められる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｋａｌｅｎｄｅｒ，ｅｔ ａｌ.,“Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ＣＴ Ａｒｔｉｆａｃｔｓ Ｃａｕｓｅｄ ｂｙ Ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｉｍｐｌａｎｔｓ”，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ，１６４，５７６−５７７，１９８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した非特許文献１に開示された高吸収体アーチファクトの低減技術は、被検体の心拍、呼吸等に基づく動きや装置構成の歪みの無い理想的な状態で撮影された画像であることを前提としている。すなわち、このような場合は、測定投影データにおける各構造物（高吸収体を含む）の位置とＣＴ画像から推定した投影データにおける各構造物の位置とが略一致するため、補正精度が比較的高いと考えられる。
【００１１】
しかしながら、実際には、心電同期や動き補正、装置構成の調整等の処理が不十分な場合、被検体の動きや装置構成の歪みの影響を受けるため、測定投影データとＣＴ画像から推定した投影データとにおいて構造物の位置が一致しないことがある。
【００１２】
特に、放射線治療前の位置合わせ用画像を取得するＸ線ＣＴ装置では、Ｘ線ＣＴ装置のガントリーが治療装置のガントリーと一体的に構成されている場合、約６０秒／回転で撮影を行うのに対し、診断用の画像を取得するＸ線ＣＴ装置では約０．３〜１．０秒／回転の高速回転によって撮影を行う。回転速度が遅く計測時間が長いほど被検体の動き等の影響が大きくなるため、放射線治療の際に用いられるＸ線ＣＴ装置では、得られる測定投影データとＣＴ画像から推定した投影データとにおいて構造物の位置ずれが顕著となる。
【００１３】
構造物の位置が一致しない１点目の理由として、被検体の動きや装置構成の歪みは撮影中の変動量の平均値となるため、ＣＴ画像上の高吸収体の広がり及び吸収値の低下に繋がることが挙げられる。これにより、本来の高吸収体の体積と比べ、過大または過小に見積もってしまうことがある。また、吸収値が低下すると、高吸収体と高吸収体アーチファクトとの差が明瞭でなくなるという課題がある。
【００１４】
２点目の理由として、Ｘ線ＣＴ装置１回転の撮影時間にて取得したＣＴ画像と比較して、測定投影データの１投影に要する撮影時間は短く時間分解能が高いことが挙げられる。
例えば、Ｘ線ＣＴ装置において５００投影／回転、かつ１秒／回転で撮影することを想定すると、撮影時間は０００．２秒／投影である為、１回転１秒と比較して、遥かに高い時間分解能を持つ。この時間分解能の差により、ＣＴ画像上で平均的に広がった高吸収体領域に対して、測定投影データ上の高吸収体は時間分解能が高く鮮明である。これにより、広がりが大きいほど高吸収体以外の不必要な領域を含めて、補正が広範囲に実施されることとなる。そして、広範囲な補正になるほど、補正対象の高吸収体領域と補正に用いる周辺組織との距離が大きく相関性が低下するため、補正精度が低下してしまう。
【００１５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、被検体の動きや装置構成に起因した歪みにかかわらず、ＣＴ画像における高吸収体によって生じたアーチファクトを高精度に低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、被検体の周囲を周回するＸ線発生部から照射され前記被検体を透過したＸ線の線量を異なる複数の投影角度毎に検出した測定投影データを出力する撮影部と、前記測定投影データに基づいて再構成像を生成する画像生成部と、を備え、該画像生成部が、前記被検体に含まれるＸ線の高吸収体の形状等を示す高吸収体情報及び前記高吸収体の動きを示す動き情報を取得し、前記高吸収体情報及び前記動き情報に基づいて、前記再構成像から前記高吸収体の領域及び該高吸収体が変動した範囲を示す高吸収体変動領域を抽出する高吸収体抽出部と、前記高吸収体変動領域から、投影角度毎に前記測定投影データ上の前記高吸収体の領域を特定する高吸収体特定部と、前記測定投影データ上の前記高吸収体の領域を補正する高吸収体補正部と、前記高吸収体の領域が補正された前記測定投影データに基づいて再構成像を生成する画像再構成部と、を備えるＸ線ＣＴ装置を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、被検体の動きや装置構成に起因した歪みにかかわらず、ＣＴ画像における高吸収体によって生じたアーチファクトを高精度に低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の画像生成部のＣＰＵの機能を示す機能ブロック部である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における画像処理の流れを示す説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置において高吸収体の領域の抽出についての説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置において、（Ａ）は測定投影データの例、（Ｂ）は高吸収体変動領域が小さい場合の例、（Ｃ）は高吸収体変動領域が大きい場合の例を示す説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置において領域拡張法を適用する際の説明図であり、（Ａ）は開始点、（Ｂ）は開始点から拡張する場合の説明図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における撮影条件受付画面の例に係る参考図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における撮影から高吸収体アーチファクト除去にかかる処理の流れについてのフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置における高吸収体の領域の抽出についての説明図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の画像生成部のＣＰＵの機能を示す機能ブロック部である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置において、閾値を変更しながら高吸収体の抽出及び補間処理を繰り返す処理についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、検体の周囲を周回するＸ線発生部から照射され前記被検体を透過したＸ線の線量を異なる複数の投影角度毎に検出した測定投影データを出力する撮影部と、前記測定投影データに基づいて再構成像を生成する画像生成部と、を備え、該画像生成部が、前記被検体に含まれるＸ線の高吸収体の形状等を示す高吸収体情報及び前記高吸収体の動きを示す動き情報を取得し、前記高吸収体情報及び前記動き情報に基づいて、前記再構成像から前記高吸収体の領域及び該高吸収体が変動した範囲を示す高吸収体変動領域を抽出する高吸収体抽出部と、前記高吸収体変動領域から、投影角度毎に前記測定投影データ上の前記高吸収体の領域を特定する高吸収体特定部と、前記測定投影データ上の前記高吸収体の領域を補正する高吸収体補正部と、前記高吸収体の領域が補正された前記測定投影データに基づいて再構成像を生成する画像再構成部、を備えている。
【００２０】
本実施形態によれば、予め高吸収体情報を取得することで、再構成像から高吸収体と高吸収体アーチファクトを正確に分離し抽出することができる。また、再構成像と測定投影データの時間分解能の差を考慮して、再構成像上で任意の撮影時刻ｔの高吸収体の領域を推定することで再構成像上の高吸収体領域の広がりが小さく、かつ撮影時刻ｔに応じて高吸収体の位置の変化を把握することができる。再構成像上での高吸収体変動領域に基づいて、測定投影データ上の高吸収体を正確に特定するので、被検体の動きや装置構成の歪みにかかわらず、再構成像の高吸収体から発生するアーチファクト成分を高精度に低減することができる。
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、放射線治療装置と一体的又は別個独立に設けられるものであり、放射線治療装置の一部を成すものである。以下、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置について説明する。
図１に示すように、Ｘ線ＣＴ装置は、撮影条件や画像再構成の条件を入力する入力部１０１と、入力部１０１に入力された撮像条件に従って撮影の制御やＸ線の照射及び検出を行って測定投影データを出力する撮影部１０２と、検出した信号である測定投影データに対して所定の画像処理を行うと共に再構成画像を生成する画像生成部１０３とを備えている。
【００２２】
入力部１０１は、撮影条件の入力等を行うキーボード１１１及びマウス１１２、メモリ１１３、ＨＤＤ装置１１５、ＣＰＵ１１４等を備えている。ＣＰＵ１１４は、メモリ１１３、ＨＤＤ装置１１５等に予め格納されている所定のプログラムを展開・起動することにより、撮影条件や画像再構成の条件等の入力を実現し、入力された内容に従った制御信号を後述する撮影制御部１３２に出力する。
【００２３】
撮影部１０２は、Ｘ線発生部１と、Ｘ線検出部２と、これらＸ線源発生部１及びＸ線検出部２を対向配置し所定の回転軸を中心に回転するガントリー回転部４と、ガントリー回転部４の開口内に配置され被検体６を載置する寝台５と、撮影部１０２に含まれるこれら各部の動作を制御する撮影制御部１３２を備えている。
【００２４】
Ｘ線発生部１は、寝台５上に載置された被検体６にＸ線を照射する。Ｘ線発生部１から照射されたＸ線は、一部は被検体６によって被検体内の物質分布に応じて吸収され、また一部は被検体６を透過してＸ線検出部２において検出される。
【００２５】
ガントリー回転部４は、Ｘ線発生部１及びＸ線検出部２を互いに対向配置し、所定の回転軸を中心に回転する。ガントリー回転部４の中央には、被検体６が挿入される開口が設けられ、この開口内に、被検体６が寝かせられる寝台５が配置されている。寝台５とガントリー回転部４とは、所定の方向に相対的に移動可能となっている。
【００２６】
Ｘ線検出部２は、Ｘ線検出部２に入射したＸ線量を検出し、検出したＸ線量を示す検出信号をデジタルデータに変換した測定投影データとして後述する画像生成部１０３のＤＡＳ１１９に出力する。なお、例えば、Ｘ線検出部２内に２次元に配列されたＸ方向およびＹ方向のＸ線検出素子の数は、２０００×２０００個である。各Ｘ線検出素子のサイズの代表例は０．２［ｍｍ］である。なお、これらの各仕様は、上記の値に限定されるものはなく、放射線治療用Ｘ線ＣＴ装置、診断用Ｘ線ＣＴ装置、Ｘ線トモシンセシス装置の構成に応じて種々変更可能である。
【００２７】
撮影制御部１３２は、ガントリー回転部４の回転及び傾斜を制御するガントリー制御部１１６、Ｘ線発生部１のオンオフ及び入力される電力を制御するＸ線制御部１１７、寝台５の上下前後動左右動を制御する寝台制御部１１８を含んでいる。
【００２８】
画像生成部１０３は、Ｘ線検出部２から入力された測定投影データを収集するデータ収集システム（Data Acquisition System、以下「ＤＡＳ」という）１１９、メモリ１２０、ＣＰＵ１２１、ＨＤＤ装置１２２、画像表示部としてのモニタ１２３等を備えている。
【００２９】
ＣＰＵ１２１は、図２に示すように、補正処理部１３５、再構成部１３６、高吸収体抽出部１３７、及び高吸収体補正部１３８として機能する。
画像生成部１０３は、その一部又は全部をＣＰＵ１２１、メモリ１２０及びＨＤＤ装置１２２を含む専用又は汎用のコンピュータを適用することができ、ＣＰＵ１２１に含まれる各部の機能は、予めＨＤＤ装置１２２に格納されたプログラムをＣＰＵ１２１がメモリにロードし、実行することにより実現することができる。また、上述した各部の機能の一部または全部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアで構成することも可能である。
【００３０】
なお、入力部１０１と画像生成部１０３とは、独立したハードウェアとしても良いし、これらのハードウェアを共用した構成とすることもできる。また、入力部１０１及び画像生成部１０３は、撮影部１０２と必ずしも一体的に構成又は近接して配置する必要はなく、撮影部１０２と離れた場所に配置し、ネットワークを介して相互に接続することもできる。
【００３１】
以下、ＣＰＵ１２１に含まれる各機能について説明する。
補正処理部１３５は、測定投影データに対し、オフセット補正や、検出素子間の感度を補正する公知のエアキャリブレーション処理等の補正を行う。
【００３２】
画像再構成部１３６は、補正処理部１３５において補正された測定投影データ等を再構成して再構成像を生成する。より詳しくは、図３に示すように、画像再構成部１３６は、高吸収体４０１を含む測定投影データ４０２を再構成し、ＣＴ画像（再構成画像）４０３を生成する。ＣＴ画像４０３には、測定投影データ４０２上の高吸収体４０１が再構成された高吸収体４０５及び高吸収体４０５によって生じたアーチファクト４０４が含まれている。測定投影データ４０２のＸ方向は、体軸方向と垂直であるＣＴ検出器の中心列のＸ方向を示し、Ｙ方向は投影角度θから成るサイノグラムを示す。
また、画像再構成部１３６では、後述する高吸収体補正部１３８によって高吸収体を補正したＣＴ画像と高吸収体画像（例えば、図３の高吸収体画像４０６）を合成してアーチファクトを除いたＣＴ画像を生成する。
【００３３】
高吸収体抽出部１３７は、図３に示すように、測定投影データ４０２を再構成して得られたＣＴ画像４０３から、高吸収体及び高吸収体の動きに基づく領域が含まれる高吸収体変動領域４０５を抽出し、抽出された高吸収体変動領域４０５から測定投影データ４０２上の高吸収体４０１を特定する。このため、高吸収体抽出部１３７は、領域抽出部３７１及び高吸収体特定部３７２を備えている。
【００３４】
領域抽出部３７１は、例えば、予め定めた閾値に基づいて、ＣＴ画像において閾値以上のＣＴ値を示す領域を高吸収体の少なくとも一部を包含する高吸収体包含領域とみなし、それ以下を高吸収体以外の組織や構造物と推定する。さらに、領域抽出部３７１は、推定した高吸収体包含領域について、後述する高吸収体モデルを適用することで高吸収体包含領域に基づいて高吸収体変動領域４０５、すなわち、高吸収体及び高吸収体の動きに起因して広がった領域を抽出する。そして、領域抽出部３７１は、抽出した高吸収体変動領域４０５からなる高吸収体画像４０６を生成する（図３参照）。
【００３５】
ここで、閾値以上のＣＴ値を示す領域を、高吸収体の少なくとも一部を包含する高吸収体包含領域と定義するのは、以下の理由による。
被検体内の高吸収体は、被検体の呼吸やＸ線ＣＴ装置の歪みに起因して撮影中に移動するため、測定投影データにおける高吸収体の領域は撮影中の変動量の平均値となる。このため、再構成画像において高吸収体を示すＣＴ値とこれに近い値のＣＴ値を示す領域は、高吸収体のみならず、高吸収体の移動量に起因して実際の高吸収体よりも広い領域や高吸収体に起因して生じたアーチファクトが含まれる。
【００３６】
なお、Ｘ線ＣＴ装置（装置構成）の歪みとは、ガントリー回転部の回転中心の歪みやＸ線管や検出器の設置誤差であり、各投影角度の平均的な誤差を含むことで、高吸収体の広がりに繋がる。しかし、装置の歪みによる影響は、被検体の動きによる影響と同等に取り扱うことができるため、以下の説明においては、被検体の動きと特段区別することなく「高吸収体の変動」として説明する。
【００３７】
このような背景の下、再構成画像において所定の閾値を定め、閾値以上のＣＴ値を示す領域を高吸収体領域として抽出する場合、設定する閾値の大きさによって領域が変動する。すなわち、閾値が低い場合には、高吸収体を含みながらもアーチファクト等の不要な領域も含む高吸収体が示す領域よりも広い領域を抽出することとなり、閾値が高い場合には、高吸収体の一部を示す領域のみを抽出することとなる。従って、閾値による領域抽出では、高吸収体が示す領域のみを適切に抽出することが困難である。従って、領域抽出部３７１は、まずは、予め定めた閾値に基づいて、高吸収体の少なくとも一部を包含する高吸収体包含領域として領域抽出を行う。
【００３８】
さらに、高吸収体アーチファクトを精度よく低減させるためには、高吸収体を精度よく抽出することが求められる。そこで、領域抽出部３７１は、高吸収体包含領域がより実際の高吸収体領域となるように、被検体が時間毎に周期または非周期に動く高吸収体モデルを適用して、高吸収体包含領域に基づいて高吸収体変動領域を抽出する。
【００３９】
高吸収体モデルとは、予め取得した高吸収体の組成や、大きさ、形状等の動きがない高吸収体情報に基づいて被検体内で高吸収体が動く距離と方向を関数化したものであり、言い換えると、時間ｔにおける高吸収体の重心位置ｐと高吸収体包含領域に畳み込み積分処理を行うことで得られる関数である。
【００４０】
領域抽出部３７１は、このような高吸収体モデルを適用することで、高吸収体包含領域から高吸収体が動く範囲に基づいた高吸収体の広がり、つまり、高吸収体変動領域を抽出することができる。
【００４１】
ここで、高吸収体モデルについて図４を用いて説明する。
図４に示すように、高吸収体が周期的に動く場合、予め取得した高吸収体情報に基づいた高吸収体の時間ｔの重心位置ｐと、高吸収体ｈ（高吸収体包含領域）を畳み込み積分処理することで、高吸収体モデルを関数化する。
【００４２】
例えば、高吸収体の重心の位置ｐ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）とし（図４中、左側）、Ｔ秒間における２次元または３次元の高吸収体ｈ（ｋ、ｌ、ｎ、ｔ）を畳み込み積分することにより（図４中、中央）、再構成画像４０３上の高吸収体ｍ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）、すなわち高吸収体変動領域を算出する（図４中、右側）。
【００４３】
下記の式（１）はＴ秒間の積分値を示しており、ｍ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）をＴ秒で除算すると１秒あたりの高吸収体ｍ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）、すなわち高吸収体変動領域の平均値が取得される。
【００４４】
【数１】
2019195531.tif 000003
【００４５】
ここで、ｘ、ｙ、ｚは３次元位置、ｔは時間、ｋ、ｌ、ｎは高吸収体領域の３次元位置を示す。
【００４６】
例えば、高吸収体の重心の位置ｐは、時間ｔにおいて一意のインパルス関数で決まる。３次元の高吸収体ｈ（ｋ、ｌ、ｎ、ｔ）は、Ｘ線吸収係数の値でもよいし、高吸収体と高吸収体以外の２値化した値でもよい。
【００４７】
このように、高吸収体モデルを適用することで、高吸収体が動く範囲に基づく高吸収体の広がりを把握することができ、高吸収体と高吸収体アーチファクトの識別が可能となる。
上述の式（１）では、周期的な動きである高吸収体モデルを仮定したが、突発的な被検体の動きや腸の運動のような非周期の動体に対しても高吸収体モデルを適用することができる。
【００４８】
突発的な動きや、腸運動等の非周期な動きに対しては、被検体に取り付けられた計測装置から得られる被検体の体表の動き、心電図等のバイタル情報等から高吸収体の重心位置ｐを推定し、高吸収体変動領域、つまり、高吸収体ｍ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）を表すことができる。
本実施形態では、撮影時間Ｔ秒間に動く高吸収体の平均的な位置を推定することで、高吸収体の広がり、すなわち高吸収体変動領域４０５を抽出することができる。
【００４９】
高吸収体特定部３７２は、領域抽出部によって抽出された画像上の高吸収体変動領域に対して、Ｘ線発生部１とＸ線検出部２の間のＸ線通過範囲に存在するＸ線吸収係数を積分計算する順投影計算を用いて、高吸収体投影データ４０７を生成する。これにより、測定投影データにおける高吸収体が示す領域を特定することができる。特定された高吸収体投影データの高吸収体の領域に対して、高吸収体補正部１３８は周辺組織の値を用いて補間処理する。補間処理についての詳細は後述する。
【００５０】
より詳細には、上述のように、高吸収体変動領域は、高吸収体の動いた範囲を含む領域であり、被検体の動きが大きくなるほど高吸収体変動領域（図５の高吸収体ｍ）は大きな範囲となる。つまり、高吸収体ｍの広がりが小さい場合は、高吸収体投影データ４２２の広がりも小さくなり、測定投影データ上の高吸収体４０１と比べて差異が小さい（図５（Ａ）、（Ｂ））。高吸収体ｍの広がりが大きい場合は、高吸収体投影データ４２４の広がりも大きくなり、測定投影データ上の高吸収体４０１に比して差異が大きい（図５（Ａ）、（Ｃ））。
【００５１】
従って、測定投影データ上の高吸収体を特定する際に、高吸収体変動領域をそのまま順投影計算して得られた高吸収体投影データ上の高吸収体と、測定投影データ上の高吸収体との差異が大きくなってしまい、測定投影データ上の高吸収体領域を正確に特定することができないことがある。
【００５２】
そこで、高吸収体特定部３７２は、測定投影データの１投影に要する撮影時間が短く時間分解能が高いことに鑑みて、分解能が低いＴ秒間の平均値から算出した高吸収体ｍを用いて、時間分解能の高い測定投影データ上と等しい高吸収体投影データを正確に特定する。
【００５３】
具体的には、高吸収体特定部３７２は、高吸収体変動領域、すなわち、ＣＴ画像上あるいは高吸収体画像上の高吸収体ｍ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）の最大値を重心の位置（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）とし、ＣＴ画像上の重心位置と対応する測定投影データ上の高吸収体の重心位置を開始点として領域拡張法を適用する。本実施形態では、必ずしも全ての投影角度の重心位置を求める必要はなく、前後の投影角度の重心位置に基づき開始点を推定することができる。
【００５４】
なお、ここでいう開始点とは、測定投影データ上で領域抽出を開始する点、または、領域抽出を開始する領域（形状）に含まれる点を言う。高吸収体特定部３７２は、この開始点または開始点を含む領域（形状）を拡張（または縮小）していくことにより領域を抽出する方法を用いて、高吸収体を特定する。
【００５５】
上述のように高吸収体を特定するために、高吸収体特定部３７２は、微分処理部１６１、境界判定部１６２、領域拡張部１６３を備えている。
微分処理部１６１は、各投影角度の測定投影データのｘ、ｙ各座標軸に関して微分処理を行う（図６（Ａ））。具体的には、投影角度ｚ番目の横方向ｘ、縦方向ｙの検出器番号順に並んだ３次元測定投影データであるｆ（ｘ、ｙ、ｚ）に対して、例えば下記の式（２）に従って、２次元方向ｘ、ｙ方向の各座標軸について偏微分計算を行うことにより勾配画像▽ｆ（ｘ、ｙ、ｚ）を算出する。
【００５６】
【数２】
2019195531.tif 000004
【００５７】
境界判定部１６２は、微分処理部１６１により得られた微分値を用い、再構成画像から抽出した高吸収体に基づき、推定した投影データ上の高吸収体領域の一部を開始点４１とし、隣接するデータが所定の条件を満たすか否かを判断する。
具体的には、境界判定部１６２は、微分処理部１６１における微分処理により取得した投影角度毎の勾配画像▽ｇ（ｘ、ｙ、ｚ）に対して、下記の式（３）に従って予め定めた閾値ａ２Ｄ以上を境界画素ｅ（ｘ、ｙ、ｚ）＝１とし、閾値ａ２Ｄ未満を境界画素ｅ（ｘ、ｙ、ｚ）＝０と判定する。
【００５８】
【数３】
2019195531.tif 000005
【００５９】
領域拡張部１６３は、境界判定部１６２で得られた結果に基づいて、微分値が所定の条件を満たす場合は、開始点４１からそれぞれ投影角度の測定投影データ上でＸ線検出部２の横方向、縦方向に領域を順次拡張する。（領域拡張法、図６（Ｂ））。
【００６０】
具体的には、領域拡張部１６３は、開始点に基づいて、画素ｅ（ｘ、ｙ、ｚ）＝０であり、この画素ｅ（ｘ、ｙ、ｚ）に隣接する画素の値が０の場合のみ、この画素ｅ（ｘ、ｙ、ｚ）を高吸収体として判定し、ｅ（ｘ、ｙ、ｚ）＝２に変更する。同様に、判定した高吸収体の画素と隣接する画素を判定し、判定対象の画素が無い条件に至るまで、処理を繰り返す。これにより、それぞれの投影角度において測定投影データ上の高吸収体４２を特定することができ、高吸収体の測定投影データと周囲との境界の内側である高吸収体領域を精度よく抽出することができる。
【００６１】
本実施形態では領域拡張法を適用したが、高吸収体の形状または組織が既知の場合、パターンマッチングを用いて、ＣＴ画像上でアーチファクトと分離し高吸収体を特定することもできる。また推定したＣＴ画像上の高吸収体領域の情報に基づき、パターンマッチングを用いて測定投影データ上の高吸収体を特定することができる。
【００６２】
高吸収体補正部１３８は、測定投影データにおいて特定された高吸収体を周辺組織の値を用いて補間処理する。このとき、アーチファクト要因となる測定投影データ上４０２の高吸収体４０１に対し、高吸収体の値と比べてＸ線吸収係数が低い値に補間処理する。具体的には、高吸収体領域に対して、例えばＸ方向、Ｙ方向のそれぞれの方向で高吸収体の境界に位置する周辺組織から高吸収体領域を補間する。
【００６３】
高吸収体が補間された測定投影データは、画像再構成部１３６において再構成され、高吸収体画像（図３の高吸収体画像４０６）と合成され合成画像が生成される。
合成画像の生成に際し、画像再構成部１３６は、全体の投影角度の測定投影データに対して、ＦＢＰ法（Filtered Back Projection法）を用いた再構成を実施し、特定の吸収値変換により高吸収体から発生するアーチファクトを低減することができる。
【００６４】
次に図３に示すように、画像再構成部１３６では、補間処理後の測定投影データ４０８から再構成画像４０９を実施する。これにより、ＦＢＰ法を用いた場合であっても、測定投影データ４０８は、高吸収体投影データと比較して値が低いため、ＦＢＰ法による高周波成分の強調を防止でき、高吸収体アーチファクトを低減することができる。
【００６５】
本実施形態において、アーチファクトの低減量は、例えば、下式（４）に示すように、ＦＢＰ法を用いて再構成したＣＴ画像（以下、補正無ＦＢＰ画像とする）のアーチファクト量を基準として、高吸収体領域の測定投影データ値を変換後に再構成したＣＴ画像（以下、補正有ＦＢＰ画像とする）のアーチファクト量が低減した割合を百分率で示すことにより、数値として評価することができる。
【００６６】
【数４】
2019195531.tif 000006
【００６７】
なお、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置において、被検体とは撮影対象を意味し、被検体６と、被検体６を支える寝台５とを包含する。なお、被検体６は、人体に限らず、ファントムや機械等の検査対象の物体であってもよい。
【００６８】
ここで、入力部による撮影条件の入力について説明する。図７に、モニタ１２３に表示される撮影条件受付画面１４１の一例を示す。
入力部１０１はモニタ１２３に表示された撮影条件受付画面１４１に従って、操作者による撮影条件の入力を受け付ける。図７の撮影条件受付画面１４１は、照射するＸ線のエネルギー及び出力量に対応する管電圧および管電流時間積を操作者が設定するためのＸ線条件設定用部１４２と、再構成画像の範囲を設定するための再構成範囲設定用部１４３と、所望する高吸収体条件を選択するための高吸収体設定部１４４と、再構成画像上の高吸収体の抽出方法を設定するための画像抽出方法設定部１４５と、測定投影データ上の高吸収体の抽出方法を選択するための投影データ抽出方法設定部１４６を含む。
【００６９】
以下、本実施形態に係る撮影条件、再構成条件の設定について説明する。
【００７０】
Ｘ線条件設定部１４２は、管電圧値及び管電流時間積を入力することができるようになっており、図７に示す例では、管電圧値８０［ｋＶ］、管電流時間積２００［ｍＡｓ］が設定されている。図７では、１種類のエネルギースペクトルを有するＸ線を用いる例について示しているが、２種類以上のＸ線を用いるマルチエネルギー撮影の場合には、管電圧及び管電流時間積の項目をＸ線条件設定部１４２に追加し、Ｘ線の種類毎に設定する。
【００７１】
また、図７の再構成範囲設定部１４３において、画像再構成を行う領域である再構成範囲（ＦＯＶ：Field of View）を設定ことができる。再構成範囲設定部１４３は、操作者によりＦＯＶの大きさと中心位置を設定することにより再構成範囲を設定する構成である。本実施形態では、一例として、ＦＯＶを正方形で定義する。
【００７２】
図７の例では、ＦＯＶとして一辺５００［ｍｍ］の正方形を設定し、ＦＯＶの中心位置をＸ線発生部１とＸ線検出部２を円軌道と仮定したときの回転中心に等しいＸ＝Ｙ＝Ｚ＝０［ｍｍ］と設定している。なお、ＦＯＶは、正方形に限られず、円形、長方形、立方体、直方体、球等の任意の形状に設定することができる。
【００７３】
図７の高吸収体設定部１４４には、高吸収体を特定するための開始点４１を設定する。設定方法としては、測定投影データ値の閾値を入力し、入力された閾値以下の測定投影データの点を開始点４１として設定する方法、取得した測定投影データ上１４７の高吸収体の領域内の点を操作者がポインタ１４８を選択する方法、或いは、高吸収体の情報を操作者が選択する方法があり、これらを選択肢として撮影条件受付画面１４１に表示している。
図７の例では、測定投影データ値の閾値を１０００［ＨＵ］以上として設定している。よって、この閾値１０００［ＨＵ］以上のＣＴ画像を示す点が開始点４１として設定される。
【００７４】
また、図７の画像抽出方法設定部１４５は、高吸収体の抽出方法として、高吸収体モデル（時間平均、時間毎）や逐次的に閾値を低くする逐次法を選択できるようになっている。
本実施形態において、投影データ上の高吸収体の領域を抽出する方法としては、領域抽出を開始する点や領域から領域を拡張（または縮小）していくことにより領域を抽出する方法であればどのような方法を用いてもよい。
【００７５】
上述した開始点から領域を拡張する領域拡張法の他、初期形状に基づいて領域を抽出するスネークス法や、初期値に基づいて領域を抽出するレベルセット法や、初期シード（seed)に基づいて領域を抽出するグラフカット法を用いることができる。
【００７６】
このため、投影データ抽出方法設定部１４６には、領域拡張法、スネークス法、レベルセット法が選択肢として表示されている。領域抽出法として、スネークス法のように、開始点ではなく開始領域（開始形状）から領域抽出を行う方法が選択された場合には、撮影条件入力部１３１は、図７の高吸収体設定部１４４において、開始領域（開始形状）の入力を操作者から受け付けてもよい。また、入力部１０１は、高吸収体設定部１４４において開始点４１の設定を受け付け、開始点４１を含むように所定形状の開始領域（開始形状）を設定してもよい。
【００７７】
なお、撮影条件受付画面１４１は、図７の画面構成に限定されるものではない。また、撮影条件受付画面１４１で設定を受け付けるＸ線条件、再構成範囲、高吸収体設定条件、撮影部位の設定条件、および抽出方法をＨＤＤ装置１１５に予め保存しておき、入力部１０１がＨＤＤ装置１１５から設定条件等を読み出す構成とすることもできる。この場合、毎回操作者が、Ｘ線条件等を入力する必要はない。また、上記設定条件の組み合わせを予め複数種類保存しておき、操作者が複数種類の中から選択する構成にすることもできる。
【００７８】
以下、このように構成されたＸ線ＣＴ装置における撮影動作、及び高吸収体アーチファクト除去処理の流れを図８のフローチャートに従って説明する。
ステップＳ１０１では、操作者により入力部１０１に撮影条件が入力される。その後、操作者により撮影開始指示が入力されると、ステップＳ１０２において、撮影開始指示に係る入力された撮影条件に応じたＣＴ撮影を行う。すなわち、撮影開始が指示されると、ＣＰＵ１１４は、撮影制御部１３２のガントリー制御部１１６、Ｘ線制御部１１７及び寝台制御部１１８に夫々制御信号を出力する。
【００７９】
撮影開始指示に係る制御信号が入力されると、Ｘ線制御部１１７は、図示しない駆動モーターを介してＸ線発生部１の移動を開始させ、被検体６の撮影位置への配置が終了した時点で、Ｘ線制御部１１７がＸ線発生部１にＸ線照射タイミング、及び、Ｘ線検出部２の撮影タイミングを指示する。この指示に従って撮影を開始、すなわち、Ｘ線発生部１はＸ線を照射させ、Ｘ線検出部２は透過したＸ線に係る検出信号を検出する。
【００８０】
ガントリー制御部１１６は、ガントリー回転部４を回転させることでガントリー回転部４上のＸ線発生部１とＸ線検出部２とを被検体６の周囲において回転させる制御を行う。寝台５上の被検体６の撮影部位がＸ線発生部１とＸ線検出部２の間のＸ線通過範囲、すなわち、撮影位置に一致した時点で、Ｘ線発生部１の回転を停止させる。これにより被検体３の撮影が完了する。ステップＳ１０３では、撮影と併行してＸ線検出部２で検出された信号を、後述する画像生成部１０３のＤＡＳ１１９によって収集し、デジタル信号に変換して、測定投影データとしてＣＰＵ１２１に出力する。
【００８１】
ステップＳ１０４では、補正処理部１３５によりキャリブレーション補正等を行い、補正後の測定投影データを画像再構成部１３６に出力する。ステップＳ１０５では、画像再構成部１３６によりＦＢＰ処理を用いて画像再構成を行い、ＣＴ画像を生成する。生成されたＣＲ画像は、ＨＤＤ装置１２２等に保存され、必要に応じて、モニタ１２３に表示される。
【００８２】
続いて、ステップＳ１０６において、まずは、高吸収体抽出部１３７の領域抽出部３７１により、予め定めた閾値に基づいて、ＣＴ画像において閾値以上のＣＴ値を示す領域を高吸収体の少なくとも一部を包含する高吸収体包含領域を推定する。領域抽出部３７１は、次のステップＳ１０７で、推定した高吸収体包含領域について、上述した高吸収体モデルを適用し、高吸収体変動領域を抽出する。ステップＳ１０８において、高吸収体特定部３７２が、ＣＴ画像上の高吸収体変動領域を順投影計算することにより、測定投影データ上の高吸収体を特定する。
【００８３】
高吸収体が特定されると、ステップＳ１０９において、高吸収体補正部１３８により測定投影データ上の高吸収体を周辺組織の値を用いて補間処理する。そして、ステップＳ１１０において、画像再構成部１３６により、高吸収体が補間された測定投影データを再構成し、高吸収体画像（図３の高吸収体画像４０６）と合成し合成画像を生成する。
【００８４】
このように本実施形態によれば、予め高吸収体情報を取得することで、被検体の動き等に起因した高吸収体の変動の平均的な位置を推定し、高吸収体の領域と高吸収体の変動する領域を抽出することができ、これに基づいて投影角度毎の測定投影データ上の高吸収体が示す領域を特定することができる。これにより、被検体の動きや装置構成に起因した歪みにかかわらず、ＣＴ画像における高吸収体によって生じた高吸収体アーチファクトを高精度に低減することができる。
【００８５】
上述した本実施形態では、Ｘ線検出部２がＸ線発生部１と対峙しながら回転するものとして説明したが、Ｘ線発生部１の移動に同期して、Ｘ線検出部２が固定または移動しながら撮影するＸ線装置にも適用することができる。
【００８６】
また、本実施形態では、１回のＣＴ撮影から取得した測定投影データを用いて、ＣＴ画像を再構成したが、１回に限定することはなく、例えば２回以上の撮影による異なる時間の測定投影データを用いる再構成に対しても適用可能である。
また、生体用のＸ線ＣＴ装置に限られず、爆発物検査や製品検査等の非破壊検査を目的としたＸ線ＣＴ装置またはラミノグラフィ装置においても、上述した高吸収体アーチファクト除去処理を行うことができる。
【００８７】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
上述した第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置では、撮影時間ｔの平均値とした高吸収体モデルを用いることにより高吸収体変動領域を抽出したが、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置では、高吸収体が時間毎に周期または非周期に動く場合を想定した高吸収体モデルを適用して高吸収体変動領域を抽出する。従って、本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置と略同様の構成であり、同一の構成には同符号を付し、その説明は省略する。
【００８８】
本実施形態においては、領域抽出部３７１では、第１の実施形態のように高吸収体包含領域を抽出することなく、高吸収体情報に基づいて、動きが無いと仮定した高吸収体ｈ（図９参照）を推定する。高吸収体情報としては、高吸収体の形状や大きさ等の既知の高吸収体情報や、取得済みの各方向におけるＸ線撮影画像やＸ線透視画像に基づく高吸収体情報を用いる。
そして、高吸収体情報に基づいて推定した高吸収体ｈに高吸収体モデルを適用することで、高吸収体変動領域を抽出する。
【００８９】
ここで、本実施形態における高吸収体モデルについて説明する。
領域抽出部３７１では、光学カメラや超音波診断装置等の計測機器を用いて、呼吸や体表等の被検体の動体情報を取得し、これに基づいて、高吸収体モデルを関数化する。高吸収体が周期的に動く場合は、高吸収体の時間ｔの位置ｐ（ｔ）と推定した高吸収体情報を畳み込み積分処理することで、高吸収体モデルを関数化することができる。
【００９０】
例えば、高吸収体の重心を位置ｐ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）とし、２次元または３次元の高吸収体ｈ（ｋ、ｌ、ｎ、ｔ）を畳み込み積分することにより、ＣＴ画像上の高吸収体ｍ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）を表す。以下の、式（５）は時間ｔの高吸収体の領域を示す。ｘ、ｙ、ｚは３次元位置、ｔは時間、ｋ、ｌ、ｎは高吸収体の領域を示す３次元空間の位置を示す。
【００９１】
【数５】
2019195531.tif 000007
【００９２】
例えば、高吸収体の重心の位置ｐは、時間ｔにおいて一意のインパルス関数で決まる。３次元の高吸収体ｈ（ｋ、ｌ、ｎ、ｔ）は、Ｘ線吸収係数の値でもよいし、高吸収体と高吸収体以外の２値化した値でもよい。
【００９３】
高吸収体モデルの導入により、高吸収体が動く範囲である高吸収体変動領域を事前に把握することができるので、高吸収体と高吸収体アーチファクトとの識別が可能となる。ここでは周期的な動きである高吸収体モデルを仮定したが、突発的な被検体の動きや腸の運動のような非周期の動体に対しても、体表の動き、心電図等のバイタル情報等を被検体に取り付けた計測装置によって得られた動体情報に基づいて重心の位置ｐを推定し、高吸収体ｍ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）を表すことができる。
【００９４】
高吸収体特定部３７２では、領域抽出部３７１で得られた高吸収体変動領域に基づいて、図９に示すように時間ｔの時の高吸収体を決定する。
【００９５】
本発明では、図９に示すようにＣＴ画像上で時間ｔの高吸収体の位置を推定することで、測定投影データ上の高吸収体の領域を領域拡張法等を適用して特定する。第１の実施形態と比較して、被検体の動きによる高吸収体ｍ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）の広がり（高吸収体変動領域）が小さいため、高吸収体ｍ（ｘ、ｙ、ｚ、ｔ）から特定した投影データ上の高吸収体の領域と、測定投影データの高吸収体の領域の差異が小さい。従って、第１の実施形態における領域拡張法やパターンマッチングによる抽出を行った場合、第１の実施形態における高吸収体変動領域に比して本実施形態の高吸収体変動領域が小さくなる分、高吸収体を高精度に特定することができる。
【００９６】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態について説明する。上述した各実施形態では高吸収体抽出部１３７が、測定投影データ上の高吸収体を特定したのに対し、本実施形態ではＣＴ画像４０３（図３参照）上の高吸収体４０５を抽出する。このため、図１０に示すように本実施形態に係る高吸収体抽出部１３７は、閾値設定部３７３、高吸収体特定部３７２及び高吸収体判定部３７４を備えている。
【００９７】
具体的には、高吸収体抽出部１３７では、閾値設定部３７３において閾値を定める。図１１に示すように高吸収体特定部３７２では、閾値設定部３７３により定められた閾値に基づいて、ＣＴ画像において閾値以上のＣＴ値を示す領域を高吸収体４２１とし、それ以下を高吸収体以外の組織や構造物とする。
【００９８】
この時、高吸収体のＸ線吸収係数と同等のアーチファクト強度がある場合、閾値だけでは高吸収体とアーチファクトが識別困難である。アーチファクトを高吸収体と誤認識した場合、測定投影データ上では存在しないにもかかわらずアーチファクトとして誤認識された領域が周辺組織の値で補間処理され、ＣＴ画像の精度を低下させる。
【００９９】
このため、高吸収体抽出部１３７では、高吸収体の存在確率の高い閾値から低い閾値に段階的に閾値を変更して繰り返し処理を行うことにより、高吸収体から発生するアーチファクトを低減させ、ＣＴ画像から高吸収体の領域を特定する。
【０１００】
なお、高吸収体の存在確率については、事前に抽出対象のＸ線吸収係数の範囲を把握し、Ｘ線吸収係数が大きいほど高い存在確率として取り扱う。例えば、図１１の例では、閾値ａＨＵ以上の高吸収体の存在確率が高く、閾値ｂ、閾値ｃの順に閾値が小さくなる。そして、これら複数の閾値を予めＨＤＤ装置１２２等に記憶させておく。
【０１０１】
具体的には、図１１に示すように、高吸収体抽出部１３７は、先ずは、再構成されたＣＴ画像４０３から閾値ａ以上のＣＴ値を示す領域を高吸収体４２１の領域として抽出する（図１１）。抽出した高吸収体の領域について、高吸収体補正部１３８によって周辺領域の値を用いて補間することで、閾値ａ以上で抽出した高吸収体由来のアーチファクトを低減する。
【０１０２】
この後、高吸収体判定部３７４により、アーチファクト低減後のＣＴ画像４０２のアーチファクト量を評価し、閾値の変更の要否を判定する。変更の必要有りの場合、閾値設定部３７３によって、閾値を変更し、以降の処理を繰り返す。閾値の変更の要否判定において、変更不要と判定されるまで、逐次処理を実施する。閾値は、閾値ｂ、閾値ｃの順に変更される。これにより高吸収体と高吸収体から発生するアーチファクトを高い精度で識別することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１・・・Ｘ線発生部、２・・・Ｘ線検出部、４・・・ガントリー回転部、５・・・寝台、６・・・被検体、１０１・・・入力部、１０２・・・撮影部、１０３・・・画像生成部、１０３ａ・・・データ、バス、１１１・・・キーボード、１１２・・・マウス、１１３・・・メモリ、１１４・・・ＣＰＵ、１１５・・・ＨＤＤ装置、１１６・・・ガントリー制御器、１１７・・・Ｘ線制御器、１１８・・・寝台制御器、１１９・・・ＤＡＳ、１２０・・・メモリ、１２１・・・ＣＰＵ、１２２・・・ＨＤＤ装置、１２３・・・モニタ、１３１・・・撮影条件入力部、１３２・・・撮影制御部、１３５・・・補正処理部、１３６・・・画像再構成部、１３７・・・高吸収体抽出部、１３８・・・高吸収体補正部、１４１・・・撮影条件受付画面、１４２・・・Ｘ線条件設定部、１４３・・・再構成範囲設定部、１４４・・・高吸収体設定部、１４５・・・画像抽出方法設定部、１４６・・・投影データ抽出方法設定部、１６１・・・微分処理部、１６２・・・境界判定部、１６３・・・領域拡張部、３７１・・・領域抽出部、３７２・・・高吸収体特定部、３７３・・・閾値設定部、３７４・・・高吸収体判定部
【図１】
2019195531.tif 000008
【図２】
2019195531.tif 000009
【図３】
2019195531.tif 000010
【図４】
2019195531.tif 000011
【図５】
2019195531.tif 000012
【図６】
2019195531.tif 000013
【図７】
2019195531.tif 000014
【図８】
2019195531.tif 000015
【図９】
2019195531.tif 000016
【図１０】
2019195531.tif 000017
【図１１】
2019195531.tif 000018