(57)【要約】【課題】医用画像の金属アーチファクト除去のための新規な方法と装置を提供する。【解決手段】医用画像における金属アーチファクト除去のための方法および装置。本方法は、処理される医用画像を取得するステップと、医用画像に金属領域が含まれるか否かを決定するステップと、金属領域が医用画像に含まれ、かつ、金属領域のうちの１つの金属密度値が予め設定された密度値以上である場合に、医用画像に対してアーチファクト除去処理を実行するステップと、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
医用画像における金属アーチファクト除去のための方法であって、前記方法は、
処理される医用画像を取得するステップ（１０１、２０１）と、
前記医用画像に金属領域が含まれるか否かを決定するステップ（１０２、２０２）と、
金属領域が前記医用画像に含まれ、かつ、前記金属領域のうちの１つの金属密度値が予め設定された密度値以上である場合に、前記医用画像に対してアーチファクト除去処理を実行するステップ（１０３、２０３、２０４）と、を含む方法。
【請求項２】
金属領域が前記医用画像に含まれ、かつ、前記金属領域のうちの１つの金属密度値が予め設定された密度値より小さい場合に、前記金属領域のサイズに基づいて、前記金属領域に対してアーチファクト除去処理を実行する必要があるか否かを決定するステップ（２０５）をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記金属領域のサイズに基づいて、前記金属領域に対してアーチファクト除去処理を実行する必要があるか否かを決定するステップ（２０５）は、
前記金属領域のサイズが予め設定されたサイズより大きい場合に、前記医用画像に対してアーチファクト除去処理を実行するステップと、
前記金属領域のサイズが予め設定されたサイズより小さい場合に、前記医用画像に対してアーチファクト除去処理を実行しないステップと、を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記医用画像に対してアーチファクト除去処理を実行するステップ（１０３、２０４）は、
前記医用画像の投影領域を決定するステップと、
前記投影領域における内挿値に対して内挿補正処理を実行するステップと、
前記医用画像に対して復元および再構築処理を実行するステップと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記医用画像の前記金属領域の境界領域を決定するステップ（３０１）と、
前記境界領域に対して境界平滑化処理を実行するステップ（３０２）と、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記医用画像の前記金属領域の境界領域を決定するステップ（３０１）は、
前記医用画像の前記金属領域のピクセル点の各々を円の中心として、境界領域を決定するための円形検出領域を形成し、初期半径を予め設定するステップ（４０１）と、
前記円形検出領域内の前記金属領域と非金属領域との比がプリセット値以上である場合には、前記円形検出領域は前記境界領域であると決定するステップ（４０２）と、
前記円形検出領域内の前記金属領域と前記非金属領域との比がプリセット値より小さい場合には、前記形成された円形検出領域内の前記金属領域と非金属領域との前記比が前記プリセット値より大きくなるまで前記初期半径を徐々に小さくするステップ（４０３）と、を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
医用画像の金属アーチファクト除去のための装置（５００）であって、前記装置（５００）は、
処理される医用画像を取得するための取得モジュール（５０１）と、
前記医用画像に金属領域が含まれるか否かを決定するための金属領域決定モジュール（５０２）と、
金属領域が前記医用画像に含まれ、かつ、前記金属領域のうちの１つの金属密度値が予め設定された密度値以上である場合に、前記医用画像に対してアーチファクト除去処理を実行するための第１のアーチファクト除去モジュール（５０３）と、を含む装置（５００）。
【請求項８】
金属領域が前記医用画像に含まれ、かつ、前記金属領域のうちの１つの金属密度値が予め設定された密度値より小さい場合に、前記金属領域のサイズに基づいて、前記金属領域に対してアーチファクト除去処理を実行する必要があるか否かを決定するための第２のアーチファクト除去モジュールをさらに含む、請求項７に記載の装置（５００）。
【請求項９】
前記第１のアーチファクト除去モジュール（５０３）は、
前記医用画像の投影の金属領域を決定するための金属領域決定モジュール（５０２）と、
前記投影領域内のピクセルに対して内挿補正処理を実行するための内挿モジュールと、
前記医用画像に対して復元および再構築を実行するための画像再構築モジュールと、を含む、請求項７に記載の装置（５００）。
【請求項１０】
前記医用画像の前記金属領域の境界領域を決定するための境界決定モジュールと、
前記境界領域に対して境界平滑化処理を実行するための境界処理モジュールと、を含む、請求項７に記載の装置（５００）。
【請求項１１】
前記境界決定モジュールは、
前記医用画像の前記金属領域のピクセル点の各々を円の中心として、前記境界領域を決定するための円形検出領域を形成し、初期半径を予め設定するための円形検出領域形成サブモジュールと、
前記円形検出領域内の前記金属領域と非金属領域との比がプリセット値以上である場合には、前記円形検出領域は前記境界領域であると決定し、前記円形検出領域内の前記金属領域と非金属領域との比が前記プリセット値より小さい場合には、前記形成された円形検出領域内の前記金属領域と非金属領域との前記比が前記プリセット値より大きくなるまで前記初期半径を徐々に小さくするための境界決定サブモジュールと、を含む、請求項１０に記載の装置（５００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像処理の分野に関し、特に、医用画像における金属アーチファクト除去のための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ断層撮影法（ＣＴ）は、現在医学的診断のための最も重要な手段の１つである。異なるヒト組織のＸ線の吸収率および透過率の違いによって、人体を測定するために高感度の機器が用いられ、測定から得られたデータはコンピュータに入力される。それから、コンピュータはデータを処理して、検出（すなわちＣＴ撮像技術）対象の人体の部分の断面または３次元画像を取得し、そのようにして人体内の任意の部分のいかなる小さい病変も見いだす。
【０００３】
しかし、ＣＴ撮像の処理において、例えば入れ歯または外科的に埋め込まれた金属対象物などの患者の体にある金属対象物がＸ線ビームの硬度の変化を生じさせ、それは結果として金属アーチファクトとなる。金属アーチファクトの発生がＣＴ撮像後の病理学的解析の認識に影響を与えるので、したがって、病変についての決定が不正確になる。したがって、金属アーチファクト除去のための医用画像処理方法が行われている。しかし、先行技術の方法によるアーチファクト除去処理の後に、通常新たなアーチファクトが画像にもたらされ、金属領域の境界がぼやける。
【０００４】
先行技術のアーチファクト除去のための方法は、金属対象物の存在が検出されたことに従って、金属対象物が含まれる医用画像に対して全体の処理を実行する。その結果、医用画像にアーチファクトが含まれていない領域、またはアーチファクトが医用画像の解像度に影響を及ぼすには不十分である領域も、処理を実際に必要とするアーチファクト領域と同じアーチファクト除去処理を受ける。これは結果として、処理する必要のないアーチファクト領域についての画像の過剰強化になり、それによって、新たなアーチファクトが生成される。同時に、それはまた結果として、その金属領域の境界をぼやけさせることにもなり得る。先行技術で境界のぼけを解決する方法がある。すなわち、周囲または他の位置のアーチファクト部分を考慮せずに全ての金属対象物領域を処理する方法であり、その結果、金属対象物部分の表示の輝度は金属アーチファクトをカバーするように増加する。このような処理の結果、金属領域の境界は依然として十分に鮮明ではなく、ＣＴ画像の全体は依然として過剰に修正されたままである。したがって、先行技術による方法は、依然として適切なアーチファクト除去を達成することができず、代わりに新たなアーチファクトが生成され、金属の境界は依然として十分に鮮明ではない。さらに、先行技術による方法は元の医用画像の識別可能な病変の効果を強化することができず、その上アプリケーションコストが増加する。
【０００５】
したがって、画像品質を向上させるために、医用画像の金属アーチファクト除去のための新規な方法と装置を提供することが必要である。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の一実施形態は、医用画像における金属アーチファクト除去のための方法であって、処理される医用画像を取得するステップと、医用画像に金属領域が含まれるか否かを決定するステップと、金属領域が医用画像に含まれ、かつ、金属領域のうちの１つの金属密度値が予め設定された密度値以上である場合に、医用画像に対してアーチファクト除去処理を実行するステップと、を含む方法を提供する。
【０００７】
本発明の別の実施形態は、医用画像の金属アーチファクト除去のための装置であって、処理される医用画像を取得するための取得モジュールと、医用画像に金属領域が含まれるか否かを決定するための金属領域決定モジュールと、金属領域が医用画像に含まれ、かつ、金属領域のうちの１つの金属密度値が予め設定された密度値以上である場合に、医用画像に対してアーチファクト除去処理を実行するための第１のアーチファクト除去モジュールと、を含む装置を提供する。
【０００８】
本発明の実施形態は、本発明のより良好な理解のために以下の図面と組み合わせて記載される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による医用画像の金属アーチファクト除去のための方法の一実施形態のフローチャートである。
【図２】本発明による医用画像の金属アーチファクト除去のための方法の別の実施形態のフローチャートである。
【図３】本発明による医用画像の金属アーチファクト除去の処理における境界平滑化処理の一実施形態のフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態による医用画像の金属領域の境界を決定する具体的なフローチャートである。
【図５】本発明による医用画像の金属アーチファクト除去のための装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態による金属アーチファクト除去処理および境界平滑化処理の結果を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態による金属アーチファクト除去処理および境界平滑化処理の結果を示す図である。
【図６Ｃ】本発明の一実施形態による金属アーチファクト除去処理および境界平滑化処理の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
詳細な説明は、以下の部分に記載される。本説明は、簡潔にするために、実施の具体的な記述過程において、実際の実施の全ての特徴に詳細な記述を与えることができるわけではないことが指摘されるべきである。任意の工学プロジェクトまたは設計プロジェクトの過程のような任意の一実施形態の実際の実施過程においては、開発者の具体的な目標を実現するために、およびシステムに関するもしくは事業に関する制約を満たすために、様々な具体的な決定がしばしば行われるが、それは結果的に一実施形態から別の実施形態への変更となり得ることが理解されるべきである。また、開発過程の努力は複雑で時間がかかるものであり得るが、本発明によって開示される内容の分野に関する当業者にとっては、本明細書に開示される技術的内容を基礎としたいくつかの設計、製造、または生産などは単に通常の技術的手段であって、本発明の開示が不十分であるとみなされるべきではないということが理解され得る。
【００１１】
特に定義する場合を除き、特許請求の範囲および詳細な説明で用いる技術用語または科学用語は、当業者が理解することができる通常の意味を有するべきである。特許請求の範囲および詳細な説明で用いる「第１の」、「第２の」、および同様の用語は、いかなる順序、数、または重要性も示すものではなく、異なる構成要素を区別するためだけのものであることを理解すべきである。単数の表記は数の限定を意味するものではなく、少なくとも１つを意味することに留意すべきである。「備える」または「含む」などの用語は、「備える」または「含む」という用語の前の要素または構成要素が、「備える」または「含む」という用語の後に列挙される要素、構成要素、または等価な要素を包含し、他の要素または構成要素を除外しないことを意味するだけである。「接続する」または「と接続する」などの用語は、物理的もしくは機械的接続、または直接的もしくは間接的な接続に限定するものではない。
【００１２】
本発明の一実施形態では、アーチファクト除去処理の前に決定プロセスが追加される。すなわち、医用画像の金属領域の例えば金属密度またはサイズなどの金属性質に従って、医用画像に対してアーチファクト除去処理を実行する必要があるか否かについて前決定が成される。アーチファクト除去処理は、処理が必要とされる場合にだけ実行され、さもなければ処理は実行されない。このようにして、アーチファクト除去のプロセスにおいて不必要な処理を回避することができ、また、新たなアーチファクトが生じる可能性が低減され、それによって医用画像の金属アーチファクトの高速処理が実現され、その結果、医学症候群の精査の精度が強化される。具体的には、医用画像の金属領域のうちの１つの金属密度値が予め設定された密度値以上であると決定された場合に、アーチファクト除去処理が医用画像に対して実行される。また、その金属密度値が予め設定された密度値より小さいと決定された場合には、アーチファクト除去処理の妥当性および精度を確実にするために、金属領域のサイズと組み合わせて、アーチファクト除去処理が医用画像に対して実行するか否かについてさらなる決定が成される。
【００１３】
さらに、より正確に境界領域を決定し、金属領域に対してより正確な境界平滑化処理を実行するために、金属領域の境界領域が特定領域内の金属のサイズ（比）に基づいて適応可能に決定される。このようにして、アーチファクト処理に起因する境界のぼけによって生じる医用画像の分析に対する影響を回避することができる。
【００１４】
本発明の目的、技術的解決方法、および利点をより明確にするために、本発明の技術的解決方法の明確かつ完全な説明を、具体的な実施形態および対応する図面と共に以下に与える。明らかに、ここに記載されている実施形態は、本発明の実施形態の全てというよりはむしろ一部にすぎない。本発明の実施形態に基づいて、創造的な働きなしに当業者によって得られる全ての他の実施形態は、本発明の範囲に含まれるものとする。
【００１５】
本発明の一実施形態によれば、医用画像のアーチファクト除去処理のための方法が提供される。
【００１６】
図１を参照すると、図１は、本発明による医用画像の金属アーチファクト除去のための方法の一実施形態のフローチャートを示す。
【００１７】
図１に示すように、ステップ１０１では、処理される医用画像を取得する。取得される医用画像は、スキャンされ画像化されたＣＴ、Ｂ超音波、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）、および血管造影法による画像であり得るが、上記のタイプの医学的処理画像に限定されない。
【００１８】
ステップ１０２では、医用画像に金属領域が含まれるか否かを決定する。本発明の一実施形態によれば、医用画像のピクセル点のピクセル値が予め設定されたしきい値より大きいか否かを決定し、予め設定されたしきい値を超えるピクセルを見つけ出す。しきい値を超えるこれらのピクセル点によって形成される領域が金属領域である。
【００１９】
ステップ１０３では、金属領域が医用画像に含まれ、かつ、金属領域のうちの１つの金属密度値が予め設定された密度値以上である場合に、医用画像に対してアーチファクト除去処理を実行する。
【００２０】
医用画像をスキャンするプロセスでは、金属対象物（例えば金属入れ歯または合金骨）が患者の体に存在するので、医用画像の最終的なスキャン結果はしばしば影響を受ける。しかし、全ての金属領域が医用画像の最終的なスキャン結果に影響を及ぼすわけではない。したがって、金属領域内の具体的な金属の性質に基づいて、金属領域を含む医用画像に対してアーチファクト除去処理が必要となるか否かを決定する。
【００２１】
具体的には、金属領域を含む医用画像において、金属密度がより高い場合には高い画像グレー値が生成される。グレー値があまりに高いので、それによって画像に生じる輝度があまりに高くなり、したがって周囲の非金属領域が覆われてしまい、医用画像生成の全体的効果が影響を受ける。これに反して、金属密度によって生成される画像グレー値が均一で、医用画像生成の全体的効果に影響を及ぼさない場合には、それは金属の密度が極めて小さいことを意味し、したがって、医用画像に対するアーチファクト除去処理を実行する必要はない。したがって、本発明の実施形態は、金属領域を含む全ての画像にアーチファクト除去処理を実行するのではなく、金属領域を含む画像にアーチファクト除去処理を実行する前に、医用画像に対してアーチファクト除去処理を実行する必要があるか否かを決定する。
【００２２】
より具体的には、本発明の一実施形態によれば、医用画像に対してアーチファクト除去処理を実行する必要があるか否かを決定するプロセスにおいて、医用画像に対してアーチファクト除去処理を実行する必要があるか否かは、金属領域内で得られた金属密度値を予め設定された密度値と比較することによって決定することができる。詳細な説明は、図２と共に以下の部分に与えられる。
【００２３】
上述したアーチファクト除去処理は、本発明の実施形態に示す方法に限定されないことに留意すべきである。アーチファクト除去処理の任意の適切な方法をとることによって、それを実現することができる。例えば、本発明の一実施形態では、以下のステップによってそれを実現することができる。医用画像の投影の金属領域を決定するステップ、金属投影領域内の投影値に対して内挿補正処理（interpolation correction processing）を実行するステップ、および医用画像に対して復元および再構築処理を実行するステップである。
【００２４】
図２を参照すると、図２は、本発明の別の実施形態による医用画像の金属アーチファクト除去のための方法のフローチャートを示し、それは本発明のより具体的な実施形態による金属アーチファクト除去処理のプロセスを説明する。
【００２５】
図２に示すように、ステップ２０１では、処理される医用画像を取得する。このステップはステップ１０１に類似し、したがってここでは繰り返さない。
【００２６】
ステップ２０２では、医用画像に金属領域が含まれるか否かを決定する。
【００２７】
具体的には、処理される医用画像を取得した後に、医用画像に金属領域が含まれるか否かを最初に決定する。本発明の一実施形態によれば、例えば、特定のサイズの金属マスクを設定することによって、取得された医用画像のピクセル点をスキャンすることができる。医用画像の高いピクセル値を有する１つまたは複数のピクセル点をスキャンすると、これらのピクセル点が含まれる領域は、金属を有する領域、すなわち金属領域として示すことができる。その後、金属領域の位置のピクセル値の大きさは、非金属領域内のピクセル値の大きさと全く異なるので、医用画像を決定する前にピクセル値の範囲を予め設定することができ、そして、ピクセル値の予め設定された範囲のピクセル値によって、現在取得された医用画像に金属領域が含まれるか否かを決定する。例えば、金属マスクが予め設定されたピクセル値（ここで、最小値は４０００に設定される）の最小値より大きい、現在の医用画像のピクセル値（ここで、スキャン値は５０００に設定される）をスキャンした場合には、医用画像の現在のスキャン領域は金属領域であると決定される。決定された金属領域に対してアーチファクト除去処理を実行する必要があるかどうかについて、詳細な説明をステップ２０３〜２０５での解析において示すことができる。
【００２８】
医用画像が金属領域を含むかどうかについての決定は、上述した方法に限定されず、当該技術分野において周知の、または将来開発される任意の適切な方法で実現することができる。例えば、それは検出器識別または投影領域解析などの方法で実現することができる。
【００２９】
しかし、医用画像が金属領域を含むと決定された場合であっても、最終的な医学画像は必ずしも影響を受けない。例えば、金属領域の金属密度が極めて小さい場合（例えばスキャンされたピクセル値が４０００である場合）、または、金属領域が医用画像全体の非常に小さい範囲を占めるだけの場合（すなわち金属領域が医用画像のわずか約０．１％である場合）には、生成されるアーチファクトは医用画像の最終的な医学的画像化および生成に影響を及ぼさない。したがって、不必要なアーチファクト除去処理を低減し、医用画像の表示効果を強化するために、金属領域の金属密度または占められている対応する面積についてのさらなる決定を行うことが必要となる。
【００３０】
さらに、ステップ２０２において医用画像が金属領域を含まないと決定された場合には、アーチファクト除去処理は医用画像に対して実行されず、すなわち処理を終了する。
【００３１】
ステップ２０２において医用画像が金属領域を含むと決定された場合には、ステップ２０３に進む。ステップ２０３では、金属領域のうちの１つの金属密度値が予め設定された密度値以上かどうかについてさらに決定される。
【００３２】
具体的には、金属領域のうちの１つの金属密度値が予め設定された密度値以上である場合には、ステップ２０４へ進む。ステップ２０４では、医用画像に対してアーチファクト除去処理が実行される。
【００３３】
金属領域のうちの１つの金属密度値が予め設定された密度値より小さい場合には、ステップ２０５に進む。ステップ２０５では、金属領域のサイズに基づいて、アーチファクト除去処理を金属領域に対して実行する必要があるか否かの決定が成される。
【００３４】
具体的には、その金属密度値が予め設定された密度値より小さいことが決定されたので、比較的大きいサイズの金属領域によって生成されるアーチファクトが医用画像自体に依然として影響を及ぼすことを考慮して、より妥当なアーチファクト除去処理を実現するために、その金属領域のサイズをさらに決定することが必要となる。
【００３５】
例えば、密度値の予め設定された範囲が［４０００、６０００］である場合には、密度値の予め設定された範囲［４０００、６０００］が取得された医用画像で実現され、それは医用画像の特定のピクセル位置に対応するグレー値として示すことができる。さらに、金属マスクによってスキャンされる金属領域内の平均グレー値が予め設定された範囲の最小値より小さい場合には、明らかに、金属対象物によって生成されるアーチファクトは医用画像全体には影響を及ぼさない。金属領域内の平均グレー値が予め設定された範囲の最大値以上である場合には、それは、金属対象物が医用画像スキャンプロセス全体の最終的な医用画像生成効果に影響を及ぼしたことを意味する。この場合には、アーチファクト除去処理を実行することが必要である。
【００３６】
さらに、金属領域においてスキャンされた平均グレー値が５０００であり、密度値の予め設定された範囲［４０００、６０００］内である場合には、それによって生成されるアーチファクトは医用画像効果に影響を及ぼす可能性があり、対応するアーチファクト除去処理を実行することが必要となる。さらに、それによって生成されるアーチファクトが医用画像の最終的な生成効果に影響を及ぼすには不十分である場合には、不必要なアーチファクト除去処理を実行する必要がない。さらに、金属の検出された平均グレー値が密度値の予め設定された範囲［４０００、６０００］内である場合には、医用画像全体において医用画像の金属によって生成されるグレー値に対応するピクセルが占める面積の割合をさらに考慮しなければならない。その金属領域の平均グレー値が小さくても、それが比較的大きな面積を占める場合には、それは最終的な医用画像生成の効果になお影響を及ぼす。したがって、その金属領域のサイズをさらに決定することが必要となる。
【００３７】
ステップ２０５において金属領域のサイズが予め設定されたサイズより大きいと決定された場合には、医用画像に対してアーチファクト除去処理を実行するためにステップ２０４へ進む。ここでの決定の結果は、その金属密度が小さいにもかかわらず、それによって形成されるアーチファクトの面積が医用画像の効果に影響を及ぼすのに十分であることを示しており、アーチファクト除去プロセスを実行することが必要である。
【００３８】
具体的には、金属密度値が密度値の予め設定された範囲内である場合には、医用画像においてその金属領域が占める面積のサイズをさらに決定することが必要であり、すなわち、密度値の予め設定された範囲内の金属密度を有するピクセル値の場所の分布条件についての決定である。例えば、決定された金属領域のサイズは３＊３ピクセル値によって形成される金属領域であり、その金属領域の平均グレー値は５０００であり、それは医用画像全体においてピクセル値位置分布の３％より多くを占めて、医用画像の最終的な表示効果に影響を及ぼす。この時に、金属密度値を検出するだけでは明らかに不完全である。
【００３９】
ステップ２０５において金属領域のサイズが予め設定されたサイズより小さいと決定された場合には、医用画像に対する処理を終了する。すなわち、医用画像に対するアーチファクト除去処理を実行しない。ここでの決定の結果は、複数の金属領域が存在する場合であっても、その金属密度が小さく、かつ、金属領域が医用画像全体の面積の小さい部分を占めるだけである場合、すなわち、それによって生成されるアーチファクトが医用画像に影響を及ぼすには不十分である場合には、この時点で、新たな障害要因（例えば新たなアーチファクトなど）を生成することを回避するために、これ以上アーチファクト除去処理を実行する必要はない。
【００４０】
アーチファクト除去処理の方法は、図１のそれと同じであり、それはここでは繰り返さない。
【００４１】
図３を参照すると、図３は、本発明の一実施形態による医用画像の金属アーチファクト除去の処理における境界平滑化処理のフローチャートを示す。
【００４２】
図３に示すように、ステップ３０１では、医用画像の金属領域の境界領域を決定する。
【００４３】
具体的には、ステップ３０１は、アーチファクト除去または原画像の細部の損失の後に生成される新たなアーチファクト（例えば図６Ａに示すアーチファクト除去の後に生成される新たなアーチファクト）の現象に対処するために、図１および図２に基づくアーチファクト除去後のさらに強化された処理である。より具体的には、次の境界平滑化処理をより正確なものにすることができ、したがって、より正確で妥当な復元および再構築を金属領域に対して実行することができるように、金属領域（処理される領域）の境界は、特定の領域内の金属のサイズ比に基づいて適応可能に決定することができる。その詳細な説明は、図４の説明で示すことができる。
【００４４】
ステップ３０２では、境界平滑化処理が金属の境界領域に対して実行される。金属の境界領域に対して境界平滑化処理を実行するのは、アーチファクト除去処理の後、歪みがない医用画像を保証するために、新たなアーチファクトの発生または医用画像の細部の損失の問題に関して、修正および補償を実行する必要があるからである。
【００４５】
具体的には、図６Ａ〜図６Ｃに示すように、図６Ａは現在スキャンされた医用画像であり、白い明るい金属領域の密度があまりに大きいので、結果としてそのグレー値は非常に高くなり、周囲の領域が影響を受ける。したがって、いくつかのストライプ状のアーチファクト領域が形成される（図６Ａの赤外線矢印で示す）。アーチファクト処理の後、その効果を図６Ｂに示す。そこでは、依然として境界のぼけが発生している（図６Ｂの赤外線矢印で示す）。このように、図６Ｂに示すぼやけた境界位置を見いだして処理することが必要となる。したがって、ぼやけた境界を有する領域を決定することがキーポイントである（図４の説明を参照）。処理を必要とする金属境界領域を決定すると、境界平滑化処理を実行する。その効果を図６Ｃに示す。
【００４６】
本発明の一実施形態によれば、処理されるように決定された金属境界領域の境界平滑化処理を実行するために、境界検出およびウェーブレットアルゴリズムなどを用いることができるが、本発明はこれらに限定されない。その代わりに、当該技術分野において周知の方法、または将来開発される方法を、境界平滑化処理を実行するために用いることができる。このステップについての詳細な説明は、図４に示すステップ４０４で示すことができる。
【００４７】
図４を参照すると、図４は、本発明の一実施形態による医用画像の金属領域の境界領域を決定する（ステップ３０１）フローチャートを示す。
【００４８】
図４に示すように、ステップ４０１では、医用画像の金属領域の各ピクセル点を円の中心として、境界領域を決定するための円形検出領域が形成され、初期半径を予め設定する。
【００４９】
本発明の一実施形態によれば、金属領域の各ピクセル点（医用画像における位置は２次元マトリックスによって構成される）を円の中心（点Ｏに設定される）として用い、初期半径をｒ＝３ピクセル幅に予め設定して、それによって、１つまたは複数の円形検出領域が形成される。さらに、本発明の実施形態で提案される円形検出領域は、実質上、金属領域をスキャンする際の各ピクセル位置に対応するピクセル値であり、このようにして、処理する必要がある金属境界領域を正確に決定することができる。
【００５０】
ステップ４０２では、円形検出領域内の金属領域と非金属領域との比がプリセット値より大きいか否かを決定する。
【００５１】
具体的には、提案された円形検出領域の円の中心のピクセルｃを（ｘc，ｙc）と仮定すると、点Ｏを円の中心としｒを半径とする円形検出領域におけるピクセルｋは（ｘk、ｙk）である。
【００５２】
それによって、本発明の実施形態によれば、方程式（１）に示すように、円形検出領域の金属領域内のピクセル数をＤcと仮定すると、
【００５３】
【数１】
2015085198.tif 000003
【００５４】
となり、方程式（２）に示すように、円形検出領域の非金属領域内のピクセル数はＤnである。
【００５５】
【数２】
2015085198.tif 000004
【００５６】
ここで、ｆkは金属領域内のピクセル数であり、ｔはピクセル数の予め設定された範囲である。すなわち、非金属領域は円形検出領域内の金属領域を除いた領域を指す。
【００５７】
本発明の一実施形態によれば、円形検出領域内の金属領域と非金属領域との比
【００５８】
【数３】
2015085198.tif 000005
【００５９】
を得ることができ、それから
【００６０】
【数４】
2015085198.tif 000006
【００６１】
が満たされるかどうかが決定される。ここで、Ｔは金属領域の境界を決定するための予め設定された経験値であり、例えばＴ＝０．５である。
【００６２】
【数５】
2015085198.tif 000007
【００６３】
は円形検出領域における非金属領域の比とみなすことができることに留意すべきである。円形検出領域の非金属領域の比が特定のしきい値を超える場合には、金属領域の境界領域が決定されたとみなすことができる。
【００６４】
ステップ４０２において、円形検出領域内の金属領域と非金属領域との比がプリセット値より小さいと決定された場合には、ステップ４０３に進む。
【００６５】
ステップ４０３では、円形検出領域内の金属領域と非金属領域との比がプリセット値より大きくなるまで初期半径を徐々に小さくする。例えば、初期半径は１ピクセル幅ずつ徐々に小さくなる。
【００６６】
ステップ４０２において、円形検出領域内の金属領域と非金属領域との比がプリセット値より大きいと決定された場合には、ステップ４０４に進む。
【００６７】
ステップ４０４では、円形検出領域に対して境界平滑化処理を実行する。
【００６８】
一実施形態では、円形検出領域内のピクセルのピクセル値を置き換えるための金属置換値を取得するために、内挿アルゴリズムを用いることができ、そのようにして医用画像の金属領域の境界平滑化処理を完了させる。具体的には、前述したＤcに基づいて円形検出領域内の金属領域の割合Ｆcは、以下のように算出することができる。
【００６９】
【数６】
2015085198.tif 000008
【００７０】
さらに、内挿係数は、Ｆcに基づいて取得することができる。
【００７１】
本発明の具体的な実施形態によれば、金属置換値を得るために、以下の内挿方程式を取得することができる。
【００７２】
【数７】
2015085198.tif 000009
【００７３】
ここで、μはＤnのピクセルの再構築値の平均値であり、ｍは置換前の金属値である。
【００７４】
Ｄnが０である場合、すなわち円形検出領域に金属領域だけがある場合には、μはｍに設定される。
【００７５】
ここまで、本発明の様々な実施形態による医用画像の金属アーチファクト除去のための方法について記載している。本発明の一実施形態の方法によれば、アーチファクト除去プロセスにおける不必要な処理を回避することができ、新たなアーチファクトを生成する可能性低減することができる。それによって、アーチファクト除去をより合理的に実行して、医用画像の歪みを低減することができる。このような方法と同様に、本発明の一実施形態は、対応する装置をさらに提供する。
【００７６】
図５を参照すると、図５は、本発明の一実施形態による医用画像の金属アーチファクト除去のための装置のブロック図を示す。
【００７７】
図５に示すように、装置５００は、取得モジュール５０１、金属領域決定モジュール５０２、および第１のアーチファクト除去モジュール５０３を含むことができる。
【００７８】
具体的には、取得モジュール５０１は、処理される医用画像を取得するために用いることができる。
【００７９】
金属領域決定モジュール５０２は、金属領域が医用画像に含まれるか否かを決定するために用いることができる。
【００８０】
第１のアーチファクト除去モジュール５０３は、金属領域が医用画像に含まれ、かつ、金属領域のうちの１つの金属密度値が予め設定された密度値以上である場合に、医用画像に対してアーチファクト除去処理を実行するために用いることができる。
【００８１】
本発明の一実施形態によれば、装置５００は、金属領域が医用画像に含まれ、かつ、金属領域のうちの１つの金属密度値が予め設定された密度値より小さい場合に、金属領域のサイズに基づいて、金属領域に対してアーチファクト除去処理を実行する必要があるか否かを決定するための第２のアーチファクト除去モジュールをさらに含むことができる。
【００８２】
本発明の一実施形態によれば、第１のアーチファクト除去モジュールは、医用画像の投影の金属領域を決定するための金属領域決定モジュールと、投影領域内のピクセルに対して内挿補正処理を実行するための内挿モジュールと、医用画像に対して復元および再構築を実行するための画像再構築モジュールと、を含むことができる。
【００８３】
本発明の一実施形態によれば、第２のアーチファクト除去モジュールは、医用画像の投影の金属領域を決定するための金属領域決定モジュールと、投影領域内のピクセルに対して内挿補正処理を実行するための内挿モジュールと、医用画像に対して復元および再構築を実行するための画像再構築モジュールと、を含むことができる。
【００８４】
本発明の一実施形態によれば、装置５００は、医用画像の金属領域の境界領域を決定するための境界決定モジュールと、境界領域に対して境界平滑化処理を実行するための境界処理モジュールと、を含むことができる。
【００８５】
本発明のより具体的な実施形態によれば、境界決定モジュールは、円形検出領域形成サブモジュールおよび境界決定サブモジュールをさらに含むことができる。円形検出領域形成サブモジュールは、医用画像の金属領域のピクセル点の各々を円の中心として、境界領域を決定するための円形検出領域を形成し、初期半径を予め設定するために用いられる。境界決定サブモジュールは、円形検出領域内の金属領域と非金属領域との比がプリセット値以上である場合には、円形検出領域は境界領域であると決定し、円形検出領域内の金属領域と非金属領域との比がプリセット値より小さい場合には、形成された円形検出領域内の金属領域と非金属領域との比がプリセット値より大きくなるまで初期半径を徐々に小さくするために用いられる。
【００８６】
ここまで、本発明の実施形態による医用画像の金属アーチファクト除去のための装置について記載している。上述した方法と同様に、装置を用いて、アーチファクト除去をより合理的に実行することができ、医用画像の歪みを低減することができる。
【００８７】
医用画像の金属アーチファクト除去のための装置の処理は、図１〜図４と共に記載した医用画像の金属アーチファクト除去のための方法の処理と対応するので、その具体的な詳細については、上記の医用画像の金属アーチファクト除去のための方法を参照することができる。それで、それについてはここでは繰り返さない。
【００８８】
先行技術と比較すると、本発明の一実施形態の技術的解決方法によれば、処理される取得された医用画像が金属領域を含むかどうかを決定し、金属領域が含まれると決定した場合には、金属領域の金属密度値および／または金属領域のサイズをさらに解析し、それによって、医用画像に対してアーチファクト除去処理を実行する必要があるか否かを決定する。したがって、アーチファクト除去のプロセスにおける不必要な処理を回避することができ、新たなアーチファクトが生じる可能性が低減され、アーチファクト除去処理が最適化され、それによって、その後の病理学的解析のためにより正確な結果が示される。
【００８９】
さらに、本発明の一実施形態の技術的解決方法によれば、金属領域が取得された医用画像に含まれ、かつ、金属領域のうちの１つの金属密度値が予め設定された密度値より小さい場合に、金属領域のサイズに基づいて、医用画像に対してアーチファクト除去処理を実行する必要があるか否かを決定し、そのようにして、実際に処理する必要があるアーチファクト領域を決定する。同時に、医用画像の金属領域の境界領域を決定し、境界領域に対して対応する境界平滑化処理を実行することによって、アーチファクト処理後の画像の細部の損失または新たなアーチファクトの生成が低減される。
【００９０】
上述したことは本発明の実施形態にすぎず、本発明を限定するために用いるものではない。当業者にとっては、本発明に対する様々な修正および変更があり得るであろう。本発明の趣旨および原理の内のいかなる修正、等価な置換、および改良は、本発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。
【００９１】
本明細書は、本発明を開示するために実施例を用いており、好ましい実施例を含んでいる。また、いかなる当業者も本発明を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本発明の特許され得る範囲は、請求項によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例が請求項の文字通りの言葉と異ならない構造要素を有する場合、または、それらが請求項の文字通りの言葉と実質的な差異がなく等価な構造要素を含む場合には、このような他の実施例は特許請求の範囲内であることを意図している。
【符号の説明】
【００９２】
１０１  処理される医用画像を取得するステップ
１０２  医用画像に金属領域が含まれるか否かを決定するステップ
１０３  金属領域が医用画像に含まれ、かつ、金属領域のうちの１つの金属密度値が予め設定された密度値以上である場合に、医用画像に対してアーチファクト除去処理を実行するステップ
２０１  処理される医用画像を取得するステップ
２０２  医用画像に金属領域が含まれるか否かを決定するステップ
２０３  金属領域のうちの１つの金属密度値が予め設定された密度値以上か否かを決定するステップ
２０４  医用画像に対してアーチファクト除去処理を実行するステップ
２０５  金属領域のサイズに基づいて、アーチファクト除去処理を金属領域に対して実行する必要があるか否かを決定するステップ
３０１  医用画像の金属領域の境界領域を決定するステップ
３０２  金属の境界領域に対して境界平滑化処理を実行するステップ
４０１  医用画像の金属領域の各ピクセル点を円の中心として、境界領域を決定するための円形検出領域を形成し、初期半径を予め設定するステップ
４０２  円形検出領域内の金属領域と非金属領域との比がプリセット値以上か否かを決定するステップ
４０３  初期半径を徐々に小さくするステップ
４０４  円形検出領域に対して境界平滑化処理を実行するステップ
５００  装置
５０１  取得モジュール
５０２  金属領域決定モジュール
５０３  第１のアーチファクト除去モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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