(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プログラムされたコンピュータによって患者の断層撮影３Ｄ表示のフィルタ処理が行われる方法であって、
患者の表示のために検査対象物ボリュームを、個別の画像値を有する複数の３次元画像ボクセルに分割するボリュームモデルが使用され、各ボクセルの画像値がこのボリュームにおける検査対象物の対象物特有の特性を描出する患者の断層撮影３Ｄ表示のフィルタ処理方法において、
全ボリュームの再構成後に、各画像ボクセルについて、コントラスト跳躍の空間方位を接平面Ｔによって決定するために、予め与えられた範囲または半径Ｒにおける分散量が算出され、前記接平面Ｔはベクトルｖmin，ｖ⊥によって定められ、ベクトルｖ⊥はベクトルｖmin，ｖmaxよって定められた平面に対して垂直であり、ベクトルｖmaxは分散量の最大値を有する方向を示し、ベクトルｖminは分散量の最小値を有する方向を示し、
接平面Ｔにおける最小分散量ｖminおよび最大分散量ｖ⊥の関数としてフィルタＦ（ｖmin，ｖ⊥）が形成されることによって、接平面Ｔ内の画像値が２次元の畳み込みによりフィルタ処理され、引続いて
典型的な分散量ｖtypが近傍内で求められ、ｖmaxがｖtypよりも著しく大きい場合には元のボクセルデータにフィルタ処理されたボクセルデータよりも大きい重み付けがなされ、ｖmaxがｖtypよりも小さいかまたは僅かに大きい場合には元のボクセルデータにフィルタ処理されたボクセルデータよりも小さい重み付けがなされることによって、元のボクセルデータがフィルタ処理されたボクセルデータと重み付けされて混合されることを特徴とする患者の断層撮影３Ｄ表示のフィルタ処理方法。
【請求項２】
少なくとも３つの空間方向について１次元分散量が算出され、その少なくとも３つの空間方向のうち３つの空間方向は線形に独立していることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
１次元分散量を算出する複数の空間方向は空間内に一様に分布していることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
空間方向として、検査範囲における任意の直方体基準ボリュームの正準軸、平面対角線および空間対角線のうちの少なくとも１つが使用されることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の方法。
【請求項５】
フィルタＦ（ｖmin，ｖ⊥）は、分散量ｖmin，ｖ⊥の大きさが異なる場合に、大きい方の分散量の方向に小さいフィルタ強さが使用され、小さいほうの分散量の方向に大きいフィルタ強さが使用されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
フィルタＦ（ｖmin，ｖ⊥）は、分散量ｖmin，ｖ⊥の大きさが等しい場合に、等方性に構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の方法。
【請求項７】
少なくとも３つの平面において２次元分散量が算出され、その少なくとも３つの平面のうち２つの平面は線形に互いに独立していることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
２次元分散量を算出する複数の平面は法線ベクトルが空間内に一様に分布するように構成されていることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
検査範囲における任意の直方体基準ボリュームの正準軸、平面対角線および空間対角線のうちの少なくとも１つに相当する法線を有する平面が２次元分散量を求めるために使用されることを特徴とする請求項７又は８記載の方法。
【請求項１０】
接平面として最小の２次元分散量を有する平面が選択されることを特徴とする請求項７又は９記載の方法。
【請求項１１】
接平面において同じ方向ではない複数の方向の１次元分散量が求められ、この１次元分散量から最小分散量ｖminの方向およびこの方向に対する垂直線ｖ⊥が求められ、垂直線ｖ⊥は接平面における最大の１次元分散量ｖT,maxの方向として仮定されることを特徴とする請求項７又は１０記載の方法。
【請求項１２】
接平面において同じ方向ではない複数の方向の１次元分散量が求められ、この１次元分散量からその接平面における最大分散量ｖmaxの方向およびこの方向に対する垂直線ｖ⊥が求められ、垂直線ｖ⊥は接平面における最小の１次元分散量ｖT,minの方向として仮定されることを特徴とする請求項７又は１０記載の方法。
【請求項１３】
接平面Ｔ内においてフィルタ処理は２次元の畳み込みによって、フィルタＦ（ｖmin，ｖT,max）またはＦ（ｖmax，ｖT,min）が接平面Ｔにおける最大分散量ｖmaxおよび最小分散量ｖT,minの関数としてもしくは最小分散量ｖminおよび最大分散量ｖT,maxの関数として形成されるように行なわれることを特徴とする請求項１１又は１２記載の方法。
【請求項１４】
フィルタＦ（ｖmin，ｖT,max）またはＦ（ｖmax，ｖT,min）は、分散量の大きさが異なる場合に、大きい方の分散量の方向に小さいフィルタ強さが使用され、小さい方の分散量の方向に大きいフィルタ強さが使用されるように構成されていることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
フィルタＦ（ｖmin，ｖT,max）またはＦ（ｖmax，ｖT,min）は、分散量の大きさが等しい場合に、等方性に構成されていることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
近傍における典型的な分散量ｖtypとして前もって定められた１次元分散量の平均値が仮定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１７】
近傍における典型的な分散量ｖtypとして前もって定められた２次元分散量の平均値が仮定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１８】
近傍における典型的な分散量ｖtypとして予め与えられた範囲または半径Ｒにおいて前もって定められた３次元分散量の平均値が仮定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１９】
撮影システムと、断層撮影画像の再構成のためのプログラムまたはプログラムモジュールを有する少なくとも１つのコンピュータユニットとを備えた患者の検査および患者の断層撮影画像形成のための医用断層撮影システムにおいて、少なくとも1つのコンピュータユニットは作動時に請求項１乃至１８の少なくとも1つに記載の方法の方法ステップを実行するプログラムまたはプログラムモジュールを有することを特徴とする医用断層撮影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プログラムされたコンピュータによって患者の断層撮影３Ｄ表示のフィルタ処理が行われる方法であって、患者の表示のために検査対象物ボリュームを、個別の画像値を有する複数の３次元画像ボクセルに分割するボリュームモデルが使用され、各ボクセルの画像値がこのボリュームにおける検査対象物の対象物特有の特性を描出する患者の断層撮影３Ｄ表示、特にＣＴ撮影またはＮＭＲ撮影またはＰＥＴ撮影のフィルタ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基本的にボリュームデータ内のノイズ抑制方法は公知である。線形低域通過フィルタによりノイズを効果的に低減することができるが、しかしデータ素材の鮮明度が低下し、従って小構造物の表示品質が低下する。従って、この簡単な試みは画像素材の改善に限ってのみ使用することができる。他の方法はデータ素材の２次元または３次元の反復式フィルタ処理に基づく。各ステップでは縁辺の位置および方位に関する情報が受け入れられる（例えば、非特許文献１または非特許文献２参照）。
【０００３】
この上述の方法は「中心の限界値定理」に基づいてガウスのフィルタ特性に到達する。このフィルタ特性は、放射線医にとってしばしば診断画像の通常の画像印象に対応せず、従って拒絶される。他の問題はこのようなアルゴリズムの実行時間にあり、これらの実行時間は多くの反復のためにアキシャル断面当たり分範囲にあり、従ってこの方法は臨床上役に立たない。
【０００４】
それにもかかわらず、患者の放射線負担を診断方法によって可能な限り少なく保つかもしくは減らすことができるようにするために、今後も線量最適化の可能性を見出すことがどうしても必要である。
【非特許文献１】Ｔ．Ｃｈａｎ，Ｓ．Ｏｓｈｅｒ，Ｊ．Ｓｈｅｎ；Ｔｈｅ  ｄｉｇｉｔａｌ  ＴＶ  ｆｉｌｔｅｒ  ａｎｄ  ｎｏｎ−ｌｉｎｅａｒ  ｄｅｎｏｉｓｉｎｇ；ｈｔｔｐ：／／ｃｉｔｅｓｅｅｒ．ｎｊ．ｎｅｃ．ｃｏｍ／ａｒｔｉｃｌｅ／ｃｈａｎ０１ｄｉｇｉｔａｌ．ｈｔｍｌ，１９９９．Ｔｅｃｈ．Ｒｅｐｏｒｔ  ＣＡＭ  ９９−３４，Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ，ＵＣＬＡ  Ｌｏｓ  Ａｎｇｅｌｅｓ，ＣＡ，１９９９；ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓ．，ｔｏ  ａｐｐｅａｒ  ［呼び出し日付  ２００３．０５．１５］
【非特許文献２】Ｗｉｎｋｌｅｒ  Ｇ．，  Ｈａｈｎ  Ｋ．，  Ａｕｒｉｃｈ  Ｖ．；Ｒｅｃｅｎｔ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ  ｉｎ  Ｅｄｇｅ−Ｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇ  Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ；Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｂｉｏｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ｂｉｏｍｅｔｒｙ，  ＧＳＦ−Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｅｎｔｅｒ  ｆｏｒ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｈｅａｌｔｈ，  Ｎｅｕｈｅｒｂｅｒｇ，１９９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、画質および画像表示の詳細性と適用線量との良好な関係を可能にする患者の断層撮影３Ｄ表示のフィルタ処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は独立の請求項の特徴事項によって解決される。本発明の有利な実施態様は従属請求項の対象物である。
【０００７】
本発明者はアキシャル断面に対して垂直方向にある画像データの情報も利用することがフィルタ処理にとって好ましいことを認識した。しかもそのうえに、アキシャル断面と交差し且つパーシャルボリューム効果によってコントラストを低減する小構造物は、部分的に正確に検出されず、その結果フィルタによって妨害され、あるいはそれどころか除去される。
【０００８】
これに従って、本発明者によって、プログラムされたコンピュータによって患者の断層撮影３Ｄ表示のフィルタ処理が行われる方法であって、患者の表示のために検査対象物ボリュームを、個別の画像値を有する複数の３次元画像ボクセルに分割するボリュームモデルが使用され、各ボクセルの画像値がこのボリュームにおける検査対象物の対象物特有の特性を描出する患者の断層撮影３Ｄ表示のフィルタ処理方法において、
全ボリュームの再構成後に、各画像ボクセルについて、コントラスト跳躍の空間方位を接平面Ｔによって決定するために、予め与えられた範囲または半径Ｒにおける分散量が算出され、前記接平面Ｔはベクトルｖmin，ｖ⊥によって定められ、ベクトルｖ⊥はベクトルｖmin，ｖmaxよって定められた平面に対して垂直であり、ベクトルｖmaxは分散量の最大値を有する方向を示し、ベクトルｖminは分散量の最小値を有する方向を示し、
接平面Ｔにおける最小分散量ｖminおよび最大分散量ｖ⊥の関数としてフィルタＦ（ｖmin，ｖ⊥）が形成されることによって、接平面Ｔ内の画像値が２次元の畳み込みによりフィルタ処理され、引続いて
典型的な分散量ｖtypが近傍内で求められ、ｖmaxがｖtypよりも著しく大きい場合には元のボクセルデータにフィルタ処理されたボクセルデータよりも大きい重み付けがなされ、ｖmaxがｖtypよりも小さいかまたは僅かに大きい場合には元のボクセルデータにフィルタ処理されたボクセルデータよりも小さい重み付けがなされることによって、元のボクセルデータがフィルタ処理されたボクセルデータと重み付けされて混合されることが提案される。
【０００９】
本発明による方法によって、患者の線量負担が等しい場合には画質の改善が生じ、又は同じ画質を得るために少ない線量負担で動作させることができる。
【００１０】
最初の有利な実施態様において、少なくとも３つの空間方向について１次元分散量が算出され、その少なくとも３つの空間方向のうち３つの空間方向は線形に独立している。１次元分散量を算出する複数の空間方向は空間内にできるだけ一様に分布していると好ましい。できるだけ一様な分布は、例えば、空間方向として、検査範囲における任意の直方体基準ボリュームの正準軸、平面対角線および空間対角線のうちの少なくとも１つが使用される場合に達成することができる。上述の全ての軸が使用される場合、全部で１３個が、３個の正準軸、６個の平面対角線および４個の空間対角線により生じる。更に注目すべきことに、直方体基準ボリュームは任意に空間内に配置されていてよく、立方体が使用されると有利である。なぜならば、これによって優先方向が存在しないからである。
【００１１】
コントラスト跳躍の空間方位が接平面Ｔによって定められ、この接平面Ｔはベクトルｖmin，ｖ⊥によって定められ、ベクトルｖ⊥はベクトルｖmin，ｖmaxよって定められる平面に対して垂直であり、ベクトルｖmaxは分散量の最大値を有する方向を示し、ベクトルｖminは分散量の最小値を有する方向を示す。
【００１２】
接平面Ｔ内においてフィルタ処理は２次元畳み込みによって、フィルタＦ（ｖmin，ｖ⊥）が接平面における最小分散量ｖminおよび最大分散量ｖ⊥の関数として形成されるように行なわれると好ましい。
【００１３】
更に、具体的なフィルタを選択する際、フィルタＦ（ｖmin，ｖ⊥）は、分散量ｖmin，ｖ⊥の大きさが異なる場合に、大きい方の分散量の方向に小さいフィルタ強さが発生され、小さいほうの分散量の方向に大きいフィルタ強さが発生されると好ましい。分散量ｖmin，ｖ⊥の大きさが等しい場合、フィルタＦ（ｖmin，ｖ⊥）は等方性に構成されるとよい。
【００１４】
１次元分散量の算出をともなう方法のほかに、少なくとも３つの平面において２次元分散量が算出され、その少なくとも３つの平面のうち２つの平面が線形に互いに独立している方法も可能である。
【００１５】
この場合に、前述と似たように、２次元分散量を算出する複数の平面は法線ベクトルが空間内にできるだけ一様に分布するように構成されているべきである。なぜならば、このようにして全ての空間方向が一様に利用されるからである。
【００１６】
更に、検査範囲における任意の直方体基準ボリュームの正準軸、平面対角線および空間対角線のうちの少なくとも１つに相当する法線を有する平面が２次元分散量を求めるために使用されるとよい。
【００１７】
接平面としては最小の２次元分散量を有する平面が選択されると好ましい。
【００１８】
この２次元方法の場合にも、更に接平面Ｔにおいて異なる方向の１次元分散量が求められ、この１次元分散量からその接平面Ｔにおける最小分散量ｖminの方向およびこの方向に対する垂直線ｖ⊥が求められ、定義どおりに垂直線ｖ⊥は接平面における最大の１次元分散量ｖT,maxの方向として仮定されるとよい。
【００１９】
逆に、接平面において異なる方向の１次元分散量が求められ、この１次元分散量からその接平面における最大分散量ｖmaxの方向およびこの方向に対する垂直線ｖ⊥が求められ、定義どおりに垂直線ｖ⊥は接平面における最小の１次元分散量ｖT,minの方向として仮定されてもよい。
【００２０】
特に好ましいフィルタ処理は、接平面Ｔ内においてフィルタ処理が２次元の畳み込みによって、フィルタＦ（ｖmin，ｖT,max）またはＦ（ｖmax，ｖT,min）が接平面Ｔにおける最大分散量ｖmaxおよび最小分散量ｖT,minの関数としてもしくは最小分散量ｖminおよび最大分散量ｖT,maxの関数として形成されるように行なわれることによって生じる。フィルタＦ（ｖmin，ｖT,max）またはＦ（ｖmax，ｖT,min）は、分散量の大きさが異なる場合に、大きい方の分散量の方向に小さいフィルタ強さが使用され、小さい方の分散量の方向に大きいフィルタ強さが使用されるように構成されているとよい。あるいは、フィルタＦ（ｖmin，ｖT,max）またはＦ（ｖmax，ｖT,min）は、分散量の大きさが等しい場合に、等方性に構成されているとよい。
【００２１】
更に、本発明によれば、典型的な分散量ｖtypが近傍内で求められ、元のボクセルデータは、ｖmax＞＞ｖtypの場合には元のボクセルデータにフィルタ処理されたボクセルデータよりも大きい重み付けがなされ、ｖmax＜＜ｖtypの場合には元のボクセルデータにフィルタ処理されたボクセルデータよりも小さい重み付けがなされるように、フィルタ処理されたボクセルデータと重み付けされて混合されると好ましい。近傍における典型的な分散量ｖtypとして、例えば前もって定められた１次元分散量の平均値もしくは前もって定められた２次元分散量の平均値を仮定することができる。予め与えられた範囲または半径Ｒにおいて前もって定められた３次元分散量の算出も可能である。
【００２２】
基礎をなす本発明思想に従って、本発明者によって、撮影システムと、断層撮影画像の再構成のためのプログラムまたはプログラムモジュールを有する少なくとも１つのコンピュータユニットとを備えた患者の検査および患者の断層撮影画像形成のための医用断層撮影システム、特にＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ；コンピュータ断層撮影）システム、ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ；陽電子放射断層撮影）システムまたはＮＭＲ（Ｎｕｃｌｅａｒ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ；核磁気共鳴）システムにおいて、少なくとも1つのコンピュータユニットは作動時に少なくとも1つの請求項に記載の方法の方法ステップを実行するプログラムまたはプログラムモジュールを有する医用断層撮影システムが提案される。ＣＴシステムは、本発明の意味では通常のＣＴシステムのみならず、いわゆるＣアームシステムも含むものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下において、図面を参照しながら、局所的な１次元分散量を考慮した３次元フィルタ処理の本発明による方法を更に詳細に説明する。
図１はフィルタ処理なしの結腸ＣＴ画像、
図２は線形フィルタ処理ありの結腸ＣＴ画像、
図３は分散量算出のための選択された方向、
図４は断層撮影画像におけるコントラスト跳躍の概略図、
図５は図４の観察されたボクセルの周りの範囲に対する本発明によるフィルタの概略図、
図６は本発明によるフィルタ処理ありの結腸ＣＴ画像、
図７はフィルタ処理なしの心臓ＣＴ画像、
図８は本発明によるフィルタ処理ありの心臓ＣＴ画像を示す。
【００２４】
図１および図２はＣＴ画像の線形低域通過フィルタ処理の問題を示す。図１にはフィルタ処理されていないＣＴ断層画像が示され、線形低域通過フィルタによるフィルタ処理後におけるＣＴ断層画像は図２に示されている。この場合に、確かに所望のノイズ低減が生じるが、しかし画像鮮明度が低下し、小さな構造物は失われ、角はぼやける。図１および図２に記入された矢印はこれらの問題範囲を示している。
【００２５】
本発明による方法に従って、これらの問題は例えば次の特に有利な方法ステップの適用によって解決される。
【００２６】
ステップ１：
座標ｘ，ｙ，ｚを有する検査対象物の３次元空間を持つデータ点を表す各画像ボクセルに関して、多数の空間方向について適当な半径Ｒにおいて１次元分散量が算出される。これらの空間方向についての有意義な選択が例えば図３に示されている。ここには、辺長１の立方体における３個の正準軸、６個の平面対角線および４個の空間対角線、従って全部で１３個の優先方向が示されている。これらの示された１３個の優先的な空間方向は特別な優先方位を持たない３次元空間に十分に等方性の分布をもたらす。
【００２７】
類似の一様な分布は、同じ面を持つ多面体を被観察点の周りに、被観察点が多面体の幾何学的重心をなすように置く場合にも得られる。この場合に、幾何学的重心から頂点への接続線は一様に分布した優先的な空間方向として役割を果たすことができる。
【００２８】
線形分散量の算出が行なわれる半径Ｒを有する被観察範囲は、好ましくは、ステップ４に説明されているフィルタの相関長の大きさ範囲に選定される。
【００２９】
ステップ２：
指向性のコントラスト跳躍つまり縁（ｅｄｇｅ；エッジ）が局所的に存在する場合、３次元空間において縁に対して垂直である方向ｖmaxについての大きさが最大であるように、１次元分散量の分布がステップ１から調達される。従って、選択された方向に対して垂直な平面が縁における接平面Ｔである。
【００３０】
図４は対象物の部分画像におけるこのような接平面Ｔを示す。等しいＣＴ値を有する３次元対象物の２次元輪郭が境界面１として示され、境界面１において画像ボクセル２およびその近傍が観察される。この画像ボクセル２から出発する、測定された最大の線形分散量ｖmaxの方向と、測定された最小の線形分散量ｖminの方向とが示されている。接平面Ｔはｖmax，ｖminに対する垂直線とベクトルｖminとによって定められる。
【００３１】
ステップ３：
ここでさらに、ステップ２において確定された接平面内においてどの方向に最大分散量がとられているかが決定される。これは、近似的に既にステップ１において算出された値により行なわれる。最大分散量の方向はｖmax×ｖminの交差積からなる方向ｖ⊥により設定されると仮定することができる。
【００３２】
ステップ４：
ここで、接平面Ｔ内において、２次元の畳み込みによりフィルタ処理が行なわれ、この場合に核がｖ⊥，ｖminの方向および大きさ比を考慮する。フィルタ特性は原理的には任意に形成することができ、定性的にはｖminの方向におけるフィルタの強さはｖ⊥に沿う方向におけるよりも大きい。これは、ｖminに沿っては全く急変する構造物が存在しないという局所的特性を考慮するものである。例えば凸面の対象物の外側縁に生じる両境界事例ｖmin＝ｖ⊥もしくはｖmin＜＜ｖ⊥については、例えば円筒の内壁に発生するように、２次元フィルタは等方性もしくは１次元である。
【００３３】
模範的なフィルタが図５に示されている。このフィルタは指向性のガウス分布に相当し、上述の実施例に応じて最大分散量の方向におけるよりも最小分散量の方向におけるフィルタ処理を顕著にすることが省略されている。ここでは、フィルタの図示された基本面は図４の記入された接平面Ｔの基本面にほぼ対応するが、もちろんこれは必要な条件ではない。図示されたフィルタの空間方位は記入されているベクトルｖmin，ｖ⊥によって記述されている。
【００３４】
ステップ５：
最後に元のボクセルデータと、ステップ４に従ってフィルタ処理されたボクセルデータとが局所的な重み付けにより混合される。この場合に定性的に次のことが当てはまる。すなわち、ｖmaxが近傍の典型的な分散量よりも著しく大きい場合、元のボクセルデータは高い重み付けを得る。ｖmaxが小さいかまたは典型的な近傍分散量の範囲にある場合、フィルタ処理された画像は大きい重み付けを得る。それにより、高いコントラストの近傍におけるノイズを均一な近傍におけるよりも少ない強さで知覚する人間の目の特性が利用される。
【００３５】
このようなフィルタ処理の結果として、例えば図６に示されているように、著しく詳しい画像が得られる。この画像は最初に示した図１の結腸画像に対応するが、しかし、ここでは本発明による画像処理が行なわれている。明白に分かることは、矢印で示された範囲において、この表示が図２に比べて著しく大きな詳細性を有すること、元の状態の縁が得られ、小さな構造物も良好に認識可能に保たれることである。
【００３６】
補足するに次のことも指摘しておく。すなわち、ステップ１におけるコントラスト跳躍の認識のための１次元分散量の最初の算出をともなう上述の方法の代わりに、平面における２次元分散量を算出することもできる。例えば、面法線が上述の１３個の優先方向を表すような平面を選択することができる。この方法は、もちろん、計算費用が高くつき、従ってコストパフォーマンスが良くない。ステップ２における接平面の選択のために、最小の２次元分散量を有する平面を利用することができる。更に、本方法のステップ３によるｖminは、定義によって、接平面内にある１次元分散量の最小分散量であり、ｖ⊥はこれに対して直交し且つ接平面Ｔを定める空間方向である。
【００３７】
更に注目すべきことは、３つの空間ベクトルｖmin，ｖmax，ｖ⊥が必ずしも直交座標系を定める必要がないことである。
【００３８】
本発明による方法の利点を説明するために、図７および図８は改めてフィルタ処理の有無によるＣＴ画像の対比を示す。図７は冠動脈ステント（冠動脈拡張用金属網状体）の断層に関する心臓スキャンを示す。記入された矢印は小さな血管および石灰化を示す。本発明に従って加工され且つフィルタ処理された図８の画像において、これは小さい構造物を引き続き維持したままであるのに対して大きな面、例えば心室においては、希望通り明白なノイズ低減が生じることが明白に認識可能である。このノイズ低減は約３６％となる。計算上、フィルタ処理された画像は約８０％高い線量に相当する。逆に言えば、元の画像において約４５％だけ低い線量によるのと同じ画像ノイズを達成できることになる。明らかに、骨または冠動脈ステントにおける縁がぼやけることなく、小さい構造物および石灰化はそのまま保たれる。これはフィルタ処理の経過後にさらに著しく明白に目立つようになる。
【００３９】
なおも指摘するに、最小分散量または最大分散量を有する方向および平面の改善された決定のために、場合によって優先的に算出された空間方向の間にある最小分散量もしくは最大分散量の正確な方向を見つけ出すべく、任意に拡張された方法、例えば反復方法を実施することも本発明の枠内にある。
【００４０】
従って、本方法の典型的な適用は例えばＣＴ血管撮影（ＣＴＡ）の線量低減にある。とりわけ心臓ＣＴＡでは、小さい構造物を視覚化したい問題、つまり再構成時に鮮明な畳み込み核を必要とし、もちろんその鮮明さには高いノイズレベルの代償をともなうという問題が生じる。従って、ＣＴ画像では常に鮮明さとノイズとの間における妥協を受け入れなければならない。ノイズと鮮明さとの関係は、もちろん、検討したフィルタによって、例示画像が示すように決定的に改善される。
【００４１】
本発明の上述の特徴事項は、それぞれ説明した組合せのみならず、本発明の枠を逸脱することなく、他の組合せまたは単独状態においても使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】フィルタ処理なしの結腸ＣＴ画像を示す図。
【図２】線形フィルタ処理ありの結腸ＣＴ画像を示す図。
【図３】分散量算出のための選択された方向を表示する図。
【図４】断層撮影画像におけるコントラスト跳躍の概略図を示す図。
【図５】図４の観察されたボクセルの周りの範囲に対する本発明によるフィルタの概略図。
【図６】本発明によるフィルタ処理ありの結腸ＣＴ画像を示す図。
【図７】フィルタ処理なしの心臓ＣＴ画像を示す図。
【図８】本発明によるフィルタ処理ありの心臓ＣＴ画像を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
１            境界面
２            画像ボクセル
Ｔ            接平面
ｘ，ｙ，ｚ    直交座標系
ｖmin          最小分散量の方向のベクトル
ｖmax          最大分散量の方向のベクトル
ｖ⊥           ベクトルｖmin，ｖmaxによって定められる平面に垂直なベクトル
【図１】
0004799010.tif 000002
【図２】
0004799010.tif 000003
【図３】
0004799010.tif 000004
【図４】
0004799010.tif 000005
【図５】
0004799010.tif 000006
【図６】
0004799010.tif 000007
【図７】
0004799010.tif 000008
【図８】
0004799010.tif 000009