(57)【要約】【課題】画像のノイズの低下と解像度の向上とを両立することや、被撮影体の被爆低減化や、装置寿命の向上を容易にする。【解決手段】放射線断層画像撮影装置の画像生成手段４２として、被撮影体の複数の断層面である撮影面に応じて生成された複数面分の画像データを取得し、画像データに対して複数の撮影面間でフィルタリング処理をする撮影面間フィルタリング処理手段５１を備える。複数の断層面である撮影面間でフィルタリング処理をすることにより、断層面にある特定形状とノイズとの判別が容易となる。【選択図】図３
2005080918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被撮影体の体軸方向を軸として前記被撮影体の周囲を走査し、前記被撮影体の撮影領域放射線を照射する放射線照射手段と、
前記被撮影体を透過した前記放射線を検出する放射線検出手段と、
前記検出した放射線に基づいて前記撮影領域の画像データを生成する画像生成手段とを具備し、
前記画像生成手段は、前記撮影領域の複数の断層面である撮影面に応じて生成された複数面分の前記画像データを取得し、前記画像データに対して前記複数の撮影面間でフィルタリング処理をする撮影面間フィルタリング処理手段を有する
放射線断層画像撮影装置。
【請求項２】
前記撮影面間フィルタリング処理手段は、前記複数の撮影面間に対応する画素領域同士の前記画像データに対して平滑化処理をする撮影面間平滑化処理手段を有する
請求項１に記載の放射線断層画像撮影装置。
【請求項３】
前記撮影面間フィルタリング処理手段は、前記複数の撮影面の画像データと前記複数の撮影面間で規定される閾値とに基づいて、前記撮影面の特定画素領域を抽出する撮影面間特定領域抽出手段を有する
請求項１または２に記載の放射線断層画像撮影装置。
【請求項４】
前記画像生成手段は、前記画像データに対して前記被撮影体の同一の撮影面内でフィルタリング処理をする撮影面内フィルタリング処理手段を有する
請求項１〜３のいずれかに記載の放射線断層画像撮影装置。
【請求項５】
前記撮影面内フィルタリング処理手段は、前記画像データに対して前記被撮影体の同一撮影面内で平滑化処理をする撮影面内平滑化処理手段を有する
請求項４に記載の放射線断層画像撮影装置。
【請求項６】
前記撮影面内フィルタリング処理手段は、前記撮影面の画像データと前記被撮影体の同一の撮影面内で規定される閾値とに基づいて、撮影面内の特定画素領域を抽出する撮影面内特定領域抽出手段を有する
請求項４または５に記載の放射線断層画像撮影装置。
【請求項７】
前記放射線照射手段は、前記被撮影体の体軸方向を軸として前記被撮影体の周囲をらせん状に体軸方向に沿って走査する
請求項１〜６のいずれかに記載の放射線断層画像撮影装置。
【請求項８】
前記放射線照射手段は、前記放射線としてＸ線を照射する
請求項１〜７のいずれかに記載の放射線断層画像撮影装置。
【請求項９】
前記放射線検出手段は、前記被撮影体を透過した放射線を検出する放射線検出素子が前記被撮影体の体軸方向に複数配列されている
請求項１〜８のいずれかに記載の放射線断層画像撮影装置。
【請求項１０】
被撮影体の体軸方向を軸として前記被撮影体の周囲を走査し、前記被撮影体の撮影領域放射線を照射する放射線照射手段と、前記被撮影体を透過した前記放射線を検出する放射線検出手段とを有する放射線断層画像撮影装置を用いる放射線断層画像撮影方法であって、
前記放射線検出手段に検出された放射線に基づいて前記撮影領域の画像データを生成する画像生成工程を有し、
前記画像生成工程は、前記被撮影体の複数の断層面である撮影面に応じて生成された複数面分の前記画像データを取得し、前記画像データに対して前記複数の撮影面間でフィルタリング処理をする撮影面間フィルタリング処理工程を有する
放射線断層画像撮影方法。
【請求項１１】
前記撮影面間フィルタリング処理工程は、前記複数の撮影面間に対応する画素領域同士の前記画像データに対して平滑化処理をする撮影面間平滑化処理工程を有する
請求項１０に記載の放射線断層画像撮影方法。
【請求項１２】
前記撮影面間フィルタリング処理工程は、前記複数の撮影面の画像データと前記複数の撮影面間で規定される閾値とに基づいて、前記撮影面の特定画素領域を抽出する撮影面間特定領域抽出工程を有する
請求項１０または１１に記載の放射線断層画像撮影方法。
【請求項１３】
前記画像生成工程は、前記画像データに対して前記被撮影体の同一の撮影面内でフィルタリング処理をする撮影面内フィルタリング処理工程を有する
請求項１０〜１２のいずれかに記載の放射線断層画像撮影方法。
【請求項１４】
前記撮影面内フィルタリング処理工程は、前記画像データに対して前記被撮影体の同一撮影面内で平滑化処理をする撮影面内平滑化処理工程を有する
請求項１３に記載の放射線断層画像撮影方法。
【請求項１５】
前記撮影面内フィルタリング処理工程は、前記撮影面の画像データと前記被撮影体の同一撮影面内で規定される所定の閾値とに基づいて、撮影面内の特定画素領域を抽出する撮影面内特定領域抽出工程を有する
請求項１３または１４に記載の放射線断層画像撮影方法。
【請求項１６】
前記放射線照射手段は、前記被撮影体の体軸方向を軸として前記被撮影体の周囲をらせん状に体軸方向に沿って走査する
請求項１０〜１５のいずれかに記載の放射線断層画像撮影方法。
【請求項１７】
前記放射線検出手段は、前記放射線としてＸ線を照射する
請求項１０〜１６のいずれかに記載の放射線断層画像撮影方法。
【請求項１８】
被撮影体の撮影領域の画像データを生成する画像生成装置であって、
前記撮影領域の複数の撮影面に応じて生成された複数面分の前記画像データを取得し、前記画像データに対して前記複数の撮影面間でフィルタリング処理をする撮影面間フィルタリング処理手段を有する
画像生成装置。
【請求項１９】
前記撮影面間フィルタリング処理手段は、
前記複数の撮影面間に対応する画素領域同士の前記画像データに対して平滑化処理をする撮影面間平滑化処理手段を有する
請求項１８に記載の画像生成装置。
【請求項２０】
前記撮影面間フィルタリング処理手段は、
前記複数の撮影面の画像データと前記複数の撮影面間で規定される閾値とに基づいて、前記撮影面の特定画素領域を抽出する撮影面間特定領域抽出手段を有する
請求項１８または１９に記載の画像生成装置。
【請求項２１】
前記画像データに対して前記被撮影体の同一の撮影面内でフィルタリング処理をする撮影面内フィルタリング処理手段を有する
請求項１８〜２０のいずれかに記載の画像生成装置。
【請求項２２】
前記撮影面内フィルタリング処理手段は、
前記画像データに対して前記被撮影体の同一撮影面内で平滑化処理をする撮影面内平滑化処理手段を有する
請求項２１に記載の画像生成装置。
【請求項２３】
前記撮影面内フィルタリング処理手段は、
前記撮影面の画像データと前記被撮影体の同一の撮影面内で規定される閾値とに基づいて、撮影面内の特定画素領域を抽出する撮影面内特定領域抽出手段を有する
請求項２１または２２に記載の画像生成装置。
【請求項２４】
被撮影体の撮影領域の画像データを生成する画像生成方法であって、
前記撮影領域の複数の撮影面に応じて生成された複数面分の前記画像データを取得し、前記画像データに対して前記複数の撮影面間でフィルタリング処理をする撮影面間フィルタリング処理工程を有する
画像生成方法。
【請求項２５】
前記撮影面間フィルタリング処理工程は、
前記複数の撮影面間に対応する画素領域同士の前記画像データに対して平滑化処理をする撮影面間平滑化処理工程を有する
請求項２４に記載の画像生成方法。
【請求項２６】
前記撮影面間フィルタリング処理工程は、
前記複数の撮影面の画像データと前記複数の撮影面間で規定される閾値とに基づいて、前記撮影面の特定画素領域を抽出する撮影面間特定領域抽出工程を有する
請求項２４または２５に記載の画像生成方法。
【請求項２７】
前記画像データに対して前記被撮影体の同一の撮影面内でフィルタリング処理をする撮影面内フィルタリング処理工程を有する
請求項２４〜２６のいずれかに記載の画像生成方法。
【請求項２８】
前記撮影面内フィルタリング処理工程は、
前記画像データに対して前記被撮影体の同一撮影面内で平滑化処理をする撮影面内平滑化処理工程を有する
請求項２７に記載の画像生成方法。
【請求項２９】
前記撮影面内フィルタリング処理工程は、
前記撮影面の画像データと前記被撮影体の同一の撮影面内で規定される閾値とに基づいて、撮影面内の特定画素領域を抽出する撮影面内特定領域抽出工程を有する
請求項２７または２８に記載の画像生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線断層画像撮影装置と放射線断層画像撮影方法および画像生成装置と画像生成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放射線断層画像撮影装置として、放射線であるＸ線を用いて被撮影体の断層面の画像を生成するＸ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置が知られている。Ｘ線ＣＴ装置は、人体や物体などを被撮影体とし、医療用途や産業用途などの広範な用途で利用されている。
【０００３】
Ｘ線ＣＴ装置は、被撮影体の体軸方向を軸として被撮影体の周囲を走査し、被撮影体の周囲の所定位置から被撮影体の撮影領域へ断層面である撮影面の面に沿うようにＸ線を照射する。そして、被撮影体の周囲の所定位置から被撮影体を透過した放射線を検出して検出データを得て、その検出データに基づいて断層面の画像データを生成する。
【０００４】
Ｘ線ＣＴ装置は、被撮影体の撮影部位や撮影する目的が多様化してきており、解像度などの画像品質の向上や撮影の高速化が要求されている。このような要求に応えるため、Ｘ線ＣＴ装置として、Ｘ線を検出する検出素子が被撮影体の体軸方向に複数列形成されている多列検出器を備えているものが開発されている。多列検出器を備えたＸ線ＣＴ装置は、ＭＤＣＴ（ＭｕｌｔｉＤｅｔｅｄｔｏｒ  ＣＴ）と呼ばれている。
【０００５】
ＭＤＣＴは、スライス厚方向となる体軸方向に複数列設けられている多列検出器を備えていることから、単位時間当たりの撮影範囲が広いために複数の断層面の画像を同時撮影できることや、任意に断層面のスライス厚を選択できるために薄いスライス厚の断層面を高精細な画像とできるなどの利点を有する。
【０００６】
このような利点に対して、ＭＤＣＴでは、被撮影体の被爆を低減するために断層面となる撮影面の１枚に対するＸ線の照射量が少なくなっており、このため、生成した画像にノイズが発生し易くなっている。
【０００７】
このような生成した画像のノイズを低減するために、従来、さまざまな方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。図９は、従来において、画像データに対してフィルタリング処理をする方法を示す図である。図９のうち、図９（ａ）がフィルタリング処理をする前の画像を示し、図９（ｂ）がフィルタリング処理をした後の画像を示す。図９に示すように、従来のフィルタリング処理は被撮影体の同一の撮影面であるＸ−Ｙ面内で行われる。フィルタリング処理としては、たとえば、平滑化処理が行われる。
【特許文献１】特開２００２−１５３４５４号公報
【０００８】
平滑化処理は、撮影面における所定画素とその所定画素の近傍にある画素との平均値を算出し、その平均値をその所定画素の画像データとする。このように、近傍の画素の画像データを用いることによって、１つの画素に対する情報量を増やすことができるため、撮影面のノイズを低下することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図９（ａ）の画像に対して、平滑化処理などのフィルタリング処理を行うと、図９（ｂ）のようにノイズが低減した画像を得ることができる。しかしながら、ノイズが低減される反面、被撮影体の同一の撮影面であるＸ−Ｙ面内でフィルタリング処理するため、解像度が低下してボケた画像となってしまう場合が多い。
【００１０】
また、生成した画像のノイズを低減する方法として、被撮影体に照射するＸ線量を増加してコントラストを増して感度を向上させることが考えられる。しかしながら、この方法の場合、被撮影体の被爆が増加する問題や、Ｘ線を発生するＸ線管の熱容量が増すためにＸ線管の寿命が下がるなどの問題が発生する。
【００１１】
以上のように、従来においては、被撮影体の同一の撮影面であるＸ−Ｙ面内でフィルタリング処理するため、画像のノイズの低下と解像度の向上とを両立することや、被撮影体の被爆低減化や、装置寿命の向上が困難であった。
【００１２】
したがって、本発明は、画像のノイズの低下と解像度の向上とを両立することや、被撮影体の被爆低減化や、装置寿命の向上が容易に可能な放射線断層画像撮影装置と放射線断層画像撮影方法および画像生成装置と画像生成方法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】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の放射線断層画像撮影装置は、被撮影体の体軸方向を軸として前記被撮影体の周囲を走査し、前記被撮影体の撮影領域放射線を照射する放射線照射手段と、前記被撮影体を透過した前記放射線を検出する放射線検出手段と、前記検出した放射線に基づいて前記撮影領域の画像データを生成する画像生成手段とを具備し、前記画像生成手段は、前記撮影領域の複数の断層面である撮影面に応じて生成された複数面分の前記画像データを取得し、前記画像データに対して前記複数の撮影面間でフィルタリング処理をする撮影面間フィルタリング処理手段を有する。
【００１４】
以上により、本発明の放射線断層画像撮影装置は、被撮影体の複数の断層面である撮影面に応じて生成される複数面分の画像データを取得し、画像データに対して複数の撮影面間でフィルタリング処理をする。
【００１５】
また、上記目的を達成するため、本発明の放射線断層画像撮影方法は、被撮影体の体軸方向を軸として前記被撮影体の周囲を走査し、前記被撮影体の撮影領域放射線を照射する放射線照射手段と、前記被撮影体を透過した前記放射線を検出する放射線検出手段とを有する放射線断層画像撮影装置を用いる放射線断層画像撮影方法であって、前記放射線検出手段に検出された放射線に基づいて前記撮影領域の画像データを生成する画像生成工程を有し、前記画像生成工程は、前記被撮影体の複数の断層面である撮影面に応じて生成された複数面分の前記画像データを取得し、前記画像データに対して前記複数の撮影面間でフィルタリング処理をする撮影面間フィルタリング処理工程を有する。
【００１６】
以上により、本発明の放射線断層画像撮影方法は、被撮影体の複数の断層面である撮影面に応じて生成される複数面分の画像データを取得し、画像データに対して複数の撮影面間でフィルタリング処理をする。
【００１７】
また、上記目的を達成するため、本発明の画像生成装置は、被撮影体の撮影領域の画像データを生成する画像生成装置であって、前記撮影領域の複数の撮影面に応じて生成された複数面分の前記画像データを取得し、前記画像データに対して前記複数の撮影面間でフィルタリング処理をする撮影面間フィルタリング処理手段を有する。
【００１８】
以上により、本発明の画像生成装置は、被撮影体の複数の撮影面に応じて生成される複数面分の画像データを取得し、画像データに対して複数の撮影面間でフィルタリング処理をする。
【００１９】
また、上記目的を達成するため、本発明の画像生成方法は、被撮影体の撮影領域の画像データを生成する画像生成方法であって、前記撮影領域の複数の撮影面に応じて生成された複数面分の前記画像データを取得し、前記画像データに対して前記複数の撮影面間でフィルタリング処理をする撮影面間フィルタリング処理工程を有する。
【００２０】
以上により、本発明の画像生成方法は、被撮影体の複数の撮影面に応じて生成される複数面分の画像データを取得し、画像データに対して複数の撮影面間でフィルタリング処理をする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、画像のノイズの低下と解像度の向上とを両立することや、被撮影体の被爆低減化が容易に可能な放射線断層画像撮影装置とその撮影方法および画像生成装置と画像生成方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施の形態の一例について以下に説明する。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態として、放射線断層画像撮影装置であるＸ線ＣＴ装置１の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態のＸ線ＣＴ装置１は、走査ガントリ２と操作コンソール３と撮影テーブル４とを有している。
【００２４】
走査ガントリ２は、Ｘ線管２１、コリメータ２２、放射線検出器であるＸ線検出器２３、データ収集部２４、Ｘ線コントローラ２５、コリメータコントローラ２６、回転部２７、回転コントローラ２８を有している。
【００２５】
Ｘ線管２１は、Ｘ線コントローラ２５からの制御信号に基づいて所定強度のＸ線を放射する。
【００２６】
コリメータ２２は、Ｘ線管２１から放射されたＸ線を、コリメータコントローラ２６からの制御信号に基づいて、たとえば、所定幅と所定厚を有する扇状であるファンビームとなるように成形する。
【００２７】
図２は、本実施形態のＸ線検出器２３の構成例を示す図である。Ｘ線検出器２３は、チャネル方向ｉとスライス厚の方向である体軸方向ｊとのそれぞれに複数のＸ線検出素子２３１が２次元的にアレイ状に配列されている。このように、本実施形態は、被撮影体を透過したＸ線を検出するＸ線検出素子が被撮影体の体軸方向に複数配列されており、多列検出器を備えているＭＤＣＴである。また、Ｘ線検出器２３は、ファンビームのＸ線を検出するため、円筒凹面状に表面が形成されている。
【００２８】
Ｘ線検出素子２３１は、たとえば、シンチレータとフォトダイオードとを組み合わせて構成されている。Ｘ線検出素子２３１は、これに限定されるものではなく、たとえば、カドミウム・テルル（ＣｄＴｅ）を利用した半導体Ｘ線検出素子や、キセノン（Ｘｅ）ガスを利用した電離箱型のＸ線検出素子であって良い。
【００２９】
データ収集部２４は、Ｘ線検出器２３と接続しており、Ｘ線検出器２３の個々のＸ線検出素子２３１が検出した検出データを収集する。そして、収集したデータをアナログ信号からデジタル信号に変換して操作コンソール３の中央処理装置３１に出力する。
【００３０】
Ｘ線コントローラ２５は、操作コンソール３の中央処理装置３１からの制御信号に応じて、Ｘ線管２１に対し制御信号を出力してＸ線放射の制御を行う。
【００３１】
コリメータコントローラ２６は、操作コンソール３の中央処理装置３１による制御信号に応じて、コリメータ２２に対して制御信号を出力しコリメータ２２のアパーチャ開度を調整する。
【００３２】
回転部２７は、Ｘ線管２１、コリメータ２２、Ｘ線検出器２３、データ収集部２４、Ｘ線コントローラ２５、コリメータコントローラ２６が搭載されている。そして、回転部２７の中心には、Ｘ線管２１からのＸ線が照射されるＸ線照射空間ＸＳＰが設けられている。Ｘ線照射空間ＸＳＰには、被撮影体が載置される撮影テーブル４が撮影時に移動してくる。Ｘ線管２１とＸ線検出器２３とは、Ｘ線照射空間ＸＳＰを挟んで対向して回転部２７に配置されている。また、回転部２７は、回転コントローラ２８による制御信号に基づいて、所定の方向に回転する。
【００３３】
回転コントローラ２８は、操作コンソール３の中央処理装置３１による制御信号に応じて、回転部２７に対し制御信号を出力して、所定の方向に所望の回転数だけ回転させる。このようにして、被撮影体の体軸方向を軸として被撮影体の周囲を走査して、Ｘ線管２１から被撮影体の撮影領域にＸ線を照射する。そして、被撮影体を透過したＸ線をＸ線検出器２３を用いて検出する。
【００３４】
操作コンソール３は、中央処理装置３１、入力装置３２、表示装置３３、記憶装置３４を有している。
【００３５】
中央処理装置３１は、たとえばマイクロコンピュータ等により構成されている。中央処理装置３１は、走査ガントリ２と撮影テーブル４との動作を調整して撮影面の撮影を制御する撮影制御手段４１と、Ｘ線検出器２３からデータ収集部２４が収集した検出データを用いて撮影面の画像データを生成する画像生成手段４２とを有する。
【００３６】
撮影制御手段４１は、入力装置３２から入力される指示に応じて、走査ガントリ２のＸ線照射空間ＸＳＰに搬入および搬出させるための制御信号を被撮影体が載置される撮影テーブル４に出力して駆動させる。そして、入力装置３２から入力される指示に応じて、走査ガントリ２に制御信号を出力し、Ｘ線管２１、コリメータ２２、Ｘ線検出器２３、データ収集部２４、回転部２７の動作を制御する。このようにして、被撮影体の体軸方向を軸として被撮影体の周囲を走査し、被撮影体の断層面である撮影面の面方向に放射線を照射する。そして、被撮影体を透過した前記放射線を検出する。なお、撮影制御手段４１は、被撮影体の体軸方向を軸として被撮影体の周囲をらせん状に体軸方向に沿って走査するように制御できる。
【００３７】
画像生成手段４２は、検出したＸ線に基づいて撮影面の画像データを生成する手段である。画像生成手段４２は、データ収集部２４が収集した複数ビューの検出データに基づいて画像再構成を行い、マルチスライスによる複数の断層面の画像データを生成し、表示装置３３に表示させる。画像再構成により生成された画像データは、記録装置３４に記憶される。
【００３８】
図３は、本実施形態の画像生成手段４２を示すブロック図である。図３に示すように、本実施形態の画像生成手段４２は、撮影面間フィルタリング処理手段５１と撮影面内フィルタリング処理手段６１とを有する。
【００３９】
撮影面間フィルタリング処理手段５１は、被撮影体の撮影領域の複数の断層面である撮影面に応じて生成される複数面分の画像データを取得し、画像データに対して複数の撮影面間でフィルタリング処理をする手段である。このような撮影面間フィルタリング処理手段５１として、撮影面間平滑化処理手段５２と撮影面間特定領域抽出手段５３とを有する。
【００４０】
撮影面間平滑化処理手段５２は、複数の撮影面間に対応する画素領域同士の画像データに対して平滑化処理をする手段である。一方、撮影面間特定領域抽出手段５３は、複数の撮影面の画像データと複数の撮影面間で規定される閾値とに基づいて、撮影面の特定画素領域を抽出する手段である。
【００４１】
撮影面間フィルタリング処理手段６１は、画像データに対して被撮影体の同一の撮影面内でフィルタリング処理をする手段である。この撮影面内フィルタリング処理手段６１として、撮影面内平滑化処理手段６２と撮影面内特定領域抽出手段６３とを有する。
【００４２】
撮影面内平滑化処理手段６２は、画像データに対して被撮影体の同一撮影面内で平滑化処理をする手段である。一方、撮影面内特定領域抽出手段６３は、撮影面の画像データと被撮影体の同一の撮影面内で規定される閾値とに基づいて、撮影面内の特定画素領域を抽出する手段である。
【００４３】
入力装置３２は、オペレータが所望の撮影条件を中央処理装置３１に入力するために設けられており、たとえば、キーボードやマウスにより構成される。
【００４４】
表示装置３３は、中央処理装置３１により画像データを受けて画像の表示を行い、また、その他の各種情報を表示する。
【００４５】
記憶装置３４は、各種のデータや再構成画像およびプログラム等を記憶し、記憶データが、必要に応じて中央処理装置３１によりアクセスされる。
【００４６】
なお、本実施形態においては、Ｘ線管２１が、本発明の放射線照射手段を構成している。また、Ｘ線検出器２３が本発明の放射線検出手段を構成し、画像生成手段４２が、本発明の画像生成手段と画像生成装置を構成している。
【００４７】
つぎに、上記の本実施形態の放射線断層画像撮影装置であるＸ線ＣＴ装置１における放射線断層画像撮影方法について説明する。本実施形態のＸ線ＣＴ装置１の撮影方法は、放射線照射検出工程、画像生成工程を順次実施する。
【００４８】
上記工程を実施するために、まず、オペレータは、入力装置３２を用いて、撮影条件データや画像生成条件データを入力する。オペレータは、撮影条件データとして、たとえば、アキシャルスキャンやヘリカルスキャンなどの走査方式や、体軸方向の走査開始および終了位置や、走査回数、走査速度、Ｘ線照射量、Ｘ線照射幅を入力する。また、画像生成条件データとして、画像生成する被撮影体位置、スライス厚、スライス枚数、画像再構成アルゴリズムなどの条件を入力する。そして、その撮影条件データおよび画像生成条件データが入力装置３２から中央処理装置３１に出力される。
【００４９】
放射線照射検出工程は、被撮影体の体軸方向を軸として被撮影体の周囲を走査し、被撮影体の撮影領域に放射線を照射して透過させ、そして、被撮影体を透過した放射線を検出する工程である。本実施形態では、放射線としてＸ線を照射し、被撮影体の体軸方向を軸として被撮影体の周囲をらせん状に体軸方向に沿って走査するヘリカルスキャンにて行う。ヘリカルスキャンを行う事により、厚いスライス厚の範囲を高速に撮影することができる。
【００５０】
放射線照射検出工程では、中央処理装置３１からの制御信号に基づいて、被撮影体を載置している撮影テーブル４は、走査ガントリ２のＸ線照射空間ＸＳＰに移動する。そして、走査ガントリ２は、中央処理装置３１からの制御信号に基づいて、回転部２７を回転しながら、被撮影体の周囲の複数のビュー方向へＸ線管２１からＸ線を照射する。
【００５１】
そして、被撮影体の周囲のさまざまな方向から照射され被撮影体を透過したＸ線を、Ｘ線検出器２３を用いて検出して検出データを得る。本実施形態のＸ線検出器２３は多列検出器であり、被撮影体の周囲を１回回転して被撮影体の周囲のさまざまな方向からＸ線を照射することにより、複数枚分の断層画像となる検出データを得ることができる。Ｘ線検出器２３が検出した検出データは、データ収集部２４に収集される。データ収集部２４では、検出データを増幅した後、Ａ／Ｄ変換をして中央処理装置３１に出力する。
【００５２】
放射線照射検出工程の後、画像生成工程が実施される。画像生成工程は、検出した放射線に基づいて撮影面の画像データを生成する工程である。画像生成工程では、データ収集部２４が収集した複数ビューの検出データに基づいて画像生成手段４２を用いて画像再構成を行い、マルチスライスによる複数の断層面の画像データを生成する。画像再構成は、たとえば、ヘリカル補間した後、フィルタード・バックプロジェクション(ｆｉｌｔｅｒｅｄ  ｂａｃｋ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ)法を用いて実施される。そして、画像再構成により生成された画像データを、記録装置３４に記憶させる。
【００５３】
本実施形態において、画像生成工程は、撮影面間フィルタリング処理工程と撮影面内フィルタリング処理工程とを有する。
【００５４】
撮影面間フィルタリング処理工程は、被撮影体の複数の断層面である撮影面に応じて複数面分の画像データを取得し、画像データに対して複数の撮影面間でフィルタリング処理をする工程である。撮影面間フィルタリング処理工程として、撮影面間平滑化処理工程と撮影面間特定領域抽出工程とを実施する。ここで、撮影面間平滑化処理工程は、複数の撮影面間に対応する画素領域同士の画像データに対して平滑化処理をする工程である。また、撮影面間特定領域抽出工程は、複数の撮影面の画像データと複数の撮影面間で規定される閾値とに基づいて、撮影面の特定画素領域を抽出する工程である。
【００５５】
以下より、撮影面間フィルタリング処理工程について、図４，図５，図６を用いて説明する。
【００５６】
図４は、撮影面間フィルタリング処理工程の手順を示す工程図である。
【００５７】
図５は、撮影面間フィルタリング処理工程を説明するための図である。ここで、図５（ａ）は、撮影面間フィルタリング処理工程を実施する前の状態を示しており、球状物７２を内部に有する被撮影体７１について、ＸＹ平面の３枚の画像Ａ・Ｂ・Ｃが画像データに基づいてＺ軸方向で生成されていることを示す。３枚の画像Ａ・Ｂ・Ｃのうち、第１画像Ａの画面中央に被撮影体７１内部の球状物７２が表示され、その球状物７２の周囲にノイズがある。第２画像Ｂと第３画像Ｃとは、第１画像Ａの撮影面を挟むような撮影面での画像データに基づいて生成されている。第２画像Ｂと第３画像Ｃとは、第１画像Ａと異なり、画面中央に被撮影体７１内部の球状物７２が明確でなく、画像全体にノイズがある。そして、図５（ｂ）は、撮影面間フィルタリング処理工程の撮影面間平滑化処理工程と撮影面間特定領域抽出工程とを実施した後の状態を示しており、３枚の画像Ａ・Ｂ・Ｃのノイズが減少していることを示す。また、図５（ｃ）は、撮影面間フィルタリング処理工程のうち、撮影面間平滑化処理工程を実施した後の状態を示している。
【００５８】
図６は、撮影面間フィルタリング処理工程を行う画素領域を示す図である。図６では、図５において体軸方向であるＺ軸方向に並ぶ３枚の画像Ａ・Ｂ・Ｃについて、Ｚ軸方向で互いに対応するＸＹ平面でのＸ軸方向の画素領域の画像データを並べたことを示している。ここで、画像データＡ２１・Ａ２２・Ａ２３は第１画像Ａの所定の画素領域の画像データであり、画像データＢ２１・Ｂ２２・Ｂ２３は、第１画像Ａの所定の画素領域の画像データＡ２１・Ａ２２・Ａ２３に対応する第２画像Ｂの画像データであり、画像データＣ２１・Ｃ２２・Ｃ２３は、第１画像Ａの所定の画素領域の画像データＡ２１・Ａ２２・Ａ２３に対応する第３画像Ｃの画像データである。ここで、これらの画像データのうち、第１画像Ａの画像データＡ２２は、被撮影体７１内部の球状物７２に基づいたデータであり、たとえば、ＣＴ値などの画像データが、その周囲の画像データと大きく異なっている。そして、第１画像Ａの画像データＡ２２を除いた他の画像データＡ２１・Ａ２３・Ｂ２１・Ｂ２２・Ｂ２３・Ｃ２１・Ｃ２２・Ｃ２３は、被撮影体７１内部の球状物７２がない領域のデータであって、ノイズとなる数値データを含む。
【００５９】
図４に示すように、まず、撮影面間フィルタリング処理工程では、被撮影体の複数の断層面に応じた画像データＡ２１・Ａ２２・Ａ２３・Ｂ２１・Ｂ２２・Ｂ２３・Ｃ２１・Ｃ２２・Ｃ２３を、記録装置３４から中央処理装置３１に読み込んで取得する（Ｓ４１）。
【００６０】
そして、中央処理装置３１を用いて、複数の断層面間での画像データについて、近接する断層面の画素間での差分を求める（Ｓ４２）。たとえば、図６に示すように、球状物７２に基づいた第１画像Ａの画像データＡ２２に対しては、Ｚ軸方向で互いに対応する断層面の画像データＢ２２・Ｃ２２との差分ＺＡ２２−，ＺＡ２２＋を、ＺＡ２２−＝Ａ２２−Ｂ２２，ＺＡ２２＋＝Ａ２２−Ｃ２２のようにして算出する。このように、Ｚ軸方向での所定領域内において互いに対応する画像データ間の差分をそれぞれの画素について求める。その他に、球状物７２に基づいた第１画像Ａの画像データＡ２２データに対して、周囲にある８つの画像データＡ２１・Ａ２３・Ｂ２１・Ｂ２２・Ｂ２３・Ｃ２１・Ｃ２２・Ｃ２３との差分を求めてもよい。
【００６１】
つぎに、撮影面間特定領域抽出手段５３を用いて、中央処理装置３１が求めた差分と、その差分の所定の閾値とを比較して、複数の断層面間での特定画素領域を抽出する（Ｓ４３）。
【００６２】
９つの画像データＡ２１・Ａ２２・Ａ２３・Ｂ２１・Ｂ２２・Ｂ２３・Ｃ２１・Ｃ２２・Ｃ２３のうち、第１画像Ａの画像データＡ２２は、被撮影体７１内部の球状物７２に基づいたデータであり、ＣＴ値などの画像データが、その周囲の他の画像データＡ２１・Ａ２３・Ｂ２１・Ｂ２２・Ｂ２３・Ｃ２１・Ｃ２２・Ｃ２３と大きく異なっている。このため、第１画像Ａの画像データＡ２２の差分ＺＡ２２−，ＺＡ２２＋の合計は、被撮影体７１内部の球状物７２に基づいていない領域の８つの画像データＡ２１・Ａ２３・Ｂ２１・Ｂ２２・Ｂ２３・Ｃ２１・Ｃ２２・Ｃ２３のそれぞれで算出される差分の合計よりも大きくなる。このため、複数の撮影面の画像Ａ・Ｂ・Ｃ間で予め規定されている閾値に基づいて、被撮影体７１内部の球状物７２を示す画像データＡ２２の領域を撮影面の特定画素領域として抽出することができる。
【００６３】
そして、特定画素領域と、その特定画素領域を除いた画素領域との画像データに対しする重み付け係数をそれぞれ求める（Ｓ４４）。たとえば、特定画素領域として抽出された画像データＡ２２に大きな数値の係数Ｋ１を与え、特定画素領域以外の画像データＡ２１・Ａ２３・Ｂ２１・Ｂ２２・Ｂ２３・Ｃ２１・Ｃ２２・Ｃ２３には、画像データＡ２２より小さい数値の係数Ｋ２を与える。このように、特定画素領域と、その特定画素領域を除いた画素領域との画像データに対して重み付け係数を異なるように設定する。
【００６４】
つぎに、撮影面間平滑化処理手段５２を用いて、平滑化処理をするための平均値を求める（Ｓ４５）。平滑化処理は、撮影面における所定画素とその所定画素の近傍にある画素との平均値を算出し、その平均値をその所定画素のデータとする。たとえば、図６に示すように、特定画素領域である第１画像Ａの画像データＡ２２データに対しては、自身を含み、Ｚ軸方向において所定範囲で互いに対応する画像データＢ２２・Ｃ２２との平均値ＶＺＡ２２を、ＶＺＡ２２＝（Ａ２２＋Ｂ２２＋Ｃ２２）／３のようにして求める。一方、特定画素領域以外の画像データＢ２２については、自身を含み、Ｚ軸方向において所定範囲で互いに対応する画像データＡ２２との平均値ＶＺＢ２２を、ＶＺＢ２２＝（Ａ２２＋Ｂ２２）／２のようにして求める。このようにして、Ｚ軸方向で互いに対応する画像データ間の所定領域内での平均値をそれぞれの画素について求める。その他に、球状物７２に基づいた第１画像Ａの画像データＡ２２データに対して、周囲にある８つの画像データＡ２１・Ａ２３・Ｂ２１・Ｂ２２・Ｂ２３・Ｃ２１・Ｃ２２・Ｃ２３との平均値を求めてもよい。
【００６５】
つぎに、特定画素領域と特定画素領域を除いた画素領域との重み付け係数と、平滑化処理によって求められた平均値とを用いて積を算出し、その画素領域のそれぞれの画像データとする（Ｓ４６）。たとえば、画像データＡ２２を有する特定画素領域では、撮影面間フィルタリング処理工程後の画像データＡ'２２について、Ａ'２２＝Ｋ１・ＶＺＡ２２のようにして算出する。一方、特定画素領域以外においては、たとえば、撮影面間フィルタリング処理工程後の画像データＢ'２２について、Ｂ'２２＝Ｋ２・ＶＺＢ２２のようにして算出する。なお、ここでは、前述したように、特定画素領域に対して大きな数値の係数Ｋ１を与え、特定画素領域以外に対して特定画素領域より小さい数値の係数Ｋ２を与えている。このようにして、それぞれの画素領域について、撮影面間フィルタリング処理工程後の画像データを求める。
【００６６】
以上により、図５（ｂ）に示すように、撮影面間フィルタリング処理工程の撮影面間特定領域抽出工程と撮影面間平滑化処理工程とを実施した後、ノイズが減少している３枚の画像Ａ・Ｂ・Ｃを得る。３枚の画像Ａ・Ｂ・Ｃのうち、第１画像Ａは、被撮影体７１内部の球状物７２に基づいた画像データを有する領域７２ａを有し、高い解像度の鮮明な画像となる。なお、図５（ｃ）は、撮影面間フィルタリング処理工程のうち、撮影面間特定領域抽出工程を行わず、撮影面間平滑化処理工程を実施した後の状態を示している。撮影面間平滑化処理工程を実施した後においても、ノイズを減少することができる。しかしながら、元となる画像データによっては、図５（ｃ）の第２画像Ｂと第３画像Ｃのように、実画像と異なる画像データを有する領域７２ｂ・７２ｃが発生し解像度が低下する場合があるため、撮影面間特定領域抽出工程を行う方が好ましい。
【００６７】
撮影面内フィルタリング処理工程は、画像データに対して被撮影体の同一の撮影面内でフィルタリング処理をする工程である。撮影面内フィルタリング処理工程として、撮影面内平滑化処理工程と撮影面内特定領域抽出工程とを実施する。ここで、撮影面内平滑化処理工程は、画像データに対して被撮影体の同一撮影面内で平滑化処理をする工程である。また、撮影面内特定領域抽出工程は、撮影面の画像データと被撮影体の同一撮影面内で規定される所定の閾値とに基づいて、撮影面内の特定画素領域を抽出する工程である。
【００６８】
以下より、撮影面内フィルタリング処理工程について、図７，図８を用いて説明する。
【００６９】
図７は、撮影面内フィルタリング処理工程の手順を示す工程図である。
【００７０】
図８は、撮影面間フィルタリング処理工程後に、撮影面内フィルタリング処理工程を行う画素領域を示す図である。図８では、図５でＺ軸方向に並ぶ３枚の画像Ａ・Ｂ・Ｃのうち、第１画像Ａについて、前述の撮影面内フィルタリング処理工程後におけるＸＹ面内の９つの画像データＡ’１１・Ａ’１２・Ａ’１３・Ａ’２１・Ａ’２２・Ａ’２３・Ａ’３１・Ａ’３２・Ａ’３３について示している。このうち、画像データＡ’２２は、被撮影体７１内部の球状物７２に基づいたデータであり、たとえば、ＣＴ値などの画像データが、その周囲の画像データと大きく異なっている。そして、第１画像Ａ’の画像データＡ’２２を除いた他の画像データＡ’１１・Ａ’１２・Ａ’１３・Ａ’２１・Ａ’２３・Ａ’３１・Ａ’３２・Ａ’３３は、被撮影体７１内部の球状物７２がない領域のデータであって、ノイズとなる数値データを含む。
【００７１】
図７に示すように、まず、撮影面内フィルタリング処理工程では、被撮影体の同一の断層面に応じた画像データＡ’１１・Ａ’１２・Ａ’１３・Ａ’２１・Ａ’２２・Ａ’２３・Ａ’３１・Ａ’３２・Ａ’３３を記録装置３４から中央処理装置３１に読み込んで取得する（Ｓ５１）。
【００７２】
そして、中央処理装置３１を用いて、同一の断層面内での画像データＡ’１１・Ａ’１２・Ａ’１３・Ａ’２１・Ａ’２２・Ａ’２３・Ａ’３１・Ａ’３２・Ａ’３３について、近接する画素間での差分を求める（Ｓ５２）。たとえば、図８に示すように、球状物７２に基づいた第１画像Ａの画像データＡ’２２に対しては、ｙ軸方向で互いに隣接して生成される画像データＡ’１２・Ａ’３２との差分ＹＡ２２−，ＹＡ２２＋を、ＹＡ２２−＝Ａ’２２−Ａ’１２，ＹＡ２２＋＝Ａ’２２−Ａ’３２のようにして算出する。そして、同様にして、第１画像Ａの画像データＡ’２２に対しては、ｘ軸方向で互いに隣接して生成される画像データＡ’２１・Ａ’２３２との差分ＸＡ２２−，ＸＡ２２＋を、ＸＡ２２−＝Ａ’２２−Ａ’２１，ＸＡ２２＋＝Ａ’２２−Ａ’２３のようにして算出する。このようにして、ｙ軸方向およびｘ軸方向で互いに近接して得られる画像データ間での差分をそれぞれの画素について求める。
【００７３】
つぎに、撮影面内特定領域抽出手段６３を用いて、中央処理装置３１が求めた差分と、その差分の所定の閾値とを比較して、同一断層面内での特定画素領域を抽出する（Ｓ５３）。
【００７４】
９つの画像データＡ’１１・Ａ’１２・Ａ’１３・Ａ’２１・Ａ’２２・Ａ’２３・Ａ’３１・Ａ’３２・Ａ’３３のうち、第１画像Ａの画像データＡ’２２は、被撮影体７１内部の球状物７２に基づいたデータであり、ＣＴ値などの画像データが、その周囲の他の画像データＡ’１１・Ａ’１２・Ａ’１３・Ａ’２１・Ａ’２３・Ａ’３１・Ａ’３２・Ａ’３３と大きく異なっている。このため、特定画素領域における第１画像Ａの画像データＡ’２２の差分ＹＡ２２−，ＹＡ２２＋，ＸＡ２２−，ＸＡ２２＋の合計は、特定画素領域以外の領域の８つの画像データＡ’１１・Ａ’１２・Ａ’１３・Ａ’２１・Ａ’２３・Ａ’３１・Ａ’３２・Ａ’３３のそれぞれで算出される差分の合計よりも大きくなる。このため、同一の撮影面内で予め規定されている閾値に基づいて、被撮影体７１内部の球状物７２を示す画像データＡ’２２の領域を撮影面内の特定画素領域として抽出することができる。
【００７５】
そして、特定画素領域と、その特定画素領域を除いた画素領域との画像データに対しする重み付け係数をそれぞれ求める（Ｓ５４）。たとえば、特定画素領域として抽出された画像データＡ’２２に大きな数値の係数Ｌ１を与え、特定画素領域以外の画像データＡ’１１・Ａ’１２・Ａ’１３・Ａ’２１・Ａ’２３・Ａ’３１・Ａ’３２・Ａ’３３には、画像データＡ’２２より小さい数値の係数Ｌ２を与える。このように。特定画素領域と、その特定画素領域を除いた画素領域との画像データに対して重み付け係数を異なるように設定する。
【００７６】
つぎに、撮影面内平滑化処理手段６２を用いて、平滑化処理をするための平均値を求める（Ｓ５５）。たとえば、図８に示すように、特定画素領域である第１画像Ａの画像データＡ’２２に対しては、たとえば、自身を含み、同一のＸＹ平面内の近接する所定範囲で得られる９つの画像データＡ’１１・Ａ’１２・Ａ’１３・Ａ’２１・Ａ’２２・Ａ’２３・Ａ’３１・Ａ’３２・Ａ’３３についての平均値ＶＡ’２２を、ＶＡ’２２＝（Ａ’１１＋Ａ’１２＋Ａ’１３＋Ａ’２１＋Ａ’２２＋Ａ’２３＋Ａ’３１＋Ａ’３２＋Ａ’３３）／９のようにして求める。一方、特定画素領域以外の画像データＡ’１２については、たとえば、自身を含み、同一のＸＹ平面内の近接する所定範囲で得られる６つの画像データＡ’１１・Ａ’１２・Ａ’１３・Ａ’２１・Ａ’２２・Ａ’２３についての平均値ＶＡ’１２を、ＶＡ’１２＝（Ａ’１１＋Ａ’１２＋Ａ’１３＋Ａ’２１＋Ａ’２２＋Ａ’２３／６のようにして求める。このように、同一のＸＹ平面内の近接する所定範囲で得られる画像データ間での所定領域内で平均値をそれぞれの画素について求める。
【００７７】
つぎに、特定画素領域と特定画素領域以外の画素領域との重み付け係数と、平滑化処理によって求められた平均値とを用いて、その画素領域のそれぞれの画像データとする（Ｓ５６）。撮影面内フィルタリング処理工程により、さらにノイズが少ない画像データとすることができる。たとえば、画像データＡ２２を有する特定画素領域では、撮影面内フィルタリング処理工程後の画像データＡ''２２について、Ａ''２２＝Ｌ１・ＶＡ’２２のようにして算出する。一方、特定画素領域以外においては、たとえば、撮影面間フィルタリング処理工程後の画像データＡ''１２については、Ａ''１２＝Ｌ２・ＶＡ’１２のようにして算出する。なお、ここでは、前述したように、特定画素領域に対して大きな数値の係数Ｌ１を与え、特定画素領域以外に対して特定画素領域より小さい数値の係数Ｌ２を与えている。このようにして、それぞれの画素領域について、撮影面内フィルタリング処理工程後の画像データを求める。
【００７８】
以上のように、本実施形態は、被撮影体の複数の撮影面に応じて複数面分の画像データを取得し、画像データに対して複数の撮影面間でフィルタリング処理をする。複数の撮影面間でフィルタリング処理をすることにより、１つの画素に対する情報量を増やすことができるため、撮影面のノイズを低下することができる。また、複数の撮影面の画像データ間で予め規定されている閾値に基づいて撮影面の特定画素領域を抽出するため、体軸方向での解像度を向上することができる。たとえば、被撮影体にある病変部は２〜３ｍｍ以上の大きさであり、０．５ｍｍ程度のスライス厚に対して４枚以上の画像の連続的な画像データを体軸方向に得るため、本実施形態のように体軸方向の画像データを補完することにより、病変部との境界を明確に表示することができる。このように、撮影対象が体軸方向に連続的となっている場合、特に効果的である。
【００７９】
また、画像データに対して被撮影体の同一の撮影面内でフィルタリング処理をする。このため、本実施形態は、画像のノイズの低下と解像度の向上とを両立することができる。このように、Ｘ線量を増やことなく、フィルタリング処理で画像のノイズの低下と解像度の向上とを両立できるため、被撮影体の被爆低減化でき、装置寿命の向上が容易にできる。
【００８０】
なお、本発明の実施に際しては、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。
【００８１】
たとえば、上記実施形態では、被撮影体の断層面を撮影面とし体軸方向での撮影面間でフィルタリング処理をしているが、たとえば、時間軸方向で推移する撮影面について適用してもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、平滑化処理として所定画素領域内の平均値を画像データとする処理を実施しているが、所定画素領域内の中央となるメディアン値を画像データとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】図１は、本発明における実施形態の放射線断層画像撮影装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明における実施形態のＸ線検出器の構成例を示す図である
【図３】図３は、本実施形態の画像生成手段４２を示すブロック図である。
【図４】図４は、撮影面間フィルタリング処理工程の手順を示す工程図である。
【図５】図５は、撮影面間フィルタリング処理工程を説明するための図である。
【図６】図６は、撮影面間フィルタリング処理工程を行う画素領域を示す図である。
【図７】図７は、撮影面内フィルタリング処理工程の手順を示す工程図である。
【図８】図８は、撮影面内フィルタリング処理工程を行う画素領域を示す図である。
【図９】図９は、従来において、画像データに対してフィルタリング処理をする方法を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１…Ｘ線ＣＴ装置、２…走査ガントリ、３…操作コンソール、４…撮影テーブル、２１…Ｘ線管、２２…コリメータ、２３…Ｘ線検出器、２４…データ収集部、２５…Ｘ線コントローラ、２６…コリメータコントローラ、２７…回転部、２８…回転コントローラ、ＸＳＰ…Ｘ線照射空間、３１…中央処理装置、３２…入力装置、３３…表示装置、３４…記憶装置、５１…撮影面間フィルタリング処理手段、５２…撮影面間平滑化処理手段、５３…撮影面間特定領域抽出手段、６１…撮影面内フィルタリング処理手段、６２…撮影面内平滑化処理手段、６３…撮影面内特定領域抽出手段
【図１】
2005080918.tif 000003
【図２】
2005080918.tif 000004
【図３】
2005080918.tif 000005
【図４】
2005080918.tif 000006
【図５】
2005080918.tif 000007
【図６】
2005080918.tif 000008
【図７】
2005080918.tif 000009
【図８】
2005080918.tif 000010
【図９】
2005080918.tif 000011