(57)【要約】断層像構成装置は、レントゲン装置によって撮影された被検体の複数の異なる方向からのレントゲン画像のそれぞれを二値化して複数の二値化画像を作成する二値化画像作成手段と、前記二値化画像作成手段によって作成された前記複数の二値化画像の互いに対応する位置に所定方向に順次移動する走査線を設定する走査線設定手段と、前記走査線設定手段によって設定された走査線が順次移動する位置における前記複数の二値化画像の画素点を逆投影することにより断層像を構成する断層像構成手段と、を備える。
2005011499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レントゲン装置によって撮影された被検体の複数の異なる方向からのレントゲン画像のそれぞれを二値化して複数の二値化画像を作成する二値化画像作成手段と、
前記二値化画像作成手段によって作成された前記複数の二値化画像の互いに対応する位置に所定方向に順次移動する走査線を設定する走査線設定手段と、
前記走査線設定手段によって設定された走査線が順次移動する位置における前記複数の二値化画像の画素点を逆投影することにより断層像を構成する断層像構成手段と、
を備えることを特徴とする断層像構成装置。
【請求項２】
前記走査線設定手段は、前記断層像構成手段によって構成された断層像のそれぞれについて、前記走査線の移動の正方向と逆方向における断層像との相関に基づき偽領域を検出する偽領域検出手段と、前記偽領域検出手段によって検出された偽領域を削除する偽領域削除手段と、を含むことを特徴とする請求項１記載の断層像構成装置。
【請求項３】
前記偽領域削除手段は、所定の範囲について複数の断層像を構成し、それらの後断層像同士の相関に基づいて偽領域を削除することを特徴とする請求項２記載の断層像構成装置。
【請求項４】
前記走査線設定手段は、前記走査線上で画素値が所定の値をとる領域が一つである位置、及び操作者により指定された位置のいずれかの位置を走査線の初期位置として設定することを特徴とする請求項１記載の断層像構成装置。
【請求項５】
前記断層像構成手段は、前記断層像を構成する際に、その目的臓器の形状に応じて前記目的臓器の近似形状を設定する近似形状設定手段を含むことを特徴とする請求項１記載の断層像構成装置。
【請求項６】
前記走査線設定手段は、２次元の走査線方向についてランレングスの出現頻度を演算し、前記演算された出現頻度に基づいて、２次元の走査線方向のうちの一方を設定する走査線方向設定手段を含むことを特徴とする請求項１記載の断層像構成装置。
【請求項７】
前記断層像構成手段によって構成された断層像を隣接して複数構成し、前記複数構成された断層像から所定のレンダリング法により三次元画像を構成する三次元画像構成手段と、
前記三次元画像構成手段によって構成された三次元画像を表示する画像表示手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１記載の断層像構成装置。
【請求項８】
前記三次元画像構成手段によって構成された三次元画像の分岐部を分離演算する分離演算手段と、
前記分離演算手段によって分離演算された分岐部の同心円を求め、前記同心円に基づいて前記分岐部を滑らかに結合演算する結合演算手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項７記載の断層像構成装置。
【請求項９】
前記三次元画像構成手段は、前記複数枚のレントゲン画像に含まれるカテーテル部分から三次元カテーテル像を構成し、前記画像表示手段は、前記構成された三次元カテーテル像と前記三次元画像構成手段によって構成された三次元画像とを重畳して表示することを特徴とする請求項７記載の断層像構成装置。
【請求項１０】
複数のステント像を記憶するステント像記憶手段と、
前記ステント像記憶手段によって記憶された複数のステントから所望のステント像を読出すステント像読出手段と、を更に備え、
前記画像表示手段は、前記ステント像読出手段によって読み出されたステント像と前記三次元画像構成手段によって構成された三次元画像とを重畳して表示することを特徴とする請求項７記載の断層像構成装置。
【請求項１１】
レントゲン装置によって撮影された被検体の複数の異なる方向からのレントゲン画像のそれぞれを二値化して複数の二値化画像を作成する二値化画像作成工程と、
前記二値化画像作成工程によって作成された前記複数の二値化画像の互いに対応する位置に所定方向に順次移動する走査線を設定する走査線設定工程と、
前記走査線設定工程によって設定された走査線が順次移動する位置における前記複数の二値化画像の画素点を逆投影することにより断層像を構成する断層像構成工程と、
を備えることを特徴とする断層像構成方法。
【請求項１２】
前記走査線設定工程は、前記断層像構成工程によって構成された断層像のそれぞれについて、前記走査線の移動の正方向と逆方向における断層像との相関に基づき偽領域を検出する偽領域検出工程と、前記偽領域検出工程によって検出された偽領域を削除する偽領域削除工程と、を含むことを特徴とする請求項１１記載の断層像構成方法。
【請求項１３】
前記偽領域削除工程は、所定の範囲について複数の断層像を構成し、それらの後断層像同士の相関に基づいて偽領域を削除することを特徴とする請求項１２記載の断層像構成方法。
【請求項１４】
前記走査線設定工程は、前記走査線上で画素値が所定の値をとる領域が一つである位置、及び操作者により指定された位置のいずれかの位置を走査線の初期位置として設定することを特徴とする請求項１１記載の断層像構成方法。
【請求項１５】
前記断層像構成工程は、前記断層像を構成する際に、その目的臓器の形状に応じて前記目的臓器の近似形状を設定する近似形状設定工程を含むことを特徴とする請求項１１記載の断層像構成方法。
【請求項１６】
前記走査線設定工程は、２次元の走査線方向についてランレングスの出現頻度を演算し、前記演算された出現頻度に基づいて、２次元の走査線方向のうちの一方を設定する走査線方向設定工程を含むことを特徴とする請求項１１記載の断層像構成方法。
【請求項１７】
前記断層像構成工程によって構成された断層像を隣接して複数構成し、前記複数構成された断層像から所定のレンダリング法により三次元画像を構成する三次元画像構成工程と、
前記三次元画像構成工程によって構成された三次元画像を表示する画像表示工程と、
を更に備えることを特徴とする請求項１１記載の断層像構成方法。
【請求項１８】
前記三次元画像構成工程によって構成された三次元画像の分岐部を分離演算する分離演算工程と、
前記分離演算工程によって分離演算された分岐部の同心円を求め、前記同心円に基づいて前記分岐部を滑らかに結合演算する結合演算工程と、
を更に備えることを特徴とする請求項１７記載の断層像構成方法。
【請求項１９】
前記三次元画像構成工程は、前記複数枚のレントゲン画像に含まれるカテーテル部分から三次元カテーテル像を構成し、前記画像表示工程は、前記構成された三次元カテーテル像と前記三次元画像構成工程によって構成された三次元画像とを重畳して表示することを特徴とする請求項１７記載の断層像構成方法。
【請求項２０】
複数のステント像を記憶するステント像記憶工程と、
前記ステント像記憶工程によって記憶された複数のステントから所望のステント像を読出すステント像読出工程と、を更に備え、
前記画像表示工程は、前記ステント像読出工程によって読み出されたステント像と前記三次元画像構成工程によって構成された三次元画像とを重畳して表示することを特徴とする請求項１７記載の断層像構成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、２枚程度の少ない枚数のレントゲン画像から断層像を構成する断層像構成装置及び方法に関する。
【背景技術】  被検体の断層像は、通常Ｘ線ＣＴ装置などの断層像生成専用装置を用いて撮影する。近年、医療施設に最も普及しているＸ線撮影装置を使い、低いＸ線被曝で撮影されたレントゲン画像を例えば２枚用いて、それらの２枚のレントゲン画像から前記被検体の断層像やその断層像から三次元画像を構成したいという要求がある。
上記２枚のレントゲン画像を用いて画像構成する技術は、“ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ  ＯＮ  ＭＥＤＩＣＡＬ  ＩＭＡＧＩＮＧ，ＶＯＬ．２２，ＮＯ．６，ＪＵＮＥ  ２００３”、７１０〜７２１頁、“Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ  ａｎｄ  Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ４−Ｄ  Ｃｏｒｏｎａｒｙ  Ａｒｔｅｒｉａｌ  Ｔｒｅｅｓ  Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ  Ｆｒｏｍ  Ｃｉｎｅ  Ａｎｇｉｏｇｒａｍｓ”に記載された方法（「従来方法」と称する）がある。この従来方法は、直交するレントゲン画像からの投影により心臓に走行する樹状の血管の中心線を算出し、その算出された中心線に沿ってそれぞれのレントゲン画像から投影される血管の太さ情報を付加することで、三次元画像を構成する。
しかしながら、上記従来方法では、直交する位置関係の２枚のレントゲン画像を用いた三次元画像の構成に限定されているので、任意の異なる角度に配置された２枚のレントゲン画像を逆投影して断層像を構成することは一切言及されていない。
【発明の開示】
本発明の断層像構成装置は、レントゲン装置によって撮影された被検体の複数の異なる方向からのレントゲン画像のそれぞれを二値化して複数の二値化画像を作成する二値化画像作成手段と、前記二値化画像作成手段によって作成された前記複数の二値化画像の互いに対応する位置に所定方向に順次移動する走査線を設定する走査線設定手段と、前記走査線設定手段によって設定された走査線が順次移動する位置における前記複数の二値化画像の画素点を逆投影することにより断層像を構成する断層像構成手段と、を備える。
これによって、被検体へのＸ線被曝の低減に配慮し、より少ない枚数、つまり２枚のレントゲン画像を用いて被検体の断層像を得ることができる。ここでのレントゲン画像は、平面検出器等を用いて撮影されたデジタル画像や、フィルム画像をデジタル化した画像を含む。また、上記より少ない枚数は、３枚以上のレントゲン画像であってもよい。この場合は、上記Ｘ線被曝の低減の効果は減少するものの、結果として構成される断層像の精度が向上される。
また、本発明の望ましい実施形態によれば、前記走査線設定手段は、前記断層像構成手段によって構成された断層像のそれぞれについて、前記走査線の移動の正方向と逆方向における断層像との相関に基づき偽領域を検出する偽領域検出手段と、前記偽領域検出手段によって検出された偽領域を削除する偽領域削除手段と、を含む。
これにより、走査線の移動方向が正方向の断層像と走査線の移動方向が逆方向の断層像との相関に基づいて偽領域を削除するので、より真正な領域だけを用いた正確な断層像が得られる。前記相関は所定の値に満たない領域を検出すれば、その領域が偽領域であるので、効率的に偽領域を削除することができる。
また、本発明の望ましい実施形態によれば、前記走査線設定手段は、前記走査線上で画素値が所定の値をとる領域が一つである位置、及び操作者により指定された位置のいずれかの位置を走査線の初期位置として設定する。
これにより、走査線の初期位置は任意に設定できることになるから、抽出したい領域の近傍に設定すれば、より効率的に断層像を構成のための２値化領域を移動させることができるから、結果として断層像の構成のための演算を高速化できる。
また、本発明の望ましい実施形態によれば、前記断層像構成装置は、前記断層像構成手段によって構成された断層像を隣接して複数構成し、前記複数構成された断層像から所定のレンダリング法により三次元画像を構成する三次元画像構成手段と、前記三次元画像構成手段によって構成された三次元画像を表示する画像表示手段と、を更に備える。
これによれば、前記断層像から三次元画像を構成することで、被検体の形状を容易に把握できるようになる。
本発明の断層像構成方法は、レントゲン装置によって撮影された被検体の複数の異なる方向からのレントゲン画像のそれぞれを二値化して複数の二値化画像を作成する二値化画像作成工程と、前記二値化画像作成工程によって作成された前記複数の二値化画像の互いに対応する位置に所定方向に順次移動する走査線を設定する走査線設定工程と、前記走査線設定工程によって設定された走査線が順次移動する位置における前記複数の二値化画像の画素点を逆投影することにより断層像を構成する断層像構成工程と、を備える。
これによって、被検体へのＸ線被曝の低減に配慮し、より少ない枚数、つまり２枚のレントゲン画像を用いて被検体の断層像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の第一の実施形態に係る断層像構成装置のハードウェア構成を示す図であり；
図２は、断層像構成の処理手順を示す図であり；
図３は、レントゲン画像、断層像、三次元画像の位置関係を示す図であり；
図４は、二値化画像の走査線方向と１領域の関係の例を示す図であり；
図５は、ランレングス分布の例を示す図であり；
図６は、二値化画像で１領域が一個所の場合の逆投影像を示す図であり；
図７（ａ）、７（ｂ）及び７（ｃ）は、二値化画像における逆投影開始位置とその移動を示す図であり；
図８は、目的臓器を一個所にする場合にランレングスを利用した例を示す図であり；
図９は、３個の被検体とレントゲン画像の関係の例を示す図であり；
図１０は、逆投影開始位置をＲＯＩで囲んだ場合の例を示す図であり；
図１１は、逆投影像を円形近似した例を示す図であり；
図１２は、再構成領域を楕円で近似できる場合を示す図であり；
図１３は、断層像のコーンビーム再構成の例を示す図であり；
図１４は、断層像の近似的再構成を示す図であり；
図１５は、図１０のレントゲン画像を二値化して逆投影した場合を示す図であり；
図１６は、走査線方向を決めるフローチャートであり；
図１７は、分岐のある三次元画像の例を示す図であり；
図１８（ａ）乃至１８（ｆ）は、分岐部の補正処理の例を示す図であり；
図１９は、分岐部の補正処理における同心円の設定方法を示す図であり；
図２０は、三次元画像とカテーテル像との重畳表示の例であり；
図２１は、三次元画像とステント像との重畳表示の例であり；
図２２は、断層像構成の処理手順を示す図であり；
図２３は、全ラインについての逆投影後の相関処理を示す図であり；
図２４は、二値化画像に１領域が複数ある場合の逆投影像の例を示す図であり；
図２５は、二値化画像に１領域が複数ある場合の逆投影像の他の例を示す図であり；
図２６は、二値化画像に１領域が複数ある場合の逆投影像の他の例を示す図であり；
図２７は、二値化画像に１領域が一個所ある場合の逆投影像の例を示す図であり；
図２８は、二値化画像に１領域が一個所ある場合の逆投影像の他の例を示す図であり；
図２９は、断層像から構成した三次元画像を横方向から見た場合の例を示す図であり；
図３０は、断層像から構成した三次元画像を斜め方向から見た場合の例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、添付図面に従って、本発明に係るレントゲン画像を用いた断層像構成装置及び方法の望ましい実施の形態について詳説する。
図１に、本実施の形態に係る断層像構成装置１０の構成を示す。断層像構成装置１０は、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）１１、主メモリ１２、磁気ディスク１３、表示メモリ１４、ＣＲＴ１５、コントローラ１６、マウス１７、キーボード１８を備えており、これらは共通バス１９を介して電気的に接続されている。
主メモリ１２は画像やデータの一時記憶、処理用の領域として用いられ、処理結果は表示メモリ１４を介してＣＲＴ１５に表示されるとともに磁気ディクス１３に格納され、再表示や結果参照に利用される。磁気ディスク１３には、レントゲン画像が格納されている。レントゲン画像は、ＬＡＮ１Ａを介して接続されたレントゲン装置１Ｂから取得することも可能である。レントゲン装置１ＢはＸ線透視撮影台、デジタルラジオグラフィ装置などあらゆるレントゲン画像が撮影可能な装置のすべてを含む。なお、上記レントゲン画像は、平面検出器等を用いて撮影されたデジタル画像や、フィルム画像をデジタル化した画像も含む。
（第一の実施形態）
次に、図２のフローチャートに従って断層像構成処理を説明する。ここでは２枚のレントゲン画像から断層像を構成する場合について説明する。これらのレントゲン画像３１、３２、断層像３３、三次元画像３４は、図３に示す位置関係となっている。断層像３３は、レントゲン画像３１，３２を二値化し、その二値化されたレントゲン画像３１、３２の一部を逆投影して構成し、三次元画像３４は断層像３３からレンダリングアルゴリズムを用いて構成する。
（ステップ２０）
図４に示すように、Ｘ線源４１によって撮影されたレントゲン画像３１は、目的臓器ａ、その他臓器ｂ、ｃを１、その他の領域を０とする二値化処理が行われる。同様に、Ｘ線源４２によって撮影されたレントゲン画像３２は、目的臓器ａ、その他臓器ｂ、ｃを１、その他の領域を０とする二値化処理が行われる。これらの２枚のレントゲン画像が撮影されたＸ線源の位置にそれぞれ投影中心５１、投影中心５２を配置する。それら投影中心からの投影線に囲まれる領域をメモリに記憶すると、図５のようになる。つまり、目的臓器ａとその目的臓器以外の領域ｂ、ｃ（「偽領域」と称する）とはその区別がつかない状態でメモリに記憶される。ところが、図６のように、目的臓器が一つだけ撮影された各レントゲン画像からは、投影中心６１、投影中心６２に偽領域は現れない。つまり、目的臓器ａだけがメモリに記憶される。
そこで、断層像構成装置１０では、この性質を利用して、目的臓器が一個の所を最初に探すために、例えば図７（ａ）の番号１の直線を最初として二値化処理後、逆投影処理し、順次、隣の２，３，・・・又は２’，３’，・・・へ移行して二値化処理及び逆投影処理する。二回目以降の逆投影時には、隣接する領域との連続性により選別する。例えば、図７（ａ）の領域７１や７２のように、途中で消失するような血管にあっては抽出しないものとする。
ここでの二値化処理は、一般にしきい値処理によるが手動でトレースして目的臓器の内部を１、外部を０としてもよい。また、ここでは画像のＸ方向の一線値上の１領域を探しているが、図８のように、ランレングス（連続する画素数）が最大の領域８１を見つけて、その最大領域８１以外の領域に０値を代入して、一線値上の１領域を作り、上記一線値上の１領域を探す方法に代えてもよい。
例えば、図９の横方向の点線上には１領域が９１、９２、９３の３個所あるから目的臓器を探すための開始位置にはならないが、図７（ｂ）の点線箇所は１領域が一個所で、開始位置となり得る。逆投影開始位置の設定は、図１０に示されるように、ＲＯＩ１０１で囲んだ領域から開始してもよい。
また、逆投影の開始位置は、二値化処理された２枚のレントゲン画像（「二値化画像」と称する）同士で対応する位置に設定する。
（ステップ２１）
二値化画像は、図６のように逆投影処理が行われる。ここで、逆投影した領域の形状は、血管を抽出することとしているので、多くはその断面が円形であることから、図１１に示すように再構成領域は円形で近似する。また、図１２に示すように、逆投影の方向が直交する場合は楕円で近似することとする。このように目的臓器の解剖学的な知見から、任意の形状に設定できる。
例えば、前記任意形状の設定は、画面に円、楕円などの任意の形状とメニュー情報を表示し、その表示されたメニューを目的臓器に応じてマウスで選択して入力できるようになっている。
（ステップ２２）
逆投影画像は上記逆投影された結果から再構成され、その再構成された断層像は磁気ディスク等に保存する（画像ａ）。
（ステップ２３）
断層像の再構成ラインは、図７（ａ）に示すように、その再構成位置を、走査線設定方向（図７（ａ）、図７（ｂ）では上向き、図７（ｃ）では下向き）に、ｎ（ｎ＝１，２等）更新される。
（ステップ２４）
断層像は、上記更新ライン毎に二値化、逆投影を繰り返し、それぞれの更新ライン毎に得られる（画像ｂ）。
（ステップ２５）
ステップ２２で保存した逆投影画像（画像ａ）とステップ２４で逆投影した断層像（画像ｂ）との類似性を相関演算で求め、両者の断層像の略同一アドレスが画素“１”であれば連続性があるとし、その連続性がない領域は偽領域として画像（ｂ）から削除する。
また、連続性があるとは、画像間の引き算をして引き算の総和が所定の値より小であることを意味する。その相関値として、二値化画像のときは、双方の画像領域における相対応する画素の画素値がどちらも画素“１”である割合をいうこともある。
なお、本発明において、「相関」、「連続性」には、実データ同士の直接的な相関だけでなく、外挿補間法により求めたデータ（図示省略）との相関も含まれる。
このようにして、断層像構成装置１０では、偽領域が削除された正確な断層像を得ることができる。
（ステップ２６）
偽領域を削除した断層像は保存される。
（ステップ２７）
図１３に示されるコーンビームＸ線源１３１、１３２による２枚のレントゲン画像又は図１４に示されるようなファンビームＸ線源１４１、１４２を平行移動して得られるレントゲン画像について、三次元画像再構成に必要な数の断層像が得られるまで、上述の処理（断層像の再構成と偽領域の削除）を繰り返す。
なお、上述の説明ではＸ方向に走査、一線値上１領域を探しているが、Ｙ方向走査の方が良好に抽出できる場合には次のようにする。まず、図１５のように、図１０上のＸ方向、Ｙ方向についてのランレングス（連続する画素数）の分布を求める。Ｘ方向走査の方が分布のピーク値が低ければ、Ｘ方向走査が正しいことになる。違う場合はＹ方向を選択することになるが、間違ってＸ方向又はＹ方向が選択されたときは、その走査線方向が誤りである旨のエラーメッセージを画面に表示する（図示省略）。
なお、ランレングスの分布にピークが複数ある場合は、被検体の形状や大きさ等を考慮して走査線方向を選択する。
また、図１６のフローチャートに示すように、前記ランレングスの分布から走査線方向を自動的に決定するようにしてもよい。
（ステップ１６１）
図１５に示されるように、Ｘ方向とＹ方向のランレングスの関係を求める。そして、求められたＸ方向ランレングスの平均値はＹ方向ランレングスの平均値より小か否かを比較判定する。この比較判定の対象となるＸ方向ランレングスの平均値はその平均値の所定の定数倍であってもよい。その判定が小であればステップ１６３に進み、前記判定が小でなければステップ１６２に進む。
（ステップ１６２）
走査方向をＹ方向に設定して、二値化及び逆投影処理を行い、ステップ１６４に進む。
（ステップ１６３）
走査方向をＸ方向に設定して、二値化及び逆投影処理を行う。
（ステップ１６４）
ステップ２５で説明した連続性により、１領域を選別する。
（ステップ２８）
ステップ２７で得られたレントゲン画像についてステップ２２乃至ステップ２６の繰り返しが終了したか否かを判断する。
（ステップ２９）
単純な管状の血管などでは上述のような処理を１回行うことで本物の領域を抽出できるが、図７（ｂ）に示すように、一方向（図１０の場合は、下から上へ）の連続性だけでは本物の領域を全て抽出できない場合がある。このような場合は、反対方向（図７（ａ）、７（ｂ）及び７（ｃ）の場合は、上から下へ）の連続性を用いることで抽出できる。そこで、走査位置が処理範囲の端に達したら、走査線設定方向を反転して逆投影と偽領域の削除を繰り返す。
このような処理の繰り返しは所定の回数行うようにしてもよいし、再構成した断層像を表示して操作者に指示入力させるようにしてもよい。
上述のように、走査線設定方向を反転して処理を繰り返すことで、枝分かれした複雑な血管などでも細部まで抽出することができる。例えば、図７（ｂ）に示すように１回の処理（この場合下から上方向）では抽出できない部分でも、図７（ｃ）に示すように処理を繰り返すことで抽出することができる。
（ステップ２Ａ）
上述のように、断層像構成装置１０では、レントゲン画像から断層像を得ることができるが、断層像から三次元画像を構成することで、被検体の形状を容易に把握できるようになる。三次元画像の構成は、サーフェイス法やボリュームレンダリング法などで行うことができる。三次元画像は、例えば、被検体の隣接する断層像を当該被検体の体軸方向に複数枚得て、一つの目的臓器を抽出し、該抽出された目的臓器を仮想的にメモリ上に前記被検体の体軸方向に積み上げて、その積み上げられた目的臓器を投影面に投影して構成される。
また、ステップ２１で説明したように、再構成領域は円形や楕円形で近似しているため、図１７に示されるように、レントゲン画像１７１とレントゲン画像１７２とから三次元画像１７３を構成したとき、その分岐部分の大きさが不連続的に変化し現れる。そこで、断層像構成装置１０では、図１８（ａ）乃至１８（ｆ）に示すような結合処理を行う。
まず、図１８（ａ）に示されるように血管二本の領域１８１、１８２と血管一本の領域１８３に分け、図１８（ｂ）に示されるように領域１８１、１８２、１８３を分離する。そして、領域１８１、１８２、１８３の接続部分の断面像を図１８（ｃ）と図１８（ｄ）に示す。例えば、血管一本（図１８（ａ）の１８３）が血管二本（図１８（ａ）の１８１、１８２）に分岐する場合、血管一本だけが写っている断層像（ｄ）（図１８（ｄ））を修正する。この場合、図１８（ｅ）に示す断層像（ｅ）において、領域１８１の同心円１８４と断層像（ｄ）の１領域の論理積の領域、及び断層像１８２の同心円１８５と断層像（ｄ）の論理積の領域を残し、他は修正する。修正した結果が図１８（ｆ）である。これによって、領域１８１、１８２、１８３が滑らかに結合する。なお、同心円の設定方法の例を図１９に示す。領域１８１と領域１８２間の辺縁部分の最短距離ｄＲは（１）式によって求められる：
ｄＲ＝ＲＯ−ｒｃ１−ｒｃ２                    （１）
ここで、ＲＯは領域１８１と領域１８２の各中心間の距離、ｒｃ１は領域１８１の半径、ｒｃ２は領域１８２の半径である。
このようにして求めたｄＲを用いて、領域１８１に対応する同心円の半径Ｒ１及び領域１８２に対応する同心円の半径Ｒ２は、それぞれ（２）式、（３）式によって求められる：
Ｒ１＝ｒｃ１＋０．５×ｄＲ                    （２）
Ｒ２＝ｒｃ２＋０．５×ｄＲ                    （３）
（ステップ２Ｂ）
断層像や三次元画像は、ＣＲＴ１５に表示される。
次に、三次元画像に合わせて表示するカテーテルやステントなどの応用例について説明する。
図２０では、撮影方向の異なるレントゲン画像（二次元画像）２０１、２０２と、このレントゲン画像を基に構成した三次元画像２０３を並べて表示している。二次元画像２０１、２０２にはカテーテルを重畳されて表示しており、これらの二次元画像２０１、２０２を用いて三次元画像を構成すると、カテーテルの血管内の位置関係が３次元画像２０３に重畳されて、例えば点線のように表示される。
図２１では血管の三次元画像２１１にステント三次元画像２１２を重畳して表示している。ステント３次元画像２１２は、複数種類のステント画像が磁気ディスクに記憶されている。この重畳表示の起動法は、例えば「ステント３Ｄ」という画面に表示されたソフトスイッチ２１３をマウスで制御すると、血管とステントの位置関係が血管三次元画像２１１に重畳して表示される。また、ステント像との重畳の対象は、２次元のレントゲン画像であって、前記三次元画像との重畳画像と同時表示してもよい。これによって、ステントの立体的かつ平面的な形状の把握が可能となる、
本実施形態によれば、ＣＰＵ１１にレントゲン装置１Ｂによって撮影された被検体の複数の異なる角度のレントゲン画像のそれぞれを二値化して複数の二値化画像を作成する二値化画像作成機能と、この二値化画像作成機能によって作成された前記複数の二値化画像の互いに対応する位置に所定方向に順次移動する走査線を設定する走査線設定機能と、この走査線設定機能によって設定された走査線が順次移動する位置における前記複数の二値化画像の画素点を逆投影することにより断層像を構成する断層像構成機能を備えるので、被検体へのＸ線被曝の低減に配慮し、より少ない枚数、つまり２枚のレントゲン画像を用いて被検体の断層像を得ることができる。ここでのレントゲン画像は、平面検出器等を用いて撮影されたデジタル画像や、フィルム画像をデジタル化した画像を含む。また、上記より少ない枚数は、３枚以上のレントゲン画像であってもよい。この場合は、上記Ｘ線被曝の低減の効果は減少するものの、結果として構成される断層像の精度が向上される。また、本実施形態は、二値化画像を作成してから断層像を得るための逆投影処理を行う手順を行っていたが、逆投影処理を行ってから二値化画像を構成する手順でも、求める断層像は構成可能である。
また、本実施形態によれば、前記走査線設定機能は、前記断層像構成機能によって構成された断層像のそれぞれについて、前記走査線の移動の正方向と逆方向における断層像との相関に基づき偽領域を検出する偽領域検出機能と、この偽領域検出機能によって検出された偽領域を削除する。
これにより、走査線の移動方向が正方向の断層像と走査線の移動方向が逆方向の断層像との相関に基づいて偽領域を削除するので、より真正な領域だけを用いた正確な断層像が得られる。前記相関は所定の値に満たない領域を検出すれば、その領域が偽領域であるので、効率的に偽領域を削除することができる。
また、本実施形態によれば、前記走査線設定機能は、前記走査線上で画素値が所定の値をとる領域が１個の位置、及び操作者により指定された位置のいずれかの位置を走査線の初期位置として設定する。
これにより、走査線の初期位置は任意に設定できることになるから、抽出したい領域の近傍に設定すれば、より効率的に断層像を構成のための２値化領域を移動させることができるから、結果として断層像の構成のための演算を高速化できる。
更にまた、本形態によれば、前記設定手段は、前記走査線が所定の位置に達したときは前記走査線方向を反転させて走査線の位置を設定する。このように処理を繰り返すことで、より正確な断層像を得ることができる。
所定の位置としては、レントゲン画像での断層像構成範囲の端を用いることができる。
（第二の実施形態）
上記第一の実施形態では、ライン毎に断層像の再構成と偽領域の削除を行う場合について説明しているが、まず所定の範囲について断層像を構成し、その後断層像同士の相関に基づいて偽領域を削除するようにしてもよい。以下に、この場合の処理について説明する。
図２２に、本実施形態に係る断層像と三次元画像の再構成手順を示す。図２３に、再構成した断層像の相関処理の原理を示す。図２４乃至２８は、図２３中の逆投影像の例である。
（ステップ２２０）
図２３に示すように、レントゲン画像３１は、目的臓器を１、その他の領域を０とする二値化処理が行われる。同様に、レントゲン画像３２は、目的臓器を１、その他の領域を０とする二値化処理が行われる。
（ステップ２２１）
二値化画像は、図２３のように、逆投影処理が行われる。逆投影された領域の形状は、図２３（ａ）のように、投影線に囲まれる多角形でも、図２３（ｂ）のように、円形近似してもよい。この円形近似では、円形近似後に領域拡張法を使って、絞ってもよい。なお、投影結果が１領域の場合、拡張開始点としてもよい。
具体的には、図２４乃至図２８のように、レントゲン画像３１については各投影中心２４１乃至２８１で投影し、レントゲン画像３２については各投影中心２４２乃至２８２で投影する。
（ステップ２２２）
逆投影画像は上記逆投影された結果から再構成され、その再構成された断層像は磁気ディスク等に保存する（画像ａ）。
（ステップ２２３）
断層像の再構成ラインは、ｎ（ｎ＝１，２等）更新される。
（ステップ２２４）
断層像の再構成ラインは全ライン終了しているか否かを判定する。終了していればステップ２２５に進み、終了していなければステップ２２１に戻る。
断層像は、上記更新ライン毎に二値化、逆投影を繰り返し、それぞれの更新ライン毎に得られる。
（ステップ２２５）
ステップ２２１からステップ２２４までを例えば、図２４、図２５、図２６、図２７、図２８まで繰り返した結果、逆投影により生じた領域が一箇所のところを探す。この場合では、図２８の結果が探されることになる。
（ステップ２２６）
ステップ２２５で探した領域が一箇所である図２８の領域２８３から図２７の領域２７３、図２６の領域２６３、図２５の領域２５３、図２４の領域２４３と連続性のある領域を隣接画像について探す。そして、連続性がない領域は偽領域として図２４、図２５、図２６から削除する。また、この削除の際に、逆投影後最後に一定の割合以上相関のある画像は残しても良い。
このようにして、断層像構成装置１０では、偽領域が削除された正確な断層像を得ることができる。
（ステップ２２７）
偽領域を削除した断層像は保存される。
（ステップ２２８）
二値化画像のラインは三次元画像再構成に必要な数の断層像が得られるまで、更新される。
（ステップ２２９）
ステップ２２８のラインの更新は、全ラインが終了したか否かを判定する。全ラインが終了していればステップ２２Ａに進み、全ラインが終了していなければステップ２２６に戻る。
（ステップ２２Ａ）
断層像の構成処理は走査線方向を反転して繰り返す処理が終了したか否かを判定する。繰り返し処理が終了すればステップ２２Ｃに進み、繰り返し処理が終了していなければステップ２２Ｂに進む。
（ステップ２２Ｂ）
断層像の構成処理は走査線方向を反転して行う。この走査線方向の反転とは、二値化画像に対し、例えば最初に画像上部から下部へ走査線を更新した場合、次に画像下部から上部へ走査線を更新する。
（ステップ２２Ｃ）
三次元画像は、ステップ２２７に保存された断層像から構成される
（ステップ２２Ｄ）
断層像や三次元画像は、ＣＲＴ１５に表示される。
本実施形態に示す手順は、第一の実施形態の場合と同様にレントゲン画像から断層像を再構成及び偽領域の削除を行うことができる。
また、本実施形態によれば、図２９に示されるように、３次元画像２９１、３次元画像２９１の投影中心をＸ方向に移動した三次元画像２９２、三次元画像２９２を反転させた三次元画像２９３や、図３０に示されるように、３次元画像２９１をＹ方向に投影中心を移動した三次元画像３０１、三次元画像３０１の投影中心をＸ方向に移動した三次元画像３０２、三次元画像３０２を反転させた三次元画像３０３など、多様な三次元画像を構成することができる。また、枝分かれした複雑な血管などでも細部まで抽出し、断層像や三次元画像を構成することができる。
なお、断層像の再構成に用いるレントゲン画像の枚数の設定や、再構成した断層像の三次元画像への応用は、第一の実施形態と同様に行うことができる。
【産業上の利用可能性】  以上説明したように本発明によれば、レントゲン画像から断層像を再構成することができる。
【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６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【国際調査報告】
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