(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
取得時刻の異なる２つの撮影断層画像間の差分画像を生成するＸ線ＣＴ装置において、
第１の時刻に取得されたスキャノグラム画像中の身体的特徴部の位置と、このスキャノグラム画像中の身体的特徴部の位置を基準として取得された断層画像の撮影位置と、並びにその断層画像と、を記憶する手段と、
この記憶された身体的特徴部の位置と第２の時刻に取得されたスキャノグラム画像の身体的特徴部の位置との差異と、上記記憶された断層画像の撮影位置とに基づき、新しく取得すべき断層画像の撮影位置を設定する位置決め手段と、
この設定された位置で撮影された断層画像と上記記憶された断層画像との差分画像を得る抽出手段と、
を備えるＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
請求項１のＸ線ＣＴ装置において、
前記身体的特徴部が頸椎または腰椎のいずれかであることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
請求項１又は２のＸ線ＣＴ装置において、
上記抽出手段は、画像変形手段を持ち、この変形手段によって、差分画像を得る前に、上記記憶された断層画像もしくは前記設定された位置で撮影されて取得された新しい断層画像のいずれか一方を他方に位置及び又は形状にて合わせるべく座標変換により変形するものとし、この変形後の断層画像と変形を行わないもう一方の断層画像との間で差分画像を得るものとしたＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
請求項３のＸ線ＣＴ装置において、
前記画像変形手段は、前記記憶された断層画像と、前記設定された位置で撮影されて新しく取得された断層画像を二値化する二値化画像生成手段と、各二値化画像を分割する画像分割手段と、この両画像での対応する分割画像毎に両者の変移ベクトルを求める変移ベクトル算出手段と、この変移ベクトルを用いて前記２つの断層画像の少なくともいずれか一方を、他方に一致するように座標変換する画素座標変換手段とを備えることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は時間的に異なる撮影画像を比較して読影を行なうＸ線ＣＴ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、健康診断や人間ドックなどの定期検診では、今回の検診時以前に撮影された撮影画像と、今回の検診時に撮影された撮影画像とを比較して読影を行なう場合がある。これは、例えば肺野において腫瘍などが認められない過去の撮影画像と今検診時の撮影画像とを比較し、今検診時において異常が無いかどうかの判断に用いるためである。このような比較は、今検診時の撮影画像のみで異常を発見するより、過去の正常な撮影画像を比較対象として用いたほうが、より正確に腫瘍などの発生を発見し易くなったり、過去の撮影画像に腫瘍などが認められ、治療を行なった後の今検診時の撮影画像を比較することにより、治療後の回復の度合いを見極めることにも役立つ。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように従来の画像診断方法では、以前の撮影画像と、今検診時の撮影画像を比較することは非常に有用な画像診断方法であるが、複数の撮影画像を比較しながら読影するには、医師の注意深い識別力や観察力が求められ、非常に労力のいる作業となっている。これはフィルムに画像を印刷し読影するにしても、ＣＲＴモニター上で比較するにしても、医師の労力を非常に必要にすることに変わりはない。通常の画像診断では、一つの断層面に対し撮影時１枚の画像を元に診断するが、上述したように過去の撮影画像と今検診時の撮影画像を用いるため、通常の画像診断に比して一つの断層面において２枚以上の画像を観察する必要があり、この読影枚数の増大が医師に非常に労力をかける原因となっている。
【０００４】
本発明の目的は、医師の労力を軽減しながら以前の撮影画像と今検診時の撮影画像を比較することによって信頼性の高い診断を行なうことができるようにしたＸ線ＣＴ装置を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、スキャナーと寝台を有し、上記スキャナーからの出力を再構成画像処理手段によって撮影画像に変換し、この撮影画像と時間的に差のある他の撮影画像とから差分画像を抽出するＸ線ＣＴ装置において、対応する両撮影画像の合致した撮影位置を算出すると共に、この位置情報により上記寝台を移動して撮影位置を合致させする撮影位置算出手段と、撮影位置を補正した後の上記両撮影画像を比較して相違部を抽出する相違部抽出手段を設けたことを特徴とする。
【０００６】
本発明によるＸ線ＣＴ装置は、対応する両撮影画像の合致した撮影位置を算出すると共に、この位置情報により上記寝台を移動して撮影位置を合致させする撮影位置算出手段と、撮影位置を補正した後の両撮影画像を比較して相違部を抽出する相違部抽出手段とを設けたため、これまで検診時に過去の撮影画像と今検診時の撮影画像の複数枚の読影を行なう必要があったが、差分画像のみを読影すれば良いので、労力の大幅な低減を期待することができる。差分画像の信頼性は、撮影位置算出手段を用いることで、断層像の撮影位置および空間的位置が等しくなり、また相違部抽出手段によって差分画面として得られるのは被検者の体内における異常発生部位のみの画像となり、大幅に向上することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
図２は、本発明の一実施の形態によるＸ線ＣＴ装置の概略構成図である。
寝台１上に位置した被検者の断層面を撮影するスキャナーユニット２を画像処理装置３に接続してＸ線ＣＴ装置が構成され、スキャナーユニット２で撮影した人体の投影データは画像処理装置３に送られ、この画像処理装置３で再構成画像処理と呼ばれる演算等を経て断層面のＸ線ＣＴ画像を得るようにしている。
【０００８】
図１は、上述したＸ線ＣＴ装置の要部を示すブロック構成図である。
画像処理装置３には、再構成画像処理手段１５による撮影画像と、記憶手段１６に記憶した同一被検者の過去の撮影画像とを比較して両者の合致した撮影位置を算出する撮影位置算出手段１８が接続されている。この撮影位置算出手段１８は、今回の撮影画像と過去の撮影画像における腰椎および頚椎の少なくともいずれか一方の形状および位置から対応させて時間的に前に撮影された画像の撮影位置を含む情報を算出し、この位置情報により駆動装置１４を作動して寝台１の撮影位置を合致させる。この撮影位置算出手段１８により補正した後の今回の撮影画像と過去の撮影画像とを比較して相違部を抽出する相違部抽出手段１７とを備えている。
【０００９】
このようなＸ線ＣＴ装置は、通常のものと同様に頭痛の自覚症状がある被検者が医療施設で診察を受け、医師が頭部に何等かの疾患の疑がいがある場合、図３に示すように疾患がありそうな部位４をＸ線ＣＴ装置で撮影し、再構成画像処理手段で処理した断層面の画像をモニタ３Ａに映し出しながら診断したり、医療用Ｘ線フイルムに焼付けその読影を行なうことにより脳出血、脳梗塞、脳腫瘍等の診断を行なうことができる。
【００１０】
しかし、健康診断や人間ドックを目的とした検診施設では、被検者が身体の痛み等の自覚症状が無くても、年１回などの健康診断を受けることが多く普及しており、これは癌やその他の疾患の早期発見などに非常に有効な手段とされている。このような検診施設等では、被検者が人間ドックなどの検診を毎年実施していることが多いため、過去のＸ線ＣＴ画像が保管されている場合が非常に多い。そこで、過去の撮影画像と今検診時の撮影画像を比較し、今検診で得られた撮影画像の変化を識別する。例えば、図４に示すようにある被検者の昨年の腹部のある断層面の撮影画像５Ａと、今検診時の撮影画像５Ｂを比較した場合、両画像では腫瘍等の新たな所見は確認できない。一方、図５に示すように別の被検者の昨年の腹部のある断層面の撮影画像６Ａと、今検診時の撮影画像６Ｂを比較した場合、腫瘍７が新たに映し出されている。ここでは、過去の撮影画像５Ａ，６Ａと、今検診時の撮影画像５Ｂ，６Ｂとの差分を取ることによって、この変化を得るようにしている。
【００１１】
しかしながら、図３および図４で示した過去の撮影画像５Ａ，６Ａと、今検診時の撮影画像５Ｂ，６Ｂは必ずしも同一断面の画像とは言いきれない。これは厳密に過去に撮影した撮影条件と今検診時に撮影した撮影条件が異なるからである。ここで述べる撮影条件とは、Ｘ線ＣＴ装置の被検者が載る寝台１の位置等のことである。撮影条件によって撮影断層面がずれれば、図４および図５で説明した比較読影も信頼性は低くなるが、いくらかの断層面の位置ずれは医師自身が認識しているために臨床上の問題はない。しかし、前述した過去の撮影画像５Ａ，６Ａと、今検診時の撮影画像５Ｂ，６Ｂとの差分をとろうとする場合、この断層面のずれを補正しなければならない。
【００１２】
そこで、先ず撮影位置算出手段により撮影位置を合わせる。図６に示すように過去の同一人物の撮影画像８Ａと、今検診時の撮影画像８Ｂとが、撮影においても図中で示すＸ，Ｙ軸方向にずれがなければ、これら２枚の撮影画像８Ａ，８Ｂの差分を取ると、腫瘍の発生など経時的変化がなければ図７に示すようにモニター３Ａは一面零の画像を得ることになる。しかし、過去の撮影画像８Ａには腫瘍などの疾患がなく、今回の撮影画像８Ｂに腫瘍などが撮影されていれば、図８に示すようにモニター３Ａには腫瘍７のみの画像が差分画像として得られることになる。
【００１３】
一方、過去の撮影画像８Ａと、今回の撮影画像８Ｂとが図６に示したＸ，Ｙ軸方向に等しくないとすると、差分画像では過去と現在で経時的変化以外の領域も経時的に変化したものとされて画像化されてしまう。そこで、Ｘ線ＣＴ撮影の際、被検者の頚椎および腰椎などの少なくといずれか一方を基準として撮影位置を記憶しておき、新たな撮影を行なう場合でも、記憶手段１６に記憶させた過去の撮影と同一断面で、かつ図６に示したＸ，Ｙ軸方向のずれも無いように寝台駆動装置１４により寝台１の位置を制御する撮影位置算出手段１８を具備している。
【００１４】
この撮影位置算出手段１８は、Ｘ線ＣＴ撮影を行なう際、成人において形状、大きさおよび位置の変化の少ない頚椎、腰椎を基準として、撮影開始位置、断層像の空間的位置つまり図６に示したＸ，Ｙ軸を厳密に記憶しておく。例えば、図９に示すように側面からのスキャノグラム画像の模式図で得られる腰椎９の位置を用い、線分１０によって撮影開始位置、線分１１によって被検者１２が載る寝台１の高さを記憶しておく。さらには図１０に示す人体正面のスキャノグラム画像の模式図における線分１３によって被検者１２の寝台１の位置を記憶して置く。これらの情報を記憶している撮影位置算出手段１８は、次回の同一被検者１２を撮影する際には、Ｘ線ＣＴ撮影位置および被検者１２の空間的配置位置を厳密に再現することが可能となる。これによって、撮影位置算出手段１８で補正した後の今回の撮影画像８Ｂと、過去の撮影画像８Ａとを相違部抽出手段１７で処理すると、得られた差分画像は、図６に示すような空間的ずれがなく、被検者の経時的に変化した部位のみを得ることが可能となる。
【００１５】
従って、医師にとっては、これまで検診時に過去の撮影画像と今検診時の撮影画像の複数枚の読影を行なう必要があったが、差分画像のみを読影すれば良いので、労力の大幅な低減につながる。差分画像の信頼性は、撮影位置算出手段１８を用いることで、断層像の撮影位置および空間的位置が等しくなり、また相違部抽出手段１７によって差分画面として得られるのは被検者の体内における腫瘍発生などの経時的変化部のみの画像となり、大幅に向上することができる。
【００１６】
差分画像は、モニター３Ａに映し出したり、Ｘ線フィルムとして出力したものを読影するようにしても良い。またモニター３Ａに映し出す場合、医師への警告として、差分画像に現れた腫瘍などの部分を警告色の赤や、白黒以外のその他の色で塗りつぶしたり、差分画像に現れた腫瘍などの周囲を警告色の赤などで囲んで知らせるのも有効である。
【００１７】
ところで、過去の撮影画像と今検診時の撮影画像は、厳密には撮影位置だけでなくその他の要素によっても異なる。例えば、被検者の体型変化、成長、呼吸位相のずれなどによっても異なり、両者の差分画像にはこうした他の要素により余分な模様が生じることが考えられる。そこで、画像処理装置３に位置合わせ処理手段を構成し、この位置合わせ処理手段によってこれらの他の要素を補正して差分画像による異常部位の表示精度をさらに向上するようにした。図１１は、この位置合わせ処理手段を有するＸ線ＣＴ装置の位置合わせ処理手順を示すフローチャートである。
【００１８】
先ず、ステップＳ１で対応画像の選択または作成を行なう。これは図１２に示した過去の撮影画像Ａ１〜Ａｎと今検診時の撮影画像Ｂ１〜Ｂｎの中から同一撮影位置のものを対応づける。これは図１から図１０までに示した方法で行なっても良いし、モニターに映し出したものを見ながら操作者が目視で行なっても良いし、両者の差をとって差のもっとも小さい撮影画像同士で対応づけても良い。続いて、ステップＳ２で画像変形を行なう。これは詳細を後述するが一方の撮影画像を変形させて他方に合わせる。その後、ステップＳ３に示すように差分画像を得るために両撮影画像の引き算を行ない、ステップＳ４で引き算結果を定数倍してモニターに表示する。
【００１９】
図１３は、上述したステップＳ２〜Ｓ４の処理手順の詳細を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ５では血管部位などを抽出して二値化画像を作成する。例えば、図１４に示すように撮影画像中に小領域１９を設定し、この小領域１９内のＣＴ値の平均値を求め、この平均値より大きな値をとる画素の座標平均ｃ２と、平均値より小さな値をとる画素の座標平均ｃ１を設定し、これらの座標平均ｃ１と座標平均ｃ２の差が予め設定した設定値より大きければ抽出して記憶手段に１を格納し、一方、設定値よりも小さけれぱ記憶手段に０を格納する。このようにして図１５に示した過去の撮影座像Ｂ５と今検診時の撮影画像Ａ５をそれぞれ二値化すると、画像Ｂ５ａ，Ａ５ａのようになる。
【００２０】
続いて、ステップＳ６では図１６に示すように画像Ｂ５ａおよび画像Ａ５ａをそれぞれ分割する。このとき画像の分割数は任意でよい。その後のステップＳ７では、対応する分割画像ごとに位置合せ処理をして、一致した状態での変移ベクトルを求める。分割画像を平行移動して分割画像間の差を求め、差が最も小さくなるまで平行移動させたときの移動量が変移ベクトルになる。ここでは今検診時の撮影画像を二値化した画像Ａ５ａの分割画像ａ１〜ａ３において、それぞれ図示したような変移ベクトルＶ１〜Ｖ４を得る。
【００２１】
続いてステップＳ８では、全変移ベクトルＶを用いた画像変換を行なう。これは変移ベクトルＶ１〜Ｖ４とアフイン変換を用いて今検診時の画像Ａ５ａのすべての画素座標を変換する。ここまでの説明から図１に示した画像処理装置３には、対応する過去の撮影画像と今検診時の撮影画像から二値抽出画像を作成して位置合わせ処理を行な位置合わせ処理手段が構成されていることが分かる。その後、図１７に示すようにこの変換画像Ａ５ｘを用いて、ステップＳ９で変換画像Ａ５ｘと過去画像Ｂ５の差をとり差分画像２０を作成し、ステップＳ１０で差分画像２０を定数倍し、あるいは高域強調処理をしてモニター３Ａに表示する。
【００２２】
このように対応する過去の撮影画像と今検診時の撮影画像から二値抽出画像を作成して位置合わせ処理を行なう位置合わせ処理手段を設け、この位置合わせ処理手段による位置合わせ処理後の画像を用いて差分画像を得るようにしたため、被検者の体型変化、成長、呼吸位相のずれなどを補正処理することができ、差分画像に生じる余分な模様を減少させて差分画像による異常部位２１の表示精度を向上することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によるＸ線ＣＴ装置によれば、これまで検診時に過去の撮影画像と今検診時の撮影画像の複数枚の読影を行なう必要があったが、差分画像のみを読影すれば良いので、労力の大幅な低減を期待することができる。差分画像の信頼性は、撮影位置算出手段を用いることで、断層像の撮影位置および空間的位置が等しくなり、また相違部抽出手段によって差分画面として得られるのは被検者の体内における異常発生部位のみの画像となり、大幅に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるＸ線ＣＴ装置の要部を示すブロック構成図である。
【図２】図１に示したＸ線ＣＴ装置の概略構成図である。
【図３】図２に示したＸ線ＣＴ装置の使用状態を示す正面図である。
【図４】図２に示したＸ線ＣＴ装置による撮影画像の比較状態を示す正面図である。
【図５】図２に示したＸ線ＣＴ装置による他の撮影画像の比較状態を示す正面図である。
【図６】図２に示したＸ線ＣＴ装置によるさらに他の撮影画像の比較状態を示す正面図である。
【図７】図１に示したＸ線ＣＴ装置による差分画像を表示したモニターの正面図である。
【図８】図１に示したＸ線ＣＴ装置による他の差分画像を表示したモニターの正面図である。
【図９】スキャノグラム画像で得られた腰椎の側面図である。
【図１０】スキャノグラム画像で得られた腰椎の正面図である。
【図１１】図１に示したＸ線ＣＴ装置による位置合わせ処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】過去の撮影画像と今検診時の撮影画像の平面図である。
【図１３】図１１に示したＸ線ＣＴ装置による位置合わせ処理手順の要部詳細を示すフローチャートである。
【図１４】撮影画像中に小領域を設定した状態を示すモニターの正面図である。
【図１５】過去の撮影画像と今検診時の撮影画像の二値化した画像を比較して示す平面図である。
【図１６】過去の撮影画像と今検診時の撮影画像の変移ベクトルを求めた状態を比較して示す平面図である。
【図１７】過去の撮影画像と今検診時の変移画像から差分画像を求めた状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１  寝台
２  スキャナー
３  画像処理装置
３Ａ  モニター
１７  相違部抽出手段
１８  撮影位置算出手段
【図１】
0004028209.tif 000002
【図２】
0004028209.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004028209.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004028209.tif 000007
【図７】
0004028209.tif 000008
【図８】
0004028209.tif 000009
【図９】
0004028209.tif 000010
【図１０】
0004028209.tif 000011
【図１１】
0004028209.tif 000012
【図１２】
0004028209.tif 000013
【図１３】
0004028209.tif 000014
【図１４】
0004028209.tif 000015
【図１５】
0004028209.tif 000016
【図１６】
0004028209.tif 000017
【図１７】
0004028209.tif 000018