(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
造影剤を注入しないで被検体の体軸方向のスカウト画像（プレーンスカウト画像）を撮影するプレーンスカウト画像撮影手段と、
造影剤を注入して被検体の体軸方向の複数の異なるスライス位置でアキシャル画像（造影アキシャル画像）を撮影する造影アキシャル画像撮影手段と、
前記造影アキシャル画像を基にして演算により前記プレーンスカウト画像に相当する造影スカウト画像を作成する造影スカウト画像作成手段と、
前記プレーンスカウト画像と前記造影スカウト画像の差分をとって差分画像を作成する差分画像作成手段と、
前記差分画像中の前記スライス位置に対応する位置での造影領域の画素値に基づいて造影領域を抽出するための閾値を決定する閾値決定手段と
を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
造影剤を注入しないで被検体の体軸方向の複数の異なるスライス位置でアキシャル画像（プレーンアキシャル画像）を撮影するプレーンアキシャル画像撮影手段と、
造影剤を注入して前記被検体の体軸方向の複数の異なるスライス位置でアキシャル画像（造影アキシャル画像）を撮影する造影アキシャル画像撮影手段と、
前記プレーンアキシャル画像を基にして演算により被検体の体軸方向のスカウト画像（プレーンスカウト画像）を作成するプレーンスカウト画像作成手段と、
前記造影アキシャル画像を基にして演算により前記プレーンスカウト画像に相当する造影スカウト画像を作成する造影スカウト画像作成手段と、
前記プレーンスカウト画像と前記造影スカウト画像の差分をとって差分画像を作成する差分画像作成手段と、
前記差分画像中の前記造影アキシャル画像のスライス位置に対応する位置での造影領域の画素値に基づいて造影領域を抽出するための閾値を決定する閾値決定手段と
を有することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記閾値決定手段により決定した閾値を用いて前記造影アキシャル画像のそれぞれから造影領域を抽出する造影領域抽出手段と、
前記抽出した造影領域のデータを基に３次元データ（造影領域３次元データ）を作成する３次元データ作成手段と
を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の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、閾値決定方法および造影領域３次元データ作成方法に関し、さらに詳しくは、造影領域を抽出する基となる複数の造影アキシャル画像の体軸方向の長さが大きいときでも適切な閾値を容易に決定できる閾値決定方法および当該閾値を用いて造影領域３次元データを作成する造影領域３次元データ作成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＸ線ＣＴ装置で、被検体内の血管を３次元表示する手順について説明する。
（１）図１０に示すように、被検体Ｈの造影対象の血管αに造影剤Ｍを注入した後、息止めした被検体Ｈの体軸方向のスライス位置Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌ６に対応したアキシャル画像（造影アキシャル画像）Ａ１，Ａ２，…，Ａ６を連続して撮影する。
（２）造影アキシャル画像Ａ１，Ａ２，…，Ａ６における血管αのＣＴ値（CT１'，CT2'，CT3u'，CT3d'，…，CT6u'，CT6d'）に基づいて、造影領域を抽出するための１つの閾値Ｔｈを決定する。
（３）造影アキシャル画像Ａ１，Ａ２，…，Ａ６から、前記閾値Ｔｈに基づいて造影領域を抽出し、抽出した造影領域のデータを基に３次元データ（造影領域３次元データ）を作成する。
（４）図１１に示すように、作成した３次元データに基づいて、画面上に、血管αに相当する造影領域３次元画像Ｉを表示する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
旧式のＸ線ＣＴ装置では、スキャン速度が遅いので、１回の息止めで撮影できる体軸方向の長さＤ’（図１０参照）はせいぜい２０ｃｍ程度であった。この程度の長さＤ’では、血管αの全域で造影剤Ｍの濃度をほぼ均一と見なすことができ、１つの閾値Ｔｈでも造影領域の抽出を支障なく行えた。
【０００４】
これに対し、最近のＸ線ＣＴ装置では、多層型検出器の採用等によりスキャン速度が高速化されているので、１回の息止めで撮影できる体軸方向の長さＤ’が、例えば４０ｃｍ以上に増大してきている。ところが、このように長さＤ’が増大すると、血管αの区間によって造影剤Ｍの濃度が著しく異なる（例えば最上流側と最下流端とで異なる）ため、１つの閾値Ｔｈでは、本来の造影領域を正しく抽出できない問題点がある。すなわち、血管αの最小ＣＴ値に合わせて閾値Ｔｈを設定すると、閾値Ｔｈが過小となって、臓器などの非造影対象が誤って抽出されてしまう。また、血管αの最大ＣＴ値に合わせて閾値Ｔｈを設定すると、ＣＴ値の小さい血管αの区間を正しく抽出できなくなってしまう。
【０００５】
なお、上記問題点を解消するため、操作者が、造影アキシャル画像Ａ１，Ａ２，…，Ａ６ごとに血管αのＣＴ値を把握して、造影アキシャル画像ごとに閾値を個別に手動設定することも考えられるが、手間と時間がかかる問題点がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、造影領域を抽出する基となる複数の造影アキシャル画像の体軸方向の長さが大きいときでも適切な閾値を容易に決定できる閾値決定方法および当該閾値を用いて造影領域３次元データを作成する造影領域３次元データ作成方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、造影剤を注入しないで被検体の体軸方向のスカウト画像（プレーンスカウト画像）を撮影するプレーンスカウト画像撮影過程と、造影剤を注入して被検体の体軸方向の複数の異なるスライス位置でアキシャル画像（造影アキシャル画像）を撮影する造影アキシャル画像撮影過程と、前記造影アキシャル画像を基にして演算により前記プレーンスカウト画像に相当する造影スカウト画像を作成する造影スカウト画像作成過程と、前記プレーンスカウト画像と前記造影スカウト画像の差分をとって差分画像を作成する差分画像作成過程と、前記差分画像中の前記スライス位置に対応する位置での造影領域の画素値に基づいて造影領域を抽出するための閾値を決定する閾値決定過程とを有することを特徴とする閾値決定方法を提供する。
上記第１の観点による閾値決定方法では、造影剤を注入しないで被検体の体軸方向のスカウト（scout）画像を撮影することで、プレーンスカウト（plain scout）画像を得る。また、造影剤を注入して各スライス位置のアキシャル（axial）画像を撮影して造影アキシャル画像を得て、それらの造影アキシャル画像を基にしてプレーンスカウト画像に相当する造影スカウト画像を作成する。
プレーンスカウト画像の画素値と，造影スカウト画像の画素値は、造影剤の存在する領域すなわち造影領域のみで実質的に異なり、造影領域以外の領域で同等と見なせる。したがって、差分画像として、スカウト画像内の造影領域のみが描出される。
この結果、差分画像中の前記スライス位置に対応する位置での造影領域の画素値に基づいて造影領域を抽出するための閾値を決定することで、造影領域の区間によって造影剤の濃度が著しく異なる場合でも、適切な閾値をきめ細かく決定することが出来る。
【０００８】
第２の観点では、本発明は、造影剤を注入しないで被検体の体軸方向の複数の異なるスライス位置でアキシャル画像（プレーンアキシャル画像）を撮影するプレーンアキシャル画像撮影過程と、造影剤を注入して前記被検体の体軸方向の複数の異なるスライス位置でアキシャル画像（造影アキシャル画像）を撮影する造影アキシャル画像撮影過程と、前記プレーンアキシャル画像を基にして演算により被検体の体軸方向のスカウト画像（プレーンスカウト画像）を作成するプレーンスカウト画像作成過程と、前記造影アキシャル画像を基にして演算により前記プレーンスカウト画像に相当する造影スカウト画像を作成する造影スカウト画像作成過程と、前記プレーンスカウト画像と前記造影スカウト画像の差分をとって差分画像を作成する差分画像作成過程と、前記差分画像中の前記造影アキシャル画像のスライス位置に対応する位置での造影領域の画素値に基づいて造影領域を抽出するための閾値を決定する閾値決定過程とを有することを特徴とする閾値決定方法を提供する。
上記第２の観点による閾値決定方法では、造影剤を注入しないで被検体の体軸方向の各スライス位置でアキシャル画像を撮影することでプレーンスアキシャル画像を得て、それらのプレーンスアキシャル画像を基にしてプレーンスカウト画像を得る。また、造影剤を注入して各スライス位置のアキシャル画像を撮影して造影アキシャル画像を得て、それらの造影アキシャル画像を基にしてプレーンスカウト画像に相当する造影スカウト画像を作成する。
プレーンスカウト画像の画素値と，造影スカウト画像の画素値は、造影剤の存在する領域すなわち造影領域のみで実質的に異なり、造影領域以外の領域で同等と見なせる。したがって、差分画像として、スカウト画像内の造影領域のみが描出される。なお、プレーンスカウト画像と，造影スカウト画像のいずれもが、画質の高いアキシャル画像を基にして作成されているので、造影領域を正確に抽出することが出来る。
この結果、差分画像中の前記スライス位置に対応する位置での造影領域の画素値に基づいて造影領域を抽出するための閾値を決定することで、造影領域の区間によって造影剤の濃度が著しく異なる場合でも、適切な閾値をきめ細かく決定することが出来る。
【０００９】
第３の観点では、本発明は、上記構成の閾値決定方法により決定した閾値を用いて前記造影アキシャル画像のそれぞれから造影領域を抽出する造影領域抽出過程と、前記抽出した造影領域のデータを基に３次元データ（造影領域３次元データ）を作成する３次元データ作成過程とを有することを特徴とする造影領域３次元データ作成方法を提供する。
上記第３の観点による造影領域３次元データ作成方法では、上記閾値決定方法により決定した閾値を用いて、造影アキシャル画像のそれぞれから造影領域を過不足なく抽出することが可能となり、精度の高い造影領域３次元データを作成することが出来る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
−第１の実施形態−
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる造影領域３次元データ作成方法を実施する高速スキャン型のＸ線ＣＴ装置１００を示すブロック図である。
このＸ線ＣＴ装置１００は、操作コンソール１と、撮影テーブル１０と、走査ガントリ２０とを具備している。
前記操作コンソール１は、操作者の指示や情報などを受け付ける入力装置２と、スキャン処理や補間処理や画像再構成処理やレイサム（ray-summation）演算処理などを実行する中央処理装置３と、制御信号などを撮影テーブル１０や走査ガントリ２０へ出力する制御インタフェース４と、走査ガントリ２０で取得したデータを収集するデータ収集バッファ５と、画像などを表示するＣＲＴ６と、各種のデータやプログラムを記憶する記憶装置７とを具備している。
前記撮影テーブル１０は、被検体を乗せて体軸方向に移動させる。
前記走査ガントリ２０は、ファンビーム方式のＸ線管２１，コリメータ２２および検出器２３と、被検体の体軸の回りにＸ線管２１や検出器２３などを回転させる回転コントローラ２４と、Ｘ線照射のタイミングや強度を調整するＸ線コントローラ２５と、データ収集部２６とを具備している。
【００１１】
図２は、このＸ線ＣＴ装置１００による造影領域３次元データ作成処理を示すフロー図である。
ステップＳＴ１では、造影剤を注入しないで被検体の体軸方向のスカウト画像（プレーンスカウト画像）を撮影する。一般に、前記スカウト画像は、コロナル（coronal）画像またはサジタル（sagital）画像である。すなわち、図３に示すように、Ｘ線管２１および検出器２３を回転させずに被検体Ｈの体軸方向に長さＤだけ直線的に相対移動させ、被検体Ｈを透過したファンビームＢのＸ線強度を検出器２３の各チャネルで検出し、当該検出強度に対応した画素値をスカウト画像平面Ｆ上に投影した如きスカウト画像を作成する。前記長さＤは、造影領域の区間に相当する長さであり、例えば４０ｃｍ程度である。図４に、プレーンスカウト画像ＰＳを例示する。造影剤を注入しない状態では、プレーンスカウト画像ＰＳ内に血管αは現れない。
【００１２】
ステップＳＴ２では、図５に示すように、被検体Ｈの血管αに造影剤Ｍを注入した後、息止めした被検体Ｈの体軸方向のスライス位置Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌ６に対応したアキシャル画像（造影アキシャル画像）Ａ１，Ａ２，…，Ａ６を連続して撮影する。図示の都合上、スライス数を“６”としたが、スライス数は任意である。
ステップＳＴ３では、造影アキシャル画像Ａ１，Ａ２，…，Ａ６を基にして、演算により前記プレーンスカウト画像ＰＳに相当する造影スカウト画像を作成する。すなわち、図６に示すように、造影アキシャル画像Ａ１，Ａ２，…，Ａ６の各スライス面内で、ファンビームＢに相当する投影線Ｂ’を前記スカウト画像平面Ｆ上に投影したときの各投影線上にある画素に対応するＣＴ値を積算するレイサム演算処理を行い、その結果を新たな画素値とした如きレイサム画像を造影スカウト画像ＲＳとする。図７に、前記造影スカウト画像ＲＳを例示する。血管αに相当する造影領域α’の画素値は、造影剤Ｍの濃度を反映して変化する。
【００１３】
ステップＳＴ４では、プレーンスカウト画像ＰＳと造影スカウト画像ＲＳの差分をとって、差分画像を作成する。図８に、差分画像ＤＳを例示する。プレーンスカウト画像ＰＳの画素値と，造影スカウト画像ＲＳの画素値は、造影領域α’のみで実質的に異なり、造影領域α’以外の領域で同等と見なせる。したがって、臓器や骨格などの領域の画素値が相殺され、造影領域α’のみが描出される。ステップＳＴ５では、差分画像ＤＳ中のスライス位置Ｌ１，Ｌ２，…，Ｌ６に対応する位置での造影領域α’のＣＴ値に基づいて造影領域を抽出するための閾値を決定する。すなわち、図８に示すように、スライス位置Ｌ１に対応する位置でのＣＴ値CT1に基づいて閾値Ｔｈ１を決定し、スライス位置Ｌ２に対応するＣＴ値CT2に基づいて閾値Ｔｈ２を決定し、スライス位置Ｌ３に対応するＣＴ値CT3u，CT3dに基づいて閾値Ｔｈ３を決定し、スライス位置Ｌ４に対応するＣＴ値CT4u，CT4dに基づいて閾値Ｔｈ４を決定し、スライス位置Ｌ５に対応するＣＴ値CT5u，CT5dに基づいて閾値Ｔｈ５を決定し、スライス位置Ｌ６に対応するＣＴ値CT6u，CT6dに基づいて閾値Ｔｈ６を決定する。
【００１４】
ステップＳＴ６では、上記ステップＳＴ５で決定した閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２，…，Ｔｈ６を用いて造影アキシャル画像Ａ１，Ａ２，…，Ａ６のそれぞれから造影領域を抽出し、抽出した造影領域のデータを基に３次元データ（造影領域３次元データ）を作成する。その後、作成した造影領域３次元データに基づいて、画面上に、血管αに相当する造影領域３次元画像（図１１のＩに相当）を表示する。
【００１５】
以上のＸ線ＣＴ装置１００によれば、造影領域α’内で造影剤Ｍが不均一に分布した場合でも、スライス位置ごとに適切な閾値Ｔｈ１，Ｔｈ２，…，Ｔｈ６を自動決定することが出来る。
【００１６】
−第２の実施形態−
図９は、本発明の第２の実施形態にかかる造影領域３次元データ作成処理を示すフロー図である。
ステップＵ１では、造影剤を注入しないで被検体の体軸方向の複数の異なるスライス位置でアキシャル画像（プレーンアキシャル画像）を撮影する。
ステップＳＴ２では、造影剤を注入して被検体の体軸方向の複数の異なるスライス位置でアキシャル画像（造影アキシャル画像）を撮影する。
ステップＵ２では、前記プレーンアキシャル画像を基にして演算により被検体の体軸方向のスカウト画像（プレーンスカウト画像）を作成する。この作成は、先に図６を参照して説明したように、レイサム演算処理により行う（プレーンアキシャル画像を基にする点は、上記第１の実施形態と異なる）。
ステップＳＴ３では、造影アキシャル画像を基にして演算により前記プレーンスカウト画像に相当する造影スカウト画像を作成する。
ステップＳＴ４では、プレーンスカウト画像と造影スカウト画像の差分をとって、差分画像を作成する。
ステップＳＴ５では、差分画像中の前記造影アキシャル画像のスライス位置に対応する位置での造影領域の画素値に基づいて造影領域を抽出するための閾値を決定する。
ステップＳＴ６では、造影アキシャル画像のそれぞれから造影領域を抽出し、抽出した造影領域のデータを基に３次元データ（造影領域３次元データ）を作成する。
以上の造影領域３次元データ作成処理によれば、画質の高いプレーンアキシャル画像を基にしてプレーンスカウト画像を作成するので、差分画像内に造影領域（図８のα’に相当）をいっそう正確に描出でき、造影領域３次元データの精度をいっそう高めることが出来る。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の閾値決定方法によれば、造影剤を被検体に注入しない状態で得られたプレーンスカウト画像（またはプレーンアキシャル画像を基にして作成されたプレーンスカウト画像）と、造影剤を被検体に注入した状態で得られた造影アキシャル画像を基にして作成された造影スカウト画像との差分画像を作成し、当該差分画像中の前記造影アキシャル画像のスライス位置に対応する位置での造影領域の画素値に基づいて造影領域を抽出するための閾値を決定するので、造影領域内で造影剤が不均一に分布した場合でも、スライス位置ごとに適切な閾値を自動決定することが出来る。
また、本発明の造影領域３次元データ作成方法によれば、上記閾値決定方法により決定した閾値を用いて、各造影アキシャル画像から本来の造影領域を好適に抽出でき、高画質の３次元画像を表示し得る造影領域３次元データを作成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるＸ線ＣＴ装置を示すブロック図である。
【図２】図１のＸ線ＣＴ装置による造影領域３次元データ作成処理を示すフロー図である。
【図３】プレーンスカウト画像を撮影する状態を示す説明図である。
【図４】プレーンスカウト画像の例示図である。
【図５】造影アキシャル画像を撮影する状態を示す説明図である。
【図６】造影アキシャル画像を基にしてレイサム演算処理により造影スカウト画像を作成する状態を示す説明図である。
【図７】造影スカウト画像の例示図である。
【図８】差分画像の例示図である。
【図９】本発明の第２の実施形態にかかる造影領域３次元データ作成処理を示すフロー図である。
【図１０】従来のＸ線ＣＴ装置で造影アキシャル画像を撮影する状態を示す説明図である。
【図１１】造影領域３次元画像の例示図である。
【符号の説明】
１００                      Ｘ線ＣＴ装置
１                          操作コンソール
２                          入力装置
３                          中央処理装置
４                          制御インタフェース
１０                        テーブル装置
２０                        走査ガントリ
２１                        Ｘ線管
２３                        検出器
Ａ１，Ａ２，…，Ａ６        造影アキシャル画像
ＤＳ                        差分画像
Ｈ                          被検体
Ｌ１，Ｌ２，…、Ｌ６        スライス位置
Ｍ                          造影剤
ＲＳ                        造影スカウト画像
Ｔｈ１，Ｔｈ２，…，Ｔｈ６  閾値
α                          血管
α’                        造影領域
【図１】
0004350206.tif 000002
【図２】
0004350206.tif 000003
【図３】
0004350206.tif 000004
【図４】
0004350206.tif 000005
【図５】
0004350206.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004350206.tif 000008
【図８】
0004350206.tif 000009
【図９】
0004350206.tif 000010
【図１０】
0004350206.tif 000011
【図１１】
0004350206.tif 000012