(57)【要約】【課題】Ｓ／Ｎの良い物質分別画像を撮影するＸ線ＣＴ装置を実現する。【解決手段】エネルギーの異なる２種類のＸ線を利用するＸ線ＣＴ装置で撮影された２種類の画像から物質分別画像を画像再構成するに当たり、前記２種類の画像にまたがる２種類の画素値の組合せを同一の画素位置ごとに求め(551)、前記画素値の組合せの特性値に基づいて画素を分類し(552-554)、前記画素の分類に対応して前記２種類の画像の少なくとも一方における画素を分別する(555)。前記特性値は、前記２種類の画素値の比として求められ、そのヒストグラムから画素分類の基準が求められる。あるいは、前記２種類の画素値に対応する２つの座標軸を有する２次元空間上で、画素分類の基準を設定することができる。【選択図】図６
2009178493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギーの異なる２種類のＸ線を利用して２種類の画像を撮影し、これら２種類の画像から物質分別画像を画像再構成するＸ線ＣＴ装置であって、
前記２種類の画像にまたがる２種類の画素値の組合せを同一の画素位置ごとに求める手段と、
前記画素値の組合せの特性値を所定の基準により分類することにより、前記特性値に基づいて画素を分類する手段と、
前記画素の分類に対応して前記２種類の画像の少なくとも一方における画素を分別する手段
を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項２】
前記特性値は、前記２種類の画素値の比である
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
前記画素の分類は、前記画素値の組合せの特性値のヒストグラム上で設定された基準に基づき行われる
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。
【請求項４】
前記特性値は、前記２種類の画素値に対応する２つの座標軸を有する２次元空間において示され、
前記画素の分類は、前記２次元空間上で示された基準に基づき行われる
ことを特徴とする請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
前記画素の分別を、カラーオーバーレイ、グラデーション付与、オパシティ付与および切り出しのうちの少なくとも１つによって行う
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
前記カラーオーバーレイ、グラデーション付与、オパシティ付与および切り出しは、相互に切り替え可能である
ことを特徴とする請求項５に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
前記画素の分類は、修正可能である
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
前記分類の修正は、画像空間における前記分類された画素の集まりの形状特徴量に応じて前記特性値の分類の適否を判定し、当該判定結果に基づき修正することにより行われる
ことを特徴とする請求項７に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
前記修正は、前記分類に用いられる基準を調整することにより行われる
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
前記画像は、断層像または断層像をｚ方向に並べた３Ｄ画像である
ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置。
【請求項１１】
前記形状特徴量は、セグメント数（領域番号数）、球形度、体積、表面積、平均・最大・最小画素値、平均・最大・最小標準偏差値、３次元フェレ径、外接直方体体積率、オイラー数、１次・２次モーメントおよび近似楕球径のうちの少なくとも１つである
ことを特徴とする請求項８に記載のＸ線ＣＴ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置に関し、特に、エネルギー(energy)の異なる２種類のＸ線を利用して２種類の画像を撮影し、これら２種類の画像から物質分別画像を画像再構成するＸ線ＣＴ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線ＣＴ装置で、物質分別画像すなわちＭＤ(material decomposition)画像を撮影するときは、エネルギーの異なる少なくとも２種類のＸ線が用いられる。エネルギーの異なる２種類のＸ線によるスキャン(scan)はデュアルエネルギースキャン(dual energy scan)とも呼ばれる。
【０００３】
Ｘ線吸収係数のエネルギー依存特性により、低エネルギーＸ線で得られたＸ線投影データ(data)または断層像の画素値と高エネルギーＸ線で得られたＸ線投影データまたは断層像の画素値は値が異なり、かつ、それらデータの比が物質によって異なる。物質分別画像の撮影には、Ｘ線吸収係数のこのような特性が利用される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−６５９７５号公報（段落番号００１９−００２３、図３，４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、造影剤として被検体に注入されたヨード(I)を主成分とする造影剤の物質分別画像を撮影するときは、Ｘ線管の管電圧を例えば８０ｋＶおよび１４０ｋＶとした２種類のＸ線で２つの画像をそれぞれ撮影し、両画像に共通に含まれるカルシウム(Ca)の像を消去するようにしている。カルシウムの消去は、８０ｋＶ画像から１４０ｋＶ画像を加重減算することによって行われる。荷重（重み）ｗとしては、８０ｋＶと１４０ｋＶにおけるカルシウムのＣＴ値の比(CT80/CT140)が用いられる。また、減算結果は１／（ｗ−１）で正規化しても良い。
【０００５】
カルシウムのＣＴ値比は１．４ないし１．５で与えられ、ヨードのＣＴ値比は１．６ないし２．０で与えられる。カルシウムのＣＴ値比（例えば１．４５）は、ヨードのＣＴ値比（例えば１．９）よりも１に近いので、正規化後の物質分別画像はＳ／Ｎ(signal-to-noise ratio)が悪いものとなる。また、ヨードを白く際立たせるための画像処理を行うと、マイナス(minus)のＣＴ値を持つエリア(area)が白くなってヨードの識別が困難となる。ヨードとカルシウムに限らず、他の物質の分別画像の撮影においても同様な問題が生じる。
【０００６】
そこで本発明の目的は、Ｓ／Ｎの良い物質分別画像を撮影するＸ線ＣＴ装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
課題を解決するための手段としての本発明は、第１の観点では、エネルギーの異なる２種類のＸ線を利用して２種類の画像を撮影し、これら２種類の画像から物質分別画像を画像再構成するＸ線ＣＴ装置であって、前記２種類の画像にまたがる２種類の画素値の組合せを同一の画素位置ごとに求める手段と、前記画素値の組合せの特性値を所定の基準により分類することにより、前記特性値に基づいて画素を分類する手段と、前記画素の分類に対応して前記２種類の画像の少なくとも一方における画素を分別する手段を具備することを特徴とするＸ線ＣＴ装置である。
【０００８】
課題を解決するための手段としての本発明は、第２の観点では、前記特性値は、前記２種類の画素値の比であることを特徴とする第１の観点に記載のＸ線ＣＴ装置である。
課題を解決するための手段としての本発明は、第３の観点では、前記画素の分類は、前記画素値の組合せの特性値のヒストグラム上で設定された基準に基づき行われることを特徴とする第１の観点または第２の観点に記載のＸ線ＣＴ装置である。
【０００９】
課題を解決するための手段としての本発明は、第４の観点では、前記特性値は、前記２種類の画素値に対応する２つの座標軸を有する２次元空間において示され、前記画素の分類は、前記２次元空間上で示された基準に基づき行われることを特徴とする第１の観点に記載のＸ線ＣＴ装置である。
【００１０】
課題を解決するための手段としての本発明は、第５の観点では、前記画素の分別を、カラーオーバーレイ、グラデーション付与、オパシティ付与および切り出しのうちの少なくとも１つによって行うことを特徴とする第１の観点ないし第４の観点のうちのいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置である。
【００１１】
課題を解決するための手段としての本発明は、第６の観点では、前記カラーオーバーレイ、グラデーション付与、オパシティ付与および切り出しは、相互に切り替え可能である
ことを特徴とする第５の観点に記載のＸ線ＣＴ装置である。
【００１２】
課題を解決するための手段としての本発明は、第７の観点では、前記画素の分類は、修正可能であることを特徴とする第３の観点または第４の観点に記載のＸ線ＣＴ装置である。
【００１３】
課題を解決するための手段としての本発明は、第８の観点では、前記分類の修正は、画像空間における前記分類された画素の集まりの形状特徴量に応じて前記特性値の分類の適否を判定し、当該判定結果に基づき修正することにより行われることを特徴とする第７の観点に記載のＸ線ＣＴ装置である。
【００１４】
課題を解決するための手段としての本発明は、第９の観点では、前記修正は、前記分類に用いられる基準を調整することにより行われることを特徴とする第７の観点または第８の観点に記載のＸ線ＣＴ装置である。
【００１５】
課題を解決するための手段としての本発明は、第１０の観点では、前記画像は、断層像または断層像をｚ方向に並べた３Ｄ画像であることを特徴とする第１の観点ないし第９の観点のうちのいずれか１つに記載のＸ線ＣＴ装置である。
【００１６】
課題を解決するための手段としての本発明は、第１１の観点では、前記形状特徴量は、セグメント数（領域番号数）、球形度、体積、表面積、平均・最大・最小画素値、平均・最大・最小標準偏差値、３次元フェレ径、外接直方体体積率、オイラー数、１次・２次モーメントおよび近似楕球径のうちの少なくとも１つであることを特徴とする第８の観点に記載のＸ線ＣＴ装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、エネルギーの異なる２種類のＸ線を利用して２種類の画像を撮影し、これら２種類の画像から物質分別画像を画像再構成するＸ線ＣＴ装置は、前記２種類の画像にまたがる２種類の画素値の組合せを同一の画素位置ごとに求める手段と、前記画素値の組合せの特性値を所定の基準により分類することにより、前記特性値に基づいて画素を分類する手段と、前記画素の分類に対応して前記２種類の画像の少なくとも一方における画素を分別する手段を具備するので、Ｓ／Ｎの良い物質分別画像を撮影するＸ線ＣＴ装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図１にＸ線ＣＴ装置の模式的構成を示す。本装置は発明を実施するための最良の形態の一例である。本装置の構成によって、Ｘ線ＣＴ装置に関する発明を実施するための最良の形態の一例が示される。
【００１９】
本装置は、ガントリ(gantry)１００、テーブル(table)２００およびオペレータコンソール(operator console)３００を有する。ガントリ１００は、テーブル２００によって搬入される被検体１０を、Ｘ線照射・検出装置１１０でスキャンして複数ビュー(view)の投影データを収集し、オペレータコンソール３００に入力する。被検体１０には、造影剤が予め注入されている。造影剤は、主にヨードが主成分の造影剤が用いられる。
【００２０】
オペレータコンソール３００は、ガントリ１００から入力された投影データに基づいて画像再構成を行い、再構成画像から物質分別画像を作成し、物質分別画像をディスプレイ(display)３０２に表示する。画像再構成および物質分別画像作成は、オペレータ３００内の専用のコンピュータ(computer)によって行われる。以下、物質分別画像をＭＤ画像という。また、ＭＤ画像の撮影をＭＤ撮影ともいう。
【００２１】
オペレータコンソール３００は、また、ガントリ１００とテーブル２００の動作を制御する。制御はオペレータ３００内の専用のコンピュータによって行われる。オペレータコンソール３００による制御の下で、ガントリ１００は所定のスキャン条件でスキャンを行い、テーブル２００は所定の部位がスキャンされるように、被検体１０の位置決めを行う。位置決めは、内蔵する位置調節機構により、天板２０２の高さおよび天板上のクレードル(cradle)２０４の水平移動距離を調節することによって行われる。
【００２２】
クレードル２０４を停止させた状態で被検体をスキャンすることにより、アキシャルスキャン(axial scan)を行うことができる。アキシャルスキャンを所定時間にわたって継続的に行うことにより、シネスキャンを行うことができる。
【００２３】
クレードル２０４を連続的に移動させながら複数回のスキャンを連続的に行うことにより、ヘリカルスキャン(helical scan)を行うことができる。ヘリカルスキャン中にクレードル２０４の連続移動を往復的に行い、Ｘ線データ収集とともにクレードルのｚ方向座標位置情報も収集して画像再構成処理することで、往復的なヘリカルスキャンすなわちヘリカルシャトルスキャン(helical shuttle scan)を行うことができる。
【００２４】
天板２０２の高さ調節は、支柱２０６をベース(base)２０８への取付部を中心としてスイング(swing)させることによって行われる。支柱２０６のスイングによって、天板２０２は垂直方向および水平方向に変位する。クレードル２０４は天板２０２上で水平方向に移動して天板２０２の水平方向の変位を相殺する。スキャン条件によっては、ガントリ１００をチルト(tilt)させた状態でスキャンが行われる。ガントリ１００のチルトは、内蔵のチルト機構によって行われる。
【００２５】
なお、テーブル２００は、図２に示すように、天板２０２がベース２０８に対して垂直に昇降する方式のものであってよい。天板２０２の昇降は内蔵の昇降機構によって行われる。このテーブル２００においては、昇降に伴う天板２０２の水平移動は生じない。
【００２６】
図３に、Ｘ線照射・検出装置１１０の構成を模式的に示す。Ｘ線照射・検出装置１１０は、Ｘ線管１３０の焦点１３２から放射されたＸ線１３４をＸ線検出器１５０で検出するようになっている。
【００２７】
Ｘ線１３４は、図示しないコリメータ(collimator))機構で成形されて、コーンビーム(cone beam)のＸ線となる。Ｘ線検出器１５０は、Ｘ線の広がりに対応して２次元的に広がるＸ線検出器受光面１５２を有する。Ｘ線検出器受光面１５２は円筒の一部を構成するように湾曲している。円筒の中心軸は焦点１３２を通る。
【００２８】
Ｘ線照射・検出装置１１０は、撮影中心すなわちアイソセンタ(isocenter)Ｏを通る中心軸の周りを回転する。中心軸は、Ｘ線検出器１５０が形成する部分円筒の中心軸に平行である。
【００２９】
回転の中心軸の方向をｚ方向とし、アイソセンタＯと焦点１３２を結ぶ方向をｙ方向とし、ｚ方向およびｙ方向に垂直な方向をｘ方向とする。これらｘ，ｙ，ｚ軸はｚ軸を中心軸とする回転座標系の３軸となる。
【００３０】
図４に、Ｘ線検出器１５０のＸ線検出器受光面１５２の平面図を模式的に示す。Ｘ線検出器受光面１５２は検出器素子１５４がｘ方向とｚ方向に２次元的に配置されたものとなっている。すなわち、Ｘ線検出器受光面１５２には検出器素子１５４が２次元に配列される。
【００３１】
個々の検出器素子１５４はＸ線検出器１５０の検出チャンネル(channel)を構成する。これによって、Ｘ線検出器１５０は多チャンネルＸ線検出器となる。検出器素子１５４は、例えばシンチレータ(scintillator)とフォトダイオード(photo diode)の組合せによって構成される。
【００３２】
図５に、ＭＤ撮影時の本装置の動作のフロー(flow)図を示す。ＭＤ撮影は、オペレータコンソール３００による制御の下で遂行される。図５に示すように、ステップ(step)５０１でスキャン位置を設定する。スキャン位置の設定は、オペレータにより、オペレータコンソール３００を通じて行われる。これによって、例えば、腹部についてのスキャン位置が設定される。なお、スキャン位置は腹部に限らず、頭部や腹部等所望の部位について設定することができる。
【００３３】
ステップ５０２で、スキャンプロトコル(scan protocol)を設定する。スキャンプロトコルの設定は、オペレータにより、オペレータコンソール３００を通じて行われる。これによって、Ｘ線管の管電圧と管電流、スキャン速度と継続時間、画像再構成条件、ＭＤ画像作成条件等、所要の撮影条件が設定される。
【００３４】
管電圧としては、例えば、８０ｋＶと１４０ｋＶの２種類の電圧が設定される。これによって、デュアルエネルギースキャン用の２種類のＸ線のエネルギーがそれぞれ設定される。
【００３５】
なお、２種類の管電圧は、８０ｋＶと１４０ｋＶに限らず、適宜の電圧の組み合わせとして良い。以下、８０ｋＶと１４０ｋＶの例で説明するが、他の組合せの場合も同様である。
【００３６】
ステップ５０３で、デュアルエネルギースキャンを行う。デュアルエネルギースキャンは、例えば、管電圧を８０ｋＶと１４０ｋＶに交互に切換えることによって行われる。管電圧の切換は、１ビューごとあるいは数ビューごとあるいは１スキャンごとに行われる。
【００３７】
１スキャンは、フルスキャン(full scan)またはハーフスキャン(half scan)によって行われる。フルスキャンは、Ｘ線照射・検出装置１１０の３６０度回転によって行われる。ハーフスキャンは、Ｘ線照射・検出装置１１０の１８０＋γ度回転によって行われる。なお、γはＸ線ビーム１３４のｘｙ面内での開き角度である。さらに、３６０度または１８０度を整数値で割ってセグメントスキャン(segment scan)単位としても良い。
【００３８】
デュアルエネルギースキャンは、Ｘ線照射・検出装置１１０を２系統設け、一方の系統の管電圧を８０ｋＶとし他方の系統の管電圧を１４０ｋＶとして、Ｘ線の同時照射により行うようにしても良い。その場合、Ｘ線の照射方向は、２系統間で例えば９０度異ならせる。
【００３９】
デュアルエネルギースキャンにより、エネルギーの異なる２種類のＸ線に対応する２種類のデータが得られる。２種類のデータの一方は、最大エネルギーが８０ｋｅＶのＸ線によって取得されたデータであり、他方は最大エネルギーが１４０ｋｅＶのＸ線によって取得されたデータである。
【００４０】
ステップ５０４で、画像再構成を行う。画像再構成は、オペレータコンソール３００により、２種類のデータの一方と他方に基づいてそれぞれ行われる。これによって、２種類の画像が得られる。２種類の画像は、いずれも、断層像または３Ｄ(3-dimensional)画像として得られる。
【００４１】
２種類の画像のうち、一方の画像における画素値は、最大エネルギーが８０ｋｅＶのＸ線の下でのＣＴ値となり、他方の画像における画素値は、最大エネルギーが１４０ｋｅＶのＸ線の下でのＣＴ値となる。
【００４２】
以下、前者を低エネルギー画像といい、後者を高エネルギー画像という。両画像をオリジナル(original)画像ともいう。また、低エネルギー画像の画素値を低エネルギー画素値といい、高エネルギー画像の画素値を高エネルギー画素値という。
【００４３】
ステップ５０５で、ＭＤ画像を作成する。ＭＤ画像作成は、オペレータコンソール３００により、低エネルギー画像と高エネルギー画像を用いて行われる。ＭＤ画像は、後述のように、ヨード、カルシウム、軟組織、脂肪等の体内物質をそれぞれ分別した画像となる。ＭＤ画像も、断層像または断層像をｚ方向に並べた３Ｄ画像として画像再構成される。ＭＤ画像再構成の詳細については、後にあらためて説明する。
【００４４】
ステップ５０６で、ＭＤ画像を表示する。これによって、ＭＤ画像がディスプレイ３０２に表示され、ヨード、カルシウム、軟組織、脂肪等の体内分布を視認することが可能となる。
【００４５】
なお、ステップ５０４の画像再構成以降の処理は、ワークステーション(work station)等により、Ｘ線ＣＴ装置からスキャンデータを取込んで行うようにしても良い。以下、Ｘ線ＣＴ装置で行う例で説明するが、ワークステーションで行う場合も同様である。
【００４６】
図６に、ＭＤ画像再構成のフロー図を示す。このフロー図は、図５のステップ５０５におけるオペレータコンソール３００の動作を、サブステップ(sub step)に分解して示したものである。
【００４７】
図６に示すように、サブステップ５５１で、低エネルギー画素値と高エネルギー画素値の組合せを求める。画素値の組合せは、低エネルギー画像と高エネルギー画像にまたがって、同一の画素位置ごとに求められる。
【００４８】
これによって、低エネルギー画像と高エネルギー画像の全画素について、画素のｘ，ｙ座標法位置が同一なもの同士の画素値の組合せが得られる。以下、低エネルギー画素値と高エネルギー画素値の組合せを、単に画素値の組み合わせという。また、画素値の組み合わせを(CT80,CT140)で表わす。
【００４９】
画素値の組合せ(CT80,CT140)を求めるオペレータコンソール３００は、本発明における、２種類の画像にまたがる２種類の画素値の組合せを同一の画素位置ごとに求める手段の一例である。
【００５０】
サブステップ５５２で、画素を分類する。画素の分類は、画素値の組合せ(CT80,CT140)の特性値に基づいて行われる。画素の分類を行うオペレータコンソール３００は、本発明における、画素値の組合せの特性値に基づいて画素を分類する手段の一例である。
【００５１】
画素値の組合せ(CT80,CT140)の特性値としては、例えば、低エネルギー画素値と高エネルギー画素値の比が利用される。以下、低エネルギー画素値と高エネルギー画素値の比を単に画素値比という。また、画素値比を(CT80/CT140)で表わす。
【００５２】
画素値比(CT80/CT140)は、通常、ヨードが概ね２．００-１．５５の範囲の値となり、カルシウムが概ね１．５５-１．３５の範囲の値となり、軟部組織が概ね１．３５-０．９５の範囲の値となり、脂肪が概ね０．９５-０．８０の範囲の値となる。
【００５３】
画素の分類は、このような画素値比(CT80/CT140)の特性を利用して行われる。すなわち、画素値比(CT80/CT140)が２．００-１．５５の範囲にある画素はヨードに分類し、１．５５-１．３５の範囲にある画素はカルシウムに分類し、１．３５-０．９５の範囲にある画素は軟部組織に分類し、０．９５-０．８０の範囲にある画素は脂肪に分類する。
【００５４】
画素値比(CT80/CT140)のヒストグラム(histogram)をオリジナル画像の全画素にわたって求めると、例えば、図７に示すようなヒストグラムが得られる。図７に示すように、ヒストグラムは複数のピーク(peak)を有する。複数のピークは、被検体内の複数の物質に対応し、それぞれ、例えば、ヨード、カルシウム、軟部組織および脂肪である。
【００５５】
横軸上で、ヨードのピークはａ−ｂの範囲にあり、カルシウムのピークはｂ−ｃの範囲にあり、軟部組織のピークはｃ−ｄの範囲にあり、脂肪のピークはｄ−ｅの範囲にある。ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの値は、概ね、それぞれ、２．００，１．５５，１．３５，０．９５，０．８０であるが、被検体の個体差やＸ線ＣＴ装置の機差等によって変動する。
【００５６】
このため、オリジナル画像のヒストグラムから得られるａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの値は、物質の実際の実効質量数に即した値となる。したがって、これらａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの値を画素分類の基準として用いれば、実態に即した画素分類を行うことができる。
【００５７】
ヒストグラムの代わりに、画素値の組合せ(CT80,CT140)の２次元分布を求めても良い。画素値の組合せ(CT80,CT140)の２次元分布は、低エネルギー画素値と高エネルギー画素値に対応する２つの座標軸を有する２次元空間において求められる。
【００５８】
これによって、例えば、図８に示すような分布が得られる。図８に示すように、２次元空間は、低エネルギー画素値CT80を縦軸とし、高エネルギー画素値CT140を横軸し、画素値の組合せ(CT80,CT140)が、(CT80,CT140)を２次元座標として２次元空間に配置される。以下、画素値の組合せ(CT80,CT140)の分布を単に画素の分布という。
【００５９】
ヨードの画素の分布は集団Ｉを形成し、カルシウムの画素の分布は集団Ｃを形成し、軟組織の画素の分布は集団Ｓを形成し、脂肪の画素の分布は集団Ｆを形成する。画素の分類は、このような集団に基づいて行うことができる。すなわち、集団Ｉに属する画素をヨードに分類し、集団Ｃに属する画素をカルシウムに分類し、集団Ｓに属する画素を軟部組織に分類し、集団Ｆに属する画素を脂肪に分類する。
【００６０】
集団Ｉは直線ａ，ｂの間に存在し、集団Ｃは直線ｂ，ｃの間に存在し、集団Ｓは直線ｃ，ｄの間に存在し、集団Ｆは直線ｄ，ｅの間に存在する。直線ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅは集団の境界線を形成する。
【００６１】
それら境界線ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの傾斜は、例えば、それぞれ、２．００，１．５５，１．３５，０．９５，０．８０である。このため、画素値の組合せ(CT80,CT140)の２次元分布の境界を利用して画素分類を行うことができる。
【００６２】
直線ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの傾斜は、被検体の個体差やＸ線ＣＴ装置の機差等によって変動する。このため、オリジナル画像の画素値の組合せ(CT80,CT140)の２次元分布から得られるａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの値は、物質の実際の実効質量数に即した値となる。したがって、これらａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの値を画素分類の基準として用いることにより、実態に即した画素分類を行うことができる。分類の結果は、ヒストグラムを利用したときと同じになる。
【００６３】
分類された画素には、その画素位置ごとに、分類に対応したラベル(label)が付与される。各ラベルは、ヨードが例えばIdであり、カルシウムが例えばCaであり、軟部組織が例えばSoであり、脂肪が例えばFaである。
【００６４】
ラベルが同一な画素位置の集まりは、画像空間においてある塊を形成する。塊の形状は、２次元の画像空間では、例えば、円形、楕円形、不定面形等となり、３次元の画像空間では、例えば、球形、楕球形、不定立体形等となる。以下、画像空間における、ラベルが同一な画素位置の集まりを、単に画素位置の集まりという。また、レベルごとに空間的に連続した連続領域を抽出し、この連続領域を画素位置の集まりとすることもできる。
【００６５】
画素位置の集まりの形状は、形状特徴量に基づいて特定することができる。形状特徴量は、２次元の画像空間においては、例えば、セグメント(segment)数（領域番号数）、円形度、面積、平均・最大・最小画素値、平均・最大・最小標準偏差値、外接長方形体積率、１次・２次モーメント(moment)および近似楕円径等であり、３次元の画像空間においては、セグメント数、球形度、体積、表面積、平均・最大・最小画素値、平均・最大・最小標準偏差値、３次元フェレ(Fret)径、外接直方体体積率、オイラー(Euler)数、１次・２次モーメント、近似楕球径等である。
【００６６】
このような形状特徴量に基づいて画素位置の集まりの形状を特定し、形状の複雑度に応じて画素分類の適否を判定することが可能である。すなわち、形状が単純なものほど分類が適切である可能性が高く、形状が複雑なものほど分類が不適切である可能性が高い。
【００６７】
サブステップ５５３で、分類が適切か否かを判定する。分類の適否の判定には、形状特徴量が利用される。分類が適切でないと判定したときは、サブステップ５５４で、分類の基準値を修正する。
【００６８】
分類の基準値は、画素値の組合せ(CT80,CT140)の特性値、すなわち、前記のａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅである。これら特性値が新たな値に修正される。特性値の修正は、手動的または自動的に行われる。適切な分類が得られるまで、サブステップ５５３，５５４の処理が繰り返される。
【００６９】
分類が適切であるときは、ステップ５５５で、画素を分別する。画素の分別は、オリジナル画像に対して行われる。オリジナル画像としては、低エネルギー画像と高エネルギー画像のいずれかまたは両方の平均値などが採用される。
【００７０】
画素の分別には、画素位置の分類、すなわち、画素位置ごとに付与されたラベルが用いられる。画素の分別を行うオペレータコンソール３００は、本発明における、画素の分類に対応して２種類の画像の少なくとも一方における画素を分別する手段の一例である。
【００７１】
オリジナル画像における画素の分別は、画素位置のラベルに応じて行われる。すなわち、画素位置にラベルIdが付された画素はヨードに分別され、ラベルCaが付された画素はカルシウムに分別され、ラベルSoが付された画素は軟部組織に分別され、ラベルFaが付された画素は脂肪に分別される。
【００７２】
分別された物質については、カラーオーバーレイ(color overlay)、グラデーション(gradation)、オパシティ(opacity)等の態様を物質ごとに異ならせる。または、物質ごとに切り出しを行う。あるいは、それらを組み合わせても良く、任意に選択可能にしてもよい。
【００７３】
このような分別により、ＭＤ画像が完成する。ＭＤ画像は、オリジナル画像上で、カラーオーバーレイ(color overlay)、グラデーション(gradation)、オパシティ(opacity)等の態様を物質ごとに異ならせた画像、または、物質ごとにオリジナル画像を切り出した画像となるので、オリジナル画像のＳ／Ｎの良さは、そのままＭＤ画像のＳ／Ｎの良さとなる。
【００７４】
ＭＤ画像は、ディスプレイ３０２に表示される。図９に、ＭＤ画像表示の一例を模式的に示す。図９に示すように、オリジナル断層像において、ヨード像ＩＤが例えばカラーオーバーレイによって示される。他の複数の物質像も、色違いのカラーオーバーレイによってそれぞれ示すことができる。カラーオーバーレイに限らず、切り出しによって個別に表示することも可能である。
【００７５】
オリジナル画像が３Ｄ画像である場合は、カラーオーバーレイや切り出しの他に、グラデーションやオパシティ等の態様の相違によって、物質像を弁別可能な状態で表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】発明を実施するための最良の形態の一例のＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。
【図２】発明を実施するための最良の形態の一例のＸ線ＣＴ装置の構成を示す図である。
【図３】Ｘ線照射・検出装置の構成を示す図である。
【図４】Ｘ線検出器のＸ線検出器受光面の構成を示す図である。
【図５】発明を実施するための最良の形態の一例のＸ線ＣＴ装置の動作を示すフロー図である。
【図６】ＭＤ画像再構成を示すフロー図である。
【図７】画素値比のヒストグラムを概念的に示す図である。
【図８】画素値の組合せの２次元分布を概念的に示す図である。
【図９】ＭＤ画像表示の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１００ ： ガントリ
１１０ ： 検出装置
１３０ ： Ｘ線管
１３２ ： 焦点
１３４ ： Ｘ線ビーム
１５０ ： Ｘ線検出器
１５２ ： Ｘ線検出器受光面
１５４ ： 検出器素子
２００ ： テーブル
２０２ ： 天板
２０４ ： クレードル
２０６ ： 支柱
２０８ ： ベース
３００ ： オペレータコンソール
３０２ ： ディスプレイ
【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７】
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【図８】
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【図９】
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