專利名稱：X射線ct裝置和圖像處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)對(duì)被檢體照射X射線得到的投影數(shù)據(jù)，生成被檢體內(nèi)部的圖像的X射線CT裝置和圖像處理裝置。
背景技術(shù)：
X射線CT裝置的進(jìn)步很顯著，與希望更高精細(xì)(高分辨率)并且在廣范圍內(nèi)進(jìn)行攝影的來(lái)自醫(yī)療現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)烈愿望相應(yīng)地，近年來(lái)，開發(fā)出了多切片X射線CT裝置，它已經(jīng)相當(dāng)?shù)仄占?。該多切片X射線CT裝置具備照射向切片方向(臥臺(tái)的長(zhǎng)度方向)擴(kuò)展而具有寬度的扇形射束X射線的X射線源；具有在切片方向排列了多列(4列、8列、16列等)的檢測(cè)元件列的構(gòu)造的2維檢測(cè)器，是通過(guò)多掃描或螺旋掃描使其動(dòng)作的掃描器。由此，與單切片X射線CT裝置相比，能夠高精度并且在短時(shí)間中得到被檢體的廣范圍內(nèi)的體數(shù)據(jù)(volume data)。
通過(guò)這樣的X射線CT裝置生成的CT圖像中的血管在近旁有高對(duì)比度物質(zhì)(具有高X射線衰減系數(shù)的物質(zhì))的情況下，受到其模糊的影響，血管內(nèi)腔的樣子不鮮明?，F(xiàn)在，作為不受高對(duì)比度區(qū)域的影響而改善關(guān)注區(qū)域的畫質(zhì)的方法，已知以下的方法在將高對(duì)比度區(qū)域的CT值設(shè)置為與周圍的CT值一致的適當(dāng)?shù)闹岛筮M(jìn)行圖像處理，然后，恢復(fù)高對(duì)比度區(qū)域的值。但是，在該方法中，無(wú)法良好地除去高對(duì)比度區(qū)域周圍的模糊(參考特開平10-40372號(hào)公報(bào))。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于在顯示通過(guò)X射線CT裝置得到的被檢體內(nèi)部的X射線吸收分布圖像的情況下，降低在高X射線衰減系數(shù)的物體周圍產(chǎn)生的模糊。
本發(fā)明的第一方面提供一種X射線CT裝置，是在收集與被檢體有關(guān)的投影數(shù)據(jù)，根據(jù)上述收集到的投影數(shù)據(jù)而重構(gòu)上述被檢體的內(nèi)部的圖像的X射線CT裝置中，具備構(gòu)成為從上述圖像中抽出X射線衰減系數(shù)比較高的高對(duì)比度區(qū)域的單元；構(gòu)成為根據(jù)上述抽出的高對(duì)比度區(qū)域的位置和裝置固有的點(diǎn)像強(qiáng)度分布函數(shù)，產(chǎn)生與上述高對(duì)比度區(qū)域有關(guān)的模糊圖像的單元；構(gòu)成為為了產(chǎn)生與X射線衰減系數(shù)比較低的低對(duì)比度區(qū)域有關(guān)的低對(duì)比度圖像，從上述圖像減去上述模糊圖像的單元。
本發(fā)明的第二方面提供一種X射線CT裝置，是在收集與被檢體有關(guān)的投影數(shù)據(jù)，根據(jù)上述收集到的投影數(shù)據(jù)而重構(gòu)上述被檢體的內(nèi)部的圖像的X射線CT裝置中，具備構(gòu)成為為了產(chǎn)生與X射線衰減系數(shù)比較低的區(qū)域有關(guān)的低對(duì)比度圖像，從上述圖像減去與包含在上述圖像中的X射線衰減系數(shù)比較高的區(qū)域有關(guān)的模糊圖像的單元；與CT值對(duì)應(yīng)地將上述低對(duì)比度圖像分類為多個(gè)區(qū)域的單元；將上述低對(duì)比度圖像的像素值置換為上述分類了的多個(gè)區(qū)域各自固有的值的單元。
本發(fā)明的第三方面提供一種X射線CT裝置，是在收集與被檢體有關(guān)的投影數(shù)據(jù)，根據(jù)上述收集到的投影數(shù)據(jù)而重構(gòu)上述被檢體的內(nèi)部的圖像的X射線CT裝置中，具備從上述圖像中，根據(jù)多個(gè)閾值，順序地抽出所包含的大小不同的多個(gè)區(qū)域候選的單元；計(jì)算上述抽出的多個(gè)區(qū)域候選各自的重心的單元；根據(jù)上述重心之間的距離，從上述抽出的多個(gè)區(qū)域候選中選擇特定的區(qū)域的單元。


圖1是本發(fā)明的X射線CT裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1的圖像處理部件的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是傳遞函數(shù)的說(shuō)明圖。
圖4是本發(fā)明的實(shí)施例2的圖像處理部件的結(jié)構(gòu)圖。
圖5是本發(fā)明的實(shí)施例2的分類處理部件的結(jié)構(gòu)圖。
圖6是表示通過(guò)分類處理分割的3個(gè)區(qū)域的圖。
圖7是表示圖5的區(qū)域決定部件的區(qū)域決定處理步驟的流程圖。
圖8是圖7的S13的補(bǔ)足圖。
圖9是表示在圖7的S14中抽出的區(qū)域R1和在S15中計(jì)算的重心位置B1的圖。
圖10是表示在圖7的S14中抽出的區(qū)域R2和在S15中計(jì)算的重心位置B2的圖。
圖11是表示在圖7的S14中抽出的區(qū)域R3和在S15中計(jì)算的重心位置B3的圖。
具體實(shí)施例方式
(實(shí)施例1)以下，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例1。
圖1是實(shí)施例1的X射線CT裝置的結(jié)構(gòu)圖。X射線CT裝置1具備構(gòu)成為收集與被檢體有關(guān)的投影數(shù)據(jù)的架臺(tái)2；用于載置被檢體P并使其移動(dòng)的臥臺(tái)3；進(jìn)行用于X射線CT裝置的操作的輸入和圖像顯示的操作控制臺(tái)。
架臺(tái)1具有X射線管5和X射線檢測(cè)器6。X射線管5和X射線檢測(cè)器6被安裝在被架臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置7旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的環(huán)狀的旋轉(zhuǎn)框架8上。臥臺(tái)3具備載置被檢體的頂板8、用于使頂板8移動(dòng)的頂板驅(qū)動(dòng)裝置9。旋轉(zhuǎn)框架8在其中央部分具有開口。將載置在頂板8上的被檢體P插入到該開口中。另外，用Z軸(切片方向軸)定義旋轉(zhuǎn)框架8的旋轉(zhuǎn)中心軸，用XY的垂直2軸定義與Z軸垂直的平面。
在X射線管5的陰極陽(yáng)極之間，從高電壓產(chǎn)生器10施加管電壓。從高電壓產(chǎn)生器10向X射線管5的燈絲供給燈絲電流。通過(guò)管電壓的施加和燈絲電流的供給，產(chǎn)生X射線。對(duì)于X射線檢測(cè)器6，采用1維陣列型檢測(cè)器或2維陣列型檢測(cè)器(也稱為多切片型檢測(cè)器)。X射線檢測(cè)元件例如具有0.5mm×0.5mm的正方形的受光面。例如在信道方向上排列916個(gè)X射線檢測(cè)元件。在切片方向上例如并列設(shè)置40個(gè)該列，則是2維陣列型檢測(cè)器。由單一列構(gòu)成的是1維陣列型檢測(cè)器。
數(shù)據(jù)收集裝置11一般稱為DAS(data acquisition system)。數(shù)據(jù)收集裝置11將從檢測(cè)器6對(duì)每個(gè)信道輸出的信號(hào)變換為電壓信號(hào)并放大，進(jìn)而變換為數(shù)字信號(hào)。將該數(shù)據(jù)(原始數(shù)據(jù))供給架臺(tái)外部的操作控制臺(tái)4。
操作控制臺(tái)4的前處理部件12對(duì)從數(shù)據(jù)收集裝置11輸出的數(shù)據(jù)(原始數(shù)據(jù))實(shí)施靈敏度修正等修正處理，輸出投影數(shù)據(jù)。將該投影數(shù)據(jù)發(fā)送到重構(gòu)處理部件13。重構(gòu)處理部件13例如根據(jù)通過(guò)螺旋掃描、使用了錐形射束X射線的體掃描、或同時(shí)使用它們而收集到的投影數(shù)據(jù)，重構(gòu)圖像數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)到圖像存儲(chǔ)部件14中。圖像處理部件15根據(jù)存儲(chǔ)在圖像存儲(chǔ)部件14中的圖像數(shù)據(jù)，生成顯示圖像。根據(jù)操作者向輸入裝置16的輸入，進(jìn)行用于顯示圖像的條件設(shè)置、關(guān)注區(qū)域的設(shè)置等。將在后面詳細(xì)說(shuō)明圖像處理部件。顯示裝置17顯示在圖像處理部件15中生成的圖像。另外，操作控制臺(tái)4的掃描控制部件18根據(jù)操作者的輸入，控制高壓產(chǎn)生裝置10、架臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置7、數(shù)據(jù)收集裝置11、頂板驅(qū)動(dòng)裝置9，使得進(jìn)行螺旋掃描等掃描。另外，操作控制臺(tái)4可以用專用硬件構(gòu)成，也可以使用計(jì)算機(jī)用軟件實(shí)現(xiàn)同樣的功能。
圖2是說(shuō)明圖1的圖像處理部件15的結(jié)構(gòu)的圖。另外，圖2的(A)是作為圖像處理對(duì)象的一個(gè)例子的血管斷面構(gòu)造的模式圖。包括血管壁P1、支架P2、造影劑(血流部分)P3、脂肪P4。以下，以對(duì)這樣的實(shí)體的圖像進(jìn)行了處理的情況為例子進(jìn)行說(shuō)明。
圖像處理部件15具備關(guān)注區(qū)域設(shè)置圖像抽出部件19、高對(duì)比度抽出部件20、卷積部件21、CT值比例縮放(scaling)部件22、減法器23、加法器24。
關(guān)注區(qū)域設(shè)置圖像抽出部件19根據(jù)向輸入裝置16的輸入，設(shè)置關(guān)注區(qū)域，從圖像存儲(chǔ)部件14抽出該關(guān)注區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)并輸出。圖2的(B)表示由關(guān)注區(qū)域設(shè)置圖像抽出部件19抽出的關(guān)注區(qū)域的圖像。
高對(duì)比度抽出部件20從由抽出部件19抽出的關(guān)注區(qū)域的圖像中，抽出X射線衰減系數(shù)非常高的高對(duì)比度區(qū)域，即具有非常高的CT值的像素群。作為高對(duì)比度物質(zhì)，有為了治療而埋入被檢體內(nèi)的支架等金屬性器具、石灰化了的鈣等。另外，作為后述的除去了支架等的低對(duì)比度圖像中的高對(duì)比度物質(zhì)，不是支架等，而是主要將造影劑為對(duì)象。選擇性地使用具有支架和血管壁之間的CT值的造影劑。
作為具體的抽出處理，通過(guò)求出關(guān)注像素的值與該關(guān)注像素周圍的多個(gè)像素的值的平均值之間的差分，來(lái)求出輸入的圖像的微分圖像，通過(guò)使用與支架的邊緣對(duì)應(yīng)的閾值對(duì)該微分圖像實(shí)施閾值處理，得到二值化圖像。該二值化圖像為在可能存在高對(duì)比度物質(zhì)的部分和除此以外的部分中像素值不同的圖像。即，該二值化圖像是包含可能存在高對(duì)比度物質(zhì)的位置的信息的圖像(以下稱為高對(duì)比度位置圖像)。圖2的(C)表示該高對(duì)比度位置圖像。在其微分、二值化處理中，能夠以比較少的計(jì)算處理容易地得到高對(duì)比度位置圖像。
卷積部件21針對(duì)高對(duì)比度位置圖像，卷積計(jì)算該X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影裝置固有的點(diǎn)像強(qiáng)度分布函數(shù)(PSFpoint spread function)。PSF作為定義裝置固有的模糊特性的函數(shù)，也被稱為傳遞函數(shù)或模糊函數(shù)。PSF對(duì)比檢測(cè)器6的檢測(cè)器間距(分辨率限界)的例如0.5mm更微小的例如具有其1/10的直徑(0.05mm)的線模擬像進(jìn)行掃描，得到根據(jù)該投影數(shù)據(jù)通過(guò)重構(gòu)得到的與線模擬像有關(guān)的2維圖像(模糊圖像)的數(shù)據(jù)。將該P(yáng)SF與高對(duì)比度位置圖像進(jìn)行卷積，由此得到根據(jù)單獨(dú)地對(duì)高對(duì)比度對(duì)象進(jìn)行掃描取得的數(shù)據(jù)而重構(gòu)出的圖像，即包含高對(duì)比度對(duì)象和在其周圍出現(xiàn)的模糊的圖像。
CT值比例縮放部件22依照作為CT值并不特別的值，即在此為作為造影劑的標(biāo)準(zhǔn)CT值，對(duì)從卷積部件21輸出的圖像(模糊圖像)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化(比例縮放)。該標(biāo)準(zhǔn)化處理是用于后述的減法處理的像素值水平的處理。圖2的(D)表示從CT值比例縮放部件22輸出的圖像(以下稱為高對(duì)比度圖像)。
減法部件23進(jìn)行減法處理，求出關(guān)注區(qū)域的圖像與高對(duì)比度圖像的差分圖像。由此，從關(guān)注區(qū)域的圖像得到降低了高對(duì)比度物質(zhì)及其周圍的模糊成分的低對(duì)比度圖像。該低對(duì)比度圖像是表示低衰減系數(shù)的物質(zhì)的圖像。圖2的(E)表示該低對(duì)比度圖像。
加法部件24通過(guò)將高對(duì)比度位置圖像加上該低對(duì)比度圖像，來(lái)加上高對(duì)比度物質(zhì)的位置信息。圖2的(F)表示該輸出圖像。該輸出圖像是將高對(duì)比度物質(zhì)的位置信息加到從原來(lái)的關(guān)注區(qū)域的圖像減少了高對(duì)比度物質(zhì)造成的模糊(偽像)的圖像上的圖像，經(jīng)由后級(jí)的處理而顯示在顯示裝置17上。在該輸出圖像中，能夠良好地觀察在原來(lái)的圖像中由于模糊的影響而難以識(shí)別的高對(duì)比度物質(zhì)周圍的脂肪。
根據(jù)這樣的實(shí)施例1，能夠降低在高對(duì)比度物質(zhì)的周圍產(chǎn)生的模糊成分，因此能夠良好地觀察高對(duì)比度物質(zhì)周圍的物質(zhì)。特別在心臟的冠狀動(dòng)脈那樣的具有3mm到5mm的直徑的毛細(xì)血管中有支架或石灰化的情況下，能夠良好地觀察其周圍的血管壁、脂肪的積蓄狀態(tài)、造影劑的狀態(tài)等。
也可以對(duì)該實(shí)施例1進(jìn)行各種變形而實(shí)施。例如，在上述實(shí)施例中，加上了高對(duì)比度位置圖像，但也可以不相加，而只進(jìn)行低對(duì)比度圖像的顯示。另外，還可以重疊表示高對(duì)比度物質(zhì)的位置的顏色不同的標(biāo)志。
進(jìn)而，在上述實(shí)施例中，說(shuō)明了X射線CT裝置，但也可以在根據(jù)從X射線CT裝置輸出的投影數(shù)據(jù)、CT圖像等進(jìn)行圖像的顯示的醫(yī)用圖像處理裝置中實(shí)施。進(jìn)而，在上述實(shí)施例中，說(shuō)明了2維圖像的處理，但也可以通過(guò)對(duì)多個(gè)2維圖像進(jìn)行上述的處理，來(lái)進(jìn)行3維圖像的處理。
進(jìn)而，在上述實(shí)施例中，說(shuō)明了圖像的像素值是CT值的情況，但如果是表示X射線衰減系數(shù)，則也可以是CT值以外的值。另外，在上述實(shí)施例中，通過(guò)微分、二值化處理求出了高對(duì)比度位置圖像，但也可以使用以下的方法對(duì)圖像逆卷積表示高對(duì)比度物質(zhì)造成的模糊的傳遞函數(shù)，求出高對(duì)比度位置圖像的方法；預(yù)先存儲(chǔ)支架的位置、形狀的信息，根據(jù)該信息求出位置信息的方法等。
(實(shí)施例2)以下，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例2。另外，省略對(duì)與實(shí)施例1相同的部分的說(shuō)明。
實(shí)施例2通過(guò)分類(clustering)處理，自動(dòng)地進(jìn)行分類使得容易識(shí)別圖像中的類似物質(zhì)。已知在理想的條件下，血小板或脂肪表示-100到50的CT值，血管壁表示50到129的CT值，包含在血流中的造影劑表示130-350的CT值。但是，在實(shí)際的檢查中，受到被檢體的體格、射束硬化、重構(gòu)函數(shù)、物質(zhì)的大小、關(guān)注區(qū)域以外的物質(zhì)的狀態(tài)、造影劑的濃度等的影響，CT有變動(dòng)。因此，在進(jìn)行區(qū)域抽出(區(qū)域分割)的方法中，無(wú)法對(duì)應(yīng)這樣的CT值的變動(dòng)，無(wú)法良好地進(jìn)行分類。在本實(shí)施例中，從低對(duì)比度圖像中，高精度地抽出主要與血小板對(duì)應(yīng)的區(qū)域A、主要與血管壁對(duì)應(yīng)的區(qū)域B、主要與造影劑對(duì)應(yīng)的區(qū)域C。
圖4是實(shí)施例2的X射線CT裝置1的結(jié)構(gòu)圖。在圖4中，在減法部件23與加法部件24之間具有分類處理部件25。該分類處理部件25根據(jù)CT值求出規(guī)定的多個(gè)區(qū)域，并進(jìn)行CT值的變換處理，使得用同一亮度或顏色顯示各區(qū)域。另外，在本實(shí)施例中，說(shuō)明了將CT值分為3個(gè)區(qū)域的情況，但該區(qū)域的個(gè)數(shù)也可以是其他數(shù)目。另外，也可以與操作者的輸入對(duì)應(yīng)地變更區(qū)域數(shù)目。
圖5是分類處理部件25的結(jié)構(gòu)圖。分類處理部件25具備直方圖生成部件26、區(qū)域決定部件27、CT值變換部件28。直方圖生成部件26求出所輸入的低對(duì)比度圖像的直方圖。直方圖表示每個(gè)CT值的像素出現(xiàn)的頻度分布。在此，CT值分布在-100到537之間的范圍內(nèi)。
區(qū)域決定部件27如圖6所示那樣，從低對(duì)比度圖像中例如抽出3個(gè)區(qū)域A、B、C。區(qū)域A主要對(duì)應(yīng)于血小板。區(qū)域B主要對(duì)應(yīng)于血管壁。區(qū)域C主要對(duì)應(yīng)于造影劑。
圖7表示由區(qū)域決定部件27從低對(duì)比度圖像中抽出3個(gè)區(qū)域A、B、C的處理的步驟。首先，從低對(duì)比度圖像中抽出血管壁區(qū)域B(S11)。從由操作者指定的血管的大致中心放射狀地設(shè)置多個(gè)跟蹤線。沿著各跟蹤線跟蹤C(jī)T值。將CT值的變動(dòng)比較大的位置，即表示超過(guò)規(guī)定值的微分值的2個(gè)位置確定為血管壁的內(nèi)點(diǎn)和外點(diǎn)。接著，從低對(duì)比度圖像中抽出血小板區(qū)域A(S12)。作為血小板區(qū)域A，抽出位于血管壁的內(nèi)側(cè)的具有比血管壁低的CT值的像素群。
接著，抽出造影劑的區(qū)域C(S13～S19)。首先，如圖8所示例的那樣，通過(guò)k-means法，將直方圖上的CT值所分布的范圍(在圖6中，為-100到537的范圍)分割為N個(gè)段SEG1～SEGN(S13)。設(shè)CT值最高的段為SEG1。將N設(shè)置為超過(guò)最終分類的區(qū)域數(shù)n(在此n＝3)的整數(shù)。理想的是將N設(shè)置為最終分類的區(qū)域數(shù)n的2倍或3倍。m是處理變量。將m初始化為1。
首先，如圖9所示那樣，從低對(duì)比度圖像中抽出與段SEG1對(duì)應(yīng)的區(qū)域候選R1(S14)。將段SEG1的最低值作為閾值，從低對(duì)比度圖像中抽出區(qū)域R1。計(jì)算抽出了的區(qū)域候選R1的重心位置B1(S15)。在S17中，將變量m加1(S17)。另外，在S18中，作為用于防止擴(kuò)散的停止條件，判斷“CTmin seg m＜CTmax/2”CTmin seg m是段m的最小值，CTmax是低對(duì)比度圖像的最大CT值。即，在段m的最小值小于低對(duì)比度圖像的最大CT值的1/2時(shí)，停止區(qū)域放大處理。在S18中的No時(shí)，執(zhí)行S19。在S18中的Yes時(shí)，返回到S14。
如圖10所示那樣，從低對(duì)比度圖像中抽出與段SEG1和段SEG2對(duì)應(yīng)的區(qū)域候選R2(S14)。實(shí)際上，將段SEG2的最低值作為閾值，從低對(duì)比度圖像中抽出區(qū)域候選R2。計(jì)算抽出了的區(qū)域候選R2的重心位置B2(S15)。計(jì)算該區(qū)域候選R2的重心位置B2與一個(gè)之前的區(qū)域候選R1的重心位置B1之間的距離D2，并與規(guī)定的閾值Th進(jìn)行比較(S16)。
直到重心位置的變位量Dm超過(guò)閾值Th為止，循環(huán)進(jìn)行S14～S18的處理。即，隨著變量m的遞增，區(qū)域候選R一點(diǎn)一點(diǎn)地?cái)U(kuò)大。隨著區(qū)域候選R的擴(kuò)大，重心B變位。在抽出對(duì)象相同時(shí)，重心B的變位量比較少。在進(jìn)行擴(kuò)大使得抽出對(duì)象包含其他物質(zhì)時(shí)，重心B的變位量比較大。即，在抽出對(duì)象是造影劑時(shí)，即使擴(kuò)大區(qū)域候選R，重心位置也大致不變化。但是，在向抽出對(duì)象中加入了血管壁等時(shí)，區(qū)域候選R飛躍地變大，重心位置也有很大變化。搜索重心位置有很大變化的段。
在m＝3時(shí)，如圖11所示，在區(qū)域候選R3的重心位置B3與一個(gè)之前的區(qū)域候選R2的重心位置B2之間的距離D3超過(guò)了閾值Th時(shí)(S16)，將一個(gè)之前的區(qū)域候選R2確定為造影劑的區(qū)域C(S19)。即，將重心的變位量收斂為小于閾值Th的最大的區(qū)域候選R2選擇為特定的區(qū)域C。
這樣，通過(guò)著眼于區(qū)域擴(kuò)大造成的重心位置的變位，能夠幾乎不受到CT值變動(dòng)因素的影響，高精度地抽出造影劑的區(qū)域C。另外，對(duì)于血管壁的抽出也一樣，通過(guò)著眼于CT值變化，能夠幾乎不受到CT值變動(dòng)因素的影響，高精度地抽出血管壁的區(qū)域B。進(jìn)而，對(duì)于血小板的抽出也一樣，通過(guò)設(shè)置血管壁內(nèi)側(cè)這樣的條件，能夠幾乎不受到CT值變動(dòng)因素的影響，高精度地抽出血小板的區(qū)域A。
另外，區(qū)域決定部件27也可以使用k-mean法，將該直方圖分類為3個(gè)區(qū)域。通過(guò)k-mean法，求出用于求出各區(qū)域的閾值Th，使得各區(qū)域內(nèi)的CT值的分散值相等。通過(guò)決定各區(qū)域使得各區(qū)域內(nèi)的CT值的分散值相等，從而容易地使類似性高的物質(zhì)包含在同一區(qū)域內(nèi)。
圖6表示通過(guò)本實(shí)施例進(jìn)行分區(qū)的例子，將-100到537的CT值分類為3個(gè)區(qū)域。具有區(qū)域A的范圍的CT值的像素主要與脂肪的部分對(duì)應(yīng)。具有區(qū)域B的范圍的CT值的像素主要與血管壁的部分對(duì)應(yīng)。具有區(qū)域C的范圍的CT值的像素主要與血小板的部分對(duì)應(yīng)。
CT值變換部件28將由區(qū)域決定部件27抽出或分類的3個(gè)區(qū)域分別包含的像素的CT值置換為預(yù)先設(shè)置的每個(gè)區(qū)域的固有值。由此，在顯示圖像上用同一亮度或顏色顯示同一區(qū)域部分，以能夠掌握各區(qū)域的形式進(jìn)行顯示。
根據(jù)這樣的本實(shí)施例，由于與CT值對(duì)應(yīng)地顯示分區(qū)了的圖像，能夠提供可以良好地掌握被檢體內(nèi)部的組織、脂肪、造影劑等不同物質(zhì)的圖像。另外，根據(jù)直方圖自動(dòng)地求出用于決定區(qū)域的閾值，因此即使在CT值有變動(dòng)的情況下，也能夠提供良好地分類了的圖像。
另外，在該實(shí)施例中，在降低了在高對(duì)比度物質(zhì)周圍產(chǎn)生的模糊成分(偽像成分)后，將低對(duì)比度圖像作為對(duì)象，進(jìn)行分類處理，因此能夠良好地觀察高對(duì)比度物質(zhì)周圍的物質(zhì)。特別在心臟的冠狀動(dòng)脈那樣的具有3mm到5mm的直徑的毛細(xì)血管中有支架或石灰化的情況下，能夠良好地觀察其周圍的血管壁、脂肪的積蓄狀態(tài)、造影劑的狀態(tài)等。
另外，由于針對(duì)不包含高對(duì)比度物質(zhì)的圖像進(jìn)行分類處理，然后加入高對(duì)比度物質(zhì)的信息，所以能夠良好地對(duì)具有低CT值的部分進(jìn)行分區(qū)。
另外，本發(fā)明并不只限于上述實(shí)施例，在實(shí)施階段，在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)，能夠?qū)?gòu)成要素進(jìn)行變形而具體化。另外，通過(guò)適當(dāng)?shù)亟M合上述實(shí)施例所揭示的多個(gè)構(gòu)成要素，能夠形成各種發(fā)明。例如，可以從實(shí)施例所示的全部構(gòu)成要素中刪除若干個(gè)構(gòu)成要素。進(jìn)而，也可以適當(dāng)?shù)亟M合不同的實(shí)施例中的構(gòu)成要素。
例如，在上述實(shí)施例中，使用k-mean法求出閾值，但也可以使用群平均法、Ward法等其他分類方法求出閾值。另外，在上述實(shí)施例中，針對(duì)除去了高對(duì)比度物質(zhì)及其周圍的模糊的圖像進(jìn)行分類處理，但也可以不是這樣的處理，而針對(duì)關(guān)注區(qū)域的原始圖像，直接進(jìn)行分類處理，生成顯示圖像。
進(jìn)而，在上述實(shí)施例中，對(duì)高對(duì)比度位置圖像進(jìn)行相加，但也可以不進(jìn)行相加，而只顯示低對(duì)比度圖像。另外，也可以重疊顯示表示高對(duì)比度物質(zhì)的位置的顏色不同的標(biāo)記。
進(jìn)而，在上述實(shí)施例中，說(shuō)明了X射線CT裝置，但也可以在根據(jù)從X射線CT裝置輸出的投影數(shù)據(jù)CT圖像等進(jìn)行圖像顯示的醫(yī)用圖像處理裝置中實(shí)施。進(jìn)而，在上述實(shí)施例中，說(shuō)明了2維圖像的處理，但也可以通過(guò)對(duì)多個(gè)2維圖像進(jìn)行上述處理，來(lái)進(jìn)行3維圖像的處理。進(jìn)而，在上述實(shí)施例中，說(shuō)明了圖像的像素值是CT值的情況，但如果是表示X射線衰減系數(shù)的值，則也可以是CT值以外的值。
根據(jù)本發(fā)明，在顯示通過(guò)X射線CT裝置得到的被檢體內(nèi)部的X射線吸收分布圖像的情況下，能夠降低在高X射線衰減系數(shù)的物體周圍產(chǎn)生的模糊。
權(quán)利要求
1.一種X射線CT裝置，是在收集與被檢體有關(guān)的投影數(shù)據(jù)，根據(jù)上述收集到的投影數(shù)據(jù)而重構(gòu)上述被檢體的內(nèi)部的圖像的X射線CT裝置中，其特征在于包括構(gòu)成為從上述圖像中抽出X射線衰減系數(shù)比較高的高對(duì)比度區(qū)域的單元；構(gòu)成為根據(jù)上述抽出的高對(duì)比度區(qū)域的位置和裝置固有的點(diǎn)像強(qiáng)度分布函數(shù)，產(chǎn)生與上述高對(duì)比度區(qū)域有關(guān)的模糊圖像的單元；構(gòu)成為為了產(chǎn)生與X射線衰減系數(shù)比較低的低對(duì)比度區(qū)域有關(guān)的低對(duì)比度圖像，從上述圖像減去上述模糊圖像的單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于上述抽出高對(duì)比度區(qū)域的單元根據(jù)上述圖像產(chǎn)生微分圖像，通過(guò)對(duì)上述微分圖像進(jìn)行閾值處理，而抽出上述高對(duì)比度區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于上述產(chǎn)生模糊圖像的單元具備對(duì)上述抽出的高對(duì)比度區(qū)域的位置圖像，卷積上述點(diǎn)像強(qiáng)度分布函數(shù)的單元；依照上述高對(duì)比度區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)CT值，對(duì)上述進(jìn)行了卷積的高對(duì)比度區(qū)域的位置圖像進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于上述高對(duì)比度區(qū)域是為了治療而埋入到被檢體內(nèi)的金屬性的器具或石灰化了的鈣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于還包括將上述抽出的高對(duì)比度區(qū)域的位置圖像與上述低對(duì)比度圖像相加的單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的X射線CT裝置，其特征在于還包括與CT值對(duì)應(yīng)地將上述低對(duì)比度圖像分類為多個(gè)區(qū)域的單元；將上述低對(duì)比度圖像的像素值置換為上述分類了的多個(gè)區(qū)域各自固有的值的單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的X射線CT裝置，其特征在于還包括將上述抽出的高對(duì)比度區(qū)域的位置圖像與上述置換后的低對(duì)比度圖像相加的單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的X射線CT裝置，其特征在于上述分類了的多個(gè)區(qū)域包括主要是脂肪的區(qū)域、主要是血管壁的區(qū)域、主要是造影劑的區(qū)域。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的X射線CT裝置，其特征在于上述分類單元具備根據(jù)多個(gè)閾值，從上述低對(duì)比度圖像中抽出大小不同的多個(gè)區(qū)域的單元；計(jì)算上述抽出的多個(gè)區(qū)域各自的重心的單元；根據(jù)上述重心之間的距離，從上述抽出的多個(gè)區(qū)域中選擇與抽出對(duì)象物對(duì)應(yīng)的特定的區(qū)域的單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的X射線CT裝置，其特征在于根據(jù)與上述圖像有關(guān)的每個(gè)CT值的像素出現(xiàn)的頻度分布，決定上述多個(gè)閾值。
11.一種X射線CT裝置，是在收集與被檢體有關(guān)的投影數(shù)據(jù)，根據(jù)上述收集到的投影數(shù)據(jù)而重構(gòu)上述被檢體的內(nèi)部的圖像的X射線CT裝置中，其特征在于包括構(gòu)成為為了產(chǎn)生與X射線衰減系數(shù)比較低的區(qū)域有關(guān)的低對(duì)比度圖像，從上述圖像減去與包含在上述圖像中的X射線衰減系數(shù)比較高的區(qū)域有關(guān)的模糊圖像的單元；與CT值對(duì)應(yīng)地將上述低對(duì)比度圖像分類為多個(gè)區(qū)域的單元；將上述低對(duì)比度圖像的像素值置換為上述分類了的多個(gè)區(qū)域各自固有的值的單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的X射線CT裝置，其特征在于上述分類單元將上述低對(duì)比度圖像分類為造影劑區(qū)域、血管壁區(qū)域和血小板區(qū)域。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的X射線CT裝置，其特征在于上述分類單元為了確定上述造影劑區(qū)域，具備根據(jù)多個(gè)閾值，從上述低對(duì)比度圖像中順序抽出內(nèi)部包含的大小不同的多個(gè)區(qū)域候選的單元；計(jì)算上述抽出的多個(gè)區(qū)域候選各自的重心的單元；根據(jù)上述重心之間的距離，從上述抽出的多個(gè)區(qū)域候選中選擇上述造影劑區(qū)域的單元。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的X射線CT裝置，其特征在于根據(jù)與上述圖像有關(guān)的每個(gè)CT值的像素出現(xiàn)的頻度分布，決定上述多個(gè)閾值。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的X射線CT裝置，其特征在于上述選擇單元選擇上述重心的變位量收斂為小于規(guī)定量的最大的區(qū)域作為特定的區(qū)域。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的X射線CT裝置，其特征在于上述分類單元為了確定上述血管壁區(qū)域，從上述低對(duì)比度圖像的血管大致中心放射狀地跟蹤C(jī)T值，將上述CT值的變化超過(guò)規(guī)定值的2個(gè)位置確定為血管的內(nèi)壁和外壁。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的X射線CT裝置，其特征在于上述分類單元為了確定上述血小板區(qū)域，抽出上述血管壁內(nèi)側(cè)的、具有比上述血管壁低的CT值的像素群。
18.一種X射線CT裝置，是在收集與被檢體有關(guān)的投影數(shù)據(jù)，根據(jù)上述收集到的投影數(shù)據(jù)而重構(gòu)上述被檢體的內(nèi)部的圖像的X射線CT裝置中，其特征在于包括從上述圖像中，根據(jù)多個(gè)閾值，順序地抽出內(nèi)部包含的大小不同的多個(gè)區(qū)域候選的單元；計(jì)算上述抽出的多個(gè)區(qū)域候選各自的重心的單元；根據(jù)上述重心之間的距離，從上述抽出的多個(gè)區(qū)域候選中選擇特定的區(qū)域的單元。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的X射線CT裝置，其特征在于根據(jù)與上述圖像有關(guān)的每個(gè)CT值的像素出現(xiàn)的頻度分布，決定上述多個(gè)閾值。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的X射線CT裝置，其特征在于上述選擇單元選擇上述重心的變位量收斂為小于規(guī)定量的最大的區(qū)域作為特定的區(qū)域。
21.一種圖像處理裝置，其特征在于包括構(gòu)成為從X射線圖像中抽出X射線衰減系數(shù)比較高的高對(duì)比度區(qū)域的單元；構(gòu)成為根據(jù)上述抽出的高對(duì)比度區(qū)域的位置和裝置固有的點(diǎn)像強(qiáng)度分布函數(shù)，產(chǎn)生與上述高對(duì)比度區(qū)域有關(guān)的模糊圖像的單元；構(gòu)成為為了產(chǎn)生與X射線衰減系數(shù)比較低的低對(duì)比度區(qū)域有關(guān)的低對(duì)比度圖像，從上述圖像減去上述模糊圖像的單元
22.一種圖像處理裝置，其特征在于包括構(gòu)成為從X射線圖像減去與包含在上述X射線圖像中的X射線衰減系數(shù)比較高的區(qū)域有關(guān)的模糊圖像，產(chǎn)生與X射線衰減系數(shù)比較低的區(qū)域有關(guān)的低對(duì)比度圖像的單元；與像素值對(duì)應(yīng)地將上述低對(duì)比度圖像分類為多個(gè)區(qū)域的單元；將上述低對(duì)比度圖像的像素值置換為上述分類了的多個(gè)區(qū)域各自固有的值的單元。
23.一種圖像處理裝置，其特征在于包括根據(jù)多個(gè)閾值，從X射線圖像中順序抽出內(nèi)部包含的大小不同的多個(gè)區(qū)域候選的單元；計(jì)算上述抽出的多個(gè)區(qū)域候選各自的重心的單元；根據(jù)上述重心之間的距離，從上述抽出的多個(gè)區(qū)域候選中選擇特定的區(qū)域的單元。
全文摘要
本發(fā)明的X射線CT裝置具備從圖像中抽出X射線衰減系數(shù)比較高的高對(duì)比度區(qū)域的單元(20)；根據(jù)抽出的高對(duì)比度區(qū)域的位置和裝置固有的點(diǎn)像強(qiáng)度分布函數(shù)，產(chǎn)生與高對(duì)比度區(qū)域有關(guān)的模糊圖像的單元(21，22)；為了產(chǎn)生與X射線衰減系數(shù)比較低的低對(duì)比度區(qū)域有關(guān)的低對(duì)比度圖像，從圖像減去模糊圖像的單元(23)。
文檔編號(hào)G06T5/40GK101065065SQ20058004042
公開日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2005年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月26日
發(fā)明者岡本陽(yáng)介, 中西知 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社