JP6498516B2 - 医用画像処理装置及びｘ線ｃｔ装置 - Google Patents

Description

本発明の一態様としての実施形態は、医用画像処理装置及びＸ線ＣＴ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置に関する。

ＣＴの画像再構成法としては、コンボリューション補正逆投影（ＣＢＰ：ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ ｂａｃｋ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法やフィルタ補正逆投影（ＦＢＰ：ｆｉｌｔｅｒｅｄ ｂａｃｋ ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）法に代表される解析的手法と、代数的手法とが知られている。代数的手法は一般に反復法を用いて再構成画像を求めることから、逐次近似再構成（ＩＲ：ｉｔｅｒａｔｉｖｅ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）法と呼ばれる。

フィルタ補正逆投影法を用いると、比較的短時間でＣＴ画像が得られる。しかしながら、フィルタ補正逆投影法は、ノイズ成分を多く含む再構成方法であるため、ノイズ低減のためにスキャン時にある程度の線量を担保として必要とする。一方で、逐次近似再構成法では、低線量に基づくデータであってもノイズ成分を大幅に低減できるとともに、外乱やアーチファクトの影響を受けにくい。

なお、核医学画像上に関心領域を設定し、関心領域における詳細画像を再構成する際に用いられる繰り返し回数（逐次近似回数）を変える技術が開示される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−９９７１６号公報

逐次近似再構成法を用いる場合は繰り返し計算が必要となるため、解析的手法を用いる場合と比較して大量の計算時間が必要となる。よって、逐次近似再構成法を用いる場合は臨床スループットの低下を招いてしまう。

一方で、代数的手法を用いる場合は、アーチファクトの影響を受けやすく、ノイズ低減のためにスキャン時にある程度の線量を必要としてしまう。

本実施形態に係る医用画像処理装置は、上述した課題を解決するために、第１の投影データに基づいて第１の再構成を行なって第１のＣＴ画像を生成する第１再構成手段と、前記第１のＣＴ画像のうち形態領域を抽出する形態領域抽出手段と、前記形態領域に係る第２の投影データを生成する投影データ生成手段と、前記第２の投影データに基づいて逐次近似再構成法を用いて第２の再構成を行なって第２のＣＴ画像を生成する第２再構成手段と、前記第１のＣＴ画像と前記第２のＣＴ画像とに基づいて画像を合成する画像合成手段と、を有する。

本実施形態に係るＸ線ＣＴ装置は、上述した課題を解決するために、Ｘ線を曝射するＸ線管と、複数のＸ線検出素子を有し、前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、前記Ｘ線管及び前記Ｘ線検出器を制御してスキャンを実行するスキャン実行手段と、前記スキャン実行手段によって収集された第１の投影データに基づいて第１の再構成を行なって第１のＣＴ画像を生成する第１再構成手段と、前記第１のＣＴ画像のうち形態領域を抽出する形態領域抽出手段と、前記形態領域に係る第２の投影データを生成する投影データ生成手段と、前記第２の投影データに基づいて逐次近似再構成法を用いて第２の再構成を行なって第２のＣＴ画像を生成する第２再構成手段と、前記第１のＣＴ画像と前記第２のＣＴ画像とに基づいて画像を合成する画像合成手段と、を有する。

第１実施形態に係る医用画像処理装置のハードウェア構成を示す概略図。 第１実施形態に係る医用画像処理装置の機能を示すブロック図。 心臓を含む全体画像の一例を示す図。 注目形態（冠動脈）に係る形態画像の一例を示す図。 心臓を含む合成画像の一例を示す図。 第１実施形態に係る医用画像処理装置１０の動作を示すフローチャート。 第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のハードウェア構成を示す概略図。 第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の機能を示すブロック図。

本実施形態に係る医用画像処理装置及びＸ線ＣＴ装置について、添付図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る医用画像処理装置のハードウェア構成を示す概略図である。

図１は、第１実施形態に係る医用画像処理装置１０を示す。なお、医用画像処理装置１０は、図示しない医用画像生成装置（医用画像診断装置）や、図示しない医用画像管理装置（画像サーバ）や、図示しない読影端末等、各種装置がネットワークを介して接続された医用画像システム上に設けられてもよい。医用画像生成装置は、医用画像データを生成する装置である。医用画像管理装置は、医用画像データを保存・管理する装置である。読影端末は、医師の読影に付すため、医用画像管理装置に保存された医用画像データを受信して表示部に表示する装置である。

また、医用画像処理装置１０単体が後述する機能を実現する場合を例にとって説明するが、後述する機能を、医用画像システムを構成する各装置に分散させて医用画像システム全体が実現するようにしてもよい。

医用画像処理装置１０は、制御部１１、記憶部１２、操作部１３、表示部１４、及び通信部１５を備える。

制御部１１は、処理回路（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）としてのＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）等によって構成される。制御部１１は、記憶部１２に格納されている各種制御プログラムを読み出して各種演算を行なうと共に、各部１２乃至１５における処理動作を統括的に制御する。

記憶部１２は、メモリやＨＤＤ（ｈａｒｄ ｄｉｓｃ ｄｒｉｖｅ）等によって構成される。記憶部１２は、制御部１１において用いられる制御プログラムの実行に必要なデータや、Ｘ線ＣＴ装置などの医用画像生成装置や医用画像管理装置（ともに図示しない）等から通信部１５又はリムーバブルメディア（ｒｅｍｏｖａｂｌｅ ｍｅｄｉａ）を介して受信されたデータや、制御部１１によって生成されたデータを記憶する。

操作部１３は、キーボードやマウス等によって構成される。操作者により操作部１３が操作されると、操作部１３はその操作に応じた操作信号を生成して制御部１１に出力する。なお、表示部１４におけるディスプレイと一体に構成したタッチパネルを備えてもよい。

表示部１４は、ＬＣＤ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示手段によって構成される。表示部１４は、制御部１１からの指示に応じて、各種操作画面や、制御部１１によって生成されたデータ等の各種表示情報を表示させる。

通信部１５は、パラレル接続仕様やシリアル接続仕様に合わせたコネクタ等によって構成される。通信部１５は、ネットワーク上の外部装置と情報の送受信を行なう。例えば、通信部１５は、データを医用画像生成装置や医用画像管理装置（ともに図示しない）などから受信したり、制御部１１によって生成されたデータを医用画像生成装置や読影端末（ともに図示しない）に送信したりして、外部装置と通信動作を行なう。

図２は、第１実施形態に係る医用画像処理装置１０の機能を示すブロック図である。

制御部１１がプログラムを実行することによって、医用画像処理装置１０は、操作支援手段１１１、データ取得（読み出し）手段１１２、全体再構成手段１１３、注目形態決定手段１１４、形態領域抽出手段１１５、形態投影データ生成手段１１６、形態再構成手段１１７、及び画像合成手段１１８として機能する。

なお、医用画像処理装置１０の手段１１１乃至１１８は、ソフトウェア的に機能する場合を例に挙げて説明するが、それら手段１１１乃至１１８の一部又は全部は、医用画像処理装置１０にハードウェア的にそれぞれ設けられるものであってもよい。

操作支援手段１１１は、操作者に対する情報の表示部１４への表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を操作部１３によって行なうことができるＧＵＩ（ｇｒａｐｈｉｃａｌ ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等のユーザインターフェースである。

データ取得手段１１２は、記憶部１２に記憶された、投影データを取得する（読み出す）。記憶部１２には、医用情報の標準通信規格であるＤＩＣＯＭ（ｄｉｇｉｔａ ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｍｅｄｉｃｉｎｅ）にて医用画像管理装置（図示しない）から転送された投影データが記憶されている。

全体再構成手段１１３は、データ取得手段１１２によって取得された投影データに基づいて、コンボリューション補正逆投影（ＣＢＰ）法やフィルタ補正逆投影（ＦＢＰ）法に代表される解析的手法を用いて第１の再構成を行なって全体（ＦＯＶ：ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｖｉｅｗ）のＣＴ画像（以下、「全体画像」という）を生成する。全体再構成手段１１３は、部分的に範囲を絞ることはなく、操作者が指定したＦＯＶで再構成を行なう。ここで、全体再構成手段１１３は、全体画像を２次元画像又は３次元画像（ボリュームデータ）として生成する。なお、全体再構成手段１１３は、複数時相（複数心拍時相）の時相ごとに投影データが取得された場合、時相ごとに全体画像を生成する。

図３は、心臓を含む全体画像の一例を示す図である。

図３は、心臓を含む全体画像（３次元画像）を示す。図３に示す全体画像は、解析的手法を用いた再構成に基づくものなので、比較的ノイズ成分を多く含み、アーチファクトの影響を受ける。また、図３に示す全体画像は、逐次近似再構成法を用いる場合と比較して低画質である。

図２の説明に戻って、注目形態決定手段１１４は、全体再構成手段１１３によって生成された全体画像のうち、逐次近似再構成を行なう部分的な形態、例えば、器官（ｏｒｇａｎ）、組織（ｔｉｓｓｕｅ）、及び病巣のうち少なくとも１を注目形態として決定する。異なった性質の細胞群が組み合わせられることで形成されるものが組織であり、複数の組織が組み合わさって一定の働きを持つまとまりをなしたものが器官（臓器）である。

第１例として、注目形態決定手段１１４は、データ取得手段１１２によって取得された投影データに係る、検査内容を特定する検査情報に基づいて注目形態を決定する。検査情報は、検査種別、検査手法、及び検査部位などの情報を含む。注目形態決定手段１１４は、投影データに付帯された当該投影データに係る検査種別（ＣＴ検査及びＰＥＴ（ｐｏｓｉｔｒｏｎ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）−ＣＴ検査など）、検査手法（造影、非造影、及び心電同期など）、及び検査部位（頭部、胸部、及び腹部など）のうち少なくとも１に基づいて注目形態を決定する。

例えば、注目形態決定手段１１４は、検査種別「ＣＴ検査」、検査手法「心電同期＋造影検査＋Ｃａｒｄｉａｃ ＣＴＡ（ＣＴ ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）」、検査部位「胸部」である場合、当該投影データの診断目的が冠動脈（ｃｏｒｏｎａｒｙ ａｒｔｅｒｙ）造影検査であると判断し、注目形態（器官）として冠動脈を決定することができる。また、例えば、注目形態決定手段１１４は、検査情報に基づいて、脳動脈などの血管、気管支、骨、肺、腫瘍（組織塊）、及びスリガラス結節（ＧＧＯ：ｇｒｏｕｎｄ−ｇｌａｓｓ ｏｐａｃｉｔｙ）などのうち少なくとも１を決定してもよい。

なお、注目形態決定手段１１４は、投影データに付帯された検査情報ではなく、ワークリストを管理するワークリスト管理装置（図示しない）等から送信されるワークリストに含まれる検査情報を用いて注目形態を決定することもできる。ワークリストは、診療を行なう医師の端末や受け付けの端末などから登録される検査オーダ（検査依頼）に基づく、患者情報及び検査情報を含む情報である。

第２例として、注目形態決定手段１１４は、表示部１４に表示された全体画像上で、操作部１３から操作支援手段１１１を介して入力された指示に従って注目決定を決定する。

形態領域抽出手段１１５は、全体再構成手段１１３によって生成された全体画像の部分であって、注目形態決定手段１１４によって決定された注目形態に係る領域を形態領域として抽出する。形態領域の抽出方法は一般的に知られている技術によればよい。なお、形態領域抽出手段１１５は、複数時相の時相ごとに全体画像が生成された場合、時相ごとに形態領域を抽出する。

注目形態決定手段１１４によって決定された注目形態が冠動脈である場合、形態領域抽出手段１１５は、まず、全体画像から芯線の抽出を行なう。芯線を抽出する方法としてベッセルトラッキング法（例：Onno Wink, Wiro J.Niessen, “Fast Delineation and Visualization of Vessel in 3-D Angiographic Images”, IEEE Trans.Med.Imag.Vol.19, No.4, 2000参照。）などが有るが、管腔臓器の内部領域を細線化する方法（例：G. D. Rubin, D. S. Paik, P. C. Johnston, S. Napel, “Measurement of the Aorta and Its Branches with Helical CT,” Radiology, Vol.206, No.3, pp.823-9, Mar., 1998.参照。）を用いてもよい。

芯線が抽出されると、形態領域抽出手段１１５は、抽出された芯線から芯線周辺領域を分類（セグメンテーション）して形態領域としての冠動脈領域を抽出する。セグメンテーションする方法として、領域拡張方法などを使ってもよいし、ある定数値で拡張してもよい。領域拡張を用いる場合、環状構造物の内腔ギリギリの範囲で抽出するのではなく、ある一定領域の分、余分に拡張させた領域を生成することが好適である。

形態投影データ生成手段１１６は、形態領域抽出手段１１５によって抽出された形態領域（冠動脈領域）に基づいて形態投影データを生成する。第１例として、形態投影データ生成手段１１６は、全体画像のうち形態領域を再投影することで形態投影データを生成する。再投影として、逐次近似再構成で用いられているような再投影方法を用いてもよい。第２例として、形態投影データ生成手段１１６は、形態領域を再投影することで形態領域に係る中間投影データを生成し、中間投影データに対応する、データ取得手段１１２によって取得されたオリジナルの投影データの部分データを形態投影データとする。なお、形態投影データ生成手段１１６は、複数時相の時相ごとに形態領域が抽出された場合、時相ごとに形態投影データを生成する。

形態再構成手段１１７は、形態投影データ生成手段１１６によって生成された形態投影データに基づいて、代数的手法（逐次近似再構成法：ＩＲ法）を用いて第２の再構成を行なって形態領域のＣＴ画像（以下、「形態画像」という）を生成する。なお、形態再構成手段１１７は、複数時相の時相ごとに形態投影データが生成された場合、時相ごとに形態画像を生成する。

なお、全体再構成手段１１３は、解析的手法の代わりに、形態画像の再構成における繰り返し回数より少ない繰り返し回数による逐次近似再構成法を用いて再構成を行なって全体画像を生成してもよい。その場合、形態再構成手段１１７は、形態投影データ生成手段１１６によって生成された形態投影データに基づいて、全体画像の再構成における繰り返し回数より多い（十分な画質の形態画像を得るための）繰り返し回数による逐次近似再構成法を用いて再構成を行なって形態画像を生成する。このように、医用画像処理装置１０は、全体画像及び形態画像の再構成法としてともに逐次近似再構成法を用いながら、低画質の全体画像を短時間で生成するとともに高画質の形態画像を長時間かけて生成することができる。

図４は、注目形態（冠動脈）に係る形態画像の一例を示す図である。

図４は、図３に示す心臓のうち冠動脈（注目形態）に係る形態画像（３次元画像）を示す。図４に示す形態画像は、逐次近似再構成法を用いた再構成に基づくものなので、図３に示す全体画像のうちの冠動脈領域（形態領域）と比較してノイズ成分が低減され、アーチファクトの影響をほとんど受けていない。また、図４に示す形態画像は、図３に示す代数的手法を用いて再構成された全体画像のうちの冠動脈領域と比較して高画質である。

図２の説明に戻って、画像合成手段１１８は、全体再構成手段１１３によって生成された全体画像と、形態再構成手段１１７によって生成された形態画像とに基づいて、画像を合成（足し合わせ）する。画像合成手段１１８は、繋ぎ目の領域を違和感なく繋ぐＦｅａｔｈｅｒｉｎｇなどの画像合成技術を用いることが好適である。なお、画像合成手段１１８は、複数時相の時相ごとに形態画像が生成された場合、全体画像と、同一時相の形態画像とに基づいて、時相ごとに合成画像を生成する。

画像合成手段１１８は、合成画像を、操作支援手段１１１を介して表示部１４に表示させる。

図５は、心臓を含む合成画像の一例を示す図である。

図５は、心臓を含む合成画像（３次元画像）を示す。図５に示す合成画像は、図３に示す全体画像のうちの注目形態（冠動脈）の部分に、図４に示す形態画像が合成された画像である。図５に示す合成画像のうちの冠動脈領域（形態領域）Ｃは、逐次近似再構成法を用いた再構成に基づくものなので、図３に示す全体画像のうちの冠動脈領域と比較してノイズ成分が低減され、アーチファクトの影響をほとんど受けていない。また、図５に示す合成画像のうちの冠動脈領域Ｃは、図３に示す代数的手法を用いて再構成された全体画像のうちの冠動脈領域と比較して高画質である。

このように、図２に示す医用画像処理装置１０は、全部画像の一部を逐次近似再構成法に基づく高精細かつ低ノイズの形態画像に置き換えるものであり、複数時相のうち特定時相を高精細かつ低ノイズのＣＴ画像とする一方でその他の時相を解析的手法に基づくＣＴ画像とするものではない。

図６は、第１実施形態に係る医用画像処理装置１０の動作を示すフローチャートである。

医用画像処理装置１０は、記憶部１２に記憶された、投影データを取得する（ステップＳＴ１）。医用画像処理装置１０は、ステップＳＴ１によって取得された投影データに基づいて、コンボリューション補正逆投影（ＣＢＰ）法やフィルタ補正逆投影（ＦＢＰ）法に代表される解析的手法を用いて再構成（第１の再構成）を行なって、第１のＣＴ画像として、全体画像（図３に図示）を生成する（ステップＳＴ２）。

医用画像処理装置１０は、ステップＳＴ２によって生成された全体画像のうち、逐次近似再構成を行なう部分的な注目形態を決定する（ステップＳＴ３）。医用画像処理装置１０は、ステップＳＴ２によって生成された全体画像の部分であって、ステップＳＴ３によって決定された注目形態に係る領域（形態領域）を抽出する（ステップＳＴ４）。

医用画像処理装置１０は、ステップＳＴ４によって抽出された形態領域に基づいて形態投影データを生成する（ステップＳＴ５）。医用画像処理装置１０は、ステップＳＴ５によって生成された形態投影データに基づいて、代数的手法（逐次近似再構成法：ＩＲ法）を用いて再構成（第２の再構成）を行なって、第２のＣＴ画像として、形態領域に係る形態画像（図４に図示）を生成する（ステップＳＴ６）。

医用画像処理装置１０は、ステップＳＴ２によって生成された全体画像と、ステップＳＴ６によって生成された形態画像とに基づいて、合成画像（図５に図示）を生成し（ステップＳＴ７）、表示部１４に表示させる。

第１実施形態に係る医用画像処理装置１０によると、逐次近似再構成法を用いて全体画像のうち形態領域を再構成するので、逐次近似再構成法を用いて全体画像を再構成する場合と比較して、臨床スループットを向上させることができる。また、第１実施形態に係る医用画像処理装置１０によると、全体画像のうち形態領域において、アーチファクトの影響をほとんど受けずノイズ成分が大幅に低減された高画質の合成画像を生成することができるので、逐次近似再構成法を用いて全体画像を再構成する場合と比較しても、操作者による診断精度が低下することはない。

第１実施形態に係る医用画像処理装置１０によると、全体画像のうち形態領域において、アーチファクトの影響をほとんど受けずノイズ成分が大幅に低減された高画質の合成画像を生成することができるので、代数的手法を用いて全体画像を再構成する場合と比較して、操作者による診断精度を向上させることができる。

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置のハードウェア構成を示す概略図である。

なお、第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置には、Ｘ線管と検出器とが１体として被検体の周囲を回転する回転／回転（ＲＯＴＡＴＥ／ＲＯＴＡＴＥ）タイプと、リング状に多数の検出素子がアレイされ、Ｘ線管のみが被検体の周囲を回転する固定／回転（ＳＴＡＴＩＯＮＡＲＹ／ＲＯＴＡＴＥ）タイプ等様々なタイプがあり、いずれのタイプでも本発明を適用可能である。本実施形態では、現在、主流を占めている回転／回転タイプとして説明する。

図７は、第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置２０を示す。Ｘ線ＣＴ装置２０は、大きくは、スキャナ装置２１及び医用画像処理装置（コンソール）２２によって構成される。Ｘ線ＣＴ装置２０のスキャナ装置２１は、通常は検査室に設置され、被検体Ｏに関するＸ線の透過データを生成するために構成される。一方、医用画像処理装置２２は、通常は検査室に隣接する制御室に設置され、透過データを基に投影データを生成して再構成画像の生成及び表示を行なうために構成される。

Ｘ線ＣＴ装置２０のスキャナ装置２１は、架台装置３１、寝台装置３２、及びコントローラ３３を備える。

スキャナ装置２１の架台装置３１は、土台部（図示しない）に固定された固定架台４１と、回転架台４２とを備える。

固定架台４１は、回転駆動機構５１を備える。回転駆動機構５１は、コントローラ３３による制御によって、回転架台４２がその位置関係を維持した状態で回転中心を含む開口部の周りを回転するように回転架台４２を固定架台４１に対して回転させる機構を有する。

回転架台４２は、Ｘ線源（Ｘ線管）６１、絞り６２、Ｘ線検出器６３、ＤＡＳ（ｄａｔａ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）６４、高電圧発生装置６５、及び絞り駆動機構６６を一体として保持する。回転架台４２は、Ｘ線管６１とＸ線検出器６３とを対向させた状態で、Ｘ線管６１、絞り６２、Ｘ線検出器６３、ＤＡＳ６４、高電圧発生装置６５、及び絞り駆動機構６６を一体として被検体Ｏの周りに回転できるように構成されている。なお、回転架台４２の回転中心軸と平行な方向をｚ軸方向、そのｚ軸方向に直交する平面をｘ軸方向、ｙ軸方向で定義する。

Ｘ線管６１は、高電圧発生装置６５から供給された管電圧に応じて金属製のターゲットに電子線を衝突させることでＸ線を発生させ、Ｘ線検出器６３に向かって照射する。Ｘ線管６１から照射されるＸ線によって、ファンビームＸ線やコーンビームＸ線が形成される。Ｘ線管６１は、高電圧発生装置６５を介したコントローラ３３による制御によって、Ｘ線の照射に必要な電力が供給される。

絞り６２は、絞り駆動機構６６によって、Ｘ線管６１から照射されるＸ線の照射範囲（照射野）を調整する。すなわち、絞り駆動機構６６によって絞り６２の開口を調整することによって、スライス方向のＸ線照射範囲を変更できる。

Ｘ線検出器６３は、チャンネル方向に複数、及び列（スライス）方向に単数の検出素子を有する１次元アレイ型の検出器である。又は、Ｘ線検出器６３は、マトリクス状、すなわち、チャンネル方向に複数、及びスライス方向に複数の検出素子を有する２次元アレイ型の検出器（マルチスライス型検出器ともいう。）である。Ｘ線検出器６３がマルチスライス型検出器である場合、１回転のスキャンで列方向に幅を有する３次元の撮影領域を撮影することができる（ボリュームスキャン）。Ｘ線検出器６３は、コントローラ３３による制御によって、Ｘ線管６１から照射されたＸ線を検出する。

ＤＡＳ６４は、Ｘ線検出器６３の各検出素子が検出する透過データ（Ｘ線検出データ）の信号を増幅してデジタル信号に変換する。ＤＡＳ６４の出力データは、スキャナ装置２１のコントローラ３３を介して医用画像処理装置２２に供給される。

高電圧発生装置６５は、コントローラ３３による制御によって、スキャンを実行するために必要な電力をＸ線管６１に供給する。

絞り駆動機構６６は、コントローラ３３による制御によって、絞り６２におけるＸ線のスライス方向の照射範囲を調整する機構を有する。

スキャナ装置２１の寝台装置３２は、天板７１及び天板駆動機構７２を備える。天板７１は、被検体Ｏを載置可能である。

天板駆動機構７２は、コントローラ３３による制御によって、天板７１をｙ軸方向に沿って昇降動させると共に、ｚ軸方向に沿って進入／退避動させる機構を有する。天板駆動機構７２は、回転架台４２の回転中心を含む開口部に向けて天板７１に載置された被検体Ｏを挿入させ、開口部から天板７１に載置された被検体Ｏを退避させる。

スキャナ装置２１のコントローラ３３は、図示しない制御回路としてのＣＰＵ及びメモリ等を備える。コントローラ３３は、医用画像処理装置２２からの指示によって、架台装置３１の回転駆動機構５１、Ｘ線検出器６３、ＤＡＳ６４、高電圧発生装置６５、及び絞り駆動機構６６や、寝台装置３２の天板駆動機構７２等の制御を行なってスキャンを実行させる。

Ｘ線ＣＴ装置２０の医用画像処理装置２２は、コンピュータをベースとして構成されており、ネットワーク（ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）Ｎと相互通信可能である。医用画像処理装置２２は、大きくは、制御部８１、記憶部８２、操作部８３、表示部８４、及び通信部８５等の基本的なハードウェアから構成される。制御部８１は、共通信号伝送路としてのバスを介して、医用画像処理装置２２を構成する各ハードウェア構成要素に相互接続されている。

制御部８１は、図１に示す制御部１１と同一の構成を有する。制御部８１は、記憶部８２に格納されている各種制御プログラムを読み出して各種演算を行なうと共に、各部８２乃至８５における処理動作を統括的に制御する。また、制御部８１は、コントローラ３３を介してスキャナ装置２１にスキャンを実行させる。

記憶部８２は、図１に示す記憶部１２と同一の構成を有する。記憶部８２は、制御部８１において用いられる制御プログラムの実行に必要なデータや、医用画像管理装置（図示しない）等から通信部８５又はリムーバブルメディアを介して受信されたデータや、制御部８１によって生成されたデータを記憶する。

操作部８３は、図１に示す操作部３３と同一の構成を有する。操作者により操作部８３が操作されると、操作部８３はその操作に応じた操作信号を生成して制御部８１に出力する。

表示部８４は、図１に示す表示部３４と同一の構成を有する。表示部８４は、制御部８１からの指示に応じて、各種操作画面や、制御部８１によって生成されたデータ等の各種表示情報を表示させる。

通信部８５は、図１に示す通信部３５と同一の構成を有する。通信部８５は、ネットワーク上の外部装置と情報の送受信を行なう。例えば、通信部８５は、制御部８１によって生成されたデータを医用画像管理装置や読影端末（ともに図示しない）に送信する等して、外部装置と通信動作を行なう。

医用画像処理装置２２は、スキャナ装置２１のＤＡＳ６４から入力された生データに対して対数変換処理や、Ｘ線強度補正等の補正処理（前処理）を行なって投影データを生成して記憶部８２に記憶させる。医用画像処理装置２２は、投影データに基づいて被検体Ｏに関するＣＴ画像を生成して記憶部８２に記憶させたり、表示部８４に表示させたりする。

図８は、第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置２０の機能を示すブロック図である。

医用画像処理装置２２の制御部８１がプログラムを実行することによって、Ｘ線ＣＴ装置２０は、図８に示すように、操作支援手段１１１、データ取得（読み出し）手段１１２、全体再構成手段１１３、注目形態決定手段１１４、形態領域抽出手段１１５、形態投影データ生成手段１１６、形態再構成手段１１７、画像合成手段１１８、及びスキャン実行手段１１９として機能する。なお、手段１１１〜１１９の全部又は一部は、医用画像処理装置２２にハードウェアとして備えられるものであってもよい。また、手段１１１〜１１９の全部又は一部は、医用画像処理装置２２のみならず、コントローラ３３に備えられるものであってもよい。

図８に示すＸ線ＣＴ装置２０において、図２に示す医用画像処理装置１０と同一手段には同一符号を付して説明を省略する。

スキャン実行手段１１９は、管電圧、管電流、収集スライス厚、及び視野（ＦＯＶ）等の撮像条件に従ってコントローラ３３を制御して、被検体Ｏのスキャン（ボリュームスキャン）を実行する。スキャンによって収集された投影データは、検査情報が付帯された上で記憶部８２に記憶される。

第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置２０によると、逐次近似再構成法を用いて全体画像のうち形態領域を再構成するので、逐次近似再構成法を用いて全体画像を再構成する場合と比較して、臨床スループットを向上させることができる。また、第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置２０によると、全体画像のうち形態領域において、アーチファクトの影響をほとんど受けずノイズ成分が大幅に低減された高画質の合成画像を生成することができるので、逐次近似再構成法を用いて全体画像を再構成する場合と比較しても、操作者による診断精度が低下することはない。

第２実施形態に係るＸ線ＣＴ装置２０によると、全体画像のうち形態領域において、アーチファクトの影響をほとんど受けずノイズ成分が大幅に低減された高画質の合成画像を生成することができるので、代数的手法を用いて全体画像を再構成する場合と比較して、低被曝で投影データを収集することができるともに、操作者による診断精度を向上させることができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ 医用画像処理装置
１１ 制御部
２０ Ｘ線ＣＴ装置
２１ スキャナ装置
２２ 医用画像処理装置（コンソール）
６１ Ｘ線管
６３ Ｘ線検出器
８１ 制御部
１１１ 操作支援手段
１１２ データ取得（読み出し）手段
１１３ 全体再構成手段
１１４ 注目形態決定手段
１１５ 形態領域抽出手段
１１６ 形態投影データ生成手段
１１７ 形態再構成手段
１１８ 画像合成手段
１１９ スキャン実行手段

Claims (10)

1. 第１の投影データに基づいて第１の再構成を行なって第１のＣＴ画像を生成する第１再構成手段と、
   前記第１のＣＴ画像のうち形態領域を抽出する形態領域抽出手段と、
   前記形態領域に係る第２の投影データを生成する投影データ生成手段と、
   前記第２の投影データに基づいて逐次近似再構成法を用いて第２の再構成を行なって第２のＣＴ画像を生成する第２再構成手段と、
   前記第１のＣＴ画像と前記第２のＣＴ画像とに基づいて画像を合成する画像合成手段と、
   を有する医用画像処理装置。
2. 前記第１再構成手段は、解析的手法を用いて前記第１の再構成を行なって前記第１のＣＴ画像を生成する請求項１に記載の医用画像処理装置。
3. 前記第１再構成手段は、前記第２の再構成における繰り返し回数より少ない繰り返し回数による前記逐次近似再構成法を用いて前記第１の再構成を行なって前記第１のＣＴ画像を生成し、
   前記第２再構成手段は、前記第１の再構成における繰り返し回数より多い繰り返し回数による前記逐次近似再構成法を用いて前記第２の再構成を行なって前記第２のＣＴ画像を生成する請求項１に記載の医用画像処理装置。
4. 前記投影データ生成手段は、前記形態領域を再投影することで前記第２の投影データを生成する請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
5. 前記投影データ生成手段は、前記形態領域を再投影することで前記形態領域に係る中間投影データを生成し、前記中間投影データに対応する、前記第１の投影データの部分データを前記第２の投影データとする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
6. 前記第１のＣＴ画像のうち注目形態を決定する注目形態決定手段をさらに有し、
   前記形態領域抽出手段は、前記注目形態に係る前記形態領域を抽出する請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
7. 前記注目形態決定手段は、前記第１の投影データに係る検査情報に基づいて前記注目形態を決定する請求項６に記載の医用画像処理装置。
8. 前記注目形態決定手段は、前記第１の投影データに付帯された前記検査情報に基づいて前記注目形態を決定する請求項７に記載の医用画像処理装置。
9. 前記注目形態決定手段は、前記注目形態として、器官、組織、及び病巣のうち少なくとも１を決定する請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の医用画像処理装置。
10. Ｘ線を曝射するＸ線管と、
    複数のＸ線検出素子を有し、前記Ｘ線を検出するＸ線検出器と、
    前記Ｘ線管及び前記Ｘ線検出器を制御してスキャンを実行するスキャン実行手段と、
    前記スキャン実行手段によって収集された第１の投影データに基づいて第１の再構成を行なって第１のＣＴ画像を生成する第１再構成手段と、
    前記第１のＣＴ画像のうち形態領域を抽出する形態領域抽出手段と、
    前記形態領域に係る第２の投影データを生成する投影データ生成手段と、
    前記第２の投影データに基づいて逐次近似再構成法を用いて第２の再構成を行なって第２のＣＴ画像を生成する第２再構成手段と、
    前記第１のＣＴ画像と前記第２のＣＴ画像とに基づいて画像を合成する画像合成手段と、
    を有するＸ線ＣＴ装置。

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