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公開番号2025067138
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-24
出願番号2023176865
出願日2023-10-12
発明の名称X線CT装置、画像処理装置、及び動き補正画像再構成方法
出願人富士フイルム株式会社
代理人弁理士法人山王坂特許事務所
主分類A61B 6/03 20060101AFI20250417BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】画像対からスキャン中の被写体の動き情報を取得し、動き補正画像再構成を行ってCT画像を生成する際に、動き成分の誤認識及び過度の平滑化を抑制し、動き補正の精度を向上する。
【解決手段】動き情報取得部は、画像対のノイズを低減するフィルタリング部と、フィルタリング後の画像対を用いてレジストレーション処理を行うレジストレーション部と、画像対の管電流比率に応じてフィルタリング処理及びレジストレーション処理の条件を調整する処理条件調整部とを備える。処理条件調整部は、管電流比率と各処理のパラメータとの関係を予め定めたテーブルを参照し、対象となる画像対の管電流比率に対応するパラメータを選択して、フィルタリングとレジストレーションのパラメータを決定する。動き情報取得部は決定したパラメータでフィルタリング及びレジストレーションを行って動き情報を取得し、画像再構成部はこの動き情報を用いて動き補正画像再構成を行う。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
被写体の周囲を回転するＸ線源及びＸ線検出器を有し、所定の角度範囲について前記被写体の透過Ｘ線データを取得する撮像部と、前記撮像部が取得した透過Ｘ線データを用いて再構成画像を生成する画像再構成部と、を備え、
前記画像再構成部は、
前記透過Ｘ線データの一部を用いて、正対する位置の第一画像及び第二画像を生成する画像対生成部と、
前記第一画像及び第二画像に対するノイズ低減処理、及び、ノイズ低減後の第一画像及び第二画像のレジストレーション処理を行い、スキャン中の被写体の動き情報を算出する動き情報取得部と、を備え、
前記動き情報取得部は、前記第一画像及び第二画像の生成に用いる透過Ｘ線データを取得した時の管電流の比率に応じて、前記第一画像及び第二画像からなる画像対を分類し、類ごとに前記ノイズ低減処理及び前記レジストレーション処理の条件を調整する処理条件調整部を備え、
前記画像再構成部は、前記動き情報取得部が算出した動き情報を用いてスキャン中の被写体の動きを補正して再構成画像を生成することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置であって、
前記撮像部は、前記被写体に装着した心電図の情報を取り入れ、所望の心位相を再構成心位相とする心電同期撮影を行うものであって、
前記第一画像の透過Ｘ線データと前記第二画像の透過Ｘ線データは、前記再構成心位相を中心として正対する位置にあることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置であって、
前記撮像部は、自動露光制御のもと非同期撮影を行うものであって、
前記第一画像の透過Ｘ線データと前記第二画像の透過Ｘ線データは、ユーザが指定した再構成中心位置に対し正対する位置にあることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置であって、
前記処理条件調整部は、前記管電流の比について２以上の閾値を設定し、前記画像対を３以上の類に分類することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のＸ線ＣＴ装置であって、
前記撮像部が取得する透過Ｘ線データは、回転方向と交差するスライス方向を含む３次元のデータであって、前記画像対生成部は、スライス方向に沿って複数の画像対を生成することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項６】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置であって、
前記動き情報取得部は、平滑化フィルタを備え、
前記処理条件調整部は、前記ノイズ低減処理の条件として当該平滑化フィルタの種類及びパラメータの少なくとも一方を、前記類毎に調整することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項７】
請求項６に記載のＸ線ＣＴ装置であって、
前記処理条件調整部は、前記第一画像に対するノイズ低減処理の条件と、前記第二画像に対するノイズ低減処理の条件とを異ならせることを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項８】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置であって、
前記動き情報取得部は、非剛体レジストレーションアルゴリズムを含み、
前記処理条件調整部は、前記レジストレーション処理の条件として当該非剛体レジストレーションアルゴリズムのパラメータを、前記類毎に調整することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項９】
請求項１に記載のＸ線ＣＴ装置であって、
前記動き情報取得部は、ノイズ低減フィルタ及び非剛体レジストレーションアルゴリズムを含み、
前記処理条件調整部は、前記ノイズ低減フィルタの種類及びパラメータの少なくとも一方、及び、前記非剛体レジストレーションアルゴリズムのパラメータを、前記ノイズ低減処理及び前記レジストレーション処理の条件として調整することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
【請求項１０】
被写体の周囲を回転するＸ線源及びＸ線検出器を有し、所定の角度範囲について前記被写体の透過Ｘ線データを取得する撮像部と、前記撮像部が取得した透過Ｘ線データを用いて再構成画像を生成する画像再構成部と、を備え、
前記画像再構成部は、
前記透過Ｘ線データの一部を用いて、正対する位置の第一画像及び第二画像を生成する画像対生成部と、
前記第一画像及び第二画像に対し、非剛体レジストレーションアルゴリズムに基づきレジストレーション処理を行い、スキャン中の被写体の動き情報を算出する動き情報取得部と、を備え、
前記動き情報取得部は、前記第一画像及び第二画像の生成に用いる透過Ｘ線データを取得した時の管電流の比率に応じて、前記非剛体レジストレーションアルゴリズムのパラメータを調整する処理条件調整部を備え、
前記画像再構成部は、前記動き情報取得部が算出した動き情報を用いてスキャン中の被写体の動きを補正して再構成画像を生成することを特徴とするＸ線ＣＴ装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体にＸ線を照射して医用画像を得るＸ線ＣＴ装置に係り、動きのある被写体に対する読影精度や読影効率の向上のための動き補正画像再構成処理技術に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
心臓など動きのある被写体に対するＣＴ検査では、ＣＴスキャン中に被写体が動くことにより、画像にモーションアーチファクトが発生する場合がある。このモーションアーチファクトにより画像の質は低下し、結果として医師や検査技師など（以下、まとめて検査者という）による疾患の診断精度や診断効率を低下させる可能性がある。そこで、動きのある被写体のＣＴ画像に生じるモーションアーチファクトを低減させるための動き補正画像再構成処理が行われている。
【０００３】
動き補正画像再構成処理では、目標の画像再構成位置を中心とし、時間的に正対する位置で再構成された一対の画像（第一画像及び第二画像）から被写体の動きを推定し、推定した動きの情報を用いて、目標再構成位置の画像を補正しながら逆投影を行い再構成する。このような動き補正画像再構成を適用することにより、心位相の条件を合わせるだけでは解決できない心臓の動きや、ECG非同期撮影における臓器の動きなどを補正することができる。
【０００４】
しかし、動きの推定に用いる二つの画像にノイズがあると、ノイズを動きと誤認識したり、ノイズに紛れた動きを検出できないなどの問題がある。特許文献1には、第一画像および第二画像に対してノイズ低減処理を行うことで、被写体の動きのみを抽出する方法が開示されている。特許文献1に開示された方法では、第一画像および第二画像を取得した際のＸ線量に基いて、ローパスフィルタを適用したノイズ低減を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国特許第10165989号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された方法では、第一画像及び第二画像それぞれのノイズに応じてノイズが低減されるものの、画像間のノイズの関係性は考慮されていない。ノイズは透過Ｘ線データを取得する際の管電流が低いときに増加するが、画像対を取得時の管電流の違いが大きいと、低線量領域におけるノイズ成分の影響で過度な平滑化をしてしまい、その結果、ストリーク成分に歪みを生じるなどの問題を生じる。一方、過度の平滑化などの過補正を抑制しすぎると、本来、静止可能であった位相に影響を及ぼす。
【０００７】
そこで本発明は、上述した動き成分の誤認識及び過度の平滑化を抑制し、動き補正の精度を向上することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、動き情報を得るために用いる一対の画像、第一画像及び第二画像（以下、画像対ともいう）について、画像対の各画像を取得した時の管電流の比率に応じて、動き情報取得時に施される処理の条件を調整する。動き情報取得時に施される処理の主要なものは、画像のノイズ低減処理とノイズ低減後のレジストレーション処理であり、処理の条件の調整は、これら処理に用いるアルゴリズムの種類やそれに含まれるパラメータの調整により行うことができる。
【０００９】
即ち本発明のＸ線ＣＴ装置は、被写体の周囲を回転するＸ線源及びＸ線検出器を有し、所定の角度範囲について前記被写体の透過Ｘ線データを取得する撮像部と、前記撮像部が取得した透過Ｘ線データを用いて再構成画像を生成する画像再構成部と、を備える。画像再構成部は、透過Ｘ線データの一部を用いて、正対する位置の第一画像及び第二画像を生成する画像対生成部と、第一画像及び第二画像に対するノイズ低減処理、及び、ノイズ低減後の第一画像及び第二画像のレジストレーション処理を行い、スキャン中の被写体の動き情報を算出する動き情報取得部とを備え、画像再構成部は、動き情報取得部が算出した動き情報を用いてスキャン中の被写体の動きを補正して再構成画像を生成する。
【００１０】
本発明の第一の態様によれば、動き情報取得部は、第一画像及び第二画像の生成に用いる透過Ｘ線データを取得した時の管電流の比率に応じて、第一画像及び第二画像からなる画像対を分類し、類ごとにノイズ低減処理及びレジストレーション処理の条件を調整する処理条件調整部を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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