[发明专利]图像处理方法、装置以及断层摄影装置

说明书

技术领域

本发明涉及对断层图像的图像处理方法、装置以及断层摄影装置，特别涉及去除伪影(artifact)的技术。

背景技术

作为断层图像，采用使包括X线管(照射装置)以及检测器(检测装置)的摄像系统围绕被检测体的体轴轴心旋转以进行摄像的X线CT(Computed Tomography，计算机断层扫描)装置取得的CT图像为例进行说明。X线CT装置是临床必须的医疗设备，有单层CT装置、沿体轴方向并列设置检测器的单元的多层CT装置、从X线管照射沿体轴方向扩展的锥状的X线光束的锥形束(cone beam)CT装置等。此外，作为X线CT装置具备的检测器，近年来，锥形束CT中使用平板型X线检测器(以下简称为“FPD”)。

在X线CT装置的情况下，使摄像系统围绕被检测体的体轴轴心旋转，由此，伪影在CT图像中作为环状出现(以下简称为“环状伪影”)。参照图14具体说明。图14是为了进行CT图像中的环状伪影产生的说明而提供的示意图。图14中，为了简单说明，以单层CT装置为例进行说明。一般地，CT图像中的环状伪影因为以X线检测阵列4等为代表的检测器的单元的缺陷或敏感度劣化(参考图14(a)中附有符号“D”的单元)而产生。对于一列通道检测器与X线管2，使之围绕被检测体M的体轴z的轴心旋转，如图14(b)所示，取得以通道检测器的单元的并列设置方向(也称作“通道(Channel)方向”)为横轴、投影方向(也称作“视图(View)方向”)为纵轴的元数据(称作“正弦图”)。在此，在检测器的某个单元上如果有图14(a)所示的缺陷或敏感度变化D，则正弦图上会产生线状的伪影ART₁，如图14(c)所示，重构的CT图像上会产生环形状的伪影(环状伪影)ART₂。即使仅仅0.1％的检测器的敏感度差，也能清楚地作为环形在视觉上确认出来。

以往，一般地，通过在正弦图上进行缺陷像素的插值或者检测器的敏感度修正来去除CT图像上的环状伪影。另一方面，作为使用CT图像上的处理来去除环状伪影的方法，有专利文献1、2。在专利文献1、2中，通过收集观察CT图像上的环状伪影，预先检查环形的带状的宽度或亮度(像素值)的变化分布。并且，对于与这些条件相应的环状伪影，直接使用低通滤波(低域通过型滤波)或中值滤波等来去除环状伪影。

近年来，作为多维信号分析法，提出了观测相互独立的信号重叠的混合信号，基于此分离相互独立的原信号的独立成分分析(ICA：IndependentComponent Analysis)(例如，参照非专利文献1～5)。特别是，非专利文献2中对图像适用独立成分分析(ICA)，用基底函数展开图像，由此计算特征向量，实施图像的特征分析。

专利文献1：特表平11-514121号公报

专利文献2：特开平11-128218号公报

非专利文献1：陈延伟著，《独立成分分析(1)-鸡尾酒会效果(cocktailparty effect)-》，日本医用图像工学会刊，2003年，21卷，1号，第81-85页

非专利文献2：陈延伟著，《独立成分分析(2)-利用ICA基底的特征提取-》，日本医用图像工学会刊，2003年，21卷，2号，第170-174页

非专利文献3：村田昇著，《入门 独立成分分析》，东京电机大学出版社，2004年7月

非专利文献4：Aapo Hyvarinen著，Juha Karhunen著，Erkki Oja著，根元几译，川胜真喜译《详解立成分分析-信号分析的新世界-》东京电机大学出版社，2005年2月

非专利文献5：村田昇，“独立成分分析概论”，平成14年5月1日，早稻田大学 理工学部 电气电子情报工学科，[online]，因特网<URL：http://www.eh.waseda.ac.jp/murata/~mura/lecture/ica/note/>

发明内容

发明要解决的问题

但是，每个检测器的特性稍有不同，有时检测器的敏感度还会随时间变化，仅通过上述正弦图的敏感度处理难以完全地去除伪影。此外，有时CT图像上的区域(例如上半部分和下半部分)中伪影的强度还会发生变化，在对其进行处理时与在正弦图上处理相比，在图像上处理更容易。此外，如专利文献1、2那样将上述平滑化为目的的滤波直接适用于图像会给原来的CT图像带来分辨率降低，有时还会产生由滤波引起的伪影。