濃淡包絡面の推定にもとづく医用X線画像の画質改善に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650463
• Research Institution: 九州芸術工科大学
• Principal Investigator: 福島 重廣 九州芸術工科大学, 大学院・芸術工学研究科, 教授 (60027927)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉永 幸靖 九州芸術工科大学, 大学院・芸術工学研究科, 助手 (60304854)
• Keywords: トレンド推定 / シェーディング / 背景変動 / X線透過吸収補正 / 力学モデル / 補間 / 画像診断支援

Research Abstract

医用X線画像にはX線透過吸収量の積分値が投影されているので,重畳臓器の濃淡構造があまり複雑でない場合には,CTアルゴリズムによらずともX線画像から臓器構造を理解することが可能であると考えられる.本研究はこのような作業を機械的に実現するため,背景の濃淡変動(トレンド,シェーディング)の推定・除去の手法を開発することを目的としている.本年度は,画像中でX線吸収が極小である画素の濃淡値を補間する濃淡包絡面をもって背景変動分の推定とする方針のもとに,画像格子上に弾性ネットを自由落下させ,その整定状態を濃淡包絡面とする方法を開発し,電子情報通信学会医用画像研究会等で報告した.また,一般サイズ画像への対応を可能とし,また,局所的な位置ずれを解消するため,ソフトウェアを改良した.さらに,一応用として,胃X線二重造影像からの胃壁表面構造の鳥瞰表示の可能性を検討した結果,陥凹型ひだ集中病変は良好に表示できたが,隆起性病変に対しては効果が不十分であり,その原因は濃淡包絡面の懸垂によるものと考察され,改善の必要を認めた.また,対照のため,他の方法によるトレンド補正についても実験により検討した.空間周波数領域フィルタリングは高速な実行が可能であるが,縁・線強調の効果が出てしまい,また,トレンド補正によって濃淡が負値をとることがX線画像の生成原理と不整合であり,定量化への接近をも損なう.準同形フィルタリングは原画像の濃淡値がフィルムの光学濃度に対応している場合には不適合であり,また,濃淡変化を過剰に強調してしまう.線形予測による方法を含め,従来から信号処理に用いられている包絡線検出手法では包絡線が原信号の下部に潜り込むことがあるのに対して,本研究の手法では必ず上部に被ることが特長である.今後さらに,大域的な構造の改善および応用可能性について研究していく予定である.

Research Products

• [Publications] 福島重廣, 渡利靖子, 吉永幸靖: "医用X線画像における背景変動成分の推定に関する検討[I]"電子情報通信学会技術研究報告. MI2002-51. 25-30 (2002)
• [Publications] 福島重廣, 渡利靖子, 吉永幸靖: "医用X線画像における背景変動成分の推定と補正-力学的モデルにもとづく方法の提案-"第12回コンピュータ支援画像診断学会論文集. 185-186 (2002)
• [Publications] 本田武史, 福島重廣, 吉永幸靖: "濃淡包絡面推定法を用いたX線画像補正"2003年電子情報通信学会総合大会情報システム講演論文集2. 348 (2003)