輪廓圖像生成裝置以及核醫學診斷裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種向被檢體投放放射性藥劑，基于檢測從被檢體內放出的放射線而收集到的收集數據來提取被檢體的攝像對象的輪廓的輪廓圖像生成裝置以及核醫學診斷
目.0
【背景技術】
[0002]以往，作為核醫學診斷裝置，存在一種PET(positron emiss1n tomograp hy:正電子發射斷層掃描)裝置。PET裝置構成為僅在用多個檢測器同時檢測出由于正電子(positron)的煙滅而生成的兩條γ射線(伽馬射線)時重構被檢體的斷層圖像。另外，作為PET裝置，存在一種拍攝被檢體的乳房的乳腺X線攝影用PET裝置。乳腺X線攝影用PET裝置以環繞被檢體的乳房的方式配置檢測器，能夠通過使檢測器接近被檢體的乳房來提高檢測靈敏度。
[0003]由檢測器檢測的γ射線是從被預先投放了放射性藥劑的被檢體內放出的γ射線。放出的γ射線被被檢體的體內的組織吸收。因此，PET裝置在生成PE T圖像時進行考慮了 γ射線的吸收的影響的吸收校正(例如參照專利文獻I)。一般使用由X射線CT裝置拍攝到的數據或者使用利用放出γ射線的外部線源檢測出的數據來進行吸收校正。然而，乳腺X線攝影用PET裝置難以設置X射線CT裝置、外部線源。因此，進行將被檢體的乳房假定為單一的吸收體的吸收校正。在該方法中，提取乳房的輪廓并向提取出的輪廓內分配與乳房等效的吸收系數，從而生成吸收系數對應圖。然后，基于所生成的吸收系數對應圖來進行吸收校正。
[0004]另外，作為提取被檢體等物體的輪廓形狀的方法，存在水平集(levelset:水平集)法等動態輪廓模型(例如參照非專利文獻I)。動態輪廓模型是如下一種方法:使在圖像上設定的閉合曲線動態地變化以與物體的輪廓一致，由此提取輪廓形狀。
[0005]專利文獻I:日本特開2003-294843號公報
[0006]非專利文獻1:C.Li，C.Xu，C.Gui，and M.D.Fox，“Level Set Evoluti on WithoutRe-1nitializat1n:A New Variat1nal Formulat1n”，CVPR 2005
【發明內容】
[0007]發明要解決的問題
[0008]在基于動態輪廓模型的輪廓提取處理中，為了提取物體的輪廓形狀，需要反復進行多次處理，所得到的輪廓形狀的精度根據處理次數不同而發生變化。操作者設定處理次數并通過進行所設定的處理次數的輪廓提取處理來提取輪廓形狀，但是操作者需要從視覺上確認是否得到高精度的輪廓形狀。而且，如果得到的輪廓形狀小于物體輪廓則減少處理次數，另外，如果得到的輪廓形狀大于物體輪廓則增加處理次數。這樣，能夠獲取高精度的物體的輪廓形狀。
[0009]然而，在以往的乳腺X線攝影用PET裝置中存在以下問題:在為了提取被檢體的乳房的輪廓形狀而應用了如非專利文獻I那樣的基于動態輪廓模型的輪廓提取處理的情況下，不能獲取高精度的輪廓形狀。即，在基于動態輪廓模型的輪廓提取處理中利用二維重構圖像的梯度信息來提取輪廓形狀，因此輪廓形狀應該駐留在相鄰的像素的像素值的變化大的地方。也就是說，如果被檢體的乳房輪廓清晰，則輪廓形狀應該駐留在乳房輪廓處。
[0010]然而，在統計噪聲多的重構圖像的情況下，有時輪廓駐留在由該噪聲導致的梯度(即，噪聲部分)處。因此，如果不反復進行多次輪廓提取處理，則不能獲取高精度的輪廓形狀。另外，存在與乳房輪廓相比相鄰的像素的像素值的變化大、例如在乳房內存在腫瘤等物體的情況。在該情況下，如果沒有以恰當的處理次數結束輪廓提取處理，則所獲取的輪廓形狀被拍進乳房輪廓的內側，導致將腫瘤等的物體輪廓提取為輪廓形狀，從而獲取不期望的輪廓形狀。
[0011]另外，如果輪廓提取處理的對象是一張圖像，則操作者只要從視覺上確認所得到的輪廓形狀，設定幾次處理次數并反復進行處理，就能夠比較早地獲取高精度的輪廓形狀。然而，在如核醫學診斷裝置那樣的對切片張數多的數據進行輪廓提取處理的情況下，有時每張切片的恰當的處理次數不同。因此，在操作者針對每張切片從視覺上確認輪廓形狀的情況下，要花費大量時間，另外設定好多次處理次數并進行輪廓提取處理也非常困難。
[0012]本發明是鑒于這種問題而完成的，其目的在于提供一種操作者不從視覺上確認就能夠以恰當的處理次數高精度地自動提取被檢體的攝像對象的輪廓形狀的輪廓圖像生成裝置以及核醫學診斷裝置。
[0013]用于解決問題的方案
[0014]本發明為了實現這種目的而采用如下結構。
[0015]S卩，本發明所涉及的輪廓圖像生成裝置的特征在于具備:輪廓提取處理部，其進行利用輪廓提取模型對被檢體的二維重構圖像反復進行的輪廓提取處理中的一次輪廓提取處理，該被檢體的二維重構圖像是檢測從被檢體放出的放射線而獲取到的，該輪廓提取處理用于從預先設定的第一輪廓形狀提取新的第二輪廓形狀;變化面積計算部，其計算所述第一輪廓形狀和所述第二輪廓形狀之間的變化面積;像素值合計計算部，其計算所述變化面積中包含的像素的像素值的合計;變化率計算部，其計算變化率，該變化率是所述變化面積與所述合計之比；結束判定部，其判定所述變化率是否小于預先設定的閾值；以及控制部，在由所述結束判定部判定為所述變化率大于所述閾值的情況下，該控制部將所述第二輪廓形狀設定為所述第一輪廓形狀，使所述輪廓提取處理部、所述變化面積計算部、所述像素值合計計算部、所述變化率計算部以及所述結束判定部的處理再次執行，在由所述結束判定部判定為所述變化率小于所述閾值的情況下，該控制部輸出包含所述第二輪廓形狀的二維輪廓圖像。
[0016]根據本發明所涉及的輪廓圖像生成裝置，輪廓提取處理部進行利用輪廓提取模型對二維重構圖像反復進行的輪廓提取處理中的一次輪廓提取處理，該廓提取處理用于從預先設定的第一輪廓形狀提取新的第二輪廓形狀。結束判定部判定變化率是否小于預先設定的閾值。如下那樣計算變化率。變化面積計算部計算第一輪廓形狀和第二輪廓形狀之間的變化面積，像素值合計計算部計算變化面積中包含的像素的像素值的合計。變化率計算部計算作為變化面積與合計之比的變化率。在由結束判定部判定為變化率大于閾值的情況下，循環控制部將第二輪廓形狀設定為第一輪廓形狀，使輪廓提取處理部等的處理再次執行，在由結束判定部判定為變化率小于閾值的情況下，該循環控制部輸出包含第二輪廓形狀的二維輪廓圖像。
[0017]S卩，作為變化面積與變化面積中包含的像素的像素值的合計之比的變化率具有不依賴于每張二維重構圖像的數據而每次穩定為同一程度的值的特性。利用該特性，根據事先獲取到的多個采樣數據來預先設定閾值。在由結束判定部判定為變化率小于閾值的情況下，循環控制部輸出包含第二輪廓形狀的二維輪廓圖像。由此，操作者不從視覺上確認就能夠以恰當的處理次數高精度地自動提取被檢體的攝像對象的輪廓形狀。
[0018]另外，在本發明所涉及的輪廓圖像生成裝置中，優選的是，還具備處理次數判定部，該處理次數判定部對所述輪廓提取處理的處理次數進行計數，判定所述處理次數是否達到劃定次數，所述變化率計算部計算每劃定次數的變化率，該每劃定次數的變化率是所述變化面積的總和與所述合計的總和之比，在由所述處理次數判定部判定為所述處理次數未達到所述劃定次數的情況下，所述控制部將所述第二輪廓形狀設定為所述第一輪廓形狀，使所述輪廓提取處理部、所述變化面積計算部、所述像素值合計計算部以及所述處理次數判定部的處理再次執行，在由所述處理次數判定部判定為所述處理次數達到所述劃定次數的情況下，該控制部使所述處理次數復位并且利用所述結束判定部進行判定，在由所述結束判定部判定為所述變化率大于所述閾值的情況下，所述控制部將所述第二輪廓形狀設定為所述第一輪廓形狀，使所述輪廓提取處理部、所述變化面積計算部、所述像素值合計計算部、所述變化率計算部、所述處理次數判定部以及所述結束判定部的處理再次執行。
[0019]在輪廓提取處理的處理次數與變化率的關系中，存在由于二維重構圖像內的統計噪聲導致處理次數中的每一次的變化率上下波動的情況。在該情況下，當針對處理次數中的每一次進行結束判定時，有時變化率暫時大幅下降而變化率小于閾值，在變化率穩定之前就結束了輪廓提取處理。因此，在本發明中設置處理次數判定部，并非針對處理次數中的每一次進行結束判定，而是每隔劃定次數、即每隔多次處理次數進行判定處理。另外，變化率計算部計算作為變化面積的總和與像素值合計的總和之比的每劃定次數的變化率。因此，結束判定部使用作為每劃定次數的平均值而計算出的變化率來進行判定。由此，能夠防止由于處理次數中的每一次的變化率的變動而導致在變化率穩定之前就結束輪廓提取處理，能夠以恰當的處理次數高精度地提取輪廓形狀。
[0020]另外，作為本發明所涉及的輪廓圖像生成裝置的一例，所述劃定次數是可變的。即，當達到劃定次數時，可以將下一個劃定次數設定為與前一個劃定次數不同的次數。例如，在閾值與變化率之差大的處理次數的情況下，將比較多的處理次數設定為劃定次數，在閾值與變化率之差小的處理次數的情況下，將比較少的處理次數設定為劃定次數。由此，能夠在減少結束判定的次數的同時以恰當的處理次數高精度地提取輪廓形狀。
[0021]另外，在本發明所涉及的輪廓圖像生成裝置中，優選所述劃定次數隨著所述處理次數達到所述劃定次數而減少。即，當達到劃定次數