(57)【要約】  ゲート再構成を使用する心臓ＣＴイメージングは、現在、時間的及び空間的解像度において制限される。本発明の模範的実施例によると、高コントラスト対象の識別が実行される検査装置が提供される。この高コントラスト対象は、複数の位相を通して追跡され、結果として前記高コントラスト対象の動きベクトル場を生じ、前記動きベクトル場に基づいて、動き補償再構成が実行される。
2009517113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関心対象を検査する検査装置において、
データセットに基づいて、第１の位相点に対応する前記関心対象の第１のボリューム及び第２の位相点に対応する前記関心対象の第２のボリュームを再構成するように構成された再構成ユニットと、
前記第１のボリューム内で高コントラスト対象を位置決めし、前記第２のボリューム内で高コントラスト対象を位置決めし、
前記高コントラスト対象に対する動きベクトル場を決定し、動きベクトルが前記第１のボリューム及び前記第２のボリュームにおける前記高コントラスト対象の位置を関連付ける、
ように構成された決定ユニットと、
を有し、
前記再構成ユニットが、前記動きベクトル場に基づいて動き補償再構成を実行するように更に構成される、
検査装置。
【請求項２】
前記データセットが、前記関心対象の投影を有する投影データ及び前記関心対象の心電図データを有する、
請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記投影データが第１の複数の投影を有し、
前記動き補償再構成が、前記投影データの前記第１の複数の投影に対して実行され、前記第１の複数の投影が、動き補償が実行された位相をカバーする、
請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
動き推定及び前記動き補償が実行された位相をカバーする前記第１の複数の投影が、前記データセットの全投影であり、
前記動き推定が心周期全体をカバーする、
請求項３に記載の検査装置。
【請求項５】
動き推定及び前記動き補償が実行された位相をカバーする前記第１の複数の投影が、前記データセットの選択された投影であり、
前記動き推定が、心周期の一部分のみをカバーする、
請求項３に記載の検査装置。
【請求項６】
前記動き補償再構成が、前記第１のボリューム及び前記第２のボリュームの少なくとも一方のサブボリュームをカバーし、
前記サブボリュームが、前記高コントラスト対象を有し、
前記動きベクトルが、逆投影されるべき投影の心周期によって前記サブボリューム内のボクセル位置を修正することにより前記動き補償再構成において直接的に使用される、
請求項１に記載の検査装置。
【請求項７】
前記動き補償再構成が、前記第１のボリューム全体及び前記第２のボリューム全体の少なくとも一方をカバーし、
前記動き補償再構成が、第１及び第２の動きベクトルの空間的外挿及び空間的内挿の少なくとも一方の後に実行される、
請求項１に記載の検査装置。
【請求項８】
前記内挿が、薄板スプライン内挿である、
請求項７に記載の検査装置。
【請求項９】
前記動き補償再構成が、前記動きベクトルの時間的内挿の後に実行される、
請求項１に記載の検査装置。
【請求項１０】
スキャンパスに沿って移動し、前記関心対象に電磁放射線を放射するように構成された放射線源と、
前記投影データを検出するように構成された検出器ユニットと、
前記心電図データを検出するように構成された心電図ユニットと、
を更に有し、
前記検査装置が、低ピッチヘリカル取得モードで前記投影データを取得するように構成され、
前記再構成がゲート再構成である、
請求項１に記載の検査装置。
【請求項１１】
前記第１のボリューム内及び前記第２のボリューム内の前記高コントラスト対象の位置決めが、
前記第１のボリューム内の第１の高コントラスト対象の位置決めと、
前記第２のボリューム内の第２の高コントラスト対象の位置決めと、
前記第１の高コントラスト対象及び前記第２の高コントラスト対象の対応関係の決定と、
を有する、
請求項１に記載の検査装置。
【請求項１２】
材料試験装置、医療応用装置及びマイクロＣＴシステムからなるグループの１つとして構成される、請求項１に記載の検査装置。
【請求項１３】
コンピュータ断層撮影装置、コヒーレント散乱コンピュータ断層撮影装置、陽電子放射コンピュータ断層撮影装置、単光子放射コンピュータ断層撮影装置、及び侵襲的３次元回転Ｘ線デバイスからなるグループの１つとして構成される、請求項１に記載の検査装置。
【請求項１４】
前記検査装置が、前記電磁放射線源と前記検出器ユニットとの間に配置されたコリメータを更に有し、
前記コリメータが、前記電磁放射線源により放射された電磁放射線ビームをコリメートして円錐ビーム又は扇ビームを形成するように構成される、
請求項１に記載の検査装置。
【請求項１５】
関心対象を検査する画像処理デバイスにおいて、
前記関心対象のデータセットを記憶するメモリと、
前記データセットに基づいて、第１の位相点に対応する前記関心対象の第１のボリューム及び第２の位相点に対応する前記関心対象の第２のボリュームを再構成するように構成された再構成ユニットと、
前記第１のボリューム内で高コントラスト対象を位置決めし、前記第２のボリューム内で高コントラスト対象を位置決めし、
前記高コントラスト対象に対する動きベクトル場を決定し、前記動きベクトル場が前記第１のボリューム及び前記第２のボリュームにおける前記高コントラスト対象の位置を関連付ける、
ように構成された決定ユニットと、
を有し、
前記再構成ユニットが、前記動きベクトル場に基づいて動き補償再構成を実行するように更に構成される、
画像処理デバイス。
【請求項１６】
関心対象を検査する方法において、
データセットに基づいて、第１の位相点に対応する前記関心対象の第１のボリューム及び第２の位相点に対応する前記関心対象の第２のボリュームを再構成するステップと、
前記第１のボリューム内で高コントラスト対象を位置決めし、前記第２のボリューム内で高コントラスト対象を位置決めするステップと、
前記高コントラスト対象に対する動きベクトル場を決定し、動きベクトルが前記第１のボリューム及び前記第２のボリュームにおける前記高コントラスト対象の位置を関連付けるステップと、
を有し、
前記再構成ユニットが、前記動きベクトル場に基づいて動き補償再構成を実行するように更に構成される、
方法。
【請求項１７】
関心対象を検査するコンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ可読媒体において、前記コンピュータプログラムが、プロセッサにより実行される場合に、
データセットに基づいて、第１の位相点に対応する前記関心対象の第１のボリューム及び第２の位相点に対応する前記関心対象の第２のボリュームを再構成するステップと、
前記第１のボリューム内で高コントラスト対象を位置決めし、前記第２のボリューム内で高コントラスト対象を位置決めするステップと、
前記高コントラスト対象に対する動きベクトル場を決定し、動きベクトルが前記第１のボリューム及び前記第２のボリュームにおける前記高コントラスト対象の位置を関連付けるステップと、
を実行するように構成され、
前記再構成ユニットが、前記動きベクトル場に基づいて動き補償再構成を実行するように更に構成される、
コンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
関心対象を検査するプログラムにおいて、前記プログラムが、プロセッサにより実行される場合に、
データセットに基づいて、第１の位相点に対応する前記関心対象の第１のボリューム及び第２の位相点に対応する前記関心対象の第２のボリュームを再構成するステップと、
前記第１のボリューム内で高コントラスト対象を位置決めし、前記第２のボリューム内で高コントラスト対象を位置決めするステップと、
前記高コントラスト対象に対する動きベクトル場を決定し、動きベクトルが前記第１のボリューム及び前記第２のボリュームにおける前記高コントラスト対象の位置を関連付けるステップと、
を実行するように構成され、
前記再構成ユニットが、前記動きベクトル場に基づいて動き補償再構成を実行するように更に構成される、
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断層イメージングの分野に関する。特に、本発明は、関心対象を検査する検査装置、画像処理デバイス、関心対象を検査する方法、コンピュータ可読媒体及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）は、単一の回転軸の周りで取られた一連の２次元Ｘ線画像から調査中の対象（関心対象）の内部の３次元画像を生成するためにデジタル処理を使用する処理である。ＣＴ画像の再構成は、適切なアルゴリズムを使用することにより行われることができる。
【０００３】
前記コンピュータ断層撮影の枠組みの１つの重要な応用は、鼓動する心臓の３次元画像の再構成に関するいわゆる心臓コンピュータ断層撮影である。
【０００４】
ゲート再構成（gated reconstruction）を使用する心臓ＣＴイメージングは、現在は、ガントリの機械的運動と投影の有限な角度範囲が各ボクセルの再構成のために取得されなくてはならないという事実とにより時間及び空間解像度において制限される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
関心対象の改良された動き補償再構成、特に高コントラスト対象の改良された動き補償ＣＴ再構成を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の模範的実施例によると、関心対象を検査する検査装置が提供されることができ、前記検査装置は、データセットに基づいて、第１の位相点に対応する前記関心対象の第１のボリューム及び第２の位相点に対応する前記関心対象の第２のボリュームを再構成するように構成された再構成ユニットを有する。更に、前記検査装置は、前記第１のボリューム内で高コントラスト対象を位置決めし、前記第２のボリューム内で前記高コントラスト対象を位置決めし、前記高コントラスト対象に対する動きベクトル場を決定し、動きベクトルが前記第１のボリューム内の前記対象の位置を前記第２のボリューム内の前記対象の位置に関連付けるように構成された決定ユニットを有することができ、前記再構成ユニットは、前記動きベクトル場に基づいて動き補償再構成を実行するように更に構成される。
【０００７】
したがって、前記検査装置は、信号対雑音比を増大させるために又はモーションブラーを抑制するために再構成画像の解像度を向上するのに使用されることができる動き補償再構成を実行するように構成されることができる。前記再構成は、複数の位相を通して追跡される高コントラスト対象の識別を有することができ、結果として前記高コントラスト対象の動きベクトル場を生じる。動き補償再構成は、この場合、前記動きベクトル場に基づいて実行される。
【０００８】
このような高コントラスト対象は、例えば、前記関心領域が心臓又は血管のような内部器官である場合に、ステント又は石灰化プラークでありうる。
【０００９】
本発明の他の模範的実施例によると、関心対象を検査する画像処理デバイスが提供され、前記画像処理デバイスは、前記関心領域のデータセットを記憶するメモリと、前記データセットに基づいて、第１の位相点に対応する前記関心対象の第１のボリューム及び第２の位相点に対応する第２のボリュームを再構成するように構成された再構成ユニットと、前記第１のボリューム内で高コントラスト対象を位置決めし、前記第２のボリューム内で前記高コントラスト対象を位置決めし、前記高コントラスト対象に対する動きベクトル場を決定し、動きベクトルが前記第１のボリューム内の前記対象の位置を前記第２のボリューム内の前記対象の位置に関連付けるように構成された決定ユニットとを有し、前記再構成ユニットは、前記動きベクトル場に基づいて動き補償再構成を実行するように更に構成される。
【００１０】
本発明の他の模範的実施例によると、関心対象を検査する方法が提供され、前記方法は、前記データセットに基づいて、第１の位相点に対応する前記関心対象の第１のボリューム及び第２の位相点に対応する第２のボリュームを再構成するステップと、前記第１のボリューム内で高コントラスト対象を位置決めし、前記第２のボリューム内で前記高コントラスト対象を位置決めするステップと、前記高コントラスト対象に対する動きベクトル場を決定し、動きベクトルが前記第１のボリューム内の前記対象の位置を前記第２のボリューム内の前記対象の位置に関連付けるステップとを有し、前記再構成は、前記動きベクトル場に基づいて動き補償再構成を実行するように更に構成される。
【００１１】
この他に、本発明の他の模範的実施例によると、プロセッサにより実行される場合に上述の方法ステップを実行するように構成された関心対象を検査するコンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ可読媒体が提供される。
【００１２】
更に、本発明の他の模範的実施例によると、プロセッサにより実行される場合に上述の方法ステップを実行するように構成された関心対象を検査するプログラムが提供される。
【００１３】
前記関心対象の検査、すなわち本発明による多周期（multi-cycle）心臓コンピュータ断層撮影データの解析は、前記コンピュータプログラムにより、すなわちソフトウェアにより、若しくは１つ以上の特別な電子最適化回路を使用することにより、すなわちハードウェアで、又はハイブリッド形式で、すなわちソフトウェアコンポーネント及びハードウェアコンポーネントを用いて実現されることができる。
【００１４】
以下に、本発明の更に他の模範的実施例が記載される。しかしながら、これらの実施例は、前記関心対象を検査する方法、前記コンピュータ可読媒体、前記画像処理デバイス、及び前記プログラムにも当てはまる。
【００１５】
本発明の模範的実施例によると、前記データセットは、前記関心対象の投影を有する投影データ及び前記関心対象の心電図データを有する。
【００１６】
本発明の他の模範的実施例によると、前記データセットは、放射線源、すなわちＸ線源及び検出器ユニットを人間の心臓の周りで回転することにより取得されることができる心臓ＣＴデータセットである。この測定に基づいて、複数の投影データが得られる。同時に、心電図が測定されることができ、前記心電図によるデータは、前記心臓の鼓動周期を考慮に入れて前記心臓の画像の後の再構成に適切なデータを選択するのに後で使用されることができる。レトロスペクティブな前記測定の後に、適切なデータは、心電図信号を使用して選択されることができ、前記選択されたデータは、この場合、更に他の検査に使用される。
【００１７】
本発明の他の模範的実施例によると、前記動き補償再構成は、前記投影データの第１の複数の投影に対して実行され、前記第１の複数の投影は、動き補償が実行された位相をカバーする。
【００１８】
本発明の他の模範的実施例によると、動き推定及び動き補償が実行された位相をカバーする前記第１の複数の投影は、前記データセットの全ての投影であり、前記動き推定は、心周期全体をカバーする。
【００１９】
更に、本発明の他の模範的実施例によると、前記動き推定及び前記動き補償が実行された位相をカバーする前記第１の複数の投影は、前記データセットの選択された投影であり、前記動き推定は、心周期全体をカバーする。
【００２０】
更に、本発明の他の模範的実施例によると、前記動き補償再構成は、前記第１のボリューム及び前記第２のボリュームの少なくとも一方のサブボリュームをカバーし、前記サブボリュームが、前記高コントラスト対象を有し、前記動きベクトルは、逆投影されるべき前記投影の心位相によって前記サブボリューム内のボクセル位置を修正することにより前記動き補償再構成において直接的に使用される。
【００２１】
代替的に、本発明の他の模範的実施例によると、前記動き補償再構成は、前記第１のボリューム全体及び前記第２のボリューム全体の少なくとも一方をカバーし、前記動き補償再構成は、前記動きベクトルの空間的外挿及び空間的内挿の少なくとも一方の後に実行される。
【００２２】
本発明の他の模範的実施例によると、前記内挿は、単純な線形内挿又は薄板スプライン（thin plate spline）内挿である。
【００２３】
更に、本発明の他の模範的実施例によると、前記動き補償再構成は、第１及び第２の動きベクトルの時間的内挿の後に実行される。例えば、第１のボリュームは、位相点ｔ０において再構成され、動き補償で再構成されるべきである。このボリュームの再構成は、間隔[ｔ−Δｔ；ｔ＋Δｔ]の間に取得されたデータを必要としうる。更に、第２のボリュームは、位相点ｔ−Δｔにおいて再構成され、第３のボリュームは、位相点ｔ＋Δｔにおいて再構成され、前記第２のボリュームの再構成は、間隔[ｔ−２Δｔ；ｔ０]の間に取得されたデータを必要とし、前記第３のボリュームの再構成は、間隔[ｔ０；ｔ＋２Δｔ]の間に取得されたデータを必要とする。この場合、計算された動きベクトル場は、ｔ−Δｔとｔ０との間で時間的に内挿されることができる。前記内挿の順序は、（ボリュームが測定される位相の）位相点の数に対応しうる。
【００２４】
更に、本発明の他の模範的実施例によると、前記第１のボリューム内及び前記第２のボリューム内で前記高コントラスト対象を位置決めすることは、前記第１のボリューム内の第１の高コントラスト対象の位置決め、前記第２のボリューム内の第２の高コントラスト対象の位置決め、及び前記第１の高コントラスト対象及び前記第２の高コントラスト対象の対応関係の決定を有する。
【００２５】
本発明の他の模範的実施例によると、前記検査装置は、高コントラスト対象の動き補償再構成を実行するように構成された材料試験装置、医療応用装置、又はマイクロＣＴ装置として使用されることができる。本発明の応用の分野は、医療イメージング、特に心臓ＣＴ、呼吸ゲートＣＴ又はＣＴ蛍光透視でありうる。
【００２６】
本発明の他の模範的実施例によると、前記検査装置は、コンピュータ断層撮影装置、コヒーレント散乱コンピュータ断層撮影装置、陽電子放射断層撮影装置、単光子放射コンピュータ断層撮影装置、及び侵襲的３次元回転Ｘ線イメージングシステムとして使用されることができる。
【００２７】
これに関連して、本発明が、コンピュータ断層撮影に限定されず、多次元データセットの再構成中に動き補償が実行されなければならない場合には常に使用されることができることに注意すべきである。
【００２８】
本発明の他の模範的実施例によると、前記検査装置は、電磁放射線源と検出器ユニットとの間に配置されたコリメータを更に有することができ、前記コリメータは、前記電磁放射線源により放射された電磁放射線ビームをコリメートして円錐ビーム又は扇ビームを形成するように構成される。
【００２９】
更に、本発明の他の模範的実施例によると、前記放射線源は、多色放射線ビームを放射するように構成されることができる。
【００３０】
本発明の他の模範的実施例による前記プログラムは、好ましくは、データプロセッサのワーキングメモリにロードされることができる。前記データプロセッサは、本発明の前記方法の模範的実施例を実行するように備えられることができる。前記コンピュータプログラムは、例えばＣ＋＋のような如何なる適切なプログラミング言語で書かれてもよく、ＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータ可読媒体に記憶されることができる。また、前記コンピュータプログラムは、ワールドワイドウェブのようなネットワークから利用可能であってもよく、前記ネットワークから画像処理ユニット若しくはプロセッサ又は他の適切なコンピュータにダウンロードされることができる。
【００３１】
動き補償再構成が、複数の位相を通して追跡される高コントラスト対象の識別を有し、結果として前記高コントラスト対象の動きベクトル場を生じる心臓ＣＴに提供されることは、本発明の模範的実施例の要点とみなされてもよい。前記動き補償再構成は、この場合、前記動きベクトル場に基づいて実行される。これは、前記再構成画像の解像度を改良する、信号対雑音比を増大する、又はモーションブラーを抑制することができる。前記動き補償再構成は、ステントのようなデバイス又は石灰化プラークのような心臓とともに動く高コントラスト対象に対して使用されることができる。
【００３２】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施例を参照して説明され、明らかになる。
【００３３】
本発明の模範的実施例は、以下の図面を参照して以下に記載される。
【００３４】
図面の図は概略的である。異なる図面において、同様又は同一の要素は同じ参照番号を与えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
図１は、本発明によるコンピュータ断層撮影スキャナシステムの模範的実施例を示す。
【００３６】
図１に描かれたコンピュータ断層撮影装置１００は、円錐ビームＣＴスキャナである。しかしながら、本発明は、扇ビーム幾何構成で実行されることもできる。図１に描かれた前記ＣＴスキャナは、回転軸１０２の周りで回転可能なガントリ１０１を有する。ガントリ１０１は、モータ１０３を用いて駆動される。参照番号１０４は、本発明の一態様によると、多色又は単色放射線を放射するX線源のような放射線源を示す。
【００３７】
参照番号１０５は、前記放射線源から放射された放射線ビームを円錐形状放射線ビーム１０６に形成する開口システムを示す。円錐ビーム１０６は、ガントリ１０１の中心、すなわち前記ＣＴスキャナの検査領域に配置された関心対象１０７を貫通し、検出器１０８に衝突するような方向に向けられる。図１からわかるように、検出器１０８は、検出器１０８の表面が円錐ビーム１０６によりカバーされるように放射線源１０４の反対側のガントリ１０１上に配置される。図１に描かれた検出器１０８は、関心対象１０により散乱された又は通過したＸ線をそれぞれ検出することができる複数の検出器素子１２３を有する。
【００３８】
関心対象１０７のスキャン中に、放射線源１０４、開口システム１０５及び検出器１０８は、ガントリ１０１に沿って矢印１１６により示される方向に回転される。放射線源１０４、開口システム１０５及び検出器１０８を持つガントリ１０１の回転のために、モータ１０３が、モータ制御ユニット１１７に接続され、モータ制御ユニット１１７は、（計算又は決定ユニットとしても示されうる）制御ユニット１１８に接続される。
【００３９】
図１において、関心対象１０７は、手術台１１９上に配置された人間である。人間１０７の心臓１３０のスキャン中、ガントリ１０１が人間１０７の周りを回転する間に、手術台１１９は、人間１０７をガントリ１０１の回転軸１０２に平行な方向に沿って移動する。これにより、心臓１３０は、ヘリカルスキャンパスに沿ってスキャンされる。手術台１１９は、前記スキャン中に停止されることもでき、これにより信号スライスを測定する。全ての記載された場合において、回転軸１０２に平行な方向の移動が存在せず、回転軸１０２の周りのガントリ１０１の回転のみが存在する円形スキャンを実行することも可能であることに注意すべきである。
【００４０】
更に、心臓１３０を通過することにより減衰されたＸ線が検出器１０８により検出される間に人間１０７の心臓１３０の心電図を測定する心電図デバイス１３５が提供される。前記測定された心電図に関連するデータは、制御ユニット１１８に送信される。
【００４１】
更に、図１に示される円錐ビーム構成の代替案として、本発明が、扇ビーム構成により実現されることができることは強調されるべきである。一次扇ビームを生成するために、開口システム１０５は、スリットコリメータとして構成されることができる。
【００４２】
検出器１０８は、制御ユニット１１８に接続される。制御ユニット１１８は、検出結果、すなわち検出器１０８の検出器素子１２３からの読み出し値を受信し、これらの読み出し値に基づいてスキャン結果を決定する。更に、制御ユニット１１８は、手術台１１に対するモータ１０３及び１２０を持つガントリの移動を調整するためにモータ制御ユニット１１７と通信する。
【００４３】
制御ユニット１１８は、検出器１０８の読み出し値から画像を再構成するように構成されることができる。制御ユニット１１８により生成される再構成画像は、インタフェース１２２を介してディスプレイ（図１には示されない）に出力されることができる。
【００４４】
制御ユニット１１８は、検出器１０８の検出器素子１２３からの読み出し値を処理するデータプロセッサにより実現されることができる。
【００４５】
図１に示される前記コンピュータ断層撮影装置は、心臓１３０の多周期心臓コンピュータ断層撮影データを得る。換言すると、ガントリ１０１が回転し、手術台１１９が線形にシフトされる場合、ヘリカルスキャンが、心臓１３０に対してＸ線源及び検出器１０８により実行される。このヘリカルスキャン中に、心臓１３０は複数回鼓動することができる。これらの鼓動の間に、複数の心臓コンピュータ断層撮影データが取得される。同時に、心電図が、心電図ユニット１３５により測定される。これらのデータを取得した後に、前記データは、制御ユニット１１８に転送され、前記測定データは、レトロスペクティブに解析されることができる。
【００４６】
前記測定データ、特に前記心臓コンピュータ断層撮影データ及び前記心電図データは、グラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）１４０を介して更に制御されることができる制御ユニット１１８により処理される。このレトロスペクティブな解析は、レトロスペクティブＥＣＲゲーティングを使用するヘリカル心臓円錐ビーム再構成スキームに基づく。しかしながら、本発明が、この特定のデータ取得及び再構成に限定されないことに注意すべきである。
【００４７】
しかしながら、従来のＥＣＲスキームに加えて、デバイス１１８は、アーチファクトを除去するために、以下のやり方で心臓１１３を通過する減衰Ｘ線により検出された多周期心臓コンピュータ断層撮影データを解析するように構成される。すなわち、決定ユニット１１８は、前記第１のボリューム内で高コントラスト対象を位置決めし、前記第２のボリューム内で前記高コントラスト対象を位置決めする。次いで、前記高コントラスト対象の動きベクトル場の決定が実行され、結果として前記第１のボリュームに対する第１の動きベクトル及び前記第２のボリュームに対する第２の動きベクトルを生じる。次いで、デバイス１１８は、前記動きベクトル場に基づいて動き補償再構成を実行する。
【００４８】
図２は、異なる位相点におけるカルシウムスコアリングデータセットの概略表現を示す。図２に描かれた前記データセットは、２０％の心周期ごとに再構成され、位相２０１、２０２、２０３、２０４、２０５を通して追跡されることができる冠動脈内の高コントラスト石灰化２０６、２０７、２０８、２０９、２１０を示す。
【００４９】
異なる位相における画像２０１−２０５が、３次元における石灰化を追跡するために異なるスライスにおいて示されることに注意すべきである。
【００５０】
図３は、高コントラスト対象の動き補償ＣＴ再構成を実行する本発明による模範的な方法のフローチャートを示す。しかしながら、前記方法が、ＣＴ検査装置で取得されたデータセットにしか使用できないわけではなく、例えば陽電子放射コンピュータ断層撮影システムのような他の検査装置により取得された他のデータセットにも使用されることができることに注意すべきである。
【００５１】
前記方法は、ステップ１において、前記関心対象に対する放射線源による電磁放射線の放射で開始する。更に、従来のＣＴスキャンが実行され、結果として投影データを取得する。更に、ステップ１において、心電図データの取得も実行される。
【００５２】
次いで、ステップ２において、例えば低ピッチヘリカル取得モードで若しくは円形スキャン中に、又は例えばサドル軌道スキャンのような他のスキャン中に取得された前記投影データは、ＥＣＧデータと一緒に、異なる位相点において再構成される。再構成ボリュームの各々の中で、前記高コントラスト対象が、適切なセグメンテーションアルゴリズムを用いて位置決めされる。例えば、前記セグメンテーションアルゴリズムは、特定の値（閾値）以下の全てのハウンスフィールド値をゼロにセットする単純な閾値アプローチであってもよく、したがって前記閾値が適切に選択された場合に‐前記高コントラスト構造のみを含む画像を供給する。異なるセグメンテーション方法は、セグメント化されるべき前記対象の形状に関する情報、局所的グレイ値分布並びに一次及び二次導関数の計算を含みうる。最後に、血管内に配置されたステントの形状及び材料がおおよそ既知であるので、モデルベースセグメンテーションは、ステントの動き補償再構成を考慮すると興味深いかもしれない。
【００５３】
１つより多い高コントラスト対象が存在する場合、異なるデータセットにおける前記対象の対応関係は、例えば最も同様な形状により決定されることができる。
【００５４】
次いで、ステップ３において、目標対象の各々に対する動きベクトル場は、例えば位相間の対応する対象の移動ベクトルを計算することにより異なるボリュームデータから決定される。結果として、３次元動きベクトルが、再構成された全ての位相に対して得られる。
【００５５】
最後に、ステップ４において、動き補償が実行されなければならない心位相をカバーする投影が再構成に使用される場合に動き補償再構成が実行される。換言すると、ＣＴイメージングにおけるゲート再構成は、再構成処理のためにデータが取られる有限サイズの時間ウィンドウを常に必要としうるので、前記動き補償は、このウィンドウ内の全ての投影に対して実行されるべきである。画像ボリュームは、常に、時間的測定間隔全体から作り上げられ、この間隔の中間とみなされることができるので、同じことが、動き補償されるべき中心画像に対して選択された間隔の終了又は開始において再構成された画像に対して起こる。これらは、ボリュームデータの生成のために同じ投影データを使用しうるが、‐大体において‐真実である異なる時間的状態として取り扱われる。この点において、前記時間的内挿に関する上の説明を参照する。
【００５６】
これらは、前記動き推定が心周期全体をカバーする場合に全ての投影であることができ、又は全ての投影の一部分のみであってもよい。前記動き補償再構成は、関心構造を含むサブボリュームをカバーすることができ、前記動きベクトルは、逆投影されるべき前記投影の心位相によって前記ボリューム内のボクセル位置を修正することにより再構成処理内で直接的に使用されることができる。
【００５７】
代替的に、前記ボリューム全体は、異なるボリューム位置における動きベクトルの空間的外挿／内挿の後に動き補償されて再構成されることができる。可能な内挿方法は、薄板スプライン内挿又は単純なトライリニア（tri-linear）内挿でありうる。
【００５８】
完全な３次元動き補償再構成は、目標の関心ボリューム又はボリューム全体に対する上述の方法を用いて達成されることができる。これは、前記データセットの時間的解像度を増大するために又はモーションブラーを減少するために使用されることができる。加えて、これは、心臓ＣＴイメージングにおいてより幅広いゲーティングウィンドウを使用するのを助け、増大された信号対雑音比を生じることができる。
【００５９】
図４は、本発明による方法の模範的実施例を実行する本発明によるデータ処理デバイス４００の模範的実施例を描く。図４に描かれたデータ処理デバイス４００は、患者又は手荷物のような関心対象を描く画像を記憶するメモリに接続された中央処理ユニット（ＣＰＵ）又は画像プロセッサ４０１を有する。データプロセッサ４０１は、複数の入出力ネットワーク又はＣＤデバイスのような診断デバイスに接続されることができる。データプロセッサ４０１は、データプロセッサ４０１において計算又は構成された情報又は画像を表示する表示デバイス４０３、例えばコンピュータモニタに更に接続されることができる。オペレータ又はユーザは、キーボード４０４及び／又は図４には描かれていない他の出力デバイスを介してデータプロセッサ４０１とインタラクトすることができる。
【００６０】
更に、バスシステム４０５を介して、画像処理及び制御プロセッサ４０１を、例えば、前記関心対象の動きをモニタリングするモーションモニタに接続することも可能でありうる。例えば、患者の肺が撮像される場合、モーションセンサは、呼気センサでありうる。心臓が撮像される場合、前記モーションセンサは、心電図でありうる。
【００６１】
本発明の模範的実施例は、ＣＴスキャナコンソール、イメージングワークステーション又はＰＡＣＳワークステーションに対するソフトウェアオプションとして販売されることができる。
【００６２】
本発明の一態様によると、ステントのようなデバイス又は石灰化プラークのような高コントラストを持つ目標構造の高品質心臓再構成は、改良された時間的解像度、減少されたモーションブラー又は改良された信号対雑音比又は減少された線量で実行されることができる。
【００６３】
用語"有する"が他の要素を除外せず、"１つの"が複数を除外しないことに注意すべきである。また、異なる実施例に関連して記載された要素は組み合わされることもできる。
【００６４】
請求項内の参照符号が前記請求項の範囲を限定するように解釈されるべきでないことにも注意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の模範的実施例による検査装置の単純化された概略表現を示す。
【図２】異なる位相点において再構成されたカルシウムスコアリングデータセットの概略表現を示す。
【図３】本発明による模範的な方法のフローチャートを示す。
【図４】本発明による方法の模範的実施例を実行する、本発明による画像処理デバイスの模範的実施例を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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