(57)【要約】【課題】対象領域情報を用いて連続的に多重解像度３次元画像を再構成する方法およびシステムを提供する。【解決手段】本発明による方法およびシステムを用いると、連続的に多重解像度３次元画像を再構成する技術により、高画質の３次元Ｘ線透視画像の表示にかかる時間を大幅に短縮することができる。さらに、連続的画像再構成を集中して実施すべき１つまたは２つ以上の対象領域を手動または自動で選択することにより、対象領域（１つまたは複数）に対する高画質の３Ｄ画像が、画像データ取得後すぐに得られる。【選択図】図２
2006087921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の入力２次元画像を取得するステップと、
前記入力画像の少なくとも１枚に基づいて、それぞれが３次元画像データを含む複数のボクセルを含む最初の３次元画像（３１０）を算出するステップと、
前記ボクセルのサブセット（３１５、３２５）に含まれる前記３次元画像データを再構成して、前記ボクセルサブセット（３１５、３２５）に対応する表示画像領域に、解像度を高めた３次元画像を生成するステップと、
を含む、連続的に多重解像度３Ｄ画像を再構成する方法。
【請求項２】
前記ボクセルのサブセット（３１５、３２５）が対象領域を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記最初の画像の中央部分、解剖学的構造集合部分、およびＳ字歪み補正部分の少なくとも１つまたは２つ以上に基づいて、前記ボクセルサブセット（３１５、３２５）を自動的に決定するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記ボクセルサブセット（３１５、３２５）のサイズを連続的に拡大するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
複数枚の入力２次元画像を取得するイメージングモダリティ（１１０）と、
前記入力画像の少なくとも１枚に基づいて、それぞれが３次元画像データを含む複数のボクセルを含む最初の３次元画像（３１０）を算出するステップ、および、前記ボクセルのサブセット（３１５、３２５）内の前記３次元画像データを再構成して、前記ボクセルサブセット（３１５、３２５）に対応する表示画像領域に、解像度を高めた３次元画像を生成するステップを実行する画像処理ユニット（１２０）と
を含む連続的に多重解像度３Ｄ画像を再構成するシステム。
【請求項６】
前記ボクセルのサブセット（３１５、３２５）が対象領域を含む、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記画像処理ユニット（１２０）が、前記最初の画像の中央部分、解剖学的構造集合部分、およびＳ字歪み補正部分の少なくとも１つまたは２つ以上に基づいて、前記ボクセルサブセット（３１５、３２５）を自動的に決定する、請求項５記載のシステム。
【請求項８】
前記画像処理ユニット（１２０）が、前記ボクセルサブセット（３１５、３２５）のサイズを連続的に拡大する、請求項５記載のシステム。
【請求項９】
複数枚の入力２次元画像を取得するステップと、
前記入力画像の少なくとも１枚に基づいて、３次元画像（３１０）を算出するステップと、
少なくとも１枚の他の入力画像に基づいて、ボクセル単位で３次元画像（３１０）を更新するステップと、
前記３次元画像（３１０）を表示するステップと
を含む、連続的にＸ線透視画像を再構成する方法。
【請求項１０】
自動的に対象領域を選択するステップをさらに含み、前記更新ステップが、前記対象領域に対応する１セットのボクセル（３１５、３２５）から前記３次元画像の残りの部分へと連続的に展開される、請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、３次元（「３Ｄ」）イメージングに関する。より具体的に、本発明は、自動対象領域を用いて連続的に多重解像度３次元Ｘ線透視画像を再構成する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
動的再構成を必要とするメディカルイメージングには、機能イメージングおよびインターベンショナルイメージングの２種類の分野がある。機能イメージングとしては、例えば、ポジトロン断層撮影（「ＰＥＴ」）および単一光子放出型コンピュータ断層撮影（「ＳＰＥＣＴ」）が挙げられ、インターベンショナルイメージングとしては、例えば、Ｘ線透視検査によるコンピュータ断層撮影（「Ｆｌｕｏｒｏ  ＣＴ」）が挙げられる。
【０００３】
近年のメディカルイメージングシステムでは、さまざまな診断およびインターベンショナルラジオロジー処置を容易にするため、モバイル式ＣアームＸ線透視システムがよく用いられる。このシステムでは通常、２次元（「２Ｄ」）のＸ線透視によるグレースケール画像が得られるが、これより新しいモバイル式新型固定式Ｘ線透視システムでは、コンピュータ断層撮影を用いて複数枚の２Ｄ画像から３Ｄ画像を生成している。こうした新しいシステムを用いると、医療処置の前後および処置中の折々において、利便性が高まり、３Ｄ画像スキャンを行う費用が削減される。
【０００４】
しかし、手術室での作業の流れに支障が出ることをはじめとする幾つかの大きな要因があるため、３ＤＸ線透視画像スキャンはその価値を正当に評価されていない。例えば、システムの立ち上げ、画像データ取得、および複数枚の２Ｄ画像から３Ｄ画像データへの画像再構成に時間がかかることから、多くの場合、３Ｄ画像データを得ることによる利点がすべて相殺されてしまう。
【０００５】
その上、従来の３Ｄ画像再構成では、長い間にわたり高画質の画像情報が得られていない。例えば、従来の３Ｄ画像再構成は、ビュー単位で３Ｄ画像情報を更新することにより行われる。図７は、ビュー単位で再構成される３Ｄ画像を例示しており、連続した６枚の画像７１０〜７６０を含んでいる。各画像は、そこに記した時間の経過後に再構成された３Ｄ画像に相当する。例えば、画像７１０は、画像の取得および再構成から２秒経過した後に取得、再構成および表示された画像を表している。引き続き例示されている画像はそれぞれ、その前の画像の表示後に取得した画像データで再構成された画像を表すものである。例えば、画像７２０は、画像７１０が表示された後に取得した画像データで更新された画像７１０を表している。このように、画像７２０、７３０、７４０、７５０、７６０は、追加データの取得および再構成に合わせて、その前の画像を再構成したものを表す。このような処理は、ビュー単位の画像再構成として知られている。
【０００６】
しかし、ビュー単位で画像情報を更新することには、幾つかの欠点がある。この処理に関わる主要な問題は、図７から明らかなように、全画像ビューが完全に取得および再構成されるまで、有意な画像の細部および／または画質が得られないということである。例えば、少なくとも画像７５０および７６０まで、何ら有意な画像の細部は得られていない。その前の画像７１０、７２０、７３０、７４０では、画像細部はほとんど何も得られない。
【０００７】
また、ビュー単位で更新すると、完全な画像の再構成に十分な角度範囲における最後のＸ線透視画像投影が再構成画像に逆投影されるまで、強烈な折り返し現象が画像内に生じる。
【０００８】
さらに、「診断イメージング」と考えられている、ＣＴ、磁気共鳴（「ＭＲ」）およびラジオグラフィイメージングなどのイメージングモダリティでは、例えば、画像取得後、何時間、何日、または何週間も見直される可能性のない画像も取得される。これに対し、モバイル式Ｃアームイメージングシステムは従来、２ＤＸ線透視画像に対するほぼリアルタイムな取得と見直しを提供できるインターベンショナルイメージングに使用されている。理想的な状況にあれば、３Ｄ断層撮影画像情報もほぼリアルタイムに入手できる。しかし、技術が進んでコストパフォーマンスがよくなるまで、高画質の３Ｄ画像を算出して表示するためにかかる時間を大幅に短縮する方法およびシステムが必要である。こうした必要性を、連続的な多重解像度画像再構成技術を単独で用いるか、さまざまな手動および／または自動対象領域選択技術などと併せて用いるかのいずれかにより解決することが可能である。
【特許文献１】米国特許第６１７５６１４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、対象領域情報を用いて連続的に多重解像度画像を再構成する方法およびシステムが必要である。この方法およびシステムにより、高画質の３Ｄ画像情報の表示にかかる時間を大幅に短縮することが可能である。例えば、この方法およびシステムを用いれば、データ取得が完了したほぼ直後に、連続的な画像視覚化による再構成を開始することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、連続的に多重解像度３Ｄ画像を再構成する方法を提供するものである。この方法は、複数枚の入力２次元画像を取得するステップと、その入力画像の少なくとも１枚に基づいて、複数のボクセルを含む最初の３次元画像を算出するステップと、ボクセルの１サブセットに含まれる３次元画像データを再構成して、そのボクセルサブセットに対応する表示画像領域内により高い解像度の３次元画像を生成するステップとを含む。
【００１１】
本発明はまた、連続的に多重解像度３Ｄ画像を再構成するシステムを提供する。このシステムは、イメージングモダリティと画像処理ユニットとを含む。このイメージングモダリティは、複数枚の２次元画像を取得する。画像処理ユニットは、１）その入力画像の少なくとも１枚に基づいて、複数のボクセルを含む最初の３次元画像を算出するステップと、２）ボクセルの１サブセットに含まれる３次元画像データを再構成して、そのボクセルサブセットに対応する表示画像領域内により高い解像度の３次元画像を生成するステップとを行う。
【００１２】
本発明はまた、連続的にＸ線透視画像を再構成する方法を提供する。この方法は、複数枚の入力２次元画像を取得するステップと、その入力画像の少なくとも１枚に基づいて３次元画像を算出するステップと、少なくとも１枚の他の入力画像に基づいて、ボクセル単位で３次元画像を更新するステップと、その３次元画像を表示するステップとを含む。
【００１３】
以上の概要、ならびに以下に記載する本発明の特定実施形態の詳述は、添付の図面と併せて読まれると、よりよく理解できるであろう。本発明を例示するため、特定の実施形態を図面に示す。しかし、本発明が、この添付図面に示した構造および手法に限定されるものではないことを理解されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態にしたがって使用される代表的断層撮影イメージングシステム１００を例示している。システム１００は、イメージングモダリティ１１０と、画像プロセッサ１２０と、表示装置１４０とを含む。システム１００にメモリ１３０を具備してもよい。システム１００を、患者１５０の断層撮影画像および／または解剖学的構造の取得に使用することが可能である。
【００１５】
イメージングモダリティ１１０の例として、患者１５０の複数の断層撮影画像および／または患者１５０の解剖学的構造を取得できるあらゆる装置またはシステムが挙げられる。例えば、イメージングモダリティ１１０をＣアームＸ線透視システムとすることが可能であり、この場合、操作時、イメージングモダリティ１１０は、患者１５０の複数の２次元（「２Ｄ」）Ｘ線透視画像および／または患者１５０の解剖学的構造を取得する。
【００１６】
イメージングモダリティ１１０が複数枚の２次元画像を取得する。本発明の一実施形態において、この画像に、Ｘ線透視画像を含めることが可能である。取得された２次元画像は、イメージングモダリティ１１０から画像プロセッサ１２０へと入力２次元画像として送信される。画像プロセッサ１２０には、イメージングモダリティ１１０から２Ｄ画像を受信でき、複数枚の２Ｄ画像から３次元（「３Ｄ」）画像を生成することのできる任意の装置またはシステムを含めることが可能である。例えば、画像プロセッサ１２０に、リアルタイムに修正可能な組込み型画像プロセッサボードを含めることが可能である。修正された２Ｄ画像は、３Ｄ画像の再構成および表示を目的として、コンピュータワークステーション（例えば、Ｌｉｎｕｘ（商標）コンピュータ）内に累算される。
【００１７】
１枚または２枚以上の３Ｄ画像が構成されると、その３Ｄ画像を１つまたは２つ以上のメモリ１３０および表示装置１４０に送信することが可能である。３Ｄ画像を送信されたメモリ１３０は、その３Ｄ画像を、後の検索、処理および／または表示用に格納することが可能である。メモリ１３０は、３Ｄ画像を格納できる媒体であればいずれでもよい。例えば、メモリ１３０の例として、コンピュータハードドライブまたはＲＡＭ／フラッシュメモリが挙げられる。
【００１８】
表示装置１４０は、１枚または２枚以上の３Ｄ画像を表示できるものである。表示装置１４０の例として、例えば、コンピュータのモニタ、または２Ｄおよび／または３Ｄ画像の視覚表現を表示することのできる任意の他の装置が挙げられる。
【００１９】
本発明の別の実施形態において、イメージングモダリティ１１０、画像プロセッサ１２０、メモリ１３０および表示装置１４０の１つまたは２つ以上を、単一物理装置内に組込むことが可能である。例えば、イメージングモダリティ１１０、画像プロセッサ１２０、メモリ１３０および表示装置１４０の１つまたは２つ以上を、モバイル式Ｘ線透視ＣＴユニット内に具備することが可能である。
【００２０】
画像プロセッサ１２０は、イメージングモダリティ１１０から複数枚の２Ｄ画像を受信すると、少なくともその２Ｄ画像に基づいて３Ｄ画像を再構成できるものである。画像プロセッサ１２０は、当業者によく知られている任意の方法にしたがって３Ｄ画像を再構成することが可能である。例えば、画像プロセッサ１２０は、最初の低解像度３Ｄ画像の構成に有用な１９０  ５１２２２Ｄ画像を表すデータを受信することが可能である。
【００２１】
画像プロセッサ１２０は、まず、最初の低解像度３Ｄ画像を構成することが可能である。例えば、画像プロセッサ１２０は、１９０  ５１２２２Ｄ画像（上記例のように）を受信すると、患者１５０および／または患者１５０の解剖学的構造のフィールドビュー全体に対する、解像度の非常に低い６４３ボリューム再構成を数秒内に算出することができる。
【００２２】
最初の３Ｄ画像に、複数のボリュームサンプル、またはボクセルを含めることが可能である。ボクセルを例えば、区別可能な最小箱型３次元画像部分とすることが可能である。このボクセルのそれぞれを、最初の３Ｄ画像内において同じサイズにすることが可能である。
【００２３】
次に、プロセッサ１２０は、フィールドビュー全体に対する３Ｄ画像の連続的多重解像度再構成を用いることができる。図２は、本発明の一実施形態によるフィールドビュー全体に対する連続的多重解像度再構成を用いて再構成した代表的３Ｄ画像２１０、２２０、２３０を例示している。画像２１０は、代表的な最初の低解像度３Ｄ画像を表している。２１０の例として、イメージングモダリティ１１０が取得した２Ｄ画像データすべてを受信した後、プロセッサ１２０が算出し、装置１４０が表示する最初の低解像度画像が挙げられる。
【００２４】
次に、プロセッサ１２０は、画像２１０を画像２２０へと再構成することができる。画像２２０の例として、イメージングモダリティ１１０が取得した２Ｄ画像データを用いて、プロセッサ１２０が算出し、装置１４０が表示する中間解像度画像が挙げられる。表示する画像２１０から画像２２０への解像度を高めるため、例えば、プロセッサ１２０は、画像２１０で用いたボクセルサイズを画像２２０では縮小することができる。
【００２５】
同様に、プロセッサ１２０は、画像２２０を画像２３０へと再構成することができる。画像２３０の例として、イメージングモダリティ１１０が取得したすべての２Ｄ画像データを用いて、プロセッサ１２０が算出し、装置１４０が表示する高解像度画像が挙げられる。表示する画像２２０から画像２３０への解像度を高めるため、例えば、プロセッサ１２０は、画像２２０で用いたボクセルサイズを画像２３０では縮小することができる。
【００２６】
本発明の別の実施形態において、プロセッサ１２０は、入力された２Ｄ画像にさらにフィルタをかけて、低解像度画像（図２の画像２１０として例示したように）のノイズ除去を行うことができる。例えば、プロセッサ１２０は、ノイズ除去ウィンドウ技術を用いて、入力された投影画像をさらにダウンサンプリングすることができる。
【００２７】
本発明の別の実施形態において、プロセッサ１２０は、低解像度３Ｄ画像の任意の領域を、その低解像度画像内でそれより高い解像度の３Ｄ画像を生成するように再構成することができる。例えば、プロセッサ１２０は、最初の画像に含まれる１つまたは２つ以上の領域をより高い解像度の画像領域に再構成することができる。
【００２８】
プロセッサ１２０は、最初の３Ｄ画像に含まれるボクセル全体の１つまたは２つ以上のサブセットを再構成することにより、その領域を再構成することができる。例えば、プロセッサ１２０は、低解像度画像のボクセルの１サブセットのみを再構成して、その再構成したボクセルサブセットに対応する、より高い解像度の画像領域を生成してもよい。この３Ｄ画像の再構成は、投影ビュー単位で３Ｄ画像を更新するのではなく、ボクセル単位で更新することにより行うことができる。例えばコントラストおよびノイズレベルなどはそのまま維持しつつ、画像解像度を高めるなどにより、ボクセル単位で画像データセットの更新を行うことが可能となる。しかし、このボクセル毎の画像データセット更新に、コントラストおよびノイズレベルなどのうち１つまたは２つ以上を変更することを含めることも可能である。
【００２９】
その再構成領域に、例えば、対象領域を含めることができる。対象領域には、例えば患者１５０の解剖学的構造、医療機器、医用インプラント、臨床的意義がより高い画像領域、より小さな画像ひずみ透視図が含まれる画像領域の１つまたは２つ以上を含めることができる。臨床的意義がより高い画像領域の例として、何らかの理由で外科医または医師がより高い関心を示す最初の画像領域が挙げられる。
【００３０】
本発明の一実施形態において、この対象領域を手動で選択する。例えば、ユーザが対象領域を画像プロセッサ１２０に入力することにより、対象領域を選択することができる。ユーザはまた、例えば装置１４０に表示される最初の画像で対象領域（１つまたは複数）を指定することにより、１つまたは２つ以上の対象領域を選択することができる。
【００３１】
本発明の別の実施形態では、１つまたは２つ以上の対象領域を自動的に選択する。対象領域を、例えば最初の低解像度画像の中央に対象領域を位置付けることにより、自動的に選択することができる。対象領域をまた、例えば、患者１５０の解剖学的構造集合部分を示す１つまたは２つ以上の表示部分を含む画像領域を決定することにより、自動的に選択してもよい。さらに、対象領域を、少なくともＳ字歪み補正部分の見積もりに基づいて、自動的に選択してもよい。このＳ字歪み補正部分には、例えば表示画像に対する外部磁場の影響を低減することを目的とする、画像の強度およびテクスチャに対する補正を含めることができる。
【００３２】
本発明の別の実施形態において、対象領域の手動選択および自動選択の一方または両方を、アプリオリ情報および現場更新情報の少なくとも一方に基づいて行うことができる。アプリオリ情報の例として、本発明による１つまたは２つ以上の実施形態を用いた医療処置の開始前にシステム１００のユーザが入手できる情報が挙げられる。現場更新情報の例として、本発明による１つまたは２つ以上の実施形態を用いた医療処置を開始するまでシステム１００のユーザに入手可能とならない情報が挙げられる。
【００３３】
図３は、本発明の一実施形態による、最初の低解像度画像に対する、対象領域に基づいた多重解像度構成を例示した図である。図３は、第１の対象領域３１５と、第２の対象領域３２５を含む第２の中間解像度画像３２０と、高解像度画像３３０とを含む最初の低解像度画像３１０を例示している。上述したように、最初の画像３１０を、少なくとも複数枚の２Ｄ画像に基づいて、プロセッサ１２０により算出することができる。すると、最初の画像３１０が表示装置１４０上でユーザに向けて提示される。対象領域３１５がすでに、画像３１０の点線による四角で囲んで示すように、選択されている。
【００３４】
画像３１０および３２０それぞれにおいて１つの対象領域３１５および３２５を表示しているが、１枚の画像に他の対象領域を追加して含めることができる。さらに、画像３１０および３２０の対象領域３１５および３２５は正方形であるが、対象領域の形状は任意でよく、その例として、円形、長方形、三角形、台形またの幾何学的形状が挙げられる。ただし、これに限定されるわけではない。例えば、図４は、本発明の一実施形態による３枚の画像３１０、３２０および３３０と、円形である２つの対象領域３１５および３２５とを例示している。
【００３５】
対象領域３１５が選択されると、プロセッサ１２０が、対象領域３１５に含まれる画像３１０の領域を再構成して、画像３２０を生成することができる。例えば、プロセッサ１２０は、対象領域３１５に含まれるボクセルに連結されている画像データを再構成して、中間解像度画像３２０を形成することができる。このようにして、外科医はまず、最初の低解像度画像３１０内の対象領域３１５を選択し、次に、選択した対象領域３１５を含むより高い解像度の画像３２０を見ることが可能となる。最初の画像３１０のフィールドビュー全体を再構成することがないため（対象領域３１５のみ再構成）、例えばプロセッサ１２０に必要な処理時間および電力などを大幅に削減することが可能である。
【００３６】
画像３２０が表示装置１４０上に提示されたら、画像３２０の点線による四角で囲んで示すように、対象領域３２５を選択する。対象領域３２５が選択されると、プロセッサ１２０が、対象領域３２５に含まれる画像３２０の領域を再構成して、高解像度画像３３０を生成することができる。例えば、プロセッサ１２０は、対象領域３２５に含まれるボクセルに連結されている画像データを再構成して、画像３３０を形成することができる。このようにして、外科医はまず、中間解像度画像３２０内の対象領域３２５を選択し、次に、選択した対象領域３２５を含む高解像度画像３３０を見ることが可能となる。ここでもまた、画像３２０のフィールドビュー全体を再構成することがないため（対象領域３２５のみ再構成）、例えばプロセッサ１２０に必要な処理時間および電力などを大幅に削減することが可能である。
【００３７】
本発明の一実施形態において、画像３１０、３２０および３３０に含まれるボクセル数は同じである。例えば、画像３２０に、画像３１０のボクセル数と同じ数のボクセルを含めることができるが、そのボクセルは、より狭い画像領域内に含まれることになる。したがって、例えば画像３２０は、画像３１０に比較して２倍の空間解像度を有することが可能となる。同様に、画像３３０に、画像３２０のボクセル数と同じ数のボクセルを含めることができるが、そのボクセルは、より狭い画像領域内に含まれることになる。したがって、画像３３０は、画像３２０に比較して２倍、画像３１０に比較して４倍の空間解像度を有することが可能となる。
【００３８】
画像３１０、３２０および３３０に含まれるボクセル数がほぼ同じであれば、例えば画像３１０から画像３２０への再構成、および画像３２０から画像３３０への再構成のためにプロセッサ１２０に必要な処理時間および電力も、ほぼ同じとなり得る。
【００３９】
本発明の別の実施形態において、画像３１０および３２０に、異なる数のボクセルを含めることができる。例えば、図３および図４の画像３２０および３３０のように、選択した対象領域のみを表示して、最初の画像に含まれていた残りの部分を表示しないのではなく、システム１００により、解像度の低いほうの画像を、それより高い解像度でその内側に位置する画像領域と併せて表示させることができる。この高解像度画像領域を対象領域に対応させることが可能である。
【００４０】
図５は、本発明の一実施形態による、２つの対象領域５２０、５３０と残りの画像領域５１０とを含む、解像度の低いほうの画像５００を例示している。残りの画像領域５１０は、対象領域５２０および５３０を除いた画像５００の領域を含んでいる。残りの画像領域５１０の例として、上述したように、最初の画像に相当する画像データなど、より低い解像度の画像データが挙げられる。
【００４１】
対象領域５２０が選択されると、プロセッサ１２０が、ボクセルのサブセット（対象領域に相当）を再構成して、解像度のより高い画像を含む対象領域５２０を生成することが可能となる。図５に例示したように、対象領域５２０として境界線を画定した画像領域は、画像５００の残りの領域５１０と比較して、コントラスト、解像度ともに高くなっている。
【００４２】
図５に示すように、複数の対象領域５２０、５３０を画像５００内に含めることが可能である。対象領域５２０、５３０の解像度は、例えば図５に例示したように同レベルにすることも、例えば互いに異なるレベルにすること（領域５３０の解像度を領域５２０および画像残り部分５１０より高くするなど）も可能である。関心の高い領域（例えば対象領域）でまずより高い解像度の再構成を行い、例えばそれより関心の低い領域（例えば、対象領域以外の画像領域）はそれより低い解像度の再構成にすることにより、３Ｄ画像データの処理速度を、関心の高いほうの領域で有効に高めることが可能となる。
【００４３】
本発明の別の実施形態において、１つまたは２つ以上の対象領域および／または解像度の高いほうの画像領域を、１種類または２種類以上のサイズおよび解像度で拡大させることが可能である。例えば、最初の低解像度画像を算出して表示した後、より高い解像度の再構成を有するレベルおよび領域に変更することを継続していき、最終的に画像領域全体が最高解像度となるまで、最初の対象領域から連続的に「展開」または「増大」させることが可能である。例えば、最初の画像は、画像領域全体について同じ画質で低解像度画像とすることができる。任意の対象領域を選択したら、プロセッサ１２０により、そのボクセルのサイズを変更する、かつ／または、その対象領域を含むボクセルに連結された画像データを再構成して（上述したように）、最初の低解像度画像より高い解像度の対象領域を生成することが可能である。最初の低解像度画像も、解像度が高くなった対象領域と共に表示することができる。
【００４４】
次いで、プロセッサ１２０は、対象領域が有する１種類または２種類以上のサイズおよび解像度を高める処理を行うことができる。例えば、プロセッサ１２０は、対象領域を含むボクセルに連結された画像データの処理を継続して、表示した対象領域の解像度をさらに高めることができる。さらに、プロセッサ１２０は、対象領域に隣接するボクセルに連結された画像データの処理を開始して、対象領域に隣接する複数画像領域の各解像度を高めることができる。
【００４５】
このようにして、本発明は、ほぼリアルタイムな高解像度画像情報に対する臨床上の必要性を満たしつつ、例えば１〜２分などの時間をさらにかければ、すべての画像領域にわたって均質な高解像度情報を提供することが可能である。例えば、こうした臨床上の必要性は、外科医が、インターベンショナル処置時に、構造体、１地点、または対象領域について、その構造体、１地点、または対象領域の３Ｄ画像における位置を示す低解像度画像の全体像を保持しつつ、フル画像で詳細を得たい場合に生じる可能性がある。
【００４６】
本発明を用いることで短縮できる時間の長さは直接的に、１つまたは２つ以上の対象領域のボリュームサイズに応じて変化し得る。例えば、本発明を用いることで短縮できる画像再構成時間の長さを、以下の式に比例させることが可能である。
【００４７】
ｔ＝  ｋ１３ｌｏｇ（ｋ１）−ｋ２３ｌｏｇ（ｋ２）                            （１）
このとき、ｔは、時間長さに比例する因数であり、ｋ１およびｋ２はそれぞれ、画像フィールドビュー、ならびに対象ボリュームの立体領域および／または球体領域に対する、対象領域の辺および／または半径である。
【００４８】
本発明の別の実施形態において、１つまたは２つ以上の対象領域に連結されている画像データにのみ、追加の画像処理が行われる。例えば、画像データ内のビームハードニング、散乱、メタルアーチファクトおよび／またはモーションアーチファクトのプロセッサ１２０による低減処理を、対象領域に連結された画像データにのみ行うことが可能である。画像データの追加処理を対象領域に限定することにより、画像フィールドビュー全体に対して同様の処理を行う場合に比較して、画像処理にかかる時間および電力を大幅に削減することができる。
【００４９】
図６は、本発明の一実施形態による、自動対象領域を用いて連続的に多重解像度３次元画像を再構成する方法６００を示すフローチャートである。まず、ステップ６１０にて、複数枚の２Ｄ画像が、上述したように取得される。次に、ステップ６２０において、これも上述したように、少なくとも１枚の２Ｄ画像に基づいて、最初の低解像度画像が算出される。
【００５０】
次に、ステップ６３０において、低解像度画像が表示される。ステップ６４０では、この低解像度画像内から１つまたは２つ以上の対象領域が選択される。上述したように、対象領域（１つまたは複数）を手動または自動で選択することができる。次に、ステップ６５０において、上述したように、対象領域（１つまたは複数）のボクセルに対応する画像データがボクセル単位で再構成され、対象領域（１つまたは複数）に相当する画像領域に解像度が高められた画像が生成される。ステップ６６０において、対象領域（１つまたは複数）の高解像度画像を含む低解像度画像が表示される。
【００５１】
本発明の別の実施形態において、ステップ６００の後、方法６６０はステップ６４０に進み、このステップにおいて、１つまたは２つ以上の追加対象領域が、ステップ６６０で表示された対象領域に相当する高解像度画像領域を含む低解像度画像に少なくとも基づいて選択される。例えば、第１の対象領域が選択され、それに対応する画像データが再構成された後、追加対象領域を選択することができる。
【００５２】
本発明の別の実施形態において、ステップ６６０の後、方法６００はステップ６５０に進み、このステップにおいて、選択した対象領域（１つまたは複数）に対応する画像データがさらに再構成されて、例えば画像データの解像度が高められる。例えば、上述したように、対象領域（１つまたは複数）に対応する画像データを繰り返し再構成して表示することができる。
【００５３】
本発明の別の実施形態において、ステップ６６０の後、方法６６０はステップ６５０に進み、このステップにおいて、選択した対象領域（１つまたは複数）に対応する画像データがさらに再構成されて、例えば画像データの解像度が高められる。さらに、対象領域（１つまたは複数）に隣接する画像領域に対応する画像データも再構成されて、例えば画像データの解像度が高められる。このようにして、上述したように、より高い解像度の再構成を有するレベルおよび領域に変更することを継続していき、最終的に画像領域全体が最高解像度となるまで、最初の対象領域（１つまたは複数）から連続的に「展開」または「拡大」させることが可能である。
【００５４】
以上、本発明の具体的な構成要素、実施形態および適用を図示および説明してきたが、当業者であれば上記教示内容を考慮すると特にさまざまな修正を加えられるため、本発明は上記に限定されるものではないことを理解されたい。したがって、こうした修正を包含し、本発明の趣旨および範囲内に含まれる特徴を組み入れることも、請求の範囲内とみなす。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態にしたがって使用される代表的Ｘ線イメージングシステムを例示する図である。
【図２】本発明の一実施形態による、フィールドビュー全体に対する連続的多重解像度再構成を用いて再構成された代表的３Ｄ画像を例示する図である。
【図３】本発明の一実施形態による、最初の低解像度画像に対する対象領域に基づいた多重解像度構成を例示する図である。
【図４】本発明の一実施形態による、３枚の画像と円形である２つの対象領域とを例示する図である。
【図５】本発明の一実施形態による、２つの対象領域と残りの画像領域とを含むより低い解像度の画像を例示する図である。
【図６】本発明の一実施形態による、自動対象領域を用いて連続的に多重解像度３次元画像を再構成する方法のフローチャートを例示する図である。
【図７】ビュー単位で再構成された３Ｄ画像を例示する図である。
【符号の説明】
【００５６】
１００  システム
１１０  イメージングモダリティ
１２０  画像プロセッサ
１３０  メモリ
１４０  表示装置
１５０  患者
２１０  ３Ｄ画像
２２０  ３Ｄ画像
２３０  ３Ｄ画像
３１０  低解像度画像
３１５  第１の対象領域
３２０  第２の中間解像度画像
３２５  第２の対象領域
３３０  高解像度画像
５００  解像度の低いほうの画像
５１０  残りの画像領域
５２０  対象領域
５３０  対象領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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