(57)【要約】【課題】コンピュータ断層撮影画像再構成のアーチファクトを低減する。【解決手段】オリジナル再構成画像とオリジナルサイノグラムとを取得し、オリジナル再構成画像の金属ピクセル比率を判定する。金属ピクセル比率が第一閾値より大きい場合、オリジナル再構成画像に基づくエキスパンド金属テンプレートを生成する。エキスパンド金属テンプレートとオリジナルサイノグラムとに基づき、金属フリー、金属アーチファクト低減（ＭＡＲ）画像を生成する。エキスパンド金属テンプレートと、金属フリー、金属アーチファクト低減画像とに基づく最終画像を生成し、金属ピクセル比率が第二閾値より小さい場合、オリジナル再構成画像に基づくエキスパンド金属テンプレートを生成し、エキスパンド金属テンプレートとオリジナルサイノグラムとの重み付けを含む処理に基づき、金属フリー、金属アーチファクト低減画像を生成し、エキスパンド金属テンプレートと、金属フリー、金属アーチファクト低減画像と、に基づく最終画像を生成する。【選択図】図３
2015100702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オリジナル再構成画像とオリジナルサイノグラムとを取得するステップ、および、
オリジナル再構成画像の金属ピクセル比率を判定するステップ、
を備える、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）画像再構成のアーチファクト低減の方法であって、
前記金属ピクセル比率が第一閾値より大きい場合、
前記オリジナル再構成画像に基づくエキスパンド金属テンプレートを生成するステップであって、前記エキスパンド金属テンプレートは、様々なピクセルの二次元または三次元膨張を含む、生成するステップ、
前記エキスパンド金属テンプレートと前記オリジナルサイノグラムとに基づき、金属フリー、金属アーチファクト低減（ＭＡＲ）画像を生成するステップ、および、
前記エキスパンド金属テンプレートと、前記金属フリー、ＭＡＲ画像と、に基づく最終画像を生成するステップ
を実行し、
前記金属ピクセル比率が第二閾値より小さい場合、
前記オリジナル再構成画像に基づくエキスパンド金属テンプレートを生成するステップ、
前記エキスパンド金属テンプレートと前記オリジナルサイノグラムとの重み付けを含む処理に基づき、金属フリー、ＭＡＲ画像を生成するステップ、および、
前記エキスパンド金属テンプレートと、前記金属フリー、ＭＡＲ画像と、に基づく最終画像を生成するステップ
を実行する、方法。
【請求項２】
前記オリジナル再構成画像に基づくエキスパンド金属テンプレートを生成する前記ステップが、前記金属ピクセル比率が第一閾値より大きい場合、さらに、
オリジナル金属テンプレートを生成すること、
二次元エキスパンド金属テンプレートを生成するため、前記オリジナル金属テンプレートの第一膨張を実行すること、および、
様々なピクセルの二次元または三次元膨張を含む前記エキスパンド金属テンプレートを生成するため、前記二次元エキスパンド金属テンプレートに基づく前記オリジナル金属テンプレートの第二膨張を実行すること、
を備える、請求項１に記載のＣＴ画像再構成のアーチファクト低減の方法。
【請求項３】
前記第二膨張が、さらに、
前記二次元エキスパンド金属テンプレートで、各金属ピクセルにおいて、前記金属ピクセルを中心とする２０×２０ピクセル矩形で、金属が前記矩形の前記境界に存在せず、また、前記矩形内で前記金属ピクセル数が３０より大きくない場合、前記オリジナル金属テンプレートの前記ピクセルに２Ｄ膨張を実行すること、そうでなければ、前記オリジナル金属テンプレートの前記ピクセルに３Ｄ膨張を実行すること、
を備える、請求項２に記載のＣＴ画像再構成のアーチファクト低減の方法。
【請求項４】
金属フリー、ＭＡＲ画像を生成する前記ステップが、前記金属ピクセル比率が第一閾値より大きい場合、
金属サイノグラムを生成するため、前記エキスパンド金属テンプレートに正投影を実行すること、
補間サイノグラムを生成するため、前記金属サイノグラムと前記オリジナルサイノグラムとを補間すること、および、
前記金属フリー、ＭＡＲ画像を生成するため、前記補間サイノグラムに逆投影を実行すること、
を備える、請求項１に記載のＣＴ画像再構成のアーチファクト低減の方法。
【請求項５】
金属フリー、ＭＡＲ画像を生成する前記ステップが、前記金属ピクセル比率が第二閾値より小さい場合、
金属サイノグラムを生成するため、前記エキスパンド金属テンプレートに正投影を実行すること、
補間サイノグラムを生成するため、前記金属サイノグラムおよび前記オリジナルサイノグラムを補間すること、
混成サイノグラムを生成するため、前記金属サイノグラム、前記補間サイノグラム、および前記オリジナルサイノグラムを重み付けすること、ならびに、
前記金属フリー、ＭＡＲ画像を生成するため、前記混成サイノグラム上に逆投影を実行すること、
を備える、請求項１に記載のＣＴ画像再構成のアーチファクト低減の方法。
【請求項６】
前記重み付けのステップが、
差ｆorig?metalを取得するため、前記オリジナルサイノグラムｆorigから前記金属サイノグラムｆmetalを減じること、および、次に示す係数ｃｏｅｆの計算に前記差を前記補間サイノグラムｆinterpolationと比較すること、を備え、
【数１】
2015100702.tif 000017
ここでＴは、以下であり
【数２】
2015100702.tif 000018
前記金属サイノグラムの最大値ｆｍａｘおよび最小値ｆｍｉｎを用い２パラメータｐ１およびｐ２を計算すること：
【数３】
2015100702.tif 000019
【数４】
2015100702.tif 000020
ここで、αおよびβは実験により取得され、仮にαが０．３５、βが０，９５であるとｔの計算は次のようになる：
【数５】
2015100702.tif 000021
そして、重みｗを次のように計算すること：
【数６】
2015100702.tif 000022
ここで、Ｗmaxは固定値０．５であり、ｆ（ｖ，ｃ，ｒ）はビューｖ、チャネルｃ、ローｒの投影値を示す；
混成サイノグラムｆblendを取得するため、前記重みを用いて重み付けを実行すること：
【数７】
2015100702.tif 000023
である、請求項５に記載のＣＴ画像再構成のアーチファクト低減の方法。
【請求項７】
前記最終画像を生成するステップが、
前記最終画像を生成するため、前記エキスパンド金属テンプレートと前記金属フリー、ＭＡＲ画像とを加えること、を備える、請求項１に記載のＣＴ画像再構成のアーチファクト低減の方法。
【請求項８】
前記第一閾値が前記第二閾値より大きい、請求項１に記載のＣＴ画像再構成のアーチファクト低減の方法。
【請求項９】
オリジナル再構成画像とオリジナルサイノグラムとを取得する取得手段（１１０１）、
前記オリジナル再構成画像の金属ピクセル比率が、第一閾値より大きいか、第二閾値より小さいかを判定する判定手段、
エキスパンド金属テンプレートを生成するエキスパンド金属テンプレート生成手段（１１０３）であって、前記金属ピクセル比率が第一閾値より大きい場合、前記エキスパンド金属テンプレートは様々なピクセルの二次元または三次元膨張を含む、エキスパンド金属テンプレート生成手段（１１０３）、
前記エキスパンド金属テンプレートと前記オリジナルサイノグラムとに基づく金属フリー、ＭＡＲ画像を生成する金属フリー、ＭＡＲ画像生成手段（１１０４）であって、前記金属ピクセル比率が第二閾値より小さい場合、前記金属フリー、ＭＡＲ画像の前記生成が重み付けを含む処理に基づく、金属フリー、ＭＡＲ画像生成手段（１１０４）、および、
前記エキスパンド金属テンプレートと金属フリー、ＭＡＲ画像とに基づく最終画像を生成する最終画像生成手段（１１０５）、
を備える、ＣＴ画像再構成のアーチファクト低減用装置。
【請求項１０】
前記エキスパンド金属テンプレート生成手段（１１０３）が、さらに、
オリジナル金属テンプレートを生成するオリジナル金属テンプレート生成手段（１１０３１）、
二次元エキスパンド金属テンプレートを生成するため、オリジナル金属テンプレートの第一膨張を実行する第一膨張テンプレート生成手段（１１０３２）、および、
様々なピクセルの二次元または三次元膨張を含む前記エキスパンド金属テンプレートを生成するため、前記二次元エキスパンド金属テンプレートに基づき、前記オリジナル金属テンプレートの第二膨張を実行する第二膨張テンプレート生成手段（１１０３３）、
を備える、請求項９に記載のＣＴ画像再構成のアーチファクト低減用装置。
【請求項１１】
前記第二膨張テンプレート生成手段（１１０３３）が、さらに、
前記二次元エキスパンド金属テンプレートで、各金属ピクセルにおいて、前記金属ピクセルを中心とする２０×２０ピクセル矩形で、金属が前記矩形の前記境界に存在せず、また、前記矩形内で前記金属ピクセル数が３０より大きくない場合、前記オリジナル金属テンプレートの前記ピクセル上に２Ｄ膨張を実行し、そうでなければ、前記オリジナル金属テンプレートの前記ピクセル上に３Ｄ膨張を実行すること、
に用いられる、請求項１０に記載のＣＴ画像再構成のアーチファクト低減用装置。
【請求項１２】
前記金属フリー、ＭＡＲ画像生成手段（１１０４）が、さらに、
金属サイノグラムを生成するため、前記エキスパンド金属テンプレートに正投影を実行する正投影手段（１１０４１）、
補間サイノグラムを生成するため、前記金属サイノグラムと前記オリジナルサイノグラムとを補間する補間手段（１１０４２）、および、
前記オリジナル再構成画像の前記金属ピクセル比率が第一閾値より大きいと前記判定手段が判定する場合、前記金属フリー、ＭＡＲ画像を生成するため、前記補間サイノグラムに逆投影を実行する逆投影手段（１１０４４）、
を備える、請求項９に記載のＣＴ画像再構成のアーチファクト低減用装置。
【請求項１３】
前記金属フリー、ＭＡＲ画像生成手段（１１０４）が、さらに、
前記オリジナル再構成画像の前記金属ピクセル比率が第二閾値より小さいと前記判定手段が判定する場合、混成サイノグラムを生成するため、前記金属サイノグラムと、前記補間サイノグラムと、前記オリジナルサイノグラムとを重み付けする混成手段（１１０４３）を備え、
前記オリジナル再構成画像の前記金属ピクセル比率が第二閾値より小さいと前記判定手段が判定する場合、前記金属フリー、ＭＡＲ画像を生成するため、前記逆投影手段（１１０４４）が、前記混成サイノグラムに逆投影を実行することにさらに用いられる、請求項９に記載のＣＴ画像再構成のアーチファクト低減用装置。
【請求項１４】
前記混成手段（１１０４３）が、さらに、
差ｆorig?metalを取得するため、前記オリジナルサイノグラムｆorigから前記金属サイノグラムｆmetalを減じること、および、次に示す係数ｃｏｅｆの計算のため、前記差を前記補間サイノグラムｆinterpolationと比較すること、に用いられ：
【数８】
2015100702.tif 000024
ここでＴは、以下であり、
【数９】
2015100702.tif 000025
前記金属サイノグラムの最大値ｆｍａｘおよび最小値ｆｍｉｎを用い２パラメータｐ１およびｐ２を計算し：
【数１０】
2015100702.tif 000026
【数１１】
2015100702.tif 000027
ここで、αとβは実験により取得され、仮にαが０．３５、βが０，９５であるとｔの計算は次のようになる：
【数１２】
2015100702.tif 000028
そして、重みｗを次のように計算する、
【数１３】
2015100702.tif 000029
ここで、Ｗmaxは固定値０．５であり、ｆ（ｖ，ｃ，ｒ）はビューｖ、チャネルｃ、ローｒの前記投影値を示す；
混成サイノグラムｆblendを取得するため、前記重みを用いて重み付け計算を実行：
【数１４】
2015100702.tif 000030
である、請求項１３に記載のＣＴ画像再構成のアーチファクト低減用装置。
【請求項１５】
前記最終画像生成手段（１１０５）が、さらに、
前記最終画像を生成するため、前記エキスパンド金属テンプレートと前記金属フリー、ＭＡＲ画像を加えることに用いられる、請求項９に記載のＣＴ画像再構成のアーチファクト低減用装置。
【請求項１６】
前記第一閾値が前記第二閾値より大きい、請求項９に記載のＣＴ画像再構成のアーチファクト低減用装置。
【請求項１７】
オリジナル再構成画像生成用にオリジナルデータを取得するため、Ｘ線を用いて対象をスキャンするスキャン手段、ならびに、
前記スキャン手段と操作可能に接続されており、
オリジナル再構成画像とオリジナルサイノグラムを取得すること、および
前記オリジナル再構成画像の金属ピクセル比率を判定すること
をなせるプログラマブルなプロセッサ
を備えるコンピュータ断層撮影装置であって、
前記金属ピクセル比率が第一閾値より大きい場合、
前記オリジナル再構成画像に基づくエキスパンド金属テンプレートを生成するステップであって、前記エキスパンド金属テンプレートは様々なピクセルの二次元または三次元膨張を含む、生成するステップ、
前記エキスパンド金属テンプレートと前記オリジナルサイノグラムとに基づく金属フリー、ＭＡＲ画像を生成するステップ、および、
前記エキスパンド金属テンプレートと、前記金属フリー、ＭＡＲ画像とに基づく最終画像を生成するステップ
を実行し、
前記金属ピクセル比率が第二閾値より小さい場合、
前記オリジナル再構成画像に基づくエキスパンド金属テンプレートを生成するステップ、
前記エキスパンド金属テンプレートと前記オリジナルサイノグラムとの重み付けを含む処理に基づく金属フリー、ＭＡＲ画像を生成するステップ、および、
前記エキスパンド金属テンプレートと、前記金属フリー、ＭＡＲ画像とに基づく最終画像を生成するステップ
を実行する、コンピュータ断層撮影装置。
【請求項１８】
不揮発性記憶装置に記憶された命令を備え、プロセッサ実行時に、命令が請求項１から８のいずれか一つに記載の方法を実行するコンピュータプログラム製品。
【請求項１９】
不揮発性記憶装置であって、そこに記憶された命令を有し、前記命令が、プロセッサ実行時に、請求項１から８のいずれか一つに記載の方法を実行する不揮発性記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主にコンピュータ断層撮影（ＣＴ）に関し、特にＣＴ画像再構成のアーチファクトを低減する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、補助診断装置は、磁気共鳴（ＭＲ）システム、超音波システム、コンピュータ断層撮影システム、陽電子放射断層撮影（ＰＥＴ）システム、核医学、および他の画像システムのタイプを含む。
【０００３】
例えば、ＣＴシステムにより患者をＸ線ＣＴ像撮影中、Ｘ線は、内部構造の特徴や患者の体の関心領域（ＲＯＩ）の画像化に用いられる。画像化はＣＴスキャナにより行われる。動作中、撮影物は生データ収集のためスキャンされ、そして生データに基づき画像は再構成される。
【０００４】
金属物質等の高Ｘ線吸収特性を有する対象物は、再構成したＣＴ画像においてアーチファクトを引き起こし、よって診断結果に影響する。これらのアーチファクトは、従来の金属アーチファクト低減（ＭＡＲ）技術を用い低減できる。ＭＡＲのアルゴリズムは非常に複雑で、その結果は金属の特性（例えば、金属のサイズ、材料、形状）により変化する。
【０００５】
臨床的に、人工膝関節の場合、これは大量の金属部分を備え、またこの金属部分が膝断面の大部分を占めるため、ＭＡＲ技術を用いても、断層のほんの一部を占める小さい骨のインプラントと比べて、膝の金属アーチファクトは大幅に低減しない。これは医者の診断に影響する。
【０００６】
臨床的に、人工金属頸骨の場合、これは膝断面のほんの一部を占める。ＭＡＲ技術の利用は、ＭＡＲ技術を用いる画像再構成において金属周辺のハローイングの発生や、金属部分のいくつかの画像の欠落等、他の問題を引き起こす。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の一実施形態によると、ＣＴ画像再構成のアーチファクトを低減する方法が提供される。方法は、次のステップを備える、すなわち、オリジナル再構成画像とオリジナルサイノグラムを得るステップ、オリジナル再構成画像において金属ピクセル比率を判定するステップ、ここで、第一閾値より金属ピクセル比率が大きい場合、次のステップを実行：オリジナル再構成画像に基づくエキスパンド金属テンプレートを生成するステップ（ここで、エキスパンド金属テンプレートは様々なピクセルの二次元または三次元膨張を含む）、金属フリー、エキスパンド金属テンプレートとオリジナルサイノグラムに基づく金属フリー、ＭＡＲ画像を生成し、エキスパンド金属テンプレートと金属フリー、ＭＡＲ画像に基づく最終画像を生じるステップ、金属ピクセル比率が第二閾値より小さい場合、次のステップを実行：オリジナル再構成画像に基づくエキスパンド金属テンプレートを生成するステップ、金属フリー、エキスパンド金属テンプレートとオリジナルサイノグラムとの重み付けを含む処理に基づく金属フリー、ＭＡＲ画像を生成するステップ、および、エキスパンド金属テンプレートと金属フリー、ＭＡＲ画像に基づく最終画像を生成するステップを備える。
【０００８】
本発明の他の実施形態によると、ＣＴ画像再構成のアーチファクトを低減する装置が提供される。装置は、オリジナル再構成画像とオリジナルサイノグラムとを取得する取得手段、オリジナル再構成画像の金属ピクセル比率が、第一閾値より大きいか、第二閾値より小さいかどうか判定する判定手段、エキスパンド金属テンプレートを生成するエキスパンド金属テンプレート生成手段、ここで、第一閾値より金属ピクセル比率が大きい場合、エキスパンド金属テンプレートが様々なピクセルの二次元または三次元膨張を含む、エキスパンド金属テンプレートとオリジナルサイノグラムとに基づき、金属フリー、ＭＡＲ画像を生成する金属フリー、ＭＡＲ画像生成手段、ここで、第二閾値より金属ピクセル比率が小さい場合、前述の金属フリー、ＭＡＲ画像生成は重み付けを含む処理に基づく、および、エキスパンド金属テンプレートと金属フリー、ＭＡＲ画像に基づく最終画像を生成する最終画像生成手段を備える。
【０００９】
本発明のさらなる実施形態によると、オリジナル再構成画像を生成するためオリジナルデータを取得するようにＸ線を用い対象物をスキャンするスキャン手段、および、スキャン手段と効果的に接続され、以下をなせるようプログラム可能なプロセッサ：オリジナル再構成画像とオリジナルサイノグラムとを取得すること、オリジナル再構成画像の金属ピクセル比率を判定すること、金属ピクセル比率が第一閾値より大きい場合、次のステップを実行：オリジナル再構成画像に基づくエキスパンド金属テンプレートを生成するステップ、ここで、エキスパンド金属テンプレートは、様々なピクセルの二次元または三次元の膨張を含む、エキスパンド金属テンプレートとオリジナルサイノグラムに基づく金属フリー、ＭＡＲ画像を生成し、エキスパンド金属テンプレートと金属フリー、ＭＡＲ画像に基づく最終画像を生成するステップ、金属ピクセル比率が第二閾値より小さい場合、次のステップを実行：オリジナル再構成画像に基づくエキスパンド金属テンプレートを生成するステップ、エキスパンド金属テンプレートとオリジナルサイノグラムの重み付けを含む処理に基づく金属フリー、ＭＡＲ画像を生成するステップ、および、エキスパンド金属テンプレートと金属フリー、ＭＡＲ画像に基づき最終画像を生成するステップを備えるＣＴ装置が提供される。
【００１０】
本発明のさらに他の実施形態によると、不揮発性記録媒体に記録された命令を備えるコンピュータプログラム製品が提供され、プロセッサ実行時に、命令が本発明の実施形態に開示する方法のステップを実行する。
【００１１】
本発明のさらに他の実施形態によると、そこに記憶された命令を有する不揮発性記録媒体が提供され、プロセッサ実行時に、命令が本発明の実施形態に開示する方法のステップを実行する。
【００１２】
本開示を十分理解するため、本発明を添付の図面を参照して詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示に係るＣＴ画像システムの構成図である。
【図２】図１に示すシステムの略ブロック図である。
【図３】本開示の実施形態に係る金属アーチファクト低減技術のプロセスフローチャートを示す。
【図４】金属アーチファクト低減技術を用いないオリジナル再構成画像を示す。
【図５】従来の金属アーチファクト低減技術を用いて再構成した画像を示す。
【図６】本開示の実施形態に係る金属アーチファクト低減技術を用いて再構成した最終画像を示す。
【図７】本開示の他の実施形態に係る金属アーチファクト低減技術のプロセスフローチャートを示す。
【図８】金属アーチファクト低減技術を用いないオリジナル再構成画像を示す。
【図９】従来の金属アーチファクト低減技術を用いて再構成した画像を示す。
【図１０】本開示の他の実施形態に係る金属アーチファクト低減技術を用いて再構成した最終画像を示す。
【図１１】本開示の他の実施形態に係る画像再構成用の金属アーチファクト低減装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に述べる詳細な説明では、本明細書の一部である添付図面を参照し、本発明を実行する特定の実施形態が示されている。実施形態は、当業者が本発明を理解可能なよう十分詳細に記載されている。本発明の様々な実施形態の範囲を逸脱することなく、実施形態は組み合わせ可能であり、あるいは互換的な実施形態を用いることができ、構造的、論理的、電気的な修正形態が可能であると理解されるべきである。それゆえ、以下に述べる詳細な説明は限定的であると理解されるべきでなく、例示的である。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲とその均等物により定められる。
【００１５】
図１および図２を参照すると、ガントリ１２を含むＸ線ＣＴ画像システム１０が示されている。非限定的な実施形態において、システム１０は「第三世代」ＣＴスキャナを備える。ガントリ１２は、ガントリ１２の反対側の検出装置１８にＸ線ビーム１６を投影するＸ線源１４を備える。検出装置１８は複数の検出部２０とデータ収集システム（ＤＡＳ）３２とを備える。前述の複数の検出部２０は、内科患者２２を通り投影されたＸ線を感知する。各検出部２０は、Ｘ線ビーム（患者に衝突し、よって、患者２２を通過する際患者により減じられる）の強度を示すアナログ電気信号を生成する。検出部２０は、検出部で受けるＸ線ビームを視準するコリメータと、コリメータに隣接しＸ線を光エネルギーに変換するシンチレータと、隣接するシンチレータから光エネルギーを受け、電気的信号をそこから生成するフォトダイオードと、を概して含む。一般的に、シンチレータアレイの各シンチレータは、Ｘ線を光エネルギーに変換し、光エネルギーを隣接するフォトダイオードに解放する。各フォトダーオードは光エネルギーを検出し、対応する電気信号を生成する。検出装置１８の各検出部２０は、個別の電気信号を生成する。電気信号は、衝突放射線ビーム（例えばＸ線ビーム）の強度を示し、したがって対象物や患者２２を通過する際の放射線ビームの減衰の推定に用いられうる。
【００１６】
Ｘ線投影データを取得するためスキャン中、ガントリ１２とそこに搭載された部品は、回転の中心２４の周りを回転する。ガントリ１２の回転と、Ｘ線源１４の動作とは、ＣＴシステム１０の制御機構２６によって支配できる。制御機構２６は、Ｘ線源１４にパワーとタイミング信号を供するＸ線コントローラ２８と、ガントリ１２の回転速度と位置を制御するガントリ・モータ・コントローラ３０とを備える。制御機構２６のＤＡＳ３２は、検出部２０からアナログデータを収集し、続くプロセス用にアナログデータをデジタル信号に変換する。ＤＡＳ３２の出力は、特定のガントリ回転角度（画角など）で取得した減衰測定における投影データセットを含む。ガントリ１２が回転すると、単回転で複数のビューが得られる。単回転は、ガントリ１２の３６０度全ての回転を示す。各ビューは、ビューの対応する角度と、ガントリ１２上の特定の位置を有する。
【００１７】
再構成画像は、コンピュータ３６の入力として用いられ、大容量記憶装置３８で画像を記憶する。
【００１８】
コンピュータ３６はまた、命令を受信し、オペレータコンソール４０を経てオペレータからパラメータをスキャンする。オペレータコンソール４０は、オペレータインターフェースの特定の形態（例えばキーボード、マウス、音声認識コントローラ、あるいは他の適当な入力装置）を有する。関連するディスプレイ４２は、オペレータが他のデータとコンピュータ３６からの再構成画像を見ることを可能にする。命令とオペレータのパラメータは、ＤＡＳ３２と、Ｘ線コントローラ２８と、ガントリ・モータ・コントローラ３０とに、制御信号と情報を提供するため、コンピュータ３６で用いることができる。さらに、コンピュータ３６は、患者２２とガントリ１２とを位置合わせするようモータ付きテーブル４６を制御するテーブル・モータ・コントローラ４４を操作する。特に、テーブル４６は、図１に示すガントリの開口４８を通り患者を全体または部分的に動かす。
【００１９】
一実施形態において、コンピュータ３６は、コンピュータ可読媒体５２（例えば、フロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、または、ネットワークやインターネット等の他のデジタル源）から命令および／またはデータを読むため、装置５０（例えば、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、ＤＶＤドライブ、光磁気ディスク（ＭＯＤ）装置、またはイーサネット装置等のネットワーク接続装置を含む他のデジタル装置）を、すでに開発されたデジタル装置同様に、含む。他の実施形態では、コンピュータ３６は、ファームウェア（図示せず）に記憶された命令を実行する。一部の構成では、コンピュータ３６および／または画像再構成部３４は、ここに述べる機能を実行するようプログラムされる。
【００２０】
次の実施形態で、本開示を説明する例として、膝の投影を用いる。本例では、人工膝を用いる。人工膝の全体はほとんど金属からなり、複雑な三次元構造を有する。例えば、人工膝は一般的に膝蓋骨、大腿骨接続部、頸骨接続部などを備える。金属部は、膝の再構成画像において大きな割合を占める。図４は、金属アーチファクト低減技術を用いず生成したオリジナル再構成画像Ｉorigを示す。図に示すように多数の細い線があり、また、図に示す金属部分はいくらか膨張しており、実物と一致しない。図５は、従来の金属アーチファクト低減技術を用いて生成した再構成画像Ｉmarを示す。従来の金属アーチファクト低減技術は、例えば、次のステップを備える、すなわち、オリジナル再構成画像Ｉorigの金属投影エリアを決定するステップと、金属投影エリアの投影値に補間の補正を実行するステップと、オリジナル再構成画像Ｉorigの再構成を回復するステップと、を備える。図示するように、従来の金属アーチファクト低減技術を用いて生成した再構成画像では、白い細い線がまだ多数あり、図示するように金属部分はわずかに歪む、すなわち、アーチファクトの修正は顕著ではない。複雑な金属構造を有し、再構成画像の大部分を占める金属インプラントにおいて、従来の技術はしばしば金属アーチファクトの低減を十分行えない。
【００２１】
図３は、本開示の実施形態に係る金属アーチファクト低減技術のプロセスフローチャートである。まず、ステップ３０２で、オリジナル再構成画像Ｉorigと、オリジナルサイノグラムＩorig sinとを取得する。オリジナル再構成画像Ｉorigと、オリジナルサイノグラムＩorig sinとは、画像再構成部３４でＤＡＳ３２の投影データの再構成後に入力されてもよく、あるいは大容量記憶装置３８から取得、またはコンピュータ３６から取得してもよい。ステップ３０３で、総ピクセル数に対する金属ピクセル数の比率が、第一閾値より大きいか、第二閾値より小さいか判定すること、比率が第一閾値を超える場合、プロセスはステップ３０４を実行し、または、比率が第二閾値より小さい場合、プロセスは図７に示すステップ７０２を実行する。この判定は、ピクセル値が４０００より大きいピクセル統計に単純に基づける。第一と第二閾値は、実験結果に応じて、手作業で決定できる。好ましくは、第一閾値は第二閾値より大きい。もちろん、第一閾値は第二閾値と等しくてもよい。本例は、人工膝の投影を用いるため、第一閾値を金属ピクセル比率が超えることは明らかであり、よってプロセスはステップ３０４を実行する。
【００２２】
総ピクセル数に対し金属ピクセル数の比率が第一閾値を超える場合、ステップ３０４で、オリジナル金属テンプレートＩorig metalを、例えば次のように生成する：オリジナル画像のピクセルのピクセル値（ＣＴ値とも呼ぶ）が４０００より大きい場合、これを金属ピクセルとみなし、そうでなければ、これを非金属ピクセルとみなす。金属ピクセルを１にセットし、非金属ピクセルを０にセットする。そして、ステップ３０６で、２Ｄエキスパンド金属テンプレートを生成するため、オリジナル金属テンプレートは第一膨張を受ける。この膨張は次のようになされる：オリジナル画像のピクセルのピクセル値（ＣＴ値）が４０００より大きい場合、前述のピクセルの座標を（ｉ，ｊ）と仮定すること、そして、（ｉ＋１，ｊ），（ｉ−１，ｊ），（ｉ，ｊ＋１），（ｉ，ｊ−１），（ｉ＋１，ｊ＋１），（ｉ＋１，ｊ−１），（ｉ−１，ｊ＋１），（ｉ−１，ｊ−１）のピクセルを全て１にセットする、すなわち、（ｉ，ｊ）周辺の８点全てを金属としてセットする。次に、ステップ３０８で、２Ｄエキスパンド金属テンプレートにおいて、金属ピクセル（ｉ，ｊ）を中心とする２０×２０ピクセル矩形を用いて、矩形の境界が金属か、すなわち、前述の矩形の金属ピクセルが他の部分の金属ピクセルの近くに位置するか、また、矩形の金属ピクセル数が３０より少ないか、を判定する。上述の二つの判定の少なくとも一つの結果がネガティブな場合、ステップ３１０において、前述のオリジナル金属テンプレートのピクセルで３Ｄ膨張を実行する。あるいは、上述の二つの判定の結果がともにポジティブな場合、ステップ３１２で、前述のオリジナル金属テンプレートのピクセルに２Ｄ膨張を適用する。２Ｄエキスパンド金属テンプレートの全ピクセルをカバーするため、このプロセスは繰り返される、すなわち、ステップ３１４で、まだ覆われていない金属ピクセルがあるかを判断し、仮にある場合、ステップ３０８を繰り返す、仮にない場合、様々なピクセルの２Ｄまたは３Ｄ膨張を含む金属テンプレートを取得するためこのプロセスは終了し、そして後のステップを続ける。ステップ３１６で、金属サイノグラムを取得するため、生成したエキスパンド金属テンプレート上に正投影を実行する。そして、ステップ３１８で、補間サイノグラムを生成するため、金属サイノグラムとオリジナルサイノグラムに補間を実行する。次に、ステップ３２０で、金属フリー、ＭＡＲ画像を生成するため、補間サイノグラム上に逆投影を実行する。最終的に、ステップ３２２で、様々なピクセルの２Ｄまたは３Ｄ膨張を含む金属テンプレートと、金属フリー、ＭＡＲ画像（上で取得した）とを、最終再構成画像Ｉfinalを取得するため加える。
【００２３】
生成した最終再構成画像Ｉfinalを図６に示す。細い線状のアーチファクトが十分除去されており、金属部分の画像が実物を反映していることが明らかにわかる。
【００２４】
次の実施形態において、さらに、本開示を説明する例として膝の投影を用いる。しかしながら、本例では、人工膝の代わりに人工頸骨を用いる。人工頸骨は金属でできており、膝の再構成画像において、金属部分は非常に小さい割合を占める。図８は、従来の金属アーチファクト低減技術を用いず生成したオリジナル再構成画像Ｉorigを示す。図９は、従来の金属アーチファクト低減技術を用いて生成した再構成画像Ｉmarを示す。従来の金属アーチファクト低減手段は、例えば、次のステップを備える：オリジナル再構成画像Ｉorigの金属投影エリアを判定するステップと、金属投影エリアの投影値で補間の修正を実行するステップと、オリジナル再構成画像Ｉorigの再構成を回復するステップと、を備える。図に示すように、従来の金属アーチファクト低減技術を用いて生成した再構成画像では、図示の金属部分はわずかに歪む、すなわち、アーチファクトの補正は顕著でない。再構成画像の非常に小さい割合を占める金属インプラントにとって、従来技術はしばしば金属アーチファクトを十分低減できない。
【００２５】
図７は、本開示の他の実施形態に係る金属アーチファクト低減技術のプロセスフローチャートである。上述の人工頸骨を用いる例を参照すると、総ピクセル数に対する金属ピクセル数の比率が第二閾値より小さい場合、ステップ７０２において、オリジナル金属テンプレートＩorig metalを、例えば次の方法で生成する：オリジナル画像のピクセルのピクセル値（ＣＴ値とも呼ぶ）が４０００より大きい場合、これを金属ピクセルとみなし、そうでなければ、これを非金属ピクセルとみなす。金属ピクセルを１にセットし、非金属ピクセルを０にセットする。ステップ７０４において、オリジナル金属テンプレートは膨張を受け、エキスパンド金属テンプレート（通常２Ｄエキスパンド金属テンプレート）を生成する。膨張は次のようになされる：オリジナル画像のピクセルのピクセル値（ＣＴ値）が４０００より大きい場合、前述のピクセルの座標を（ｉ，ｊ）と仮定すること、そして、（ｉ＋１，ｊ），（ｉ−１，ｊ），（ｉ，ｊ＋１），（ｉ，ｊ−１），（ｉ＋１，ｊ＋１），（ｉ＋１，ｊ−１），（ｉ−１，ｊ＋１），（ｉ−１，ｊ−１）のピクセルを全て１にセットする、すなわち、（ｉ，ｊ）周辺の８点を全て金属としてセットする。次に、ステップ７０６において、金属サイノグラムを取得するため、生成したエキスパンド金属テンプレート上に正投影を実行する。そして、ステップ７０８で、補間サイノグラムを生成するため、金属サイノグラムとオリジナルサイノグラムに補間を実行する。次に、ステップ７１０で、混成サイノグラムを取得するため、金属サイノグラムと、オリジナルサイノグラムと、補間サイノグラムとを重み付けする。
【００２６】
この重み付けは次のように実行する：
差ｆorig-metalを得るため、金属サイノグラムｆmetalをｆorigから減じること、および、次の係数ｃｏｅｆを計算するため差を補間サイノグラムｆinterpolationと比較すること：
【００２７】
【数１】
2015100702.tif 000003
このときＴは以下である：
【００２８】
【数２】
2015100702.tif 000004
パラメータｐ１とｐ２は、金属サイノグラムの最大値ｆｍａｘと最小値ｆｍｉｎを用いて計算される：
【００２９】
【数３】
2015100702.tif 000005
【００３０】
【数４】
2015100702.tif 000006
ここで、αとβは実験により得られ、αが０．３５、βが０．９５の場合最良の画質が得られる。このときｔは以下のように計算される：
【００３１】
【数５】
2015100702.tif 000007
次に、重みｗは以下のように計算される：
【００３２】
【数６】
2015100702.tif 000008
ここで、Ｗmaxは値０．５に固定され、ｆ（ｖ，ｃ，ｒ）は、ビューｖ、チャネルｃ、ローｒの投影値を示す；
混成サイノグラムｆblendを得るため上述の重みを用いて重み計算を行う：
【００３３】
【数７】
2015100702.tif 000009
次に、ステップ７１２で、金属フリー、ＭＡＲ画像を取得するため、混成サイノグラム上で逆投影を行う。最後に、ステップ７１４で、最終再構成画像Ｉfinalを得るため、エキスパンド金属テンプレートと、上で取得した金属フリー、ＭＡＲ画像とを加える。
【００３４】
生成した最終再構成画像Ｉfinalを図１０に示す。明らかにハローイングが除去され、金属部分の画像が変化していないことがわかる。
【００３５】
図１１は、本開示の複数の実施形態に係る画像再構成用の金属アーチファクト低減装置のブロック図である。ＣＴ画像再構成で、アーチファクトを低減する装置１１００は、取得手段１１０１と、比較手段１１０２と、エキスパンド金属テンプレート生成手段１１０３と、金属フリー、ＭＡＲ画像生成手段１１０４と、最終画像生成手段１１０５とを備える。取得手段１１０１は、少なくとも比較手段１１０２と、エキスパンド金属テンプレート生成手段１１０３と、金属フリー、ＭＡＲ画像生成手段１１０４と、接続される。エキスパンド金属テンプレート生成手段１１０３はさらに、少なくとも金属フリー、ＭＡＲ画像生成手段１１０４と接続される。最終画像生成手段１１０５は、少なくともエキスパンド金属テンプレート生成手段１１０３と、金属フリー、ＭＡＲ画像生成手段１１０４とに、接続される。図１１において、図面の簡略化のため、複数の手段は互いに接続されている。しかしながら、後述の機能を実現する限り、この様々な手段は、他の可能な方法で接続できることに留意されるべきである。さらに、複数の機能は、一つの装置において組み合わせ可能であり、各手段は、機能を実行するようさらに複数の手段に分けることもでき、また、同一手段が一より多くシステムにあってもよい。
【００３６】
取得手段１１０１は、主にオリジナル再構成画像とオリジナルサイノグラムの取得に用いられる。比較手段１１０２は、主にオリジナル再構成画像の金属ピクセル比率が第一閾値より大きいか、第二閾値より小さいかの判定に用いられる。エキスパンド金属テンプレート生成手段１１０３は、比較手段１１０２の結果に応じて、そのオリジナル金属テンプレート生成手段１１０３１を用いるオリジナル金属テンプレート、または、その第一膨張テンプレート生成手段１１０３２により実行される２Ｄ膨張を経る２Ｄエキスパンド金属テンプレート、または、その第二膨張テンプレート生成手段１１０３３により実行される２Ｄと３Ｄ混合の膨張を経る様々なピクセルの２Ｄまたは３Ｄ膨張を含む金属テンプレート、の生成に主に用いられる。金属フリー、ＭＡＲ画像を取得するため、金属フリー、ＭＡＲ画像生成手段１１０４は、次のように主に用いられる：金属サイノグラムを生成するため、生成したエキスパンド金属テンプレート上に正投影を実行するように、その正投影手段１１０４１を用いること、補間サイノグラムを生成するため、金属サイノグラムとオリジラルサイノグラムとの補間に、その補間手段１１０４２を用いること、または、混成サイノグラムを取得するため、金属サイノグラム、オリジナルサイノグラム、および補間サイノグラムの重み付けを実行するように、その混成手段１１０４３を用いること、そして、金属フリー、ＭＡＲ画像を取得するため、補間サイノグラムまたは混成サイノグラム上に逆投影を実行するように、その逆投影手段１１０４４を用いること。最終画像を生成するため、最終画像生成手段１１０５は、最終的に生成したエキスパンド金属テンプレートと、金属フリー、ＭＡＲ画像とを加えることに主に用いられる。
【００３７】
まず、取得手段１１０１は、オリジナル再構成画像Ｉorigと、オリジナルサイノグラムＩorig sinとを取得する。オリジナル再構成画像Ｉorigと、オリジナルサイノグラムＩorig sinとは、画像再構成部３４でＤＡＳ３２の投影データの再構成後に入力されてもよく、あるいは、大容量記憶装置３８から取得、または代わりに、コンピュータ３６から取得されてもよい。比較手段１１０２は、総ピクセル数に対する金属ピクセル数の比率が、第一閾値より大きいか、第二閾値より小さいか判定する。この判定は、ピクセル値が４０００より大きいピクセル統計に単に基づいてよい。第一と第二閾値は、実験結果により手作業で決定できる。好ましくは、第一閾値は第二閾値より大きい。
【００３８】
総ピクセル数に対する金属ピクセル数の比率が第一閾値を超える場合、エキスパンド金属テンプレート生成手段１１０３のオリジナル金属テンプレート生成手段１１０３１は、オリジナル金属テンプレートＩorig metalを、例えば次のように生成する：オリジナル画像のピクセルのピクセル値（ＣＴ値とも呼ぶ）が４０００より大きい場合、これを金属ピクセルとみなし、そうでなければ、これを非金属ピクセルとみなす。金属ピクセルを１にセットし、非金属ピクセルを０にセットする。そして、２Ｄエキスパンド金属テンプレートを生成するため、エキスパンド金属テンプレート生成手段１１０３の第一膨張テンプレート生成手段１１０３２により、第一膨張をオリジナル金属テンプレートに適用する。第一膨張は次のようになされる：オリジナル画像のピクセルのピクセル値（ＣＴ値）が４０００より大きい場合、前述のピクセルの座標は（ｉ，ｊ）と仮定すること、そして、（ｉ＋１，ｊ），（ｉ−１，ｊ），（ｉ，ｊ＋１），（ｉ，ｊ−１），（ｉ＋１，ｊ＋１），（ｉ＋１，ｊ−１），（ｉ−１，ｊ＋１），（ｉ−１，ｊ−１）のピクセルを全て１にセットする、すなわち、（ｉ，ｊ）周辺の８点を全て金属としてセットする。次に、ステップ３０８で、２Ｄエキスパンド金属テンプレートにおいて、金属ピクセル（ｉ，ｊ）を中心とする２０×２０ピクセル矩形を用いて、矩形の境界が金属か、すなわち、前述の矩形の金属ピクセルが他の部分の金属ピクセルの近くに位置するか、また、矩形の金属ピクセル数が３０より少ないか、を判定する。上述の二つの判定の少なくとも一つの結果がネガティブな場合、エキスパンド金属テンプレート生成手段１１０３の第二膨張テンプレート生成手段１１０３３により、前述のオリジナル金属テンプレートのピクセルに３Ｄ膨張を適用する。あるいは、上述の二つの判定の結果がともにポジティブな場合、エキスパンド金属テンプレート生成手段１１０３の第二膨張テンプレート生成手段１１０３３により、前述のオリジナル金属テンプレートのピクセルに２Ｄ膨張を適用する。様々なピクセルの２Ｄまたは３Ｄエキスパンド金属テンプレートを取得するため、このプロセスを繰り返し、２Ｄエキスパンド金属テンプレートの全ピクセルをカバーする。次に、金属サイノグラムを取得するため、金属フリー、ＭＡＲ画像生成手段１１０４の正投影手段１１０４１により、生成したエキスパンド金属テンプレート上に正投影を実行する。そして、補間サイノグラムを取得するため、金属フリー、ＭＡＲ画像生成手段１１０４の補間手段１１０４２により、金属サイノグラムとオリジナルサイノグラムに補間を実行する。次に、金属フリー、ＭＡＲ画像を取得するため、金属フリー、ＭＡＲ画像生成手段１１０４の逆投影手段１１０４４により、補間サイノグラム上に逆投影を実行する。最終的に、最終再構成画像Ｉfinalを取得するため、上で取得した様々なピクセルの２Ｄまたは３Ｄ膨張を含む金属テンプレートと、金属フリー、ＭＡＲ画像とを、最終画像生成手段１１０５によって加える。
【００３９】
生成された最終再構成画像Ｉfinalを図６に示す。細い線状のアーチファクトが十分除去されており、金属部分の画像が実物を反映していることが明らかにわかる。
【００４０】
総ピクセル数に対する金属ピクセルの比率が第二閾値より小さい場合、エキスパンド金属テンプレート生成手段１１０３のオリジナル金属テンプレート生成手段１１０３１は、オリジナル金属テンプレートＩorig metalを例えば次の方法で生成する：オリジナル画像におけるピクセルのピクセル値（ＣＴ値とも呼ぶ）が４０００より大きい場合、これを金属ピクセルとみなし、そうでなければ、これを非金属ピクセルとみなす。金属ピクセルを１にセットし、非金属ピクセルを０にセットする。そして、エキスパンド金属テンプレート（通常２Ｄエキスパンド金属テンプレート）を生成するため、エキスパンド金属テンプレート生成手段１１０３（例えば、その第一膨張テンプレート生成手段１１０３２）により、オリジナル金属テンプレートに膨張を適用する。膨張は次のようになされる：オリジナル画像のピクセルのピクセル値（ＣＴ値）が４０００より大きい場合、前述のピクセルの座標を（ｉ，ｊ）と仮定すること、そして、（ｉ＋１，ｊ），（ｉ−１，ｊ），（ｉ，ｊ＋１），（ｉ，ｊ−１），（ｉ＋１，ｊ＋１），（ｉ＋１，ｊ−１），（ｉ−１，ｊ＋１），（ｉ−１，ｊ−１）のピクセルを全て１にセットする、すなわち、（ｉ，ｊ）周辺の８点全てを金属としてセットする。次に、金属サイノグラムを取得するため、金属フリー、ＭＡＲ画像生成手段１１０４の正投影手段１１０４１により、生成したエキスパンド金属テンプレート上に正投影を実行する。そして、補間サイノグラムを取得するため、金属フリー、ＭＡＲ画像生成手段１１０４の補間手段１１０４２により、金属サイノグラムとオリジナルサイノグラムに補間を実行する。次に、混成サイノグラムを取得するため、金属フリー、ＭＡＲ画像生成手段１１０４の混成手段１１０４３により、金属サイノグラムと、オリジナルサイノグラムと、補間サイノグラムとを重み付けする。
【００４１】
この重み付けは次のようになされる：
差ｆorig-metalを得るため、金属サイノグラムｆmetalをｆorigから減じること、および、次の係数ｃｏｅｆを計算するため差を補間サイノグラムｆinterpolationと比較すること：
【００４２】
【数８】
2015100702.tif 000010
このときＴは以下である：
【００４３】
【数９】
2015100702.tif 000011
パラメータｐ１とｐ２は、金属サイノグラムの最大値ｆｍａｘと最小値ｆｍｉｎを用いて計算される：
【００４４】
【数１０】
2015100702.tif 000012
【００４５】
【数１１】
2015100702.tif 000013
ここで、αとβは実験により得られ、αが０．３５、βが０．９５の場合最良の画質が得られる。このときｔは以下のように計算される：
【００４６】
【数１２】
2015100702.tif 000014
次に、重みｗは以下のように計算される：
【００４７】
【数１３】
2015100702.tif 000015
ここで、Ｗmaxは値０．５に固定され、ｆ（ｖ，ｃ，ｒ）は、ビューｖ、チャネルｃ、ローｒの投影値を示す；
混成サイノグラムｆblendを得るため上述の重みを用いて重み計算を行う：
【００４８】
【数１４】
2015100702.tif 000016
次に、金属フリー、ＭＡＲ画像を取得するため、金属フリー、ＭＡＲ画像生成手段１１０４の逆投影手段１１０４４によって混成サイノグラム上に逆投影を行う。最後に、最終再構成画像Ｉfinalを取得するため、エキスパンド金属テンプレートと、上述の得られた金属フリー、ＭＡＲ画像とを、最終画像生成手段１１０５により加える。
【００４９】
生成した最終再構成画像Ｉfinalを図１０に示す。明らかにハローイングが除去され、金属部分の画像が変化していないことがわかる。
【００５０】
ここで用いた「ａ」または「ａｎ」という用語は、単一または複数の両方を意味することが意図される。別段の指示がない限り、「ｏｒ」という用語は、非排他的な「ｏｒ」を意味する。
【００５１】
さらにここで用いた言い回し「再構成画像」は、（可視画像に代わりり）画像を表現するデータを生成する本発明の実施形態を除くことを意図するものではない。したがって、「画像」という用語は、概して可視画像と可視画像が示すデータを指す。しかしながら、いくつかの実施形態は、少なくとも一つの可視画像を生成する（あるいは生成するようになされる）。
【００５２】
本発明の操作環境は、１６スライスＸ線ＣＴシステムに関し記載されている。しかしながら、当業者は、本開示がマルチスライス構成システム、および、操作中に移動または「ジッタ」フォーカス可能なシステムにも適用可能であることを理解するであろう。さらに、本開示は、Ｘ線の検出および変換に対して記載されている。しかしながら、当業者は、本開示が他の高周波電磁エネルギーの検出および変換に適用可能であることもさらに理解するであろう。上述の特定の実施形態は第三世代ＣＴシステムに関して記載したが、ここに記載した方法はまた、第四世代ＣＴシステム（例えば、回転するＸ線源を備える固定型検出器）や、第五世代ＣＴシステム（例えば、固定型検出器およびＸ線源）に適用されてもよい。加えて、ＣＴ（ＭＲＩ、ＳＰＥＣＴ、ＰＥＴ等）以外の画像診断法に本開示の利点が生じると考えられる。
【００５３】
様々な実施形態、またはその構成要素は、コンピュータシステムの一部として実行されてもよい。コンピュータシステムは、コンピュータ、入力装置、ディスプレイユニット、そして例えばインターネットにアクセスするためのインターフェースを含んでもよい。マイクロプロセッサは、接続バスと接続される。コンピュータは、メモリもまた含んでもよい。メモリはランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）およびリード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）を含んでもよい。コンピュータシステムは、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ等のリムーバブル記憶装置、または光学ドライブである記憶装置をさらに含んでもよい。記憶装置は、コンピュータプログラムや他の命令をコンピュータシステムに読み込むため、他の同様の装置でも用いられうる。
【００５４】
本開示の様々な実施形態において、ここで記載するＣＴ画像再構成のアーチファクト低減方法を、プロセス機器の形態で表した。プロセス機器の典型的な例としては、多目的コンピュータ、プログラミングマイクロプロセッサ、デジタル信号処理（ＤＳＰｓ）、マイクロコントローラ、周辺機器の集積回路素子、および、ここに記載の方法ステップを実施可能な他の装置（ｄｅｖｉｃｅｓ）や装置設備（ｄｅｖｉｃｅ  ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｓ）を含む。
【００５５】
ここで用いる「コンピュータ」という用語は、技術的にコンピュータを示す集積回路に限定されず、マイクロコントローラを用いるシステム、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、論理回路、また、ここに記載する機能を実行可能な他の様々な回路やプロセッサ、を含むどのようなプロセッサベースまたは非プロセッサベースシステムを含んでもよい。上述の例は、単なる例示であり、「コンピュータ」という用語の定義および／または意味をなんら制限することを意図しない。コンピュータ、プロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブル・ロジック・コントローラ、特定用途向け集積回路、および他のプログラマブル回路が、ここで互換可能に用いられる。
【００５６】
プロセスメカニズムは、一つまたは複数の記憶素子（既知のコンピュータ使用可能媒体）に記憶された命令セット（例えば、方法ステップに対応）を実行する。メモリ素子は、プロセス機器において、データベースや物理的記憶素子の形態をとれる。メモリ素子はまた、必要なデータまたは他の情報として保持できる。物理メモリは、例えば、電気的、磁気的、光的、電磁気的、赤外線、または半導体の、システム、機器、装置、または伝搬媒体であってもよいが、これに限定されない。物理メモリのさらに具体的な例は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）、消去およびプログラム可能なリード・オンリー・メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ならびにＣＤ−ＲＯＭメモリ（ＣＤＲＯＭ）を含んでもよいが、これに限定されない。これらのメモリのタイプは例示のためだけのものであり、よって、コンピュータプログラムを記憶するため利用可能なメモリのタイプは限定されない。
【００５７】
命令セットは、特定の操作を実行するためプロセス機器に命じる様々な命令（本開示の様々な実施形態のプロセス等）を含んでもよい。命令セットは、ソフトウェアプログラムの形態であってよい。ソフトウェアは、システムソフトウェアや応用ソフトウェアの様々な形態であってよい。さらにソフトウェアは、独立プログラム、さらに大きいプログラムのプログラムモジュール、またはいくつかのプログラムモジュールのセットであってよい。ソフトウェアはまた、オブジェクト指向プログラミングの形態のモジュール化プログラムデザインを含んでもよい。プロセス機器は、ユーザの命令に対する入力データ、先のプロセスの結果、または他のプロセス機器から送られたリクエストを実行できる。
【００５８】
本発明の様々な実施形態において、ＣＴ再構成におけるアーチファクト低減の方法は、ソフトウェア、ハードウェア、またはそれらの組み合わせにより実行可能である。例えば、本開示の様々な実施形態で供される方法は、ソフトウェアにおいて標準のプログラム言語（例えばＣ，Ｃ＋＋，Ｊａｖａなど）を用いることで実行可能である。ここで用いる「ソフトウェア」や「ファームウェア」という用語は互換的に使用可能であり、コンピュータにより実行されるメモリに記憶されたいかなるコンピュータプログラムを含んでもよい。
【００５９】
加えて、ここで述べた方法は医学的状況で用いられるＸ線ＣＴシステムに関して記載したが、これらの利点は、磁気共鳴（ＭＲ）システム、超音波システム、ポジトロン断層法（ＰＥＴ）、核医学、また、他のタイプの画像システムを容易にできることが期待できる。動作は、特定の臓器や組織（脳、胃、心臓、肺または肝臓等の生体器官、隔膜、胸壁、胸、肋骨、脊柱、胸骨または骨盤等の生物組織、腫瘍、怪我または痛い部位、例えば圧縮骨折、を含む）に適用可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  Ｘ線ＣＴ画像システム
１２  ガントリ
１４  Ｘ線源
１６  Ｘ線ビーム
１８  検出装置
２０  検出部
２２  患者
２８  Ｘ線コントローラ
３０  ガントリ・モータ・コントローラ
３２  データ収集システム（ＤＡＳ）
３６  コンピュータ
４０  オペレータコンソール
４２  ディスプレイ
４４  テーブル・モータ・コントローラ
４６  モータ付きテーブル
４８  開口
１１００  ＣＴ画像再構成のアーチファクトを低減する装置
１１０１  取得手段
１１０２  比較手段
１１０３  エキスパンド金属テンプレート生成手段
１１０４  金属フリー、ＭＡＲ画像生成手段
１１０５  最終画像生成手段
１１０３１  オリジナル金属テンプレート生成手段
１１０３２  第一膨張テンプレート生成手段
１１０３３  第二膨張テンプレート生成手段
１１０４１  正投影手段
１１０４２  補間手段
１１０４３  混成手段
１１０４４  逆投影手段
【図１】
2015100702.tif 000031
【図２】
2015100702.tif 000032
【図３】
2015100702.tif 000033
【図４】
2015100702.tif 000034
【図５】
2015100702.tif 000035
【図６】
2015100702.tif 000036
【図７】
2015100702.tif 000037
【図８】
2015100702.tif 000038
【図９】
2015100702.tif 000039
【図１０】
2015100702.tif 000040
【図１１】
2015100702.tif 000041