(57)【要約】本発明は、対象物（７）の投影データから対象物（７）の三次元画像を再構成するための画像再構成装置及び対応する画像再構成方法に関する。鮮鋭な高コントラスト構造を有し、画像ブレを殆ど有さない三次元画像を得るように、そしてその三次元画像において、筋状アーティファクト（及び組織状領域におけるノイズ）は大きく低減され、画像再構成装置は、オリジナル投影データを用いて、対象物（７）の第１三次元画像を再構成するための第１再構成ユニット（３０）と、オリジナル投影データから補間投影データを演算するための補間ユニット（３１）と、少なくとも補間投影データを用いて、対象物（７）の第２三次元画像を再構成するための第２再構成ユニット（３２）と、第１三次元画像又は第２三次元画像を高コントラスト領域及び低コントラスト領域にセグメント化するためのセグメント化ユニット（３３）と、第１三次元画像及び第２三次元画像の選択された領域から第３三次元画像を再構成するための第３再構成ユニット（３４）であって、セグメント化された三次元画像が、高コントラスト領域のために第１三次元画像から画像値を、そして低コントラスト領域のために第２三次元画像から画像値を選択するように用いられる、第３再構成ユニットとを有する。
2008520326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の投影データから前記対象物の三次元画像を再構成するための画像再構成装置であって：
オリジナル投影データを用いて、前記対象物の第１三次元画像を再構成するための第１再構成ユニット；
前記オリジナル投影データから補間投影データを演算するための補間ユニット；
少なくとも前記補間投影データを用いて、前記対象物の第２三次元画像を再構成するための第２再構成ユニット；
前記第１三次元画像又は前記第２三次元画像を高コントラスト領域及び低コントラスト領域にセグメント化するためのセグメント化ユニット；並びに
前記第１三次元画像及び前記第２三次元画像の選択された領域から第３三次元画像を再構成するための第３再構成ユニットであって、前記セグメント化された三次元画像は、高コントラスト領域のために前記第１三次元画像から画像値を、そして低コントラスト領域のために前記第２三次元画像から画像値を選択するように用いられる、第３再構成ユニット；
を有する画像再構成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像再構成装置であって、前記第２再構成ユニットは、前記補間投影データのみを用いて、前記対象物の予備の第２三次元画像を再構成するために、そして前記第２三次元画像を得るように、前記予備の第２三次元画像に前記第１三次元画像を付加するために適合されている、画像再構成装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像再構成装置であって、前記第２再構成ユニットは、前記再構成において前記補間投影データ及び前記オリジナル投影データを用いて、前記対象物の前記第２三次元画像を直接、再構成するために適合されている、画像再構成装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像再構成装置であって、前記第２再構成ユニットは、前記補間投影データのみを用いて、前記対象物の前記第２三次元画像を直接、再構成するために適合されている、画像再構成装置。
【請求項５】
請求項１に記載の画像再構成装置であって、前記補間ユニットは非線形補間を用いるために適合されている、画像再構成装置。
【請求項６】
請求項１に記載の画像再構成装置であって、前記セグメント化ユニットは、エッジに基づくセグメント化方法又は明暗値に基づくセグメント化方法を用いるために適合されている、画像再構成装置。
【請求項７】
請求項１に記載の画像再構成装置であって、前記セグメント化ユニットは、特に、拡張方法を用いて、前記セグメント化された高コントラスト領域を拡張するために適合されている、画像再構成装置。
【請求項８】
請求項１に記載の画像再構成装置であって、前記セグメント化ユニットは、画像エロージョン方法を用いて、前記高コントラスト領域から特異なセグメント化高コントラスト領域を取り除くために適合されている、画像再構成装置。
【請求項９】
対象物を三次元イメージングするためのイメージングシステムであって：
前記対象物の投影データの取得のための取得ユニット；
前記投影データを記憶するための記憶ユニット；
請求項１乃至８の何れ一項に記載の前記対象物の三次元画像を再構成するための画像再構成装置；及び
前記三次元画像を表示するためのディスプレイ；
を有するイメージングシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のイメージングシステムであって、前記取得ユニットはＣＴイメージングユニット又はＸ線ボリュームイメージングユニットである、イメージングシステム。
【請求項１１】
対象物の投影データから前記対象物の三次元画像を再構成するための画像再構成方法であって：
オリジナル投影データを用いて、前記対象物の第１三次元画像を再構成する段階；
前記オリジナル投影データから補間投影データを演算する段階；
少なくとも前記補間投影データを用いて、前記対象物の第２三次元画像を再構成する段階；
前記第１三次元画像又は前記第２三次元画像を高コントラスト領域及び低コントラスト領域にセグメント化する段階；並びに
前記第１三次元画像及び前記第２三次元画像の選択された領域から第３三次元画像を再構成する段階であって、前記セグメント化された三次元画像は、高コントラスト領域のために前記第１三次元画像から画像値を、そして低コントラスト領域のために前記第２三次元画像から画像値を選択するように用いられる、段階；
を有する画像再構成方法。
【請求項１２】
コンピュータプログラムであって、該コンピュータプログラムがコンピュータで実行されるとき、請求項１１に記載の方法の段階を実行するためのプログラムコード手段を有する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の投影データから前記対象物の三次元画像を再構成するための画像再構成装置及び対応する画像再構成方法に関する。更に、本発明は、対象物の三次元イメージングのためのイメージングシステム及びコンピュータにおいて前記画像再構成方法を実施するためのコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｃ字型アームに基づく回転式Ｘ線ボリュームイメージングは、介入及び診断医療アプリケーションのために大きい可能性を有する方法である。この技術の今日のアプリケーションは、増影剤で選択的に満たされた血管のような高コントラストの対象物の再構成に限定されている一方、軟調イメージングへの拡大が強く望まれている。しかしながら、短所として、Ｃ字型アームの回転運動が比較的遅く、現在のＸ線検出器のフレームレートは限定されているために、三次元再構成についての一連の投影を取得するための典型的な走査は、典型的なＣＴ取得プロトコルに比べて、少ない数の投影のみを与える。この角アンダーサンプリングは、特に、フィルタリングされた逆投影が画像再構成について用いられる場合に、結果として得られる三次元画像品質の劣化をもたらす再構成ボリュームにおける著しい筋状アーティファクトに繋がる。
【０００３】
文献“Ｄｉｒｅｃｔｉｎａｌ  ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｐａｒｓｅｌｙ  ｓａｍｐｌｅｄ  ｃｏｎｅ−ｂｅａｍ  ＣＴ  ｓｉｎｏｇｒａｍ  ｄａｔａ”，ｂｙ  Ｍ．Ｂｅｒｔｒａｍ，Ｇ．Ｒｏｓｅ，Ｄ．Ｓｃｈａｆｅｒ，Ｊ．Ｗｉｅｇｅｒｔ，Ｔ．Ａａｃｈ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ２００４  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  ＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＩｍａｇｉｎｇ（ＩＳＢＩ），Ａｒｌｉｎｇｔｏｎ，ＶＡ，Ａｐｒｉｌ  １５−１８，２００４においては、疎な角サンプリングからもたらされる筋状アーティファクトを効果的に低減するためのストラテジについて記載されている。その根本的な概念は、再構成のために利用可能な投影の数を、サイノグラム空間における非線形の方向補間により増加することができることである。しかしながら、短所としては、付加的な補間投影は特定の画像ブレを示す。上記文献に記載されている方向補間の技術は前記画像ブレを最小化するために開発されたが、小さい不可避のブレの量は尚も残留する。
【非特許文献１】“Ｄｉｒｅｃｔｉｎａｌ  ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｐａｒｓｅｌｙ  ｓａｍｐｌｅｄ  ｃｏｎｅ−ｂｅａｍ  ＣＴ  ｓｉｎｏｇｒａｍ  ｄａｔａ”，ｂｙ  Ｍ．Ｂｅｒｔｒａｍ，Ｇ．Ｒｏｓｅ，Ｄ．Ｓｃｈａｆｅｒ，Ｊ．Ｗｉｅｇｅｒｔ，Ｔ．Ａａｃｈ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ２００４  ＩＥＥＥ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  ＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＩｍａｇｉｎｇ（ＩＳＢＩ），Ａｒｌｉｎｇｔｏｎ，ＶＡ，Ａｐｒｉｌ  １５−１８，２００４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、残存する画像ブレの課題を克服することができる対象物の投影画像からその対象物の三次元画像を再構成するための画像再構成装置及び対応する画像再構成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的は、請求項１に記載した画像再構成装置であって：
−  オリジナル投影データを用いて、対象物の第１三次元画像を再構成するための第１再構成ユニットと、
−  前記オリジナル投影データから補間投影データを演算するための補間ユニットと、
−  少なくとも補間投影データを用いて、前記対象物の第２三次元画像を再構成するための第２再構成ユニットと、
−  高コントラスト領域及び低コントラスト領域への第１三次元画像又は第２三次元画像のセグメント化のためのセグメント化ユニットと、
−  前記第１三次元画像及び前記第２三次元画像の選択された領域から第３三次元画像を再構成するための第３再構成ユニットであって、前記セグメント化三次元画像は、高コントラスト領域についての前記第１三次元画像から画像値を、そして低コントラスト領域についての前記第２三次元から画像値を選択するために用いられる、第３再構成ユニットと、
を有する、画像再構成装置により、本発明にしたがって達成される。
【０００６】
対応する画像再構成方法は請求項１１に記載されている。コンピュータにおいて前記方法を実施するためのコンピュータプログラムについては、請求項１２に記載されている。
【０００７】
本発明はまた、請求項９に記載された対象物を三次元イメージングするためのイメージングシステムであって：
−  前記対象物の投影データの取得のための取得ユニットと、
−  前記投影データを記憶するための記憶ユニットと、
−  請求項１乃至８の何れ一項に記載の前記対象物の三次元画像を再構成するための画像再構成装置と、
−  前記三次元画像の表示のためのディスプレイと、
を有する、画像システムに関する。
【０００８】
本発明の好適な実施形態については、従属請求項に記載されている。
【０００９】
本発明は、三次元画像再構成のためのハイブリッド方法を適用するための概念に基づいている。２つの補間再構成であって、一の補間再構成はオリジナルに測定された投影のみを利用し、他の補間再構成は更に、補間投影を利用する。表示され且つ医師により使用される最終的な再構成三次元画像は、それらの２つの中間的再構成を有する。このことは、それら２つの中間的再構成の有利点が組み合わされるように行われる。
【００１０】
特に、最終的な再構成ハイブリッドボリューム三次元画像については、補間再構成の結果が低コントラスト（‘組織’）ボクセルのために用いられる一方、オリジナル再構成の結果は高コントラストボクセルのために用いられる。このことは、再構成三次元画像の均一領域における筋状アーティファクトの効率的な低減を可能にする一方、骨又は増影剤で満たされた血管等の高コントラストの対象物の境界のブレが回避され、それ故、そのような対象物の空間分解能は完全に保たれる。
【００１１】
原理的には、このハイブリッド方法の概念は、付加投影のために用いられる補間スキームに依存しないが、上記のＭ．Ｂｅｒｔｒａｍ等による文献に記載されている方法のような厳密な非線形補間の使用は最適な結果を生成するように期待されている。
【００１２】
本発明の好適な実施形態においては、第２再構成ユニットは、補間投影データのみを用いて前記対象物の予備の第２三次元画像を再構成するために、そして前記第２三次元画像を得るように前記予備の第２三次元画像に前記第１三次元画像を付加するために適合される。このことは、代替の実施形態に比べて、演算時間を節約し、それにしたがって、補間投影データ及びオリジナル投影データの両方が、第２三次元画像を直接、再構成するために再構成において直接、用いられる。その結果は、再構成は線形操作であるために、両方の場合において同じである。
【００１３】
更なる実施形態において、補間された投影データは、消費される演算時間が更に少ない第２三次元画像の再構成において用いられるが、それ程正確でない。
【００１４】
一般に、第１又は第２三次元画像の高コントラスト及び低コントラスト領域へのセグメント化について、何れの種類のセグメント化方法を適用することが可能である。好適には、エッジに基づくセグメント化方法又は明暗値に基づくセグメント化方法が適用される。例えば、後者の方法においては、特定の閾値以上の明暗値勾配を有するそれらのボクセルがセグメント化される。一般に及び独立して、骨又は造影剤で満たされた血管のような高コントラストの対象物の境界近傍に位置するボクセルに適用される特定のセグメント化方法が決定され、その対象物において、殆どのブレは、第２三次元画像、即ち、補間再構成において生じる。勾配に基づくセグメント化については、明暗値勾配の絶対値が各々のボクセルのために演算される。次いで、特定の閾値以上の明暗値勾配を有するそれらのボクセルはセグメント化される。２つのセグメント化段階（明暗値の閾値に基づくセグメント化段階又は勾配に基づくセグメント化段階）のどちらか一又は両方においてセグメント化されるボクセル全てが、最終的なセグメント化の結果を表すように選択される。
【００１５】
セグメント化の品質及び適合性を更に改善するように、セグメント化が全ての可能なブレのボクセルを含むことを確実にするように、画像拡張方法、例えば、標準的な拡張方法により、高コントラストの対象物が拡張されることが、本発明の他の実施形態において提供される。拡張は、少なくとも１つのセグメント化ボクセルを近接する隣のボクセルにおいて有するセグメント化の結果に全てのボクセルを加算することにより実行されることが可能である。
【００１６】
本発明の更なる実施形態においては、前記セグメント化の後、画像エロージョン方法を用いることにより前記高コントラスト領域から特異なセグメント化高コントラスト領域を取り除くことが提案されている。それ故、無意図的にセグメント化されたことが可能である、高コントラストの対象物又はそれらの境界に属さない特異なボクセルは、セグメント化の結果から取り除かれることが可能である。エロージョンは、近接する隣の何れの他のセグメント化ボクセルを有さないセグメント化の結果から全てのボクセルを排除することにより実行されることが可能である。
【００１７】
本発明にしたがって提供される画像再構成方法は、請求項８に記載された対象物の三次元イメージングのためのイメージングシステムにおいて適用されることが可能である。対象物の投影データの取得のために、好適には、Ｃ字型アームに基づくＸ線ボリュームイメージングユニット又はＣＴイメージングユニットが用いられる。上記の筋状アーティファクトの種類は、フィルタリングされた逆投影型アルゴリズムが再構成のために用いられる限り、Ｘ線ボリュームイメージングモダリティばかりでなく、ＣＴ又はトモシンセシス等の他のイメージングモダリティについて生じる。一般に、ＣＴにおいては、その問題は、通常、取得される投影の数が多いために、Ｘ線ボリュームイメージングにおいてより関連性は少ない。しかしながら、トリガ又はゲート冠動脈再構成のような特定のＣＴアプリケーションが存在し、その場合、筋状アーティファクトの問題は重要であり、本発明は有利に適用される。
【００１８】
本発明について、以下、図を参照して詳述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）スキャナを表すガントリ２を有する本発明にしたがったコンピュータ断層撮影システム１を示している。ガントリ２は、ガントリ２の反対側における検出器アレイ５の方にＸ線ビーム４を投影するＸ線源３を有する。検出器アレイ５は、対象物７、例えば、医療患者を透過する投影Ｘ線を共に感知する検出要素６を有する。検出アレイ５は、検出要素６の複数の平行な列（図１には、一列の検出要素のみが示されている）を有するマルチスライス構成に製造されている。各々の検出要素６は、照射されるＸ線ビームの強度、それ故、患者７を透過したときのビームの減衰を表す電気信号を生成する。Ｘ線投影データ、特に、二次元投影データ又は三次元サイノグラムを取得するためのスキャン中に、ガントリ２及びガントリに備えられている構成要素は回転中心８の周りを回転する
ガントリ２の回転及びＸ線源３の操作はＣＴシステム１の制御機構９により制御される。制御機構９は、Ｘ線源３に電力及びタイミング信号を供給するＸ線制御器１０と、ガントリ２の回転速度及び位置を制御するガントリモータ制御器１１とを有する。制御機構９におけるデータ取得システム（ＤＡＳ）は、検出要素６からアナログデータをサンプリングし、後続の処理のためにデータをデジタル信号に変換する。画像再構成器１３は、ＤＡＳ１２からサンプリングされてデジタル化されたＸ線データを受け入れ、高速画像再構成を実行する。再構成画像は、大容量記憶装置１５に画像を記憶するコンピュータ１４に、入力として適用される。
【００２０】
コンピュータ１４はまた、キーボードを有するコンソール１６を介してオペレータからコマンド及びスキャンパラメータを受け入れる。関連付けられているＣＲＴディスプレイ１７は、オペレータが再構成画像及びコンピュータ１４からの他のデータを見ることを可能にする。オペレータにより与えられたコマンド及びパラメータは、ＤＡＳ１２、Ｘ線制御器及びガントリモータ制御器１１に制御信号及び情報を供給するように、コンピュータ１４により用いられる。更に、コンピュータ１４は、ガントリ２内に患者７を位置付けるモータ駆動テーブル１９を制御するテーブルモータ制御器１８を動作させる。特に、テーブル１９は、ガントリ開口部２０の中の患者７の位置を移動させる。
【００２１】
本発明にしたがって提供される画像再構成器１３の詳細については、図２のブロック図に示されている。
【００２２】
先ず、測定された投影データを用いて、三次元画像再構成が、第１再構成ユニット３０で通常通りに実行される。下記においては、この再構成は‘オリジナルの再構成’又は（‘第１の三次元画像’）と呼ばれる。この再構成においては、対象物は、イメージングシステムの変調伝達関数により決定される非常に鮮鋭な境界を有する。疎な角サンプリングの場合には、しかしながら、オリジナルの再構成は、各々の利用される投影における鮮鋭な対象物の境界からもたらされる特徴的な筋状アーティファクトの存在を被る。これは、例えば、図４ａに示されているシミュレートされた頭部ファントムの再構成において、見られる。
【００２３】
第２段階においては、適切な補間スキームが、利用可能な投影の角サンプリング密度を増加させるように補間ユニット３１により用いられる。例えば、投影の数は２倍にされることが可能であり、それ故、２つのオリジナルに測定された投影間で、付加投影が中間の投影角において補間される。補間アルゴリズムの何れの種類をこの段階で利用することが可能であるが、正確な非線形補間が好適である。
【００２４】
以下、‘補間再構成’と呼ばれる第２の三次元画像は、次いで、第２再構成ユニット３２によりオリジナルに測定された投影データ及び新しく補間された投影データの両方から再構成される。実際には、演算時間は、補間投影のみから予備の第２画像を再構成することにより、そして、再構成は線形演算であるために、同じ結果（第２の三次元画像）を与えるこの画像にオリジナルの再構成を付加することにより、節約される。大きい角サンプリング密度のために、補間再構成における筋状アーティファクトの強度は大きく減少する。また、補間に本来備わっているローパスフィルタリング効果のために、補間再構成におけるノイズレベルは低下する。しかしながら、筋状アーティファクト及びノイズの減少は、補間再構成における像ブレの特定量の発生を伴う。このことは、例えば、図４ｂに示すシミュレートされた頭部ファントムの再構成において理解できる。
【００２５】
第３段階において、セグメント化が、セグメント化ユニット３３によりオリジナル再構成か又は補間再構成のどちらかに適用される。セグメント化の目的は、高コントラストの対象物（例えば、骨又は造影剤で満たされた血管）の境界近傍に位置するボクセルを決定することであり、その対象物において、ブレの殆どは補間再構成において生じる。このために、明暗値勾配が各々のボクセルについて演算される。その場合、特定の閾値以上の明暗値勾配を有するボクセルはセグメント化される。代替として、更に高度なエッジに基づくセグメント化方法を用いることが可能である。高コントラストの対象物のセグメント化境界は、その場合、セグメント化がブレの可能性のあるボクセル全てを有することを確実にするように、標準的な画像拡張技術により好適に拡張される。
【００２６】
高コントラストのボクセルが画像の比較的小さい割合のみを占めるとき、これは、セグメント化の結果に特定の‘軟部組織状’明暗値ウィンドウの外側の明暗値を有するボクセル全てを加算することにより更に確実にされることができる。他方、高コントラストの対象物又はそれらの境界に属しない特異なボクセルは、画像ノイズ又は筋状アーティファクトのために無意図的にセグメント化された可能性があるものであるが、標準的な画像エロージョン技術によりセグメント化の結果から取り除かれることが可能である。例示として、図５は、再構成された頭部ファントムの簡単な（明暗値及び勾配に基づく）閾値セグメント化の結果を示している。
【００２７】
第４段階においては、セグメント化の結果は、オリジナル再構成及び補間再構成から、ハイブリッド再構成、即ち、好ましい最終的な三次元画像を組み立てるように第３再構成ユニット３４により用いられる。この処理において、オリジナル再構成の結果はセグメント化‘高コントラスト’ボクセルのために用いられる一方、補間再構成の結果は残っている‘軟部組織状’ボクセルのために用いられる。結果として、ハイブリッド再構成は、鮮鋭な高コントラスト構造を有し、画像ブレを殆ど有さず、そして更に、筋状アーティファクト及びノイズは組織状領域において強く低減される。このことは、例えば、図４ｃに示すシミュレートされた頭部ファントムの再構成において見られる。
【００２８】
最終の三次元画像を再構成する最後の段階については、図３のフローチャートに詳細に示されている。この段階においては、完全に新しい再構成は実行されないが、オリジナル再構成及び補間再構成の一部が組み合わされる。具体的には、各々のボクセルについて、セグメント化ユニット３３により得られたセグメント化の結果は、それらの２つの再構成のどちらの一から、それぞれの明暗値が取られているかを決定する。
【００２９】
段階Ｓ１においては、最終の三次元画像の特定のボクセルが処理される。次いで、段階Ｓ２において、セグメント化の結果に基づいて決定されることができるこのボクセルが高コントラスト領域の一部であるか否かが選択される。このボクセルが高コントラスト領域の一部である場合、段階Ｓ３において、ボクセルのデータ、特に、明暗値が第１三次元画像から取られる一方、他の場合には、ボクセルのデータ、特に、明暗値が、段階Ｓ４において第２三次元画像から取られる。この手順は、段階Ｓ５で調べられる三次元画像の最終のボクセルに到達するまで、繰り返して実行される。
【００３０】
上記のように、図４ａ乃至４ｃは、数学的な頭部ファントムの再構成画像を示している。図４ｄ乃至４ｆは対応するエラー画像を示している。オリジナル再構成（図４ａ）は、３６０°の角度領域全体に亘って取られた９０個の投影に基づいている。補間再構成（図４ｂ）は、それらのオリジナルの９０個の投影に、及び更に、９０個の方向補間された投影に基づいている。本発明にしたがって提案しているハイブリッド再構成（図４ｃ）は、オリジナル再構成から一部を及び補間再構成から一部を組み立てられたものであり、それらのそれぞれの有利点を組み合わせている。それ故、図４ｄ乃至４ｆは、上部のそれぞれの画像、図４ａ乃至４ｃ間で異なる画像と、画像４ａ乃至４ｃ間の差を強調するように、多数の２８８０個のオリジナルの投影から作成された参照再構成とを示している。
【００３１】
図５は、図４ａに示すオリジナル再構成についてのセグメント化の結果について示している。図４ｃに示すハイブリッド再構成の組み立てについては、オリジナル再構成からの明暗値は黒色領域において用いられ、補間再構成からの明暗値は他の場所において用いられる。
【００３２】
図２に示す補間ユニット３１で適用される非線形補間の好適な方法についての基本的概念は、不足している投影を予測するように形に基づく（例えば、方向）補間を用いることである。この方法による補間投影は、再構成のために付加情報を与え、アンダーサンプリングによりもたらされる画像アーティファクトの著しい低減を可能にする。方向駆動補間方法は、入力データの所定の集合におけるエッジの方向及び他の局所構造を評価することにより機能する。回転式Ｘ線ボリュームイメージングの場合、投影データ（三次元サイノグラム）の三次元集合が取得された二次元投影全てを積み重ねることにより得られる。補間の目的は、回転角度軸の方向においてこのデータの集合のサンプリング密度を増加させることである。
【００３３】
補間の手順は２つの段階に分割される。第１には、三次元サイノグラムの各々のサンプリング点における局所構造の方向は勾配演算により評価され、又は、更に適切には、それらの局所構造の方向は構造テンソル及びその固有システムにより決定される。第２には、不足している投影の補間のために、先行して指定された局所構造に対して平行に方向付けられた、測定された隣接する投影における画素の対のみが、垂直に方向付けられたものではなく、考慮される。このようにして、補間投影データにおける鮮鋭な階調変化の不所望のスムージングは回避される。実際のアプリケーションにおいては、隣接する投影の隣同士の画素の全てが補間について考慮されるが、それらの寄与は局所的方向にしたがって重み付けされる。
【００３４】
Ｃ字型アームに基づくＸ線ボリュームイメージングにおいて上記方法を適用することにより、疎な角サンプリングからもたらされる画像アーティファクトの著しい低減を可能にする一方、高コントラストの対象物の空間解像度を完全に維持することができる。このようにして、その方法は、高コントラストの対象物にＣ字型アームに基づくＸ線ボリュームイメージングの従来の制限を克服する方向に寄与し、その方法の最終的な目的は、診断ガイダンス及び処置ガイダンスのための新しい適用領域を開くように支援される。この新しいハイブリッド再構成方法は、既存の三次元ＲＡ再構成ソフトウェアパッケージに付加されることが可能である。更に、本発明は、ＣＴイメージングシステムに有利に適用されることが可能である。
【００３５】
その結果、本発明にしたがって提供されるハイブリッド再構成は、鮮鋭な高コントラスト構造を有し、画像ブレが殆どなく、更に、筋状アーティファクト（及び組織状領域におけるノイズ）がかなり低減されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明にしたがったイメージングシステムのブロック図である。
【図２】本発明にしたがった画像再構成装置のブロック図である。
【図３】最終の三次元画像を再構成するための第３再構成段階のフローチャートである。
【図４】本発明にしたがった方法及び既知の方法により得られた数学的な頭部ファントムの再構成画像及び対応するエラー画像を示す図である
【図１】
2008520326.tif 000003
【図２】
2008520326.tif 000004
【図３】
2008520326.tif 000005
【図４】
2008520326.tif 000006
【図５】
2008520326.tif 000007
【国際調査報告】
2008520326.tif 000008
2008520326.tif 000009
2008520326.tif 000010