(57)【要約】装置及び方法は、関心のある対象（１３５）の高減衰部分（１４０）の動作によって引き起こされた画像アーティファクト（３３０）をＣＴスライス画像において補正する。ＣＴスライス画像は、投影画像（３１０ａ，ｂ）に基づく。装置及び方法は、投影画像（３１０ａ，ｂ）の夫々における部分のフットプリント（３１５ａ，ｂ）を使用する。
2014530709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる時点に対象から撮られ且つ該対象の高減衰部分が動作中である間に撮られたＣＴ投影画像に基づく断面スライス画像において、前記動作によって引き起こされた画像アーティファクトを補正する装置であって、
入力ユニットと、
処理ユニットと、
出力ユニットと
を有し、
前記入力ユニットは、前記スライス画像を受け取り、複数の前記ＣＴ投影画像にアクセスするよう構成され、
前記処理ユニットは、
前記スライスにおいてアーティファクト領域をセグメント化するよう構成される分割部と、
前記複数のＣＴ投影画像の夫々において前記アーティファクト領域に対応するフットプリントを識別するために前記セグメント化されたアーティファクト領域を使用するよう構成される識別部と、
前記複数のＣＴ投影画像の夫々において、当該ＣＴ投影画像における前記識別されたフットプリントを、当該ＣＴ投影画像の取得時点における前記部分の位置を表す当該ＣＴ投影画像における整合フットプリントと整合させるよう構成される整合部と、
前記複数のＣＴ投影画像の夫々について、当該ＣＴ投影画像における補間のための制約として当該ＣＴ投影画像における前記整合フットプリントを用いることによって、補間されたＣＴ投影画像を生成して、複数の補間されたＣＴ投影画像を取得するよう構成される補間部と、
前記スライス画像の補正された画像を再構成するために前記複数の補間されたＣＴ投影画像を使用するよう構成される画像再構成部と
を有し、
前記出力部は、前記スライス画像の前記補正された画像を出力するよう構成される、
装置。
【請求項２】
前記複数の補間されたＣＴ投影画像は、前記複数のＣＴ投影画像の夫々において、当該ＣＴ投影画像における前記整合フットプリント内の画像情報を補間画像情報によって置換することで、生成される、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ユーザ要求があると、前記補間及び前記補正された画像の再構成の前に、新しいスライス画像は、当該装置への入力としてフィードバックするために生成され、前記再構成部は、複数の前記整合フットプリントに基づき前記新しいスライス画像を再構成して、前記ＣＴ投影画像の取得中の前記部分の動作を補償するよう構成され、前記入力部は次いで、そのように新たに再構成され且つ動作を補償されたスライス画像を受け取り、前記処理ユニットは次いで、再始動して、前のスライス画像に代えて前記新たに再構成されたスライス画像を処理する、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記再構成部は、前記複数のＣＴ投影画像にわたって前記整合フットプリントをトレースして、前記部分の動作をトレースするよう構成され、且つ、前記新しいスライス画像の再構成のために前記トレースされた動作を使用して、前記動作の補償を行うよう構成される、
請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記識別部は、前記複数のＣＴ投影画像の夫々に前記アーティファクト領域を前面投影して、該アーティファクト領域のフットプリントを識別する前面投影機として実施され、
前記整合部は、画像レジストレーションアルゴリズムを使用することによって実施される、
請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記スライス画像における又は新しいスライス画像における前記アーティファクト領域は、前記部分の動作中且つ前記ＣＴ投影画像が取得される間の前記部分の時間にわたる平均位置を表し、前記アーティファクト領域は、前記スライス画像又は前記新しいスライス画像の前記ＣＴ投影画像からの前の再構成の結果である、
請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記対象は、人間又は動物の心臓であり、前記ＣＴ投影画像は、プロスペクティブゲート心臓ＣＴスキャナによって取得され、前記部分の移動は、画像取得ゲート窓内で起こる、
請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記部分は、金属、特に、人工弁、両室ペースメーカ、ステント、ステント導入のためのワイヤガイド、及びアンプラッツアー装置のうちのいずれか１つである、
請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
異なる時点に対象から撮られ且つ該対象の高減衰部分が動作中である間に撮られたＣＴ投影画像に基づく断面スライス画像において、前記動作によって引き起こされた画像アーティファクトを補正する方法であって、
前記スライス画像と、複数の前記ＣＴ投影画像とを受け取るステップと、
前記スライスにおいてアーティファクト領域をセグメント化するステップと、
前記複数のＣＴ投影画像の夫々において前記アーティファクト領域に対応するフットプリントを識別するために前記セグメント化されたアーティファクト領域を使用するステップと、
前記複数のＣＴ投影画像の夫々において、当該ＣＴ投影画像における前記識別されたフットプリントを、当該ＣＴ投影画像の取得時点における前記部分の位置を表す当該ＣＴ投影画像における整合フットプリントと整合させるステップと、
前記複数のＣＴ投影画像の夫々について、前記複数のＣＴ投影画像の夫々において、補間を行い、該補間のための制約として当該ＣＴ投影画像における前記整合フットプリントを用い、複数の補間されたＣＴ投影画像を取得するステップと、
前記スライス画像の補正された画像を画像再構成するために前記複数の補間されたＣＴ投影画像を使用するステップと、
前記スライス画像の前記補正された画像を出力するステップと、
を有する方法。
【請求項１０】
前記複数の補間されたＣＴ投影画像は、前記複数のＣＴ投影画像の夫々において、当該ＣＴ投影画像における前記整合フットプリント内の画像情報を補間画像情報によって置換することで、生成される、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ユーザ要求があると、前記補間及び前記補正された画像の再構成の前に、複数の前記整合フットプリントに基づき新しいスライス画像を再構成して、前記ＣＴ投影画像の取得中の前記部分の動作を補償し、処理ステップを再始動して、前のスライス画像に代えてそのように新たに再構成され且つ動作を補償されたスライス画像に適用することによって、当該装置への入力としてフィードバックするために前記新しいスライス画像を生成するステップ
を更に有する請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記新しいスライス画像に適用される再構成ステップは、前記複数のＣＴ投影画像にわたって前記整合フットプリントをトレースして、前記部分の動作をトレースし、且つ、前記新しいスライス画像のための再構成ステップにおいて前記トレースされた動作を使用して、前記動作の補償を行うことを含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
異なる時点に対象から撮られ且つ該対象の高減衰部分が動作中である間に撮られたＣＴ投影画像に基づく断面スライス画像において、前記動作によって引き起こされた画像アーティファクトを補正する医用画像処理システムであって、
請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の装置と、
前記スライス画像及び前記ＣＴ投影画像を保持するデータベースシステムと
を有する医用画像処理システム。
【請求項１４】
処理ユニットによって実行される場合に、請求項９乃至１２のうちいずれか一項に記載の方法を実行するよう構成される、請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の装置を制御するためのコンピュータプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のコンピュータプログラムを記憶するコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断面スライス画像において画像アーティファクトを補正する装置、断面スライス画像において画像アーティファクトを補正する方法、断面スライス画像において画像アーティファクトを補正する医用画像処理システム、コンピュータプロダクト、及びコンピュータ可読媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
心臓ＣＴ（コンピュータ断層撮影（Computed  Tomography））検査を受ける患者数の増加は、人工心臓弁、両室ペースメーカ、ステント、アンプラッツアー（Amplatzer）装置又は同様のもののような、彼らの心臓における金属インプラントを伴う。プロスペクティブゲート（Prospectively  gated）心臓ＣＴスキャニングは、動作によって引き起こされる画像アーティファクトを最小限とするようにスキャンが心臓休止フェーズ中に実行されるので、軟組織について良好な画像結果をもたらす。あいにく、ゲート窓内の金属インプラントの小さいが無視できない動作は依然として画像アーティファクトを生じさせることがある。心臓ＣＴシステムは、本出願人による国際公開第２００７／０６０５７２号（特許文献１）において開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００７／０６０５７２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、ＣＴスライス画像においてアーティファクトを補正する代替の装置及び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】
本発明の目的は、独立請求項の主題によって解消され、更なる実施形態は、従属請求項において組み込まれている。
【０００６】
留意すべきは、本発明の以下に記載される態様が、スライス画像において画像アーティファクトを補正する方法と、断面スライス画像において画像アーティファクトを補正する医用画像処理システムと、コンピュータプログラム要素と、コンピュータ可読媒体とに等しく適用される点である。
【０００７】
本発明の第１の態様に従って、断面スライス画像において画像アーティファクトを補正する装置が提供される。前記スライス画像は、異なる時点に対象から撮られ且つ該対象の高減衰部分が動作中である間に撮られたＣＴ投影画像に基づく。前記画像アーティファクトは、前記動作によって引き起こされる。当該装置は、入力ユニットと、処理ユニットと、出力ユニットとを有する。前記入力ユニットは、補正されるべき前記スライス画像を受け取るよう構成され、且つ、前記ＣＴ投影画像にアクセスするよう構成される。前記処理ユニットは、分割ユニット（分割部）と、識別ユニット（識別部）と、整合ユニット（整合部）と、補間ユニット（補間部）と、スライス画像再構成ユニット（画像再構成部）とを有する。
【０００８】
前記分割部は、前記スライスにおいてアーティファクト領域をセグメント化するよう構成される。
【０００９】
前記識別部は、前記複数のＣＴ投影画像の夫々において前記アーティファクト領域に対応するフットプリントを識別するために前記セグメント化されたアーティファクト領域を使用するよう構成される。
【００１０】
前記整合部は、前記複数のＣＴ投影画像の夫々において、当該ＣＴ投影画像における前記識別されたフットプリントを、当該ＣＴ投影画像における整合フットプリントと整合させるよう構成される。前記整合フットプリントは、当該ＣＴ投影画像の取得時点における前記部分の位置を表す。
【００１１】
前記補間部は、前記複数のＣＴ投影画像の夫々について、当該ＣＴ投影画像における補間のための制約として当該ＣＴ投影画像における前記整合フットプリントを用いることによって、補間されたＣＴ投影画像を生成して、複数の補間されたＣＴ投影画像を取得するよう構成される。
【００１２】
前記画像再構成部は、前記スライス画像の補正された画像を再構成するために前記複数の補間されたＣＴ投影画像を使用するよう構成される。
【００１３】
前記出力部は、前記スライス画像の前記補正された画像を出力するよう構成される。
【００１４】
前記補正されたスライス画像は、ＣＴスキャナシステムによって実行されたスキャンにおいて取得された前記ＣＴ投影画像から以前に再構成された。
【００１５】
前記高減衰部分は、前記対象の残りの平均減衰係数よりも、前記ＣＴスキャナによって使用される放射線（例えば、Ｘ線）について高い減衰係数を有する。一例は、スキャン中に心臓の拍動により心臓内で動き回るカテーテルガイドワイヤ又は人工心臓弁のような、有機軟組織に埋め込まれた金属部分である。
【００１６】
しかし、これは一例に過ぎず、本発明は、ＣＴ画像取得の実行中に位置又は向きを変える高減衰部分を有する如何なる他の対象についても使用されてよい。
【００１７】
前記ＣＴ投影画像は、スライスによって形成される“標的”画像のための“ソース画像”として考えられてよい。本発明に従う装置は、主に、スライス画像レベルよりむしろソース画像において動作する。
【００１８】
前に再構成されたスライス画像における画像アーティファクトは、使用された再構成アルゴリズム及びＣＴ投影画像の取得エポック中の高減衰部分の動作の結果である。当該装置は主にソース画像レベルで、すなわち、ＣＴ投影画像に対して動作するので、より完全な補正は、概してスライス画像におけるひずみ及びブラーと比べてひずみ及びブラーが目立たないレベルで当該装置が動作するので、取得され得る。単なる邪魔者としてスライス画像において金属アーティファクト（金属の影）を見るのではなく、当該装置は、画像アーティファクト自体によって提供される情報を生かして、高い忠実度で補正画像を取得する。アーティファクトは、金属対象の“再構成された平均位置”の画像表現、すなわち、ＣＴ投影画像の取得エポック中の前記部分の異なる位置に関する時間平均の“画像”と考えられてよい。アーティファクト領域は、前記部分が取得エポック中にとっていた異なる位置によってスィープされた“スワス（swath）”を定義する。
【００１９】
前記投影画像の夫々は、特定の取得時間に且つ特定の投影角度でＣＴスキャナによって取得された。
【００２０】
前記ＣＴ投影画像のあらゆる個々の１つにおける整合プリントの夫々は、特定の取得時点での“真の”瞬時位置における前記部分の投影を表す。対照的に、前記セグメント化されたアーティファクト領域によって表されるスライス画像における金属部分の“画像内位置”は、明らかな“金属対象領域”である。投影画像レベルでのアーティファクト領域のフットプリントの識別は、前記ＣＴ投影画像からのスライス画像の前のファーストパス再構成において使用された逆投影とは反対の動作である前面投影によって一実施形態において達成される。
【００２１】
真の位置を符号化する前記整合フットプリントは、スライス画像レベルからの前面投影された再構成されたアーティファクト領域のフットプリントの形状を用いることによって、投影画像レベルで前記整合部によって見つけられる。
【００２２】
前記アーティファクト領域は、金属部分を表すスライス画像領域を含むが、金属部分を適切に表さず、再構成アルゴリズム及び投影画像ＣＴ取得エポック中の金属部分の動作によって引き起こされるストリーク、ブラー及びひずみのような純粋なアーティファクトであるボクセル領域を更に含むことがある。一実施形態に従って、前記分割部は、故に、金属部分を適切に表すボクセル領域にセグメンテーションを限るよう構成される。
【００２３】
一実施形態において、セグメンテーションは、接続されないサブ領域を有してよく、すなわち、セグメンテーション内の如何なる点の組についても、その組を繋ぐ経路はその場合に、セグメント化された領域内でその長さをほとんど保たない。
【００２４】
更なる他の実施形態において、前記分割部は、“接続された領域”のレンダリングのみを実施する。すなわち、セグメンテーション内の点の如何なる点も、セグメント化された領域内でその長さを保つ経路によって繋がれ得る。
【００２５】
一実施形態に従って、前記スライス画像における又は新しいスライス画像における前記アーティファクト領域は、前記部分の動作中且つ前記ＣＴ投影画像が取得される間の前記部分の時間にわたる平均位置を表し、前記アーティファクト領域は、前記スライス画像又は前記新しいスライス画像の前記ＣＴ投影画像からの前の再構成の結果である。
【００２６】
一実施形態において、投影画像におけるレジストレーション処理が実行され、前面投影された平均金属影フットプリントに対する投影画像の夫々におけるアーティファクト又は金属影のフットプリントの変位が推定される。レジストレーション処理において、前面投影された金属影の幾何学形状は、レジストレーションを調整するために使用される。前記整合部によって見つけられた整合フットプリントによって符号化される動作部分の“真の”位置は次いで、スライス画像の補正された画像を取得するために、セカンドパス再構成において使用される。
【００２７】
一実施形態に従って、前記複数の補間されたＣＴ画像は、前記複数のＣＴ投影画像の夫々において、当該ＣＴ投影画像における前記整合フットプリント内の画像情報を補間画像情報によって置換することで、生成される。前記補間画像情報は、原則的にワイヤのフットプリントを平均化するために、及びワイヤが可視的でない補正されたスライス画像を生成するために、フットプリント外の平均画像情報（ピクセル値）を用いることによって取得される。組織を囲むピクセル情報がその場合に使用され、選択された画像は、あたかも最初の場所に如何なる金属部分も含んでないかのようにユーザに見える。他の実施形態においては、正反対のことが達成される。すなわち、周囲組織に埋め込まれた金属部分の、補正されたコントラストでのより良いビューが求められている。補正されたコントラストは、補間されたピクセルを、整合フットプリントの夫々の外のピクセル値よりも高いか又は低いピクセル値により置換することによって、達成され得る。この場合に、整合フットプリント内の画像情報は、より良いコントラストのために処理されて、補正された強度値により置換される。再構成において、ハウンズフィールドスケールが使用される。
【００２８】
一実施形態に従って、ユーザ要求があると、前記補間及び前記補正された画像の再構成の前に、新しいスライス画像は、当該装置への入力としてフィードバックするために生成される。前記再構成部は、複数の前記整合フットプリントに基づき前記新しいスライス画像を再構成して、前記ＣＴ投影画像の取得中の前記部分の動作を補償するよう構成される。前記入力部は次いで、そのように新たに再構成され且つ動作を補償されたスライス画像を受け取り、前記処理ユニットは次いで、再始動して、前のスライス画像に代えて前記新たに再構成されたスライス画像を処理する。
【００２９】
つまり、スライス画像を予め処理する予備処理ステップが、新しいスライス画像を取得するために一実施形態に従って実施され、前記新しいスライス画像は次いで、当該装置への入力としてフィードバックするために使用され、前のスライス画像に代えて処理される。アーティファクト領域のブラーが少ない、コントラストを補正された表現は、それにより取得され得る。
【００３０】
当該装置は次いで、この新しいコントラストを補正されたスライス画像を入力として使用し、それを処理して、先と同じくより良く、補正されたコントラストで、スライス画像の補正された画像を取得する。
【００３１】
一実施形態において、新しいスライス画像は、最終の出力として出力されて、前記補間部をバイパスする。
【００３２】
当該装置における前記画像再構成部は、専用の画像再構成部であってよいが、他の実施形態においては、スライス画像を取得するために以前に使用された画像再構成部が、再構成を実行するためにも使用されてよい。その場合に、当該装置は、本来の画像再構成システムとインターフェース接続するよう適切なＡＰＩ及びインターフェース手段を備える。本来の画像再構成部の適切な再プログラミング及び構成がその場合に必要とされ得る。
【００３３】
要約すると、一実施形態における当該装置は、動作補償されたセカンドパス金属アーティファクト低減スキームを提供する。
【００３４】
一実施形態において、当該装置は、プロスペクティブゲート心臓画像取得に適用される。当該装置は、金属対象がゲート窓内で動作したままである場合に心臓スキャン画像におけるアーティファクトを低減する。当該装置はまた、針又はカテーテルの動作によるアーティファクトを補正するようインターベンショナルＣＴプロシージャにおいても適用されてよい。本発明は心臓ＣＴイメージング又は金属対象に制限されず、本発明は、ＣＴ取得エポック中に動作する高減衰部分を有する如何なる解剖学的又は被解剖学的対象に対して実施され得ることが理解される。
【００３５】
［定義］
語「画像アーティファクト」又は「金属（の）影」は、スライス画像の観測者に提示されるブラー、ストリーク及びひずみを含む。
【００３６】
「フットプリント」は、アーティファクトの前面投影（関数）画像又は部分のいずれかの投影を表すピクセル領域である。
【００３７】
「セグメンテーション」は、画像プレーンにおいて対象をともに定義するボクセル又はピクセルの領域である。画像プレーンにおける各ピクセル又はボクセルはその場合に、対象内又は対象外のいずれかにあると考えられ得る。セグメンテーションはまた、対象の外側輪郭、境界、ひいては“形状”を定義する。
【００３８】
金属対象の「動作」又は「位置の変化」は、その如何なる剛体変形（rigid  transformation）も、すなわち、位置の変化が投影画像において認められる限りは対象の回転及び／又は移動を含む。部分の動作の投影は、その部分のフットプリントの投影画像プレーンにわたる面内の剛体変形として表現され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】ＣＴスキャナシステムの斜視図を示す。
【図２】側面図において図１のＣＴスキャナシステムのより詳細な図を示す。
【図３】ＣＴスライス画像再構成部の動作を示す。
【図４】本発明の実施形態に従う、断面スライス画像において画像アーティファクトを補正する装置を示す。
【図５】本発明の実施形態に従う、断面スライス画像において画像アーティファクトを補正する方法のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明の例となる実施形態は、図面を参照して以下で記載される。
【００４１】
図１を参照して、例となるＣＴスキャナシステム（“第３世代”）が示されている。システム１００は、ボアを備えるフレーム１０２を有する。ガントリ１２０は、剛体円筒構造としてボア内に回転可能に配置されている。ガントリ１２０は、ｘ線管１３０及び検出器アレイ１１５を厳密な対向関係において備える。試験台１１０は、ガントリ１２０内に及び且つガントリ１２０の円筒の中心を通って設けられている。台１１０の上に横たわる患者の心臓１３５のような、関心のある対象が、ガントリ１２０の中心部に位置づけられる。心臓１３５は、カテーテルガイドワイヤ１４０のような金属対象を内蔵する。ガントリ１２０の中心又は“焦点”での心臓１３５及びよってワイヤ１４０の位置づけのために、ワイヤ１４０は、ガントリ１２０がワイヤ１４０の周囲を回転する間、ｘ線管１３０と検出器アレイ１５０との間にスキャン実行の間中常に位置づけられている。ガントリ１２０における固定配置のために、ｘ線管１３０及び検出器アレイ１１５は常に互いに対向する空間的関係にある。ＣＴスキャナシステム１００は、スライスプレーン１２５により心臓１３５及びワイヤ１４０を通る断面スライス画像を取得することを可能にする。
【００４２】
図２は、側面図におけるスキャナ１００の断面図と、スライス画像プレーン１２５に係る面内ビューとを提供する。ＣＴスキャナシステム１００は、スキャナ１００の動作を制御するためのワークステーション２４０と、データ取得システム（ＤＡＳ）２１５と、画像再構成部２２０と、取得されたスライス画像を保持するためのデータベース２２５とを更に有する。スライス画像はデータベース２２５から取り出され、スクリーン２３０でのビューのためにワークステーション２４０によってレンダリングされてよい。
【００４３】
ガントリ１２０が心臓１３５の周囲を回転すると、異なる投影角度α（アルファ）での一連の投影画像が取得される。各画像は、ガントリ１２０が角度αから角度β（ベータ）までの角度インターバルで回転する場合に、ガントリ回転中の異なる時点で取得される。
【００４４】
画像取得動作において、ｘ線源１３０は、ガントリ円筒１２０の反対側にある検出器１１５にｘ線の扇形ビームを投射する。ｘ線の扇形ビームは、個々のｘ線ペンシルビーム２１０ａ〜ｃの集合から形成される。ペンシルビーム２１０ａ〜ｃは、初期強度でｘ線源１３０から放射される。ペンシルビーム２１０ａ〜ｃは、それらが心臓１３５を通ると減衰され、そのように減衰されたペンシルビームは心臓１３５の反対側から出て、次いで検出器アレイ１１５に入射する。検出器アレイ１１５は検出器要素から形成される。例となる検出器要素１１５は図３において示されている。
【００４５】
夫々の検出要素１１５ａは、その検出器要素１１５ａに入射するｘ線ペンシルビームが受ける減衰に反比例する電流を生成する。電流は次いで、ＤＡＳ２１５で感知されて受け取られ、適切なＡ−Ｄ変換によってデジタル数値に変換される。検出器要素１１５ａごとのデジタル値（検出器行データ）の収集は次いで、デジタル投影画像３１０ａ、ｂを形成するマトリクス構成において記録される。投影画像３１０ａ又はｂは、各投影角度α又はβについて１つである。マトリクスにおける行及び列の位置ｉ，ｊ（ピクセル）は、検出器アレイ１１５における夫々の検出器要素１１５ａの行及び列の位置ｉ，ｊに対応する。夫々の投影画像３１０ａ，ｂについて、その取得時間及び投影角度は登録され、一連の投影画像３１０ａ，ｂは次いでデータベース２２５において記憶され、及び／又は画像再構成部２２０へ転送される。
【００４６】
画像再構成部２２０は、ワイヤ１４０を伴う心臓１３５の画像断面１２５を通る断面を示すスライス画像３２０を生成するよう、逆ラドン変換（inverse  Radon  transformation）に基づく既知の画像再構成アルゴリズムを使用する。つまり、スライス画像３２０は、各投影角度α又はβについて１つである一連の投影画像３１０ａ，ｂに適用される逆ラドン変換の積（又はその多くの数値実行のうちの１つ）である。そのように再構成されたスライス画像３２０は次いで、データベース２２５において記憶され得る。
【００４７】
カテーテルワイヤ１４０は、周囲の軟組織よりも高いｘ線減衰係数を有するので、ワイヤ１４０を通るｘ線ペンシルビーム２１０ｂは、ワイヤ１４０を通らずに周囲の心臓軟組織を通るｘ線ペンシルビーム２１０ａ，ｃよりも減衰される。心臓がその心周期を経る場合に、動作がその場のワイヤ１４０において与えられる。
【００４８】
図２に示されるＣＴシステムにおいて、心臓プロスペクティブゲート撮像スキームが用いられる。特定の心周期フェーズにおいて心臓をより良く撮像するよう、適切な心電設備（ＥＣＧ）２０５が用いられる。心臓領域の周囲の患者の胸部に取り付けられた電極パッドは、現在の心周期フェーズを示す電気信号を捕捉する。所望の心臓フェーズ（例えば、収縮期又は心臓拡張期）に対応する電気信号が検知される場合に、対応する制御コマンドが次いでＥＣＧ２０５からワークステーション２４０へ発せられる。ワークステーション２４０は、心臓が所望の心臓フェーズにある適切な時にまさに投影画像“スナップショット”を取得するようｘ線管１３０をオン又はオフにパルス制御する。このように、投影画像３１０ａ，ｂは、所望の心臓フェーズで各投影角度α又はβについて取得され、心臓の動きによって引き起こされる深刻な画像アーティファクトは、心臓が目標とされる（休止）心周期又はフェーズにない場合にｘ線源１３０が少なくとも部分的にオフされるので、少なくとも部分的に回避され得る。ｘ線管１３０のオン及びオフの切り替えにおける遅延と、プロスペクティブゲートプロシージャの他の欠点とのために、ガントリ１２０が一方の投影角度から他方の投影角度へ動くにつれて、ワイヤ１４０のわずかな動作が依然として残る。
【００４９】
図３を参照して、心臓の運動のためにワイヤ１４０がその位置を変える際のＣＴスキャナ１００の動作がより詳細に説明される。図３の左部分は、投影画像３１０ａが投影角度αで取得される時点でのワイヤ１４０の位置を示す（説明の明瞭さのために、周囲の心組織は示されていない。）。入射するｘ線ペンシルビーム２１０ｂによる励起により要素１１５ａによって生成される比例電気信号は次いで、ＤＡＳ２１５へ転送される。ＤＡＳ２１５で、角度αについての投影画像３１０ａは、検出器要素の夫々１つについて夫々のＡ−Ｄ変換された信号を登録することによって構成される。ワイヤ１４０は埋め込んだ心組織よりも高い減衰係数を有するので、デジタル投影画像３１０ａにおけるワイヤフットプリント３１５ａが形成又は“インプリンティング”される。
【００５０】
ガントリ１２０が次の取得角度βへ回転するのにかかる時間の間、ワイヤ１４０の位置は、図３の右上に示されるように変化する。ガントリ１２０が一の投影角度αから次の投影角度βへ回転するにつれて、ワイヤ１４０は異なる取得時点で異なる位置をとる。
【００５１】
その結果、第２の投影画像３１０ｂにおけるフットプリント３１５ｂは、投影角度αで取得された前の投影画像３１０ａにおけるフットプリント３１５ａとは異なる。そのように取得された複数の投影画像３１０ａ，ｂは、夫々、フットプリント３１５ａ，ｂ又は夫々の投影画像取得時間及び投影角度でのワイヤ１４０の真の位置のピクセル値インプリントを示し、次いで画像再構成部２２０へ供給される。画像再構成部２２０は、一連の投影画像３１０ａ，ｂを、スライス画像プレーン１２５を通る心臓１３５の断面を表す断面画像スライス画像３２０へ投影することによって、逆ラドン変換を行う。ワイヤ１４０はその位置を取得エポックにわたって変化させるので、ワイヤ１４０を表す再構成された画像領域は、当該画像領域を囲むぼやけた画像アーティファクトとして現れる。画像におけるワイヤ１４０の真の画像境界は、医学的に訓練された目にとってさえ見えないことがある。アーティファクトは、スライス画像における再構成されたワイヤを表す画像領域にわたって且つその周囲に延ばされた“金属影”から形成される。アーティファクト３３０は、図３において図式的に示されている。動作に起因するブラー及びひずみの結果として、ワイヤ１４０に対応するアーティファクト３３０は、夫々の投影画像３１０ａ，ｂにおけるワイヤフットプリント３１５ａ，ｂの実際の厚さよりもずっと厚く示されている。
【００５２】
図４は、スライス画像補正装置の一実施形態を示す。装置は、入力ユニット又は入力インターフェース手段４５０と、出力ユニット又は出力インターフェース手段４７０とを有する。装置４００は、分割部４０５、識別部４１０、整合部４１５、及び補間部４２０を有する処理ユニット４００を更に有する。更に、整合部４１５又は補間部４２０から出力信号を受信することができる画像再構成部４３０が存在する。インターフェース手段４５０は、アーティファクトを伴うために補正されるべき画像３３０を取り出すようＤＡＳ２１５又はデータベース２２５とのインターフェース接続を可能にする。インターフェース手段４５０はまた、アーティファクト３３０を有するスライス画像３２０を再構成するようＣＴ画像再構成部２２０によって以前に使用された複数の投影画像３１０ａ，ｂにアクセスするよう構成される。
【００５３】
装置の構成要素４５０，４０５，４１０，４１５，４２０，４３０及び４７０は、処理ユニット４００でソフトウェアルーチンとして実行されている。しかし、全ての構成要素が適切な通信ネットワークにおいて接続される装置の分散型アーキテクチャも代替の実施形態において考えられる。構成要素はまた、専用のＦＰＧＡ又はハードワイヤードのスタンドアローン型チップとして配置されてよい。構成要素は、Ｍａｔｌａｂ（登録商標）又はＳｉｍｕｌｉｎｋ（登録商標）のような適切な科学的コンピューティングプラットフォームにおいてプログラミングされてよく、その場合に、例えば、ライブラリに保持されて、処理ユニット４００によって呼び出される場合にリンクされるＣ＋＋又はＣルーチンに変換されてよい。
【００５４】
おおまかに言えば、装置４００は、画像アーティファクト３３０を有するスライス画像３２０と、スライス３２０の再構成のために以前に使用された投影画像３１０ａ，ｂとをインターフェース手段４５０で受け取る。ＣＴ投影画像３１０ａ，ｂに基づき、スライス画像３２０は処理され、アーティファクトを補正されたスライス画像が出力手段４７０で出力される。補正された画像は、ＣＴ取得の間にワイヤ１４０の動作によって引き起こされたアーティファクトを含む金属ワイヤの表現を除去されており、あるいは、金属ワイヤの表現は、アーティファクトが低減されたより高いコントラストで示されるので、改善される。一実施形態において、装置はまた、ユーザ要求があると、予備処理ステップで、初期スライス３２０よりもブラーが少ないアーティファクトを示す新しいスライス画像を生成することによって、画像３３０において示されるアーティファクトの表現を繰り返し改善するよう構成される。アーティファクトが改善されたスライス画像は次いで、ユーザによってレビューされてよく、承認されると、それは新たに予め処理されたアーティファクトスライス画像であり、次いで分割部４０５にフィードバックされ、補正されたスライス画像を生成するよう処理ユニット４００によって処理される。
【００５５】
［動作］
アーティファクト３３０を有するスライス画像３２０は、入力手段４５０で受け取られ、分割部４０５へ転送され、投影画像３１０ａ，ｂの記憶装置２２５における位置は、それらの投影画像３１０ａ，ｂへの処理ユニット４００のアクセスを可能にするよう確立される。
【００５６】
分割部４０５は、グレー値強度閾値セグメンテーションのような既知のセグメンテーション技術を用いることによって画像アーティファクト３３０をセグメント化する。グレー値が所定の設定可能な閾グレー値を越えるボクセルの夫々は、フラグを立てられ、画像アーティファクト領域３３０の部分及び／又は金属部分１４０を表す画像領域を形成すると考えられる。閾セグメンテーションは、金属ワイヤ１４０が心組織の周囲有機物質よりも高いｘ線減衰係数を有し且つワイヤ１４０を表す領域を含む画像アーティファクト領域３３０が画像の残りよりも暗く（又はスライス画像３２０に使用される色符号化に依存してより明るく）現れるために、使用され得る。ワイヤ１４０は画像３３０の前の画像再構成に使用された投影画像３１０ａ，ｂの取得エポックの間動いていると考えられるので、アーティファクト領域は、取得エポックの間のワイヤ１４０の平均位置の画像表現と考えられ得る。つまり、アーティファクトは、夫々の投影画像３１０ａ，ｂの個々の取得時点のうちのいずれか１つの時点でのワイヤ１４０の真の位置の重ね合わせの結果と考えられてよい。アーティファクト領域３３０に属するよう分割部４０５によって確立されたボクセルのスライスにおける位置を符号化するセグメンテーションデータ構造は次いで、識別部４１０へ転送される。
【００５７】
識別部４１０は、前面投影機、すなわち、ラドン変換に基づく数値実行として実施されてよい。識別部４１０は次いで、セグメント化されたアーティファクト領域３３０を構成するボクセルを投影画像３１０ａ，ｂの夫々に前面投影するためにセグメンテーションデータ構造を使用する。数学的な意味において、セグメント化されたアーティファクト領域に適用される前面投影の画像を形成する投影画像３１０ａ，ｂの夫々におけるピクセルの領域は、投影画像３１０ａ，ｂの夫々においてアーティファクト領域のフットプリントを識別する。Ｆが前面投影関数であり、Ｓがアーティファクト領域を形成するスライスプレーンにおけるボクセルの組である場合に、アーティファクト領域３３０のフットプリントは関数Ｆの画像Ｆ（Ｓ）である。識別は、セグメント化されたアーティファクト領域３３０内のボクセルに前面投影の動作を制限するビットマスクによって実施され得る。このように、アーティファクト領域は、投影画像３１０ａ，ｂの夫々１つにおけるフットプリントに対応するよう形成され得る。なお、それ自体におけるそのアーティファクト領域は、ＣＴ画像再構成部２２０による前の画像再構成の結果としてスライス３２０においてのみ存在する。そのようにして識別された、ＣＴ投影画像３１０ａ，ｂの夫々におけるピクセル領域は、スライスアーティファクト領域３３０の夫々の投影画像３１０ａ，ｂについて１つであるフットプリントを構成する。アーティファクト３３０のフットプリント３３０ａは、図３において投影画像３１０ａについて例示されている。ＣＴ投影画像３１０ａ，ｂと、夫々の識別されたアーティファクト領域フットプリントを構成するピクセルにフラグを立てる適切なデータ構造とは次いで、整合部４１５へ転送される。
【００５８】
夫々の投影画像３１０ａ，ｂにおいて、整合部４１５は、アーティファクト領域フットプリント（画像３１０ａについて３３０ａ）を、その投影画像３１０ａ，ｂにおける夫々の真のワイヤフットプリント３１５ａ，ｂと整合させる。スライス画像におけるアーティファクト領域は、ワイヤ１４０の（投影ビューにおける）真のワイヤ位置及び形状の平均位置及び平均形状の表現と考えられるので、アーティファクト領域フットプリントの全体形状は、投影画像３１０ａ，ｂの夫々における真のフットプリント３１５ａ，ｂに類似すると期待され得る。
【００５９】
整合部４１５は、識別されたアーティファクト領域を夫々の投影画像３１０ａ，ｂにおけるワイヤフットプリント３１５ａ，ｂと整合させるために投影画像３１０ａ，ｂの夫々をスキャンするブロック整合アルゴリズムを実施するよう構成されてよい。整合部４１５は、夫々の投影画像３１０ａ，ｂについて、当該投影画像３１０ａ又はｂにおいて、その投影画像におけるアーティファクトフットプリントの形状を、夫々の投影画像３１０ａ又はｂにおいて存在する夫々のワイヤフットプリント３１５ａ又はｂの形状と整合させるために、選択可能な類似性測定を使用する。例えば、ワイヤ１４０に関して、投影画像３１０ａ，ｂの夫々１つにおいて識別されるそのアーティファクトフットプリント（例えば、３３０ａ）は、曲線ストリップの形状を有すると期待されるが、ブラーのために、ストリップは、同様にストリップ形状をした真のワイヤフットプリント３１５ａ，ｂよりも幅が広くなりうる。
【００６０】
夫々の投影画像３１０ａ，ｂにおける真のワイヤフットプリント３１５ａ，ｂの位置に対するアーティファクトフットプリントの位置は、面内剛体変換を表すマトリクス及びベクトルによって記述され得る。変換は、真のワイヤフットプリント３１５ａに適用される場合に、ワイヤアーティファクト領域フットプリント３３０ａと（類似性測定次第で）略一致するようワイヤフットプリント３１５ａをもたらす。同じことが、他の投影画像３１０ａ，ｂの夫々について、他のフットプリント３１５ｂ及び夫々のアーティファクト領域フットプリント３３０ｂの夫々に当てはまる。整合動作は、図３の右側にある投影画像３１０の詳細なビューにおける曲線二重矢印によって、図３において図式的に示されている。そのように整合された真のワイヤフットプリント３１５ａ，ｂの適切なデータ構造における座標記述は次いで、補間部４２０へ送られる。
【００６１】
補間部４２０は次いで、真のワイヤフットプリント３１５ａ，ｂを構成するピクセル値を補間値により置換する。補間のための制約としてフットプリント３１５ａ，ｂによって定義されるピクセル領域を用いると、装置４００は、補正されたスライスにおいて金属ワイヤ部分を完全に平均化するよう、又は初期スライスと比較して高いコントラストで金属ワイヤを示す補正されたスライスを生成するようユーザ設定され得る。金属部分が完全に平均化される場合は、補間部４２０は、真のワイヤフットプリントの夫々の外からの平均ピクセル情報を使用して、ワイヤフットプリント内のピクセル値を平均ピクセル値により置換する。
【００６２】
一実施形態に従って、補間は、投影画像プレーン３１０ａ，ｂにおいてワイヤフットプリント３１５ａ，ｂをまたぐ線にわたって平均化することによって達成される。最初に、またがれるフットプリント領域３１５ａ又は３１５ｂの片側にあるがフットプリント領域３１５ａ又は３１５ｂの外にある線上のピクセル値がその場合に平均化され、フットプリント領域３１５ａ又は３１５ｂの中にある線上のピクセル値を置換するために使用される。線の夫々に沿った移動平均を用いることによって線の夫々に沿って同様に進行すると、フットプリント領域３１５ａ又は３１５ｂの中のピクセルは、更にフットプリント領域３１５ａ又は３１５ｂの中の以前に補間されたピクセル値を用いて、その中心に向かってフットプリント領域の境界から相次いで満たされる。
【００６３】
最終の補正されたスライス画像における金属ワイヤの表現が保存されるべき場合に、補間部４２０は、フットプリント内のピクセル値を、投影画像の夫々における外部領域と比べて強度／コントラストを改善し且つノイズスターベイション（noise  starvation）及びビームハードニング（beam  hardening）のような物理的な効果を補正するようなレベルへリセットする。そのように補間された投影画像は次いで、画像再構成部４３０へ転送される。
【００６４】
再構成部４３０は、前面投影機４１０の動作とは逆の動作を実施する。画像再構成部４３０は、補間された投影画像からの値を画像プレーン上に直線に沿って逆投影することによって“セカンドパス”
（初期スライス３２０のＣＴスキャナシステム１００での前の再構成が“ファーストパス”を形成する。）において再構成を行って、補正されたスライス画像を取得する。補正されたスライス画像は次いで、出力手段４７０によって取得され、データベース２２５へ記憶のために転送される。補正された画像は次いで、スクリーン２３０でのビューのために適切なグラフィックレンダラによってレンダリングされてよい。
【００６５】
一実施形態において、装置は、新しいスライス画像を生成することによってアーティファクト領域３３０自体の表現を改善するルーチンを提供するよう構成される。生成された新しいスライス画像は次いで、初期のスライス画像に代えて上述されたように処理される。つまり、受け取られるスライス画像３３０は最初に、初期スライス画像に比べて補正されたコントラストでアーティファクト領域を示す新しいスライス画像を生成するよう予め処理され、その新しいスライスは次いで、分割部２０５へと装置にフィードバックされ、初期スライスに関して上述された手順において処理される。このようにして改善されたスライス画像を生成することは、満足いくスライス画像が取得されて、より少ないブラーで期待される程度でアーティファクト領域を示すまで、繰り返され得る。
【００６６】
新しいスライスが要求される場合に、整合部４１５は、上述されたように投影画像３１０ａ，ｂを補間部４２０へ送るのではなく、印を付けられた整合されたワイヤフットプリント３１５ａ，ｂとともに投影画像３１０ａ，ｂを再構成部４３０へ転送する。再構成部４３０は次いで、投影画像３１０ａ，ｂの取得の間のワイヤ１４０の動作を補償するよう、整合部４１５によって見つけられた印を付けられた真のワイヤフットプリント３１５ａ，ｂを使用する。再構成部４３０は、共通座標系に沿って投影画像３１０ａ，ｂをレジストレーションすることによって、及びＣＴ投影画像３１０ａ，ｂをそれらの取得時間に従って配置することによって、補償を行う。
【００６７】
再構成部４３０は次いで、前のアーティファクト領域フットプリント３３０に対するワイヤフットプリントの明らかな動作を記述する以前に登録された剛体変換を用いることによって、最先の投影画像から最後の投影画像までフットプリント３１５ａ，ｂの明らかな動作をトレースする。そのようにトレースされた動作は次いで、投影画像３１０ａ，ｂから改善されたスライス画像を再構成する場合に再構成部４３０によって実施されるラドン変換において使用される。
【００６８】
ラドン変換に基づく再構成のために直線を用いるのではなく、再構成部４３０は代わりに、トレースされた動作に従って曲げられた線を用いて、逆投影においてその動作をオフセットし、それにより、セカンドパス動作補償を達成する。他の実施形態においては、再構成部４３０は、まっすぐな投影線に沿って逆投影を行うが、動作に従って投影画像の夫々をシフトして、同様にセカンドパス動作補償を達成する。一実施形態において、整合部４１５によって以前に確立された剛体変換は、曲線化及び画像プレーンシフト動作のために使用される。そのように構成されたスライス画像は次いで、ブラーが少ないアーティファクト領域を示す。ユーザは次いで、目下表示されるアーティファクト領域が自身の満足するものかどうかどうかに関して、スクリーン２３０でのレンダリング後に新しいスライスをレビューすることができ、満足するものでない場合は、新しいスライスは、分割部４０５へフィードバックされ、上述されたように処理され、更に改善されたスライス画像を繰り返し生成するよう整合部４１５によって画像再構成部４３０へ送られる。ユーザが改善されたスライス画像に満足すると、スライス画像は上述されたように処理され、整合部４１５によって補間部４２０へ送られ、その後に、最終の補正された画像として出力される。
【００６９】
予備処理はまた、単にアーティファクト表現を改善するよう、すなわち、過度のブラーを除去するよう、補間なしのスタンドアローンとしても使用されてよい。補間部４２０はその場合にスキップされ、セカンドパス動作補償再構成スライスは直接出力ユニット４７０へ転送される。この場合に、改善されたスライスは、装置がこのブラー低減のみモードにおいて動作する場合に、最終の出力である。
【００７０】
図５を参照すると、フローチャートが、断面スライス画像において画像アーティファクト３３０を補正する方法に関して示されている。
【００７１】
ステップＳ５０５で、スライス３２０及び投影画像３１０ａ，ｂ又は後者へのファイル参照が受け取られる。
【００７２】
ステップＳ５１０で、スライス画像は、セグメント化されたアーティファクト領域を取得するようセグメント化される。
【００７３】
ステップＳ５２０で、セグメント化されたアーティファクト領域が、複数の投影画像の夫々において、アーティファクト領域に対応するフットプリントを識別するために使用される。
【００７４】
ステップＳ５３０で、複数の投影画像の夫々について、夫々のＣＴ投影画像における識別されたフットプリントが、そのＣＴ投影画像における整合フットプリントと整合される。整合フットプリントは、夫々のＣＴ投影画像の取得時点での金属部分の位置を表す。
【００７５】
ステップＳ５４０で、複数のＣＴ投影画像の夫々について、画像情報が、そのＣＴ投影画像における補間のための制約として整合フットプリントによって囲まれた画像領域を用いて補間される。補間は、複数の補間されたＣＴ投影画像をもたらす。
【００７６】
ステップＳ５５０で、複数のそのように補間されたＣＴ投影画像は次いで、スライス画像の補正された画像を取得するようセカンドパス再構成される。
【００７７】
ステップＳ５６０で、そのように再構成されたスライスが次いで、スライス画像の補正された画像として出力される。
【００７８】
一実施形態において、方法は、上記のステップＳ５４０及びＳ５５０が実行される前に実行される任意のステップＳ５７０を更に有する。ステップＳ５７０で、新しいスライス画像の再構成は、投影画像における整合フットプリントを使用して、ＣＴ投影画像の取得の間の部分の動作を補償する。
【００７９】
一実施形態において、ステップＳ５７０で再構成された新しいスライスは、最終の出力としてステップＳ５６０へ直接送られる。
【００８０】
上記で、ワイヤは、比較的減衰率が低い部分に囲まれた高減衰部分についての例として使用されることが理解される。記載される装置はまた、ＣＴスキャン中に動作するあらゆる種類又はスタンドアローンの対象に埋め込まれた金属又は非金属のあらゆる他の部分に使用され得る。
【００８１】
一実施形態に従って、再構成部は、投影画像の取得中の対象の動作をトレースするよう複数の投影画像にわたって整合フットプリントをトレースする。トレースされた動作は、新しいスライスの再構成において考慮される。
【００８２】
本発明の他の例となる実施形態においては、コンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素であって、適切なシステムにおいて上記の実施形態の１つに従う方法の方法ステップを実行するよう構成されることを特徴とするコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素が提供される。
【００８３】
従って、コンピュータプログラム要素は、本発明の実施形態の部分であってよいコンピュータユニットにおいて記憶されてよい。このコンピュータユニットは、上記の方法のステップを実行するか又は該実行を引き起こすよう構成されてよい。更に、それは、上記の装置の構成要素を操作するよう構成されてよい。コンピュータユニットは、自動的に動作し及び／又はユーザの命令を実行するよう構成され得る。コンピュータプログラムは、データプロセッサのワーキングメモリにロードされてよい。データプロセッサは、よって、本発明の方法を実行するよう設けられてよい。
【００８４】
本発明のこの例となる実施形態は、最初から本発明を使用するコンピュータプログラムと、更新により既存のプログラムを本発明を使用するプログラムに変えるコンピュータプログラムとを両方包含する。
【００８５】
これより先、コンピュータプログラム要素は、上記の方法の例となる実施形態のプロシージャを満たすよう全ての必要なステップを提供することができる。
【００８６】
本発明の更なる例となる実施形態に従って、ＣＤ−ＲＯＭのようなコンピュータ可読媒体であって、上述されたようなコンピュータプログラム要素を記憶したコンピュータ可読媒体が与えられる。
【００８７】
コンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに又はその部分として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体のような適切な媒体において記憶及び／又は配布されてよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線の電気通信システムを介するような他の形態において配布されてよい。
【００８８】
なお、コンピュータプログラムはまた、ワールドワイドウェブのようなネットワーク上でも与えられてよく、そのようなネットワークからデータプロセッサのワーキングメモリにダウンロードされ得る。本発明の更なる例となる実施形態に従って、コンピュータプログラム要素をダウンロードに利用可能とする媒体が提供され、コンピュータプログラム要素は、本発明の上記の実施形態のうちの１つに従って方法を実行するよう構成される。
【００８９】
本発明の実施形態は、異なる対象を参照して記載される点が留意されるべきである。特に、幾つかの実施形態は、方法タイプの請求項を参照して記載され、一方、他の実施形態は、装置タイプの請求項を参照して記載される。なお、当業者は、上記及び下記の説明から、別なふうに示されない限り、１つのタイプの対象に属する特徴のあらゆる組み合わせに加えて、異なる対象に係る特徴の間の如何なる組み合わせも本願により開示されていると見なされることを察するであろう。なお、全ての特徴は、特徴の単純な合計よりも多い相乗効果を提供するよう組み合わされ得る。
【００９０】
本発明は図面及び上記の説明において詳細に図示及び記載されてきたが、そのような図示及び記載は、例示及び事例であって制限でないと考えられるべきである。本発明は、開示されている実施形態に制限されない。開示されている実施形態に対する他の変形例は、図面、本開示及び従属請求項の検討から、請求される発明を実施する際に当業者によって理解され達成され得る。
【００９１】
特許請求の範囲において、語「有する（comprising）」は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「１つの（a又はan）」は、複数個を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、特許請求の範囲において挙げられている複数の事項の機能を満たしてよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項において挙げられているという単なる事実は、それらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示すわけではない。特許請求の範囲における如何なる参照符号も、適用範囲を制限するように解釈されるべきではない。
【図１】
2014530709.tif 000003
【図２】
2014530709.tif 000004
【図３】
2014530709.tif 000005
【図４】
2014530709.tif 000006
【図５】
2014530709.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成26年4月25日(2014.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる時点に対象から撮られ且つ該対象の高減衰部分が動作中である間に撮られたＣＴ投影画像に基づく断面スライス画像において、前記動作によって引き起こされた画像アーティファクトを補正する装置であって、
入力ユニットと、
処理ユニットと、
出力ユニットと
を有し、
前記入力ユニットは、前記スライス画像を受け取り、複数の前記ＣＴ投影画像にアクセスするよう構成され、
前記処理ユニットは、
前記スライスにおいてアーティファクト領域をセグメント化するよう構成される分割部と、
前記複数のＣＴ投影画像の夫々において前記アーティファクト領域に対応するフットプリントを識別するために前記セグメント化されたアーティファクト領域を使用するよう構成される識別部と、
前記複数のＣＴ投影画像の夫々において、当該ＣＴ投影画像における前記識別されたフットプリントを、当該ＣＴ投影画像の取得時点における前記部分の位置を表す当該ＣＴ投影画像における整合フットプリントと整合させるよう構成される整合部と、
ユーザ要求があると、複数の前記整合フットプリントに基づき新しいスライス画像を再構成して、前記ＣＴ投影画像の取得中の前記部分の動作を補償するよう構成され、前記分割部、前記識別部及び前記整合部が次いで前記スライス画像に代えて前記新しいスライス画像を処理するようにする画像再構成部と、
前記複数のＣＴ投影画像の夫々について、当該ＣＴ投影画像における補間のための制約として当該ＣＴ投影画像における前記整合フットプリントを用いることによって、補間されたＣＴ投影画像を生成して、複数の補間されたＣＴ投影画像を取得するよう構成される補間部と
を有し、
前記画像再構成部は、前記スライス画像の補正された画像を再構成するために前記複数の補間されたＣＴ投影画像を使用するよう構成され、
前記出力部は、前記スライス画像の前記補正された画像を出力するよう構成される、
装置。
【請求項２】
前記複数の補間されたＣＴ投影画像は、前記複数のＣＴ投影画像の夫々において、当該ＣＴ投影画像における前記整合フットプリント内の画像情報を補間画像情報によって置換することで、生成される、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記再構成部は、前記複数のＣＴ投影画像にわたって前記整合フットプリントをトレースして、前記部分の動作をトレースするよう構成され、且つ、前記新しいスライス画像の再構成のために前記トレースされた動作を使用して、前記動作の補償を行うよう構成される、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記識別部は、前記複数のＣＴ投影画像の夫々に前記アーティファクト領域を前面投影して、該アーティファクト領域のフットプリントを識別する前面投影機として実施され、
前記整合部は、画像レジストレーションアルゴリズムを使用することによって実施される、
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記スライス画像における又は新しいスライス画像における前記アーティファクト領域は、前記部分の動作中且つ前記ＣＴ投影画像が取得される間の前記部分の時間にわたる平均位置を表し、前記アーティファクト領域は、前記スライス画像又は前記新しいスライス画像の前記ＣＴ投影画像からの前の再構成の結果である、
請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記対象は、人間又は動物の心臓であり、前記ＣＴ投影画像は、プロスペクティブゲート心臓ＣＴスキャナによって取得され、前記部分の移動は、画像取得ゲート窓内で起こる、
請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記部分は、金属、特に、人工弁、両室ペースメーカ、ステント、ステント導入のためのワイヤガイド、及びアンプラッツアー装置のうちのいずれか１つである、
請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
異なる時点に対象から撮られ且つ該対象の高減衰部分が動作中である間に撮られたＣＴ投影画像に基づく断面スライス画像において、前記動作によって引き起こされた画像アーティファクトを補正する方法であって、
前記スライス画像と、複数の前記ＣＴ投影画像とを受け取るステップと、
前記スライスにおいてアーティファクト領域をセグメント化するステップと、
前記複数のＣＴ投影画像の夫々において前記アーティファクト領域に対応するフットプリントを識別するために前記セグメント化されたアーティファクト領域を使用するステップと、
前記複数のＣＴ投影画像の夫々において、当該ＣＴ投影画像における前記識別されたフットプリントを、当該ＣＴ投影画像の取得時点における前記部分の位置を表す当該ＣＴ投影画像における整合フットプリントと整合させるステップと、
ユーザの要求があると、複数の前記整合フットプリントに基づき新しいスライス画像を再構成することによって新しいスライス画像を生成して、前記ＣＴ画像の取得中の前記部分の動作を補償するステップと、
以前のスライス画像に代えて前記新たに再構成された、動作を補償されたスライス画像に対して前記受け取るステップ、前記セグメント化するステップ、前記使用するステップ、及び前記整合させるステップを繰り返すステップと、
前記複数のＣＴ投影画像の夫々について、前記複数のＣＴ投影画像の夫々において、補間を行い、該補間のための制約として当該ＣＴ投影画像における前記整合フットプリントを用い、複数の補間されたＣＴ投影画像を取得するステップと、
前記スライス画像の補正された画像を画像再構成するために前記複数の補間されたＣＴ投影画像を使用するステップと、
前記スライス画像の前記補正された画像を出力するステップと、
を有する方法。
【請求項９】
前記複数の補間されたＣＴ投影画像は、前記複数のＣＴ投影画像の夫々において、当該ＣＴ投影画像における前記整合フットプリント内の画像情報を補間画像情報によって置換することで、生成される、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記新しいスライス画像に適用される再構成ステップは、前記複数のＣＴ投影画像にわたって前記整合フットプリントをトレースして、前記部分の動作をトレースし、且つ、前記新しいスライス画像のための再構成ステップにおいて前記トレースされた動作を使用して、前記動作の補償を行うことを含む、
請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
異なる時点に対象から撮られ且つ該対象の高減衰部分が動作中である間に撮られたＣＴ投影画像に基づく断面スライス画像において、前記動作によって引き起こされた画像アーティファクトを補正する医用画像処理システムであって、
請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の装置と、
前記スライス画像及び前記ＣＴ投影画像を保持するデータベースシステムと
を有する医用画像処理システム。
【請求項１２】
処理ユニットによって実行される場合に、請求項８乃至１０のうちいずれか一項に記載の方法を実行するよう構成される、請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の装置を制御するためのコンピュータプログラム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のコンピュータプログラムを記憶するコンピュータ可読媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
心臓ＣＴ（コンピュータ断層撮影（Computed  Tomography））検査を受ける患者数の増加は、人工心臓弁、両室ペースメーカ、ステント、アンプラッツアー（Amplatzer）装置又は同様のもののような、彼らの心臓における金属インプラントを伴う。プロスペクティブゲート（Prospectively  gated）心臓ＣＴスキャニングは、動作によって引き起こされる画像アーティファクトを最小限とするようにスキャンが心臓休止フェーズ中に実行されるので、軟組織について良好な画像結果をもたらす。あいにく、ゲート窓内の金属インプラントの小さいが無視できない動作は依然として画像アーティファクトを生じさせることがある。心臓ＣＴシステムは、本出願人による国際公開第２００７／０６０５７２号（特許文献１）において開示されている。米国特許出願公開第２０１０／０１８３２１４号（特許文献２）は、ｘ線ＣＴ画像において高減衰物質によって引き起こされたアーティファクトを低減する方法を報告する。この方法は、再フォーマットされた投影が生成される投影プレーンデータセットを生成するよう同等のビュー角度で取得された投影ビューを結合することを含む。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００７／０６０５７２号
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１０／０１８３２１４号
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明は、添付の特許請求の範囲に従う。 
第１の態様に従って、断面スライス画像において画像アーティファクトを補正する装置が提供される。前記スライス画像は、異なる時点に対象から撮られ且つ該対象の高減衰部分が動作中である間に撮られたＣＴ投影画像に基づく。前記画像アーティファクトは、前記動作によって引き起こされる。当該装置は、入力ユニットと、処理ユニットと、出力ユニットとを有する。前記入力ユニットは、補正されるべき前記スライス画像を受け取るよう構成され、且つ、前記ＣＴ投影画像にアクセスするよう構成される。前記処理ユニットは、分割ユニット（分割部）と、識別ユニット（識別部）と、整合ユニット（整合部）と、補間ユニット（補間部）と、スライス画像再構成ユニット（画像再構成部）とを有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
前記ＣＴ投影画像は、スライスによって形成される“標的”画像のための“ソース画像”として考えられてよい。当該装置は、主に、スライス画像レベルよりむしろソース画像において動作する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
識別部４１０は、前面投影機、すなわち、ラドン変換に基づく数値実行として実施されてよい。識別部４１０は次いで、セグメント化されたアーティファクト領域３３０を構成するボクセルを投影画像３１０ａ，ｂの夫々に前面投影するためにセグメンテーションデータ構造を使用する。数学的な意味において、セグメント化されたアーティファクト領域に適用される前面投影の画像を形成する投影画像３１０ａ，ｂの夫々におけるピクセルの領域は、投影画像３１０ａ，ｂの夫々においてアーティファクト領域のフットプリントを識別する。Ｆが前面投影関数であり、Ｓがアーティファクト領域を形成するスライスプレーンにおけるボクセルの組である場合に、アーティファクト領域３３０のフットプリントは関数Ｆの画像Ｆ（Ｓ）である。識別は、セグメント化されたアーティファクト領域３３０内のボクセルに前面投影の動作を制限するビットマスクによって実施され得る。このように、アーティファクト領域は、投影画像３１０ａ，ｂの夫々１つにおけるフットプリントに対応するよう形成され得る。なお、それ自体におけるそのアーティファクト領域は、ＣＴ画像再構成部２２０による前の画像再構成の結果としてスライス３２０においてのみ存在する。そのようにして識別された、ＣＴ投影画像３１０ａ，ｂの夫々におけるピクセル領域は、スライスアーティファクト領域３３０の夫々の投影画像３１０ａ，ｂについて１つであるフットプリントを構成する。アーティファクト３３０のフットプリント３３０ａは、図４において投影画像３１０ａについて例示されている。ＣＴ投影画像３１０ａ，ｂと、夫々の識別されたアーティファクト領域フットプリントを構成するピクセルにフラグを立てる適切なデータ構造とは次いで、整合部４１５へ転送される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2014530709.tif 000008
2014530709.tif 000009