(57)【要約】  非一時的コンピュータ可読媒体は、画像再構成方法１００を行うために少なくとも１つの電子プロセッサ２０を含むワークステーション１８によって読取り可能及び実行可能な命令を記憶する。方法は、隣接するフレーム同士が軸方向に沿って重なっている状態で、軸方向に沿って、フレームの撮像データをフレームごとに獲得するように、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）撮像装置１２を動作させるステップであって、フレームが、フレームｋ、フレームｋに重なっている先行フレームｋ−１、及びフレームｋに重なっている後続フレームｋ＋１を含む、ステップと、フレームｋ、先行フレームｋ−１、及び後続フレームｋ＋１からの撮像データを使用して、フレームｋの画像を再構成するステップと、を有する。
2021500583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像再構成方法を行うために少なくとも１つの電子プロセッサを含むワークステーションによって読取り可能及び実行可能な命令を記憶した非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記方法が、
隣接するフレーム同士が軸方向に沿って重なっている状態で、前記軸方向に沿って、フレームの撮像データをフレームごとに獲得するように、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）撮像装置を動作させるステップであって、前記フレームが、フレーム（ｋ）、前記フレーム（ｋ）に重なっている先行フレーム（ｋ−１）、及び前記フレーム（ｋ）に重なっている後続フレーム（ｋ＋１）を含む、ステップと、
前記フレーム（ｋ）、前記先行フレーム（ｋ−１）、及び前記後続フレーム（ｋ＋１）からの撮像データを使用して、前記フレーム（ｋ）の画像を再構成するステップと、
を有する、非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項２】
前記フレーム（ｋ）の前記画像の前記再構成が、前記後続フレーム（ｋ＋１）の後に続く第２の後続フレーム（ｋ＋２）の撮像データの獲得中に行われる、請求項１に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項３】
前記フレーム（ｋ）、前記先行フレーム（ｋ−１）、及び前記後続フレーム（ｋ＋１）からの撮像データを使用して、前記フレーム（ｋ）の前記画像を再構成するステップが、
前記フレーム（ｋ）と前記先行フレーム（ｋ−１）との間の重なり、及び前記フレーム（ｋ）と前記後続フレーム（ｋ＋１）との間の重なりによって定められる少なくとも１つのエリアに交差する応答線についての撮像データを使用して、前記フレーム（ｋ）の前記画像を再構成するステップ
を含む、請求項１又は２に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項４】
前記フレーム（ｋ）、前記先行フレーム（ｋ−１）、及び前記後続フレーム（ｋ＋１）からのデータを使用して前記フレーム（ｋ）の前記画像を再構成するステップが、
前記フレーム（ｋ）と前記先行フレーム（ｋ−１）との間の重なり、及び前記フレーム（ｋ）と前記後続フレーム（ｋ＋１）との間の重なりによって定められるエリアに交差する応答線についての撮像データを使用して、前記フレーム（ｋ）の前記画像を再構成するステップ
をさらに含む、請求項３に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項５】
前記先行フレーム（ｋ−１）と、前記フレーム（ｋ−１）の前にある第２の先行フレーム（ｋ−２）と、前記フレーム（ｋ）とからの撮像データを使用して、前記後続フレーム（ｋ＋１）の撮像データの獲得中に、前記先行フレーム（ｋ−１）の画像を再構成するステップ
をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項６】
前記フレーム（ｋ）、前記先行フレーム（ｋ−１）、及び前記後続フレーム（ｋ＋１）からの撮像データを使用して、前記フレーム（ｋ）の前記画像を再構成するステップが、
前記フレーム（ｋ−２）、（ｋ−１）、及び（ｋ）からの撮像データを使用して再構成された前記先行フレーム（ｋ−１）の前記画像を、フレーム（ｋ−１）に交差する応答線に沿った電子−陽電子消滅事象の局在化の推定で使用するステップ
を含む、請求項５に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項７】
前記フレーム（ｋ）、前記先行フレーム（ｋ−１）、及び前記後続フレーム（ｋ＋１）からの撮像データを使用して、前記フレーム（ｋ）の前記画像を再構成するステップが、
前記フレーム（ｋ＋２）の撮像データの獲得中に、前記フレーム（ｋ＋１）についての前記撮像データのみを使用して前記フレーム（ｋ＋１）の画像推定を生成するステップと、
前記フレーム（ｋ＋１）の前記画像推定を、前記フレーム（ｋ＋１）に交差する応答線に沿った電子−陽電子消滅事象の局在化の推定で使用するステップと
をさらに含む、請求項５又は６に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項８】
前記動作させるステップは、前記撮像データをリストモード撮像データとして獲得し、前記フレーム（ｋ）、前記先行フレーム（ｋ−１）、及び前記後続フレーム（ｋ＋１）からのデータを使用して前記フレーム（ｋ）を再構成するステップが、
前記フレーム（ｋ）、前記先行フレーム（ｋ−１）、及び前記後続フレーム（ｋ＋１）からの前記リストモードデータを使用して前記フレーム（ｋ）を再構成するステップ
をさらに含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項９】
前記動作させるステップが、すべてが同じではない、前記フレーム（ｋ−１）、（ｋ）、及び（ｋ＋１）についてのフレーム獲得時間で、前記撮像データを獲得するように前記ＰＥＴ撮像装置を動作させるステップを含み、
前記フレーム（ｋ）を再構成するステップは、前記フレーム（ｋ−１）、（ｋ）、及び（ｋ＋１）の前記フレーム獲得時間がすべて同じではないことを補償するために、フレーム獲得時間の比を使用するステップを含む
請求項１から８のいずれか一項に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１０】
前記動作させるステップは、隣接するフレーム同士が前記軸方向に沿って少なくとも３５％の重なりで重なっている状態でフレームごとに撮像データを獲得するように、前記ＰＥＴ撮像装置を動作させるステップを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１１】
前記方法が、
前記動作中に獲得されるすべてのフレームについて画像を再構成するステップであって、前記再構成することは前記フレーム（ｋ）の前記画像を再構成することを含む、ステップと、
前記動作中に獲得されるすべてのフレームについての前記画像を結合して最終画像を生成するステップであって、前記結合することは、隣接するフレームについての画像を画像空間内でつなぎ合わせることを含まない、ステップと
をさらに有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１２】
陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）撮像装置と、
少なくとも１つの電子プロセッサとを備え、
前記電子プロセッサは、
隣接するフレーム同士が軸方向に沿って重なっている状態で、前記軸方向に沿って、フレームの撮像データをフレームごとに獲得するように、前記ＰＥＴ撮像装置を動作させることであって、前記フレームが、フレーム（ｋ）、前記フレーム（ｋ）に重なっている先行フレーム（ｋ−１）、及び前記フレーム（ｋ）に重なっている後続フレーム（ｋ＋１）を含む、動作させることと、
前記フレーム（ｋ）、前記先行フレーム（ｋ−１）、及び前記後続フレーム（ｋ＋１）からの撮像データを使用して、前記フレーム（ｋ）の画像を再構成することと
を行い、
前記フレーム（ｋ）の前記画像の前記再構成が、前記後続フレーム（ｋ＋１）の後に続く第２の後続フレーム（ｋ＋２）の撮像データの獲得中に行われる、撮像システム。
【請求項１３】
前記フレーム（ｋ）、前記先行フレーム（ｋ−１）、及び前記後続フレーム（ｋ＋１）からのデータを使用して前記フレーム（ｋ）を再構成することが、
前記フレーム（ｋ）と前記先行フレーム（ｋ−１）との間の重なり、及び前記フレーム（ｋ）と前記後続フレーム（ｋ＋１）との間の重なりによって定められるエリアに交差する応答線についての撮像データを使用して、前記フレーム（ｋ）の前記画像を再構成すること、
をさらに含む、請求項１２に記載の撮像システム。
【請求項１４】
前記先行フレーム（ｋ−１）と、前記フレーム（ｋ−１）の前にある第２の先行フレーム（ｋ−２）と、前記フレーム（ｋ）とからの撮像データを使用して、前記後続フレーム（ｋ＋１）の撮像データの獲得中に、前記先行フレーム（ｋ−１）の画像を再構成すること
をさらに含む、請求項１２又は１３に記載の撮像システム。
【請求項１５】
前記フレーム（ｋ）、前記先行フレーム（ｋ−１）、及び前記後続フレーム（ｋ＋１）からの撮像データを使用して前記フレーム（ｋ）の前記画像を再構成することが、
前記フレーム（ｋ−２）、（ｋ−１）、及び（ｋ）からの撮像データを使用して再構成された前記先行フレーム（ｋ−１）の前記画像を、前記フレーム（ｋ−１）に交差する応答線に沿った電子−陽電子消滅事象の局在化の推定で使用すること
を含む、請求項１４に記載の撮像システム。
【請求項１６】
前記フレーム（ｋ）、前記先行フレーム（ｋ−１）、及び前記後続フレーム（ｋ＋１）からの撮像データを使用して前記フレーム（ｋ）の前記画像を再構成することが、
前記フレーム（ｋ＋２）の撮像データの獲得中に、前記フレーム（ｋ＋１）についての前記撮像データのみを使用して前記フレーム（ｋ＋１）の画像推定を生成することと、
前記フレーム（ｋ＋１）の前記画像推定を、前記フレーム（ｋ＋１）に交差する応答線に沿った電子−陽電子消滅事象の局在化の推定で使用することと
をさらに含む、請求項１４又は１５に記載の撮像システム。
【請求項１７】
前記動作させることは、前記撮像データをリストモード撮像データとして獲得し、
前記フレーム（ｋ）、前記先行フレーム（ｋ−１）、及び前記後続フレーム（ｋ＋１）からのデータを使用して前記フレーム（ｋ）を再構成することが、
前記フレーム（ｋ）、前記先行フレーム（ｋ−１）、及び前記後続フレーム（ｋ＋１）からの前記リストモード撮像データを使用して前記フレーム（ｋ）を再構成すること
をさらに含む、請求項１２から１６のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項１８】
前記動作させることは、すべてが同じではない、前記フレーム（ｋ−１）、（ｋ）、及び（ｋ＋１）についてのフレーム獲得時間で、前記撮像データを獲得するように前記ＰＥＴ撮像装置を動作させることを含み、
前記フレーム（ｋ）を再構成することは、前記フレーム（ｋ−１）、（ｋ）、及び（ｋ＋１）の前記フレーム獲得時間がすべて同じではないことを補償するために、フレーム獲得時間の比を使用することを含む、
請求項１２から１７のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項１９】
前記動作中に獲得されるすべてのフレームについて画像を再構成することであって、前記再構成することは前記フレーム（ｋ）の前記画像を再構成することを含む、再構成することと、
前記動作中に獲得されるすべてのフレームについての前記画像を結合して最終画像を生成することであって、前記結合することは、隣接するフレームについての画像を画像空間内で共につなぎ合わせることを含まない、生成することと
をさらに有する、請求項１２から１８のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項２０】
画像再構成方法を行うために少なくとも１つの電子プロセッサを含むワークステーションによって読取り可能及び実行可能な命令を記憶した非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記画像再構成方法が、
隣接するフレーム同士が軸方向に沿って重なっている状態で、前記軸方向に沿って、フレームの撮像データをフレームごとに獲得するように、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）撮像装置を動作させるステップであって、前記フレームが、フレーム（ｋ）、前記フレーム（ｋ）に重なっている先行フレーム（ｋ−１）、及び前記フレーム（ｋ）に重なっている後続フレーム（ｋ＋１）を含む、ステップと、
前記フレーム（ｋ）と前記先行フレーム（ｋ−１）との間の重なり、及び前記フレーム（ｋ）と前記後続フレーム（ｋ＋１）との間の重なりによって定められるエリアに交差する応答線についての撮像データを使用して、前記フレーム（ｋ）の画像を再構成するステップと、を有し、
前記フレーム（ｋ）の前記画像の前記再構成が、前記後続フレーム（ｋ＋１）の後に続く第２の後続フレーム（ｋ＋２）の撮像データの獲得中に行われる、非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項２１】
前記方法が、
前記動作中に獲得されるすべてのフレームについて画像を再構成するステップであって、前記再構成することは前記フレーム（ｋ）の前記画像を再構成することを含む、ステップと、
前記動作中に獲得されるすべてのフレームについての前記画像を結合して最終画像を生成するステップであって、前記結合することは、隣接するフレームについての画像を画像空間内で共につなぎ合わせることを含まない、ステップと
をさらに有する、請求項２０に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下は、全般的に、医療撮像技術、医療画像解釈技術、画像再構成技術、及び関連技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
全身スキャンは、腫瘍を検出及び観察する臨床用途で最も広く行われるハイブリッド陽電子放出断層撮影／コンピュータ断層撮影（ＰＥＴ／ＣＴ）手順の１つである。ＰＥＴスキャナの軸方向視野（ＦＯＶ）が限られているため、典型的な全身スキャンは、頭部から足まで（又は足から頭部まで）患者身体をカバーし、スキャンするために、複数の寝台位置における獲得を伴う。換言すると、全身スキャンは、次の段階的様式で行われる。すなわち、フレームごとに、患者寝台が静止状態に保たれ、軸方向ＦＯＶにおける対応するデータが獲得され、次いで、患者が軸方向にいくらかの距離にわたって移動された後に次のフレームの獲得が行われ、このときの獲得は、同じ軸方向範囲であるものの、患者寝台が移動された距離だけ軸方向（患者の基準系における）に沿ってずらされたＦＯＶを包含し、このステップ及びフレーム獲得シーケンスが、軸方向ＦＯＶ全体（ここでも患者の基準系での）が獲得されるまで繰り返される。また、用語「全身」スキャンは、必ずしも頭部から足までの身体全体が獲得されることを意味せず、例えば、臨床目的に応じて、「全身」スキャンは（例えば）足及び下脚を省略することもあり、又はトルソ領域などに限定される場合もあることに留意すべきである。
【０００３】
典型的なＰＥＴスキャナの感度は、ＦＯＶの中央から軸方向（ＰＥＴスキャナの基準系における）に沿ったエッジに向かって線形に低下するため、エッジ領域内の計数の統計値は中央領域よりもはるかに少ない。この軸方向における感度の変動を補償するために、典型的な全身プロトコルは、連続した寝台位置間に重なりを設ける。すなわち、２つの連続したフレーム（すなわち、寝台位置）のＦＯＶが患者の基準系内で重なる。重なりは、最大で軸方向ＦＯＶの５０％であり得る。
【０００４】
簡単のために、大半の考察ではスキャンの獲得時間がすべての寝台位置（すなわちフレーム）について同じに設定される。しかし、放射能分布及び関心領域は患者ごとに異なるため、品質向上のために一部の寝台位置により多くの時間を費やし、それほど重要でない他の寝台位置にはより少ない時間を費やすことがより有益であり得る。よって、異なるフレームごとに獲得時間を変動させることは利点を有する。
【０００５】
スキャンで得られたリストモードデータは、医師による審査のために身体内の放射性医薬品分布のボリューム画像に再構成される必要がある。典型的な手法では、各寝台位置で獲得されたＰＥＴ撮像データを、他の寝台位置で獲得されたデータとは無関係に再構成し、それにより「フレーム画像」を生成し、それらを次いで画像領域で共につなぎ合わせて全身ＰＥＴ画像を形成する。例えば、反復的な順序付きサブセット予想最大化（ＯＳＥＭ）再構成を用いる３寝台位置の考察を考えると、ｋ番目の寝台位置の更新は、式１により、ｋ番目の寝台位置に対して記録されたリストモード事象のみに依存する。
【数１】
2021500583.tif 000003
ここで、
【数２】
2021500583.tif 000004
は更新すべき画像であり、
【数３】
2021500583.tif 000005
はｋ番目の寝台のリストモード事象から逆投影された更新行列であり、Ｓｋはｋ番目の寝台位置のみに基づいて計算された感度行列であり、ｎは反復インデックスである。このようにすると、各フレーム（すなわち寝台位置）に対して獲得された撮像データの再構成は、そのフレームの撮像データの獲得が終わり、そのフレームについての完全なデータセットが利用可能になると直ちに開始することができる。実際、より早い寝台位置の再構成と、より後の寝台位置の獲得とは、しばしば同時進行する。これにより、可能な限り早く結果を利用可能にする。すべての寝台位置の再構成画像が揃うと、それらの画像を共につなぎ合わせて全身画像を生成する。
【発明の概要】
【０００６】
以下に、これらの問題を克服する、新しい改良されたシステム及び方法を開示する。
【０００７】
開示される一態様において、非一時的コンピュータ可読媒体は、画像再構成方法を行うために少なくとも１つの電子プロセッサを含むワークステーションによって読取り可能及び実行可能な命令を記憶する。方法は、隣接するフレーム同士が軸方向に沿って重なっている状態で、軸方向に沿って、フレームの撮像データをフレームごとに獲得するように、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）撮像装置を動作させるステップであって、フレームが、フレーム（ｋ）、フレーム（ｋ）に重なっている先行フレーム（ｋ−１）、及びフレーム（ｋ）に重なっている後続フレーム（ｋ＋１）を含む、ステップと、フレーム（ｋ）、先行フレーム（ｋ−１）、及び後続フレーム（ｋ＋１）からの撮像データを使用して、フレーム（ｋ）の画像を再構成するステップと、を有する。
【０００８】
別の開示される態様において、撮像システムは、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）撮像装置と、少なくとも１つの電子プロセッサとを備え、少なくとも１つの電子プロセッサは、隣接するフレーム同士が軸方向に沿って重なっている状態で、軸方向に沿って、フレームの撮像データをフレームごとに獲得するように、ＰＥＴ撮像装置を動作させることであって、フレームが、フレーム（ｋ）、フレーム（ｋ）に重なっている先行フレーム（ｋ−１）、及びフレーム（ｋ）に重なっている後続フレーム（ｋ＋１）を含む、ことと、フレーム（ｋ）、先行フレーム（ｋ−１）、及び後続フレーム（ｋ＋１）からの撮像データを使用して、フレーム（ｋ）の画像を再構成することと、を行うようにプログラムされる。フレーム（ｋ）の画像の再構成は、後続フレーム（ｋ＋１）の後に続く第２の後続フレーム（ｋ＋２）の撮像データの獲得中に行われる。
【０００９】
別の開示される態様において、非一時的コンピュータ可読媒体は、画像再構成方法を行うために少なくとも１つの電子プロセッサを含むワークステーションによって読取り可能及び実行可能な命令を記憶する。方法は、隣接するフレーム同士が軸方向に沿って重なっている状態で、軸方向に沿って、フレームの撮像データをフレームごとに獲得するように、陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）撮像装置を動作させるステップであって、フレームが、フレーム（ｋ）、フレーム（ｋ）に重なっている先行フレーム（ｋ−１）、及びフレーム（ｋ）に重なっている後続フレーム（ｋ＋１）を含む、ステップと、フレーム（ｋ）と先行フレーム（ｋ−１）との間の重なり、及びフレーム（ｋ）と後続フレーム（ｋ＋１）との間の重なりによって定められるエリアに交差する応答線についての撮像データを使用して、フレーム（ｋ）の画像を再構成するステップと、を有する。フレーム（ｋ）の画像の再構成は、後続フレーム（ｋ＋１）の後に続く第２の後続フレーム（ｋ＋２）の撮像データの獲得中に行われる。
【００１０】
１つの利点は、重なる位置にある各寝台位置の軸方向に沿って均一な感度をもつ再構成画像を提供することにある。
【００１１】
別の利点は、さらなるフレームの獲得が進行している間に画像を再構成し、それにより医師が画像審査をより迅速に開始できるようにすることにある。
【００１２】
別の利点は、どの寝台位置の再構成も他の寝台位置から独立しており、それによりスキャン中の同時進行の再構成を可能にすることにある。
【００１３】
別の利点は、データ記憶を低減する再構成画像を提供し、それによりメモリ容量を節減することにある。
【００１４】
別の利点は、隣接する寝台位置からの事象を直接使用することにより、個々の寝台位置についての係数統計値が改良された再構成画像を提供することにある。
【００１５】
別の利点は、感度行列内の小さい値が低減された再構成画像を提供し、それによりエッジスライス内のホットスポットノイズを低減することにある。
【００１６】
所与の実施形態は、上述の利点をどれも提供しないか、又は１つ、２つ、それ以上、若しくはすべてを提供し、及び／又は、本開示を読み、理解すると当業者に明らかになるであろう他の利点を提供する。
【００１７】
本開示は、様々な構成要素及び構成要素の配置、並びに様々なステップ及びステップの配置を取り得る。図面は、好ましい実施形態を例示することのみを目的とし、本開示を制限するものとは解釈すべきでない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一態様に係る画像再構成システムを図式的に示す図である。
【図２】図１のシステムの例示的フローチャート動作を示す図である。
【図３】図１のシステムの動作例を例示的に示す図である。
【図４】図１のシステムの別の動作例を例示的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
独立したフレームごとの再構成を行ってからフレーム画像を画像領域で共につなぎ合わせることの不都合点は、この手法が、重なった領域に寄与するが（例えば、処理されている現在の寝台位置からではなく）隣接寝台位置から獲得される有効な事象を無駄にし得ることである。この結果、各寝台位置の軸方向に沿って不均一な感度となる。
【００２０】
代替の手法は、すべてのフレームからの未処理データが収集されるまで待ってから、データをプールして単一の全身リストモードデータセットを作成し、それが単一の長い物体として再構成されるものである。この手法は、特に重なりの箇所におけるすべての収集データを最も有効に利用するという利点を有するが、特に１ｍｍ又は他の高い空間解像度の再構成の場合に、大きい全身リストモードデータセットを再構成するために多くの計算パワーを必要とするという不都合点がある。さらに、この複雑な再構成は、最後のフレームについてのリストモードデータが収集されるまで開始することができず、このことは医師による審査のための画像の遅延につながり得る。
【００２１】
別の代替の手法は、個々の寝台位置についての独立した自己更新と比べて、反復的な再構成において合同更新を行うものである。この方法では、すべての寝台位置の反復的な再構成が同時に開始され、その再構成中に個々の寝台位置について独立に順投影及び逆投影が行われる。しかし、すべてのプロセスが同期され、すべてのプロセスが更新動作の時点に達するのを待つ必要がある。（ｋ−１）番目の寝台位置と重なった領域内の任意のボクセルの更新は、ｋ番目の寝台位置再構成（それ自体）及び（ｋ−１）番目の寝台位置再構成の両方からの更新値の平均である。同様に、（ｋ＋１）番目の寝台位置と重なった領域内の任意のボクセルの更新は、ｋ番目の寝台位置再構成（それ自体）及び（ｋ＋１）番目の寝台位置再構成の両方からの更新値の平均である。ｋ＝２の寝台位置を例として使用すると、式２により、
【数４】
2021500583.tif 000006
となり、ここで、追加的な
【数５】
2021500583.tif 000007
及び
【数６】
2021500583.tif 000008
は、それぞれ隣の１番目及び３番目の寝台位置再構成から得られ、ｎは反復回数である。どの寝台位置の更新も、その前にある又は先行する隣接寝台位置と、その後に続く又は後続する隣接寝台位置とに依存することが容易に見て取れる。この方法の不都合点の１つは、すべての寝台位置の同時進行の再構成を必要とし、そのことがメモリ容量に対する重い負担につながり得ることである。別の不都合点は、すべての寝台位置の再構成同士の同期を必要とすることである。このことも、一部の寝台位置が残りの寝台位置よりも大幅に多い事象を有する場合には、再構成時間の非効率につながる。加えて、ちょうどエッジにあるスライス中のブロブに関しては、再構成にブロブ要素を使用する場合に問題が生じ得る。そのようなブロブについては、それらの感度値Ｓが極めて小さくなり得る。この理由は、それらのブロブは、ブロブ−ボクセル変換の設計の制限に起因して、エッジスライス内で応答線（ＬＯＲ）との限られた交差点を与えたためである。その状況では、そのようなブロブの比
【数７】
2021500583.tif 000009
が、エッジスライス内での数が少ないために、異常に大きく、不安定になることがあり、そのため、隣接寝台位置からの寄与（例えば妥当かつ正常な値範囲内の
【数８】
2021500583.tif 000010
又は
【数９】
2021500583.tif 000011
）が、
【数１０】
2021500583.tif 000012
の異常値を制御する助けとなることができない。その結果、ノイズのために、個々の寝台位置におけるエッジスライスの中に潜在的なホットスポットが生じ得る。
【００２２】
一部の既存ＰＥＴ撮像装置では、各軸方向フレームを再構成して対応するフレーム画像を形成し、これらのフレーム画像を画像領域において重なる領域のところで併合し（すなわち「共につなぎ合わせ」）て、全身画像を形成する。この手法が高速であるのは、最初に獲得されるフレームを、後続のフレームについてのリストモードデータが獲得される間に再構成できるためであるが、重なり領域において不均一な感度を発生させ、重なり領域で獲得されるデータを最も有効に利用することができないことを含む不都合点を有する。
【００２３】
本明細書に開示される実施形態は、遅延させたフレームごとの再構成を用いることによってこれらの不都合点を克服し、各フレーム（ｋ）は、そのフレーム（ｋ）からの、並びに先行フレーム（ｋ−１）及び後続フレーム（ｋ＋１）からのリストモードデータを使用して再構成される。この再構成では、前のフレーム（ｋ−１）の再構成画像を活用して、フレーム（ｋ−１）を通る応答線（ＬＯＲ）に沿った電子−陽電子消滅事象の局在化をより正確に推定することができる。後続フレーム（ｋ＋１）については、フレーム（ｋ＋１）のデータのみに対して高速な再構成を用いて、同様の局在化推定を提供することができる。この手法では、フレーム（ｋ）の再構成は、後続フレーム（ｋ＋１）のリストモードデータの完了後に開始することに気づかれよう。隣接するフレームからのリストモードデータの使用は、フレームごとの再構成手法の不都合点を克服するが、同時に、全身リストモードデータセット再構成手法の多大なデータ複雑性を回避し、また、フレーム（ｋ）の再構成を開始する前にフレーム（ｋ＋１）を獲得する必要性のために１フレーム分だけ遅延されるが、フレームごとの再構成を可能にする。
【００２４】
いくつかの実施形態においては、画像空間におけるフレーム画像の最終的なつなぎ合わせも回避される。これが達成可能であるのは、フレームごとの再構成中にデータを共有することによって隣接するフレームからの寄与がすでに加味されているためである。
【００２５】
別の態様は、開示される改良が、異なるフレームに対して異なるフレームリストモード獲得時間（すなわち異なる「曝露時間」）の使用を容易にすることである。再構成において、再構成中に隣接フレームからのデータを結合するときに様々なフレームの獲得時間を配分することにより、異なるフレームリストモード獲得時間が加味される。
【００２６】
図１を参照すると、例示的な医療撮像システム１０が示される。図１に示すように、システム１０は、画像獲得装置１２を含む。一例において、画像獲得装置１２は、放出撮像装置（例えば陽電子放出断層撮影（ＰＥＴ）装置）を備えることができる。画像獲得装置１２は、検査領域１７に配置された患者から撮像データを収集するように配置された複数の検出器ピクセル１６（図１では挿入図Ａとして示される）を有するピクセル型検出器１４を含む。いくつかの例において、ピクセル型検出器１４は、ＰＥＴ装置の検出器リング（例えば、ＰＥＴ検出器リング全体、又は、検出器タイル、検出器モジュールなど、その一部等）とすることができる。図１には図示していないが、ＰＥＴガントリー及び透過コンピュータ断層撮影（ＣＴ）ガントリーを含む複合型又は「ハイブリッド」のＰＥＴ／ＣＴ画像獲得装置が一般に利用可能である。ＰＥＴ／ＣＴ機構の利点は、ＣＴ撮像を使用して解剖学的画像を獲得することができ、そこから、撮像されている患者の身体内の５１１ｋｅＶガンマ線の吸収についてＰＥＴ撮像データを補償するために使用する放射線減衰マップを生成できることである。そのような減衰補正は、当技術分野でよく知られており、そのため本明細書においてはこれ以上説明しない。
【００２７】
システム１０はまた、少なくとも１つの電子プロセッサ２０、少なくとも１つのユーザ入力装置（例えば、マウス、キーボード、トラックボール及び／又は同様のもの）２２、並びに表示装置２４などの典型的な構成要素を備えた、コンピュータ又はワークステーション又は他の電子データ処理装置１８を含む。いくつかの実施形態において、表示装置２４は、コンピュータ１８とは別個の構成要素とすることができる。ワークステーション１８はまた、１つ若しくは複数のデータベース２６（ＲＡＭ若しくはＲＯＭ、磁気ディスクなどの非一時的記憶媒体に記憶された）を含むことができ、及び／又は、ワークステーションは、１つ若しくは複数のデータベース２８（例えば、電子医療記録（ＥＭＲ）データベース、写真保存及び通信システム（ＰＡＣＳ）データベース等）と電子通信することができる。本明細書に記載されるように、データベース２８は、ＰＡＣＳデータベースである。
【００２８】
少なくとも１つの電子プロセッサ２０は、画像再構成方法又はプロセス１００を行うことを含む開示される動作を行うために、少なくとも１つの電子プロセッサ２０により読取り可能及び実行可能な命令を記憶する非一時的記憶媒体（図示せず）に動作可能に接続されている。非一時的記憶媒体は、例えば、ハードディスクドライブ、ＲＡＩＤ、又は他の磁気記憶媒体；ソリッドステートドライブ、フラッシュドライブ、電子的に消去可能な読出し専用メモリ（ＥＥＲＯＭ）又は他の電子メモリ；光ディスク又は他の光学記憶；それらの様々な組合せ等を含む。いくつかの例において、画像再構成方法又はプロセス１００は、クラウド処理によって行われる。
【００２９】
ＰＥＴ撮像を行うために、放射性医薬品が撮像対象の患者に投与され、放射性医薬品が関心対象の臓器又は組織に集まるのに十分な時間が経過した後に、フレームごとの獲得が開始される。フレームごとの撮像を達成するために、患者支持台２９が段階的な様式で移動される。フレームごとに、患者寝台２９が静止状態に保たれ、ピクセル型ＰＥＴ検出器１４を使用して検査領域１７の軸方向ＦＯＶが獲得され、次いで患者が軸方向にいくらかの距離にわたって移動された後に次のフレームの獲得が行われ、このときの獲得は、同じ軸方向範囲であるものの、患者寝台２９が移動された距離だけ軸方向（患者の基準系における）に沿ってずらされたＦＯＶを包含し、このステップ及びフレーム獲得シーケンスが、軸方向ＦＯＶ全体（ここでも患者の基準系での）が獲得されるまで繰り返される。
【００３０】
図２を参照すると、画像再構成方法１００の例示的実施形態がフローチャートとして図式的に示されている。１０２で、少なくとも１つの電子プロセッサ２０が、軸方向に沿ってフレームごとにフレームの撮像データを獲得するようにＰＥＴ装置１２を動作させるようにプログラムされる。隣接するフレーム同士は、軸方向に沿って重なっている。それらのフレームは、「現在の」フレーム（ｋ）、フレーム（ｋ）に重なっている先行フレーム（ｋ−１）、及びフレーム（ｋ）に重なっている後続フレーム（ｋ＋１）を含む。用語「先行フレーム（ｋ−１）」は、時間的にフレーム（ｋ）の獲得の直前に獲得されるフレームを指し、同様に、「後続フレーム（ｋ＋１）」は、時間的にフレーム（ｋ）の獲得の直後に獲得されるフレームを指す。フレームは、軸方向に沿って順次獲得される。例えば、左から右に向かうものと（一般性を失うことなく）軸方向を表現すると、先行フレーム（ｋ−１）、フレーム（ｋ）、及び後続フレーム（ｋ＋１）は、その時間順序で獲得され、先行フレーム（ｋ−１）が３つのフレームのうち最も左であり、フレーム（ｋ）が真ん中のフレームであり、後続フレーム（ｋ＋１）が最も右のフレームである。無論、獲得は、反対方向、すなわち右から左に向かってもよく、その場合は、先行フレーム（ｋ−１）が３つのフレームのうち最も右となり、フレーム（ｋ）はやはり真ん中のフレームであり、後続フレーム（ｋ＋１）が最も左のフレームとなる。同様に、向きの表現「左」及び「右」に代えて、「頭部に向かって」及び「足に向かって」などの他の適切な表現を代用し得る。
【００３１】
いくつかの例において、撮像データは、リストモードデータとして獲得され得る。例えば、撮像データは、すべてが同じではない、フレーム（ｋ）、先行フレーム（ｋ−１）、及び後続フレーム（ｋ＋１）についてのフレーム獲得時間を有し得る。ＰＥＴ撮像装置１２は、隣接するフレーム同士が重なった状態でフレームごとに撮像データを獲得するように少なくとも１つの電子プロセッサ２０によって操作され、例えば、いくつかの実施形態では、軸方向に沿って少なくとも３５％の重なりがあるが、ＦＯＶのエッジ近傍における感度低下に応じて、より小さい重なりが企図され、フレーム（ｋ）、及び先行フレーム（ｋ−１）、及び後続フレーム（ｋ＋１）の撮像データを獲得する。ここでも、獲得の順序は、先行フレーム（ｋ−１）、次いでフレーム（ｋ）、次いでフレーム（ｋ＋１）である。各フレーム（最初及び最後のフレームを除く）は、先行フレーム（ｋ−１）及び後続フレーム（ｋ＋１）を有する「フレーム（ｋ）」とみなされ得ることが理解されるべきである。いくつかの例において、最初のフレームについて先行フレームの欠如と、同様に最後のフレームについての後続フレームの欠如は、様々に対処され得る。単純な手法では、最初のフレームは、最終的な全身画像内にフレームとしては含まれず、単に第２のフレームの先行フレームの役目を果たすために獲得され、同様に、最後のフレームは、最終的な全身画像にフレームとしては含まれず、単に最後から２番目のフレームの後続フレームの役目を果たすために獲得され、よって、全身画像は、２番目〜最後から２番目のフレームに対応する。他の例では、下記でより詳細に説明されるように、既存の方法、又は先行フレーム若しくは後続フレームの一方を使用して、先行フレーム又は後続フレームの欠如を補償することができる。
【００３２】
１０４で、少なくとも１つの電子プロセッサ２０が、フレーム（ｋ）、先行フレーム（ｋ−１）、及び／又は後続フレーム（ｋ＋１）からの撮像データを使用して、フレーム（ｋ）の画像を再構成するようにプログラムされる。いくつかの実施形態において、フレーム（ｋ）は、フレーム（ｋ）と先行フレーム（ｋ−１）との間の重なり、及び／又はフレーム（ｋ）と後続フレーム（ｋ＋１）との間の重なりによって定められるエリアに交差する応答線についての撮像データを使用して再構成される。大半の実施形態では、フレーム（ｋ）は、これら重なっているエリアの両方を使用して再構成される。
【００３３】
画像フレームのうち１つの再構成は、異なる画像フレームの撮像データ獲得中に行われ得る。例えば、フレーム（ｋ）の画像の再構成は、後続フレーム（ｋ＋１）の後の第２の後続フレーム（ｋ＋２）の撮像データの獲得中に行われる。利点として、この同時の再構成／獲得動作は、医療専門家が撮像データの審査をより迅速に開始することを可能にする。
【００３４】
いくつかの実施形態において、再構成は、先行フレーム（ｋ−１）、フレーム（ｋ−１）の前の第２の先行フレーム（ｋ−２）、及びフレーム（ｋ）からの撮像データを使用して、後続フレーム（ｋ＋１）の撮像データの獲得中に先行フレーム（ｋ−１）の画像を再構成することを含むことができる。この例において、フレーム（ｋ）の再構成は、フレーム（ｋ−２）、（ｋ−１）、及び（ｋ）からの撮像データを使用して再構成された先行フレーム（ｋ−１）の画像を、フレーム（ｋ−１）に交差する応答線に沿った電子−陽電子消滅事象の局在化の推定で使用することを含む。
【００３５】
他の実施形態において、再構成は、画像推定を使用して、フレーム（ｋ）の再構成で使用するために後続フレーム（ｋ＋１）の高速な画像推定を提供することによって、再構成を迅速化することを含むことができる。例えば、第２の後続のフレーム（ｋ＋２）の撮像データの獲得中に、少なくとも１つのプロセッサ２０は、フレーム（ｋ＋１）の撮像データのみを使用してフレーム（ｋ＋１）の画像推定を生成するようにプログラムされ得る。フレーム（ｋ＋１）についてのこの画像推定は、フレーム（ｋ＋１）に交差する応答線に沿った電子−陽電子消滅事象の局在化を推定するために使用され得る。
【００３６】
さらなる例においては、フレーム間の重なっている部分だけでなく、現在のフレーム（ｋ）、先行フレーム（ｋ−１）、及び後続フレーム（ｋ＋１）の全体が使用され得る。これらのフレーム全体によって提供されるボリュームがより長いことにより、視野外放射能を含み得る散乱寄与の推定が可能になる。さらに他の例では、第２の先行フレーム（ｋ−２）及び第２の後続フレーム（ｋ＋２）からのデータが、現在の画像フレーム（ｋ）の再構成で使用され得る。
【００３７】
いくつかの例において、撮像データがＰＥＴリストモードデータとして獲得される場合、再構成は、フレーム（ｋ）、先行フレーム（ｋ−１）、及び後続フレーム（ｋ＋１）からのリストモードデータを使用してフレーム（ｋ）を再構成することを含むことができる。他の例において、ＰＥＴ撮像データがフレームの各々について異なる獲得時間を含む場合、再構成は、フレーム（ｋ−１）、（ｋ）、及び（ｋ＋１）のフレーム獲得時間がすべて同じではないことを補償するために、フレーム獲得時間の比を使用してフレーム（ｋ）を再構成することを含むことができる。
【００３８】
他の例において、フレームの各々は、他のフレームと無関係に再構成される。事例によっては、再構成は、完了するのに著しい時間を要し得る。これを補償するために、すべてのフレームの再構成がほぼ同じ時間に終わるように、「後の」フレーム（例えば現在のフレーム（ｎ）から後続フレーム）は、「より早い」フレーム（例えば現在のフレーム（ｎ）から先行フレーム）よりも高性能な再構成を受けることができる。
【００３９】
１０６で、少なくとも１つの電子プロセッサ２０が、順次獲得される各フレームに対してプロセス１０２、１０４を繰り返すようにプログラムされる。換言すると、すべての獲得されるフレームが再構成される。
【００４０】
１０８で、少なくとも１つの電子プロセッサ２０が、最終画像を生成するために動作中に獲得されるすべてのフレームについての画像を結合するようにプログラムされる。いくつかの例において、この結合することは、隣接するフレームについての画像を画像空間内で共につなぎ合わせることを含まない。最終画像は、表示装置２４に表示される、及び／又はＰＡＣＳ２８に保存され得る。
【００４１】
図３及び図４は、獲得及び再構成動作１０２及び１０４の例を例示的に示す。図３は、現在のフレーム（ｋ）３２、先行フレーム（ｋ−１）３４、及び後続フレーム（ｋ＋１）３６を描いている。図３に示すように、現在のフレーム３２、及び先行フレーム３４又は後続のフレーム３６の一方の間に検出される消滅事象（ＬＯＲの矢印によって描かれる）が発生し得る。フレーム３２、３４、３６の各々は、対応する獲得時間Ｔ１、Ｔ２、及びＴ３を有する。検出器ピクセル１６は、第１の検出器アレイ３８、第２の検出器アレイ４０、及び第３の検出器アレイ４２を含むことができる。第１の検出器アレイ３８は、「左の」重なり領域に位置し、図３に示される事象１及び事象２など、Ｔ１の継続時間にわたるリストモードデータ
【数１１】
2021500583.tif 000013
を獲得する。同様に、第２の検出器アレイ４０は、「中央に」位置し、事象３及び事象４など、Ｔ２の継続時間にわたるリストモードデータ
【数１２】
2021500583.tif 000014
を獲得する。第３の検出器アレイ４２は、「右の」重なり領域に位置し、示される事象５及び事象６など、Ｔ３のスキャン継続時間にわたるリストモードデータ
【数１３】
2021500583.tif 000015
を獲得する。３つのリストモードデータセットは、現在のフレーム３２のリストモードデータセットを表す
【数１４】
2021500583.tif 000016
として結合される。
【００４２】
いくつかの実施形態において、結合データセットＰ２は、画像を再構成するために使用される。リストモードデータセットＰ２内のすべての事象について、一連の補正因子（例えば、減衰、散乱、偶発、検出器応答等）に沿って、感度行列が計算される。順投影及び逆投影は、異なる獲得時間Ｔ１、Ｔ２、及びＴ３に対する正規化と併せて、リストモードデータセットＰ２内のすべての事象について行われる。いくつかの例において、例えば、図３に示される事象１及び事象６など、隣の寝台位置まで延びるＬＯＲにおける事象について、隣接する寝台領域における順投影レイトレーシングは、事前に再構成された画像を使用する。詳細には、事象１に関して、先行フレーム３４は、より早い寝台位置を表し、事前に完全に再構成されており、よって利用可能である。事象６（又は別の後続の事象）に関しては、後続のフレーム３６が、それより後の隣の寝台位置を表し、まだ完全に再構成されていないが、様々な従来の寝台ごとの方法を使用して迅速に再構成され得る。そのような「迅速な再構成」は、順投影レイトレーシングのために後続のフレーム３６内の放射能の適度な推定を提供する限り、非常に高い品質である、又は完全に収束している必要はない。現在のフレーム３２の更新に対するこれらの後続の事象の影響は、特に飛行時間再構成の場合には、比較的小さい。先行フレーム３４及び後続のフレーム３６両方の隣接領域の画像は更新されず、よって、逆投影中に先行フレーム３４及び後続のフレーム３６内でレイトレーシングを行う必要はない。換言すると、事象１及び事象６に関する逆投影レイトレーシングは、現在のフレーム３２のみについて行われる。画像フレームは、一致する感度インデックスの逆投影で更新され得る。
【００４３】
図４は、獲得及び再構成動作１０２及び１０４の別の例を示す。いくつかの実施形態において、次の寝台位置（すなわち、後続フレーム３６）で、重なった領域（すなわち、先行フレーム３４）の２度目の再構成を行う必要はない。実際、各寝台再構成は、図４に示すように、軸方向ＦＯＶ全体の代わりに、軸方向ＦＯＶの部分領域を再構成するだけでよい。隣接する寝台位置に関与する事象（図４の事象３及び事象６など）について、隣接する領域における順投影のレイトレーシングは、事前に完全に再構成された（ｋ−１）番目の寝台位置画像と、事前に迅速に再構成された（ｋ＋１）番目の寝台位置画像とを使用する。逆投影のレイトレーシングは、現在のｋ番目の寝台位置領域のみで行われ、隣接する各寝台位置領域では行われない。
【００４４】
[実施例]
先に簡単に説明したように、開示される実施形態は、図３に示すように、「仮想スキャナ」を使用して、個々の寝台位置について同じ又は異なるスキャン時間Ｔのいずれかを用いる、主要な検出器アレイ及び重なり検出器アレイからの結合された獲得をモデル化する。
【００４５】
まず、リストモード事象が寝台位置ごとに再グループ化され、次の隣接寝台位置はその獲得を終了しており、そのため、ｋ番目の寝台位置の新しいリストモードデータセットＰｋは、式３で表され、
【数１５】
2021500583.tif 000017
ここで、下付きのインデックスｋは、処理されている現在の寝台位置を表し、
【数１６】
2021500583.tif 000018
は、（ｋ−１）番目の寝台位置から獲得された左の重なりの中の事象を表し、
【数１７】
2021500583.tif 000019
は、（ｋ＋１）番目の寝台位置から獲得された右の重なりの中の事象を表し、
【数１８】
2021500583.tif 000020
は、ｋ番目の寝台位置自体から獲得された事象を表す。
【００４６】
一例としてＯＳＥＭ再構成では、新しいリストモードデータセットＰｋは、より小さいサブセットＰｋ，ｍに分割される必要があり、ここで、下付きのインデックスｍはｍ番目のサブセットを表す。
【数１９】
2021500583.tif 000021
、
【数２０】
2021500583.tif 000022
、及び
【数２１】
2021500583.tif 000023
は、式４に示されるように、それぞれ
【数２２】
2021500583.tif 000024
、
【数２３】
2021500583.tif 000025
、及び
【数２４】
2021500583.tif 000026
に別個に分割される。
【数２５】
2021500583.tif 000027
【００４７】
ｋ番目の寝台位置についてのアルゴリズム（例えばリストモードＯＳＥＭ）は、式５に表され、
【数２６】
2021500583.tif 000028
ここで、Ｓ［ｉ］は、式６によって与えられる新しい仮想系のための感度行列である。
【数２７】
2021500583.tif 000029
【００４８】
式５及び式６において、
【数２８】
2021500583.tif 000030
は、ｍ番目のサブセットからのｋ番目の寝台位置についての推定画像中の合計Ｖ個の要素のうちｉ番目の要素の値である。
【数２９】
2021500583.tif 000031
は、１つ前のサブセットｍ−１にある１つ前の推定である。λは、収束及びノイズを制御するための０〜１の間の緩和係数である。Ｔｋは、ｋ番目の寝台位置の獲得時間を表す。ｅは事象を表し、ｊｅは事象ｅに対応するＬＯＲを表す。
【数３０】
2021500583.tif 000032
、
【数３１】
2021500583.tif 000033
、及び
【数３２】
2021500583.tif 000034
は、それぞれ（ｋ−１）番目、ｋ番目、及び（ｋ＋１）番目の寝台位置（例えば順投影）についての、検出器アレイ＃１、＃２、及び＃３を使用したデータ獲得をモデル化するシステム行列である。同様に、
【数３３】
2021500583.tif 000035
、
【数３４】
2021500583.tif 000036
、及び
【数３５】
2021500583.tif 000037
は、それぞれ（ｋ−１）番目、ｋ番目、及び（ｋ＋１）番目の寝台位置についての逆投影である。レイトレーシングに関する減衰及び飛行時間（ＴＯＦ）、検出器ジオメトリ応答、水晶効率、不感時間損失、崩壊等を含む、様々な物理学因子がモデル化され得る。散乱及び偶発は、別個にモデル化することができ、そのためシステム行列Ｈに含まれない。同様に、
【数３６】
2021500583.tif 000038
、
【数３７】
2021500583.tif 000039
、及び
【数３８】
2021500583.tif 000040
は、それぞれ（ｋ−１）番目、ｋ番目、及び（ｋ＋１）番目の寝台位置についての逆投影である。実践では、逆投影は順投影の正確な転置である必要はない。例えば、点広がり関数（ＰＳＦ）を順投影Ｈではモデル化するが、逆投影Ｂではモデル化しないことが許容可能である。別の例として、水晶効率を順投影Ｈではモデル化するが、逆投影Ｂではモデル化しないことも許容可能である。感度行列の計算で使用される逆投影と再構成における逆投影とは、互いと一致すべきである。
【数３９】
2021500583.tif 000041
、
【数４０】
2021500583.tif 000042
、及び
【数４１】
2021500583.tif 000043
は、それぞれ個々のサブセット
【数４２】
2021500583.tif 000044
、
【数４３】
2021500583.tif 000045
、及び
【数４４】
2021500583.tif 000046
に一致するｊｅのビンで検出されることが予想される散乱の絶対量（単なる確率ではない）を表し、混合されていない。同様に、
【数４５】
2021500583.tif 000047
、
【数４６】
2021500583.tif 000048
、及び
【数４７】
2021500583.tif 000049
は、それぞれ個々のサブセット
【数４８】
2021500583.tif 000050
、
【数４９】
2021500583.tif 000051
、及び
【数５０】
2021500583.tif 000052
に一致するｊｅのビンで検出されることが予想される偶発の絶対量（単なる確率ではない）を表し、混合されていない。散乱及び偶発の推定を事前計算するには様々な方法が使用され得る。例えば、モンテカルロに基づく単一散乱シミュレーション法を使用して散乱を推定することができ、遅延ウィンドウの獲得を使用して偶発を推定することができる。
【００４９】
隣接する寝台位置に関与する事象（事象１及び事象６など）に関して、数式５の中の対応する成分
【数５１】
2021500583.tif 000053
及び
【数５２】
2021500583.tif 000054
に注目されたい。ここで、加算インデックスｖ及びｗは、中央フレームｋとの交差を有さない隣のフレームｋ−１及びｋ＋１内の総ボクセル要素量Ｕ及びＷを有する対応する領域にわたっている。隣接する領域における順投影のレイトレーシングは、
【数５３】
2021500583.tif 000055
と称される事前に完全に再構成された（ｋ−１）番目の寝台位置画像と、事前に迅速に再構成された（ｋ＋１）番目の寝台位置画像
【数５４】
2021500583.tif 000056
とを使用する。逆投影のレイトレーシングは、現在のｋ番目の寝台位置領域のみで行われ、隣接する各寝台位置領域では行われない。迅速に再構成された（ｋ＋１）番目の寝台位置画像
【数５５】
2021500583.tif 000057
は、ｋ番目の寝台位置の再構成を支援する目的のみを果たす。（ｋ＋１）番目の寝台位置の最終画像は、（ｋ＋１）番目の寝台位置の完全な再構成から得られる。
【００５０】
ｋ番目の寝台位置の完全な再構成は事前に迅速に再構成された（ｋ＋１）番目の寝台位置画像を必要とするので、ｋ番目の寝台の完全な再構成は、（ｋ＋１）番目の寝台位置データが利用可能になるまで待たなければならない。
【００５１】
感度行列Ｓ［ｉ］の計算において、３つの加算項における「すべての可能なＬＯＲについてｊ」は、データセット
【数５６】
2021500583.tif 000058
、
【数５７】
2021500583.tif 000059
、及び
【数５８】
2021500583.tif 000060
の獲得のために、検出器アレイ＃１、＃２、及び＃３によってそれぞれかつ別個に形成され得るすべての可能かつ有効なＬＯＲにわたるループを意味する。
【００５２】
他の反復的なアルゴリズム（例えば、Ｒｏｗ  Ａｃｔｉｏｎ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄアルゴリズム）が、本開示における仮想スキャナの基本的概念に従って同様に導出され得る。例えば、仮想スキャナのアルゴリズムを使用して画像を再構成することができる。例えば、感度行列は、式６に従って計算される。画像の初期推定（すなわち、均一な画像）が選択され、設定される。サブセットの処理中に、サブセットデータ
【数５９】
2021500583.tif 000061
、
【数６０】
2021500583.tif 000062
、及び
【数６１】
2021500583.tif 000063
ごとに、以下の動作は別個である。すなわち、各事象について順投影を行って真の成分を推定する。拡大された隣接領域におけるレイトレーシングは、事前に再構成された放射能分布を使用し、それぞれ獲得時間、
【数６２】
2021500583.tif 000064
、１、及び
【数６３】
2021500583.tif 000065
による真の投影を正規化し、対応する散乱及び偶発成分を加算して総投影事象を得、総投影事象に対する１の比を取り、その比を画像の現在のフレームのみに対して逆投影する。これらの値を、
【数６４】
2021500583.tif 000066
、
【数６５】
2021500583.tif 000067
、及び
【数６６】
2021500583.tif 000068
部分から加算して、加算された逆投影画像を得る。加算された逆投影画像は、更新画像を得るための正規化のために感度行列で除算される。λが１に等しい場合、１つ前の推定
【数６７】
2021500583.tif 000069
に更新画像を乗算して新しい推定
【数６８】
2021500583.tif 000070
を得る。λが１未満である場合、λの重みに基づいて新しい推定が計算される。これらの動作は、すべてのＭ個のサブセットに対して繰り返され、これが１回の反復を形成する。これらの動作は、停止基準が満たされるまで追加的な反復について繰り返される。
【００５３】
上記の動作は１つの寝台位置に対するものである。このプロセスは、すべての画像を生成するためにすべての寝台位置について繰り返される。出力画像の量は、個々の獲得時間Ｔｋに対応している。Ｔｋが寝台ごと異なる場合、出力画像は、つなぎ合わせて単一の全身画像にする前にＴｋに基づいて正規化される必要がある。
【００５４】
（ｋ−１）番目の寝台位置の右の重なった領域及びｋ番目の寝台位置の左の重なった領域は、実際には同じ領域であり、同じ結合リストモード事象データを共有するので、２つの連続した寝台位置の再構成と再構成との間の重なった領域における出力画像は、理論的には同じであるか又は非常に類似する。したがって、次の寝台位置で、重なった領域の２度目の再構成を行う必要はない。実際、各寝台再構成は、図４に示すように、軸方向ＦＯＶ全体の代わりに、軸方向ＦＯＶの部分領域を再構成するだけでよい。この場合、式（５）及び（６）のｋ−１に対応する項がなくなり、式は式７及び式８として表される。
【数６９】
2021500583.tif 000071
【数７０】
2021500583.tif 000072
【００５５】
ここでも、隣接する寝台位置に関与する事象（図４の事象３及び事象６など）について、隣接する領域における順投影のレイトレーシングは、事前に完全に再構成された（ｋ−１）番目の寝台位置画像と、事前に迅速に再構成された（ｋ＋１）番目の寝台位置画像とを使用する。逆投影のレイトレーシングは、現在のｋ番目の寝台位置領域のみで行われ、隣接する各寝台位置領域では行われない。
【００５６】
本開示について好ましい実施形態を参照して説明した。前述の詳細な説明を読み、理解すれば、修正形態及び改変形態が他の者に着想されよう。本発明は、添付の特許請求の範囲及びその均等物に該当する限り、すべてのそのような修正形態及び改変形態を含むものと解釈されることが意図される。
【図１】
2021500583.tif 000073
【図２】
2021500583.tif 000074
【図３】
2021500583.tif 000075
【図４】
2021500583.tif 000076
【国際調査報告】
2021500583.tif 000077
2021500583.tif 000078
2021500583.tif 000079