(57)【要約】  再構成画像における複数回の取得にわたるコントラスト・バンディング・アーチファクトを補正するための様々な方法およびシステムが提供される。一実施形態では、コンピュータ断層撮影イメージングのための方法は、複数のサブボリュームを含む原画像を生成するステップと、原画像を各サブボリュームの複数の異なる構造に領域分割するステップと、連続する構造を含むサブボリュームの各領域を通してマスクベース補正を選択的に適用して、更新画像を生成するステップと、原画像と更新画像との間でストリーク補正を実施して最終画像を生成するステップとを含む。このようにして、画像の解剖学的構造を調整することなく画像品質を改善することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージングのための方法であって、複数のサブボリュームを含む原画像（４０５）を生成するステップ（３０５）と、前記原画像（４０５）を各サブボリュームの複数の異なる構造に領域分割するステップ（３１０）と、連続する構造を含むサブボリュームの各領域を通してマスクベース補正を選択的に適用して、更新画像（４１５）を生成するステップ（３１５）と、前記原画像（４０５）と前記更新画像（４１５）との間でストリーク補正を実施して最終画像（４２５）を生成するステップ（３２０）とを含む、方法。
【請求項２】
前記方法（３００）は、前記原画像（４０５）に基づいて上側閾値および下側閾値を選択するステップ（５１０）をさらに含み、前記原画像（４０５）を領域分割するステップ（３１０）は、前記上側閾値および前記下側閾値に基づいて単純な領域分割を適用するステップ（５１５）を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記原画像（４０５）を領域分割するステップ（３１０）は、第１のピクセル数よりも小さい面積を有する前記原画像（４０５）の領域を削除するステップ（５２５）をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記原画像（４０５）を領域分割するステップ（３１０）は、第２のピクセル数よりも小さい面積を有する前記原画像（４０５）の穴を埋めるステップ（５３０）をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記原画像（４０５）を領域分割するステップ（３１０）は、前記複数の異なる構造にラベルを付すステップ（５３５）をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
マスクベース補正を選択的に適用するステップ（３１５）は、基準サブボリュームの一部分および選択されたサブボリュームの一部分に３次元マスクを適用するステップと、前記マスク内の基準サブボリュームの第２の値に基づいて前記マスク内の前記選択されたサブボリュームの第１の値を調整するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の値および前記第２の値は前記画像のゼロ周波数成分を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記方法は、前記選択されたサブボリュームの前記部分内のオブジェクトを選択するステップ（７１５）をさらに含み、前記第２の値に基づいて前記第１の値を調整することは、前記オブジェクトの前記基準サブボリュームからの距離に基づく、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記基準サブボリュームは自動的に予め選択される、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記基準サブボリュームはオペレータによって手動で選択される、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
ストリーク補正を実行するステップ（３２０）は、前記原画像（４０５）から前記更新画像（４１０）を減算して差分画像を生成するステップと、前記差分画像からゼロ周波数成分を減算して低周波数画像を生成するステップと、前記低周波数画像を前記更新画像に加算するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
医用イメージング手順のワークフロー方法であって、イメージングデバイスから画像データをコンピュータに受信するステップであって、前記画像データは複数の異なる画像取得時間に対応するサブボリュームを含む、受信するステップと、前記サブボリュームのコントラストレベルに基づいて、前記画像データがコントラスト・バンディング・アーチファクトを含むか否かを決定するステップと、前記サブボリュームにわたって前記コントラストレベルを正規化するための画像補正アルゴリズムを適用するステップと、補正画像データを表示するステップとを含む、ワークフロー方法。
【請求項１３】
前記画像補正アルゴリズムを適用するステップは、前記画像データの１つまたは複数のゼロ周波数成分を調整するステップを含む、請求項１２に記載のワークフロー方法。
【請求項１４】
１つまたは複数のルーチンを格納するデータ記憶デバイス（２１８）と、前記データ記憶デバイスに格納されている前記１つまたは複数のルーチンを実行するように構成されているコンピューティングデバイス（２１６）であって、前記１つまたは複数のルーチンは、前記コンピューティングデバイス（２１６）によって実行されると、前記コンピューティングデバイス（２１６）に、複数のサブボリュームを含む原画像（４０５）を生成するステップ（３０５）と、前記原画像（４０５）を各サブボリュームの複数の異なる構造に領域分割するステップ（３１０）と、連続する構造を含むサブボリュームの各領域を通してマスクベース補正を選択的に適用して更新画像（４１５）を生成するステップ（３１５）と、前記原画像（４０５）と前記更新画像（４１５）との間でストリーク補正を実施して最終画像（４２５）を生成するステップとを行わせる、コンピューティングデバイス（２１６）とを備える、システム（２００）。
【請求項１５】
前記１つまたは複数のルーチンは、前記コンピューティングデバイス（２１６）によって実行されると、前記コンピューティングデバイス（２１６）に、前記原画像（４０５）に基づいて上限閾値および下限閾値を計算するステップ（５１０）をさらに行わせ、前記画像を前記複数の異なる構造に領域分割するステップ（３１０）は、前記上限閾値および前記下限閾値に基づく、請求項１４に記載のシステム（２００）。
【請求項１６】
マスクベース補正を選択的に適用するステップ（３１５）は、基準サブボリュームの一部分および選択されたサブボリュームの一部分に３次元マスクを適用するステップと、前記マスク内の基準サブボリュームの第２の値に基づいて前記マスク内の前記選択されたサブボリュームの第１の値を調整するステップとを含む、請求項１４に記載のシステム（２００）。
【請求項１７】
前記第１の値および前記第２の値は前記画像のゼロ周波数成分を含む、請求項１６に記載のシステム（２００）。
【請求項１８】
前記１つまたは複数のルーチンは、前記コンピューティングデバイス（２１６）によって実行されると、前記コンピューティングデバイス（２１６）に、前記選択されたサブボリュームの前記部分内のオブジェクトを選択するステップ（７１５）をさらに行わせ、前記第２の値に基づいて前記第１の値を調整することは、前記オブジェクトの前記基準サブボリュームからの距離に基づく、請求項１６に記載のシステム（２００）。
【請求項１９】
前記基準サブボリュームは自動的に予め選択される、請求項１６に記載のシステム（２００）。
【請求項２０】
ストリーク補正を実行するステップ（３２０）は、前記原画像（４０５）から前記更新画像（４１０）を減算して差分画像を生成するステップと、前記差分画像からゼロ周波数成分を減算して低周波数画像を生成するステップと、前記低周波数画像を前記更新画像に加算するステップとを含む、請求項１４に記載のシステム（２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示されている主題の実施形態は、非侵襲的イメージングに関し、より詳細には、画像再構成中に生成されるコントラスト・バンディング・アーチファクト（ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｂａｎｄｉｎｇ  ａｒｔｉｆａｃｔ）を補正することに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）およびＸ線透視法イメージングシステムでは、Ｘ線放射が人間の患者のような対象の被検体の被検体に及び、放射線の一部分が画像データが収集される検出器または写真乾板に衝突する。いくつかのＸ線システムでは、写真乾板は、その後現像されて、画像が生成される。この画像は、診断目的のために放射線科医または主治医によって使用され得る。デジタルＸ線システムでは、光検出器が、検出器表面の個別のピクセル領域に衝突する放射線の量または強度を表す信号を生成する。その後、信号を処理して、検討のために表示することができる画像を生成することができる。ＣＴシステムでは、一連の検出器要素を含む検出器アレイが、ガントリが患者の周りに配置されるときに、様々な位置を通じて同様の信号を生成する。
【０００３】
このようなシステムによって生成された画像において、Ｘ線が患者の組織に貫入する際に行き当たる物質によるＸ線の減衰の変化に基づいてコントラストが生成される。一般的には、より大きい原子番号を有する原子を有する物質は、Ｘ線をより大きく減衰させる。したがって、骨などの組織は、脂肪組織のような他の組織と比較して、画像内で相対的に高いコントラストを生成し得る。ＣＴおよび蛍光透視法イメージングに使用されるいくつかの技法は、造影剤を使用して、血管などの相対的に高いコントラストを通常は有しない領域内に人工的にコントラストを生成する。造影剤は、ヨウ素などの相対的に高い効率でＸ線を減衰させることが可能な１つまたは複数の原子を含み得る。たとえば、ＣＴ血管造影では、典型的には造影剤が患者に注入され、続いてＣＴイメージングが行われる。造影剤は、典型的には、患者の特定の組織を通って灌流し、得られたＣＴ画像は、造影剤で灌流されている領域に対応するコントラストの増強された領域を含む。
【０００４】
そのようなシステムによって生成された画像は、異なる時間に取得されたデータを含み得る。造影剤が灌流するのに時間がかかるので、各データ取得の時間中にコントラストレベルが異なる可能性がある。結果として、複数回の取得からの再構成画像は、コントラスト・バンディング・アーチファクトを含む可能性がある。そのようなアーチファクトは、医師および患者が最終的な画像を見直す際に混乱を招く可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０６８８８７号
【発明の概要】
【０００６】
一実施形態では、コンピュータ断層撮影イメージングのための方法は、複数のサブボリュームを含む原画像を生成するステップと、原画像を各サブボリュームの複数の異なる構造に領域分割するステップと、連続する構造を含むサブボリュームの各領域を通してマスクベース補正を選択的に適用して、更新画像を生成するステップと、原画像と更新画像との間でストリーク補正を実施して最終画像を生成するステップとを含む。このようにして、画像の解剖学的構造を調整することなく画像品質を改善することができる。
【０００７】
上記の簡単な説明は、詳細な説明でさらに説明される概念の選択を簡略化した形で紹介するために提供されていることを理解されたい。特許請求される主題の重要なまたは本質的な特徴を特定することは意図されておらず、その主題の範囲は詳細な説明に添付される特許請求の範囲によって一義的に定義される。さらに、特許請求される主題は、上記のまたは本開示の任意の部分に記載の欠点を解決する実施態様に限定されない。
【０００８】
本発明は、非限定的な実施形態の以下の説明を、添付の図面を参照して読むことにより、よりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態によるＣＴシステムの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による例示的なイメージングシステムの概略ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態によるマルチスラブ造影剤ＤＣ補正の例示的な方法を示す高レベル流れ図である。
【図４】本発明の一実施形態によるマルチスラブ造影剤ＤＣ補正の概略図である。
【図５】本発明の一実施形態による、大まかな領域分割を適用する例示的な方法を示す高レベル流れ図である。
【図６】本発明の一実施形態による大まかな領域分割の概略図である。
【図７】本発明の一実施形態による、マスクに基づく局所ＤＣ補正の例示的な方法を示す高レベル流れ図である。
【図８】本発明の一実施形態による、所与のスライスに沿ってマスクを適用する例示的な方法を示す高レベル流れ図である。
【図９】本発明の一実施形態によるマスクベース局所ＤＣ補正の概略図である。
【図１０】本発明の一実施形態による、低周波数ストリーク補正の例示的な方法を示す高レベル流れ図である。
【図１１】本発明の一実施形態による低周波数ストリーク補正の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の説明は、医用イメージングシステムの様々な実施形態に関する。特に、再構成画像における複数回の取得にわたるコントラスト・バンディング・アーチファクトを補正するための方法およびシステムが提供される。たとえば、コントラスト・バンディング・アーチファクトを補正することは、マスクベース手法を使用して画像のＤＣ成分またはゼロ周波数成分を調整することを含むことができる。本技法に従って処理された画像を取得するために使用され得るコンピュータ断層撮影（ＣＴ）イメージングシステムの一例が、図１および図２に提示されている。ＣＴシステムが例として説明されているが、本技法は、トモシンセシス、ＭＲＩ、ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ、Ｃアーム血管造影法、マンモグラフィ超音波などのような他の画像診断法を使用して取得される画像に適用されるときにも有用であり得る。ＣＴ画像診断法に関する本説明は、１つの適切な画像診断法の一例としてのみ提供される。
【００１１】
図１および図２に示すＣＴシステムは、複数回の取得からのデータを使用して画像を再構成するように構成することができる。各取得は、イメージングされる被検体内で異なるレベルのコントラストを捕捉し得、それによって、再構成画像内にコントラスト・バンディング・アーチファクトが生成される。コントラスト・バンディング・アーチファクトを除去する後処理方法は、図３および図４に示すように、画像ボリュームを大まかに領域分割すること、画像ボリューム全体を通じて小さなマスクを移動させ、画像ボリュームのＤＣ値を調整すること、および、ストリーク補正を行うことを含む。単純な領域分割を使用して、図５および図６に示すように、画像ボリューム内のオブジェクトを分離することができる。図７、図８、および図９に示すように、マスクベース局所ＤＣ補正（ｍａｓｋ−ｂａｓｅｄ  ｌｏｃａｌ  ＤＣ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）（ＭＢＬＤＣＣ）アルゴリズムは、以下ではサブボリュームまたはスラブと交換可能に参照され得る複数回の取得にわたってＤＣ値を正規化することができる。ＭＢＬＤＣＣ法におけるマスクの動きにより、低周波ストリークアーチファクトが正規化画像ボリュームに導入される可能性がある。ストリーク補正を実施する方法は、図１０および図１１に示すように、ＭＢＬＤＣＣの間に偶発的に除去された低周波数成分を正規化画像ボリュームに加算することを含む。ＣＴイメージングシステムを用いた心臓イメージングが、本開示を通じて非限定的な例示的実施例として利用されるが、本開示の利益を享受する当業者は、本技術の新規な特徴が、種類の画像システムに拡張され得、広範囲の被検体に適用され得ることを容易に諒解するであろう。
【００１２】
図１は、迅速かつ反復的な画像再構成を可能にするように構成された例示的なＣＴシステム１００を示す。特に、ＣＴシステム１００は、患者、無生物、１つもしくは複数の製造部品、ならびに／または体内に存在する歯科用インプラント、ステント、および／もしくは造影剤などの異物などの被検体をイメージングするように構成される。一実施形態では、ＣＴシステム１００はガントリ１０２を含み、ガントリ１０２は、患者のイメージングに使用するためにＸ線放射線１０６のビームを投影するように構成された少なくとも１つのＸ線放射線源１０４をさらに含むことができる。具体的には、放射線源１０４は、ガントリ１０２の反対側に位置付けられている検出器アレイ１０８に向けてＸ線１０６を投影するように構成される。図１は単一の放射線源１０４のみを示しているが、特定の実施形態では、異なるエネルギーレベルで患者に対応する投影データを取得するために複数の放射線源を利用して複数のＸ線１０６を投影することができる。
【００１３】
特定の実施形態では、ＣＴシステム１００は、反復または分析的画像再構成法を使用して、患者の標的ボリュームの画像を再構成するように構成された画像処理ユニット１１０をさらに含む。たとえば、画像処理ユニット１１０は、患者の標的ボリュームの画像を再構成するために、フィルタ補正逆投影（ＦＢＰ）などの分析的画像再構成手法を使用することができる。別の例として、画像処理ユニット１１０は、患者の標的ボリュームの画像を再構成するために、共役勾配（ＣＧ）、最尤期待値最大化（ＭＬＥＭ）、またはモデルベース反復再構成（ＭＢＩＲ）のような反復画像再構成手法を使用することができる。
【００１４】
いくつかの実施形態では、再構成画像は、複数回の取得からのデータを含み得、これらは時として別々の時間に撮影されたスラブまたはサブボリュームと称され得る。ＣＴシステム１００が被検体内の造影剤を画像化するように構成されている例では、各スラブは、造影剤が経時的にではあるが、同じ基礎となる解剖学的構造を灌流するので、異なるレベルのコントラストを含むことができる。そのような例では、ＣＴシステム１００は、すべての取得またはスラブにわたってコントラストを正規化することができる。たとえば、本明細書でさらに説明するように、ＣＴシステム１００は、基準スラブに対して１つまたは複数のスラブのＤＣ成分を調整することによってコントラスト補正を実施することができる。
【００１５】
図２は、図１のＣＴシステム１００と同様の例示的なイメージングシステム２００を示す。本開示の態様によれば、システム２００は、再構成画像ボリューム内の複数回の取得にわたってコントラストレベルを正規化するように構成される。一実施形態では、システム２００は、検出器アレイ１０８（図１参照）を含む。検出器アレイ１０８は、対応する投影データを取得するために患者などの被検体２０４を通過するＸ線ビーム１０６（図１参照）を共に検知する複数の検出器素子２０２をさらに含む。したがって、一実施形態では、検出器アレイ１０８は、セルまたは検出器素子２０２の複数の行を含むマルチスライス構成で製造される。そのような構成では、検出器素子２０２の１つまたは複数の追加の行が、投影データを取得するための並列構成に配置される。
【００１６】
特定の実施形態では、システム２００は、所望の投影データを取得するために、被検体２０４の周りの異なる角度位置をトラバースするように構成される。したがって、ガントリ１０２およびそれに搭載された構成要素は、たとえば複数の異なるエネルギーレベルで投影データを取得するために、回転中心２０６を中心に回転するように構成されてもよい。代替的に、被検体２０４に対する投影角度が時間の関数として変化する実施形態では、搭載されている構成要素は、円弧に沿ってではなく、一般的な曲線に沿って移動するように構成されてもよい。
【００１７】
一実施形態では、システム２００は、ガントリ１０２の回転およびＸ線放射線源１０４の動作などの構成要素の動きを制御する制御機構２０８を含む。特定の実施形態では、制御機構２０８は、放射線源１０４に電力およびタイミング信号を提供するように構成されたＸ線コントローラ２１０をさらに含む。加えて、制御機構２０８は、イメージング要件に基づいてガントリ１０２の回転速度および／または位置を制御するように構成されたガントリモータコントローラ２１２を含む。
【００１８】
特定の実施形態では、制御機構２０８は、検出器素子２０２から受信されるアナログデータをサンプリングし、その後の処理のためにアナログデータをデジタル信号に変換するように構成されたデータ取得システム（ＤＡＳ）２１４をさらに含む。ＤＡＳ２１４によってサンプリングされデジタル化されたデータは、コンピューティングデバイス２１６に送信される。一例では、コンピューティングデバイス２１６は、データを記憶デバイス２１８に格納する。記憶デバイス２１８は、たとえば、ハードディスクドライブ、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、コンパクトディスク読み出し／書き込み（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）ドライブ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）ドライブ、フラッシュドライブ、および／またはソリッドステート記憶デバイスを含んでもよい。
【００１９】
加えて、コンピューティングデバイス２１６は、データ取得および／または処理などのシステム動作を制御するために、ＤＡＳ２１４、Ｘ線コントローラ２１０、およびガントリモータコントローラ２１２のうちの１つまたは複数にコマンドおよびパラメータを提供する。特定の実施形態では、コンピューティングデバイス２１６は、オペレータの入力に基づいてシステム動作を制御する。コンピューティングデバイス２１６は、たとえば、コマンドおよび／またはスキャンパラメータを含むオペレータ入力を、コンピューティングデバイス２１６に動作可能に結合されたオペレータコンソール２２０を介して受信する。オペレータコンソール２２０は、オペレータがコマンドおよび／またはスキャンパラメータを指定することを可能にするキーボード（図示せず）またはタッチスクリーンを含むことができる。
【００２０】
図２は、１つのオペレータコンソール２２０のみを示しているが、たとえば、システムパラメータを入力もしくは出力すること、試験を要求すること、および／または画像を閲覧することのために、２つ以上のオペレータコンソールをシステム２００に結合することができる。さらに、特定の実施形態では、システム２００は、たとえば、施設もしくは病院内で、または、インターネットおよび／もしくは仮想プライベートネットワークなどの構成可能な、１つまたは複数の有線および／もしくは無線ネットワーク２２２を介して完全に異なる場所において、ローカルにまたは遠隔して配置された、複数のディスプレイ、プリンタ、ワークステーション、および／または同様のデバイスに結合されてもよい。
【００２１】
一実施形態では、たとえば、システム２００は、画像保管通信システム（ＰＡＣＳ）２２４を含むか、またはそれに結合される。例示的な実施態様では、ＰＡＣＳ２２４は、異なる場所にいるオペレータが、コマンドおよびパラメータを供給すること、および／または、画像データへのアクセスを得ることを可能にするために、放射線科情報システム、病院情報システム、および／または内部もしくは外部ネットワーク（図示せず）などの遠隔システムにさらに結合されている。
【００２２】
コンピューティングデバイス２１６は、オペレータ提供のおよび／またはシステム定義のコマンドおよびパラメータを使用して、テーブルモータコントローラ２２６を動作させ、テーブルモータコントローラ２２６は、電動テーブル２２８を制御することができる。特に、テーブルモータコントローラ２２６は、被検体２０４の標的ボリュームに対応する投影データを取得するために、ガントリ１０２内で被検体２０４を適切に位置決めするためにテーブル２２８を動かす。
【００２３】
先に述べたように、ＤＡＳ２１４は、検出器素子２０２によって取得された投影データをサンプリングし、デジタル化する。その後、画像再構成器２３０が、サンプリングされデジタル化されたＸ線データ使用して高速再構成を実施する。図２は、別個のエンティティとして画像再構成器２３０を示すが、特定の実施形態では、画像再構成器２３０は、コンピューティングデバイス２１６の一部分を形成してもよい。代替的に、画像再構成器２３０は、システム２００に存在しなくてもよく、代わりに、コンピューティングデバイス２１６が、画像再構成器２３０の１つまたは複数の機能を実行してもよい。その上、画像再構成器２３０は、ローカルまたは遠隔に位置してもよく、有線または無線ネットワークを使用してシステム１００に動作可能に接続されてもよい。特に、１つの例示的な実施形態は、画像再構成器２３０のための「クラウド」ネットワーククラスタ内の計算資源を使用することができる。
【００２４】
一実施形態では、画像再構成器２３０は、記憶デバイス２１８に再構成画像を格納する。代替的に、画像再構成器２３０は、診断および評価のために有用な患者情報を生成するために、再構成画像をコンピューティングデバイス２１６に送信する。特定の実施形態では、コンピューティングデバイス２１６は、再構成画像および／または患者情報を、コンピューティングデバイス２１６および／または画像再構成器２３０に通信可能に結合されたディスプレイ２３２に送信する。
【００２５】
システム２００は、再構成画像にわたってコントラストレベルを補正するための後処理方法を可能にすることができる。たとえば、画像再構成器２３０は、別々の時間に行われた複数回のデータ取得から画像を再構成し得る。結果として、コントラストレベルは、データ取得中のコントラストの灌流のために、スラブとスラブとで異なる場合がある。再構成画像内のスラブにわたってコントラストレベルを正規化する方法は、本明細書において、および図３に関してさらに説明される。
【００２６】
本明細書でさらに説明される様々な方法およびプロセスは、システム２００内のコンピューティングデバイス上の非一時的メモリに実行可能命令として格納することができる。一実施形態では、画像再構成器２３０は、そのような命令を非一時的メモリに含めることができ、スキャンデータから画像を再構成した後にその方法を適用することができる。別の実施形態では、コンピューティングデバイス２１６は、命令を非一時的メモリに含めることができ、画像再構成器２３０から再構成画像を受信した後に再構成画像に方法を適用することができる。さらに別の実施形態では、本明細書で説明される方法およびプロセスは、画像再構成器２３０およびコンピューティングデバイス２１６にわたって分散されてもよい。たとえば、画像再構成器２３０は、再構成画像をコンピューティングデバイス２１６に送信する前に、再構成画像に大まかな領域分割を適用することができ、コンピューティングデバイス２１６は、マスクベース局所ＤＣ補正を領域分割画像に適用することができる。
【００２７】
一実施形態では、ディスプレイ２３２は、オペレータがイメージングされた解剖学的構造を評価することを可能にする。ディスプレイ２３２はまた、オペレータが、後続のスキャンまたは処理のために、たとえば、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を介して関心ボリューム（ＶＯＩ）を選択すること、および／または患者情報を要求することも可能にすることができる。
【００２８】
図３は、本発明の一実施形態によるマルチスラブ造影剤ＤＣ補正の例示的な方法３００を示す高レベル流れ図である。具体的には、方法３００は、画像再構成後に画像品質を改善するために、複数回の異なる取得またはスラブにわたってコントラストレベルを正規化するための後処理方法を含む。方法３００は、コンピューティングデバイス２１６によって実行され、実行可能命令として記憶デバイス２１８の非一時的メモリに格納され得る。
【００２９】
一般に、方法３００は、方法が診断のために重要な詳細を提供する高周波成分を変化させることがなく、心臓解剖における冠状動脈のような、イメージングされている解剖学的構造を変化させることがないように、１つのスラブが基準として扱われる場合にスラブ間のＤＣ差を調整するようにのみ設計される。心臓イメージングが、本開示全体を通じて非限定的な例示的実施例として利用されているが、方法３００はまた、肺イメージングのような他の器官解剖学的イメージングのための造影剤補正のために利用されてもよい。さらに、器官解剖学的イメージングが、本開示全体を通じて非限定的な例示的実施例として利用されているが、本開示の利益を享受する当業者は、方法３００がまた、一般的に任意の１つまたは複数の構造をイメージングするように構成された任意の他のイメージングシステムによるコントラスト補正のために利用されてもよいことを容易に諒解するであろう。
【００３０】
方法３００は、３０５において開始することができる。３０５において、方法３００は、画像を生成することを含むことができる。画像を生成することは、システム２００を使用して１つまたは複数の取得されたデータセットから画像を再構成することを含むことができる。画像を再構成することは、本明細書において上記で記載されているような、および、当技術分野で知られているような反復的または分析的画像再構成方法を適用することを含むことができる。画像は、複数の異なる時間に実行される複数回のデータ取得から再構成され得、したがって、各々が経時的なコントラストの灌流に起因する異なるコントラストレベルを有する異なるスラブを含み得る。
【００３１】
３１０において、方法３００は、画像に大まかな領域分割を適用するステップを含むことができる。この方法は、心腔の領域分割が困難な作業であり、領域分割に依存する方法が誤った訂正を行う可能性があるため、領域分割性能に大きく依存しないことができる。異なる心腔をより良好に分離するために、原画像から勾配画像を差し引いた後に、心腔の大まかな領域分割（すなわちヨード造影剤）を実施することができる。このステップの目的は、２つの閾値（低および高）を選択することによって造影剤を有する心腔を大まかに領域分割することであり、低閾値は空気、脂肪、軟組織などを除外し、高閾値が金属物質を除外する。領域分割の後、３Ｄボリューム内の異なる接続されている成分にラベルを付すことができる。大まかな領域分割のための方法は、本明細書において、および、図５に関連してさらに説明される。
【００３２】
３１５において、方法３００は、領域分割画像にマスクベース局所ＤＣ補正（ＭＢＬＤＣＣ）を適用するステップを含むことができる。ＭＢＬＤＣＣアルゴリズムは、接続されている成分のそれぞれに適用することができる。このステップでは、ボリューム全体にわたって小さな立方体マスクを選択し、ｘ−ｙ平面内を通じて動かす。マスクに含まれる領域のＤＣ成分は、基準スラブ内のマスクに含まれる領域のＤＣ成分に基づいて調整される。この方法は、接続されている成分全体を一度に補償するのではなく、局所和を使用することによって、ボリューム内の各造影剤領域を直接領域分割することの困難さを回避する。ＭＢＬＤＣＣのための方法は、本明細書において、および、および図７に関連してさらに説明される。
【００３３】
３２０において、方法３００は、コントラスト補正画像に低周波ストリーク補正を適用するステップを含むことができる。ＭＢＬＤＣＣアルゴリズムは、スラブのＤＣ成分を許容可能なレベルまで大まかに調整することができる。しかしながら、マスクの移動方向によって導入されるいくつかの低周波ストリークアーチファクトが存在する可能性がある。この問題を克服するために、原画像と調整画像（すなわち、正確なＤＣであるがストリークアーチファクトの可能がある画像）との間の差であるゼロＤＣ成分差分画像によって結果が改善される。低周波数ストリーク補正のための方法は、本明細書において、および、図１０に関連してさらに説明される。
【００３４】
３２５において、方法３００は、画像を出力するステップを含むことができる。方法３００はその後終了することができる。
【００３５】
図４は、本発明の一実施形態によるマルチスラブ造影剤ＤＣ補正の概略図４００を示す。特に、概略図４００は、図３に関して上述した方法３００を示す。
【００３６】
原画像４０５は、別々の時間に取得された複数のデータセットから画像再構成中に形成された複数のサブボリュームを含む。別々の時間の結果として、原画像４０５は、サブボリューム間の造影剤のレベルの差異に起因するコントラスト・バンディング・アーチファクトを含み得る。
【００３７】
プロセス４１０は、各サブボリュームのゼロ周波数成分を正規化して基準サブボリュームのゼロ周波数成分と一致させることによってコントラスト・バンディング・アーチファクトを除去することができる。上述したように、したがって、プロセス４１０は、コントラスト正規化画像４１５を生成するために、原画像４０５に大まかな領域分割およびＭＢＬＤＣＣを適用することを含むことができる。
【００３８】
プロセス４１０は、コントラスト正規化画像４１５に見られるように、マスクの方向性に起因して画像にストリークアーチファクトを導入し得る。プロセス４２０は、画像からストリークを差し引いて、最終的なストリーク補正コントラスト正規化画像４２５を生成するステップを含む。
【００３９】
図５は、本発明の一実施形態による、大まかな領域分割を適用する例示的な方法５００を示す高レベル流れ図である。特に、方法５００は、造影剤を含む成分を非造影強化成分と区別するために画像を大まかに領域分割することに関する。方法５００は、コンピューティングデバイス２１６によって実行され、実行可能命令として記憶デバイス２１８の非一時的メモリに格納され得る。
【００４０】
５０５において、方法５００は、画像入力を受信するステップを含むことができる。画像入力を受信するステップは、再構成画像を受信するステップを含むことができる。一実施形態では、画像入力を受信するステップは、再構成画像の単一のサブボリュームを受信するステップを含むことができ、サブボリュームは単一のデータ取得からのデータを含み、別の実施形態では、画像入力を受信するステップは、再構成画像のすべてのサブボリュームを受信するステップを含むことができ、各サブボリュームは異なる取得に対応する。５０５で受信されたサブボリュームの数にかかわらず、方法５００の後続のステップを各サブボリュームに適用することができる。
【００４１】
５１０において、方法５００は、上限閾値および下限閾値を計算するステップを含むことができる。上限閾値は、金属のような高ハウンズフィールド単位（ＨＵ）を有する物質および非常に高密度の渦巻きコントラストを除外するために経験的に選択することができる。下限閾値は、軟組織、脂肪、空気などの低ＨＵ物質を除外するために、たとえばＧｏｎｚａｌｅｚ＆Ｗｏｏｄｓアルゴリズムを使用して計算することができる。たとえば、Ｇｏｎｚａｌｅｚ＆Ｗｏｏｄｓアルゴリズムを使用して画像の閾値を計算するために、コンピューティングデバイスは、画像の最大値と最小値との平均を含む初期閾値Ｔ０を用いて閾値Ｔを初期化することができる。次に、コンピューティングデバイスは、初期閾値Ｔ０を使用して画像を領域分割して、初期閾値Ｔ０以下の画像ピクセルを有する１つのグループと、初期閾値Ｔ０より大きい画像ピクセルを有する別のグループとの２つのグループの画像ピクセルを生成する。次いで、コンピューティングデバイスは、２つのグループの平均ピクセル値を計算することができる。次いで、コンピューティングデバイスは、２つのグループの平均の相加平均値である新しい閾値Ｔ１を計算することができる。コンピューティングデバイスは、新しい閾値Ｔ１を初期閾値として使用して上記のステップを繰り返すことができる。コンピューティングデバイスは、新しい閾値ＴＮ＋１と先行する閾値ＴＮとの間の絶対差が指定された数よりも小さくなるまで、上記のステップをＮ回繰り返すことができる。次いで、コンピューティングデバイスは、得られた最終的な閾値を下限閾値として使用することができる。
【００４２】
上限および下限閾値を計算した後、方法５００は５１５に続くことができる。５１５において、方法５００は、計算された閾値を使用して画像に単純な領域分割を適用するステップを含むことができる。画像を領域分割するステップは、画像を複数の異なるオブジェクトに分割するステップを含むことができる。たとえば、２つの閾値を使用して、造影剤で充填された心腔および大血管を大まかに領域分割することができる。一例では、簡単な領域分割は原画像ボリュームと勾配画像ボリュームとの間の差分画像ボリュームに基づいて実施される。領域分割は、入力画像ボリュームと同じ次元のバイナリ画像ボリュームを生成する。
【００４３】
ステップ５２０に続き、方法５００は、バイナリマスクを分割された画像スライスにスライスごとに適用するステップを含むことができる。バイナリ画像ボリュームに基づいて、心腔領域ではない小さな物体を除去することができ、主に心腔領域にあるマスク内の小さな穴をスライスごとに充填することができる。５２５において、方法５００は、ピクセル数Ｎａｄより小さい面積を有する領域を削除するステップを含むことができる。５３０において、方法５００は、ピクセル数Ｎｈｆより小さい面積を有する穴を埋めるステップを含むことができる。
【００４４】
５３５において、方法５００は、最終的な３Ｄバイナリ画像ボリューム内の分離された成分にラベルを適用するステップを含むことができる。分離された成分がラベルを付された後、領域分割画像はＭＢＬＤＣＣの適用の準備が整う。５４０において、方法５００は、領域分割画像を出力するステップを含むことができる。方法５００はその後終了することができる。
【００４５】
図６は、本発明の一実施形態による大まかに領域分割する方法を示す概略図６００を示す。特に、概略図６００は、図５に示す方法５００のステップを示す。
【００４６】
原画像ボリューム６０５は、再構成後処理を一切伴わない再構成画像を含む。上側閾値および下側閾値を、原画像ボリューム６０５を使用して決定することができる。図５のステップ５１０で説明したように上限および下限の閾値を計算した後、閾値は、ステップ５１５を使用して原画像ボリュームを大まかに分割するために使用され、それによって、大まかに領域分割された画像ボリューム６１５が生成される。
【００４７】
ステップ６２０は、画像ボリューム内の対象の成分をカバーする適切なサイズのバイナリマスク６２５を生成するステップを含む。ステップ５２０は、マスクされた画像ボリューム６３５によって示されるように、バイナリマスク６２５を大まかに領域分割された画像ボリューム６１５に適用して、バイナリマスクの面積外の領域分割画像ボリュームの成分を除去するステップを含む。
【００４８】
ステップ５２５は、マスクされた画像ボリューム６３５に適用して、ピクセル数Ｎａｄよりも小さい面積を有する、マスクされた画像ボリューム６３５の領域を削除することができ、それにより画像ボリューム６４５が生成される。次に、ステップ５３０を画像ボリューム６４５に適用して、ピクセル数Ｎｈｆよりも大きい面積を有する、画像ボリューム６４５の領域を削除することができ、それにより最終的な画像ボリューム６５５が生成される。
【００４９】
最終的な画像ボリューム６５５は、コントラストが強調された成分を含む領域分割画像ボリュームを含む。各別個の成分は、各別個の成分を識別するためにオブジェクトインデックスでラベルを付すことができる。成分がラベルを付されると、図７に関して本明細書で説明されるように、マスクベース局所ＤＣ補正のために画像ボリューム６５５が準備される。
【００５０】
図７は、本発明の一実施形態による、マスクに基づく局所ＤＣ補正の例示的な方法７００を示す高レベル流れ図である。特に、方法７００は、再構成画像内の各サブボリュームまたはスラブのゼロ周波数またはＤＣ成分を正規化することに関する。方法７００は、コンピューティングデバイス２１６によって実行され、実行可能命令として記憶デバイス２１８の非一時的メモリに格納され得る。
【００５１】
方法７００は、７０５において開始することができる。７０５において、方法７００は、領域分割画像ボリュームを受信するステップを含むことができる。領域分割画像ボリュームは、図５に示されかつ本明細書で上述された方法５００に従って領域分割されてもよい。しかしながら、領域分割画像ボリュームは、本開示の範囲から逸脱することなく、異なる領域分割方法に従って領域分割されてもよい。
【００５２】
７１０において、方法７００は、基準スラブ（ＲＳ）を選択することを含むことができる。一例では、基準スラブは、スラブの所定の順序に基づいて自動的に選択されてもよい。別の例では、予め定められた範囲内の特定のスラブのコントラストレベルに基づいて、特定のスラブを基準スラブとして選択によって、各スラブのコントラストレベルに基づいて基準スラブが自動的に選択されてもよい。さらに別の例では、基準スラブは、システム２００のオペレータによって、たとえばオペレータコンソール２２０を使用して手動で選択されてもよい。領域分割画像を含む他の各スラブのＤＣ成分は、ＲＳのＤＣ成分に基づいて調整することができる。用語に関して、ＲＳに関して積極的に補正されているスラブは、以下ではこのスラブ（ＴＳ）と称される場合がある。
【００５３】
７１５において、方法７００は、このスラブ（ＴＳ）で調整されるオブジェクトを選択するステップを含むことができる。図５に関連して本明細書で説明するように、画像ボリュームの別々の構成要素にラベルを付すことができる。ただし、すべての成分を補正する必要はない。調整されるべきオブジェクトを選択し、調整する必要のないオブジェクトを除外するために、コンピューティングデバイスは、ＲＳおよびＴＳの各オブジェクトにおけるボクセル数の数を計算することができる。両方のスラブのボクセル数がゼロより大きい場合、検討中のオブジェクトは補正する必要があり得る。ＲＳまたはＴＳのいずれかの所与のオブジェクトのボクセル数がゼロに等しい場合、コンピューティングデバイスは、ＲＳに利用可能な基準ＤＣがないか、またはＴＳのＤＣ成分を補正する必要がないため、オブジェクトにＭＢＬＤＣＣを適用しない場合がある。
【００５４】
７２０に続き、方法７００は、ＴＳスライスの各オブジェクトインデックスにディスクフィルタを、スライスごとに適用するステップを含むことができる。ステップ７１５で補正のために選択された各３Ｄオブジェクトについて、指定された半径の２Ｄディスクフィルタを、オブジェクトスライスのオブジェクトインデックスに、スライスごとに適用することができる。このようにディスクフィルタを適用することによって、オブジェクト境界と背景との間の平滑な変化が保証される。オブジェクトインデックスにディスクフィルタを適用しないと、オブジェクトの境界および小さな穴の境界が急激に変化する場合がある。
【００５５】
７２５において、方法７００は、ＭＢＬＤＣＣマスクをｘ−ｙ平面全体を通してＴＳに適用するステップを含むことができる。７２６において、方法７００は、マスクの下のＴＳ内のブロックを分離するステップを含むことができる。７２７において、方法７００は、各ブロックのＤＣレベルを調整するステップを含むことができる。７２８において、方法７００は、記録されたマスクを処理するステップを含むことができる。所与のｙの値に対してＭＢＬＤＣＣを適用する方法は、本明細書において、および、図８に関してさらに説明される。
【００５６】
ＭＢＬＤＣＣマスクをＴＳに適用した後、方法７００は終了することができる。方法７００は、各スラブについて繰り返されてもよい。方法７００を各スラブに適用するための例示的なワークフローは、本明細書において、および、図９に関してさらに説明される。
【００５７】
図８は、本発明の一実施形態による、所与のスライスに沿ってマスクを適用する例示的な方法８００を示す高レベル流れ図である。特に、方法８００は、所定のｙの値に対して方法７００に従ってスラブのＤＣレベルを補正することに関する。方法８００は、コンピューティングデバイス２１６によって実行され、実行可能命令として記憶デバイス２１８の非一時的メモリに格納され得る。
【００５８】
方法８００は、８０５において開始することができる。８０５において、方法８００は、ｙの所与の値に対して、マスクが移動するときにカウントされるＲＳ内のＤＣ成分数、すなわちＤＣＮＲＳをゼロに等しく設定するステップを含むことができる。
【００５９】
８１０において、方法８００は、マスクを与えられるステップを含むことができる。８１５において、方法８００は、現在のマスクの下のＴＳのピクセル数すなわちＰＮＴＳｍａｓｋがゼロより大きいか否かを決定することを含むことができる。ＰＮＴＳｍａｓｋがゼロより大きい場合、基礎となるオブジェクトはＭＢＬＤＣＣによって補正することができる。しかしながら、ＰＮＴＳｍａｓｋがゼロに等しい場合、マスクのこの位置で補正するものがないので、ＴＳのＤＣ成分を補正する必要がない場合がある。
【００６０】
したがって、ＰＮＴＳｍａｓｋがゼロより大きい場合、方法８００は８２０に続くことができる。８２０において、方法８００は、現在のマスクの下のＲＳのピクセル数すなわちＰＮＲＳｍａｓｋがゼロより大きいか否か、および、現在のマスクの下の境界定義より小さいスラブ境界に接触するスライス内のＲＳのピクセル数すなわちＰＮＲＳＢＤｍａｓｋがゼロより大きいか否かを決定するステップを含むことができる。ＰＮＲＳｍａｓｋがゼロに等しい場合、ＲＳに基準ＤＣ値が存在しない場合がある。ＰＮＲＳＢＤｍａｓｋがゼロより大きい場合、オブジェクトはＲＳとＴＳとの間でスラブ境界に接触している、かつ／または、交差している可能性がある。
【００６１】
ＰＮＲＳｍａｓｋとＰＮＲＳＢＤｍａｓｋの両方がゼロより大きい場合、方法８００は８２５に進むことができる。８２５において、方法８００は、マスクが移動したときにＲＳのＤＣ成分数が増加したことを示すために、ＤＣＮＲＳを１だけインクリメントするステップを含むことができる。
【００６２】
８３０において、方法８００は、マスクの下のＴＳ内のブロックを分離するステップを含むことができる。ＴＳのマスクの下にブロックが１つしかない場合、ステップ８３０は自明である。しかしながら、ＴＳに異なるＤＣ成分を有する２つ以上のブロックが存在する場合がある。ＴＳ内の２つ以上のブロックのＤＣ成分を同じ基準値で調整すると、エラーが発生する可能性がある。
【００６３】
８３５において、方法８００は、各ブロックのＤＣレベルまたはゼロ周波数成分を調整するステップを含むことができる。スラブ境界に接触するブロックがある場合、このブロックのＤＣ成分は、ＲＳのＤＣ成分によって調整することができる。スラブ境界に接触していないブロックがある場合、このブロックのＤＣ成分はＲＳの平均ＤＣ成分に基づいて調整することができる。
【００６４】
８４０において、方法８００は、所与のマスクがこのｙの値の最後のマスクであるか否かを決定することができる。そうである場合、方法８００は８４５に進み、方法８００は記録されたマスクを処理するステップを含むことができる。記録されたマスクを処理するステップは、たとえば、ＲＳの平均ＤＣ成分値がブロックを調整するために利用可能でなかったため、調整されなかった任意ブロックを調整するステップを含むことができる。方法８００はその後終了することができる。
【００６５】
８４０に戻って、所定のマスクがこのｙの値の最後のマスクでない場合、方法８００は８５０に進み、次のマスクが割り当てられる。方法８００は、その後、図示のようにステップ８１０に戻ることができる。
【００６６】
８２０に戻って、ＰＮＲＳｍａｓｋおよびＰＮＲＳＢＤｍａｓｋが両方ともがゼロより大きいわけではない場合、ＴＳのブロックを調整するために利用可能なＲＳＤＣ成分値が存在しない可能性があり、方法８００は８５５に続く場合がある。８５５において、方法８００は、ＤＣＮＲＳがゼロよりも大きいか否かを決定することを含むことができる。ＤＣＮＲＳがゼロより大きい場合、ＲＳの平均ＤＣ成分値はＴＳのブロックを調整するために利用可能であり、方法８００は８６０に続くことができ、方法８００はＴＳ内のブロックを分離することができる。８６５において、方法８００は、各ブロックのＤＣ成分を調整することを含むことができる。各ブロックのＤＣ成分を調整するステップは、ＲＳからの平均ＤＣ成分を使用してＴＳ内のブロックのＤＣ成分を調整するステップを含むことができる。方法８００は、ステップ８４０に続き、上述したように進めることができる。
【００６７】
８５５に戻って、ＤＣＮＲＳがゼロより大きくない場合、方法８００は、８７０においてマスクを記録するステップを含むことができる。マスクの記録は、後の処理のためにマスクを保存することを含む。たとえば、８４５において、平均ＤＣ成分値を使用して、保存されたマスクの下のブロックのＤＣ成分を調整することができる。
【００６８】
次いで、方法８００は、所与のマスクがこのｙの値の最後のマスクであるか否かを決定する８７５に続くことができる。８７５において所定のマスクがｙのこの値に対する最後のマスクである場合、方法８００は８４５に進むことができ、方法は、終了する前に記録されたマスクを処理するステップを含むことができる。所定のマスクがこのｙの値の最後のマスクでない場合、方法８００は８８０に続くことができ、次のマスクが割り当てられる。
【００６９】
８１５に戻り、ＰＮＴＳｍａｓｋがゼロより大きくない場合、マスクの下で調整する必要のあるブロックは存在しない。方法８００は、８７５に続き、上述したように進めることができる。
【００７０】
図９は、本発明の一実施形態によるマスクベース局所ＤＣ補正を示す概略図９００を示す。特に、概要９００は、図７および図８の方法を複数のスラブに順次適用する方法を示す。概要９００は、図９に第１のスラブ９０１、第２のスラブ９０２、第３のスラブ９０３、および第４のスラブ９０４として示された４つのサブボリューム、すなわちスラブを含む画像ボリューム９１０を示す。しかしながら、他の例では、画像ボリュームは、４よりも多いスラブまたは４つよりも少ないスラブを含むことができる。
【００７１】
ステップ９１５では、４つのスラブから基準スラブ（ＲＳ）が選択される。特に、第２のスラブ９０２がＲＳとして選択される。画像ボリューム９２０の網掛け部分は、図７および図８に関して本明細書で説明したＭＢＬＤＣＣ方法を適用することができる場所を示す。第２のスラブ９０２の網掛け部分９２１はＲＳとして機能し、一方で第３のスラブ９０３の斜線部９２２はこのスラブ（ＴＳ）として機能する。ＲＳ９２１は、スラブ境界でＤＣ値の連続性を提供するために、ＴＳ  ９２２に直に隣接して位置する。
【００７２】
マスクベースローカルＤＣ補正がＴＳ９２２に適用された後、ステップ９２５は画像ボリューム９３０についてＲＳとして第３のスラブ９０３を選択し、ＴＳとして第４のスラブ９０４を選択し、画像ボリューム９３０は第３のスラブ９０３に対するＤＣ補正を含む。特に、第３のスラブ９０３の網掛け部分９３１はＲＳであり、第４のスラブ９０４の網掛け部分９３２はＴＳである。ＭＢＬＤＣＣは、すべてのＤＣ値が第４のスラブ９０４に対して補正されるまで、ＲＳ９３１を使用してＴＳ９３２に適用される。
【００７３】
ＭＢＬＤＣＣが第４のスラブ９０４に適用された後、ステップ９３５は画像ボリューム９４０についてＲＳとして第２のスラブ９０２を選択し、ＴＳとして第１のスラブ９０１を選択し、画像ボリューム９４０は第３のスラブ９０３および第４のスラブ９０４に対するＤＣ補正を含む。特に、第２のスラブ９０２の網掛け部分９４１はＲＳとして機能し、第１のスラブ９０１の網掛け部分９４２はＴＳとして機能し、ＲＳ９４１はＴＳ９４２に直に隣接する。ＴＳ  ９４２のＤＣ成分値を調整するためにＲＳ  ９４１のＤＣ成分値を使用することにより、第１のスラブ９０１と第２のスラブ９０２との間のスラブ境界にわたるＤＣ成分値の連続性が保証される。
【００７４】
スラブにわたってコントラストを正規化するためにＭＢＬＤＣＣを適用した後、補正画像は矢状面視点において改善された品質を有し得る。しかしながら、軸方向画像は、マスクの移動方向によって引き越されるストリークアーチファクトを含む場合がある。マスクの移動方向を変更することにより、軸方向画像におけるこのようなアーチファクトを補正することができる。しかしながら、このような方法で軸方向像のストリークアーチファクトを補正すると、冠状面画像に同様のストリークアーチファクトが導入される可能性がある。図１０および１１に関して本明細書でさらに説明するように、低周波数ストリーク補正は、ＤＣ成分のみが除去され、それによってＭＢＬＤＣＣ方法の移動マスクによって引き起こされるすべてのストリーク状アーチファクトが除去されることを保証することができる。
【００７５】
図１０は、本発明の一実施形態による、低周波数ストリーク補正の例示的な方法１０００を示す高レベル流れ図である。特に、方法１０００は、ＭＢＬＤＣＣを使用して補正された画像からの低周波ストリークアーチファクトの除去に関する。方法１０００は、コンピューティングデバイス２１６によって実行され、記憶デバイス２１８の非一時的メモリに実行可能命令として格納されてもよい。
【００７６】
方法１０００は、１００５において開始することができる。１００５において、方法１０００は、原画像からオブジェクトインデックスを抽出して第１の画像を生成するステップを含むことができる。オブジェクトインデックスは、たとえば、方法５００を使用して取得される、領域分割されラベルを付されたオブジェクトを含むことができる。その結果、第１の画像は、１つまたは複数のラベル付きオブジェクトに対応する元の補正されていない画像の一部分を含み得る。
【００７７】
１０１０において、方法１０００は、補正画像からオブジェクトインデックスを抽出して第２の画像を生成するステップを含むことができる。第１の画像と同様に、第２の画像は、１つまたは複数のラベル付きオブジェクトに対応する補正画像の一部分を含み得る。
【００７８】
ステップ１０１５において継続し、方法１０００は、第１の画像から第２の画像を減算して差分画像を生成するステップを含むことができる。差分画像は、原画像と補正画像との間の差を含み得る。
【００７９】
１０２０において、方法１０００は、差分画像からＤＣ成分を減算してゼロＤＣ画像を生成するステップを含むことができる。差分画像からＤＣ成分を減算することにより、ゼロＤＣ画像は、ＤＣ成分補正を除外しながら、第１の画像と第２の画像との間の低周波差を含む。
【００８０】
１０２５において、方法１０００は、第２の画像にゼロＤＣ画像を加算して最終画像を生成するステップを含むことができる。ゼロＤＣ画像を第２の画像に加えることによって、ＭＢＬＤＣＣの間に偶発的に除去された低周波成分を補正画像に加算し戻すことができる。したがって、最終画像は、画像の非ゼロ周波数成分をそのままにして、それにより解剖学的構造を保存しているＤＣ補正画像を含む。方法１０００はその後終了することができる。
【００８１】
図１１は、本発明の一実施形態による低周波数ストリーク補正を示す概略図１１００を示す。特に、概略図１１００は、図１０に関して上述した方法１０００を示す。
【００８２】
オブジェクトインデックス画像１１０５は、分離オブジェクトインデックスを含む。図１０に関して本明細書で説明したステップ１００５が原画像に適用される。たとえば、オブジェクトインデックス画像１１０５は、オブジェクトを除くすべての画像データを除去するためのマスクとして原画像に適用することができる。画像１１１５によって示されるように、原画像からオブジェクトインデックスが抽出されて、原画像のオブジェクトインデックスが分離される。
【００８３】
ステップ１０１０は、補正画像に適用される。たとえば、オブジェクトインデックス画像１１０５は、オブジェクトを除くすべての画像データを除去するためのマスクとして補正画像に適用することができる。画像１１２５によって示されるように、補正画像からオブジェクトインデックスが抽出されて、補正画像のオブジェクトインデックスが分離される。
【００８４】
ステップ１０１５は、画像１１１５および画像１１２５に適用される。特に、補正画像１１２５が原画像１１１５から減算されて、差分画像１１３５が生成される。
【００８５】
その後、ステップ１０２０が、差分画像１１３５に適用される。図示のように、ゼロ周波数成分が差分画像から減算されて、ゼロ周波数差分画像１１４５が生成される。ゼロ周波数差分画像１１４５は、ＭＢＬＤＣＣによって原画像から偶発的に除去された画像成分を含む。
【００８６】
その後、ステップ１０２５が、ゼロ周波数差分画像１１４５に適用される。具体的には、ゼロ周波数差分画像１１４５が補正画像１１２５に加算されて、ストリーク補正画像１１５５が生成される。ストリーク補正画像１１５５は、ゼロ周波数差分画像１１４５に示される低周波画像データに加えて、画像１１２５に示されるＤＣ補正を含む。このようにして、ＤＣ成分をさらに調整することなく、最終補正画像からストリークアーチファクトを除去することができる。
【００８７】
本開示の技術的効果は、複数回の取得にわたって正規化されたコントラストレベルを有する再構成画像が生成されることを含むことができる。本開示の別の技術的効果は、正規化画像からストリークアーチファクトが除去されることを含むことができる。
【００８８】
一実施形態では、コンピュータ断層撮影イメージングのための方法は、複数のサブボリュームを含む原画像を生成するステップと、原画像を各サブボリュームの臓器の複数の異なる構造に領域分割するステップと、臓器の構造を含むサブボリュームの各領域を通してマスクベース補正を選択的に適用して、更新画像を生成するステップと、原画像と更新画像との間でストリーク補正を実施して最終画像を生成するステップとを含む。この方法は、原画像に基づいて上限閾値および下限閾値を選択するステップをさらに含む。原画像を領域分割するステップは、上側閾値および下側閾値に基づいて単純な領域分割を適用するステップを含む。
【００８９】
一例では、原画像を領域分割するステップは、第１のピクセル数よりも小さい面積を有する原画像の領域を削除するステップをさらに含む。別の例では、原画像を領域分割するステップは、第２のピクセル数よりも小さい面積を有する、原画像の穴を埋めるステップをさらに含む。さらに別の例では、原画像を領域分割するステップは、臓器の複数の異なる構造にラベルを付すステップをさらに含む。
【００９０】
一例では、マスクベース補正を選択的に適用するステップは、基準サブボリュームの一部分および選択されたサブボリュームの一部分に３次元マスクを適用するステップと、マスク内の基準サブボリュームの第２の値に基づいてマスク内の選択されたサブボリュームの第１の値を調整するステップとを含む。たとえば、第１の値および第２の値は画像のゼロ周波数成分を含む。
【００９１】
この方法は、選択されたサブボリュームの上記部分の中のオブジェクトを選択するステップをさらに含む。第２の値に基づいて第１の値を調整するステップは、基準サブボリュームからのオブジェクトの距離に基づく。
【００９２】
一例では、基準サブボリュームは自動的に予め選択される。別の例では、基準サブボリュームはオペレータによって手動で選択される。
【００９３】
一例では、ストリーク補正を実行するステップは、原画像から更新画像を減算して差分画像を生成するステップと、差分画像からゼロ周波数成分を減算して低周波数画像を生成するステップと、低周波数画像を更新画像に加算するステップとを含む。
【００９４】
別の実施形態では、医用イメージング手順のワークフロー方法は、イメージングデバイスから画像データをコンピュータに受信するステップであって、画像データは複数の異なる画像取得時間に対応するサブボリュームを含む、受信するステップと、サブボリュームのコントラストレベルに基づいて、画像データがコントラスト・バンディング・アーチファクトを含むか否かを決定するステップと、サブボリュームにわたってコントラストレベルを正規化するための画像補正アルゴリズムを適用するステップと、補正画像データを表示するステップとを含む。一例では、画像補正アルゴリズムを適用するステップは、画像データの１つまたは複数のゼロ周波数成分を調整するステップを含む。
【００９５】
さらに別の実施形態では、システムは、１つまたは複数のルーチンを格納するデータ記憶デバイスと、データ記憶デバイスに格納されている１つまたは複数のルーチンを実行するように構成されているコンピューティングデバイスであって、１つまたは複数のルーチンは、コンピューティングデバイスによって実行されると、コンピューティングデバイスに、複数のサブボリュームを含む原画像を生成するステップと、原画像を各サブボリュームの複数の異なる構造に領域分割するステップと、連続する構造を含むサブボリュームの各領域を通してマスクベース補正を選択的に適用して更新画像を生成するステップと、原画像と更新画像との間でストリーク補正を実施して最終画像を生成するステップとを行わせる、コンピューティングデバイスとを備える。１つまたは複数のルーチンは、コンピューティングデバイスによって実行されると、コンピューティングデバイスに、原画像に基づいて上限閾値および下限閾値を計算するステップをさらに行わせ、画像を複数の異なる構造に領域分割するステップは、上限閾値および下限閾値に基づく。
【００９６】
一例では、マスクベース補正を選択的に適用するステップは、基準サブボリュームの一部分および選択されたサブボリュームの一部分に３次元マスクを適用するステップと、マスク内の基準サブボリュームの第２の値に基づいてマスク内の選択されたサブボリュームの第１の値を調整するステップとを含む。たとえば、第１の値および第２の値は画像のゼロ周波数成分を含む。
【００９７】
別の例では、コンピュータは、選択されたサブボリュームの部分のオブジェクトを選択するようにさらにプログラムされている。そのような例では、第２の値に基づいて第１の値を調整するステップは、基準サブボリュームからのオブジェクトの距離に基づく。一例では、基準サブボリュームは自動的に予め選択される。
【００９８】
さらに別の例では、ストリーク補正を実行するステップは、原画像から更新画像を減算して差分画像を生成するステップと、差分画像からゼロ周波数成分を減算して低周波数画像を生成するステップと、低周波数画像を更新画像に加算するステップとを含む。
【００９９】
本明細書において使用されるものとしては、単数で列挙され、単語「ａ」または「ａｎ」が続く要素またはステップは、そのような除外が明示的に述べられていない限り、複数の上記要素またはステップを除外しないものとして理解されるべきである。さらに、本発明の「一実施形態」への言及は、列挙された特徴をも組み込む追加の実施形態の存在を除外するものとして解釈されることを意図しない。さらに、明示的に反対の記載がない限り、特定の特性を有する要素または複数の要素を「備える」、「含む」または「有する」実施形態は、その特性を有しない追加の要素を含むことができる。「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「そこにある（ｉｎ  ｗｈｉｃｈ）」という用語は、それぞれの用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「その（ｗｈｅｒｅｉｎ）」の明示的な均等物として使用される。さらに、「第１の」、「第２の」、および「第３の」などの用語は、単にラベルとして使用され、それらの対象に数値的要件または特定の位置的順序を課すことを意図しない。
【０１００】
本明細書は、最良の態様を含めて本発明を開示するとともに、いかなる当業者も、任意のデバイスまたはシステムの作成および使用ならびに任意の組み込まれた方法の実行を含め、本発明を実施することを可能にするために、実施例を使用する。本発明の特許可能な範囲は特許請求の範囲によって定義されるとともに、当業者に想起される他の実施例を含んでもよい。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を有する場合、または、特許請求の範囲の文言と実質的な差のない等価の構造要素を含む場合に、特許請求の範囲内にあることが意図されている。
【符号の説明】
【０１０１】
１００  ＣＴシステム
１０２  ガントリ
１０４  Ｘ線放射線源
１０６  Ｘ線ビーム、Ｘ線放射線
１０８  検出器アレイ
１１０  画像処理ユニット
２００  イメージングシステム
２０２  検出器素子
２０４  被検体
２０６  回転中心
２０８  制御機構
２１０  Ｘ線コントローラ
２１２  ガントリモータコントローラ
２１４  データ取得システム
２１６  コンピューティングデバイス
２１８  記憶デバイス
２２０  オペレータコンソール
２２２  有線および／または無線ネットワーク
２２４  画像保管通信システム
２２６  テーブルモータコントローラ
２２８  電動テーブル
２３０  画像再構成器
２３２  ディスプレイ
４０５  原画像
４１０  プロセス
４１５  コントラスト正規化画像
４２０  プロセス
４２５  最終的なストリーク補正コントラスト正規化画像
６０５  原画像ボリューム
６１５  大まかに領域分割された画像ボリューム
６２５  バイナリマスク
６３５  マスクされた画像ボリューム
６４５  画像ボリューム
６５５  最終的な画像ボリューム
９００  概要
９０１  第１のスラブ
９０２  第２のスラブ
９０３  第３のスラブ
９０４  第４のスラブ
９１０  画像ボリューム
９２０  画像ボリューム
９２１  基準スラブ、網掛け部分
９２２  このスラブ、斜線部
９３０  画像ボリューム
９３１  基準スラブ、網掛け部分
９３２  このスラブ、網掛け部分
９４０  画像ボリューム
９４１  基準スラブ、網掛け部分
９４２  このスラブ、網掛け部分
１１０５  オブジェクトインデックス画像
１１１５  原画像
１１２５  補正画像
１１３５  差分画像
１１４５  ゼロ周波数差分画像
１１５５  ストリーク補正画像
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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