JP2003325479A - 撮像データの補正方法 - Google Patents
撮像データの補正方法Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T5/00—Image enhancement or restoration
- G06T5/50—Image enhancement or restoration using two or more images, e.g. averaging or subtraction
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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- G06T7/00—Image analysis
- G06T7/20—Analysis of motion
- G06T7/254—Analysis of motion involving subtraction of images
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
- G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
- G06T2207/30004—Biomedical image processing
- G06T2207/30048—Heart; Cardiac
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
- Nuclear Medicine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 検査領域に診断薬剤を入れることにより生じ
る変化の時間的経過を検査するための像データの変化の
確実な評価を可能にする。 【解決手段】 測定シーケンスの第１の像データセット
が診断上重要な事象の発生の前の検査対象物、第２の像
データセットが診断上重要な事象の発生の際ないし後の
検査対象物に関し、測定シーケンスの撮像のなかの像内
容をずらしてすべての像の検査対象物の位置をほぼ合致
させ、像データの第１の補正を行い、平均値像を第１の
像データセットから形成し、補正された第１および第２
の像データセットのすべての像を計算された平均値像に
より正規化して第２の補正を行い、第１の像データセッ
トの補正された像要素の値または像要素の平均値を第１
および第２の像データセットの像要素の値から差し引い
て第３の補正を行う。
る変化の時間的経過を検査するための像データの変化の
確実な評価を可能にする。 【解決手段】 測定シーケンスの第１の像データセット
が診断上重要な事象の発生の前の検査対象物、第２の像
データセットが診断上重要な事象の発生の際ないし後の
検査対象物に関し、測定シーケンスの撮像のなかの像内
容をずらしてすべての像の検査対象物の位置をほぼ合致
させ、像データの第１の補正を行い、平均値像を第１の
像データセットから形成し、補正された第１および第２
の像データセットのすべての像を計算された平均値像に
より正規化して第２の補正を行い、第１の像データセッ
トの補正された像要素の値または像要素の平均値を第１
および第２の像データセットの像要素の値から差し引い
て第３の補正を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は医用撮像診断法、特
に診断薬剤により検査領域内に生ぜしめられた変化の時
間的な経過に関する医用画像データセットの評価法に関
する。
に診断薬剤により検査領域内に生ぜしめられた変化の時
間的な経過に関する医用画像データセットの評価法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】患者の器官または身体領域内の例えば造
影剤または放射性医薬品のような診断用薬剤の伝搬の、
磁気共鳴トモグラフィまたはシンチグラフィの手段によ
る検査の叙述力は、さまざまな影響により損なわれる。
相応の検査は、異なる相続く時点に対する検査範囲の撮
像を供給する測定のシーケンスをもとにして行われる。
場合によっては病気が原因の変化の評価のためには、こ
うして発生された撮像シリーズの像データから、診断薬
剤により生ぜしめられた像強度変化が正確に評価されな
ければならない。
影剤または放射性医薬品のような診断用薬剤の伝搬の、
磁気共鳴トモグラフィまたはシンチグラフィの手段によ
る検査の叙述力は、さまざまな影響により損なわれる。
相応の検査は、異なる相続く時点に対する検査範囲の撮
像を供給する測定のシーケンスをもとにして行われる。
場合によっては病気が原因の変化の評価のためには、こ
うして発生された撮像シリーズの像データから、診断薬
剤により生ぜしめられた像強度変化が正確に評価されな
ければならない。
【０００３】診断用薬剤により生じる像強度変化の信頼
できる評価は、主として３つの影響により困難になる。
できる評価は、主として３つの影響により困難になる。
【０００４】第１の影響はたとえば心拍または呼吸のよ
うな身体機能に基づく身体内の器官の変形およびずれに
よるものである。従って像の撮像時点は測定シーケンス
において特定の身体機能と同期化される。こうして例え
ば心臓の灌流測定の際には心電図信号が心拍サイクルと
撮像を同期化するために使用される。測定シーケンスの
個々の撮像はそれにより常に心臓の変形状態と同じ変形
状態で得られる。しかし呼吸は心臓のサイクルとは異な
るサイクルで行われるので、個々の撮像における心臓ま
たはその表示のずれが生ずることになる。一般にこのこ
とは、検査される器官または検査される身体範囲の等し
い領域が撮像シリーズの個々の像の異なる位置に撮像さ
れることを意味する。従って像のなかの検査すべき身体
領域の位置の決定は撮像シリーズの他の像に転用され得
ない。
うな身体機能に基づく身体内の器官の変形およびずれに
よるものである。従って像の撮像時点は測定シーケンス
において特定の身体機能と同期化される。こうして例え
ば心臓の灌流測定の際には心電図信号が心拍サイクルと
撮像を同期化するために使用される。測定シーケンスの
個々の撮像はそれにより常に心臓の変形状態と同じ変形
状態で得られる。しかし呼吸は心臓のサイクルとは異な
るサイクルで行われるので、個々の撮像における心臓ま
たはその表示のずれが生ずることになる。一般にこのこ
とは、検査される器官または検査される身体範囲の等し
い領域が撮像シリーズの個々の像の異なる位置に撮像さ
れることを意味する。従って像のなかの検査すべき身体
領域の位置の決定は撮像シリーズの他の像に転用され得
ない。
【０００５】呼吸により生じる器官の運きが撮像シリー
ズの像データの評価を困難にしたり、または全く不可能
にすることを避けるため、測定シーケンスの撮像シリー
ズは何回も呼吸停止のもとに実行される。しかしながら
このことは相応する測定シーケンスの間に患者に大きい
負担をかけ、それによってさらに患者の信頼のおけない
負荷状況が発生され得る。
ズの像データの評価を困難にしたり、または全く不可能
にすることを避けるため、測定シーケンスの撮像シリー
ズは何回も呼吸停止のもとに実行される。しかしながら
このことは相応する測定シーケンスの間に患者に大きい
負担をかけ、それによってさらに患者の信頼のおけない
負荷状況が発生され得る。
【０００６】さらに評価が像データ発生のために使用さ
れる検出器の特性により影響される。特に測定対象物へ
の距離および（または）方向による検出器の感度の変化
は、検査領域の異なる位置の測定データまたはそれによ
り仲介される像強度の比較を困難にする。こうしてたと
えば磁気共鳴トモグラフィでは同種の組織が検出器コイ
ルへの間隔に関係して異なる強度を示す。その際に強度
はコイルへの間隔の増大と共に低下する。
れる検出器の特性により影響される。特に測定対象物へ
の距離および（または）方向による検出器の感度の変化
は、検査領域の異なる位置の測定データまたはそれによ
り仲介される像強度の比較を困難にする。こうしてたと
えば磁気共鳴トモグラフィでは同種の組織が検出器コイ
ルへの間隔に関係して異なる強度を示す。その際に強度
はコイルへの間隔の増大と共に低下する。
【０００７】従って、検出器コイルの近くの組織が検出
器からある距離に位置している組織と比較され、両組織
が診断薬剤の同一の濃度を含んでいると、コイルの近く
の組織内の薬剤はコイルから遠い組織よりも高い像強度
を生ずる。
器からある距離に位置している組織と比較され、両組織
が診断薬剤の同一の濃度を含んでいると、コイルの近く
の組織内の薬剤はコイルから遠い組織よりも高い像強度
を生ずる。
【０００８】この測定条件に基く信号変化の正しい評価
を視覚により行うことは、特に測定される信号強度が検
出器コイルまたは測定システムの撮像特性に付加して組
織自体の磁気的な特性にも影響されるので、非常に困難
である。
を視覚により行うことは、特に測定される信号強度が検
出器コイルまたは測定システムの撮像特性に付加して組
織自体の磁気的な特性にも影響されるので、非常に困難
である。
【０００９】類似の状況が、測定される像強度がガンマ
カメラの撮像特性および組織内の放射性医薬品の濃縮か
ら成っているシンチグラフィでも生ずる。
カメラの撮像特性および組織内の放射性医薬品の濃縮か
ら成っているシンチグラフィでも生ずる。
【００１０】さらに像強度または測定シーケンスの撮像
の像データセットにおける身体領域の像要素の値は、こ
の身体領域自体の組織の寄与と撮像の時点でのこの組織
内の診断薬剤の濃度の寄与とから成っているので、像強
度から診断薬剤の濃度は推定され得ない。
の像データセットにおける身体領域の像要素の値は、こ
の身体領域自体の組織の寄与と撮像の時点でのこの組織
内の診断薬剤の濃度の寄与とから成っているので、像強
度から診断薬剤の濃度は推定され得ない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、検査領域に診断薬剤を入れることにより発生される
変化の時間的経過を検査するための測定シーケンスの像
データを、これらの変化の確実な評価が可能なように補
正することである。
は、検査領域に診断薬剤を入れることにより発生される
変化の時間的経過を検査するための測定シーケンスの像
データを、これらの変化の確実な評価が可能なように補
正することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明の請求
項１の特徴により解決される。
項１の特徴により解決される。
【００１３】本発明によれば、医用診断の撮像システム
により検査対象物において時間的に連続して撮像される
測定のシーケンスの撮像データを補正するための方法が
提案され、この方法においては、シーケンスの少なくと
も第１の像データセットが診断上重要な事象の発生の前
の検査対象物に関するものであり、シーケンスの少なく
とも第２の像データセットが診断上重要な事象の発生の
際および（または）後の検査対象物に関するものであ
り、第１のステップにおいて、測定シーケンスの撮像に
おける像内容をずらすことによりすべての像における検
査対象物の位置がほぼ合致させられることによって像デ
ータの第１の補正が行われ、第２のステップにおいて、
平均値像が第１のステップで補正された第１の像データ
セットから形成され、第１のステップで補正された第１
および第２の像データセットのすべての像が計算された
平均値像に像要素ごとに正規化されることによって像デ
ータの第２の補正が行われ、第３のステップにおいて、
第１の像データセットの第２のステップで補正された像
の構造的に一様な像領域の像要素の値または第１の像デ
ータセットにおけるこの領域の像要素の平均値が第１お
よび第２の像データセットにおけるこの領域のすべての
像要素の値から差し引かれることによって像データの第
３の補正が行われる。
により検査対象物において時間的に連続して撮像される
測定のシーケンスの撮像データを補正するための方法が
提案され、この方法においては、シーケンスの少なくと
も第１の像データセットが診断上重要な事象の発生の前
の検査対象物に関するものであり、シーケンスの少なく
とも第２の像データセットが診断上重要な事象の発生の
際および（または）後の検査対象物に関するものであ
り、第１のステップにおいて、測定シーケンスの撮像に
おける像内容をずらすことによりすべての像における検
査対象物の位置がほぼ合致させられることによって像デ
ータの第１の補正が行われ、第２のステップにおいて、
平均値像が第１のステップで補正された第１の像データ
セットから形成され、第１のステップで補正された第１
および第２の像データセットのすべての像が計算された
平均値像に像要素ごとに正規化されることによって像デ
ータの第２の補正が行われ、第３のステップにおいて、
第１の像データセットの第２のステップで補正された像
の構造的に一様な像領域の像要素の値または第１の像デ
ータセットにおけるこの領域の像要素の平均値が第１お
よび第２の像データセットにおけるこの領域のすべての
像要素の値から差し引かれることによって像データの第
３の補正が行われる。
【００１４】本発明による補正方法は、検査領域の診断
薬剤の伝搬の時間的経過の確実な評価が可能にされるよ
うに、簡単な仕方で相応の測定シーケンスの撮像から上
記の擾乱因子の寄与を消去する。
薬剤の伝搬の時間的経過の確実な評価が可能にされるよ
うに、簡単な仕方で相応の測定シーケンスの撮像から上
記の擾乱因子の寄与を消去する。
【００１５】本発明の有利な構成は請求項２以下にあげ
られている。
られている。
【００１６】医用診断の撮像システムとしては、好まし
くは、磁気共鳴トモグラフィのためのシステムまたはシ
ンチグラフィシステムが使用される。
くは、磁気共鳴トモグラフィのためのシステムまたはシ
ンチグラフィシステムが使用される。
【００１７】僅かな費用でシーケンスの種々の像におけ
る検査対象物の位置適応を達成するため、像データの第
１の補正が相関解析を使用して有利に行われる。
る検査対象物の位置適応を達成するため、像データの第
１の補正が相関解析を使用して有利に行われる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を一
層詳細に説明する。
層詳細に説明する。
【００１９】たとえば磁気共鳴トモグラフィのような診
断方法において、検査される身体領域の内部の像表示が
得られる。
断方法において、検査される身体領域の内部の像表示が
得られる。
【００２０】図１は本発明による対象物の核スピン像を
発生するための磁気共鳴撮像または核スピントモグラフ
ィ装置の概要図を示す。この核スピントモグラフィ装置
の構成は従来通常のトモグラフィ装置の構成に相当す
る。基本磁界磁石１は、人体の検査すべき部分のような
対象物の検査範囲における核スピンのポラライゼーショ
ンまたは方向付けをするための時間的に一定の強い磁界
を発生する。核スピン共鳴測定のために必要な基本磁界
の高い均一性はたとえば球状の測定ボリウムＭのなかで
定められており、そのなかに人体の検査すべき部分が入
れられる。均一性の要求を支援するため、特に時間的に
不変の影響を消去するため、適切な個所に強磁性材料か
ら成るいわゆるシム板が取り付けられる。時間的に変化
する影響は、シム電流源１５により駆動されるシムコイ
ル２により消去される。
発生するための磁気共鳴撮像または核スピントモグラフ
ィ装置の概要図を示す。この核スピントモグラフィ装置
の構成は従来通常のトモグラフィ装置の構成に相当す
る。基本磁界磁石１は、人体の検査すべき部分のような
対象物の検査範囲における核スピンのポラライゼーショ
ンまたは方向付けをするための時間的に一定の強い磁界
を発生する。核スピン共鳴測定のために必要な基本磁界
の高い均一性はたとえば球状の測定ボリウムＭのなかで
定められており、そのなかに人体の検査すべき部分が入
れられる。均一性の要求を支援するため、特に時間的に
不変の影響を消去するため、適切な個所に強磁性材料か
ら成るいわゆるシム板が取り付けられる。時間的に変化
する影響は、シム電流源１５により駆動されるシムコイ
ル２により消去される。
【００２１】基本磁界磁石１のなかに、３つの部分巻線
から成る円筒状の傾斜コイルシステム３が入れられてい
る。各部分巻線は増幅器１４から、直交座標系の各方向
に線形の傾斜磁界を発生するための電流を供給される。
その際に傾斜コイルシステム３の第１の部分巻線はｘ方
向に傾斜磁界Ｇxを、第２の部分巻線はｙ方向に傾斜磁
界Ｇyを、また第３の部分巻線はｚ方向に傾斜磁界Ｇzを
発生する。各増幅器１４は、シーケンス制御部１８によ
り傾斜バルスを時間的に正しく発生するために駆動され
るディジタル-アナログ変換器を含んでいる。
から成る円筒状の傾斜コイルシステム３が入れられてい
る。各部分巻線は増幅器１４から、直交座標系の各方向
に線形の傾斜磁界を発生するための電流を供給される。
その際に傾斜コイルシステム３の第１の部分巻線はｘ方
向に傾斜磁界Ｇxを、第２の部分巻線はｙ方向に傾斜磁
界Ｇyを、また第３の部分巻線はｚ方向に傾斜磁界Ｇzを
発生する。各増幅器１４は、シーケンス制御部１８によ
り傾斜バルスを時間的に正しく発生するために駆動され
るディジタル-アナログ変換器を含んでいる。
【００２２】傾斜磁界システム３の内側に、高周波電力
増幅器から発せられる高周波パルスを、検査すべき対象
物または対象物の検査すべき範囲の核の励起および核ス
ピンの方向付けを行うための交番磁界に変換する高周波
アンテナ４が位置している。高周波アンテナ４は、１つ
または複数の高周波送信コイルおよび１つまたは複数の
高周波受信コイル、場合によってはコンポーネントコイ
ルの配置（一般的な名称“アレイコイル”または“フェ
イズドアレイコイル”）から成っている。高周波アンテ
ナ４の高周波受信コイルからは、歳差運動する核スピン
から出発する交番磁界が、すなわち通例は１つまたは複
数の高周波パルスおよび１つまたは複数の傾斜パルスか
ら成るパルスシーケンスにより生じる核スピンエコー信
号が、増幅器７を介して高周波システム２２の高周波受
信チャネル８に供給される電圧に変換される。高周波シ
ステム２２はさらに送信チャネル９を含んでおり、その
なかで磁気的な核共鳴を励起するための高周波パルスが
発生される。その際に各高周波パルスは設備計算機２０
により予め定められたパルスシーケンスに基づいてシー
ケンス制御部１８においてディジタルに複素数の列とし
て表される。この数列は実数部分および虚数部分として
それぞれ入力端１２を介して高周波システム２２のなか
のディジタル-アナログ変換器に、またそこから送信チ
ャネル９に供給される。送信チャネル９においてパルス
シーケンスは、測定ボリウム内の核スピンの共鳴周波数
に相当するベース周波数を有する高周波搬送信号に重畳
される。
増幅器から発せられる高周波パルスを、検査すべき対象
物または対象物の検査すべき範囲の核の励起および核ス
ピンの方向付けを行うための交番磁界に変換する高周波
アンテナ４が位置している。高周波アンテナ４は、１つ
または複数の高周波送信コイルおよび１つまたは複数の
高周波受信コイル、場合によってはコンポーネントコイ
ルの配置（一般的な名称“アレイコイル”または“フェ
イズドアレイコイル”）から成っている。高周波アンテ
ナ４の高周波受信コイルからは、歳差運動する核スピン
から出発する交番磁界が、すなわち通例は１つまたは複
数の高周波パルスおよび１つまたは複数の傾斜パルスか
ら成るパルスシーケンスにより生じる核スピンエコー信
号が、増幅器７を介して高周波システム２２の高周波受
信チャネル８に供給される電圧に変換される。高周波シ
ステム２２はさらに送信チャネル９を含んでおり、その
なかで磁気的な核共鳴を励起するための高周波パルスが
発生される。その際に各高周波パルスは設備計算機２０
により予め定められたパルスシーケンスに基づいてシー
ケンス制御部１８においてディジタルに複素数の列とし
て表される。この数列は実数部分および虚数部分として
それぞれ入力端１２を介して高周波システム２２のなか
のディジタル-アナログ変換器に、またそこから送信チ
ャネル９に供給される。送信チャネル９においてパルス
シーケンスは、測定ボリウム内の核スピンの共鳴周波数
に相当するベース周波数を有する高周波搬送信号に重畳
される。
【００２３】送信作動から受信作動への切換は送信受信
切換器６を介して行われる。高周波アンテナ４の高周波
送信コイルは測定ボリウムＭ内に核スピンを励起するた
めの高周波パルスを放射し、その結果として生ずるエコ
ー信号を高周波受信コイルを介して検出する。相応して
得られた核共鳴信号は高周波システム２２の受信チャネ
ル８のなかで位相に関して復調され、その各アナログ-
ディジタル変換器を介して測定信号の実数部分および虚
数部分に変換される。像計算機１７によりこうして得ら
れた測定データから像が再構成される。測定データ、像
データおよび制御プログラムの管理は設備計算機２０を
介して行われる。制御プログラムによる設定に基づいて
シーケンス制御部１８がそれぞれ望まれるパルスシーケ
ンスの発生およびｋ空間の相応の走査をコントロールす
る。特にシーケンス制御部１８はその際に傾斜の時間的
に正しい切換、定められた位相および振幅を有する高周
波バルスの送り出しならびに核共鳴信号の受信を制御す
る。高周波システム２２およびシーケンス制御部１８に
対するタイムベースはシンセサイザー１９から与えられ
る。核スピン像を発生するための相応の制御プログラム
の選択ならびに発生された核スピン像の表示は、キーボ
ードならびに１つまたは複数の像スクリーンを含むター
ミナル２１を介して行われる。ターミナル２１はさらに
核スピン像の本発明による評価をするために用いられ
る。
切換器６を介して行われる。高周波アンテナ４の高周波
送信コイルは測定ボリウムＭ内に核スピンを励起するた
めの高周波パルスを放射し、その結果として生ずるエコ
ー信号を高周波受信コイルを介して検出する。相応して
得られた核共鳴信号は高周波システム２２の受信チャネ
ル８のなかで位相に関して復調され、その各アナログ-
ディジタル変換器を介して測定信号の実数部分および虚
数部分に変換される。像計算機１７によりこうして得ら
れた測定データから像が再構成される。測定データ、像
データおよび制御プログラムの管理は設備計算機２０を
介して行われる。制御プログラムによる設定に基づいて
シーケンス制御部１８がそれぞれ望まれるパルスシーケ
ンスの発生およびｋ空間の相応の走査をコントロールす
る。特にシーケンス制御部１８はその際に傾斜の時間的
に正しい切換、定められた位相および振幅を有する高周
波バルスの送り出しならびに核共鳴信号の受信を制御す
る。高周波システム２２およびシーケンス制御部１８に
対するタイムベースはシンセサイザー１９から与えられ
る。核スピン像を発生するための相応の制御プログラム
の選択ならびに発生された核スピン像の表示は、キーボ
ードならびに１つまたは複数の像スクリーンを含むター
ミナル２１を介して行われる。ターミナル２１はさらに
核スピン像の本発明による評価をするために用いられ
る。
【００２４】像要素の強度は磁気共鳴トモグラフィでは
撮像される組織の特性および測定システムの特性により
決定される。造影剤を与えることにより像強度は高めら
れ得る。このような造影剤法は特にたとえば心臓のよう
な器官における潅流測定の際に応用される。その際に注
入により患者に投与された造影剤は血液循環を介してあ
る時間の間に検査される器官に達し、そこで分散され、
最後に再びゆっくりと身体から排出される。
撮像される組織の特性および測定システムの特性により
決定される。造影剤を与えることにより像強度は高めら
れ得る。このような造影剤法は特にたとえば心臓のよう
な器官における潅流測定の際に応用される。その際に注
入により患者に投与された造影剤は血液循環を介してあ
る時間の間に検査される器官に達し、そこで分散され、
最後に再びゆっくりと身体から排出される。
【００２５】心筋層の潅流測定の過程では種々の心筋領
域のなかへの造影剤の浸透の時間的経過が観察される。
そのために測定シーケンスの枠内で、造影剤の注入また
はその直前の時点で始まって、心臓の複数の撮像が時間
的に順次に行われる。造影剤が心筋のなかに浸透する
と、各撮像におけるこの心筋に該当する像要素の強度が
高くなる。
域のなかへの造影剤の浸透の時間的経過が観察される。
そのために測定シーケンスの枠内で、造影剤の注入また
はその直前の時点で始まって、心臓の複数の撮像が時間
的に順次に行われる。造影剤が心筋のなかに浸透する
と、各撮像におけるこの心筋に該当する像要素の強度が
高くなる。
【００２６】潅流測定の際には組織領域の撮像における
造影剤により生じる強度上昇が時間的に追跡される。評
価のためにこの組織領域の像点の強度値が時間の関数と
してまたは類似の仕方で測定のシーケンスの撮像の順序
を横軸にとって記入される。相応の評価が図２に示され
ている。
造影剤により生じる強度上昇が時間的に追跡される。評
価のためにこの組織領域の像点の強度値が時間の関数と
してまたは類似の仕方で測定のシーケンスの撮像の順序
を横軸にとって記入される。相応の評価が図２に示され
ている。
【００２７】図２は造影剤投与による潅流測定の間の目
立たない心筋層組織を有する心筋の４種類の組織領域
（丸印、四角印、三角印、ペケ印）の像強度の時間的な
変化を示す。検出器コイルへの組織領域の間隔は異なっ
ており、その際に領域２（四角印）はコイルから最も遠
く離れている。
立たない心筋層組織を有する心筋の４種類の組織領域
（丸印、四角印、三角印、ペケ印）の像強度の時間的な
変化を示す。検出器コイルへの組織領域の間隔は異なっ
ており、その際に領域２（四角印）はコイルから最も遠
く離れている。
【００２８】個々の組織領域の位置および広がりは測定
シーケンスの像表示のなかで決められる。このようにし
て定められた組織領域の像強度は測定シーケンスの各撮
像において決められ、像番号を横軸にとって図２に記入
されている。
シーケンスの像表示のなかで決められる。このようにし
て定められた組織領域の像強度は測定シーケンスの各撮
像において決められ、像番号を横軸にとって図２に記入
されている。
【００２９】個々の撮像のなかの定められた組織領域
の、測定中の対象物の動きにより生じる位置ずれに基づ
いて、各撮像における各領域の位置が他のものに無関係
に決められなければならない。従って本発明によれば個
々の領域の強度値の決定の前に運動補正が実行される。
の、測定中の対象物の動きにより生じる位置ずれに基づ
いて、各撮像における各領域の位置が他のものに無関係
に決められなければならない。従って本発明によれば個
々の領域の強度値の決定の前に運動補正が実行される。
【００３０】そのために測定シーケンスのすべての像の
なかの検査対象物の撮像の位置が、像のなかの対象物の
撮像が同一の位置を占めるように補正される。これはた
とえば撮像シリーズの像の相関解析により実現され得
る。相関解析のために使用される像領域はその際に全体
像、その部分または全体像のディスジャンクトな像領域
により形成され得る。運動補正の結果として、組織領域
が常に同一の位置にある撮像シリーズが得られる。
なかの検査対象物の撮像の位置が、像のなかの対象物の
撮像が同一の位置を占めるように補正される。これはた
とえば撮像シリーズの像の相関解析により実現され得
る。相関解析のために使用される像領域はその際に全体
像、その部分または全体像のディスジャンクトな像領域
により形成され得る。運動補正の結果として、組織領域
が常に同一の位置にある撮像シリーズが得られる。
【００３１】運動補正により撮像シリーズのすべての像
に対して有効な、組織領域の幾何学的な特徴および位置
の決定がシリーズのただ１つの像から可能にされる。図
２に対してはいま像強度値が各決定された組織領域に対
して別々に読み出され、撮像の順序で記入される。
に対して有効な、組織領域の幾何学的な特徴および位置
の決定がシリーズのただ１つの像から可能にされる。図
２に対してはいま像強度値が各決定された組織領域に対
して別々に読み出され、撮像の順序で記入される。
【００３２】時間ｔの関数としての組織領域ｉからの測
定信号Ｓi(ｔ)の時間的に変化する値は原組織の時間に
無関係な信号寄与Ｓi 0および組織変化の時間的に変化し
得る信号寄与ΔＳi(ｔ)ならびにノイズ成分Ｓnから成っ
ている。像強度Ｂiへの組織領域ｉからの測定信号Ｓiの
変換は使用される検出器により、撮像される領域の像強
度Ｂiが Ｂi(ｔ)＝ｋi・（Ｓi 0＋ΔＳi(ｔ)）＋Ｓn （１） として計算されるように、重み付けｋiを受ける。
定信号Ｓi(ｔ)の時間的に変化する値は原組織の時間に
無関係な信号寄与Ｓi 0および組織変化の時間的に変化し
得る信号寄与ΔＳi(ｔ)ならびにノイズ成分Ｓnから成っ
ている。像強度Ｂiへの組織領域ｉからの測定信号Ｓiの
変換は使用される検出器により、撮像される領域の像強
度Ｂiが Ｂi(ｔ)＝ｋi・（Ｓi 0＋ΔＳi(ｔ)）＋Ｓn （１） として計算されるように、重み付けｋiを受ける。
【００３３】叙述力のある解析のためにノイズ成分は像
強度Ｂiへの決定的な影響を有しておらず、従って以下
では無視される。
強度Ｂiへの決定的な影響を有しておらず、従って以下
では無視される。
【００３４】潅流測定の際に造影剤が検査される組織内
に投与されないかぎり、組織表示の像強度は変化しな
い。注入された造影剤が組織に達し、そこで広がると、
組織の強度は時間と共に組織からの造影剤の排出により
像強度値がゆっくりと再び元の時間に無関係な値に減少
するまで増大する。従って、像強度への時間に関係する
寄与は検査される組織のなかの造影剤の濃度に対する尺
度である。
に投与されないかぎり、組織表示の像強度は変化しな
い。注入された造影剤が組織に達し、そこで広がると、
組織の強度は時間と共に組織からの造影剤の排出により
像強度値がゆっくりと再び元の時間に無関係な値に減少
するまで増大する。従って、像強度への時間に関係する
寄与は検査される組織のなかの造影剤の濃度に対する尺
度である。
【００３５】組織領域ｉの像強度への幾何学的感度また
は重み付け係数ｋiの影響を消去するため、後続の第２
の補正ステップで測定シーケンスのすべての撮像が平均
値像に正規化される。
は重み付け係数ｋiの影響を消去するため、後続の第２
の補正ステップで測定シーケンスのすべての撮像が平均
値像に正規化される。
【００３６】そのために先ず、時間的に変化し得る信号
変化ΔＳi(ｔ)がまだ像強度Ｂi(ｔ)に寄与を与えない像
が決定される。換言すれば像の選択が撮像シリーズから
組織領域ｉの１つのなかの造影剤の出現の前に行われ
る。この選択から平均値像が、たとえば選択を代表する
像が選び出されるか、または平均値像がたとえば像要素
ごとの算術または二乗平均値形成に基づいて選択のある
数の像から計算されることによって、平均値像が決定さ
れる。一般に選択のすべての像が使用される。最適な結
果を得るため、比較的大きいノイズ成分を有する像は平
均値形成から除外され得る。平均値像としての代表的な
像の選択はたとえば低いノイズ成分Ｓnおよび（また
は）先行の運動補正の際の像内容の可能なかぎりわずか
な変化のような規範に基づき得る。こうしてこの平均値
像は造影剤の最初の出現の前の検査対象物の平均的な撮
像に相当する。
変化ΔＳi(ｔ)がまだ像強度Ｂi(ｔ)に寄与を与えない像
が決定される。換言すれば像の選択が撮像シリーズから
組織領域ｉの１つのなかの造影剤の出現の前に行われ
る。この選択から平均値像が、たとえば選択を代表する
像が選び出されるか、または平均値像がたとえば像要素
ごとの算術または二乗平均値形成に基づいて選択のある
数の像から計算されることによって、平均値像が決定さ
れる。一般に選択のすべての像が使用される。最適な結
果を得るため、比較的大きいノイズ成分を有する像は平
均値形成から除外され得る。平均値像としての代表的な
像の選択はたとえば低いノイズ成分Ｓnおよび（また
は）先行の運動補正の際の像内容の可能なかぎりわずか
な変化のような規範に基づき得る。こうしてこの平均値
像は造影剤の最初の出現の前の検査対象物の平均的な撮
像に相当する。
【００３７】すぐ次のステップとして、個々の像要素の
平面上において運動補正された撮像の像強度が平均値像
の像強度Ｂi mにより除算さることによって、測定シーケ
ンスのすべての撮像がこの平均値像に正規化される。従
って一般に検査対象物の正規化された撮像のなかの組織
領域ｉの像強度Ｂi norm(ｔ)に対して Ｂi norm(ｔ)＝Ｂi(ｔ)/Ｂi m＝ｋi・(Ｓi 0＋ΔＳi(ｔ))/(ｋi・Ｓi m) ＝(Ｓi 0＋ΔＳi(ｔ))/ Ｓi m （２） が得られる。ここで(ｋi・Ｓi m)は平均値像における組
織領域ｉの像強度、またＳi mはこの像強度に対応付けら
れている組織の中央の信号強度を示す。
平面上において運動補正された撮像の像強度が平均値像
の像強度Ｂi mにより除算さることによって、測定シーケ
ンスのすべての撮像がこの平均値像に正規化される。従
って一般に検査対象物の正規化された撮像のなかの組織
領域ｉの像強度Ｂi norm(ｔ)に対して Ｂi norm(ｔ)＝Ｂi(ｔ)/Ｂi m＝ｋi・(Ｓi 0＋ΔＳi(ｔ))/(ｋi・Ｓi m) ＝(Ｓi 0＋ΔＳi(ｔ))/ Ｓi m （２） が得られる。ここで(ｋi・Ｓi m)は平均値像における組
織領域ｉの像強度、またＳi mはこの像強度に対応付けら
れている組織の中央の信号強度を示す。
【００３８】この正規化により、検査される組織の各々
の場所に対して像強度への異なる重み付け係数ｋiの影
響が消去される。従って相対的な像強度は正規化された
像において検出器コイルの影響に無関係、特に検出器コ
イルと撮像される組織領域との間の間隔に無関係であ
る。
の場所に対して像強度への異なる重み付け係数ｋiの影
響が消去される。従って相対的な像強度は正規化された
像において検出器コイルの影響に無関係、特に検出器コ
イルと撮像される組織領域との間の間隔に無関係であ
る。
【００３９】潅流測定の際には専ら造影剤投与の結果と
しての組織の変化の時間的な経過が関心の対象である。
組織のなかの造影剤の濃度および分布を確実に決定する
ため、像強度へのネーティブな組織の影響が消去されな
ければならない。このことは特に測定シーケンスの像の
なかのわずかな造影剤濃度を検知するための前提条件で
もある。
しての組織の変化の時間的な経過が関心の対象である。
組織のなかの造影剤の濃度および分布を確実に決定する
ため、像強度へのネーティブな組織の影響が消去されな
ければならない。このことは特に測定シーケンスの像の
なかのわずかな造影剤濃度を検知するための前提条件で
もある。
【００４０】像強度Ｂi norm(ｔ)へのネーティブな組織
の寄与は測定シーケンスの撮像のなかで時間に無関係な
強度寄与Ｓi 0として与えられている。この強度寄与はい
わゆる組織のなかの造影剤を検知するためのバックグラ
ウンドを形成する。このバックグラウンドは正規化され
た平均値像に相当する。
の寄与は測定シーケンスの撮像のなかで時間に無関係な
強度寄与Ｓi 0として与えられている。この強度寄与はい
わゆる組織のなかの造影剤を検知するためのバックグラ
ウンドを形成する。このバックグラウンドは正規化され
た平均値像に相当する。
【００４１】検査される組織領域の測定シーケンスの間
に生ずる変化の強度寄与Ｂi k(ｔ)を像強度Ｂi norm(ｔ)
から抽出するためには、ネーティブな組織の寄与が像強
度Ｂi norm(ｔ)から差し引かれなければならない。
に生ずる変化の強度寄与Ｂi k(ｔ)を像強度Ｂi norm(ｔ)
から抽出するためには、ネーティブな組織の寄与が像強
度Ｂi norm(ｔ)から差し引かれなければならない。
【００４２】従って強度Ｂi kは領域ｉに対して下式によ
り生ずる。 Ｂi k(ｔ)＝Ｂi norm(ｔ)−１＝（Ｓi 0−Ｓi m＋ΔＳi(ｔ)）/Ｓi m ⇒Ｂi k(ｔ)≒ΔＳi(ｔ)/ Ｓi m Ｓi m≒Ｓi 0に対して (３)
り生ずる。 Ｂi k(ｔ)＝Ｂi norm(ｔ)−１＝（Ｓi 0−Ｓi m＋ΔＳi(ｔ)）/Ｓi m ⇒Ｂi k(ｔ)≒ΔＳi(ｔ)/ Ｓi m Ｓi m≒Ｓi 0に対して (３)
【００４３】式（３）に従って補正された像データはい
ま検査される組織のなかに造影剤により生じた変化を表
す。それらは潅流による組織変化を検知するための敏感
な方法である。
ま検査される組織のなかに造影剤により生じた変化を表
す。それらは潅流による組織変化を検知するための敏感
な方法である。
【００４４】式（３）に従って補正された像は同様に図
３に示されているような補正された信号-時間曲線を簡
単に作成するための出発点を形成する。
３に示されているような補正された信号-時間曲線を簡
単に作成するための出発点を形成する。
【００４５】信号-時間曲線は測定シーケンスの撮像の
順序で選択された組織領域の像強度をグラフ表示で表
す。撮像の各々は特定の時点で作成されたので、この表
示は選択された組織領域に対する像強度の時間的経過を
も示す。図２の信号-時間ダイアグラム３０に示されて
いる信号-時間曲線３１、３２、３３および３４は領域
１、領域２、領域３および領域４と呼ばれる組織領域の
像強度Ｂi(ｔ)の時間的経過に相当し、像データセット
の運動補正に基づいて作成された。
順序で選択された組織領域の像強度をグラフ表示で表
す。撮像の各々は特定の時点で作成されたので、この表
示は選択された組織領域に対する像強度の時間的経過を
も示す。図２の信号-時間ダイアグラム３０に示されて
いる信号-時間曲線３１、３２、３３および３４は領域
１、領域２、領域３および領域４と呼ばれる組織領域の
像強度Ｂi(ｔ)の時間的経過に相当し、像データセット
の運動補正に基づいて作成された。
【００４６】それに対し図３の信号-時間ダイアグラム
４０は、付加的に正規化されまたバックグラウンド差し
引きにより補正された像データＢi kから求められた同一
の組織領域、領域１、領域２、領域３および領域４、の
補正された信号-時間曲線４１、４２、４３および４４
を表す。
４０は、付加的に正規化されまたバックグラウンド差し
引きにより補正された像データＢi kから求められた同一
の組織領域、領域１、領域２、領域３および領域４、の
補正された信号-時間曲線４１、４２、４３および４４
を表す。
【００４７】本発明による補正方法の応用により、たと
えば検出器コイルからの検査される組織領域の間隔のよ
うな信号値へのローカルな影響が補正され、互いの信号
変化の確実な評価が可能にされることは図３から明らか
である。
えば検出器コイルからの検査される組織領域の間隔のよ
うな信号値へのローカルな影響が補正され、互いの信号
変化の確実な評価が可能にされることは図３から明らか
である。
【００４８】検出器コイルへのより大きい間隔に基づい
て、専ら運動補正された像データセットにおける領域２
に対する像強度の造影剤により生じる上昇は他の３つの
領域の１つにおけるそれよりも明らかにわずかである。
このことは他の信号-時間曲線３１、３３および３４と
比較しての信号-時間曲線３２のわずかな上昇から読み
取れる。正規化によりこのローカルな影響が、すべての
４つの領域のなかに等しい造影剤濃度の際に像強度の同
一の増大が達成されるように補償される。さらにバック
グラウンド差し引きにより信号-時間曲線が直接的に比
較可能である。
て、専ら運動補正された像データセットにおける領域２
に対する像強度の造影剤により生じる上昇は他の３つの
領域の１つにおけるそれよりも明らかにわずかである。
このことは他の信号-時間曲線３１、３３および３４と
比較しての信号-時間曲線３２のわずかな上昇から読み
取れる。正規化によりこのローカルな影響が、すべての
４つの領域のなかに等しい造影剤濃度の際に像強度の同
一の増大が達成されるように補償される。さらにバック
グラウンド差し引きにより信号-時間曲線が直接的に比
較可能である。
【００４９】例として示された潅流測定の結果として、
異なる心筋層領域、領域１、領域２、領域３および領域
４、の血液潅流に有意な差が存在しないことは図３から
明らかである。
異なる心筋層領域、領域１、領域２、領域３および領域
４、の血液潅流に有意な差が存在しないことは図３から
明らかである。
【００５０】本発明による補正方法は核スピントモグラ
フィ装置における心筋層の潅流測定を例として説明され
たが、本方法は組織内の診断薬剤の時間的に変化する分
布または時間的に変化する濃度を測定する医学診断のす
べての撮像による測定方法に使用され得る。従って本発
明による方法は肺または腎臓潅流測定の際ならびにシン
チグラフィにも応用され得る。
フィ装置における心筋層の潅流測定を例として説明され
たが、本方法は組織内の診断薬剤の時間的に変化する分
布または時間的に変化する濃度を測定する医学診断のす
べての撮像による測定方法に使用され得る。従って本発
明による方法は肺または腎臓潅流測定の際ならびにシン
チグラフィにも応用され得る。
【００５１】本方法は撮像による測定システムのデータ
処理装置または測定システムと無関係なデータ処理装置
上で実行するためのコンピェータソフトウェアとして実
現され得る。コンピェータソフトウェアはそのためにデ
ータ処理装置のメモリのなかにロードされ、その処理ユ
ニット、たとえばデータ処理装置のプロセッサにより実
行される。
処理装置または測定システムと無関係なデータ処理装置
上で実行するためのコンピェータソフトウェアとして実
現され得る。コンピェータソフトウェアはそのためにデ
ータ処理装置のメモリのなかにロードされ、その処理ユ
ニット、たとえばデータ処理装置のプロセッサにより実
行される。
【図１】本発明による核スピントモグラフィ装置の概要
図。
図。
【図２】潅流測定の時間的経過において心筋層の４つの
相異なる領域の像強度の経過を示すダイアグラム。
相異なる領域の像強度の経過を示すダイアグラム。
【図３】潅流測定の時間的経過において心筋層の４つの
相異なる領域の本発明によ補正された像強度の経過を示
すダイアグラム。
相異なる領域の本発明によ補正された像強度の経過を示
すダイアグラム。
１ 基本磁界磁石
２ シムコイル
３ 勾配磁界システム
４ 高周波アンテナ
５ 対象物台
６ 受信切換器
７ 増幅器
８ 高周波受信チャネル
９ 送信チャネル
１１ 出力端
１２ 入力端
１７ 像計算機
１８ シーケンス制御部
１９ シンセサイザー
２０ 設備計算機
２１ ターミナル
２２ 高周波システム
３０ 運動補正に基づく信号-時間ダイアグラム
３１ 領域１の信号-時間ダイアグラム
３２ 領域２の信号-時間ダイアグラム
３３ 領域３の信号-時間ダイアグラム
３４ 領域４の信号-時間ダイアグラム
４０ 像データの完全な本発明による補正に基づく信号
-時間ダイアグラム ４１ 領域１の信号-時間ダイアグラム ４２ 領域２の信号-時間ダイアグラム ４３ 領域３の信号-時間ダイアグラム ４４ 領域４の信号-時間ダイアグラム
-時間ダイアグラム ４１ 領域１の信号-時間ダイアグラム ４２ 領域２の信号-時間ダイアグラム ４３ 領域３の信号-時間ダイアグラム ４４ 領域４の信号-時間ダイアグラム
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2G088 EE01 FF04 GG09 JJ05 JJ06
KK32 KK33 LL11 LL12 LL13
LL18
4C096 AA11 AB12 AD14 DC15 DC33
Claims (8)
- 【請求項１】 医用診断の撮像システムにより検査対象
物において時間的に連続して撮像される測定のシーケン
スの撮像データを補正するための方法において、シーケ
ンスの少なくとも第１の像データセットが診断上重要な
事象の発生の前の検査対象物に関するものであり、シリ
ーズの少なくとも第２の像データセットが診断上重要な
事象の発生の際および（または）後の検査対象物に関す
るものであり、 −第１のステップにおいて、測定シーケンスの撮像のな
かの像内容をずらすことによりすべての像のなかの検査
対象物の位置がほぼ合致させられることによって、像デ
ータの第１の補正が行われ、 −第２のステップにおいて、平均値像が第１のステップ
で補正された第１の像データセットから形成され、第１
のステップで補正された第１および第２の像データセッ
トのすべての像が計算された平均値像に像要素ごとに正
規化されることによって、像データの第２の補正が行わ
れ、 −第３のステップにおいて、第１の像データセットの第
２のステップで補正された像の構造的に一様な像領域の
像要素の値または第１の像データセットのなかのこの領
域の像要素の平均値が第１および第２の像データセット
のなかのこの領域のすべての像要素の値から差し引かれ
ることによって、測定データの第３の補正が行われるこ
とを特徴とする撮像データの補正方法。 - 【請求項２】 像データの第１の補正が相関解析により
行われることを特徴とする請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 平均値像が第１のステップで補正された
像データセットのある数の像の像要素ごとの算術的また
は二乗的な平均値形成により求められることを特徴とす
る請求項１または２記載の方法。 - 【請求項４】 平均値像として第１のステップで補正さ
れた像データセットのある数の像からわずかなノイズ成
分および（または）像データの第１の補正によるわずか
な変化を有する像が選ばれることを特徴とする請求項１
または２記載の方法。 - 【請求項５】 医用診断の撮像システムが磁気共鳴トモ
グラフィシステムであることを特徴とする請求項１ない
し４のいずれか１つに記載の方法。 - 【請求項６】 医用診断の撮像システムがシンチグラフ
ィックシステムであることを特徴とする請求項１ないし
５のいずれか１つに記載の方法。 - 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれか１つに記載
の方法により核スピン測定のシーケンスの撮像の像デー
タを補正するための装置を有する核スピントモグラフィ
装置において、 −ユーザーによる補正のために像データを選ぶため、ユ
ーザーによる選ばれた像データの補正をさせるため、ま
た補正結果を表示するためのユーザーインタフェース
（２１）と、 −補正方法に従ってユーザーにより選ばれた像データを
処理するための処理ユニット（２９）とを有することを
特徴とする核スピントモグラフィ装置。 - 【請求項８】 医用診断の撮像システムにより検査対象
物において時間的に順次撮像された測定のシーケンスの
撮像の像データを補正するためのコンピュータソフトウ
ェア製品において、データ処理設備のメモリ装置への記
憶および処理装置による実行の際に請求項１ないし６の
いずれか１つに記載の方法を実行するための命令を有す
ることを特徴とするコンピュータソフトウェア製品。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE10221643.6 | 2002-05-15 | ||
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