JP2006239420A - ディジタル・トモシンセシスのフィルタ処理逆投影再構築に関するシステム、方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ディジタル・トモシンセシスのフィルタ処理逆投影再構築に関するシステム、方法及び装置を提供すること。
【解決手段】２次元（２Ｄ）画像を３次元（３Ｄ）画像にするように逆投影する前に第１群の設定を用いて２Ｄ画像をプレフィルタ処理し、次いで別群の設定を用いて３Ｄ画像をポストフィルタ処理することによって、特殊な逆投影処理により一連の２Ｄ画像から微細かつ鮮明な３Ｄ画像（１１８）が再構築されるシステム、方法及び装置を提供する。幾つかの実施形態では、被検体内の関心対象構造に対する強調を提供するために第１群の設定と第２群の設定は互いに対して相乗作用性に最適化される。
【選択図】図１

Description

（関連出願）
本発明は、全般的には医用イメージングに関し、さらに詳細には医用画像処理の構成に関する。

電磁的イメージングは、被検体内のある特定の関心対象構造の状態を調べるために利用されるのが一般的である。対象者の関心対象構造には、心臓などのある特定の臓器や、脛骨などのある特定の骨が含まれる。

ディジタル・トモシンセシス・イメージングはさらに、１組の２次元（２Ｄ）投影放射線撮像画像から再構築された被検体の３次元（３Ｄ）画像を提供する。ディジタル・トモシンセシス・システムは、Ｘ線源と、ディジタル検出器とする２ＤのＸ線検出器と、を含む。従来のディジタル・トモシンセシス・システムでは、データ収集中にＸ線源をガントリによって旋回点の周りにある限られた角度範囲にわたって弧状に回転させると共に、Ｘ線源の離散的な箇所において被検体の１組の投影放射線像が検出器によって収集される。この検出器は、放射線像の収集に際してある静止位置に維持される。様々な向きからの被検体の撮像によって、最終画像に深度情報を組み入れることができる。もちろんこの深度情報は、非トモシンセシス・イメージングでは入手することができない。

投影放射線像が得られると、これらの放射線像は互いに対して空間的に平行移動させ、トモシンセシス面内において構造の像が正確に重なるような方式で重ね合わせられる。トモシンセシス面の外部の構造の像は正確に重ならず、これらの構造については深度依存のぼけが生じる。投影放射線像に対する相対的平行移動の量を変更することによって、被検体内部においてトモシンセシス面の箇所を変化させることができる。トモシンセシス面が変更されるごとに、重ね合わせた構造に対応した画像データが重ね合わされると共にそのトモシンセシス面内の構造の２Ｄ画像が得られる。被検体の２Ｄ画像の全体組を収集し終わると、この２Ｄ画像組から被検体の３Ｄ画像が再構築される。

コンピュータ断層法（ＣＴ）は、患者にＸ線を当てること、患者の身体の一部分に関するディジタルＸ線データを収集すること、並びにこのディジタルＸ線データを処理し逆投影して被検体の３Ｄ画像を再構築することを一般に伴う技法である。この画像は次いで、ＣＴシステムの表示モニタ上に表示されることがある。

ＣＴシステムは、典型的には、ガントリと、寝台と、Ｘ線管と、Ｘ線検出器アレイと、コンピュータと、表示モニタと、を備える。コンピュータは、ガントリの制御装置に対してある回転速度でＸ線管及び／または検出器アレイを回転させ患者の周りでＸ線管と検出器アレイの間で３６０°の相対的回転を生じさせるコマンドをこの制御装置に送っている。検出器アレイは通常、湾曲アレイ状の検出器素子（第３世代ＣＴシステム）かリンク状の検出器素子（第４世代ＣＴシステム）のいずれかよりなる。リンク状検出器素子が使用される場合には、Ｘ線管だけが回転を受ける。

従来の再構築法は主に、下に位置する／上に位置する関心対象構造を抑制することに注目しており、トモシンセシス投影の独特の特性（特に、スペクトル）を考慮に入れたり、関心対象構造を増強するための方法を最適化することにはほとんど注目していない。フィルタ処理逆投影に関する初期の取り組みでは、トモシンセシス投影をＣＴまたはボリュメトリック・コンピュータ断層（ＶＣＴ）再構築に適した形式に幾何学変換していた。しかしこれらの方法では「ストリーキング・アーチファクト」が発生することが知られている。

従来のフィルタ処理逆投影法は、ある種のサイズの関心対象構造のコントラストを増強する。しかしながら、従来のフィルタ処理逆投影法ではその３Ｄ画像内に、エイリアシングに起因した、またさらには通常のＸ線放射線撮像画像内に存在するすべての関心対象構造向けに該方法を最適化するという複雑性に起因したアーチファクトの発生が起こる。

Ｘ線放射線学において、放射線医は鮮明な差異を有する医用画像を観察できることを期待する。しかし従来のフィルタ処理逆投影法では、画像が平滑化され、これにより画像内の細かな微細部の多くが失われる傾向がある。
米国特許第６６３３６５７号

上に述べた理由、並びに本明細書を読みかつ理解すると当業者に明らかとなるような以下に述べる別の理由により、当技術分野には、対象の２Ｄ画像から、際だった視覚的差異を有すると共に２Ｄ画像の微細部も有している像を提供するような３Ｄ画像を作成する要求が存在する。

本明細書は上述の短所、欠点及び問題に対処するものであり、以下を読みかつ検討することにより理解されよう。

一態様では、被検体の複数の２次元（２Ｄ）投影画像から該被検体の３次元（３Ｄ）画像を構築するための方法は、逆投影前に画像データに対してある種のフィルタ処理を実行すること、並びに逆投影後に別のフィルタ処理を実行することを含む。この態様によれば、際だった視覚的差異を有すると共に２Ｄ画像の微細部も有している３Ｄ画像が提供される。

より具体的には、本方法は、複数の２Ｄ投影画像をプレフィルタ処理すること、フィルタ処理済の２Ｄ投影画像を３Ｄ画像とするように逆投影すること、並びに３Ｄ画像をポストフィルタ処理すること、を含む。プレフィルタ処理は被検体内の少なくとも１つの関心対象構造に関する第１の強調範囲を提供するように最適化された第１群の設定を基準として実行されており、またポストフィルタ処理は被検体内の少なくとも１つの関心対象構造に関する第１の強調範囲と相乗作用性の第２の強調範囲を提供するように最適化された第２群の設定を基準として実行される。

別の態様では、被検体の複数の２Ｄ投影画像から該被検体の３Ｄ画像を構築するための方法は、被検体内の複数の関心対象構造に関する第１の強調範囲を提供するように最適化された構成設定を基準として複数の２Ｄ投影画像のプレフィルタ処理を制御すること、フィルタ処理済の２Ｄ画像を３Ｄ画像となるように逆投影すること、また次いで被検体内の複数の関心対象構造に関する第１の強調範囲と相乗作用性の第２の強調範囲を提供するように最適化された構成設定を基準として３Ｄ画像のポストフィルタ処理を制御すること、を含む。

また別の態様では、被検体の３Ｄ画像を作成するための方法は、少なくとも１つの構成設定を発見的に（ｈｅｕｒｉｓｔｉｃａｌｌｙ）適応させること、並びに被検体の複数の２Ｄ投影画像から及び少なくとも１つの構成設定から該被検体の３Ｄ画像を再構築すること、を含む。

さらに別の態様では、複数の２Ｄ画像からの被検体の３Ｄ画像の作成を構成する方法は、画像のプレフィルタ処理及び／またはポストフィルタ処理に関する少なくとも１つの構成設定をオペレータから受け取ること、並びにこの構成設定を３Ｄ画像の作成器に対して容易にアクセス可能な箇所に保存すること、を含む。

様々な趣旨のシステム、クライアント、サーバ、方法及びコンピュータ読み取り可能媒体について本明細書に記載している。添付の図面を参照すると共に以下の詳細な説明を読めば、この要旨に記載した態様及び利点以外の別の態様及び利点も明らかとなるであろう。

以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成すると共に、実施可能な特定の実施形態を一例として図示している添付の図面を参照することにする。これらの実施形態は、当業者が実施形態を実現できるように十分に詳細に記載しており、さらにこれら実施形態の趣旨を逸脱することなく、別の実施形態が利用されることがあること、並びに論理的、機械的、電気的その他の変更が実施されることがあること、を理解すべきである。以下の詳細な説明はしたがって、限定の意図と取るべきではない。

この詳細な説明は５つのセクションに分かれている。第１セクションでは、システムレベルの概要について記載する。第２セクションでは、実施形態の方法について記載する。第３セクションでは、実施形態を実現する際に組み合わせるハードウェア及び動作環境について記載する。第４セクションでは、具体的な実現形態について記載する。最後に第５セクションでは、この詳細な説明の結論を提示する。
［システムレベルの概要］
図１は、被検体の複数の２次元（２Ｄ）投影画像から該被検体の３次元（３Ｄ）画像を構築するためのシステムに関するシステムレベルの概要を提供するブロック図である。システム１００は、被検体の２Ｄ画像から際だった視覚的差異を有すると共に２Ｄ画像の微細部も有している該被検体の３Ｄ画像を作成するという当技術分野における要求を解決している。

システム１００は、複数の２Ｄ投影画像１０４に対するプレフィルタ１０２を含む。プレフィルタ１０２は、第１群の設定１０６を基準として複数の２Ｄ投影画像１０４をフィルタ処理する。第１群の設定１０６は、被検体内の１つまたは複数の関心対象構造を視覚的に強調するように最適化されている。プレフィルタ１０２は、投影画像内の構造を全般的に増強しており、これにより後続の逆投影において細かな微細部が失われることがない。

システム１００はさらに、フィルタ処理済の２Ｄ投影画像１０８を３次元画像１１２にする逆投影器１１０を含む。逆投影は信号処理における低域通過フィルタ処理の効果を有する。

３Ｄ画像１１２は、第２群の設定１１６を基準としてポストフィルタ１１４によるフィルタ処理を受ける。ポストフィルタ１１４は、逆投影器１１０によって導入されるエッジ低下の一部を修復するのに役立つ。医学的な実現形態では、ポストフィルタ１１４はさらに、画像の組織特異的な輝度を元の２Ｄ画像の様式でバランスさせる。

第２群の設定１１６は、被検体内の１つまたは複数の関心対象構造に関して第１の強調範囲と相乗作用性の第２の強調範囲を提供するように最適化させる。第１群の設定１０６と第２群の設定の関係の一実施形態を添付の図３に記載している。ポストフィルタ１１４は、関心対象構造（または、関心対象周波数）だけをローカルに増強する。第１群の設定１０６及び第２群の設定１１６は構成設定とも呼ばれる。

ポストフィルタ１１４は、プレフィルタ１０２によるプレフィルタ処理とポストフィルタ１１４によるポストフィルタ処理に関する相乗作用の量を最適化した結果として被検体内の１つまたは複数の関心対象構造に関する視覚的強調を有する被検体の最終の３Ｄ画像１１８を提供する。

後続の逆投影において細かな微細部が失われないように投影画像内の構造を全般的に増強している逆投影器１１０前のプレフィルタ１０２を、逆投影器１１０により導入されるエッジ低下の一部を復元しているポストフィルタ１１４と組み合わせることによって、際だった視覚的差異を有すると共に３Ｄ画像を作成する元になる２Ｄ画像の微細部も有する３Ｄ画像が提供される。

詳細な説明のこのセクションでは、一実施形態の動作のシステムレベルの概要について記載している。幾つかの実施形態は、図８のコンピュータ８０２などのコンピュータ上のマルチプロセッシングでマルチスレッドの動作環境で動作する。

システム１００はある特定のプレフィルタ１０２、複数の２Ｄ投影画像１０４、第１群の設定１０６、逆投影器１１０、フィルタ処理済２Ｄ投影画像１０８、３Ｄ画像１１２、ポストフィルタ１１４、及び第２群の設定１１６に限定するものではないが、簡明とするため、簡略化したプレフィルタ１０２、複数の２Ｄ投影画像１０４、第１群の設定１０６、逆投影器１１０、フィルタ処理済２Ｄ投影画像１０８、３Ｄ画像１１２、ポストフィルタ１１４、及び第２群の設定１１６について記載している。
［一実施形態の方法］
前のセクションでは、一実施形態の動作のシステムレベルの概要について記載した。このセクションでは、こうした実施形態に関する具体的な方法について一連の流れ図を参照しながら記載することにする。流れ図を参照しながら本方法を記述することによって、当業者はコンピュータ読み取り可能媒体からの命令を実行する適当なコンピュータ上で本方法を実施させるような命令を含んだこの種のプログラム、ファームウェア、またはハードウェアを開発することが可能である。同様に、サーバ・コンピュータ・プログラム、ファームウェアまたはハードウェアによって実行される方法も、コンピュータ実行可能命令からなる。方法２００〜７００は、図８のコンピュータ８０２などのコンピュータ上で実行されるプログラムによって実施されるか、あるいは該コンピュータの一部分をなすファームウェアまたはハードウェアによって実施される。

図２は、被検体の複数の２次元（２Ｄ）投影画像から該被検体の３次元（３Ｄ）画像を構築するための一実施形態による方法２００の流れ図である。方法２００は、被検体の２Ｄ画像から、際だった視覚的差異を有すると共に２Ｄ画像の微細部も有している画像を提供できる該被検体の３Ｄ画像を作成するという当技術分野における要求を解決している。

方法２００は、被検体内の１つまたは複数の関心対象構造に関する第１の強調範囲を提供するように最適化された第１群の設定を基準として複数の２Ｄ投影画像をプレフィルタ処理すること２０２を含む。プレフィルタ処理２０２は、１次元と２次元のいずれで実施することもできる。２次元フィルタは１次元フィルタを３６０度旋回させる（「円形」）か、それ自身とその転置バージョンとを乗算する（「矩形」）かのいずれかによって１次元フィルタから作成することができる。２Ｄ投影画像の一例は、図１の２Ｄ投影画像１０４である。幾つかの実施形態では、そのプレフィルタ処理はグローバル・フィルタ処理を含む。幾つかの実施形態では、そのグローバル・フィルタ処理はさらに周波数領域フィルタ処理を含む。第１群の設定の一例は、図１の第１群の設定１０６である。

方法２００はさらに、フィルタ処理済の２Ｄ投影画像を２Ｄスライス画像の形式をした３Ｄ画像とするように逆投影すること２０４を含む。幾つかの実施形態では、その逆投影は、フィルタ処理逆投影原理（例えばシフト＆加算（ｓｈｉｆｔ ＆ ａｄｄ）、一般化フィルタ処理逆投影、別の統計逆投影、など）に基づく、先ず逆投影２０４が実行されこれに続いてプレフィルタ処理２０２が実行される逆投影フィルタ処理原理に基づく、かつ／または最小ノルム解法に基づく。最小ノルム解法の例には、代数的再構築法（ＡＲＴ）、直接代数的再構築法（ＤＡＲＴ）、マトリックス逆変換トモシンセシス法（ＭＩＴＳ）、アパーチャ微調整（ｔｕｎｅｄ ａｐｅｒｔｕｒｅ）コンピュータ断層法（ＴＡＣＴ）、フーリエベース再構築法、目標関数ベースの再構築法、最尤法（ＭＬ）、最大事後確率推定法（ｍａｘｉｍｕｍ ａｐｏｓｔｅｒｉｏｒ：ＭＡＰ）が含まれる。この３Ｄ画像の一例は、図１の３Ｄ画像１１２である。

しかる後に方法２００は、被検体内の１つまたは複数の関心対象構造に関する第２の強調範囲を提供するように最適化された第２群の設定を基準として３Ｄ画像をポストフィルタ処理すること２０６を含む。幾つかの実施形態では、そのポストフィルタ処理２０６はローカル・フィルタ処理を含む。幾つかの実施形態では、そのローカル・フィルタ処理はさらに空間領域フィルタ処理を含む。

図１の１０６などの第１群の設定と図１の１１６などの第２群の設定とは、第１の強調範囲と第２の強調範囲の間に相乗作用を有するように設計される。さらに、幾つかの医学的な実施形態では、その第１群の設定は、対象患者の解剖構造、収集プロトコル（例えば、ｍＡｓ、ｋＶｐ、管球角度）、患者の大きさ、患者の動き、及び表示処理プロトコルに基づいてカスタマイズされる。

ポストフィルタ処理２０６は、１次元、２次元または３次元のいずれかで実施される。

図３は、ポストフィルタ処理のある実施形態に従って被検体の複数の２次元２Ｄ投影画像から該被検体の３Ｄ画像を構築するための方法３００の流れ図である。

方法３００は、方法２００の場合と同様にして複数の２Ｄ投影画像をプレフィルタ処理すること２０２、並びに同じく方法２００の場合と同様にしてフィルタ処理済の２Ｄ投影画像を３次元画像とするように逆投影すること２０４を含む。

しかる後に、方法３００は、３Ｄ画像のポストフィルタ処理２０６に関するある具体的な実施形態を含む。この実施形態では、その３Ｄ画像は、１つまたは複数の関心対象構造に関する増強済み視覚的差異と該少なくとも１つの関心対象構造に関する最適な視覚表現または描出との間のバランスを提供するように最適化された第２群の設定を基準としてポストフィルタ処理３０２を受ける。最適視覚表現とは、オーバーシュート、アンダーシュート及びノイズなどのアーチファクトの増大を伴わない構造強調を意味している。例えば、プレフィルタ設定は、０．０１の勾配で規定される低次のフィルタ処理から０．１の勾配で規定される高次のフィルタ処理までのレンジ内でＲａｍ−Ｌａｋフィルタ関数を指定するように構成することができる。ポストフィルタは、低いエッジ強化度１から高いエッジ強化度１０までのレンジ内でエッジ強度を指定するように構成することができる。エッジ強化の一例では、ある空間周波数帯域を強調する一方で別のある空間周波数帯域を抑制するマルチ分解能処理を使用することがある。これによって、オーバーシュート、アンダーシュート及びノイズの増強などのアーチファクトを伴うことなくエッジ強調間で最適なバランスが得られる。

心臓、胸部及び肺に対する医用イメージングなどの幾つかの実施形態では、そのバランスは、第１群の設定に低いＲａｍ−Ｌａｋ勾配値を指定し、かつ第２群の設定に高いエッジ強度値を指定することによって実施される。

骨や頚椎に対する整形外科の医用イメージングなどの幾つかの実施形態では、そのバランスは、第１群の設定に高いＲａｍ−Ｌａｋ勾配値を指定し、かつ第２群の設定に低いエッジ強度値を指定することによって実施される。

図４は、フィルタ設定の決定を含む一実施形態に従って、被検体の複数の２Ｄ投影画像から該被検体の３Ｄ画像を構築するための方法４００の流れ図である。

方法４００は、第１群のプレフィルタ設定及び第２群のポストフィルタ設定を、被検体内の１つまたは複数の関心対象構造に関する視覚的強調を提供するように最適化された相乗作用性の値になるように決定すること４０２を含む。この相乗作用は、１つまたは複数の関心対象構造に関する増強済み視覚的差異と、該１つまたは複数の関心対象構造に関する最適視覚表現または描出との間にバランスを生じさせる。

方法２００と同様に、方法４００はさらに、第１群の設定を基準として２Ｄ画像をプレフィルタ処理すること２０２、プレフィルタ処理済画像を３Ｄ画像として逆投影すること２０４、並びに第２群の設定を基準として３Ｄ画像をポストフィルタ処理すること２０６を含む。

図５は、２Ｄ画像の収集で始まりかつ３Ｄ画像の表示で終了する一実施形態に従って被検体の複数の２Ｄ投影画像から該被検体の３Ｄ画像を構築するための方法５００の流れ図である。

方法５００は、被検体の複数の２Ｄ投影画像を収集すること５０２を含む。２Ｄ投影画像のそれぞれは、被検体に対する異なる角度で収集される。この収集は、アモルファス・シリコン・フラットパネルなどのディジタル画像検出器、ＣＣＤアレイ、ディジタル式フィルム／スクリーン画像、光誘発式蛍光スクリーン（コンピュータ・ラジオグラフィ）、あるいは直接変換型検出器（例えば、アモルファス・セレンａＳｅ）などの別のディジタル検出器によって実施される。

しかる後に、方法５００は、複数の２次元画像に対して第１組の補正措置を適用すること５０４を含む。措置５０４は、事前処理とも呼ばれる。幾つかの実施形態では、第１組の補正措置は、ゲイン、オフセット、不良画素、幾何学歪み（例えば、Ｒ−ｓｑｕａｒｅ）、「フィルム様の」見映えを復元するための対数変換、ノイズ低減、不良検出器エッジ、パディング（ｐａｄｄｉｎｇ）、ビーム・ハードニング、焦点外放射、基準及び／または規格化に関する検出器補正を含む。

方法５００はさらに、方法２００の場合と同様にして複数の２Ｄ投影画像をプレフィルタ処理すること２０２、同じく方法２００の場合と同様にしてフィルタ処理済の２Ｄ投影画像を３次元画像とするように逆投影すること２０４、並びにこの３Ｄ画像をポストフィルタ処理すること２０６を含む。

しかる後に、方法５００は、ポストフィルタ処理済の３Ｄ画像に対して第２の組の補正措置を適用すること５０６を含む。

引き続いて、補正された３Ｄ画像が表示される。一実施形態では、その補正済み３Ｄ画像はイメージング・システムの一部分であるイメージング・コンソール上に表示される。

図６は、発見的適応を用いて一実施形態に従って被検体の３Ｄ画像を作成するための方法６００の流れ図である。方法６００は、少なくとも１つの構成設定を発見的に適応させること６０２を含む。

方法６００はさらに、少なくとも１つの構成設定を基準として被検体の複数の２次元投影画像から該被検体の３次元画像を構築すること６０４を含む。

方法６００の幾つかの実施形態では、構築６０４の前に発見的適応６０２が実施される。方法６００の別の実施形態では、構築６０４の後で発見的適応６０２が実施される。

図７は、一実施形態に従った複数の２次元画像からの被検体の３次元画像の作成を構成するための方法７００の流れ図である。

方法７００は、画像のプレフィルタ処理及び／またはポストフィルタ処理向けの１つまたは複数の構成設定をオペレータから受け取ること７０２を含む。この受け取り７０２は、以下の図８のコンピュータ８０２内のプロセッサ８０４などのプロセッサによって実施される。この構成設定の例は、上述の図１の第１群の設定１０６及び第２群の設定１１６である。

方法７００はさらに、３次元画像の作成器に対して容易にアクセス可能な箇所に構成設定を保存すること７０４を含む。構成設定を保存する箇所の例は、以下の図８のコンピュータ８０２内にあるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８０６や１つまたは複数の大容量記憶デバイス８１０である。

幾つかの実施形態では、方法２００〜７００は、図８のプロセッサ８０４などのプロセッサによって実行したときに、該プロセッサに対して各方法を実行させている命令シーケンスを表した搬送波の形で具現化させたコンピュータ・データ信号として実現される。別の実施形態では、方法２００〜７００は、図８のプロセッサ８０４などのプロセッサに各方法を実行するように指令することが可能な実行可能命令を有するコンピュータアクセス可能媒体として実現される。様々な実施形態において、その媒体は、磁気式媒体、電子式媒体、または光学式媒体である。
［ハードウェア及び動作環境］
図８は、別の実施形態をその内部で実施することができるハードウェア及び動作環境８００のブロック図である。図８に関する説明は、幾つかの実施形態を連携して実現することができるコンピュータ・ハードウェア及び適当なコンピュータ環境の概要を提供している。コンピュータ実行可能命令を実行するコンピュータに関連して実施形態を記載することにする。しかし、幾つかの実施形態はそのコンピュータ実行可能命令を読み出し専用メモリ内に実現させているコンピュータ・ハードウェアの形態でその全体を実現させることができる。幾つかの実施形態はさらに、タスクを実行するリモート・デバイスを通信ネットワークを介してリンクさせているクライアント／サーバ・コンピュータ環境の形態で実現させることができる。プログラム・モジュールは分散式コンピュータ環境内でローカルとリモートの両方のメモリ記憶デバイスに常駐させることができる。

コンピュータ８０２は、Ｉｎｔｅｌ、Ｍｏｔｏｒｏｌａ、Ｃｙｒｉｘその他から市販されているプロセッサ８０４を含む。コンピュータ８０２はさらに、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８０６、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）８０８及び１つまたは複数の大容量記憶デバイス８１０、並びに様々なシステム構成要素を処理ユニット８０４に動作可能に結合させているシステム・バス８１２を含む。メモリ８０６、８０８及び大容量記憶デバイス８１０は、コンピュータアクセス可能媒体の形態をしている。大容量記憶デバイス８１０は、より具体的には、コンピュータアクセス可能な不揮発性の媒体の形態をしており、また１つまたは複数のハードディスク駆動装置、フレキシブルディスク駆動装置、光ディスク駆動装置及びテープ・カートリッジ駆動装置を含むことができる。プロセッサ８０４は、コンピュータアクセス可能な媒体上に保存されているコンピュータ・プログラムを実行する。

コンピュータ８０２は、通信デバイス８１６を介してインターネット８１４と通信可能に接続させることができる。インターネット８１４の接続は、本技術分野においてよく知られている。一実施形態では、通信デバイス８１６は、通信ドライバに応答し、当技術分野で「ダイアルアップ接続」として知られる接続を介してインターネットへの接続を行うモデムである。別の実施形態では、通信デバイス８１６は、当技術分野で「直接接続」（例えば、Ｔ１回線など）として知られる接続を介してインターネットにそれ自体が接続されているローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に接続させたイーサネット（商標）や同様のハードウェア・ネットワーク・カードである。

ユーザは、キーボード８１８やポインティング・デバイス８２０などの入力デバイスを介してコンピュータ８０２にコマンドや情報を入力する。キーボード８１８は、本技術分野で知られるようにコンピュータ８０２に対する文字情報の入力を可能にしており、また実施形態は特定の任意のタイプのキーボードに限定されるものではない。ポインティング・デバイス８２０は、各バージョンのＭｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ（商標）などのオペレーティング・システムのグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）によって提供される画面ポインタの制御を可能にしている。実施形態は特定の任意のポインティング・デバイス８２０に限定されるものではない。こうしたポインティング・デバイスには、マウス、タッチパッド、トラックボール、リモート制御器及びポイント・スティックが含まれる。別の入力デバイス（図示せず）には、マイクロフォン、ジョイスティック、ゲーム用パッド、衛星受信アンテナ、スキャナ、その他を含むことができる。

幾つかの実施形態では、コンピュータ８０２は表示デバイス８２２と動作可能に結合されている。表示デバイス８２２はシステム・バス８１２に接続されている。表示デバイス８２２は、コンピュータ情報、映像情報及びその他の情報を含む情報を、コンピュータのユーザが観察できるように表示することを可能にしている。実施形態は、特定の任意の表示デバイス８２２に限定されるものではない。こうした表示デバイスには、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイ（モニタ）、並びに液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのフラットパネル・ディスプレイが含まれる。モニタ以外にも、コンピュータは、プリンタ（図示せず）などその他の周辺入力／出力デバイスを含むのが典型的である。スピーカ８２４及び８２６は、音響信号出力を提供する。スピーカ８２４及び８２６もまたシステム・バス８１２に接続されている。

コンピュータ８０２はさらに、コンピュータアクセス可能媒体であるＲＡＭ８０６、ＲＯＭ８０８及び大容量記憶デバイス８１０上に保存されていると共にプロセッサ８０４によって実行されるオペレーティング・システム（図示せず）を含む。オペレーティング・システムの例には、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ（商標）、Ａｐｐｌｅ ＭａｃＯＳ（商標）、Ｌｉｎｕｘ（商標）、ＵＮＩＸ（商標）が含まれる。実施例は特定の任意のオペレーティング・システムに限定されるものではないが、こうしたオペレーティング・システムの構造及び使用法は本技術分野内でよく知られている。

コンピュータ８０２の実施形態は、任意のタイプのコンピュータ８０２に限定されるものではない。様々な実施形態では、コンピュータ８０２は、ＰＣ対応のコンピュータ、ＭａｃＯＳ（商標）対応のコンピュータ、Ｌｉｎｕｘ（商標）対応のコンピュータ、あるいはＵＮＩＸ（商標）対応のコンピュータを含む。こうしたコンピュータの構造及び使用法は本技術分野内でよく知られている。

コンピュータ８０２は、ユーザ制御可能なポインタを含むグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）を提供するために少なくとも１つのオペレーティング・システムを使用して動作することができる。コンピュータ８０２は、コンピュータ８０２のユーザが、イントラネット、エクストラネット、あるいはＵＲＬ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｌｏｃａｔｏｒ）アドレスによってアドレス指定されたインターネットのワールドワイドウェッブ・ページにアクセス可能とするために少なくとも１つのオペレーティング・システム内で実行される少なくとも１つのウェッブ・ブラウザ・アプリケーション・プログラムを有することができる。ブラウザ・アプリケーション・プログラムの例には、Ｎｅｔｓｃａｐｅ Ｎａｖｉｇａｔｏｒ（商標）やＭｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｘｐｌｏｒｅｒ（商標）が含まれる。

コンピュータ８０２は、遠隔コンピュータ８２８などの１つまたは複数の遠隔コンピュータとの論理接続を使用するネットワーク式環境で動作することができる。これらの論理接続は、コンピュータ８０２とまたはその一部分と結合させた通信デバイスによって実現される。実施形態はある特定のタイプの通信デバイスに限定されるものではない。遠隔コンピュータ８２８は、別のコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、クライアント、ピア（ｐｅｅｒ）デバイス、あるいは別の共有ネットワーク・ノードとすることができる。図８に示した論理接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）８３０及びワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）８３２を含む。こうしたネットワーク環境は、事務所、事業体内コンピュータ・ネットワーク、イントラネット、エクストラネット及びインターネットにおいて一般的である。

ＬＡＮネットワーク環境で使用する場合、コンピュータ８０２及び遠隔コンピュータ８２８は、通信デバイス８１６の一形態であるネットワーク・インタフェースまたはアダプタ８３４を介してローカル・ネットワーク８３０に接続される。遠隔コンピュータ８２８はさらにネットワーク・デバイス８３６を含む。従来のＷＡＮネットワーク環境で使用する場合、コンピュータ８０２及び遠隔コンピュータ８２８はモデム（図示せず）を介してＷＡＮ８３２と通信する。このモデムは、内部モデムとすることも外部モデムとすることも可能であり、システム・バス８１２に接続されている。ネットワーク環境では、コンピュータ８０２に関して示したプログラム・モジュールあるいはその一部は、遠隔コンピュータ８２８内に保存することが可能である。

コンピュータ８０２はさらに電源８３８を含む。各電源は電池とすることができる。
［コンピュータの実現形態］
図９を参照すると、具体的な実現形態９００について図１のシステム概要、並びに図面に関連して記載した方法２００〜７００と関連して記述している。

装置９００は、図１のシステム１００のプレフィルタ１０２、逆投影器１１０及びポストフィルタ１１４を含む。装置９００は、際だった視覚的差異を有すると共に３Ｄ画像をそこから作成するための２Ｄ画像の微細部も有している３Ｄ画像を提供する。

方法２００〜７００、並びにプレフィルタ１０２、逆投影器１１０及びポストフィルタ１１４の装置構成要素は、コンピュータ・ハードウェア回路として、コンピュータ読み取り可能プログラムとして、あるいはこれらを組み合わせたものとして具現化することができる。別の実施形態では、システム１００はアプリケーション・サービス・プロバイダ（ＡＳＰ）システム内に実現される。

より具体的には、コンピュータ読み取り可能なプログラムの実施形態では、そのプログラムはＪａｖａ（商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ（商標）またはＣ＋＋などのオブジェクト指向言語を用いてオブジェクト向けに構造化することが可能であり、またこのプログラムはコボルやＣなどの手続き型言語を用いて手続き向けに構造化することが可能である。ソフトウェア・コンポーネントは、アプリケーション・プログラム・インタフェース（ＡＰＩ）、あるいはリモート・プロシージャ・コール（ＲＰＣ）、共通オブジェクト・リクエスト・ブローカー・アーキテクチャ（ＣＯＲＢＡ）、コンポーネント・オブジェクト・モデル（ＣＯＭ）、分散型コンポーネント・オブジェクト・モデル（ＤＣＯＭ）、分散型システム・オブジェクト・モデル（ＤＳＯＭ）及び遠隔メソッド呼び出し（ＲＭＩ）などのプロセス間通信技法など、当業者によく知られた多くの手段のうちのいずれかによって連絡することができる。これらのコンポーネントは、図８のコンピュータ８０２にあるようにわずか１つのコンピュータ上で実行することや、少なくとも存在するコンポーネントと同じ数のコンピュータ上で実行することがある。
［結論］
ディジタル・トモシンセシスにおけるフィルタ処理逆投影再構築のためのシステムについて記載している。本明細書では特定の実施形態について図示し記載したが、提示した特定の実施形態を同じ目的を達成するように計算された任意の機構によって置換することができることは当業者であれば理解されよう。本出願は任意の適応形態や変形形態を包含するように意図している。例えば、手続き用語で記述していても、これらの実現形態がオブジェクト指向設計環境や必要な関係を提供できる別の任意の設計環境で実施できることは当業者であれば理解されよう。

詳細には、方法及び装置の呼称は実施形態を限定することを意図していないことは当業者であれば容易に理解されよう。さらに、構成要素に対して追加的な方法及び装置を付加することが可能であり、構成要素間で機能を配分し直すことが可能であり、かつ実施形態で使用される将来的な改良や物理的考案に対応した新たな構成要素を実施形態の範囲を逸脱することなく導入することが可能である。将来的な通信デバイス、別のファイルシステム、及び新たなデータ種別に対して実施形態を適用できることは当業者であれば容易に理解されよう。

本出願で使用している用語は、本明細書に記載したのと同じ機能を提供できるすべてのオブジェクト指向、データベース及び通信環境、並びに代替的なテクノロジーを包含するように意図したものである。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。

一実施形態に関するシステムレベルの概要を表した図である。 一実施形態に従って被検体の複数の２次元（２Ｄ）投影画像から該被検体の３次元（３Ｄ）画像を構築するための方法の流れ図である。 ポストフィルタ処理のある具体的な実施形態に従って被検体の複数の２Ｄ投影画像から該被検体の３Ｄ画像を構築するための方法の流れ図である。 フィルタ設定の決定を含む一実施形態に従って被検体の複数の２Ｄ投影画像から該被検体の３Ｄ画像を構築するための方法の流れ図である。 ２Ｄ画像の収集で始まり３Ｄ画像の表示で終了する一実施形態に従って、被検体の複数の２Ｄ投影画像から該被検体の３Ｄ画像を構築するための方法の流れ図である。 発見的適応を用いた一実施形態に従って被検体の３Ｄ画像を作成するための方法の流れ図である。 一実施形態に従った複数の２次元画像からの被検体の３次元画像の作成を構成するための方法の流れ図である。 異なる実施形態をその内部で実施することが可能なハードウェア及び動作環境に関するブロック図である。 一実施形態に従って被検体の複数の２Ｄ投影画像から該被検体の３Ｄ画像を構築するための装置のブロック図である。

符号の説明

１００ システム
１０２ プレフィルタ
１０４ ２Ｄ投影画像
１０６ 第１群の設定
１０８ フィルタ処理済２Ｄ投影画像
１１０ 逆投影器
１１２ ３Ｄ画像
１１４ ポストフィルタ
１１６ 第２群の設定
１１８ 最終３Ｄ画像
８００ ハードウェア及び動作環境
８０２ コンピュータ
８０４ プロセッサ
８０６ ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
８０８ 読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）
８１０ 大容量記憶デバイス
８１２ システム・バス
８１４ インターネット
８１６ 通信デバイス
８１８ キーボード
８２０ ポインティング・デバイス
８２２ 表示デバイス
８２４ スピーカ
８２６ スピーカ
８２８ 遠隔コンピュータ
８３０ ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）
８３２ ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）
８３４ ネットワーク・インタフェース
８３６ ネットワーク・デバイス
８３８ 電源

Claims (10)

1. 被検体に対する複数の２次元投影画像（１０４）から該被検体の３次元画像（１１２）を構築するための実行可能な命令を有するコンピュータアクセス可能媒体（８０４、８０６、８０８、８１０、８１２、８１４または８２８）であって、該実行可能命令はプロセッサ（８０４）に対して、
   被検体内の少なくとも１つの関心対象構造に関する第１の強調範囲を提供するように最適化された第１群の設定（１０６）を基準として複数の２次元投影画像（１０４）をプレフィルタ処理すること（２０２）、
   前記フィルタ処理済の２次元投影画像（１０４）を３次元画像（１１８）になるように逆投影すること（２０４）、
   被検体内の少なくとも１つの関心対象構造に関する前記第１の強調範囲と相乗作用性の第２の強調範囲を提供するように最適化された第２群の設定（１１６）を基準として３次元画像（１１８）をポストフィルタ処理すること（２０６）、
   の実行を指令することが可能であるコンピュータアクセス可能媒体（８０４、８０６、８０８、８１０、８１２、８１４または８２８）。
2. 前記相乗作用性はさらに、
   前記少なくとも１つの関心対象構造に関する増強済み視覚的差異と該少なくとも１つの関心対象構造に関する最適な視覚表現との間にバランスを生成するような相互作用性である、
   請求項１に記載のコンピュータアクセス可能媒体（８０４、８０６、８０８、８１０、８１２、８１４または８２８）。
3. 第１群の設定（１０６）と第２群の設定（１１６）から選択した少なくとも１つの設定を発見的に適応させること（６０２）を実行するようにプロセッサ（８０４）に指令することが可能な実行可能命令をさらに含む請求項１に記載のコンピュータアクセス可能媒体（８０４、８０６、８０８、８１０、８１２、８１４または８２８）。
4. プレフィルタ処理（２０２）を実行するようにプロセッサ（８０４）に指令することが可能な前記実行可能命令は、
   グローバル・フィルタ処理をすること、
   の実行をプロセッサ（８０４）に指令することが可能な実行可能命令をさらに含む、請求項１に記載のコンピュータアクセス可能媒体（８０４、８０６、８０８、８１０、８１２、８１４または８２８）。
5. グローバル・フィルタ処理を実行するようにプロセッサ（８０４）に指令することが可能な前記実行可能命令は、
   周波数領域フィルタ処理をすること、
   の実行をプロセッサ（８０４）に指令することが可能な実行可能命令をさらに含む、請求項４に記載のコンピュータアクセス可能媒体（８０４、８０６、８０８、８１０、８１２、８１４または８２８）。
6. １組の補正措置を適用すること（５０４または５０６）を実行するようにプロセッサ（８０４）に指令することが可能な実行可能命令をさらに含む請求項１に記載のコンピュータアクセス可能媒体（８０４、８０６、８０８、８１０、８１２、８１４または８２８）。
7. 前記複数の２次元投影画像（１０４）は複数の２次元Ｘ線投影画像をさらに含む、請求項１に記載のコンピュータアクセス可能媒体（８０４、８０６、８０８、８１０、８１２、８１４または８２８）。
8. 被検体に対する複数の２次元投影画像（１０４）から該被検体の３次元画像（１１２）をトモシンセシスで構築するための方法であって、
   被検体内の複数の関心対象構造に関する第１の強調範囲を提供するように最適化された構成設定（１０６）を基準とした複数の２次元投影画像（１０４）に対するプレフィルタ処理（２０２）を制御する工程と、
   前記フィルタ処理済の２次元画像を３次元画像（１１８）になるように逆投影する工程（２０４）と、
   被検体内の複数の関心対象構造に関する前記第１の強調範囲と相乗作用性の第２の強調範囲を提供するように最適化された構成設定（１１６）を基準として３次元画像（１１８）に対するポストフィルタ処理（２０６）を制御する工程と、
   を含む方法。
9. 複数の２次元画像からの被検体の３次元画像（１１８）の作成を構成するための実行可能命令を有するコンピュータアクセス可能媒体（８０４、８０６、８０８、８１０、８１２、８１４または８２８）であって、該実行可能命令はプロセッサ（８０４）に対して、
   前記画像に対するプレフィルタ処理及び／またはポストフィルタ処理に関する少なくとも１つの構成設定（１０６または１１６）をオペレータから受け取ること（７０２）、
   前記構成設定（１０６または１１６）を３次元画像（１１８）の作成器（１０８）に対して容易にアクセス可能な箇所（８０４、８０６、８０８、８１０、８１２、８１４または８２８）に保存すること（７０４）、
   の実行を指令することが可能であるコンピュータアクセス可能媒体（８０４、８０６、８０８、８１０、８１２、８１４または８２８）。
10. プロセッサ（８０４）と、
    前記プロセッサ（８０４）と結合させた記憶デバイス（８０６、８０８、８１０、８１２、８１４または８２８）であって、
    複数の２次元投影画像（１０４）と、
    被検体内の少なくとも１つの関心対象構造に関する第１の強調範囲を提供するように最適化された少なくとも１つのプレフィルタ設定（１０６）と、
    前記第１の強調範囲とで視覚的相乗作用性とさせた被検体内の少なくとも１つの関心対象構造に関する第２の強調範囲を提供するように最適化された少なくとも１つのポストフィルタ設定（１１６）と、
    を保存するように動作可能な記憶デバイス（８０６、８０８、８１０、８１２、８１４または８２８）と、
    前記少なくとも１つのプレフィルタ設定（１０６）を用いて前記複数の２次元投影画像（１０４）をプレフィルタ処理するように前記プロセッサ（８０４）上で動作可能なプレフィルタ（１０２）と、
    スライスの形で前記プレフィルタ処理済２次元投影画像を３次元画像（１１２）とさせるように逆投影するように前記プロセッサ（８０４）上で動作可能な逆投影器（１１０）と、
    前記少なくとも１つのポストフィルタ（１１６）を用いて３次元画像（１１２）の２次元スライスをフィルタ処理するように前記プロセッサ（８０４）上で動作可能なポストフィルタ（１１４）と、
    を備える医用イメージング・コンソール。

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