JP2006513734A - 投影データから運動情報を導く方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】投影データ(110)の適合性条件に関連するモーメントを算出して投影データから運動データを導く。本手法の一観点では、算出されたモーメントを用いて、投影データ集合の間での運動の存在又は非存在に基づいて投影データ集合(128)を選択する(126)。次いで、選択された投影データ集合から周期情報を抽出する(130)ことができる。本手法のもう一つの観点では、低速で回転する容積測定型CTガントリ(54)によって取得された投影を用いて、所望の運動信号からの劣化性信号(154)の分離を可能にする。一旦、分離されると、所望の運動信号を用いて、運動の所望の時相における投影データから投影を選択することができる。
Description
(1) Mk(θ)=∫skRf(s,θ)ds
式中、kはモーメントの次数を与える正の整数であり、sは検出器素子であり、θはビュー角度であり、fは対象関数であり、Rはラドン変換である。Helgason-Ludwig適合性条件によれば、ファン・ビーム・サイノグラムに基づくモーメントMkは、sinθ及びcosθについて次数kの同次多項式となる。以下で詳述するように、Helgason-Ludwig適合性条件に関連する様々なモーメントを用いて投影データから運動情報を抽出することができ、次いでこの運動情報を用いて、同じ心搏時相での投影データ集合を選択することもできるし、又は他の場合には動的に運動する組織の画像再構成を容易にすることもできる。
投影データ集合選択の一手法は、Helgason-Ludwig適合性条件を用いて、参照用投影データ集合の運動特性に最も近接して合致した単一セクタ又はマルチ・セクタ投影データ集合の選択を容易にするものである。具体的には、ガントリ54の回転時間が患者の心拍数と異なっていて、ビュー位置と心臓周期の時相との間に一貫した対応が存在しない場合には、マルチ・セクタ再構成手法が好ましい。マルチ・セクタ投影データ集合は、ハーフ・スキャン再構成の場合と同様に、ガントリ回転の180°+αの区間にわたって取得された投影データに対応し得る。しかしながら、ハーフ・スキャン投影データ集合が投影データの連続ブロックすなわち単一回のガントリ回転で取得される単一の「セクタ」を含んでいる一方で、マルチ・セクタ投影データ集合は異なる複数の回転で取得される投影データの2以上のセクタで構成され、一つのセクタの終端ビュー角度位置が次のセクタの開始ビュー角度位置に連続して隣接する。
他の手法でも、Helgason-Ludwig適合性条件のような適合性条件を用いて、取得された投影データから有用な運動情報を生成することができる。すると、心臓の例でのECGデータのような組織運動の間接的な測定値の代わりに運動データを用いることができる。例えば、導かれた運動データを用いて、遡行的ゲート又は先行的ゲートの場合のようなデータ解析又はデータ取得をそれぞれ容易にすることができる。
12 X線源
14 コリメータ
16 放射線流
18 患者
20 放射線の一部
22 検出器アレイ
24 システム制御器
26 線形配置サブシステム
28 回転サブシステム
50 CT走査システム
52 フレーム
54 ガントリ
56 開口
58 テーブル
62 焦点
64 画像
66 患者の特徴
70 ECG波形
72 低運動指標
74 STコンプレクス
76 投影データ集合
78 検出器横列
80 ボリューム・レンダリング
100 サイノグラム
150 0次モーメント
152 0次モーメントの離散フーリエ変換
154 低周波数アーティファクト
156 心臓部分
Claims (29)
- (a)投影データ集合(110)を取得するステップ(112)と、
(b)あるアキシャル位置について異なるビュー位置における前記投影データ集合(110)の0次モーメント、1次モーメント及び2次モーメントの少なくとも一つの集合を算出するステップ(116)と、
(c)前記アキシャル位置における前記投影データ(110)から参照用投影データ集合(118)を選択するステップ(120)と、
(d)前記アキシャル位置における前記投影データ(110)から2以上の比較用投影データ集合を発生するステップ(124)と、
(e)前記少なくとも一つのモーメントの集合を用いて各々の比較用投影データ集合の前記参照用投影データ集合(118)に対する相関誤差を導くステップ(126)と、
(f)該相関誤差に基づいて整合用投影データ集合(128)を選択するステップと、
を備えた投影データ集合(110)を選択する方法。 - 前記参照用投影データ集合(118)はハーフ・スキャン投影データ集合を含んでいる、請求項1に記載の方法。
- 前記比較用投影データ集合はマルチ・セクタ投影データ集合(122)を含んでいる、請求項1に記載の方法。
- N×O個までのマルチ・セクタ投影データ集合(122)が生成される、請求項3に記載の方法。
- 前記相関誤差は、同等のビュー位置において前記参照用投影データ集合(118)の前記モーメントと前記比較用投影データ集合のそれぞれのモーメントとの間の差の絶対値を加算することにより導かれる、請求項1に記載の方法。
- 最小の相関誤差を有する前記整合用投影データ集合(128)が選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記整合用投影データ集合(128)から、又は前記整合用投影データ集合(128)から再構成された画像から、周期情報を抽出するステップ(130)をさらに含んでいる請求項1に記載の方法。
- 前記周期情報を用いて前記投影データ集合(110)から1枚以上の画像を再構成するステップ(132)をさらに含んでいる請求項7に記載の方法。
- 追加のアキシャル位置についてステップ(b)〜ステップ(f)を繰り返すステップをさらに含んでいる請求項1に記載の方法。
- 放射線流(16、20)を放出するように構成されているX線源(12)と、
前記放射線流(16、20)を検出して、該放射線流(16、20)に応じた1以上の信号を発生するように構成されており、複数の検出器素子を含んでいる検出器(22)と、
前記X線源(12)を制御して、データ取得システム(34)を介して前記検出器素子の1以上から投影データ集合(110)を取得する(112)ように構成されているシステム制御器(24)と、
前記投影データ集合(110)を受け取り、あるアキシャル位置について異なるビュー位置における前記投影データ集合(110)の0次モーメント、1次モーメント及び2次モーメントの少なくとも一つの集合を算出し(116)、前記アキシャル位置における前記投影データ(110)から参照用投影データ集合(118)を選択し(120)、前記アキシャル位置における前記投影データ(110)から2以上の比較用投影データ集合(122)を発生し(124)、前記少なくとも一つのモーメントの集合を用いて各々の比較用投影データ集合(122)の前記参照用投影データ集合(118)に対する相関誤差を導いて、該相関誤差に基づいて整合用投影データ集合(128)を選択するように構成されているコンピュータ・システム(36)と、
を備えた計算機式断層写真法(CT)画像解析システム(10)。 - 前記検出器(22)はマルチ・スライス計算機式断層写真法検出器(22)を含んでいる、請求項10に記載の計算機式断層写真法画像解析システム(10)。
- 前記比較用投影データ集合はマルチ・セクタ投影データ集合(122)を含んでおり、前記コンピュータ(36)はN×O個までのマルチ・セクタ投影データ集合(122)を生成するように構成されている、請求項10に記載の計算機式断層写真法画像解析システム(10)。
- 前記コンピュータ(36)は、同等のビュー位置における前記参照用投影データ集合(118)の前記モーメントと前記比較用投影データ集合のそれぞれのモーメントとの間の差の絶対値を加算することにより前記相関誤差を導く、請求項10に記載の計算機式断層写真法画像解析システム(10)。
- 前記コンピュータ(36)は、最小の相関誤差を有する前記整合用投影データ集合(128)を選択する、請求項10に記載の計算機式断層写真法画像解析システム(10)。
- 前記コンピュータ(36)はさらに、前記整合用投影データ集合(128)から画像を再構成するように構成されている、請求項10に記載の計算機式断層写真法画像解析システム(10)。
- 前記コンピュータ(36)はさらに、前記整合用投影データ集合(128)から、又は前記整合用投影データ集合(128)から再構成された画像から、周期情報を抽出する(130)ように構成されている、請求項10に記載の計算機式断層写真法画像解析システム(10)。
- 前記コンピュータ(36)はさらに、前記周期情報を用いて前記投影データ集合(110)から1枚以上の画像を再構成する(132)ように構成されている、請求項16に記載の計算機式断層写真法画像解析システム(10)。
- 前記コンピュータ(36)はさらに、2枚以上の再構成画像から空間をレンダリングするように構成されている、請求項17に記載の計算機式断層写真法画像解析システム(10)。
- 低速で回転する面積型検出器(22)及びコーン・ビーム放射線源(12)により投影データ集合(110)を取得するステップと、
合算運動信号を形成するために各々のビュー位置について前記投影データ集合(110)の0次モーメント(150)を算出するステップと、
周波数特性に基づいて前記合算運動信号を劣化性信号(154)と所望の運動信号とに分離するステップと、
を備えた一組の投影から運動信号を発生する方法。 - 前記面積型検出器(22)及びコーン・ビーム放射線源(12)の回転は3秒間よりも長い時間を要する、請求項19に記載の方法。
- 前記合算信号を分離するステップは時間領域において行なわれる、請求項19に記載の方法。
- 前記合算信号を分離するステップは、前記0次モーメント150のフーリエ変換を実行した後にフーリエ変換領域において行なわれる、請求項19に記載の方法。
- 前記所望の運動信号は心臓運動信号(156)である、請求項19に記載の方法。
- 前記心臓運動信号(156)に基づいて1枚以上の心画像を再構成するステップをさらに含んでいる請求項23に記載の方法。
- 放射線流(16、20)を放出するように構成されているコーン・ビームX線源(12)と、
前記放射線流(16、20)を検出して、該放射線流(16、20)に応じた1以上の信号を発生するように構成されており、複数の検出器素子を含んでいる面積型検出器(22)と、
前記コーン・ビームX線源(12)及び前記面積型検出器(22)を低速で回転させて、データ取得システム(34)を介して前記検出器素子の1以上から投影データ集合を取得するように構成されているシステム制御器(24)と、
前記投影データ集合を受け取り、合算運動信号を形成するために各々のビュー位置について前記投影データ集合の0次モーメント(150)を算出して、周波数特性に基づいて前記合算運動信号を劣化性信号(154)と所望の運動信号とに分離するように構成されているコンピュータ・システム(36)と、
を備えた計算機式断層写真法(CT)画像解析システム(10)。 - 前記面積型検出器(22)及びコーン・ビーム放射線源(12)の回転は3秒間よりも長い時間を要する、請求項25に記載の計算機式断層写真法画像解析システム(10)。
- 前記コンピュータ・システム(36)は、時間領域において前記合算運動信号を分離するように構成されている、請求項25に記載の計算機式断層写真法画像解析システム(10)。
- 前記コンピュータ・システム(36)は、前記0次モーメント(150)のフーリエ変換を実行した後にフーリエ変換領域において前記合算運動信号を分離するように構成されている、請求項25に記載の計算機式断層写真法画像解析システム(10)。
- 前記コンピュータ・システム(36)はさらに、前記所望の運動信号に基づいて1枚以上の心画像を再構成するように構成されている、請求項25に記載の計算機式断層写真法画像解析システム(10)。
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