JP2011200656A - トモグラフィデータ収集及び画像再構成のためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トモグラフィシステムは、スキャン対象の物体(214)を受け容れるための開口部を有するガントリ(202)と、放射線源(204)と、該線源(204)から物体(214)を通過した放射線を受け取るように位置決めされた検出器(206)と、コンピュータ(224)と、を含む。コンピュータ(224)は、物体の複数の投影データ組を収集すること、該複数の投影データ組から投影データ組の時間部分組を規定すること、複数の投影データ組を用いて物体の作業画像を再構成すること、作業画像内で運動領域を特定すること、及び投影データ組の時間部分組を用いて作業画像の運動領域内にある運動アーチファクトを最小化すること、を行うようにプログラムされている。
【選択図】図3
Description
式1において、「y」は収集した投影データを意味し、「x」は画像を意味し、「A」はCTシステムのスキャン動作と同様の方式による前方投影演算子を意味し、「F(・)」は収集データ「y」とCTシステムのモデルに従った合成データの組「Ax」の間の様々な信頼度を含み得る歪み尺度を意味し、また「Ω」は1組の非負画像などの凸集合を意味している。さらに、「βU(・)」は画像「x」にわたる正則化項を意味している(ここで、「β」は画質をバランスさせるためのスケールファクタを意味し、また「U(・)」はコスト関数を意味する)。
上式において、「φ(・)」は局所的近傍差に基づいて作用するポテンシャル関数を意味し、またbjkは指向性(directional)スケール変換係数を意味している。
上式において、BtUt(x)は追加の正則化項を意味し、Φは運動推定に従った運動の影響を受ける画像ボクセルの組を意味し、Us(・)及びUt(・)はコスト関数を意味し、また残りの変数は概して式1の場合と一致する。個々のボクセル更新を実行する反復座標降下法(iterative coordinate descent approach)は、こうした希薄な更新を実現するように適合させており、この点は各ステップにおいてフル画像の更新を必要とすることが多い共役勾配手法やその他の投影ベースの更新法と異なることに留意されたい。別法として、ブロックベースの逆転技法を用いてあるいはJacobi更新ステップを用いて複数のボクセルを同時更新することが可能である。
上式において、
202 ガントリ
204 X線源
206 検出器アセンブリ
208 検出器
210 データ収集システム(DAS)
212 X線
214 患者
216 運動モニタ
218 回転中心
220 制御機構
222 運動監視システム
224 コンピュータ
226 X線制御器
228 ガントリモータ制御器
230 画像再構成装置
232 大容量記憶装置
234 オペレータコンソール
236 ディスプレイ
238 テーブルモータ制御器
240 モータ式テーブル
242 ガントリ開口
244 X線源
246 検出器アセンブリ
300 第1の作業画像
302 弧部
304 部分弧部
306 第1の点
308 外部領域
310 第2の点
312〜318 箇所
320 投影
322 投影
324 投影
326 投影
500 開始時間
502 第1のハーフスキャン終了時間
504 第2のハーフスキャン開始時間
506 停止時間
508 時間期間
510 第1の部分組時間期間
512 第2の部分組時間期間
800 SPECTシステム
802 コリメータアセンブリ
804 検出器アセンブリ
806 制御モジュール
808 画像再構成/処理モジュール
810 オペレータワークステーション
812 画像表示ワークステーション
814 対象物支持体
816 撮像域(FOV)
818 対象
820 運動監視システム
822 運動モニタ
824 電磁気線
826 モータ制御器
828 データ収集モジュール
900 PETシステム
902 検出器リングアセンブリ
904 制御器
906 プロセッサ
908 オペレータワークステーション
910 データ収集プロセッサ
912 画像再構成プロセッサ
914 通信リンク
916 中心開口部
918 患者、物体
920 検出器リングアセンブリの中心軸
922 PETスキャナ制御器
924 検出器ユニット
926 通信ライン
928 収集回路
930 通信リンク
932 事象ロケータ回路
934 運動監視システム
936 収集CPU
938 同時発生検出器
940 背面バス
942 通信リンク
944 ソータ
946 メモリモジュール
948 画像CPU
950 アレイプロセッサ
952 背面バス
954 データアレイ
956 画像アレイ
958 CPU
960 表示デバイス
962 入力デバイス
964 陽電子消滅点
966 光子
968 検出器素子
970 第1の検出点
972 散乱光子
974 検出器素子
976 第2の検出点
1000 梱包物/手荷物検査システム
1002 回転可能ガントリ
1004 開口部
1006 X線エネルギー源
1008 検出器アセンブリ
1010 コンベアシステム
1012 コンベアベルト
1014 自動連続通過構造
1016 梱包物
Claims (10)
- スキャン対象の物体(214、818、918、1016)を受け容れるための開口部(242、816、916、1004)を有するガントリ(202、1002)と、
放射線源(204、824、966、1006)と、
線源(204、824、966、1006)から物体(214、818、918、1016)を通過した放射線を受け取るように位置決めされた検出器(206、804、902、1008)と、
コンピュータ(224、810、958)であって、
物体の複数の投影データ組を収集すること(104)、
複数の投影データ組から投影データ組の時間部分組を規定すること(106)、
複数の投影データ組を用いて物体の作業画像を再構成すること(110)、
作業画像内で領域運動(312、314、316、318)を特定すること(112)、
投影データ組の時間部分組を用いて作業画像の運動領域内にある運動アーチファクトを最小化すること(114)、
を行うようにプログラムされたコンピュータ(224、810、958)と、
を備えるトモグラフィシステム(200、800、900、1000)。 - 前記コンピュータ(224、810、958)は、複数の投影データ組、規定した時間ウィンドウの外部で取得した投影データ組、及び少なくとも作業画像を用いて作成した運動マップのうちの1つを用いて作業画像内で運動領域(312、314、316、318)を特定するようにプログラムされている、請求項1に記載のトモグラフィシステム(200、800、900、1000)。
- 前記コンピュータ(224、810、958)は、物体(214、818、918、1016)のハーフスキャン(302)にわたって物体の複数の投影データ組を収集するようにプログラムされている、請求項1に記載のトモグラフィシステム(200、800、900、1000)。
- 前記コンピュータ(224、810、958)は、心電計(ECG)(216、820、934)を用いて投影データ組の時間部分組を規定するようにプログラムされている、請求項1に記載のトモグラフィシステム(200、800、900、1000)。
- 前記コンピュータ(224、810、958)は、投影データ組の時間部分組を90°以上のガントリ回転(304)にわたって収集した投影データ組と規定するようにプログラムされている、請求項1に記載のトモグラフィシステム(200、800、900、1000)。
- 前記コンピュータ(224、810、958)は、投影データ組の時間部分組を物体の時間フィーチャに基づいて規定するようにプログラムされている、請求項1に記載のトモグラフィシステム(200、800、900、1000)。
- 前記コンピュータ(224、810、958)は、投影データ組の時間部分組を130°以下のガントリ回転(304)にわたって収集した投影データ組と規定するようにプログラムされている、請求項1に記載のトモグラフィシステム(200、800、900、1000)。
- 前記コンピュータ(224、810、958)は、2つ以上の放射線源位置(310、306)からの投影データ組のうちの1つと第1の画像及び第2の画像を用いて作成した差分画像とを用いて作業画像の運動領域(312、314、316、318)を特定するようにプログラムされている、請求項1に記載のトモグラフィシステム(200、800、900、1000)。
- 前記コンピュータ(224、810、958)は、特定済みの運動領域(312、314、316、318)を、規定した投影データ組の時間部分組の投影データ組でない複数の投影データ組からの投影データ組を用いて補正するようにプログラムされている、請求項1に記載のトモグラフィシステム(200、800、900、1000)。
- 前記コンピュータ(224、810、958)は、モデルベースの逐次再構成法(MBIR)、代数的再構成法(ART)、同時代数的再構成法(SART)、組織的部分組期待値最大化法(OSEM)及び運動学的パラメータ逐次再構成法(KPIR)のうちの1つを用いて物体の作業画像を再構成するようにプログラムされている、請求項1に記載のトモグラフィシステム(200、800、900、1000)。
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