JP2014530709A - Ctスライス画像のための動作補償されたセカンドパス金属アーティファクト補正 - Google Patents

Ctスライス画像のための動作補償されたセカンドパス金属アーティファクト補正 Download PDF

Info

Publication number
JP2014530709A
JP2014530709A JP2014536403A JP2014536403A JP2014530709A JP 2014530709 A JP2014530709 A JP 2014530709A JP 2014536403 A JP2014536403 A JP 2014536403A JP 2014536403 A JP2014536403 A JP 2014536403A JP 2014530709 A JP2014530709 A JP 2014530709A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
projection
slice
footprint
slice image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014536403A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6144268B2 (ja
Inventor
グラス,ミヒャエル
シュミット,ホルガー
シェーファー,ディルク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips NV
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips NV, Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips NV
Publication of JP2014530709A publication Critical patent/JP2014530709A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6144268B2 publication Critical patent/JP6144268B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03Computed tomography [CT]
    • A61B6/032Transmission computed tomography [CT]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/12Arrangements for detecting or locating foreign bodies
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5211Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
    • A61B6/5229Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image
    • A61B6/5235Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image combining images from the same or different ionising radiation imaging techniques, e.g. PET and CT
    • A61B6/5241Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image combining images from the same or different ionising radiation imaging techniques, e.g. PET and CT combining overlapping images of the same imaging modality, e.g. by stitching
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5258Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving detection or reduction of artifacts or noise
    • A61B6/5264Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving detection or reduction of artifacts or noise due to motion
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F18/00Pattern recognition
    • G06F18/20Analysing
    • G06F18/22Matching criteria, e.g. proximity measures
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T11/002D [Two Dimensional] image generation
    • G06T11/003Reconstruction from projections, e.g. tomography
    • G06T11/008Specific post-processing after tomographic reconstruction, e.g. voxelisation, metal artifact correction
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T5/00Image enhancement or restoration
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/0002Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0012Biomedical image inspection
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
    • A61B6/503Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for diagnosis of the heart
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/54Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
    • A61B6/541Control of apparatus or devices for radiation diagnosis involving acquisition triggered by a physiological signal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

装置及び方法は、関心のある対象(135)の高減衰部分(140)の動作によって引き起こされた画像アーティファクト(330)をCTスライス画像において補正する。CTスライス画像は、投影画像(310a,b)に基づく。装置及び方法は、投影画像(310a,b)の夫々における部分のフットプリント(315a,b)を使用する。

Description

本発明は、断面スライス画像において画像アーティファクトを補正する装置、断面スライス画像において画像アーティファクトを補正する方法、断面スライス画像において画像アーティファクトを補正する医用画像処理システム、コンピュータプロダクト、及びコンピュータ可読媒体に関する。
心臓CT(コンピュータ断層撮影(Computed Tomography))検査を受ける患者数の増加は、人工心臓弁、両室ペースメーカ、ステント、アンプラッツアー(Amplatzer)装置又は同様のもののような、彼らの心臓における金属インプラントを伴う。プロスペクティブゲート(Prospectively gated)心臓CTスキャニングは、動作によって引き起こされる画像アーティファクトを最小限とするようにスキャンが心臓休止フェーズ中に実行されるので、軟組織について良好な画像結果をもたらす。あいにく、ゲート窓内の金属インプラントの小さいが無視できない動作は依然として画像アーティファクトを生じさせることがある。心臓CTシステムは、本出願人による国際公開第2007/060572号(特許文献1)において開示されている。
国際公開第2007/060572号
本発明の目的は、CTスライス画像においてアーティファクトを補正する代替の装置及び方法を提供することである。
本発明の目的は、独立請求項の主題によって解消され、更なる実施形態は、従属請求項において組み込まれている。
留意すべきは、本発明の以下に記載される態様が、スライス画像において画像アーティファクトを補正する方法と、断面スライス画像において画像アーティファクトを補正する医用画像処理システムと、コンピュータプログラム要素と、コンピュータ可読媒体とに等しく適用される点である。
本発明の第1の態様に従って、断面スライス画像において画像アーティファクトを補正する装置が提供される。前記スライス画像は、異なる時点に対象から撮られ且つ該対象の高減衰部分が動作中である間に撮られたCT投影画像に基づく。前記画像アーティファクトは、前記動作によって引き起こされる。当該装置は、入力ユニットと、処理ユニットと、出力ユニットとを有する。前記入力ユニットは、補正されるべき前記スライス画像を受け取るよう構成され、且つ、前記CT投影画像にアクセスするよう構成される。前記処理ユニットは、分割ユニット(分割部)と、識別ユニット(識別部)と、整合ユニット(整合部)と、補間ユニット(補間部)と、スライス画像再構成ユニット(画像再構成部)とを有する。
前記分割部は、前記スライスにおいてアーティファクト領域をセグメント化するよう構成される。
前記識別部は、前記複数のCT投影画像の夫々において前記アーティファクト領域に対応するフットプリントを識別するために前記セグメント化されたアーティファクト領域を使用するよう構成される。
前記整合部は、前記複数のCT投影画像の夫々において、当該CT投影画像における前記識別されたフットプリントを、当該CT投影画像における整合フットプリントと整合させるよう構成される。前記整合フットプリントは、当該CT投影画像の取得時点における前記部分の位置を表す。
前記補間部は、前記複数のCT投影画像の夫々について、当該CT投影画像における補間のための制約として当該CT投影画像における前記整合フットプリントを用いることによって、補間されたCT投影画像を生成して、複数の補間されたCT投影画像を取得するよう構成される。
前記画像再構成部は、前記スライス画像の補正された画像を再構成するために前記複数の補間されたCT投影画像を使用するよう構成される。
前記出力部は、前記スライス画像の前記補正された画像を出力するよう構成される。
前記補正されたスライス画像は、CTスキャナシステムによって実行されたスキャンにおいて取得された前記CT投影画像から以前に再構成された。
前記高減衰部分は、前記対象の残りの平均減衰係数よりも、前記CTスキャナによって使用される放射線(例えば、X線)について高い減衰係数を有する。一例は、スキャン中に心臓の拍動により心臓内で動き回るカテーテルガイドワイヤ又は人工心臓弁のような、有機軟組織に埋め込まれた金属部分である。
しかし、これは一例に過ぎず、本発明は、CT画像取得の実行中に位置又は向きを変える高減衰部分を有する如何なる他の対象についても使用されてよい。
前記CT投影画像は、スライスによって形成される“標的”画像のための“ソース画像”として考えられてよい。本発明に従う装置は、主に、スライス画像レベルよりむしろソース画像において動作する。
前に再構成されたスライス画像における画像アーティファクトは、使用された再構成アルゴリズム及びCT投影画像の取得エポック中の高減衰部分の動作の結果である。当該装置は主にソース画像レベルで、すなわち、CT投影画像に対して動作するので、より完全な補正は、概してスライス画像におけるひずみ及びブラーと比べてひずみ及びブラーが目立たないレベルで当該装置が動作するので、取得され得る。単なる邪魔者としてスライス画像において金属アーティファクト(金属の影)を見るのではなく、当該装置は、画像アーティファクト自体によって提供される情報を生かして、高い忠実度で補正画像を取得する。アーティファクトは、金属対象の“再構成された平均位置”の画像表現、すなわち、CT投影画像の取得エポック中の前記部分の異なる位置に関する時間平均の“画像”と考えられてよい。アーティファクト領域は、前記部分が取得エポック中にとっていた異なる位置によってスィープされた“スワス(swath)”を定義する。
前記投影画像の夫々は、特定の取得時間に且つ特定の投影角度でCTスキャナによって取得された。
前記CT投影画像のあらゆる個々の1つにおける整合プリントの夫々は、特定の取得時点での“真の”瞬時位置における前記部分の投影を表す。対照的に、前記セグメント化されたアーティファクト領域によって表されるスライス画像における金属部分の“画像内位置”は、明らかな“金属対象領域”である。投影画像レベルでのアーティファクト領域のフットプリントの識別は、前記CT投影画像からのスライス画像の前のファーストパス再構成において使用された逆投影とは反対の動作である前面投影によって一実施形態において達成される。
真の位置を符号化する前記整合フットプリントは、スライス画像レベルからの前面投影された再構成されたアーティファクト領域のフットプリントの形状を用いることによって、投影画像レベルで前記整合部によって見つけられる。
前記アーティファクト領域は、金属部分を表すスライス画像領域を含むが、金属部分を適切に表さず、再構成アルゴリズム及び投影画像CT取得エポック中の金属部分の動作によって引き起こされるストリーク、ブラー及びひずみのような純粋なアーティファクトであるボクセル領域を更に含むことがある。一実施形態に従って、前記分割部は、故に、金属部分を適切に表すボクセル領域にセグメンテーションを限るよう構成される。
一実施形態において、セグメンテーションは、接続されないサブ領域を有してよく、すなわち、セグメンテーション内の如何なる点の組についても、その組を繋ぐ経路はその場合に、セグメント化された領域内でその長さをほとんど保たない。
更なる他の実施形態において、前記分割部は、“接続された領域”のレンダリングのみを実施する。すなわち、セグメンテーション内の点の如何なる点も、セグメント化された領域内でその長さを保つ経路によって繋がれ得る。
一実施形態に従って、前記スライス画像における又は新しいスライス画像における前記アーティファクト領域は、前記部分の動作中且つ前記CT投影画像が取得される間の前記部分の時間にわたる平均位置を表し、前記アーティファクト領域は、前記スライス画像又は前記新しいスライス画像の前記CT投影画像からの前の再構成の結果である。
一実施形態において、投影画像におけるレジストレーション処理が実行され、前面投影された平均金属影フットプリントに対する投影画像の夫々におけるアーティファクト又は金属影のフットプリントの変位が推定される。レジストレーション処理において、前面投影された金属影の幾何学形状は、レジストレーションを調整するために使用される。前記整合部によって見つけられた整合フットプリントによって符号化される動作部分の“真の”位置は次いで、スライス画像の補正された画像を取得するために、セカンドパス再構成において使用される。
一実施形態に従って、前記複数の補間されたCT画像は、前記複数のCT投影画像の夫々において、当該CT投影画像における前記整合フットプリント内の画像情報を補間画像情報によって置換することで、生成される。前記補間画像情報は、原則的にワイヤのフットプリントを平均化するために、及びワイヤが可視的でない補正されたスライス画像を生成するために、フットプリント外の平均画像情報(ピクセル値)を用いることによって取得される。組織を囲むピクセル情報がその場合に使用され、選択された画像は、あたかも最初の場所に如何なる金属部分も含んでないかのようにユーザに見える。他の実施形態においては、正反対のことが達成される。すなわち、周囲組織に埋め込まれた金属部分の、補正されたコントラストでのより良いビューが求められている。補正されたコントラストは、補間されたピクセルを、整合フットプリントの夫々の外のピクセル値よりも高いか又は低いピクセル値により置換することによって、達成され得る。この場合に、整合フットプリント内の画像情報は、より良いコントラストのために処理されて、補正された強度値により置換される。再構成において、ハウンズフィールドスケールが使用される。
一実施形態に従って、ユーザ要求があると、前記補間及び前記補正された画像の再構成の前に、新しいスライス画像は、当該装置への入力としてフィードバックするために生成される。前記再構成部は、複数の前記整合フットプリントに基づき前記新しいスライス画像を再構成して、前記CT投影画像の取得中の前記部分の動作を補償するよう構成される。前記入力部は次いで、そのように新たに再構成され且つ動作を補償されたスライス画像を受け取り、前記処理ユニットは次いで、再始動して、前のスライス画像に代えて前記新たに再構成されたスライス画像を処理する。
つまり、スライス画像を予め処理する予備処理ステップが、新しいスライス画像を取得するために一実施形態に従って実施され、前記新しいスライス画像は次いで、当該装置への入力としてフィードバックするために使用され、前のスライス画像に代えて処理される。アーティファクト領域のブラーが少ない、コントラストを補正された表現は、それにより取得され得る。
当該装置は次いで、この新しいコントラストを補正されたスライス画像を入力として使用し、それを処理して、先と同じくより良く、補正されたコントラストで、スライス画像の補正された画像を取得する。
一実施形態において、新しいスライス画像は、最終の出力として出力されて、前記補間部をバイパスする。
当該装置における前記画像再構成部は、専用の画像再構成部であってよいが、他の実施形態においては、スライス画像を取得するために以前に使用された画像再構成部が、再構成を実行するためにも使用されてよい。その場合に、当該装置は、本来の画像再構成システムとインターフェース接続するよう適切なAPI及びインターフェース手段を備える。本来の画像再構成部の適切な再プログラミング及び構成がその場合に必要とされ得る。
要約すると、一実施形態における当該装置は、動作補償されたセカンドパス金属アーティファクト低減スキームを提供する。
一実施形態において、当該装置は、プロスペクティブゲート心臓画像取得に適用される。当該装置は、金属対象がゲート窓内で動作したままである場合に心臓スキャン画像におけるアーティファクトを低減する。当該装置はまた、針又はカテーテルの動作によるアーティファクトを補正するようインターベンショナルCTプロシージャにおいても適用されてよい。本発明は心臓CTイメージング又は金属対象に制限されず、本発明は、CT取得エポック中に動作する高減衰部分を有する如何なる解剖学的又は被解剖学的対象に対して実施され得ることが理解される。
[定義]
語「画像アーティファクト」又は「金属(の)影」は、スライス画像の観測者に提示されるブラー、ストリーク及びひずみを含む。
「フットプリント」は、アーティファクトの前面投影(関数)画像又は部分のいずれかの投影を表すピクセル領域である。
「セグメンテーション」は、画像プレーンにおいて対象をともに定義するボクセル又はピクセルの領域である。画像プレーンにおける各ピクセル又はボクセルはその場合に、対象内又は対象外のいずれかにあると考えられ得る。セグメンテーションはまた、対象の外側輪郭、境界、ひいては“形状”を定義する。
金属対象の「動作」又は「位置の変化」は、その如何なる剛体変形(rigid transformation)も、すなわち、位置の変化が投影画像において認められる限りは対象の回転及び/又は移動を含む。部分の動作の投影は、その部分のフットプリントの投影画像プレーンにわたる面内の剛体変形として表現され得る。
CTスキャナシステムの斜視図を示す。 側面図において図1のCTスキャナシステムのより詳細な図を示す。 CTスライス画像再構成部の動作を示す。 本発明の実施形態に従う、断面スライス画像において画像アーティファクトを補正する装置を示す。 本発明の実施形態に従う、断面スライス画像において画像アーティファクトを補正する方法のフローチャートを示す。
本発明の例となる実施形態は、図面を参照して以下で記載される。
図1を参照して、例となるCTスキャナシステム(“第3世代”)が示されている。システム100は、ボアを備えるフレーム102を有する。ガントリ120は、剛体円筒構造としてボア内に回転可能に配置されている。ガントリ120は、x線管130及び検出器アレイ115を厳密な対向関係において備える。試験台110は、ガントリ120内に及び且つガントリ120の円筒の中心を通って設けられている。台110の上に横たわる患者の心臓135のような、関心のある対象が、ガントリ120の中心部に位置づけられる。心臓135は、カテーテルガイドワイヤ140のような金属対象を内蔵する。ガントリ120の中心又は“焦点”での心臓135及びよってワイヤ140の位置づけのために、ワイヤ140は、ガントリ120がワイヤ140の周囲を回転する間、x線管130と検出器アレイ150との間にスキャン実行の間中常に位置づけられている。ガントリ120における固定配置のために、x線管130及び検出器アレイ115は常に互いに対向する空間的関係にある。CTスキャナシステム100は、スライスプレーン125により心臓135及びワイヤ140を通る断面スライス画像を取得することを可能にする。
図2は、側面図におけるスキャナ100の断面図と、スライス画像プレーン125に係る面内ビューとを提供する。CTスキャナシステム100は、スキャナ100の動作を制御するためのワークステーション240と、データ取得システム(DAS)215と、画像再構成部220と、取得されたスライス画像を保持するためのデータベース225とを更に有する。スライス画像はデータベース225から取り出され、スクリーン230でのビューのためにワークステーション240によってレンダリングされてよい。
ガントリ120が心臓135の周囲を回転すると、異なる投影角度α(アルファ)での一連の投影画像が取得される。各画像は、ガントリ120が角度αから角度β(ベータ)までの角度インターバルで回転する場合に、ガントリ回転中の異なる時点で取得される。
画像取得動作において、x線源130は、ガントリ円筒120の反対側にある検出器115にx線の扇形ビームを投射する。x線の扇形ビームは、個々のx線ペンシルビーム210a〜cの集合から形成される。ペンシルビーム210a〜cは、初期強度でx線源130から放射される。ペンシルビーム210a〜cは、それらが心臓135を通ると減衰され、そのように減衰されたペンシルビームは心臓135の反対側から出て、次いで検出器アレイ115に入射する。検出器アレイ115は検出器要素から形成される。例となる検出器要素115は図3において示されている。
夫々の検出要素115aは、その検出器要素115aに入射するx線ペンシルビームが受ける減衰に反比例する電流を生成する。電流は次いで、DAS215で感知されて受け取られ、適切なA−D変換によってデジタル数値に変換される。検出器要素115aごとのデジタル値(検出器行データ)の収集は次いで、デジタル投影画像310a、bを形成するマトリクス構成において記録される。投影画像310a又はbは、各投影角度α又はβについて1つである。マトリクスにおける行及び列の位置i,j(ピクセル)は、検出器アレイ115における夫々の検出器要素115aの行及び列の位置i,jに対応する。夫々の投影画像310a,bについて、その取得時間及び投影角度は登録され、一連の投影画像310a,bは次いでデータベース225において記憶され、及び/又は画像再構成部220へ転送される。
画像再構成部220は、ワイヤ140を伴う心臓135の画像断面125を通る断面を示すスライス画像320を生成するよう、逆ラドン変換(inverse Radon transformation)に基づく既知の画像再構成アルゴリズムを使用する。つまり、スライス画像320は、各投影角度α又はβについて1つである一連の投影画像310a,bに適用される逆ラドン変換の積(又はその多くの数値実行のうちの1つ)である。そのように再構成されたスライス画像320は次いで、データベース225において記憶され得る。
カテーテルワイヤ140は、周囲の軟組織よりも高いx線減衰係数を有するので、ワイヤ140を通るx線ペンシルビーム210bは、ワイヤ140を通らずに周囲の心臓軟組織を通るx線ペンシルビーム210a,cよりも減衰される。心臓がその心周期を経る場合に、動作がその場のワイヤ140において与えられる。
図2に示されるCTシステムにおいて、心臓プロスペクティブゲート撮像スキームが用いられる。特定の心周期フェーズにおいて心臓をより良く撮像するよう、適切な心電設備(ECG)205が用いられる。心臓領域の周囲の患者の胸部に取り付けられた電極パッドは、現在の心周期フェーズを示す電気信号を捕捉する。所望の心臓フェーズ(例えば、収縮期又は心臓拡張期)に対応する電気信号が検知される場合に、対応する制御コマンドが次いでECG205からワークステーション240へ発せられる。ワークステーション240は、心臓が所望の心臓フェーズにある適切な時にまさに投影画像“スナップショット”を取得するようx線管130をオン又はオフにパルス制御する。このように、投影画像310a,bは、所望の心臓フェーズで各投影角度α又はβについて取得され、心臓の動きによって引き起こされる深刻な画像アーティファクトは、心臓が目標とされる(休止)心周期又はフェーズにない場合にx線源130が少なくとも部分的にオフされるので、少なくとも部分的に回避され得る。x線管130のオン及びオフの切り替えにおける遅延と、プロスペクティブゲートプロシージャの他の欠点とのために、ガントリ120が一方の投影角度から他方の投影角度へ動くにつれて、ワイヤ140のわずかな動作が依然として残る。
図3を参照して、心臓の運動のためにワイヤ140がその位置を変える際のCTスキャナ100の動作がより詳細に説明される。図3の左部分は、投影画像310aが投影角度αで取得される時点でのワイヤ140の位置を示す(説明の明瞭さのために、周囲の心組織は示されていない。)。入射するx線ペンシルビーム210bによる励起により要素115aによって生成される比例電気信号は次いで、DAS215へ転送される。DAS215で、角度αについての投影画像310aは、検出器要素の夫々1つについて夫々のA−D変換された信号を登録することによって構成される。ワイヤ140は埋め込んだ心組織よりも高い減衰係数を有するので、デジタル投影画像310aにおけるワイヤフットプリント315aが形成又は“インプリンティング”される。
ガントリ120が次の取得角度βへ回転するのにかかる時間の間、ワイヤ140の位置は、図3の右上に示されるように変化する。ガントリ120が一の投影角度αから次の投影角度βへ回転するにつれて、ワイヤ140は異なる取得時点で異なる位置をとる。
その結果、第2の投影画像310bにおけるフットプリント315bは、投影角度αで取得された前の投影画像310aにおけるフットプリント315aとは異なる。そのように取得された複数の投影画像310a,bは、夫々、フットプリント315a,b又は夫々の投影画像取得時間及び投影角度でのワイヤ140の真の位置のピクセル値インプリントを示し、次いで画像再構成部220へ供給される。画像再構成部220は、一連の投影画像310a,bを、スライス画像プレーン125を通る心臓135の断面を表す断面画像スライス画像320へ投影することによって、逆ラドン変換を行う。ワイヤ140はその位置を取得エポックにわたって変化させるので、ワイヤ140を表す再構成された画像領域は、当該画像領域を囲むぼやけた画像アーティファクトとして現れる。画像におけるワイヤ140の真の画像境界は、医学的に訓練された目にとってさえ見えないことがある。アーティファクトは、スライス画像における再構成されたワイヤを表す画像領域にわたって且つその周囲に延ばされた“金属影”から形成される。アーティファクト330は、図3において図式的に示されている。動作に起因するブラー及びひずみの結果として、ワイヤ140に対応するアーティファクト330は、夫々の投影画像310a,bにおけるワイヤフットプリント315a,bの実際の厚さよりもずっと厚く示されている。
図4は、スライス画像補正装置の一実施形態を示す。装置は、入力ユニット又は入力インターフェース手段450と、出力ユニット又は出力インターフェース手段470とを有する。装置400は、分割部405、識別部410、整合部415、及び補間部420を有する処理ユニット400を更に有する。更に、整合部415又は補間部420から出力信号を受信することができる画像再構成部430が存在する。インターフェース手段450は、アーティファクトを伴うために補正されるべき画像330を取り出すようDAS215又はデータベース225とのインターフェース接続を可能にする。インターフェース手段450はまた、アーティファクト330を有するスライス画像320を再構成するようCT画像再構成部220によって以前に使用された複数の投影画像310a,bにアクセスするよう構成される。
装置の構成要素450,405,410,415,420,430及び470は、処理ユニット400でソフトウェアルーチンとして実行されている。しかし、全ての構成要素が適切な通信ネットワークにおいて接続される装置の分散型アーキテクチャも代替の実施形態において考えられる。構成要素はまた、専用のFPGA又はハードワイヤードのスタンドアローン型チップとして配置されてよい。構成要素は、Matlab(登録商標)又はSimulink(登録商標)のような適切な科学的コンピューティングプラットフォームにおいてプログラミングされてよく、その場合に、例えば、ライブラリに保持されて、処理ユニット400によって呼び出される場合にリンクされるC++又はCルーチンに変換されてよい。
おおまかに言えば、装置400は、画像アーティファクト330を有するスライス画像320と、スライス320の再構成のために以前に使用された投影画像310a,bとをインターフェース手段450で受け取る。CT投影画像310a,bに基づき、スライス画像320は処理され、アーティファクトを補正されたスライス画像が出力手段470で出力される。補正された画像は、CT取得の間にワイヤ140の動作によって引き起こされたアーティファクトを含む金属ワイヤの表現を除去されており、あるいは、金属ワイヤの表現は、アーティファクトが低減されたより高いコントラストで示されるので、改善される。一実施形態において、装置はまた、ユーザ要求があると、予備処理ステップで、初期スライス320よりもブラーが少ないアーティファクトを示す新しいスライス画像を生成することによって、画像330において示されるアーティファクトの表現を繰り返し改善するよう構成される。アーティファクトが改善されたスライス画像は次いで、ユーザによってレビューされてよく、承認されると、それは新たに予め処理されたアーティファクトスライス画像であり、次いで分割部405にフィードバックされ、補正されたスライス画像を生成するよう処理ユニット400によって処理される。
[動作]
アーティファクト330を有するスライス画像320は、入力手段450で受け取られ、分割部405へ転送され、投影画像310a,bの記憶装置225における位置は、それらの投影画像310a,bへの処理ユニット400のアクセスを可能にするよう確立される。
分割部405は、グレー値強度閾値セグメンテーションのような既知のセグメンテーション技術を用いることによって画像アーティファクト330をセグメント化する。グレー値が所定の設定可能な閾グレー値を越えるボクセルの夫々は、フラグを立てられ、画像アーティファクト領域330の部分及び/又は金属部分140を表す画像領域を形成すると考えられる。閾セグメンテーションは、金属ワイヤ140が心組織の周囲有機物質よりも高いx線減衰係数を有し且つワイヤ140を表す領域を含む画像アーティファクト領域330が画像の残りよりも暗く(又はスライス画像320に使用される色符号化に依存してより明るく)現れるために、使用され得る。ワイヤ140は画像330の前の画像再構成に使用された投影画像310a,bの取得エポックの間動いていると考えられるので、アーティファクト領域は、取得エポックの間のワイヤ140の平均位置の画像表現と考えられ得る。つまり、アーティファクトは、夫々の投影画像310a,bの個々の取得時点のうちのいずれか1つの時点でのワイヤ140の真の位置の重ね合わせの結果と考えられてよい。アーティファクト領域330に属するよう分割部405によって確立されたボクセルのスライスにおける位置を符号化するセグメンテーションデータ構造は次いで、識別部410へ転送される。
識別部410は、前面投影機、すなわち、ラドン変換に基づく数値実行として実施されてよい。識別部410は次いで、セグメント化されたアーティファクト領域330を構成するボクセルを投影画像310a,bの夫々に前面投影するためにセグメンテーションデータ構造を使用する。数学的な意味において、セグメント化されたアーティファクト領域に適用される前面投影の画像を形成する投影画像310a,bの夫々におけるピクセルの領域は、投影画像310a,bの夫々においてアーティファクト領域のフットプリントを識別する。Fが前面投影関数であり、Sがアーティファクト領域を形成するスライスプレーンにおけるボクセルの組である場合に、アーティファクト領域330のフットプリントは関数Fの画像F(S)である。識別は、セグメント化されたアーティファクト領域330内のボクセルに前面投影の動作を制限するビットマスクによって実施され得る。このように、アーティファクト領域は、投影画像310a,bの夫々1つにおけるフットプリントに対応するよう形成され得る。なお、それ自体におけるそのアーティファクト領域は、CT画像再構成部220による前の画像再構成の結果としてスライス320においてのみ存在する。そのようにして識別された、CT投影画像310a,bの夫々におけるピクセル領域は、スライスアーティファクト領域330の夫々の投影画像310a,bについて1つであるフットプリントを構成する。アーティファクト330のフットプリント330aは、図3において投影画像310aについて例示されている。CT投影画像310a,bと、夫々の識別されたアーティファクト領域フットプリントを構成するピクセルにフラグを立てる適切なデータ構造とは次いで、整合部415へ転送される。
夫々の投影画像310a,bにおいて、整合部415は、アーティファクト領域フットプリント(画像310aについて330a)を、その投影画像310a,bにおける夫々の真のワイヤフットプリント315a,bと整合させる。スライス画像におけるアーティファクト領域は、ワイヤ140の(投影ビューにおける)真のワイヤ位置及び形状の平均位置及び平均形状の表現と考えられるので、アーティファクト領域フットプリントの全体形状は、投影画像310a,bの夫々における真のフットプリント315a,bに類似すると期待され得る。
整合部415は、識別されたアーティファクト領域を夫々の投影画像310a,bにおけるワイヤフットプリント315a,bと整合させるために投影画像310a,bの夫々をスキャンするブロック整合アルゴリズムを実施するよう構成されてよい。整合部415は、夫々の投影画像310a,bについて、当該投影画像310a又はbにおいて、その投影画像におけるアーティファクトフットプリントの形状を、夫々の投影画像310a又はbにおいて存在する夫々のワイヤフットプリント315a又はbの形状と整合させるために、選択可能な類似性測定を使用する。例えば、ワイヤ140に関して、投影画像310a,bの夫々1つにおいて識別されるそのアーティファクトフットプリント(例えば、330a)は、曲線ストリップの形状を有すると期待されるが、ブラーのために、ストリップは、同様にストリップ形状をした真のワイヤフットプリント315a,bよりも幅が広くなりうる。
夫々の投影画像310a,bにおける真のワイヤフットプリント315a,bの位置に対するアーティファクトフットプリントの位置は、面内剛体変換を表すマトリクス及びベクトルによって記述され得る。変換は、真のワイヤフットプリント315aに適用される場合に、ワイヤアーティファクト領域フットプリント330aと(類似性測定次第で)略一致するようワイヤフットプリント315aをもたらす。同じことが、他の投影画像310a,bの夫々について、他のフットプリント315b及び夫々のアーティファクト領域フットプリント330bの夫々に当てはまる。整合動作は、図3の右側にある投影画像310の詳細なビューにおける曲線二重矢印によって、図3において図式的に示されている。そのように整合された真のワイヤフットプリント315a,bの適切なデータ構造における座標記述は次いで、補間部420へ送られる。
補間部420は次いで、真のワイヤフットプリント315a,bを構成するピクセル値を補間値により置換する。補間のための制約としてフットプリント315a,bによって定義されるピクセル領域を用いると、装置400は、補正されたスライスにおいて金属ワイヤ部分を完全に平均化するよう、又は初期スライスと比較して高いコントラストで金属ワイヤを示す補正されたスライスを生成するようユーザ設定され得る。金属部分が完全に平均化される場合は、補間部420は、真のワイヤフットプリントの夫々の外からの平均ピクセル情報を使用して、ワイヤフットプリント内のピクセル値を平均ピクセル値により置換する。
一実施形態に従って、補間は、投影画像プレーン310a,bにおいてワイヤフットプリント315a,bをまたぐ線にわたって平均化することによって達成される。最初に、またがれるフットプリント領域315a又は315bの片側にあるがフットプリント領域315a又は315bの外にある線上のピクセル値がその場合に平均化され、フットプリント領域315a又は315bの中にある線上のピクセル値を置換するために使用される。線の夫々に沿った移動平均を用いることによって線の夫々に沿って同様に進行すると、フットプリント領域315a又は315bの中のピクセルは、更にフットプリント領域315a又は315bの中の以前に補間されたピクセル値を用いて、その中心に向かってフットプリント領域の境界から相次いで満たされる。
最終の補正されたスライス画像における金属ワイヤの表現が保存されるべき場合に、補間部420は、フットプリント内のピクセル値を、投影画像の夫々における外部領域と比べて強度/コントラストを改善し且つノイズスターベイション(noise starvation)及びビームハードニング(beam hardening)のような物理的な効果を補正するようなレベルへリセットする。そのように補間された投影画像は次いで、画像再構成部430へ転送される。
再構成部430は、前面投影機410の動作とは逆の動作を実施する。画像再構成部430は、補間された投影画像からの値を画像プレーン上に直線に沿って逆投影することによって“セカンドパス”
(初期スライス320のCTスキャナシステム100での前の再構成が“ファーストパス”を形成する。)において再構成を行って、補正されたスライス画像を取得する。補正されたスライス画像は次いで、出力手段470によって取得され、データベース225へ記憶のために転送される。補正された画像は次いで、スクリーン230でのビューのために適切なグラフィックレンダラによってレンダリングされてよい。
一実施形態において、装置は、新しいスライス画像を生成することによってアーティファクト領域330自体の表現を改善するルーチンを提供するよう構成される。生成された新しいスライス画像は次いで、初期のスライス画像に代えて上述されたように処理される。つまり、受け取られるスライス画像330は最初に、初期スライス画像に比べて補正されたコントラストでアーティファクト領域を示す新しいスライス画像を生成するよう予め処理され、その新しいスライスは次いで、分割部205へと装置にフィードバックされ、初期スライスに関して上述された手順において処理される。このようにして改善されたスライス画像を生成することは、満足いくスライス画像が取得されて、より少ないブラーで期待される程度でアーティファクト領域を示すまで、繰り返され得る。
新しいスライスが要求される場合に、整合部415は、上述されたように投影画像310a,bを補間部420へ送るのではなく、印を付けられた整合されたワイヤフットプリント315a,bとともに投影画像310a,bを再構成部430へ転送する。再構成部430は次いで、投影画像310a,bの取得の間のワイヤ140の動作を補償するよう、整合部415によって見つけられた印を付けられた真のワイヤフットプリント315a,bを使用する。再構成部430は、共通座標系に沿って投影画像310a,bをレジストレーションすることによって、及びCT投影画像310a,bをそれらの取得時間に従って配置することによって、補償を行う。
再構成部430は次いで、前のアーティファクト領域フットプリント330に対するワイヤフットプリントの明らかな動作を記述する以前に登録された剛体変換を用いることによって、最先の投影画像から最後の投影画像までフットプリント315a,bの明らかな動作をトレースする。そのようにトレースされた動作は次いで、投影画像310a,bから改善されたスライス画像を再構成する場合に再構成部430によって実施されるラドン変換において使用される。
ラドン変換に基づく再構成のために直線を用いるのではなく、再構成部430は代わりに、トレースされた動作に従って曲げられた線を用いて、逆投影においてその動作をオフセットし、それにより、セカンドパス動作補償を達成する。他の実施形態においては、再構成部430は、まっすぐな投影線に沿って逆投影を行うが、動作に従って投影画像の夫々をシフトして、同様にセカンドパス動作補償を達成する。一実施形態において、整合部415によって以前に確立された剛体変換は、曲線化及び画像プレーンシフト動作のために使用される。そのように構成されたスライス画像は次いで、ブラーが少ないアーティファクト領域を示す。ユーザは次いで、目下表示されるアーティファクト領域が自身の満足するものかどうかどうかに関して、スクリーン230でのレンダリング後に新しいスライスをレビューすることができ、満足するものでない場合は、新しいスライスは、分割部405へフィードバックされ、上述されたように処理され、更に改善されたスライス画像を繰り返し生成するよう整合部415によって画像再構成部430へ送られる。ユーザが改善されたスライス画像に満足すると、スライス画像は上述されたように処理され、整合部415によって補間部420へ送られ、その後に、最終の補正された画像として出力される。
予備処理はまた、単にアーティファクト表現を改善するよう、すなわち、過度のブラーを除去するよう、補間なしのスタンドアローンとしても使用されてよい。補間部420はその場合にスキップされ、セカンドパス動作補償再構成スライスは直接出力ユニット470へ転送される。この場合に、改善されたスライスは、装置がこのブラー低減のみモードにおいて動作する場合に、最終の出力である。
図5を参照すると、フローチャートが、断面スライス画像において画像アーティファクト330を補正する方法に関して示されている。
ステップS505で、スライス320及び投影画像310a,b又は後者へのファイル参照が受け取られる。
ステップS510で、スライス画像は、セグメント化されたアーティファクト領域を取得するようセグメント化される。
ステップS520で、セグメント化されたアーティファクト領域が、複数の投影画像の夫々において、アーティファクト領域に対応するフットプリントを識別するために使用される。
ステップS530で、複数の投影画像の夫々について、夫々のCT投影画像における識別されたフットプリントが、そのCT投影画像における整合フットプリントと整合される。整合フットプリントは、夫々のCT投影画像の取得時点での金属部分の位置を表す。
ステップS540で、複数のCT投影画像の夫々について、画像情報が、そのCT投影画像における補間のための制約として整合フットプリントによって囲まれた画像領域を用いて補間される。補間は、複数の補間されたCT投影画像をもたらす。
ステップS550で、複数のそのように補間されたCT投影画像は次いで、スライス画像の補正された画像を取得するようセカンドパス再構成される。
ステップS560で、そのように再構成されたスライスが次いで、スライス画像の補正された画像として出力される。
一実施形態において、方法は、上記のステップS540及びS550が実行される前に実行される任意のステップS570を更に有する。ステップS570で、新しいスライス画像の再構成は、投影画像における整合フットプリントを使用して、CT投影画像の取得の間の部分の動作を補償する。
一実施形態において、ステップS570で再構成された新しいスライスは、最終の出力としてステップS560へ直接送られる。
上記で、ワイヤは、比較的減衰率が低い部分に囲まれた高減衰部分についての例として使用されることが理解される。記載される装置はまた、CTスキャン中に動作するあらゆる種類又はスタンドアローンの対象に埋め込まれた金属又は非金属のあらゆる他の部分に使用され得る。
一実施形態に従って、再構成部は、投影画像の取得中の対象の動作をトレースするよう複数の投影画像にわたって整合フットプリントをトレースする。トレースされた動作は、新しいスライスの再構成において考慮される。
本発明の他の例となる実施形態においては、コンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素であって、適切なシステムにおいて上記の実施形態の1つに従う方法の方法ステップを実行するよう構成されることを特徴とするコンピュータプログラム又はコンピュータプログラム要素が提供される。
従って、コンピュータプログラム要素は、本発明の実施形態の部分であってよいコンピュータユニットにおいて記憶されてよい。このコンピュータユニットは、上記の方法のステップを実行するか又は該実行を引き起こすよう構成されてよい。更に、それは、上記の装置の構成要素を操作するよう構成されてよい。コンピュータユニットは、自動的に動作し及び/又はユーザの命令を実行するよう構成され得る。コンピュータプログラムは、データプロセッサのワーキングメモリにロードされてよい。データプロセッサは、よって、本発明の方法を実行するよう設けられてよい。
本発明のこの例となる実施形態は、最初から本発明を使用するコンピュータプログラムと、更新により既存のプログラムを本発明を使用するプログラムに変えるコンピュータプログラムとを両方包含する。
これより先、コンピュータプログラム要素は、上記の方法の例となる実施形態のプロシージャを満たすよう全ての必要なステップを提供することができる。
本発明の更なる例となる実施形態に従って、CD−ROMのようなコンピュータ可読媒体であって、上述されたようなコンピュータプログラム要素を記憶したコンピュータ可読媒体が与えられる。
コンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに又はその部分として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体のような適切な媒体において記憶及び/又は配布されてよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線の電気通信システムを介するような他の形態において配布されてよい。
なお、コンピュータプログラムはまた、ワールドワイドウェブのようなネットワーク上でも与えられてよく、そのようなネットワークからデータプロセッサのワーキングメモリにダウンロードされ得る。本発明の更なる例となる実施形態に従って、コンピュータプログラム要素をダウンロードに利用可能とする媒体が提供され、コンピュータプログラム要素は、本発明の上記の実施形態のうちの1つに従って方法を実行するよう構成される。
本発明の実施形態は、異なる対象を参照して記載される点が留意されるべきである。特に、幾つかの実施形態は、方法タイプの請求項を参照して記載され、一方、他の実施形態は、装置タイプの請求項を参照して記載される。なお、当業者は、上記及び下記の説明から、別なふうに示されない限り、1つのタイプの対象に属する特徴のあらゆる組み合わせに加えて、異なる対象に係る特徴の間の如何なる組み合わせも本願により開示されていると見なされることを察するであろう。なお、全ての特徴は、特徴の単純な合計よりも多い相乗効果を提供するよう組み合わされ得る。
本発明は図面及び上記の説明において詳細に図示及び記載されてきたが、そのような図示及び記載は、例示及び事例であって制限でないと考えられるべきである。本発明は、開示されている実施形態に制限されない。開示されている実施形態に対する他の変形例は、図面、本開示及び従属請求項の検討から、請求される発明を実施する際に当業者によって理解され達成され得る。
特許請求の範囲において、語「有する(comprising)」は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「1つの(a又はan)」は、複数個を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、特許請求の範囲において挙げられている複数の事項の機能を満たしてよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項において挙げられているという単なる事実は、それらの手段の組み合わせが有利に使用され得ないことを示すわけではない。特許請求の範囲における如何なる参照符号も、適用範囲を制限するように解釈されるべきではない。
心臓CT(コンピュータ断層撮影(Computed Tomography))検査を受ける患者数の増加は、人工心臓弁、両室ペースメーカ、ステント、アンプラッツアー(Amplatzer)装置又は同様のもののような、彼らの心臓における金属インプラントを伴う。プロスペクティブゲート(Prospectively gated)心臓CTスキャニングは、動作によって引き起こされる画像アーティファクトを最小限とするようにスキャンが心臓休止フェーズ中に実行されるので、軟組織について良好な画像結果をもたらす。あいにく、ゲート窓内の金属インプラントの小さいが無視できない動作は依然として画像アーティファクトを生じさせることがある。心臓CTシステムは、本出願人による国際公開第2007/060572号(特許文献1)において開示されている。米国特許出願公開第2010/0183214号(特許文献2)は、x線CT画像において高減衰物質によって引き起こされたアーティファクトを低減する方法を報告する。この方法は、再フォーマットされた投影が生成される投影プレーンデータセットを生成するよう同等のビュー角度で取得された投影ビューを結合することを含む。
国際公開第2007/060572号 米国特許出願公開第2010/0183214号
本発明は、添付の特許請求の範囲に従う。
第1の態様に従って、断面スライス画像において画像アーティファクトを補正する装置が提供される。前記スライス画像は、異なる時点に対象から撮られ且つ該対象の高減衰部分が動作中である間に撮られたCT投影画像に基づく。前記画像アーティファクトは、前記動作によって引き起こされる。当該装置は、入力ユニットと、処理ユニットと、出力ユニットとを有する。前記入力ユニットは、補正されるべき前記スライス画像を受け取るよう構成され、且つ、前記CT投影画像にアクセスするよう構成される。前記処理ユニットは、分割ユニット(分割部)と、識別ユニット(識別部)と、整合ユニット(整合部)と、補間ユニット(補間部)と、スライス画像再構成ユニット(画像再構成部)とを有する。
前記CT投影画像は、スライスによって形成される“標的”画像のための“ソース画像”として考えられてよい。当該装置は、主に、スライス画像レベルよりむしろソース画像において動作する。
識別部410は、前面投影機、すなわち、ラドン変換に基づく数値実行として実施されてよい。識別部410は次いで、セグメント化されたアーティファクト領域330を構成するボクセルを投影画像310a,bの夫々に前面投影するためにセグメンテーションデータ構造を使用する。数学的な意味において、セグメント化されたアーティファクト領域に適用される前面投影の画像を形成する投影画像310a,bの夫々におけるピクセルの領域は、投影画像310a,bの夫々においてアーティファクト領域のフットプリントを識別する。Fが前面投影関数であり、Sがアーティファクト領域を形成するスライスプレーンにおけるボクセルの組である場合に、アーティファクト領域330のフットプリントは関数Fの画像F(S)である。識別は、セグメント化されたアーティファクト領域330内のボクセルに前面投影の動作を制限するビットマスクによって実施され得る。このように、アーティファクト領域は、投影画像310a,bの夫々1つにおけるフットプリントに対応するよう形成され得る。なお、それ自体におけるそのアーティファクト領域は、CT画像再構成部220による前の画像再構成の結果としてスライス320においてのみ存在する。そのようにして識別された、CT投影画像310a,bの夫々におけるピクセル領域は、スライスアーティファクト領域330の夫々の投影画像310a,bについて1つであるフットプリントを構成する。アーティファクト330のフットプリント330aは、図において投影画像310aについて例示されている。CT投影画像310a,bと、夫々の識別されたアーティファクト領域フットプリントを構成するピクセルにフラグを立てる適切なデータ構造とは次いで、整合部415へ転送される。

Claims (15)

  1. 異なる時点に対象から撮られ且つ該対象の高減衰部分が動作中である間に撮られたCT投影画像に基づく断面スライス画像において、前記動作によって引き起こされた画像アーティファクトを補正する装置であって、
    入力ユニットと、
    処理ユニットと、
    出力ユニットと
    を有し、
    前記入力ユニットは、前記スライス画像を受け取り、複数の前記CT投影画像にアクセスするよう構成され、
    前記処理ユニットは、
    前記スライスにおいてアーティファクト領域をセグメント化するよう構成される分割部と、
    前記複数のCT投影画像の夫々において前記アーティファクト領域に対応するフットプリントを識別するために前記セグメント化されたアーティファクト領域を使用するよう構成される識別部と、
    前記複数のCT投影画像の夫々において、当該CT投影画像における前記識別されたフットプリントを、当該CT投影画像の取得時点における前記部分の位置を表す当該CT投影画像における整合フットプリントと整合させるよう構成される整合部と、
    前記複数のCT投影画像の夫々について、当該CT投影画像における補間のための制約として当該CT投影画像における前記整合フットプリントを用いることによって、補間されたCT投影画像を生成して、複数の補間されたCT投影画像を取得するよう構成される補間部と、
    前記スライス画像の補正された画像を再構成するために前記複数の補間されたCT投影画像を使用するよう構成される画像再構成部と
    を有し、
    前記出力部は、前記スライス画像の前記補正された画像を出力するよう構成される、
    装置。
  2. 前記複数の補間されたCT投影画像は、前記複数のCT投影画像の夫々において、当該CT投影画像における前記整合フットプリント内の画像情報を補間画像情報によって置換することで、生成される、
    請求項1に記載の装置。
  3. ユーザ要求があると、前記補間及び前記補正された画像の再構成の前に、新しいスライス画像は、当該装置への入力としてフィードバックするために生成され、前記再構成部は、複数の前記整合フットプリントに基づき前記新しいスライス画像を再構成して、前記CT投影画像の取得中の前記部分の動作を補償するよう構成され、前記入力部は次いで、そのように新たに再構成され且つ動作を補償されたスライス画像を受け取り、前記処理ユニットは次いで、再始動して、前のスライス画像に代えて前記新たに再構成されたスライス画像を処理する、
    請求項1に記載の装置。
  4. 前記再構成部は、前記複数のCT投影画像にわたって前記整合フットプリントをトレースして、前記部分の動作をトレースするよう構成され、且つ、前記新しいスライス画像の再構成のために前記トレースされた動作を使用して、前記動作の補償を行うよう構成される、
    請求項3に記載の装置。
  5. 前記識別部は、前記複数のCT投影画像の夫々に前記アーティファクト領域を前面投影して、該アーティファクト領域のフットプリントを識別する前面投影機として実施され、
    前記整合部は、画像レジストレーションアルゴリズムを使用することによって実施される、
    請求項1乃至4のうちいずれか一項に記載の装置。
  6. 前記スライス画像における又は新しいスライス画像における前記アーティファクト領域は、前記部分の動作中且つ前記CT投影画像が取得される間の前記部分の時間にわたる平均位置を表し、前記アーティファクト領域は、前記スライス画像又は前記新しいスライス画像の前記CT投影画像からの前の再構成の結果である、
    請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載の装置。
  7. 前記対象は、人間又は動物の心臓であり、前記CT投影画像は、プロスペクティブゲート心臓CTスキャナによって取得され、前記部分の移動は、画像取得ゲート窓内で起こる、
    請求項1乃至6のうちいずれか一項に記載の装置。
  8. 前記部分は、金属、特に、人工弁、両室ペースメーカ、ステント、ステント導入のためのワイヤガイド、及びアンプラッツアー装置のうちのいずれか1つである、
    請求項1乃至7のうちのいずれか一項に記載の装置。
  9. 異なる時点に対象から撮られ且つ該対象の高減衰部分が動作中である間に撮られたCT投影画像に基づく断面スライス画像において、前記動作によって引き起こされた画像アーティファクトを補正する方法であって、
    前記スライス画像と、複数の前記CT投影画像とを受け取るステップと、
    前記スライスにおいてアーティファクト領域をセグメント化するステップと、
    前記複数のCT投影画像の夫々において前記アーティファクト領域に対応するフットプリントを識別するために前記セグメント化されたアーティファクト領域を使用するステップと、
    前記複数のCT投影画像の夫々において、当該CT投影画像における前記識別されたフットプリントを、当該CT投影画像の取得時点における前記部分の位置を表す当該CT投影画像における整合フットプリントと整合させるステップと、
    前記複数のCT投影画像の夫々について、前記複数のCT投影画像の夫々において、補間を行い、該補間のための制約として当該CT投影画像における前記整合フットプリントを用い、複数の補間されたCT投影画像を取得するステップと、
    前記スライス画像の補正された画像を画像再構成するために前記複数の補間されたCT投影画像を使用するステップと、
    前記スライス画像の前記補正された画像を出力するステップと、
    を有する方法。
  10. 前記複数の補間されたCT投影画像は、前記複数のCT投影画像の夫々において、当該CT投影画像における前記整合フットプリント内の画像情報を補間画像情報によって置換することで、生成される、
    請求項9に記載の方法。
  11. ユーザ要求があると、前記補間及び前記補正された画像の再構成の前に、複数の前記整合フットプリントに基づき新しいスライス画像を再構成して、前記CT投影画像の取得中の前記部分の動作を補償し、処理ステップを再始動して、前のスライス画像に代えてそのように新たに再構成され且つ動作を補償されたスライス画像に適用することによって、当該装置への入力としてフィードバックするために前記新しいスライス画像を生成するステップ
    を更に有する請求項9又は10に記載の方法。
  12. 前記新しいスライス画像に適用される再構成ステップは、前記複数のCT投影画像にわたって前記整合フットプリントをトレースして、前記部分の動作をトレースし、且つ、前記新しいスライス画像のための再構成ステップにおいて前記トレースされた動作を使用して、前記動作の補償を行うことを含む、
    請求項11に記載の方法。
  13. 異なる時点に対象から撮られ且つ該対象の高減衰部分が動作中である間に撮られたCT投影画像に基づく断面スライス画像において、前記動作によって引き起こされた画像アーティファクトを補正する医用画像処理システムであって、
    請求項1乃至8のうちいずれか一項に記載の装置と、
    前記スライス画像及び前記CT投影画像を保持するデータベースシステムと
    を有する医用画像処理システム。
  14. 処理ユニットによって実行される場合に、請求項9乃至12のうちいずれか一項に記載の方法を実行するよう構成される、請求項1乃至8のうちいずれか一項に記載の装置を制御するためのコンピュータプログラム。
  15. 請求項14に記載のコンピュータプログラムを記憶するコンピュータ可読媒体。
JP2014536403A 2011-10-24 2012-10-22 Ctスライス画像のための動作補償されたセカンドパス金属アーティファクト補正 Active JP6144268B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161550509P 2011-10-24 2011-10-24
US61/550,509 2011-10-24
PCT/IB2012/055799 WO2013061239A2 (en) 2011-10-24 2012-10-22 Motion compensated second pass metal artifact correction for ct slice images

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014530709A true JP2014530709A (ja) 2014-11-20
JP6144268B2 JP6144268B2 (ja) 2017-06-07

Family

ID=47278919

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014536403A Active JP6144268B2 (ja) 2011-10-24 2012-10-22 Ctスライス画像のための動作補償されたセカンドパス金属アーティファクト補正

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9275454B2 (ja)
EP (1) EP2747655B1 (ja)
JP (1) JP6144268B2 (ja)
CN (1) CN103889329B (ja)
BR (1) BR112014009434A2 (ja)
IN (1) IN2014CN02779A (ja)
RU (1) RU2605519C2 (ja)
WO (1) WO2013061239A2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101870890B1 (ko) * 2016-11-23 2018-06-25 연세대학교 산학협력단 콘빔 ct 영상의 금속으로 인한 아티팩트 보정방법 및 장치
KR101874950B1 (ko) * 2016-11-23 2018-07-05 연세대학교 산학협력단 재귀적 액티브 컨투어를 이용한 3차원 콘빔 ct 영상의 세그먼테이션 방법 및 ct 영상 장치
KR20190102770A (ko) * 2018-02-27 2019-09-04 기초과학연구원 전산화 단층촬영 영상의 빔 경화 인공물 보정 방법 및 그 방법을 이용한 전산화 단층촬영 장치

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10679104B2 (en) 2012-10-26 2020-06-09 Varian Medical Systems, Inc. Forward projection cylinder volume method
US9672600B2 (en) * 2012-11-19 2017-06-06 Carestream Health, Inc. Clavicle suppression in radiographic images
DE102013202313A1 (de) * 2013-02-13 2014-08-14 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur von Bewegungsartefakten bei einem computertomographischen Bild
EP3267183B1 (en) * 2015-03-03 2023-04-05 Nikon Corporation Measurement processing device, x-ray inspection device, measurement processing method, measurement processing program, and structure manufacturing method
JP6554353B2 (ja) * 2015-07-27 2019-07-31 株式会社日立製作所 X線撮像装置及び透視撮影制御方法
CN105374014B (zh) * 2015-08-25 2018-01-12 上海联影医疗科技有限公司 图像校正方法及装置、医学图像生成方法及装置
GB2542764A (en) * 2015-09-23 2017-04-05 Pathxl Ltd Image processing method and apparatus for normalisation and artefact correction
US10803632B2 (en) 2015-12-15 2020-10-13 Koninklijke Philips N.V. Image processing system for eliminating or reducing streak artifacts in rotational imaging
JP6780948B2 (ja) * 2016-03-28 2020-11-04 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 X線ct装置
JP7256115B2 (ja) 2016-08-22 2023-04-11 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ モデル正規化動き補償医用画像再構成
US10360724B2 (en) 2016-12-21 2019-07-23 Uih America, Inc. Methods and systems for emission computed tomography image reconstruction
US10255694B2 (en) * 2016-12-21 2019-04-09 Uih America, Inc. Methods and systems for emission computed tomography image reconstruction
US10966670B2 (en) * 2017-08-07 2021-04-06 Carestream Health, Inc. Imaging system and method for dual-energy and computed tomography
CN109431528B (zh) * 2017-11-08 2022-05-31 上海联影医疗科技股份有限公司 校正投影图像的系统和方法
WO2019090541A1 (en) * 2017-11-08 2019-05-16 Shenzhen United Imaging Healthcare Co., Ltd. Systems and methods for correcting projection images in computed tomography image reconstruction
KR20190103816A (ko) * 2018-02-28 2019-09-05 삼성전자주식회사 컴퓨터 단층 촬영 영상을 보정하는 방법 및 장치
US11842427B2 (en) * 2018-05-15 2023-12-12 Monash University Method and system of motion correction for magnetic resonance imaging
JP7199643B2 (ja) 2019-05-10 2023-01-06 日本精工株式会社 車両用操向装置
JP7317639B2 (ja) * 2019-09-05 2023-07-31 富士フイルムヘルスケア株式会社 放射線画像処理システム及び画像処理方法
CN112233158B (zh) * 2020-10-14 2022-02-15 俐玛精密测量技术(苏州)有限公司 微纳米ct投影图像的二次投影配准方法
CN117830456B (zh) * 2024-03-04 2024-05-28 中国科学技术大学 用于校正图像金属伪影的方法、装置及电子设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0819533A (ja) * 1994-07-05 1996-01-23 Hitachi Medical Corp X線ct装置
JP2003502766A (ja) * 1999-06-23 2003-01-21 ザ、ボード、オブ、トラスティーズ、オブ、ザ、ユニバシティー、オブ、イリノイ イメージの高速な再投影のためのマルチレベル領域分解方法
JP2004357969A (ja) * 2003-06-05 2004-12-24 Hitachi Medical Corp X線計測装置
JP2009195352A (ja) * 2008-02-20 2009-09-03 Hitachi Medical Corp X線ct装置
JP2010068832A (ja) * 2008-09-16 2010-04-02 Hitachi Medical Corp X線ct装置
JP2010514530A (ja) * 2007-01-04 2010-05-06 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 獲得投影データから関心領域の補正画像を生成する装置、方法、及びコンピュータ・プログラム

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6721387B1 (en) * 2001-06-13 2004-04-13 Analogic Corporation Method of and system for reducing metal artifacts in images generated by x-ray scanning devices
US8275091B2 (en) * 2002-07-23 2012-09-25 Rapiscan Systems, Inc. Compact mobile cargo scanning system
WO2006039809A1 (en) * 2004-10-12 2006-04-20 UNIVERSITé LAVAL Method and apparatus for metal artifact reduction in computed tomography
CN100361632C (zh) * 2005-03-22 2008-01-16 东软飞利浦医疗设备系统有限责任公司 一种自动去除黑心伪影的x-射线计算机层析成像机
DE102005037367B3 (de) * 2005-08-08 2007-04-05 Siemens Ag Verfahren für eine Röntgeneinrichtung
DE102005049862A1 (de) * 2005-10-18 2007-04-26 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bewegungskorrektur bei der Bildgebung des Herzens
WO2007073576A1 (en) * 2005-11-17 2007-07-05 Brain Research Institute Pty Ltd Apparatus and method for detection and monitoring of electrical activity and motion in the presence of a magnetic field
WO2007060572A2 (en) 2005-11-24 2007-05-31 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Motion compensated ct reconstruction of high contrast objects
US7746976B2 (en) * 2005-12-30 2010-06-29 Carestream Health, Inc. Bone mineral density assessment using mammography system
RU2009110194A (ru) * 2006-08-22 2010-09-27 Конинклейке Филипс Электроникс, Н.В. (Nl) Коррекция искажений для изображений с искажениями, привнесенными движением
DE102007016319A1 (de) * 2007-04-04 2008-10-09 Siemens Ag Ermittlungsverfahren zum Ermitteln einer endgültigen dreidimensionalen Rekonstruktion eines Untersuchungsobjekts durch mehrfache Segmentierung von Metall und hiermit korrespondierende einrichtungstechnische Gegenstände
KR100923098B1 (ko) 2008-01-15 2009-10-22 (주)이우테크놀로지 엑스 레이 씨티 촬영 영상의 메탈 아티팩트를 제거하는방법
CN102307535B (zh) 2009-01-05 2014-09-24 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于电磁跟踪系统的动态金属畸变补偿的系统和方法
US8280135B2 (en) * 2009-01-20 2012-10-02 Mayo Foundation For Medical Education And Research System and method for highly attenuating material artifact reduction in x-ray computed tomography
DE102009032059A1 (de) * 2009-07-07 2011-01-13 Siemens Aktiengesellschaft Sinogrammbearbeitung für die Metallartefaktreduktion in der Computertomographie
US8503750B2 (en) * 2009-10-06 2013-08-06 General Electric Company Method and apparatus for reduction of metal artifacts in CT images

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0819533A (ja) * 1994-07-05 1996-01-23 Hitachi Medical Corp X線ct装置
JP2003502766A (ja) * 1999-06-23 2003-01-21 ザ、ボード、オブ、トラスティーズ、オブ、ザ、ユニバシティー、オブ、イリノイ イメージの高速な再投影のためのマルチレベル領域分解方法
JP2004357969A (ja) * 2003-06-05 2004-12-24 Hitachi Medical Corp X線計測装置
JP2010514530A (ja) * 2007-01-04 2010-05-06 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 獲得投影データから関心領域の補正画像を生成する装置、方法、及びコンピュータ・プログラム
JP2009195352A (ja) * 2008-02-20 2009-09-03 Hitachi Medical Corp X線ct装置
JP2010068832A (ja) * 2008-09-16 2010-04-02 Hitachi Medical Corp X線ct装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101870890B1 (ko) * 2016-11-23 2018-06-25 연세대학교 산학협력단 콘빔 ct 영상의 금속으로 인한 아티팩트 보정방법 및 장치
KR101874950B1 (ko) * 2016-11-23 2018-07-05 연세대학교 산학협력단 재귀적 액티브 컨투어를 이용한 3차원 콘빔 ct 영상의 세그먼테이션 방법 및 ct 영상 장치
KR20190102770A (ko) * 2018-02-27 2019-09-04 기초과학연구원 전산화 단층촬영 영상의 빔 경화 인공물 보정 방법 및 그 방법을 이용한 전산화 단층촬영 장치
KR102489406B1 (ko) 2018-02-27 2023-01-18 기초과학연구원 전산화 단층촬영 영상의 빔 경화 인공물 보정 방법 및 그 방법을 이용한 전산화 단층촬영 장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP2747655A2 (en) 2014-07-02
RU2014121096A (ru) 2015-12-10
US9275454B2 (en) 2016-03-01
WO2013061239A2 (en) 2013-05-02
BR112014009434A2 (pt) 2017-04-11
CN103889329A (zh) 2014-06-25
EP2747655B1 (en) 2019-02-06
CN103889329B (zh) 2016-10-26
WO2013061239A3 (en) 2013-11-07
RU2605519C2 (ru) 2016-12-20
US20140270450A1 (en) 2014-09-18
JP6144268B2 (ja) 2017-06-07
IN2014CN02779A (ja) 2015-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6144268B2 (ja) Ctスライス画像のための動作補償されたセカンドパス金属アーティファクト補正
US9934597B2 (en) Metal artifacts reduction in cone beam reconstruction
JP4579971B2 (ja) 動き補償方法および装置
US9202296B2 (en) Metal artifacts reduction for cone beam CT
US8811707B2 (en) System and method for distributed processing of tomographic images
Meilinger et al. Metal artifact reduction in cone beam computed tomography using forward projected reconstruction information
Rohkohl et al. Interventional 4D motion estimation and reconstruction of cardiac vasculature without motion periodicity assumption
US9235907B2 (en) System and method for partial scan artifact reduction in myocardial CT perfusion
US20130004052A1 (en) Subtraction of projection data in medical diagnostic imaging
US10083543B2 (en) Metal artifacts reduction for cone beam CT using image stacking
US20110044559A1 (en) Image artifact reduction
US10657621B2 (en) Moving structure motion compensation in imaging
CN102028493B (zh) 在使用造影剂的条件下对周期性运动检查对象的改善扫描
US9760992B2 (en) Motion compensated iterative reconstruction
AU2019271915A1 (en) Method and system for motion correction in CT imaging
Kim et al. Cardiac motion correction for helical CT scan with an ordinary pitch
US8873823B2 (en) Motion compensation with tissue density retention
US8526757B2 (en) Imaging system and imaging method for imaging a region of interest
US11786193B2 (en) Metal artifacts reduction in cone beam reconstruction
CN110428384B (zh) 对呼吸或心脏的pet图像进行衰减校正的校正信息获取方法
US10552992B2 (en) Poly-energetic reconstruction method for metal artifacts reduction
EP2864964A1 (en) Image reconstruction in interleaved multi-energy imaging
Haase et al. Make the Most of Time Temporal Extension of the iTV Algorithm for 4D Cardiac C-Arm CT
US20230419563A1 (en) Method for use in x-ray ct image reconstruction
Haase et al. Make the Most of Time

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151021

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160824

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160906

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161205

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170411

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170510

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6144268

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250