JP2015066445A - コンピュータ断層撮影(ct)画像再構成におけるアーチファクトを低減するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
αk=α1β(k-1)
初期のα=0.0175で、β=0.9である場合、35回の反復の後、基本的に安定した値αが導出される。それは、値αが0.002とされ、反復回数が100である、全変分の結果と等しい。
Iinitial weight=ITV−IMAR initial
次に、ステップ310で、ガウシアン平滑化処理が初期重み付け画像Iinitial weightに適用されて、Iblurred weightが生成される。ガウシアン平滑化フィルタは、画像処理のノイズ低減において広く使用される、ガウシアンノイズの除去のための線形平滑化フィルタである。簡潔に言うと、ガウシアンフィルタは、全画像の重み付け平均を行う処理であり、各画素点の値が、それ自身とその近傍の他の画素値との重み付け平均を行うことによって得られる。ガウシアンフィルタの具体的な動作は、テンプレート(または、たたみこみ、マスクと呼ばれる)を使用して画像中の各画素を走査すること、テンプレートの中心画素点の値に、テンプレートによって決定された近傍の画素の重み付け平均濃淡値を代入することである。
Inormalized weight=Iblurred weight/max(Iblurred weightのCT値)
次に、ステップ314で、上記のさまざまな結果にしたがい、最終再構成画像Ifinalが、以下の式を使用する計算によって生成される。
Ifinal=Inormalized weight*IMAR initial+(1−Inormalized weight)*Iorig
生成された最終再構成画像Ifinalを図8に示す。明らかに、太い白線のアーチファクトが除去され、その位置での不十分な量の情報が修復され、既存の金属アーチファクト低減技法と比較すると、脚の接合の不十分な解像度の欠陥が軽減されている。
Iinitial weight=ITV−IMAR initial
ガウシアンぼけ処理手段9042が、初期重み付け画像Iinitial weightにガウシアン平滑化処理を適用してIblurred weightを生成する。ガウシアン平滑化フィルタは、画像処理のノイズ低減において広く使用される、ガウシアンノイズの除去のための線形平滑化フィルタである。簡潔に言うと、ガウシアンフィルタは、全画像の重み付け平均を行う処理であり、各画素点の値が、それ自身とその近傍の他の画素値との重み付け平均を行うことによって得られる。ガウシアンフィルタの具体的な動作は、テンプレート(または、たたみこみ、マスクと呼ばれる)を使用して画像中の各画素を走査すること、テンプレートの中心画素点の値に、テンプレートによって決定された近傍の画素の重み付け平均濃淡値を代入することである。
Inormalized weight=Iblurred weight/max(Iblurred weightのCT値)
上記のさまざまな結果にしたがい、最終画像生成手段905が、以下の式を使用して、最終再構成画像Ifinalを計算する。
Ifinal=Inormalized weight*IMAR initial+(1−Inormalized weight)*Iorig
生成された最終再構成画像Ifinalを図8に示す。明らかに、太い白線のアーチファクトが除去され、その位置での不十分な量の情報が修復され、既存の金属アーチファクト低減技法と比較すると、脚の接合の不十分な解像度の欠陥が軽減されている。
12 架台
14 X線源
16 X線ビーム
18 検出器アセンブリ
20 検出器
22 内科患者
24 回転中心
26 制御メカニズム
28 X線コントローラ
30 架台モーターコントローラ
32 データ収集システム(DAS)
34 画像再構成部
36 コンピュータ
38 大容量記憶デバイス
40 オペレータコンソール
42 関連づけられたディスプレイ
44 テーブルモーターコントローラ
46 モーター駆動式テーブル
48 架台開口
50 デバイス
52 コンピュータ可読媒体
900 CT画像再構成におけるアーチファクトを低減するための装置
901 収集手段
902 全変分処理手段
903 初期金属アーチファクト低減処理手段
904 重み付け画像生成手段
9041 初期重み付け画像生成手段
9042 ガウシアンぼけ処理手段
9043 正規化処理手段
905 最終画像生成手段
Claims (13)
- コンピュータ断層撮影画像再構成におけるアーチファクトを低減するための方法であって、
最初の再構成画像を収集するステップと、
前記最初の再構成画像についての全変分処理を行って、全変分再構成画像を生成するステップと、
前記最初の再構成画像についての初期金属アーチファクト低減処理を行って、初期金属アーチファクト低減再構成画像を生成するステップと、
前記全変分再構成画像と前記初期金属アーチファクト低減再構成画像とに基づいて重み付け画像を生成するステップであって、前記重み付け画像は、前記最初の再構成画像が白色帯アーチファクトを含むことを反映する、ステップと、
前記重み付け画像により前記最初の再構成画像の一部と前記初期金属アーチファクト低減再構成画像の一部とを組み合わせて最終画像を生成するステップであって、前記最終画像は、白色帯アーチファクトを含まない、ステップと
を備える方法。 - 前記全変分再構成画像と前記初期金属アーチファクト低減再構成画像とに基づいて重み付け画像を生成するステップがさらに、
前記全変分再構成画像の行列から前記初期金属アーチファクト低減再構成画像を減算して、初期重み付け画像行列を生成するステップと、
前記初期重み付け画像行列にガウシアンぼけ処理を適用して、ガウシアン重み付け画像行列を生成するステップと、
前記ガウシアン重み付け画像行列に正規化処理を適用して、前記重み付け画像を生成するステップと
を備えることを特徴とする、請求項1に記載のコンピュータ断層撮影(CT)画像再構成におけるアーチファクトを低減するための方法。 - 前記正規化処理が前記ガウシアン重み付け画像行列を前記ガウシアン重み付け画像のCT値の最大値で除算することであることを特徴とする、請求項2に記載のコンピュータ断層撮影画像再構成におけるアーチファクトを低減するための方法。
- 最終画像を生成する前記方法が、前記重み付け画像に前記初期金属アーチファクト低減再構成画像の行列を乗算したものに、1から前記重み付け画像行列を減算した結果と前記最初の再構成画像の行列との積を加算することであることを特徴とする、請求項1に記載のコンピュータ断層撮影画像再構成におけるアーチファクトを低減するための方法。
- 前記初期金属アーチファクト低減処理が、
前記最初の再構成画像における金属投影領域を決定するステップと、
前記金属投影領域における投影値についての補間補正処理を行うステップと、
前記最初の再構成画像についての復元および再構成処理を行うステップと
を備えることを特徴とする、請求項1に記載のCT画像再構成におけるアーチファクトを低減するための方法。 - コンピュータ断層撮影画像再構成におけるアーチファクトを低減するための装置(900)であって、
最初の再構成画像を収集するための収集手段(901)と、
前記収集された最初の再構成画像についての全変分処理を行って、全変分再構成画像を生成するための全変分処理手段(902)と、
前記最初の再構成画像についての初期金属アーチファクト低減処理を行って、初期金属アーチファクト低減再構成画像を生成するための初期金属アーチファクト低減処理手段(903)と、
前記全変分再構成画像と前記初期金属アーチファクト低減再構成画像とに基づいて重み付け画像を生成するための重み付け画像生成手段(904)であって、前記重み付け画像は、前記最初の再構成画像が白色帯アーチファクトを含むことを反映する、重み付け画像生成手段(904)と、
前記重み付け画像により前記最初の再構成画像の一部と前記初期金属アーチファクト低減再構成画像の一部とを組み合わせて最終画像を生成するための最終画像生成手段(905)であって、前記最終画像は、白色帯アーチファクトを含まない、最終画像生成手段(905)と
を備える装置(900)。 - 前記重み付け画像生成手段(904)がさらに、
前記全変分再構成画像の行列から前記初期金属アーチファクト低減再構成画像を減算して、初期重み付け画像行列を生成するための初期重み付け演算手段(9041)と、
前記初期重み付け画像行列にガウシアンぼけ処理を適用して、ガウシアン重み付け画像行列を生成するためのガウシアンぼけ処理手段(9042)と、
前記ガウシアン重み付け画像行列に正規化処理を適用して、前記重み付け画像を生成するための正規化処理手段(9043)と
を備えることを特徴とする、請求項6に記載のコンピュータ断層撮影画像再構成におけるアーチファクトを低減するための装置(900)。 - 前記正規化処理が前記ガウシアン重み付け画像行列を前記ガウシアン重み付け画像のCT値の最大値で除算することであることを特徴とする、請求項7に記載のコンピュータ断層撮影画像再構成におけるアーチファクトを低減するための装置(900)。
- 前記最終画像生成手段(905)がさらに、前記重み付け画像に前記初期金属アーチファクト低減再構成画像の行列を乗算したものに、1から前記重み付け画像行列を減算した結果と前記最初の再構成画像の行列との積を加算するために使用されることにより、前記最終画像を生成することを特徴とする、請求項6に記載のコンピュータ断層撮影画像再構成におけるアーチファクトを低減するための装置(900)。
- 前記初期金属アーチファクト低減処理手段(903)がさらに、
前記最初の再構成画像における金属投影領域を決定し、
前記金属投影領域における投影値についての補間補正処理を行い、
前記最初の再構成画像についての復元および再構成処理を行う
ために使用されることを特徴とする、請求項6に記載のコンピュータ断層撮影画像再構成におけるアーチファクトを低減するための装置(900)。 - コンピュータ断層撮影機器であって、
最初の再構成画像を生成するために、X線を利用して対象を走査し、生データを得るための走査手段と、
前記走査手段に動作可能に結合されたプロセッサであって、
最初の再構成画像を収集することと、
前記最初の再構成画像についての全変分処理を行って、全変分再構成画像を生成することと、
前記最初の再構成画像についての初期金属アーチファクト低減処理を行って、初期金属アーチファクト低減再構成画像を生成することと、
前記全変分再構成画像と前記初期金属アーチファクト低減再構成画像とに基づいて重み付け画像を生成することであって、前記重み付け画像は、前記最初の再構成画像が白色帯アーチファクトを含むことを反映することと、
前記重み付け画像により前記最初の再構成画像の一部と前記初期金属アーチファクト低減再構成画像の一部とを組み合わせて最終画像を生成することであって、前記最終画像は、白色帯アーチファクトを含まないことと
を実現するようにプログラム可能である、プロセッサと
を備えるコンピュータ断層撮影機器。 - 不揮発性記録媒体に記憶された命令を備えるコンピュータプログラム製品であって、前記命令は、プロセッサにおいて実行された場合に請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法を実現する、コンピュータプログラム製品。
- プロセッサにおいて実行された場合に請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法を実現する命令を記憶する、不揮発性記憶媒体。
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