JP2018527091A - 超音波を使用した4次元コンピュータトモグラフィイメージングの呼吸動き補償 - Google Patents

超音波を使用した4次元コンピュータトモグラフィイメージングの呼吸動き補償 Download PDF

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Abstract

超音波データを使用して、4次元コンピュータトモグラフィのための代用の呼吸信号を決定する方法は、コンピュータトモグラフィイメージングシステム402によりコンピュータトモグラフィデータを取得するステップと、1又は複数の呼吸サイクルの間、コンピュータトモグラフィデータを取得することと同時に超音波イメージングシステム404の超音波プローブにより超音波データを取得するステップであって、超音波プローブは、被検体の横隔膜の画像を取得するようにアラインされる、ステップと、取得されたコンピュータトモグラフィデータ及び取得された超音波データを同期させるステップと、取得された超音波データから、代用の呼吸信号を決定するステップと、を有する。

Description

本発明は、概して、コンピュータトモグラフィに関し、特に、超音波を使用した4次元コンピュータトモグラフィ(4D CT)イメージングの呼吸動き補償に関する。本発明は更に、他のイメージングモダリティに適用できる。
呼吸サイクル(すなわち、肺の吸気及び呼気)による動きは、自由呼吸下の静止コンピュータトモグラフィ(CT)スキャンの間、ターゲットである関心組織のジオメトリに大きな歪みをもたらしうる。自由呼吸は、概して、患者が、スキャニング中に呼吸することを意味する。すなわち、患者は、彼らの息を止めることを必要としない。静止(static)は、患者支持体がスキャンのために同じ静止位置に保持されることをさす。動き誘導された歪みは、ターゲットの関心組織をランダムに短くし又は長くしうる。歪みは更に、ターゲットである関心組織の中心の位置を変えることができる。図1は、静止CT画像における関心対象の幾何学的歪みを示す。
これらの歪みのため、自由呼吸下の静止CTスキャンは、特に肺の悪性腫瘍のための放射線治療に関する線量計画にはあまり適さない。4D CTは、この欠点を軽減するアプローチである。4D CTにおいて、患者は、関心のあるあらゆる被検体支持体位置において、患者の長軸に沿ってオーバーサンプリングされる。各々のCTスライスは、呼吸サイクルの呼吸フェーズと相関付けられる。同じ呼吸フェーズであるが異なる寝台位置で取得されたCTスライスは、一緒にビニングされ、寝台位置に基づいてソートされ、3D画像に結びつける。従って、4D CTボリュームは、異なる呼吸フェーズに取得された静止CT画像の連続である。
呼吸フェーズを測定するために、代用の呼吸信号が使用される。1つの代用の呼吸信号は、肺活量測定により決定される。肺活量測定において、肺に入る及び肺から出る空気のフローが、管に囲まれたタービン形状のファンを有するデバイスを通じて呼吸することによって測定される。ファンの回転レートは、空気流量を決定し、呼吸信号として測定される。別の代用の呼吸信号は、患者の胸部又は腹部に配置される反射マーカを追跡することによる。反射マーカは、患者が呼吸する際に動き、それらの動きが、呼吸信号として使用されることができる。別の代用の呼吸情報は、呼吸の最中の腹部サイズの変化を捕える空気ベローベルト(air−bellow belt)による。
残念なことに、上述したアプローチは、患者の呼吸サイクルの実際の呼吸フェーズに十分に又は良好に相関しない。結果として、4D CTボリュームは、多くの場合、動きアーチファクトを有する。図2は、ターゲットが各画像において異なるロケーションに表される4D CTの4つの異なるフェーズにわたる動きアーチファクトの例を示す。図3は、例示の動きアーチファクト302を含む患者の肺、胸部及び肩の4D CT画像を示す。少なくとも上記に関して、患者の呼吸サイクルの実際の呼吸フェーズと良好に相関する動き信号を決定するための別のアプローチの解決されていないニーズがある。
本願の見地は、上述した課題及びその他に対処する。
1つの見地により、超音波データを使用した4次元コンピュータトモグラフィの代用の呼吸信号を決定する方法は、コンピュータトモグラフィイメージングシステムによりコンピュータトモグラフィデータを取得するステップと、1又は複数の呼吸サイクルの最中、コンピュータトモグラフィデータを取得することと同時に超音波イメージングシステムの超音波プローブにより超音波データを取得するステップであって、超音波プローブが被検体の横隔膜の画像を取得するようにアラインされる、ステップと、取得されたコンピュータトモグラフィデータ及び取得された超音波データを同期するステップと、取得された超音波データから代用の呼吸信号を決定するステップと、を有する。
別の見地において、システムは、コンピュータトモグラフィイメージングシステム、超音波イメージングシステム、並びにデータ同期及び4次元コンピュータトモグラフィボリュームプロセッサを有する。コンピュータトモグラフィイメージングシステム及び超音波イメージングシステムは、コンピュータトモグラフィイメージングデータ及び超音波イメージングデータを同時に取得するように構成される。データ同期及び4次元コンピュータトモグラフィボリュームプロセッサは、超音波イメージングデータを変換し、スキャンされた患者の実際の呼吸サイクルを表す代用の呼吸サイクル信号を決定するように構成される。データ同期及び4次元コンピュータトモグラフィボリュームプロセッサは、代用の呼吸サイクル信号を使用して、4次元コンピュータトモグラフィデータを構成するようにコンピュータトモグラフィイメージングデータを変換するように構成される。
別の見地において、コンピュータ可読記憶媒体は、コンピューティングシステムのプロセッサによって実行される際、コンピュータトモグラフィデータ及び超音波データを同時に取得するステップと、超音波データから代用の呼吸信号を決定するステップと、取得されたコンピュータトモグラフィデータ及び取得された超音波データを同期するステップと、代用の呼吸信号に基づいて、同様の振幅又は位相を有するコンピュータトモグラフィデータの画像スライスをビニングするステップと、被検体支持体位置に基づいて、ビニングされた画像スライスをソートするステップと、ソートされた画像を結びつけることによって、ソートされた画像スライスを組み合わせて、呼吸フェーズに対応する3次元ボリュームを生成するステップと、をプロセッサに実行させるコンピュータ可読命令によって符号化される。
本発明の更に別の見地は、以下の詳細な説明を読み理解することにより当業者に理解される。
本発明は、さまざまなコンポーネント及びコンポーネントの取り合わせ、並びにさまざまなステップ及びステップの取り合わせの形を取ることができる。図面は、好適な実施形態を例示するためにだけあり、本発明を制限するものとして解釈されるべきでない。
静止CT画像における関心対象の幾何学的歪みを示す図。 個々の異なるロケーションにターゲットがある4D CTの4つの異なるフェーズにわたる動きアーチファクトの例を示す図。 例示の動きアーチファクトをもつ患者の肺部、胸部及び肩部の4D CT画像を示す図。 CTイメージングシステム、超音波イメージングシステム、並びにデータ同期及び4D CTボリュームプロセッサを有するシステムを概略的に示す図。 4D CTデータを生成するためにデータをソートし組み合わせることの例を示す図。 呼吸フェーズの関数として1D RFデータの高強度サブ部分を示す図。 2D超音波画像データのセグメント化された横隔膜表面を示す図。 超音波を使用して4D CTの呼吸動き補償の例示の方法を示す図。
図4は、CTイメージングシステム402及び超音波(US)イメージングシステム404を有するシステム400を概略的に示す。CTイメージングシステム402は、概して、静止ガントリ406及び回転ガントリ408を有し、回転ガントリ408は、静止ガントリ406によって回転可能に支持されており、z軸を中心に検査領域410の周りを回転する。例えば寝台のような被検体支持体407が、検査領域410の対象又は被検体を支持する。
例えばX線管のような放射線源412は、回転ガントリ408によって回転可能に支持され、回転ガントリ408と共に回転し、検査領域410を横切る放射線を放出する。放射線感受性検出器アレイ414は、検査領域410をはさんで放射線源412とは反対側に円弧をなして位置する。放射線感受性検出器アレイ414は、検査領域410を横切る放射線を検出し、各々の検出された放射線ごとに投影データ又はそれを表す信号を生成する。
再構成器416は、信号を再構成し、検査領域410に位置する被検体又は対象のスキャンされた部分を示すボリュメトリック画像データを生成する。CTコンソール418は、モニタのような人間可読の出力装置、及びキーボード、マウス等の入力装置を有する。CTコンソール418に常駐するソフトウェアは、オペレータが、グラフィカルユーザーインタフェース(GUI)を通じて又は他のやり方で、CTイメージングシステム402とインタラクトし及び/又はCTイメージングシステム402を動作させることを可能にする。
超音波(US)イメージングシステム404は、トランスデューサアレイ424を収容するプローブ422を有する。トランスデューサアレイ424は、トランスデューサ素子のアレイを有し、各トランスデユーサ素子は、音響ウィンドウ426を通じて超音波信号を送信し、エコー信号を受信するように構成され、エコー信号は、超音波信号が視野内の構造とインタラクトすることに応じて生成される。トランスデューサアレイ424は、1D、2D及び/又は3Dのデータを生成するように処理されることができるデータを取得する。これは、Mモードの単一素子イメージング、Bモードの2Dイメージング又はBモードの3Dマトリクスイメージングを含む。
図示される例において、プローブ422は、デバイス429によって支持され、デバイス429は、呼吸及びスキャニングの最中、プローブ422を支持し、既知の静止位置に維持する。代替として、プローブ422は、符号化されたアームに取り付けられ、アーム符号器を使用して呼吸中の符号化されたアームの移動を測定する。代替として、プローブ422は、ロボットアームによって支持され、ガイドされる。代替として、光学トラッキング、電磁気(EM)トラッキング、光学形状検知等を用いる追跡システムが、プローブ422を追跡するために利用される。EM追跡の例は、2013年12月28日出願の国際出願番号第PCT/IB2013/054405号の明細書等に記述されており、その内容は、参照によってここに盛り込まれる。
図示される例において、プローブ422は、ケーブル428を通じて超音波コンソール430とインタフェースする。代替として、プローブ422は、ワイヤレスインタフェースを有することができる。超音波コンソール430は、CTコンソール418と同様に、モニタのような人間可読の出力装置、及びキーボード、マウス等の入力装置を有する。更に、CTコンソール418と同様に、超音波コンソール430に常駐するソフトウェアは、オペレータが、グラフィカルユーザーインタフェース(GUI)を通じて又は他のやり方で、超音波イメージングシステム404とインタラクトし及び/又は超音波イメージングシステム404を動作させることを可能にする。
データ同期及び4D CTボリュームプロセッサ432は、CTイメージングシステム402によって取得されるCTデータ及び超音波イメージングシステム404によって取得される超音波データを処理する。追跡システムがトランスデューサアレイ424のロケーションを追跡するために使用される場合、追跡情報が更に、データ同期及び4D CTボリュームプロセッサ432に提供される。このデータから、データ同期及び4D CTボリュームプロセッサ432は、各々のCTスライスを、超音波データ(1D、2D又は3D)、CT寝台位置、及びトランスデューサアレイ位置/向き(利用できる場合)に関連付ける。これは、データ内のタイムスタンプに基づくことができ、これは、複数のクロック、単一のクロックを同期する及び/又は他のやり方を含む。
後で詳しく述べるように、データ同期及び4D CTボリュームプロセッサ432は、超音波データを処理し、超音波データから代用の呼吸信号を生成し、かかる代用の呼吸信号は、呼吸サイクルのフェーズを表す。データ同期及び4D CTボリュームプロセッサ432は、この代用の呼吸信号を使用して、CTスライスをソートし組み合わせることで、4D CTボリュームを生成する。代用の呼吸信号は、横隔膜の実際の移動を反映するので、代用の呼吸信号は、実際の呼吸サイクルと良好に相関し、それにより、肺活量測定、マーカ、ベルト及び他のアプローチを使用することに関連付けられる動き信号が、実際の呼吸サイクルと良好に関連しない信号を生み出し、動きアーチファクトをもたらすことを軽減する。
4D CTデータを生成するためのソート及び組み合わせの例は、図5に示される。図5において、複数セットのCTスライス502、504、506、508、...が、寝台位置510、512、514、516、...において取得される。各々の画像は、呼吸フェーズ/振幅に対応する。同様の(同じ、又は、10%の範囲内の)呼吸信号フェーズ/振幅を有するスライスが、一緒にビニングされ(例えば、振幅526を有するスライス520、522及び524が一緒にビニングされ、振幅534を有するスライス528、530及び532が一緒にビニングされる、など)、それらの寝台位置に基づいてソートされる。データ同期及び4D CTボリュームプロセッサ432は、或る信号フェーズに対応する画像を結び付けて3Dボリューム536を生成し、結果を表示する。
図示される実施形態において、データ同期及び4D CTボリュームプロセッサ432は、CTイメージングシステム402及び超音波イメージングシステム404とは別のコンピューティングシステム(プロセッサ、メモリ等を有する)の一部である。別の実施形態において、データ同期及び4D CTボリュームプロセッサ432は、CTイメージングシステムコンソール418及び/又は超音波イメージングシステムコンソール430の一部である。更に他の実施形態において、データ同期及び4D CTボリュームプロセッサ432は、CTイメージングシステム402及び/又は超音波イメージングシステム404及び1又は複数の他のコンピューティングシステムにわたって分散される。
CTボリュメトリックデータ、超音波データ(1D、2D及び/又は3D)、追跡データ(取得される場合)、代用の呼吸信号、3Dボリューム536、4D CTデータ及び/又は他のデータは、電子的にフォーマットされたデータのようにデータリポジトリに記憶されることができる。適切なデータリポジトリの例は、画像保管通信システム(PACS)、放射線医学情報システム(RIS)、病院情報システム(HIS)、電子カルテ(EMR)、データベース、サーバ等を含む。このデータは更に、CTイメージングシステム402及び/又は超音波イメージングシステム404によって記憶されることができる。
上で簡単に説明したように、データ同期及び4D CTボリュームプロセッサ432は、代用のリポジトリ信号を生成するように超音波データを処理する。以下は、代用のリポジトリ信号を生成するために1D、2D及び3D超音波データを使用する非限定的な例を記述する。
単一トランスデューサ素子が、データを取得するためにMモードで使用される場合、取得された超音波データは、横隔膜インタフェースに対応するRFデータの高強度サブ部分を含み、かかる部分は、高エコーである。この例は、図6に示されており、図6において、RFデータ604の高強度サブ部分602は、t=0ではロケーション606を中心に位置する。
高強度サブ部分602は、呼吸サイクルの間、RFデータ604の中で移動する。この例もまた、図6に示されており、図6において、サブ部分602はシフトされ、t=xではロケーション608を中心に位置する。ロケーション606と608との間で違いは、シフト610を表し、横隔膜の動き又は呼吸サイクルに対応する。図6は、複数の呼吸サイクル618、620...の時間616にわたって、ベースライン呼吸フェーズに対する、つまりロケーション606に対する動き614(すなわち、シフト610)のプロット612を示す。
この例において、RFデータ604(例えばシフト610)の高強度サブ部分602の移動は、横隔膜移動のインジケータとして使用され、呼吸サイクルの代用物として使用される。知られている及び/又は他の動き検出アルゴリズムが、RFデータ604の中の高強度サブ部分602の動き検出のために使用されることができ、例えば相互相関又は1Dデーモンが使用される。この例において、単一素子トランスデューサは、ここに述べられるように、患者の身体(図4に示すように)に対し空間的に固定される。
2D超音波画像がCTスキャニングの間にBモードで取得される場合、各々のCTスライスは、1つのBモード画像に関連付けられる。代用の信号が、1又は複数のアプローチに基づいて生成される。
1つのアプローチによれば、横隔膜表面が、Bモード画像においてセグメント化される。この例は、図7に示されている。図7において、表面702は、セグメント化された横隔膜を表す。横隔膜の動きは、測定され、ベースラインと比較され、例えば、時間tでの横隔膜位置と時間0でのベースライン横隔膜位置との間の絶対距離測定を通じて、又は、時間tと時間t−1との間のインクリメンタルな横隔膜の動きの合計によって、比較される。
別のアプローチにおいて、時間tでのBモード画像及び(時間0での)ベースラインBモード画像の相互相関が計算され、相互相関の値が、代用の信号として利用される。このアプローチによれば、横隔膜が動くとき、それは、時間tでの画像とベースライン画像との間の非相関の結果をもたらす。両方の場合、プローブ422は、好適には、ここに記述されるように、患者の身体に対して固定され又は追跡される。
ボリュメトリック3D超音波画像データが、CTスキャニング中にBモードで取得される場合、各々のCTスライスは、Bモードボリュームに関連付けられる。代用の信号が、1又は複数のアプローチに基づいて生成される。
1つのアプローチによれば、横隔膜表面が、Bモードボリュームにおいてセグメント化される。横隔膜の動きが測定され、時間tでの横隔膜位置と時間0でのベースライン横隔膜位置との間の絶対距離測定により、又は、時間tと時間t−1との間のインクリメンタルな横隔膜の動きの和によって、ベースラインボリュームと比較される。
別のアプローチにおいて、時間tでのBモードボリューム及び(時間0での)ベースラインBモードボリュームの相互相関が計算され、相互相関の値が、代用の信号として利用される。このアプローチによれば、横隔膜が移動するとき、時間tでの画像とベースライン画像との間の非相関の結果をもたらす。両方のケースにおいて、プローブ422は、ここに記述されるように、固定され又は追跡される。
図8は、Mモードにおいて単一のトランスデューサアレイ424素子を使用して呼吸信号を生成し使用する例示の方法を示す。
上述のステップの順序は制限するものではないことが理解されることができる。従って、他の順序もここに企図される。更に、1又は複数のステップが省かれることができ、及び/又は1又は複数の付加のステップが含められることができる。
802において、患者は、スキャンのために検査領域410の被検体支持体420に位置付けられる。
804において、超音波イメージングシステム404の超音波プローブ422が、横隔膜の画像(例えば、2つの可能性は、肋間の又は肋骨下の画像)を取得するために、患者に適切に位置付けられる。
806において、ここに及び/又は他のやり方で述べられるように、被検体に関する超音波プローブ422のロケーションが、追跡され又は固定される。
808において、CTイメージングシステム102及び超音波イメージングシステム104は、データ同期及び4D CTボリュームプロセッサ432とインタフェースされる。
810において、患者が通常通り呼吸する間、CTスキャン及び超音波スキャンが同時に実施される。
812において、代用の呼吸信号が、取得された超音波データから生成される。ここに記述されるように、代用の呼吸信号は、1D、2D及び/又は3D超音波データから生成されることができる。
814において、データ同期及び4D CTボリュームプロセッサ432が、代用の呼吸信号を用いて、CTスライスをソートし組み合わせることで、4DボリュメトリックCTデータを生成する。
上述したことは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体(物理メモリ:信号、搬送波及び他の一過性媒体を除く)上に符号化され又は埋め込まれることができるコンピュータ可読命令によって実現されることができ、かかるコンピュータ可読命令は、コンピュータプロセッサ(例えば、マイクロプロセッサ、コントローラ、その他)によって実行される際、記述されるステップをコンピュータプロセッサに実施させる。付加的に又は代替として、コンピュータ可読命令の少なくとも1つは、信号、担体波又は他の一過性媒体によって担持される。
本発明は、さまざまな実施形態に関してここに記述されている。変更及び変形が、ここに記述を読み取ると、当業者に思いつくことができる。このような変更及び変形が添付の請求項又はその等価なものの範囲内にある限り、本発明は、すべてのこのような変更及び変形を含むものとして解釈されることが意図される。

Claims (20)

  1. 超音波データを使用して、4次元コンピュータトモグラフィのための代用の呼吸信号を決定する方法であって、
    コンピュータトモグラフィイメージングシステムによりコンピュータトモグラフィデータを取得するステップと、
    1又は複数の呼吸サイクルの間、前記コンピュータトモグラフィデータを取得することと同時に、超音波イメージングシステムの超音波プローブにより超音波データを取得するステップであって、前記超音波プローブが被検体の横隔膜の画像を取得するようにアラインされる、ステップと、
    前記取得されたコンピュータトモグラフィデータ及び前記取得された超音波データを同期するステップと、
    前記取得された超音波データから、代用の呼吸信号を決定するステップと、
    を有する方法。
  2. 前記代用の呼吸信号を使用して前記コンピュータトモグラフィデータをソートするステップと、
    前記ソートされたコンピュータトモグラフィデータを組み合わせて、4次元コンピュータトモグラフィを生成するステップと、
    を更に有する、請求項1に記載の方法。
  3. 前記ソートするステップが、前記代用の呼吸信号に基づいて、同様の振幅を有する前記コンピュータトモグラフィデータの画像スライスをビニングするステップと、被検体の支持体位置に基づいて、前記ビニングされた画像スライスをソートするステップと、を有し、
    前記生成するステップが、前記ソートされた画像を結びつけて前記4次元コンピュータトモグラフィを生成することを含む、請求項2に記載の方法。
  4. 前記取得された超音波データは、Mモードで取得された1次元の無線周波数データを有し、
    前記代用の呼吸信号を決定する前記ステップが、
    前記1次元の無線周波数データの高強度サブ部分を、ベースライン部分として識別するステップと、
    呼吸サイクルにわたって、前記ベースライン部分に対する前記高強度サブ部分の移動を追跡するステップと、
    前記ベースライン部分のロケーションと前記高強度々サブ部分の追跡された各移動のロケーションとの間の差を計算するステップと、
    前記計算された差により、前記代用の呼吸信号を生成するステップと、
    を有する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 前記取得された超音波データは、Mモードで取得された1次元の無線周波数データを有し、
    前記代用の呼吸信号を決定する前記ステップが、
    1次元の無線周波数データの高強度サブ部分を、ベースライン部分として識別するステップと、
    相互相関又は1Dデーモンの少なくとも一方により、前記呼吸サイクルにわたって前記高強度サブ部分の移動を追跡するステップと、
    前記追跡された移動に基づいて、前記代用の呼吸信号を生成するステップと、
    を有する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
  6. 前記取得された超音波データは、Mモードで取得された1次元の無線周波数データを有し、
    前記代用の呼吸信号を決定する前記ステップが、
    第1の時間おけるベースラインBモード画像を識別するステップと、
    第2の異なる時間に前記Mモードで取得された前記無線周波数データの、前記ベースラインBモード画像に対する相互相関を計算するステップと、
    前記代用の呼吸信号として前記相互相関の値を用いるステップと、
    を有する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
  7. 前記取得された超音波データは、Bモードで取得された2次元の超音波画像を有し、
    前記代用の呼吸信号を決定する前記ステップが、
    前記Bモードで取得された前記超音波画像において横隔膜表面をセグメント化するステップと、
    前記セグメント化された横隔膜表面を、ベースラインのセグメント化横隔膜部分として識別するステップと、
    前記呼吸サイクルにわたって、前記ベースラインのセグメント化横隔膜部分に対する、前記セグメント化された横隔膜表面の移動を追跡するステップと、
    第1の時間における横隔膜位置と第2の異なる時間におけるベースライン横隔膜位置との間の絶対距離測定により、前記追跡されたセグメント化された横隔膜表面を比較するステップと、
    を有する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
  8. 前記取得された超音波データは、Bモードで取得された2次元の超音波画像を有し、
    前記代用の呼吸信号を決定する前記ステップが、
    前記Bモードで取得された前記超音波画像において横隔膜表面をセグメント化するステップと、
    前記セグメント化された横隔膜表面を、ベースラインのセグメント化横隔膜部分として識別するステップと、
    前記呼吸サイクルにわたって、前記ベースラインのセグメント化横隔膜部分に対する、前記セグメント化された横隔膜表面の移動を追跡するステップと、
    第1の時間と以前の時間との間のインクリメンタルな横隔膜動きの和により、前記追跡されるセグメント化された横隔膜表面を比較するステップと、
    を有する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
  9. 前記取得された超音波データは、Bモードで取得された2次元の超音波画像を有し、
    前記代用の呼吸信号を決定する前記ステップが、
    第1の時間に前記Bモードで取得された前記超音波画像の、第2の異なる時間に前記Bモードで取得されたベースラインの超音波画像に対する相互相関を計算するステップと、
    前記代用の呼吸信号として前記相互相関の値を用いるステップと、
    を有する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
  10. 前記取得された超音波データは、Bモードで取得された3次元の超音波ボリュームを有し、
    前記代用の呼吸信号を決定する前記ステップが、
    前記Bモードで取得された前記超音波ボリュームにおいて横隔膜表面をセグメント化するステップと、
    前記セグメント化された横隔膜表面を、ベースラインのセグメント化横隔膜部分として識別するステップと、
    前記呼吸サイクルにわたって、前記ベースラインのセグメント化された横隔膜部分に対する、前記セグメント化された横隔膜表面の移動を追跡するステップと、
    を有する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
  11. 第1の時間における横隔膜位置と第2の異なる時間におけるベースライン横隔膜位置との間の絶対距離測定により、前記追跡されるセグメント化された横隔膜表面を比較するステップを更に有する、請求項10に記載の方法。
  12. 第1の時間と以前の時間との間のインクリメンタルな横隔膜動きの和により、前記追跡されるセグメント化された横隔膜表面を比較するステップを更に有する、請求項10に記載の方法。
  13. 前記取得された超音波データは、Bモードで取得された3次元の超音波ボリュームを有し、前記代用の呼吸信号を決定する前記ステップが、
    第1の時間に前記Bモードで取得された前記超音波ボリュームの、第2の異なる時間に前記Bモードで取得されたベースライン超音波ボリューム画像に対する相互相関を計算するステップと、
    前記代用の呼吸信号として前記相互相関の値を用いるステップと、
    を有する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
  14. 前記超音波データを取得する間、支持体デバイスにより固定位置に前記超音波イメージングシステムのトランスデューサアレイを維持するステップ、又は、
    前記超音波プローブを支持するアームの符号器信号の1つにより前記トランスデューサアレイの移動を追跡し、又は前記超音波プローブに配置された前記支持体デバイスを追跡するステップ、
    を更に有する、請求項1乃至12のいずれか1項に記載の方法。
  15. コンピュータトモグラフィイメージングシステムと、
    超音波イメージングシステムと、
    データ同期及び4次元のコンピュータトモグラフィボリュームプロセッサと、を有し、
    前記コンピュータトモグラフィイメージングシステム及び前記超音波イメージングシステムが、コンピュータトモグラフィイメージングデータ及び超音波イメージングデータを同時に取得するように構成され、
    前記データ同期及び4次元コンピュータトモグラフィボリュームプロセッサが、
    前記超音波イメージングデータを変換し、スキャンされた患者の実際の呼吸サイクルを表す代用の呼吸サイクル信号を決定するよう構成され、
    前記データ同期及び4次元コンピュータトモグラフィボリュームプロセッサが、前記代用の呼吸サイクル信号を使用して、4次元コンピュータトモグラフィデータを構成するよう前記コンピュータトモグラフィイメージングデータを変換する、システム。
  16. 前記超音波イメージングデータは、1次元のデータ、2次元のデータ、又は3次元のデータのうち1又は複数を有する、請求項15に記載のシステム。
  17. 前記超音波データを取得する間、前記超音波イメージングシステムのトランスデューサアレイの移動を追跡する追跡装置を更に有する、請求項15又は16に記載のシステム。
  18. 前記超音波データを取得する間、固定位置に前記超音波イメージングシステムのトランスデューサアレイを維持するように構成される支持体を更に有する、請求項15又は16に記載のシステム。
  19. 前記データ同期及び4次元コンピュータトモグラフィボリュームプロセッサは、前記取得されたコンピュータトモグラフィデータ及び前記取得された超音波データを同期し、前記代用の呼吸信号を使用して前記コンピュータトモグラフィデータをソートし、前記ソートされたコンピュータトモグラフィデータを組み合わせて、前記4次元コンピュータトモグラフィを生成する、請求項15乃至18のいずれか1項に記載のシステム。
  20. コンピュータ可読命令によって符号化されたコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータ可読命令は、コンピューティングシステムのプロセッサによって実行される際、前記プロセッサに、
    コンピュータトモグラフィデータ及び超音波データを同時に取得するステップと、
    前記超音波データから代用の呼吸信号を決定するステップと、
    前記取得されたコンピュータトモグラフィデータ及び前記取得された超音波データを同期するステップと、
    前記代用の呼吸信号に基づいて、同様の振幅を有するコンピュータトモグラフィデータの画像スライスをビニングするステップと、
    被検体支持体位置に基づいて、前記ビニングされた画像スライスをソートするステップと、
    前記ソートされた画像スライスを結びつけることによって前記ソートされた画像スライスを組み合わせて、呼吸フェーズに対応する3次元ボリュームを生成するステップと、
    を実行させる、コンピュータ可読記憶媒体。
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