JP2021013726A - 医用装置 - Google Patents
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Abstract
Description
614 再構成回路
700 MRIシステム
742 プロセッサ
800 PETスキャナ
870 プロセッサ
Claims (18)
- 検出器によって検出された放射線の強度を表すサイノグラムを取得し、
ニューラルネットワークを取得し、
前記取得されたサイノグラムを前記ニューラルネットワークに適用することによって、前記ニューラルネットワークから、2以上のアーチファクトの指標を出力し、
前記ニューラルネットワークからの前記指標に基づいて、前記取得されたサイノグラムによって第1のアーチファクトが呈示されるか否か、および前記取得されたサイノグラムによって第2のアーチファクトが呈示されるか否かを判定し、
1以上のアーチファクトが前記取得されたサイノグラムによって呈示されると判定されるときは、前記取得されたサイノグラムによって呈示されると判定されている前記1以上のアーチファクトを補正することによって補正されたサイノグラムを生成し、前記補正されたサイノグラムについて再構成処理を実行し、
前記1以上のアーチファクトが前記取得されたサイノグラムによって呈示されないと判定されるときは、前記取得されたサイノグラムについて再構成処理を実行する処理回路を備えた、医用装置。 - 前記処理回路は、更に、
前記取得されたサイノグラムによって呈示されると判定される前記1以上のアーチファクトのうち少なくとも1つが修復困難且つスキャンの中止を要する程度のアーチファクトであるか否かを判定し、
前記1以上のアーチファクトのうちの少なくとも1つが修復困難且つスキャンの中止を要する程度のアーチファクトであるときは、前記再構成処理を実行することなく、前記サイノグラムの取得を停止する、請求項1に記載の医用装置。 - 前記処理回路は、更に、
前記ニューラルネットワークからの前記指標に基づいて、前記取得されたサイノグラムによって呈示されると判定される前記1以上のアーチファクトのうち少なくとも1つが、前記サイノグラムを取得するためのプロトコルを変更することによって軽減できるか否かを判定し、
前記プロトコルを変更することによって前記1以上のアーチファクトのうち少なくとも1つが軽減できるときは、前記サイノグラムを取得するための前記プロトコルを変更し、当該変更されたプロトコルを使用して、前記サイノグラムの取得を継続する、請求項1又は2に記載の医用装置。 - 前記処理回路は、
更に、別のニューラルネットワークを取得し、
前記取得されたサイノグラムを前記別のニューラルネットワークに適用することによって、呈示されると判定される前記1以上のアーチファクトを補正し、前記別のニューラルネットワークからの出力を、前記補正されたサイノグラムとして生成する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の医用装置。 - 前記ニューラルネットワークは、(i)ビーム硬化アーチファクト、(ii)リングアーチファクト、(iii)運動アーチファクト、(iv)金属アーチファクト、(v)光子不足アーチファクト、(vi)風車アーチファクト、(vii)リングアーチファクト、(viii)ゼブラアーチファクト、(ix)部分ボリュームアーチファクト、(x)カッピングアーチファクト、(xi)切り捨てアーチファクト、(xii)ストリーキングアーチファクト、および(xiii)シャドウイングアーチファクトのうち2以上が、前記サイノグラムによって呈示されるかどうかを示す指標を出力するように訓練されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の医用装置。
- 前記処理回路は更に、
入力サイノグラムが1以上のアーチファクトを示すか否かを示すそれぞれの目標指標と組み合わせた入力サイノグラムを含んだ、第1の訓練データセットを入手することと、
所与の前記入力サイノグラムを前記ニューラルネットワークに適用して対応するアーチファクト指標を生成することにより、前記ニューラルネットワークを使用して前記入力サイノグラムそれぞれからアーチファクト指標を生成することと、
損失関数の値を最小にするように前記ニューラルネットワークの重み付け係数を反復的に調整することとによって、
前記ニューラルネットワークを訓練し、
前記損失関数は、前記第1の訓練データセットのそれぞれの入力サイノグラムに応答して生成されたアーチファクト指標と、前記第1の訓練データセットの対応する目標指標との間の不一致を評価する、請求項1に記載の医用装置。 - 前記処理回路は更に、
それぞれの目標サイノグラムと組み合わせた入力サイノグラムを含む第2の訓練データセットを入手することと、
前記入力サイノグラムを前記別のニューラルネットワークに適用することにより、前記別のニューラルネットワークを使用して前記入力サイノグラムそれぞれからアーチファクトが補正されたサイノグラムを生成することと、
損失関数の値を最小にするために前記別のニューラルネットワークの重み付け係数を反復的に調整することとによって、
前記別のニューラルネットワークを訓練し、
前記入力サイノグラムは、前記取得されたサイノグラムにより呈示されると判定される前記1以上のアーチファクトを示し、
前記目標サイノグラムは、前記取得されたサイノグラムにより呈示されると判定される前記1以上のアーチファクトを示さないか、またはより少ない当該アーチファクトを示し、
前記損失関数は、それぞれの目標サイノグラムと、それぞれの入力サイノグラムを前記別のニューラルネットワークに適用することに応答して生成された対応するアーチファクトが補正されたサイノグラムとの間の不一致を評価する、請求項4に記載の医用装置。 - 検出器によって検出された放射線の強度を表すサイノグラムを取得し、
前記サイノグラムから画像を再構成し、
ニューラルネットワークを取得し、
前記再構成された画像を前記ニューラルネットワークに適用することによって、前記ニューラルネットワークから、2以上のアーチファクトの指標を出力し、
前記ニューラルネットワークからの前記指標に基づいて、前記再構成された画像によって第1のアーチファクトが示されているか否か、および前記再構成された画像によって第2のアーチファクトが示されているか否かを判定し、
1以上のアーチファクトが前記再構成された画像によって呈示されると判定されるときは、前記再構成された画像によって呈示されると判定されている前記1以上のアーチファクトを補正することによって、補正された画像を生成する処理回路を備えた、医用装置。 - 前記処理回路は、更に、
前記再構成された画像によって呈示されると判定される前記1以上のアーチファクトのうち少なくとも1つが修復困難且つスキャンの中止を要する程度のアーチファクトであるか否かを判定し、
前記1以上のアーチファクトのうちの少なくとも1つが修復困難且つスキャンの中止を要する程度のアーチファクトであるときは、前記サイノグラムの取得を停止し、そうでなければ前記サイノグラムの取得を継続する、請求項8に記載の医用装置。 - 前記処理回路は、更に、
前記ニューラルネットワークからの前記指標に基づいて、前記再構成された画像によって示されると判定される前記1以上のアーチファクトのうち少なくとも1つが、前記サイノグラムを取得するためのプロトコルを変更することによって軽減できるか否かを判定し、
前記プロトコルを変更することによって前記1以上のアーチファクトのうち少なくとも1つが軽減できるときは、前記サイノグラムを取得するための前記プロトコルを変更し、当該変更されたプロトコルを使用して、前記サイノグラムの取得を継続する、請求項8又は9に記載の医用装置。 - 前記処理回路は、
更に、別のニューラルネットワークを取得し、
前記再構成された画像を前記別のニューラルネットワークに適用することによって、呈示されると判定される前記1以上のアーチファクトを補正し、前記別のニューラルネットワークからの出力を、前記補正された画像として生成する、請求項8〜10のいずれか一項に記載の医用装置。 - 前記処理回路は更に、
入力画像が1以上のアーチファクトを呈示するか否かを示すそれぞれの目標指標と組み合わせた入力画像を含む、第1の訓練データセットを入手することと、
所与の前記入力画像を前記ニューラルネットワークに適用して対応するアーチファクト指標を生成することにより、前記ニューラルネットワークを使用して前記入力画像それぞれからアーチファクト指標を生成することと、
損失関数の値を最小にするように前記ニューラルネットワークの重み付け係数を反復的に調整することとによって、
前記ニューラルネットワークを訓練し、
前記損失関数は、前記第1の訓練データセットのそれぞれの入力画像に応答して生成されたアーチファクト指標と、前記第1の訓練データセットの対応する目標指標との間の不一致を評価する、請求項8に記載の医用装置。 - 前記処理回路は更に、
それぞれの目標画像と組み合わせた入力画像を含む第2の訓練データセットを入手することと、
前記入力画像を前記別のニューラルネットワークに適用することにより、前記別のニューラルネットワークを使用して前記入力画像それぞれからアーチファクト補正された画像を生成することと、
損失関数の値を最小にするために前記別のニューラルネットワークの重み付け係数を反復的に調整することとによって、
前記別のニューラルネットワークを訓練し、
前記入力画像は、前記再構成された画像により呈示されると判定される前記1以上のアーチファクトを示し、
前記目標画像は、前記再構成された画像により呈示されると判定される前記1以上のアーチファクトを示さないか、またはより少ない当該アーチファクトを示し、
前記損失関数は、それぞれの目標画像と、それぞれの入力画像を前記別のニューラルネットワークに適用することに応答して生成された対応するアーチファクト補正された画像との間の不一致を評価する、請求項11に記載の医用装置。 - 前記サイノグラムは、X線投影データ、ポジトロン放射断層撮影データ、および単一光子放出コンピュータ断層撮影データのうちの1つである、請求項1〜13のいずれか一項に記載の医用装置。
- 前記サイノグラムは、X線投影データであり、
前記処理回路は、X線管の電流、X線管の電圧、X線ビームのコーンビーム角度、ヘリカルスキャンのピッチ、校正、および前記検出器の画素ピッチのうちの1以上を変更することによって、前記プロトコルを変更する、請求項3又は10に記載の医用装置。 - 前記処理回路は更に、
別のニューラルネットワークを取得し、
前記別のニューラルネットワークにCT画像を適用して、残留アーチファクトが前記CT画像によって呈示されるかどうかを示す出力を生成し、
前記別のニューラルネットワークからの出力が、前記CT画像によって前記残留アーチファクトが呈示されることを示すときに、前記残留アーチファクトが前記CT画像によって呈示されることを前記医用装置のユーザに知らせる、請求項1に記載の医用装置。 - 前記処理回路は更に、
別のニューラルネットワークを取得し、
前記別のニューラルネットワークにCT画像を適用することによって、前記別のニューラルネットワークから別の2以上のアーチファクトの指標を出力し、
前記別のニューラルネットワークからの指標に基づいて、前記CT画像によって第3のアーチファクトが呈示されるか否か、および前記CT画像によって第4のアーチファクトが呈示されるか否かを判定し、
別の1以上のアーチファクトが前記CT画像によって呈示されると判定されるときは、前記CT画像によって示されると判定される前記別の1以上のアーチファクトを補正することによって、補正された画像を生成する、請求項1に記載の医用装置。 - 前記ニューラルネットワークは、前記取得されたサイノグラムによって呈示されると判定される前記1以上のアーチファクトが(i)光子不足アーチファクト、(ii)風車アーチファクト、(iii)リングアーチファクト、(iv)ゼブラアーチファクト、(v)部分ボリュームアーチファクト、および(vi)切り捨てアーチファクトのうち1以上を含むときは、前記サイノグラムを取得するためのプロトコルに対する変更を指示する指標を発生するように訓練されている、請求項3に記載の医用装置。
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