JP6368779B2 - トモシンセシスデータからエッジ保存合成マンモグラムを生成するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理方法、画像処理装置、マンモグラフィ撮像システム、コンピュータプログラム要素、及びコンピュータ可読媒体に関する。

Ｘ線トモシンセシスでは、異なる角度からの複数のＸ線投影（例えば、マンモグラム）を取得して、３Ｄ断層画像ボリュームに計算して結合する。
典型的には、少なくとも１つの従来の２Ｄマンモグラムが、参照画像としても取得される。しかしながら、この画像取得は、さらに別の放射線量被曝を犠牲にしている。別のオプションは、使用可能な３Ｄ断層画像ボリュームから「合成」マンモグラムの表示を生成するための計算法を使用することである。
合成マンモグラムを計算する方法は、最大強度投影（ＭＩＰ）アプローチに基づいており、この方法は、特許文献１に記載されている。

米国特許第７，７６０，９２４号

従って、投影画像を計算するための代替方法及び関連装置のニーズが存在する。
本発明の目的は、独立請求項の主題によって解決され、更なる実施形態が、従属請求項に組み込まれている。なお、本発明の以下で説明する態様は、画像処理装置、マンモグラフィ画像処理システム、コンピュータプログラム要素、及びコンピュータ可読媒体に等しく適用されることに留意されたい。

本発明の第１の態様によれば、（Ｎ−ｋ，ｋ≧１）次元投影超平面（又は部分空間）において（Ｎ−ｋ，ｋ≧１）次元投影画像を形成する画像処理方法が提供される。この画像処理方法は：
画像要素から構成されるＮ次元画像ボリュームと、このボリュームを横切る少なくとも１つの空間投影方向の規定を受信するステップと；
その空間方向に対して垂直な（又は直交する）（少なくとも１つの）超平面（又は部分空間）における少なくとも第１及び第２の画像要素について、複数の要素の重みを計算するステップであって、第１の画像要素の重みは、第２の画像要素よりも大きく、これら重みは、少なくとも２つの画像要素における各画像情報コンテントについての尺度を与える、計算するステップと；
重み付けされた投影演算をＮ次元画像ボリュームに亘って適用するとともに空間方向に沿って適用し、それによって、少なくとも第１及び第２の画像要素を投影超平面のそれぞれの投影画像要素に投影するステップであって、それら重みは、それぞれの要素について重み付けされた投影演算に適用される、投影するステップと；を含む。

一実施形態では、Ｎ＝３，ｋ＝１であり、特に一実施形態によれば、画像ボリュームは、様々な２Ｄ超平面を形成する複数のスライスを含む３Ｄトモシンセシス・ボリュームであり、形成される（合成される）投影画像は、合成マンモグラムである。
提案された方法によれば、より小さい重みが割り当てられた画像要素が、依然として、それぞれの投影演算に使用される。これによって、投影画像は、例えばボリュームの様々な超平面内の画像要素値の様々な分布を考慮することが可能になる。

さらに換言すれば、例えば（同じ超平面からの）第２の画像要素のより小さい重みは、依然として、重み付けされた投影演算に適用され、その小さい重みは、例えば重み付けされた投影演算で適用された第１の画像要素のより大きい重みだけに適用されない。重みは、超平面毎に割り当てられるのではなく、超平面内の個々の画像要素に割り当てられており、超平面からの各画像要素は、画像要素の値がそれぞれの重みに応じて寄与するような投影演算で使用される。同じスライス（超平面）からのより小さい重みの画像要素（例えば、ボクセル）の値は、依然として、投影超平面内のそれぞれの投影ボクセルの値の計算に寄与している。これは、投影画像を形成するために寄与する、（そのスライスからの）より大きな重みのボクセルの値だけではない。

このように、提案する方法によって、実際の画像値（例えば、「明るさ」や強度）に関係なく、画像内の構造の詳細を保存することが可能になる。（より低い輝度を有するそれらボクセルを含む）空間的にわずかな程度である、又は低い減衰を有する特徴は、依然として、合成された投影画像に考慮される。空間解像度は、画像ボリューム内の画像情報の「鮮明度(sharpness)」と一緒に保存することができる。また、トモシンセシス・ボリュームに表示されるいくつかの構造（例えば、マンモグラフィ文脈での病変）の（投影画像における）光学的閉塞を防止することができる。この閉塞は、その他には、構造が、他のより明るい画像要素の「後ろ」（投影方向における）に位置することが起こる場合に、発生することがある。本明細書で提案するように、重みが、測定され且つ情報コンテントによって変化する、つまり、画像要素の情報コンテントが大きくなればなる程、重みは大きくなる。「情報コンテント（information content）」とは、本明細書において使用される場合に、画像要素又はその直ぐ近傍（例えば、ボクセルの条件で、近傍直径が、直径で数（例えば、５〜１０）ボクセルである）で表現される画像構造又は画像特徴を意味する。前記画像要素値の値と、近傍の隣接する画像要素の値との間に高い変動がある場合に、画像要素に重要性の高い情報コンテントが存在している。

一実施形態によれば、重みの計算は、少なくとも２つの画像要素での勾配の大きさの計算、又は２つの画像要素のそれぞれの近傍における画像要素の勾配の大きさの計算を含む。
一実施形態によれば、勾配の大きさの測定は、エッジ尺度を確立することを含む。より具体的には、一実施形態によれば、勾配の大きさの測定は、ソーベルフィルタを適用するステップを含むが、キャニーエッジ演算子等の画像構造情報に応答することが可能な他のフィルタも想定される。代替実施形態又は補足的な実施形態では、重みの計算は、少なくとも２つの画像要素のそれぞれの近傍におけるＣＡＤ（コンピュータ支援設計）画像特徴の検出を含む。

一実施形態によれば、重みの計算は、ｉ）重み付けされた投影演算の開始前に全画像ボリュームＴに亘って実質的に実行され、又はｉｉ）重み付けされた投影演算の開始前に画像ボリュームＴの一部のみに亘って実行される。一実施形態によれば、重みの計算は、重み付けされた投影演算が、投影方向にボリュームＴを横切って進む際に、実行される。これらの実施形態におけるボリューム及び時間を調節することによって、提案する方法を既存のワークフロー（例えば、スケジューリング要求）、及び／又はメモリ／ＣＰＵの時間制約に適合させることが可能になる。

一実施形態によれば、重み付けされた投影演算は、ボリュームＴを横切る順方向投影を含むが、（例えば、次の実施形態のように時間的な成分を含む）他の投影方法も本明細書において想定される。
一実施形態によれば、画像ボリュームは、動的な「４Ｄ」ボリューム（Ｎ＝４，ｋ＝２）であり、重みを計算するステップは、時間的及び空間的な勾配成分の両方を計算するステップを含み、投影超平面が、動的な２Ｄ投影図に対応する。
一実施形態によれば、画像要素は、個々のボクセルであるか、又はボリュームの粗いパーティションの要素である。一実施形態では、画像要素のサイズを調整することができ、それによって、解像度の要件、計算時間、及び／又はメモリ制約との間の有用なバランスを取るための手段を提供する。

提案する方法の主な用途は、Ｘ線マンモグラフィにおけるスクリーニング及び診断である（が、決してこれらの用途に限定されるわけではない）。本発明の手法を用いることで、従来の２Ｄマンモグラム（つまり、以前に取得したトモシンセシス・ボリュームブロックに含まれるそれらマンモグラムの上の実際の画像取得（非合成））を省略することができ、この合成画像は、従来の２Ｄマンモグラムに取って代わることができる。例えば肺／胸部トモシンセシス、整形外科用トモシンセシス等のあらゆる種類のトモシンセシス・アプリケーションは、この方法から利益を得るであろう。この方法は、例えば乳房ＣＴ、胸部ＣＴ、胸部ＭＲ等の３Ｄボリュームを提供する他の撮像モダリティにも適用することができる。

また、順方向プロジェクタによって使用される投影は、平行投影、又は中心投影、又は他の投影であってもよい。
また、提案する方法をより高い次元のデータセット（Ｎ≧４）に適用することは、例えば地質学や天文学の測定やほかの分野で取得したデータボリュームやデータマイニング操作において、（ｎ≧３）次元の超平面（又は部分空間）上への投影も想定される。

ビュー合成を含む撮像装置のブロック図である。 図１のビューシンセサイザの３Ｄ画像ボリューム上での動作を示す図である。 画像処理方法のフローチャートである。 様々なファントム上での図３の方法の操作を示す図である。 様々なファントム上での図３の方法の操作を示す図である。

ここで本発明の例示的な実施形態について、以下の図面を参照しながら説明する。
図１を参照すると、一実施形態に係る撮像装置１００が示されている。装置１００は、マンモグラフィ撮像システムＭＩＳと、このマンモグラフィ撮像システムＭＩＳの動作を制御するためのワークステーションＷＳとを含む。
マンモグラフィ撮像システムＭＩＳは、壁取付型又は自立型のいずれかであるフレームＦＲを含む。このフレームＦＲ上に、剛体撮像キャリッジＩＣが、縦軸ｙに沿って摺動可能となるように取付けられている。撮像キャリッジは、乳房ＢＲの撮像を受ける患者の高さ要件に撮像システムを適合させるように、縦軸ｙに沿って正確な位置付けを行うのに適したアクチュエータ制御装置によって通電可能にされている。

撮像キャリッジＩＣは、一般的に細長くされ、一端がＸ線源ＸＲに、他端がＸ線放射感知検出器Ｄに担持される。キャリッジＩＣは、Ｘ線源ＸＲと検出器Ｄとの間の検査領域を規定する切欠き部を有するハウジングＨに収容される。換言すれば、検出器Ｄは、放射線源ＸＲの反対側に、関心領域ＲＯＩを通過した後の放射線ビームＸＢＲを受信するように検査領域に亘って位置している。検査領域では、手動で、又は適当なアクチュエータ制御装置によって撮像キャリッジを通電することのいずれかにより、Ｘ線源ＸＲと検出器Ｄとの間を往復する圧迫プレートＣＰを（垂直方向のｚ軸に沿って）摺動可能に配置することができる。撮像キャリッジＩＣは、ｙ軸の周りに垂直方向にも回転可能であり、ｙ軸は、検査領域を通過してｚ軸に直交している。回転は、適当なアクチュエータ制御装置によってキャリッジに通電した際に生じ、直ぐにＸ線源、従って検出器が、検査領域の周りに略円形の軌道を移動する。こうして、Ｘ線源（従って、検出器Ｄ）は、検査領域に対して所望の角度位置の範囲を取ることができる。キャリッジＩＣの各角度位置θは、以下でより詳細に説明するように撮像又は投影（射影）方向（これ以降θとして同様に呼称する）を規定する。オプションのハンドルに適切に位置付けされたケースがハウジングＨに配置されるシンプルな実施形態によって、手動で回転させることが可能になる。

撮像システムＭＩＳは、適当なインターフェイス手段ＯＵＴを介して、通信ネットワークを経由してワークステーションＷＳに接続される。一般に、ワークステーションは、臨床医（ユーザ）が撮像システムの動作を制御するようなコンピュータシステムである。一実施形態によれば、ワークステーションＷＳによって制御され且つ撮像システムによって取得された画像の表示を可能にする表示装置やモニタＭも存在する。ワークステーションＷＳは、オペレーティングシステムを起動し、次に、その動作について以下でより詳細に説明するような多数のモジュールの実行を制御する。

使用中に、キャリッジＩＣは、ワークステーションＷＳから制御信号を受信し、それによって、検査領域に対して所望の角度位置θに回転するように指示され、キャリッジが適切な高さのｚ位置に移動する。患者は、その後、関連する乳房ＢＲを検査領域に案内するように求められる。圧迫プレートＣＰは、その後、下方に摺動して乳房ＢＲと接触し、画像品質を確保するためにプレートＣＰと検出器Ｄとの間に配置された乳房支持体（図１に図示せず）に対して乳房ＢＲを静かに圧迫する。圧迫プレートＣＰ及び乳房支持体は、プレートＣＰ及び乳房支持体の両方が静止している間に、キャリッジＩＣが、圧迫プレートＣＰ及び乳房支持体の周りを回転することができるように配置される。Ｘ線源ＸＲは、その後、乳房組織を通過するＸ線ビームＸＲＢを投影方向θに放射するように、通電される。乳房組織の通過中に、Ｘ線ビームＸＲＢは、様々なレベルの減衰を受ける。減衰レベルは、乳房組織内の密度分布の関数となる。その後、そのように減衰したＸ線ビームＸＲＢが検出器Ｄの撮像面に入射する。検出器Ｄの撮像面は、アレイを形成するために１つ又は複数の行及び列として配置された多数の個々の検出セルで構成される。各セルは、ビームＰＲＸの個々の放射線に応答する。具体的には、各セルでの応答は、Ｘ線の（又はＸ線中の）強度（又はエネルギー束）によって直接的に変化する電気信号の形態である。

検出器Ｄによって供給される投影「生データ」は、ＤＡＳ（データ収集システム）によって処理され、現在のビューθに沿った関心領域ＲＯＩの（取得した）投影画像ＰＲＩを形成する。具体的には、この生データ信号の収集は、ＤＡＳによって、その時点の投影方向θにおける乳房ＢＲに亘った累積密度を表すそれぞれのデジタル（ピクセル）値に変換される。

トモシンセシス撮影について、乳房ＢＲがプレートＣＰと乳房支持体との間で圧迫されている間に、撮像キャリッジＩＣ（Ｘ線源ＸＲを含む）は、次ぎに、特定の角度増分Δθだけ回転し、上記測定を繰り返す。こうして、異なる投影方向θ_ｉからの投影データのセットが取得される。このように、撮像手順の概要は、ＣＴに非常に類似しているが（実際に、一実施形態では、撮像装置は、明らかにＣＴ又は他の撮像装置であってもよいが、図１に示されるＭＩＳは、単に１つの例示的な実施形態である）、マンモグラフィでは、投影方向は、完全な円に及ぶものではなく、円弧セグメントに限定される。典型的には、（図１のｙ軸に沿った正面図で考慮された１２時と約２時の位置に）ＣＣビューについてのθ_ＣＣとＭＬＯについてのθ_ＭＬＯとの２つの主方向のみが存在し、それぞれの円弧セグメントθ_ＣＣ−Δθ≦θ_ｉ≦θ_ＣＣ＋Δθと、θ_ＭＬＯ−Δθ≦θ_ｊ≦θ_ＭＬＯ＋Δθとが、２つの主ビューのそれぞれの周りに中心決めされる。乳房支持体は、キャリッジＩＣ（特にＸ線管ＸＲ）がそれぞれの主方向ＣＣ，ＭＬＯの周りにそれぞれの円弧セグメンθ_ｉを描く(sweep out)間に、回転していないが、この乳房支持体は、キャリッジＩＣが、１つの主方向（ＣＣ又はＭＬＯ）から他の主方向（ＭＬＯ又はＣＣ）に切り替わるときに、移動する。

撮像システム１００は、比較的少数の非常に限定された投影角度θ_ｉにもかかわらず、θ値に関連した投影画像、各ｚについてのスライス画像ＳＬから再構成することが可能であるトモシンセシス再構成装置ＲＥＣＯＮを含む。
「再構成」とは、（各ｚについて）それぞれのｘ，ｙ平面での組織密度μの値を求めることを意味する。この目的のために、トモシンセシスにおいて、よく知られているＣＴフィルタ補正逆投影（ＦＢＰ）アルゴリズム又は類似のアルゴリズムの特別な変形形態を、再構成ＲＥＣＯＮによって使用してもよい。各スライスにおいて、再構成された値は、撮像された乳房ＢＲ組織の点別密度／減衰レベルを表す。各スライスの値は、パレットの適切なグレースケール又はカラースケールにマッピングされる。マッピングされた値は、ビデオカードと相互作用するレンダリング装置に転送することができ、モニタＭを駆動してスライス画像を表示する。スライス画像ＳＬは、データベースＤＢに格納されるか、又は他の方法で後処理してもよい。表示するためにレンダリングされたときに、各スライスは、ユーザにｚ位置における乳房内部の断面図を提供し、それによって微小石灰化又は組織異常等の関連する構造を診断によって識別できる。スライスＳＬ_ｊの集合は、検査領域を示すボリューム画像データセットＴを一緒に形成する。このボリュームは、多数の個別の(discrete)画像要素、すなわちボクセルで構成され、各画像要素が、位置（ｘ，ｙ，z）を有し、各画像要素が、再構成された密度／減衰レベルをエンコードする数値（「ボクセル値」）を有する。

時折、ユーザは、下位の２Ｄ空間の場合よりも困難であり、時間がかかるＴボリュームをユーザがナビゲートするのに役立つので、Ｔトモシンセシスブロックの画像情報を単一の２Ｄ画像に要約又は統合するような、従来の２Ｄマンモグラムに似た完全な乳房ＢＲの投影図や画像（「マンモグラム」）を望むことがある。換言すれば、２Ｄ投影画像は、関与構造を多く含み得るＴトモシンセシスブロックの「概要」イメージとして機能することができる。なお、２Ｄの生の投影ビューは、通常、それら投影ビューが従来の２Ｄマンモグラムよりもはるかに低いＸ線線量で取得されるので、通常この目的に適しておらず、従って従来の２Ｄマンモグラム又は再構成された３Ｄボリュームよりも著しく高いノイズを示すことに注意されたい。

このニーズに対処するために、本明細書で提案する装置は、使用可能なＴトモシンセシスブロックから所望の２Ｄ投影ビューＳをコンピュータによって合成することが可能なビューシンセサイザＶＳを含む。従って、更なる２Ｄマンモグラムを実際に取得するために撮像装置ＭＩＳを操作する必要が無い。結果として、患者の更なる放射線曝露を回避することができる。

ビューシンセサイザＶＳは、入力ポートＩＮ、フィルタモジュールＦＬ、順方向プロジェクタＦＰ、及び出力ポートＯＵＴを含む。簡潔に言うと、ビューシンセサイザＶＳは、ブロックＴ（又はそのストレージ／メモリ参照）と、所望のビュー又は投影方向ｐとを受信する。フィルタモジュールＦＬ及び順方向プロジェクタＦＰは、その後、以下でより詳細に説明するように、ブロックＴ上で動作し、次に出力ポートＯＵＴに出力される所望の合成マンモグラムＳを生成する。合成マンモグラムＳは、その後、モニタＭに表示するためにレンダリング処理される。

ここで、ビューシンセサイザＶＳが作用するような３ＤボリュームＴの簡略化した表現を示す図２について参照を行う。３Ｄボリュームが通常数十のこのようなスライスから構成されることを理解する説明目的のために、２つのスライス画像ＳＬ１，ＳＬ２のみ（すなわち、この実施形態では、２Ｄ超平面）が示されている。同様に、再度、説明目的のために、スライス毎に２つのボクセルのみが示されており、つまり、スライスＳＬ１におけるボクセルＰ１１，Ｐ１２と、スライスＳＬ２におけるボクセルのＰ２１，Ｐ２２が示されている。図２の実施例では、合成マンモグラムＳは、ｚ軸に対して平行になる際に投影方向ｐについて計算される。ｚ軸に沿って投影するときに、ｚ軸に対して平行でない他の投影方向ｐの場合のように補間を何ら必要としないため、関連する計算は、特に簡潔になる。他の投影方向ｐは、例えば等方性磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）等のボリュームが好ましい方向を有していない文脈で、想定される。

要求される投影方向ｐは、２Ｄ平面を規定するこのシンプルなケースでは、投影超平面ＨＰを規定し、その超平面の上には、所望される合成マンモグラムＳが（数学的に）投影される。このため、要求された投影方向ｐに対して平行に延びる（数学的な）一群（family）のラインがボリュームＴを横切ってキャストされる。各ラインは、そのラインが通過するボクセルの値を「ピックアップ」し、それぞれの投影点ＦＰ１，ＦＰ２にそのボクセルの値を伝える、ここで各ラインは、投影面ＨＰと交差する。本明細書では、投影点ＦＰ１，ＦＰ２が、ピックアップされたボクセル値を合計することによって単に計算するのではなく、より重要性の高い情報コンテントを含むボクセル（例えば、高いエッジ尺度）が、合成画像Ｓにおいて強調されるか、又はより多くの重みが与えられることを提案する。これによって、トモシンセシス画像の点拡がり関数（ＰＳＦ）の高い異方性についてより考慮することが可能になる。この効果によりに、殆どの構造が、ボリュームの１つ又は２つのスライスのみで鮮明に(sharply)表現されるが、隣接するスライスに向けて移動すると、直ぐにぼやける又はフェード(fade)される。

ビューシンセサイザＶＳは、一実施形態では、単純な平均化又はＭＩＰのようなアプローチを用いる代わりに、エッジ尺度又は同様な尺度に基づいて合成マンモグラムＳを生成するように動作する。これは、図３に概略的に示されている。各スライス画像ＳＬ１，ＳＬ２において、高い構造的な情報（コンテント）を伝える領域は、ハッチングされた（hachured）バーとして表される。スライスＳＬ１において、ボクセルＰ１１は、エッジ点であるため、スライスＳＬ１のより均質な部分に位置する点Ｐ１２よりも多くの構造的な情報を伝える。スライスＳＬ２において、構造的により関心のある部分が、スライスＳＬ２の底部に位置しており、ここで点Ｐ２２はエッジ点であるが、点Ｐ２１はエッジ点ではない。従って、順方向プロジェクタＦＰは、投影点ＦＰ１を形成するときに（スライスＳＬ１の）エッジ点Ｐ１１の値により高い重みを加え、他の投影点ＦＰ２を形成するときに同じスライスＳＬ１の非エッジ点Ｐ１２により小さい重みを加えるように動作する。換言すれば、投影方向ｐ（この場合には、ｚ方向）に沿った重み付け平均関数を用いて、順方向投影を計算することを提案する。この重み付け関数は、最大シャープネス又は「エッジ度合（edginess）」（又はユーザが規定可能な閾値より高いシャープネス／エッジ度合）を含むスライス（複数可）内の領域が、それぞれのスライス内に、或いはさらに全てのスライスに亘って最も高い重みが割り当てられるように設定される。つまり、一実施形態では、全てのスライスＳＬ１，ＳＬ２に亘ったボクセルに関する重み付けは、例えば急峻な(strong)エッジで高い応答を生成するようなフィルタアルゴリズムを再構成されたボリュームＴに適用することによって達成することができ、その重み付け関数は、正規化ステップで導出することができる。これは、無関係なスライスを平均化する又はその無関係なスライスを他のより明るい構造の後ろに隠すことによって、トモシンセシス・ボリュームＴの急激な変化を有する(sharp)構造及びエッジを、実質的にぼけさせることなく、保持又は保存することを保証する。換言すると、以前の単純平均化又はＭＩＰアプローチとは非常に異なり、投影の計算で優勢な「最も明るい（最も強い）」ボクセルを単に扱うのではなく、最も高い重みを引き付ける(attract)最も多くの情報コンテントを伝えるボクセルを扱うのである。具体的には、ボクセルが、実際には幾分低い強度の点ともなり得るエッジ点であるかどうかが問題になる。さらに換言すれば、ボクセルがそれ自体のボクセル（「フェイス(face)」）値の大きさよりもむしろ重要性の高い情報コンテントを伝えるかどうかを判定するような、その低い強度の点のユーザが調整可能な直ぐ近傍Ｕ１１，Ｕ１２におけるエッジの存在である。再び、一実施形態では、高い重みを割り当てられたエッジにポイント（点）を正確に配置する必要はない。その代わりに、その近傍Ｕ１１，Ｕ１２におけるエッジの存在は、いくつかの実施形態において、十分な基準となる。

合成マンモグラムＳは、重み付けされた投影を３Ｄの重み付けされボリュームＴに適用することにより再構成された３ＤボリュームＴの３Ｄの重み付け平均から、提案された方法に従って計算される。これは、以下の式に形式的にまとめることができる。

ｉ）ボリュームＴの３Ｄボクセル位置ｒ、ｉｉ）空間的な適合３Ｄ重み付け関数ｗ（ｒ）を用いて、関心構造が鮮明さを留めたままにし、順方向投影演算子ＦＰ（ｗ（ｒ）・Ｔ（ｒ））を用いて順方向に投影されたときに、ぼやけないことを保証する。本明細書で提案されるような重み付けは、重み付け関数が単にスライス毎に（又は一般的には、超平面毎に）重みを加えるのではなく、順方向プロジェクタが全体に投影される３Ｄブロックの実質的に全ての次元に亘って（特に、それぞれのスライス自体を構成する面内ボクセルに）割り当てられる、という意味で３Ｄであるか、又は「完全に空間的に」適合される。

一実施形態では、正規化（すなわち、１／ＦＰ（ｗ（ｒ））によって乗算される）によって、各投影ライン上のボクセル値同士の間の相対的な関係が保存されるのを保証する。正規化は、各投影ラインに沿った相対的な大きさを考慮する、つまり保存する。正規化は、各投影ラインに対して別々に行われ、正規化された重みは、各投影ラインに沿った単位元(unitｙ)となる。

動作
ビューシンセサイザＶＳの動作について、図３のフローチャートを参照してより詳細に説明する。
ステップＳ３０５において、関連する３ＤボリュームＴ及び合成投影画像（例えば、マンモグラム）Ｓについての所望の投影方向ｐの明細を受信する。
ステップＳ３１０において、ボクセル要素Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２についての重みｗを計算する。

一実施形態では、これは次のように実施される：３Ｄトモシンセシス・ボリュームＴ（ｒ）内の全てのボクセルの位置ｒについて規定されたｅ（r）を適切なエッジ尺度とする。このようなエッジ尺度は、例えばソーベル演算子（又はキャニーエッジ検出器又は類似の検出器）フィルタを適用することによって、取得することができる。この応答は、ボリュームＴで定量化したい情報コンテントに「比例する」（あるいは、少なくともこの情報コンテントによって直接的に変化する）。次に、ｗ（ｒ）をローカルの重みであるｆ［ｅ（ｒ）］とする、つまりｗ（ｒ）＝ｆ［ｅ（ｒ）］とし、ここで、ｆ[ｅ（ｒ）]は、重みを「表す（shape）」関数である。換言すれば、実際のフィルタ応答は、それら応答が所望の形態で重みとして使用することができるように、適切なスケールにマッピングされる。重みが単位区間内等に位置する際に、例えば、正の数のみを有することを望んでもよい。一実施形態によれば、重みシェーパーｆは、恒等関数であるので、フィルタ応答自体は、重みとして使用されるが、これは、フィルタモジュールＦＬの数値範囲に依存するか否かにしてもよい。

ステップＳ３１５において、順方向プロジェクタＦＰは、重み付けされた投影演算をそのように重み付けされたボリュームＴに適用するように動作する。図２を参照すると、各投影点の値、例えばＦＰ１は、投影点に投影されたそれらのボリュームボクセルＰ１１，Ｐ２１の値の関数である。各ボリュームのボクセルの重みよって、その後、投影点ＦＰ１の値を計算する際に、ボリュームボクセル値の相対的な「寄与」を判定する。合成マンモグラムＳは、次に、式（１）に従って重み付けされた投影として計算することができる。一実施形態によれば、順方向投影は、２つの主方向ＣＣ，ＭＬＯのいずれか一方に沿って動作する。換言すると、順方向投影は、補間を回避するために、トモシンセシススライスに直交するように動作する。これは、ジオメトリを一致させたグリッド、又は以前のボリュームの再構築のための座標系を使用するので合理的であり、それによって、トモシンセシス・アーチファクトがグリッドに整列する。これは、それぞれのスライスを効果的に再スケーリングすることに相当し、Ｘ線コーンビームの拡大効果を補償する。

このような場合には、式（１）を次のように書くことができる。

ここで、ｘ及びｙは、スライスＳＬ毎の面内の座標であり、ｚは、（通常はＸ線の方向の）貫通面の座標であり、Ｎは、トモシンセシス・ボリューム内で再構成されたスライスの数を示す。また、ｗ’は、正規化された空間的な適合重み付け関数ｗ’（ｘ，ｙ，ｚ）＝ｆ［ｅ（ｘ，ｙ，ｚ）]を示す。重みは、（ボクセル値でエンコードされる）平均減衰値が、貫通面の座標ｚに沿って保持されるように正規化される。ジオメトリが一致したグリッドに変換する１つの方法が、米国特許第７，７０２，１４２号に記載されている。

提案する手法は、ＭＩＰ又は同様の「勝者が全てを取る(winner takes it all)」アプローチにおいて鮮明さが殆ど無いことが判明したエッジ（又は関心対象の他の構造）を保持する。
あらゆる種類の画像特徴／構造強調フィルタの使用が、上述した、単に例示的な実施形態であるソーベルフィルタの代わりに、本明細書中で想定される。こうして、式（１）を用いた合成マンモグラムの計算について、ステップＳ３１５のように順方向投影ステップの前にトモシンセシス・ボリューム内の特定の特徴を強調させることができる。
さらに、以下でより詳細に説明するように、提案する方法は、空間的な適合重み付け関数ｗ（ｘ，ｙ，ｚ）＝ｆ［ｅ（ｘ，ｙ，z）］を取得するために、ＣＡＤベース技術と組み合わせることもでき、この技術は、適切なＣＡＤアルゴリズムを用いてエッジ、病変、血管、石灰化又は棘状塊を強調するために最適化される。

ステップＳ３２０において、合成投影画像Ｓが、出力ポートＯＵＴを介して出力される。投影画像Ｓは、その後、表示装置Ｍ上に表示するためにレンダリング処理される、データベースに格納される、又は他の方法で画像処理される。
前述したように、ソーベル演算子は、フィルタモジュールＦＬがエッジ尺度を規定する一実施形態に過ぎない。他の実施形態は、高い勾配の大きさが、重要性の高い情報又は構造的コンテントのボリューム部分を示すために用いられるような空間的な勾配の計算である。さらに他の実施形態では、フィルタモジュールＦＬは、ＣＡＤ（コンピュータ支援設計）画像特徴検出器を含む。ＣＡＤでは、動作は、病変の様々な種類毎に異なる大きさの異なる形状、石灰化の程度等の特徴のライブラリやテンプレートに基づいており、又はマンモグラフィの文脈以外では、血管又は脳構造等の関心対象の特定の器官の形状のフットプリント(footprint)に基づいている。ＣＡＤ検出器は、ボリュームＴをスキャンして、その形状テンプレートに一致するボクセルを検出する。一致したボクセルは、病変の棘状塊等に示される疑わしい形状を構成し得る。ユーザが規定可能な確信レベルに対して測定され、その後、与えられたボクセルが、疑わしい形状構造等の一部を形成しているか否かが判断される。与えられたボクセルの確信のレベルに応じて、重みはそれに応じて割り当てられる：高い確信は、より高い重みを引き付ける(attract)が、低い確信は、相応する低い重みを引き付ける。

（ソーベル演算子やＣＡＤ検出器等の）フィルタモジュールＦＬの実施形態のいくつかは、ボクセルの近傍Ｕ１１，Ｕ１２で動作する。一実施形態によれば、（例えば、ボクセル単位で全体に亘って測定された）近傍サイズは、ユーザ相互作用によって調整可能である。例えば一実施形態では、グラフィカル・ユーザインターフェイスは、フィルタモジュールＦＬが動作するような近傍サイズをユーザが調整可能にすることが想定される。テキストベースの入力手段は、同様に、いくつかの実施形態において想定される。ボクセル近傍Ｕ１１，Ｕ１２のサイズを調整することで、それぞれ異なる近傍サイズを必要とするような異なるフィルタモジュールとインターフェイス接続する場合に、サイズには自由度が追加される。この実施形態では、ステップＳ３０５において、近傍（Ｕ１１，Ｕ１２）の少なくとも１つのサイズの明細が、受信され、近傍は、それに応じてサイズ変更される。

好ましい実施形態では、フィルタモジュールＦＬは、ボリューム内の実質的に全てのボクセルに対して情報コンテントの重みを割り当てるように作用するが、これに当てはまらない実施形態も想定される。例えば一実施形態では、ユーザは、サブボリュームを指定することができ、順方向投影がそのサブボリュームに沿って行われる。この容量制限によって、ＣＰＵ時間を節約できるようになる。この実施形態では、ユーザが、例えばタッチスクリーン又は３ＤボリュームＴが表示されたグラフィカル・ユーザインターフェイスのポインタツール動作により、「投影ウインドウ」（又は視野ＦｏＶ）、又は投影目的のためのスライスのサブセットを指定することが想定される。これは、破線の円で図２に示されているが、投影ウインドウＦｏＶは、正方形や矩形等の任意の所望の形状をとることができる。投影ラインは、その後、そのように指定されたサブボリュームのみに亘ってキャストされる。

さらに別の実施形態によれば、それは、調整可能である、フィルタＦＬによる重み計算のタイミングである。一実施形態では、ボクセルの重みは、プロジェクタＦＰに備えて順方向投影の開始前に計算される。さらに別の実施形態では、重みの計算は、式（２）に従って順方向投影の加重(summation)の計算と並行して実行される。各重みは、式（２）毎の各ラインに沿った加重が明らかになる(unfold)際に、加数単位(summand-wise)で計算される。

さらに別の実施形態によれば、ＣＰＵ時間を節約するために、ビューシンセサイザＶＳは、アンダーサンプリングアルゴリズムを使用して、３Ｄボリュームを「粗く」する機能をユーザに提供する：隣接するボクセルは、新たな粗い画像要素に収縮され(collapsed)、ボリュームＴは、その新たな画像要素内で分割される。換言すれば、３Ｄボリュームは、式（２）の加重が、より少ない条件に亘って拡張され、より数の少ない重みで計算することができるように、サイズが縮小される。

一実施形態では、各ボクセルでの勾配の計算は、同様に、時間的な勾配成分を含む。動的な３Ｄボリューム、つまり３Ｄボリュームの時系列（４Ｄ画像ボリュームとも呼称される）について投影画像を合成する（Ｎ＝４，ｋ＝２）とき、これは特に関連する。時間的な勾配のため、異なる３Ｄボリューム間の時間によって大きく変化する画像部分は、高い重みを引き付ける。この実施形態では、投影超平面（ＨＰ）は、進展、つまり所望の方向ｐに沿った投影図における３Ｄボリューム間の構造の経時変化をユーザが確認することを可能にする動的な２Ｄ投影図に相当する。

ビューシンセサイザＶＳの構成要素、つまり、フィルタモジュールＦＬ及び順方向プロジェクタは、Matlab（登録商標）等の適当な科学的なコンピュータプラットフォームでプログラムしてもよく、その後、ライブラリに保持され且つワークステーションＷＳによってコールされたときにリンク付けされるＣ＋＋又はＣルーチンに変換してもよい。Matlabは、例えば、ソーベル演算子モジュールを含む「画像処理ツールボックス」を特徴としている。構成要素は、専用のＦＰＧＡ又はハードワイヤード・スタンドアロンチップとして構成してもよい。

ここで図４Ａ、図４Ｂを参照すると、提案する方法を特定のファントムボディに適用するときの投影画像合成の提案する方法の効果が示されており、合成された画像が、他のアプローチとどの様に異なるかが示されている。
本明細書で提案する合成マンモグラムを生成する方法によって、関心対象の構造（例えば、微細なマイクロ石灰化）についてのトモシンセシス・ボリュームの完全な空間分解能を基本的に維持することができる。

図４Ａのファントムは、ファントム組織の（１〜１０が番号付けされた）いくつかのブロックを含む。これらのブロックの第１のタイプ（奇数番号）は、特定の高さに位置した、比較的密度の高い材料の１つの構造のみ（水平バーに色の濃いハッチングで示されている）を含み、それぞれが、より密度の低い均質なバックグラウンドに埋め込まれる。周辺材料について、例えば米国のバージニア州、ノーフォークにある医療ファントムメーカーCIRS社によって供給されるような脂肪等価材料及び腺等価材料を用いることができる。構造化されたバーのそれぞれの高さは、深さ位置の範囲をサンプリングできるように奇数番目のファントムブロックの各々で異なっている。
均質なブロックの別のセット（偶数番号）は、これらのブロックの全体の密度が、構造化された各ブロック（奇数番号のもの）の平均密度に等しくなる、例えば平行なＸ線投影が、ブロック１〜１０のそれぞれについて、同じ減衰イメージを返すように製造される。

換言すると、このファントムでは、単純な平均化関数は、均一な合成マンモグラムを生成し、スライスの重み付けされた平均関数は、その合成マンモグラムで、奇数番目のブロックから色の濃いバーの１つのみ、すなわち最も高い重みを受け取るスライスに位置する１つのバーをハイライト表示する。これとは対照的に、提案する方法では、色の濃いバー（又は、少なくともその側方エッジ及びその周辺近傍）のそれぞれが、（「可視」）で表されることになる合成マンモグラムを返す。これは、空間的な適合重み付け関数ＦＬがスライス毎に「面内」ボクセルに重みを割り当てるので、順方向プロジェクタＦＰは、次に、投影超平面上に単一のボクセル（最大の重みを有するもの）を投影するだけでなく、それらの重みに応じて重み付けされた超平面からの全てのボクセル値を投影する。換言すると、提案する方法は、単に均質な投影を生成するのではなく、ブロック１〜１０の密度分布の変動に代わりに応答する。従って、図４Ａのファントムによって、（重み付けされた）平均計算から計算された合成マンモグラムを判別することができ、ここで重みは、本明細書で提案する方法に従って計算されるような合成マンモグラムから、スライス毎に単に割り当てられる。

図４Ｂには、第２のテストファントムが示されている。（上から下へハッチングの重さの増大に伴って示される）密度が増大すると長さが減少する一連のブロックは、互いの上部に積層され、左に整列されている。最も密度が大きく且つ最も長さが小さい追加のブロックが、最下位ブロックの上部の右に整列されている。このファントムでは、最大強度投影は、列１について返されるのと同じ信号を有することになる列５を予期して、合成マンモグラムにおいて例１から列４にかけて減少する信号を生成する。提案するアルゴリズムは、対照的に、各バーでの顕著に異なるエッジのため、列１〜５のそれぞれについて合成マンモグラムで異なる信号を生成する。換言すれば、このファントムは、ＭＩＰアルゴリズムと本明細書で提案するような本方法とを区別するために使用することができる。

本発明の別の例示的な実施形態では、適当なシステムにおいて、前述した実施形態のいずれかによる方法の方法ステップを実行するように適合された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一部ともなり得るコンピュータ装置に保存される。このコンピュータ装置は、上述した方法のステップを実行するか、又はこの実行を誘導するように適合してもよい。また、コンピュータ装置は、上述した装置の構成要素を動作するように適合される。コンピュータ装置は、自動的に動作する及び／又はユーザの命令を実行するように適合することができる。コンピュータプログラムを、データプロセッサの作業メモリにロードしてもよい。従って、データプロセッサは、本発明の方法を実施するように装備してもよい。

本発明のこの例示的な実施形態では、最初から本発明を使用するコンピュータプログラムと、アップデートにより、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の両方を網羅する。
さらに、コンピュータプログラム要素は、上述した方法の例示的な実施形態の手順を充足するために必要な全てのステップを提供することができる。
本発明の更なる例示的な実施形態によれば、ＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ可読媒体が、提示され、ここでこのコンピュータ可読媒体は、その上に格納されたコンピュータプログラム要素を有しており、コンピュータプログラム要素は、前の段落で説明している。

コンピュータプログラムは、光学記憶媒体又は他のハードウェアと共に又は一部として供給される固体媒体等の適切な媒体上に記憶され及び／又は分布されるだけでなく、インターネットや他の有線又は無線通信システム等を介して他の形態で配布してもよい。
しかしながら、コンピュータプログラムは、ワールドワイドウェブのようなネットワークを介して提供してもよく、そのようなネットワークからデータプロセッサの作業メモリ内にダウンロードしてもよい。本発明の更なる例示的な実施形態によれば、コンピュータプログラム要素をダウンロードするのを利用可能にする媒体が提供され、コンピュータプログラム要素は、本発明の前述した実施形態のいずれかによる方法を実行するように構成される。

なお、本発明の実施形態は、様々な主題を参照して説明していることに留意されたい。特に、いくつかの実施形態は、方法クレームを参照して説明しているが、他の実施形態は、装置クレームを参照して説明している。しかしながら、当業者は、特に断らない限り、１つのタイプの主題に属する特徴の任意の組合せに加えて、異なる主題に関する特徴同士の間の任意の組合せも、本願に開示されているとみなされることを上記及び以下の説明から推量するだろう。しかしながら、全ての特徴は、特徴の単純な総和よりも大きな相乗効果を提供するように組み合わせることができる。

本発明について、図面及び前述の説明において詳細に図示し且つ説明してきたが、このような図示及び説明は、例又は例示としてみなすべきであり、限定的なものとしてみなすべきではない。本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。開示された実施形態に対する他の変形形態は、当業者によって、図面、明細書の開示、及び従属請求項の検討から、特許請求の範囲に記載された発明を実施する際に理解され且つ達成することができる。

特許請求の範囲において、「備える、有する、含む(comprising)」という用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「１つの(a, an)」は、複数を除外するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、特許請求の範囲に記載されるいくつかのアイテムの機能を充足することができる。特定の手段が互いに異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これら手段の組合せが有利に使用できないことを示すものではない。請求項におけるいかなる参照符号も、特許請求の範囲を限定するものとして解釈すべきではない。

Claims (20)

1. （Ｎ−ｋ）次元投影超平面又は（Ｎ−ｋ）次元部分空間において（Ｎ−ｋ）次元投影画像（ｋ＝Ｎ−２，Ｎ＝３又は４）を形成するコンピュータ実装型断層画像処理方法を実行するようにプログラムされた少なくとも１つのプロセッサを含むマンモグラフィ撮像システムであって、前記コンピュータ実装型断層画像処理方法は：
   ｉ）撮像システムによって取得された個々のボクセルを含む画像要素から構成されるＮ次元画像断層ボリュームと、ｉｉ）該Ｎ次元画像断層ボリュームを横切り前記（Ｎ−ｋ）次元投影超平面への少なくとも１つの空間投影方向を受信するステップと；
   受信した前記Ｎ次元画像断層ボリューム及び前記少なくとも１つの空間投影方向から前記（Ｎ−ｋ）次元投影画像を形成するステップであって、該形成するステップは、
   前記空間投影方向に対して垂直な（Ｎ−ｋ）次元投影超平面又は部分空間における少なくとも第１及び第２の画像要素について、ｗ（ｒ）＝ｆ［ｅ（ｒ）］に従って少なくとも第１及び第２の画像要素の重みを計算するステップであって、ここでｆは前記重みを決定するための関数であり、ｅ（ｒ）はボクセルｒについてのエッジ度合を表すエッジ尺度であり、エッジ度合の高い第１の画像要素の重みは、エッジ度合の低い第２の画像要素の重みよりも大きく、前記重みは、前記少なくとも２つの画像要素における各画像情報コンテントの重要性の尺度を与える、計算するステップと、
   

   

   に従って、重み付けされた投影演算を前記Ｎ次元画像断層ボリュームに亘って適用するとともに前記空間投影方向に沿って適用し、ここでｘ及びｙは前記Ｎ次元画像断層ボリュームの画像スライスの面内の座標であり、ｚは前記空間投影方向における前記画像スライスの面の位置を表す座標であり、Ｎは前記Ｎ次元画像断層ボリューム内で再構成されたスライスの数であり、ｗ’は正規化された空間的な適合重み付け関数であり、Ｔは前記Ｎ次元画像断層ボリュームであり、それによって、同じｘ及びｙを有する少なくとも第１及び第２の画像要素を前記（Ｎ−ｋ）次元投影超平面の対応する投影画像要素に投影するステップであって、前記重みは、それぞれの要素について前記重み付けされた投影演算に適用される、投影するステップと、を含む、形成するステップと；を含み、
   前記重み付けされた投影演算は、前記Ｎ次元画像断層ボリュームを横切る順方向投影を含む、
   マンモグラフィ撮像システム。
2. 前記重みを計算するステップは、前記少なくとも２つの画像要素での勾配の大きさを計算する、又は前記少なくとも２つの画像要素込みの５〜１０ボクセルを含むそれぞれの近傍における画像要素の勾配の大きさを計算するステップを含む、
   請求項１に記載のマンモグラフィ撮像システム。
3. 前記勾配の大きさの測定は、エッジ尺度を確立することを含む、
   請求項２に記載のマンモグラフィ撮像システム。
4. 前記勾配の大きさの測定は、ソーベルフィルタを適用することを含む、
   請求項３に記載のマンモグラフィ撮像システム。
5. 前記（Ｎ−ｋ）次元投影画像を形成するステップは、前記少なくとも２つの画像要素のそれぞれの近傍におけるコンピュータ支援設計のテンプレートマッチングを含む、
   請求項１に記載のマンモグラフィ撮像システム。
6. 前記重みを計算するステップは、前記重み付けされた投影演算の開始前に全画像ボリュームに亘って実質的に実行される、
   請求項１に記載のマンモグラフィ撮像システム。
7. 前記重みを計算するステップは、前記重み付けされた投影演算が前記空間投影方向に前記Ｎ次元画像断層ボリュームを横切って進む際に、実行される、
   請求項１に記載のマンモグラフィ撮像システム。
8. 前記Ｎ次元画像断層ボリュームは、トモシンセシス・ボリュームであり、前記（Ｎ−ｋ）次元投影画像は、合成マンモグラムである、
   請求項１に記載のマンモグラフィ撮像システム。
9. 前記Ｎ次元画像断層ボリュームは、空間３次元及び時間１次元を含む４Ｄボリュームであり、前記重みを計算するステップは、時間的及び空間的な勾配成分の両方を計算するステップを含み、前記（Ｎ−ｋ）次元投影超平面は、空間２次元の２Ｄ投影図に対応する、
   請求項１に記載のマンモグラフィ撮像システム。
10. 処理装置によって実行されたときに、（Ｎ−ｋ）次元投影超平面又は（Ｎ−ｋ）次元部分空間において（Ｎ−ｋ）次元投影画像（ｋ＝Ｎ−２，Ｎ＝３又は４）を形成するコンピュータ実装型断層画像処理方法を実行するように構成された非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ実装型断層画像処理方法は：
    ｉ）撮像システムによって取得された個々のボクセルを含む画像要素から構成されるＮ次元画像断層ボリュームと、ｉｉ）該Ｎ次元画像断層ボリュームを横切り前記（Ｎ−ｋ）次元投影超平面への少なくとも１つの空間投影方向を受信するステップと；
    受信した前記Ｎ次元画像断層ボリューム及び前記少なくとも１つの空間投影方向から前記（Ｎ−ｋ）次元投影画像を形成するステップであって、該形成するステップは、
    前記空間投影方向に対して垂直な（Ｎ−ｋ）次元投影超平面又は部分空間における少なくとも第１及び第２の画像要素について、ｗ（ｒ）＝ｆ［ｅ（ｒ）］に従って少なくとも第１及び第２の画像要素の重みを計算するステップであって、ここでｆは前記重みを決定するための関数であり、ｅ（ｒ）はボクセルｒについてのエッジ度合を表すエッジ尺度であり、エッジ度合の高い第１の画像要素の重みは、エッジ度合の低い第２の画像要素の重みよりも大きく、前記重みは、少なくとも２つの画像要素における各画像情報コンテントの重要性の尺度を与える、計算するステップと、
    

    

    に従って、重み付けされた投影演算を前記Ｎ次元画像断層ボリュームに亘って適用するとともに前記空間投影方向に沿って適用し、ここでｘ及びｙは前記Ｎ次元画像断層ボリュームの画像スライスの面内の座標であり、ｚは前記空間投影方向における前記画像スライスの面の位置を表す座標であり、Ｎは前記Ｎ次元画像断層ボリューム内で再構成されたスライスの数であり、ｗ’は正規化された空間的な適合重み付け関数であり、Ｔは前記Ｎ次元画像断層ボリュームであり、それによって、同じｘ及びｙを有する少なくとも第１及び第２の画像要素を前記（Ｎ−ｋ）次元投影超平面の投影画像要素のそれぞれに投影するステップであって、前記重みは、各対応する要素について前記重み付けされた投影演算に適用される、投影するステップと、を含む、形成するステップと；を含み
    前記重み付けされた投影演算は、前記Ｎ次元画像断層ボリュームを横切る順方向投影を含む、
    非一次的なコンピュータ可読媒体。
11. 前記重みを計算するステップは、前記少なくとも２つの画像要素での勾配の大きさを計算する、又は前記少なくとも２つの画像要素込みの５〜１０ボクセルを含むそれぞれの近傍における画像要素の勾配の大きさを計算するステップを含む、
    請求項１０に記載の非一次的なコンピュータ可読媒体。
12. 前記勾配の大きさの測定は、エッジ尺度を確立することを含む、
    請求項１１に記載の非一次的なコンピュータ可読媒体。
13. 前記勾配の大きさの測定は、ソーベルフィルタを適用することを含む、
    請求項１２に記載の非一次的なコンピュータ可読媒体。
14. 前記（Ｎ―ｋ）次元投影画像を形成するステップは、前記少なくとも２つの画像要素のそれぞれの近傍におけるコンピュータ支援設計のテンプレートマッチングを含む、
    請求項１０に記載の非一次的なコンピュータ可読媒体。
15. 前記重みを計算するステップは、前記重み付けされた投影演算の開始前に全画像ボリュームに亘って実質的に実行される、
    請求項１０に記載の非一次的なコンピュータ可読媒体。
16. 前記重みを計算するステップは、前記重み付けされた投影演算が前記空間投影方向に前記Ｎ次元画像断層ボリュームを横切って進む際に、実行される、
    請求項１０に記載の非一次的なコンピュータ可読媒体。
17. 前記Ｎ次元画像断層ボリュームは、トモシンセシス・ボリュームであり、前記（Ｎ−ｋ）次元投影画像は、合成マンモグラムである、
    請求項１０に記載の非一次的なコンピュータ可読媒体。
18. 前記Ｎ次元画像断層ボリュームは、空間３次元及び時間１次元を含む４Ｄボリュームであり、前記重みを計算するステップは、時間的及び空間的な勾配成分の両方を計算するステップを含み、前記（Ｎ−ｋ）次元投影超平面は、空間２次元の２Ｄ投影図に対応する、
    請求項１０に記載の非一次的なコンピュータ可読媒体。
19. （Ｎ−ｋ）次元投影超平面又は（Ｎ−ｋ）次元部分空間において（Ｎ−ｋ）次元投影画像（ｋ＝Ｎ−２，Ｎ＝３又は４）を形成するコンピュータ実装型断層画像処理方法を実行するようにプログラムされた少なくとも１つのコンピュータプロセッサを含むマンモグラフィ撮像システムであって、前記コンピュータ実装型断層画像処理方法は：
    ｉ）撮像システムによって取得された個々のボクセルを含む画像要素から構成されるＮ次元画像断層ボリュームと、ｉｉ）該Ｎ次元画像断層ボリュームを横切り前記（Ｎ−ｋ）次元投影超平面への少なくとも１つの空間投影方向を受信するステップと；
    受信した前記Ｎ次元画像断層ボリューム及び前記少なくとも１つの空間投影方向から前記（Ｎ−ｋ）次元投影画像を形成するステップであって、該形成するステップは、
    前記空間投影方向に対して垂直な（Ｎ−ｋ）次元投影超平面又は部分空間における少なくとも第１及び第２の画像要素について、ｗ（ｒ）＝ｆ［ｅ（ｒ）］に従って少なくとも第１及び第２の画像要素の重みを計算するステップであって、ここでｆは前記重みを決定するための関数であり、ｅ（ｒ）はボクセルｒについてのエッジ度合を表すエッジ尺度であり、エッジ度合の高い第１の画像要素の重みは、エッジ度合の低い第２の画像要素の重みよりも大きく、前記重みは、前記少なくとも２つの画像要素における各画像情報コンテントの重要性の尺度を与える、計算するステップと、
    

    

    に従って、重み付けされた投影演算を前記Ｎ次元画像断層ボリュームに亘って適用するとともに前記空間投影方向に沿って適用し、ここでｘ及びｙは前記Ｎ次元画像断層ボリュームの画像スライスの面内の座標であり、ｚは前記空間投影方向における前記画像スライスの面の位置を表す座標であり、Ｎは前記Ｎ次元画像断層ボリューム内で再構成されたスライスの数であり、ｗ’は正規化された空間的な適合重み付け関数であり、Ｔは前記Ｎ次元画像断層ボリュームであり、それによって、同じｘ及びｙを有する少なくとも第１及び第２の画像要素を前記（Ｎ−ｋ）次元投影超平面の対応する投影画像要素に投影するステップであって、前記重みは、それぞれの要素について前記重み付けされた投影演算に適用される、投影するステップと、を含む、形成するステップと；を含み、
    前記重み付けされた投影演算は、前記Ｎ次元画像断層ボリュームを横切る順方向投影を含み、
    前記重みを計算するステップは、前記少なくとも２つの画像要素での勾配の大きさを計算する、又は前記少なくとも２つの画像要素込みの５〜１０ボクセルを含むそれぞれの近傍における画像要素の勾配の大きさを計算するステップを含み、
    前記勾配の大きさの測定は、前記エッジ尺度を確立することを含む、
    マンモグラフィ撮像システム。
20. 前記Ｎ次元画像断層ボリュームは、空間３次元及び時間１次元を含む４Ｄボリュームであり、前記重みを計算するステップは、時間的及び空間的な勾配成分の両方を計算するステップを含み、前記（Ｎ−ｋ）次元投影超平面は、空間２次元の２Ｄ投影図に対応する、
    請求項１９に記載のマンモグラフィ撮像システム。

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