JP7106405B2 - 医用画像処理装置、医用画像撮像装置及び医用画像処理プログラム - Google Patents
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Description
上記事情に鑑み、効率的なマルチスケール画像再構成を実現することができる医用画像処理装置、医用画像撮像装置及び医用画像処理プログラムを提供することを目的とする。
乗数tおよびsは、まるで画像解像度が均一であるかのように、パラメータ調整を一貫性させるように、解像度の多様性についての効果を補償するのに使用される。当該最適化問題は、任意の公知のIR技術および方法を使用して解くことが出来る。最適化問題の表現は、上で説明された目的関数といくつかの点で異なる目的関数を使用する。例えば、上で説明された目的関数は、データ忠実項と正則化項とを同時に最小化する一方で、この最適化問題の表現は、データ忠実項についての制約を条件に正則化項を最小化し、また減衰が非負となるような制約を最小化する。
更に、特定の実施例において、最適化問題は、正則化項についての制約を条件に、データ忠実項を最小化するよう装うこともある。また、特定の実施例において、正則化項は、最適化問題から省略されることもある。
検出器は、どんな世代のCTスキャナシステムであっても、患者に対して回転されるおよび/または固定される。一実施例において、上で説明されたCTシステムは、第三世代ジオメトリシステムと第四世代ジオメトリシステムとが組み合わせられた例であってもよい。第三世代ジオメトリシステムにおいて、X線管1001とX線検出器1003とは、環状フレーム1002上に正反対に取り付けられ、環状フレーム1002が回転軸RAの周りを回転する時に、オブジェクトOBJの周りを回転する。第四世代ジオメトリシステムにおいて、検出器は患者の周辺に固定して取り付けられており、X線管は患者の周辺を回転する。代替的な実施形態において、放射線ガントリ1000は、Cアームおよびスタンドによって支持されている、環状フレーム1002上に配置された多数の検出器を有する。
格納部1012は、ハードディスクドライブ、CD-ROMドライブ、DVDドライブ、フラッシュドライブ、RAM、ROM、または当業者にとって既知のその他の格納メディアであってもよい。
516…表示部
1000…放射線ガントリ
1001…X線管
1002…環状フレーム
1003…X線検出器
1004…データ収集システム
1005…非接触データ送信装置
1006…前処理デバイス
1007…回転ユニット
1008…スリップリング
1009…高電圧発生器
1010…システムコントローラ
1011…データ/制御バス
1012…格納部
1013…電流調整器
1014…再構成デバイス
1015…入力部
1016…表示部
Claims (16)
- 投影データを用いて再構成された初期再構成画像において第一の関心領域(ROI)を設定する設定部と、
前記初期再構成画像における前記第一の関心領域に対応する領域を順投影して第一のROIサイノグラムデータを生成し、前記投影データと前記第一のROIサイノグラムデータとに基づいて、前記第一の関心領域に対応する第一のROI投影データと前記第一の関心領域に対応しない第一の非ROI投影データとを取得する取得部と、
前記投影データ、前記第一のROI投影データ、前記第一の非ROI投影データを用いて、前記第一の関心領域については第一の解像度を有し、前記第一の関心領域外の領域については前記第一の解像度より低い第二の解像度を有するマルチ解像度画像を再構成する再構成部と、
を具備する医用画像処理装置。 - 前記再構成部は、前記第一の関心領域についての逐次近似再構成と前記第一の関心領域外の領域についての逐次近似再構成とを別々に実行する請求項1記載の医用画像処理装置。
- 前記再構成部は、
前記第一の関心領域についての変数及び前記第一の関心領域外の領域についての変数を調整して前記逐次近似再構成における一回目の第一の目的関数を最適化し、前記マルチ解像度画像をアップデートし、
前記第一の関心領域についての変数を調整して前記逐次近似再構成における二回目の第二の目的関数を最適化し、前記第一の関心領域外の領域についての解像度を維持しつつ前記マルチ解像度画像をアップデートする、
請求項2記載の医用画像処理装置。 - 前記第一の目的関数は、第一の正則化項を含み、
前記第二の目的関数は、前記第一の正則化項とは異なる拘束条件を課す第二の正則化項を含む、
請求項3記載の医用画像処理装置。 - 前記再構成部は、前記第一の関心領域およびその外側の前記マルチ解像度画像を表すデータ忠実項と、前記第一の関心領域の前記マルチ解像度画像に課された拘束条件を表す第一の正則化項と、前記第一の関心領域の外側の前記マルチ解像度画像に課された拘束条件を表す第二の正則化項と、
を含む目的関数を最適化する逐次再構成法を用いて、前記マルチ解像度画像を再構成する請求項1乃至4のうちいずれか一項記載の医用画像処理装置。 - 前記再構成部は、前記データ忠実項に関する拘束条件に従って前記目的関数を最適化することで、前記マルチ解像度画像を再構成する請求項5記載の医用画像処理装置。
- 前記再構成部は、複数の検出器素子を用いて得られた前記投影データをダウンサンプルして前記初期再構成画像を生成する請求項1乃至6のうちいずれか一項記載の医用画像処理装置。
- 前記取得部は、
前記投影データを、近傍ピクセルを含む複数のグループに分割し、各グループにおいてピクセル値を加算すること、
前記投影データを、近傍ピクセルを含む複数のグループに分割し、各グループにおいてピクセル値を平均化すること、
前記投影データのピクセルの値の補間を統合すること、
のうちの一つを実行することにより、前記ダウンサンプリングを実行する請求項7記載の医用画像処理装置。 - 前記設定部は、
前記初期再構成画像における空間的変動の局所的測定を実行し、
前記空間的変動の局所的測定の結果に基づいて、前記初期再構成画像において前記第一の関心領域を自動的に設定する、
請求項1乃至8のうちいずれか一項記載の医用画像処理装置。 - 前記設定部は、ラプラシアン-ピラミッド法、ガウシアン-ピラミッド法、ウェーブレットに基づく手法、エッジ検出法、信号-処理法、フーリエ変換に基づく法、のうちの少なくとも一つを用いて、前記空間的変動の前記局所的測定を実行する請求項9記載の医用画像処理装置。
- 前記設定部は、ユーザからの指示に応答して、前記初期再構成画像において前記第一の関心領域をマニュアル設定する請求項1乃至8のうちいずれか一項記載の医用画像処理装置。
- 前記再構成部は、投影角に対応する前記投影データが撮影対象の境界から境界までに対応しない場合には、前記投影データを補外して前記初期再構成画像を生成する請求項1乃至11のうちいずれか一項記載の医用画像処理装置。
- 前記設定部は、前記初期再構成画像において、前記第一の関心領域とは異なる第二の関心領域を設定し、
前記取得部は、前記初期再構成画像における前記第二の関心領域に対応する領域を順投影して前記第二のROIサイノグラムデータを生成し、前記投影データと第二のROIサイノグラムデータとに基づいて、前記第二の関心領域に対応する第二のROI投影データと前記第二の関心領域に対応しない第二の非ROI投影データとを取得し、
前記再構成部は、前記第二のROI投影データと前記第二の非ROI投影データとを用いて、前記第二の関心領域については第三の解像度を有し、前記第二の関心領域外の領域については前記第三の解像度より低い第四に解像度を有するマルチ解像度画像を再構成する、
請求項1乃至12のうちいずれか一項記載の医用画像処理装置。 - 前記再構成部は、前記初期再構成画像において設定された前記第一の関心領域と異なる第二の関心領域とが重複する場合には、前記第一の関心領域及び前記第二の関心領域の一方の内側にのみ属する領域の解像度が、前記第一の関心領域及び前記第二の関心領域の双方の内側に属する領域の解像度、及び前記第一の関心領域及び前記第二の関心領域の双方の外側に属する領域の解像度と異なるように、前記マルチ解像度画像を実行する請求項13記載の医用画像処理装置。
- X線源と、
前記X線源から曝射されたX線を検出する複数の検出素子と、
前記複数の検出素子によって検出された投影データを用いて再構成された初期再構成画像において、第一の関心領域(ROI)を設定する設定部と、
前記初期再構成画像における前記第一の関心領域に対応する領域を順投影して第一のROIサイノグラムデータを生成し、前記投影データと前記第一のROIサイノグラムデータとに基づいて、前記第一の関心領域に対応する第一のROI投影データと前記第一の関心領域に対応しない第一の非ROI投影データとを取得する取得部と、
前記投影データ、前記第一のROI投影データ、前記第一の非ROI投影データを用いて、前記第一の関心領域については第一の解像度を有し、前記第一の関心領域外の領域については前記第一の解像度より低い第二に解像度を有するマルチ解像度画像を再構成する再構成部と、
を具備する医用画像撮像装置。 - コンピュータに、
投影データを用いて再構成された初期再構成画像において第一の関心領域(ROI)を設定させる設定機能と、
前記初期再構成画像における前記第一の関心領域に対応する領域を順投影して第一のROIサイノグラムデータを生成させ、前記投影データと前記第一のROIサイノグラムデータとに基づいて、前記第一の関心領域に対応する第一のROI投影データと前記第一の関心領域に対応しない第一の非ROI投影データとを取得させる取得機能と、
前記投影データ、前記第一のROI投影データ、前記第一の非ROI投影データを用いて、前記第一の関心領域については第一の解像度を有し、前記第一の関心領域外の領域については前記第一の解像度より低い第二に解像度を有するマルチ解像度画像を再構成させる再構成機能と、
を実現させる医用画像処理プログラム。
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