JP7336984B2 - 画像再構築のためのシステム及び方法 - Google Patents
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Description
政府支援に関する陳述
1.物体の画像再構築データを提供するための撮像システムであって、システムが、
平面において実質的に湾曲経路に沿って移動するように構成された少なくとも2つの放射線ソースのアレイと、
平面内にない検出器とを備え、アレイが、放射線ソースの各々からの放出が実質的に同じ周波数で発生する配列内で放射線ソースが検出器に向かって放射線を放出するように構成されている、システム。
2.放射線ソースの湾曲経路が閉じられている、条項1のシステム。
3.放射線ソースの湾曲経路が円形又は楕円である、条項2のシステム。
4.放射線ソースが湾曲経路に沿って移動する、条項1に記載のシステム。
5.放射線ソースが湾曲経路に沿って振動する、条項4に記載のシステム。
6.放射線ソースが、湾曲経路に沿って第1の方向に移動し、放射線ソースのそれぞれの元の位置に向かって戻るために逆方向に移動するように構成されている、条項4に記載のシステム。
7.放射線ソースの湾曲経路が、開湾曲経路を含む、条項5のシステム。
8.放射線ソースが4つの放射線ソースを含み、4つの放射線ソースの各々が、約90°の円弧を各々が有する別個の開湾曲経路に沿って移動する、条項7に記載のシステム。
9.別個の開湾曲経路が集合的に円形形状を形成する、条項8に記載のシステム。
10.別個の開湾曲経路が集合的に楕円形状を形成する、条項8に記載のシステム。
11.放射線ソースをハウジングする少なくとも1つのガントリ構成要素を更に備え、放射線ソースはガントリ構成要素内で移動するが、ガントリ構成要素は検出器に対して据え付けられたままである、条項4に記載のシステム。
12.放射線ソースをハウジングする少なくとも1つのガントリ構成要素を更に備え、ガントリ構成要素は検出器に対して移動するが、放射線ソースはガントリ構成要素に対して据え付けられたままである、条項4に記載のシステム。
13.物体の画像再構築データを提供するための撮像システムであって、システムが、包囲されたガントリ内で湾曲経路に沿って移動し、放射線を少なくとも1つの検出器に向かって放出する少なくとも1つの放射線ソースを備え、検出器が湾曲経路と同一平面上になく、放射線ソースが放射線を湾曲経路に沿って少なくとも2つの領域で放出する、撮像システム。
14.放射線ソースが、湾曲経路に沿って第1の位置から湾曲経路に沿って第2の位置まで移動し、第1の位置に戻るために第2の位置で逆方向に移動するように構成されている、条項13に記載のシステム。
15.放射線ソースが、第2の位置に向かって移動するときに、湾曲経路に沿って少なくとも2つの領域に沿って放射線を放出する、条項14に記載のシステム。
16.放射線ソースの湾曲経路が、開湾曲経路を含む、条項14のシステム。
17.放射線ソースの湾曲経路が閉じられている、条項13のシステム。
18.放射線ソースの湾曲経路が円形又は楕円である、条項17のシステム。
19.物体の画像再構築データを提供し、撮像中に物体へのアクセスを可能にするための撮像システムであって、システムが、
実質的に第1の平面に沿って横たわる第1の湾曲及び第1の平面の外に横たわる第2の湾曲によって形成された経路に沿って移動するように構成された少なくとも1つの放射線ソースと、
間に介在する物体を用いて、放射線ソースから放出された放射線を受容するように位置決め及び構成された放射線検出器と、
検出器から放射線吸収データを受信し、再構築アルゴリズムを適用するように構成されたプロセッサと、を備える、撮像システム。
20.プロセッサが、2つ以上のプロセッサを含む、条項19に記載のシステム。
21.第2の湾曲が、実質的に第2の平面内に横たわる、条項19に記載のシステム。
22.放射線吸収データを使用して、3Dのx線画像を生成することを更に含む、条項19に記載のシステム。
23.第1の放射線ソースが経路に沿って移動するときに、物体の3Dのx線画像が生成される、条項22に記載のシステム。
24.解剖学的構造の3Dのx線画像の視覚表現を提供するためのディスプレイを更に備える、条項22に記載のシステム。
25.経路に沿って移動するように構成され、第1の放射線ソースから隔置された第2の放射線ソースを更に備える、条項19に記載のシステム。
26.第1の放射線ソース及び第2の放射線ソースが、経路に沿って互いに対向して位置決めされ、同じ速さで移動する、条項24に記載のシステム。
27.検出器が、第2の経路を通じて移動するように構成された第1の放射線検出器と第2の放射線検出器とを含み、第2の経路が、実質的に第2の平面に沿って横たわり、第2の平面の外側に横たわる第4の湾曲に沿った第3の湾曲を有する、条項24に記載のシステム。
28.経路が概ね円筒正弦波である、条項19に記載のシステム。
29.経路が概ね球面正弦波である、条項19に記載のシステム。
30.検出器が据え付けられている、条項19に記載のシステム。
31.第1の放射線ソースから放出された放射線が物体を検出器に向かって貫通するように、第1の放射線ソースとは反対の位置で第2の経路に沿って移動する、条項19に記載のシステム。
32.第1の放射線ソースを支持するための包囲されたガントリを更に備える、条項19に記載のシステム。
33.第1の放射線ソースが、概ねトロイダル形状の構造内にハウジングされている、条項19に記載のシステム。
34.第1の放射線ソース及び第2の放射線ソースが、別個の構造内にハウジングされている、条項19に記載のシステム。
35.第1の放射線ソース及び第2の放射線ソースが、連続的に変化する角度にわたって回転可能である、条項19に記載のシステム。
36.検出器が、別個の第1の検出器と第2の検出器とを含む、条項19に記載のシステム。
37.プロセッサが、検出器を繰り返しサンプリングするように構成されている、条項19に記載のシステム。
38.経路が連続的である、条項19に記載のシステム。
39.経路が断続的であり、第1の放射線ソースが物体の一部のみを中心に移動する、条項19に記載のシステム。
40.物体のx線画像データを生成するための方法であって、方法が、
物体に対して経路に沿って第1の放射線ソースを移動させることであって、経路が、実質的に第1の平面に沿って横たわる第1の湾曲及び第1の平面の外に横たわる第2の湾曲を有する、移動させることと、
第1の放射線ソースが経路に沿って移動するときに、異なる記録角度から患者の投影画像を記録することとを含む、方法。
41.第2の湾曲が、実質的に第2の平面内に横たわる、条項40に記載の方法。
42.第1の放射線ソースが、概ね円筒正弦波経路に沿って移動する、条項40に記載の方法。
43.経路に沿い、かつ第1の放射線ソースから隔置された第2の放射線ソースを移動させることを更に含む、条項40に記載の方法。
44.投影画像を記録することが、同じ周波数で投影画像を記録することを含む、条項40に記載の方法。
45.第1のエネルギーレベルで第1の放射線ソースを設定し、第2のエネルギーレベルで第2の放射線ソースを設定することを更に含む、条項44に記載の方法。
46.投影画像から3Dのx線画像をプロセッサによって構築することを更に含むことを更に含み、3Dのx線画像を構築することが、サブトラクション投影画像から3Dのx線画像を構築することを含む、条項40に記載の方法。
47.異なる時間に実質的に同じ位置から撮影された投影画像をサブトラクションすることを更に含む、条項46に記載の方法。
48.異なるエネルギーで実質的に同じ位置から投影画像をサブトラクションすることを更に含む、条項46に記載の方法。
49.投影画像から3Dのx線画像をプロセッサによって構築することを更に含む、条項40に記載の方法。
50.生成される新しいサブトラクション投影画像として3Dのx線画像を更新することを更に含む、条項48に記載の方法。
51.3Dのx線画像を構築することが、多重解像度技法を適用して、第1の解像度の第1の3D画像、及び第1の解像度よりも高い解像度の後続画像を提供することを含む、条項48に記載の方法。
52.3Dのx線画像をディスプレイ上に表示することを更に含む、条項48に記載の方法。
Claims (20)
- 撮像システムであって、
少なくとも1つの閉経路に沿って移動するように構成された少なくとも1つの放射線ソースと、
前記少なくとも1つの放射線ソースが前記少なくとも1つの閉経路に沿って移動するときに、前記少なくとも1つの放射線ソースからx線放射線を受容し、三次元物体の少なくとも一部の再構築画像データを生成することを可能にするように構成された少なくとも1つのx線放射線検出器と、
ガントリであって、前記ガントリの包囲された部分内に前記少なくとも1つの放射線ソースを包囲するように構成され、前記ガントリが、前記撮像システムを使用する撮像プロセス中に可動部品を当該ガントリの外部に露出させないように構成されており、前記ガントリが、前記撮像プロセス中に前記三次元物体へのアクセスを可能にするように、前記三次元物体を完全に包囲せずに前記少なくとも1つの放射線ソースを包囲するように構成されており、
前記少なくとも1つの放射線ソース及び前記少なくとも1つのx線放射線検出器が、三次元物体の少なくとも一部を前記少なくとも1つの放射線ソースと前記少なくとも1つのx線放射線検出器との間に位置決めして、前記再構築画像データの生成を促進することができるように、前記撮像システム内に位置決めされ、
前記少なくとも1つのx線放射線検出器が、前記少なくとも1つの閉経路から離れて第2の経路に沿って移動し、
前記再構築画像データが、三次元再構築画像データを含み、
前記少なくとも1つの放射線ソースが、連続的に移動しながらx線放射線を放出するように構成されており、
前記少なくとも1つの放射線ソースが、前記少なくとも1つのx線放射線検出器に対して前記少なくとも1つの閉経路に沿って移動するように構成されている、ガントリと、
前記少なくとも1つのx線放射線検出器から投影画像データを受信し、再構築アルゴリズムを適用して前記三次元物体の再構築された3D画像を生成するように構成されたプロセッサと、
前記三次元画像データをユーザに提供するためのインターフェースと、を備え、
前記撮像システムはリアルタイム又はほぼリアルタイムの撮像を提供するように構成されており、当該撮像の提供は、前記三次元物体の少なくとも一部の参照画像を導き出すことで時間の関数としての3D体積の配列を形成して前記三次元再構築画像データを生成することで行われ、前記三次元物体の画像の反復再構築において新たに再構築される3D画像の生成に用いられる前記参照画像は時間と共に少なくとも一度更新される先行の再構築された3D画像であり、更に、当該三次元再構築画像データの生成は三次元光学撮像システムからの表面三次元画像データを、前記三次元画像データの画像品質を改善するための制約として使用して前記三次元物体の画像を反復再構築することで行われ、前記制約は、前記反復再構築の少なくとも一回の反復実行において中間の解を導出する際に適用され、もって前記制約により前記中間の解に修正が加えられるようにした、撮像システム。 - 前記少なくとも1つの閉経路が、湾曲経路を含み、前記湾曲経路が、少なくとも実質的に円形の経路又は複数の閉経路を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの放射線ソースが、
前記少なくとも1つの閉経路に沿って同じ方向に移動し、及び/又は前記少なくとも1つの閉経路に沿って振動するように構成された複数のx線放射線ソースを含み、前記複数のx線放射線ソースの各々が、前記複数のx線放射線ソース内の他のx線放射線ソース(複数可)に対して前記閉経路の別個の部分に沿って振動するように構成されている、請求項1に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つのx線放射線検出器が、フラットパネル検出器を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのx線放射線検出器が、複数のx線放射線検出器を含み、前記少なくとも1つのx線放射線ソース内のx線放射線ソースの数が、前記複数のx線放射線検出器内のx線放射線検出器の数に等しく、前記複数のx線放射線ソース内の前記x線放射線ソースの各々が、撮像プロセス中にx線放射線が受容されるときに前記複数のx線放射線検出器内に対応するx線放射線検出器を有する、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのx線放射線検出器から投影画像データを受信し、再構築アルゴリズムを適用して前記三次元物体の再構築された3D画像を生成するように構成されたプロセッサを更に備え、前記再構築アルゴリズムが、前記少なくとも1つのx線放射線ソースが前記少なくとも1つの閉経路に沿って移動するときに同じ位置であるが異なる時間に撮影された投影画像をサブトラクションするように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記ガントリが、トロイダル形状を含み、前記ガントリが、回転するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記ガントリが、前記少なくとも1つのx線放射線ソースを前記ガントリに対して移動させるように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記ガントリが、前記少なくとも1つのx線放射線検出器に対して移動するように構成され、前記ガントリが、前記少なくとも1つのx線放射線ソースに対して据え付けられている一方、前記少なくとも1つのx線放射線ソースが、前記少なくとも1つの経路に沿って移動するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのx線放射線ソースが、前記物体の前記少なくとも一部に対して非アイソセントリックな軌道で、前記少なくとも1つのx線放射線検出器に対して第1の経路に沿って移動するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記撮像システムが、前記少なくとも1つの閉経路が前記三次元再構築画像データの生成中に前記三次元物体を取り囲まないように更に構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記撮像システムが、時間と共に、前記三次元再構築画像データによって生成された前記参照画像の画像解像度を増加させるように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記撮像システムが、前記三次元物体の動作を推定して、位置合わせされた参照画像を形成し、前記複数のx線放射線ソースからの更新された撮像データを使用して前記位置合わせされた参照画像を補正して、前記配列内に更新された参照画像を形成する前記三次元再構築画像データを生成するように構成されており、前記撮像システムが、前記更新された撮像データからの前記更新された参照画像の少なくとも一部の前景抽出を使用して空間投影を作成して、前記三次元再構築画像データを生成するように更に構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの放射線ソースが、異なるエネルギーレベルで撮像データを生成するように構成されており、前記画像システムが、前記異なるエネルギーレベルで、前記更新された撮像データからの前記参照画像の少なくとも一部の前景抽出を使用して空間投影を作成して、前記配列内に前記三次元再構築画像データを生成するように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの放射線ソースが、前記撮像プロセス中に、1つの放射線ソースのみを含むか、又は異なるエネルギーレベルで設定されるように適合された複数のx線放射線ソースを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの閉経路が、患者の軸に一致する軸線からオフセットされた部分を含み、前記複数の閉経路が、第1の経路であって、前記第1の経路に沿って前記少なくとも1つのx線放射線ソースが移動する、第1の経路と、第2の経路であって、前記第2の経路に沿って前記少なくとも1つの放射線検出器が移動する、第2の経路と、を含み、前記第1の経路及び前記第2の経路が、互いに隔置され、前記三次元物体の少なくとも一部が前記少なくとも1つのx線放射線ソースと前記少なくとも1つのx線放射線検出器との間に位置決めされ得るように位置決めされている、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのx線放射線検出器が、後方散乱画像が同様に前記再構築画像データの一部を形成するように、前記三次元物体の少なくとも一領域の前記後方散乱画像を受容するように適合されている、請求項1に記載のシステム。
- 更新された撮像データが、前記撮像プロセスの少なくとも一部の間に、並列化を可能にするパイプライン内で実行される複数のインスタンスの生成を可能にするために、少ない数の投影と撮像データ取得とを使用して繰り返し得られる、請求項1に記載のシステム。
- 前記三次元再構築画像データを反復的に精製化することを更に含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記三次元物体の画像の反復再構築において最初に再構築される3D画像の生成に用いられる前記参照画像が、別のシステムによって撮影された前記三次元物体の先行スキャンである、請求項1に記載のシステム。
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