JP2015517837A - 変形可能なレジストレーションを使用した４次元コーンビームｃｔ - Google Patents

Abstract

ボリューム画像を取得する方法は、各セットの投影画像を使用して生成され、ボリューム画像及び各セットの投影画像が生理的周期についての異なる各ビンに対応する複数のボリューム画像を取得することと、生理的周期についての異なる各ビンに対応する２つ以上のセットからの投影画像のうちの１つ以上を使用して追加のボリューム画像を判定することであって、追加のボリューム画像を判定する動作がプロセッサを使用して行われることとを含む。

Description

本特許出願は、１つ以上のボリューム画像を取得するためのシステム及び方法に関する。

時折、診断目的のために及び／又は放射線治療計画のために、ＣＴシステムを使用して患者の標的部位が撮像されることがある。標的部位が周期運動で（例えば、呼吸による）移動する場合、ボリューム画像がビデオストリームとして再生されることができるように、標的が異なる呼吸状態にあるときに標的のボリューム画像を判定するためにＣＴシステムが使用されることができる。１つのそのような撮像技術は、４次元コーンビームＣＴ（ＣＢＣＴ）として知られている。そのような目的のために、標的が異なる呼吸状態にあるときに、標的の投影画像が取得される。ＣＴシステムが投影画像を取得するときの患者の呼吸状態を判定するために呼吸監視装置が使用される。

撮像セッションの後に、投影画像は、対応する投影画像が取得されたときの患者の記録された呼吸状態に応じて異なるセットに分類される。例えば、投影画像が異なる位相ビンに分類されるように、投影画像は、それらが生成される生理的周期の位相に応じて分類されることができる。投影画像が分類された後、位相ビンのそれぞれにおける投影画像は、その位相ビンについてのボリューム画像を再構成するために使用される。

いくつかの実施形態によれば、ボリューム画像を取得する方法は、各セットの投影画像を使用して生成され、ボリューム画像及び各セットの投影画像が生理的周期についての異なる各ビンに対応する複数のボリューム画像を取得することと、生理的周期についての異なる各ビンに対応する２つ以上のセットからの投影画像のうちの１つ以上を使用して追加のボリューム画像を判定することとを含み、追加のボリューム画像を判定する動作が、プロセッサを使用して行われる。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像は、投影画像のセットが対応するビンとは異なる生理的周期についてのビンに対応する。

いくつかの実施形態において、投影画像のセットが対応するビンは、生理的周期についての全ての位相又は振幅範囲の少なくとも５０％である位相又は振幅範囲を包含する。

いくつかの実施形態において、位相又は振幅範囲は、生理的周期についての全ての位相又は振幅範囲の少なくとも９０％である。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像を判定する動作は、各ボリューム画像のレジストレーションに関するデータを取得することと、データと２つ以上のセットからの投影画像のうちの１つ以上とを使用して追加のボリューム画像を判定することとを備える。

いくつかの実施形態において、対応するボリューム画像のレジストレーションのそれぞれは、対応するボリューム画像と基準画像との間のレジストレーションを備える。

いくつかの実施形態において、対応するボリューム画像のレジストレーションのそれぞれは、対応するボリューム画像と、ビン順序で対応するボリューム画像と隣接するボリューム画像のうちの他の１つとの間のレジストレーションを備える。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像を判定する動作は、レジストレーションのうちの２つ以上に関するデータの少なくとも一部を使用してセットのうちの１つからの投影画像のうちの１つを繰り返し変更することと、画像再構成プロセスにおいて変更された投影画像を使用して追加のボリューム画像を判定することとを備える。

いくつかの実施形態において、データは、複数セットのベクトルを備え、ベクトルのセットは、各ボリューム画像についての変形レジストレーションを表す。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像を判定する動作は、２つ以上のセットからの投影画像のうちの１つ以上を変更することと、変更された投影画像を使用して追加のボリューム画像を再構成することとを備える。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像は、生理的周期の位相又は振幅範囲についてのものであり、投影画像のうちの１つ以上は、位相又は振幅範囲外の各位相又は振幅に対応する。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像を判定する動作は、投影画像のうちの１つ以上を変更することなく行われる。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像を判定する動作は、全てのセットからの全ての投影画像の少なくとも５０％を使用して行われる。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像を判定する動作は、全てのセットからの全ての投影画像の少なくとも９０％を使用して行われる。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像を判定するために使用される２つ以上のセットからの投影画像のうちの１つ以上は、２つの各セットからの２つの投影画像を備え、２つの投影画像は、生理的周期についての全ての位相又は振幅範囲の少なくとも２５％である位相又は振幅範囲によって分離される。

いくつかの実施形態において、セットは、少なくとも３つのセットを備える。

他の実施形態によれば、コンピュータ製品は、各セットの投影画像を使用して生成され、ボリューム画像及び各セットの投影画像が生理的周期についての異なる各ビンに対応する複数のボリューム画像を取得することと、生理的周期についての異なる各ビンに対応する２つ以上のセットからの投影画像のうちの１つ以上を使用して追加のボリューム画像を判定することとを備える処理を行わせるように実行される命令のセットを記憶する持続性媒体を含む。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像は、投影画像のセットが対応するビンとは異なる生理的周期についてのビンに対応する。

いくつかの実施形態において、投影画像のセットが対応するビンは、生理的周期についての全ての位相又は振幅範囲の少なくとも５０％である位相又は振幅範囲を包含する。

いくつかの実施形態において、位相又は振幅範囲は、生理的周期についての全ての位相又は振幅範囲の少なくとも９０％である。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像を判定する動作は、各ボリューム画像のレジストレーションに関するデータを取得することと、データと２つ以上のセットからの投影画像のうちの１つ以上とを使用して追加のボリューム画像を判定することとを備える。

いくつかの実施形態において、対応するボリューム画像のレジストレーションのそれぞれは、対応するボリューム画像と基準画像との間のレジストレーションを備える。

いくつかの実施形態において、対応するボリューム画像のレジストレーションのそれぞれは、対応するボリューム画像と、ビン順序で対応するボリューム画像と隣接するボリューム画像のうちの他の１つとの間のレジストレーションを備える。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像を判定する動作は、レジストレーションのうちの２つ以上に関するデータの少なくとも一部を使用してセットのうちの１つからの投影画像のうちの１つを繰り返し変更することと、画像再構成プロセスにおいて変更された投影画像を使用して追加のボリューム画像を判定することとを備える。

いくつかの実施形態において、データは、複数セットのベクトルを備え、ベクトルのセットは、各ボリューム画像についての変形レジストレーションを表す。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像を判定する動作は、２つ以上のセットからの投影画像のうちの１つ以上を変更することと、変更された投影画像を使用して追加のボリューム画像を再構成することとを備える。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像は、生理的周期の位相又は振幅範囲についてのものであり、投影画像のうちの１つ以上は、位相範囲外の各位相又は振幅に対応する。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像を判定する動作は、投影画像のうちの１つ以上を変更することなく行われる。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像を判定する動作は、全てのセットからの全ての投影画像の少なくとも５０％を使用して行われる。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像を判定する動作は、全てのセットからの全ての投影画像の少なくとも９０％を使用して行われる。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像を判定するために使用される２つ以上のセットからの投影画像のうちの１つ以上は、２つの各セットからの２つの投影画像を備え、２つの投影画像は、生理的周期についての全ての位相又は振幅範囲の少なくとも２５％である位相又は振幅範囲によって分離される。

いくつかの実施形態において、セットは、少なくとも３つのセットを備える。

他の実施形態によれば、ボリューム画像を取得する装置は、各セットの投影画像を使用して生成され、ボリューム画像及び各セットの投影画像が生理的周期についての異なる各ビンに対応する複数のボリューム画像を取得し、生理的周期についての異なる各ビンに対応する２つ以上のセットからの投影画像のうちの１つ以上を使用して追加のボリューム画像を判定するために構成されるプロセッサを含む。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像は、投影画像のセットが対応するビンとは異なる生理的周期についてのビンに対応する。

いくつかの実施形態において、投影画像のセットが対応するビンは、生理的周期についての全ての位相又は振幅範囲の少なくとも５０％である位相又は振幅範囲を包含する。

いくつかの実施形態において、位相又は振幅範囲は、生理的周期についての全ての位相又は振幅範囲の少なくとも９０％である。

いくつかの実施形態において、プロセッサは、各ボリューム画像のレジストレーションに関するデータを取得し、データと２つ以上のセットからの投影画像のうちの１つ以上とを使用して追加のボリューム画像を判定することによって追加のボリューム画像を判定するために構成される。

いくつかの実施形態において、対応するボリューム画像のレジストレーションのそれぞれは、対応するボリューム画像と基準画像との間のレジストレーションを備える。

いくつかの実施形態において、対応するボリューム画像のレジストレーションのそれぞれは、対応するボリューム画像と、ビン順序で対応するボリューム画像と隣接するボリューム画像のうちの他の１つとの間のレジストレーションを備える。

いくつかの実施形態において、プロセッサは、レジストレーションのうちの２つ以上に関するデータの少なくとも一部を使用してセットのうちの１つからの投影画像のうちの１つを繰り返し変更し、画像再構成プロセスにおいて変更された投影画像を使用して追加のボリューム画像を判定することによって追加のボリューム画像を判定するために構成される。

いくつかの実施形態において、データは、複数セットのベクトルを備え、ベクトルのセットは、各ボリューム画像についての変形レジストレーションを表す。

いくつかの実施形態において、プロセッサは、２つ以上のセットからの投影画像のうちの１つ以上を変更し、変更された投影画像を使用して追加のボリューム画像を再構成することによって追加のボリューム画像を判定するために構成される。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像は、生理的周期の位相又は振幅範囲についてのものであり、投影画像のうちの１つ以上は、位相範囲外の各位相又は振幅に対応する。

いくつかの実施形態において、プロセッサは、投影画像のうちの１つ以上を変更することなく追加のボリューム画像を判定するように構成される。

いくつかの実施形態において、プロセッサは、全てのセットからの全ての投影画像の少なくとも５０％を使用して追加のボリューム画像を判定するように構成される。

いくつかの実施形態において、プロセッサは、全てのセットからの全ての投影画像の少なくとも９０％を使用して追加のボリューム画像を判定するように構成される。

いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像を判定するために使用される２つ以上のセットからの投影画像のうちの１つ以上は、２つの各セットからの２つの投影画像を備え、２つの投影画像は、生理的周期についての全ての位相又は振幅範囲の少なくとも２５％である位相又は振幅範囲によって分離される。

いくつかの実施形態において、セットは、少なくとも３つのセットを備える。

他のさらなる態様及び特徴は、以下の実施形態の詳細な説明を読むことから明らかになる。

図面は、実施形態の設計及び有用性を図示しており、同様の要素は、共通の符号によって参照される。これらの図面は、必ずしも縮尺どおりには描かれていない。上述した及び他の利点及び目的がどのように得られるのかをより良好に理解するために、実施形態のより具体的な説明が与えられ、添付図面に図示されている。これらの図面は、典型的な実施形態のみを示しており、従って、その範囲を限定するものと考えるべきではない。

図１は、いくつかの実施形態にかかる放射線システムを図示している。 図２は、いくつかの実施形態にかかる１つ以上のボリューム画像の取得方法を図示している。 図３は、いくつかの実施形態にかかる図１のシステムを使用して取得された異なるボリューム画像を図示している。 図４は、いくつかの実施形態にかかる対応する振幅図と並べられた位相図を図示している。 図５は、いくつかの実施形態にかかるボリューム画像を取得するための技術を図示している。 図６は、他の実施形態にかかるボリューム画像を取得するための他の技術を図示している。 図７は、いくつかの実施形態にかかるボリューム画像を取得するためのシステムを図示している。 図８は、他の実施形態にかかる他の放射線システムを図示している。 図９は、本願明細書に記載された実施形態が実装されることができるコンピュータシステム・アーキテクチャのブロック図である。

図面を参照しながら様々な実施形態が以下に記載される。なお、図面は、縮尺どおりには描かれておらず、同様の構造又は機能の要素は、図面全体を通して同様の符号によって表されている。また、図面は、実施形態の記載を容易とすることを意図しているにすぎない。それらは、本発明の網羅的な記載として又は本発明の範囲を限定するものとして意図されるものではない。さらに、図示された実施形態は、示された全ての態様又は利点を有している必要はない。特定の実施形態に関連して記載された態様又は利点は、必ずしもその実施形態に限定されるものではなく、そのように図示されていない場合であっても、任意の他の実施形態において実施されることができる。

図１は、いくつかの実施形態にかかる撮像システム１０を図示している。システム１０は、ガントリ１２と、患者２８を支持するパネル１４とを含む。ガントリ１２は、患者２８が放射線源２０と検出器（撮像装置）２４との間に少なくとも部分的に位置しているときにガントリ１２の反対側における検出器２４に向かって放射線ビーム２６（例えば、Ｘ線）を投射する放射線源２０を含む。非限定的な例により、Ｘ線からなるビームは、コーンビーム又はファンビームとすることができる。検出器２４は、患者２８を通過するＸ線を検知するために構成された複数のセンサ素子を有する。各センサ素子は、Ｘ線ビームが患者２８を通過したときのその強度を表す電気信号を生成する。システム１０はまた、放射線源２０を移動させるように構成されたポジショナ（図示しない）を含む。いくつかの実施形態において、ポジショナは、ガントリ１２を回転させることによって円形又は円弧経路に沿って放射線源２０を回動させるように構成されてもよい。

システム１０はまた、制御システム１８を含む。図示された実施形態において、制御システム１８は、制御装置４０に接続されたコンピュータプロセッサ等のプロセッサ５４を含む。制御システム１８はまた、データを表示するモニタ５６と、データを入力するキーボードやマウス等の入力装置５８とを含んでもよい。放射線源２０及びガントリ１２の動作は、放射線源２０に電力及びタイミング信号を供給し、プロセッサ５４から受信した信号に基づいてガントリ１２の回転速度及び位置を制御する制御装置４０によって制御される。制御装置４０は、ガントリ１２及びプロセッサ５４とは別個の構成要素として示されているものの、他の実施形態においては、制御装置４０は、ガントリ１２又はプロセッサ５４の一部とすることができる。

図示された実施形態において、放射線源２０は、診断用エネルギを供給する診断用放射線源である。他の実施形態において、診断用放射線源であるのに加えて又は代わりに、放射線源２０は、治療用エネルギを供給する治療用放射線源であってもよい。いくつかの実施形態において、治療用エネルギは、一般に、１６０キロ電子ボルト（ｋｅＶ）以上、より典型的には１メガ電子ボルト（ＭｅＶ）以上のエネルギであり、診断用エネルギは、一般に、高エネルギ範囲未満、より典型的には１６０ｋｅＶ未満のエネルギである。他の実施形態において、治療用エネルギ及び診断用エネルギは、他のエネルギレベルを有することができ、それぞれ、治療及び診断目的のために使用されるエネルギを指す。いくつかの実施形態において、放射線源２０は、約１０ｋｅＶから約２０ＭｅＶの範囲内の複数の光子エネルギレベルでＸ線放射を生成することができる。さらなる実施形態において、放射線源２０は、撮像装置２４がオンボード撮像装置とすることができる場合には治療用放射線源であってもよい。

なお、システム１０は、上述した構成に限定されるものではなく、他の実施形態においては他の構成を有してもよい。例えば、他の実施形態において、システム１０は、異なる形状を有してもよい。他の実施形態において、システム１０の放射線源２０は、異なる範囲の動き及び／又は自由度を有してもよい。例えば、他の実施形態において、放射線源２０は、３６０°の全範囲又は３６０°未満の部分的範囲について患者２８のまわりを回転可能であってもよい。また、他の実施形態において、放射線源２０は、患者２８に対して平行移動可能とされる。いくつかの実施形態において、システム１０は、ＣＴシステムであってもよい。他の実施形態において、システム１０は、放射線治療システムであってもよい。そのような場合、放射線源２０は、Ｘ線の形態で診断用エネルギを供給することに限定されず、患者を治療するための治療用エネルギを供給してもよい。また、いくつかの実施形態において、システム１０のガントリ１２は、螺旋運動を達成するために患者支持体１４と協働してもよい。例えば、患者支持体１４がその長手軸に沿って移動するとともに、ガントリ１２が回転してもよい。

Ｘ線画像データ（投影データ）を取得する走査中に、放射線源２０及び撮像装置２４が異なるガントリ角度で画像を取得するために使用されることができるように、ガントリ１２は、異なるガントリ角度で患者２８のまわりを回転する。システム１０が異なるガントリ角度で画像を取得するために操作されるとき、患者２８は呼吸している。それゆえに、異なるガントリ角度で得られる画像は、患者２８の呼吸周期の異なる位相に対応することができる。走査が完了した後、又は、走査が追加の投影画像を取得し続けている間、異なるガントリ角度で生成された投影画像は、例えばメモリ内に記憶され、呼吸周期の同位相又は同位相範囲に対応する画像がビンに入れられる（例えば、互いに関連付けられる）ように、投影画像が処理されて画像を分類する。そして、呼吸周期の特定の位相についてビンに入れられた画像は、その位相についてのデジタルボリューム画像を再構成するために使用されることができる。

図に示されるように、システム１０は、任意に、カメラ８０と、複数のマーカ８４を有するマーカブロック８２とを含む患者位置判定システム７０をさらに含むことができる。患者位置判定システム７０は、患者２８の生理的運動の振幅及び／又は位相を判定するように構成される。使用中、マーカブロック８２は、患者の胸部上に配置されることができ、そして、カメラ８０は、マーカブロック８２上のマーカ８４を観察するために使用される。呼吸周期の間に、患者２８の胸は上下に移動し、マーカブロック８２は、それに応じて移動する。ブロック８２上のマーカ８４の間の相対位置が既知であって予め定められていることから、この情報を使用することにより、プロセッサ５４は、カメラ８０からの画像（複数可）を処理していくつかの任意の基準座標に対するマーカブロック８２の位置を判定するように構成されることができる。連続的にマーカブロック８２の位置を追跡することにより、プロセッサ５４は、患者２８が体験している呼吸周期の呼吸振幅及び／又は位相を判定することができる。そして、判定された振幅及び／又は位相は、同様に述べたように、画像の異なるセットが呼吸周期の各位相又は位相範囲に対応するように、画像を分類するためにプロセッサ５４によって後で使用されることができる。

あるいは、カメラ８０は、患者の衣服、患者２８の生理的特徴等、マーカ（複数可）として他のものを使用するように構成されることができる。それゆえに、他の実施形態において、マーカブロック８２は、任意とすることができ、患者位置判定システム７０は、任意のマーカブロック８２を含まなくてもよい。患者位置判定システムの例としては、画像データとともに呼吸信号の振幅及び位相を記録することが可能であるＶａｒｉａｎ社のＲＰＭ製品が挙げられる。他の実施形態において、患者位置判定システム７０は、システムが患者２８の運動（例えば、呼吸、心臓の動き等）の状態を判定することができる限り、胸郭拡張を測定するための歪みゲージ、肺活量計等の当該技術分野において公知の他のシステムであってもよい。また、さらなる実施形態において、患者位置判定システム７０は、生理的周期の状態を判定するために、埋め込みマーカ（複数可）、解剖学的特徴（複数可）等の内部基準（複数可）を使用してもよい。

図２は、いくつかの実施形態にかかるボリューム画像を判定する方法２００を図示している。方法２００は、図１のシステム１０を参照して記載される。しかしながら、方法２００は、他の実施形態では他のシステムを使用して行われてもよいことが理解されるべきである。

まず、複数のボリューム画像が取得される（項目２０２）。図示された実施形態において、ボリューム画像は、各セットの投影画像を使用して生成され、ボリューム画像及び各セットの投影画像は、生理的周期の異なる各位相に対応する。図３は、項目２０２において参照される複数のボリューム画像の例とすることができる一連のボリューム画像３００ａ〜３００ｅの例を図示している。各ボリューム画像３００は、臓器３０２の画像を含む。ボリューム画像３００ａ〜３００ｅは、どのように臓器３０２が生理的周期（例えば、呼吸周期）で移動するのかをユーザが見ることができるように、順次表示されてビデオを形成することができる。

図示された例において、ボリューム画像３００ａは、投影画像Ｐ１、Ｐ２を使用して生成され、ボリューム画像３００ｂは、投影画像Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５を使用して生成され、ボリューム画像３００ｃは、投影画像Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８を使用して生成され、ボリューム画像３００ｄは、投影画像Ｐ９、Ｐ１０を使用して生成され、ボリューム画像３００ｅは、投影画像Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３を使用して生成される。２つ又は３つの投影画像がボリューム画像を形成するために使用されるものとして図示されているものの、これは例示目的であり、ボリューム画像は３つよりも多い投影画像を使用して形成されてもよいことが理解されるべきである。

投影画像Ｐ１〜Ｐ１３は、システム１０（又は他の撮像システム）を使用して生成されることができる。投影画像Ｐ１〜Ｐ１３が生成されている間、患者は呼吸している。その結果、投影画像Ｐ１〜Ｐ１３は、呼吸周期の異なる各位相に対応することができる。図示された実施形態において、患者が呼吸周期の特定の位相にあるときに取得される各投影画像について、プロセッサ５４は、対応する位相を示す信号を患者位置監視システムから受信し、画像を対応する位相に関連付ける。画像及び各関連する位相は、後処理のために持続性媒体に記憶されてもよい。投影画像Ｐ１〜Ｐ１３が生成された後に、それらは、所定位相範囲内にある異なる投影画像がグループ化されるように分類されることができる。図示された例において、投影画像Ｐ１、Ｐ２は、位相ビン１にグループ化され、投影画像Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５は、位相ビン２にグループ化され、投影画像Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８は、位相ビン３にグループ化され、投影画像Ｐ９、Ｐ１０は、位相ビン４にグループ化され、投影画像Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３は、位相ビン５にグループ化される。

図示された実施形態において、患者位置監視システム７０からの信号は、投影画像を分類するためにプロセッサ５４によって使用されることができる。特に、撮像装置２４が投影画像を生成するとき、患者位置監視システム７０は、（例えば、カメラ画像の形態で）位置信号を取得するために使用される。カメラ画像は、呼吸振幅を判定するプロセッサ５４によって処理される。図４は、振幅曲線４００を形成するために時間に対してプロットされた呼吸周期の判定された呼吸振幅の例を図示している。いくつかの実施形態において、プロセッサ５４はまた、呼吸周期の位相を判定するために判定された呼吸振幅を使用することもできる。呼吸周期の位相は、呼吸周期の完全性の程度を表す。図４はまた、時間に対してプロットされた位相値を有する位相曲線４０２を図示しており、位相曲線４０２は、振幅曲線４００に対応する。図示された例において、０°（３６０°）の位相値は、吸入状態のピークを表し、位相値は、生理的周期で線形的に０°と３６０°との間で変化する。

上述した位相ビン１〜５の例は、図にも示されている。位相ビン１は、例えば０°〜７２°の位相範囲用のものであり、位相ビン２は、例えば７２°〜１４４°の位相範囲用のものであり、位相ビン３は、例えば１４４°〜２１６°の位相範囲用のものであり、位相ビン４は、例えば２１６°〜２８８°の位相範囲用のものであり、位相ビン５は、例えば２８８°〜３６０°の位相範囲用のものである。そのような例において、０°〜７２°、７２°〜１４４°、１４４°〜２１６°、２１６°〜２８８°及び２８８°〜３６０°からの位相値を有する全ての画像は、それぞれ、プロセッサ５４によって位相ビン番号１〜５にグループ化される。例えば、投影画像Ｐ１は、患者が位相＝４５°であるときに取得されることができ、投影画像Ｐ２は、患者が位相＝５３°であるときに取得されることができる。その結果、これらの投影画像Ｐ１、Ｐ２の双方は、それらが０°〜７２°の位相範囲を包含する位相ビン１にグループ化されるように、プロセッサ５４によって分類されることができる。同様に、投影画像Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５は、患者が呼吸周期の位相において７２°〜１４４°の任意の場所にあるときに生成され、それゆえに、それらは、位相ビン２に入れられる。投影画像Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８は、患者が呼吸周期の位相において１４４°〜２１６°の任意の場所にあるときに生成され、それゆえに、それらは、位相ビン３に入れられる。投影画像Ｐ９、Ｐ１０は、患者が呼吸周期の位相において２１６°〜２８８°の任意の場所にあるときに生成され、それゆえに、それらは、位相ビン４に入れられる。投影画像Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３は、患者が呼吸周期の位相において２８８°〜３６０°の任意の場所にあるときに生成され、それゆえに、それらは、位相ビン５に入れられる。投影画像Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３は、例えば、図４に示されるように、持続時間４１０ａ、４１０ｂの間に生成されてもよい。なお、例における持続時間４１０ａ、４１０ｂは、必ずしも等しくなく、患者２８の呼吸パターンに応じて異なっていてもよい。

なお、位相ビンの数は、５つに限定されるものではなく、他の実施形態においては、投影画像を分類するための位相ビンの数は、５つ未満であっても又は５つよりも多くてもよい。また、等しい大きさを有する代わりに、いくつかの実施形態においては、各ビンにおける位相範囲は、互いに異なっていてもよい。他の実施形態において、各ビンの位相範囲は、重複していてもよい。例えば、いくつかの実施形態において、位相ビン２は、３６°から１８０°とすることができ、位相ビン３は、１０８°から２５２°とすることができ、位相ビン４は、１８０°から３２４°とすることができる、等である。そのような場合、位相ビンは、二重範囲を提供することができる。他の場合において、範囲は、倍（２倍）よりも小さいか又は大きくてもよい。いくつかの実施形態において、ビンの数は、ユーザが規定することができる。例えば、ユーザは、入力装置５８を使用して所定数の位相ビン（例えば、５つの位相ビン）を規定することができる。また、いくつかの実施形態において、プロセッサ５４は、各セットにおける投影画像の全てがボリューム画像３００の構成に使用されるとは限らないように、各位相ビン（セット）における投影画像のサブセットを使用して各ボリューム画像３００を生成することができる。他の実施形態において、プロセッサ５４は、ボリューム画像３００を構成するために各セットにおける投影画像の全てを使用してもよい。

いくつかの実施形態において、ボリューム画像を取得する動作は、ボリューム画像を受信するプロセッサ（例えば、プロセッサ５４）によって実行されることができる。他の実施態様において、ボリューム画像を取得する動作は、投影画像を受信し、各位相に基づいて異なるセット（ビン）に投影画像を分類し、分類された投影画像の各セットを使用してボリューム画像を再構成するプロセッサ（例えば、プロセッサ５４）によって実行されることができる。いくつかの実施形態において、投影画像及び／又はボリューム画像は、後で処理及び／又は検索するために持続性媒体に記憶されてもよい。さらに、いくつかの実施形態において、投影画像及び／又はボリューム画像は、ユーザによって観察するために画面（例えば、画面５６）に表示されることができる。

図示された実施形態において、投影画像Ｐのグループ化は、位相に基づいているものとして記載されている。他の実施形態において、投影画像Ｐのグループ化は、呼吸周期の振幅に基づいていてもよい。例えば、いくつかの実施形態において、呼吸周期における振幅範囲４１２は、振幅ビンの数（例えば、５つの振幅ビン、図に示されるように）に分割されてもよい。そのような場合には、振幅が振幅ビンの振幅範囲内にあるときに生成される投影画像Ｐは、そのビンにグループ化される。他の実施形態において、振幅ビンの数は、５つよりも少ないか又は５つよりも多くてもよい。また、等しい大きさを有する代わりに、いくつかの実施形態においては、各ビン（例えば、位相ビン、振幅ビン等）における範囲（例えば、位相範囲、振幅範囲等）は、互いに異なっていてもよい。さらなる実施形態において、各ビン（例えば、位相ビン、振幅ビン）における範囲は、重複していてもよい。

図２を参照すると、次に、生理的周期の異なる各位相に対応するセットのそれぞれからの投影画像のうちの１つ以上を使用して追加のボリューム画像が判定される（項目２０４）。いくつかの実施形態において、追加のボリューム画像を判定する動作は、プロセッサ（例えば、プロセッサ５４）を使用して行われることができる。例えば、ビン１についての追加のボリューム画像は、ビン１からの投影画像、ビン２からの投影画像、ビン３からの投影画像等を使用して判定されることができる。

図５は、いくつかの実施形態における画像レジストレーションを使用して異なるビンからの投影画像に基づいてボリューム画像を判定する技術を図示している。図５の技術は、方法２００における項目２０４の例とすることができる。図示された実施形態において、初期ボリューム画像３００ａ〜３００ｅのそれぞれは、その隣接するボリューム画像とレジストレーションされる。それゆえに、画像レジストレーションＲ１は、ボリューム画像３００ａ、３００ｂの間に判定されることができ、画像レジストレーションＲ２は、ボリューム画像３００ｂ、３００ｃの間に判定されることができ、画像レジストレーションＲ３は、ボリューム画像３００ｃ、３００ｄの間に判定されることができ、画像レジストレーションＲ４は、ボリューム画像３００ｄ、３００ｅの間に判定されることができ、画像レジストレーションＲ５は、ボリューム画像３００ｅ、３００ａの間に判定されることができる。いくつかの実施形態において、各画像レジストレーションＲは、２つの隣接するボリューム画像３００の間の変化を表す変形レジストレーションとすることができる。例えば、いくつかの実施形態において、変形レジストレーションは、１つのボリューム画像３００における異なる部分が隣接するボリューム画像３００における対応する部分の構成（例えば、大きさ、形状及び／又は位置）に到達するようにどの程度「変形」されるかを表す複数のベクトルを含むことができる。いくつかの実施形態において、レジストレーションＲの判定は、プロセッサ（例えば、プロセッサ５４）によって行われることができる。また、いくつかの実施形態において、レジストレーションＲに関するデータは、後の検索及び／又は処理のために持続性媒体に記憶されてもよい。さらなる実施形態において、レジストレーションＲに関するデータはまた、ユーザによって観察するための画面（例えば、画面５６）に表示されることもできる。

図示された実施形態において、新たなボリューム画像は、判定されたレジストレーション（複数可）Ｒを使用して判定されることができる。図に示されるように、ボリューム画像３００ａの同位相又は位相範囲に対応する新たなボリューム画像６００ａは、他の位相ビン（すなわち、位相ビン２〜５）からの投影画像及び判定されたレジストレーションＲを使用して判定されることができる。特に、ボリューム画像６００ａは、ボリューム画像３００ａのものと同位相又は位相ビン用のものであることから、いかなる変更もなしで、同一投影画像Ｐ１、Ｐ２が追加のボリューム画像６００ａを構成するために使用されることができる。一方、投影画像Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５は、異なる位相ビン（位相ビン２）からのものであることから、ボリューム画像６００ａを構成するためにこれらの投影画像を使用するために、これらの投影画像は、レジストレーションＲ１を使用して投影画像Ｐ３’、Ｐ４’、Ｐ５’に変更される。ボリューム画像６００ａと６００ｂとの間のレジストレーションＲ１は、２つのボリューム画像６００ａ、６００ｂがどの程度互いに異なるかについての情報を提供することから、変更は可能である。それゆえに、レジストレーション情報は、それらが位相ビン１について生成されたかのように、（投影画像Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５がそれぞれ生成されたのと同じガントリ角度に対応する）変更された投影画像Ｐ３’、Ｐ４’、Ｐ５’を取得するために使用されることができる。

いくつかの実施形態において、ボリューム画像３００ｂは、ボリューム画像３００ａの構成（例えば、大きさ、形状及び／又は位置）に到達するように変形されたボリューム画像をもたらすレジストレーションＲ１を使用した変形によって変換されることができる。各投影画像Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５について同じガントリ角度で変形されたボリューム画像の順投影は、変更された投影画像Ｐ３’、Ｐ４’、Ｐ５’を生成するために行われることができる。そして、変更された投影画像Ｐ３’、Ｐ４’、Ｐ５’は、新たなボリューム画像６００ａを形成するために使用される。例えば、投影画像Ｐ３’、Ｐ４’、Ｐ５’は、ボリューム画像６００ａを構成するために使用される唯一の画像とすることができる。あるいは、投影画像Ｐ３’、Ｐ４’、Ｐ５’は、新たなボリューム画像６００ａを形成するために他の投影画像（例えば、位相ビン１からの投影画像、及び／又は、他の位相ビン（複数可）からの投影画像）とともに使用されることができる。他の実施形態において、レジストレーションＲ１は、（順投影及び逆投影を行うのを未然に防ぐことができる）変更された投影画像Ｐ３’、Ｐ４’、Ｐ５’を判定する中間動作を行うことなく、ボリューム画像６００ａの再構成に直接組み込まれることができる。いずれか１つの技術において、元の投影画像Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５は、新たな（追加の）ボリューム画像６００ａを判定するために「使用」されると考えることができる。

同様に、投影画像Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８は、異なる位相ビン（位相ビン３）からのものであることから、ボリューム画像６００ａを構成するためにこれらの投影画像を使用するために、これらの投影画像は、レジストレーションＲ１、Ｒ２を使用して投影画像Ｐ６’、Ｐ７’、Ｐ８’に変更される。なお、レジストレーションＲ２が、ボリューム画像３００ｃがボリューム画像３００ａとどの程度異なるかではなく、ボリューム画像３００ｃがボリューム画像３００ｂとどの程度異なるかについての情報を提供することから、レジストレーションＲ１、Ｒ２は、双方とも、投影画像Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８を変更するために使用される。それゆえに、ボリューム画像３００ｃがボリューム画像３００ａとどの程度異なるか（又は変換されることになるか）又はその逆に関する十分な情報を有するために、双方のレジストレーションＲ１、Ｒ２が使用される。

同様に、投影画像Ｐ９、Ｐ１０は、異なる位相ビン（位相ビン４）からのものであることから、ボリューム画像６００ａを構成するためにこれらの投影画像を使用するために、これらの投影画像は、レジストレーションＲ１、Ｒ２、Ｒ３を使用して投影画像Ｐ９’、Ｐ１０’に変更される。なお、これら３つのレジストレーションが、ボリューム画像３００ｄがボリューム画像３００ａとどの程度異なるかに関する十分な情報を提供することから、レジストレーションＲ１、Ｒ２、Ｒ３は、投影画像Ｐ９、Ｐ１０を変更するために使用される。あるいは、投影画像Ｐ９、Ｐ１０を変更するためにレジストレーションＲ１、Ｒ２、Ｒ３を使用する代わりに、レジストレーションＲ４、Ｒ５が使用されてもよい。これは、レジストレーションＲ４、Ｒ５の組み合わせがまた、ボリューム画像３００ｄがボリューム画像３００ａとどの程度異なるか（又は変換されることになるか）又はその逆についての情報を提供するためである。

同様に、投影画像Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３は、異なる位相ビン（位相ビン５）からのものであることから、ボリューム画像６００ａを構成するためにこれらの投影画像を使用するために、これらの投影画像は、レジストレーションＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を使用して投影画像Ｐ１１’、Ｐ１２’、Ｐ１３’に変更される。なお、これら４つのレジストレーションが、ボリューム画像３００ｅがボリューム画像３００ａとどの程度異なるかに関する十分な情報を提供することから、レジストレーションＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は、投影画像Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３を変更するために使用される。あるいは、投影画像Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３を変更するためにレジストレーションＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を使用する代わりに、レジストレーションＲ５が使用されてもよい。これは、レジストレーションＲ５がまた、ボリューム画像３００ｅがボリューム画像３００ａとどの程度異なるか（又は変換されることになるか）又はその逆についての情報を提供するためである。

上記例において図示されたように、位相ビン１についての新たなボリューム画像６００ａは、位相ビン１と関連付けられた投影画像Ｐ１、Ｐ２及び他の位相ビン２〜５からの変更された投影画像Ｐ３’〜Ｐ１３’を使用して判定される。いくつかの実施形態において、そのような技術は、投影画像Ｐ１〜Ｐ１３の全てがボリューム画像６００ａを判定するために使用されることを可能とする。他の実施形態において、投影画像Ｐ１〜Ｐ１３の全てを使用する代わりに、ボリューム画像６００ａの判定は、セット（位相ビン）のそれぞれからの全ての投影画像よりも少ない１つ以上の投影画像を使用してボリューム画像６００ａを構成することによって達成されることができる。

いくつかの実施形態において、同じ技術は、他の位相ビン（すなわち、位相ビン２〜５のうちの任意又は全て）についての追加のボリューム画像を判定するために適用されてもよい。例えば、図に示されるように、他の実施形態においては、位相ビン２に対応する他の新たなボリューム画像６００ｂは、位相ビン２と関連付けられた元の投影画像Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、並びに、変更された投影画像Ｐ１’、Ｐ２’及びＰ６’〜Ｐ１３’を使用して構成されることができる。図示された例において、変更された投影画像Ｐ１’、Ｐ２’は、ボリューム画像３００ｂがボリューム画像３００ａとどの程度異なるか（又は変換されることになるか）又はその逆についての情報を提供するレジストレーションＲ１を使用して投影画像Ｐ１、Ｐ２を変更することによって取得される。また、変更された投影画像Ｐ６’、Ｐ７’、Ｐ８’は、ボリューム画像３００ｂがボリューム画像３００ｃとどの程度異なるか（又は変換されることになるか）又はその逆についての情報を提供するレジストレーションＲ２を使用して投影画像Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８を変更することによって取得される。変更された投影画像Ｐ９’、Ｐ１０’は、ボリューム画像３００ｂがボリューム画像３００ｄとどの程度異なるか（又は変換されることになるか）又はその逆についての情報を提供するレジストレーションＲ２、Ｒ３の組み合わせを使用して投影画像Ｐ９、Ｐ１０を変更することによって取得される。同様に、変更された投影画像Ｐ１１’、Ｐ１２’、Ｐ１３’は、ボリューム画像３００ｂがボリューム画像３００ｅとどの程度異なるか（又は変換されることになるか）又はその逆についての情報を提供するレジストレーションＲ２、Ｒ３、Ｒ４の組み合わせを使用して投影画像Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３を変更することによって取得される。あるいは、投影画像Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３は、ボリューム画像３００ｂがボリューム画像３００ｅとどの程度異なるか（又は変換されることになるか）又はその逆についての情報も提供するレジストレーションＲ１、Ｒ５の組み合わせを使用して変更されてもよい。

同じ技術が新たなボリューム画像６００ｃ、６００ｄ、６００ｅを判定するために適用されてもよい。得られた一連の新たなボリューム画像６００ａ〜６００ｅは、それぞれ、初期ボリューム画像３００ａ〜３００ｅの変更又は改善されたバージョンと考えることができる。例において図示されたように、シーケンス内のボリューム画像６００のそれぞれは、異なる位相ビン１〜５からの投影画像Ｐ１〜Ｐ１３の全てを使用して判定される（例えば、構成される）。これは、一連のボリューム画像の判定において十分量の使用を可能とすることから有利である。他の実施形態において、新たなボリューム画像６００ａ〜６００ｅのうちの１つ以上は、各位相ビンからの投影画像のうちの全てではなく１つ以上を使用して判定されることができる。

また、他の実施形態において、投影画像は、振幅ビン（位相ビンの代わりに）である異なる各ビンに入れられることができる。例えば、呼吸周期についての全振幅範囲が１０ｍｍである場合、５つの振幅ビンは、それぞれ、振幅範囲１〜２ｍｍ、２〜４ｍｍ、４〜６ｍｍ、６〜８ｍｍ及び８〜１０ｍｍを包含するように規定されることができる。そのような場合には、呼吸振幅が所定振幅範囲内にあるときに生成される投影画像は、対応する振幅ビンに入れられる。いくつかの実施形態において、シーケンス内のボリューム画像６００のそれぞれは、異なる振幅ビンからの投影画像Ｐ１〜Ｐ１３の全てを使用して判定される（例えば、構成される）ことができる。他の実施形態において、新たなボリューム画像６００ａ〜６００ｅのうちの１つ以上は、各振幅ビンからの投影画像のうちの全てではなく１つ以上を使用して判定されることができる。また、等しい大きさを有する代わりに、いくつかの実施形態においては、各ビンにおける振幅範囲は、互いに異なっていてもよい。他の実施形態においては、各ビンの振幅範囲は、重複していてもよい。

なお、方法２００とともに使用されることができるビンの種類は、上述した例に記載された位相ビン及び振幅ビンに限定されるものではなく、他の種類のビンが他の実施形態において使用されてもよい。

上記実施形態において、新たなボリューム画像６００は、初期ボリューム画像３００について同位相又は振幅のためであるものとして記載されている。他の実施形態において、新たなボリューム画像６００のいずれかは、初期ボリューム画像３００についてのものとは異なる位相又は振幅であってもよい。上記例に続いて、新たなボリューム画像６００は、例えば、３６°〜１０８°（すなわち、位相ビン１及び２についての位相範囲間）からの位相範囲（ビン）について構成されることができる。そのような場合には、新たなボリューム画像６００は、レジストレーションＲについての補間技術を使用して構成されることができる。なお、新たなボリューム画像６００は、補間技術を使用して生理的周期の任意の位相若しくは位相範囲について（又は任意の振幅若しくは振幅範囲について）構成されることができる。また、いくつかの実施形態において、同一の補間技術により、プロセッサは、ビン内の残留運動を考慮するために、任意の投影画像について特別に変形を行うことができる。

いくつかの実施形態において、投影画像の変更は、プロセッサ（例えば、プロセッサ５４）を使用して行われることができる。いくつかの実施形態において、レジストレーションＲは、各行列によって表されることができる。自由形状変形等の他の実施形態において、表現は、より複雑であってもよい（例えば、ｂスプラインを含む）。また、いくつかの実施形態において、２つ以上のレジストレーションＲが投影画像を変更する際に関与している場合、プロセッサは、レジストレーションＲを組み合わせるように構成されることができる。いくつかの実施形態において、レジストレーションＲの組み合わせは、数学的な連結であってもよい。いくつかの実施形態において、プロセッサは、乗算又は連結を反復的に行うように構成されることができる。例えば、ボリューム画像６００ａを構成するように投影画像Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３を変更するための組み合わせ行列を得るために、プロセッサは、Ｒ１とＲ２とを乗算することによって、その後Ｒ３とＲ４とを乗算することによって組み合わせ行列を計算するように構成されることができる。これは、追加のレジストレーションＲが適用されるときに投影画像が順次変更されることをもたらす。

上記実施形態において、隣接する画像間のレジストレーションＲは結合される。他の実施形態において、プロセッサ（例えば、プロセッサ５４）は、（隣接していない）各ボリューム画像３００の得られた変形レジストレーションによってレジストレーションの各組み合わせを置換するように構成されることができる。例えば、Ｒ１、Ｒ２の組み合わせレジストレーションは、ボリューム画像３００ａ、３００ｃの間で変形レジストレーションによって置換されてもよい（ボリューム画像３００ｃは、ボリューム画像３００ａに隣接していない）。

また、上記実施形態において、変更された投影画像は、レジストレーション（複数可）Ｒを使用して生成され、変更された投影画像は、新たなボリューム画像６００を判定するために使用される。他の実施形態において、変更された投影画像の判定は必要とされない。例えば、他の実施形態において、プロセッサ（例えば、プロセッサ５４）は、（順投影及び逆投影を行うのを未然に防ぐことができる）変更された投影画像を判定するという中間動作を行うことなく、新たなボリューム画像６００（複数可）の再構成にレジストレーション（複数可）Ｒを直接組み込むことができる。いくつかの実施形態において、与えられたビンについての追加のボリューム画像６００の判定は、他のビンについてのボリューム画像３００を使用することを含むことから、また、他のビンについてのボリューム画像３００は、他のビンについての投影画像に基づいていることから、追加のボリューム画像６００の判定は、他のビンからの投影画像を使用することを含むということができる。

上記実施形態において、レジストレーションＲのそれぞれは、２つの隣接するボリューム画像３００（例えば、ビン順序で互いに隣接するボリューム画像）を処理することによって取得される。他の実施形態において、１つ以上のレジストレーションＲは、基準画像とのボリューム画像３００のそれぞれを処理することによって取得されることができる。図６は、他の実施形態における画像レジストレーションを使用することを含むボリューム画像を判定する技術を図示している。図６の技術は、方法２００における項目２０４の他の例とすることができる。図示された実施形態において、初期ボリューム画像３００ａ〜３００ｅのそれぞれは、基準ボリューム画像６５０とレジストレーションされる。それゆえに、画像レジストレーションＲ１は、ボリューム画像３００ａ、６５０の間で判定されることができ、画像レジストレーションＲ２は、ボリューム画像３００ｂ、６５０の間で判定されることができ、画像レジストレーションＲ３は、ボリューム画像３００ｃ、６５０の間で判定されることができ、画像レジストレーションＲ４は、ボリューム画像３００ｄ、６５０の間で判定されることができ、画像レジストレーションＲ５は、ボリューム画像３００ｅ、６５０の間で判定されることができる。いくつかの実施形態において、各画像レジストレーションＲは、２つのボリューム画像間の変化を表す変形レジストレーションとすることができる。例えば、いくつかの実施形態において、変形レジストレーションは、１つのボリューム画像３００における異なる部分が基準画像６５０における対応する部分の構成（例えば、大きさ、形状及び／又は位置）に又はその逆に到達するようにどの程度「変形」されるかを表す複数のベクトルを含むことができる。いくつかの実施形態において、レジストレーションＲの判定は、プロセッサ（例えば、プロセッサ５４）によって行われることができる。また、いくつかの実施形態において、レジストレーションＲに関するデータは、後の検索及び／又は処理のために持続性媒体に記憶されてもよい。さらなる実施形態において、レジストレーションＲに関するデータは、ユーザによって観察するために画面（例えば、画面５６）に表示されることもできる。

いくつかの実施形態において、基準画像６５０は、前の撮像セッションから等の予め判定されたボリューム画像であってもよい。他の実施形態において、基準画像６５０は、ボリューム画像３００ａ〜３００ｅのいずれか１つであってもよい。また、いくつかの実施形態において、基準画像６５０は、任意にボリューム画像３００ａ〜３００ｅから選択されてもよい。他の実施形態において、基準画像６５０は、所定の基準に基づいて選択されてもよい。

図示された実施形態において、新たなボリューム画像は、判定されたレジストレーション（複数可）Ｒを使用して判定されることができる。図に示されるように、ボリューム画像３００ａの同位相又は位相範囲に対応する新たなボリューム画像６００ａは、他の位相ビン（すなわち、位相ビン２〜５）からの投影画像及び判定されたレジストレーションＲを使用して判定されることができる。特に、ボリューム画像６００ａは、ボリューム画像３００ａのものと同じ位相又は位相ビン用であることから、同一の投影画像Ｐ１、Ｐ２は、何ら変更することなく、追加のボリューム画像６００ａを構成するために使用されることができる。一方、投影画像Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５は、異なる位相ビン（位相ビン２）からのものであることから、ボリューム画像６００ａを構成するためにこれらの投影画像を使用するために、これらの投影画像は、レジストレーションＲ１、Ｒ２を使用して投影画像Ｐ３’、Ｐ４’、Ｐ５’に変更される。なお、双方のレジストレーションＲ１、Ｒ２は、レジストレーションＲ２が、基準ボリューム画像６５０がボリューム画像３００ａとどの程度異なるかではなく、ボリューム画像３００ｂが基準ボリューム画像６５０とどの程度異なるかについての情報を提供することから、投影画像Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５を変更するために使用される。それゆえに、ボリューム画像３００ｂがボリューム画像３００ａとどの程度異なるか（又は変換されることになるか）又はその逆に関する十分な情報を有するために、双方のレジストレーションＲ１、Ｒ２が使用される。

同様に、投影画像Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８は、異なる位相ビン（位相ビン３）からのものであることから、ボリューム画像６００ａを構成するためにこれらの投影画像を使用するために、これらの投影画像は、レジストレーションＲ１、Ｒ３を使用して投影画像Ｐ６’、Ｐ７’、Ｐ８’に変更される。なお、レジストレーションＲ３は、基準ボリューム画像６５０がボリューム画像３００ａとどの程度異なるかではなく、ボリューム画像３００ｃが基準ボリューム画像６５０とどの程度異なるかについての情報を提供することから、投影画像Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８を変更するために双方のレジストレーションＲ１、Ｒ３が使用される。それゆえに、ボリューム画像３００ｃがボリューム画像３００ａとどの程度異なるか（又は変換されることになるか）又はその逆に関する十分な情報を有するために、双方のレジストレーションＲ１、Ｒ３が使用される。

同様に、投影画像Ｐ９、Ｐ１０は、異なる位相ビン（位相ビン４）からのものであることから、ボリューム画像６００ａを構成するためにこれらの投影画像を使用するために、これらの投影画像は、レジストレーションＲ１、Ｒ４を使用して投影画像Ｐ９’、Ｐ１０’に変更される。なお、レジストレーションＲ４は、基準ボリューム画像６５０がボリューム画像３００ａとどの程度異なるかではなく、ボリューム画像３００ｄが基準ボリューム画像６５０とどの程度異なるかについての情報を提供することから、投影画像Ｐ９、Ｐ１０を変更するために双方のレジストレーションＲ１、Ｒ４が使用される。それゆえに、ボリューム画像３００ｄがボリューム画像３００ａとどの程度異なるか（又は変換されることになるか）又はその逆に関する十分な情報を有するために、双方のレジストレーションＲ１、Ｒ４が使用される。

同様に、投影画像Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３は、異なる位相ビン（位相ビン５）からのものであることから、ボリューム画像６００ａを構成するためにこれらの投影画像を使用するために、これらの投影画像は、レジストレーションＲ１、Ｒ５を使用して投影画像Ｐ１１’、Ｐ１２’、Ｐ１３’に変更される。なお、レジストレーションＲ５は、基準ボリューム画像６５０がボリューム画像３００ａとどの程度異なるかではなく、ボリューム画像３００ｅが基準ボリューム画像６５０とどの程度異なるかについての情報を提供することから、投影画像Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３を変更するために双方のレジストレーションＲ１、Ｒ５が使用される。それゆえに、ボリューム画像３００ｅがボリューム画像３００ａとどの程度異なるか（又は変換されることになるか）又はその逆に関する十分な情報を有するために、双方のレジストレーションＲ１、Ｒ５が使用される。

上記例に図示されたように、位相ビン１についての新たなボリューム画像６００ａは、位相ビン１と関連付けられた投影画像Ｐ１、Ｐ２及び他の位相ビン２〜５から変更された投影画像Ｐ３’〜Ｐ１３’を使用して判定される。いくつかの実施形態において、そのような技術は、投影画像Ｐ１〜Ｐ１３の全てがボリューム画像６００ａを判定するために使用されることを可能とする。他の実施形態において、投影画像Ｐ１〜Ｐ１３の全てを使用する代わりに、ボリューム画像６００ａの判定は、セット（位相ビン）のそれぞれからの全ての投影画像よりも少ない１つ以上の投影画像を使用してボリューム画像６００ａを構成することによって達成されることができる。

いくつかの実施形態において、同じ技術は、他の位相ビン（すなわち、位相ビン２〜５のうちの任意又は全て）についての追加のボリューム画像を判定するために適用されてもよい。例えば、図に示されるように、他の実施形態においては、位相ビン２に対応する他の新たなボリューム画像６００ｂは、位相ビン２と関連付けられた元の投影画像Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、並びに、変更された投影画像Ｐ１’、Ｐ２’及びＰ６’〜Ｐ１３’を使用して構成されることができる。図示された例において、変更された投影画像Ｐ１’、Ｐ２’は、ボリューム画像３００ｂがボリューム画像３００ａとどの程度異なるか（又は変換されることになるか）又はその逆についての情報を提供するレジストレーションＲ１、Ｒ２の組み合わせを使用して投影画像Ｐ１、Ｐ２を変更することによって取得される。また、変更された投影画像Ｐ６’、Ｐ７’、Ｐ８’は、ボリューム画像３００ｃがボリューム画像３００ｂとどの程度異なるか（又は変換されることになるか）又はその逆についての情報を提供するレジストレーションＲ２、Ｒ３の組み合わせを使用して投影画像Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８を変更することによって取得される。変更された投影画像Ｐ９’、Ｐ１０’は、ボリューム画像３００ｄがボリューム画像３００ｂとどの程度異なるか（又は変換されることになるか）又はその逆についての情報を提供するレジストレーションＲ２、Ｒ４の組み合わせを使用して投影画像Ｐ９、Ｐ１０を変更することによって取得される。同様に、変更された投影画像Ｐ１１’、Ｐ１２’、Ｐ１３’は、ボリューム画像３００ｅがボリューム画像３００ｂとどの程度異なるか（又は変換されることになるか）又はその逆についての情報を提供するレジストレーションＲ２、Ｒ５の組み合わせを使用して投影画像Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３を変更することによって取得される。

同じ技術は、図に示されるような新たなボリューム画像６００ｃ、６００ｄ、６００ｅを判定するために適用されてもよい。得られた一連の新たなボリューム画像６００ａ〜６００ｅは、それぞれ、初期ボリューム画像３００ａ〜３００ｅの変更又は改善されたバージョンと考えることができる。例において図示されたように、シーケンス内のボリューム画像６００のそれぞれは、異なる位相ビン１〜５からの投影画像Ｐ１〜Ｐ１３の全てを使用して判定される（例えば、構成される）。これは、一連のボリューム画像の判定において十分量の使用を可能とすることから有利である。他の実施形態において、新たなボリューム画像６００ａ〜６００ｅのうちの１つ以上は、各セット（例えば、位相ビン）からの、全てではないが、投影画像のうちの１つ以上を使用して判定されることができる。

上記実施形態において、変更された投影画像は、レジストレーション（複数可）Ｒを使用して生成され、そして、変更された投影画像は、新たなボリューム画像６００を判定するために使用される。他の実施形態において、変更された投影画像の判定は必要とされない。例えば、他の実施形態において、プロセッサ（例えば、プロセッサ５４）は、（順投影及び逆投影を行うのを未然に防ぐことができる）変更された投影画像を判定するという中間動作を行うことなく、新たなボリューム画像（複数可）６００の再構成にレジストレーション（複数可）Ｒを直接組み込むことができる。いくつかの実施形態において、与えられたビンについての追加のボリューム画像６００の判定は、他のビンについてのボリューム画像３００を使用することを含むことから、また、他のビンについてのボリューム画像３００は、他のビンについての投影画像に基づいていることから、追加のボリューム画像６００の判定は、他のビンからの投影画像を使用することを含むということができる。

上記例において図示されたように、図６の技術の実施形態は、新たなボリューム画像６００ａ〜６００ｅのそれぞれの判定が３つ以上のレジストレーションＲを使用することを含まないことから有利である。

上記実施形態（例えば、図５及び図６の実施形態）において、生理的周期の完全な位相範囲（例えば、０°〜３６０°）に広がる投影画像Ｐは、各新たなボリューム画像６００を構成するために使用される。他の実施形態において、完全な位相範囲からの投影画像Ｐを使用する代わりに、生理的周期の完全な位相範囲の少なくとも５０％からの投影画像Ｐが使用されてもよい。例えば、他の実施形態において、ボリューム画像６００ａは、５つの位相ビン１〜５のうちの任意の３つからの（例えば、位相ビン１、２、３からの又は位相ビン１、３、５からの等）投影画像を使用して構成されることができる。また、他の実施形態において、ボリューム画像６００は、２つのセット（例えば、位相ビン）のみからの投影画像を使用して構成されることができる。例えば、他の実施形態において、ボリューム画像６００は、生理的周期についての完全な位相範囲の少なくとも２５％である位相範囲によって分離された２つの投影画像から構成されることができる。さらなる実施形態において、完全な位相範囲からの投影画像Ｐを使用する代わりに、生理的周期の完全な位相範囲の少なくとも９０％からの投影画像Ｐが使用されてもよい。

また、ビンが位相ビンの代わりに振幅ビンである他の実施形態において、生理的周期の全振幅範囲にわたって広がる投影画像Ｐは、新たな各ボリューム画像６００を構成するために使用されることができる。他の実施形態において、全振幅範囲からの投影画像Ｐを使用する代わりに、生理的周期の全振幅範囲の少なくとも５０％からの投影画像Ｐが使用されてもよい。例えば、他の実施形態において、ボリューム画像６００ａは、５つの振幅ビン１〜５のうちの任意の３つからの投影画像を使用して構成されることができる。また、他の実施形態において、ボリューム画像６００は、２つのセット（例えば、振幅ビン）のみからの投影画像を使用して構成されることができる。例えば、他の実施形態において、ボリューム画像６００は、生理的周期の完全な振幅範囲の少なくとも２５％である振幅範囲によって分離された２つの投影画像から構成されることができる。さらなる実施形態において、完全な振幅範囲からの投影画像Ｐを使用する代わりに、生理的周期の完全な振幅範囲の少なくとも９０％からの投影画像Ｐが使用されてもよい。

なお、方法２００によって使用されることができるビンの種類は、上記例に記載された位相ビン及び振幅ビンに限定されるものではなく、他の実施形態において他の種類のビンが使用されてもよい。

いくつかの実施形態において、ボリューム画像６００を構成するためにプロセッサによって使用される対応するビン（例えば、位相ビン、振幅ビン等）からの投影画像の数は、初期ボリューム画像３００を構成するためのそのビンからの投影画像の数よりも多くてもよい。他の実施形態において、ボリューム画像６００を構成するためにプロセッサによって使用される対応するビンからの投影画像の数は、初期ボリューム画像３００を構成するために使用されるそのビンからの投影画像の数と等しくてもよい。さらなる実施形態において、ボリューム画像６００を構成するためにプロセッサによって使用される対応するビンからの投影画像の数は、初期ボリューム画像３００を構成するために使用されるそのビンからの投影画像の数よりも少なくてもよい。

また、他の実施形態において、全てのビン（例えば、位相ビン、振幅ビン等）からの全ての利用可能な投影画像を使用する代わりに、全ての利用可能な投影画像のサブセットが新たなボリューム画像６００を構成するために使用されてもよい。例えば、他の実施形態において、ボリューム画像６００は、全てのセット（例えば、位相ビン、振幅ビン等）からの全ての投影画像の少なくとも５０％、より望ましくは少なくとも７５％、さらにより望ましくは少なくとも９０％を使用して判定されることができる。

さらに、１つ以上の実施形態において、異なるビン（例えば、位相ビン、振幅ビン等）における投影画像は、画像セッション中に（例えば１日で）全て生成されてもよい。例えば、患者２８が患者支持体１４にいるときに異なるビンにおける全ての投影画像が生成されてもよい。そのような場合には、異なるビンにおける投影画像は、異なるガントリ角度で放射線源２０を配置するようにガントリ１２を回転させることによって順次生成されてもよい。他の実施形態において、異なるビン（例えば、異なる位相ビン、振幅ビン等）における投影画像は、異なる画像セッションから生成されてもよい。例えば、１日目にとられる、患者の生理的周期が位相において０°〜９０°の任意の場所であるときに生成された画像は、２日目にとられる同じ位相範囲についての画像（すなわち、患者の生理的周期が０°〜９０°の任意の場所であるときに生成された画像）とともにビンに入れられてもよい。いくつかの実施形態において、そのような技術は、患者にとって放射線量を低減させるために使用されることができる。例えば、（１日以上で発生した前回の撮像セッションから）いくつかの投影画像を取得した後、患者は、予測可能な呼吸運動を有するとみなされてもよく、任意のさらなる撮像セッション（複数可）において（例えば、現在の撮像セッションにおいて）全ての投影画像を取得する必要はなくてもよい。いくつかの実施形態においては、現在の撮像セッションにおいて、放射線システム１０は、低減した数の投影画像を取得するために使用されてもよい。いくつかの場合において、低減した数の投影画像は、新たなレジストレーションＲを取得するために以前に取得された投影画像とともに使用されることができる。他の場合において、以前に作成されたレジストレーションＲがあてにされて再使用されてもよく、現在の撮像セッションにおいて取得された投影画像は、以前に作成されたレジストレーションＲについての検証として使用されてもよい。

さらにまた、１つ以上の実施形態において、画面５６は、方法２００に含まれる１つ以上の情報を表示してもよい。例えば、いくつかの実施形態において、画面５６は、元の投影画像（複数可）Ｐ、変更された投影画像（複数可）、新たなボリューム画像（複数可）６００又はこれらの組み合わせを表示することができる。また、いくつかの実施形態において、新たなボリューム画像６００は、ビデオを形成するために順次表示されてもよい。さらにまた、方法２００に含まれる１つ以上の情報は、後の処理及び／又は検索のために持続性媒体に記憶されてもよい。例えば、いくつかの実施形態において、持続性媒体は、元の投影画像（複数可）Ｐ、変更された投影画像（複数可）、新たなボリューム画像（複数可）６００等を記憶してもよい。いくつかの実施形態において、ボリューム画像６００は、ビデオの形態で順次記憶されてもよい。

図７は、いくつかの実施形態にかかる方法２００を実行するためのシステム７００を図示している。システム７００は、ハードウェア、ソフトウェア又は双方の組み合わせを使用して実装されることができる。いくつかの実施形態において、システム７００は、本願明細書に記載された具体的に各種機能（例えば、ボリューム画像（複数可）の構成、変形レジストレーション、投影画像の変更等）を行うように構成された汎用プロセッサ等のプロセッサ（例えば、プロセッサ５４）を使用して実装されることができる。他の実施形態において、システム７００は、ＡＳＩＣを使用して実装されることができる。また、他の実施形態において、システム７００は、コンピュータシステムを使用して実装されることができる。図に示されるように、システム７００は、ボリューム画像（複数可）を取得するためのモジュール７０２と、ボリューム画像間のレジストレーションを判定するためのモジュール７０４と、投影画像に対して判定されたレジストレーションを適用するためのモジュール７０６と、新たな（追加の）ボリューム画像（複数可）を判定するためのモジュール７０８とを含む。いくつかの実施形態において、モジュール７０２は、方法２００の項目２０２を参照して記載された機能を行うように構成（例えば、内蔵及び／又はプログラム）されている。例えば、モジュール７０２は、ボリューム画像（複数可）３００を受信することによってボリューム画像（複数可）３００を取得するように構成されることができる。他の実施形態において、モジュール７０２は、投影画像を使用して画像再構成を行うことによってボリューム画像（複数可）３００を取得するように構成されることができる。いくつかの実施形態において、モジュール７０２は、ボリューム画像３００を構成するために各セット（例えば、位相ビン、振幅ビン等）の投影画像のサブセット（すなわち、全てではない）を使用するように構成されることができる。他の実施形態において、モジュール７０２は、ボリューム画像３００を構成するために各セット内の投影画像の全てを使用するように構成されることができる。

モジュール７０４は、図５を参照して記載されたような２つの隣接するボリューム画像３００の間や図６を参照して記載されたようなボリューム画像３００と基準画像６５０との間等のボリューム画像間のレジストレーションを判定するように構成（例えば、内蔵及び／又はプログラム）されている。それゆえに、図５又は図６の実施形態を参照して記載された画像レジストレーション（例えば、変形可能なレジストレーション）に関するいずれかの機能は、モジュール７０４によって行われることができる。さらなる実施形態において、モジュール７０４は、（隣接していない）各ボリューム画像３００の得られた変形レジストレーションによってレジストレーションの各組み合わせを置換するように構成されることができる。例えば、組み合わせたレジストレーションＲ１、Ｒ２は、ボリューム画像３００ａ、３００ｃの間の変形レジストレーションによって置換されることができる（ボリューム画像３００ｃは、ボリューム画像３００ａに隣接していない）。

モジュール７０６は、方法２００を参照して記載されたように投影画像Ｐを変更するために判定されたレジストレーション（複数可）Ｒを適用するように構成（例えば、内蔵及び／又はプログラム）されている。例えば、いくつかの実施形態において、モジュール７０６は、図５又は図６の実施形態を参照して記載されたように異なるセットにおける投影画像に対して異なるレジストレーション（複数可）を適用することによって１つ以上の変更された投影画像を判定するように構成されることができる。

モジュール７０８は、方法２００の項目２０４及び図５又は図６の技術を参照して記載されたように、変更された投影画像を使用して新たな（追加の）ボリューム画像を構成するように構成（例えば、内蔵及び／又はプログラム）されている。例えば、いくつかの実施形態において、モジュール７０８は、他のビンからの投影画像とともにそのビンからの投影画像を使用して特定のビン（例えば、位相ビン、振幅ビン等）についてのボリューム画像６００を構成するように構成されることができる。いくつかの実施形態において、ボリューム画像６００を構成するためにモジュール７０８によって使用される対応するビンからの投影画像の数は、初期ボリューム画像３００を構成するためにモジュール７０２によって使用されるそのビンからの投影画像の数よりも多くすることができる。他の実施形態において、ボリューム画像６００を構成するためにモジュール７０８によって使用される対応するビンからの投影画像の数は、初期ボリューム画像３００を構成するためにモジュール７０２によって使用されるそのビンからの投影画像の数と等しくすることができる。また、他の実施形態において、項目７０６、７０８は、レジストレーション（複数可）Ｒが、投影画像Ｐを変更する中間動作を行うことなく、新たな（追加の）ボリュームの構成に直接組み込むことができる場合には組み合わされてもよい。

上記実施形態において、変形レジストレーションは、動き（動きベクトル場）を推定するために画像空間内で行われるものとして記載されている。他の実施形態において、レジストレーション（例えば、変形レジストレーション）は、投影画像空間内で行われることができる。そのような場合、モジュール７０２は不要であり、モジュール７０４は、異なる各ビン（例えば、位相ビン、振幅ビン等）において投影画像間の変形レジストレーション（複数可）を行うように構成される。そして、レジストレーション（複数可）は、新たなボリューム画像６００を判定するために使用されることができる。

いくつかの場合において、４次元ＣＴ／ＣＢＣＴ画像は、撮像される患者に送達される使用量と関連付けられたノイズを有することがある。例えば、４次元ＣＴ／ＣＢＣＴについての撮像手順の１つの目的は、できる限り少ない使用量で使用することである。しかしながら、より少ない使用量での使用は、一般に、高ノイズ且つ低画質をもたらす。ノイズは、患者への使用量を増加することによって低減させることができるものの、そのような技術は、患者にとって望ましくないさらなる使用量をもたらすことがある。本願明細書に記載された実施形態は、４次元ＣＴ／ＣＢＣＴ画像におけるノイズが患者に対する使用量を増加させることなく低減させることを可能とすることができる。これは、異なるセット（例えば位相ビン、振幅ビン等）からの「借用」投影画像、すなわち、所定の運動状態についてのボリューム画像を構成するために患者が異なる運動状態にあるときに生成された投影画像によるためであり、得られたボリューム画像は、患者に対する使用量を増加させることなくノイズをより少なくすることができる。

いくつかの実施形態において、異なる運動周期の位相（複数可）（呼吸、心臓又はその他）からの画像（複数可）は、特定のビン（例えば、ビンの位相、振幅ビン等）における画像についてのノイズを低減するために使用されることができる。１つの実装において、プロセッサ（例えば、プロセッサ５４）は、被検体画像のように見えるために他のビン（ソース画像）からの画像（例えば、再構成された３次元画像又はそのような３次元画像のスライス）を変形するように構成されることができる。例えば、プロセッサは、ソース画像と被検体画像との間の変形レジストレーションを行うことができる。そして、プロセッサは、ソース画像と被検体画像との類似性を判定するために局所領域分析を行うことができる。そして、プロセッサは、ソース画像及び被検体画像からの情報を使用してブレンドされた合成画像を形成するためにプロセッサによって適用される混合重みを判定するために判定された類似性を使用する。そのような技術は、異なるビンにおける画像が大幅に変化しない場合又は異なるビンにおける画像が被検体画像におけるように見えるように正確に変形されることができる場合には特に有益である。いくつかの場合において、変形された画像は、被検体画像と大幅に異なっていてもよい。そのような場合において、この技術は、変形された画像のブレンド重みを０に設定してもよい。いくつかの実施形態において、合成画像の判定は、投影画像データを使用してプロセッサによって行われることができる（すなわち、ボリューム画像の再構成前に）。他の実施形態において、プロセッサは、合成画像を判定するためにボリューム画像を使用するように構成されることができる。いくつかの実施形態において、プロセッサは、上記技術における隣接するビン（例えば、位相ビン、振幅ビン等）からの画像を使用してもよい。他の実施形態において、隣接するビンにおける画像の代わりに、プロセッサは、現在のビンにおける画像に直接隣接していない他のビン（複数可）における他の画像（複数可）を使用することができる。また、いくつかの実施形態において、プロセッサは、異なるビンからの画像を使用するときに異なる重み係数を適用することができる。

上述した技術は、比較的ノイズが少ない被検体画像が患者に対する使用量を増加させることなく取得されることを可能とする。いくつかの実施形態において、同じ技術は、元の被検体画像の改善されたバージョンの４次元ＣＴ／ＣＢＣＴ画像のセットを取得するために他の被検体画像（すなわち、異なる位相又は位相範囲についての画像）に適用されることができる。いくつかの場合において、ノイズが低減されて得られた４次元ＣＴ／ＣＢＣＴデータセットは、記憶のために圧縮されることができる。

他の実施形態において、隣接する画像スライス（複数可）は、ボリューム画像における特定の画像スライスについてのノイズを低減するために使用されることができる。１つの実装において、隣接するスライス画像は、被検体画像のように見えるように変形される。そして、隣接スライスと被検体画像との類似性を判定するために局所領域分析が行われることができる。そして、判定された類似性は、隣接する画像スライスと被検体画像とを使用してブレンドされた合成画像を形成するために適用される混合重みを判定するために使用される。そのような技術は、隣接するスライスにおける画像が大幅に変化しない場合又は隣接するスライスにおける画像が被検体画像におけるように見えるように正確に変形されることができる場合には特に有益である。いくつかの場合において、変形された隣接するスライスは、被検体画像と大幅に異なっていてもよい。そのような場合、この技術は、隣接する画像スライスのブレンド重みを０に設定してもよい。他の実施形態において、隣接する画像スライス（複数可）の代わりに、プロセッサは、現在のスライスに直接隣接していない他の画像スライス（複数可）を使用するように構成されてもよい。また、他の実施形態において、プロセッサは、異なるスライス（複数可）を使用したときに異なる重み係数を適用することができる。例えば、比較的少ない重みは、位相においてさらに離れたスライスに適用されることができる。

局所領域分析を行うための１つの技術は、多次元の物理的距離対一致条件及び画像値の差異基準を規定することである。そのようなことは、（例えば、ユーザインターフェースを介して）プロセッサに条件を入力することによって達成されることができる。変形された画像における各点について、被検体画像における対応点がプロセッサによって識別される。そして、プロセッサは、その点と許容可能な画像値範囲内に含まれる画像における最も近い点との間の距離を計算する。位置の差異が距離対一致条件内であり、階調の差異が許容範囲内にある場合、２つの点は、「類似」とみなされ、複合点を形成するために使用される。いくつかの実施形態において、距離対一致及び画像値の基準は、画像間の混合重みを判定するためにプロセッサによって使用されてもよい。例えば、プロセッサは、２つの点の階調を平均化するように構成されることができる。あるいは、プロセッサは、２つの点の階調を各重み係数と組み合わせるように構成されることができる。

他の実施形態において、プロセッサ（例えば、プロセッサ５４）は、例えば、局所領域分析のための連続関数、線形、指数関数等の異なる関数を使用するように構成されることができる。例えば、被検体画像における画素の位置に近い画像における画素は、関数に応じてプロセッサによってより多くの重みが与えられることができる。遠くの画像における画素は、（例えば、指数関数的に減少する）より少ない重みを有することができる。

他の実施形態において、局所領域分析は、階調の代わりに色に基づいていてもよい。例えば、ソース画素の色が被検体画素のものから所定の規定された許容範囲内にある場合、プロセッサは、２つの画素を組み合わせることができる。

さらなる実施形態において、局所領域分析が統計データに基づいてプロセッサによって行われてもよい。例えば、距離対一致及び許容パラメータは、局所領域分析を行うときにプロセッサによって考慮される統計的分布とすることができる。

なお、方法２００において使用されることができるシステム１０は、上述した例に限定されるものではない。例えば、他の実施形態において、異なる構成を有する他の撮像システムが使用されてもよい。例えば、図８は、使用されることができるシステム１０の他の実施形態を図示している。図８のシステム１０は、ガントリ１２と、患者を支持する患者支持部１４と、ガントリ１２の動作を制御する制御システム１８とを含む放射線システムである。ガントリ１２は、アーム（例えば、Ｃアーム）の形態である。システム１０はまた、患者２８が支持体１４上に支持されているときに患者２８に向かって放射線ビーム２６を投射する放射線源２０と、必要に応じて放射線ビーム２６の供給を制御するコリメータシステム２２とを含む。放射線源２０は、異なる実施形態において、コーンビーム、ファンビーム又は他の種類の放射線ビームを生成するように構成されることができる。図示された実施形態において、放射線源２０は、診断用エネルギを供給するための診断用放射線源である。他の実施形態において、診断用放射線源であるのに加えて又は代わりに、放射線源２０は、治療用エネルギを供給するための治療用放射線源であってもよい。

なお、本願明細書において使用されるように、（例えば、プロセッサ５４等の）用語「プロセッサ」は、システム１０の一部であってもなくてもよい１つ以上のプロセッサ等の１つ以上の処理ユニットを指すことができる。また、プロセッサ５４を参照して記載された１つ以上の機能は、プロセッサ５４によって少なくとも一部、プロセッサ５４によって完全に、又は、（システム１０の一部であってもなくてもよい）他のプロセッサによって完全に行われることができる。また、用語「プロセッサ」は、１つ以上の処理ユニットを含むことができ、ハードウェア及び／又はソフトウェアを使用して実装される数学的計算を実行することができる任意の装置を指すことができる。

さらに、なお、用語「第１」及び「第２」（例えば、「第１の画像」及び「第２の画像」、「第１の段階」、「第２の段階」等）は、異なるか又は分離された２つの物／物品を指し、従って、必然的に物が生成又は配列された順序を指すものではない。

また、用語「画像」は、視覚的に表示される画像に限定される必要はなく、記憶される画像データを参照してもよい。

さらに、本願明細書において使用されるように、用語「位相」は、１つの位相又は位相範囲を指すことができる。同様に、用語「振幅」は、１つの振幅又は振幅範囲を指すことができる。

さらにまた、ボリューム画像が特定の情報（例えば、投影画像（複数可）、変更された投影画像（複数可）、データ（例えば、行列、行列値、変形されたボリューム画像、変形された画像の順投影等のレジストレーションに関するデータ）等）を「使用して」判定されるものと記載されている場合、それは、ボリューム画像を判定するために直接的に又は間接的に使用される情報を指すことができる。また、記載された情報は、必ずしもボリューム画像を判定するために「使用」される項目のみとは限らない。例えば、投影画像Ｐが変更された、記載された例を参照すると、変更された投影画像Ｐ’は、次にボリューム画像６００を判定するために使用され、（投影画像Ｐのうちの１つは、ボリューム画像６００を判定するために（投影画像Ｐが変更される）処理において使用されることから）ボリューム画像６００が投影画像Ｐを「使用」して判定される旨が記載されることができる。

コンピュータシステム・アーキテクチャ

図９は、本願明細書に記載された実施形態が実装されることができるコンピュータシステム１２００の実施形態を図示するブロック図である。コンピュータシステム１２００は、情報を通信するためのバス１２０２又は他の通信機構と、情報を処理するためにバス１２０２に接続されたプロセッサ１２０４とを含む。プロセッサ１２０４は、図１のプロセッサ５４又は本願明細書に記載された各種機能を行うために使用される他のプロセッサの例とすることができる。いくつかの場合において、コンピュータシステム１２００は、プロセッサ５４を実装するために使用されることができる。コンピュータシステム１２００はまた、プロセッサ１２０４によって実行されることになる情報及び命令を記憶するためにバス１２０２に接続されたランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は他の動的記憶装置等のメインメモリ１２０６を含む。メインメモリ１２０６はまた、プロセッサ１２０４によって実行されることになる命令の実行中に一時変数又は他の中間情報を記憶するために使用されることができる。コンピュータシステム１２００は、さらに、プロセッサ１２０４のための静的情報及び命令を記憶するためにバス１２０２に接続された読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１２０８又は他の静的記憶装置を含む。情報及び命令を記憶するために磁気ディスクや光ディスク等のデータ記憶装置１２１０が設けられてバス１２０２に接続される。

コンピュータシステム１２００は、ユーザに情報を表示するための陰極線管（ＣＲＴ）等のディスプレイ１２１２に対してバス１２０２を介して接続されることができる。英数字及び他のキーを含む入力装置１２１４は、プロセッサ１２０４に情報及びコマンド選択を通信するためにバス１２０２に接続されている。他の種類のユーザ入力装置は、プロセッサ１２０４に方向情報及びコマンド選択を通信するため且つディスプレイ１２１２上のカーソルの動きを制御するためのマウス、トラックボール又はカーソル方向キー等のカーソル制御１２１６である。この入力装置は、典型的には、２軸、第１の軸（例えば、ｘ）及び第２の軸（例えば、ｙ）における２自由度を有し、装置が平面内の位置を指定するのを可能とする。

コンピュータシステム１２００は、本願明細書に記載された実施形態にかかる各種機能（例えば、計算）を行うために使用されることができる。１つの実施形態によれば、そのような使用は、メインメモリ１２０６に含まれる１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを実行するプロセッサ１２０４に応答してコンピュータシステム１２００によって提供される。そのような命令は、記憶装置１２１０等の他のコンピュータ読み取り可能な媒体からメインメモリ１２０６に読み込まれてもよい。メインメモリ１２０６に含まれる命令のシーケンスの実行は、本願明細書に記載された処理ステップをプロセッサ１２０４に実行させる。マルチプロセッシング構成における１つ以上のプロセッサもまた、メインメモリ１２０６に含まれる命令のシーケンスを実行するために使用されることができる。他の実施形態において、配線接続された回路は、本願明細書に記載された実施形態の特徴を実装するソフトウェア命令に代えて又はそれと組み合わせて使用されることができる。それゆえに、本願明細書に記載された実施形態は、ハードウェア回路及びソフトウェアの特定の組み合わせに限定されるものではない。

本願明細書において使用される用語「コンピュータ読み取り可能な媒体」は、実行のためにプロセッサ１２０４に対する命令を提供することに関与する任意の媒体を指す。そのような媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体及び伝送媒体を含む多くの形態をとることができるが、これらに限定されるものではない。不揮発性媒体は、例えば、記憶装置１２１０等の光又は磁気ディスクを含む。不揮発性媒体は、持続性媒体の例であると考えることができる。揮発性媒体は、メインメモリ１２０６等の動的メモリを含む。揮発性媒体は、持続性媒体の他の例であると考えることができる。伝送媒体は、バス１２０２を備える配線を含む同軸ケーブル、銅線及び光ファイバを含む。伝送媒体はまた、電波及び赤外線データ通信中に発生されるような音波又は光波の形態をとることができる。

一般的な形態のコンピュータ読み取り可能な媒体は、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ又は任意の他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、任意の他の光媒体、パンチカード、紙テープ、孔のパターンを有する任意の他の物理的媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ及びＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ、任意の他のメモリチップ又はカートリッジ、後述するような搬送波、又は、コンピュータが読み取ることができる任意の他の媒体を含む。

様々な形態のコンピュータ読み取り可能な媒体は、実行のためにプロセッサ１２０４に１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを実行させることに関与することができる。例えば、命令は、最初に遠隔コンピュータの磁気ディスク上で実行されてもよい。遠隔コンピュータは、その動的メモリに命令をロードし、モデムを使用して電話回線を介して命令を送信することができる。コンピュータシステム１２００に対してローカルなモデムは、電話回線上のデータを受信し、データを赤外線信号に変換する赤外線送信機を使用することができる。バス１２０２に接続された赤外線検出器は、赤外線信号において搬送されるデータを受信し、バス１２０２上にデータを置くことができる。バス１２０２は、プロセッサ１２０４が命令を取得して実行するメインメモリ１２０６に対してデータを搬送する。メインメモリ１２０６によって受信された命令は、任意にプロセッサ１２０４による実行の前又は後のいずれかに記憶装置１２１０に記憶されてもよい。

コンピュータシステム１２００はまた、バス１２０２に接続された通信インターフェース１２１８を含む。通信インターフェース１２１８は、ローカルネットワーク１２２２に接続されたネットワークリンク１２２０に対して双方向データ通信接続を提供する。例えば、通信インターフェース１２１８は、対応する種類の電話回線に対してデータ通信接続を提供する総合デジタル通信網（ＩＳＤＮ）カード又はモデムとすることができる。他の例として、通信インターフェース１２１８は、互換性のあるＬＡＮに対するデータ通信接続を提供するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）カードであってもよい。無線リンクもまた実装されてもよい。任意のそのような実装において、通信インターフェース１２１８は、各種情報を表すデータストリームを搬送する電気、電磁又は光信号を送受信する。

ネットワークリンク１２２０は、典型的には、他の装置に対して１つ以上のネットワークを介してデータ通信を提供する。例えば、ネットワークリンク１２２０は、ホストコンピュータ１２２４、又は、放射線ビーム源若しくは放射線ビーム源に動作可能に接続されたスイッチ等の装置１２２６に対してローカルネットワーク１２２２を介して接続を提供することができる。ネットワークリンク１２２０を介して伝送されるデータストリームは、電気、電磁又は光信号を備えることができる。コンピュータシステム１２００に対してデータを搬送する様々なネットワークを介した信号並びにネットワークリンク１２２０上の及び通信インターフェース１２１８を介した信号は、情報を伝送する搬送波の例示的な形態である。コンピュータシステム１２００は、ネットワーク（複数可）、ネットワークリンク１２２０及び通信インターフェース１２１８を介して、プログラムコードを含むメッセージを送信してデータを受信することができる。

特定の実施形態が示されて記載されたが、それは特許請求された発明を限定するように意図されたものではないことが理解されるであろう。様々な変形及び変更がなされ得ることは、当業者にとって自明であろう。従って、明細書及び図面は、限定的な意味ではなく例示であるとみなされるべきである。特許請求された発明は、代替物、変更物及び均等物を包含することを意図している。

Claims (48)

1. ボリューム画像を取得する方法において、
   各セットの投影画像を使用して生成され、前記ボリューム画像及び前記各セットの投影画像が生理的周期についての異なる各ビンに対応する複数のボリューム画像を取得することと、
   前記生理的周期についての異なる各ビンに対応する２つ以上のセットからの前記投影画像のうちの１つ以上を使用して追加のボリューム画像を判定することとを備え、
   前記追加のボリューム画像を判定する動作が、プロセッサを使用して行われる、方法。
2. 前記追加のボリューム画像が、前記投影画像のセットが対応するビンとは異なる前記生理的周期についてのビンに対応する、請求項１に記載の方法。
3. 前記投影画像のセットが対応する前記ビンが、前記生理的周期についての全ての位相又は振幅範囲の少なくとも５０％である位相又は振幅範囲を包含する、請求項１に記載の方法。
4. 前記位相又は振幅範囲が、前記生理的周期についての前記全ての位相又は振幅範囲の少なくとも９０％である、請求項３に記載の方法。
5. 前記追加のボリューム画像を判定する動作が、
   前記各ボリューム画像のレジストレーションに関するデータを取得することと、
   前記データと前記２つ以上のセットからの投影画像のうちの１つ以上とを使用して前記追加のボリューム画像を判定することとを備える、請求項１に記載の方法。
6. 前記対応するボリューム画像の前記レジストレーションのそれぞれが、前記対応するボリューム画像と基準画像との間のレジストレーションを備える、請求項５に記載の方法。
7. 前記対応するボリューム画像の前記レジストレーションのそれぞれが、前記対応するボリューム画像と、ビン順序で前記対応するボリューム画像と隣接する前記ボリューム画像のうちの他の１つとの間のレジストレーションを備える、請求項５に記載の方法。
8. 前記追加のボリューム画像を判定する動作が、
   前記レジストレーションのうちの２つ以上に関する前記データの少なくとも一部を使用して前記セットのうちの１つからの前記投影画像のうちの１つを繰り返し変更することと、
   画像再構成プロセスにおいて前記変更された投影画像を使用して前記追加のボリューム画像を判定することとを備える、請求項７に記載の方法。
9. 前記データが、複数セットのベクトルを備え、前記ベクトルのセットが、前記各ボリューム画像についての変形レジストレーションを表す、請求項５に記載の方法。
10. 前記追加のボリューム画像を判定する動作が、
    前記２つ以上のセットからの投影画像のうちの１つ以上を変更することと、
    前記変更された投影画像を使用して前記追加のボリューム画像を再構成することとを備える、請求項１に記載の方法。
11. 前記追加のボリューム画像が、前記生理的周期の位相又は振幅範囲についてのものであり、前記投影画像のうちの１つ以上は、前記位相又は振幅範囲外の各位相又は振幅に対応する、請求項１０に記載の方法。
12. 前記追加のボリューム画像を判定する動作が、前記投影画像のうちの１つ以上を変更することなく行われる、請求項１に記載の方法。
13. 前記追加のボリューム画像を判定する動作が、全ての前記セットからの全ての前記投影画像の少なくとも５０％を使用して行われる、請求項１に記載の方法。
14. 前記追加のボリューム画像を判定する動作が、全ての前記セットからの全ての前記投影画像の少なくとも９０％を使用して行われる、請求項１に記載の方法。
15. 前記追加のボリューム画像を判定するために使用される前記２つ以上のセットからの前記投影画像のうちの１つ以上が、２つの各セットからの２つの投影画像を備え、
    前記２つの投影画像が、前記生理的周期についての全ての位相又は振幅範囲の少なくとも２５％である位相又は振幅範囲によって分離される、請求項１に記載の方法。
16. 前記セットが、少なくとも３つのセットを備える、請求項１に記載の方法。
17. 処理を行わせるように実行される命令のセットを記憶する持続性媒体を有するコンピュータ製品において、前記処理が
    各セットの投影画像を使用して生成され、ボリューム画像及び各セットの投影画像が生理的周期についての異なる各ビンに対応する複数のボリューム画像を取得することと、
    前記生理的周期についての異なる各ビンに対応する２つ以上のセットからの前記投影画像のうちの１つ以上を使用して追加のボリューム画像を判定することとを備える、コンピュータ製品。
18. 前記追加のボリューム画像が、前記投影画像のセットが対応する前記ビンとは異なる前記生理的周期についてのビンに対応する、請求項１７に記載のコンピュータ製品。
19. 前記投影画像のセットが対応する前記ビンが、前記生理的周期についての全ての位相又は振幅範囲の少なくとも５０％である位相又は振幅範囲を包含する、請求項１７に記載のコンピュータ製品。
20. 前記位相又は振幅範囲が、前記生理的周期についての全ての位相又は振幅範囲の少なくとも９０％である、請求項１９に記載のコンピュータ製品。
21. 前記追加のボリューム画像を判定する動作が、
    前記各ボリューム画像のレジストレーションに関するデータを取得することと、
    前記データと前記２つ以上のセットからの前記投影画像のうちの１つ以上とを使用して前記追加のボリューム画像を判定することとを備える、請求項１７に記載のコンピュータ製品。
22. 前記対応するボリューム画像の前記レジストレーションのそれぞれが、前記対応するボリューム画像と基準画像との間のレジストレーションを備える、請求項２１に記載のコンピュータ製品。
23. 前記対応するボリューム画像の前記レジストレーションのそれぞれが、前記対応するボリューム画像と、ビン順序で前記対応するボリューム画像と隣接する前記ボリューム画像のうちの他の１つとの間のレジストレーションを備える、請求項２１に記載のコンピュータ製品。
24. 前記追加のボリューム画像を判定する動作が、
    前記レジストレーションのうちの２つ以上に関する前記データの少なくとも一部を使用して前記セットのうちの１つからの前記投影画像のうちの１つを繰り返し変更することと、
    画像再構成プロセスにおいて前記変更された投影画像を使用して前記追加のボリューム画像を判定することとを備える、請求項２３に記載のコンピュータ製品。
25. 前記データが、複数セットのベクトルを備え、前記ベクトルのセットが、前記各ボリューム画像についての変形レジストレーションを表す、請求項２１に記載のコンピュータ製品。
26. 前記追加のボリューム画像を判定する動作が、
    前記２つ以上のセットからの前記投影画像のうちの１つ以上を変更することと、
    前記変更された投影画像を使用して前記追加のボリューム画像を再構成することとを備える、請求項１７に記載のコンピュータ製品。
27. 前記追加のボリューム画像が、前記生理的周期の位相又は振幅範囲についてのものであり、前記投影画像のうちの１つ以上が、前記位相範囲外の各位相又は振幅に対応する、請求項２６に記載のコンピュータ製品。
28. 前記追加のボリューム画像を判定する動作が、前記投影画像のうちの１つ以上を変更することなく行われる、請求項１７に記載のコンピュータ製品。
29. 前記追加のボリューム画像を判定する動作が、全ての前記セットからの全ての前記投影画像の少なくとも５０％を使用して行われる、請求項１７に記載のコンピュータ製品。
30. 前記追加のボリューム画像を判定する動作が、全ての前記セットからの全ての前記投影画像の少なくとも９０％を使用して行われる、請求項１７に記載のコンピュータ製品。
31. 前記追加のボリューム画像を判定するために使用される前記２つ以上のセットからの投影画像のうちの１つ以上が、２つの各セットからの２つの投影画像を備え、
    前記２つの投影画像が、前記生理的周期についての全ての位相又は振幅範囲の少なくとも２５％である位相又は振幅範囲によって分離される、請求項１７に記載のコンピュータ製品。
32. 前記セットが、少なくとも３つのセットを備える、請求項１７に記載のコンピュータ製品。
33. プロセッサを備えるボリューム画像を取得する装置において、前記プロセッサが、
    各セットの投影画像を使用して生成され、前記ボリューム画像及び前記各セットの投影画像が生理的周期についての異なる各ビンに対応する複数のボリューム画像を取得し、
    前記生理的周期についての異なる各ビンに対応する２つ以上のセットからの前記投影画像のうちの１つ以上を使用して追加のボリューム画像を判定するために構成される、装置。
34. 前記追加のボリューム画像が、前記投影画像のセットが対応する前記ビンとは異なる前記生理的周期についてのビンに対応する、請求項３３に記載の装置。
35. 前記投影画像のセットが対応する前記ビンが、前記生理的周期についての全ての位相又は振幅範囲の少なくとも５０％である位相又は振幅範囲を包含する、請求項３３に記載の装置。
36. 前記位相又は振幅範囲が、前記生理的周期についての全ての位相又は振幅範囲の少なくとも９０％である、請求項３５に記載の装置。
37. 前記プロセッサが、
    前記各ボリューム画像のレジストレーションに関するデータを取得し、
    前記データと前記２つ以上のセットからの前記投影画像のうちの１つ以上とを使用して前記追加のボリューム画像を判定することによって前記追加のボリューム画像を判定するために構成される、請求項３３に記載の装置。
38. 前記対応するボリューム画像の前記レジストレーションのそれぞれが、前記対応するボリューム画像と基準画像との間のレジストレーションを備える、請求項３７に記載の装置。
39. 前記対応するボリューム画像の前記レジストレーションのそれぞれが、前記対応するボリューム画像と、ビン順序で前記対応するボリューム画像と隣接する前記ボリューム画像のうちの他の１つとの間のレジストレーションを備える、請求項３７に記載の装置。
40. 前記プロセッサが、
    前記レジストレーションのうちの２つ以上に関する前記データの少なくとも一部を使用して前記セットのうちの１つからの投影画像のうちの１つを繰り返し変更し、
    画像再構成プロセスにおいて前記変更された投影画像を使用して前記追加のボリューム画像を判定することによって前記追加のボリューム画像を判定するために構成される、請求項３９に記載の装置。
41. 前記データが、複数セットのベクトルを備え、前記ベクトルのセットが、前記各ボリューム画像についての変形レジストレーションを表す、請求項３７に記載の装置。
42. 前記プロセッサが、
    前記２つ以上のセットからの前記投影画像のうちの１つ以上を変更し、
    前記変更された投影画像を使用して前記追加のボリューム画像を再構成することによって前記追加のボリューム画像を判定するために構成される、請求項３３に記載の装置。
43. 前記追加のボリューム画像が、前記生理的周期の位相又は振幅範囲についてのものであり、前記投影画像のうちの１つ以上は、前記位相範囲外の各位相又は振幅に対応する、請求項４２に記載の装置。
44. 前記プロセッサが、前記投影画像のうちの１つ以上を変更することなく前記追加のボリューム画像を判定するように構成される、請求項３３に記載の装置。
45. 前記プロセッサが、全ての前記セットからの全ての前記投影画像の少なくとも５０％を使用して前記追加のボリューム画像を判定するように構成される、請求項３３に記載の装置。
46. 前記プロセッサが、全ての前記セットからの全ての前記投影画像の少なくとも９０％を使用して前記追加のボリューム画像を判定するように構成される、請求項３３に記載の装置。
47. 前記追加のボリューム画像を判定するために使用される前記２つ以上のセットからの前記投影画像のうちの１つ以上が、２つの各セットからの２つの投影画像を備え、
    前記２つの投影画像が、前記生理的周期についての全ての位相又は振幅範囲の少なくとも２５％である位相又は振幅範囲によって分離される、請求項３３に記載の装置。
48. 前記セットが、少なくとも３つのセットを備える、請求項３３に記載の装置。