JP7508518B2 - 計算機式断層写真法イメージング・システムにおいて二重エネルギ撮像を利用するためのシステム及び方法 - Google Patents
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Description
m=2kn+n 式中、kは非負の整数である。 (1)
高(又は低)kVp測定の最初のビューは、開始角度β0となる。次いで、続く各々のビューについて、管はΔβ=2π/(2kn+n)ずつ回転する。毎nビューの後に、kVpは高から低へ又は低から高へ切り換わる。1回の全回転が完了した後に、管は、角度β0において低(又は高)kVpに切り換わる(すなわち最初の回転からは反対のkVp)。このようにして、高kVpビュー及び低kVpビューは各々、4πの範囲(例えば2回の全回転)から一つの2πサンプリング(例えば1回の全回転)を形成することができる。幾つかの実施形態では、データを取得するための回転回数は異なっていてもよい(例えば4回転及び6回転等)。ヘリカル・スキャンについて取得されるデータの実際の回転回数は、網羅される必要のあるz範囲によって決定される。図2に示すように、走査(例えば低ピッチ・ヘリカル・スキャン)のための螺旋経路58がテーブル60の周りに示されている(撮像されている患者が存在しない状態)。ヘリカル・スキャン中に、テーブル60は定速で移動する。螺旋経路58に沿って様々な投影角で集められた低kVp及び高kVpにおける投影測定のn個のビューの組を、それぞれ参照番号62及び64によって表わす。図示のように、1回目の全回転66が、n個のビューにおける一組の低kVp測定62で開始し、2回目の全回転68が、n個のビューにおける一組の高kVp測定62で開始する。1回目の回転66における低kVp測定62の各組は、2回目の回転68における高kVp測定64の各組と投影角が一致しており、1回目の回転66における高kVp測定64の各組は、2回目の回転68における低kVp測定62の各組と投影角が一致している。例えば、低kVp測定67の組は、高kVp測定69と投影角が一致している。低kVp測定で開始した1回目の回転は低kVp測定で終了する。高kVp測定で開始した2回目の回転は高kVp測定で終了して、投影角が一致する低kVp測定と高kVp測定とで同じ量のデータを取得することを保証する。
12 X線源
20 X線ビーム
22 コリメータ
24 被検体
26 減弱後のX線光子
28 検出器アレイ
30 システム制御器
32 線形配置サブシステム
34 回転サブシステム
58 螺旋経路
60 テーブル
62 低kVpにおける投影測定のn個のビューの組
64 高kVpにおける投影測定のn個のビューの組
66 1回目の全回転
67 低kVp測定
68 2回目の全回転
69 高kVp測定(低kVp測定67に対応)
70 二重エネルギ撮像(例えば画像領域物質分解を用いた)のためにkVp切り換えを行なう方法
77 回転66での高kVpの組
79 回転68での低kVpの組
82 二重エネルギ撮像(例えば投影空間物質分解を用いた)のためにkVp切り換えを行なう方法
94 二重エネルギ撮像のためにkVp切り換えを行なう方法
Claims (21)
- 撮像走査中に、第一のエネルギ・スペクトルにおける投影測定の第一のデータセット、及び前記第一のエネルギ・スペクトルとは異なる第二のエネルギ・スペクトルにおける投影測定の第二のデータセットを、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での設定された数の連続ビューについての前記第一のデータセットの取得と、前記第二のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第二のデータセットの取得との間で切り換えることにより取得するステップであって、前記連続ビューの設定された数は1よりも大きい、取得するステップと、
前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットについてそれぞれ前記撮像走査中に取得されなかった様々な投影角での欠落した投影測定を与えるために、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける推定投影測定により前記第一のデータセットを、また前記第二のエネルギ・スペクトルにおける推定投影測定により前記第二のデータセットを補足するステップと
を備え、
前記第一のエネルギ・スペクトル及び前記第二のエネルギ・スペクトルにおける前記推定投影測定は前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットの両方から導かれ、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける前記推定投影測定は、該推定投影測定が導かれた投影測定の前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットの両方と投影角が一致しており、前記第二のエネルギ・スペクトルにおける前記推定投影測定は、該推定投影測定が導かれた投影測定の前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットの両方と投影角が一致している、計算機実装型の方法。 - 前記第一のデータセットと前記第二のデータセットとで取得されるデータの量が同じである、請求項1に記載の計算機実装型の方法。
- 撮像走査中に、第一のエネルギ・スペクトルにおける投影測定の第一のデータセット、及び前記第一のエネルギ・スペクトルとは異なる第二のエネルギ・スペクトルにおける投影測定の第二のデータセットを、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での設定された数の連続ビューについての前記第一のデータセットの取得と、前記第二のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第二のデータセットの取得との間で切り換えることにより取得するステップであって、前記連続ビューの設定された数は1よりも大きい、取得するステップと、
前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットについてそれぞれ前記撮像走査中に取得されなかった様々な投影角での欠落した投影測定を与えるために、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける推定投影測定により前記第一のデータセットを、また前記第二のエネルギ・スペクトルにおける推定投影測定により前記第二のデータセットを補足するステップと、
補足の後に、前記第一のデータセットから第一の再構成画像を、また前記第二のデータセットから第二の再構成画像を、別個に形成するステップと、
基底物質画像を形成するために、前記第一の再構成画像及び前記第二の再構成画像に対して画像領域物質分解を実行するステップと
を含んでいる計算機実装型の方法。 - 撮像走査中に、第一のエネルギ・スペクトルにおける投影測定の第一のデータセット、及び前記第一のエネルギ・スペクトルとは異なる第二のエネルギ・スペクトルにおける投影測定の第二のデータセットを、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での設定された数の連続ビューについての前記第一のデータセットの取得と、前記第二のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第二のデータセットの取得との間で切り換えることにより取得するステップであって、前記連続ビューの設定された数は1よりも大きい、取得するステップと、
前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットについてそれぞれ前記撮像走査中に取得されなかった様々な投影角での欠落した投影測定を与えるために、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける推定投影測定により前記第一のデータセットを、また前記第二のエネルギ・スペクトルにおける推定投影測定により前記第二のデータセットを補足するステップと、
補足の後に、基底物質投影を生成するために、前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットに対して投影空間物質分解を実行するステップと、
前記基底物質投影から基底物質画像を再構成するステップと
を含んでいる計算機実装型の方法。 - 前記第一のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第一のデータセットの取得と、前記第二のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第二のデータセットの取得との間の切り換えは、繰り返し生ずる、請求項1に記載の計算機実装型の方法。
- 前記第一のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第一のデータセットの取得と、前記第二のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第二のデータセットの取得との間の切り換えは、前記第一のデータセットの取得で開始する1回目の全回転にわたり繰り返し生じ、次いで、前記第二のデータセットの取得で開始する2回目の全回転にわたり繰り返し生ずる、請求項5に記載の計算機実装型の方法。
- 前記1回目の全回転中に取得される前記第一のデータセットは、前記2回目の全回転中に取得される前記第二のデータセットと投影角が一致している、請求項6に記載の計算機実装型の方法。
- 前記第一のエネルギ・スペクトル及び前記第二のエネルギ・スペクトルにおける前記推定投影測定は、訓練済み深層ニューラル・ネットワークを用いて導かれる、請求項1に記載の計算機実装型の方法。
- プロセッサにより実行可能な1又は複数のルーチンを符号化した非一過性で計算機可読の1又は複数の媒体であって、前記1又は複数のルーチンは、プロセッサにより実行されると、
撮像走査中に、第一のエネルギ・スペクトルにおける投影測定の第一のデータセット、及び前記第一のエネルギ・スペクトルとは異なる第二のエネルギ・スペクトルにおける投影測定の第二のデータセットを、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での設定された数の連続ビューについての前記第一のデータセットの取得と、前記第二のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第二のデータセットの取得との間で切り換えることにより取得する動作であって、前記連続ビューの設定された数は1よりも大きい、取得する動作と、
前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットについてそれぞれ前記撮像走査中に取得されなかった様々な投影角での欠落した投影測定を与えるために、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける推定投影測定により前記第一のデータセットを、また前記第二のエネルギ・スペクトルにおける推定投影測定により前記第二のデータセットを補足する動作と
を含む動作が実行されるようにし、
前記第一のエネルギ・スペクトル及び前記第二のエネルギ・スペクトルにおける前記推定投影測定は前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットの両方から導かれ、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける前記推定投影測定は、該推定投影測定が導かれた投影測定の前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットの両方と投影角が一致しており、前記第二のエネルギ・スペクトルにおける前記推定投影測定は、該推定投影測定が導かれた投影測定の前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットの両方と投影角が一致している、非一過性で計算機可読の1又は複数の媒体。 - 前記第一のデータセットと前記第二のデータセットとで取得されるデータの量が同じである、請求項9に記載の非一過性で計算機可読の1又は複数の媒体。
- 前記第一のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第一のデータセットの取得と、前記第二のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第二のデータセットの取得との間の切り換えは、繰り返し生ずる、請求項9に記載の非一過性で計算機可読の1又は複数の媒体。
- 前記第一のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第一のデータセットの取得と、前記第二のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第二のデータセットの取得との間の切り換えは、前記第一のデータセットの取得で開始する1回目の全回転にわたり繰り返し生じ、次いで、前記第二のデータセットの取得で開始する2回目の全回転にわたり繰り返し生ずる、請求項11に記載の非一過性で計算機可読の1又は複数の媒体。
- 前記1回目の全回転中に取得される前記第一のデータセットは、前記2回目の全回転中に取得される前記第二のデータセットと投影角が一致している、請求項12に記載の非一過性で計算機可読の1又は複数の媒体。
- プロセッサにより実行可能な1又は複数のルーチンを符号化した非一過性で計算機可読の1又は複数の媒体であって、前記1又は複数のルーチンは、プロセッサにより実行されると、
撮像走査中に、第一のエネルギ・スペクトルにおける投影測定の第一のデータセット、及び前記第一のエネルギ・スペクトルとは異なる第二のエネルギ・スペクトルにおける投影測定の第二のデータセットを、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での設定された数の連続ビューについての前記第一のデータセットの取得と、前記第二のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第二のデータセットの取得との間で切り換えることにより取得する動作であって、前記連続ビューの設定された数は1よりも大きい、取得する動作と、
前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットについてそれぞれ前記撮像走査中に取得されなかった様々な投影角での欠落した投影測定を与えるために、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける推定投影測定により前記第一のデータセットを、また前記第二のエネルギ・スペクトルにおける推定投影測定により前記第二のデータセットを補足する動作と、
補足の後に、前記第一のデータセットから第一の再構成画像を、また前記第二のデータセットから第二の再構成画像を、別個に形成する動作と、
基底物質画像を形成するために、前記第一の再構成画像及び前記第二の再構成画像に対して画像領域物質分解を実行する動作と
を含む動作が実行されるようにする、非一過性で計算機可読の1又は複数の媒体。 - プロセッサにより実行可能な1又は複数のルーチンを符号化した非一過性で計算機可読の1又は複数の媒体であって、前記1又は複数のルーチンは、プロセッサにより実行されると、
撮像走査中に、第一のエネルギ・スペクトルにおける投影測定の第一のデータセット、及び前記第一のエネルギ・スペクトルとは異なる第二のエネルギ・スペクトルにおける投影測定の第二のデータセットを、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での設定された数の連続ビューについての前記第一のデータセットの取得と、前記第二のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第二のデータセットの取得との間で切り換えることにより取得する動作であって、前記連続ビューの設定された数は1よりも大きい、取得する動作と、
前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットについてそれぞれ前記撮像走査中に取得されなかった様々な投影角での欠落した投影測定を与えるために、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける推定投影測定により前記第一のデータセットを、また前記第二のエネルギ・スペクトルにおける推定投影測定により前記第二のデータセットを補足する動作と、
補足の後に、基底物質投影を生成するために、前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットに対して投影空間物質分解を実行する動作と、
前記基底物質投影から基底物質画像を再構成する動作と
を含む動作が実行されるようにする、非一過性で計算機可読の1又は複数の媒体。 - プロセッサにより実行可能なルーチンを符号化したメモリと、
該メモリにアクセスして、前記プロセッサにより実行可能なルーチンを実行するように構成されたプロセッサと
を備えたプロセッサ方式のシステムであって、前記ルーチンは、前記プロセッサにより実行されると、
撮像走査中に、第一のエネルギ・スペクトルにおける投影測定の第一のデータセット、及び前記第一のエネルギ・スペクトルとは異なる第二のエネルギ・スペクトルにおける投影測定の第二のデータセットを、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での設定された数の連続ビューについての前記第一のデータセットの取得と、前記第二のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第二のデータセットの取得との間で切り換えることにより取得する動作であって、前記連続ビューの設定された数は1よりも大きい、取得する動作と、
前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットについてそれぞれ前記撮像走査中に取得されなかった様々な投影角での欠落した投影測定を与えるために、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける推定投影測定により前記第一のデータセットを、また前記第二のエネルギ・スペクトルにおける推定投影測定により前記第二のデータセットを補足する動作と
を前記プロセッサに行なわせ、
前記第一のエネルギ・スペクトル及び前記第二のエネルギ・スペクトルにおける前記推定投影測定は前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットの両方から導かれ、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける前記推定投影測定は、該推定投影測定が導かれた投影測定の前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットの両方と投影角が一致しており、前記第二のエネルギ・スペクトルにおける前記推定投影測定は、該推定投影測定が導かれた投影測定の前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットの両方と投影角が一致している、プロセッサ方式のシステム。 - 前記第一のデータセットと前記第二のデータセットとで取得されるデータの量が同じである、請求項16に記載のプロセッサ方式のシステム。
- 前記第一のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第一のデータセットの取得と、前記第二のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第二のデータセットの取得との間の切り換えは、繰り返し生ずる、請求項16に記載のプロセッサ方式のシステム。
- 前記第一のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第一のデータセットの取得と、前記第二のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第二のデータセットの取得との間の切り換えは、前記第一のデータセットの取得で開始する1回目の全回転にわたり繰り返し生じ、次いで、前記第二のデータセットの取得で開始する2回目の全回転にわたり繰り返し生ずる、請求項18に記載のプロセッサ方式のシステム。
- プロセッサにより実行可能なルーチンを符号化したメモリと、
該メモリにアクセスして、前記プロセッサにより実行可能なルーチンを実行するように構成されたプロセッサと
を備えたプロセッサ方式のシステムであって、前記ルーチンは、前記プロセッサにより実行されると、
撮像走査中に、第一のエネルギ・スペクトルにおける投影測定の第一のデータセット、及び前記第一のエネルギ・スペクトルとは異なる第二のエネルギ・スペクトルにおける投影測定の第二のデータセットを、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での設定された数の連続ビューについての前記第一のデータセットの取得と、前記第二のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第二のデータセットの取得との間で切り換えることにより取得する動作であって、前記連続ビューの設定された数は1よりも大きい、取得する動作と、
前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットについてそれぞれ前記撮像走査中に取得されなかった様々な投影角での欠落した投影測定を与えるために、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける推定投影測定により前記第一のデータセットを、また前記第二のエネルギ・スペクトルにおける推定投影測定により前記第二のデータセットを補足する動作と
補足の後に、前記第一のデータセットから第一の再構成画像を、また前記第二のデータセットから第二の再構成画像を、別個に形成する動作と、
基底物質画像を形成するために、前記第一の再構成画像及び前記第二の再構成画像に対して画像領域物質分解を実行する動作と
を前記プロセッサに行なわせる、プロセッサ方式のシステム。 - プロセッサにより実行可能なルーチンを符号化したメモリと、
該メモリにアクセスして、前記プロセッサにより実行可能なルーチンを実行するように構成されたプロセッサと
を備えたプロセッサ方式のシステムであって、前記ルーチンは、前記プロセッサにより実行されると、
撮像走査中に、第一のエネルギ・スペクトルにおける投影測定の第一のデータセット、及び前記第一のエネルギ・スペクトルとは異なる第二のエネルギ・スペクトルにおける投影測定の第二のデータセットを、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での設定された数の連続ビューについての前記第一のデータセットの取得と、前記第二のエネルギ・スペクトルにおける様々な投影角での前記設定された数の連続ビューについての前記第二のデータセットの取得との間で切り換えることにより取得する動作であって、前記連続ビューの設定された数は1よりも大きい、取得する動作と、
前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットについてそれぞれ前記撮像走査中に取得されなかった様々な投影角での欠落した投影測定を与えるために、前記第一のエネルギ・スペクトルにおける推定投影測定により前記第一のデータセットを、また前記第二のエネルギ・スペクトルにおける推定投影測定により前記第二のデータセットを補足する動作と
補足の後に、基底物質投影を生成するために、前記第一のデータセット及び前記第二のデータセットに対して投影空間物質分解を実行する動作と、
前記基底物質投影から基底物質画像を再構成する動作と
を前記プロセッサに行なわせる、プロセッサ方式のシステム。
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