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技術 ボケイメージ内のブラーの特性を決定するシステム及び方法

出願人 コーニンクレッカフィリップスエヌヴェ
発明者 ヴィームカー,ラファエルビュロー,トマスレニッシュ,シュテッフェン
出願日 2010年9月15日 (9年0ヶ月経過) 出願番号 2012-529387
公開日 2013年2月14日 (6年7ヶ月経過) 公開番号 2013-505492
状態 特許登録済
技術分野 画像処理 放射線の測定 イメージ分析
主要キーワード 変換サブシステム 測定サブシステム 決定サブシステム 標準テーブル 自由変数 ブラー効果 イメージ記録 調査領域
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重要な関連分野

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図面 (9)

課題・解決手段

イメージ内ブラーの特性を決定するシステム及び方法が供される。他の様態によると、医療用イメージ取得装置医療用ワークステーション及びコンピュータプログラムが供される。システム(100)は、ボディ興味の対象のイメージを受信する、レシーバ(102)を含む。イメージはブラーを含む。さらに、システムは、種々の角度で、興味の対象と交差する複数のラインの各々のライン上の、イメージ内のブラーの特性の値を決定する、決定サブシステム(122)を含む。したがって、ラインは、種々の方向で伸びる。値の決定は、各々のラインに沿ってイメージを解析することを含む。システムは更に、ラインが種々の方向で伸びる、複数のラインの各々のライン上の決定された値に基づいて、ブラーの特性の値が最大である、方向を取得する、取得サブシステムを含む。

概要

背景

医用イメージングにおいて、ボディの移動は、ボケイメージをもたらす。特に、長いイメージ記録時間が必要とされるとき、移動は、イメージの品質の重大な低下を引き起こし、イメージは、ボケた端部を含み得る。物体のサイズが、記録の間移動する距離に対して、より小さい又はおおよそ等しい、物体のその位置での明暗度は、予想されるよりも低い。非常に小さい物体は、ブラーの結果として、ノイズ中に完全に見えなくなる。

ポジトロン放出断層撮影(PET)スキャニングコンピュータ断層撮影(CT)スキャニングとの組み合わせ、又は、PETスキャニングと核磁気共鳴画像法(MRI)スキャニングとの組み合わせは、しばしば、腫瘍悪性であるか良性であるかどうかを調べるためにしばしば使用される。CTスキャニング及びMRIスキャニングは、腫瘍が局在され得る、ボディの調査領域における、シャープで、しばしば詳細にわたるイメージの組織が得られることを、可能にする。PETスキャニングで、(複数の)ピクセル又はボクセルの強度が、特定の活性分子に関連する、イメージが生成される。トレーサが活性分子に結合し、活性分子をPETスキャナ中で可視にさせる。例えば、トレーサを有するグルコースがボディに適用されるとき、ある時間の後、グルコースの濃度は、良性腫瘍内よりも悪性腫瘍内で、より高くなるであろう。したがって、PETスキャニングイメージ内で示される強度は、腫瘍によって吸収されたグルコースの量に関連し、そのようなものとして、それは、腫瘍の悪性度に関連する。

特に、PETスキャニングは、長いイメージ記録時間を必要とする。人又は動物が調べられるとき、肺領域のPETイメージは、肺の移動により、多くのブラーになり得るであろう。CTスキャンは、ボディのスライス(slices)のイメージを得ることにより、イメージを記録する。スライスの記録の各々は比較的短く、各々のスライスは、単一息止めの間に、記録され得る。CTスキャニングの間、肺の移動がないことは、比較的シャープなイメージをもたらす。

したがって、肺の腫瘍が、組み合わされたPET−CT/MRIスキャナで調べられるとき、腫瘍のサイズをCT/MRIイメージから得ることができ、腫瘍の悪性度を、PETイメージを検査することによって評価することができる。しかしながら、多量のブラーにより、小さい腫瘍の悪性度が低く見積もられる。

目下、核医師(nuclear physician)は、手動で、ブラーを判断し、腫瘍のPET強度プロファイル補正し得る。その代わりの方法として、判断及び補正が自動的に実行される。もし、核医師がブラーを判断するなら、彼の判断は経験と、一般的には調べられるボディの中心軸に沿って若しくはスキャナのイメージ軸(image axes)に沿って示されたイメージと、に基づく。

Wiemker R.達は、“Combined motion blur and partial volume correction for computer aided diagnosis of pulmonary nodules in PET/CT”(International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery, volume 3, numbers 1−2, published 27 May 2008)内で、ブラーの点拡がり関数(PSF)を自動的に決定する技術を述べている。CTボリュームイメージは、腫瘍のシャープなモデルを得るために、分割される。引用文献で開示された方法は、ブラーの効果を表すガウス形点拡がり関数の半値全幅FWHM)値を決定する。等方性の(isotropic)PSFが、ブラーに関して仮定される。

FWHM値を変更する、反復的に異なるガウス形PSFは、コンボリューション結果が、PETスキャンによって得られたボリュームイメージに、どれくらい適合するかを決定するために、腫瘍のシャープなモデルで巻き込まれる(convoluted)。コンボリューション結果とPETスキャンのボリュームイメージとの間の大抵の相互相関をもたらす、ガウス系PSFのFWHMは、PETイメージ内のブラーを表すガウス形PSFの幅である。ブラーのガウス形PSFの幅を知ることにより、最大PET強度値の補正又はPETスキャンのボリュームイメージの補正ができる。

引用文献の著者らは、ブラーの効果を等方性のガウス形PSFとしてモデリングすることは、過度単純化であると理解している。著者らは、3×3の共分散行列によって、異方性のPSFとして、ブラーをモデル化することを提案する。そのような3×3の共分散行列は対称であり、決定されなければならない6つの自由パラメータを含む。しかしながら、6つの自由パラメータに関する値を計算することは、多くの計算パワーを必要とするアルゴリズムをもたらし、アルゴリズムは、ロバスト性及び数値定性に関して問題を有する。

概要

イメージ内のブラーの特性を決定するシステム及び方法が供される。他の様態によると、医療用イメージ取得装置医療用ワークステーション及びコンピュータプログラムが供される。システム(100)は、ボディの興味の対象のイメージを受信する、レシーバ(102)を含む。イメージはブラーを含む。さらに、システムは、種々の角度で、興味の対象と交差する複数のラインの各々のライン上の、イメージ内のブラーの特性の値を決定する、決定サブシステム(122)を含む。したがって、ラインは、種々の方向で伸びる。値の決定は、各々のラインに沿ってイメージを解析することを含む。システムは更に、ラインが種々の方向で伸びる、複数のラインの各々のライン上の決定された値に基づいて、ブラーの特性の値が最大である、方向を取得する、取得サブシステムを含む。

目的

本発明の目的である

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

イメージ内の複数のブラーを決定するシステムであって、当該システムは:ボディ興味の対象のイメージを受信するレシーバであって、前記イメージはブラーを含む、レシーバ、種々の角度で前記興味の対象と交差し、したがって、種々の方向で伸びる、複数のラインの各々のライン上の、前記イメージ内の前記ブラーの特性の値を決定する、決定サブシステムであって、前記値の決定は、前記各々のラインに沿って前記イメージを解析することを含む、決定サブシステム、及びラインが種々の方向で伸びる、前記複数のラインの前記各々のライン上の、決定された前記値に基づいて、前記ブラーの前記特性の値が最小である、方向を取得する、取得サブシステム、を含む、システム。

請求項2

前記システムは更に、前記イメージよりもシャープなイメージである、前記興味の対象の更なるイメージを受信する、更なるレシーバを含み、前記決定サブシステムは、前記イメージ内の前記ブラーの前記特性の値を決定するために、前記イメージ及び前記更なるイメージを、前記各々のラインに沿って解析する、請求項1に記載のシステム。

請求項3

種々の角度で前記興味の対象と交差する前記複数のラインは、前記興味の対象内の共通の地点で互いに交差する、請求項1に記載のシステム。

請求項4

前記取得サブシステムは、前記ブラーの前記特性の主たるブラー方向を決定する、主たるブラー方向決定サブシステムを含み、前記システムは更に、前記主たるブラー方向の少なくとも一方向で、前記ブラーの前記特性の値を決定する、主たるブラー値決定サブシステムを含む、請求項1に記載のシステム。

請求項5

前記主たるブラー方向決定サブシステムは、テンソルを計算するよう、かつ、前記テンソルTの固有ベクトルを計算するよう、構成され、iは前記興味の対象と交差する前記複数のラインの1つの添え字であり、nはラインの数であり、は、i番目の前記ラインの方向を表すベクトルであり、fiはi番目の前記ライン上の前記ブラーの前記特性の値であり、は、fi及びの積に関して転置操作したものであり、前記固有ベクトルは、前記主たるブラー方向である、請求項4に記載のシステム。

請求項6

前記ブラーの前記特性は、ブラー幅である、請求項1に記載のシステム。

請求項7

前記決定サブシステムは、前記複数のラインの前記各々のラインに関して、前記イメージ内の第1の強度プロファイル及び前記更なるイメージ内の第2の強度プロファイルを決定する、強度プロファイル決定サブシステム、及び前記複数のラインの前記各々のライン上で、前記第1の強度プロファイルと、前記特性の各々の値を有するブラー分布の、前記第2の強度プロファイルへの適用結果と、の間で実質的に良好な適合をもたらす、前記ブラーの前記特性の値を、決定する、値決定サブシステム、を含む、請求項2に記載のシステム。

請求項8

前記値決定システムは、前記各々のラインの個々の1つに関して、後述する作動を実行するよう構成され、前記後述する作動は、複数のブラー分布を選択する作動であって、前記ブラーの前記特性の値は、前記複数のブラー分布の各々1つにおいて異なる、作動、前記複数のブラー分布の各々のブラー分布を、前記各々のラインの前記第2の強度プロファイルでコンボリューションする作動、各々のコンボリューション結果に関して、前記コンボリューション結果が、前記各々のラインの前記第1の強度プロファイルと、どれくらい適合するかを決定する作動、及び前記各々のラインに関して、前記コンボリューション結果が、前記各々のラインの前記第1の強度プロファイルと最も良好に適合する、前記ブラーの前記特性の値を選択する作動、である、請求項7に記載のシステム。

請求項9

前記更なるレシーバは、イメージ取得システムによる前記イメージよりも、前記興味の対象の、よりシャープなイメージを取得するよう、前記興味の対象のシャープなモデルを得るために、前記よりシャープなイメージをセグメント化するよう、かつ、前記興味の対象の前記シャープなモデルに基づいて、前記更なるイメージを作り出すよう、構成される、請求項2に記載のシステム。

請求項10

前記更なるレシーバは、数学形状モデルを、前記イメージ内の、イメージ化された前記興味の対象と、適合するよう、かつ、前記興味の対象の、適合された前記数学的形状モデルに基づいて、前記更なるイメージを作り出すよう、構成される、請求項2に記載のシステム。

請求項11

前記システムは更に、前記イメージ内の前記興味の対象に関連する値を測定する測定サブシステム、及び、前記主たるブラー方向の少なくとも1方向と、前記主たるブラー方向の少なくとも1方向での、前記ブラーの前記特性の各々の値と、に基づいて、測定された前記値を補正する、補正サブシステム、前記主たるブラー方向の少なくとも1方向で、各々の値のブラーの特性を有する、ブラー方向の使用によって、前記イメージの少なくとも一部をシャープ化する、シャープ化サブシステム、及び/又は、前記イメージから、前記主たるブラー方向の少なくとも1方向に沿った主たる強度プロファイルを取得する、主たる強度プロファイルサブシステム、及び/又は、前記イメージ及び/又は前記更なるイメージを変換し、前記主たるブラー方向が、変換された前記イメージ又は変換された複数の前記イメージ内で、座標系の軸を形成する、変換サブシステム、及び/又は、補正された前記値及び/若しくは前記イメージのシャープ化された部分を格納する、並びに/又は、変換された前記イメージ及び/若しくは変換された前記更なるイメージを格納する、データストレージ、及び/又は、補正された前記値及び/又は前記イメージのシャープ化された部分及び/又は前記主たる強度プロファイル及び/又は変換された前記イメージ及び/又は変換された前記更なるイメージを提示する、提示サブシステム、を含む、請求項4に記載のシステム。

請求項12

請求項1又は2に記載のシステムを含む、医療用ワークステーション

請求項13

請求項1又は2に記載のシステムと、前記方向を表示するディスプレイと、を含む、医療用ワークステーション。

請求項14

イメージ中のブラーの特性を決定する方法であって、当該方法は:ボディの興味の対象のイメージを受信するステップであって、前記イメージはブラーを含む、ステップ、種々の角度で前記興味の対象と交差し、したがって、種々の方向で伸びる、複数のラインの各々のライン上の、前記イメージ内の前記ブラーの特性の値を決定するステップであって、前記の決定は、前記各々のラインに沿って前記イメージを解析することを含む、ステップ、種々の方向で伸びる各々の前記複数のラインの上の、前記の決定された複数の前記値に基づいて、前記ブラーの前記特性の値が最大である方向を取得するステップ、を含む、イメージ中のブラーの特性を決定する方法。

請求項15

処理システムに請求項14に記載の方法を実行させる命令を含む、コンピュータプログラム

技術分野

0001

本発明は、興味の対象のボディイメージ化される、ボケイメージ内ブラーの特性を決定する分野に関連する。

背景技術

0002

医用イメージングにおいて、ボディの移動は、ボケイメージをもたらす。特に、長いイメージ記録時間が必要とされるとき、移動は、イメージの品質の重大な低下を引き起こし、イメージは、ボケた端部を含み得る。物体のサイズが、記録の間移動する距離に対して、より小さい又はおおよそ等しい、物体のその位置での明暗度は、予想されるよりも低い。非常に小さい物体は、ブラーの結果として、ノイズ中に完全に見えなくなる。

0003

ポジトロン放出断層撮影(PET)スキャニングコンピュータ断層撮影(CT)スキャニングとの組み合わせ、又は、PETスキャニングと核磁気共鳴画像法(MRI)スキャニングとの組み合わせは、しばしば、腫瘍悪性であるか良性であるかどうかを調べるためにしばしば使用される。CTスキャニング及びMRIスキャニングは、腫瘍が局在され得る、ボディの調査領域における、シャープで、しばしば詳細にわたるイメージの組織が得られることを、可能にする。PETスキャニングで、(複数の)ピクセル又はボクセルの強度が、特定の活性分子に関連する、イメージが生成される。トレーサが活性分子に結合し、活性分子をPETスキャナ中で可視にさせる。例えば、トレーサを有するグルコースがボディに適用されるとき、ある時間の後、グルコースの濃度は、良性腫瘍内よりも悪性腫瘍内で、より高くなるであろう。したがって、PETスキャニングイメージ内で示される強度は、腫瘍によって吸収されたグルコースの量に関連し、そのようなものとして、それは、腫瘍の悪性度に関連する。

0004

特に、PETスキャニングは、長いイメージ記録時間を必要とする。人又は動物が調べられるとき、肺領域のPETイメージは、肺の移動により、多くのブラーになり得るであろう。CTスキャンは、ボディのスライス(slices)のイメージを得ることにより、イメージを記録する。スライスの記録の各々は比較的短く、各々のスライスは、単一息止めの間に、記録され得る。CTスキャニングの間、肺の移動がないことは、比較的シャープなイメージをもたらす。

0005

したがって、肺の腫瘍が、組み合わされたPET−CT/MRIスキャナで調べられるとき、腫瘍のサイズをCT/MRIイメージから得ることができ、腫瘍の悪性度を、PETイメージを検査することによって評価することができる。しかしながら、多量のブラーにより、小さい腫瘍の悪性度が低く見積もられる。

0006

目下、核医師(nuclear physician)は、手動で、ブラーを判断し、腫瘍のPET強度プロファイル補正し得る。その代わりの方法として、判断及び補正が自動的に実行される。もし、核医師がブラーを判断するなら、彼の判断は経験と、一般的には調べられるボディの中心軸に沿って若しくはスキャナのイメージ軸(image axes)に沿って示されたイメージと、に基づく。

0007

Wiemker R.達は、“Combined motion blur and partial volume correction for computer aided diagnosis of pulmonary nodules in PET/CT”(International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery, volume 3, numbers 1−2, published 27 May 2008)内で、ブラーの点拡がり関数(PSF)を自動的に決定する技術を述べている。CTボリュームイメージは、腫瘍のシャープなモデルを得るために、分割される。引用文献で開示された方法は、ブラーの効果を表すガウス形点拡がり関数の半値全幅FWHM)値を決定する。等方性の(isotropic)PSFが、ブラーに関して仮定される。

0008

FWHM値を変更する、反復的に異なるガウス形PSFは、コンボリューション結果が、PETスキャンによって得られたボリュームイメージに、どれくらい適合するかを決定するために、腫瘍のシャープなモデルで巻き込まれる(convoluted)。コンボリューション結果とPETスキャンのボリュームイメージとの間の大抵の相互相関をもたらす、ガウス系PSFのFWHMは、PETイメージ内のブラーを表すガウス形PSFの幅である。ブラーのガウス形PSFの幅を知ることにより、最大PET強度値の補正又はPETスキャンのボリュームイメージの補正ができる。

0009

引用文献の著者らは、ブラーの効果を等方性のガウス形PSFとしてモデリングすることは、過度単純化であると理解している。著者らは、3×3の共分散行列によって、異方性のPSFとして、ブラーをモデル化することを提案する。そのような3×3の共分散行列は対称であり、決定されなければならない6つの自由パラメータを含む。しかしながら、6つの自由パラメータに関する値を計算することは、多くの計算パワーを必要とするアルゴリズムをもたらし、アルゴリズムは、ロバスト性及び数値定性に関して問題を有する。

発明が解決しようとする課題

0010

より堅固で(robust)、より効率的な、異方性ブラーの特性を得る、改善されたシステムを供することが、本発明の目的である。

0011

本発明の第1の様態は、請求項1に記載の、イメージ内のブラーを決定するシステムを供する。本発明の第2の様態は、請求項12に記載の医療用イメージ取得装置を供する。本発明の第3の様態は、請求項13に記載の医療用ワークステーションを供する。本発明の第4の様態は、請求項14に記載のイメージ内のブラーの特性を決定する方法を供する。本発明の第5の様態は、請求項15に記載のコンピュータプログラムを供する。有利な実施形血アは、独立請求項で定義される。

課題を解決するための手段

0012

本発明の第1の様態によると、システムは、興味の対象のボディのイメージを受信するレシーバを含み、前記イメージはブラーを含む。システムは更に、種々の角度で興味の対象と交差している複数のラインの各々のライン上にある、イメージ内のブラーの特性についての値を決定する、決定サブシステムを含む。したがって、ラインは、種々の方向で伸びる。値の決定は、各々のラインに沿って第1のイメージを分析することを含む。さらに、システムは、異なる方向で伸びる複数のラインの各々のライン上の決定された値に基づいて、ブラーの特性の値が最大である、第1の方向を得る、取得サブシステムを含む。

発明の効果

0013

システムは、ブラーの特性が最大である方向を得る。医療関係者又は核医師にとって、どの方向でブラーが最大になるかを知ることは、このことによって、彼らは、より正確にイメージを解明することができるので、役に立つ。この方向でのブラーは、イメージから得られた値の補正への基盤となり得るため、ブラーが最大である方向を知ることは、重要である。決定サブシステムは、値を用いて各々のラインに沿ってブラーの特性を分類する。決定された値は、連続値又は離散値であり得る。値に関して重要であることは、値は、ブラーの特性に関して、例えば、低いから高いに、又は、少ないから多いに、ラインをランク付けするように使用されなければならないということである。一実施形態において、決定サブシステムは、例えば、各々のラインに沿って、コントラスト差を決定しても良い。もし、より多くのコントラストが、各々のラインの1つに沿って得られるなら、イメージは、恐らく、この各々のラインの1つに沿って、ブラーの影響をあまり受けない。決定サブシステムは、各々のラインに沿って、ピクセル又はボクセルの強度を表す関数の第1の導関数を計算しても良い。第1の導関数の最大値は、イメージが各々のラインに沿って影響を受ける、ブラーの量に反比例する。

0014

ブラー特性の値の決定は、種々の角度で興味の対象に交差する1セットのライン上で実行される。結果として、ラインは、興味の対象を通る複数の種々の方向を表す。種々の方向でブラーの特性の値を決定することにより、種々の方向でのブラーの特性の分布についての情報が得られる。種々の方向での特性の分布について知ることは、ブラーの特性の値が最大である第1の方向を決定することへの基盤である。

0015

本発明の第1の様態に係るシステムは、イメージ内の異方性のブラーの特性を決定する、堅固で信頼できるシステムである。イメージは、2次元であっても良く、3次元であっても良い。複数のラインの各々の1つは、多次元を、ライン上の位置である、1次元へと局所的に低減する。したがって、ブラーの特性の値の決定は、少量の自由パラメータを決定する必要がある、より単純な決定についての問題へと軽減される。

0016

3次元でのブラーの特性を決定することにより、異方性のブラーの特性を見つけようとする、従来のシステム又は方法と比して、本発明のシステムは、決定についての問題を、効率的に解決され得る、堅固な従来の手段で、複数のはるかに小さい決定についての問題へと分ける。結果として、方法は、堅固な方法を用いて、イメージ内のブラーについての、信頼できる情報を、効率的に得る。

0017

一実施形態において、システムはさらに、イメージよりもよりシャープなイメージである、興味の対象の更なるイメージを受信する、更なるレシーバを含む。決定サブシステムは、イメージ内のブラーの特性の値を決定するために、各々のラインに沿って、イメージ及び更なるイメージを解析する。

0018

イメージは、ブラーを含み、更なるイメージほどシャープでない。更なるイメージは、例えば、イメージより少ないブラーを有する、又は、全くブラーを有さない。両方のイメージは、ボディの興味の対象周辺の領域についてである。両方のイメージは、正確に同じ領域を示す必要はないが、重要であることは、両方のイメージが、興味の対象を示すことである。興味の対象は、調査されているボディ及び興味の対象の特定の特徴を決定するために、記録されるイメージの一部である。

0019

なぜなら、更なるイメージは、イメージよりも、興味の対象の実形状をより正確に示すので、各々のラインに沿って両方のイメージを比較することにより、決定サブシステムは、各々のラインに沿ったブラーの特性の値を、はるかに良好に正確に決定することができる。興味の対象の実形状を知ること無しで、ブラーの値は、各々のラインのブラーの特性をランク付けするために、単に使用され得る。各々のラインに沿った更なるイメージ及びイメージを解析することにより、値は、ブラーの特性の実際の値に、より結びついている。特性の値は、主に、イメージのブラーと更なるイメージのブラーとの間の差に主に関係している。特に、もし更なるイメージが実質的にブラーがないなら、ブラーの特性は、ブラーのない理想的なイメージと比較した、イメージのブラーの総量を表す。

0020

本発明の第1の様態に係るシステムの一実施形態において、第1の方向でのブラーの特性の値が得られる。値を知ることは、イメージをより良好に解明するために重要であり得る。

0021

(複数の)ラインが興味の対象と交差する実施形態において、複数のラインは、興味の対象内の共通のポイントで互いに交差する。興味の対象の種々の部分を通り、ラインのより良い分布をもたらすので、共通のポイントを有することは有利である。別の実施形態において、興味の対象内の共通のポイントは、興味の対象の質量中心である。もし共通のポイントが質量中心であるなら、ラインが興味の対象の境界横断するポイントは、興味の対象の外側表面に亘ってより均一に分布されるであろう。別の実施形態において、ラインが興味の対象を交差する種々の角度は、均一に分布される。したがって、ラインの方向は、興味の対象のスペースを通って、均一に分布される。ブラーの特性の値の良好な概観は、ラインの方向を均一に分布させることによって、得られうる。より多くのラインが使用されればされるほど、ブラーの特性の値の概観はより正確になる。

0022

一実施形態において、第1の方向を得るための取得サブシステムは、主たる(principal)ブラー方向決定(blur−direction−determining)サブシステム及び主たるブラー値決定(blur value−determining)サブシステムを含む。主たるブラー方向決定サブシステムは、主たる(複数の)ブラー方向と呼ばれる、ブラーの特性の主たる(複数の)ブラー方向を決定する役目を果たす。主たるブラー値決定サブシステムは、主たる(複数の)ブラー方向の少なくとも1つにおいて、ブラーの特性の値を決定する役目を果たす。

0023

定義によれば、第1の主たるブラー方向として参照される、主たる(複数の)方向の1つは、ブラーの特性が最大である方向である。もし、方法が2次元イメージで使用されるなら、第2の主たるブラー方向は、第1の方向に直角であり、しばしば、ブラーの特性が最小である方向である。3次元イメージにおいて、第1の主たるブラー方向は、ブラーの特性が最大である、方向である。第2の主たるブラー方向は、ブラーの特性が最大である、第1の主たるブラー方向に垂直な方向の1つである。第3の主たるブラー方向は、第1の主たるブラー方向に垂直であり、第2の主たるブラー方向に垂直である。第3の主たるブラー方向は、しばしば、ブラーの特性が最小である方向である。

0024

ブラーの特性の主たる方向を知ることは、それらは、ブラーについてのより詳細な情報を供するので、重要である。より詳細な情報は、ブラーの特性の第1の主要なブラー方向における、最大値に関して、及び、ブラーの特性の第2又は第3の主たるブラー方向における最小値に関して、イメージから得られた特性の補正を許す。イメージから引き出される又はイメージ内で測定される値が、ボディ内の興味の対象の実際の条件に、より対応するよう、ブラーについてのより詳細な情報は、医療用イメージの解釈を高め得る。より詳細な情報は、イメージ処理を実行するシステムの使用者、例えば、核医師又は医療関係者、によって使用され得る、又は、より詳細な情報は、医療用イメージを処理する別の方法によって、又は医療用イメージを処理するシステムによって、使用され得る。

0025

更なる実施形態において、主たるブラー方向決定システムは、テンソル

0026

を計算するよう構成され、iは興味の対象と交差する複数のラインの1つの添え字(index)であり、nはラインの数であり、

0027

は、i番目のラインの方向を表すベクトルであり、fiはi番目のライン上のブラーの特性の値であり、

0028

は、fi及び

0029

の積に関する転置操作である。

0030

与えられた式を使用してテンソルTを計算することは、比較的単純なベクトル及び行列の操作だけを必要とする。これらの操作の複数の非常に効率的な手段は、ソフトウェア及びハードウェアで存在する。テンソルTの固有ベクトルを得るために、たくさんの効率的な手段が同様に利用可能である。したがって、主たるブラー方向が効率的に計算され得、ソフトウェア又はハードウェアで効率的に手段され得る。

0031

一実施形態において、主たるブラー値決定システムは、テンソルTの固有値を計算するよう構成される。固有値は、ブラーの特性に関する値である。特定の実施形態において、各々の固有値の平方根は、各々の主たるブラー方向における、ブラーのブラー幅である。固有値を得ることは、従来の効率的な手段によってなされても良い。

0032

一実施形態において、ブラーの特性は、ブラー幅である。ブラー幅は、ブラーを特徴付けるものに関して、広く受け入れられた特性である。科学者、核医師及び例えば医療関係者は、その特性を理解し、そのような値を、ブラーの影響を受けるイメージをより良く解釈するために、使用することができる。

0033

別の実施形態において、ブラー幅は、ガウス分布であるブラー関数の半値全幅によって定義される。ブラーは、ガウス分布であるブラー関数によって最良に特徴付けられる。ガウス分布は、ブラーの良好な統計的記述である。半値全幅(FWHM)は、特定のガウス分布を特徴付ける良く知られたパラメータであり、したがって、ブラー幅を特徴付ける。FWHMは、最大値の半分である値での分布の幅である。別の実施形態において、ガウス分布のシグマ(σ)が、ブラーを述べるためのパラメータとして使用される。

0034

一実施形態において、決定サブシステムは、強度プロファイル決定サブシステム及び値決定サブシステムを含む。強度プロファイル決定サブシステムは、複数のラインの各々のライン上のブラーの特性の値を決定する役目を果たし、イメージ内の第1強度プロファイル及び更なるイメージ内の第2強度プロファイルを、複数のラインの各々1つに沿って、決定するステップを含む。強度プロファイル決定サブシステムは、複数のラインの各々のライン上のブラーの特性の値を決定するのに適切である。特定のライン上のブラーの特性の値は、特定のラインに沿った第1の強度プロファイルと、第2の強度プロファイルに対する、ブラーの特性の各々の値を有するブラー分布適用結果(application)との間に実質的に良好な適合をもたらす、ブラーの特性の特定の値である。

0035

強度分布決定サブシステムは、イメージ及び更なるイメージ内で有効な(available)次元の数を低減する情報を得る。強度プロファイルは、ライン上の位置である、1つの変数を有する関数と見なされても良い。解決される、より単純な問題をもたらすので、次元の数を減らすことは有利である。強度プロファイル中における次元の低い数は、最高水準の異方性のブラー分布における、自由変数の数よりも少なく、また、1つだけの自由変数を有する関数である、ブラー分布の使用を許す。結果として、効率的なアルゴリズムが、ブラー分布を、第2の強度プロファイルへと適用するために、かつ、ブラー分布の良好な適合を見つけるために、使用され得る。

0036

更なる実施形態において、値決定サブシステムは、複数のラインの、個々各々のラインに関する一連の作動を実行するために配置される。一連の作用は、複数のブラー分布を選択することで始まり、ブラーの特性の値は、複数のブラー分布の各々1つで異なる。その後、作動は、複数のブラー分布の各々のブラー分布を、各々のラインの第2の強度プロファイルでコンボリューションし、各々のコンボリューション結果に関して、コンボリューション結果が、どれくらい、各々のライン上の第1の強度プロファイルに適合するかを決定することを続ける。最後に、値決定サブシステムは、複数のラインの個々各々のラインに関して、コンボリューション結果が、各々のライン上の第1の強度プロファイルに最も適合する、ブラーの特性の値を選択する。

0037

値決定サブシステムは、各々のラインの異なるブラー分布の各々1つが試され、最も適合する1つが選択される、効果的なサーチアルゴリズムを実行するよう構成される。最善の適合は、各々のライン上のブラーの特性の値であり、許容誤差内の、ブラーの特性に関する値を供給する。許容誤差は、より多くブラー分布をコンボリューションすることにより低減され得る。しかしながら、より多くのブラー分布をコンボリューションすることにより、より多くの計算時間が使用される。したがって、システムは、より良好な正確さとより短い処理時間との間で、柔軟に選択し得る。

0038

一実施形態において、イメージは、ポジトロン放出断層撮影(PET)スキャナによって得られた興味の対象のイメージである。更なる実施形態において、更なるイメージは、コンピュータ断層撮影(CT)スキャナによって得られた興味の対象のイメージである。他のイメージスキャニング技術が同様に使用され得るとういことが言及されるべきである。本発明は、イメージがブラーの影響下にあり、更なるイメージが、イメージよりもよりシャープなイメージであるという事実に基づいている。ブラーの影響を受けるイメージと、イメージよりもよりシャープな更なるイメージと、をもたらすイメージ取得技術の全てのペアが、イメージ及び更なるイメージを得るために使用され得る。

0039

他の実施形態において、更なるレシーバは、興味の対象が、更なるイメージ内でシャープにイメージ化されるように、イメージ取得システムによって得られたイメージよりも、よりシャープな興味の対象のイメージを取得し、興味の対象のシャープなモデルを得るために、よりシャープなイメージをセグメント化し、興味の対象のシャープなモデルに基づいて更なるイメージを生成する、よう構成される。よりシャープなイメージは、CTスキャナから受信しても良い。よりシャープなイメージ又はCTイメージをセグメント化することは、CTイメージ又はよりシャープなイメージ内の対象の2次元又は3次元形状モデルを得るために使用され得る従来の技術である。シャープなモデルは、興味の対象の形状及びサイズを正確に示すので、興味の対象のシャープなモデルを有することは利点である。イメージ内の種々の方向でのブラーの量を決定するために、興味の対象の正確な形状についてのいくらかの情報が必要とされる。それによって、当業者は、対象がどれくらいブラー無しでイメージ化されているであろうかを知ることができ、したがって、イメージが影響を受けるブラーの量が決定され得るので。
興味の対象のシャープなモデルに基づく更なるイメージの生成は、イメージングが理想的である場合、どのように興味の対象がイメージ化されているであろうかを示す、即ちブラー無しでの、イメージの生成である。したがって、更なるイメージは、イメージに影響を及ぼすブラーの総量を決定する良好な基準である。

0040

他の実施形態において、更なるレシーバは、数学的な形状モデルを、イメージ内でイメージ化されたような興味の対象と適合し、適合された興味の対象の数学的な形状モデルに基づいて、更なるイメージを生成するよう構成され、適合された数学的な形状モデルは、更なるイメージ内でシャープにイメージ化される。例えば、コンピュータ断層撮影スキャナを用いて、比較的シャープな、興味の対象の更なるイメージを得ることは、常に可能であるとは限らない。特に、イメージがデータ格納システムから受信されるとき、スキャンされた人は、スキャニング技術によって別のイメージを得ることはもはやできない。もし、人がまだ対応可能で、イメージが過去に得られたなら、興味の対象は、ほぼ確実に、イメージが得られた時点での興味の対象は別の条件にある。興味の対象の形状及びサイズの推定は、そのような状況において役に立つかもしれない。イメージはボケるが、イメージはまだ、興味のある対象についての情報を含む。複数のタイプの興味の対象に関して、ある形状が、イメージ内でどれくらいボケて見えるかは、正確に知られている。例えば、腫瘍の数学モデル入手でき、研究に基づいて、あるタイプの腫瘍が、ブラーの影響下で、イメージ内にどのようにイメージ化されるかは、完全に良く知られている。数学モデルを、イメージ内の興味の対象に関する情報と適合させることは、ある正確性の精度内で、興味の対象の形状の合理的で良好な推定をもたらす。前に議論されたように、興味の対象の形状及びサイズを知ることは、興味の対象と交差しているラインに関して、ブラーの特性の値の正確な決定をもたらす。ブラーの特性に関するより正確な値の結果として、本発明の方法の最終結果はより正確である。

0041

一実施形態において、システムは更に、イメージ内の興味の対象に関連する値を測定する、測定サブシステムを含み、主たるブラー方向の少なくとも1つに基づいて測定された値及び前記主たるブラー方向の少なくとも1つにおけるブラーの特性の各々の値を補正する、補正サブシステムを含む。特性に関する各々の値を含む、ブラーの特性の主たる方向を知ることは、ブラーの効果がどれくらい多くイメージ内にあるかが推定され得る情報を供する。例えば、興味の対象の質量中心内又はそれに近くでのピクセル又はボクセルの強度が測定されるなら、かつ、特定の方向における、最大のブラー幅の値が知られているなら、人は、例えば、予め定義されたテーブルから、測定された強度が補正されなければならない補正因子を得ることができる。したがって、核医師又は医療関係者は、イメージからより信頼できる情報を得ることができる。

0042

更なる実施形態において、システムは、主たるブラー方向の少なくとも1つで、各々の値を有するブラーの特性を有する、ブラー分布の使用によって、イメージの少なくとも一部をシャープ化する、シャープ化サブシステムを含んでも良い。システムは更に、イメージから、主たるブラー方向の少なくとも1つに沿った、主たる強度プロファイルを得る、主たる強度プロファイルサブシステムを含んでも良い。システムは更に、イメージ及び/又は更なるイメージを変換する(transform)、変換サブシステムを含んでも良く、主たるブラー方向は、変形されたイメージ又は変形された複数のイメージ内の座標系の軸を変換する。さらに、システムは、イメージのシャープ化された部分を記憶する並びに/又は主たる強度プロファイルを記憶する並びに/又は変換されたイメージ及び/若しくは変換された更なるイメージを記憶する、データストレージを含んでも良い。更なる実施形態において、システムは、イメージのシャープ化された部分を提示する並びに/又は主たる強度プロファイルを提示する並びに/又は変換されたイメージ及び/若しくは変形された更なるイメージを提示する、提示サブシステムを含んでも良い。

0043

核医師及び医療関係者は、興味の対象を通るラインに沿った強度曲線が示される、強度プロファイルの精査に基づいて、興味の対象の調査に慣れている。これらのプロファイルは、一般的に、イメージの軸に平行な又は興味の対象を含むボディの軸に平行な方向に関して作り出される。しかしながら、使用者が、ブラーの特性が最大である方向での及びブラーの特性が最小である方向での、強度プロファイルを精査することが、よりずっと重要である。核医師及び/又は医療関係者は、強度プロファイルの組をより正確に解釈できるように、最悪の場合の強度プロファイルを知らなければならない。

0044

イメージの一部をよりシャープにさせることは、デブラーリング(de−blurring)と呼ばれる。イメージ記録の間、ブラーが取り込まれた。だから、デブラーリングはその反対である。結果は、イメージの一部が、もし、イメージ記録ステップの間ブラーが取り込まれなかった場合、そのイメージが見えていたであろうことを示す、イメージである。シャープ化された部分は、ボディの部分の実情権と一致するボディの一部をより良好に示す。さらに、イメージのシャープ化された部分における、ピクセル又はボクセルの強度値は、理想の場合において、ピクセル又はボクセルが有するであろう強度値に近い又は等しい。したがって、シャープ化されたイメージから得られた情報は、イメージから得られた情報よりもより信頼性がある。

0045

核医師及び医療関係者といった医療用イメージの使用者は、しばしば、例えば、イメージの座標系又はボディの軸によって形成された仮の座標系である、特定の座標系でイメージを見る。核医師又は医療関係者は、しばしば、例えばボリュームイメージのスライスを見る。そして、スライスは、一般的に、座標系の軸に平行である。したがって、もし、イメージ及び/又は更なるイメージが変換され、主たるブラー方向が座標系を形成するなら、変換されたイメージ及び/又は第2の変換されたイメージは、核医師又は医療関係者による使用のために準備される。

0046

本発明の第2及び第3の様態によると、医療用イメージ取得装置及び医療用ワークステーション、前記システムを含む両方、が供される。医療用イメージ取得装置及び医療用ワークステーションは、本発明の第1の様態に係るシステムと同じ効果を供する。

0047

本発明の第4の様態によると、イメージ内のブラーの特性を決定する方法が供される。方法は、ボディの興味の対象のイメージを受信するステップを含み、イメージはブラーを含む。方法内に含まれる更なるステップは、種々の角度で興味の対象と交差する、したがって、種々の方向で伸びる、複数のラインの各々のライン上の、イメージ内のブラーの特性の値を決定するステップであり、決定は、各々のラインに沿ってイメージを解析することを含む。方法は更に、種々の方向で伸びる各々の複数のライン上の、決定された複数の値に基づいて、ブラーの特性の値が最大である、第1の方向を得るステップを含む。本発明の第2の様態に係る方法は、本発明の第1の様態と係るシステムと同じ効果を供する。

0048

本発明の第5の様態によると、処理システムに前記方法を実行させる命令を含む、コンピュータプログラムが供される。コンピュータプログラムは、本発明の第1の様態に係るシステムと同じ効果を供する。

0049

本発明のこれら及び他の様態は、この後に述べられる実施形態から明らかになり、かつ、それを参照して明らかになるであろう。

0050

本発明の上述された実施形態、実施及び/又は様態は、有益であると見なされる如何なる方法で結合され得るということが、当業者によって理解されるであろう。

0051

システムの修正及び変更、したがって、述べられたシステムの修正及び変更に対応する、方法のそれらは、本説明に基づいて、当業者が実行することができる。

0052

当業者は、方法が、制限されないが、標準X線イメージング、コンピュータ断層撮影(CT)、核磁気共鳴画像(MRI)、超音波(US)、ポジトロン放出断層撮影(PET)、単一光子放出断層撮影SPECT)及び核医学(NM)といった種々の取得様式によって取得された、例えば、2次元(2−D)、3次元(3−D)又は4次元(4−D)イメージである、多次元イメージデータに適用されうるということを理解するであろう。

0053

図面において:

図面の簡単な説明

0054

図1は、ブラーの特性の主たるブラー方向を決定するシステムを概略的に示す。
図2aは、第1のイメージ及び第2のイメージを概略的に示す。
図2bは、興味の対象を交差する第1のライン上の2つの強度プロファイルと、興味の対象を交差する第2のライン上の2つの強度プロファイルと、を概略的に示す。
図3aは、コンピュータ断層撮影スキャナによって得られたイメージの区分け及びシャープなイメージの生成を概略的に示す。
図3bは、興味の対象を交差する第1のライン上の2つの強度プロファイルを概略的に示す。
図4aは、ポジトロン放出断層撮影スキャナによって得られた主要のイメージを概略的に示す。
図4bは、主たるブラー方向に沿ったイメージの3つの強度プロファイルを概略的に示す。
図5は、本発明の第2の様態に係る方法をフローチャートで概略的に示す。

実施例

0055

異なる図面で同じ参照番号によって表示された事項は、同じ構造的特徴及び同じ機能を有する又は同じ信号であるということが理解されるべきである。もし、そのような事項の機能及び/又は構造が説明されるなら、詳細説明において、それらの繰り返された説明は必要ない。

0056

第1の実施形態が図1で示される。

0057

図1は、本発明のシステム100を概略的に示す。システム100は、PETイメージ内のブラーの特性を調査することができる。システム100は、第1のレシーバ102、任意の第2のレシーバ104、決定サブシステム122及び取得サブシステム126を含む。一実施形態において、決定サブシステム122は、強度プロファイル決定サブシステム122及び値決定サブシステム120を含む。一実施形態において、取得サブシステム126は、主たるブラー方向決定サブシステム114及び主たるブラー値決定サブシステム124を含んでも良い。システム100の他の実施形態において、システム100は更に、測定サブシステム116及び補正サブシステム118を含む。システム100の他の実施形態において、システムは更に、シャープ化サブシステム132及び/又は主たる強度プロファイルサブシステム128及び/又は変換サブシステム130及び/又はデータストレージ136及び/又は提示サブシステム134を含む。図1は更に、ポジトロン放出断層撮影(PET)スキャナ106、外部データストレージ108及びコンピュータ断層撮影(CT)スキャナ110を示す。PETスキャナ106、外部データストレージ108及びCTスキャナ110は、システム100の一部ではない。

0058

第1のレシーバ102は、PETイメージを受信する。PETイメージは、ボディのある領域の2次元イメージ又は3次元イメージであり、ポジトロン放出断層撮影(PET)スキャン106によって得られる。PETイメージは、長いPETイメージ記録時間により、ブラーの影響を受ける。第1のレシーバ102は、PETスキャナ106によるPETイメージの構築の後すぐに、PETイメージを受信しても良い。他の実施形態において、PETイメージは、PETスキャナ106によるPETイメージの構築のあとに、PETイメージが格納された、外部データストレージシステム108から受信される。PETイメージは、システム100の使用者が興味のある、少なくとも1つの対象を示す。興味の対象は、例えば、人の肺内の腫瘍であり、システム100の使用者は、腫瘍を悪性又は良性に分類するよう、システム100を使用する。

0059

第2のレシーバ104は、CTイメージを受信する。CTイメージは、コンピュータ断層撮影(CT)スキャナ110によって得られ、PETイメージ内にイメージ化される、ボディの領域と同じボディの同じ領域のイメージである。しかしながら、領域は、同一である必要はない;重要なことは、ボディの興味のある部分が、両方のイメージ内に存在しているということである。CTスキャナ110は、CTイメージ記録が、PETスキャンを得るために使用されるような、同じスキャニングセッションで起こるように、PETスキャナ106一体化されても良い。しかしながら、他の実施形態において、単独のCTスキャニングセッション及び単独のPETスキャニングセッションが、各々、CTイメージ及びPETイメージを作り出すように使用され、スキャニングセッションの結果は、拡大縮小、回転及び/又は移動され、興味のある同じ領域が、PETイメージ及びCTイメージ内でイメージ化される。

0060

CTイメージは、CTイメージを記録する後すぐに受信されても良く、外部データストレージ108から受信されても良い。ボディのスライスあたりの記録時間が、CTスキャニングは比較的短く、PETスキャニングは比較的長いので、一般的に、CTイメージは、PETイメージよりも、ずっとシャープである。結果として、ボディ又はボディの一部の移動は、PETスキャナ106によって得られたイメージの品質に不利に影響を及ぼす。特に、PETスキャナ106は、人の肺の1つのイメージを記録するために使用され、呼吸運動は、多くのブラーを導入するであろう。肺の近くに位置される他の器官、例えば、肝臓、がそれに応じて移動する。

0061

第1のレシーバ102による受信イメージは、ブラーの影響を受けるイメージであるということが言及されるべきである。PETイメージだけがブラーの影響下にある訳ではない。他のスキャニング又はイメージング技術もまた、興味の対象のボケイメージを作り出し得る。CTスキャナによって受信したイメージは、PETイメージよりも、よりシャープなイメージである。CTイメージだけがPETイメージよりもシャープであるという訳ではない。他のスキャニング又はイメージ取得技術も、同様に、興味の対象のよりシャープなイメージを作り出し得る。

0062

任意に実施形態において、第2のレシーバ104は、興味の対象のシャープなモデルを得るために、かつ、シャープなモデルの基づく第3のイメージを作り出すために、CTイメージをセグメント化するよう構成される。CTイメージのセグメント化は、CTイメージ内の1つ以上の対象に関して、2次元又は3次元の形状モデルが作り出されるということを意味する。CTイメージのセグメント化は、従来技術であり、しばしば、境界検出に基づく。CTイメージは、一般的に、比較的シャープなイメージであり、対象の境界は、1つの強度値の別の強度値への変遷から検出され得る。興味の対象の形状モデルは、性格に、現実の興味の対象を示し、興味の対象のサイズ、ボディの方向性(orientation)、興味の対象の正確な形状を明確に示す。

0063

第2のレシーバ104は、この任意の実施形態において、更に、CTイメージ及びPETイメージによってイメージ化されたボディの領域の第3のイメージを作り出すように構成され得る。第3のイメージは、PETイメージよりも、よりシャープなイメージであり、CTイメージのセグメント化の結果に基づいて作り出される。少なくとも興味の対象は、第3のイメージでシャープにイメージ化される。非常に鮮やかなピクセル又はボクセルが作り出され得る。もし、そのピクセル又はボクセルが、興味の対象の形状モデル内に完全にあるなら。もしピクセル又はボクセルが、形状モデルの外側に完全に配置されるなら、ピクセル又はボクセルは、低い強度を取得し得る。また、ピクセル又はボクセルは、興味の対象の形状モデルの内側に配置されるピクセル又はボクセルの部分と、興味の対象の形状モデルの外側に配置されるピクセル又はボクセルの部分との比に関連する明るさを受信しても良い。

0064

決定サブシステム122は、各種角度で興味の対象と交差する複数のラインの各々のラインに沿った強度プロファイルを決定する。したがって、ラインの各々の1つは、別の方向を示す。一実施形態において、興味の対象と交差するラインは、興味の対象の質量中心を通る。一実施形態において、興味の対象が交差される角度は、均一に分布される。

0065

任意の実施形態において、決定サブシステム122は、各々のラインに関して、第1の強度プロファイルと第2の強度プロファイルとを決定する、強度プロファイル決定サブシステム112を含む。第1の強度プロファイルは、各々のラインに沿ったPETイメージの強度分布を示す。第2の強度プロファイルは、もし、第2のレシーバ104が、第3のイメージを作り出さないなら、各々のラインに沿った、CTイメージの強度分布を示し、第2の強度プロファイルは、もし、第2のレシーバが第3のイメージを作り出したなら、第3のイメージ内の各々のラインに沿った、強度分布を示す。ラインは、イメージ内のピクセル又はボクセルと交差する。これらのピクセル又はボクセルの強度は、強度プロファイルをもたらすライン上のピクセル又はボクセルの位置に関する強度を、供する。

0066

任意の実施形態において、決定サブシステム122は、複数のラインの各々のライン上で、第1強度プロファイルと、第2強度プロファイルに適用されたブラー分布と、の間の実質的に良好な適合をもたらす、ブラーの特性の値を決定する、値決定サブシステム120を含む。ブラー分布は、ブラーの特性の各々の値を有する。

0067

任意の実施形態において、値決定サブシステム120は、複数のブラー分布を選択するよう構成され、ブラーの特性の値は、ブラー分布の各々の1つで異なる。値決定サブシステム120は更に、複数のラインの各々のラインの各々の1つに関して、一連のアクションを実行するよう構成される。一連のアクションは、複数のブラー分布を選択し、ブラーの特性の値は、複数のブラー分布の各々1つで異なる。続いて、複数のブラー分布の各々のブラー分布は、各々のラインの第2の強度プロファイルでコンボリューションされる。各々のコンボリューション結果に関して、コンボリューション結果が、各々のラインの第1の強度プロファイルと、どれくらい適合するかが決定される。最後に、各々のラインに関して、コンボリューション結果が、各々のラインの第1の強度プロファイルに最も適合する、ブラーの特性の値が選択される。したがって、結果は、複数のラインの個々各々のラインに関して、PETイメージがブラーにどの程度影響を受けるかが知られるということである。

0068

分布のブラー幅を定義することに関して、種々の特徴付ける値及び種々のタイプの分布が使用され得る。通常、使用される分布は、ブラー幅が、半値全幅(FWHM)によって定義され得る、ブラーに関するガウス分布である。

0069

取得サブシステム126は、ブラー幅が最大である方向を取得する。方向は、見受けられた他の全てのブラー幅よりも大きい、最大のブラーが見受けられた、複数のラインの方向の1つであり得る。例えば、複数のラインの種々の方向での、各々のブラー幅を有するブラー分布を推定することによる、方向を見つけるための他の技術が使用されても良い。推定されたブラー分布は、1つ以上の方向で最大のブラー幅を有し、前記方向の1つが、その方向として選択される。

0070

任意の実施形態において、取得サブシステム126は、複数のラインの各々のライン上の、決定されたブラー特性に基づいて、主たるブラー方向を決定する、主たるブラー方向決定サブシステム114を含んでも良い。取得サブシステム126は更に、主たるブラー方向の少なくとも1つで、ブラーの特性の値を、決定する、ブラー値決定サブシステム124を含んでも良い。

0071

主たるブラー方向決定サブシステム114は、次の式に基づくテンソルを計算するよう構成され得る:

0072

式中、iは興味の対象と交差する複数のラインの1つのラインの添え字(index)であり、nはラインの数であり、

0073

は、i番目のラインの方向を表すベクトルであり、fiはi番目のライン上のブラーの特性の値であり、

0074

は、fi及び

0075

の積に関する転置操作である。

0076

主たるブラー方向決定サブシステム114は更に、テンソルTの固有ベクトルを計算するよう構成される。テンソルTの固有ベクトルは、所謂(so−termed)、ブラー幅の主たる方向である。もし、方法が、ボリュームイメージに適用されるなら、3つの固有ベクトルが得られる。第1の主たるブラー方向は、全体の最大のブラー幅の方向である。第2の主たるブラー方向は、第1の主たるブラー方向に垂直な方向であり、第2の主たるブラー方向は、第1の主たるブラー方向に垂直な全ての方向の最大のブラー幅を有する。第3の主たるブラー方向は、第1の主たるブラー方向及び第2の主たるブラー方向に垂直であり、しばしば、ブラー幅が最小である方向である。

0077

主たるブラー値決定サブシステム124は、テンソルTの固有値を計算するよう構成されても良い。各々の固有値は、1つの固有ベクトルに属し、したがって1つの主たるブラー方向に属する。固有値の平方根は、ブラーの幅に関する値である。

0078

取得サブシステム126によって取得された情報は、PETイメージを解明するために、例えば、PETイメージから得られたブラーの最大量に関する値を補正するために、核医師又は医療関係者によって使用され得る。

0079

任意の実施形態において、システム100は、シャープ化サブシステム132、主たる強度プロファイルサブシステム128、又は変換サブシステム130によって、PETイメージ及び/又はCTイメージから特定の情報を得る。特定の情報は、システムの使用者に、提示サブシステム134上に提示される。他の実施形態において、得られた特定の情報は、データストレージ136内に格納される。

0080

シャープ化サブシステム132は、ブラー分布を有するPETイメージをデコンボリューションすることにより、PETイメージの少なくとも一部を、よりシャープにさせる。ブラー分布は、異方性の分布であり、主たるブラー奉公の少なくとも1つにおいて、各々の値を有するブラーの特性を有する。PETイメージのシャープ化された部分は、システム100のユーザーに、提示サブシステム134によって提示される。デコンボリューションの結果は、興味の対象の質量中心に近いピクセル又はボクセルのグレーレベルが、ブラーを相殺し、それらの強度が、興味の対象の物理的条件に基づいて予想された強度に近くなる又は等しくなる。

0081

主たる強度プロファイルサブシステム128は、主たるブラー方向の各々の奉公に沿った主たる強度プロファイルを得る。複数の主たる強度プロファイルは、PETイメージから取得されても良く、及び/又は、複数の強度プロファイルは、CTイメージから取得されても良い。主たる強度プロファイルは、使用者が、主たるブラー方向に沿って、強度プロファイルを調査できるように、提示サブシステム134によって提示される。

0082

変換サブシステム130は、主たるブラー方向が、PETイメージ及び/又はCTイメージの座標系の軸になるように、PETイメージ及び/又はCTイメージを変換する。変換されたイメージ又は変換された(複数の)イメージは、提示サブシステム134によって、システム100の使用者に提示される。他の実施形態において、変換されたイメージは、データストレージ136内に格納される。

0083

任意の実施形態において、システム100は、PETイメージ内の興味の対象に関連する値を測定する、測定サブシステム116と、主たるブラー方向の少なくとも1つ及び各々の主たるブラー値に基づいて、測定された値を補正する、補正サブシステム118と、を含む。測定された値は、興味の対象の質量中心に近いピクセル又はボクセルの強度値になり得る。この強度値は、主たるブラー方向の1つ及び各々の主たる奉公のブラーの特性の値に基づいて、ブラーに関して補正され得る。補正因子を有する標準テーブルは、特定の方向でのブラーの最大量及び別の方向でのブラーの最小量に基づいて、測定された強度を補正するために使用され得る。測定の補正された値は、提示サブシステム134で、システムの使用者に提示されても良く、データストレージ136内に格納されても良い。

0084

図2aは、左に、ボディのある領域、例えば、人の肺の1つの又は人の肝臓のある領域、のCTイメージ202を示す。CTイメージは、複合型コンピュータ断層撮影/ポジトロン放出断層撮影(CT/PET)スキャナのCTスキャナによって得られるイメージである。CT/PETスキャナは、コンピュータ断層撮影技術によって及びポジトロン放出断層撮影技術によって、ボディの領域をイメージ化する。図2aで示されるCTイメージ202は、2次元イメージである。しかしながら、本発明に係るシステムは、同様にボリュームイメージに関して使用されても良い。

0085

CTイメージ202は、腫瘍であるかもしれない、4つの対象を示す。2つのライン206、208は、対象212と交差する。CTイメージ202において、更なる対象210が示される。図2aは更に、CTイメージ202としてボディの同じ領域の記録である、PETイメージ204を示す。PETイメージは、複合型CT/PETスキャナのポジトロン放出断層撮影スキャナによって得られる。ブラーの結果、PETイメージ204は、CTイメージ202ほどシャープでない。PETイメージ204は、同様に、複数の対象を示す。対象218は、CTイメージ202の対象210に対応し、対象220は、CTイメージ202の対象212に対応する。ライン214の方向は、ライン206の方向に対応し、ライン216の方向は、ライン208の方向に対応する。PETイメージにおいて、対象220に交差する、2つのライン214、216が同様に描かれる。

0086

CTイメージにおいて示されたような対象210は、比較的大きい。比較的小さい対象212は、調査された興味の対象212である。もし、興味の対象212が腫瘍であるなら、興味の対象は、腫瘍が悪性である又は良性であるかどうかを決定するために、核医師又は医療関係者によって調査される。腫瘍が悪性であるか良性であるかを決定するために、腫瘍のサイズ及び標準摂取率(SUV)が重要である。SUVは、PETイメージで示される、規格化した強度値である。CTイメージ202は、腫瘍のサイズを測定するために使用される。腫瘍のSUV値は、対象220の質量中心内の又はそれに近いピクセルの強度を測定することにより、PETイメージ204内で見つけられる。

0087

図2aで見受けられ得るように、PETイメージ204は、CTイメージ202ほどシャープでなく、垂直方向にブラーを有する。ブラーの結果として、より小さい対象は、より大きい対象よりも、PETイメージ204内において、より低い強度を有する。例えば、対象212は、対象220の中心でグレーのピクセルを有する一方で、対象218は、中心で白のピクセルを有する。少なくとも、PETイメージ204内の対象220の強度は、ブラーの結果として低減される;更に対象220は、対象218ほど悪性でない腫瘍であるということが起こり得る。CTイメージ202において明確に目に見える対象213は、PETイメージ204において、複数の暗いグレーのピクセル221として見えるだけである。これは、ブラー効果が、非常に小さい対象上に、どれくらい実在し得るかということを示す。ブラーのこの効果は、非常に小さい対象の中央に近いピクセルのSUB過小評価をもたらす。

0088

図2bは、左側に、2つの強度曲線222、224を示し、右側に、2つの強度曲線230、232を示す。y軸226は、CTイメージ202又はPETイメージ204内でイメージ化されるときの、強度iの値を示す。x軸228は、ライン208又は216上の距離dを示す。曲線222は、CTイメージ202内のライン208に沿った強度プロファイルである。曲線224は、PETイメージ204内のライン216に沿った強度プロファイルである。左側の強度プロファイル222、224は、興味の対象と交差するラインであり、両方のラインが、対象を通る同じ経路をたどる、ライン208、216に関して作り出される。

0089

図2bの右側に、2つの他の強度プロファイルが示される。曲線230は、CTイメージ202内のライン206に沿った強度プロファイルである。曲線232は、PETイメージ204内のライン214に沿った強度プロファイルである。

0090

曲線222及び230は、同じような形状を有する。このことは、対象212が、ライン206及び208に沿って同様の形状を有することを意味する。したがって、CTイメージ202内の対象212として記録される、ボディ内の腫瘍は、恐らく球状の対象であるということが結論付けられる。しかしながら、曲線224及び曲線232が示すように、対象220は、ライン216に沿ってよりも、ライン214に沿ってより幅広いようである。これは、1つの特定の方向における、ブラーの結果である。曲線232は、曲線224よりもずっと幅広いので、ライン215に沿って、PETイメージ204は、ライン216に沿ってよりも、ブラーの影響をより受ける;幅が各々曲線230又は曲線222の幅に比較されるときに、少なくとも曲線232は、曲線224よりもずっと幅広い。

0091

本発明のシステムによると、システムは、ライン214、216の各々一方に沿った、PETイメージ204内のブラーの量を定量化しなければならない。ライン216に沿った定量化は、CTイメージ内のライン208に沿った強度プロファイルである、曲線230を、種々のブラー幅の複数のブラー分布で、コンボリューションすることによってなされ得る。複数のコンボリューション結果の少なくとも1つは、曲線232と最も良く適合する。コンボリューション結果と曲線232との間での最善の適合をもたらす、ブラー分布に属するブラー幅は、ライン214の方向でのブラー幅に関する値である。

0092

ライン216に沿ったブラー幅の定量化は、上述されたのと同じ方法でなされる。曲線222は、各々のコンボリューションに関して、ブラー幅のパラメータに関する別の値を有する、複数のブラー分布でコンボリューションされる。各々のブラー幅を有するブラー分布の少なくとも1つは、曲線224と最善の適合をもたらす。この各々のブラー幅は、ライン216に沿ったブラー幅に関する値である。

0093

続いて、本発明に係るシステムは、ブラー方向が最大である、方向を決定する。図2の例において、ブラー幅は、2つの方向だけで決定される。2つの方向の1つは、ブラーが最大である方向である。これはライン214の方向である。PETイメージ204で見受けられるように、ライン214は、正確には、ブラーが最大である方向ではないが、2つのラインに沿った知見に基づいて取得され得る方向に関して、最善の推定である。他の実施形態において、ブラー幅は、2つのラインよりも多くのラインに沿って決定される。2つの方向よりも多くで、どの方向でブラー幅が最大になるかをより正確に決定することが、より容易になる。

0094

PETイメージ204内のライン214及びライン216の方向での、ブラー幅についての知見は、イメージをより正確に解明するために、核医師又は医療関係者によって使用され得る。対象220の中心に近いピクセルによる、示された強度は、グレーのレベルであるが、核医師又は医療関係者は、取得された情報に基づいて、ピクセルの強度が、ブラーの結果として低減される、量を推定することができる。他の実施形態において、PETイメージ204内のピクセルの標準摂取率の測定は、自動的に補正される。例えば、調査された対象のサイズ並びに最大及び最小のブラー幅に依存する補正因子を有するテーブルが、利用可能である。第1の方向、例えば、ライン214に従う方向、で最大のブラー幅を有し、第2の方向、例えば、ライン215に従う方向、で最小のブラーを有する、異方性ブラー分布を生成することも可能であり、PETイメージ204は、PETイメージ204を異方性のブラー分布でデコンボリューションすることによって、デブラー化され得る。

0095

図3a及び図3bは、本発明の他の実施形態を示す。図3aは、左側に、図2aのCTイメージ202を示す。対象302は、興味のある対象である。図3aの実施形態において、CTイメージ202は、セグメント化される。従来のセグメント化技術によって、CTイメージ202内の対象302の形状モデル304が作り出される。一般的に、セグメント技術は、CTイメージ202内の端部を検出することに基づいて、作用する。一般的に、3次元イメージのセグメント化は、3次元イメージ内の対象の形状及び幾何学形状(geometry)を表す、多角形の、例えば三角形の、メッシュ(mesh)表面をもたらす。2次元イメージのセグメント化は、2次元イメージ内の対象の形状及び幾何学形状を表す多角形をもたらす。図3aにおいて、興味の対象302の形状モデルが、円形304として概略的に示される。

0096

興味の対象302の円形形状モデル304は、この実施形態において、図2bのPETイメージ204である、第1のイメージ204よりもシャープなイメージである、第2のイメージ306の生成のための基盤である。興味の対象の形状を知ることによって、非常にシャープな第2のイメージ306が、最も高い強度を、興味の対象の形状モデルの円形内の領域内のピクセルに割り当てることにより、最も低い強度を、形状モデルの円形の外側の領域内のピクセルに割り当てることにより、生成され得る。これは、図3aの右側上に示されるような、第2のイメージ306をもたらす。他の実施形態において、最も高い強度を有するピクセルと最も低い強度を有するピクセルとの間の変遷は、よりスムーズになされる。

0097

図3bは、2つの強度曲線310、312を示す。y軸226は、強度の値を示す。x軸228は、興味の対象と交差するライン上の位置dである。曲線310は、第2のイメージ305内のライン308に沿った強度曲線である。ライン308は、興味の対象の質量中心を通り抜ける。第2のイメージ305は非常にシャープであるので、曲線310は、興味の対象内での高い強度と、興味の対象外での低い光度とを有する、四角形形状である。曲線312は、PETイメージ204内の(図示しない)ラインに沿った強度曲線である。PETイメージ204内のラインは、興味の対象の質量中心を通り抜け、ラインの方向は、第2のイメージ306内のライン308の方向に対応する。

0098

ライン308に沿ったブラー幅が、図2bを参照して議論されたように、曲線310を、種々のブラー幅を有する(複数の)ブラー分布で、(複数の)回数、コンボリューションすることにより、決定される。コンボリューション結果が曲線312と最も適合する、ブラー分布の1つのブラー幅は、ライン308に沿ったPETイメージ204に影響を及ぼすブラー幅の値の正確な推定である。

0099

上述の議論により、ライン308に沿ったブラー幅が決定されるということが言及され得る。ライン308は、興味の対象の質量中心を通り抜ける複数のラインの個々のラインである。図3aで見受けられるように、複数のラインが、第2のイメージ306内の興味の対象の質量中心を通り抜ける。興味の対象を交差するか独活は、均一に分布される。

0100

図4a及び図4bは、本発明の他の実施形態を示す。イメージ410は、図4a内に示される。イメージ化された興味の対象408は、ブラーの影響を受ける。本発明のシステムは、矢印402、404、406によって示される、主たるブラー方向を決定するために使用される。主たるブラー方向406において、ブラーの幅は最大である。主たるブラー方向402において、ブラーの幅は最小である。主たるブラー方向402、404、406の各々に沿って、主たる強度プロファイル412、414、416が、イメージ41ー0内で入手できる情報から得られる。主たる強度プロファイル412、414、416は、ライン上の位置の関数として、主たるブラー方向402、404、406によって形成されたラインに沿って、ピクセル又はボクセルの強度を記録することによって作り出される。主たる強度プロファイル412、414、416は、本発明に係るシステムの提示システム上で、使用者に提示される。主たる強度プロファイル412は、主たるブラー方向406に属し、主たる強度プロファイル414は、主たるブラー方向404に属し、主たる強度プロファイル416は、主たるブラー方向402に属する。図4bで見受けられるように、主たる強度プロファイル416は、興味の対象408は、主たるブラー方向302において、ブラーの影響をほとんど受けないということを意味する、急勾配のプロファイルを有する。主たる強度プロファイル412は、主たるブラー方向406での最大のブラー幅の結果である、徐々に増加する及び徐々に減少するプロファイルを有する。医療関係者及び核医師は、興味の対象の強度プロファイル412、414、416の提示に慣れており、彼らは、提示された強度プロファイル412、414、416に基づいて、ブラーの量に関して、測定された強度を補正する、多くの経験を有する。

0101

図5は、イメージ内のブラーの特性を決定する方法500を、フローチャートで示す。

0102

ステップ502において、イメージが受信される。イメージは、ボディの興味の対象のイメージを含む。イメージは更に、ブラーを含む。

0103

ステップ504において、興味の対象と交差する複数のラインの各々のライン上の、イメージ内のブラーの特性の値が決定される。ラインは、種々の角度で興味の対象と交差し、したがって、種々の方向で伸びる。値の決定は、各々のラインに沿って、イメージを解析することを含む。

0104

ステップ506において、ブラーの特性の値が最大である、第1の方向が得られる。前記方向は、種々の方向で伸びる各々の複数のライン上の、決定された複数の値に基づいて得られる。

0105

上述された実施形態は、本発明を制限するよりも寧ろ説明し、当業者は、添付された特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、多くの別の実施形態を設計することができるであろうということが言及されるべきである。

0106

特許請求の範囲における、丸括弧の間に配置された如何なる参照記号は、特許請求の範囲を制限するように解釈されるべきではない。動詞“含む”及びその活用の使用は、特許請求の範囲で言及されたものとは別の要素又はステップの存在を除外しない。要素の前の詞“a”又は“an”は、複数のそのような要素の存在を除外しない。本発明は、複数の特徴のある要素を含むハードウェアによって及び適切にプログラムされたコンピュータによって実行され得る。特許請求の範囲が複数の手段を列挙するデバイスにおいて、複数のこれらの手段は、人及びハードウェアの同じ事項によって具現化され得る。複数の手段が、互いに異なる独立請求項において引用されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないということを示さない。

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